JP2002117999A - ライト調光装置及びこれを用いた液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 液晶表示装置(LCD)のバックライトの調光に
適した広い範囲の調光が可能なライト調光装置を提供す
る。 【解決手段】 調光部１と、ランプ４とを具備したライ
ト調光装置において、調光部１は、電源電圧を供給する
電源部３と、ランプ４の調光及び点灯を制御するランプ
制御部２とを具備し、ランプ制御部２は、調光回路２ａ
と、インバータユニット２ｂを有し、インバータユニッ
ト２ｂに供給される電圧値が、調光部１の外部より入力
される電圧制御信号１１に応じて変化すると共に、調光
回路２ａを通して電源部３からインバータユニット２ｂ
に供給される電圧信号が、前調光部１の外部より入力さ
れるデューティー制御信号１２に応じて、オン・オフ制
御されることにより、ランプ４を点灯させる期間と消灯
させる期間との比を制御するように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、バックライトやフ
ロントライトなどの液晶表示装置(LCD：Liquid Crystal
Display)に組み込まれる照光装置（ライト）の調光装
置に関し、特に、車載用の液晶表示装置(LCD)のライト
の輝度を広範囲に調光できるライト調光装置及びこれを
用いた液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図７は、代表的な液晶表示装置(LCD)を
示す斜視図である。この図７に示す液晶表示装置(LCD)
は、液晶パネル１００、ライト２００、バックライトの
調光装置３００を有する。液晶パネル１００は対向する
２枚のガラス基板１０１、１０２間に液晶を注入してな
り、ガラス基板１０１、１０２の対向面には図示しない
複数の電極が形成されており、ここに印可する電圧を制
御することによって液晶の透過率を変化させる。

【０００３】ライト２００は、ランプ２０１、光源を覆
って配置される反射板２０２、ランプ２０１からの光を
伝えるとともに平面光源に変換する導光板２０３を有す
る。液晶パネル１００はライト２００からの光を透過
し、全面に配置された表示部１０３に、入力配線１０４
から入力される所定の画像を表示する。

【０００４】ライト２００には、図７に示したように、
表示部１０３と反対側、液晶パネル１００の裏面に配置
されるバックライトの他に、表示部１０３の前面に配置
されるフロントライトなどもあるが、本明細書の発明の
詳細な説明では、バックライトを代表として説明する。

【０００５】調光装置３００は、ライト２００に電圧を
供給して発光させるとともに、発光輝度を変化させる装
置、即ち調光を行うための装置である。調光の方式の例
としては、電圧調光方式、デューティ調光方式、電流調
光方式などが挙げられる。

【０００６】図８は、従来の液晶表示装置(LCD)のバッ
クライトにおける調光制御方式を説明する概略ブロック
図であり、（ａ）電圧調光方式、（ｂ）デューティー調
光方式、（ｃ）電流調光方式を説明する図である。

【０００７】以下、この上記３つの方式について図８を
用いて説明する。

【０００８】まず、電圧調光方式は、図８の（ａ）に示
すように、バックライト用のランプ６１に、例えば、４
０KHｚ〜２００KHzの高調波電源を与えるためのインバ
ータユニット６２と、電源６４の間に調光回路６３を設
けたものである。

【０００９】そして、調光回路６３によって電源６４か
らインバータユニット６２に供給される電圧値を電圧制
御信号に応じて制御することによって、調光できるよう
にしたものである。

【００１０】つまり、電圧を降下させることによりラン
プの輝度を暗くするものであるが、あまり電圧を下げす
ぎるとランプの点灯自体ができなくなる。このため、得
られる調光範囲は、最高電圧におけるランプの輝度を１
００％として、約３０％〜１００％程度である。

【００１１】デューティー調光方式は図８の（ｂ）に示
すように、バックライト用のランプ６１に、例えば、４
０KHｚ〜２００KHzの高調波電源を与えるためのインバ
ータユニット６２と、電源６４の間に調光回路６３を設
けたものである。

【００１２】この調光回路６３によって電源６４からイ
ンバータユニット６２に供給される電圧信号を、デュー
ティ回路（図示せず）からのデューティ信号に応じてオ
ン・オフ制御（チョッパー制御）して、ランプが点灯す
る期間と消灯する期間との比を制御することによってラ
ンプの輝度を制御するものである。この制御において、
ランプが消灯する期間を長くしすぎると、連続したラン
プ点灯が維持できなくなる（ランプが点滅する）ため、
得られる調光範囲は、常時ランプを点灯させた場合にお
けるランプの輝度を１００％として、約３％〜１００％
程度である。

【００１３】電流調光方式は、図８の（ｃ）に示すよう
に、バックライト用のランプ６１に４０KHｚ〜２００KH
zの高調波電源を与えるためのインバータユニット６２
と電源６４の間に調光回路６３を設けたものである。

【００１４】この調光回路６３によって電源６４からイ
ンバータユニット６２に供給される電流をランプ電流可
変信号に応じて制御するものである。

【００１５】つまり、電流を小さくすることによりラン
プの輝度を暗くするものであるが、あまり電流を小さく
するとランプの点灯自体ができなくなる。このため、得
られる調光範囲は、基準電流におけるランプの輝度を１
００％として、約１０％〜１００％程度である。

