(57)【要約】【課題】十分な調光比を確保するとともに、電源ラインを介して接続された電子機器の音質低下を防止することができる画像表示装置を提供すること。【解決手段】車載装置は、表示パネル３１０と、バックライト３２０と、バックライト３２０を高輝度に調整するためのＰＷＭ信号と低輝度に調整するためのＰＷＭ信号とを生成するＰＷＭ信号生成部３４０と、ＰＷＭ信号生成部３４０によって生成されたＰＷＭ信号に基づいてバックライト３２０を駆動するバックライトドライバ３３０と、バックライト３２０を高輝度に調整する際にバイパス配線３６２を介してバックライトドライバ３３０に動作電力を供給する経路と、バックライト３２０を低輝度に調整する際にフィルタ３６０を介してバックライトドライバ３３０に動作電力を供給する経路とを切り替える切替スイッチ３６４とを備えている。【選択図】図１
2019152762.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示パネルと、
前記表示パネルを背面から照明するバックライトと、
前記バックライトを高輝度に調整するために第１の周波数を有する第１のＰＷＭ信号と、前記バックライトを低輝度に調整するために前記第１の周波数よりも低い第２の周波数を有する第２のＰＷＭ信号とを生成するＰＷＭ信号生成手段と、
前記ＰＷＭ信号生成手段によって生成された前記第１または第２のＰＷＭ信号に基づいて前記バックライトを駆動するバックライト駆動手段と、
前記バックライト駆動手段に動作電力を供給する電源ラインに挿入されたフィルタ手段と、
前記フィルタ手段を迂回して前記バックライト駆動手段に動作電力を供給するバイパス手段と、
前記バックライトを高輝度に調整する際に前記バイパス手段を介して前記バックライト駆動手段に動作電力を供給する経路と、前記バックライトを低輝度に調整する際に前記フィルタ手段を介して前記バックライト駆動手段に動作電力を供給する経路とを切り替える切替手段と、
を備えることを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
前記電源ラインには、音声出力を有する電子機器が接続されていることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記第１の周波数は、可聴帯域よりも高い周波数であり、前記第２の周波数は、ＰＷＭ信号のオン期間を所定値以上の時間に維持可能な低い周波数であることを特徴とする請求項１または２に記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記フィルタ手段は、前記第２の周波数の信号成分の通過を遮断するノッチフィルタであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記バイパス手段は、前記電源ラインに直列に挿入される導電体であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バックライトを用いて輝度調整が行われる画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、バックライトの輝度を調整することにより、画面の明るさを可変するようにした画像表示システムが知られている（例えば、特許文献１参照。）。この画像表示システムでは、昼間および光源の輝度が比較的大きい第１の夜間モード時に、例えば光源を駆動するＰＷＭ信号の周波数を２０ｋＨｚに設定してそのデューティ比を可変することにより光源の明るさを調整し、光源の輝度が比較的小さい第２の夜間モード時に、ＰＷＭ信号のオン期間を所定の基準期間に固定しつつ周波数を下げている。これにより、第２の夜間モードにおけるＰＷＭ信号のオン期間を基準期間以上に保持しながらデューティ比を小さくすることで、大きな調光比を実現している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−１７０８６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述した特許文献１に開示された画像表示システムでは、第２の夜間モード時に光源を駆動するＰＷＭ信号の周波数を下げると、電源ラインを介して接続されている電子機器にこのＰＷＭ信号のオンオフに起因する可聴帯域のノイズが伝搬し、電子機器の音質が低下するという問題があった。
