JPH06310294A - 放電灯点灯装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 低温時にランプ電流を増大させて、放電灯の
輝度不足を補償する。 【構成】 蛍光ランプ１２の周囲温度が指定温度よりも
低下したときに、低温時輝度補償器１６が周囲温度に応
じた期間だけ持続して最後に指数関数的に減衰する低温
時輝度補償電圧Ｖｈを、調光制御回路１５内で調光電圧
Ｖｃに加算し、調光回路１４内のスイッチングトランジ
スタＱｓのデューティを増大させることにより、調光回
路１４から高圧発生回路１３に与える電力を増大させ、
蛍光ランプ１２の輝度低下を補償する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、液晶表示パネル等の
バックライト用光源等に好適な放電灯点灯装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示パネルは、ラップトップ型のワ
ードプロセッサやパーソナルコンピュータ或いは携帯用
の小型テレビジョン受像機等のディスプレイ等に広く用
いられており、車載用ディスプレイとても例外ではな
い。また、これらのディスプレイに液晶表示パネルを使
用する場合、自発光素子ではない液晶表示パネルの背後
に光源を設けるいわゆるバックライト方式がよく用いら
れ、光源に蛍光ランプを使用するのが一般的である。

【０００３】図９に示す液晶ディスプレイのバックライ
トユニット１は、Ｕ字状蛍光ランプ２を液晶表示パネル
３の下面を覆う乳白色の拡散板４の下側に配設し、放電
灯点灯装置５により点灯制御する構成としたものであ
る。蛍光ランプ２は、拡散板４と反射板６の間に配設さ
れるため、通常の温度環境であれば点灯直後から所要の
輝度をもってバックライト光源の役割を果たすことがで
きる。しかし、氷点下まで冷え込むような寒冷地で使用
したときに、点灯直後に十分な水銀蒸気圧が得られない
ため、蛍光ランプ２内での水銀蒸気と電子の衝突確率が
低く、衝突によって生ずる紫外線量も少なくなるだけ
に、蛍光面に紫外線が当たって生ずる蛍光も弱く、著し
く輝度が不足することがあった。さらにまた、低温時に
は、図３に示すごとく放電開始電圧が上昇し、蛍光ラン
プ２が点灯開始しにくくなる。そこで、こうした低温時
の輝度不足や点灯開始困難を解消するため、本例に示し
た従来の液晶ディスプレイ１は、周囲温度に応じてオン
オフ制御されるパネルヒータ７を反射板６の下面に埋め
込み、感温素子８が検出する周囲温度が規定温度よりも
低い場合に、温度コントローラ９からパネルヒータ７に
通電して蛍光ランプ２を周囲から暖めるよう構成してあ
った。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の液晶ディス
プレイのバックライトユニット１は、規定温度よりも低
い低温時にパネルヒータ７に通電して蛍光ランプ２の周
囲を暖める構成であるため、放電灯点灯装置５が消費す
る電力よりも大きな電力（例えば、１５ワット程度の電
力）がパネルヒータ７において消費されてしまい、バッ
テリ容量に制約を受ける機器用としては過大な電力消費
が大きな欠点であった。また、パネルヒータ７は蛍光ラ
ンプ２が発する光を反射する反射板６の下面に配設され
ているため、熱放散効率が悪く、点灯直後の水銀蒸気圧
の上昇は緩慢であり、このため素早く所定の輝度が得ら
れないといった課題があった。

【０００５】さらにまた、バックライトユニット１全体
の構成においても、パネルヒータ７を通電制御する温度
コントローラ９が、放電灯点灯装置５とは別個に設けて
あるために、回路ブロックのコンパクト化が困難であ
り、またパネルヒータ７と温度コントローラ９を結ぶ給
電線も線径の大きなものが要求されるために、装置全体
の小型化が困難である等の課題があった。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記課題を
解決したものであり、ランプ電流を通電されて高周波点
灯する放電灯と、該放電灯に可変電力を供給する電力供
給手段と、前記放電灯の周囲温度を検出する温度センサ
と、該温度センサの出力を受けて動作し、前記周囲温度
が輝度補償を必要とする指定温度よりも低いときに前記
電力供給手段の供給電力を増大し、前記放電灯の輝度低
下を補償する低温時輝度補償器を具備することを特徴と
するものであり、さらにまた前記低温時輝度補償器が、
電源投入を受けて計時動作を開始し、所定時間が経過し
たときに設定時刻到来信号を出力するタイマ手段と、前
記温度センサの出力を受けて動作し、前記周囲温度が指
定温度よりも低いときに、前記タイマ手段が前記設定時
刻到来信号を出力するまで前記放電灯に対しほぼ一定の
電力を供給し、前記設定時刻到来信号の出力を受けて該
供給電力を減衰させる供給電力制御手段を具備すること
を特徴とするものである。

