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JP3823966B2 - 液晶表示装置バックライト調光方法 - Google Patents
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JP3823966B2 - 液晶表示装置バックライト調光方法 - Google Patents

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Description

本発明は、液晶表示装置のバックライトを外光照度の明暗に応じて自動調光する技術に関り、特に人や物の往来による影で、部分的に照度の変化する場所に設置された液晶表示装置に関るものである。
液晶パネルで映像を快適に見ようとすると、人間の視覚特性上、周囲が明るいとパネル輝度を上げ、暗いと下げるものである。映像を見るとき、周囲照度が変わるたびに輝度調整するのは煩わしいものであり、自然光に対しては、気付かないうちに照度が変わり、見辛い輝度で見ていることもあり、延いては目が疲れたり、気分が悪くなったりすることもある。本発明で特に考慮しているのは、公共の場所や公共の乗り物等に設置され、人や物の往来による影で液晶パネル周囲の照度が部分的に下がったり、設置場所以外からの入射光で照度が部分的に上がったりすることである。
従来の液晶表示装置のバックライト自動調光方法としては、特許文献1と特許文献2が挙げられる。
図7は、特許文献1の光センサーを備えたバックライト自動調光方法の動作パターンである。外光は光センサの周囲外光照度であり、トリガー信号により、外光照度データが単位時刻T秒毎に取り込まれる。a(i)は外光照度データ、b(i)輝度データである。具体的に説明をするため、前記a(i)は、1〜8までの間で外光の強さに応じて1ステップずつ変化し、8に近いほど周囲は明るいとする。前記b(i)は、1〜8までの間でa(i)の大きさに応じて1ステップずつ変化し、8に近いほど輝度が高いとする。単位時刻毎に外光照度a(i)を取り込み、1単位時刻前の外光照度a(i−1)とデータ比較する。そして、a(i)=a(i−1)なら、現時刻a(i)に応じた輝度b(i)を設定し、a(i)≠a(i−1)なら、1単位時刻前の輝度b(i−1)を維持する。上記によると単位時刻以下の短期的照度変化に対しては、輝度変化しない。
特許文献2のバックライト自動調光方法は、液晶表示装置に複数の光センサを備え、検知した外光照度データの平均値を算出し、前記平均値に応じてバックライトを自動調光させるものである。
特開平10−282923号公報 特開平9−146073号公報
公共の場所や公共の乗り物の中では、人や物の往来があったり、人が立ち止まったりと動きが頻繁であり、状況、時間帯等により程度も様々である。このような環境の中に液晶表示装置が設置され、人影等で液晶パネル付近の照度が変わった場合、前記背景技術では、設置した環境の明るさに対して、液晶パネルの輝度が不適切な状況も発生する。
特許文献1に記載のバックライト自動調光方法では、液晶パネル近辺に、例えば人が立ち止まって、数十秒〜数分程度、周辺照度が変化したときの輝度変化を避けるためには、照度変化時間に応じて照度取り込み単位時間を長くしなければならず、本来の照度変化の時に輝度変化のタイミングが大きくずれてしまう。
特許文献2に記載のバックライト自動調光では、液晶パネルに取付けられた複数の光センサーの外光照度平均値に応じた輝度が設定されるため、一部の光センサが変化する中では、平均化されるため変化程度は低くなるものの、輝度は変化してしまう。
本発明は、これらの人や物の往来があった場合等にそれをより適切に判定し、液晶パネルの輝度をより良く制御することを目的とする。
前記課題を解決するために、本発明の液晶表示装置バックライト調光方法は、液晶パネル表示面側の周囲に複数の光センサを互いに異なる位置に取付け、単位時間毎に外光照度データを取り込み、比較演算させる。前記比較演算の結果の数値が、所定値を超える時は、液晶パネル周囲の照度は部分的に変化しているとみなしバックライト調光させず、前記比較演算の結果の数値が、所定値内の時は、前記外光照度データを予め決められた演算手順により、バックライト調光制御の最適値を算出し、バックライトを自動調光させる。
