(57)【要約】【課題】冷陰極管の明るさを広い範囲で調整し、かつ冷陰極管を安定して発光させ、かつ冷陰極管の短寿命化を防止することのできる照明ユニットと、周囲の明るさに合わせて発光輝度を変更することのできる該照明ユニットの提供を課題とする。【解決手段】冷陰極管を交流駆動する駆動回路に振幅制御部とデューティ制御部を設け、交流波形の振幅及びデューティを同時に制御することによって該冷陰極管の明るさを調整する。また、外部の明るさを検知する光センサーと、該光センサーの検知する光量が大きいときに前記冷陰極管の明るさが明るくなるように、前記駆動回路の交流波形の振幅及びデューティを制御する制御回路と、をさらに備えることにより、外部の明るさに適した明るさで冷陰極管を発光させる。【選択図】図１
2005142124.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷陰極管と、該冷陰極管を交流駆動する駆動回路と、を備える照明ユニットであって、
該駆動回路は、交流波形の振幅及びデューティを同時に制御することによって該冷陰極管の明るさを調整することを特徴とする照明ユニット。
【請求項２】
前記照明ユニットの外部の明るさを検知する光センサーと、該光センサーの検知する光量が大きいときに前記冷陰極管の明るさが明るくなるように、前記駆動回路の交流波形の振幅及びデューティを制御する制御回路と、をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の照明ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カーナビゲーションシステムや携帯電話機の表示装置等の液晶表示装置で利用されている、冷陰極管の明るさを自動で制御することのできる照明ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
カーナビゲーションシステムや車載用表示装置の液晶表示装置用光源として、冷陰極管が用いられている。これらの液晶表示装置は周囲の明るさが変化する環境下で使用されるため、周囲の明るさに合わせて発光輝度を変更することができる冷陰極管が提案されている。
【０００３】
冷陰極管の発光輝度は、冷陰極管に流れる電流によって決まる。このため、冷陰極管の発光輝度を調整する方法に、冷陰極管を交流駆動する回路において冷陰極管に流す電流を増減させる方法が用いられている。
【０００４】
従来の方法の１つに、交流波形のパルス幅を変化させる方法がある（例えば、特許文献１参照。）。直流電流から交流電流に変換する駆動回路において、デューティ制御により交流電流の発生を一時的に停止させる。これによって変換後の交流電流のデューティを変え、駆動回路からの出力電流を変化させる。この方法では、パルス波形の周波数成分が交流電流の周波数内に制限される。その周波数の範囲を超えると周波数成分まで変わってしまうため、冷陰極管を安定して発光させることができなくなる。このため、冷陰極管の駆動に適した固定した繰り返し周波数で使用すると、冷陰極管の明るさを広い範囲で調整するのは困難であった。
【０００５】
他の方法に、交流波形の振幅を変化させる方法がある。冷陰極管の交流駆動回路から出力する電圧を変化させることで出力電流を増減させる。この方法では、交流駆動回路の出力電流を増やすと冷陰極管に高い電圧がかかるので、冷陰極管の寿命が短くなってしまう。反対に出力電流を減らすと冷陰極管の放電が止まってしまい、安定した冷陰極管の発光が得られない。このように、交流波形の振幅の変化による方法では、冷陰極管の明るさを広い範囲で調整するのは困難であった。
【特許文献１】特開平１０‐３３７０３５号公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
