JP2002359097A - バックライトの調光装置 - Google Patents
バックライトの調光装置Info
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Abstract
ースト調光方式では最大輝度が低く、かつ応答が遅い。 【解決手段】 調光回路が2つの独立した制御入力に応
じており、第1の制御ではバースト調光により広い範囲
を、第2の制御では電流調光により高速で輝度が応答す
ることとし、「動的輝度変調=±0%」時における静的
調光の最大値をバーストDUTY100%で動作させる
事を特徴としたものである。
Description
ンやデッスクトップパソコン、液晶テレビ等に多用され
ている液晶表示パネルのバックライト装置に関し、とく
に液晶表示パネルを背部から照明する光源として駆動回
路手段により点灯する蛍光管を備えたもので、映像の再
生の際、映像の明るさやコントラスト応じて動的に輝度
変調を行う構成のバックライトの調光装置に関する。
型テレビのディスプレイ装置として、バックライト付き
液晶ディスプレイが使用されている。このバックライト
の光源としては、冷陰極管等の蛍光管が用いられてい
る。蛍光管を点灯させるには高圧の交流電圧を印加する
必要があり、入力電源から供給される低電圧の直流電圧
を蛍光管が点灯可能な高圧の交流電圧に変換するDC/
ACインバータなどの蛍光管点灯装置が必要となる。
能としては、周囲の明るさが大きく変化することなどを
理由に、ユーザーによる輝度調節の可変範囲は広く求め
られ、例えば10〜100%などの調光範囲が要求され
る場合がある。このようなユーザーの操作による調光制
御を以下、静的調光と呼ぶこととする。
明るさやコントラストに応じて動的にバックライトの輝
度制御を行って画質の改善が行われている(特開200
1−27889号公報参照)。以下この制御を動的輝度
変調と呼び、前記静的調光と区別する。
ては、図3に示すように、「電流調光方式」或いは、
「バースト調光方式」が知られている。
入力直流電圧、又は入力電流をDC−DCコンバーター
等で変化させてインバータートランス二次側に接続され
る蛍光管の電流を変化させて連続的に調光する方式であ
る。既述のとおり、ユーザーによる輝度調節の可変範囲
は広く求められ、例えば10〜100%などの調光範囲
が要求される場合がある。蛍光管の輝度は管電流にほぼ
比例するが、蛍光管の管電流保証範囲は10〜100%
まで広くないことがある。例えば、15インチクラスの
液晶ディスプレイによく使用されている、長さ330m
m、直径2.6mm程度の冷陰極管では、メーカーの保
証している管電流値は、2〜5mArmsなどとなってい
る。この場合、10〜100%の調光範囲を実現しよう
とすると0.5〜5mArmsの管電流値にしなければなら
ず、下限では保証管電流値を大きく下回る。従って、管
電流値を連続的に制御する電流調光方式では、低輝度側
の調光に制限があるという問題があった。
ター回路の発振動作を強制的にON/OFFして、ON
期間とOFF期間の割合(これを「デューティー比」と
いう)を変化させることにより調光を行う方式である。
この方式には、調光信号のレベルに応じて調光パルスの
ON期間とOFF期間の割合を変える周波数固定のPW
M方式と、ON期間が固定で、発振周波数を変化させて
ON期間とOFF期間のデューティー比を変えて調光す
る周波数調光(PFM)方式とがある。
る間は管電流を最大(例えば、5mArms)にし、トラ
ンスを駆動する周波数よりも低い周波数(一般に200
Hz〜400Hz)で入力電源電圧を断続させ、そのデ
ューティー比(オン デューティー)Ton/(Ton+To
ff)ただし、Tonは入力電源電圧のオン時間、Toffは
入力電源電圧のオフ時間]を制御することにより、管電
流の平均値を制御して広いユーザー調光範囲を実現す
る。例えば、バースト調光回路のデューティー比が10
0%のとき管電流は最大値5mArmsとなるようにし、
ついでデューティー比を10%に絞ると、蛍光管に流れ
る平均電流は0.5mArmsになる。また、入力電源電圧
がオンの期間は管電流が5mArmsであり、オフの期間
は管電流が0mArmsであるから、蛍光管の保証電流値
範囲(2〜5mArms)内での使用となっている。つま
り、このようなバースト調光方式のインバータを用いれ
ば、蛍光管の保証電流値を満足しながら静的調光範囲1
0〜100%などの広い調光範囲を実現できる。
ト調光方式によって行われることがあった。この一例の
ブロック図を図2に示し、動作時の管電流波形を図5に
示す。しかしバースト調光方式を用いた場合、動的輝度
変調が無変調のとき、静的調光上限のDUTYを90%程度
に制限する必要がある。理由は動的輝度変調=±0%時
に、今後起こりうる動的輝度変調の可変範囲を確保して
おくためである。この様子を図4に示す。このとき例え
ばDUTY90%で平均管電流値=5mAと設定した場
合、オフ期間での管電流は0mA、オン期間では オン期間の管電流=5mA/90%=5.55mA となり、オン期間では蛍光管が指定する最適な管電流値
=5mAを超過しているため、5mA連続点灯時に比べ
発光効率が低下してしまう。それは一般に蛍光管の管電
流と輝度の関係は図7に示すとおり発光効率が最大とな
る管電流i0が存在し、これを超過して管電流を増加さ
せると発光効率が低下するためである。つまり平均管電
流をi0=5mAと設定した場合においてもバースト調
光方式では輝度が低くなってしまう。
光」を組み合わせた一般技術例として、特開平10―1
12396号公報に開示されている。これは電流調光方
式及びバースト調光方式を利用してノイズ低減を目的と
している。手段としては、調光回路を有する蛍光管灯点
灯装置において、調光信号により管が定格最大電流値以
