JP2016161652A - 電子機器及び表示制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電子機器及び表示制御方法を提供する。
【解決手段】実施形態の電子機器は、照明手段と、冷却手段と、設定手段と、冷却制御手段と、を具備する。照明手段は、表示パネルが表示する映像を照明する照明光を出力する。冷却手段は、表示パネルの表示面の温度を、表示可能温度範囲内に維持する。設定手段は、表示パネルが表示する映像の映像信号と、温度センサが検出する照明手段の所定数に区分された領域毎の温度と、に基づいて、表示パネルが表示する映像の明るさを、照明手段の点灯値及び照明手段の点灯時間の制御により設定する。冷却制御手段は、表示パネルが表示する映像の映像信号と、照明手段の所定の位置の温度を検出する内部に設置した温度センサが検出する照明手段の所定数に区分された領域毎の温度と、に基づいて、冷却手段が出力する冷却風の風量及び風向を制御する。
【選択図】図１

Description

この発明は、電子機器及び表示制御方法に関する。

映像を表示する電子機器、例えばディスプレイ装置において、液晶表示パネルとＬＥＤバックライトとを用いるディスプレイ装置がある。

ＬＥＤバックライトからの熱は、液晶表示パネルが表示する画像の明るさに関連して、液晶表示パネルを、部分的に高温下に晒す。

液晶表示パネルは、画像を表示できる動作温度範囲を有する。このため、例えば商業的な広告表示装置のような利用を目的とする場合、液晶表示パネルが表示する画像の明るさに基づいて表示領域をいくつかの領域に区分し、区分した個々の領域毎に、動作温度範囲を超えることのないよう、冷却する必要がある。

特開２０１３−２４６１８６号公報 特開２０１１−７７００５号公報

液晶表示パネルが表示する画像の明るさに基づいていくつかの領域に区分した領域毎に冷却する場合、領域毎の温度を計測することが必要である。

しかしながら、領域毎の温度を計測する場合、多くの温度センサが必要となる。一方、温度センサの個数を低減するため、表示する画像に基づいて液晶表示パネルの個々の領域毎の温度を予測し、領域毎に冷却の程度を設定する手法は、十分に確立されていない。

この発明の目的は、画像を表示できる動作温度範囲を逸脱しない温度範囲で画像を表示する電子機器及び表示制御方法を提供することである。

実施形態の電子機器は、照明手段と、冷却手段と、設定手段と、冷却制御手段と、を具備する。照明手段は、表示パネルが表示する映像を照明する照明光を出力する。冷却手段は、前記表示パネルの表示面の温度を、表示可能温度範囲内に維持する。設定手段は、前記表示パネルが表示する前記映像の映像信号と、前記照明手段の所定の位置の温度を検出する内部に設置した温度センサが検出する前記照明手段の所定数に区分された領域毎の温度と、に基づいて、前記表示パネルが表示する前記映像の明るさを、前記照明手段の点灯値及び前記照明手段の点灯時間の制御により設定する。冷却制御手段は、前記表示パネルが表示する前記映像の映像信号と、前記照明手段の所定の位置の温度を検出する内部に設置した温度センサが検出する前記照明手段の所定数に区分された領域毎の温度と、に基づいて、前記冷却手段が出力する冷却風の風量及び風向を制御する。

実施形態に係る表示装置（電子機器）の一例を示す。 実施形態に係る表示装置の表示パネル温度予測処理部の一例を示す。 実施形態に係る表示装置の冷却制御処理部の一例を示す。 実施形態に係る表示装置のバックライトの発光エリアとＬＣＤパネルの表示面の表示エリアの温度上昇（温度分布）の予測例の一例を示す。 実施形態に係る表示装置の冷却装置の動作と温度センサが検出する温度の関係の一例を示す。

以下、図面を参照して、本発明の実施の一形態について説明する。

図１は、実施形態に係る電子機器の一例を示す。

図１において、表示装置（電子機器）１は、映像を表示するＬＣＤ（Liquid Crystal Display）表示パネル（以下ＬＣＤパネルと呼称する）２及び任意数に区画された領域毎に発光量が変更可能で、ＬＣＤパネル２が表示する映像を照明する照明装置（以下バックライトと呼称する）３とを含む。