冷陰極管の明るさを広い範囲で調整し、かつ冷陰極管を安定して発光させ、かつ冷陰極管の短寿命化を防止することのできる照明ユニットの提供を課題とする。また、周囲の明るさに合わせて発光輝度を変更することのできる前記照明ユニットの提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る照明ユニットは、冷陰極管と、該冷陰極管を交流駆動する駆動回路と、を備える照明ユニットであって、該駆動回路は、該冷陰極管を交流駆動する電流の交流波形の振幅及びデューティを同時に制御することによって該冷陰極管の明るさを調整することを特徴とする。振幅及びデューティを同時に制御するので、広い範囲で冷陰極管の電流を調整することができる。これにより、冷陰極管の明るさを広い範囲で調整し、かつ冷陰極管を安定して発光させ、かつ冷陰極管の短寿命化を防止することのできる照明ユニットの提供が可能となる。
【０００８】
また本発明に係る照明ユニットは、外部の明るさを検知する光センサーと、該光センサーの検知する光量が大きいときに前記冷陰極管の明るさが明るくなるように、前記駆動回路の交流波形の振幅及びデューティを制御する制御回路と、をさらに備える。これらを備えることにより、外部の明るさに適した明るさで冷陰極管を発光させることができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によると、冷陰極管を交流駆動する駆動回路において、交流波形の振幅及びデューティを同時に制御することにより、冷陰極管の明るさを広い範囲で調整し、かつ冷陰極管を安定して発光させ、かつ冷陰極管の短寿命化を防止することが可能な照明ユニットの提供が可能になる。また、照明ユニット外部の明るさを検知する光センサーをさらに備えることにより、周囲の明るさに合わせて発光輝度を変更することができる照明ユニットの提供が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照して実施形態を説明する。図１は照明ユニットの一例を示したブロック図であり、図２は図１の駆動回路２からの出力電流を大きくするときの駆動回路２における交流波形図であり、図３は図１の駆動回路２からの出力電流を小さくするときの駆動回路２における交流波形図であり、図４は他の照明ユニットの一例を示したブロック図である。
【００１１】
図１の照明ユニットは、冷陰極管１と、冷陰極管１を交流駆動する駆動回路２と、を備え、駆動回路２の出力端子が冷陰極管１の高圧側の電極に接続される。駆動回路２は、交流波形の振幅を制御する振幅制御部３と、交流波形のデューティを制御するデューティ制御部４を備える。駆動回路２は、振幅制御部３およびデューティ制御部４によって交流波形を制御した電流で冷陰極管１を駆動する。
【００１２】
冷陰極管１は、電流が流れると光を発する、よく知られた構造のものでよい。冷陰極管１は冷陰極管内を流れる電流によって明るさが変わる。
【００１３】
駆動回路２は、照明ユニットを備える液晶表示装置内に配置される、冷陰極管１を交流駆動する回路である。駆動回路２は、振幅制御部３とデューティ制御部４を含み、振幅制御部３からの信号によって交流波形の振幅を、デューティ制御部４からの信号によって交流波形のデューティを変更する。これらによって駆動回路２から出力される電流の交流波形を変え、冷陰極管１の明るさを調整する。
【００１４】
振幅制御部３は、駆動回路２の一部であり、駆動回路２から出力する交流波形の振幅を制御する。振幅制御部３は、交流波形の振幅を変えることのできる従来構造のものでよく、一例としては交流電流の電圧を変化させるものがある。振幅制御部３において、交流電流の電圧を上げることによって交流波形の振幅を大きくし、交流電流の電圧を下げることによって交流波形の振幅を小さくすればよい。駆動回路２から出力される交流波形の振幅を大きくすることによって冷陰極管１を明るくし、振幅を小さくすることによって冷陰極管１を暗くすることができる。
【００１５】
デューティ制御部４は、駆動回路２の一部であり、駆動回路２から出力される交流波形のデューティを制御する。デューティ制御部４は、デューティを制御することのできる従来構造のものでよく、一例としてはコンデンサーのチャージを利用して一定時間後に電流をゼロにするものがある。駆動回路２から出力される交流波形のデューティを大きくすることにより冷陰極管１を明るくし、デューティを小さくことにより冷陰極管１を暗くすることができる。デューティ制御による冷陰極管１の明るさの調整は、冷陰極管１に適したパルス波形の周波数成分が駆動周波数の帯域内であれば安定して行うことができる。一定の駆動周波数で冷陰極管１を駆動してもよいが、この駆動周波数帯域内で駆動周波数を変更して、出力電流の可変範囲を広げることもできる。