【００１６】そして、調光回路とインバータユニットに
よって蛍光ランプを用いた液晶表示装置(LCD)のバック
ライト制御装置としての具体的な例としては、特開平１
１−１２２９３７号公報に開示されたバックライト制御
装置がある。

【００１７】図９は、上記特開平１１−１２２９３７号
公報に記載された蛍光ランプを用いた液晶表示装置(LC
D)のバックライト制御回路図である。

【００１８】また、図１０は調光制御回路７１および入
力電圧制御回路７２の動作を説明するための波形図であ
り、（ａ）は調光制御回路７１のインバータ発振波形と
制御する調光制御回路出力信号、（ｂ）は入力電圧制御
回路７２のインバータ発振波形と入力電圧制御回路出力
信号である。

【００１９】以下、このバックライト制御装置を図９及
び図１０を用いて説明する。

【００２０】なお、図９において、７１は調光制御回
路、７２は入力電圧制御回路、７３は論理回路、７４は
蛍光ランプ、Ｑ７１はトランジスタ、Ｌ７１〜Ｌ７５は
コイル、Ｃ７１，Ｃ７２，Ｃ７３はコンデンサ、Ｄ７１
はダイオード、Ｒ７１〜Ｒ７６は抵抗、Ｖconは調光電
圧、Ｖinは入力電圧である。

【００２１】図９に示すバックライト制御回路におい
て、蛍光ランプ７４に流れる電流を抵抗７４で電圧に変
換し、ダイオードＤ７１とコンデンサＣ３で整流して平
均電圧を取り出す。この平均電圧と調光電圧Vconを抵抗
Ｒ１とＲ２により分圧して調光制御回路７１に与える。

【００２２】調光制御回路７１では、入力された電圧に
よりトランジスタＱ７１を図１０の（ｂ）に示すよう
に、インバータ回路の発振周波数の数分の一から数十分
の一の周波数でデューティ制御するオン・オフする信号
を出力して、トランジスタＱ７１においてインバータ回
路に入力される電圧の制御を行なう。

【００２３】すなわち、調光電圧Vconを下げると調光制
御回路７１に入力される電圧が下がり、調光制御回路７
１はトランジスタＱ７１のオンしている期間を長くし、
蛍光ランプ７４に電流が流れている期間を増加させるよ
うに動作する。

【００２４】また、逆に調光電圧Vconを上げると調光制
御回路７１に入力される電圧が上がり、調光制御回路７
１はトランジスタＱ７１のオンしている期間を短くし、
蛍光ランプ７４に電流が流れている期間を減少させるよ
うに動作する。

【００２５】このとき、蛍光ランプ７４が点灯している
期間と消灯している期間の比によって、バックライトの
明るさを変化させることによって、蛍光ランプ７４の調
光範囲を広くすることが可能である。

【００２６】また、図９に示す回路においては、インバ
ータ回路に入力される電圧を抵抗Ｒ７５とＲ７６とで分
圧した電圧として取り出し、この検出電圧を入力電圧制
御回路７２に入力する。入力電圧制御回路７２では図１
０の（ｄ）に示すように、この電圧によりトランジスタ
Ｑ７１をインバータ回路の発振出力（図１０の（ｃ））
の周波数の２倍の周波数でデューティ制御するオン・オ
フ信号を出力し、トランジスタＱ７１においてインバー
タ回路に入力される電圧を予め設定した値に制限を行な
う。

【００２７】このように図９に示す回路では、調光制御
回路７１と入力電圧制御回路７２から出力されるオン・
オフ信号を図１０の（ａ）に示すように論理回路７３で
論理和をとることにより、異なる制御を１個のトランジ
スタＱ７１のみで行なうことができる。

【００２８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、車載用の液晶
表示装置(LCD)においては、自動車の走行時の環境によ
って、その周囲の明るさが極端に変化するため、液晶表
示装置(LCD)の近辺の照度は、晴天時には５００００lux
程度以上であるのに対して、夜間は１００lux程度以下
というように差が激しく、この照度比は５００：１程度
と大きなものとなってしまう。

【００２９】したがって、表示された情報に対する運転
者の視認性を良くするために、液晶表示装置(LCD)の近
辺の照度に応じてバックライトの調光を行なった場合、
上述のような５００：１程度の照度比に対応した調光範
囲である０．２％〜１００％の調光を行う必要がある。

【００３０】しかし、従来のバックライトの調光範囲
は、前述の３つの調光方式（電圧調光方式、デューティ
調光方式、電流調光方式）のうち、広いものでもデュー
ティ調光方式による３％〜１００％でしかなく、これで
は車載用の液晶表示装置(LCD)に要求される調光範囲を
満たすことができないものであった。

【００３１】本発明は、上記のような問題点に鑑みてな
されたものであり、液晶表示装置(LCD)のバックライト
の調光に適した広い範囲の調光が可能であり、特に、車
載用の液晶表示装置(LCD)においては、晴天時と夜間の
照度比である約５００：１に対応した調光範囲である
０．２％〜１００％の調光が可能なライト調光装置及び
これを用いた液晶表示装置を提供することを目的とす
る。

