(57)【要約】【課題】ランプの明るさを一定に維持することができ、且つ、インバータ回路を構成するスイッチング素子のストレスを低減した点灯装置ならびにそれを用いた照明器具および液晶表示装置を提供する。【解決手段】点灯装置Ａは、直流電源を高周波電力に変換して放電ランプ４に供給するインバータ回路３と、インバータ回路３を構成するスイッチング素子の動作周波数を決定する駆動パルスを発生させる駆動パルス発生回路と、放電ランプ４に印加されるランプ電圧Ｖｌａに応じてフィードバック信号Ｃｖ１を出力する電圧制御回路７と、放電ランプ４に供給されるランプ電流Ｉｌａに応じてフィードバック信号Ｃｃ１を出力する電力制御回路８と、電圧制御回路７または電力制御回路８の何れか一方を選択する選択回路６と、インバータ回路３の動作周波数に比例した電圧信号ｆｖと基準値ｆｐ１との比較結果に応じて選択回路６を切り替える切替回路５とを備える。【選択図】図１
2010129238.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源を高周波電力に変換して光源に供給するインバータ回路と、該インバータ回路を構成するスイッチング素子の動作周波数を決定する駆動パルスを発生させる駆動パルス発生回路と、光源の点灯状態に関わる別個の電気的な物理量をそれぞれ検出するとともに、検出した物理量が所定の目標値となるように前記駆動パルス発生回路から出力される駆動パルスの周波数を変化させるフィードバック信号を出力する複数のフィードバック制御回路と、該複数のフィードバック制御回路の中から何れか１つを選択して前記フィードバック信号を前記駆動パルス発生回路に出力する選択回路と、前記インバータ回路の動作周波数と基準値との比較結果に応じて前記選択回路を切り替える切替回路とを備えることを特徴とする点灯装置。
【請求項２】
前記選択回路の出力端と前記駆動パルス発生回路の入力端との間に、ローパスフィルタを備えることを特徴とする請求項１記載の点灯装置。
【請求項３】
前記切替回路は、前記選択回路の切替タイミングに合わせて、新たに選択されるフィードバック制御回路の目標値を変更することを特徴とする請求項１または２の何れか１項に記載の点灯装置。
【請求項４】
前記光源は放電ランプであって、該光源に印加される電圧に応じて前記フィードバック信号を出力する電圧制御回路と、前記光源に供給される電力または電流のうち何れか一方に応じて前記フィードバック信号を出力する電力制御回路とを前記複数のフィードバック制御回路として備え、前記切替回路は、前記検出手段の検出結果が所定の基準値以上である場合には前記電圧制御回路に切り替える切替信号を前記選択回路に出力し、前記検出結果が所定の基準値よりも低い場合には前記電力制御回路に切り替える切替信号を前記選択回路に出力することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の点灯装置。
【請求項５】
前記光源は熱陰極放電ランプであって、該放電ランプの管電圧に応じて前記フィードバック信号を出力する電圧制御回路と、前記放電ランプの管電力または管電流のうち何れか一方に応じて前記フィードバック信号を出力する電力制御回路と、前記放電ランプのフィラメント電極に流れる電流または該フィラメント電極に印加される電圧のうち何れか一方に応じて前記フィードバック信号を出力する予熱制御回路とを前記複数のフィードバック制御回路として備え、前記切替回路は、前記検出手段の検出結果が第１の基準値以上である場合には前記予熱制御回路に切り替える切替信号を前記選択回路に出力し、前記検出結果が前記第１の基準値よりも低く且つ第２の基準値以上である場合には前記電圧制御回路に切り替える切替信号を前記選択回路に出力し、前記検出結果が前記第２の基準値よりも低い場合には前記電力制御回路に切り替える切替信号を前記選択回路に出力することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の点灯装置。
【請求項６】
光源の出力値を決定する調光信号を出力する調光回路を備え、前記切替回路は、前記基準値を前記調光信号に応じて変更することを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の点灯装置。
【請求項７】
請求項１〜６の何れか１項に記載の点灯装置を備えることを特徴とする照明器具。
【請求項８】
請求項１〜６の何れか１項に記載の点灯装置を備えることを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、点灯装置ならびにそれを用いた照明器具および液晶表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から提供されている液晶表示装置は、液晶パネルと、当該液晶パネルの背面に配置されるバックライトとで構成されており、液晶パネルを構成する各画素では、映像信号に応じて液晶素子が駆動されるとバックライトから放射される光を透過し、逆に液晶素子が駆動されない状態ではバックライトから放射される光を遮光し、その結果液晶パネル上に映像が表示されるようになっている。
