JP2014072065A - Lighting device and display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光学センサを用いて光量を制御する照明装置、及びこの照明装置を用いて液晶表示パネルによる表示を行う表示装置に関する。 The present invention relates to an illumination device that controls the amount of light using an optical sensor, and a display device that performs display on a liquid crystal display panel using the illumination device.
液晶表示パネルにより画像表示を行う表示装置は、液晶表示パネルの背面へ光を照射する照明装置を備えている。従来の表示装置においては、表示される画像の明るさ(ブライトネス、明度又は輝度等)の設定をユーザが好みに応じて変更することができる場合が多い。明るさの設定が変更された場合、表示装置では設定に応じて照明装置による光源の光量を制御する。光源の光量制御を高精度に行うため、光量を検知する光学センサを搭載した照明装置がある。 A display device that displays an image using a liquid crystal display panel includes an illumination device that irradiates light to the back surface of the liquid crystal display panel. In conventional display devices, the user can often change the setting of the brightness (brightness, brightness, brightness, etc.) of the displayed image according to his / her preference. When the brightness setting is changed, the display device controls the light amount of the light source by the illumination device according to the setting. In order to perform light amount control of a light source with high accuracy, there is an illumination device equipped with an optical sensor that detects the light amount.
図11は、従来の光量検知回路の構成を示す回路図である。図においてSが光学センサであり、光学センサSは検知した光量に応じた電流Iを出力する。光学センサSには抵抗Rdが直列に接続されており、光学センサSが出力した電流Iにより抵抗Rdに加わる電圧Va=Rd×Iが増幅器Ampの非反転入力端子(+)へ入力されている。図示の回路は非反転増幅回路であり、増幅器Ampの出力端子は抵抗Rfを介して反転増幅端子(−)に接続されると共に、反転増幅端子には4つの抵抗Rs1〜Rs4が並列に接続され、各抵抗Rs1〜Rs4はスイッチSW1〜SW4を介して接地電位に接続されている。各スイッチSW1〜SW4の開閉を制御することによって、非反転増幅回路の増幅率を16段階で切り替えることができる。この光量検知回路は、増幅器Ampの出力電圧Vbを照明装置の制御回路などへ与え、これに応じて照明装置は光源の光量を制御する。 FIG. 11 is a circuit diagram showing a configuration of a conventional light quantity detection circuit. In the figure, S is an optical sensor, and the optical sensor S outputs a current I corresponding to the detected light amount. A resistor Rd is connected in series to the optical sensor S, and a voltage Va = Rd × I applied to the resistor Rd by the current I output from the optical sensor S is input to the non-inverting input terminal (+) of the amplifier Amp. . The illustrated circuit is a non-inverting amplifier circuit, and the output terminal of the amplifier Amp is connected to the inverting amplifier terminal (−) via the resistor Rf, and four resistors Rs1 to Rs4 are connected in parallel to the inverting amplifier terminal. The resistors Rs1 to Rs4 are connected to the ground potential via the switches SW1 to SW4. By controlling the opening and closing of the switches SW1 to SW4, the amplification factor of the non-inverting amplifier circuit can be switched in 16 stages. The light amount detection circuit supplies the output voltage Vb of the amplifier Amp to a control circuit of the illumination device, and the illumination device controls the light amount of the light source according to this.
特許文献1には、入力信号の直流レベルに対し最適なバイアスレベルを調節でき、入力信号の利得を正確に制御することができる利得調節型増幅装置が提案されている。この利得調整型増幅装置は、入力端子の一方に入力信号が入力され、他方にバイアスレベル調節手段が接続された差動増幅手段と、この差動増幅手段の電流量などを調節する調節手段とを備え、ユーザの指定に応じたアナログ信号を調節手段へ提供する。
光量検知に用いる光学センサSには個体差があり、光源の光量が同じであっても光学センサSが出力する電流値が異なる場合がある。図11に示した従来の光量検知回路は、スイッチSW1〜SW4にて増幅率を切替可能とすることにより、光学センサSの個体差を吸収すべく構成されたものである。なお光学センサSの個体差以外にも、例えば回路を構成するその他の回路素子の個体差など、光量検知回路の出力電圧Vbにバラツキが生じる要因には種々のものがある。 There are individual differences in the optical sensor S used for light quantity detection, and even if the light quantity of the light source is the same, the current value output by the optical sensor S may be different. The conventional light quantity detection circuit shown in FIG. 11 is configured to absorb individual differences of the optical sensor S by enabling the amplification factors to be switched by the switches SW1 to SW4. In addition to the individual differences of the optical sensors S, there are various factors that cause variations in the output voltage Vb of the light amount detection circuit, such as individual differences of other circuit elements constituting the circuit.
しかしながらこの光量検知回路では、例えば光学センサSが出力する電流値が小さい場合、増幅回路の増幅率を上げることになるが、これによりS/N比が悪化するという問題があった。特許文献1に記載の利得調節型増幅装置も同様の問題を有している。また図11の光量検知回路にあっては、4つのスイッチSW1〜SW4の開閉を個別に制御するために、制御回路などから4つの制御信号線を接続する必要があるという問題があった。
However, in this light quantity detection circuit, for example, when the current value output from the optical sensor S is small, the amplification factor of the amplifier circuit is increased, but this causes a problem that the S / N ratio is deteriorated. The gain adjustment type amplifying device described in
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、S/N比の悪化などの問題を生じることなく、光学センサの個体差などの要因によって光量検知結果にバラツキが生じることのない照明装置及び表示装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and the object of the present invention is to obtain a light amount detection result due to factors such as individual differences of optical sensors without causing problems such as deterioration of the S / N ratio. It is an object of the present invention to provide an illumination device and a display device that do not cause variations.
本発明に係る照明装置は、光源の光量に係る設定値を受け付ける受付部と、前記光源の光量に応じた電流を出力する光学センサと、一又は複数の抵抗器を有し、前記光学センサが出力した電流を前記抵抗器の抵抗値に応じた電圧に変換して出力する変換抵抗部と、該変換抵抗部が出力した電圧を平滑化して出力する平滑部と、デューティ比が可変のパルス信号を前記変換抵抗部へ出力し、該変換抵抗部の抵抗値を制御する変換制御部と、前記受付部が受け付けた光量に係る設定値及び前記平滑部の出力電圧値に応じて、前記光源の光量を制御する光源制御部とを備え、前記変換抵抗部は、前記変換制御部が出力するパルス信号に応じて2種類の抵抗値を切り替えるようにしてあり、前記変換制御部は、所定設定値における前記平滑部の出力電圧値が所定目標電圧値となるように、前記変換抵抗部の抵抗値を制御するようにしてあることを特徴とする。 An illumination device according to the present invention includes a receiving unit that receives a set value related to the light amount of a light source, an optical sensor that outputs a current corresponding to the light amount of the light source, and one or a plurality of resistors. A conversion resistor unit that converts the output current into a voltage corresponding to the resistance value of the resistor and outputs the voltage, a smoothing unit that smoothes and outputs the voltage output from the conversion resistor unit, and a pulse signal with a variable duty ratio To the conversion resistance unit, and according to the conversion control unit for controlling the resistance value of the conversion resistance unit, the set value relating to the light quantity received by the reception unit and the output voltage value of the smoothing unit. A light source control unit that controls the amount of light, wherein the conversion resistance unit is configured to switch between two types of resistance values according to a pulse signal output from the conversion control unit, and the conversion control unit includes a predetermined set value Output power of the smoothing unit in So that the value becomes a predetermined target voltage value, characterized in that you have to control the resistance value of the converting resistor unit.
また、本発明に係る照明装置は、前記パルス信号のデューティ比を変化させて、前記平滑部の出力電圧値及び前記所定目標電圧値を比較し、前記出力電圧値が前記所定目標電圧値となる前記パルス信号のデューティ比を決定するデューティ比決定手段を更に備え、前記変換制御部は、前記デューティ比決定手段が決定したデューティ比に応じて、前記パルス信号を前記変換抵抗部へ出力するようにしてあることを特徴とする。 The lighting device according to the present invention compares the output voltage value of the smoothing unit and the predetermined target voltage value by changing a duty ratio of the pulse signal, and the output voltage value becomes the predetermined target voltage value. Duty ratio determining means for determining the duty ratio of the pulse signal is further provided, and the conversion control section outputs the pulse signal to the conversion resistance section in accordance with the duty ratio determined by the duty ratio determining means. It is characterized by being.
