(57)【要約】  インバータ制御回路（２５）は駆動回路（２１）のトランジスタ（Ｑ１），（Ｑ２）を相補的にオン／オフする。インバータ制御回路（２５）は自励発振によりトランジスタ（Ｑ１），（Ｑ２）のオン／オフ周波数（第１の周波数ｆ１）の矩形波信号Ｓ１を発生する。調光信号発生回路（１０）内の三角波発生回路（１２ｂ）は第１の周波数ｆ１による駆動を間欠駆動するための第２の周波数ｆ２の三角波信号を発生する。コンパレータ（１２ｄ）はこの調光電圧発生回路（１１）の出力電圧と三角波発生回路（１２ｂ）の出力信号とを比較して、調光電圧に応じてＰＷＭ変調された矩形波信号Ｓ２を発生する。矩形波発生回路（１２ｃ）は、第１の周波数ｆ１より低く第２の周波数ｆ２より高い第３の周波数ｆ３で補助的に間欠駆動するように、矩形波信号Ｓ３を発生する。
2010021191.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電圧を第１の周波数の交流電圧に変換して放電管へ印加する駆動電圧を発生する交流電圧発生手段と、前記第１の周波数の交流電圧を前記第１の周波数より低い第２の周波数で間欠駆動することにより調光を行う間欠駆動手段と、を備えた放電管点灯装置において、
前記間欠駆動手段の前記間欠駆動による前記第２の周波数での前記駆動電圧のオフ期間中に、前記第１の周波数より低く前記第２の周波数より高い第３の周波数で前記第１の周波数の交流電圧を間欠駆動する補助間欠駆動手段を設けたことを特徴とする放電管点灯装置。
【請求項２】
前記第３の周波数を変動制御する補助間欠駆動周波数制御手段を備えた、請求項１に記載の放電管点灯装置。
【請求項３】
前記第３の周波数でオン／オフ駆動される前記第１の周波数の交流電圧の波は、前記第２の周波数でのオフ期間中に複数波存在する、請求項１または２に記載の放電管点灯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、液晶ディスプレイのバックライト用冷陰極管等の放電管の点灯装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイのバックライト等に冷陰極管が用いられている。冷陰極管は、そのランプ特性から、数百Ｖの交流電圧で点灯し、その発光輝度は管電流によって決まる。そのため、冷陰極管への印加電圧制御により管電流が制御され、これによって輝度が調整される。【０００３】
しかし、冷陰極管の点灯後、輝度を低減するために印加電圧を下げるとしても、アーク放電を維持するための電圧値を下回ると放電状態を維持できず消灯してしまう。そこで従来の冷陰極管点灯装置における調光制御にはバースト制御と呼ばれる間欠駆動方式が採用されてきた。【０００４】
冷陰極管インバータのドライブ回路は、直流入力電圧から交流電圧を生成するインバータ回路を構成しているので、従来の調光可能な冷陰極管等の点灯装置は、上記インバータを間欠的に駆動するものである。このことによって、冷陰極管への印加電圧を必要電圧に維持したまま管電流の平均値を小さくして、消灯を防ぎつつ、調光制御が行える。【０００５】
しかしながら、間欠駆動制御は、その間欠駆動周波数が数十〜数百Ｈｚ程度の低い周波数帯になるため、場合によっては液晶ディスプレイの画面がちらついて見えたり、トランスから可聴音が発生したりする問題があった。【０００６】
この問題を抑制するものとして、本来なら間欠の「欠」となる期間に、冷陰極管の点灯電圧より低い電圧が出るように駆動周波数を制御する（したがって実質的には間欠発振ではない）点灯装置が特許文献１に開示されている。また、間欠駆動制御の間欠駆動周波数自体を変動させることで雑音レベルのピークを下げるものが特許文献２に開示されている。【０００７】
