JP3101783U - デジタル制御による多光源駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】構成が簡單で、光源の位相と輝度を別々に制御可能なデジタル制御による多光源駆動装置を提供する。
【解決手段】本考案のデジタル制御による多光源駆動装置は、複数の発振昇圧回路と、デジタル制御回路とを備える。前記デジタル制回路は、それぞれ前記発振昇圧回路に電気的に接続されるとともに、それぞれ各発振昇圧回路に入力する１組の位相調整可能、かつデューティサイクル調整可能なデジタル切替信号を生成する。前記デジタル切替信号の位相とデューティサイクルは、デジタル制御回路によって制御される。
【選択図】図２

Description

本考案は、デジタル制御による多光源駆動装置に関し、特に、大寸法の平面表示装置に適用されるデジタル制御による多光源駆動装置に関する。

近年、平面表示装置の応用は普及し、そのうち、とくに、液晶表示装置が、市場の主流となっている。液晶表示装置は、主にコンピュータの表示装置として利用され、その寸法は通常15インチ以下である。しかし、実際使用の要請に応じて、大寸法の液晶表示装置が開発された。例えば、液晶表示装置をテレビの表示スクリーンとして使用される場合、大寸法の表示スクリーンが要求されるため、液晶表示装置を30インチまたはその以上に大寸法化する必要がある。液晶表示装置の寸法が大きくなると、十分の輝度を提供するために、バックライトとするランプの本数も増加する必要がある。例えば、液晶表示装置を40インチまで大きくすると、その所期のランプ数は30本以上まで増加する可能性がある。

しかし、ランプの数が増加すると、各ランプ間の輝度の不均一現象は発生しやすくなり、そしてランプを駆動する光源駆動装置の数も増加する。一般には、光源駆動装置は、一つの変圧器で2本の冷陰極蛍光管を同時に駆動するため、大寸法の液晶表示装置は、ランプ数の増加に応じて、使用する光源駆動装置の数も増加し、その製造コストも高くなる。

一般に、バックライトとするランプには、冷陰極蛍光管(CCFL)を採用する。冷陰極蛍光管を発光させるために、一般には、インバータの機能を有する光源駆動装置によって、該当冷陰極蛍光管を駆動する。

図1は、従来の光源駆動装置の構成を示すブロック図である。図1に示すように、従来の光源駆動装置8は、電流調整回路81と、発振昇圧回路82と、検出回路83と、帰還制御回路84と、を備える。電流調整回路81は、帰還制御回路84によって制御され、外部からの直流信号(DC)を適切に調整してから、発振昇圧回路82に入力する。発振昇圧回路82は、入力された直流信号を交流信号に変換すると共に、この交流信号を増幅して冷陰極蛍光管9(光源)に供給することにより、冷陰極蛍光管9を発光させる。検出回路83は、冷陰極蛍光管9の一端の帰還信号(例えば電流信号または電圧信号)を検出するとともに、この帰還信号を帰還制御回路84に出力する。帰還制御回路84は、この帰還信号の大きさによって、電流調整回路81を、適切な電流信号を出力するように制御する。なお、従来の帰還制御回路84は、通常アナログ式の帰還制御回路である。

上述したように、ランプの数が増加すると、使用した光源駆動装置8の数も増加する。即ち、大寸法の液晶表示装置において、同時に複数組の電流調整回路81、発振昇圧回路82、検出回路83及び帰還制御回路84を使用する必要がある。また、各光源駆動装置8はそれぞれ獨立するため、異なる組のランプの輝度が不均一になり、或いは、位相が相互にマッチングする必要がある場合には、有效に調整できず、画質が劣化する。

そこで、上述した問題を解決し、大寸法の液晶表示装置の画質を向上するとともに、コストを低減することは、重要な課題となっている。

本考案は、上記課題を鑑みてなされたものであって、その目的は、構成が簡單で、光源の位相と輝度を別々に制御可能な、デジタル制御による多光源駆動装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本考案のデジタル制御による多光源駆動装置は、複数の発振昇圧回路と、デジタル制御回路とを備える。前記デジタル制回路は、それぞれ前記発振昇圧回路に電気的に接続されるとともに、それぞれ各発振昇圧回路に入力する1組の位相調整可能、かつデューティサイクル調整可能なデジタル切替信号を生成する。前記デジタル切替信号の位相とデューティサイクルは、デジタル制御回路によって制御される。前記デジタル制御回路は、各光源により生成した帰還信号に基づき、各組のデジタル切替信号のデューティサイクルを制御する。

