JP6448283B2 - 表示装置および表示制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、電流駆動制御される発光素子を備えた表示装置に関し、特に、液晶ディスプレイ等のバックライトの駆動制御に関する。

排出ガスの低減や燃料の節約を図るために、アイドリング時にエンジンを停止させるエンジン制御を行う車両が普及しつつある。例えば、自動車が交差点で信号待ちをしている間、エンジンを自動的に停止し、その後、アクセルを踏み込んだときに、エンジンを自動的に再始動させるようなエンジン制御が行われている。

アイドリング停止車両は、エンジンを再始動させるとき、バッテリーの電力を利用してモータを始動させ、クランキングを行うため、モータの始動時に比較的大きな電力が消費され、バッテリーから供給される電圧が一時的に低下する。図８は、クランキング時のバッテリーからの供給電圧Ｖｐの変化を示すグラフである。エンジンが停止されているとき、あるいはエンジンが定常状態にあるとき、バッテリーの供給電圧Ｖｐは、例えば、約１４Ｖ程度で安定しているが、クランキング時に、供給電圧Ｖｐが約４Ｖ程度に低下することがある。供給電圧Ｖｐが一定以下にまで低下した場合には、昇圧回路により供給電圧Ｖｐが例えば約７Ｖ程度にまで昇圧され、その間の回路の動作を保証している。クランキングが終了すると、供給電圧Ｖｐは、約１４Ｖの電圧に復帰する。

一方、バッテリーからの電力により動作する機器は、電圧変動による過電流を防ぐため電流を制限する機能を備える。例えば、特許文献１は、過電流を検知後、電力素子のスイッチング周期を上昇させることなく電力素子を制御する過電流保護機能を持つゲート駆動回路を開示している。また、特許文献２は、定電圧電源において、制限電流のばらつきおよび最小入出力間電圧差が低減された電流制限回路を開示している。

特開平１０−３３９９９号公報 特開昭５９−５７３１２号公報

車載装置には、道路地図や映像等を表示する表示装置として液晶ディスプレイが設けられている。液晶ディスプレイは、通常、ＬＥＤ等の発光素子をバックライト光源として利用しており、バッテリーからの供給電圧が低下したような場合には、動作保証をするためにバックライトの駆動制御を行っている。

図９は、従来のバックライトの駆動制御を説明する図である。バックライト５００は、液晶パネルの背面に位置し、例えば、直並列に接続された複数のＬＥＤ５０２を含んで構成される。バッテリーとバックライト５００との間には駆動制御部５２０が接続され、駆動制御回路５２０は、バックライト５００を定電流駆動するための駆動回路５２２と、駆動回路５２２の動作を制御するコントローラ５２４とを含む。バックライト５００を構成するＬＥＤ５０２等の発光素子は、駆動電流によって輝度、色度が決定されるため、通常、駆動回路５２２は、発光素子に定電流を供給し、バックライト５００の輝度や色度の安定化を図っている。例えば、駆動回路５２２は、各ラインに８０ｍＡの電流を供給するよう制御を行う。コントローラ５２４は、予め設定されたディユーティー比を有するＰＷＭ（パルス幅変調）信号を駆動回路５２２へ提供し、駆動回路５２２は、ＰＷＭ信号のディユーティー比に従いＬＥＤ５０２がオンする期間またはオフする期間を決定する。

クランキングに代表されるように、急激に電力を消費するユニット（例えば、エアコン）が起動されたとき、バッテリーからの供給電圧が一時的に降下する。例えば、上記したようにバッテリーからの供給電圧が１４Ｖから７Ｖに低下する。車載製品には、このようなバッテリーの供給電圧に低下に対しての耐性が求められている。しかしながら、従来のバックライトの駆動制御は、バッテリーからの供給電圧が低下したとき、駆動回路５２２は、バックライト５００に定電流を出力しようとするため、一次側から多くの電流を引き込んでしまい、このことが原因でバッテリーの供給電圧をさらに降下させてしまう。

図１０は、バッテリーの供給電圧とバックライトの動作との関係を示したグラフである。液晶ディスプレイの動作中、大半の電力消費は、バックライトによって行われる。このため、バックライトがオンする期間と同期するように、駆動回路５２２の一次側の電圧、すなわちバッテリーからの供給電圧が降下する。バッテリーからの供給電圧が１４Ｖであれば、バックライト駆動時の電圧降下は問題にならないが、エンジン始動時等のバッテリーからの供給電圧が著しく降下したときにバックライドが起動されると、そこで消費される電流によって電圧降下量Ｖｄｐが非常に大きくなってしまう。仮に、駆動回路５２２の動作保証電圧が５Ｖを下回ってしまうと、回路保護のために駆動回路５２２がオフされることになり、液晶ディスプレイによる表示が事実上中断されてしまう。

本発明は、上記のような従来の課題を解決するものであり、バッテリーから供給される電圧が低下したとき、動作保証電圧範囲を拡大することができる表示装置および表示制御方法を提供することを目的とする。
さらに本発明は、消費電流の抑制による輝度低下を補償する表示装置および表示制御方法を提供することを目的とする。