本発明の液晶表示装置バックライト調光方法によると、液晶パネル周辺の照度が部分的に変化してもバックライト輝度は変化することなく、液晶パネルが設置された環境が一様に照度変化した時だけ、バックライトは周囲照度に応じて自動調光され、映像を見るために最適な環境を実現させることが出来る。
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
(実施の形態1)
図1、図2、図3を参照しながら、第1の実施の形態について、詳細な説明を行う。
図1は、第1の光センサ111と第2の光センサ112を有するバックライト自動調光付きの液晶表示装置のブロック図である。前記第1の光センサ111と前記第2の光センサ112は、外光照度を検知し、この外光照度はA/Dコンバータ12により、外光照度デジタルデータに変換される。
前記外光照度デジタルデータは、演算装置13に送られ、順次、RAM15に格納されながら、演算プログラムが格納されたROM14により、演算が実行される。そして、演算結果はD/Aコンバータ16に転送され、演算結果データに応じた調光電圧が出力される。前記調光電圧が、インバータ回路17に印加された後、バックライト18は調光され、液晶パネル19は輝度調整される。
図2は、図1における液晶表示装置のバックライト調光方法のフローチャートである。ここで、iは時刻、jは光センサー番号、Nは光センサ数、Do(i)は時刻iにおけるバックライト調光デジタルデータ、xは時刻i=1におけるバックライト調光デジタルデータ(初期値)、Tは外光照度データ取り込み時間間隔、Din(j)(i)は時刻iにおける光センサ11(j)の外光照度デジタルデータ、Din1(i)は時刻iにおける光センサ111の外光照度デジタルデータ、Din2(i)は時刻iにおける光センサ112の外光照度デジタルデータ、yは光センサーの照度差許容判定値である。
処理開始後、初期値i=1が設定され(S201)、バックライト調光デジタルデータの初期値Do(1)=xが設定され(S202)、第1の時刻に出力される(S203)。
iは+1インクリメントされ、T秒間待った後(S204)、第2の時刻における前記光センサ111の外光照度デジタルデータDin1(2)と前記光センサ112の外光照度デジタルデータDin2(2)が図1の演算装置13経由でRAM15に格納される(S205〜S206)。
次に前記Din1(2)と前記Din2(2)の差を算出し、照度差許容判定値yと比較し判定する(S207)。
ステップS207の結果、前記照度差許容判定値yより大きければ、前記光センサ111〜112のいずれかの反応が異常であることを表し、1単位時刻前のバックライト調光デジタルデータDo(1)を有効にし(S208)、前記照度差許容判定値yより小さければ、前記光センサ111〜112が一様に反応したと判断して、次のステップS209で(式1)に基づく前記光センサ111〜112の平均値
Do(2)=[Din1(2)+Din2(2)]/2 (式1)
を算出する。
以上のようにバックライト調光デジタルデータDo(i)は、1単位時刻毎にS208またはS209のいずれかで処理され、図1のD/Aコンバータ16に転送され(S210)、T秒間、待った後(S211)、ステップS205に戻り、第3の時刻(i=3)において、ステップS205〜ステップS211を繰り返す。
以降、液晶表示装置の電源がオフになるまで、S205〜S211を繰り返す。
次に、図3は図1における液晶表示装置の入出力の一例を示す図であり、図1〜図2と合わせて、詳細を説明する。
外光1は図1の光センサ111の周囲外光照度であり、外光2は図1の光センサ112の周囲外光照度であり、図1の演算装置13から出力されるトリガー信号により、外光照度デジタルデータが単位時刻T秒毎に前記演算装置13経由でRAM15に格納される。前記外光1の外光照度デジタルデータをDin1(i)と前記外光2の外光照度デジタルデータDin2(i)は、具体的に説明をするため、1〜8までの間で外光の強さに応じて1ステップずつ変化し、8に近いほど周囲は明るいとする。
