放電灯点灯装置、バックライト装置
【課題】液晶表示装置の蛍光ランプを点灯させるインバータ回路で電源変動に起因するちらつきを除去する制御を確実に行う。液晶表示装置の画像表示性能を損なわずに安価で高効率な放電灯点灯装置を提供する。
【解決手段】平滑回路の出力ＶＤＣを入力して放電ランプＬａｍｐ１を駆動するインバータ回路ＨＢ１と、周期的にランプ点灯状態とランプ消灯または調光状態を繰り返すタイミング信号を与える点灯制御器Ｄｉｍと、平滑回路の出力電圧ＶＤＣを検知して光出力を所望の値に制御するフィードフォワード制御回路ＦＦ１と、フィードフォワード制御回路ＦＦ１の制御利得または制御目標値を切り替える制御変更手段ＦＣ１を備え、制御変更手段ＦＣ１は点灯制御器Ｄｉｍの出力信号または放電ランプＬａｍｐ１の点灯状態に応じてフィードフォワード制御回路ＦＦ１を設定変更する。
【解決手段】平滑回路の出力ＶＤＣを入力して放電ランプＬａｍｐ１を駆動するインバータ回路ＨＢ１と、周期的にランプ点灯状態とランプ消灯または調光状態を繰り返すタイミング信号を与える点灯制御器Ｄｉｍと、平滑回路の出力電圧ＶＤＣを検知して光出力を所望の値に制御するフィードフォワード制御回路ＦＦ１と、フィードフォワード制御回路ＦＦ１の制御利得または制御目標値を切り替える制御変更手段ＦＣ１を備え、制御変更手段ＦＣ１は点灯制御器Ｄｉｍの出力信号または放電ランプＬａｍｐ１の点灯状態に応じてフィードフォワード制御回路ＦＦ１を設定変更する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液晶表示装置などに用いられる蛍光ランプの点灯回路に関し、特に光のちらつき低減と回路の効率改善に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は一般的に冷陰極ランプなど蛍光ランプを複数点灯させたバックライト装置の光を用いて画像表示を行っている。そして蛍光ランプの点灯回路にはインバータ回路が一般的に用いられる。高周波でランプを点灯させることによりランプ発光効率が向上し、トランスなど電子部品の小型化が可能となっている。
【０００３】
しかし、液晶表示装置においては普及に伴い更なる機器の高効率化が求められており、液晶表示装置の大部分の電力を消費するバックライト装置において高効率化は重要な課題となっている。この要請に応えるために放電灯点灯回路においては、ゼロ電圧スイッチングなどのソフトスイッチング手法を採用することでインバータ回路のスイッチング損失を低減したり、インバータ回路に入力する直流電源を高電圧化して昇圧トランスのロスを低減することが提案されている。
【０００４】
しかしながら、バックライト装置の点灯回路の電力変換効率は、一般照明用の点灯回路と比べると低いものとなる。その理由は、一般照明用の点灯回路よりもちらつきを抑えるための電源の安定化を必要とすることと、ノイズや安全性の観点から絶縁回路が必要だからである。
【０００５】
ちらつきに関しては、液晶表示装置をテレビのように動画表示に利用した場合は画像が随時更新されるので目立たないが、静止画の表示などを行った場合は、光源である蛍光ランプのちらつきがそのまま画面のちらつきとなって現れるので、問題である。
【０００６】
さらにちらつきが問題となりやすい理由としては、液晶表示パネルの画像更新周波数との干渉が挙げられる。これは、商用電源の周波数が５０Ｈｚか６０Ｈｚであるのに対し、画像更新周波数もそれと近い周波数（６０Ｈｚから１２０Ｈｚ）であるため、光変動の周波数干渉が起こりやすいのである。
【０００７】
たとえば、商用電源５０Ｈｚによってインバータの入力の直流電圧に１００Ｈｚのリップル電圧が生じているとする。このリップル電圧を除去せずにインバータ回路でランプを点灯させると光に１００Ｈｚの周波数成分で変動が生じる。一般照明用のインバータ回路のリップル電圧のレベルは１０％以下である。この光を直視してもちらつきはほとんど感じない。これは光変化の周波数が１００Ｈｚと高いからである。
【０００８】
しかし液晶フィルタを通過した光ではちらつきが発生する。つまり液晶フィルタで１００Ｈｚの光を画像更新周波数６０Ｈｚで変調すると、光には１００Ｈｚと６０Ｈｚの周波数成分の変動が混在し、その周波数差成分１００Ｈｚ−６０Ｈｚ＝４０Ｈｚが生じてしまう。これがちらつきとして感じられるのである。個人差はあるが、光変動の周波数が５０Ｈｚ以下となると数％程度の変動があってもちらつきは感じることとなる。よって、リップル電圧１０％のちらつきは周波数が４０Ｈｚともなると大きいちらつきとなるのである。
【０００９】
そこで一般的な液晶表示装置では、商用電源に起因する直流電源のリップル電圧を除去する安定化電源回路を備えている。その回路損失が発生するため、光への変換効率が低下するのである。
【００１０】
点灯回路の効率改善とちらつきの低減を両立する方法として考えられるのは、インバータ回路に電源リップル除去機能を付加するということである。たとえばランプ電流をフィードバック制御すればよい。フィードバック制御を行えばランプ電流は略一定となり、リップル電圧による光の変動を除去できる。
【００１１】
しかし実際には絶縁機能もインバータ回路に必要となるので、フィードバック制御は容易ではない。なぜならランプ電流は絶縁された２次側回路での検出となり、これを非絶縁である１次側スイッチング回路ヘ伝達する必要があり、その伝達回路を含めたフィードバック制御設計が困難だからである。
【００１２】
そこで、もうひとつの手法として、フィードフォワード制御を行うことが考えられる。つまり、リップル電圧に応じてインバータ出力を増減させれば、その制御回路は非絶縁の１次側で構成することができるので、絶縁回路の設計は容易である。また、リップル電圧は比較的安定に発生するので、フィードフォワード制御には適している。
【００１３】
この放電灯点灯装置のフィードフォワード制御についても従来から様々な手法が提案されている。例えば、特許文献１（特開２００２−３３０５９１号公報）では、インバータの入力電圧を検知し、電圧変動によるランプ電流変化を抑制するように、スイッチの駆動周波数またはスイッチオン時間比を変化させる技術が提案されている。
【特許文献１】特開２００２−３３０５９１号公報
【特許文献２】特開平７−２７２８８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
従来のフィードフォワード制御技術を用いた場合、液晶表示装置の画像表現が低下してしまう問題がある。従来技術はランプを連続的に点灯する場合には問題ないが、液晶表示装置で用いられるランプの点灯制御（バースト調光制御）のように点滅を繰り返す調光においてはちらつきが発生するのである。
【００１５】
液晶表示装置には、一般的に冷陰極ランプなど放電ランプを点灯させて画像を表示させている。その放電ランプの調光の方法としては、ランプの点灯・消灯を周期的に繰り返してその時間比率を可変する調光手法（いわゆるバースト調光）が一般的に用いられている。
【００１６】
例えば、特許文献２（特開平７−２７２８８９号公報）では、蛍光ランプに高周波電圧を印加する期間と印加しない期間を周期的に繰り返すことで、蛍光ランプの調光を行っている。このような調光では、光出力が点灯と消灯の時間比率から求まるので、ランプ電流を連続的に可変する方式に比ベて、光出力が直線的に変化する特徴がある。また、点滅することで液晶表示装置の動画ボケを改善することができるという利点もある。すなわち液晶表示装置においては、ランプをインパルス発光させることで鮮明な画像が得られるのである。
【００１７】
従来技術では、ランプを急峻に点灯させたり消灯させたりすると、始動電圧が不安定となるという問題がある。これは、インバータ回路の始動時と点灯時で共振回路の特性が大きく異なることに起因する。一般的にインバータ回路では、ランプ電流の安定化と、ランプに高電圧を加えて始動させるためにＬＣ共振回路を用いている。ランプが点灯した状態では、ランプが負荷抵抗として存在するためＬＣ共振回路のＱは低い。通常この状態において最良の結果となるようにフィードフォワード制御回路のゲインは設定されている。
【００１８】
しかしランプが点灯していない状態では、負荷抵抗がない状態に等しいためＬＣ共振回路は高いＱとなっている。この状態では、インバータのスイッチング時間または動作周波数がわずかに変動してもランプ電圧が大きく変動する。したがって、フィードフォワードのゲインが高くなりすぎるので、電源リップルによりランプ始動電圧の変動が増加する。
【００１９】
ランプを連続的に点灯させる場合においては、始動は起動時のみであるからランプ始動電圧が多少変動しても、とくに問題は無い。しかし、バースト調光では、このランプ始動の電圧の変動により、ランプが始動するタイミングがばらつくのである。すなわち共振電圧が高いとランプは早く始動し、逆に共振電圧が低いとランプの始動は遅くなる。
【００２０】
ランプが早く始動すればランプ点灯時間が長くなり、ランプの光出力が多くなり、ランプが遅く始動すればランプ点灯時間が短くなり、ランプの光出力が少なくなるので、ちらつきが発生するのである。
【００２１】
本発明は、このような従来技術の課題を解決すベくなされたものであり、液晶表示装置の蛍光ランプを点灯させるインバータ回路で電源変動に起因するちらつきを除去する制御を確実に行うことにより、液晶表示装置の画像表示性能を損なわずに安価で高効率な放電灯点灯装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
請求項１の発明は、上記の課題を解決するために、図１に示すように、商用電源Ｖｉｎを整流する整流器ＤＢと、前記整流器ＤＢの出力を平滑する少なくとも１つの平滑回路（力率改善回路ＰＦＣ）と、前記平滑回路の出力ＶＤＣを入力して放電ランプＬａｍｐ１を駆動する点灯回路（インバータ回路ＨＢ１）と、前記点灯回路に周期的にランプ点灯状態とランプ消灯または調光状態を繰り返すタイミング信号を与える点灯制御器Ｄｉｍと、前記点灯回路の入力電圧ＶＤＣもしくは平滑回路の入力電圧を検知して点灯回路の出力を所望の値に制御するフィードフォワード制御回路ＦＦ１と、前記フィードフォワード制御回路ＦＦ１の制御利得または制御目標値を切り替える制御変更手段ＦＣ１を備え、前記制御変更手段ＦＣ１は前記点灯制御器Ｄｉｍの出力信号または放電ランプＬａｍｐ１の点灯状態に応じて前記フィードフォワード制御回路ＦＦ１を設定変更することを特徴とするものである。
【００２３】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記フィードフォワード制御回路ＦＦ１の設定変更は、放電ランプＬａｍｐ１の電力増加方向で、前記フィードフォワード制御回路ＦＦ１の制御利得を増加させることを特徴とする。
【００２４】
請求項３の発明は、請求項２の発明において、前記フィードフォワード制御回路ＦＦ１の出力する制御量は、前記点灯回路の発振周波数であることを特徴とする。
【００２５】
請求項４の発明は、請求項１〜３の発明において、前記制御変更手段ＦＣ１は、図１または図３に示すように、放電ランプＬａｍｐ１の電流に応じて動作することを特徴とする。
【００２６】
請求項５の発明は、請求項１〜３の発明において、前記制御変更手段ＦＣ１は、図５に示すように、放電ランプＬａｍｐ１の電圧に応じて動作することを特徴とする。
【００２７】
請求項６の発明は、請求項１〜３の発明において、前記制御変更手段ＦＣ１は、図７に示すように、前記点灯回路の入力電力に応じて動作することを特徴とする。
【００２８】
請求項７の発明は、請求項１〜３の発明において、前記制御変更手段ＦＣ１は、図８に示すように、タイマ回路Ｔｉｍ１を備え、前記点灯制御器Ｄｉｍの点灯タイミング信号を基準として、前記タイマ回路Ｔｉｍ１で設定された時間Ｔｄ後に前記フィードフォワード制御回路ＦＦ１の設定を変更することを特徴とする。
【００２９】
請求項８の発明は、請求項１〜３の発明において、前記制御変更手段ＦＣ１は、図１０に示すように、積分回路Ｉｎｔ１を備え、前記点灯制御器Ｄｉｍの点灯タイミング信号を基準として、前記積分回路Ｉｎｔ１は積分動作を開始し、その積分結果に応じて前記フィードフォワード制御回路ＦＦ１の設定を変更することを特徴とする。
