JP2006351319A - 輝度制御方法及び輝度制御装置及び表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 光源の周囲温度に拘らず、最適な輝度を確保することができる光源の輝度制御方法及び輝度制御装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 光源（１２２）の周囲温度を検出する温度センサ（１４０）と、光源に印加される電流値、光源の輝度及び周囲温度との関係から温度センサによって検出された周囲温度の場合に所定の輝度を得ることができる最小の電流値を決定する制御部（２００）と、決定された電流値に応じたＰＷＭ制御パルスを発生するパルス発生部（２０２）と、ＰＷＭ制御パルスに応じた電流値を光源に供給するためのインバータ（１３０）とを有することを特徴とする輝度制御装置（１７０）。
【選択図】 図１

Description

本発明は、輝度制御方法及び輝度制御装置に関し、特に冷陰極線管の輝度制御方法及び輝度制御装置及び輝度制御部を備えた表示装置に関するものである。

１つの表示画面を用い、少なくとも運転席側及び助手席側でそれぞれ異なる内容の表示を行わせることができる表示装置（以下「マルチビュー対応表示装置」と言う）が知られている（例えば、特許文献１）。このようなマルチビュー対応表示装置では、表示部の表示画像を縦方向に多数分割し、それらを右側用表示部と左側表示部とに分けて、バリア層を用いて右側用表示部には運転席用画像を表示し、左側用表示部には助手席用画像を表示するものである。

しかしながら、バリア層を設けることによって、表示部の輝度が低下してしまうという問題があった。また、輝度を上げるために光源を複数設けたり、印加電力を増加させたりすると、光源付近に発生する熱量が増加してしまうという問題もあった。さらに、光源の周囲温度に応じて光源の輝度が変化してしまうという問題もあった。

特開２００３−１３７００５号公報

そこで、本発明は、光源の最適な輝度を確保することができる光源の輝度制御方法及び輝度制御装置を提供することを目的とする。

また、本発明は、光源の周囲温度における最大輝度を得ることができる光源の輝度制御方法及び輝度制御装置を提供することを目的とする。

さらに、本発明は、常にほぼ一定の輝度を得ることができる光源の輝度制御方法及び輝度制御装置を提供することを目的とする。

さらに、本発明は、光源の周囲温度における所定の輝度を得ることができる最低の電力によって光源を駆動するような輝度制御方法及び輝度制御装置を提供することを目的とする。

本発明は、上記の（ｉ）光源の周囲温度において最大輝度を得るために、（ii）常にほぼ一定の輝度を得るために、あるいは（iii）所定の輝度を得ることができる最低の電力によって光源を駆動するために、下記のような輝度制御方法および輝度制御装置を提供する。

本発明に係る光源の輝度制御方法においては、光源の周囲温度を検出し、検出された周囲温度に基づいて、光源の管電流を決定することを特徴とする。

また、本発明に係る光源の輝度制御方法においては、光源の周囲温度を検出し、光源の温度に対応する輝度特性を示す特性データを用いて、検出された周囲温度と特性データとに基づき、光源の管電流を決定することを特徴とする。ここにその特性データは、光源の温度における管電流値毎の輝度の値を示すテーブルデータであることを特徴とする。さらにそのテーブルデータは、光源の温度において最大輝度を得ることができる管電流の値を記憶したものであることを特徴とする。

さらに上記のテーブルデータは、光源を一定の輝度にするための光源の温度における管電流の値を記憶したものであることを特徴とし、あるいはそのテーブルデータは、光源の温度において光源が所定の輝度を得ることができる最小の管電流であることを特徴とする。

さらにまた、上記の決定される管電流は、検出された温度において最大輝度を得ることができる管電流であることを特徴とし、あるいはその決定される管電流は、一定の輝度にするための前記検出された温度における管電流であることを特徴とし、あるいはまた、その決定される管電流は、検出された温度において所定の輝度を得ることができる最小の管電流であることを特徴とする。

また、上記の各態様の方法においては、決定された管電流値に応じたＰＷＭ信号を発生し、そのＰＷＭ信号をインバータに入力し、インバータから決定された管電流を前記光源に印加するステップをさらに有することを特徴とする。

