(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶を用いて表示を行う液晶表示手段と、
前記液晶表示手段の異なる部位の近傍に配置され、複数の部位の周囲温度に感応して温度に対応する複数の温度信号を生成する複数の温度検出素子と、
映像変換期間に映像信号をアナログ−ディジタル変換するとともに、映像変換休止期間に前記複数の温度検出素子による複数の温度信号をアナログ−ディジタル変換するＡ／Ｄ変換手段と、
前記映像変換期間の前記Ａ／Ｄ変換手段の出力を用いて前記液晶表示手段を駆動して映像を表示させる液晶駆動手段と、
前記映像変換休止期間の前記Ａ／Ｄ変換手段による、前記複数の温度信号がアナログ−ディジタル変換された出力に基づいて前記液晶駆動手段により前記液晶表示手段に供給される駆動電圧を制御する駆動電圧制御手段と、
を具備することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記駆動電圧制御手段は、
前記Ａ／Ｄ変換手段の温度に対応する出力と前記液晶表示手段の駆動電圧との対応関係を示す電圧変換テーブルを格納する変換テーブル格納手段と、
前記変換テーブル格納手段に格納された電圧変換テーブルを用いて前記Ａ／Ｄ変換手段の出力に対応する前記液晶表示手段の駆動電圧を決定する電圧決定手段と、
を含む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】
前記駆動電圧制御手段は、
前記Ａ／Ｄ変換手段の温度に対応する出力と前記液晶表示手段の駆動電圧との複数種の対応関係を示す複数の電圧変換テーブルを格納する変換テーブル格納手段と、
前記変換テーブル格納手段の複数の電圧変換テーブルのうちの１つを外部制御により選択するテーブル選択手段と、
前記テーブル選択手段により選択された電圧変換テーブルを用いて前記Ａ／Ｄ変換手段の出力に対応する前記液晶表示手段の駆動電圧を決定する電圧決定手段と、
を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記温度検出素子は、サーミスタから構成される、
ことを特徴とする請求項１、２又は３に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、液晶表示素子の駆動技術に係り、特に、液晶表示素子の温度変化に応じて最適表示状態を得るために駆動電圧を制御する液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えばＳＴＮ(Supertwisted Nematic)タイプ等の液晶表示素子（Liquid Crystal Display〜以下、「ＬＣＤ」と称する）においては、ＬＣＤの温度上昇に伴いＬＣＤに印加する電圧を低下させることにより最適な視角特性を得ている。すなわち、ＳＴＮ−ＬＣＤを用いた液晶表示装置においては、印加電圧に対する光学特性が温度によって変動し、視角特性が変化する。この視角特性の変化を補償するために、ＳＴＮ−ＬＣＤを用いた液晶表示装置においては、ＬＣＤの周辺の温度をサーミスタ等を用いて検出し、ＬＣＤの温度上昇に対応させて、ＬＣＤの駆動電圧を徐々に下げるように制御し、常に最適な視角特性を得るようにすることが行われている。
【０００３】
従来の液晶表示装置においては、サーミスタによって温度を検出して駆動電圧を制御するためにアナログ回路的な構成を用いていた。すなわち、アナログ回路に組込まれたサーミスタの抵抗変化に応じて、ＬＣＤ駆動電圧発生回路を構成するトランジスタのベース電流を制御することにより、ＬＣＤの駆動電圧を自動的に変化させるようにしていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の構成においては、一般にサーミスタには直列及び並列に抵抗が接続されることになる。この場合、サーミスタと直列に接続された抵抗と、並列に接続された抵抗とによって、ＬＣＤの周辺温度に対応するサーミスタの抵抗対ＬＣＤ駆動電圧出力特性が二次曲線的に決まってしまう。このため、ＬＣＤが要求する騒動電圧に充分に合致しない温度領域が生じることは避けられず、全ての使用温度範囲で最適な視角特性を得ることはできないという問題があった。
