説明

自動車用計器盤に応用されるバックライトの制御回路

【課題】自動車用計器盤に応用されるバックライトの制御回路を提供することを目的とする。
【解決手段】該制御回路は、複数の外部メッセージを受信し対応の複数の制御信号を発生させる入力装置と、前記入力装置からの前記複数の制御信号に基づいて指令を運算し、同時に複数の調光信号及び複数の表示信号を発生させる、複数のピンを有するマイクロコントローラユニットと、複数の光源を有するバックライトと、複数のパルス幅変調ユニットと、前記マイクロコントローラユニットからの前記複数の表示信号に基づいて、前記バックライト内のそれぞれの前記光源の輝度数値を表示する表示装置と、を備えて成る。それぞれの前記パルス幅変調ユニットは、前記マイクロコントローラユニットのそれぞれの前記ピンに電気的に接続されると共に前記バックライト内のそれぞれの前記光源に接続され、前記マイクロコントローラユニットからの前記複数の調光信号のパルス幅に基づいて、前記バックライト内のそれぞれの前記光源の輝度を調整することを特徴とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明はバックライトの制御回路に関し、特に自動車用計器盤に応用されるバックライトの制御回路に関する。
【背景技術】
【0002】
図1は従来の自動車用計器盤を示す図である。その計器盤には、スピード、燃料メーターなどが表示される。近年、調光機能を含むデジタル表示器が計器盤に搭載されることもある。計器盤に適用されるバックライト表示器を例として説明する。そのバックライトは、いずれの色を表示することができる。単色液晶は黄、緑、青、白などのバックライトを有する。彩色液晶は最も多くの色光を含み、白のバックライトを有する。バックライトの光源として、バルブ、ELディスプレイ、発光ダイオード、冷陰極蛍光ランプでもある。
【0003】
しかしながら、調光機能を含むデジタル表示器は光線の強度が予め設定されたものである。自動車内が過度の暗く・明るくなったら、運転手は車内の状況に基づいて光線の強度を調整できず、危険な状況に遭うこともある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、従来の自動車用計器盤を改善し、自動車用計器盤に応用されるバックライトの制御回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上記目的を達成するための本発明は、自動車用計器盤に応用されるバックライトの制御回路を提供することで上記課題を快適に解決する。該制御回路は、複数の外部メッセージを受信し対応の複数の制御信号を発生させる入力装置と、前記入力装置からの前記複数の制御信号に基づいて指令を運算し、同時に複数の調光信号及び複数の表示信号を発生させる、複数のピンを有するマイクロコントローラユニットと、複数の光源を有するバックライトと、複数のパルス幅変調ユニットと、前記マイクロコントローラユニットからの前記複数の表示信号に基づいて、前記バックライト内のそれぞれの前記光源の輝度数値を表示する表示装置と、を備えて成る。それぞれの前記パルス幅変調ユニットは、前記マイクロコントローラユニットのそれぞれの前記ピンに電気的に接続されると共に前記バックライト内のそれぞれの前記光源に接続され、前記マイクロコントローラユニットからの前記複数の調光信号のパルス幅に基づいて、前記バックライト内のそれぞれの前記光源の輝度を調整することを特徴とする。
【0006】
前記入力装置は複数の押しボタン、タッチパネル、又は数字キーボードであり、前記表示装置は複数の七段液晶表示器又は複数の七段発光ダイオード表示器からなり、前記複数の光源は赤色発光ダイオード、緑色発光ダイオード、及び青色発光ダイオードを含み、それぞれの前記パルス幅変調ユニットはスイッチと、該スイッチに電気的に接続される抵抗器とを含むことを特徴とする。
【0007】