【０００７】また、この発明は、ランプ電流を通電され
て高周波点灯する放電灯と、該放電灯を高周波点灯する
高圧発生回路と、該高圧発生回路に可変電力を供給する
調光回路と、該調光回路が前記高圧発生回路に供給する
電力をデューティ制御する調光制御回路と、電源投入を
受けて計時動作を開始し、所定周期のクロックを一定数
計数した時点で設定時刻到来信号を出力するタイマ回路
と、前記放電灯の周囲温度を検出する温度センサと、該
温度センサの出力を受け、前記周囲温度が低温であるほ
ど前記タイマ回路のクロックを長周期とするクロック周
期可変手段と、前記温度センサが検出した周囲温度が輝
度補償を必要とする指定温度より低い場合に、前記タイ
マ回路が前記設定時刻到来信号を出力するまで所定の充
電電圧を維持するとともに、前記設定時刻到来信号を受
けて放電し、該充・放電電圧に応じて前記調光制御回路
による制御デューティを可変する充・放電回路を具備す
ること、或いはタイマ回路が設定時刻到来信号を出力す
るまで放電灯の周囲温度が低温であるほど充電電圧を高
く維持するとともに、設定時刻到来信号を受けて放電
し、該充・放電電圧に応じて前記調光制御回路による制
御デューティを可変する充・放電回路を設けたこと等を
特徴とするものである。

【０００８】

【作用】この発明は、放電灯の周囲温度が指定温度以下
に低下したときに、電力供給手段から放電灯に供給する
電力を低温時輝度補償器が増大させ、低温時における放
電灯の輝度低下を補償する。また、低温時の電力供給を
増大させるため放電灯への供給電圧を増加させること
で、低温時の放電開始電圧の上昇を補償する作用を有す
る。

【０００９】

【実施例】以下、この発明の実施例について、図１ない
し図８を参照して説明する。図１は、この発明の放電灯
点灯装置の一実施例を示す回路図、図２は、図１に示し
た蛍光ランプのランプ電流−輝度特性図、図３は、図１
に示した蛍光ランプの周囲温度−輝度・放電特性図、図
４は、図１に示した蛍光ランプの電源投入後のランプ電
流の時間的変化を示す図である。

【００１０】図１に示す放電灯点灯装置１１は、液晶デ
ィスプレイのバックライト光源等に用いる蛍光ランプ１
２と、蛍光ランプ１２に高圧を印加する高圧発生回路１
３と、高圧発生回路１３に可変電力を供給する調光回路
１４と、蛍光ランプ１２を流れるランプ電流を検出して
調光回路１４を制御する調光制御回路１５と、低温時に
調光制御回路１５の調光出力を増大させて輝度低下を補
償する低温時輝度補償器１６等から構成される。実施例
に使用する蛍光ランプ１２は、例えば管径が３ｍｍのＵ
字状蛍光ランプであり、定格ランプ電流は例えば４ｍＡ
である。

【００１１】蛍光ランプ１２のランプ電流−輝度特性と
周囲温度−輝度・放電特性は、それぞれ例えば図２，３
に示したような特性であり、ランプ電流と輝度はほぼ直
線的な比例関係にある。また、標準的な室温である摂氏
２０〜２５度を基準とし、そのときに得られる輝度を標
準輝度とした場合に、周囲温度が摂氏８度以下に低下し
たときに輝度が２０％程度低下することが分かる。ま
た、定格電流で１分間だけランプ電流を通電したときに
５０％輝度が得られる周囲温度が摂氏８度であることか
ら、以下の実施例では、低温時輝度補償器１６が動作を
開始する低温領域を摂氏８度に定め、この温度を指定温
度と呼ぶことにする。なお、低温時輝度補償器１６を除
く高圧発生回路１３や調光回路１４或いは調光制御回路
１５等は、細部を除いて公知であり、ここではまずこれ
らの回路の構成と動作について簡単に説明する。

【００１２】高圧発生回路１３は、インダクタＬを含む
自励式プッシュプル形トランジスタインバータからな
り、蛍光ランプ１２の両電極は一対のコンデンサＣａと
ランプ電流検出抵抗Ｒｄを介して発振トランス１７の二
次巻線１７ｂの両端にそれぞれ接続されている。発振ト
ランス１７の一次巻線１７ａの中点は、インダクタＬを
介して調光回路１４の出力端に接続されている。また、
発振トランス１７の帰還巻線１７ｃの両端がトランジス
タＱａ，Ｑｂのベースに接続され、さらに抵抗Ｒａ，Ｒ
ｂを介してインダクタＬに接続されている。Ｃｂは、ト
ランジスタＱａとＱｂのコレクタを結ぶ線路に設けたコ
ンデンサである。また、Ｄは、フライホイールダイオー
ドである。この高圧発生回路１３は、電源投入とともに
インダクタＬに直流電圧が印加されたときに、トランジ
スタＱａ，Ｑｂが交互に導通と遮断を繰り返す。そし
て、自励発振の開始とともにトランジスタＱａ，Ｑｂの
コレクタに正弦波状電流が流れ、発振トランス１７の二
次巻線１７ｂに発生する高圧が蛍光ランプ１２に印加さ
れ、蛍光ランプ１２が点灯する。

