JP3313453B2 - 自動調光システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車載用のテレビジョン
受像機等に用いられる小型液晶表示装置に係わり、特に
液晶表示装置におけるバックライトの輝度を制御する自
動調光システムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】最近、乗用車等の車両に液晶表示装置が
搭載され、テレビジョン受像機や他の情報表示機器に利
用されている。液晶表示装置には液晶パネルの背面にバ
ックライトが取付けられ、バックライトの輝度を制御す
るための調光装置が設けられている。

【０００３】バックライトの調光方式には、デューティ
調光方式と電圧調光方式がある。電圧調光方式は、バッ
クライトの光源である蛍光灯の印加電圧を変化させて輝
度を制御するものであり、デューティ調光方式は蛍光灯
の印加パルス幅を変化させて輝度を制御するものであ
る。

【０００４】電圧調光方式は回路構成が簡単であるが、
印加電圧が低いとき周囲温度が低い環境下では蛍光灯が
点灯しにくくなる。又デューティ調光方式は蛍光灯の輝
度調整は容易にできる反面、回路構成は多少複雑にな
り、調光時にスイッチングノイズを発生するという欠点
がある。車両に搭載される液晶表示装置は、計器パネル
等の車両の車内照明（以下単に照明という）と連動して
画像の明るさを制御するものが多く、調光時のノイズ発
生が少ない電圧調光方式がよく利用されている。

【０００５】しかし周囲温度の影響の少ないデューティ
調光方式も、他の機器へのノイズによる悪影響がなくな
れば、多段階の調光制御が容易であるため実現化が望ま
れている。以下図面を参照しつつ従来のデューティ調光
方式を用いた、バックライトの多段階調光システムにつ
いて説明する。

【０００６】図７は従来の多段階調光システムの構成を
示す回路図である。本図において多段階調光システム
は、三角波発生手段Ａ，デューティ比決定手段Ｂ１，高
圧発生手段Ｇ１により構成される。

【０００７】三角波発生手段Ａは三角波を発振する回路
であり、演算増幅器（オペアンプ）ＯＰ１を含んで構成
される。演算増幅器ＯＰ１の反転入力端はコンデンサＣ
１を介して接地されると共に、抵抗Ｒ１を介して出力側
に接続される。又非反転入力端は抵抗Ｒ２を介して出力
端に接続され、抵抗Ｒ３を介して電源端子１に接続され
る。三角波発生手段Ａの三角波信号Ｓａは出力端子２を
経てデューティ比決定手段Ｂ１に与えられる。

【０００８】デューティ比決定手段Ｂ１は、三角波信号
Ｓａと一定の基準電圧とを比較し、三角波信号Ｓａが基
準電圧未満であればＨレベルの信号を出力し、基準電圧
以上であれば、Ｌレベルの信号を出力するものである。
デューティ比決定手段Ｂ１の演算増幅器ＯＰ２は、反転
入力端が三角波発生手段Ａの出力端子２に接続され、非
反転入力端が可変抵抗ＶＲ１の摺動接点に接続される。
又可変抵抗ＶＲ１の一端は電源端子３に接続され、他端
は接地される。そして演算増幅器ＯＰ２の出力する調光
制御信号Ｓｂは出力端子４を介して高圧発生手段Ｇ１に
与えられる。

【０００９】高圧発生手段Ｇ１は、冷陰極蛍光灯（以下
単に蛍光灯という）ＦＬと、ＤＣ／ＡＣトランスＴを含
み、高電圧のパルスを発生して蛍光灯ＦＬを点灯させる
回路である。高圧発生手段Ｇ１は、電源入力端子５，電
源出力端子６，信号入力端子７を夫々有し、電源入力端
子５には直流電源が供給され、信号入力端子７にはデュ
ーティ比決定手段Ｂ１の調光制御信号Ｓｂが与えられ
る。

【００１０】電源入力端子５はアースとの間に平滑用の
コンデンサＣ２が接続されると共に、チョークコイルＬ
１を介してトランジスタＱ１のコレクタと、ＤＣ／ＡＣ
トランスＴの端子Ｔ３，Ｔ４に夫々接続される。信号入
力端子７はトランジスタＱ１のベースに接続され、又コ
ンデンサＣ３を介して接地される。又トランジスタＱ１
のエミッタは抵抗Ｒ４，Ｒ５を介して夫々トランジスタ
Ｑ２，Ｑ３のベースに接続される。

【００１１】トランジスタＱ２，Ｑ３はパルス発振を行
うスイッチングトランジスタであり、各エミッタは接地
される。トランジスタＱ２のベースはＤＣ／ＡＣトラン
スＴの端子Ｔ６に接続され、トランジスタＱ３のベース
は端子Ｔ１に接続される。トランジスタＱ２のコレクタ
は端子Ｔ２に接続され、トランジスタＱ３のコレクタは
端子Ｔ５に接続され、端子Ｔ２，Ｔ５間にコンデンサＣ
４が接続される。ＤＣ／ＡＣトランスＴの２次側巻線の
端子Ｔ７，Ｔ１０は、直列のコンデンサＣ５を介して蛍
光灯ＦＬに接続される。

【００１２】このように構成された多段式調光システム
の動作について説明する。図８は多段式調光システムの
各部の動作を示す信号波形図である。三角波発生手段Ａ
において、電源端子１から直流電圧が供給されると、図
８（ａ）に示すように、抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３とコンデ
ンサＣ１で決定される周期と振幅で三角波信号Ｓａが発
生する。

