FR2644662A1 - Dispositif d'allumage de lampe a decharge a courant continu - Google Patents

Abstract

Ce dispositif comprend un moyen MD de décharge principale fournissant un courant de décharge principale de lampe à une lampe 10 à décharge à courant continu comprenant un filament 11 et au moins une anode 12 de manière à former entre ce filament et cette anode un trajet de décharge, le moyen de décharge principale comprenant un moyen 18, Eb2, 19 pour commuter la tension appliquée entre une tension d'amorçage de décharge principale et une tension de maintien de décharge principale en synchronisme avec un signal de commande de luminance, grâce à quoi on peut réduire toute contribution d'une résistance 15 de limitation de courant à la consommation en énergie pendant le fonctionnement du circuit lors de l'éclairage de la lampe à décharge de manière à diminuer la génération de chaleur.

Description

DISPOSITIF D'ALLUMAGE DE LAMPE A DECHARGE A COURANT

CONTINU

La présente invention concerne un dispositif pour effectuer un allumage par courant continu d'une lampe à décharge à courant continu. La lampe à décharge à courant continu qui utilise le dispositif d'allumage de lampe à décharge à courant continu du type dont il est question peut être utilisée efficacement comme élément d'affichage d'un appareil d'affichage d'image à grande échelle utilisé dans les locaux d'exposition, les stades pour l'athlétisme et le base-ball, etc. Comme dispositif d'allumage de lampe à décharge à courant continu du type mentionné, on connaît d'après,

par exemple, la publication de brevet japonais N 51-

22311, un dispositif qui est conçu: pour chauffer un filament d'une lampe à décharge à courant continu à

l'aide d'une source de courant de filament, pour appli-

quer entre le filament et une électrode auxiliaire une

source de courant continu de décharge fine par l'inter-

médiaire d'une résistance de limitation de courant pré-

sentant une valeur ohmique élevée, et pour appliquer entre le filament et une anode (électrode de commande) une source de courant continu de décharge principale par

l'intermédiaire d'une résistance de limitation de cou-

rant pour faire passer entre ce filament et cette anode

un courant de décharge principale de lampe. Par consé-

quent, dans ce dispositif, une décharge fine est engen-

drée entre le filament et l'électrode auxiliaire à l'aide de la source de courant continu de décharge fine et un allumage normal est effectué par application d'une tension d'amorçage de décharge principale plus élevée

que la tension de décharge fine de lampe entre le fila-

ment et l'anode au moyen de la source de courant continu

de décharge principale. Toutefois, dans un tel disposi-

tif d'allumage de lampe à décharge à courant continu comprenant les résistances de limitation de courant pour la décharge fine et la décharge principale mentionnées ci-dessus, une tension de source environ deux fois plus importante que la tension de décharge principale de lampe est nécessaire en ce qui concerne la source de courant continu de décharge principale si on tient compte des caractéristiques d'allumage ou éclairage de la lampe à décharge à courant continu, en particulier la tension de lampe, les fluctuations de luminance, les caractéristiques thermiques de la tension de lampe et

autres caractéristiques analogues, de sorte que le déga-

gement de chaleur, en particulier dans la résistance de limitation de courant pour la décharge principale, devient important, ce qui fait qu'il est nécessaire de munir d'un moyen de dissipation de chaleur encombrant et coûteux l'appareil d'affichage d'image à grande échelle qui met en jeu un grand nombre de lampes à décharge à courant continu et que la commande thermique utilisée

pour maintenir une température appropriée afin de per-

mettre un rendement excellent d'émission de lumière est

difficile à réaliser en raison de la production impor-

tante de chaleur, etc. Dans la demande de brevet japonais N 61-15194 ouverte à l'inspection publique, on a décrit, d'autre part, un dispositif d'allumage de lampe à décharge dans

lequel on utilise une inductance comme élément de limi-

tation de courant afin de réduire la production de cha-

leur. Plus concrètement, dans ce dispositif connu, on utilise un onduleur ou générateur de haute fréquence pour transformer une tension continue de source en une tension haute fréquence et l'agencement est tel que sa

sortie de tension haute fréquence à travers le transfor-

mateur de ce générateur de haute fréquence est appliquée par l'intermédiaire d'une bobine d'arrêt et d'une diode de redressement à une lampe à décharge. Toutefois, cette

transformation en tension haute fréquence et l'applica-

tion de cette dernière exigent généralement un agence-

ment de circuit compliqué posant divers problèmes, à savoir une augmentation des coûts de fabrication, la nécessité de prendre des mesures contre le bruit haute fréquence, ce qui complique la fabrication, etc. Pour obtenir que la lampe à décharge à courant continu soit

allumée de façon stable, même en présence d'une fluctua-

tion de la charge depuis un état de charge nulle jusqu'à un état de charge complète, il est en outre nécessaire de maintenir une valeur faible d'impédance interne de

l'onduleur ou générateur de haute fréquence, ce qui sou-

lève un autre problème en ce sens que ce générateur de haute fréquence doit comporter un transformateur de grandes dimensions qui rend le dispositif d'allumage

global encombrant et coûteux.

