JPH10335089A - バックライト照明装置の調光用バーストパルス発生回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】バックライトのバースト調光用発振器の周波数
を安定のばらつきを抑えて垂直同期信号との干渉を防止
できる調光用バーストパルス発生回路。 【解決手段】バックライト照明装置の調光用バーストパ
ルス発生回路において、定電流回路が第１のトランジス
タを入力トランジスタとし、第２、第３のトランジスタ
を出力トランジスタとするカレントミラー回路と、第１
のトランジスタをドライブするドライブトランジスタ
と、第３のトランジスタの出力電流を受けるダイオード
と基準電源との直列回路とを備えていて、基準電源と反
対側のダイオードの端子電圧がドライブトランジスタの
制御端子に接続され、ドライブトランジスタのドライブ
電流を設定する端子に外付け抵抗を接続することで、こ
の外付け抵抗の抵抗値と基準電源の電圧値とにより決定
される定電流出力を前記の電流値として第２のトランジ
スタから出力するものである。

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、バックライト照
明装置の調光用バーストパルス発生回路に関し、詳しく
は、バックライトを駆動する昇圧回路におけるバースト
調光用発振器の周波数を安定のばらつきを抑えて垂直同
期信号との干渉を防止することができるような調光用バ
ーストパルス発生回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、液晶の裏側に配置されるバックラ
イトとしては、通常、冷陰極管が使用されている。冷陰
極管の点灯電圧は、２００Ｖ〜３００Ｖ程度と高く、こ
れは、５Ｖ〜６Ｖ程度の電圧を昇圧することで得てい
る。そのためにこれの点灯回路は、インバータ回路が用
いられるが、最近では小型化の要請から電磁方式のイン
バータではなく、圧電トランスを用いたインバータ回路
が用いられるようになってきている。また、この種の駆
動回路においては、バックライトを調光するためにＰＷ
Ｍ制御のバースト調光用発振器が内蔵されている。

【０００３】図２は、この種の駆動パルス発生回路を有
する液晶バックライト照明用の冷陰極管照明装置であ
る。３０は、冷陰極管照明装置であって、１は、その駆
動パルス発生回路、５は圧電トランス駆動回路、６は圧
電トランス、７は冷陰極管であって、いわゆる冷陰極蛍
光灯である。そして、８は、調光用バースト発振回路
（以下バースト発振回路）である。駆動パルス発生回路
１は、６０ｋＨｚ〜１５０ｋＨｚ程度の可変周波数のパ
ルス発振回路（ＶＦＯ）２と、フリップフロップ（Ｆ
Ｆ）３，フリップフロップ３の出力をそれぞれ受けるバ
ッファアンプ４ａ，４ｂとからなり、フリップフロップ
（ＦＦ）３のＱ出力およびこれの反転側出力（以下Ｑバ
ー出力）がそれぞれバッファアンプ４ａ，４ｂを介して
圧電トランス駆動回路５に加えられる。また、パルス発
振回路２は、定常点灯状態において、その周波数が自動
制御される発振回路であって、基準電圧発生回路４ｂと
の誤差に応じて誤差信号を発生する誤差増幅器４ｃから
制御信号を受けて、所定の発振周波数になるように制御
される。なお、誤差増幅器４ｃの検出側の入力は、冷陰
極管７の管電流を抵抗Ｒを介して電圧に変換した電圧信
号が加えられる。

【０００４】バースト発振回路８は、三角波発生回路９
と、ＰＷＭ駆動パルス回路１０、ゲート回路１１、ＰＷ
Ｍスライス電圧発生回路１２、外付け調光用抵抗回路１
３、そして定電流源１４とから構成され、ＰＷＭ駆動パ
ルス回路１０のバーストパルス出力をゲート回路１１を
介してＦＥＴの駆動トランジスタＴrのゲートに加え
て、これをスイッチングする。駆動トランジスタＴr
は、圧電トランス駆動回路５に設けられたトランジスタ
であって、電源ラインＶccからフライバックスイッチン
グ回路５ａへ電力を供給するスイッチ回路になってい
る。そこで、この駆動トランジスタＴrがバースト駆動
され、その駆動パルスの発生期間がＰＷＭ制御されるこ
とで、発生する昇圧電圧が制御され、もって冷陰極管７
（バックライト）が調光される。なお、点線枠の駆動パ
ルス発生回路１とバースト発振回路８とは、ＩＣ化され
た回路である。ここで、ＰＷＭ駆動パルス回路１０は、
コンパレータ１０ａとコンパレータ１０ｂとからなり、
コンパレータ１０ａは、可変周波数のパルス発振回路２
の出力を外付けコンデンサ２ａを介して三角波として基
準電圧入力（−側入力）に受ける。そして、ＰＷＭスラ
イス電圧発生回路１２の電圧を信号入力側（＋側入力）
に受けてこれらを比較することでＰＷＭ制御された６０
ｋＨｚ〜１５０ｋＨｚ程度の駆動パルスを発生する。Ｐ
ＷＭスライス電圧発生回路１２は、圧電トランス６の一
次側の駆動電流を抵抗回路６ａを介して電圧値に変換
し、この帰還電圧として受けてこれと基準電圧ＶREFと
を比較することで自動レベル制御された電圧を発生す
る。

