JP2001338776A - 調光回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 冷陰極管をバックライトとした液晶表示装置
における調光率を改善する。 【解決手段】 光検知器１からの明るさ信号を受け制御
回路２によりスイッチ回路４の開閉により冷陰極管７の
点滅による調光に加え、可変電源回路３の出力電圧を下
げることにより冷陰極管７に流れる電流を減少させる。
光検知器１に接続され、明るさ信号に応じた電圧制御信
号およびパルス信号を発生する制御回路２と、制御回路
２からの電圧制御信号により出力電圧が制御された電源
電圧を発生しスイッチ回路４に出力する可変電源回路３
とを備え、スイッチ回路４が、可変電源回路３からの制
御された電源電圧を発振回路５に送る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、調光回路に関し、
特に、ナビゲーション装置などの車載用液晶表示の調光
回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、調光回路は夜間やトンネル内走行
時等周囲が暗くなった場合に、表示画面の明るさを落と
し、ドライバの目の負担を減らす目的で用いられてい
る。

【０００３】図４は、従来のＰＷＭ（ｐｕｌｓｅ ｗｉ
ｄｔｈ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ；パルス幅変調）を用い
た調光回路の一例を示すブロック図である。光検知器１
０１は、周囲の明るさに応じた調光信号を出力する。パ
ルス回路１０２は、調光信号を受け調光信号に応じデュ
ーティ比が可変するパルス信号を出力する。電源回路１
０３は、一定の電圧の電源を供給する。スイッチ回路１
０４は、電源回路１０３と発振回路１０５との間に設け
られ、パルス信号により発振回路１０５に加えられ、発
振回路１０５の電源の入り切りを行う。発振回路１０５
は、正弦波を発生し、高圧トランス１０６の１次側に加
えられる。高圧トランス１０６は、冷陰極管１０７の点
灯に必要な１次巻き線と２次巻き線との比に応じた電圧
を発生する。冷陰極管１０７は、電圧が加えられた期間
だけ発光する。

【０００４】次に、従来例の動作について説明する。光
検知器１０１は、周囲が暗くなると、その明るさに応じ
た直流電圧の調光信号を発生する。パルス回路１０２
は、調光信号により周囲がそれほど暗くないときは、ハ
イレベルの期間が長く暗くなるにつれてハイレベルの期
間が短くなるという、デューティ比が変わるパルス信号
を出力する。通常、この周波数は２００〜５００Ｈｚで
ある。スイッチ回路１０４は、パルス信号のハイレベル
の期間だけ閉じられ、発振回路１０５に電源が供給され
る。発信回路１０５は、電源が供給されると発振を開始
し、正弦波を発生する。また、電源の供給が絶たれると
発振を停止する。発振回路１０５の出力は、高圧トラン
ス１０６の１次側に加えられる。高圧トランス１０６の
２次側には、１次側に電圧が加えられた期間だけ１次巻
き線と２次巻き線との比の高電圧が発生し、冷陰極管１
０７に加えられ点滅を行うことになる。したがって、パ
ルス回路１０２で発生したパルス信号により冷陰極管１
０７の点灯が制御され、周囲が暗くなるにつれて点灯時
間が短くなることになる。点滅周期は、２００〜５００
Ｈｚと速いため、人の目では積分され減光されたように
見える。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来例では、
ＰＷＭ調光の場合、冷陰極管点灯が安定するまでの期
間、一般に、点灯周波数の３波長分以上の期間、発振回
路に電源を加え続けなければならない。例えば、ＰＷＭ
の周波数を３００Ｈｚ、冷陰極管の点灯周波数を５０ｋ
Ｈｚとすると、調光可能値は３００Ｈｚ／５０ｋＨｚ×
３で、調光率も低く、１．８％が限界であるという問題
があった。

【０００６】そこで、本発明の目的は、上記問題を解決
すべく、従来の方式より調光率を改善した調光回路を提
供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の調光回路は、明るさ信号に応じたパルス信
号により電源回路からの電源供給をオン／オフするスイ
ッチ回路と、スイッチ回路からの電源供給により正弦波
を発生する発振回路と、発振回路からの電圧を１次側に
加えられ、１次巻き線と２次巻き線との比に応じた電圧
を発生する高圧トランスと、高圧トランスからの電圧に
より点灯する冷陰極管とを備えた調光回路において、周
囲の明るさを検知し、周囲の明るさに対応する明るさ信
号を出力する光検知器と、光検知器に接続され、明るさ
信号に応じた電圧制御信号およびパルス信号を発生する
制御回路と、制御回路からの電圧制御信号により出力電
圧が制御された電源電圧を発生しスイッチ回路に出力す
る可変電源回路とを備え、スイッチ回路が、可変電源回
路からの制御された電源電圧を発振回路に送り、冷陰極
管が流れる電流量を減少させたことを特徴とする。

