KR200215133Y1

KR200215133Y1 - 백라이트용 인버터의 휘도 제어 회로

Info

Publication number: KR200215133Y1
Application number: KR2020000019912U
Authority: KR
Inventors: 김근배
Original assignee: 김근배
Priority date: 2000-07-12
Filing date: 2000-07-12
Publication date: 2001-03-02

Abstract

본 고안은 다수의 냉음극 형광램프로 구성된 고휘도 엘씨디(LCD) 백라이트(backlight)용 인버터(inverter)의 밝기 조절 회로에 관한 것으로 기존의 디스플레이가 가지고 있는 휘도 조절 장치와 별개로 신속하게 밝기를 조절할 수 있는 기능의 회로를 더 설치하는 것을 목적으로 한다.

이를 위하여 백라이트의 휘도 제어를 위해 기존의 마이콤 등으로부터 가해지는 휘도제어 신호 입력(7)과 별개로 휘도 절환을 할 수 있도록 트랜지스터 TR1과 저항 R3 및 R4, 스위치 SW1로 구성되는 회로를 부가하여 스위치 SW1의 온(ON) 또는 오프(OFF)에 의해 마이콤에서 보내지는 휘도제어 신호(7)에 저항 R3와 R2의 비에 의해 Vcc를 분압한 전압을 중첩 시키거나 중첩된 전압을 제거하므로서 단시간에 손쉽게 밝기를 절환할 수 있도록 하는 것이 가능하며 태양광 하에서도 사용할 수 있는 고휘도 엘씨디 디스플레이에 적용한다.

Description

백라이트용 인버터의 휘도 제어 회로{Brightness control circuit of inverter for backlight}

본 고안은 다수의 냉음극 형광램프로 구성된 고휘도 엘씨디 백라이트용 인버터에 관한 것으로 다수의 형광램프를 사용하여 휘도를 증강시킨 고휘도 엘씨디 디스플레이의 밝기를 주위 밝기에 적합하도록 휘도 조절이 자동적으로 이루어지거나 원터치로 짧은 시간에 조절 할 수 있도록 하는 휘도조절 회로에 관한 것이다.

태양광 하에서도 사용이 가능하도록 휘도를 증강시킨 엘씨디(LCD) 티브이 또는 엘씨디 모니터 등의 디스플레이를 태양광 하의 밝은 환경에서 사용하도록 휘도가 조절된 상태에서 실내로 이동하여 사용하거나 야간에 사용할 경우 또는 자동차내에서 사용 중에 터널에 진입했을 경우 화면의 휘도가 극단적으로 높아 눈부심이 발생하고 또 반대로 어두운 환경에 적합하게 조절된 디스플레이를 밝은 환경에서 사용하게 될 경우 화면이 어두워 화질의 저하가 발생된다.

일반적인 엘씨디 디스플레이는 밝기가 어두워 태양광 하의 조건에서는 사용이 어려우며 차광장치를 부착하더라도 밝기의 한계가 있어 그 사용이 제한적이다.

엘씨디 디스플레이는 비발광 소자로서 별도의 백라이트를 필요로하고 백라이트의 밝기에 의해 디스플레이의 밝기가 결정된다. 따라서 백라이트를 다수의 형광램프를 사용하는 직하형의 반사판 구조로 하여 고휘도로 했을 경우 종래의 엘씨디 디스플레이의 5배 수준인 1000 nit 이상의 밝기를 구현 할 수 있으며 이같은 디스플레이는 적절한 차광 장치를 부착할 경우 주간에도 야외에서의 사용이 가능하다.

이 같이 밝은 고휘도의 디스플레이를 어두운 장소에서 동작 시켰을 경우 주위 밝기에 비해 상대 휘도가 극단적으로 높아 심한 눈부심을 느끼며 빠른 눈의 피로를 초래하는바 신속하게 휘도를 낮출 수 있는 조절 장치를 필요로 하게 된다.

최근의 디스플레이들은 디스플레이 장치에 내장된 마이콤에 의해 대부분의 조절 기능이 제어되고 조절을 위한 스위치나 볼륨의 수를 줄이기 위해 화면상의 온스크린 메뉴를 보면서 다단계로 필요한 조절기능에 접근하여 업,다운(up,down)방식으로 조절하는 것이 보편화 되어 있으며 특히 컴퓨터와 결합하여 사용하는 엘씨디 모니터의 경우는 거의 모든 제품들이 상기 방식의 조절법을 채택하고 있다.