【００３２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の請求項１に係るライト調光装置は、液晶表
示装置に用いられるバックライトもしくはフロントライ
トを調光するライト調光装置であって、調光信号に応じ
て前記バックライトもしくはフロントライトのランプの
調光及び点灯を制御するランプ制御部を具備し、前記ラ
ンプ制御部は、前記ランプに前記調光信号に応じた電圧
を供給するとともに、前記ランプの点灯する期間と消灯
する期間の比を前記調光信号に応じた比でオン、オフす
る電圧を供給することを特徴とする。

【００３３】このようにライト調光装置が構成されたこ
とにより、電圧調光方式とデューティー調光方式とを併
せて行うことができ、２つの調光方式を複合させること
による効果により、電圧調光方式またはデューティー調
光方式どちらか一方のみで調光を行った場合の調光範囲
よりも広い範囲の調光が可能になる。

【００３４】請求項２に係るライト調光装置は、調光信
号が入力され、この調光信号に応じて電圧制御信号及び
デューティー制御信号を生成する調光信号変換部をさら
に具備し、前記ランプ制御部には、前記電圧制御信号及
びデューティー制御信号が入力され、前記ランプ制御部
は、前記電圧制御信号に応じて前記ランプに供給する電
圧を制御し、デューティー制御信号に応じて前記ランプ
の点灯する期間と消灯する期間の比を制御することを特
徴とする。

【００３５】このように、調光信号に応じて電圧制御信
号及びデューティー制御信号を生成する調光信号変換部
を具備したことにより、２つの制御信号を切換える必要
がないので、輝度がステップ的に変化することが無くな
る。

【００３６】請求項３に係るライト調光装置は、前記ラ
ンプ制御部が、所定の最高電圧からこの最高電圧よりも
低い所定の最低電圧まで電圧を変化させ、かつ、前記ラ
ンプの点灯する期間と消灯する期間の比を所定の最高比
からこの最高比よりも小さい所定の最低比まで変化さ
せ、前記最高電圧でかつ前記最高比である電圧が供給さ
れた時のランプの輝度に対し、前記ランプに前記最低電
圧でかつ前記最高比である電圧が供給されたときの前記
ランプの輝度は１／Ｘであり、前記ランプに前記最高電
圧でかつ前記最低比である電圧が供給されたときの前記
ランプの輝度は１／Ｙであるとすると、前記ランプに前
記最低電圧でかつ前記最低比である電圧が供給されたと
きの前記ランプの輝度は、１／（Ｘ×Ｙ）未満であるこ
とを特徴とする。

【００３７】このようなランプ制御部により、最低電圧
まで電圧を変化させ、かつ、ランプの点灯する期間と消
灯する期間の比を最低比に変化させたときのランプの輝
度低下は、これら２種類の調光制御の結果を単純に掛け
合わせた以上の結果となるため、より広範囲の調光範囲
を得ることができるものである。

【００３８】請求項４に係るライト調光装置は、前記ラ
ンプ制御部が、外部の照度に応じた照度情報が入力さ
れ、この照度情報に応じて前記調光信号を生成する調光
信号発生部をさらに有することを特徴とする。

【００３９】これにより、外部の照度に合わせた見やす
い輝度に調光することができ、また、連続的にきめ細か
く調光できるため、人間の目の順応速度に充分合わせる
ことができるものである。

【００４０】請求項５に係る液晶表示装置は、光の透過
率を制御する液晶パネルと、前記液晶パネルに照光する
ライトとを有する液晶表示装置であって、請求項１乃至
４のいずれかに記載のライト調光装置を備えたことを特
徴とする。

【００４１】これにより、上記請求項１乃至４に係るラ
イト調光装置の特徴を備えた液晶表示装置を得ることが
できる。

【００４２】請求項６に係る液晶表示装置は、光の透過
率を制御する液晶パネルと、前記液晶パネルに照光する
ライトとを有する車載用液晶表示装置であって、車内の
照度に基づいて照度情報を出力する照度検出部と、請求
項３に記載のライト調光装置と、を備えたことを特徴と
する。

【００４３】このように車載用とすることによって、車
載用の液晶表示装置の近辺の照度は晴天時には５０００
０lux以上であるのに対して、夜間は１００lux以下であ
るように大きく変化する用途に対しても良好な調光がで
きる。

【００４４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施の形態に係るライト調光装置及びこれを用いた液晶
表示装置について詳細に説明する。

【００４５】本発明の実施の形態の液晶表示装置の構成
の一例としては、前述の従来の技術において説明した図
７のような、液晶パネル１００、ライト２００、バック
ライトの調光装置３００等を有する液晶表示装置(LCD)
が挙げられ、本発明の実施の形態は、以下、説明するバ
ックライト調光装置を備えたことを特徴とするものであ
る。

【００４６】なお、液晶表示装置の構成としては、図７
の構成以外のものでも良く、異なる構成のバックライト
や、表示部１０３の前面にフロントライトを配置した構
成などでも良い。 （第１の実施の形態）図１は、本発明の第１の実施の形
態に係るバックライト調光装置を説明するための概略ブ
ロック図である。