【０００５】
この発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、簡単な構成を用いて、通常生じ得る使用温度範囲の全域において、常に最適な駆動電圧を得ることができ、種々のＬＣＤの温度特性に柔軟に対処することを可能とする液晶表示装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明による液晶表示装置は、
液晶を用いて表示を行う液晶表示手段と、
前記液晶表示手段の異なる部位の近傍に配置され、複数の部位の周囲温度に感応して温度に対応する複数の温度信号を生成する複数の温度検出素子と、
映像変換期間に映像信号をアナログ−ディジタル変換するとともに、映像変換休止期間に前記複数の温度検出素子による複数の温度信号をアナログ−ディジタル変換するＡ／Ｄ変換手段と、
前記映像変換期間の前記Ａ／Ｄ変換手段の出力を用いて前記液晶表示手段を駆動して映像を表示させる液晶駆動手段と、
前記映像変換休止期間の前記Ａ／Ｄ変換手段による、前記複数の温度信号がアナログ−ディジタル変換された出力に基づいて前記液晶駆動手段により前記液晶表示手段に供給される駆動電圧を制御する駆動電圧制御手段と、
を具備する。
【０００７】
前記駆動電圧制御手段は、
前記Ａ／Ｄ変換手段の温度に対応する出力と前記液晶表示手段の駆動電圧との対応関係を示す電圧変換テーブルを格納する変換テーブル格納手段と、
前記変換テーブル格納手段に格納された電圧変換テーブルを用いて前記Ａ／Ｄ変換手段の出力に対応する前記液晶表示手段の駆動電圧を決定する電圧決定手段と、
を含んでいてもよい。
【０００８】
前記駆動電圧制御手段は、
前記Ａ／Ｄ変換手段の温度に対応する出力と前記液晶表示手段の駆動電圧との複数種の対応関係を示す複数の電圧変換テーブルを格納する変換テーブル格納手段と、
前記変換テーブル格納手段の複数の電圧変換テーブルのうちの１つを外部制御により選択するテーブル選択手段と、
前記テーブル選択手段により選択された電圧変換テーブルを用いて前記Ａ／Ｄ変換手段の出力に対応する前記液晶表示手段の駆動電圧を決定する電圧決定手段と、
を含んでいてもよい。
【０００９】
前記温度検出素子は、小型・薄膜化が可能で、液晶表示手段に貼り付けることなどが可能なサーミスタから構成されることが望ましい。
【００１０】
この発明に係る液晶表示装置は、液晶表示手段の周囲温度に感応するサーミスタなどの温度検出素子を用いて温度信号を生成し、映像変換期間に映像信号をＡ／Ｄ変換して映像表示に供するＡ／Ｄ変換手段を映像変換休止期間に利用して前記温度信号をＡ／Ｄ変換し、この映像変換休止期間のＡ／Ｄ変換出力に基づいて前記液晶表示手段に供給される駆動電圧を制御する。この液晶表示装置では、映像信号変換用のＡ／Ｄ変換手段を流用する簡単な構成を用いて、温度信号をディジタル処理することにより、温度信号に対する駆動電圧の所望に応じた制御を可能とし、通常生じ得る使用温度範囲の全域において、常に最適な駆動電圧を得ることができ、種々の液晶表示手段の温度特性に柔軟に対処することが可能となる。
【００１１】
この発明に係る液晶表示装置は、具体的には、例えば次のように構成することができる。
（１）映像信号のＡ／Ｄ変換の休止期間中にサーミスタにかかる電圧を、映像信号用と同一のＡ／Ｄ変換回路（Ａ／Ｄ変換手段）を用いて検出しディジタル情報に変換する。
（２）ディジタル化された温度情報に基づき、電圧変換テーブルを用いるなどして、ＬＣＤ（液晶表示手段）に印加する駆動電圧を決定する。
（３）電圧変換テーブルを複数個用意して外部より選択できるようにすることもできる。
（４）複数個のサーミスタにかかる電圧を統計的に処理できるようにすることも容易である。
【００１２】