前記スイッチはトランジスタであり、それぞれの前記トランジスタは対応のそれぞれの前記調光信号のパルス幅に基づいて導通時間を決定することを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】従来の自動車用計器盤を示す図である。
【図2a】本発明による、自動車用計器盤に応用されるバックライトの制御回路を示す図である。
【図2b】本発明による、自動車用計器盤に応用されるバックライトの制御回路を示す図である。
【図3】本発明による、六つの七段液晶表示器から構成された表示装置を示す図である。
【図4】自動車用計器盤に応用される本発明の入力装置、表示装置を示す図である。
【図5】本発明による他の、六つの七段液晶表示器から構成された表示装置を示す図である。
【図6】第1、第2、第3の方波のパルス幅を示す図である。
【図7】自動車用計器盤に応用される本発明の他の入力装置、表示装置を示す図である。
【図8】本発明による他の、自動車用計器盤に応用されるバックライトの制御回路を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
本願発明のその他の利点及び特徴については、以下に行う発明の実施の形態の説明から、より明らかとなるであろう。下記実施の形態は本発明の技術的手段をより具体的に詳述するためのもので、当然本発明はそれに限定されず、添付クレームの範囲を逸脱しない限り、当業者による単純な設計変更、付加、修飾、及び置換はいずれも本発明の技術的範囲に属する。
【0010】
図2(a)、図2(b)は自動車用計器盤に応用されるバックライトの制御回路を示す図である。制御回路2は入力装置21と、複数のピンを有するマイクロコントローラユニット22と、複数の光源を有するバックライト23と、複数のパルス幅変調ユニット24と、表示装置25とを含む。この実施例における複数の光源23は、赤色発光ダイオード231と、緑色発光ダイオード232と、青色発光ダイオード233とを含む。複数のパルス幅変調ユニット24は、光源23の赤色に対応するための第1パルス幅変調ユニット241と、光源23の緑色に対応するための第2パルス幅変調ユニット242と、光源23の黄色に対応するための第3パルス幅変調ユニット243と、を含む実施例として説明する。表示装置25は複数の七段液晶表示器或いは複数の七段発光ダイオードによって構成される。赤色発光ダイオード231、緑色発光ダイオード232、及び青色発光ダイオード233に対応するために、図3には、表示装置25はL1、L2、L3、L4、L5及びL6のような六つの七段液晶表示器によって説明される。
【0011】
図4は、自動車用計器盤に応用される本発明の入力装置21、表示装置25を示す図である。入力装置21は複数の押しボタン、タッチパネル、又は数字キーボードである。ユーザーが入力装置21を一回以上タッチしたら、入力装置21は対応に制御信号を生成する。
【0012】
入力装置21へ入力される信号は文字或いは音である。この実施例において、二つのボタンを例にして説明する。図4に示したように、一つのボタンがSETと標示され、もう一つのボタンがMODEと標示される。図2bに示したように、対応に、ボタンSETがSW2と標示され、ボタンMODEがSW1と標示される。ユーザーが三つの光源を含む該バックライトを用いて、色の選択機能或いは他の機能をしようとすると、ボタンSET又はボタンMODEを押すことを通じて対応に複数の制御信号を生成する。即ち、それらのスイッチは、複数の外部信号を受信して対応に複数の制御信号を生成する。
【0013】
ボタンMODEを押すことは、赤色、緑色、青色の三つの発光ダイオードから一つを選択することを表す。ボタンSETを押すことは、選択した一つの発光ダイオードに対して色のクロマを調整することを表す。MODEボタンSW1を一回押すと、MODEボタンSW1は導通になり、同時に第1モード制御信号MODE1(2進法)を生成する。第1モード制御信号MODE1はマイクロコントローラユニット22のピンPA3を通じてマイクロコントローラユニット22へ信号処理に伝送される。一方、SETボタンSW2を一回押すと、SETボタンSW2は導通になり、同時に第1セット制御信号SET1(2進法)を生成する。第1セット制御信号SET1はマイクロコントローラユニット22のピンPA4を通じてマイクロコントローラユニット22へ信号処理に伝送される。そのように、MODEボタンSW1、SETボタンSW2を多回押すと、MODEボタンSW1、SETボタンSW2はそれぞれ、対応に複数のモード制御信号、複数のセット制御信号を生成する。
