JP4123766B2 - 調光制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、透過型液晶ディスプレイなどのバックライトの調光制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のバックライト調光制御装置としては、液晶ディスプレイの背面側に冷陰極管等のバックライト光源が設けられ、そのバックライト光源を周期的に点滅させて、その点灯時間と消灯時間との時間比率（以下デュ−ティ比と表記）を変化させてバックライト光源の平均の明るさを可変し、調光を行うＰＷＭ調光方式が、調光可変範囲を広く調整できることから一般的に用いられており、尚かつ、このＰＷＭ調光方式は液晶ディスプレイの表示駆動周期とバックライトの点滅周期との不一致による輝度ムラを防止するため、前記調光同期信号と前記バックライト光源の点灯、消灯の繰り返し周波数を同期させる手段が用いられてきた。
【０００３】
この様な従来のバックライト調光制御装置としては、例えば、特開平７−１９１２９８号のようなものがあった。図４は、そのバックライト調光制御装置の回路図、また図５はその動作説明に供するタイミングチャートである。図４において、４は直流電源１からの直流電力を交流電源に変換して冷陰極管５に供給するインバ−タ回路である。３は、インバ−タ回路４に対してスイッチング用の駆動パルスを出力する調光回路である。２は、調光回路３からインバ−タ回路４に与えられる駆動パルスを制御する調光駆動パルスを出力するＰＷＭ調光制御回路である。
【０００４】
前記ＰＷＭ調光制御回路では、前記入力される調光同期信号はダイオ−ドＤ６の作用により、立ち上がり、立ち下がりの時定数が異なる積分回路によって、前記入力される調光同期信号のパルスに同期した三角波が出力される。
【０００５】
この三角波と調光制御電圧とを比較することにより、調光制御パルスを作成していた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の構成では入力される調光同期信号の周波数が変化した場合、前記積分回路の抵抗、コンデンサの値で決定される時定数が固定であるため、前記積分回路から出力される三角波の振幅が変化し、一定の直流電圧である前記調光制御電圧と前記三角波と比較して、出力される前記調光制御パルスのデュ−ティ比が変化して、バックライトの明るさが変化するという課題を有していた。
【０００７】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、低コストのアナログ回路にて、液晶ディスプレイに入力される調光同期信号（垂直同期信号も含む）の周波数に前記調光制御パルスが同期し、また、前記調光制御パルスのデュ−ティ比は前記調光制御電圧による連続的な設定が可能としたバックライト照明の調光制御装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明の調光制御装置は、前記液晶ディスプレイに入力される前記同期信号の周波数に同期し、また前記調光同期信号の周波数が変化しても一定の振幅を保った直線性の良好な比較用鋸波を発生し、前記調光制御電圧と比較して出力される調光制御パルスによって前記調光回路を駆動することにより、前記バックライト照明の調光制御を行うものである。
【０００９】
これによって、前記調光同期信号の周波数が変化しても、前記液晶ディスプレイの表示駆動周期とバックライトの点滅周期との不一致による輝度ムラが発生せず、また、前記調光制御電圧に比例したデュ−ティ比に設定されるため、バックライトの明るさを安定して制御可能となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載の発明は、液晶バックライト照明の調光制御装置において、コンデンサとこのコンデンサに充電する充電電流を供給するトランジスタによって構成される積分手段と、前記液晶バックライト照明を周期的に点滅させるための調光同期信号の立ち下がりに同期して前記コンデンサの充電電圧を放電するリセット手段と、基準電圧発生手段と、前記コンデンサの充電電圧と前記基準電圧を比較した結果出力されるパルス信号を積分し、前記コンデンサ電圧の振幅が前記基準電圧の２倍になるように前記トランジスタの制御端子にフィ−ドバックさせる手段とを備えるとともに、前記コンデンサの充電電圧と、前記液晶バックライト照明の明るさを設定する調光制御電圧とを比較し得られた調光制御パルスを出力