JP3599570B2 - 放電灯の輝度調整方法及び放電灯点灯装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ノート型パーソナルコンピュータ等に用いられている液晶表示パネルのバックライト照明用に使用される放電灯の輝度調整方法及びその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、放電灯（例えば冷陰極蛍光管）を点灯する放電灯点灯装置（バックライトインバータ装置とも称する）では、蛍光管の輝度の調光は管電流を変化させて行っている。
【０００３】
図１は従来例の放電灯点灯装置を示す構成図である。図において、１１は電池等の直流電源、１２はＤＣ−ＤＣコンバータ回路、１３は自励方式インバータ回路（以下、インバータ回路と称する）、１４は電流検出回路、１５は冷陰極蛍光管である。
【０００４】
上記構成において、冷陰極蛍光管（以下、蛍光管と称する）１５を流れる蛍光管電流が電流検出回路１４によって検出され、この検出結果がＤＣ−ＤＣコンバータ回路１２に帰還される。
【０００５】
ＤＣ−ＤＣコンバータ回路１２は、直流電源１１から供給される電圧レベルを電流検出回路１４からの帰還信号に基づいて別の電圧レベルに変換し、インバータ回路１３に出力する。
【０００６】
インバータ回路１３は、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路１２から入力した直流電圧を所定周波数の交流電圧に変換して蛍光管１５に印加する。
【０００７】
前述のように電流検出回路１４によって検出された管電流がＤＣ−ＤＣコンバータ回路１２に帰還されてインバータ回路１３の供給電圧を変化させることにより、管電流が定電流制御されている。
【０００８】
蛍光管１５を流れる管電流は、連続した電流であり、予め設定された所定のレベルになるよう制御される。また、輝度ＭＡＸ１００％〜５０％程度の範囲で調光することができ、この調光方式は一般的に電流調光方式と呼ばれている。
【０００９】
また、調光範囲を広くするために低輝度側の範囲を広げるには、管電流を減らして動作させる必要がある。しかしながら、管電流を減らしていくと蛍光管１５の性質上、放電が不安定になるので、上記のような連続した定電流制御方式では、低輝度側の下限は、輝度ＭＡＸの５０％程度が限度である。
【００１０】
一方、最近では、ノート型パーソナルコンピュータ等でバッテリー駆動の稼働時間を長くするために、消費電力の大きな蛍光管を低輝度で動作させる手法が使われている。この場合、輝度の調光範囲として、輝度ＭＡＸ１００％〜１０％程度が要求されている。
【００１１】
調光範囲を拡大する方法としては、連続電流による定電流制御では限度があるため、例えば、特開平５−１９８３８４号公報に開示されるように、管電流を断続させると共にその比率を変化させるバースト調光方式が用いられる。この調光方式は、デューティー調光或いは周波数調光とも呼ばれている。
【００１２】
バースト調光方式を用いた放電灯点灯装置は、例えば図２に示すように直流電源２１の出力電圧をＤＣ−ＤＣコンバータ回路２２で所定レベルの電圧に変換して自励方式インバータ回路２３に入力すると共に、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路２２からインバータ回路２３への通電をバースト信号発振回路２４によって発生されたバースト信号に基づいて断続することにより、冷陰極蛍光管２５の輝度を変化させる。この際、インバータ回路２３への通電の断続比率を調整することにより、調光を行うことができる。
【００１３】
次に、従来のバースト調光方式を用いた放電灯点灯装置の具体例を説明する。
【００１４】
図３は従来のバースト調光方式を用いた放電灯点灯装置を示す構成図、図４はその動作波形図である。図において、３１は電池等の直流電源、３２はＤＣ−ＤＣコンバータ回路、３３は調光制御回路、３４は自励方式のインバータ回路、３５は冷陰極蛍光管（以下、蛍光管と称する）である。
【００１５】
ＤＣ−ＤＣコンバータ回路３２は、直流電源３１から供給される電圧レベルを所定レベルに変化させてインバータ回路３４に出力する。
【００１６】
調光制御回路３３は、三角波生成回路３３ａと制御信号生成回路３３ｂから構成され、三角波生成回路３３ａによって生成された三角波電圧Ｖtrと閾値電圧Ｖthとを制御信号生成回路３３ｂのコンパレータ331に入力して矩形波電圧Ｖreq（バースト信号）を生成し、この矩形波電圧Ｖreqをインバータ回路３４に入力する。
【００１７】
インバータ回路３４は、トランス341、チョークコイル342、及びトランジスタ343〜345を備えている。ＤＣ−ＤＣコンバータ回路３２からはチョークコイル342を介してトランス341へ通電され、トランジスタ343を矩形波電圧Ｖreqによってスイッチングすることにより、トランジスタ344,345等によって構成されるロイヤー回路の発振動作をオン・オフさせる。
【００１８】
このオン・オフ動作によってインバータ回路２３への通電の断続が行われる。
【００１９】
これにより、ロイヤー回路が発振動作を行っているときのみ蛍光管３５に電圧が印加されるので、トランジスタ343のスイッチング動作におけるオン・オフの比率を変化させることにより調光を行うことができる。
【００２０】
トランジスタ343のスイッチング動作におけるオン・オフの比率は、制御信号生成回路３３ｂにおける可変抵抗器332によって上記閾値電圧Ｖthのレベルを変化させることにより変えることができる。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した従来のバースト調光方式を用いた放電灯点灯装置では以下のような問題点があった。
【００２２】
即ち、バースト調光方式の場合、矩形波電圧Ｖreq（バースト信号）の周波数（以下、バースト周波数と称する）は、一般に数百Ｈｚ〜数ＫＨｚに設定され、このバースト周波数でインバータ回路３４のトランス341に供給される電流が断続されるので、制御信号生成回路３３ｂ及びトランジスタ343がオフからオンに切り替わるときに、トランス341やチョークコイル342のコアから、これらに生ずる磁歪によってバースト周波数の可聴音が発生する。このようにトランス341やチョークコイル342から発生する唸り音は非常に耳障りであり、バースト調光特有の解決しなければならない問題とされていた。
【００２３】
また、従来のバースト調光方式では、輝度が高い（出力電力が大きい）状態から低い状態に至る広範囲においてバースト周波数でのデューティー調光が行われている。このため、バースト調光時にトランス341やコイル342から発生する可聴周波数の唸り音は、インバータ回路３４への供給電圧が高いほど、またインバータ回路３４の出力電力が大きいときほど、大きな音になる性質がある。
【００２４】
従って、インバータ回路３４に供給される電圧が高いほど、インバータ回路３４の起動時の電圧波形が急峻になり、唸り音が発生しやすくなる。同様にインバータ回路３４で扱う電力が大きいときほど起動時の電流が大きくなるので、大きな唸り音が発生しやすくなる。
【００２５】
図５は従来のバースト調光時にトランス341から発生する騒音レベルの実測値の一例を示す図、図６は従来のバースト調光時にチョークコイル342から発生する騒音レベルの実測値の一例を示す図、図７乃至図１０はこのときのロイヤー回路のコレクタ電圧波形及び管電流波形を示す図である。
【００２６】
図５及び図６において、縦軸は騒音レベル（ｄＢ）を表し、横軸は調光状態を表している。また、図中における３つの折れ線のそれぞれは、インバータ回路３４への入力電圧の違いを表し、それぞれにおける入力電圧は図中に記載したように７Ｖ、１２Ｖ、１８Ｖである。
【００２７】
また、図７乃至図１０の上側の波形はロイヤー回路におけるトランジスタのコレクタ電圧波形（１０Ｖ／div）、下側の波形は管電流波形（５ｍＡ／div）であり、図７は管電流５ｍＡrms、図８は管電流４ｍＡrms、図９は管電流３ｍＡrms、図１０は管電流２．５ｍＡrmsのときの測定結果である。
【００２８】
さらに、図３に示す従来例（特開平５−１９８３８４号）のバースト調光方式を用いた放電灯点灯装置では、インバータ回路３４の入力電圧が変動した場合に、管電流の定電流制御がされていないので、管電流（輝度）が変化してしまう欠点があった。
【００２９】
本発明の目的は上記の問題点に鑑み、騒音の発生を低減でき、広範囲な輝度調整が行える放電灯の輝度調整方法及び放電灯点灯装置並びにこれを用いた液晶表示装置及び照明装置を提供することにある。
【００３０】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の目的を達成するために請求項１では、直流電圧から交流電圧を発生するインバータ回路の出力電圧を放電灯に印加して該放電灯を点灯するときの放電灯の輝度調整方法であって、前記放電灯を流れる管電流を検出して電圧に変換して出力する管電流検出手段と、所定の閾値電圧レベル以下の電圧レベルを有し、前記インバータ回路から出力 される交流電圧の周波数よりも低い周波数となる周期で電圧レベルが所定の傾斜をもって変化するバースト信号電圧を生成して出力するバースト信号生成手段と、供給された前記バースト信号電圧と前記管電流検出手段の出力電圧とをダイオードの論理和結合によって加算し、前記バースト信号電圧と前記管電流検出手段の出力電圧の合成電圧に応じた帰還電圧を生成して出力する帰還電圧生成手段と、前記帰還電圧に応じた制御電圧を前記電流制御手段に供給する制御電圧生成手段と、前記制御電圧生成手段に接続され、前記制御電圧の直流レベルを変化させる直流レベル可変手段とを備えた輝度調整回路を用い、前記放電灯を流れる管電流値が所定の閾値以上のときは、前記インバータ回路から連続した交流電圧を出力し且つ該出力電圧のレベルを変えることにより前記管電流を変化させて輝度調整を行い、前記管電流値が前記閾値より小さいときは、前記インバータ回路から出力される交流電圧の周波数よりも低い周波数となる周期で前記インバータ回路の出力電圧のレベルを連続的に低下させ且つ低下させる期間と前記周期との比率を変えることにより前記管電流を変化させて輝度調整を行う放電灯の輝度調整方法を提案する。
【００３１】
該放電灯の輝度調整方法によれば、放電灯を流れる管電流値が所定の閾値以上のとき、即ち放電灯の輝度が高い調光状態のときは、前記インバータ回路から連続した交流電圧を出力し且つ該出力電圧のレベルを変えることにより前記管電流が変化されて輝度調整が行われる。また、前記管電流値が前記閾値より小さいとき、即ち放電灯の輝度が低い調光状態のときは、前記インバータ回路から出力される交流電圧の周波数よりも低い周波数となる周期で前記インバータ回路の出力電圧のレベルを低下させ且つ低下させる期間の比率を変えることにより前記管電流が変化されて輝度調整が行われる。
【００３２】
また、請求項２では、請求項１記載の放電灯の輝度調整方法において、前記インバータ回路の出力電圧のレベルを前記周期で低下させるときに、前記インバータ回路への入力電圧レベルを所定の傾斜をもって変化させる放電灯の輝度調整方法を提案する。
【００３３】
該放電灯の輝度調整方法によれば、前記インバータ回路の入力電圧のレベルが所定の傾斜をもつように前記インバータ回路の入力電圧レベルが変化され、放電灯の管電流が調整されるので、前記入力電圧レベルの変化はなだらかなものとなる。
【００３４】
また、請求項３では、直流電圧から交流電圧を発生するインバータ回路を備え、該インバータ回路の出力電圧を放電灯に印加して該放電灯を点灯する放電灯点灯装置において、前記放電灯を流れる管電流を検出して電圧に変換して出力する管電流検出手段と、制御電圧に基づいて前記インバータ回路のトランス一次巻線への通電方向及び通電電流を制御する電流制御手段と、所定の閾値電圧レベル以下の電圧レベルを有し、前記インバータ回路から出力される交流電圧の周波数よりも低い周波数となる周期で電圧レベルが所定の傾斜をもって変化するバースト信号電圧を生成して出力するバースト信号生成手段と、供給された前記バースト信号電圧と前記管電流検出手段の出力電圧とをダイオードの論理和結合によって加算し、前記バースト信号電圧と前記管電流検出手段の出力電圧の合成電圧に応じた帰還電圧を生成して出力する帰還電圧生成手段と、前記帰還電圧に応じた制御電圧を前記電流制御手段に供給する制御電圧生成手段と、前記制御電圧生成手段に接続され、前記制御電圧の直流レベルを変化させる直流レベル可変手段とを備えている放電灯点灯装置を提案する。
【００３５】
該放電灯点灯装置によれば、管電流検出手段により前記放電灯を流れる管電流が検出されて電圧に変換され、バースト信号生成手段によって所定の閾値電圧レベル以下の電圧レベルを有し前記インバータ回路から出力される交流電圧の周波数よりも低い周波数となる周期で電圧レベルが所定の傾斜をもって変化するバースト信号電圧が生成されて出力される。前記バースト信号電圧と前記管電流検出手段の出力電圧とがダイオードの論理和結合によって加算され、該加算された合成電圧に応じた帰還電圧が出力され、前記制御電圧生 成手段によって前記帰還電圧に応じた制御電圧を前記電流制御手段に供給される。さらに、電流制御手段によって前記制御電圧に基づいて前記インバータ回路のトランス一次巻線への通電方向及び通電電流が制御される。また、直流レベル可変手段によって、前記制御電圧の直流レベルが変化され、これにより前記電流制御手段による前記インバータ回路のトランス一次巻線への通電方向及び通電電流が変化されて前記放電灯の輝度調整が行われる。
