(57)【要約】【課題】本発明の目的は、ＬＥＤやその周辺回路の寿命を縮めることなく、自動的に調光をおこなうバックライトの駆動装置を提供することにある。【解決手段】バックライトの駆動装置１０は、光センサー１６、温度センサー１８、および制御回路２０を備える。制御回路２０は、ＬＥＤ１４の電源を備え、光センサー１６が検知した照度Ｌ１および温度センサー１８が検知した温度Ｔ１によってＬＥＤ１４の輝度を決定し、ＬＥＤ１４に流れる電流を調節する。ＬＥＤ１４や周辺回路の寿命を保ちながら最適な輝度になるように調節される。【選択図】図１
2010117613.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光ダイオードを備えたバックライトの駆動装置であって、
周辺環境の明るさを検知する光センサーと、
前記発光ダイオード自体または発光ダイオード周辺の温度を検知する温度センサーと、
前記光センサーが検知した明るさおよび温度センサーが検知した温度によって発光ダイオードの輝度を制御する制御回路と、
を備えたバックライトの駆動装置。
【請求項２】
前記制御回路は、温度の閾値を設定し、
前記温度センサーで検知された温度が閾値未満であれば、前記光センサーで検知された明るさが大きくなるにしたがって発光ダイオードの輝度を上げ、
前記温度センサーで検知された温度が閾値以上であれば、該温度が高くなるにしたがって発光ダイオードの輝度を下げる
請求項１のバックライトの駆動装置。
【請求項３】
前記制御回路は、所定時間の間に光センサーで検知された明るさの平均値を使用して発光ダイオードの輝度を決定する請求項１または２のバックライトの駆動装置。
【請求項４】
前記制御回路は、時間変化に対する発光ダイオードの輝度変化をリニアにおこなう請求項１乃至３のいずれかのバックライトの駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動調光機能を有するバックライトの駆動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
種々の分野に液晶ディスプレイが使用されている。透過型の液晶ディスプレイは、液晶セルの後方（液晶ディスプレイの内側）にバックライトを備える。バックライトから出射された光が液晶セルを透過する際、透過光量を調節することによって表示をおこなう。種々のバックライトが開発されており、例えば、導光板の側方に複数のＬＥＤ（発光ダイオード）を並べ、拡散板と反射板とで均一な光を出射するバックライトがある。ＬＥＤが出射する光の輝度によって液晶ディスプレイの輝度が決定される。
【０００３】
人間の視覚は、液晶ディスプレイの輝度が同じであっても、明るい環境であれば表示を暗く感じ、暗い環境であれば表示を明るく感じる。環境の明るさに合わせてバックライトの輝度を調節する必要がある。常時同じ明るさの環境で使用されるのであれば、バックライトの輝度を一度調節すればよい。明るさが変化する場合はその変化に応じてバックライトの輝度を変化させる必要が生じる。
【０００４】
そこで、下記の特許文献や非特許文献に、液晶ディスプレイのバックライトを自動的に調光する技術が開示されている。いずれも、使用環境の光量や照度などを光センサーで検知し、バックライトの輝度を調節するものである。なお、下記の特許文献１はＬＥＤではなく蛍光管を使用しており、他の文献は不明である。
【０００５】
バックライトに使用されるＬＥＤは、自己発熱や周囲温度の上昇によってＬＥＤの内部抵抗が下がる。高温時に、低温時と同じようにバックライトの輝度を上昇させようとしてＬＥＤへの印加電圧を高くすると、ＬＥＤに過電流などが生じ、ＬＥＤの劣化が生じる。また、ＬＥＤだけではなく、ＬＥＤの駆動装置にも損傷が生じる場合がある。下記の文献の装置であれば、直射日光の当たる環境や夏期など、明るく高温の場合にＬＥＤの劣化などが生じるおそれがある。業務用の液晶ディスプレイであれば常時表示をおこなう場合もあり、ＬＥＤの劣化が顕著になるおそれがある。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−２９２３９号公報（００２３〜００２７、図１、図４）
【特許文献２】特開平６−１１７１３号公報（００２０、００２１、図１）
【特許文献３】特開平３−２３５９８５号公報（図１）
【特許文献４】実開平４−３１１２１号公報（図２）
【非特許文献１】日経エレクトロニクス  ２００８年８月１１日号（ｎｏ．９８４）  ＰＰ．９１−９８．
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、ＬＥＤやその周辺回路の寿命を縮めることなく、自動的に調光をおこなうバックライトの駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のバックライトの駆動装置は、光源となる発光ダイオードを調光するための装置である。具体的には、液晶ディスプレイが設置された環境の明るさを検知する光センサーと、前記発光ダイオード自体または発光ダイオードの周辺の温度を検知する温度センサーと、前記光センサーが検知した明るさおよび温度センサーが検知した温度によって発光ダイオードの輝度を制御する制御回路とを備える。
