JP2543222B2 - 蛍光灯調光装置 - Google Patents

蛍光灯調光装置

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JP2543222B2
JP2543222B2 JP2106162A JP10616290A JP2543222B2 JP 2543222 B2 JP2543222 B2 JP 2543222B2 JP 2106162 A JP2106162 A JP 2106162A JP 10616290 A JP10616290 A JP 10616290A JP 2543222 B2 JP2543222 B2 JP 2543222B2
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light control
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宗平 山村
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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  • Arrangements Of Lighting Devices For Vehicle Interiors, Mounting And Supporting Thereof, Circuits Therefore (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は蛍光灯の調光装置に関し、特にTFT液晶パネ
ルを使用したヘッドアップディスプレイ等の光源に用い
られる蛍光灯の調光装置に関するものである。
従来の技術 近年、自動車等のヘッドアップディスプレイとしてTF
T液晶等の透過形パネルが使用されるようになり、その
光源として、高輝度高効率の蛍光灯が主として使用され
るようになってきた。しかし、昼間太陽光の照っている
明るい環境から真夜中走行における真暗な環境まで、そ
の視認性を確保するため、広範囲に、特に低輝度領域ま
で調光できる蛍光灯調光装置が必要となってきた。従来
の装置としては特開昭63−94597号公報に開示されてい
る回路があり、これを第5図に示す。これは直流電源か
ら高周波インバータ発振部により高周波高電圧に変換
し、トランスT4により昇圧し、巻線L7,L8によりフィラ
メント電圧を供給すると共に、巻線L9によりパルスによ
る調光スイッチング回路TR7,TR8,D2,D3,D4を通して両フ
ィラメント間に電圧を印加して調光を行なう。またその
高周波高電圧をダイオードD5を通して放電灯51の外管近
傍に設けた放電開始補助導体52に印加し放電開始を容易
ならしめている。
また、第2の従来例として、特開昭61−224300号公報
に開示されている装置があり、これを第6図に示す。こ
れは、第1の従来例と同様、インバータ回路による高周
波高電圧を発生し、調光器で接地電位に設けられたスイ
ッチング回路を制御し、蛍光灯10の両フィラメント間に
印加される高電圧のデューティ比を変化させて調光を行
ない、放電開始用の補助導体を接地電位に保つことがで
きる特徴を持っている。
発明が解決しようとする課題 しかしながら、これらの従来例は両者共、放電開始補
助導体に印加する電圧は一定で、単に放電開始用の補助
として使用するのみで、放電開始後の低輝度領域におけ
る調光に利用する考えはないため、調光は本来両フィラ
メント間に印加された高周波高電圧を加減することのみ
に依存し、低輝度領域における調光の限度、及びちらつ
きの問題があった。
本発明はかかる点に鑑み、透過形液晶パネルを使用し
たヘッドアップディスプレイ等のバックライト光源の明
るさのダイナミックレンジを拡大し、特に真夜中走行に
必要な零に近いレベルまで、調光可能にし、また、ちら
つきのない蛍光灯回路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 上記目的を達成するため本発明は、蛍光ランプ外管外
側に近接して設けた放電開始補助導体とフィラメント電
位との間に交流電圧を印加し、その周波数または電圧振
幅またはその両方を変化させることにより調光する。ま
た、特に電源電圧投入時のみ蛍光ランプの放電開始を容
易にするため、放電開始補助導体に印加する交流電圧の
周波数または電圧振幅またはその両方を増大させて数秒
間維持し、蛍光ランプが放電してから所望の輝度の得ら
れる高周波数高電圧に漸近させて、低輝度領域でも放電
を維持させる。また特に、蛍光ランプ形状がU字管また
はブリッジ構造等の形状であり、不均一な放電電路を備
えた蛍光ランプの場合においては、放電現象の弱い箇所
と放電を助長する両フィラメント近傍の外管部に、交流
電圧による電界強度の強化、及び管全体が均一な電界に
なるように放電開始補助導体を備えたものである。ま
た、その放電開始補助導体の形状を変形加工し、取付位
置を変形・工夫する。
作用 本発明は、蛍光ランプ近傍の放電開始補助導体に印加
する交流電圧の周波数または電圧振幅またはその両方を
制御して蛍光灯の明るさを調節することができる。しか
