JP3672762B2

JP3672762B2 - 表示装置用バックライトの輝度制御装置

Info

Publication number: JP3672762B2
Application number: JP10291999A
Authority: JP
Inventors: 幹夫荒木; 宏佐藤
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1999-04-09
Filing date: 1999-04-09
Publication date: 2005-07-20
Anticipated expiration: 2019-04-09
Also published as: JP2000292775A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は車載用や屋外用の液晶モニタなどの表示装置用バックライトの輝度を制御する装置に係り、特に低温環境下から高温環境下で使用される車載用や屋外用の液晶モニタのバックライトのを一定の明るさとなるように制御することができるＰＷＭ（ＰｕｌｔｈＷｉｄｔｈＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御方式の表示装置用バックライトの輝度制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図５は特開平５−５３５２２号公報や特開平１−２２７１３１号公報などに開示された従来の電圧制御方式の表示装置用バックライトの輝度制御装置の構成を示すブロック図である。図において、１５は温度補償回路、１６は点灯回路、１７はバックライトである。
【０００３】
次に動作について説明する。
温度補償回路１５がそれに入力された直流電圧の大きさを温度に応じて変化させて出力すると、点灯回路１６はその直流電圧を交流電圧に変換し、バックライト１７はこの電圧の大きさが制御された交流電圧の電力に応じた明るさで点灯する。これにより、高温時にバックライト１７の輝度を下げて、その温度上昇を抑制したりすることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の表示装置用バックライトの輝度制御装置は以上のように構成されているので、直流電圧の大きさの設定範囲や分解能に応じた範囲でしか輝度制御を行うことができない。従って、この技術を利用して車載用や屋外用の液晶モニタなどの表示装置用バックライトの輝度を制御した場合、その周辺の明るさや温度などが大きく変化し、それに応じてバックライトの輝度を細かく且つ広い輝度範囲にて制御する必要があるので、それらの明るさや温度などによらず一定の輝度に制御することはできないなどの課題があった。
【０００５】
そこで、バックライトに供給する電力を大きく且つ細かく制御する方法として、パルス幅変調信号を生成し、それによりバックライトへの電力供給経路上に設けられたトランジスタを制御することで、上記課題を解決することが考えられる。
【０００６】
しかしながら、このようにＰＷＭ制御方式の表示装置用バックライトの輝度制御装置を構成して、その標準的な使用環境において温度変化にかかわらず一定の明るさが得られるように、ＰＷＭ制御によりバックライトの輝度を制御する設定をした場合、低温時において特に目標ＤＵＴＹ比が１０％や９０％付近となるような範囲において、当該ＰＷＭ制御を実施した際にその輝度変化がちらつきなどとして視認されてしまうなどの課題があった。
【０００７】
従って、このような低温時から高温時までの温度範囲で使用が想定される車載用や屋外用の液晶モニタにおいては、その使用温度範囲の全体にわたってちらつきなどが生ずることなく、ＰＷＭ制御によりそのバックライトの輝度が一定の明るさとなるように制御することはできなかった。
【０００８】
また、上記ＰＷＭ制御による輝度変化の割合を上記設定からずらすことも考えられるが、このように設定した場合には、通常の温度制御において目標輝度への収束時間が長くなってしまい、輝度の安定性を損なってしまうことになる。
