JPH0364895A - 液晶スクリーンのバックライティングに用いる蛍光ランプの減光方法及び減光装置 - Google Patents

液晶スクリーンのバックライティングに用いる蛍光ランプの減光方法及び減光装置

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JPH0364895A
JPH0364895A JP2170357A JP17035790A JPH0364895A JP H0364895 A JPH0364895 A JP H0364895A JP 2170357 A JP2170357 A JP 2170357A JP 17035790 A JP17035790 A JP 17035790A JP H0364895 A JPH0364895 A JP H0364895A
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signal
pulses
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liquid crystal
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Georges Lavaud
ジョルジュ　ラボード
Jean P Bouron
ジャン―ピエール　ブーロン
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Thomson CSF SA
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    • H05B41/3921—Controlling the intensity of light continuously using semiconductor devices, e.g. thyristor with possibility of light intensity variations
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、液晶表示装置用のバックライティング装置
に用いる蛍光ランプの減光方法及び減光装置に関する。
（従来の技術） 液晶スクリーン、特に航空機及びヘリコプタ−の計器盤
上のカラー・ビデオ・デイスプレィ装置に用いられるも
のは、強い周囲光が存在してもよく見えるようにさせる
バックライティング装置が備えられている。その輝度は
、種々の周囲光の強さに適応させるように可変でなけれ
ばならず、かつ昼夜における周囲の変化に適応可能なも
のでなければならない。このような変化は、蛍光灯の場
合では減光比が１，０００：１となることを意味してお
り、その最小輝度は数Ｃｄ７ｍ”　、かつ最大輝度は約
１５、０００Ｃｄ／ｍ”に対応する。
注目すべきこととして、蛍光灯は、エネルギ効率が高い
こと、及び色度測定が液晶スクリーンによく適応してい
ることのために、光源として用いられることである。
これら蛍光灯が有する最適輝度レベルを得るために、そ
の２電極間に印加される電源電圧は、高電圧の交流、通
常は、数１０ＫＨｚの周波数で３００〜５００ボルトで
ある。
（発明が解決しようとする課題） この技術分野では周知のように、電力の電圧振幅を変化
させることにより蛍光灯の輝度、従って蛍光灯に流れる
電流を変化させることができる。
この方法は１０：１の輝度減光比が得られるに過ぎず、
前述の応用には不十分である。更に、蛍光灯のトリガ電
圧が温度から独立している、より具体的には、温度が低
下するに従ってトリガ電圧が増加するということは、こ
のような輝度制御方法が、特に温度が０℃以下のときに
、広い温度範囲で機能し得ないことを意味している。
通常、輝度レベルは、交流電源電圧の周波数を変調する
ことにより、より具体的には例えば周波数が１０Ｈｚ〜
数１０ＫＨｚまで変化する矩形波を用いることにより、
改善できることが知られている。しかし、この場合に前
記動作条件を満足させるためには、１５ＫＨｚ以下の周
波数により動作させて輝度レベルを低くさせる必要があ
るが、これらの周波数では音声振動を発生させてしまう
。最後に、非常に低い輝度レベルでは、間欠的な蛍光灯
の点弧と５０Ｈｚ〜６０Ｈｚの周波数にあるイメージの
リフレッシュとの間で、ストロボ効果によるフリッカが
現われる。これはスクリーン上に明るい水平方向のバー
を発生させる原因となるが、このようなものはパイロッ
