JPH0750388B2

JPH0750388B2 - ディスプレィ装置における消費電力制御方式

Info

Publication number: JPH0750388B2
Application number: JP60216446A
Authority: JP
Inventors: 宣幸田中; 勇一斉藤
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1985-09-30
Filing date: 1985-09-30
Publication date: 1995-05-31
Anticipated expiration: 2010-05-31
Also published as: JPS6275588A

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の技術分野〕本発明はプラズマ等フラットパネルディスプレィに用い
て好適なディスプレィ装置における消費電力制御方式に
関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

ディスプレィ装置はマンマシンインターフェースの要と
して発展を続け、増々高度な機能が要求されている。コ
ンピュータ等電子機器のディスプレィ装置として、従来
からCRT（Cathode Ray Tube）が多く用いられている。
ところで、このディスプレィ装置には上述したCRTの他
に、LCD（Liquid Crystal Display）、ELD（Electro Lu
minescent Display）、PD（Plasma Display）等のフラ
ット・パネルディスプレィも存在する。

フラット・パネル・ディスプレィはCRTに比較して薄
く、小型軽量であるためポータブルコンピュータ等の分
野で頻繁に用いられるようになってきた。フラット・パ
ネル・ディスプレィの中でも、ELDやPDはCRTと同様、そ
の画素自体が発光するため、見易いが消費電力は大きい
といった欠点を持つ。逆に、LCDはその画素自体は発光
しないため消費電力は少ない反面、見ずらいといった欠
点を持つ。従ってポータブル機器に適した小型・軽量の
ディスプレィ装置で、且つCRT並みの見易さが要求され
る場合、ディスプレィ装置としてPDかELDが使用される
ことが多い。

第９図にPDをディスプレィ装置として使用したポータブ
ル・コンピュータの１例を示す。この例では、ディスプ
レィ装置91と本体92はヒンジ機構93で接続され、ディス
プレィ装置91は未使用時には閉じ、使用時には開くこと
ができる。このようなポータブル機器においては、小型
軽量化を実現するため実装密度は極めて高い設計がなさ
れる。従って、放熱に対する配慮が一層重要となる。特
に、PDは消費電力が大きく発熱が問題となる。PDの消費
電力は、表示画素数（点灯又はONしている画素の数）と
輝度に依存する。

この模様を例えば横に640、縦に400の画素（合計256,00
0画素）を持つPDについて第10図を用いて説明する。図
中、（ａ）は輝度を最大（100％）にした状態で表示画
素数（横軸）と消費電力（縦軸）の関係を示したもので
ある。表示画素数が0,即ち，ディスプレィの全画素がOF
Fしている状態は、スタンバイ状態と称し、消費電力は1
0W（ワット）程度である。表示画素数が100％，即ち、2
56,000の全画素がONしている状態においては、消費電力
は30Wにも達する。

一方、（ｂ）は全画素がONの状態で、輝度（横軸）と消
費電力（縦軸）の関係を示したものである。輝度は表示
の見易さの点で重要な要素である。第10図の（ａ），
（ｂ）において、最大輝度（100％の状態）は、オペレ
ータが最も見易い輝度であると仮定している。

従がって、このPDを使用している機器としては、PDが最
大消費電力（30W）で長時間使用されても問題なく動作
するよう設計されねばならない。第９図に示した様なポ
ータブル機器において、この消費電力は極めて大きく、
それによって生ずる熱が問題となる。熱はPD全体とPD用
の電源部分で問題となる。放熱のため、ディスプレィ装
置91及び本体92のケースに通風孔を持たせる必要があ
り、発熱が大であればそれだけ多くの通風孔が必要とな
る。場合によってはファンも必要となる。通風孔が多い
と美観上問題であるし、又ケース内に異物が入る危険性
も多くなる。又、ファンを付けることは寸法，重量及び
騒音の点で好ましくない。

ところで、PDの輝度を低く抑えれば、PDの最大消費電力
を低くでき、それだけ熱設計が容易になる。しかし、こ
の方法は常に輝度が低く抑えられ、表示の見易さの点で
問題がある。

以上説明の様にPD,ELDに様なフラット・パネル・ディス
プレィは小型軽量で見易いという特徴をもつにもかかわ
らず、その消費電力が大であるために、機器の小型軽量
化設計を困難にならしめていた。