【０００３】
ここにおいて、液晶表示装置のバックライトには、例えば冷陰極蛍光ランプ（ＣＣＦＬ）や熱陰極蛍光ランプ（ＨＣＦＬ）などが用いられるが、これらの蛍光ランプではランプを点灯させるための点灯装置が必要であり、特に液晶表示装置のバックライトとして用いる場合にはランプの明るさを一定に維持することが非常に重要となる。
【０００４】
そこで、ランプの明るさを一定に維持するために、フィードバック回路を採用したバックライトインバータが提案されている（例えば特許文献１参照）。このバックライトインバータは、ランプ電流に相応する検出電圧をフィードバックし、当該検出電圧を基準電圧と比較することによって誤差電圧を出力する第１誤差増幅回路と、ランプ電圧に相応する検出電圧をフィードバックし、当該検出電圧を基準電圧と比較することによって誤差電圧を出力する第２誤差増幅回路とを備えており、選択回路の動作に応じて上記第１または第２誤差増幅回路の何れかが選択され、ランプが解放状態になったり、ランプに過度の電圧が印加された場合には、ランプ電流が完全に遮断されるまで印加電圧を開放電圧に制限することでランプの破損や寿命の短縮が防止されるようになっている。
【０００５】
また、ランプへの印加電圧を共振回路を介して発生させる場合には、周波数を連続的に変化させることが望ましいが、このとき始動時におけるランプ電圧が適正でないとランプが始動しない可能性がある。そこで、上記周波数を連続的に可変しながら始動時におけるランプ電圧を適正値に調節する点灯装置も提案されている（例えば特許文献２参照）。
【０００６】
この点灯装置は、共振回路を構成する素子のバラツキに伴って上昇するランプ始動電圧を抑えることでランプの始動性を向上させた装置であって、このようなランプを含む共振型のインバータ回路ではランプが点灯していないときは共振回路のＱ値が高く、ランプ電圧は共振周波数からの周波数差に応じて変化することになるが、上記素子のバラツキにより共振周波数がずれてしまうと始動電圧がばらつくことになり、特に始動電圧が上昇した場合にはランプが始動しない可能性がある。そこで、本点灯装置では、インバータ回路の起動時において、共振回路を構成するコンデンサの両端電圧をモニタリングして、ランプが点灯しない状態におけるコンデンサの両端電圧が最大となる動作周波数（共振周波数）を検出し、共振回路の動作周波数を上記共振周波数まで連続的に移行させることで始動電圧が所定値に制御され、ランプが安定点灯するようになっている。
【特許文献１】特開２００８−３６０１号公報（段落［００１６］−段落［００３９］、及び、第２図）
【特許文献２】特開２００５−６３８６２号公報（段落［０００９］−段落［００４３］、及び、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述の特許文献１に示したバックライトインバータでは、例えば第１誤差増幅回路から第２誤差増幅回路に切り替えた場合、第１誤差増幅回路では入力端がグランドに接続されることで基準電圧との差が大きくなって誤差電圧が上昇し、第２誤差増幅回路ではランプ電圧を抑えるように動作するから逆に誤差電圧が低下することになる。すなわち、本例によれば、回路切替時において各誤差増幅回路が逆の動作を行うため、フィードバック回路の定数次第では正常に機能しない虞があり、例えば第２誤差増幅回路のゲインが第１誤差増幅回路のゲインよりも小さいか、または、第２誤差増幅回路が第１誤差増幅回路よりも応答性が悪い場合にはランプ電圧を即座に制限できない場合が生じる。また、共振型のインバータ回路において、インバータ回路の動作周波数をフィードバック制御の制御量とした場合には、不連続な制御が発生するとインバータ回路を構成するスイッチング素子に過大なストレスが加わる可能性があった。
【０００８】
さらに、特許文献２に示した点灯装置では、コンデンサの両端電圧から共振周波数を検出できるので、周波数により始動電圧を制御することは可能であるが、それ以外の要因により始動電圧を制御することは困難であり、例えばインバータ回路に電源変動が生じた場合には応答することができないので、ランプ電圧は電源変動に伴って変動することになる。このような場合、一般的な照明器具では始動状態が多少変動しても問題はないが、液晶表示装置では始動タイミングは非常に重要であり、映像にむらが生じる虞があった。
【０００９】
本発明は上記問題点に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、ランプの明るさを一定に維持することができ、且つ、インバータ回路を構成するスイッチング素子のストレスを低減した点灯装置ならびにそれを用いた照明器具および液晶表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１の発明は、直流電源を高周波電力に変換して光源に供給するインバータ回路と、該インバータ回路を構成するスイッチング素子の動作周波数を決定する駆動パルスを発生させる駆動パルス発生回路と、光源の点灯状態に関わる別個の電気的な物理量をそれぞれ検出するとともに、検出した物理量が所定の目標値となるように駆動パルス発生回路から出力される駆動パルスの周波数を変化させるフィードバック信号を出力する複数のフィードバック制御回路と、該複数のフィードバック制御回路の中から何れか１つを選択してフィードバック信号を駆動パルス発生回路に出力する選択回路と、インバータ回路の動作周波数と基準値との比較結果に応じて選択回路を切り替える切替回路とを備えることを特徴とする。
