JP2013178473A - 光源装置、電子機器及びそれらの制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】入力された交流電圧を直流電圧に変換する昇圧型の変換部を有する光源装置や電子機器を小型化する。
【解決手段】入力される交流電圧を直流電圧に変換する昇圧型の変換手段と、入力される交流電圧の電圧値を検出する検出手段と、入力される画像信号に基づいて光源部の輝度を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記検出手段により検出された電圧値に応じて、前記光源部の輝度変更のタイミングを変更することを特徴とする光源装置。
【選択図】図３

Description

本発明は、光源装置、電子機器及びそれらの制御方法に関するものである。

大容量の電源を必要とする表示装置において、高調波電流を抑制するために、ＰＦＣ（Ｐｏｗｅｒ Ｆａｃｔｏｒ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）回路が使用されている。昇圧型コンバータで構成されたＰＦＣ回路の場合、ＰＦＣ回路の出力電圧Ｖｏｕｔは、ＰＦＣ回路の入力電圧Ｖｉｎのピーク電圧Ｖｉｎｐｅａｋより、高い値に設定する必要がある（図８（ａ）参照）。その理由は、ＰＦＣ回路の出力電圧Ｖｏｕｔが、ＰＦＣ回路の入力電圧Ｖｉｎと等しくなった場合に、ＰＦＣ回路が停止して、高調波電流を抑制できなくなるためである。ここで、ＰＦＣ回路の入力電圧Ｖｉｎのピーク電圧Ｖｉｎｐｅａｋとは、商用電源から供給される電圧の最大値（例えば、ＡＣ２６４Ｖ）を整流した後の、脈流状の電圧のピーク値（おおよそ３７４Ｖ）のことである。

また一方で、ＰＦＣ回路に使用する出力コンデンサの定格電圧を低く抑えるため、あるいは１次−２次間の電位差を低く抑えるためには、ＰＦＣ回路の出力電圧Ｖｏｕｔを、より低くすることが好ましい。

しかし、表示装置に搭載されたバックライト（光源）の輝度アップによって、ＰＦＣ回路の負荷電流が急激に変化した場合、負荷変動が生じて、ＰＦＣ回路の出力電圧Ｖｏｕｔが低下する。そのため、出力電圧Ｖｏｕｔは、ＰＦＣ回路の入力電圧Ｖｉｎのピーク電圧Ｖｉｎｐｅａｋより、十分高い値に設定しなければならなかった（図８（ｂ）参照）。

従来、ＰＦＣ回路の出力電圧Ｖｏｕｔの低下を小さく抑える方法としては、バックライトの領域を複数に分割し、領域毎に点灯／不点灯するタイミングをずらす方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また、バックライトの輝度は、一定の周期で変更されることに鑑み、バックライトの輝度変更と商用電源周波数との同期をとり、ＰＦＣ回路の入力電圧Ｖｉｎのピーク電圧Ｖｉｎｐｅａｋ付近で、バックライトの輝度を変更しないようにする方法が考えられる。しかし、実際には、商用電源周波数にばらつきがあること、また商用電源周波数が地域によって異なる（５０Ｈｚ／６０Ｈｚ）ことから、同期をとることは困難であった。

特開２００２−４３０８９号公報

しかしながら、上述した従来の技術では、バックライトの輝度アップに伴う、ＰＦＣ回路の出力電圧Ｖｏｕｔの低下を考慮して、出力電圧Ｖｏｕｔを高く設定しなければならない。そのため、ＰＦＣ回路に、定格電圧が高い大型の出力コンデンサを使用する必要があり、表示装置用電源の小型化に負担となっていた。また、ＰＦＣ回路の出力電圧Ｖｏｕｔが高くなることで、１次−２次間の電位差が大きくなるため、絶縁距離を長く確保する必要があり、表示装置用電源の小型化に負担となっていた。

そこで、本発明は、入力された交流電圧を直流電圧に変換する昇圧型の変換部を有する光
源装置や電子機器を小型化することを可能にする技術を提供することを目的とする。

本発明は、入力される交流電圧を直流電圧に変換する昇圧型の変換手段と、
入力される交流電圧の電圧値を検出する検出手段と、
入力される画像信号に基づいて光源部の輝度を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記検出手段により検出された電圧値に応じて、前記光源部の輝度変更のタイミングを変更することを特徴とする光源装置である。

本発明は、入力される交流電圧を直流電圧に変換する昇圧型の変換手段と、
入力される交流電圧の電圧値を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された電圧値に応じて、前記直流電圧が供給される負荷の電流の変動を抑制する制御手段と、を備える電子機器である。

本発明は、入力される交流電圧を直流電圧に変換する昇圧型の変換手段を備える光源装置の制御方法であって、
入力される交流電圧の電圧値を検出する検出工程と、
入力される画像信号に基づいて光源部の輝度を制御する制御工程と、を有し、
前記制御工程では、前記検出工程により検出された電圧値に応じて、前記光源部の輝度変更のタイミングを変更することを特徴とする光源装置の制御方法である。