【０００５】
本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、十分な調光比を確保するとともに、電源ラインを介して接続された電子機器の音質低下を防止することができる画像表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決するために、本発明の画像表示装置は、表示パネルと、表示パネルを背面から照明するバックライトと、バックライトを高輝度に調整するために第１の周波数を有する第１のＰＷＭ信号と、バックライトを低輝度に調整するために第１の周波数よりも低い第２の周波数を有する第２のＰＷＭ信号とを生成するＰＷＭ信号生成手段と、ＰＷＭ信号生成手段によって生成された第１または第２のＰＷＭ信号に基づいてバックライトを駆動するバックライト駆動手段と、バックライト駆動手段に動作電力を供給する電源ラインに挿入されたフィルタ手段と、フィルタ手段を迂回してバックライト駆動手段に動作電力を供給するバイパス手段と、バックライトを高輝度に調整する際にバイパス手段を介してバックライト駆動手段に動作電力を供給する経路とバックライトを低輝度に調整する際にフィルタ手段を介してバックライト駆動手段に動作電力を供給する経路とを切り替える切替手段とを備えている。例えば、上述した電源ラインには、音声出力を有する電子機器が接続されている。
【０００７】
バックライトの駆動に用いるＰＷＭ信号のオン期間が短くなる低輝度時にこのＰＷＭ信号の周波数を低くすることにより、このオン期間を所定値以上に維持することができ、高輝度時の高い周波数のＰＷＭ信号と低輝度時の低い周波数のＰＷＭ信号とを併用することで、十分な調光比を確保することが可能となる。また、低輝度時に低い周波数のＰＷＭ信号を用いた場合には、ＰＷＭ信号のオンオフに起因して電源ラインを介したノイズの伝搬を遮断することができるため、電源ラインを介して接続された電子機器の音質低下を防止することが可能となる。
【０００８】
また、上述した第１の周波数は、可聴帯域よりも高い周波数であり、第２の周波数は、ＰＷＭ信号のオン期間を所定値以上の時間に維持可能な低い周波数であることが望ましい。これにより、高輝度時には、フィルタ手段を迂回することにより電力の損失を最小限に抑えつつ、可聴帯域に含まれるノイズの発生を防止することができ、低輝度時には、フィルタ手段を通すことにより、電源ラインを介したノイズの伝搬を有効に抑制することができる。
【０００９】
また、上述したフィルタ手段は、第２の周波数の信号成分の通過を遮断するノッチフィルタであることが望ましい。これにより、可聴帯域に含まれる周波数でオンオフされるＰＷＭ信号に起因するノイズが電源ラインを介して伝搬することを確実に防止することができる。
【００１０】
また、上述したバイパス手段は、電源ラインに直列に挿入される導電体であることが望ましい。これにより、フィルタ手段を迂回する経路の損失を確実に低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】一実施形態の車載装置の構成を示す図である。
【図２】輝度変更時の輝度制御部の動作手順を示す流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の画像表示装置を適用した一実施形態の車載装置について、図面を参照しながら説明する。
【００１３】
図１は、一実施形態の車載装置の構成を示す図である。図１に示すように、本実施形態の車載装置は、電源回路１００、ミドル基板２００、フロント基板３００、オーディオ基板４００を備えている。
【００１４】
電源回路１００は、図示しないバッテリに接続されており、所定の動作電圧を生成し、電源ライン５００を介して、ミドル基板２００、フロント基板３００、オーディオ基板４００に供給する。なお、図１は、電源ライン５００を介して動作電力の供給経路に着目したものであって、音声信号（データ）や映像信号（データ）の入出力経路については省略されている。
