(57)【要約】  ランプＬ、必ずしもガス放電ランプではないが、とりわけガス放電ランプを駆動するための方法が記載されている。前記ランプは、パルス幅変調ランプ電流を用いて駆動される。前記ランプ電流周波数は、一定の周波数ｆｒｅｆを、ランダムな又は少なくとも疑似ランダムな雑音信号Ｓｎを用いて変調したものである。更に、ガス放電ランプＬに電力を供給するための装置２０が記載されている。
2010518554.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ランプを駆動するための方法であり、パルス幅変調ランプ電流を供給するステップを有する方法であって、前記ランプ電流の周波数が、一定の周波数を、ランダムな又は少なくとも擬似ランダムな雑音信号を用いて変調したものである方法。
【請求項２】
ランプに電力を供給するための装置であり、
−    一定の基本周波数基準信号を供給する周波数基準装置と、
−    入力周波数基準信号に基づいてタイミング信号を生成するＰＷＭ回路と、
−    前記ランプに実際のランプ電流を供給するランプドライバであり、前記ランプ電流を、高レベルの大きさと、低レベルの大きさとの間で、繰り返し切り替えるよう設計されるドライバであって、前記ＰＷＭ回路からの前記タイミング信号に応答して前記ランプ電流のデューティサイクルを決定するドライバと、
−    ランダムな又は擬似ランダムな雑音信号を生成する雑音発生器と、
−    前記基本周波数基準信号を受け取る第１入力部を持ち、前記雑音信号を受け取る第２入力部を持つ周波数変調器であって、その２つの入力信号を互いを用いて変調し、変調周波数基準出力信号を供給するよう設計される変調器とを有する装置であって、
前記ＰＷＭ回路が、入力信号として、前記周波数変調器から前記変調周波数基準出力信号を受け取って、前記タイミング信号を生成する装置。
【請求項３】
ランプに電力を供給するための装置であり、
−    一定の基本周波数基準信号を供給する周波数基準装置と、
−    入力周波数基準信号及びデューティサイクル入力信号に基づいてタイミング信号を生成するＰＷＭ回路と、
−    前記ランプに実際のランプ電流を供給するランプドライバであり、前記ランプ電流を、高レベルの大きさと、低レベルの大きさとの間で、繰り返し切り替えるよう設計されるドライバであって、前記ＰＷＭ回路からの前記タイミング信号に応答して前記ランプ電流のデューティサイクルを決定するドライバと、
−    ランダムな又は擬似ランダムな雑音信号を生成する雑音発生器と、
−    前記デューティサイクル入力信号を受け取る第１入力部を持ち、前記雑音信号を受け取る第２入力部を持つ周波数変調器であって、その２つの入力信号を互いを用いて変調し、変調デューティサイクル出力信号を供給するよう設計される変調器とを有する装置であって、
前記ＰＷＭ回路が、入力信号として、前記周波数変調器から前記変調デューティサイクル出力信号を受け取って、前記タイミング信号を生成する装置。
【請求項４】
ガス放電ランプと、請求項２又は３に記載の前記ガス放電ランプに電力を供給するための装置とを有するバックライト装置を備える液晶表示パネル。
【請求項５】
請求項４に記載の液晶表示パネルを備える表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、広くは、ランプの分野に関する。本発明は、詳しくは、例えば液晶テレビのためのバックライティングにおいて用いられるようなパルス幅変調（ＰＷＭ）によって調光されるガス放電ランプに関する。しかしながら、本発明の根底にある課題は、異なるタイプのランプの場合にも生じ得る。本発明の要旨は、このような異なるタイプのランプ、例えば白熱灯にも適用され得る。
【背景技術】
【０００２】
ガス放電ランプは一般に知られているので、ここで、ガス放電ランプの設計の詳細な説明をする必要はない。ガス放電ランプは、イオン化可能ガス又は蒸気を充填される密閉容器内に配置される２つの電極を有すると言えば十分だろう。容器は、一般に、石英又はセラミック、特に、多結晶アルミナ（ＰＣＡ）である。電極は、互いから或る一定の距離離れたところに配設され、動作中、それらの電極の間で電気アークが維持される。
【０００３】