【0014】
ピンPA3から第1モード制御信号MODE1、ピンPA4から第1セット制御信号SET1を受信したマイクロコントローラユニット22は、内蔵のメモリー(図に示さず)によってコード処理をする。そのメモリーはRAM、PROM、EPROM、OTPROM、Flash Memory、及びEEPROMの一つである。
【0015】
マイクロコントローラユニット22には、上記のメモリーの外、さらにそのメモリーに電気的に接続する算術ユニット(ALU)(図に示さず)を含む。ピンPA3から第1モード制御信号MODE1、ピンPA4から第1セット制御信号SET1が連続的に該算術ユニットに入る際に、該算術ユニットは該メモリーに貯蔵された現時の赤、緑、青色発光ダイオードからの光線の輝度の数値資料を読み出し、多回の整数算術運算(integral arithmetic operation)及びビットシフティング運算(bit-shifting operation)によって新たな赤、緑、青色発光ダイオードからの光線の輝度の数値資料を獲得する。その後、該算術ユニットはそれらの新たな数値資料を該メモリーに再び書き込んで更新する。同時に、該算術ユニットは関連のあるコードに基づいて複数の対応の線路を通じてそれらの新たな数値資料を赤、緑、青色発光ダイオードの対応するマイクロコントローラユニット22の三つのピン(PA2、PA1、PA0)と、L1〜L6の六つの七段液晶表示器とに伝送する。
【0016】
以下、図2b及び図3を参照して、L1〜L6の六つの七段液晶表示器とマイクロコントローラユニット22との間の動作を説明する。
【0017】
第1段a1〜第7段g1を具備する七段液晶表示器L1は符号−を表示し、第1段a2〜第7段g2を具備する七段液晶表示器L2は赤色発光ダイオードからの光線輝度数値資料を表示する。第1段a3〜第7段g3を具備する七段液晶表示器L3は符号−を表示し、第1段a4〜第7段g4を具備する七段液晶表示器L4は緑色発光ダイオードからの光線輝度数値資料を表示する。第1段a5〜第7段g5を具備する七段液晶表示器L5は符号−を表示し、第1段a6〜第7段g6を具備する七段液晶表示器L6は青色発光ダイオードからの光線輝度数値資料を表示する。それぞれのL1〜L6の七段液晶表示器のそれぞれの段はマイクロコントローラユニット22のピンS0〜S11及びC0〜C3を通じて、該メモリーに貯蔵された、更新した、該表示装置の表示した赤、緑、青色発光ダイオードからの光線輝度数値資料を受信する。
【0018】
ユーザーが赤色発光ダイオードの赤色光の輝度を増加すると、MODEボタンSW1が一回押されて第1モード制御信号MODE1が生成されて、SETボタンSW2が一回押されて第1セット制御信号SET1が生成される。マイクロコントローラユニット22の対応の線路を通じて、制御信号SET1、MODE1は該算術ユニットへ信号処理に伝送される。
【0019】
そのようにして、該算術ユニットは、PA3ピンからの第1モード制御信号MODE1に基づいて該メモリに貯蔵された赤色光源の輝度数値3を読み出し、PA4ピンに伝送された第1セット制御信号SET1に基づいて、光源の輝度数値3及び第1セット制御信号SET1を加法運算を進み、遂に新たな赤色光源の輝度数値4(256/8*4と表示される)を獲得する。該算術ユニットが新たな赤色光源の輝度数値4を該メモリーに書き込んだ後、新たな赤色光源の輝度数値4は該メモリーを通じて、赤色光源の輝度数値を表示するための表示器L2へ原赤色光源の輝度数値の更新に伝送される。表示器L2の第1段a2〜第7段g2は、マイクロコントローラユニット22のピンS2、S3、C0〜C3に伝送された赤色光源の輝度数値を通じて、点亮されるかどうかを決定する。新たな赤色光源の輝度数値が4になると、図3及び図5に示したように、表示器L2のf2、g2、b2、c2は点亮され、同時に緑色光源の輝度数値L4、青色光源の輝度数値L6は相変わらずそれぞれ2、4を表示する。
