(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電ガスで満たされた伸長状の容器と、この容器の内側の対向端部に配置されていて、この容器内に放電を起こさせる第１の電極対（１０および１１）と、前記容器の長手方向の少なくとも一部に沿って延びるグローモード電極（１５，１６）とを含むガス放電ランプにおいて、
それぞれが前記容器のまわりにらせん状に捲かれた長い導電性部材による形態の２つのグローモード電極（１５および１６）を含み、一方のグローモード電極（１５）のいずれのポイントも、他方のグローモード電極（１６）の、前記容器の直径方向で互に対向する位置の対応するポイントを有する、
ことを特徴とするガス放電ランプ。
【請求項２】
前記２つの導電性部材（１５および１６）のらせんのピッチは、前記ランプ（１）の外径のほぼ２倍に等しい、
ことを特徴とする請求項１に記載のガス放電ランプ。
【請求項３】
前記導電性部材（１５および１６）をワイヤーとした、
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のガス放電ランプ。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のガス放電ランプ（１）と、前記第１の電極対（１０および１１）を駆動する第１の回路（２１）と、前記グローモード電極（１５および１６）を駆動する第２の回路（２２）とを含む、
ことを特徴とするガス放電ランプシステム。
【請求項５】
高輝度のときは前記ランプ（１）を前記第１の回路（２１）のみが駆動し、低輝度のときは前記ランプを前記第２の回路（２２）のみが駆動し、中間輝度のときは、スペースによって分離された順次期間に前記第１の回路（２１）が前記第１の電極対（１０および１１）を駆動するとともに、この第１の電極対が駆動されている期間の間における前記スペースの期間のみ前記第２の回路（２２）が前記グローモード電極（１５および１６）を駆動する、
ことを特徴とする請求項４に記載のガス放電ランプシステム。
【請求項６】
前記ランプ（１）の中間輝度を増加させようとする場合、前記第１の回路（２１）は当該回路の出力期間の間のスペースを減少し、前記第２の回路（２２）は当該回路の出力期間の間のスペースを増加する、
ことを特徴とする請求項５に記載のガス放電ランプシステム。
【請求項７】
前記第２の回路（２２）は、少なくとも５ＭＨｚ程度の周波数で前記グローモード電極（１５および１６）を駆動する、
ことを特徴とする請求項４乃至請求項６のいずれかに記載のガス放電ランプシステム。
【請求項８】
前記第２の回路（２２）は、ほぼ１０ＭＨｚの周波数で前記グローモード電極（１５および１６）を駆動する、
ことを特徴とする請求項７に記載のガス放電ランプシステム。
【請求項９】
前記第２の回路（２２）は、クランドに接続された２次巻線のセンタータップを有する変成器（２４）を含み、前記２つのグローモード電極（１５および１６）はこの２次巻線の対向端に接続されている、
ことを特徴とする請求項４乃至請求項８のいずれかに記載のガス放電ランプシステム。
【請求項１０】
前記グローモード電極（１５および１６）は、さらに直流電源または低周波数電源に接続され、前記ランプ（１）を加熱するように構成した、
ことを特徴とする請求項４乃至請求項９のいずれかに記載のガス放電ランプシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放電ガスで満たされた伸長状の容器と、この容器の内側の対向端部に配置されていて、この容器内に放電を起こさせる第１の電極対と、前記容器の長手方向の少なくとも一部に沿って延びるグローモード電極とを含む種類のガス放電ランプに関するものであり、特に、この種のガス放電ランプおよびこのランプの調光を可能にするコントロール回路を含むガス放電ランプシステムに関する。
【０００２】
【発明の背景および発明が解決しようとする課題】
蛍光ランプのようなガス放電ランプは、低消費パワーで高効率の光を生じさせることができるとともに、比較的に長い寿命を有し、また、比較的丈夫であるという利点を有する。
【０００３】
しかし、これらのランプの欠点の一つは、そのランプの輝度（明るさ）が広いレンジにわたって十分にはコントロールできないことである。市販されている大多数の利用可能な蛍光ランプによるディマー（調光装置，調光器）は、ランプに供給される駆動信号のマークとスペースの比を変えるよう作動されるもので、約１５０：１のレンジにわたり輝度をコントロールすることできるだけであり、他方、航空宇宙分野への適用のためのディマーでは、２０００：１のレンジで光出力のコントロールが可能である。
【０００４】