【００４７】図１に示すように、バックライト調光装置
１０は、調光部１と、ランプ４とを具備するものであ
り、調光部１は、電源電圧１３を供給する電源部３と、
ランプ４の調光及び点灯を制御するランプ制御部２とを
具備し、このランプ制御部２は、調光回路２ａと、イン
バータユニット２ｂを有している。

【００４８】そしてこの調光部１は、例えば４０KHz〜
２００KHzの高調波電源からなる電源部３から供給され
る電圧を、調光回路２ａ，インバータユニット２ｂから
なるランプ制御部２が制御することにより、ランプ駆動
電圧１４を出力して、ランプ４の調光および点灯を制御
する。

【００４９】このランプ制御部２に対しては、調光部１
の外部より電圧制御信号１１を入力し、インバータユニ
ット２ｂに供給される電圧を、この電圧制御信号に応じ
て変化させることにより、所定の最高電圧からこの最高
電圧よりも低い所定の最低電圧まで電圧を変化させるこ
とができる。

【００５０】この最高電圧が供給された時のランプの輝
度に対し、最低電圧が供給されたときのランプの輝度を
１／Ｘとすると、ランプの点灯が不可能になる限界は約
Ｘ＝３．３のときである。つまり、最高電圧に対するラ
ンプ４の輝度を１００％とすると、最低電圧のときの輝
度は３０％（１／３．３）である。

【００５１】よって、この電圧制御信号による調光によ
れば、３０％〜１００％の範囲で調光できる。なおこれ
は、デューティー制御信号による調光は考慮していない
場合、つまり、デューティー制御における最高比の状態
である。

【００５２】また、上述の電圧制御信号１１による調光
と並行して、デューティー制御信号１２を調光部１の外
部より入力し、調光回路２ａを通して電源部３からイン
バータユニット２ｂに供給される電圧を、このデューテ
ィー制御信号１２に応じて、オン・オフ制御（チョッパ
ー制御）してランプが点灯する期間と消灯する期間との
比を制御することにより、ランプを常時点灯させた場合
を最高比として、この最高比よりも小さい所定の最低比
まで制御することができる。

【００５３】この最高比に制御された時のランプの輝度
に対し、上記電圧制御における最高電圧でかつ最低比で
ある電圧が供給されたときのランプの輝度を１／Ｙとす
ると、連続したランプ点灯が維持できる限界は約Ｙ＝３
３．３のときである。つまり、最高比に対するランプ４
の輝度を１００％とすると、最低比のときの輝度は３％
（１／３３．３）である。

【００５４】よって、このデューティー制御信号による
調光によれば、３％〜１００％の範囲で調光できる。

【００５５】本実施の形態に係るバックライト調光装置
は、以上２つの制御信号（電圧制御信号１１、デューテ
ィー制御信号１２）を入力できる構成となっており、さ
らに２つの調光制御を平行して行うことができる構成で
あることから、２つの調光制御を複合させることによる
効果によって、ランプに最低電圧でかつ最低比である電
圧が供給されたときのランプの輝度は、１／（Ｘ×Ｙ）
未満となることがわかっており、上記電圧制御による調
光の限界値約Ｘ＝３．３と、デューティー制御による調
光の限界値約Ｙ＝３３．３とにより、ランプ４の輝度
は、この式から１／（３．３×３３．３）＝０．０９と
なり、つまり、０．９％未満にまで下げられることが可
能となる。

【００５６】次に、本実施の形態に係るバックライト調
光装置の調光を実際に行った一具体例を示す。電圧制御
信号１１による輝度の調光範囲（３０％〜１００％）
と、デューティー制御信号１２による輝度の調光範囲
（３％〜１００％）とを平行して行い、入力電力６Ｗ
（相対電力１００％）から調光を行った。この結果を、
表１の入力電力と輝度（相対輝度）の関係として示す。

【００５７】

【表１】

【００５８】上記表１に示すように、得られた調光範囲
は０．２％〜１００％となっている。さらに、この表１
の結果を入力電力と輝度（相対輝度）のグラフとして、
図２に示す。

【００５９】図２において、表１で示した測定結果を実
線で示し、相対輝度と相対電力が等しくなった場合を点
線で示している。入力電力が６Ｗから３Ｗ付近までは相
対輝度と相対電力が等しいが、入力電力が３Ｗ付近以下
からは、上記点線を下回っている。この原因は、放電に
必要な最低電力（０．２Ｗ〜０．３Ｗ程度）が必要なた
め、及び、バックライト装置内での光量の損失があるた
め、相対電力に見合った輝度よりも実際の輝度が小さく
なり、このような最低電力に近い低電力の領域において
は、ランプの発光効率が低下するからである。

【００６０】よって、このランプ発光効率の低下によ
り、電圧制御信号１１と、デューティー制御信号１２と
を合わせて制御すること、つまり２つの調光制御を複合
させることにより、図２の実線の輝度で調光できるの
で、ランプ４の輝度を０．２％〜１００％の広範囲で調
光できる。

【００６１】本実施の形態では、ランプ４として特に、
冷陰極管であれば効果が顕著となる。 （第２の実施の形態）図３は、本発明の第２の実施の形
態に係るバックライト調光装置を説明するための概略ブ
ロック図である。

