(57)【要約】【課題】  液晶バックライトに設けられた複数の点灯ブロックを個々に制御する構成において、各点灯ブロックを制御する回路の規模低減に有効な液晶バックライト駆動装置を提供する。【解決手段】  液晶バックライトを点灯ブロックＢＬ１〜ＢＬ４に分割し、各点灯ブロックに電力供給を行うフルブリッジ回路をスイッチング素子Ｑ１およびＱ２で構成されるハイサイド側のスイッチング部と、スイッチング素子Ｑ３およびＱ４で構成されるローサイド側のスイッチング部とに分割し、ローサイド側のスイッチング部を点灯ブロックＢＬ１〜ＢＬ４にそれぞれ設け、ハイサイド側のスイッチング部を各点灯ブロックに共通で使用する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶バックライトを構成する光源が複数の点灯ブロックに分割され、該各点灯ブロックのそれぞれにスイッチング制御に基づく電力供給を行うブリッジ回路を備えた液晶バックライト制御装置において、
前記ブリッジ回路は、第１のスイッチング部と、第２のスイッチング部とを備え、
前記第１のスイッチング部は、前記各点灯ブロックで共用され、前記第２のスイッチング部は、前記各点灯ブロックのそれぞれに対応して設けられたことを特徴とする液晶バックライト制御装置。
【請求項２】
前記第１のスイッチング部は、第１および第２のスイッチング素子で構成され、前記第２のスイッチング部は、第３および第４のスイッチング素子で構成され、前記第１のスイッチング素子と前記第２のスイッチング素子とが交互に導通状態となるタイミングで制御され、前記第３のスイッチング素子と前記第４のスイッチング素子とが交互に導通状態となるタイミングで制御されることを特徴とする請求項１記載の液晶バックライト制御装置。
【請求項３】
前記第１のスイッチング部は、第１および第２のスイッチング素子で構成され、前記第２のスイッチング部は、第３および第４のスイッチング素子で構成され、前記第１のスイッチング素子と前記第３のスイッチング素子とが交互に導通状態となるタイミングで制御され、前記第２のスイッチング素子と前記第４のスイッチング素子とが交互に導通状態となるタイミングで制御されることを特徴とする請求項１記載の液晶バックライト制御装置。
【請求項４】
前記第１のスイッチング部は、第１および第２のスイッチング素子で構成され、前記第２のスイッチング部は、第３のスイッチング素子で構成され、前記第１のスイッチング素子と前記第２のスイッチング素子とが交互に導通状態となるタイミングで制御され、前記第３のスイッチング素子は、前記第１および第２のスイッチング素子のそれぞれと導通経路を形成するタイミングで制御され、前記各点灯ブロックごとに設けられた第３のスイッチング素子にはそれぞれ環流素子が接続されることを特徴とする請求項１記載の液晶バックライト制御装置。
【請求項５】
前記第１のスイッチング部は、第１のスイッチング素子で構成され、前記第２のスイッチング部は、第２のスイッチング素子で構成され、前記第１のスイッチング素子と前記第２のスイッチング素子とが交互に導通状態となるタイミングで制御され、前記各点灯ブロックごとに設けられた第２のスイッチング素子にはそれぞれ環流素子と逆流防止素子とが設けられることを特徴とする請求項１記載の液晶バックライト制御装置。
【請求項６】
液晶バックライトを構成する光源が複数の点灯ブロックに分割され、該各点灯ブロックに電力供給を行う交流電源と、該各点灯ブロックの点灯タイミングを制御する手段とを備えた液晶バックライト制御装置において、
前記各点灯ブロックは、前記光源を構成するランプを備え、
前記交流電源は、前記各点灯ブロックごとに設けられたトランスと、該各トランスに電気的に接続された電力供給源とを備えるとともに、前記各トランスの二次巻線が前記ランプに接続され、一次巻線が前記交流電源に対して直列に配置され、
前記点灯タイミングを制御する手段は、前記各トランスの機能制限を行う手段を備えたことを特徴とする液晶バックライト制御装置。
【請求項７】
前記各トランスの制限を行う手段は、
該各トランスの一次巻線をバイパスするバイパス路と、
前記バイパス路に設けられたスイッチ素子と
を具備することを特徴とする請求項６記載の液晶バックライト制御装置。
【請求項８】
前記各トランスの制限を行う手段は、
該各トランスの一次側に結合させた３次巻線と、
前記３次巻線の開放と短絡を制御する手段と
を具備することを特徴とする請求項６記載の液晶バックライト制御装置。
【請求項９】
液晶バックライトを構成する光源が複数の点灯ブロックに分割され、該各点灯ブロックに電力供給を行う交流電源と、該各点灯ブロックの点灯タイミングを制御する手段とを備えた液晶バックライト制御装置において、
前記各点灯ブロックは、前記光源を構成する複数のランプと、該各ランプ間の電流バランスを調整するバランサとを備え、
前記交流電源は、前記各点灯ブロックごとに設けられたトランスを備え、
前記各点灯ブロックに供給される電力は、前記トランスと前記バランサを介して前記複数のランプに与えられ、
前記点灯タイミングを制御する手段は、前記各点灯ブロックごとに電力供給状態を制御することを特徴とする液晶バックライト制御装置。
【請求項１０】
前記交流電源は、前記トランスにスイッチング制御に基づく電力供給を行うブリッジ回路をさらに備え、
前記ブリッジ回路は、第１のスイッチング部と、第２のスイッチング部とを備え、
前記第１のスイッチング部は、前記各点灯ブロックで共用され、前記第２のスイッチング部は、前記各点灯ブロックのそれぞれに対応して設けられ、
前記点灯タイミングを制御する手段は、前記各第２のスイッチングを制御することで前記各点灯ブロックごとに電力供給状態を制御し、該点灯タイミングに該当した点灯ブロック内の電流バランスは、該点灯ブロック内に設けられた前記バランサにより調整されることを特徴とする請求項９記載の液晶バックライト制御装置。
【請求項１１】
複数の点灯ブロックで構成された液晶バックライトと、該各点灯ブロックの点灯タイミングを制御する点灯制御部と、該点灯タイミングに基づいて前記各点灯ブロックのそれぞれにスイッチング制御に基づく電力供給を行うブリッジ回路とを備えた液晶バックライト制御装置において、
前記ブリッジ回路は、第１のスイッチング部と、第２のスイッチング部とを備え、
前記第１のスイッチング部は、前記各点灯ブロックで共用され、前記第２のスイッチング部は、前記各点灯ブロックのそれぞれに対応して設けられたことを特徴とする液晶バックライト制御装置。
【請求項１２】
前記点灯制御部は、前記点灯タイミングに基づいて該当する点灯ブロックに対応した前記第２のスイッチング部を制御するとともに、前記各点灯ブロックごとに出力される点灯タイミングのそれぞれに協働させて前記第１のスイッチング部を制御することを特徴とする請求項１１記載の液晶バックライト制御装置。
【請求項１３】
前記各点灯ブロックごとに出力される点灯タイミングは、映像信号のフレーム周期内に前記各点灯ブロックを順次点灯させる期間を有し、少なくとも該順次点灯期間は前記第１のスイッチング部が動作可能状態に設定されることを特徴とする請求項１２記載の液晶バックライト制御装置。
【請求項１４】
前記第１のスイッチング部は、前記各点灯ブロックのそれぞれに出力された点灯タイミングの論理和に基づいて制御されることを特徴とする請求項１２記載の液晶バックライト制御装置。
【請求項１５】
前記各点灯ブロックに流れる電流値をそれぞれ検出する手段をさらに具備し、
前記点灯制御部は、
前記第１のスイッチング部を制御する第１の制御パターンを出力する手段と、
前記検出した電流値に基づいて前記第２のスイッチング部を制御する第２の制御パターンを出力する手段とを具備し、
