(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷陰極管をＰＷＭ調光方式により点灯し、点灯ランプ本数切換を併用して輝度調整する方法において、
調光電圧に応じてパルス幅が変化するＰＷＭ信号発生回路を複数設け、各々の該ＰＷＭ信号発生回路毎に予め設定した一定電圧を重畳した調光電圧を加えることでパルス幅の異なる複数のＰＷＭ信号を発生し、前記設定とは別に予め設定した複数の調光電圧値において発生する点灯ランプ本数切換信号に同期して前記複数のＰＷＭ信号の一つを選択し、該選択ＰＷＭ信号および点灯ランプ本数切換信号からランプ駆動用調光信号を生成することを特徴とする調光方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は冷陰極管の点灯ランプ本数切換え併用ＰＷＭ調光方式に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示パネルのバックライトには一般的に冷陰極管が使用されるが、表示画面を最も見やすくするために、また、バッテリー駆動の際の消費電力を抑制するために、輝度調整が行なえるようになっている。冷陰極管の輝度調整の具体的方式として、パルス幅変調（以下、ＰＷＭという。）調光方式が特開平６−３２５８９０号公報の中で従来技術として紹介されている。
該ＰＷＭ調光方式によって輝度を下げていくと、あるパルス幅ｔ以下で特性上冷陰極管が点灯しなくなってしまう。また、パルス周期を長くすることでも輝度を下げることができるがヒトの目の特性上、一定周期Ｔ以上になるとちらつきを感じるようになるので限界がある。すなわちｔ／Ｔより小さな値に輝度を下げることができない。そこで、このＰＷＭ調光方式を応用して、より広い調光範囲を得るための各種発明、改善がなされている。
その一つに、点灯ランプ本数を切換える方法がある。該方法を図４の回路ブロック図、図５の信号波形図、図６の輝度変化のグラフで示す。図４において、調光電圧発生回路１７調整による調光電圧Ｓ１７と、三角波発生回路１８からの基準三角波Ｓ１８との比較から、ＰＷＭ信号発生回路２０は調光電圧に応じたパルス幅のＰＷＭ信号Ｓ２０を発生する。一方、ランプ本数切換回路１９は、調光電圧を監視し、予め決められた電圧になるとランプ本数切換信号Ｓ１９を発生し、調光信号発生回路Ａ（２１）と調光信号発生回路Ｂ（２２）は、ランプ本数切換信号Ｓ１９により、常時発生または間引き発生を切換えて冷陰極管駆動用調光信号Ａ（Ｓ２１）、調光信号Ｂ（Ｓ２２）として出力する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図５の調光信号波形Ｓ２１、Ｓ２２および図６の輝度変化グラフから、点灯ランプ本数が切り換わる時点で輝度が階段状に変化することがわかる。すなわち、ヒトの目に急激に輝度変化を感じるだけでなく、点灯ランプ本数切り換わり時に微細な輝度調整ができないことにもなる。
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、点灯ランプ本数切換えによる、より広い調光範囲を維持しながら、点灯ランプ本数切り換わり時の輝度変化がなだらかな調光方法を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
請求項１の調光方法は、冷陰極管をＰＷＭ調光方式により点灯し、点灯ランプ本数切換を併用して輝度調整する方法において、
調光電圧に応じてパルス幅が変化するＰＷＭ信号発生回路を複数設け、各々の該ＰＷＭ信号発生回路毎に予め設定した一定電圧を重畳した調光電圧を加えることでパルス幅の異なる複数のＰＷＭ信号を発生し、前記設定とは別に予め設定した複数の調光電圧値において発生する点灯ランプ本数切換信号に同期して前記複数のＰＷＭ信号の一つを選択し、該選択ＰＷＭ信号および点灯ランプ本数切換信号からランプ駆動用調光信号を生成することを特徴とする。
【０００５】
