(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＣＤランプと、
システム動作によって発熱する発熱素子と、
前記発熱素子から発生した熱を前記ＬＣＤランプの周囲に伝達するための熱伝達手段と、
前記熱伝達手段を通じて伝達された熱によって上昇されたＬＣＤランプの周囲温度を感知する温度感知手段と、
使用者の選択によって設定された明るさ調整信号の入力に応答して、前記設定された明るさ調整信号および前記温度感知手段によって感知されたＬＣＤランプの周囲温度に対応する電圧および電流を前記ＬＣＤランプに供給し、前記ＬＣＤランプに供給する電圧および電流を、前記熱伝達手段を通じて伝達された熱によって上昇されたＬＣＤランプの周囲温度に対応して減少させる制御手段と、
を有することを特徴とする液晶表示素子の電源制御装置。
【請求項２】
前記発熱素子の熱を外部に放出すると同時に、放出された熱の一部を前記熱伝達手段に放出する送風手段を更に有する請求項１記載の液晶表示素子の電源制御装置。
【請求項３】
前記熱伝達手段は、前記発熱素子から放出された熱を前記ＬＣＤランプの周囲に形成された集熱部に供給するダクト構造を有する請求項２記載の液晶表示素子の電源制御装置。
【請求項４】
前記ＬＣＤランプは、冷陰極蛍光ランプである請求項１から３のうちのいずれか１項に記載の液晶表示素子の電源制御装置。
【請求項５】
システム動作によって発熱する発熱素子から発生した熱をＬＣＤランプの周囲に伝達する第１段階と、
前記第１段階で伝達された熱によって上昇されたＬＣＤランプの周囲温度を感知する第２段階と、
使用者の選択によって設定された明るさ調整信号の入力に応答して、前記設定された明るさ調整信号および前記第２段階で感知されたＬＣＤランプの周囲温度に対応する電圧および電流を前記ＬＣＤランプに供給し、前記ＬＣＤランプに供給する電圧および電流を、前記第１段階で伝達された熱によって上昇されたＬＣＤランプの周囲温度に対応して減少させる第３段階と、
を有することを特徴とする液晶表示素子の電源制御方法。
【請求項６】
前記発熱素子の熱を外部に放出すると同時に、放出された熱の一部を、前記ＬＣＤランプの周囲に形成された集熱部に供給する段階を更に有する請求項５記載の液晶表示素子の電源制御方法。
【請求項７】
前記ＬＣＤランプは、冷陰極蛍光ランプである請求項５又は６記載の液晶表示素子の電源制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示素子(Liquid Crystal Display；ＬＣＤ)に関し、さらに詳細には、周囲温度に応じて液晶表示素子に供給される電源を制御する装置およびその方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示素子は、映像を表示するための素子であって、その一使用例にはビデオカメラに装着されたビューイングスクリーン(viewing screen)が挙げられる。液晶表示素子は比較的軽量なので、携帯用電子装置(例えば、ビデオカメラ用ディスプレイ)に好適である。
【０００３】
このような液晶表示素子は動作中に電気を消耗し、液晶表示素子を装着した携帯用電子装置は電源としてバッテリを使用する。しかし、バッテリは蓄電容量に限定があり、バッテリを使用する携帯用電子装置の動作可能時間にも制限がある。したがって、バッテリ電源による動作可能時間を延ばすことは携帯用電子装置において長い間重要な課題とされてきたし、 そのため、バッテリ電源による携帯用電子装置の動作可能時間を延ばすことに当たって、液晶表示素子の品質を劣化させることなく(つまり、液晶表示素子の明るさを保持しながら)、液晶表示素子の消費電力を最小化するための多くの研究がなされてきている。
【０００４】