【０００９】
バックライトの駆動装置は、光センサーで周辺環境の明るさを検知し、温度センサーで発光ダイオードの温度を検知し、明るさと温度から制御回路が発光ダイオードの輝度を調節する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は周辺の明るさだけではなく温度も利用してＬＥＤの輝度を決定するため、温度が高いときにＬＥＤと周辺回路を保護することができる。ＬＥＤの交換周期を長くすることができる。周辺環境の明るさが変化したときにすぐにＬＥＤの輝度を変化させずに、長時間の明るさの平均値を使用して徐々に輝度を変化させるため、輝度が不自然に変化せず、表示品位を保つことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明に係るバックライトの駆動装置について図面を用いて説明する。バックライトは液晶ディスプレイに使用される。
【００１２】
図１に示す本発明のバックライトの駆動装置１０は液晶セル１２の後方（図面下側）に配置されたバックライトを制御するものである。バックライトの駆動装置１０は、光センサー１６、温度センサー１８、および制御回路２０を備える。
【００１３】
バックライトには複数のＬＥＤ１４が、導光板２２の側方に並べられている。例えば、１２型の液晶ディスプレイのためのバックライトには、１２個のＬＥＤ１４が使用される。ＬＥＤ１４の周囲には、光を１方向に出射するためのランプリフレクター（図示せず）が取り付けられる。ランプリフレクターはアルミニウムなどの金属であり、表面が鏡面加工されている。ランプリフレクターは、ＬＥＤで発生した熱を放熱することもできる。ＬＥＤ１４から出射された光は、導光板２２の中を伝い、拡散板２４と反射板２６によって均一な光が液晶セル２２に向かって出射される。
【００１４】
光センサー１６は液晶ディスプレイが設置された環境の明るさを検知する。検知される明るさの具体例としては、照度、光量、入射光束などが挙げられる。以後、照度を例に説明する。光センサー１６は、液晶ディスプレイの筐体の外側に露出される。光センサー１６は１個に限定されず、複数あっても良い。光センサー１６としては、フォトダイオードやフォトトランジスタなどの受光素子を使用したセンサーが使用される。照度の値Ｌ１は制御回路２０に送られる。
【００１５】
温度センサー１８はＬＥＤ自体またはＬＥＤの周辺の温度を検知する。温度センサー１８は、液晶ディスプレイの筐体の中に設けられる。温度センサー１８としては、サーミスタや半導体センサーなどが使用される。温度の値Ｔ１は制御回路２０に送られる。
【００１６】
なお、ＬＥＤ１４の周辺の温度を検知する場合、検知した温度を使用して制御回路２０が所定の演算をおこない、ＬＥＤ自体の温度を推定するようにしても良い。この場合、制御回路２０は推定温度を使用してＬＥＤ１４に流す電流を決定する。
【００１７】
制御回路２０は、ＬＥＤ１４の電源を備え、光センサー１６で検知された照度Ｌ１および温度センサー１８で検知された温度Ｔ１によってＬＥＤ１４の輝度を決定し、ＬＥＤ１４に流れる電流を調節する。制御回路２０は、ＩＣなどを使用して構成し、必要に応じてアナログデータとディジタルデータの変換をおこなう。従来であれば、制御回路２０は液晶ディスプレイの周囲の照度のみを利用してＬＥＤ１４の輝度を調節していたが、本発明はＬＥＤ１４の温度も利用する。ＬＥＤ１４に過電流などが流れることを防止し、ＬＥＤ１４およびその周辺回路への悪影響をさけることができる。
【００１８】
また、制御回路２０は、記憶素子を設け、その中に温度センサー１８で検知された温度に対する閾値Ｔ０を記憶する。この閾値Ｔ０は、ＬＥＤ１４に突入電流や過電流が流れず、制御回路２０を含む周辺回路に損傷が出ない温度である。例えば、ＬＥＤ１４のジャンクション温度の絶対最大定格まではＬＥＤ１４が動作するが、ＬＥＤ１４の温度が高くなりすぎてＬＥＤ１４の周辺に悪影響が出るため、閾値Ｔ０はその絶対最大定格よりも低く設定する。具体例としては、絶対最大定格が１５０℃であれば、閾値を１００℃に設定する。以上のように、閾値Ｔ０は、液晶ディスプレイ内にあるＬＥＤ１４とその周辺回路の損傷が生じない範囲で適宜設定する。
【００１９】
図２に示すように、温度Ｔ１を検知した後、制御回路２０が温度Ｔ１と閾値Ｔ０を比較して、以下の２通りの処理に分岐する。
【００２０】
（Ａ）温度センサー１８で検知された温度Ｔ１が閾値Ｔ０未満であれば、制御回路２０は光センサー１６で検知した照度Ｌ１に基づいて最適なＬＥＤ１４の輝度を算出し、ＬＥＤ１４の電流を調節する。具体的には、照度が高くなるにしたがって、ＬＥＤ１４の輝度が高くなるようにする。液晶ディスプレイの周囲が明るくなったときに、表示輝度を高めて視認性を保つ。
