JPH0921998A

JPH0921998A - Ｌｃｄのバックライト調光装置

Info

Publication number: JPH0921998A
Application number: JP19114495A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Yanagisawa; 徹也柳沢
Original assignee: Alpine Electronics Inc
Current assignee: Alpine Electronics Inc
Priority date: 1995-07-04
Filing date: 1995-07-04
Publication date: 1997-01-21

Abstract

(57)【要約】【目的】ＬＣＤのバックライト調光装置に使用されて
いる抵抗、コンデンサ等の素子のバラツキがあっても、
またその素子が温度変化しても、ＬＣＤのバックライト
の平均輝度が設定通りに維持されるＬＣＤのバックライ
ト調光装置を提供することを目的とするものである。【構成】ＬＣＤのバックライトへの交流電源の供給
を、スイッチング素子が制御し、クロックをカウント手
段がカウントし、このカウント手段によるカウント値と
所定の閾値との比較結果に応じて、スイッチング素子を
オン／オフさせるものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＬＣＤのバックライト
調光装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のＬＣＤのバックライト調光装置に
おいて、ＬＣＤのバックライトを駆動する交流電源とＬ
ＣＤのバックライトとの間にスイッチング素子が設けら
れ、このスイッチング素子をオンすることによって、Ｌ
ＣＤのバックライトに交流電源が供給され、スイッチン
グ素子をオフすることによって、ＬＣＤのバックライト
への交流電源の供給が遮断される。したがって、スイッ
チング素子のオン／オフ時間の比（デューティ比）を変
化させることによって、ＬＣＤのバックライトの平均輝
度が変化する。

【０００３】なお、スイッチングレギュレータが矩形波
信号を発生し、この矩形波信号によって上記スッチング
素子が制御され、したがって、その矩形波信号のオン／
オフ時間を制御することによって、上記スイッチング素
子のオン／オフ時間の比（デューティ比）を制御するこ
とができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来例
において、そのスイッチングレギュレータの周辺には抵
抗、コンデンサ等による時定数回路が設けられ、この抵
抗、コンデンサ等の値を調整することによって、スイッ
チングレギュレータが発生する矩形波信号のオン／オフ
時間を調整することができる。

【０００５】しかし、スイッチングレギュレータの周辺
とスイッチングレギュレータの内部とに設けられている
抵抗、コンデンサ等には値のバラツキがあり、また、温
度によってその値が変化する。このように上記抵抗、コ
ンデンサの値が変化すると、矩形波信号のオン／オフ時
間が変化し、上記デューティ比が変化し、ＬＣＤのバッ
クライトの平均輝度が変化してしまうという問題があ
る。

【０００６】すなわち、上記従来例においては、ＬＣＤ
のバックライト調光装置に使用されている抵抗、コンデ
ンサ等の素子のバラツキ、温度変化によって、ＬＣＤの
バックライトの平均輝度が変化してしまうという問題が
ある。

【０００７】また、バックライトの平均輝度を、昼間で
たとえば１００％に設定し、夜間に輝度を低めに設定す
るが、その平均輝度をたとえば２０％未満に設定したと
すると、素子のバラツキによって、実際には平均輝度が
たとえば５％になり、ＬＣＤの表示が見難くなったりス
イッチングレギュレータ自体が停止してしまうことにな
る。したがって、上記素子のバラツキを考慮すると、そ
の平均輝度をたとえば２０％未満に設定することができ
ず、このために２０〜１００％の範囲でしかバックライ
トの平均輝度を調光することができず、調光範囲が狭い
という問題がある。

【０００８】本発明の第１の目的は、ＬＣＤのバックラ
イト調光装置に使用されている抵抗、コンデンサ等の素
子のバラツキがあっても、またその素子の値が温度変化
しても、ＬＣＤのバックライトの平均輝度が設定通りに
維持されるＬＣＤのバックライト調光装置を提供するこ
とである。

