(57)【要約】【課題】放電管の内面の外部電極に対応する部分に電子放射性物質が設けられた外部電極放電ランプを点灯せしめるランプ点灯装置において、電子放射性物質の消耗の状況に応じて点灯回路の出力を制御可能とする。【解決手段】放電管の外面に電極を備えかつ前記放電管の内面であって前記電極に対応する部分に電子放射性物質が設けられた外部電極放電ランプ１を点灯回路により点灯させる点灯装置であって、前記電子放射性物質の消耗による前記外部電極放電ランプ１の非平衡特性を検出するランプ非平衡特性検出手段２と、前記ランプ非平衡特性検出手段２の検出結果を受けて前記点灯回路６の出力を変化させる出力制御手段４を備える。【選択図】図１
2010123529.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電管の外面に電極を備えかつ前記放電管の内面であって前記電極に対応する部分に電子放射性物質が設けられた外部電極放電ランプを点灯回路により点灯させる点灯装置であって、
前記電子放射性物質の消耗による前記外部電極放電ランプの非平衡特性を検出するランプ非平衡特性検出手段と、
前記ランプ非平衡特性検出手段の検出結果を受けて前記点灯回路の出力を変化させる出力制御手段を備えることを特徴とするランプ点灯装置。
【請求項２】
請求項１において、前記出力制御手段は、前記ランプ非平衡特性検出手段により検出されたランプ非平衡レベルに対して負の相関で前記点灯回路の出力を変化させることを特徴とするランプ点灯装置。
【請求項３】
請求項２において、前記出力制御手段は、前記ランプ非平衡特性検出手段により検出されたランプ非平衡レベルと基準レベルとの差が小さくなるように前記点灯回路の出力をフィードバック制御することを特徴とするランプ点灯装置。
【請求項４】
請求項２において、前記出力制御手段は、前記ランプ非平衡特性検出手段の検出出力を受けて電極ロスが一定となるように前記点灯回路の出力を変化させることを特徴とするランプ点灯装置。
【請求項５】
請求項２〜４のいずれかにおいて、前記外部電極放電ランプの使用初期に前記ランプ非平衡特性検出手段により検出されたランプ非平衡レベルを初期値として記憶する手段を備え、前記出力制御手段は、前記初期値を参照して、前記点灯回路の出力を制御することを特徴とするランプ点灯装置。
【請求項６】
請求項５において、前記初期値を再設定するリセット手段を有することを特徴とするランプ点灯装置。
【請求項７】
請求項１において、前記出力制御手段は、前記ランプ非平衡特性検出手段により検出されたランプ非平衡レベルに対して正の相関で前記点灯回路の出力を変化させることを特徴とするランプ点灯装置。
【請求項８】
請求項７において、前記出力制御手段は、前記ランプ非平衡特性検出手段の検出出力を受けて電極ロスに相当する分、前記点灯回路の出力を増加させることを特徴とするランプ点灯装置。
【請求項９】
請求項８において、前記出力制御手段は、前記点灯回路の出力を間欠的に増減させるバースト調光のＤｕｔｙを大きくすることで前記点灯回路の出力を増加させることを特徴とするランプ点灯装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれかにおいて、前記点灯回路は出力トランスを備え、前記ランプ非平衡特性検出手段は、出力トランスの磁気飽和を検出する手段であることを特徴とするランプ点灯装置。
【請求項１１】
請求項１〜９のいずれかにおいて、前記ランプ非平衡特性検出手段は、電極近傍の温度差を検出する手段であることを特徴とするランプ点灯装置。
【請求項１２】
請求項１〜９のいずれかにおいて、前記ランプ非平衡特性検出手段は、前記外部電極放電ランプに設けられた検出電極の電位の変化を検出することを特徴とするランプ点灯装置。
【請求項１３】
請求項１２において、前記ランプ非平衡特性検出手段は、前記外部電極放電ランプの放電管の中央部に設けられた検出電極の電位の変化を検出することを特徴とするランプ点灯装置。
【請求項１４】
請求項１〜９のいずれかにおいて、前記ランプ非平衡特性検出手段は、逆位相の電圧を高圧側電極に印加されて並列点灯される２灯の外部電極放電ランプの低圧側電極の電位変化を検出することを特徴とするランプ点灯装置。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれかにおいて、前記ランプ非平衡特性検出手段の検出出力を受けてランプ寿命を判定するランプ寿命判定手段を備えることを特徴とするランプ点灯装置。
【請求項１６】
請求項１５において、前記ランプ寿命判定手段によりランプ寿命と判定したときに上位制御装置へ通知する手段を備えることを特徴とするランプ点灯装置。
【請求項１７】
請求項１５または１６において、前記ランプ寿命判定手段は、前記ランプ非平衡特性検出手段により検出される非平衡レベルが所定の基準値を超えるとランプ寿命と判定することを特徴とするランプ点灯装置。
【請求項１８】
請求項１５または１６において、前記ランプ寿命判定手段は、前記ランプ非平衡特性検出手段により検出される非平衡レベルの長期的な変動を検知することによりランプ寿命を判定することを特徴とするランプ点灯装置。
【請求項１９】
請求項１５または１６において、前記ランプ寿命判定手段は、前記外部電極放電ランプの点灯初期に前記ランプ非平衡特性検出手段により検出される非平衡レベルの変動パターンによりランプ寿命を判定することを特徴とするランプ点灯装置。
【請求項２０】
請求項１〜１９のいずれかにおいて、前記外部電極放電ランプの点灯初期は、前記ランプ非平衡特性検出手段による非平衡検出信号を無効とすることを特徴とするランプ点灯装置。
【請求項２１】
請求項１〜２０のいずれかに記載のランプ点灯装置を備えることを特徴とする照明装置。
【請求項２２】
請求項２１に記載の照明装置を備えることを特徴とする画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外部電極放電ランプを点灯させるランプ点灯装置、及びこれを用いた照明装置並びに画像表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、熱陰極を有さない低圧放電ランプとして、図１６、図１７に示すような電子放射性物質付き外部電極放電ランプが存在する。電子放射性物質付き外部電極放電ランプ１は、放電管１０の両端の外面に電極１７を備え、かつ放電管１０の内面であって前記電極１７に対応する部分に電子放射性物質１３が設けられたランプである。放電管１０内には水銀と低圧の放電ガスが封入され、放電管１０の内壁には蛍光体層１４が設けられている。
【０００３】
この電子放射性物質付き外部電極放電ランプは、電子放射性物質１３が設けられていることにより、通常の外部電極放電ランプよりも電極ロスが少なく、高効率である。また、電子放射性物質１３が消耗した場合でも、通常の外部電極放電ランプとして使用を継続できるので、長寿命である。しかしながら、電子放射性物質が消耗した後、通常の外部電極放電ランプとして使用を継続する場合、電子放射性物質が消耗する前に比べると、電極ロスが増大するので、電極近傍の温度が上昇する可能性がある。
【０００４】
ここで、電極ロスについて説明する。外部電極蛍光ランプのランプ電圧Ｖｌａは、図１８に示すように陽光柱電圧Ｖｐと陰極降下電圧Ｖｃで構成される。ランプ電流をＩｌａとすると、ランプ電力はＷｌａ＝Ｉｌａ×Ｖｌａ＝Ｉｌａ×（Ｖｃ＋Ｖｐ）であるが、そのうちＩｌａ×Ｖｃが発光に寄与しない電力（電子放出に必要な電力）であり、これを電極ロスと定義する。この考えの参考となる文献として、「バックライト用光源の開発動向」（ウシオ電機（株）数永健二著、光技術情報誌「ライトエッジ」Ｎｏ．２／特集  液晶バックライト光源、１９９５年春発行）がある。同文献によれば、陰極降下電圧とは陰極直前の電位差で、ここで使われるエネルギーを電極損失（電極ロス）といい、発光に寄与しないものである。陽光柱とは、発光に寄与する部分で、１［ｃｍ］当たりの電圧を陽光柱電位傾度という。これが高いほど発光部分にエネルギーが入ることになる。同じランプ電流なら細管であるほど、また封入ガスの圧力が高いほど陽光柱電位傾度は高くなる。蛍光ランプに投入された電気エネルギーは陽光柱への入力と電極損失（電極ロス）に使われる。陽光柱への入力の約１／３が可視光線に変換される。外部電極蛍光ランプの場合は、電極損失（電極ロス）の大きい分、熱陰極蛍光ランプより効率が低い。
