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JP2002229531A - カラー液晶表示装置 - Google Patents

カラー液晶表示装置

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JP2002229531A
JP2002229531A JP2001339332A JP2001339332A JP2002229531A JP 2002229531 A JP2002229531 A JP 2002229531A JP 2001339332 A JP2001339332 A JP 2001339332A JP 2001339332 A JP2001339332 A JP 2001339332A JP 2002229531 A JP2002229531 A JP 2002229531A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 モノクロ表示の液晶表示部に、Ｒ・Ｇ・Ｂ各
３色光源の光を時間分割して照射し,カラー表示を行う
フィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置に関し
て、動画像などで現れる色割れ対策を行うと共に、消費
電力を削減する。 【解決手段】 ３原色の同時照射による白フィールドを
組み合わせてＲＧＢＷの４フィールドで表示するとき、
１フレーム分の画像信号の中の最大輝度レベルを求め、
これに画像内容などに応じてＷフィールドで表示する白
情報の輝度レベルの割合を設定し、Ｗフィールドにおい
て前記最大輝度レベルと前記割合とに応じた強度で３原
色光源を点灯させることにより、光源側の消費電力を低
減する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、カラーテレビ、パ
ーソナルコンピュータ、などに使用されているカラー表
示の液晶表示装置に関し、特に、カラーフィルタを用い
ず、時分割で３原色表示を行い、３原色の混色によりフ
ルカラー表示を行う液晶表示装置に関する。
【０００２】
【背景技術】近年、パーソナルコンピュータの発達に伴
い、カラー表示の液晶ディスプレイの需要が増加してい
る。現在市販されている多くの液晶表示装置では、画素
に対応する位置に赤（Ｒ）、緑（Ｇ）と青（Ｂ）の３原
色のカラーフィルタを配置し、背面にバックライトを配
置して、白色光を照射することでカラー画像を得てい
る。
【０００３】一方カラーフィルタを持たずに、モノクロ
表示の液晶パネルと３原色光を各々点灯できるバックラ
イトを有し、時分割でカラー表示するフィールドシーケ
ンシャル方式のカラー液晶パネルが提案されている。
【０００４】先ず従来例１としてＲＧＢ３原色光源を用
いたフィールドシーケンシャル方式のカラー液晶表示装
置について説明する。
【０００５】図１１に前記カラー液晶表示装置の構成を
ブロック図で示す。図中、１１〜１３はＡ／Ｄ（アナロ
グ／デジタル）変換回路、２０はＰ／Ｓ（パラレル／シ
リアル）変換回路、２１はメモリ、２２はモノクロ表示
の液晶表示部、２３は光源ユニットである。
【０００６】図１１の液晶表示装置においては、入力さ
れたカラー画像信号に含まれるＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ
（青）の３原色信号をそれぞれの入力端子に入力し、Ａ
／Ｄ変換回路１１〜１３においてデジタル変換処理を行
う。Ａ／Ｄ変換回路１１〜１３より出力されたＲ・Ｇ・
Ｂ各デジタル信号と同期信号Ｖsyncは、Ｐ／Ｓ（パラレ
ル／シリアル）変換回路２０に供給される。Ｐ／Ｓ変換
回路２０はメモリ２１を備え、入力されたＲ・Ｇ・Ｂ各
デジタル信号はＰ／Ｓ変換回路２０より３倍速でシリア
ル出力される。３倍速デジタル信号は液晶表示部２２に
供給され、不図示のドライブＩＣにてアナログ変換され
る。また、同様にＰ／Ｓ変換回路２０に供給された同期
信号Ｖsyncに基づいて同期信号Ｆsyncが生成され、同期
分離されて液晶表示部２２及び光源ユニット２３にそれ
ぞれ供給される。
【０００７】液晶表示部２２において、供給された３倍
速デジタル信号がアナログ変換されて映像が表示され、
光源ユニット２３では、供給された同期信号Ｆsyncに基
づいて各色の光源制御信号が生成され、光源制御信号の
タイミングに基づいて図１５に示されるように、Ｒ・Ｇ
・Ｂ各光源が順次点灯される。
【０００８】図１５において、ＢＬR、ＢＬG、ＢＬBは
Ｒ・Ｇ・Ｂ各光源の点灯タイミングを示し、１Ｆは１フ
レーム、１ｆは１フィールド、ＬＣは１００％階調表示
