WO2006080254A1

WO2006080254A1 - 表示装置、インストルメントパネル、自動車両および表示装置の駆動方法

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Publication number: WO2006080254A1
Application number: PCT/JP2006/300864
Authority: WO
Inventors: Hidetaka Mizumaki
Original assignee: Sharp Kabushiki Kaisha
Priority date: 2005-01-25
Filing date: 2006-01-20
Publication date: 2006-08-03
Also published as: EP1847984B1; US7956838B2; JP2011039492A; JP4536111B2; EP2398015A1; JPWO2006080254A1; EP1847984A1; EP1847984A4; US20090033611A1; EP2398016A1

Abstract

　低消費電力性に優れた表示装置およびその駆動方法、ならびにそのような表示装置を備えたインストルメントパネルや自動車両を提供する。　本発明による表示装置は、照明装置と、照明装置から出射した光を用いて表示を行う表示パネルと、照明装置を制御する制御回路とを備える。照明装置は、それぞれに少なくとも１つの光源が属する複数の光源ブロックを有し、表示パネルの表示領域は、それぞれが光源ブロックのそれぞれから出射した光を用いて表示を行う複数の領域を有する。制御回路は、複数の領域のそれぞれに入力される表示信号のレベルを検出し、検出した表示信号のレベルに応じて各光源ブロックの輝度を制御し得る。

Description

表示装置、インストルメントパネル、自動車両および表示装置の駆動方法技術分野

[0001] 本発明は、表示装置に関し、特に、照明装置を備えた表示装置およびその駆動方法に関する。また、本発明は、そのような表示装置を備えたインストルメントパネルや自動車両にも関する。

背景技術

[0002] 近年、液晶表示装置は、薄型で低消費電力であると、う特長を生力して、ノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話、液晶モニターを備えたカメラ一体型 VTRなどに広く用いられている。

[0003] 液晶表示装置は、 CRT (ブラウン管）や EL (エレクト口ルミネッセンス)表示装置とは異なり、自ら発光する自発光型の表示装置ではない。そのため、液晶表示装置は、液晶表示パネルの背面側に設けられた照明装置 (バックライトと呼ばれる）を備えており、このバックライトからの光を用いて表示を行う。

[0004] ノ¾ /クライト用の光源としては、従来、冷陰極管が用いられることが多力つたが、最近では、環境への配慮などの観点から水銀レス化の必要性が高まっており、そのためにバックライト用の光源として LED (発光ダイオード）を用いることが提案されて、る

[0005] ところが、 LEDは、現在のところ、光変換効率の点で冷陰極管に劣っている。そのため、 LEDを用いて冷陰極管と同等の高輝度を実現すると、消費電力が増大してしまつ。

[0006] この問題を解決する技術として、特許文献 1には、照明装置と液晶表示パネルとの間に反射型偏光板を設けることによって光の利用効率を高くし、そのことによって低消費電力化を図る手法が開示されている。

特許文献 1：特開平 11― 202781号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題 [0007] し力しながら、液晶表示装置には、その用途によっては極めて優れた低消費電力性が要求されるので、上記特許文献 1に開示されている手法を用いても、所望のレべルの低消費電力性が得られな、ことがある。

[0008] 本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、低消費電力性に優れた表示装置およびその駆動方法、ならびにそのような表示装置を備えたインストルメントパネルや自動車両を提供することにある。

課題を解決するための手段

[0009] 本発明による表示装置は、照明装置と、前記照明装置から出射した光を用いて表示を行う表示パネルと、前記照明装置を制御する制御回路とを備えた表示装置であつて、前記照明装置は、それぞれに少なくとも 1つの光源が属する複数の光源ブロックを有し、前記表示パネルの表示領域は、それぞれが前記複数の光源ブロックのそれぞれから出射した光を用いて表示を行う複数の領域を有し、前記制御回路は、前記複数の領域のそれぞれに入力される表示信号のレベルを検出し、検出した表示信号のレベルに応じて各光源ブロックの輝度を制御することができ、そのことによって上記目的が達成される。

[0010] ある好適な実施形態にぉ、て、前記制御回路は、前記複数の領域のそれぞれについて検出した表示信号のうちの最も高い表示輝度に対応した表示信号のレベルに応じ、当該表示信号に対応する表示輝度が高いほど光源ブロックの輝度が高いという予め定められた関係に基づいて各光源ブロックの輝度を制御する。

[0011] ある好適な実施形態において、前記制御回路は、各光源ブロックの輝度を、各光源ブロックに属する光源の発光強度を変化させることによって制御する。

[0012] ある好適な実施形態にお!ヽて、前記制御回路は、各光源ブロックの輝度を、各光源ブロックに属する光源の点灯時間を変化させることによって制御し得る。

[0013] ある好適な実施形態にお!、て、前記複数の領域は、前記表示パネルの水平走査方向に沿って配列された少なくとも 2つの領域を含む。

[0014] ある好適な実施形態にぉ、て、前記制御回路は、水平走査方向に沿って配列された前記少なくとも 2つの領域に入力される表示信号のレベルを、特定の水平走査期間を分割した複数の期間に順次検出する。 [0015] ある好適な実施形態にお!、て、前記複数の領域は、前記表示パネルの垂直走査方向に沿って配列された少なくとも 2つの領域を含む。

