JPH10189259A - バックライト用調光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 動作温度範囲が広く、厳しい環境条件下にお
いても確実に輝度の調整ができる、簡単な構造で安価な
低温保証機能付きバックライト用調光装置を提供する。 【解決手段】 冷陰極管１７を交流電圧によって点灯駆
動するインバータ１６に、調光制御回路１２と低温時動
作保証回路１４とを接続し、周囲温度を検知する温度検
知器１３の出力が予め設定した設定温度を割り込んだと
きに、低温時動作保証回路１４が調光点灯信号に代えて
全光点灯信号をインバータ１６に供給し、冷陰極管１７
を全光点灯させる。周囲温度が低いときに調光率を絞っ
ても、冷陰極管１７を確実に点灯させることができ、こ
れによりＬＣＤ用モジュール等の動作温度範囲を拡張す
ることができ、車載用等の厳しい条件下においても動作
を保証することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ＬＣＤディスプ
レイ等に用いられるバックライトの明るさを任意に調整
することができ、しかも周囲温度が低い場合でも確実に
バックライトを点灯させることのできる低温保証機能付
きのバックライト用調光装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】カーナビゲーション装置の車載用モニタ
として用いられるＬＣＤディスプレイは、ノート型やラ
ップトップ型といったＯＡ機器用に比べより苛酷な環境
条件に耐え得る性能が要求される。例えば表示部の明る
さ一つ見ても、昼間に直射日光を受けているときは出来
るだけ明るくしないと画面が見えにくいが、逆に夜間は
明るすぎると眩しく見えたり、自動車のフロントガラス
に光が反射して運転者の視界を妨げたりする恐れもある
ため、出来るだけ暗くすることが要求される。こうした
要求に応えるため、車幅灯或いはヘッドライトの点灯に
連動させて表示部の明るさを切り替えたり、或いは周囲
の明るさを検知したりして表示部の明るさを調整したり
する方法が採られてきた。

【０００３】また、表示部の明るさは周囲温度の影響を
受けて変化することが知られており、例えば温暖な土地
の昼間などで周囲温度が高くなったときよりも、寒冷地
などで夜間に周囲温度が冷え込んだときに、画面が暗く
なりやすく、こうしたことはバックライトに用いられる
冷陰極管の温度特性が原因であることが判っていた。特
に、周囲温度が−２０℃とかなり低く、しかも表示部の
明るさを調光率２％程度にまで絞ってしまったようなと
きは、インバータ１１６から出力される交流電圧が冷陰
極管１１７を放電させるのに必要な条件を満たすことが
できず、冷陰極管１１７が正常に点灯しない可能性が大
であった。

【０００４】従来のバックライト用調光装置の一例を、
図４を参照して概略説明する。同図に示した従来のバッ
クライト用調光装置１００は、バッテリー１１０、ＤＣ
／ＤＣコンバータ１１１、調光制御回路１１２、インバ
ータ１１６、冷陰極管１１７等から構成され、ＬＣＤ１
１８の後方光源（バックライト）として配設された冷陰
極管１１７を調光制御する。ＤＣ／ＤＣコンバータ１１
１は、バッテリー１１０から供給される直流電圧を数種
類の所定の電圧値に変換して、各構成部に動作電源を供
給する。ＤＣ／ＤＣコンバータ１１１には、調光制御回
路１１２及びインバータ１１６が接続されており、イン
バータ１１６がＤＣ／ＤＣコンバータ１１１から印加さ
れる直流電圧を所定周波数の交流電圧に変換する。

【０００５】調光制御回路１１２は、インバータ１１６
を動作制御する調光制御信号を生成するためのものであ
り、この調光制御回路１１２の調光制御信号によってイ
ンバータ１１６の変換動作が所定周期で停止或いは再開
を繰り返す。また、この調光制御回路１１２には調光信
号が供給され、この調光信号に応じてインバータ１１６
の停止時間と動作時間の割合を変えることができる。イ
ンバータ１１６は、出力電圧を冷陰極管１１７に印加
し、冷陰極管１１７を点灯駆動する。従って、インバー
タ１１６の動作期間と停止期間の時間比を調光制御信号
によって変えることにより、冷陰極管１１７の輝度を任
意に調整することができる。すなわち、従来のバックラ
イト用調光装置１００は、インバータ１１６を間欠動作
させることで冷陰極管１１７の輝度を変化させる構成で
あり、調光信号に応じてインバータ１１６の動作時間と
停止期間の時間比を変え、冷陰極管１１７の輝度を任意
に調整することができるようになっていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のバックライト用調光装置１００は、冷陰極管１１７
の輝度が低くなるよう調光率を絞った場合、周囲温度が
低い（例えば、−２０℃以下等の）状態でインバータ１
１６を始動させたときに、冷陰極管１１７が正常に点灯
しない場合があり、動作温度範囲の狭さが否めないもの
であった。このため、この種のバックライト用調光装置
１００を用いたＬＣＤ用モジュールを、民生用ＯＡ機器
等に比べて厳しい環境条件にさらされる機器、例えば車
載用ＬＣＤディスプレイ等に適用しても、あらゆる環境
に対応できるだけの動作保証が困難であるといった課題
を抱えるものであった。