の画素の光透過率（最大透過率を１００％とする）、Ｔ
は観察者の目に入る輝度を示す。
【０００９】尚、図１５においては、液晶表示部の応答
速度の遅延及び３原色光源のオン・オフ時の遅延による
過渡的な透過状態は考えないものとする。
【００１０】図１５に示すように、液晶パネル２２にＲ
画像が表示されているフィールドではＲ光源が点灯し、
Ｇ画像が表示されているフィールドではＧ光源が点灯
し、Ｂ画像が表示されているフィールドではＢ光源が点
灯する。このようにＲ・Ｇ・Ｂの各画像を時分割で順次
表示することにより、目の残光性を利用してフルカラー
画像を表示することができる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】この従来例１に関する
表示上の課題を以下に述べる。
【００１２】フィールドシーケンシャル方式でカラー表
示する液晶表示装置においては、静止画像を表示してい
る時には何ら問題が生じない。しかし例えば白色画像
（Ｒ、Ｇ、Ｂの３色で表示されている画像）が画面上を
移動するような動画像を表示するときには、動画像の移
動方向の前後にＲ・Ｇ・Ｂ各表示フィールドの時間差に
よって色つきが生じる「色割れ現象」（color field-se
quential artifact 以下ＣＦＡと略する）が発生す
る。また反対に観察者の視線が動いたときも同様に色割
れ（ＣＦＡ）が生じる。この様子を図１２に模式的に示
す。図中、１２１は視線、ｎ、ｎ＋１は任意の連続する
フレーム、Δｘはｎフレームとｎ＋１フレームでの動画
像の移動量、ｔは時間である。
【００１３】図１２（ａ）は背景色が黒（Ｂ）表示の時
に、Ｒ・Ｇ・Ｂの混色で得られる白表示（Ｗ）画像が表
示されている時、観察者が視線を紙面左から右方向へ移
動した時の色割れ現象（ＣＦＡ）を表す。図１２（ａ）
の視線１２１に示されるように、Ｇフィールドを中心と
して見る観察者の視線が移動していくと考えると、視線
の示すライン１２１に対しての網膜上の位置関係がＲフ
ィールドとＢフィールドとでは変わってきてしまう。よ
ってＲ・Ｇ・Ｂ各フィールドで網膜上での残光の位置が
変わってしまい、図１２（ｂ）に示すように、Ｗ画像の
左側にはシアン（Ｃ）・Ｂの色付きが発生し、右側には
イエロー（Ｙ）・Ｒの色付きが発生する。また、画面外
を見ていて画面内へ急激な視線を移動した時などもこれ
と同様な現象が生じる。また視線を固定していても、暗
い背景画像の中で高輝度、無彩色な画像が移動したとき
などに顕著に観察される。
【００１４】色割れ現象を防止する手段としては、第一
にフィールド周波数を高くする方法がある。しかしなが
ら、例えば、水平・垂直走査周波数を共に従来の２倍
（フィールド周波数は６倍速）にすると、データ転送高
速化に伴う消費電力の増大や、液晶応答速度が不足して
満足に表示できないなど、新たな問題が発生する。
【００１５】従来技術の第二の手段は上記問題を緩和す
るために、ＲＧＢの３原色フィールドと白色のフィール
ド（以下Ｗフィールドという）を含む４フィールドを順
次駆動する方法である。図１３は、この手段を実施する
装置の構成を示すブロック図である。図中の１４は最小
値検出回路、１７〜１９は減算処理回路であり、図１１
と同じ部材には同じ符号を付した。
【００１６】図１３の装置において、図１１の装置と同
様に入力されたカラー画像信号に含まれるＲ・Ｇ・Ｂ各
信号をそれぞれの入力端子に入力し、Ａ／Ｄ変換回路１
１〜１３においてデジタル変換処理を行う。Ａ／Ｄ変換
回路１１〜１３より出力されたＲ・Ｇ・Ｂ各色信号と同
期信号Ｖsyncは最小値検出回路１４に供給され、該最小
値検出回路１４は、入力されたＲ・Ｇ・Ｂ各デジタル信
号を比較し、その最小値をＷ信号としてＰ／Ｓ変換回路
２０に供給する。同時に、Ｒ・Ｇ・Ｂ各減算処理回路１
７〜１９に供給する。また、最小値検出回路１４はＲ・
Ｇ・Ｂ各デジタル信号をＲ・Ｇ・Ｂ各減算処理回路１７
〜１９に供給する。
【００１７】Ｒ・Ｇ・Ｂ各減算処理回路１７〜１９で
は、入力されたＲ・Ｇ・Ｂ各色信号から、白色のフィー
ルドで表示されるＷ信号（Ｒ・Ｇ・Ｂデジタル信号の最
小値）を減算処理し、減算処理を施されたＲ’・Ｇ’・
Ｂ’およびＷ各色信号はＰ／Ｓ変換回路２０に供給さ
れ、フレームメモリ２１に蓄積される。さらに、最小値
検出回路１４より出力された同期信号ＶsyncもＰ／Ｓ変
換回路２０に供給される。
【００１８】Ｐ／Ｓ変換回路２０に入力されたパラレル
なＲ’・Ｇ’・Ｂ’・Ｗ各色信号は、メモリ２１を経て
シリアル出力される。即ち、Ｒ’・Ｇ’・Ｂ’・Ｗ各色
信号を時分割した４倍速デジタル信号がモノクロ表示の
液晶表示部２２に供給される。また、Ｐ／Ｓ変換回路２
