(57)【要約】  高圧トランス駆動回路１２と高圧トランス１３は、放電管１を駆動する。管電流合成／ハイパスフィルタ回路１５は、放電管１の管電流を合成し、合成した管電流からアーク放電に起因するパルス成分を抽出する。パルス保持回路１６は、抽出されたパルス成分を所定時間保持する。比較器２１ａは、パルス保持回路１６の出力を閾値と比較し、アーク放電の有無を示す信号を出力する。アーク放電が検出されたときには、ロジック回路２０は、高圧トランス駆動回路１２の動作を停止させる。これにより、アーク放電を高精度かつ低コストで検出する。
2011010481.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
異常放電検出機能を有する放電管点灯装置であって、
放電管を駆動する駆動回路と、
前記放電管の管電流および管電圧のいずれか一方を処理対象信号とし、前記処理対象信号からアーク放電に起因するパルス成分を抽出するハイパスフィルタと、
前記パルス成分を所定時間保持するパルス保持回路と、
前記パルス保持回路の出力を閾値と比較し、アーク放電の有無を示す信号を出力する比較器とを備えた、放電管点灯装置。
【請求項２】
複数の放電管について前記処理対象信号を合成し、合成した信号を前記ハイパスフィルタに対して出力する合成回路をさらに備え、
前記駆動回路は、前記複数の放電管を２つのグループに分け、各グループの放電管に対して逆相の電圧を印加することを特徴とする、請求項１に記載の放電管点灯装置。
【請求項３】
信号が異常レベルに変化してから異常発生と判断するまでの時間を定めるタイマー回路をさらに備え、
前記タイマー回路のアーク放電検出用のタイマー時間は、他の異常検出用のタイマー時間よりも短いことを特徴とする、請求項１に記載の放電管点灯装置。
【請求項４】
前記パルス保持回路は、入力が所定レベルを超えると出力が初期状態から変化し、変化した出力が徐々に初期状態に戻る特性を有することを特徴とする、請求項１に記載の放電管点灯装置。
【請求項５】
前記パルス保持回路のアタックタイムは、出力が前記パルス成分に追従して変化するように設定されていることを特徴とする、請求項４に記載の放電管点灯装置。
【請求項６】
前記パルス保持回路のホールドタイムは、前記パルス成分が所定以下の時間間隔で入力されたときに、前記比較器でアーク放電が検出されるように設定されていることを特徴とする、請求項４に記載の放電管点灯装置。
【請求項７】
前記パルス保持回路は、入力が所定レベルを超えると出力が初期状態から変化し、変化した出力が徐々に初期状態に戻る特性を有し、入力が変化したときに出力を変化させるバイポーラトランジスタを含むことを特徴とする、請求項２に記載の放電管点灯装置。
【請求項８】
前記ハイパスフィルタの時定数は、前記処理対象信号の放電管駆動周波数成分を前記パルス成分に比べて十分に減衰させるように設定されていることを特徴とする、請求項１に記載の放電管点灯装置。
【請求項９】
前記パルス保持回路は、入力が所定レベルを超えると所定幅のパルスを出力するワンショットマルチバイブレータを含むことを特徴とする、請求項１に記載の放電管点灯装置。
【請求項１０】
前記パルス保持回路は、前記管電流および前記管電圧のうち前記処理対象信号でないほうの信号が所定レベルを超えているときにのみ動作することを特徴とする、請求項１に記載の放電管点灯装置。
【請求項１１】
放電管点灯装置における異常放電検出方法であって、
放電管の管電流および管電圧のいずれか一方を処理対象信号とし、ハイパスフィルタ処理を適用して前記処理対象信号からアーク放電に起因するパルス成分を抽出するステップと、
パルス保持回路を用いて、前記パルス成分を所定時間保持するステップと、
前記パルス保持回路の出力を閾値と比較して、アーク放電の有無を判断するステップとを備えた、異常放電検出方法。
【請求項１２】
複数の放電管を２つのグループに分け、各グループの放電管に対して逆相の電圧を印加するステップと、
前記複数の放電管について前記処理対象信号を合成し、前記ハイパスフィルタ処理を適用すべき信号を求めるステップとをさらに備えた、請求項１１に記載の異常放電検出方法。
