(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光源素子と、該光源素子を点灯させる光源駆動回路と、
前記光源素子の点灯異常を検知する異常検知回路とを有する光源素子の点灯装置であって、
前記点灯装置外から該装置に入力する第一の保護機能切替信号を備え、
前記複数の光源素子の内、一つの光源素子に点灯異常が生じても残りの光源素子の点灯を続ける第一の保護モードと、
前記複数の光源素子の内、一つの光源素子に点灯異常が生じた場合に全ての光源素子の点灯を一時休止する第二の保護モードとを有し、
前記第一の保護機能切替信号に基づいて前記第一の保護モードと第二の保護モードとを切替えることを特徴とする光源素子の点灯装置。
【請求項２】
請求項１に記載の点灯装置において、
該点灯装置外から該装置に入力する第二の保護機能切替信号をさらに備え、
前記光源駆動回路は、複数組みの光源素子を夫々駆動する複数のランプ駆動回路により構成され、
前記複数組みの光源素子中の一つの光源素子に点灯異常が生じた場合に、その組みに属する他の光源素子の点灯を一時休止し、他の組に属する光源素子は点灯を続ける第三の保護モードをさらに備え、
前記第一の保護機能切替信号と前記第二の保護機能切替信号とによって、前記第一の保護モードと前記第二の保護モードと前記第三の保護モードとを切替えることを特徴とする光源素子の点灯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は非自発光型の表示装置の透過または反射光源として用いられる光源素子の点灯装置に関するものであり、例えば液晶テレビ、ＬＣＤモニターなどの液晶表示装置において冷陰極管を採用したバックライト／フロントライトにおいて好適に利用できるものである。
【背景技術】
【０００２】
自己発光機能を持たない液晶表示装置の光源素子として、冷陰極管（以降ランプと称す）が組み込まれたバックライトが一般に使用されている。そのランプを駆動するためには交流の高電圧が必要であり、そのため冷陰極管点灯装置（以後インバータと称する）を用いて交流の高電圧を発生し、ランプを駆動している。
【０００３】
一方、点灯開始時のランプは無負荷状態に近いため、その点灯開始時には通常の点灯電圧の約２倍から３倍近くの高電圧が要求される。したがって、インバータの無負荷時の電圧、いわゆる開放電圧はその要求電圧以上の高電圧が必要となる。このようにインバータは、無負荷時に最も高い電圧を出力するため、ランプが破損したり断線したりした異常状態、すなわち無負荷状態になったときには上記高電圧が出力され続けることになり、場合によっては近接する金属との間に異常放電が生じる。それを防止するために通常インバータの内部に保護回路が設けられており、ランプの異常時には一時休止（以後シャットダウン：Shutdownと称する）などの保護動作を行い、高電圧出力による不具合の発生を防止している。
【０００４】
ランプに割れやケーブル断線などの不具合が生じたときに、ランプからの帰還電流が低下する。この電流低下を異常検知回路で検知してインバータがシャットダウンし、高電圧出力などの異常動作を防止する。他の方法としては、ランプに割れやケーブル断線などによる上記高電圧を検知してシャットダウンし、高電圧出力などの異常動作を防止する方法も周知である（特許文献３）。
【０００５】
最近ではさらなる高輝度が求められるために、複数のランプが設けられることも多い。
複数のランプを駆動するインバータでは、ランプの破損などの負荷異常時に高電圧を出力し続けないようにするため、一灯でも負荷異常（以後ＮＧと称する）になった時に全灯シャットダウンする保護回路が一般的である（特許文献２〜５）。
【０００６】
ただし、非自発光型の表示装置の場合、一灯ＮＧで全灯シャットダウンすると表示が映らなくなるため、用途によっては全灯シャットダウンが好まれないものもある。例えば、特許文献１においては、二灯のランプの両方に異常が生じたとき、シャットダウンする保護回路の一例が記載されている（段落００４２）。
【０００７】
このように、複数灯のランプ保護回路のシャットダウン機能は、いくつかの機能選択肢が考えられ、その機能を決める際に、仕向け先の安全規格や使用条件、用途などによって求められる保護回路の仕様が異なる。そのために、結局はそれぞれの仕向け先に応じた複数のインバータを準備する必要があり、コストアップの要因になる。
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−３４００２３号公報