【００１５】
ミドル基板２００は、車載装置が有する複数の機能としての各アプリケーションの動作を実行するためのものであり、ナビゲーション処理部２１０、ＴＶチューナ処理部２２０、ラジオチューナ処理部２３０、ＡＶ処理部２４０を備えている。
【００１６】
ナビゲーション処理部２１０は、地図データを用いて、この車載装置が搭載された車両の走行を案内するナビゲーション動作を行う。ＴＶチューナ処理部２２０は、地上デジタル放送等の放送信号を受信し、映像および音声を再生する処理を行う。ラジオチューナ処理部２３０は、ラジオ放送の信号を受信し、音声を再生する処理を行う。ＡＶ処理部２４０は、図示しない記録媒体に記録された音楽データや映像データを読み出して（あるいは通信回線を介して取得して）再生する処理を行う。これらの各処理部には、電源ライン５００を介して、電源回路１００から動作電力の供給が行われる。なお、これらの処理部は、一例を示したものであって、一部の処理部を備えたり、別の処理部を追加するようにしてもよい。
【００１７】
フロント基板３００は、ミドル基板２００から入力される映像信号に対応する表示処理を行うためのものであり、表示パネル３１０、バックライト３２０、バックライトドライバ３３０、ＰＷＭ信号生成部３４０、輝度制御部３５０、フィルタ３６０、バイパス配線３６２、切替スイッチ３６４を備えている。
【００１８】
表示パネル３１０は、例えばカラー液晶パネルであって、背面から照明するバックライト３２０に対向させて重ねた状態で組み付けられる。バックライト３２０は、例えばＬＥＤによって形成されいるが、それ以外の光源を用いるようにしてもよい。
【００１９】
ＰＷＭ信号生成部３４０は、バックライト３２０の輝度をＰＷＭ（Pulse Width Modulation：パルス幅変調）制御によって調整するためのＰＷＭ信号を生成する。輝度制御部３５０は、ＰＷＭ信号生成部３４０によって生成するＰＷＭ信号の周波数とデューティ比（オン期間）を、利用者によって指示された輝度値に対応する内容に設定する。バックライトドライバ３３０は、ＰＷＭ信号生成部３４０によって生成されたＰＷＭ信号に基づいてＰＷＭ制御を行ってバックライト３２０を駆動する。
【００２０】
本実施形態では、バックライト３２０の高輝度時と低輝度時のそれぞれにおいてＰＷＭ信号の周波数が異なる値に設定される。具体的には、高輝度時には、人の可聴帯域よりも高い周波数（第１の周波数）、例えば２０ｋＨｚのＰＷＭ信号が用いられる。また、低輝度時には、ＰＷＭ信号のオン期間を所定値以上の時間に維持可能な低い周波数（第２の周波数）、例えば３３０ＨｚのＰＷＭ信号が用いられる。なお、２０ｋＨｚや３３０Ｈｚは一例であって、他の周波数を用いるようにしてもよい。
【００２１】
フィルタ３６０は、バックライトドライバ３３０に動作電力を供給する電源ライン５００に挿入されており、バックライトドライバ３３０で発生するノイズが電源ライン５００を介してミドル基板２００内の各処理部等に侵入することを防止する。例えば、低輝度時に用いられる３３０ＨｚのＰＷＭ信号を用いてバックライトドライバ３３０が動作したときに発生する３３０Ｈｚ近傍の信号成分を除去するノッチフィルタが用いられる。
【００２２】
バイパス配線３６２は、フィルタ３６０を迂回して、電源ライン５００からバックライトドライバ３３０に直接動作電力を供給する。例えば、フロント基板に形成されたパターン配線（プリント配線）を用いる場合や絶縁配線を用いる場合などが考えられる。
【００２３】
切替スイッチ３６４は、バックライトドライバ３３０に対する電力供給経路として、フィルタ３６０とバイパス配線３６２のいずれかを選択する。具体的には、バックライト３２０の高輝度時にはバイパス配線３６２側に切り替えられ、低輝度時にはフィルタ３６０側に切り替えられる。
【００２４】
輝度制御部３５０は、利用者の指示に応じて表示パネル３１０（バックライト３２０）の輝度が指定されたときに、この指定された輝度を実現するために必要なＰＷＭ信号の周波数とデューティ比をＰＷＭ信号生成部３４０に対して指示する。また、輝度制御部３５０は、切替スイッチ３６４に指示を送って電力供給経路の切り替えを行う。
【００２５】