【０００９】
この発明は上記課題を解決するためになされたものであり、通常温度における輝度安定性を損なったり、低温時におけるちらつきを生じたりすることなく、車載用や屋外用の液晶モニタに利用したとしてもその使用温度範囲の全体にわたってバックライトの輝度が一定の明るさとなるように制御することができるＰＷＭ制御方式の表示装置用バックライトの輝度制御装置を得ることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る表示装置用バックライトの輝度制御装置は、表示装置用バックライトへの供給電力を制御するトランジスタと、当該表示装置用バックライトあるいはその周囲の温度を検出する温度センサと、当該温度センサの検出温度に応じて所定の目標輝度が得られるように上記トランジスタの通電時間をパルス幅変調制御する制御手段とを備えるとともに、上記制御手段が、検出温度に応じて上記通電時間を変化させる場合に、上記目標輝度に対応する目標パルス幅の値に応じて当該目標パルス幅に収束させるまでのパルス幅の変化率を変化させるものである。
【００１１】
この発明に係る表示装置用バックライトの輝度制御装置は、制御手段が、目標輝度における検出温度とトランジスタの通電時間を制御するパルスの目標ＤＵＴＹ比との対応関係を示す第一テーブルと、目標ＤＵＴＹ比と１回の制御時間当たりのＤＵＴＹ比の制御量との対応関係を示す第二テーブルとを備え、上記第一テーブルに基づいて検出温度に応じた目標ＤＵＴＹ比を設定し、上記第二テーブルに基づいて１回の制御時間当たりのＤＵＴＹ比の制御量を設定し、このＤＵＴＹ比の制御量毎にＤＵＴＹ比を変化させるものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による車載用液晶モニタのバックライトおよびそれを制御する輝度制御装置を示すブロック図である。
【００１３】
図において、１は直流電圧が入力される直流電圧端子、２はこの直流電圧を交流電圧に変換するインバータトランス、３はこのインバータトランス２から出力される交流電圧の周波数を設定する発振回路、４はこの交流電圧が供給される車載用液晶モニタのバックライト（表示装置用バックライト）、５は直流電圧端子１とインバータトランス２との間の直流電圧経路上に配設されたＰ型のトランジスタ、６はチョークコイル、７はバラストコンデンサである。
【００１４】
また、８はバックライト４に近接して配置され、当該バックライト４あるいはその周囲の温度を検出する温度センサ、９はこの温度センサ８の温度検出信号が入力されるとともに、上記トランジスタ５のベース端子に通電制御パルスを出力する１チップマイクロコンピュータ（制御手段）、１０は上記温度検出用のセンサ（サーミスタ）の抵抗値を電圧に変換し、１チップマイクロコンピュータ９で温度を取り込めるようにするための分圧用抵抗である。
【００１５】
図２はこの発明の実施の形態１において、検出温度と通電制御パルスの目標ＤＵＴＹ比との対応関係を示す特性図である。図において、横軸は検出温度（Ｔ）、縦軸は目標ＤＵＴＹ比（ＤＵＴＹ［ｎ］）、１１はバックライト４の最大発光輝度における特性曲線ＤＵＴＹ［ＭＡＸ］、１２はバックライト４の標準発光輝度における特性曲線ＤＵＴＹ［ＭＩＤ］、１３はバックライト４の最小発光輝度における特性曲線ＤＵＴＹ［ＭＩＮ］である。そして、これらの特性曲線と等価なデータが１チップマイクロコンピュータ９内に第一テーブルとして記憶されている。
【００１６】
図３はこの発明の実施の形態１において、目標ＤＵＴＹ比と１回の制御時間当たりのＤＵＴＹ比の制御量との対応関係を示す特性図である。図において、横軸は目標ＤＵＴＹ比（ＤＵＴＹ［ｎ］）、縦軸は１回の制御当たりのＤＵＴＹ比制御量Ｒ（ＤＵＴＹ［ｎ］）を最大ＤＵＴＹ比制御量Ｒで正規化したＤＵＴＹ比変化率（％）、１４はバックライト４の特性に基づいて設定された変化率特性曲線である。そして、同図に示すように、この実施の形態１では、目標ＤＵＴＹ比が１０％や９０％付近となるような範囲において当該パルス幅の変化率を抑えるように設定しており、この特性曲線と等価なデータが１チップマイクロコンピュータ９内に第二テーブルとして記憶されている。
