(57)【要約】【課題】熱陰極ランプをバースト調光点灯する放電灯点灯装置において、バースト調光信号のオン期間及びオフ期間のいずれにおいてもフィラメントｆ１，ｆ２に流れる予熱電流を適切に制御し、バースト調光時にも熱陰極ランプＬａの寿命を確保する。【解決手段】バースト調光信号Ｓｂのオン期間及びオフ期間いずれの期間でもフィラメントｆ１，ｆ２に予熱電流を供給し、オン期間の予熱電流よりもオフ期間の予熱電流の実効値が大きくなるように予熱用インバータ回路６を制御する予熱制御部５を設け、フィラメントｆ１，ｆ２のリード線電流を直接的または間接的に検出する検出回路２の検出信号とバースト調光信号レベルに対応した基準信号とを比較し、誤差信号を出力する誤差増幅器３から出力される誤差信号に応じて、予熱制御部５から予熱用インバータ回路６に出力される駆動信号の周波数を調整し、検出信号と基準信号が同等になるように制御する。【選択図】図１
2010123506.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電圧を高周波電圧に変換する点灯用インバータ回路と、
前記点灯用インバータ回路から出力される高周波電圧を入力電圧とし、熱陰極ランプにランプ電流を供給する共振回路と、
バースト調光のオン期間とオフ期間の比を決定するバースト調光信号を受けて、バースト調光信号のオン期間でのみ前記点灯用インバータ回路をスイッチング動作させて熱陰極ランプをバースト調光するように制御する点灯制御部と、
直流電圧を高周波電圧に変換する予熱用インバータ回路と、
前記予熱用インバータ回路から出力される高周波電圧を入力電圧とし、熱陰極ランプのフィラメントに予熱電流を供給する予熱回路と、
前記バースト調光信号を受けて、バースト調光信号のオン期間及びオフ期間いずれの期間でもフィラメントに予熱電流を供給し、オン期間の予熱電流よりもオフ期間の予熱電流の実効値が大きくなるように前記予熱用インバータ回路を制御する予熱制御部と、
フィラメントのリード線電流を直接的または間接的に検出する検出回路と、
前記検出回路の検出信号とバースト調光信号レベルに対応した基準信号とを比較し、誤差信号を出力する誤差増幅器とを備えた放電灯点灯装置において、
前記誤差増幅器から出力される誤差信号に応じて、前記予熱制御部から前記予熱用インバータ回路に出力される駆動信号の周波数を調整し、前記検出信号と前記基準信号が同等になるように制御することを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項２】
前記予熱用インバータ回路に入力される直流電圧は、前記点灯用インバータ回路に入力される直流電圧をＤＣ−ＤＣ変換器を介して降圧した直流電圧であることを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
【請求項３】
前記誤差増幅器から出力される誤差信号に応じて前記予熱制御部から前記予熱用インバータ回路に出力される駆動信号の周波数を調整するにあたり、前記周波数の調整をバースト調光信号のオン期間の周波数及びオフ期間の周波数の両方で行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の放電灯点灯装置。
【請求項４】
前記誤差増幅器から出力される誤差信号に応じて前記予熱制御部から前記予熱用インバータ回路に出力される駆動信号の周波数を調整するにあたり、前記周波数の調整をバースト調光信号のオン期間の周波数では行わず、オフ期間の周波数でのみ行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の放電灯点灯装置。
【請求項５】
前記誤差増幅器から出力される誤差信号に応じて前記予熱制御部から前記予熱用インバータ回路に出力される駆動信号の周波数を調整するにあたり、前記周波数の調整をバースト調光信号のオフ期間の周波数では行わず、オン期間の周波数でのみ行うことを特徴とする請求項１又は２記載の放電灯点灯装置。
【請求項６】
前記検出回路は、バースト調光信号のオン期間とオフ期間のフィラメントのリード線電流の平均値を検出することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の放電灯点灯装置。
【請求項７】
前記検出回路は、バースト調光のオフ期間のフィラメントのリード線電流を検出することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の放電灯点灯装置。
【請求項８】
前記検出回路は、バースト調光のオン期間のフィラメントのリード線電流を検出することを特徴とする請求項１〜３、５のいずれかに記載の放電灯点灯装置。
【請求項９】
前記検出回路は複数存在し、各検出回路の検出信号の合成信号を前記誤差増幅器に入力することを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の放電灯点灯装置。
【請求項１０】
請求項１〜８のいずれかに記載の放電灯点灯装置を備えたことを特徴とするバックライトユニット。
【請求項１１】
請求項１０記載のバックライトユニットを備えた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、熱陰極ランプを点灯する放電灯点灯装置、及びこれを用いたバックライトユニット及び液晶表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶表示装置の大型化のニーズに伴い５０インチを超えるサイズも市場に投入されている。一般的に液晶表示装置のバックライトとして冷陰極ランプが用いられているが、冷陰極ランプは管径が細い故にランプ強度が弱いという課題、１本あたりに投入できる電力が小さいために本数が多くなるという課題、さらにはランプ電圧が非常に高いという課題が挙げられる。そこで、近年大型液晶表示装置用のバックライトとして、熱陰極ランプが注目されている。熱陰極ランプは、１本当りに投入できる電力が大きいため、ランプ本数の削減が可能であるというメリットや、アーク放電ゆえにランプ電圧が冷陰極ランプの１／１０以下であるというメリットがある。
【０００３】
次に液晶表示装置に用いられるバックライトの調光方式について述べる。一般照明用の熱陰極ランプにおいては、ランプ電流の振幅を変化させて調光を行う振幅調光方式が一般的であるが、液晶表示装置用のバックライトの調光方式としては、ランプ電流のオン期間（ランプ電流が流れている期間）とオフ期間（ランプ電流が略ゼロの期間）の比率を変化させて調光を行うバースト調光方式が一般的である。
【０００４】