【０００５】コンパレータ１０ｂは、定電流源１４から
調光用抵抗回路１３に流された電流によって発生する電
圧をＰＷＭ制御のスライス電圧として基準電圧入力（−
側入力）に受け、三角波発生回路９の出力を信号入力側
（＋側入力）に受けてこれらを比較することでＰＷＭ制
御された１５０Ｈｚのウインドウパルスを発生する。ゲ
ート回路１１は、１入力が負論理入力を持つ２入力ＡＮ
Ｄゲート１１ａとインバータ１１ｂとからなり、コンパ
レータ１０ａの出力をＡＮＤゲート１１ａの一方の入力
に、コンパレータ１０ｂの出力をＡＮＤゲート１１ａの
負論理側入力にそれぞれ受けて、コンパレータ１０ｂの
ＬＯＷレベル期間をウインドウ期間として図３に示すよ
うなＰＷＭ制御されたバーストパルスを発生してインバ
ータ１１ｂを介して駆動トランジスタＴrのゲートに加
えてこれを駆動する。このときのコンパレータ１０ｂの
ＬＯＷレベル期間（ウインドウ幅）は、調光用抵抗回路
１３により制御され、その周波数は三角波発生回路９と
同じである。ここで、三角波発生回路９は、図４に示す
ように、定電流源を上流と下流とに有していて、コンデ
ンサＣを充放電する回路である。すなわち、三角波発生
回路９は、充放電回路１５とコンパレータ（ＣＯＭＰ）
１６，１７と、フリップフロップ（ＦＦ）１８とからな
る。充放電回路１５は、充放電用のコンデンサＣを有し
ていて、このコンデンサＣを充放電することでその発振
周波数が決定される。そのために、充放電回路１５には
充放電用の定電圧回路１５ａ，１５ｂが設けられてい
る。定電流で充放電が行われることで、直線傾斜を持つ
三角波を発生することができる。

【０００６】コンパレータ１６は、基準側入力電圧とし
て基準電圧ＶＨ1の電源１６ａを有している。その信号
入力側は、充放電回路１５の出力（三角波の電圧信号）
を入力信号として受ける。コンパレータ１７も、基準側
入力電圧として充放電回路１５の出力を入力信号として
受ける。その信号入力側は、基準電圧ＶＬ1の電源１６
ｂからの基準電圧ＶＬ1を受ける。ここでは、ＶＬ1＜Ｖ
Ｈ1の関係にある。なお、充放電回路１５は、同時に三
角波発生回路１３の出力端子（コンデンサＣの端子１５
ｃに同じ）に出力を発生する。コンパレータ１６は、入
力される三角波の電圧が電圧ＶＨ1を越えた時点で検出
パルスを発生して、この出力をフリッププロップ１８の
セット側（Ｓ）に入力する。これによりフリッププロッ
プ１８が“１”にセットされて、これにＱ出力が発生す
る。また、コンパレータ１７は、入力される三角波の電
圧が電圧ＶＬ1より低下した時点で検出パルスを発生し
て、この出力をフリッププロップ１８のリセット側
（Ｒ）に入力する。これによりフリッププロップ１８が
“０”にリセットされてＱ出力が停止する。そして、ス
イッチＳＷがＯＮにされると、定電流源１５ｂによりコ
ンデンサＣの放電が開始される。