【０００８】また、制御回路に接続され、周囲温度を検
知する温度検出器をさらに備え、制御回路が、周囲温度
に応じた信号を送出するのが好ましい。

【０００９】さらに、可変電源回路は、バッテリと、ス
イッチングトランジスタと、バッテリに接続され、スイ
ッチングトランジスタのオン期間にエネルギの蓄積を行
い、オフ期間にはエネルギの放出を行うコイルと、放出
されたエネルギを直流電圧として出力する平滑回路とを
有するのが好ましい。

【００１０】またさらに、可変電源回路は、スイッチン
グトランジスタに接続され、出力電圧を制御する制御Ｉ
Ｃと、出力電圧を分圧する複数の抵抗とを有するのが好
ましい。

【００１１】また、スイッチングトランジスタは、オン
／オフの時間の比率を変えることにより電圧値を変化さ
せるのが好ましい。

【００１２】さらに、制御回路は、可変電源回路の制御
ＩＣに接続されたスイッチと、光検知器の明るさ信号に
より、スイッチ回路を開閉するためのパルス信号，可変
電源回路の出力を制御する電圧制御信号，スイッチの開
閉を制御する開閉信号を出力するマイコンとを有するの
が好ましい。

【００１３】上述した手段をまとめると、本発明の調光
回路の第１の形態は、周囲の明るさを検知する手段（光
検知器）と、発生する電源電圧が制御信号により可変で
きる電源回路（可変電源回路）と、明るさに応じて電源
回路の出力電圧を制御する電圧制御信号と、デューティ
比が変わるＰＭＷ信号とを出力する手段（制御回路）
と、ＰＷＭ信号により回路が開閉される手段（スイッチ
回路）とを有する。

【００１４】また、本発明の調光回路の第２の形態で
は、低温時に調光動作を制限することも可能である。す
なわち、上述した第１の形態に加え、具体的には温度を
検出する手段（温度検出器）を含む。

【００１５】以上説明したように、本発明の調光回路
は、冷陰極管に流れる電流を従来以上に減少させる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施の形態について詳細に説明する。

【００１７】図１は、本発明の調光回路の第１の実施の
形態の構成を示すブロック図である。光検知器１は、周
囲の明るさに応じた明るさ信号を出力する。制御回路２
は、光検知器１に接続され、明るさ信号に応じて電圧制
御信号およびパルス信号を発生する。可変電源回路３
は、電圧制御信号により出力電圧が制御された電源電圧
を発生する。スイッチ回路４は、可変電源回路３と発振
回路５との間に設けられ、パルス信号によりローレベル
の時に発振回路５への電源供給を中断、ハイレベルの時
に発振回路５へ電源供給を行う。発振回路５は、自励発
振で電源が供給されている間だけ正弦波を発生する。高
圧トランス６の１次側は、発振回路５に接続され、２次
側には発振回路５で発生した正弦波の波高値に１次およ
び２次の巻き線比を掛けた高圧電圧が発生する。この電
圧を冷陰極管７に加えることにより、冷陰極管７が点灯
する。冷陰極管７は、流れる電流量に応じて輝度が変化
する。

【００１８】図２は、本発明の調光回路の第１の実施の
形態における可変電源回路３および制御回路２の構成を
示すブロック図である。図２において、可変電源回路３
は、スイッチングレギュレータで電源供給としてのバッ
テリ３１，コイル３２，スイッチングトランジスタ３
３，制御ＩＣ３５，出力電圧分割抵抗３６，３７，平滑
用回路３４から構成され、制御回路２は、マイコン２２
とスイッチ２１とから構成される。

【００１９】可変電源回路３のコイル３２は、バッテリ
３１に接続され、スイッチングトランジスタ３３がオン
／オフすることにより、コイル３２ではスイッチングト
ランジスタ３３のオン期間にエネルギの蓄積が行われ、
オフ期間にはエネルギの放出が行われる。放出されたエ
ネルギは、平滑回路３４に送られ直流電圧となって出力
される。この出力電圧は、スイッチングトランジスタ３
３のオン／オフ比率の時間を変えることにより、電圧値
を変化させることができる。即ち、オン時間の比率を上
げると出力電圧値が上がり、オフ時間の比率が上がると
出力電圧値が下がる。制御ＩＣ３５は、出力電圧を制御
する働きがあり、スイッチングトランジスタ３３に接続
されている。出力電圧を抵抗３６および抵抗３７で分圧
されたＡ点の電圧が、制御ＩＣ３５に加えられる。制御
ＩＣ３５は、出力電圧が上昇した時にはオンの比率を上
げ、下降した時にはオフの比率を上げるというように、
Ａ点の電圧が一定になるように、スイッチングトランジ
スタ３３のオン／オフの比率を制御する信号を出力す
る。