【０００５】
一方、熱陰極蛍光ランプ（ＨＣＦＬ）は放電管の両端に熱陰極（フィラメント）を備え、これに電子放射性物質（いわゆるエミッタ）が塗布されたランプであるが、このＨＣＦＬを交流点灯させていると、いずれか片側の熱陰極の電子放射性物質が先に消耗し、寿命末期には半波放電状態となることがある。半波放電状態では、点灯回路の損失が増大するので、回路を保護するために、点灯回路の出力を停止または低減させる保護モードに移行させることが一般的である。その寿命末期判定手段として、例えば、特許文献１（特開２００１−１０２１９２号公報）には、半波放電によるランプ電圧の直流成分を検知し、点灯回路を停止させるようにした構成が開示されている。
【特許文献１】特開２００１−１０２１９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に開示された技術は、熱陰極蛍光ランプ（ＨＣＦＬ）の寿命末期判定手段であるから、寿命末期判定後の長期間の使用継続は想定されていない。これに対して、電子放射性物質付き外部電極放電ランプは、効率改善のために電極に電子放射性物質を設けたものであるから、電子放射性物質が無くても通常の外部電極放電ランプとしての使用は可能であり、従来は電子放射性物質の消耗を検知するという考え方が無かった。
【０００７】
しかしながら、上述のように、電子放射性物質が消耗した後、通常の外部電極放電ランプとして使用を継続する場合、電子放射性物質が消耗する前に比べると、電極ロスが増大するので、電極近傍の温度が上昇する可能性がある。また、電極ロスが増大することにより同じ条件で点灯させていると、光出力が低下する可能性がある。したがって、光出力の一定化あるいは電極近傍の温度管理のいずれかの観点から、電子放射性物質付き外部電極放電ランプにおいて、各電極の電子放射性物質の消耗の状況に応じて点灯回路の出力を制御することが望まれる。
【０００８】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、放電管の外面に電極を備えかつ前記放電管の内面であって前記電極に対応する部分に電子放射性物質が設けられた外部電極放電ランプを点灯回路により点灯させる点灯装置において、電子放射性物質の消耗の状況に応じて点灯回路の出力を制御可能とすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１の発明は、上記の課題を解決するために、図１６、図１７に示すように、放電管１０の外面に電極１７を備えかつ前記放電管１０の内面であって前記電極１７に対応する部分に電子放射性物質１３が設けられた外部電極放電ランプ１を点灯回路により点灯させる点灯装置であって、図１に示すように、前記電子放射性物質の消耗による前記外部電極放電ランプ１の非平衡特性を検出するランプ非平衡特性検出手段２と、前記ランプ非平衡特性検出手段２の検出結果を受けて前記点灯回路６の出力を変化させる出力制御手段４を備えることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記出力制御手段４は、前記ランプ非平衡特性検出手段２により検出されたランプ非平衡レベルに対して負の相関で前記点灯回路６の出力を変化させることを特徴とする。負の相関とは、非平衡レベルが増大するにつれて点灯回路６の出力を減少させることを意味する。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項２の発明において、前記出力制御手段４は、図３に示すように、前記ランプ非平衡特性検出手段２により検出されたランプ非平衡レベルと基準レベルとの差が小さくなるように前記点灯回路６の出力をフィードバック制御することを特徴とする。
【００１２】
請求項４の発明は、請求項２の発明において、前記出力制御手段４は、前記ランプ非平衡特性検出手段２の検出出力を受けて電極ロスが一定となるように前記点灯回路６の出力を変化させることを特徴とする。
【００１３】
請求項５の発明は、請求項２〜４の発明において、前記外部電極放電ランプ１の使用初期に前記ランプ非平衡特性検出手段２により検出されたランプ非平衡レベルを初期値として記憶する手段（図６、図１１のＥＥＰＲＯＭ４１等）を備え、前記出力制御手段４は、前記初期値を参照して、前記点灯回路６の出力を制御することを特徴とする。
【００１４】
請求項６の発明は、請求項５の発明において、前記初期値を再設定するリセット手段を有することを特徴とする。
【００１５】
請求項７の発明は、請求項１の発明において、前記出力制御手段６は、前記ランプ非平衡特性検出手段２により検出されたランプ非平衡レベルに対して正の相関で前記点灯回路６の出力を変化させることを特徴とする。正の相関とは、非平衡レベルが増大するにつれて点灯回路６の出力を増加させることを意味する。
【００１６】
請求項８の発明は、請求項７の発明において、前記出力制御手段６は、前記ランプ非平衡特性検出手段２の検出出力を受けて電極ロスに相当する分、前記点灯回路６の出力を増加させることを特徴とする。
【００１７】
請求項９の発明は、請求項８の発明において、前記出力制御手段４は、前記点灯回路６の出力を間欠的に増減させるバースト調光のＤｕｔｙを大きくすることで前記点灯回路６の出力を増加させることを特徴とする。
【００１８】
請求項１０の発明は、請求項１〜９の発明において、前記点灯回路６は出力トランスＴ１を備え、前記ランプ非平衡特性検出手段２は、出力トランスＴ１の磁気飽和を検出する手段であることを特徴とする（図１０）。
【００１９】
請求項１１の発明は、請求項１〜９の発明において、前記ランプ非平衡特性検出手段２は、電極近傍の温度差を検出する手段であることを特徴とする（図８、図９）。
【００２０】
請求項１２の発明は、請求項１〜９の発明において、前記ランプ非平衡特性検出手段２は、前記外部電極放電ランプ１に設けられた検出電極１８の電位の変化を検出することを特徴とする（図１、図３）。
【００２１】
請求項１３の発明は、請求項１２の発明において、前記ランプ非平衡特性検出手段２は、前記外部電極放電ランプ１の放電管の中央部に設けられた検出電極１８の電位の変化を検出することを特徴とする（図１、図３）。
【００２２】
請求項１４の発明は、請求項１〜９の発明において、前記ランプ非平衡特性検出手段２は、逆位相の電圧を高圧側電極に印加されて並列点灯される２灯の外部電極放電ランプ１ａ，１ｂの低圧側電極の電位変化を検出することを特徴とする（図６、図７）。
【００２３】
請求項１５の発明は、請求項１〜１４の発明において、前記ランプ非平衡特性検出手段の検出出力を受けてランプ寿命を判定するランプ寿命判定手段を備えることを特徴とする（図１４のステップ＃１４）。
【００２４】
請求項１６の発明は、請求項１５の発明において、前記ランプ寿命判定手段によりランプ寿命と判定したときに上位制御装置へ通知する手段を備えることを特徴とする（図１４のステップ＃１６）。
【００２５】
請求項１７の発明は、請求項１５または１６の発明において、前記ランプ寿命判定手段は、前記ランプ非平衡特性検出手段により検出される非平衡レベルが所定の基準値を超えるとランプ寿命と判定することを特徴とする（図１４のステップ＃１４）。
【００２６】
