(57)【要約】【課題】液晶表示装置において、インバータのＰＷＭ調光周波数を上げると輝度低下や低温時の輝度パカツキが生じる可能性があり、ＰＷＭ調光周波数を下げるとインバータの負荷変動による電源変動が大きくなり映像処理回路などの電源に影響を与えることにより画面上に妨害として現れ、特に高温ではより顕著に妨害が見えてしまう可能性があるという課題がある。【解決手段】インバータのＰＷＭ調光を制御する手段として、液晶モニタ内に温度センサーを設け、その検出温度によって、高温時にはＰＷＭ調光周波数を上げインバータの負荷変動による電源変動を低減し、低温時にはＰＷＭ調光周波数を下げインバータのＯＮ期間中の過渡状態期間の割合を少なくする。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バックライトを含む液晶表示素子を備えた液晶表示装置であって、
前記バックライトを点灯させるインバータ回路と、
前記液晶表示素子を駆動する映像処理回路と、
前記インバータ回路に対し調整光信号の周波数とそのＤＵＴＹ比を指示する制御部と、
前記液晶表示素子の近傍に設置され温度を測定する温度センサーとを備え、
前記制御部は、前記温度センサーの測定した温度に応じて、前記調整光信号の周波数とそのＤＵＴＹ比を指示することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記温度センサーで測定した温度が、所定の値より大きい場合は、
前記制御部は、前記インバータ回路に対し前記調整光信号の周波数を上げるように指示することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記温度センサーで測定した温度が、所定の値より小さい場合は、
前記制御部は、前記インバータ回路に対し前記調整光信号の周波数を下げるように指示することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液晶表示素子とそれを駆動するインバータ回路を有する液晶表示装置に関するものであり、特に液晶表示素子内のバックライトの制御に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年カーテレビ分野において、車の前席モニタ（ナビゲーション表示、スピードメータなどのインパネディスプレイ等）や後席モニタ(ＤＶＤ、地上波ディジタルの映像表示等)など様々な用途で薄型の液晶モニタが取り付けられるようになってきている。その液晶モニタはＬＥＤバックライトなど新技術も導入されてきているが、現時点では蛍光管を用いたバックライトシステムが一般的である。
【０００３】
また、これまで主流だった7インチクラスのＱＶＧＡ液晶モニタからより大型で高精細の９インチ／１１インチ等のＶＧＡクラスの液晶モニタも導入されてきており、大型の民生テレビと同様の高画質化が求められてきている。高画質化には、映像自体の先鋭度／色再現など画質改善、外的要因の妨害の低減、そして輝度変化の安定性などが重要となる。特に液晶モニタはインバータ回路という特有の回路があり、この回路により様々な妨害や輝度変化を生じることがある。また、カーエレクトロニクス分野は使用環境温度が一般の民生機器に比べ広い（約−３０℃〜＋８５℃）ため低温から高温まで幅広い温度範囲において上述の課題の対策を実施する必要があり、これまでも様々な改善手段が提案されている。
例えば、特許文献１ではインバータ回路の蛍光灯点灯用発振周波数と調光用チョッパ発振周波数がビート関係にあるかどうかの判別を行い、ビート関係が生じないように調光用チョッパ発振周波数を可変するような自動制御を提案し、インバータ妨害の低減化を図っている。
【特許文献１】特開平６−３３３６９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の発明は、点灯用発振周波数の制御と調光用発振周波数との干渉による妨害を低減するものであり、以下に説明する課題を解決することが出来ない。図１は一般的な液晶モニタの構成図である。バックライト２と液晶ドライバー３などにより構成される液晶モジュール１と液晶ドライバー３を制御する映像処理回路５とバックライト２を制御するインバータ回路４とインバータ回路４を制御するマイコン８により構成される。入力された映像信号６は映像処理回路５を通じて液晶ドライバー３へ伝達される。インバータ回路４はマイコン８等により制御され、インバータ回路４から液晶モジュール１内のバックライト２へ点灯させるための交流電圧（約３０kＨｚ〜６０ｋＨｚ）を伝えることでバックライト２を点灯させる。また点灯周波数よりも低い周波数であるＰＷＭ（Pulse Wide Modulation）調光信号９の周波数（約数百Ｈｚ）により点灯周波数をＯＮ／ＯＦＦし輝度（明るさ）の調整を行っている。ＰＷＭ調光時にはバックライトをＯＮ／ＯＦＦするため負荷変動が大きく、インバータ回路４の電源変動が大きくなるため容量の大きい平滑コンデンサ７を設け、映像処理回路５などに影響を与えないようにしている。