〔発明の目的〕

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目
的は、PD,ELDの様な消費電力の大きいフラット・パネル
・ディスプレィを使用する機器において、輝度を常に低
く設定することなく、ある条件時のみ輝度を低く設定す
る手段を不可することにより、一般的な使用状態のもと
では輝度を犠牲にすることなく使用できる、ディスプレ
ィ装置における消費電力制御方式を提供することを目的
とする。

〔発明の概要〕

本発明は、上述した様な表示輝度に従がい消費電力が変
化するディスプレィ装置において、その消費電力あるい
はそれにより生じる発熱を直接又は間接的に検知し、あ
る条件時のみその表示輝度をコントロールする様に構成
した。具体的には温度センサによる輝度の制御あるいは
電源電流、表示画素数によって輝度を制御することによ
り機器内温度がその許容最大値を越えない様にしたもの
である。又、その輝度制御を行なうためにその消費電力
を時間積分することにより輝度の急激な変化による不自
然さを吸収出来る。

このことにより、PD等フラットパネルディスプレィにお
いて、小型軽量化設計のためにネックとなっていた消費
電力の問題が緩和され、一般的な使用状態のもとでは輝
度を犠牲にすることなく使用出来る。

〔発明の実施例〕

以下図面を使用して本発明実施例につき詳細に説明す
る。第１図は本発明の一実施例を示すブロック図であ
り、第２図はその動作を示すために引用したグラフであ
る。第１図において、11はディスプレィ装置で、この例
ではPDを示す。12はディスプレイ・コントローラであ
り、ディスプレィ装置11に必要な表示データ及び制御信
号を発生するための回路である。13は、ディスプレィ装
置11に必要な電源を供給する電源回路である。14,15は
それぞれ上記ディスプレィコントローラ12及び電源回路
13とディスプレィ装置11を接続する為のラインである。
16はディスプレィ装置11の輝度を変化させるための制御
信号が伝播するラインである。ここで、デイスプレィ装
置11は輝度を変化させる為の回路を内蔵しており、その
輝度はライン16を介して伝播する輝度制御信号によって
制御されるものとする。17は温度センサであり、温度を
適切な手段で輝度制御信号に変換する働きをする。

第３図は本発明の他の実施例を示すブロック図であり、
第４図にその動作を示すグラフが示されている。図に付
された番号11〜16が示すブロックは、第１図に示した実
施例のそれと同様であるので説明は省略する。第１図に
示した実施例との差異は温度センサ17がないかわりに、
電源回路13がその電流値を適切な手段で輝度制御信号に
変換する働きもすることである。

第６図は、本発明の更に他の実施例を示すブロック図で
あり、第７図にその動作を説明する為のグラフが示され
ている。第６図に付された番号11〜16は第１図に示した
実施例のそれと同様であるので説明は省略する。第１図
に示した実施例との差異は、温度センサ17がないかわり
にディスプレィコントローラ12は、表示データ／制御信
号のみならず、表示画素数を適切な手段で輝度制御信号
に変換する働きもすることである。

以下、本発明の実施例の動作につきそれぞれ詳述する
が、本発明を理解するうえで必要となる前提事項から説
明する。まず、PDの消費電力は表示画素数と輝度に依存
していることは既に述べたとおりである。（第10図のａ
とｂ）PDの消費電力を減少させるため輝度を低下させる
ことは見易さの低下をまねき問題がある。当然のことな
がら表示画素数を減らすことは不可能である。しかし、
多くの実験的データによれば、表示画素数は、使用する
プログラムにもよるが、標準的なケースで数％〜20％程
度（全画素を100％とする）であり、それが50％を越す
場合はごくまれである。この事実から判断すると、表示
画素数が100％という最悪ケースで熱設計をし、多くの
通風孔を設けたり、ファンを付けることは無駄であると
思える。しかし、最悪ケースを考慮しておかないと温度
が機器の許容最大温度を越え、機器の誤動作又は破損を
まねくことがありうる。本発明は以上の事実を考慮した
現実的で効果的な解を与えるものである。

第１図に示した実施例の動作につき説明する。この実施
例は温度センサー17によってディスプレィ装置11の輝度
を制御し、機器内の温度がその許容最大温度を越えない
ようにすることを特徴とする。その制御は第２図に
（ａ）として示されている。即ちこれは、温度センサー
の温度Ｔがある値T₀を越すとディスプレィ装置11の輝度
をある値まで低下させる方法である。輝度が低下すれ
ば、それだけ消費電力は減少し、その結果温度がさらに
上昇することは抑えられる。温度が低下しT₀以下になれ
ば、輝度は再び戻る。前述したように、PDの表示画素数
が50％を越すことはまれであるという事実から、熱設計
は例えば50％の表示画素数におけるPDの消費電力で行な
う。50％を越す表示画素数が長時間続けば、温度は許容
最大値を越すおそれがあるが、そうなる前に温度センサ
ー17が低下させる。