【００１３】調光回路１４は、直流１２Ｖ程度の電源電
圧Ｖｂを出力する直流電源（図示せず）に接続されてお
り、高圧発生回路１３内の発振トランス１７近くに配設
した温度ヒューズ１８を通った電源電流が、スイッチン
グトランジスタＱｓにより制御される。スイッチングト
ランジスタＱｓは、エミッタに直流電圧が印加され、コ
レクタがインダクタＬの入力端に接続されている。高圧
発生回路１３に供給する電力は、スイッチングトランジ
スタＱｓのベース電流を断続することにより可変制御さ
れ、このスイッチングトランジスタＱｓのデューティ
（導通期間）に応じて蛍光ランプ１２に流れるランプ電
流が可変されることになる。なお、スイッチングトラン
ジスタＱｓのスイッチング動作を確実なものとするた
め、スイッチングトランジスタＱｓが遮断状態に切り替
わったときにそのベースをコレクタ側に短絡するトラン
ジスタＱｃが付設してある。平滑コンデンサＣ１，Ｃ２
は、外乱抑圧とスイッチングリップルの電源側への影響
を軽減する働きをする。

【００１４】調光制御回路１５は、調光回路１４内のス
イッチングトランジスタＱｓを指定輝度に応じてパルス
幅変調制御するＰＷＭ制御用ＩＣ１９を内蔵しており、
ランプ電流検出抵抗Ｒｄに生じた電圧Ｖｄがダイオード
Ｄ１と抵抗Ｒ１を介してＰＷＭ制御用ＩＣ１９の１番ピ
ンに帰還入力される。ＰＷＭ制御用ＩＣ１９は、検出さ
れたランプ電流に応じたパルス幅変調出力を４番ピンか
ら前記スイッチングトランジスタＱｓのベースに印加す
るが、１番ピンへの帰還入力路には、後述する低温時輝
度補償電圧Ｖｈを含む調光電圧Ｖｃを加算するための演
算増幅器２０の出力端子が、抵抗Ｒ５を介して接続して
ある。

【００１５】すなわち、ＰＷＭ制御用ＩＣ１９への実質
的な帰還電圧Ｖｆは、ランプ電流の外に調光電圧Ｖｃに
よっても可変され、この帰還電圧Ｖｆに応じたデューテ
ィサイクルでもって調光回路１４内のスイッチングトラ
ンジスタＱｓがパルス幅変調制御される。なお、調光電
圧Ｖｃに対しては、後述するごとく低温時輝度補償電圧
Ｖｈが加算されるが、ここでは説明の便宜上省略してあ
る。また、ＰＷＭ制御用ＩＣ１９の６番ピンと３番ピン
には、消・点灯指令に合わせてベース電流をオンオフさ
れるトランジスタＱｏのコレクタとエミッタがそれぞれ
接続してあり、トランジスタＱｏが導通することでＰＷ
Ｍ制御用ＩＣ１９は動作停止する。

【００１６】低温時輝度補償回路１６は、調光制御回路
１５と同じ基板上に設けられており、電源投入を受けて
計時動作を開始し、所定周期のクロックを一定数計数し
た時点で設定時刻到来信号を出力するタイマＩＣ２１を
有する。また、蛍光ランプ１２の周囲温度を検出する温
度センサとして２個の感温素子２２，２３を有してお
り、これらの感温素子２２，２３の出力に応じて時定数
回路２４や充・放電回路２５或いはトリガ回路２６等が
作動する。時定数回路２４は、一方の感温素子２２の出
力を受け、周囲温度が低温であるほどタイマＩＣ２１の
クロックを長周期とする働きをする。また、充・放電回
路２５は、他方の感温素子２３が検出した周囲温度が指
定温度よりも低いときに、タイマＩＣ２１が設定時刻到
来信号を出力するまで所定の充電電圧を維持するととも
に、設定時刻到来信号を受けて放電し、充・放電電圧を
低温時輝度補償電圧Ｖｈとして前記演算増幅器２０に送
り込み、調光電圧Ｖｃに加算する働きをする。トリガ回
路２６は、感温素子２３の検出温度に応じて充・放電回
路２５をトリガする働きをする。

