(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
給電源に接続された入力端子と、前記給電源によって発生する供給電圧から高周波電圧を発生する手段Ｉと、前記高周波電圧の振幅をほぼ方形波変調する手段IIとを具え、この変調する手段IIには方形波のデューティーサイクルを制御する手段IIIを設けてなる高周波電圧による放電灯点灯回路配置において、
前記手段IIIには、ほぼ方形波の変調の各サイクル中に放電灯の点弧を検出する測定回路と、この測定回路に結合され放電灯の点弧後ある時間間隔経過すると高周波電圧の振幅をほぼ零にするタイマ回路とが設けられていることを特徴とする放電灯点灯回路配置。
【請求項２】
前記測定回路は前記手段Ｉに結合されたダイオードブリッジおよびオーミック抵抗を具えることを特徴とする請求項１に記載の放電灯点灯回路配置。
【請求項３】
前記手段IIは入力端子および前記手段Ｉ間に結合されたスイッチング素子を具えることを特徴とする請求項１〜３の何れかの一項に記載の放電灯点灯回路配置。
【請求項４】
前記手段IIは時間間隔の幅を調節する手段をさらに具えることを特徴とする請求項１〜３の何れかの一項に記載の放電灯点灯回路配置。
【請求項５】
液晶表示スクリーン、放電灯および前記放電灯に結合された請求項１〜４の何れかの一項に記載の放電灯点灯回路配置を具える画像表示装置。
【請求項６】
高周波電圧のほぼ方形波の変調の周波数に等しい周波数で液晶表示スクリーン上に画像を周期的に形成する手段をさらに具えることを特徴とする請求項５に記載の画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
発明の技術分野
本発明は給電源に接続された入力端子と、前記給電源によって発生する供給電圧から高周波電圧を発生する手段Ｉと、前記高周波電圧の振幅をほぼ方形波変調する手段IIとを具え、この変調する手段IIには方形波のデューティーサイクルを制御する手段IIIを設けてなる高周波電圧による放電灯点灯回路配置に関するものである。
さらに、本発明は液晶表示スクリーン、放電灯および放電灯点灯回路配置を具える画像表示装置に関するものである。
発明の背景
かかる回路配置は米国特許第5,105,127から既知である。この既知の回路配置は液晶表示スクリーン（以下ＬＣＤスクリーンと称する）のバックライトとして用いられる放電灯を点弧するために用いられている。高周波電圧を用いて高周波ランプ電流を発生させている。高周波電圧の方形波の変調のデューティサイクルを制御する手段IIIによって、放電灯の光束、従って液晶表示スクリーンの輝度を制御し得るようになっている。放電灯は高周波電圧の影響でそのほぼ方形波の変調の各方形波の開始時に点弧する。各方形波の終了時に放電灯は消弧する。その理由は高周波電圧の振幅がほぼ零に等しくなるためである。これがため、放電灯の両端間に高周波電圧が存在する時間はほぼ方形波の変調によって制御することができる。しかし、既知の放電灯点灯回路の欠点は、放電灯が高周波電圧の影響によりその方形波変調の各方形波の開始時において所定の時間間隔、即ち、点弧時間が経過した後にのみ点弧することである。この点弧時間の長さは例えば温度に強く依存し、ＬＣＤスクリーンの輝度はほぼ方形波の変調のあるデューティサイクルに対しては高い温度よりも低い温度で低くなる。実際上、点弧時間の長さは定常ランプ動作中も一定とはならず、変動するため、放電灯がほぼ方形波変調の１サイクル内に点灯する時間間隔の長さが変動する。この変動の結果、特に、方形波の変調のデューティサイクルが比較的低い場合には放電灯の光束、従って液晶表示スクリーンの輝度も変動する。
本発明の目的は、放電灯を点弧させうる回路配置であって、特に光束の値が比較的低い場合における時間内での光束の変動が比較的低い程度になるよう当該放電灯の光束を制御し得る放電灯点灯回路配置を提供せんとするにある。