も放電開始後に所望の輝度の得られる電圧に漸次低下さ
せて放電維持するため、放電開始が可能である電圧以下
においても調光でき、輝度が零に近いレベルまで調光可
能にすることができる。また、放電開始補助導体の形状
・取付位置の変形・工夫により放電開始電圧をより低く
でき、また蛍光ランプ内において均一な輝度を得ること
ができ、液晶パネルのバックライトにふさわしい輝度均
一面光源を得ることができる。
実施例 以下、本発明の一実施例を図面を参照しながら説明す
る。第1図は本発明第1の実施例の構成図である。TR1,
TR2は高圧トランスT2の1次側ドライブトランジスタ、1
01は矩形波(パルス)を入力トランスT1の1次側巻線に
印加する高周波用電源、PSは連続高周波パルス信号で入
力トランスT1を介してTR1,TR2のベースに印加される。
抵抗器R1,R2、キャパシタC1はベース回路容量、キャパ
シタC2はPS周波数共振容量である。高圧トランスT2の2
次捲線L2に発生する高周波高電圧を蛍光ランプ1の外管
に近接した放電開始補助導体2に印加し、高圧トランス
T2のフィラメント捲線L3,L4は蛍光ランプフィラメント
に接続されている。各フィラメントは同時にパルス数制
御調光高圧発生回路105の出力トランスT3の2次捲線L6
に接続され、その直流バイアス電位は接地電位となって
いるため、補助導体2に印加された高周波高電圧はフィ
ラメントの接地電位との間に放電のための電界を作るこ
とになる。したがって補助導体2に印加される高周波高
電圧を変化させることにより蛍光ランプ1の調光をする
ことができる。この実施例では高周波高電圧を変化する
のに最も簡単な、TR1,TR2の供給B電圧を、可変抵抗器V
R1、差動アンプ用トランジスタTR3,TR4、エミッタ注入
アンプトランジスタTR5、B電圧レギュレータトランジ
スタTR6により変化させ、高圧トランジスタT2の1次巻
線L1の中点に供給している。可変抵抗器VR1単体を、調
節することにより、初め高輝度領域の調光は差動アンプ
用トランジスタTR4のコレクタ負荷R3に得られるパルス
数制御用変調パルスMPの塗取りによって行ない、その下
限限度に達した時、さらに低輝度領域における調光を前
記高周波高電圧によって連続して行なえるように回路設
定している。エミッタ注入アンプTR5のベースキャパシ
タC3を充分大きくし、ベース抵抗R6,R7の合成抵抗値と
の時定数を大きくすれば、DC12V電源のスイッチSWを投
入した後数秒間、エミッタ注入アンプ用トランジスタTR
5をOFF状態に保ち、B電圧レギュレータトランジスタTR
6をON状態に保ち、結局、放電開始補助導電体2に印加
される高周波高電圧を放電開始に充分な電圧に保つこと
ができる。放電開始後エミッタ注入アンプ用トランジス
タTR5のベース電位は漸次上昇し、所望の電圧に達す
る。この時、高圧調光回路B電圧は減少し、放電開始補
助導体2の電圧も減少して、放電開始輝度以下の低輝度
領域まで調光が可能になる。これらの電圧のスイッチSW
をONした後の変化の一例を第2図及び第3図に示す。
このように本実施例によれば、蛍光ランプ1のフィラ
メント電位と放電開始補助導体2との間に印加する高周
波高電圧の電圧振幅を制御して蛍光灯の明るさを調節す
ることができる。しかも放電開始後に所望の輝度の得ら
れる電圧に漸次低下させて放電維持するため、放電開始
が可能である電圧以下でも調光ができ、輝度が零に近い
レベルまで調光可能にすることができる。
なお、本実施例では、調光する目的で放電開始補助導
体2に印加する高周波高電圧の電圧振幅を変化させた例
を示しているが、蛍光灯の放電特性を利用して高周波周
波数を変化させて調光することも可能である。また、与
える交流電圧の位相を制御してちらつきを低減すること
も容易に実現できる。
次に本発明第2の実施例について図面を参照しながら
説明する。
第4図(a)は本発明第2の実施例の蛍光灯調光装置
の構成を表わす平面図、第4図(b)は同実施例におけ
る蛍光ランプ及び放電開始補助導体2の構成を示す断面
図である。
第4図(a)において第1図と同様のものには同一の
番号を付している。第4図(a)において、5,6,7は蛍
光ランプ1のブリッジ構造部分である。本実施例におい
ては、蛍光ランプ1としてTWIN2パラレル蛍光灯(松下
電器製)を使用している。このTWIN2パラレル蛍光灯は
ガラス管をブリッジ結合することで、放電路から離れた
管頭が冷却部の役目をはなし、さらにはランプ内の水銀
蒸気圧が適温になるようにすることができるという利点
を有する反面、不均一の放電電路を備えた蛍光ランプで
あるので、ブリッジ部分6とそれを挟んだ左右の2つの
放電管においては放電現象が弱くなり、発光作用が妨げ
られる。つまりTWIN2パラレル蛍光灯等のような折り曲
がった部分を有する蛍光ランプにおいてはその中央部等
において発光の弱い部分がある。これを改善するために
放電を助長する両端フィラメント8,9の近傍の外管部
に、高周波高電圧の電界強度が強化され、全管共均一に
発光するように、放電開始補助導体4の形状とその取付
位置を変形・工夫した。本実施例では、放電開始補助導