図１は特許文献１の点灯装置の構成を示す回路図、図２は冷陰極管に対する印加電圧の波形図である。この点灯装置は、インバータ回路１、点灯管２、可変直流電圧供給手段３、入力電源４の他、直流パルス電圧供給手段７、ＯＲ回路８を備えている。入力電源４とＯＲ回路８との間に、可変直流電圧供給手段３と直流パルス電圧供給手段７とが並列に設けられている。またＯＲ回路８の出力がインバータ回路１に入力されるように構成されている。この構成により、図２に示したＴ１の期間とＴ２の期間で印加電圧が切り替えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−８７０８５号公報
【特許文献２】特開２０００−１２３９９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところが、特許文献１，２に示されている点灯装置ではトランスを常時駆動しているので、輝度あたりの電力消費が大きい。また特許文献２では、間欠駆動周波数が変動するので、液晶ディスプレイのバックライトに用いた場合に、画面のチラツキが日立つという問題があった。
上述の問題は冷陰極管に限らず、放電管一般に当てはまることである。【００１０】
そこで、この発明の目的は、間欠駆動による調光制御を行う際に、発光輝度のチラツキの問題を回避しつつ可聴音の発生を抑え、また電力消費を抑えた放電管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】
【００１１】
前記課題を解決するために、この発明は次のように構成する。
（１）直流電圧を第１の周波数の交流電圧に変換して放電管へ印加する駆動電圧を発生する交流電圧発生手段と、前記第１の周波数の交流電圧を前記第１の周波数より低い第２の周波数で間欠駆動することにより調光を行う間欠駆動手段と、を備えた放電管点灯装置において、
前記間欠駆動手段の前記間欠駆動による前記第２の周波数での前記駆動電圧のオフ期間中に、前記第１の周波数より低く前記第２の周波数より高い第３の周波数で前記第１の周波数の交流電圧を間欠駆動する補助間欠駆動手段を設けたことを特徴とする。【００１２】
この構成により、間欠駆動周期の「欠」期間にも、第１の周波数の交流電圧が第３の周波数に基づいて極短時間挿入されることになり、間欠駆動による振動が、短いオン期間で発生する別周期の振動によって拡散されるので、振動のスペクトラムが拡散され、騒音が低減される。【００１３】
（２）また、前記第３の周波数を変動制御する補助間欠駆動周波数制御手段を備える。
これにより、上記短いオン期間によって発生する振動の周期性をランダムにでき、間欠駆動周期による振動のスペクトラム拡散効果がより大きくなり、騒音低減効果が大きくなる。【００１４】
（３）また、前記第３の周波数でオン／オフ駆動される前記第１の周波数の交流電圧の波は、前記第２の周波数でのオフ期間中に複数波存在するものとする。
これにより、間欠駆動周期による振動のスペクトラム拡散効果がより大きくなり、騒音低減効果が大きくなる。
【発明の効果】
【００１５】
この発明によれば、放電管に対する印加電圧の第２の周波数での間欠駆動により調光がなされ、その間欠駆動による振動が第３の周波数での駆動による振動で拡散されて、振動のスペクトラムが拡散され、騒音が低減される。また、放電管は常に間欠駆動されるので、電力消費の増大を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】特許文献１の点灯装置の構成を示す回路図である。
【図２】放電管に対する印加電圧の波形図である。
【図３】第１の実施形態に係る放電管点灯装置１００の構成を示すブロック図である。
【図４】第１の実施形態に係る放電管点灯装置１００の具体的な回路図である。
【図５】図４中の信号Ｓ１〜Ｓ４の波形図である。