【００１７】感温素子２２，２３は、いずれも周囲温度
に対して負性抵抗を示すサーミスタからなり、一方の感
温素子２２は、コンデンサＣｔとともにタイマＩＣ２１
のクロック周期を決定する発振回路の時定数回路２４を
形成している。このため、周囲温度が低いほどタイマＩ
Ｃ２１のクロック周期は大となり、それに比例してタイ
マ時間も延長される。実施例の場合、タイマ時間は、そ
のときの周囲温度で例えば７ｍＡのランプ電流を通電し
たときに５０％輝度が得られるまでの時間に設定され
る。また、他方の温度検出素子２３は、トリガ回路２６
内のコンパレータ２７の反転入力端子と電圧Ｖｂの電源
との間に接続されており、コンパレータ２７の非反転入
力端子には、電源電圧Ｖｂを抵抗Ｒ６，Ｒ７により分圧
して得られる基準電圧が印加されているため、抵抗比Ｒ
８／Ｒ８＋Ｒ２３が、抵抗比Ｒ７／Ｒ６＋Ｒ７よりも小
となったときに、コンパレータ２７の出力がハイレベル
に極性反転する。コンパレータ２７の出力端子には、２
個の逆流防止ダイオードＤ２，Ｄ３を内蔵するダイオー
ドスイッチ２８が接続してあり、コンパレータ２７とダ
イオードスイッチ２８がトリガ回路２６を構成してい
る。

【００１８】ダイオードスイッチ２８内の２個のダイオ
ードＤ２，Ｄ３は、互いのアノードを接続してあり、一
方のダイオードＤ２のカソードがコンパレータ２７の出
力端子に、また他方のダイオードＤ３のカソードが補償
用コンデンサＣｈを介して接地されている。さらに、ダ
イオードＤ２，Ｄ３の接続点は、抵抗Ｒ９を介してタイ
マＩＣ２１の出力端子６番ピンに接続されており、また
ダイオードＤ３に並列の抵抗Ｒ１０を介して補償用コン
デンサＣｈの陽極側に接続される一方、ツェナーダイオ
ードＤ４を介して補償用コンデンサＣｈの陰極側に接続
されている。ツェナーダイオードＤ４は、補償用コンデ
ンサＣｈの充電電圧をツェナー電圧Ｖｚに制限するため
の素子であり、補償用コンデンサＣｈの充電電圧が、低
温時輝度補償電圧Ｖｈとして抵抗Ｒ１１と逆流防止ダイ
オードＤ５を介して調光制御回路１５の演算増幅器２０
の反転入力端子に供給される。このため、ＰＷＭ制御用
ＩＣ１９への実質的な帰還電圧Ｖｆは、調光電圧Ｖｃに
低温時輝度補償電圧Ｖｈが加算されることになる。

【００１９】ここで、液晶表示パネルの周囲温度が指定
温度を割り込んでいるときに、放電灯点灯装置１１を起
動して蛍光ランプ１２を点灯したとする。このとき、低
温時輝度補償器１６内の感温素子２２，２３は、いずれ
も指定温度に対応する抵抗値よりも大きな抵抗値を示
す。このため、コンパレータ２７の出力はハイレベルで
あり、ダイオードスイッチ２８内のダイオードＤ２は非
導通とされる。その結果、補償用コンデンサＣｈは、抵
抗Ｒ９とダイオードスイッチ２８内の他方のダイオード
Ｄ３を介して充電される。ただし、補償用コンデンサＣ
ｈの充電電圧は、ツェナーダイオードＤ４の働きによっ
てツェナー電圧Ｖｚに制限される。これは、ツェナー電
圧Ｖｚを越えて補償用コンデンサＣｈが充電されようと
したときに、ツェナーダイオードＤ４が降伏してそれ以
上の充電を規制するからである。

【００２０】一方、タイマＩＣ２１は、電源投入直後か
ら計時動作を開始しており、そのクロック周期もまた周
囲温度の関数となる。すなわち、タイマＩＣ２１の発振
周期を決定する時定数回路２４を構成する感温素子２２
の抵抗値が、周囲温度に対応して設定されるために、周
囲温度が低いほどクロック周期が大となり、タイマ時間
も延長されることになる。周囲温度とタイマ時間は、ほ
ぼ反比例関係にあると考えてよく、ここで仮に周囲温度
が摂氏−１０度である場合を想定したときに、図４に示
したように、電源投入直後から時間にして６０秒が経過
するまで、すなわち摂氏−１０度において７ｍＡのラン
プ電流によって５０％輝度が得られるまでの時間が経過
するまで、タイマＩＣ２１が計時動作を持続し、補償用
コンデンサＣｈの端子電圧はツェナー電圧Ｖｚに保たれ
る。なお、タイマＩＣ２１は、例えば松下電子工業製の
ＡＮ６７８３が好適である。