【００１７】
次に動作について説明する。
１チップマイクロコンピュータ９から初期設定に応じた通電制御パルスが出力されると、Ｐ型のトランジスタ５はそれがローレベルである期間において直流電圧端子１をインバータトランス２に接続する。そして、このインバータトランス２は、発振回路３の発振周波数に応じた周期でこの直流電圧を交流電圧に変換し、この交流電圧によりバックライト４が点灯される。なお、上記チョークコイル６はインバータトランス２の発振信号とトランジスタ５の出力電圧を交流的に分離し、バラストコンデンサ７は、バックライト点灯開始時に高電圧をバックライトに供給し、点灯した後は、点灯持続電圧を供給する機能を持つ。
【００１８】
そして、このようにしてバックライト４が所定の明るさで点灯されると、１チップマイクロコンピュータ９は、温度センサ８で検出されるバックライト４の温度や液晶パネル周囲の明るさなどに応じて上記通電制御パルスのパルス幅制御を開始する。
【００１９】
図４はこの発明の実施の形態１の１チップマイクロコンピュータ９において所定の周期ごとに実行されるパルス幅制御動作を示すフローチャートである。図において、ＳＴ１は上記温度検出信号や周囲の明るさなどの情報を取得するとともに、図２や図３の特性図に照らし合わせて目標ＤＵＴＹ比ＤＵＴＹ［ｎ］やその目標ＤＵＴＹ比における制御量Ｒ（ＤＵＴＹ［ｎ］）などを特定する初期設定ステップであり、ＳＴ２は現在の通電制御パルスのＤＵＴＹ比Ｄ［ｎ］が上記目標ＤＵＴＹ比以上であるか否かを判断する制御方向判断ステップであり、ＳＴ３は現在の通電制御パルスのＤＵＴＹ比が上記目標ＤＵＴＹ比よりも小さい場合に実行されるステップであって、現在の通電制御パルスのＤＵＴＹ比から上記制御量を減算する減算処理ステップであり、ＳＴ４はこの減算後のＤＵＴＹ比が未だ目標ＤＵＴＹ比よりも小さいか否かを判断する減算終了確認判断ステップであり、この減算終了確認判断ステップＳＴ４において減算後のＤＵＴＹ比が目標ＤＵＴＹ比以上であると判断されるまで、以上のステップＳＴ１〜ＳＴ４が繰り返される。
【００２０】
また、ＳＴ５は制御方向判断ステップＳＴ２において現在の通電制御パルスのＤＵＴＹ比が上記目標ＤＵＴＹ比以上である場合に実行されるステップであって、現在の通電制御パルスのＤＵＴＹ比に上記制御量を加算する加算処理ステップであり、ＳＴ６はこの加算後のＤＵＴＹ比が未だ目標ＤＵＴＹ比以上であるか否かを判断する加算終了確認判断ステップであり、この加算終了確認判断ステップＳＴ６において加算後のＤＵＴＹ比が目標ＤＵＴＹ比よりも小さいと判断されるまで、以上のステップＳＴ１，ＳＴ２，ＳＴ５，ＳＴ６が繰り返される。
【００２１】
更に、ＳＴ７は上記加算処理あるいは減算処理が終了する毎に実行されるステップであって、液晶モニタなどの電源オフ信号が入力されている場合には、以上のＰＷＭ制御を終了する終了判断ステップである。
【００２２】
次に上記初期設定ステップＳＴ１において、図２や図３の特性図を参照して目標ＤＵＴＹ比ＤＵＴＹ［ｎ］やその目標ＤＵＴＹ比における制御量Ｒ（ＤＵＴＹ［ｎ］）の特定の仕方について詳しく説明する。まず、１チップマイクロコンピュータ９は周囲の明るさなどに応じて予め設定された選択テーブルにおいて目標輝度を特定し、その目標輝度に応じて図２において複数の特性曲線１１，１２，１３として示される特性データを第一テーブルから選択する。次に、検出温度（Ｔ）と一致する温度のＤＵＴＹ比をこの特性データのうちから選択し、これを目標ＤＵＴＹ比ＤＵＴＹ［ｎ］として設定する。
【００２３】
更に、この目標ＤＵＴＹ比と一致するＤＵＴＹ比のＤＵＴＹ比変化率を図３の特性曲線に基づいて選択し、これに基づいて制御量Ｒ（ＤＵＴＹ［ｎ］）として設定する。
【００２４】
