JP2000315597A

JP2000315597A - 調光方法，記録媒体，調光装置，照明装置，液晶表示装置

Info

Publication number: JP2000315597A
Application number: JP12516199A
Authority: JP
Inventors: Shigeo Sakurai; 繁生櫻井
Original assignee: Taiyo Yuden Co Ltd
Current assignee: Taiyo Yuden Co Ltd
Priority date: 1999-04-30
Filing date: 1999-04-30
Publication date: 2000-11-14

Abstract

(57)【要約】【課題】いずれのタイプの液晶パネルにも適用でき、
雑音の発生を低減して広範囲に調光を行なう。【解決手段】ランプ負荷４２Ａ，４２Ｂのいずれもが
最大輝度１００％から４０％までについては、調光制御
回路４４によって、ＰＷＭ制御回路２４Ａ，２４Ｂを制
御し、コンバータ回路２０Ａ，２０Ｂの出力電圧レベル
を可変することで調光を行なう。輝度４０％以下につい
ては、いずれか一方，例えばランプ負荷４２Ｂを消灯す
るとともに、他方のランプ負荷４２Ａを輝度８０％とす
る。すなわち、調光制御回路４４は、制御スイッチ４０
ＢをＯＦＦとするとともに、ＰＷＭ制御回路２４Ａによ
ってランプ負荷４２Ａの輝度を８０％とする。そして、
調光制御回路４４によってＰＷＭ制御回路２４Ａを制御
し、ランプ負荷４２Ａの輝度を８０％から４０％まで可
変すれば、全体として４０〜２０％の範囲で輝度が調整
される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の光源を用い
る多灯照明装置に好適な調光技術に関し、例えば、多灯
バック・ライト方式の液晶表示装置の調光に好適な調光
手法の改良に関するものである。

【０００２】

【背景技術】ノート型のパーソナルコンピュータや携帯
用の情報端末などでは、バックライト方式の液晶パネル
が広く用いられている。従来の液晶パネルは、冷陰極蛍
光管などの放電管を備えており、パネルの大きさも３〜
１３インチ程度の小型〜中型のものが大半である。そし
て、輝度をリニアに連続的に調整する手法として、管電
流を可変することで４０〜１００％の範囲で連続的に輝
度を制御する電流帰還方式が採用されている。

【０００３】図６には、この電流帰還方式の調光装置の
一例が示されている。なお、図６の例は、放電管の駆動
回路をＡ，Ｂの２系統備えている例である。各放電管の
駆動回路は同一であり、並列的に同時駆動される。Ａ系
統について説明すると、入力端子１００には、直流電圧
Ｖccが印加されている。この直流電圧は、コンバータ回
路１１０Ａのトランジスタ１１２Ａのエミッタに供給さ
れている。トランジスタ１１２ＡのベースにはＰＷＭ制
御回路１１４Ａが接続されており、これによって入力直
流電圧Ｖccの電圧レベルが制御されている。トランジス
タ１１２Ａのコレクタ出力は、電力を供給するための並
列接続ダイオード１１６Ａを介してインバータ回路１２
０Ａに供給されている。

【０００４】インバータ回路１２０Ａの入力側には、フ
ィルタとなるコイル１２２Ａが設けられており、これに
ＤＣ／ＡＣインバータ１２４Ａが接続されている。レベ
ルが調整された入力電圧は、ＤＣ／ＡＣインバータ１２
４Ａによって所定周波数の交流電圧に変換され、冷陰極
管などのランプ負荷１３０Ａに供給される。ランプ負荷
１３２Ａには、負荷電流検出用の抵抗１３２Ａが直列接
続されており、検出された負荷電流の値は上述したＰＷ
Ｍ制御回路１１４Ａに供給されている。

