JP2005266390A

JP2005266390A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JP2005266390A
Application number: JP2004079556A
Authority: JP
Inventors: Tokuyuki Suzuki; 徳之鈴木
Original assignee: Moric Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Electronics Co Ltd
Priority date: 2004-03-19
Filing date: 2004-03-19
Publication date: 2005-09-29
Also published as: US20050206803A1; TW200606497A

Abstract

【課題】バックライト輝度を落としてもコントラストを上げ、ディスプレィの見易さを確保する。
【解決手段】液晶表示装置１は、バックライト３に可変駆動電圧を供給し、バックライト３の輝度を調整可能ならしめるバックライト電源回路５と、液晶ディスプレィ２に可変駆動電圧を供給し、コントラストを調整可能ならしめる液晶ディスプレィ電源回路１０を有する。制御ユニット４は、バックライト３の輝度を上げた時、液晶ディスプレィ２のコントラストを弱め、バックライト３の輝度を下げた時、液晶ディスプレィ２のコントラストが強くなるようにディスプレィ電源回路１０の作動を制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、液晶ディスプレィ（ＬＣＤ）のコントラストをバックライトの輝度に対応して最適化する液晶表示装置に関する。

従来より、画像表示手段として液晶を使用した表示装置があり、車両や航空機の操縦室の表示部分や各種計測器の表示部などに使用されてきた。また最近では、パーソナルコンピュータ、テレビなどの画像表示部にも液晶を用いたものがあり、今後多くの分野で使用されることが予想される。

ところで一般に、液晶表示装置の液晶パネルはそれ自体発光しない構造であるために、通常パネルの裏側にはバックライトと呼ばれる発光体が設けられている。このバックライトとしては蛍光管も使用されるが、使用時間と共に輝度が低下すると画面が暗くなり、コントラストが落ちて画質が劣化し、見難くなってくる。このため、使用時間に応じてバックライトの駆動電圧を変え、液晶パネルのコントラストを補正するようにした装置が提案されている（特許文献１参照）。この特許文献１のコントラスト補正装置は、使用時間に応じた高い電圧を液晶パネルのバックライトに供給して輝度低下を補正し、コントラストの低下を少なくしたものである。

ところで、経時劣化の有無にかかわらず、バックライトの明るさは、例えば船舶などに搭載される液晶表示装置のような場合、夜間や暗闇など、周辺光量が少ない時には周囲に合わせてその輝度を落とし、他の計器や周囲に目を転じた時に、オペレータの視力が短時間に回復し、即見えるようにしたほうが良い。しかしながら、従来の液晶表示装置においては、コントラストを決める装置駆動電圧が固定されているため、バックライト自体の輝度を落とすと、輝度低下に伴ってコントラストも落ちてしまい、画像が見難くなる傾向にある。このような周辺使用環境に合わせたコントラスト補正の必要性について上記特許文献１では対処できない。

特開平６−１６７６９５号公報

本発明は、前記従来技術を考慮したものであって、液晶ディスプレィのバックライトの輝度を落として使用する状況下にあってもコントラストが強められ、液晶ディスプレィ自体の見易さは確保される液晶表示装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明によれば、バックライト付き液晶ディスプレィを備えた液晶表示装置において、上記バックライトに可変駆動電圧を供給し、バックライトの輝度を調整可能ならしめるバックライト電源回路と、上記液晶ディスプレィに可変駆動電圧を供給し、液晶ディスプレィのコントラストを調整可能ならしめる液晶ディスプレィ電源回路と、上記バックライトの輝度を上げた時、上記液晶ディスプレィのコントラストを弱め、バックライトの輝度を下げた時、液晶ディスプレィのコントラストが強くなるように液晶ディスプレィの駆動電圧を制御する制御手段とを有することを特徴とする液晶表示装置が提供される。

また、請求項２に記載の発明によれば、請求項１の液晶表示装置において、上記バックライトに供給される駆動電圧は複数の電圧値に段階的に設定され、このバックライトの輝度は複数段に亘り調整可能であり、上記液晶ディスプレィに供給される駆動電圧は、前記バックライト駆動電圧に対応して複数の電圧値に段階的に設定され、この液晶ディスプレィのコントラストを複数段に亘り調整可能とした。

また、請求項３に記載の発明によれば、請求項１の液晶表示装置において、上記バックライトに供給される駆動電圧は無段階に連続的に可変であり、このバックライトの輝度は無段階に亘り調整可能であり、上記液晶ディスプレィに供給される駆動電圧は、バックライト駆動電圧に対応して無段階に連続的に可変であり、この液晶ディスプレィのコントラストを無段階に亘り調整可能とした。