【特許文献２】特開平６−２０７７９号公報
【特許文献３】特開平１０−１６１０８３号公報
【特許文献４】特開２００７−３２９０９８号公報
【特許文献５】特開２００６−３０２６２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、負荷異常時に動作する保護回路を有する光源素子の点灯装置において、仕向け先の条件に応じて、外部信号により保護回路の動作内容を切替えることによって、一種類の光源素子の点灯装置で複数の仕向け先の要求に応えることのできる光源素子の点灯装置を供給することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る光源素子の点灯装置は、複数の光源素子と、この源素子を点灯させる光源駆動回路と、光源素子の点灯異常を検知する異常検知回路とを有する光源素子の点灯装置であって、この点灯装置外から入力する第一の保護機能切替信号を備えており、前記複数の光源素子の内の一つの光源素子に点灯異常が生じても残りの光源素子の点灯を続ける第一の保護モードと、前記複数の光源素子の内の一つの光源素子に点灯異常が生じた場合に全ての光源素子の点灯を一時休止する第二の保護モードとを有しており、第一の保護機能切替信号に基づいて第一の保護モードと第二の保護モードとを切替えること特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
外部から任意の信号を入力することによって、仕向け先の用途などに応じて保護回路機能を選択できることができ、一種類の光源素子の点灯装置で複数の異なる要求に応えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
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。なお、説明が重複して冗長になるのを避けるため、各図における同一または相当する機能を有する要素には同一の符号を付してある。
【００１３】
実施の形態１．
図１は実施の形態１に係るインバータ１のブロック図である。このインバータ１は外部から電源電圧、点灯ＯＮ／ＯＦＦ（ＥＮＡＢＬＥ）信号、調光信号などが入力される。
当該インバータは外部からの点灯ＯＮ／ＯＦＦ信号によって電源電圧を入切してインバータの動作を制御する点灯ＯＮ／ＯＦＦブロック２、外部調光信号によりランプ１０の明るさを変えるための調光回路部５と、外部の電源電圧によらず出力を一定にするためのＤＣ／ＤＣコンバータ回路部（以下、ＤＣ／ＤＣ回路）３、冷陰極管（以後ランプと称す）１０に必要な交流の高電圧を生成させるＤＣ／ＡＣインバータ回路部（以下、ＤＣ／ＡＣ回路と称す）４、ランプ１０からの帰還電流をＤＣ電圧に変換するＡＣ／ＤＣインバータ回路部（以下、ＡＣ/ＤＣ回路と称す）６、そのＡＣ／ＤＣ回路の出力（ノードＡ、Ｂ）信号でランプ１０の異常を検知する異常検知回路部７から構成されている。
ランプはＤＣ／ＤＣ回路３にて発生したＤＣ電圧によってＤＣ／ＡＣ回路４を通じて駆動される（光源駆動回路）。
【００１４】
また、本実施の形態１では、さらにＡＣ／ＤＣ回路６と異常検知回路７の間にＯＲ回路８とＡＮＤ回路９を有しており、外部からの保護機能切替信号によりＡＮＤ回路９から異常検知回路７への信号をスイッチ１１で断続制御することで保護回路１３（一点鎖線で囲まれた部分）の機能を選択できることを特徴とする。
【００１５】
次に、図１で示したインバータ１の具体的に動作を説明する。このインバータ１の基本入力として、インバータ外部から電源電圧、点灯ＯＮ／ＯＦＦ信号、調光信号が入力される。外部からの点灯ＯＮ信号にて点灯ＯＮ／ＯＦＦ回路２を駆動させることでＤＣ／ＤＣ回路３に電源電圧が入力される。ＤＣ／ＤＣ回路３では、ランプ１０からの帰還電流をフィードバックさせることによって入力電圧によらず一定の帰還電流になるように調整することが出来る。また、調光信号によって、ＤＣ／ＤＣ回路３の出力電圧の変化や繰り返し点灯ＯＮ／ＯＦＦによる間欠動作（ＰＷＭ動作）で光源駆動回路からランプ１０に印加するエネルギーを変化させることで、ランプ１０の輝度を変えられる。
【００１６】
光源駆動回路のＤＣ／ＤＣ回路３から出力されたＤＣ電圧はＤＣ／ＡＣ回路４に入力され、ランプ１０を点灯させるための交流の高電圧が出力される。特にランプ１０の点灯開始時は無負荷状態に近いため、通常点灯時の約２倍から３倍ほどの高電圧の印加される。したがって、無負荷時の高電圧いわゆるインバータ１の開放電圧はそれ以上の高電圧が出力される。
【００１７】