時刻(1)では、図2のステップS202で、バックライト調光デジタルデータの初期値xに設定される。図3では、x=4として、Do(1)=4である。
時刻(2)では、図2のステップS207において、照度差許容判定値y=3とすると
|Din1(2)−Din2(2)|=|8−8|<3 (式2)
となって判定はYESとなり、ステップS209に進み、
Do(2)=[Din1(2)+Din2(2)]/2=(8+8)/2=8(式3)
が算出され、ステップS210でバックライト調光制御データとして出力される。
時刻(3)では、外光照度デジタルデータDin1(3)とDin2(3)を取り込んだ後、ステップS207で
|Din1(3)−Din2(3)|=|8−8|<3 (式4)
となって判定はYESとなり、ステップS209に進み、
Do(3)=[Din1(3)+Din2(3)]/2=(8+8)/2=8(式5)
が算出され、ステップS210でバックライト調光制御データとして出力される(S210)。
時刻(4)では、外光照度デジタルデータDin1(4)とDin2(4)を取り込んだ後、ステップS207で、
|Din1(4)−Din2(4)|=|8−3|>3 (式6)
となって、判定はNOであり、ステップS208で、
Do(4)=Do(3)=8 (式7)
の順に処理され、1単位時刻前と同じバックライト調光制御データが出力される(S210)。
時刻(5)では、外光照度デジタルデータDin1(5)とDin2(5)を取り込んだ後、ステップS207で
|Din1(5)−Din2(5)|=|8−1|>3 (式8)
となって、判定はNOであり、ステップS208に進み、
Do(5)=Do(4)=8 (式9)
の順に処理され、1単位時刻前と同じバックライト調光制御データ出力される(S210)。
時刻(6)では、外光2が元の状態に戻り、外光照度デジタルデータDin1(6)とDin2(6)を取り込んだ後、ステップS207で、
|Din1(6)−Din2(6)|=|8−8|<3 (式10)
となり、判定はYESとなり、ステップS209に進み、
Do(6)=(Din1(6)+Din2(6))/2=(8+8)/2=8 (式11)
の順に処理され、1単位時刻前と同じバックライト調光制御データが出力される(S210)。
時刻(7)では、外光照度デジタルデータDin1(7)とDin2(7)を取り込んだ後、ステップS207で、
|Din1(7)−Din2(7)|=|6−6|<3 (式12)
となり、判定はYESとなり、ステップS209へ進み、
Do(7)=(Din1(7)+Din2(7))/2=(6+6)/2=6 (式13)
の順に処理され、バックライト調光制御データが出力される(S210)。
時刻(8)では、外光照度デジタルデータDin1(8)とDin2(8)を取り込んだ後、ステップS207へ進み、
|Din1(8)−Din2(8)|=|1−1|<3 (式14)
となって、判定はYESとなり、ステップS209へ進み、
Do(8)=[Din1(8)+Din2(8)]/2=(1+1)/2=1 (式15)
の順に処理され、バックライト調光制御データが出力される(S210)。
時刻(9)では、外光照度デジタルデータDin1(9)とDin2(9)を取り込んだ後、ステップS207で、
|Din1(9)−Din2(9)|=|1−1|<3 (式16)
となって、判定はYESとなり、ステップS209へ進み、
Do(9)=(Din1(9)+Din2(9))/2=(1+1)/2=1 (式17)
の順に処理され、バックライト調光制御データが出力される(S210)。
なお、図2のステップS207は、2つの照度の差分をとって判定しているが、照度比Din1(i)/Din2(i)、照度比許容判定値下限y1、照度比許容判定値下限y2として
y1 < Din1(i)/Din2(i) < y2 (式18)
に置きかえても同様の効果を奏する。
なお、ステップS209で、バックライト調光デジタルデータとして、2つの外光照度デジタルデータの平均値をとっているが、本ステップは2つの外光照度デジタルデータの差分が小さいときのフローであるから、代表してどちらか一つのデータを基にしても良い。
