(57)【要約】【課題】  異常発熱時に安全かつ確実に熱陰極型放電ランプの点灯を停止可能な熱陰極型放電ランプ点灯装置を提供する。【解決手段】  本発明の熱陰極型放電ランプ点灯装置は、電源１と接続される点灯回路３と、点灯回路３と並列に接続されたフィラメント予熱回路４と、電源１の出力側に設けられた分岐点ｂ１、ｂ２から分岐して点灯回路３およびフィラメント予熱回路４と並列に配置され、点灯回路３に点灯制御信号５１、フィラメント予熱回路４に予熱制御信号５２を伝送する制御回路５と、点灯回路３およびフィラメント予熱回路４と接続された、フィラメント６ａ、６ｂを有する熱陰極型放電ランプ６と、熱陰極型放電ランプ６のフィラメント６ａ、６ｂ近傍に配設された熱断線素子７ａ、７ｂとを具備し、熱断線素子７ａ、７ｂは、分岐点ｂ１と制御回路５との間に接続されていることを特徴とする。【選択図】  図１
2010010118.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源と接続される点灯回路と、
前記電源の出力側に設けられた分岐点から分岐して前記点灯回路と並列に配置され、前記点灯回路に点灯制御信号を伝送する制御回路と、
前記点灯回路と接続された、フィラメントを有する熱陰極型放電ランプと、
前記熱陰極型放電ランプの前記フィラメント近傍に配設された熱断線素子とを具備し、
前記熱断線素子は、前記フィラメントの異常発熱を検知したときに、前記点灯回路への前記点灯制御信号の伝送を阻止可能な前記分岐点よりも出力側の位置に接続されていることを特徴とする熱陰極型放電ランプ点灯装置。
【請求項２】
電源と接続される点灯回路と、
前記点灯回路と並列に接続されたフィラメント予熱回路と、
前記電源の出力側に設けられた分岐点から分岐して前記点灯回路および前記フィラメント予熱回路と並列に配置され、前記点灯回路に点灯制御信号、前記フィラメント予熱回路に予熱制御信号を伝送する制御回路と、
前記点灯回路および前記フィラメント予熱回路と接続された、フィラメントを有する熱陰極型放電ランプと、
前記熱陰極型放電ランプの前記フィラメント近傍に配設された熱断線素子とを具備し、
前記熱断線素子は、前記フィラメントの異常発熱を検知したときに、前記点灯回路への前記点灯制御信号および前記フィラメント予熱回路への前記予熱制御信号の伝送を阻止可能な前記分岐点よりも出力側の位置に接続されていることを特徴とする熱陰極型放電ランプ点灯装置。
【請求項３】
前記熱陰極型放電ランプは複数配置されているとともに、前記熱断線素子は各々の前記フィラメント近傍に配設されており、全ての前記熱断線素子は直列に接続されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の熱陰極型放電ランプ点灯装置。
【請求項４】
隣接する前記熱陰極型放電ランプ間のピッチをＰ、一対のフィラメント間の距離をＤとしたとき、Ｐ＜Ｄを満たしており、かつ隣接する前記熱陰極型放電ランプに配設された前記熱断線素子同士が主として直列に接続されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の熱陰極型放電ランプ点灯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶テレビなどのバックライト光源や照明に用いられる熱陰極型放電ランプ点灯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、熱陰極型放電ランプは、寿命末期になると、フィラメント近傍が過度に昇温することが知られている。そこで、特開平１１−１３５２８１号公報（以下、特許文献１）および特開平２−１９２６５０号公報（以下、特許文献２）に示されるように、熱陰極型放電ランプの点灯回路とフィラメントとの間に直列に温度ヒューズを配設し、寿命末期の過度の昇温を検知したときはその温度ヒューズが断線し、フィラメントへの電力供給を遮断して、熱陰極型放電ランプの点灯を停止する方法が知られている。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１３５２８１号公報
