TWI398191B - Rare gas fluorescent lamp lighting device - Google Patents

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TWI398191B
TWI398191B TW096105564A TW96105564A TWI398191B TW I398191 B TWI398191 B TW I398191B TW 096105564 A TW096105564 A TW 096105564A TW 96105564 A TW96105564 A TW 96105564A TW I398191 B TWI398191 B TW I398191B
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Shigeyoshi Matsumoto
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Ushio Electric Inc
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Description

稀有氣體螢光燈點燈裝置
本發明是關於被利用液晶顯示面板的背面光、照明等的稀有氣體螢光燈點燈裝置。
在液晶顯示面板的背面光光源或照明用燈，很多使用冷陰極螢光燈或熱陰極螢光燈。此些燈是於內部封入有微量水銀，藉由從放電所激勵的水銀所發生的紫外線進行發光螢光體者，得到高亮度且有效率地發光之處有優點。
但是，從防止環境污染的觀點，盼望未含有水銀的新光源。作為未含有水銀的螢光燈，提案於玻璃管外面配設帶狀的複數支電極，而在此些電極，例如施加以昇壓變壓器被昇壓的高頻高電壓進行點燈的稀有氣體螢光燈。在此種稀有氣體螢光燈，例如表示於專利文獻1，在玻璃管端部的內部塗佈導電性物質等，形成有用以補助稀有氣體螢光燈的始動的易始動部位。
又，在施加高頻的高電壓進行點燈的外部電極型的稀有氣體螢光燈，如專利文獻2所示地，施加於電極的燈電壓波形，並不是正弦波電壓，而是藉由包括如矩形波電壓的陡峻電壓變化的電壓而被提高發光效率。
裝設此種稀有氣體螢光燈的液晶顯示面板的畫面亮度，一般因應於周圍的明暗，使用者的嗜好，畫像資訊等可調節成適當大小。調節該畫面亮度是利用背面光的調光所進行。背面光的調光一般為叢發調光。又，在照明用途，也在間接照明等為了調整成適合於使用環境的明亮而被要求廣調光範圍。作為方法，與背面光相同，叢發調光為一般。叢發調光是也稱為作用調光，例如以60Hz以上的周期重複燈的點燈期間與熄燈期間，而以約60~1kHz周期性地重複點燈期間與熄燈期間，利用控制點燈期間與熄燈期間的時間比率進行調光者。從調光周期是在液晶背面光適當地選擇約60~300Hz，而在照明用途適當地選擇約1kHz。此些周期是在未被人的眼睛感知的周期者，而周期是並不被特定在上述記載的範圍者。
專利文獻1：日本專利3149780號公報專利文獻2：日本特開平6－163008號公報
使用第14圖來說明叢發調光稀有氣體螢光燈1的情形。同圖是表示叢發調光訊號，在測定點A的光輸出，及在測定點B的光輸出的圖式。
在設有易始動部位15的稀有氣體螢光燈1將易始動部位15近旁作為測定點A，而將自易始動部位15遠離的部位作為測定點B，進行測定施以叢發調光時的測定點A及測定點B的光輸出。在點燈期間的初期中，在測定點A會立即開始發光，而在測定點B為比其延遲才開始發光。
針對於測定點B的發光比測定點A延遲發光的原因考量如下。稀有氣體螢光燈1的放電，是發生在施加電壓的極性倒相之際產生陡峻電壓變化之瞬間，重複一直到下一陡峻的電壓變化為止之期間是停止的放電週期。又，稀有氣體螢光燈1是在對應於配設有電極的部位的玻璃管11的內表面，利用電荷被積蓄而成為容易放電。在點燈期間的初期，首先在易始動部位15發生放電起點，惟在熄燈期間被積蓄於玻璃管11內表面的電荷是幾乎消失，因此放電是不會擴展到稀有氣體螢光燈1全體，而僅發生在易始動部位15周邊。在發光放電的領域，因電荷被積蓄在玻璃管11的內表面，因此在下一放電週期也容易地發生放電，而此成為起點，在其周邊再發生放電。如此地，利用重複幾次放電週期，就可令放電擴展至稀有氣體螢光燈1全體。重複此放電週期所需時間成為測定點B的發光延遲。
又，在點燈期間的初期，因未充分地形成放電，因此稀有氣體螢光燈1的電容成分變小。燈電壓波形的平坦部分，是被做為被連接於燈與燈的變壓器的電感，電容成分的共振波形的一部分之故，因而稀有氣體螢光燈1的電容成分小時，則平坦部分的衰減成為大電壓波形。結果，更換極佳之際的陡峻電壓變化的大小變小，使得被供給到稀有氣體螢光燈1的能量變小之故，因而測定點B的發光延遲變大。
因此種原因，在叢發調光的周期內的點燈期間初期，在易始動部位15所發生的放電要擴展到稀有氣體螢光燈1的軸方向全體需要時間。因此，如第14圖所示地，在點燈期間的初期，在測定點A會立即開始發光，惟在測定點B是比其延遲才開始發光。一方面，在結束點燈期間時，因大約同時地停止稀有氣體螢光燈1全體的放電，因此測定點A，測定點B的發光是同時地停止。因此，點燈期間內的測定點B的發光時間，是與測定點A比較，僅距發光的延遲時間，亮度比測定點A還低，而惡化稀有氣體螢光燈1的軸方向的亮度分布的均勻性。又，測定點B的發光延遲時間，是對於其平均值參差不齊在±40%程度的範圍。所以，測定點B的亮度是叢發調光的每一周期地變化，而在測定點B的近旁產生閃爍。
本發明的目的是鑑於上述問題點，提供即使藉由業發調光來減光稀有氣體螢光燈，也可維持稀有氣體螢光燈軸方向的亮度分布而抑制閃爍的稀有氣體螢光燈點燈裝置。
本發明是為了解決上述課題，採用如下的手段。
第1手段是一種稀有氣體螢光燈點燈裝置，屬於具有：在玻璃管內部封入有He、Ar、Xe、Kr的任何一種類以上的稀有氣體，而在上述玻璃管內面塗佈有螢光體，配設有朝上述玻璃管的軸方向延伸的電極的稀有氣體螢光燈，及於上述電極施加交流的高電壓的反相電路，該反相電路是由：輸出開關元件動作訊號的反相控制電路，及隨著上述開關元件動作訊號藉由將開關元件作成開閉控制而將直流電壓變換成交流電壓的開關元件電路，及昇壓來自該開關元件電路的交流電壓的昇壓變壓器所構成，周期性地重複上述稀有氣體螢光燈的點燈期間與熄燈期間，控制點燈期間與熄燈期間的時間比率以進行叢發調光的稀有氣體螢光燈點燈裝置，其特徵為：將自叢發調光的點燈開始時機一直到上述稀有氣體螢光燈大致軸方向全體全面地發光的全發光結束時機為止的期間內的至少一部分期間的上述開關元件動作訊號的頻率，作成比穩定時的上述開關元件動作訊號的頻率還高。
第2手段是在第1手段中，在上述至少一部分期間的初期，漸增上述開關元件動作訊號的頻率，為其特徵的稀有氣體螢光燈點燈裝置。
第3手段是在第1手段或第2手段中，由自上述叢發調光的點燈開始時機一直到上述稀有氣體螢光燈大致軸方向全體全面地發光的全發光結束時機為止的期間內的至少一部分期間的上述開關元件動作訊號的頻率，回到上述穩定時的開關元件動作訊號的頻率之際，連續地變更上述開關元件動作訊號的頻率的大小，為其特徵的稀有氣體螢光燈點燈裝置。
第4手段是一種稀有氣體螢光燈點燈裝置，屬於具有：在玻璃管內部封入有He、Ar、Xe、Kr的任何一種類以上的稀有氣體，而在上述玻璃管內面塗佈有螢光體，配設有朝上述玻璃管的軸方向延伸的電極的稀有氣體螢光燈，及於上述電極施加交流的高電壓的反相電路，該反相電路是由：輸出開關元件動作訊號的反相控制電路，及隨著上述開關元件動作訊號藉由將開關元件作成開閉控制而將直流電壓變換成交流電壓的開關元件電路，及昇壓來自該開關元件電路的交流電壓的昇壓變壓器所構成，周期性地重複上述稀有氣體螢光燈的點燈期間與熄燈期間，控制點燈期間與熄燈期間的時間比率以進行叢發調光的稀有氣體螢光燈點燈裝置，其特徵為：將自叢發調光的點燈開始時機一直到上述稀有氣體螢光燈大致軸方向全體全面地發光的全發光結束時機為止的期間內的至少一部分期間的上述開關元件動作訊號的作用比，作成比穩定時的上述開關元件動作訊號的作用比還高。
第5手段是在第4手段中，在上述至少一部分期間的初期，漸增上述開關元件動作訊號的作用比，為其特徵的稀有氣體螢光燈點燈裝置。