【００３０】
請求項９の発明は、請求項１〜３の発明において、図１２に示すように、前記点灯回路（インバータ回路ＨＢ１）は、入力電流または入力電流に相当する電流を一定に制御するフィードバック制御回路ＦＢ１を備えることを特徴とする。
【００３１】
請求項１０の発明は、請求項９の発明において、図１２に示すように、前記制御変更手段ＦＣ１は、前記フィードバック制御回路ＦＢ１の状態変数Ｆｓ１に応じて動作することを特徴とする。
【００３２】
請求項１１の発明は、請求項１〜１０の発明において、前記フィードフォワード制御回路ＦＦ１は、商用電源周波数の２倍の周波数近傍で利得のピークを持つことを特徴とする。
【００３３】
請求項１２の発明は、請求項１〜１１のいずれかに記載の放電灯点灯装置と放電ランプを備えるバックライト装置である。
【発明の効果】
【００３４】
本発明による放電灯点灯装置は、放電ランプの供給電力を一定に制御するフィードフォワード制御回路に放電ランプの点灯状態によってゲインを可変する手段を設けたものであり、放電ランプの実際の点灯状態に応じてフィードフォワード制御を行うことにより、ランプが点灯している期間でフィードフォワード制御のゲインが正確に設定され、安定した点灯制御が行われる。よって、フィードフォワード制御がランプ始動電圧の制御ヘ影響を与えないようにすることが可能となり、電源リップルによるちらつきを抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
（実施形態１）
本発明の上記および他の目的、特徴および利点を明確にすベく、以下添付した図面を参照しながら、本発明の実施の形態につき詳細に説明する。
図１を参照すると、本発明の一実施の形態としての放電灯点灯回路が示されている。本放電灯点灯回路は、商用電源Ｖｉｎを整流する整流回路ＤＢとその出力を昇圧して平滑する力率改善回路ＰＦＣを有する。
【００３６】
力率改善回路ＰＦＣの構成は、周知の昇圧チョッパ回路であり、整流回路ＤＢの整流出力端に並列接続された小容量のコンデンサＣｓ２と、整流回路ＤＢの整流出力端に接続されたインダクタＬ１とスイッチング素子Ｑ３の直列回路と、スイッチング素子Ｑ３の両端にダイオードＤ１を介して並列接続された平滑用の電解コンデンサＣｓ１と、スイッチング素子Ｑ３を高周波でオン・オフ制御するための発振部ＯＳＣ４よりなる。その動作については周知であるので、詳しい説明は省略するが、スイッチング素子Ｑ３が商用周波数よりも高周波でオン・オフされることにより、商用電源Ｖｉｎからの入力電流の休止期間を少なくして、入力力率を改善するものである。平滑用の電解コンデンサＣｓ１には昇圧された直流電圧が充電されるが、商用電源Ｖｉｎの谷部ではコンデンサＣｓ１への充電エネルギーが不足することになるから、商用電源Ｖｉｎの２倍の周波数成分のリップル電圧が重畳することになる。商用電源Ｖｉｎが１００Ｖ、５０Ｈｚである場合には１００Ｈｚのリップル電圧が力率改善回路ＰＦＣの出力電圧ＶＤＣに重畳されていることになる。
【００３７】
力率改善回路ＰＦＣの出力電圧ＶＤＣは、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２の直列回路と、その駆動回路ＤＲＶと、キャパシタＣｄ１と絶縁トランスＴ１と、共振インダクタＬｒ１と共振キャパシタＣｒ１からなるハーフブリッジインバータ回路ＨＢ１に供給される。インバータ回路ＨＢ１により直流電圧ＶＤＣは高周波電圧に変換され、蛍光ランプＬａｍｐ１へ電力が供給される。
【００３８】
インバータ回路ＨＢ１はインダクタＬｒ１とキャパシタＣｒ１からなるＬＣ共振回路を備えており、ランプを始動させる際には、このＬＣ共振回路の共振周波数近傍でスイッチングを行い、ランプ始動に必要な電圧を発生させている。また、インバータ回路ＨＢ１の出力は電気的に絶縁されており、高周波電圧によるノイズ放射や漏れ電流を低減する機能を備えている。
【００３９】
インバータ回路ＨＢ１のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２は例えばＭＯＳＦＥＴよりなり、逆方向の並列ダイオードを内蔵している。スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２は高周波で交互にオン・オフされ、スイッチング素子Ｑ１がオン、スイッチング素子Ｑ２がオフのときは、直流電源ＶＤＣの正極→スイッチング素子Ｑ１→キャパシタＣｄ１→絶縁トランスＴ１の１次巻線→直流電圧ＶＤＣの負極の経路で電流が流れてキャパシタＣｄ１が充電され、スイッチング素子Ｑ１がオフ、スイッチング素子Ｑ２がオンのときは、キャパシタＣｄ１→スイッチング素子Ｑ２→絶縁トランスＴ１の１次巻線→キャパシタＣｄ１の経路で電流が流れてキャパシタＣｄ１が放電される。これにより、絶縁トランスＴ１は高周波電圧により励磁され、その２次巻線には昇圧された高周波電圧が発生する。この昇圧された高周波電圧は、共振インダクタＬｒ１と共振キャパシタＣｒ１の直列共振回路に印加されて、共振作用により更に昇圧されて、共振キャパシタＣｒ１の両端に得られた高周波の高電圧が放電ランプＬａｍｐ１の両端に印加される。ここで、放電ランプＬａｍｐ１は例えば冷陰極蛍光ランプ（ＣＣＦＬ）である。
【００４０】
スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の発振周波数は、通常、共振周波数よりも高い周波数に設定されており、発振周波数が高くなると放電ランプＬａｍｐ１の光出力が低下し、発振周波数が低くなると放電ランプＬａｍｐ１の光出力が増加する。
【００４１】
インバータ回路ＨＢ１は発振器ＯＳＣ１を備え、電流Ｉｏｓｃで設定された周波数となるように、インバータのスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２を駆動する信号を発生させている。発振器ＯＳＣ１には基準電圧源が内蔵されており、その基準電圧源から抵抗Ｒｆ１〜Ｒｆ３を介して流れ出る電流Ｉｏｓｃにより発振周波数が決定される。なお、電流Ｉｏｓｃが増えると周波数が高くなり、電流Ｉｏｓｃが少なくなると周波数が低くなる制御となっている。
【００４２】
本実施形態では、調光器Ｄｉｍにより発振器ＯＳＣ１の周波数が周期的に変更されている。すなわち、調光器ＤｉｍはトランジスタスイッチＱ１０をオン・オフ制御し、スイッチＱ１０がオンのときには抵抗Ｒｆ１に抵抗Ｒｆ２が並列接続されることにより、発振周波数を決める電流Ｉｏｓｃを増加させてインバータ回路ＨＢ１の発振周波数を高くしてランプを消灯させ、スイッチＱ１０がオフのときには電流Ｉｏｓｃを減少させてインバータの発振周波数を始動周波数としてランプを再始動させている。これにより、点灯期間と消灯期間とが交互に切り換わる点滅点灯を液晶表示装置の映像更新周期に同期した低い周波数（例えば、１２０Ｈｚ）で繰り返すように動作する。
【００４３】
そして、本発明に従って、抵抗Ｒａ１，Ｒａ２，Ｒａ３，Ｒｏ１，Ｒｆ３と、キャパシタＣａ１，Ｃａ２と、演算増幅器ＯＰ１と基準電圧Ｖｒｅｆ１からなるフィードフォワード制御回路ＦＦ１が設けられている。フィードフォワード制御回路ＦＦ１は、インバータ回路ＨＢ１の入力電圧に応じてインバータ回路ＨＢ１の発振周波数を制御する。
【００４４】
また、インバータ回路ＨＢ１の出力に接続された蛍光ランプＬａｍｐ１の一端には、フォトカプラＰＣ１の入力と分流抵抗Ｒｓ１の並列回路が直列に接続され、ランプ電流の発生有無を検出し、非絶縁側に信号を伝達している。トランジスタＱ９はフィードフォワード制御信号を切り替えるスイッチである。
【００４５】
ランプ電流Ｉｌａが発生するとフォトカプラＰＣ１の入力端子にランプ電流の一部が入力され、フォトカプラＰＣ１内の出力フォトトランジスタをオンさせる。トランジスタＱ９のベース端子は抵抗Ｒｂ１を介して直流電源Ｖｃｃに接続されており、フォトカプラＰＣ１の出力がオフのときは、トランジスタＱ９がオンするように設定されている。フォトカプラＰＣ１の出力がオンとなると、トランジスタＱ９のベース電流が無くなり、トランジスタＱ９はオフする。したがって、ランプ電流発生時にはトランジスタＱ９はオフし、ランプ電流がないときはトランジスタＱ９はオンとなる。
【００４６】
トランジスタＱ９がオンしているときは、フィードフォワード制御信号ＶＦＦ１を発振器ＯＳＣ１へ反映させないようにする。トランジスタＱ９がオフしているときは、フィードフォワード制御信号ＶＦＦ１を抵抗Ｒｏ１とＲｆ３を介して発振器ＯＳＣ１へ伝達させる。
【００４７】
図２は、各部の動作のタイミングを表すグラフである。図には上から、力率改善回路ＰＦＣの出力電圧ＶＤＣと、フィードフォワード制御回路出力ＶＦＦ１と、調光器Ｄｉｍの出力信号（トランジスタＱ１０の動作）と、ランプ電圧Ｖｌａと、ランプ電流Ｉｌａと、ランプ電流検出に応じて動作するトランジスタＱ９の動作と、インバータ回路ＨＢ１の発振器ＯＳＣ１の周波数設定値である電流Ｉｏｓｃが示されている。
【００４８】
力率改善回路ＰＦＣの出力電圧ＶＤＣは、図２のように周期的に電圧が変動する所謂リップル電圧を含む。力率改善回路ＰＦＣ内の平滑キャパシタＣｓ１の容量を大きくすればリップル電圧を小さく出来るが、リップル電圧をゼロとするのは力率改善回路の原理的に困難である。このリップル電圧によってランプなど負荷回路の電力変化が発生して問題となる。
【００４９】
したがって、別途ＤＣ−ＤＣコンバータなどで電圧を安定化する必要があるが、ＤＣ−ＤＣコンバータによる電力ロスが生じてしまう。そこで、インバータ回路ＨＢ１によってリップル電圧分を出力補正する制御を行うのである。フィードフォワード制御回路により、力率改善回路ＰＦＣの出力電圧ＶＤＣが高いときにはインバータ出力を少なくするように補正し、出力電圧ＶＤＣが低いときはインバータ出力を多くするように補正する。
【００５０】
図１の回路では、力率改善回路ＰＦＣの出力電圧ＶＤＣの電圧変動成分を精度良く選択するために、抵抗Ｒａ１〜Ｒａ３とキャパシタＣａ１によるハイパスフィルタを用いて、１００〜１２０Ｈｚのリップル電圧を検出している。つまり、前記フィードフォワード制御回路ＦＦ１は、商用電源周波数の２倍の周波数近傍で利得のピークを持つように設計されている。力率改善回路ＰＦＣの直流出力の平均電圧は安定に制御することが出来る。よって直流成分についてはフィードフォワード制御する必要はないので、リップル電圧成分のみ制御するようにしているのである。なお、力率改善回路ＰＦＣを備えていない場合には、直流成分もフィードフォワード制御することで、同様な制御結果を得ることは可能である。
【００５１】
また、演算増幅器ＯＰ１によって反転増幅を行い、フィードフォワード制御信号ＶＦＦ１を生成している。
【００５２】
ここで、抵抗Ｒａ１〜Ｒａ３とキャパシタＣａ１によるハイパスフィルタによって位相進みが発生する。この位相進みをそのまま制御に用いると新たな変動成分となるため、位相補正を行う必要がある。この補正については、フィードフォワード制御系全体の制御遅れ成分を考慮しながら、ローパスフィルタなどの遅れ成分を加え調整するが、この説明は省略する。
【００５３】
演算増幅器ＯＰ１の出力電圧であるフィードフォワード制御信号ＶＦＦ１は、抵抗Ｒｏ１とＲｆ３を介して発振器ＯＳＣ１の発振周波数制御用の電流Ｉｏｓｃを制御する。フィードフォワード制御信号ＶＦＦ１が高いと電流Ｉｏｓｃは減少し、フィードフォワード制御信号ＶＦＦ１が低いと電流Ｉｏｓｃは増加する。
【００５４】
そしてランプが点灯しているとき、電流Ｉｏｓｃが減少するとインバータ回路ＨＢ１の動作周波数が低くなり、ランプ電流を制限しているインダクタＬｒ１のインピーダンスが低下する。すなわちインバータ回路ＨＢ１の入力電圧が低くなったときは、インダクタＬｒ１のインピーダンスを低下させ、ランプ電流が減少しないような補正制御が行われる。一方、インバータ回路ＨＢ１の入力電圧が高くなったときは、周波数制御用の電流Ｉｏｓｃが増加し、インバータ回路ＨＢ１の動作周波数が高くなり、インダクタＬｒ１のインピーダンスが増加して、ランプ電流が増加しないような補正制御が行われる。
【００５５】