(実施の形態2)
図4、図5を参照しながら、第2の実施の形態について、詳細な説明を行う。
図4は、第1の光センサ411と第2の光センサ412と第3の光センサ413を有するバックライト自動調光付きの液晶表示装置のブロック図である。前記第1の光センサ411と前記第2の光センサ412と前記第3の光センサ413は、外光照度を検知し、この外光照度はA/Dコンバータ42により、外光照度デジタルデータに変換される。
前記外光照度デジタルデータは、演算装置43に送られ、順次、RAM45に格納されながら、演算プログラムが格納されたROM44により、演算が実行される。そして、演算結果はD/Aコンバータ46に転送され、演算結果データに応じた電圧が調光電圧として出力される。前記調光電圧が、インバータ回路47に印加された後、バックライト48は調光され、液晶パネル49に画像が表示される。
図5は、図4における液晶表示装置のバックライト調光方法のフローチャートである。ここで、iは時刻、jは光センサー番号、Nは光センサ数、Do(i)は時刻iにおけるバックライト調光デジタルデータ、xは時刻i=1におけるバックライト調光デジタルデータ(初期値)、Tは外光照度データ取り込み時間間隔、Din(j)(i)は時刻iにおける光センサ41(j)の外光照度デジタルデータ、Din1(i)は時刻iにおける光センサ411の外光照度デジタルデータ、Din2(i)は時刻iにおける光センサ412の外光照度デジタルデータ、Din3(i)は時刻iにおける光センサ413の外光照度デジタルデータ、yは光センサーの照度差許容判定値である。
処理開始後、初期値i=1が設定され(S501)、バックライト調光デジタルデータの初期値Do(1)=xが設定され(S502)、第1の時刻に出力される(S503)。
iは+1インクリメントされ、T秒間待った後(S504)、第2の時刻における前記光センサ411〜413の外光照度デジタルデータDin1(2)〜Din3(2)が図4の演算装置43経由でRAM45に格納される(S505〜S506)。
次に前記Din1(2)〜Din3(2)の互いに異なる2つの差を順次、算出し、照度差許容判定値yと比較する(S507〜S512)。
ステップS507、S509、またはS511のうちいずれかが、前記照度差許容判定値yより大きければ、前記光センサ411〜413のいずれかの反応が異常であることを表し、1単位時刻前のバックライト調光デジタルデータDo(i−1)を有効にし(S508、S510、S512)、前記照度差許容判定値yより小さければ、前記光センサ411〜413が一様に反応したとして、次のステップS513で前記光センサ411〜413の平均値
Do(2)=[Din1(2)+Din2(2)+Din3(2)]/3 (式19)
を算出する。
以上のようにバックライト調光デジタルデータDo(i)は、1単位時刻毎にS508、S510、S512またはS513のいずれかに設定され、図4中のD/Aコンバータ46に転送され(S514)、T秒間、待った後(S515)、ステップS505に戻り、次に第3の時刻(i=3)において、ステップS505〜ステップS515を繰り返す。
以降、液晶表示装置の電源がオフになるまで、S505〜S515を繰り返す。
なお、N=4,5,・・・と変化させ、ステップS507〜S512のように外光照度差を算出し、照度差許容判定値と比較するステップを増やすことにより、光センサーが4個以上の場合の処理も可能である。
また、本実施の形態において、図5中のステップS507、S509、S511を照度比Din1(i)/Din2(i)、Din1(i)/Din3(i)、Din2(i)/Din3(i)、照度比許容範囲値y1、y2とし、
y1<Din1(i)/Din2(i)<y2 (式20)
y1<Din1(i)/Din3(i)<y2 (式21)
y1<Din2(i)/Din3(i)<y2 (式22)
に置き換えても同様の効果を奏する。
(実施の形態3)
図4、図6を参照しながら、第3の実施の形態について、詳細な説明を行う。
