JP3987772B2 - バックライトの輝度制御方法および装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はバックライトの輝度制御方法および装置に関し、特に、液晶表示装置（ＬＣＤ）のバックライト用ランプの輝度を周囲照度に応じて制御する方法および装置に用いて好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ＬＣＤは、周囲の明るさにより表示内容の見やすさ（視認性）が変化する。このため、走行状況に応じて周囲照度が頻繁に変化する車載用のＬＣＤモニタでは、視認性向上のために、周囲照度に応じてＬＣＤのバックライト輝度（ＬＣＤ輝度）を所定の値に制御することが行われている。このＬＣＤ輝度の自動調整のために、自動調光装置が用いられる。
【０００３】
この自動調光装置では、ある周囲照度に対して最も適したＬＣＤ輝度となるように、例えばＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御を行う。すなわち、ＰＷＭ信号のパルス幅を周囲照度に応じてリアルタイムに決定し、バックライトの駆動部をそのパルス幅に応じてスイッチング制御する。これにより、周囲照度が低い場合にはバックライトが暗く、周囲照度が高い場合にはバックライトが明るくなるように、ＬＣＤ輝度をリニアに調整する。
【０００４】
ＬＣＤ輝度を自動調整するためには周囲照度を検出する必要があり、そのためにフォトセンサが用いられる。このフォトセンサは、ＬＣＤの周囲照度をより正確に検出できるように、モニタ上の所定の位置に設置される。一方、モニタやナビゲーション装置などの操作に赤外線リモコンを使用する場合は、リモコン用の赤外線センサもモニタ上に設けることが必要となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述のフォトセンサとリモコンセンサは、モニタの構成上近くに設置される場合が多い。しかも、フォトセンサは、その特性上赤外線に対しても反応する。そのため、リモコンが操作されると、当該リモコンから発せられた赤外線信号が照度検出用のフォトセンサにも入射され、自動調光装置では周囲照度が明るくなったと誤判断してしまう。この場合、自動調光装置はバックライトを瞬間的に明るく制御するため、画面がちらついてしまう問題があった。
【０００６】
本発明は、このような問題を解決するために成されたものであり、リモコン操作時にバックライトが瞬間的に明るくなり、画面がちらついてしまう不都合を防止できるようにすることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記した課題を解決するために、本発明では、リモコンからの操作信号が入力されたときに、それから一定期間バックライトの輝度を固定しておくように制御する。例えば、バックライトに印加する電圧をスイッチング制御するために用いるＰＷＭ信号のパルス幅を固定しておくように制御する。このように構成した本発明によれば、リモコンからの操作信号が周囲照度検出用のフォトセンサに入射されても、その入射された操作信号に基づく照度検出値は一定期間無視され、操作信号が入射される直前のバックライト輝度が維持されることとなる。
【０００８】
本発明の他の態様では、操作信号のリーダーパルスをトリガにして、バックライトの輝度を一定期間固定しておくように制御する。リモコンの操作信号として例えば赤外線信号を用いる場合、そのリーダーパルスは製品やメーカによらず規格化されている。したがって、このリーダーパルスをトリガにすることで、どのリモコンを用いたときでも、その操作信号の発生を確実に捉えることができ、当該操作信号に基づく照度検出値が一定期間無視されることとなる。
【０００９】
本発明のその他の態様では、フォトセンサにより断続的に検出される照度データの直近複数個分の演算値を用いてバックライトの輝度を制御する。上述のように操作信号のリーダーパルスをトリガにしてバックライトの輝度を固定化する場合、リーダーパルスが確定するまでの時間（操作信号が入力され始めてからリーダーパルスを判別するまでの時間）は、フォトセンサに入射された操作信号に基づきバックライトの調光制御が行われてしまう。これに対して、過去数回分の照度データの演算値（例えば積分値）を用いて調光制御することにより、リーダーパルスが確定するまでの短い時間に照度検出値が大きくなったとしても、それは他の小さい照度検出値と平均化されて殆ど無視されることとなる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明によるバックライトの輝度制御装置を適用した液晶表示装置の構成例を示す図である。図１に示すように、本実施形態の液晶表示装置は、ＬＣＤパネル１１、バックライト電源回路１２、マイコン１３、テーブル記憶部１４、ＡＤコンバータ１５，１６、フォトセンサ１７およびリモコンセンサ１８を備えて構成されている。
