JP3834461B2 - 調光方法 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は冷陰極管の点灯ランプ本数切換え併用PWM調光方式に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
液晶表示パネルのバックライトには一般的に冷陰極管が使用されるが、表示画面を最も見やすくするために、また、バッテリー駆動の際の消費電力を抑制するために、輝度調整が行なえるようになっている。冷陰極管の輝度調整の具体的方式として、パルス幅変調(以下、PWMという。)調光方式が特開平6−325890号公報の中で従来技術として紹介されている。
該PWM調光方式によって輝度を下げていくと、あるパルス幅t以下で特性上冷陰極管が点灯しなくなってしまう。また、パルス周期を長くすることでも輝度を下げることができるがヒトの目の特性上、一定周期T以上になるとちらつきを感じるようになるので限界がある。すなわちt/Tより小さな値に輝度を下げることができない。そこで、このPWM調光方式を応用して、より広い調光範囲を得るための各種発明、改善がなされている。
その一つに、点灯ランプ本数を切換える方法がある。該方法を図4の回路ブロック図、図5の信号波形図、図6の輝度変化のグラフで示す。図4において、調光電圧発生回路17調整による調光電圧S17と、三角波発生回路18からの基準三角波S18との比較から、PWM信号発生回路20は調光電圧に応じたパルス幅のPWM信号S20を発生する。一方、ランプ本数切換回路19は、調光電圧を監視し、予め決められた電圧になるとランプ本数切換信号S19を発生し、調光信号発生回路A(21)と調光信号発生回路B(22)は、ランプ本数切換信号S19により、常時発生または間引き発生を切換えて冷陰極管駆動用調光信号A(S21)、調光信号B(S22)として出力する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図5の調光信号波形S21、S22および図6の輝度変化グラフから、点灯ランプ本数が切り換わる時点で輝度が階段状に変化することがわかる。すなわち、ヒトの目に急激に輝度変化を感じるだけでなく、点灯ランプ本数切り換わり時に微細な輝度調整ができないことにもなる。
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、点灯ランプ本数切換えによる、より広い調光範囲を維持しながら、点灯ランプ本数切り換わり時の輝度変化がなだらかな調光方法を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】
請求項1の調光方法は、冷陰極管をPWM調光方式により点灯し、点灯ランプ本数切換を併用して輝度調整する方法において、
調光電圧に応じてパルス幅が変化するPWM信号発生回路を複数設け、各々の該PWM信号発生回路毎に予め設定した一定電圧を重畳した調光電圧を加えることでパルス幅の異なる複数のPWM信号を発生し、前記設定とは別に予め設定した複数の調光電圧値において発生する点灯ランプ本数切換信号に同期して前記複数のPWM信号の一つを選択し、該選択PWM信号および点灯ランプ本数切換信号からランプ駆動用調光信号を生成することを特徴とする。
【0005】
請求項1の調光方法によれば、点灯ランプ本数切換と同時に調光信号パルス幅を変更するので、点灯ランプ本数の変化があっても輝度をなだらかに変化させることができる。点灯ランプ本数を換えることでランプ点灯を間引きしない方式より更に低輝度まで調光を可能にすることができる。また、低輝度領域における調光電圧に対する輝度の変化勾配がなだらかになるので、ヒトの目の輝度に対する感度特性に近い曲線の輝度変化を容易に得ることができる。