表示装置１はまた、ＬＣＤパネル２とバックライト３を保持するミドルフレーム４、ミドルフレーム４をＬＣＤパネル２及びバックライト３の配列方向の前後から挟み込んで支持するフロントベゼル５及びバックベゼル６、を含む。なお、バックライト３は、実質的にバックベゼル６が保持し、ミドルフレーム４とバックベゼル６との接続によってミドルフレーム４と一体化する。

バックライト３は、実質的にバックベゼル６が保持し、例えばｍ（ｍは正の整数）行×ｎ（ｎは正の整数）列（図１の例では、ｍ＝８×ｎ＝６で合計４８））に区画された領域６ａ毎に、１以上のＬＥＤ（Light Emitting Diode）素子を含む。バックライト３の所定の位置、例えばバックライト３を保持するミドルフレーム４の４隅には、第１−第４の温度センサＴＡ，ＴＢ，ＴＣ及びＴＤが位置する。なお、第１−第４の温度センサＴＡ，ＴＢ，ＴＣ及びＴＤは、例えばＬＣＤパネル２の４隅に位置してもよい。

バックライト３はまた、ミドルフレーム４との間に、反射シート７、拡散シート８及び光学シート９を含む。反射シート７は、ｍ×ｎ個の個々の区画された領域毎のＬＥＤ素子が出力する光をＬＣＤパネル２側に向ける。拡散シート８は、個々（ｍ×ｎ個）のＬＥＤ素子が出力する光のＬＣＤパネル２の面方向の輝度を均一化する。光学シート９は、個々のＬＥＤ素子が出力する光の波面特性を均質化する。なお、拡散シート８及び光学シート９は、配列順が逆の順であっても構わない。また、拡散シート８及び光学シート９の少なくとも一方は２以上であってもよい。なお、第１−第４の温度センサＴＡ，ＴＢ，ＴＣ及びＴＤは、例えば反射シート７（組み立てた状態の）バックライト３の前面の４隅に位置してもよい。

フロントベゼル５は、ＬＣＤパネル２の前面すなわちＬＣＤパネル２を基準とする前後（Ｚ）方向においてバックライト３と逆側の面（以下、単に表示面とする）２ａの所定の位置に位置し、表示面２ａを、表示面２ａの前後方向と直交する面内の所定の位置に位置する。すなわち、フロントベゼル５は、全ての部品が組み立てられた状態の表示装置１におけるＬＣＤパネル２の表示面２ａの位置をＬＣＤパネル２の前後（Ｚ）方向と直交するＸ−Ｙ面内の所定の位置に、設定する。

バックベゼル６の背面には、バックカバー１０が位置する。また、バックベゼル６の背面には、図２−図４により後段に説明するが、例えば表示パネル温度予測処理部２００、冷却制御処理部３００、バックライト信号処理部４００、等を保持する信号処理部（回路基板）１１が位置する。回路基板１１は、バックカバー１０がカバーする。なお、バックカバー１０には、表示装置１を所定の位置に位置するために利用可能なスタンドが付属できる。

ＬＣＤパネル２の表示面２ａとフロントベゼル５との間には、ＬＣＤパネル２の表示面２ａ及び表示面２ａと一体の液晶層を冷却する冷却機構１０１が位置する。

冷却機構１０１は、トップパネル１１１、例えば４個の第１−第４の送風機（ファン）１１２ａ−１１２ｄ及び支持枠（筐体）１１３、等を含む。

トップパネル１１１は、ＬＣＤパネル２の表示面２ａとフロントベゼル５との間に、第１−第４のファン１１２ａ−１１２ｄが出力する冷却風を、ＬＣＤパネル２の表示面２ａに添うように、案内する通路（冷却風流路）１１５を形成する。なお、トップパネル１１１（及び冷却機構１０１）は、フロントベゼル５と一体であってもよい。