【０００５】ランプ負荷１３０Ａの輝度が高くなると、
流れる負荷電流は単調増加する関係にある。ランプ負荷
１３０Ａの電流が変動すると、それが抵抗１３２Ａによ
って検出され、ＰＷＭ制御回路１１４Ａに伝達される。
ＰＷＭ制御回路１１４Ａでは、負荷電流の変動に応じ
て、トランジスタ１１２Ａのベース側を制御し、直流電
圧レベルを制御する。すると、ＤＣ／ＡＣインバータ１
２４Ａにおける交流電圧が変化し、ランプ負荷１３０Ａ
の負荷電流の変動が抑制されるように負帰還制御が行わ
れる。このように、ランプ負荷１３０Ａの負荷電流を検
出するとともにＰＷＭ制御回路１１４Ａに負帰還するこ
とで、ランプ負荷１３０Ａに流れる負荷電流を一定に保
つ定電流制御が行われる。

【０００６】この場合において、ランプ負荷１３０Ａの
輝度を可変するときは、ＰＷＭ制御回路１１４Ａに調光
信号を供給し、これに基づいてコンバータ回路１１２Ａ
の直流出力電圧を制御する。すると、インバータ回路１
２０ＡのＤＣ／ＡＣインバータ１２４Ａの出力交流電圧
が変化し、ランプ負荷１３０Ａを流れる負荷電流も変化
する。すると、ランプ負荷１３０Ａの輝度も変化し、明
暗の調光が行われることになる。Ｂ系統についても同様
である。

【０００７】この場合に、負荷電流を減らしていくと、
ランプ負荷である冷陰極管などの性質上、放電が不安定
になる。このような点から、前記電流帰還方式による調
光は、ランプ負荷の最大輝度に対して１００〜４０％の
範囲に限られてしまう。

【０００８】一方、最近は、液晶パネルも１４〜１８イ
ンチと大型化する傾向にあり、最大輝度を確保するため
多灯方式となっている。そして、調光方式としては、最
小輝度を低く押さえる市場要求から、管電流を断続する
とともにそのデューティ比を可変することで２０〜１０
０％の範囲で輝度を制御するバースト方式が採用されて
いる。

【０００９】このバースト調光方式の従来技術として
は、例えば特開平５−１９８３８４号公報に開示された
バックライトの輝度調整回路がある。これによれば、イ
ンバータ回路が変換動作を停止するためのスイッチング
トランジスタを含んでいる。そして、スイッチングトラ
ンジスタを調光制御回路によって周期的に調光信号に応
じてオフ状態とする。このときのオフ状態の割合を変え
ることによって、冷陰極管に供給する電力量が変化し、
輝度調整が行われる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ような背景技術には次のような不都合がある。（１）電流帰還方式は、液晶の映像信号の駆動方式がＴ
ＦＴ及びＳＴＮのいずれのタイプの液晶パネルにも適用
でき、液晶パネルの機種毎に適応するための開発も容易
である。しかし、全てのランプ負荷を同時に調光するた
め、調光範囲が最大輝度の約４０〜１００％と狭く、最
小調光時でも４０％であり、液晶パネル画面が眩しく感
じられる。（２）バースト方式は、安価なＳＴＮ方式の液晶パネル
に対して適用するための技術が必ずしも確立していると
はいえない状況にある。また、ＴＦＴ方式に対しても、
画像がちらつくなどの不都合があり、他機種への展開調
整に時間がかかる。更に、バースト方式特有の音鳴りが
あり、必ずしも満足し得るものとはいえない。加えて、
トランスから発生する雑音を抑制するためにトランスに
シリコンを充填したり、あるいはトランス形状が限定さ
れたりするため、コスト的にも不利となる。

【００１１】本発明は、以上の点に着目したもので、い
ずれのタイプの液晶パネルにも適用でき、雑音の発生を
低減して広範囲に調光可能な調光方法，記録媒体，調光
装置，照明装置，液晶表示装置を提供することを、その
目的とするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、複数の光源を
含む照明装置の輝度を制御する調光方法において、前記
複数の光源の輝度を同時に一定範囲で調光するステッ
プ；前記複数の光源のうち、いずれかを消灯し、いずれ
かを一定範囲で調光するステップ；を含むことを特徴と
する。他の調光方法は、最も高い輝度で点灯している光
源全体によって得られる最高輝度と、安定して点灯でき
る最も低い輝度で点灯している光源全体によって得られ
る最低輝度との範囲で、各光源を調光するステップ；前
記最低輝度において、いずれかの光源を消灯するととも
に、いずれかの点灯している光源の輝度を増大し、点灯
している光源全体の輝度が前記ステップにおける最低輝
度となるように制御するステップ；を含むことを特徴と
する。