【００２１】こうして、タイマ時間が経過し、タイマＩ
Ｃ２１の出力端子６番ピンがグランドレベルに落ちて設
定時刻到来が告げられると、補償用コンデンサＣｈに充
電された電荷が抵抗Ｒ１０，Ｒ９を介して放電する。そ
の結果、調光制御回路１５内で調光電圧Ｖｃに加算され
る低温時輝度補償電圧Ｖｈは指数関数的に減少し、約５
４０秒経過後に零に落ち着く。従って、低温時輝度補償
器１６による輝度補償効果は時間の経過とともに徐々に
薄れる。このため、低温時輝度補償効果が急激に消滅
し、それに伴う輝度低下が不自然な印象を与えるといっ
たことはない。

【００２２】なお、高圧発生回路１３内には、発振トラ
ンス１７の近傍に調光回路１４に通ずる温度ヒューズ１
８が配設してあるため、万一タイマＩＣ２１や感温素子
２２，２３の異常等が原因で過電流が流れ続けた場合で
も、発振トランス１７の放熱によって温度ヒューズ１８
が熔断する。このため、その時点で回路全体への給電が
停止し、熱破壊から保護される。また、電源投入直後の
周囲温度が指定温度以上である場合は、コンパレータ２
７の出力はロウレベルであり、従ってダイオードスイッ
チ２８内のダイオードＤ２は導通状態にある。このた
め、補償用コンデンサＣｈに対する充電は行われず、低
温時輝度補償電圧Ｖｈもまた零である。

【００２３】上記のごとく、放電灯点灯装置１１は、蛍
光ランプ１２の周囲温度が指定温度よりも低下したとき
に、低温時輝度補償器１６が周囲温度に応じた期間だけ
持続して最後に指数関数的に減衰する低温時輝度補償電
圧Ｖｈを、調光制御回路１５内で調光電圧Ｖｃに加算
し、調光回路１４内のスイッチングトランジスタＱｓの
デューティを増大させることにより、調光回路１４から
高圧発生回路１３に与える電力を増大させ、蛍光ランプ
１２の輝度低下を補償することができる。また、放電灯
点灯装置１１は、点灯初期に周囲温度が低いために十分
なランプ輝度が得られない場合等に、強制的に蛍光ラン
プ１２の周囲を加熱して水銀蒸気圧を高めるのではな
く、水銀蒸気圧は低いままでランプ電流を強制的に増大
させることで、低温時ほど顕在化するランプ特性のバラ
ツキに関係なく確実に点灯開始させることができ、同時
にまた輝度低下を良好に補償することができる。またヒ
ータ式の放電灯点灯装置５と異なり、蛍光ランプ１２に
電力を直接追加する方式であるため、輝度向上と自己発
熱によるランプ温度上昇の相乗効果により、優れた立ち
上がり特性並びに高い電力利用効率が得られる。また、
ヒータ式に比べて小型化並びに低コスト化が容易であ
り、さらに低温時輝度補償器１６を調光制御回路１５に
一体化してあるため、より一層の小型化或いは低コスト
化が可能であり、また一部のヒータ式のごとく放電灯が
発する光をヒータが遮ることもないため、光の利用効率
を不要に損なうこともない。

【００２４】また、低温時輝度補償器１６が、電源投入
直後から一定期間は一定電力を追加供給することによ
り、蛍光ランプ１２の輝度を強制的に高め、自己発熱に
よる周囲温度の上昇を見計らって、供給電力を徐々に減
衰させることで、輝度の急激な変化を抑制し、違和感の
ない輝度補償が可能である。

【００２５】なお、上記実施例では、低温時温度補償器
１６をハードウェアで構成したが、液晶表示パネルの回
路等を統括するマイクロコンピュータ内のＣＰＵ（図示
せず）に図５に示したように、ソフトウェアとして組み
込むこともできる。

【００２６】図５に示すソフトウェアは、まず、判断ス
テップ（１０１）において、周囲温度Ｔａを指定温度Ｔ
ｃと比較する。ただし、この指定温度Ｔｃは、定格ラン
プ電流で起動した蛍光ランプ１２が起動後１分後に５０
％輝度に達する周囲温度を指し、蛍光ランプ１２の種類
によって異なるため、蛍光ランプ１２の種類に合わせて
設定する必要があるが、実施例では既に触れたように摂
氏８度が用いられる。判断ステップ（１０１）におい
て、周囲温度Ｔａが指定温度Ｔｃ以上であることが分か
った場合は、ステップ（１０２）において定格ランプ電
流を通電するため、低温時温度補償は実行しない。