本考案のデジタル制御による多光源駆動装置は、一つのデジタル制御回路のみで複数の発振昇圧回路を制御することができるため、従来の電流調整回路を使用せずに、従来の帰還制御回路を繰り返し使用する必要もない。言い換えれば、本考案のデジタル制御による多光源駆動装置は、構成が簡單であるため、コストを大幅に低減することができる。さらに、本考案のデジタル制御による多光源駆動装置は、デジタル制御回路がそれぞれ各発振昇圧回路に入力する1組の位相調整可能、かつデューティサイクル調整可能なデジタル切替信号を生成し、上記デジタル切替信号により発振昇圧回路を制御するため、それぞれ異なるランプの輝度と位相を制御することができ、画質を向上することができる。

以下、図面に参照しながら、本考案の好適な実施例における、デジタル制御による多光源駆動装置について説明する。

図2に示すように、本考案のデジタル制御による多光源駆動装置1は、複数の発振昇圧回路2と、デジタル制御回路3とを備える。

デジタル制御回路3は、それぞれ発振昇圧回路2と電気的に接続するとともに、それぞれ各発振昇圧回路2に入力する1組の位相調整可能、かつデューティサイクル調整可能のデジタル切替信号S1、S2(或いはS1’、S2’)(図3参照) を生成する。デジタル切替信号S1、S2(或いはS1’、S2’)の位相とデューティサイクルは、デジタル制御回路3によって制御される。

図3に示すように、各発振昇圧回路2は、切替ユニット21と、共振昇圧ユニット22とを有する。本考案の実施例において、切替ユニット21は、二つのバイポーラトランジスタと、二つの抵抗を有する。これら抵抗は、一端がそれぞれこれらトランジスタのベースに電気的に接続され、他端がそれぞれデジタル制御回路3に電気的に接続される。共振昇圧ユニット22は、変圧器221とコンデンサ222とによって構成され、コンデンサ222の両端は、それぞれ切替ユニット21の両トランジスタのコレクタに電気的に接続される。また、共振昇圧ユニット22は、少なくとも一つの冷陰極蛍光管9(光源)に電気的に接続される。なお、切替ユニット21は、両MOSトランジスタのみで構成することもできる(図示せず)、この場合、デジタル制御回路3が出力したデジタル切替信号S1、S2により、これらMOSトランジスタのゲートを制御する。

図4に示すように、デジタル制御回路3は、デジタル切替信号生成回路31と、多重帰還制御演算回路32とを有する。

デジタル切替信号生成回路31は、それぞれ各発振昇圧回路2に電気的に接続され、それぞれ各発振昇圧回路2に入力する1組のデジタル切替信号S1、S2を生成する。多重帰還制御演算回路32は、デジタル切替信号生成回路31を制御し、各光源9が生成した帰還信号に基づき、デジタル切替信号生成回路31が生成したデジタル切替信号のデューティサイクルを制御する。ここで、冷陰極蛍光管9により生成した帰還信号は、電流信号または電圧信号である。

図5は、本考案のデジタル制御による多光源駆動装置の多重帰還制御演算回路の一例を示すブロック図である。図5に示すように、多重帰還制御演算回路32は、各冷陰極蛍光管9(光源)に電気的に接続される多重ユニット321と、各冷陰極蛍光管9(光源) により生成した帰還信号を検出する検出ユニット322と、上記帰還信号をデジタル帰還信号に変換するアナログ/デジタル変換ユニット323と、上記デジタル帰還信号に基づき、デジタル切替信号生成回路31を制御する制御演算ユニット324とを有する。また、多重ユニット321は、制御演算ユニット324によって制御され、検出しようとする帰還信号を選定する。実際の運用上、多重帰還制御演算回路32は、例えば、シングルチップマイクロプロセッサである。