[0016] ある好適な実施形態にお!、て、前記制御回路は、垂直走査方向に沿って配列された前記少なくとも 2つの領域に入力される表示信号のレベルを、特定の垂直走査期間を分割した複数の期間に順次検出する。

[0017] ある好適な実施形態において、前記複数の光源ブロックのそれぞれは、隣接する光源ブロックとの境界近傍に、隣接する光源ブロックに属する光源と同様に制御されるさらなる光源を有している。

[0018] ある好適な実施形態にぉ、て、前記制御回路は、各光源ブロックの輝度を、複数の垂直走査期間につ、て一度変化させる。

[0019] ある好適な実施形態において、前記制御回路は、ドットクロック信号を計数する水平カウンタと、前記水平カウンタのカウント値をデコードしてデコード信号を出力するデコーダと、表示信号のレベルに応じた光源制御信号を前記デコード信号に基づ、て前記複数の光源ブロックのいずれかに選択的に出力する光源制御信号生成装置と、を有する。

[0020] ある好適な実施形態において、前記制御回路は、水平同期信号を計数する垂直力ゥンタと、前記垂直カウンタのカウント値をデコードしてデコード信号を出力するデコーダと、表示信号のレベルに応じた光源制御信号を前記デコード信号に基づ!、て前記複数の光源ブロックのいずれかに選択的に出力する光源制御信号生成装置と、を有する。

[0021] ある好適な実施形態において、前記制御回路は、ドットクロック信号を計数する水平カウンタと、水平同期信号を計数する垂直カウンタと、前記水平カウンタおよび前記垂直カウンタのカウント値をデコードしてデコード信号を出力するデコーダと、表示信号のレベルに応じた光源制御信号を前記デコード信号に基づいて前記複数の光源ブロックのいずれかに選択的に出力する光源制御信号生成装置と、を有する。

[0022] ある好適な実施形態にぉ、て、前記照明装置は、前記複数の光源ブロックに対して共通に設けられた電源装置を備える。

[0023] ある好適な実施形態において、前記電源装置は一定の大きさの電流を出力する。 [0024] ある好適な実施形態において、前記電源装置はリミッタを有する。

[0025] ある好適な実施形態において、前記照明装置は、エッジライト型の照明装置である

[0026] ある好適な実施形態において、前記照明装置は、直下型の照明装置である。

[0027] ある好適な実施形態において、前記表示パネルは、互いに対向する一対の基板と

、前記一対の基板間に設けられた液晶層とを有する。

[0028] ある好適な実施形態において、本発明による表示装置は、自動車両に搭載される表示装置である。

[0029] 本発明によるインストルメントパネルは、上記の構成を有する表示装置を備えており、そのことによって上記目的が達成される。

[0030] ある好適な実施形態にぉ、て、前記照明装置は、前記表示パネルの表示領域のうち、インストルメントパネルの表示領域として用、られな、部分には光を実質的に出射しな、ように構成されて、る。

[0031] あるいは、本発明によるインストルメントパネルは、表示装置を備えたインストルメントパネルであって、前記表示装置は、照明装置と、前記照明装置から出射した光を用いて表示を行う表示パネルとを有し、前記照明装置は、前記表示パネルの表示領域のうち、インストルメントパネルの表示領域として用いられない部分には光を実質的に出射しな、ように構成されて、る。

[0032] 本発明による自動車両は、上記の構成を有するインストルメントパネルを備えており、そのことによって上記目的が達成される。

[0033] 本発明による表示装置の駆動方法は、照明装置と、前記照明装置から出射した光を用いて表示を行う表示パネルとを備え、前記照明装置は、それぞれに少なくとも 1 つの光源が属する複数の光源ブロックを有し、前記表示パネルの表示領域は、それぞれが前記複数の光源ブロックのそれぞれから出射した光を用いて表示を行う複数の領域を有する表示装置の駆動方法であって、前記複数の領域のそれぞれに入力される表示信号のレベルを検出するステップと、検出した表示信号のレベルに応じて各光源ブロックの輝度を制御するステップと、を包含し、そのことによって上記目的が達成される。 [0034] ある好適な実施形態にぉ、て、各光源ブロックの輝度を制御するステップは、前記複数の領域のそれぞれについて検出した表示信号のうちの最も高い表示輝度に対応した表示信号のレベルに応じ、当該表示信号に対応する表示輝度が高いほど光源ブロックの輝度が高くなるように行われる。

[0035] ある好適な実施形態にぉ、て、各光源ブロックの輝度を制御するステップは、各光源ブロックに属する光源の発光強度を変化させることによって行われる。

[0036] ある好適な実施形態にぉ、て、各光源ブロックの輝度を制御するステップは、各光源ブロックに属する光源の点灯時間を変化させることによって行われる。発明の効果

[0037] 本発明による液晶表示装置は、照明装置を制御する制御回路を備えている。この制御回路は、表示パネルの表示領域が有する複数の領域のそれぞれに入力される表示信号 (少なくとも 1つの表示信号)のレベルを検出し、検出した表示信号のレべルに応じて各光源ブロックの輝度を制御することができる。そのため、無駄な光の出射を抑制して照明装置の消費電力を低減することができ、液晶表示装置全体としての消費電力も低減することができる。