本発明に係る表示装置は、バッテリーから供給される電力によって動作可能なものであって、前記バッテリーからの供給電圧がしきい値以下であるか否かを検出する検出手段と、前記表示装置に含まれる発光素子を駆動するための駆動電流を供給する駆動手段とを備え、前記駆動手段は、前記検出手段により供給電圧がしきい値以下であることが検出されたとき、表示手段へ供給する駆動電流を低電流に変更する電流変更手段を含む。

好ましくは前記駆動手段は、前記検出手段により供給電圧がしきい値以下であることが検出されたとき、前記発光素子のオン時間を規定する前記駆動電流のデューティー比が大きくなるように前記デューティー比を変更する駆動時間変更手段を含む。好ましくは前記デューティー比は、前記駆動電流の低電流値に応じて変更される。好ましくは前記駆動電流の変更と前記デューティー比の変更は同期して行われる。好ましくは前記電流変更手段は、前記検出手段の検出結果に基づき抵抗値を可変する可変抵抗部を含む。好ましくは前記電流変更手段が、駆動電流Ｉａから駆動電流Ｉｂ（Ｉｂ＜Ｉａ）に変更するとき、前記駆動時間変更手段が、デューティー比Ｄａからデューティー比Ｄｂに変更するとき、Ｉａ／Ｉｂ＝Ｄｂ／Ｄａの関係を有する。好ましくは前記駆動時間変更手段は、予め複数のデューティー比を規定する情報を備えており、前記駆動時間変更手段は、前記検出手段からの検出結果の基づきデューティー比を選択する。好ましくは前記複数のデューティー比を規定する情報は、駆動電流と関連付けされており、前記駆動時間変更手段は、前記駆動手段から供給される駆動電流に対応するデューティー比を選択する。好ましくは前記電流変更手段は、予め複数の抵抗値を設定するための情報を備えており、前記電流変更手段は、前記検出手段からの検出結果に基づき抵抗値を選択する。好ましくは前記電流変更手段は、前記検出手段からの検出結果に基づき開閉するスイッチと、当該スイッチに接続された抵抗とを含み、スイッチの開閉に応じて抵抗を可変する。好ましくは前記発光素子は、液晶ディスプレイ用のバックライトである。

また、本発明に係る表示装置は、車両に搭載された電子装置であることができ、当該車両は、アイドリング停止機能を有する車両である。

本発明に係る表示制御方法は、バッテリーから供給される電力によって動作可能な表示装置のものであって、表示装置に含まれる発光素子を駆動するために駆動電流を供給するステップと、表示装置に接続されるバッテリーからの供給電圧がしきい値以下であるか否かを検出する検出ステップと、前記検出ステップにより供給電圧がしきい値以下であることが検出されたとき、前記駆動電流を低電流値に変更するステップとを有する。

好ましくは表示制御方法はさらに、前記検出ステップにより供給電圧がしきい値以下であることが検出されたとき、前記発光素子のオン時間を規定する前記駆動電流のデューティー比が大きくなるように前記デューティー比を変更するステップを含む。好ましくは前記デューティー比は、前記駆動電流の低電流値に応じて変更される。好ましくは前記駆動電流の変更と前記デューティー比の変更は同期して行われる。

本発明に係る表示装置は、バッテリーから供給される電力によって動作可能なものであって、前記表示装置に含まれる発光素子を駆動するための駆動電流を供給する駆動手段と、画像データを処理する処理手段と、前記処理手段によって処理された画像データを表示する表示手段と、前記駆動手段による駆動電流のデューティー比が上限値を超えるか否かを判定する判定手段とを有し、前記処理手段は、前記判定手段によって上限値を超えると判定された場合に、画像データの輝度成分を補正する輝度成分補正手段を含む。好ましくは表示装置はさらに、前記判定手段によって上限値を超えると判定された場合に、画像データの輝度成分を補正するための補正量を算出する算出手段を含み、前記輝度成分補正手段は、前記算出手段により算出された補正量に従い輝度成分を補正する。好ましくは前記処理手段は、画像データのガンマ値を補正するガンマ値補正手段を含み、当該ガンマ値補正手段は、前記輝度成分補正手段による輝度成分の補正が基準値を超えるときガンマ値を補正する。好ましくは前記表示装置はさらに、前記バッテリーからの供給電圧がしきい値以下であるか否かを検出する検出手段を有し、前記駆動手段は、前記検出手段により供給電圧がしきい値以下であることが検出されたとき、前記駆動手段の駆動電流を低電流に変更する電流変更手段と、当該電流変更手段により変更された電流に応じて駆動電流のデューティー比を設定する設定手段とを含む。

本発明によれば、バッテリーからの供給電圧がしきい値以下になったとき、表示装置の発光素子へ供給される駆動電流を低電流値に変更するようにしたので、表示装置による消費電流が抑制され、これにより、バッテリーの供給電圧の電圧降下量が抑制される。その結果、供給電圧が動作保証電圧より降下することが抑制されるので、表示装置の動作保証電圧範囲を従来よりも拡大させることができる。他方、駆動電流の低下に伴う発光素子の輝度低下は、発光素子がオンする時間を長くすることで補償され、ユーザーが一時的な輝度低下を認識し難くすることができる。さらに、デューティー比が上限値を超えた場合であっても、画像データの輝度成分等を補正することにより、ユーザーが一時的な輝度低下を認識し難くする。

