(57)【要約】【課題】放電管に流れるピーク電流制御を、十分な精度を確保しつつデジタル化することを目的とする。【解決手段】光源として冷陰極線管を用いた映像機器において、放電管に流れる電流の制御をデジタル回路にてＰＷＭにより行い、前記そのＰＷＭの分解能をビットリダクション回路にて拡大する。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源として冷陰極線管を用いた映像機器において、放電管に流れる電流の制御をデジタル回路にてＰＷＭパルスを発生させる事により行い、前記ＰＷＭの基準となるクロックをＰＬＬ等の回路により逓倍する事を特徴とした放電灯点灯装置。
【請求項２】
表示機器に用いる放電灯点灯装置であって、
入力映像同期信号をトリガとして所望の輝度設定値に応じた輝度を得るためにＰＷＭパルスを発生する平均電流制御ＰＷＭ回路と、
液晶パネルを駆動するクロックを逓倍し設定された管電流設定レジスタの値に応じてＰＷＭパルスを出力する管電流制御ＰＷＭ回路と、
前記平均電流ＰＷＭパルスと前記管電流ＰＷＭパルスの出力のＡＮＤを演算するＡＮＤ回路と、
前記ＡＮＤ回路の出力信号をもとに電源電圧を制御するＳＷ回路と、
前記ＳＷ回路の出力をもとにインバータを構成する自励発振回路と、
前記自励発信回路に動作安定のためのバラスとコンデンサーを介して接続された冷陰極管と、
冷陰極線管を駆動する管電流を検出するための管電流検出回路と、
前記管電流値を平滑するＬＰＦ回路と
前記ＬＰＦ回路によって平滑化された前記管電流をデジタル化するＡ／Ｄ変換器と、
所望の管電流設定値と前記Ａ／Ｄ変換器の出力を比較し両者が同じになるように前記管電流設定レジスタに値をセットし前記管電流制御ＰＷＭ回路の出力を制御する比較器と、
を備えたことを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項３】
光源として冷陰極線管を用いた映像機器において、放電管に流れる電流の制御をデジタル回路にてＰＷＭにより行い、前記そのＰＷＭの分解能をビットリダクション回路にて拡大する事を特徴とした放電灯点灯装置。
【請求項４】
表示機器に用いる放電灯点灯装置であって、
入力映像同期信号をトリガとして所望の輝度設定値に応じた輝度を得るためにＰＷＭパルスを発生する平均電流制御ＰＷＭ回路と、
液晶パネルを駆動するクロックをクロックとして設定された管電流設定レジスタの値をもとにＤｕｔｙを変調させたＰＷＭパルスを出力する管電流制御ＰＷＭ回路と、
前記平均電流ＰＷＭパルスと前記管電流ＰＷＭパルスの出力のＡＮＤを演算するＡＮＤ回路と、
前記ＡＮＤ回路の出力信号をもとに電源電圧を制御するＳＷ回路と、
前記ＳＷ回路の出力をもとにインバータを構成する自励発振回路と、
前記自励発信回路に動作安定のためのバラスとコンデンサーを介して接続された冷陰極管と、
前記冷陰極線管を駆動する管電流を検出するための管電流検出回路と、
前記管電流値を平滑するＬＰＦ回路と
前記ＬＰＦ回路によって平滑化された管電流をデジタル化するＡ／Ｄ変換器と、
所望の管電流設定値と前記Ａ／Ｄ変換器の出力を比較し両者が同じになるように前記管電流設定レジスタに値をセットし前記管電流制御ＰＷＭ回路の出力を制御する比較器と、
を備えたことを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項５】
光源として冷陰極線管を用いた映像機器において、放電管に流れる電流の制御をデジタル回路にてＰＷＭにより行い、前記そのＰＷＭの周期を制御値に応じて可変し、ある一定以上のＯＮ期間を保証する事のできる放電灯点灯装置。
【請求項６】
表示機器に用いる放電灯点灯装置であって、
入力映像同期信号をトリガとして所望の輝度設定値に応じた輝度を得るためにＰＷＭパルスを発生する平均電流制御ＰＷＭ回路と、
液晶パネルを駆動するクロックをクロックとして設定された管電流設定レジスタの値をもとに管電流の制御周期を変調させたＰＷＭパルスを出力する管電流制御ＰＷＭ回路と、
前記平均電流ＰＷＭパルスと前記管電流ＰＷＭパルスの出力のＡＮＤを演算するＡＮＤ回路と、