バースト調光における予熱制御についての従来例としては、例えば特許文献１（特開平８−１０６９８７）がある。特許文献１の説明図を図１５、図１６に示す。この放電灯点灯装置は、熱陰極放電灯ＦＬのフィラメント間のスイッチＳＷ２を開放／短絡することにより点灯期間と消灯期間を切り替え、バースト点灯を行う。コンバータ制御回路４５の制御下でＤＣ−ＤＣコンバータ４４により直流電源４１の出力を電圧変換し、高周波インバータ４７により高周波電力に変換して熱陰極放電灯ＦＬに供給している。熱陰極放電灯ＦＬのフィラメント間には調光回路４９のスイッチＳＷ２が並列接続されており、このスイッチＳＷ２の短絡／開放は調光制御回路４６により制御され、スイッチＳＷ２の短絡時には高周波インバータ４７の出力により熱陰極放電灯ＦＬのフィラメントに予熱電流が流れ、スイッチＳＷ２の開放時には高周波インバータ４７の出力により熱陰極放電灯ＦＬのフィラメント間にランプ電流が流れる。そのため、スイッチＳＷ２の短絡時には熱陰極放電灯ＦＬは消灯し、スイッチＳＷ２の開放時には熱陰極放電灯ＦＬは点灯するから、消灯期間と点灯期間の時間比率を調整することにより光出力を制御することができる。
【０００５】
熱陰極放電灯ＦＬの出力は光センサＳによりモニターされており、操作部４２で設定された調光状態となるように、ＣＰＵ４３によりフィードバック制御される。また、調光状態検出回路４８により検出された調光状態に応じて消灯期間のＤＣ−ＤＣコンバータ４４の出力電圧をコンバータ制御回路４５により可変としており、これにより消灯期間中のフィラメント電圧は調光状態に応じて可変とされている。
【０００６】
次に図１５の放電灯点灯装置におけるランプ電流とフィラメント電流の波形について図１６を用いて説明すると、消灯期間に流れるフィラメントの予熱電流と、点灯期間に流れるランプ電流の波形は、それぞれ調光状態に応じて図１６（ａ）〜（ｃ）のように変化する。フィラメントの予熱電流が流れる消灯期間Ｔａ，Ｔｂ，Ｔｃとランプ電流が流れる点灯期間ｔａ，ｔｂ，ｔｃの時間比率に応じて、フィラメント温度が適正となるように、フィラメント電流の振幅は調光状態に応じて可変制御されている。
【特許文献１】特開平８−１０６９８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１の技術では、消灯期間と点灯期間の時間比率を調整することにより光出力を制御することができるが、図１６の波形図から明らかなように、高周波電流の切断時やスイッチＳＷ２がオンした瞬間の突入電流、スイッチＳＷ２がオフした瞬間にランプにかかる始動電圧など、スイッチＳＷ２へのストレスが大きい。また、スイッチＳＷ２の開放／短絡によって、ランプ電流供給期間と予熱電流供給期間を制御するので、ランプ電流供給期間においてはフィラメントへ予熱電流を供給することができない。
【０００８】
液晶表示用バックライト装置の場合、バースト調光の周波数は数百Ｈｚ程度の繰り返し波形のため、電極温度はバーストオン期間とオフ期間のフィラメントに流す予熱電流の平均値で効いてくる。そのため、予熱電流に休止期間がある場合、電極温度を確保するためにオフ期間での予熱電流を常時流す場合よりも大きなピーク値で供給する必要があり、回路のストレスになる。また、予熱電流をバーストオフ期間に集中して投入する必要があるので、フィラメント間の電圧が上昇しフィラメントのエンドグロー現象を起こし短寿命になってしまう。前記の通り、特許文献１は回路ストレス、ランプ寿命の観点からバースト調光時の望ましい予熱制御ではない。
【０００９】
本発明が解決しようとする第１の課題は、バースト調光信号のオン期間及びオフ期間のいずれにおいてもフィラメントに予熱電流を供給しつつ、液晶表示装置に適した熱陰極ランプバックライトの点灯装置を提供することにある。また、本発明が解決しようとする第２の課題は、バースト調光時に特有の狭い予熱設計範囲内において特に深調光時に予熱電流を適切に制御し、バースト調光時においても熱陰極ランプの寿命を確保することができる点灯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】
上記の課題を解決するために、請求項１に係る放電灯点灯装置は、図１、図２に示すように、直流電圧Ｖｄｃを高周波電圧に変換する点灯用インバータ回路８と、前記点灯用インバータ回路８から出力される高周波電圧を入力電圧とし、熱陰極ランプＬａにランプ電流を供給する共振回路９と、バースト調光のオン期間とオフ期間の比を決定するバースト調光信号Ｓｂを受けて、バースト調光信号Ｓｂのオン期間でのみ前記点灯用インバータ回路８をスイッチング動作させて熱陰極ランプＬａをバースト調光するように制御する点灯制御部７と、直流電圧Ｖｄｃを高周波電圧に変換する予熱用インバータ回路６と、前記予熱用インバータ回路６から出力される高周波電圧を入力電圧とし、熱陰極ランプＬａのフィラメントｆ１，ｆ２に予熱電流を供給する予熱回路１と、前記バースト調光信号Ｓｂを受けて、バースト調光信号Ｓｂのオン期間及びオフ期間いずれの期間でもフィラメントｆ１，ｆ２に予熱電流を供給し、オン期間の予熱電流よりもオフ期間の予熱電流の実効値が大きくなるように前記予熱用インバータ回路６を制御する予熱制御部５と、フィラメントｆ１，ｆ２のリード線電流を直接的または間接的に検出する検出回路２と、前記検出回路２の検出信号とバースト調光信号レベルに対応した基準信号とを比較し、誤差信号を出力する誤差増幅器３とを備えた放電灯点灯装置において、前記誤差増幅器３から出力される誤差信号に応じて、前記予熱制御部５から前記予熱用インバータ回路６に出力される駆動信号の周波数を調整し、前記検出信号と前記基準信号が同等になるように制御することを特徴とするものである。
【００１１】
また、請求項２に係る放電灯点灯装置は、図３に示すように、請求項１の発明において、前記予熱用インバータ回路６に入力される直流電圧は、前記点灯用インバータ回路８に入力される直流電圧ＶｄｃをＤＣ−ＤＣ変換器１０を介して降圧した直流電圧であることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項３に係る放電灯点灯装置は、図３〜図５に示すように、請求項１、請求項２の発明において、前記誤差増幅器３から出力される誤差信号に応じて前記予熱制御部５から前記予熱用インバータ回路６に出力される駆動信号の周波数を調整するにあたり、前記周波数の調整をバースト調光信号Ｓｂのオン期間の周波数及びオフ期間の周波数の両方で行うことを特徴とする。
【００１３】
また、請求項４に係る放電灯点灯装置は、図６、図７に示すように、請求項１、請求項２の発明において、前記誤差増幅器３から出力される誤差信号に応じて前記予熱制御部５から前記予熱用インバータ回路６に出力される駆動信号の周波数を調整するにあたり、前記周波数の調整をバースト調光信号のオン期間の周波数では行わず、オフ期間の周波数でのみ行うことを特徴とする。