De plus, le brevet US N 4 649 322 décrit un dispo-

sitif d'allumage de lampe à décharge qui permet d'allu-

mer de façon stable une lampe à décharge à courant con-

tinu tout en réduisant le rayonnement de chaleur sans augmenter les dimensions. Plus concrètement, dans ce dispositif connu, un filament se trouvant dans la lampe à décharge à courant continu est chauffé par une source de tension de filament, une impulsion haute tension est appliquée au filament suivant un cycle prédéterminé par un moyen de génération d'impulsions et un courant est fourni par la source de courant continu à une électrode de commande de la lampe à décharge pendant un temps de maintien d'alimentation de courant fixé par un signal d'instruction provenant d'un moyen de génération de

signal d'instruction. Dans cet agencement, on peut obte-

nir un allumage ou éclairage stable en amorçant la décharge de la lampe à l'aide des impulsions de haute tension engendrées selon le cycle prédéterminé et en effectuant une régulation d'intensité lumineuse à l'aide du temps de maintien d'alimentation de courant que l'on fait varier. Toutefois, de façon encore désavantageuse,

la présence nécessaire du moyen de génération d'impul-

sions de haute tension ainsi que de la source de courant continu comprenant le moyen de génération de signal d'instruction complique encore l'agencement de circuit correspondant, ce qui augmente les coûts de fabrication sans compter que l'application de la tension de source

de filament et des impulsions de haute tension est cons-

tante de sorte qu'il n'est pas possible de réduire dans

une mesure suffisamment satisfaisante l'énergie consom-

mée et finalement le dégagement de chaleur.

C'est pourquoi, la présente invention a pour objet principal un dispositif d'allumage de lampe à décharge qui permet de réduire les coûts de fabrication à l'aide d'un agencement plus simple, de minimiser suffisamment la consommation d'énergie, le dégagement de chaleur et les dimensions du dispositif également et d'obtenir efficacement la stabilisation des caractéristiques de la lampe, en particulier la capacité d'amorçage de la lampe, la régulation de l'intensité lumineuse lors d'une variation de la température ambiante, et l'aptitude à un

faible bruit.

Selon la présente invention, on peut atteindre cet objectif au moyen d'un dispositif d'allumage de lampe à décharge qui comprend une lampe à décharge à courant continu comportant un filament, au moins une anode et un trajet de décharge lumineuse formé par rapport à l'anode, un moyen de décharge principale comprenant une source de courant continu pour fournir à la lampe à

décharge, par l'intermédiaire d'une résistance de limi-

tation de courant, un courant de décharge principale afin d'obtenir une luminance efficace, et un moyen de

décharge fine faisant passer la lampe à décharge à cou-

rant continu dans un état de décharge fine afin d'abais-

ser la tension d'amorçage de décharge principale néces-

saire pour fournir le courant de décharge principale de la lampe, le moyen de décharge principale comprenant un

moyen pour commander la luminance en rendant sensible-

ment constante l'amplitude du courant de décharge prin-

cipale de la lampe et en commandant la largeur des

impulsions à l'aide d'un signal de commande de lumi-

nance, un moyen de commutation de tension étant prévu en ce qui concerne la source de courant continu du moyen de décharge principale pour la faire permuter entre une tension d'amorçage de décharge principale, suffisamment plus élevée que la tension de décharge fine de lampe et

une tension de maintien de décharge principale, en sync-

hronisme avec le signal de commande de luminance, jus-

qu'au moment o le signal de commande de luminance sui-

vant apparaît.

D'autres objets et avantages de la présente inven-

tion apparaîtront à la lecture de la description donnée

ci-après en référence aux dessins annexés, sur lesquels: la Figure 1 est un schéma de principe d'un mode de réalisation du dispositif d'allumage de lampe à décharge selon la présente invention;

la Figure 2 est un chronogramme montrant la rela-

tion entre un moyen de commutation de tension et la ten-

sion de source de décharge principale dans le dispositif de la Figure 1; la Figure 3 montre graphiquement la relation entre

le temps nécessaire pour transformer la décharge princi-

pale et une seconde tension de source continue dans le dispositif de la Figure 1; la Figure 4 montre graphiquement la relation entre la température ambiante, la tension de décharge fine de la lampe et la tension de décharge principale de la lampe en ce qui concerne la lampe à décharge à courant continu à laquelle est appliqué le dispositif de la Figure 1; la Figure 5 est un schéma de principe d'un aspect plus concret de réalisation du dispositif d'allumage de lampe à décharge de la Figure 1; la Figure 6 est un schéma de principe d'un autre mode de réalisation du dispositif d'allumage de lampe à décharge selon la présente invention;

la Figure 7 est un chronogramme montrant le fonc-

tionnement aux parties respectives du dispositif repré-

senté sur la Figure 6; la Figure 8 est un graphique montrant la relation entre une tension de source de décharge fine et le temps d'amorçage de la lampe à décharge à courant continu; la Figure 9 est un schéma de principe montrant un autre mode de réalisation encore du dispositif selon la présente invention;