前記ＡＮＤ回路の出力信号をもとに電源電圧を制御するＳＷ回路と、
前記ＳＷ回路の出力をもとにインバータを構成する自励発振回路と、
前記自励発信回路に動作安定のためのバラスとコンデンサーを介して接続された冷陰極管と、
前記冷陰極線管を駆動する管電流を検出するための管電流検出回路と、
前記管電流値を平滑するＬＰＦ回路と
前記ＬＰＦ回路によって平滑化された管電流をデジタル化するＡ／Ｄ変換器と、
所望の管電流設定値と前記Ａ／Ｄ変換器の出力を比較し両者が同じになるように前記管電流設定レジスタに値をセットし前記管電流制御ＰＷＭ回路の出力を制御する比較器と、
を備えたことを特徴とする放電灯点灯装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光源として冷陰極線管を用いた映像機器（例えば液晶テレビ）において、特に調光制御をデジタル的に行う放電灯点灯装置の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、液晶表示パネルの光源として冷陰極線管が用いられている。そして管に流れる電流（管電流）を制御することで、発光輝度を制御している。制御としては、電流ピーク値および電流平均値を、それぞれＰＷＭ制御により行なっている。
【０００３】
具体的には、発振回路の電源を１００ｋＨｚ程度の周波数で断続してランプに流れる電流のピーク値を制御し、数百Ｈｚの周波数で断続して平均電流を制御する。
【０００４】
従来の管電流の制御方法の一つとして、開示されたものと類似の放電灯点灯回路の構成を図７に示す（特許文献１参照）。
【０００５】
図７において、９１は冷陰極線管、８９はロイヤー回路により構成され高圧交流電圧を発生させるインバーター回路、８７は前記インバーター回路の動作を断続させるためのスイッチ回路、９０は負性抵抗である前記冷陰極線管９１の動作を安定させる為のインピーダンスであるバラストコンデンサー、９２は前記冷陰極線管に流れる交流電流を電圧値に変換し整流および平滑化を行う管電流検出部、８８は前記管電流検出部９２よりの信号をサンプリングおよびホールドを行うサンプリングホールド回路、８６は管電流制御の基準となる基準電圧源、８５は前記サンプルホールド回路よりの電圧と前記サンプルホールド回路８８の信号の差を出力する演算増幅器、８４は前記演算増幅器８５の出力と輝度設定値を加算する加算器、８１はＰＷＭ制御の基準となる三角波を発生させる三角波発生器、８２は前記三角波発生器８１と前記加算器８４の出力を比較し前記スイッチ回路８７と前記サンプルホールド回路を制御してバースト調光を行う為のＰＷＭパルスを発生させる比較器である。
【０００６】
従来例の動作を図８を用いて説明する。図８において（ａ）は三角波発生器の出力波形、（ｂ）は放電管の発光輝度を設定するための輝度設定値、（ｃ）は演算増幅器８５の出力、（ｄ）は加算器８４の出力、（ｅ）は比較器８２の出力である。
【０００７】
インバーター回路８９は一次電源によって動作し、比較器８２の出力によりスイッチ回路８７にて動作を断続させられ、冷陰極線管９１には（ｆ）のような電流が流れ、電流検出部９２によって電圧に変換、整流および平滑化される。サンプルホールド回路８８は管電流検出部９２の出力を比較器８２の出力パルスでサンプルホールドする。
【０００８】
演算増幅器８５は管電流の基準値となる基準電源８６とサンプルホールド回路の出力電圧の差をとり、基準電源８６よりサンプルホールド回路の出力が大きければ出力値が大きく、逆に小さければ出力が小さくなり、加算器８４の出力もそれに伴い増減する。この結果、輝度設定値より管電流が大きければインバーター回路８９の動作時間が短くなり、逆に小さければ長くなる。このように冷陰極線管９１に流れる平均電流を輝度設定値の応じた値に制御する事ができる。
【０００９】
【特許文献１】
特開２００２−４３０８８号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