【０００９】また、バックライトの温度は、その点灯開
始時には低く、時間の経過とともに次第に上昇し、ある
時間が経過すると一定になる。バックライトの消費電力
が同じであっても、バックライトの温度が低い程、その
輝度が低く、したがって、点灯開始時には比較的暗く、
時間の経過とともに明るくなる。このように、従来例に
おいては、バックライトの温度によって輝度が変化する
という問題がある。

【００１０】本発明の第２の目的は、バックライトの温
度が変化しても平均輝度が変化しないＬＣＤのバックラ
イト調光装置を提供することである。

【００１１】さらに、バックライトの平均輝度が同一で
あっても、昼間と夜間等のように車室外の明るさが変化
すると、ＬＣＤの表示の見易さが異なり、この見易さを
同じようにするために、昼間はバックライトの平均輝度
を上げ、夜間はバックライトの平均輝度を下げるように
している。しかし、このように輝度調節を２段階のみに
設定したのでは、同じ昼間であっても、快晴の炎天下、
快晴時の建物の陰、曇天時、雨天時等のように、車室外
の明るさが何段階かに変化し、これらの全ての段階につ
いて、２つの輝度でＬＣＤを表示したのでは、見易い表
示になったり、見難い表示になったりするという問題が
ある。

【００１２】本発明の第３の目的は、車室外の明るさが
何段階かに変化しても、ＬＣＤの表示が常に見易いＬＣ
Ｄのバックライト調光装置を提供することである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、ＬＣＤのバッ
クライトへの交流電源の供給を、スイッチング素子が制
御し、クロックをカウント手段がカウントし、このカウ
ント手段によるカウント値と所定の閾値との比較結果に
応じて、スイッチング素子のオン／オフ時間を制御する
ものである。

【００１４】

【作用】本発明は、ＬＣＤのバックライトへの交流電源
の供給を、スイッチング素子が制御し、クロックをカウ
ント手段がカウントし、このカウント手段によるカウン
ト値と所定の閾値との比較結果に応じて、スイッチング
素子のオン／オフ時間を制御するので、スイッチング素
子のオン／オフ制御がデジタル的に実行され、ＬＣＤの
バックライト調光装置に使用されている抵抗、コンデン
サ等の素子のバラツキがあっても、またその素子が温度
変化しても、ＬＣＤのバックライトの平均輝度が変化し
ない。

【００１５】

【実施例】図１は、本発明の第１の実施例であるＬＣＤ
のバックライト調光装置ＢＳ１を示すブロック図であ
る。

【００１６】バックライト調光装置ＢＳ１において、Ｌ
ＣＤパネル３１の背面にバックライト３０が設けられ、
このバックライト３０が点灯することによって、ＬＣＤ
パネル３１上に表示されている文字、図形等を人間が視
認することができ、ＬＣＤのバックライト調光装置ＢＳ
１がバックライト３０のオン／オフ時間を制御すること
によって、バックライト３０の平均輝度を制御するもの
である。

【００１７】ＬＣＤのバックライト調光装置ＢＳ１は、
ＬＣＤのバックライト３０を駆動する交流電源１０と、
バックライト３０への交流電源１０の供給を制御するス
イッチング素子としてのＦＥＴ２０とを有する。なお、
交流電源１０はたとえば４０ｋＨｚの交流電源を出力す
るものである。

【００１８】また、ＬＣＤのバックライト調光装置ＢＳ
１は、所定周波数のクロックを発生するクロック発生源
４１と、このクロックをカウントするカウント手段とし
てのカウンタ４２と、閾値を設定するためのレジスタ４
３と、カウンタ４２のカウント値とレジスタ４３に設定
されている閾値とを比較するコンパレータ４４とを有す
る。

【００１９】カウンタ４２は、閾値よりも多い第１の所
定数だけクロックをカウントするとリセットされるカウ
ンタであり、コンパレータ４４は、カウンタ４２のカウ
ント値が上記閾値未満であるときに、ＦＥＴ２０をオン
させ、カウンタ４２のカウンタの値が上記閾値以上であ
るときに、ＦＥＴ２０をオフさせるものである。

