(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源からの直流電力を交流電力に変換して蛍光ランプに供給するインバーター回路と、このインバータ回路に対してスイッチング用の駆動パルスを出力する調光回路と、この調光回路の前記駆動パルスを制御する制御信号を出力する調光制御回路とを備え、この制御信号に基づく前記駆動パルスのデューティ比制御によって蛍光ランプの輝度を任意に設定するように構成された調光装置において、
前記調光制御回路は、
第１のレジスタに設定され外部から任意に設定された周波数データを取得し値Ｄ１を出力する周波数データ出力手段と、
第２のレジスタに設定され外部から任意に設定されたデューティ比データを取得し値Ｄ２を出力するデューティ比データ出力手段と、
前記周波数データ出力手段の出力である値Ｄ１を上限値とし零値を下限値とし前記駆動パルスの周波数よりも高周波の基準クロックＣＬＫをカウントする周波数設定カウンタと、
前記周波数設定カウンタの出力の零値を検出し零値検出パルスを出力する第１カウント零値検出回路と、
前記値Ｄ２以上であり外部から任意に設定された値Ｄ３を上限値とし零値を下限値とし前記第１カウント零値検出回路の出力である零値検出パルスをカウントするデューティ設定カウンタと、
前記デューティ設定カウンタの出力である値Ｑと前記デューティ比データ出力手段の出力である値Ｄ２との大きさを比較し値Ｄ２が値Ｑより大きい場合のみハイレベルを出力し他の場合はローレベルを出力するパルス作成回路と、
を有することを特徴とする調光装置。
【請求項２】
前記周波数データ出力手段は前記第１カウント零値検出回路が零値検出パルスを出力するタイミングで前記周波数データを前記第１のレジスタから取り込むように構成され、
前記デューティ比データ出力手段は前記デューティ設定カウンタの出力の零値を検出し零値検出パルスを出力する第２カウント零値検出回路が零値検出パルスを出力するタイミングで前記デューティ比データを前記第２のレジスタから取り込むように構成された請求項１記載の調光装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、透過型液晶ディスプレイなどのバックライト用の蛍光ランプの調光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
透過型液晶ディスプレイは、非発光表示素子であるため、液晶表示パネルを使用している冷陰極管等の蛍光ランプを液晶パネルの背面に設け、この蛍光ランプを点灯させることで液晶パネルに光を透過させて画面を表示している。この場合、視認性の面から、周囲が明るいところではこれに応じて画面の輝度を明るく、周囲が暗いところでは画面の輝度を暗くするなど、蛍光ランプの調光が必要となる。
【０００３】
このため、蛍光ランプの調光装置には、従来より、蛍光ランプの輝度を可変させるための調光回路と、この調光回路を制御する調光制御回路とを具備した構成のものが提供されている。
【０００４】
このような従来の調光装置の構成を図４に示す。
【０００５】
同図において、４は直流電源１からの直流電力を交流電力に変換して蛍光ランプ(ここでは冷陰極管)５に供給するインバータ回路である。
【０００６】
３はインバータ回路４に対してスイッチング用の駆動パルスを出力する調光回路である。
【０００７】
２0は調光回路３からインバータ回路４に与えられる駆動パルスを制御する制御信号を出力する調光制御回路である。
【０００８】
この調光制御回路２0は、図５に示すように、オペアンプ５２、抵抗Ｒ５１〜Ｒ５７、およびコンデンサＣ５１，Ｃ５２からなる発振回路５０と、オペアンプ５３、抵抗Ｒ５８，Ｒ５９、およびコンデンサＣ５３からなる電圧比較回路５１とからなる。
【０００９】
上記構成において、調光制御回路２0の発振回路５０は、図６(a)に示すように、抵抗Ｒ５１〜Ｒ５７とコンデンサＣ５１，Ｃ５２の時定数により設定された所定の調光周期の三角波の信号aを出力する。
【００１０】
また、電圧比較回路５１は、オペアンプ５３の反転入力端子に三角波の信号aを、非反転入力端子にデューティ比制御電圧bをそれぞれ入力し、この２つの電圧比較を行なった結果を、図６(b)に示すような制御信号cとして出力する。
【００１１】
したがって、デューティ比制御電圧bの電圧レベルを調整することで、制御信号cのデューティ比が可変され、この制御信号cが調光回路３に与えられる。