【００３６】
従って、前記管電流が前記閾値電圧レベルよりも高いときは、前記放電灯に印加される交流電圧は連続したものとなり且つその電圧レベルが変化されて輝度調整が行われる。また、前記管電流が前記閾値電圧レベルより低いときは、前記放電灯に印加される交流電圧は連続状態からバースト周波数でくさび状に減少部分を設けて、その結果、断続したものとなり且つ断続の比率が変化されて輝度調整が行われる。また、ダイオードの論理和結合によって前記バースト信号電圧と前記管電流検出手段の出力電圧とが加算又は選択されるので、加算回路が極めて単純化される。
【００３７】
また、請求項４では、請求項３記載の放電灯点灯装置において、前記インバータ回路は圧電トランスを有し該圧電トランスから交流電圧を発生させる放電灯点灯装置を提案する。
【００３８】
該放電灯点灯装置によれば、インバータ回路の圧電トランスによって交流電圧が発生される。
【００３９】
また、請求項５では、請求項３又は４記載の放電灯点灯装置において、前記バースト信号電圧が三角波電圧である放電灯点灯装置を提案する。
【００４０】
該放電灯点灯装置によれば、前記バースト信号電圧が三角波電圧であるので、前記インバータ回路の入力電圧を所定の傾斜をもち且つなだらかに容易に変化させることができる。
【００４１】
また、請求項６では、前記請求項３乃至５の何れかに記載の放電灯点灯装置を用いた液晶表示装置を提案する。
【００４２】
該液晶表示装置によれば、前記放電灯点灯装置によってバックライト用の放電灯が点灯される。
【００４３】
また、請求項７では、前記請求項３乃至５の何れかに記載の放電灯点灯装置を用いた照明装置を提案する。
【００４４】
該照明装置によれば、前記放電灯点灯装置によって照明用の放電灯が点灯される。
【００４５】
また、請求項８では、直流電圧から交流電圧を発生するインバータ回路の出力電圧を放電灯に印加して該放電灯を点灯する放電灯点灯装置の輝度調整回路であって、前記放電灯を流れる管電流を検出して電圧に変換して出力する管電流検出手段と、制御電圧に基づいて前記インバータ回路のトランス一次巻線への通電方向及び通電電流を制御する電流制御手段と、所定の閾値電圧レベル以下の電圧レベルを有し、前記インバータ回路から出力される交流電圧の周波数よりも低い周波数となる周期で電圧レベルが所定の傾斜をもって変化するバースト信号電圧を生成して出力するバースト信号生成手段と、供給された前記バースト信号電圧と前記管電流検出手段の出力電圧とをダイオードの論理和結合によって加算し、前記バースト信号電圧と前記管電流検出手段の出力電圧の合成電圧に応じた帰還電圧を生成して出力する帰還電圧生成手段と、前記帰還電圧に応じた制御電圧を前記電流制 御手段に供給する制御電圧生成手段と、前記制御電圧生成手段に接続され、前記制御電圧の直流レベルを変化させる直流レベル可変手段とを備えている放電灯の輝度調整回路を提案する。
【００４６】
該放電灯の輝度調整回路によれば、放電灯を流れる管電流値が所定のしきい値以上の場合、即ち放電灯の輝度が高い調光状態の場合は、前記直流電圧に応じて前記インバータ回路から連続して交流電圧を出力し且つ出力電圧のレベルを変えることにより前記管電流が変化されて輝度調整が行われる。また、前記管電流が前記しきい値より小さい場合、即ち放電灯の輝度が低い調光状態の場合は、前記直流電圧に応じて前記インバータ回路から出力される交流電圧の周波数よりも低い周波数となる周期で前記インバータ回路の出力電圧のレベルを低下させ且つ低下させる帰還と前記周期との比率を変えることにより前記管電流が変化されて輝度調整が行われる。
【００４７】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の一実施形態を説明する。
【００４８】
図１１は本発明の第１の実施形態における放電灯点灯装置を示す構成図である。図において、４１は直流電源、４２は制御手段であるＤＣ−ＤＣコンバータ回路、４３は自励方式のインバータ回路、４４は放電灯である冷陰極蛍光管（以下、単に蛍光管と称する）、４５は管電流検出手段及び帰還電圧生成手段である電流検出回路、４６はバースト信号生成手段であるバースト信号生成回路である。また、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路４２，電流検出回路４５，バースト信号生成回路４６が電圧供給回路に対応する。
【００４９】
ＤＣ−ＤＣコンバータ回路４２は、電流検出回路４５から出力される帰還電圧に基づいて、帰還電圧がほぼ一定値を維持するように、直流電源４１から出力される直流電圧を所定レベルの直流電圧に変換して、この電圧を連続して或いは断続してインバータ回路４３に供給する。
【００５０】
インバータ回路４３は、例えば前述した従来例と同様にトランジスタ及びトランスなどから構成され、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路４２から入力した直流電圧を所定周波数の交流電圧に変換して蛍光管４４に印加する。
【００５１】
電流検出回路４５は、蛍光管４４を流れる管電流を検出して、例えば管電流値に対応した電圧に変換すると共に、この検出電圧とバースト信号生成回路４６から出力されるバースト信号電圧とを加算した後、この電圧レベルを可変抵抗器等によってレベル変換し、これを帰還電圧としてＤＣ−ＤＣコンバータ回路４２に出力する。上記可変抵抗器の抵抗値調整によって蛍光管４４の輝度調整を行うことができる。
【００５２】
バースト信号生成回路４６は、所定の閾値電圧レベル以下の電圧レベルを有すると共にインバータ回路４３から出力される交流電圧の周波数よりも低い周波数となる周期で電圧レベルが所定の傾斜（横軸を時間、縦軸を電圧値にとった際の変化量）をもって変化するバースト信号電圧を生成して出力する。またここでは、バースト信号電圧を三角波電圧とすると共に、前記閾値電圧レベルは、蛍光管４４の輝度が最大値と最小値のほぼ中間であるときの管電流に対応した検出電圧のレベルとしている。
【００５３】
上記構成によれば、図１２の波形図に示すように、蛍光管４４の輝度が高い状態（管電流が大きい状態）から通常の輝度レベル（上記閾値電圧に対応する輝度レベル）までは、バースト信号電圧よりも検出電圧のレベルが大きいので、帰還電圧のレベルは常にほぼ一定となり、定電流制御の電流調光方式で調光が行われる。
【００５４】
また、調光を絞った低輝度状態（管電流が小さい状態）になると、前記検出電圧のレベルよりもバースト信号電圧のレベルが大きくなるので、帰還電圧のレベルが前記三角波電圧の周期で変化し、帰還電圧における三角波電圧成分によってコンバータ回路の出力電圧レベルがパルス幅変調され、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路の出力電圧レベルが低下或いは断続されるバースト調光方式で調光が行われる。
【００５５】
通常の輝度レベル（上記しきい値に対応する輝度レベル）付近では、図１６に示すように、管電流が一定値となっている状態からしだいに減少し、０より大きく前記一定値より小さい値（以下、極小値と称する）に達した後、しだいに増加する。増加する状態から前記一定値となっている状態へ移り変わる際、オーバーシュートに対応した過度応答としての急激な電流の増加・減少が生じず、漸斤的にゆるやかに前記一定値に収束している。また、この部分の管電流について、図１６の波形はくさび状となっている。前記一定値に対する前記極小値の比率は０より大きく１より小さい値となっている。
【００５６】
さらに、バースト調光時のインバータ部への入力電圧波形を、従来のような矩形波状の急峻な波形から、立ち上がり立ち下がりの傾斜が緩やかな波形になるようにバースト信号電圧を三角波電圧とし、インバータ回路４３に使用されるトランス等に発生する磁歪を低減している。
【００５７】
従って、蛍光管４４の輝度が高く高負荷の調光状態のときはインバータ回路４３から連続した交流電圧を出力し且つコンバータ回路の出力電圧のレベルを変えることにより蛍光管４４を流れる管電流が変化されて輝度調整が行われ、蛍光管４４の輝度が低く低負荷の調光状態のときはインバータ回路４３から出力される交流電圧の周波数よりも低い周波数となる周期でインバータ回路４３の出力電圧のレベルを低下させ且つ低下させる期間（少なくともインバータ回路４３の出力電圧のレベルが減少し、低下した値で一定となる２つの状態の期間を含む。またはこの２つの状態の期間に加え、インバータ回路４３の出力電圧のレベルが上昇する状態の期間を含んで定義しても良い。）の比率を変えることにより管電流が変化されて輝度調整が行われるので、高負荷時においてトランスやコイル等に生ずる磁歪を低減することができるため、前記磁歪によってトランスやコイルから発生する唸り音を従来に比べて大幅に低減することができる。
【００５８】
次に、本実施形態における具体的回路構成を示した第１実施例を説明する。
【００５９】
図１３は第１実施例における放電灯点灯装置を示す構成図である。図において、５１は直流電源、５２はＤＣ−ＤＣコンバータ回路、５３は自励方式のインバータ回路、５４は冷陰極蛍光管（以下、単に蛍光管と称する）、５５は検出・帰還回路、５６はインピーダンス変換・ＤＣレベル設定回路、５７は三角波発生回路である。
【００６０】
ＤＣ−ＤＣコンバータ回路５２は、誤差増幅器521、コンパレータ522、三角波発生回路523、ＮＰＮ型のトランジスタ524、電界効果トランジスタ（以下、ＦＥＴと称する）525、ダイオード526、チョークコイル527、及びコンデンサ528から構成されている。
【００６１】
誤差増幅器521は、検出・帰還回路５５から出力される帰還電圧を入力して、この帰還電圧がリファレンス電圧Ｖrefとほぼ同じになるようにこれらの差の電圧に対応した誤差電圧を出力する。
【００６２】
コンパレータ522は、三角波発生回路523から出力される三角波電圧と上記誤差電圧とを比較して、三角波電圧より誤差電圧が大きいときはハイレベルの信号を出力し、誤差電圧より三角波電圧が大きいときはローレベルの電圧を出力する。この出力電圧はトランジスタ524のベースに入力され、トランジスタ524はスイッチング動作を行い、このスイッチング動作に伴ってＦＥＴ525もスイッチング動作を行う。
【００６３】
これにより、ＦＥＴ525がオン状態のときに、ＦＥＴ525を介してダイオード526、チョークコイル527及びコンデンサ528からなる平滑回路に直流電源５１からの電圧が供給される。従って、チョークコイル527及びコンデンサ528の出力端からはＦＥＴ525のスイッチング動作に基づく連続したほぼ一定レベルの直流電圧、或いはＦＥＴ525のスイッチング動作に基づいてレベルが変化する直流電圧又は断続する直流電圧が出力される。
【００６４】
インバータ回路５３は、トランス531 、チョークコイル532、ＮＰＮ型のトランジスタ533,534、抵抗器535、コンデンサ536,537から構成され、周知のロイヤー回路を有するものである。
【００６５】
ＤＣ−ＤＣコンバータ回路５２の出力電圧はチョークコイル532、ヒューズ（無くても良い）を介してトランス531の一次巻線の中間タップに印加されると共に抵抗器535を介して三次巻線の一端及びトランジスタ533のベースに印加されている。トランス531の三次巻線の他端はトランジスタ534のベースに 接続され、トランジスタ533,534のそれぞれのコレクタはトランス531の一次巻線の両端に接続され、エミッタは接地されている。また、一次巻線の両端間にはコンデンサ536が接続されている。トランス531の二次巻線の一端はコンデンサ537を介して蛍光管５４の一端に接続され、二次巻線の他端は接地されている。
【００６６】
検出・帰還回路５５は、抵抗器Ｒ１〜Ｒ３、ダイオードＤ１〜Ｄ３、コンデンサＣ１、及び可変抵抗器ＶＲ１から構成され、蛍光管５４の他端は抵抗器Ｒ１を介して接地されると共に、ダイオードＤ２のアノード及びダイオードＤ１のカソードに接続されている。
【００６７】
また、ダイオードＤ２のカソードはダイオードＤ３のカソード及び抵抗器Ｒ２の一端に接続されると共にコンデンサＣ１を介して接地され、抵抗器Ｒ２の他端は直列接続された抵抗器Ｒ３と可変抵抗器ＶＲ１を介して接地されている。
【００６８】
ダイオードＤ３のアノードには、インピーダンス変換・ＤＣレベル設定回路５６を介して三角波発生回路５７から出力される三角波電圧が印加されている。
【００６９】
ここで、コンデンサＣ１の値は、三角波電圧の周波数（バースト周波数）に対して、十分にインピーダンスが高くなるように設定されている。
【００７０】
これにより、蛍光管５４を流れる管電流は抵抗器Ｒ１によって電圧に変換され、この検出電圧はダイオードＤ２とダイオードＤ３のアノード同士の接続である合成回路（ＯＲ回路）によって三角波電圧と合成された後、抵抗器Ｒ２，Ｒ３及び可変抵抗器ＶＲ１によって分圧されて、帰還電圧として出力される。この帰還電圧のレベルは可変抵抗器ＶＲ１によって変化させることができる。
【００７１】
三角波発生回路５７は、例えば周波数２２０Ｈｚ、振幅１．５Ｖp-pの三角波電圧を発生し、この三角波電圧はインピーダンス変換・ＤＣレベル設定回路５６によってＤＣレベルが設定され、エミッタフォロワ等で低インピーダンスに変換されてダイオードＤ３のアノードに印加される。