図6は、本考案のデジタル制御による多光源駆動装置の多重帰還制御演算回路の他例を示すブロック図である。図6に示すように、多重帰還制御演算回路32'は、シングルチップマイクロプロセッサ33と、複数の検出ユニット341と、を有する。シングルチップマイクロプロセッサ33は、多重ユニット331と、アナログ/デジタル変換ユニット332と、制御演算ユニット333とを具備する。検出ユニット341は、それぞれ各冷陰極蛍光管9(光源)に電気的に接続され、各冷陰極蛍光管9の帰還信号を検出する。

上述したように、本考案のデジタル制御による多光源駆動装置1は、一つのデジタル制御回路3のみで複数の発振昇圧回路2を制御することができるため、従来の電流調整回路81を使用せずに、従来の帰還制御回路84を繰り返し使用する必要もない。言い換えれば、本考案のデジタル制御による多光源駆動装置1は、構成が簡單であるため、コストを大幅に低減することができる。さらに、本考案のデジタル制御による多光源駆動装置1は、デジタル制御回路3がそれぞれ発振昇圧回路2に入力する1組の位相調整可能、かつデューティサイクル調整可能なデジタル切替信号を生成し、上記デジタル切替信号により発振昇圧回路2を制御するため、それぞれ異なるランプの輝度と位相を制御することができ、画質を向上することができる。

以上、本考案の実施例を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成は、これら実施例に限られるものではなく、本考案の要旨を逸脱しない範囲の設計変更などがあっても、本考案に含まれる。

従来の光源駆動装置の構成を示すブロック図である。 本考案のデジタル制御による多光源駆動装置を示すブロック図である。 本考案のデジタル制御による多光源駆動装置の発振昇圧回路を示す図である。 本考案のデジタル制御による多光源駆動装置を示す他のブロック図である。 本考案のデジタル制御による多光源駆動装置の多重帰還制御演算回路の一例を示すブロック図である。 本考案のデジタル制御による多光源駆動装置の多重帰還制御演算回路の他例を示すブロック図である。

符号の説明

1 デジタル制御による多光源駆動装置
2 発振昇圧回路
21 切替ユニット
221 変圧器
222 コンデンサ
22 共振昇圧ユニット
3 デジタル制御回路
31 デジタル切替信号生成回路
32 多重帰還制御演算回路
32' 多重帰還制御演算回路
321 多重ユニット
322 検出ユニット
323 アナログ/デジタル変換ユニット
324 制御演算ユニット
33 シングルチップマイクロプロセッサ
331 多重ユニット
332 アナログ/デジタル変換ユニット
333 制御演算ユニット
341 検出ユニット
9 冷陰極蛍光管(光源)
S1、S2(S1’、S2’) デジタル切替信号

Claims (14)