また、液晶表示素子の明るさとは、液晶表示素子から出力される光量のことであって、液晶表示素子の使用中に明るさが変わると、多くの液晶表示素子使用者から低品質の製品と見なされがちである。したがって、一定な明るさを保持する液晶表示素子が今のところ切に要求されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明は、前記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、従来問題を解決できる装置と方法、そして液晶表示素子の電源制御装置およびその方法を提供することにその目的がある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明による液晶表示素子の電源制御装置は、ＬＣＤランプと、システム動作によって発熱する発熱素子と、発熱素子から発生した熱をＬＣＤランプの周囲に伝達するための熱伝達手段と、熱伝達手段を通じて伝達された熱によって上昇されたＬＣＤランプの周囲温度を感知する温度感知手段と、使用者の選択によって設定された明るさ調整信号の入力に応答して、前記設定された明るさ調整信号および前記温度感知手段によって感知されたＬＣＤランプの周囲温度に対応する電圧および電流を前記ＬＣＤランプに供給し、前記ＬＣＤランプに供給する電圧および電流を、前記熱伝達手段を通じて伝達された熱によって上昇されたＬＣＤランプの周囲温度に対応して減少させる制御手段と、を有することを特徴とする。
【０００７】
本発明による液晶表示素子の電源制御装置は、発熱素子の熱を外部に放出すると同時に、放出された熱の一部を熱伝達手段に放出する送風手段を更に有するのが好ましい。
【０００８】
本発明による液晶表示素子の電源制御装置によれば、熱伝達手段は、発熱素子から放出された熱をＬＣＤランプの周囲に形成された集熱部に供給するダクト構造を有するのが好ましい。
【０００９】
本発明による液晶表示素子の電源制御装置は、ＬＣＤランプが冷陰極蛍光ランプであるのが好ましい。
【００１０】
本発明による液晶表示素子の電源制御方法は、システム動作によって発熱する発熱素子から発生した熱をＬＣＤランプの周囲に伝達する第１段階と、第１段階で伝達された熱によって上昇されたＬＣＤランプの周囲温度を感知する第２段階と、使用者の選択によって設定された明るさ調整信号の入力に応答して、前記設定された明るさ調整信号および前記第２段階で感知されたＬＣＤランプの周囲温度に対応する電圧および電流を前記ＬＣＤランプに供給し、前記ＬＣＤランプに供給する電圧および電流を、前記第１段階で伝達された熱によって上昇されたＬＣＤランプの周囲温度に対応して減少させる第３段階と、を有することを特徴とする。
【００１１】
本発明による液晶表示素子の電源制御方法は、発熱素子の熱を外部に放出すると同時に、放出された熱の一部を、ＬＣＤランプの周囲に形成された集熱部に供給する段階を更に有するのが好ましい。
【００１２】
本発明による液晶表示素子の電源制御方法は、ＬＣＤランプが冷陰極蛍光ランプであるのが好ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施例について添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１４】
ディスプレイ装置として液晶表示素子(ＬＣＤ)を採用するシステムは、表示内容をより正確で鮮明に見るために発光源としてバックライトおよびフロントライトランプが設けられている。
【００１５】
前記バックライトランプ(以下、“ＬＣＤランプ”と略す)には通常、冷陰極蛍光ランプ(Cold Cathode Fluorescent Lamp；ＣＣＦＬ)が主として使用され、このランプを駆動するためには適宜電源を供給しなければならない。
【００１６】
例えば、１４．１インチ以下の液晶表示素子(ＬＣＤ)を備えた大部分の携帯用システムの場合、ＬＣＤランプの駆動のために２００V〜７００V(４０KHz〜１５０KHz)のＡＣ電圧と０．５mA〜７mAの電流が必要とされる。
【００１７】
したがって、ＬＣＤランプに一定な電圧と電流を供給するためにインバータ(Inveter)が必要であり、このインバータから供給される電圧および電流によってＬＣＤランプは駆動され、ＬＣＤランプの明るさはランプを通じて流れる電流の大きさに比例して保持される。
【００１８】