本発明の実施例に係る車載装置の構成を示す図である。 本発明の第１の実施例に係るバックライトの駆動制御回路を示す図である。 エンジン始動時におけるバッテリー供給電圧の挙動を示す波形図である。 第１の実施例の駆動回路の内部構成の一例を説明する図である。 コントローラに保持される検出信号とデューティー比との関係を規定するテーブルの一例を示す図である。 図６（Ａ）は、駆動電流とデューティー比との好ましい関係を示す図、図６（Ｂ）は、バッテリーの供給電圧と、駆動電流およびデューティー比の切替のタイミングを説明する図である。 図７（Ａ）は、従来のバッテリー供給電圧降下時の駆動制御を示す電圧波形、図７（Ｂ）は、本実施例によるバッテリー供給電圧降下時の低電流制御を行ったときの電圧波形、図７（Ｃ）は、本実施例によるバッテリー供給電圧降下時の低電流制御と輝度補正のためのＰＷＭ制御をおこなったおきの電圧波形である。 エンジン再始動時のバッテリー供給電圧の変動を示すグラフである。 従来のバックライトの駆動制御を説明する図である。 従来のバックライトの駆動に伴うバッテリーからの供給電圧の降下を説明するグラフである。 本発明の第２の実施例に係る表示部のＬＣＤ駆動回路を含む構成を示す図である。 本発明の第２の実施例による画像データの輝度補正およびガンマ補正を説明するフローチャートである。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。好ましい態様では、本発明に係る表示装置は、車載に搭載された電子装置と接続されあるいは電子装置に包含される態様で実施される。さらに好ましい態様では、本発明に係る表示装置は、バッテリーから供給される電力によって動作可能であり、バッテリーから供給される電圧を監視し、それに応じて駆動制御される。本発明の表示装置は、複数の発光素子を電流駆動するような光源を備えた表示装置であり、例えば、ＬＥＤのバックライト光源を有する液晶ディスプレイである。以下、図面を参照して本発明を説明する。

本発明の実施例に係る表示装置として、車載装置に搭載された液晶ディスプレイを例示する。図１は、典型的な車載装置の一例を示すブロック図である。この車載装置１０は、目的地までの誘導経路を案内するナビゲーション機能を備えたナビゲーション部２０と、ＤＶＤ、ブルーレイディスク、ハードディスク装置等に記憶された映像および音声データを再生するマルチメディア再生部４０と、車両に関する情報を取得する車両情報取得部６０と、外部と有線または無線によりデータ通信を行う通信部８０と、ユーザーからの指示を受け取る入力部１００と、映像を表示するための液晶ディスプレイを備えた表示部１２０と、スピーカーから音声を出力する音声出力部１４０と、プログラムやデータ等を記憶する記憶部１６０と、各部を制御する制御部１８０を含んで構成される。好ましい態様では、制御部１８０は、マイクロコントローラまたはマイクロプロセッサ等を含み、記憶部１６０に含まれたプログラムを実行することで各部の動作を制御することができる。

表示部１２０は、上記したように液晶ディスプレイを含み、液晶ディスプレイは、液晶パネルと、その光源となるバックライトとを備える。本実施例では、後述するように、車載装置１０は、バッテリーからの供給電圧Ｖｐを監視し、供給電圧Ｖｐが一定以下に降下したとき、表示部１２０のバックライトの消費電流を抑制するような駆動制御を行う。

バッテリーからの供給電圧Ｖｐが一時的に低下する典型的な要因は、エンジンを始動させるときのクランキングによる電力消費である。このようなクランキングは、アイドリングストップ車両において頻繁に生じる。但し、バッテリーからの供給電圧Ｖｐが低下する要因は、これに限らず、消費電力が大きいエアコンなどが起動されたときにも生じ得る。

次に、本実施例の表示部１２０の表示制御について説明する。図２は、本実施例の表示部１２０に設けられたバックライトの駆動制御回路を示している。バッテリー２１０の電源ラインＰには、ダイオードや、コイルＬおよびコンデンサＣを含む電源フィルターが接続され、当該電源フィルターを介して駆動制御回路２００が接続される。駆動制御回路２００は、バックライト２２０の電流駆動を行う駆動回路２４０と、バッテリー２１０からの電源ラインＰの供給電圧Ｖｐがしきい値Ｖｔｈ以下であるか否かを検出する電圧検出部２５０と、駆動回路２４０の動作を制御するコントローラ２６０とを含んで構成される。バックライト２２０は、例えば、図９の従来で説明したように、直並列接続された複数のＬＥＤを含んで構成される。

電圧検出部２５０は、バッテリー２１０からの供給電圧Ｖｐがしきい値Ｖｔｈに到達したか否かを検出する。バッテリーからの供給電圧Ｖｐが降下しても、できるだけ表示部１２０の完全な表示機能が失われないようにするため、しきい値Ｖｔｈの設定はできるだけ小さい方が望ましい。

