(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンバータトランスを有し所定の直流電源の直流電圧を変換した第１の直流出力を発生する１次電圧変換手段と、該第１の直流出力から給電される複数の２次電圧変換手段とを具備し、
前記１次電圧変換手段は、前記第１の直流出力の電圧を制御する電圧制御手段を有し、該電圧制御された直流出力は、前記液晶パネルのバックライト用電源として給電され、前記２次電圧変換手段の出力は、液晶パネル駆動用の複数の電源としたことを特徴とする液晶パネル駆動用電源装置。
【請求項２】
前記各２次電圧変換手段は、ＣＰＵから供給される前記液晶パネルの動作を制御するための制御信号に応じてその出力電圧を制御する請求項１記載の電源装置。
【請求項３】
前記制御信号は、前記複数の電源の各出力を所定のタイミングで可変すべく供給される請求項２記載の電源装置。
【請求項４】
前記制御信号は、前記複数の電源の各出力を外部の条件に応じて可変すべく供給される請求項２記載の電源装置。
【請求項５】
前記外部の条件が、前記液晶パネルの周囲温度である請求項４記載の電源装置。
【請求項６】
少なくとも１つの前記２次電圧変換手段に対し、前記制御信号として、該１つの２次電圧変換手段の出力電圧と他の２次電圧変換手段の出力電圧の差の電圧に応じた信号が供給される請求項２記載の電源装置。
【請求項７】
前記１つの２次電圧変換手段は、自身の出力電圧と前記他の２次電圧変換手段の出力電圧との差電圧を検出する差動アンプ手段と、該差動アンプ手段の出力電圧と前記制御信号により指示された電圧とを比較する電圧比較手段と、該電圧比較手段の出力に応じて制御された電圧を出力する電圧制御手段とを具備する請求項６記載の電源装置。
【請求項８】
液晶パネルと、該液晶パネルを裏面から照明するバックライトと、液晶パネル駆動用およびバックライト点灯用の電源手段とを有する液晶装置において、前記電源手段として、請求項１〜７のいずれか１つに記載の電源装置を用いたことを特徴とする液晶装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、液晶パネル駆動用電源装置に関し、特に液晶パネルに給電するための電源出力を複数持ち、これら複数の出力を所定のタイミングで変化させたり、液晶パネルの周囲温度等の外部の条件にてそれぞれ電圧を可変させるのに適した液晶パネル駆動用電源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の電源装置として図４に示す構成のものが知られている。図４は、液晶パネル駆動装置の構成の一例を液晶パネル駆動用電源装置を中心にして図示したものである。図４において、整流回路Ａ、突入制御部ＢおよびコンデンサＣ１にてＡＣ入力を整流して得られる直流出力を電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）Ｑ１でオン、オフしてコンバータトランスＴ１の１次巻線Ｎ１に供給し、トランスＴ１の各出力巻線Ｎ２〜Ｎ５に接続されるダイオードＤ２〜Ｄ５およびコンデンサＣ２〜Ｃ５で構成される各整流回路を介して、それらの出力を予め決められた電圧に制御するための出力電圧制御回路１〜４に入力している。
【０００３】
出力電圧制御回路１〜４はコンバータトランスの各巻線Ｎ２〜Ｎ５の出力を前述した整流回路で整流して電圧を順次積み上げた直流出力（液晶用電源）Ｖｏｕｔ１〜Ｖｏｕｔ４が液晶駆動に必要な所定の電圧となるようにそれぞれの巻線ごとに電圧変換している。
【０００４】
