JPH07183092A - 調光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】液晶表示装置のバックライトの調光範囲を拡大
する。 【構成】交流電流Ａを発生する発振回路部１と、調光コ
ントロール信号Ｃにより発生した調光信号Ｄの供給に応
答して交流電流Ａを断続し可変パルス幅およびパルス周
期のパルス変調交流電流Ｅを生成する調光部２とを備え
る。調光部２は、調光コントロール信号Ｃの供給に応答
して周期制御信号ＣＰとデユーティ制御信号ＣＤとを発
生する調光コントロール部２４と、周期制御信号ＣＰに
よりパルス周期が制御されるパルス信号Ｐを発生する調
光信号発生部２１と、デユーティ制御信号ＣＤによりパ
ルス幅が制御されるとともにパルス信号Ｐに同期した調
光信号Ｄを生成するデユーティコントロール部２２と、
調光信号Ｄにより交流電流Ａを断続しパルス変調交流電
流Ｅを生成するスイッチ回路２３とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は調光装置に関し、特に透
過型液晶表示装置のバックライトの調光装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置（ＬＣＤ）は、非発光表示
であるので外光状態の悪い所では照明が必要である。特
に、液晶テレビジョンやＯＡ端末などに用いる透過型Ｌ
ＣＤでは、鮮明な表示を行うため、後方からＬＣＤ面を
均一に照明するための面光源すなわちバックライトを装
備する。このバックライトの光源として蛍光灯が主流と
して用いられている。ＬＣＤの表示画像はバックライト
の光が液晶パネルを透過することにより表示されるが、
画像の相対的な輝度は表示環境の明るさにより大きく左
右される。すなわち、ディスプレイの周囲が明るい場合
には画面が明るくないと見えにくく、一方、周囲が暗い
場合には画面が明るすぎると見えにくくなる。このよう
に、画面すなわちバックライトの輝度は表示環境の明る
さに応じて可変可能であることが望まれる。

【０００３】従来の蛍光灯を用いたこの種のバックライ
トの調光を可能とする実開昭６３−６０１２８号公報記
載の第１の従来の調光装置は、蛍光灯であるランプの点
灯用の昇圧回路に供給する一定電圧の直流電流波形すな
わち矩形波のパルス幅とこの矩形波の周期との比である
デユーティ比をパルス幅あるいは周期の可変により変化
させてランプの輝度を調整している。

【０００４】第１の従来の調光装置をブロックで示す図
３を参照すると、この従来の調光装置は、直流電源１１
と、直流電源１１からの直流電流を調光コントロール信
号Ｃにより断続して電流のデユーティ比を可変した矩形
波電流を生成するする調光部６と、調光部６から供給さ
れるデユーティ比の調整済の矩形波電流の電圧をランプ
４の点灯可能な所定の電圧レベルに昇圧する変圧器を含
む昇圧部３と、蛍光灯のランプ４とを備える。

【０００５】調光部６は、調光信号Ｇを発生する調光信
号発生部６１と、外部からの調光コントロール信号Ｃの
供給に応答して調光信号Ｇのデユーティ比を可変しデユ
ーティ制御信号Ｄを生成するデユーティコントロール部
６２と、直流電源１１から供給される直流電流をデユー
ティ制御信号Ｄの供給に応答して断続するスイッチ回路
６３とを備える。

【０００６】動作について説明すると、調光信号発生部
６１は一定電圧の直流電圧信号である調光信号Ｇをデユ
ーティコントロール部６２に供給する。デユーティコン
トロール部６２は調光コントロール信号Ｃの制御により
調光信号Ｇのデユーティ比を制御し、デユーティ制御信
号Ｄを生成してスイッチ回路６３に供給する。スイッチ
回路６３は、デユーティ制御信号Ｄの供給に応答して直
流電源から供給された一定電圧の直流電流Ｖを断続し、
デユーティ比が調整された矩形波電流Ｅを生成して昇圧
部３に供給する。昇圧部３は、矩形波電流Ｅを所定の電
圧まで昇圧しランプ４に供給する。矩形波電流Ｅの電圧
が一定の場合には、ランプ４に供給される実効的な電流
すなわち放電電流はデユーティ比に比例し、またランプ
４の輝度は上記放電電流に比例するので、このデユーテ
ィ比を可変することによりランプ４の輝度を可変でき
る。

【０００７】この結果、ランプには電圧固定でデユーテ
ィ比のみの調整で調光される。しかし、昇圧部３の昇圧
用の変圧器は、一般に通過周波数帯域幅を大きくするこ
とは困難であり、低損失が保証されるのは設計中心周波
数に対し５０％程度である。したがって、デユーティ比
を極端に低下させると、矩形波信号のパルス幅が小さく
なり高周波成分が増加して昇圧部３の変圧器の損失が大
きくなるのでランプの点灯状態が不安定となり遂には不
点灯となるため、実用的な調光範囲は１００〜５０％程
度である。