【０００７】充放電回路１５は、電源ラインＶccとグラ
ンドＧＮＤとの間に挿入された電流値Ｉ1の定電流源１
５ａと、スイッチＳＷ、電流値Ｉ2の定電流源１５ｂと
の直列回路で構成されている。定電流源１５ａとスイッ
チＳＷとの接続点は、コンデンサＣの充放電端子（端子
１５ｃ）に接続されている。スイッチＳＷは、フリップ
プロップ１８のＱ出力が発生したときにＯＮにされ、フ
リッププロップ１８のＱ出力が停止したときにＯＦＦに
される。そこで、スイッチＳＷがＯＦＦしているときに
はコンデンサＣに対して充電が行われる。スイッチＳＷ
がＯＮしているときにはコンデンサＣに対して放電が行
われる。なお、定電流源１５ｂの電流値Ｉ2は、通常、
定電流源１５ａの電流値Ｉ1のほぼ２倍程度に設定され
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】このようなＰＷＭ制御
の調光用バーストパルス発生回路を有するバックライト
照明装置にあっては、三角波発生回路９の出力のスライ
スレベルを選択することでバーストパルス発生期間を調
整し、もって陰極線管の発光輝度調整をする。この場合
の周波数は、１５０Ｈｚ程度であって、画像表示のため
の５９Ｈｚ〜６０Ｈｚの垂直同期信号の周波数の２倍の
高調波である１２０Ｈｚに近い値に設定されている。こ
の周波数をより高くすると、調光の範囲が狭くなり、こ
の周波数を低くすると、垂直同期信号と干渉し、あるい
は、垂直同期信号に対するノイズとなり、画像が乱れる
問題を生じる。

【０００９】このようなことから、三角波発生回路９が
発生する周波数は、製品ごとにばらつかずに、１５０Ｈ
ｚの前後に維持されることが必要である。そこで、三角
波発生回路の充電側の定電流源１５ａは、図５に示すよ
うな定電流回路１５ａが用いられる。すなわち、内部に
基準電圧Ｖｒを発生する基準電圧源Ｖｒを有するバイア
ス回路１９と、カレントミラー２０、カレントミラー２
０をドライブするドライブトランジスタＱとから構成さ
れている。バイアス回路１９は、制御回路（図示せず）
からの起動信号を端子２１に受けて動作するものであっ
て、電流値Ｉ3の電流を流出する電流源１９ａと、電流
源１９ａの出力とグランドＧＮＤとの間に接続された、
ダイオードＤと基準電圧源Ｖｒとの直列回路とからな
り、これらによりトランジスタＱのベースを一定電圧で
バイアスする。このことにより、外付け抵抗Ｒｓを接続
する外付け端子１５ｄが内部の基準電圧ＶRと等しい電
圧が発生するように設定される。そして、カレントミラ
ー２０の出力端子１５ｃには、Ｖｒ／Ｒsの電流値（た
だし、Ｒsは、抵抗Ｒsの抵抗値）が出力される。そこ
で、外付け抵抗Ｒｓによりこの定電流源の電流値Ｉ0を
外部から設定することができる。