同時にトランスＴ１では、その出力巻線Ｎ６よりダイオードＤ６とコンデンサＣ６で構成する整流回路を介して液晶パネル１０のバックライト用の電源としての直流出力Ｖｏｕｔ５も得ている。制御回路ＣＮＴは、本従来例においてはバックライト用の出力電圧Ｖｏｕｔ５を電圧検出回路６やフォトカプラＰ１を介してフィードバックすることで所定の電圧に制御している。バックライト点灯制御回路７は、前述した出力巻線Ｎ６の出力を整流してなる直流電源を電圧変換する。バックライト８は、点灯制御回路７で点灯に必要な電圧に変換された電圧で点灯される。点灯制御回路７にはさらに、点灯や消灯の制御や輝度調整のためのコントロール電圧がＭＰＵ９から入力されている。
【０００５】
図４の装置においては、前記複数の液晶用電源Ｖｏｕｔ１〜Ｖｏｕｔ４にさらに液晶駆動のための液晶駆動制御回路５が接続されている。液晶駆動制御回路５は、液晶電圧制御回路５１および液晶駆動回路５２を備え、前記複数の液晶用電源Ｖｏｕｔ１〜Ｖｏｕｔ４をもとに所定のタイミングで出力電圧を変化させ液晶パネルを駆動したり、ＭＰＵ９の信号にて、周囲温度等の外部環境に応じて複数の出力電圧や前記駆動タイミング等を可変したりしている。
【０００６】
以上のように、電源装置特に液晶パネル等用の電源装置は、通常複数の出力を持っており、またそれぞれの出力電圧は各巻線の整流後の電圧を一旦所定の電圧値に巻線ごとに電圧制御して、さらにその後にＭＰＵ９の信号に応じて所定のタイミングや入力条件に応じて出力電圧を変化させる液晶電圧制御回路５１および液晶駆動回路５２を介して液晶パネルを駆動しているのが現状である。
【０００７】
また、制御は外部からの入力条件等での制御は例えばＭＰＵ９の制御にて行なわれるが通常であり、例えば、液晶パネルの温度や周囲温度等の外部環境に応じて複数の出力電圧や駆動タイミングを可変している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記液晶パネル等用の電源装置においては以下のような課題がある。すなわち、
１．周囲の温度等の外部環境に応じて複数出力電圧を可変させるために一旦所定の電圧を出した後に、電圧制御回路を置いて任意の電圧に変化させているのが現状である。また、各出力の制御は外部から例えばＣＰＵの制御にて行なうために、制御電圧はＣＰＵの出力電圧にて所定の電圧可変幅を制御せねばならない。
２．電源装置側から見ると、液晶駆動やバックライト等の複数電源出力が通常必要であり電源周りが複雑になってしまい小型化の障害となったり、更にはコストアップとなる場合がある。
【０００９】
３．また装置全体からみても液晶駆動のための電源だけでも、複数の制御回路を持つことになり上記２同様に、小型化の障害となる。
【００１０】
本発明は、上述の従来例における問題点を解決するためになされたものであり、液晶駆動の電源の制御回路の簡素化および小型化を図ることができ、かつ、液晶駆動電圧の外部コントロールを直接電源装置にて行なうことができる液晶駆動用電源装置を提供すること、および、上記の電圧制御を各出力端子間での制御だけでなく、他の特定の電圧を基準とする制御も上記従来例の構成を大きく変更することなく可能となる回路構成を実現することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため本発明の液晶パネル駆動用電源装置は、コンバータトランスを有し所定の直流電源（主電源）の直流電圧を変換した第１の直流出力を発生する１次電圧変換手段と、それぞれ該第１の直流出力を給電される複数の２次電圧変換手段とを具備し、前記１次電圧変換手段は、前記第１の直流出力の電圧を制御する電圧制御手段を有し、該電圧制御された直流出力は、 前記液晶パネルのバックライト用電源として給電され、前記２次電圧変換手段の出力は、液晶パネル駆動用の複数の電源としたことを特徴とする。前記所定の直流電源としては、１次または２次電池や太陽電池、直流発電機等の直流電源、あるいは商用交流電源を整流器とコンデンサ等で整流平滑して得られる直流電源を用いることができる。