【００２１】
（Ｂ）温度センサー１８で検知された温度Ｔ１が閾値Ｔ０以上であれば、制御回路２０は温度センサー１８で検知した温度Ｔ１に基づいて最適なＬＥＤ１４の電流を算出し、ＬＥＤ１４の電流を調節する。具体的には、温度が高くなるにしたがって、ＬＥＤ１４に流れる電流を低くし、輝度を下げる。ＬＥＤ１４に過電流などが流れるのを防止する。また、ＬＥＤ１４に流れる電流が小さくなるので、温度上昇を抑えることができる。
【００２２】
以上のように、本発明は、ＬＥＤ１４が安全に動作する条件では、光センサー１６の値を使用して液晶ディスプレイの画質を優先する。反対にＬＥＤ１４の閾値Ｔ０よりも高い条件では、ＬＥＤ１４に過電流などが流れるおそれがあるため、温度センサー１８の値を使用してＬＥＤ１４や周辺回路を保護する。このように本発明は、画質を優先しつつ、必要に応じてＬＥＤ１４を保護する。制御回路２０は、液晶ディスプレイが動作しているときに図２の処理を繰り返す。従来であれば、周辺環境の明るさに応じてＬＥＤ１４の輝度を調節したため、ＬＥＤ１４のジャンクション温度の絶対最大定格を超えて過電流などが流れるおそれがあったが、本発明はそれを防止している。
【００２３】
光センサー１６が受光する照度が一瞬で大きく変化する場合がある。例えば、人が光センサー１６の前を通過したときである。そのようなときに、照度に応じてＬＥＤ１４の輝度を変化させていては、表示が不自然にちらつき、表示品位が低下する。そこで制御回路２０は、図２の処理に加えて、下記の（１）、（２）、またはその両方の処理をおこなう。
【００２４】
（１）制御回路２０は、所定時間の間に光センサー１６で検知された照度の平均値を求め、その平均値に基づいてＬＥＤ１４の輝度を決定する。所定時間としては、１時間などの長時間である。平均値はリアルタイムで更新しても良いし、数秒ごとに更新しても良い。急激な照度の変化が緩和され、ＬＥＤ１４の輝度変化が小さくなる。
【００２５】
（２）制御回路２０は、ＬＥＤ１４の輝度をリニアに変化させるようにする。ＬＥＤ１４の輝度を大きく変化させなくてはならない場合に、瞬時に輝度が変化せず、徐々に所定の輝度になる。制御回路２０がＩＣで構成されると、ＬＥＤ１４の制御がディジタル的になるが、電流値を非常に細かなステップで制御して、ＬＥＤ１４の輝度をリニアに変化させる。例えば、ＬＥＤ１４の輝度を１０２４段階に分けて制御する。
【００２６】
上記（１）、（２）によって、液晶ディスプレイの輝度が徐々に変化するため、液晶ディスプレイの輝度の変化に気づきにくい。知らない間に最適な輝度に変化しており、違和感がない。表示に不自然なちらつきが無くなるため、視覚に対する負担が小さくなる。
【００２７】
なお、ＬＥＤ１４の温度が閾値以上の時にはＬＥＤ１４を保護するため、上記（１）、（２）の処理はおこなわずに、ＬＥＤ１４の温度に応じてＬＥＤ１４に流れる電流を調節しても良い。実際、温度変化は徐々に起きるため、（１）、（２）の処理をおこなわなくても、ＬＥＤ１４の輝度変化は徐々に行われる。
【００２８】
以上のように、本発明はＬＥＤ１４や周辺回路の寿命を保ちながら最適な輝度になるように調節される。また、周囲の明るさの変化に対してすぐさまＬＥＤ１４を変化させるのではなく、徐々に変化させることによって、不自然な輝度変化がない。
【００２９】
以上、本発明について実施形態を説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。例えば、液晶ディスプレイのバックライトの駆動装置として使用したが、ライトボックスなどの他の製品のバックライトの駆動装置として使用することも可能である。
【００３０】
バックライトには、ＬＥＤ１４以外に導光板２２、拡散板２４、反射板２６を含んでいたが、ＬＥＤ１４以外の構成は種々変更してもよい。
【００３１】
照度と温度を使用してＬＥＤ１４の輝度を決定したが、さらに表示画像の内容を含めても良い。表示画像によって輝度が高い方が良ければＬＥＤ１４の輝度を高め、輝度が低い方が良ければＬＥＤ１４の輝度を下げる。温度が閾値未満の時に、照度と表示画像によって輝度を決定し、温度が閾値以上の時に温度によって輝度を決定する。
【００３２】
その他、本発明は、その主旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づき種々の改良、修正、変更を加えた態様で実施できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】バックライトの駆動装置の構成を示す図である。
【図２】制御回路がおこなう処理のフローチャートである。
【符号の説明】
【００３４】
１０：バックライトの駆動装置
１２：液晶セル
１４：発光ダイオード（ＬＥＤ）
１６：光センサー
１８：温度センサー
２０：制御回路
２２：導光板
２４：拡散板
２６：反射板
【図１】
2010117613.tif 000003
【図２】
2010117613.tif 000004