【００１１】
フォトセンサ１７は、液晶表示装置の周囲照度を検出する。ＡＤコンバータ１５は、フォトセンサ１７により検出された周囲照度に応じたアナログ電圧をデジタルデータに変換する。このフォトセンサ１７およびＡＤコンバータ１５を用いて、周囲照度に応じたデジタルデータを断続的（例えば数ｍｓｅｃ毎）に得て、それをマイコン１３に逐次供給する。
【００１２】
リモコンセンサ１８は、図示しないリモコンから発せられる赤外線の操作信号（以下、リモコン信号と言う）を入射する。このリモコン信号は、それがリモコン信号であることを示す一定幅のリーダーパルスと、当該リーダーパルスの後に引き続いて操作内容を示すコマンドとから構成される。ＡＤコンバータ１６は、リモコンセンサ１８に入射されたリモコン信号のアナログ電圧をデジタルデータに変換し、その結果をマイコン１３に供給する。
【００１３】
マイコン１３は、ＡＤコンバータ１５から供給される周囲照度のデータに応じて、液晶表示装置のバックライトに印加する電圧をＰＷＭ制御する。すなわち、マイコン１３は、バックライトに印加する電圧をスイッチング制御するために用いるＰＷＭ信号のパルス幅を、周囲照度に応じて可変制御する。これによってバックライトの輝度を制御する。
【００１４】
例えば、ＰＷＭ信号のデューティを大きくしてスイッチングのＯＮ期間を長くすることにより、バックライトを明るくすることができる。また、ＰＷＭ信号のデューティを小さくしてスイッチングのＯＮ期間を短くすることにより、バックライトを暗くすることができる。
【００１５】
テーブル記憶部１４は、周囲照度とＰＷＭ信号のデューティとの関係を示すテーブル情報を記憶するものであり、例えばＥＥＰＲＯＭにより構成される。マイコン１３は、ＡＤコンバータ１５から供給される周囲照度のデータに基づいてテーブル記憶部１４を参照し、その周囲照度に該当するデューティを得てバックライト電源回路１２に供給する。
【００１６】
バックライト電源回路１２は、マイコン１３から伝えられるデューティを持つＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ信号生成部と、ＰＷＭ信号に基づいてオン／オフするスイッチと、ＤＣ電源をスイッチによりチョッピングし、ＰＷＭ信号のデューティを有する矩形波信号（ＡＣ電圧）を発生するＤＣ−ＡＣコンバータ（いわゆるインバータ）と、ＤＣ−ＡＣコンバータから出力されるＡＣ電圧を昇圧してＬＣＤパネル１１のバックライトを駆動するトランスとを備えている。
【００１７】
上記マイコン１３はまた、ＡＤコンバータ１６から供給されるリモコン信号に基づいて、液晶表示装置や図示しないナビゲーション装置などに対して、指示されたコマンドを実行する制御も行う。通常、図示しないリモコンはリモコンセンサ１８に向けて操作されるが、このリモコンセンサ１８は、液晶表示装置の構成上フォトセンサ１７の近くに設置される。そのため、リモコン信号はフォトセンサ１７にも入射される。
【００１８】
本実施形態においてマイコン１３は、リモコンセンサ１８にリモコン信号が入力されたとき（マイコン１３がリモコン信号の入力を検知したとき）に、それから一定期間、バックライトの輝度を固定しておくように制御する。具体的には、リモコン信号のリーダーパルスを検知してから一定期間は、ＰＷＭ信号のパルス幅を固定しておくように制御する。
【００１９】
以上の構成において、マイコン１３は本発明の制御手段を構成する。また、マイコン１３およびバックライト電源回路１２は本発明の調光手段を構成する。
【００２０】
図２は、本実施形態による調光制御の概要を模式的に示す図である。図２に示すように、本実施形態では、リモコンが操作されたときに、マイコン１３がリモコン信号のリーダーパルスを認識すると、それから一定期間はＰＷＭ信号のパルス幅を直前の値に固定しておくように制御する。
【００２１】
パルス幅を固定にしておく一定期間は、図２に示すように、少なくともコマンド期間もしくはそれより多少長い期間である。コマンドの長さはその操作内容により異なる。また、コマンドの長さはリモコンのメーカ間で異なることもある。よって、各コマンドの最大長よりも若干長い期間を上述の一定期間として設定するのが好ましい。
【００２２】
このように、リモコン信号が入力されてから一定期間はＰＷＭ出力を固定しておくように制御することにより、リモコン信号が周囲照度検出用のフォトセンサ１７に入射されても、その入射されたリモコン信号に反応して大きくなった照度検出値は一定期間無視され、リモコン信号が入射される直前のバックライト輝度が維持されることとなる。これにより、周囲照度が低くバックライトを暗くしているときにリモコンを操作した場合でも、リモコン信号の入力に応じてバックライトを瞬間的に明るく制御する誤動作を回避することができ、バックライトのチラツキを防ぐことができる。