【特許文献２】特開平２−１９２６５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の方法では、フィラメントの異常発熱により、一方の温度ヒューズが断線しても、他方の温度ヒューズも同時に断線するとは限らない。つまり、片方のフィラメントに電圧が印加され続ける場合があるため、安全かつ確実に熱陰極型放電ランプの点灯を停止することができないという問題がある。
【０００５】
また、特許文献２の方法では、大電流が流れる配線経路に温度ヒューズを配置しているので、その大電流に耐えることができる温度ヒューズが必要になるという問題がある。そのため、特に熱陰極型放電ランプを複数灯用いた場合には、温度ヒューズを用いた寿命末期対策を行うのが困難となってしまう。
【０００６】
本発明の目的は、異常発熱時に安全かつ確実に熱陰極型放電ランプの点灯を停止可能な熱陰極型放電ランプ点灯装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の熱陰極型放電ランプ点灯装置は、電源と接続される点灯回路と、前記電源の出力側に設けられた分岐点から分岐して前記点灯回路と並列に配置され、前記点灯回路に点灯制御信号を伝送する制御回路と、前記点灯回路と接続された、フィラメントを有する熱陰極型放電ランプと、前記熱陰極型放電ランプの前記フィラメント近傍に配設された熱断線素子とを具備し、前記熱断線素子は、前記フィラメントの異常発熱を検知したときに、前記点灯回路への前記点灯制御信号の伝送を阻止可能な前記分岐点よりも出力側の位置に接続されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、異常発熱時に安全かつ確実に熱陰極型放電ランプの点灯を停止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
（第１の実施形態）
以下に、本発明の実施の形態の熱陰極型放電ランプ点灯装置について図面を参照して説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態の熱陰極型放電ランプ点灯装置についての回路ブロック図である。
【００１０】
図１に示すように、本実施の形態の熱陰極型放電ランプ点灯装置は、例えば、商用電源である電源１と接続され、電源１から電力が供給されることによって駆動して、熱陰極型放電ランプ６を点灯させる点灯装置である。
【００１１】
この熱陰極型放電ランプ点灯装置は、電源１と接続される交流直流変換回路２と、電源１と交流直流変換回路２を介して接続された点灯回路３と、電源１と点灯回路２の間に設けられた分岐点ｂ３、ｂ４に接続されたフィラメント予熱回路４と、交流直流変換回路２と点灯回路３の間に設けられた分岐点ｂ１、ｂ２に接続され、点灯回路３に点灯制御信号５１、フィラメント予熱回路４に予熱制御信号５２を伝送する制御回路５と、点灯回路３およびフィラメント予熱回路４と接続された、フィラメント６ａ、６ｂを有する熱陰極型放電ランプ６と、熱陰極型放電ランプ６のフィラメント６ａ、６ｂに近接するガラス管の外面にそれぞれ配設された熱断線素子７ａ、７ｂとで構成されている。なお、「接続」とは、配線を用いて直接接続されるだけでなく、例えば回路基板やコンデンサなどの回路素子を介した間接的な接続も含むものとする。
【００１２】
交流直流変換回路２は、入力側に供給される電源１からの交流電圧を直流電圧に変換するとともに、所望により変圧して出力する回路であり、例えばダイオードブリッジで構成されている。
【００１３】
点灯回路３は、熱陰極型放電ランプ６に電力を供給し、放電を生起させるための回路であり、所望の出力に変換するための放電用トランスと、放電用トランスを駆動させるための放電用トランス駆動回路などで構成されている。