このようにすることにより、映像信号をディジタル変換するためのＡ／Ｄ変換回路の休止期間にサーミスタにかかる電圧を読み取る構成として、別途に新たなＡ／Ｄ変換回路を設置することなく、ＬＣＤ周辺の温度を検出してディジタル化することができる。また、検出された温度のディジタル値から、電圧変換テーブルを用いて駆動電圧のディジタルデータを得てディジタル−アナログ変換、すなわちＤ／Ａ変換、するなどの構成を用いて、温度に対応して所望に応じた駆動電圧を得る構成とすることが可能となり、ＬＣＤが必要とする適正な駆動電圧を、使用可能な温度範囲の全域において設定することができる。しかも、ＬＣＤの周辺温度のバラツキを検出するために複数個のサーミスタを設置し、それらにかかる電圧をそれぞれ読取ることも可能で、ＬＣＤの温度の平均値などの統計的な情報を得て、それに応じた適切な駆動電圧に設定することもできる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１〜図４を参照して、この発明の実施の形態に係る液晶表示装置を説明する。
【００１４】
図１は、液晶表示装置の構成を模式的に示している。図２は、図１に用いられる電圧変換テーブルの変換特性を示す図、図３は図１に用いられるサーミスタの周辺回路の一例を示す回路図、図４は図１に係る映像信号と動作タイミングの関係を説明するための信号波形図を示している。
【００１５】
図１に示す液晶表示装置は、入力選択回路１、水平方向制御回路２、垂直方向制御回路３、Ａ／Ｄ変換回路４、電圧変換テーブル格納部５、Ｄ／Ａ変換回路６、データ変換回路７、ＬＣＤ駆動回路８、セグメントドライバ９、コモンドライバ１０及びＬＣＤ（液晶表示素子）１１を備え、さらに第１のサーミスタＴＭ１、第２のサーミスタＴＭ２及びスイッチＳＷを有している。
【００１６】
入力選択回路１は、第１のサーミスタＴＭ１及び第２のサーミスタＴＭ２からそれぞれ出力される温度信号、並びに映像信号であるアナログＲＧＢ信号を構成するＲ、Ｇ及びＢの各信号が入力される。入力選択回路１は、これら各信号を、同期信号Ｃ-syncに基づき映像信号に同期して選択的にＡ／Ｄ変換回路４に供給する。すなわち、入力選択回路１は、図４に示す映像信号のＡ／Ｄ変換期間には、ＬＣＤ１１のドット数に対応するタイミングでアナログＲＧＢ信号Ｒ、Ｇ及びＢをそれぞれ選択する。また、映像信号のＡ／Ｄ変換休止期間は、図４に示すように、垂直方向については垂直同期に対応する同期信号Ｃ-syncの帰線期間に、水平方向については、映像期間ではない期間に設ける。入力選択回路１は、図４に示す映像信号のＡ／Ｄ変換休止期間には、第１及び第２のサーミスタＴＭ１及びＴＭ２の温度信号を切換え選択する。
【００１７】
水平方向制御回路２及び垂直方向制御回路３は、同期信号Ｃ-syncに基づきＬＣＤ１１におけるそれぞれ水平方向及び垂直方向の走査を制御する。Ａ／Ｄ変換回路４は、入力選択回路１で選択された信号をＡ／Ｄ変換し、同期信号Ｃ-syncに基づき電圧変換テーブル格納部５及びデータ変換回路７に供給する。すなわちＡ／Ｄ変換回路４は、図４に示す映像信号のＡ／Ｄ変換期間には、Ａ／Ｄ変換出力を映像信号に係るデータ変換回路７に供給し、映像信号のＡ／Ｄ変換休止期間には、Ａ／Ｄ変換出力を駆動電圧制御用の電圧変換テーブル格納部５に供給する。
【００１８】
電圧変換テーブル格納部５は、例えば図２に示すような電圧変換テーブルを格納する。すなわち、電圧変換テーブル格納部５は、Ａ／Ｄ変換回路４から供給される例えば４ビットのＡ／Ｄ変換データを変換軸として、入力されたＡ／Ｄ変換データからＬＣＤ１１の駆動電圧を決定する例えば８ビットの出力データを得て出力する。図２においては、電圧変換テーブルの各データを１６進表記で示しており、この電圧変換テーブルはＬＣＤ温度変化に対応する適正駆動電圧の特性に応じた補間計算等により予め作成する。Ｄ／Ａ変換回路６は、電圧変換テーブル格納部５から出力された変換出力データをＤ／Ａ変換して、アナログ信号をＬＣＤ駆動回路８に供給する。
【００１９】
