JP2006040780A

JP2006040780A - バックライト調光装置

Info

Publication number: JP2006040780A
Application number: JP2004221317A
Authority: JP
Inventors: Takahisa Hatano; 貴久幡野; Susumu Miura; 丞三浦
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-07-29
Filing date: 2004-07-29
Publication date: 2006-02-09

Abstract

【課題】ＰＷＭ調光の際のバックライトの輝度特性を線形に保つことが可能なバックライト調光装置を提供することを目的とする。
【解決手段】バックライトの輝度をＰＷＭパルスのＯＮ／ＯＦＦの期間の長さにより制御するＰＷＭ調光方式のインバータ回路において、可聴音を低減するために設けた前記ＰＷＭパルスの立上がり時間を緩やかに制限する期間（ソフトスタート期間）をＰＷＭ調光のＤｕｔｙに応じて制御することにより、バックライトの輝度特性を線形に保ったバックライト調光装置を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は液晶テレビ、液晶ディスプレイ等のバックライト用インバータで用いられるバックライト調光、特にバースト調光の制御に関するものである。

一般に、液晶テレビや液晶ディスプレイ等の液晶を用いた映像機器は冷陰極管を用いるバックライトで発光し画像表示を行っている。インバータ回路はバックライトを制御、駆動するための信号を作成する回路である。通常バックライトの明るさを制御するにはインバータ回路の入力直流電圧もしくは入力電流を変化させて冷陰極管に流れる管電流を変化させて調光する電流（電圧）調光方式と、ＰＷＭパルスにより発振周波数の発振／停止を制御するバースト調光（ＰＷＭ調光）方式とがある。前者はインバータからのノイズ（可聴音）が小さい、安定であるという利点があるものの調光範囲が狭いという欠点がある。

一方後者は調光範囲が広いという利点があるものの、前述したように可聴音が大きいという欠点がある。このバースト調光に可聴音低減については従来から、ＰＷＭパルスの立ち上がりを緩やかにすることで低減するなどの提案がされてきており（例えば、特許文献１参照）、現在は汎用的なインバータ制御用ＩＣにはその機能が内蔵されているのが一般的になっている。

図５は従来の一般的なバックライト調整装置の一例を示したものである。太線内が汎用的なインバータ制御用ＩＣとして開発されている。例えば米国Ｏ２Ｍｉｃｒｏ社から発売されているＯＺ９６０／９６１や同じく米国ＭｏｎｏｌｉｔｈｉｃＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍｓ（ＭＰＳ）社のＭＰ１０１１というＩＣにはバースト調光機能が内蔵されており、外付けのコンデンサ等によりＰＷＭの立ち上がり期間が緩やかになるように制御するＳｏｆｔＳｔａｒｔ機能がある。
特開昭６１−１７７１６３号公報

しかし上述のようなＰＷＭの立ち上がり期間を緩やかに制限する際の立ち上がり期間（ソフトスタート期間）を外付けのコンデンサで設定する方式ではＰＷＭパルスのＤｕｔｙによらず一定のソフトスタート期間が挿入されるため図６に示すように（ａ）のＳｏｆｔＳｔａｒｔ機能がない場合のＤｕｔｙ＝８０％に比べて、（ｂ）のＳｏｆｔＳｔａｒｔ機能がある場合のＤｕｔｙ＝８０％はソフトスタート期間分のバックライトの輝度低下が生じてしまう。（ｃ）のＳｏｆｔＳｔａｒｔ機能がある場合のＤｕｔｙ＝９０％も同様にソフトスタート期間分のバックライトの輝度低下が生じているが、（ｄ）のＳｏｆｔＳｔａｒｔ機能がある場合のＤｕｔｙ＝１００％はソフトスタート期間がないためバックライトの輝度低下は生じない。

そのためＰＷＭパルスのＤｕｔｙに対するバックライト輝度の特性を測定すると図７のようにＤｕｔｙ１００％から急激に輝度低下を生じるような不連続点が存在してしまう。バックライトの輝度調整は線形性が要求されるため、この不連続点を避けるようにＤｕｔｙ＝１００％では使用しないような制限をかけることが一般的に行われているが、Ｄｕｔｙ＝１００％を使用しないことから、バックライトの輝度能力を最大限に発揮することはできないという課題があった。