【００１３】本発明の記録媒体は、前記いずれかの調光
方法に基づいて調光制御を行なうプログラムを格納した
ことを特徴とする。本発明の調光装置は、前記各光源毎
に設けられており、他の光源から独立して一定範囲で該
当する光源を調光する調光手段；前記各光源毎に設けら
れており、他の光源から独立して該当する光源の点灯・
消灯を制御するスイッチ手段；前記調光手段による調光
と前記スイッチ手段による点灯・消灯の制御を組み合わ
せて調光制御を行う調光制御手段；を備えたことを特徴
とする。

【００１４】本発明の照明装置は、前記調光装置を備え
たことを特徴とする。本発明の液晶表示装置は、前記照
明装置を液晶パネルのバックライトとして備えたことを
特徴とする。本発明の前記及び他の目的，特徴，利点
は、以下の詳細な説明及び添付図面から明瞭になろう。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て詳細に説明する。最初に、図1及び図２を参照して、
本発明の実施形態１について説明する。図１には、本形
態にかかる調光方法を適用した液晶パネル用バックライ
トの点灯装置の構成が示されている。この例は、ランプ
負荷が２つの例である。

【００１６】同図に示すように、ランプ負荷数に対応し
てＡ，Ｂの２系統となっており、両系統は同一の構成と
なっている。電源の直流電圧Ｖccが供給される入力端子
１０は、コンバータ回路２０Ａ，２０Ｂにそれぞれ接続
されている。これらコンバータ回路２０Ａ，２０Ｂは、
インバータ回路３０Ａ，３０Ｂにそれぞれ接続されてい
る。インバータ回路３０Ａ，３０Ｂは、制御スイッチ４
０Ａ，４０Ｂをそれぞれ介してランプ負荷４２Ａ，４２
Ｂにそれぞれ接続されている。コンバータ２０Ａ，２０
Ｂは同一の回路構成となっており、インバータ２０Ａ，
２０Ｂも同一の回路構成となっているので、以下Ａ系統
について説明する。

【００１７】入力端子１０は、コンバータ回路２０Ａの
トランジスタ２２Ａのエミッタに接続されている。トラ
ンジスタ２２Ａのベースには、ＰＷＭ制御回路２４Ａが
接続されている。トランジスタ２２Ａのコレクタには、
ダイオード２６Ａが並列に接続されている。そして、こ
のトランジスタ２２Ａのコレクタ側がコンバータ回路２
０Ａの出力となっており、インバータ回路３０Ａに接続
されている。

【００１８】インバータ回路３０Ａは、入力側にコイル
３２Ａが直列に接続されており、更にＤＣ／ＡＣインバ
ータ３４Ａが直列に接続されている。このインバータ３
４Ａの出力側がインバータ回路３０Ａの出力となってお
り、制御スイッチ４０Ａを介してランプ負荷４２Ａに接
続されている。ランプ負荷４２Ａには、負荷電流検出用
の抵抗４３Ａが接続されている。

【００１９】更に、各系統のＰＷＭ制御回路２４Ａ，２
４Ｂ、制御スイッチ４０Ａ，４０Ｂ、電流検出用抵抗４
３Ａ，４３Ｂは、いずれも調光制御回路４４に接続され
ている。この調光制御回路４４には、輝度を示す調光信
号が供給されている。

【００２０】以上の各部のうち、コンバータ回路２０
Ａ，２０Ｂ、インバータ回路３０Ａ，３０Ｂの動作は、
上述した背景技術と同様である。制御スイッチ４０Ａ，
４０Ｂは、調光制御回路４４の制御信号に基づいて、ラ
ンプ負荷４２Ａ，４２Ｂに対する通電のＯＮ，ＯＦＦの
制御を行うためのものである。調光制御回路４４は、調
光信号に基づいて、制御スイッチ４０Ａ，４０ＢのＯ
Ｎ，ＯＦＦ制御，ＰＷＭ制御回路２４Ａ，２４Ｂの制御
を行う機能を備えており、図２に示すような制御を行
う。また、抵抗４３Ａ，４３Ｂによって検出された負荷
電流に基づいて上述した定負荷電流制御も行う。続い
て、図２も参照して本形態の動作を説明する。