従がって輝度を変化させる温度閾値T₀は、許容最大値か
あるいはそれ以下の適切な値が選ばれることになる。こ
の方法を用いれば、まれに起こりうる特殊なケースを除
き最適な輝度で表示可能なディスプレィを持つ機器が、
小型軽量を犠牲にすることなる実現できる。

さらに、画面上の半分以上の画素が点灯するような場合
は、むしろ輝度は低下させた方が見易いという実験的デ
ータもある。この方法の唯一の問題点は、輝度が急激に
変化するということである。この欠点を補う方法が第２
図に（ｂ）として示されている。この方法においては、
温度センサ17は、温度閾値T₀を越えると輝度を低下させ
始めるが、その変化は急激ではなく徐々に行なう。この
ように輝度を徐々に変化させることで、オペレータは目
が慣れ、不自然さを感ずることなはなくなる。

ここで当然、（ｂ）に示した閾値T₀は（ａ）に示したT₀
とは異なった値に設定されることになろう。

次に、第３図に示した実施例の動作につき説明する。こ
の実施例は、電源回路13の電流によってディスプレィ装
置11の輝度を制御し、機器内の温度がその許容最大値を
越えないようにすることを特徴とする。その制御方法が
第４図に（ａ）として示されている。これは、電源電流
Ｉがある値T₀を越えると輝度をある値まで低下させる方
法である。輝度を低下させると電流は減少し、その結
果、再び輝度は元の状態に戻り電流が増加する。このサ
イクルは第１図に示した実施例の温度による制御と異な
り、極めて応答が速いため輝度の振動現象が起こり、現
実的ではない。従がって第４図に（ｂ）として示すよう
に、電流のI₀に対する増加分に比例して輝度をリニアに
（徐々に）低下させる方法がよい。（ｂ）では、表示画
素数が多くなり電流ＩがI₀を越すと、輝度はその増加分
に応じて低下する。輝度の低下は電流を減少さす方向に
働き、その結果電流ＩはI₀をわずかだけ越えた値に抑え
られる。つまり、電流と輝度は負帰還（negative feedb
ack）の関係になる。T₀の値は、第１図に示した実施例
と同様、例えば50％の表示画素数における電流値とす
る。

そうするとこの実施例では、熱設計が50％の表示画素数
におけるPDの消費電力で行えるのみならず、電源の容量
自体もその消費電力分のみでよい。理由は、第１図の実
施例では間接的にPDの消費電力の積分値を表す温度によ
って輝度を制御しているのに対し、PDの消費電力と等価
な電流にもよって輝度を制御しているからである。

ところで第３図で示した実施例は、第１図に示した実施
例（その制御は第２図（ａ））同様、輝度が急激に変化
するという問題はある。

この問題を解決する方法は、輝度制御する手段を電流Ｉ
ではなく、電流の積分値∫Idtとすることである。この
方法を第８図ならびに第５図に示す。第８図は、電源電
流Ｉと時間ｔとの関係、及びその電流の積分値∫Idtと
時間ｔとの関係を示す。

電流Ｉが50％以下（表示画素数が50％以下）では、Idt
は徐々に減少する。逆に電流Ｉが50％以上（表示画素数
が50％以上）では、∫_Id_tは徐々に増加する。∫Idtが例
えば50％（最大値を100％とする）を越えた時に輝度に
対する適切な制御を行なうものとする。このようにすれ
ば、電流Ｉが50％を越えてもそれが短かい時間なら、∫
Idtは50％を越えないため輝度は変化しない。（図中、
ポイント部参照）電流Ｉが50％を越え、それが長く続
くかその頻度が多いと、∫Idtは50％を越え輝度に対し
て制御を加えることになる。（図中、，部参照／
の期間輝度は制御を受けることになる）制御の方法は第
５図に示されている。

前述したように、温度は間接的にPDの消費電力の積分値
を示す。従がって、∫Idtによる輝度制御は第１図に示
した温度センサ17による実施例と同様の効果が得られ
る。