第１−第４のファン１１２ａ−１１２ｄは、トップパネル１１１あるいは支持枠１１３（またはフロントベゼル５）の所定の位置、例えばＬＣＤパネル２の上端と下端に、それぞれ、２個ずつ位置し、冷却風流路１１４に冷却風を提供（出力）する。なお、ファンが４個である場合、例えばＬＣＤパネル２の左右に、それぞれ２個ずつ位置してもよい。また、ファンが２個である場合、例えばＬＣＤパネル２の下端にのみ位置してもよい。

図２に、表示パネル温度予測処理部の一例を説明する。

表示パネル温度予測処理部２００は、エリア別最大値算出手段２０１により、入力映像信号２１１からバックライト３の発光エリア別に入力画素の明るさ／暗さの少なくとも一方の最大値２１２を算出する。複数フレーム移動平均フィルタ２０２は、エリア別最大値算出手段２０１が算出する最大値２１２を参照して、複数の映像フレーム間で、移動平均フィルタ処理２１３を行う。すなわち、入力映像の明るさ／暗さの少なくとも一方の最大値２１２を求め、映像フレーム間で移動平均フィルタ処理２１３を行うことにより、表示する映像に起因してＬＣＤパネル２の任意の表示エリアの温度が急激に上昇しないよう、温度が上がりにくい映像を抽出する。これにより、表示する映像の明るさや色に起因する温度変化の影響が少なくなるよう、瞬発的な輝度変化を抑えることができる。

次に、フィルタ処理２１３により得た信号（以下ＳＩＧ−Ｆと称する）とバックライト３の表示エリア別に設定する信号レベル（以下ＬＭＴ−Ｌと称する）とをリミッタ設定手段２０３で比較する。ＳＩＧ−Ｆの値がＬＭＴ−Ｌの値より大きい場合、リミッタ設定手段２０３が設定するリミッタ制御２１４が、スタンバイ（以下ＦＬＧ−Ｓと称する）状態となるように設定する。

次に、バックライト３の点灯時間とＬＣＤパネル２の温度変化時間とを予め計測し、ＬＣＤパネル２の温度がリミッタ制御２１４の動作温度に達しないように、リミッタ開始時間設定手段２０４で、ＦＬＧ−Ｓの有効時間を設定する。ＦＬＧ−Ｓの有効時間が設定値を超えた場合、明るさベースリミッタ制御信号（以下ＬＬＣＤと称する）を、リミッタ制御判定手段２０５へ出力する。

ＬＣＤパネル２の個々の表示エリアについては、先ず、ＬＣＤパネル２の周囲の所定の位置に設置した第１−第４の温度センサＴＡ，ＴＢ，ＴＣ及びＴＤから得た温度情報（以下ＴＭと称する）を得る。

以下、第１−第４の温度センサＴＡ，ＴＢ，ＴＣ及びＴＤから得た温度情報ＴＭとＬＣＤパネル２のエリア別に設定した温度パラメータ（以下ＴＰと称する）とを、エリア別温度パラメータ設定手段２０６により、比較する。任意の表示エリアの情報温度ＴＭが設定したパラメータＴＰを超える場合、リミッタ制御信号（以下ＬＴＥＰと称する）を、リミッタ制御判定手段２０５へ出力する。

リミッタ制御判定手段２０５は、ＬＣＤパネル２のそれぞれの表示エリアについて、リミッタ制御信号（以下ＬＶＩＤＥＯと称する）を出力する。すなわち、リミッタ制御信号ＬＶＩＤＥＯは、映像信号２１１に基づいて生成したリミッタ制御信号ＬＬＣＤと第１−第４の温度センサＴＡ，ＴＢ，ＴＣ及びＴＤの出力に基づいて生成したリミッタ制御信号ＬＴＥＰとの論理和を演算することにより得られる。