【０００７】本発明は、上記課題を解決したものであ
り、動作温度範囲が広く、厳しい環境条件下においても
確実に輝度の調整ができる、簡単な構造で安価な低温保
証機能付きバックライト用調光装置を提供することを目
的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、直流電圧を所定周波数の交流電圧に変換
するインバータと、該インバータが出力する交流電圧に
よって点灯駆動されるバックライトと、外部からの調光
信号に応じた調光点灯信号を前記インバータに供給し、
該調光点灯信号の断続比をもって前記変換動作を断続
し、該断続比に応じて調光制御する調光制御回路と、周
囲温度を検知する温度検知器と、該温度検知器の出力が
予め設定した設定温度を割り込んだときに作動し、前記
調光点灯信号に代わって全光点灯信号を前記インバータ
に供給し、前記バックライトを全光点灯させる低温時動
作保証回路とを具備することを特徴とするものである。

【０００９】また、本発明は、前記低温時動作保証回路
が、前記調光制御回路とともにダイオードオア回路を介
して前記インバータに並列接続されており、前記全光点
灯信号と前記調光点灯信号の論理和信号を前記インバー
タに供給すること、或いは前記低温時動作保証回路は、
前記温度検知器の出力が予め設定した設定温度を割り込
んだときに、前記バックライトが安定点灯状態に移行す
るのに要する始動所要時間を上回る動作時間に亙って計
時動作を行い、計時動作期間中ずっと前記全光点灯信号
を出力状態に保つタイマを具備することを特徴とするも
のである。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につい
て、図１ないし図３を参照して説明する。図１は、本発
明のバックライト用調光装置の一実施形態を示す概略構
成図、図２は、図１に示した低温時動作保証回路の詳細
構成図、図３は、図１に示した回路各部の入出力信号波
形図である。

【００１１】図１に示すバックライト用調光装置１は、
バッテリー１０、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１、調光制御
回路１２、温度検知器１３、低温時動作保証回路１４、
ダイオードオア回路１５、インバータ１６、冷陰極管１
７等から構成され、冷陰極管１７がバックライトとして
ＬＣＤ１８を後方から照明する。

【００１２】ＤＣ／ＤＣコンバータ１１は、バッテリー
１０から供給されるほぼ一定電圧の直流電圧を数種類の
所定の電圧値に直流電圧に変換して、各構成部に動作電
源を供給する。ＤＣ／ＤＣコンバータ１１には、調光制
御回路１２及び低温時動作保証回路１４及びインバータ
１６が接続されている。インバータ１６は、ＤＣ／ＤＣ
コンバータ１１から印加される直流電圧を所定周波数の
交流電圧に変換する働きをする。調光制御回路１２は、
インバータ１６の動作を停止或いは再開する調光制御信
号を生成するためのものであり、この調光制御回路１２
の調光制御信号によってインバータ１６の変換動作が所
定周期で停止或いは再開を繰り返す。また、この調光制
御回路１２には調光信号が入力されており、この調光信
号に応じてインバータ１６の停止時間と動作時間の割合
が可変される。

【００１３】調光制御回路１２と低温時動作保証回路１
４は、カソードを共通接続した一対のダイオード１５
ａ，１５ｂからなるダイオードオア回路１５を介してイ
ンバータ１６に並列接続されており、調光制御回路１２
の出力電圧と温度検知器１３の出力電圧の論理和電圧が
インバータ１６に供給されるようになっている。すなわ
ち、低温時動作保証回路１４が停止している時は、調光
制御回路１２が出力する調光制御信号がインバータ１６
に供給され、低温時動作保証回路１４が動作している時
は、調光制御回路１２の出力は停止し、低温時動作保証
回路１４が所定電圧値の直流電圧をインバータ１６に供
給する。なお、このときに低温時動作保証回路１４から
出力される直流電圧は、インバータ１６の変換動作を連
続的に行わせるため、冷陰極管１７は全光点灯する。