図面の簡単な説明

[0038] [図 1]本発明の好適な実施形態における液晶表示装置 100を模式的に示す図である

[図 2]本発明の好適な実施形態における液晶表示装置 100を模式的に示す斜視図である。

[図 3]液晶表示装置 100が備える制御回路 30を模式的に示すブロック図である。

[図 4]制御回路 30が備える光源制御信号生成装置 33を模式的に示すブロック図である。

[図 5]各光源ブロックに設けられた光源制御装置を模式的に示すブロック図である。

[図 6]光源ブロック 12A〜 12Dを制御するためのタイミングチャートである。

[図 7]表示信号の階調と、光源輝度との関係の一例を示すグラフである。

[図 8]表示信号の階調と、光源輝度との関係の一例を示すグラフである。

[図 9]液晶表示装置 100をインストルメントパネル用の表示装置として用いた場合の表示を模式的に示す図である。

[図 10]光源ブロック 12A〜 12Dに含まれる光源の配置例を示す図である。

[図 11]光源ブロック 12A〜 12Dに含まれる光源の他の配置例を示す図である。

[図 12]他の制御回路 30Aを模式的に示すブロック図である。

[図 13] (a)および (b)は、本発明の好適な実施形態における他の液晶表示装置 200 を模式的に示す図であり、（a)は断面図、（b)は分解斜視図である。

[図 14]液晶表示装置 200が備える制御回路 30Bを模式的に示すブロック図である。

[図 15]他の光源制御信号生成装置 33Aを模式的に示すブロック図である。

[図 16]インストルメントパネルの実際の表示領域の一例を示す図である。

符号の説明

10、 10' 照明装置

12Aゝ 12Bゝ 12C、 12D 光源ブロック

12Eゝ 12Fゝ 12Gゝ 12Hゝ 121 光源ブロック

13 導光板

14A、 14B、 14C、 14D 光源制御装置

15 デジタル Zアナログ (DZA)変換回路

16 光源駆動回路

20、 20，表示パネル（液晶表示パネル）

20a, 20b 基板

21

22A、 22B、 22C、 22D 表示領域を分割した領域

22E、 22F、 22G、 22H、 221 表示領域を分割した領域

30、 30A 制御回路

31 水平カウンタ（Hカウンタ）

31 ' 垂直カウンタ（Vカウンタ）

32 デコーダ

33、 33A 光源制御信号生成装置

34 表示信号ラッチ回路 35 信号レベル比較器

36 信号レベルメモリ

37 光源制御装置セレクタ

38 演算回路

100、 200 液晶表示装置

発明を実施するための最良の形態

[0040] 以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなヽ。

[0041] 図 1および図 2に、本実施形態における液晶表示装置 100を模式的に示す。液晶表示装置 100は、図 1に示すように、照明装置 (バックライト） 10と、照明装置 10から出射した光を用いて表示を行う液晶表示パネル 20と、照明装置 10に接続され、照明装置 10を制御する制御回路 30とを備えている。

[0042] 照明装置 10は、図 2に示すように、複数の光源ブロック 12A〜12Dと、光源ブロック 12A〜 12Dから出射した光を液晶表示パネル 20に導く導光板 (導光体） 13とを備えたエッジライト型のバックライトである。

[0043] 光源ブロック 12A〜12Dのそれぞれは、少なくとも 1つの光源を含む、光源の集合体 (光源が 1つの場合には光源単体)である。光源ブロック 12A〜12Dのそれぞれに属する光源は、例えば LEDである。また、光源ブロック 12A〜12Dのそれぞれには、制御回路 30から出力された信号に基づいて光源を制御する光源制御装置 (ここでは不図示）が設けられて、る。

[0044] 導光板 13としては、例えば、種々の公知の導光板を用いることができる。導光板 13 には、導光板 13内部を伝播する光を液晶表示パネル 20側に取り出すための構造が設けられている。例えば、導光板 13の 2つの主面のうちの少なくとも一方にプリズムゃシボなどが形成されて、る。

[0045] 液晶表示パネル 20は、互いに対向する一対の基板 20aおよび 20bと、これらの基板 20aおよび 20b間に設けられた液晶層 21とを有している。基板 20aおよび 20bの液晶層 21側には、液晶層 21に電圧を印加するための電極や液晶層 21の配向方向を規定するための配向膜 ( 、ずれも不図示)などが設けられて、る。 [0046] 液晶表示パネル 20の表示領域は、それぞれが複数の画素を有する複数の領域 22 A〜22Dに分割されている。領域 22A〜22Dのそれぞれは、光源ブロック 12A〜12 Dのそれぞれに一対一で対応しており、対応した光源ブロックから出射した光を用いて表示を行う。本実施形態では、これらの領域 22A〜22Dは、液晶表示パネル 10の水平走査方向（典型的には走査配線の延びる方向と一致する）に沿って配列されており、複数の光源ブロック 12A〜 12Dも同様に水平走査方向に沿って配列されている。