本発明は、入力される交流電圧を直流電圧に変換する昇圧型の変換手段を備える電子機器の制御方法であって、
入力される交流電圧の電圧値を検出する検出工程と、
前記検出工程により検出された電圧値に応じて、前記直流電圧が供給される負荷の電流の変動を抑制する制御工程と、を有する電子機器の制御方法である。

本発明によれば、入力された交流電圧を直流電圧に変換する昇圧型の変換部を有する光源装置や電子機器を小型化することが可能になる。

実施例１に係る表示装置の概略構成を示すブロック図 実施例１に係るＰＦＣ回路の構成を示す簡易回路図 実施例１に係る波形図 実施例１に係るバックライトの制御のフローチャート 実施例２に係る表示装置の概略構成を示すブロック図 実施例２に係る波形図 実施例２に係るバックライトの制御のフローチャート 従来技術における波形図

（実施例１）
以下、本発明の第１の実施例について、図面を参照して説明する。
第１の実施例として、バックライトを搭載した表示装置において、ＰＦＣ回路に入力される電圧の検出値が、閾値を超えている期間は、バックライトの輝度変更タイミングをシフトする場合について説明する。

図１は、第１実施形態に係るバックライト（光源部）を搭載した表示装置の概略構成を示すブロック図である。図１に示すように、表示装置１００は、フィルタ回路１０２、整流
回路１０３、入力電圧検出部１０４、ＰＦＣ回路１０５、システム駆動回路用電源１０６、バックライト用電源１０７、比較部１０８、画像信号入力部１０９、画像信号処理部１１０、表示制御部１１１、表示部１１２、バックライト制御部１１３、及びバックライト１１４を備え、電源プラグ１０１を介して商用電源に接続されている。ここで、表示部１１２としては、背面に配置したバックライト１１４を光源として用いる透過型液晶パネルを用いるものとする。また、バックライト１１４としては、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ、発光ダイオード）やＣＣＦＬ（Ｃｏｌｄ Ｃａｔｈｏｄｅ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ Ｌａｍｐ、冷陰極管）等の光源を用いるものとする。バックライト１１４は輝度を変更可能であり、バックライト制御部１１３によってその輝度が制御される。整流回路１０３、入力電圧検出部１０４、ＰＦＣ回路１０５は、入力される交流電力（交流電圧）を直流電力（直流電圧）に変換する昇圧型のＡＣ−ＤＣ変換部１１５を構成する。

図２は、第１実施形態に係るＰＦＣ回路の構成を示す簡易回路図である。図２に示すように、ＰＦＣ回路１０５は、入力コンデンサ２００、昇圧コイル２０１、制御回路２０２、スイッチ素子２０３、ダイオード２０４、出力コンデンサ２０５、第１検出抵抗２０６、第２検出抵抗２０７、を備える。ここで、ＰＦＣ回路１０５とは、Ｐｏｗｅｒ Ｆａｃｔｏｒ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ回路の略称であり、力率改善回路とも呼ばれる。本実施例においては、ＰＦＣ回路１０５と称す。

まず、図１を用いて、バックライトを搭載した表示装置の基本動作について説明する。フィルタ回路１０２は、商用電源から電源プラグ１０１を介して供給される交流電力（交流電圧）のノイズ成分を低減して、交流電力を整流回路１０３に送る。また、フィルタ回路１０２は、表示装置１００の内部で発生したノイズが、電源プラグ１０１を介して、商用電源側に流出しないようにも機能する。

整流回路１０３は、フィルタ回路１０２から入力された交流電力（交流電圧）を全波整流し、脈流状の電圧に変換して、ＰＦＣ回路１０５に入力する。ここで、整流回路１０３は、複数個のダイオードを組み合わせて構成すればよく、ブリッジダイオード等を用いても良い。

入力電圧検出部１０４は、整流回路１０３からＰＦＣ回路１０５に入力される脈流状の電圧Ｖｉｎの値を検出して、比較部１０８に、ＰＦＣ回路の入力電圧Ｖｉｎの値を送る。

比較部１０８は、入力電圧検出部１０４から取得したＰＦＣ回路の入力電圧Ｖｉｎの値が、予め設定しておいた閾値Ｖｔｈを超えているか否かを比較し、比較結果をバックライト制御部１１３に送る。ここで、閾値Ｖｔｈは、不揮発性メモリ等の記憶装置に記憶させておいても良いし、それ以外の方法でも構わない。なお、閾値Ｖｔｈの設定方法については、後でより詳しく説明する。

ＰＦＣ回路１０５は、整流回路１０３から入力された脈流状の電圧Ｖｉｎを、直流電圧に変換し、システム駆動回路用電源１０６とバックライト用電源１０７に電力を供給する。ここで、ＰＦＣ回路１０５は、力率改善を行い、高調波電流を抑制する機能を持つ昇圧型コンバータである。なお、ＰＦＣ回路１０５の基本動作については、後でより詳しく説明する。