【００１１】
請求項２の発明は、選択回路の出力端と駆動パルス発生回路の入力端との間に、ローパスフィルタを備えることを特徴とする。
【００１２】
請求項３の発明は、切替回路は、選択回路の切替タイミングに合わせて、新たに選択されるフィードバック制御回路の目標値を変更することを特徴とする。
【００１３】
請求項４の発明は、光源は放電ランプであって、該光源に印加される電圧に応じてフィードバック信号を出力する電圧制御回路と、光源に供給される電力または電流のうち何れか一方に応じてフィードバック信号を出力する電力制御回路とを複数のフィードバック制御回路として備え、切替回路は、検出手段の検出結果が所定の基準値以上である場合には電圧制御回路に切り替える切替信号を前記選択回路に出力し、検出結果が所定の基準値よりも低い場合には電力制御回路に切り替える切替信号を選択回路に出力することを特徴とする。
【００１４】
請求項５の発明は、光源は熱陰極放電ランプであって、該放電ランプの管電圧に応じてフィードバック信号を出力する電圧制御回路と、放電ランプの管電力または管電流のうち何れか一方に応じてフィードバック信号を出力する電力制御回路と、放電ランプのフィラメント電極に流れる電流または該フィラメント電極に印加される電圧のうち何れか一方に応じてフィードバック信号を出力する予熱制御回路とを複数のフィードバック制御回路として備え、切替回路は、検出手段の検出結果が第１の基準値以上である場合には予熱制御回路に切り替える切替信号を選択回路に出力し、検出結果が第１の基準値よりも低く且つ第２の基準値以上である場合には電圧制御回路に切り替える切替信号を選択回路に出力し、検出結果が第２の基準値よりも低い場合には電力制御回路に切り替える切替信号を選択回路に出力することを特徴とする。
【００１５】
請求項６の発明は、光源の出力値を決定する調光信号を出力する調光回路を備え、切替回路は、基準値を調光信号に応じて変更することを特徴とする。
【００１６】
請求項７の発明は、請求項１〜６の何れか１項に記載の点灯装置を備えることを特徴とする。
【００１７】
請求項８の発明は、請求項１〜６の何れか１項に記載の点灯装置を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１の発明によれば、光源に関わる電気的な物理量をフィードバックさせることによって光源の明るさを一定に保つことができ、またインバータ回路の動作周波数と基準値との比較結果に応じてフィードバック制御回路を切り替えることによって連続的な制御が可能になるから、インバータ回路を構成するスイッチング素子に加わるストレスを低減できるという効果がある。
【００１９】
請求項２の発明によれば、選択回路の出力端と駆動パルス発生回路の入力端との間にローパスフィルタを設けることによって、所定周波数以上の信号は減衰されるので、フィードバック制御回路の切替時における制御信号の急峻な変化を緩和することができ、その結果駆動パルス発生回路の誤動作を防止することができるという効果がある。
【００２０】
請求項３の発明によれば、選択回路の切替タイミングに合わせて、新たに選択されるフィードバック制御回路の目標値を変更することによって、フィードバック制御回路の切替時に発生する応答遅れが抑制され、その結果オーバーシュートなどにより回路や光源にストレスが加わるのを防止することができるという効果がある。
【００２１】
請求項４の発明によれば、電圧制御回路と電力制御回路の目標値を別々に設定可能とすることによって設計の自由度を高めることができ、また各制御回路の目標値をそれぞれランプが始動可能な値に設定することによってランプを確実に点灯させることができるので、点灯を検出するための特別な手段を必要としないという効果がある。
【００２２】
請求項５の発明によれば、予熱制御回路によりフィラメント温度を一定温度に制御してからランプを始動させることになるので、フィラメント温度が高くなりすぎることで電子が過度に放出されてランプ寿命が短くなったり、フィラメント温度が低くなりすぎることで電子の放出量が不足してイオン衝撃により放電管がダメージを受けたりするのを防止することができるという効果がある。
【００２３】
請求項６の発明によれば、インバータ回路の動作周波数の基準値を調光回路からの調光信号に応じて変更することによって、調光範囲を拡大することができるという効果がある。
【００２４】
請求項７の発明によれば、請求項１〜６の何れか１項に記載の点灯装置を用いることによって、照度レベルを一定に保つことができる照明器具を提供することができるという効果がある。
【００２５】
