JPH1167485A - 照明装置及びこの照明装置を備えた表示装置 - Google Patents
照明装置及びこの照明装置を備えた表示装置Info
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- JPH1167485A JPH1167485A JP9231515A JP23151597A JPH1167485A JP H1167485 A JPH1167485 A JP H1167485A JP 9231515 A JP9231515 A JP 9231515A JP 23151597 A JP23151597 A JP 23151597A JP H1167485 A JPH1167485 A JP H1167485A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 周囲環境にかかわらず安定した調光特性を享
受でき、結果的に周囲温度の調光特性への悪影響を排除
できる照明装置を提供する。 【解決手段】 制御装置１０は温度センサ７の検知温度
信号を所定のサンプリングピッチで読み込み、ランプ温
度情報を得る。そして、このランプ温度情報、予め設定
された設定輝度情報及び制御テーブルに格納されてい
る、一次式又は多項式からなる近似式に基づき、各供給
電力における冷陰極蛍光管１の管壁温度と輝度との関係
を求め、各供給電力（一例として、各デューティ比）に
おける近似式を得る。そして、目的とする輝度を得るた
めの冷陰極蛍光管１への供給電力、つまりデューティ比
を求め、求めたデューティ比に基づき各冷陰極蛍光管
１，１に接続されたインバータ回路１１を駆動制御す
る。
受でき、結果的に周囲温度の調光特性への悪影響を排除
できる照明装置を提供する。 【解決手段】 制御装置１０は温度センサ７の検知温度
信号を所定のサンプリングピッチで読み込み、ランプ温
度情報を得る。そして、このランプ温度情報、予め設定
された設定輝度情報及び制御テーブルに格納されてい
る、一次式又は多項式からなる近似式に基づき、各供給
電力における冷陰極蛍光管１の管壁温度と輝度との関係
を求め、各供給電力（一例として、各デューティ比）に
おける近似式を得る。そして、目的とする輝度を得るた
めの冷陰極蛍光管１への供給電力、つまりデューティ比
を求め、求めたデューティ比に基づき各冷陰極蛍光管
１，１に接続されたインバータ回路１１を駆動制御す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光源として冷陰極
蛍光管を有する照明装置及びこの照明装置を用いた表示
装置に関する。
蛍光管を有する照明装置及びこの照明装置を用いた表示
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】車載用ナビゲーター、車載用テレビ又は
車載用メータの表示装置として、従来より、液晶表示装
置が用いられている。液晶表示装置では、直下式バック
ライトやエッジライト方式の照明装置が広く利用されて
おり、その光源には、主として冷陰極蛍光管が用いられ
る。
車載用メータの表示装置として、従来より、液晶表示装
置が用いられている。液晶表示装置では、直下式バック
ライトやエッジライト方式の照明装置が広く利用されて
おり、その光源には、主として冷陰極蛍光管が用いられ
る。
【０００３】ここで、冷陰極蛍光管は、白熱電球に比べ
て発光効率が優れ、発熱が少なく、長寿命であり、しか
も薄型化が可能であり、且つ明るさ（光束）分布が良好
であるという利点を有する。
て発光効率が優れ、発熱が少なく、長寿命であり、しか
も薄型化が可能であり、且つ明るさ（光束）分布が良好
であるという利点を有する。
【０００４】しかし、その要望される明るさは用途と使
用環境によって異なる。特に、車載用では外界で使用さ
れるため、昼夜、春夏秋冬或いは天候、更にはトンネル
の内外等では、周囲温度及び明るさの変化が激しく、そ
の環境に合わせて表示面の明るさを調節する調光、即ち
輝度調整が必要である。
用環境によって異なる。特に、車載用では外界で使用さ
れるため、昼夜、春夏秋冬或いは天候、更にはトンネル
の内外等では、周囲温度及び明るさの変化が激しく、そ
の環境に合わせて表示面の明るさを調節する調光、即ち
輝度調整が必要である。
【０００５】ところで、従来の一般的な冷陰極蛍光管
は、その特性が使用環境温度の影響を受けるという問題
がある。これは、従来の冷陰極蛍光管の特性が、その内
部に封入されている水銀の蒸気圧に依存することに起因
している。最も著しい影響を受けるのが、低温時の輝度
（光束）立ち上がり特性（始動特性）と低温時の輝度で
ある。
は、その特性が使用環境温度の影響を受けるという問題
がある。これは、従来の冷陰極蛍光管の特性が、その内
部に封入されている水銀の蒸気圧に依存することに起因
している。最も著しい影響を受けるのが、低温時の輝度
（光束）立ち上がり特性（始動特性）と低温時の輝度で
ある。
【０００６】例えば、車載用の照明装置は、約８０℃か
ら氷点下３０℃（熱帯や極地）までの広い温度範囲で使
用される。冷陰極蛍光管は、周囲温度が約１０℃〜約４