第６図に示した実施例の動作につき説明する。この実施
例は、ディスプレィ・コントローラ12が、表示画素数に
よってディスプレィ装置11の輝度を制御し、機器内温度
が許容最大値を越えないようにすることを特徴とする。
第７図にその制御方法の例が示されている。表示画素数
のN₀は上述した実施例同様に、例えば50％の表示画素数
とすればよい。（ａ）に示す制御方法では、表示画素数
が閾値N₀の前後で変化すると輝度が急激に変化するので
あまり好ましくない。ところが、（ｂ）に示す制御方法
では表示画素数が閾値N₀の前後で変化してもその変化量
が少なければ問題とはならない。しかしその変化量が大
きければ、輝度が急激に変化することになるので完全と
は言えない。この表示画素数による輝度の制御は、第３
図に示す実施例同様に、表示画素数Ｎそのものではなく
その積分値∫Idtで輝度を制御する方がよりよい効果を
もたらす。その結果は、上述した実施例と同様であるの
で説明は省略する。

尚、上述した実施例において、説明に用いた図及び値等
はある具体例を示すものであり、図と構成及び値が変わ
っても発明の主旨を逸脱しない限り適用される。例え
ば、第３図に示した実施例で輝度制御信号（ライン16）
は電源回路13からではなく、ディスプレィ装置11自身で
発生させることも可能である。又、電流又は表示画素数
の閾値は50％でなく別の値であっても構わない。

又、本発明実施例はPDを前提として説明したが、ELD等
同様な特性を持つディスプレィ装置も適用できる。さら
にPD,ELDの様なフラット・パネル型ディスプレィでなく
とも、その輝度を制御することで消費電力を抑え熱設計
を容易にならしめる必要のあるディスプレィ装置には全
てに適用できる。

〔発明の効果〕

以上説明の様に本発明に従えば、PD等のフラットパネル
ディスプレィにおいて、小型軽量化設計のためにネック
となっていた消費電力の問題が緩和され、通常使用のも
とでは輝度を犠牲にすることなく使用することが出来
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示すブロック図、第２図はそ
の動作を説明するために引用した「輝度と温度との関
係」を示す図、第３図は本発明の他の実施例を示すブロ
ック図、第４図はその動作を説明するために引用した
「輝度と電流の関係」を示す図、第５図は同じく「輝度
と積分電流の関係」を示す図、第６図は本発明の更に他
の実施例を示すブロック図、第７図はその動作を説明す
るために引用した「輝度と表示画素数の関係」を示す
図、第８図は「電源電流Ｉと時間ｔとの関係」及び「そ
の電流の積分値∫Idtと時間ｔとの関係」を示す図、第
９図はプラズマをディスプレィ装置として使用したポー
タブルコンピュータの外観を示す図、第10図（ａ），
（ｂ）はそれぞれ輝度を最大にした状態で表示画素数の
消費電力の関係を示した図、全画素がONの状態で輝度と
消費電力の関係を示す図である。 11……ディスプレィ装置、12……ディスプレィコントロ
ーラ、13……電源回路、17……温度センサ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】携帯型電子機器に用いられ、表示画素数及
び表示輝度に従い消費電力が変化するディスプレイ装置
において、前記消費電力あるいはそれによって生じる熱を検出する
温度センサと、前記温度センサの検出結果により前記デ
ィスプレイ装置の表示輝度を変化させる回路とを具備
し、前記回路により前記ディスプレイ装置内の温度が許容最
大温度を越えることを規制することを特徴とするディス
プレイ装置における消費電力制御方式。
【請求項２】携帯型電子機器に用いられ、表示画素数及
び表示輝度に従い消費電力が変化するディスプレイ装置
において、電源回路から前記ディスプレイ装置に供給される電流値
を検出し、この電流値が所定値を越えたときに前記ディ
スプレイ装置の表示輝度を低下させることにより、前記
消費電力あるいそれによって生じる熱で前記ディスプレ
イ装置内の温度が許容最大温度を越えることを規制する
ことを特徴とするディスプレイ装置における消費電力制
御方式。
【請求項３】前記電流値として電流の積分値を用いるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第２項記載のディスプレ
イ装置における消費電力制御方式。
【請求項４】携帯型電子機器に用いられ、表示画素数及
び表示輝度に従い消費電力が変化するディスプレイ装置
において、前記ディスプレイ装置に表示されるデータの表示画素数
を検出し、この表示画素数の積分値が所定量を越えたと
きに前記ディスプレイ装置の表示輝度を低下させること
により、前記消費電力あるいはそれによって生じる熱で
前記ディスプレイ装置内の温度が許容最大温度を越える
ことを規制することを特徴とするディスプレイ装置にお
ける消費電力制御方式。