【００２７】一方、判断ステップ（１０１）において、
周囲温度Ｔａが指定温度Ｔｃに満たないことが分かった
場合は、ステップ（１０３）において、ランプ電流を増
大させるようＰＷＭ制御用ＩＣ１９のデューティを切り
替える。このとき、続く判断ステップ（１０４）におい
て、周囲温度Ｔａに対応する時間が経過したかどうかを
監視し、時間経過とともにステップ（１０５）におい
て、ランプ電流を徐々に低減させるようＰＷＭ制御用Ｉ
Ｃ１９のデューティを切り替える。

【００２８】さらにまた、上記実施例では、低温時輝度
補償器１６の動作時間を、周囲温度に逆行してタイマ時
間が延びるタイマＩＣ２１によって規定することによ
り、周囲温度が低くなるほど低下する蛍光ランプ１２の
輝度を補償する構成としたが、図６に示した放電灯点灯
装置３１のごとく、周囲温度が低くなるほどランプ電流
が大きくなるような補償を行う低温時輝度補償器３６を
用いることもできる。

【００２９】この実施例では、タイマＩＣ２１のクロッ
ク周期を周囲温度に応じて可変していた感温素子２２を
抵抗Ｒ１２に置き換え、クロック周期を固定してある。
このため、タイマＩＣ２１は、周囲温度に関係なく電源
投入後一定時間が経過した時点で設定時刻到来信号を出
力する。また、補償用コンデンサＣｈの端子電圧を規制
するツェナーダイオードＤ６としてツェナー電圧が外部
から可変設定できる３端子型の素子、例えばプログラマ
ブル・シャント・レギュレータＴＬ４３１を用い、実質
的なツェナー電圧を設定するためのリファレンス端子
を、ツェナーダイオードＤ６に並列接続した感温素子３
４と抵抗Ｒ１３の接続点に接続してある。ダイオードＤ
６のアノードにかかる最大電圧すなわち実質的なツェナ
ー電圧ＶＺは、周囲温度に応じて変化する感温素子３４
の抵抗Ｒ３４と抵抗Ｒ１３とにより電圧ＶＺを分圧して
得られる電圧Ｒ１３ＶＺ／Ｒ１３＋Ｒ３４と、ツェナー
ダイオードＤ６が内蔵する基準ツェナー電圧Ｖｚを等し
いとみなすことで、 ＶＺ＝｛１＋（Ｒ３４／Ｒ１３）｝Ｖｚ として求まり、実質的なツェナー電圧ＶＺすなわち補償
用コンデンサＣｈが保持する低温時輝度補償電圧Ｖｈ
が、周囲温度の低下とともに増大すること、すなわち周
囲温度にほぼ反比例して実質的なツェナー電圧ＶＺが変
化する。

【００３０】このため、電源投入後の蛍光ランプ１２の
ランプ電流は、図７に示したように、周囲温度が低いほ
ど大きく、タイマＩＣ２１が一定時間を計時した時点
で、いずれのケースも５０％輝度に達し、その後はラン
プ電流が指数関数的に減衰し、定格電流に落ち着く。こ
のため、ランプ電流の補償期間を長期化することなく短
期間で効果的な輝度補償が可能であり、また前記実施例
と同様、設定時刻が到来した後は、輝度補償の効果を徐
々に減衰させることができるため、放電灯の輝度が急変
することによってユーザに及ぼす違和感を解消すること
ができる。

【００３１】また、上記の実施例では、低温時温度補償
器３６をハードウェアで構成したが、液晶表示パネルの
回路等を統括するマイクロコンピュータ内のＣＰＵに図
８に示したように、ソフトウェアとして組み込むことも
できる。

【００３２】図８に示すソフトウェアは、まず、判断ス
テップ（２０１）において、周囲温度Ｔａを指定温度Ｔ
ｃと比較する。そして、判断ステップ（１０１）におい
て、周囲温度Ｔａが指定温度Ｔｃ以上であることが分か
った場合は、ステップ（２０２）において定格ランプ電
流を通電するため、低温時温度補償は実行しない。一
方、判断ステップ（２０１）において、周囲温度Ｔａが
指定温度Ｔｃに満たないことが分かった場合は、ステッ
プ（２０３）において、ランプ電流を増大させるようＰ
ＷＭ制御用ＩＣ１９のデューティを切り替える。このと
き、続く判断ステップ（２０４）において、所定の時間
例えば６０秒が経過したかどうかを監視し、時間経過と
ともにステップ（２０５）において、ランプ電流を低減
させるよう、ＰＷＭ制御用ＩＣ１９のデューティを制御
する。