第6手段是在第4手段或第5手段中，由自上述叢發調光的點燈開始時機一直到上述稀有氣體螢光燈大致軸方向全體全面地發光的全發光結束時機為止的期間內的至少一部分期間的上述開關元件動作訊號的作用比，回到上述穩定時的開關元件動作訊號的作用比之際，連續地變更上述開關元件動作訊號的作用比的大小，為其特徵的稀有氣體螢光燈點燈裝置。
第7手段是一種稀有氣體螢光燈點燈裝置，屬於具有：在玻璃管內部封入有He、Ar、Xe、Kr的任何一種類以上的稀有氣體，而在上述玻璃管內面塗佈有螢光體，配設有朝上述玻璃管的軸方向延伸的電極的稀有氣體螢光燈，及於上述電極施加交流的高電壓的反相電路，該反相電路是由：輸出開關元件動作訊號的反相控制電路，及隨著上述開關元件動作訊號藉由將開關元件作成開閉控制而將直流電壓變換成交流電壓的開關元件電路，及昇壓來自該開關元件電路的交流電壓的昇壓變壓器所構成，周期性地重複上述稀有氣體螢光燈的點燈期間與熄燈期間，控制點燈期間與熄燈期間的時間比率以進行叢發調光的稀有氣體螢光燈點燈裝置，其特徵為：將自叢發調光的點燈開始時機一直到上述稀有氣體螢光燈大致軸方向全體全面地發光的全發光結束時機為止的期間內的至少一部分期間的上述開關元件動作訊號的頻率及作用比，作成比穩定時的上述開關元件動作訊號的頻率及作用比還高。
第8手段是在第7手段中，由自上述叢發調光的點燈開始時機一直到上述稀有氣體螢光燈大致軸方向全體全面地發光的全發光結束時機為止的期間內的至少一部分期間的上述開關元件動作訊號的頻率及作用比，回到上述穩定時的開關元件動作訊號的頻率及作用比之際，連續地變更上述開關元件動作訊號的頻率及作用比的大小，為其特徵的稀有氣體螢光燈點燈裝置。
依照本發明，藉由提高開關元件動作訊號的頻率或作用比，就可提早放電擴展到稀有氣體螢光燈的軸方向全體。藉由此，可抑制距易始動部位遠離的場所的發光延遲，而可維持稀有氣體螢光燈軸方向亮度分布的均勻性。又，上述發光的延遲被抑制，使得延遲時間的參差不齊所致的亮度變化變小，而可抑制在距易始動部位遠離的場所所發生的閃爍。
又，從開關元件動作訊號的頻率或作用比較高期間移行到穩定動作期間之際，藉由將上述開關元件動作訊號的頻率及作用比的大小，不是不連續性而是連續地緩慢的變化，則稀有氣體螢光燈的電壓波形不會亂，而可防止放電成為不穩定的情形。
又，藉由抑制發生在開關元件動作訊號的頻率或作用比較高期間的高湧浪電壓，提供安全性也優異的稀有氣體螢光燈點燈裝置。
以下，使用第1圖來說明本發明。第1圖是表示進行本發明的叢發調光的稀有氣體螢光燈點燈裝置的基本構成的圖式。
如第1圖所示地，稀有氣體螢光燈點燈裝置是從直流電源114所供給的數十V至數百V的直流電壓，在反相電路100被變換成數十kHz，數kV的交流高電壓。此交流高電壓，是朝施加於表示於下述的第3(b)圖的稀有氣體螢光燈1的玻璃管11外面的軸方向延伸的外部電極12、13，而被供給作為點燈電力。如第3(b)圖所示地，稀有氣體螢光燈1是以玻璃管11密閉狀所構成的直管狀外圍器，在其外面配置有朝軸方向延伸的外部電極12、13，而在其內面形成有螢光物質，封入有以He、Ar、Xe、Kr的任何一種類以上作為主成分的所定量稀有氣體。又，易始動部位15至少配置一處於玻璃管11的內部。
反相電路100是將直流電壓變換成交流的高電壓的電路，由反相控制電路102，開關元件電路101、及昇壓變壓器111所構成。反相控制電路102是輸出開關元件動作訊號103。開關元件動作訊號103是開閉控制開關元件電路101的開關元件所用的周期性的脈衝訊號。開關元件電路101是以推挽電路方式，半橋接電路方式，全橋接電路方式等所構成，隨著開關元件動作訊號103進行開閉動作開關元件，就將來自直流電源114的直流電壓變換成交流電壓。此交流電壓是利用昇壓變壓器111被昇壓，而成為反相電路100的輸出電壓。叢發調光是配合叢發調光訊號113，藉由間歇動作反相電路100所進行。
針對於此種稀有氣體螢光燈點燈裝置，使用第2圖至第6圖來說明本發明的第1實施形態。
第2圖是表示進行本實施形態的發明的叢發調光的稀有氣體螢光燈點燈裝置的構成的圖式，第3圖是表示圖示於第2圖的稀有氣體螢光燈1的構成的圖式，第4圖是表示將圖示於第2圖的稀有氣體螢光燈1使用作為液晶面板的背面光的構成的圖式，第5圖是表示開關元件動作訊號103的頻率與發光效率相對值的關係的圖式，第6圖是表示叢發調光訊號113，開關元件動作訊號103，表示開關元件Q1、Q2的開閉狀態的動作波形，燈電壓波形112的圖式。
表示於第3圖的稀有氣體螢光燈1，是例如以玻璃管11密閉狀地所構成的直管狀外圍器，在其內面形成有稀土類螢光體，鹵燐酸鹽螢光體等的螢光體所形成的螢光物質14。玻璃管11的密封構造是於玻璃管11的端部密封圓盤狀的密封玻板所構成，惟例如也可藉由僅一面加熱玻璃管11一面進行縮徑加工而進行熔斷的所謂頂部密封所構成。外部電極12、13是例如以鋁帶切斷成寬1mm者，黏貼於隔著玻璃管11的外表面的稀有氣體螢光燈1的中心軸的相對位置所構成。又，外部電極12、13是例如網版印刷導電性糊，經印相所形成者也可以。
又，在該玻璃管11的密閉空間封入有未含有水銀等的金屬蒸氣的以He、Ar、Xe、Kr的任何一種類以上作為主成分的所定量稀有氣體。
易始動部位15是導電性物質或易電子放射物質所形成。為了作成容易開始放電，至少配置一處於玻璃管11的內部。放電是以易始動部位15作為起點而發生，而由該處連鎖性地擴展至稀有氣體螢光燈1全體。通常，被設於玻璃管11的端部等，作成不會影響到點燈中的光取出效率。
導電性物質是作為材料可適當地使用含有銀、鋁、石墨、氧化錫、氧化銦、鋇、鎳等一種以上的物質，或是上述物質與結合劑的混合物質。易電子放射物質是作為材料可適當使用含有碳奈米管、氧化鎂、氧化銫、氧化鋁、氧化鋅、氧化鋁等一種以上的物質，或是上述物質與結合劑的混合物質。又，形狀也並不特別地加以限定者，可適當使用點狀、粒狀、方狀、帶狀者。又，並不被限定於在玻璃管11的端部設置一處，也可設置複數處，在端部以外的部分配置易始動部位15，在提高始動特性的意義上為充分可能的情形。
又，易始動部位15是例如塗佈於玻璃管11之後以400℃燒成固裝，作為具備方法，採用在玻璃管11的內面直接焊著於玻璃材料的方法，或依塗佈的方法，或依黏接劑等的固裝等。
又，易始動部位15是於放電空間的一部分設置窄小部分，藉此也可提高點燈始動性。又，窄小部分是藉由於玻璃管11的內部朝內方形成突起也可形成。在經由外部電極12、13間的放電空間進行放電，藉由將放電空間的一部分對於其他部分設計在近距離，可提高始動特性。又，窄小部分是並不被限定於設置一處於玻璃管11的端部，也可設置複數處，或也可設於端部以外的部分。
如第4圖所示地，此稀有氣體螢光燈1是一平面開口，例如在將發泡PET等的擴散反射薄片配置於內面的金屬性筐體19的底部，以大約均等間隔配置複數個。又，在筐體19的光照射方向前方側的開口，對於光照射方向依順序地積層設置擴散板18、光學薄膜17及液晶面板16。在此，作為構成擴散板18、光學薄膜17及液晶面板16的材質，使用傳統上適合地使用者。
如第2圖所示地，此稀有氣體螢光燈點燈裝置是從直流電源114所供給的直流電壓，在反相電路100變換成交流的高電壓，而作為點燈電力被供給到稀有氣體螢光燈1。又，反相電路100是配合叢發調光訊號113進行間歇動作，並進行叢發調光。反相電路100是由昇壓變壓器111，開關元件電路101，反相控制電路102所構成，更具體而言，開關元件電路101是由開關元件Q1，開關元件Q2，開關元件驅動電路2所構成，而反相控制電路102是由比較器4，比較電壓控制電路5，振盪電路6，頻率增大電路7，延遲電路8，定時電路9所構成。
首先，針對於反相控制電路102加以說明。反相控制電路102內的振盪電路6是輸出周期性鋸波形的振盪訊號，鋸波形的電壓是被輸入於比較器4的正端子，在負端子輸入有來自比較電壓控制電路5的比較電壓。僅鋸波形的電壓的驅動訊號超過比較電壓時，比較器4的輸出電壓成為較高。亦即，成為比較器4的輸出電壓的開關元件動作訊號103，是藉由比較電壓的大小，成為作用比有變化的脈衝波形，其作用比是比較電壓愈小變成愈大，而比較電壓愈大變形愈小。