【請求項１３】
タイマー回路を用いて、信号が異常レベルに変化してから異常発生と判断するまでの時間を定めるステップをさらに備え、
前記タイマー回路のアーク放電検出用のタイマー時間は、他の異常検出用のタイマー時間よりも短いことを特徴とする、請求項１１に記載の異常放電検出方法。
【請求項１４】
前記パルス保持回路は、入力が所定レベルを超えると出力が初期状態から変化し、変化した出力が徐々に初期状態に戻る特性を有することを特徴とする、請求項１１に記載の異常放電検出方法。
【請求項１５】
前記パルス保持回路は、入力が所定レベルを超えると所定幅のパルスを出力するワンショットマルチバイブレータを含むことを特徴とする、請求項１１に記載の異常放電検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放電管を点灯させる放電管点灯装置、および、放電管点灯装置で発生するアーク放電を検出する異常放電検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶テレビなど多くの液晶表示装置には、冷陰極放電管を含むバックライトが設けられる。冷陰極放電管を点灯させるためには、インバータ回路を含む放電管点灯装置が用いられる。冷陰極放電管は高電圧で点灯させる必要があるので、放電管点灯装置には高圧トランスが設けられ、冷陰極放電管は高圧トランスの２次側に接続される。【０００３】
このように高電圧を発生させる放電管点灯装置では、接触不良箇所や耐圧不良箇所でアーク放電が発生することがある。アーク放電は、例えば、高圧トランスの２次側端子と放電管を接続するコネクタ部で接触不良があった場合などに、その接触不良箇所で発生する。アーク放電が発生すると、発生箇所近傍の樹脂製部材（例えば、コネクタのハウジング）などが放電火花によって発煙、発火あるいは炭化し、機器の焼損や火災などが起こるおそれがある。【０００４】
一般に放電管点灯装置には、放電管に流れる電流が過少になったことや高圧トランスの２次側に過電圧が発生したことを検知して、装置の動作を停止させる保護回路が設けられる。しかし、アーク放電が発生したときは、多くの場合、放電管には正常とは言えないまでも点灯電流が流れ、放電管に印加される電圧は異常と判断されるほどには上昇しない。また、一般にバックライトシステムでは、放電管に流れる電流は、放電管の明るさを揃えるために、ほぼ一定になるように制御される。このため、アーク放電が発生したときは、過少電流や過電圧を検出する保護回路が、放電管点灯装置の動作を停止させることはない。したがって、放電管点灯装置には、アーク放電を検出して装置の動作を停止させる保護回路を別途設ける必要がある。【０００５】
アーク放電は、原理的には、アーク放電に伴って発生する電磁波、放電光、オゾン、あるいは、放電音などを検知することにより検出される。放電管点灯装置におけるアーク放電検出方法は、例えば、特許文献１〜５に記載されている。特許文献１には、プリント基板に放電検出用パターンを設け、アーク放電に伴う電磁波によって放電検出用パターンに誘起される電圧を検知することが記載されている。特許文献２には、同様の誘起パターン部を、プリント基板におけるトランスの下面とランプの近傍に設けることが記載されている。特許文献３には、ハイパスフィルタを用いて、放電管に流れる管電流に混入した放電ノイズ周波数成分を検知することが記載されている。特許文献４には、コンデンサを用いて、高圧トランスの２次側に発生する放電パルスの周波数成分を検知することが記載されている。特許文献５には、インバータ回路の出力電流を増加させる出力制御手段を設け、出力制御手段が動作しているときのインバータ回路の入力電流に基づきアーク放電を検出することが記載されている。【０００６】