【００６２】図３に示すように、バックライト調光装置
２０は、調光部１と、ランプ４とを具備するものであ
り、調光部１は、電源電圧１３を供給する電源部３と、
ランプ４の調光及び点灯を制御するランプ制御部２とを
具備し、このランプ制御部２は、調光回路２ａと、イン
バータユニット２ｂを有している。

【００６３】そしてこの調光部１は、例えば４０KHz〜
２００KHzの高調波電源からなる電源部３から供給され
る電圧を、調光回路２ａ，インバータユニット２ｂから
なるランプ制御部２が制御することにより、ランプ駆動
電圧１４を出力して、ランプ４の調光および点灯を制御
する。

【００６４】本実施の形態においては、調光部１の外部
に調光信号変換部５を有しており、この調光信号変換部
５は、使用者が設定した表示輝度に応じた調光信号１５
が入力され、この調光信号１５よって、電圧制御信号１
１と、デューティー制御信号１２とを生成するように構
成されている。

【００６５】そして、この生成された電圧制御信号１１
は、例えば、約６０KHzの周波数でオン・オフするデュ
ーティー比の信号となり、この信号により、最高電圧を
１００％として、３０％〜１００％の範囲で電圧を可変
することができ、一方、デューティー制御信号１２は、
約２００HZの周波数でオン・オフするデューティー比の
信号を生成することによってランプ４の輝度をランプを
常時点灯させた場合（最高比）におけるランプの輝度を
１００％として、３％〜１００％の範囲で調光できる。

【００６６】これにより、１つの制御信号で第１の実施
の形態と同様に、ランプ４の輝度を０．２％〜１００％
の広範囲で調光できるものである。

【００６７】なお、前述の第１の実施の形態では、ラン
プ制御部２に対して電圧制御信号１１及びデューティー
制御信号１２という２つの制御信号を外部からそれぞれ
入力する必要があったため、この２つの制御信号による
それぞれのランプ制御の切換時に、ランプ４の輝度がス
テップ的に変化してしまうという問題があったが、本実
施の形態においては、外部から入力する１つの制御信号
（調光信号１５）のみで、第１の実施の形態と同様にラ
ンプ４の調光を行うことができるので、この問題が生じ
ることはない。 （第３の実施の形態）図４は、本発明の第３の実施の形
態に係るバックライト調光装置を説明するための概略ブ
ロック図である。

【００６８】図４に示すように、バックライト調光装置
３０は、調光部１と、ランプ４とを具備するものであ
り、調光部１は、電源電圧１３を供給する電源部３と、
ランプ４の調光及び点灯を制御するランプ制御部２とを
具備し、このランプ制御部２は、調光回路２ａと、イン
バータユニット２ｂを有している。

【００６９】そしてこの調光部１は、例えば４０KHz〜
２００KHzの高調波電源からなる電源部３から供給され
る電圧を、調光回路２ａ，インバータユニット２ｂから
なるランプ制御部２が制御することにより、ランプ駆動
電圧１４を出力して、ランプ４の調光および点灯を制御
する。

【００７０】本実施の形態は、液晶表示装置(LCD)の近
辺に照射された照射光１７を、照度検出部７（液晶表示
装置(LCD)の近辺に設置した照度検出手段）により検出
し、照度情報１６を調光信号発生部６に送信する。この
調光信号発生部６は、例えば、所定のプログラムに応じ
て動作するマイコンであって、照度情報１６及び使用者
が任意に設定する輝度に応じた輝度設定信号１８が入力
される。調光信号発生部６は、照度情報１６及び輝度設
定信号１８に基づいた所定の処理を行い、調光信号１５
を出力する。調光信号発生部６の処理としては、例え
ば、図５に一点鎖線で示したように、輝度設定信号１８
に応じて最高輝度及び最低輝度を設定し、この範囲内で
照度情報１６に応じた調光信号１５を出力する。さら
に、この調光信号１５は、調光信号変換部に入力し、電
圧制御信号１１と、デューティー制御信号１２とが生成
される。

【００７１】そして、前述の第２の実施の形態と同様
に、生成された電圧制御信号１１は、例えば、約６０KH
zの周波数でオン・オフするデューティー比の信号とな
り、この信号により、最高電圧を１００％として、３０
％〜１００％の範囲で電圧を可変することができ、一
方、デューティー制御信号１２は、約２００HZの周波数
でオン・オフするデューティー比の信号を生成すること
によってランプ４の輝度をランプを常時点灯させた場合
（最高比）におけるランプの輝度を１００％として、３
％〜１００％の範囲で調光制御できる。

【００７２】これにより、１つの制御信号で第１の実施
の形態と同様に、ランプ４の輝度を０．２〜１００％の
広範囲で調光できるものである。

【００７３】なお、車載用の液晶表示装置(LCD)におい
ては、調光する場合に具体的には、自動車のヘッドラン
プまたはフォグランプ等に連動させて、２段階の調光
（もしくは２段階及びその微調整の調光）をする方法が
一般的である。

【００７４】しかし、車載用の液晶表示装置(LCD)の近
辺の照度は晴天時には５００００lux以上であるのに対
して、夜間は１００lux以下となってしまい、その比は
５００：１程度もあるため、ヘッドランプまたはフォグ
ランプ等の点灯に連動して、液晶表示装置(LCD)のバッ
クライトの輝度を１００％から０．２％のような最低の
輝度に急激に変更した場合には、この急激な輝度の変化
に人間の目が順応できないという問題がある。

