JP4994134B2 - 携帯端末、及び表示パネルドライバ - Google Patents

Description

本発明は、携帯端末に関し、特に、バックライトを使用する表示装置（例えば、液晶表示装置）を搭載する携帯端末に関する。

携帯電話その他の携帯端末の開発における一つの主題は、液晶表示装置の消費電力の低減である。液晶表示装置、特にバックライトで消費される消費電力は、携帯端末全体の消費電力の相当な部分を占める。このため、バックライトの消費電力を低減することには強いニーズが存在する。

バックライトの消費電力を低減するための一つの手法は、バックライトに供給される駆動電流又は駆動電圧を制御することである。バックライトの輝度が低くても良好な画像が表示可能な場合には、バックライトに供給される駆動電流／駆動電圧を低下させてバックライトの輝度を低下させることにより、バックライトの消費電力を低減させることができる。

例えば、特開２００５−１４８７０８号公報は、表示画像の画像データに応じてバックライトの輝度（即ち、バックライトに供給される駆動電流／駆動電圧）を制御する液晶表示装置を開示している。この液晶表示装置では、各フレーム画像の各画素の階調のヒストグラムが算出され、バックライトの輝度は、算出されたヒストグラムに応答して制御される。

一方、特開２００３−１６１９２６号公報は、外光の照度に応じてバックライトの輝度を制御する携帯端末を開示している。この携帯端末は、外光の照度が第１の閾値よりも大きい場合にバックライトへの電力の供給を停止し、第１の閾値よりも小さく第２の閾値よりも大きい場合にバックライトを第１の電力値で点灯し、第２の閾値よりも小さい場合にバックライトを第１の電力値よりも小さい第２の電力値で点灯する。

携帯端末の開発における他の一つの主題は、折りたたみ型携帯電話機のように、連結機構（例えばヒンジ）によって接続された複数の筐体で構成される携帯端末への回路の実装技術である。このような携帯端末では、最も典型的には、一方の筐体にＣＰＵ（central processing unit）が搭載され、他方の筐体にＬＣＤパネル、ＬＣＤドライバ、及びバックライトが搭載される。ＣＰＵからＬＣＤドライバへの画像データの送信は、連結機構に内蔵されたＦＰＣ（flexible printed circuit）を介して行われる。また、上述の特開２００３−１６１９２６号公報には、第１筐体に光センサとレシーバとアンテナと半透過型液晶表示器とが搭載され、第２筐体に、操作スイッチとマイクが搭載された折りたたみ携帯電話機が開示されている。

多くの場合、複数の筐体を連結する連結機構の内部には多数の信号線を実装することはできない。したがって、異なる筐体に搭載されたＣＰＵからＬＣＤドライバへの画像データの送信には、少ない配線数で高速にデータを送ることができる高速インターフェースが採用される。ＬＶＤＳ（Low Voltage Differential Signaling）、ＲＳＤＳＴＭ（Reduced Swing Differential Signaling）、Ｍｏｂｉｌｅ ＣＭＡＤＳＴＭ（Mobile current Mode Advanced Differential Signaling）のような、差動信号を用いたシリアルインターフェース技術は、ＣＰＵからＬＣＤドライバへの画像データの送信に用いられる典型的な高速インターフェース技術である。近年は、ＬＣＤパネルの画素数及び階調数が増大し、このため、必要なデータ転送速度はますます増大している。

このような携帯端末における一つの問題は、高速インターフェースがノイズに対して強くないことである。高速インターフェースでは、小振幅の信号が用いられ、且つ、データ転送レートが早いため、ノイズの影響が大きい。

発明者の検討によれば、高速インターフェースへのノイズの問題は、バックライトの輝度が制御される場合に特に深刻である。バックライトの輝度を制御するためには、バックライトに供給される駆動電流／駆動電圧を変化させる必要がある。駆動電流／駆動電圧をバックライトに供給する電源線が高速インターフェースの信号線の近くに位置していると、高速インターフェースの信号線がノイズを受ける原因になり得る。特に、駆動電流／駆動電圧がＰＷＭ制御（pulse width modulation）によって発生される場合には、駆動電流／駆動電圧はパルス波形を有することになる。これは、高速インターフェースの信号に印加されるノイズを増大させる原因となる。

このような背景から、複数の筐体間で画像データを転送する高速インターフェースを、バックライトの輝度を制御することによって発生するノイズから守るための技術を提供することが望まれている。
特開２００５−１４８７０８号公報 特開２００３−１６１９２６号公報

したがって、本発明の課題は、複数の筐体間で画像データを転送する高速インターフェースを、バックライトを制御することによって発生するノイズから守るための技術を提供することにある。

上記の課題を解決するために、本発明は、以下に述べられる手段を採用する。その手段を構成する技術的事項の記述には、［特許請求の
範囲］の記載と［発明を実施するための最良の形態］の記載との対応関係を明らかにするために、［発明を実施するための最良の形態］で使用される番号・符号が付加されている。但し、付加された番号・符号は、［特許請求の範囲］に記載されている発明の技術的範囲を限定的に解釈するために用いてはならない。

本発明による携帯端末は、第１筐体（１）と、第２筐体（２）と、第１筐体（１）と第２筐体（２）とを移動可能に連結する連結機構（３）と、画像データを生成する画像データ生成部（１１）と、表示パネル（１３）と前記画像データに応答して表示パネル（１３）を駆動する表示パネルドライバ（１５）と、表示パネル（１３）を照明するバックライト（１７）と、バックライト（１７）を駆動する駆動回路（１６）とを具備する。画像データ生成部（１１）は、第１筐体（１）に搭載される。一方、表示パネル（１３）と、表示パネルドライバ（１５）と、バックライト（１７）と、駆動回路（１６）とは、第２筐体（２）に搭載される。表示パネルドライバ（１５）は、連結機構（３）の内部を貫通する信号線（１８）を介して前記画像データを前記画像データ生成部（１１）から受け取り、受け取った前記画像データに応答して表示パネル（１３）を駆動し、且つ、バックライト（１７）の輝度を制御する輝度制御信号（２１）を駆動回路（１６）に供給するように構成されている。