前記点灯ブロックごとに出力される第２の制御パターンは、それぞれ前記第１の制御パターンとの相対関係で決定されることを特徴とする請求項１１記載の液晶バックライト制御装置。
【請求項１６】
前記点灯制御部は、前記第１の制御パターンと前記第２の制御パターンのデューティを同一に設定し、これらの位相関係を調整することを特徴とする請求項１５記載の液晶バックライト制御装置。
【請求項１７】
前記点灯タイミングは、点灯開始タイミングと点灯終了タイミングを含み、
前記点灯制御部は、前記点灯開始タイミングでは該当する点灯ブロックの電力供給量を徐々に増加させるとともに、前記点灯終了タイミングでは該当する点灯ブロックの電力供給量を徐々に減少させることを特徴とする請求項１１記載の液晶バックライト制御装置。
【請求項１８】
前記点灯制御部は、
前記第１のスイッチング部を制御する第１の制御パターンを出力する手段と、
前記第２のスイッチング部を制御する第２の制御パターンを出力する手段とを具備し、
前記各点灯ブロックに供給される電力供給量は、前記第１の制御パターンと前記第２の制御パターンとの相対関係で決定され、該相対関係を徐々に変化させることで前記電力供給量を徐々に変化させることを特徴とする請求項１７記載の液晶バックライト制御装置。
【請求項１９】
前記点灯制御部は、前記電力供給量を徐々に変化させている間は前記第１のスイッチング部を動作可能状態に制御することを特徴とする請求項１７記載の液晶バックライト制御装置。
【請求項２０】
前記点灯制御部は、前記各点灯ブロックの点灯タイミングを固定の位相差で出力することを特徴とする請求項１１記載の液晶バックライト制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、液晶バックライト駆動装置に関し、特に、画質の改善に有効な液晶バックライト駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ＴＶに代表される液晶ディスプレイの動画性能を向上させる手法として、液晶バックライトの光源を複数のブロックに分割し、この分割したブロックごとに点灯タイミングを制御する手法が検討されている。この手法は、例えば、下記の文献に記載されている。
【特許文献１】特開２００５−９９３６７号公報  この特許文献１には、同文献の図１に記載されたように、４つのブロックに分割されたバックライト３２〜３５が駆動回路２８〜３１によってそれぞれ独立に駆動される構成が示されている。
【０００３】
しかし、この特許文献１に記載された構成では、点灯ブロックの数に応じた駆動回路が必要になるため、バックライト駆動部の回路規模が大きくなる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで、本発明は、液晶バックライトに設けられた複数の点灯ブロックを個々に制御する構成において、各点灯ブロックを制御する回路の規模低減に有効な液晶バックライト駆動装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、液晶バックライトを構成する光源が複数の点灯ブロックに分割され、該各点灯ブロックのそれぞれにスイッチング制御に基づく電力供給を行うブリッジ回路を備えた液晶バックライト制御装置において、前記ブリッジ回路は、第１のスイッチング部と、第２のスイッチング部とを備え、前記第１のスイッチング部は、前記各点灯ブロックで共用され、前記第２のスイッチング部は、前記各点灯ブロックのそれぞれに対応して設けられたことを特徴とする。
【０００６】
このように、ブリッジ回路を機能分割し、一方の機能グループを各点灯ブロックで共有し、他方の機能グループを各点灯ブロックのそれぞれに設けることで、各点灯ブロックに対する独立制御を可能にしつつ、片側の機能グループが共通化されるため、各点灯ブロックごとにブリッジ回路を設ける場合に比べて、回路規模の低減が図られる。
【０００７】
ここで、ブリッジ回路は、フルブリッジでもハーフブリッジでも良く、ブリッジ回路の機能分割は、ハイサイドとローサイドで分割しても良く、負荷に供給する電力、電圧、電流の極性が異なるグループで分割しても良い。ブリッジ回路を構成するスイッチング部はＦＥＴ等のスイッチング素子で構成しても良くダイオード等の整流素子で構成しても良い。
【０００８】
また、各点灯ブロックは、冷陰極管や熱陰極管等の蛍光管で構成しても良く、ＬＥＤ等の半導体デバイスで構成しても良い。点灯ブロックに蛍光管を用いる場合には、インバータトランスを介して前記ブリッジ回路の出力を蛍光管に供給すれば良く、ＬＥＤを用いる場合には、平滑フィルタを介して前記ブリッジ回路の出力をＬＥＤに供給すれば良い。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記第１のスイッチング部は、第１および第２のスイッチング素子で構成され、前記第２のスイッチング部は、第３および第４のスイッチング素子で構成され、前記第１のスイッチング素子と前記第２のスイッチング素子とが交互に導通状態となるタイミングで制御され、前記第３のスイッチング素子と前記第４のスイッチング素子とが交互に導通状態となるタイミングで制御されることを特徴とする。
【００１０】
このように、ブリッジ回路を４つのスイッチング素子で構成されたフルブリッジ回路とし、このフルブリッジ回路を負荷の両極側それぞれで左右に分割することにより、左側または右側のスイッチング素子対のいずれか一方を各点灯ブロックで共通とし、他方を各点灯ブロックの個々に設ければ、いずれか一方を共通にした構成で各点灯ブロックを個別に制御することができる。
【００１１】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記第１のスイッチング部は、第１および第２のスイッチング素子で構成され、前記第２のスイッチング部は、第３および第４のスイッチング素子で構成され、前記第１のスイッチング素子と前記第３のスイッチング素子とが交互に導通状態となるタイミングで制御され、前記第２のスイッチング素子と前記第４のスイッチング素子とが交互に導通状態となるタイミングで制御されることを特徴とする。
【００１２】
このように、ブリッジ回路を４つのスイッチング素子で構成されたフルブリッジ回路とし、このフルブリッジ回路を負荷のハイサイドとローサイドのそれぞれで上下に分割することにより、上側または下側のスイッチング素子対のいずれか一方を各点灯ブロックで共通とし、他方を各点灯ブロックの個々に設ければ、いずれか一方を共通にした構成で各点灯ブロックを個別に制御することができる。
【００１３】
請求項４記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記第１のスイッチング部は、第１および第２のスイッチング素子で構成され、前記第２のスイッチング部は、第３のスイッチング素子で構成され、前記第１のスイッチング素子と前記第２のスイッチング素子とが交互に導通状態となるタイミングで制御され、前記第３のスイッチング素子は、前記第１および第２のスイッチング素子のそれぞれと導通経路を形成するタイミングで制御され、前記各点灯ブロックごとに設けられた第３のスイッチング素子にはそれぞれ環流素子が接続されることを特徴とする。
【００１４】
このように、ブリッジ回路を３つのスイッチング素子と環流素子とで構成されたフルブリッジ回路とし、このフルブリッジ回路を負荷のハイサイドとローサイドのそれぞれで上下に分割することにより、上側または下側のスイッチング素子対のいずれか一方を各点灯ブロックで共通とし、他方を各点灯ブロックの個々に設ければ、いずれか一方を共通にした構成で各点灯ブロックを個別に制御することができる。