【００１４】
また、請求項５に係る放電灯点灯装置は、請求項１、請求項２の発明において、前記誤差増幅器３から出力される誤差信号に応じて前記予熱制御部５から前記予熱用インバータ回路６に出力される駆動信号の周波数を調整するにあたり、前記周波数の調整をバースト調光信号のオフ期間の周波数では行わず、オン期間の周波数でのみ行うことを特徴とする（実施形態４）。
【００１５】
また、請求項６に係る放電灯点灯装置は、図３、図６に示すように、請求項１〜５の発明において、前記検出回路２は、バースト調光信号Ｓｂのオン期間とオフ期間のフィラメントのリード線電流の平均値を検出することを特徴とする。
【００１６】
また、請求項７に係る放電灯点灯装置は、図８に示すように、請求項１〜４の発明において、前記検出回路２は、バースト調光のオフ期間のフィラメントのリード線電流を検出することを特徴とする。
【００１７】
また、請求項８に係る放電灯点灯装置は、請求項１〜３または５において、前記検出回路２は、バースト調光のオン期間のフィラメントのリード線電流を検出することを特徴とする。
【００１８】
また、請求項９に係る放電灯点灯装置は、図９に示すように、請求項１〜８の発明において、前記検出回路２ａ〜２ｄは複数存在し、各検出回路２ａ〜２ｄの検出信号の合成信号を前記誤差増幅器３に入力することを特徴とする。
【００１９】
また、請求項１０に係る発明は、請求項１〜８のいずれかに記載の放電灯点灯装置を備えたことを特徴とするバックライトユニットである（図１４）。
また、請求項１１に係る発明は、請求項１０に記載のバックライトユニットを備えたことを特徴とする液晶表示装置である。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１に係る放電灯点灯装置は、特許文献１のようにバースト調光のオフ期間でのみ予熱電流を供給するのではなく、バースト調光のオン期間及びオフ期間の両方で連続的にフィラメントに予熱電流を供給しているので、特許文献１の課題である回路ストレスや、エンドグロー現象によるフィラメントの短寿命化を回避できる。また、バースト調光のオフ期間において、予熱電流を供給しつつ、点灯用インバータ回路を停止して残留電流を排除することができるので、液晶表示装置の動画性能及びコントラスト比を向上させることができる。特に予熱設計範囲の狭いバースト深調光時において、予熱回路定数のばらつきや、熱陰極ランプ個々のフィラメント抵抗ばらつきがある場合でもトータルのリード線電流を予熱用インバータ回路の周波数を調整することで所望の電流値に一定制御できるので、熱陰極ランプを長寿命化できる。
【００２１】
請求項２に係る放電灯点灯装置は、点灯用インバータ回路へ入力される直流電圧をＤＣ−ＤＣ変換器にて降圧して予熱用インバータ回路へ入力するので、予熱用インバータ回路のスイッチング素子に低耐圧、小型の安価なものを使用することができる。
【００２２】
請求項３に係る放電灯点灯装置は、バースト調光信号の１周期のリード線電流の調整を、バースト調光信号のオン期間及びオフ期間両方の予熱用インバータ回路の周波数で行うので、周波数の調整幅が少なくて済む。
【００２３】
請求項４に係る放電灯点灯装置は、バースト調光信号のオフ期間がオン期間よりも十分長くバースト調光１周期のリード線電流の平均値がオフ期間のリード線電流にて支配的になる深調光状態において、誤差信号を応じた予熱用インバータ回路の周波数調整をバースト調光信号のオフ期間の周波数でのみ行うだけで、近似的にバースト１周期のリード線電流の調整を行うことが可能である。
【００２４】
請求項５に係る放電灯点灯装置は、バースト調光信号のオン期間がオフ期間よりも十分長くバースト調光１周期のリード線電流の平均値がオン期間のリード線電流にて支配的になる全灯に近い状態において、誤差信号を応じた予熱用インバータ回路の周波数調整をバースト調光信号のオン期間の周波数でのみ行うだけで、近似的にバースト１周期のリード線電流の調整を行うことが可能である。
【００２５】
請求項６に係る放電灯点灯装置は、バースト調光時のフィラメント寿命を左右するバースト調光信号１周期のリード線電流の平均値を検出することができる。
【００２６】
請求項７に係る放電灯点灯装置は、バースト調光信号のオフ期間のフィラメントのリード線電流を検出することで、バースト調光のオフ期間がオン期間よりも十分長くバースト調光１周期のリード線電流の平均値がオフ期間のリード線電流にて支配的になる深調光時において、近似的にバースト調光１周期のリード線電流の平均値を検出することが可能である。
【００２７】
請求項８に係る放電灯点灯装置は、バースト調光信号のオン期間のフィラメントのリード線電流を検出することで、バースト調光のオン期間がオフ期間よりも十分長くバースト調光１周期のリード線電流の平均値がオン期間のリード線電流にて支配的になる全灯に近い状態において、近似的にバースト調光１周期のリード線電流の平均値を検出することが可能である。
【００２８】
請求項９に係る放電灯点灯装置は、複数の検出回路の出力値の合成値を誤差増幅器に入力するので、複数のフィラメントのトータルのリード線電流の検出を行う場合であっても、誤差増幅器は一つで済むので、低コストの回路構成を実現できる。
【００２９】
請求項１０に係るバックライトユニット、請求項１１に係る液晶表示装置は、バースト調光制御をする場合においても長寿命であり、さらに動画表示性能及びコントラスト比を向上することが可能なものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
（前提となる構成）
本発明の前提となる構成として、熱陰極ランプＬａをバースト調光にて点灯する点灯装置の構成を図１０に示す。図１０の点灯装置は、直流電源Ｖｄｃを高周波電圧に変換するインバータ回路８と、バースト調光のオン期間とオフ期間の比を決定するバースト調光信号Ｓｂを受けてバースト調光のオン期間では点灯可能な周波数で、オフ期間ではオン期間の周波数よりも高く点灯が維持できない周波数で前記インバータ回路８を制御する制御部７と、インバータ回路８に接続され熱陰極ランプＬａにランプ電流を供給する共振回路９と、インバータ回路８に接続され熱陰極ランプＬａのフィラメントｆ１，ｆ２に予熱電流を供給する予熱回路１により構成されている。また、図１０の点灯装置は、インバータ回路８が共振回路９と予熱回路１の電源を兼用するような回路構成である。
【００３１】