請求項８の発明によれば、請求項１〜６の何れか１項に記載の点灯装置を用いることによって、バックライトとして用いられる光源の明るさを一定に保つことができる液晶表示装置を提供することができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下に本発明に係る点灯装置ならびにそれを用いた照明器具および液晶表示装置の実施形態を図面に基づいて説明する。本発明に係る点灯装置は、例えば照明器具の光源や液晶表示装置のバックライトを点灯させるために用いられる。
【００２７】
（実施形態１）
図１は実施形態１の点灯装置Ａを示す模式的な回路図であり、商用電源ＡＣからの交流電力を全波整流する整流器１と、スイッチング素子やインダクタやダイオードなどで構成され、整流器１から出力される直流電圧を昇圧するとともに平滑する従来周知の昇圧チョッパ回路２と、昇圧チョッパ回路２から供給される直流電源を高周波電力に変換して放電ランプ（光源）４に供給するインバータ回路３と、放電ランプ４に印加されるランプ電圧Ｖｌａを検出し、検出したランプ電圧Ｖｌａが目標値Ａ１となるようにインバータ回路３の動作周波数を変化させるフィードバック信号Ｃｖ１を出力する電圧制御回路７と、放電ランプ４に供給されるランプ電流Ｉｌａを検出し、検出したランプ電流Ｉｌａが目標値Ａ２となるようにインバータ回路３の動作周波数を変化させるフィードバック信号Ｃｃ１を出力する電力制御回路８と、電圧制御回路７または電力制御回路８の何れか一方を選択して、上記フィードバック信号Ｃｖ１（またはフィードバック信号Ｃｃ１）をインバータ回路３に出力する選択回路６と、インバータ回路３から動作周波数に比例した電圧信号ｆｖが入力され、この電圧信号ｆｖと基準値ｆｐ１との高低を比較した結果に応じて選択回路６の出力を切り替える切替回路５とを備えている。なお、本実施形態では、選択回路６の出力端とインバータ回路３の入力端との間に、選択回路６から出力される上記フィードバック信号Ｃｖ１（またはフィードバック信号Ｃｃ１）の高周波成分を減衰させるローパスフィルタ９が設けられている。ここに、本実施形態では、電圧制御回路７および電力制御回路８によりフィードバック制御回路が構成され、また光源の点灯状態に関わる電気的な物理量として、ランプ電圧Ｖｌａおよびランプ電流Ｉｌａを検出している。
【００２８】
インバータ回路３は、共振回路（図示せず）を有しており、動作周波数に応じて出力電圧や出力インピーダンスが変化するようになっている。すなわち、動作周波数を変化させることによって放電ランプ４への供給電力を制御できるのである。なお、本実施形態では、インバータ回路３を構成するスイッチング素子の切替周期がインバータ回路３の動作周波数になるのであるが、この動作周波数を決定する駆動パルスを発生させる駆動パルス発生回路（図示せず）はインバータ回路３に内蔵されているものとする。
【００２９】
切替回路５は、インバータ回路３の動作周波数に比例した電圧信号ｆｖを出力するＦ−Ｖ変換器（図示せず）から入力された電圧信号ｆｖと、上記動作周波数の基準値に対応した基準値ｆｐ１との比較結果に応じて選択回路６に対して切替信号Ｃｓ１を出力する。なお、本実施形態では、Ｆ−Ｖ変換器から動作周波数に比例した電圧信号ｆｖを切替回路５に入力させているが、例えばインバータ回路３が備える駆動パルス発生回路から動作周波数に応じた信号を入力させてもよい。
【００３０】
選択回路６は、例えば２つの入力信号から何れか一方を出力信号として選択する回路であって、図１に示すように一方の入力端Ａには電圧制御回路７の出力端が接続され、また他方の入力端Ｂには電力制御回路８の出力端が接続されている。図３は選択回路６の一例であり、セレクト端子（図３中のＳＥＬＥＣＴ）に入力される切替回路５からの切替信号Ｃｓ１に応じてオン／オフするトランジスタＱ１，Ｑ２を備えている。そして、セレクト端子に入力される切替信号Ｃｓ１がＬｏｗの場合には、トランジスタＱ１がオンになり入力端Ｂはグランドに短絡されるので、当該入力端Ｂに入力される電力制御回路８からのフィードバック信号Ｃｃ１は出力端（図３中のＯＵＴＰＵＴ）には出力されない。一方、トランジスタＱ２はオフであるから、入力端Ａに入力される電圧制御回路７からのフィードバック信号Ｃｖ１が抵抗Ｒｃ２およびダイオードＤ２を介して出力端に出力される。すなわちこの場合、フィードバック制御回路として電圧制御回路７が選択されることになる。
【００３１】
逆に、セレクト端子に入力される切替信号Ｃｓ１がＨｉｇｈの場合には、トランジスタＱ２がオンになりトランジスタＱ１はオフであるから、入力端Ｂに入力される電力制御回路８からのフィードバック信号Ｃｃ１が抵抗Ｒｃ１およびダイオードＤ１を介して出力端に出力される。すなわちこの場合、フィードバック制御回路として電力制御回路８が選択されることになる。なお、上記フィードバック信号Ｃｖ１，Ｃｃ１は、ともにランプ電圧Ｖｌａが高いほどインバータ回路３の動作周波数を高くするように設定する。
【００３２】
ここにおいて、ローパスフィルタ９は、例えばＲＣ回路で構成されており、選択回路６の切替時に生じるフィードバック信号Ｃｖ１（またはフィードバック信号Ｃｃ１）の高周波成分を減衰させることができるので、インバータ回路３の誤動作を防止することができる。