０℃の温度範囲においては、飽和輝度が安定しているた
め実用上問題はない。
ら氷点下３０℃（熱帯や極地）までの広い温度範囲で使
用される。冷陰極蛍光管は、周囲温度が約１０℃〜約４
０℃の温度範囲においては、飽和輝度が安定しているた
め実用上問題はない。
【０００７】しかしながら、低温時、例えば、氷点下３
０℃近傍で使用されると、所定の輝度に達するまでに、
長時間を要したり、点灯し難くなるという問題がある。
このため、使用環境の温度環境が安定している場合のみ
の調光しか現実にはできないという問題がある。
０℃近傍で使用されると、所定の輝度に達するまでに、
長時間を要したり、点灯し難くなるという問題がある。
このため、使用環境の温度環境が安定している場合のみ
の調光しか現実にはできないという問題がある。
【０００８】低温時の輝度の立ち上がりや低温時の輝度
を改善せんとした従来例として、特開平７−４３６８０
号公報に記載されたものがある。そこでは、冷陰極蛍光
管を温めるためのヒータを設け、冷陰極蛍光管の表面温
度を温度検出素子及び温度検出回路を用いて常時計測
し、ヒータ電源とインバータ電源を制御することによっ
て、ヒータに供給される電力を制御する手法を採用して
いる。今少し具体的に説明すると、この従来例では、ヒ
ータに供給される電力を制御することにより、冷陰極蛍
光管を飽和温度域に安定（温度環境と安定）させる手法
を採用している。
を改善せんとした従来例として、特開平７−４３６８０
号公報に記載されたものがある。そこでは、冷陰極蛍光
管を温めるためのヒータを設け、冷陰極蛍光管の表面温
度を温度検出素子及び温度検出回路を用いて常時計測
し、ヒータ電源とインバータ電源を制御することによっ
て、ヒータに供給される電力を制御する手法を採用して
いる。今少し具体的に説明すると、この従来例では、ヒ
ータに供給される電力を制御することにより、冷陰極蛍
光管を飽和温度域に安定（温度環境と安定）させる手法
を採用している。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ヒータを用いる従来例では、ヒータ自体が冷陰極蛍光管
の表面に密着しており、ヒータが冷陰極蛍光管の光束を
遮るので、光束の損失が大きく、照明光量が少なくなる
という問題がある。
ヒータを用いる従来例では、ヒータ自体が冷陰極蛍光管
の表面に密着しており、ヒータが冷陰極蛍光管の光束を
遮るので、光束の損失が大きく、照明光量が少なくなる
という問題がある。
【００１０】加えて、ヒータの制御回路が誤動作する
と、ヒータの熱暴走が生じるという問題がある。また、
ヒータに供給する電力（典型的には数十ワット）が余分
に必要となり、特に、冬季において、バッテリー温度が
氷点下に低下している車の照明装置を点灯する場合に
は、バッテリーに対する負荷が過大になるため、バッテ
リーのみならず車自体への影響も無視できなくなるとい
う問題がある。
と、ヒータの熱暴走が生じるという問題がある。また、
ヒータに供給する電力（典型的には数十ワット）が余分
に必要となり、特に、冬季において、バッテリー温度が
氷点下に低下している車の照明装置を点灯する場合に
は、バッテリーに対する負荷が過大になるため、バッテ
リーのみならず車自体への影響も無視できなくなるとい
う問題がある。
【００１１】このような事情により、冷陰極蛍光管を光
源として用いる液晶表示装置等の表示装置において、例
えば、約８０℃から氷点下３０℃（熱帯や極地）までの
広い温度範囲で使用する場合であっても、必要とされる
輝度を得ることができる表示装置の開発が切に要請され
ているのが現状である。
源として用いる液晶表示装置等の表示装置において、例
えば、約８０℃から氷点下３０℃（熱帯や極地）までの
広い温度範囲で使用する場合であっても、必要とされる
輝度を得ることができる表示装置の開発が切に要請され
ているのが現状である。
【００１２】本発明は、このような現状に鑑みてなされ
たものであり、広い温度範囲での使用環境下において
も、安定した調光特性を享受でき、結果的に周囲温度の
調光特性への悪影響を排除できる照明装置及びこの照明
装置を備えた表示装置を提供することを目的とする。
たものであり、広い温度範囲での使用環境下において
も、安定した調光特性を享受でき、結果的に周囲温度の
調光特性への悪影響を排除できる照明装置及びこの照明
装置を備えた表示装置を提供することを目的とする。
【００１３】本発明の他の目的は、点灯後直ちに調光制
御が可能となる照明装置及びこの照明装置を備えた表示
装置を提供することにある。
御が可能となる照明装置及びこの照明装置を備えた表示
装置を提供することにある。
【００１４】また、本発明の他の目的は、目的とする輝
度に達するまでの時間を大幅に短縮できる照明装置及び
この照明装置を備えた表示装置を提供することにある。
度に達するまでの時間を大幅に短縮できる照明装置及び
この照明装置を備えた表示装置を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明の照明装置は、光
源として冷陰極蛍光管を備えた照明装置において、該冷