【００７２】
次に、前述の構成よりなる本実施例の動作を図１２及び図１４乃至図１７に示す波形図に基づいて説明する。図１４乃至図１７において、上段の波形はインバータ回路５３におけるロイヤー回路のコレクタ電圧であり、下段の波形は管電流の波形である。また、コレクタ電圧は１目盛り当たり１０Ｖ、管電流波形は１目盛り当たり５ｍＡでそれぞれ表され、時間軸（横軸）は１目盛り当たり１ｍｓを表している。
【００７３】
尚、図１４乃至図１７の波形は、オシロスコープを用いて実測した波形を描いたものである。
【００７４】
ダイオードＤ２で整流されたインバータ周波数の交流信号（検出電圧）は、コンデンサＣ１で平滑され直流電圧となる。
【００７５】
コンデンサＣ１の電圧は、抵抗器Ｒ２，Ｒ３及び可変抵抗器ＶＲ１で分圧され、帰還電圧としてＤＣ−ＤＣコンバータ回路５２の帰還入力に加わる。
【００７６】
蛍光管５４を流れる管電流の調整は、可変抵抗器ＶＲ１を変化させてＤＣ−ＤＣコンバータ回路５２の帰還入力へ加わる帰還電圧のレベルを調整することにより行われる。これにより、可変抵抗器ＶＲ１の値が小さいときに管電流は増えて輝度が高くなり、大きいときに管電流が減少して輝度が暗くなるような動作を行う。
【００７７】
即ち、蛍光管５４の輝度を最大値まで高くして管電流を５ｍＡrmsとしたときは、蛍光管５４の管電流の検出電圧のレベルが、ダイオードＤ３を介して注入される三角波電圧のレベルより大きいので、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路５２へ帰還される帰還電圧は、管電流の検出電圧が優先される。このとき、通常の定電流制御が行われ、管電流は連続したものとなる。（図１２及び図１４参照）
【００７８】
可変抵抗器ＶＲ１を調整して蛍光管５４の輝度を最大値からやや低くし、管電流を４ｍＡrmsに設定したときは、上記同様に管電流の検出電圧のレベルの方がバースト周波数の三角波電圧のレベルより大きいので、通常の定電流制御で動作し、管電流が５ｍＡrmsに比べて管電流波形のレベルが低下する。（図１２及び図１５参照）
【００７９】
また、可変抵抗器ＶＲ１を調整して管電流を３ｍＡrmsに設定したときは、管電流波形のレベルがさらに減少して、管電流検出電圧が小さくなり、ダイオードＯＲ接続された三角波電圧が帰還電圧に徐々に現れ、管電流検出電圧に三角波電圧が重畳されて、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路５２に帰還される。
【００８０】
帰還電圧において三角波電圧の飛び出した部分では、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路５２は、出力電圧を抑制する方向で動作するため、インバータ回路５３におけるロイヤー回路のコレクタ電圧は、三角波の現れた部分で低下する。この結果、管電流は、三角波の現れた部分でくさび状に低下する。可変抵抗器ＶＲ１を調整して管電流をさらに減らすと、管電流波形のくさび状の部分が拡がりバースト調光状態となる。（図１２及び図１６参照）
【００８１】
可変抵抗器ＶＲ１を調整して管電流をさらに減少させると、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路５２への帰還電圧は、ほとんど三角波が支配的となり、インバータ回路５３におけるロイヤー回路のコレクタ電圧の休止期間（完全に管電流が流れないオフ状態の期間）が拡がったバースト調光の動作となる。（図１２及び図１７参照）
【００８２】
また、トランス531及びチョークコイル532から発生する騒音は図１８及び図１９に示すように、従来例に比べて大幅に低減された。
【００８３】
図１８はトランス531から発生する騒音レベルの実測値を示す図、図１９はチョークコイル532から発生する騒音レベルの実測値を示す図である。
【００８４】
図１８及び図１９において、縦軸は騒音レベル（ｄＢ）を表し、横軸は調光状態を表している。また、図中における３つの折れ線のそれぞれは、インバータ回路５３への入力電圧の違いを表し、それぞれにおける入力電圧は図中に記載したように７Ｖ、１２Ｖ、１８Ｖである。
【００８５】
前述したように、第１の実施例によれば非常に簡単な回路構成により、従来の定電流調光方式とバースト調光方式を併用して、最大輝度から最小輝度までの広範囲において連続して蛍光管５４の輝度調整を行うことができ、蛍光管５４の輝度が高く高負荷の調光状態のときは定電流調光方式によって管電流が変化されて輝度調整が行われ、蛍光管５４の輝度が低く低負荷の調光状態のときは定電流調光方式とバースト調光方式を併用して管電流が変化されて輝度調整が行われるので、高負荷時においてトランスやコイル等に生ずる磁歪を低減することができるため、前記磁歪によってトランスやコイルから発生する唸り音を従来に比べて大幅に低減することができる。
【００８６】
さらに、三角波電圧を重畳させた帰還電圧としたので、インバータ回路５３の入力電圧レベルの変化をなだらかなものとすることができ、インバータ回路５３に使用されているトランス531やチョークコイル532に対して急峻に変化する電圧が印加されることがないため、この電圧の急峻な変化に伴ってこれらのトランス531やチョークコイル532に発生する磁歪を低減でき、唸り音の発生をさらに低減することができる。
【００８７】
次に、本実施形態における第２実施例を説明する。
【００８８】
図２０は第２実施例の放電灯点灯装置を示す構成図である。図において、前述した第１実施例と同一構成部分は同一符号をもって表しその説明を省略する。また、第１実施例と第２実施例との相違点は、インバータ回路５３のロイヤー回路のグランド側でインバータ回路の動作を制御するようにしたことにある。
【００８９】
即ち、第２実施例では、直流電源５１の出力電圧を直接インバータ回路５３の入力端に印加し、第１実施例のＤＣ−ＤＣコンバータ５２に代えて制御部６１（制御手段）を設けた。
【００９０】
制御部６１は、誤差増幅器611、三角波発生回路612、コンパレータ613、ダイオード614、ＮＰＮ型のトランジスタ615、チョークコイル616から構成されている。
【００９１】
誤差増幅器611は、検出・帰還回路５５から出力される帰還電圧を入力して、この帰還電圧がリファレンス電圧Ｖrefとほぼ同じになるようにこれらの差の電圧に対応した誤差電圧を出力する。
【００９２】
コンパレータ613は、三角波発生回路612から出力される三角波電圧と上記誤差電圧とを比較して、三角波電圧より誤差電圧が大きいときはハイレベルの信号を出力し、誤差電圧より三角波電圧が大きいときはローレベルの電圧を出力する。この出力電圧はトランジスタ615のベースに入力され、トランジスタ615はスイッチング動作を行う。
【００９３】
トランジスタ615のエミッタは接地され、コレクタはダイオード614のアノードに接続されると共にチョークコイル616を介してインバータ回路５３のトランジスタ533,534のエミッタに接続されている。また、ダイオード614のカソードはインバータ回路５３の入力端に接続されている。
【００９４】
これにより、トランジスタ615がオン状態のときに、トランジスタ615を介してインバータ回路５３のロイヤー回路が接地され、インバータ回路５３にはトランジスタ615のスイッチング動作に基づく連続したほぼ一定レベルの直流電圧、或いはトランジスタ615のスイッチング動作に基づいてレベルが変化する直流電圧又は断続する直流電圧が印加される。
【００９５】
従って、第２実施例においても第１実施例と同様の効果を得ることができる。
【００９６】
次に、本実施形態における第３実施例を説明する。
【００９７】
図２１は第３実施例の放電灯点灯装置を示す構成図である。図において、前述した第１実施例と同一構成部分は同一符号をもって表しその説明を省略する。また、第１実施例と第３実施例との相違点は、他励方式のインバータ回路６２を用いたことにある。
【００９８】
このように他励方式のインバータ回路６２を用いても第１の実施例と同様の効果を得ることができる。
【００９９】
次に、本実施形態における第４実施例を説明する。
【０１００】
図２２は第４実施例の放電灯点灯装置を示す構成図である。図において、前述した第１実施例と同一構成部分は同一符号をもって表しその説明を省略する。また、第１実施例と第４実施例との相違点は、圧電トランスを用いて交流の高電圧を発生する自励方式圧電インバータ回路６３を用いたことにある。
【０１０１】
このように自励方式圧電インバータ回路６３を用いても第１の実施例と同様の効果を得ることができる。
【０１０２】
次に、本実施形態における第５実施例を説明する。
【０１０３】
図２３は第５実施例の放電灯点灯装置を示す構成図である。図において、前述した第１実施例と同一構成部分は同一符号をもって表しその説明を省略する。また、第１実施例と第５実施例との相違点は、インバータ回路５３におけるトランス531の二次巻線をフローティングして蛍光管５４に接続したことにある。
【０１０４】
この場合、検出・帰還回路５５の入力端には、管電流に代えてトランス531の一次巻線の印加電圧を抵抗器６４を介して印加している。トランス531の一次巻線の電圧に対応して管電流が変化するので、この構成によって定電流制御を行うことができると共に、第１実施例と同様の効果を得ることができる。
【０１０５】
次に、本発明の第２の実施形態を説明する。
【０１０６】
図２４は第２の実施形態の放電灯点灯装置を示す構成図である。図において、前述した第１の実施形態の第１実施例と同一構成部分は同一符号をもって表しその説明を省略する。また、第１の実施形態の第１実施例と第２の実施形態との相違点は、圧電トランスを用いた他励方式圧電インバータ回路６６を設け、制御手段である周波数制御回路６５によってインバータ回路６６の出力電圧を制御し、管電流の調整（輝度調整）を行うようにしたことにある。
【０１０７】
周波数制御回路６５は、誤差増幅器651、電圧制御型発振器（以下、ＶＣＯと称する）652、波形整形回路653、及びバッファ回路654から構成されている。
【０１０８】
誤差増幅器651は、検出・帰還回路５５から出力される帰還電圧を入力して、この帰還電圧がリファレンス電圧Ｖrefとほぼ同じになるようにこれらの差の電圧に対応した誤差電圧を出力する。
【０１０９】
ＶＣＯ652は、誤差増幅器651から出力された誤差電圧に基づいて設定した周波数の制御信号を出力する。この制御信号は、波形整形回路653によって波形整形された後、バッファ回路654を介してインバータ回路６６に供給される。
【０１１０】
インバータ回路６６は、直流電源５１からの直流電圧が直接供給され、周波数制御回路６５から入力した制御信号に基づいて交流出力電圧を変化させる。
【０１１１】
このように圧電トランスを用いた他励方式のインバータ回路６６を用いても、前述した第１の実施形態の第１実施例と同様の効果を得ることができる。
【０１１２】
次に、本発明の第３の実施形態を説明する。
【０１１３】
図２５は第３の実施形態の放電灯点灯装置を示す構成図である。図において、前述した第１の実施形態の第１実施例と同一構成部分は同一符号をもって表しその説明を省略する。また、第１の実施形態の第１実施例と第３の実施形態との相違点は、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路５２及び検出・帰還回路５５を除去して、電流制御手段である駆動制御回路６７を設けると共に、制御手段である三角波発生回路５７及びインピーダンス変換・ＤＣレベル設定回路６８から供給されたバースト信号電圧である三角波電圧によって駆動制御回路６７の動作を制御するようにしたことにある。
【０１１４】
即ち、駆動制御回路６７は、ＰＮＰ型のトランジスタ671と２つの抵抗器672,673から構成され、トランジスタ671のベースは抵抗器672を介して直流電源５１の正極及び自己のエミッタに接続されると共に抵抗器673を介してインピーダンス変換・ＤＣレベル設定回路６８の出力端に接続されている。さらに、トランジスタ671のコレクタはインバータ回路５３の抵抗器535を介して二次巻き線に接続されている。また、インバータ回路５３のトランス531の一次巻線中間タップはチョークコイル532、ヒューズ（無くても良い）を介して直流電源５１の正極に接続されている。グランドとインピーダンス変換・ＤＣレベル設定回路６８との間に直流レベル可変手段である可変抵抗器６９が接続されている。
【０１１５】
上記構成によれば、インピーダンス変換・ＤＣレベル設定回路６８から出力される三角波電圧のＤＣレベルを変化させることにより、インバータ回路５３のトランス531の一次巻線への入力電力を制御して蛍光管５４の輝度調整を広範囲に行うことができると共に、従来のような唸り音の発生を低減することができる。
【０１１６】
即ち、駆動制御回路６７のトランジスタ671のベース電圧レベルは、インピーダンス変換・ＤＣレベル設定回路６８から出力される三角波電圧のレベルに応じて変化される。
【０１１７】
これにより、トランジスタ671のコレクタ電流はベース電圧レベルに対応して変化するので、インバータ回路５３におけるロイヤー回路を構成するトランジスタ533,534のベース電圧はトランジスタ671のコレクタ電流の増減に対応して変化し、これに対応してトランジスタ533,534のコレクタ電流も変化する。