一部のノート型コンピュータではキーボードなどの入力装置によってＬＣＤランプの明るさが調節されるようになっている。つまり、前記入力装置から入力される明るさ変動情報をマイクロプロセッサが読み取り、この読み取られた明るさ変動情報をＬＣＤランプの明るさ調節に必要なデジタル明るさ調節情報に変換してインバータに送る。前記インバータは、その明るさ調節情報に対応する電圧と電流をＬＣＤランプに印加してＬＣＤランプの明るさを調節する。ここで、デジタル明るさ調節情報はＬＣＤランプの明るさ調節のために必要なＰＷＭ(Pulse Width Modulation)信号の可変デュティ幅(Variable Duty Width)または電圧レベルであり得る。
【００１９】
前記ＬＣＤランプ(つまり、ＣＣＦＬ)の重要な特徴の一つは、ランプ温度に応じてランプの明るさが変動するということである。つまり、ＬＣＤランプは一定温度までは温度に比例してその明るさも増加する特性を示す。ＬＣＤを採用しているシステムは通常、常温(つまり、２５℃)におけるＬＣＤランプの特性に合わせてＬＣＤランプに電源および電流が供給されるようになっており、また使用者の要求に応じて明るさが調節可能なようになっている。
【００２０】
ＬＣＤを採用した一部システムでは、ＬＣＤがシステム回路部とは断熱されている(つまり、ＬＣＤがシステム回路部とは分離設置されている)。この種のシステムではＬＣＤランプの周囲温度がシステム回路部の周囲温度とＬＣＤランプの自体発熱量によって決定される。この場合、ＬＣＤランプの温度を一定温度以上に上げるのは不可能である。したがって、本発明はＬＣＤランプの周囲温度を感知する実施例を含む。
【００２１】
インバータはマイクロプロセッサから入力される明るさ調節情報に基づいて電圧および電流をＬＣＤランプに供給する。例示的な特定システムではＬＣＤランプの明るさ調節情報は０Vないし５Vのレベルを使用する。明るさ調節情報が０V(０．５mA)のときはＬＣＤランプが最低明るさになり、明るさ調節情報が５V(６mA)のときはＬＣＤランプが最高明るさになるようにする。また、最低明るさ調節情報(つまり、０V、０．５mA)と最高明るさ調節情報(５V、６mA)との間には多数レベルの明るさ調節情報が存在し、隣接レベルの明るさ調節情報間の可変量は０．５V(０．５mA)になっている。
【００２２】
例えば、１℃あたり５cd/m2ずつ増加するランプ温度特性を持つＬＣＤランプが、周囲温度２５℃を基準にして１５０cd/m2の明るさを有する場合、そのＬＣＤランプに５V(６mA)が印加されると仮定する。すると、前記ＬＣＤランプの周囲温度が２７℃になると前記ＬＣＤランプの温度特性によってそのＬＣＤランプの明るさは１６０cd/m2に増加する。そして、前記ＬＣＤランプの周囲温度がさらに上がって２８℃になると、ＬＣＤランプの明るさは１６５cd/m2に増加する。また、前記ＬＣＤランプの周囲温度がさらに上がって２９℃になると、そのＬＣＤランプの明るさは１７０cd/m2にさらに増加するようになる。
【００２３】
したがって、本発明の実施例では、周囲温度の増加によるＬＣＤランプの明るさ増加に対応する分だけＬＣＤランプに印加される電流および電圧を減少させ、結果としてＬＣＤランプの明るさを保持しながら消費電力の低減を達成することができる。
【００２４】
図１は、本発明の好ましい実施例によるＬＣＤ電源制御装置においてシステム内部発熱を利用する構成を説明するための概略構成図である。
【００２５】
ＣＰＵなどのような発熱部１１０にはファン１２０が設けられていて前記発熱部１１０から発生する熱を放出するようになっている。そして、カバー１０５の下部にはダクト１３０が形成されており、ＬＣＤランプ１５０の周囲には集熱部１４０が形成されている。前記ダクト１３０の入口は前記放熱ファン１２０の排気部分に密着されており、前記ダクトの出口は前記集熱部１４０に連結されている。これにより、システム内に設けられたファン１２０はＣＰＵなどの発熱部１１０から生成される熱をダクト１３０を通じて連結された集熱部１４０に供給する。
【００２６】