ところで、ランプは点滅点灯している。図２のランプ電圧Ｖｌａとランプ電流Ｉｌａはその状態を示している。時間ｔ１以前ではランプは消えており、ランプ電流Ｉｌａは発生していない。
【００５６】
時間ｔ１となると、調光信号ＤｉｍによりスイッチＱ１０がオフし、抵抗Ｒｆ２を流れていた電流が無くなり、電流Ｉｏｓｃが減少する。電流Ｉｏｓｃが減少すると、インバータの動作周波数は低くなり、ＬＣ共振周波数近傍でスイッチングが行われるので、ランプ電圧Ｖｌａが上昇し、ランプに高電圧が印加される。
【００５７】
ランプに高電圧が印加されると、時間ｔ２の時点でランプは始動して放電が開始され、ランプ電流Ｉｌａが発生する。インバータ回路ＨＢ１のインダクタＬｒ１のインピーダンスを利用してランプは安定点灯される。
【００５８】
時間ｔ３となると調光信号ＤｉｍはスイッチＱ１０をオンさせて、抵抗Ｒｆ２に再び電流を生じさせる。そして電流Ｉｏｓｃが増加してインバータ周波数が高くなり、インダクタＬｒ１のインピーダンスを増加させる。その結果ランプが消える。
【００５９】
その後、時間ｔ４で調光器Ｄｉｍは再びランプを始動させるタイミング信号を送出し、時間ｔ１〜ｔ３と同様な動作を繰り返す。この動作を繰り返すことによりランプは点滅点灯する。
【００６０】
時間ｔ１で調光器Ｄｉｍによってランプを始動させる状態となり、その後時間ｔ２でランプが点灯したとき、フォトカプラＰＣ１の出力はオンとなり、トランジスタＱ９はオフとなる。トランジスタＱ９がオフとなると、フィードフォワード制御信号ＶＦＦ１が抵抗Ｒｆ３を介して電流Ｉｏｓｃに反映されるようになる。
【００６１】
なお、フォトカプラＰＣ１とトランジスタＱ９によるランプ電流Ｉｌａの検出閾値は点灯時の１／２付近でも良いが、出来るだけ少ない電流で検出できるように設定する。そうすれば、始動の直後からフィードフォワード制御が行われるので、良好な制御特性が得られる。
【００６２】
上記のようにランプ点灯とともにフィードフォワード制御を行えば、フィードバック制御よりも精度よくリップル電圧補正を行える。すなわちフィードバック制御では、ランプ点灯の瞬間で制御目標値までの収束安定時間が必要であり、この収束安定までは制御は不安定となり、この時点においてリップル電圧の変動影響を受けてしまう。一方、フィードフォワード制御ではフィードバック制御のような応答時間がないため、ランプ点灯の瞬間から安定した制御結果を得ることが可能である。
【００６３】
また本例では、ランプの点灯期間以外はフィードフォワード制御が行われないので、ランプ消灯時の点灯回路の不安定動作を防止できる。すなわち、ちらつきとして問題となるのはランプが点灯している期間であるので、それ以外はフィードフォワード制御を解除すればよいのである。特にランプ始動にＬＣ共振回路の共振電圧を用いる場合には、フィードフォワード制御が行われるとランプ電圧が大きく変化する問題があるので効果がある。
【００６４】
本発明を用いれば、放電ランプを周期的に点滅させるバースト調光において、直流電源のリップル電圧に起因するちらつきを低減することが出来る。
【００６５】
なお、本例は点灯と消灯の時間比率を制御して光出力を一定にする例であるが、点灯と調光点灯の時間比率を制御しても同様の効果がある。図１の回路で説明すると、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２が第１の発振周波数（共振周波数に比較的近い周波数）で交互にオンオフする点灯期間と、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２が第１の発振周波数よりも高い第２の発振周波数（共振周波数から遠いが消灯しない周波数）で交互にオンオフする調光点灯期間とが交互に切り換わる明暗点灯を液晶表示装置の映像更新周期に同期した低い周波数（例えば、１２０Ｈｚ）で繰り返すように動作させても良い。
【００６６】
（実施形態２）
図３を参照すると、本発明の第２の実施の形態としての放電灯点灯回路が示されている。本放電灯点灯回路が実施形態１の回路と異なるのは、フィードフォワード制御回路のゲインのレベルを複数とする点である。
【００６７】
図３では、フィードフォワード制御信号を切り替えるトランジスタＱ９の代わりに、抵抗Ｒｆ５とスイッチＳＷ２の直列回路と、抵抗Ｒｆ４とスイッチＳＷ３の直列回路の並列回路を備えている。
【００６８】
スイッチＳＷ３はランプ電流検出回路のフォトカプラＰＣ１に応答して動作し、実施形態１のトランジスタＱ９と同様な動作を行う。スイッチＳＷ２は、調光器Ｄｉｍの信号に応じてＯＮ／ＯＦＦする。また、スイッチＳＷ１もスイッチＳＷ２と同じタイミングでＯＮ／ＯＦＦする。
【００６９】
図４に、本実施形態の動作のタイミングを示す。図４には、スイッチＳＷ１，ＳＷ２の動作と、ランプ電圧Ｖｌａと、ランプ電流Ｉｌａと、スイッチＳＷ３の動作のタイミングが示されている。
【００７０】
時間ｔ１の時点で、スイッチＳＷ１はＯＦＦし、点灯回路の動作周波数はランプを始動させる周波数に変更される。そのとき同時にスイッチＳＷ２もＯＦＦする。スイッチＳＷ３は未だＯＮのままである。スイッチＳＷ２がＯＦＦとなるとフィードフォワード制御信号ＶＦＦ１が周波数制御用の電流Ｉｏｓｃに反映されやすくなり、フィードフォワード制御回路のゲインが増加する。
【００７１】
そして時間ｔ２の時点でランプが始動し、ランプ電流が発生すると、フォトカプラＰＣ１のフォトトランジスタがＯＮする。そのフォトカプラＰＣ１の信号を受けて、スイッチＳＷ３はＯＦＦする。スイッチＳＷ３がＯＦＦとなると、更にフィードフォワード制御信号ＶＦＦ１が周波数制御用の電流Ｉｏｓｃに反映されやすくなり、フィードフォワード制御回路のゲインが最大となる。
【００７２】
また、時間ｔ３となると調光器Ｄｉｍに応じてスイッチＳＷ１がＯＮし、点灯回路の動作周波数はランプを消灯させる周波数に変更される。同時にスイッチＳＷ２とＳＷ３もＯＮする。
【００７３】
その結果、フィードフォワード制御信号ＶＦＦ１が周波数制御用の電流Ｉｏｓｃに反映されにくい状態となり、フィードフォワード制御回路のゲインが最小となる。したがって、ランプ点灯時にフィードフォワード制御のゲインを最大とし、ランプ消灯時には、フィードフォワード制御のゲインを最小とする動作を行う。
【００７４】
また、ランプに高電圧を印加している動作状態では最大と最小の中間となるゲインとなるように制御動作を変更する。中間のゲインは、抵抗Ｒｆ５で設定される。すなわち、ランプを始動させる状態においても最適なフィードフォワード制御を設計することができ、始動電圧の変化による始動タイミングのばらつきを小さくすることが出来る。
【００７５】
さらに、ランプ消灯期間でのリップル電圧によるランプ電圧変化を小さくするように抵抗Ｒｆ４を設定することも可能である。このようにすれば、ランプ消灯期間において放電ランプを微弱な放電状態に維持する場合において、立ち消えやちらつきを低減することが出来る。
【００７６】
本発明を用いれば、放電ランプを周期的に点滅させるバースト調光において、直流電源のリップル電圧に起因するちらつきを低減することが出来る。
【００７７】
以下の実施形態３〜７では、実施形態１または２で説明した詳細な構成及び動作の変形例として、ランプ電流の検出以外の手段によりフィードフォワード制御回路ＦＦ１の設定を変更する各種の手段について説明する。
【００７８】
（実施形態３）
図５に実施形態３の構成図を示す。図には、力率改善回路ＰＦＣと、その出力に接続されたインバータ回路ＨＢ１と、インバータ回路ＨＢ１で駆動されるランプＬａｍｐ１が示されている。そして、本発明に従って、フィードフォワード制御回路ＦＦ１と、フィードフォワード制御設定変更回路ＦＣ１が構成されている。検出器ＤＥＴ１はフィードフォワード制御設定変更回路ＦＣ１へ信号を送出している。本例は、ランプの点灯状態検出としてランプ電圧を検出する検出器ＤＥＴ１を備え、その信号によりフィードフォワード制御設定変更回路ＦＣ１を動作させることが特徴である。
【００７９】
すなわち、インバータ回路ＨＢ１のＬＣ共振回路のインダクタＬｒ１の両端電圧を検知することにより、ランプＬａｍｐ１が始動したかしていないかを判定する。インダクタＬｒ１の両端電圧は、インバータ回路ＨＢ１の矩形波電圧成分が現れるものの、ランプ電圧Ｖｌａに比例した電圧が発生しており、点灯状態を検知するには好適である。
【００８０】
図６に動作のタイミングを示す。図には、調光器Ｄｉｍの信号と、ランプ電圧Ｖｌａと、ランプ電流Ｉｌａと、検出器ＤＥＴ１の出力信号が示されている。
時間ｔ１で調光器Ｄｉｍはインバータ回路ＨＢ１の周波数を始動周波数に設定する。それによりインバータ回路ＨＢ１の出力電圧は上昇し、ランプには高電圧が印加される。
【００８１】
時間ｔ２でランプが始動してランプ電流Ｉｌａが発生する。またランプ始動に伴い、共振回路のＱが低下するので、ランプ電圧Ｖｌａが低くなる。
【００８２】
時間ｔ１からｔ２の区間ではランプ電圧Ｖｌａが高いので検出器ＤＥＴ１の出力はＬｏｗである。時間ｔ２でランプ電圧Ｖｌａが低下し、検出器ＤＥＴ１の閾値Ｖｔｈ以下となると検出器ＤＥＴはＨｉｇｈを出力する。
【００８３】
時間ｔ３で調光器Ｄｉｍはインバータ回路ＨＢ１の周波数を上昇させ、ランプＬａｍｐ１を消灯させる。それに伴い検出器ＤＥＴ１の出力もＬｏｗとなる。したがって、検出器ＤＥＴ１の出力は、調光器ＤｉｍのＯＮ期間中にランプ電圧Ｖｌａが低い状態となるとＨｉｇｈを出力するようになっており、ランプ電流Ｉｌａでランプ状態を検出するのと同様な機能を実現できる。
【００８４】
本実施形態では、ランプ電流検出用のフォトカプラなどを用いずに、共振回路のインダクタに副巻線を設けることでランプ状態を正確に検知できるので、ちらつきの低減を安価に実現することが出来る。
【００８５】
（実施形態４）
図７に実施形態４の構成図を示す。図には、実施形態３と同様に力率改善回路ＰＦＣと、インバータ回路ＨＢ１とランプＬａｍｐ１が示されている。そして、本発明に従って、フィードフォワード制御回路ＦＦ１と、フィードフォワード制御設定変更回路ＦＣ１が構成されている。検出器ＤＥＴ２はフィードフォワード制御設定変更回路ＦＣ１へ信号を送出している。
【００８６】
本実施形態は、ランプの点灯状態検出としてインバータ回路ＨＢ１への入力電流を検出する検出器ＤＥＴ２を備え、その信号によりフィードフォワード制御設定変更回路ＦＣ１を動作させることが特徴である。すなわち、インバータ回路ＨＢ１の入力電流が増加したのを検知することにより、ランプが始動したかしていないかを判定する。
【００８７】
ランプに高電圧を与えている状態からランプが始動すると、ランプ電流が急速に発生して、インバータ回路の入力電流も増加するので、点灯状態を検知するには好適である。ランプ始動状態においてもインバータ回路の損失は若干増え、入力電流が増加するのでそれを考慮した検出閾値を設定すればよい。
【００８８】
本実施形態では、ランプ電流検出用のフォトカプラなどを用いずにランプ状態を正確に検知できるので、ちらつきの低減を安価に実現することが出来る。
【００８９】
（実施形態５）
図８に実施形態５の構成図を示す。図には、実施形態３と同様に力率改善回路ＰＦＣと、インバータ回路ＨＢ１とランプＬａｍｐ１が示されている。そして、本発明に従って、フィードフォワード制御回路ＦＦ１とフィードフォワード制御設定変更回路ＦＣ１が構成されている。遅延タイマ回路Ｔｉｍ１は、調光器Ｄｉｍの信号を入力し、フィードフォワード制御設定変更回路ＦＣ１へ切り替えタイミング信号を送出している。
【００９０】
図９に動作のタイミングを示す。図には、調光器Ｄｉｍの出力信号と、ランプ電圧Ｖｌａと、ランプ電流Ｉｌａと、遅延タイマ回路Ｔｉｍ１の出力信号Ｔｓ１が示されている。
【００９１】
時間ｔ１で調光器Ｄｉｍはインバータ回路ＨＢ１の周波数を始動周波数に設定する。それによりインバータ回路ＨＢ１の出力電圧は上昇し、ランプには高電圧が印加される。また、遅延タイマ回路Ｔｉｍ１は調光器Ｄｉｍの信号を受け、タイマ動作を開始する。タイマ動作期間中は、出力Ｔｓ１はＬｏｗを維持する。しばらく時間が経過するとランプが始動してランプ電流が発生する。
【００９２】