【００１２】
調光回路３は、調光制御回路２0から出力される制御信号cに基づいてデューティ比制御(ＰＷＭ制御)された駆動パルスを生成し、この駆動パルスをインバータ回路４の図示しないスイッチング素子に与える。
【００１３】
インバータ回路４のスイッチング素子は、この駆動パルスによってオン・オフされることで、直流電源１からの直流電力が交流電力に変換され、この交流電力が冷陰極管５に供給される。これにより、冷陰極管５がデューティ比制御された輝度で点灯する。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来の構成のものでは、調光制御回路２0は、発振回路５０における抵抗Ｒ５１〜Ｒ５７とコンデンサＣ５１，Ｃ５２の時定数を利用して三角波の信号aの調光周波数を設定しているために、調光周波数を任意に可変できず、このため、温度ドリフト等に起因してインバータ回路４の交流周波数が冷陰極管５の最適な調光周波数からずれてチラツキが多くなったり、妨害電波が発生するなどの不都合が生じる。また、部品のバラツキに起因しても調光周波数のバラツキが生じるために同様な問題が生じていた。
【００１５】
本発明は、デューティ比制御(ＰＷＭ制御)のみならず、調光周波数も任意に可変でき、かつ、部品のバラツキに起因した調光周波数のバラツキの影響も除けるようにすることを課題とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の課題を解決するために、直流電源からの直流電力を交流電力に変換して蛍光ランプに供給するインバーター回路と、このインバータ回路に対してスイッチング用の駆動パルスを出力する調光回路と、この調光回路の前記駆動パルスを制御する制御信号を出力する調光制御回路とを備え、この制御信号に基づく前記駆動パルスのデューティ比制御によって蛍光ランプの輝度を任意に設定するように構成された調光装置において、次のようにしている。
【００１７】
すなわち、請求項１記載に係る発明では、前記調光制御回路は、第１のレジスタに設定され外部から任意に設定された周波数データを取得し値Ｄ１を出力する周波数データ出力手段と、第２のレジスタに設定され外部から任意に設定されたデューティ比データを取得し値Ｄ２を出力するデューティ比データ出力手段と、前記周波数データ出力手段の出力である値Ｄ１を上限値とし零値を下限値とし前記駆動パルスの周波数よりも高周波の基準クロックＣＬＫをカウントする周波数設定カウンタと、前記周波数設定カウンタの出力の零値を検出し零値検出パルスを出力する第１カウント零値検出回路と、前記値Ｄ２以上であり外部から任意に設定された値Ｄ３を上限値とし零値を下限値とし前記第１カウント零値検出回路の出力である零値検出パルスをカウントするデューティ設定カウンタと、前記デューティ設定カウンタの出力である値Ｑと前記デューティ比データ出力手段の出力である値Ｄ２との大きさを比較し値Ｄ２が値Ｑより大きい場合のみハイレベルを出力し他の場合はローレベルを出力するパルス作成回路と、を有する。
【００１８】
これにより、部品のバラツキによる調光周波数やデューティ比のバラツキを抑えることができる。また、制御信号の周波数とデューティ比を外部から任意に設定して調整することができる。
【００１９】
また、請求項２記載に係る発明では、請求項１記載の調光装置において、前記周波数データ出力手段は前記第１カウント零値検出回路が零値検出パルスを出力するタイミングで前記周波数データを前記第１のレジスタから取り込むように構成され、前記デューティ比データ出力手段は前記デューティ設定カウンタの出力の零値を検出し零値検出パルスを出力する第２カウント零値検出回路が零値検出パルスを出力するタイミングで前記デューティ比データを前記第２のレジスタから取り込むように構成されている。
【００２０】
これにより、周波数やデューティ比の設定変更を如何なるタイミングで変更させても、安定した調光を実現させることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施の形態における調光装置の回路構成を示すブロック図であり、図４に示した従来技術と対応する部分には同一の符号を付す。
【００２２】
同図において、１は直流電源、２は調光制御回路、３は調光回路、４はインバータ回路、５は蛍光ランプである。
【００２３】