図３は、エンジン始動時またはクランキング時のバッテリーの供給電圧波形の典型的な例を示すグラフである。バッテリーからの供給電圧Ｖｐは、おおよそ１４Ｖ程度であり、時刻Ｔ１で、クランキング等が発生すると、供給電圧Ｖｐが電圧Ｖａまで急激に降下し、それが時刻Ｔ３まで継続する。その後、時刻Ｔ４で電圧Ｖｂまで上昇し、時刻Ｔ５まで電圧が安定せずに脈動し、時刻Ｔ６で元の供給電圧Ｖｐに回復する。電圧Ｖａ、Ｖｂは、車載装置に実装される電子機器や電子回路等によって変動し得るものであるが、仮に、電圧Ｖａが駆動回路２４０の動作保証電圧を下回るものであるならば、しきい値Ｖｔｈは、電圧Ｖａよりも大きな値に設定される。あるいは、電圧が変動するＶｂよりも大きな値にしきい値Ｖｔｈを設定するものであってもよい。

電圧検出部２５０は、供給電圧Ｖｐがしきい値Ｖｔｈまで降下したことを検出すると、検出信号Ｓ１、Ｓ２を駆動回路２４０およびコントローラ２６０へ提供する。駆動回路２４０は、検出信号Ｓ１を受け取ると、バックライト２２０へ供給する駆動電流Ｉａを駆動電流Ｉｂ（Ｉａ＞Ｉｂ）へ切り替え、バックライト２２０を低電流駆動するように働く。

図４に、駆動回路２４０に含まれる構成の一例を示す。駆動回路２４０は、検出信号Ｓ１に応答して抵抗を可変する可変抵抗部２４２と、可変抵抗部２４２により設定された抵抗に基づき駆動電流ＩａまたはＩｂを供給する電流供給部２４４とを含む。図４（Ｂ）に、可変抵抗部２４２の一例を示す。可変抵抗部２４２は、例えば、並列接続された抵抗Ｒと、一方の抵抗Ｒに直列に接続されたスイッチＳＷとを含み、スイッチＳＷは、検出信号Ｓ１に応じて開閉する。これにより、検出信号Ｓ１に応じて可変される抵抗Ｒｔが電流供給部２４４へ提供される。

また、他の例では、可変抵抗器ＲＤＡＣは、ディジタル信号に応じて抵抗値を可変するものであってもよい。例えば、可変抵抗部２４２は、抵抗値を設定するためのディジタル値を格納するレジスタを含み、電圧検出部２５０からの検出信号Ｓ１に基づきレジスタに格納されたディジタル値を読出し、これに基づき可変抵抗器ＲＤＡＣの抵抗Ｒｔを設定するようにしてもよい。あるいは、電圧検出部２５０が検出信号Ｓ１と一緒に抵抗を可変するためのディジタル信号を可変抵抗部２４２へ提供するものであってもよい。

また、コントローラ２６０は、検出信号Ｓ２を受け取ると、駆動回路２４０へ供給するＰＷＭ信号のデューティー比Ｄａをデューティー比Ｄｂへ切り替え、駆動回路２４０によるバックライトがオンする期間またはオフする期間を変更させる。好ましい例では、コントローラ２６０は、図５に示すような、検出信号とデューティー比との関係を規定したテーブルを含む。供給電圧Ｖｐがしきい値Ｖｔｈよりも大きいとき、すなわちハイレベルの検出信号Ｓ２を受け取ると、コントローラは、デューティー比ＤａとなるＰＷＭ信号を駆動回路２４０へ提供し、ローレベルの検出信号Ｓ２を受け取ると、デューティー比ＤｂとなるＰＷＭ信号を提供する。

上記したように、バッテリーの供給電圧Ｖｐがしきい値Ｖｔｈ以下に到達すると、駆動回路２４０からバックライト２２０へ提供される駆動電流が減少される。すなわち、駆動電流Ｉａから駆動電流Ｉｂに切り替えられる。これにより、バックライト２２０の消費電流が抑制されるが、反面、ＬＥＤの輝度が低下する。この輝度の低下を補うために、コントローラ２６０は、ＬＥＤがオンする期間が長くなるようにデューティー比を変更する。Ｄａ、Ｄｂが、ＬＥＤのオン期間を定めるとしたとき、好ましい例では、Ｉｂ／Ｉａ＝Ｄａ／Ｄｂである。例えば、駆動電流Ｉａ＝８０ｍＡが駆動電流Ｉｂ＝２０ｍＡに変更されたとき、デューティー比Ｄａ＝２０％がデューティー比Ｄｂ＝８０％に変更される。この駆動電流とデューティー比との関係を図６（Ａ）に示す。また、図６（Ｂ）は、供給電圧Ｖｐの変化と、駆動電流Ｉａ／Ｉｂおよびデューティー比Ｄａ／Ｄｂの切替のタイミングを示している。供給電圧Ｖｐがしきい値Ｖｔｈに降下すると、駆動電流が１／４に減少される。これにより、バックライト２２０の輝度が１／４になるが、その代わり、バックライト２２０がオンする期間が４倍となり、実質的に輝度の低下を光量で補うことができる。但し、上記のような比（Ｉｂ／Ｉａ＝Ｄａ／Ｄｂ）を設定することができるマージンがなければ、単にＤａ＜Ｄｂの変更であってもよい。さらに、コントローラ２６０は、予め複数のデューティー比を格納するレジスタを備え、電圧検出部２５０からの検出信号Ｓ２に基づきデューティー比を選択するようにしてもよい。