その後、遅延タイマ回路Ｔｉｍ１は所定の時間Ｔｄでタイマ動作を完了し、出力Ｔｓ１をＨｉｇｈとする。遅延タイマ回路Ｔｉｍ１の出力Ｔｓ１の信号を受けて、フィードフォワード制御設定変更回路ＦＣ１は制御のゲインを増加させる動作を行う。
【００９３】
本例は、調光器Ｄｉｍの信号を基点として遅延タイマ回路Ｔｉｍ１を動作させ、所定時間Ｔｄの経過後にフィードフォワード制御設定変更回路ＦＣ１を動作させることが特徴である。遅延タイマ回路Ｔｉｍ１の所定時間Ｔｄは、ランプの始動する時間にあわせて設定される。その結果、ランプ点灯を検出することなく、フィードフォワードの動作条件を切り替えることが出来る。
【００９４】
ランプの始動時間は、周囲温度や近接導体により多少の変化はあるが、短時間で繰り返し点灯と消灯を繰り返す場合では、それぞれの時間変化は少ない。そこで、あらかじめ始動にかかる時間を条件ごとに求めておけば、ランプ状態を検知することなく、フィードフォワード制御回路のゲインを適切に設定できる。
【００９５】
遅延時間は、点灯の瞬間でちょうどタイムアップとなるような設定が最も効果があるが、多少短い時間としても効果はある。ちらつきの原因は瞬時始動の時間のばらつきであるが、この場合の始動時間はランプに与えた始動エネルギ量に関係しているので、一部の始動電圧が変動してもすぐには始動時間が変化しないからである。
【００９６】
逆に遅延時間が多少長くなっても効果がある。この場合は、ランプ点灯後からタイマ回路の動作までの差分でちらつき成分が発生するが、時間差が全体の周期の１％未満であれば問題ないレベルとなる。
【００９７】
なお、遅延タイマ回路Ｔｉｍ１は、一定時間のタイマ回路でもよいが、様々な点灯条件に合わせた時間設定が可能なマイクロプロセッサのタイマが好適である。
本実施形態によれば、タイマ回路を用いることで、ちらつき低減を安価に実現することが出来る。
【００９８】
（実施形態６）
図１０に実施形態６の構成図を示す。図には、実施形態３と同様に力率改善回路ＰＦＣと、インバータ回路ＨＢ１とランプＬａｍｐ１が示されている。そして、本発明に従って、フィードフォワード制御回路ＦＦ１と、フィードフォワード制御設定変更回路ＦＣ１が構成されている。積分信号回路Ｉｎｔ１は、調光器Ｄｉｍの信号を入力し、フィードフォワード制御設定変更回路ＦＣ１へ信号Ｓｗｐ１を送出している。
【００９９】
図１１に動作のタイミングを示す。図には、調光器Ｄｉｍの出力信号と、ランプ電圧Ｖｌａと、ランプ電流Ｉｌａと、積分信号回路Ｉｎｔ１の出力信号Ｓｗｐ１と、フィードフォワード制御設定変更回路ＦＣ１の出力信号Ｇａ１が示されている。
【０１００】
時間ｔ１で調光器Ｄｉｍはインバータ回路ＨＢ１の周波数を始動周波数に設定する。それによりインバータ回路ＨＢ１の出力電圧は上昇し、ランプには高電圧が印加される。
【０１０１】
また、積分信号回路Ｉｎｔ１は調光器Ｄｉｍの信号を受け、積分動作を開始する。積分動作期間中は、出力信号Ｓｗｐ１は積分結果を連続して出力する。積分信号回路Ｉｎｔ１の出力信号Ｓｗｐ１を受けて、フィードフォワード制御設定変更回路ＦＣ１は制御のゲインを連続的に増加させる出力信号Ｇａ１をフィードフォワード制御回路ＦＦ１に設定する動作を行う。
【０１０２】
しばらく時間が経過するとランプが始動してランプ電流が発生する。その後、積分信号回路Ｉｎｔ１は所定のレベルまでの積分動作を完了し、出力信号Ｓｗｐ１は飽和する。積分信号回路Ｉｎｔ１の出力信号Ｓｗｐ１により、フィードフォワード制御設定変更回路ＦＣ１の出力信号Ｇａ１もゲイン設定値を最大値とする。
【０１０３】
本実施形態は、調光器Ｄｉｍの信号を基点として積分信号回路Ｉｎｔ１を動作させ、所定時間までの期間（ｔ１〜ｔ２）で連続的にフィードフォワード制御のゲインを可変させることが特徴である。積分信号回路Ｉｎｔ１の積分速度は、ランプの始動する時間にあわせて設定される。その結果、ランプ点灯を検出することなく、フィードフォワードの動作条件を切り替えることが出来る。
【０１０４】
ランプの始動時間は、周囲温度や近接導体により多少の変化はあるが、短時間で繰り返し点灯と消灯を繰り返す場合では、それぞれの時間変化は少ない。そこで、あらかじめ始動にかかる時間を条件ごとに求めておけば、積分信号回路Ｉｎｔ１の積分速度を様々な点灯条件に合わせて変更することで精度良く動作させることが出来る。
【０１０５】
本実施形態を用いれば、ちらつき低減を安価に実現することが出来る。
【０１０６】
（実施形態７）
図１２に実施形態７の構成図を示す。図には、力率改善回路ＰＦＣと、インバータ回路ＨＢ１とランプＬａｍｐ１が示されている。インバータ回路ＨＢ１は、入力電流検出器ＤＥＴ３と入力電流を一定とするようにインバータ発振周波数をフィードバック制御するフィードバック制御器ＦＢ１を備える。そして、本発明に従って、フィードフォワード制御回路ＦＦ１と、フィードフォワード制御設定変更回路ＦＣ１が構成されている。
【０１０７】
フィードフォワード制御設定変更回路ＦＣ１は、インバータ回路ＨＢ１のフィードバック制御器ＦＢ１の制御量Ｆｓ１を入力とし、フィードフォワードの動作条件切り替えタイミング信号Ｔｓ２をフィードフォワード制御回路ＦＦ１ヘ出力している。フィードフォワード制御回路ＦＦ１は、フィードバック制御器ＦＢ１ヘ補正信号Ａｄ１を与える。調光器Ｄｉｍはインバータ回路ＨＢ１のフィードバック制御器ＦＢ１と発振器ＯＳＣ１に点灯と消灯のタイミング信号を与える。
【０１０８】
図１３に動作のタイミングを示す。図には、調光器Ｄｉｍの出力信号と、ランプ電圧Ｖｌａと、ランプ電流Ｉｌａと、フィードバック制御器ＦＢ１の制御出力Ｆｓ１と、フィードフォワード制御設定変更回路ＦＣ１の出力信号Ｔｓ２が示されている。
【０１０９】
時間ｔ１で調光器Ｄｉｍはインバータ回路ＨＢ１の周波数を始動周波数に設定し、フィードバック制御器ＦＢ１に入力電流増加の指令信号を送出する。
【０１１０】
その結果、フィードバック制御器ＦＢ１の出力Ｆｓ１が上昇し、インバータ周波数が低くなり、ランプには高電圧が印加される。やがてランプは始動し、ランプ電流が発生すると、インバータ回路の入力電流も増加する。その結果、フィードバック制御器ＦＢ１は入力電流を所定の値とするように応答し、制御出力Ｆｓ１を低下してランプ出力を抑えるように動作する。
【０１１１】
時間ｔ２の時点でフィードフォワード制御設定変更回路ＦＣ１はフィードバック制御器ＦＢ１の制御出力Ｆｓ１の立下りを検知し、フィードフォワード制御回路ＦＦ１へフィードフォワードの動作条件を切り替える信号Ｔｓ２を送出する。フィードフォワード制御回路ＦＦ１はフィードバック制御器ＦＢ１への補正信号Ａｄ１の出力レベルを大きくする。
【０１１２】
本実施形態は、インバータ回路にフィードバック制御を備えるとき、そのフィードバック制御の制御出力値をもとにフィードフォワード制御設定変更回路ＦＣ１を動作させることが特徴である。また、入力電流を一定に制御する手段と組み合わせることにより、インバータ回路の入力電力を一定に制御することが出来る。
【０１１３】
（実施形態８）
図１４は実施形態１〜７の放電灯点灯装置を用いた液晶表示装置の概略構成を示す分解斜視図である。液晶パネルＬＣＰの背面（直下）にバックライトが配置されており、バックライトは、筐体２２と、この上に設置された反射板２３及び複数の蛍光ランプＦＬ１〜ＦＬ４と、その上方に設置された拡散板２５、プリズムシート等の光学シート２６とから構成されている。また、筐体２２の背面に蛍光ランプＦＬ１〜ＦＬ４を点灯するインバータの基板２１が設置されている。反射板２３は各蛍光ランプＦＬ１〜ＦＬ４の照射光を有効に前面に指向させるものである。拡散板２５は蛍光ランプＦＬ１〜ＦＬ４及び反射板２３からの光を拡散させて前面への照明光の明るさ分布を平均化する機能を有する。
【図面の簡単な説明】
【０１１４】
【図１】本発明の実施形態１の回路図である。
【図２】本発明の実施形態１の動作波形図である。
【図３】本発明の実施形態２の回路図である。
【図４】本発明の実施形態２の動作波形図である。
【図５】本発明の実施形態３の回路図である。
【図６】本発明の実施形態３の動作波形図である。
【図７】本発明の実施形態４の回路図である。
【図８】本発明の実施形態５の回路図である。
【図９】本発明の実施形態５の動作波形図である。
【図１０】本発明の実施形態６の回路図である。
【図１１】本発明の実施形態６の動作波形図である。
【図１２】本発明の実施形態７の回路図である。
【図１３】本発明の実施形態７の動作波形図である。
【図１４】本発明の実施形態８の液晶表示装置の概略構成を示す分解斜視図である。
【符号の説明】
【０１１５】
ＰＦＣ 力率改善回路
ＶＤＣ 直流電圧
ＨＢ１ インバータ回路
ＯＳＣ１ 発振器
Ｄｉｍ 調光器
ＰＣ１ フォトカプラ（ランプ電流検出手段）
Ｌａｍｐ１ 放電ランプ
ＦＦ１ フィードフォワード制御回路
ＦＣ１ フィードフォワード制御設定変更回路
【技術分野】
【０００１】
本発明は液晶表示装置などに用いられる蛍光ランプの点灯回路に関し、特に光のちらつき低減と回路の効率改善に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は一般的に冷陰極ランプなど蛍光ランプを複数点灯させたバックライト装置の光を用いて画像表示を行っている。そして蛍光ランプの点灯回路にはインバータ回路が一般的に用いられる。高周波でランプを点灯させることによりランプ発光効率が向上し、トランスなど電子部品の小型化が可能となっている。
【０００３】
しかし、液晶表示装置においては普及に伴い更なる機器の高効率化が求められており、液晶表示装置の大部分の電力を消費するバックライト装置において高効率化は重要な課題となっている。この要請に応えるために放電灯点灯回路においては、ゼロ電圧スイッチングなどのソフトスイッチング手法を採用することでインバータ回路のスイッチング損失を低減したり、インバータ回路に入力する直流電源を高電圧化して昇圧トランスのロスを低減することが提案されている。
【０００４】
しかしながら、バックライト装置の点灯回路の電力変換効率は、一般照明用の点灯回路と比べると低いものとなる。その理由は、一般照明用の点灯回路よりもちらつきを抑えるための電源の安定化を必要とすることと、ノイズや安全性の観点から絶縁回路が必要だからである。
【０００５】
ちらつきに関しては、液晶表示装置をテレビのように動画表示に利用した場合は画像が随時更新されるので目立たないが、静止画の表示などを行った場合は、光源である蛍光ランプのちらつきがそのまま画面のちらつきとなって現れるので、問題である。
【０００６】
さらにちらつきが問題となりやすい理由としては、液晶表示パネルの画像更新周波数との干渉が挙げられる。これは、商用電源の周波数が５０Ｈｚか６０Ｈｚであるのに対し、画像更新周波数もそれと近い周波数（６０Ｈｚから１２０Ｈｚ）であるため、光変動の周波数干渉が起こりやすいのである。
【０００７】
たとえば、商用電源５０Ｈｚによってインバータの入力の直流電圧に１００Ｈｚのリップル電圧が生じているとする。このリップル電圧を除去せずにインバータ回路でランプを点灯させると光に１００Ｈｚの周波数成分で変動が生じる。一般照明用のインバータ回路のリップル電圧のレベルは１０％以下である。この光を直視してもちらつきはほとんど感じない。これは光変化の周波数が１００Ｈｚと高いからである。
【０００８】
しかし液晶フィルタを通過した光ではちらつきが発生する。つまり液晶フィルタで１００Ｈｚの光を画像更新周波数６０Ｈｚで変調すると、光には１００Ｈｚと６０Ｈｚの周波数成分の変動が混在し、その周波数差成分１００Ｈｚ−６０Ｈｚ＝４０Ｈｚが生じてしまう。これがちらつきとして感じられるのである。個人差はあるが、光変動の周波数が５０Ｈｚ以下となると数％程度の変動があってもちらつきは感じることとなる。よって、リップル電圧１０％のちらつきは周波数が４０Ｈｚともなると大きいちらつきとなるのである。
【０００９】
そこで一般的な液晶表示装置では、商用電源に起因する直流電源のリップル電圧を除去する安定化電源回路を備えている。その回路損失が発生するため、光への変換効率が低下するのである。
【００１０】