【００２０】光検知器１の明るさ信号により、マイコン
２２からはスイッチ回路４を開閉するためのパルス信
号，可変電源回路３の出力を制御する電圧制御信号、お
よびスイッチ２１の開閉を制御する開閉信号が出力され
る。マイコン２２からのパルス信号は、調光を行わない
時は常時ハイレベルとなり、調光を行う時は暗くなるに
つれてローレベルの期間が長くなるＰＷＭの信号とな
る。

【００２１】図３は、本発明の調光回路の第２の実施の
形態の構成を示すブロック図である。本発明の第２の実
施の形態では、第１の実施の形態と比較して、温度検出
器８が設けられている。冷陰極管７は低温時に放電開始
電圧が上昇し、調光状態で始動した場合放電が開始しず
らいという問題がある。また、低温では冷陰極管７の発
光効率が下がり輝度が低くなり常温に比べ調光率を下げ
る必要もない。この実施の形態では、サーミスタ等の温
度検出手段８で、低温の識別を行う。低温時は制御回路
２から可変電源回路３の出力を下げる信号は出力しな
い。これにより冷陰極管７に加わる電圧が低下しないの
で安定に放電を開始することができる。

【００２２】本発明の第２の実施の形態は、第１の実施
の形態の効果に加えて、低温時の始動性も良くなるとい
う効果も有する。

【００２３】

【実施例】次に、図１，図２を参照して、本発明の実施
例について詳細に説明する。

【００２４】まず、周囲が十分明るくて調光を必要とし
ない場合、マイコン２２からの開閉信号はスイッチ２１
を開放させる信号を、パルス信号は常時ハイレベルの信
号をそれぞれ出力する。スイッチ２１が開いているので
可変電源回路３の出力は、抵抗３６および抵抗３７の分
圧だけで決まってくる。本実施例では、＋１８Ｖが出力
されているとする。一方、パルス信号は常時ハイレベル
なのでスイッチ回路４は閉じられたままになる。よって
発振回路５での発振（本実施例では発信周波数を５０ｋ
Ｈｚとする。）が連続的に行われ、冷陰極管７は常に点
灯している。

【００２５】次に、実際に調光を行う場合について説明
する。周囲があまり暗くない調光初期の段階では、光検
知器１からの明るさ信号を受け、マイコン２２からはス
イッチ２１を開放する信号と、ハイレベルの期間がロー
レベルより比較的長いパルス信号（本実施例の周波数は
３００Ｈｚとする。）とが出力される。スイッチ２１は
開いているので可変電源回路３の出力電圧は、上記調光
なし状態と同様に＋１８Ｖが出力される。パルス信号に
よりローレベルの期間だけ発振回路５への電源供給が遮
断され、発振が断続的になり冷陰極管７は点滅すること
になる。さらに周囲が暗くなるとパルス信号のローレベ
ルの比率が多くなる通常のＰＷＭ調光の動作を行う。

【００２６】パルス信号のハイレベルの期間が発振周波
数の３波長に達すると（この実施例の場合のデューティ
比は１．８％）、今度はパルス信号のデューティ比はそ
のままに、マイコン２２からは電圧制御用信号とスイッ
チ２１を閉じる信号が出力される。電圧制御信号は直流
電圧で周囲が暗くなるにつれて電圧が高くなる。電圧制
御信号は、スイッチ２１を介してＡ点に加わる。これに
よりＡ点には平滑回路３４の出力電圧を抵抗３６，３７
で分圧された電圧に加え、マイコン２２からの電圧制御
用の電圧が加わることになる。Ａ点の電圧はスイッチ２
１が開いている時より上昇しようとするが、制御ＩＣ３
５の働きによりＡ点の電圧が一定電圧になるようにトラ
ンジスタのオン／オフ比が制御されるので、平滑回路３
４の出力電圧は電圧制御信号が加わった分だけ＋１８Ｖ
より下がることになる。それにより、可変電源回路３か
ら発振回路５に供給される電源電圧が下がり、発振回路
５の発振の波高値が小さくなる。よって高圧トランス６
の１次側の入力電圧が小さくなることにより２次側電圧
も下がり、冷陰極管７に加わる電圧が下がることにな
る。その結果、冷陰極管に流れる電流が少なくなり、輝
度が低下することになる。マイコン２２からの電圧制御
信号の電圧が高くなるにしたがい、可変電源回路３の出
力電圧が下がることになり、輝度がさらに下がることに
なる。