また、本発明に係る照明装置は、前記変換制御部が、前記デューティ比決定手段が決定したデューティ比のパルス信号を前記変換抵抗部へ出力するようにしてあり、前記受付部が受け付けた光量に係る設定値、前記所定設定値及び前記所定目標電圧値に基づいて、前記設定値に応じた目標電圧値を算出する目標電圧値算出手段を更に備え、前記光源制御部は、前記平滑部の出力電圧値が、前記目標電圧値算出手段が算出した目標電圧値となるように、前記光源の光量を制御するようにしてあることを特徴とする。 In the illumination device according to the present invention, the conversion control unit outputs a pulse signal having a duty ratio determined by the duty ratio determination unit to the conversion resistance unit, and the light amount received by the reception unit is set. The apparatus further comprises target voltage value calculation means for calculating a target voltage value corresponding to the set value based on the set value, the predetermined set value, and the predetermined target voltage value, and the light source control unit outputs the output of the smoothing unit The light amount of the light source is controlled so that the voltage value becomes the target voltage value calculated by the target voltage value calculation means.
また、本発明に係る照明装置は、前記受付部が受け付けた設定値に係る光量が所定光量より小さい場合に、前記デューティ比決定手段が決定したデューティ比及び前記所定光量に基づいて、第2のデューティ比を算出するデューティ比算出手段を更に備え、前記変換制御部は、前記デューティ比算出手段が算出した第2のデューティ比のパルス信号を前記変換抵抗部へ出力するようにしてあり、前記目標電圧算出手段は、更に前記デューティ比決定手段が決定したデューティ比及び前記デューティ比算出手段が算出した第2のデューティ比に基づいて、前記設定値に応じた目標電圧値を算出するようにしてあることを特徴とする。 In addition, the lighting device according to the present invention is configured such that when the light amount related to the setting value received by the receiving unit is smaller than a predetermined light amount, the second light source is based on the duty ratio determined by the duty ratio determining unit and the predetermined light amount. A duty ratio calculating means for calculating a duty ratio, wherein the conversion control section outputs a pulse signal having a second duty ratio calculated by the duty ratio calculating means to the conversion resistance section; The voltage calculation means further calculates a target voltage value corresponding to the set value based on the duty ratio determined by the duty ratio determination means and the second duty ratio calculated by the duty ratio calculation means. It is characterized by that.
また、本発明に係る照明装置は、前記受付部が受け付けた光量に係る設定値及び前記デューティ比決定手段が決定したデューティ比に基づいて、前記平滑部の出力電圧値を前記所定目標電圧値とするデューティ比を算出するデューティ比算出手段を更に備え、前記変換制御部は、前記デューティ比算出手段が算出したデューティ比のパルス信号を前記変換抵抗部へ出力するようにしてあり、前記光源制御部は、前記平滑部が出力する電圧値が、前記所定目標電圧値となるように、前記光源の光量を制御するようにしてあることを特徴とする。 The lighting device according to the present invention may be configured such that the output voltage value of the smoothing unit is set as the predetermined target voltage value based on a set value related to the amount of light received by the receiving unit and a duty ratio determined by the duty ratio determining unit. A duty ratio calculating means for calculating a duty ratio to be calculated, wherein the conversion control section outputs a pulse signal of the duty ratio calculated by the duty ratio calculating means to the conversion resistance section, and the light source control section Is characterized in that the light quantity of the light source is controlled so that the voltage value output by the smoothing unit becomes the predetermined target voltage value.
また、本発明に係る照明装置は、前記パルス信号のデューティ比を所定デューティ比とした場合の前記平滑部の出力電圧値を、前記所定目標電圧値として決定する所定目標電圧値決定手段と、前記受付部が受け付けた光量に係る設定値及び前記所定デューティ比に基づいて、前記平滑部の出力電圧値を前記所定目標電圧決定手段が決定した所定目標電圧値とするデューティ比を算出するデューティ比算出手段とを更に備え、前記変換制御部は、前記デューティ比算出手段が算出したデューティ比のパルス信号を前記変換抵抗部へ出力するようにしてあり、前記光源制御部は、前記平滑部の出力電圧値が、前記所定目標電圧値となるように、前記光源の光量を制御するようにしてあることを特徴とする。 Further, the lighting device according to the present invention includes a predetermined target voltage value determining unit that determines an output voltage value of the smoothing unit when the duty ratio of the pulse signal is a predetermined duty ratio, as the predetermined target voltage value, Duty ratio calculation for calculating a duty ratio based on the set value relating to the light quantity received by the receiving unit and the predetermined duty ratio, wherein the output voltage value of the smoothing unit is the predetermined target voltage value determined by the predetermined target voltage determining unit And the conversion control unit outputs a pulse signal having the duty ratio calculated by the duty ratio calculation unit to the conversion resistance unit, and the light source control unit outputs an output voltage of the smoothing unit. The light quantity of the light source is controlled so that the value becomes the predetermined target voltage value.
また、本発明に係る照明装置は、前記変換抵抗部が、前記光学センサが出力する電流の経路中に直列接続された抵抗器及びスイッチング素子を有し、前記変換制御部は、前記スイッチング素子の開閉を制御することにより、前記抵抗値を制御するようにしてあることを特徴とする。 Further, in the lighting device according to the present invention, the conversion resistance unit includes a resistor and a switching element connected in series in a path of a current output from the optical sensor, and the conversion control unit includes the switching element. The resistance value is controlled by controlling opening and closing.
また、本発明に係る表示装置は、液晶表示パネルと、該液晶表示パネルの背面に光を照射する、請求項1乃至請求項7のいずれか1つに記載の照明装置とを備えることを特徴とする。
Moreover, the display apparatus which concerns on this invention is equipped with a liquid crystal display panel and the illuminating device as described in any one of
本発明においては、一又は複数の抵抗器を有して構成された変換抵抗部が、光学センサが出力した電流を電圧に変換して出力し、この出力電圧を平滑部が平滑化する。また光源制御部は光量に係る設定値を受け付け、受け付けた設定値と平滑部の出力電圧値とに応じて光源の光量を制御する。変換抵抗部は入力されたパルス信号に応じて2種類の抵抗値を切り替える構成とし、デューティ比が可変のパルス信号を変換制御部が変換抵抗部へ出力して抵抗値の制御を行う。変換制御部からのパルス信号により変換抵抗部の抵抗値が切り替えられた場合、変換抵抗部の出力電圧はパルス状に切り替わるが、このパルス状の電圧は平滑部によって平滑化されて出力される。
変換制御部は、光量に係る所定設定値における平滑部の出力電圧値が所定目標電圧値となるように、変換制御部の抵抗値を制御する。これにより、光学センサの個体差などの要因に応じて、変換抵抗部による電流から電圧への変換効率を調整することができ、平滑部の出力電圧のバラツキを低減することができる。
また変換制御部は、いわゆるPWM(Pulse Width Modulation)方式の制御を行う。これにより、変換制御部は1つのパルス信号で変換抵抗部の抵抗値を制御できるため、変換制御部から変換抵抗部への制御信号線を低減できる。
In the present invention, the conversion resistance unit configured with one or a plurality of resistors converts the current output from the optical sensor into a voltage and outputs the voltage, and the smoothing unit smoothes the output voltage. The light source control unit receives a set value related to the light amount, and controls the light amount of the light source according to the received set value and the output voltage value of the smoothing unit. The conversion resistance unit is configured to switch between two types of resistance values according to the input pulse signal, and the conversion control unit outputs a pulse signal having a variable duty ratio to the conversion resistance unit to control the resistance value. When the resistance value of the conversion resistance unit is switched by the pulse signal from the conversion control unit, the output voltage of the conversion resistance unit is switched to a pulse shape, and the pulse voltage is smoothed and output by the smoothing unit.
The conversion control unit controls the resistance value of the conversion control unit so that the output voltage value of the smoothing unit at a predetermined setting value related to the light amount becomes a predetermined target voltage value. Thereby, according to factors, such as individual difference of an optical sensor, the conversion efficiency from the electric current by a conversion resistance part to a voltage can be adjusted, and the variation in the output voltage of a smoothing part can be reduced.
The conversion control unit performs so-called PWM (Pulse Width Modulation) control. Thereby, since the conversion control part can control the resistance value of a conversion resistance part with one pulse signal, the control signal line from a conversion control part to a conversion resistance part can be reduced.
また、本発明においては、例えば照明装置の初期設定又はキャリブレーション等を行う際に、パルス信号のデューティ比を変化させて平滑部の出力電圧値を取得し、この出力電圧値と所定目標電圧値とを比較して、出力電圧値が所定目標電圧値となるデューティ比をデューティ比決定手段が決定する。変換制御部は、決定したデューティ比に応じて変換抵抗部の抵抗値の制御を行うが、これには以下のいくつかの方法がある。 In the present invention, for example, when initial setting or calibration of the lighting device is performed, the output voltage value of the smoothing unit is obtained by changing the duty ratio of the pulse signal, and the output voltage value and the predetermined target voltage value are obtained. And the duty ratio determining means determines the duty ratio at which the output voltage value becomes the predetermined target voltage value. The conversion control unit controls the resistance value of the conversion resistor unit according to the determined duty ratio, and there are the following several methods.