【００１０】ここで、外付け抵抗Ｒsを外付けする理由
は、機種ごとに三角波発生回路における上流側の電流値
を変更するからである。通常、この種のバックライト駆
動回路にあっては、原価低減のために、回路が共通に使
用できるようになっている。しかし、外付け抵抗Ｒsに
より定電流源の電流値を設定すると、製品ごとの抵抗の
ばらつきが定電流値Ｉ0のばらつきに影響を与える上
に、外付け端子１５ｃの電圧値にばらつきが生じ易い。
その理由は、抵抗値のばらつきに加えてトランジスタＱ
のベース−エミッタの電圧が、流される電流値Ｉ0によ
り変化し、これがダイオードＤの電圧降下分と対応しな
くなるからである。それに応じて定電流源の電流値がば
らつきが大きくなり、バーストパルス発生の繰り返し周
期を決める先の三角波発生回路の周波数が変動し、垂直
同期信号と干渉を起こし易くなる。したがって、この発
明の目的は、このような従来技術の問題点を解決し、バ
ックライトを駆動する昇圧回路におけるバースト調光用
発振器の周波数を安定のばらつきを抑えて垂直同期信号
との干渉を防止することができるバックライト照明装置
の調光用バーストパルス発生回路を提供することにあ
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るためのこの発明のバックライト照明装置の調光用バー
ストパルス発生回路の特徴は、電流値が外付け抵抗で設
定されるコンデンサ充電用の定電流回路が設けられた三
角波発生回路を有し、前記の電流値に応じて発生する三
角波の周波数が決定され、この三角波に応じてバースト
パルス発生の繰り返し周波数が設定されるバックライト
照明装置の調光用バーストパルス発生回路において、定
電流回路が第１のトランジスタを入力トランジスタと
し、第２、第３のトランジスタを出力トランジスタとす
るカレントミラー回路と、第１のトランジスタをドライ
ブするドライブトランジスタと、第３のトランジスタの
出力電流を受けるダイオードと基準電源との直列回路と
を備えていて、基準電源と反対側のダイオードの端子電
圧がドライブトランジスタの制御端子に接続され、ドラ
イブトランジスタのドライブ電流を設定する端子に外付
け抵抗を接続することで、この外付け抵抗の抵抗値と基
準電源の電圧値とにより決定される定電流出力を前記の
電流値として第２のトランジスタから出力するものであ
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】このように、２つの出力側トラン
ジスタを有するカレントミラーにより、ドライブトラン
ジスタの駆動電流と同じ電流を出力するようにし、一方
の出力をドライブトランジスタのバイアス設定の、ダイ
オードを有する直列回路に流すことで、ダイオードに流
れる電流とドライブトランジスタに流れる電流とを実質
的に等しくする。これにより、ドライブトランジスタと
ダイオードとの電圧降下を外付けされる抵抗値にかかわ
らず等しくして、これらの間の電圧降下の相違を相殺さ
せる。そこで、ドライブトランジスタのドライブ電流を
設定するために接続される外付け抵抗は、内部に設けた
基準電源の電圧値と同じ電圧を接続端子を介して受ける
ことができる。その結果、出力電流値は、外付け抵抗の
抵抗値に依存して決定できるので、実質的な定電流源の
定電流値のばらつきは、外付け抵抗のばらつきによるこ
とになる。したがって、この外付け抵抗のばらつきを抑
えることで、バーストパルス発生周波数のばらつきを垂
直同期信号に干渉しない範囲まで抑え込むことができ
る。

【００１３】

【実施例】図１は、この発明のバックライト照明装置の
調光用バーストパルス発生回路を適用した一実施例の三
角波発生回路の充電側の定電流回路のブロック図であ
る。なお、図５と同一の構成要素は、同一の符号で示
し、その説明を割愛する。図１において、２２は、図４
の三角波発生回路９の充電側の定電流源１５ａにおける
定電流回路であって、カレントミラー２３とバイアス回
路２４、そして起動回路２２ａとからなる。また、定電
流の出力端子２２ａと外付け抵抗端子２０ｂとを有して
いる。カレントミラー２３は、ＰＮＰ形のトランジスタ
Ｑ1を入力側トランジスタとし、ＰＮＰ形のトランジス
タＱ2，Ｑ3を出力トランジスタとする。入力側トランジ
スタＱ1は、ダイオード接続されている。

【００１４】トランジスタＱ2のコレクタは、出力端子
２２ａに接続され、トランジスタＱ1のコレクタは、Ｎ
ＰＮ形のドライブトランジスタＱのコレクタに接続さ
れ、ドライブトランジスタＱのエミッタが外付け端子２
２ｂに接続されている。また、バイアス回路２４は、カ
レントミラー２３のトランジスタＱ3を上流の電流源と
してこれのコレクタに順方向で接続されたダイオードＤ
1と基準電圧源Ｖｒとからなる直列回路である。ダイオ
ードＤ1は、図３のダイオードＤに対応しているダイオ
ードである。起動回路２５は、図５のバイアス回路１９
に対応するものであるが、これにさらにトランジスタＱ
4が設けられている。トランジスタＱ4のベースは、電流
源１９ａの出力に接続され、そのとコレクタとエミッタ
は、それぞれトランジスタＱのコレクタとエミッタに接
続されていて、図５におけるトランジスタＱとバイアス
回路１９からなる回路と同じ構成になっている。これに
より従来と同様に制御回路（図示せず）からの起動信号
に応じてこの定電流源２２を動作させることができる。

【００１５】さらに、このような回路にあっては、ダイ
オードＤ1に流れる電流値とトランジスタＱに流れる電
流値とは、実質的に等しくなる。したがって、外付け抵
抗端子２２ｂにどのような抵抗値の外付け抵抗が接続さ
れた場合であっても、トランジスタＱのベースエミッタ
間の電圧降下とダイオードＤの順方向電圧降下とが対応
する。これにより、外付け端子２２ｂの電圧を基準電圧
Ｖｒに設定することができる。そこで、この定電流源の
電流値を外部抵抗により精度よくすることで、製品ごと
のばらつきを抑えて定電流値を設定することが可能にな
る。その結果、この定電流値で充電して三角波を発生す
る三角波発生回路の周波数の製品ごとのばらつきを抑え
ることができる。