する手段を有し、前記調光制御パルスは、前記調光同期信号の周波数に同期し、かつ該デュ−ティ比は前記調光制御電圧に比例して設定できるため、前記液晶ディスプレイに入力される前記調光同期信号の周波数が変化しても、前記調光同期信号に同期し、前記調光制御電圧に比例したデュ−ティ比の前記調光制御パルスを発生することができ、前記液晶バックライト照明の光源である冷陰極管に流れる平均電流が安定して制御できるため、良好なバックライトの調光制御ができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、特に、請求項１に記載の調光制御装置を、前記調光同期信号が入力されなくなった場合、前記調光制御電圧にて、前記液晶バックライト照明の調光装置が連続的に点灯もしくは消灯できることにより、バックライト照明が動作していることを確認するため、例えば、可変抵抗等を操作することにより前記バックライト照明を点灯させることができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、特に、請求項２に記載の調光制御装置を、前記調光制御パルス出力をオンオフするスイッチ手段を有し、前記液晶バックライト照明を独立で消灯することにより、例えば液晶ディスプレイのスクリ−ンセ−バ−機能の実現するときに、前記調光同期信号が入力されているかどうかや、前記調光制御電圧の電圧値に関係なく、バックライト照明を消灯することができる。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、特に、請求項３に記載の調光制御装置を、前記調光制御電圧に前記基準電圧発生手段より電圧を分圧し加算して、前記コンデンサの充電電圧と比較することにより、前記調光制御パルスのデュ−ティ比の調整下限値を設定することができる。
【００１４】
（実施の形態１）
以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１５】
図１は本発明の実施の形態における液晶バックライト照明の調光制御装置の回路図を示すものであり、また、図２はその動作波形を示す。
【００１６】
図１において、調光同期信号は抵抗Ｒ１，Ｒ２にて分圧され、トランジスタＱ１のベ−スに入力され同期信号を反転させる。ここでコンデンサＣ１はトランジスタＱ１のスイッチング速度を改善するスピ−ドアップコンデンサである。トランジスタＱ１のコレクタより出力されたパルス信号は抵抗Ｒ３，Ｒ７とコンデンサＣ４で構成される微分回路とダイオ−ドＤ１にて立ち上がりエッジのみでトランジスタＱ３をオンさせ、コンデンサＣ５の放電を行い、基準となる鋸波をリセットしている。
【００１７】
ここでコンデンサＣ５に並列に接続されている抵抗Ｒ８は、コンデンサの充電電流の電流源となるトランジスタＱ４のコレクタ電流を流すバイアス抵抗と電源オフ時にコンデンサＣ５の放電を行いトランジスタＱ４のコレクタとエミッタ間に逆電圧が加わるのを防止するためのものである。
【００１８】
トランジスタＱ４と抵抗Ｒ１１で構成された定電流回路は、抵抗Ｒ１２、ダイオ−ドＤ４、ツェナ−ダイオ−ドＤ５にて温度補償を行った基準電圧と、前記トランジスタＱ４のベ−ス電圧がほぼ同じになるように温度補償を行った基準電圧より抵抗Ｒ１１を介して前記トランジスタＱ４のエミッタに接続されている。この状態で定電流となるコレクタ電流を流し、コンデンサＣ５を充電し、図２のｄに示されるような直線性の良好な鋸波を発生する。
【００１９】
また、ツェナ−ダイオ−ドＤ５を同じ定数の抵抗Ｒ１３，Ｒ１４にて分圧した電圧を比較器ＩＣ２の負入力端子に入力し、また前記コンデンサＣ５に発生する三角形の電圧波形を比較器ＩＣ２の正入力端子に入力することで電圧比較し、この比較器２のオ−プンコレクタ出力信号は電源にプルアップされた抵抗Ｒ９とツェナ−ダイオ−ドＤ２にて電源変動に依存しない振幅のパルス波形となり、抵抗Ｒ１０とコンデンサＣ６にて構成される積分回路にて平滑された直流電圧の制御信号が前記トランジスタＱ４のベ−スに入力されて、このトランジスタＱ４のコレクタ電流を制御する。
【００２０】
調光同期信号の周波数が変化しても比較器ＩＣ２の出力パルスのデュ−ティ比が図３のｃに示すように５０％となるように制御され、コンデンサＣ５に発生する鋸波の電圧波形図３のｄの振幅は前記抵抗Ｒ１３，Ｒ１４にて分圧した電圧の２倍となる。
【００２１】