前記集熱部１４０に供給された熱によって集熱部１４０の内側に設けられたＬＣＤランプ１５０の周囲温度は上昇される。したがって、ＬＣＤランプ１５０の周囲温度は前記集熱部１４０の所定位置に設けられた図示せぬ温度センサーによって感知されてシステム内のマイクロプロセッサに供給される。
【００２７】
ここで、ダクト１３０を通じて熱がシステム内側に逆流するのを防止するための別の排出ファンを設けたり、または前記集熱部１４０の所定部位に排気部を設けたりして１４０に１次的に伝達された発熱空気をシステム外部に排出するようにしてもいい。
【００２８】
図２は、発明の好ましい実施例によるＬＣＤ電源制御装置に対するブロック構成図である。
【００２９】
図２に示すように、ＬＣＤ電源制御装置は、温度センサー２１０、マイクロプロセッサ２２０、ロム(ＲＯＭ)テーブル２３０、キーボードコントローラ２４０、インバータ２５０を含む。
【００３０】
前記ロムテーブル２３０には、例えばＬＣＤランプの明るさ情報が複数のレベルにそれぞれ対応してテーブル形態に貯蔵されている。また、前記ロムテーブル２３０にはこのようなテーブルがＬＣＤランプの周囲温度に対応して複数個貯蔵されている。
【００３１】
前記温度センサー２１０は、ＬＣＤランプ１５０の周囲温度を検出し、前記検出された温度に対応する信号をマイクロプロセッサ２２０に伝達する。
【００３２】
前記マイクロプロセッサ２２０は、温度センサー２１０で検出された温度に対応する明るさ情報をロムテーブル２３０から選択し、前記選択した明るさ情報をキーボードコントローラ２４０に伝送する。また、前記マイクロプロセッサ２２０は、使用者によって選択されて入力されるキー入力部１００の明るさ選択信号を前記キーボードコントローラ２４０から受け、その明るさ選択信号に対応する明るさ情報を前記ロムテーブル２３０から選択し、前記選択した明るさ情報をキーボードコントローラ２４０に伝送する。
【００３３】
前記キーボードコントローラ２４０は、マイクロプロセッサ２２０から伝達された明るさ情報による電圧および電流制御信号をインバータ２５０に伝達する。
【００３４】
すると、前記インバータ２５０は、該当電圧および電流信号に対応する電圧と電流がＬＣＤランプ１５０に印加されるようにする。
【００３５】
ここで、前記温度センサー２１０は、集熱部１４０内のＬＣＤランプ１５０の周囲温度を測定するが、ＬＣＤランプ１５０の周囲温度(つまり、集熱部１４０の内部温度)は、ファンの駆動によってシステム内で発熱された空気が流入されるので上昇する。このように温度センサー２１０で検出された温度に対応して前記マイクロプロセッサ２２０は相異なる明るさ情報をキーボードコントローラ２４０に印加する。
【００３６】
要するに、前記マイクロプロセッサ２２０は、温度センサー２１０で検出された温度に応じてＬＣＤランプが基準明るさを保持できる明るさ情報をロムテーブル２３０から選択してキーボードコントローラ２４０に出力することによって、たとえＬＣＤランプ１５０によって可変された電源および電流が印加されても一定明るさを保持できるように制御することができる。
【００３７】
本発明の前記マイクロプロセッサ２２０による制御を、表１を参照してさらに具体的に説明する。
【００３８】
【表１】
0004745600.tif 000002
【００３９】
例えば、ＬＣＤランプ１５０の周囲温度が２５℃の場合ＬＣＤランプ１５０の明るさをレベル１１に設定すると、 ＬＣＤランプ１５０は１５０cd/m2の明るさを出す。その後、ＬＣＤランプ１５０の周囲温度を３５℃に強制的に上げると、ＬＣＤランプ１５０に印加される電圧(５V)と電流(６mA)が変動されない限りＬＣＤランプ１５０の明るさは２００cd/m2に増加する。その結果、システムは５０cd/m2だけの明るさを余計に出すことになる。しかし、本発明の実施例ではＬＣＤランプ１５０の周囲温度を３５℃に増加させると、これを温度センサー２１０によって検出してマイクロプロセッサ２２０に印加し、マイクロプロセッサ２２０は前記周囲温度３５℃に対応するテーブルから前記基準設定明るさの１５０cd/m2に対応するレベル６の明るさ情報(２．５V、３．５mAに対応する情報)を選択してキーボードコントローラ２４０に伝達する。すると、キーボードコントローラ２４０はレベル６の明るさ情報に対応する２．５Vの電圧と３．５mAの電流が前記ＬＣＤランプ１５０に印加されるようにインバータ２５０を制御する。したがって、この場合ＬＣＤランプ１５０に印加される電圧と電流はそれぞれ２．５V、２．５mAだけ減少する。