オーディオ基板４００は、音声の出力処理を行うためのものであり、オーディオ回路４１０とオーディオ電源回路４２０とを備えている。
【００２６】
オーディオ回路４１０は、ミドル基板２００に含まれる各処理部（ナビゲーション処理部２１０、ＴＶチューナ処理部２２０、ラジオチューナ処理部２３０、ＡＶ処理部２４０）から出力される音声・音楽データに対して所定の処理（復号化処理、デジタル−アナログ変換処理、増幅処理など）を行い、対応する音声をスピーカ４１２から出力する。なお、スピーカ４１２は、車室内の所定箇所（例えば、前後左右の４箇所）に設置されている。オーディオ電源回路４２０は、電源ライン５００に接続されており、オーディオ回路４１０の動作に必要な動作電圧を生成する。
【００２７】
上述したＰＷＭ信号生成部３４０がＰＷＭ信号生成手段に、バックライトドライバ３３０がバックライト駆動手段に、フィルタ３６０がフィルタ手段に、バイパス配線３６２がバイパス手段に、切替スイッチ３６４が切替手段にそれぞれ対応する。
【００２８】
本実施形態の車載装置はこのような構成を有しており、次に、表示パネル３１０の輝度変更時の動作について説明する。
【００２９】
図２は、輝度変更時の輝度制御部３５０の動作手順を示す流れ図である。輝度制御部３５０は、輝度変更が指示されたか否かを判定する（ステップ１００）。この変更指示は、例えば、利用者が操作部（図示せず）を用いて手動で輝度を高側あるいは低側に切り替える操作に応じて行われる場合の他、制御部（図示しない）が周囲の明るさやヘッドライトスイッチなどの操作状態などに応じて自動で行われる場合が考えられる。輝度変更が指示されない場合にはステップ１００の判定において否定判断が行われ、この判定が繰り返される。また、輝度変更が指示された場合にはステップ１００の判定において肯定判断が行われる。
【００３０】
次に、輝度制御部３５０は、指示された変更後の輝度が基準輝度よりも高輝度か否かを判定する（ステップ１０２）。本実施形態では、高輝度時のＰＷＭ信号の周波数が２０ｋＨｚに設定される。この２０ｋＨｚのＰＷＭ信号の１周期は５０μｓであり、例えば、継続してオン期間を保持する最小時間としての基準期間を１μｓとすると、このときのＰＷＭ信号のデューティ比は２％となる。このデューティ比に対応する輝度が２０ｋＨｚのＰＷＭ信号を用いた場合の最小輝度であり、上記の基準輝度はこの最小輝度以上（同じであることが最も望ましく、最小輝度よりも大きい場合であっても可能な限り最小輝度に近い方が望ましい）に設定されている。
【００３１】
指示された変更後の輝度が高輝度の場合にはステップ１０２の判定において肯定判断が行われる。次に、輝度制御部３５０は、ＰＷＭ信号生成部３４０に指示を送って、ＰＷＭ信号生成部３４０によって生成するＰＷＭ信号の周波数を２０ｋＨｚに設定するとともに（ステップ１０４）、指示された変更後の輝度（高輝度）となるようにこの２０ｋＨｚのＰＷＭ信号のデューティ比を設定する（ステップ１０６）。また、輝度制御部３５０は、切替スイッチ３６４に指示を送ってバックライトドライバ３３０に対する電力供給経路をバイパス配線３６２側に切り替える（ステップ１０８）。
【００３２】
一方、指示された変更後の輝度が低輝度の場合にはステップ１０２の判定において否定判断が行われる。次に、輝度制御部３５０は、ＰＷＭ信号生成部３４０に指示を送って、ＰＷＭ信号生成部３４０によって生成するＰＷＭ信号の周波数を３３０Ｈｚに設定するとともに（ステップ１１０）、指示された変更後の輝度（低輝度）となるようにこの３３０ＨｚのＰＷＭ信号のデューティ比を設定する（ステップ１１２）。また、輝度制御部３５０は、切替スイッチ３６４に指示を送ってバックライトドライバ３３０に対する電力供給経路をフィルタ３６０側に切り替える（ステップ１１４）。
【００３３】
このようにしてＰＷＭ信号の周波数やデューティ比の設定や電力供給路の切替設定が行われた後、変更後のＰＷＭ信号を用いてバックライトドライバ３３０によるバックライト３２０の駆動が開始される（ステップ１１６）。その後、ステップ１００に戻って、輝度変指示の有無判定以降の動作が繰り返される。
【００３４】