【００１５】
また、請求項５記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記第１のスイッチング部は、第１のスイッチング素子で構成され、前記第２のスイッチング部は、第２のスイッチング素子で構成され、前記第１のスイッチング素子と前記第２のスイッチング素子とが交互に導通状態となるタイミングで制御され、前記各点灯ブロックごとに設けられた第２のスイッチング素子にはそれぞれ環流素子と逆流防止素子とが設けられることを特徴とする。
【００１６】
このように、ブリッジ回路を２つのスイッチング素子で構成されたハーフブリッジ回路とし、このハーフブリッジ回路を負荷のハイサイドとローサイドのそれぞれで上下に分割することにより、上側または下側のスイッチング素子対のいずれか一方を各点灯ブロックで共通とし、他方を各点灯ブロックの個々に設ければ、いずれか一方を共通にした構成で各点灯ブロックを個別に制御することができる。この場合は、第２のスイッチング素子側に点灯ブロック側からのリーク経路となる環流素子と、他の点灯ブロックへの逆流を防止する逆流防止素子を設ける。
【００１７】
請求項６記載の発明は、液晶バックライトを構成する光源が複数の点灯ブロックに分割され、該各点灯ブロックに電力供給を行う交流電源と、該各点灯ブロックの点灯タイミングを制御する手段とを備えた液晶バックライト制御装置において、前記各点灯ブロックは、前記光源を構成するランプを備え、前記交流電源は、前記各点灯ブロックごとに設けられたトランスと、該各トランスに電気的に接続された電力供給源とを備えるとともに、前記各トランスの二次巻線が前記ランプに接続され、一次巻線が前記交流電源に対して直列に配置され、前記点灯タイミングを制御する手段は、前記各トランスの機能制限を行う手段を備えたことを特徴とする。
【００１８】
このように、各点灯ブロックごとにトランスを設け、これらのトランスの一次側を直接接続することで、各点灯ブロック間の電流バランスが調整されるとともに、該各トランスの機能制限を可能とする構成により、各点灯ブロックごとの点灯状態を独立に制御することができる。
【００１９】
請求項７記載の発明は、請求項６記載の発明において、前記各トランスの制限を行う手段は、該各トランスの一次巻線をバイパスするバイパス路と、前記バイパス路に設けられたスイッチ素子とを具備することを特徴とする。
【００２０】
このように、各トランスの一次巻線をバイパス可能とすることで、バイパスしたトランスの二次側出力を停止させることができるため、各点灯ブロックの点灯状態をトランス単位で制御することができる。
【００２１】
請求項８記載の発明は、請求項６記載の発明において、前記各トランスの制限を行う手段は、該各トランスの一次側に結合させた３次巻線と、前記３次巻線の開放と短絡を制御する手段とを具備することを特徴とする。
【００２２】
このように、各トランスに結合させた３次巻線を制御することで、該３次巻線を短絡したトランスの二次側出力を停止させることができるため、各点灯ブロックの点灯状態をトランス単位で制御することができる。
【００２３】
また、請求項９記載の発明は、液晶バックライトを構成する光源が複数の点灯ブロックに分割され、該各点灯ブロックに電力供給を行う交流電源と、該各点灯ブロックの点灯タイミングを制御する手段とを備えた液晶バックライト制御装置において、前記各点灯ブロックは、前記光源を構成する複数のランプと、該各ランプ間の電流バランスを調整するバランサとを備え、前記交流電源は、前記各点灯ブロックごとに設けられたトランスを備え、前記各点灯ブロックに供給される電力は、前記トランスと前記バランサを介して前記複数のランプに与えられ、前記点灯タイミングを制御する手段は、前記各点灯ブロックごとに電力供給状態を制御することを特徴とする。
【００２４】
このように、各点灯ブロックごとに交流電源を設けることで、該各点灯ブロックの個別制御を可能とし、該各点灯ブロック内にバランサを設けることで、該各点灯ブロック内の電流バランスを調整することができるため、トランスを複数のランプで共有した構成においても、各点灯ブロックの個別制御と点灯ブロック内の電流バランス調整が可能となる。
【００２５】
ここで、バランサとしては、分流トランスの原理を応用した電流バランス方式、トランスのリーケージインダクタンスと共振コンデンサを利用したリーケージバランス方式、コンデンサ分圧を利用したコンデンサバランス方式等の公知のバランス手法を用いることができる。尚、バランサの実施例としては、米国特許公開２００５／００９３４７１号公報、特開２００４−３３５４４３号公報が参照できる。
【００２６】
請求項１０記載の発明は、請求項９記載の発明において、前記交流電源は、前記トランスにスイッチング制御に基づく電力供給を行うブリッジ回路をさらに備え、前記ブリッジ回路は、第１のスイッチング部と、第２のスイッチング部とを備え、前記第１のスイッチング部は、前記各点灯ブロックで共用され、前記第２のスイッチング部は、前記各点灯ブロックのそれぞれに対応して設けられ、前記点灯タイミングを制御する手段は、前記各第２のスイッチングを制御することで前記各点灯ブロックごとに電力供給状態を制御し、該点灯タイミングに該当した点灯ブロック内の電流バランスは、該点灯ブロック内に設けられた前記バランサにより調整されることを特徴とする。
【００２７】
このように、交流電源を構成するブリッジ回路を機能分割し、一方の機能グループを各点灯ブロックで共有し、他方の機能グループを各点灯ブロックのそれぞれに設けることで、各点灯ブロックに対する独立制御を可能にしつつ、片側の機能グループが共通化されるため、各点灯ブロックごとにブリッジ回路を設ける場合に比べて、回路規模の低減が図られる。この場合、各点灯ブロック内の電流バランスもブリッジ分割単位で調整される。
【００２８】
請求項１１記載の発明は、複数の点灯ブロックで構成された液晶バックライトと、該各点灯ブロックの点灯タイミングを制御する点灯制御部と、該点灯タイミングに基づいて前記各点灯ブロックのそれぞれにスイッチング制御に基づく電力供給を行うブリッジ回路とを備えた液晶バックライト制御装置において、前記ブリッジ回路は、第１のスイッチング部と、第２のスイッチング部とを備え、前記第１のスイッチング部は、前記各点灯ブロックで共用され、前記第２のスイッチング部は、前記各点灯ブロックのそれぞれに対応して設けられたことを特徴とする。
【００２９】
このように、ブリッジ回路を機能分割し、一方の機能グループを各点灯ブロックで共有し、他方の機能グループを各点灯ブロックのそれぞれに設けることで、各点灯ブロックに対する独立制御を可能にしつつ、片側の機能グループが共通化されるため、各点灯ブロックごとにブリッジ回路を設ける場合に比べて、回路規模の低減が図られる。
【００３０】
請求項１２記載の発明は、請求項１１記載の発明において、前記点灯制御部は、前記点灯タイミングに基づいて該当する点灯ブロックに対応した前記第２のスイッチング部を制御するとともに、前記各点灯ブロックごとに出力される点灯タイミングのそれぞれに協働させて前記第１のスイッチング部を制御することを特徴とする。
【００３１】
このように、第２のスイッチング部を個別のタイミングで制御し、第１のスイッチング部をこれら個別のタイミングに協働させて制御することで、第１のスイッチング部を共有した状態で各点灯ブロックのそれぞれにブリッジ動作による電力供給を行うことができる。協働の手法としては、第１のスイッチング部を常時動作可能に設定する方法であっても、第２のスイッチング部に出力される各点灯タイミングの論理和を取る方法であっても良い。