図３に、冷却制御処理部の一例を説明する。

冷却制御処理部３００は、ＬＣＤパネル２の前面（表示面２ａ）の温度が所定温度を超え、リミッタ制御２１４が必要となる表示エリアに向け、第１−第４の冷却ファン１１２ａ−１１２ｄが出力する冷却風の風向と冷却風の強さ（風速）とを設定する。すなわち、冷却制御処理部３００は、リミッタ制御信号ＬＶＩＤＥＯに基づき、ＬＣＤパネル２の冷却すべき表示エリアに上述の風速の冷却風を提供可能に、第１−第４の冷却ファン１１２ａ−１１２ｄが出力する冷却風の風向３１１を設定する。冷却制御処理部３００はまた、ＬＣＤパネル２の冷却すべき表示エリアと第１−第４の冷却ファン１１２ａ−１１２ｄとの距離に応じてそれぞれのファンが出力すべき冷却風の風速３１２、を設定する。

冷却制御処理部３００は、設定した風向３１１及び風速３１２を提供可能なファン制御信号３１３を、第１−第４の冷却ファン１１２ａ−１１２ｄに出力する。

なお、冷却制御処理部３００は、第１−第４の冷却ファン１１２ａ−１１２ｄの何れかが故障した場合、残りの冷却ファンからの出力により、故障したファンによる冷却をできる。例えば、ＬＣＤパネル２の表示面２ａの上端と下端に位置する２つのファンのうちの一方が故障した場合、故障したファンと対向して位置するファンが出力する冷却風の風向３１１及び風速３１２を、調整する。なお、任意のファンが故障したことは、そのファンからのファンエラー信号３１４の入力があることを、エラー制御手段３０１にてモニタすることにより、検出できる。

図４に、バックライトの発光エリアとＬＣＤパネルの表示面の表示エリアの温度上昇（温度分布）の予測例を示す。

表示装置１は、入力映像信号２１１に基づき、映像信号処理部２００において、ＬＣＤパネル２に表示する最適な画角や映像補正処理を行い、出力画像信号４１１として、ＬＣＤパネル２に供給する。バックライト制御処理部４００は、映像信号処理部２００からの出力画像信号４１１とリミッタ制御信号ＬＶＩＤＥＯとに基づき、バックライト３の分割したエリア毎のＬＥＤユニットの点灯値データを出力する。バックライト制御処理部４００は、バックライト３の分割したエリア毎の明るさ（出力すべき照明光の輝度）を算出し、例えばＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号、等により、バックライト３の分割したエリア毎の明るさ（出力照明光の輝度）を制御する。

冷却制御処理部３００は、リミッタ制御信号ＬＶＩＤＥＯに基づき、第１−第４のファン１１２ａ−１１２ｄが出力する冷却風の風向３１１と風速３１２とを、ファン制御信号３１３により制御する。

すなわち、図４に示すように、バックライト制御処理部４００は、リミッタ制御信号ＬＶＩＤＥＯが有効なエリアのＬＥＤバックライト３の点灯値４２１を下げ、ＬＣＤパネル２へ到達する照射熱（ＬＥＤからの熱）を抑えることが好ましい。また、映像信号処理部２００は、リミッタ制御信号ＬＶＩＤＥＯが有効なエリアの映像信号レベル４１１を上げ（白成分を増大し）、バックライト３の点灯値４２１を下げることにより失った明るさを補うことが好ましい。また、映像信号処理部２００は、リミッタ制御信号ＬＶＩＤＥＯが有効なエリアの映像信号レベル４１１を上げ（白成分を増大し）、バックライト３の点灯値４２１を下げることにより失った明るさを補うことが好ましい。

なお、バックライト制御処理部４００は、第１の冷却ファン１１２ａ、第２の冷却ファン１１２ｂ、第３の冷却ファン１１２ｃ及び第４の冷却ファン１１２ｄの何れかが故障した場合に、（故障した）ファンからのエラー信号３１４を（エラー制御部３０１）を経由して受けとり、ＬＣＤパネル２の明るさを下げることが好ましい。