【００１６】
図２は、冷陰極管１を明るくするときの、駆動回路２における矩形波の一形態を示す交流波形である。図２−１は制御前、図２−２は振幅制御後、図２−３はデューティ制御後、図２−４は振幅およびデューティ制御後、の電圧の時間変化を示している。冷陰極管１の明るさは、電圧の時間総和である電流、すなわち図示する交流波形で囲まれた面積により決まる。よって、図２−４に示すように、振幅およびデューティの２つの要素を変化させることにより、振幅またはデューティのみの制御に比べて電流を大幅に変えることができる。また、振幅およびデューティの２つの要素を変化させることにより、冷陰極管１の寿命を短くするような高い電圧を冷陰極管１に印加しなくても大きな電流に変化させることができる。さらに、交流の周波数内でも駆動回路２から出力する電流の可変範囲を広くできるので、冷陰極管１の明るさの可変範囲を広くしても冷陰極管１の駆動に適した周波数を用いることができる。これらにより、冷陰極管１を安定して発光させるとともに、冷陰極管１の短寿命化の防止も可能になる。
【００１７】
図３は、冷陰極管１を暗くするときの、駆動回路２における矩形波の一形態を示す交流波形である。図３−１は制御前、図３−２は振幅制御後、図３−３はデューティ制御後、図３−４は振幅およびデューティの制御後、の電圧の時間変化を示している。冷陰極管１の明るさは、電圧の時間総和である電流、すなわち図示する交流波形で囲まれた面積により決まる。よって、図３−４に示すように、振幅およびデューティの２つの要素を変化させることにより、振幅またはデューティのみの制御に比べて電流を大幅に変化させることができる。また、振幅およびデューティの２つの要素を変化させるので、冷陰極管の放電が止まるような低い電圧を使用しなくても冷陰極管に印加する電流を少なくすることができる。これにより、安定して冷陰極管を発光させ、かつ冷陰極管の短寿命化を防止することができる。
【００１８】
図４に示す実施形態に係る照明ユニットは、冷陰極管１と、振幅制御部３とデューティ制御部４を含み、かつ冷陰極管１を交流駆動する駆動回路２と、照明ユニットの外部の明るさを検知する光センサー５と、駆動回路２の交流波形の振幅およびデューティを制御する制御回路６と、を備えており、光センサー５の出力端子は制御回路６の入力端子に接続され、制御回路６の出力端子が駆動回路２の入力端子に接続され、駆動回路２の出力端子が冷陰極管１の高圧側電極に接続される。
【００１９】
光センサー５で検知した信号は制御回路６に伝送され、制御回路６は駆動回路２の入力端子を通じて光センサー５からの信号によって振幅制御部３およびデューティ制御部４を制御し、駆動回路２は振幅制御部３およびデューティ制御部４からの信号によって交流波形を変え、交流波形を制御した電流で冷陰極管１を駆動する。
【００２０】
光センサー５は、照明ユニットを備える液晶表示装置の一部に配置されるもので、明るさを検知することのできるよく知られたものである。光センサー５に使用する光センサーとしては、シリコンフォトダイオードなどのフォトダイオードがある。また光センサー５は、光を電気信号に変換することができればよく、フォトダイオードの他にも、ＣｄＳなど光電導素子、光電管、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）、ＭＯＳ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）、熱電堆がある。光センサー５の検知部は、液晶表示装置の一部に配置してもよいが、表示装置と分離して配置してもよい。光量が測定できればよいので、空調装置の照明センサー等の別途用意された光センサーを用いることもできる。
【００２１】
制御回路６は、光センサー５で検知した光量の情報によって振幅制御部３およびデューティ制御部４を制御する回路である。光センサー５で検知した光量が大きくなった時には、振幅制御部３では交流波形の振幅が大きくなるよう、またデューティ制御部４ではデューティが大きくなるように、それぞれを制御する。また、光センサー５で検知した光量が小さくなった時には、振幅制御部３では交流波形の振幅が小さくなるよう、またデューティ制御部４ではデューティが小さくなるように、それぞれを制御する。