【００３３】なお、上記各実施例では、指定温度に満た
ない周囲温度に対しては、周囲温度に応じて補償経過を
変えるようにしたが、例えば図１に示した実施例におい
て感温素子２２を固定抵抗に置き換えることにより、タ
イマＩＣ２１の設定時刻を固定し、周囲温度が指定温度
に満たない場合は、すべて一律に一定のランプ電流を一
定期間に亙って通電し、その後に放電する補償経過をも
って輝度補償する構成とすることもできる。

【００３４】また、上記各実施例において、使用する蛍
光ランプ１２は、管径３ｍｍのものに限らず、他の管径
のものでもよく、また定格ランプ電流も４ｍＡに限定さ
れることはない。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、この発明は、放電
灯の周囲温度が指定温度以下に低下したときに、電力供
給手段が放電灯に供給する電力を低温時輝度補償器が増
大させ、低温時における放電灯の輝度低下を補償する構
成としたから、周囲温度が低いほど電源投入直後から長
い期間に亙って一定の増大した調光電圧を維持させ、点
灯初期に周囲温度が低いために十分なランプ輝度が得ら
れない場合等に、強制的に放電灯の周囲を加熱して水銀
蒸気圧を高めるのではなく、水銀蒸気圧は低いままでラ
ンプ電流を強制的に増大させることで、低温時ほど顕在
化するランプ特性のバラツキに関係なく低温時でも確実
に点灯開始させることができ、同時にまた輝度低下を良
好に補償することができ、またヒータ式の放電灯点灯装
置と異なり、放電灯に電力を直接追加する方式であるた
め、輝度向上と自己発熱によるランプ温度上昇の相乗効
果により、優れた立ち上がり特性並びに高い電力利用効
率が得られ、またヒータ式に比べて小型化並びに低コス
ト化が容易であり、さらに低温時輝度補償器と点灯回路
の一体化を図ることで、より一層の小型化或いは低コス
ト化が可能であり、また一部のヒータ式のごとく放電灯
が発する光をヒータが遮ることもないため、光の利用効
率を不要に損なうこともない等の優れた効果を奏する。

【００３６】また、この発明は、低温時輝度補償器を、
電源投入を受けて計時動作を開始し、周囲温度が低温に
なるほど設定時刻到来信号の出力を遅延するタイマ手段
と、該タイマ手段が前記設定時刻到来信号を出力するま
で前記放電灯に対しほぼ一定の電力を供給し、該時刻到
来信号の出力を受けて該供給電力を減衰させる供給電力
制御手段等から構成したから、放電灯の周囲温度が指定
温度以下である場合に、電源投入直後から一定期間は一
定電力を追加供給することにより、放電灯の輝度を強制
的に高め、自己発熱による周囲温度の上昇を見計らっ
て、供給電力を徐々に減衰させることで、輝度の急激な
変化を抑制し、違和感のない輝度補償が可能である等の
効果を奏する。

【００３７】また、この発明は、周囲温度が低温である
ほどタイマ回路の設定時刻到来信号の出力を遅延し、放
電灯の周囲温度が輝度補償を必要とする最低温度以下で
ある場合に、充・放電回路が前記設定時刻到来信号の出
力時点まで所定の充電電圧を維持するとともに、前記設
定時刻到来信号を受けて放電し、該充・放電電圧に応じ
て前記調光制御回路による制御デューティを可変する構
成としたから、放電灯の周囲温度が低いほど輝度補償期
間を延長し、ランプ電流の補償期間を長期化することで
周囲温度に適応した電力供給が可能であり、また設定時
刻が到来した後は、輝度補償の効果を徐々に減衰させる
ことができるため、放電灯の輝度が急変することによっ
てユーザに及ぼす違和感を解消することができる等の効
果を奏する。

【００３８】さらにまた、この発明は、電源投入後に一
定時間が経過してタイマ回路が設定時刻到来信号を出力
するまで、充・放電回路が周囲温度が低いほど増大する
充電電圧を維持するとともに、設定時刻到来信号を受け
て放電し、該充・放電電圧に応じて前記調光制御回路に
よる制御デューティを可変する構成としたから、放電灯
の周囲温度が低いほど供給電力を高め、ランプ電流の補
償期間を長期化することなく短期間で効果的な輝度補償
が可能であり、また設定時刻が到来した後は、輝度補償
の効果を徐々に減衰させることができるため、放電灯の
輝度が急変することによってユーザに及ぼす違和感を解
消することができる等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の放電灯点灯装置の一実施例を示す回
路図である。