システム駆動回路用電源１０６は、ＰＦＣ回路１０５から供給される直流電圧の電力を、表示装置１００のシステムを駆動するために必要な電圧の値に変換する。そして、画像信号入力部１０９、画像信号処理部１１０、表示制御部１１１、バックライト制御部１１３、及び、それ以外の表示装置１００のシステムを駆動する回路（不図示）に電力を供給す
る。ここで、システム駆動回路用電源１０６は、表示装置１００のシステムに応じて、複数種類の電圧を生成する機能を有する構成でも良いし、複数個の電源を有する構成でも良い。また、システム駆動回路用電源１０６は、感電保護のために、１次−２次間を絶縁した構造のコンバータを用いる。

バックライト用電源１０７は、ＰＦＣ回路１０５から供給される直流電圧の電力を、バックライト１１４を動作させるために必要な電圧の値に変換して、バックライト１１４に電力を供給する。なお、バックライト用電源１０７がバックライト制御部１１３に電力を供給する構成としてもよい。ここで、バックライト用電源１０７は、バックライトの構成に応じて、複数種類の電圧を生成する機能を有する構成でも良いし、複数個の電源を有する構成でも良い。ここで、バックライト用電源１０７は、感電保護のために、１次−２次間を絶縁した構造のコンバータを用いる。

画像信号入力部１０９は、表示装置１００の外部の画像出力装置（不図示）や表示装置１００の内部記憶装置（不図示）から出力される各種画像信号を受け付けて、その画像信号を画像信号処理部１１０に入力する。ここで、画像信号入力部１０９は、ＤｉｓｐｌａｙＰｏｒｔ、ＨＤＭＩ、ＳＤＩ、ＳＡＴＡ等の、画像信号を伝送することができるインタフェースのことである。

画像信号処理部１１０は、画像信号入力部１０９から入力された画像信号を、表示部１１２に表示するために適した画像信号に変換する処理を行う。ここで行う画像信号の処理とは、例えば、インタレース信号をプログレッシブ信号に変換するＩＰ変換や、入力された画像の画角サイズを表示部の画角サイズに合うように変換するスケーリング等のことである。また、画像信号処理部１１０は、画像処理後の画像信号の画素情報を表示制御部１１１に送り、画像処理後の画像信号の輝度情報をバックライト制御部１１３に送る。

表示制御部１１１は、画像信号処理部１１０から入力された画像信号の画素情報に基づき、表示部１１２の特性に合わせて画像信号に基づく画像の表示が行われるよう表示部１１２を制御する。

バックライト制御部１１３は、画像信号処理部１１０から入力された輝度情報と、比較部１０８から取得した比較結果を受け取り、バックライト１１４の輝度を制御する。なお、バックライト１１４の輝度を制御する方法については、後でより詳しく説明する。

次に、図２を用いて、ＰＦＣ回路の基本動作について説明する。
ＰＦＣ回路１０５は、整流回路１０３から入力された脈流状の電圧Ｖｉｎを、直流の出力電圧Ｖｏｕｔに変換して、電力を出力する昇圧型コンバータである。

入力コンデンサ２００は、後述するスイッチ素子２０３の動作によって生じるノイズが、入力側に流出しないように作用する。

制御回路２０２は、スイッチ素子２０３の制御端子に接続され、ＯＮ／ＯＦＦのパルス信号を、前記制御端子に入力する。制御回路２０２は、第１検出抵抗２０６と第２検出抵抗２０７によって分圧された電圧の値をもとに、ＰＦＣ回路の出力電圧Ｖｏｕｔが、予め設定した電圧値になるように、ＯＮ／ＯＦＦのパルス信号を制御する。

昇圧コイル２０１は、スイッチ素子２０３がＯＮしている時に、整流回路１０３から流れ込む電流によってエネルギーを蓄積する。そして、スイッチ素子２０３がＯＦＦしている時に、蓄積された前記エネルギーを出力側に放出する。その際、ダイオード２０４によって整流され、出力コンデンサ２０５によって平滑される。ここで、出力コンデンサ２０５
に印加されるＰＦＣ回路の出力電圧Ｖｏｕｔは、ＰＦＣ回路の入力電圧Ｖｉｎに前記エネルギーが重畳されるため、昇圧型のコンバータとなる。また、ここで使用するスイッチ素子２０３は、ＭＯＳ−ＦＥＴ等の半導体素子のことである。

続いて、図３の波形図を用いて、ＰＦＣ回路の出力電圧を設定する方法と、比較部１０８が用いる閾値を設定する方法について説明する。
図３（ａ）の波形図は、商用電源から電源プラグ１０１を介して、表示装置１００に供給される交流電力の電圧が、最大である時の電圧波形を示す。なお、本実施例においては、商用電源の最大入力電圧（実効値）が、ＡＣ２６４Ｖであるものとして説明する。