【００１４】低温時動作保証回路１４は、ヒステリシス
特性付きコンパレータ２３と終段に設けたコンパレータ
２９と、コンパレータ２３の出力端子とコンパレータ２
９の非反転入力端子との間に設けたダイオード２５と、
温度検知器１３の出力がしきい値以下となったときに時
限動作を開始するタイマＩＣ２６と、それぞれＲ０，Ｒ
１，Ｒ２，Ｒ４，Ｒ７，Ｒ８，Ｒ１０の抵抗値をもった
７つの抵抗２０，２１，２２，２４，２７，２８，３０
とから構成されている。初段のコンパレータ２３は、入
力感度がさほど要求されないことに鑑み、しきい値付近
におけるノイズに反応させないようヒステリシス特性を
もたせるため、演算増幅器（ＯＰアンプ）に正帰還をか
ける構成としてある。具体的には、コンパレータ２３
は、反転入力端子を温度検知器１３の出力端子に接続す
るとともに、非反転入力端子を分圧抵抗２０，２１の分
圧点に接続し、この分圧点を帰還抵抗２２を介して出力
端子に接続してある。ここで、ＤＣ／ＤＣコンバータ１
１の出力電圧をＥ、コンパレータ２３の出力電圧の高電
位レベルをＶＨ，低電位レベルをＶＬとすると、コンパ
レータ２３の上行しきい値電圧はｕ（ＶＬ，Ｅ，Ｒ０，
Ｒ１，Ｒ２）であり、下行しきい値電圧はｄ（ＶＨ，
Ｅ，Ｒ０，Ｒ１，Ｒ２）となる。従って、両しきい値電
圧の差電圧で規定されるコンパレータ２３のヒステリシ
ス幅は、ｄ（ＶＨ，Ｅ，Ｒ０，Ｒ１，Ｒ２）−ｕ（Ｖ
Ｌ，Ｅ，Ｒ０，Ｒ１，Ｒ２）となる。

【００１５】抵抗２４は、反転増幅器２３の出力端子と
ＤＣ／ＤＣコンバータ１１とを接続するプルアップ抵抗
である。ダイオード２５は、反転増幅器２３の出力端子
にカソードが接続され、コンパレータ２９の非反転入力
端子にアノードが接続されている。コンパレータ２９の
反転入力端子には分圧抵抗２７，２８が接続されてお
り、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１の出力電圧を抵抗比で分
割し、比較対象となる基準電圧として与えるようになっ
ている。抵抗３０は、コンパレータ２９の出力端子をＤ
Ｃ／ＤＣコンバータ１１に接続するプルアップ抵抗であ
る。タイマＩＣ２６は、温度検知器１３の出力がしきい
値以下となったときに、冷陰極管１７が安定点灯状態に
移行するのに要する始動所要時間を上回る動作時間に亙
って計時動作を行い、計時動作期間中ダイオード２５の
アノードに対し高電位レベルの信号を出力する。なお、
タイマＩＣ２６に設定する計時動作時間は温度検知器１
３の出力に連動して可変され、従って計時動作時間は周
囲温度に応じて変化する。

【００１６】次に、バックライト用調光装置１各部の動
作を、図３を参照して説明する。冷陰極管１７による照
明は、インバータ１６が連続駆動される全光点灯モード
とインバータ１６が間欠駆動される調光点灯モードとに
大別でき、所定周波数の交流電圧によって冷陰極管１７
は点灯駆動される。調光制御回路１２の出力は、同図
（Ａ）に示したように、外部からの調光信号に応じたデ
ューティ比をもって出力され、オンデューティが狭くな
るほどインバータ１６の停止時間が動作時間を上回り、
冷陰極管１７の照度は低下する。すなわち、調光制御回
路１２の出力電圧波形が低電位レベルのときはインバー
タ１６は停止し、高電位レベルになったときにインバー
タ１６が動作するため、調光制御回路１２に入力する調
光信号に応じて、動作時間と停止時間の割合が随意調整
され、動作時間と停止時間とを合わせた時間に占める動
作時間の比率（調光率）に応じて好みの照度を得ること
ができる。

【００１７】ところで、周囲温度が通常の温度範囲にあ
る場合は、温度検知器１３の出力はタイマＩＣ２６に設
定した設定温度を越え、タイマＩＣ２６は計時動作を停
止している。このため、ダイオード２５のアノードは低
電位レベルにあり、コンパレータ２９の出力電圧も低電
位レベルをとる。その結果、低温時動作保証回路１４の
出力電圧はダイオードオア回路１５において無視され、
調光制御回路１２の出力電圧がダイオードオア回路１５
ｂを介してインバータ１６に供給される。このため、図
３（Ｂ），（Ｃ）の時間軸後半に示したように、調光信
号に応じた照度による調光が行われる。