【００３２】
請求項１３記載の発明は、請求項１２記載の発明において、前記各点灯ブロックごとに出力される点灯タイミングは、映像信号のフレーム周期内に前記各点灯ブロックを順次点灯させる期間を有し、少なくとも該順次点灯期間は前記第１のスイッチング部が動作可能状態に設定されることを特徴とする。
【００３３】
このように、各点灯ブロックの順次点灯期間を設けることで、この順次点灯動作を液晶の走査方向に対応させれば、動画表示能力の向上が図られ、各点灯ブロックを固定の点灯位相差で駆動すればフリッカやノイズ対策が図られる。そして、少なくともこの順次点灯期間中は、第１のスイッチング部を動作可能状態にしておくことで、第２のスイッチング部がどのような点灯タイミングで駆動される場合であっても、第１のスイッチング部と第２のスイッチング部とを協働させることができる。
【００３４】
尚、順次点灯の実施例としては、特開２００５−９９３６７号公報の記載が参照でき、固定位相制御の実施例としては、特開平１１−３０３９号公報、米国特許６５０１２３４号の記載が参照できる。
【００３５】
請求項１４記載の発明は、請求項１２記載の発明において、前記第１のスイッチング部は、前記各点灯ブロックのそれぞれに出力された点灯タイミングの論理和に基づいて制御されることを特徴とする。
【００３６】
このように、第１のスイッチング部を各点灯タイミングの論理和に基づき制御することで、第２のスイッチング部がどのような点灯タイミングで駆動される場合であっても、第１のスイッチング部と第２のスイッチング部とを協働させることができるとともに、いずれの点灯ブロックも駆動されない期間は、第１のスイッチング部が自動的に停止状態となるため、電力消費を抑えることができる。
【００３７】
請求項１５記載の発明は、請求項１１記載の発明において、前記各点灯ブロックに流れる電流値をそれぞれ検出する手段をさらに具備し、前記点灯制御部は、前記第１のスイッチング部を制御する第１の制御パターンを出力する手段と、前記検出した電流値に基づいて前記第２のスイッチング部を制御する第２の制御パターンを出力する手段とを具備し、前記点灯ブロックごとに出力される第２の制御パターンは、それぞれ前記第１の制御パターンとの相対関係で決定されることを特徴とする。
【００３８】
このように、各点灯ブロックの電流制御を共通側スイッチング部を制御する第１の制御パターンと個別側スイッチング部を制御する第２の制御パターンとの相対関係で行うことで、両極対称の波形を用いて各点灯ブロックへの電力供給を行うことができる。この構成はフルブリッジ回路を分割する場合に有効である。
【００３９】
請求項１６記載の発明は、請求項１５記載の発明において、前記点灯制御部は、前記第１の制御パターンと前記第２の制御パターンのデューティを同一に設定し、これらの位相関係を調整することを特徴とする。
【００４０】
このように、同一デューティの位相差制御とすることで、ブリッジを分割した構成においても各点灯ブロックへ電力供給量を簡易に制御することができる。この方法に関する実施例については、特公平７−１１８９１５号公報、米国特許６２５９６１５号の記載が参照できる。
【００４１】
請求項１７記載の発明は、請求項１１記載の発明において、前記点灯タイミングは、点灯開始タイミングと点灯終了タイミングを含み、前記点灯制御部は、前記点灯開始タイミングでは該当する点灯ブロックの電力供給量を徐々に増加させるとともに、前記点灯終了タイミングでは該当する点灯ブロックの電力供給量を徐々に減少させることを特徴とする。
【００４２】
このように、点灯開始と終了で電力供給量を徐々に変化させる駆動方法を用いることにより、点灯ブロックの光源として蛍光管を利用する場合であっても好適に駆動することができる。
【００４３】
請求項１８記載の発明は、請求項１７記載の発明において、前記点灯制御部は、前記第１のスイッチング部を制御する第１の制御パターンを出力する手段と、前記第２のスイッチング部を制御する第２の制御パターンを出力する手段とを具備し、前記各点灯ブロックに供給される電力供給量は、前記第１の制御パターンと前記第２の制御パターンとの相対関係で決定され、該相対関係を徐々に変化させることで前記電力供給量を徐々に変化させることを特徴とする。
【００４４】
このように、制御パターンの相対関係を徐々に変化させることで、点灯開始と終了時の電力供給量を好適に変化させることができる。
【００４５】
請求項１９記載の発明は、請求項１７記載の発明において、前記点灯制御部は、前記電力供給量を徐々に変化させている間は前記第１のスイッチング部を動作可能状態に制御することを特徴とする。
【００４６】
このように、電力供給量を変化させている間は第１のスイッチング部を動作可能状態とすることで、各点灯ブロックをより確実に駆動させることができる。
【００４７】
請求項２０記載の発明は、請求項１１記載の発明において、前記点灯制御部は、前記各点灯ブロックの点灯タイミングを固定の位相差で出力することを特徴とする。
【００４８】
このように、各点灯ブロックの点灯制御を固定の位相差で行うことで、フリッカ、電流リップル、ノイズ等を好適に抑制することができる。
【発明の効果】
【００４９】
以上説明したように、本発明によれば、液晶バックライトに設けられた複数の点灯ブロックを個々に制御する構成において、各点灯ブロックを制御する回路の規模低減が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５０】
以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して詳細に説明する。尚、本発明は、以下説明する実施形態に限らず適宜変更可能である。
【００５１】
図１は、第１の実施形態に係る液晶バックライト駆動装置の構成を示す概念図である。同図（ａ）に示すように、本液晶バックライト駆動装置は、液晶パネル１０の背面にバックライト光源として分割配置された点灯ブロックＢＬ１〜ＢＬ４と、これら分割配置された各点灯ブロックを制御するバックライト制御部１６で構成される。
【００５２】
同図（ａ）において、画像処理部１４は、所定のフレーム周期で入力される映像信号ＶＤに基づいて所定の画像処理を行い、その結果として、液晶パネル１０を制御する信号を液晶制御部１２に出力し、点灯ブロックＢＬ１〜ＢＬ４を制御する信号をバックライト制御部１６に出力する。
【００５３】
液晶制御部１２は、画像処理部１４の出力信号に基づいて、液晶パネル１０を構成する液晶素子の配向を制御することで、表示映像を構成する各画素の色彩や階調を設定し、バックライト制御部１６は、画像処理部１４の出力信号に基づいて、点灯ブロックＢＬ１〜ＢＬ４の光量や点灯状態を制御することで、該当する表示領域の光量やバックライトのＯＮ／ＯＦＦを制御する。
【００５４】
ここで、点灯ブロックＢＬ１〜ＢＬ４は、液晶の走査方向に沿って４つのブロックに分割され、バックライト制御部１６は、液晶制御部１２が制御する液晶領域に対応する点灯ブロックの点灯状態を制御することで、液晶の遷移状態を避けたバックライトの順次点灯による疑似インパルス駆動型の動画改善が行われる。
【００５５】
この分割された点灯ブロックＢＬ１〜ＢＬ４は、同図（ｂ）に示すように、光源となるランプＬ１〜Ｌ４を備え、これらのランプは、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４で構成されたフルブリッジ回路とトランスＴＲ１〜ＴＲ４により駆動される。
【００５６】