データ変換回路７は、アナログＲＧＢ信号Ｒ、Ｇ及びＢを、水平方向制御回路２及び垂直方向制御回路３によるＬＣＤ１１の水平方向及び垂直方向の走査に対応する所定のＬＣＤ駆動信号に変換してＬＣＤ駆動回路８に供給する。ＬＣＤ駆動回路８は、同期信号Ｃ-syncに基づきデータ変換回路７からのＬＣＤ駆動信号を所定のタイミングでセグメントドライバ９及びコモンドライバ１０に供給する。セグメントドライバ９及びコモンドライバ１０は、ＬＣＤ１１のマトリクスにおけるそれぞれ行（ロウ）及び列（コラム）の各電極を駆動する。ＬＣＤ１１は、例えばＳＴＮタイプのＬＣＤであり、セグメントドライバ９及びコモンドライバ１０により、行及び列の各電極が駆動されてアナログＲＧＢ信号Ｒ、Ｇ及びＢに従った映像を表示する。
【００２０】
第１のサーミスタＴＭ１及び第２のサーミスタＴＭ２は、それぞれＬＣＤ１１の異なる部位の近傍に配設され、周囲温度に感応して抵抗値が変化する。上述した電圧変換テーブル格納部５は、変換特性の異なる複数の電圧変換テーブルを格納し、これらを選択的に切換えて使用することができる。スイッチＳＷは、電圧変換テーブル格納部５に複数の電圧変換デーブルを格納した際に、外部操作により電圧変換テールを切換えるためのスイッチである。なお、上述した第１のサーミスタＴＭ１及び第２のサーミスタＴＭ２の抵抗値変化に基づく温度信号は、Ａ／Ｄ変換回路４、電圧変換テーブル格納部５及びＤ／Ａ変換回路６の間の変換過程において、例えば加重平均をとり、その加重平均に応じた駆動電圧を得るようにする。第１及び第２のサーミスタＴＭ１及びＴＭ２の温度信号は、加重平均以外の統計的な処理を施すようにしてもよいし、入力選択回路１の選択タイミングを異ならせ、個々の値を個別にＡ／Ｄ変換し、それらの組合わせに応じて出力データを得るように、それぞれの温度信号のＡ／Ｄ変換データを変数（変換軸）とする２変数の変換テーブルを用いるようにしてもよい。
【００２１】
第１及び第２のサーミスタＴＭ１及びＴＭ２は、いずれも図３に示すサーミスタＴＭのように、抵抗Ｒと直列に接続されており、電源ＶCCをサーミスタの抵抗値に応じた大きさに分圧し、入力選択回路１を介してＡ／Ｄ変換回路４に入力する。
【００２２】
次に、上述のように構成された液晶表示装置の動作について説明する。上述したように、ここでは、ＬＣＤ１１の近傍の異なる２箇所にそれぞれサーミスタを設け、それぞれ第１及び第２のサーミスタＴＭ１及びＴＭ２とした場合を例にとって説明する。
【００２３】
アナログＲＧＢ信号の個々の信号Ｒ、Ｇ及びＢ、ＬＣＤ１１近傍の第１の個所に設置された第１のサーミスタＴＭ１の温度信号出力、並びにＬＣＤ１１近傍の第２の個所に設置された第２のサーミスタＴＭ２の温度信号出力が入力選択回路１に入力される。
【００２４】
入力選択回路１において、図４に示すように、映像信号のＡ／Ｄ変換期間ではアナログＲＧＢ信号Ｒ、Ｇ及びＢをＬＣＤ１１のドット数に合わせたタイミングで、Ａ／Ｄ変換回路４によりＡ／Ｄ変換する。
【００２５】
図４に示すように、映像信号のＡ／Ｄ変換休止期間は、垂直方向については、同期信号Ｃ-syncに基づく帰線期間内に設け、また水平方向については、映像期間ではない領域内に設ける。これらのＡ／Ｄ変換休止期間中に、第１及び第２のサーミスタＴＭ１及びＴＭ２から電圧として取り出した温度信号を、入力選択回路１によって、選択して個々にＡ／Ｄ変換回路４によりＡ／Ｄ変換させる。
【００２６】
Ａ／Ｄ変換された二つのサーミスタＴＭ１及びＴＭ２の温度データは、加重平均されて、電圧変換テーブル格納部５に与えられ、例えば図２に示すような電圧変換テーブルの変換軸として用いられる。図２に示す例においては、変換軸のＡ／Ｄ変換データは４ビットとした。このＡ／Ｄ変換デーブルの入力データのビット数は、Ａ／Ｄ変換回路４の分解能に応じて任意に設定してよい。また、この場合、駆動電圧を決定する出力データは８ビットとした。この出力データのビット数もＤ／Ａ変換回路６の分解能に合わせて任意に設定してよい。Ｄ／Ａ変換回路６の分解能が、電圧変換テーブルの出力データに比して高い場合には、補間計算にて駆動電圧を得るものとする。