次に、図１０の点灯装置の制御動作について図１１を用いて説明する。ＰＷＭ信号であるバースト調光信号Ｓｂを受けて動作する制御部７は、バースト調光信号Ｓｂがオンになると周波数ｆ（Ｓ）の駆動信号をインバータ回路８に出力して熱陰極ランプＬａを始動させ、始動後、バースト調光信号Ｓｂがオンの期間では周波数ｆ（ＯＮ）の駆動信号を出力し、熱陰極ランプＬａを任意のランプ電流で点灯するようにインバータ回路８を制御する（ここでは、ＰＷＭ信号のＨｉｇｈ信号期間をバースト調光信号ＳｂのＯＮ期間、Ｌｏｗ信号期間をバースト調光信号のＯＦＦ期間とした）。さらに、バースト調光信号Ｓｂがオフになると、制御部７は駆動信号の周波数をｆ（ＯＮ）からランプ電圧を印加しながらも熱陰極ランプＬａを点灯維持できない周波数ｆ（ＯＦＦ）へ上昇させて、バースト調光信号Ｓｂがオフの期間では熱陰極ランプＬａが消灯するようにインバータ回路８を制御する。
【００３２】
また、熱陰極ランプＬａのフィラメントｆ１，ｆ２への予熱電流は、バースト調光信号Ｓｂのオン期間においても、オフ期間においても、それぞれ予熱回路１の周波数特性に従って供給され、バースト調光信号Ｓｂのオフ期間では、熱陰極ランプＬａが消灯しフィラメント温度が低下するので、オン期間のフィラメント電流よりも大きな予熱電流を流しフィラメント温度が一定となるように制御される。
【００３３】
ここで、バースト調光信号Ｓｂのオン・オフの切替え直後のインバータ回路８の周波数動作に注目すると、周波数の切替えを所定の時間をかけてスイープさせながら行っていることがわかる。これは、極端な周波数変化による回路ストレスや、巻線部品からの騒音を低減するためである。
【００３４】
しかしながら、このように制御部７からの駆動信号に周波数スイープを持たせると、図１１のランプ電流波形に示すように、バースト調光信号Ｓｂがオンからオフへ切り替った直後に、バースト調光信号Ｓｂがオフ期間にもかかわらずランプ電流に残留電流が発生してしまう。この残留電流は、共振回路９の周波数特性及び熱陰極ランプＬａのインピーダンスによって決定されるものでる。
【００３５】
また、液晶パネルとバースト調光信号を同期させて、液晶パネルのオン期間に熱陰極ランプＬａが点灯するように、また、液晶パネルのオフ期間に熱陰極ランプＬａが消灯するように制御して、液晶表示装置の動画表示性能やコントラスト比を向上させようとした場合に、残留電流は液晶パネル及びバースト調光信号Ｓｂがオフ期間にもかかわらず熱陰極ランプＬａを発光させるので、その光束の一部がオフ期間である液晶パネルを透過し、動画表示性能やコントラスト比の向上を妨げる原因になってしまう。
【００３６】
したがって、液晶表示装置用バックライトの点灯装置としては、残留電流が発生しない点灯制御が望ましい。例えば、残留電流を発生させないために、バースト調光信号Ｓｂのオフ期間で制御部７からインバータ回路８への駆動信号を停止すると、図１０に示す点灯装置のようにインバータ回路８が共振回路９と予熱回路１の電源を兼用するような回路構成においては、バースト調光信号Ｓｂのオフ期間において予熱回路１への電源が機能しないため、バースト調光信号Ｓｂのオフ期間でフィラメントｆ１，ｆ２への予熱電流を供給できなくなり、フィラメントｆ１，ｆ２の短寿命を引き起こす。つまり、図１０に示すような共振回路９と予熱回路１の電源が兼用である点灯装置においては、残留電流を排除しつつ、バースト調光信号Ｓｂのオフ期間でフィラメントｆ１，ｆ２へ予熱電流を供給することは困難である。
【００３７】
そこで、バースト調光信号Ｓｂのオン期間及びオフ期間のいずれにおいてもフィラメントｆ１，ｆ２に予熱電流を供給しつつ、残留電流を排除するためには、後述の図１の構成が必要となる。
【００３８】
次に、バースト調光制御におけるフィラメントの最適予熱設計について述べる。振幅調光方式におけるフィラメントの最適予熱設計条件に関しては、一般照明用の実績等から最適設計条件がある程度明確になっているが、熱陰極ランプのバースト調光方式においては実績も少なく最適予熱設計条件が明確になっているとは言えない。それゆえ、熱陰極ランプを液晶表示装置のバックライトとして採用するには、バースト調光方式における予熱条件を最適化し、フィラメントの長寿命化を実現することが求められている。
【００３９】
バースト調光時の予熱制御についての従来例は特許文献１の通りであるが、バースト調光の最適予熱設計範囲について検討を進めた結果、明確になった技術的知見について説明する。振幅調光を行う一般照明用の熱陰極ランプの予熱設計条件は、一般的にランプ電流に応じてフィラメントへ投入するエネルギーが規定されている。フィラメントへ投入するエネルギーとは、図１２に示すようにフィラメント両端のリード線電流ＩＬ１、ＩＬ２の二乗和（ＩＬ１2 ＋ＩＬ２2 ）である。図１２において、リード線電流ＩＬ１及びＩＬ２はランプ電流Ｉｌａと予熱電流Ｉｆの合成電流である。つまり、点灯回路ＩＶから出力されるランプ電流Ｉｌａは、直接フィラメントｆ１，ｆ２に向かう成分と、予熱回路ＰＨを介してフィラメントｆ１，ｆ２へ向かう成分にて構成されており、この構成はランプ電流Ｉｌａと予熱電流Ｉｆの位相差によって決定される。このようにリード線電流ＩＬ１、ＩＬ２の二乗和（ＩＬ１2 ＋ＩＬ２2 ）で予熱設計条件が規定される理由としては、ランプ電流Ｉｌａと予熱回路ＰＨから出力される予熱電流Ｉｆの位相差を考慮する必要がなく、フィラメントｆ１，ｆ２への投入エネルギーにて予熱設計条件が規定できるためである。
【００４０】
次に、ランプ電流（実効値）とリード線電流の二乗和（ＩＬ１2 ＋ＩＬ２2 ）の関係を図１３に示す。図１３の実線が振幅調光における予熱設計の範囲を示すものである。ここで、我々はバースト調光時の予熱設計範囲を明確にするために、前記振幅調光時の予熱設計範囲を基にランプライフ試験を行った。その結果、図１３の破線で示すように、バースト調光時においては振幅調光時よりも予熱設計範囲が著しく狭くなることを確認した。特に、バースト調光Ｄｕｔｙ２０％においては、バースト調光時のリード線電流の二乗和の設計範囲は、振幅調光時の約半分程度であった。
【００４１】
次に、バースト調光時の予熱設計範囲が振幅調光時よりも狭くなる理由について考察する。バースト調光時のリード線電流の二乗和は、バースト調光のオン期間とオフ期間の比に応じてオン期間のリード線電流の二乗和とオフ期間のリード線電流の二乗和の平均値で算出される。しかし、バースト調光時のランプ電流実効値は、バースト調光のオン期間とオフ期間の比に応じてオン期間のランプ電流実効値とオフ期間のランプ電流実効値（ゼロ）の平均値で算出されるものではなく、おおよそオン期間のランプ電流実効値に√｛Ｄｕｔｙ［％］／１００｝を乗じて算出される。つまり、図１３に示すように、バースト調光時の予熱設計範囲は、振幅調光時のように直線状の範囲で規定されるものではなく、破線のような曲線状の範囲で規定されるものになると考察する。
【００４２】