点灯回路の効率改善とちらつきの低減を両立する方法として考えられるのは、インバータ回路に電源リップル除去機能を付加するということである。たとえばランプ電流をフィードバック制御すればよい。フィードバック制御を行えばランプ電流は略一定となり、リップル電圧による光の変動を除去できる。
【００１１】
しかし実際には絶縁機能もインバータ回路に必要となるので、フィードバック制御は容易ではない。なぜならランプ電流は絶縁された２次側回路での検出となり、これを非絶縁である１次側スイッチング回路ヘ伝達する必要があり、その伝達回路を含めたフィードバック制御設計が困難だからである。
【００１２】
そこで、もうひとつの手法として、フィードフォワード制御を行うことが考えられる。つまり、リップル電圧に応じてインバータ出力を増減させれば、その制御回路は非絶縁の１次側で構成することができるので、絶縁回路の設計は容易である。また、リップル電圧は比較的安定に発生するので、フィードフォワード制御には適している。
【００１３】
この放電灯点灯装置のフィードフォワード制御についても従来から様々な手法が提案されている。例えば、特許文献１（特開２００２−３３０５９１号公報）では、インバータの入力電圧を検知し、電圧変動によるランプ電流変化を抑制するように、スイッチの駆動周波数またはスイッチオン時間比を変化させる技術が提案されている。
【特許文献１】特開２００２−３３０５９１号公報
【特許文献２】特開平７−２７２８８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
従来のフィードフォワード制御技術を用いた場合、液晶表示装置の画像表現が低下してしまう問題がある。従来技術はランプを連続的に点灯する場合には問題ないが、液晶表示装置で用いられるランプの点灯制御（バースト調光制御）のように点滅を繰り返す調光においてはちらつきが発生するのである。
【００１５】
液晶表示装置には、一般的に冷陰極ランプなど放電ランプを点灯させて画像を表示させている。その放電ランプの調光の方法としては、ランプの点灯・消灯を周期的に繰り返してその時間比率を可変する調光手法（いわゆるバースト調光）が一般的に用いられている。
【００１６】
例えば、特許文献２（特開平７−２７２８８９号公報）では、蛍光ランプに高周波電圧を印加する期間と印加しない期間を周期的に繰り返すことで、蛍光ランプの調光を行っている。このような調光では、光出力が点灯と消灯の時間比率から求まるので、ランプ電流を連続的に可変する方式に比ベて、光出力が直線的に変化する特徴がある。また、点滅することで液晶表示装置の動画ボケを改善することができるという利点もある。すなわち液晶表示装置においては、ランプをインパルス発光させることで鮮明な画像が得られるのである。
【００１７】
従来技術では、ランプを急峻に点灯させたり消灯させたりすると、始動電圧が不安定となるという問題がある。これは、インバータ回路の始動時と点灯時で共振回路の特性が大きく異なることに起因する。一般的にインバータ回路では、ランプ電流の安定化と、ランプに高電圧を加えて始動させるためにＬＣ共振回路を用いている。ランプが点灯した状態では、ランプが負荷抵抗として存在するためＬＣ共振回路のＱは低い。通常この状態において最良の結果となるようにフィードフォワード制御回路のゲインは設定されている。
【００１８】
しかしランプが点灯していない状態では、負荷抵抗がない状態に等しいためＬＣ共振回路は高いＱとなっている。この状態では、インバータのスイッチング時間または動作周波数がわずかに変動してもランプ電圧が大きく変動する。したがって、フィードフォワードのゲインが高くなりすぎるので、電源リップルによりランプ始動電圧の変動が増加する。
【００１９】
ランプを連続的に点灯させる場合においては、始動は起動時のみであるからランプ始動電圧が多少変動しても、とくに問題は無い。しかし、バースト調光では、このランプ始動の電圧の変動により、ランプが始動するタイミングがばらつくのである。すなわち共振電圧が高いとランプは早く始動し、逆に共振電圧が低いとランプの始動は遅くなる。
【００２０】
ランプが早く始動すればランプ点灯時間が長くなり、ランプの光出力が多くなり、ランプが遅く始動すればランプ点灯時間が短くなり、ランプの光出力が少なくなるので、ちらつきが発生するのである。
【００２１】
本発明は、このような従来技術の課題を解決すベくなされたものであり、液晶表示装置の蛍光ランプを点灯させるインバータ回路で電源変動に起因するちらつきを除去する制御を確実に行うことにより、液晶表示装置の画像表示性能を損なわずに安価で高効率な放電灯点灯装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
請求項１の発明は、上記の課題を解決するために、図１に示すように、商用電源Ｖｉｎを整流する整流器ＤＢと、前記整流器ＤＢの出力を平滑する少なくとも１つの平滑回路（力率改善回路ＰＦＣ）と、前記平滑回路の出力ＶＤＣを入力して放電ランプＬａｍｐ１を駆動する点灯回路（インバータ回路ＨＢ１）と、前記点灯回路に周期的にランプ点灯状態とランプ消灯または調光状態を繰り返すタイミング信号を与える点灯制御器Ｄｉｍと、前記点灯回路の入力電圧ＶＤＣもしくは平滑回路の入力電圧を検知して点灯回路の出力を所望の値に制御するフィードフォワード制御回路ＦＦ１と、前記フィードフォワード制御回路ＦＦ１の制御利得または制御目標値を切り替える制御変更手段ＦＣ１を備え、前記制御変更手段ＦＣ１は前記点灯制御器Ｄｉｍの出力信号または放電ランプＬａｍｐ１の点灯状態に応じて前記フィードフォワード制御回路ＦＦ１を設定変更することを特徴とするものである。
【００２３】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記フィードフォワード制御回路ＦＦ１の設定変更は、放電ランプＬａｍｐ１の電力増加方向で、前記フィードフォワード制御回路ＦＦ１の制御利得を増加させることを特徴とする。
【００２４】
請求項３の発明は、請求項２の発明において、前記フィードフォワード制御回路ＦＦ１の出力する制御量は、前記点灯回路の発振周波数であることを特徴とする。
【００２５】
請求項４の発明は、請求項１〜３の発明において、前記制御変更手段ＦＣ１は、図１または図３に示すように、放電ランプＬａｍｐ１の電流に応じて動作することを特徴とする。
【００２６】
請求項５の発明は、請求項１〜３の発明において、前記制御変更手段ＦＣ１は、図５に示すように、放電ランプＬａｍｐ１の電圧に応じて動作することを特徴とする。
【００２７】
請求項６の発明は、請求項１〜３の発明において、前記制御変更手段ＦＣ１は、図７に示すように、前記点灯回路の入力電力に応じて動作することを特徴とする。
【００２８】
請求項７の発明は、請求項１〜３の発明において、前記制御変更手段ＦＣ１は、図８に示すように、タイマ回路Ｔｉｍ１を備え、前記点灯制御器Ｄｉｍの点灯タイミング信号を基準として、前記タイマ回路Ｔｉｍ１で設定された時間Ｔｄ後に前記フィードフォワード制御回路ＦＦ１の設定を変更することを特徴とする。
【００２９】
請求項８の発明は、請求項１〜３の発明において、前記制御変更手段ＦＣ１は、図１０に示すように、積分回路Ｉｎｔ１を備え、前記点灯制御器Ｄｉｍの点灯タイミング信号を基準として、前記積分回路Ｉｎｔ１は積分動作を開始し、その積分結果に応じて前記フィードフォワード制御回路ＦＦ１の設定を変更することを特徴とする。
【００３０】
請求項９の発明は、請求項１〜３の発明において、図１２に示すように、前記点灯回路（インバータ回路ＨＢ１）は、入力電流または入力電流に相当する電流を一定に制御するフィードバック制御回路ＦＢ１を備えることを特徴とする。
【００３１】
請求項１０の発明は、請求項９の発明において、図１２に示すように、前記制御変更手段ＦＣ１は、前記フィードバック制御回路ＦＢ１の状態変数Ｆｓ１に応じて動作することを特徴とする。
【００３２】
請求項１１の発明は、請求項１〜１０の発明において、前記フィードフォワード制御回路ＦＦ１は、商用電源周波数の２倍の周波数近傍で利得のピークを持つことを特徴とする。
【００３３】
請求項１２の発明は、請求項１〜１１のいずれかに記載の放電灯点灯装置と放電ランプを備えるバックライト装置である。
【発明の効果】
【００３４】
本発明による放電灯点灯装置は、放電ランプの供給電力を一定に制御するフィードフォワード制御回路に放電ランプの点灯状態によってゲインを可変する手段を設けたものであり、放電ランプの実際の点灯状態に応じてフィードフォワード制御を行うことにより、ランプが点灯している期間でフィードフォワード制御のゲインが正確に設定され、安定した点灯制御が行われる。よって、フィードフォワード制御がランプ始動電圧の制御ヘ影響を与えないようにすることが可能となり、電源リップルによるちらつきを抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
（実施形態１）
本発明の上記および他の目的、特徴および利点を明確にすベく、以下添付した図面を参照しながら、本発明の実施の形態につき詳細に説明する。
図１を参照すると、本発明の一実施の形態としての放電灯点灯回路が示されている。本放電灯点灯回路は、商用電源Ｖｉｎを整流する整流回路ＤＢとその出力を昇圧して平滑する力率改善回路ＰＦＣを有する。
【００３６】
力率改善回路ＰＦＣの構成は、周知の昇圧チョッパ回路であり、整流回路ＤＢの整流出力端に並列接続された小容量のコンデンサＣｓ２と、整流回路ＤＢの整流出力端に接続されたインダクタＬ１とスイッチング素子Ｑ３の直列回路と、スイッチング素子Ｑ３の両端にダイオードＤ１を介して並列接続された平滑用の電解コンデンサＣｓ１と、スイッチング素子Ｑ３を高周波でオン・オフ制御するための発振部ＯＳＣ４よりなる。その動作については周知であるので、詳しい説明は省略するが、スイッチング素子Ｑ３が商用周波数よりも高周波でオン・オフされることにより、商用電源Ｖｉｎからの入力電流の休止期間を少なくして、入力力率を改善するものである。平滑用の電解コンデンサＣｓ１には昇圧された直流電圧が充電されるが、商用電源Ｖｉｎの谷部ではコンデンサＣｓ１への充電エネルギーが不足することになるから、商用電源Ｖｉｎの２倍の周波数成分のリップル電圧が重畳することになる。商用電源Ｖｉｎが１００Ｖ、５０Ｈｚである場合には１００Ｈｚのリップル電圧が力率改善回路ＰＦＣの出力電圧ＶＤＣに重畳されていることになる。
【００３７】
力率改善回路ＰＦＣの出力電圧ＶＤＣは、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２の直列回路と、その駆動回路ＤＲＶと、キャパシタＣｄ１と絶縁トランスＴ１と、共振インダクタＬｒ１と共振キャパシタＣｒ１からなるハーフブリッジインバータ回路ＨＢ１に供給される。インバータ回路ＨＢ１により直流電圧ＶＤＣは高周波電圧に変換され、蛍光ランプＬａｍｐ１へ電力が供給される。
【００３８】
インバータ回路ＨＢ１はインダクタＬｒ１とキャパシタＣｒ１からなるＬＣ共振回路を備えており、ランプを始動させる際には、このＬＣ共振回路の共振周波数近傍でスイッチングを行い、ランプ始動に必要な電圧を発生させている。また、インバータ回路ＨＢ１の出力は電気的に絶縁されており、高周波電圧によるノイズ放射や漏れ電流を低減する機能を備えている。
【００３９】
インバータ回路ＨＢ１のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２は例えばＭＯＳＦＥＴよりなり、逆方向の並列ダイオードを内蔵している。スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２は高周波で交互にオン・オフされ、スイッチング素子Ｑ１がオン、スイッチング素子Ｑ２がオフのときは、直流電源ＶＤＣの正極→スイッチング素子Ｑ１→キャパシタＣｄ１→絶縁トランスＴ１の１次巻線→直流電圧ＶＤＣの負極の経路で電流が流れてキャパシタＣｄ１が充電され、スイッチング素子Ｑ１がオフ、スイッチング素子Ｑ２がオンのときは、キャパシタＣｄ１→スイッチング素子Ｑ２→絶縁トランスＴ１の１次巻線→キャパシタＣｄ１の経路で電流が流れてキャパシタＣｄ１が放電される。これにより、絶縁トランスＴ１は高周波電圧により励磁され、その２次巻線には昇圧された高周波電圧が発生する。この昇圧された高周波電圧は、共振インダクタＬｒ１と共振キャパシタＣｒ１の直列共振回路に印加されて、共振作用により更に昇圧されて、共振キャパシタＣｒ１の両端に得られた高周波の高電圧が放電ランプＬａｍｐ１の両端に印加される。ここで、放電ランプＬａｍｐ１は例えば冷陰極蛍光ランプ（ＣＣＦＬ）である。