【００１３】つぎにデューティ比決定手段Ｂ１におい
て、可変抵抗ＶＲ１を用いて基準電圧を調節する。図８
（ａ）の一点鎖線で示すように、例えばこの基準電圧を
三角波信号Ｓａのピーク値より高くし、その電圧をＶｒ
１とすると、デューティ比決定手段Ｂ１は図８（ｂ）に
示すように、Ｈレベルに保持された調光制御信号Ｓｂを
出力する。次に基準電圧を図８（ａ）に示すように三角
波信号Ｓａの正側のピーク値より低く、負側のピークよ
り高くし、その電圧をＶｒ２とする。この場合にはデュ
ーティ比決定手段Ｂ１は図８（ｃ）で示すような矩形波
の調光制御信号Ｓｂを発生する。この矩形波のデューテ
ィ比は、基準電圧Ｖｒ２の値を三角波の振幅範囲内で上
下させることにより変化する。

【００１４】又基準電圧を三角波信号Ｓａの負側ピーク
値より低くし、その電圧をＶｒ３とすると、デューティ
比決定手段Ｂ１は図８（ｄ）に示すように、Ｌレベルに
保持された調光制御信号Ｓｂを出力する。

【００１５】さて高圧発生手段Ｇ１において、図８
（ｂ）に示すようなＨレベルの調光制御信号Ｓｂがトラ
ンジスタＱ１のベースに与えられたとする。このときト
ランジスタＱ１はオンとなり、抵抗Ｒ４，Ｒ５を介しト
ランジスタＱ２，Ｑ３にバイアス電流が与えられる。こ
のためトランジスタＱ２，Ｑ３が動作状態となり、コレ
クタ電流が流れる。これらのコレクタ電流はＤＣ／ＡＣ
トランスＴの端子Ｔ２，Ｔ５から流出する。従って端子
Ｔ１，Ｔ６の巻線に誘起された２次電流はトランジスタ
Ｑ２，Ｑ３のベースに正帰還され、トランジスタＱ２，
Ｑ３が発振する。発振周期はコンデンサＣ４と、端子Ｔ
２，Ｔ４間の巻線及び端子Ｔ５，Ｔ３間の巻線の各イン
ダクタンスによって決定される。

【００１６】このようにトランジスタＱ１を常時オンに
すると、トランジスタＱ２，Ｑ３は図８（ｅ）のような
波形の発振を連続して行う。この発振パルスはＤＣ／Ａ
ＣトランスＴの２次側巻線で電圧増幅され、端子Ｔ７，
Ｔ１０から高圧パルスが蛍光灯ＦＬに印加される。この
場合、蛍光灯ＦＬから最も明るいバックライト光が得ら
れる。

【００１７】次にデューティ比決定手段Ｂ１から、図８
（ｃ）に示すようにデューティ比が0.5 の矩形波の調光
制御信号Ｓｂが出力されると、トランジスタＱ１は信号
ＳｂのレベルがＨ時のみオンとなる。このためトランジ
スタＱ２，Ｑ３は間歇発振を行い、図８（ｆ）に示すよ
うなパルスを出力する。このため蛍光灯ＦＬから明るさ
の低減されたバックライト光が得られる。

【００１８】同様にして、デューティ比決定手段Ｂ１か
ら、図８（ｄ）に示すようにＬレベルの調光制御信号Ｓ
ｂが出力されると、トランジスタＱ１はオフとなり、図
８（ｇ）に示すようにトランジスタＱ２，Ｑ３の発振は
停止する。この場合蛍光灯ＦＬは点灯しない。尚、高圧
発生手段Ｇ１の発振周波数は、数ＫHz〜数十ＫHzに設定
されているので、人の目にはちらつきを生じない。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の多段階調光システムでは、液晶表示装置のバックラ
イトの輝度を手動で調節できるが、周囲の明るさと連動
して自動で制御されるものではない。又一般の液晶表示
装置では、電源投入と同時にバックライトが動作するの
で、液晶表示素子の立ち上がり時の動作が不安定であれ
ば、乱れた画像が画面に出画されることになる。又デュ
ーティ調光方式を用いたものでは、高調波ノイズが発生
し、内蔵の音声及び映像回路に悪影響を与えるという欠
点があった。

【００２０】更に液晶表示装置のバックライトを、車両
の照明と連動して変化させる２段階調光システムとした
場合、画面の明るさが照明のオン・オフによって一義的
に決まるため、人が周囲の明るさに応じて画面の輝度を
自由に制御できなかった。例えば、霧の中を走行する場
合、車両の運転者は前照灯を点灯するために、照明スイ
ッチを入れたとする。この場合ダッシュボードの各計器
は照明されると共に、液晶表示装置のバックライトは暗
くなる。夜間でなければ車内といえども明るく、このま
ま液晶表示装置を見ようとすると、周囲が明るく画面が
暗いので画像が見ずらくなる。

【００２１】又夜間に車両を駐車して、液晶表示装置を
見る場合には、運転者が照明を切るとバックライトは明
るくなる。しかし周囲は暗いので画面が眩しくなり、か
えって車内の人が見ずらくなるという欠点があった。