la Figure 10 est un chronogramme montrant le fonc-

tionnement aux parties respectives du dispositif de la Figure 9; et la Figure 11 est un graphique montrant la relation entre la tension de décharge principale et la tension de pulsation dans le dispositif d'allumage de lampe à décharge. En se référant à la Figure 1, on voitqu'une lampe à décharge à courant continu dans un premier mode de réalisation du dispositif d'allumage de lampe à décharge selon la présente invention comprend un seul filament 11 et une ou plusieurs électrodes de commande, c'est-à-dire une anode 12 (une seule anode est représentée dans le mode de réalisation de la Figure 1) et que dans la lampe est formé un trajet 13 de décharge lumineuse, entre le filament 11 et l'anode 12, ou plusieurs de ces trajets 13 mutuellement indépendants entre le filament et les anodes respectives. A l'extérieur de la lampe 10, une source Ea de décharge fine en courant continu est reliée, par l'intermédiaire d'une première résistance 14 de limitation de courant, entre le filament 11 et l'anode 12, un circuit FD de décharge fine étant ainsi formé pour abaisser la tension d'amorçage de décharge principale nécessaire pour alimenter en courant de décharge principale la lampe 10 à décharge à courant continu, cette lampe étant amenée dans un état de décharge fine. En outre, la tension d'une source Ef d'alimentation de filament est appliquée au filament 11 de la lampe 10 à décharge à courant continu tandis qu'un courant de chauffage est fourni au filament 11. En outre, entre le filament 11 et l'anode 12 de la lampe 10 à décharge à courant continu, est relié un circuit MD de décharge principale comprenant des première et seconde

sources Ebl et Eb2 de courant continu de décharge prin-

cipale, et ce circuit MD de décharge principale comprend un moyen pour effectuer une commande de luminance en

maintenant sensiblement constante l'amplitude d'une ten-

sion de décharge principale de lampe et en commandant la largeur d'impulsion à l'aide d'un signal cyclique de commande de luminance, et un moyen pour effectuer une commutation de tension de manière à appliquer à la lampe la tension d'amorçage de décharge principale dans une mesure suffisamment plus élevée que la tension de décharge fine de lampe en synchronisme avec le signal de commande de luminance pendant un temps prescrit puis à appliquer une tension de maintien de décharge principale

jusqu'à ce qu'apparaisse le signal de commande de lumi-

nance suivant. Plus concrètement, dans le circuit MD de décharge principale selon le présent mode de réalisation, le moyen de commande de luminance est formé par un circuit série comprenant une seconde résistance 15 de limitation de courant, un premier élément d'interruption 16 et une diode 17, ce circuit série étant relié directement à l'anode 12 de la lampe 10, et le moyen de commutation de tension est formé d'un circuit parallèle constitué d'run

circuit série comprenant un second élément d'interrup-

tion 18 et la seconde source Eb2 d'alimentation en cou-

rant continu de décharge principale et d'une diode 19 montée en parallèle avec le circuit série et remplissant une fonction de contournement, ce circuit parallèle étant relié à la première source Ebl d'alimentation en courant continu de décharge principale et étant inséré entre le moyen de commande de luminance précité et le filament 11 de la lampe 10. Ce moyen de commutation de

tension fournit à sa sortie la somme Vl + V2 de la ten-

sion Vl de la première source Ebl de courant continu de décharge principale et la tension V2 de la seconde source Eb2 de courant continu de décharge principale lors de la fermeture du second élément d'interruption 18 mais fournit à l'autre sortie uniquement la tension Vl lors de l'ouverture du second élément d'interruption 18 tandis que cette tension Vl de la première source Ebl de courant continu de décharge principale est calculée pour constituer la tension de maintien de décharge principale qui maintient la lampe allumée en permanence. De plus, le circuit MD de décharge principale est pourvu d'un

circuit 20 de commande d'affichage qui commande les pre-

mier et second éléments d'interruption 16 et 18 de manière que la lampe à décharge à courant continu soit allumée en fonction des signaux d'image prédéterminés dans le cas o le dispositif est utilisé comme appareil d'affichage d'image à grande échelle. En outre, dans le dispositif d'allumage de lampe à décharge selon le présent mode de réalisation, cette tension Vi de maintien de décharge principale, telle que représentée sur la Figure 2, est amenée à être appliquée au moyen de la première source Ebl de courant continu de décharge principale par l'intermédiaire de la seconde

résistance 15 de limitation de courant, en plus du cou-

rant de décharge fine de lampe, dans le cas o le pre-

mier élément d'interruption 16 est fermé pendant- un

temps T1 commandé par le circuit 20 de commande d'affi-

chage, à 60 Hz, par exemple. Pourvu ici que le second élément d'interruption 18 soit fermé pendant un temps T2 commençant au même moment o commence le temps T1, le temps T2 étant, par exemple, 0,2 ms, la tension V2 de la seconde source Eb2 de courant continu de décharge est alors ajoutée à la tension VI et appliquée à la lampe 10 à décharge à courant continu. Lors de l'amorçage de la décharge principale au cours d'un des cycles de décharge principale, cette tension d'amorçage élevée Vs = VI + V2