０に入力されたＶsyncに基づいて生成されたＦsyncは同
期分離され、それぞれ液晶パネル２２と光源ユニット２
３に供給される。
【００１９】液晶表示部２２において、供給された４倍
速デジタル信号がアナログ変換されてモノクロ映像が表
示される。一方、光源ユニット２３では、供給された同
期信号Ｆsyncに基づいて各原色の光源制御信号が生成さ
れ、光源制御信号のタイミングに基づいて図１６に示さ
れるように、Ｒ・Ｇ・Ｂ・Ｗ（白色はＲ・Ｇ・Ｂ各光源
の同時点灯で得られる）の各光源が順次点灯される。
尚、図１６中の符号は図１５と同様である。
【００２０】液晶表示部２２においてＲ画像が表示され
ているフィールドにおいてはＲ光源からの光が照射さ
れ、Ｇ画像が表示されているフィールドにおいてはＧ光
源からの光が照射され、Ｂ画像が表示されているフィー
ルドにおいてはＢ光源からの光が照射される。さらに、
Ｗ画像が表示されているフィールドにおいてはＲ・Ｇ・
Ｂ光源からの光が同時に照射され、白色光として液晶表
示部２２に照射される。このようにＲ・Ｇ・Ｂ・Ｗの各
画像を順次表示することにより、網膜の残光性を利用し
てフルカラー画像を表示する。
【００２１】この間液晶パネルについて言うと、Ｒ画像
表示期間ではＲ光源が点灯するが、液晶パネルに出力さ
れるＲ信号の一部が白信号として使用されるために、差
し引かれている分だけ、Ｒ色に対する輝度は低くなっ
て、目立ち難くなる。Ｇ，Ｂについても同様であり、結
果的に従来例１より、ＣＦＡが見え難くなる。
【００２２】図１４に示すようにＷ画像を表示すること
で視線を動かした時や、動きの速い画像を表示した時で
あっても、色割れ現象を抑えることができる。
【００２３】しかしながら、Ｗフィールドを含む上記従
来例２の表示方法は、従来例１の表示方法と比較して、
光源消費電力が増大し、光利用効率が悪くなってしま
う。
【００２４】ＲＧＢ方式において、３原色光源の混色に
よって白色画像を表示させる場合、液晶表示部にはＲ・
Ｇ・Ｂの各フィールドで最大透過状態となる信号を与え
ておき、一方光源側では図１５に示されるようにＲ・Ｇ
・Ｂ各光源を１フレームの１／３の期間ずつ点灯させる
必要がある。結果として観察者には白色画像としては１
フレームの１／３に相当する輝度が観察される。
【００２５】同様に、Ｒ・Ｇ・Ｂ各フィールド＋Ｗフィ
ールドの４フィールドで構成されるＲＧＢＷ方式で白画
像を表示する場合、液晶表示部に入力される輝度信号は
全てＷフィールドの表示情報として利用されるために、
Ｒ・Ｇ・Ｂ各フィールドではその透過率はゼロ％とな
り、Ｗフィールドでのみ最大透過率となる輝度信号で表
示される。一方光源側については、Ｒ光源ではＲフィー
ルドとＷフィールドの２回点灯することになり、他の光
源も同様に点灯期間が２倍になる。従って、図１６に示
されるように、Ｒ・Ｇ・Ｂ各光源が１フレームの１／４
期間点灯したことに相当する輝度が観察される。
【００２６】よって図１５、図１６のＲ・Ｇ・Ｂ各光源
の輝度レベルが同じであるとすると、ＲＧＢ方式とＲＧ
ＢＷ方式での輝度を比較した場合、ＲＧＢＷ方式はＲＧ
Ｂ方式に対して輝度が３／４になる。また、各フレーム
における各光源の点灯時間はＲＧＢ方式ではＲ・Ｇ・Ｂ
各光源がそれぞれ１／３の期間点灯するのに対して、Ｒ
ＧＢＷ方式はそれぞれ１／２の期間点灯するために、光
源の消費電力は１．５倍になる。結果として、ＲＧＢＷ
方式はＲＧＢ方式に対して光利用効率が１／２に低下す
ることになる。
【００２７】
【課題を解決するための手段】本発明の課題は、上記課
題を解決し、フィールドシーケンシャル方式によりカラ
ー表示する液晶表示装置において、色割れ現象を抑制す
ると同時に光源の消費電力を抑えることにある。
【００２８】本発明の手段は、液晶表示部と、３原色光
のそれぞれを前記液晶表示部に照射可能な光源とを少な
くとも有し、前記液晶表示部において３原色の各フィー
ルドと前記３原色の混色により表示する白色のフィール
ドとで１フレームの表示を行うカラー液晶表示装置であ
って、入力された１フレーム分の３原色信号の輝度レベ
ルをそれぞれ比較して、その最大値を１フレームの白色
信号の輝度レベルとする手段と、前記白色信号の輝度レ
ベルのうち、前記白色のフィールドで表示する割合を設
定する手段と、前記白色信号の輝度レベルと前記割合に
応じて白色のフィールドが発光するように前記3原色の
各光源を駆動する光源駆動部とを備えたことを特徴とす
るカラー液晶表示装置を提供することである。
【００２９】また別な応用手段として、液晶表示部と、
３原色光のそれぞれを前記液晶表示部に照射可能な光源
とを少なくとも有し、前記液晶表示部において３原色の
各フィールドと前記３原色の混色により表示する白色の