このように構成された携帯端末では、駆動回路（１６）からバックライト（１７）に駆動電流／電圧を供給する電源線や、輝度制御信号（２１）を供給する信号線を、画像データ生成部（１１）から表示パネルドライバ（１５）に画像データを伝送する信号線（１８）に沿って設ける必要がない。従って、画像データを伝送する信号線（１８）のノイズ抑制することができる。

本発明によれば、複数の筐体間で画像データを転送する高速インターフェースを、バックライトの輝度を制御することによって発生するノイズから守る技術を提供することができる。

図１は、本発明の一実施形態の携帯端末１０の外観を示す図である。携帯端末１０は、２つの筐体：本体筐体１と、表示部筐体２を備えている。本体筐体１と表示部筐体２は、連結機構３によって相対的に移動可能であるように連結されている。本実施形態では、本体筐体１は、表示部筐体２の表面に対して垂直な軸を中心に回転可能であるように連結されている。

図２は、携帯端末１０における回路実装の形態を示すブロック図である。本体筐体１には、ＣＰＵ（画像データ生成部）１１と電源回路１２とが多層のプリント基板（printed wiring board、以下PWBと呼ぶ）上に実装され、表示部筐体２には、ＬＣＤパネル１３と、外光センサ１４と、コントローラドライバ（表示パネルドライバ）１５と、バックライトドライバ（バックライトを駆動する駆動回路）１６と、ＬＣＤパネル１３を照明するバックライト１７とが搭載されている。本実施形態では、コントローラドライバ１５は、ＣＯＧ（chip on glass）技術を用いてＬＣＤパネル１３のガラス基板の上に実装されている。なお、コントローラドライバ１５は、１枚のガラス基板上に複数のＬＳＩで構成されても良い。

ＣＰＵ１１は、本体筐体１、２を連結する連結機構３の内部を通されているインターフェース信号線１８を介してコントローラドライバ１５と接続されている。ＣＰＵ１１は、小振幅の差動信号を用いる高速インターフェース技術（例えば、ＬＶＤＳ、ＲＳＤＳＴＭ、Ｍｏｂｉｌｅ ＣＭＡＤＳＴＭのような高速シリアルインターフェース技術）を用いて、シリアル画像データＤｉｎ＿ｓｅｒｉａｌ及び差動クロック信号ＣＬＫをコントローラドライバ１５に供給する。

電源回路１２は、コントローラドライバ１５とバックライトドライバ１６とに直流電力を供給する。電源回路１２からコントローラドライバ１５への直流電力の供給は、連結機構３の内部を通されているコントローラドライバ用電源線１９を介して行われる。同様に、電源回路１２からバックライトドライバ１６への直流電力の供給は、連結機構３の内部を通されているバックライトドライバ用電源線２０を介して行わる。

ＬＣＤパネル１３は、画像を表示するための表示デバイスである。図３に示されているように、ＬＣＤパネル１３には、画素アレイ３１とゲートドライバ３２とがモノリシックに集積化されている。画素アレイ３１には、データ線とゲート線とが延設されており、それらの交点のそれぞれに画素が設けられている。ゲートドライバ３２は、画素アレイ３１に設けられているゲート線を駆動する。

図２に戻り、外光センサ１４は、携帯端末１０に入射される外光の強度を測定し、外光の強度に対応した信号レベルを有する外光強度信号２３を生成する。外光強度信号２３は、外光センサ１４からコントローラドライバ１５に供給される。図２には、外光センサ１４がＬＣＤパネル１３とは別に設けられている構成が図示されているが、外光センサ１４は、ＬＣＤパネル１３に集積化されることも可能である。外光センサ１４をＬＣＤパネル１３に集積化することは、コントローラドライバ１５がＬＣＤパネル１３のガラス基板の上にＣＯＧ実装される場合に特に好適である；このような構成では、コントローラドライバ１５をＬＣＤパネル１３にＣＯＧ実装する際に、外光センサ１４を同時にコントローラドライバ１５に接続することができ、実装上有利である。

コントローラドライバ１５は、ＬＣＤパネル１３への画像表示を制御するデバイスである。具体的には、コントローラドライバ１５は、下記の機能を有している：第１に、コントローラドライバ１５は、ＣＰＵ１１から受け取ったシリアル画像データＤｉｎ＿ｓｅｒｉａｌに応答して、ＬＣＤパネル１３のデータ線を駆動する。第２に、コントローラドライバ１５は、ＬＣＤパネル１３に集積化されているゲートドライバ３２を制御する。加えて、コントローラドライバ１５は、輝度制御信号２１を生成してバックライトドライバ１６に供給し、これによりバックライト１７の輝度を制御する。この様に、コントローラドライバ１５は、1パッケージで制御システムが構築出来る（Ｓｙｓｔｅｍ Ｉｎ Ｐａｃｋａｇｅ）。なお、コントローラドライバ１５を1チップのＬＳＩで構成すればより効果的である。

バックライト１７の輝度を制御するために、コントローラドライバ１５は、輝度制御回路４１を備えている。輝度制御回路４１は、外光センサ１４によって測定された外光の強度と、シリアル画像データＤｉｎ＿ｓｅｒｉａｌとに応答して輝度制御信号２１を生成する。本実施形態では、輝度制御信号２１は、ＰＷＭ（pulse width modulation）によって生成される。具体的には、図７に示されているように、輝度制御信号２１は、パルス波形を有しており、輝度制御信号２１のデューティ比（即ち、輝度制御信号２１のパルスのパルス幅）は、所望のバックライト１７の輝度が高いほど増大される。バックライト１７の輝度が許容最大値である場合には、輝度制御信号２１のデューティ比は１００％に設定され、バックライト１７の輝度が許容最小値である場合には、デューティ比は０％に設定される。

