JP4857921B2 - 液晶表示装置用バックライト制御装置 - Google Patents

Description

本発明は液晶表示装置のバックライト点灯制御、調光制御を行う液晶表示装置用バックライト制御装置に関するものである。

液晶表示装置においては、バックライトを必要とするものがある。例えばパーソナルコンピュータの液晶表示装置は、バックライトとして冷陰極管を使用し、その冷陰極管の発光により液晶パネルを背面から照らして、液晶パネルに表示される画像が目視できるようにしている。

従来の冷陰極管をバックライトとして使用している場合、その冷陰極管の駆動状態は、液晶表示装置に表示される文字や画像の映像信号から水平同期信号を分離し、その水平同期信号に同期した周期のパルス信号を生成させて、その水平周期のパルス信号により冷陰極管を駆動するようにしている。従って、液晶パネルに表示される映像の水平ブランキング期間に、パルス信号によるパルス放電を行って、冷陰極管を励起させて、液晶表示装置に表示される映像に同期した発光処理を行っていた。

従来のバックライトを駆動するパルス信号は、たとえば、水平周波数ｆＨの周期のパルス信号を連続的に発生させ、そのパルス信号をバックライトの駆動回路に供給して、そのパルス信号に基づいた発光処理を行うようにしている。このような水平ブランキング期間を利用したバックライトの駆動を行うことで、バックライトの発光周期と映像の表示状態が同期し、バックライトの発光と映像が同期しないために起こる表示映像のちらつき等を防止した良好な表示が行える（例えば特許文献１）。
ところで、パーソナルコンピュータなどの表示装置は、液晶パネルに表示される画像の明るさを調整できることが望ましい。上述したようなバックライトを使用した液晶表示装置の場合、そのバックライトの発光輝度を変化させることで、映像の明るさを調整することができる。ここで、水平同期信号に同期した周期のパルス信号をバックライトの駆動回路に供給して発光させる構成とした場合には、バックライトの駆動回路に供給するパルス信号のパルス幅Ｐｗを、そのときの明るさの調整値により変化させることが行われていた。即ち、バックライトの発光輝度を抑えるときには、それぞれのパルス信号のパルス幅Ｐｗを狭くし、発光輝度を高くするときには、それぞれのパルス信号のパルス幅Ｐｗを広げるというＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号が用いられていた。

図４は従来のバックライト制御部のＰＷＭ信号２５５のパルス幅Ｐｗと周波数の例を示した図である。

いま、最大輝度の点４０１から輝度を下げてゆく場合を考える。周波数は固定のため、パルス幅Ｐｗを狭くすることにより、冷陰極管の発光輝度は下がる。点４０２において、パルス幅Ｐｗが冷陰極管を駆動可能な最小パルス幅Ｐｗ−ｍｉｎに達し、これ以上の輝度を低下させることができない。点４０３は仮想的な輝度の下限であるが、従来の冷陰極管の駆動方法ではこれを実現できない。
特開平５−１１３７６６号公報

上記図４に示すように従来の構成では、パルス幅によってバックライトの明るさを可変する範囲には限界がある。バックライトの輝度を下げる場合、パルス信号のパルス幅Ｐｗをあまり狭くし過ぎると、冷陰極管の放電状態が管全体を均一的に発光させるには不十分な状態になってしまう。従って、パルス幅を変えることにより行うバックライトの輝度の調節範囲には限度がある。

このパルス幅の変化だけで実現できる調整範囲よりも大きな範囲で調節するためには、例えば冷陰極管を駆動するのに必要な最小パルス幅に固定し、パルス信号の周波数を低くしてゆくことにより、そのパルス信号で冷陰極管を駆動するようにすれば、パルス幅だけの調整範囲を越えた明るさ調整が可能になるが、パルス信号の周波数を連続的に変化させると、液晶の表示と、バックライトの点灯の周期の干渉から、フリッカーやちらつきを発生させてしまう。

本発明は、上記の課題を解決するもので、映像の良好な表示状態を維持すると共に、フリッカーやちらつきを発生させることなく、バックライトの輝度調節範囲の下限をさらに下げることを目的とする。

