特開 2024-97444 液晶表示装置の保護装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024097444

(43)【公開日】2024-07-19

(54)【発明の名称】液晶表示装置の保護装置

(51)【国際特許分類】

   G09G 3/36 20060101AFI20240711BHJP

   G09G 3/20 20060101ALI20240711BHJP

   G09G 3/34 20060101ALI20240711BHJP

   G02F 1/133 20060101ALI20240711BHJP

【ＦＩ】

G09G3/36

G09G3/20 642P

G09G3/20 670L

G09G3/34 J

G09G3/20 642E

G09G3/20 612G

G09G3/20 670D

G09G3/20 670E

G02F1/133 535

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023000879

(22)【出願日】2023-01-06

(71)【出願人】

【識別番号】000010098

【氏名又は名称】アルプスアルパイン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100103171

【弁理士】

【氏名又は名称】雨貝 正彦

(74)【代理人】

【識別番号】100105784

【弁理士】

【氏名又は名称】橘 和之

(74)【代理人】

【識別番号】100098497

【弁理士】

【氏名又は名称】片寄 恭三

(74)【代理人】

【識別番号】100099748

【弁理士】

【氏名又は名称】佐藤 克志

(72)【発明者】

【氏名】谷平 久光

【テーマコード（参考）】

2H193

5C006

5C080

【Ｆターム（参考）】

2H193ZH18

2H193ZH34

2H193ZH57

5C006AA22

5C006AF21

5C006AF25

5C006AF51

5C006AF52

5C006AF53

5C006AF54

5C006AF62

5C006AF67

5C006AF68

5C006AF69

5C006AF83

5C006BB11

5C006BB16

5C006BC12

5C006BC14

5C006BF14

5C006BF16

5C006BF29

5C006BF38

5C006BF44

5C006EA01

5C006EC02

5C006EC05

5C006EC09

5C006FA19

5C006FA54

5C080AA10

5C080BB05

5C080CC03

5C080DD04

5C080DD09

5C080DD14

5C080DD20

5C080EE28

5C080FF03

5C080FF11

5C080GG02

5C080JJ02

5C080JJ05

5C080JJ07

5C080KK20

(57)【要約】

【課題】高温環境下で生じる不適切な保護動作を回避することができる液晶表示装置の保護装置を提供すること。
【解決手段】映像表示装置１００は、バックライト１１６によって照明されて所定の画面を表示する表示パネル１１４と、表示パネル１１４の温度を検出する温度センサ１２４、温度検出部１３２と、検出された温度が保護温度を超えているときに、表示パネル１１４の温度を低下させる保護動作を行っており、動作開始から一定時間が経過するまでは保護温度として起動時閾値を用い、それ以後は保護温度として起動時閾値よりも低い通常閾値を用いる一定時間判定部１３４、温度判定部１３６、ＰＷＭデューティ設定部１３８等を備えている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

バックライトによって照明されて所定の画面を表示する液晶表示装置と、
前記液晶表示装置の温度を検出する温度検出手段と、
前記温度検出手段によって検出された温度が保護温度を超えているときに、前記液晶表示装置の温度を低下させる保護動作を行う温度保護手段と、
を備え、前記温度保護手段は、前記液晶表示装置の動作開始から一定時間が経過するまでは前記保護温度として第１の値を用い、それ以後は前記保護温度として前記第１の値よりも低い第２の値を用いることを特徴とする液晶表示装置の保護装置。

【請求項2】

前記温度保護手段は、前記液晶表示装置の動作開始から前記一定時間が経過する前に、前記温度検出手段によって検出された温度が前記第２の値より低くなった場合には、前記一定期間が経過する前であっても、前記保護温度として前記第２の値を用いることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置の保護装置。

【請求項3】

前記温度検出手段は、前記液晶表示装置の周辺の所定位置の温度を前記液晶表示装置の温度として検出することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置の保護装置。

【請求項4】

前記温度保護手段は、前記バックライトの輝度を下げることにより、前記液晶表示装置の温度を低下させることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置の保護装置。

【請求項5】

前記温度保護手段は、前記バックライトを消灯させることにより、前記液晶表示装置の温度を低下させることを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置の保護装置。