図２に戻り、バックライトドライバ１６は、輝度制御回路４１から供給される輝度制御信号２１に応答してバックライト１７を駆動する。本実施形態では、バックライト１７にＬＥＤが使用されており、バックライトドライバ１６は、バックライト１７を電流駆動する。詳細には、バックライトドライバ１６は、輝度制御信号２１の波形と対応する波形を有する駆動電流２２をバックライト１７に供給する。駆動電流２２の大きさは、輝度制御信号２１が”Ｈｉｇｈ”レベルである間は所定の電流値に設定され、輝度制御信号２１が”Ｌｏｗ”レベルである間は０に設定される。バックライト１７としては、電圧駆動の発光素子が使用されてもよく、この場合、バックライト１７には駆動電流の代わりに駆動電圧が供給される。

上述のバックライトドライバ１６、バックライト１７、インターフェース信号線１８、コントローラドライバ用電源線１９、及びバックライトドライバ用電源線２０は、ＦＰＣ（flexible printed circuit）２４の上に実装されている。このＦＰＣ２４は、携帯端末においては、柔軟性に優れている点や製品コストの低減から一般に単層のＦＰＣ２４が用いられている。以下、文中で用いるＦＰＣ２４は単層のＦＰＣを意味する。さらに、ＦＰＣ２４は、連結機構３の内部を貫通するように実装され、本体筐体１のＰＷＢ（不図示）と接続されている。

図２に示されている回路実装の形態の利点は、ＣＰＵ１１とコントローラドライバ１５とを接続するインターフェース信号線１８がノイズを受けにくいことにある。高速インターフェース技術によって画像データを伝送するために使用されるインターフェース信号線１８は、ノイズの影響を受けやすい。しかしながら、図２の構成では、コントローラドライバ１５にバックライト１７の輝度を制御する機能が与えられ、更に、バックライトドライバ１６がバックライト１７と同じ表示部筐体２に実装されている。このため、駆動電流２２をバックライト１７に供給する電源線を、インターフェース信号線１８に沿って配置する必要がない。従って、図２の構成では、インターフェース信号線１８が輝度制御信号２１や駆動電流２２の変動によるノイズの影響を受けにくく、シリアル画像データＤｉｎ＿ｓｅｒｉａｌの伝送の信頼性が向上される。

図２の構成の利点は、図４及び図５に示されている回路実装の形態と比較すれば一層に明らかである。例えば、図４に示されているように、ＣＰＵ１１にバックライト１７の輝度を制御する機能が与えられ、且つ、外光センサ１４、及びバックライトドライバ１６が、ＣＰＵ１１と同じ本体筐体１に搭載されている構成について考えよう。図４の構成では駆動電流２２をバックライト１７に供給する電源線を、本体筐体１と表示部筐体２にまたがって配置する、即ち、インターフェース信号線１８に沿って配置する必要がある。このような構成では、駆動電流２２が変動するとインターフェース信号線１８にノイズが印加されるという不都合が起こる。ＦＰＣ２４の上で、駆動電流２２をバックライト１７に供給する電源線を、インターフェース信号線１８から離れて配置するというアプローチも考えうるが、このようなアプローチは、ＦＰＣ２４のレイアウトに制約を与えるため好ましくない。

図５に示されているように、バックライトドライバ１６が表示部筐体２に設けられる構成も想定できるかもしれない。しかしながら、図５の構成は、図２に示されている本発明の実施形態の携帯端末の構成と比べて、下記の点で好適でない。

第１に、ＣＰＵ１１にバックライト１７の輝度を制御する機能が与えられる図５の構成は、輝度制御信号２１を伝送する信号線を、インターフェース信号線１８に沿って配置する必要性を生じさせる。上述の通り、バックライト１７の輝度の制御においては、輝度制御信号２１の信号レベルは変動する。従って、輝度制御信号２１を伝送する信号線を、インターフェース信号線１８に沿って配置することは、インターフェース信号線１８がノイズに曝される原因になり得る。

第２に、図５の構成は、図２の構成と比較して、本体筐体１と表示部筐体２とにまたがって配置される信号線の数が多い。図５の構成では、輝度制御信号２１をバックライトドライバ１６に供給する信号線を本体筐体１と表示部筐体２とにまたがって配置する必要があり、これは、本体筐体１と表示部筐体２とにまたがって配置される信号線の数を増加させる。一方、図２の構成では、そのような必要はない。図２に示されている本実施形態の携帯端末１０は、図５の構成の携帯端末と比較して本体筐体１と表示部筐体２とにまたがって配置される信号線の数を少なくすることができる。

図２に示されている回路実装の形態を実現可能にする一つのポ
イントは、表示部筐体２に実装されるコントローラドライバ１５にバックライト１７の輝度を制御する機能が与えられている点にある。一般的な液晶パネルドライバには、バックライトの輝度を制御する機能は設けられておらず、その代わりに、ＣＰＵによってバックライトの輝度が制御される。しかし、シリアル画像データＤｉｎ＿ｓｅｒｉａｌを生成するＣＰＵ１１にバックライト１７の輝度を制御する機能が与えられる図４、図５の構成では、駆動電流２２をバックライト１７に供給する電源線、及び輝度制御信号２１をバックライトドライバ１６に供給する信号線のいずれもが、インターフェース信号線１８に沿って配置されない構成をとることはできない。