【００４０】
つまり、熱連結構造(すなわち、ファンまたは熱伝材料)を使って強制的に熱をＬＣＤランプ１５０側に伝達してその周囲温度を上昇させることによって、ＬＣＤが一定明るさを保持しながらＬＣＤランプ１５０に印加される電圧と電流を減少させることができる。したがって、ＬＣＤランプの周囲温度を上昇させてＬＣＤ効率を増加させることができ、且つ、システムの消費電力も減少させることができる。
【００４１】
図３は、本発明によるＬＣＤ電源制御方法に対する一実施例の制御フローチャートである。
【００４２】
図３に示すように、携帯用システムに電源が印加されて正常的にプログラムを処理できるように初期化されると(段階３０１)、マイクロプロセッサ２２０は既設定されたＬＣＤランプ１５０の周囲温度(２５℃)に対応する既設定された明るさ情報(例えば、表１でレベル１１の明るさ情報)をロムテーブル２３０から読み取ってキーボードコントローラ２４０に提供し、このキーボードコントローラ２４０の制御によってインバータ２５０がＬＣＤランプ１５０に、例えば５Vの電圧と６mAの電流を印加するようにする(段階３０２)。
【００４３】
このとき、システムの駆動によってファン１２０は加熱された発熱空気をダクト１３０を通じてＬＣＤランプ１５０周囲の集熱部１４０に伝達し、この集熱部１４０に伝達された熱によってＬＣＤランプ１５０周囲は継続的に加熱される。
【００４４】
次いで、ＬＣＤランプ１５０の周囲温度が温度センサー２１０で検出されてマイクロプロセッサ２２０に入力される(段階３０３)。すると、前記マイクロプロセッサ２２０は入力されるＬＣＤランプ１５０の周囲温度が２５℃以下か否か判断する(段階３０４)。
【００４５】
前記段階３０４でＬＣＤランプ１５０の周囲温度が２５℃以下と判断される場合、マイクロプロセッサ２２０はキー入力部から明るさ選択信号が入力されるか判断する(段階３０５)。前記段階３０５で明るさ選択信号が入力されると判断される場合、前記明るさ選択信号に対応する明るさ情報を新規の基準ＬＣＤ明るさ情報として設定し（段階３０６）、前記段階３０２に戻って前記新規に設定された明るさ情報をロムテーブル２３０から読み取ってキーボードコントローラ２４０に提供し、このキーボードコントローラ２４０の制御によってインバータ２５０がＬＣＤランプ１５０に前記新規に設定された明るさ情報に対応する電圧と電流を印加するようにする。その後、段階３０３に進行し、ＬＣＤランプ１５０の周囲温度を継続的に受け取りながら前述の過程を繰り返し行う。
【００４６】
一方、前記段階３０５で判断した結果、明るさ選択信号が入力されない場合には、マイクロプロセッサ２２０は前記検出された温度範囲(つまり、２５℃以下)に該当する、例えば５V、６mAの電源がインバータ２５０によってＬＣＤランプ１５０に印加されるようにする制御を保持し(段階３０７)、前記段階３０３に戻り、ＬＣＤランプ１５０の周囲温度を継続的に受け取りながら前述の過程を繰り返し行う。
【００４７】
一方、前記段階３０４で判断した結果、ＬＣＤランプ１５０の周囲温度が２５℃以下でない場合(つまり、２５℃以上の場合)には、マイクロプロセッサ２２０はＬＣＤランプ１５０の周囲温度が２９℃以下か判断する(段階３０８)。
【００４８】
前記段階３０８で判断した結果、ＬＣＤランプ１５０の周囲温度が２９℃以下の場合にはマイクロプロセッサ２２０はキー入力部から明るさ選択信号が入力されるか判断する(段階３０９)。前記段階３０９で明るさ選択信号が入力されると判断される場合、段階３０６に進行して前記明るさ選択信号に対応する明るさ情報を新規の基準ＬＣＤ明るさ情報として設定し、前記段階３０２に進行して前記新規に設定された明るさ情報をロムテーブル２３０から読み取ってキーボードコントローラ２４０に提供し、このキーボードコントローラ２４０の制御によってインバータ２５０がＬＣＤランプ１５０に前記新規に設定された明るさ情報に対応する電圧と電流を印加するようにする。その後、段階３０３に進行してＬＣＤランプ１５０の周囲温度を継続的に受け取りながら前述の過程を繰り返し行う。