【請求項6】

前記温度保護手段は、前記バックライトの点灯と消灯を繰り返し行う際の消灯の割合を高くすることにより、前記バックライトの輝度を下げて前記液晶表示装置の温度を低下させることを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置の保護装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車室内等の高温環境下で使用される液晶表示装置の保護装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、電源オンからの経過時間ｔ１と、温度センサによる計測温度Ｔｓと液晶パネルの温度Ｔｐとの温度差Ｔｒとの関係を示すテーブルをあらかじめ記憶しておいて、液晶パネルに応じて液晶駆動量を変化させる際に、本体電源オンからの実際の経過時間ｔ１と、温度センサにより計測された計測温度とＴｓと、テーブルの記憶情報とを使用し、現在の経過時間に対応する温度差Ｔｒを計測温度Ｔｓから差し引くことにより液晶パネルの温度を推定し、この推定した温度に応じて液晶駆動量を制御するようにした液晶表示装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００８－４６２８９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、液晶パネル（液晶表示装置）を駆動する基板上にサーミスタ等の温度検出素子を設けた場合には、通常の通電時には、液晶パネルを駆動するドライバＩＣの発熱の影響で、検出した温度よりも液晶パネル表面の温度が高くなる。そのため、液晶パネルに対する温度保護の閾値を、液晶パネルの定格温度の上限値よりも低く設定している。

【0005】

しかし、駐車中の車室内で日射が当たっているなどの使用環境下での液晶パネルの場合には、通電開始前のサーミスタの温度と液晶パネルの温度がほぼ同じになる。この状態からエンジンを起動して液晶パネルに通電を開始した時点で、検出温度が閾値を超えていると、液晶パネルの実際の温度が定格温度の上限に達していない場合であっても温度保護がかかってしまい、定格温度の範囲内にあるにもかかわらず、バックライトを消灯させるなどの不適切な保護動作が開始されてしまうという問題があった。このため、例えば、エンジン起動直後に車両を後退させる際に、リアカメラで撮像した画像を表示させる場合に、車両後方の映像確認がしにくいことになるなどの利用者の利便性を損なう恐れが生じる。このような問題は、上述した特許文献１に開示された手法では解決することはできない。

【0006】

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、高温環境下で生じる不適切な保護動作を回避することができる液晶表示装置の保護装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上述した課題を解決するために、本発明の液晶表示装置の保護装置は、バックライトによって照明されて所定の画面を表示する液晶表示装置と、液晶表示装置の温度を検出する温度検出手段と、温度検出手段によって検出された温度が保護温度を超えているときに、液晶表示装置の温度を低下させる保護動作を行う温度保護手段とを備え、温度保護手段は、液晶表示装置の動作開始から一定時間が経過するまでは保護温度として第１の値を用い、それ以後は保護温度として第１の値よりも低い第２の値を用いる。

【0008】

動作開始直後の一定時間内では保護温度を高く（第１の値）しているため、高温環境下であっても、検出温度がこの高い保護温度を超えない限り、液晶表示装置の温度を低下させる保護動作が開始されることはなく、高温環境下での不適切な保護動作を回避することが可能となる。

【0009】

また、上述した温度保護手段は、液晶表示装置の動作開始から一定時間が経過する前に、温度検出手段によって検出された温度が第２の値より低くなった場合には、一定期間が経過する前であっても、保護温度として第２の値を用いることが望ましい。検出温度が第２の値よりも低い場合、すなわち、動作開始直後の使用環境がそれほど高温でない場合には、一定時間経過後と同様の保護動作に速やかに移行することが可能となる。

【0010】

また、上述した温度検出手段は、液晶表示装置の周辺の所定位置の温度を液晶表示装置の温度として検出することが望ましい。液晶表示装置の温度と連動する所定位置の温度を検出することにより、液晶表示装置の温度が過度に上昇した場合の保護動作を行うことが可能となる。また、液晶表示装置の表面温度を直接検出する場合に比べて、温度検出に必要な素子の実装が容易となる。

【0011】

また、上述した温度保護手段は、バックライトの輝度を下げることにより、液晶表示装置の温度を低下させることが望ましい。具体的には、上述した温度保護手段は、バックライトを消灯させることにより、液晶表示装置の温度を低下させることが望ましい。あるいは、上述した温度保護手段は、バックライトの点灯と消灯を繰り返し行う際の消灯の割合を高くすることにより、バックライトの輝度を下げて液晶表示装置の温度を低下させることが望ましい。これにより、バックライトの発熱量を加減することができ、液晶表示装置の温度を下げることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】一実施形態の映像表示装置の構成を示す図である。

【図2】温度に応じた保護動作の動作手順を示す流れ図である。

【図3】温度に応じた保護動作の説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明の液晶表示装置の保護装置を適用した一実施形態の映像表示装置について、図面を参照しながら説明する。