【0020】
図2bと図6を参照する。該メモリーに貯蔵された−赤−緑−青(−4−2−4)の光源輝度数値はそれぞれマイクロコントローラユニット22のピンPA2、PA2、PA0を通じて電圧タイプの第1方波、第2方波、第3方波として、第1パルス幅変調ユニット241、第2パルス幅変調ユニット242、第3パルス幅変調ユニット243へ対応の信号処理に出力される。第1方波、第2方波、第3方波はそれぞれ赤光調光信号、緑光調光信号、青光調光信号である。各パルス幅変調ユニットはスイッチと、及びそのスイッチと接続される抵抗器とを含む。図6において、ピンPA2からの第1方波の幅の低レベルは、パルス幅の八分の三に代わって、パルス幅の八分の四になる。その際に、ピンPA1からの第2方波の幅の低レベルはパルス幅の八分の二になり、ピンPA0からの第3方波の幅の低レベルはパルス幅の八分の三になる。それは、それぞれのパルス幅の縦座標に対して、5Vの電圧値に相当する。
【0021】
上記に述べたスイッチはトランジスターである。そのトランジスターはバイポーラトランジスター(BJT)又は電界効果トランジスター(FET)でもある。この実施例には、PNP型バイポートランジスターを例として説明する。
【0022】
図2bに示したように、第1パルス幅変調ユニット241内の第1PNP型BJT2411は、ベースに、マイクロコントローラユニット22のピンPA2からの第1方波が第1抵抗器R1にバイアスされてなる第1ベース電流I1が入力される。第2PNP型BJT2421は、ベースに、マイクロコントローラユニット22のピンPA1からの第2方波が第2抵抗器R2にバイアスされてなる第2ベース電流I2が入力される。第3PNP型BJT2431は、ベースに、マイクロコントローラユニット22のピンPA0からの第3方波が第3抵抗器R3にバイアスされてなる第3ベース電流I3が入力される。
【0023】
第1ベース電流I1、第2ベース電流I2、及び第3ベース電流I3はそれぞれ生成される際に、各ベース電流は各トランジスターをONにすることができる。相反的に、それらの方波の一が八分の零のような低レベルになると、いずれかのベース電流は生成られなく、対応のPNP型BJTはOFFにされる。
【0024】
第1PNP型BJT2411がONになっている期間はマイクロコントローラユニット22のピンPA2からの第1方波の低レベルのパルス幅(4/8Tの低レベル;Tは周期)に基づく。第2PNP型BJT2421がONになっている期間はマイクロコントローラユニット22のピンPA1からの第2方波の低レベルのパルス幅(2/8Tの低レベル)に基づく。第3PNP型BJT2431がONになっている期間はマイクロコントローラユニット22のピンPA0からの第3方波の低レベルのパルス幅(4/8Tの低レベル)に基づく。第1PNP型BJT2411がONになっている期間はもとの3/8Tの低レベルから4/8Tの低レベルに増加する。
【0025】
第1PNP型BJT2411、第2PNP型BJT2421、第3PNP型BJT2431がONになっている場合、5Vの操作電圧VCCは、第1PNP型BJT2411、第2PNP型BJT2421、第3PNP型BJT2431のそれぞれのエミッタに入力される。遂に、第1PNP型BJT2411のエミッタとコレクタと間に第1エミッタ−コレクタバイアスVec1(5V)が生成され、第2PNP型BJT2421のエミッタとコレクタと間に第2エミッタ−コレクタバイアスVec2(5V)が生成され、第3PNP型BJT2431のエミッタとコレクタと間に第3エミッタ−コレクタバイアスVec3(5V)が生成される。
【0026】
赤色発光ダイオード231が要る第1正向電流の値ILED_Rは下記の第1調光運算式FUN−1によって得られる。
【0027】
ILED_R=(5V−2V)/220Ω*(4/8)...FUN−1
