JP2007234505A - 点灯電圧の測定装置及び点灯電圧の測定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】発光体３の点灯電圧を正確に測定することのできる点灯電圧の測定装置及び点灯電圧の測定方法を提供する。
【解決手段】電圧を変更可能に構成される直流電源１から入力される電源電圧を交流に変換し且つ所定の昇圧比で高電圧に昇圧するインバータ２に接続される発光体３が点灯する際の電圧を測定するに当たり、前記発光体３の点灯を検知手段によって検知する際の電源電圧の値に前記インバータ２の昇圧比を乗じて得られた値に基づいて、前記発光体３の点灯電圧を測定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、冷陰極管（ＣＣＦＬ）等の発光体が点灯する際の電圧を測定する点灯電圧の測定装置、及び、該点灯電圧の測定装置において用いられる点灯電圧の測定方法に関する。

従来、液晶のバックライトなどに用いられる冷陰極管（ＣＣＦＬ）等の発光体の点灯電圧を測定すべく用いられる点灯電圧の測定装置が周知である。かかる点灯電圧の測定装置は、例えば特許文献１に示すような発光体を点灯させる点灯装置と共通の回路構成を有するものであり、発光体を点灯させる点灯装置は、直流電源と、該直流電源から入力される電源電圧を交流に変換し且つ所定の昇圧比で高電圧に昇圧するインバータと、該インバータに接続される発光体とを備えて構成される。

そして、従来の点灯電圧の測定装置を図４に基づいて説明すると、点灯電圧の測定装置は、電圧を変更可能に構成される直流電源１と、該直流電源１から入力される電源電圧を交流に変換し且つ所定の昇圧比で高電圧に昇圧するインバータ２とを備え、測定対象となる発光体３を前記インバータ２に接続し、前記電源電圧を変化させて前記発光体３が点灯する際の電圧を測定するものである。そして、点灯電圧の測定方法は、前記インバータ２から発光体３に入力される導電線４にプローブ５と呼ばれる器具を接触させ、前記発光体３が点灯した際の電圧をオシロスコープ等の観測機器６を用いて直接的に測定するものである。
特開平８−３１５９９８号公報

しかしながら、上記従来の点灯電圧の測定装置及び点灯電圧の測定方法では、前記導電線４にプローブ５を接触させるため、正確な電圧を測定することができないという問題がある。即ち、インバータ２の出力側は交流となっているため、プローブ５などを含めて何らかの器具を接触させると実質的な回路構成が変化してしまう。例えば、測定の際にいわゆる電圧プローブを接触させると、電圧プローブの中にコンデンサが備えられることから、電圧プローブのＣ成分によって回路全体のリアクタンスが変化してしまう。このため、実際に発光体に印加される電圧と電圧プローブによって測定される電圧とがずれてしまい、実際よりも低い誤った電圧値を発光体３の点灯電圧として測定してしまう場合などがあり得る。

かかる問題は、以前から存在していたものであるが、従来は、実際の製品において使用される際に、発光体３の点灯電圧よりも高い電圧を印加することが一般的であったために、実際の点灯電圧と測定値との誤差の問題が顕在化することはなかった。

しかし、近年においては、発光体３の性能限界である点灯電圧に近い比較的低い電圧において使用されるようになってきており、発光体３の実際の点灯電圧が測定値よりも高かった場合には、測定値においては発光体３が点灯せず、延いては、発光体３が不良品と判断されてしまうということになりかねない。

加えて、近年、大型のディスプレイ等が一般に普及しつつあり、ディスプレイ等が大型化するに従って、そのバックライト等として用いられる発光体３も細長くなりつつある。しかし、発光体３は、一般に、細長くなればなるほど点灯しにくくなるものであり、このことからも、発光体３の点灯電圧を正確に測定することが、より一層要求されるものである。

そこで、本発明は、発光体３の点灯電圧を正確に測定することのできる点灯電圧の測定装置及び点灯電圧の測定方法を提供することを目的とする。

本発明に係る点灯電圧の測定装置は、電圧を変更可能に構成される直流電源と、該直流電源から入力される電源電圧を交流に変換し且つ所定の昇圧比で高電圧に昇圧するインバータとを備え、前記インバータに接続される発光体が点灯する際の電圧を測定する点灯電圧の測定装置であって、前記発光体の点灯を検知手段によって検知する際の電源電圧の値に前記インバータの昇圧比を乗じて得られた値に基づいて、前記発光体の点灯電圧を測定することを特徴とする。