【００２３】
また、リモコン信号のリーダーパルスをトリガにしているので、どのリモコンを用いた場合にもリモコン信号によるバックライトのチラツキを防止することができる。すなわち、リモコン信号のリーダーパルスは規格化されており、メーカによらずほぼ同じものである。したがって、このリーダーパルスをトリガにすることで、どのメーカのリモコンを用いた場合にも、リモコン信号の入力をマイコン１３で確実に検知することができ、リモコン信号による誤動作を排除することができる。これは、車載機としてナビゲーション装置やオーディオ装置等を備え、それぞれに対して異なるリモコンが存在するような場合に有効である。
【００２４】
なお、上述のようにリモコン信号のリーダーパルスをトリガにしてバックライトの輝度を固定に制御する場合、リーダーパルスの確定に要する時間（マイコン１３がリーダーパルスを判別するまでの時間）はＰＷＭ信号のパルス幅が可変制御される（図２参照）。よって、フォトセンサ１７に入力されたリーダーパルスに基づき周囲照度が明るいと誤判断され、瞬間的にバックライトを明るく制御してしまう恐れがある。
【００２５】
そこで、調光制御を以下のようにするのが好ましい。すなわち、図３に示すように、フォトセンサ１７およびＡＤコンバータ１５により断続的に検出される周囲照度データの直近複数個分の演算値を用いてテーブル記憶部１４を参照し、ＰＷＭ信号のパルス幅を可変制御するようにする。例えば、最新の照度検出データを含めて過去数回分のデータの積分値（平均値）を用いてＰＷＭ制御を行う。この場合、マイコン１３は、照度検出データの積分演算を実行する。
【００２６】
このようにすれば、リーダーパルスが確定するまでの短い時間にフォトセンサ１７による照度検出値が大きくなったとしても、それはリーダーパルス入力前における数回分の小さい照度検出値によって平均化され、殆ど無視されることとなる。したがって、リーダーパルスの確定に要する期間中にＰＷＭ信号のパルス幅が大きく変動することはなく、リーダーパルスによるバックライトのチラツキも有効に防止することができる。
【００２７】
なお、積分期間を長くし過ぎると、本当に周囲照度が変化したときにおける調光制御の追従性が悪くなるので、当該積分期間は適当な値に設定することが必要である。例えば、周囲照度の検出時間間隔にも依るが、最新の照度検出データを含めて過去１０回分のデータを積分する程度が好ましい。
【００２８】
図４は、本実施形態によるバックライトの調光制御方法を示すフローチャートである。図４において、フォトセンサ１７は、液晶表示装置の周囲照度を検出し、そのアナログ電圧をＡＤコンバータ１５に供給する（ステップＳ１）。ＡＤコンバータ１５は、フォトセンサ１７により検出された周囲照度に応じたアナログ電圧をデジタルデータに変換し、その結果をマイコン１３に供給する（ステップＳ２）。
【００２９】
マイコン１３は、ＡＤコンバータ１５より供給された最新の周囲照度検出データと、図示しないレジスタ等に蓄積しておいた過去数回分の周囲照度検出データとを用いて積分値を演算する（ステップＳ３）。そして、その積分値に基づいてテーブル記憶部１４を参照し、当該積分値に応じたＰＷＭ信号のデューティを決定する（ステップＳ４）。
【００３０】
次に、マイコン１３は、現在ＰＷＭ信号のパルス幅を固定にしておく一定期間中かどうかを判断する（ステップＳ５）。ここで、ＰＷＭ出力の固定期間中でない場合は、リモコンセンサ１８からの入力に基づきリーダーパルスが検出されたかどうかを更に判断する（ステップＳ６）。リーダーパルスの検出もされない場合、マイコン１３は、ＰＷＭ信号のパルス幅を可変制御する（ステップＳ７）。すなわち、上記ステップＳ４で決定されたデューティをバックライト電源回路１２に伝えることにより、当該デューティを有するＰＷＭ信号を生成する。
【００３１】
一方、上記ステップＳ５でＰＷＭ出力の固定期間中であると判断した場合、または、上記ステップＳ６でリーダーパルスが検出された場合には、マイコン１３は、ＰＷＭ信号のパルス幅を一定期間だけ固定するように制御する（ステップＳ８）。すなわち、上記ステップＳ４で決定されたデューティは無視し、リーダーパルスの入力前に用いていたデューティをバックライト電源回路１２に伝えることにより、当該デューティを有するＰＷＭ信号を生成する。
【００３２】
バックライト電源回路１２は、マイコン１３から伝えられたデューティを有するＰＷＭ信号を生成し、当該ＰＷＭ信号に基づいてＤＣ電圧をスイッチング供給することにより、バックライトの輝度を制御する（ステップＳ９）。その後、処理はステップＳ１に戻り、同様の処理を繰り返し行う。
【００３３】
以上詳しく説明したように、本実施形態によれば、周囲照度が低くバックライトを暗くしているときにリモコンを操作した場合でも、リモコン信号によるバックライトのチラツキを防ぐことができる。