ここで、フルブリッジ回路は、スイッチング素子Ｑ１およびＱ２で構成されるハイサイド側のスイッチング部と、スイッチング素子Ｑ３およびＱ４で構成されるローサイド側のスイッチング部とに分割され、ローサイド側のスイッチング部が点灯ブロックＢＬ１〜ＢＬ４にそれぞれ設けられ、ハイサイド側のスイッチング部が各点灯ブロックに共通で使用される。
【００５７】
尚、分割したブリッジ回路を流れる電流は、図中の点線ＨＳおよびＬＳで示すように、ハイサイド側は、スイッチング素子Ｑ１、トランスＴＲ１、スイッチング素子Ｑ４の方向に流れ、ローサイド側は、スイッチング素子Ｑ３、トランスＴＲ１、スイッチング素子Ｑ２の方向に流れ、その結果、負荷となるランプに対して交流電流が供給される。この動作は各点灯ブロックで同様である。
【００５８】
図２は、図１に示した液晶バックライト駆動装置の制御構成を示す回路ブロック図である。同図に示すように、各点灯ブロックＢＬ１〜ＢＬ４を駆動するフルブリッジ回路は、各点灯ブロックで共有される共通側と、各点灯ブロックのそれぞれに接続される個別側に分割された構成を有し、共通側のスイッチング素子対は制御信号Ｓ０で駆動され、個別側のスイッチング素子対は制御信号Ｓ１〜Ｓ４でそれぞれ駆動される。
【００５９】
バックライト制御部１６には、フルブリッジ回路の制御信号Ｓ０〜Ｓ４に対応したポートＰ０〜Ｐ４が設けられ、これらのポートから各スイッチング素子対を制御する信号Ｓ０〜Ｓ４が出力される。
【００６０】
また、各点灯ブロックＢＬ１〜ＢＬ４には、ランプＬ１〜Ｌ４を流れる電流を検出するための抵抗Ｒ１〜Ｒ４が設けられ、検出された電流値は、バックライト制御部１６の対応ポートＰ１〜Ｐ４に入力される。この入力された電流値に基づいて、各点灯ブロックごとに調光制御が行われる。
【００６１】
図３は、図２に示したブリッジ回路の動作例を示す回路図およびタイミングチャートである。同図（ａ）に示すように、ブリッジ回路を構成するスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４への制御入力をＡ〜Ｄとすると、これらＡ〜Ｄの制御信号の相対関係によって負荷ＬＯＡＤに供給される電力量が決定される。
【００６２】
即ち、同図（ｂ）および（ｃ）に示すように、制御信号Ａ〜Ｄのスイッチングデューティを一定条件とし、制御信号ＡとＢのＯＮ状態を交互に切り替えるとともに、制御信号ＣとＤのＯＮ状態を交互に切り替えることで、制御信号ＡとＤの重なりによって負荷ＬＯＡＤにハイサイドの電力が供給され、制御信号ＢとＣの重なりによって負荷ＬＯＡＤにローサイドの電力が供給される。
【００６３】
即ち、制御信号ＡとＢのペアに対する制御信号ＣとＤのペアの位相を変化させることで、負荷ＬＯＡＤに供給する電力量を制御することができる。負荷ＬＯＡＤに大きな電力を供給する場合は、同図（ｂ）に示すように、両ペアの重なりを大きくすれば良く、負荷ＬＯＡＤに小さな電力を供給する場合は、同図（ｃ）に示すように、両ペアの重なりを小さくすれば良い。
【００６４】
このような電力供給量の制御を各点灯ブロックごとに検出した電流値に基づいて、各点灯ブロックごとに行うことにより、点灯ブロック間の輝度バランスを調整する制御や、映像のシーンに応じて点灯ブロックごとに輝度を変化させるシーン制御を行うことができる。
【００６５】
図４は、図２に示した液晶バックライト制御装置の点灯制御例を示すタイミングチャートである。同図に示すように、図２に示した映像信号ＶＤのフレーム周期を「Ｆｒａｍｅ」で示すと、この例では、各点灯ブロックをフレーム周期内で順次点灯させるバックライトの順次点灯制御が行われる。
【００６６】
このとき、各点灯ブロックの点灯タイミングは、制御信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４として、それぞれ分割したブリッジ回路の個別側のスイッチング素子対、即ち、図２のＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４で示したスイッチング素子対に、各スイッチング素子対を動作可能状態とするバースト信号として入力される。
【００６７】
また、共通側のスイッチング素子対には、図４に示す制御信号Ｓ０が各スイッチング素子対を動作可能状態とするバースト信号として入力され、この共通側のバースト信号は、各点灯ブロックのバースト信号がＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４の順に順次点灯している間ＯＮ状態に設定される。この信号は、バースト信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４の論理和を取ることで生成することができる。
【００６８】
バースト信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４として出力される順次点灯のタイミングは、各点灯ブロックが対応する表示領域の液晶遷移タイミングを避けて設定され、液晶の状態が安定したタイミングでバックライトを点灯させ、その後、液晶のホールド特性による残像を解消するために、一定時間経過した後に再びバックライトを消灯する。このとき、各点灯ブロックの点灯タイミングは所定の固定位相差で順次点灯させる構成としても良い。
【００６９】
ここで、各点灯ブロック内に設けられたランプを駆動する信号は、バースト信号Ｓ０とバースト信号Ｓ１〜Ｓ４の双方がＯＮとなる期間、同図中のＳ１’〜Ｓ４’で示すように、フルブリッジ動作による交流電力がランプに供給される。
【００７０】
このとき、駆動電力Ｓ１’〜Ｓ４’は、バースト信号Ｓ１〜Ｓ４の立ち上がり部分では、ランプへの供給電力が徐々に増加する図中「ＳＢｔｏｐ」で示したソフトスタート制御でランプを駆動し、バースト信号Ｓ１〜Ｓ４の立ち下がり部分では、ランプへの供給電力が徐々に減少する図中「ＳＢｌａｓｔ」で示したソフトストップ制御でランプを駆動する。
【００７１】
このとき共通側のバースト信号Ｓ０は、バースト信号Ｓ１〜Ｓ４がＯＮの間だけでなく、個別側のソフトスタート制御およびソフトストップ制御が駆動している間はＯＮ状態が維持される。よって、同図に示すように、バースト信号Ｓ０は、フレーム信号に同期してＯＮ状態となり、各点灯ブロックの順次点灯シーケンスが一巡する間はＯＮ状態に維持され、最後の駆動電力Ｓ４’のソフトストップ制御が終了した後にＯＦＦ状態となる。
【００７２】
図５は、図４に示したソフトスタート制御とソフトストップ制御の実行例を示すタイミングチャートである。同図（ａ）に示すように、ソフトスタート制御を行う場合は、図２に示したフルブリッジ回路の制御信号ＡおよびＢのデューティを固定とし、制御信号ＣおよびＤのデューティを徐々に増加させることで、負荷ＬＯＡＤへの供給電力を徐々に増加する構成とすれば良い。
【００７３】
また、同図（ｂ）に示すように、ソフトストップ制御を行う場合は、図２に示したフルブリッジ回路の制御信号ＡおよびＢのデューティを固定とし、制御信号ＣおよびＤのデューティを徐々に減少させることで、負荷ＬＯＡＤへの供給電力を徐々に減少する構成とすれば良い。
【００７４】
図６は、図２に示した液晶バックライト制御装置の他の点灯制御例を示すタイミングチャートである。同図に示す点灯タイミングは、図４よりも各点灯ブロックの点灯タイミングが短い場合の例である。
【００７５】
ここで、バースト信号Ｓ０は、バースト信号Ｓ１〜Ｓ４の論理和で生成されるとともに、駆動電力Ｓ１’〜Ｓ４’のソフトストップ終了まではＯＮ状態を維持するようパルスの後端が延長されるため、同図に示すように、駆動電力Ｓ１’〜Ｓ４’のソフトスタート開始と同時にＯＮ状態となり、駆動電力Ｓ１’〜Ｓ４’のソフトストップ終了と同時にＯＦＦ状態となる。