次に、別の好適な実施形態を説明する。その前に、まず、図２に示される様にコントローラドライバ１５からの輝度制御信号２１を伝送する信号線が最短のルートで障害なくバックライトドライバ１６へ供給される場合は何ら問題ない。ところが、携帯端末の仕様の関係で図１１に示すように、バックライト１７やバックライトドライバ１６が、インターフェース信号線１８を介して駆動され、さらにインターフェース信号線１８に対して輝度制御信号出力端子２６と逆側に配置される場合には次の不具合が生じる。つまり、携帯端末では単層のＦＰＣ２４が用いられているために、輝度制御信号２１を伝送する信号線をコントローラドライバ１５からインターフェース信号線１８を横断して配線することは出来ない。このため、インターフェース信号線１８を回避する様にＬＣＤパネル１３の周辺を迂回してバックライトドライバ１６へ配線する必要がある。従って、余分なＦＰＣ２４が必要となり省スペース化に逆行するばかりか製品のコストアップが否めず好ましくない。

次に、仮に図１２示すように多層ＦＰＣ２５を用いる場合を考える。この場合、図１1の様な輝度制御信号２１を伝送する信号線の引き回しは回避出来る。しかしながら、輝度制御信号２１を伝送する信号線とインターフェース信号線１８とが多層ＦＰＣ２５の内部で交差することになる。このため、図５と同様に輝度制御信号２１を伝送する信号線によって、インターフェース信号線１８がノイズに曝される原因になり好ましくない。加えて、多層ＦＰＣ２５を用いるために折り曲げ箇所などで余分なストレスが掛かるばかりか、ＦＰＣの厚さが増し充分な柔軟性が得られず、製品コストの上でも携帯端末における多層ＦＰＣ２５の実装化は実現的でない。

以上のとおり、表示部筐体２に実装されるコントローラドライバ１５にバックライト１７の輝度を制御する機能が与えられている本発明では、コントローラドライバ１５の輝度制御信号２１を伝送する出力端子２６（以下輝度制御信号出力端子２６と呼ぶ）が１箇所の場合には、バックライトドライバ１６の配置はインターフェース信号線１８を中心にしてコントローラドライバ１５の輝度制御信号出力端子２６側に限定されることになる。

上記を解決する別の好適な実施の形態を図13に示す。図13から理解されるように、本実施の形態では輝度制御信号出力端子２６を複数設けるものである。つまり、インターフェース信号線１８を中心にしてコントローラドライバ１５の輝度制御信号出力端子２６を左右両端に１端子ずつ設けることで、携帯端末の仕様にとらわれず、バックライトドライバ１６を配置できる。バックライトドライバ１６の配置に応じて複数の輝度制御信号出力端子２６から１つを選択し接続すれば良いことになる。この様にすることで本発明の応用範囲がさらに広がる。

また、輝度制御信号出力端子２６の内、使用しない端子はオープン処置となり、余分な部品は一切使用することはない。

さらに、複数の輝度制御信号出力端子２６から１つを選択する構成は、コントローラドライバ１５内のレジスタビット等で左右どちらかの端子で出力させるかを選択する構成や常に両端子に出力させておき、携帯端末の仕様に応じて使用する端子のみを選択する構成が考えられる。

続いて、図２に示されている回路実装の形態を実現するためのコントローラドライバ１５の具体的な構成について説明する。

図３は、コントローラドライバ１５の好適な構成を示すブロック図である。上述されているように、コントローラドライバ１５は、バックライト１７の輝度を制御する輝度制御回路４１を備えている。加えて、コントローラドライバ１５は、シリアル／パラレル変換回路４２と、データレジスタ回路４３と、ラッチ回路４４と、階調電圧発生回路４５と、データ線駆動回路４６と、ＡＰＬ算出回路４７と、タイミング制御回路４８とを備えている。

シリアル／パラレル変換回路４２は、ＣＰＵ１１から受け取ったシリアル画像データＤｉｎ＿ｓｅｒｉａｌを受信し、画像データＤｉｎに変換する。画像データＤｉｎは、各画素の階調を表すパラレルデータである。シリアル画像データＤｉｎ＿ｓｅｒｉａｌの受信は、差動クロック信号ＤＣＬＫに同期して行われる。シリアル／パラレル変換回路４２は、更に、差動クロック信号ＤＣＬＫから同期信号５３を生成してタイミング制御回路４８に供給する。

データレジスタ回路４３は、タイミング制御回路４８から供給されるレジスタ信号５４に同期してシリアル／パラレル変換回路４２から画像データＤｉｎを順次にラッチし、ラッチした画像データＤｉｎを一時的に保存する。データレジスタ回路４３は、コントローラドライバ１５が駆動する１ラインの画素の数（即ち、コントローラドライバ１５が駆動するデータ線の本数）と同数の画像データＤｉｎを格納可能に構成されている。例えば、コントローラドライバ１５が３８４本のデータ線を駆動するように構成されている場合には、データレジスタ回路４３は、３８４個の画像データＤｉｎを格納可能に構成される。

ラッチ回路４４は、タイミング制御回路４８から供給されるラッチ信号５５に同期してデータレジスタ回路４３から一ライン分の画像データＤｉｎをラッチし、ラッチした画像データＤｉｎをデータ線駆動回路４６に転送する。

階調電圧発生回路４５は、ＬＣＤパネル１３の画素が取りうる階調のそれぞれに対応する電圧（階調電圧）を発生し、データ線駆動回路４６に供給する。本実施形態では、ＬＣＤパネル１３が６４階調の表示に対応しており、これに応じて、６４本の階調電圧がデータ線駆動回路４６に供給される。

データ線駆動回路４６は、ラッチ回路４４から受け取った一ライン分の画像データＤｉｎに応答してＬＣＤパネル１３のデータ線を駆動する。具体的には、一ライン分の画像データＤｉｎのそれぞれについて、６４本の階調電圧のうちから画像データＤｉｎに対応する階調電圧を選択し、対応するデータ線を選択した階調電圧に駆動する。