本発明の効果として、請求項１に記載の発明によれば、液晶ディスプレィの周辺が暗い場合などのようにバックライトの輝度を周辺に合わせて落として使用する状況下にあっても、制御手段によってコントラストが強められるので、液晶ディスプレィ自体の見易さが向上する。また、日中周辺が明るいときなどにバックライトの輝度を上げた場合には、ディスプレィのコントラストを低下させて見易い表示が得られる。

請求項２に記載の発明によれば、バックライト駆動電圧及び液晶ディスプレィ駆動電圧は、複数段に段階的に可変であって、例えば各電圧値に対応して複数のスイッチを設け、そのオンオフで切り替えることにより、予め設定された複数段の輝度やコントラストを選択することができ使用性が向上すると共に、回路構成が簡単になる。

請求項３に記載の発明によれば、バックライト駆動電圧は無段階に渡り調整可能であることにより、例えば周囲状況に合わせてバックライト輝度を微調整でき、これに対応してコントラストが変化し、使用者の感覚に対応して見易さが確保される。

図１は、本発明による液晶表示装置の構成を示す図である。本図において、液晶表示装置１は、液晶ディスプレィ（ＬＣＤ）２とＥＬ（electronic lumination)バックライト３を備える。液晶ディスプレィ２は表示信号（図示せず）を入力する制御ユニット（ＣＰＵ）４によって駆動される。この制御ユニット４はＬＣＤ駆動回路を構成している。ＬＣＤ駆動信号は、制御ユニット４のＬＣＤ駆動出力ポート４ａより液晶ディスプレィ２へと出力される。

一方、液晶ディスプレィ２の背面にはバックライト３が備え付けられる。また、このバックライト３を駆動する電源回路５は、バックライト３に交流のＥＬ用駆動電圧を出力するＥＬ用インバータ回路６を備えており、さらに同回路５は、インバータ回路６にトランジスタ７を介して接続される複数個（本実施形態では４個）のツェナーダイオード８ａ、８ｂ、８ｃ及び８ｄを備える。ツェナーダイオード８ａ〜８ｄは、バックライト駆動のための定電圧を得るために使用されるものであって、各ツェナーダイオード８ａ〜８ｄは直列に接続される。なお、トランジスタ７に最も近いツェナーダイオード８ａのカソード側（図で上側）と、トランジスタ７のコレクタ（Ｃ）との間には抵抗９が介挿される。

各ツェナーダイオード８ａ〜８ｄ間は、制御ユニット４の制御出力ポート４ｂに接続されている。制御ユニット４の各制御出力ポート４ｂにはトランジスからなるスイッチS1、S２及びS３が設けられ、その一端はそれぞれ接地されている（スイッチS1のみ表示）。これらスイッチS1、S２及びS３は、オペレータにより、本液晶表示装置の使用状況、環境に応じてバックライト３の輝度を調整するべくオン、オフされるようになっている。

例えばスイッチS1、S２及びS３が全てオフの状態では、このバックライト電源回路５の接地部位は、ツェナーダイオード８ｄのアノード側（図で下側）となり、バックパネル基準電圧Ｖ_ＥＬは、ツェナーダイオード４個分の電圧に対応し最も高い電圧となり、ＥＬバックライト３は最も高い輝度（明るさ）で発光することとなる。

スイッチS1のみオンの状態では、このバックライト電源回路５の接地部位は、ツェナーダイオード８ｃのアノード側となり、バックパネル基準電圧は、ツェナーダイオード３個分の電圧に対応し、
ＥＬバックライト３は二番目に高い輝度で発光する。また、スイッチS２のみオンの状態では、バックライト電源回路５の接地部位は、ツェナーダイオード８ｂのアノード側となり、バックパネル基準電圧Ｖ_ＥＬは、ツェナーダイオード２個分の電圧に対応し、スイッチS３のみオンの状態では、バックライト電源回路５の接地部位は、ツェナーダイオード８ａのアノード側となり、バックパネル基準電圧Ｖ_ＥＬは、ツェナーダイオード１個分の電圧に対応しＥＬバックライト３は最も低い輝度で発光することとなる。このようにして本実施形態の液晶表示装置は、ＥＬバックライト３に段階的に可変な駆動電圧をスイッチ選択により供給し、その輝度がオペレータによって調整可能になっている。なお、この輝度調整はオペレータによるものだけに限らず、例えば周囲光量を検知するセンサ（図示せず）などを設け、検出された周囲光量に応じて、自動調整されるようにしても良い。