【００３３】
ここで、本実施形態では、インバータ回路３の動作周波数、すなわち上記切替回路５に入力される電圧信号ｆｖが基準値ｆｐ１以上である場合には、電圧制御回路７が選択されるように上記切替信号Ｃｓ１がＬｏｗに設定され、また上記電圧信号ｆｖが基準値ｆｐ１よりも小さい場合には、電力制御回路８が選択されるように上記切替信号Ｃｓ１がＨｉｇｈに設定される。なお、切替時におけるチャタリングなどを防止するために、上記基準値ｆｐ１にヒステリシス特性を持たせるのが望ましい。
【００３４】
次に、本実施形態の点灯装置Ａの動作について説明する。図２は上述した各回路の動作を説明するためのタイムチャートであり、時刻ｔ１以前の初期段階では放電ランプ４は消灯しており、またこのときフィードバック制御回路として電圧制御回路７が選択されている。すなわち、切替回路５からはＬｏｗの切替信号Ｃｓ１が出力されている。
【００３５】
時刻ｔ１のときに電圧制御回路７の目標値Ａ１（本例では放電ランプ４を始動させる電圧値）が設定されると、電圧制御回路７は、検出したランプ電圧Ｖｌａが目標値Ａ１となるようにインバータ回路３の動作周波数を低下させるフィードバック信号Ｃｖ１を出力し、放電ランプ４を始動させるための高電圧を発生させる。なお、本実施形態のインバータ回路３は共振回路を備えているので、インバータ回路３の動作周波数を共振周波数に近づけることによって高い出力電圧が得られるようになっている。
【００３６】
そして、ランプ電圧Ｖｌａが一定となるように制御している状態から放電ランプ４が始動すると、放電ランプ４にはランプ電流Ｉｌａが発生するが、それに伴ってランプ電圧Ｖｌａは低下することになる。すると、電圧制御回路７では、ランプ電圧Ｖｌａの低下に応じてインバータ回路３の動作周波数をさらに低下させてランプ電圧Ｖｌａを上昇させようとするが、放電ランプ４がすでに始動しているためランプ電圧Ｖｌａが目標値Ａ１になることはなく、電圧制御回路７のフィードバック信号Ｃｖ１は所定の下限値で飽和した状態になる。
【００３７】
一方、電力制御回路８のフィードバック信号Ｃｃ１は、放電ランプ４が始動するまではランプ電流Ｉｌａが増加するように所定の下限値で飽和しており、放電ランプ４が始動してランプ電流Ｉｌａが発生すると、電力制御回路８はインバータ回路３の出力を低下させる方向にフィードバック信号Ｃｃ１を変化させる。
【００３８】
次に、時刻ｔ２のときに上記電圧信号ｆｖが基準値ｆｐ１よりも小さくなると（つまり動作周波数が基準周波数よりも小さくなると）、切替回路５からはＨｉｇｈの切替信号Ｃｓ１が出力され、フィードバック制御回路として電力制御回路８が選択される。すなわち、時刻ｔ２以降は、放電ランプ４に供給されるランプ電流Ｉｌａによりフィードバック制御が行われることになる。そして時刻ｔ３では、電力制御回路８の応答が完了してランプ電流Ｉｌａは安定状態となる。なお、時刻ｔ２〜ｔ３の間は、電圧制御回路７から電力制御回路８への切替タイミングであるが、このとき生じるフィードバック信号の高周波成分は上述したローパスフィルタ９により減衰される。また、本実施形態のように、トランジスタＱ１，Ｑ２を用いて選択回路６を構成した場合には、トランジスタＱ１，Ｑ２の能動領域を使用することで滑らかに入力切替を行うことも可能である。
【００３９】
而して、本実施形態によれば、放電ランプ４のランプ電圧Ｖｌａまたはランプ電流Ｉｌａをフィードバックさせることによって放電ランプ４の明るさを一定に保つことができ、またインバータ回路３の動作周波数と基準値との比較結果に応じてフィードバック制御回路（電圧制御回路７および電力制御回路８）を切り替えることによって連続的な制御が可能になるから、インバータ回路３を構成するスイッチング素子に加わるストレスを低減できる。また、本実施形態のように、電圧制御回路７と電力制御回路８の目標値を別々に設定可能とすることによって設計の自由度を高めることができ、さらに各制御回路の目標値をそれぞれ放電ランプ４が始動可能な値に設定することによって放電ランプ４を確実に点灯させることができるから、点灯を検出するための特別な手段を必要としないという利点もある。
【００４０】
なお、本実施形態では、放電ランプ４に流れるランプ電流Ｉｌａを電力制御回路８の制御対象としているが、例えばランプ電圧Ｖｌａとランプ電流Ｉｌａとから算出される電力値を制御対象としてもよい。また、本実施形態では、選択回路６をトランジスタＱ１，Ｑ２で構成しているが、例えばアナログスイッチなどを用いてもよい。
【００４１】
（実施形態２）
本発明に係る点灯装置Ａの実施形態２を図４および図５に基づいて説明する。本実施形態では、切替回路５が、切替信号Ｃｓ１を選択回路６に出力するタイミングに合わせて、新たに選択されるフィードバック制御回路（本実施形態では電力制御回路８）の目標値Ａ２を変更するように構成されている。なお、それ以外の構成については実施形態１と同様であるから、同一の構成要素には同一の符号を付して説明は省略する。
【００４２】