フィールドとで１フレームの表示を行うカラー液晶表示
装置であって、前記３原色の各光源を駆動する光源駆動
部を備え、前記光源駆動部は、入力された１フレーム分
の３原色信号の輝度レベルをそれぞれ比較して、その最
大値を１フレームの白色信号の輝度レベルとしたとき、
前記白色信号の輝度レベルと、前記白色信号の輝度レベ
ルのうち前記白色のフィールドで表示する割合とに応じ
て駆動されることを特徴とするカラー液晶表示装置を提
供する事である。
【００３０】本発明は、特に前記従来例の改善を目的と
し、特にＲＧＢＷの４フィールドで表示する時の色割れ
現象を抑えながら、光源の消費電力を低減するものであ
る。
【００３１】
【発明の実施の形態】本発明の実施形態の一つは、１フ
レーム内の入力されたＲＧＢカラー画像信号中の輝度信
号に対し、先ず各画素単位ごとに、ＲＧＢ３原色信号の
輝度レベルを比べ、その最小値Ｗminを求める。それを
さらに1フレーム内の全画素情報に対して比較し、１フ
レーム中の白信号の輝度レベルの最大値Ｗmaxを求め
る。
【００３２】前記Ｗmaxを白色信号の輝度レベルの最大
値として、Ｗフィールドでの白画像の輝度信号として利
用し、Ｗフィールドではこの輝度レベルが得られるよう
な発光強度でＲＧＢ各光源を点灯させる。
【００３３】よって従来例２では、Ｗフィールドに於い
てＲＧＢ各光源を最大強度で点灯させていたのに比べ
て、例えば薄暗い画像の場合には、Ｗフィールドでの発
光強度を落とす事によって、Ｗフィールドにおける光源
の消費電力を落とす事ができ、ひいては装置の消費電力
を低減できる。
【００３４】本発明の第２の形態は、前記Ｗmin信号の
１フレーム単位での最大輝度Ｗmaxに対し、Ｗフィール
ドで表示する白色信号の輝度レベルの割合Ｓを設定し、
Ｗmaxにこの割合Ｓを乗じた大きさの輝度レベルをＷフ
ィールドでの最大表示輝度とする。これに応じて発光さ
せる光源の発光強度を下げ、消費電力をさらに低減する
ことである。この割合Ｓは、画像によって自動で、ある
いはスイッチなどで観察者が任意に設定することを可能
にしておく。
【００３５】このとき液晶に表示部与えられる表示情報
について見ると、Ｗフィールドで使われる白色の表示情
報は、前記Ｗmaxの輝度信号に対する各画素ごとのＷmin
信号の割合に、上記割合の逆数を乗じて、つまり Ｗmi
n ／（Ｗmax ｘ Ｓ）で与えられた値を用いる。
【００３６】一方、Ｒ・Ｇ・Ｂフィールドでは、本来の
ＲＧＢ信号の輝度レベルから、Ｗフィールドで表示され
る輝度レベルを減算したＲ’・Ｇ’・Ｂ’表示信号が表
示される。
【００３７】更に本発明の第４の手段は、前記割合Ｓの
設定に関し、色割れ現象の原因となる、高輝度画像で、
動きの激しい画像が表示される場合、Ｗフィールドで表
示される白色信号の輝度レベルの前記割合Ｓを高く設定
し、反対に静止画像表示の場合には前記割合を低く設定
することである。
【００３８】さらに前記割合Ｓがゼロパーセント（０
％）の時には、Ｗフィールドでの表示が行われないため
に、Ｗフィールドそのものをなくして、ＲＧＢのみの３
フィールドで駆動することで、更に消費電力を低減する
ことである。
【００３９】以下に本発明の液晶表示装置について図面
を用いて詳細に説明する。
【００４０】本発明の液晶表示装置は、液晶表示部と、
３原色及びその混色で白色になる光源、即ち、Ｒ・Ｇ・
Ｂ光源と、入力されたカラー画像信号を液晶パネル駆動
用に変換する特定の手段、及び光源の輝度の制御手段を
備えたものからなる。本発明に用いられる液晶表示部
は、カラーフィルタを持たないモノクロ表示パネルであ
って、従来のツイステッドネマチック型液晶素子や強誘
電性液晶など、応答速度が高速な液晶素子であれば何で
も良い。また液晶素子に限らず、自ら発光しない受光型
の投射型表示素子であってもよい。
【００４１】図１に、本発明のカラー液晶表示装置の好
ましい実施形態の構成図を示す。
【００４２】装置に入力されたカラー画像信号に含まれ
るＲ・Ｇ・Ｂ信号は、それぞれの入力端子から入力信号
のアナログ−デジタル（Ａ／Ｄ）変換回路１１〜１３に
入力されてデジタル変換される。Ａ／Ｄ変換回路１１〜
１３より出力されたＲ・Ｇ・Ｂ各色信号は、最小値検出
回路１４に入力され、先ず１画素単位でＲＧＢ各色の輝
度信号を比較して最小値Ｗminを検出し、その値は割合
レベル変調回路１６に出力される。さらに内蔵されてい
る比較回路によって、１フレーム画像全体に渡ってＷmi
nの値を比較して、そのフレームでの白色信号の輝度レ
ベルの最大値Ｗmax値が求められる。
【００４３】また各画素のＲＧＢの各表示フィールドに
対する表示信号の大きさは、ＲＧＢの本来の信号強度か
ら、減算処理回路１７〜１９において、Ｗフィールドで