図３（ｂ）の波形図は、ＰＦＣ回路１０５の入力電圧Ｖｉｎの波形を示す。図３（ｂ）に示す波形、整流回路１０３によって整流された、脈流状の電圧の波形であり、また、入力電圧検出部１０４によって検出される電圧の波形でもある。ここで、ＰＦＣ回路の入力電圧Ｖｉｎのピーク電圧Ｖｉｎｐｅａｋは、商用電源の最大入力電圧（ＡＣ２６４Ｖ）に対して、おおよそ√２倍であり、本実施例では、ＰＦＣ回路の入力電圧Ｖｉｎのピーク電圧Ｖｉｎｐｅａｋを３７４Ｖであるものとして説明する。

ＰＦＣ回路１０５は、直流電圧を生成する昇圧型コンバータで構成されるため、ＰＦＣ回路１０５の出力電圧Ｖｏｕｔは、ＰＦＣ回路の入力電圧Ｖｉｎのピーク電圧Ｖｉｎｐｅａｋ（３７４Ｖ）より高い値に設定することとなる。ここで、本実施例では、ＰＦＣ回路１０５の出力電圧Ｖｏｕｔを、ＤＣ３８０Ｖに設定するものとして説明する。ＰＦＣ回路１０５の出力電圧Ｖｏｕｔの設定値はこの例に限らない。

図３（ｃ）の波形図は、ＰＦＣ回路１０５の出力電圧Ｖｏｕｔの波形を示す。
図３（ｄ）の波形図は、バックライト用電源１０７からバックライト１１４に供給される負荷電流波形を示す。なお、ＰＦＣ回路１０５からバックライト用電源１０７に供給される負荷電流も、図３（ｄ）の波形図に連動して変化している。

図３（ｃ）に示すように、ＰＦＣ回路１０５の出力電圧Ｖｏｕｔの波形は、出力電圧Ｖｏｕｔの設定値（目標値）であるＤＣ３８０Ｖに、バックライト１１４の輝度アップ／ダウンによって生じる負荷変動を含んでいる。バックライト１１４の輝度がアップした場合、図３（ｄ）に示すように負荷電流が急激に上昇し、図３（ｃ）に示すようにＰＦＣ回路１０５の出力電圧Ｖｏｕｔは、一時的に低下する。バックライト１１４の輝度がダウンした場合、図３（ｄ）に示すように負荷電流が急激に下降し、図３（ｃ）に示すようにＰＦＣ回路１０５の出力電圧Ｖｏｕｔは、一時的に上昇する。

比較部１０８が用いる閾値Ｖｔｈは、ＰＦＣ回路１０５の出力電圧Ｖｏｕｔの設定値（ここではＤＣ３８０Ｖ）から、バックライト１１４の輝度アップによる電圧の低下幅の最大値Ｖｄｒｏｐ（ｍａｘ）を、差し引いた値である。例えば、バックライト１１４の輝度アップによる電圧の低下幅の最大値Ｖｄｒｏｐ（ｍａｘ）が、ＤＣ１０Ｖである場合、比較部１０８が用いる閾値Ｖｔｈとして、ＤＣ３８０ＶからＤＣ１０Ｖを差し引いた、ＤＣ３７０Ｖを設定する。ただし、所定レベル（例えば、１Ｖ〜５Ｖ）だけ余裕を持たせた閾値Ｖｔｈ（例えば、３６５Ｖ〜３６９Ｖ）を設定してもよい。なお、バックライト１１４の輝度アップによる電圧の低下幅の最大値Ｖｄｒｏｐ（ｍａｘ）は、バックライト１１４の構成、電源回路の応答特性、及びコンデンサの容量によって決まるため、バックライト１１４を構成する回路から算出すればよい。

次に、本実施例におけるバックライトの輝度を制御する方法について説明する。
まず、画像信号処理部１１０は、画像信号入力部１０９から画像信号を取得し、表示部１１２に表示するために適した画像信号に処理する。この際、処理後の画像信号は、表示部
１１２の特性に合わせたフレームレートの画像信号となる。従って、輝度情報も画像信号に同期した一定の周期で変化する。図３（ｄ）では、画像信号の輝度情報の更新周期をｔ（ｍｓｅｃ）で表している。例えば、処理後の画像信号のフレームレートが６０ｆｐｓの場合、輝度情報の更新周期ｔ＝１．６ｍｓとなる。図３に示すように、ＰＦＣ回路１０５の入力電圧Ｖｉｎの波形の周期と輝度情報の更新周期とは必ずしも一致しない。そのため、輝度の変化に伴う出力電圧Ｖｏｕｔの一時的な変化が生じるタイミングと、ＰＦＣ回路１０５の入力電圧Ｖｉｎのピークのタイミングとは、近接している場合もあるし、離れている場合もある。