叢發調光訊號113為高(High)時，則比較電壓及控制電路5內的電晶體是斷開狀態，而被輸入於比較器4的負端子的比較電壓是Verf×R2/(R1＋R2)。此比較電壓Verf×R2/(R1＋R2)比振盪電路6的振盪訊號的鋸波形峰值電壓還小。因此，比較器4是輸出對應於此比較電壓的大小的作用比的脈衝波形的開關元件動作訊號103，來點燈稀有氣體螢光燈1。叢發調光訊號113為低(Low)時，比較電壓控制電路5內的變壓器是成為導通狀態，比較電壓是成為與Verf大約相同大小。Verf的大小是設定成比振盪電路6的振盪訊號的鋸波形的峰值電壓還大之故，因而比較器4的脈衝波形輸出的開關元件動作訊號103是停止，稀有氣體螢光燈1是會熄燈。
又，反相控制電路102是具備：控制開關元件動作訊號103的頻率增大期間的大小的定時電路9，將開關元件動作訊號103的頻率，從頻率增大期間結束時經由推移期間連續地變化到穩定動作期間所用的延遲電路8，暫時地降低振盪電路6的定時電阻的大小，增大頻率所用的頻率增大電路7。振盪電路6的頻率是藉由定時電阻RT與定時容量CT的大小來決定，定時電阻RT與振盪頻率是有反比例的關係。叢發調光訊號113是被輸入於比較電壓控制電路5與定時電路9。
叢發調光訊號113成為高，則與比較電壓控制電路5內的電晶體作成斷開之同時，定時電路9的輸出是成為高。又，延遲電路8的電容器是立即被充電，頻率增大電路7的電晶體是成為導通狀態。結果，振盪電路6的定時電阻是成為與R4與RT的並聯電阻的大小，而與定時電阻值成反比例的關係的開關元件動作訊號103的動作頻率是增大。之後，經過定時電路9的設定時間，則定時電路9的成為低。定時電路9的設定時間是將稀有氣體螢光燈1從叢發調光的點燈開始時機一直到大致軸方向全體全面發光的全發光結束時機為止所需要的時間，事先利用實驗所求得的大小。當定時電路9的輸出成為低時，則延遲電路8的電容器電壓是隨著電容器與電阻的時常數慢慢地降低，而頻率增大電路7的電晶體的集極、射極間的電阻是慢慢地變大，頻率是連續性地緩慢地減少。當電晶體完全地成為斷開，則定時電阻是成為RT之故，因而開關元件動作訊號103的動作頻率是恢復成穩定的大小。如此地，自開關元件動作訊號103的動作頻率增大的狀態慢慢地減少而恢復成穩定的大小為止的推移期間，是藉由構成延遲電路8的電容器與電阻的時常數被適當地設定。
以下，針對於開關元件電路101，昇壓變壓器111加以說明。開關元件動作訊號103是被輸入於開關元件電路101內的開關元件驅動電路2。開關元件驅動電路2是當開關元件動作訊號103成為高，則將開關元件Q1或Q2的任何一方作成導通。之後，當開關元件動作訊號103成為低，則將開關元件Q1與Q2的雙方作成斷開。又繼續地當開關元件動作訊號103成為高，則將上一次未導通的開關元件者的開關元件作成導通。藉由重複此種開關動作，周期性地倒相施加於昇壓變壓器111的一次側的電壓極性，而從昇壓變壓器111的二次側發生交流的高電壓。
稀有氣體螢光燈1的放電是發生在施加電壓的極性倒相之際的陡峻電壓變化所發生的瞬間，而重複下一陡峻的電壓變化為止的期間是停止的所謂放電週期。在易始動部位15發生放電基點之後，擬將放電擴展到全體，則必須重複放電週期複數次。藉由增大開關元件動作訊號103的頻率，就作成增加每一單位時間的放電週期次數，而可提早放電的擴展。
藉由此，可抑制距易始動部位15遠離處的發光的延遲，又可維持稀有氣體螢光燈1的軸方向亮度分布的均勻性。又，抑制發光的延遲，使得延遲時間的參差不齊的大小變化。所以，延遲時間的參差不齊所致的亮度變化變小，可抑制距易始動部位15遠離處所產生的閃爍。
第5圖是表示開關元件動作訊號103的頻率，及稀有氣體螢光燈1的發光效率相對值的關係的圖式。
如同圖所示地，在開關元件動作訊號103的頻率為100 kHz時，發光效率成為極大之故，因而穩定動作是在100 kHz前後進行較佳。增大頻率的情形，則因頻率從發光效率高的大小暫時地偏離，因此若將增大頻率的狀態持續所需以上較久，則降低全體發光效率。因此，開關元件動作訊號103的頻率增大期間，是停住在從開始叢發調光的點燈期間，一直到稀有氣體螢光燈1大致軸方向全體全面地發光為止的期間的大小，而可將發光效率的降低停住在最小限度。
又，若不連續性地進行從開關元件動作信號103的頻率增大期間到穩定動作期間的大小變化，則有稀有氣體螢光燈1的電壓波形變亂而放電成為不穩定之虞。因此，從開關元件動作信號103的頻率增大期間移行到穩定動作期間之際，藉由設置如第2圖所示的延遲電路8，在推移期間連續性地緩慢地變更頻率大小，就可穩定地供給電壓，不會亂掉稀有氣體螢光燈1的電壓波形，而可防止放電成為不穩定的情形。
第6圖是表示從開始叢發調光的點燈期間經頻率增大期間，推移期間一直到穩定動作期間為止的叢發調光訊號113，開關元件動作訊號103，表示開關元件Q1、Q2的開閉狀態的動作波形，燈電壓波形112的圖式。
開關元件Q1、Q2是隨著開關元件動作訊號103所輸入的開關元件驅動電路2的動作，交互地成為導通。燈電壓波形112是每當開關元件Q1或Q2成為導通，極性轉變，而發生陡峻的電壓變化。從開始叢發調光訊號113的點燈期間。一直到稀有氣體螢光燈1大致軸方向全體全面地發光為止的期間，成為頻率增大期間，開關元件動作訊號103的頻率會增大，而發生燈電壓波形112的陡峻電壓變化的頻率也會增大。之後進入推移期間，開關元件動作訊號103的頻率大小是緩慢地連續性地變化。在穩定動作期間，開關元件動作訊號103的頻率，是恢復成穩定的頻率，而產生燈電壓波形112的陡峻電壓變化的頻率也恢復成穩定的頻率。
如上所述地，在本實施形態的發明的稀有氣體螢光燈點燈裝置，提高從開始叢發調光的點燈期間，一直到稀有氣體螢光燈1大致軸方向全體全面地發光為止的期間的開關元件動作訊號103的頻率，經過從高頻率狀態緩慢地連續性地變更頻率的推移期間，將開關元件動作訊號103的頻率恢復成穩定頻率。藉由此，在叢發調光的點燈期間的初期一定期間成為增加每一單位時間的燈電壓波形112的陡峻電壓變化的次數，可提早放電的擴展之故，因而可抑制距易始動部位15遠離處的發光的延遲，而可維持稀有氣體螢光燈1的軸方向亮度分布的均勻性。又，抑制發光的延遲，會使延遲時間的參差不齊所致的亮度變化變小，而可抑制在距易始動部位15遠離處所產生的閃爍。又，從開關元件動作訊號103的頻率高的期間緩慢地連續性地變更到低期間之故，因而稀有氣體螢光燈1的電壓波形不會變亂，而可防止放電成為不穩定的情形。
以下，使用第7圖至第9圖來說明本發明的第2實施形態。
第7圖是表示進行本實施形態的發明的叢發調光的稀有氣體螢光燈點燈裝置的構成的圖式，第8圖是表示開關元件動作訊號103的作用比與發光效率相對值的關係的圖式，第9圖是表示叢發調光訊號113，開關元件動作訊號103，表示開關元件Q1、Q2的開閉狀態的動作波形，燈電壓波形112的圖式。
稀有氣體螢光燈1的構成是與第1實施形態者同樣之故，因而有略說明。
如第7圖所示地，此稀有氣體螢光燈點燈裝置是從直流電源114所供給的直流電壓，在反相電路100變換成交流的高電壓，而作為點燈電力被供給到稀有氣體螢光燈1。又，反相電路100是配合叢發調光訊號113進行間歇動作，並進行叢發調光。反相電路100是由昇壓變壓器111，開關元件電路101，反相控制電路102所構成，更具體而言，開關元件電路101是由開關元件Q1、開關元件Q2，開關元件驅動電路2所構成，而反相控制電路102是由比較器4，比較電壓控制電路5，振盪電路6，延遲電路8，定時電路9，開關元件作用比增大電路20所構成。
首先，針對於反相控制電路102加以說明。反相控制電路102內的振盪電路6是輸出周期性鋸波形的振盪訊號，鋸波形的電壓是被輸入於比較器4的正端子，在負端子輸入有來自比較電壓控制電路5的比較電壓。僅鋸波形的電壓的驅動訊號超過比較電壓時，比較器4的輸出電壓成為較高。亦即，成為比較器4的輸出電壓的開關元件動作訊號103，是藉由比較電壓的大小，成為作用比有變化的脈衝波形，其作用比是比較電壓愈小變成愈大，而比較電壓愈大變形愈小。