【００２７】上述した実施例について、具体的な例を挙
げて以下に説明する。抵抗３６が１６．５ｋΩ、抵抗３
７が１．５ｋΩ、スイッチ２１のインピーダンスが１
６．５ｋΩ、制御ＩＣ３５の入力インピーダンスが無限
大でＡ点の電圧が１．５Ｖになるように出力電圧を制御
するものとする。調光を行わない時は、スイッチ２１が
開いているので、出力電圧値は１．５Ｖ／１．５ＫΩ×
（１６．５ｋΩ＋１．５ｋΩ）＝１８Ｖとなる。

【００２８】次に、スイッチ２１が閉じてマイコン２２
から３Ｖの電圧が出力された場合を説明する。スイッチ
２１を介してＡ点に電圧が加わることになる。しかし、
Ａ点の電圧は１．５Ｖに保たれるように出力電圧が制御
されるので、出力電圧は低下することになる。出力電圧
は重ね合わせの定理より求められ、約１３Ｖに低下す
る。すなわち、ＰＷＭ方式の限界値よりさらに３０％暗
くなることになる。よって本発明の調光回路では、冷陰
極管の点灯の安定するまでの期間を保った状態で冷陰極
管に流れる電流を少なくできるので、ＰＷＭ方式より調
光率を改善できる。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、冷陰
極管の点滅を行いさらに冷陰極管に加わる電圧を下げ冷
陰極管に流れる電流を減らせることができるため、調光
範囲を広くできるという効果を奏する。

【００３０】また、温度を検出する手段（例えばサーミ
スタ）を設けることができ、低温でも安定して点灯でき
るという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の構成を示すブロッ
ク図である。

【図２】図１の制御回路，可変電源回路の詳細構成を示
すブロック図である。

【図３】本発明の第２の実施の形態の構成を示すブロッ
ク図である。

【図４】従来のＰＷＭ方式の調光回路の構成を示すブロ
ック図である。

【符号の説明】

１ 光検知器 ２ 制御回路 ３ 可変電源回路 ４ スイッチ回路 ５ 発振回路 ６ 高圧トランス ７ 冷陰極管 ８ 温度検出器 ２１ スイッチ ２２ マイコン ３１ バッテリ ３２ コイル ３３ スイッチングトランジスタ ３４ 平滑回路 ３５ 制御ＩＣ ３６，３７ 抵抗

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】明るさ信号に応じたパルス信号により電源
   回路からの電源供給をオン／オフするスイッチ回路と、
   前記スイッチ回路からの電源供給により正弦波を発生す
   る発振回路と、前記発振回路からの電圧を１次側に加え
   られ、１次巻き線と２次巻き線との比に応じた電圧を発
   生する高圧トランスと、前記高圧トランスからの電圧に
   より点灯する冷陰極管とを備えた調光回路において、 周囲の明るさを検知し、前記周囲の明るさに対応する明
   るさ信号を出力する光検知器と、 前記光検知器に接続され、前記明るさ信号に応じた電圧
   制御信号およびパルス信号を発生する制御回路と、 前記制御回路からの前記電圧制御信号により出力電圧が
   制御された電源電圧を発生し前記スイッチ回路に出力す
   る可変電源回路と、 を備え、前記スイッチ回路が、前記可変電源回路からの
   制御された電源電圧を前記発振回路に送り、前記冷陰極
   管が流れる電流量を減少させたことを特徴とする調光回
   路。
2. 【請求項２】前記制御回路に接続され、周囲温度を検知
   する温度検出器をさらに備え、前記制御回路が、前記周
   囲温度に応じた信号を送出することを特徴とする、請求
   項１に記載の調光回路。
3. 【請求項３】前記可変電源回路は、バッテリと、スイッ
   チングトランジスタと、前記バッテリに接続され、前記
   スイッチングトランジスタのオン期間にエネルギの蓄積
   を行い、オフ期間にはエネルギの放出を行うコイルと、
   前記放出されたエネルギを直流電圧として出力する平滑
   回路とを有することを特徴とする、請求項１または２に
   記載の調光回路。
4. 【請求項４】前記可変電源回路は、前記スイッチングト
   ランジスタに接続され、出力電圧を制御する制御ＩＣ
   と、前記出力電圧を分圧する複数の抵抗とを有すること
   を特徴とする、請求項３に記載の調光回路。
5. 【請求項５】前記スイッチングトランジスタは、オン／
   オフの時間の比率を変えることにより電圧値を変化させ
   ることを特徴とする、請求項４に記載の調光回路。
6. 【請求項６】前記制御回路は、前記可変電源回路の前記
   制御ＩＣに接続されたスイッチと、前記光検知器の明る
   さ信号により、前記スイッチ回路を開閉するためのパル
   ス信号，前記可変電源回路の出力を制御する電圧制御信
   号，前記スイッチの開閉を制御する開閉信号を出力する
   マイコンとを有することを特徴とする、請求項４または
   ５に記載の調光回路。