【００２７】
電圧変換テーブル格納部５の電圧変換テーブルから得られた出力データは、Ｄ／Ａ変換回路６に入力され、アナログ信号に変換される。このアナログ信号が、ＬＣＤ駆動回路８において増幅され、セグメントドライバ９及びコモンドライバ１０に与えられる。
【００２８】
一方、映像信号のＡ／Ｄ変換期間内にＡ／Ｄ変換回路４でディジタル変換されたアナログＲＧＢ信号Ｒ、Ｇ及びＢのそれぞれのＡ／Ｄ変換データは、データ変換回路７に入力される。データ変換回路７は、同期信号Ｃ-syncを基準とする水平方向制御回路２及び垂直方向制御回路３からのタイミング信号に基づき、アナログＲＧＢ信号Ｒ、Ｇ及びＢのそれぞれのＡ／Ｄ変換データに所定の処理を施してＬＣＤ駆動回路８に入力する。
【００２９】
なお、既に述べたように、電圧変換テーブル格納部５は、複数の電圧変換テーブルを内蔵することができる。電圧変換テーブル格納部５は、複数の電圧変換テーブルを内蔵した場合、例えばＬＣＤ１１の特性に合わせて外部操作可能なスイッチＳＷによって、電圧変換テーブルを任意に選択する構成とすることができる。
【００３０】
このようにして、ＬＣＤ１１の周辺温度をサーミスタＴＭ１及びＴＭ２により検出する際、従来から映像信号のＡ／Ｄ変換用として備えているＡ／Ｄ変換回路４を、温度信号のＡ／Ｄ変換に用いることができるので、駆動電圧を該当する温度特性に応じて適切に且つ高精度に制御することができ、しかもコストダウンが可能になる。また、サーミスタＴＭ１及びＴＭ２による検出温度に対応して電圧変換テーブルを書換え又は切換えることにより、ＬＣＤ１１が要求する駆動電圧を全温度範囲において設定することが可能になる。複数の電圧変換テーブルのいずれかを、外部から任意に選択することが可能なのでＬＣＤ１１の特性に合わせて簡単に設定を変更することができる。さらに、複数個のサーミスタを接続することができるので、ＬＣＤ１１全体の平均的な温度を検出することができる。
【００３１】
なお、上記実施の形態においては、液晶表示素子の温度を検出するために、温度に応じて抵抗値が変化するサーミスタを使用した。サーミスタは、小型・薄膜化が可能であり、ＬＣＤ１１に貼り付けることができるなど、ＬＣＤ１１の温度の測定に好適である。ただし、温度検出素子としては、サーミスタに限定されず、任意のものを使用できる。例えば、温度検出素子として熱電対やダイオードを使用し、熱電対の出力電圧、ダイオードの順方向電圧やツェナー電圧を検出し、これをＡ／Ｄ変換するようにしてもよい。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、簡単な構成を用いて、通常生じ得る使用温度範囲の全域において、常に最適な駆動電圧を得ることができ、種々のＬＣＤの温度特性に柔軟に対処することを可能とする液晶表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態に係る液晶表示装置の構成を模式的に示すブロック図である。
【図２】図１の液晶表示装置に用いる電圧変換テーブルの一例を示す図である。
【図３】図１の液晶表示装置におけるサーミスタ周辺の詳細な構成を示す回路図である。
【図４】図１の液晶表示装置の映像信号のＡ／Ｄ変換期間及びその休止期間を説明するための各部波形図である。
【符号の説明】
１・・・入力選択回路、２・・・水平方向制御回路、３・・・垂直方向制御回路、４・・・Ａ／Ｄ（アナログ−ディジタル）変換回路、５・・・電圧変換テーブル格納部、６・・・Ｄ／Ａ（ディジタル−アナログ）変換回路、７・・・データ変換回路、８・・・ＬＣＤ駆動回路、９・・・セグメントドライバ、１０・・・コモンドライバ、１１・・・ＬＣＤ（液晶表示素子）、ＴＭ１・・・第１のサーミスタ、ＴＭ２・・・第２のサーミスタ、ＳＷ・・・スイッチ
【図１】
0003747703.tif 000002
【図２】
0003747703.tif 000003
【図３】
0003747703.tif 000004
【図４】
0003747703.tif 000005