est appliquée étant donné que les premier et second élé-

ments d'interruption 16 et 18 sont tous deux fermés, et il est possible de faire passer de façon sûre la lampe

de l'état de décharge fine à l'état de décharge princi-

pale même quand la tension de décharge fine de lampe devient relativement plus élevée lorsque, par exemple,

la température ambiante de la lampe 10 à décharge à cou-

rant continu diminue, ou quand la tension de la lampe augmente en raison de toute variation introduite lors de

la fabrication de la lampe 10. Ici, le temps de ferme-

ture T2 du second élément d'interruption 18 doit être fixé en fonction d'une condition (V2 - T12), comme représenté sur la Figure 3. Comme résultat d'un essai effectué, le temps T12 nécessaire pour le passage à l'état de décharge principale en fonction de la tension V2 de la seconde source Eb2 de courant continu de décharge principale donne la courbe TT représentée sur la Figure 3 d'après laquelle, on a constaté que, pourvu que la tension V2 de la source Eb2 soit de 15 V, le

temps T12 peut être fixé à 0,2 ms.

On a effectué d'autres essais relatifs à la rela-

tion entre la température ambiante de la lampe 10 à décharge à courant continu et la tension appliquée et, selon ces essais, comme représenté sur la Figure 4, on a obtenu la courbe en trait plein FD pour la tension de décharge fine de lampe tandis que l'on a obtenu la courbe en traits interrompus MD pour la tension de

décharge principale de lampe, respectivement. On va sup-

poser ici que la tension de décharge principale Vla de lampe est de 20 V à la température ambiante de 25 C, que la tension appliquée à la lampe 10 à décharge à courant continu par l'intermédiaire du moyen de commande de luminance comprenant la résistance 15 de limitation de courant est Vs et que le courant de la lampe est Ila, et que tout dispositif classique d'allumage de lampe à

décharge exige une tension Vs de 45 V si on désire assu-

rer un éclairage au-dessus de la température ambiante de -20 C. Dans ce cas, la consommation nécessaire Wo en énergie par la résistance de limitation de courant dans le circuit classique de décharge principale était: Wo=Ilax(Vs-Vla)=25xIla de sorte que le rayonnement de chaleur à l'endroit de la

seconde résistance 15 de limitation de courant, en par-

ticulier, est important. Par contre, la consommation W1

en énergie dans la résistance 15 de limitation de cou-

rant dans le circuit MD de décharge principale dans ce

11 ---

mode de réalisation selon la présente invention est: Wl = Ila(Vs - Vla) x 0,2/16,7 + Ila(V1 - Vla) x(16,7 - 0,2)/16,7 =15,1 xIla

même si Vl est fixé à 35 V, en tenant compte d'une divi-

sion appropriée de la tension pour stabiliser l'éclai-

rage de la lampe et on comprendra que la consommation d'énergie W1 dans la résistance de limitation de courant du dispositif d'allumage de lampe à décharge selon la présente invention peut être réduite à environ la moitié de la consommation d'énergie Wo dans la même résistance du dispositif classique. Dans le dispositif du mode de réalisation selon la présente invention on peut donc réduire la génération de chaleur dans une proportion remarquable suffisante pour minimiser les dimensions du moyen de rayonnement de chaleur et pour qu'on puisse se

dispenser d'un moyen de rayonnement de chaleur encom-

brant et coûteux. On comprendra également facilement ici que le circuit lui-même, qui utilise la résistance de limitation de courant, peut être réalisé de façon peu coûteuse et présenter un prix de revient notablement

réduit étant donné que l'agencement de circuit est sim-

ple et peut ne pas nécessiter d'inverseur haute fré-

quence ni de circuit supplémentaire compliqué.

Alors que dans le mode de réalisation précédent la cadence d'application d'une tension d'amorçage élevée telle que la tension Vl + V2 pour la tension d'amorçage de décharge principale est établie de manière à être synchronisée avec la fermeture du premier élément d'interruption 16, on peut modifier l'agencement de telle sorte que cette synchronisation d'application soit déphasée et, dans ce cas, on peut obtenir une excellente réponse de la lampe 10 à décharge à courant continu en ce qui concerne son passage de l'état de décharge fine à

l'état de décharge principale.