[0047] 制御回路 30は、表示パネル 20の複数の領域 22A〜22Dのそれぞれに入力される少なくとも 1つの表示信号のレベルを検出し、検出した表示信号のレベルに応じて、光源ブロック 12A〜12Dのそれぞれの輝度を制御することができる。なお、本実施形態では、制御回路 30には、表示信号だけでなぐ水平同期信号や垂直同期信号、ドットクロック信号なども入力され、そのことによって上記の制御が可能になっている。

[0048] また、本実施形態における制御回路 30は、光源ブロック 12A〜12Dのそれぞれの輝度を、領域 22A〜22Dのそれぞれについて検出した表示信号のうちの最も高い表示輝度に対応した表示信号のレベルに応じ、表示輝度が高いほど光源ブロックの輝度が高、と、う予め定められた関係に基づ!、て制御する。

[0049] 以下、図 3〜図 6を参照しながら制御回路 30の具体的な構成を説明する。図 3、図 4および図 5は、制御回路 30の構成の一例を示す図であり、図 6は、光源ブロック 12 A〜12Dを制御するためのタイミングチャートの一例である。本実施形態における制御回路 30は、図 3に示すように、水平カウンタ (Hカウンタ） 31、デコーダ 32および光源制御信号生成装置 33を有して、る。

[0050] Hカウンタ 31は、水平同期信号をリセット信号として、ドットクロック信号を計数する。

デコーダ 32は、 Hカウンタ 31のカウント値に応じて後述するようなデコード信号を光源制御信号生成装置 33に出力する。光源制御信号生成装置 33には、表示信号と、デコーダ 32から出力されたデコード信号とが入力され、光源制御信号生成装置 33 は、光源を制御するための光源制御信号を表示信号に基づいて生成する。なお、図示していないが、ドットクロック信号は、デコーダ 32や光源制御信号生成装置 33にも入力される。 [0051] デコーダ 32は、光源制御信号生成装置 33が光源ブロック 12A〜12Dのいずれか 1つを選択するようなデコード信号を生成する。例えば、 1水平走査期間中の、表示信号が有効に書き込まれる期間におけるドットクロック数を 640としたとき、デコーダ 3 2は、カウント値 1〜160の期間は光源ブロック 12A、カウント値 161〜320の期間は光源ブロック 12B、カウント値 321〜480の期間は光源ブロック 12C、カウント値 481 〜640の期間は光源ブロック 12Dが選択されるようなデコード信号を出力する。そのため、光源制御信号生成装置 33によって生成された光源制御信号は、光源ブロック 12A〜12Dのいずれ力 1つに選択的に出力される。

[0052] 光源制御信号生成装置 33は、図 4に示すように、表示信号ラッチ回路 34、信号レベル比較器 35、信号レベルメモリ 36および光源制御装置セレクタ 37を有している。

[0053] 光源制御信号生成装置 33に入力された表示信号は、表示信号ラッチ回路 34によつてドットクロックのタイミングでラッチされた後、信号レベル比較器 35に出力される。信号レベル比較器 35は、ラッチされた表示信号 S1と、信号レベルメモリ 36から読み出された表示信号 S2とを比較し、表示輝度の高い方の信号を出力する。表示信号のレベルが高いときに高輝度表示を行う表示モードでは、信号レベル比較器 35は、表示信号 S1および S2のうちのレベルが高い方を出力する。また、表示信号のレべルが低いときに高輝度表示を行う表示モードでは、信号レベル比較器 35は、表示信号 S1および S2のうちのレベルが低い方を出力する。

[0054] 信号レベル比較器 35から出力された信号は、信号レベルメモリ 36と光源制御装置セレクタ 37とに送られる。信号レベル比較器 35からは、表示輝度の高い方の表示信号が逐次出力されるので、信号レベルメモリ 36には、常に表示輝度の高い方の表示信号が記憶される。従って、最終的には、検出した表示信号のうち、最も高い表示輝度に対応した表示信号が記憶されることになる。光源制御装置セレクタ 37は、デコーダ 32から出力されたデコード信号に応じ、光源ブロック 12A〜12Dのいずれかの光源制御装置 14A〜14Dに光源制御信号を出力する。本実施形態では、光源制御セレクタ 37からは、入力された表示信号に対応する表示輝度が高いほど、光源ブロックの発光強度が強くなるような光源制御信号が出力される。なお、本実施形態では、デコーダ 32から出力されるデコード信号を、表示信号ラッチ回路 34および信号レベルメモリ 36のリセット信号としても用いて、る。

[0055] 図 5に、光源ブロック 12A〜12Dのそれぞれに設けられた光源制御装置 14A〜 14 Dの具体的な構成の一例を示す。

[0056] 光源制御装置 14A〜14Dのそれぞれは、デジタル Zアナログ (DZA)変換回路 1 5と、光源駆動回路 16とを有する。光源制御装置に入力された光源制御信号は、 D ZA変換回路 15によって所定のサンプリングタイミングでデジタル形式力もアナログ形式に変換 (DZA変換)される。なお、図示していないが、 DZA変換回路 15は、サンプリングタイミングで光源制御信号をラッチする機能も有して、る。サンプリングタイミングとしては、例えば、デコード信号の切換えのタイミングが用いられる。 DZA変換された光源制御信号は、光源駆動回路 16で光源用の駆動電流に変換された後、対応した光源へ送られる。なお、必要に応じ、 DZA変換された光源制御信号を光源駆動回路 16に送る前にローパスフィルタ（LPF)に通してもよい。