【００２２】本発明はこのような従来の問題点に鑑みて
なされたものであって、電源投入時の画面の乱れを解消
すると共に、周囲の機器に高調波ノイズの悪影響を与え
ず、車両の照明と連動して明るさを制御し、且つ人の意
志に基づいて明るさを調整できる液晶表示装置の自動調
光システムを実現することを目的とする。

【００２３】

【課題を解決するための手段】本願の請求項１の発明
は、車載用の液晶表示装置におけるバックライト光を制
御する自動調光システムであって、ＰＷＭ信号を調光制
御信号として生成するデューティ比決定手段と、デュー
ティ比決定手段の調光制御信号を入力し、バックライト
の駆動信号を生成すると共に、駆動信号によるノイズを
除去するフィルタ回路を電源ラインに挿入した高圧発生
手段と、高圧発生手段と同一電源で駆動され、電源投入
時にデューティ比決定手段に対し、電源の投入後液晶表
示装置の画面が安定するまでの時間を超える一定の遅延
時間後に電源を供給することにより前記デューティ比決
定手段からの調光制御信号を前記高圧発生手段へ出力す
る点灯遅延手段と、を具備することを特徴とするもので
ある。

【００２４】本願の請求項２の発明では、デューティ比
決定手段は、液晶表示装置におけるバックライト光の輝
度を２段階に制御するオン・オフ制御信号を入力し、オ
ン信号の入力時にＰＷＭ信号のデューティ比を下げ、オ
フ信号の入力時にＰＷＭ信号のデューティ比を上げるよ
うに制御することを特徴とするものである。

【００２５】本願の請求項３の発明は、バックライト光
の輝度を切り換える切換スイッチを有し、車両の照明オ
ン・オフ信号が入力された際、通常はこれと同極性のオ
ン・オフ制御信号を生成し、切換スイッチにより切換信
号が与えられた際、照明オン・オフ信号を逆転したオン
・オフ制御信号を生成し、デューティ比決定手段に与え
る信号反転制御手段を設けたことを特徴とするものであ
る。

【００２６】

【作用】このような特徴を有する請求項１及び２の発明
によれば、液晶表示装置の電源が投入されると、先ず点
灯遅延手段は液晶表示装置の動作が安定するまでの時間
を超える一定の遅延時間後にデューティ比決定手段に電
源を供給する。これによりデューティ比決定手段はデュ
ーティ比が可変のＰＷＭ信号を調光制御信号として生成
し、高圧発生手段に出力する。高圧発生手段は調光制御
信号を入力すると、その信号のデューティ比に基づいて
駆動信号を生成し、バックライトを駆動する。このとき
駆動信号による電源ラインのノイズはフィルタ回路で除
去される。こうすると液晶表示装置の動作が安定してか
ら画像が表示される。

【００２７】又本願の請求項３の発明によれば、信号反
転制御手段は、車両の照明オン・オフ信号が入力された
際、通常はこれと同極性のオン・オフ制御信号を生成す
る。又、切換スイッチにより切換信号が与えられると、
照明オン・オフ信号を逆転したオン・オフ制御信号が生
成され、デューティ比決定手段に与えられる。こうする
と、車両の照明と連動して明るさが制御され、且つ人の
意志に基づいてバックライトの明るさが２段階に調整さ
れる。

【００２８】

【実施例】本発明の第１実施例の２段階自動調光システ
ムについて、図１を参照しつつ説明する。図１は本実施
例の２段階自動調光システムの構成を示す回路図であ
る。本図において２段階自動調光システムには、三角波
発生手段Ａ，デューティ比決定手段Ｂ２，高圧発生手段
Ｇ２が設けられることは従来例と同一であり、同一部分
は同一符号をつけて説明は省略する。

【００２９】本実施例では、一点鎖線で示す点灯遅延手
段Ｄが新たに設けられる。点灯遅延手段Ｄは液晶表示装
置の直流電源が印加されたとき、三角波発生手段Ａ及び
デューティ比決定手段Ｂ２への供給電圧を一定時間遅延
して供給する回路である。点灯遅延手段Ｄはトランジス
タＱ１０，Ｑ１１，Ｑ１２を含んで構成される。

【００３０】トランジスタＱ１０のベースは抵抗Ｒ１０
を介して電源端子１０に接続され、抵抗Ｒ１１を介して
接地される。又トランジスタＱ１０のコレクタは電源端
子１０に接続され、エミッタはトランジスタＱ１１のエ
ミッタと共に抵抗Ｒ１２を介して接地される。トランジ
スタＱ１１のコレクタは抵抗Ｒ１３を介して電源端子１
０に接続され、トランジスタＱ１２のベースに接続され
る。又電源端子１０とアース間に、抵抗Ｒ１４とコンデ
ンサＣ１０の直列接続体が設けられる。抵抗Ｒ１４とコ
ンデンサＣ１０による積分回路の時定数は数百ｍsec 程
度である。トランジスタＱ１１のベースはこの積分回路
に接続される。トランジスタＱ１２はトランジスタＱ１
０，Ｑ１１で構成される差動増幅器の出力信号を入力
し、電源電圧を開閉するスイッチングトランジスタであ
り、エミッタは電源端子１０に接続され、コレクタは出
力端子１１を介して三角波発生手段Ａ，デューティ比決
定手段Ｂ２の夫々の電源端子１，３に接続される。