表示される輝度レベルに相当する強度を差し引いた値、
Ｒ´、Ｇ´、Ｂ´として、Ｐ／Ｓ変換回路２０を通じ
て、フレームメモリ２１に格納される。
【００４４】またＲＧＢ入力信号は、同時に動き検知
（motion detect）回路を内蔵する動画像・輝度検知回
路１５に供給され、前フレームの画像に対して画像に動
きがあるかどうか、あるいは最高輝度の変化を検知し、
前記ＷmaxのうちＷフィールドで表示する白色信号の輝
度レベルの割合Ｓが決定される。
【００４５】一方最小値検出回路１４から出力された１
フレーム内の白信号の最大輝度Ｗmaxは、割合レベル変
換回路１６を通じて、Ｐ／Ｓ変換回路２０に送られ、前
記割合Ｓと積算されて、 Ｗmax ｘ Ｓ の値が、フレームメモリ２１に格納される。この値がＷ
フィールドでの白色の輝度レベルの最大値となるため
に、この値が得られるようにＲＧＢ各光源の発光強度を
決める。
【００４６】また各画素ごとに液晶表示部に与えられる
前記Ｗフィールドに対応する白表示信号は、画素本来の
白輝度であるＷminが観察者に見えるように、液晶表示
部の透過率を変えて制御する。前記の場合、Ｗフィール
ドでの液晶パネルの透過率を、 Ｗmin ／ （Ｗmax ｘ Ｓ） とすれば、本来のＷminに相当する表示が得られえる。
【００４７】尚、テレビジョン用の輝度信号にはＲ・Ｇ
・Ｂ各デジタル信号にガンマ（γ）補正がなされている
ために、γ＝０とした後にＷデジタル信号の表示する割
合を設定することがより好ましいが、本明細書では煩雑
になるので述べない。
【００４８】次に割合Ｓの設定について説明する。
【００４９】動画像・輝度検知回路１５では、動画像検
知回路で入力されたメモリー上のＲ・Ｇ・Ｂ各色信号の
変化の有無が検知され、例えば、前フレームと比較して
動きが検知された場合にのみ、輝度検知が実施される。
輝度検知回路は、フレーム全体の輝度レベルに加えて、
動画像検知回路で前フレームと相関のない（静止画像で
ない）画像データの輝度レベルを検知する。
【００５０】具体的には高輝度・無彩色な画像が移動し
た時ほど、例えば、黒の背景に白のウインドウが移動し
ているような画像が最も色割れ現象が発生しやすい。
【００５１】よって割合Ｓは、輝度検知回路で検知され
たフレーム全体の輝度レベルと、動画像検知回路で検知
された動画像データの輝度レベルとを比較し、その差が
大きいほど割合を高くするように設定する。
【００５２】例えば、前記輝度差が大きいときは割合を
１００％とし、輝度差に応じて中間の値を設定したり、
反対に静止画のように動画像が検知されなかった場合は
０％とする。
【００５３】従って、輝度検知回路で検知されたフレー
ム全体の輝度レベルと、動画像検知回路で検知された動
画像データの輝度レベルとで、その差が大きいほど抽出
率が高くなるように割合Ｓを設定し、割合レベル変調回
路１６へ割合Ｓに対応した信号が出力される。
【００５４】割合レベル変調回路１６では、最小値検出
回路１４より入力されたＷ信号が、同様に入力された割
合Ｓに基づいてレベル補正される。即ち、最小値検出回
路１４にて検出されたＲ・Ｇ・Ｂ各色信号からＷフィー
ルドで表示される分、つまりＷ´の輝度レベル分だけ減
算処理回路１７〜１９で減算処理され、Ｒ´・Ｇ´・
Ｂ’各デジタル表示信号としてＰ／Ｓ変換回路２０に供
給される。
【００５５】Ｐ／Ｓ変換回路２０に供給されたＲ’・
Ｇ’・Ｂ’・Ｗ各色信号は、フレームメモリ２１を経
て、液晶表示部２２に供給される。このとき前記割合が
０％でない場合には前記Ｒ’・Ｇ’・Ｂ’・Ｗの４色か
ら構成されたデジタル信号を４倍速で出力し、前記割合
が０％の場合にはＲ’・Ｇ’・Ｂ’３色から構成された
デジタル信号を３倍速で出力するのが好ましい。
【００５６】また同期信号Ｖsyncは上記４倍速または３
倍速に対応した同期信号Ｆsyncを出力させる。
【００５７】さらに、Ｐ／Ｓ変換回路２０からは同期信
号Ｆsyncと割合レベル信号とが光源ユニット２３に供給
される。
【００５８】液晶表示部２２においては、入力された４
倍速或いは３倍速デジタル信号がドライバＩＣにてアナ
ログ変換され、同期信号Ｆsyncのタイミングに基づいて
モノクロ映像が表示される。即ち、１フレーム内におい
てＲ・Ｇ・Ｂ・Ｗフィールドに分割された映像が、或い
は前記割合Ｓがゼロ％の時はＲ・Ｇ・Ｂフィールドに分
割された映像が順次表示される。
【００５９】光源ユニット２３では、入力された同期信
号Ｆsyncに基づいて、各色の光源制御信号が生成され、
該光源制御信号のタイミングに基づいてＲ・Ｇ・Ｂ各光
源の点灯を行う。以下に本装置における、Ｒ・Ｇ・Ｂ各
光源の点灯タイミングと液晶パネルの光透過率との関係