前記課題を解決するために本発明のバックライト調光装置は、バックライトの輝度をＰＷＭパルスのＯＮ／ＯＦＦの期間の長さにより制御するＰＷＭ調光方式のインバータ回路において、可聴音を低減するために設けた前記ＰＷＭパルスの立上がり時間を緩やかに制限する期間（ソフトスタート期間）をＰＷＭ調光のＤｕｔｙに応じて制御することにより、バックライトの輝度特性を線形に保つことを特徴とするものである。

本発明の請求項１に記載の発明は、バックライトの輝度をＰＷＭパルスのＯＮ／ＯＦＦの期間の長さにより制御するＰＷＭ調光方式のインバータ回路において、可聴音を低減するために設けた前記ＰＷＭパルスの立上がり時間を緩やかに制限する期間（ソフトスタート期間）をＰＷＭ調光のＤｕｔｙに応じて制御することにより、バックライトの輝度特性を線形に保つという作用を有することを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、ＰＷＭパルスの立上がり時間を緩やかに制限する期間（ソフトスタート期間）はインバータの発振数周波数を制御することを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、ＰＷＭパルスの立上がり時間を緩やかに制限する期間（ソフトスタート期間）はＰＷＭパルスの出力電圧を制御することを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、バックライトの明るさを制御するＰＷＭパルスを発生させるＰＷＭ調光回路と、管電流検出回路からの検出電流によってインバータの発振周波数を制御するとともに前記ＰＷＭ調光回路からの調光信号によって前記発振周波数の停止を制御する発振制御回路と、ユーザーが任意の明るさにバックライトを調整するためのユーザーＩ／Ｆ手段と、前記ユーザーＩ／Ｆからの情報を基にＰＷＭ調光回路からの出力パネルのＤｕｔｙを制御するために制御信号を出力するマイコンと、前記発振制御回路の出力の発振開始期間は発振周波数を低く抑えることでＰＷＭ調光における可聴音を低減する可聴音低減回路と、前記発振開始期間における発振周波数を低く抑える時間を前記マイコンからの制御信号により可変するソフトスタート期間制御回路と、前記可聴音低減回路からの出力であるインバータ制御信号を入力としてトランスを駆動するための駆動回路と、冷陰極管を駆動するトランスと、液晶パネルを発光させる冷陰極管と、前記冷陰極管に流れる電流を検出する管電流検出回路とを備えることにより、バックライトの輝度特性を線形に保つという作用を有することを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、バックライトの明るさを制御するＰＷＭパルスを発生させるＰＷＭ調光回路と、管電流検出回路からの検出電流によってインバータの発振周波数を制御するとともに前記ＰＷＭ調光回路からの調光信号によって前記発振周波数の停止を制御する発振制御回路と、ユーザーが任意の明るさにバックライトを調整するためのユーザーＩ／Ｆ手段と、前記ユーザーＩ／Ｆからの情報を基にＰＷＭ調光回路からの出力パルスのＤｕｔｙを制御するために制御信号を出力するマイコンと、前記発振制御回路の出力の発振開始期間は前記ＰＷＭ調光回路からの出力パルスの出力電圧を抑えることでＰＷＭ調光における可聴音を低減する可聴音低減回路と、前記発振開始期間における発振周波数を低く抑える時間を前記マイコンからの制御信号により可変するソフトスタート期間制御回路と、前記可聴音低減回路からの出力であるインバータ制御信号を入力としてトランスを駆動するための駆動回路と、冷陰極管を駆動するトランスと、液晶パネルを発光させる冷陰極管と、前記冷陰極管に流れる電流を検出する管電流検出回路とを備えることにより、バックライトの輝度特性を線形に保つという作用を有することを特徴とする。