叢發調光訊號113為高(High)時，則比較電壓及控制電路5內的電晶體是斷開狀態，而被輸入於比較器4的負端子的比較電壓是Verf×R2/(R1＋R2)。此比較電壓Verf×R2/(R1＋R2)比振盪電路6的振盪訊號的鋸波形峰值電壓還小。因此，比較器4是輸出對應於此比較電壓的大小的作用比的脈衝波形的開關元件動作訊號103，來點燈稀有氣體螢光燈1。叢發調光訊號113為低(Low)時，比較電壓控制電路5內的變壓器是成為導通狀態，比較電壓是成為與Verf大約相同大小。Verf的大小是設定成比振盪電路6的振盪訊號的鋸波形的峰值電壓還大之故，因而比較器4的脈衝波形輸出的開關元件動作訊號103是停止，稀有氣體螢光燈1是會熄燈。
又，反相控制電路102是具備：控制開關元件動作訊號103的作用比，增大期間的大小的定時電路9，將開關元件動作訊號103的作用比，從頻率增大期間結束時經由推移期間連續地變化到穩定動作期間所用的延遲電路8，暫時地降低被輸入到比較器4的比較電壓，而將開關元件動作訊號103的作用比予以增大的開關元件作用比增大電路20。叢發調光訊號113是被輸入於比較電壓控制電路5與定時電路9。
叢發調光訊號113成為高，則與比較電壓控制電路5內的電晶體作成斷開之同時，定時電路9的輸出是成為高。又，延遲電路8的電容器是立即被充電，開關元件作用比增大電路20的電晶體是成為導通狀態。結果，被輸入到比較器4的負端子的比較電壓降低，而開關元件動作訊號103的作用比是增大。之後，經過定時電路9的設定時間，則定時電路9的成為低。定時電路9的設定時間是將稀有氣體螢光燈1從叢發調光的點燈開始時機一直到大致軸方向全體全面發光的全發光結束時機為止所需要的時間，事先利用實驗所求得的大小。當定時電路9的輸出成為低時，則延遲電路8的電容器電壓是隨著電容器與電阻的時常數慢慢地降低，而開關元件作用比增大電路20的電容器的集極、射極間的電阻是慢慢地變大，作用比是連續性地緩慢地減少。當電晶體完全地成為斷開，則比較電壓是成為Verf×R2/(R1＋R2)之故，因而開關元件動作訊號103的作用比是恢復成穩定的大小。如此地，自開關元件動作訊號103的作用比增大的狀態慢慢地減少而恢復成穩定的大小為止的推移期間，是藉由構成延遲電路8的電容器與電阻的時常數被適當地設定。
針對於開關元件電路101，昇壓變壓器111，因與第1實施形態成為同樣，因此省略說明。
依矩形波電壓的點燈的情形，放電的起點為如在易始動部位15所發生的剛點燈之後的階段，因放電未充分地形成，因此稀有氣體螢光燈1的電容成分小，而燈電壓波形112是成為矩形波電壓波形的平坦部衰減大的波形。但是，在叢發調光的點燈期間的初期一定期間提高開關元件動作訊號103的作用比，即使放電未充分的形成，也可抑制燈電壓波形112的平坦度衰減。結果，可確保轉換極性之際的陡峻電壓變化的大小，可形成對稀有氣體螢光燈1可供給充分能量的燈電壓波形112之故，因而可提早放電的擴展。
藉由此，可抑制距易始動部位15遠離處的發光的延遲，又可維持稀有氣體螢光燈1的軸方向亮度分布的均勻性。又，抑制發光的延遲，使得延遲時間的參差不齊的大小變小，可抑制距易始動部位15遠離處所產生的閃爍。
第8圖是表示開關元件動作訊號103的作用比與發光效率相對值的關係的圖式。
如同圖所示地，在開關元件動作訊號103的作用比為20%時，發光效率成為極大之故，因而穩定動作是在20%前後進行較佳。增大作用比的情形，則因作用比從發光效率高的大小暫時地偏離，因此若將增大作用比的狀態持續所需以上較久，則降低全體發光效率。因此，開關元件動作訊號103的作用比增大期間，是停住在從開始叢發調光的點燈期間，一直到稀有氣體螢光燈1大致軸方向全體全面地發光為止的期間的大小，而可將發光效率的降低停住在最小限度。
又，若不連續性地進行從開關元件動作信號103的作用比增大期間到穩定動作期間的大小變化，則有稀有氣體螢光燈1的燈電壓波形112的電壓波形變亂而放電成為不穩定之虞。因此，從開關元件動作信號103的作用比增大期間移行到穩定動作期間之際，藉由設置如第7圖所示的延遲電路8，在推移期間連續性地緩慢地變更作用比大小，就可穩定地供給電壓，不會亂掉稀有氣體螢光燈1的電壓波形，而可防止放電成為不穩定的情形。
第9圖是表示從開始叢發調光的點燈期間經作用比增大期間，推移期間一直到穩定動作期間為止的叢發調光訊號113，開關元件動作訊號103，表示開關元件Q1、Q2的開閉狀態的動作波形，燈電壓波形112的圖式。
開關元件Q1、Q2是隨著開關元件動作訊號103，交互地成為導通。燈電壓波形112是每當開關元件Q1或Q2成為導通，極性轉變，而發生陡峻的電壓變化。從開始叢發調光訊號113的點燈期間。一直到稀有氣體螢光燈1大致軸方向全體全面地發光為止的期間，成為作用比增大期間，開關元件動作訊號103的作用比會增大，開關元件Q1、Q2的導通時間變久，可抑制燈電壓波形112的平坦部衰減。之後進入推移期間，開關元件動作訊號103的作用比大小是緩慢地連續性地變化。在穩定動作期間，開關元件動作訊號103的作用比，是恢復成穩定的作用比，惟放電是擴展至全體之故，因而燈電壓波形112的平坦部衰減小。
如上所述地，在本實施形態的發明的稀有氣體螢光燈點燈裝置，提高從開始叢發調光的點燈期間，一直到稀有氣體螢光燈1大致軸方向全體全面地發光為止的期間的開關元件動作訊號103的作用比，經過從高作用比狀態緩慢地連續性地變更作用比的推移期間，將開關元件動作訊號103的作用比恢復成穩定頻率。藉由此，即使在剛點燈之後，也可形成可將充分的能量供給於稀有氣體螢光燈1的燈電壓波形112，可提早放電的擴展之故，因而可抑制距易始動部位15遠離處的發光的延遲，而可維持稀有氣體螢光燈1的軸方向亮度分布的均勻性。又，抑制發光的延遲，會使延遲時間的參差不齊所致的亮度變化變小，而可抑制在距易始動部位15遠離處所產生的閃爍。又，從開關元件動作訊號103的作用比高的期間緩慢地連續性地變更到低期間之故，因而稀有氣體螢光燈1的電壓波形不會變亂，而可防止放電成為不穩定的情形。
以下，使用第10圖至第11圖來說明本發明的第3實施形態。
第10圖是表示進行本實施形態的發明的叢發調光的稀有氣體螢光燈點燈裝置的構成的圖式，第11圖是表示叢發調光訊號113，開關元件動作訊號103，開關元件Q1、Q2的開閉狀態的動作波形，燈電壓波形112的圖式。
稀有氣體螢光燈1的構成是與第1實施形態者同樣之故，因而省略說明。
如第10圖所示地，此稀有氣體螢光燈點燈裝置是從直流電源114所供給的直流電壓，在反相電路100變換成交流的高電壓，而作為點燈電力被供給到稀有氣體螢光燈1。又，反相電路100是配合叢發調光訊號113進行間歇動作，並進行叢發調光。反相電路100是由昇壓變壓器111，開關元件電路101，反相控制電路102所構成，更具體而言，開關元件電路101是由開關元件Q1、開關元件Q2，開關元件驅動電路2所構成，而反相控制電路102是由比較器4，比較電壓控制電路5，振盪電路6，頻率放大電路7，延遲電路8，定時電路9，開關元件作用比增大電路20所構成。
首先，針對於反相控制電路102加以說明。反相控制電路102內的振盪電路6是輸出周期性鋸波形的振盪訊號，鋸波形的電壓是被輸入於比較器4的正端子，在負端子輸入有來自比較電壓控制電路5的比較電壓。僅鋸波形的電壓的驅動訊號超過比較電壓時，比較器4的輸出電壓成為較高。成為比較器4的輸出電壓，亦即開關元件動作訊號103，是藉由比較電壓的大小，成為作用比有變化的脈衝波形，其作用比是比較電壓愈小變成愈大，而比較電壓愈大變形愈小。
叢發調光訊號113為高(High)時，則比較電壓及控制電路5內的電晶體是斷開狀態，而被輸入於比較器4的負端子的比較電壓是Verf×R2/(R1＋R2)。此比較電壓Verf×R2/(R1＋R2)比振盪電路6的振盪訊號的鋸波形峰值電壓還小。因此，比較器4是輸出對應於此比較電壓的大小的作用比的脈衝波形的開關元件動作訊號103，來點燈稀有氣體螢光燈1。叢發調光訊號113為低(Low)時，比較電壓控制電路5內的變壓器是成為導通狀態，比較電壓是成為與Verf大約相同大小。Verf的大小是設定成比振盪電路6的振盪訊號的鋸波形的峰值電壓還大之故，因而比較器4的脈衝波形輸出的開關元件動作訊號103是停止，稀有氣體螢光燈1是會熄燈。