について、図２〜８に例示する。
【００６０】図２〜図８において、ＢＬR、ＢＬG、ＢＬ
BはＲ・Ｇ・Ｂ各光源の点灯タイミングとその輝度を
（最大１００％として）示し、ＬＣは液晶表示部の任意
の画素の光透過率を最大１００％として示す。また、１
Ｆは１フレーム、１ｆは１フィールドを示す。
【００６１】図２は、最明状態を１００％、最暗状態を
０％とした表示を行う場合であって、最明状態の１００
％透過率を与える場合のタイミングチャートである。こ
のときの割合Ｓは１００％としている。まず光源側で
は、Ｒ・Ｇ・Ｂフィールドでは、Ｒ・Ｇ・Ｂの各光源を
単独に時分割で点灯し、ＷフィールドではＲ・Ｇ・Ｂ各
光源を同時に同一発光輝度で点灯する。よって各光源の
点灯期間は１フレームの１／２となる。従って、各光源
の消費電力は１フレーム全体に点灯させた最大点灯に対
して１／２となる。また、液晶表示部側では、各ＲＧＢ
信号情報の中に含まれる白信号成分の大きさはＷminで
あり、これは全てＷフィールドの白色信号として使われ
る。よってＲＧＢの各色情報は全てＷフィールドで表示
しているため、Ｒ・Ｇ・Ｂ各フィールドに対応する液晶
表示部の表示信号はゼロとなり、液晶パネルにはゼロパ
ーセント（０％）の表示情報が出力され、ＲＧＢフィー
ルドでの液晶表示部の光透過率は０％となる。
【００６２】図３は、図２と同様な階調表示フレームに
おいて、前記割合Ｓを５０％とした場合のタイミングチ
ャートである。Ｒ・Ｇ・Ｂ各光源の点灯タイミングは図
２と同じであるが、ＷフィールドにおけるＲ・Ｇ・Ｂ各
光源の発光強度を、最大輝度１００％に割合５０％を乗
じて５０％の輝度レベルの白色表示が得られるようにし
ている。また、Ｗフィールドにおける液晶パネルへの表
示情報は、１００％階調×前記割合５０％×前記割合５
０％の逆数＝１００％となっており、結果として５０％
輝度を与えるように表示情報が与えられる。一方ＲＧＢ
フィールドで液晶表示部に与えられる表示情報は、白色
信号の５０％分をＷフィールドで表示しているため、元
のＲＧＢ各色信号から５０％階調に相当する輝度レベル
が減算処理された信号が与えられる。よって液晶表示部
の表示情報は５０％となり、１００％の発光強度で点灯
したＲ・Ｇ・Ｂ各光源からの光照射を受けて５０％階調
が表示されることになる。
【００６３】１フレーム単位でみると、図２と同じ光量
が透過される。Ｒ・Ｇ・Ｂ各光源の点灯期間は１フレー
ムの１／２で図２と変わらないが、Ｗフィールドにおい
て各色光源が５０％の発光強度で点灯しているため、消
費電力は各色光源を全てのフィールドで点灯させた最大
点灯時に対して３／８となり、また前記割合が１００％
の場合と比べても３／４倍になる。
【００６４】このようにＷフィールドで表示する白色の
輝度レベルの割合Ｓを用いる事により、Ｗフィールドで
の発光強度を低減でき、結果的に光源の消費電力を抑え
る事が可能となった。
【００６５】図４は、最明状態の白色信号が入力された
とき、つまりＲ・Ｇ・Ｂ信号の最小値Ｗminが１００％
である画像情報のときに、前記割合を０％にした例を示
す。ＷフィールドではＷ信号を表示していないため、Ｒ
・Ｇ・Ｂ各フィールドにおいて、液晶表示部に与えられ
る表示情報は、減算処理されないで元のままの１００％
階調表示信号で表示される。よって液晶表示部に与えら
れる表示情報は１００％となる。また、前記割合が０％
の場合、Ｗフィールドで液晶表示部に与えられる白色信
号は０％であり、またＷフィールドで点灯するＲ・Ｇ・
Ｂ各光源の発光強度も０％となる（つまり発光しない）
ことから、Ｗフィールドそのものを省略し、１フレーム
をＲ・Ｇ・Ｂ３色の３フィールドでのみ表示するＲ・Ｇ
・Ｂ方式としている。これにより、Ｒ・Ｇ・Ｂ各光源の
点灯期間は１フレームの１／３となり、各信号の周波数
が３／４に低減できる事から、消費電力の低減に寄与で
きる。
【００６６】さらに、図４においては、Ｒ・Ｇ・Ｂ各フ
ィールドにおけるＲ・Ｇ・Ｂ各光源の輝度を７５％に落
としている。これは、本方式では図２、図３に比べてＲ
・Ｇ・Ｂ各光源の点灯期間が４／３倍になり、観察者が
見る輝度レベルを等しくするために、光源の発光強度を
３／４倍としたためである。これにより、図２、図３と
同じ輝度で表示して色割れを防止した上、消費電力を図
２の場合の１／２にまで削減することができる。
【００６７】さらに、図５、図６には最明状態の信号が
入力されたとき、つまり入力されたＲ・Ｇ・Ｂ信号の輝
度レベルの最小値Ｗmin＝最大値Ｗmaxが１００％階調の
とき、Ｗフィールドにおける白色信号の表示割合が８０
％（図５）、及び２０％（図６）の場合のタイミングチ
ャートを示す。
【００６８】図５では、Ｗフィールドにおける各光源の