また、放電管点灯装置におけるアーク放電検出方法として、図１０に示す方法（以下、管電流差分検出法という）が実用化されている。図１０に示す放電管点灯装置では、放電管１は２本ずつ対にされ、一対の放電管１には逆相の電流が流れる。管電流差分検出回路９１は、一対の放電管１に流れる管電流を加算する。管電流の和は、アーク放電が発生していないとき（以下、正常時という）にはほぼ０になり、アーク放電発生時には０からずれる。比較器９３は、ローパスフィルタ９２経由で入力された合成管電流が所定の閾値を超えたときに、アーク放電の発生を示す信号を制御回路１１に対して出力する。これ以外にも、放電管点灯装置におけるアーク放電検出方法として、２本の放電管の管電圧の差を検出する方法や、１本の放電管の管電流の変化を検出する方法などがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】日本国特開２００７−１３４２９０号公報
【特許文献２】日本国特開２００２−３４１７７５号公報
【特許文献３】日本国特開２００２−１５１２８７号公報
【特許文献４】日本国特許第３１２３１６１号公報
【特許文献５】日本国特開２００８−１８６６１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１〜５に記載されたアーク放電検出方法には、以下の問題がある。特許文献１および２に記載の方法では、放電検出用パターンや誘起パターン部の電圧には、アーク放電に伴う電磁波によるもの以外に種々のノイズが混入する。このため、アーク放電を正しく検出できるだけのＳ／Ｎ比が得られず、理論上ではアーク放電を検出できても、実機ではアーク放電を正しく検出できないことがある。【０００９】
特許文献３および４に記載の方法は、アーク放電に伴う放電パルスや放電ノイズのように、瞬間的に発生するものを検出する。このため、いわゆるバースト調光（放電管を駆動する電圧をバースト状にして、そのバースト時間幅を変えることで放電管の明るさを変化させること）を行う場合など、アーク放電が間欠的に発生する場合には、アーク放電を正しく検出できない。また、ごく短時間の接触不良によって発煙や発火に至らない小さなアーク放電が発生したときでも、保護回路が不必要に作動して放電管点灯装置の動作を停止させることも問題となる。特許文献５に記載の方法では、方式が複雑で高コストになるが、コストの割にはアーク放電の検出精度が所望の精度に至らない場合がある。【００１０】
また、管電流差分検出法には、以下の問題がある。２本以上の放電管を点灯させる放電管点灯装置では、放電管の明るさを揃えるために、放電管に流れる管電流の量を揃える電流バランス制御が行われる。このため、アーク放電が発生したときに管電流に高周波のパルス成分が重畳しても、管電流の実効値や平均値はあまり変化せず、アーク放電発生時の合成管電流（管電流の差分）と正常時の合成管電流（管電流の差分）の間には大きな差が生じない。したがって、合成管電流（管電流の差分）の変化を検出するためには、回路ノイズで誤動作しないレベルまで比較器９３の閾値（Ｖｒｅｆに相当）をできるだけ小さくする必要がある。【００１１】
ところが、放電管の特性のばらつきや特性の温度変化や使用経過などにより、管電流はばらついたり、変化したりするため、正常時に上記電流バランス制御が働いた状況下でも、管電流の差分は増加する。このため、比較器９３の閾値を小さくすると、正常時でもアーク放電と誤って検出される場合がある。したがって、管電流差分検出法では、アーク放電発生時にはアーク放電を正しく検出し、正常時にアーク放電と誤って検出しないように比較器９３の閾値を決めることは、相当な手間と時間を要することとなる。他の従来のアーク放電検出方法にも、同様の問題がある。【００１２】
それ故に、本発明は、アーク放電を高精度かつ低コストで検出できる放電管点灯装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の第１の局面は、異常放電検出機能を有する放電管点灯装置であって、
放電管を駆動する駆動回路と、
前記放電管の管電流および管電圧のいずれか一方を処理対象信号とし、前記処理対象信号からアーク放電に起因するパルス成分を抽出するハイパスフィルタと、
前記パルス成分を所定時間保持するパルス保持回路と、