また、上記点灯電圧の測定装置において用いられる点灯電圧の測定方法は、電圧を変更可能に構成される直流電源から入力される電源電圧を交流に変換し且つ所定の昇圧比で高電圧に昇圧するインバータに接続される発光体が点灯する際の電圧を測定する点灯電圧の測定方法であって、前記発光体の点灯を検知手段によって検知する際の電源電圧の値に前記インバータの昇圧比を乗じて得られた値に基づいて、前記発光体の点灯電圧を測定することを特徴とする。

上記構成からなる点灯電圧の測定装置及び点灯電圧の測定方法によれば、直流の電源電圧の値を基に測定が行われるため、交流電圧を接触状態で測定する場合のように測定部材によるリアクタンス等の影響を受けることがなく、電源電圧に昇圧比を乗じることで正確に点灯電圧を測定することが可能となる。なお、発光体は、点灯により点灯直前よりも電圧が降下するため、点灯電圧の測定には、点灯直前の電源電圧の値を利用する。

また、上記点灯電圧の測定装置及び点灯電圧の測定方法においては、前記検知手段は、前記インバータから発光体に入力される導電線の近傍に該導電線から所定の距離をおいて配置されるプローブであり、前記電源電圧を上昇させつつ前記導電線の電圧変化を前記プローブを用いて非接触状態でモニターし、前記導電線の電圧が低下したときを前記発光体が点灯したときとして検知する構成を採用することができる。

上記構成においては、プローブによっては導電線に印加される電圧そのものを測定することはできないが、前記導電線の周囲に形成される電磁場を介して導電線の電圧変化を検知することができる。

さらに、上記点灯電圧の測定装置及び点灯電圧の測定方法においては、前記検知手段は、前記直流電源と前記インバータとの間に配置される電流計測体であり、前記電源電圧を上昇させつつ前記直流電源と前記インバータとの間の電流変化をモニターし、前記電流が立ち上がったときを前記発光体が点灯したときとして検知する構成を採用することもできる。

このようにすれば、交流であるインバータの出力側には、測定用の部材を一切存在させる必要がなく、点灯の検知は、直流であるインバータの入力側のみにおいて行うことができる。

以上のように、本発明に係る点灯電圧の測定装置及び点灯電圧の測定方法によれば、発光体の点灯電圧を正確に測定することができる。

以下に、本発明に係る点灯電圧の測定装置及び点灯電圧の測定方法の実施形態について、図面に基づいて説明する。

本発明の実施形態にかかる点灯電圧の測定装置は、図１及び図４に共通して示されるように、電圧を変更可能に構成される直流電源１と、該直流電源１から入力される電源電圧を交流に変換し且つ所定の昇圧比で高電圧に昇圧するインバータ２とを備える。測定対象となる発光体３は、前記インバータ２の出力側に接続される。

インバータ２の入力側には、前記直流電源１と並行に該直流電源１の出力電圧を測定するための電圧計７が接続される。また、該電圧計７は、計算機８に接続され、該計算機８には、前記電圧計７によって測定される直流電源の出力電圧値が入力される。

前記インバータ２は、巻線トランスや圧電トランスを内蔵したいわゆるＤＣ／ＡＣインバータである。また、該インバータ２の昇圧比は、巻線数若しくは圧電素子の形状や負荷によって決定される。

前記発光体３は、冷陰極管（ＣＣＦＬ）や熱陰極管（ＨＣＦＬ）などの放電管や、有機ＥＬや無機ＥＬなどのＥＬ素子などである。

そして、点灯電圧の測定に際しては、前記電源電圧を上昇させてゆき、前記発光体３を発光させる。発光体３の点灯電圧は、前記電圧計７によって測定される発光体３が点灯した際の電源電圧と前記インバータ２の昇圧比とを乗じることにより求められる。かかる一連の測定は、前記計算機８において自動的に行われる。なお、発光体３は、点灯することで点灯直前よりも電圧が低下するため、点灯電圧の測定の際には、電源電圧の値として点灯直前のものを利用する。

上記構成からなる点灯電圧の測定装置及び点灯電圧の測定方法によれば、直流の電源電圧の値を基に測定が行われるため、交流電圧を接触状態で測定する場合のように測定部材によるリアクタンス等の影響を受けることがなく、発光体の点灯電圧を正確に測定することができる。