そして、画像信号処理部１１０は、処理された画像信号の、画素情報を表示制御部１１１に送り、輝度情報をバックライト制御部１１３に送る。

バックライト制御部１１３は、画像信号処理部１１０から輝度情報を取得し、比較部１０８から比較結果を取得する。画像信号処理部１１０から入力された輝度情報から、バックライト１１４の輝度を低下させる輝度低下制御（輝度ダウン）の実行要求があったと判断される場合、次のようにする。バックライト制御部１１３は、画像信号処理部１１０から入力された輝度情報に基づいて、バックライト１１４の輝度を制御する。すなわち、バックライト制御部１１３は、実行要求通りに輝度低下制御を実行する。

画像信号処理部１１０から入力された輝度情報から、バックライト１１４の輝度アップの実行要求があったと判断され、かつ、前記比較結果において、ＰＦＣ回路の入力電圧Ｖｉｎの値が、閾値Ｖｔｈ以下であると判定された場合、次のようにする。バックライト制御部１１３は、画像信号処理部１１０から入力された輝度情報に基づいて、バックライト１１４の輝度を増加させる輝度増加制御を実行要求通りに実行する。

画像信号処理部１１０から入力された輝度情報から、バックライト１１４の輝度アップの実行要求があったと判断され、かつ、前記比較結果において、ＰＦＣ回路の入力電圧Ｖｉｎの値が、閾値Ｖｔｈを超えていると判定された場合、次のようにする。バックライト制御部１１３は、ＰＦＣ回路の入力電圧Ｖｉｎの値が、閾値Ｖｔｈ以下であると判定されるまで、バックライト１１４の輝度をアップしないように制御する。すなわち、バックライト制御部１１３は、実行要求があっても輝度増加制御を実行せず、入力電圧Ｖｉｎの値が閾値Ｖｔｈ以下になる時点まで輝度増加制御の実行を遅延させ、入力電圧Ｖｉｎの値が閾値Ｖｔｈ以下になった時点で輝度増加制御を実行する。つまり、入力電圧Ｖｉｎの値が閾値Ｖｔｈ以下になる時点まで、負荷電流の変動が抑制される。

例えば、図３（ｄ）に示す時刻ｔ１では、輝度情報に基づくバックライト輝度制御の要求は輝度アップであるが、ＰＦＣ回路の入力電圧Ｖｉｎの値が閾値Ｖｔｈを超えているため、輝度アップは実行されない。そして、時刻ｔ１から時間Δｔ１が経過した時点でＰＦＣ回路の入力電圧Ｖｉｎの値が閾値Ｖｔｈ以下であると判定され、遅延されていた輝度アップが実行される。このように、ＰＦＣ回路の入力電圧Ｖｉｎが閾値Ｖｔｈを超えていると判定された場合、バックライト輝度の変更（アップ）タイミングが、画像信号のフレームレートと同期した周期ｔ（ｍｓｅｃ）のタイミングから一時的にずれることになる。しかし、図３（ｄ）に示すように、ＰＦＣ回路の入力電圧Ｖｉｎが閾値Ｖｔｈを超える時間ΔＴ１は、非常に短く、本実施例で用いた数値であれば、おおよそ９０〜１１０μｓｅｃであり、ユーザーの視聴体験に及ぼす影響は許容範囲内である。また、ＰＦＣ回路の入力電圧Ｖｉｎが閾値Ｖｔｈを超える時間を、さらに短くする必要がある場合は、ＰＦＣ回路の出力電圧の設定値又は閾値Ｖｔｈを適宜変更すれば良い。

続いて、図４のフローチャートを用いて、本実施例のバックライト制御について説明する。
ステップＳ４０１において、バックライト制御部１１３は、画像信号処理部１１０からバックライト１１４の輝度情報を受け付けて、ステップＳ４０２へ進む。
ステップＳ４０２において、バックライト１１４の輝度情報が輝度ダウンであれば、ステップＳ４０４へ進む。
ステップＳ４０２において、バックライト１１４の輝度情報が輝度アップであれば、ステップＳ４０３へ進む。
ステップＳ４０３において、ＰＦＣ回路の入力電圧Ｖｉｎの値と閾値Ｖｔｈとの比較結果を取得する。比較結果から、ＰＦＣ回路の入力電圧Ｖｉｎの値が閾値Ｖｔｈを越えている場合は、比較結果の取得を繰り返す。比較結果から、ＰＦＣ回路の入力電圧Ｖｉｎの値が閾値Ｖｔｈ以下である場合は、ステップＳ４０４へ進む。
ステップＳ４０４において、画像信号処理部１１０から受け取ったバックライト１１４の輝度情報に基づいて、バックライト１１４の輝度を変更し、フローを終了する。

本実施例では、バックライト（光源部）を搭載した画像表示装置の例を用いたが、ＰＦＣ回路の出力電圧が負荷電流の急激な変化によって低下することがあるどのような電子機器の制御にも本発明は適用することができる。また、本実施例では、液晶表示装置の制御に本発明を適用した例を説明したが、有機ＥＬ等の自発光素子を用いた画像表示装置の制御にも本発明を適用できる。