変換制御部は、デューティ比決定手段が決定したデューティ比のパルス信号を変換抵抗部へ出力する。この場合、受け付けた光量に係る設定値、所定設定値及び所定目標電圧値に基づいて、受け付けた設定値に応じた目標電圧値を算出する。光源制御部は、平滑部の出力電圧値が目標電圧値となるように、光源の光量を制御する。これにより光学センサの個体差を吸収して光源の光量を制御することが可能となる。 The conversion control unit outputs the pulse signal having the duty ratio determined by the duty ratio determining unit to the conversion resistance unit. In this case, a target voltage value corresponding to the received set value is calculated based on the set value relating to the received light quantity, the predetermined set value, and the predetermined target voltage value. The light source control unit controls the light amount of the light source so that the output voltage value of the smoothing unit becomes the target voltage value. This makes it possible to control the light quantity of the light source by absorbing individual differences of the optical sensors.
また更に、受け付けた設定値に係る光量が所定光量より小さい場合には、デューティ比を変化させてもよい。この場合、デューティ比決定手段が決定したデューティ比及び所定光量に応じた第2のデューティ比を算出し、変換制御部は第2のデューティ比のパルス信号を変換抵抗部へ出力する。また目標電圧値の算出は、先のデューティ比及び第2のデューティ比(即ちデューティ比の変化)を更に加味して行う。光源制御部は、平滑部の出力電圧値が目標電圧値となるように、光源の光量を制御する。これにより、設定値に係る光量が小さい場合の光量検知の分解能を増加させることが可能となり、光量が小さい場合における光源の光量制御の精度を向上することができる。 Furthermore, the duty ratio may be changed when the light amount related to the received set value is smaller than the predetermined light amount. In this case, the duty ratio determining means calculates the second duty ratio according to the duty ratio determined by the predetermined light amount, and the conversion control unit outputs a pulse signal having the second duty ratio to the conversion resistance unit. The target voltage value is calculated by further taking into consideration the previous duty ratio and the second duty ratio (that is, change in the duty ratio). The light source control unit controls the light amount of the light source so that the output voltage value of the smoothing unit becomes the target voltage value. Thereby, it is possible to increase the resolution of light amount detection when the light amount related to the set value is small, and it is possible to improve the light amount control accuracy of the light source when the light amount is small.
又は、光源制御部が平滑部の出力電圧値の目標とする電圧値を固定し、デューティ比を変化させてもよい。この場合、受け付けた光量に係る設定値に応じて、デューティ比決定手段が決定したデューティ比を変化させる。光源制御部は、平滑部の出力電圧値が所定目標電圧値となるように、光源の光量を制御する。これにより、光量に係る設定値の全範囲において光量検知の分解能を高めることができ、光源の光量制御の精度を向上することができる。 Alternatively, the light source control unit may fix the target voltage value of the output voltage value of the smoothing unit and change the duty ratio. In this case, the duty ratio determined by the duty ratio determining means is changed according to the set value relating to the received light quantity. The light source control unit controls the light amount of the light source so that the output voltage value of the smoothing unit becomes a predetermined target voltage value. Thereby, the resolution of light quantity detection can be increased in the entire range of setting values related to the light quantity, and the accuracy of light quantity control of the light source can be improved.
また、本発明においては、例えば照明装置の初期設定又はキャリブレーション等を行う際に、パルス信号のデューティ比を所定デューティ比とした場合の平滑部の出力電圧値を所定目標電圧値と決定する。変換制御部は、平滑部の出力電圧値が所定目標電圧値となるように、光量に係る設定値に応じてパルス信号のデューティ比を制御する。これにより、初期設定又はキャリブレーション等に要する時間を短縮することができる。 In the present invention, for example, when initial setting or calibration of the lighting device is performed, the output voltage value of the smoothing unit when the duty ratio of the pulse signal is set to the predetermined duty ratio is determined as the predetermined target voltage value. The conversion control unit controls the duty ratio of the pulse signal according to the set value related to the light amount so that the output voltage value of the smoothing unit becomes a predetermined target voltage value. Thereby, the time required for initial setting or calibration can be shortened.
また、本発明においては、変換抵抗部を光学センサの出力電流経路中に抵抗器及びスイッチング素子を直列接続した構成とする。スイッチング素子の開閉を制御することによって、変換抵抗部の抵抗値を2種類の抵抗値に切り替えることができる。例えば変換抵抗部の抵抗値は、電流経路中の抵抗の抵抗値と、無限大の抵抗値とに切り替えることができる。また例えば直列接続された抵抗器及びスイッチング素子に対して第2の抵抗器を並列接続することにより、変換抵抗部の抵抗値は、第2の抵抗器の抵抗値と、2種類の抵抗器の合成抵抗値とに切り替えることができる。
変換抵抗部の抵抗値を切り替えることによって、光学センサの出力電流に対する変換抵抗部の出力電圧はパルス状に変化するが、この出力電圧は平滑部によって平滑化されて略一定の電圧となる。平滑部の出力電圧値は、変換抵抗部へ入力されるパルス信号のデューティ比に応じて定まる。よって変換制御部は、パルス信号のデューティ比を制御することにより、光学センサが出力する電流から電圧への変換効率を制御することができる。
Further, in the present invention, the conversion resistance unit is configured such that a resistor and a switching element are connected in series in the output current path of the optical sensor. By controlling the opening and closing of the switching element, the resistance value of the conversion resistance unit can be switched to two types of resistance values. For example, the resistance value of the conversion resistance unit can be switched between a resistance value of a resistor in the current path and an infinite resistance value. Further, for example, by connecting a second resistor in parallel to a resistor and a switching element connected in series, the resistance value of the conversion resistor unit is the resistance value of the second resistor and two types of resistors. It is possible to switch to the combined resistance value.
By switching the resistance value of the conversion resistance unit, the output voltage of the conversion resistance unit with respect to the output current of the optical sensor changes in a pulse shape, but this output voltage is smoothed by the smoothing unit to become a substantially constant voltage. The output voltage value of the smoothing unit is determined according to the duty ratio of the pulse signal input to the conversion resistance unit. Therefore, the conversion control unit can control the conversion efficiency from the current output by the optical sensor to the voltage by controlling the duty ratio of the pulse signal.
また、本発明においては、上述のような照明装置を表示装置に搭載し、照明装置が液晶パネルの背面へ光を照射する構成とする。これにより表示装置は、ユーザの設定などに応じて表示画面の明るさなどを適切に調整することができる。 Moreover, in this invention, it is set as the structure which mounts the above illuminating devices in a display apparatus, and an illuminating device irradiates light to the back surface of a liquid crystal panel. As a result, the display device can appropriately adjust the brightness of the display screen in accordance with the user setting.
本発明による場合は、光量に係る所定設定値における平滑部の出力電圧値が所定目標電圧値となるように変換抵抗部の抵抗値を制御し、光学センサの検知光量に応じた平滑部の出力電圧値に基づいて光源の光量を制御することにより、光学センサの個体差などの要因に応じて変換抵抗部の抵抗値を調整することができ、光量検知結果のバラツキを低減することができる。また増幅器の増幅率を調整する構成ではないため、S/N比の悪化などの問題を生じることはない。よって照明装置は光量制御を精度よく行うことができ、表示装置は画面表示の明るさなどを精度よく調整することができる。 In the case of the present invention, the resistance value of the conversion resistor unit is controlled so that the output voltage value of the smoothing unit at the predetermined setting value related to the light amount becomes the predetermined target voltage value, and the output of the smoothing unit according to the detected light amount of the optical sensor By controlling the light amount of the light source based on the voltage value, the resistance value of the conversion resistance unit can be adjusted according to factors such as individual differences of the optical sensors, and variation in the light amount detection result can be reduced. In addition, since it is not configured to adjust the amplification factor of the amplifier, problems such as deterioration of the S / N ratio do not occur. Therefore, the lighting device can perform light amount control with high accuracy, and the display device can adjust the brightness of the screen display with high accuracy.