その中、5Vは第1PNP型BJT2411のエミッタとコレクタと間の第1エミッタ−コレクタバイアスVec1であり、2Vは赤色発光ダイオード231の逆向低電圧であり、4/8はマイクロコントローラユニット22のピンPA2からの第1方波の低レベルのパルス幅(4/8Tの低レベルを有し)の比率である。該第1正向電流が赤色発光ダイオード231に入る際に、赤色光の波長の光線は生成される。
【0028】
緑色発光ダイオード232が要る第2正向電流の値ILED_Gは下記の第2調光運算式FUN−2によって得られる。
【0029】
ILED_G=(5V−2V)/220Ω*(2/8)...FUN−2
その中、5Vは第2PNP型BJT2421のエミッタとコレクタと間の第2エミッタ−コレクタバイアスVec2であり、2Vは緑色発光ダイオード232の逆向低電圧であり、2/8はマイクロコントローラユニット22のピンPA1からの第2方波の低レベルのパルス幅(2/8Tの低レベルを有し)の比率である。該第2正向電流が緑色発光ダイオード232に入る際に、緑色光の波長の光線は生成される。
【0030】
青色発光ダイオード233が要る第3正向電流の値ILED_Bは下記の第3調光運算式FUN−3によって得られる。
【0031】
ILED_B=(5V−2V)/220Ω*(4/8)...FUN−3
その中、5Vは第3PNP型BJT2431のエミッタとコレクタと間の第3エミッタ−コレクタバイアスVec3であり、2Vは青色発光ダイオード233の逆向低電圧であり、4/8はマイクロコントローラユニット22のピンPA0からの第3方波の低レベルのパルス幅(4/8Tの低レベルを有し)の比率である。該第3正向電流が青色発光ダイオード233に入る際に、青色光の波長の光線は生成される。
【0032】
第1調光運算式FUN−1によって得られる第1正向電流の値ILED_Rは、(5V−2V)/220Ω*(3/8)から(5V−2V)/220Ω*(4/8)に増加し、光線の輝度がより強い赤色光の波長の光線は生成される。
【0033】
図7は、自動車用計器盤に応用される本発明の他の入力装置、表示装置を示す図である。外来信号を受信するための入力装置はR MODEと標示したボタンであり、ユーザーがバックライトの一つとしての赤色発光ダイオードの光線輝度を増加してボタンR MODEを一回押す際に、図8に示したそれと対応に接続されているスイッチR MODE SWRは少なくとも一つの外来信号を受信して対応の少なくとも一つの制御信号MODE Rを生成する。ピンPA3を通じてそれと接続されているマイクロコントローラユニット80はスイッチR MODE SWRからの少なくとも一つの制御信号MODE Rに基づいて少なくとも一つの調光信号LRと少なくとも一つの表示信号(図示せず)を生成する。マイクロコントローラユニット80のピンPA2と、及びバックライト82と接続されている調整ユニット81はマイクロコントローラユニット80からの少なくとも一つの調光信号LRに基づいて対応にバックライト82の輝度を調整する。調整ユニット81は、例えば、バイポーラトランジスター(BJT)や電界効果トランジスターなどのトランジスター811と、それと接続されている抵抗器812とを含む。
【0034】
上記実施の形態は本発明の技術的手段をより具体的に詳述するためのもので、当然本発明はそれに限定されず、添付クレームの範囲を逸脱しない限り、当業者による単純な設計変更、付加、修飾、及び置換はいずれも本発明の技術的範囲に属する。
【符号の説明】
【0035】
2…バックライトの制御回路、21…入力装置、22…マイクロコントローラユニット、23…バックライト、231…赤色発光ダイオード、232…緑色発光ダイオード、233…青色発光ダイオード、24…パルス幅変調ユニット、241…第1パルス幅変調ユニット、2411…第1PNP型BJT、242…第2パルス幅変調ユニット、2421…第2PNP型BJT、243…第3パルス幅変調ユニット、2431…第3PNP型BJT、25…表示装置、8…バックライトの制御回路、80…マイクロコントローラユニット、81…調整ユニット、811…トランジスター、812…抵抗器、82…バックライト、83…表示装置、SW1,SET…スイッチ、SW2,MODE…スイッチ、R1〜R6…抵抗器。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