本実施形態によれば、上述したバックライト電源回路５の作動（具体的にはスイッチS1、S２及びS３のオンオフ）に連動して液晶ディスプレィ２に異なる電圧を供給する液晶ディスプレィ電源回路１０が設けられる。この液晶ディスプレィ２を駆動する液晶ディスプレィ電源回路１０は、上述したバックライト電源回路５同様、複数個（本実施形態では４個）のツェナーダイオード１１ａ、１１ｂ、１１ｃ及び１１ｄを備える。ツェナーダイオード１１ａ〜１１ｄは、ディスプレィ駆動のための定電圧を得るために使用されるものであって、駆動回路５のそれらと同様に、直列に接続される。なお、ツェナーダイオード１１ａのカソード側（図で上側）には抵抗１２が接続され、液晶ディスプレィ駆動電圧Ｖ_ＬＣＤはこのツェナーダイオード１１ａ
と抵抗１２との間の位置での電圧が制御ユニット４に入力される。

各ツェナーダイオード１１ａ〜１１ｄ間は、制御ユニット４の制御出力ポート４ｂに接続されている。制御ユニット４の各制御出力ポート４ｂにはスイッチ（トランジスタ）S４、S５及びS６が設けられ、その一端はそれぞれ接地されている。これらスイッチは、バックライト基準電圧制御に関係するスイッチS1、S２及びS３のオンオフ状況に応じて、制御ユニット４自体によりオンオフ制御され、もって液晶ディスプレィ２の駆動電圧を変え、いわゆるコントラストが自動的に調整されるようになっている。

表１は上述したスイッチS1、S２、S３、S４、S５及びS６の切換動作例を示したものである。

表１に示すように、スイッチS1、S２及びS３が全てオフの状態では、ツェナーダイオード１１ａのスイッチS４のみがＯＮ（接地）となる。この結果、液晶ディスプレィ駆動電圧Ｖ_ＬCＤは、ツェナーダイオード１個分の電圧に対応し最も低い電圧となり、液晶ディスプレィ２は最も弱いコントラストで画像出力することとなる。

以下、スイッチS1のみオンの状態では、ツェナーダイオード１１ｂのアノード側に接続されたスイッチS５のみがＯＮ（接地）となる。この結果、液晶ディスプレィ駆動電圧Ｖ_ＬCＤは、ツェナーダイオード２個分の電圧に対応し、液晶ディスプレィ２は、スイッチS４のみがＯＮの時よりも、若干強いコントラストで画像出力することとなる。

さらに、スイッチS２のみオンの状態では、ツェナーダイオード１１ｃのアノード側に接続されたスイッチS６のみがＯＮ（接地）となる。この結果、液晶ディスプレィ駆動電圧Ｖ_ＬCＤは、ツェナーダイオード３個分の電圧に対応し、液晶ディスプレィ２は、スイッチS５のみがＯＮの時よりも、さらに強いコントラストで画像出力する。

そして、スイッチS３のみオンの状態では、液晶ディスプレィ電源回路１０側全てのスイッチS４、S５及びS６が全てＯＦＦとなる。この結果、液晶ディスプレィ駆動電圧Ｖ_ＬCＤは、ツェナーダイオード４個分の電圧に対応し、液晶ディスプレィ２は、本液晶表示装置において最も強いコントラストで画像出力する。

このように本実施例によれば、バックライト３の輝度が最も大きい（明るい）場合には、ディスプレィ２側のコントラストを最も弱くし、逆にバックライト３の輝度が最も小さい（暗い）場合には、ディスプレィ２側のコントラストを最も強くし、結果としてディスプレィの実コントラストを一定にしている。従って、いかなる使用環境下においてもディスプレィの見易さは確保され、例えば船舶の操舵室などに代表されるような、バックライトの輝度を落として使用する状況下にあってもコントラストが高く、いわゆる液晶表示装置自体の見易さは確保されることになる。また、本実施例装置は、バックライト駆動電圧、液晶ディスプレィ駆動電圧がそれぞれ４段階に亘って変化するようにし、各電圧値に対応してそれぞれ３個のスイッチを設け、そのオンオフで切り替えるようにしたため総じて、装置の構成が簡単である。