【０１１８】
従って、バースト調光動作トランス531の一次巻線に印加される電圧は、上記三角波電圧の傾斜に対応してなだらかに変化する。
【０１１９】
これにより、インバータ回路５３に使用されているトランス531やチョークコイル532に対して急峻に変化する電圧が印加されることがないため、このような電圧の急峻な変化に伴ってこれらのトランス531やチョークコイル532に発生する磁歪を低減でき、唸り音の発生を低減することができる。
【０１２０】
一方、蛍光管５４の輝度を調整する際には、図２６に示すように、インピーダンス変換・ＤＣレベル設定回路６８の可変抵抗器６９の抵抗値を変化させることによって三角波電圧のＤＣレベル或いはＤＣオフセットレベルを変化させる。
【０１２１】
これにより、直流電源５１の電圧Ｖdcと三角波電圧Ｖtrの差に対応してトランジスタ671のベース・エミッタ間電圧Ｖbeが変化する。即ち、輝度が高いときは、ベース・エミッタ間電圧Ｖbeは約０．７Ｖで飽和する。輝度が低いときは、ベース・エミッタ間電圧Ｖbeが三角波となり、バースト調光状態となる。
【０１２２】
従って、インバータ回路５３のロイヤー回路の動作を連続或いは断続させることができると共に断続の比率を変化させることができ、広範囲な輝度調整を行うことができる。
【０１２３】
前述したように上記各実施形態によれば、蛍光管（放電灯）５４の調光範囲におけるバースト調光動作の範囲を負荷が比較的軽い範囲とし、バースト調光動作時のトランスやチョークコイルに印加される電圧波形の立ち上がり立ち下がりをなだらかにしている。さらに、バースト調光時でも管電流検出電圧がバースト信号電圧より大きい状態（オン状態）の場合には、管電流の定電流制御が有効である。
【０１２４】
従って、本実施形態によれば、負荷電力大きい蛍光管の輝度が高い調光状態のときは、検出・帰還回路５５が、管電流波形のレベルを優先して制御部に帰還し、連続した管電流を流す定電流制御が行われる。
【０１２５】
また、調光レベルを絞って負荷電力が小さい状態になったときは、帰還電圧は、管電流検出電圧にバースト信号電圧（三角波電圧）が重畳した形で帰還され、バースト信号の電圧の大きい部分では管電流が抑圧されて、管電流はバースト調光に切り替わる。バースト調光への切り替わりは、任意に設定でき、設定した管電流に応じて徐々に切り替わる。
【０１２６】
バースト調光時は、帰還ループに三角波のようななだらかな傾斜をもつ波形を注入して行われるため、オン・オフの切り替わり時に、トランスにかかる電圧波形の立ち上がり、立ち下がりはなだらかになる。
【０１２７】
従って、全調光範囲をバースト調光方式で行う放電灯点灯装置と比較すると、トランス、コイル類から発生する可聴周波数の唸り音が大幅に改善される。
【０１２８】
バースト調光における唸り音の発生は、一般的に負荷電力が大きいときほど大きく、負荷電力が小さいときは発生音も小さくなるので、発生する唸り音の最高音圧レベルが大幅に低下する。
【０１２９】
また、オフ・オンの切り替わり時の電圧波形が急峻であるほどコアの磁歪による音の発生が大きい。このため、従来のバースト調光は矩形波のパルス信号でオン・オフの切替が行われていたので、急峻な電圧がトランスに加わり唸り音の発生が大きかった。しかし本実施形態では、オン・オフの切り替わりは、帰還電圧に注入する三角波電圧と管電流の検出レベルを比較してバースト調光に徐々に切り替わる方式を採用したので、トランス・コア類から発生する唸り音は小さくなる。
【０１３０】
さらに、上記各実施形態では、上記動作を実現するために複雑な回路を必要としない。
【０１３１】
また、上記各実施形態及び各実施例の放電灯点灯装置を用いた液晶表示装置或いは照明装置においても同様の効果を得ることができる。
【０１３２】
尚、上記各実施形態ではバースト信号を三角波としたが、これに限定されることはなく、なだらかな傾斜を有する波形の信号で有れば、鋸波信号、サイン波信号、台形波信号、またはこれらの合成波信号であっても、同様の効果を得ることができる。
【０１３３】
また、上記各実施形態及び実施例を、図２０に示した第１の実施形態の第２実施例と同様にグランド側で制御しても同様の効果を得ることができることは言うまでもない。
【０１３４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の請求項１記載の放電灯の輝度調整方法によれば、放電灯の輝度が高く高負荷の調光状態のときはインバータ回路から連続した交流電圧を出力し且つ該出力電圧のレベルを変えることにより放電灯を流れる管電流が変化されて輝度調整が行われ、放電灯の輝度が低く低負荷の調光状態のときはインバータ回路から出力される交流電圧の周波数よりも低い周波数となる周期で前記インバータ回路の出力電圧のレベルを低下させ且つ低下させる期間と前記周期との比率を変えることにより前記管電流が変化されて輝度調整が行われるので、高負荷時においてトランスやコイル等に生ずる磁歪による波形の急激な変化を低減することができるため、前記磁歪によってトランスやコイルから発生する唸り音を従来に比べて大幅に低減することができる。
【０１３５】
また、請求項２記載の放電灯の輝度調整方法によれば、上記の効果に加えて、前記インバータ回路の入力電圧レベルの変化をなだらかなものとすることができるので、前記インバータ回路に使用されているトランスやコイル類に対して急峻に変化する電圧が印加されることがないため、該電圧の急峻な変化に伴ってこれらのトランスやコイル類に発生する磁歪による波形の急激な変化を低減でき、唸り音の発生をさらに低減することができる。
【０１３６】
また、請求項３乃至５記載の放電灯点灯装置によれば、放電灯を流れる管電流が閾値電圧レベルよりも高いときは放電灯に印加される交流電圧は連続したものとなり且つその電圧レベルが変化されて輝度調整が行われ、前記管電流が前記閾値電圧レベルより低いときは前記放電灯に印加される交流電圧は断続したものとなり且つ断続の比率が変化されて輝度調整が行われるので、高負荷時において前記インバータ回路のトランスやコイル等に生ずる磁歪を低減することができるため、前記磁歪によってトランスやコイルから発生する唸り音を従来に比べて大幅に低減することができる。
【０１３７】
さらに、ダイオード結合によってバースト信号電圧と管電流検出手段の出力電圧とが合成されるので、合成回路が極めて単純化され、回路構成を簡略化することができる。
【０１３８】
また、請求項５記載の放電灯点灯装置によれば、上記の効果に加えて、前記バースト信号電圧を三角波電圧としたので、前記インバータ回路の入力電圧を所定の傾斜をもち且つなだらかに容易に変化させることができる。
【０１３９】
また、請求項６記載の液晶表示装置によれば、上記放電灯点灯装置によってバックライト用の放電灯が点灯されるので、従来に比べて唸り音の発生を低減することができる。
【０１４０】
また、請求項７記載の照明装置によれば、上記放電灯点灯装置によって照明用の放電灯が点灯されるので、従来に比べて唸り音の発生を低減することができる。
【０１４１】
また、請求項８記載の放電灯の輝度調整回路によれば、放電灯の輝度が高く高負荷の調光状態の場合は、インバータ回路から連続した交流電圧を出力し且つ該出力電圧のレベルを変えることにより放電灯を流れる管電流が変化されて輝度調整が行われ、放電灯の輝度が低く低負荷の調光状態の場合は、インバータ回路から出力される交流電圧の周波数よりも低い周波数となる周期で前記インバータ回路の出力電圧のレベルを低下させ且つ低下させる期間と前記周期との比率を変えることにより前記管電流が変化されて輝度調整が行われるので、高負荷の場合においてトランスやコイル等に生ずる磁歪による波形の急激な変化を低減することができるため、前記磁歪によってトランスやコイルから発生する唸り音を従来に比べて大幅に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来例の放電灯点灯装置を示す構成図
【図２】従来例のバースト調光方式を用いた放電灯点灯装置を示す構成図
【図３】従来のバースト調光方式を用いた放電灯点灯装置を示す構成図
【図４】従来例のバースト調光方式を用いた放電灯点灯装置の動作波形を示す図
【図５】従来例のバースト調光時にトランスから発生する騒音レベルの実測値の一例を示す図
【図６】従来例のバースト調光時にチョークコイルから発生する騒音レベルの実測値の一例を示す図
【図７】従来例のインバータ回路におけるロイヤー回路のコレクタ電圧波形及び管電流波形を示す図
【図８】従来例のインバータ回路におけるロイヤー回路のコレクタ電圧波形及び管電流波形を示す図
【図９】従来例のインバータ回路におけるロイヤー回路のコレクタ電圧波形及び管電流波形を示す図
【図１０】従来例のインバータ回路におけるロイヤー回路のコレクタ電圧波形及び管電流波形を示す図
【図１１】本発明の第１の実施形態における放電灯点灯装置を示す構成図
【図１２】本発明の第１の実施形態における放電灯点灯装置の動作波形を示す図
【図１３】本発明の第１の実施形態の第１実施例における放電灯点灯装置を示す構成図
【図１４】本発明の第１実施例のインバータ回路におけるロイヤー回路のコレクタ電圧波形及び管電流波形を示す図
【図１５】本発明の第１実施例のインバータ回路におけるロイヤー回路のコレクタ電圧波形及び管電流波形を示す図
【図１６】本発明の第１実施例のインバータ回路におけるロイヤー回路のコレクタ電圧波形及び管電流波形を示す図
【図１７】本発明の第１実施例のインバータ回路におけるロイヤー回路のコレクタ電圧波形及び管電流波形を示す図
【図１８】本発明の第１実施例における調光時にトランスから発生する騒音レベルの実測値を示す図
【図１９】本発明の第１実施例における調光時にチョークコイルから発生する騒音レベルの実測値を示す図
【図２０】本発明の第１の実施形態における第２実施例の放電灯点灯装置を示す構成図
【図２１】本発明の第１の実施形態における第３実施例の放電灯点灯装置を示す構成図
【図２２】本発明の第１の実施形態における第４実施例の放電灯点灯装置を示す構成図
【図２３】本発明の第１の実施形態における第５実施例の放電灯点灯装置を示す構成図
【図２４】本発明の第２の実施形態の放電灯点灯装置を示す構成図
【図２５】本発明の第３の実施形態の放電灯点灯装置を示す構成図
【図２６】本発明の第３の実施形態における輝度調整動作を説明する信号波形図
【符号の説明】
４１…直流電源、４２…ＤＣ−ＤＣコンバータ回路、４３…自励方式インバータ回路、４４…冷陰極蛍光管、４５…電流検出回路、４６…バースト信号発生回路、５１…直流電源、５２…ＤＣ−ＤＣコンバータ回路、５３…自励方式インバータ回路、531 …トランス、532 …チョークコイル、５４…冷陰極蛍光管、５５…検出・帰還回路、５６…インピーダンス変換・ＤＣレベル設定回路、５６ａ…可変抵抗器、５７…三角波発生回路、６１…制御部、６２…他励方式インバータ回路、６３…自励方式圧電インバータ回路、６４…抵抗器、６５…周波数制御回路、６６…圧電インバータ回路、６７…駆動制御回路、Ｄ１〜Ｄ３…ダイオード、Ｒ１〜Ｒ３…抵抗器、Ｃ１…コンデンサ、ＶＲ１…可変抵抗器。
【発明の属する技術分野】
本発明は、ノート型パーソナルコンピュータ等に用いられている液晶表示パネルのバックライト照明用に使用される放電灯の輝度調整方法及びその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、放電灯（例えば冷陰極蛍光管）を点灯する放電灯点灯装置（バックライトインバータ装置とも称する）では、蛍光管の輝度の調光は管電流を変化させて行っている。
【０００３】
図１は従来例の放電灯点灯装置を示す構成図である。図において、１１は電池等の直流電源、１２はＤＣ−ＤＣコンバータ回路、１３は自励方式インバータ回路（以下、インバータ回路と称する）、１４は電流検出回路、１５は冷陰極蛍光管である。
【０００４】
上記構成において、冷陰極蛍光管（以下、蛍光管と称する）１５を流れる蛍光管電流が電流検出回路１４によって検出され、この検出結果がＤＣ−ＤＣコンバータ回路１２に帰還される。
【０００５】
ＤＣ−ＤＣコンバータ回路１２は、直流電源１１から供給される電圧レベルを電流検出回路１４からの帰還信号に基づいて別の電圧レベルに変換し、インバータ回路１３に出力する。
【０００６】
インバータ回路１３は、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路１２から入力した直流電圧を所定周波数の交流電圧に変換して蛍光管１５に印加する。
【０００７】
前述のように電流検出回路１４によって検出された管電流がＤＣ−ＤＣコンバータ回路１２に帰還されてインバータ回路１３の供給電圧を変化させることにより、管電流が定電流制御されている。
【０００８】
蛍光管１５を流れる管電流は、連続した電流であり、予め設定された所定のレベルになるよう制御される。また、輝度ＭＡＸ１００％〜５０％程度の範囲で調光することができ、この調光方式は一般的に電流調光方式と呼ばれている。
【０００９】
また、調光範囲を広くするために低輝度側の範囲を広げるには、管電流を減らして動作させる必要がある。しかしながら、管電流を減らしていくと蛍光管１５の性質上、放電が不安定になるので、上記のような連続した定電流制御方式では、低輝度側の下限は、輝度ＭＡＸの５０％程度が限度である。