【００１４】
フィラメント予熱回路４は、熱陰極型放電ランプ６に予熱電流を供給して、後述するフィラメント上に塗布されたエミッタの消耗を抑制するための回路であり、所望の出力に変換するためのフィラメント予熱用トランスと、フィラメント予熱用トランスを駆動させるためのフィラメント予熱用トランス駆動回路などで構成されている。
【００１５】
制御回路５は、点灯回路３およびフィラメント予熱回路４の駆動を制御して、熱陰極型放電ランプ６の点灯状態をコントロールするための回路であり、タイマー、遅延回路、演算部、入力部、出力部などで構成されている。つまり、制御回路５は、交流直流変換回路２の電力を受けて、点灯制御信号５１、予熱制御信号５２を生成し、それらの信号をそれぞれ点灯回路３、フィラメント予熱回路４に伝送することで、熱陰極型放電ランプ６の点灯電圧を調整したり点灯タイミングを遅らせたり、予熱電流を調整したりしている。また、それらの信号の伝送を止めることで、各回路の駆動を停止させ、熱陰極型放電ランプ６を消灯状態にすることも可能である。
【００１６】
熱陰極型放電ランプ６は、内部にアルゴンなどの希ガスと水銀が封入され、内面に蛍光体層が塗布されたガラス管の両端部にフィラメント６ａ、６ｂが配置されてなる。このフィラメント６ａ、６ｂには、熱電子放射性物質として、酸化バリウムなどの金属酸化物を主成分とするエミッタが塗布されている。
【００１７】
熱断線素子７ａ、７ｂは、検知対象の温度が所定の温度以上になったことを検知すると、断線して回路的にその前後の導通を断つ回路素子である。本発明では寿命末期などに発生するフィラメントの異常発熱の温度以上を検知すると断線する定格の温度ヒューズを使用している。
【００１８】
ここで、熱断線素子７ａ、７ｂの回路的な接続位置について説明すると、熱断線素子７ａ、７ｂは分岐点ｂ１と制御回路５の間に直列に接続されている。この部分は、制御回路５を駆動させるための電流しか流れない部分であり、点灯回路３やフィラメント予熱回路４とつながる配線部分と比較して、０．０１〜０．１倍程度の電流しか流れない。そのため、点灯回路３やフィラメント予熱回路４とつながる配線部分に熱断線素子７ａ、７ｂを直列に接続する場合と比較して、格段に低定格の熱断線素子を使用することができる点で有利である。
【００１９】
次に、熱陰極型放電ランプ点灯装置の動作について、図２を参照しながら説明する。図２は、熱陰極型放電ランプ点灯装置の回路動作の一例を示すタイムチャートである。なお、図２では立ち上がり時、立ち下がり時がタイムラグなく行われる、いわゆる理想的に動作した場合で示している。
【００２０】
まず、ユーザーなどの操作により、電源１がｔ１のタイミングでＯＮになると、電源１から例えば１００Ｖの交流電圧が出力され、交流直流変換回路２が駆動する。交流直流変換回路２では交流から直流への変換と変圧が行われ、例えば２４Ｖの直流電圧が出力される。交流直流変換回路２から直流電圧が出力されると、点灯回路３、フィラメント予熱回路４、制御回路５に電圧が印加されるが、この時点では制御回路５のみが駆動する。制御回路５では例えば、０Ｖまたは５Ｖの直流電圧のＯＮ、ＯＦＦ信号からなる点灯制御信号５１、予熱制御信号５２が生成され、予熱制御信号５２は速やかにフィラメント予熱回路４に伝送されるが、点灯制御信号５１は例えば４秒程度遅延して点灯回路３に伝送されるように設定されている。これは、フィラメント５１、５２が十分に予熱されないうちに熱陰極型放電ランプ５の点灯を開始してしまうことによるエミッタの消失を抑制するためである。予熱制御信号５２によりフィラメント予熱回路４が駆動すると、フィラメント６ａ、６ｂは例えば３Ｖｒｍｓ、４００ｍＡｒｍｓ、２０ｋＨｚの交流電力により十分に予熱され、点灯制御信号５１によりｔ１から遅れてｔ２のタイミングで点灯回路３が駆動すると、４００Ｖｒｍｓ、７０ｍＡｒｍｓ、６５ｋＨｚの交流電力がフィラメント６ａ、６ｂに供給されて放電が生起され、熱陰極型放電ランプ６が点灯状態となる。なお、ユーザーなどの操作により、電源１がｔ３のタイミングでＯＦＦになると、回路に電力が供給されなくなり消灯する。