ガス放電ランプは、電子ドライバによって電力を供給され得る。電子ドライバは、当業者には一般に知られているので、ここで、電子ドライバの設計の詳細な説明をする必要はない。ドライバは、定電流、整流電流又はデューティサイクル電流をランプに印加するよう設計されてもよく、後者の場合には、電流周期は、２つの部分に分けられ、電流は、実際には、電流周期の第１部分の間しか流れず、電流周期の第２部分の間は、実際には、電流は流れない。電流周期の第１部分の継続期間と電流周期全体の継続期間の比が、デューティサイクルとして示され、デューティサイクルを変えることによって、ランプの光出力が変えられ得る（可変調光）。本発明は、とりわけ、デューティサイクル電流を印加するドライバに関する。
【０００４】
デューティサイクル電流によって駆動されるランプは、照明のためには簡単に用いられ得る。しかしながら、デューティサイクル電流によって駆動されるガス放電ランプは、一般に、例えばテレビ及びモニタにおいて用いられるような液晶表示パネルのためのバックライティングとしても利用される。 
【０００５】
このようなシステムにおける課題は、ランプ流の周期的スイッチングが、ランプ、それらの備品及び変圧器、コンデンサなどの電源内の素子を振動させ、前記振動の周波数が可聴範囲内にあり、これが、周辺の人に望ましくない可聴ハム音をもたらすということである。この点において、液晶テレビの場合には、電流周波数は、望ましくない画像アーチファクトの発生を防止するために、ＴＶ同期信号（即ち、フレーム周波数）と同期させられなければならないことに注意されたい。従って、電流周波数は、テレビ信号のフレーム周波数の整数倍数でなければならず、更に、実用的な理由から一般に数百ヘルツのオーダーの上限がある。従って、あり得るランプ電流周波数の数は、一般に少なく、例えばＰＡＬシステムの場合には、一般に、１００、１５０、２００、２５０といった周波数のみが潜在的に利用可能である。ＴＶ以外のアプリケーションの場合には、周波数の選択に対する制約はより少ないかもしれないが、それでも、特定の周波数が選ばれる場合には可聴ハム音が生成され得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、上記の課題を取り除くか又は少なくとも減らすことである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば、ランプ電流のスイッチング周波数が、ランダム又は擬似ランダム信号、即ち、雑音信号を用いて変調される。
【０００８】
他の有利な詳細は、従属請求項において言及されている。
【０００９】
以下の、図面に関する１つ以上の好ましい実施例の記載によって、本発明のこれら及び他の態様、特徴及び利点を更に説明する。前記図面においては、同じ参照符号は、同じ又は同様なパーツを示している。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】従来技術によるガス放電ランプに電力を供給するための装置を概略的に図示しているブロック図である。
【図２】ランプ電流を時間の関数として概略的に図示しているグラフである。
【図３】本発明によるガス放電ランプに電力を供給するための装置を概略的に図示しているブロック図である。
【図４】本発明によるガス放電ランプに電力を供給するための他の装置を概略的に図示しているブロック図である。
【図５】本発明によるガス放電ランプに電力を供給するための別の他の装置を概略的に図示しているブロック図である。
【図６Ａ】表示装置を概略的に示す。
【図６Ｂ】表示装置における本発明の応用例を概略的に図示する。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１は、ガス放電ランプＬに電力を供給するための従来技術の装置１０を概略的に図示しているブロック図である。装置１０は、実際のランプ電流Ｉを供給するランプドライバ１３を有する。ドライバは一般に知られているので、本発明を実施するとき、従来技術のドライバが用いられ得るが、ここでは、ランプドライバ１３の設計及び動作の詳細な説明は省略する。ランプドライバ１３は、ランプ電流が、ほぼ矩形の波形を持ち、電流が、相当な値を持つ（ランプがオンである）か又はほぼ０である（ランプがオフである）ように示されている、図２において図示されているように、ランプ電流を供給する。電流周期は、Ｔと示されている。ランプ電流のオン部分の継続期間は、ｔＯＮとして示される。デューティサイクルΔは、Δ＝ｔＯＮ／Ｔと規定されている。デューティサイクルΔは、或る一定の最小値Δｍｉｎと１との間で変えられることができ、このようにして、平均ランプ電流を変え、このようにして、平均光出力を変える。