前記のランプライフ結果からも明らかなように、バースト調光においては、振幅調光よりも予熱設計範囲が著しく狭く、リード線電流の二乗和のばらつきを低減しなければ、液晶表示用のバックライトとしての寿命を十分に確保することができない。これは、バースト調光特有の大きな課題である。リード線電流の二乗和のばらつきの発生要因は、予熱回路部品の部品ばらつきと、個々の熱陰極ランプのフィラメント抵抗ばらつきである。部品ばらつきについては、低ばらつき品の採用などで対応可能であるが、フィラメントの抵抗ばらつきについては対応に限界がある。また、図１３からも明らかなように、バースト調光Ｄｕｔｙを絞って深調光を行う場合には、予熱設計範囲の狭さが際立っている。液晶表示装置においては、コントラスト比を向上させるために、なるべくバックライトの深調光を実現したいので、深調光時の予熱設計を図１３の予熱設計範囲で適切に行う必要がある。
【００４３】
本発明は、前記バースト調光時に特有の狭い予熱設計範囲内において特に深調光時に予熱電流を適切に制御し、バースト調光時においても熱陰極ランプの寿命を確保することができる点灯装置を提供しようとするものである。
【００４４】
以下、本発明に係る放電灯点灯装置を用いたバックライトユニット、液晶表示装置について、図１４を用いて簡単に説明すると、バックライトユニットＢＬは、複数の熱陰極ランプＬａと、これらの熱陰極ランプＬａを格納する筐体２０とを備える。ここで、熱陰極ランプＬａは、ガラス管の両端にフィラメントを備えたものである。また、バックライトユニットＢＬは、液晶パネル（不図示）の裏側に配置して使用され、筐体２０は、反射板２１、側板２２、取付け枠２３、透光板２４、放電灯点灯装置（不図示：一般的にバックライトユニットＢＬの裏側に配置される）を備える。一般的に、透光板２４は、裏側から順に、拡散板２５、拡散シート２６、レンズシート２７を積層してなる。上記構成にて、点灯装置により点灯された複数の熱陰極ランプＬａからの光は、拡散板２５を透過する際に拡散され、拡散シート２６の全面から平均化された並行光として放出されることになる。
【００４５】
（実施形態１）
次に実施形態１に係る放電灯点灯装置の構成について、図１を用いて説明する。本実施形態の放電灯点灯装置は、例えば商用交流電源を全波整流し、昇圧チョッパ回路により平滑化して出力される直流電圧Ｖｄｃを、高周波電圧に変換する例えばハーフブリッジインバータ回路からなる点灯用インバータ回路８と、点灯用インバータ回路８と接続されて、熱陰極ランプＬａにランプ電流を供給する例えばインダクタンスとコンデンサの直列回路から構成される共振回路９と、バースト調光信号Ｓｂを受けて点灯用インバータ回路８を制御する点灯制御部７と、直流電圧Ｖｄｃを高周波電圧に変換する例えばハーフブリッジインバータ回路からなる予熱用インバータ回路６と、予熱用インバータ回路６と接続されて、熱陰極ランプＬａのフィラメントｆ１，ｆ２に予熱電流を供給する予熱回路１と、バースト調光信号Ｓｂを受けて予熱用インバータ回路６を制御する予熱制御部５と、熱陰極ランプＬａのリード線電流を検出する検出回路２と、検出回路２の検出信号とバースト調光信号レベルに対応した基準信号とを比較し、その誤差信号を予熱制御部５に出力する誤差増幅器３とから構成されている。
【００４６】
次に本実施形態の放電灯点灯装置の基本動作について、図２を用いて説明する。点灯用インバータ回路８を制御する点灯制御部７、及び予熱用インバータ回路６を制御する予熱制御部５は、バースト調光信号Ｓｂのオン・オフを受けて動作する。図２に示すように、バースト調光信号Ｓｂは周波数が数百ＨｚのＰＷＭ信号であり、例えば、ＰＷＭ信号のＨｉｇｈ信号期間がバースト調光信号Ｓｂのオン期間、Ｌｏｗ信号期間がバースト調光信号Ｓｂのオフ期間と設定する。本実施形態の説明では、バースト調光信号Ｓｂを前記のように設定したが、ＰＷＭ信号のＨｉｇｈ信号期間がバースト調光信号のオフ期間、Ｌｏｗ信号がバースト調光信号のオン期間に設定しても構わない。
【００４７】
点灯制御部７は、バースト調光信号Ｓｂがオンになると始動周波数ｆ（Ｓ）を出力し熱陰極ランプＬａを始動させ、始動後、バースト調光信号Ｓｂのオン期間においては点灯周波数ｆ（Ｏ）を出力し、熱陰極ランプＬａを任意のランプ電流にて点灯させ、さらにバースト調光信号Ｓｂのオフ期間においては点灯用インバータ回路８への駆動信号を停止する。
【００４８】
以上のような点灯制御により、ランプ電圧、及びランプ電流は図２に示すような波形となり、熱陰極ランプＬａをバースト調光動作させる。この時、バースト調光信号Ｓｂのオフ期間において、点灯制御部７は駆動信号を出力しないので、バースト調光信号Ｓｂのオン期間からオフ期間へ切替った直後に、ランプ電流波形に残留電流は発生しない。
【００４９】
次に、予熱制御部５は、バースト調光信号Ｓｂのオン期間において周波数ｆ（ＯＮ）で、オフ期間においては周波数ｆ（ＯＦＦ）で予熱用インバータ回路６を制御する。また、予熱回路１は、バースト調光信号Ｓｂのオン期間においては周波数ｆ（ＯＮ）、オフ期間においては周波数ｆ（ＯＦＦ）に応じた予熱電流を、熱陰極ランプＬａのフィラメントｆ１，ｆ２に供給する。この時、オン期間の予熱電流よりもオフ期間の予熱電流の実効値の方が必ず大きくなるように設定される。その理由は、バースト調光信号Ｓｂのオフ期間では、ランプ電流が流れず電極温度が低下するので、その温度低下を補いフィラメント温度を一定に保つためにオフ期間においてはオン期間よりもフィラメントに大きなエネルギーを投入する必要があるためである。
【００５０】
図２にフィラメントｆ１，ｆ２のリード線電流の波形を示したが、バースト調光信号Ｓｂのオフ期間のリード線電流は予熱回路１から出力される予熱電流であるが、オン期間のリード線電流は予熱電流とランプ電流の合成電流である。
【００５１】
本実施形態の放電灯点灯装置は、図１に示すように、検出回路２にて熱陰極ランプＬａのフィラメントｆ２のリード線電流を検出し、その検出信号とバースト調光信号ＳｂのＤｕｔｙレベルに対応した基準信号とを誤差増幅器３へ入力して、誤差増幅器３から出力される誤差信号に応じて予熱制御部５の駆動周波数を調整する。つまり、誤差増幅器３は、検出信号と基準信号が同等になるように誤差信号を出力して、予熱制御部５の駆動周波数を調整するので、常に基準信号に対応したフィラメントｆ２のリード線電流を得ることが可能である。
【００５２】
次に本実施形態の効果について述べると、バースト調光信号Ｓｂのオフ期間において、予熱電流を供給しつつ、点灯用インバータ回路８を停止させて残留電流を排除することができるので、液晶表示装置の動画表示性能及びコントラスト比を向上させることができる。さらには、特に予熱設計範囲の狭いバースト深調光時において、予熱回路定数のばらつきや、熱陰極ランプ個々のフィラメント抵抗のばらつきがある場合でも、リード線電流を予熱用インバータ回路６の周波数を調整することで所望の電流値に一定制御できるので、熱陰極ランプＬａを長寿命化できる。また、バースト調光のオン期間及びオフ期間の両方で連続的にフィラメントｆ１，ｆ２に予熱電流を供給しているので、回路ストレスや、エンドグロー現象によるフィラメントの短寿命化を回避できる。