【００１８】一方、周囲温度が通常の温度範囲を割り込
み、温度検知器１３の出力がタイマＩＣ２６に設定され
た設定温度以下となると、コンパレータ２３の出力電圧
が高電位レベルをとり、かつまたタイマＩＣ２６が計時
動作を開始することでダイオード２５のアノードも高電
位レベルをとる。その結果、導通したダイオード２５を
介してコンパレータ２３の出力電圧がコンパレータ２９
の非反転入力端子に印加され、コンパレータ２９の出力
電圧は高電位レベルとなる。このため、図３（Ｂ）の時
間軸前半に示したように、調光制御回路１２の出力電圧
を無視する形で低温時動作保証回路１４の出力電圧がダ
イオードオア回路１５を通過し、インバータ１６は、図
３（Ｃ）の時間軸前半に示したように、連続的に変換動
作を行って全光点灯状態を実現する。

【００１９】このように、上記バックライト用調光装置
１によれば、冷陰極管１７を交流電圧によって点灯駆動
するインバータ１６に、調光制御回路１２と低温時動作
保証回路１４とを接続し、周囲温度を検知する温度検知
器１３の出力が予め設定した設定温度を割り込んだとき
に、低温時動作保証回路１４が調光点灯信号に代えて全
光点灯信号をインバータ１６に供給し、冷陰極管１７を
全光点灯させる構成としたから、周囲温度が低いときに
調光率を絞っても、冷陰極管１７を確実に点灯させるこ
とができ、これによりＬＣＤ用モジュール等の動作温度
範囲を拡張することができ、車載用等の厳しい条件下に
おいても動作を保証することができる。しかも、低温時
の動作保証は、調光点灯から全光点灯に切り替える方法
で実現するため、例えばインバータが出力する交流電圧
の周期を変えたり、或いは電流値や電圧値を変化させた
りする方法等に比べて、部品点数の少ない簡単な構造と
して安価に製造することができる。

【００２０】また、低温時動作保証回路１４が、調光制
御回路１２とともにダイオードオア回路１５を介してイ
ンバータ１６に並列接続されており、全光点灯信号と調
光点灯信号の論理和信号をインバータ１６に供給する構
成としたから、周囲温度が設定温度を越える通常温度範
囲にある場合は、低温時動作保証回路１４が全光点灯信
号を出力しないため、調光制御回路１２が出力する調光
点灯信号がダイオードオア回路１５を介してインバータ
１６に供給され、これによりインバータ１６の動作期間
と停止期間の合計期間に占める動作期間の比率（調光
率）に応じた照度でもって冷陰極管１７が調光制御さ
れ、一方また温度検知器１３の出力が予め設定した設定
温度を割り込んだときは、低温時動作保証回路１４が出
力する全光点灯信号が調光制御回路１２が出力する調光
点灯信号に代わってインバータ１６に供給され、これに
よりインバータ１６の動作期間と停止期間の合計期間に
占める動作期間の比率（調光率）に関係なく、全光照度
をもって冷陰極管１７が調光制御され、低温時に確実な
動作保証が可能である。

【００２１】また、低温時動作保証回路１４が、温度検
知器１３の出力が予め設定した設定温度を割り込んだと
きに、冷陰極管１７が安定点灯状態に移行する始動所要
時間を上回る動作時間に亙って計時動作を行い、計時動
作期間中ずっと全光点灯信号を出力状態に保つタイマＩ
Ｃ２６を具備するため、温度検知器１３の出力が予め設
定した設定を割り込む低温環境にあっても、冷陰極管１
７が安定点灯状態に移行するのに要する始動所要時間さ
えタイマＩＣ２６が全光点灯状態を維持しさえすればよ
く、また冷陰極管１７の種類によってこの始動所要時間
が異なる場合は、タイマＩＣ２６の計時動作期間を始動
所要時間に対応させて調整すればよく、幅広く自在な対
応が可能である。