一方本発明に係る光源の輝度制御装置は、光源の周囲温度を検出する温度センサと、温度センサによって検出された周囲温度に基づき、管電流を決定する制御部と、を有することを特徴とする。

また本発明に係る光源の輝度制御装置は、光源の周囲温度を検出する温度センサと、光源の温度における管電流値毎の輝度の値を示すテーブルデータを記憶する記憶手段と、温度センサによって検出された周囲温度と、記憶手段に記憶されたテーブルデータに基づき、管電流を決定する制御部と、を有することを特徴とし、ここに、そのテーブルデータは、光源の温度において最大輝度を得ることができる管電流の値を記憶したものであることを特徴とし、あるいは、そのテーブルデータは、光源を一定の輝度にするための光源の温度における管電流の値を記憶したものであることを特徴とし、あるいはまた、そのテーブルデータは、光源の温度において光源が所定の輝度を得ることができる最小の管電流であることを特徴とする。

また、上記の制御部は、温度センサによって検出された周囲温度において最大輝度を得ることができる管電流を決定することを特徴とし、あるいはその制御部は、一定の輝度にするための、検出された温度における管電流を決定することを特徴とし、あるいはまた、その制御部は、検出された温度において所定の輝度を得ることができる最小の管電流を決定することを特徴とする。

さらにまた、決定された電流に応じたＰＷＭ制御パルスを発生するパルス発生部と、ＰＷＭ制御パルスに応じた電流を光源に印加するインバータと、を有することを特徴とすると共に、光源は、冷陰極線管であることを特徴とする。

また、本発明に係る表示装置は、冷陰極線管からなるバックライト手段と、同一の表示面で表示される画像が第１の視方向では見えて、第２の視方向では見えない表示部とを有する表示装置であって、光源の周囲温度を検出する温度センサと、温度センサによって検出された周囲温度に基づき、管電流を決定する制御部と、を有することを特徴とする。

あるいは本発明に係る表示装置は、冷陰極線管からなるバックライト手段と、同一の表示面で表示される画像が第１の視方向では見えて、第２の視方向では見えない表示部とを有する表示装置であって、光源の周囲温度を検出する温度センサと、光源の温度における管電流値毎の輝度の値を示すテーブルデータを記憶する記憶手段と、温度センサによって検出された周囲温度と、記憶手段に記憶されたテーブルデータに基づき、管電流を決定する制御部と、を有することを特徴とする。

本発明に係る輝度制御方法及び輝度制御装置によれば、光源の周囲温度において最大輝度を得ることができるので、バリア層を用い１つの表示画面で視方向に応じてそれぞれ異なる内容の表示を観察することができる表示装置においても、十分な輝度を得ることが可能となった。

本発明に係る輝度制御方法及び輝度制御装置によれば、光源の周囲温度において常にほぼ一定の輝度を得ることができるので、バリア層を用い１つの表示画面で視方向に応じてそれぞれ異なる内容の表示を観察することができる表示装置においても、安定した輝度を得ることが可能となった。

本発明に係る輝度制御方法及び輝度制御装置によれば、光源の周囲温度において所定の輝度を得ることができる最低の電力によって光源を駆動することができるので、バリア層を用い１つの表示画面で視方向に応じてそれぞれ異なる内容の表示を観察することができる表示装置においても、十分な輝度を確保しつつ且つ光源部での熱の発生を抑えることが可能となった。