陰極蛍光管に熱的に結合された温度センサを備え、該温
度センサの検知温度信号に基づき該冷陰極蛍光管に供給
する電力を制御することにより輝度調整を行うように構
成した照明装置。
源として冷陰極蛍光管を備えた照明装置において、該冷
陰極蛍光管に熱的に結合された温度センサを備え、該温
度センサの検知温度信号に基づき該冷陰極蛍光管に供給
する電力を制御することにより輝度調整を行うように構
成した照明装置。
【００１６】好ましくは、前記温度センサが前記冷陰極
蛍光管の管壁の一部に取り付けられている構成とする。
蛍光管の管壁の一部に取り付けられている構成とする。
【００１７】また、好ましくは、前記管壁が照明装置の
外側に位置する管壁である構成とする。
外側に位置する管壁である構成とする。
【００１８】また、好ましくは、前記温度センサを表示
面のコーナ部に設ける構成とする。
面のコーナ部に設ける構成とする。
【００１９】また、好ましくは、前記温度センサが検知
した温度と輝度との関係を、検知温度によって場合分け
した一次式で近似し、この一次近似式に基づき前記冷陰
極蛍光管に供給する電力のデューティ比を制御し、輝度
調整を行うように構成する。
した温度と輝度との関係を、検知温度によって場合分け
した一次式で近似し、この一次近似式に基づき前記冷陰
極蛍光管に供給する電力のデューティ比を制御し、輝度
調整を行うように構成する。
【００２０】また、好ましくは、前記温度センサが検知
した温度と輝度との関係を多項式近似し、この多項式近
似式に基づき前記冷陰極蛍光管に供給する電力のデュー
ティ比を制御し、輝度調整を行うように構成する。
した温度と輝度との関係を多項式近似し、この多項式近
似式に基づき前記冷陰極蛍光管に供給する電力のデュー
ティ比を制御し、輝度調整を行うように構成する。
【００２１】また、好ましくは、点灯時に通常時よりも
前記冷陰極蛍光管への供給電力を多くする構成とする。
前記冷陰極蛍光管への供給電力を多くする構成とする。
【００２２】また、好ましくは、前記冷陰極蛍光管の管
径を可及的に細く或いはそのサイズを可及的に小さくす
ることにより該冷陰極蛍光管の熱容量を小さくする。
径を可及的に細く或いはそのサイズを可及的に小さくす
ることにより該冷陰極蛍光管の熱容量を小さくする。
【００２３】また、本発明の表示装置は、請求項１〜請
求項７のいずれかに記載の照明装置を用いており、その
ことにより上記目的が達成される。
求項７のいずれかに記載の照明装置を用いており、その
ことにより上記目的が達成される。
【００２４】以下に、本発明の作用を説明する。
【００２５】光源としての冷陰極蛍光管は、周囲温度の
影響を受けるが、供給される電力が同じ場合、冷陰極蛍
光管自身が発熱する熱量とその輻射や熱伝導等で熱的に
平衡しているときは、冷陰極蛍光管の明るさ、つまり輝
度を決定するパラメータは冷陰極蛍光管内の水銀蒸気圧
によって定まるため、明るさは平衡温度のみの関数とな
る。
影響を受けるが、供給される電力が同じ場合、冷陰極蛍
光管自身が発熱する熱量とその輻射や熱伝導等で熱的に
平衡しているときは、冷陰極蛍光管の明るさ、つまり輝
度を決定するパラメータは冷陰極蛍光管内の水銀蒸気圧
によって定まるため、明るさは平衡温度のみの関数とな
る。
【００２６】従って、本発明のように、冷陰極蛍光管と
熱的に結合した温度センサの検知温度から、冷陰極蛍光
管に供給する電力を制御する構成によれば、周囲環境に
かかわらず、目的とする明るさを得ることができる。ま
た、この制御方法は周囲温度の影響を全く受けず、点灯
始動直後より制御可能となる。なお、熱的に結合とは、
温度センサが冷陰極蛍光管と熱的にほぼ平衡状態にある
位置に取り付けられることを意味する。
熱的に結合した温度センサの検知温度から、冷陰極蛍光
管に供給する電力を制御する構成によれば、周囲環境に
かかわらず、目的とする明るさを得ることができる。ま
た、この制御方法は周囲温度の影響を全く受けず、点灯
始動直後より制御可能となる。なお、熱的に結合とは、
温度センサが冷陰極蛍光管と熱的にほぼ平衡状態にある
位置に取り付けられることを意味する。
【００２７】この電力制御は、温度センサが検知した温
度と制御目標の輝度との関係を、検知温度によって場合
分けした一次式で近似し、この一次近似式に基づき制御
目標の輝度を実現すベき冷陰極蛍光管に供給する電力の
デューティ比を制御することや、温度センサが検知した
温度と制御目標の輝度との関係を多項式近似し、この多
項近似式に基づき制御目標の輝度を実現すベき冷陰極蛍
光管に供給する電力のデューティ比を制御することによ
り実現される。
度と制御目標の輝度との関係を、検知温度によって場合
分けした一次式で近似し、この一次近似式に基づき制御
目標の輝度を実現すベき冷陰極蛍光管に供給する電力の
デューティ比を制御することや、温度センサが検知した
温度と制御目標の輝度との関係を多項式近似し、この多
項近似式に基づき制御目標の輝度を実現すベき冷陰極蛍
光管に供給する電力のデューティ比を制御することによ
り実現される。
【００２８】また、点灯時に通常時よりも冷陰極蛍光管
への供給電力を多くする構成によれば、冷陰極蛍光管の