(実施の形態1)
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づき具体的に説明する。図1は、本実施の形態に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図である。図において1は、液晶表示パネルである。液晶表示パネル1はマトリクス状に配置された液晶の画素を有し、液晶表示装置は、光源2から液晶表示パネル1の背面へ照射される光の透過率を画素毎に制御することにより、モノクローム又はカラーの画像表示を行うものである。
(Embodiment 1)
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to the drawings showing embodiments thereof. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a liquid crystal display device according to the present embodiment. In the figure,
液晶表示装置は、例えばPC(Personal Computer)又は映像再生装置等の外部装置からの画像信号が画像入力部16に入力される。画像入力部16に入力された画像信号は画像処理部17へ与えられ、画像処理部17は、入力された画像信号に対して、主制御部10の制御に応じた種々の画像処理を施す。画像処理が施された画像信号は画像処理部17から液晶駆動部18へ与えられ、液晶駆動部18は、与えられた画像信号に応じて、液晶表示パネル1の各画素を駆動する駆動信号を生成して出力する。
In the liquid crystal display device, for example, an image signal from an external device such as a PC (Personal Computer) or a video reproduction device is input to the
液晶表示装置は、表示に係る各種の設定操作を受け付けるための設定受付部15を備えている。設定受付部15は、例えば液晶表示装置の筐体の前面下部などに設けられた一又は複数のスイッチを有し、これらのスイッチによりユーザなどの設定操作を受け付ける。設定受付部15は、例えば明るさ(ブライトネス、明度又は輝度)、コントラスト、色温度及び/又はカラーバランス等の設定について、設定値の変更に係る操作を受け付け、受け付けた設定値を主制御部10へ通知する。
The liquid crystal display device includes a
主制御部10は、CPU(Central Processing Unit)又はMPU(Micro Processing Unit)等の演算処理装置を用いて構成され、液晶表示装置内の各部の動作の制御及び画像表示に係る各種の演算処理等を行う。主制御部10は、設定受付部15にて受け付けた設定値を記憶し、この設定値に応じて光源制御部11、変換制御部14、画像処理部17及び液晶駆動部18等の動作を制御すべく、制御信号を出力する。
The
また液晶表示装置は、光源2の制御に関して、光源制御部11、光源駆動部12、電流電圧変換部13、変換制御部14及び光学センサS等を備えている。光学センサSは、液晶表示装置内において液晶表示パネル1の近傍又は光源2の近傍に配され、光源2が発する光の光量を検知するセンサである。光学センサSは検知した光量に応じた電流を出力し、この出力電流を電流電圧変換部13が電圧に変換して光源制御部11へ出力する。光源制御部11は、電流電圧変換部13の出力電圧と、主制御部10からの制御信号とに応じて、光源2の発光量を決定し、決定した発光量で光源2を発光させるべく光源駆動部12へ制御信号を出力する。光源駆動部12は、光源制御部11からの制御信号に応じた駆動電圧又は駆動電流を生成して光源2へ出力し、光源2を発光させる。
In addition, the liquid crystal display device includes a light
例えば主制御部10は、設定受付部15にて受け付けた明るさの設定値に応じた明るさとなるように、光源制御部11へ制御信号を出力してその動作を制御する。光源制御部11は、主制御部10からの制御信号により、設定値に応じた明るさとなるように光源2の光量を制御する。このときに光源制御部11は、光学センサSによる光量の検知結果をフィードバック情報として取得しており、光量の検知結果に応じて光源2の光量を増減し、設定された明るさにより近付けるべく光源2の光量を制御する。また液晶表示装置の初期設定又はキャリブレーション等の際に、光源制御部11は、必要に応じて光学センサSの検知結果を主制御部10へ与える。
For example, the
また本実施の形態に係る液晶表示装置は、光学センサSが検知する光量の精度を向上させるため、電流電圧変換部13の変換効率を変換制御部14が制御している。変換制御部14は、主制御部10からの制御信号に応じて、電流電圧変換部13の変換効率を制御するためのPWM(Pulse Width Modulation)信号を生成し、電流電圧変換部13へ出力する。
Further, in the liquid crystal display device according to the present embodiment, the
図2は、電流電圧変換部13の構成を示す回路図である。上述のように光学センサSは、検知した光量に応じた電流Iを出力するセンサであり、例えばフォトダイオードなどを用いて構成される(図2においては光学センサSをフォトダイオードとして図示してある)。光学センサSの出力電流Iは、抵抗Rd、Rp及びトランジスタTを用いて構成された変換抵抗部131へ入力される。変換抵抗部131は、光学センサSの出力電流Iを、抵抗Rd及びRpの抵抗値に応じた電圧に変換して出力する。変換抵抗部131が出力した電圧は、コンデンサCにより平滑化されて、略一定の電圧値Vaとして出力される。なお本実施の形態においては、変換抵抗部131が出力した電圧をコンデンサCにて平滑化する構成とするが、電圧の平滑化はコンデンサCを用いる方法に限らない。例えば、変換抵抗部131の出力電圧をサンプリングすることで電圧値をデジタル値として取得し、サンプリングした複数の電圧値の平均値を算出するなどのデジタル処理を行い、デジタル処理にて得られた電圧値の信号を出力することによって平滑化を行う構成としてもよい。
FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration of the current-
詳しくは、光学センサSのアノード端子には、変換抵抗部131の抵抗Rd及びトランジスタTが直列接続され、この抵抗Rd及びトランジスタTに対して抵抗Rp及びコンデンサCがそれぞれ並列接続された構成である。光学センサSのアノード端子の電圧値が変換されて平滑化された電圧値Vaとして出力される。
Specifically, the resistor Rd of the
トランジスタTが開状態(抵抗Rdから接地電位への電流経路が非導通の状態)の場合、光学センサSの出力電流Iは抵抗Rpを通って接地電位へ流れるため、変換抵抗部131の出力電圧値はRp×Iとなる。トランジスタTが閉状態(抵抗Rdから接地電位への電流経路が導通した状態)の場合、光学センサSの出力電流Iは抵抗Rd及びRpへ流れるため、抵抗Rd及びRpの合成抵抗をRdpとすると、変換抵抗部131の出力電圧値はRdp×I(<Rp×I)となる。
When the transistor T is in the open state (the current path from the resistor Rd to the ground potential is non-conductive), the output current I of the optical sensor S flows to the ground potential through the resistor Rp. The value is Rp × I. When the transistor T is in the closed state (the current path from the resistor Rd to the ground potential is conductive), the output current I of the optical sensor S flows to the resistors Rd and Rp, so that the combined resistance of the resistors Rd and Rp is Rdp. The output voltage value of the
トランジスタTの開閉は、変換制御部14が出力するPWM信号により制御されている。このPWM信号は、ハイレベル及びローレベルが所定のデューティ比となるように繰り返されたパルス信号であり、PWM信号がハイレベルの場合にトランジスタTが閉状態となり、PWM信号がローレベルの場合にトランジスタTが開状態となる。PWM信号によってトランジスタTの開閉が繰り返されることにより、変換抵抗部131の出力電圧は増減を繰り返すこととなるが、コンデンサCにより平滑化されて略一定の電圧値Vaとなる。平滑化された電圧値Vaは、光学センサSの出力電流Iと、PWM信号のデューティ比とにより定まる。即ち図示の回路は、PWM信号のデューティ比を制御することで変換抵抗部131の合成抵抗Rpdを疑似的に調整し、電流Iから電圧Vaへの変換効率を制御することを可能とした回路である。
The opening and closing of the transistor T is controlled by a PWM signal output from the
出力された電圧Vaは、増幅器Amp、抵抗Rf及びRsを用いた増幅回路へ入力される。この増幅回路は、増幅器Ampの非反転入力端子(+)に電圧Vaが入力され、増幅器Ampの出力端子が抵抗Rfを介して反転増幅端子(−)に入力され、反転増幅端子が抵抗Rsを介して接地電位に接続された構成である。これにより増幅回路の出力電圧Vbは、(Rf+Rs)/Rs×Vaとなる。この出力電圧Vbが光源制御部11へ与えられる。
The output voltage Va is input to an amplifier circuit using an amplifier Amp and resistors Rf and Rs. In this amplifier circuit, the voltage Va is input to the non-inverting input terminal (+) of the amplifier Amp, the output terminal of the amplifier Amp is input to the inverting amplifier terminal (−) via the resistor Rf, and the inverting amplifier terminal receives the resistor Rs. And connected to the ground potential via As a result, the output voltage Vb of the amplifier circuit becomes (Rf + Rs) / Rs × Va. This output voltage Vb is given to the