【００１２】
前記最小値Δｍｉｎは、一般に、ランプのタイプに依存するが、一般に、０と０．３との間の範囲内にあることに注意されたい。
【００１３】
更に、本発明を実施するために、ランプ電流が矩形の波形を持つ必要はないことに注意されたい。例えば、ランプ電流は、三角形の形状を持つことも可能であり、又は正弦形状を持つことも可能であり、又は丸い角を備える不等辺四辺形の形状を持つことも可能である。それでも、以下の説明においては、便宜上、矩形の波形を説明のために用いる。
【００１４】
ランプドライバ１３は、ランプ電流を生成し、電流を適切なタイミングでオン及びオフに切り替える役目をこなす。ＯＮ／ＯＦＦ切り替えのためのタイミング信号Ｓｔは、ＰＷＭ回路１２によって供給される。タイミング信号Ｓｔは、周波数基準装置１１によって生成される基本周波数基準信号ｆｒｅｆと、調光レベル又はデューティサイクルを決定する入力信号Ｓｉとに基づいて生成される。表示システムの場合のために、図は、実例として、ビデオ同期信号を、周波数基準装置１１のための基準として示している。入力信号Ｓｉは、製造者によって決定されてもよく、又はユーザ信号であってもよく、又は光センサによって供給される信号であってもよい。信号Ｓｉは、ビデオ信号の画像内容から導き出されることも可能である。周波数基準装置１１は、外部装置であってもよく、又はＰＷＭ回路１２と一体化されてもよい。ＰＷＭ回路１２は、ランプドライバ１３とは別であってもよく、又はランプドライバ１３と一体化されてもよい。
【００１５】
本発明によるガス放電ランプＬに電力を供給するための装置２０は、図３に図示されている。この装置２０は、周波数基準装置１１とＰＷＭ回路１２との間に配設される周波数変調器２２を付加した図１の装置１０に相当する。周波数変調器それ自体は知られているので、本発明を実施するとき、更に、既知の周波数変調器が用いられ得るが、ここでは、周波数変調器２２の設計及び動作の詳細な説明は省略する。
【００１６】
装置２０は、周波数変調器２２の第２入力部において受け取られるランダム又は擬似ランダム信号、即ち、雑音信号Ｓｎを生成する雑音発生器２１を更に有する。雑音発生器それ自体は知られているので、本発明を実施するとき、更に、既知の雑音発生器が用いられ得るが、ここでは、雑音発生器２１の設計及び動作の詳細な説明は省略する。
【００１７】
ＰＷＭ回路１２は、ここでは、周波数変調器２２から、一定の周波数基準信号ｆｒｅｆの代わりに、元の一定の周波数基準信号ｆｒｅｆを、雑音信号を用いて変調したものを含む出力信号ｆＭＯＤを受け取る。このようにして、平均電流周期は依然として１／ｆｒｅｆと等しい状態で、ランプ電流の周波数スペクトルは広げられ、あり得る可聴作用のエネルギは広範囲に分散させられる。これは、元の電流周波数（即ち、ｆｒｅｆ）における前記エネルギの含有量が減らされることを意味するだけでなく、更に、結果として、「音」が、或る範囲の周波数に分散させられることを考えれば、「音」は、もはや或る単一の周波数に集中されず、音は、より決定的ではなくなり、それ故、より認識できなくなることになる。 
【００１８】
ランダム雑音を用いる代わりに、基準周波数と或る単一の高周波を混ぜ合わせて、スペクトルエネルギの大部分を可聴帯域外に動かすことも可能であることに注意されたい。しかしながら、これは、依然として、幾らかのスペクトルエネルギを可聴帯域内に残し、このエネルギは、或る単一の決定的な周波数（又は複数のこのような周波数）に集中され、このことは、このようなエネルギが、本発明によって提案されている状況と比較して、より聞こえる（より容易に知覚される）こともたらす。
【００１９】