本発明は、液晶パネルのバックライト用冷陰極管の発光輝度を制御する液晶表示装置用バックライト制御装置であって、液晶パネル輝度調節スイッチと、前記液晶パネル輝度調節スイッチの操作によって、前記液晶パネル表示用の画像信号における水平同期信号に同期した基本周波数の信号からパルス幅と周波数を選択して前記冷陰極管の発光輝度を設定するＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ信号生成手段と、前記ＰＷＭ信号生成手段で生成されたＰＷＭ信号を受信して当該ＰＷＭ信号のパルス幅と周波数により前記冷陰極管を駆動する冷陰極管駆動回路とを備え、前記冷陰極管がその冷陰極管の駆動最小パルス幅のＰＷＭ信号で点灯されている状態において、前記液晶パネル輝度調節スイッチの操作により、前記ＰＷＭ信号生成手段で生成される前記ＰＷＭ信号の周波数が前記画像信号における水平同期信号に同期した信号の基本周波数の１／Ｎ（Ｎは正の整数）に下げられ、前記駆動最小パルス幅における前記冷陰極管の発光輝度よりも低い範囲の輝度調整を可能にしたものである。

これにより、バックライトである冷陰極管の発光輝度調節のためのＰＷＭ信号の周波数が段階的に選択されるので、フリッカーを発生させずに、広範囲の輝度調整を実現するものである。また、輝度調節範囲の下限をさらに下げるために最適な周波数とパルス幅を設定することが可能になる。

本発明の液晶表示装置用バックライト制御装置によれば、フリッカーやちらつきを発生させずに冷陰極管の発光輝度の調節が行え、かつ、輝度調節範囲の下限をさらに下げることができるため、広範囲の輝度調節が可能である。

以下本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１は本発明の第一の実施の形態であるノート型パソコン１００の主要部の斜視図である。

図１において、１０２はノート型パソコン１００の本体筐体、１０４は文字や画像を表示する液晶表示装置を構成する液晶パネル、１０８は液晶パネル１０４を含む表示部筐体、１０６は使用者がキーにより情報入力するキーボード、１１０はノート型パソコン１００本体の電源スイッチ、１１２は液晶パネル輝度調節スイッチで、これを操作することにより液晶パネル１０４のバックライトの輝度調節が行える。

図２は本発明の第１の実施の形態であるノート型パソコン１００のバックライト制御部２００のブロック図である。

液晶パネル輝度調節スイッチ１１２を操作することにより、ノート型パソコン１００に内蔵されたマイコン２２０に、輝度調節を行う信号２５１を送信する。マイコン２２０は、調節すべき輝度に合わせたＰＷＭ信号のパルス幅と周波数を選択し、ＰＷＭ信号発生部２２２にＰＷＭ信号発生信号２５３を伝達する。ＰＷＭ信号発生部２２２は、マイコン２２０から指定されたパルス幅、周波数のＰＷＭ信号２５５を冷陰極管駆動回路２２４に入力することにより、バックライトである冷陰極管２２６の輝度が変えられる。

図３は本発明の第１の実施の形態であるノート型パソコン１００のＰＷＭ信号発生手段から発生されるＰＷＭ信号の波形を示す図である。

図３（ａ）ではＰＷＭ信号２５５のパルス幅Ｐｗと周波数の関係を示している。いま、冷陰極管２２６の発光輝度が最大輝度の点３０１から輝度を下げてゆく場合を考え、点３０２まできた段階で、パルス幅を増し、周波数を下げることにより、冷陰極管２２６の発光輝度を下げる。点３０４ではパルス幅Ｐｗが駆動最小パルス幅Ｐｗ−ｍｉｎに達し、冷陰極管を駆動可能な最低輝度まで調節が可能となる。さらに、液晶パネル輝度調節スイッチ１１２の操作により、マイコン２２０が選択する周波数をフリッカーの発生しない周波数、つまり画像信号の水平同期信号に同期した基本周波数の１／Ｎ（Ｎ＝１，２，３・・）に割り当て、冷陰極管２２６を駆動するＰＷＭ信号のパルス幅を可変することで、フリッカーを発生させることなく輝度調節範囲の下限をさらに下げることができる。

図３（ｂ）では（ｂ−１）から（ｂ−６）への移行に従って、ＰＷＭ信号２５５の周波数に対する冷陰極管２２６の点灯期間であるパルス幅の割合を小さくし、その冷陰極管２２６の発光輝度を下げている。なお、（ｂ−１）におけるＰＷＭ信号２５５の周波数はフリッカーの発生しない周波数、つまり画像信号の水平同期信号に同期した基本周波数に設定している。

（ｂ−１）から（ｂ−２）への移行ではＰＷＭ信号２５５の周波数は同一で、そのパルス幅は狭くなっているので冷陰極管２２６の輝度は下がる。そして、（ｂ−２）ではＰＷＭ信号２５５のパルス幅は冷陰極管２２６を駆動可能な最小パルス幅Ｐｗ−ｍｉｎに達しており、これ以上パルス幅は狭くできないために（ｂ−３）ではＰＷＭ信号２５５の周波数を（ｂ−１）の１／２（上記Ｎ＝２）としている。なお、（ｂ−２）から（ｂ−３）への移行はＰＷＭ信号２５５の周波数に対するそのパルス幅の割合は同じであるため、明るさに変化はない。