1. 複数の光源を駆動して制御するデジタル制御による多光源駆動装置であって、
   複数の発振昇圧回路と、
   それぞれ前記発振昇圧回路に電気的に接続されるとともに、それぞれ各発振昇圧回路に入力する１組の位相調整可能、かつデューティサイクル調整可能なデジタル切替信号を生成し、各組のデジタル切替信号の位相とデューティサイクルを制御するデジタル制御回路と、
   を備えることを特徴とするデジタル制御による多光源駆動装置。
2. 前記発振昇圧回路は、それぞれ少なくとも一つの光源に電気的に接続されることを特徴とする請求項１に記載のデジタル制御による多光源駆動装置。
3. 前記光源は、冷陰極蛍光管であることを特徴とする請求項１に記載のデジタル制御による多光源駆動装置。
4. 前記発振昇圧回路は、前記デジタル制御回路に電気的に接続される切替ユニットと、共振昇圧ユニットとを有し、前記切替ユニットは、前記デジタル制御回路が出力した前記デジタル切替信号に基づき切り替えを行い、前記切り替え動作により前記共振昇圧ユニットを制御することを特徴とする請求項１に記載のデジタル制御による多光源駆動装置。
5. 前記共振昇圧ユニットは、変圧器と、コンデンサと、を具備することを特徴とする請求項４に記載のデジタル制御による多光源駆動装置。
6. 前記切替ユニットは、前記コンデンサの端にそれぞれ接続される二つのトランジスタを具備し、前記トランジスタは、それぞれ前記デジタル切替信号に基づき切り替えを行うことを特徴とする請求項５に記載のデジタル制御による多光源駆動装置。
7. 前記デジタル制御回路は、
   それぞれ前記発振昇圧回路に電気的に接続され、それぞれ各発振昇圧回路に入力する前記デジタル切替信号を生成するデジタル切替信号生成回路と、
   前記デジタル切替信号生成回路を制御し、各光源により生成した帰還信号に基づき前記デジタル切替信号生成回路が生成したデジタル切替信号のデューティサイクルを制御する多重帰還制御演算回路と、有する、ことを特徴とする請求項１に記載のデジタル制御による多光源駆動装置。
8. 前記多重帰還制御演算回路は、デジタル式のシングルチップマイクロプロセッサであることを特徴とする請求項７に記載のデジタル制御による多光源駆動装置。
9. 前記多重帰還制御演算回路は、
   各光源に電気的に接続される多重ユニットと、
   前記多重ユニットに電気的に接続され、各光源により生成した帰還信号を検出する検出ユニットと、
   前記帰還信号をデジタル帰還信号に変換するアナログ/デジタル変換ユニットと、
   前記多重ユニットを制御し、前記デジタル帰還信号に基づき前記デジタル切替信号生成回路を制御する制御演算ユニットと、を具備する、ことを特徴とする請求項７に記載のデジタル制御による多光源駆動装置。
10. 前記多重帰還制御演算回路は、
    それぞれ各光源に電気的に接続され、それぞれ各光源により生成した帰還信号を検出する複数の検出ユニットと、
    前記検出ユニットに電気的に接続される多重ユニットと、
    前記多重ユニットに電気的に接続され、前記帰還信号をデジタル帰還信号に変換するアナログ/デジタル変換ユニットと、
    前記多重ユニットを制御し、前記デジタル帰還信号に基づき前記デジタル切替信号生成回路を制御する制御演算ユニットと、を具備する、ことを特徴とする請求項７に記載のデジタル制御による多光源駆動装置。
11. 前記多重帰還制御演算回路は、
    それぞれ各光源に電気的に接続され、それぞれ各光源により生成した帰還信号を検出する複数の検出ユニットと、
    前記検出ユニットに電気的に接続され、各検出ユニットが検出した帰還信号に基づき前記デジタル切替信号生成回路を制御する、デジタル式のシングルチップマイクロプロセッサーと、を具備することを特徴とする請求項７に記載のデジタル制御による多光源駆動装置。
12. 前記デジタル式のシングルチップマイクロプロセッサは、
    前記検出ユニットに電気的に接続される多重ユニットと、
    前記多重ユニットに電気的に接続され、前記帰還信号をデジタル帰還信号に変換するアナログ/デジタル変換ユニットと、
    前記多重ユニットを制御し、前記デジタル帰還信号に基づき前記デジタル切替信号生成回路を制御する制御演算ユニットと、を有することを特徴とする請求項１１に記載のデジタル制御による多光源駆動装置。
13. 前記多重帰還制御演算回路は、
    それぞれ各光源に電気的に接続され、それぞれ各光源により生成した帰還信号を検出する複数の検出ユニットと、
    前記検出ユニットに電気的に接続される多重ユニットと、
    前記多重ユニットに電気的に接続され、前記検出ユニットが検出した帰還信号に基づき前記デジタル切替信号生成回路を制御するデジタル式のシングルチップマイクロプロセッサと、を具備することを特徴とする請求項７に記載のデジタル制御による多光源駆動装置。
14. 前記デジタル式のシングルチップマイクロプロセッサは、
    前記多重ユニットに電気的に接続され、前記帰還信号をデジタル帰還信号に変換するアナログ/デジタル変換ユニットと、
    前記多重ユニットを制御し、前記デジタル帰還信号に基づき前記デジタル切替信号生成回路を制御する制御演算ユニットと、を有することを特徴とする請求項１３に記載のデジタル制御による多光源駆動装置。

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