【００７５】本実施の形態は、上述のように構成されて
おり、液晶表示装置(LCD)の近辺に設置した照度検出手
段等によって、連続的にきめ細かく、液晶表示装置(LC
D)のバックライトの輝度を調光するため、人間の目の順
応速度に充分合わせることができるものである。

【００７６】この液晶表示装置(LCD)の近辺の照度と、
液晶の表面上の輝度との関係を図５のグラフに示す。

【００７７】この図５に示すように、 液晶（LCD)表示
装置の近辺の表面の照度１００〜５００００luxに対し
て、液晶の表面上の白色の輝度範囲を運転者に視認性が
良い１〜５００cd／m² で線形に変化していることがわ
かる。

【００７８】次に、第３の実施の形態の一具体例を図６
を用いて詳細に説明する。

【００７９】図６は、本発明の第３の実施の形態の一具
体例を示す概略ブロック図である。

【００８０】図６に示すように、電源部として用いてい
る外部電源４１は、＋１２Vの直流電源である。

【００８１】また、バックライト調光装置用のランプ４
４としてここでは、冷陰極蛍光管が用いられている。

【００８２】また、図４におけるランプ制御部２は、こ
こでは、バックライト用電源部４２、インバータユニッ
ト部４３、デューティー調光部４５で、以下のように構
成されている。

【００８３】バックライト用電源部４２は、外部電源４
１から供給される＋１２Vの直流電圧５１を周波数６０K
Hzのデューティー比信号５５によってオン・オフ制御
（チョッパー制御）して＋３〜＋１０Vの範囲で可変で
きる直流電圧５２に変換するものである。つまり、図４
における調光回路２ａの機能の内の電圧制御信号１１に
応じた調光機能が含まれている。

【００８４】インバータユニット部４３は、ランプ（冷
陰極蛍光管）４４に４０KHz〜２００KHzの高調波電源を
与えるためのインバータユニットで構成され、周波数２
００Hzのデューティー調光用のチョッパー制御信号５４
に応じてオン・オフ制御（チョッパー制御）してランプ
が点灯する期間と消灯する期間との比を制御する（調光
機能の一部が含まれている）ものである。

【００８５】デューティー調光部４５は、デューティー
比信号５６をインバータユニット部４３に与えてオン・
オフ制御（チョッパー制御）してランプが点灯する期間
と消灯する期間との比を制御するための周波数２００Hz
のチョッパー制御信号５４に変換するものである。

【００８６】調光信号変換部４６は、調光信号発生部４
７によって発生された調光信号５７を電源電圧調光用の
３０〜１００％の範囲内でインバータユニット部４３に
供給される電圧をバックライト用電源部４２で可変する
ための周波数６０KHzのデューティー比信号５５と、デ
ューティー調光用のための周波数２００Hzのデューティ
ー比信号５６に変換するものである。

【００８７】調光信号発生部４７は、図５のグラフに示
されるような車内の液晶表示装置(LCD)の近辺の表面の
照度と、液晶の表面上の輝度との関係を示すデータによ
って、液晶表示装置(LCD)の近辺の表面の照度１００〜
５００００luxに対して、液晶の表面上の白色の輝度範
囲を運転者に視認性が良い１〜５００cd／m²で線形に変
化するように調光信号５７を発生させるものである。

【００８８】照度検出部（フォトセンサー)４８は、車
内の液晶表示装置(LCD)の近辺の表面の照度を検出する
回路である。

【００８９】次に、動作について説明する。

【００９０】まず、自動車に搭載された液晶表示装置(L
CD)の近辺の表面に照度を測定する照度検出部（フォト
センサー）４８によって測定された検出出力５８を調光
信号発生部４７に入力する。

【００９１】調光信号発生部４７では、液晶表示装置(L
CD)の近辺の表面の照度１００〜５００００luxに対し
て、液晶の表面上の白色の輝度範囲を運転者に視認性が
良い１〜５００cd／m² で線形に変化させるための調光
信号５７を発生させる。

【００９２】この調光信号５７は１〜５００cd／m²の輝
度範囲で変化させるためのものなので、デューティー比
０．２％〜１００％の信号である。

【００９３】この０．２％〜１００％のデューティー比
の調光信号５７は調光信号変換部４６に入力されて、電
源電圧調光用の３０〜１００％の範囲内で前記インバー
タユニット部に供給される電圧を前記バックライト用電
源部で可変するための周波数６０KHzのデューティー比
信号５５と、インバータユニット部４３に与えてオン・
オフ制御（チョッパー制御）してランプが点灯する期間
と消灯する期間との比を制御するための周波数２００Hz
のデューティー比信号５６に変換する。

【００９４】変換された一方の周波数６０KHzのデュー
ティー比信号は前記インバータユニット部４３の前段に
設けられたバックライト用電源部４２に対するオン・オ
フとして与えられて、インバータユニット部４３に供給
される直流電圧５２を＋３〜＋１０Ｖの範囲で変化させ
ることができる。