点灯始動特性を向上でき、目的とする輝度に素早く到達
できる利点がある発光間もないときは熱的平衡に至って
いないが、蛍光管の管径を可及的に細く、或いはそのサ
イズを可及的に小さくする構成によれば、冷陰極蛍光管
の熱容量は小さくなり、冷陰極蛍光管内の実温度と温度
センサの検知温度との差異は小さくなるため、追従制御
させてやれば早く目的とする明るさが得られる。
への供給電力を多くする構成によれば、冷陰極蛍光管の
点灯始動特性を向上でき、目的とする輝度に素早く到達
できる利点がある発光間もないときは熱的平衡に至って
いないが、蛍光管の管径を可及的に細く、或いはそのサ
イズを可及的に小さくする構成によれば、冷陰極蛍光管
の熱容量は小さくなり、冷陰極蛍光管内の実温度と温度
センサの検知温度との差異は小さくなるため、追従制御
させてやれば早く目的とする明るさが得られる。
【００２９】更に、温度センサの設置個所はヒーターの
ように管面全体に必要なのではなく、冷陰極蛍光管の管
壁の一部に取り付ければ良い。このような構成によれ
ば、発光光束を有効利用できる。
ように管面全体に必要なのではなく、冷陰極蛍光管の管
壁の一部に取り付ければ良い。このような構成によれ
ば、発光光束を有効利用できる。
【００３０】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
に基づき具体的に説明する。
に基づき具体的に説明する。
【００３１】図１及び図２は本発明に係る照明装置及び
この照明装置をバックライトとして用いた表示装置の実
施形態を示す。この表示装置１００は、図上左右に長い
直方体状をなし、表面に液晶表示素子８を備え、その背
面側にバックライトとしての照明装置１１０を備えてい
る。
この照明装置をバックライトとして用いた表示装置の実
施形態を示す。この表示装置１００は、図上左右に長い
直方体状をなし、表面に液晶表示素子８を備え、その背
面側にバックライトとしての照明装置１１０を備えてい
る。
【００３２】図２に示すように、照明装置１１０は、左
右方向に配置した２本の小熱容量型の冷陰極蛍光管１，
１と、冷陰極蛍光管１，１間に配置した導光体３と、導
光体３の上方に配置した拡散シート４、プリズムシート
（例えば、３Ｍ社製のＢＥＦシート）５及び拡散シート
６と、コ字状をなし、冷陰極蛍光管１，１を覆う反射シ
ート２とを備えている。
右方向に配置した２本の小熱容量型の冷陰極蛍光管１，
１と、冷陰極蛍光管１，１間に配置した導光体３と、導
光体３の上方に配置した拡散シート４、プリズムシート
（例えば、３Ｍ社製のＢＥＦシート）５及び拡散シート
６と、コ字状をなし、冷陰極蛍光管１，１を覆う反射シ
ート２とを備えている。
【００３３】加えて、この照明装置１１０は、冷陰極蛍
光管１に熱的に結合された温度センサ７を備えている。
なお、温度センサ７はサーミスタからなり、一方の冷陰
極蛍光管７のみに熱的に結合されている。ここで、熱的
に結合とは、温度センサ７が冷陰極蛍光管１と熱的にほ
ぼ平衡状態にある位置に取り付けられることを意味し、
具体的には、本実施形態１においては、温度センサ７を
冷陰極蛍光管１の管壁の一部に取り付けてある。
光管１に熱的に結合された温度センサ７を備えている。
なお、温度センサ７はサーミスタからなり、一方の冷陰
極蛍光管７のみに熱的に結合されている。ここで、熱的
に結合とは、温度センサ７が冷陰極蛍光管１と熱的にほ
ぼ平衡状態にある位置に取り付けられることを意味し、
具体的には、本実施形態１においては、温度センサ７を
冷陰極蛍光管１の管壁の一部に取り付けてある。
【００３４】なお、管壁であれば、いずれの位置であっ
てもよいが、本実施形態では、図２に示すように、表示
装置１００及び照明装置１１０の外側に位置する管壁に
温度センサ７を取り付けてある。この位置に取り付ける
と、冷陰極蛍光管１の発光光束を有効に活用できるから
である。なお、その他の取り付けやすい位置を選択する
ことも可能である。
てもよいが、本実施形態では、図２に示すように、表示
装置１００及び照明装置１１０の外側に位置する管壁に
温度センサ７を取り付けてある。この位置に取り付ける
と、冷陰極蛍光管１の発光光束を有効に活用できるから
である。なお、その他の取り付けやすい位置を選択する
ことも可能である。
【００３５】上記構成の照明装置１１０によれば、冷陰
極蛍光管１は、周囲温度の影響を受けるが、供給される
電力が同じ場合、冷陰極蛍光管４自身が発熱する熱量
と、その輻射や熱伝導等で損失する熱量が熱的に平衡し
ているときは、冷陰極蛍光管１の明るさを決定するパラ
メータは冷陰極蛍光管１内の水銀蒸気圧によって定まる
ため、明るさは平衡温度（冷陰極蛍光管１の温度）の関
数となる。
極蛍光管１は、周囲温度の影響を受けるが、供給される
電力が同じ場合、冷陰極蛍光管４自身が発熱する熱量
と、その輻射や熱伝導等で損失する熱量が熱的に平衡し
ているときは、冷陰極蛍光管１の明るさを決定するパラ
メータは冷陰極蛍光管１内の水銀蒸気圧によって定まる
ため、明るさは平衡温度（冷陰極蛍光管１の温度）の関
数となる。
【００３６】そこで、本実施形態の照明装置では、温度
センサ７が検知した温度によって、冷陰極蛍光管１への