【００２１】
このような点灯・消灯を繰り返していると、フィラメントに塗布されたエミッタが消失する、いわゆる寿命末期に到達したり、その他の要因などにより、ランプが異常に発熱する現象が発生する場合がある。このフィラメントの異常発熱が発生すると、最終的には、熱陰極型放電ランプ近傍に設置された樹脂などが溶融、発火する可能性があるので、そのままにしておくと危険である。ここでは、フィラメント６ｂがｔ４のタイミングで異常発熱したとする。すると、本実施の形態では、フィラメント６ｂの近傍に配設された熱断線素子７ｂが異常発熱を検知して速やかに断線する。熱断線素子７ｂが断線すると、制御回路５への電力供給が遮断されるため、制御回路５が停止し、点灯制御信号５１、予熱制御信号５２が生成、伝送されなくなることに伴って、点灯回路３とフィラメント予熱回路４も駆動停止するので、熱陰極型放電ランプ６は消灯し、フィラメントは異常発熱しなくなる。なお、フィラメント６ａ、またはフィラメント６ａ、６ｂの両方が同時に異常発熱した場合も、同様に熱陰極型放電ランプ６は消灯するに至る。つまり、本発明ではフィラメントの一方、または両方が異常発熱したとしても、熱陰極型放電ランプ５を消灯することができるため、安全かつ確実な熱陰極型放電ランプ点灯装置を提供することができる。
【００２２】
なお、以上からわかるように、本発明の効果を得るには、本実施の形態の接続位置に限らず、フィラメントの異常発熱を検知したときに、点灯回路３への点灯制御信号５１、フィラメント予熱回路４への予熱制御信号５２の伝送を阻止可能な分岐点ｂ１、ｂ２よりも出力側の位置に接続されていればよい。つまり、熱断線素子７ａ、７ｂを図３のように制御回路５と分岐点ｂ２との間に接続したり、図４のように制御回路５のブロック内に接続したりしてもよい。
【００２３】
したがって、本実施の形態では、熱断線素子７ａ、７ｂをフィラメント６ａ、６ｂの異常発熱を検知したときに、点灯回路３への点灯制御信号５１およびフィラメント予熱回路４への予熱制御信号５２の伝送を阻止可能な分岐点ｂ１よりも出力側の位置に接続されていることにより、簡単な回路構成で安全かつ確実に回路を停止することができる。
（第２の実施の形態）
図５は本発明の第２の実施の形態の熱陰極型放電ランプ点灯装置の回路ブロック図である。この第２の実施の形態の各部について、第１の実施の形態の熱陰極型放電ランプ点灯装置の各部と同一部分は同一符号で示し、その説明を省略する。
【００２４】
本実施の形態は、熱陰極型放電ランプ６１〜６４を多数（ここでは、４灯）点灯するための熱陰極型放電ランプ点灯装置であり、点灯回路３１〜３４、フィラメント予熱回路４１〜４４、分岐点ｂ１とｂ２の間には制御回路５が接続されており、この制御回路５からは、点灯回路３１〜３４に点灯制御信号５１、フィラメント予熱回路４１〜４４に予熱制御信号５２がそれぞれ伝送される構成となっている。また、フィラメント６１ａ〜６４ｂの近傍には、それぞれ熱断線素子７ｃ〜７ｊが配設されており、熱断線素子７ｃ〜７ｊは全てが直列に接続されているとともに、それらの両端（＝図における７ｃと７ｄ）が分岐点ｂ１と制御回路５の間に直列に接続されている。
【００２５】
このような構成では、フィラメント６１ａ〜６４ｂの何れかが異常発熱をしたとしても、その異常発熱を熱断線素子７ｃ〜７ｊが検知して断線するため、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００２６】