ト制御表示装置として絶対的に受は入れることができな
い。
この技術分野では周知のように、蛍光灯に調整可能なデ
ューティー・サイクル幅を有する矩形波電圧を印加する
ことにより、その輝度を変化させることができる。しか
し、この方法にもストロボ効果に関連した問題が存在す
る。
（課題を解決するための手段） この発明の目的は、このような問題を除去することにあ
る。その解決は、液晶スクリーンのバックライティング
に用いる蛍光灯に印加する電圧をパルス化することによ
り達成される。パルスのバースト幅は所要輝度レベルに
従って変更可能である。バーストの開始点は液晶スクリ
ーンの”イメージ同期信号”と同期される。
この発明によれば、液晶スクリーンのバックライティン
グのために、液晶スクリーンに関連されたイメージ同期
信号を用いる蛍光灯を減光する減光方法が提供される。
前記減光方法は、前記蛍光灯に交流電源電圧を印加し、 蛍光灯に必要な輝度に従った調整可能なデューティー・
サイクルを有する周期的な矩形波信号により前記交流電
源電圧をスイッチングさせ、かつ前記矩形波信号を０以
上の整数ｎにより分周した前記イメージ同期信号に対応
する信号に同期させることからなる。
この発明によれば、更に、前記液晶スクリーンに関連さ
れたイメージ同期信号を用いて液晶スクリーンをバック
ライティングする蛍光灯用の減光装置が提供される。前
記減光装置は、 調整可能な幅を有するパルスからなる周期的な矩形波信
号の形式の固定周波数によりスイッチング信号を発生す
るスイッチング発生器と、前記スイッチング信号をＯよ
り大きな整数により分周された前記イメージ同期信号に
対応する信号に同期させる同期手段と、 前記蛍光灯に電力を供給する交流電圧発生器と、前記交
流電圧発生器を前記周期的な矩形波信号のパルスの期間
でのみ機能させるように、前記スイッチング信号により
制御されたロック手段とを備えている。
この発明の特徴について、理解を容易にし、かつ例示の
ために以下、図面を示す。
（実施例） 第１図は輝度制御ポテンショメータｌを示す。
輝度制御ポテンショメータ１は端子２から負極性の直流
電源電圧が印加される。この直流電源電圧が輝度制御ポ
テンショメータ１のスライダ３により分圧されてその一
部がスライダ３により調整された直流電圧となる。この
直流電圧は、（直列抵抗５及び負帰還抵抗６と組み合わ
せた）演算増幅器４により増幅された後、抵抗７を介し
て電圧比較器９の入力インバータ８に印加される。電圧
比較器９には、直流電圧（＋ｖ０、−Ｖ、）が印加され
ている。
電圧比較器９の非反転入力１０は、抵抗１１を介して鋸
状波発生器１３の出力１２に接続されている。出力１２
の鋸状波パルス（曲線−Ｂ）は、鋸状波発生器１３の入
力１４に印加されている液晶スクリーンのイメージ同期
信号と同期している。
鋸状波発生器１３には、演算増幅器１５が積分器として
組み込まれている。この積分器は入出力を接続するコン
デンサ１７と、抵抗１６とを有する。抵抗１６はその入
力が端子１８に接続され、端子１８には基準電圧ｖ２が
印加されている。
高速０ＭＯ５型のアナログ・スイッチ１９はモノステー
ブル・マルチバイブレータ２０が発生するイメージ同期
パルス２１により制御されている。鋸状波パルス（曲線
Ｂ）の急峻な立ち下りは、コンデンサ１７と平行に接続
されているアナログ・スイッチ１９により得られる。
第２図は、振幅に対する時間（１）を示す波形図であり
、（負極性の）イメージ同期パルス２１を上端の曲線Ａ
により示し、鋸状波発生器１３の出力１２における鋸状
波パルスを曲線Ｂにより示す。反転入力８に印加される
調整可能な直流電圧を破線２２により示す。
曲ＩＩＢと曲線２２とが交差すると、電圧比較器９の出
力２４に、スライダ３により調整可能、かつデューティ
ー・サイクルＬの間欠的な負極性電圧のパルス２３（曲
線Ｃ）が発生する。パルス２３の振幅はＶｏに等しい。
参照番号１〜２０の要素は固定周波数かつ調整可能なデ
ューティー・サイクルを有する間欠的なパルス発生器を
形成している。パルス２３はバックライティングを必要
とする液晶スクリーンのイメージ同期パルス２１と同期
している。
電圧比較器９の出力２４は負極性電圧のパルス２３を送
出し、モノステーブル・マルチバイブレーク２０の出力
２５はイメージ同期パルス２１を送出する。これらの出
力２４．２５はＯＲ回路２６の２つのダイオード２７．
２２にそれぞれ接続されている。ＯＲ回路２６の出力は
抵抗２９及びこれに続く再生増幅器３０を介してアナロ