【図６】第２の実施形態に係る放電管点灯装置１０１の具体的な回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
《第１の実施形態》
この発明の第１の実施形態に係る放電管点灯装置を図３〜図５を参照して説明する。
図３はその放電管点灯装置１００の構成を示すブロック図である。この放電管点灯装置１００は、入力電圧を基にして高圧トランス２２及び放電管２３を駆動する駆動回路２１、放電管２３に流れる出力電流を検出する出力電流検出回路２４、この出力電流検出回路２４による検出信号に応じて、また調光信号発生回路１０からの信号を基にして、駆動回路２１を駆動するインバータ制御回路２５を備えている。
【００１８】
調光信号発生回路１０は、調光電圧発生回路１１が発生する電圧に応じて矩形波信号を発生する調光バースト制御回路１２及びその信号からインバータ制御回路２５に対する制御信号を発生する論理回路１３を備えている。
【００１９】
図３において、インバータ制御回路２５は、高圧トランス２２及び放電管２３に対して交流電圧が印加されるように駆動回路２１を制御し、調光信号発生回路１０がインバータ制御回路２５を間欠駆動することによって調光を行う。
【００２０】
図４は、図３に示した放電管点灯装置１００の具体的な回路図である。駆動回路２１は、入力電圧が入力される電源端子とグランドとの間に直列接続された２つのトランジスタＱ１，Ｑ２及びコンデンサＣ１，Ｃ２を備えている。Ｑ１，Ｑ２の接続点とＣ１，Ｃ２の接続点には複数の高圧トランス２２ａ，２２ｂ・・・２２ｎの１次巻線が並列に接続されている。これらの高圧トランス２２ａ，２２ｂ・・・２２ｎの２次巻線には負荷である放電管２３ａ，２３ｂ・・・２３ｎが接続される。また、それらの電流経路に出力電流検出回路２４ａ，２４ｂ・・・２４ｎが接続されている。
【００２１】
インバータ制御回路２５は、駆動回路２１のトランジスタＱ１，Ｑ２を第１の周波数ｆ１で相補的にオン／オフする。このインバータ制御回路２５がこの発明に係る「交流電圧発生手段」に相当する。また、インバータ制御回路２５は、調光信号発生回路１０からの信号の論理レベルに応じて、上記トランジスタＱ１，Ｑ２のオン／オフを間欠制御する。
【００２２】
出力電流検出回路２４は、放電管２３ａ，２３ｂ，・・・２３ｎに流れる管電流のピーク電流値を検出する。上記インバータ制御回路２５は、出力電流検出回路２４により検出された管電流のピーク電流値を安定化させるために、トランジスタＱ１，Ｑ２のオンデューティ比を加減することによってフィードバック制御する。
【００２３】
調光信号発生回路１０において、三角波発生回路１２ｂは上記第１の周波数ｆ１による駆動を間欠駆動する第２の周波数ｆ２の三角波信号を発生する。調光電圧発生回路１１は、利用者の操作に応じた直流の調光電圧を発生する。コンパレータ１２ｄはこの調光電圧発生回路１１の出力電圧と三角波発生回路１２ｂの出力信号とを比較して、調光電圧に応じてＰＷＭ変調された矩形波信号Ｓ２を発生する。この調光電圧発生回路１１、三角波発生回路１２ｂ、及びコンパレータ１２ｄがこの発明に係る「間欠駆動手段」に相当する。
【００２４】
矩形波発生回路１２ｃは、第１の周波数ｆ１より低く、第２の周波数ｆ２より高い第３の周波数ｆ３の矩形波信号Ｓ３を発生する。
【００２５】
論理回路１３は、上記信号Ｓ２，Ｓ３の論理和信号Ｓ４を出力する回路である。
【００２６】
図５は上記各信号の波形図である。ここで、信号Ｓ１はインバータ制御回路２５の自励発振による周波数ｆ１の信号、Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４は調光信号発生回路１０各部の信号である。放電管２３の調光は調光電圧発生回路１１が発生する調光電圧によって行われる。すなわち調光電圧に応じて信号Ｓ２の周波数ｆ２は一定であるが、そのオンデューティ比が変化してオン期間Ｔｏｎが変化する。これにより、放電管２３に流れる管電流の平均値が変化し、それによって発光輝度が制御される。