【００３１】デューティ比決定手段Ｂ２は従来例と同
様、演算増幅器ＯＰ２を有している。三角波発生手段Ａ
の三角波信号Ｓａが入力端子１３を介して演算増幅器Ｏ
Ｐ２の反転入力端に与えられる。演算増幅器ＯＰ２の非
反転入力端は抵抗Ｒ１５，Ｒ１６，トランジスタＱ１３
を含む基準電圧発生回路に接続される。即ち電源端子３
とトランジスタＱ１３のコレクタ間に、抵抗Ｒ１５，Ｒ
１６の直列接続体が接続され、抵抗Ｒ１５，Ｒ１６の共
通接続端は演算増幅器ＯＰ２の非反転入力端に接続され
る。トランジスタＱ１３のエミッタは接地され、ベース
は抵抗Ｒ１７で接地されると共に、抵抗Ｒ１８を介して
入力端子１２に接続される。入力端子１２は車両の図示
しない室内照明のスイッチと連動して照明のオン・オフ
制御信号Ｓｃが入力される端子である。

【００３２】次に高圧発生手段Ｇ２は、コイルＬ２，コ
ンデンサＣ１１，Ｃ１２で構成されるフィルタ回路１４
が設けられる以外は従来例と同一である。即ち一点鎖線
で示すフィルタ回路１４は、チョークコイルＬ１の出力
端にコイルＬ２，コンデンサＣ１１，Ｃ１２がπ型に接
続される。コンデンサＣ１１は例えば有機半導体系で構
成された低インピータンスのもので、周囲温度に左右さ
れにくい大容量のコンデンサとする。又コンデンサＣ１
２は100 pF〜1000pFのものが使用される。コイルＬ２の
出力端はＤＣ／ＡＣトランスＴの端子Ｔ３，Ｔ４に接続
される。又チョークコイルＬ１の出力端は電源出力端子
１５を介し、点灯遅延手段Ｄの電源端子１０に接続され
る。

【００３３】以上のように構成された第１実施例の２段
階調光システムの動作について説明する。図２は第１実
施例の２段階自動調光システムの動作を示す信号波形図
である。先ず図１の電源入力端子５に直流電源が印加さ
れると、その電圧は電源出力端子１５を介し、点灯遅延
手段Ｄの電源端子１０に与えられる。この電圧は抵抗Ｒ
１４を経てコンデンサＣ１０を充電する。コンデンサＣ
１０の両端の電圧は数百msecの時定数で上昇し、抵抗Ｒ
１０，Ｒ１１で分割される電圧より大きくなると、トラ
ンジスタＱ１１はオンとなる。このためトランジスタＱ
１２も導通し、出力端子１１を介して電源電圧が三角波
発生手段Ａとデューティ比決定手段Ｂ２に供給される。

【００３４】このため三角波発生手段Ａは、電源入力端
子５の電圧供給時より遅れて動作を開始し、従来例と同
様に三角波の発振を行う。これと同時にデューティ比決
定手段Ｂ２も動作が可能となる。従って車両の照明の状
態に係わらず、液晶表示装置の電源が投入され、液晶表
示素子の画像信号が不安定である内は画像が表示されな
いこととなる。

【００３５】さて車両の照明がオン状態からオフとな
り、入力端子１２にＬレベルのオン・オフ制御信号Ｓｃ
が入力されると、トランジスタＱ１３はオフとなり、そ
のコレクタ電圧は上昇する。このため演算増幅器ＯＰ２
の非反転入力端に入力される基準電圧Ｖｒ４は、図２
（ａ）の一点鎖線で示すように三角波の正側のピーク値
より高くなる。このためデューティ比決定手段Ｂ２の出
力する調光制御信号Ｓｂは図２（ｂ）に示すようにＨレ
ベルとなる。

【００３６】この場合トランジスタＱ１はオンとなり、
トランジスタＱ２，Ｑ３は連続発振する。従って蛍光灯
ＦＬの輝度は最高値となり、バックライト光は最も明る
くなる。このような制御は、例えば昼間に車内が明るい
状態では、液晶表示装置の画面も明るくなることを意味
している。

【００３７】次に車両の照明がオンとなった場合の動作
について説明する。入力端子１２にＨレベルのオン・オ
フ制御信号Ｓｃが入力されると、トランジスタＱ１３は
オンとなり、そのコレクタ電圧は下降する。このため演
算増幅器ＯＰ２の非反転入力端に入力される基準電圧Ｖ
ｒ５は、図２（ａ）の一点鎖線で示すように三角波の振
幅範囲内にはいったとする。このためデューティ比決定
手段Ｂ２の出力する調光制御信号Ｓｂは図８（ｃ）に示
すように矩形波となり、高圧発生手段Ｇ２は図２（ｃ）
に示すような発振を行う。

【００３８】このような間歇パルス発振が生じると、発
振開始時と停止時に高調波ノイズが寄生する。このノイ
ズは電源ラインを介して他の機器又は液晶表示装置の他
の回路部に伝播する。このため例えばビデオ回路やＲＦ
回路に悪影響を与え、縞模様の画面が出やすくなる。し
かし本実施例では高周波成分を遮断するフィルタ回路１
４を用いているため、トランジスタＱ２，Ｑ３のコレク
タ電流は図２（ｄ）に示すような間歇発振の変化点でノ
イズが寄生しない波形となる。又電源ラインに流れる電
流も図２（ｅ）に示すように間歇パルス発振によってレ
ベルが変動する。しかしチョークコイルＬ１及びコンデ
ンサＣ２で構成される平滑回路の働きにより、外部に接
続された電源ラインの電圧はスイッチングにより変化せ
ず、図２（ｆ）に示すような安定したものとなる。