自動車用計器盤に応用されるバックライトの制御回路であって、
複数の外部メッセージを受信し対応の複数の制御信号を発生させる入力装置と、
前記入力装置からの前記複数の制御信号に基づいて指令を運算し、同時に複数の調光信号及び複数の表示信号を発生させる、複数のピンを有するマイクロコントローラユニットと、
複数の光源を有するバックライトと、
複数のパルス幅変調ユニットと、
前記マイクロコントローラユニットからの前記複数の表示信号に基づいて、前記バックライト内のそれぞれの前記光源の輝度数値を表示する表示装置と、を備えて成り、
それぞれの前記パルス幅変調ユニットは、前記マイクロコントローラユニットのそれぞれの前記ピンに電気的に接続されると共に前記バックライト内のそれぞれの前記光源に接続され、前記マイクロコントローラユニットからの前記複数の調光信号のパルス幅に基づいて、前記バックライト内のそれぞれの前記光源の輝度を調整することを特徴とする制御回路。
【請求項2】
前記入力装置は複数の押しボタン、タッチパネル、又は数字キーボードであり、
前記表示装置は複数の七段液晶表示器又は複数の七段発光ダイオード表示器からなり、
前記複数の光源は赤色発光ダイオード、緑色発光ダイオード、及び青色発光ダイオードを含み、
それぞれの前記パルス幅変調ユニットはスイッチと、該スイッチに電気的に接続される抵抗器とを含むことを特徴とする請求項1記載の自動車用計器盤に応用されるバックライトの制御回路。
【請求項3】
前記スイッチはトランジスタであり、
それぞれの前記トランジスタは対応のそれぞれの前記調光信号のパルス幅に基づいて導通時間を決定することを特徴とする請求項2記載の自動車用計器盤に応用されるバックライトの制御回路。
【請求項4】
複数の光源を有するバックライトを含む自動車用計器盤に応用されるバックライトの制御方法であって、
複数の外部メッセージを受信し対応の複数の制御信号を発生させるステップと、
前記複数の制御信号に基づいて指令を運算し、複数の調光信号を発生させるステップと、
複数のパルス幅変調ユニットを使用して前記複数の調光信号を受信するステップと、を備えて成り、
それぞれの前記パルス幅変調ユニットは、それぞれの前記調光信号のパルス幅に基づいて、前記バックライト内の対応のそれぞれの前記光源の輝度を調整することを特徴とする制御方法。
【請求項5】
前記複数の光源は赤色発光ダイオード、緑色発光ダイオード、及び青色発光ダイオードを含み、
それぞれの前記パルス幅変調ユニットはスイッチと、該スイッチに電気的に接続される抵抗器とを含むことを特徴とする請求項4記載の自動車用計器盤に応用されるバックライトの制御方法。
【請求項6】
前記スイッチはトランジスタであり、
それぞれの前記トランジスタは対応のそれぞれの前記調光信号のパルス幅に基づいて導通時間を決定することを特徴とする請求項5記載の自動車用計器盤に応用されるバックライトの制御方法。

【図1】
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【図2a】
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【図2b】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【公開番号】特開2010−71972(P2010−71972A)
【公開日】平成22年4月2日(2010.4.2)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−54860(P2009−54860)
【出願日】平成21年3月9日(2009.3.9)
【出願人】(509067898)億昇電子有限公司 (1)
【Fターム(参考)】