【００２０】次に、上記実施例の動作について説明す
る。

【００２１】まず、１サイクルの１／４の時間だけバッ
クライト３０を点灯させようとする場合（２５％の平均
輝度でバックライト３０を点灯させる場合）について説
明する。ここで、１サイクルの時間を、クロックが２５
６個発生する間の時間であるとした場合、１サイクルの
１／４の時間は、クロックが６４個発生する間の時間で
あり、閾値設定用レジスタ４３にセットされる閾値とし
て、図示しないマイコンが「６４」を設定し、カウンタ
４２は「２５６」をカウントしたときに、自らリセット
するものであるとし、コンパレータ４４は、カウンタ４
２が「６４」未満の数をカウントしているときに、Ｈ信
号を出力し、「６４」以上「２５６」をカウントしてい
るときにＬ信号を出力するものであるとする。

【００２２】図２は、上記実施例の動作を示すタイミン
グチャートである。

【００２３】時刻ｔ１において、タイマ４２がクロック
のカウントを開始し、この時刻ｔ１からコンパレータ４
４がＨ信号の出力を開始する。コンパレータ４４は、カ
ウンタ４２のカウント値が「０」以上であって上記閾値
「６４」未満であるときに、Ｈ信号（Ｈ信号は、ＦＥＴ
２０を制御するＦＥＴ制御信号である）を出力し、ＦＥ
Ｔ２０がオンする。

【００２４】そして、時刻ｔ２において、カウンタ４２
がカウント値「６４」を出力すると、カウンタ４２のカ
ウント値が上記閾値「６４」以上になったので、コンパ
レータ４４は、Ｌ信号（Ｌ信号は、ＦＥＴ２０を制御す
るＦＥＴ制御信号である）を出力し、ＦＥＴ２０がオフ
する。そして、コンパレータ４４は、カウンタ４２のカ
ウント値が上記閾値「６４」以上であるときに、Ｌ信号
を出力し続ける。

【００２５】その後、時刻ｔ３において、カウンタ４２
がクロックを「２５６」個カウントすると、自らリセッ
トし、カウント値が「０」になり、カウンタ４２のカウ
ント値が上記閾値「６４」未満になったので、コンパレ
ータ４４は、Ｈ信号を出力し、ＦＥＴ２０がオンする。

【００２６】つまり、コンパレータ４４は、期間Ｔ１
（クロック６４個分の期間）の間、Ｈ信号を出力し、期
間Ｔ２−Ｔ１（クロック２５６−６４個分の期間）の
間、Ｌ信号を出力する。また、期間Ｔ２が１サイクルで
あり、クロック２５６個分の期間である。

【００２７】上記のように、カウンタ４２のカウント値
が閾値「６４」未満であるときに、コンパレータ４４
は、Ｈ信号を出力し、ＦＥＴ２０がオンし、交流電源１
０がバックライト３０に印加され、カウンタ４２のカウ
ンタの値が上記閾値「６４」〜「２５６」であるとき
に、Ｌ信号を出力し、ＦＥＴ２０がオフし、交流電源１
０のバックライト３０への印加が阻止される。そして、
期間Ｔ２を１サイクルとして、上記動作が繰り返され
る。

【００２８】したがって、上記実施例においては、ＬＣ
Ｄのバックライト調光装置に使用される抵抗、コンデン
サ等の素子にバラツキがあっても、またその素子が温度
変化しても、カウンタ４２がクロックを正確にカウント
するので、ＬＣＤのバックライト３０の平均輝度が設定
通りに維持される。

【００２９】なお、ＦＥＴ２０は、バックライト用光源
への交流電源の供給を制御するスイッチング素子の例で
あり、カウンタ４２は、所定周波数のクロックをカウン
トするカウント手段の例であり、コンパレータ４４は、
カウント手段によるカウント値と所定の閾値との比較結
果に応じて、スイッチング素子をオン／オフさせるスイ
ッチング素子制御手段の例である。