前記パルス保持回路の出力を閾値と比較し、アーク放電の有無を示す信号を出力する比較器とを備える。【００１４】
本発明の第２の局面は、本発明の第１の局面において、
複数の放電管について前記処理対象信号を合成し、合成した信号を前記ハイパスフィルタに対して出力する合成回路をさらに備え、
前記駆動回路は、前記複数の放電管を２つのグループに分け、各グループの放電管に対して逆相の電圧を印加することを特徴とする。【００１５】
本発明の第３の局面は、本発明の第１の局面において、
信号が異常レベルに変化してから異常発生と判断するまでの時間を定めるタイマー回路をさらに備え、
前記タイマー回路のアーク放電検出用のタイマー時間は、他の異常検出用のタイマー時間よりも短いことを特徴とする。【００１６】
本発明の第４の局面は、本発明の第１の局面において、
前記パルス保持回路は、入力が所定レベルを超えると出力が初期状態から変化し、変化した出力が徐々に初期状態に戻る特性を有することを特徴とする。【００１７】
本発明の第５の局面は、本発明の第４の局面において、
前記パルス保持回路のアタックタイムは、出力が前記パルス成分に追従して変化するように設定されていることを特徴とする。【００１８】
本発明の第６の局面は、本発明の第４の局面において、
前記パルス保持回路のホールドタイムは、前記パルス成分が所定以下の時間間隔で入力されたときに、前記比較器でアーク放電が検出されるように設定されていることを特徴とする。【００１９】
本発明の第７の局面は、本発明の第２の局面において、
前記パルス保持回路は、入力が所定レベルを超えると出力が初期状態から変化し、変化した出力が徐々に初期状態に戻る特性を有し、入力が変化したときに出力を変化させるバイポーラトランジスタを含むことを特徴とする。【００２０】
本発明の第８の局面は、本発明の第１の局面において、
前記ハイパスフィルタの時定数は、前記処理対象信号の放電管駆動周波数成分を前記パルス成分に比べて十分に減衰させるように設定されていることを特徴とする。【００２１】
本発明の第９の局面は、本発明の第１の局面において、
前記パルス保持回路は、入力が所定レベルを超えると所定幅のパルスを出力するワンショットマルチバイブレータを含むことを特徴とする。【００２２】
本発明の第１０の局面は、本発明の第１の局面において、
前記パルス保持回路は、前記管電流および前記管電圧のうち前記処理対象信号でないほうの信号が所定レベルを超えているときにのみ動作することを特徴とする。【００２３】
本発明の第１１の局面は、放電管点灯装置における異常放電検出方法であって、
放電管の管電流および管電圧のいずれか一方を処理対象信号とし、ハイパスフィルタ処理を適用して前記処理対象信号からアーク放電に起因するパルス成分を抽出するステップと、
パルス保持回路を用いて、前記パルス成分を所定時間保持するステップと、
前記パルス保持回路の出力を閾値と比較して、アーク放電の有無を判断するステップとを備える。【００２４】
本発明の第１２の局面は、本発明の第１１の局面において、
複数の放電管を２つのグループに分け、各グループの放電管に対して逆相の電圧を印加するステップと、
前記複数の放電管について前記処理対象信号を合成し、前記ハイパスフィルタ処理を適用すべき信号を求めるステップとをさらに備える。【００２５】
本発明の第１３の局面は、本発明の第１１の局面において、
タイマー回路を用いて、信号が異常レベルに変化してから異常発生と判断するまでの時間を定めるステップをさらに備え、
前記タイマー回路のアーク放電検出用のタイマー時間は、他の異常検出用のタイマー時間よりも短いことを特徴とする。【００２６】
本発明の第１４の局面は、本発明の第１１の局面において、
前記パルス保持回路は、入力が所定レベルを超えると出力が初期状態から変化し、変化した出力が徐々に初期状態に戻る特性を有することを特徴とする。【００２７】
本発明の第１５の局面は、本発明の第１１の局面において、