以上のように、本実施例のバックライト制御では、ＰＦＣ回路に入力される電圧の値Ｖｉｎが閾値Ｖｔｈを超えている期間は、バックライトの輝度を上げないように制御する。つまり、入力電圧Ｖｉｎの値が閾値Ｖｔｈを超えている期間は、負荷電流の変動が抑制される。これにより、ＰＦＣ回路の入力電圧Ｖｉｎのピーク電圧Ｖｉｎｐｅａｋ付近において、ＰＦＣ回路の出力電圧Ｖｏｕｔの低下が発生しないため、出力電圧Ｖｏｕｔの設定値を低く抑えることができる。従って、ＰＦＣ回路に、定格電圧が低い小型の出力コンデンサを使用することができるので、表示装置用電源を小型化することが可能になる。また、ＰＦＣ回路の出力電圧Ｖｏｕｔが低くなることで、１次−２次間の電位差が小さくなるので、絶縁距離を短くすることが可能となるので、表示装置用電源を小型化することができる。

（実施例２）
以下、本発明の第２の実施例について、図面を参照して説明する。
本実施例では、バックライトを搭載した画像表示装置において、ＰＦＣ回路に入力される電圧の検出値と、ＰＦＣ回路の出力電圧の検出値と、の差が、既定値以下となっている期間は、バックライトの輝度変更タイミングをシフトする例について説明する。本実施例は、実施例１と比較して、ＰＦＣ回路の入出力電圧の差に基づきバックライト制御を行うので、より適正なタイミングでバックライトの輝度変更を行うことができる。
以下、実施例１と同等の構成要素には同じ符号及び名称を付して詳細な説明は省略し、実施例１と差異を中心に説明する。

図５は、本実施例に係るバックライトを搭載した画像表示装置の概略構成を示すブロック図である。図５に示すように、表示装置５００は、実施例１に係るバックライトを搭載した表示装置１００に対して、出力電圧検出部５０１と、差分算出部５０２と、を追加し、比較部１０８の代わりに比較部５０３とした構成である。

まず、図５を用いて、バックライトを搭載した画像表示装置の基本動作について説明する。
入力電圧検出部１０４は、整流回路１０３からＰＦＣ回路１０５に入力される脈流状の電圧Ｖｉｎの値を検出して、差分算出部５０２に、ＰＦＣ回路の入力電圧Ｖｉｎの値を送る。

出力電圧検出部５０１は、ＰＦＣ回路１０５の出力電圧値Ｖｏｕｔの値を検出して、差分算出部５０２に、ＰＦＣ回路１０５の出力電圧値Ｖｏｕｔの値を送る。

差分算出部５０２は、入力電圧検出部１０４から取得したＰＦＣ回路の入力電圧Ｖｉｎの値と、出力電圧検出部５０１から取得したＰＦＣ回路１０５の出力電圧値Ｖｏｕｔと、の値の差分値Ｖｄｉｆを算出し、算出した差分値Ｖｄｉｆを比較部５０３に送る。

比較部５０３は、差分算出部５０２から取得した入出力電圧の差分値Ｖｄｉｆが、予め設定しておいた既定値Ｖｄｅｆを超えているか否かを比較し、比較結果をバックライト制御部１１３に送る。なお、既定値Ｖｄｅｆの設定方法については、後でより詳しく説明する。

バックライト制御部１１３は、画像信号処理部１１０から入力された輝度情報と、比較部５０３から取得した比較結果を受け取り、バックライト１１４の輝度を制御する。なお、バックライト１１４の輝度を制御する方法については、後でより詳しく説明する。

次に、ＰＦＣ回路の基本動作、及びＰＦＣ回路の出力電圧の設定方法についてであるが、これは第１の実施例と同じであり、説明を省略する。

続いて、図６の波形図を用いて、比較部５０３が用いる既定値を設定する方法について説明する。
図６（ａ）の波形図は、ＰＦＣ回路１０５の出力電圧Ｖｏｕｔの波形を示す。
図６（ｂ）の波形図は、バックライト用電源１０７からバックライト１１４に供給される負荷電流波形を示す。なお、ＰＦＣ回路１０５からバックライト用電源１０７に供給される負荷電流も、図６（ｂ）の波形図に示す負荷電流波形に連動して変化している。

比較部５０３が用いる既定値Ｖｄｅｆは、バックライト１１４の輝度アップに伴うＰＦＣ回路１０５の出力電圧Ｖｏｕｔの低下幅の最大値Ｖｄｒｏｐ（ｍａｘ）である。例えば、バックライト１１４の輝度アップに伴う出力電圧Ｖｏｕｔの低下幅の最大値Ｖｄｒｏｐ（ｍａｘ）が、ＤＣ１０Ｖである場合、比較部５０３が用いる既定値ＶｄｅｆとしてＤＣ１０Ｖを設定する。なお、バックライト１１４の輝度アップに伴う出力電圧Ｖｏｕｔの低下幅の最大値Ｖｄｒｏｐ（ｍａｘ）は、バックライト１１４の構成、電源回路の応答特性、及びコンデンサの容量によって決まるため、バックライト１１４を構成する回路から算出すればよい。