このように、本実施形態の車載装置では、バックライト３２０の駆動に用いるＰＷＭ信号のオン期間が短くなる低輝度時にこのＰＷＭ信号の周波数を低くすることにより、このオン期間を所定値以上に維持することができ、高輝度時の高い周波数のＰＷＭ信号と低輝度時の低い周波数のＰＷＭ信号とを併用することで、十分な調光比を確保することが可能となる。また、低輝度時に低い周波数のＰＷＭ信号を用いた場合には、ＰＷＭ信号のオンオフに起因して電源ライン５００を介したノイズの伝搬を遮断することができるため、電源ライン５００を介してバックライトドライバ３３０に接続された電子機器（ミドル基板２００およびオーディオ基板４００）の出力音声の音質低下を防止することが可能となる。
【００３５】
また、高輝度時に用いられるＰＷＭ信号の周波数（第１の周波数）を可聴帯域よりも高い周波数に、低輝度時に用いられるＰＷＭ信号の周波数（第２の周波数）をＰＷＭ信号のオン期間を所定値以上の時間に維持可能な低い周波数にしている。これにより、高輝度時には、フィルタ３６０を迂回してバックライトドライバ３３０に対する動作電力供給を行うことにより、電力の損失を最小限に抑えつつ、可聴帯域に含まれるノイズの発生を防止することができる。また、低輝度時には、フィルタ３６０を通してバックライトドライバ３３０に対する動作電力供給を行うことにより、電源ライン５００を介したノイズの伝搬を有効に抑制することができる。
【００３６】
また、フィルタ３６０として、低輝度時に用いられるＰＷＭ信号の周波数である３３０Ｈｚ（第２の周波数）の信号成分の通過を遮断するノッチフィルタを用いることにより、可聴帯域に含まれる周波数でオンオフされるＰＷＭ信号に起因するノイズが電源ライン５００を介して伝搬することを確実に防止することができる。
【００３７】
また、フィルタ３３０を迂回してバックライトドライバ３３０に動作電力を供給するために、電源ライン５００に直列に挿入される導電体としてのバイパス配線３６２を用いることにより、フィルタ３６０を迂回する経路の損失を確実に低減することが可能となる。
【００３８】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能である。例えば、上述した実施形態では、フィルタ３６０、バイパス配線３６２、切替スイッチ３６４をフロント基板３００内に設けたが、これらの構成は、バックライトドライバ３３０をＰＷＭ制御することにより発生するノイズが電源ライン５００を介してオーディオ基板４００内のオーディオ電源回路４２０に入力されることを防止するためのものであるため、これらの構成を、フロント基板３００以外のミドル基板２００やオーディオ基板４００の内部に設けたり、ミドル基板２００、フロント基板３００、オーディオ基板４００の２つ以上に分散して設けたり、これらの基板の間に設けるようにしてもよい。
【００３９】
また、上述した実施形態では、車載装置に本発明を適用したが、ＰＷＭ制御するバックライトを備えるものであれば、車載装置以外の装置に本発明を適用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
上述したように、本発明によれば、バックライトの駆動に用いるＰＷＭ信号のオン期間が短くなる低輝度時にこのＰＷＭ信号の周波数を低くすることにより、このオン期間を所定値以上に維持することができ、高輝度時の高い周波数のＰＷＭ信号と低輝度時の低い周波数のＰＷＭ信号とを併用することで、十分な調光比を確保することが可能となる。また、低輝度時に低い周波数のＰＷＭ信号を用いた場合には、ＰＷＭ信号のオンオフに起因して電源ラインを介したノイズの伝搬を遮断することができるため、電源ラインを介して接続された電子機器の音質低下を防止することが可能となる。
【符号の説明】
【００４１】
１００  電源回路
２００  ミドル基板
３００  フロント基板
３１０  表示パネル
３２０  バックライト
３３０  バックライトドライバ
３４０  ＰＷＭ信号生成部
３５０  輝度制御部
３６０  フィルタ
３６２  バイパス配線
３６４  切替スイッチ
４００  オーディオ基板
５００  電源ライン
【図１】
2019152762.tif 000003
【図２】
2019152762.tif 000004