請求項１８の発明は、請求項１５または１６の発明において、前記ランプ寿命判定手段は、前記ランプ非平衡特性検出手段により検出される非平衡レベルの長期的な変動を検知することによりランプ寿命を判定することを特徴とする（図１２）。
【００２７】
請求項１９の発明は、請求項１５または１６の発明において、前記ランプ寿命判定手段は、前記外部電極放電ランプの点灯初期に前記ランプ非平衡特性検出手段により検出される非平衡レベルの変動パターンによりランプ寿命を判定することを特徴とする（図１３）。
【００２８】
請求項２０の発明は、請求項１〜１９のいずれかにおいて、前記外部電極放電ランプの点灯初期は、前記ランプ非平衡特性検出手段による非平衡検出信号を無効とすることを特徴とする（図４）。
【００２９】
請求項２１の発明は、請求項１〜２０のいずれかに記載のランプ点灯装置を備えることを特徴とする照明装置である。
【００３０】
請求項２２の発明は、請求項２１に記載の照明装置を備えることを特徴とする画像表示装置である（図１５）。
【発明の効果】
【００３１】
請求項１の発明によれば、放電管の外面に電極を備えかつ前記放電管の内面であって前記電極に対応する部分に電子放射性物質が設けられた外部電極放電ランプを点灯回路により点灯させる点灯装置において、電子放射性物質の消耗によるランプの非平衡特性の検出出力を受けて点灯回路の出力を変化させるようにしたので、電極温度を適切に管理したり、光出力を一定化する制御が可能となる。
【００３２】
請求項２の発明によれば、ランプ非平衡レベルに対して負の相関で点灯回路の出力を変化させるので、異常な電極温度の上昇を防止できる。
【００３３】
請求項３の発明によれば、ランプ非平衡レベルと基準レベルとの差が小さくなるように点灯回路の出力をフィードバック制御するようにしたので、光出力の急激な減少を回避でき、使用者に違和感を生じさせることがない。また、ランプ両端に生じる直流電圧を適切に制御できるから、カタホレシスによる水銀偏りも改善できる。
【００３４】
請求項４の発明によれば、電極ロスが一定となるように点灯回路の出力を変化させるので、電極温度をより適切に管理できる。また、安全な範囲内で光出力を最大に制御できる。
【００３５】
請求項５の発明によれば、使用初期のランプ非平衡レベルを初期値として記憶して、この初期値を参照して点灯回路の出力を制御するので、ランプのばらつきや点灯回路のばらつきに起因する誤検出を防止できる。
【００３６】
請求項６の発明によれば、前記初期値を再設定するリセット手段を有するので、ランプ交換が可能となる。
【００３７】
請求項７の発明によれば、ランプ非平衡レベルに対して正の相関で点灯回路の出力を変化させるので、電子放射性物質が消耗しても光出力の不足を生じにくい。
【００３８】
請求項８の発明によれば、電極ロスに相当する分、点灯回路の出力を増加させるので、光出力を精度良く一定化できる。
【００３９】
請求項９の発明によれば、点灯回路の出力を間欠的に増減させるバースト調光のＤｕｔｙを大きくすることで点灯回路の出力を増加させるので、制御が容易である。また、液晶表示用バックライト装置に用いた場合に、動画表示性能を高く維持できる。
【００４０】
請求項１０の発明によれば、ランプ非平衡特性検出手段は、点灯回路の出力トランスの磁気飽和を検出する手段としたので、出力トランスの１次側に検出回路を配置することができ、回路構成を簡略化できる。
【００４１】
請求項１１の発明によれば、ランプ非平衡特性検出手段は、電極近傍の温度差を検出する手段としたので、より確実に電極ロスの非平衡を検出できる。
【００４２】
請求項１２、１３の発明によれば、ランプ非平衡特性検出手段は、外部電極放電ランプに設けられた検出電極の電位の変化、特に放電管の中央部に設けられた検出電極の電位の変化を検出するので、外部電極放電ランプにおいて非平衡特性を容易に検出できる。
【００４３】
請求項１４の発明によれば、逆位相の電圧を高圧側電極に印加されて並列点灯される２灯の外部電極放電ランプの低圧側電極の電位変化を検出するようにしたので、検出回路の数を削減でき、回路構成が簡単化できる。
【００４４】
請求項１５の発明によれば、ランプ非平衡特性検出手段の検出出力を受けてランプ寿命を判定するランプ寿命判定手段を備えるので、システムの保守性を向上させることができる。
【００４５】
請求項１６の発明によれば、ランプ寿命と判定したときに上位制御装置へ通知する手段を備えるので、ユーザーにランプ寿命を告知する制御が容易に実現できる。
【００４６】
請求項１７の発明によれば、非平衡レベルが所定の基準値を超えるとランプ寿命と判定するので、簡単にランプ寿命を判定できる。
【００４７】
請求項１８の発明によれば、非平衡レベルの長期的な変動を検知することによりランプ寿命を判定するので、精度良くランプ寿命を判定できる。また、点滅回数が少なく１回の点灯時間が長い用途においてもランプ寿命を判定できる。
【００４８】
請求項１９の発明によれば、点灯初期に検出される非平衡レベルの変動パターンによりランプ寿命を判定するので、精度良くランプ寿命を判定できる。また、点滅回数が多く１回の点灯時間が短い用途においてもランプ寿命を判定できる。
【００４９】
請求項２０の発明によれば、点灯初期は非平衡検出信号を無効とすることで、誤検出を防止できる。
【００５０】
請求項２１の発明によれば、光出力の制御やランプ電極近傍の温度管理が適切で長寿命の照明装置を実現できる。
【００５１】
請求項２２の発明によれば、光出力の制御やランプ電極近傍の温度管理が適切で長寿命の画像表示装置を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５２】
（実施形態１）
図１は本発明の実施形態１の回路図である。以下、その回路構成について説明する。直流電源Ｅは例えば商用交流電源を整流平滑した直流電圧を出力する。点灯回路６は、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２とコンデンサＣ１よりなるハーフブリッジインバータ回路で構成されている。スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２は高周波発振器５の発振出力により所定のデッドオフタイムを経て一定周波数で交互にオン・オフ制御される。コンデンサＣ３は高周波発振器５の発振周波数を規定するコンデンサである。
【００５３】
高周波発振器５の出力によりスイッチング素子Ｑ１がオン、スイッチング素子Ｑ２がオフのときは、直流電源Ｅの正極からスイッチング素子Ｑ１→コンデンサＣ１→昇圧トランスＴ１の１次巻線ｎ１→直流電源Ｅの負極を介する経路で電流が流れて、コンデンサＣ１には電荷が蓄積される。スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２が共にオフとなるデッドオフタイムを経て、スイッチング素子Ｑ１がオフ、スイッチング素子Ｑ２がオンになると、コンデンサＣ１→スイッチング素子Ｑ２→昇圧トランスＴ１の１次巻線ｎ１→コンデンサＣ１の経路で電流が流れて、コンデンサＣ１の電荷が放出される。その後、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２が共にオフとなるデッドオフタイムを経て、スイッチング素子Ｑ１がオン、スイッチング素子Ｑ２がオフとなり、以下、同じ動作を繰り返す。
【００５４】
上述の動作により昇圧トランスＴ１の１次巻線ｎ１には、図２のような高周波電圧Ｖｎ１が印加されるので、昇圧トランスＴ１の一対の２次巻線ｎ２，ｎ３には昇圧された高周波電圧が発生する。一対の２次巻線ｎ２，ｎ３の巻数は等しく設定されている。
【００５５】