液晶ＴＶにおいては表示画像に応じてバックライト輝度をリアルタイム制御する事が一般的に行なわれているが、管電流のピーク制御がアナログ回路によるものであったため、応答速度等を正確に管理するのが困難である。管電流を正確に管理する手段として制御のデジタル化が考えられるが、通常ＰＷＭの基準としてＬＣＤパネル駆動用クロックが用いられ、一ＰＷＭ周期はその整数分の１となる。
【００１１】
一般的な例をあげると、パネルの駆動クロック周波数が３０ＭＨｚであり、管電流制御ＰＷＭの周波数は１００ｋＨｚであるため、Ｄｕｔｙ制御の分解能は３００ｓｔｅｐとなる。ランプの一般的な特性としてＤｕｔｙ比がある程度より小さい場合は管電流が不安定となり、ある程度大きくなると飽和するため、実際に制御を行なえる範囲は約Ｄｕｔｙ６０％〜８０％の間でありその間の分解能は前述の例の場合６０ｓｔｅｐ程度と粗くなってしまうという課題があった。
【００１２】
本発明は前記課題に鑑み、管電流制御をデジタル化し、かつ高精度で行なえる、放電灯点灯装置を提供するものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題に鑑み、光源として冷陰極線管を用いた映像機器において、放電管に流れる電流の制御をデジタル回路によるＰＷＭパルスを用いて行い、前記ＰＷＭの基準となるクロックをＰＬＬ等の回路により逓倍する、または、前記ＰＷＭの分解能をビットリダクション回路にて拡大する、若しくは、前記ＰＷＭの周期を制御値に応じて可変し、ある一定以上のＯＮ期間を保証する事で解決する放電灯点灯装置を提供するものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の放電灯点灯装置は、放電管に流れる電流のピーク値制御に用いるＰＷＭの基準クロックとして、ＬＣＤパネル駆動クロックを整数倍した物を用いる事を特徴としたものである。
【００１５】
本発明の請求項２に記載の放電灯点灯装置は、請求項１に記載した装置をより具体的な例で示したものである。
【００１６】
本発明の請求項３に記載の放電灯点灯装置は、放電管に流れる電流のピーク値制御に用いるＰＷＭの基準クロックとしてＬＣＤパネル駆動クロックを用い、ＰＷＭパルスのＤｕｔｙ値をビットリダクション回路により、時間方向に分散させる事を特徴としたものである。
【００１７】
本発明の請求項４に記載の放電灯点灯装置は、請求項３に記載した装置をより具体的な例で示したものである。
【００１８】
本発明の請求項５に記載の放電灯点灯装置は、放電管に流れる電流のピーク値制御に用いるＰＷＭの基準クロックとしてＬＣＤパネル駆動クロックを用い、管電流制御値がｎより大きいときは、ＰＷＭ周期を一定のままＯＮ期間を増加させ、ｎ以下の時はＯＮ期間を固定としＯＦＦ期間を増加させて周期を伸ばすよう制御する事を特徴としたものである。
【００１９】
本発明の請求項６に記載の放電灯点灯装置は、請求項５に記載した装置をより具体的な例で示したものである。
【００２０】
以下に、本発明の一実施の形態について、図１から図６を用いて説明する。
【００２１】
（実施の形態１）
図１は本発明の第１の実施例を示し、図１において１は平均電流制御ＰＷＭ回路、２は第１の管電流制御ＰＷＭ回路、３はＳＷ回路、４はＡＮＤ回路、５は比較器、６はＡ／Ｄ変換器、７は自励発振回路、８はバラストコンデンサー、９は冷陰極線管、１０は管電流検出回路、１１はＬＰＦ回路である。また図２は本発明第１の実施の動作を示すタイミングチャートである。
【００２２】
以下に具体的な動作を説明する。入力映像同期信号をもとに所望の輝度設定値の応じた形で平均電流制御ＰＷＭ回路１よりＰＷＭパルスが出力される。所望の輝度設定値とは例えばユーザーに開放したバックライトの明るさを制御するためのＰＷＭのＤｕｔｙ比でありＤｕｔｙ０〜１００％を任意に設定する。前記ＰＷＭパルスは通常映像信号のフレーム周波数とインバータとの干渉縞を防ぐため映像同期信号の垂直周波数に同期している。
【００２３】
一方、管電流制御ＰＷＭ回路２では液晶パネルを駆動するクロックを逓倍し、設定された管電流値に応じたＰＷＭパルスが発生される。例えばパネルの駆動クロック周波数が３０ＭＨｚであり、管電流制御ＰＷＭの周波数は１００ｋＨｚの場合、Ｄｕｔｙ制御の分解能は３００ｓｔｅｐしかとれないが、パネルの駆動クロックを４逓倍することで、Ｄｕｔｙ制御の分解能は１２００ｓｔｅｐとれることになり、約Ｄｕｔｙ６０％〜８０％の間でもその間の分解能は２４０ｓｔｅｐと十分実用範囲内となる。