供給電力を制御し、これにより周囲環境にかかわらず目
的の明るさ、つまり、目的の輝度を得る手法を採用して
いる。
センサ７が検知した温度によって、冷陰極蛍光管１への
供給電力を制御し、これにより周囲環境にかかわらず目
的の明るさ、つまり、目的の輝度を得る手法を採用して
いる。
【００３７】図３に基づき、この制御内容を今少し具体
的に説明する。制御装置１０は温度センサ７の検知温度
信号を所定のサンプリングピッチで読み込み、ランプ温
度情報を得る。そして、このランプ温度情報、予め設定
された設定輝度情報及びＲＡＭからなる制御テーブルに
格納されている、一次式又は多項式からなる近似式に基
づき、各供給電力における冷陰極蛍光管１の管壁温度と
輝度との関係を求め、この輝度を実現するための各供給
電力（一例として、各デューティ比）を求める。即ち、
上述したように目的とする輝度は、供給する電力が一定
（もしくは供給する冷陰極蛍光管電流が一定）の場合、
輝度は冷陰極蛍光管１の管壁温度、つまりこれと熱的結
合状態にある温度センサ７の検出温度の関数となるの
で、一次式又は多項式からなる近似式によって、目的と
する輝度を得るための冷陰極蛍光管１への供給電力、つ
まりデューティ比を求めることができるのである。そし
て、求めたデューティ比に基づき各冷陰極蛍光管１，１
に接続されたインバータ回路１１を駆動制御し、これに
より周囲環境にかかわらず目的の輝度を得る。
的に説明する。制御装置１０は温度センサ７の検知温度
信号を所定のサンプリングピッチで読み込み、ランプ温
度情報を得る。そして、このランプ温度情報、予め設定
された設定輝度情報及びＲＡＭからなる制御テーブルに
格納されている、一次式又は多項式からなる近似式に基
づき、各供給電力における冷陰極蛍光管１の管壁温度と
輝度との関係を求め、この輝度を実現するための各供給
電力（一例として、各デューティ比）を求める。即ち、
上述したように目的とする輝度は、供給する電力が一定
（もしくは供給する冷陰極蛍光管電流が一定）の場合、
輝度は冷陰極蛍光管１の管壁温度、つまりこれと熱的結
合状態にある温度センサ７の検出温度の関数となるの
で、一次式又は多項式からなる近似式によって、目的と
する輝度を得るための冷陰極蛍光管１への供給電力、つ
まりデューティ比を求めることができるのである。そし
て、求めたデューティ比に基づき各冷陰極蛍光管１，１
に接続されたインバータ回路１１を駆動制御し、これに
より周囲環境にかかわらず目的の輝度を得る。
【００３８】なお、多項近似式の一例として、６次式の
場合、液晶表示素子８のパネル面輝度ＢＰは、冷陰極蛍
光管１の管壁温度ＴＬを用いて下記（１）式で表され
る。
場合、液晶表示素子８のパネル面輝度ＢＰは、冷陰極蛍
光管１の管壁温度ＴＬを用いて下記（１）式で表され
る。
【００３９】 ＢＰ＝−３×１０-0.8ＴＬ6−４×１０0.7ＴＬ5＋８×１０0.5ＴＬ4＋０．０ ０２ＴＬ3−０．０００６ＴＬ2＋０．１０１ＴＬ＋２９．８８３ …（１） また、一次式の場合は、ＴＬの値によって、下記（２）
〜（４）式で表される。
〜（４）式で表される。
【００４０】即ち、ＴＬ＜１５では、 ＢＰ＝０．６２５ＴＬ＋３８．５ …（２） １５≦ＴＬ≦４５では、 ＢＰ＝１０ＴＬ−１５０ …（３） ４５＜ＴＬでは、 ＢＰ＝３ＴＬ＋１６５ …（４） なお、上記（１）式〜（４）式中の係数は、システムの
熱容量の大きさとシステムの発光光束効率等により定ま
る。
熱容量の大きさとシステムの発光光束効率等により定ま
る。
【００４１】本実施形態の照明装置において、冷陰極蛍
光管１の管径を可及的に細く或いはそのサイズを可及的
に小さくし、小熱容量型の冷陰極蛍光管１として使用す
ればするほど、制御の追従性を向上でき、精度が高ま
る。なぜなら、小熱容量型であればあるほど、冷陰極蛍
光管１の内部で発熱する熱エネルギの効率或いは熱伝導
するエネルギの効率を向上できるので、その分、冷陰極
蛍光管１を速く加熱することができるからである。そし
て、その効果によって、冷陰極蛍光管１内の実温度と温
度センサ７の検知温度との差異は小さくなるため、温度
センサ７の検知する温度は本来の冷陰極蛍光管１温度と
タイムラグが小さくなるからである。
光管１の管径を可及的に細く或いはそのサイズを可及的
に小さくし、小熱容量型の冷陰極蛍光管１として使用す
ればするほど、制御の追従性を向上でき、精度が高ま
る。なぜなら、小熱容量型であればあるほど、冷陰極蛍
光管１の内部で発熱する熱エネルギの効率或いは熱伝導
するエネルギの効率を向上できるので、その分、冷陰極
蛍光管１を速く加熱することができるからである。そし
て、その効果によって、冷陰極蛍光管１内の実温度と温
度センサ７の検知温度との差異は小さくなるため、温度
センサ７の検知する温度は本来の冷陰極蛍光管１温度と
タイムラグが小さくなるからである。
【００４２】また、冷陰極蛍光管１に用いられるガラス
管の熱容量を小さくすることによっても、ガラス管は早
く暖まり、冷陰極蛍光管１の内部を早く暖めることが可
能になる。
管の熱容量を小さくすることによっても、ガラス管は早
く暖まり、冷陰極蛍光管１の内部を早く暖めることが可