【００３９】この場合は蛍光灯ＦＬの輝度は中間値とな
り、バックライト光はやや暗くなる。このような制御
は、車両が夜間に走行して車内が暗い状態で液晶表示装
置の画面が眩しくなくなることを意味している。

【００４０】次に本発明の第２実施例における２段階自
動調光システムについて図３，図４を参照しつつ説明す
る。図３は第２実施例の２段階自動調光システムの全体
構成を示すブロック図である。本図において２段階自動
調光システムには、三角波発生手段Ａ，デューティ比決
定手段Ｂ２，高圧発生手段Ｇ２，点灯遅延手段Ｄが設け
られることは第１実施例と同一であり、同一部分につい
ての説明は省略する。

【００４１】本実施例には信号反転制御手段Ｅ１が新た
に設けられている。信号反転制御手段Ｅ１は入力端子３
０から車両の照明オン・オフ信号Ｓｄを入力し、その信
号の種類に応じて極性を反転すると共に、切換時の信号
を遅延したオン・オフ制御信号Ｓｃをデューティ比決定
手段Ｂ２に与える回路である。

【００４２】図４は信号反転制御手段Ｅ１をロジック回
路で構成した場合の回路図である。本図において入力端
子３０には、車両の照明（ダッシュボード及びスモール
ランプ類）の点灯時にはＨレベルとなり、消灯時にはＬ
レベルとなる照明オン・オフ信号Ｓｄが入力されるもの
とする。

【００４３】入力端子３０の照明オン・オフ信号Ｓｄは
インバータ３１を介して、インバータ３２，３３に与え
られる。インバータ３２の出力は抵抗Ｒ３１とコンデン
サＣ３１で構成される遅延回路を介してシュミットイン
バータ３４に与えられる。尚、シュミットインバータは
弁別レベルにヒステリシスを持たせた波形整形回路であ
る。一方、インバータ３３の出力はインバータ３５を介
して、抵抗Ｒ３２とコンデンサＣ３２で構成される遅延
回路に与えられ、更にその出力はシュミットインバータ
３６に与えられる。

【００４４】シュミットインバータ３４の信号とインバ
ータ３５の信号は、ＮＡＮＤ回路３７に入力される。シ
ュミットインバータ３６の信号とインバータ３２の信号
はＮＡＮＤ回路３８に入力される。ＡＮＤ回路３９はＮ
ＡＮＤ回路３７，３８の信号を夫々入力する論理積回路
である。

【００４５】さて入力端子４０はロジック回路に供給す
る電圧を入力する端子であり、電源投入時のリセット信
号を生成するために設けられる。この入力端子４０とア
ース間に抵抗Ｒ３３を介してタクトスイッチＳＷが接続
される。タクトスイッチＳＷは押圧時に閉となるスイッ
チで、信号反転制御手段Ｅ１の状態を反転するとき押圧
される。タクトスイッチＳＷの開閉出力は一点鎖線で示
すチャタリング消去回路Ｆに与えられる。チャタリング
消去回路Ｆは、抵抗Ｒ３４，コンデンサＣ３３，Ｃ３４
がπ型に接続された回路であり、その出力はシュミット
インバータ４１に与えられる。

【００４６】又入力端子４０はコンデンサＣ３５，抵抗
Ｒ３５からなる時定数回路に接続され、その中点がシュ
ミットインバータ４２の入力端に接続される。抵抗Ｒ３
５とコンデンサＣ３５は電源投入時の電圧を微分する働
きをする。シュミットインバータ４２の出力は、ＮＡＮ
Ｄ回路４３，４４に与えられる。ＮＡＮＤ回路４３の他
の入力端にはＮＡＮＤ回路３９の信号が与えられ、ＮＡ
ＮＤ回路４４の他の入力端には、ＮＡＮＤ回路４３の出
力が与えられる。

【００４７】フリップフロップ（以下ＦＦと記す）４５
は、クロック入力端ＣＫ、セット及びリセット入力端
Ｓ，Ｒと、データの入力端Ｄを夫々有するフリップフロ
ップであり、リセット入力端ＲはＮＡＮＤ回路４４の出
力端に接続される。ＦＦ４５において、入力端Ｓは接地
され、入力端Ｄと出力端Ｑは接続され、入力端ＣＫはシ
ュミットインバータ４１の出力端に接続されている。

【００４８】次にＮＡＮＤ回路４６は、ＦＦ４５のＱ出
力とインバータ３１の出力の論理積をとる回路であり、
その出力はＡＮＤ回路４７の一方の入力端に与えられ
る。又ＮＡＮＤ回路４８は、ＦＦ４５のＱバー出力とイ
ンバータ３３の出力の論理積をとる回路であり、その出
力はＡＮＤ回路４７の他の入力端に与えられる。そして
ＡＮＤ回路４７の出力は抵抗Ｒ３６を介してトランジス
タＱ３１のベースに与えられる。