２次巻線ｎ２，ｎ３の各一端は接地されている。一方の２次巻線ｎ２の非接地端は外部電極放電ランプ１の一方の電極に接続されており、他方の２次巻線ｎ３の非接地端は外部電極放電ランプ１の他方の電極に接続されている。したがって、外部電極放電ランプ１の一対の電極は接地電位に対して互いに逆位相の電圧を印加されており、その中央部の電位は正常時には接地電位に等しくなる。
【００５６】
放電管の中央部には、検出電極１８が設けられており、その検出電位は絶対値回路３に入力されている。絶対値回路３は例えば全波整流器でも構成できるが、絶対値を検出できる回路であれば何でも良い。
【００５７】
外部電極放電ランプ１が平衡状態であれば、絶対値回路３の出力はゼロとなるが、外部電極放電ランプ１が非平衡状態になると、検出電極１８の電位が接地電位に対して正または負の電位に変化するので、絶対値回路３の出力は上昇する。
【００５８】
本実施形態では、出力制御回路４はコンパレータＣＭＰとラッチ回路ＦＦ１、出力トランジスタＱ３で構成されており、絶対値回路３の出力が基準レベルＶｒｅｆを越えると、コンパレータＣＭＰの出力が反転し、ラッチ回路ＦＦ１のＱ出力がＨレベルとなることで、出力トランジスタＱ３がオン状態に維持されて、高周波発振器５の動作が切替る。
【００５９】
詳しく説明すると、絶対値回路３により検出された検出電極１８の電圧（絶対値）は、出力制御回路４のコンパレータＣＭＰの＋側入力端子に印加されている。コンパレータＣＭＰの−側入力端子には基準電圧Ｖｒｅｆが印加されており、絶対値回路３の出力電圧が基準電圧Ｖｒｅｆを越えると、コンパレータＣＭＰの出力はＬレベルからＨレベルに変化する。その立ち上がりエッジでラッチ回路ＦＦ１がセットされて、ラッチ回路ＦＦのＱ出力がＬレベルからＨレベルに変化するから、出力トランジスタＱ３はオフ状態からオン状態に変化し、その後、電源オフまで出力トランジスタＱ３はオン状態に維持される。
【００６０】
出力トランジスタＱ３がオフ状態のときは、制御電源電圧Ｖｃｃを抵抗Ｒ１，Ｒ２により分圧し、コンデンサＣ４により安定化させた直流電圧が高周波発振器５に指令電圧として入力されており、このとき、高周波発振器５はデッドオフタイムが短い発振状態となっており、点灯回路６は高出力の状態（図２（ａ））となっている。出力トランジスタＱ３がオン状態になると、コンデンサＣ４の電圧は略ゼロとなり、高周波発振器５はデッドオフタイムＴｄが長い発振状態となっており、点灯回路６は低出力の状態（図２（ｂ））となる。
【００６１】
電子放射性物質付き外部電極放電ランプは、電子放射性物質の消耗とともに電極温度が上昇するため、本実施形態では、通常点灯モード（図２（ａ））からランプ電流を制限する保護点灯モード（図２（ｂ））へと移行させて、電極温度を正常範囲に維持する。保護点灯モード時のランプ電流は、定格時の５０［％］〜９０［％］に設定される。
【００６２】
電極近傍の部材には、ポリカーボネイトなどの耐熱プラスチックが用いられているが、ランプ電流の制御による温度管理を実施しない場合、電極温度の上昇に耐える高耐熱の樹脂を選定する必要があり、コスト増を招く。そこで、電子放射性物質が消耗した後は、電極ロスが増大した分を相殺するようにランプ電流を減少させる。これにより、電子放射性物質が正常である場合に比べて電極近傍の温度が上昇するのを抑えることができる。一般的には、「陰極降下電圧の上昇率の逆数倍となるようにランプ電流を減少させれば良い」と言える。
【００６３】
本実施形態のように、非平衡レベルが増大すると点灯回路６の出力を減少させる制御（負の相関の出力制御）では、非平衡レベルの増大に対してランプ電流Ｉｌａを精度良く制御する必要があるので、ランプ電流Ｉｌａが目標値で一定となるように制御可能な定電流制御機能を有する点灯回路と組み合わせた場合に特に効果的である。
【００６４】
本実施形態では、外部電極放電ランプ１として、略Ｍ字型の放電管を備える電子放射性物質付き外部電極蛍光ランプ（ＥＥＦＬ）を用いているが、これに限定されるものではない。放電管の形状は略Ｕ字型でも良いし、螺旋型でも良いし、丸型でも良いし、直管型でも良い。
【００６５】
検出電極１８はグラファイトのようなカーボン電極でも良いし、金属電極でも良いし、好ましくは透明電極を用いても良い。また、検出電極は放電管の電位の変化を検出すれば良いので、必ずしも放電管の中央部である必要は無い。例えば、高圧配線の漏れ電流の影響により外部電極放電ランプ１の両端の電流バランスが等しくならないときなどに、昇圧トランスＴ１の２次巻線ｎ２，ｎ３の巻線比率を変えることがあるが、この場合に、検出電極の位置を放電管の中央部からずらすことも考えられる。
さらに、図１９（ａ）〜（ｃ）に示すように、外部電極放電ランプ１を支持するランプホルダーを検出電極１８として兼用しても良い。図中、１８ａは電極部、１８ｂはプラスチックホルダー、１８ｃは導体、２２はシャーシ（筐体）である。また、図２０に示すように、複数の外部電極放電ランプ１ａ，１ｂ，１ｃ，…に設けた検出電極１８を共通としても良い。
【００６６】
（実施形態２）
図３は本発明の実施形態２の回路図である。上述の実施形態１では、検出された非平衡レベルが基準値を超えると、不連続的に出力を変化させるように制御しているが、本実施形態では、連続的に出力を変化させるように制御している点が異なる。
【００６７】
出力制御回路４はオペアンプＯＰ１を備え、入力抵抗Ｒ３、帰還抵抗Ｒ４、出力抵抗Ｒ５、積分コンデンサＣ５と共に、フィードバック制御回路を構成している。非平衡レベル検出回路２から出力される非平衡レベルが低いときは、オペアンプＯＰ１の出力電圧は高く、非平衡レベル検出回路２から出力される非平衡レベルが高くなるにつれて、オペアンプＯＰ１の出力電圧は低くなる。オペアンプＯＰ１の出力電圧が低くなると、実施形態１と同様に、点灯回路６の出力は低下するので、検出される非平衡レベルも低下することになり、負帰還制御が働くことになるから、非平衡レベルの上昇が抑制される方向に出力が制御されることになる。
【００６８】
実施形態１では、検出される非平衡レベルが所定の基準値に達すると、急に点灯回路６の出力が低下するので、使用者に違和感を与える恐れがあるが、本実施形態では、電極部分の電子放射性物質の消耗が進むにつれて、検出される非平衡レベルが上昇しても、その上昇を緩和するように点灯回路６の出力が連続的に低下して行くので、使用者に違和感を与える恐れが少ない。
【００６９】
また、電子放射性物質付き外部電極放電ランプにおける電子放射性物質の消耗は、熱陰極蛍光ランプ（ＨＣＦＬ）における電子放射性物質の消耗ほど急激に起こるものではなく、徐々に進行するという特徴があるので、コンパレータによる２段階の制御よりは、オペアンプによる連続的な制御が適していると言える。
【００７０】
（実施形態３）
図４は本発明の実施形態３の要部回路図である。本実施形態は、上述の実施形態１または２において、タイマー回路７の出力により一定時間オンされるトランジスタＱ４を非平衡レベル検出回路２の出力に接続したものである。
【００７１】
タイマー回路７の出力は、電源投入後の一定時間はＨレベルとなる。これにより、電源投入後の一定時間はトランジスタＱ４がオンとなり、トランジスタＱ４がオンしている間は、非平衡レベル検出回路２から出力制御回路４に入力される非平衡検出信号は強制的にゼロになる。これにより電源投入直後に一時的に外部電極放電ランプ１が非平衡状態となっても誤検出により点灯回路６の出力を抑制するような不都合は生じない。
【００７２】
また、点灯回路６の調光方式としてバースト調光（間欠点灯方式）を用いている場合には、ランプが消灯期間から点灯期間に移行してから一定期間はタイマー回路７の出力がＨレベルとなるように構成しても良い。これにより、外部電極放電ランプ１が点灯した直後に一時的に外部電極放電ランプ１が非平衡状態となっても誤検出により点灯回路６の出力を抑制するような不都合は生じない。
【００７３】
（実施形態４）