本発明の他の目的は液晶表示スクリーン、放電灯および放電灯点灯回路配置を具え、特にＬＣＤスクリーンの輝度の値が比較的低い場合でも、時間内でのこの輝度の変動が比較的低い程度になるようＬＣＤスクリーンの輝度を制御しうる画像表示装置を提供せんとするにある。
発明の概要
本発明は給電源に接続された入力端子と、前記給電源によって発生する供給電圧から高周波電圧を発生する手段Ｉと、前記高周波電圧の振幅をほぼ方形波変調する手段IIとを具え、この変調手段には方形波のデューティーサイクルを制御する手段IIIを設けてなる高周波電圧により放電灯点灯回路配置において、前記手段IIIには、ほぼ方形波の変調の各サイクル中に放電灯の点弧を検出する測定回路と、この測定回路に結合され放電灯の点弧後ある時間間隔経過すると高周波電圧の振幅をほぼ零にするタイマ回路とが設けられていることを特徴とする。
画像表示装置はこの目的のため、本発明による放電灯点灯回路配置を設ける。
測定回路によって高周波電圧の各方形波中放電灯の点弧を検出する。この測定回路に結合されたタイマ回路によって、放電灯の点弧後の時間間隔が経過すると高周波電圧の振幅をほぼ零に等しくして放電灯が消弧し得るようにする。これによって放電灯の点灯中の時間間隔を各方形波で制御する。放電灯の点灯中の時間間隔が制御されるため、放電灯の光束は低い程度でのみ時間的に変動する。同様の理由で本発明画像表示装置の輝度変動は小さい。
本発明放電灯点灯回路配置の他の重要な利点は放電灯点灯回路配置のスイッチングオン時の放電灯の最初の点弧に関するものである。例えば、周囲温度または放電灯が点灯しないで暗い周囲にあった時間に依存して、放電灯の最初の点弧には比較的長い時間がかかる。既知の放電灯点灯回路配置を用いる場合には、放電灯点灯回路配置によって発生した高周波電圧は点弧段階中もほぼ方形波形状に変調され、これは点弧が著しく困難になることを意味する。しかし、本発明放電灯点灯回路配置を用いる場合には高周波電圧は放電灯の点弧段階中ほぼ方形波状に変調されず、未変調のままとなり、従って放電灯は早い時期に比較的迅速に点弧されるようになる。
測定回路は例えば光センサによって達成することができる。しかし、この測定回路を手段Ｉに結合されたダイオードブリッジおよびオーミック抵抗によって比較的簡単にかつ廉価に形成することができる。このダイオードブリッジおよびオーミック抵抗の結合を好適に設計してオーミック抵抗には放電灯の点灯時に電流が流れ、消灯時には電流が（ほぼ）流れないようにすることができる。
本発明放電灯点灯回路配置の好適な例では前記手段IIは入力端子および前記手段Ｉ間に結合されたスイッチング素子を具えるようにする。本発明放電灯点灯回路配置のこの好適な例によれば、手段IIは比較的簡単にかつ信頼性をもって形成することができる。
本発明放電灯点灯回路配置のさらに好適な例では各方形波中放電灯が点灯する時間間隔の長さを調節する手段をさらに具えるようにする。かかる手段によれば放電灯を調光することができる。
本発明画像表示装置の好適な例では画像表示装置は高周波電圧のほぼ方形波変調の周波数に等しい周波数で液晶表示スクリーンの周期を確立する手段を具えるようにする。この本発明画像表示装置の好適な例によれば、高周波電圧のほぼ方形波変調とＬＣＤスクリーンの画像の周期的確立との間に干渉が生じるのを防止することができる。
発明を実施するための最良の形態