【００９５】また、変換された他方の周波数２００Hzの
デューティー比信号５６は、デューティー調光部４５に
よって、デューティー調光用のチョッパー制御信号５４
となり、インバータユニット部４３に与えられて周波数
２００Hzでオン・オフが繰り返されることによって、ラ
ンプ（冷陰極蛍光管）４４が点灯する期間と消灯する期
間との比を３〜１００％の範囲で制御する。

【００９６】このようにして、図６に示すような第３の
実施の形態の具体例では、人間の目の順応速度に合わせ
るために、自動車に搭載された液晶表示装置(LCD)の近
辺の表面に照度を測定する手段を設けたものである。

【００９７】そして、この照度を測定する手段である照
度検出部（フォトセンサー)４８によって測定された照
度に応じたデューティー制御信号を得る。

【００９８】これにより、液晶表示装置(LCD)の近辺の
表面の照度１００〜５００００luxに対して、液晶（LC
D)の表面上の白色の輝度範囲を運転者に視認性が良い１
〜５００cd／m² の範囲で、線形に変化するように、ラ
ンプ（冷陰極蛍光管）４４の輝度を調光することができ
る。

【００９９】

【発明の効果】以上述べたように、請求項１に記載の発
明では、液晶表示装置に用いられるバックライトもしく
はフロントライトを調光するライト調光装置であって、
調光信号に応じて前記バックライトもしくはフロントラ
イトのランプの調光及び点灯を制御するランプ制御部を
具備し、前記ランプ制御部は、前記ランプに前記調光信
号に応じた電圧を供給するとともに、前記ランプの点灯
する期間と消灯する期間の比を前記調光信号に応じた比
でオン、オフする電圧を供給することを特徴とすること
により、電圧調光方式とデューティー調光方式とを併せ
て行うことができ、２つの調光方式を複合させることに
よる効果により、電圧調光方式またはデューティー調光
方式どちらか一方のみで調光を行った場合の調光範囲よ
りも広い範囲の調光が可能なライト調光装置を提供でき
る。

【０１００】請求項２に記載の発明では、調光信号が入
力され、この調光信号に応じて電圧制御信号及びデュー
ティー制御信号を生成する調光信号変換部をさらに具備
し、前記ランプ制御部には、前記電圧制御信号及びデュ
ーティー制御信号が入力され、前記ランプ制御部は、前
記電圧制御信号に応じて前記ランプに供給する電圧を制
御し、デューティー制御信号に応じて前記ランプの点灯
する期間と消灯する期間の比を制御することにより、２
つの制御信号を切換える必要がないので、輝度がステッ
プ的に変化することが無いライト調光装置を提供でき
る。

【０１０１】請求項３に記載の発明では、前記ランプ制
御部が、所定の最高電圧からこの最高電圧よりも低い所
定の最低電圧まで電圧を変化させ、かつ、前記ランプの
点灯する期間と消灯する期間の比を所定の最高比からこ
の最高比よりも小さい所定の最低比まで変化させ、前記
最高電圧でかつ前記最高比である電圧が供給された時の
ランプの輝度に対し、前記ランプに前記最低電圧でかつ
前記最高比である電圧が供給されたときの前記ランプの
輝度は１／Ｘであり、前記ランプに前記最高電圧でかつ
前記最低比である電圧が供給されたときの前記ランプの
輝度は１／Ｙであるとすると、前記ランプに前記最低電
圧でかつ前記最低比である電圧が供給されたときの前記
ランプの輝度は、１／（Ｘ×Ｙ）未満であることによ
り、最低電圧まで電圧を変化させ、かつ、ランプの点灯
する期間と消灯する期間の比を最低比に変化させたとき
のランプの輝度低下は、これら２種類の調光制御の結果
を単純に掛け合わせた以上の結果となるため、より広範
囲の調光範囲を持つライト調光装置を提供できる。

【０１０２】請求項４に記載の発明では、前記ランプ制
御部が、外部の照度に応じた照度情報が入力され、この
照度情報に応じて前記調光信号を生成する調光信号発生
部をさらに有することにより、外部の照度に合わせた見
やすい輝度に調光することができ、また、連続的にきめ
細かく調光できるため、人間の目の順応速度に充分合わ
せることが可能なライト調光装置を提供できる。

【０１０３】請求項５に記載の発明では、光の透過率を
制御する液晶パネルと、前記液晶パネルに照光するライ
トとを有する液晶表示装置であって、請求項１乃至４の
いずれかに記載のライト調光装置を備えたことにより、
上記請求項１乃至４に係るライト調光装置の特徴を備え
た液晶表示装置を提供できる。

【０１０４】請求項６に係る液晶表示装置は、光の透過
率を制御する液晶パネルと、前記液晶パネルに照光する
ライトとを有する車載用液晶表示装置であって、車内の
照度に基づいて照度情報を出力する照度検出部と、請求
項４に記載のライト調光装置と、を備えたことによっ
て、車載用の液晶表示装置の近辺の照度は晴天時には５
００００lux以上であるのに対して、夜間は１００lux以
下であるように大きく変化する用途に対しても良好な調
光が可能な液晶表示装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係るライト調光装
置を説明するための概略ブロック図である。