以上のように本発明によれば、バックライトの輝度をＰＷＭパルスのＯＮ／ＯＦＦの期間の長さにより制御するＰＷＭ調光方式のインバータ回路において、可聴音を低減するために設けた前記ＰＷＭパルスの立上がり時間を緩やかに制限する期間（ソフトスタート期間）をＰＷＭ調光のＤｕｔｙに応じて制御することにより、バックライトの輝度特性を線形に保ったバックライト調光装置を提供することが可能となる。

（実施の形態１）
図１は本発明のバックライト調光装置の構成図の一例であり、図２はインバータ制御信号のＳｏｆｔＳｔａｒｔ機能の様子を示した図である。図３は最終的なＰＷＭ調光の様子を示した図、図４はその場合のＤｕｔｙ−輝度特性を示した図である。

図１において、１はバックライトの明るさを制御するＰＷＭパルスを発生させるＰＷＭ調光回路、２は管電流検出回路からの検出電流によってインバータの発振周波数を制御するとともに前記ＰＷＭ調光回路からの調光信号によって前記発振周波数の停止を制御する発振制御回路、３はユーザーが任意の明るさにバックライトを調整するためのユーザーＩ／Ｆ手段、４は前記ユーザーＩ／Ｆからの情報を基にＰＷＭ調光回路からの出力パネルのＤｕｔｙを制御するために制御信号を出力するマイコン、５は前記発振制御回路の出力の発振開始期間は発振周波数を低く抑えることでＰＷＭ調光における可聴音を低減する可聴音低減回路、６は前記発振開始期間における発振周波数を低く抑える時間を前記マイコンからの制御信号により可変するソフトスタート期間制御回路，７は前記可聴音低減回路からの出力であるインバータ制御信号を入力としてトランスを駆動するための駆動回路、８は冷陰極管を駆動するトランス、９は液晶パネルを発光させる冷陰極管、１０は前記冷陰極管に流れる電流を検出する管電流検出回路である。

また、図２において（ａ）はＳｏｆｔＳｔａｒｔ機能を用いない場合のインバータ制御信号、（ｂ）は請求項２、４によるＳｏｆｔＳｔａｒｔ機能を用いた場合のインバータ制御信号、（ｃ）は請求項３、５によるＳｏｆｔＳｔａｒｔ機能を用いた場合のインバータ制御信号である。以下に具体的な動作を説明する。

ユーザーが任意の明るさにバックライトを調整した場合ユーザーＩ／Ｆ手段３を介してマイコン４へその設定輝度情報が伝えられる。バックライトの明るさはＰＷＭ調光方式を採用している本発明の場合、ＰＷＭ調光回路１からのＰＷＭパルスのＤｕｔｙによってバックライトの輝度が調整できることになる。発振制御回路２では管電流検出回路１０からの検出電流によってインバータの発振周波数を制御して一定周波数に安定化するとともにＰＷＭ調光回路１からのＰＷＭパルスに応じて発振周波数の発振／停止を制御する。前記は発振制御回路２からの信号は可聴音低減回路３により図２（ｂ）もしくは（ｃ）のように発振開始の立ち上がりを緩やかにするように制限される。

すなわち請求項２、４によるＳｏｆｔＳｔａｒｔ機能を用いた場合は発振周波数を低減させ、請求項３、５によるＳｏｆｔＳｔａｒｔ機能を用いた場合は出力電圧を低減させることで実現する。この発振開始の立ち上がりを緩やかにするように制限される期間（ソフトスタート期間）はソフトスタート期間制御回路６で制御され、マイコン５よりＰＷＭパルスのＤｕｔｙに応じて可変される。つまり図３（ｂ）のようにＰＷＭパルスの立下り期間がソフトスタート期間に対して十分大きい場合、ソフトスタート期間はそのままに、（ｃ）のようにＰＷＭパルスの立下り期間がソフトスタート期間に対して小さい場合はソフトスタート期間も短くする。このようにＰＷＭパルスのＤｕｔｙに応じてソフトスタート期間を制御することにより、図４に示すようにＤｕｔｙ−輝度特性の不連続がなくなり、Ｄｕｔｙ１００％までの広い範囲でバックライトの輝度特性を線形に保つことが可能となる。