次に、保護動作について説明する。ランプ１０が点灯している場合、ランプ１０からの帰還電流がＡＣ／ＤＣ回路６に入力し、直流/電圧変換された直流電圧信号が生成される。この直流電圧信号はＤＣ／ＤＣ回路３へフィードバックされ、帰還電流が調光信号によって指令された一定値のとなるように制御される。
次に図示しないコンパレータにより、この直流電圧信号が所定の基準電圧値より高い場合、すなわち正常に帰還電流が帰還しているときはコンパレータの出力すなわちＡＣ／ＤＣ回路６の出力が“Ｈｉｇｈ”信号となる。
またケーブルの断線やランプの割れなどの異常事態により発光不具合が発生し、帰還電流が帰還しなかったときは、前記直流電圧信号が所定の基準電圧値より低くなり、コンパレータの出力すなわちＡＣ／ＤＣ回路６の出力が“Ｌｏｗ”信号なる。
【００１８】
異常検知回路７はＯＲ回路８またはＡＮＤ回路９のどちらか一方または両方から“Ｌｏｗ”信号が入力されたときにシャットダウン動作をし、点灯ＯＮ／ＯＦＦ回路２もしくはＤＣ／ＤＣ回路３によりインバータ１をシャットダウン動作させるものとする。一方、ＯＲ回路８およびＡＮＤ回路９の両方から“Ｈｉｇｈ”信号が入力されているときは、点灯ＯＮ／ＯＦＦ回路２もしくはＤＣ／ＤＣ回路３によりインバータ１を正常動作させ、二灯のランプ１０を点灯させるものとする（ノードＥ）。
また、ＯＲ回路８の出力はそのまま異常検知回路７へ入力されるが、ＡＮＤ回路９の出力信号は、外部からの保護機能切替信号にて制御されるスイッチ１１により断続制御され異常検知回路７へ入力される（ノードＤ）。
【００１９】
ここで、まず「第一の保護モード」としてランプ１０が全灯ＮＧになったときに全灯シャットダウンする仕様について説明する。あらかじめ全灯ＮＧになったときに全灯シャットダウンする仕様選択としてスイッチ１１を切断（ＯＦＦ）させる保護機能切替信号“Ｌｏｗ”を入力しておく。
【００２０】
表１に示すようにランプ１０が二灯とも正常動作したときのＯＲ回路８の出力（ノードＣ）は“Ｈｉｇｈ”信号となる。ＡＮＤ側回路９の出力（ノードＤ）は、スイッチ１１が切断（ＯＦＦ）しているため内部プルアップ抵抗１２により常に“Ｈｉｇｈ”信号が異常検知回路７に入力され、インバータ１は正常に動作を続ける。ランプ１０がどちらか一灯ＮＧになった場合もＯＲ回路８は“Ｈｉｇｈ”信号が出力され（ノードＣ）、残りの（他方の）ランプは正常に動作を続ける。しかしながらランプ１０が二灯ともＮＧになった場合、ＯＲ回路８の出力（ノードＣ）は“Ｌｏｗ”信号になるため、異常検知回路７にて異常と判断し、点灯ＯＮ／ＯＦＦ回路２またはＤＣ／ＤＣ回路３を制御して（ＤＣ／ＤＣ回路３を制御する場合は、図１の破線で示した接続線を使用する）インバータ１の動作を停止する。
【００２１】
【表１】
0005195020.tif 000002
【００２２】
次に「第二の保護モード」としてランプ１０が、どちらか一灯ＮＧでも全灯シャットダウンする仕様について説明する。その仕様選択としてスイッチ１１を接続（ＯＮ）させる保護機能切替信号に“Ｈｉｇｈ”を入力しておく。正常動作しているときは、ＯＲ回路８およびＡＮＤ回路９ともに“Ｈｉｇｈ”信号が出力されインバータ１は正常に動作を続ける。しかし、ランプ１０が一灯ＮＧになったときは、ＡＮＤ回路９の出力信号が“Ｌｏｗ”信号となるため、スイッチ１１を経由して異常検知回路７に“Ｌｏｗ”信号が入力し、異常検知回路７が異常と判断してインバータ１はシャットダウンする。ランプ１０が全灯ＮＧになったときもＯＲ回路８もＡＮＤ回路９も“Ｌｏｗ”信号が出力されるため同様にインバータ１はシャットダウンする。
【００２３】
なお、本実施の形態１では、二灯のランプ採用し、またバラストコンデンサを使用した例を取り挙げたが、さらに二灯以上の複数のランプを採用してもよく、バラストコンデンサレスタイプのような類似の光源駆動回路の構成においても同様に上述の実施の形態で示した構成を採用することができる。
【００２４】
実施の形態２．
図２は、四灯のランプを有し、複数の出力回路（ＤＣ／ＤＣ回路やＤＣ／ＡＣ回路）を有するインバータ１のブロック図である。本実施の形態２においては、前述の実施の形態１で示したＤＣ／ＤＣ回路（３、２０）とＤＣ／ＡＣ回路４から成る光源駆動回路を２組み採用しており、該駆動回路は夫々二灯のランプ１０を駆動する。また保護回路は上部二灯のランプ１０に対応した保護回路１３と下部二灯のランプ１０に対応した保護回路２３から構成され、夫々の構成は、前述の実施の形態１で説明した保護回路と同一であるので、ここでは詳しい構成の説明は省略する。
【００２５】