【００４０】
スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の発振周波数は、通常、共振周波数よりも高い周波数に設定されており、発振周波数が高くなると放電ランプＬａｍｐ１の光出力が低下し、発振周波数が低くなると放電ランプＬａｍｐ１の光出力が増加する。
【００４１】
インバータ回路ＨＢ１は発振器ＯＳＣ１を備え、電流Ｉｏｓｃで設定された周波数となるように、インバータのスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２を駆動する信号を発生させている。発振器ＯＳＣ１には基準電圧源が内蔵されており、その基準電圧源から抵抗Ｒｆ１〜Ｒｆ３を介して流れ出る電流Ｉｏｓｃにより発振周波数が決定される。なお、電流Ｉｏｓｃが増えると周波数が高くなり、電流Ｉｏｓｃが少なくなると周波数が低くなる制御となっている。
【００４２】
本実施形態では、調光器Ｄｉｍにより発振器ＯＳＣ１の周波数が周期的に変更されている。すなわち、調光器ＤｉｍはトランジスタスイッチＱ１０をオン・オフ制御し、スイッチＱ１０がオンのときには抵抗Ｒｆ１に抵抗Ｒｆ２が並列接続されることにより、発振周波数を決める電流Ｉｏｓｃを増加させてインバータ回路ＨＢ１の発振周波数を高くしてランプを消灯させ、スイッチＱ１０がオフのときには電流Ｉｏｓｃを減少させてインバータの発振周波数を始動周波数としてランプを再始動させている。これにより、点灯期間と消灯期間とが交互に切り換わる点滅点灯を液晶表示装置の映像更新周期に同期した低い周波数（例えば、１２０Ｈｚ）で繰り返すように動作する。
【００４３】
そして、本発明に従って、抵抗Ｒａ１，Ｒａ２，Ｒａ３，Ｒｏ１，Ｒｆ３と、キャパシタＣａ１，Ｃａ２と、演算増幅器ＯＰ１と基準電圧Ｖｒｅｆ１からなるフィードフォワード制御回路ＦＦ１が設けられている。フィードフォワード制御回路ＦＦ１は、インバータ回路ＨＢ１の入力電圧に応じてインバータ回路ＨＢ１の発振周波数を制御する。
【００４４】
また、インバータ回路ＨＢ１の出力に接続された蛍光ランプＬａｍｐ１の一端には、フォトカプラＰＣ１の入力と分流抵抗Ｒｓ１の並列回路が直列に接続され、ランプ電流の発生有無を検出し、非絶縁側に信号を伝達している。トランジスタＱ９はフィードフォワード制御信号を切り替えるスイッチである。
【００４５】
ランプ電流Ｉｌａが発生するとフォトカプラＰＣ１の入力端子にランプ電流の一部が入力され、フォトカプラＰＣ１内の出力フォトトランジスタをオンさせる。トランジスタＱ９のベース端子は抵抗Ｒｂ１を介して直流電源Ｖｃｃに接続されており、フォトカプラＰＣ１の出力がオフのときは、トランジスタＱ９がオンするように設定されている。フォトカプラＰＣ１の出力がオンとなると、トランジスタＱ９のベース電流が無くなり、トランジスタＱ９はオフする。したがって、ランプ電流発生時にはトランジスタＱ９はオフし、ランプ電流がないときはトランジスタＱ９はオンとなる。
【００４６】
トランジスタＱ９がオンしているときは、フィードフォワード制御信号ＶＦＦ１を発振器ＯＳＣ１へ反映させないようにする。トランジスタＱ９がオフしているときは、フィードフォワード制御信号ＶＦＦ１を抵抗Ｒｏ１とＲｆ３を介して発振器ＯＳＣ１へ伝達させる。
【００４７】
図２は、各部の動作のタイミングを表すグラフである。図には上から、力率改善回路ＰＦＣの出力電圧ＶＤＣと、フィードフォワード制御回路出力ＶＦＦ１と、調光器Ｄｉｍの出力信号（トランジスタＱ１０の動作）と、ランプ電圧Ｖｌａと、ランプ電流Ｉｌａと、ランプ電流検出に応じて動作するトランジスタＱ９の動作と、インバータ回路ＨＢ１の発振器ＯＳＣ１の周波数設定値である電流Ｉｏｓｃが示されている。
【００４８】
力率改善回路ＰＦＣの出力電圧ＶＤＣは、図２のように周期的に電圧が変動する所謂リップル電圧を含む。力率改善回路ＰＦＣ内の平滑キャパシタＣｓ１の容量を大きくすればリップル電圧を小さく出来るが、リップル電圧をゼロとするのは力率改善回路の原理的に困難である。このリップル電圧によってランプなど負荷回路の電力変化が発生して問題となる。
【００４９】
したがって、別途ＤＣ−ＤＣコンバータなどで電圧を安定化する必要があるが、ＤＣ−ＤＣコンバータによる電力ロスが生じてしまう。そこで、インバータ回路ＨＢ１によってリップル電圧分を出力補正する制御を行うのである。フィードフォワード制御回路により、力率改善回路ＰＦＣの出力電圧ＶＤＣが高いときにはインバータ出力を少なくするように補正し、出力電圧ＶＤＣが低いときはインバータ出力を多くするように補正する。
【００５０】
図１の回路では、力率改善回路ＰＦＣの出力電圧ＶＤＣの電圧変動成分を精度良く選択するために、抵抗Ｒａ１〜Ｒａ３とキャパシタＣａ１によるハイパスフィルタを用いて、１００〜１２０Ｈｚのリップル電圧を検出している。つまり、前記フィードフォワード制御回路ＦＦ１は、商用電源周波数の２倍の周波数近傍で利得のピークを持つように設計されている。力率改善回路ＰＦＣの直流出力の平均電圧は安定に制御することが出来る。よって直流成分についてはフィードフォワード制御する必要はないので、リップル電圧成分のみ制御するようにしているのである。なお、力率改善回路ＰＦＣを備えていない場合には、直流成分もフィードフォワード制御することで、同様な制御結果を得ることは可能である。
【００５１】
また、演算増幅器ＯＰ１によって反転増幅を行い、フィードフォワード制御信号ＶＦＦ１を生成している。
【００５２】
ここで、抵抗Ｒａ１〜Ｒａ３とキャパシタＣａ１によるハイパスフィルタによって位相進みが発生する。この位相進みをそのまま制御に用いると新たな変動成分となるため、位相補正を行う必要がある。この補正については、フィードフォワード制御系全体の制御遅れ成分を考慮しながら、ローパスフィルタなどの遅れ成分を加え調整するが、この説明は省略する。
【００５３】
演算増幅器ＯＰ１の出力電圧であるフィードフォワード制御信号ＶＦＦ１は、抵抗Ｒｏ１とＲｆ３を介して発振器ＯＳＣ１の発振周波数制御用の電流Ｉｏｓｃを制御する。フィードフォワード制御信号ＶＦＦ１が高いと電流Ｉｏｓｃは減少し、フィードフォワード制御信号ＶＦＦ１が低いと電流Ｉｏｓｃは増加する。
【００５４】
そしてランプが点灯しているとき、電流Ｉｏｓｃが減少するとインバータ回路ＨＢ１の動作周波数が低くなり、ランプ電流を制限しているインダクタＬｒ１のインピーダンスが低下する。すなわちインバータ回路ＨＢ１の入力電圧が低くなったときは、インダクタＬｒ１のインピーダンスを低下させ、ランプ電流が減少しないような補正制御が行われる。一方、インバータ回路ＨＢ１の入力電圧が高くなったときは、周波数制御用の電流Ｉｏｓｃが増加し、インバータ回路ＨＢ１の動作周波数が高くなり、インダクタＬｒ１のインピーダンスが増加して、ランプ電流が増加しないような補正制御が行われる。
【００５５】
ところで、ランプは点滅点灯している。図２のランプ電圧Ｖｌａとランプ電流Ｉｌａはその状態を示している。時間ｔ１以前ではランプは消えており、ランプ電流Ｉｌａは発生していない。
【００５６】
時間ｔ１となると、調光信号ＤｉｍによりスイッチＱ１０がオフし、抵抗Ｒｆ２を流れていた電流が無くなり、電流Ｉｏｓｃが減少する。電流Ｉｏｓｃが減少すると、インバータの動作周波数は低くなり、ＬＣ共振周波数近傍でスイッチングが行われるので、ランプ電圧Ｖｌａが上昇し、ランプに高電圧が印加される。
【００５７】
ランプに高電圧が印加されると、時間ｔ２の時点でランプは始動して放電が開始され、ランプ電流Ｉｌａが発生する。インバータ回路ＨＢ１のインダクタＬｒ１のインピーダンスを利用してランプは安定点灯される。
【００５８】
時間ｔ３となると調光信号ＤｉｍはスイッチＱ１０をオンさせて、抵抗Ｒｆ２に再び電流を生じさせる。そして電流Ｉｏｓｃが増加してインバータ周波数が高くなり、インダクタＬｒ１のインピーダンスを増加させる。その結果ランプが消える。
【００５９】
その後、時間ｔ４で調光器Ｄｉｍは再びランプを始動させるタイミング信号を送出し、時間ｔ１〜ｔ３と同様な動作を繰り返す。この動作を繰り返すことによりランプは点滅点灯する。
【００６０】
時間ｔ１で調光器Ｄｉｍによってランプを始動させる状態となり、その後時間ｔ２でランプが点灯したとき、フォトカプラＰＣ１の出力はオンとなり、トランジスタＱ９はオフとなる。トランジスタＱ９がオフとなると、フィードフォワード制御信号ＶＦＦ１が抵抗Ｒｆ３を介して電流Ｉｏｓｃに反映されるようになる。
【００６１】
なお、フォトカプラＰＣ１とトランジスタＱ９によるランプ電流Ｉｌａの検出閾値は点灯時の１／２付近でも良いが、出来るだけ少ない電流で検出できるように設定する。そうすれば、始動の直後からフィードフォワード制御が行われるので、良好な制御特性が得られる。
【００６２】
上記のようにランプ点灯とともにフィードフォワード制御を行えば、フィードバック制御よりも精度よくリップル電圧補正を行える。すなわちフィードバック制御では、ランプ点灯の瞬間で制御目標値までの収束安定時間が必要であり、この収束安定までは制御は不安定となり、この時点においてリップル電圧の変動影響を受けてしまう。一方、フィードフォワード制御ではフィードバック制御のような応答時間がないため、ランプ点灯の瞬間から安定した制御結果を得ることが可能である。
【００６３】
また本例では、ランプの点灯期間以外はフィードフォワード制御が行われないので、ランプ消灯時の点灯回路の不安定動作を防止できる。すなわち、ちらつきとして問題となるのはランプが点灯している期間であるので、それ以外はフィードフォワード制御を解除すればよいのである。特にランプ始動にＬＣ共振回路の共振電圧を用いる場合には、フィードフォワード制御が行われるとランプ電圧が大きく変化する問題があるので効果がある。
【００６４】
本発明を用いれば、放電ランプを周期的に点滅させるバースト調光において、直流電源のリップル電圧に起因するちらつきを低減することが出来る。
【００６５】
なお、本例は点灯と消灯の時間比率を制御して光出力を一定にする例であるが、点灯と調光点灯の時間比率を制御しても同様の効果がある。図１の回路で説明すると、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２が第１の発振周波数（共振周波数に比較的近い周波数）で交互にオンオフする点灯期間と、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２が第１の発振周波数よりも高い第２の発振周波数（共振周波数から遠いが消灯しない周波数）で交互にオンオフする調光点灯期間とが交互に切り換わる明暗点灯を液晶表示装置の映像更新周期に同期した低い周波数（例えば、１２０Ｈｚ）で繰り返すように動作させても良い。
【００６６】
（実施形態２）
図３を参照すると、本発明の第２の実施の形態としての放電灯点灯回路が示されている。本放電灯点灯回路が実施形態１の回路と異なるのは、フィードフォワード制御回路のゲインのレベルを複数とする点である。
【００６７】
図３では、フィードフォワード制御信号を切り替えるトランジスタＱ９の代わりに、抵抗Ｒｆ５とスイッチＳＷ２の直列回路と、抵抗Ｒｆ４とスイッチＳＷ３の直列回路の並列回路を備えている。
【００６８】
スイッチＳＷ３はランプ電流検出回路のフォトカプラＰＣ１に応答して動作し、実施形態１のトランジスタＱ９と同様な動作を行う。スイッチＳＷ２は、調光器Ｄｉｍの信号に応じてＯＮ／ＯＦＦする。また、スイッチＳＷ１もスイッチＳＷ２と同じタイミングでＯＮ／ＯＦＦする。
【００６９】
図４に、本実施形態の動作のタイミングを示す。図４には、スイッチＳＷ１，ＳＷ２の動作と、ランプ電圧Ｖｌａと、ランプ電流Ｉｌａと、スイッチＳＷ３の動作のタイミングが示されている。
【００７０】