図５は本発明の実施形態４の要部回路図である。本実施形態は、上述の実施形態１〜３のいずれかにおいて、ランプ非平衡特性検出手段２の構成を変更したものである。本実施形態では、昇圧トランスＴ１は１つの２次巻線ｎ２を備え、この２次巻線ｎ２の高周波電圧は直流成分検出用のコンデンサＣ２を介して外部電極放電ランプ１に印加される。
【００７４】
放電ランプ１は図１６、図１７に示す電子放射性物質付き外部電極放電ランプであり、その構造上、ランプ自身が放電路と直列にキャパシタンス成分を有している。したがって、直流成分検出用のコンデンサＣ２の両端で検出される直流成分を大きくするためには、コンデンサＣ２の容量は、ランプ自身のキャパシタンス成分と同程度とするか、それより小さくなるように設定すると良い。また、直流成分検出用のコンデンサＣ２の容量が小さくても十分なランプ電流を流せるように、点灯回路６の発振周波数は通常使用される周波数よりも高めに設定すると良い。
【００７５】
コンデンサＣ２の両端電圧は、絶対値回路３により絶対値に変換されて、出力制御回路４に入力される。絶対値回路３は例えば全波整流器でも構成できるが、絶対値を検出できる回路であれば何でも良い。
【００７６】
高周波電圧の一方の半サイクルでは、昇圧トランスＴ１の２次巻線ｎ２→外部電極放電ランプ１→コンデンサＣ２→２次巻線ｎ２の経路で電流が流れて、コンデンサＣ２には高周波のランプ電流の半サイクル分の電荷が蓄積されるが、高周波電圧の他方の半サイクルでは、２次巻線ｎ２→コンデンサＣ２→外部電極放電ランプ１→２次巻線ｎ２の経路で上記とは反対方向に電流が流れるから、コンデンサＣ２に蓄積された高周波のランプ電流の半サイクル分の電荷は直ちに放出され、結局、コンデンサＣ２の両端電圧は略０［Ｖ］となる。
【００７７】
ここで、外部電極放電ランプ１の電子放射性物質が片側のみ先に消耗し、高周波電圧の正負いずれかの半サイクルでランプ電流が流れにくくなると、コンデンサＣ２には他の半サイクルで流れるランプ電流による電荷が蓄積されて行き、グランド電位に対して正または負のいずれかの方向に変化して行く。このコンデンサＣ２の電圧が正負いずれの方向に変化しようとも、絶対値回路３によりコンデンサＣ２の電圧が絶対値として検出され、出力制御回路４に入力される。その後の動作は図１または図３の実施形態と同様である。
【００７８】
（実施形態５）
図６は本発明の実施形態５の回路図である。本実施形態のランプ非平衡特性検出手段２は、逆位相の電圧を高圧側電極に印加されて並列点灯される２灯の外部電極放電ランプ１ａ，１ｂの低圧側電極の電位変化を検出することを特徴とする。
【００７９】
図６の実施形態は、上述の図１の実施形態において、放電管の中央部に検出電極１８を備える略Ｍ字型の外部電極放電ランプ１を２つに分割し、略Ｕ字型の放電管を有する２灯の外部電極放電ランプ１ａ，１ｂを並列点灯したものに相当する。２灯の外部電極放電ランプ１ａ，１ｂは特性が同じものであれば良く、放電管の形状は螺旋型でも良いし、丸型でも良いし、直管型でも良い。
【００８０】
図６の回路において、２灯の外部電極放電ランプ１ａ，１ｂの特性が理想的に同じであれば、正常時において、コンデンサＣ２の両端電圧はゼロ（接地電位）となる。いずれかの電極において、電子放射性物質が消耗し、ランプ電流がアンバランスに流れると、コンデンサＣ２の両端電圧は、接地電位に対して正または負の電位に変化するので、その変化を検出することにより、電子放射性物質の消耗を検出することができる。
【００８１】
ところで、外部電極放電ランプは、その構造上、放電路と直列にキャパシタンス成分を含むものであるから、２灯の外部電極放電ランプ１ａ，１ｂのキャパシタンス成分は多少アンバランスとなることがある。その場合、正常時においても、昇圧トランスＴ１の２次巻線ｎ２，ｎ３から出力される高周波電圧を２灯の外部電極放電ランプ１ａ，１ｂのキャパシタンス成分で分圧した高周波電圧がコンデンサＣ２の両端に現れることになる。
【００８２】
そこで、図６の実施例では、正常時にコンデンサＣ２の両端に現れる高周波電圧を相殺するために、昇圧トランスＴ１に信号補正用の２次巻線ｎ４を設けて、この２次巻線ｎ４の高周波出力に対して信号ミキサ８により適切な位相シフト及び／又は振幅調整を施すことで、正常時にコンデンサＣ２の両端に現れる高周波電圧と逆位相で同一振幅の高周波電圧を補正信号として生成しており、この補正信号をコンデンサＣ２の両端電圧と合成した信号を、正常時の信号ミキサ８の出力電圧としている。
【００８３】
信号ミキサ８の出力は、Ａ／Ｄ変換器４２を介してマイクロコンピュータ４０により観測されている。マイクロコンピュータ４０は、外部電極放電ランプ１ａ，１ｂの使用開始初期に、正常時の信号ミキサ８の出力が最小となるように、Ｄ／Ａ変換器４３を介して信号ミキサ８の動作を制御する。正常時の信号補正量ならびに補正後の検出電圧の各データはＥＥＰＲＯＭ４１に保存しておく。これにより、Ａ／Ｄ変換器４２を介して観測される信号ミキサ８の出力電圧の実効値が正常時よりも増大すると、電子放射性物質の消耗を検出することができる。あるいは、信号ミキサ８の出力を最小とする信号補正の制御を定期的に実行し、必要な信号補正量が変化したことを検出することによっても、電子放射性物質の消耗を検出することができる。
【００８４】
（実施形態６）
図７は本発明の実施形態６の回路図である。本実施形態は、上述の実施形態５において、放電管の形状を直管型とし、４灯の外部電極放電ランプ１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄを並列点灯したものである。出力制御回路４，４’は上述の実施形態５と同様の構成を備えているものとし、非平衡レベルが基準レベル以上になると、点灯回路６，６’の発振動作を保護モード（調光状態）に切り替える。ここでは、連続発振状態から間欠発振状態（バースト調光状態）に切り替えてそのまま保持するものとする。また、電源投入直後の一定時間は非平衡特性の検出を禁止するものとする。
【００８５】
今、外部電極放電ランプ１ａまたは１ｂのいずれかが非平衡状態となり、非平衡特性検出手段２の出力が基準レベル以上に上昇したとする。すると、出力制御回路４’は点灯回路６’を連続発振状態から間欠発振状態（バースト調光状態）へと切り替える。これにより、外部電極放電ランプ１ｃと１ｄは連続点灯状態から間欠点灯状態に切り替わり、その消灯期間から点灯期間への移行直後の非平衡状態（または外部電極放電ランプ１ｃと１ｄの僅かな点灯時間差による非平衡状態）が非平衡特性検出手段２’の出力に現れる。これにより、出力制御回路４も点灯回路６を連続発振状態から間欠発振状態（バースト調光状態）に切り替える。したがって、いずれかの外部電極放電ランプが非平衡状態となると、全ランプが保護モードに移行する。
【００８６】
この実施形態によれば、放電管の管長が比較的長い場合であっても、検出信号を引き回す必要が無いから、配線を簡略化できる利点がある。
【００８７】
（実施形態７）
図８は本発明の実施形態７の要部回路図である。本実施形態は、上述の実施形態１〜３のいずれかにおいて、ランプ非平衡特性検出手段２の構成を変更したものである。本実施形態のランプ非平衡特性検出手段２は、外部電極放電ランプ１の電極近傍の温度差を検出する手段であることを特徴とする。
【００８８】
放電ランプ１は電子放射性物質付き外部電極放電ランプであり、その一方の電極近傍には第１の感温抵抗Ｒｔ１が配置されており、他方の電極近傍には第２の感温抵抗Ｒｔ２が配置されている。感温抵抗Ｒｔ１，Ｒｔ２の温度−抵抗特性は略等しく設定されており、固定抵抗Ｒｏ１，Ｒｏ２と共に温度差検出用のブリッジ回路を構成している。固定抵抗Ｒｏ１，Ｒｏ２の抵抗値は等しく、一対の電極の温度差が無いとき、絶対値回路３の出力はゼロとなる。いずれかの電極の電子放射性物質が消耗して、電極ロスが増大し、電極近傍の温度が上昇すると、温度差検出用のブリッジ回路は非平衡状態となり、絶対値回路３の出力が増大する。その後の動作は図１〜図３の実施形態と同様である。