能になる。
【００４３】なお、本実施形態の照明装置１１０に使用
される冷陰極蛍光管１は熱容量が小さく、ガラス管の単
位長さ（１ｃｍ）当たりの熱容量Ｃが、下記（５）式で
表され、熱容量Ｃが０．０６Ｗｓｅｃ／℃以下であるも
のをいう。特に、ガラス管の肉厚と長さは小さい程良
い。
される冷陰極蛍光管１は熱容量が小さく、ガラス管の単
位長さ（１ｃｍ）当たりの熱容量Ｃが、下記（５）式で
表され、熱容量Ｃが０．０６Ｗｓｅｃ／℃以下であるも
のをいう。特に、ガラス管の肉厚と長さは小さい程良
い。
【００４４】 Ｃ＝４．２×（π／４）×｛（ｄｂ2−ｄａ2）×ｓ１×δ１｝ …（５） 但し、 ｄｂ：ガラス管の外径（ｃｍ） ｄａ：ガラス管の外径（ｃｍ） ｓ１：ガラス材料の比熱（ｃａ１／ｇ・℃） δ１：ガラス材料の密度（ｇ／ｃｍ3） である。
【００４５】本発明で用いられる冷陰極蛍光管１のガラ
ス管の典型的な数値を下記の表１に示す。表１の数値
は、ガラス管の単位長さ（１ｃｍ）当たりの数値を示し
たが、後述の実験においては電極間距離が１５ｃｍのガ
ラス管を使用した。
ス管の典型的な数値を下記の表１に示す。表１の数値
は、ガラス管の単位長さ（１ｃｍ）当たりの数値を示し
たが、後述の実験においては電極間距離が１５ｃｍのガ
ラス管を使用した。
【００４６】
【表１】
【００４７】次に、図４〜図９に基づき本実施形態の効
果を従来例の場合と対比して説明する。
果を従来例の場合と対比して説明する。
【００４８】図４に示すように、光源として冷陰極蛍光
管を用いた従来の照明装置では、その明るさ（相対輝
度）は周囲環境（周囲温度）の影響を受けて変化してい
る。その結果、図５に示すように、従来の調光方法（デ
ューティ比だけを変化）では、周囲温度の影響のため、
目的とする輝度を得ることはできなかった。即ち、周囲
温度ｔａ＝２８℃と、ｔａ ＝２０℃の場合で輝度は異
なっている。
管を用いた従来の照明装置では、その明るさ（相対輝
度）は周囲環境（周囲温度）の影響を受けて変化してい
る。その結果、図５に示すように、従来の調光方法（デ
ューティ比だけを変化）では、周囲温度の影響のため、
目的とする輝度を得ることはできなかった。即ち、周囲
温度ｔａ＝２８℃と、ｔａ ＝２０℃の場合で輝度は異
なっている。
【００４９】これに対して、本実施形態によれば、図６
に冷陰極蛍光管１の管壁の温度と輝度との関係を示すよ
うに、両者は周囲温度ｔａ（＝２８℃、２０℃、−３０
℃）に関係なく略比例関係を有する。即ち、冷陰極蛍光
管１に温度センサ７を熱的に結合させた本実施形態の手
法によれば、周囲温度の影響を受けず、管壁の温度と輝
度との関係を得ることができる。
に冷陰極蛍光管１の管壁の温度と輝度との関係を示すよ
うに、両者は周囲温度ｔａ（＝２８℃、２０℃、−３０
℃）に関係なく略比例関係を有する。即ち、冷陰極蛍光
管１に温度センサ７を熱的に結合させた本実施形態の手
法によれば、周囲温度の影響を受けず、管壁の温度と輝
度との関係を得ることができる。
【００５０】図７は管壁温度ＴＬと液晶表示素子８のパ
ネル面輝度との関係を示す。このグラフは図１〜図３に
示す装置を用いて行った実験結果を示し、本実験例では
多項式近似式として、上記の（１）式を用いた。
ネル面輝度との関係を示す。このグラフは図１〜図３に
示す装置を用いて行った実験結果を示し、本実験例では
多項式近似式として、上記の（１）式を用いた。
【００５１】図８は周囲温度ｔａが−２０℃から４５℃
の範囲において、周囲温度が変化したときの設定輝度に
対する制御有無の実輝度のグラフを示す。本実験例の場
合、温度センサ７としてサーミスタを使用した。図８に
示す結果より明らかなように、本実施形態で示した冷陰
極蛍光管１の制御により、各設定輝度３００［ｃｄ／ｍ
2］、１００［ｃｄ／ｍ2］、４７［ｃｄ／ｍ2］、９
［ｃｄ／ｍ2］に対して追従し、周囲温度の変化にかか
わらず、調光が精度良く行えていることがわかる。即
ち、本実施形態によれば、点灯時間０〜１２０分におい
て、周囲温度の変化にもかかわらず、いずれの設定輝度
においても輝度が略一定になっているのに対し、本実施
形態の制御を行わない場合は、周囲温度の影響を受け、
いずれの設定輝度においても輝度が大きく変動してい
る。
の範囲において、周囲温度が変化したときの設定輝度に
対する制御有無の実輝度のグラフを示す。本実験例の場
合、温度センサ７としてサーミスタを使用した。図８に
示す結果より明らかなように、本実施形態で示した冷陰
極蛍光管１の制御により、各設定輝度３００［ｃｄ／ｍ
2］、１００［ｃｄ／ｍ2］、４７［ｃｄ／ｍ2］、９
［ｃｄ／ｍ2］に対して追従し、周囲温度の変化にかか
わらず、調光が精度良く行えていることがわかる。即
ち、本実施形態によれば、点灯時間０〜１２０分におい
て、周囲温度の変化にもかかわらず、いずれの設定輝度
においても輝度が略一定になっているのに対し、本実施
形態の制御を行わない場合は、周囲温度の影響を受け、
いずれの設定輝度においても輝度が大きく変動してい
る。
【００５２】なお、図８より、本実施形態においては、
冷陰極蛍光管１の点灯直後の熱的に平衡に至ってない場
合でも調光が可能であることがわかる。