Si on se réfère maintenant à la Figure 5, on voit

que l'on y a représenté un aspect plus concret du dispo-

sitif de la Figure 1, dans lequel on utilise un transis-

tor 46 du type PNP comme premier élément d'interruption et on forme, dans la pratique, la seconde résistance de

limitation de courant au moyen d'un circuit 45A à cou-

rant constant comprenant le transistor particulier 46 du type PNP et une résistance 45 remplissant une fonction de détection de courant. Dans le moyen de commande de luminance comprenant la seconde résistance de limitation

de courant, on insère une source Ec d'énergie d'excita-

tion et un transistor d'excitation 46a séparément par rapport au circuit MD de décharge principale et on monte en parallèle sur cette source Ec d'énergie d'excitation un circuit 51 de commande de modulation de largeur d'impulsion (que l'on appellera par la suite circuit de commande "PWM"). A ce circuit 51 de commande PWM est

fournie une sortie de commande en provenance d'un cir-

cuit 50 de commande d'affichage tandis qu'une polarisa-

tion du transistor d'excitation 46a est fournie par le circuit 51 de commande PWM, de sorte que le transistor PNP 46 est également DEBLOQUE et BLOQUE à la suite d'une opération de DEBLOCAGE et de BLOCAGE du transistor 46,

la commande de luminance étant ainsi effectuée. La sor-

tie de commande du circuit 50 de commande d'affichage appliquée au circuit 51 de commande PWM est également fournie simultanément à un circuit 52 de commande de synchronisation, et un transistor 48 en tant que second

élément d'interruption est également DEBLOQUE en syn-

chronisme avec le transistor 46 servant de premier élé-

ment d'interruption, de sorte que la haute tension for-

mée par la tension Vl + V2 d'amorçage de décharge prin-

cipale est appliquée lors de l'amorçage de la décharge principale comme on l'a mentionné à propos de la Figure 2. En outre, comme cela est nécessaire, les données de luminance sont fournies par le circuit 50 de commande d'affichage au circuit 51 de commande PWM pour commander

le circuit 51 en fonction de ces données de luminance.

Les autres dispositions et opérations de ce mode de réa-

lisation de la Figure 5 sont identiques à celles du mode de réalisation de la Figure 1 et les mêmes éléments constitutifs que ceux de la Figure 1 sont désignés sur

la Figure 5 par les mêmes références numériques auxquel-

les on a ajouté 30.

Du fait que les données de luminance ainsi qu'un

signal d'amorçage sont fournis par le circuit 50 de com-

mande d'affichage à la lampe 40 à décharge à courant continu dans le dispositif de la Figure 5, ces données sont transformées en un signal de commande de luminance

par un signal de commande PWM dans le circuit 51 de com-

mande PWM auquel est appliquée la tension de la source Ec d'énergie d'excitation. Sous l'effet de ce signal de commande de luminance, le transistor d'excitation 46a est DEBLOQUE et le transistor PNP 46 est alors DEBLOQUE,

grâce à quoi le circuit 46A à courant constant, compre-

nant le transistor PNP 46 et la résistance 45 de détec-

tion de courant, est rendu conducteur, ce qui fait que la tension de décharge principale est appliquée par l'intermédiaire de la diode 47 de blocage de courant inverse à la lampe 40 à décharge à courant continu. Par contre, le transistor 48 formant le second élément d'interruption se trouve polarisé de manière à être DEBLOQUE par un signal de synchronisation fourni par le

circuit 52 de commande de synchronisation en simulta-

néité avec l'instant o commence l'opération de DEBLO-

CAGE du transistor PNP 46 servant de premier élément

d'interruption. Le circuit 52 de commande de synchroni-

sation est pourvu d'une fonction de minutage fixe et est conçu pour établir le temps T2 mentionné à propos de la Figure 2, grâce à quoi la haute tension formée par la tension Vs = V1 + V2 d'amorçage de décharge principale est appliquée, pendant cette période T2, à un circuit série comprenant le circuit 45A à courant constant, la diode 47 et la lampe 40 à décharge à courant continu. A

ce moment, Vs a une valeur telle qu'elle est suffisam-

ment plus élevée que la tension de décharge fine de lampe pour que l'état de décharge de cette lampe puisse

passer sans difficulté dans l'état de décharge princi-

pale et la tension VI servant au maintien de la décharge principale au moyen de la première source Ebl d'énergie en courant continu de décharge principale est appliquée

à la fin du temps T2. Grâce à la présente façon de pro-

céder, on peut commander le courant de décharge princi-

pale de lampe de manière qu'il soit constant, que la

tension en provenance du circuit MD de décharge princi-

pale soit V1 + V2 ou VI, et on peut obtenir une réponse excellente de la lampe 40 à décharge à courant continu en ce qui concerne la fonction d'affichage ainsi qu'une linéarité élevée dans la relation entre la largeur

d'impulsion et la luminance de la lampe.