【００８９】
外部電極放電ランプ１として、ここでは、放電管の形状が略Ｕ字型のランプを用いているが、放電管の形状はこれに限定されるものではなく、螺旋型でも良いし、丸型でも良いし、直管型でも良い。ただし、直管型の場合は、温度差検出用のブリッジ回路の配線が長くなるので、本実施形態は電極管距離が比較的短い放電管を用いる場合に適している。
【００９０】
（実施形態８）
図９は本発明の実施形態８の回路図である。本実施形態は、４灯の直管型の外部電極放電ランプ１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄが並列点灯されている場合に、隣接する電極間の温度差を検出することにより、非平衡状態を検出するものである。絶対値回路３，３’、出力制御回路４，４’及び点灯回路６，６’の構成は、図１の実施形態と同じで良い。
【００９１】
放電ランプ１ａ〜１ｄは電子放射性物質付き外部電極放電ランプであり、その一方の電極近傍には感温抵抗Ｒｔ１〜Ｒｔ４がそれぞれ配置されており、他方の電極近傍には感温抵抗Ｒｔ５〜Ｒｔ８がそれぞれ配置されている。感温抵抗Ｒｔ１〜Ｒｔ４は温度差検出用のブリッジ回路を構成している。感温抵抗Ｒｔ１，Ｒｔ２とＲｔ３，Ｒｔ４とは対角方向に配置されており、外部電極放電ランプ１ａ，１ｂと１ｃ，１ｄとの間で電極の温度差が生じると、非平衡状態が検出される。また、外部電極放電ランプ１ａと１ｂの間あるいは外部電極放電ランプ１ｃと１ｄの間で電極の温度差が生じた場合にも、非平衡状態が検出される。
【００９２】
電子放射性物質付き外部電極放電ランプでは、電子放射性物質が塗布されていないノーマルの外部電極放電ランプに比べると、陰極降下電圧が少ない分、ランプ電圧が低くなり、同一のランプ電流に対する消費電力は少なくて済む。また、電極温度もノーマルの外部電極放電ランプに比べると低下する。ここで、電子放射性物質付き外部電極放電ランプにおいて、いずれかの電極の電子放射性物質が消耗すると、電子放射性物質が塗布されていないノーマルの外部電極放電ランプの特性に近づくから、電極温度Ｔｅ［℃］は上昇し、その差分を検出することで、電子放射性物質の消耗を判定することができる。
【００９３】
図９の実施形態では、４灯の外部電極放電ランプ１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄは、正常時には各電極の温度が同等となるような条件で駆動されているものとする。すべての感温抵抗の温度が均等であれば、各ブリッジ回路は平衡状態となり、絶対値回路３，３’の出力はゼロとなる。いずれかの電極の電子放射性物質が消耗し、電極ロスの増大により電極温度が上昇すると、いずれか１つの感温抵抗の温度が他の感温抵抗の温度と異なることになる。したがって、その感温抵抗を含むブリッジ回路は非平衡状態となり、絶対値回路の出力が増大する。例えば、感温抵抗Ｒｔ１〜Ｒｔ４のブリッジ回路が非平衡状態となった場合、外部電極放電ランプ１ａ〜１ｄのうち、感温抵抗Ｒｔ１〜Ｒｔ４が配置された側のどれかの電極の温度が他の電極の温度とは異なっていることになるので、非平衡状態が生じていると判定し、出力制御回路４は点灯回路６を停止または出力を低下させる。これにより、外部電極放電ランプ１ａ，１ｂが消灯または調光状態となるから、感温抵抗Ｒｔ５，Ｒｔ６の温度は低下する。すると、感温抵抗Ｒｔ５〜Ｒｔ８のブリッジ回路も非平衡状態となり、出力制御回路４’も点灯回路６’を停止または出力を低下させる。したがって、いずれかの外部電極放電ランプが非平衡状態となると、全ランプが保護モードに移行する。
【００９４】
この実施形態によれば、放電管の管長が比較的長い場合であっても、検出信号を引き回す必要が無いから、配線を簡略化できる利点がある。また、非平衡特性検出手段の数を少なくすることができるから、コストを低減できる。
【００９５】
（実施形態９）
図１０は本発明の実施形態９の要部回路図である。本実施形態は、上述の実施形態１〜３のいずれかにおいて、ランプ非平衡特性検出手段２の構成を変更したものである。本実施形態のランプ非平衡特性検出手段２は、出力用の昇圧トランスＴ１の磁気飽和を検出する手段であることを特徴とする。ランプ電流が正負アンバランスに流れると、トランスＴ１の磁気コアが飽和し、インダクタンス成分が減少する。トランスＴ１の１次巻線ｎ１に印加される電圧Ｖｎ１が同じであれば、トランスＴ１のインダクタンス成分Ｌが減少すると、１次巻線ｎ１に流れる電流の傾き（ｄｉ／ｄｔ）が増大することになる。そこで、トランスＴ１の１次巻線ｎ１に流れる電流の傾きの増大を検出することにより、非平衡特性を検出することができる。
【００９６】
この実施形態によれば、放電管の管長が比較的長い場合であっても、検出信号を引き回す必要が無いから、配線を簡略化できる利点がある。また、トランスの磁気飽和を検出して点灯回路を保護モードに移行させるので、点灯回路のストレスを低減できる効果がある。
【００９７】
（実施形態１０）
図１１は本発明の実施形態１０の回路図である。本実施形態は、上述の実施形態１〜３のいずれかにおいて、制御回路４をマイクロコンピュータ４０で構成した点が異なる。マイクロコンピュータ４０は、ランプ非平衡特性検出手段２の出力をＡ／Ｄ変換器４２によりデジタル値に変換して入力し、その検出履歴を観測することにより、ランプ寿命を判定する。ＥＥＰＲＯＭ４１はマイクロコンピュータ４０により読み書き可能な不揮発性メモリであり、電源が遮断されても過去の検出履歴を保持しておくことができる。また、ランプ１の累積点灯時間を計測し、ＥＥＰＲＯＭ４１に保持しておいて、非平衡特性の検出履歴と共にランプ寿命判定に利用しても良い。
【００９８】
図１２は本実施形態の動作説明図である。電源を投入すると、ランプ点灯直後は、片側の電極が先に正常放電状態となることによりランプ電流が正負アンバランスに流れる。このため、ランプ非平衡特性検出手段２の出力（非平衡レベル）は一時的に増大する。その後、両側の電極が正常放電状態となると、ランプ電流は正負両極性で均等に流れる。正常なランプであれば、一定時間Ｔｓの経過後には、非平衡レベルはゼロになる。以上の変化は数秒〜数分という短い時間で生じる変化である。
【００９９】
一方、数万時間という長い時間が経過すると、電極の電子放射性物質は消耗し、片側の電極が電子放出不良となる。これによりランプ電流は徐々に正負アンバランスに流れるようになり、ランプ非平衡特性検出手段２の出力（非平衡レベル）は徐々に増大して行く。非平衡レベルが第１の基準値Ｖｒｅｆを超えると、第１の保護モード（例えば出力低下）に移行させる。
【０１００】
電子放射性物質付きの外部電極放電ランプは、電子放射性物質が消耗しても通常の外部電極放電ランプとして使用することが出来る。ただし、電極ロスが増大するので、その電極ロスを相殺するように、出力を低下させて使用すれば良い。これにより、光出力は低下するものの、電極近傍の温度を正常範囲に維持しながら、ランプの使用を継続することができる。
【０１０１】
電子放射性物質付き外部電極放電ランプでは、上述のように、ノーマルの外部電極放電ランプに比べると、陰極降下電圧が少ない分、ランプ電圧が低くなり、同一のランプ電流に対する消費電力は少なくて済む。しかし、その影響の大きさはランプ電流により異なり、ランプ電流が多い駆動条件では、ランプ電流が少ない駆動条件よりも電子放射性物質の有無によるランプ電力の差がより顕著に現れる。逆に言えば、ランプ電流が少ない駆動条件で使用するのであれば、電子放射性物質付き外部電極放電ランプと電子放射性物質を塗布しない通常（ノーマル）の外部電極放電ランプの差は目立たなくなると言える。例えば、通常は大きなランプ電流で使用することとし、電子放射性物質の消耗を検出した後は、小さなランプ電流で使用するように制御すれば、光出力は暗くなるが、電子放射性物質を塗布しない通常（ノーマル）の外部電極放電ランプと殆ど同じ条件で使用を継続できる。