上述の保護回路１３と保護回路２３はスイッチ１１とスイッチ２１が同一の断続制御信号である保護機能切替信号１により制御されており、「第一の保護モードと」して、前記保護機能切替信号１および保護機能切替信号２が“Ｌｏｗ”の場合を考える。
この場合、保護回路１３、保護回路２３および保護回路２８内のＡＮＤ回路２４の出力は無効となり、保護回路１３、保護回路２３内のＯＲ回路８の出力に基づいて保護機能が実現される。このモードの場合、四灯のランプ１０の内、一灯の点灯がＮＧとなってもシャットダウンとはならず、残りの三灯は引き続き点灯される。
さらに上部または下部のうち、どちらか１組の両方のランプ１０が点灯ＮＧの場合に上下どちらかの対応する一方の光源駆動回路がシャットダウンする。他方の光源駆動回路はシャットダウンしない。
【００２６】
次に、「第二の保護モード」の場合、上記保護機能切替信号２が“Ｈｉｇｈ”となり、保護回路２８内のＡＮＤ回路２４の出力がスイッチ２５を通じて異常検知回路２（２６）に入力される。
この場合、２つのＡＮＤ回路９および上記ＡＮＤ回路２４の動作により、上記四灯のランプ１０の内、一灯でも点灯ＮＧとなると保護回路２８内の異常検知回路２（２６）の機能が働いて点灯ＯＮ／ＯＦＦ回路２の動作を止め、ＤＣ／ＤＣ回路（３、２０）への電源供給が休止するため四灯のランプ１０が全灯シャットダウンする。この場合、保護機能切替信号１の“Ｈｉｇｈ／Ｌｏｗ”は、シャットダウン動作の論理に影響しない。
【００２７】
上述の２種のモードと異なる「第三の保護モード」として前記保護機能切替信号１が“Ｈｉｇｈ”、保護機能切替信号２が“Ｌｏｗ”のモードが存在する。この場合、上記一方の光源駆動回路によって駆動される１組のランプ１０うち片方のランプ１０が点灯ＮＧとなれば、他方のランプ１０も含めてシャットダウンされる。しかし、他方の組みの光源駆動回路に接続された二灯のランプ（他方の組み）のシャットダウン動作には影響しない。
【００２８】
これらの外部信号（保護機能切替信号１、２）論理組み合わせにより同一のインバータを仕向け先の要求に応じて保護機能の仕様を切替えるができる。
【００２９】
なお、上述の実施の形態２においては、四灯のランプを２つの光源駆動回路にて駆動し、２種の保護機能切替信号を用いて仕向け先仕様に対応したが、さらに多数のランプを駆動する場合、光源駆動回路に接続されるランプの灯数を増やすことも容易である。
また、多数のランプに対応する他の対応方法としては、ランプ二灯を駆動する光源駆動回路と保護回路を追加して、保護機能切替信号の信号数も増加する方法も容易に実現可能である。
【００３０】
上述の実施の形態１および２においては、光源素子として代表的は冷陰極管を例示して「発明を実施するための最良の形態」として示したが、本発明は光源素子として線光源である冷陰極管に限定されるわけではなく、例えばＬＥＤやレーザダイオードなどの点光源であってもよい。
また、ＯＲ回路／ＡＮＤ回路から異常検知回路への論理出力を保護機能切替信号を用いて切替える手法として、ＡＮＤ回路の出力にスイッチとプルアップ抵抗を採用した回路を例示したが、例えばＯＲ回路とＡＮＤ回路の出力を保護機能切替信号で制御されるスイッチを用いて信号を切替える手法など、多数の論理切替手法が考えられ、上記実施の形態１、２で示した手法に限定されるわけではない。
さらに上述の実施の形態１および２においては、表示装置の透過光源としてバックライトの点灯装置を例示して説明したが、表示装置の反射光源としてフロントライトの点灯装置に本発明を使用してもよい。この場合、光源素子は上記ＬＥＤなどの点光源を採用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】この発明の実施の形態１に係るインバータブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態２に係るインバータブロック図である。
【符号の説明】
【００３２】
１  インバータ
２  点灯ＯＮ／ＯＦＦブロック
３、２０  ＤＣ／ＤＣ回路
４  ＤＣ／ＡＣ回路
５  調光回路部
６  ＡＣ/ＤＣ回路
７、２２、２６  異常検知回路部
８  ＯＲ回路
９、２４  ＡＮＤ回路
１０  ランプ
１１、２１、２５  スイッチ
１２、２７  内部プルアップ抵抗
１３、２３、２８  保護回路
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ  ノード
【図１】
0005195020.tif 000003
【図２】
0005195020.tif 000004