【００７６】
図７は、図２に示した液晶バックライト制御装置の他の点灯制御例を示すタイミングチャートである。同図に示す制御例は、バックライトの起動中は常時共通側のバースト信号Ｓ０をＯＮ状態にすることで、個別側の順次点灯シーケンスに対応させた例である。この場合は、共通側のバースト信号Ｓ０をバックライトの起動信号ＢＬに連動させれば良い。
【００７７】
図８は、図２に示した液晶バックライト制御装置の電流センス例を示すタイミングチャートである。同図に示す例は、順次点灯シーケンスに一定の休止期間が生じた場合等、各点灯ブロックの電流検出が困難となった場合に、電流センス用のバースト信号Ｓ１〜Ｓ４を順次出力することで、各点灯ブロックの電流検出を可能にした例である。この場合は、電流検出に十分な短いバースト信号で良い。
【００７８】
図９は、各点灯ブロック内に複数のランプを設ける場合の第１の構成例を示す回路図である。この例では、点灯ブロックＢＬ１内の構成例を示したが、図２に示した他の点灯ブロックＢＬ２〜ＢＬ４についても同様な構成を取ることで、ブリッジ回路の分割数を抑えた構成で、各点灯ブロック内の電流バランスと、各点灯ブロックの独立点灯制御を行うことができる。尚、この各点灯ブロック内に複数のランプを設ける構成は、ブリッジ回路を分割せずに各点灯ブロックごとにブリッジ回路を設ける場合にも有用である。
【００７９】
同図（ａ）は、４つのランプＬ１ａ〜Ｌ１ｄを分流トランスＣＴａ〜ＣＴｃを介して高圧トランスＴＲ１に接続した例である。この例では、分流トランスＣＴｂがランプＬ１ａとＬ１ｂの電流バランスを調整し、分流トランスＣＴｃがランプＬ１ｃとＬ１ｄの電流バランスを調整し、分流トランスＣＴａが分流トランスＣＴｂとＣＴｃを流れる電流バランスを調整することで、ランプＬ１ａ〜Ｌ１ｄの電流バランスが均一となる。
【００８０】
同図（ｂ）は、ランプＬ１ａを高圧トランスＴＲ１ａで駆動し、ランプＬ１ｂを高圧トランスＴＲ１ｂで駆動し、各トランスが共通のブリッジ回路に接続される場合の例である。この構成では、ランプＬ１ａを流れる電流がトランスＴＲ１ａのリーケージインダクタンスと共振コンデンサＣ１ａの共振作用で調整され、ランプＬ１ｂを流れる電流がトランスＴＲ１ｂのリーケージインダクタンスと共振コンデンサＣ１ｂの共振作用で調整され、両ランプの電流バランスが両共振作用によって調整される。
【００８１】
図１０は、各点灯ブロック内に複数のランプを設ける場合の第２の構成例を示す回路図である。同図に示す構成も他の点灯ブロックＢＬ２〜ＢＬ４に適用可能である。
【００８２】
同図（ａ）は、一次側が１入力、二次側が２出力のツイントランスＴＲ１を利用して、このトランスの各二次出力にランプＬ１ａとＬ１ｂをそれぞれ接続し、このトランスの二次側で閉ループを構成することで、各ランプの電流バランスを調整する例である。この閉ループ内を流れる電流は、閉ループ内に配置されたカレントトランスＣＴ１によって検出される。
【００８３】
同図（ｂ）は、ツイントランスＴＲ１の各二次巻線の両端それぞれにランプを接続することで、ツイントランス一個当たり４本のランプを接続する場合の例である。この場合は、ランプＬ１ａとＬ１ｂで閉ループを形成し、ランプＬ１ｃとＬ１ｄで閉ループを形成する。
【００８４】
ここで、ツイントランスＴＲ１の各二次巻線を同一の巻数および同一の結合係数で一次巻線と結合させれば、各閉ループの電流バランスは、この一次巻線に流れる電流で調整される。各閉ループの電流は、該各ループ内に設けられたカレントトランスＣＴ１、ＣＴ２でそれぞれ検出される。
【００８５】
図１１は、第２の実施形態に係る液晶バックライト駆動装置の構成を示す概念図である。同図（ａ）は図１（ａ）と同一構成であるため説明を省略する。本実施形態では、同図（ｂ）に示すように、フルブリッジ回路を構成するスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４を電源電圧側のＱ１、Ｑ２と、ＧＮＤ側のＱ３、Ｑ４に分割し、Ｑ１とＱ２のペアを各点灯ブロックＢＬ１〜ＢＬ４に共通接続し、Ｑ３とＱ４のペアを各点灯ブロックＢＬ１〜ＢＬ４に個別に接続する。
【００８６】
このように分割したブリッジ回路を流れる電流は、図中の点線ＨＳおよびＬＳで示すように、ハイサイド側は、スイッチング素子Ｑ１、トランスＴＲ１、スイッチング素子Ｑ４の方向に流れ、ローサイド側は、スイッチング素子Ｑ２、トランスＴＲ１、スイッチング素子Ｑ３の方向に流れ、その結果、負荷となるランプに対して交流電流が供給される。この動作は各点灯ブロックで同一である。
【００８７】
図１２は、図１１に示した液晶バックライト駆動装置の制御構成を示す回路ブロック図である。同図に示すように、各点灯ブロックＢＬ１〜ＢＬ４を駆動するフルブリッジ回路は、各点灯ブロックで共有される共通側と、各点灯ブロックのそれぞれに接続される個別側に分割された構成を有し、共通側のスイッチング素子対は制御信号Ｓ０ａおよびＳ０ｂで駆動され、個別側のスイッチング素子対は制御信号Ｓ１〜Ｓ４でそれぞれ駆動される。
【００８８】
ここで、個別側のスイッチング素子対は、制御信号Ｓ１〜Ｓ４が入力されるＦＥＴと環流ダイオードＤ１ａ〜Ｄ４ａとで構成され、トランスＴＲ１〜ＴＲ４の一次巻線の中間タップに接続される。この環流ダイオードＤ１ａ〜Ｄ４ａがブリッジ回路によるＰＷＭ制御が行われる際に、トランスＴＲ１〜ＴＲ４の一次側リークインダクタンスの環流路として機能する。
【００８９】
共通側のスイッチング素子対は、ダイオードＤ１ｃ〜Ｄ４ｃおよびＤ１ｂ〜Ｄ４ｂを介してトランスＴＲ１〜ＴＲ４に接続され、ハイサイドおよびローサイドの電流路を形成する。ダイオードＤ１ｃ〜Ｄ４ｃおよびＤ１ｂ〜Ｄ４ｂは、他の点灯ブロックへの逆流防止素子としても機能する。その他は、図２と同様に構成される。
【００９０】
図１３は、図１２に示したブリッジ回路の動作例を示すタイミングチャートである。同図中の「Ｓ０ａ＿Ｃａｒｒｉｅｒ」に示すように、制御信号Ｓ０ａは、幅ＴＨのパルスデューティで定義され、「Ｓ０ｂ＿Ｃａｒｒｉｅｒ」に示すように、制御信号Ｓ０ｂは、幅ＴＬのパルスデューティで定義され、「Ｓ１＿Ｃａｒｒｉｅｒ」に示すように、制御信号Ｓ１〜Ｓ４は、Ｓ０ａに対応する部分が幅ＴＨ、Ｓ０ｂに対応する部分が幅ＴＬのパルスデューティで定義され、その結果として、トランスＴＲ１〜ＴＲ４に図中「Ｖｉｎ」で示すキャリア周期ＴＣの交流電力が供給される。供給電力量の調整は、「Ｓ０ａ＿Ｃａｒｒｉｅｒ」と「Ｓ０ｂ＿Ｃａｒｒｉｅｒ」と「Ｓ１＿Ｃａｒｒｉｅｒ」のデューティで行うことができる。
【００９１】
また、各点灯ブロックの点灯タイミングを決めるバースト信号は、点灯効率の向上や映像のチラツキ改善等を意図して、同図中「Ｓ１＿Ｂｕｒｓｔ＿Ｆｒａｍｅ＿Ｓｙｎｃ」に示すように、映像フレームの周期に同期させても良く、「Ｓ１＿Ｂｕｒｓｔ＿Ｃａｒｒｉｅｒ＿Ｓｙｎｃ」に示すように、「Ｓ０ａ＿Ｃａｒｒｉｅｒ」または「Ｓ０ｂ＿Ｃａｒｒｉｅｒ」または「Ｓ１＿Ｃａｒｒｉｅｒ」のいずれかに同期させても良い。
【００９２】
図１４は、第３の実施形態に係る液晶バックライト駆動装置の構成を示す概念図である。同図（ａ）は図１（ａ）と同一構成であるため説明を省略する。本実施形態では、同図（ｂ）に示すように、ハーフブリッジ回路を構成するスイッチング素子Ｑ１およびＱ２をハイサイド側のＱ１とローサイド側のＱ２に分割し、ハイサイド側のＱ１を各点灯ブロックＢＬ１〜ＢＬ４に共通接続し、ローサイド側のＱ２を各点灯ブロックＢＬ１〜ＢＬ４に個別に接続する。
【００９３】