本実施形態の点灯装置Ａは、図４に示すように整流器１と、昇圧チョッパ回路２と、インバータ回路３と、切替回路５と、選択回路６と、電圧制御回路７と、電力制御回路８と、ローパスフィルタ９とを備えている。
【００４３】
切替回路５は、インバータ回路３の動作周波数に比例した電圧信号ｆｖと基準値ｆｐ１との比較結果に応じて切替信号Ｃｓ１を選択回路６に出力するとともに、新たに選択される電力制御回路８の目標値Ａ２を変更するように構成されている。
【００４４】
次に、本実施形態の点灯装置Ａの動作について図５に基づいて説明する。なお、時刻ｔ２以前の動作については実施形態１と同様であるから、ここでは説明を省略する。時刻ｔ２のときに電圧信号ｆｖが基準値ｆｐ１を下回ると（つまり動作周波数が基準周波数を下回ると）、切替回路５は、選択回路６に対して電力制御回路８に切り替える切替信号Ｃｓ１を出力するとともに、電力制御回路８の目標値Ａ２を放電ランプ４が始動する電流値に変更する。そして、電力制御回路８では、放電ランプ４のランプ電流Ｉｌａが目標値Ａ２となるようにフィードバック制御が実行される。
【００４５】
ここにおいて、時刻ｔ２以前では切替回路５から出力される切替信号Ｃｓ１がＬｏｗであるから、フィードバック制御回路として電圧制御回路７が選択されており、このとき電力制御回路８の目標値Ａ２は放電ランプ４が始動する電流値よりも低く設定されている（図５参照）。このように初期段階において電力制御回路８の目標値Ａ２を低く設定することによって、電力制御回路８のフィードバック信号Ｃｃ１が周波数下限に対応する下限値で飽和することなく、フィードバック制御が切り替えられる基準周波数（基準値ｆｐ１に対応する周波数）に近い周波数に対応する初期値を出力しておくことができる。
【００４６】
而して、本実施形態によれば、選択回路６の切替タイミングに合わせて、新たに選択される電力制御回路８の目標値Ａ２を変更することによって、電圧制御回路７から電力制御回路８への切替時に発生する応答遅れが抑制され、その結果オーバーシュートなどにより点灯装置Ａを構成する各回路や放電ランプ４にストレスが加わるのを防止することができる。
【００４７】
（実施形態３）
本発明に係る点灯装置Ａの実施形態３を図６および図７に基づいて説明する。実施形態１，２では、フィードバック制御回路として電圧制御回路７および電力制御回路８の２つの回路を用いているが、本実施形態ではさらに、放電ランプ４が備えるフィラメント電極に予熱電力を供給する予熱回路１１に流れる予熱電流Ｉｈｃに応じてフィードバック信号Ｃｃ２を出力する予熱制御回路１０を用いており、さらに本予熱制御回路１０の目標値Ａ３をタイマー回路１２により設定するように構成している。なお、以下の説明において、実施形態１，２と同様の構成要素については同一の符号を付して説明は省略する。
【００４８】
本実施形態で用いられる放電ランプ４は熱陰極型の放電ランプであって、本発明に係る点灯装置Ａは、図６に示すように整流器１と、昇圧チョッパ回路２と、インバータ回路３と、切替回路５と、選択回路６と、放電ランプ４の管電圧Ｖｌａを検出し、検出した管電圧Ｖｌａが目標値Ａ１となるようにインバータ回路３の動作周波数を変化させるフィードバック信号Ｃｖ１を出力する電圧制御回路７と、放電ランプ４の管電流Ｉｌａを検出し、検出した管電流Ｉｌａが目標値Ａ２となるようにインバータ回路３の動作周波数を変化させるフィードバック信号Ｃｃ１を出力する電力制御回路８と、放電ランプ４のフィラメント電極に予熱電力を供給する予熱回路１１と、予熱回路１１に流れる予熱電流Ｉｈｃを検出し、検出した予熱電流Ｉｈｃが目標値Ａ３となるようにインバータ回路３の動作周波数を変化させるフィードバック信号Ｃｃ２を出力する予熱制御回路１０と、予熱制御回路１０の目標値Ａ３を設定するタイマー回路１２とを備えている。なお、本実施形態では、切替回路５からの切替信号Ｃｓ１に応じて、電圧制御回路７、電力制御回路８または予熱制御回路１０の中から何れか１つが選択されるようになっており、上記３つの制御回路によりフィードバック制御回路が構成されている。
【００４９】
ここにおいて、本実施形態では、切替回路５がフィードバック制御回路を切り替える際の周波数の基準値として２つの基準値ｆｐ１，ｆｐ２（ｆｐ２＞ｆｐ１）が設定されており、切替回路５は、周波数に応じた大きさの電圧信号ｆｖが基準値ｆｐ２以上（つまり動作周波数が第１基準周波数以上）である場合には予熱制御回路１０に切り替える切替信号Ｃｓ１を出力し、電圧信号ｆｖが基準値ｆｐ１以上で且つ基準値ｆｐ２よりも小さい（つまり動作周波数が第１基準周波数より低く且つ第２基準周波数以上）場合には電圧制御回路７に切り替える切替信号Ｃｓ１を出力し、電圧信号ｆｖが基準値ｆｐ１よりも小さい（つまり動作周波数が第２基準周波数より低い）場合には電力制御回路８に切り替える切替信号Ｃｓ１を出力するようになっている。なお、予熱制御回路１０の目標値Ａ３は、タイマー回路１２で設定した時間の経過後に当該タイマー回路１２から出力される設定信号により設定される。ここに、本実施形態では、基準値ｆｐ２が第１の基準値であり、基準値ｆｐ１が第２の基準値である。
【００５０】