Selon une autre caractéristique de la présente invention, on obtient un dispositif d'éclairage à lampes

à décharge qui peut être utilisé efficacement en inté-

rieur, la nuit, etc. En d'autres termes, bien que l'affichage en présence de la lumière solaire en milieu

extérieur demande un affichage à fort contraste, l'uti-

lisation en intérieur ou l'utilisation le soir ou la nuit demande une diminution de la luminance maximale dans une mesure o cette luminance est inférieure à environ la moitié-ou au tiers de celle de l'affichage en présence de la lumière solaire, et une diminution de la luminance minimale (niveau du noir) devient importante pour obtenir un affichage de bonne qualité. Dans le mode de réalisation précédent, il est possible d'obtenir une possibilité d'affichage excellent étant donné que la génération de chaleur se trouve réduite à la moitié de celle des dispositifs classiques et qu'il est possible

d'obtenir une linéarité élevée dans la largeur d'impul-

sion et dans la luminance même dans une zone de lumi-

nance relativement plus basse. Toutefois, dans l'agence-

ment ci-dessus o la tension de lampe à décharge fine se trouve appliquée constamment à la lampe à décharge à courant continu ou, en d'autre termes, la lampe est

allumée constamment de façon fine, c'est-à-dire légère-

ment, la luminance minimale est relativement plus élevée et, si la luminance maximale est simplement plus faible, le rapport de contraste risque de se détériorer. C'est pourquoi, selon une autre caractéristique de la présente invention, on utilise un dispositif d'éclairage à lampe à décharge qui peut abaisser de façon remarquable la

luminance minimale.

En cas o la tension de lampe à décharge fine est appliquée en permanence à la lampe à décharge à courant continu, comme représenté sur la Figure 11, on s'est aperçu qu'une haute tension de pulsation HPV apparaît au stade initial de l'éclairage par décharge fine qui a lieu aprèsl'éclairage par décharge principale, et cette haute tension de pulsation HPV est engendrée chaque fois

que le courant pour la lampe à décharge à courant con-

tinu est commandé en largeur d'impulsion, c'est-à-dire chaque fois que le premier élément d'interruption se

trouve FERME. On estime que cette haute tension de pul-

sation HPV est provoquée par une oscillation due à un phénomène de décharge à l'anode de la lampe à décharge à

courant continu. Pourvu qu'ici, la haute tension de pul-

sation atteigne un niveau inférieur à la tension de source de décharge fine, l'éclairage par décharge fine ne peut pas être maintenu et non seulement la commande de la luminance mais également l'éclairage par décharge fine cessent d'être efficaces. Par conséquent, il s'avère nécessaire de faire en sorte que la tension de source de décharge fine soit plus élevée que la haute tension de pulsation HPV, attendu que la tension de source de décharge fine, si elle est plus élevée, a pour effet qu'il ne faut pas s'attendre à l'abaissement de la

luminance minimale comme on l'a déjà mentionné.

Selon cette caractéristique de la présente inven- tion, contrairement aux agencements des Figures 1 et 5, on utilise un dispositif d'éclairage à lampe à décharge dont on peut abaisser de façon remarquable la luminance minimale en tenant compte des remarques précédentes. En se référant à la Figure 6, on voit que l'anode 72 de la lampe 70 à décharge à courant continu est reliée à un moyen de commande de luminance qui comprend un circuit

série formé d'une résistance 75 de limitation de cou-

rant, un élément d'interruption ou de commutation 76 et

une diode 77, une tension d'une seule source Eb d'éner-

gie en courant continu pour une décharge principale

étant reliée à ce circuit série, et cet élément d'inter-

ruption ou de commutation 76 est commandé par la sortie d'un circuit 81 de commande PWM reliée au circuit 80 de

commande d'affichage qui fournit au circuit 81 de com-

mande PWM, conjointement avec les données de luminance, un signal de balayage Vss, lequel signal est également fourni à des circuits de temporisation 83 et 84 montés en deux étages. Dans le présent cas, ces circuits de

temporisation 83 et 84 fonctionnent de manière à dépha-

ser le signal de balayage Vss de telle sorte que le pre-

mier circuit de temporisation 83 introduise une tempori-

sation T3 et que le second circuit de temporisation 84 introduise une autre temporisation T4, comme dans le chronogramme de la Figure 7, et la sortie de cette série de circuits de temporisation 83 et 84 est fournie à un

circuit 85 d'interruption ou commutation de haute ten-

sion, qui est relié à une de ses extrémités à la source Ea de courant de décharge fine et à son autre extrémité, par l'intermédiaire de la résistance de limitation de courant 74, à l'anode 72 de la lampe 70 à décharge à courant continu afin de FERMER et OUVRIR en fonction des temporisations données T3 et T4, la tension de la source Eb de courant continu pour la décharge principale étant appliquée, pendant la période de FERMETURE, entre le filament 71 et l'anode 72 de la lampe 70 à décharge à

courant continu.