[0057] 上述したように、本実施形態における制御回路 30は、表示領域を分割した複数の領域 22A〜22Dのそれぞれに入力される表示信号のレベルを検出し、検出した表示信号のレベルに応じて、各光源ブロックの輝度を制御することができる。

[0058] 図 6には、 256階調の表示が可能な γ = 2. 2の表示装置において、領域 22Αの一部および領域 22Βの一部で中間調の表示（128階調の表示）が行われ、領域 22Cの全体および領域 22Dの全体で黒表示 (0階調の表示）が行われる場合を例示して!/ヽる。また、図 6中の A〜Dの表記は、それぞれ光源ブロック 12A〜12Dを指している。

[0059] 図 6に示されるように、領域 22Aおよび 22Bに入力される表示信号には、 128階調に対応したレベルの表示信号が含まれて、るため、領域 22Aおよび 22Bに対応した光源ブロック 12Aおよび 12Bは、輝度が 22%となるように制御される。これに対し、領域 22Cおよび 22Dに入力される表示信号には、 0階調に対応したレベルの表示信号しか含まれていないので、領域 22Cおよび 22Dに対応した光源ブロック 12Cおよび 1 2Dは、輝度が 0%となるように制御される。

[0060] 従来の液晶表示装置では、照明装置の光源は、表示領域に入力される表示信号のレベルにかかわらず、輝度が常に 100%となるように制御される。これに対し、本実施形態における液晶表示装置 100では、上述したように、表示領域を分割した各領域に入力される表示信号のレベルに応じて、各光源ブロックの輝度が制御される。そのため、一部（あるいは全部）の光源ブロックの輝度を各領域で表示されるコンテンツに応じて低くする（あるいはゼロにする）ことができ、照明装置 10全体としての消費電力を低減することができる。

[0061] なお、表示信号の階調と、光源輝度との関係は、図 7に示すような γ = 2. 2に合わせた関係であってもよいし、図 8に示すような γ = 1. 0に合わせた正比例な関係であつてもよい。勿論、これらに限定されるものではない。

[0062] また、表示信号の階調と光源輝度との関係として例えばガンマ特性に合わせたものを用い、さらに、表示装置の周辺の環境状況 (晴天や雨天などの気象状況や、現在の時刻（昼間である力夜間であるか)など）に応じて、光源輝度の基準値（100%に対応した輝度)を変化させてもよい。例えば、晴天時や昼間には、光源輝度の基準値を高くして外部に対する相対的な輝度を高くし、雨天時や夜間には、光源輝度の基準値を低くして外部に対する相対的な輝度を低くしてもよい。気象状況は、例えばセンサで感知すればよぐ時刻データは、表示装置の外部から適宜容易に入手することができる。

[0063] また、本実施形態では、各光源ブロックの輝度を、光源の発光強度を変化させることによって制御する場合を例示したが、光源の点灯時間を変化させることによって各ブロックの輝度を制御してもよい。例えば、光源駆動回路 16をパルス幅変調方式によってオン'オフ駆動し、それによつて光源の点灯時間を変化させることができる。

[0064] さらに、図 6には、表示信号レベルの検出を、すべての水平走査期間について行う場合を例示したが、本発明はこれに限定されない。表示信号レベルの検出を、 1垂直走査期間に含まれる水平走査期間のうちの特定の 1水平走査期間について (すなわち特定の 1つの行の画素につ、て)行ってもょ、し、特定の複数の水平走査期間につ、て (すなわち特定の複数の行の画素にっ、て)行ってもょ、。制御回路 30が、各光源ブロックの輝度を、複数の垂直走査期間について一度変化させるような構成を採用すると、より違和感のない表示を行うことができる。

[0065] 照明装置 10の製造コストを低減する観点からは、複数の光源ブロック 12A〜12D に対して電源装置が共通に設けられていることが好ましい。電源装置が一定の大きさの電流を出力するようにすると、照明装置 10全体としての輝度を一定にすることができる。また、電源装置に出力電流を一定値以下に制限するリミッタを設けることで、照明装置 10全体としての消費電力を一定値以下とすることができる。

[0066] 本実施形態における液晶表示装置 100は、図 9に示すように、自動車両に搭載されるインストルメントパネル用の表示装置として好適に用いられる。インストルメントパネル用の液晶表示装置 100には、自動車両の運転に必要な情報を含む種々の情報が表示される。図 9には、車両速度およびエンジンの回転数を表示している場合を例示しているが、勿論、表示される情報はこれらに限定されない。燃料残量、水温、ノッテリ残量、シフトレバーのポジションなどを表示してもよい。なお、図 9では、目盛りと針とを用いるアナログ式メータを模した表示を行っている力時々刻々と数字が変化するデジタル式メータを摸した表示を行ってもょ、し、グラフィックイコライザのようにして速度などを表示してもよ、。