前記パルス保持回路は、入力が所定レベルを超えると所定幅のパルスを出力するワンショットマルチバイブレータを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の第１、第２または第１１の局面によれば、放電管の管電流または管電圧からハイパスフィルタを用いてアーク放電に起因するパルス成分を抽出し、抽出したパルス成分をパルス保持回路に所定時間保持し、パルス保持回路の出力を閾値と比較することにより、アーク放電を高精度で検出することができる。特に、抽出したパルス成分を所定時間保持することにより、放電ギャップが狭い場合に発生する、平均的なパルス振幅が小さく、パルス保持回路が取り込むために必要な振幅のパルス数が少ない小さなアーク放電や、バースト調光を行うときなどに間欠的に発生するアーク放電を高精度で検出することができる。また、ハイパスフィルタを用いてアーク放電に起因するパルス成分のみを抽出することにより、放電管の管電流または管電圧の放電管駆動周波数成分のばらつきや変動の影響を受けずに、小さなアーク放電から大きなアーク放電までアーク放電を幅広く検出することができる。【００２９】
本発明の第２または第１２の局面によれば、グループごとに逆相の電圧が印加された複数の放電管の管電流または管電圧を合成することにより、合成信号の放電管駆動周波数成分をパルス成分に比べて十分小さなレベルまで低減することができる。したがって、簡単な構成を有する低コストのハイパスフィルタを用いて、アーク放電に起因するパルス成分を抽出し、放電管点灯装置のコストを下げることができる。【００３０】
本発明の第３または第１３の局面によれば、アーク放電検出用のタイマー時間を他の異常（例えば、電流異常や電圧異常）検出用のタイマー時間よりも短くすることにより、機器の損傷や火災などを起こすおそれがあるアーク放電をより早く検出し、放電管の点灯を停止させて、装置の安全性を高めることができる。【００３１】
本発明の第４または第１４の局面によれば、上記の特性を有する回路を用いて、ハイパスフィルタで抽出されたパルス成分を所定時間保持するパルス保持回路を低コストで構成することができる。【００３２】
本発明の第５の局面によれば、パルス保持回路のアタックタイムを上記のように設定することにより、アーク放電発生時にパルス保持回路の出力を確実に変化させて、アーク放電を高精度で検出することができる。【００３３】
本発明の第６の局面によれば、パルス保持回路のホールドタイムを上記のように設定することにより、放電ギャップが狭い場合に発生する、平均的なパルス振幅が小さく、パルス保持回路が取り込むために必要な振幅のパルス数が少ない小さなアーク放電や、バースト調光を行う場合などに間欠的に発生するアーク放電を含めて、アーク放電を正しく検出することができる。【００３４】
本発明の第７の局面によれば、合成回路とハイパスフィルタの後段に、入力が変化したときに出力を変化させるバイポーラトランジスタを含むパルス保持回路を設けることにより、合成信号の放電管駆動周波数成分をパルス成分に比べて十分小さなレベルまで低減するときの低減特性を向上させることができる。【００３５】
本発明の第８の局面によれば、ハイパスフィルタの時定数を上記のように設定することにより、ハイパスフィルタでアーク放電に起因するパルス成分を正しく抽出し、アーク放電を高精度で検出することができる。【００３６】
本発明の第９または第１５の局面によれば、上記のようなワンショットマルチバイブレータを用いて、ハイパスフィルタで抽出されたパルス成分を所定時間保持するパルス保持回路を低コストで構成することができる。また、放電ギャップが狭い場合に発生する、平均的なパルス振幅が小さく、パルス保持回路が取り込むために必要な振幅のパルス数が少ない小さなアーク放電や、バースト調光を行う場合などに間欠的に発生するアーク放電を含めて、アーク放電を高精度で検出し、放電管点灯装置の動作を安定させることができる。【００３７】