このように分割したブリッジ回路を流れる電流は、図中の点線ＨＳおよびＬＳで示すように、ハイサイド側は、スイッチング素子Ｑ１、コンデンサＣ１、トランスＴＲ１の方向に流れ、ローサイド側は、トランスＴＲ１、コンデンサＣ１、スイッチング素子Ｑ２の方向に流れ、その結果、負荷となるランプに対して交流電流が供給される。この動作は各点灯ブロックで同一である。
【００９４】
図１５は、図１４に示した液晶バックライト駆動装置の制御構成を示す回路ブロック図である。同図に示すように、各点灯ブロックＢＬ１〜ＢＬ４を駆動するハーフブリッジ回路は、各点灯ブロックで共有される共通側と、各点灯ブロックのそれぞれに接続される個別側に分割された構成を有し、共通側のスイッチング素子は制御信号Ｓ０で駆動され、個別側のスイッチング素子は制御信号Ｓ１〜Ｓ４でそれぞれ駆動される。
【００９５】
ここで、個別側のスイッチング素子には、環流ダイオードＤ１ａ〜Ｄ４ａが接続され、この環流ダイオードＤ１ａ〜Ｄ４ａがブリッジ回路によるＰＷＭ制御が行われる際に、トランスＴＲ１〜ＴＲ４の一次側リークインダクタンスの環流路として機能する。
【００９６】
共通側のスイッチング素子は、ダイオードＤ１ｂ〜Ｄ４ｂとコンデンサＣ１〜Ｃ４を介してトランスＴＲ１〜ＴＲ４に接続され、このダイオードＤ１ｂ〜Ｄ４ｂが他の点灯ブロックへの逆流防止素子として機能する。その他は、図２と同様に構成される。
【００９７】
図１６は、図１５に示したブリッジ回路の動作例を示すタイミングチャートである。同図中の「Ｓ０＿Ｃａｒｒｉｅｒ」に示すように、制御信号Ｓ０は、幅ＴＨのパルスデューティで定義され、「Ｓ１＿Ｃａｒｒｉｅｒ」に示すように、制御信号Ｓ１〜Ｓ４は、幅ＴＬのパルスデューティで定義され、その結果として、トランスＴＲ１〜ＴＲ４に図中「Ｖｉｎ」で示すキャリア周期ＴＣの交流電力が供給される。供給電力量の調整は、「Ｓ０＿Ｃａｒｒｉｅｒ」と「Ｓ１＿Ｃａｒｒｉｅｒ」のデューティで行うことができる。
【００９８】
また、各点灯ブロックの点灯タイミングを決めるバースト信号は、図１３と同様に、映像フレームの周期に同期させても良く、制御信号Ｓ０またはＳ１に同期させても良い。
【００９９】
図１７は、第４の実施形態に係る液晶バックライト駆動装置の構成を示す概念図である。同図（ａ）は図１（ａ）と同一構成であるため説明を省略する。本実施形態では、同図（ｂ）に示すように、昇圧側ＤＣＤＣコンバータにより、５つのＬＥＤデバイスを直列接続した光源ＬＥＤ１〜ＬＥＤ４が駆動される。
【０１００】
ここで、昇圧側ＤＣＤＣコンバータのスイッチング回路を構成するスイッチング素子Ｑ１およびＱ２をハイサイド側のＱ１とローサイド側のＱ２に分割し、ローサイド側のＱ２を各点灯ブロックＢＬ１〜ＢＬ４に共通接続し、ハイサイド側のＱ１を各点灯ブロックＢＬ１〜ＢＬ４に個別に接続する。
【０１０１】
このように分割したブリッジ回路を流れる電流は、図中の点線ＨＳおよびＬＳで示すように、ハイサイド側は、インダクタＬ、スイッチング素子Ｑ１、平滑コンデンサＣ１、ＬＥＤ１の方向に流れ、ローサイド側は、インダクタＬ、スイッチング素子Ｑ２の方向に流れ、その結果、ＬＥＤ１には、スイッチング素子Ｑ１とＱ２のスイッチングデューティに応じた電圧が印加される。この動作は各点灯ブロックで同一である。
【０１０２】
図１８は、図１７に示した液晶バックライト駆動装置の制御構成を示す回路ブロック図である。同図に示すように、各点灯ブロックＢＬ１〜ＢＬ４を駆動するスイッチング回路は、各点灯ブロックで共有される共通側と、各点灯ブロックのそれぞれに接続される個別側に分割された構成を有し、共通側のスイッチング素子は制御信号Ｓ０で駆動され、個別側のスイッチング素子は制御信号Ｓ１〜Ｓ４でそれぞれ駆動される。その他は、図２と同様に構成される。
【０１０３】
図１９は、図１８に示したスイッチング回路の動作例を示すタイミングチャートである。同図中の「Ｓ０＿Ｃａｒｒｉｅｒ」に示すように、制御信号Ｓ０は、幅ＴＬのパルスデューティで定義され、「Ｓ１＿Ｃａｒｒｉｅｒ」および「Ｓ２＿Ｃａｒｒｉｅｒ」に示すように、制御信号Ｓ１〜Ｓ４は、幅ＴＨのパルスデューティで定義され、その結果として、ＬＥＤ１〜４に所定の電圧が供給される。供給電圧の調整は、制御信号Ｓ１〜Ｓ４のデューティで行うことができる。
【０１０４】
また、各点灯ブロックに共通のタイミングとなるバースト信号は、同図中の「Ｓ０＿Ｂｕｒｓｔ」に示すように、例えば常時ＯＮに設定され、各点灯ブロックの点灯タイミングを決めるバースト信号は、同図中の「Ｓ１＿Ｂｕｒｓｔ」および「Ｓ２＿Ｂｕｒｓｔ」に示すように、それぞれ独自のタイミングで出力される。尚、この各点灯ブロックの点灯タイミングを決めるバースト信号は、図１３と同様に、映像フレームの周期に同期させても良く、制御信号Ｓ０またはＳ１に同期させても良い。
【０１０５】
図２０は、第５の実施形態に係る液晶バックライト駆動装置の構成を示す概念図である。同図に示すように、各点灯ブロックＢＬ１〜ＢＬ３には、トランスＴＲ１〜ＴＲ３の二次巻線がそれぞれ接続され、各トランスの一次巻線が交流電源２０に直列接続される。これら一次巻線には、一対のスイッチング素子で構成されたバイパス路が設けられ、各バイパス路はバックライト制御部１６に接続される。
【０１０６】
ここで、バックライト制御部１６からの制御信号Ｓ１〜Ｓ２により、バイパス路がクローズとなったトランスは、一次巻線の入力がゼロ電圧になってランプが消灯し、バイパス路がオープンとなったトランスは、一次巻線に交流電源２０からの電圧が供給されてランプが点灯する。
【０１０７】
このように、バックライト制御部１６からの制御信号によって、トランスＴＲ１〜ＴＲ３の入力電圧を制御することで、各点灯ブロックＢＬ１〜ＢＬ３の点灯制御を独立に行うことができる。尚、各点灯ブロック間の電流バランスは、各トランスの一次巻線が直列接続されていることで調整される。
【０１０８】
図２１は、第６の実施形態に係る液晶バックライト駆動装置の構成を示す概念図である。同図に示すように、各トランスＴＲ１〜ＴＲ３の一次巻線に三次巻線を結合させ、この三次巻線に印加する電圧を制御することで、各点灯ブロックＢＬ１〜ＢＬ３の点灯状態を制御する構成としても良い。この場合は、三次巻線の入力をゼロ電圧とすればランプが消灯し、入力を開放すればランプが点灯する。その他は、図２０と同様に構成される。
【０１０９】
図２２は、第７の実施形態に係る液晶バックライト駆動装置の構成を示す概念図である。図２１に示した三次巻線の制御は、同図に示すように構成しても良い。その他は、図２１と同様に構成される。
【０１１０】
図２３は、図２に示したブリッジ回路のより詳細な動作例を示す回路図およびタイミングチャートである。同図（ａ）に示すように、ブリッジ回路を構成する共通側スイッチング素子への制御入力をＡおよびＢとし、個別側スイッチング素子への制御入力をＣ〜Ｆとすると、点灯ブロックＢＬ１への出力Ｌ１ｏｕｔは、共通側スイッチング素子の制御信号ＡおよびＢに対する個別側スイッチング素子の制御信号ＣおよびＤの位相差に基づく重なり量φ１によって決定され、点灯ブロックＢＬ２への出力Ｌ２ｏｕｔは、共通側スイッチング素子の制御信号ＡおよびＢに対する個別側スイッチング素子の制御信号ＥおよびＦの位相差に基づく重なり量φ２によって決定される。
【０１１１】
このような電力供給量の制御を各点灯ブロックごとに検出した電流値に基づいて、各点灯ブロックごとに行うことにより、点灯ブロック間の輝度バランスを調整する制御や、映像のシーンに応じて点灯ブロックごとに輝度を変化させるシーン制御を行うことができる。
【０１１２】