【0014】

図１は、一実施形態の映像表示装置の構成を示す図である。図１に示す映像表示装置１００は、例えば、車両に搭載されたヘッドユニットに組み込まれるものであって、ヘッドユニット本体（図示せず）から出力される映像信号に基づく画像表示を行う。なお、このような使用形態は一例であって、映像表示装置１００をヘッドユニット本体とは分離した形態で用いる場合や、タッチパネルを組み合わせた形態で用いるようにしてもよい。

【0015】

映像表示装置１００は、映像信号受信部１１０、表示ドライバ１１２、表示パネル１１４、バックライト１１６、ＰＷＭ信号生成部１２０、バックライトドライバ１２２、温度センサ１２４、制御部１３０を含んで構成されている。

【0016】

映像信号受信部１１０は、映像入力端子を介してヘッドユニット本体から入力されるＬＶＤＳ（Low Voltage Differential Signaling）形式の映像信号を受信してシリアル／パラレル変換を行ってＲＧＢ形式の映像信号を出力する。

【0017】

表示ドライバ１１２は、映像信号受信部１１０から出力されるＲＧＢ形式の映像信号に基づいて表示パネル１１４を駆動し、この映像信号によって示される画像を表示する。表示パネル１１４は、例えばカラー液晶表示装置（ＬＣＤ）であって、背面から照明するバックライト１１６と対向させた状態で組み付けられる。バックライト１１６は、例えばＬＥＤによって形成されているが、それ以外の光源を用いるようにしてもよい。

【0018】

ＰＷＭ信号生成部１２０は、バックライト１１６の駆動電圧をＰＷＭ（Pulse Width Modulation：パルス幅変調）制御してバックライト１１６の輝度（明るさ）を調整するためのＰＷＭ信号を生成する。

【0019】

バックライトドライバ１２２は、ＰＷＭ信号生成部１２０によって生成されたＰＷＭ信号で示されたデューティでバックライト１１６を駆動する。例えば、デューティが１００％のときに最も明るくバックライト１１６が点灯し、デューティが低下するにしたがって暗くなり、デューティが０％のときに消灯する。

【0020】

温度センサ１２４は、バックライト１１６の周辺に配置されており、バックライト１１６の温度（あるいは、バックライト１１６の温度と連動するその周辺の温度）を検出するための温度検出素子である。

【0021】

制御部１３０は、映像表示装置１００全体を制御する。この制御部１３０は、通信端子を介してヘッドユニット本体に接続されており、例えばＣＡＮ（Controller Area Network）プロトコルにしたがった通信によってヘッドユニット本体との間で各種データの送受信を行う。例えば、表示画面の明るさの変更がヘッドユニット本体から指示されたときに、その指示が通信端子を介して制御部１３０に送られる。制御部１３０は、ヘッドユニット本体からの指示に応じたバックライト１１６の輝度となるように、ＰＷＭ信号生成部１２０によって生成するＰＷＭ信号のデューティを指示する。

【0022】

また、制御部１３０は、検出した温度が保護温度以上になったときに温度を低下させる所定の保護動作を行うために、温度検出部１３２、一定時間判定部１３４、温度判定部１３６、ＰＷＭデューティ設定部１３８を備えている。温度検出部１３２は、温度センサ１２４を用いてバックライト１１６の温度を検出する。一定時間判定部１３４は、映像表示装置１００の動作開始後の経過時間を計測し、一定時間の経過の有無を判定する。温度判定部１３６は、検出温度が後述する各閾値以上か否かを判定し、その判定結果に応じてＰＷＭデューティ設定部１３８に対して指示を与える。ＰＷＭデューティ設定部１３８は、ＰＷＭ信号生成部１２０のＰＷＭ制御のデューティを設定する。

【0023】

上述した温度センサ１２４、温度検出部１３２が温度検出手段に、ＰＷＭ信号生成部１２０、一定時間判定部１３４、温度判定部１３６、ＰＷＭデューティ設定部１３８が温度保護手段にそれぞれ対応する。