図6は、図4における液晶表示装置のバックライト調光方法のフローチャートである。ここで、iは時刻、jは光センサー番号、Nは光センサ数、Do(i)は時刻iにおけるバックライト調光デジタルデータ、xは時刻i=1におけるバックライト調光デジタルデータ(初期値)、Tは外光照度データ取り込み時間間隔、Din(j)(i)は時刻iにおける光センサ41(j)の外光照度デジタルデータ、Din1(i)は時刻iにおける光センサ411の外光照度デジタルデータ、Din2(i)は時刻iにおける光センサ412の外光照度デジタルデータ、Din3(i)は時刻iにおける光センサ413の外光照度デジタルデータ、Dmax(i)は時刻iにおけるDin1(i)〜Din3(i)のうちの最大値、Dmin(i)は時刻iにおけるDin1(i)〜Din3(i)のうちの最小値、yは光センサーの照度差許容判定値である。
処理開始後、初期値i=1が設定され(S601)、バックライト調光デジタルデータの初期値Do(1)=xが設定され(S602)、第1の時刻に出力される(S603)。
iは+1インクリメントされ、T秒間、待った後(S604)、第2の時刻における前記光センサ411〜413の外光照度デジタルデータDin1(2)〜Din3(2)が図1の演算装置43に取り込まれる(S605〜S606)。
次に前記Din1(2)〜Din3(2)のうちの最大値Dmax(2)と最小値Dmin(2)の差を算出し、照度差許容判定値yと比較する(S607〜S609)。
前記照度差許容判定値yより大きければ、前記光センサ411〜413のいずれかの反応が異常であることを表し、1単位時刻前のバックライト調光デジタルデータDo(1)を有効にし(S610)、前記照度差許容判定値yより小さければ、前記光センサ411〜413が一様に反応したとして、次のステップS611で前記光センサ411〜413の平均値
Do(2)=[Din1(2)+Din2(2)+Din3(2)]/3(式23)
を算出する。
以上のようにバックライト調光デジタルデータDo(i)は、1単位時刻毎にS610またはS611のいずれかに設定され、図4のD/Aコンバータ46に転送され(S612)、T秒間、待った後(S613)、ステップS605に戻り、次に第3の時刻(i=3)において、ステップS605〜ステップS613を繰り返す。
以降、液晶表示装置の電源がオフになるまで、S605〜S613を繰り返す。
なお、N=4,5,・・・と変化させることにより、光センサーが4個以上の場合の処理も可能である。
なお、本実施の形態において、図6中のステップS609を照度比Dmax(i)/Dmin(i)、照度比許容範囲値y1、y2とし、
y1<Dmax(i)/Dmin(i)<y2 (式24)
に置き換えても同様の効果を奏する。
以上のように、本発明にかかる液晶表示装置のバックライト自動調光は、液晶パネル周辺の照度が一様に変化した時のみバックライトが自動調光される機能を有し、人や物の往来等で液晶パネル周辺が部分的に照度変化する環境に設置される場合等に適する。
本発明の実施の形態1における液晶表示装置のブロック図 本発明の実施の形態1における液晶表示装置バックライト調光方法のフローチャート 本発明の実施の形態1における液晶表示装置の入出力の一例を示す図 本発明の実施の形態2および実施の形態3における液晶表示装置のブロック図 本発明の実施の形態2における液晶表示装置バックライト調光方法のフローチャート 本発明の実施の形態3における液晶表示装置バックライト調光方法のフローチャート 従来の液晶表示装置の入出力の一例を示す図
符号の説明
12、42 A/Dコンバータ
13、43 演算装置
14、44 ROM(Read Only Memory)
15、45 RAM(Random Access Memory)
16、46 D/Aコンバータ
17、47 インバータ回路
18、48 バックライト
19、49 液晶パネル
111、112、411、412、413 光センサ

Claims (6)

  1. 液晶パネルと、バックライトと、第1の照度検知手段と、第2の照度検知手段とを有する液晶表示装置バックライト調光方法であって、