【００２２】
駆動回路２は、冷陰極管１を交流駆動する回路である。駆動回路２は、振幅制御部３とデューティ制御部４を含み、振幅制御部３からの信号によって交流波形の振幅を、デューティ制御部４からの信号によって交流波形のデューティを変更する。これらによって駆動回路２から出力される電流の交流波形を変え、冷陰極管１の明るさを調整することができる。
【００２３】
振幅制御部３は、駆動回路２の一部であり、制御回路６からの信号によって駆動回路２から出力する交流波形の振幅を制御する。振幅制御部３は、光センサー５で検知した光量が大きくなったときには、交流電流の電圧を上げることによって交流波形の振幅を大きくする。また、光センサー５で検知した光量が小さくなったときには、交流電流の電圧を下げることによって交流波形の振幅を小さくする。駆動回路２から出力される交流波形の振幅を大きくすることにより冷陰極管１を明るくし、振幅を小さくすることにより冷陰極管１を暗くすることができる。
【００２４】
デューティ制御部４は、駆動回路２の一部であり、制御回路６からの信号によって駆動回路２から出力される交流波形のデューティを制御する。デューティ制御部４は、デューティを制御することのできる従来構造のものでよく、一例としてはコンデンサーのチャージを利用して一定時間後に電流をゼロにするものがある。光センサー５で検知した光量が大きくなったときには交流波形のデューティを大きくし、光センサー５で検知した光量が小さくなったときには交流波形のデューティを小さくする。駆動回路２から出力される交流波形のデューティを大きくすることにより冷陰極管１を明るくし、デューティを小さくすることにより冷陰極管１を暗くすることができる。デューティ制御による冷陰極管１の明るさの調整は、冷陰極管１に適したパルス波形の周波数成分が駆動周波数の帯域内であれば安定して行うことができる。一定の周波数で冷陰極管１を駆動してもよいが、この駆動周波数帯域内で駆動周波数を変更して、出力電流の可変範囲を広げることもできる。
【００２５】
振幅制御部３およびデューティ制御部４で制御した駆動回路２における交流波形を図２および図３に示す。図に示すように、振幅およびデューティの制御を可能にしたことにより、振幅またはデューティのみの制御に比べて電流を大幅に変化させることができる。これによって、液晶表示光装置の周囲の明るさの変化が大きい場合でも、より適した明るさで安定して冷陰極管を点灯することのできる、視認性の高い液晶表示光装置を提供することができる。さらに、冷陰極管の寿命が短くなるような高い電圧を冷陰極管に印加しなくても冷陰極管に流れる電流を大きくすることができ、かつ交流の周波数内でも可変範囲を広くできるので冷陰極管の短寿命化を防止できる。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明による照明ユニットは、カーナビゲーションシステムの液晶表示装置を始め、車載用の映像表示装置に適用することができる。さらに、車載用のみならず、一般的な映像表示装置にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】照明ユニットの一例を示したブロック図である。
【図２】冷陰極管を明るくするときの、図１で示した駆動回路２における交流波形図である。図２−１は制御前、図２−２は振幅制御後、図２−３はデューティ制御後、図２−４は振幅およびデューティ制御後、の電圧の時間変化を示している。
【図３】冷陰極管を暗くするときの、図１で示した駆動回路２における交流波形図である。図３−１は制御前、図３−２は振幅制御後、図３−３はデューティ制御後、図３−４は振幅およびデューティ制御後、の電圧の時間変化を示している。
【図４】照明ユニットの他の実施例を示したブロック図である。
【符号の説明】
【００２８】
１  冷陰極管
２  駆動回路
３  振幅制御部
４  デューティ制御部
５  光センサー
６  制御回路
【図１】
2005142124.tif 000003
【図２】
2005142124.tif 000004
【図３】
2005142124.tif 000005
【図４】
2005142124.tif 000006