図５は、冷却装置の動作と温度センサが検出する温度の関係を説明する。

図５に示すように、４個の冷却ファン（第１の冷却ファン１１２ａ、第２の冷却ファン１１２ｂ、第３の冷却ファン１１２ｃ及び第４の冷却ファン１１２ｄを、ＬＣＤパネル２の上下（Ｙ方向）の両端にそれぞれ２個設置する。また、バックライト３の４隅に設置した第１−第４の温度センサＴＡ，ＴＢ，ＴＣ及びＴＤが検出するＬＣＤパネル２の温度検出領域を、直交する２直線により４分割して、それぞれの領域に近接する冷却ファンからの冷却風により冷却する。

バックライト３の分割した領域における数値、Ａ１−Ａ５，Ｂ１−Ｂ５，Ｃ１−Ｃ５及びＤ１−Ｄ５は、それぞれ、４隅に設けた第１−第４の温度センサＴＡ，ＴＢ，ＴＣ及びＴＤからの距離を示し、第１−第４の温度センサＴＡ，ＴＢ，ＴＣ及びＴＤからの距離が離れる（図５の例では中央付近のＡ５、Ｂ５、Ｃ５及びＤ５）に応じてリミッタ温度（リミッタ制御信号ＬＶＩＤＥＯ）を低く設定する。

なお、個々の冷却ファン１１２ａ−１１２ｄが出力する冷却風の風向３１１をＹ軸に非平行とし、中央付近のＡ５、Ｂ５、Ｃ５及びＤ５の表示領域に冷却風が集めるとともに、風速３１２を制御して、中央付近のＡ５、Ｂ５、Ｃ５及びＤ５の表示領域に冷却風が確実に到達するよう、個々のファンの出力を制御することが好ましい。

なお、表示装置１は、例えば放送（ＴＳ）を受信するチューナやＴＳ分離部、表示パネル温度予測処理部２００、冷却制御処理部３００及びバックライト信号処理部４００を制御する主制御ブロックを有し、通常のデジタル放送を受信して再生できることは、言うまでもない。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…電子機器）、２００…表示パネル温度予測処理部、３００…冷却制御処理部、４００…バックライト信号処理部。

Claims (5)

1. 表示パネルが表示する映像を照明する照明光を出力する照明手段と、
   前記表示パネルの表示面の温度を、表示可能温度範囲内に維持する冷却手段と、
   前記表示パネルが表示する前記映像の映像信号と、前記照明手段の所定の位置の温度を検出する内部に設置した温度センサが検出する前記照明手段の所定数に区分された領域毎の温度と、に基づいて、前記表示パネルが表示する前記映像の明るさを、前記照明手段の点灯値及び前記照明手段の点灯時間の制御により設定する設定手段と、
   前記表示パネルが表示する前記映像の映像信号と、前記照明手段の所定の位置の温度を検出する内部に設置した温度センサが検出する前記照明手段の所定数に区分された領域毎の温度と、に基づいて、前記冷却手段が出力する冷却風の風量及び風向を制御する冷却制御手段と、
   を具備する電子機器。
2. 前記設定手段は、前記表示パネルの温度予測で使用するエリア毎の前記照明手段の点灯値の最大値を算出して、前記表示パネル前面の温度を予測する請求項１の電子機器。
3. 前記設定手段は、前記エリア毎の前記照明手段の点灯値の最大値を算出後、入力映像信号の複数フレームで移動平均フィルタ処理し、前記表示パネルの温度変化を抑える請求項１の電子機器。
4. 前記冷却制御手段は、前記温度センサからの距離に応じて前記エリア毎の温度を予測して前記冷却手段が出力する前記冷却風の風向及び風量を設定する請求項１の電子機器。
5. 表示パネルが表示する映像の映像信号と、照明手段の所定の位置の温度を検出する内部に設置した温度センサが検出する照明手段の所定数に区分された領域毎の温度と、に基づいて、表示パネルが表示する映像の明るさを、照明手段の点灯値及び点灯時間の制御により設定し、
   表示パネルが表示する映像の映像信号と、照明手段の所定の位置の温度を検出する内部に設置した温度センサが検出する照明手段の所定数に区分された領域毎の温度と、に基づいて、表示パネルの表示面の温度を冷却する冷却手段が出力する冷却風の風量及び風向を制御する
   電子機器の表示制御方法。

Images