米国特許第５４２０４８１号には、ランプの対向する各端部に、通常の２つの電極に加えてグローモード電極を有する蛍光ランプシステムについて述べられている。それら電極は、ランプの長手方向の途中で外部へ延び、低レベルの光出力を生じさせるのに使用され、出力レンジの相当の増加が可能である。しかしながら、これらグローモード電極の場合における問題は、ランプの管壁のわずかなでこぼこや非直線性がグローモード電極からの電界に不均一をもたらし、また、それゆえに光出力の不均一をもたらすことである。
【０００５】
バックライトディスプレイに用いられるような蛍光ランプは、ディスプレイ面全体にわたりより多く均一な照明を与えるようにするため、蛇行するような形状に曲げられている。したがって、この形式のランプでは、均一な照明を達成しようとする上で、従前の形式のグローモード電極を使用することは、重大な問題を与える。
【０００６】
欧州特許出願公開第６５３９０３号は、管のまわりに延びた単一のらせん状ワイヤーの一端に放電電極の一つが接続された蛍光灯について述べている。電圧を上げるにつれて、前記管の長手方向に沿い、しだいに放電が移動する。
【０００７】
本発明の目的は、改良されたガス放電ランプおよびガス放電ランプシステムを提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の一の概念によれば、前述したような種類のガス放電ランプにおいて、ランプは、それぞれが前記容器のまわりにらせん状に捲かれた長い導電性部材による形態の２つのグローモード電極を含み、一方のグローモード電極のいずれのポイントも、他方のグローモード電極の、径方向で対向する位置の対応するポイントを有する、ことを特徴とするガス放電ランプが提供される。
【０００９】
好ましくは、前記２つの導電性部材のらせんのピッチは前記ランプの外径のほぼ２倍に等しく、当該導電性部材はワイヤーである。
【００１０】
本発明の他の概念によれば、上述した形態によるランプと、その第１の電極対を駆動する第１の回路と、そのグローモード電極を駆動する第２の回路とを含むガス放電ランプシステムが提供される。
【００１１】
好ましくは、このシステムは、高輝度のときは前記ランプを前記第１の回路のみが駆動し、低輝度のときは前記ランプを前記第２の回路のみが駆動し、中間輝度のときは、スペースによって分離された順次期間に前記第１の回路が前記第１の電極対を駆動するとともに、この第１の電極対が駆動されている期間の間における前記スペースの期間のみ前記第２の回路が前記グローモード電極を駆動する。
【００１２】
好ましくは、前記ランプの中間輝度を増加させようとする場合、前記第１の回路は当該回路の出力期間の間のスペースを減少し、前記第２の回路は当該回路の出力期間の間のスペースを増加する。
【００１３】
好ましくは、前記第２の回路は、１０ＭＨｚ程度、少なくとも５ＭＨｚ程度の周波数で前記グローモード電極を駆動する。
【００１４】
好ましくは、前記第２の回路は、クランドに接続された２次巻線のセンタータップを有する変成器を含み、前記２つのグローモード電極はこの２次巻線の対向端に接続されている。
【００１５】
前記グローモード電極はまた、直流電源または低周波数電源に接続され、前記ランプを加熱するよう構成することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
ディスプレイのバックライトのための蛍光ランプシステムは、本発明の一例として、以下の添付図面を参照して説明される。
まず、図１および図２を参照するに、ランプ１は、簡明化のために、直線的な円筒状の管形のランプとして示されているが、曲がりくねった（蛇行）形状や円形の形状のように、その適用すべき個々の用途に適合させるために、他の形状にも形成されうる。
【００１７】
このランプは、２つの内部電極１０，１１を有し、各電極は直径約１０ｍｍの円形断面を有する円筒状のガラス容器（エンベロープ）１２の各端部に配置されている。この容器１２は、通常のガス放電混合体を含み、その内面に通常の蛍光物質がコーティングされている。このランプは、後記で詳細に説明するような方法により、その容器の外周のまわりに延在させた２つのグローモード電極１５，１６を備える。ランプ１は、液晶ディスプレイ２、あるいはその他の類似の透明性ディスプレイの背後に配置される。
【００１８】
本システムは、ランプ駆動ユニット２０も含む。このユニット２０は、内部電極１０，１１とグローモード電極１５，１６にそれぞれ接続された、２つの個別の駆動回路２１，２２を有する。第１の駆動回路２１は、典型的な蛍光ランプにおいて用いられている交流電流源と同様な交流電流源とする。
【００１９】
この回路２１は、２０〜１００ｋＨｚ領域中の固定周波数の矩形波または正弦波の出力を供給する。駆動回路２１の出力は、図２Ａに示すように、パルスの無いスペースによって分けられたバーストパルスを含む。そのバーストパルス部分とパルスの無いスペースの繰り返しの比は、肉眼でフリッカーに気づかない程度となるように、最も低い比に選択される。