請求項１の調光方法によれば、点灯ランプ本数切換と同時に調光信号パルス幅を変更するので、点灯ランプ本数の変化があっても輝度をなだらかに変化させることができる。点灯ランプ本数を換えることでランプ点灯を間引きしない方式より更に低輝度まで調光を可能にすることができる。また、低輝度領域における調光電圧に対する輝度の変化勾配がなだらかになるので、ヒトの目の輝度に対する感度特性に近い曲線の輝度変化を容易に得ることができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明に係わる実施形態を示す調光回路のブロック図であり、図２はこの調光回路の調光段階を説明するための各部信号波形変化を表わす図である。図１において、１は液晶表示器使用者が調光電圧Ｓ１を調整する調光電圧発生回路、２は調光電圧Ｓ１と比較することで調光電圧に応じたパルス幅の信号を発生するための基準となる三角波Ｓ２を発生する三角波発生回路、３は調光電圧に重畳する一定電圧を発生するための定電圧発生回路、４、５および６は調光電圧Ｓ１に定電圧発生回路３の各出力を重畳し第２、第３および第４調光電圧（Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５）を出力する直流電圧加算器、７は前記調光電圧Ｓ１に応じたパルス幅の信号Ｓ６を発生する第１ＰＷＭ信号発生回路、８、９および１０は第２、第３および第４調光電圧（Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５）に応じたパルス幅の信号（Ｓ７、Ｓ８、Ｓ９）を発生する第２、第３および第４ＰＷＭ信号発生回路である。
１１はパルス幅選択切換信号Ｓ１０および点灯ランプ本数切換信号Ｓ１１を発生する切換信号発生回路、１２は第１〜第４ＰＷＭ信号発生回路７、８、９および１０の出力パルス幅の一つを選択しバックライトのランプ点灯時間を決定するパルスＳ１２を出力するＰＷＭ信号選択回路、１３、１４，１５および１６はバックライトを駆動するための調光信号Ａ、Ｂ、ＣおよびＤ（Ｓ１３、Ｓ１４、Ｓ１５、Ｓ１６）を出力する調光信号発生回路Ａ、Ｂ、ＣおよびＤである。
【０００７】
図２は、前記図１の調光電圧発生回路１内の調整器を液晶表示器使用者が直線的に連続変化させた時の回路各部信号波形変化を示す。該調光電圧発生回路１調整器の直線的連続変化による出力の調光電圧Ｓ１は直線的に変化する直流電圧である。第１ＰＷＭ信号発生回路７において、三角波発生回路２の出力である三角波Ｓ２と前記調光電圧Ｓ１を比較し、結果、調光電圧Ｓ１に対応したパルス幅を有する第１ＰＷＭ信号Ｓ６を出力する。
一方、調光電圧Ｓ１に定電圧発生回路３の出力を重畳して第２、第３および第４調光電圧（Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５）を生成し、前記三角波Ｓ２と第２、第３および第４ＰＷＭ信号発生回路８、９および１０において比較し、結果、第２、第３および第４調光電圧（Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５）に対応したパルス幅を有する第２、第３および第４ＰＷＭ信号Ｓ７、Ｓ８およびＳ９を出力する。
【０００８】
切換信号発生回路１１は、調光電圧Ｓ１を監視し、該調光電圧Ｓ１が予め設定した電圧に達した時に切換信号Ｓ１０をＰＷＭ信号選択回路１２に、点灯ランプ本数切換信号Ｓ１１を調光信号発生回路Ａ、Ｂ、ＣおよびＤ（１３、１４、１５、１６）へ送る。ここで、点灯ランプ本数の切換段階が二段階の場合は、１ビットのロウレベル（Ｌ）からハイレベル（Ｈ）に切り換わる切換信号でよいが、四段階切換の場合は２ビットの切換信号を出力する。図２では２ビットの四段階切換の場合を示す。例えば、点灯ランプ本数２本、４本、６本、８本の四段階に切り換える場合、切換信号はＬＬ、ＬＨ、ＨＬ、ＨＨの四信号でそれぞれに対応させる。調光信号発生回路Ａ、Ｂ、ＣおよびＤ（１０、１１、１２、１３）へ送られた該切換信号Ｓ１１は、該調光信号発生回路Ａ、Ｂ、ＣおよびＤ（１３、１４、１５、１６）から出力する調光信号Ａ、Ｂ、ＣおよびＤ（Ｓ１３、Ｓ１４、Ｓ１５、Ｓ１６）を間引くことで点灯ランプ本数を切換える。
【０００９】
同時に、該切換信号発生回路から出力するパルス幅選択切換信号Ｓ１０は、ＰＷＭ信号選択回路１２を制御することで該ＰＷＭ信号選択回路１２の入力側の第１、第２、第３および第４ＰＷＭ信号Ｓ６、Ｓ７、Ｓ８およびＳ９の内一つのパルス幅を選択し、調光信号発生回路Ａ、Ｂ、ＣおよびＤ（１３、１４、１５、１６）へ信号Ｓ１２として出力する。すなわち、パルス幅選択切換信号Ｓ１０がＬＬの時第１ＰＷＭ信号Ｓ６を、ＬＨの時第２ＰＷＭ信号Ｓ７を、ＨＬの時第３ＰＷＭ信号Ｓ８を、ＨＨの時第４ＰＷＭ信号Ｓ９を選択し、信号Ｓ１２として出力する。