【００４９】トランジスタＱ３１において、ベースは抵
抗Ｒ３７を介して接地され、エミッタは接地され、コレ
クタは抵抗Ｒ３８を介して入力端子４０に接続される。
トランジスタＱ３１はＨ／Ｌレベルの入力信号を反転し
て、出力端子４９を介してオン・オフ制御信号Ｓｃを図
３に示すデューティ比決定手段Ｂ２の入力端子１２に出
力するものである。

【００５０】以上のように構成された信号反転制御手段
Ｅ１の動作について説明する。液晶表示装置に電源が投
入されると、その直流電圧は図３の電源入力端子５と図
４の入力端子４０に与えられる。直流電圧が印加された
直後は、抵抗Ｒ３５とコンデンサＣ３５の時定数回路の
動作により、シュミットインバータ４２の入力電圧は一
時Ｈレベルとなる。このためシュミットインバータ４２
の出力はＬレベルとなり、ＮＡＮＤ回路４４の出力は一
時Ｈレベルとなる。従ってＦＦ４５の入力端Ｒにリセッ
ト信号が印加され、ＦＦ４５が初期化されてＱ出力がＬ
レベルになり、Ｑバー出力がＨレベルになる。

【００５１】やがてシュミットインバータ４２の入力電
圧は、コンデンサＣ３５と抵抗Ｒ３５の時定数で降下
し、シュミットインバータ４２の出力電圧は急激に立ち
上がる。従ってＦＦ４５の入力端Ｒの電圧はＬレベルに
保持され、入力端ＣＫにクロック信号を受け付ける状態
となる。現在ＦＦ４５のＱ出力はＬレベルであるので、
ＮＡＮＤ回路４６の出力はＨレベルとなっている。

【００５２】一方、ＦＦ４５のＱバー出力がＨレベルで
あり、入力端子３０から照明オン・オフ信号Ｓｄが入力
されると、ＮＡＮＤ回路４８は反転した照明オン・オフ
信号Ｓｄを出力する。又ＮＡＮＤ回路４６の出力がＨレ
ベルであるので、ＡＮＤ回路４７の一方の入力端に照明
オン・オフ信号Ｓｄの反転信号が入力されると、ＡＮＤ
回路４７は入力信号をそのまま出力する。この信号はト
ランジスタＱ３１により反転され、出力端子４９を介し
て入力端子３０と同極性のオン・オフ制御信号Ｓｃを出
力する。

【００５３】さてタクトスイッチＳＷが押圧されると、
シュミットインバータ４１の入力電圧が一瞬下がるの
で、シュミットインバータ４１は正極性のパルスを出力
する。このパルスはクロック信号としてＦＦ４５の入力
端ＣＫに与えられ、ＦＦ４５の状態が反転する。このた
めＦＦ４５のＱバー出力はＬレベルとなり、ＮＡＮＤ回
路４８の出力はＨレベルに変化する。一方、ＦＦ４５の
Ｑ出力はＨレベルとなったので、ＮＡＮＤ回路４６はイ
ンバータ３１を介して照明オン・オフ信号Ｓｄの反転信
号が入力されると、照明オン・オフ信号Ｓｄそのものを
出力する。今ＮＡＮＤ回路４８の出力はＨレベルである
ので、ＡＮＤ回路４７は照明オン・オフ信号Ｓｄを出力
する。この信号がトランジスタＱ３１によって反転さ
れ、出力端子４９から入力端子３０と反対極性のオン・
オフ制御信号Ｓｃが出力される。

【００５４】再度タクトスイッチＳＷを押圧すると、前
述の場合と同様にトリガ信号がＦＦ４５の入力端ＣＫに
出力され、ＦＦ４５は初期状態に戻る。即ち入力端子３
０から照明オン・オフ信号Ｓｄを入力すると、同一極性
のオン・オフ制御信号Ｓｃが出力される。

【００５５】以上のように、車両の照明の点灯状態に係
わらず、液晶表示装置のバックライトが明るいとき、タ
クトスイッチＳＷを押圧するとバックライトが暗くな
る。又バックライトが暗いとき、タクトスイッチＳＷを
押圧するとバックライトが明るくなる。

【００５６】次に液晶表示装置を動作させている状態
で、車両の照明を点灯又は消灯した場合の信号反転制御
手段Ｅ１の動作について説明する。入力端子３０の信号
をオンからオフにするか、又はオフからオンにすると、
インバータ３２，抵抗Ｒ３１とコンデンサＣ３１で構成
される遅延回路，シュミットインバータ３４の各動作に
より、シュミットインバータ３４の出力端から、オン又
はオフ切換時のタイミングが遅延されると共に、入力端
子３０の信号が反転されて出力される。

【００５７】インバータ３５，抵抗Ｒ３２とコンデンサ
Ｃ３２で構成される遅延回路，シュミットインバータ３
６の各動作においても同様に、シュミットインバータ３
６の出力端から、オン又はオフ切換時のタイミングが遅
延される共に、入力時と同一極性の信号が出力される。
このようにして遅延された信号をＮＡＮＤ回路３７，３
８を介してＡＮＤ回路３９に与えると、ＡＮＤ回路３９
は、入力端子３０の照明オン・オフ信号Ｓｄをオンから
オフにしても、オフからオンにしても切換時点から短時
間Ｈレベルとなるパルスを出力する。