【００３０】図３は、本発明の第２の実施例であるＬＣ
Ｄのバックライト調光装置ＢＳ２を示すブロック図であ
る。

【００３１】このバックライト調光装置ＢＳ２は、バッ
クライトの温度が変化してもその平均輝度が変化しない
ようにした装置であり、バックライト用受光素子５１
と、Ａ／Ｄコンバータ５２と、基準値設定用レジスタ５
３と、マイコン（マイクロコンピュータ）５４とを、バ
ックライト調光装置ＢＳ１に付加したものである。

【００３２】バックライト用受光素子５１は、バックラ
イト３０からの光を受ける受光素子であり、Ａ／Ｄコン
バータ５２は、受光素子５１の出力信号をデジタル信号
に変換するものであり、基準値設定用レジスタ５３と、
マイコン５４とは、バックライト用受光素子５１の出力
値と基準値設定用レジスタ５３が出力する基準値との差
に応じて、閾値設定用レジスタ４３が保持する閾値を制
御する閾値制御手段の例である。

【００３３】次に、バックライト調光装置ＢＳ２の動作
について説明する。

【００３４】まず、基準値設定用レジスタ５３には、バ
ックライト３０が一定の温度に達したときにおけるバッ
クライト３０が発生する光量に対応する基準値が予め設
定されている。

【００３５】そして、調光装置ＢＳ２の電源を投入した
後に、レジスタ４３に設定されている閾値に応じて、バ
ックライト３０のオン／オフ時間が制御される。ここ
で、受光素子５１は、バックライト３０からの平均光量
を検出し、この検出値がＡ／Ｄコンバータ５２によって
デジタル値に変換され、このデジタル値とレジスタ５３
に格納されている基準値とがマイコン５４で比較され
る。そして、マイコン５４は、Ａ／Ｄコンバータ５２の
出力値が基準値に一致するような閾値を出力し、この出
力された閾値がレジスタ４３に格納され、この格納され
た閾値に応じて、バックライト３０のオン／オフ時間が
制御される。

【００３６】すなわち、調光装置ＢＳ２の電源投入時に
は、バックライト３０の温度が比較的低く、バックライ
ト３０が発生する光の量が少なく、受光素子５１の出力
値、Ａ／Ｄコンバータ５２の出力値が小さくなり、Ａ／
Ｄコンバータ５２の出力値とレジスタ５３に格納されて
いる基準値との差が大きくなり、マイコン５４は、その
差が大きい程、レジスタ４３に設定する閾値を大きくす
るので、コンパレータ４４から出力されるＦＥＴ制御信
号は、ＦＥＴ２０のオン時間を長くする方向で制御され
る。

【００３７】そして、調光装置ＢＳ２の電源投入時から
時間が経過するに従って、バックライト３０の温度が次
第に上昇し、バックライト３０が発生する光の量が多く
なり、受光素子５１の出力値、Ａ／Ｄコンバータ５２の
出力値が大きくなり、Ａ／Ｄコンバータ５２の出力値と
レジスタ５３の値との差が次第に小さくなり、マイコン
５４は、レジスタ４３に設定する閾値を次第に小さくす
るので、コンパレータ４４から出力されるＦＥＴ制御信
号は、ＦＥＴ２０のオン時間を短くする方向で制御され
る。

【００３８】その後、バックライト３０の温度が安定す
ると、ＦＥＴ２０のオン時間が一定になり、デューティ
比が一定になる。したがって、バックライト３０の温度
が変化しても、バックライト３０の平均輝度が変化しな
い。特に、冬季、寒冷地等のように温度の低下が大きい
場合にバックライト調光装置ＢＳ２は有効である。

【００３９】図４は、本発明の第３の実施例であるＬＣ
Ｄのバックライト調光装置ＢＳ３を示すブロック図であ
る。

【００４０】このバックライト調光装置ＢＳ３は、車室
外の明るさが何段階かに変化しても、ＬＣＤの表示が常
に見易いようにした装置であり、車室内の明るさを検出
する車室内用受光素子６１と、Ａ／Ｄコンバータ６２
と、マイコン６４とを、バックライト調光装置ＢＳ１に
付加したものである。