以下図面を参照して、本発明に係る表示装置について説明する。

図１は、本発明に係わる表示装置の概要を示すブロック図である。

表示装置１００は、液晶パネル１１０、２本の冷陰極線管１２２を有するバックライト１２０、バックライトに所定の交流電流を供給するためのインバータ１３０、冷陰極線管１２２の近傍の温度を測定するためのサーミスタ１４０、液晶パネル１１０の表面上に設けられ且つ各種入力操作を行うためのタッチパネル１５０、液晶パネル１１０の周囲に配置され且つ複数のボタン等を含む操作部１６０、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等から構成される制御部２００、ラジオ受信部２１０、ＣＤ／ＤＶＤ再生部２２０、車本体に配置された複数のスピーカへ出力を行うための音声出力部２３０、ナビゲーション制御部２４０、ＴＶ受信部２５０、及び記憶部２６０等を有している複合装置である。なお、ナビゲーション部２４０は、ナビゲーションの為等に利用される地図情報を記憶した地図情報記憶部、ＶＩＣＳ情報受信部、ＧＰＳ情報受信部、ジャイロセンサ、車速パルス検出部等を含み、各種データを用いてナビゲーション動作の為の画像を作成及び出力し、制御部２００を介して液晶パネル１１０に表示する。なお、バックライト１２０、インバータ１３０、サーミスタ１４０及び制御部２００は、冷陰極線管１２２の輝度を調光するための輝度制御装置１７０を構成している。

液晶パネル１１０は、後述するように、液晶パネル１１０の縦方向に帯状に分割された複数の画素を含み、複数の画素は運転席側への画像を表示する複数の画素から構成される第１の画素群と、第１の画素群を構成する画素と交互に配置され且つ助手席側への画像を表示する複数の画素から構成される第２の画素群とを有する。

制御部２００は、パルス発生部２０２を含み、サーミスタ１４０による検出周囲温度に基づいてパルス発生部２０２においてＰＷＭ調光制御パルスを発生し、インバータ１３０を制御して冷陰極線管１２２の輝度制御を行う。本実施形態では、ＰＷＭ調光制御パルスは、１５０Ｈｚ、５Ｖの矩形パルスのＤｕｔｙ比を制御部２００が決定された管電流値（後述する）に応じて変化させたものであるが、インバータ１３０を制御するために適した他のパルスを用いることもできる。

また、制御部２００は、各種ソース（ＣＤ／ＤＶＤ再生部２２０、ナビゲーション部２４０、及びＴＶ受信部２５０）からの第１の画像を第１の画素群を駆動して運転席側に表示し、各種ソースからの第２の画像を第２の画素群を駆動して助手席側に表示するように制御を行う。なお、第１の画像と第２の画像は別々のものであっても（例えば、ナビゲーション用の画像を運転席側に表示し、ＤＶＤの画像を助手席側に表示する）、同じものであっても良い。また、操作部１６０を用いて、どのような画像をどちら側に表示するかを選択できるように構成することが好ましい。さらに、第１及び第２の画像は、静止画像や動画を含む全てのデジタル画像を含むことが可能である。

図２は、液晶パネルの概略構成を示す断面図である。

図２に示すように、液晶パネル１１０は、第１の偏光板１１１、第１のガラス基板１１２、バリア層１１３、第２のガラス基板１１４、ＴＦＴ液晶層１１５、第３のガラス基板１１６、及び第２の偏光板１１７等から構成される。

ＴＦＴ液晶層１１５は、画面の縦方向に帯状に分割された複数の画素を有しており、運転席側（Ｄ）への表示を行う第１の画素群と、助手席側（Ｐ）への表示を行う第２の画素群とから構成される。図２の場合、Ｒ−Ｄ（赤色画素・運転席側）、Ｇ−Ｄ（緑画素・運転席側）、Ｂ−Ｄ（青色画素・運転席側）が第１の画素群に含まれる。また、同様に、Ｒ−Ｐ（赤色画素・助手席側）、Ｇ−Ｐ（緑画素・助手席側）、Ｂ−Ｐ（青色画素・助手席側）が第２の画素群に含まれる。

バリア層１１３は、ポリカーボネイト等から形成される。また、バリア層１１３には、遮光帯１１８及び透過帯１１９が交互に形成されている。

運転席側からは、バリア層１１３の作用によって、第１の画素群による第１の画像のみを観察することができ、助手席側からも、透明カバー１３０の作用によって、第２の画素群による第２の画像のみを観察することができる。このように実際は、１つの画面を縦方向に帯状に分割した１つ置きの画像を観察することとなるが、１つの画素の幅を非常に狭くすることによって、運転席側からも、助手席側からも別々の画像をそれぞれ観察することが可能となる。