【0024】

本実施形態の映像表示装置１００はこのような構成を有しており、次に、使用環境下での温度に応じた保護動作について説明する。

【0025】

本実施形態では、保護動作の実施の有無を判定する基準となる保護温度として、起動時閾値（第１の値）と通常閾値（第２の値）の２種類が用意されている。起動時閾値は、映像表示装置１００が動作を開始した後の一定期間における保護温度である。また、通常閾値は、一定時間が経過した後の保護温度である。一般には、表示パネル１１４と温度センサ１２４との間には所定の距離（隙間）があるため、動作時（通常動作時）には、表示パネル１１４の温度よりも温度センサ１２４を用いて検出した温度の方が低くなる。このため、表示パネル１１４を定格温度以下で使用したい場合には、この定格温度の上限値よりも低い通常閾値（第２の値）以下にする必要がある。このような観点から通常閾値が設定されている。一方で、例えば車室内で日射に伴う高温環境下で動作を開始する場合には、動作開始時に、表示パネル１１４の温度と温度センサ１２４を用いて検出した温度の両方がほぼ同じであって既に高くなっていることがある。このような状況では、検出した温度が上述した通常閾値を超えているときであっても、表示パネル１１４の温度が定格温度を超えていない場合がある。このような状況を想定して、起動時の一定時間内の保護温度として第２の値よりも高い起動時閾値（第１の値）が設定されている。

【0026】

図２は、温度に応じた保護動作の動作手順を示す流れ図である。映像表示装置１００が動作を開始する（例えば、車両のキースイッチがオンされてエンジン起動と同時に映像表示装置１００を含むヘッドユニットが起動される）と、温度センサ１２４を用いた検出動作（ステップ１００）と、一定時間判定部１３４による経過時間の計測動作（ステップ１０２）が開始される。

【0027】

次に、温度判定部１３６は、その時点での検出温度が起動時閾値（第１の値）以上か否かを判定する（ステップ１０４）。起動時閾値以上の場合には肯定判断が行われる。この場合には、温度判定部１３６は、ＰＷＭデューティ設定部１３８に対してバックライト消灯に必要なＰＷＭ制御を指示し、バックライト１１６を消灯する（ステップ１０６）。熱源としてのバックライト１１６の消灯に伴って表示パネル１１４の温度が徐々に低下する。

【0028】

その後、温度判定部１３６は、検出温度が高温保護解除閾値より低くなったか否かを判定する（ステップ１０８）。この高温保護解除閾値とは、一旦開始した温度保護動作（バックライト１１６の消灯）を解除する基準となるものであり、通常閾値（第２の値）よりもさらに低い値が用いられる。検出温度が高温保護解除閾値よりも低くならない場合には否定判断が行われ、ステップ１０６に戻ってバックライト１１６の消灯状態が維持される。また、検出温度が高温保護解除閾値よりも低くなった場合には肯定判断が行われ、従来から行われている通常動作（バックライト１１６を点灯させた状態で表示パネル１１４を動作させ、温度上昇時には通常閾値を基準とした温度保護を行う動作）に移行する。

【0029】

また、検出温度が起動時閾値よりも低い場合にはステップ１０４の判定において否定判断が行われる。この場合には、温度判定部１３６は、検出温度が通常閾値以上か否かを判定する（ステップ１１０）。通常閾値以上でない場合（検出温度が通常閾値よりも低い場合）には否定判断が行われ、温度判定部１３６の指示に応じてバックライト１１６を点灯させた後（ステップ１１２）、従来から行われている通常動作に移行する。

【0030】

また、検出温度が通常閾値以上の場合（通常閾値と起動時閾値の間にある場合）にはステップ１１０の判定において肯定判定が行われる。この場合には、温度判定部１３６は、バックライト１１６を点灯させた後（ステップ１１４）、検出温度が起動時閾値以上になったか否かを判定する（ステップ１１６）。起動時閾値以上の場合には肯定判断が行われ、ステップ１０６（バックライト消灯）に移行する。また、検出温度が起動時閾値よりも低い場合にはステップ１１６の判定において否定判断が行われる。

【0031】

次に、温度判定部１３６は、検出温度が通常閾値よりも低くなったか否かを判定する（ステップ１１８）。通常閾値よりも低くなった場合には肯定判断が行われた後、従来から行われている通常動作に移行する。

【0032】

また、検出温度が通常閾値以上の場合にはステップ１１８の判定において否定判断が行われる。この場合には、一定時間判定部１３４は、経過時間の計測開始から一定時間が経過したか否かを判定する（ステップ１２０）。一定時間が経過していない場合には否定判断が行われ、ステップ１１６に戻って検出温度が起動時閾値以上か否かの判定動作が繰り返される。また、一定時間が経過した場合には肯定判断が行われ、ステップ１０６のバックライト消灯以後の動作に移行する。

【0033】

図３は、温度に応じた保護動作の説明図である。図３に示す例は、炎天下の車室内のような日射に伴う高温環境下で放置された後にエンジンを起動した場合を想定している。横軸は経過時間を、縦軸は温度を示している。また、Ａは温度センサ１２４を用いて検出された温度（検出温度）を、Ｂは表示パネル１１４の表面温度（表示パネル温度）を示している。