【００５３】
（実施形態２）
実施形態２に係る放電灯点灯装置の構成について、図３を用いて説明する。本実施形態の放電灯点灯装置は、例えば商用交流電源を全波整流し、昇圧チョッパ回路により平滑化して出力される直流電圧Ｖｄｃを、高周波電圧に変換する例えばハーフブリッジインバータ回路からなる点灯用インバータ回路８と、点灯用インバータ回路８と接続されて、熱陰極ランプＬａにランプ電流を供給する例えばインダクタンスとコンデンサの直列回路から構成される共振回路９と、バースト調光信号Ｓｂを受けて点灯用インバータ回路８を制御する点灯制御部７と、直流電圧Ｖｄｃを降圧するＤＣ−ＤＣ変換器１０と、ＤＣ−ＤＣ変換器１０と接続されて、その出力電圧を高周波電圧に変換する例えばハーフブリッジインバータ回路からなる予熱用インバータ回路６と、予熱用インバータ回路６と接続されて、熱陰極ランプＬａのフィラメントｆ１，ｆ２に予熱電流を供給する予熱回路１と、バースト調光信号Ｓｂを受けて、バースト調光信号Ｓｂのオン期間とオフ期間の予熱用インバータ回路６の駆動周波数を制御する予熱制御部５と、熱陰極ランプＬａのリード線電流を検出する検出回路２と、検出回路２の検出信号とバースト調光信号レベルに対応した基準信号とを比較し、その誤差信号を予熱制御部５に出力する誤差増幅器３とから構成されている。
【００５４】
次に本実施形態の放電灯点灯装置の各部位の動作について説明するが、点灯制御部７及び予熱制御部５の動作については実施形態１で説明しているので、説明を省略する。本実施形態の放電灯点灯装置においては、直流電圧ＶｄｃをＤＣ−ＤＣ変換器１０を介して降圧した直流電圧を予熱用インバータ回路６の入力電圧とするので、予熱用インバータ回路６のスイッチング素子に低耐圧・小型で安価なものを使用することができる。
【００５５】
次に、予熱回路１は、予熱用インバータ回路６の出力に、直流カット用コンデンサＣ１１と予熱トランスＴ１１の１次巻線Ｎ１が直列に接続されており、予熱トランスＴ１１は２次巻線Ｎ２１、Ｎ２２を備え、それぞれ予熱用コンデンサＣ１２，Ｃ１３を介して熱陰極蛍光ランプＬａのフィラメントｆ１、ｆ２に接続されている。予熱トランスＴ１１の１次巻線Ｎ１に印加された高周波電圧は、１次巻線Ｎ１と２次巻線Ｎ２１，Ｎ２２の巻数比に応じた高周波電圧に変換されて２次巻線Ｎ２１，Ｎ２２に出力される。つまり、予熱トランスＴ１１の２次巻線Ｎ２１，Ｎ２２に発生する高周波電圧を電源とし、予熱用コンデンサＣ１２及びＣ１３を介して、熱陰極ランプＬａのフィラメントｆ１，ｆ２に予熱電流を供給する。
【００５６】
ここで、本実施形態の予熱回路１の予熱電流周波数特性を図４に示す。本実施形態において、予熱用インバータ回路６の駆動周波数範囲は約５０〜２００［ｋＨｚ］を想定しており、その周波数範囲における予熱回路１の予熱電流周波数特性は、図４に示すように周波数増加と共に予熱電流も増加するように設定される。
【００５７】
次に、検出回路２は、フィラメントｆ２のリード線電流の平均値を検出するものであり、１次巻線が熱陰極ランプＬａのフィラメントｆ２の一端と、予熱コンデンサＣ１３間に直列に接続されるフィラメントのリード線電流検出用トランスＴ２１と、前記検出用トランスＴ２１の２次巻線に接続される平滑回路によって構成されている。前記平滑回路は、検出用トランスＴ２１の２次巻線の一方とグランド間に直列に接続される抵抗Ｒ２１、Ｒ２２と、前記抵抗Ｒ２１とＲ２２間にカソードが接続されグランドにアノードが接続されるダイオードＤ２１と、前記抵抗Ｒ２１とＲ２２間にアノードが接続されたダイオードＤ２２と、前記ダイオードＤ２２のカソードとグランド間に並列接続されるコンデンサＣ２１と抵抗Ｒ２３から構成されている。
【００５８】
検出用トランスＴ２１の２次側巻線には高周波電圧が出力されるが、出力電圧がプラスの場合には、検出用トランスＴ２１の２次巻線から抵抗Ｒ２１、ダイオードＤ２２を介してコンデンサＣ２１に充電電流が流れ、コンデンサＣ２１を充電する。また、検出用トランスＴ２１の２次巻線の出力電圧がマイナスの場合には、ダイオードＤ２２がオフするので、コンデンサＣ２１から抵抗Ｒ２３へ放電電流が流れコンデンサＣ２１の電荷は放電される。つまり、本検出回路２の出力は、コンデンサＣ２１の充放電電圧であり、検出用トランスＴ２１の２次巻線に出力される高周波電圧の半波成分を直流電圧に変換したものとなる。
【００５９】
ここで、コンデンサＣ２１の充電時と放電時の時定数について述べておくと、充電時の時定数は抵抗Ｒ２１、Ｒ２２、Ｒ２３とコンデンサＣ２１の定数で決まり、おおよそＣ２１×｛Ｒ２１／／Ｒ２２／／Ｒ２３｝となり、放電時の時定数は抵抗Ｒ２３とコンデンサＣ２１の定数で決まり、おおよそＣ２１×Ｒ２３となる。バースト調光時のフィラメントのリード線電流はオン期間とオフ期間で変化するので、本検出回路のようにバースト調光時のリード線電流の平均値を検出する場合には、前記時定数をバースト調光信号の周期よりも十分大きく設定する必要がある。
【００６０】
次に、基準電圧変換回路４は、ＰＷＭ信号であるバースト調光信号をＤｕｔｙ比に応じた直流電圧に平滑する回路である。バースト調光信号Ｓｂのオフ時（ＰＷＭ信号がＬｏｗ）は、トランジスタＱ４１はオフ状態なので、制御電源電圧Ｖｃｃから抵抗Ｒ４１、Ｒ４２を介してコンデンサＣ４１に充電電流が流れ、コンデンサＣ４１を充電する。また、バースト調光信号Ｓｂのオン時（ＰＷＭ信号がＨｉｇｈ）は、トランジスタＱ４１がオンするので、コンデンサＣ４１から抵抗Ｒ４３、また抵抗Ｒ４２を介して抵抗Ｒ４４へ放電電流が流れ、コンデンサＣ４１の電荷が放電される。つまり、バースト調光信号ＳｂのＤｕｔｙ（トランジスタＱ４１のオン期間とオフ期間の比）によって、コンデンサＣ４１の充放電電圧、つまりは直流電圧が決まり、バースト調光信号Ｓｂのオン期間が長いほど基準電圧が小さくなる構成である。
【００６１】
ここで、前記コンデンサＣ４１の充放電の時定数について述べると、充電時の時定数は抵抗Ｒ４１，Ｒ４２，Ｒ４３、コンデンサＣ４１の定数で決まり、Ｃ４１×［｛Ｒ４１＋Ｒ４２｝／／Ｒ４３］で与えられ、放電時の時定数は抵抗Ｒ４１，Ｒ４２，Ｒ４３，Ｒ４４、コンデンサＣ４１の定数で決まり、Ｃ４１×［Ｒ４１／／Ｒ４４／／（Ｒ４２＋Ｒ４３｝］で与えられる。バースト調光信号Ｓｂをリップルの少ない直流電圧に変換するには、バースト調光信号Ｓｂの周期に対して時定数を十分大きく取る必要がある。
【００６２】