【００４１】マイコン６４は、車室内用受光素子６１の
出力値に応じて、レジスタ４３に設定される閾値を制御
する閾値制御手段の例である。マイコン６４は、車室内
用受光素子６１の出力値と閾値との対応テーブルを有し
ている。この対応テーブルは、車室内用受光素子６１の
出力値が大きい程、閾値も大きくなっている。

【００４２】次に、バックライト調光装置ＢＳ３の動作
について説明する。

【００４３】まず、昼間の屋外を車両が走行している
と、車室内が比較的明るく、受光素子６１の出力値が大
きくなり、マイコン６４は、比較的大きな閾値を出力
し、この閾値がレジスタ４３に設定され、この設定され
た閾値に応じてＦＥＴ２０が制御されるので、ＦＥＴ２
０がオンする時間が長くなる。逆に、夜間等に車両が走
行していると、車室内が比較的暗く、受光素子６１の出
力値が小さくなり、マイコン６４は、比較的小さな閾値
を出力し、この閾値がレジスタ４３に設定され、この設
定された閾値に応じてＦＥＴ２０が制御されるので、Ｆ
ＥＴ２０がオンする時間が短くなる。

【００４４】したがって、車室外の明るさが何段階かに
変化しても、ＬＣＤパネル３１の表示が常に見易くな
る。なお、車室内用受光素子６１の特性が揃った受光素
子６１さえ用意すれば、バックライト２０の輝度バラツ
キが実際上無視できる程度になる。また、マイコン６４
が具備する対応テーブルを変更するだけで、他の素子を
変更せずに、調光特性を調整できるので、調光特性の調
整が容易である。

【００４５】ところで、上記各実施例は、デジタル的に
バックライト３０を制御するものであるが、バックライ
ト３０をアナログ的に制御する装置においても、バック
ライト調光装置ＢＳ２、ＢＳ３を適用することができ
る。つまり、クロック発生源４１、カウンタ４２、レジ
スタ４３、コンパレータ４４の代わりに、抵抗、コンデ
ンサ等で構成される時定数回路によってＦＥＴ２０のオ
ン／オフ時間を制御し、この場合、バックライト３０か
らの光の量が少ない程、ＦＥＴ２０のオン時間を長くす
るように、時定数回路における定数を制御するようにし
てもよい。

【００４６】すなわち、ＬＣＤのバックライトを駆動す
る交流電源と、バックライト用光源への交流電源の供給
を制御するスイッチング素子と、所定のデューティ比で
スイッチング素子をオン／オフさせるスイッチング素子
制御手段と、バックライトからの光を受けるバックライ
ト用受光素子と、バックライト用受光素子の出力値と所
定の基準値との差に応じて、デューティ比を制御するデ
ューティ比制御手段とを設ければ、車室外の明るさが何
段階かに変化しても、ＬＣＤの表示が常に見易くなる。

【００４７】また、クロック発生源４１、カウンタ４
２、レジスタ４３、コンパレータ４４の代わりに、抵
抗、コンデンサ等で構成される時定数回路によってＦＥ
Ｔ２０のオン／オフ時間を制御し、この場合、車室内の
光の量が少ない程、ＦＥＴ２０のオン時間を短くするよ
うに、時定数回路における定数を制御するようにしても
よい。

【００４８】すなわち、ＬＣＤのバックライトを駆動す
る交流電源と、バックライト用光源への交流電源の供給
を制御するスイッチング素子と、所定のデューティ比で
スイッチング素子をオン／オフさせるスイッチング素子
制御手段と、車室内の明るさを検出する車室内用受光素
子と、車室内用受光素子の出力値に応じて、デューティ
比を制御するデューティ比制御手段を設ければ、車室外
の明るさが何段階かに変化しても、ＬＣＤの表示が常に
見易くなる。