도 1은 일반적인 인버터의 블록도로서 디스플레이 기기에 내장된 마이콤으로부터 상기의 업,다운 방식에 의해 설정된 휘도제어 신호(7)가 0볼트(V)에서 5볼트(V) 사이의 값을 갖고 인버터의 휘도제어 회로(3)에 공급되며 휘도제어 회로(3)는 휘도제어 신호(7)의 값이 0볼트(V)일 경우 최대 밝기를 얻도록 하며 전압이 높아지면 밝기가 낮아지도록 DC-DC컨버터(2)의 출력을 PWM(pulse width modulation)방식으로 제어하여 고전압 발생회로(4)에 공급하고 있다. 고전압 발생회로(4)는 콜렉터 공진형 자려식 발진회로와 승압 트랜스로 구성되며 DC-DC컨버터(2)의 PWM 출력의 듀티(duty)기간 동안 고전압을 만들어 형광램프(5)를 점등한다.

도 2는 도 1에 표시된 휘도제어 회로(3)의 구체적인 회로 구성 예로서 마이콤으로부터 공급되는 휘도제어 신호(7)는 저항 R1과 저항 R2에 의해 분압되어 OP앰프로 구성된 비교기(comparator)인 IC1의 플러스 입력단자에 연결되고 IC1의 마이너스 입력단자에는 톱니파의 기준파형이 가해진다. 비교기 IC1에서 플러스 입력단자에 공급되는 휘도제어 신호 입력의 크기에 따라 비교기 IC1의 출력 파형의 펄스폭이 결정되며 비교기 IC1의 출력이 도 1의 DC-DC컨버터(2)를 제어하여 DC-DC컨버터(2)의 출력 PWM 펄스폭을 제어 한다.

상기와 같이 구성된 회로로서 휘도 조절을 할 경우는 디스플레이 장치에 부착된 업,다운 스위치 등의 조작으로 마이콤을 제어하며 마이콤의 명령신호에 의해 만들어지는 휘도제어 신호(7)를 인버터회로에 공급한다. 상기와 같은 조절 방식으로서는 상대휘도가 매우 높은 고휘도의 화면을 보면서 화면상의 온스크린 메뉴에 따라 순차적으로 접근하여 휘도를 낮추는 것은, 조절을 완료하는데 소요되는 시간이 길어 고휘도에 의한 눈부심과 눈의 피로를 초래하는 문제가 있으며 이를 개선하기 위해 화면을 직시하지 않고도 한번에 스위치 등을 조작하여 휘도를 낮추는 기능이 필요하게 된다.

본 고안의 목적은 고휘도 백라이트를 사용하는 엘씨디 디스플레이의 휘도를 조절하는 방법으로서 기존의 업다운 방식의 조절 방식에 부가하여, 휘도 조절이 주위 조도에 맞추어 자동적으로 조절되도록 하여 비교적 어두운 환경에서 극단적으로 높은 휘도의 화면이 재생되지 않도록 하거나, 상기의 자동 조절 기능을 사용하지 않는 경우 극단적으로 높은 화면의 휘도를 낮출 때 화면의 온스크린 메뉴를 보지않고 단순한 스위치나 볼륨의 조작으로 단시간에 휘도의 절환이나 가변이 되도록 함으로서 눈의 피로를 막아줄 수 있도록 하는 백라이트용 인버터의 휘도제어 회로를 제시하는 것이다.

도 1은 일반적인 백라이트용 인버터의 블록도

도 2는 도 1의 휘도제어 회로 블록의 상세 회로도

도 3은 본 고안의 제 1실시 예를 도시하는 휘도제어 회로도

도 4는 본 고안의 제 2실시 예로서 자동적으로 휘도를 제어하는 기능이 추가된 휘도제어 회로도

상기의 목적을 달성하기 위한 본 고안의 바람직한 실시 예를 도면을 참고로하여 자세하게 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 고안의 제 1실시 예를 나타내는 회로도로서 백라이트의 휘도 제어를 위한 디스플레이 장치의 마이콤 등으로부터 가해지는 휘도제어 신호(7)의 입력과 별개로 휘도 절환을 위한 회로로서 트랜지스터 TR1과 저항 R3 및 R4, 스위치 SW1으로 구성되는 회로를 더 설치하여 스위치 SW1을 닫았을때 TR1이 온(ON) 상태로 되어 저항 R3와 R2의 비에 의해 Vcc를 분압한 전압이 비교기 IC1의 플러스 입력단자에 중첩되어 비교기 IC1의 출력파형의 PWM 듀티(duty)를 변화시켜 휘도를 낮추도록 한다.