又，反相控制電路102是具備：控制開關元件動作訊號103的頻率增大期間的大小的定時電路9，將開關元件動作訊號103的頻率作用比，從頻率增大期間結束時經由推移期間連續地變化到穩定動作期間所用的延遲電路8，暫時地降低振盪電路6的定時電阻的大小，增大頻率所用的頻率增大電路7，暫時地降低被輸入至比較器4的比較電壓，增大開關元件動作訊號103的作用比的開關元件作用比增大電路20。振盪電路6的頻率是藉由定時電阻RT與定時容量CT的大小來決定，定時電阻RT與振盪頻率是有反比例的關係。叢發調光訊號113是被輸入於比較電壓控制電路5與定時電路9。
叢發調光訊號113成為高，則與比較電壓控制電路5內的電晶體作成斷開之同時，定時電路9的輸出是成為高。又，延遲電路8的電容器是立即被充電，頻率增大電路7的電晶體及開關元件作用比增大電路20的電晶體是成為導通狀態。結果，振盪電路6的定時電阻是成為與R4與RT的並聯電阻的大小，而與定時電阻值成反比例的關係的開關元件動作訊號103的動作頻率是增大。又，降低被輸入到比較器4的負端子的比較電壓，而開關元件動作訊號103的作用比是增大。之後，經過定時電路9的設定時間，則定時電路9的成為低。定時電路9的設定時間是將稀有氣體螢光燈1從叢發調光的點燈開始時機一直到大致軸方向全體全面發光的全發光結束時機為止所需要的時間，事先利用實驗所求得的大小。當定時電路9的輸出成為低時，則延遲電路8的電容器電壓是隨著電容器與電阻的時常數慢慢地降低，而頻率放大電路7及開關元件作用比增大電路20的電晶體的集極、射極間的電阻是慢慢地變大，頻率、作用比是連續性地緩慢地減少。當各電晶體完全地成為斷開，則定時電阻是成為RT，而比較電壓是成為Verf×R2/(R1＋R2)之故，因而開關元件動作訊號103的動作頻率與作用比是恢復成穩定的大小。如此地，自開關元件動作訊號103的頻率，作用比增大的狀態慢慢地減少而恢復成穩定的大小為止的推移期間，是藉由構成延遲電路8的電容器與電阻的時常數被適當地設定。
針對於開關元件電路101，昇壓變壓器111，與第1實施形態同樣之故，因而省略說明。又，若不連續性地進行從開關元件動作信號103的頻率與作用比的增大期間到穩定動作期間的大小變化，則有稀有氣體螢光燈1的電壓波形112變亂而放電成為不穩定之虞。因此，從開關元件動作信號103的頻率與作用比的增大期間移行到穩定動作期間之際，藉由設置如第10圖所示的延遲電路8，在推移期間連續地緩慢地變更頻率與作用比的大小，就可穩定地供給電壓，不會亂掉稀有氣體螢光燈1的電壓波形，而可防止放電成為不穩定的情形。
在本實施形態的發明中，從開始叢發調光的點燈期間，一直到稀有氣體螢光燈1大致軸方向全體全面地發光為止的期間，利用都增大開關元件動作訊號103的頻率與作用比，共有第1、第2實施形態的發明效果，而可得到更高效果。
亦即，在從開始叢發調光的點燈期間，一直到稀有氣體螢光燈1大致軸方向全體全面地發光為止的期間，利用增大開關元件動作訊號103的頻率，成為可增加每一單位時間的放電週期次數，而可提早放電的擴展。又，在從開始叢發調光的點燈期間，一直致稀有氣體螢光燈1大致軸方向全體全面地發光為止的期間，提高開關元件動作訊號103的作用比，就可形成對稀有氣體螢光燈1可供給充分能量的燈電壓波形112之故，因而可提早放電的擴展。
藉由此，可抑制距易始動部位15遠離處的發光的延遲，又可維持稀有氣體螢光燈1的軸方向亮度分布的均勻性。又，抑制發光的延遲，使得延遲時間的參差不齊的大小變小，可抑制距易始動部位15遠離處所產生的閃爍。
第11圖是表示從開始叢發調光的點燈期間經頻率增大期間，推移期間一直到穩定動作期間為止的叢發調光訊號，開關元件動作訊號103，開關元件Q1、Q2的開閉狀態的動作波形，燈電壓波形112的圖式。
開關元件Q1、Q2是隨著開關元件動作訊號103，交互地成為導通。燈電壓波形112是每當開關元件Q1或Q2成為導通，極性轉變，而發生陡峻的電壓變化。從開始叢發調光訊號的點燈期間，一直到稀有氣體螢光燈1大致軸方向全體全面地發光為止的期間，成為頻率增大期間之同時，也成為作用比增大期間，開關元件動作訊號103的頻率與作用比會增大，而發生燈電壓波形112的陡峻電壓變化的頻率也會增大，而可抑制燈電壓波形112的平坦部衰減。之後進入推移期間，開關元件動作訊號103的頻率與作用比的大小是緩慢地連續性地變化。在穩定動作期間，開關元件動作訊號103的頻率及作用比，是恢復成穩定的大小，而燈電壓波形112也表示穩定動作時的電壓變化。
如上所述地，在本實施形態的發明的稀有氣體螢光燈點燈裝置，提高從開始叢發調光訊號113的點燈期間，一直到稀有氣體螢光燈1大致軸方向全體全面地發光為止的期間的開關元件動作訊號103的頻率與作用比，經過從高頻率狀態及高作用比狀態緩慢地連續性地變更頻率及作用比的推移期間，將開關元件動作訊號103的頻率及作用比恢復成穩定頻率。
藉由此，成為增加每一單位時間的陡峻電壓變化的次數，又在剛點燈之後，也可形成可將充分能量供給到稀有氣體螢光燈1的燈電壓波形112之故，可提早放電的擴展，因而可抑制距易始動部位15遠離處的發光的延遲，而可維持稀有氣體螢光燈1的軸方向亮度分布的均勻性。又，抑制發光的延遲，會使延遲時間的參差不齊所致的亮度變化變小，而可抑制在距易始動部位15遠離處所產生的閃爍。又，從開關元件動作訊號103的頻率與作用比高的期間緩慢地連續性地變更到低期間之故，因而稀有氣體螢光燈1的電壓波形不會變亂，而可防止放電成為不穩定的情形。
以下，將第1至第3實施形態的發明的稀有氣體螢光燈點燈裝置的實驗結果表示於第12圖及第13圖。
稀有氣體螢光燈點燈裝置是並聯連接4支稀有氣體螢光燈而進行點燈。稀有氣體螢光燈是管徑8.0mm，全長500mm，封入氣體Xe 160 Torr。
藉由將導電性物質塗佈於稀有氣體螢光燈內部，將易始動部位15設於稀有氣體螢光燈端部的一側一方。開關元件動作訊號的頻率是100 kHz，開關元件動作訊號的作用比是作為20%。叢發調光的頻率是100Hz。將一面變更叢發調光的作用比(叢發調光的點燈期間/叢發調光的周期)，一面測定易始動部位所配置的一側的端部近旁(以下表示為測定點A)的亮度，及與易始動部位15所配置的一側相反側的端部近旁(以下表示為測定點B)的亮度的情形的測定點B的亮度/測定點A的大小，及叢發調光作用比的關係表示於第12圖。又，將變更叢發調光的作用比的情形的有無閃爍，及自測定點A發光一直到測定點B發光為止的延遲時間的大小表示於第13圖。
叢發調光的作用比為10%時，則測定點B的亮度是對測定點A的亮度降低至70%。又，如第13圖所示地，在叢發調光的作用比為約40%，則在測定點B附近成為產生閃爍。又，自測定點A發光一直到測定點B發光為止的延遲時間是200~400 μs。
又，在叢發調光的點燈期間的初期設置開關元件動作訊號103的頻率增大期間進行點燈。增大期間的開關元件動作訊號103的頻率是200 kHz，增大期間是100 μs，推移期間是100 μs。一面變更叢發調光的作用比，一面將測定點A的亮度，及測定點B的亮度予以測定的結果，如第12圖所示地，叢發調光的作用比為10%時，測定點B的亮度是對於測定點A的亮度被維持在80%。又，如第13圖所示地，確認有無閃爍之結果，在叢發調光的作用比為30%以上，未發生閃爍。又，自測定點A發光一直到測定點B發光為止的延遲時間是130~270μs。
又，在叢發調光的點燈期間的初期，設置開關元件動作訊號103的作用比增大期間進行點燈。增大期間的開關元件動作訊號103的作用比是80%，增大期間是100 μs， 推移期間是100 μs。一面變更叢發調光的作用比，一面將測定點A的亮度，及測定點B的亮度予以測定的結果，如第12圖所示地，叢發調光的作用比為10%時，測定點B的亮度是對於測定點A的亮度被維持在82%。又，如第13圖所示地，確認有無閃爍之結果，在叢發調光的作用比為30%以上，未發生閃爍。又，自測定點A發光一直到測定點B發光為止的延遲時間是120~240μs。