調光回路３は、調光制御回路２から出力される制御信号cに基づいてデューティ比制御(ＰＷＭ制御)された駆動パルスを生成し、この駆動パルスをインバータ回路４に対して出力する。
【００２４】
インバータ回路４は、スイッチング素子としての一対のトランジスタＴr１，Ｔr２、発振トランスＴ１、およびコンデンサＣ１〜Ｃ４から構成されており、両トランジスタＴr１，Ｔr２が調光回路３からの駆動パルスによって交互にオン・オフされることで、直流電源１からの直流電力が交流電力に変換され、この交流電力が蛍光ランプ５に供給される。なお、蛍光ランプ５は、冷陰極管の外に熱陰極管であってもよい。
【００２５】
これにより、蛍光ランプ５は、この交流電力により所定の輝度で点灯する。
【００２６】
このように、この実施の形態においても、直流電源１、調光回路３、インバータ回路４、および蛍光ランプ５の構成は、図４に示した従来のものと基本的に同じであるが、調光制御回路２の構成が従来のものと相違している。したがって、以下、この実施の形態における調光制御回路２の構成について、さらに詳述する。
【００２７】
図２は調光制御回路２の具体的な構成を示すブロック図である。
【００２８】
この調光制御回路２は、カウント手段１８、制御信号出力手段１９、周波数データ出力手段としての周波数データ取得回路２１、デューティ比データ出力手段としてのデューティ比データ取得回路２２、および出力補正回路２７を備える。
カウント手段１８は、周波数設定カウンタ２３とデューティ設定カウンタ２４とからなる。
【００２９】
また、制御信号出力手段１９は、第１カウント零値検出回路２０、第２カウント零値検出回路２６、およびパルス作成回路２５からなる。
【００３０】
ここで、周波数設定カウンタ２３は、図外の発振回路から与えられる周波数の十分高い基準クロックＣＬＫで動作するアップカウンタであり、そのカウント値が周波数データ取得回路２１から与えられる周波数データＤ１に達するとリセットして“０”から再びアップカウント動作を開始するものである。そして、この周波数設定カウンタ２３のカウント値が第１カウント零値検出回路２０に与えられる。
【００３１】
第１カウント零値検出回路２０は、周波数設定カウンタ２３のカウント値が“０”になるたびにこれを検出し、これに応じて図３(a)に示すように、１クロック幅の零値検出パルスを発生する。そして、この零値検出パルスが周波数データ取得回路２１とデューティ設定カウンタ２４とにそれぞれ送出される。
【００３２】
周波数データ取得回路２１は、第１カウント零値検出回路２０からの零値検出パルスが入力されるたびに、インバータ回路４のトランジスタＴr１，Ｔr２を駆動する駆動パルスの周波数を設定するためのレジスタ値Ａを取得して、このレジスタ値Ａを周波数設定カウンタ２３のビット数に合わせてビット変換し、これを周波数データＤ１として周波数設定カウンタ２３に出力する。
【００３３】
したがって、周波数設定カウンタ２３のカウント値が“０”にリセットされるまでに周波数データ取得回路２１に与えられるレジスタ値Ａが途中で変更されても、周波数設定カウンタ２３のカウント値が“０”にリセットされるタイミングで確実にこのレジスタ値Ａに基づく周波数データＤ１が周波数設定カウンタ２３に対してプリセット値として与えられることになり、誤作動を確実に防止することができる。
【００３４】
デューティ設定カウンタ２４は、第１カウント零値検出回路２０から出力される零値検出パルスをクロックとしてカウントするアップカウンタであって、たとえば、７bitカウンタで構成されている。そして、図３(b)に示すように、そのカウント値Ｑが予め設定されている上限値Ｄ３(ここでは、一例としてＤ３＝“６３”とする)に達するたびにカウント値Ｑをリセットして“０”から再びアップカウント動作を開始するようになっている。このデューティ設定カウンタ２４のカウント値Ｑは、第２カウント零値検出回路２６とパルス作成回路２５とにそれぞれ入力される。
【００３５】
第２カウント零値検出回路２６は、デューティ設定カウンタ２４のカウント値Ｑが“０”になるたびにこれを検出し、これに応じて１クロック幅の零値検出パルスを発生する。そして、この零値検出パルスがデューティ比データ取得回路２２に送出される。
【００３６】