次に、本実施例におけるバックライトの輝度を制御する方法について説明する。
バックライト制御部１１３は、画像信号処理部１１０から輝度情報を取得し、比較部５０３から比較結果を取得する。画像信号処理部１１０から入力された輝度情報が、輝度ダウンである場合、バックライト制御部１１３は、画像信号処理部１１０から入力された輝度情報に合わせて、バックライト１１４の輝度を制御する。

画像信号処理部１１０から入力された輝度情報が、輝度アップであり、かつ、前記比較結果において、入出力電圧の差分値Ｖｄｉｆが既定値Ｖｄｅｆを超えていると判定された場合、次のようにする。バックライト制御部１１３は、画像信号処理部１１０から入力された輝度情報に合わせて、バックライト１１４の輝度を制御する。

画像信号処理部１１０から入力された輝度情報が、輝度アップであり、かつ、前記比較結果において、入出力電圧の差分値Ｖｄｉｆが既定値Ｖｄｅｆ以下であると判定された場合、次のようにする。バックライト制御部１１３は、入出力電圧の差分値Ｖｄｉｆが既定値
Ｖｄｅｆを超えていると判定されるまで、バックライト１１４の輝度をアップしないように制御する。

例えば、図６（ｂ）に示す時刻ｔ２では、輝度情報に基づくバックライト輝度制御の要求は輝度アップであるが、ＰＦＣ回路の入力電圧Ｖｉｎと出力電圧Ｖｏｕｔとの差分Ｖｄｉｆの値が既定値Ｖｄｅｆ以下であるため、輝度アップは実行されない。そして、時刻ｔ２から時間Δｔ２が経過した時点でＰＦＣ回路の入力電圧Ｖｉｎと出力電圧Ｖｏｕｔとの差分Ｖｄｉｆの値が既定値Ｖｄｅｆを超えていると判定され、遅延されていた輝度アップが実行される。このように、ＰＦＣ回路の入出力電圧の差分Ｖｄｉｆの値が既定値Ｖｄｅｆ以下であると判定された場合、バックライト輝度の変更（アップ）タイミングが、画像信号のフレームレートと同期した周期ｔ（ｍｓｅｃ）のタイミングから一時的にずれることになる。しかし、図６（ｂ）に示すように、入出力電圧の差分値Ｖｄｉｆが既定値Ｖｄｅｆ以下となる時間ΔＴ２は、非常に短く、本実施例で用いた数値であれば、おおよそ９０〜１１０μｓｅｃであり、ユーザーの視聴体験に及ぼす影響は許容範囲内である。また、入出力電圧の差分値Ｖｄｉｆが既定値Ｖｄｅｆ以下となる時間を、さらに短くする必要がある場合は、ＰＦＣ回路の出力電圧の設定値又は既定値Ｖｄｅｆを適宜変更すれば良い。

続いて、図７のフローチャートを用いて、本実施例のバックライト制御について説明する。
ステップＳ７０１において、バックライト制御部１１３は、画像信号処理部１１０からバックライト１１４の輝度情報を受け付けて、ステップＳ７０２へ進む。
ステップＳ７０２において、バックライト１１４の輝度情報が輝度ダウンであれば、バックライト制御部１１３は、ステップＳ７０４へ進む。
ステップＳ７０２において、バックライト１１４の輝度情報が輝度アップであれば、バックライト制御部１１３は、ステップＳ７０３へ進む。
ステップＳ７０３において、バックライト制御部１１３は、入出力電圧の差分値Ｖｄｉｆと既定値Ｖｄｅｆとの比較結果を取得する。比較結果から、入出力電圧の差分値Ｖｄｉｆが既定値Ｖｄｅｆ以下の場合、バックライト制御部１１３は、比較結果の取得を繰り返す。比較結果から、入出力電圧の差分値Ｖｄｉｆが既定値Ｖｄｅｆを超えた場合、バックライト制御部１１３は、ステップＳ７０４へ進む。
ステップＳ７０４において、画像信号処理部１１０から受け取ったバックライト１１４の輝度情報に基づいて、バックライト１１４の輝度を変更し、フローを終了する。

以上のように、本実施例では、ＰＦＣ回路の入力電圧の検出値と出力電圧の検出値との差が閾値以下となっている期間は、バックライトの輝度を上げないように制御される。これにより、出力電圧が入力電圧を下回る可能性のある期間をより精度良く判定することができ、出力電圧が入力電圧を下回らないようなようにより適正なタイミングでバックライトの輝度を制御することができる。

１０４ 入力電圧検出部
１０５ ＰＦＣ回路
１０７ バックライト用電源
１０８ 比較部
１１３ バックライト制御部
１１４ バックライト

Claims (20)