本発明の第１０の局面によれば、管電流および管電圧のいずれか一方からアーク放電に起因するパルス成分を抽出し、他方の信号が所定レベルを超えているときにのみ、抽出したパルス成分を保持することにより、アーク放電以外で発生したパルスをアーク放電に起因するパルス成分と誤って検出するリスクを低減し、アーク放電の検出精度をさらに高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の第１および第２の実施形態に係る放電管点灯装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る放電管点灯装置のパルス保持回路の回路図である。
【図３】図１に示す放電管点灯装置のタイマー時間切替回路の回路図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る放電管点灯装置のアーク放電検出部の構成を示すブロック図である。
【図５】図１に示す放電管点灯装置の正常時とアーク放電発生時の管電流、合成管電流およびパルス保持回路の出力の変化を示す図である。
【図６】図１に示す放電管点灯装置によるアーク放電検出範囲の例を示す図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る放電管点灯装置のパルス保持回路の回路図である。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る放電管点灯装置のアーク放電検出部の構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の実施形態の変形例に係る放電管点灯装置の一部を示す図である。
【図１０】従来の放電管点灯装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る放電管点灯装置の構成を示す図である。図１に示す放電管点灯装置１０は、制御回路１１、高圧トランス駆動回路１２、高圧トランス１３、管電流検出抵抗１４、管電流合成／ハイパスフィルタ回路（以下、管電流合成／ＨＰＦ回路という）１５、パルス保持回路１６、コンデンサ１７、および、タイマー時間切替回路１８を備えている。放電管点灯装置１０は、複数の放電管１を点灯させる機能と、アーク放電を検出する異常放電検出機能とを備え、アーク放電を検出したときには放電管１の点灯を停止させる。なお、図１には４本の放電管１と２個の高圧トランス１３が記載されているが、放電管の本数や高圧トランスの個数は任意でよい。
【００４０】
高圧トランス１３は、放電管１を点灯させるために必要な高電圧を発生させる２ｉｎ１トランス（１本の１次側巻線と２本の２次側巻線を有する１入力２出力のトランス）である。高圧トランス１３の１次側には高圧トランス駆動回路１２が接続され、高圧トランス１３の２次側には複数の放電管１が接続される。高圧トランス駆動回路１２には、高圧トランス用電源電圧Ｖｔが供給される。高圧トランス駆動回路１２は、制御回路１１に含まれるロジック回路２０からの制御に従い、高圧トランス１３を駆動する。このように高圧トランス駆動回路１２と高圧トランス１３は、放電管１を駆動する駆動回路として機能する。
【００４１】
放電管１は２つのグループに分けられ、駆動回路は各グループの放電管に対して逆相の電圧を印加する。放電管点灯装置１０では、放電管１は２本ずつ対にされ、一対の放電管１には逆相の電圧が印加され、逆相の電流が流れる。より詳細には、高圧トランス１３の２次側には、同じ巻き方向を有する２本の巻線（以下、第１および第２巻線という）が設けられる。対をなす２本の放電管１のうち一方は、第１巻線の一方の端子と接地との間に設けられる。他方の放電管１は、第２巻線の反対側の端子と接地との間に設けられる。第１および第２巻線の放電管１に接続されていないほうの端子は、管電流検出抵抗１４を介して接地される。
【００４２】
なお、放電管１を２つのグループに分けて逆相の電圧を印加する限り、放電管１を上記以外の形態に接続してもよい。例えば、４の倍数本の放電管１を高圧トランス１３（２ｉｎ１トランス）に接続するときに、一対の放電管１には同相の電圧が印加され、同相の電流が流れるようにしてもよい。この場合には、高圧トランス１３を２つのグループに分けて、各グループの高圧トランス１３が逆相の電圧を発生させる。この接続形態を用いた場合でも、図１に示す接続形態を用いた場合と同様に、放電管１を２つのグループに分けて逆相の電圧を印加することができる。