駆動回路２４０による駆動電流Ｉａ／Ｉｂとコントローラ２６０によるデューティー比Ｄａ／Ｄｂの切替とのタイミングは同期することが望ましい。図２に示す例では、電圧検出部２５０が、検出信号Ｓ１、Ｓ２をそれぞれ駆動回路２４０およびコントローラ２６０へ提供する例を示したが、これに限らず、２つの切替のタイミングが同期されるのであれば、コントローラ２６０が検出信号Ｓ２を受け取ったことに応答してＰＷＭ信号と検出信号Ｓ１を同時に駆動回路２４０へ提供するようにしてもよい。また、上記例では、駆動制御回路２００がコントローラ２６０を包含する例を示したが、コントローラ２６０の機能は、図１に示す制御部１８０によって置換されてもよい。この場合、制御部１８０が表示部１２０に対してＰＷＭ信号を提供する。また、上記例では、駆動制御回路２００が電圧検出部２５０を包含する例を示したが、駆動制御回路２００は、他の電圧検出部が検出した検出結果を利用するものであってもよい。例えば、図１に示す車両情報取得部６０が他の電圧検出部が検出した検出結果を取得し、制御部１８０は、この検出結果を検出信号Ｓ１、Ｓ２として駆動回路２４０およびコントローラ２６０へ提供するようにしてもよい。

次に、本実施例の駆動制御回路によるバックライトの駆動制御について説明する。図７は、クランキング時のバックライトの駆動動作を示すグラフである。ここでは、一例として、駆動回路の動作保証電圧が５Ｖであると仮定する。従来のバックライトの駆動制御では、図７（Ａ）に示すように、バッテリーからの供給電圧Ｖｐが例えば７Ｖに降下しても、そのまま駆動電流を減少させることなく定電流駆動を行うため、バックライト２２０がオンする期間に、駆動回路２４０がバッテリー２１０からさらに多くの電流を引き出すことで供給電圧Ｖｐの電圧降下量Ｖｄｐが大きくなり、その結果、駆動回路２４０の動作保証電圧を下回り、駆動回路２４０が停止されてしまうことがあった。

これに対し、本実施例に係る駆動制御回路２００では、バッテリーの供給電圧が７Ｖに低下したとき、駆動回路２４０から供給される駆動電流が低電流値に変更されるため、図７（Ｂ）に示すように、バックライト２２０がオンする期間に、駆動回路２４０の消費電流が抑制されるため、バッテリーの供給電圧Ｖｐの電圧降下量Ｖｄｐ＿ｎが低く抑えられる（Ｖｄｐ＿ｎ＜Ｖｄｐ）。それ故、供給電圧Ｖｐが駆動回路２４０の動作保証電圧を下回ることが抑制され、駆動回路２４０ひいては表示部１２０の動作保証電圧範囲を拡大させることができる。供給電圧Ｖｐがしきい値Ｖｔｈよりも大きくなったとき、すなわち電圧検出部２５０により電圧降下が検出されなくなったとき、バックライトの低電流駆動制御は終了する。

図７（Ｃ）は、駆動回路による消費電流の抑制とともに輝度補償のためのＰＷＭ制御を行ったときの例を示している。コントローラ２６０は、駆動電流を低電流に切り替えるタイミングと同期して、デューティー比を、例えば２０％から８０％に変更し、バックライトの輝度の低下を補う。このような駆動制御により、駆動回路２４０の電流が低下したとき、これと連動するようにＰＷＭ調光とすることで、ユーザーが輝度の低下を認識し難くすることができる。上記と同様に、供給電圧Ｖｐの電圧降下が終了したとき、ＰＷＭによるバックライトのオン時間制御は終了する。

次に、本発明の第２の実施例について説明する。第１の実施例では、バッテリーの供給電圧がしきい値より小さくなったことをトリガーにして、駆動回路２４０の電流設定を直接制御し、消費電流を低減させるとともに、ＰＷＭ調光時においては、ＰＷＭ調光値を連動させることでユーザーが輝度の低下を認識し難くするものである。第１の実施例による制御では、例えば、昼間などデューティー比がもともと大きい場合、輝度の補正が上限（１００％）を超えてしまい、デューティー制御だけでは、十分な輝度補正をすることが難しくなる事態が想定される。そこで、第２の実施例では、ＰＷＭ制御に加え、輝度成分（以後、Ｙ成分と呼ぶ）補正およびガンマ補正を行う例を示す。

図１１は、第２の実施例に係る表示部の構成を示す図である。図中、図２に示す構成と同一のものについては同一参照番号を付すが、図１１には、図２の構成に加えて、画像データの処理を行う画像処理部２７０、画像処理された画像データに従いＬＣＤパネルの液晶素子を駆動するＬＣＤ駆動回路２８０、および、バックライト２２０によって照明されるＬＣＤディスプレイ２９０が示されている。