【００１２】
本発明の好ましい実施例において、前記各２次電圧変換手段は、前記液晶パネルの動作を制御するためのＣＰＵから供給される制御信号に応じてその出力電圧を制御する。ＣＰＵの制御信号は、前記複数の電源の各出力を所定のタイミングで可変すべく、あるいは前記複数の電源の各出力を液晶パネルの周囲温度等の外部条件に応じて可変すべく供給される。前記制御信号としては、従来例との互換性を保持するため、少なくとも１つの前記２次電圧変換手段に対してはその２次電圧変換手段の出力電圧と他の２次電圧変換手段の出力電圧の差の電圧に応じた電圧信号が供給される。この場合、その２次電圧制御手段は、自身の出力電圧と前記他の２次電圧変換手段の出力電圧との差電圧を検出する差動アンプ手段と、該差動アンプ手段の出力電圧と前記制御信号とを比較する電圧比較手段と、該電圧比較手段の出力に応じて制御された電圧を出力する電圧制御手段とで構成される。これらの２次電圧制御手段としては、シリーズ制御方式のレギュレータやスイッチング方式のレギュレータを用いることができる。これらのレギュレータにおいて、前記電圧比較手段は、現実の出力電圧とＣＰＵからの制御信号で指示された電圧からの誤差を検出する誤差アンプとして動作する。
【００１３】
【作用】
上記構成によれば、１次電圧変換手段は、交流電源を整流して得られる直流電源等、主電源である直流電源の直流電圧を電圧制御された第１の直流出力に変換する。この第１の直流出力は、バックライト用電源として用いられるとともに複数の２次電圧変換手段に入力される。複数の２次電圧変換手段は、それぞれこの第１の直流出力を所定の直流出力に変換し、これらの２次電圧変換手段の直流出力が、液晶パネルを駆動するために必要な複数の直流出力として液晶パネル駆動装置に供給される。
【００１４】
従来は、１次電圧変換手段は少なくとも各２次電圧変換手段に対応する数の出力巻線と整流平滑回路を備えていた。これに対し、本発明によると、１次電圧変換手段の複数の２次電圧変換手段に接続される出力は１個で足りる。すなわち、従来例では複数個ずつ必要であった出力巻線と整流平滑回路が１個ずつで足り、回路構成が簡略化される。さらに、本発明によれば、バックライト電源のような２次電圧変換手段用電源とは別個の電源を２次電圧変換手段用入力電源、すなわち１次電圧変換手段として兼用しているので、２次電圧変換手段用として専用の電源は不要となり、出力巻線と整流平滑回路がさらに１個ずつ減り、回路構成がさらに簡略化される。特に、平滑用コンデンサは、他の電子部品と比べて大型であり、平滑用コンデンサの使用個数が減ることによる装置の小型化への寄与は大である。
【００１５】
また、複数の２次電圧変換手段はそれらの出力を個々に制御することができるので、ＣＰＵ等からの外部コントロール信号をこれらの２次電圧変換手段に供給することにより、液晶駆動電圧の外部コントロールを電源装置で直接行なうことができる。すなわち、液晶駆動制御回路に外部環境に応じて液晶駆動電圧を可変するための別個の液晶電圧制御回路を設ける必要がなくなり、さらに回路構成の簡素化や装置の小型化を図ることができる。なお、ＣＰＵ等から前記従来例と同様に各出力電圧の差電圧を示す外部コントロール信号が供給される場合でも、その外部コントロール信号を各出力電圧のそのものを示す信号に変換すれば、前記従来例と同様の出力を発生させることができ、前記従来例との互換性を保つことができる。
【００１６】
【実施例１】
図１は、本発明の一実施例に係る電源装置の構成を示す。図１において、図４と同一または対応する部材には図４と同一の符号を付してある。
【００１７】