次に、誤差増幅器３は、オペアンプＯＰ３１と、オペアンプ３１の入力抵抗Ｒ３１と、帰還回路として接続される抵抗Ｒ３２とコンデンサＣ３１の並列回路と、出力に接続される抵抗Ｒ３３から構成されている。誤差増幅器３は、検出回路２からの検出電圧と、基準電圧変換回路４からの基準電圧を比較し、その誤差信号に応じて、予熱制御部５のオン期間周波数設定部５ｂ及びオフ期間周波数設定部５ａで、それぞれオン期間の周波数及びオフ期間の周波数を調整して、検出電圧が基準電圧と同等となるように制御する。
【００６３】
続いて、本実施形態の動作について、図５を用いて説明する。図５−（Ａ）は前記検出回路２のリード線電流検出用トランスＴ２１の出力電圧波形を示すものであり、出力が小さい期間がバースト調光オン期間であり、出力が大きい期間がバースト調光オフ期間である。また、図５−（Ｂ）は検出回路２及び基準電圧変換回路４の出力電圧であり、前記検出回路出力電圧は、抵抗Ｒ２１、Ｒ２２で分圧された前記検出用トランスＴ２１の出力電圧をダイオードＤ２２を介して、抵抗Ｒ２３、コンデンサＣ２１によって平滑した直流電圧である。
【００６４】
また、図５−（Ｃ）は予熱用インバータ回路６の駆動周波数である。例えば、図５−（Ｂ）に示すように、期間ｔ０〜ｔ１における検出回路２の出力電圧が、基準電圧変換回路４の出力電圧よりも小さい場合を考えると、前記オペアンプＯＰ３１の出力電圧はフィードバック動作によって上昇し、予熱制御部５はオペアンプＯＰ３１の出力を受けて、図５−（Ｃ）の期間ｔ１〜ｔ２においてオン期間の周波数をｆ（ＯＮ）からｆ（ＯＮ）１に、オフ期間の周波数をｆ（ＯＦＦ）からｆ（ＯＦＦ）１へ調整し、図４に示すようにオン期間の予熱電流をＩｆ（ＯＮ）からＩｆ（ＯＮ）１へ、オフ期間の予熱電流をＩｆ（ＯＦＦ）からＩｆ（ＯＦＦ）１へ増加するように予熱用インバータ回路６を制御する。
【００６５】
オン期間及びオフ期間の予熱電流が増加することにより、バースト調光時の１周期のリード線電流の平均値も増加するので、前記検出電圧も増加し、基準電圧と同等になる。ただし、周波数は期間ｔ１〜ｔ２で変化するが、検出電圧は平滑回路の時定数の影響により遅れるので、図５のｔ３で検出電圧と基準値が同等になる。
【００６６】
本実施形態の効果は、実施形態１の効果に加え、バースト調光信号の１周期のリード線電流の調整を、バースト調光信号のオン期間及びオフ期間の両方の予熱用インバータ回路の周波数で行うので、周波数の調整幅が少なくて済む。
【００６７】
（実施形態３）
実施形態３に係る放電灯点灯装置の構成について、図６に示す。本実施形態の放電灯点灯装置は、図３に示した実施形態２の放電灯点灯装置の構成とほぼ同様の構成であるが、相違点は、予熱制御部５が誤差増幅器３から出力される誤差信号に応じて、オフ期間周波数設定部５ａの駆動周波数のみを調整し、予熱回路１から出力される予熱電流を調整することで、フィラメントのリード線電流の検出電圧と基準電圧が同等になるように予熱用インバータ回路６を制御することである。
【００６８】
本実施形態の動作について、図７を用いて説明する。図７−（Ａ）は前記検出回路２のリード線電流検出用トランスＴ２１の出力電圧波形を示すものであり、出力が小さい期間がバースト調光オン期間であり、出力が大きい期間がバースト調光オフ期間である。
【００６９】
また、図７−（Ｂ）は検出回路２及び基準電圧変換回路４の出力電圧であり、前記検出回路出力電圧は、抵抗Ｒ２１、Ｒ２２で分圧された前記検出用トランスＴ２１の出力電圧をダイオードＤ２２を介して、抵抗Ｒ２３、コンデンサＣ２１によって平滑した直流電圧である。
【００７０】
また、図７−（Ｃ）は予熱用インバータ回路６の駆動周波数である。例えば、図７−（Ｂ）に示すように、期間ｔ０〜ｔ１における検出回路２の出力電圧が、基準電圧変換回路４の出力電圧よりも大きい場合を考えると、前記オペアンプＯＰ３１の出力電圧はフィードバック動作によって減少し、予熱制御部５はオペアンプＯＰ３１の出力を受けて、図７−（Ｄ）の期間ｔ１〜ｔ２においてオン期間の周波数をｆ（ＯＮ）で固定のまま、オフ期間の周波数をｆ（ＯＦＦ）からｆ（ＯＦＦ）２へ調整し、図４に示すようにオフ期間の予熱電流をＩｆ（ＯＦＦ）からＩｆ（ＯＦＦ）２へ減少するように予熱用インバータ回路６を制御する。
【００７１】
オフ期間の予熱電流が減少することにより、バースト調光時の１周期のリード線電流の平均値も減少するので、前記検出電圧も減少し、基準電圧と同等になる。ただし、周波数は期間ｔ１〜ｔ２で変化するが、検出電圧は平滑回路の時定数の影響により遅れるので、図７のｔ３で検出電圧と基準値が同等になる。
【００７２】
本実施形態の効果は、実施形態１の効果に加えて、バースト調光信号のオフ期間がオン期間よりも十分長くバースト調光の１周期のリード線電流の平均値がオフ期間のリード線電流にて支配的になる深調光状態において、誤差信号を応じた予熱用インバータ回路の周波数調整をバースト調光信号のオフ期間の周波数で行うだけで、近似的にバースト１周期のリード線電流の調整を行うことが可能である。
【００７３】
（実施形態４）
実施形態４に係る放電灯装置の構成は、図示していないが、図６に示した実施形態３の放電灯点灯装置の構成とほぼ同様の構成であり、誤差増幅器３の出力がオン期間周波数設定部５ｂに入力されるように変更した点が相違する。これにより、予熱制御部５が誤差増幅器３から出力される誤差信号に応じて、オン期間周波数設定部５ｂの駆動周波数のみを調整し、予熱回路１から出力される予熱電流を調整することで、フィラメントのリード線電流の検出電圧と基準電圧が同等になるように予熱用インバータ回路６を制御する。前記相違点以外は実施形態３の放電灯点灯装置と同様であるので、動作説明についても省略する。
【００７４】
本実施形態の効果は、実施形態１の効果に加えて、バースト調光信号のオン期間がオフ期間よりも十分長く、バースト調光の１周期のリード線電流の平均値がオン期間のリード線電流にて支配的になる全灯に近い状態において、誤差信号を応じた予熱用インバータ回路６の周波数調整をバースト調光信号Ｓｂのオン期間の周波数で行うだけで、近似的にバースト１周期のリード線電流の調整を行うことが可能である。
【００７５】
（実施形態５）
実施形態５に係る放電灯点灯装置の構成について、図８に示す。本実施形態の放電灯点灯装置は、ほぼ実施形態３の回路構成と同様であるが、相違点は、検出回路２の抵抗器Ｒ２２と並列にバースト調光信号Ｓｂによってスイッチングを行うトランジスタＱ２１を設けた点である。バースト調光信号Ｓｂのオフ期間では、トランジスタＱ２１がオフしているのでコンデンサＣ２１にバースト調光オフ期間のリード線電流の検出値が出力される。また、バースト調光信号Ｓｂのオン期間では、トランジスタＱ２１がオンするのでコンデンサＣ２１への充電電流はなくなり、コンデンサＣ２１へ充電された電荷は抵抗Ｒ２３を介して放電される。つまり、本実施形態の回路構成は、バースト調光のオン期間のフィラメントのリード線電流を検出せずに、バースト調光のオフ期間のフィラメントのリード線電流のみを検出する回路構成である。但し、バースト調光のオン期間において、コンデンサＣ２１を充電できず、コンデンサＣ２１の電圧が低下し、検出電圧のリップルが大きくなる可能性があるので、放電時の時定数は実施形態３よりも大きく設定する必要がある。