【００４９】

【発明の効果】請求項１〜請求項４に記載の発明によれ
ば、ＬＣＤのバックライト調光装置に使用されている抵
抗、コンデンサ等の素子のバラツキがあっても、またそ
の素子が温度変化しても、ＬＣＤのバックライトの平均
輝度が変化しないという効果を奏する。

【００５０】請求項５に記載の発明によれば、バックラ
イトの温度が変化しても輝度が変化しないという効果を
奏する。

【００５１】請求項６に記載の発明によれば、車室外の
明るさが何段階かに変化しても、ＬＣＤの表示が常に見
易いという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であるＬＣＤのバックライト
調光装置ＢＳ１を示すブロック図である。

【図２】上記実施例の動作を示すタイミングチャートで
ある。

【図３】本発明の第２の実施例であるＬＣＤのバックラ
イト調光装置ＢＳ２を示すブロック図である。

【図４】本発明の第３の実施例であるＬＣＤのバックラ
イト調光装置ＢＳ３を示すブロック図である。

【符号の説明】ＢＳ１、ＢＳ２、ＢＳ３…バックライト調光装置、１０…バックライト用交流電源、２０…ＦＥＴ、３０…バックライト、３１…ＬＣＤパネル、４１…クロック発生源、４２…カウンタ、４３…閾値設定用レジスタ、４４…コンパレータ、５１…バックライト用受光素子、５２、６２…Ａ／Ｄコンバータ、５３…基準値設定用レジスタ、５４、６４…マイコン、６１…車室内用受光素子。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ＬＣＤのバックライトを駆動する交流電
源と；上記バックライト用光源への上記交流電源の供給
を制御するスイッチング素子と；所定周波数のクロック
をカウントするカウント手段と；このカウント手段によ
るカウント値と所定の閾値との比較結果に応じて、上記
スイッチング素子をオン／オフさせるスイッチング素子
制御手段と；を有することを特徴とするＬＣＤのバック
ライト調光装置。
【請求項２】請求項１において、上記カウント手段は、上記閾値よりも多い第１の所定数
だけ上記クロックをカウントするとリセットされるカウ
ンタであり、上記スイッチング素子制御手段は、上記カウンタの値が
上記閾値未満であるときに、上記スイッチング素子をオ
ン／オフさせ、上記カウンタの値が上記閾値以上である
ときに、上記スイッチング素子をオフ／オンさせる手段
であることを特徴とするＬＣＤのバックライト調光装
置。
【請求項３】請求項１において、上記バックライトからの光を受けるバックライト用受光
素子と；上記バックライト用受光素子の出力値と所定の
基準値との差に応じて、上記閾値を制御する閾値制御手
段と；を有することを特徴とするＬＣＤのバックライト
調光装置。
【請求項４】請求項１において、車室内の明るさを検出する車室内用受光素子と；この車
室内用受光素子の出力値に応じて上記所定の閾値を制御
する閾値制御手段と；を有することを特徴とするＬＣＤ
のバックライト調光装置。
【請求項５】ＬＣＤのバックライトを駆動する交流電
源と；上記バックライト用光源への上記交流電源の供給
を制御するスイッチング素子と；所定のデューティ比で
上記スイッチング素子をオン／オフさせるスイッチング
素子制御手段と；上記バックライトからの光を受けるバ
ックライト用受光素子と；上記バックライト用受光素子
の出力値と所定の基準値との差に応じて、上記デューテ
ィ比を制御するデューティ比制御手段と；を有すること
を特徴とするＬＣＤのバックライト調光装置。
【請求項６】ＬＣＤのバックライトを駆動する交流電
源と；上記バックライト用光源への上記交流電源の供給
を制御するスイッチング素子と；所定のデューティ比で
上記スイッチング素子をオン／オフさせるスイッチング
素子制御手段と；上記車室内の明るさを検出する車室内
用受光素子と；上記車室内用受光素子の出力値に応じ
て、上記デューティ比を制御するデューティ比制御手段
と；を有することを特徴とするＬＣＤのバックライト調
光装置。