図３は、バックライト１２０に用いられる冷陰極線管１２２の輝度と周囲温度との関係を示した図である。

図３には、１本の冷陰極線管１２２に３ｍＡ〜６ｍＡの管電流（実効値）を印加した場合の各輝度を、−２０℃〜６５℃の温度範囲（ほぼ、通常車の許容使用温度範囲に相当）で示した。なお、輝度は、周囲温度が２５℃で６ｍＡを印加した場合の冷陰極線管の輝度を１００％として示した。

図３に示すように、２５℃以下では、周囲温度が上昇すると輝度も上昇するが、２５℃以上になると、周囲温度が上昇しても輝度は減少してしまう。また、５０℃付近未満では、周囲温度が同じであれば、管電流値が高いほど輝度も高いが、５０℃付近以上では、管電流値と輝度の関係がそれまでとは一致しなくなる。これらは、冷陰極線管等の光源に特有の特性である。このように、管電流値を一定に維持しても、周囲温度が変化すると、輝度が変化してしまうという現象が発生する。また、周囲温度によっては、低い管電流値を冷陰極線管等の光源に印加しても、高い輝度を得られる場合がある。本発明は、このような現象に基づいて、周囲温度に応じた最適な輝度を得ることができる輝度制御方法又は輝度制御装置を提案するものである。

図４は、制御部２００で行う制御フローの概要を示す図である。

図４に示す制御フローは、予め制御部２００のＲＯＭ等に記憶されたプログラムに従い、主に制御部２００が各種構成要素を共同して実行する。

最初に、制御部２００はサーミスタ１４０からの信号に従って、冷陰極線管１２２の周囲温度を検出する（Ｓ４０１）。次に、制御部２００は、予めＲＯＭ等に記憶された、管電流値、輝度及び周囲温度のテーブル（図５又は図６参照）を用いて、最適管電流値を決定する（Ｓ４０２）。尚、最適管電流値は、演算処理により求める方法も考えられる。次に、制御部２００は、決定された管電流値に対応したＰＷＭ調光制御パルスをパルス発生部２０２で発生してインバータ１３０に供給する（Ｓ４０３）。インバータ１３０は、受信したＰＷＭ調光制御パルスに応じた管電流値を冷陰極線管１２２に印加して、冷陰極線管を発光させる。制御部２００は、上記のステップ４０１〜４０３を所定の時間間隔（例えば、１分間隔）で行って、図５又は図６に示すように方式に従って、輝度制御を行う。

図５は、最適管電流値の選択の一例を示す図である。

図５に示す選択方式では、システム上選択することができる最大の管電流値が６ｍＡであった場合に、周囲温度において最大輝度が得られるように管電流を選択するように制御した。また、そのためには、必ずしも最大の管電流値を選択することなく、冷陰極線管の特性に従って、周囲温度６５℃では、６ｍＡではなく、３ｍＡを選択した。即ち、周囲温度６５℃の場合では、光源の周囲温度において所定の輝度を得ることができる最低の電力によって光源を駆動するよう制御した。

図５に記載される、周囲温度５０１、管電流３ｍＡの場合の輝度５０２、管電流４ｍＡの場合の輝度５０３、管電流５ｍＡの場合の輝度５０４、管電流６ｍＡの場合の輝度５０５、及び選択される管電流値５０６は、テーブルとして制御部２００のＲＯＭ等に予め記憶されているものとする。また、図５において、選択された各管電流値を太枠で示した。即ち、図５に示すテーブルに基づいて、サーミスタ１４０の検出周囲温度５０１に応じた管電流値５０６が決定される。なお、図５のテーブルでは、周囲温度に対する選択電流値のデータを５℃毎に有している。したがって、実際には、サーミスタ１４０の検出周囲温度が最も近い周囲温度に対応した管電流値が制御部２００によって選択されることとなる。しかしながら、他の温度毎（例えば１℃毎）にデータを持つようにテーブルを構成しても良い。