時間ｔ１の時点で、スイッチＳＷ１はＯＦＦし、点灯回路の動作周波数はランプを始動させる周波数に変更される。そのとき同時にスイッチＳＷ２もＯＦＦする。スイッチＳＷ３は未だＯＮのままである。スイッチＳＷ２がＯＦＦとなるとフィードフォワード制御信号ＶＦＦ１が周波数制御用の電流Ｉｏｓｃに反映されやすくなり、フィードフォワード制御回路のゲインが増加する。
【００７１】
そして時間ｔ２の時点でランプが始動し、ランプ電流が発生すると、フォトカプラＰＣ１のフォトトランジスタがＯＮする。そのフォトカプラＰＣ１の信号を受けて、スイッチＳＷ３はＯＦＦする。スイッチＳＷ３がＯＦＦとなると、更にフィードフォワード制御信号ＶＦＦ１が周波数制御用の電流Ｉｏｓｃに反映されやすくなり、フィードフォワード制御回路のゲインが最大となる。
【００７２】
また、時間ｔ３となると調光器Ｄｉｍに応じてスイッチＳＷ１がＯＮし、点灯回路の動作周波数はランプを消灯させる周波数に変更される。同時にスイッチＳＷ２とＳＷ３もＯＮする。
【００７３】
その結果、フィードフォワード制御信号ＶＦＦ１が周波数制御用の電流Ｉｏｓｃに反映されにくい状態となり、フィードフォワード制御回路のゲインが最小となる。したがって、ランプ点灯時にフィードフォワード制御のゲインを最大とし、ランプ消灯時には、フィードフォワード制御のゲインを最小とする動作を行う。
【００７４】
また、ランプに高電圧を印加している動作状態では最大と最小の中間となるゲインとなるように制御動作を変更する。中間のゲインは、抵抗Ｒｆ５で設定される。すなわち、ランプを始動させる状態においても最適なフィードフォワード制御を設計することができ、始動電圧の変化による始動タイミングのばらつきを小さくすることが出来る。
【００７５】
さらに、ランプ消灯期間でのリップル電圧によるランプ電圧変化を小さくするように抵抗Ｒｆ４を設定することも可能である。このようにすれば、ランプ消灯期間において放電ランプを微弱な放電状態に維持する場合において、立ち消えやちらつきを低減することが出来る。
【００７６】
本発明を用いれば、放電ランプを周期的に点滅させるバースト調光において、直流電源のリップル電圧に起因するちらつきを低減することが出来る。
【００７７】
以下の実施形態３〜７では、実施形態１または２で説明した詳細な構成及び動作の変形例として、ランプ電流の検出以外の手段によりフィードフォワード制御回路ＦＦ１の設定を変更する各種の手段について説明する。
【００７８】
（実施形態３）
図５に実施形態３の構成図を示す。図には、力率改善回路ＰＦＣと、その出力に接続されたインバータ回路ＨＢ１と、インバータ回路ＨＢ１で駆動されるランプＬａｍｐ１が示されている。そして、本発明に従って、フィードフォワード制御回路ＦＦ１と、フィードフォワード制御設定変更回路ＦＣ１が構成されている。検出器ＤＥＴ１はフィードフォワード制御設定変更回路ＦＣ１へ信号を送出している。本例は、ランプの点灯状態検出としてランプ電圧を検出する検出器ＤＥＴ１を備え、その信号によりフィードフォワード制御設定変更回路ＦＣ１を動作させることが特徴である。
【００７９】
すなわち、インバータ回路ＨＢ１のＬＣ共振回路のインダクタＬｒ１の両端電圧を検知することにより、ランプＬａｍｐ１が始動したかしていないかを判定する。インダクタＬｒ１の両端電圧は、インバータ回路ＨＢ１の矩形波電圧成分が現れるものの、ランプ電圧Ｖｌａに比例した電圧が発生しており、点灯状態を検知するには好適である。
【００８０】
図６に動作のタイミングを示す。図には、調光器Ｄｉｍの信号と、ランプ電圧Ｖｌａと、ランプ電流Ｉｌａと、検出器ＤＥＴ１の出力信号が示されている。
時間ｔ１で調光器Ｄｉｍはインバータ回路ＨＢ１の周波数を始動周波数に設定する。それによりインバータ回路ＨＢ１の出力電圧は上昇し、ランプには高電圧が印加される。
【００８１】
時間ｔ２でランプが始動してランプ電流Ｉｌａが発生する。またランプ始動に伴い、共振回路のＱが低下するので、ランプ電圧Ｖｌａが低くなる。
【００８２】
時間ｔ１からｔ２の区間ではランプ電圧Ｖｌａが高いので検出器ＤＥＴ１の出力はＬｏｗである。時間ｔ２でランプ電圧Ｖｌａが低下し、検出器ＤＥＴ１の閾値Ｖｔｈ以下となると検出器ＤＥＴはＨｉｇｈを出力する。
【００８３】
時間ｔ３で調光器Ｄｉｍはインバータ回路ＨＢ１の周波数を上昇させ、ランプＬａｍｐ１を消灯させる。それに伴い検出器ＤＥＴ１の出力もＬｏｗとなる。したがって、検出器ＤＥＴ１の出力は、調光器ＤｉｍのＯＮ期間中にランプ電圧Ｖｌａが低い状態となるとＨｉｇｈを出力するようになっており、ランプ電流Ｉｌａでランプ状態を検出するのと同様な機能を実現できる。
【００８４】
本実施形態では、ランプ電流検出用のフォトカプラなどを用いずに、共振回路のインダクタに副巻線を設けることでランプ状態を正確に検知できるので、ちらつきの低減を安価に実現することが出来る。
【００８５】
（実施形態４）
図７に実施形態４の構成図を示す。図には、実施形態３と同様に力率改善回路ＰＦＣと、インバータ回路ＨＢ１とランプＬａｍｐ１が示されている。そして、本発明に従って、フィードフォワード制御回路ＦＦ１と、フィードフォワード制御設定変更回路ＦＣ１が構成されている。検出器ＤＥＴ２はフィードフォワード制御設定変更回路ＦＣ１へ信号を送出している。
【００８６】
本実施形態は、ランプの点灯状態検出としてインバータ回路ＨＢ１への入力電流を検出する検出器ＤＥＴ２を備え、その信号によりフィードフォワード制御設定変更回路ＦＣ１を動作させることが特徴である。すなわち、インバータ回路ＨＢ１の入力電流が増加したのを検知することにより、ランプが始動したかしていないかを判定する。
【００８７】
ランプに高電圧を与えている状態からランプが始動すると、ランプ電流が急速に発生して、インバータ回路の入力電流も増加するので、点灯状態を検知するには好適である。ランプ始動状態においてもインバータ回路の損失は若干増え、入力電流が増加するのでそれを考慮した検出閾値を設定すればよい。
【００８８】
本実施形態では、ランプ電流検出用のフォトカプラなどを用いずにランプ状態を正確に検知できるので、ちらつきの低減を安価に実現することが出来る。
【００８９】
（実施形態５）
図８に実施形態５の構成図を示す。図には、実施形態３と同様に力率改善回路ＰＦＣと、インバータ回路ＨＢ１とランプＬａｍｐ１が示されている。そして、本発明に従って、フィードフォワード制御回路ＦＦ１とフィードフォワード制御設定変更回路ＦＣ１が構成されている。遅延タイマ回路Ｔｉｍ１は、調光器Ｄｉｍの信号を入力し、フィードフォワード制御設定変更回路ＦＣ１へ切り替えタイミング信号を送出している。
【００９０】
図９に動作のタイミングを示す。図には、調光器Ｄｉｍの出力信号と、ランプ電圧Ｖｌａと、ランプ電流Ｉｌａと、遅延タイマ回路Ｔｉｍ１の出力信号Ｔｓ１が示されている。
【００９１】
時間ｔ１で調光器Ｄｉｍはインバータ回路ＨＢ１の周波数を始動周波数に設定する。それによりインバータ回路ＨＢ１の出力電圧は上昇し、ランプには高電圧が印加される。また、遅延タイマ回路Ｔｉｍ１は調光器Ｄｉｍの信号を受け、タイマ動作を開始する。タイマ動作期間中は、出力Ｔｓ１はＬｏｗを維持する。しばらく時間が経過するとランプが始動してランプ電流が発生する。
【００９２】
その後、遅延タイマ回路Ｔｉｍ１は所定の時間Ｔｄでタイマ動作を完了し、出力Ｔｓ１をＨｉｇｈとする。遅延タイマ回路Ｔｉｍ１の出力Ｔｓ１の信号を受けて、フィードフォワード制御設定変更回路ＦＣ１は制御のゲインを増加させる動作を行う。
【００９３】
本例は、調光器Ｄｉｍの信号を基点として遅延タイマ回路Ｔｉｍ１を動作させ、所定時間Ｔｄの経過後にフィードフォワード制御設定変更回路ＦＣ１を動作させることが特徴である。遅延タイマ回路Ｔｉｍ１の所定時間Ｔｄは、ランプの始動する時間にあわせて設定される。その結果、ランプ点灯を検出することなく、フィードフォワードの動作条件を切り替えることが出来る。
【００９４】
ランプの始動時間は、周囲温度や近接導体により多少の変化はあるが、短時間で繰り返し点灯と消灯を繰り返す場合では、それぞれの時間変化は少ない。そこで、あらかじめ始動にかかる時間を条件ごとに求めておけば、ランプ状態を検知することなく、フィードフォワード制御回路のゲインを適切に設定できる。
【００９５】
遅延時間は、点灯の瞬間でちょうどタイムアップとなるような設定が最も効果があるが、多少短い時間としても効果はある。ちらつきの原因は瞬時始動の時間のばらつきであるが、この場合の始動時間はランプに与えた始動エネルギ量に関係しているので、一部の始動電圧が変動してもすぐには始動時間が変化しないからである。
【００９６】
逆に遅延時間が多少長くなっても効果がある。この場合は、ランプ点灯後からタイマ回路の動作までの差分でちらつき成分が発生するが、時間差が全体の周期の１％未満であれば問題ないレベルとなる。
【００９７】
なお、遅延タイマ回路Ｔｉｍ１は、一定時間のタイマ回路でもよいが、様々な点灯条件に合わせた時間設定が可能なマイクロプロセッサのタイマが好適である。
本実施形態によれば、タイマ回路を用いることで、ちらつき低減を安価に実現することが出来る。
【００９８】
（実施形態６）
図１０に実施形態６の構成図を示す。図には、実施形態３と同様に力率改善回路ＰＦＣと、インバータ回路ＨＢ１とランプＬａｍｐ１が示されている。そして、本発明に従って、フィードフォワード制御回路ＦＦ１と、フィードフォワード制御設定変更回路ＦＣ１が構成されている。積分信号回路Ｉｎｔ１は、調光器Ｄｉｍの信号を入力し、フィードフォワード制御設定変更回路ＦＣ１へ信号Ｓｗｐ１を送出している。
【００９９】
図１１に動作のタイミングを示す。図には、調光器Ｄｉｍの出力信号と、ランプ電圧Ｖｌａと、ランプ電流Ｉｌａと、積分信号回路Ｉｎｔ１の出力信号Ｓｗｐ１と、フィードフォワード制御設定変更回路ＦＣ１の出力信号Ｇａ１が示されている。
【０１００】
時間ｔ１で調光器Ｄｉｍはインバータ回路ＨＢ１の周波数を始動周波数に設定する。それによりインバータ回路ＨＢ１の出力電圧は上昇し、ランプには高電圧が印加される。
【０１０１】
また、積分信号回路Ｉｎｔ１は調光器Ｄｉｍの信号を受け、積分動作を開始する。積分動作期間中は、出力信号Ｓｗｐ１は積分結果を連続して出力する。積分信号回路Ｉｎｔ１の出力信号Ｓｗｐ１を受けて、フィードフォワード制御設定変更回路ＦＣ１は制御のゲインを連続的に増加させる出力信号Ｇａ１をフィードフォワード制御回路ＦＦ１に設定する動作を行う。
【０１０２】
しばらく時間が経過するとランプが始動してランプ電流が発生する。その後、積分信号回路Ｉｎｔ１は所定のレベルまでの積分動作を完了し、出力信号Ｓｗｐ１は飽和する。積分信号回路Ｉｎｔ１の出力信号Ｓｗｐ１により、フィードフォワード制御設定変更回路ＦＣ１の出力信号Ｇａ１もゲイン設定値を最大値とする。
【０１０３】
本実施形態は、調光器Ｄｉｍの信号を基点として積分信号回路Ｉｎｔ１を動作させ、所定時間までの期間（ｔ１〜ｔ２）で連続的にフィードフォワード制御のゲインを可変させることが特徴である。積分信号回路Ｉｎｔ１の積分速度は、ランプの始動する時間にあわせて設定される。その結果、ランプ点灯を検出することなく、フィードフォワードの動作条件を切り替えることが出来る。
【０１０４】
ランプの始動時間は、周囲温度や近接導体により多少の変化はあるが、短時間で繰り返し点灯と消灯を繰り返す場合では、それぞれの時間変化は少ない。そこで、あらかじめ始動にかかる時間を条件ごとに求めておけば、積分信号回路Ｉｎｔ１の積分速度を様々な点灯条件に合わせて変更することで精度良く動作させることが出来る。
【０１０５】
本実施形態を用いれば、ちらつき低減を安価に実現することが出来る。
【０１０６】
（実施形態７）
図１２に実施形態７の構成図を示す。図には、力率改善回路ＰＦＣと、インバータ回路ＨＢ１とランプＬａｍｐ１が示されている。インバータ回路ＨＢ１は、入力電流検出器ＤＥＴ３と入力電流を一定とするようにインバータ発振周波数をフィードバック制御するフィードバック制御器ＦＢ１を備える。そして、本発明に従って、フィードフォワード制御回路ＦＦ１と、フィードフォワード制御設定変更回路ＦＣ１が構成されている。
【０１０７】