【００２１】１００〜４０％……ランプ負荷４２Ａ，
４２Ｂのいずれもが最大輝度の状態を１００％とする。
この最大輝度１００％から４０％までについては、上述
した背景技術と同様にして調光を行なう。すなわち、調
光制御回路４４によって、ＰＷＭ制御回路２４Ａ，２４
Ｂを制御し、コンバータ回路２０Ａ，２０Ｂの出力電圧
レベルを可変する。電圧レベルを最大の電源レベルＶcc
とすれば最大輝度１００％となり、その４０％とすれば
輝度４０％となる。

【００２２】４０〜２０％……次に、輝度４０％以下
については、上述したようにランプ負荷４２Ａ，４２Ｂ
における放電が不安定となる。そこで、図２に示すよう
に、いずれか一方，例えばランプ負荷４２Ｂを消灯する
とともに、他方のランプ負荷４２Ａを輝度８０％とす
る。すなわち、調光制御回路４４は、制御スイッチ４０
ＢをＯＦＦとするとともに、ＰＷＭ制御回路２４Ａによ
ってランプ負荷４２Ａの輝度を８０％とする。これによ
り、全体としては、輝度４０％となる。この状態で、調
光制御回路４４によってＰＷＭ制御回路２４Ａを制御
し、輝度を８０％から４０％まで可変すれば、全体とし
て４０〜２０％の範囲で輝度が調整される。なお、調光
制御回路４４によって制御スイッチ４０ＡをＯＦＦとす
れば、ランプ負荷４２Ａも消灯して輝度０％となる。

【００２３】このように、本形態によれば、１００〜４
０％については、ＰＷＭ制御によって調光が行なわれ
る。それ以下の４０〜２０％については、一つのランプ
を消灯し、他のランプを８０〜４０％の範囲でＰＷＭ制
御することで調光が行なわれる。

【００２４】このため、バースト調光のようなビート音の発生がない。基本的には電流帰還方式であるため、他の周辺ユニッ
トに与える影響は、上述した背景技術と同等程度であ
る。しかし、調光範囲として、バースト調光と同等の範
囲を確保できる。ＴＮＴ方式のみならず、ＳＴＮ方式の液晶パネルに対
しても適用可能である。ランプ数を変更することで調光範囲を変更でき、各種
の液晶パネルに対する応用設計に要する開発時間を短縮
できる。という利点がある。なお、ランプの光は、導光
板によって液晶パネル側に導かれるので、本形態のよう
に一つのランプを消灯しても輝度ムラが生ずる恐れはな
い。

【００２５】次に、図３及び図４を参照しながら、本発
明の実施形態２について説明する。上述した実施形態１
では、２つのランプを利用して１００〜２０％の範囲で
調光を行なったが、本形態では、４つのランプを利用し
て１００〜１０％の範囲で調光が行なわれる。

【００２６】図３には、本形態にかかる調光方法を適用
した液晶パネル用バックライトの点灯装置の構成が示さ
れている。同図に示すように、本形態は、点灯回路がＡ
〜Ｄの４系統となっており、各系統のＰＷＭ制御回路２
４Ａ〜２４Ｄ、制御スイッチ４０Ａ〜４０Ｄ、電流検出
用抵抗４３Ａ〜４３Ｄは、いずれも調光制御回路５０に
接続されている。続いて、図４も参照して本形態の作用
を説明する。

【００２７】１００〜４０％……ランプ負荷４２〜４
２Ｄのいずれもが最大輝度の状態を１００％とする。こ
の最大輝度１００％から４０％までについては、上述し
た背景技術と同様にして調光を行なう。すなわち、調光
制御回路５０によって、ＰＷＭ制御回路２４〜２４Ｄを
制御し、コンバータ回路２０〜２０Ｄの出力電圧レベル
を可変する。電圧レベルを最大の電源レベルＶccとすれ
ば最大輝度１００％となり、その４０％とすれば輝度４
０％となる。