一般にＰＷＭ調光信号９の周波数は上述のように約数百Ｈｚで使用されるが、ＰＷＭ−ＤＵＴＹ調光のＯＮ期間の最初の期間が過渡的な状態にあるため、十分に点灯用発振周波数（約３０kＨｚ〜６０ｋＨｚ）の振幅が安定しない期間が存在し、ＰＷＭ調光信号９の周波数を上げすぎると、ＰＷＭ−ＤＵＴＹ周波数が低いときよりもその期間がより多く繰り返されるため輝度が低くなる（図２）。また、低いＰＷＭ−ＤＵＴＹ（例えばＤＵＴＹ比１０％〜２０％）では点灯用発振周波数が十分に安定しない状態でＯＮ期間が終わるため電流を十分にバックライト２に流すことができずバックライトのパカツキの原因となってしまう（図２（b））。特に低温時はランプのインピーダンスが高くなりより安定した電流を流す必要があるためバックライトのパカツキの要因となりやすい。
一方、ＰＷＭ調光信号９の周波数を下げすぎると、調光のＯＮ／ＯＦＦ期間が長くなるため、例えばＤＵＴＹ比５０％においてはインバータ回路４の負荷変動による電源電圧のリップル成分が平滑コンデンサ7では十分に平滑できず、インバータ負荷変動による電源変動の影響を他の回路へ与えやすい（図３）。特に映像処理回路５の電源に影響を与えると画面上に妨害として見えてしまうことがある。特に高温時においては液晶の応答性も良いことからより電源変動の変化が画面上に顕著に見えてしまう。
そこで、本発明は車載用テレビ等の広い温度環境で使用される装置においても妨害が少なくかつ輝度変化も少ない液晶表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために本発明に係る液晶表示装置は、インバータのＰＷＭ調光信号の周波数を制御する手段として、液晶モニタ内部に温度センサーを設け、その検出温度によって、温度が高い時にはＰＷＭ調光信号の周波数を上げ、インバータ負荷変動による電源妨害を出にくくし、温度が低い場合にはＰＷＭ調光信号の周波数を下げ、バックライトの低ＤＵＴＹでのパカツキを抑えるとともに低温での輝度不足の改善を図る。これらの作用により車載等の幅広い環境温度においても妨害の少ないかつ輝度変化の安定した液晶表示装置を提供する。
【発明の効果】
【０００６】
以上のように本発明によれば、液晶モニタ内に温度センサーを設け、高温時にはＰＷＭ調光信号の周波数を上げ、低温時にはＰＷＭ調光信号の周波数を下げることで、広い使用温度環境において妨害の少ないかつ輝度変化の安定した品質の高い高画質な画質を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
（実施の形態１）     
図４は本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の構成図の一例である。
【０００８】
図５は、使用環境温度においてインバータ回路のＰＷＭ調光信号の周波数の変化を示したものである。
図４において、１は液晶モジュール、２は液晶モジュール１内に構成されるバックライト（蛍光管）、３は液晶モジュール１内に構成される液晶ドライバー、４はバックライト２を制御するインバータ回路、５は液晶ドライバー３を制御する映像処理回路、６は入力される映像信号、７はインバータ回路４の電源変動を抑える平滑コンデンサ、８はインバータ回路４を制御するマイコン、９はインバータ回路４からバックライト２を制御するためのＰＷＭ調光信号（ＰＷＭ調光信号のＯＮ期間には点灯用周波数の電圧波形が出力される）、１０は不揮発性メモリー（EEPROM）、１１は液晶モニタ内の温度を検出するための温度センサーである。
入力された映像信号６は映像処理回路５にて液晶ドライバー３を制御するための信号に変換され液晶ドライバー３へ伝達され液晶制御し画像として変換される。一方光源としては、液晶モジュール１内のバックライト２が点灯することで得られるが、そのバックライト点灯させるための交流電圧がインバータ回路４から供給される。その周波数（点灯周波数）は、一般的に約３０kＨｚ〜６０ｋＨｚである。また、点灯周波数より低い周波数（ＰＷＭ調光信号の周波数）により、上記点灯周波数を出力する／しないの制御をすることにより輝度（明るさ）の調整を行う。一般的にＰＷＭ調光信号の周波数は数百Ｈｚである。このＰＷＭ調光信号９の波形のＤＵＴＹ比とＰＷＭ調光信号９の周波数はマイコン（制御部）８によって制御することが出来る。
前述したように、ＰＷＭ調光信号９の周波数が高い際には、ＯＮ／ＯＦＦの周期が短いため、インバータ回路の負荷変動による電源変動が少ない利点がある。しかしながら、ＯＮ期間の最初の期間はインバータ回路からの点灯用の交流電圧が過渡状態にあり電圧振幅が安定せず振幅が小さい状態が存在する。ＰＷＭ調光信号９の周波数が低い場合と比較して、長い時間で考えた場合にはより電圧振幅が小さい状態を多く繰り返すため、輝度（明るさ）が低くなる現象が発生する（図２（a））。また、ＰＷＭのＤＵＴＹを下げていくと（約１０％〜２０％）、前述した電圧振幅が小さいままＯＮ期間が終了するため、バックライト２に十分な電流が流せずバックライトのパカツキが生じてしまう（図２（ｂ））。