【００１０】
調光電圧Ｓ１、ＰＣＭ信号パルスＳ１２のパルス幅、点灯ランプ本数と輝度との関係を図３のグラフおよび図２の信号波形を用いて説明する。
図３のグラフにおいて、横軸に調光電圧Ｓ１ならびに調光信号パルス幅、縦軸に輝度をとっている。４本の破線細線は点灯ランプ本数ｎをパラメータとした調光電圧に対する輝度変化曲線である。本発明の調光方法である調光信号パルス幅と点灯ランプ本数を連動させた輝度変化曲線は、調光信号パルス幅に対する輝度として稲妻状実線で、調光電圧に対する輝度として破線の単調増加曲線で表わすことができる。
前記輝度変化が調光電圧に対して単調増加する様子を図２の信号波形で説明する。図２において、第１ＰＷＭ信号Ｓ６から第２、第３、第４ＰＷＭ信号（Ｓ７、Ｓ８、Ｓ９）の間を階段状破線で示すように、前記調光電圧Ｓ１の既設定値において選択するパルス幅を切換え、結果としてランプ点灯時間を決定するパルスＳ１２を出力する。図２から、このランプ点灯時間を決定するパルスＳ１２のパルス幅が点灯ランプ本数切換え時に不連続な変化をすることがわかる。例えば点灯ランプ本数ｎが２から４に換わる瞬間のランプ点灯時間を決定するパルスＳ１２のパルス幅は２対１となるように切換え時調光電圧および調光電圧に重畳する直流電圧を設定しておく。また、点灯ランプ本数切換えに伴う調光信号間引きの様子はＳ１３〜Ｓ１６にその例を示す。
【００１１】
上記の例は点灯ランプ本数切換段階を４段階とした場合について説明したが、装置ランプ合計本数に応じて任意の段階を選定できる。例えば、装置ランプ本数が２本の場合は１本と２本の２段階点灯ランプ本数切換になる。
【００１２】
【発明の効果】
本発明によれば、点灯ランプ本数切換により液晶表示器のバックライト輝度を、常時点灯の場合より（最少点灯ランプ本数／装置ランプ本数）の低輝度まで調整可能な特性を維持したまま点灯ランプ本数切換わり時の階段的輝度変化が無いので、低輝度領域においても不連続点のないなだらかな輝度変化を得ることができる。
また、本発明は、液晶表示器バックライト輝度調整以外に、劇場の客席照明や旅客機内照明に適用することで、より低照度まで極めて自然に照明照度を下げることができるので、演劇上演中、映画上映中や、機内乗客就眠中の保全照明として快適に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる実施形態を示す調光回路のブロック図である。
【図２】調光回路の調光段階を説明するための各部信号波形変化を表わす図である。
【図３】調光電圧、ＰＣＭ信号のパルス幅、点灯ランプ本数と輝度との関係を示すグラフである。
【図４】従来例の回路ブロック図である。
【図５】従来例の各部信号波形変化を表わす図である。
【図６】従来例の調光電圧に対する輝度変化を示すグラフである。
【符号の説明】
１  調光電圧発生回路
２  三角波発生回路
３  定電圧発生回路
４  直流電圧加算器
５  直流電圧加算器
６  直流電圧加算器
７  第１ＰＷＭ信号発生回路
８  第２ＰＷＭ信号発生回路
９  第３ＰＷＭ信号発生回路
１０  第４ＰＷＭ信号発生回路
１１  切換信号発生回路
１２  ＰＷＭ信号選択回路
１３  調光信号発生回路Ａ
１４  調光信号発生回路Ｂ
１５  調光信号発生回路Ｃ
１６  調光信号発生回路Ｄ
１７  調光電圧発生回路
１８  三角波発生回路
１９  ランプ本数切換回路
２０  ＰＷＭ信号発生回路
２１  調光信号発生回路Ａ
２２  調光信号発生回路Ｂ
Ｓ１  調光電圧
Ｓ２  基準となる三角波
Ｓ３  第２調光電圧
Ｓ４  第３調光電圧
Ｓ５  第４調光電圧
Ｓ６  第１ＰＷＭ信号
Ｓ７  第２ＰＷＭ信号
Ｓ８  第３ＰＷＭ信号
Ｓ９  第４ＰＷＭ信号
Ｓ１０  パルス幅選択切換信号
Ｓ１１  点灯ランプ本数切換信号
Ｓ１２  ランプ点灯時間を決定するパルス
Ｓ１３  調光信号Ａ
Ｓ１４  調光信号Ｂ
Ｓ１５  調光信号Ｃ
Ｓ１６  調光信号Ｄ
Ｓ１７  調光電圧
Ｓ１８  基準三角波
Ｓ１９  ランプ本数切換信号
Ｓ１０  ＰＷＭ信号
Ｓ２１  冷陰極管駆動用調光信号Ａ
Ｓ２２  冷陰極管駆動用調光信号Ｂ
【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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