図５に示す選択方式を採用することによって、特に５０℃付近以上では、同じ輝度を保ちながら低い管電流値を選択することができるので、インバータ回路１３０と冷陰極線管１２２の発熱を抑えて、インバータ回路１３０と冷陰極線管１２２付近に高温による悪影響を防止することができる。

図６は、最適管電流値の選択の他の例を示す図である。

図６に示す選択方式では、システム上選択することができる最大の管電流値が６ｍＡであった場合に、ほぼ一定の輝度（７０％）が得られるように管電流を選択するように制御した。図６に示すように、周囲温度５℃〜６５℃の範囲では、ほぼ７０％の輝度を得られるように調光することができた。なお、０℃以下は必ずしも７０％の輝度に近い値を得ることはできていないが、それは最大の管電流値が６ｍＡであるからであり、他の管電流値を選択すれば、さらに広い範囲でほぼ一定の輝度を得ることが可能となる。

図６に記載される、周囲温度６０１、管電流３ｍＡの場合の輝度６０２、管電流４ｍＡの場合の輝度６０３、管電流５ｍＡの場合の輝度６０４、管電流６ｍＡの場合の輝度６０５、及び選択される管電流値６０６は、テーブルとして制御部２００のＲＯＭ等に予め記憶されているものとする。また、図６において、選択された各管電流値を太枠で示した。即ち、図６に示すテーブルに基づいて、サーミスタ１４０の検出周囲温度６０１に応じた管電流値６０６が決定される。なお、図６のテーブルでは、周囲温度に対する選択電流値のデータを５℃毎に有している。したがって、実際には、サーミスタ１４０の検出周囲温度が最も近い周囲温度に対応した管電流値が制御部２００によって選択されることとなる。しかしながら、他の温度毎（例えば１℃毎）にデータを持つようにテーブルを構成しても良い。テーブルデータは、温度と、温度毎の最大輝度を得ることができる管電流値とを対応させて記憶したもの（図５の周囲温度５０１と選択電流値５０６のみを有したテーブル）や、一定の輝度にするための管電流値、あるいは、所定の輝度を得ることができる最小の管電流を、周囲温度と対応させてテーブルとしてもたせても良い。つまりは、少なくとも周囲温度と管電流値とを対応付けたテーブルであれば良い。

上述したように、冷陰極線管１２２の周囲温度に応じて、冷陰極線管１２２へ供給される管電流値を切り替えるように制御したので、周囲温度において最大輝度が得られるように管電流を選択するように制御することができた。また、周囲温度において所定の輝度を得ることができる最低の電力によって光源を駆動するよう制御することができた。さらに、ほぼ一定の輝度が得られるように制御することができた。

表示装置の概要構成を示すブロック図である。 液晶パネルの概略構成を示す図である。 輝度と周囲温度との関係を示す図である。 制御フローの一例を示す図である。 管電流値の選択方式の一例を示す図である。 管電流値の選択方式の他の例を示す図である。

符号の説明

１００ 表示装置
１１０ 液晶パネル
１２０ バックライト
１２２ 冷陰極線管
１３０ インバータ
１４０ サーミスタ
１７０ 輝度制御装置
２００ 制御部
２０２ パルス発生部

Claims (22)