次に（ｂ−３）から（ｂ−４）へ移行されると、ＰＷＭ信号２５５の周波数は同一でそのパルス幅は狭くなっているのでさらに冷陰極管２２６の輝度は下がる。（ｂ−２）と同様に、（ｂ−４）のＰＷＭ信号２５５のパルス幅は駆動最小パルス幅Ｐｗ−ｍｉｎに達しており、これ以上パルス幅は狭くできないために（ｂ−５）ではＰＷＭ信号２５５の周波数を（ｂ−１）の１／３（上記Ｎ＝３）としている。なお、（ｂ−４）から（ｂ−５）への移行はＰＷＭ信号２５５の周波数に対するそのパルス幅の割合は同じであるため、明るさに変化はない。以下同様にして冷陰極管の輝度を下げるが、ＰＷＭ信号２５５の周波数を下げるに従ってフリッカーが目立ち始めるためにその点を輝度調節範囲の下限として設定する。

かかる構成によれば、冷陰極管２２６の発光輝度調節のためのＰＷＭ信号２５５の周波数を、そのパルス幅が冷陰極管２２６を駆動可能な最小パルス幅Ｐｗ−ｍｉｎに達した後も段階的に選択できるようにしたことによって、フリッカーを発生させずに、最低輝度方向への広範囲の輝度調整を実現することができる。

なお、バックライト制御装置を含む製品の一例としてノート型パソコンについて説明したが、必ずしもノート型パソコンに限るものではなく、例えば、液晶テレビ、デスクトップ型パーソナルコンピュータ用液晶ディスプレイ、携帯情報端末、携帯電話、カーナビなど、液晶表示装置のバックライトの輝度を調整できる機器であっても構わない。

また、液晶パネル輝度調節スイッチ１１２を設けているが、キーボード１０６を押すキーの組み合わせ、例えばバックライト輝度を下げる場合Ｆｎキーを押したままＦ１２キー押すことでも実現できる。

本発明にかかる液晶表示装置用バックライト制御装置は、フリッカーやちらつきを発生させずに輝度調節し、輝度調節範囲の下限をさらに下げることができる効果を有し、調光制御を行う液晶表示装置用バックライト制御装置として有用である。

本発明の第一の実施の形態であるノート型パソコンの主要部の斜視図 本発明の第一の実施の形態であるノート型パソコンのバックライト制御部のブロック図 本発明の第一の実施の形態であるノート型パソコンのバックライト制御部のＰＷＭ信号の波形を示す図 従来のバックライト制御部のＰＷＭ信号の波形を示す図

１００ ノート型パソコン
１０２ 本体筐体
１０４ 液晶パネル
１０６ キーボード
１０８ 表示部筐体
１１０ 本体電源スイッチ
１１２ 液晶パネル輝度調節スイッチ
２２０ マイコン
２２２ ＰＷＭ信号発生部
２２４ 冷陰極管駆動回路
２２６ 冷陰極管
２５１ 輝度調節を行う信号
２５３ ＰＷＭ信号発生信号
２５５ ＰＷＭ信号
３０１ 輝度最大点
３０２、３０３ 周波数変更点
３０４ 輝度最低点
４０１ 輝度最大点
４０２ 輝度最低点

Claims (1)

1. 液晶パネルのバックライト用冷陰極管の発光輝度を制御する液晶表示装置用バックライト制御装置であって、
   液晶パネル輝度調節スイッチと、
   前記液晶パネル輝度調節スイッチの操作によって、前記液晶パネル表示用の画像信号における水平同期信号に同期した基本周波数の信号からパルス幅と周波数を選択して前記冷陰極管の発光輝度を設定するＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ信号生成手段と、
   前記ＰＷＭ信号生成手段で生成されたＰＷＭ信号を受信して当該ＰＷＭ信号のパルス幅と周波数により前記冷陰極管を駆動する冷陰極管駆動回路と、
   を備え、
   前記冷陰極管がその冷陰極管の駆動最小パルス幅のＰＷＭ信号で点灯されている状態において、前記液晶パネル輝度調節スイッチの操作により、前記ＰＷＭ信号生成手段で生成される前記ＰＷＭ信号の周波数が前記画像信号における水平同期信号に同期した信号の基本周波数の１／Ｎ（Ｎは正の整数）に下げられ、前記駆動最小パルス幅における前記冷陰極管の発光輝度よりも低い範囲の輝度調整を可能にしたことを特徴とする液晶表示装置用バックライト制御装置。

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