冷陰極蛍光管１の点灯直後の熱的に平衡に至ってない場
合でも調光が可能であることがわかる。
【００５３】また、図９は、冷陰極蛍光管１，１とし
て、異なる種類の冷陰極蛍光管、即ち発熱量にバラツキ
がある冷陰極蛍光管を用いた場合の実験結果を示す。図
９より、この場合でも、本発明の制御を行えば、精度良
く調光を行えることがわかる。なお、グラフ中のＡは高
発熱タイプの冷陰極蛍光管の輝度を示し、Ｂはノーマル
タイプの冷陰極蛍光管の輝度をそれぞれ示す。
て、異なる種類の冷陰極蛍光管、即ち発熱量にバラツキ
がある冷陰極蛍光管を用いた場合の実験結果を示す。図
９より、この場合でも、本発明の制御を行えば、精度良
く調光を行えることがわかる。なお、グラフ中のＡは高
発熱タイプの冷陰極蛍光管の輝度を示し、Ｂはノーマル
タイプの冷陰極蛍光管の輝度をそれぞれ示す。
【００５４】本発明は上記実施形態に限定されるもので
はなく、例えば、点灯時に通常時よりも冷陰極蛍光管１
への供給電力を多くする構成をとることも可能である。
この構成によれば、冷陰極蛍光管１の点灯始動特性を向
上できる利点がある。
はなく、例えば、点灯時に通常時よりも冷陰極蛍光管１
への供給電力を多くする構成をとることも可能である。
この構成によれば、冷陰極蛍光管１の点灯始動特性を向
上できる利点がある。
【００５５】
【発明の効果】以上の本発明照明装置によれば、周囲環
境にかかわらず目的とする輝度に安定して調光すること
ができ、しかも、冷陰極蛍光管の飽和輝度を得なくても
調光が可能で、点灯直後より調光制御が可能であるの
で、車載用の表示装置に応用する場合は、特に好ましい
ものになる。
境にかかわらず目的とする輝度に安定して調光すること
ができ、しかも、冷陰極蛍光管の飽和輝度を得なくても
調光が可能で、点灯直後より調光制御が可能であるの
で、車載用の表示装置に応用する場合は、特に好ましい
ものになる。
【００５６】また、特に請求項７記載の照明装置によれ
ば、点灯時に通常時よりも冷陰極蛍光管への供給電力を
多くする構成をとるので、冷陰極蛍光管の点灯始動特性
を向上でき、目的とする輝度に素早く到達できる利点が
ある。
ば、点灯時に通常時よりも冷陰極蛍光管への供給電力を
多くする構成をとるので、冷陰極蛍光管の点灯始動特性
を向上でき、目的とする輝度に素早く到達できる利点が
ある。
【００５７】また、特に請求項８記載の照明装置によれ
ば、冷陰極蛍光管の熱容量を可及的に小さくでき、最適
な点灯始動輝度特性を享受できるので、目的とする輝度
に素早く到達できる利点がある。
ば、冷陰極蛍光管の熱容量を可及的に小さくでき、最適
な点灯始動輝度特性を享受できるので、目的とする輝度
に素早く到達できる利点がある。
【００５８】また、特に請求項２〜請求項４記載の照明
装置によれば、冷陰極蛍光管の発光光束を有効に活用で
きる利点がある。
装置によれば、冷陰極蛍光管の発光光束を有効に活用で
きる利点がある。
【図１】本発明の照明装置及びこの照明装置を備えた表
示装置を示す斜視図。
示装置を示す斜視図。
【図２】図１のａ−ｂ線による断面図。
【図３】本発明の制御内容を示すブロック図。
【図４】従来の冷陰極蛍光管を備えた照明装置における
周囲温度に対する輝度（相対輝度）の関係を示すグラ
フ。
周囲温度に対する輝度（相対輝度）の関係を示すグラ
フ。
【図５】従来の冷陰極蛍光管を備えた照明装置における
周囲温度別の調光結果を示すグラフ。
周囲温度別の調光結果を示すグラフ。
【図６】本発明の照明装置における冷陰極蛍光管の管壁
温度と輝度との関係を示すグラフ。
温度と輝度との関係を示すグラフ。
【図７】本発明の照明装置における冷陰極蛍光管の管壁
温度とパネル面の輝度との関係を示すグラフ。
温度とパネル面の輝度との関係を示すグラフ。
【図８】本発明による調光制御の実施結果を示すグラ
フ。
フ。
【図９】発熱量が異なる蛍光管を使用した場合の制御結
果を示すグラフ。
果を示すグラフ。
１ 冷陰極蛍光管 ２ 反射シート ３ 導光体 ４ 拡散シート ５ プリズムシート ６ 拡散シート ７ 温度センサ １０ 制御装置 １１ インバータ回路
フロントページの続き (72)発明者 鳥原 広志 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内
Claims (9)
- 【請求項１】 光源として冷陰極蛍光管を備えた照明装
置において、 該冷陰極蛍光管に熱的に結合された温度センサを備え、
該温度センサの検知温度信号に基づき該冷陰極蛍光管に
供給する電力を制御することにより輝度調整を行うよう
に構成した照明装置。 - 【請求項２】 前記温度センサが前記冷陰極蛍光管の管
壁の一部に取り付けられている請求項１記載の照明装
置。 - 【請求項３】 前記管壁が照明装置の外側に位置する管
壁である請求項２記載の照明装置。 - 【請求項４】 前記温度センサが表示面のコーナ部に設
けられている請求項２記載の照明装置。 - 【請求項５】 前記温度センサが検知した温度と輝度と
の関係を、検知温度によって場合分けした一次式で近似
し、この一次近似式に基づき前記冷陰極蛍光管に供給す
る電力のデューティ比を制御することにより輝度調整を