[0067] 図 9に示したインストルメントパネル用の液晶表示装置 100では、運転者は、車両速度を表示する領域 22Bと、エンジンの回転数を表示する領域 22Cとを見る頻度が高ぐ他の領域 22Aおよび 22Dを見る頻度は低い。そのため、領域 22Aおよび 22D に対応した光源ブロック 12Aおよび 12Dの輝度を相対的に低くしても、実用上の問題はない。このように、インストルメントパネル用の液晶表示装置 100では、表示領域を分割した複数の領域ごとに表示されるコンテンツが予めある程度決定されているので、本発明を好適に用いることができる。

[0068] 次に、光源ブロック 12A〜12Dに含まれる光源の具体的な配置を説明する。図 10 および図 11に、光源の配置例を示す。なお、図 10および図 11では、同一の光源制御信号で駆動される光源に同じローマ字を付している。

[0069] 図 10に示す配置では、光源ブロック 12A〜12Dのそれぞれに属するすべての光源 11が同一の光源制御信号で駆動される。これに対し、図 11に示す配置では、光源ブロック 12A〜12Dのそれぞれに属する複数の光源のうち、一部の光源 11 'が他の光源 11とは異なる光源制御信号で駆動される。具体的には、それぞれの光源プロックは、隣接する光源ブロックとの境界近傍に、隣接する光源ブロックに属する光源 1 1と同様に制御される（同一の光源制御信号で駆動される）光源 11 'を有して!/ヽる。光源 11 'は、隣接する光源ブロックの光源駆動回路に接続されている。図 11に示すように光源を配置すると、光源ブロックの境界間の輝度差が目立たなくるので、視覚的な違和感の発生を抑制できる。

[0070] なお、上記の説明では、光源ブロック 12A〜12Dが表示パネル 20の水平走査方向に沿って配置されており、表示領域が水平走査方向に沿って配列された複数の領域に分割されている場合を説明した力光源ブロック 12A〜12Dは、表示パネル 20 の垂直走査方向に沿って配置されて!、てもよぐ表示領域は垂直走査方向に沿って配列された複数の領域に分割されて、てもよ、。

[0071] 複数の領域が水平走査方向に沿って配列されている場合、制御回路 30は、複数の領域に入力される表示信号のレベルを、例えば上述したように、特定の水平走査期間を分割した複数の期間に順次検出すればよい。これに対し、複数の領域が垂直走査方向に沿って配列されている場合、制御回路 30は、複数の領域に入力される表示信号のレベルを、例えば、特定の垂直走査期間を分割した複数の期間に順次検出すればよい。このような検出を行うための制御回路の構成を図 12に示す。

[0072] 図 12に示す制御回路 30Aは、 Hカウンタ 31に代えて垂直カウンタ（Vカウンタ） 31 ' を有している点において、図 3に示した制御回路 30と異なっている。 Vカウンタ 31 'は、 1水平走査期間ごとに入力される信号 (例えば水平同期信号)を計数する。 Vカウンタ 31 'のリセット信号としては、例えば垂直同期信号を用いることができる。デコーダ 3 2は、 Vカウンタ 31 'のカウント値に応じたデコード信号を光源制御信号生成装置 33 に出力する。光源制御信号生成装置 33は、デコード信号に応じて光源ブロック 12A 〜12Dのいずれかに光源制御信号を出力する。このような構成により、垂直走査方向に沿って配置された複数の光源ブロック 12A〜 12Dを制御することができる。

[0073] 本実施形態では、エッジライト型の照明装置 10を備えた液晶表示装置 100を例として本発明を説明したが、本発明は、直下型の照明装置を備えた液晶表示装置にも好適に用いられる。

[0074] 図 13 (a)および (b)に、直下型の照明装置 10'を備えた液晶表示装置 200を示す。図 13 (a)は、液晶表示装置 200を模式的に示す断面図であり、図 13 (b)は、液晶表示装置 200を模式的に示す分解斜視図である。 [0075] 液晶表示装置 200の照明装置 10'は、図 13 (a)に示すように、液晶表示パネル 20 'の直下に設けられた複数の光源 11を備えた直下型の照明装置である。光源 11は、例えば LEDである。

[0076] 照明装置 10，の複数の光源 11は、図 13 (b)に示すように、複数の光源ブロック 12 A〜12Iに区画されており、これらの光源ブロック 12A〜 121は、液晶表示パネル 20 の水平走査方向および垂直走査方向の両方に沿って（すなわちマトリクス状に）配置されている。

[0077] また、液晶表示パネル 20'の表示領域は、複数の領域 22A〜22Iに分割されてヽる。これらの領域 22A〜22Iは、水平走査方向および垂直走査方向の両方に沿って (すなわちマトリクス状に）配置されている。領域 22A〜22Iのそれぞれは、光源ブロック 12A〜 121のそれぞれに一対一で対応しており、対応した光源ブロックから出射した光を用いて表示を行う。