【００４９】
そして、前記段階３０９で判断した結果、明るさ選択信号が入力されない場合は、マイクロプロセッサ２２０は前記検出された温度範囲(つまり、２５℃以上２９℃以下)に該当する明るさ情報をロムテーブル２３０から読み取ってキーボードコントローラ２４０に提供し、このキーボードコントローラ２４０の制御によってインバータ２５０がＬＣＤランプ１５０に前記明るさ情報に対応する、例えば４Vの電圧と５mAの電流を印加するようにする(段階３１０)。その後、前記段階３０３に戻ってＬＣＤランプ１５０の周囲温度を継続的に受け取りながら前述の過程を繰り返し行う。
【００５０】
一方、前記段階３０８で判断した結果、ＬＣＤランプ１５０の周囲温度が２９℃以下でない場合(つまり、２９℃以上の場合)には、マイクロプロセッサ２２０はキー入力部から明るさ選択信号が入力されるか判断する(段階３１１)。前記段階３１１で明るさ選択信号が入力されると判断されると段階３０６に進行して前記明るさ選択信号に対応する明るさ情報を新規の基準ＬＣＤ明るさ情報として設定し、前記段階３０２に進行して前記新規に設定された明るさ情報をロムテーブル２３０から読み取ってキーボードコントローラ２４０に提供し、このキーボードコントローラ２４０の制御によってインバータ２５０がＬＣＤランプ１５０に前記新規に設定された明るさ情報に対応する電圧と電流を印加するようにする。その後、段階３０３に進行してＬＣＤランプ１５０の周囲温度を継続的に受け取りながら前述の過程を繰り返し行う。
【００５１】
そして、前記段階３１１で判断した結果、明るさ選択信号が入力されない場合にはマイクロプロセッサ２２０は前記検出された温度範囲(つまり、２９℃以上)に該当する明るさ情報をロムテーブル２３０から読み取ってキーボードコントローラ２４０に提供し、このキーボードコントローラ２４０の制御によってインバータ２５０がＬＣＤランプ１５０に前記明るさ情報に対応する、例えば２．５Vの電圧と３．５mAの電流を印加するようにする(段階３１２)。その後、 前記段階３０３に戻ってＬＣＤランプ１５０の周囲温度を継続的に受け取りながら前述の過程を繰り返し行う。
【００５２】
一方、前記図３の実施例では、説明の簡略化のために、ＬＣＤランプの周囲温度を３範囲(つまり、２５℃以上、２５℃〜２９℃、２９℃以上)に分けてＬＣＤランプに印加される電圧と電流を変化させるようにしているが、その温度範囲はさらに細分化してもよい。
【００５３】
以上に述べた本発明の好ましい実施例は例示に過ぎないものであって、本発明は、特許請求の範囲に示した本発明の技術的思想と範囲内で当業者によって様々な改良、変更、代替、または付加が可能である。
【００５４】
【発明の効果】
以上の如く、本発明は、ＬＣＤの明るさを一定に保持することによってシステムの消費電力を減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による液晶表示素子の電源制御装置においてシステム内部発熱を利用する構成を説明するための概略構成図である。
【図２】本発明によってシステム内で発生した熱を利用した液晶表示素子の電源制御装置に対するブロック構成図である。
【図３】本発明による液晶表示素子の電源制御方法に対する一実施例のフローチャートである。
【符号の説明】
１００…キー入力部
１１０…発熱部
１２０…ファン
１３０…ダクト
１４０…集熱部
１５０…ＬＣＤランプ
１６０…液晶表示素子(ＬＣＤ)
２１０…温度センサー
２２０…マイクロプロセッサ
２３０…明るさロムテーブル
２４０…キーボードコントローラ
２５０…インバータ
【図１】
0004745600.tif 000003
【図２】
0004745600.tif 000004
【図３】
0004745600.tif 000005