스위치 SW1을 열었을 때는 TR1의 바이어스가 가해지지 않아 TR1이 오프(OFF) 상태가 되며 이 때는 마이콤으로 부터의 휘도 제어 신호(7)만으로 휘도가 제어되게 되어 휘도는 올라가게 된다.

도 4는 본고안의 제 2실시예로서 휘도의 절환이 주위 조도에 맞추어 자동적으로 이루어지도록한 회로 구성 예를 나타낸다. 비교기 IC1의 플러스 단자에는 마이콤으로부터 입력되는 휘도제어 신호(7) 전압이 저항 R1과 R2로 분압된 전압과, 주위 밝기에 의해 제어된 전압인 트랜지스터 TR3의 에미터 전압이 저항 R5와 R2로 분압되어 비교기 IC1의 플러스 입력단자에 중첩되어 가해지게 된다.

바이어스저항 R7과 R8에 의해 트랜지스터 TR2의 바이어스가 공급되며 밝기에 따라 저항값이 변하는 광전소자 CdS가 저항 R8에 병렬로 접속되어 있다. 주위조도가 밝은 경우 광전소자 CdS의 저항값이 낮아져 트랜지스터 TR2의 베이스 전압이 낮아지게 되며 이에 따라 TR2의 에미터전압도 낮아 지게 되고 TR3의 에미터 전압도 따라서 낮아 지므로 비교기 IC1의 플러스 입력단자의 전압이 낮아져 백라이트의 밝기가 증가되도록 동작하고 반대로 주위 조도가 낮은 경우는 비교기 IC1의 플러스입력단자의 전압이 높아져 백라이트의 휘도를 낮추도록 하여 고휘도에 의한 눈부심을 방지하게 된다.

상기의 제 1실시예 및 제 2실시예는 각각 독립적으로 동작하도록 회로구성을 할 수도 있으며 제 1실시예와 제 2 실시예의 회로를 혼합하여 회로 구성을 할 수도 있어 최적의 휘도 제어 특성을 구현 하는 것이 가능 하다.

이상 설명한 바와 같이 본 고안은 다수의 냉음극 형광램프를 발광원으로 하는 고휘도의 엘씨디 백라이트 구동용 인버터에서, 인버터를 사용하는 장치인 디스플레이를 제어하는 마이콤 등을 거치지 않고 인버터의 휘도 제어 회로에 직접 연결된 기계적 스위치나 가변저항 또는 주위조도 감지회로 등을 통하여 휘도를 조절할 수 있도록 함으로서 단시간에 휘도를 제어할 수 있게 하거나, 어두운 환경에서 고휘도의 화상이 재생되지 못하도록 할 수 있어 주위 환경에 비해 상대 휘도가 높게 설정된 모니터의 화상을 보면서 제어할 때 발생되는 눈부심 및 눈의 피로 등을 피할 수 있는 장점이 있으며 인버터의 휘도를 직접 제어하므로서 백라이트를 최적 상태로 동작시킬 수 있어 전력 소비를 줄이는 것이 가능하다.

Claims

휘도 제어 회로에 인가되는 하나의 휘도제어 신호에 의해 밝기가 조절되는 엘씨디 백라이트용 인버터에서, 상기의 휘도 제어 신호에 중첩하여 별도의 휘도 제어 신호를 인가 할 수 있도록 별개의 휘도 조절 회로를 부가하여 이중으로 휘도 조절이 될 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하는 백라이트용 인버터의 휘도 조절 회로
제 1항에 있어서 상기의 별개의 휘도제어 신호를 스위치를 사용하여 온,오프 하므로서 상기의 별개의 휘도제어 신호의 인가와 비 인가을 선택 할 수 있도록하는 것을 특징으로 하는 인버터의 휘도 조절 회로
제 1항에 있어서 상기의 별개의 휘도제어 신호의 크기를 더 설치된 가변저항을 사용하여 가변할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 인버터의 휘도 조절 회로
고휘도 엘씨디 백라이트용 인버터에서 주위 조도에 의해 백라이트의 밝기가 조절되도록 구성된 회로를 백라이트의 휘도조절 회로에 더 설치한 것을 특징으로 하는 인버터의 휘도 조절 회로