図１において、Ｋ1およびＫ2は給電源への接続用入力端子を構成する。入力端子Ｋ2の電位をランプ動作中接地電位に等しくする。誘導性素子Ｌと、スイッチング素子Ｓ1およびＳ2と、１次巻線Ｌ1，Ｌ2およびＬ3並びに２次巻線Ｌ4およびＬ5が設けられた変成器Ｔと、コンデンサＣ2，Ｃ3およびＣ4が相俟って給電源からの供給電圧から高周波電圧を発生する手段Ｉを構成する。図１の手段Ｉを放電灯ＬＡに結合する。放電灯点灯回路配置のその他の全ての回路素子によって高周波電圧の振幅のほぼ方形波変調の手段IIを構成する。本例では回路部分ＴＣをほぼ方形波変調と同一周波数の周期的信号を発生する信号発生器とする。本例では放電灯の点弧を検出する測定回路を構成するダイオードブリッジＤＢおよびオーミック抵抗Ｒ4と、回路部分Ａ，Ｂ，ＣおよびＤと、ダイオード２と、可変抵抗Ｒ1およびＲ2と、コンデンサＣ1と、単安定マルチバイブレータＭＭＶと、スイッチング素子Ｍ２およびＭ３と、抵抗Ｒ3とによって方形波のデューティーサイクルを調整する手段IIIを構成する。ダイオードＤ2と、コンデンサＣ1と、可変抵抗Ｒ1およびＲ2と、単安定マルチバイブレータＭＭＶとは、回路部分Ｄと、スイッチング素子Ｍ２およびＭ３と、抵抗Ｒ3と相俟って、放電灯の点弧後ある時間間隔が経過した時に高周波電圧の振幅をほぼ零値に等しくするタイマ回路を構成する。
入力端子Ｋ1を直列配置のスイッチング素子Ｍ１および誘導素子Ｌを経て１次巻線Ｌ1およびＬ2の共通接続点に接続する。ダイオードＤ1によって入力端子Ｋ2をスイッチング素子Ｍ１および誘導素子Ｌの共通接続点に接続する。１次巻線Ｌ1およびＬ2は直列に接続するとともにコンデンサＣ1によって分路する。直列配置の１次巻線Ｌ1およびＬ2の一端をスイッチング素子Ｓ1の主電極に接続する。直列配置の１次巻線Ｌ1およびＬ2の他端をスイッチング素子Ｓ2の主電極に接続する。スイッチング素子Ｓ1の主電極を入力端子Ｋ2に接続するとともにスイッチング素子Ｓ2の主電極も入力端子Ｋ2に接続する。スイッチング素子Ｓ1の制御電極を１次巻線Ｌ3を経てスイッチング素子Ｓ2の制御電極に接続する。２次巻線Ｌ5の一端をコンデンサＣ3を経て放電灯ＬＡの第１電極に接続する。２次巻線Ｌ4の一端をコンデンサＣ4を経て放電灯ＬＡの第２電極に接続する。２次巻線Ｌ4およびＬ5の他端をダイオードブリッジＤＢの入力端子にそれぞれ接続する。ダイオードブリッジＤＢの一方の出力端子を入力端子Ｋ2に接続する。ダイオードブリッジＤＢの他方の出力端子を抵抗Ｒ4を経て入力端子Ｋ2に接続する。ダイオードブリッジＤＢおよびオーミック抵抗Ｒ4の接続点を回路部分Ｂの入力端子Ｒ＊に接続する。回路部分ＡおよびＢはそれぞれＮＡＮＤゲートによって形成する。回路部分Ｂの他方の入力端子を回路部分Ａの出力端子に接続する。回路部分Ｂの出力端子を回路部分Ａの入力端子に接続する。回路部分Ａの他方の入力端子Ｓ＊を回路部分ＴＣの出力端子に接続する。回路部分ＡおよびＢによってラッチ回路を構成する。回路部分Ａの出力端子を回路部分Ｃの入力端子に接続し、この回路部分Ｃはインバータを構成する。回路部分Ｃの出力端子を直列配置の可変抵抗Ｒ1およびコンデンサを経て入力端子Ｋ2に接続する。可変抵抗Ｒ1はダイオードＤ2によって分路する。可変抵抗Ｒ1およびコンデンサＣ1の接続点を回路部分Ｄの入力端子に接続し、この回路部分Ｄによってインバータを形成する。回路部分Ｄの出力端子をスイッチング素子Ｍ２の制御電極に接続する。スイッチング素子Ｍ２の一方の主電極を入力端子Ｋ2に接続する。スイッチング素子Ｍ２の他方の主電極を抵抗Ｒ3を経て端子Ｋ1に接続する。抵抗Ｒ3およびスイッチングＭ２の接続点をスイッチングＭ１の制御電極に接続する。また、回路部分Ａの出力端子を単安定マルチバイブレータＭＭＶの入力端子に接続する。この単安定マルチバイブレータＭＭＶは可変抵抗Ｒ2を具える。単安定マルチバイブレータＭＭＶの出力端子をスイッチング素子Ｍ３の制御電極に接続する。スイッチング素子Ｍ３の一方の主電極を入力端子Ｋ2に接続するとともにスイッチング素子Ｍ３の他方の主電極をスイッチング素子Ｍ２および抵抗Ｒ3の接続点に接続する。
図１に示す放電灯点灯回路配置の作動は次の通りである。