【図２】本発明の第１の実施の形態における具体例の入
力電力と輝度（相対輝度）のグラフである。

【図３】本発明の第２の実施の形態に係るライト調光装
置を説明するための概略ブロック図である。

【図４】本発明の第３の実施の形態に係るライト調光装
置を説明するための概略ブロック図である。

【図５】液晶表示装置(LCD)の近辺の表面の照度と液晶
の表面上の輝度との関係を示すグラフである。

【図６】本発明の第３の実施の形態の一具体例を示す概
略ブロック図である。

【図７】代表的な液晶表示装置(LCD)を示す斜視図であ
る。

【図８】従来の液晶表示装置(LCD)のバックライトにお
ける調光制御方式を説明する概略ブロック図であり、
（ａ）電圧調光方式、（ｂ）デューティ調光方式、
（ｃ）電流調光方式を説明する図である。

【図９】従来のバックライト調光回路の具体例を示す図
である。

【図１０】図９の動作を説明するための波形図である。

【符号の説明】 １ 調光部 ２ａ 調光回路 ２ｂ インバータユニット ２ ランプ制御部 ３ 電源部 ４ ランプ ５ 調光信号変換部 ６ 調光信号発生部 ７ 照度検出部 １０，２０，３０ バックライト調光装置 １１ 電圧制御信号 １２ デューティー制御信号 １３ 電源電圧 １４ ランプ駆動電圧 １５ 調光信号 １６ 照度情報 １７ 照射光 １８ 輝度設定信号 ４１ 外部電源 ４２ バックライト用電源部 ４３ インバータユニット部 ４４ ランプ ４５ デューティー調光部 ４６ 調光信号変換部 ４７ 調光信号発生部 ４８ 照度検出部 ５１，５２ 直流電圧 ５４ チョッパー制御信号 ５５，５６ デューティー比信号 ５７ 調光信号 ５８ 検出出力

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 3/36 3/36 Ｈ０５Ｂ 37/02 Ｈ０５Ｂ 37/02 Ｄ Ｆターム(参考） 2H093 NC02 NC21 NC42 NC49 NC55 NC73 ND02 ND07 NG03 3K073 AA14 AA53 BA28 CC02 CE17 CF13 CG10 CJ16 CL14 CM07 3K098 CC44 DD22 DD35 EE16 EE32 FF09 5C006 AB03 BF27 EA01 EC09 5C080 AA10 DD01 DD30 EE28 JJ02 JJ05 JJ06 KK20

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液晶表示装置に用いられるバックライト
   もしくはフロントライトを調光するライト調光装置であ
   って、 調光信号に応じて前記バックライトもしくはフロントラ
   イトのランプの調光及び点灯を制御するランプ制御部を
   具備し、 前記ランプ制御部は、前記ランプに前記調光信号に応じ
   た電圧を供給するとともに、前記ランプの点灯する期間
   と消灯する期間の比を前記調光信号に応じた比でオン、
   オフする電圧を供給することを特徴とするライト調光装
   置。
2. 【請求項２】 調光信号が入力され、この調光信号に応
   じて電圧制御信号及びデューティー制御信号を生成する
   調光信号変換部をさらに具備し、 前記ランプ制御部には、前記電圧制御信号及びデューテ
   ィー制御信号が入力され、 前記ランプ制御部は、前記電圧制御信号に応じて前記ラ
   ンプに供給する電圧を制御し、デューティー制御信号に
   応じて前記ランプの点灯する期間と消灯する期間の比を
   制御することを特徴とする請求項１に記載のライト調光
   装置。
3. 【請求項３】 前記ランプ制御部は、所定の最高電圧か
   らこの最高電圧よりも低い所定の最低電圧まで電圧を変
   化させ、かつ、前記ランプの点灯する期間と消灯する期
   間の比を所定の最高比からこの最高比よりも小さい所定
   の最低比まで変化させ、 前記最高電圧でかつ前記最高比である電圧が供給された
   時のランプの輝度に対し、 前記ランプに前記最低電圧でかつ前記最高比である電圧
   が供給されたときの前記ランプの輝度は１／Ｘであり、 前記ランプに前記最高電圧でかつ前記最低比である電圧
   が供給されたときの前記ランプの輝度は１／Ｙであると
   すると、 前記ランプに前記最低電圧でかつ前記最低比である電圧
   が供給されたときの前記ランプの輝度は、１／（Ｘ×
   Ｙ）未満であることを特徴とする請求項１に記載のライ
   ト調光装置。
4. 【請求項４】 前記ランプ制御部は、外部の照度に応じ
   た照度情報が入力され、この照度情報に応じて前記調光
   信号を生成する調光信号発生部をさらに有することを特
   徴とする請求項１に記載のライト調光装置。
5. 【請求項５】 光の透過率を制御する液晶パネルと、 前記液晶パネルに照光するライトとを有する液晶表示装
   置であって、 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のライト調光装
   置を備えたことを特徴とする液晶表示装置。
6. 【請求項６】 光の透過率を制御する液晶パネルと、 前記液晶パネルに照光するライトとを有する車載用の液
   晶表示装置であって、 車内の照度に基づいて照度情報を出力する照度検出部
   と、 請求項４に記載のライト調光装置と、を備えたことを特
   徴とする液晶表示装置。