フィードフォワード制御設定変更回路ＦＣ１は、インバータ回路ＨＢ１のフィードバック制御器ＦＢ１の制御量Ｆｓ１を入力とし、フィードフォワードの動作条件切り替えタイミング信号Ｔｓ２をフィードフォワード制御回路ＦＦ１ヘ出力している。フィードフォワード制御回路ＦＦ１は、フィードバック制御器ＦＢ１ヘ補正信号Ａｄ１を与える。調光器Ｄｉｍはインバータ回路ＨＢ１のフィードバック制御器ＦＢ１と発振器ＯＳＣ１に点灯と消灯のタイミング信号を与える。
【０１０８】
図１３に動作のタイミングを示す。図には、調光器Ｄｉｍの出力信号と、ランプ電圧Ｖｌａと、ランプ電流Ｉｌａと、フィードバック制御器ＦＢ１の制御出力Ｆｓ１と、フィードフォワード制御設定変更回路ＦＣ１の出力信号Ｔｓ２が示されている。
【０１０９】
時間ｔ１で調光器Ｄｉｍはインバータ回路ＨＢ１の周波数を始動周波数に設定し、フィードバック制御器ＦＢ１に入力電流増加の指令信号を送出する。
【０１１０】
その結果、フィードバック制御器ＦＢ１の出力Ｆｓ１が上昇し、インバータ周波数が低くなり、ランプには高電圧が印加される。やがてランプは始動し、ランプ電流が発生すると、インバータ回路の入力電流も増加する。その結果、フィードバック制御器ＦＢ１は入力電流を所定の値とするように応答し、制御出力Ｆｓ１を低下してランプ出力を抑えるように動作する。
【０１１１】
時間ｔ２の時点でフィードフォワード制御設定変更回路ＦＣ１はフィードバック制御器ＦＢ１の制御出力Ｆｓ１の立下りを検知し、フィードフォワード制御回路ＦＦ１へフィードフォワードの動作条件を切り替える信号Ｔｓ２を送出する。フィードフォワード制御回路ＦＦ１はフィードバック制御器ＦＢ１への補正信号Ａｄ１の出力レベルを大きくする。
【０１１２】
本実施形態は、インバータ回路にフィードバック制御を備えるとき、そのフィードバック制御の制御出力値をもとにフィードフォワード制御設定変更回路ＦＣ１を動作させることが特徴である。また、入力電流を一定に制御する手段と組み合わせることにより、インバータ回路の入力電力を一定に制御することが出来る。
【０１１３】
（実施形態８）
図１４は実施形態１〜７の放電灯点灯装置を用いた液晶表示装置の概略構成を示す分解斜視図である。液晶パネルＬＣＰの背面（直下）にバックライトが配置されており、バックライトは、筐体２２と、この上に設置された反射板２３及び複数の蛍光ランプＦＬ１〜ＦＬ４と、その上方に設置された拡散板２５、プリズムシート等の光学シート２６とから構成されている。また、筐体２２の背面に蛍光ランプＦＬ１〜ＦＬ４を点灯するインバータの基板２１が設置されている。反射板２３は各蛍光ランプＦＬ１〜ＦＬ４の照射光を有効に前面に指向させるものである。拡散板２５は蛍光ランプＦＬ１〜ＦＬ４及び反射板２３からの光を拡散させて前面への照明光の明るさ分布を平均化する機能を有する。
【図面の簡単な説明】
【０１１４】
【図１】本発明の実施形態１の回路図である。
【図２】本発明の実施形態１の動作波形図である。
【図３】本発明の実施形態２の回路図である。
【図４】本発明の実施形態２の動作波形図である。
【図５】本発明の実施形態３の回路図である。
【図６】本発明の実施形態３の動作波形図である。
【図７】本発明の実施形態４の回路図である。
【図８】本発明の実施形態５の回路図である。
【図９】本発明の実施形態５の動作波形図である。
【図１０】本発明の実施形態６の回路図である。
【図１１】本発明の実施形態６の動作波形図である。
【図１２】本発明の実施形態７の回路図である。
【図１３】本発明の実施形態７の動作波形図である。
【図１４】本発明の実施形態８の液晶表示装置の概略構成を示す分解斜視図である。
【符号の説明】
【０１１５】
ＰＦＣ 力率改善回路
ＶＤＣ 直流電圧
ＨＢ１ インバータ回路
ＯＳＣ１ 発振器
Ｄｉｍ 調光器
ＰＣ１ フォトカプラ（ランプ電流検出手段）
Ｌａｍｐ１ 放電ランプ
ＦＦ１ フィードフォワード制御回路
ＦＣ１ フィードフォワード制御設定変更回路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
商用電源を整流する整流器と、
前記整流器の出力を平滑する少なくとも１つの平滑回路と、
前記平滑回路の出力を入力して放電ランプを駆動する点灯回路と、
前記点灯回路に周期的にランプ点灯状態とランプ消灯または調光状態を繰り返すタイミング信号を与える点灯制御器と、
前記点灯回路の入力電圧もしくは平滑回路の入力電圧を検知して点灯回路の出力を所望の値に制御するフィードフォワード制御回路と、
前記フィードフォワード制御回路の制御利得または制御目標値を切り替える制御変更手段を備え、
前記制御変更手段は前記点灯制御器の出力信号または放電ランプの点灯状態に応じて前記フィードフォワード制御回路を設定変更することを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項２】
前記フィードフォワード制御回路の設定変更は、放電ランプの電力増加方向で、前記フィードフォワード制御回路の制御利得を増加させることを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
【請求項３】
前記フィードフォワード制御回路の出力する制御量は、前記点灯回路の発振周波数であることを特徴とする請求項２記載の放電灯点灯装置。
【請求項４】
前記制御変更手段は、放電ランプの電流に応じて動作することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の放電灯点灯装置。
【請求項５】
前記制御変更手段は、放電ランプの電圧に応じて動作することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の放電灯点灯装置。
【請求項６】
前記制御変更手段は、前記点灯回路の入力電力に応じて動作することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の放電灯点灯装置。
【請求項７】
前記制御変更手段はタイマ回路を備え、前記点灯制御器の点灯タイミング信号を基準として、前記タイマ回路で設定された時間後に前記フィードフォワード制御回路の設定を変更することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の放電灯点灯装置。
【請求項８】
前記制御変更手段は積分回路を備え、前記点灯制御器の点灯タイミング信号を基準として、前記積分回路は積分動作を開始し、その積分結果に応じて前記フィードフォワード制御回路の設定を変更することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の放電灯点灯装置。
【請求項９】
前記点灯回路は、入力電流または入力電流に相当する電流を一定に制御するフィードバック制御回路を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の放電灯点灯装置。
【請求項１０】
前記制御変更手段は、前記フィードバック制御回路の状態変数に応じて動作することを特徴とする請求項９記載の放電灯点灯装置。
【請求項１１】
前記フィードフォワード制御回路は、商用電源周波数の２倍の周波数近傍で利得のピークを持つことを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の放電灯点灯装置。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれかに記載の放電灯点灯装置と放電ランプを備えるバックライト装置。
【請求項１】
商用電源を整流する整流器と、
前記整流器の出力を平滑する少なくとも１つの平滑回路と、
前記平滑回路の出力を入力して放電ランプを駆動する点灯回路と、
前記点灯回路に周期的にランプ点灯状態とランプ消灯または調光状態を繰り返すタイミング信号を与える点灯制御器と、
前記点灯回路の入力電圧もしくは平滑回路の入力電圧を検知して点灯回路の出力を所望の値に制御するフィードフォワード制御回路と、
前記フィードフォワード制御回路の制御利得または制御目標値を切り替える制御変更手段を備え、
前記制御変更手段は前記点灯制御器の出力信号または放電ランプの点灯状態に応じて前記フィードフォワード制御回路を設定変更することを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項２】
前記フィードフォワード制御回路の設定変更は、放電ランプの電力増加方向で、前記フィードフォワード制御回路の制御利得を増加させることを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
【請求項３】
前記フィードフォワード制御回路の出力する制御量は、前記点灯回路の発振周波数であることを特徴とする請求項２記載の放電灯点灯装置。
【請求項４】
前記制御変更手段は、放電ランプの電流に応じて動作することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の放電灯点灯装置。
【請求項５】
前記制御変更手段は、放電ランプの電圧に応じて動作することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の放電灯点灯装置。
【請求項６】
前記制御変更手段は、前記点灯回路の入力電力に応じて動作することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の放電灯点灯装置。
【請求項７】
前記制御変更手段はタイマ回路を備え、前記点灯制御器の点灯タイミング信号を基準として、前記タイマ回路で設定された時間後に前記フィードフォワード制御回路の設定を変更することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の放電灯点灯装置。
【請求項８】
前記制御変更手段は積分回路を備え、前記点灯制御器の点灯タイミング信号を基準として、前記積分回路は積分動作を開始し、その積分結果に応じて前記フィードフォワード制御回路の設定を変更することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の放電灯点灯装置。
【請求項９】
前記点灯回路は、入力電流または入力電流に相当する電流を一定に制御するフィードバック制御回路を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の放電灯点灯装置。
【請求項１０】
前記制御変更手段は、前記フィードバック制御回路の状態変数に応じて動作することを特徴とする請求項９記載の放電灯点灯装置。
【請求項１１】
前記フィードフォワード制御回路は、商用電源周波数の２倍の周波数近傍で利得のピークを持つことを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の放電灯点灯装置。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれかに記載の放電灯点灯装置と放電ランプを備えるバックライト装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１０−２１１０８（Ｐ２０１０−２１１０８Ａ）
【公開日】平成２２年１月２８日（２０１０．１．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１８２８９６（Ｐ２００８−１８２８９６）
【出願日】平成２０年７月１４日（２００８．７．１４）
【出願人】（０００００５８３２）パナソニック電工株式会社 (17,916)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１月２８日（２０１０．１．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年７月１４日（２００８．７．１４）
【出願人】（０００００５８３２）パナソニック電工株式会社 (17,916)
【Ｆターム（参考）】
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