【００５８】このようにして生成されたパルスはＮＡＮ
Ｄ回路４３に与えられる。シュミットインバータ４２の
出力は、液晶表示装置が動作しているときＨレベルであ
るので、ＡＮＤ回路３９の出力はＮＡＮＤ回路４３，４
４により夫々反転されて、同一極性のパルスとしてＦＦ
４５の入力端Ｒに与えられる。

【００５９】従って、バックライトの明るさがタクトス
イッチＳＷを用いて手動で切換られているとしても、車
両の照明を点灯又は消灯すると、出力端子４９から照明
オン・オフ信号Ｓｄと同極性のオン・オフ制御信号Ｓｃ
が出力される。

【００６０】即ち、車両の照明を点灯すれば、入力端子
３０に入力される照明オン・オフ信号ＳｄのレベルはＨ
となり、出力端子４９からＨレベルのオン・オフ制御信
号Ｓｃが出力される。そしてこのオン・オフ制御信号Ｓ
ｃが図１のデューティ比決定手段Ｂ２に入力されると、
トランジスタＱ１３がオンとなり、演算増幅器ＯＰ２の
基準電圧は低くなる。このためデューティ比決定手段Ｂ
２はデューティ比が例えば50％程度となるパルスを出力
するので、高圧発生手段Ｇ２は間歇発振の駆動パルスを
生成する。こうして液晶表示装置のバックライトが暗く
なる。

【００６１】又、車両の照明を消灯すれば、入力端子３
０の照明オン・オフ信号ＳｄのレベルはＬとなる。この
ため出力端子４９のオン・オフ制御信号ＳｃはＬレベル
となる。そしてデューティ比決定手段Ｂ２のトランジス
タＱ１３がオフとなり、演算増幅器ＯＰ２の基準電圧は
高くなる。このためデューティ比決定手段Ｂ２はデュー
テイ比を上げたパルスを出力するか、又はＨレベルの調
光制御信号Ｓｂを出力する。そして高圧発生手段Ｇ２は
発振期間の長い間歇発振を行うか、又は連続発振を行
う。こうするとバックライトが明るくなる。このように
照明オン・オフ信号Ｓｄを優先してデューティ比決定手
段Ｂ２に出力するようにしている。

【００６２】次に本発明の第３実施例における２段階自
動調光システムについて図５，図６を参照しつつ説明す
る。図５は本実施例の２段階自動調光システムに用いら
れる信号反転制御手段Ｅ２の構成を示す回路図である。
本実施例は図４に示すロジック回路の機能をソフトウェ
アで実現するもので、信号処理手順をマイクロコンピュ
ータ６０内のメモリに記憶している。マイクロコンピュ
ータ６０には電源端子６１，入力端子６２，６３と、出
力端子６４が夫々設けられる。

【００６３】マイクロコンピュータ６０は液晶表示装置
と独立して設けられたもので、車両のアクセサリ（例え
ばＣＤプレーヤ，ラジオカセットテープレコーダ等）を
制御するものとする。電源端子６１はマイクロコンピュ
ータ６０の電源端子であり、車両のエンジンキーを入れ
てエンジンを動かすか、又はアクセサリをオンにすると
電源が供給される。入力端子６２は液晶表示装置の電源
電圧が入力される端子である。又入力端子６３は車両の
照明オン・オフ信号Ｓｄの入力端子であり、出力端子６
４はオン・オフ制御信号Ｓｃの出力端子である。電源端
子６１から抵抗Ｒ６０を介しタクトスイッチＳＷが設け
られる。そしてタクトスイッチＳＷと並列にコンデンサ
Ｃ６０が接続され、その開閉信号はマイクロコンピュー
タ６０に与えられる。

【００６４】このように構成された信号反転制御手段Ｅ
２の動作について、図６のフローチャートを用いて説明
する。動作を開始するとステップ７０において、先ず液
晶表示装置（機器）に電源が投入されたか否かを判定す
る。電源投入がされると、ステップ７１に進み、車両の
照明がオンかオフかを調べる。即ち図５の入力端子６３
にオン信号が入力されていればステップ７３に進み、オ
フ信号であればステップ７２に進む。ステップ７２では
オン・オフ制御信号ＳｃをＨとし、液晶表示装置のバッ
クライトを暗くする。ステップ７３ではオン・オフ制御
信号ＳｃをＬとし、バックライトを明るくする。

【００６５】次にステップ７０において、液晶表示装置
の電源が既に投入されていれば、ステップ７４に進み、
その後車両の照明が変化したか否かを調べる。照明がオ
ンからオフ、又はオフからオンへ変化すれば、ステップ
７１に進み、前述の場合と同様の信号処理を続ける。又
ステップ７４で照明のオン・オフ状態が変化しなければ
ステップ７５に進み、図５のタクトスイッチＳＷがオン
となったか否かを検出する。途中でオン信号が入力され
れば、ステップ７６に進み、オン・オフ制御信号Ｓｃを
反転させ、オン信号が入力されなければ何もせずに動作
を終了する。

【００６６】ステップ７６では、車両に乗車している人
が、液晶表示装置のバックライトの明るさを手動で切換
えたと判断し、バックライトの駆動パルスの電力を上げ
るか又は下げ、その輝度を明るくするか又は暗くする制
御を行う。以上のような信号処理を行うと、第２実施例
と同様の動作が得られる。