発光強度は白色情報の最大値Ｗmaxに対して８０％の輝
度を与える強度で点灯され、残り２０％の白色情報はＲ
ＧＢの各色フィールドで液晶表示部に対して２０％の表
示情報を与えている。
【００６９】図６では、Ｗフィールドにおける各光源の
発光強度は白色情報の最大値Ｗmaxに対して２０％の輝
度を与える強度で点灯され、残り８０％の白色情報はＲ
ＧＢの各色フィールドで液晶表示部に対して８０％の表
示情報を与えている。
【００７０】それぞれのＷフィールドを見ると、上記割
合とＷmaxに応じた発光強度で、各色光源が点灯してお
り、またそれに応じて液晶表示部に所定の表示情報与え
られている様子を示している。
【００７１】また、図７、図８には入力されたＲ・Ｇ・
Ｂ信号の輝度レベルが最大で５０％階調（つまりＷmax
が５０％）のフレームにおいて前記割合が１００％（図
７）及び５０％（図８）の場合のタイミングチャートを
示す。
【００７２】図７では、前記割合が１００％のために、
Ｗフィールドでの光源の発光強度を５０％として、液晶
表示部には１００％の表示情報を与える。ＲＧＢフィー
ルドでは液晶表示部に与えられる表示情報は０％とな
り、ＷフィールドでＷmax５０％に対応する白色情報が
得られる様子を示している。
【００７３】図８では、Ｗフィールドでの光源の発光強
度を５０％に下げており、且つ前記割合を５０％とした
ために、液晶表示部の透過率を５０％としている。さら
にＷフィールドで差し引かれた２５％分の透過率を得る
ために、ＲＧＢフィールドで液晶表示部には２５％の透
過率を与えており、観察者にとって同一の光強度を与え
ている。
【００７４】上記したように、液晶パネルと３原色光源
ユニットとを組み合わせたフィールドシーケンシャル方
式のカラー液晶表示装置において、色割れ現象の目立つ
高輝度・無彩色な動画像が有る場合にはＷフィールドを
表示してＲＧＢＷの４フィールド表示とし、色割れ現象
を抑制すると同時に、光源の消費電力を削減することが
できる。また静止画像を表示する場合には、Ｒ・Ｇ・Ｂ
方式を採用することで、水平・垂直周波数を３倍速に落
として用いる事ができるために、さらに消費電力を抑え
ることができる。
【００７５】上記実施形態においては、前記割合の設定
手段として動画像・輝度検知回路を用いたが、図９に示
すように、割合変調スイッチ５１を設けて調整しても良
い。具体的には、例えば前記割合が１００％としたとき
を色割れ防止モード、５０％を色割れ節電モード、０％
を節電モードと３段階に設定し、使用者がモードを切り
換えながら使用することができる。
【００７６】さらに、図１０に示すように、図１におけ
る動画像・輝度検知回路１５により前記割合を設定する
自動モードと、図９における割合変調スイッチ５１によ
り割合を設定する手動モードを両方設け、切換スイッチ
等によって選択可能に構成することも可能である。
【００７７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の液晶表示
装置においては、動画像レベルに対応してＷフィールド
で表示するＷ信号の割合を設定し、ＲＧＢＷ方式により
表示を行うため、色割れ現象が抑制される。
【００７８】さらに、設定された割合に応じてＷフィー
ルドにおける光源の点灯強度を低く制御することによ
り、光源の消費電力を抑えることができる。また前記割
合が０％の場合にはＷフィールドをなくして、ＲＧＢの
３フィールド方式で表示を行い、かつ光源の発光輝度を
ＲＧＢＷの４フィールドのフレームの場合よりも下げて
点灯する事により、表示装置の消費電力をさらに下げる
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のカラー液晶表示装置の一実施構成を示
すブロック図である。
【図２】入力されるＲ・Ｇ・Ｂ輝度信号の最小値が１０
０％で、Ｗフィールドで表示する白信号の割合を１００
％とした場合、Ｒ・Ｇ・Ｂ各光源の点灯タイミングと輝
度、及び対応した液晶表示部の光透過率を示すタイミン
グチャートである。
【図３】入力されるＲ・Ｇ・Ｂ輝度信号の最小値が１０
０％で、前記割合を５０％とした場合のタイミングチャ
ートである。
【図４】入力されるＲ・Ｇ・Ｂ輝度信号の最小値が１０
０％で、前記割合を０％とした場合のタイミングチャー
トである。
【図５】入力されるＲ・Ｇ・Ｂ輝度信号の最小値が１０
０％で、前記割合を８０％とした場合のタイミングチャ
ートである。
【図６】入力されるＲ・Ｇ・Ｂ輝度信号の最小値が１０
０％で、前記割合を２０％とした場合のタイミングチャ
ートである。
【図７】入力されるＲ・Ｇ・Ｂ輝度信号の最小値が５０
％で、前記割合を１００％とした場合のタイミングチャ