1. 光源の輝度制御方法において、
   前記光源の周囲温度を検出し、
   前記検出された周囲温度に基づいて、
   前記光源の管電流を決定することを特徴とする光源の輝度制御方法。
2. 光源の輝度制御方法において、
   前記光源の周囲温度を検出し、前記光源の温度に対応する輝度特性を示す特性データを用いて、
   前記検出された周囲温度と前記特性データとに基づき、
   前記光源の管電流を決定することを特徴とする光源の輝度制御方法。
3. 前記特性データは、前記光源の温度における管電流値毎の輝度の値を示すテーブルデータであることを特徴とする請求項２に記載の光源の輝度制御方法。
4. 前記テーブルデータは、前記光源の温度において最大輝度を得ることができる管電流の値を記憶したものであることを特徴とする請求項３に記載の光源の輝度制御方法。
5. 前記テーブルデータは、前記光源を一定の輝度にするための前記光源の温度における管電流の値を記憶したものであることを特徴とする請求項３に記載の光源の輝度制御方法。
6. 前記テーブルデータは、前記光源の温度において光源が所定の輝度を得ることができる最小の管電流であることを特徴とする請求項３に記載の光源の輝度制御方法。
7. 前記決定される管電流は、前記検出された温度において最大輝度を得ることができる管電流であることを特徴とする請求項２または３に記載の光源の輝度制御方法。
8. 前記決定される管電流は、一定の輝度にするための前記検出された温度における管電流であることを特徴とする請求項２または３に記載の光源の輝度制御方法。
9. 前記決定される管電流は、前記検出された温度において所定の輝度を得ることができる最小の管電流であることを特徴とする請求項２または３に記載の光源の輝度制御方法。
10. 決定された管電流値に応じたＰＷＭ信号を発生し、
    前記ＰＷＭ信号をインバータに入力し、インバータから決定された管電流を前記光源に印加するステップをさらに有することを特徴とする請求項２〜９の何れか一つに記載の輝度制御方法。
11. 光源の輝度制御装置であって、
    前記光源の周囲温度を検出する温度センサと、
    前記温度センサによって検出された周囲温度に基づき、
    管電流を決定する制御部と、を有することを特徴とする輝度制御装置。
12. 光源の輝度制御装置であって、
    前記光源の周囲温度を検出する温度センサと、
    前記光源の温度における管電流値毎の輝度の値を示すテーブルデータを記憶する記憶手段と、
    前記温度センサによって検出された周囲温度と、前記記憶手段に記憶されたテーブルデータに基づき、
    管電流を決定する制御部と、を有することを特徴とする輝度制御装置。
13. 前記テーブルデータは、前記光源の温度において最大輝度を得ることができる管電流の値を記憶したものであることを特徴とする請求項１２に記載の光源の輝度制御装置。
14. 前記テーブルデータは、前記光源を一定の輝度にするための前記光源の温度における管電流の値を記憶したものであることを特徴とする請求項１２に記載の光源の輝度制御装置。
15. 前記テーブルデータは、前記光源の温度において光源が所定の輝度を得ることができる最小の管電流であることを特徴とする請求項１２に記載の光源の輝度制御装置。
16. 前記制御部は、前記温度センサによって検出された周囲温度において最大輝度を得ることができる管電流を決定することを特徴とする請求項１２に記載の輝度制御装置。
17. 前記制御部は、一定の輝度にするための前記検出された温度における管電流を決定することを特徴とする請求項１２に記載の輝度制御装置。
18. 前記制御部は、前記検出された温度において所定の輝度を得ることができる最小の管電流を決定することを特徴とする請求項１２に記載の輝度制御装置。
19. 決定された電流に応じたＰＷＭ制御パルスを発生するパルス発生部と、
    前記ＰＷＭ制御パルスに応じた電流を前記光源に印加するインバータと、
    を有することを特徴とする請求項１２〜１８の何れか一つに記載の輝度制御装置。
20. 前記光源は、冷陰極線管であることを特徴とする請求項１２〜１９の何れか一つに記載の輝度制御装置。
21. 冷陰極線管からなるバックライト手段と、
    同一の表示面で表示される画像が第１の視方向では見えて、第２の視方向では見えない表示部とを有する表示装置において、
    前記光源の周囲温度を検出する温度センサと、
    前記温度センサによって検出された周囲温度に基づき、
    管電流を決定する制御部と、を有することを特徴とする表示装置。
22. 冷陰極線管からなるバックライト手段と、
    同一の表示面で表示される画像が第１の視方向では見えて、第２の視方向では見えない表示部とを有する表示装置において、
    前記光源の周囲温度を検出する温度センサと、
    前記光源の温度における管電流値毎の輝度の値を示すテーブルデータを記憶する記憶手段と、
    前記温度センサによって検出された周囲温度と、前記記憶手段に記憶されたテーブルデータに基づき、管電流を決定する制御部と、を有することを特徴とする表示装置。

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