【００２２】なお、上記実施形態において、バックライ
トは冷陰極管１７以外の他の放電灯で構成することもで
きる。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、バック
ライトを交流電圧によって点灯駆動するインバータに、
調光制御回路と低温時動作保証回路とを接続し、周囲温
度を検知する温度検知器の出力が予め設定した設定温度
を割り込んだときに、低温時動作保証回路が調光点灯信
号に代えて全光点灯信号をインバータに供給し、バック
ライトを全光点灯させる構成としたから、周囲温度が低
いときに調光率を絞っても、バックライトを確実に点灯
させることができ、これによりＬＣＤ用モジュール等の
動作温度範囲を拡張することができ、車載用等の厳しい
条件下においても動作を保証することができ、しかも低
温時の動作保証を、調光点灯から全光点灯に切り替える
方法で実現するため、例えばインバータが出力する交流
電圧の周期を変えたり、或いは電流値や電圧値を変化さ
せたりする方法等に比べて、部品点数の少ない簡単な構
造として安価に製造することができる等の優れた効果を
奏する。

【００２４】また、低温時動作保証回路が、調光制御回
路とともにダイオードオア回路を介して前記インバータ
に並列接続されており、全光点灯信号と調光点灯信号の
論理和信号をインバータに供給する構成としたから、周
囲温度が設定温度を越える通常温度範囲にある場合は、
低温時動作保証回路が全光点灯信号を出力しないため、
調光制御回路が出力する調光点灯信号がダイオードオア
回路を介してインバータに供給され、これによりインバ
ータの動作期間と停止期間の合計期間に占める動作期間
の比率（調光率）に応じた照度でもってバックライトが
調光制御され、一方また温度検知器の出力が予め設定し
た設定温度を割り込んだときは、低温時動作保証回路が
出力する全光点灯信号が調光制御回路が出力する調光点
灯信号に代わってインバータに供給され、これによりイ
ンバータの動作期間と停止期間の合計期間に占める動作
期間の比率（調光率）に関係なく、全光照度をもってバ
ックライトが調光制御され、低温時に確実に動作保証す
ることができる等の効果を奏する。

【００２５】また、低温時動作保証回路が、温度検知器
の出力が予め設定した設定温度を割り込んだときに、バ
ックライトが安定点灯状態に移行する始動所要時間を上
回る動作時間に亙って計時動作を行い、計時動作期間中
ずっと全光点灯信号を出力状態に保つタイマを具備する
ため、温度検知器の出力が予め設定した設定温度を割り
込む低温環境にあっても、バックライトが安定点灯状態
に移行するのに要する始動所要時間さえタイマが全光点
灯状態を維持しさえすればよく、またバックライトの種
類によってこの始動所要時間が異なる場合は、タイマの
計時動作期間を始動所要時間に対応させて調整すればよ
く、幅広く自在な対応が可能である等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のバックライト用調光装置の一実施形態
を示す概略構成図である。

【図２】図１に示した低温時動作保証回路の詳細構成図
である。

【図３】図１に示した回路各部の入出力信号波形図であ
る。

【図４】従来のバックライト用調光装置の一例を示す概
略構成図である。

【符号の説明】

１０ バッテリー １１ ＤＣ／ＤＣコンバータ １２ 調光制御回路 １３ 温度検知器 １４ 低温時動作保証回路 １５ ダイオード １６ インバータ １７ バックライト（冷陰極管） １８ ＬＣＤ ２３，２９ コンパレータ ２６ タイマＩＣ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 直流電圧を所定周波数の交流電圧に変換
   するインバータと、該インバータが出力する交流電圧に
   よって点灯駆動されるバックライトと、外部からの調光
   信号に応じた調光点灯信号を前記インバータに供給し、
   該調光点灯信号の断続比をもって前記変換動作を断続
   し、該断続比に応じて調光制御する調光制御回路と、周
   囲温度を検知する温度検知器と、該温度検知器の出力が
   予め設定した設定温度を割り込んだときに作動し、前記
   調光点灯信号に代えて全光点灯信号を前記インバータに
   供給し、前記バックライトを全光点灯させる低温時動作
   保証回路とを具備することを特徴とするバックライト用
   調光装置。
2. 【請求項２】 前記低温時動作保証回路は、前記調光制
   御回路とともにダイオードオア回路を介して前記インバ
   ータに並列接続されており、前記全光点灯信号と前記調
   光点灯信号の論理和信号を前記インバータに供給するこ
   とを特徴とする請求項１記載のバックライト用調光装
   置。
3. 【請求項３】 前記温度保証回路は、前記温度検知器の
   出力が予め設定した設定温度を割り込んだときに、前記
   バックライトが安定点灯状態に移行するのに要する始動
   所要時間を上回る動作時間に亙って計時動作を行い、計
   時動作期間中ずっと前記全光点灯信号を出力状態に保つ
   タイマを具備することを特徴とする請求項１又は２記載
   のバックライト用調光装置。