本実施例では、コントローラ２６０は、低電流駆動によりデューティー比が上限値（１００％）を越えるか否かを判定し、超える場合には、画像処理部２７０に対して画像データの輝度を補正させるための輝度補正信号Ｓ３を出力する。画像処理部２７０は、ＬＣＤ２９０に表示される画像データを入力し、そこで必要な画像処理を施す。１つの好ましい態様では、画像処理部２７０は、コントローラ２６０からの輝度補正信号Ｓ３に基づき画像データの輝度を補正するＹ成分補正部２７２を含む。また、他の好ましい態様では、コントローラ２７０からの輝度補正信号Ｓ３に基づき画像データのガンマを補正するガンマ補正部２７４を含む。

コントローラ２６０は、電圧検出部２５０から供給電圧Ｖｐがしきい値Ｖｔｈまで降下したことを示す検出信号Ｓ２が提供され、デューティー比を変更するとき、デューティー比が上限値を超えるか否かを判定する。好ましい態様では、駆動電流Ｉａ／Ｉｂの比に応じて現在の設定されているデューティー比が可変したとき、そのデューティー比が１００％を超えるか否かを判定する。例えば、現在の設定されているデューティー比が４０％であると仮定したとき、駆動電流Ｉａ／Ｉｂの比が４ならば、駆動電流の比に応じたデューティー比は、４０％×４＝１６０％であり、上限値を超えると判定される。駆動電流Ｉａ／Ｉｂの比が２であれば、駆動電流の比に応じたデューティー比は、４０％×２＝８０％であり、上限値を超えないと判定される。また、駆動電流Ｉａ／Ｉｂの比を用いずにデューティー比を変更する場合（例えば、予め決められた定数を現在の設定されているデューティー比に乗算する場合）であっても、上記と同様に、デューティー比が上限値を超えるか否かが判定される。さらに、上記の例では、上限値をデューティー比１００％としたが、これに限らず、上限値は、１００％ではなく、他の値に任意に設定することも可能である。

コントローラ２６０は、デューティー比が上限値を超えると判定したとき、画像データの輝度成分（Ｙ成分）を補正するための補正値を算出し、この補正値を含む輝度補正信号Ｓ３を画像処理部２７０へ出力する。コントローラ２６０は、上限値を超えたとき、画像信号の輝度成分を大きくすることで、デューティー比によって補正できない輝度を補償する。好ましい態様では、コントローラ２６０は、もともとのデューティー比から補正すべきデューティー比に対して１００％を超えてしまった分をＹ成分に補正する。具体的には、コントローラ２６０は、以下の数式により、Ｙ成分補正比を算出する。
Ｙ成分補正比＝補正すべきデューティー比−上限値（１００％）
ここで、補正すべきデューティー比とは、駆動電流Ｉａ／Ｉｂの比に応じて設定されるデューティー比であり、例えば、現在の設定されているデューティー比が４０％、駆動電流Ｉａ／Ｉｂの比が４であるとき、補正すべきデューティー比は１６０％であり、従って、Ｙ成分補正比＝６０％となる。

コントローラ２６０は、Ｙ成分補正比を含む輝度補正信号Ｓ３を画像処理部２７０へ提供する。画像処理部２７０に入力される画像データは、ＲＧＢデータのフォーマット（静止画であれば、例えば、ＧＩＦ、ＰＮＧなど、動画であれば、アニメーションＧＩＦやＭＮＧなど）であってもよいし、ＹＵＶデータのフォーマット（静止画であれば、例えば、ＪＰＥＧ、動画でれば、ＭＰＥＧ）であってもよい。画像データは、車載装置１０の記憶部に記憶されている画像データ、ＤＶＤ等の外部媒体から取得した画像データ、外部サーバから受信した画像データなどであることができ、画像データの供給元は特に限定されない。

画像処理部２７０は、輝度補正信号Ｓ３を受け取ると、画像データの輝度を補正する。入力される画像データがＲＧＢデータであれば、ＲＧＢデータがＹＵＶデータに変換された後、Ｙ成分が補正され、再び、ＲＧＢデータに変換される。以下に、ＲＧＢデータとＹＵＶデータの変換式を示す。

Ｙ（輝度成分）＝０．２９９Ｒ＋０．５８７Ｇ＋０．１１４Ｂ
Ｕ（青色差成分）＝−０．１６９Ｒ−０．３３１Ｇ＋０．５００Ｂ
Ｖ（赤色差成分）＝０．５００Ｒ−０．４１９Ｇ−０．０８１Ｂ
Ｒ＝Ｙ＋１．４０２００×（Ｖ−１２８）
Ｇ＝Ｙ−０．３４４１４×（Ｕ−１２８）−０．７１４１４×（Ｖ−１２８）
Ｂ＝Ｙ＋１．７７２００×（Ｕ−１２８）

画像処理部２７０のＹ成分補正部２７２は、輝度補正信号Ｓ３に基づき画像データのＹ成分を補正する。具体的には、以下の数式により、Ｙ成分を補正する。
Ｙ成分＝元のＹ成分×（１＋Ｙ成分補正比）

画像処理部２７０によってＹ成分が補正された画像データは、ＬＣＤ駆動回路２８０へ提供され、ＬＣＤ駆動回路２８０は、入力された画像データに従いＬＣＤディスプレイ２９０の液晶を駆動する。このように本実施例によれば、ＰＷＭ信号によるデューティー比が上限値を超えるような場合には、画像データの輝度成分が増加するような補正を行うことで、ユーザーによる輝度低下の認識を抑制することができる。