【００１６】以上説明してきたが、実施例では、バイポ
ーラトランジスタの例を挙げているが、トランジスタ
は、ＦＥＴトランジスタであってもよい。また、負電源
を用いてもよいことはもちろんであり、その場合には、
ＰＮＰ形のトランジスタは、ＮＰＮ形となり、ＮＰＮ形
のトランジスタは、ＰＮＰ形となる。また、実施例で
は、液晶バックライト照明装置の定電流源の例を挙げて
いるが、この発明は、液晶バックライト照明装置に限ら
ず、他の照明装置のバックライトの輝度調整をするよう
な定電流源にも適用できるものである。

【００１７】

【発明の効果】以上説明してきたように、この発明にあ
っては、ドライブトランジスタとダイオードとの電圧降
下を外付けされる抵抗値にかかわらず等しくして、これ
らの間の電圧降下の相違を相殺するようにしているの
で、ドライブトランジスタのドライブ電流を設定するた
めに接続される外付け抵抗は、内部に設けた基準電源の
電圧値と同じ電圧を接続端子を介して受けることができ
る。その結果、出力電流値は、外付け抵抗の抵抗値に依
存して決定できるので、実質的な定電流源の定電流値の
ばらつきは、外付け抵抗のばらつきによることになる。
したがって、この外付け抵抗のばらつきを抑えること
で、バーストパルス発生周波数のばらつきを垂直同期信
号に干渉しない範囲まで抑え込むことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、この発明のバックライト照明装置の調
光用バーストパルス発生回路を適用した一実施例の三角
波発生回路の充電側の定電流回路のブロック図である。

【図２】図２は、従来の調光用バーストパルス発生回路
を有する液晶バックライト照明装置のブロック図であ
る。

【図３】図３は、従来の液晶バックライト照明用の調光
用バーストパルス発生回路のバーストパルスの説明図で
ある。

【図４】図３は、調光用バーストパルス発生回路の三角
波発生回路のブロック図である。

【図５】図５は、図４の三角波発生回路の充電側の定電
流回路の具体的な回路図である。

【符号の説明】

１…駆動パルス発生回路、２…パルス発振回路、３…フ
リップフロップ（ＦＦ）、４ａ，４ｂ……バッファアン
プ、５…圧電トランス駆動回路、６…圧電トランス、７
…冷陰極管、８…調光用バースト発振回路、９…三角波
発生回路、１０…ＰＷＭ駆動パルス回路、１１…ゲート
回路、１２…ＰＷＭスライス電圧発生回路、１３…外付
け調光用抵抗回路、１４…定電流源、１５…充放電回
路、１５ａ，１５，２２…定電圧回路、１６，１７…コ
ンパレータ（ＣＯＭＰ）、１８…フリップフロップ（Ｆ
Ｆ）、１９，２４…バイアス回路、２０，２３…カレン
トミラー、２０ａ，２２ａ…定電流の出力端子、２０
ｂ，２２ｂ…外付け抵抗端子、２５…起動回路、３０…
冷陰極管照明装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電流値が外付け抵抗で設定されるコンデン
   サ充電用の定電流回路が設けられた三角波発生回路を有
   し、前記電流値に応じて発生する三角波の周波数が決定
   され、この三角波に応じてバーストパルス発生の繰り返
   し周波数が設定されるバックライト照明装置の調光用バ
   ーストパルス発生回路において、 前記定電流回路は、第１のトランジスタを入力トランジ
   スタとし、第２、第３のトランジスタを出力トランジス
   タとするカレントミラー回路と、前記第１のトランジス
   タをドライブするドライブトランジスタと、前記第３の
   トランジスタの出力電流を受けるダイオードと基準電源
   との直列回路とを備え、前記基準電源と反対側の前記ダ
   イオードの端子電圧が前記ドライブトランジスタの制御
   端子に接続され、前記ドライブトランジスタのドライブ
   電流を設定する端子に前記外付け抵抗を接続すること
   で、この外付け抵抗の抵抗値と前記基準電源の電圧値と
   により決定される定電流出力を前記電流値として第２の
   トランジスタから出力するバックライト照明装置の調光
   用バーストパルス発生回路。