JP2000505237A - 回路配置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、放電ランプを動作させる回路配置であって、高周波入力電圧を生成する発振器（ＯＳＣ）と、前記発振器に結合された入力端子（Ｉ１、Ｉ２）と、出力端子（Ｏ１、Ｏ２）とを有する圧電変圧器（ＰＴ）と、前記圧電変圧器の前記出力端子に結合され、ランプの接続のための端子（Ｋ１、Ｋ２）を有する負荷回路（Ｃ、Ｋ１、Ｋ２）と、を備える。本発明によれば、前記負荷回路は、可変コンデンサ（Ｃ）を有する。この可変コンデンサは、放電ランプの光出力を広い範囲に渡って制御するための極めて簡素な手段として作用する。

Description

【発明の詳細な説明】 回路配置 本発明は、放電ランプを動作させる回路配置であって、 高周波入力電圧を生成する発振器と、 前記発振器に結合された入力端子と、出力端子とを持つ圧電変圧器（piezo-el ectric transformer）と、 前記圧電変圧器の前記出力端子に結合され、さらにランプに接続するための端 子を有する負荷回路と、 を備えた回路配置に関する。 本発明は、さらに、上記のような回路配置を備える液晶ディスプレイにも関す る。 上記のような回路配置が、EP 0706306 A2において開示されている。この周知 の回路配置は、液晶ディスプレイ用のバックライトとして用いられるタイプの低 圧水銀放電ランプを動作させるのに用いて非常に好適である。このタイプの低圧 水銀放電ランプは、比較的高い点弧電圧（ignition voltage）と、比較的高い動 作電圧（operating voltage）を持つ。圧電変圧器を組み込む回路配置の一つの 重要な長所は、高周波入力電圧の周波数を、点弧時と定常動作時の両方において 同一の値に維持できることである。これは、回路配置の構成を単純にできるとい う長所を持つ。もう一つの重要な長所は、圧電変圧器は一般的に非常に小さいの で、回路配置も非常に小さくできることである。ただし、このような周知の回路 配置の欠点は、ランプの照度を調節するためには、複雑な照度調節回路が必要と なることである。この複雑な照度調節回路のために、回路配置が高価で、しかも 、かさばったものとなる。 本発明は、ランプの照度を広い範囲に渡って調節することが可能な回路配置を 提供することにある。本発明による回路配置は、回路配置内に含まれる照度調節 回路が非常に単純で、このため、回路配置を安価に、しかも、小さくすることが できる。 より具体的には、本発明によると、冒頭で述べた回路配置は、前記負荷回路が 可変コンデンサ（adjustable capacitor）を含む点に特徴を有する。 可変コンデンサの容量を僅かに調節するのみで、この回路配置によって放電ラ ンプに供給される電力の量を、大きく制御することが可能であることが判明した 。この方法により、非常に単純な手段を用いて、放電ランプの照度を広い範囲に 渡って効果的に調節することが可能となる。本発明による回路配置のもう一つの 長所は、この可変コンデンサを用いて、ランプや配線やランプに接続するための 端子などに含まれる寄生容量によって導入される影響を補償できることである。 同一のタイプの複数の回路配置の間にはこれらの寄生容量の僅かな差異が存在す るために、類似するランプを類似する動作条件において動作させた場合でも光出 力に大きな差が生じることが判明した。本発明によると、可変コンデンサの容量 を調節することで、これらの影響を補償することが可能となる。もう一つの長所 として、可変コンデンサの容量を調節することによって、回路配置の効率につい ても効果的に制御できることが判明した。 好ましくは、この可変コンデンサは、圧電変圧器の出力端子同士を接続する。 このように構成した場合、可変コンデンサを、ランプの照度を広い範囲に渡って 調節するために用いることができることが判明した。 回路配置の圧電変圧器としてローゼン（Rosen）型の圧電変圧器を用いた場合 に良好な結果が得られた。 本発明による回路配置の照度調節能力は、放電ランプとして、低圧水銀放電ラ ンプを用いた場合、非常に良好な結果を示すことが発見された。さらに、液晶デ ィスプレイ内のバックライト（back light）として用いられるタイプの低圧水銀 放電ランプについてもこのことが言える。本発明による回路配置は、小さく、安 価で、しかも、ランプなどの光出力を調節する能力を持つため、液晶ディスプレ イに用いるのに非常に適している。 以下に、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。 