図１の回路においては、ＡＣ入力からＶｏｕｔ１〜Ｖｏｕｔ４で示される４種の電源電圧を出力してそれぞれ液晶パネルに印加している。また、Ｖｏｕｔ５は、本実施例ではバックライト駆動用の電源として使用されている。本回路においては、ＡＣ入力から整流回路Ａ、突入制御回路Ｂ、コンデンサＣ１にて整流回路を構成してトランスＴ１、ダイオードＤ６、コンデンサＣ６との整流回路にて構成されたバックライト用電源の出力電圧Ｖｏｕｔ５を電圧検出回路６、フォトカプラＰ１に接続される電圧フィードバック系を介して電源１次側の制御回路ＣＮＴおよびスイッチング用のＦＥＴとで所定の値に電圧制御されている。Ｖｏｕｔ１〜Ｖｏｕｔ４で示される４種の出力は前述したように液晶駆動回路を介して液晶パネルに印加しているが、以下ではこの動作について説明していく。
【００１８】
まず電圧Ｖｏｕｔ１の出力回路１は抵抗Ｒ１〜Ｒ４およびオペアンプＱ１と電圧制御部１１とで構成され、制御信号入力端子Ｖｃｏｎｔ１にはＭＰＵ（この図では図示せず）からの制御電圧が印加され、その制御電圧Ｖｃｏｎｔ１の抵抗Ｒ１とＲ２とで分圧された電圧がオペアンプＱ１の入力に印加される。またオペアンプＱ１の他方の入力には出力電圧Ｖｏｕｔ１を抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ４とで分圧した値が入力され、両者の値の比較結果が電圧制御部１１に入力される。電圧制御部１１はその比較結果に応じて内部にて電圧制御し、これにより、出力回路１においては制御信号Ｖｃｏｎｔ１の値に応じた電圧出力Ｖｏｕｔ１を出力する回路構成となっている。
【００１９】
次に電圧Ｖｏｕｔ２の出力回路２は抵抗Ｒ５〜Ｒ１１およびオペアンプＱ２〜Ｑ３と電圧制御部１２とで構成され、制御信号入力端子Ｖｃｏｎｔ２にはＭＰＵからの制御電圧が印加され、その制御電圧Ｖｃｏｎｔ２の抵抗Ｒ１０とＲ１１とで分圧された電圧がオペアンプＱ３の入力に印加される。またオペアンプＱ３の他方の入力にはオペアンプＱ２と抵抗Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７とで構成される差動アンプの出力を抵抗Ｒ８とＲ９とで分圧した値が入力され、Ｑ３の比較結果が電圧制御部１２に入力される。これにより、出力Ｖｏｕｔ２をＶｃｏｎｔ２のＭＰＵからの制御電圧に応じた値に電圧制御している。
【００２０】
ここで、オペアンプＱ２と抵抗Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７とで構成される差動アンプは、オペアンプＱ２の一方の入力に抵抗Ｒ６を介して出力回路１の出力Ｖｏｕｔ１が入力され、他方の入力には本出力回路２の出力であるＶｏｕｔ２が抵抗Ｒ５を介して入力されている。また、オペアンプＱ２の出力と前記一方の入力端子間には抵抗Ｒ７が接続されている。このように出力回路２は、出力回路１の出力電圧Ｖｏｕｔ１と本出力回路２の出力Ｖｏｕｔ２の出力の差分を取ることで電圧制御している。
【００２１】
同様に電圧Ｖｏｕｔ３の出力回路３は抵抗Ｒ１２〜Ｒ１８およびオペアンプＱ４〜Ｑ５と電圧制御部１３とで構成され、制御信号入力端子Ｖｃｏｎｔ３にはＭＰＵからの制御電圧が印加されている。本回路３の基本動作は前述した出力回路２と同様である。
【００２２】
同様に電圧Ｖｏｕｔ４の出力回路４は抵抗Ｒ１９〜Ｒ２５およびオペアンプＱ６〜Ｑ７と電圧制御部１４とで構成され、制御信号入力端子Ｖｃｏｎｔ４にはＭＰＵからの制御電圧が印加されている。本回路４も基本動作は前述した出力回路２と同様である。
【００２３】