【００１０】
一方、最近では、ノート型パーソナルコンピュータ等でバッテリー駆動の稼働時間を長くするために、消費電力の大きな蛍光管を低輝度で動作させる手法が使われている。この場合、輝度の調光範囲として、輝度ＭＡＸ１００％〜１０％程度が要求されている。
【００１１】
調光範囲を拡大する方法としては、連続電流による定電流制御では限度があるため、例えば、特開平５−１９８３８４号公報に開示されるように、管電流を断続させると共にその比率を変化させるバースト調光方式が用いられる。この調光方式は、デューティー調光或いは周波数調光とも呼ばれている。
【００１２】
バースト調光方式を用いた放電灯点灯装置は、例えば図２に示すように直流電源２１の出力電圧をＤＣ−ＤＣコンバータ回路２２で所定レベルの電圧に変換して自励方式インバータ回路２３に入力すると共に、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路２２からインバータ回路２３への通電をバースト信号発振回路２４によって発生されたバースト信号に基づいて断続することにより、冷陰極蛍光管２５の輝度を変化させる。この際、インバータ回路２３への通電の断続比率を調整することにより、調光を行うことができる。
【００１３】
次に、従来のバースト調光方式を用いた放電灯点灯装置の具体例を説明する。
【００１４】
図３は従来のバースト調光方式を用いた放電灯点灯装置を示す構成図、図４はその動作波形図である。図において、３１は電池等の直流電源、３２はＤＣ−ＤＣコンバータ回路、３３は調光制御回路、３４は自励方式のインバータ回路、３５は冷陰極蛍光管（以下、蛍光管と称する）である。
【００１５】
ＤＣ−ＤＣコンバータ回路３２は、直流電源３１から供給される電圧レベルを所定レベルに変化させてインバータ回路３４に出力する。
【００１６】
調光制御回路３３は、三角波生成回路３３ａと制御信号生成回路３３ｂから構成され、三角波生成回路３３ａによって生成された三角波電圧Ｖtrと閾値電圧Ｖthとを制御信号生成回路３３ｂのコンパレータ331に入力して矩形波電圧Ｖreq（バースト信号）を生成し、この矩形波電圧Ｖreqをインバータ回路３４に入力する。
【００１７】
インバータ回路３４は、トランス341、チョークコイル342、及びトランジスタ343〜345を備えている。ＤＣ−ＤＣコンバータ回路３２からはチョークコイル342を介してトランス341へ通電され、トランジスタ343を矩形波電圧Ｖreqによってスイッチングすることにより、トランジスタ344,345等によって構成されるロイヤー回路の発振動作をオン・オフさせる。
【００１８】
このオン・オフ動作によってインバータ回路２３への通電の断続が行われる。
【００１９】
これにより、ロイヤー回路が発振動作を行っているときのみ蛍光管３５に電圧が印加されるので、トランジスタ343のスイッチング動作におけるオン・オフの比率を変化させることにより調光を行うことができる。
【００２０】
トランジスタ343のスイッチング動作におけるオン・オフの比率は、制御信号生成回路３３ｂにおける可変抵抗器332によって上記閾値電圧Ｖthのレベルを変化させることにより変えることができる。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した従来のバースト調光方式を用いた放電灯点灯装置では以下のような問題点があった。
【００２２】
即ち、バースト調光方式の場合、矩形波電圧Ｖreq（バースト信号）の周波数（以下、バースト周波数と称する）は、一般に数百Ｈｚ〜数ＫＨｚに設定され、このバースト周波数でインバータ回路３４のトランス341に供給される電流が断続されるので、制御信号生成回路３３ｂ及びトランジスタ343がオフからオンに切り替わるときに、トランス341やチョークコイル342のコアから、これらに生ずる磁歪によってバースト周波数の可聴音が発生する。このようにトランス341やチョークコイル342から発生する唸り音は非常に耳障りであり、バースト調光特有の解決しなければならない問題とされていた。
【００２３】
また、従来のバースト調光方式では、輝度が高い（出力電力が大きい）状態から低い状態に至る広範囲においてバースト周波数でのデューティー調光が行われている。このため、バースト調光時にトランス341やコイル342から発生する可聴周波数の唸り音は、インバータ回路３４への供給電圧が高いほど、またインバータ回路３４の出力電力が大きいときほど、大きな音になる性質がある。
【００２４】
従って、インバータ回路３４に供給される電圧が高いほど、インバータ回路３４の起動時の電圧波形が急峻になり、唸り音が発生しやすくなる。同様にインバータ回路３４で扱う電力が大きいときほど起動時の電流が大きくなるので、大きな唸り音が発生しやすくなる。
【００２５】
図５は従来のバースト調光時にトランス341から発生する騒音レベルの実測値の一例を示す図、図６は従来のバースト調光時にチョークコイル342から発生する騒音レベルの実測値の一例を示す図、図７乃至図１０はこのときのロイヤー回路のコレクタ電圧波形及び管電流波形を示す図である。
【００２６】
図５及び図６において、縦軸は騒音レベル（ｄＢ）を表し、横軸は調光状態を表している。また、図中における３つの折れ線のそれぞれは、インバータ回路３４への入力電圧の違いを表し、それぞれにおける入力電圧は図中に記載したように７Ｖ、１２Ｖ、１８Ｖである。
【００２７】
また、図７乃至図１０の上側の波形はロイヤー回路におけるトランジスタのコレクタ電圧波形（１０Ｖ／div）、下側の波形は管電流波形（５ｍＡ／div）であり、図７は管電流５ｍＡrms、図８は管電流４ｍＡrms、図９は管電流３ｍＡrms、図１０は管電流２．５ｍＡrmsのときの測定結果である。
【００２８】
さらに、図３に示す従来例（特開平５−１９８３８４号）のバースト調光方式を用いた放電灯点灯装置では、インバータ回路３４の入力電圧が変動した場合に、管電流の定電流制御がされていないので、管電流（輝度）が変化してしまう欠点があった。
【００２９】
本発明の目的は上記の問題点に鑑み、騒音の発生を低減でき、広範囲な輝度調整が行える放電灯の輝度調整方法及び放電灯点灯装置並びにこれを用いた液晶表示装置及び照明装置を提供することにある。
【００３０】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の目的を達成するために請求項１では、直流電圧から交流電圧を発生するインバータ回路の出力電圧を放電灯に印加して該放電灯を点灯するときの放電灯の輝度調整方法であって、前記放電灯を流れる管電流を検出して電圧に変換して出力する管電流検出手段と、所定の閾値電圧レベル以下の電圧レベルを有し、前記インバータ回路から出力 される交流電圧の周波数よりも低い周波数となる周期で電圧レベルが所定の傾斜をもって変化するバースト信号電圧を生成して出力するバースト信号生成手段と、供給された前記バースト信号電圧と前記管電流検出手段の出力電圧とをダイオードの論理和結合によって加算し、前記バースト信号電圧と前記管電流検出手段の出力電圧の合成電圧に応じた帰還電圧を生成して出力する帰還電圧生成手段と、前記帰還電圧に応じた制御電圧を前記電流制御手段に供給する制御電圧生成手段と、前記制御電圧生成手段に接続され、前記制御電圧の直流レベルを変化させる直流レベル可変手段とを備えた輝度調整回路を用い、前記放電灯を流れる管電流値が所定の閾値以上のときは、前記インバータ回路から連続した交流電圧を出力し且つ該出力電圧のレベルを変えることにより前記管電流を変化させて輝度調整を行い、前記管電流値が前記閾値より小さいときは、前記インバータ回路から出力される交流電圧の周波数よりも低い周波数となる周期で前記インバータ回路の出力電圧のレベルを連続的に低下させ且つ低下させる期間と前記周期との比率を変えることにより前記管電流を変化させて輝度調整を行う放電灯の輝度調整方法を提案する。
【００３１】
該放電灯の輝度調整方法によれば、放電灯を流れる管電流値が所定の閾値以上のとき、即ち放電灯の輝度が高い調光状態のときは、前記インバータ回路から連続した交流電圧を出力し且つ該出力電圧のレベルを変えることにより前記管電流が変化されて輝度調整が行われる。また、前記管電流値が前記閾値より小さいとき、即ち放電灯の輝度が低い調光状態のときは、前記インバータ回路から出力される交流電圧の周波数よりも低い周波数となる周期で前記インバータ回路の出力電圧のレベルを低下させ且つ低下させる期間の比率を変えることにより前記管電流が変化されて輝度調整が行われる。
【００３２】
また、請求項２では、請求項１記載の放電灯の輝度調整方法において、前記インバータ回路の出力電圧のレベルを前記周期で低下させるときに、前記インバータ回路への入力電圧レベルを所定の傾斜をもって変化させる放電灯の輝度調整方法を提案する。
【００３３】
該放電灯の輝度調整方法によれば、前記インバータ回路の入力電圧のレベルが所定の傾斜をもつように前記インバータ回路の入力電圧レベルが変化され、放電灯の管電流が調整されるので、前記入力電圧レベルの変化はなだらかなものとなる。
【００３４】
また、請求項３では、直流電圧から交流電圧を発生するインバータ回路を備え、該インバータ回路の出力電圧を放電灯に印加して該放電灯を点灯する放電灯点灯装置において、前記放電灯を流れる管電流を検出して電圧に変換して出力する管電流検出手段と、制御電圧に基づいて前記インバータ回路のトランス一次巻線への通電方向及び通電電流を制御する電流制御手段と、所定の閾値電圧レベル以下の電圧レベルを有し、前記インバータ回路から出力される交流電圧の周波数よりも低い周波数となる周期で電圧レベルが所定の傾斜をもって変化するバースト信号電圧を生成して出力するバースト信号生成手段と、供給された前記バースト信号電圧と前記管電流検出手段の出力電圧とをダイオードの論理和結合によって加算し、前記バースト信号電圧と前記管電流検出手段の出力電圧の合成電圧に応じた帰還電圧を生成して出力する帰還電圧生成手段と、前記帰還電圧に応じた制御電圧を前記電流制御手段に供給する制御電圧生成手段と、前記制御電圧生成手段に接続され、前記制御電圧の直流レベルを変化させる直流レベル可変手段とを備えている放電灯点灯装置を提案する。
【００３５】
該放電灯点灯装置によれば、管電流検出手段により前記放電灯を流れる管電流が検出されて電圧に変換され、バースト信号生成手段によって所定の閾値電圧レベル以下の電圧レベルを有し前記インバータ回路から出力される交流電圧の周波数よりも低い周波数となる周期で電圧レベルが所定の傾斜をもって変化するバースト信号電圧が生成されて出力される。前記バースト信号電圧と前記管電流検出手段の出力電圧とがダイオードの論理和結合によって加算され、該加算された合成電圧に応じた帰還電圧が出力され、前記制御電圧生 成手段によって前記帰還電圧に応じた制御電圧を前記電流制御手段に供給される。さらに、電流制御手段によって前記制御電圧に基づいて前記インバータ回路のトランス一次巻線への通電方向及び通電電流が制御される。また、直流レベル可変手段によって、前記制御電圧の直流レベルが変化され、これにより前記電流制御手段による前記インバータ回路のトランス一次巻線への通電方向及び通電電流が変化されて前記放電灯の輝度調整が行われる。
【００３６】
従って、前記管電流が前記閾値電圧レベルよりも高いときは、前記放電灯に印加される交流電圧は連続したものとなり且つその電圧レベルが変化されて輝度調整が行われる。また、前記管電流が前記閾値電圧レベルより低いときは、前記放電灯に印加される交流電圧は連続状態からバースト周波数でくさび状に減少部分を設けて、その結果、断続したものとなり且つ断続の比率が変化されて輝度調整が行われる。また、ダイオードの論理和結合によって前記バースト信号電圧と前記管電流検出手段の出力電圧とが加算又は選択されるので、加算回路が極めて単純化される。
【００３７】
また、請求項４では、請求項３記載の放電灯点灯装置において、前記インバータ回路は圧電トランスを有し該圧電トランスから交流電圧を発生させる放電灯点灯装置を提案する。
【００３８】
該放電灯点灯装置によれば、インバータ回路の圧電トランスによって交流電圧が発生される。
【００３９】
また、請求項５では、請求項３又は４記載の放電灯点灯装置において、前記バースト信号電圧が三角波電圧である放電灯点灯装置を提案する。
【００４０】
該放電灯点灯装置によれば、前記バースト信号電圧が三角波電圧であるので、前記インバータ回路の入力電圧を所定の傾斜をもち且つなだらかに容易に変化させることができる。
【００４１】
また、請求項６では、前記請求項３乃至５の何れかに記載の放電灯点灯装置を用いた液晶表示装置を提案する。
【００４２】
該液晶表示装置によれば、前記放電灯点灯装置によってバックライト用の放電灯が点灯される。
【００４３】
また、請求項７では、前記請求項３乃至５の何れかに記載の放電灯点灯装置を用いた照明装置を提案する。
【００４４】
該照明装置によれば、前記放電灯点灯装置によって照明用の放電灯が点灯される。
【００４５】