次に、本発明の第２の実施例の変形例について説明する。当該実施例では、画像処理部２７０のガンマ補正部２７４が、Ｙ成分補正後の画像データに対してガンマ補正を行う。Ｒ、Ｇ、Ｂの画像データをＬＣＤディスプレイ２９０に表示させたとき、Ｒ、Ｇ、Ｂの画像データの明るさが、その通りＬＣＤディスプレイ２９０に表現されず、ディスプレイによって、画像が明るめに表示されたり、暗めに表示され、見え方が変化する。すなわち、同じ色情報を入力しても出力するデバイスが異なればその見え方は変化してしまう。ガンマ補正は、このような入力と出力の齟齬を補正するものであり、本実施例においては、Ｙ成分の補正で全体的に白っぽくなってしまう画像の中間トーンを調節し、より見やすい画像に補正を行う。

１つの態様では、コントローラ２６０からの輝度補正信号Ｓ３がガンマ補正部２７４にも提供され、ガンマ補正部２７４は、Ｙ成分補正比に基づき、画像データのＹ成分が基準値以上に補正されるか否かを判定する。Ｙ成分の補正が基準値以上であるとき、ガンマ補正部２７４は、予め決められた数式または係数に基づき、画像の明るさが幾分だけ暗くなるようなガンマ補正を実行する。

次に、本実施例によるＹ成分補正およびガンマ補正の動作を図１２のフローチャートに示す。第１の実施例で説明したように、電圧検出部２５０によって供給電圧Ｖｐがしきい値Ｖｔｈより降下したことが検出されたことに応答して、バックライトの駆動電流が低電流に切り替えられ、併せて、輝度を補正するようなデューティー比が決定される。コントローラ２６０は、デューティー比が上限値を超えるか否かを判定し（Ｓ１００）、超える場合には、上記したようにＹ成分補正比を含む輝度補正信号Ｓ３が画像処理部２７０へ提供され、Ｙ成分補正部２７２による画像データのＹ成分が補正される（Ｓ１０２）。上限値を超える場合には、デューティー比は、上限値に設定される。一方、上限値を超えないと判定された場合には、画像データのＹ成分を補正することなく（Ｓ１０４）、決定されたデューティー比に従いバックライトが駆動される。

次に、ガンマ補正部２７４は、Ｙ成分補正比が基準値以上か否かを判定し（Ｓ１０６）、基準値以上であれば、画像データのＹ成分の明るさが暗くなるようなガンマ補正を行う（Ｓ１０８）。基準値以上でなければ、ガンマ補正は行われない。こうして、輝度成分および／またはガンマが補正され画像データに従いＬＣＤディスプレイ２９０が駆動される（Ｓ１１０）。

第２の実施例では、電圧検出部２５０によるバッテリー供給電圧Ｖｐがしきい値より降下したときに画像データの輝度補正および／またはガンマ補正を行う例を示したが、バッテリー供給電圧Ｖｐがしきい値よりも降下するか否かとは無関係に、コントローラ２６０がＰＷＭ制御を行うときにデューティー比が上限値に到達したときに、画像データの輝度成分を補正を行うようにしてもよい。この場合にも、輝度成分の補正量は、上限値を超える分に相当する大きさとすることができる。

上記実施例では、駆動回路、電圧検出部、コントローラがそれぞれ別体である例を示したが、これに限らず、駆動回路が電圧検出部およびコントローラの機能を内部に包含するものであってもよい。また、上記実施例では、アイドリングストップ車両に搭載された車載装置（表示装置）を例示したが、これ以外にも電気自動車に搭載された車載装置（表示装置）であってもよい。さらにバックライトの光源としてＬＥＤを例示したが、本発明は、これ以外にも、電流駆動制御される発光素子、例えばレーザー素子を光源とするものにも適用することができる。

以上、本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明は、特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

１０：車載装置 ２０：ナビゲーション部
４０：マルチメディア再生部 ６０：車両情報取得部
８０：通信部 １００：入力部
１２０：表示部 １４０：音声出力部
１６０：記憶部 １８０：制御部
２００：駆動制御回路 ２１０：バッテリー
２２０：バックライト ２４０：駆動回路
２５０：電圧検出部 ２６０：コントローラ
２７０：画像処理部 ２７２：Ｙ成分補正部
２７４：ガンマ補正部 ２８０：ＬＣＤ駆動回路
２９０：ＬＣＤ

Claims (22)