【００２８】４０〜３０％……次に、輝度４０％以下
については、上述したようにランプ負荷４２Ａ〜４２Ｄ
における放電が不安定となる。そこで、図４に示すよう
に、いずれか一つ，例えばランプ負荷４２Ｄを消灯す
る。また、ランプ負荷４２Ａ，４２Ｂを輝度４０％一定
とするとともに、他のランプ負荷４２Ｃを輝度８０％と
する。すなわち、調光制御回路５０は、制御スイッチ４
０ＤをＯＦＦとするとともに、ＰＷＭ制御回路２４Ａ，
４２Ｂによってランプ負荷２４Ａ，２４Ｂの輝度を４０
％とし、ＰＷＭ制御回路２４Ｃによってランプ負荷４２
Ｃの輝度を８０％とする。これにより、全体としては、
輝度４０％となる。この状態で、調光制御回路５０によ
ってＰＷＭ制御回路２４Ｃを制御し、輝度を８０％から
４０％まで可変すれば、全体として４０〜３０％の範囲
で輝度が調整される。

【００２９】３０〜２０％……次に、輝度３０％以下
については、更にいずれか一つ，例えばランプ負荷４２
Ｃを消灯する。また、ランプ負荷４２Ａを輝度４０％一
定とするとともに、他のランプ負荷４２Ｂを輝度８０％
とする。すなわち、調光制御回路５０は、制御スイッチ
４０ＣをＯＦＦとするとともに、ＰＷＭ制御回路２４Ａ
によってランプ負荷２４Ａの輝度を４０％とし、ＰＷＭ
制御回路２４Ｂによってランプ負荷４２Ｂの輝度を８０
％とする。これにより、全体としては、輝度３０％とな
る。この状態で、調光制御回路５０によってＰＷＭ制御
回路２４Ｂを制御し、輝度を８０％から４０％まで可変
すれば、全体として３０〜２０％の範囲で輝度が調整さ
れる。

【００３０】２０〜１０％……次に、輝度２０％以下
については、更にいずれか一つ，例えばランプ負荷４２
Ｂを消灯する。また、残りのランプ負荷４２Ａを輝度８
０％とする。すなわち、調光制御回路５０は、制御スイ
ッチ４０ＢをＯＦＦとするとともに、ＰＷＭ制御回路２
４Ａによってランプ負荷２４Ａの輝度を８０％とする。
これにより、全体としては、輝度２０％となる。この状
態で、調光制御回路５０によってＰＷＭ制御回路２４Ａ
を制御し、輝度を８０％から４０％まで可変すれば、全
体として２０〜１０％の範囲で輝度が調整される。な
お、調光制御回路５０によって制御スイッチ４０ＡをＯ
ＦＦとすれば、ランプ負荷４２Ａも消灯して輝度０％と
なる。

【００３１】このように、本形態によれば、バースト方
式のような音鳴りを生ずることなく、０％及び１０〜１
００％の広い範囲で調光可能である。

【００３２】次に、図５を参照しながら、実施形態３に
ついて説明する。この実施形態３は、上述した実施形態
２の変形例で、切り換え点における各ランプ負荷の輝度
を平均化したものである。例えば、全体の合計輝度を４
０〜３０％の範囲で調整する場合、前記実施形態２で
は、図４に示したように、ランプ負荷４２Ａ，４２Ｂを
輝度４０％一定とするとともに、他のランプ負荷４２Ｃ
を輝度８０％とした。これに対し、本形態では、ランプ
負荷４２Ａ，４２Ｂを輝度４０〜５０％の範囲で調整
し、ランプ負荷４２Ｃを輝度４０〜６０％の範囲で調整
することとしている。また、全体の合計輝度を３０〜２
０％の範囲で調整する場合、ランプ負荷４２Ａ，４２Ｂ
を輝度６０〜４０％の範囲で調整することとしている。
この例のように、各ランプ負荷の輝度調整範囲は、必要
に応じて適宜設定してよい。