また、請求項８では、直流電圧から交流電圧を発生するインバータ回路の出力電圧を放電灯に印加して該放電灯を点灯する放電灯点灯装置の輝度調整回路であって、前記放電灯を流れる管電流を検出して電圧に変換して出力する管電流検出手段と、制御電圧に基づいて前記インバータ回路のトランス一次巻線への通電方向及び通電電流を制御する電流制御手段と、所定の閾値電圧レベル以下の電圧レベルを有し、前記インバータ回路から出力される交流電圧の周波数よりも低い周波数となる周期で電圧レベルが所定の傾斜をもって変化するバースト信号電圧を生成して出力するバースト信号生成手段と、供給された前記バースト信号電圧と前記管電流検出手段の出力電圧とをダイオードの論理和結合によって加算し、前記バースト信号電圧と前記管電流検出手段の出力電圧の合成電圧に応じた帰還電圧を生成して出力する帰還電圧生成手段と、前記帰還電圧に応じた制御電圧を前記電流制 御手段に供給する制御電圧生成手段と、前記制御電圧生成手段に接続され、前記制御電圧の直流レベルを変化させる直流レベル可変手段とを備えている放電灯の輝度調整回路を提案する。
【００４６】
該放電灯の輝度調整回路によれば、放電灯を流れる管電流値が所定のしきい値以上の場合、即ち放電灯の輝度が高い調光状態の場合は、前記直流電圧に応じて前記インバータ回路から連続して交流電圧を出力し且つ出力電圧のレベルを変えることにより前記管電流が変化されて輝度調整が行われる。また、前記管電流が前記しきい値より小さい場合、即ち放電灯の輝度が低い調光状態の場合は、前記直流電圧に応じて前記インバータ回路から出力される交流電圧の周波数よりも低い周波数となる周期で前記インバータ回路の出力電圧のレベルを低下させ且つ低下させる帰還と前記周期との比率を変えることにより前記管電流が変化されて輝度調整が行われる。
【００４７】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の一実施形態を説明する。
【００４８】
図１１は本発明の第１の実施形態における放電灯点灯装置を示す構成図である。図において、４１は直流電源、４２は制御手段であるＤＣ−ＤＣコンバータ回路、４３は自励方式のインバータ回路、４４は放電灯である冷陰極蛍光管（以下、単に蛍光管と称する）、４５は管電流検出手段及び帰還電圧生成手段である電流検出回路、４６はバースト信号生成手段であるバースト信号生成回路である。また、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路４２，電流検出回路４５，バースト信号生成回路４６が電圧供給回路に対応する。
【００４９】
ＤＣ−ＤＣコンバータ回路４２は、電流検出回路４５から出力される帰還電圧に基づいて、帰還電圧がほぼ一定値を維持するように、直流電源４１から出力される直流電圧を所定レベルの直流電圧に変換して、この電圧を連続して或いは断続してインバータ回路４３に供給する。
【００５０】
インバータ回路４３は、例えば前述した従来例と同様にトランジスタ及びトランスなどから構成され、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路４２から入力した直流電圧を所定周波数の交流電圧に変換して蛍光管４４に印加する。
【００５１】
電流検出回路４５は、蛍光管４４を流れる管電流を検出して、例えば管電流値に対応した電圧に変換すると共に、この検出電圧とバースト信号生成回路４６から出力されるバースト信号電圧とを加算した後、この電圧レベルを可変抵抗器等によってレベル変換し、これを帰還電圧としてＤＣ−ＤＣコンバータ回路４２に出力する。上記可変抵抗器の抵抗値調整によって蛍光管４４の輝度調整を行うことができる。
【００５２】
バースト信号生成回路４６は、所定の閾値電圧レベル以下の電圧レベルを有すると共にインバータ回路４３から出力される交流電圧の周波数よりも低い周波数となる周期で電圧レベルが所定の傾斜（横軸を時間、縦軸を電圧値にとった際の変化量）をもって変化するバースト信号電圧を生成して出力する。またここでは、バースト信号電圧を三角波電圧とすると共に、前記閾値電圧レベルは、蛍光管４４の輝度が最大値と最小値のほぼ中間であるときの管電流に対応した検出電圧のレベルとしている。
【００５３】
上記構成によれば、図１２の波形図に示すように、蛍光管４４の輝度が高い状態（管電流が大きい状態）から通常の輝度レベル（上記閾値電圧に対応する輝度レベル）までは、バースト信号電圧よりも検出電圧のレベルが大きいので、帰還電圧のレベルは常にほぼ一定となり、定電流制御の電流調光方式で調光が行われる。
【００５４】
また、調光を絞った低輝度状態（管電流が小さい状態）になると、前記検出電圧のレベルよりもバースト信号電圧のレベルが大きくなるので、帰還電圧のレベルが前記三角波電圧の周期で変化し、帰還電圧における三角波電圧成分によってコンバータ回路の出力電圧レベルがパルス幅変調され、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路の出力電圧レベルが低下或いは断続されるバースト調光方式で調光が行われる。
【００５５】
通常の輝度レベル（上記しきい値に対応する輝度レベル）付近では、図１６に示すように、管電流が一定値となっている状態からしだいに減少し、０より大きく前記一定値より小さい値（以下、極小値と称する）に達した後、しだいに増加する。増加する状態から前記一定値となっている状態へ移り変わる際、オーバーシュートに対応した過度応答としての急激な電流の増加・減少が生じず、漸斤的にゆるやかに前記一定値に収束している。また、この部分の管電流について、図１６の波形はくさび状となっている。前記一定値に対する前記極小値の比率は０より大きく１より小さい値となっている。
【００５６】
さらに、バースト調光時のインバータ部への入力電圧波形を、従来のような矩形波状の急峻な波形から、立ち上がり立ち下がりの傾斜が緩やかな波形になるようにバースト信号電圧を三角波電圧とし、インバータ回路４３に使用されるトランス等に発生する磁歪を低減している。
【００５７】
従って、蛍光管４４の輝度が高く高負荷の調光状態のときはインバータ回路４３から連続した交流電圧を出力し且つコンバータ回路の出力電圧のレベルを変えることにより蛍光管４４を流れる管電流が変化されて輝度調整が行われ、蛍光管４４の輝度が低く低負荷の調光状態のときはインバータ回路４３から出力される交流電圧の周波数よりも低い周波数となる周期でインバータ回路４３の出力電圧のレベルを低下させ且つ低下させる期間（少なくともインバータ回路４３の出力電圧のレベルが減少し、低下した値で一定となる２つの状態の期間を含む。またはこの２つの状態の期間に加え、インバータ回路４３の出力電圧のレベルが上昇する状態の期間を含んで定義しても良い。）の比率を変えることにより管電流が変化されて輝度調整が行われるので、高負荷時においてトランスやコイル等に生ずる磁歪を低減することができるため、前記磁歪によってトランスやコイルから発生する唸り音を従来に比べて大幅に低減することができる。
【００５８】
次に、本実施形態における具体的回路構成を示した第１実施例を説明する。
【００５９】
図１３は第１実施例における放電灯点灯装置を示す構成図である。図において、５１は直流電源、５２はＤＣ−ＤＣコンバータ回路、５３は自励方式のインバータ回路、５４は冷陰極蛍光管（以下、単に蛍光管と称する）、５５は検出・帰還回路、５６はインピーダンス変換・ＤＣレベル設定回路、５７は三角波発生回路である。
【００６０】
ＤＣ−ＤＣコンバータ回路５２は、誤差増幅器521、コンパレータ522、三角波発生回路523、ＮＰＮ型のトランジスタ524、電界効果トランジスタ（以下、ＦＥＴと称する）525、ダイオード526、チョークコイル527、及びコンデンサ528から構成されている。
【００６１】
誤差増幅器521は、検出・帰還回路５５から出力される帰還電圧を入力して、この帰還電圧がリファレンス電圧Ｖrefとほぼ同じになるようにこれらの差の電圧に対応した誤差電圧を出力する。
【００６２】
コンパレータ522は、三角波発生回路523から出力される三角波電圧と上記誤差電圧とを比較して、三角波電圧より誤差電圧が大きいときはハイレベルの信号を出力し、誤差電圧より三角波電圧が大きいときはローレベルの電圧を出力する。この出力電圧はトランジスタ524のベースに入力され、トランジスタ524はスイッチング動作を行い、このスイッチング動作に伴ってＦＥＴ525もスイッチング動作を行う。
【００６３】
これにより、ＦＥＴ525がオン状態のときに、ＦＥＴ525を介してダイオード526、チョークコイル527及びコンデンサ528からなる平滑回路に直流電源５１からの電圧が供給される。従って、チョークコイル527及びコンデンサ528の出力端からはＦＥＴ525のスイッチング動作に基づく連続したほぼ一定レベルの直流電圧、或いはＦＥＴ525のスイッチング動作に基づいてレベルが変化する直流電圧又は断続する直流電圧が出力される。
【００６４】
インバータ回路５３は、トランス531 、チョークコイル532、ＮＰＮ型のトランジスタ533,534、抵抗器535、コンデンサ536,537から構成され、周知のロイヤー回路を有するものである。
【００６５】
ＤＣ−ＤＣコンバータ回路５２の出力電圧はチョークコイル532、ヒューズ（無くても良い）を介してトランス531の一次巻線の中間タップに印加されると共に抵抗器535を介して三次巻線の一端及びトランジスタ533のベースに印加されている。トランス531の三次巻線の他端はトランジスタ534のベースに 接続され、トランジスタ533,534のそれぞれのコレクタはトランス531の一次巻線の両端に接続され、エミッタは接地されている。また、一次巻線の両端間にはコンデンサ536が接続されている。トランス531の二次巻線の一端はコンデンサ537を介して蛍光管５４の一端に接続され、二次巻線の他端は接地されている。
【００６６】
検出・帰還回路５５は、抵抗器Ｒ１〜Ｒ３、ダイオードＤ１〜Ｄ３、コンデンサＣ１、及び可変抵抗器ＶＲ１から構成され、蛍光管５４の他端は抵抗器Ｒ１を介して接地されると共に、ダイオードＤ２のアノード及びダイオードＤ１のカソードに接続されている。
【００６７】
また、ダイオードＤ２のカソードはダイオードＤ３のカソード及び抵抗器Ｒ２の一端に接続されると共にコンデンサＣ１を介して接地され、抵抗器Ｒ２の他端は直列接続された抵抗器Ｒ３と可変抵抗器ＶＲ１を介して接地されている。
【００６８】
ダイオードＤ３のアノードには、インピーダンス変換・ＤＣレベル設定回路５６を介して三角波発生回路５７から出力される三角波電圧が印加されている。
【００６９】
ここで、コンデンサＣ１の値は、三角波電圧の周波数（バースト周波数）に対して、十分にインピーダンスが高くなるように設定されている。
【００７０】
これにより、蛍光管５４を流れる管電流は抵抗器Ｒ１によって電圧に変換され、この検出電圧はダイオードＤ２とダイオードＤ３のアノード同士の接続である合成回路（ＯＲ回路）によって三角波電圧と合成された後、抵抗器Ｒ２，Ｒ３及び可変抵抗器ＶＲ１によって分圧されて、帰還電圧として出力される。この帰還電圧のレベルは可変抵抗器ＶＲ１によって変化させることができる。
【００７１】
三角波発生回路５７は、例えば周波数２２０Ｈｚ、振幅１．５Ｖp-pの三角波電圧を発生し、この三角波電圧はインピーダンス変換・ＤＣレベル設定回路５６によってＤＣレベルが設定され、エミッタフォロワ等で低インピーダンスに変換されてダイオードＤ３のアノードに印加される。
【００７２】
次に、前述の構成よりなる本実施例の動作を図１２及び図１４乃至図１７に示す波形図に基づいて説明する。図１４乃至図１７において、上段の波形はインバータ回路５３におけるロイヤー回路のコレクタ電圧であり、下段の波形は管電流の波形である。また、コレクタ電圧は１目盛り当たり１０Ｖ、管電流波形は１目盛り当たり５ｍＡでそれぞれ表され、時間軸（横軸）は１目盛り当たり１ｍｓを表している。
【００７３】
尚、図１４乃至図１７の波形は、オシロスコープを用いて実測した波形を描いたものである。
【００７４】
ダイオードＤ２で整流されたインバータ周波数の交流信号（検出電圧）は、コンデンサＣ１で平滑され直流電圧となる。
【００７５】
コンデンサＣ１の電圧は、抵抗器Ｒ２，Ｒ３及び可変抵抗器ＶＲ１で分圧され、帰還電圧としてＤＣ−ＤＣコンバータ回路５２の帰還入力に加わる。
【００７６】
蛍光管５４を流れる管電流の調整は、可変抵抗器ＶＲ１を変化させてＤＣ−ＤＣコンバータ回路５２の帰還入力へ加わる帰還電圧のレベルを調整することにより行われる。これにより、可変抵抗器ＶＲ１の値が小さいときに管電流は増えて輝度が高くなり、大きいときに管電流が減少して輝度が暗くなるような動作を行う。
【００７７】
即ち、蛍光管５４の輝度を最大値まで高くして管電流を５ｍＡrmsとしたときは、蛍光管５４の管電流の検出電圧のレベルが、ダイオードＤ３を介して注入される三角波電圧のレベルより大きいので、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路５２へ帰還される帰還電圧は、管電流の検出電圧が優先される。このとき、通常の定電流制御が行われ、管電流は連続したものとなる。（図１２及び図１４参照）
【００７８】
可変抵抗器ＶＲ１を調整して蛍光管５４の輝度を最大値からやや低くし、管電流を４ｍＡrmsに設定したときは、上記同様に管電流の検出電圧のレベルの方がバースト周波数の三角波電圧のレベルより大きいので、通常の定電流制御で動作し、管電流が５ｍＡrmsに比べて管電流波形のレベルが低下する。（図１２及び図１５参照）
【００７９】