[0078] 図 14に、マトリクス状に配置された光源ブロック 12A〜12Iを有する照明装置 10'を駆動するための制御回路の構成の一例を示す。

[0079] 図 14に示す制御回路 30Bは、 Hカウンタ 31に加えて Vカウンタ 31 'を有している点において、図 3に示した制御回路 30と異なっている。 Hカウンタ 31は、例えば水平同期信号をリセット信号としてドットクロック信号を計数する。 Vカウンタ 31 'は、例えば垂直同期信号をリセット信号として水平同期信号を計数する。

[0080] デコーダ 32は、 Hカウンタ 31のカウント値と、 Vカウンタ 31，のカウント値とに応じたデコード信号を光源制御信号生成装置 33に出力する。光源制御信号生成装置 33 は、デコード信号に応じて光源ブロック 12A〜12Iのいずれか〖こ光源制御信号を出力する。このような構成により、水平走査方向および垂直走査方向に沿ってマトリクス状に配置された複数の光源ブロック 12A〜 121を制御することができる。

[0081] なお、表示信号レベルの検出は、図 13 (b)中に点線で示すように、特定の画素行および画素列について行ってもよいし、すべての画素について行ってもよい。表示領域を分割した領域 22A〜22Iのそれぞれにおいて、少なくとも 1つの画素に入力される表示信号のレベルを検出すれば、光源ブロック 12A〜12Iの制御を行うことができる。 [0082] また、表示領域を分割した複数の領域の個数や、個々の領域の面積等は、本実施形態で例示したものに限定されない。表示領域は任意の個数の領域に分割すること力 Sできるし、個々の領域の面積は同じでなくてよい。

[0083] 本実施形態では、表示領域を分割した各領域にお!、て、検出された表示信号のうちの最も高い表示輝度に対応した表示信号のレベルに応じて光源ブロックの輝度を制御する場合について説明を行ったが、本発明はこれに限定されない。例えば、各領域に入力される複数の表示信号のレベルの平均値に応じて、各光源ブロックの輝度を制御してもよい。

[0084] 図 15に、表示信号レベルの平均値に基づいて制御を行うための具体的な構成の一例を示す。図 15に示す光源制御信号生成装置 33Aは、信号レベル比較器 35に代えて演算回路 38を有している点において、図 4に示した光源制御信号生成装置 3 3と異なっている。光源制御信号生成装置 33Aでは、表示信号ラッチ回路 34によつてラッチされた表示信号は、順次信号レベルメモリ 36にー且送られる。そして、それらの表示信号のレベルの平均値が演算回路 38によって求められ、その後光源制御装置セレクタ 37に送られる。このような構成により、表示信号レベルの平均値に基づいた制御を行うことが可能になる。

[0085] 本発明は、各種の表示装置に好適に用いられるが、既に述べたインストルメントパネル用の表示装置やアミューズメント用の表示装置のような、人為的に作られた (つまり自然画でない）コンテンツを表示する表示装置に特に好適に用いられる。どのようなコンテンツが表示されるのかが予め分力つて、れば、表示領域の分割数や分割した個々の領域の面積'配置等を最適化することができ、効果的に消費電力を低減できるからである。アミューズメント用の表示装置とは、遊戯目的で製造される表示装置であって、例えば、ビデオゲーム機やパチンコ遊技機、パチスロ遊技機等に設けられる表示装置である。

[0086] なお、インストルメントパネルに表示装置を搭載する場合、表示パネルの表示領域に、インストルメントパネルの表示領域としては用いられない部分が存在することがある。例えば、インストルメントパネルの実際の表示領域は、図 16に示すように、厳密な矩形ではないことが多い。インストルメントパネルの表示領域が、図 16に例示したようにかまぼこの断面と同様の形状を有する場合、矩形の表示パネルの表示領域のうち

、上部の 2つの角に対応した部分は表示に寄与しない。

[0087] このように、表示パネルの表示領域がインストルメントパネルの表示領域としては用いられない部分を含んでいる場合には、制御回路が、表示信号のレベルに関係なく、そのような部分には光を実質的に出射しないように構成されていると、消費電力をさらに低減することができる。例えば、エッジライト型の照明装置の場合には、導光板の形状をインストルメントパネルの表示領域の形状とほぼ同じとすることによって、そのような部分に光を出射しないことが可能になるし、直下型の照明装置の場合には、そのような部分の直下には光源を配置しないことによって、そのような部分に光を出射しないことが可能になる。

[0088] また、特許文献 1に記載されて、るような反射型偏光板を表示パネルの照明装置側に設けてもよい。反射型偏光板を用いることにより、光源ブロックからの出射光の利用効率が向上するので、消費電力をさらに低減することができる。

産業上の利用可能性

[0089] 本発明によると、低消費電力性に優れた表示装置およびその駆動方法が提供される。本発明による表示装置は、インストルメントパネルや自動車両に好適に用いられる。また、本発明による表示装置は、アミューズメント用途にも好適に用いられる。