【図２】図１に示した蛍光ランプのランプ電流−輝度特
性図である。

【図３】図１に示した蛍光ランプの周囲温度−輝度・放
電特性図である。

【図４】図１に示した蛍光ランプの電源投入後のランプ
電流の時間的変化を示す図である。

【図５】図１に示した低温時輝度補償器と等価な機能を
有するソフトウェアの一実施例を示すフローチャートで
ある。

【図６】この発明の放電灯点灯装置の他の実施例を示す
回路図である。

【図７】図６に示した蛍光ランプの電源投入後のランプ
電流の時間的変化を示す図である。

【図８】図６に示した低温時輝度補償器と等価な機能を
有するソフトウェアの一実施例を示すフローチャートで
ある。

【図９】従来の放電灯点灯装置を適用した液晶ディスプ
レイのバックライトユニットの一例を示す分解斜視図で
ある。

【符号の説明】

１１，３１ 放電灯点灯装置 １２ 蛍光ランプ １３ 高圧発生回路 １４ 調光回路（供給電力制御手段） １５ 調光制御回路 １６，３６ 低温時輝度補償器 １９ ＰＷＭ制御用ＩＣ ２０ 演算増幅器 ２１ タイマＩＣ（タイマ手段） ２２，２３，３４ 感温素子（温度センサ） ２４ 時定数回路（クロック周期可変手段） ２５ 充・放電回路 ２６ トリガ回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 古田 寛 東京都中野区中央１−26−７入一通信工業 株式会社内 (72)発明者 小澤 孝之 東京都中野区中央１−26−７入一通信工業 株式会社内 (72)発明者 金子 武 東京都中野区中央１−26−７入一通信工業 株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ランプ電流を通電されて高周波点灯する
   放電灯と、該放電灯に可変電力を供給する電力供給手段
   と、前記放電灯の周囲温度を検出する温度センサと、該
   温度センサの出力を受けて動作し、前記周囲温度が輝度
   補償を必要とする指定温度よりも低いときに前記電力供
   給手段の供給電力を増大し、前記放電灯の輝度低下を補
   償する低温時輝度補償器を具備することを特徴とする放
   電灯点灯装置。
2. 【請求項２】 前記低温時輝度補償器は、電源投入を受
   けて計時動作を開始し、所定時間が経過したときに設定
   時刻到来信号を出力するタイマ手段と、前記温度センサ
   の出力を受けて動作し、前記周囲温度が指定温度よりも
   低いときに、前記タイマ手段が前記設定時刻到来信号を
   出力するまで前記放電灯に対しほぼ一定の電力を供給
   し、該設定時刻到来信号の出力を受けて該供給電力を減
   衰させる供給電力制御手段を具備することを特徴とする
   請求項１記載の放電灯点灯装置。
3. 【請求項３】 ランプ電流を通電されて高周波点灯する
   放電灯と、該放電灯を高周波点灯する高圧発生回路と、
   該高圧発生回路に可変電力を供給する調光回路と、該調
   光回路が前記高圧発生回路に供給する電力をデューティ
   制御する調光制御回路と、電源投入を受けて計時動作を
   開始し、所定周期のクロックを一定数計数した時点で設
   定時刻到来信号を出力するタイマ回路と、前記放電灯の
   周囲温度を検出する温度センサと、該温度センサの出力
   を受け、前記周囲温度が低温であるほど前記タイマ回路
   のクロックを長周期とするクロック周期可変手段と、前
   記温度センサが検出した周囲温度が輝度補償を必要とす
   る指定温度よりも低い場合に、前記タイマ回路が前記設
   定時刻到来信号を出力するまで所定の充電電圧を維持す
   るとともに、前記設定時刻到来信号を受けて放電し、該
   充・放電電圧に応じて前記調光制御回路による制御デュ
   ーティを可変する充・放電回路を具備することを特徴と
   する放電灯点灯装置。
4. 【請求項４】 ランプ電流を通電されて高周波点灯する
   放電灯と、該放電灯を高周波点灯する高圧発生回路と、
   該高圧発生回路に可変電力を供給する調光回路と、該調
   光回路が前記高圧発生回路に供給する電力をデューティ
   制御する調光制御回路と、電源投入を受けて計時動作を
   開始し、一定時間が経過した時点で設定時刻到来信号を
   出力するタイマ回路と、放電灯の周囲温度を検出する温
   度センサと、該温度センサが検出した周囲温度が輝度補
   償を必要とする指定温度よりも低い場合に、前記タイマ
   回路が前記設定時刻到来信号を出力するまで前記周囲温
   度が低温であるほど充電電圧を高く維持するとともに、
   前記設定時刻到来信号を受けて放電し、該充・放電電圧
   に応じて前記調光制御回路による制御デューティを可変
   する充・放電回路を具備することを特徴とする放電灯点
   灯装置。