このようにして作成された比較用の鋸波を今度は比較器ＩＣ１の負入力端子に入力し、この比較器ＩＣ１の正入力端子に入力される抵抗Ｒ６、コンデンサＣ３にて構成される積分回路にて平滑された調光制御電圧と比較される。ここで、調光制御電圧が低い電圧値であれば、鋸波と比較され出力される調光制御パルスは図２のｅに示すようにロ−レベルのデュ−ティ比は少なく設定されるため、図３に示す調光回路３がオンするデュ−ティ比が少なく、図３に示すインバ−タ回路４に供給される平均電力は抑えられることにより、バックライトの光源である冷陰極管に流れる平均電流は低く設定されるためにバックライト照明は暗くなる。また、逆に調光制御電圧が高い電圧値であれば鋸波と比較され出力される調光制御パルスは図２のｆに示すようにロ−レベルのデュ−ティ比は多く設定されるため、最終的に、バックライトの光源である冷陰極管に流れる平均電流は高く設定されるためにバックライト照明は明るくなる。以上のように、調光制御電圧に比例してバックライト照明の明るさが設定できる。
【００２２】
また、本実施の形態では調光制御パルスを制御する調光オンオフ信号を、図１の図示するように抵抗Ｒ１４，Ｒ１５とトランジスタＱ２を比較器ＩＣ１の出力に接続することにより、調光オンオフ信号のみにてバックライトを消灯でき、スクリ−ンセ−バ−機能のためバックライト照明を消灯することも出来る。
【００２３】
ここで、比較器ＩＣ１の出力端子と接地間に挿入されているコンデンサＣ２はトランジスタＱ２がオフで比較器ＩＣ１の出力がオフとなった場合ハイインピ−ダンス状態になって、インバ−タ部から混入するノイズを除去するためのものである。
【００２４】
また、本実施の形態で、調光同期信号が入力されなければコンデンサＣ５の電圧は比較器ＩＣ２の負入力端子の電圧（接続点Ｒ１４ａ）に収束し、その電圧をしきい値として、調光制御電圧の方が低ければ比較器ＩＣ１の出力はハイ状態となり、トランジスタＱ２がオンならばバックライトは連続的に消灯となり、また調光制御電圧の方が高ければ、逆にバックライトは連続的に点灯し、このように調光同期信号がない場合には、調光制御電圧を調整することにより、バックライトを連続的に点灯もしくは消灯の制御ができ、バックライト照明装置が動作しているかどうかの確認をすることができる。
【００２５】
また、本実施の形態の調光制御電圧の比較器ＩＣ１の入力端子とツェナ−ダイオ−ドＤ５のカソ−ド間に抵抗Ｒ１５を追加することにより、入力される調光制御電圧が０Ｖとなっても抵抗Ｒ６，Ｒ１５の分圧比により、比較器ＩＣ１の入力端子には直流電圧が存在するため、抵抗Ｒ６，Ｒ１５の設定により調光制御電圧により調整できる調光制御パルスのデュ−ティ比の下限値（例えば３０％）を設定でき、調光下限のバックライトの明るさを設定することができる。
【００２６】
【発明の効果】
以上のように、請求項１、２、３，４の記載の発明によれば、入力される調光同期信号の周波数にかかわらず直線性の良好な鋸波を作成し、調光制御電圧に応じたデュ−ティ比の調光制御パルスを作成可能な液晶バックライト照明装置の調光制御装置を安価に提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態における調光制御装置の回路図
【図２】 本発明の実施の形態の動作電圧波形を示す図
【図３】 従来の液晶バックライト照明調光制御装置の回路図
【図４】 従来の液晶バックライト照明調光装置の動作電圧波形を示す図
【符号の説明】
１ 直流電源
２ ＰＷＭ調光制御回路
３ 調光回路
４ インバ−タ回路
５ 冷陰極管

Claims (1)

1. 液晶バックライト照明の調光制御装置において、コンデンサとこのコンデンサに充電する充電電流を供給するトランジスタによって構成される積分手段と、前記液晶バックライト照明を周期的に点滅させるための調光同期信号の立ち下がりに同期して前記コンデンサの充電電圧を放電するリセット手段と、基準電圧発生手段と、前記コンデンサの充電電圧と前記基準電圧を比較した結果出力されるパルス信号を積分し、前記コンデンサ電圧の振幅が前記基準電圧の２倍になるように前記トランジスタの制御端子にフィ−ドバックさせる手段とを備えるとともに、前記コンデンサの充電電圧と、前記液晶バックライト照明の明るさを設定する調光制御電圧とを比較し得られた調光制御パルスを出力する手段を有し、前記調光制御パルスは、前記調光同期信号の周波数に同期し、かつ該デュ−ティ比は前記調光制御電圧に比例して設定できることを特徴とする調光制御装置。

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