【0006】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図1は本発明に係わる実施形態を示す調光回路のブロック図であり、図2はこの調光回路の調光段階を説明するための各部信号波形変化を表わす図である。図1において、1は液晶表示器使用者が調光電圧S1を調整する調光電圧発生回路、2は調光電圧S1と比較することで調光電圧に応じたパルス幅の信号を発生するための基準となる三角波S2を発生する三角波発生回路、3は調光電圧に重畳する一定電圧を発生するための定電圧発生回路、4、5および6は調光電圧S1に定電圧発生回路3の各出力を重畳し第2、第3および第4調光電圧(S3、S4、S5)を出力する直流電圧加算器、7は前記調光電圧S1に応じたパルス幅の信号S6を発生する第1PWM信号発生回路、8、9および10は第2、第3および第4調光電圧(S3、S4、S5)に応じたパルス幅の信号(S7、S8、S9)を発生する第2、第3および第4PWM信号発生回路である。
11はパルス幅選択切換信号S10および点灯ランプ本数切換信号S11を発生する切換信号発生回路、12は第1〜第4PWM信号発生回路7、8、9および10の出力パルス幅の一つを選択しバックライトのランプ点灯時間を決定するパルスS12を出力するPWM信号選択回路、13、14,15および16はバックライトを駆動するための調光信号A、B、CおよびD(S13、S14、S15、S16)を出力する調光信号発生回路A、B、CおよびDである。
【0007】
図2は、前記図1の調光電圧発生回路1内の調整器を液晶表示器使用者が直線的に連続変化させた時の回路各部信号波形変化を示す。該調光電圧発生回路1調整器の直線的連続変化による出力の調光電圧S1は直線的に変化する直流電圧である。第1PWM信号発生回路7において、三角波発生回路2の出力である三角波S2と前記調光電圧S1を比較し、結果、調光電圧S1に対応したパルス幅を有する第1PWM信号S6を出力する。
一方、調光電圧S1に定電圧発生回路3の出力を重畳して第2、第3および第4調光電圧(S3、S4、S5)を生成し、前記三角波S2と第2、第3および第4PWM信号発生回路8、9および10において比較し、結果、第2、第3および第4調光電圧(S3、S4、S5)に対応したパルス幅を有する第2、第3および第4PWM信号S7、S8およびS9を出力する。
【0008】
切換信号発生回路11は、調光電圧S1を監視し、該調光電圧S1が予め設定した電圧に達した時に切換信号S10をPWM信号選択回路12に、点灯ランプ本数切換信号S11を調光信号発生回路A、B、CおよびD(13、14、15、16)へ送る。ここで、点灯ランプ本数の切換段階が二段階の場合は、1ビットのロウレベル(L)からハイレベル(H)に切り換わる切換信号でよいが、四段階切換の場合は2ビットの切換信号を出力する。図2では2ビットの四段階切換の場合を示す。例えば、点灯ランプ本数2本、4本、6本、8本の四段階に切り換える場合、切換信号はLL、LH、HL、HHの四信号でそれぞれに対応させる。調光信号発生回路A、B、CおよびD(10、11、12、13)へ送られた該切換信号S11は、該調光信号発生回路A、B、CおよびD(13、14、15、16)から出力する調光信号A、B、CおよびD(S13、S14、S15、S16)を間引くことで点灯ランプ本数を切換える。
【0009】
同時に、該切換信号発生回路から出力するパルス幅選択切換信号S10は、PWM信号選択回路12を制御することで該PWM信号選択回路12の入力側の第1、第2、第3および第4PWM信号S6、S7、S8およびS9の内一つのパルス幅を選択し、調光信号発生回路A、B、CおよびD(13、14、15、16)へ信号S12として出力する。すなわち、パルス幅選択切換信号S10がLLの時第1PWM信号S6を、LHの時第2PWM信号S7を、HLの時第3PWM信号S8を、HHの時第4PWM信号S9を選択し、信号S12として出力する。
【0010】
調光電圧S1、PCM信号パルスS12のパルス幅、点灯ランプ本数と輝度との関係を図3のグラフおよび図2の信号波形を用いて説明する。
図3のグラフにおいて、横軸に調光電圧S1ならびに調光信号パルス幅、縦軸に輝度をとっている。4本の破線細線は点灯ランプ本数nをパラメータとした調光電圧に対する輝度変化曲線である。本発明の調光方法である調光信号パルス幅と点灯ランプ本数を連動させた輝度変化曲線は、調光信号パルス幅に対する輝度として稲妻状実線で、調光電圧に対する輝度として破線の単調増加曲線で表わすことができる。