【００２０】
第２のグローモード電極用の駆動回路２２は、正弦波電圧源であり、これは、第１の駆動回路２１の周波数より一層高い周波数、約１０ＭＨｚの周波数を有する２００〜３００Ｖｒｍｓの電圧を発生する。駆動回路２２は、２次巻線の中間がグランドにセンタータップされた出力変成器２４を有しているので、その２次巻線の対向する各端に接続したグローモード電極１５，１６が、クランドに対してバランスされた信号によって駆動されるようになる。これは、干渉を引き起こすおそれのある、グローモード電極からの電磁放射の発生を最小にするのに役立つ。
【００２１】
第１の駆動回路２１と第２の駆動回路２２の両者は、所望のランプの輝度を指示するライン２６からの入力を受ける輝度コントロールユニット２５に接続されている。このコントロールユニット２５は、所望のレベルの輝度が生成されるように、第１および第２の駆動回路２１，２２を適切にコントロールする。
【００２２】
ディスプレイの輝度がおそよ２００ＦｔＬ程度の高レベルの場合には、ランプ１の内部電極１０，１１だけが（駆動回路２１によって）付勢され、コントロールユニット２５は第２の駆動回路２２をオフ状態に維持する。コントロールユニット２５は、内部電極１０，１１を付勢する方法を変えることだけで、照度の高い範囲において、独立してランプ１からの光出力の大きさをコントロールする。より詳しくは、第１の駆動回路２１から供給されるバーストパルス部分の長さについての、それらバースト部分の間のスペースの長さに対する比を、変化させる。
【００２３】
最高照度のときに、バーストパルス部分の長さは長く、それらパルス部分間のスペースだけが極めて短いものとなる。照度を減少させるときは、バーストパルス部分間のスペースが増加される。図２Ｂに示すように、高レベルの輝度が要求されるときは、グローモード電極用の駆動回路２２からの出力はない。
【００２４】
単に、およそ０．０１ＦｔＬ程度の低レベルの輝度が要求されるときは、図２Ｅに示すように、コントロールユニット２５は、第１の駆動回路２１をオフの状態に維持する。これらの低レベルの輝度の場合には、図２Ｆに示すように、第２の駆動回路２２だけが作動する。この回路２２は、スペースによって分けられたバースト状の高周波数の正弦波信号を、グローモード電極１５，１６に供給する。さらに、これら低レベルの状態において、その輝度のレベルは、その高周波信号のバースト部分の長さとそれらバースト部分間のスペースの長さの割合を変えることによって、変更される。
【００２５】
およそ１ＦｔＬ程度の中間レベルの輝度の場合には、コントロールユニット２５は、駆動回路２１，２２をともに作動可能となす。より詳しくは、コントロールユニット２５は、図２ＣおよびＤに示すように、これら駆動回路２１，２２のどちらか一方が、いずれの時間においてもオンするが、両者は一緒にはオンすることのないようにすることを確保するよう、構成する。
【００２６】
この中間の輝度の範囲において、その輝度を増加させるためには、第１の駆動回路２１からの前記バーストパルスの長さを増加させるとともに、これに対応してグローモード電極１５，１６へ供給する前記高周波信号の期間の長さを減少させる。輝度を低下させるためには、第１の駆動回路２１からの前記バーストパルスの長さを減少させるとともに、これに対応してグローモード電極１５，１６へ供給する前記高周波信号の期間の長さを増加させる。
【００２７】
したがって、明らかなように、輝度が最低の状態から増加するにつれ、グローモードは、ノーマルモードの作動となるまで、徐々に増加し、その次に、グローモードは、ノーマルモードが増加すると、減少する。初めてノーマルモードとなるとき、輝度がジャンプするおそれがあるが、しかし、約１０回ほどのグローモードのピークドライブレベルを、最小のノーマルモードのドライブレベルとすることによって、その輝度のジャンプは、ユーザーがわずかに気がつく程度の約１０％ほどのものにすることが確保される。
【００２８】
あるいは、ランプの輝度は、種々のモードでモニターすることができ、種々のモードにおけるバーストパルスの相対的な幅は、その輝度の変わり目における変化を少なくするため、変更することができる。
【００２９】
上述した装置において、ノーマルモードの駆動信号とグローモードの駆動信号は、同時にはオンになることはない。その理由は、両方の駆動信号が同時にオンすれば、ランプはフリッカーを生ずることが判明しているからである。
しかしながら、グローモード電極１５，１６に供給する高周波信号が内部電極１０，１１に供給する低周波数と同期されていれば、両方の駆動信号が同時にオンになっても、そのフリッカーを軽減することは可能である。