1. バッテリーから供給される電力によって動作可能な表示装置であって、
   前記バッテリーからの供給電圧がしきい値以下であるか否かを検出する検出手段と、
   前記表示装置に含まれる発光素子を駆動するための駆動電流を供給する駆動手段とを備え、
   前記駆動手段は、前記検出手段により供給電圧がしきい値以下であることが検出されたとき、前記表示装置へ供給する駆動電流を低電流に変更する電流変更手段と、前記低電流への変更に応答して前記発光素子のオン時間を規定する前記駆動電流のデューティー比が大きくなるように前記デューティー比を変更する駆動時間変更手段とを含み、
   表示装置はさらに、
   画像データを処理する処理手段と、
   前記処理手段によって処理された画像データを表示する表示手段とを有し、
   前記処理手段は、前記デューティー比が上限値を超える場合に、画像データの輝度成分を補正する輝度成分補正手段を含む、表示装置。
2. 表示装置はさらに、前記デューティー比が上限値を超えるか否かを判定する判定手段を含み、前記輝度成分補正手段は、前記判定手段の判定結果に基づき画像データの輝度成分を補正する、請求項１に記載の表示装置。
3. 前記デューティー比は、前記駆動電流の低電流値に応じて変更される、請求項２に記載の表示装置。
4. 前記駆動電流の変更と前記デューティー比の変更は同期して行われる、請求項１ないし３いずれか１つに記載の表示装置。
5. 前記電流変更手段は、前記検出手段の検出結果に基づき抵抗値を可変する可変抵抗部を含む、請求項１に記載の表示装置。
6. 前記電流変更手段が、駆動電流Ｉａから駆動電流Ｉｂ（Ｉｂ＜Ｉａ）に変更するとき、前記駆動時間変更手段が、デューティー比Ｄａからデューティー比Ｄｂに変更するとき、Ｉａ／Ｉｂ＝Ｄｂ／Ｄａの関係を有する、請求項１ないし５いずれか１つに記載の表示装置。
7. 前記駆動時間変更手段は、予め複数のデューティー比を規定する情報を備えており、前記駆動時間変更手段は、前記検出手段からの検出結果の基づきデューティー比を選択する、請求項１ないし６いずれか１つに記載の表示装置。
8. 前記複数のデューティー比を規定する情報は、駆動電流と関連付けされており、前記駆動時間変更手段は、前記駆動手段から供給される駆動電流に対応するデューティー比を選択する、請求項１ないし７いずれか１つに記載の表示装置。
9. 前記電流変更手段は、予め複数の抵抗値を設定するための情報を備えており、前記電流変更手段は、前記検出手段からの検出結果に基づき抵抗値を選択する、請求項１ないし８いずれか１つに記載の表示装置。
10. 前記電流変更手段は、前記検出手段からの検出結果に基づき開閉するスイッチと、当該スイッチに接続された抵抗とを含み、スイッチの開閉に応じて抵抗を可変する、請求項１ないし９いずれか１つに記載の表示装置。
11. 前記発光素子は、液晶ディスプレイ用のバックライトである、請求項１ないし１０いずれか１つに記載の表示装置。
12. 請求項１ないし１１いずれか１つに記載の表示装置を含む車両に搭載された電子装置。
13. 前記車両は、アイドリング停止機能を有する車両である、請求項１２に記載の電子装置。
14. 画像データを表示する表示手段を含み、かつバッテリーから供給される電力によって動作可能な表示装置の表示制御方法であって、
    表示装置に含まれる発光素子を駆動するために駆動電流を供給するステップと、
    表示装置に接続されるバッテリーからの供給電圧がしきい値以下であるか否かを検出する検出ステップと、
    前記検出ステップにより供給電圧がしきい値以下であることが検出されたとき、前記駆動電流を低電流値に変更するステップと、
    前記低電流値への変更に応答して前記発光素子のオン時間を規定する前記駆動電流のデューティー比が大きくなるように前記デューティー比を変更するステップ、
    前記デューティー比が上限値を超える場合に、前記画像データの輝度成分を補正するステップと、
    を有する表示制御方法。
15. 表示制御方法はさらに、前記デューティー比が上限値を超えるか否かを判定するステップを含み、前記輝度成分を補正するステップは、前記判定するステップの判定結果に基づき画像データの輝度成分を補正する、請求項１４に記載の表示制御方法。
16. 前記デューティー比は、前記駆動電流の低電流値に応じて変更される、請求項１５に記載の表示制御方法。
17. 前記駆動電流の変更と前記デューティー比の変更は同期して行われる、請求項１５または１６に記載の表示制御方法。
18. 前記駆動電流の変更は、前記検出するステップの検出結果に基づき抵抗値を可変する、請求項１４に記載の表示制御方法。
19. 前記駆動電流が駆動電流Ｉａから駆動電流Ｉｂ（Ｉｂ＜Ｉａ）に変更され、前記デューティー比がデューティー比Ｄａからデューティー比Ｄｂに変更されるとき、Ｉａ／Ｉｂ＝Ｄｂ／Ｄａの関係を有する、請求項１４ないし１８いずれか１つに記載の表示制御方法。
20. 前記発光素子は、液晶ディスプレイ用のバックライトの光源である、請求項１４ないし１９いずれか１つに記載の表示制御方法。
21. 表示装置はさらに、前記判定手段によって上限値を超えると判定された場合に、画像データの輝度成分を補正するための補正量を算出する算出手段を含み、
    前記輝度成分補正手段は、前記算出手段により算出された補正量に従い輝度成分を補正する、請求項１に記載の表示装置。
22. 前記処理手段は、画像データのガンマ値を補正するガンマ値補正手段を含み、当該ガンマ値補正手段は、前記輝度成分補正手段による輝度成分の補正が基準値を超えるときガンマ値を補正する、請求項１に記載の表示装置。

Images