【０１０２】
非平衡レベルが所定の基準値Ｖｒｅｆを超えた後もランプの使用を継続していると、電極の電子放射性物質はさらに消耗し、やがて両側の電極が電子放出不良となる。これによりランプ電流は逆に正負均等に流れるようになり、ランプ非平衡特性検出手段２の出力（非平衡レベル）は徐々に低下して行く。そこで、非平衡レベルが第１の基準値Ｖｒｅｆを越えた後、第２の基準値Ｖｒｅｆ２（＜Ｖｒｅｆ）を下回ると、ランプ寿命と判定し、第２の保護モード（例えば出力停止）に移行させる。
【０１０３】
これにより、両側の電極が電子放出不良となるまで、電子放射性物質付きの外部電極放電ランプの使用を継続することができる。
【０１０４】
なお、第１の保護モードに代えて、電極ロスに相当する分、点灯回路の出力を上昇させて使用すれば、電極近傍の温度は高くなるものの、光出力を一定に維持しながら、両側の電極が電子放出不良となるまで、電子放射性物質付きの外部電極蛍光ランプの使用を継続することができる。このように、非平衡レベルが増大するにつれて点灯回路６の出力を増加させる制御（正の相関の出力制御）は、ランプ電圧Ｖｌａ（またはランプ電力Ｗｌａ）が目標値で一定となるように制御する定電圧制御機能（または定電力制御機能）を有する点灯回路と組み合わせた場合に特に効果的である。
【０１０５】
点灯回路の出力を増減するには、例えばバースト調光のＤｕｔｙを増減しても良い。例えば、図１１の高周波発振器５を間欠発振させて、その発振期間と発振停止期間の時間比率をマイクロコンピュータ４０で制御することで、点灯回路６の出力を増減できる。あるいは、高周波発振器５を高出力モード（図２（ａ）参照）で発振させる期間と低出力モード（図２（ｂ）参照）で発振させる期間の時間比率をマイクロコンピュータ４０で制御することでも、点灯回路６の出力を増減できる。また、図１１の高周波発振器５は連続発振状態とし、図２（ａ），（ｂ）の間で連続的にデッドオフタイムＴｄを可変とすることで、点灯回路６の出力を増減しても良い。
【０１０６】
なお、一般的には、点灯回路の発振周波数を可変とし、誘導性あるいは容量性リアクタンスを可変とすることで、点灯回路の出力を増減する手法が良く用いられている。しかし、後述する液晶表示装置用バックライトでは、映像信号周波数との干渉を避けるために、禁止周波数帯が存在するので、周波数可変方式は採用しないことが多い。むしろ、動画表示品質を高めるために、ランプを点滅させるバースト調光方式を採用することが多い。
【０１０７】
バースト調光方式を用いると、消灯期間から点灯期間に移行した直後に一時的に非平衡状態となる可能性があるが、本実施形態のように、マイクロコンピュータ４０でバースト調光のＤｕｔｙを制御する構成とすれば、消灯期間から点灯期間に移行するタイミングが分かるので、そのタイミングではＡ／Ｄ変換器４２からの検出信号を拾わないようにすれば良い。
【０１０８】
（実施形態１１）
図１３は本実施形態の動作説明図である。回路構成は図１１と同じで良い。本実施形態では、外部電極放電ランプ１の点灯初期にランプ非平衡特性検出手段２により検出される非平衡レベルの変動パターンによりランプ寿命を判定することを特徴とする。
【０１０９】
図１３（ａ）の変動パターンは、上述の実施形態１０で説明した電源投入直後の非平衡レベルの変動パターンと同じであり、電源を投入すると、ランプ点灯直後は、片側の電極が先に正常放電状態となることによりランプ電流が正負アンバランスに流れる。このため、ランプ非平衡特性検出手段２の出力（非平衡レベル）は一時的に増大する。その後、両側の電極が正常放電状態となると、ランプ電流は正負両極性で均等に流れる。正常なランプであれば、一定時間Ｔｓの経過後には、非平衡レベルはゼロになる。以上の変化は数秒〜数分という短い時間で生じる変化である。
【０１１０】
図１３（ｂ）の変動パターンは、図１２の長期的な非平衡レベルが第１の基準値Ｖｒｅｆを超えた段階（ランプ使用開始から数万時間が経過した段階）での電源投入直後の非平衡レベルの変動パターンであり、図のように一瞬の非平衡レベルの低下があるが、電源投入から一定時間Ｔｓが経過しても、非平衡レベルがゼロにならない。この変動パターンを検出すると、上述の実施形態１０で述べた第１の保護モード（出力低下）に移行させる。
【０１１１】
図１３（ｃ）の変動パターンは、図１２の長期的な非平衡レベルが第２の基準値Ｖｒｅｆ２を下回った段階（ランプ寿命末期）での電源投入直後の非平衡レベルの変動パターンであり、電源投入から一定時間Ｔｓが経過した後の非平衡レベルは第１の基準値Ｖｒｅｆよりも小さい。したがって、電源投入から一定時間Ｔｓが経過した後の非平衡レベルを第１の基準値Ｖｒｅｆと比較するだけでは、図１３（ａ）の状態と区別が出来ない。
【０１１２】
そこで、図１１に示すように、マイクロコンピュータ４０に付加されたＥＥＰＲＯＭ４１に、電源投入から一定時間Ｔｓが経過した後の非平衡レベルの判定履歴を書き込んでおく。このようにすれば、図１３（ｂ）の状態を経て、図１３（ｃ）の状態に至った場合には、両側電極が共に放電不良であることを判定することができる。
【０１１３】
図１２のような長期的な変動パターンの観測は、長い時間にわたり連続して点灯し続ける用途（非常灯点灯装置など）に適しており、図１３のような短期的な変動パターンの観測は、頻繁に点滅を繰り返す用途（センサ付き点灯装置など）に適しているが、両方の変動パターンの観測を併用しても良い。
【０１１４】
（実施形態１２）
図１４は本実施形態の動作説明のためのフローチャートである。本実施形態では、非平衡レベルが第１の基準値Ｖｒｅｆを超えた段階で、上位制御装置へ検知結果を送信することを特徴とする。また、ランプの使用初期の段階で、非平衡レベルの初期値を設定可能としている。回路構成は、図１１と同じで良い。
【０１１５】
＃０で電源を投入すると、＃１でマイクロコンピュータ４０は各種定数を初期化する。このとき、電源投入後の時間を計測するためのタイマー変数ｔは０に設定される。その後、＃２でタイマー割込を許可して、＃３の通常点灯処理に移行する。通常点灯処理（＃３）では、例えば外部からの調光信号に応じて点灯回路６の出力を制御する動作を繰り返す。
【０１１６】
＃４でタイマー割込が発生すると、＃５でタイマー変数ｔをインクリメントし、＃６でｔ＜Ｔｓかを判定する。ｔ＜Ｔｓであれば、＃７でＡ／Ｄ変換器４２から読み込んだ非平衡レベルを記憶し、過去数回の記憶値と共に平均化する。これにより、Ａ／Ｄ変換器４２の入力部のローパスフィルタを省略できる。ｔ＜Ｔｓでなければ、＃９でｔ＝Ｔｓか否かを判定する。ｔ＝Ｔｓであれば、＃１０でＥＥＰＲＯＭ４１の累積点灯時間を参照し、使用初期のランプか否かを判定する。使用初期のランプであれば、＃１１で非平衡レベルの平均値に検出マージンαを加算した値を第１の基準値Ｖｒｅｆとして記憶して、割込を終了する。＃１０で使用初期のランプでない場合は、Ｖｒｅｆの更新は行わない。外部電極放電ランプ１を交換してＥＥＰＲＯＭ４１に記憶されたランプの累積点灯時間をリセットしたときには、第１の基準値Ｖｒｅｆとして新たなランプに応じた基準値が再設定されることになる。
【０１１７】
＃６，＃９でｔ＞Ｔｓと判定された場合には、＃１３でＡ／Ｄ変換器４２から読み込んだ非平衡レベルを記憶し、過去数回の記憶値と共に平均化する。＃１４では平均化された非平衡レベルが第１の基準値Ｖｒｅｆを越えているか否かを判定する。第１の基準値Ｖｒｅｆを越えていなければ、＃１５で割込を終了する。第１の基準値Ｖｒｅｆを越えていれば、＃１６で上位制御装置へ検知結果を送信する。ここで、上位制御装置とは、例えば液晶表示用バックライト装置の用途であれば、画像表示装置の制御装置が該当する。また、非常用点灯装置の用途であれば、遠隔監視制御装置が上位制御装置に該当する。上位制御装置では、ランプ交換の必要性をユーザーに告知するなどの処理を行う。