また、可変抵抗器ＶＲ１を調整して管電流を３ｍＡrmsに設定したときは、管電流波形のレベルがさらに減少して、管電流検出電圧が小さくなり、ダイオードＯＲ接続された三角波電圧が帰還電圧に徐々に現れ、管電流検出電圧に三角波電圧が重畳されて、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路５２に帰還される。
【００８０】
帰還電圧において三角波電圧の飛び出した部分では、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路５２は、出力電圧を抑制する方向で動作するため、インバータ回路５３におけるロイヤー回路のコレクタ電圧は、三角波の現れた部分で低下する。この結果、管電流は、三角波の現れた部分でくさび状に低下する。可変抵抗器ＶＲ１を調整して管電流をさらに減らすと、管電流波形のくさび状の部分が拡がりバースト調光状態となる。（図１２及び図１６参照）
【００８１】
可変抵抗器ＶＲ１を調整して管電流をさらに減少させると、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路５２への帰還電圧は、ほとんど三角波が支配的となり、インバータ回路５３におけるロイヤー回路のコレクタ電圧の休止期間（完全に管電流が流れないオフ状態の期間）が拡がったバースト調光の動作となる。（図１２及び図１７参照）
【００８２】
また、トランス531及びチョークコイル532から発生する騒音は図１８及び図１９に示すように、従来例に比べて大幅に低減された。
【００８３】
図１８はトランス531から発生する騒音レベルの実測値を示す図、図１９はチョークコイル532から発生する騒音レベルの実測値を示す図である。
【００８４】
図１８及び図１９において、縦軸は騒音レベル（ｄＢ）を表し、横軸は調光状態を表している。また、図中における３つの折れ線のそれぞれは、インバータ回路５３への入力電圧の違いを表し、それぞれにおける入力電圧は図中に記載したように７Ｖ、１２Ｖ、１８Ｖである。
【００８５】
前述したように、第１の実施例によれば非常に簡単な回路構成により、従来の定電流調光方式とバースト調光方式を併用して、最大輝度から最小輝度までの広範囲において連続して蛍光管５４の輝度調整を行うことができ、蛍光管５４の輝度が高く高負荷の調光状態のときは定電流調光方式によって管電流が変化されて輝度調整が行われ、蛍光管５４の輝度が低く低負荷の調光状態のときは定電流調光方式とバースト調光方式を併用して管電流が変化されて輝度調整が行われるので、高負荷時においてトランスやコイル等に生ずる磁歪を低減することができるため、前記磁歪によってトランスやコイルから発生する唸り音を従来に比べて大幅に低減することができる。
【００８６】
さらに、三角波電圧を重畳させた帰還電圧としたので、インバータ回路５３の入力電圧レベルの変化をなだらかなものとすることができ、インバータ回路５３に使用されているトランス531やチョークコイル532に対して急峻に変化する電圧が印加されることがないため、この電圧の急峻な変化に伴ってこれらのトランス531やチョークコイル532に発生する磁歪を低減でき、唸り音の発生をさらに低減することができる。
【００８７】
次に、本実施形態における第２実施例を説明する。
【００８８】
図２０は第２実施例の放電灯点灯装置を示す構成図である。図において、前述した第１実施例と同一構成部分は同一符号をもって表しその説明を省略する。また、第１実施例と第２実施例との相違点は、インバータ回路５３のロイヤー回路のグランド側でインバータ回路の動作を制御するようにしたことにある。
【００８９】
即ち、第２実施例では、直流電源５１の出力電圧を直接インバータ回路５３の入力端に印加し、第１実施例のＤＣ−ＤＣコンバータ５２に代えて制御部６１（制御手段）を設けた。
【００９０】
制御部６１は、誤差増幅器611、三角波発生回路612、コンパレータ613、ダイオード614、ＮＰＮ型のトランジスタ615、チョークコイル616から構成されている。
【００９１】
誤差増幅器611は、検出・帰還回路５５から出力される帰還電圧を入力して、この帰還電圧がリファレンス電圧Ｖrefとほぼ同じになるようにこれらの差の電圧に対応した誤差電圧を出力する。
【００９２】
コンパレータ613は、三角波発生回路612から出力される三角波電圧と上記誤差電圧とを比較して、三角波電圧より誤差電圧が大きいときはハイレベルの信号を出力し、誤差電圧より三角波電圧が大きいときはローレベルの電圧を出力する。この出力電圧はトランジスタ615のベースに入力され、トランジスタ615はスイッチング動作を行う。
【００９３】
トランジスタ615のエミッタは接地され、コレクタはダイオード614のアノードに接続されると共にチョークコイル616を介してインバータ回路５３のトランジスタ533,534のエミッタに接続されている。また、ダイオード614のカソードはインバータ回路５３の入力端に接続されている。
【００９４】
これにより、トランジスタ615がオン状態のときに、トランジスタ615を介してインバータ回路５３のロイヤー回路が接地され、インバータ回路５３にはトランジスタ615のスイッチング動作に基づく連続したほぼ一定レベルの直流電圧、或いはトランジスタ615のスイッチング動作に基づいてレベルが変化する直流電圧又は断続する直流電圧が印加される。
【００９５】
従って、第２実施例においても第１実施例と同様の効果を得ることができる。
【００９６】
次に、本実施形態における第３実施例を説明する。
【００９７】
図２１は第３実施例の放電灯点灯装置を示す構成図である。図において、前述した第１実施例と同一構成部分は同一符号をもって表しその説明を省略する。また、第１実施例と第３実施例との相違点は、他励方式のインバータ回路６２を用いたことにある。
【００９８】
このように他励方式のインバータ回路６２を用いても第１の実施例と同様の効果を得ることができる。
【００９９】
次に、本実施形態における第４実施例を説明する。
【０１００】
図２２は第４実施例の放電灯点灯装置を示す構成図である。図において、前述した第１実施例と同一構成部分は同一符号をもって表しその説明を省略する。また、第１実施例と第４実施例との相違点は、圧電トランスを用いて交流の高電圧を発生する自励方式圧電インバータ回路６３を用いたことにある。
【０１０１】
このように自励方式圧電インバータ回路６３を用いても第１の実施例と同様の効果を得ることができる。
【０１０２】
次に、本実施形態における第５実施例を説明する。
【０１０３】
図２３は第５実施例の放電灯点灯装置を示す構成図である。図において、前述した第１実施例と同一構成部分は同一符号をもって表しその説明を省略する。また、第１実施例と第５実施例との相違点は、インバータ回路５３におけるトランス531の二次巻線をフローティングして蛍光管５４に接続したことにある。
【０１０４】
この場合、検出・帰還回路５５の入力端には、管電流に代えてトランス531の一次巻線の印加電圧を抵抗器６４を介して印加している。トランス531の一次巻線の電圧に対応して管電流が変化するので、この構成によって定電流制御を行うことができると共に、第１実施例と同様の効果を得ることができる。
【０１０５】
次に、本発明の第２の実施形態を説明する。
【０１０６】
図２４は第２の実施形態の放電灯点灯装置を示す構成図である。図において、前述した第１の実施形態の第１実施例と同一構成部分は同一符号をもって表しその説明を省略する。また、第１の実施形態の第１実施例と第２の実施形態との相違点は、圧電トランスを用いた他励方式圧電インバータ回路６６を設け、制御手段である周波数制御回路６５によってインバータ回路６６の出力電圧を制御し、管電流の調整（輝度調整）を行うようにしたことにある。
【０１０７】
周波数制御回路６５は、誤差増幅器651、電圧制御型発振器（以下、ＶＣＯと称する）652、波形整形回路653、及びバッファ回路654から構成されている。
【０１０８】
誤差増幅器651は、検出・帰還回路５５から出力される帰還電圧を入力して、この帰還電圧がリファレンス電圧Ｖrefとほぼ同じになるようにこれらの差の電圧に対応した誤差電圧を出力する。
【０１０９】
ＶＣＯ652は、誤差増幅器651から出力された誤差電圧に基づいて設定した周波数の制御信号を出力する。この制御信号は、波形整形回路653によって波形整形された後、バッファ回路654を介してインバータ回路６６に供給される。
【０１１０】
インバータ回路６６は、直流電源５１からの直流電圧が直接供給され、周波数制御回路６５から入力した制御信号に基づいて交流出力電圧を変化させる。
【０１１１】
このように圧電トランスを用いた他励方式のインバータ回路６６を用いても、前述した第１の実施形態の第１実施例と同様の効果を得ることができる。
【０１１２】
次に、本発明の第３の実施形態を説明する。
【０１１３】
図２５は第３の実施形態の放電灯点灯装置を示す構成図である。図において、前述した第１の実施形態の第１実施例と同一構成部分は同一符号をもって表しその説明を省略する。また、第１の実施形態の第１実施例と第３の実施形態との相違点は、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路５２及び検出・帰還回路５５を除去して、電流制御手段である駆動制御回路６７を設けると共に、制御手段である三角波発生回路５７及びインピーダンス変換・ＤＣレベル設定回路６８から供給されたバースト信号電圧である三角波電圧によって駆動制御回路６７の動作を制御するようにしたことにある。
【０１１４】
即ち、駆動制御回路６７は、ＰＮＰ型のトランジスタ671と２つの抵抗器672,673から構成され、トランジスタ671のベースは抵抗器672を介して直流電源５１の正極及び自己のエミッタに接続されると共に抵抗器673を介してインピーダンス変換・ＤＣレベル設定回路６８の出力端に接続されている。さらに、トランジスタ671のコレクタはインバータ回路５３の抵抗器535を介して二次巻き線に接続されている。また、インバータ回路５３のトランス531の一次巻線中間タップはチョークコイル532、ヒューズ（無くても良い）を介して直流電源５１の正極に接続されている。グランドとインピーダンス変換・ＤＣレベル設定回路６８との間に直流レベル可変手段である可変抵抗器６９が接続されている。
【０１１５】
上記構成によれば、インピーダンス変換・ＤＣレベル設定回路６８から出力される三角波電圧のＤＣレベルを変化させることにより、インバータ回路５３のトランス531の一次巻線への入力電力を制御して蛍光管５４の輝度調整を広範囲に行うことができると共に、従来のような唸り音の発生を低減することができる。
【０１１６】
即ち、駆動制御回路６７のトランジスタ671のベース電圧レベルは、インピーダンス変換・ＤＣレベル設定回路６８から出力される三角波電圧のレベルに応じて変化される。
【０１１７】
これにより、トランジスタ671のコレクタ電流はベース電圧レベルに対応して変化するので、インバータ回路５３におけるロイヤー回路を構成するトランジスタ533,534のベース電圧はトランジスタ671のコレクタ電流の増減に対応して変化し、これに対応してトランジスタ533,534のコレクタ電流も変化する。
【０１１８】
従って、バースト調光動作トランス531の一次巻線に印加される電圧は、上記三角波電圧の傾斜に対応してなだらかに変化する。
【０１１９】
これにより、インバータ回路５３に使用されているトランス531やチョークコイル532に対して急峻に変化する電圧が印加されることがないため、このような電圧の急峻な変化に伴ってこれらのトランス531やチョークコイル532に発生する磁歪を低減でき、唸り音の発生を低減することができる。
【０１２０】
一方、蛍光管５４の輝度を調整する際には、図２６に示すように、インピーダンス変換・ＤＣレベル設定回路６８の可変抵抗器６９の抵抗値を変化させることによって三角波電圧のＤＣレベル或いはＤＣオフセットレベルを変化させる。
【０１２１】
これにより、直流電源５１の電圧Ｖdcと三角波電圧Ｖtrの差に対応してトランジスタ671のベース・エミッタ間電圧Ｖbeが変化する。即ち、輝度が高いときは、ベース・エミッタ間電圧Ｖbeは約０．７Ｖで飽和する。輝度が低いときは、ベース・エミッタ間電圧Ｖbeが三角波となり、バースト調光状態となる。
【０１２２】
従って、インバータ回路５３のロイヤー回路の動作を連続或いは断続させることができると共に断続の比率を変化させることができ、広範囲な輝度調整を行うことができる。
【０１２３】
前述したように上記各実施形態によれば、蛍光管（放電灯）５４の調光範囲におけるバースト調光動作の範囲を負荷が比較的軽い範囲とし、バースト調光動作時のトランスやチョークコイルに印加される電圧波形の立ち上がり立ち下がりをなだらかにしている。さらに、バースト調光時でも管電流検出電圧がバースト信号電圧より大きい状態（オン状態）の場合には、管電流の定電流制御が有効である。
【０１２４】
従って、本実施形態によれば、負荷電力大きい蛍光管の輝度が高い調光状態のときは、検出・帰還回路５５が、管電流波形のレベルを優先して制御部に帰還し、連続した管電流を流す定電流制御が行われる。
【０１２５】
また、調光レベルを絞って負荷電力が小さい状態になったときは、帰還電圧は、管電流検出電圧にバースト信号電圧（三角波電圧）が重畳した形で帰還され、バースト信号の電圧の大きい部分では管電流が抑圧されて、管電流はバースト調光に切り替わる。バースト調光への切り替わりは、任意に設定でき、設定した管電流に応じて徐々に切り替わる。