次に、本実施形態の点灯装置Ａの動作について図７に基づいて説明する。本点灯装置Ａは、熱陰極型の放電ランプ４を点灯させるためのものであって、フィラメント電極の温度を一定に制御した状態から放電ランプ４を始動させることになる。したがって、初期段階では、フィードバック制御回路として予熱制御回路１０が選択されることになる。なお、時刻ｔ１以前では放電ランプ４は消灯している。
【００５１】
時刻ｔ０で点灯装置Ａを起動させると、予熱制御回路１０は、予熱回路１１に流れる予熱電流Ｉｈｃが所定の目標値Ａ３となるようにインバータ回路３の動作周波数を制御する。やがて、フィラメント電極の温度が十分上昇して熱電子が発生するようになると、時刻ｔ１のときにタイマー回路１２により予熱制御回路１０の目標値Ａ３が低く設定され、その結果インバータ回路３の動作周波数が低下する。
【００５２】
その後、時刻ｔ２のときに電圧信号ｆｖが基準値ｆｐ２よりも小さくなると（つまり動作周波数が第１基準周波数よりも低くなると）、切替回路５は電圧制御回路７に切り替える切替信号Ｃｓ１を選択回路６に出力し、フィードバック制御回路が電圧制御回路７に切り替えられる。すなわち、時刻ｔ２以降では、管電圧Ｖｌａに基づいてフィードバック制御が実行されることになる。
【００５３】
さらに、時刻ｔ３のときに電圧信号ｆｖが基準値ｆｐ１よりも小さくなると（つまり動作周波数が第２基準周波数よりも低くなると）、切替回路５は電力制御回路８に切り替える切替信号Ｃｓ１を選択回路６に出力し、フィードバック制御回路が電力制御回路８に切り替えられる。すなわち、時刻ｔ３以降では、ランプ電流Ｉｌａに基づいてフィードバック制御が実行されることになる。
【００５４】
而して、本実施形態によれば、予熱制御回路１０によりフィラメント温度を一定温度に制御してから放電ランプ４を始動させることになるので、フィラメント温度が高くなりすぎることで電子が過度に放出されて放電ランプ４のランプ寿命が短くなったり、フィラメント温度が低くなりすぎることで電子の放出量が不足してイオン衝撃により放電管がダメージを受けたりするのを防止することができる。
【００５５】
なお、本実施形態では、予熱制御回路１０の制御対象を予熱回路１１に流れる予熱電流Ｉｈｃとしているが、例えば予熱回路１１への印加電圧を制御対象としてもよい。
【００５６】
（実施形態４）
本発明に係る点灯装置Ａの実施形態４を図８および図９に基づいて説明する。本実施形態の点灯装置Ａは、放電ランプ４を調光させるための調光回路１３を備えており、それ以外の構成は実施形態２と同様であるから、同一の構成要素には同一の符号を付して説明は省略する。
【００５７】
本実施形態の点灯装置Ａは、図８に示すように整流器１と、昇圧チョッパ回路２と、インバータ回路３と、切替回路５と、選択回路６と、電圧制御回路７と、電力制御回路８と、放電ランプ４を調光させるための調光回路１３とを備えており、調光回路１３からは、Ｈｉｇｈ／Ｌｏｗが所定の周期で繰り返される調光信号ＤＩＭが切替回路５に対して出力されるようになっている（図９参照）。ここにおいて、インバータ回路３の駆動パルス発生回路は、調光回路１３からの調光信号ＤＩＭに応じて調光制御を行っており、調光信号ＤＩＭがＨｉｇｈの期間では放電ランプ４を点灯させ、調光信号ＤＩＭがＬｏｗの期間では放電ランプ４を消灯させている。そして、本実施形態では、調光信号ＤＩＭに応じて放電ランプ４の点灯／消灯を所定周期で繰り返すことによって、放電ランプ４を調光点灯させている。なお、上記調光信号ＤＩＭは切替回路５にも入力されるようになっており、切替回路５では、上記調光信号ＤＩＭがＬｏｗになるタイミングで切替信号Ｃｓ１を初期値（始動時の信号）にリセットするようになっている。
【００５８】
次に、本実施形態の点灯装置Ａの動作について図９に基づいて説明するが、時刻ｔ３までの動作については上述した実施形態２と同様であるから、ここでは説明を省略する。
【００５９】
時刻ｔ３のときに調光回路１３から放電ランプ４を消灯させる調光信号ＤＩＭ（すなわちＬｏｗ信号）が出力されると、切替回路５では、切替信号Ｃｓ１が初期値（本実施形態では電圧制御回路７に切り替えるＬｏｗ信号）にリセットされる。すると、インバータ回路３の動作周波数は上昇し、点灯装置Ａが始動初期状態に戻る。その後、時刻ｔ４のときに調光回路１３から放電ランプ４を点灯させる調光信号ＤＩＭ（すなわちＨｉｇｈ信号）が出力されると、時刻ｔ１〜ｔ３までの処理を経て放電ランプ４が点灯する。そして、本実施形態の点灯装置Ａでは、以上の動作を繰り返すことによってバースト（間欠発振）調光点灯を実現することができるのである。
【００６０】
（実施形態５）
本発明に係る点灯装置Ａの実施形態５を図１０および図１１に基づいて説明する。本実施形態の点灯装置Ａは、放電ランプ４を調光させるための調光回路１３を備えており、それ以外の構成は実施形態２と同様であるから、同一の構成要素には同一の符号を付して説明は省略する。
【００６１】
本実施形態の点灯装置Ａは、図１０に示すように整流器１と、昇圧チョッパ回路２と、インバータ回路３と、切替回路５と、選択回路６と、電圧制御回路７と、電力制御回路８と、放電ランプ４を調光させるための調光回路１３とを備えており、調光回路１３から出力される調光信号ＤＩＭに応じて、切替回路５の基準値ｆｐ１が変更されるとともに、電力制御回路８の目標値Ａ２が変更されるようになっている。