グ・スイッチ３２の制御人力３１に接続されている。こ
のアナログ・スイッチ３２は、パルス２３又はイメージ
同期パルス２１が制御人力３１に印加されたときは開放
となり、その逆のときは閉成となる。アナログ・スイッ
チ３２は蛍光灯３４に対する大電力交流発振器３３用の
制御スイッチとして機能する。
大電力交流発振器３３は、−次巻線３５及びそのセンタ
・タップ３６と、フィードバック巻線４０及びそのセン
タ・タップ４１と、二次巻線４４とを有する変圧器と、
ＮＰＮトランジスタ３７．３８と、コンデンサ３９と、
３つの抵抗４２．４３．６０と、誘導コイル４８とを備
えている。
ＮＰＮ　トランジスタ３７．３８のエミッタは接地され
、これらのコレクタは一次巻線３５の各端にそれぞれ接
続され、これらのベースはフィードバック巻線４０の各
端に接続されている。コンデンサ３９は一次巻線３５の
両端間に接続されている。
この変圧器の高電圧の二次巻線４４の一端は接地され、
その他端は安定コンデンサ４５を介して蛍光灯３４の電
極４６に接続されている。蛍光灯３４の他方の電極４７
は接地されている。大電力交流発振器３３の正電源電圧
＋Ｖｌは誘導コイル４８を介してセンタ・タップ３６に
印加され、更に抵抗６０．を介してセンタ・タップ４１
に印加される。一方、直流負制御電圧−ｖ３はアナログ
・スイッチ３２が閉成されたときにセンタ・タップ４１
に印加され、更に抵抗６ｏを介してセンタ・タップ３６
に印加される。
第１図の回路の動作は以下のようである。
輝度制御ポテンショメータ１のスライダ３が（第１図の
）上限にあるときは、反転入力８に印加される正電圧は
鋸状波パルス（曲線Ｂ）の電圧より大きく、最大である
ために、−ｖｏに等しい直流レベルが出力２４に印加さ
れる。
アナログ・スイッチ３２の制御人力３１に印加される電
圧は、連続的なので、アナログ・スイッチ３２は連続し
て開放状態となり、大電力交流発振器３３を中断するこ
となく動作させて、蛍光灯３４を最大輝度レベルで動作
させる。
スライダ３は、その上限から下方に漸次移動しく接地状
態に近くなる）、曲線２２の電圧レベル（第２図）が低
下して曲ＩＩ　Ｂと交差すると、デューティー・サイク
ルＬのパルス２３を発生する。
デューティー・サイクルＬはスライダ３が接地状態に接
近するに従って漸次減少し、その前縁はイメージ同期パ
ルス２１の前縁に同期している。この時点で、大電力交
流発振器３３はパルス２３がロー・レベルの期間（第２
図の期間Ｄ）でのみ動作する。というのは、パルス２３
がハイ・レベルの期間ではアナログ・スイッチ３２が閉
成されるので、電圧−ｖ３が大電力交流発振器３３を動
作停止させるからである。
従って、蛍光灯３４により得られる輝度レベルは、スラ
イダ３の位置に基づいたパルス２３のデューティー・サ
イクルＬに比例したものになっている。
スライダ３がその下端（接地側）に達すると、出力２４
からは何も出力されない。しかし、イメージ同期パルス
２１がＯＲ回路２８を介して制御人力３１に印加される
。このために、イメージ同期パルス２１が存在する間に
大電力交流発振器３３を機能させる。このようにして、
蛍光灯３４についての最小可視輝度レベルが得られる。
第３図の回路はこの発明による他の実施例を示し、第１
図に対する相違を示している。この回路は、蛍光灯３４
の電極４７と接地との間に配置される直列の抵抗４９、
即ち”脚抵抗”を有する。
この抵抗４９の端子電圧は整流器５０及び直列抵抗５１
を介して差動増幅器５３の一方の入力５２に印加される
。この差動増幅器５３の他方の入力５５には、基準電圧
ｖ４と可変抵抗５４とにより調整可能な直流電圧が印加
されている。
差動増幅器５３の出力は電圧レギュレータ５７の制御入
力５６に接続されている。電圧レギュレータ５７は、電
源端子＋Ｖｌと誘導コイル４８との間に接続されており
、その入力５６に印加される制御電圧に関連してその出
力５８の直流電圧を変化させることができる。
第３図の装置において、参照番号４９〜５７に対応する
部分は、一つの制御ループを形成している。この制御ル
ープは、抵抗４９と共に蛍光灯３４の電流を入力５５に
印加される基準電圧により表わされた値に調整する機能
を備えている。この値は可抵抗５４の値に従っている。
従って、蛍光灯３４への電源電圧値は、電力損失を最小
化させること、及びそれ自身の温度変動を固定化させる
ことにより、その動作点に対して最適化可能なものとな
る。
更に、第３図に示す回路は、低輝度レベル、又は周囲温
度が非常に低いときに、蛍光灯３４をトリガすることが