【００３４】
なお、上記実施形態では、マイコン１３がＰＷＭ信号のデューティを決定し、そのデューティを有するＰＷＭ信号をバックライト電源回路１２が生成する例について説明したが、マイコン１３自身がＰＷＭ信号の生成まで行うようにしても良い。
【００３５】
また、上記実施形態では、ＰＷＭ制御によってバックライトの輝度を多段階制御する例について説明したが、明るいか暗いかだけの２段階でバックライトを調光制御する場合にも本発明を同様に適用することが可能である。この場合、ＰＷＭ制御のような複雑な制御は不要である。
【００３６】
その他、上記実施形態は、本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその精神、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【００３７】
【発明の効果】
本発明は上述したように、リモコンの操作信号が入力されてから一定期間はバックライトの輝度を固定しておくように制御するようにしたので、リモコンからの操作信号が周囲照度検出用のフォトセンサに入射されても、その操作信号が入射される直前のバックライト輝度に維持することでき、操作信号の入力によるバックライトのチラツキを防止することができる。
【００３８】
本発明の他の特徴によれば、操作信号のリーダーパルスをトリガにしてバックライトの輝度を固定に制御するようにしたので、どのリモコンを用いた場合にも、操作信号の入力を確実に捉えてバックライトのチラツキを防止することができる。
【００３９】
本発明のその他の特徴によれば、フォトセンサにより断続的に検出される照度データの直近複数個分の演算値を用いてバックライトの輝度を制御するようにしたので、リーダーパルスが確定するまでの時間に検出される大きな周囲照度を無視することができ、リーダーパルスによるバックライトのチラツキも有効に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるバックライトの輝度制御装置を適用した液晶表示装置の構成例を示す図である。
【図２】本実施形態による調光制御の概要を模式的に示す図である。
【図３】本実施形態による積分値を用いた調光制御の概要を模式的に示す図である。
【図４】本実施形態によるバックライトの調光制御方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１１ ＬＣＤパネル
１２ バックライト電源回路
１３ マイコン
１４ テーブル記憶部
１５，１６ ＡＤコンバータ
１７ フォトセンサ
１８ リモコンセンサ

Claims (7)

1. 液晶表示装置の周囲照度をフォトセンサにより検出し、当該検出した周囲照度に応じて上記液晶表示装置のバックライトの輝度を制御するバックライトの輝度制御方法において、
   リモコンからの操作信号が入力されたときに、それから一定期間、上記バックライトの輝度を固定しておくように制御することを特徴とするバックライトの輝度制御方法。
2. 上記バックライトの駆動をＰＷＭ制御することによって上記バックライトの輝度を制御するように成され、
   上記リモコンからの操作信号が入力されたときに、それから一定期間、ＰＷＭ信号のパルス幅を固定しておくように制御することを特徴とする請求項１に記載のバックライトの輝度制御方法。
3. 上記操作信号のリーダーパルスをトリガにして一定期間、上記バックライトの輝度を固定しておくように制御することを特徴とする請求項１に記載のバックライトの輝度制御方法。
4. 上記フォトセンサにより断続的に検出される照度データの直近複数個分の演算値を用いて上記バックライトの輝度を制御するようにしたことを特徴とする請求項３に記載のバックライトの輝度制御方法。
5. 液晶表示装置の周囲照度を検出するフォトセンサと、
   上記フォトセンサにより検出した周囲照度に応じて、上記液晶表示装置のバックライトの輝度を制御する調光手段と、
   リモコンからの操作信号が入力されたときに、それから一定期間、上記バックライトの輝度を固定しておくように上記調光手段を制御する制御手段とを備えたことを特徴とするバックライトの輝度制御装置。
6. 上記制御手段は、上記操作信号のリーダーパルスをトリガにして一定期間、上記バックライトの輝度を固定しておくように制御することを特徴とする請求項５に記載のバックライトの輝度制御装置。
7. 上記調光手段は、上記フォトセンサにより断続的に検出される照度データの直近複数個分の積分値を演算する演算手段を含み、当該積分値を用いて上記バックライトの輝度を制御することを特徴とする請求項６に記載のバックライトの輝度制御装置。

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