従って、現在の明るさや温度に応じて目標ＤＵＴＹ比ＤＵＴＹ［ｎ］が決定されると、それに応じて自動的に制御量Ｒ（ＤＵＴＹ［ｎ］）が設定され、トランジスタ５の通電時間はその制御量毎に変化することになる。特に、この実施の形態１においては図３に示すように目標ＤＵＴＹ比が１０％や９０％付近となるような範囲において当該パルス幅の変化率（Ｒ（ＤＵＴＹ［ｎ］）／Ｒ）を抑えるように設定しているので、このような範囲内の目標ＤＵＴＹ比においては、その他の場合と異なり、通電制御パルスのパルス幅はゆっくりと変化することになる。つまり、目標パルス幅の値に応じて当該目標パルス幅に収束するまでのパルス幅の変化率が変化している。
【００２５】
以上のように、この実施の形態１によれば、液晶パネル用のバックライト４への供給電力を制御するトランジスタ５と、当該バックライト４あるいはその周囲の温度を検出する温度センサ８と、当該温度センサ８の検出温度に応じて所定の目標輝度が得られるように上記トランジスタ５の通電時間をパルス幅変調制御する１チップマイクロコンピュータ９とを備えるとともに、上記１チップマイクロコンピュータ９が、検出温度に応じて上記通電時間を変化させる場合に、目標ＤＵＴＹ比が１０％や９０％付近となるような範囲においては、目標ＤＵＴＹ比に収束させるまでのＤＵＴＹ比の変化率（制御量）を抑えているので、標準的な使用環境において温度変化にかかわらず一定の明るさが得られるようにＰＷＭ制御によりバックライト４の輝度を制御するように設定しつつ、その設定ではちらつきなどとして視認されてしまう範囲、すなわち目標ＤＵＴＹ比が１０％や９０％付近となるような範囲においてはその変化率を抑えて当該ちらつきの発生を抑制することができる効果がある。
【００２６】
従って、この実施の形態１のように、当該バックライト４の輝度制御装置を車載用や屋外用の液晶モニタに利用した場合であっても、その広い使用温度範囲の全体にわたってちらつきなどが生ずることなく、しかも、ＰＷＭ制御によりそのバックライト４の輝度が一定の明るさとなるように制御することができる効果がある。
【００２７】
また、上記ＰＷＭ制御の際のパルス幅の変化率を一律に抑えていないので、通常の温度制御において目標輝度への収束時間が長くなってしまうことはなく、安定した状態で輝度を変化させることができる効果がある。
【００２８】
この実施の形態１によれば、１チップマイクロコンピュータ９が、目標輝度における検出温度とトランジスタ５の通電時間を制御する通電制御パルスの目標ＤＵＴＹ比との対応関係を示す第一テーブルと、目標ＤＵＴＹ比と１回の制御時間当たりのＤＵＴＹ比の制御量（変化率）との対応関係を示す第二テーブルとを備え、上記第一テーブルに基づいて検出温度に応じた目標ＤＵＴＹ比を設定し、上記第二テーブルに基づいて１回の制御時間当たりのＤＵＴＹ比の制御量（変化率）を設定し、目標ＤＵＴＹ比が１０％や９０％付近となるような範囲においては当該制御量が小さくなるようにしているので、標準的な使用環境において温度変化にかかわらず一定の明るさが得られるようにＰＷＭ制御によりバックライト４の輝度を制御するように設定しつつ、低温時においてＰＷＭ制御を実施した際の輝度変化がちらつきなどとして視認されてしまわないようにすることができる効果がある。
【００２９】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、表示装置用バックライトへの供給電力を制御するトランジスタと、当該表示装置用バックライトあるいはその周囲の温度を検出する温度センサと、当該温度センサの検出温度に応じて所定の目標輝度が得られるように上記トランジスタの通電時間をパルス幅変調制御する制御手段とを備えるとともに、上記制御手段が、検出温度に応じて上記通電時間を変化させる場合に、上記目標輝度に対応する目標パルス幅の値に応じて当該目標パルス幅に収束させるまでのパルス幅の変化率を変化させるので、例えば目標ＤＵＴＹ比が１０％や９０％付近となるような範囲において当該パルス幅の変化率を抑えるように設定することで、標準的な使用環境において温度変化にかかわらず一定の明るさが得られるようにＰＷＭ制御によりバックライトの輝度を制御するように設定しつつ、低温時においてＰＷＭ制御を実施した際の輝度変化がちらつきなどとして視認されてしまわないようにすることができる効果がある。