【００６２】
次に、本実施形態の点灯装置Ａの動作について図１１に基づいて説明する。なお、時刻ｔ１までの動作については実施形態１と同様であるから、ここでは説明を省略する。
【００６３】
時刻ｔ１を超えると、インバータ回路３の動作周波数に比例した電圧信号ｆｖが基準値ｆｐ１を下回り、フィードバック制御回路として電力制御回路８が選択される。そして、時刻ｔ２のときに調光回路１３からランプ電力を小さくする調光信号ＤＩＭが出力されると、出力値が小さくなるようにインバータ回路３の動作周波数を上昇させ（つまり電圧信号ｆｖが上昇する）、調光動作が実行される。なおこのとき、電力制御回路８の目標値Ａ２が低く設定されるとともに、切替回路５の基準値ｆｐ１が高く設定されるから、上記動作周波数に対応する電圧信号ｆｖと基準値ｆｐ１との間の幅が拡大されることになる。
【００６４】
而して、本実施形態によれば、インバータ回路３の動作周波数の基準値ｆｐ１を調光回路１３からの調光信号ＤＩＭに応じて高く設定することによって、電圧信号ｆｖと基準値ｆｐ１との間の幅が拡大されることになり、その結果放電ランプ４の調光範囲を拡げることができる。
【００６５】
（実施形態６）
本発明に係る点灯装置を用いた照明器具Ｂの実施形態を図１２に基づいて説明する。本実施形態の照明器具Ｂは、例えば天井直付け型の照明器具であって、実施形態１〜５で説明した何れかの点灯装置と、断面形状が略台形である筒状に形成され、その内部に上記点灯装置が収納される器具本体１４と、器具本体１４の長手方向両端部に固定され、直管型の放電ランプ４が着脱自在に装着される２個１組のランプソケット１５，１５とを備えており、点灯装置から出力される高周波電力がランプソケット１５，１５を介して放電ランプ４に供給される。
【００６６】
而して、本実施形態によれば、実施形態１〜５で説明した何れかの点灯装置を用いることによって、照度レベルを一定に保つことができる照明器具Ｂを提供することができる。
【００６７】
なお、照明器具Ｂは天井直付け型のものに限定されるものではなく、天井埋込型や吊下げ型、あるいは環状の放電ランプに対応させたものであってもよい。
【００６８】
（実施形態７）
本発明に係る点灯装置を用いた液晶表示装置Ｃの実施形態を図１３に基づいて説明する。本実施形態の液晶表示装置Ｃは、例えば液晶テレビであって、液晶画面ユニット１０１とバックライトユニット１０２とを備えている。
【００６９】
液晶画面ユニット１０１は、カラーフィルタ基板、液晶、ＴＦＴ基板、駆動モジュールなどを備え、外部からの画像信号に基づいてカラー画像を形成する。一方、バックライトユニット１０２は、実施形態１〜５で説明した何れかの点灯装置Ａと、複数（本実施形態では１６本）の放電ランプ４とを備えている。そして、点灯装置Ａから出力される高周波電力により上記放電ランプ４を点灯させると、外部からの画像信号に対応するカラー画像が液晶画面に表示されるようになっている。
【００７０】
而して、本実施形態によれば、実施形態１〜５で説明した何れかの点灯装置Ａを用いることによって、バックライトとして用いられる放電ランプ４の明るさを一定に保つことができる液晶表示装置Ｃを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】実施形態１の点灯装置を示す模式的な回路図である。
【図２】同上を構成する各回路の動作を説明するタイムチャートである。
【図３】同上を構成する選択回路の回路図である。
【図４】実施形態２の点灯装置を示す模式的な回路図である。
【図５】同上を構成する各回路の動作を説明するタイムチャートである。
【図６】実施形態３の点灯装置を示す模式的な回路図である。
【図７】同上を構成する各回路の動作を説明するタイムチャートである。
【図８】実施形態４の点灯装置を示す模式的な回路図である。
【図９】同上を構成する各回路の動作を説明するタイムチャートである。
【図１０】実施形態５の点灯装置を示す模式的な回路図である。
【図１１】同上を構成する各回路の動作を説明するタイムチャートである。
【図１２】実施形態１〜５の何れかの点灯装置を用いた照明器具の斜視図である。
【図１３】実施形態１〜５の何れかの点灯装置を用いた液晶表示装置の一部破断せる斜視図である。
【符号の説明】
【００７２】
３  インバータ回路
４  放電ランプ（光源）
５  切替回路
６  選択回路
７  電圧制御回路（フィードバック制御回路）
８  電力制御回路（フィードバック制御回路）
Ａ  点灯装置
Ａ１，Ａ２  目標値
Ｃｖ１，Ｃｃ１  フィードバック信号
Ｉｌａ  ランプ電流（電気的な物理量）
Ｖｌａ  ランプ電圧（電気的な物理量）
ｆｐ１  基準値
ｆｖ  電圧信号
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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