【００３０】
グローモードの作動は約１５０：１の調光レンジを与え、これに対し、ノーマルモードの作動は約２０００：１の調光レンジを与える。したがって、その２つのモードの間でのオーバーラップがあるから、それが約１０：１であると、調光のための総合的なレンジは約３００００：１のレンジになる。
【００３１】
グローモード電極１５，１６に供給される比較的高い１０ＭＨｚの周波数の駆動信号は、ノーマルモードと比較して、ランプのスペクトルが近赤外スペクトル端の方へシフトするのを防ぐ。
１００ｋＨｚの低周波数の状態では、高レベルの近赤外放射を含んでしまうので、このランプを用いてディスプレイを照明することは、このスペクトル領域の放射を増幅させる夜間照明を用いることを困難にしてしまう。また、低周波数のグローモードでのランプは、高輝度のノーマルモードの作動と比較して、赤みがかって低輝度に見える傾向がある。
５ＭＨｚまたはそれ以上の周波数のグローモード駆動信号を与えれば、ランプの調光時に、目立つような色の変化がないことが分かった。
【００３２】
さて、図３を参照するに、グローモード電極１５，１６は、２本の抵抗ワイヤーにより形成され、それらワイヤーは、グローモードで最も効果的になるよう、絶縁されていない。これらの電極１５，１６は、それらを適宜の電子的または電気機械的なスイッチング装置やブロッキング装置を介して、直流電源や低周波数電源へ接続することによって、低温環境下でのヒータとしても、使用することができる。それらワイヤーが絶縁されていない状態はまた、かかるヒータとしての効率を増加させる。
【００３３】
２本のワイヤーは、ランプ１のガラス容器の外周に沿ってらせん状に巻かれており、そのワイヤーの捲回ピッチＰは、ほぼランプの外径の２倍とする。２本のワイヤー１５，１６は、同じような形態で捲かれるが、直径方向で相互に対向する各ポイントから（捲回を）スタートして、容器１２の長手方向に沿って２本のワイヤー間の間隔が前記ピッチの半分で、かつ、その２本のワイヤーの容器に沿ったすべてのポイント（点）において直径方向上で相互に対向するようになされる。このピッチは、グローモードでの発光効率を調整するため、変えることができる。
【００３４】
ワイヤー１５，１６は、ランプ１の長手方向の中央部分の周囲に捲かれており、内部電極により引き起こされる、グローモードの電界に対するひずみを避けることができるように、そのランプの内部電極１０，１１が結合された部分を超えては延在していない。ワイヤー１５，１６は、ワイヤーの反回転ごとに、接着剤のスポット４０により容器１２の外周にしっかり止められている。接着剤のスポット４０は、照明されるディスプレイの正面には接着剤がないようにするために、ランプの側面上の目立たない部分に配置される。抵抗ワイヤー１５，１６の端部において、それらは絶縁された銅のリード線４５，４６と結合され、それらリード線４５，４６は駆動回路２２まで延びている。
【００３５】
これら２本のワイヤー１５，１６は、それらの長さに沿って相互に等しい間隔を置いて配置され、相互に直径方向上で対向しているから、その形状にかかわらず、それらワイヤー間の電界は、常にランプを横切り、ランプの外側へはたいして拡がらない。グローモードの放電により生成される電界は、ランプに沿い、連続的にらせん状に回転するので、ランプが通常のディフューザ（散光器，拡散器）として使用される場合でも、均一な照明をもたらすようになる。そのようなディフューザはまた、らせんワイヤー１５，１６に近接する光出力部分がスムーズに変化するのに役立つものとなる。
これらのらせんワイヤーは、円形、蛇行形状その他の形状のランプにも適用することができる。
【００３６】
本発明のランプシステムによれば、広い輝度レンジにわたって均一な照明を生成することができるとともに、その輝度をスムーズに低下させ、あるいは増加させることができる。
本発明は、熱陰極および冷陰極ランプのいずれにも用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のランプシステムの概要を示す立面図ある。
【図２】異なる輝度の状態における、本システムの駆動回路からの出力を説明する図である。
【図３】細部を拡大して示す、ランプの一部の平面図である。
【符号の説明】
１  ランプ
２  液晶ディスプレイ
１０，１１  内部電極
１２  容器（エンベロープ）
１５，１６  グローモード電極
２０  ランプ駆動ユニット
２１，２２  駆動回路
２４  変成器（トランスフォーマー）
２５  輝度コントロールユニット
２６  ライン
４０  スポット
４５，４６  リード線
【図１】
0003704210.tif 000002
【図２】
0003704210.tif 000003
【図３】
0003704210.tif 000004