入力端子Ｋ1およびＫ2を給電源に接続すると、信号発生器ＴＣによって周波数ｆのパルス信号を発生する。このパルス信号の１パルス後、回路部分Ａの出力は高電位となり、従って回路部分Ｃの出力は低電位となり、その結果コンデンサＣ1がダイオードＤ2を経て放電される。従って回路部分Ｄの入力は低電位となりその出力が高電位となりスイッチング素子Ｍ１がスイッチング素子Ｍ２を経て導通状態となる。スイッチング素子Ｍ１が導通状態となった後スイッチング素子Ｓ1およびＳ2は１次巻線Ｌ3を経て高周波数で交互に導通状態および非導通状態となる。これがため、放電灯ＬＡの両端間に高周波電圧が生ずるようになる。次いで、消灯状態にある放電灯ＬＡがこの高周波電圧により点弧する。放電灯ＬＡのこの点弧は、オーミック抵抗Ｒ4に電流が流れ、従って回路部分ＡおよびＢによって形成されるラッチ回路の入力端子Ｒ＊に信号を供給するようにして検出される。ラッチ回路はこの信号によってリセットされ、回路部分Ａの出力が低電位となり、回路部分Ｃの出力が高電位となりコンデンサＣ1が可変抵抗Ｒ1を経て充電される。これと同時に、単安定マルチバイブレータＭＭＶの入力が低電位となる。その理由は回路部分Ａの出力が低電位となっているからである。これがため、単安定マルチバイブレータＭＭＶの出力は、その長さが可変抵抗Ｒ2の抵抗値によって決まるある時間間隔中高電位となる。この時間中スイッチング素子Ｍ３は導通状態にある。コンデンサＣ1の両端間の電圧がしきい値に到達すると、回路部分Ｄの出力が低電位となり、スイッチング素子Ｍ２は非導通状態となる。スイッチング素子Ｍ２およびＭ３のいずれか一方あるいは双方が導通状態にある限りスイッチングＭ１も導通状態にある。２つのスイッチング素子Ｍ２およびＭ３の残る一方が非導通状態となった瞬時にスイッチング素子Ｍ１も非導通状態となる。これがため手段Ｉが給電源から遮断され、従って放電灯ＬＡの両端間の電圧がほぼ零に等しくなり、放電灯ＬＡが消灯する。上述したサイクルは回路部分ＴＣにより発生した各次のパルスで繰返される。
図１に示す特定の例の放電灯点灯回路配置において、例えば放電灯ＬＡが安定に作動する方形波変調の最低デューティーサイクルに従って可変抵抗Ｒ1の抵抗値を設定することができる。かかる特定の例では、可変抵抗Ｒ2の抵抗値を調整して放電灯点灯回路配置のユーザが調光機能を得るようにすることができる。ユーザは、図１に示す放電灯点灯回路配置の特定の例を用いる際に放電灯がもはや安定な作動を示さなくなる程度まで放電灯を調光することはできない。その理由は実際上最低の調光位置がスイッチング素子Ｍ２の導通時間によって決まり、この導通時間が可変抵抗Ｒ1の抵抗値によって決まるからである。
図２に示す画像表示装置は図１に示すような放電灯に結合された放電灯点灯回路配置を具える。また、画像表示装置はＬＣＤスクリーンおよび回路部分ＢＯを具え、本例ではこの回路部分ＢＯによって、手段Ｉにより発生する高周波電圧のほぼ方形波変調の周波数の等しい周波数でＬＣＤスクリーンに画像を周期的に確立する手段を形成する。
回路部分ＴＣの出力端子を回路部分ＢＯの入力端子に接続し、回路部分ＢＯの出力端子をＬＣＤスクリーンの入力端子に接続する。ＬＣＤスクリーンを放電灯ＬＡに対して位置決めしてＬＡスクリーン全体に亘る光強度の分布を良好とすることができる。
図２に示す画像表示装置の作動は次の通りである。
画像表示装置の作動中回路部分ＴＣによって発生した各パルスによって回路部分ＢＯの出力側に信号を発生し、この信号によってＬＣＤスクリーンの入力端子を経てＬＣＤスクリーンの画像を変化させるようにする。また、回路部分ＴＣによって発生した各パルスがほぼ方形波変調の方形波を開始し、高周波電圧のほぼ方形波変調およびＬＣＤスクリーンの画像の構成が同一の周波数を有し、従って同期化される。これがため、これら２つの信号間に干渉は発生せず、ＬＣＤスクリーンに形成された画像は特に不愉快な帯および／またはラインを有さない。
【図面の簡単な説明】
図１は放電灯が設けられた本発明放電灯点灯回路配置の一例を示す回路図である。
図２は本発明画像表示装置の一例の構成を示す回路図である。
【図１】
0003905923.tif 000002
【図２】
0003905923.tif 000003