又，在叢發調光的點燈期間的初期設置開關元件動作訊號103的頻率及作用比的增大期間進行點燈。增大期間的開關元件動作訊號103的頻率是200 kHz，作用比是80%，增大期間是100 μs，推移期間是100 μs。一面變更叢發調光的作用比，一面將測定點A的亮度，及測定點B的亮度予以測定的結果，如第12圖所示地，叢發調光的作用比為10%時，測定點B的亮度是對於測定點A的亮度被維持在93%。又，如第13圖所示地，確認有無閃爍之結果，在叢發調光的作用比為10%也未發生閃爍。又，自測定點A發光一直到測定點B發光為止的延遲時間是50~90μs。
以下，使用第15圖至第23圖說明本發明的第4實施形態。
依照本發明的第1~第3實施形態的稀有氣體螢光燈點燈裝置，雖可防止閃爍，惟以叢發調光的開始點燈期間時的燈阻抗高為原因，知道產生高湧浪電壓，有發生放電空間外的電極間的沿面放電或連接器，配線等的絕緣破壞的可能性之虞。
如此，在本發明的第4實施形態中，在叢發調光的「從開始點燈一直到燈軸方向全體全面地發光為止的期間」，不會突然提高開關元件動作訊號的頻率，或突然增大開關元件動作訊號的作用比，藉由階段(漸增)性地提高頻率，或階段(漸增)性地增大作用比，除了抑制過電壓輸入，改善亮度分布的不均勻或閃爍之外，成為在安全面上也優異的稀有氣體螢光燈點燈裝置。
第15圖是表示從圖示於第6圖的頻率增大期間一直到穩定動作期間為止的詳細燈電壓波形的圖式。又，在同圖中，未設置在第6圖所有的推移期間。
在同圖中，從點燈開始時機一直到全發光結束時機為止的期間為頻率增大期間，而全發光結束時機以後為穩定動作期間。頻率增大期間的燈電壓是與穩定動作期間相比較全體上發生高湧浪電壓。在其中，尤其是，剛點燈開始時機之後的湧浪電壓是與其他期間者相比較很高(第15圖中以○所包圍的部分)。
如此地，剛點燈開始時機之後的湧浪電壓變高的理由，是剛點燈開始時機之後藉由增大頻率會提高從點燈電路到燈的電力供給能力。一方面，稀有氣體螢光燈的放電尚未被形成之故，因而燈的阻抗是與靜電容量小的電容器等價，而在與變壓器的漏電感之間，形成有高Q的共振電路所引起。
此高湧浪電壓的存在，是劣化變壓器，連接器，配線等的絕緣材料，而成為裝置的短壽命原因。
又，點燈開始時機及全發光結束時機，是利用高速攝錄影機進行發光擴展情形，或是以光感測器同時地測定燈軸方向的複數部位的光輸出，藉由測定此些的輸出的時間變化就可確認檢測。
第16圖是表示進行本實施形態的發明的叢發調光的稀有氣體螢光燈點燈裝置的構成的圖式。
在同圖中，反相電路100是將來自直流電源114的直流電壓轉換成高頻高電壓，並施加於稀有氣體螢光燈1。反相電路100是具備依照外部(例如，液晶電視機的調光控制電路)的叢發調光訊號來進行叢發調光的功能。
反相電路100是由：開關元件電路101，昇壓變壓器111，反相控制電路102所構成。又，開關元件電路101是以推挽電路方式，半橋接電路方式，全橋接電路方式等所構成。將從直流電源114所供給的直流電壓轉換成高頻電壓後予以輸出。昇壓變壓器111是將從開關元件電路101所供給的高頻電壓予以昇壓，作成高頻高電壓之後予以輸出。從昇壓變壓器111所輸出的高頻高電壓是被輸入到稀有氣體螢光燈1。
反相控制電路102是具備：將控制開關元件電路101的開關元件Q1、Q2所用的開關元件動作訊號103的輸出至開關元件電路101，而且依照來自叢發調光訊號113進行叢發調光控制的功能。反相控制電路102是由：開關元件動作生成電路115及周期．導通時間控制電路116所構成。
周期．導通時間控制電路116是輸入有叢發調光訊號，並將導通時間控制訊號117與周期控制訊號118輸出至開關元件動作訊號生成電路115。
導通時間控制訊號117是表示開關元件動作訊號103的導通時間大小，而周期控制訊號118是表示開關元件動作訊號103的周期大小，導通時間控制訊號117與頻率控制訊號118的大小是被記憶在電路內，以叢發調光訊號作為基準的每設定時間，可變更大小。
在開關元件動作訊號生成電路115，輸入有叢發調光訊號113，導通時間控制訊號117，周期控制訊號118，而輸出開關元件動作訊號103。開關元件動作訊號103是周期為周期控制訊號118的大小，而導通時間為導通時間控制訊號117的大小的脈衝訊號。
又，依照叢發調光訊號113，控制開關元件動作訊號103的輸出與停止。
第17(a)、(b)圖是表示圖示於第16圖的稀有氣體螢光燈點燈裝置中，叢發調光的點燈期間初期的開關元件動作訊號103，表示開關元件Q1、Q2的開．閉狀態的動作波形，及燈電壓波形的圖式。
第17(a)圖是表示從叢發調光的點燈開始時機提高開關元件動作訊號103的頻率進行動作時的波形，第17(b)圖是表示從叢發調光的點燈開始時機漸增開關元件動作訊號103的頻率進行動作時的波形。
第7(a)圖的情形，剛點燈開始時機之後的燈電壓波形，是產生超過所定電壓的高湧浪電壓。對於此，第17(b)圖的情形，未產生超過所定電壓的高湧浪電壓，可知抑制湧浪電壓。又，在此所指的上述所定電壓，例如2kV。
第18(a)、(b)圖是表示圖示於第16圖的稀有氣體螢光燈點燈裝置中，叢發調光的點燈期間初期的開關元件動作訊號103，表示開關元件Q1、Q2的開．閉狀態的動作波形，及燈電壓波形的圖式。
第18(a)圖是表示從叢發調光的點燈開始時機提高開關元件動作訊號103的作用比進行動作時的波形，第18(b)圖是表示從叢發調光的點燈開始時機漸增開關元件動作訊號103的作用比進行動作時的波形。
第18(a)圖的情形，剛點燈開始時機之後的燈電壓波形，是產生超過所定電壓的高湧浪電壓。對於此，第18(b)圖的情形，未產生超過所定電壓的高湧浪電壓，可知抑制湧浪電壓。
第19(a)、(b)圖是表示圖示於第16圖的稀有氣體螢光燈點燈裝置中，叢發調光的點燈期間初期的開關元件動作訊號103，表示開關元件Q1、Q2的開．閉狀態的動作波形，及燈電壓波形的圖式。
第19(a)圖是表示從叢發調光的點燈開始時機提高開關元件動作訊號103的頻率與作用比進行動作時的波形，第18(b)圖是表示從叢發調光的點燈開始時機漸增開關元件動作訊號103的頻率與作用比進行動作時的波形。
第19(a)圖的情形，剛點燈開始時機之後的燈電壓波形，是產生超過所定電壓的高湧浪電壓。對於此，第19(b)圖的情形，未產生超過所定電壓的高湧浪電壓，可知抑制湧浪電壓。
第20(a)、(b)、(c)、(d)、(e)、(f)圖是表示叢發調光的點燈期間全體的開關元件動作訊號103的頻率及/或作用比的大小的時間變化的模式圖。
第20(a)圖是表示從點燈期間的開始時機(點燈開始時機)，一直到稀有氣體螢光燈全體進行發光的時機(全發光結束時機)為止，將開關元件動作訊號103的頻率及/或作用比的大小，作成比穩定動作的大小還高且一定大小的情形的模式圖。
利用如此地施以動作，縮短從點燈開始時機一直到全發光結束時機為止的時間之故，因而具有改善亮度分布的均勻性或抑制閃爍的效果。將開關元件動作訊號103的頻率及/或作用比的大小，恢復到穩定動作的大小，如第20(e)圖所示地即使全發光結束時機以前，或如第20(f)圖所示地即使全發光結束時機以後也可得到上述的效果。但是，若恢復成全發光結束時機以後，則會惡化發光效率之故，因而在全發光結束時機快速地恢復成穩定動作的大小較佳。
第20(b)圖是表示從點燈開始時機一直到全發光結束時機為止，將開關元件動作訊號103的頻率及/或作用比的大小作成比穩定動作的大小還高，且一定大小，而將開關元件動作訊號103的頻率及/或作用比的大小，恢復成穩定動作的大小之際，連續地變更的情形的模式圖，相當於第6圖，第9圖及第11圖的情形的動作條件。
將開關元件動作訊號103的頻率及/或作用比的大小予以急激地變更，則如第21圖所示地，會使開關元件動作訊號103亂掉的問題，如上述地利用連續地變更，可防止開關元件動作訊號103變亂。
此問題是以數位電路來構成反相控制電路，即使進行同步控制的方法也可避免，惟以類比電路所構成時，上述方法有效。
第20(c)、(d)圖是表示在從點燈開始時機一直到全發光結束時機為止的期間，將達到全發光結束時機的至少一定期間的開關元件動作訊號103的頻率及/或作用比的大小，作成比穩定時的大小還高，達到上述一定期間為止期間，亦即在上述一定期間的初期，漸增開關元件動作訊號103的頻率及/或作用比的大小時的模式圖。
達到上述一定期間為止的期間，利用漸增開關元件動作訊號103的頻率及/或作用比的大小，可抑制發生如第15圖所示地剛點燈開始之後的極高湧浪電壓。