【００４３】
高圧トランス１３の２次側の巻線と管電流検出抵抗１４との接続点（例えば、点Ａや点Ｂ）は、管電流合成／ＨＰＦ回路１５の入力端子に接続される。管電流合成／ＨＰＦ回路１５は、放電管１と同数の抵抗２６と１個のコンデンサ２７を含んでいる。管電流をできるだけ正確に検出するために、抵抗２６として、管電流検出抵抗１４よりも十分に大きい抵抗値を有するものが使用される（すなわち、管電流検出抵抗１４の抵抗値をＲ１、抵抗２６の抵抗値をＲ２としたときに、Ｒ１＜＜Ｒ２を満たすようにする）。管電流合成／ＨＰＦ回路１５の入力端子には、放電管１に流れる管電流のごく一部が流れる（以下、この電流を放電管１の管電流とみなす）。管電流合成／ＨＰＦ回路１５は、入力された管電流をすべての放電管１について合成し、合成管電流の高周波成分を抽出する。パルス保持回路１６は、管電流合成／ＨＰＦ回路１５で抽出された高周波成分を所定時間保持する（詳細は後述）。
【００４４】
放電管１の管電流には、放電管１を点灯させるための放電管駆動周波数成分（以下、基本波成分という）が含まれる。また、アーク放電が発生したときには、放電管１の管電流にはアーク放電に起因する高周波のパルス成分が重畳する。このような管電流をすべての放電管１について合成すると、合成管電流の基本波成分は０に低減され、合成管電流にはアーク放電に起因するパルス成分のみが残る。管電流合成／ＨＰＦ回路１５に含まれるハイパスフィルタの時定数は、合成管電流の基本波成分をアーク放電に起因するパルス成分に比べて十分に減衰させる（具体的には、−２０ｄＢ以下に減衰させることが好ましい）ように設定される。
【００４５】
制御回路１１は、市販の放電管駆動用ＩＣであり、ロジック回路２０、比較器２１ａ〜ｃ、ＡＮＤ回路２２、トランジスタ２３、比較器２４、および、ラッチ２５を含んでいる。制御回路１１には、制御回路用電源電圧Ｖｃが供給される。ロジック回路２０は、高圧トランス駆動回路１２を制御する。比較器２１ａ〜ｃの一方の入力端子は制御回路１１の外部入力端子に接続され、他方の入力端子には所定の閾値電圧が印加される。比較器２１ａ〜ｃの出力は、通常はハイレベルであり、外部から入力された信号電圧が閾値以上あるいは閾値以下になるとローレベルに変化する。ＡＮＤ回路２２は、比較器２１ａ〜ｃの出力の論理積を出力する。トランジスタ２３は、ＡＮＤ回路２２の出力がハイレベルのときはオン状態となり、ＡＮＤ回路２２の出力がローレベルのときにはオフ状態となる。
【００４６】
比較器２４は、制御回路１１の外部に設けられたコンデンサ１７と共にタイマー回路１９を構成する。タイマー回路１９のタイマー時間は、コンデンサ１７の容量値を選択することにより調整される。比較器２１ａ〜ｃの出力がすべてハイレベルのときには、ＡＮＤ回路２２の出力がハイレベルとなり、トランジスタ２３はオン状態となる。このとき、比較器２４の正側入力端子の電圧は０となり、比較器２４の出力はローレベルとなる。比較器２１ａ〜ｃの出力のいずれかがローレベルに変化すると、ＡＮＤ回路２２の出力はローレベルに変化し、トランジスタ２３はオフ状態となる。このとき、電流源から供給される電流によって、コンデンサ１７に電荷が蓄積され、比較器２４の正側入力端子の電圧は上昇する。ＡＮＤ回路２２の出力がローレベルに変化してからタイマー時間だけ経過すると、比較器２４の正側入力端子の電圧は閾値を超え、比較器２４の出力はハイレベルに変化する。このように比較器２４の出力は、通常はローレベルであり、ＡＮＤ回路２２の出力がローレベルである状態がタイマー時間だけ続くとハイレベルに変化する。
【００４７】
比較器２４の出力は、ラッチ２５のセット端子に入力される。ラッチ２５の出力がハイレベルになると、ロジック回路２０は高圧トランス駆動回路１２の動作を停止させる。このように制御回路１１は、外部から入力された信号電圧が閾値以上あるいは閾値以下である状態がタイマー時間だけ続くと、高圧トランス駆動回路１２の動作を停止させる。このとき、高圧トランス１３は動作を停止し、放電管１の点灯は停止する。