できる。
この問題に関連して想起されるのは、蛍光灯３４のトリ
ガ電圧がその電極及び水銀蒸気を保持する管の温度に依
存していることである。低い輝度レベルでは、蛍光灯３
４を流れる平均電流が微弱であり、蛍光灯３４が加熱さ
れることはない。
更に、トリガ電圧は、周囲温度が減少すると増加する。
従って、そのトリガ電圧は、蛍光灯３４の輝度レベルが
高いときのもよりも高くなる。
輝度レベルが不十分なため、又は周囲温度が低いために
蛍光灯３４がトリガしなかったときは、差動増幅器５３
の第１人力５２には何の電圧も印加されない。従って、
差動増幅器５３の最大制御電圧が電圧レギュレータ５７
に印加される。このような好ましくない条件では、大電
力交流発振器３３の実効供給電圧をそのトリガ電圧を超
えるところまで増加させる。勿論、電圧＋Ｖｌの振幅は
十分であるものとする。
第３図の回路は低輝度の蛍光灯を並列接続することがで
きる。
２以上の蛍光灯を備えた照明装置の場合は、低輝度レベ
ルの蛍光灯を並列接続して各蛍光灯のトリガ電圧を同じ
にする必要がある。そうしなげれば、蛍光灯のうちの一
方が点灯し、他方が点灯しないことがある。このような
ことのために、各蛍光灯は第３図による固有の回路を備
える。全ての蛍光灯の動作を同一の条件で開始させるた
めの調整を、各回路の抵抗５４を調整することにより行
なう。脚抵抗４９を調整して同一結果にすることは可能
であるが、この解決方法は損失を増加させる危険がある
ので好ましくない。
最小輝度レベルは、イメージ同期パルス２１のデューテ
ィー・サイクルに等しい期間を継続するパルスにより、
大電力交流発振器３３の交流電圧をチョッピング即ち変
調して得られることは先に説明した。実際において、こ
れらのイメージ同期パルス２１は約５０μｓのデューテ
ィー・サイクルを有する。理論的には、必要に応じて蛍
光灯３４の輝度を１対１０００に変化させるために、大
電力交流発振器３３のデューティー・サイクルＬは５０
μｓから、その１０００倍以上の範囲、換言すれば５０
ｍ５でなければならない。５０ｍ５のチョッピングは２
０Ｈｚに対応しているが、これは液晶スクリーン上に表
示させるイメージにフリッカ効果を発生させ、この理論
が完全かつ単純に成立するならば、この発明による装置
が所要条件（減光比１０００：１）では動作しない。
実際には、蛍光灯３４を５０μｓ期間内でのみ動作させ
たときは、十分に加熱するに至る時間ではなく、それ自
身のトリガ動作も蛍光灯の温度を増加させるのに十分な
ものではないので、このような場合に該当していない。
従って、低温のときの蛍光灯の輝度効率は、連続又はほ
ぼ連続動作のものより３倍も悪くなり、ｉ　：　ｔｏｏ
ｏの輝度比は、大電力交流発振器３３の出力がデューテ
ィー・サイクルＬの正弦波交流バーストの場合は、５０
ｍ５から約１５ｍｓにすることにより最終的に得られる
。これは、フリッカを発生させるときのものよりはるか
に高いチョッパ周波数に対応する。
この発明は、前述の実施例に限定されるものではない。
従って、この発明は、周辺の照明レベルを自動的に調節
する場合に、例えば輝度制御ポテンショメータ１を所要
輝度に比例した電圧を印加する光検出器と置換すること
が可能である。前記実施例では、大電力交流発振器３３
の正弦波交流の各パルス２３の開始点を液晶スクリーン
のイメージ同期信号に同期させている。この装置の動作
範囲を拡大させるためには、１以上の整数により周波数
を分周したイメージ同期信号により、このパルスを同期
させることもできる。このようなことは、前記整数によ
り分周した信号の周波数を極端に低くしない限り可能と
なることは、明らかであるが、フリッカ効果が発生する
。蛍光灯が複数本必要なときは、一つのアナログ・スイ
ッチ３２のみを用い、このアナログ・スイッチ３２と各
蛍光灯に関連させた各発振器のセンタ・タップ４１との
間に抵抗を接続すてばよい。
【図面の簡単な説明】
第１図は液晶スクリーンのバックライティングに用いら
れる蛍光灯のため、この発明のよる減光装置を表わす回
路図、 第２図は第１図に示した減光装置の動作を説明するタイ
ミング図、 第３図は第１図に示した減光装置の他の実施例を部分的
に示す回路図である。 ｌ・・・輝度制御ポテンショメータ、 ３・・・スライダ、　　４．１５・・・演算増幅器、９
・・・電圧比較器、　　１３・・・鋸状波発生器、１９
．３２・・・アナログ・スイッチ、２０・・・モノステ
ーブル・マルチバイブレータ、２６・・・ＯＲ回路、　