ＡＰＬ算出回路４７は、シリアル／パラレル変換回路４２から出力される画像データＤｉｎからＬＣＤパネル１３に表示される各フレーム画像のＡＰＬ（average picture level）５１を算出する。具体的には、ＡＰＬ算出回路４７は、タイミング制御回路４８から出力されるフレーム信号５６によってフレーム期間が開始されたことを検知すると、そのフレーム期間に転送される画像データＤｉｎを積算する。更に、ＡＰＬ算出回路４７は、当該フレーム期間における画像データＤｉｎの転送が終了すると、その画像データＤｉｎの値（即ち、各画素の階調）の平均値を算出する。算出された平均値がＡＰＬ５１である。算出されたＡＰＬ５１は、輝度制御回路４１に送られ、バックライト１７の輝度の制御に使用される。

タイミング制御回路４８は、コントローラドライバ１５とゲートドライバ３２のタイミング制御を行う。具体的には、タイミング制御回路４８は、シリアル／パラレル変換回路４２から送られてくる同期信号５３に同期してレジスタ信号５４、ラッチ信号５５、及びフレーム信号５６を生成し、これにより、輝度制御回路４１、データレジスタ回路４３、ラッチ回路４４、及びＡＰＬ算出回路４７の動作タイミングを制御する。更に、タイミング制御回路４８は、ゲートドライバ制御信号５７を生成してゲートドライバ３２の動作タイミングを制御する。

続いて、輝度制御回路４１の構成及び動作を説明する。輝度制御回路４１は、外光センサ１４から出力された外光強度信号２３、及び、ＡＰＬ算出回路４７によって算出された各フレーム画像のＡＰＬ（average picture level）５１に応答して、バックライト１７の輝度を制御する輝度制御信号２１を生成するように構成されている。輝度制御回路４１は、外光の強度が低いほど、そしてＡＰＬ５１が小さいほど、バックライト１７の輝度を低くし、これにより、携帯端末１０の消費電力を低減する機能を有している。逆に、外光の強度が高い場合、及び／又はＡＰＬ５１が大きい場合、輝度制御回路４１は、バックライト１７の輝度を高くし、これにより、フレーム画像の画質を良好に保つ。

図６は、一実施形態における輝度制御回路４１の構成を示すブロック図である。本実施形態では、輝度制御回路４１は、バックライト輝度決定回路６１と、ＰＷＭ波形生成回路６２とを備えている。バックライト輝度決定回路６１は、外光強度信号２３とＡＰＬ５１とに応じてバックライト輝度データ６３を生成する。バックライト輝度データ６３とは、バックライト１７の輝度を指定するデータである。バックライト輝度決定回路６１の動作は、３つのモード設定信号５２；画像モード設定信号５２ａ、外光モード設定信号５２ｂ、ユーザーモード設定信号５２ｃによって切り換えられる。画像モード設定信号５２ａ、外光モード設定信号５２ｂ、及びユーザーモード設定信号５２ｃの値は、ＣＰＵ１１によって設定される。

ＰＷＭ波形生成回路６２は、バックライト輝度データ６３に応答して輝度制御信号２１を生成する。本実施形態では、ＰＷＭ波形生成回路６２は、ＰＷＭ（pulse width modulation）によって生成される輝度制御信号２１を生成する。

バックライト輝度決定回路６１は、ＡＰＬ用ＬＵＴ６４と、フィルター回路６５と、外光用ＬＵＴ６６と、選択回路６７、６８と、減算器６９、ユーザー設定輝度レジスタ７０と、選択回路７１とを備えている。

ＡＰＬ用ＬＵＴ６４は、複数の画像輝度データ”１”〜”ｎ”を記憶しており、ＡＰＬ５１に応答して複数の画像輝度データ”１”〜”ｎ”から一の画像輝度データ（選択画像輝度データ７２）を選択する。ここで、画像輝度データとは、バックライト輝度データ６３の上限値を決定するデータである。ＡＰＬ５１が高いほど、大きな値を有する画像輝度データが、選択画像輝度データ７２として選択される。本実施形態では、画像輝度データ”１”〜”ｎ”には、下記関係が成立する： 画像輝度データ”１”＜画像輝度データ”２”＜・・・＜画像輝度データ”ｎ”．本実施形態では、最大の画像輝度データ”ｎ”の値は”６３”であり、従って、選択画像輝度データ７２の上限値は”６３”である。

ＡＰＬ用ＬＵＴ６４は、書き換え可能であるように構成されることが好適である。ＡＰＬ用ＬＵＴ６４が書き換え可能であることにより、フレーム画像の明るさに対するバックライト１７の輝度の応答を容易に調節することができる。一実施形態では、ＣＰＵ１１から画像輝度データ”１”〜”ｎ”がコントローラドライバ１５に供給され、供給された画像輝度データ”１”〜”ｎ”がＡＰＬ用ＬＵＴ６４に格納される。

フィルター回路６５は、外光強度信号２３に対してフィルタリングを行ってフィルター処理後外光強度信号７３を生成する。本実施形態では、フィルター回路６５としては、ヒステリシスフィルタが使用される。フィルター回路６５としてヒステリシスフィルタを使用することは、外光強度信号２３の変動にバックライト輝度データ６３が過剰に応答することを抑制するために有効である。

外光用ＬＵＴ６６は、複数の外光輝度データ”１”〜”ｍ”を記憶しており、ＡＰＬ５１に応答して複数の外光輝度データ”１”
〜”ｍ”から一の外光輝度データ（選択外光輝度データ７４）を選択する。外光輝度データとは、バックライト１７の輝度を低減可能な程度を表すデータである。外光用ＬＵＴ６６は、フィルター処理後外光強度信号７３の値が大きいほど（即ち、外光の強度が大きいほど）小さな値を有する外光強度データを選択外光輝度データ７４として選択する。本実施形態では、外光輝度データ”１”〜”ｍ”には、下記関係が成立する：外光輝度データ”ｍ”＜外光輝度データ”ｍ−１”＜・・・＜外光輝度データ”１”．本実施形態では、最小の外光輝度データ”ｍ”の値は”０”であり、従って、選択外光輝度データ７４の下限値は”０”である。