前記輝度変化が調光電圧に対して単調増加する様子を図2の信号波形で説明する。図2において、第1PWM信号S6から第2、第3、第4PWM信号(S7、S8、S9)の間を階段状破線で示すように、前記調光電圧S1の既設定値において選択するパルス幅を切換え、結果としてランプ点灯時間を決定するパルスS12を出力する。図2から、このランプ点灯時間を決定するパルスS12のパルス幅が点灯ランプ本数切換え時に不連続な変化をすることがわかる。例えば点灯ランプ本数nが2から4に換わる瞬間のランプ点灯時間を決定するパルスS12のパルス幅は2対1となるように切換え時調光電圧および調光電圧に重畳する直流電圧を設定しておく。また、点灯ランプ本数切換えに伴う調光信号間引きの様子はS13〜S16にその例を示す。
【0011】
上記の例は点灯ランプ本数切換段階を4段階とした場合について説明したが、装置ランプ合計本数に応じて任意の段階を選定できる。例えば、装置ランプ本数が2本の場合は1本と2本の2段階点灯ランプ本数切換になる。
【0012】
【発明の効果】
本発明によれば、点灯ランプ本数切換により液晶表示器のバックライト輝度を、常時点灯の場合より(最少点灯ランプ本数/装置ランプ本数)の低輝度まで調整可能な特性を維持したまま点灯ランプ本数切換わり時の階段的輝度変化が無いので、低輝度領域においても不連続点のないなだらかな輝度変化を得ることができる。
また、本発明は、液晶表示器バックライト輝度調整以外に、劇場の客席照明や旅客機内照明に適用することで、より低照度まで極めて自然に照明照度を下げることができるので、演劇上演中、映画上映中や、機内乗客就眠中の保全照明として快適に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わる実施形態を示す調光回路のブロック図である。
【図2】調光回路の調光段階を説明するための各部信号波形変化を表わす図である。
【図3】調光電圧、PCM信号のパルス幅、点灯ランプ本数と輝度との関係を示すグラフである。
【図4】従来例の回路ブロック図である。
【図5】従来例の各部信号波形変化を表わす図である。
【図6】従来例の調光電圧に対する輝度変化を示すグラフである。
【符号の説明】
1 調光電圧発生回路
2 三角波発生回路
3 定電圧発生回路
4 直流電圧加算器
5 直流電圧加算器
6 直流電圧加算器
7 第1PWM信号発生回路
8 第2PWM信号発生回路
9 第3PWM信号発生回路
10 第4PWM信号発生回路
11 切換信号発生回路
12 PWM信号選択回路
13 調光信号発生回路A
14 調光信号発生回路B
15 調光信号発生回路C
16 調光信号発生回路D
17 調光電圧発生回路
18 三角波発生回路
19 ランプ本数切換回路
20 PWM信号発生回路
21 調光信号発生回路A
22 調光信号発生回路B
S1 調光電圧
S2 基準となる三角波
S3 第2調光電圧
S4 第3調光電圧
S5 第4調光電圧
S6 第1PWM信号
S7 第2PWM信号
S8 第3PWM信号
S9 第4PWM信号
S10 パルス幅選択切換信号
S11 点灯ランプ本数切換信号
S12 ランプ点灯時間を決定するパルス
S13 調光信号A
S14 調光信号B
S15 調光信号C
S16 調光信号D
S17 調光電圧
S18 基準三角波
S19 ランプ本数切換信号
S10 PWM信号
S21 冷陰極管駆動用調光信号A
S22 冷陰極管駆動用調光信号B

Claims (1)

  1. 冷陰極管をPWM調光方式により点灯し、点灯ランプ本数切換を併用して輝度調整する方法において、
    調光電圧に応じてパルス幅が変化するPWM信号発生回路を複数設け、各々の該PWM信号発生回路毎に予め設定した一定電圧を重畳した調光電圧を加えることでパルス幅の異なる複数のPWM信号を発生し、前記設定とは別に予め設定した複数の調光電圧値において発生する点灯ランプ本数切換信号に同期して前記複数のPWM信号の一つを選択し、該選択PWM信号および点灯ランプ本数切換信号からランプ駆動用調光信号を生成することを特徴とする調光方法。
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