Lorsque le signal de balayage Vss représenté par la forme d'onde (a) sur la Figure 7 est émis par le circuit 80 de commande d'affichage, le temps de temporisation T3 représenté par la forme d'onde (b) sur la Figure 7 est préparé dans le premier circuit de temporisation 83 et, à la fin de ce temps de temporisation T3, le temps de temporisation T4 représenté par la forme d'onde (c) sur

la Figure 7 est préparé dans le second circuit de tempo-

risation 84. Comme représenté en (d) sur la Figure 7, le circuit 85 d'interruption de haute tension est FERME uniquement pendant le temps de temporisation T4 du

second circuit de temporisation 84 de sorte que le cou-

rant de décharge fine de lampe est fourni par l'intermé-

diaire de la résistance 74 de limitation de courant à la

lampe 70 à décharge à courant continu. Plus spécifique-

ment, on fixe le temps de temporisation T3 du premier circuit de temporisation 83 en se basant sur le cycle de réception du signal de balayage Vss suivant, ce cycle étant de 16,7 ms dans le cas de la fréquence 60 Hz, afin d'assurer un temps de 16,7 ms - T3 ms dont l'amplitude est suffisante pour l'exécution de l'amorçage de la

décharge et l'exécution de la décharge fine. Il est pos-

sible d'établir le temps de temporisation T3 en se basant sur des données expérimentales résultant de la mesure du temps nécessaire pour l'amorçage de la lampe à décharge à courant continu quand on fait varier la valeur de la source Ea d'énergie de décharge fine, ce

que l'on a représenté graphiquement sur la Figure 8.

Quand, par exemple, la tension de la source Ea d'énergie de décharge fine est de 500 V, la lampe 70 à décharge à courant continu est amorcée quand cette tension est appliquée à cette lampe pendant une période de 0,6 - 0, 7 ms. Le signal de balayage précité Vss est émis à chaque intervalle de temps prédéterminé o, par exemple, est activé l'appareil d'affichage d'image à grande échelle auquel le dispositif d'allumage ou éclairage du présent mode de réalisation est appliqué. Les nombreuses lampes à décharge à courant continu, formant l'appareil

d'affichage d'image à grande échelle, sont amorcées res-

pectivement, une par une, par le signal de balayage Vss

en tant que signal de référence, les lampes 70 effec-

tuant de façon cyclique respectivement la décharge fine sous l'effet des impulsions fournies au temps T4 par le second circuit de temporisation 84 et présentant une

largeur et une phase optimales telles que celles repré-

sentées par la forme d'onde (c) de la Figure 7 par rap-

port au cycle du signal de balayage Vss à la fréquence de 60 Hz et, une fois que les lampes ont effectué la décharge fine, la largeur de l'impulsion de- décharge principale doit être commandée lors de l'application de

la tension de la source Eb de courant de décharge prin-

cipale, laquelle tension est considérablement plus fai-

ble que la tension de la source Ea de courant de décharge fine. Grâce à cet agencement, il est possible d'empêcher que la haute tension de pulsation dont la valeur est plus élevée que celle de la tension de la

source d'énergie de décharge fine soit engendrée immé-

diatement après l'ouverture du premier élément d'inter-

ruption lors de l'application de la tension de décharge principale et on peut obtenir à coup sûr un éclairage régulier par décharge fine. Du fait que, dans ce cas, l'éclairage par décharge fine peut, dans' la pratique, avoir une durée aussi brève qu'environ 2 - 3 ms à l'intérieur du cycle précité de 16,7 ms, on peut réduire jusqu'à environ 1/5 le niveau de luminance au moment correspondant au niveau du noir en l'absence de courant de décharge principale et on peut abaisser efficacement la luminance minimale au point de pouvoir améliorer de

façon remarquable le rapport de contraste.

Dans le mode de réalisation de la Figure 6, les autres dispositions et opérations sont sensiblement identiques à celles du mode de réalisation précédent des

Figures 1 ou 5.

En se référant maintenant à la Figure 9 qui montre un aspect de fonctionnement plus concret du dispositif de la Figure 6, on voit que la lampe 100 à décharge à courant continu comporte un filament commun 101 tandis que trois anodes 102R, 102G et 102B, par exemple, sont présentes dans la même lampe 100 en combinaison avec trois trajets indépendants 103R, 103G et 103B de

décharge lumineuse, formés pour les trois couleurs pri-

maires correspondant au rouge, au vert et au bleu. Les

trajets respectifs 103R, 103G et 103B de décharge lumi-

neuse présentent un facteur d'utilisation de 50 % et sont éclairés à chaque cycle de 8,8 ms. Le signal d'exploration Vss du circuit 110 de commande d'affichage est fourni, en étant isolé par un isolateur 112, à une série de premier et second circuits de temporisation 113 et 114 afin d'exciter le circuit 115 d'interruption de haute tension. Dans ce cas, un circuit série allant de l'isolateur 112 jusqu'au circuit 115 d'interruption de

* haute tension est utilisé en commun avec les anodes res-

pectives 102R, 102G et 102B pour simplifier l'agencement de circuit, la tension de la source Ea de courant de

décharge fine est appliquée par l'intermédiaire de pre-

mieres résistances 104R, 104G et 104B de limitation de courant aux trajets respectifs 103R, 103G et 103B de décharge lumineuse uniquement au moment de fermeture du circuit 115 d'interruption de haute tension. Le circuit 111 de commande PWM recevant du circuit 110 de commande d'affichage les données de luminance et le signal de balayage Vss est relié aux moyens 116R, 116G et 116B de commande de luminance comprenant chacun un circuit série

formé d'une seconde résistance 105 de limitation de cou-

rant et d'un élément d'interruption 106 de sorte que les

sorties de commande de luminance sont fournies respecti-

vement à chacune des anodes 102R, 102G et 102B.