第20(c)圖的模式圖，是表示點燈開始時機的開關元件動作訊號103的頻率及/或作用比的大小比穩定時的大小還大的情形，第20(d)圖的模式圖，是表示小的情形，惟任何情形也可得同樣的效果。
第22圖是表示圖示於第16圖的稀有氣體螢光燈點燈裝置的反相控制電路102內的具體性構成的方塊圖，第23圖是表示反相控制電路102內各部的訊號波形的時序圖。
反相控制電路102是由開關元件動作訊號生成電路115與周期．導通時間控制電路116所構造。在開關元件動作訊號生成電路115，輸入有叢發調光用PWM訊號113，及周期控制訊號117，導通時間控制訊號118，而輸出開關元件動作訊號103。周期．導通時間控制電路116，是輸入有叢發調光用PWM訊號113，而輸出周期控制訊號118及導通時間控制訊號117。
開關元件動作訊號生成電路115是由計時電路(1)119，比較電路120所構成，計時電路(1)119是輸入有叢發調光用PWM訊號113，及周期控制訊號117，而輸出計時訊號1。比較電路120是輸入有計時訊號1，及導通時間控制訊號118，而輸出開關元件動作訊號103。
周期．導通時間控制電路116是由計時電路(2)121，及周期．導通時間控制訊號生成電路122所構成，計時電路(2)121是輸入有叢發調光用PWM訊號113，而輸出計時訊號2。
在此，叢發調光用PWM訊號113，開關元件動作訊號103是2值邏輯訊號，而計數訊號1，計數訊號2，周期控制訊號117，導通時間控制訊號118是整數訊號。
以下，針對於開關元件動作訊號生成電路115的動作加以說明。
若叢發調光用PWM訊號113由低變化成高，則計時電路(1)119開始計數動作。計時訊號1是由大小1開始，每一定時間增加值1。計時電路(1)119是當計時訊號1達到周期控制訊號118的大小，則大小是恢復成1，而重複相同動作。
在比較電路120，進行計時訊號1與時間控制訊號118的比較，計時訊號1≦導通時間控制訊號118時，則將開關元件動作訊號103作成高，而計時訊號1>導通時間控制訊號118時，則將開關元件動作訊號103作成低。
亦即，開關元件動作訊號103的周期，是「計數訊號1的大小為增加1的時間」×「周期控制訊號117的大小」，開關元件動作訊號103的導通時間(高位準的時間)是「計數訊號1的大小增加1的時間」×「導通時間控制訊號118的大小」。
叢發調光用PWM訊號113是從高變化成低，則計數電路(1)119是在計數訊號1達到周期控制訊號117的大小的時候，停止計數動作，而計時訊號1是維持周期控制訊號117的大小。亦即，開關元件動作訊號103是維持低位準。
以下，說明周期．導通時間控制電路116的動作。
叢發調光用PWM訊號113是從低變化成高，則計時電路(2)121開始計時動作。計時電路(2)121是與計數電路(1)119同步而進行動作。計數訊號2是從大小1開始，每一定時間增加值1。當大小達到可計數最大值QMAX ，則停止計數動作，而可維持QMAX 。
周期．導通時間控制電路116，是進行計數訊號2的大小，及被記憶於電路中的整數τ1 、τ2 、τ3 、…τn 的比較，將對應於其結果被記憶的兩個整數訊號輸出作為周期控制訊號117及導通時間控制訊號118。
具體而言，將計數訊號2作為Q，將周期控制訊號117作為C，將導通時間控制訊號118作為D，則0≦Q<τ1 時成為C＝T0 、D＝Ton0 ，而τ1 ≦Q<τ2 時，成為C＝T1 、D＝Ton1 、τn ≦Q時，成為C＝Tn 、D＝Tonn 。
當叢發調光用PWM訊號113由高變化成低，則計數訊號2是變化成0，維持其大小。
如此地開關元件動作訊號103的周期，導通時間的時間變化，是調節整數訊號τ1 ~τn 、T0 ~Tn 、Ton0 ~Tonn 的大小就可任意地變更。
又，在表示於第22圖的反相控制電路102，從電路構成的容易性，將開關元件動作訊號103的作用比，與「導通時間控制訊號的大小」/「周期控制訊號的大小」置換而被控制，惟當然，此是與控制作用比為等價，而與發明的主旨不相同者。
以下，將表示於第22圖的反相控制電路102的電路動作使用表示於第23圖的時序圖加以說明。
在此，如第23圖所示地，設定在τ1 ＝80、τ2 ＝400、T0 ＝8、T2 ＝10、Ton0 ＝2、Tonn ＝4、Tonn ＝2。
叢發調光用PWM訊號113由低變成高，則計數訊號1，計數訊號2是成為1的大小，每一定時間會增加1。在該例子中，計數訊號1與計數訊號2的共計周期是相同，惟計數訊號2的周期是計數訊號1的n倍也可以。
計數訊號2為0~τ1 (＝80)的期間，周期控制訊號117是8，導通時間控制訊號118是2。開關元件動作訊號103是在計數訊號1≦導通時間控制訊號118(＝2)時成為高，而此以外是成為低。當計數訊號1是周期控制訊號117成為8的大小，則恢復成1，重複相同動作。
當計數訊號2成為τ1 ＝80，則周期控制訊號117是變成5，而導通時間控制訊號118是變成4。開關元件動作訊號103，是在計時訊號1≦導通時間控制訊號118(＝4)的情形成為高，其以外是成為低。計時訊號1是當周期控制訊號117成為5的大小，則恢復成1，重複相同動作。
當計數訊號2成為τ2 ＝400，則周期控制訊號117是變成10，而導通時間控制訊號118是變成2。開關元件動作訊號103，是在計時訊號1≦導通時間控制訊號118(＝2)的情形成為高，其以外是成為低。計時訊號1是當117成為10的大小，則恢復成1，重複相同動作。
計時訊號2是當達到可計時最大值QMAX ，則維持QMAX 的大小。
當叢發調光用PWM訊號113成為低，則計時訊號是在周期控制訊號117達到1的大小的時機停止計時，同時地計時訊號2是被復置成0。
又，在上述的各實施形態的頻率增大期間，作用比增大期間，及頻率與作用比增大期間，並不是事先固定，而是藉由配置在相當於第14圖的B的部位的光感測器的輸出，作成可進行可判定全發光結束時機的反饋控制也可以。
第24圖是表示被適用於本發明的各實施形態，垂直於具有與圖示於第3圖的稀有氣體螢光燈不相同的構造的直管狀稀有氣體螢光燈123的垂直的斷面圖(參照日本特表2004－510302)。
如同圖所示地，沿著玻璃管124內壁配設於管軸方向的兩個線狀內部電極125、126是藉由玻璃所構成的介質127、128所覆蓋，而於玻璃管124內壁及介質127、128上形成有螢光物質129。如此地，本發明的各實施形態的稀有氣體螢光燈，不但可適用於配設有朝表示於第3圖的玻璃管外面的管軸方向延伸的外部電極的稀有氣體螢光燈，還可適用於沿著如第24圖所示的玻璃管124內壁朝管軸方向配設有內部電極125、126的稀有氣體螢光燈。表示於第3圖或第24圖的構造的稀有氣體螢光燈是屬於經由介質進行放電的介質障壁放電燈的範疇的燈。
又，本案發明的點燈裝置，是在說明書中，說明作為稀有氣體螢光燈用，惟在維持放射亮度分布的均勻性上，或防止高湧浪電壓上，並不被限定於螢光燈者。在表示於第3圖或第24圖的構造的燈或在其他也在電極與放電容器之間經由至少一個介質，於放電容器內發生放電，利用放電所發生的準分子光的放電燈，而在此些燈也可適用本發明所記載的技術者。又，針對於用途，也不被限定於液晶背面光或照明用途。
1．．．稀有氣體螢光燈
2．．．開關元件驅動電路
3．．．推挽動作電路
4．．．比較器
5．．．比較電壓控制電路
6．．．振盪電路
7．．．頻率增大電路
8．．．延遲電路
9．．．定時電路
11．．．玻璃管
12、13．．．外部電極
14．．．螢光物質
15．．．易始動部位
16．．．液晶面板
17．．．光學薄膜
18．．．擴散板
19．．．筐體
20．．．開關元件作用比增大電路
100．．．反相電路
101．．．開關元件電路
102．．．反相控制電路
103．．．開關元件動作訊號
110．．．輸出訊號
111．．．昇壓變壓器
112．．．燈電壓波形
113．．．叢發調光訊號
114．．．直流電源
115．．．開關元件動作訊號生成電路
116．．．周期．導通時間控制電路
117．．．導通時間控制訊號
118．．．周期控制訊號
119．．．計時電路(1)
120．．．比較電路
121．．．計時電路(2)