    前記第1の照度検知手段が検知した照度と前記第2の照度検知手段が検知した照度とを所定の時間毎に記録する照度記録ステップと、
    前記照度記録ステップで同一の時刻に記録した前記第1の照度検知手段が検知した照度と前記第2の照度検知手段が検知した照度の差分を算出する照度差分算出ステップと、
    前記照度差分算出ステップで算出した差分が所定値より小さいか否かを判定する差分判定ステップと、
    前記差分判定ステップで差分が所定値より小さいと前記第1の照度検知手段が検知した照度と前記第2の照度検知手段が検知した照度の一つ又は両方に基づいたバックライト調光を行い、前記差分判定ステップで差分が所定値以上であると直前のバックライト調光を維持することを特徴とする液晶表示装置バックライト調光方法。
  2. 液晶パネルと、バックライトと、3つ以上の複数の照度検知手段とを有する液晶表示装置バックライト調光方法であって、
    前記複数の照度検知手段が検知した照度を所定の時間毎に記録する照度記録ステップと、
    前記照度記録ステップで同一の時刻に記録した複数の照度検知手段が検知した照度の最大値と最小値を求めてその最大値最小値差分を算出する照度差分算出ステップと、
    前記照度差分算出ステップで算出した最大値最小値差分が所定値より小さいか否かを判定する差分判定ステップと、
    前記差分判定ステップで差分が所定値より小さいと前記複数の照度検知手段が検知した照度の一つ以上に基づいたバックライト調光を行い、前記差分判定ステップで差分が所定値以上であると直前のバックライト調光を維持することを特徴とする液晶表示装置バックライト調光方法。
  3. 前記照度差分算出ステップは、複数の照度検出手段から選ぶ2つの全ての組み合わせについて差分を順次計算し、前記差分が所定値を越えた時点で直前のバックライト調光を維持することを特徴とする請求項2記載の液晶表示装置バックライト調光方法。
  4. 液晶パネルと、バックライトと、第1の照度検知手段と、第2の照度検知手段とを有する液晶表示装置バックライト調光方法であって、
    前記第1の照度検知手段が検知した照度と前記第2の照度検知手段が検知した照度とを所定の時間毎に記録する照度記録ステップと、
    前記照度記録ステップで同一の時刻に記録した前記第1の照度検知手段が検知した照度に対する前記第2の照度検知手段が検知した照度の比率を算出する照度比率算出ステップと、
    前記照度比率算出ステップで算出した比率が所定範囲内にあるか否かを判定する比率判定ステップと、
    前記比率判定ステップで比率が所定範囲内にあると前記第1の照度検知手段が検知した照度と前記第2の照度検知手段が検知した照度の一つ又は両方に基づいたバックライト調光を行い、前記比率判定ステップで比率が所定範囲外にあると直前のバックライト調光を維持することを特徴とする液晶表示装置バックライト調光方法。
  5. 液晶パネルと、バックライトと、3つ以上の複数の照度検知手段とを有する液晶表示装置バックライト調光方法であって、
    前記複数の照度検知手段が検知した照度を所定の時間毎に記録する照度記録ステップと、
    前記照度記録ステップで同一の時刻に記録した複数の照度検知手段が検知した照度の最大値と最小値を求めてその最大値最小値比率を算出する照度比率算出ステップと、
    前記照度比率算出ステップで算出した最大値最小値比率が所定範囲内にあるか否かを判定する比率判定ステップと、
    前記比率判定ステップで比率が所定範囲内にあると前記複数の照度検知手段が検知した照度の一つ以上に基づいたバックライト調光を行い、前記比率判定ステップで比率が所定範囲外にあると直前のバックライト調光を維持することを特徴とする液晶表示装置バックライト調光方法。
  6. 前記照度比率算出ステップは、複数の照度検出手段から選ぶ2つの全ての組み合わせについて比率を順次計算し、前記比率が所定値を越えた時点で直前のバックライト調光を維持することを特徴とする請求項5記載の液晶表示装置バックライト調光方法。
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