Claims

請求の範囲

[1] 照明装置と、前記照明装置から出射した光を用いて表示を行う表示パネルと、前記照明装置を制御する制御回路とを備えた表示装置であって、

前記照明装置は、それぞれに少なくとも 1つの光源が属する複数の光源ブロックを有し、

前記表示パネルの表示領域は、それぞれが前記複数の光源ブロックのそれぞれから出射した光を用いて表示を行う複数の領域を有し、

前記制御回路は、前記複数の領域のそれぞれに入力される表示信号のレベルを検出し、検出した表示信号のレベルに応じて各光源ブロックの輝度を制御し得る表示装置。

[2] 前記制御回路は、前記複数の領域のそれぞれについて検出した表示信号のうちの最も高い表示輝度に対応した表示信号のレベルに応じ、当該表示信号に対応する表示輝度が高、ほど光源ブロックの輝度が高ヽと、う予め定められた関係に基づヽて各光源ブロックの輝度を制御する請求項 1に記載の表示装置。

[3] 前記制御回路は、各光源ブロックの輝度を、各光源ブロックに属する光源の発光強度を変化させることによって制御する請求項 1または 2に記載の表示装置。

[4] 前記制御回路は、各光源ブロックの輝度を、各光源ブロックに属する光源の点灯時間を変化させることによって制御し得る請求項 1または 2に記載の表示装置。

[5] 前記複数の領域は、前記表示パネルの水平走査方向に沿って配列された少なくとも 2つの領域を含む請求項 1から 4のいずれかに記載の表示装置。

[6] 前記制御回路は、水平走査方向に沿って配列された前記少なくとも 2つの領域に入力される表示信号のレベルを、特定の水平走査期間を分割した複数の期間に順次検出する請求項 5に記載の表示装置。

[7] 前記複数の領域は、前記表示パネルの垂直走査方向に沿って配列された少なくとも 2つの領域を含む請求項 1から 6のいずれかに記載の表示装置。

[8] 前記制御回路は、垂直走査方向に沿って配列された前記少なくとも 2つの領域に入力される表示信号のレベルを、特定の垂直走査期間を分割した複数の期間に順次検出する請求項 7に記載の表示装置。

[9] 前記複数の光源ブロックのそれぞれは、隣接する光源ブロックとの境界近傍に、隣接する光源ブロックに属する光源と同様に制御されるさらなる光源を有している請求項 1から 8のいずれかに記載の表示装置。

[10] 前記制御回路は、各光源ブロックの輝度を、複数の垂直走査期間について一度変化させる請求項 1から 9のいずれかに記載の表示装置。

[11] 前記照明装置は、前記複数の光源ブロックに対して共通に設けられた電源装置を備える請求項 10に記載の表示装置。

[12] 前記電源装置は一定の大きさの電流を出力する請求項 11に記載の表示装置。

[13] 前記電源装置はリミッタを有する請求項 11に記載の表示装置。

[14] 前記照明装置は、エッジライト型の照明装置である請求項 1から 13のいずれかに記載の表示装置。

[15] 前記照明装置は、直下型の照明装置である請求項 1から 13のいずれかに記載の表示装置。

[16] 前記表示パネルは、互いに対向する一対の基板と、前記一対の基板間に設けられた液晶層とを有する請求項 1から 15のいずれかに記載の表示装置。

[17] 自動車両に搭載される表示装置である請求項 1から 16のいずれかに記載の表示装置。

[18] 請求項 1から 17のいずれかに記載の表示装置を備えたインストルメントパネル。

[19] 前記照明装置は、前記表示パネルの表示領域のうち、インストルメントパネルの表示領域として用いられな、部分には光を実質的に出射しな、ように構成されて、る請求項 18に記載のインストルメントパネル。

[20] 表示装置を備えたインストルメントパネルであって、

前記表示装置は、照明装置と、前記照明装置から出射した光を用いて表示を行う表示パネルとを有し、

前記照明装置は、前記表示パネルの表示領域のうち、インストルメントパネルの表示領域として用いられな、部分には光を実質的に出射しな、ように構成されて、るィンストルメントパネル。

[21] 請求項 18から 20のいずれかに記載のインストルメントパネルを備えた自動車両。

[22] 照明装置と、前記照明装置から出射した光を用いて表示を行う表示パネルとを備え、前記照明装置は、それぞれに少なくとも 1つの光源が属する複数の光源ブロックを有し、前記表示パネルの表示領域は、それぞれが前記複数の光源ブロックのそれぞれ力出射した光を用いて表示を行う複数の領域を有する表示装置の駆動方法であつて、

前記複数の領域のそれぞれに入力される表示信号のレベルを検出するステップと検出した表示信号のレベルに応じて各光源ブロックの輝度を制御するステップと、を包含する表示装置の駆動方法。

[23] 各光源ブロックの輝度を制御するステップは、前記複数の領域のそれぞれについて検出した表示信号のうちの最も高い表示輝度に対応した表示信号のレベルに応じ

、当該表示信号に対応する表示輝度が高いほど光源ブロックの輝度が高くなるように行われる請求項 22に記載の表示装置の駆動方法。

[24] 各光源ブロックの輝度を制御するステップは、各光源ブロックに属する光源の発光強度を変化させることによって行われる請求項 22または 23に記載の表示装置の駆動方法。

[25] 各光源ブロックの輝度を制御するステップは、各光源ブロックに属する光源の点灯時間を変化させることによって行われる請求項 22または 23に記載の表示装置の駆動方法。