ートである。
【図８】入力されるＲ・Ｇ・Ｂ輝度信号の最小値が５０
％で、前記割合を５０％とした場合のタイミングチャー
トである。
【図９】図１とは割合の設定手段の構成が異なる装置の
構成図である。
【図１０】割合の設定手段の他の構成例を示す図であ
る。
【図１１】従来例１のＲＧＢ３色方式でカラー表示する
液晶表示装置の構成図である。
【図１２】図１１の装置において発生する色割れ現象の
説明図である。
【図１３】従来例２のＲＧＢＷ４色方式でカラー表示す
る液晶表示装置の構成図である。
【図１４】図１３の装置において色割れ現象が抑制され
る機構の説明図である。
【図１５】図１１の液晶表示装置におけるＲ・Ｇ・Ｂ各
光源の点灯タイミング及び白表示したときの液晶表示部
の光透過率を示すタイミングチャートである。
【図１６】図１３の液晶表示装置におけるＲ・Ｇ・Ｂ各
光源の点灯タイミング及び白表示したときの液晶表示部
の光透過率を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
１１〜１３ Ａ／Ｄ変換回路 １４ 最小値検出回路 １５ 動画像・輝度検知回路 １６ 割合レベル変調回路 １７〜１９ 減算処理回路 ２０ Ｐ／Ｓ変換回路 ２１ メモリ ２２ 液晶パネル ２３ 光源ユニット ５１ 割合変調スイッチ １２１ 視線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０９Ｇ 3/34 Ｇ０９Ｇ 3/34 Ｊ Ｈ０４Ｎ 9/30 Ｈ０４Ｎ 9/30 (72)発明者 三浦 聖志 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノ ン株式会社内 Ｆターム(参考） 2H093 NA65 NA80 NB08 NC13 NC22 NC23 NC26 NC43 ND17 ND39 5C006 AA22 AF45 AF69 BB11 BB29 EA01 FA29 FA47 5C060 AA07 BA08 BB13 BC01 BE05 BE10 DB00 EA01 HB23 HB24 HB26 JA00 5C080 AA10 BB05 CC03 CC10 DD26 DD30 EE19 FF09 JJ02 JJ04 KK02 KK43

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 液晶表示部と、３原色光のそれぞれを前
    記液晶表示部に照射可能な光源とを少なくとも有し、前
    記液晶表示部において３原色の各フィールドと前記３原
    色の混色により表示する白色のフィールドとで１フレー
    ムの表示を行うカラー液晶表示装置であって、入力され
    た１フレーム分の３原色信号の輝度レベルをそれぞれ比
    較して、その最大値を１フレームの白色信号の輝度レベ
    ルとする手段と、 前記白色信号の輝度レベルのうち、前記白色のフィール
    ドで表示する割合を設定する手段と、 前記白色信号の輝度レベルと前記割合に応じて白色のフ
    ィールドが発光するように前記３原色の各光源を駆動す
    る光源駆動部とを備えたことを特徴とするカラー液晶表
    示装置。
  2. 【請求項２】 液晶表示部と、３原色光のそれぞれを前
    記液晶表示部に照射可能な光源とを少なくとも有し、前
    記液晶表示部において３原色の各フィールドと前記３原
    色の混色により表示する白色のフィールドとで１フレー
    ムの表示を行うカラー液晶表示装置であって、前記3原
    色の各光源を駆動する光源駆動部を備え、 前記光源駆動部は、入力された１フレーム分の３原色信
    号の輝度レベルをそれぞれ比較して、その最大値を１フ
    レームの白色信号の輝度レベルとしたとき、 前記白色信号の輝度レベルと、前記白色信号の輝度レベ
    ルのうち前記白色のフィールドで表示する割合とに応じ
    て駆動されることを特徴とするカラー液晶表示装置。
  3. 【請求項３】 前記割合の設定が、表示する画像情報の
    変化に応じて自動で設定されることを特徴とする請求項
    １に記載のカラー液晶表示装置。
  4. 【請求項４】 前記割合の設定が、手動スイッチで設定
    されることを特徴とする請求項１に記載のカラー液晶表
    示装置。
  5. 【請求項５】 前記割合が０％のフレームにおいては、
    １フレームを３フィールドに分割して３原色フィールド
    のみで表示を行うことを特徴とする請求項１に記載のカ
    ラー液晶表示装置。
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