下の所定電流値を超えて点灯する時は電流調光方式で動
作し、それ以下の時はバースト調光方式で動作するよう
にする。
は、調光信号を増幅した直流信号を定電流制御ループに
印加して調光をおこなっている電流調光の定電流制御ル
ープにバースト調光のためのパルス電流又は電圧を印加
することによって行う。そして、バースト調光のために
前記定電流制御ループに印加されるバースト電圧波形と
して、設定された入力調光信号レベルに応じて0〜約5
0%のデューティー比のパルスを出力するパルス幅変調
又は該パルス幅変調とパルス振幅変調の併用された波形
を用いるというものである。これは本発明の目的、つま
り発光効率の高くかつ応答の速いバックライト装置の提
供とは異なり、また手段も異なるため、参考技術として
示した。
調光の構成では、静的調光の上限での最大DUTYは9
0%程度で制限されるため、平均管電流を等しく設定し
DUTY100%で動作させた場合に比べ輝度が低いと
いう課題があった。
変調の応答の速さはバースト周波数(一般に200Hz
〜400Hz)に制限を受けるため、応答遅れが画面の
パカツキとなって可視される可能性があった。本発明は
前記課題に鑑み、発光効率が高くかつ調光範囲が広く、
動的輝度変調に高速で応答するバックライト装置を提供
しようというものである。
に本発明のバックライト装置は静的調光をバースト調光
方式で行い、動的輝度変調を電流調光方式でDC的に制
御することで「動的輝度変調=±0%」時における静的
調光の最大値をバーストDUTY100%で動作させ、
動的輝度変調に対し高速な応答を可能とする事を特徴と
したものである。
は、調光回路を有する蛍光管灯点灯装置において、前記
調光回路は二つの独立した調光制御入力に対応し、第一
の調光制御入力に対してはバースト調光方式で動作し、
第二の調光制御入力に対しては、電流調光方式で動作す
る事を特徴としたもので、「動的輝度変調=±0%」時
にバースト調光のDUTY100%での動作することに
より発光効率の高くかつ調光範囲の広く、動的輝度変調
に高速で応答するバックライト装置を実現しうるもので
ある。以下に、本発明の一実施形態について図1と図6
を用いて説明する。
マイクロコンピュータを用いた調光制御演算装置であ
り、バックライト装置2へ調光制御信号を出力する。そ
の内部は静的調光制御信号処理部1aと、動的輝度変調
信号処理部1bから成る。静的調光制御信号制御部1a
は、ユーザーにより設定された輝度の情報を電気信号に
変えバースト調光器3に対し出力する。動的輝度変調部
1bは、映像の再生の際、映像の明るさやコントラスト
に応じて動的に輝度変調を行う際にバックライト装置に
対し輝度変調信号を出力する。
光器3では静的調光信号処理部1aからの入力信号に応
じてPWM波形を乗算器5に対し出力する。また、動的
輝度変調部1bからの信号は電流調光器4へ入力され、
NFB信号と加算された後、前記乗算器b5へ入力され
る。乗算器5では前記二つの入力信号を乗算し結果をイ
ンバータ6へ出力する。インバータ6は電源8から電力
供給を受け、前記乗算器5からの制御信号を基に蛍光管
7を駆動する。蛍光管7の管電流は管電流検出抵抗9に
て電圧変換され、乗算器5へNFB信号として帰還され
る。
えば静止映像を出画している時など動的輝度変調が行わ
れていないとき、ユーザーが調光制御を最大に設定した
場合、静的調光制御部は最大値を出力するためバースト
調光器3はDUTY100%の信号をインバーター6へ
出力し、蛍光管はDUTY100%で駆動を受けるた
め、発光効率の高い状態で発光を行うことができる。
など何らかの外乱により蛍光管電流が減少又は増加しよ
うとした場合においても、電流調光器4の側に帰還がか
かるため蛍光管電流は一定に保たれ、安定した輝度を得
ることができる。また動的輝度変調信号発生部1bから
の信号は電流調光器4にて制御するため高速の応答を実
現できる。
光装置によれば、静止画出画時など動的輝度変調度がゼ
ロのときに発光効率の低下或いは輝度低下が発生しな
い。また動的輝度変調に対して早い応答を実現できる。
の概略構成図
クライト装置の概略構成図
流波形の相違を示す図
をバースト調光方式で行う場合の管電流波形図
的輝度変調の組み合わせによる管電流波形図
動的輝度変調の組み合わせによる管電流波形図
Claims (2)
- 【請求項1】 調光回路を有する蛍光管点灯装置におい
て、前記調光回路は二つの独立した調光制御入力に対応
し、第一の調光制御入力に対してはバースト調光方式で
動作し、第二の調光制御入力に対しては、電流調光方式
で動作する事を特徴とするバックライトの調光装置。 - 【請求項2】 第一の調光制御に対しては広い調光範囲
を実現し、第二の調光制御入力に対しては高速に輝度が
応答することを特徴とする請求項1記載のバックライト
の調光装置。
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JP2001162228A JP4686901B2 (ja) | 2001-05-30 | 2001-05-30 | バックライトの調光装置 |
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JP5035422B2 (ja) * | 2008-08-21 | 2012-09-26 | 株式会社村田製作所 | 放電管点灯装置 |
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- 2001-05-30 JP JP2001162228A patent/JP4686901B2/ja not_active Expired - Fee Related
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