本実施例では、液晶駆動は出力回路１の出力電圧Ｖｏｕｔ１はＭＰＵからの制御電圧により、出力端子Ｖｏｕｔ１とグランド間の電圧が制御される形となり、さらに出力回路２ではＭＰＵからの制御電圧Ｖｃｏｎｔ２により出力Ｖｏｕｔ２とＶｏｕｔ１の間の電圧を制御することとなる。さらに、出力回路３では、ＭＰＵからの制御電圧Ｖｃｏｎｔ３が出力Ｖｏｕｔ３とＶｏｕｔ２の間の電圧を制御する形となり、出力回路４ではＭＰＵからの制御電圧Ｖｃｏｎｔ４が出力Ｖｏｕｔ４とＶｏｕｔ３の間の電圧を制御する形となる。このようにそれぞれの出力Ｖｏｕｔ１〜Ｖｏｕｔ４が制御されて、出力Ｖｏｕｔ１の上に制御電圧Ｖｃｏｎｔ２に応じた電圧が積み上がる形で出力Ｖｏｕｔ２となり、さらに制御電圧Ｖｃｏｎｔ３およびＶｃｏｎｔ４に応じた電圧が積み上がる形となって出力Ｖｏｕｔ３およびＶｏｕｔ４となる。このようにそれぞれの電圧が隣あった出力電圧との間で電圧制御されてこの電圧が液晶パネルに印加される。
【００２４】
図２は、図１の実施例を従来例を示す図４に倣って書き換えた構成を示す。図２と図４とを比較すると、図２の装置では図４の巻線Ｎ２〜Ｎ５、ダイオードＤ２〜Ｄ５、コンデンサＣ２〜Ｃ５および液晶電圧制御回路５１が除去されていることがわかる。このように本実施例によれば従来例に比べて回路構成が簡略になる。
【００２５】
【実施例２】
上記実施例１の構成は従来例である図４の構成に近い形での構成にて説明したが次に第２実施例として他の例について説明する。
【００２６】
実施例１では各隣あった出力についての差分を制御する形であったがこれは別な出力との差分でも可能であり、所定の出力を基準として他の出力電圧を制御する形でも可能である。これは液晶パネル等で所定の出力電圧を基準として他の出力を各種の条件にて変化させる場合等に有効である。
【００２７】
図３は第２実施例として上記の接続例を示した図である。図３の装置は図１のものとＭＰＵからの制御信号が異なるが、基本的な動作は図１の動作と同じである。図３の出力回路４においては、出力回路４の出力電圧Ｖｏｕｔ４と出力回路２の出力電圧Ｖｏｕｔ２との間の差分がオペアンプＱ６と抵抗Ｒ１９〜Ｒ２５とで構成される差動アンプにて比較され、さらにオペアンプＱ６の出力がオペアンプＱ７と抵抗Ｒ２２、Ｒ２５、Ｒ２４、Ｒ２３とでＭＰＵ（ここでは図示せず）からの制御電圧Ｖｃｏｎｔ４と比較され、電圧制御部１４にて出力Ｖｏｕｔ４が電圧制御されている。また電圧制御部１１〜１４はシリーズレギュレータ方式でもスイッチング方式でも可能でありこれは第１実施例についても同様である。
【００２８】
【発明の効果】
本発明によれば、以下のような効果が得られる。
【００２９】
本発明の電源装置にて複数出力を外部の条件にて電圧を可変させることが容易に可能なると同時に、各出力の電圧は任意の出力からの差分の電圧制御を行うことが可能となり液晶駆動の際に特定の出力との電圧を変化させることが容易となる。
【００３０】
また従来例と比較すると、液晶駆動の電源の制御回路の簡素化が可能となり、回路の小型化や低コストで電源が構成することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る電源装置の構成を示す回路図である。
【図２】図１の回路置を図４の従来例に倣って書き直したブロック構成図である。
【図３】本発明の他の実施例に係る電源装置の構成を示す回路図である。
【図４】従来の液晶パネル駆動装置をその電源装置部分を中心に示したブロック構成図である。
【符号の説明】
１，２，３，４：出力回路、５：液晶駆動制御回路、６：電圧検出回路、７：バックライト点灯制御回路、８：バックライト、９：ＭＰＵ、１０：液晶パネル、１１，１２，１３，１４：電圧制御部、５１：液晶電圧制御回路、５２：液晶駆動回路、Ａ：整流回路、Ｂ：突入制御部、ＣＮＴ：制御回路、Ｐ１：フォトカプラ、Ｔ１：インバータトランス。
【図１】
0003571817.tif 000002
【図２】
0003571817.tif 000003
【図３】
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【図４】
0003571817.tif 000005