【００２４】
前記平均電流制御ＰＷＭ回路１のＰＷＭ出力と前記管電流制御ＰＷＭ回路２のＰＷＭ出力はＡＮＤ回路４で演算され、ＳＷ３に供給される。ＳＷ３ではＰＷＭ信号をもとに電源電圧を制御し後段自励発振回路７を駆動し、バラストコンデンサ８を介して冷陰極線管９が発光する。また、冷陰極線管９を駆動する管電流は管電流検出回路１０で検出され、ＬＰＦ１１で平滑化され後、平均電流制御ＰＷＭの周期に同期してＡ／Ｄ変換器６でデジタル化され、比較器５で管電流設定との差分をもとめ、その差分値を管電流設定値にフィードバックすることで安定な管電流を得ることができる。
【００２５】
（実施の形態２）
図３は本発明の第２の実施例を示し、図３において１２は第２の平均電流制御ＰＷＭ回路である。また、図４は本発明第２の実施の動作を示すタイミングチャートである。以下に具体的な動作を説明する。第１の実施例では分解能を増やす為にクロックを逓倍することにより、ＰＷＭが動作するクロック周波数が高くしている。
【００２６】
しかし半導体によっては逓倍器を内蔵させるのは困難な場合やコストアップに繋がる為、クロック周波数は液晶パネルの駆動クロックそのものを使いたい場合がある。そのために第２の実施例では制御する管電流ＰＷＭのＤｕｔｙを変調させて、ビットリダクションさることにより見かけ上の分解能をＵＰさせている。
【００２７】
すなわち図４に示すようにＤｕｔｙ５０．２５％を実現したい場合ＰＷＭ周期は一定で、Ｄｕｔｙを５０％、５０％、５０％、５１％となるように制御する。そうすると平均Ｄｕｔｙは（５０％＋５０％＋５０％＋５１％）／４＝５０．２５％となり、分解能が増えたのと同じ効果を得ることができる。
【００２８】
（実施の形態３）
図５は本発明の第３の実施例を示し、図５において１３は第３の平均電流制御ＰＷＭ回路である。また、図６は本発明第２の実施の動作を示すタイミングチャートである。以下に具体的な動作を説明する。第２の実施例ではみかけ上の分解能を増やす為に管電流ＰＷＭのＤｕｔｙを変調させているが、第３の実施例では管電流ＰＷＭの周期を可変させる。
【００２９】
すなわちＰＷＭのＨｉｇｈの期間を固定にしてＬｏｗの期間を図６に示すように変調させる。図６において、ｃ１はともともの管電流ＰＷＭの周期をあらわし、ｃ２はＬｏｗの期間を変調させた場合を示す。このようにすることで第２の実施例と同様見かけ上の分解能を向上させることができる。Ｄｕｔｙを変調するか周期を変調するかはインバータ回路や液晶パネルなどの要因に応じてよりよい方式を選択して用いるとよい。
【００３０】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、放電管に流れるピーク電流制御を、十分な精度を確保しつつデジタル化できるため、管電流値を正確に管理できる放電灯点灯装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１による放電灯点灯装置の構成図
【図２】図１の動作を説明する波形図
【図３】本発明の実施の形態２による放電灯点灯装置の構成図
【図４】図２の動作を説明する波形図
【図５】本発明の実施の形態３による放電灯点灯装置の構成図
【図６】図５の動作を説明する波形図
【図７】従来の放電灯点灯装置の構成図
【図８】図７の動作を説明する波形図
【符号の説明】
１  平均電流制御ＰＷＭ回路
２  第１の管電流制御ＰＷＭ回路
３  ＳＷ回路
４  ＡＮＤ回路
５  比較器
６  Ａ／Ｄ変換器
７  自励発振回路
８  バラストコンデンサー
９  冷陰極線管
１０  管電流検出回路
１１  ＬＰＦ回路
１２  第２の管電流制御ＰＷＭ回路
１３  第３の管電流制御ＰＷＭ回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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