以上、バックライト輝度が複数段に亘って調整可能な液晶表示装置に例をとり説明したが、本発明はこの実施形態に限定されるものではない。

図２は、バックライトの輝度が無段階、すなわち連続的なリニアに、または連続的な曲線状に調整可能な液晶表示装置に適用した、本発明の第２実施例を示す構成図である。尚、この実施例において、上述した第１実施例と同様な作用をする構成要素は同一番号を付すこととする。

本実施例において、バックライト３はその輝度を、例えば輝度調整ツマミ（図示せず）などで無段階に変えられるようになっており、外部信号入力によりリニアな基準電圧を出力できる電源回路１２を備える。また、電源回路１２はインバータ回路６を介してバックライト３に接続されるが、電源回路１２とインバータ回路６間には電源回路１２の出力する基準電圧を検知する電圧センサ１３が介装される。電圧センサ１３で検出された基準電圧は制御ユニット４に入力される。

一方、液晶ディスプレィ２側には、電源回路１２と同様に無段階の駆動電圧を出力できるディスプレィ電源回路１４が設けられる。その作動は制御ユニット４によって制御される。制御ユニット４は、例えば所定の演算やマッピングなどにより電圧センサ１３で検出したバックライト基準電圧及び周囲の明るさ等の使用環境状態あるいは使用者の好みのコントラストを選択したコントラストモードなどからディスプレィ駆動電圧を算出し、さらにこの算出したバックライト基準電圧をディスプレィ電源回路１４に対し、電圧指示信号として出力する。これにより、ディスプレィ２は、その時のバックライト輝度に最適なコントラストで画像表示できるようになる。

このようにして、本実施例によれば、本装置のユーザーはバックライトの輝度を、装置の使用状況、あるいは嗜好に応じて無段階に調整でき、またこれに合わせてコントラストも連続的に変化するため、いかなるバックライト輝度でもディスプレィの見易さは変わらない装置を提供できる。

なお、本実施例では説明上、電圧センサ１３を設けたが、電源回路１２から直接制御ユニット４に電圧情報を入力するようにしてもよい。また、周囲環境状態やコントラストモードは電源回路１２に入力させ、これらに応じてツマミの調整量に対応する輝度を変えても良い。

本発明の利用例として、例えば船舶操舵室に設けられるモニターや計器類のような、いわゆるディスプレィ輝度を落として使用する場合がある船舶、車両用の液晶表示装置に対し有効に適用できる。

本発明による第１実施例としての液晶表示装置の構成図である。本発明による第２実施例としての液晶表示装置の構成図である。

符号の説明

１：液晶表示装置、２：液晶ディスプレィ、３：ELバックライト、
４：制御ユニット、５：バックライト電源回路、
６：ELインバータ回路、７：トランジスタ、８：ツェナーダイオード
９：抵抗、１０：ディスプレィ電源回路、１１：ツェナーダイオード
１２：抵抗、１３：電圧センサ、１４：ディスプレィ電源回路。

Claims

バックライト付き液晶ディスプレィを備えた液晶表示装置において、
上記バックライトに可変駆動電圧を供給し、バックライトの輝度を調整可能ならしめるバックライト電源回路と、
上記液晶ディスプレィに可変駆動電圧を供給し、液晶ディスプレィのコントラストを調整可能ならしめる液晶ディスプレィ電源回路と、
上記バックライトの輝度を上げた時、上記液晶ディスプレィのコントラストを弱め、バックライトの輝度を下げた時、液晶ディスプレィのコントラストが強くなるように液晶ディスプレィの駆動電圧を可変制御する制御手段と、を有することを特徴とする液晶表示装置。
請求項１に記載の液晶表示装置において、上記バックライトに供給される駆動電圧は複数の電圧値に段階的に設定され、このバックライトの輝度は複数段に亘り調整可能であり、上記液晶ディスプレィに供給される駆動電圧は、前記バックライト駆動電圧に対応して複数の電圧値に段階的に設定され、この液晶ディスプレィのコントラストを複数段に亘り調整可能としたことを特徴とする液晶表示装置。
請求項１に記載の液晶表示装置において、上記バックライトに供給される駆動電圧は無段階に連続的に可変であり、このバックライトの輝度は無段階に亘り調整可能であり、上記液晶ディスプレィに供給される駆動電圧は、バックライト駆動電圧に対応して無段階に連続的に可変であり、この液晶ディスプレィのコントラストを無段階に亘り調整可能としたことを特徴とする液晶表示装置。