【0034】

エンジン起動前（映像表示装置１００の動作開始前）では、バックライト１１６の点灯に伴う発熱がないため、検出温度Ａと表示パネル温度Ｂはほぼ同じであって、図３に示す例では、エンジン起動時（映像表示装置１００の動作開始時）に検出温度Ａがすでに通常閾値を超えている。本実施形態では、このような場合であっても、検出温度Ａが起動時閾値以上になっていなければ、温度保護動作は行われず、バックライト１１６は消灯されない。その後の一定時間内では、検出温度が起動時閾値以上にならない限り、温度保護動作は行われず、バックライト１１６の点灯状態が維持される。

【0035】

なお、エンジン起動時に検出温度Ａが起動時閾値以上の場合や、エンジン起動後の一定時間内に検出温度Ａが起動時閾値以上になった場合には温度保護動作が行われ、バックライト１１６は消灯される。

【0036】

また、エンジン起動後は、エアコンによる冷風や窓を開けることによる外気の取り入れなどによって、時間経過とともに車室内温度が低下すると考えられるため、一定時間経過の後は、起動時閾値を基準とした温度保護動作ではなく、通常閾値を基準とした従来から行われている保護動作に移行する。

【0037】

このように、本実施形態の映像表示装置１００では、動作開始直後の一定時間内では保護温度を高く（第１の値、起動時閾値）しているため、高温環境下であっても、検出温度がこの高い保護温度を超えない限り、表示パネル１１４の温度を低下させる保護動作が開始されることはなく、高温環境下での不適切な保護動作を回避することが可能となる。

【0038】

また、動作開始直後の一定時間内であっても、検出温度が第２の値（通常閾値）よりも低い場合、すなわち、動作開始直後の使用環境がそれほど高温でない場合には、一定時間経過後と同様の通常の保護動作に速やかに移行することが可能となる。

【0039】

また、表示パネル１１４の温度と連動する所定位置の温度を検出することにより、表示パネル１１４の温度が過度に上昇した場合の保護動作を行うことが可能となる。また、表示パネル１１４の表面温度を直接検出する場合に比べて、温度検出に必要な素子（温度センサ１２４）の実装が容易となる。

【0040】

また、バックライト１１６の輝度を下げることにより、表示パネル１１４の温度を低下させている。具体的には、バックライト１１６を消灯させることにより、表示パネル１１４の温度を低下させている。これにより、バックライト１１６の発熱量を減らすことができ、表示パネル１１４の温度を下げることが可能となる。

【0041】

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。上述した実施形態では、検出温度が保護温度（第１の値または第２の値）以上になったときにバックライト１１６を点灯状態から消灯状態に変更したが、ＰＷＭ制御のデューティを変更（点灯と消灯を繰り返し行う際の消灯の割合を高くする）して点灯状態から輝度を低下させた状態に切り替えたり、段階的に輝度を低下させるようにして、バックライト１１６の発熱量を低下させるようにしてもよい。

【0042】

また、上述した実施形態では、エンジン起動前は検出温度Ａと表示パネル温度Ｂはほぼ同じであるとしたが（図３）、車両の走行途中で一旦エンジンを停止させた場合（例えば、コンビニエンスストアなどに立ち寄った場合など）には、再度エンジンを起動したときに、検出温度Ａよりも表示パネル温度Ｂの方が高いことが考えられる。この点を考慮して、前回のエンジン停止後（映像表示装置１００の動作停止後）に所定時間が経過したことを確認した場合に限って本発明を適用するようにしてもよい。

【0043】

また、上述した実施形態では、車両に搭載された映像表示装置１００について説明したが、屋内において窓際に設置された映像表示装置などの他の使用環境下でも本発明を適用することができる。

【産業上の利用可能性】

【0044】

上述したように、本発明によれば、動作開始直後の一定時間内では保護温度を高く（第１の値）しているため、高温環境下であっても、検出温度がこの高い保護温度を超えない限り、液晶表示装置の温度を低下させる保護動作が開始されることはなく、高温環境下での不適切な保護動作を回避することが可能となる。

【符号の説明】

【0045】

１００ 映像表示装置
１１０ 映像信号受信部
１１２ 表示ドライバ
１１４ 表示パネル
１１６ バックライト
１２０ ＰＷＭ信号生成部
１２２ バックライトドライバ
１２４ 温度センサ
１３０ 制御部
１３２ 温度検出部
１３４ 一定時間判定部
１３６ 温度判定部
１３８ ＰＷＭデューティ設定部

【図1】

【図2】

【図3】