体2の形状は第4図(a)に示すようにフィラメント7,
8付近を被うように形成しているのと、蛍光ランプ1の
ブリッジ部分から蛍光ランプ1の先端にかけて、徐々に
放電開始補助導体2の面積を少なくしてあるのが特徴で
ある。この形状にした理由は、まず、フィラメント7,8
付近を被うようにしたのは、蛍光ランプ1の放電開始時
において、できるだけ低い電圧で放電が開始できるよう
にするためである。また、蛍光ランプ1のブリッジ部分
から蛍光ランプ1の先端にかけて、徐々に放電開始補助
導体2の面積を少なくした理由は、蛍光ランプ1におけ
る輝度が均一ではなく、ブリッジ構造6の付近が最も電
界が弱く、したがってその部分における輝度が低く、こ
のブリッジ構造6から蛍光ランプ1の先端にいくにつれ
て、電界強度すなわち輝度が徐々に増大しているからで
ある。
このように本実施例によれば放電開始補助導体2の形
状を工夫することで、放電開始電圧を従来よりもいっそ
う低くすることができる。また蛍光ランプ内における電
界強度を均一にすることができ、蛍光ランプの輝度を均
一にすることができる。
なお、本実施例ではこの放電開始補助導体2の面積の
減少を直線的に行なったが、この減少のさせ方は放電ラ
ンプの形状、ブリッジ構造の存在の有無等により異な
る。したがってこの放電開始補助導体2の形状は、使用
する放電ランプの特性に応じて、発光輝度が均一になる
ように実験的に決めてやればよい。
発明の効果 上記したように本発明によれば、放電開始補助導体に
印加した交流高電圧の電圧振幅,周波数,位相等を制御
することにより、ちらつきをなくし、放電開始電圧以下
の電圧で調光することができ、輝度が零であるような低
輝度領域まで調光が可能になる。また、放電開始補助導
体の形状を工夫することで、放電開始電圧をいっそう低
くすることができる。蛍光ランプ全面を均一に発光させ
ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明第1の実施例における蛍光灯調光装置の
構成図、第2図は放電開始補助導体電圧のスイッチON後
の経過の一例を示す図、第3図は高圧調光回路B電圧の
スイッチON後の経過の一例を示す図、第4図(a)は第
2の実施例における蛍光灯調光装置の構成図の平面図、
第4図(b)はその側面図、第5図,第6図は従来の蛍
光灯調光装置の構成図である。 1……蛍光ランプ、2……放電開始補助導電体、T2……
高圧トランス、TR1,TR2……ドライブトランジスタ、PS
……連続高周波パルス信号、R1,R2……抵抗器、C1……
ベース回路容量、C2……共振容量、L3,L4……フィラメ
ント捲線、VR1……可変抵抗器、TR3,TR4……差動アンプ
トランジスタ、TR5……エミッタ注入アンプトランジス
タ、TR6……B電圧レギュレータトランジスタ、T3……
出力トランス、C3……ベースキャパシタ、R6,R7……ベ
ース抵抗器、SW……電源スイッチ、5,6,7……蛍光ラン
プのブリッジ構造部、8,9……フィラメント、101……高
周波用電源。

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】蛍光ランプ外管外側に近接して設けた調光
    兼放電開始補助導体と、前記調光兼放電開始補助導体と
    フィラメント電位との間に交流電圧を印加する交流電圧
    印加手段と、前記調光兼放電開始補助導体に印加する交
    流電圧の周波数または電圧振巾またはその両方を制御す
    る印加電圧制御手段とを備えたことを特徴とする蛍光灯
    調光装置。
  2. 【請求項2】交流電圧印加手段が印加する電圧を、蛍光
    灯のフィラメントに印加する交流電圧の周期と同期させ
    ることを特徴とする請求項1記載の蛍光灯調光装置。
  3. 【請求項3】印加電圧制御手段は調光兼放電開始補助導
    体に印加する交流電圧をも制御することを特徴とする請
    求項1または請求項2記載の蛍光灯調光装置。
  4. 【請求項4】電源電圧投入時、印加電圧制御手段は、交
    流電圧印加手段が印加する交流電圧の周波数または電圧
    振巾又はその両方を増大させて数秒間維持し、蛍光ラン
    プが放電してから徐々に所望の輝度が得られる電圧に漸
    近させることを特徴とする請求項1、2または3記載の
    蛍光灯調光装置。
  5. 【請求項5】蛍光ランプ形状が、U字管又はブリッジ構
    造を持ったものであることを特徴とする請求項1から4
    のいずれかに記載の蛍光灯調光装置。
  6. 【請求項6】調光兼放電開始補助導体を変形し、または
    取り付け位置を工夫し、調光兼放電開始補助体が蛍光灯
    に与える電界を制御して蛍光灯内における電界強度が均
    一になることを特徴とする請求項1から5のいずれかに
    記載の蛍光灯調光装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS63170899A (ja) * 1987-01-07 1988-07-14 水足 淳一 螢光灯の調光装置

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