【００２７】
信号Ｓ１の周波数ｆ１は２０〜５０ｋＨｚ、信号Ｓ２の周波数ｆ２は６０〜３００Ｈｚ程度である。また、信号Ｓ３の周波数ｆ３はｆ２の２〜２０倍程度の周波数である。したがって、信号Ｓ２のオフ期間Ｔｏｆｆ（間欠駆動の「欠」期間）で１回以上補助間欠駆動がなされることになる。
上記矩形波発生回路１２ｃ及び論理回路１３がこの発明に係る「補助間欠駆動手段」に相当する。
【００２８】
なお、図５に示した例では、矩形波信号Ｓ３のオンデューティ比が５０％未満であるので、この信号Ｓ３で補助間欠駆動されても、放電管に流れる管電流の平均値の増加は殆どなく、発光輝度や消費電力の上昇は殆ど無い。
【００２９】
このように信号Ｓ２のオフ期間Ｔｏｆｆでも信号Ｓ３の繰り返し周期でインバータが間欠駆動されるので、周波数ｆ２による振動が拡散されて振動のスペクトラムが拡散され、聴感上の騒音が低減される。また、補助間欠駆動を行っても管電流の流れる期間が特に長くなることはなく、電力消費の増大は抑えられる。
【００３０】
なお、図４に示した例ではハーフブリッジ型のインバータ回路を構成したが、その他にフルブリッジ型、プッシュプル型等、他の回路構成にも同様に適用できる。また、入力電源電圧を供給する側が商用電源から絶縁されていれば、高圧トランス２２は非絶縁型であってもよい。
【００３１】
また、図４に示した例では、矩形波信号を回路により発生し、それを論理回路によって、最終的に駆動回路２１のトランジスタＱ１，Ｑ２のオン／オフタイミングを決定する信号を生成するようにしたが、駆動回路２１のトランジスタＱ１，Ｑ２に対するオン／オフタイミング信号をプログラム処理によって発生するように構成してもよい。
【００３２】
《第２の実施形態》
第２の実施形態に係る放電管点灯装置の回路を図６に示す。
第１の実施形態で図４に示した回路と異なるのは、矩形波発生回路１２ｃが外部から与えられる変調信号によって発生する周波数が変化する回路であることと、この矩形波発生回路１２ｃへ変調信号を与える変調回路１４を備えたことである。
【００３３】
変調回路１４は、信号Ｓ３の周波数ｆ３より低い周波数の正弦波信号または三角波信号を変調信号として発生する回路である。矩形波発生回路１２ｃは、この変調信号に応じて、ｆ３を中心として±Δｆの周波数範囲で矩形波の周波数を変調する。
上記変調回路１４、矩形波発生回路１２ｃ及び論理回路１３がこの発明に係る「補助間欠駆動周波数制御手段」に相当する。
【００３４】
このことにより、図５に示した信号Ｓ４のＴｏｆｆ期間での補助間欠駆動の回数が変動し、間欠駆動周期による振動のスペクトラム拡散効果がより大きくなり、騒音低減効果が高まる。
【符号の説明】
【００３５】
１０…調光信号発生回路
１１…調光電圧発生回路
１２…調光バースト制御回路
１２ｄ…コンパレータ
１３…論理回路
１４…変調回路
２１…駆動回路
２２…高圧トランス
２２ａ，２２ｂ・・・２２ｎ…高圧トランス
２３…放電管
２３ａ，２３ｂ・・・２３ｎ…放電管
２４…出力電流検出回路
２４ａ，２４ｂ・・・２４ｎ…出力電流検出回路
２５…インバータ制御回路
１００…放電管点灯装置
１０１…放電管点灯装置
Ｃ１，Ｃ２…コンデンサ
Ｑ１，Ｑ２…トランジスタ
【図１】
2010021191.tif 000003
【図２】
2010021191.tif 000004
【図３】
2010021191.tif 000005
【図４】
2010021191.tif 000006
【図５】
2010021191.tif 000007
【図６】
2010021191.tif 000008
【国際調査報告】
2010021191.tif 000009
2010021191.tif 000010