ところで、本実施形態に係る点灯電圧の測定装置は、発光体３の点灯（より具体的には、そのタイミング）を検知するための検知手段を備えるものであり、以下においては、かかる検知手段について説明する。
＜第一実施形態＞
第一実施形態に係る検知手段は、図１に示すように、前記インバータ２から発光体３に入力される導電線４の近傍に該導電線４から所定の距離ｄをおいて（即ち、非接触状態で）配置されるプローブ５である。

該プローブ５は、探針とも呼ばれる器具であり、前記導電線４の周囲に形成される電磁場の中に置かれると、該電磁場に誘導（感応）される。また、プローブ５は、例えばオシロスコープ等の観測機器６に接続される。該プローブ５は、いわゆる電圧プローブであり、前記電磁場に誘導されることにより、誘導電圧が発生する。ただし、プローブ５は、電圧プローブに限定されるものではなく、例えば針形状を有するプローブなど各種のものを採用することができる。前記観測機器６には、前記プローブ５に発生する誘導電流が入力され、観測機器６は、前記導電線４の電圧の変化として、誘導電圧の変化をモニターする。

測定に際しては、前記電源電圧を徐々に上昇させてゆき、前記プローブ５に発生する誘導電圧が低下したときを前記発光体３が点灯したときとして検知する。前記プローブ５に発生する誘導電圧の変化を図２を用いて説明すると、電源電圧が０Ｖの状態（ｔ０）から徐々に電圧を上昇させていくと、これに追随してプローブ５に発生する誘導電圧（即ち、導電線４の電圧、若しくは、前記発光体３に印加される電圧）も上昇する。そして、発光体３の点灯電圧を超えると発光体３が点灯し、プローブ５に発生する誘導電圧が低下する（ｔ１）。なお、この誘導電圧は、交流電圧であって、図２に表れるように正及び負のいずれの値もとり得るが、ここでの「上昇」及び「低下」という表現は、大きさに着目する趣旨から絶対値に対して用いられるものである。

ところで、前記プローブ５は、導電線４に近すぎるとプローブ５自体が導電線４に及ぼす影響が（非接触状態と言えども）大きくなってしまい、一方で、遠すぎるとプローブ５に発生する誘導電圧が低下する度合いも小さくなってしまい、正確な測定に支障を来たすこととなる。かかる事情を考慮して、プローブ５は、導電線４から所定の距離ｄをおいて配置される。図３には、プローブ５−導電線４間の距離ｄとプローブ５に発生する誘導電圧との関係を示す。なお、誘導電圧の測定においては、管電流の異なる５種類の発光体３（冷陰極管）を用いている。

これを検討した結果によると、前記距離ｄが１０ｍｍ以下（誘導電圧が約５Ｖを大きく上回る場合）では、発光体３の測定自体に影響を及ぼし、前記距離が３０ｍｍ以上（誘導電圧が約３Ｖを大きく下回る場合）では、誘導電圧が低下する度合い自体が小さくなってしまう。このため、前記所定の距離ｄの好適な領域は、１０ｍｍ〜２５ｍｍの範囲である。

本実施形態に係る検知手段によれば、導電線４の周囲に形成される電磁場によってプローブ５に発生する誘導電圧は導電線４の電圧に比例したものとなるので、これを用いて導電線４の電圧変化を検知することができる。
＜第二実施形態＞
第二実施形態に係る検知手段は、図４に示すように、前記直流電源１と前記インバータ２との間に介挿される電流計測体としての電流計９である。該電流計９は、前記計算機８に接続される。該計算機８には、前記電流計９によって測定される電流値が入力され、前記直流電源１と前記インバータ２との間の電流変化をモニターする。

測定に際しては、前記電源電圧を徐々に上昇させてゆき、前記電流が立ち上がったときを前記発光体３が点灯したときとして検知する。具体的に前記電流変化を説明すると、電源電圧が発光体３の点灯電圧を超えない限りにおいては、インバータ２の内部の回路を流れる電流のみが存在する。そして、発光体３の点灯電圧を超えると、発光体３が点灯することで該発光体３を経由する電流が新たに発生する。従って、前記直流電源１と前記インバータ２との間の電流が急増する（即ち、立ち上がる）。

本実施形態に係る検知手段によれば、交流であるインバータ２の出力側には、何らの測定部材を存在させる必要がなく、点灯の検知は、直流であるインバータ２の入力側のみにおいて行うことができるため、点灯電圧の測定に及ぼす影響を最小限度に抑えることができる。

なお、本発明に係る点灯電圧の測定装置及び点灯電圧の測定方法は、上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