122．．．周期．導通時間控制訊號生成電路
123．．．稀有氣體螢光燈
124．．．玻璃管
125、126．．．內部電極
127、128．．．介質
129．．．螢光物質
Q1、Q2．．．反相開關元件
第1圖是表示進行本發明的叢發調光的稀有氣體螢光燈點燈裝置的基本構成的圖式。
第2圖是表示進行第1實施形態的叢發調光的稀有氣體螢光燈點燈裝置的構成的圖式。
第3(a)圖及第3(b)圖是表示圖示於第2圖的稀有氣體螢光燈的構成的圖式。
第4圖是表示將圖示於第2圖的稀有氣體螢光燈使用作為液晶面板的背面光的構成的圖式。
第5圖是表示開關元件動作訊號的頻率與發光相對值的關係的圖式。
第6圖是表示第1實施形態的發明的叢發調光訊號，開關元件動作訊號，開關元件動作波形，燈電壓波形的圖式。
第7圖是表示進行第2實施形態的叢發調光的稀有氣體螢光燈點燈裝置的構成的圖式。
第8圖是表示開關元件動作訊號的作用比與發光相對值的關係的圖式。
第9圖是表示第2實施形態的發明的叢發調光訊號，開關元件動作訊號，開關元件動作波形，燈電壓波形的圖式。
第10圖是表示進行第3實施形態的叢發調光的稀有氣體螢光燈點燈裝置的構成的圖式。
第11圖是表示第3實施形態的發明的叢發調光訊號，開關元件動作訊號，開關元件動作波形，燈電壓波形的圖式。
第12圖是表示第1至第3實施形態的發明的稀有氣體螢光燈點燈裝置的實驗結果的圖式。
第13圖是表示第1至第3實施形態的發明的稀有氣體螢光燈點燈裝置的實驗結果的圖式。
第14圖是表示進行習知技術的叢發調光的稀有氣體螢光燈的構成，及習知技術的叢發調光訊號，測定點A的光輸出，測定點B的光輸出的圖式。
第15圖是表示從圖示於第6圖的頻率增大期間一直到穩定動作期間為止的詳細的燈電壓波形的圖式。
第16圖是表示進行第4實施形態的叢發調光的稀有氣體螢光燈點燈裝置的構成的圖式。
第17(a)圖及第17(b)圖是表示在圖示於第16圖的稀有氣體螢光燈點燈裝置中，叢發調光的點燈期間初期的開關元件動作訊號，表示開關元件的開閉狀態的動作波形，及燈電壓波形的圖式。
第18(a)圖及第18(b)圖是表示在圖示於第16圖的稀有氣體螢光燈點燈裝置中，叢發調光的點燈期間初期的開關元件動作訊號，表示開關元件的開閉狀態的動作波形，及燈電壓波形的圖式。
第19(a)圖及第19(b)圖是表示在圖示於第16圖的稀有氣體螢光燈點燈裝置中，叢發調光的點燈期間初期的開關元件動作訊號，表示開關元件的開閉狀態的動作波形，及燈電壓波形的圖式。
第20(a)圖至第20(f)圖是表示叢發調光的點燈期間全體的開關元件動作訊號的頻率及/或作用比的大小的時間變化的模式圖。
第21圖是表示用以說明當急激地變更開關元件動作訊號的頻率及/或作用比的大小，會使開關元件動作訊號103變亂的問題的圖式。
第22圖是表示圖示於第16圖的稀有氣體螢光燈點燈裝置的反相控制電路102內的具體構成的方塊圖。
第23圖是表示反相控制電路102內各部的訊號波形的時序圖。
第24圖是表示被適用於本發明的各實施形態且垂直於與具有圖示於第3圖的稀有氣體螢光燈不相同的構造的直管狀稀有氣體螢光燈123的管軸的斷面圖。
1．．．稀有氣體螢光燈
100．．．反相電路
101．．．開關元件電路
102．．．反相控制電路
103．．．開關元件動作訊號
111．．．昇壓變壓器
113．．．叢發調光訊號
114．．．直流電源
115．．．開關元件動作訊號生成電路
116．．．周期．導通時間控制電路
117．．．導通時間控制訊號
118．．．周期控制訊號

Claims (8)

  1. 一種稀有氣體螢光燈點燈裝置，屬於具有：在玻璃管內部封入有He、Ar、Xe、Kr的任何一種類以上的稀有氣體，而在上述玻璃管內面塗佈有螢光體，配設有朝上述玻璃管的軸方向延伸的電極的稀有氣體螢光燈，及於上述電極施加交流的高電壓的反相電路，該反相電路是由：輸出開關元件動作訊號的反相控制電路，及隨著上述開關元件動作訊號藉由將開關元件作成開閉控制而將直流電壓變換成交流電壓的開關元件電路，及昇壓來自該開關元件電路的交流電壓的昇壓變壓器所構成，周期性地重複上述稀有氣體螢光燈的點燈期間與熄燈期間，控制點燈期間與熄燈期間的時間比率以進行叢發調光的稀有氣體螢光燈點燈裝置，其特徵為：將自叢發調光的點燈開始時機一直到上述稀有氣體螢光燈大致軸方向全體全面地發光的全發光結束時機為止的期間內的至少一部分期間的上述開關元件動作訊號的頻率，作成比穩定時的上述開關元件動作訊號的頻率還高。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的稀有氣體螢光燈點燈裝置，其中，在上述至少一部分期間的初期，漸增上述開關元件動作訊號的頻率。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的稀有氣體螢光燈點燈裝置，其中，由自上述叢發調光的點燈開始時機一直到上述稀有氣體螢光燈大致軸方向全體全面地發光的全發光結束時機為止的期間內的至少一部分期間的上述開關元件動作訊號的頻率，回到上述穩定時的開關元件動作訊號的頻率之際，連續地變更上述開關元件動作訊號的頻率的大小。
  4. 一種稀有氣體螢光燈點燈裝置，屬於具有：在玻璃管內部封入有He、Ar、Xe、Kr的任何一種類以上的稀有氣體，而在上述玻璃管內面塗佈有螢光體，配設有朝上述玻璃管的軸方向延伸的電極的稀有氣體螢光燈，及於上述電極施加交流的高電壓的反相電路，該反相電路是由：輸出開關元件動作訊號的反相控制電路，及隨著上述開關元件動作訊號藉由將開關元件作成開閉控制而將直流電壓變換成交流電壓的開關元件電路，及昇壓來自該開關元件電路的交流電壓的昇壓變壓器所構成，周期性地重複上述稀有氣體螢光燈的點燈期間與熄燈期間，控制點燈期間與熄燈期間的時間比率以進行叢發調光的稀有氣體螢光燈點燈裝置，其特徵為：將自叢發調光的點燈開始時機一直到上述稀有氣體螢光燈大致軸方向全體全面地發光的全發光結束時機為止的期間內的至少一部分期間的上述開關元件動作訊號的作用比，作成比穩定時的上述開關元件動作訊號的作用比還高。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的稀有氣體螢光燈點燈裝置，其中，在上述至少一部分期間的初期，漸增上述開關元件動作訊號的作用比。
  6. 如申請專利範圍第4項或第5項所述的稀有氣體螢光燈點燈裝置，其中，由自上述叢發調光的點燈開始時機一直到上述稀有氣體螢光燈大致軸方向全體全面地發光的全發光結束時機為止的期間內的至少一部分期間的上述開關元件動作訊號的作用比，回到上述穩定時的開關元件動作訊號的作用比之際，連續地變更上述開關元件動作訊號的作用比的大小。
  7. 一種稀有氣體螢光燈點燈裝置，屬於具有：在玻璃管內部封入有He、Ar、Xe、Kr的任何一種類以上的稀有氣體，而在上述玻璃管內面塗佈有螢光體，配設有朝上述玻璃管的軸方向延伸的電極的稀有氣體螢光燈，及於上述電極施加交流的高電壓的反相電路，該反相電路是由：輸出開關元件動作訊號的反相控制電路，及隨著上述開關元件動作訊號藉由將開關元件作成開閉控制而將直流電壓變換成交流電壓的開關元件電路，及昇壓來自該開關元件電路的交流電壓的昇壓變壓器所構成，周期性地重複上述稀有氣體螢光燈的點燈期間與熄燈期間，控制點燈期間與熄燈期間的時間比率以進行叢發調光的稀有氣體螢光燈點燈裝置，其特徵為：將自叢發調光的點燈開始時機一直到上述稀有氣體螢光燈大致軸方向全體全面地發光的全發光結束時機為止的期間內的至少一部分期間的上述開關元件動作訊號的頻率及作用比，作成比穩定時的上述開關元件動作訊號的頻率及作用比還高。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的稀有氣體螢光燈點燈裝置，其中，由自上述叢發調光的點燈開始時機一直到上述稀有氣體螢光燈大致軸方向全體全面地發光的全發光結束時機為止的期間內的至少一部分期間的上述開關元件動作訊號的頻率及作用比，回到上述穩定時的開關元件動作訊號的頻率及作用比之際，連續地變更上述開關元件動作訊號的頻率及作用比的大小。
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