【０１２６】
バースト調光時は、帰還ループに三角波のようななだらかな傾斜をもつ波形を注入して行われるため、オン・オフの切り替わり時に、トランスにかかる電圧波形の立ち上がり、立ち下がりはなだらかになる。
【０１２７】
従って、全調光範囲をバースト調光方式で行う放電灯点灯装置と比較すると、トランス、コイル類から発生する可聴周波数の唸り音が大幅に改善される。
【０１２８】
バースト調光における唸り音の発生は、一般的に負荷電力が大きいときほど大きく、負荷電力が小さいときは発生音も小さくなるので、発生する唸り音の最高音圧レベルが大幅に低下する。
【０１２９】
また、オフ・オンの切り替わり時の電圧波形が急峻であるほどコアの磁歪による音の発生が大きい。このため、従来のバースト調光は矩形波のパルス信号でオン・オフの切替が行われていたので、急峻な電圧がトランスに加わり唸り音の発生が大きかった。しかし本実施形態では、オン・オフの切り替わりは、帰還電圧に注入する三角波電圧と管電流の検出レベルを比較してバースト調光に徐々に切り替わる方式を採用したので、トランス・コア類から発生する唸り音は小さくなる。
【０１３０】
さらに、上記各実施形態では、上記動作を実現するために複雑な回路を必要としない。
【０１３１】
また、上記各実施形態及び各実施例の放電灯点灯装置を用いた液晶表示装置或いは照明装置においても同様の効果を得ることができる。
【０１３２】
尚、上記各実施形態ではバースト信号を三角波としたが、これに限定されることはなく、なだらかな傾斜を有する波形の信号で有れば、鋸波信号、サイン波信号、台形波信号、またはこれらの合成波信号であっても、同様の効果を得ることができる。
【０１３３】
また、上記各実施形態及び実施例を、図２０に示した第１の実施形態の第２実施例と同様にグランド側で制御しても同様の効果を得ることができることは言うまでもない。
【０１３４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の請求項１記載の放電灯の輝度調整方法によれば、放電灯の輝度が高く高負荷の調光状態のときはインバータ回路から連続した交流電圧を出力し且つ該出力電圧のレベルを変えることにより放電灯を流れる管電流が変化されて輝度調整が行われ、放電灯の輝度が低く低負荷の調光状態のときはインバータ回路から出力される交流電圧の周波数よりも低い周波数となる周期で前記インバータ回路の出力電圧のレベルを低下させ且つ低下させる期間と前記周期との比率を変えることにより前記管電流が変化されて輝度調整が行われるので、高負荷時においてトランスやコイル等に生ずる磁歪による波形の急激な変化を低減することができるため、前記磁歪によってトランスやコイルから発生する唸り音を従来に比べて大幅に低減することができる。
【０１３５】
また、請求項２記載の放電灯の輝度調整方法によれば、上記の効果に加えて、前記インバータ回路の入力電圧レベルの変化をなだらかなものとすることができるので、前記インバータ回路に使用されているトランスやコイル類に対して急峻に変化する電圧が印加されることがないため、該電圧の急峻な変化に伴ってこれらのトランスやコイル類に発生する磁歪による波形の急激な変化を低減でき、唸り音の発生をさらに低減することができる。
【０１３６】
また、請求項３乃至５記載の放電灯点灯装置によれば、放電灯を流れる管電流が閾値電圧レベルよりも高いときは放電灯に印加される交流電圧は連続したものとなり且つその電圧レベルが変化されて輝度調整が行われ、前記管電流が前記閾値電圧レベルより低いときは前記放電灯に印加される交流電圧は断続したものとなり且つ断続の比率が変化されて輝度調整が行われるので、高負荷時において前記インバータ回路のトランスやコイル等に生ずる磁歪を低減することができるため、前記磁歪によってトランスやコイルから発生する唸り音を従来に比べて大幅に低減することができる。
【０１３７】
さらに、ダイオード結合によってバースト信号電圧と管電流検出手段の出力電圧とが合成されるので、合成回路が極めて単純化され、回路構成を簡略化することができる。
【０１３８】
また、請求項５記載の放電灯点灯装置によれば、上記の効果に加えて、前記バースト信号電圧を三角波電圧としたので、前記インバータ回路の入力電圧を所定の傾斜をもち且つなだらかに容易に変化させることができる。
【０１３９】
また、請求項６記載の液晶表示装置によれば、上記放電灯点灯装置によってバックライト用の放電灯が点灯されるので、従来に比べて唸り音の発生を低減することができる。
【０１４０】
また、請求項７記載の照明装置によれば、上記放電灯点灯装置によって照明用の放電灯が点灯されるので、従来に比べて唸り音の発生を低減することができる。
【０１４１】
また、請求項８記載の放電灯の輝度調整回路によれば、放電灯の輝度が高く高負荷の調光状態の場合は、インバータ回路から連続した交流電圧を出力し且つ該出力電圧のレベルを変えることにより放電灯を流れる管電流が変化されて輝度調整が行われ、放電灯の輝度が低く低負荷の調光状態の場合は、インバータ回路から出力される交流電圧の周波数よりも低い周波数となる周期で前記インバータ回路の出力電圧のレベルを低下させ且つ低下させる期間と前記周期との比率を変えることにより前記管電流が変化されて輝度調整が行われるので、高負荷の場合においてトランスやコイル等に生ずる磁歪による波形の急激な変化を低減することができるため、前記磁歪によってトランスやコイルから発生する唸り音を従来に比べて大幅に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来例の放電灯点灯装置を示す構成図
【図２】従来例のバースト調光方式を用いた放電灯点灯装置を示す構成図
【図３】従来のバースト調光方式を用いた放電灯点灯装置を示す構成図
【図４】従来例のバースト調光方式を用いた放電灯点灯装置の動作波形を示す図
【図５】従来例のバースト調光時にトランスから発生する騒音レベルの実測値の一例を示す図
【図６】従来例のバースト調光時にチョークコイルから発生する騒音レベルの実測値の一例を示す図
【図７】従来例のインバータ回路におけるロイヤー回路のコレクタ電圧波形及び管電流波形を示す図
【図８】従来例のインバータ回路におけるロイヤー回路のコレクタ電圧波形及び管電流波形を示す図
【図９】従来例のインバータ回路におけるロイヤー回路のコレクタ電圧波形及び管電流波形を示す図
【図１０】従来例のインバータ回路におけるロイヤー回路のコレクタ電圧波形及び管電流波形を示す図
【図１１】本発明の第１の実施形態における放電灯点灯装置を示す構成図
【図１２】本発明の第１の実施形態における放電灯点灯装置の動作波形を示す図
【図１３】本発明の第１の実施形態の第１実施例における放電灯点灯装置を示す構成図
【図１４】本発明の第１実施例のインバータ回路におけるロイヤー回路のコレクタ電圧波形及び管電流波形を示す図
【図１５】本発明の第１実施例のインバータ回路におけるロイヤー回路のコレクタ電圧波形及び管電流波形を示す図
【図１６】本発明の第１実施例のインバータ回路におけるロイヤー回路のコレクタ電圧波形及び管電流波形を示す図
【図１７】本発明の第１実施例のインバータ回路におけるロイヤー回路のコレクタ電圧波形及び管電流波形を示す図
【図１８】本発明の第１実施例における調光時にトランスから発生する騒音レベルの実測値を示す図
【図１９】本発明の第１実施例における調光時にチョークコイルから発生する騒音レベルの実測値を示す図
【図２０】本発明の第１の実施形態における第２実施例の放電灯点灯装置を示す構成図
【図２１】本発明の第１の実施形態における第３実施例の放電灯点灯装置を示す構成図
【図２２】本発明の第１の実施形態における第４実施例の放電灯点灯装置を示す構成図
【図２３】本発明の第１の実施形態における第５実施例の放電灯点灯装置を示す構成図
【図２４】本発明の第２の実施形態の放電灯点灯装置を示す構成図
【図２５】本発明の第３の実施形態の放電灯点灯装置を示す構成図
【図２６】本発明の第３の実施形態における輝度調整動作を説明する信号波形図
【符号の説明】
４１…直流電源、４２…ＤＣ−ＤＣコンバータ回路、４３…自励方式インバータ回路、４４…冷陰極蛍光管、４５…電流検出回路、４６…バースト信号発生回路、５１…直流電源、５２…ＤＣ−ＤＣコンバータ回路、５３…自励方式インバータ回路、531 …トランス、532 …チョークコイル、５４…冷陰極蛍光管、５５…検出・帰還回路、５６…インピーダンス変換・ＤＣレベル設定回路、５６ａ…可変抵抗器、５７…三角波発生回路、６１…制御部、６２…他励方式インバータ回路、６３…自励方式圧電インバータ回路、６４…抵抗器、６５…周波数制御回路、６６…圧電インバータ回路、６７…駆動制御回路、Ｄ１〜Ｄ３…ダイオード、Ｒ１〜Ｒ３…抵抗器、Ｃ１…コンデンサ、ＶＲ１…可変抵抗器。
Claims (8)
- 直流電圧から交流電圧を発生するインバータ回路の出力電圧を放電灯に印加して該放電灯を点灯するときの放電灯の輝度調整方法であって、
前記放電灯を流れる管電流を検出して電圧に変換して出力する管電流検出手段と、
所定の閾値電圧レベル以下の電圧レベルを有し、前記インバータ回路から出力される交流電圧の周波数よりも低い周波数となる周期で電圧レベルが所定の傾斜をもって変化するバースト信号電圧を生成して出力するバースト信号生成手段と、
供給された前記バースト信号電圧と前記管電流検出手段の出力電圧とをダイオードの論理和結合によって加算し、前記バースト信号電圧と前記管電流検出手段の出力電圧の合成電圧に応じた帰還電圧を生成して出力する帰還電圧生成手段と、
前記帰還電圧に応じた制御電圧を前記電流制御手段に供給する制御電圧生成手段と、
前記制御電圧生成手段に接続され、前記制御電圧の直流レベルを変化させる直流レベル可変手段とを備えた輝度調整回路を用い、
前記放電灯を流れる管電流値が所定の閾値以上のときは、前記インバータ回路から連続した交流電圧を出力し且つ該出力電圧のレベルを変えることにより前記管電流を変化させて輝度調整を行い、
前記管電流値が前記閾値より小さいときは、前記インバータ回路から出力される交流電圧の周波数よりも低い周波数となる周期で前記インバータ回路の出力電圧のレベルを連続的に低下させ且つ低下させる期間と前記周期との比率を変えることにより前記管電流を変化させて輝度調整を行う
ことを特徴とする放電灯の輝度調整方法。 - 前記インバータ回路の出力電圧のレベルを前記周期で低下させるときに、前記インバータ回路への入力電圧レベルを所定の傾斜をもって変化させることを特徴とする請求項１記載の放電灯の輝度調整方法。
- 直流電圧から交流電圧を発生するインバータ回路を備え、該インバータ回路の出力電圧を放電灯に印加して該放電灯を点灯する放電灯点灯装置において、
前記放電灯を流れる管電流を検出して電圧に変換して出力する管電流検出手段と、
制御電圧に基づいて前記インバータ回路のトランス一次巻線への通電方向及び通電電流を制御する電流制御手段と、
所定の閾値電圧レベル以下の電圧レベルを有し、前記インバータ回路から出力される交流電圧の周波数よりも低い周波数となる周期で電圧レベルが所定の傾斜をもって変化するバースト信号電圧を生成して出力するバースト信号生成手段と、
供給された前記バースト信号電圧と前記管電流検出手段の出力電圧とをダイオードの論理和結合によって加算し、前記バースト信号電圧と前記管電流検出手段の出力電圧の合成電圧に応じた帰還電圧を生成して出力する帰還電圧生成手段と、
前記帰還電圧に応じた制御電圧を前記電流制御手段に供給する制御電圧生成手段と、
前記制御電圧生成手段に接続され、前記制御電圧の直流レベルを変化させる直流レベル可変手段とを備えている
ことを特徴とする放電灯点灯装置。 - 前記インバータ回路は圧電トランスを有し該圧電トランスから交流電圧を発生させることを特徴とする請求項３記載の放電灯点灯装置。
- 前記バースト信号電圧が三角波電圧であることを特徴とする請求項３又は４記載の放電灯点灯装置。
- 前記請求項３乃至５の何れかに記載の放電灯点灯装置を用いた液晶表示装置。
- 前記請求項３乃至５の何れかに記載の放電灯点灯装置を用いた照明装置。
- 直流電圧から交流電圧を発生するインバータ回路の出力電圧を放電灯に 印加して該放電灯を点灯する放電灯点灯装置の輝度調整回路であって、
前記放電灯を流れる管電流を検出して電圧に変換して出力する管電流検出手段と、
制御電圧に基づいて前記インバータ回路のトランス一次巻線への通電方向及び通電電流を制御する電流制御手段と、
所定の閾値電圧レベル以下の電圧レベルを有し、前記インバータ回路から出力される交流電圧の周波数よりも低い周波数となる周期で電圧レベルが所定の傾斜をもって変化するバースト信号電圧を生成して出力するバースト信号生成手段と、
供給された前記バースト信号電圧と前記管電流検出手段の出力電圧とをダイオードの論理和結合によって加算し、前記バースト信号電圧と前記管電流検出手段の出力電圧の合成電圧に応じた帰還電圧を生成して出力する帰還電圧生成手段と、
前記帰還電圧に応じた制御電圧を前記電流制御手段に供給する制御電圧生成手段と、
前記制御電圧生成手段に接続され、前記制御電圧の直流レベルを変化させる直流レベル可変手段とを備えている
ことを特徴とする放電灯の輝度調整回路。
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