本発明にかかるバックライト調光装置は、輝度特性を線形に保った調光装置を提供することが可能となるものであり、液晶テレビ、液晶ディスプレイ等のバックライト用インバータで用いられるバックライト調光、特にバースト調光の制御において有用である。

本発明のバックライト調光装置の構成を示した図本発明のインバータ制御信号のＳｏｆｔＳｔａｒｔ機能の様子を示した図本発明の最終的なＰＷＭ調光の様子を示した図本発明によるＤｕｔｙ−輝度特性を示した図従来のバックライト調光装置の構成を示した図従来の最終的なＰＷＭ調光の様子を示した図従来のＤｕｔｙ−輝度特性を示した図

符号の説明

１ＰＷＭ調光回路
２発振制御回路
３ユーザーＩ／Ｆ手段
４マイコン
５可聴音低減回路
６ソフトスタート期間制御回路
７駆動回路
８トランス
９冷陰極管
１０管電流検出回路

Claims

バックライトの輝度をＰＷＭパルスのＯＮ／ＯＦＦの期間の長さにより制御するＰＷＭ調光方式のインバータ回路において、可聴音を低減するために設けた前記ＰＷＭパルスの立上がり時間を緩やかに制限する期間（ソフトスタート期間）をＰＷＭ調光のＤｕｔｙに応じて制御することにより、バックライトの輝度特性を線形に保つバックライト調光装置。
ＰＷＭパルスの立上がり時間を緩やかに制限する期間（ソフトスタート期間）はインバータの発振数周波数を制御することで実現する請求項１のバックライト調光装置。
ＰＷＭパルスの立上がり時間を緩やかに制限する期間（ソフトスタート期間）はＰＷＭパルスの出力電圧を制御することで実現する請求項１のバックライト調光装置。
バックライトの明るさを制御するＰＷＭパルスを発生させるＰＷＭ調光回路と、管電流検出回路からの検出電流によってインバータの発振周波数を制御するとともに前記ＰＷＭ調光回路からの調光信号によって前記発振周波数の停止を制御する発振制御回路と、ユーザーが任意の明るさにバックライトを調整するためのユーザーＩ／Ｆ手段と、前記ユーザーＩ／Ｆからの情報を基にＰＷＭ調光回路からの出力パネルのＤｕｔｙを制御するために制御信号を出力するマイコンと、前記発振制御回路の出力の発振開始期間は発振周波数を低く抑えることでＰＷＭ調光における可聴音を低減する可聴音低減回路と、前記発振開始期間における発振周波数を低く抑える時間を前記マイコンからの制御信号により可変するソフトスタート期間制御回路と、前記可聴音低減回路からの出力であるインバータ制御信号を入力としてトランスを駆動するための駆動回路と、冷陰極管を駆動するトランスと、液晶パネルを発光させる冷陰極管と、前記冷陰極管に流れる電流を検出する管電流検出回路とを備えたことを特徴とするバックライト調光装置。
バックライトの明るさを制御するＰＷＭパルスを発生させるＰＷＭ調光回路と、管電流検出回路からの検出電流によってインバータの発振周波数を制御するとともに前記ＰＷＭ調光回路からの調光信号によって前記発振周波数の停止を制御する発振制御回路と、ユーザーが任意の明るさにバックライトを調整するためのユーザーＩ／Ｆ手段と、前記ユーザーＩ／Ｆからの情報を基にＰＷＭ調光回路からの出力パルスのＤｕｔｙを制御するために制御信号を出力するマイコンと、前記発振制御回路の出力の発振開始期間は前記ＰＷＭ調光回路からの出力パルスの出力電圧を抑えることでＰＷＭ調光における可聴音を低減する可聴音低減回路と、前記発振開始期間における発振周波数を低く抑える時間を前記マイコンからの制御信号により可変するソフトスタート期間制御回路と、前記可聴音低減回路からの出力であるインバータ制御信号を入力としてトランスを駆動するための駆動回路と、冷陰極管を駆動するトランスと、液晶パネルを発光させる冷陰極管と、前記冷陰極管に流れる電流を検出する管電流検出回路とを備えたことを特徴とするバックライト調光装置。