【０００８】また、特開昭６２−１５９１３７号公報記
載の第２の従来の調光装置は、調光制御信号により発振
信号の発振周波数あるいはデユーティ比が電圧制御され
る電圧制御発振回路とこれら周波数／デユーティ比によ
り出力制御信号の位相を制御する位相制御回路とを備
え、上記周波数またはデユーティ比を可変し出力制御信
号の位相を可変して、ランプ駆動用の商用交流電源に接
続されたトライアックなどの交流スイッチ素子のゲート
信号を位相制御することにより実効的な供給電圧を可変
し、上記ランプの輝度を調整している。このため、周知
のように、輝度のみならずランプの発光スペクトル特性
も変化してしまう。

【０００９】また、調光は商用交流の位相制御によりラ
ンプの供給電圧を可変しているため、その下限はランプ
の放電電圧の下限までであり、実用的な調光範囲は１０
０〜５０％程度以下である。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上述した第１の従来の
調光装置は、ランプ駆動用の大電力の直流の電源を直接
パルス幅あるいは周期制御による可変デユーティ比の矩
形波信号でスイッチングしてこの矩形波信号と同一波形
の矩形波電流を生成しているので、スイッチ回路の高速
化が困難であり、したがって、上記矩形波電流の周波数
を十分高くすることができず、昇圧回路の小型化高効率
化やランプの発光効率向上の阻害要因となるという欠点
があった。

【００１１】また、第２の従来の調光装置は、ランプ駆
動用の大電力の商用交流の電源を位相制御によりスイッ
チングしているので、所要の高電圧の交流スイッチ回路
の高速化が困難であり、ランプの発光効率向上の阻害要
因となるという欠点があった。また、ランプの輝度を電
圧制御しているので発光スペクトル特性が変化するとい
う欠点があった。

【００１２】さらに、第１および第２の従来の調光装置
はともに、デユーティ比あるいは位相の可変による調光
範囲が１００〜５０％程度であり、この調光範囲を広く
することが困難であるという欠点があった。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の調光装置は、予
め定めた周波数の交流電流を供給する交流電流源と、調
光制御信号の供給に応答して発生した調光信号の供給に
応答して前記交流電流を断続し可変パルス幅およびパル
ス周期のパルス状の交流電流であるパルス変調交流電流
を生成する調光回路と、前記パルス変調交流電流の電圧
を所定の電圧に昇圧しランプ駆動電流を生成する昇圧回
路と、前記ランプ駆動電流の供給に応答して点灯する蛍
光灯型のランプとを備える調光装置において、前記調光
回路が前記調光制御信号の供給に応答して第１および第
２の制御信号を生成する調光コントロール部と、前記第
１の制御信号の供給に応答して前記パルス周期が変化す
るパルス信号を発生する調光信号生成回路と、前記第２
の制御信号の供給に応答してパルス幅が変化するととも
に前記パルス信号に同期した前記調光信号を発生するデ
ユーティコントロール部とを備えて構成されている。

【００１４】

【実施例】次に、本発明の実施例をブロックで示す図１
を参照すると、この図に示す本実施例の調光装置は、一
定周波数の交流電流Ａを発生する発振回路部１と、調光
コントロール信号Ｃの供給に応答して発生した調光信号
Ｄの供給に応答してこの交流電流Ａを断続し可変パルス
幅およびパルス周期のパルス状のパルス変調交流電流Ｅ
を生成する調光部２と、パルス変調交流電流Ｅの電圧を
ランプ４の点灯可能な所定の電圧レベルに昇圧する従来
と同様の昇圧部３と、蛍光灯のランプ４とを備える。

【００１５】調光部２は、調光コントロール信号Ｃの供
給に応答して周期制御信号ＣＰとデユーティ制御信号Ｃ
Ｄとを発生する調光コントロール部２４と、周期制御信
号ＣＰの供給に応答してパルス周期が制御されるパルス
信号Ｐを発生する調光信号発生部２１と、デユーティ制
御信号ＣＤの供給に応答してパルス幅を制御するととも
にパルス信号Ｐに同期した調光信号Ｄを生成するデユー
ティコントロール部２２と、調光信号Ｄの供給に応答し
て交流電流Ａを断続しパルス変調交流電流Ｅを生成する
スイッチ回路２３とを備える。