デューティ比データ取得回路２２は、第２カウント零値検出回路２６からの零値検出パルスが入力されるたびに、インバータ回路４のトランジスタＴr１，Ｔr２を駆動する駆動パルスのデューティ比を設定するためのレジスタ値Ｂを取得して、このレジスタ値Ｂをデューティ設定カウンタ２４のビット数に合わせてビット変換し、これをデューティ比データＤ２(ここでは、一例としてＤ２＝“５２”とする)としてパルス作成回路２５と出力補正回路２７にそれぞれ出力する。
【００３７】
したがって、デューティ設定カウンタ２４のカウント値Ｑが“０”にリセットされるまでにデューティ比データ取得回路２２に与えられるレジスタ値Ｂが途中で変更されても、デューティ設定カウンタ２４のカウント値Ｑが“０”にリセットされるタイミングで確実にこのレジスタ値Ｂに基づくデューティ比データＤ２がパルス作成回路２５と出力補正回路２７に対して与えられることになり、誤作動を確実に防止することができる。
【００３８】
パルス作成回路２５は、デューティ設定カウンタ２４のカウント値Ｑとデューティ比データ取得回路２２から与えられるデューティ比データＤ２とを比較し、図３(c)に示すように、カウント値Ｑがデューティ比データＤ２未満(Ｑ＜Ｄ２)ではハイレベル、カウント値Ｑがデューティ比データＤ２以上(Ｑ≧Ｄ２)ではローレベルとなる制御パルスを作成し、この制御パルスを出力補正回路２７に出力する。
【００３９】
出力補正回路２７は、パルス作成回路２５から出力される制御パルスと、デューティ比データＤ２とを共に入力し、デューティ比データＤ２の値が“０”の時は常にローレベルを、デューティ比データＤ２がデューティ設定カウンタ２４に対して予め設定されている上限値Ｄ３(ここでは、Ｄ３＝“６３”)のときには常にハイレベルを、それ以外では制御パルスをそのまま、それぞれ選択して制御信号cとして出力する。つまり、出力補正回路２７は、Ｄ２＝“０”とＤ２＝“６３”以外の場合だけパルス作成回路２５で作成された制御パルスをそのまま出力する。
【００４０】
ここで、出力補正回路２７を設けているのは次の理由による。
【００４１】
Ｄ２＝“０”の場合、“０”データの取得後、実際に制御パルスがＬowレベルになるまでには遅延があるので、“０”のデータを取得してもこの遅延時間の間は制御パルスはＨighレベルとなっている。この遅延時間によるＨighレベル出力を無くすために、出力補正回路２７で強制的にＬowレベルになるようにしている。
【００４２】
また、Ｄ２＝“６３”の場合の処理についても同様で、たとえば、Ｄ２＝“０”からＤ２＝“６３”にダイレクトにデータ値が変更される場合があると、“６３”のデータを取得してから実際に制御パルスがＨighレベルになるまでの遅延を無くして、出力補正回路２７で強制的にＨighレベルになるようにしている。
【００４３】
【発明の効果】
本発明によれば、次の効果を奏する。
【００４４】
(１)  請求項１の発明では、インバータ回路をスイッチングするための駆動パルスについて、部品のバラツキに起因した調光周波数やデューティ比のバラツキを抑えることができる。また、駆動パルスのデューティ比のみならず、周波数も任意に設定できるため、光源のチラツキ等の発生を防止することができる。
【００４５】
(２)  請求項２の発明では、周波数やデューティ比の設定変更を如何なるタイミングで変更させても、安定した調光を実現させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における調光装置の全体を示すブロック図
【図２】図１の調光装置における調光制御回路の詳細を示すブロック図
【図３】図２の調光制御回路における動作説明に供するタイミングチャート
【図４】従来の調光装置を示すブロック図
【図５】図４の調光装置における調光制御回路の詳細を示すブロック図
【図６】図５の調光制御回路における動作説明に供するタイミングチャート
【符号の説明】
１…直流電源、２…調光制御回路、３…調光回路、４…インバータ回路、５…蛍光ランプ(冷陰極管)、１８…カウント手段、１９…制御信号出力手段、２１…周波数データ取得回路(周波数データ出力手段)、２２…デューティ比データ取得回路(デューティ比データ出力手段)、２３…周波数設定カウンタ、２４…デューティ設定カウンタ。
【図１】
0004326067.tif 000002
【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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