外光用ＬＵＴ６６は、書き換え可能であるように構成されることが好適である。外光用ＬＵＴ６６が書き換え可能であることにより、外光の強度に対するバックライト１７の輝度の応答を容易に調節することができる。一実施形態では、ＣＰＵ１１から外光輝度データ”１”〜”ｎ”がコントローラドライバ１５に供給され、供給された外光輝度データ”１”〜”ｎ”が外光用ＬＵＴ６６に格納される。

選択回路６７は、画像モード設定信号５２ａに応答して選択画像輝度データ７２とデータ値”６３”とのうちの一方を出力する。詳細には、画像モード設定信号５２ａが論理”１”である場合には選択画像輝度データ７２が選択され、論理”０”である場合には、データ値”６３”が選択される。既述のように、選択画像輝度データ７２の最大値は”６３”であるから、データ値”６３”を選択することは、ＡＰＬ５１に無関係に選択画像輝度データ７２を最大値に設定することと等価である。

選択回路６８は、外光モード設定信号５２ｂに応答して選択外光輝度データ７４とデータ値”０”とのうちの一方を出力する。詳細には、外光モード設定信号５２ｂが論理”１”である場合に選択外光輝度データ７４が選択され、論理”０”である場合には、データ値”０”が選択される。既述のように、選択外光輝度データ７４の最小値は”０”であるから、データ値”０”を選択することは、外光強度信号２３に無関係に選択外光輝度データ７４を最小値に設定することと等価である。

減算器６９は、選択回路６７の出力値から選択回路６８の出力値を減じることにより、減算処理後輝度データ７５を生成する。

ユーザー設定輝度レジスタ７０は、携帯端末１０のユーザーによって指定されたバックライト１７の輝度を示すユーザー設定輝度データ７６を保存する。ユーザー設定輝度データ７６は、ＣＰＵ１１からコントローラドライバ１５に送られてユーザー設定輝度レジスタ７０に保存する。

選択回路７１は、ユーザーモード設定信号５２ｃに応答して減算処理後輝度データ７５とユーザー設定輝度データ７６のうちの一方を選択する。詳細には、ユーザーモード設定信号５２ｃが論理”１”である場合にユーザー設定輝度データ７６が選択され、論理”０”である場合には、減算処理後輝度データ７５が選択される。選択回路７１の出力が、上述のバックライト輝度データ６３である。選択回路７１から出力されたバックライト輝度データ６３は、ＰＷＭ波形生成回路６２に供給される。

図７は、ＰＷＭ波形生成回路６２の動作を示すタイミングチャートである。ＰＷＭ波形生成回路６２は、フレーム信号５６が活性化されると（図７では、ローレベルにプルダウンされると）バックライト輝度データ６３をラッチする。更にＰＷＭ波形生成回路６２はバックライト輝度データ６３の値に応じたデューティ比を有するように輝度制御信号２１を生成する。デューティ比は、バックライト輝度データ６３の値が大きいほど大きくされる。

このように生成された輝度制御信号２１がバックライトドライバ１６の制御に使用される。バックライトドライバ１６は、輝度制御信号２１が”Ｈｉｇｈ”レベルの間、駆動電流２２をバックライト１７に供給する。輝度制御信号２１が”Ｌｏｗ”レベルの間は駆動電流２２がバックライト１７に供給されない。したがって、輝度制御信号２１のデューティ比が大きいほど、即ち、バックライト輝度データ６３の値が大きいほどバックライト１７が点灯される時間が長くなり、バックライト１７の輝度が増大する。

輝度制御回路４１には、下記の４つの動作モードがある。動作モードの切り換えは、画像モード設定信号５２ａ、外光モード設定信号５２ｂ、ユーザーモード設定信号５２ｃによって行われる。

（１）ユーザー設定モード 図６を参照して、ユーザーモード設定信号５２ｃを論理”１”に設定することにより、輝度制御回路４１をユーザー設定モードにすることができる。ユーザー設定モードとは、ユーザーによって指定された輝度でバックライト１７を点灯させる動作モードである。画像モード設定信号５２ａ、及び外光モード設定信号５２ｂの値は任意である。

具体的には、ユーザーモード設定信号５２ｃが論理”１”に設定されたことに応答して、選択回路７１は、ユーザー設定輝度データ７６をバックライト輝度データ６３として選択する。バックライト１７は、バックライト輝度データ６３によって指定された輝度で点灯される。このような動作により、ユーザーによって指定された輝度でバックライト１７を点灯させることができる。

（２）画像設定モード 画像モード設定信号５２ａを論理”１”に、外光モード設定信号５２ｂ及びユーザーモード設定信号５２ｃを論理”０”に設定することにより、輝度制御回路４１を画像設定モードにすることができる。画像設定モードとは、（外光の強度に無関係に）フレーム画像のＡＰＬ５１に応じてバックライト１７の輝度が制御される動作モードである。

具体的には、ＡＰＬ算出回路４７によって算出されたＡＰＬ５１に応じて画像輝度データ”１”〜”ｎ”の中から選択画像輝度データ７２が選択される。画像モード設定信号５２ａが論理”１”であることに応答して、選択画像輝度データ７２が選択回路６７から減算器６９に出力される。一方、外光モード設定信号５２ｂが論理”０”であることに応答して、データ”０”が選択回路６８から減算器６９に出力される。減算器６９から出力される減算処理後輝度データ７５の値は、選択画像輝度データ７２の値と一致する。更に、ユーザーモード設定信号５２ｃが論理”０”に設定されたことに応答して、選択回路７１は、減算処理後輝度データ７５をバックライト輝度データ６３として選択する。結果として、バックライト輝度データ６３は、選択画像輝度データ７２に一致する。バックライト１７は、バックライト輝度データ６３によって指定された輝度で点灯される。このような動作により、バックライト１７の輝度は、ＡＰＬ５１に応じて制御される。