【００１６】次に、図１を参照して本実施例の動作につ
いて説明すると、まず、調光コントロール部２４は、調
光コントロール信号Ｃの供給に応答してそれぞれ電圧信
号である周期制御信号ＣＰとデユーティ制御信号ＣＤと
を発生する。調光信号発生部２１は周知の無安定マルチ
バイブレータを用いた電圧制御発振回路（ＶＣＯ）で構
成したパルス周期可変型のパルス発振回路を備え周期制
御信号ＣＰの供給に応答してパルス周期が調整されるパ
ルス信号Ｐを発生し、デユーティコントロール部２２に
供給する。デユーティコントロール部２２はパルス信号
Ｐによりトリガされる周知の単安定マルチバイブレータ
を備え、デユーティ制御信号ＣＤの供給に応答して出力
パルス信号すなわち調光信号Ｄのパルス幅すなわちデユ
ーティ比を制御した調光信号Ｄを生成し、スイッチ回路
２３に供給する。スイッチ回路２３は調光信号Ｄの供給
に応答して交流電流Ａを断続しパルス変調交流電流Ｅを
生成し、昇圧部３に供給する。昇圧部３は、パルス変調
交流電流Ｅを所定の電圧まで昇圧しランプ４に供給す
る。

【００１７】本実施例の動作波形を示す図２を参照する
と、調光信号Ｄのデユーティ比が１００％の場合には、
（Ａ）に示すように、スイッチ回路２３が常に導通状態
であるため交流電流Ａがそのままパルス変調交流電流Ｅ
として出力される。次に、調光信号Ｄのパルス幅を小さ
くしてデユーティ比を５０％にすると、（Ｂ）に示すよ
うに、パルス周期Ｔは上記パルス幅の２倍となる。さら
に、（Ｃ）に示すように、調光信号Ｄのパルス幅を一定
のまま周期をＴ２に大きくすると、デユーティ比は５０
％以下となり、ランプ４の輝度を一層低下して点灯でき
る。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の調光装置
は、交流電流源と、調光制御信号の供給に応答して発生
した調光信号の供給に応答して上記交流電流を断続し可
変パルス幅およびパルス周期のパルス変調交流電流を生
成する調光回路とを備え、上記調光回路が上記パルス周
期が変化するパルス信号を発生する調光信号生成回路
と、パルス幅が変化するとともに上記パルス信号に同期
した上記調光信号を発生するデユーティコントロール部
とを備えることにより、交流電流をパルス変調しパルス
幅とパルス周期とを可変してデユーティ比を変化させる
ので、昇圧用の変圧器の動作中心周波数は上記交流電流
の周波数であり比帯域がデユーティ比と無関係となるこ
とから高効率で動作させることができるため、調光範囲
の大幅の拡大と昇圧回路の高効率化小型化が可能となる
という効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の調光装置の一実施例を示すブロック図
である。

【図２】本実施例の調光装置における動作の一例を示す
波形図である。

【図３】従来の調光装置の一例を示すブロック図であ
る。

【符号の説明】

１ 発振回路部 ２，６ 調光部 ３ 昇圧部 ４ ランプ １１ 直流電源 ２１，６１ 調光信号発生部 ２２，６２ デユーティコントロール部 ２３，６３ スイッチ回路 ２４ 調光コントロール部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 予め定めた周波数の交流電流を供給する
   交流電流源と、調光制御信号の供給に応答して発生した
   調光信号の供給に応答して前記交流電流を断続し可変パ
   ルス幅およびパルス周期のパルス状の交流電流であるパ
   ルス変調交流電流を生成する調光回路と、前記パルス変
   調交流電流の電圧を所定の電圧に昇圧しランプ駆動電流
   を生成する昇圧回路と、前記ランプ駆動電流の供給に応
   答して点灯する蛍光灯型のランプとを備える調光装置に
   おいて、 前記調光回路が前記調光制御信号の供給に応答して第１
   および第２の制御信号を生成する調光コントロール回路
   と、 前記第１の制御信号の供給に応答して前記パルス周期が
   変化するパルス信号を発生する調光信号生成回路と、 前記第２の制御信号の供給に応答してパルス幅が変化す
   るとともに前記パルス信号に同期した前記調光信号を発
   生するデユーティコントロール回路とを備えることを特
   徴とする調光装置。
2. 【請求項２】 前記調光信号発生回路が無安定マルチバ
   イブレータを含む電圧制御発振回路を備えることを特徴
   とする請求項１記載の調光装置。
3. 【請求項３】 前記デユーティコントロール回路が前記
   パルス信号によりトリガされる単安定マルチバイブレー
   タを備えることを特徴とする請求項１記載の調光装置。