　３０・・・再生増幅器、３３・・・大電力交流発振器
、 ３４・・・蛍光灯、　　３５・・・−次巻線、３６．４
１・・・センタ・タップ、 ３７．３８・・・ＮＰＮ　）ランジスタ、４０・・・フ
ィードバック巻線、 ４４・・・二次巻線、　４８・・・誘導コイル、５３・
・・差動増幅器、５７・・・電圧レギュレータ。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）液晶スクリーンに関連したイメージ同期信号によ
    り前記液晶スクリーンの輝度レベルに用いる蛍光灯を減
    光する減光方法において、前記減光方法は、 前記蛍光灯に交流電源電圧を印加し、 蛍光灯に必要な輝度に従った調整可能なデューティー・
    サイクルを有する周期的な矩形波信号により前記交流電
    源電圧をスイッチングさせ、かつ前記矩形波信号を０以
    上の整数ｎにより分周した前記イメージ同期信号に対応
    する信号に同期させてなる ことを特徴とする減光方法。
  2. （２）請求項１記載の減光方法において、 前記イメージ同期信号は複数のパルスを含み、前記蛍光
    灯の最小化輝度レベルは、前記液晶スクリーンのイメー
    ジ同期信号のパルスを矩形波信号として用いることによ
    り、得たものであることを特徴とする減光方法。
  3. （３）前記液晶スクリーンに関連されたイメージ同期信
    号により前記液晶スクリーンをバックライティングする
    蛍光灯用の減光装置において、前記減光装置は、 調整可能な幅を有するパルスからなる周期的な矩形波信
    号の形式の固定周波数によりスイッチング信号を発生す
    るスイッチング発生器と、 前記スイッチング信号を、０より大きな整数により分周
    された前記イメージ同期信号に対応する信号に同期させ
    る同期手段と、 前記蛍光灯に電力を供給する交流電圧発生器と、前記交
    流電圧発生器を前記周期的な矩形波信号のパルスの期間
    でのみ機能させるように、前記スイッチング信号により
    制御されたロック手段とを備えていることを特徴とする
    減光装置。
  4. （４）請求項３記載の減光装置において、 前記イメージ同期信号は複数のパルスを含み、前記蛍光
    灯の最小輝度を得るために用いる前記スイッチ信号は前
    記イメージ同期信号の複数パルスであることを特徴とす
    る減光装置。
JP2170357A 1989-06-30 1990-06-29 液晶スクリーンのバックライティングに用いる蛍光ランプの減光方法及び減光装置 Pending JPH0364895A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR8908807A FR2649277B1 (fr) 1989-06-30 1989-06-30 Procede et dispositif de gradation de lumiere pour lampe fluorescente d'eclairage arriere d'ecran a cristaux liquides
FR8908807 1989-06-30

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0364895A true JPH0364895A (ja) 1991-03-20

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ID=9383336

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2170357A Pending JPH0364895A (ja) 1989-06-30 1990-06-29 液晶スクリーンのバックライティングに用いる蛍光ランプの減光方法及び減光装置

Country Status (7)

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US (1) US5105127A (ja)
EP (1) EP0406116B1 (ja)
JP (1) JPH0364895A (ja)
CA (1) CA2019628A1 (ja)
DE (1) DE69006272T2 (ja)
FR (1) FR2649277B1 (ja)
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