変換制御部14が出力するPWM信号のデューティ比は、例えば液晶表示装置の製造工程又は液晶表示装置を購入したユーザが初期設定を行う際等に決定される。このとき主制御部10は、光源制御部11へ制御信号を出力して光源2を所定光量(例えば最大光量など)となるように発光させる。また主制御部10は、所定のデューティ比(例えば50%など)を変換制御部14へ通知してPWM信号を出力させ、光学センサSによる光量の検知結果である電流電圧変換部13の出力電圧Vbを光源制御部11から取得する。主制御部10は、取得した出力電圧Vbが所定目標電圧値となるようにデューティ比を増減し、出力電圧Vbが所定目標電圧値となった場合のデューティ比を記憶して以後の制御に用いる。なお所定目標電圧値は、液晶表示装置の設計段階などにおいて、光源2及び光学センサS等の特性などに応じて定められる。
The duty ratio of the PWM signal output from the
図3は、電流電圧変換部13の変換効率決定処理の手順を示すフローチャートである。液晶表示装置の主制御部10は、光源制御部11へ制御信号を出力することにより、例えば最大光量などの所定光量に対応した所定駆動量で光源2を発光させる(ステップS1)。また主制御部10は、例えば予め定められた50%などの初期デューティ比を変換制御部14に設定し(ステップS2)、この初期デューティ比に応じた変換効率を電流電圧変換部13に設定する。
FIG. 3 is a flowchart showing the procedure of the conversion efficiency determination process of the current-
次いで主制御部10は、光学センサSの検知した光量に応じた電流電圧変換部13の出力電圧Vbの値を光源制御部11から取得し(ステップS3)、取得した出力電圧Vbが所定目標電圧値であるか否かを判定する(ステップS4)。なおこのとき主制御部10は、出力電圧Vbが所定目標電圧値に完全に一致するのではなく、出力電圧Vbが所定目標電圧値±α(αは例えば5%など)の範囲内であれば、出力電圧Vbが目標電圧値であると判定する構成であってよい。
Next, the
出力電圧Vbが所定目標電圧値でないと判定した場合(S4:NO)、主制御部10は、変換制御部14が出力するPWM信号のデューティ比の設定を変更して(ステップS5)、ステップS3へ処理を戻し、出力電圧Vbの取得及び判定を繰り返し行う。出力電圧Vbが所定目標電圧値であると判定した場合(S4:YES)、主制御部10は、このときのデューティ比を不揮発性のメモリなどに記憶し(ステップS6)、処理を終了する。
When it is determined that the output voltage Vb is not the predetermined target voltage value (S4: NO), the
本実施の形態に係る液晶表示装置は、外部装置からの入力画像を液晶表示パネル1に表示する通常の動作時においては、上記の処理にて記憶したデューティ比を固定的に用いて(即ち電流電圧変換部13の変換効率を固定して)光学センサSにより光量の検知を行い、光源制御部11による光源2の制御を行う。またユーザによる設定受付部15への操作にて明るさの設定に係る設定値(以下、単に明るさ設定という)の変更を受け付けた場合、液晶表示装置は、主制御部10から光源制御部11へ設定値の変更が通知され、光源制御部11が設定値に応じて光源2の光量を変更する。
In the normal operation in which the liquid crystal display device according to the present embodiment displays an input image from an external device on the liquid
図4は、光源2の明るさ設定変更処理の手順を示すフローチャートである。液晶表示装置の光源制御部11は、主制御部10から明るさ設定を取得し(ステップS11)、この明るさ設定に対応した光源2の駆動量を算出する(ステップS12)。なお明るさ設定に対応する光源2の駆動量の算出は、予め定められた演算式を用いて行う。ただし、明るさ設定と駆動量とを対応付けたテーブルなどを記憶しておき、このテーブルから駆動量を取得する構成としてもよい。またステップS12にて算出する駆動量は、以降の処理で更新される駆動量の初期値として与えられるものであり、算出を行わずに、明るさ設定に無関係の固定値を駆動量の初期値として用いてもよく、以前の明るさ設定での駆動量を初期値として用いてもよい。
FIG. 4 is a flowchart showing the procedure of the brightness setting change process of the
次いで光源制御部11は、明るさ設定に対応した電流電圧変換部13の出力電圧Vbの目標電圧値を算出する(ステップS13)。なお明るさ設定に対応した目標電圧値の算出は、予め定められた演算式を用いて行う。この演算式は、図3に示したデューティ比を決定する処理において光源2を発光させた所定駆動量に対応する明るさ設定、及び、ステップS4にて判定に用いた所定目標検出値に基づいて決定することができ、演算式に新たな明るさ設定(又は明るさ設定に応じた光源2の駆動量)を代入することで目標電圧値を算出することができる。ただし、明るさ設定と目標電圧値とを対応付けたテーブルなどを記憶しておき、このテーブルから目標電圧値を取得する構成としてもよい。
Next, the light
PWM信号のデューティ比決定処理にて、例えば明るさ設定100%(所定駆動量=100%)にて所定目標電圧値がV1となるデューティ比を60%と決定したとする。その後、PWM信号のデューティ比は60%固定で光源2の制御処理は行われる。ここで明るさ設定が70%とされた場合、電流電圧変換部13の出力電圧Vbに対する目標電圧値はV1×70/100となる。即ち、目標電圧値の算出は、明るさ設定をX%とした場合、演算式Y=V1/100×Xを用いてYの値を算出することで実現できる。
In the duty ratio determination process of the PWM signal, for example, it is assumed that the duty ratio at which the predetermined target voltage value is V1 is determined to be 60% at a brightness setting of 100% (predetermined drive amount = 100%). Thereafter, the control process of the
光源制御部11は、ステップS12にて算出した駆動量での駆動を行って光源2を発光させる(ステップS14)。次いで光源制御部11は、光学センサSの検出値に対応した電流電圧変換部13の出力電圧Vbを取得し(ステップS15)、取得した出力電圧VbがステップS13にて算出した目標電圧値であるか否かを判定する(ステップS16)。なおこのとき光源制御部11は、出力電圧Vbが目標電圧値に完全に一致するのではなく、出力電圧Vbが目標電圧値±α(αは例えば5%など)の範囲内であれば、出力電圧Vbが目標電圧値であると判定する構成であってよい。
The light
出力電圧Vbが目標電圧値でないと判定した場合(S16:NO)、光源制御部11は、出力電圧値Vbを目標電圧値へ近付けるべく、光源2の駆動量を再び算出し(ステップS17)、ステップS14へ処理を戻して、上述の処理を繰り返し行う。出力電圧Vbが目標電圧値であると判定した場合(S16:YES)、光源制御部11は、処理を終了する。
When it is determined that the output voltage Vb is not the target voltage value (S16: NO), the light
以上の構成の実施の形態1に係る液晶表示装置は、光学センサSが出力した電流Iを電流電圧変換部13が電圧Vbに変換して出力し、設定受付部15にて受け付けた明るさ設定と電流電圧変換部13が出力した電圧Vbとに応じて光源制御部11が光源2の光量を制御する。また液晶表示装置は、電流電圧変化部13による電流Iから電圧Vbへの変換効率を、所定駆動量で光源2を発光した際の電流電圧変換部13の出力電圧Vbが所定の目標電圧値となるように、変換制御部14が制御する。これにより、光学センサSの個体差などの要因に応じて電流電圧変換部13の出力電圧Vbにバラツキが生じることを防止でき、精度のよい光源2の光量制御を行うことができる。
In the liquid crystal display device according to the first embodiment having the above configuration, the current I output from the optical sensor S is converted into the voltage Vb by the current-
また、変換制御部14がPWM信号を電流電圧変換部13へ出力し、電流電圧変換部13がPWM信号のデューティ比に応じた変換効率で電流Iから電圧Vbへの変換を行う。電流電圧変換部13は、PWM信号に応じて抵抗値が変化する変換抵抗部131と、変換抵抗部131により光学センサSの出力電流Iを変換した電圧を平滑化するコンデンサCとを有し、抵抗値の変化によって出力電圧Vbが変化する構成である。これにより、変換制御部14から電流電圧変換部13へ1つの制御信号線を接続することで変換効率の制御を行うことができるため、信号線数を削減できる。
Moreover, the
また、液晶表示装置の初期設定又はキャリブレーション等を行う際に、変換制御部14が出力するPWM信号のデューティ比を変化させて電流電圧変換部13が出力する電圧Vbを取得し、取得した電圧Vbと所定の目標電圧値とを比較して、出力電圧Vbが目標電圧値となるデューティ比を決定する。変換制御部14は、決定したデューティ比のPWM信号を出力する。光源制御部11は、設定受付部15にて受け付けた明るさ設定、デューティ比決定時の光源2の駆動量に対応した明るさ設定(光量に係る所定設定値)、及び、所定目標電圧値に基づいて、受け付けた明るさ設定に応じた目標電圧値を算出する。光源制御部11は、電流電圧変換部13の出力電圧Vbが算出した目標電圧値となるように光源2の光量を制御する。これらにより光学センサSの個体差を吸収して光源2の光量を制御することが可能となる。
Further, when initial setting or calibration of the liquid crystal display device is performed, the voltage Vb output from the current-
また、電流電圧変換部13は、光学センサSに抵抗Rd及びトランジスタTを直列接続し、トランジスタTの開閉をPWM信号にて制御する構成である。この構成により、変換制御部14がPWM信号のデューティ比を制御することで、電流電圧変換部13の変換効率を容易に制御することができる。また、光学センサSの出力電流Iを電圧Vaに変換し、増幅回路にて電圧Vbに増幅して出力する構成とすることにより、光源制御部11は増幅された電圧Vbにて処理を行うことができるため、高い分解能で処理を行うことが可能となる。
The current-