【００７６】
本実施形態の効果は、実施形態３の効果に加えて、バースト調光信号のオフ期間のフィラメントのリード線電流を検出することで、バースト調光のオフ期間がオン期間よりも十分長くバースト調光の１周期のリード線電流の平均値がオフ期間のリード線電流にて支配的になる深調光時において、近似的にバースト調光１周期のリード線電流の平均値を検出することが可能である。
【００７７】
また、図示していないが、バースト調光信号Ｓｂのオフ期間でトランジスタＱ２１がオン、オン期間でトランジスタＱ２１がオフするように回路構成を変更すれば、バースト調光のオフ期間のフィラメントのリード線電流を検出せずに、バースト調光のオン期間のフィラメントのリード線電流のみを検出する回路構成になる。その場合の効果は、実施形態４の効果に加えて、バースト調光信号のオン期間がオフ期間よりも十分長く、バースト調光の１周期のリード線電流の平均値がオン期間のリード線電流にて支配的になる全灯に近い状態において、近似的にバースト調光１周期のリード線電流の平均値を検出することが可能である。
【００７８】
（実施形態６）
実施形態６に係る放電灯点灯装置の構成について、図９を用いて説明する。本実施形態の放電灯点灯装置は、直流電圧Ｖｄｃを、高周波電圧に変換する点灯用インバータ回路８と、点灯用インバータ回路８と接続されて熱陰極ランプＬａ１及びＬａ２にそれぞれランプ電流を供給する共振回路９ａ及び共振回路９ｂと、バースト調光信号Ｓｂを受けて点灯用インバータ回路８を制御する点灯制御部７と、直流電圧Ｖｄｃを降圧するＤＣ−ＤＣ変換器１０と、ＤＣ−ＤＣ変換器１０から出力される直流電圧を高周波電圧に変換する予熱用インバータ回路６と、予熱用インバータ回路６と接続されて、熱陰極ランプＬａ１及びＬａ２のフィラメントｆ１〜ｆ４に予熱電流を供給する予熱回路１と、バースト調光信号Ｓｂを受けて予熱用インバータ回路６を制御する予熱制御部５と、熱陰極ランプＬａ１及びＬａ２のリード線電流を検出する検出回路２ａ〜２ｄと、検出回路２ａ〜２ｄの検出電圧の合成電圧とバースト調光信号レベルに対応した基準電圧とを比較し、その誤差電圧を予熱制御部５に出力する誤差増幅器３とから構成されている。
【００７９】
次に本実施形態の各部位の動作について説明する。本実施形態の放電灯点灯装置の予熱回路１は、予熱トランスＴ１１の１次巻線Ｎ１に印加される高周波電圧を、１次巻線Ｎ１と２次巻線Ｎ２１，Ｎ２２，Ｎ２３の巻数比に応じた高周波電圧に変換し、２次巻線Ｎ２１，Ｎ２２，Ｎ２３に出力する。つまり、予熱回路１は予熱トランスＴ１１の２次巻線に発生する高周波電圧を電源とし、それぞれに接続されたフィラメントｆ１〜ｆ４に予熱電流を供給する。
【００８０】
また、熱陰極ランプＬａ１及びＬａ２のフィラメントｆ１〜ｆ４の一端には、それぞれリード線電流検出回路２ａ〜２ｄが接続されており、誤差増幅器３は、検出回路２ａ〜２ｄの検出電圧の合成電圧と、基準電圧変換回路４の出力電圧を比較し、その誤差電圧を予熱制御部５に出力する。予熱制御部５は、前記誤差電圧に応じて、バースト調光信号Ｓｂのオフ期間の駆動周波数を調整し、つまりはオフ期間の予熱電流を調整することにより、検出回路２ａ〜２ｄの検出出力の合成電圧と基準電圧が等しくなるように、予熱用インバータ回路６を制御する。
【００８１】
本実施形態の効果は、実施形態３の効果に加えて、複数の検出回路２ａ〜２ｄの出力電圧の合成電圧を誤差増幅器３に入力するので、複数のフィラメントｆ１〜ｆ４のトータルのリード線電流の検出を行う場合であっても、誤差増幅器３は一つで済むので、低コストの回路構成を実現できる。また、オフ期間の周波数調整を１つのフィラメントｆ２のリード線電流の検出値に依存して調整するのではなく、複数のフィラメントｆ１〜ｆ４のリード線電流の検出値に基づいて調整を行うことができるので、調整確度が高い。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明の実施形態１の構成を示すブロック回路図である。
【図２】本発明の実施形態１の動作説明のための波形図である。
【図３】本発明の実施形態２の構成を示す回路図である。
【図４】本発明の実施形態２の予熱電流の周波数特性を示す説明図である。
【図５】本発明の実施形態２の動作説明のための波形図である。
【図６】本発明の実施形態３の構成を示す回路図である。
【図７】本発明の実施形態３の動作説明のための波形図である。
【図８】本発明の実施形態５の構成を示す回路図である。
【図９】本発明の実施形態６の構成を示す回路図である。
【図１０】本発明の前提となる構成を示す回路図である。
【図１１】図１０に示す回路の動作説明のための波形図である。
【図１２】熱陰極ランプのリード線電流の説明図である。
【図１３】振幅調光及びバースト調光時の予熱設計範囲の説明図である。
【図１４】バックライトユニットの構成を示す分解斜視図である。
【図１５】特許文献１の放電灯点灯装置のブロック回路図である。
【図１６】特許文献１の放電灯点灯装置の動作説明のための波形図である。
【符号の説明】
【００８３】
１    予熱回路
２    検出回路
３    誤差増幅器
４    基準電圧変換回路
５    予熱制御部
６    予熱用インバータ回路
７    点灯制御部
８    点灯用インバータ回路
９    共振回路
Ｖｄｃ  直流電圧
Ｌａ    熱陰極ランプ
【図１】
2010123506.tif 000003
【図２】
2010123506.tif 000004
【図３】
2010123506.tif 000005
【図４】
2010123506.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
2010123506.tif 000009
【図８】
2010123506.tif 000010
【図９】
2010123506.tif 000011
【図１０】
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【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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