1. 入力される交流電圧を直流電圧に変換する昇圧型の変換手段と、
   入力される交流電圧の電圧値を検出する検出手段と、
   入力される画像信号に基づいて光源部の輝度を制御する制御手段と、を備え、
   前記制御手段は、前記検出手段により検出された電圧値に応じて、前記光源部の輝度変更のタイミングを変更することを特徴とする光源装置。
2. 前記変換手段は、
   入力される交流電圧を全波整流する整流回路と、
   全波整流された交流電圧を直流電圧に変換する昇圧型の力率改善回路と、を有し、
   前記検出手段は、前記力率改善回路への入力電圧の電圧値を検出する請求項１に記載の光源装置。
3. 前記制御手段は、前記検出手段により検出された電圧値と、閾値との比較結果に応じて、前記光源部の輝度変更のタイミングを変更する請求項１又は２に記載の光源装置。
4. 前記制御手段は、前記検出手段により検出された電圧値が閾値を超えている期間に前記光源部の輝度増加制御の実行要求があった場合、当該期間の後に輝度増加制御を実行する請求項３に記載の光源装置。
5. 前記閾値は、予め設定されている前記変換手段の出力電圧の目標値と、前記輝度増加制御を実行した場合に発生し得る前記変換手段の出力電圧の低下幅とに基づいて定められる値である請求項４に記載の光源装置。
6. 前記制御手段は、前記変換手段の出力電圧値と前記検出手段により検出された電圧値との差分と、閾値との比較結果に応じて、前記光源部の輝度変更のタイミングを変更することを特徴とする請求項１又は２に記載の光源装置。
7. 前記制御手段は、前記変換手段の出力電圧値と前記検出手段により検出された電圧値との差分が閾値以下の期間に前記光源部の輝度増加制御の実行要求があった場合、当該期間の後に輝度増加制御を実行する請求項６に記載の光源装置。
8. 前記閾値は、前記輝度増加制御を実行した場合に発生し得る前記変換手段の出力電圧の低下幅に基づいて定められる値である請求項７に記載の光源装置。
9. 前記光源部は、液晶表示装置のバックライトであることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の光源装置。
10. 入力される交流電圧を直流電圧に変換する昇圧型の変換手段と、
    入力される交流電圧の電圧値を検出する検出手段と、
    前記検出手段により検出された電圧値に応じて、前記直流電圧が供給される負荷の電流の変動を抑制する制御手段と、を備える電子機器。
11. 入力される交流電圧を直流電圧に変換する昇圧型の変換手段を備える光源装置の制御方法であって、
    入力される交流電圧の電圧値を検出する検出工程と、
    入力される画像信号に基づいて光源部の輝度を制御する制御工程と、を有し、
    前記制御工程では、前記検出工程により検出された電圧値に応じて、前記光源部の輝度変更のタイミングを変更することを特徴とする光源装置の制御方法。
12. 前記変換手段は、
    入力される交流電圧を全波整流する整流回路と、
    全波整流された交流電圧を直流電圧に変換する昇圧型の力率改善回路と、を有し、
    前記検出工程では、前記力率改善回路への入力電圧の電圧値を検出する請求項１１に記載の光源装置の制御方法。
13. 前記制御工程では、前記検出工程により検出された電圧値と、閾値との比較結果に応じて、前記光源部の輝度変更のタイミングを変更する請求項１１又は１２に記載の光源装置の制御方法。
14. 前記制御工程では、前記検出工程により検出された電圧値が閾値を超えている期間に前記光源部の輝度増加制御の実行要求があった場合、当該期間の後に輝度増加制御を実行する請求項１３に記載の光源装置の制御方法。
15. 前記閾値は、予め設定されている前記変換手段の出力電圧の目標値と、前記輝度増加制御を実行した場合に発生し得る前記変換手段の出力電圧の低下幅とに基づいて定められる値である請求項１４に記載の光源装置の制御方法。
16. 前記制御工程では、前記変換手段の出力電圧値と前記検出工程により検出された電圧値との差分と、閾値との比較結果に応じて、前記光源部の輝度変更のタイミングを変更することを特徴とする請求項１１又は１２に記載の光源装置の制御方法。
17. 前記制御工程では、前記変換手段の出力電圧値と前記検出工程により検出された電圧値との差分が閾値以下の期間に前記光源部の輝度増加制御の実行要求があった場合、当該期間の後に輝度増加制御を実行する請求項１６に記載の光源装置の制御方法。
18. 前記閾値は、前記輝度増加制御を実行した場合に発生し得る前記変換手段の出力電圧の低下幅に基づいて定められる値である請求項１７に記載の光源装置の制御方法。
19. 前記光源部は、液晶表示装置のバックライトであることを特徴とする請求項１１〜１８のいずれか１項に記載の光源装置の制御方法。
20. 入力される交流電圧を直流電圧に変換する昇圧型の変換手段を備える電子機器の制御方法であって、
    入力される交流電圧の電圧値を検出する検出工程と、
    前記検出工程により検出された電圧値に応じて、前記直流電圧が供給される負荷の電流の変動を抑制する制御工程と、を有する電子機器の制御方法。

Images