なお本実施の形態においては、液晶表示装置を例に説明を行ったが、これに限るものではなく、光学センサSを用いて光源2の光量を制御するその他の照明装置に同様の構成を適用することができる。また変換制御部14が出力するPWM信号にて電流電圧変換部13のトランジスタTの開閉を制御することで変換効率の制御を行う構成としたが、これに限るものではない。例えば、変換制御部14が線形的に変換する制御信号を出力し、この制御信号に応じて電流電圧変換部13のトランジスタTの開閉を線形的に制御する構成としてもよく、その他の構成としてもよい。また図2に示した電流電圧変換部13の回路構成は一例であって、これに限るものではない。また電流電圧変換部13は増幅回路にて電圧を増幅して出力する構成としたが、これに限るものではなく、増幅を行わない構成であってもよい。また図1において液晶表示装置は、主制御部10、光源制御部11及び変換制御部14をそれぞれ別のブロックとして備える構成としたが、これに限るものではなく、これらのうちの2つ又は3つを1つのブロックとして実現してもよい。
In this embodiment, the liquid crystal display device has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and the same configuration is applied to other illumination devices that control the light amount of the
(実施の形態2)
上述の実施の形態1に係る液晶表示装置では、先に決定したPWM信号のデューティ比が固定的に用いられ、その後の明るさ設定に応じた光源2の制御処理においてデューティ比が変化することはない。実施の形態2に係る液晶表示装置では、明るさ設定が所定の明るさ(例えば最大の明るさを100%とした場合に50%の明るさなど)を超える場合には、実施の形態1と同様の光源2の制御処理を行う(即ち、先に決定したデューティ比を用いる)が、明るさ設定が所定の明るさ以下の場合には、デューティ比を変更して光源2の制御処理を行う。実施の形態2に係る液晶表示装置は、設定受付部15にて受け付けた明るさ設定に応じて、PWM信号のデューティ比を2段階(又はそれ以上の多段階)で変化させる構成である。
(Embodiment 2)
In the liquid crystal display device according to the first embodiment described above, the duty ratio of the previously determined PWM signal is fixedly used, and the duty ratio changes in the control process of the
図5は、実施の形態1及び2に係る液晶表示装置の光源2の制御方法を比較するための模式図であり、横軸を明るさ設定とし、縦軸をPWM信号のデューティ比又は目標電圧値としたグラフを、各実施の形態についてそれぞれ示したものである。図5Aに示すように、実施の形態1に係る液晶表示装置は、明るさ設定の変化に対してPWM信号のデューティ比は固定であり、目標電圧値は明るさ設定に応じて変化する。図5Bに示すように、実施の形態2に係る液晶表示装置は、明るさ設定が例えば50%を超えるか否かに応じて、PWM信号のデューティ比を段階的に変化させ、これに伴い目標電圧値も明るさ設定が50%の箇所で不連続的に変化している。
FIG. 5 is a schematic diagram for comparing the control method of the
実施の形態2に係る液晶表示装置は、明るさ設定が50%以下の場合に、先に決定したPWM信号のデューティ比(第1のデューティ比)よりも低い値の(即ち、ハイレベルの期間が短い)デューティ比(第2のデューティ比)を用いて光源2の制御を行う。PWM信号のデューティ比が低下した場合、図2に示した電流電圧変換部13のトランジスタTの開時間が減少し、並列接続された抵抗Rd及びRpの合成抵抗値が疑似的に増加するため、出力電圧Vbは増加する。よって光源制御部11の目標電圧値も図5Bに示すように増加する。これにより光学センサSの検知結果の分解能を疑似的に増加させることができるため、明るさ設定が50%以下での光源2の制御精度を向上させることができる。
When the brightness setting is 50% or less, the liquid crystal display device according to the second embodiment has a period lower than the previously determined duty ratio of the PWM signal (first duty ratio) (that is, a high level period) The
図6は、実施の形態2に係る液晶表示装置の光源2の明るさ設定変更処理の手順を示すフローチャートである。液晶表示装置の主制御部10は、設定受付部15から明るさ設定を取得し(ステップS21)、この明るさ設定が50%以下であるか否かを判定する(ステップS22)。明るさ設定が50%を超える場合(S22:NO)、主制御部10は光源制御部11に、実施の形態1に係る液晶表示装置と同様の処理を行わせる。即ち、光源制御部11は、予め定められた演算式などを用いて、明るさ設定に応じた目標電圧値の算出を行い(ステップS23)、ステップS27へ処理を進める。
FIG. 6 is a flowchart showing the procedure of the brightness setting change process of the
また明るさ設定が50%以下である場合(S22:YES)、主制御部10は、変換制御部14が出力するPWM信号のデューティ比(第2のデューティ比)を算出する(ステップS24)。ステップS24における第2のデューティ比の算出は、図3に示した処理にて決定した第1のデューティ比に対して所定係数α(ただし0<α<1である)を乗算することで行う。所定係数αは、液晶表示装置の設計段階などにおいて、電流電圧変換部13の抵抗Rd及びRpの抵抗値、並びに、光学センサSの特性等に基づいて決定される。次いで主制御部10は、算出した第2のデューティ比を変換制御部14へ通知してPWM信号のデューティ比変更を行う(ステップS25)。なお主制御部10は、算出した第2のデューティ比を光源制御部11へ通知する。
When the brightness setting is 50% or less (S22: YES), the
次いで光源制御部11は、主制御部10によるデューティ比の変化を加味して、明るさ設定に対応した光学センサSの目標電圧値を算出する(ステップS26)。デューティ比の変化に対する電流電圧変換部13の出力電圧Vbの変化は、電流電圧変換部13の回路構成等に応じて予め算出する(又は、シミュレーション若しくは実測にて取得する)ことが可能である。光源制御部11は、デューティ比の変化に対する出力電圧Vbの変化を、例えば演算式又はテーブル等の情報として記憶している。光源制御部11は、ステップS23(又はステップS13)と同様の方法で、明るさ設定に応じた目標電圧値を算出し、更にデューティ比の変化に対する出力電圧Vbの変化に係る情報を基に、算出した目標電圧値を修正することによって、変化後の第2のデューティ比に対する目標電圧値を算出する。光源制御部11は、目標電圧値の算出後にステップS27へ処理を進める。
Next, the light
次いで、光源制御部11は、明るさ設定に対応した光源2の駆動量を算出する(ステップS27)。なお明るさ設定に対応する光源2の駆動量の算出は、予め定められた演算式を用いて行う。光源制御部11は、算出した駆動量での駆動を行って光源2を発光させる(ステップS28)。次いで光源制御部11は、光学センサSの検出値に対応した電流電圧変換部13の出力電圧Vbを取得し(ステップS29)、取得した出力電圧VbがステップS23又はS26にて算出した目標電圧値であるか否かを判定する(ステップS30)。出力電圧Vbが目標電圧値でないと判定した場合(S30:NO)、光源制御部11は、出力電圧値Vbを目標電圧値へ近付けるべく、光源2の駆動量を再び算出し(ステップS31)、ステップS28へ処理を戻して、上述の処理を繰り返し行う。出力電圧Vbが目標電圧値であると判定した場合(S30:YES)、光源制御部11は、処理を終了する。
Next, the light
以上の構成の実施の形態2に係る液晶表示装置は、明るさ設定が50%以下の場合に、変換制御部14が出力するPWM信号のデューティ比を第1のデューティ比から第2のデューティ比に変化させ、電流電圧変換部13の変換効率を段階的に変化させる。液晶表示装置の光源制御部11は、PWM信号のデューティ比の変化(即ち第1及び第2のデューティ比の差分)を加味して目標電圧値を算出し、電流電圧変換部13の出力電圧Vbが目標電圧値となるように、光源の光量を制御する。これにより、明るさ設定が50%以下の場合の光量検知の分解能を増加させることができ、光源2の制御精度を向上することができる。
In the liquid crystal display device according to the second embodiment having the above configuration, when the brightness setting is 50% or less, the duty ratio of the PWM signal output from the
なお本実施の形態においては、明るさ設定が50%を超えるか否かに応じてデューティ比を変化させる構成としたが、この明るさ設定は一例であって、これに限るものではない。また第2のデューティ比は、第1のデューティ比を決定した際に算出を行い、液晶表示装置の主制御部10又は光源制御部11等に記憶しておく構成であってもよい。またデューティ比を2種類に変化させる構成としたが、これに限るものではなく、明るさ設定の複数個所においてデューティ比を変化させ、3種類以上のデューティ比を組み合わせて制御を行う構成であってもよい。
In the present embodiment, the duty ratio is changed depending on whether the brightness setting exceeds 50%. However, this brightness setting is an example, and the present invention is not limited to this. Further, the second duty ratio may be calculated when the first duty ratio is determined and stored in the
また実施の形態2に係る液晶表示装置のその他の構成は、実施の形態1に係る液晶表示装置の構成と同様であるため、同様の箇所には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。 The other configuration of the liquid crystal display device according to the second embodiment is the same as the configuration of the liquid crystal display device according to the first embodiment, and therefore, the same components are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof is omitted. .