図８は、輝度制御回路４１が画像設定モードに設定されたときの、ＡＰＬ５１とバックライト輝度データ６３の関係を示すグラフである。ＡＰＬ５１が小さい場合、即ち、フレーム画像が暗い場合には、バックライト輝度データ６３が減少され、バックライト１７の輝度が低下される。フレーム画像が暗い場合には、バックライト１７の輝度が低下されてもフレーム画像の画質は低下しない。バックライト１７の輝度の低下は、むしろ、消費電力を低下させ好適である。逆に、ＡＰＬ５１が大きい場合には、バックライト１７の輝度が増大され、良好な画質でフレーム画像が表示される。

（３）外光設定モード 外光モード設定信号５２ｂを論理”１”に、画像モード設定信号５２ａ及びユーザーモード設定信号５２ｃを論理”０”に設定することにより、輝度制御回路４１を外光設定モードにすることができる。外光設定モードとは、（ＡＰＬ５１に無関係に）外光の強度に応じてバックライト１７の輝度が制御される動作モードである。

具体的には、画像モード設定信号５２ａが論理”０”であることに応答して、データ”６３”が選択回路６７から減算器６９に出力される。一方、外光強度信号２３に応じて（即ち、外光の強度に応じて）外光輝度データ”１”〜”ｍ”の中から選択外光輝度データ７４が選択され、更に、外光モード設定信号５２ｂが論理”１”であることに応答して、選択外光輝度データ７４が選択回路６８から減算器６９に出力される。減算器６９から出力される減算処理後輝度データ７５の値は、データ”６３”から選択外光輝度データ７４の値を減じた値になる。更に、ユーザーモード設定信号５２ｃが論理”０”に設定されたことに応答して、選択回路７１は、減算処理後輝度データ７５をバックライト輝度データ６３として選択する。結果として、バックライト輝度データ６３は、データ”６３”から選択外光輝度データ７４の値を減じた値になる。バックライト１７は、バックライト輝度データ６３によって指定された輝度で点灯される。このような動作により、バックライト１７の輝度は、外光の強度に応じて制御される。

図９は、輝度制御回路４１が外光設定モードに設定されたときの、外光の強度とバックライト輝度データ６３の関係を示すグラフである。本実施形態では、外光強度信号２３に示されている外光強度は、２５６段階にデジタル化されている。外光の強度が小さい場合には、バックライト輝度データ６３が減少され、バックライト１７の輝度が低下される。外光の強度が低い場合には、バックライト１７の輝度が低下されてもフレーム画像の画質は低下しない。バックライト１７の輝度の低下は、むしろ、消費電力を低下させ好適である。逆に、外光の強度が大きい場合には、バックライト１７の輝度が増大され、良好な画質でフレーム画像が表示される。図９のグラフにはヒステリシスが現れているが、これは、フィルター回路６５としてヒステリシスフィルタが使用されているためである。

（４）画像／外光設定モード 画像モード設定信号５２ａ及び外光モード設定信号５２ｂを論理”１”に、ユーザーモード設定信号５２ｃを論理”０”に設定することにより、輝度制御回路４１を画像／外光設定モードにすることができる。画像／外光設定モードとは、ＡＰＬ５１及び外光の強度に応じてバックライト１７の輝度が制御される動作モードである。

具体的には、ＡＰＬ算出回路４７によって算出されたＡＰＬ５１に応じて画像輝度データ”１”〜”ｎ”の中から選択画像輝度データ７２が選択され、外光強度信号２３に応じて（即ち、外光の強度に応じて）外光輝度データ”１”〜”ｍ”の中から選択外光輝度データ７４が選択される。更に、画像モード設定信号５２ａ及び外光モード設定信号５２ｂの両方が論理”１”であることに応答して、選択画像輝度データ７２及び選択外光輝度データ７４が、それぞれ選択回路６７及び６８から減算器６９に出力される。減算器６９から出力される減算処理後輝度データ７５の値は、選択画像輝度データ７２の値から選択外光輝度データ７４の値を減じた値になる。更に、ユーザーモード設定信号５２ｃが論理”０”に設定されたことに応答して、選択回路７１は、減算処理後輝度データ７５をバックライト輝度データ６３として選択する。結果として、バックライト輝度データ６３は、選択画像輝度データ７２の値から選択外光輝度データ７４の値を減じた値になる。バックライト１７は、バックライト輝度データ６３によって指定された輝度で点灯される。このような動作により、バックライト１７の輝度は、ＡＰＬ５１及び外光の強度に応じて制御される。

図１０は、輝度制御回路４１が画像／外光設定モードに設定されたときの、ＡＰＬ５１及び外光の強度と、バックライト輝度データ６３の関係を示すグラフである。図１０のグラフにはヒステリシスが現れているが、これは、フィルター回路６５としてヒステリシスフィルタが使用されているためである。画像／外光設定モードにおけるバックライト輝度データ６３のグラフは、図８に示されているＡＰＬ５１とバックライト輝度データ６３のグラフが、選択外光輝度データ７４に応じて垂直方向にシフトしたものになる。このように、輝度制御回路４１が画像／外光設定モードに
設定されると、バックライト輝度データ６３の値、即ち、バックライト１７の輝度は、ＡＰＬ５１及び外光の強度の両方に依存して制御される。

以上に説明されているように、本実施形態の携帯端末１０では、表示部筐体２に実装されるコントローラドライバ１５にバックライト１７の輝度を制御する輝度制御信号２１を生成する機能が与えられる。このため、ＣＰＵ１１とコントローラドライバ１５とを接続するインターフェース信号線１８に沿って駆動電流２２を供給する電源線や、輝度制御信号２１を伝送する信号線を設ける必要がない。これは、ＣＰＵ１１からコントローラドライバ１５への画像データの伝送の信頼性を有効に向上させる。コントローラドライバ１５は、各フレーム画像の画像データ及び／又は外光の強度に応じて輝度制御信号２１を生成し、これによりバックライト１７の輝度の適切な制御を実現する。