【０１１８】
（実施形態１３）
図１５は本発明のランプ点灯装置を用いた液晶表示装置の概略構成を示す分解斜視図である。液晶パネルＬＣＰの背面（直下）にバックライト装置が配置されており、バックライト装置は、筐体２２と、この上に設置された反射板２３及び複数の外部電極放電ランプ１ａ〜１ｄと、その上方に設置された拡散板２５、プリズムシート等の光学シート２６とから構成されている。また、筐体２２の背面に外部電極放電ランプ１ａ〜１ｄを点灯するランプ点灯装置２１が設置されている。反射板２３は各外部電極放電ランプ１ａ〜１ｄの照射光を有効に前面に指向させるものである。拡散板２５は外部電極放電ランプ１ａ〜１ｄ及び反射板２３からの光を拡散させて前面への照明光の明るさ分布を平均化する機能を有する。
【０１１９】
なお、本発明のランプ点灯装置の用途は液晶表示装置に限定されるものではなく、一般の照明装置にも搭載できることは言うまでも良い。
【０１２０】
（実施形態１４）
本実施形態では、本発明のランプ点灯装置により点灯される、外部電極放電ランプの構成について説明する。
【０１２１】
図１７は本発明のランプ点灯装置に用いる電子放射性物質付き外部電極放電ランプ（全体構成は図１６に示す）の電極部周辺の概略断面構造を示している。外部電極放電ランプ１は、放電管１０と、放電管１０の外面に設けられた電極１７と、放電管１０の内面であって前記電極１７に対応する部分に設けられた電子放射性物質層１３とを有する。
【０１２２】
放電管１０は、ホウ珪酸ガラス製で、直管状のガラスバルブであって、その管軸に対して垂直に切った断面が略円形状である。具体的には、例えば外径が４［ｍｍ］、内径が３［ｍｍ］、全長が１０２６［ｍｍ］である。以下に示す外部電極放電ランプ１の寸法は、外径が４［ｍｍ］、内径が３［ｍｍ］、全長が１０２６［ｍｍ］の放電管１０の寸法に対応する値である。なお、外部電極蛍光ランプである場合には、内径が１．４［ｍｍ］〜７．０［ｍｍ］、肉厚が０．２［ｍｍ］以上０．６［ｍｍ］以下の範囲内であって、全長が１５００［ｍｍ］以下であることが好ましい。これらの値は一例であり、これらに限定されるものではない。
【０１２３】
放電管１０の内部には、例えば３［ｍｇ］の水銀が封入され、またアルゴンやネオン等の希ガスが所定の封入圧、例えば４０［Ｔｏｒｒ］で封入されている。なお、上記希ガスとしては、例えばモル比が(Ａｒ＝１０［％］、Ｎｅ＝９０［％］)のアルゴンとネオンとの混合ガスが用いられる。
【０１２４】
また、放電管１０の内面には蛍光体層１４が形成されている。また、放電管１０の内面と蛍光体層１４との間には例えば酸化イットリウム（Ｙ2Ｏ3）、酸化ケイ素（ＳｉＯ2）、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化チタン（ＴｉＯ2）等の金属酸化物の保護膜（図示せず）を設けてもよい。
【０１２５】
電極１７は、例えば有底筒状であって、半田またはニッケル板と半田の組み合わせが用いられる。
【０１２６】
放電管１０の内面であって前記電極１７に対応する部分には、電子放射性物質層１３が形成されている。電子放射性物質層１３は、例えば希土類元素を含む。外部電極放電ランプにおいて、ランプ電圧を下げるのに効果的なためである。さらに、希土類元素は、ランタン（Ｌａ）およびイットリウム（Ｙ）のうちいずれか１種以上であることがより好ましい。
【０１２７】
電子放射性物質層１３は、さらに珪素（Ｓｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、硼素（Ｂ）、亜鉛（Ｚｎ）、ビスマス（Ｂｉ）、リン（Ｐ）および錫（Ｓｎ）のうちいずれか１種以上を含むことが好ましい。この場合、ランプ電圧の低減効果をより持続させることができる。
【０１２８】
さらに、電子放射性物質層１３に、セシウム（Ｃｓ）化合物が含まれていてもよい。この場合、ランプの暗黒始動特性をさらに向上させることができる。
【０１２９】
ここで、セシウム化合物は、例えば、硫酸セシウム、アルミン酸セシウム、ニオブ酸セシウム、タングステン酸セシウム、モリブデン酸セシウムおよび塩化セシウムのうちいずれか１種以上を用いることが好ましい。
【０１３０】
ガラスビード１６は、略球形状であって、ホウ珪酸ガラス製である。ガラスビード１６は、封着性の観点から、放電管１０と同一の材料、または放電管１０と熱膨張係数が同一または近似する材料からなることが好ましい。
【０１３１】
なお、電極１７は、放電管１０やガラスビード１６の材料として用いるガラスの熱膨張係数に合わせた材料を用いることが好ましい。例えば、放電管１０がコバールガラスの場合、鉄とニッケルとコバルトとの合金（コバール）を用いることが好ましい。また、放電管１０が鉛フリーガラスの場合、鉄とニッケルとの合金等を用いることが好ましい。
【０１３２】
本発明は、放電管内に水銀を封入された外部電極蛍光ランプ（ＥＥＦＬ）のほか、無水銀の外部電極蛍光ランプ、ネオン管などの希ガス外部電極放電ランプにも適用可能であり、熱電子の放出を利用しない外部電極放電ランプを点灯回路により点灯せしめるランプ点灯装置であって、前記電極に対応する放電管の内面に陰極降下電圧を低減するための電子放射性物質を設けられている場合であれば適用できることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【０１３３】
【図１】本発明の実施形態１の構成を示す回路図である。
【図２】本発明の実施形態１の動作を示す波形図である。
【図３】本発明の実施形態２の構成を示す回路図である。
【図４】本発明の実施形態３の要部構成を示す回路図である。
【図５】本発明の実施形態４の要部構成を示す回路図である。
【図６】本発明の実施形態５の要部構成を示す回路図である。
【図７】本発明の実施形態６の構成を示す回路図である。
【図８】本発明の実施形態７の要部構成を示す回路図である。
【図９】本発明の実施形態８の構成を示す回路図である。
【図１０】本発明の実施形態９の要部構成を示す回路図である。
【図１１】本発明の実施形態１０の構成を示す回路図である。
【図１２】本発明の実施形態１０の動作説明図である。
【図１３】本発明の実施形態１１の動作説明図である。
【図１４】本発明の実施形態１２の動作説明のためのフローチャートである。
【図１５】本発明の実施形態１３の液晶表示装置のバックライト装置の概略構成を示す分解斜視図である。
【図１６】本発明のランプ点灯装置に用いる電子放射性物質付き外部電極蛍光ランプの全体構成を示す概略構成図である。
【図１７】本発明のランプ点灯装置に用いる電子放射性物質付き外部電極蛍光ランプの要部構成を示す概略断面図である。
【図１８】外部電極蛍光ランプにおける電極ロスの説明図である。
【図１９】放電管に設ける検出電極の具体例を示す図であり、（ａ）は放電管に検出電極を設けた状態の全体構成を示す平面図、（ｂ）は放電管に検出電極を設けた部分を拡大して示す側面図、（ｃ）はランプホルダーを兼ねる検出電極の放電管管軸と垂直方向の断面構造を示す断面図である。
【図２０】複数の放電管に設けた検出電極間の配線状況を示す説明図である。
【符号の説明】
【０１３４】
１  外部電極放電ランプ
２  ランプ非平衡特性検出手段
４  出力制御回路
６  点灯回路
【図１】
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【図２】
2010123529.tif 000004
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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