ここで、 図１は、本発明による回路配置の一つの実施例を、接続された放電ランプと共 に示す概略図であり； 図２は、図１に示す回路配置によって放電ランプに供給される電力の量を、放 電ランプと並列な容量の関数として示し、 図３は、図１に示す回路配置の効率を、放電ランプと並列な容量の関数として 示す。 図１において、Ｔ１、Ｔ２は、供給電圧源への接続のための端子を表す。Ｔ１ 、Ｔ２は、高周波入力電圧を生成する発振器ＯＳＣの各入力端子にそれぞれ接続 されている。圧電変圧器の入力端子Ｉ１、Ｉ２は、発振器ＯＳＣの各出力端子に 接続されている。出力端子Ｏ１とＯ２とは、可変コンデンサＣを介して接続され 、また放電ランプＬａを介して接続される。Ｋ１、Ｋ２は、ランプ接続のための 端子を表す。可変コンデンサＣと、端子Ｋ１、Ｋ２は、一体となって負荷回路を 形成する。 図１に示す実施例の動作は、以下の通りである。 端子Ｔ１、Ｔ２が供給電圧源の各極に接続されている場合は、発振器ＯＳＣは 、圧電変圧器ＰＴの第一の共振周波数の近傍において選択される実質的に一定の 周波数を持つ高周波入力電圧を生成する。この高周波入力電圧は、圧電変圧器の 入力端子Ｉ１とＩ２との間に印加され、圧電変圧器によって、同一周波数の高周 波出力電圧に変圧される。こうして変圧された高周波出力電圧が、出力端子Ｏ１ 、 Ｏ２との間に、従って、放電ランプＬａと可変コンデンサＣの間に印加される。 可変コンデンサの容量を調節することによって、ランプに供給される電力の量を 調節し、これによってランプの光出力を制御することが可能である。 図２、図３に示す定量的なデータは、フィリップス社（Philips Electronics ）から供給されるローゼン（Rosen）型の圧電変圧器を備えた長方形の並列パイ プ状（rectangular parallelepiped）の回路配置により得られたものである。こ の圧電変圧器の寸法は、３８ｍｍ×５ｍｍ×２ｍｍで、ＰＸＥ４３なる材料から 製造されたものである。発振器ＯＳＣによって生成される高周波信号は正弦波で 、その周波数は３５ｋＨｚとされた。この回路配置により動作されるランプは、 フィリップス社（Philips Electronics）から供給されるＮＤＦ−Ｍ６タイプの 低圧水銀放電ランプである。 図２は、放電ランプに供給される相対電力を、ランプと並列な容量の関数とし て示すグラフ図である。ここで、相対電力とは、電力（Ｐ２）を発振器ＯＳＣに よって生成された高周波数入力電圧の振幅の２乗で割った値を意味する。縦軸に は、この相対電力が、Ａ（アンペア）／Ｖ（ボルト）の単位にて示され、横軸に は、ランプと並列な容量の対数が、ファラッド（Fahrad）の単位にて示される。 図２から、ランプに供給される電力は、ランプと並列な容量に非常に大きく依存 し、約４５ｐＦの値の近傍で鋭いピークを示すことがわかる。 図３は、この回路配置の効率ηを、ランプと並列な容量の関数として示す。縦 軸には、回路の効率が示され、横軸には、ランプと並列な容量（単位はファラッ ド）の対数が示される。図３から、ランプに供給される相対電力はランプと並列 な容量がある値のときに急激に低下し、これはランプに供給される相対電力の上 昇に対応していることがわかる。図２、図３から、ランプに供給される相対電力 を高くする要件と、回路配置の効率を適当なレベルに保つ要件の両方を同時に満 たすためには、ランプと並列な容量の範囲を、非常に小さな限られた範囲内に維 持することが要求されることがわかる。ここで、実際には、ランプと並列な容量 の値は、寄生容量と可変コンデンサの両方によって決定されるので、本発明によ れば、可変コンデンサの容量を調節することによって、寄生容量の影響を補償す ることが可能となるという効果が得られる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 放電ランプを動作させる回路配置であって、 高周波入力電圧を生成する発振器と、 前記発振器に結合された入力端子と、出力端子とを有する圧電変圧器と、 前記圧電変圧器の前記出力端子に結合され、ランプの接続のための端子を有す る負荷回路と、 を備え、 前記負荷回路は、可変コンデンサを有することを特徴とする回路配置。 ２． 前記高周波入力電圧の周波数は、実質的に一定であることを特徴とする 請求の範囲１に記載の回路配置。 ３． 前記可変コンデンサは、前記圧電変圧器の前記出力端子同士を接続して いることを特徴とする請求の範囲１あるいは２に記載の回路配置。 ４． 前記圧電変圧器は、ローゼン（Rosen）型であることを特徴とする請求 の範囲１から３のいずれかに記載の回路配置。 ５． 前記放電ランプは、低圧水銀放電ランプであることを特徴とする請求の 範囲１から４のいずれかに記載の回路配置。 ６． 請求の範囲１から５のいずれかに記載の回路配置を備えた液晶ディスプ レイ。