【００６７】

【発明の効果】以上詳細に説明したように本願の請求項
１の発明によれば、液晶表示装置のバックライトをＰＷ
Ｍの駆動パルスで駆動することにより、周囲温度の影響
を受けずにバックライト光の輝度を調整できる。又点灯
遅延手段を設けているため、液晶表示装置の電源投入時
に生じる画面の乱れが表示されず、画面が安定してから
高圧発生手段がバックライトに駆動電圧を出力する。こ
のため不自然な画像は表示されなくなる。更にデューテ
ィ比決定手段の調光制御信号を照明のオン・オフ制御信
号で制御すると、バックライト光の輝度が調整できる。
又、電源ラインにフィルタ回路を挿入しているので、電
源ラインを介して出力されるスイッチングノイズも低減
されるという効果が得られる。

【００６８】更に本願の請求項３の発明によれば、請求
項１の発明の効果に加えて、信号反転制御手段を付加し
たことにより、車両の照明オン・オフ信号を優先させて
バックライト光の輝度を制御できる。又手動でバックラ
イトの輝度切換信号を入力すると、これに応じてその輝
度を２段階に調節できる。こうすると前照灯を点灯して
運転している状態や、夜間車両を駐車している状態で液
晶表示装置を見るとき、周囲の明るさに関係なく、バッ
クライト光を調節できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例における液晶表示装置に用
いられる２段階調光システムの構成を示す回路図であ
る。

【図２】本実施例の液晶表示装置に用いられる２段階調
光システムの動作を示す信号波形図である。

【図３】本発明の第２実施例における液晶表示装置に用
いられる２段階調光システムの構成を示すブロック図で
ある。

【図４】第２実施例の２段階調光システムに用いられる
信号反転制御手段の構成を示す回路図である。

【図５】本発明の第３実施例の２段階調光システムに用
いられる信号反転制御手段の構成を示す回路図である。

【図６】第３実施例の２段階調光システムに用いられる
信号反転制御手段の動作を示すフローチャートである。

【図７】従来の液晶表示装置に用いられるバックライト
調光システムの構成を示す回路図である。

【図８】従来の液晶表示装置に用いられるバックライト
調光システムの動作を示す信号波形図である。

【符号の説明】

１，３，１０，６１ 電源端子 ２，１１，４９，６４ 出力端子 ５ 電源入力端子 １２，１３，３０，４０，６２，６３ 入力端子 １４ フィルタ回路 １５ 電源出力端子 Ａ 三角波発生手段 Ｂ２ デューティ比決定手段Ｇ２ 高圧発生手段 Ｄ 点灯遅延手段 Ｅ１，Ｅ２ 信号反転制御手段 Ｆ チャタリング消去回路 Ｔ ＤＣ／ＡＣトランス ＦＬ 蛍光灯 ＯＰ１，ＯＰ２ 演算増幅器 Ｑ１〜Ｑ３，Ｑ１０〜Ｑ１３，Ｑ３１ トランジスタ Ｒ１〜Ｒ５，Ｒ１０〜Ｒ１８，Ｒ３１〜Ｒ３８ 抵抗 ＶＲ１ 可変抵抗 Ｃ１〜Ｃ４，Ｃ１０〜Ｃ１２，Ｃ３１〜Ｃ３５ コンデ
ンサ ３１〜３３，３５ インバータ ３４，３６，４１，４２ シュミットインバータ３７， ３８，４３，４４，４６，４８ ＮＡＮＤ回路３９，４７ ＡＮＤ回路 ＳＷ タクトスイッチ Ｌ１ チョークコイル Ｌ２ コイル

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車載用の液晶表示装置におけるバックラ
   イト光を制御する自動調光システムであって、 ＰＷＭ信号を調光制御信号として生成するデューティ比
   決定手段と、 前記デューティ比決定手段の調光制御信号を入力し、バ
   ックライトの駆動信号を生成すると共に、前記駆動信号
   によるノイズを除去するフィルタ回路を電源ラインに挿
   入した高圧発生手段と、 前記高圧発生手段と同一電源で駆動され、電源投入時に
   前記デューティ比決定手段に対し、電源の投入後液晶表
   示装置の画面が安定するまでの時間を超える一定の遅延
   時間後に電源を供給することにより前記デューティ比決
   定手段からの調光制御信号を前記高圧発生手段へ出力す
   る点灯遅延手段と、を具備することを特徴とする自動調
   光システム。
2. 【請求項２】 前記デューティ比決定手段は、 前記液晶表示装置におけるバックライト光の輝度を２段
   階に制御するオン・オフ制御信号を入力し、オン信号の
   入力時に前記ＰＷＭ信号のデューティ比を下げ、オフ信
   号の入力時に前記ＰＷＭ信号のデューティ比を上げるよ
   うに制御するものであることを特徴とする請求項１記載
   の２段階自動調光システム。
3. 【請求項３】 前記バックライト光の輝度を切り換える
   切換スイッチを有し、車両の照明オン・オフ信号が入力
   された際、通常はこれと同極性のオン・オフ制御信号を
   生成し、前記切換スイッチにより切換信号が与えられた
   際、前記照明オン・オフ信号を逆転したオン・オフ制御
   信号を生成し、前記デューティ比決定手段に与える信号
   反転制御手段を設けたことを特徴とする請求項１又は請
   求項２記載の２段階自動調光システム。