また、本実施の形態では、隣接する熱陰極型放電ランプ間のピッチをＰ（ｍｍ）、一対のフィラメントなどの間の距離をＤ（ｍｍ）としたとき、Ｐ＜Ｄを満たしているような配置設計において、隣接する熱陰極型放電ランプに配設された熱断線素子同士を主として直列に接続（例えば、熱陰極型放電ランプ６２と６３における熱断線素子７ｅと７ｇ、熱断線素子７ｆと７ｈ）しているため、各熱断線素子７ｃ〜７ｊを短い距離で直列に接続することができ、配線の使用量を減らすことができる。なお、ここでの「主として」とは、全てがその状態を満たしていなければならないことを意味するものではなく、例えば熱断線素子７ｉと７ｊのように部分的にそれを満たさない箇所があっても良いことを意味するものである。
（第３の実施の形態）
図６は、本発明の第３の実施の形態の熱陰極型放電ランプ点灯装置の回路ブロック図である。
【００２７】
本実施の形態は、第２の実施の形態とほぼ同じ構成であるが、隣接する熱陰極型放電ランプ間のピッチをＰ（ｍｍ）、一対のフィラメントなどの間の距離をＤ（ｍｍ）としたとき、Ｐ＞Ｄを満たしているような配置設計にしており、これに伴って、各熱陰極型放電ランプの一対のフィラメント付近に配設された熱断線素子（例えば、熱陰極型放電ランプ６２における熱断線素子７ｅと７ｆ）同士を主として直列に接続しているため、各熱断線素子７ｃ〜７ｊを短い距離で直列に接続することができ、配線の使用量を減らすことができる。なお、ここでの「主として」とは、全てがその状態を満たしていなければならないことを意味するものではなく、例えば熱陰極型放電ランプ６１〜６４のうちのほとんどがそれを満たしていれば良いことを意味するものである。
【００２８】
なお、本実施の形態は上記に限られるわけではなく、例えば次のように変更してもよい。
【００２９】
本発明は、図７に示すような、点灯回路３内にチョークコイルを有することで、点灯回路３のみで熱陰極型放電ランプ６の点灯とフィラメント予熱の両方を行う回路においても有効である。
【００３０】
制御回路５は、交流直流変換回路２と点灯回路３の間に接続される場合に限らず、分岐点ｂ３、ｂ４とフィラメント予熱回路４の間に接続されていてもよく、要は交流直流変換回路２から分岐して点灯回路３やフィラメント予熱回路４と並列に配置されている構成であればよい。
【００３１】
熱陰極型放電ランプ６の形状は直線状に限らず、例えば環状、Ｕ字状、Ｃ字状や、立体的な形状、例えば螺旋状など、どのような形状をとってもよい。また、熱陰極型放電ランプ６が用いられる灯数は限定されない。
【００３２】
熱断線素子７ａ〜７ｊは、温度ヒューズに限らず、異常発熱を検知して断線する回路素子であれば、その形態は問わない。
【００３３】
熱断線素子７ａ、７ｂの配設位置は、異常発熱を検知できるフィラメント近傍であればよく、例えば熱陰極型放電ランプの両端に金属や樹脂などからなるソケットを取着したときは、その面などに取り着けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の熱陰極型放電ランプ点灯装置の第１の実施の形態を示す説明図。
【図２】図１に示す熱陰極型放電ランプ点灯装置の回路動作を示すタイムチャート。
【図３】他の変形例１を示す説明図。
【図４】他の変形例２を示す説明図。
【図５】本発明の熱陰極型放電ランプ点灯装置の第２の実施の形態を示す説明図。
【図６】本発明の熱陰極型放電ランプ点灯装置の第３の実施の形態を示す説明図。
【図７】他の変形例３を示す説明図。
【符号の説明】
【００３５】
１            電源
２            交流直流変換回路
３            点灯回路
４            フィラメント予熱回路
５            制御回路
５１          点灯制御信号
５２          予熱制御信号
６            熱陰極型放電ランプ
６ａ、６ｂ    フィラメント
７ａ、７ｂ    温度ヒューズ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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