図２４は、図２に示した液晶バックライト制御装置の他の点灯制御例を示すタイミングチャートである。同図に示す制御例は、点灯ブロックＢＬ１〜ＢＬ４の点灯開始タイミングθ１〜θ４と点灯デューティＸ１％〜Ｘ４％とを各点灯ブロックでそれぞれ独立に制御した例である。
【０１１３】
同図に示すように、点灯タイミングを決定するＳ１〜Ｓ４の立ち上がりは、図２に示した画像処理部１４からの要求に応じてそれぞれ独立の位相θ１〜θ４とすることが可能である。さらに、点灯タイミングＳ１〜Ｓ４で決まる点灯期間が各点灯ブロックで同じであっても、実際の電力供給デューティＸ１％〜Ｘ４％を画像処理部１４からの要求に応じてそれぞれ独立に制御することも可能である。
【０１１４】
このように、点灯ブロックごとの独立性を高めることで、映像シーンに応じたシーン適合型のバックライト制御を行うことが可能になる。
【０１１５】
図２５は、図１に示した液晶バックライト駆動装置の他の制御構成を示す回路ブロック図である。同図に示す例は、各点灯ブロックＢＬ１〜ＢＬ４の光源となるランプＬ１〜Ｌ４を差動駆動する場合の例である。
【０１１６】
同図に示すように、ブリッジ回路を分割した構成で差動駆動を行う場合には、制御信号Ｓ０で駆動される共通側のスイッチング素子対をトランスＴＲ１１とトランスＴＲ１２の一端に互いが逆極性となるよう接続するとともに、点灯ブロックＢＬ１については、制御信号Ｓ１１およびＳ１２でそれぞれ駆動される個別側のスイッチング素子対をトランスＴＲ１１とトランスＴＲ１２の他端に互いが逆極性となるようそれぞれ接続する。
【０１１７】
点灯ブロックＢＬ２についても同様に、制御信号Ｓ２１およびＳ２２でそれぞれ駆動される個別側のスイッチング素子対をトランスＴＲ２１とトランスＴＲ２２の他端に互いが逆極性となるようそれぞれ接続する。
【０１１８】
バックライト制御部１６には、フルブリッジ回路の制御信号Ｓ０、Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ２１、Ｓ２２に対応したポートＰ０、Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ２１、Ｐ２２が設けられ、これらのポートから各スイッチング素子対を制御する信号Ｓ０、Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ２１、Ｓ２２が出力される。
【０１１９】
また、各点灯ブロックＢＬ１、ＢＬ２には、ランプＬ１、Ｌ２の両極を流れる電流を検出するための抵抗Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ２１、Ｒ２２が設けられ、検出された電流値は、バックライト制御部１６の対応ポートＰ１１、Ｐ１２、Ｐ２１、Ｐ２２に入力される。この入力された電流値に基づいて、各点灯ブロックごとに調光制御が行われる。点灯ブロックＢＬ３およびＢＬ４についても点灯ブロックＢＬ１およびＢＬ２と同様に構成する。
【０１２０】
図２６は、図２５に示した液晶バックライト制御装置の点灯制御例を示すタイミングチャートである。同図に示すように、図２に示した映像信号ＶＤのフレーム周期を「Ｆｒａｍｅ」で示すと、この例では、各点灯ブロックをフレーム周期内で順次点灯させるバックライトの順次点灯制御が行われる。
【０１２１】
このとき、各点灯ブロックの点灯タイミングは、制御信号Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ２１、Ｓ２２、Ｓ３１、Ｓ３２、Ｓ４１、Ｓ４２として、それぞれ分割したブリッジ回路の個別側のスイッチング素子対、即ち、図２５のＳ１１、Ｓ１２、Ｓ２１、Ｓ２２、Ｓ３１、Ｓ３２、Ｓ４１、Ｓ４２で示したスイッチング素子対に、各スイッチング素子対を動作可能状態とするバースト信号として入力される。その他は図４と同様に制御される。
【産業上の利用可能性】
【０１２２】
本発明によれば、より簡易な回路構成で分割バックライトの制御を行うことが可能になるため、画質とコストの両立が要求される液晶ディスプレイへの適用が期待される。
【図面の簡単な説明】
【０１２３】
【図１】第１の実施形態に係る液晶バックライト駆動装置の構成を示す概念図である。
【図２】図１に示した液晶バックライト駆動装置の制御構成を示す回路ブロック図である。
【図３】図２に示したブリッジ回路の動作例を示す回路図およびタイミングチャートである。
【図４】図２に示した液晶バックライト制御装置の点灯制御例を示すタイミングチャートである。
【図５】図４に示したソフトスタート制御とソフトストップ制御の実行例を示すタイミングチャートである。
【図６】図２に示した液晶バックライト制御装置の他の点灯制御例を示すタイミングチャートである。
【図７】図２に示した液晶バックライト制御装置の他の点灯制御例を示すタイミングチャートである。
【図８】図２に示した液晶バックライト制御装置の電流センス例を示すタイミングチャートである。
【図９】各点灯ブロック内に複数のランプを設ける場合の第１の構成例を示す回路図である。
【図１０】各点灯ブロック内に複数のランプを設ける場合の第２の構成例を示す回路図である。
【図１１】第２の実施形態に係る液晶バックライト駆動装置の構成を示す概念図である。
【図１２】図１１に示した液晶バックライト駆動装置の制御構成を示す回路ブロック図である。
【図１３】図１２に示したブリッジ回路の動作例を示すタイミングチャートである。
【図１４】第３の実施形態に係る液晶バックライト駆動装置の構成を示す概念図である。
【図１５】図１４に示した液晶バックライト駆動装置の制御構成を示す回路ブロック図である。
【図１６】図１５に示したブリッジ回路の動作例を示すタイミングチャートである。
【図１７】第４の実施形態に係る液晶バックライト駆動装置の構成を示す概念図である。
【図１８】図１７に示した液晶バックライト駆動装置の制御構成を示す回路ブロック図である。
【図１９】図１８に示したスイッチング回路の動作例を示すタイミングチャートである。
【図２０】第５の実施形態に係る液晶バックライト駆動装置の構成を示す概念図である。
【図２１】第６の実施形態に係る液晶バックライト駆動装置の構成を示す概念図である。
【図２２】第７の実施形態に係る液晶バックライト駆動装置の構成を示す概念図である。
【図２３】図２に示したブリッジ回路のより詳細な動作例を示す回路図およびタイミングチャートである。
【図２４】図２に示した液晶バックライト制御装置の他の点灯制御例を示すタイミングチャートである。
【図２５】図１に示した液晶バックライト駆動装置の他の制御構成を示す回路ブロック図である。
【図２６】図２５に示した液晶バックライト制御装置の点灯制御例を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
【０１２４】
１０…液晶パネル、１２…液晶制御部、１４…画像処理部、１６…バックライト制御部
【図１】
2007227234.tif 000003
【図２】
2007227234.tif 000004
【図３】
2007227234.tif 000005
【図４】
2007227234.tif 000006
【図５】
2007227234.tif 000007
【図６】
2007227234.tif 000008
【図７】
2007227234.tif 000009
【図８】
2007227234.tif 000010
【図９】
2007227234.tif 000011
【図１０】
2007227234.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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