なお、上述の実施形態では、各フレーム画像のＡＰＬ５１に応じてバックライト１７の輝度を制御する手法が開示されているが、各フレーム画像の画像データの処理は、ＡＰＬ５１を算出することに限定されない。例えば、各フレーム画像の画像データのヒストグラムが作成され、そのヒストグラムに応じてバックライト１７の輝度が制御されてもよい。

図１は、本発明の一実施形態における携帯端末の構成を示す俯瞰図である。 図２は、図１の携帯端末の構成を示すブロック図である。 図３は、図２の携帯端末に搭載されたコントローラドライバの構成を示すブロック図である。 図４は、本発明の前提となる２つの筐体を持つ携帯端末の実装形態を示すブロック図である。 図５は、本発明の前提となる２つの筐体を持つ携帯端末の他の実装形態を示すブロック図である。 図６は、図３のコントローラドライバの輝度制御回路の構成を示すブロック図である。 図７は、図６の輝度制御回路のＰＷＭ波形生成回路の動作を示すタイミングチャートである。 図８は、画像設定モードにおける輝度制御回路の動作を示す図である。 図９は、外光設定モードにおける輝度制御回路の動作を示す図である。 図１０は、画像／外光設定モードにおける輝度制御回路の動作を示す図である。 図１１は、本発明の前提となる２つの筐体を持つ携帯端末の実装形態を示すブロック図である。 図１２は、本発明の前提となる２つの筐体を持つ携帯端末の他の実装形態を示すブロック図である。 図１３は、図１の携帯端末の他の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１：本体筐体 ２：表示部筐体 ３：連結機構 １０：携帯端末 １１：ＣＰＵ １２：電源回路 １３：ＬＣＤパネル １４：外光センサ １５：コントローラドライバ １６：バックライトドライバ １７：バックライト １８：インターフェース信号線 １９：コントローラドライバ用電源線 ２０：バックライトドライバ用電源線 ２１：輝度制御信号 ２２：駆動電流 ２３：外光強度信号 ２４：ＦＰＣ ２５：多層ＦＰＣ２６：輝度制御信号出力端子３１：画素アレイ ３２：ゲートドライバ ４１：輝度制御回路 ４２：シリアル／パラレル変換回路 ４３：データレジスタ回路 ４４：ラッチ回路 ４５：階調電圧発生回路 ４６：データ線駆動回路 ４７：ＡＰＬ算出回路 ４８：タイミング制御回路 ５１：ＡＰＬ ５２：モード設定信号 ５２ａ：画像モード設定信号 ５２ｂ：外光モード設定信号 ５２ｃ：ユーザーモード設定信号 ５３：同期信号 ５４：レジスタ信号 ５５：ラッチ信号 ５６：フレーム信号 ６１：バックライト輝度決定回路 ６２：ＰＷＭ波形生成回路 ６３：バックライト輝度データ ６４：ＡＰＬ用ＬＵＴ ６５：フィルター回路 ６６：外光用ＬＵＴ ６７、６８、７１：選択回路 ６９：減算器 ７０：ユーザー設定輝度レジスタ ７２：選択画像輝度データ ７３：フィルター処理後外光強度信号 ７４：選択外光輝度データ ７５：減算処理後輝度データ

Claims (6)

1. 第１筐体と、
   第２筐体と、
   前記第１筐体と前記第２筐体とを移動可能に連結する連結機構と、
   画像データを生成する画像データ生成部と、
   表示パネルと
   前記表示パネルを駆動する表示パネルドライバと、
   前記表示パネルを照明するバックライトと、
   前記バックライトを駆動する駆動回路
   とを具備し、
   前記画像データ生成部は、前記第１筐体に搭載され、
   前記表示パネルと、前記表示パネルドライバと、前記バックライトと、前記駆動回路とは、前記第２筐体に搭載され、
   前記表示パネルドライバは、前記連結機構の内部を貫通する信号線を介して前記画像データを前記画像データ生成部から受け取り、受け取った前記画像データに応答して前記表示パネルを駆動し、且つ、前記バックライトの輝度を制御する輝度制御信号を前記駆動回路に供給するように構成され、
   前記表示パネルドライバは、前記輝度制御信号を供給する複数の端子を備えると共に、前記複数の端子から１つを選択し、前記駆動回路に供給するように構成され、
   前記表示パネルドライバは、前記駆動回路の配置に応じて前記信号線と前記輝度制御信号を伝送する第二の信号線とが交わらないように、前記複数の端子から１つを選択し、
   前記複数の端子は、前記画像データの入力端子の両側に２箇所配置された
   携帯端末。
2. 請求項１に記載の携帯端末であって、
   前記表示パネルドライバは、前記画像データに応答して前記輝度制御信号を生成する
   携帯端末。
3. 請求項１に記載の携帯端末であって、
   更に、
   外光の強度に応じた外光強度信号を生成する外光センサ
   を具備し、
   前記表示パネルドライバは、前記外光強度信号に応答して前記輝度制御信号を生成する
   携帯端末。
4. 請求項３に記載の携帯端末であって、
   前記外光センサは、前記第２筐体に搭載された
   携帯端末。
5. 請求項３に記載の携帯端末であって、
   前記表示パネルドライバは、前記外光強度信号に加えて前記画像データに応答して前記輝度制御信号を生成する
   携帯端末。
6. 請求項５に記載の携帯端末であって、
   前記表示パネルドライバは、
   前記画像データに応答して、各フレーム画像が明るいほど大きな値を有する画像輝度データを生成する画像輝度データ生成部と、
   前記外光強度信号に応答して、前記外光の強度が高いほど小さな値を有する外光輝度データを生成する外光輝度データ生成部と、
   前記画像輝度データから前記外光輝度データを減じた差から、前記バックライトの輝度を指示するバックライト輝度データを生成するバックライト輝度データ生成部と、
   前記バックライト輝度データに応答して前記輝度制御信号を生成する輝度制御信号生成部
   とを備える携帯端末。

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