例えば、上記実施形態においては、発光体３の点灯の検知及び点灯電圧の測定は、電圧計７や電流計９と接続される計算機８によって自動的に行われるものとして説明したが、これに限定されるものではなく、観測者によって行われるものであってもよい。

また、検知手段は、発光体３の点灯を検知することができるものであればよく、発光体３の点灯を光学的に検知するものであってもよい。具体的には、光センサーを用いる方法や、測定者が肉眼によって点灯を確認する方法が考えられる。

そして、上記第一実施形態におけるプローブ５と導電線４との距離ｄは、上記の数値に限定されるものではなく、プローブ５の種類や性質に応じて適宜変更され得るものである。

さらに、上記第二実施形態においては、上記第一実施形態におけるように、計算機８とは別にモニターのみを行う機器が備えられていなかったが、上記第一実施形態におけるような観測機器をさらに備え、それによって前記直流電源１と前記インバータ２との間の電流変化をモニターする構成であってもよい。また、電流計測体としては、例えば、前記直流電源１と前記インバータ２との間に配置される電流プローブなどであってもよい。

本発明に係る点灯電圧の測定装置及び点灯電圧の測定方法は、発光体の点灯電圧を正確に測定することができるため、発光体の性能限界である点灯電圧に近い電圧において使用されることの多い大型ディスプレイ用のバックライトなどの分野において、特に有用である。

本発明の第一実施形態に係る点灯電圧の測定装置を示す概略図 本発明の第一実施形態に係る点灯電圧の測定装置において用いられるプローブの誘導電圧の変化を示すグラフ 本発明の第一実施形態に係る点灯電圧の測定装置におけるプローブ−導電線間の距離とプローブに発生する誘導電圧との関係を示す図 本発明の第二実施形態に係る点灯電圧の測定装置を示す概略図 従来の点灯電圧の測定装置を示す概略図

符号の説明

１ 直流電源
２ インバータ
３ 発光体
４ 導電線
５ プローブ
６ 観測機器
７ 電圧計
８ 計算機
９ 電流計（電流計測体）
ｄ 距離

Claims (6)

1. 電圧を変更可能に構成される直流電源と、該直流電源から入力される電源電圧を交流に変換し且つ所定の昇圧比で高電圧に昇圧するインバータとを備え、前記インバータに接続される発光体が点灯する際の電圧を測定する点灯電圧の測定装置であって、
   前記発光体の点灯を検知手段によって検知する際の電源電圧の値に前記インバータの昇圧比を乗じて得られた値に基づいて、前記発光体の点灯電圧を測定することを特徴とする点灯電圧の測定装置。
2. 電圧を変更可能に構成される直流電源から入力される電源電圧を交流に変換し且つ所定の昇圧比で高電圧に昇圧するインバータに接続される発光体が点灯する際の電圧を測定する点灯電圧の測定方法であって、
   前記発光体の点灯を検知手段によって検知する際の電源電圧の値に前記インバータの昇圧比を乗じて得られた値に基づいて、前記発光体の点灯電圧を測定することを特徴とする点灯電圧の測定方法。
3. 前記検知手段は、前記インバータから発光体に入力される導電線の近傍に該導電線から所定の距離をおいて配置されるプローブであり、
   前記電源電圧を上昇させつつ前記導電線の電圧変化を前記プローブを用いて非接触状態でモニターし、
   前記導電線の電圧が低下したときを前記発光体が点灯したときとして検知することを特徴とする請求項１に記載の点灯電圧の測定装置。
4. 前記検知手段は、前記インバータから発光体に入力される導電線の近傍に該導電線から所定の距離をおいて配置されるプローブであり、
   前記電源電圧を上昇させつつ前記導電線の電圧変化を前記プローブを用いて非接触状態でモニターし、
   前記導電線の電圧が低下したときを前記発光体が点灯したときとして検知することを特徴とする請求項２に記載の点灯電圧の測定方法。
5. 前記検知手段は、前記直流電源と前記インバータとの間に配置される電流計測体であり、
   前記電源電圧を上昇させつつ前記直流電源と前記インバータとの間の電流変化をモニターし、
   前記電流が立ち上がったときを前記発光体が点灯したときとして検知することを特徴とする請求項１に記載の点灯電圧の測定装置。
6. 前記検知手段は、前記直流電源と前記インバータとの間に配置される電流計測体であり、
   前記電源電圧を上昇させつつ前記直流電源と前記インバータとの間の電流変化をモニターし、
   前記電流が立ち上がったときを前記発光体が点灯したときとして検知することを特徴とする請求項２に記載の点灯電圧の測定方法。
   
   

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