(実施の形態3)
図7は、実施の形態3に係る液晶表示装置の光源2の制御方法を説明するための模式図である。実施の形態3に係る液晶表示装置は、明るさ設定に関わらず目標電圧値を一定の値とし、電流電圧変換部13の出力電圧Vbがこの目標電圧値となるようにデューティ比を変化させる構成である。これにより、明るさ設定に応じた光源2の光量の変化に関わらず、光学センサSの検知結果(即ち出力電圧Vb)の分解能を維持することができる。
(Embodiment 3)
FIG. 7 is a schematic diagram for explaining a method of controlling the
図8は、実施の形態3に係る液晶表示装置の光源2の明るさ設定変更処理の手順を示すフローチャートである。液晶表示装置の主制御部10は、設定受付部15から明るさ設定を取得し(ステップS41)、取得した明るさ設定に応じたPWM信号のデューティ比を算出する(ステップS42)。なお明るさ設定に応じたデューティ比の算出は、予め定められた演算式を用いて行う。
FIG. 8 is a flowchart showing the procedure of the brightness setting change process of the
例えば図3に示したPWM信号のデューティ比決定処理にて、明るさ設定100%にて所定目標電圧値となるデューティ比をAと決定したとする。その後、明るさ設定が変更された場合、明るさ設定が低下した分だけPWM信号のデューティ比を低減する。例えばデューティ比の算出は、明るさ設定をX%とした場合、演算式Y=A×β×Xを用いてYの値を算出することで実現できる。この演算式においてβは、液晶表示装置の設計段階などにおいて決定される係数である。 For example, it is assumed that the duty ratio which becomes the predetermined target voltage value is determined as A at the brightness setting of 100% in the duty ratio determination processing of the PWM signal shown in FIG. Thereafter, when the brightness setting is changed, the duty ratio of the PWM signal is reduced by an amount corresponding to the decrease in the brightness setting. For example, the calculation of the duty ratio can be realized by calculating the value of Y using the arithmetic expression Y = A × β × X when the brightness setting is X%. In this arithmetic expression, β is a coefficient determined at the design stage of the liquid crystal display device.
主制御部10は、算出したデューティ比を変換制御部14へ通知してPWM信号のデューティ比変更を行う(ステップS43)。次いで、光源制御部11は、明るさ設定に対応した光源2の駆動量を算出する(ステップS44)。なお明るさ設定に対応する光源2の駆動量の算出は、予め定められた演算式を用いて行う。光源制御部11は、算出した駆動量での駆動を行って光源2を発光させる(ステップS45)。次いで光源制御部11は、光学センサSの検出値に対応した電流電圧変換部13の出力電圧Vbを取得し(ステップS46)、取得した出力電圧Vbが所定目標電圧値(図3のステップS4にて判定に用いたものと同じである)であるか否かを判定する(ステップS47)。出力電圧Vbが所定目標電圧値でないと判定した場合(S47:NO)、光源制御部11は、出力電圧値Vbを所定目標電圧値へ近付けるべく、光源2の駆動量を再び算出し(ステップS48)、ステップS45へ処理を戻して、上述の処理を繰り返し行う。出力電圧Vbが所定目標電圧値であると判定した場合(S47:YES)、光源制御部11は、処理を終了する。
The
以上の構成の実施の形態3に係る液晶表示装置は、目標電圧値を所定目標電圧値に固定し、明るさ設定の変化に応じてPWM信号のデューティ比を変化させる構成である。光源制御部11は、電流電圧変換部13の出力電圧Vbが所定目標電圧値となるように、光源2の駆動を制御する。これにより、明るさ設定の全範囲において出力電圧Vbの分解能を高めることができ、光源2の光量制御の精度を向上することができる。
The liquid crystal display device according to
なお実施の形態3に係る液晶表示装置のその他の構成は、実施の形態1に係る液晶表示装置の構成と同様であるため、同様の箇所には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。 Since the other configuration of the liquid crystal display device according to the third embodiment is the same as that of the liquid crystal display device according to the first embodiment, the same portions are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof is omitted. .
(変形例)
図9は、変形例に係る液晶表示装置の光源2の制御方法を説明するための模式図である。変形例に係る液晶表示装置は、実施の形態1に係る液晶表示装置の制御方法と、実施の形態3に係る液晶表示装置の制御方法とを組み合わせた制御を行う。即ち、明るさ設定が所定値を超える場合、デューティ比を固定し、目標電圧値を変化させる実施の形態1に係る液晶表示装置の制御を行う。また明るさ設定が所定値を超えない場合、目標電圧値を固定し、デューティ比を変化させる実施の形態3に係る液晶表示装置の制御を行う。これにより明るさ設定が所定値を超えない場合における出力電圧Vbの分解能の低下を防止できる。
(Modification)
FIG. 9 is a schematic diagram for explaining a method of controlling the
(実施の形態4)
実施の形態4に係る液晶表示装置は、明るさ設定変更に対する光源制御部11の制御を、実施の形態3に係る液晶表示装置と同じく、目標電圧値を固定してデューティ比を変化させることで行う。ただし実施の形態4に係る液晶表示装置は、デューティ比の初期値及び目標電圧値の決定方法が、実施の形態3に係る液晶表示装置とは異なる。光源制御部11が制御に用いる目標電圧値は、例えば液晶表示装置の製造工程又は液晶表示装置を購入したユーザが初期設定を行う際等に決定される。このとき主制御部10は、光源制御部11へ制御信号を出力して光源2を所定光量(例えば最大光量など)となるように発光させる。また主制御部10は、所定のデューティ比(例えば50%など)を変換制御部14へ通知してPWM信号を出力させ、光学センサSによる光量の検知結果である電流電圧変換部13の出力電圧Vbを光源制御部11から取得する。主制御部10は、取得した出力電圧Vbを目標電圧値として記憶し、以後の制御に用いる。
(Embodiment 4)
In the liquid crystal display device according to the fourth embodiment, the light
図10は、実施の形態4に係る液晶表示装置が行う目標電圧値決定処理の手順を示すフローチャートである。液晶表示装置の主制御部10は、光源制御部11へ制御信号を出力することにより、例えば最大光量などの所定光量に対応した所定駆動量で光源2を発光させる(ステップS51)。また主制御部10は、例えば予め定められた50%などの所定デューティ比を変換制御部14に設定し(ステップS52)、この所定デューティ比に応じた変換効率を電流電圧変換部13に設定する。次いで主制御部10は、光学センサSの検知した光量に応じた電流電圧変換部13の出力電圧Vbの値を光源制御部11から取得し(ステップS53)、取得した出力電圧Vbを目標電圧値として不揮発性のメモリなどに記憶し(ステップS54)、処理を終了する。
FIG. 10 is a flowchart illustrating a procedure of target voltage value determination processing performed by the liquid crystal display device according to the fourth embodiment. The
また実施の形態4に係る液晶表示装置は、明るさ設定変更に対する光源2の光量制御を、図8のフローチャートに示した手順にて行う。ただしステップS42にて演算に用いるデューティ比の初期値は、図10のステップS52にて設定した所定デューティ比とする。またステップS47においては、電流電圧変換部13の出力電圧Vbと、図10のステップS54にて記憶した目標電圧値との比較を行う。
Further, the liquid crystal display device according to the fourth embodiment performs the light amount control of the
以上の構成の実施の形態4に係る液晶表示装置は、液晶表示装置の初期設定又はキャリブレーション等の際に、所定デューティ比のPWM信号を変換制御部14が出力した場合の電流電圧変換部13の出力電圧Vbを目標電圧値として記憶する。その後、変換制御部14は、電流電圧変換部13の出力電圧Vbを目標電圧とすべくPWM信号のデューティ比を制御する。これにより、液晶表示装置の初期設定又はキャリブレーション等に要する時間を短縮することができる。
In the liquid crystal display device according to the fourth embodiment having the above configuration, the current-
なお実施の形態4に係る液晶表示装置のその他の構成は、実施の形態3に係る液晶表示装置の構成と同様であるため、同様の箇所には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。 Since the other configuration of the liquid crystal display device according to the fourth embodiment is the same as that of the liquid crystal display device according to the third embodiment, the same portions are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof is omitted. .