一方、ＰＷＭ調光信号９の周波数が低い際には、ＯＮ／ＯＦＦの周期が長くなるため、点灯用の交流電圧が安定した振幅が十分にＯＮ期間に入るためバックライトへの電流供給の安定度が増し、輝度低下やパカツキがなくなるという利点がある（図３(a)、図３(b)）。しかしながら、ＯＮ／ＯＦＦ期間が長いためにインバータ回路４の負荷変動による電源変動が大きくなり、前述した電源安定用の平滑コンデンサ７では十分に電源を安定させることが出来ず、電源変動が大きくなり他の回路へ影響を与えることになる。特に映像系の電源への影響は、そのまま画面への妨害として現れてしまう。
【０００９】
バックライトを用いた液晶モニタは環境温度が高いときには、バックライト２のインピーダンスが低いため低温に比べ比較的バックライトの電流が流れやすい。また、液晶自体の応答性が速くなるため、より高速な信号に対しても追従し動画の残像感がなくなる。その反面、妨害も画面に現れやすくなる。
一方、環境温度が低い場合には、バックライト２のインピーダンスが高くなり電流が流れにくくなるため、より安定したバックライト電圧が必要となる。また、液晶の応答性が落ちるため高速な信号に対しての追従性が悪く動画の残像感が多くなってしまう。その反面、妨害は比較的画面に現れにくい。
【００１０】
そこで、本実施の形態では、温度センサー１１を通じてマイコン８にて環境温度を検出し、その結果に応じてＰＷＭ調光信号９の周波数を制御させる。温度が高いときには、液晶モジュール１としては輝度低下／パカツキが起きにくい反面、妨害が目立ちやすいため、ＰＷＭ調光信号９の周波数を上げることによりインバータ回路４の負荷変動による映像処理回路の電源変動を抑え妨害を目立ちにくくさせる。一方温度が低いときには、液晶モジュール１としては妨害が目立ちにくい反面、輝度低下／パカツキが生じやすくなるため、前述のＰＷＭ調光信号９の周波数を下げることによりＰＷＭ調光のＯＮ期間の最初の期間の点灯用交流電圧振幅が低い状態の時間割合を減らすことでより安定した交流電圧をバックライト２へ供給し輝度低下／輝度パカツキを低減させる。
【００１１】
環境温度に対するＰＷＭ調光信号９の周波数の値は使用するインバータ回路４、バックライト２、液晶モジュール１によって異なるため、そのセットにとって最適になるような“温度”と “ＰＷＭ調光信号の周波数”の関係を設定する必要がある（図５）。そのため、不揮発性メモリ１０（ＥＥＰＲＯＭ）を設け、そこでデータ管理を行い、上述の“温度”と“ＰＷＭ調光信号の周波数”の関係を示すデータを記憶しておく。マイコン８は、温度センサー１１で検出した“温度”に対応した“ＰＷＭ調光信号の周波数”を不揮発性メモリ１０から求め、インバータ回路４にその“ＰＷＭ調光信号の周波数”で動作するように指示する。
【００１２】
以上のように本発明によれば、液晶モニタ内に温度センサーを設け、高温時にはＰＷＭ調光信号の周波数を上げ、低温時にはＰＷＭ調光信号の周波数を下げることで、広い使用温度環境において妨害の少ないかつ輝度変化の安定した品質の高い高画質な画質を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００１３】
本発明に係る液晶表示装置は、車載用テレビ等の広い温度環境で使用される装置においても安定した良質な映像を得ることができるものであり、液晶表示装置等において有用である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】従来の液晶表示装置の構成図
【図２】ＰＷＭ調光信号の周波数が高い場合の点灯用交流電圧波形とインバータ回路電源変動を示した図
【図３】ＰＷＭ調光信号の周波数が低い場合の点灯用交流電圧波形とインバータ回路電源変動を示した図
【図４】本発明の実施の形態１における液晶表示装置の構成図
【図５】本発明の実施の形態１における検出環境温度とＰＷＭ調光信号の周波数との関係を示した図
【符号の説明】
【００１５】
１    液晶モジュール
２    バックライト
３    液晶ドライバー
４    インバータ回路
５    映像処理回路
６    映像信号
７    平滑コンデンサ
８    マイコン
９    ＰＷＭ調光信号
１０    不揮発性メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）
１１    温度センサー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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