行うように構成した請求項１〜請求項４のいずれかに記
載の照明装置。 - 【請求項６】 前記温度センサが検知した温度と輝度と
の関係を多項式近似し、この多項式近似式に基づき前記
冷陰極蛍光管に供給する電力のデューティ比を制御する
ことにより輝度調整を行うように構成した請求項１〜請
求項４のいずれかに記載の照明装置。 - 【請求項７】 点灯時に通常時よりも前記冷陰極蛍光管
への供給電力を多くした請求項１〜請求項６のいずれか
に記載の照明装置。 - 【請求項８】 前記冷陰極蛍光管の管径を可及的に細く
或いはそのサイズを可及的に小さくすることにより該冷
陰極蛍光管の熱容量を小さくした請求項１〜請求項７の
いずれかに記載の照明装置。 - 【請求項９】 請求項１〜請求項８のいずれかに記載の
照明装置を用いた表示装置。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9231515A JPH1167485A (ja) | 1997-08-27 | 1997-08-27 | 照明装置及びこの照明装置を備えた表示装置 |
| KR1019970079075A KR100355728B1 (ko) | 1997-01-07 | 1997-12-30 | 조명장치,그구동방법및그조명장치를포함한표시장치 |
| EP97123047A EP0852391B1 (en) | 1997-01-07 | 1997-12-31 | Illumination device, method for driving the illumination device and display device including the illumination device |
| DE69738899T DE69738899D1 (de) | 1997-01-07 | 1997-12-31 | Beleuchtungsvorrichtung, Verfahren zur Steuerung der Beleuchtungsvorrichtung und Anzeige mit solcher Beleuchtungsvorrichtung |
| US09/002,673 US6066920A (en) | 1997-01-07 | 1998-01-05 | Illumination device, method for driving the illumination device and display including the illumination device |
| KR1020020017877A KR100428920B1 (ko) | 1997-01-07 | 2002-04-01 | 조명 장치, 그 구동 방법 및 그 조명 장치를 포함한 표시장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9231515A JPH1167485A (ja) | 1997-08-27 | 1997-08-27 | 照明装置及びこの照明装置を備えた表示装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1167485A true JPH1167485A (ja) | 1999-03-09 |
Family
ID=16924704
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9231515A Pending JPH1167485A (ja) | 1997-01-07 | 1997-08-27 | 照明装置及びこの照明装置を備えた表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1167485A (ja) |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6713744B1 (en) | 1999-10-28 | 2004-03-30 | Nec Corporation | Scanner having cold-cathode-tube light source and method of controlling a drive signal for illuminating a cold-cathode-tube light source |
| JP2005025995A (ja) * | 2003-06-30 | 2005-01-27 | Matsushita Electric Works Ltd | 放電灯点灯装置 |
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-
1997
- 1997-08-27 JP JP9231515A patent/JPH1167485A/ja active Pending
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|---|---|---|---|---|
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