1 液晶表示パネル
2 光源
10 主制御部
11 光源制御部(デューティ比決定手段、目標電圧値算出手段、デューティ比算出手段、所定目標電圧値決定手段)
12 光源駆動部
13 電流電圧変換部
14 変換制御部
15 設定受付部(受付部)
131 変換抵抗部
Amp 増幅器(電圧増幅器)
C コンデンサ(平滑部)
Rd、Rf、Rp、Rs 抵抗(抵抗器)
S 光学センサ
T トランジスタ(スイッチング素子)
DESCRIPTION OF
12 light
131 Conversion resistance unit Amp amplifier (voltage amplifier)
C capacitor (smoothing part)
Rd, Rf, Rp, Rs Resistance (resistor)
S Optical sensor T Transistor (switching element)
Claims (8)
前記光源の光量に応じた電流を出力する光学センサと、
一又は複数の抵抗器を有し、前記光学センサが出力した電流を前記抵抗器の抵抗値に応じた電圧に変換して出力する変換抵抗部と、
該変換抵抗部が出力した電圧を平滑化して出力する平滑部と、
デューティ比が可変のパルス信号を前記変換抵抗部へ出力し、該変換抵抗部の抵抗値を制御する変換制御部と、
前記受付部が受け付けた光量に係る設定値及び前記平滑部の出力電圧値に応じて、前記光源の光量を制御する光源制御部と
を備え、
前記変換抵抗部は、前記変換制御部が出力するパルス信号に応じて2種類の抵抗値を切り替えるようにしてあり、
前記変換制御部は、所定設定値における前記平滑部の出力電圧値が所定目標電圧値となるように、前記変換抵抗部の抵抗値を制御するようにしてあること
を特徴とする照明装置。 A reception unit that receives a setting value related to the light amount of the light source;
An optical sensor that outputs a current corresponding to the light amount of the light source;
A conversion resistor unit that includes one or a plurality of resistors, converts the current output from the optical sensor into a voltage corresponding to the resistance value of the resistor, and outputs the voltage;
A smoothing unit that smoothes and outputs the voltage output by the conversion resistor unit;
A conversion control unit that outputs a pulse signal having a variable duty ratio to the conversion resistor unit and controls a resistance value of the conversion resistor unit;
A light source control unit that controls the light amount of the light source according to a set value related to the light amount received by the reception unit and an output voltage value of the smoothing unit, and
The conversion resistance unit is configured to switch between two types of resistance values according to a pulse signal output from the conversion control unit,
The illumination device according to claim 1, wherein the conversion control unit controls a resistance value of the conversion resistance unit so that an output voltage value of the smoothing unit at a predetermined set value becomes a predetermined target voltage value.
前記変換制御部は、前記デューティ比決定手段が決定したデューティ比に応じて、前記パルス信号を前記変換抵抗部へ出力するようにしてあること
を特徴とする請求項1に記載の照明装置。 Duty for changing the duty ratio of the pulse signal, comparing the output voltage value of the smoothing unit and the predetermined target voltage value, and determining the duty ratio of the pulse signal at which the output voltage value becomes the predetermined target voltage value Further comprising a ratio determining means;
The lighting device according to claim 1, wherein the conversion control unit is configured to output the pulse signal to the conversion resistance unit according to the duty ratio determined by the duty ratio determination unit.
前記受付部が受け付けた光量に係る設定値、前記所定設定値及び前記所定目標電圧値に基づいて、前記設定値に応じた目標電圧値を算出する目標電圧値算出手段を更に備え、
前記光源制御部は、前記平滑部の出力電圧値が、前記目標電圧値算出手段が算出した目標電圧値となるように、前記光源の光量を制御するようにしてあること
を特徴とする請求項2に記載の照明装置。 The conversion control unit is configured to output a pulse signal having a duty ratio determined by the duty ratio determining unit to the conversion resistance unit.
Further comprising target voltage value calculating means for calculating a target voltage value corresponding to the set value based on the set value relating to the amount of light received by the receiving unit, the predetermined set value and the predetermined target voltage value;
The light source control unit controls the light amount of the light source so that an output voltage value of the smoothing unit becomes a target voltage value calculated by the target voltage value calculation unit. 2. The illumination device according to 2.
前記デューティ比決定手段が決定したデューティ比及び前記所定光量に基づいて、第2のデューティ比を算出するデューティ比算出手段を更に備え、
前記変換制御部は、前記デューティ比算出手段が算出した第2のデューティ比のパルス信号を前記変換抵抗部へ出力するようにしてあり、
前記目標電圧算出手段は、更に前記デューティ比決定手段が決定したデューティ比及び前記デューティ比算出手段が算出した第2のデューティ比に基づいて、前記設定値に応じた目標電圧値を算出するようにしてあること
を特徴とする請求項3に記載の照明装置。 When the light quantity related to the setting value received by the receiving unit is smaller than a predetermined light quantity,
A duty ratio calculating means for calculating a second duty ratio based on the duty ratio determined by the duty ratio determining means and the predetermined light amount;
The conversion control unit is configured to output a pulse signal having a second duty ratio calculated by the duty ratio calculation unit to the conversion resistance unit,
The target voltage calculation means further calculates a target voltage value corresponding to the set value based on the duty ratio determined by the duty ratio determination means and the second duty ratio calculated by the duty ratio calculation means. The lighting device according to claim 3, wherein
前記変換制御部は、前記デューティ比算出手段が算出したデューティ比のパルス信号を前記変換抵抗部へ出力するようにしてあり、
前記光源制御部は、前記平滑部が出力する電圧値が、前記所定目標電圧値となるように、前記光源の光量を制御するようにしてあること
を特徴とする請求項2に記載の照明装置。 Duty ratio calculation means for calculating a duty ratio using the output voltage value of the smoothing section as the predetermined target voltage value based on the set value relating to the light quantity received by the reception section and the duty ratio determined by the duty ratio determination means Further comprising
The conversion control unit is configured to output a pulse signal having a duty ratio calculated by the duty ratio calculation unit to the conversion resistance unit,
The lighting device according to claim 2, wherein the light source control unit controls the light amount of the light source so that a voltage value output from the smoothing unit becomes the predetermined target voltage value. .
前記受付部が受け付けた光量に係る設定値及び前記所定デューティ比に基づいて、前記平滑部の出力電圧値を前記所定目標電圧決定手段が決定した所定目標電圧値とするデューティ比を算出するデューティ比算出手段と
を更に備え、
前記変換制御部は、前記デューティ比算出手段が算出したデューティ比のパルス信号を前記変換抵抗部へ出力するようにしてあり、
前記光源制御部は、前記平滑部の出力電圧値が、前記所定目標電圧値となるように、前記光源の光量を制御するようにしてあること
を特徴とする請求項1に記載の照明装置。 A predetermined target voltage value determining means for determining an output voltage value of the smoothing unit when the duty ratio of the pulse signal is a predetermined duty ratio, as the predetermined target voltage value;
A duty ratio for calculating a duty ratio based on the set value relating to the light quantity received by the receiving unit and the predetermined duty ratio, wherein the output voltage value of the smoothing unit is the predetermined target voltage value determined by the predetermined target voltage determining unit. And a calculating means,
The conversion control unit is configured to output a pulse signal having a duty ratio calculated by the duty ratio calculation unit to the conversion resistance unit,
The lighting device according to claim 1, wherein the light source control unit controls the light amount of the light source so that an output voltage value of the smoothing unit becomes the predetermined target voltage value.
前記変換制御部は、前記スイッチング素子の開閉を制御することにより、前記抵抗値を制御するようにしてあること
を特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか1つに記載の照明装置。 The conversion resistance unit includes a resistor and a switching element connected in series in a path of a current output from the optical sensor,
The illumination device according to any one of claims 1 to 6, wherein the conversion control unit controls the resistance value by controlling opening and closing of the switching element.
該液晶表示パネルの背面に光を照射する、請求項1乃至請求項7のいずれか1つに記載の照明装置と
を備えること
を特徴とする表示装置。 A liquid crystal display panel;
A display device comprising: the illumination device according to any one of claims 1 to 7 irradiating light on a back surface of the liquid crystal display panel.
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