【００３０】
従って、このような低温時から高温時までの温度範囲で使用が想定される車載用や屋外用の液晶モニタに利用した場合であっても、その使用温度範囲の全体にわたってちらつきなどが生ずることなく、しかも、ＰＷＭ制御によりそのバックライトの輝度が一定の明るさとなるように制御することができる効果がある。
【００３１】
また、上記ＰＷＭ制御の際のパルス幅の変化率を一律に抑える必要がないので、通常の温度制御において目標輝度への収束時間が長くなってしまうことはなく、安定した状態で輝度を変化させることができる効果がある。
【００３２】
この発明によれば、制御手段が、目標輝度における検出温度とトランジスタの通電時間を制御するパルスの目標ＤＵＴＹ比との対応関係を示す第一テーブルと、目標ＤＵＴＹ比と１回の制御時間当たりのＤＵＴＹ比の制御量との対応関係を示す第二テーブルとを備え、上記第一テーブルに基づいて検出温度に応じた目標ＤＵＴＹ比を設定し、上記第二テーブルに基づいて１回の制御時間当たりのＤＵＴＹ比の制御量を設定し、このＤＵＴＹ比の制御量毎にＤＵＴＹ比を変化させるので、例えば目標ＤＵＴＹ比が１０％や９０％付近となるような範囲において当該パルス幅の変化率を抑えるように第二テーブルを設定することで、標準的な使用環境において温度変化にかかわらず一定の明るさが得られるようにＰＷＭ制御によりバックライトの輝度を制御するように設定しつつ、低温時においてＰＷＭ制御を実施した際の輝度変化がちらつきなどとして視認されてしまわないようにすることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１による車載用液晶モニタのバックライトおよびそれを制御する輝度制御装置を示すブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態１において、検出温度と通電制御パルスの目標ＤＵＴＹ比との対応関係を示す特性図である。
【図３】この発明の実施の形態１において、目標ＤＵＴＹ比と１回の制御時間当たりのＤＵＴＹ比の制御量との対応関係を示す特性図である。
【図４】この発明の実施の形態１の１チップマイクロコンピュータにおいて所定の周期ごとに実行されるパルス幅制御動作を示すフローチャートである。
【図５】従来の電圧制御方式の表示装置用バックライトの輝度制御装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
４バックライト（表示装置用バックライト）、５トランジスタ、８温度センサ、９１チップマイクロコンピュータ（制御手段）。

Claims

表示装置用バックライトへの供給電力を制御するトランジスタと、
当該表示装置用バックライトあるいはその周囲の温度を検出する温度センサと、
当該温度センサの検出温度に応じて所定の目標輝度が得られるように上記トランジスタの通電時間をパルス幅変調制御する制御手段とを備えるとともに、
上記制御手段は、検出温度に応じて上記通電時間を変化させる場合に、上記目標輝度に対応する目標パルス幅の値に応じて当該目標パルス幅に収束させるまでのパルス幅の変化率を変化させることを特徴とする表示装置用バックライトの輝度制御装置。
制御手段は、目標輝度における検出温度とトランジスタの通電時間を制御するパルスの目標ＤＵＴＹ比との対応関係を示す第一テーブルと、目標ＤＵＴＹ比と１回の制御時間当たりのＤＵＴＹ比の制御量との対応関係を示す第二テーブルとを備え、上記第一テーブルに基づいて検出温度に応じた目標ＤＵＴＹ比を設定し、上記第二テーブルに基づいて１回の制御時間当たりのＤＵＴＹ比の制御量を設定し、このＤＵＴＹ比の制御量毎にＤＵＴＹ比を変化させることを特徴とする請求項１記載の表示装置用バックライトの輝度制御装置。