図４は、他の装置５０を図示している。この他の装置５０は、ランダム又は擬似ランダム信号、即ち、雑音信号Ｓｎ'を生成する雑音発生器５１を有する。図３の周波数変調器２２は、入力信号Ｓｉを受け取る第１入力部を持ち、雑音信号Ｓｎ'を受け取る第２入力部を持つ周波数変調器５２と置き換えられる。ＰＷＭ回路１２は、ここでは、周波数変調器５２から、入力信号Ｓｉの代わりに、元の入力信号Ｓｉを、雑音信号を用いて変調したものを含む出力信号ＳＭＯＤを受け取る。これも、ランプ電流の周波数スペクトルの拡大をもたらす。
【００２０】
図５は、他の装置６０を示しており、図３及び４の雑音信号が一緒に利用され得ることを図示している。このような場合には、２つの雑音発生器２１及び５２は互いに独立して動作することが好ましい。
【００２１】
本発明は、あらゆるアプリケーションにおいてガス放電ランプを駆動するために利用され得る。図６Ａ及び６Ｂに関する本発明は、バックライティングを備える液晶表示パネルの場合に、特に有用である。図６Ａは、表示装置４０、例えば、テレビ装置又はモニタを概略的に示している。図６Ｂは、表示装置４０が、ガス放電ランプＬのアレイと、本発明の原理に従ってガス放電ランプに電力を供給するための装置２０とを有するバックライティング装置４２を備える液晶表示パネル４１を有することを概略的に図示している。
【００２２】
要約すると、本発明は、ランプＬ、必ずしもガス放電ランプではないが、とりわけガス放電ランプを駆動するための方法を提供する。ランプは、パルス幅変調ランプ電流を用いて駆動される。ランプ電流周波数は、一定の周波数ｆｒｅｆを、ランダムな又は少なくとも疑似ランダムな雑音信号Ｓｎを用いて変調したものである。更に、本発明は、ガス放電ランプＬに電力を供給するための装置２０を提供する。
【００２３】
図面及び上記の説明において本発明を詳細に図示及び説明しているが、このような図及び説明は、説明的なもの又は例示的なものとみなされるべきであり、限定するものとみなされるべきではないことは当業者には明らかであろう。本発明は、開示されている実施例には限定されず、それどころか、添付している請求項において規定されているような本発明の保護範囲内で幾つかの変形及び修正が可能である。 
【００２４】
例えば、ランプ電流が、完全にオンから完全にオフへ切り替えられる代わりに、高いレベルから依然として０よりは高いがより低いレベルへ切り替えられることはあり得る。
【００２５】
当業者は、請求項記載の発明を実施する際、図面、明細及び添付の請求項の研究から、開示されている実施例に対する他の変形を理解し、行うことが出来る。請求項において、「有する」という用語は、他の要素又はステップを除外せず、単数形表記は、複数の存在を除外しない。請求項において列挙されている幾つかのアイテムの機能を単一のプロセッサ又は他のユニットが実現してもよい。単に、或る特定の手段が、相互に異なる従属請求項において引用されているという事実は、これらの手段の組み合わせが有利になるようには用いられることが出来ないことを示すものではない。コンピュータプログラムは、他のハードウェアと共に又は他のハードウェアの一部として供給される光記憶媒体又は固体媒体などの適切な媒体において記憶／配布されてもよいが、他の形態で、例えばインターネット、又は他の有線若しくは無線電気通信システムを介して、配布されてもよい。請求項におけるいかなる参照符号も、範囲を限定するものとして解釈されてはならない。
【００２６】
上記においては、本発明は、本発明による装置の機能ブロックを図示しているブロック図を参照して説明されている。これらの機能ブロックの１つ以上は、このような機能ブロックの機能が、個々のハードウェアコンポーネントによって実施されるハードウェアにおいて実施されてもよいが、これらの機能ブロックの１つ以上が、このような機能ブロックの機能が、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、デジタルシグナルプロセッサなどのようなプログラム可能な装置又はコンピュータプログラムの１つ以上のプログラムラインによって実施されるようにソフトウェアにおいて実施されることもあり得ることは理解されたい。
【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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【国際調査報告】
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