【００３３】本発明には数多くの実施形態があり、以上
の開示に基づいて多様に改変することが可能である。例
えば、次のようなものも含まれる。（１）前記形態では、連続的に輝度を変更したが、段階
的に輝度を切り換えるようにしてもよい。（２）光源としては冷陰極放電管が好適な例であるが、
調光可能なものであれば、白熱電球など各種のものに適
用可能である。（３）前記形態では、光源の数を２，４としたが、光源
数は必要に応じて適宜増減してよい。（４）消灯する光源と輝度を増大する光源を、各光源の
配置を考慮して設定するようにしてもよい。例えば、液
晶パネルの一方の側面に光源Ａ，Ｂが配置されており、
他方の側面に光源Ｃ，Ｄが配置されているような場合で
あって、光源Ａを消灯する場合には、光源Ａと同一側面
に配置されている光源Ｂの輝度を増大させるという具合
である。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
調光可能な複数の光源を使用して照明を行なう際に、い
ずれかの光源の点灯・消灯の制御と、点灯している光源
の輝度制御とを組み合わせることとしたので、いずれの
タイプの液晶パネルにも適用でき、雑音の発生を低減し
て広範囲に調光を行なうことができるという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１の構成を示すブロック図で
ある。

【図２】前記実施形態１の調光制御の手順を示す図であ
る。

【図３】本発明の実施形態２の構成を示すブロック図で
ある。

【図４】前記実施形態２の調光制御の手順を示す図であ
る。

【図５】前記実施形態３の調光制御の手順を示す図であ
る。

【図６】従来技術の一例を示すブロック図である。

【符号の説明】

１０…入力端子２０Ａ〜２０Ｄ…コンバータ回路２２Ａ…トランジスタ２４Ａ〜２４Ｄ…ＰＷＭ制御回路２６Ａ…ダイオード３０Ａ〜３０Ｄ…インバータ回路３２Ａ…コイル３４Ａ…ＤＣ／ＡＣインバータ４０Ａ〜４０Ｄ…制御スイッチ４２Ａ〜４２Ｄ…ランプ負荷４３Ａ〜４３Ｄ…電流検出用抵抗４４，５０…調光制御回路Ｖcc…電源直流電圧

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の光源を含む照明装置の輝度を制御
する調光方法において、前記複数の光源の輝度を同時に一定範囲で調光するステ
ップ；前記複数の光源のうち、いずれかを消灯し、いず
れかを一定範囲で調光するステップ；を含むことを特徴
とする調光方法。
【請求項２】複数の光源を含む照明装置の輝度を制御
する調光方法において、最も高い輝度で点灯している光源全体によって得られる
最高輝度と、安定して点灯できる最も低い輝度で点灯し
ている光源全体によって得られる最低輝度との範囲で、
各光源を調光する第１のステップ；前記最低輝度におい
て、いずれかの光源を消灯するとともに、いずれかの点
灯している光源の輝度を増大し、点灯している光源全体
の輝度が前記第1のステップの最低輝度となるように制
御する第２のステップ；を含むことを特徴とする調光方
法。
【請求項３】コンピュータ読み取り可能な記録媒体で
あって、請求項１又は２記載の調光方法に基づいて調光
制御を行なうプログラムを格納したことを特徴とする記
録媒体。
【請求項４】複数の光源を含む照明装置の輝度を制御
する調光装置において、前記各光源毎に設けられており、他の光源から独立して
一定範囲で該当する光源を調光する調光手段；前記各光
源毎に設けられており、他の光源から独立して該当する
光源の点灯・消灯を制御するスイッチ手段；前記調光手
段による調光と前記スイッチ手段による点灯・消灯の制
御を組み合わせて調光制御を行う調光制御手段；を備え
たことを特徴とする調光装置。
【請求項５】請求項４記載の調光装置を備えたことを
特徴とする照明装置。
【請求項６】請求項５記載の照明装置を液晶パネルの
バックライトとして備えたことを特徴とする液晶表示装
置。