Lorsque le dispositif de la Figure 9 est mis en

marche, le signal de balayage Vss est engendré à la fré-

quence de 60 Hz, par exemple, dans le circuit 110 de commande d'affichage et ce signal de balayage Vss entraine la préparation au moyen de circuits basculeurs ou autres circuits analogues incorporés au circuit 111

de commande PWM en conformité avec une séquence pré-

déterminée de fonctionnement et fourni par le circuit 111 aux moyens respectifs 116R, 116G et 116B de commande de luminance, les signaux de balayage nécessaires VssR, VssG et VssB pour les trajets respectifs 103R, 103G et

103B de décharge lumineuse, ces signaux étant représen-

tés par les formes d'onde (a) - (c) sur la Figure 10. En

réaction, l'élément d'interruption 106 des moyens res-

pectifs 116R, 116G et 116B de commande de luminance se FERME pendant un temps déterminé en synchronisme avec les données de luminance du facteur d'utilisation de % à chaque cycle de 8,8 ms. D'autre part, le signal de balayage Vss est également fourni par l'intermédiaire

de l'isolateur 112 à la série de premier et second cir-

cuits de temporisation 113 et 114 de la même manière que dans le mode de réalisation précédent de la Figure 6, de sorte que le circuit 115 d'interruption de haute tension n'est FERME que pendant le temps T4, comme le montre la forme d'onde (d) de la Figure 10, et la tension de la source Eb de courant de décharge fine est appliquée simultanément aux trajets respectifs 103R, 103G et 103B de décharge lumineuse. Après la période de temps de 16,7 ms - T3 ms à partir du début de la commande de décharge fine, la tension de la source Eb de courant de décharge principale est tout d'abord appliquée au trajet 103R de décharge lumineuse, par l'intermédiaire du moyen

116R de commande de luminance jouant le rôle d'un cir-

cuit à courant constant, et de ce fait la tension de la

source Eb de courant de décharge principale est appli-

quée successivement aux trajets restants 103G et 103B de décharge lumineuse par l'intermédiaire de chacun des moyens 116G et 116B de commande de luminance (voir les

formes d'onde (e) - (g) sur la Figure 10).

En ce qui concerne l'aspect de fonctionnement du

mode de réalisation de la Figure 9, les autres disposi-

tions et opérations sont sensiblement identiques à cel-

les décrites à propos de la Figure 6 ou des Figures 1 et 5.

Claims (4)

Revendications

1. Dispositif d'allumage à lampe à décharge- à cou-

rant continu comprenant une lampe (10) à décharge à cou-

rant continu comportant un filament (11), au moins une anode (12) et un trajet (13) de décharge lumineuse formé par rapport à ladite anode, un moyen (MD) de décharge principale comprenant une source de courant continu pour fournir à ladite lampe à décharge, par l'intermédiaire

d'une résistance (15) de limitation de courant, un cou-

rant de lampe à décharge principale pour obtenir une luminance efficace, et un moyen (Ea) de décharge fine faisant passer la lampe à décharge à courant continu dans un état de décharge fine afin d'abaisser la tension

d'amorçage de décharge principale nécessaire pour four-

nir le courant de décharge principale de la lampe, ce moyen de décharge principale comprenant un moyen (15,

16, 17) pour commander la luminance en rendant sensible-

ment constante l'amplitude du courant de décharge prin-

cipale de lampe et en commandant la largeur des impul-

sions à l'aide d'un signal cyclique de commande de lumi-

nance, caractérisé en ce qu'un moyen (18, Eb2, 19) de commutation de tension est utilisé en ce qui concerne la source d'alimentation en courant continu du moyen de

décharge principale pour qu'une commutation de la ten-

sion appliquée à ladite lampe la fasse permuter entre

une tension d'amorçage de décharge principale suffisam-

ment plus élevée que ladite tension de décharge fine de lampe et une tension de maintien de décharge principale, en synchronisme avec le signal de commande de luminance,

au moment de l'apparition du signal de commande de lumi-

nance suivant.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que plusieurs anodes sont disposées dans la lampe à décharge à courant continu, cette lampe comportant intérieurement une pluralité de trajets de décharge lumineuse formés respectivement par rapport à chacune desdites anodes, et la source de courant continu est utilisée pour appliquer une tension de façon globale à

ladite pluralité de trajets de décharge lumineuse.

3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la résistance de limitation de courant est

incluse dans un circuit à courant constant.

4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de décharge fine comprend un moyen de commande de décharge fine qui ferme le moyen de décharge

fine pendant un temps prédéterminé suffisant pour amor-

cer la lampe à décharge à courant continu avant le

moment o commence la commande de luminance.