【００４８】
比較器２１ａの正側入力端子は、制御回路１１の外部入力端子を介してパルス保持回路１６の出力端子に接続されると共に、タイマー時間切替回路１８の制御端子に入力される。タイマー時間切替回路１８は、直列に接続された抵抗２８とスイッチ２９を含んでいる。抵抗２８の一端には制御回路用電源電圧Ｖｃが印加され、スイッチ２９の一端はコンデンサ１７の一方の電極に接続される。パルス保持回路１６の出力がローレベルのときには、スイッチ２９はオフ状態になる。このときのタイマー時間をＴ１とする。パルス保持回路１６の出力がハイレベルのときには、スイッチ２９がオン状態になり、コンデンサ１７の一方の電極には抵抗２８を介して制御回路用電源電圧Ｖｃが印加される。このときのタイマー時間をＴ２とすると、タイマー時間Ｔ２はタイマー時間Ｔ１よりも短くなる。
【００４９】
制御回路１１は、パルス保持回路１６の出力が閾値を超えた状態がタイマー時間Ｔ２だけ続いたとき、および、外部から入力された他の信号が閾値以上あるいは閾値以下である状態がタイマー時間Ｔ１だけ続いたときに、高圧トランス駆動回路１２の動作を停止させる。このように放電管点灯装置１０は、信号が異常レベルに変化してから異常発生と判断するまでの時間を定めるタイマー回路１９を備え、タイマー回路１９のアーク放電検出用のタイマー時間は、他の異常検出用（例えば、電流異常や電圧異常）のタイマー時間よりも短い。
【００５０】
本実施形態に係る放電管点灯装置１０は、パルス保持回路１６として、図２に示すパルス保持回路１６ｐを備えている。図２に示すように、パルス保持回路１６ｐは、バイポーラトランジスタ（以下、トランジスタともいう）３１、ダイオード３２、抵抗３３、３４、および、コンデンサ３５を含んでいる。パルス保持回路１６ｐの入力端子はトランジスタ３１のベースに接続され、パルス保持回路１６ｐの出力端子はトランジスタ３１のコレクタに接続される。トランジスタ３１のエミッタには、制御回路用電源電圧Ｖｃが印加される。トランジスタ３１のベースとエミッタの間には、ダイオード３２と抵抗３３が並列に設けられる。トランジスタ３１のコレクタと接地の間には、抵抗３４とコンデンサ３５が並列に設けられる。
【００５１】
パルス保持回路１６ｐの入力端子に電流が流れると、トランジスタ３１にはベース電流が流れ、トランジスタ３１にはベース電流のｈFE倍（ただし、ｈFEは直流電流増幅率）のコレクタ電流が流れる。したがって、パルス保持回路１６ｐの入力端子に電流が流れると、トランジスタ３１のコレクタ電圧は短時間でローレベルからハイレベルに変化する。その後、トランジスタ３１のコレクタ電圧は、ハイレベルから徐々に変化し、所定時間後にローレベルに戻る。このようにパルス保持回路１６ｐは、入力が所定レベルを超えると出力が初期状態から短時間で変化し、変化した出力が徐々に初期状態に戻るという特性を有する。
【００５２】
パルス保持回路１６ｐのアタックタイム（出力の立上り時間）は、トランジスタ３１の特性を選択することにより調整される。パルス保持回路１６ｐのホールドタイム（出力の立下り時間）は、抵抗３４の抵抗値とコンデンサ３５の容量値を選択することにより調整される。例えば、１００Ｈｚ〜４００Ｈｚ程度の調光周波数を用いてバースト調光を行う場合、すなわち、アーク放電が間欠的に発生する場合、あるいは、小さなアーク放電を検出する場合、総じて、アーク放電を安定して正しく検出するためには、パルス保持回路１６ｐはアーク放電に起因するパルス成分を数１０ｍｓ〜数１００ｍｓ保持し、パルス保持回路１６ｐのアタックタイムを数ｎｓ〜数１００ｎｓに設定するのが好ましい。
【００５３】
図３は、タイマー時間切替回路１８の回路図である。図３に示すように、抵抗３６、３７、および、ＭＯＳ−ＦＥＴ３８は直列に接続され、制御回路用電源電圧Ｖｃが印加される端子と接地との間に設けられる。タイマー時間切替回路１８の制御端子は、ＭＯＳ−ＦＥＴ３８のゲートに接続される。抵抗２８は、制御回路用電源電圧Ｖｃが印加される端子とトランジスタ３９のエミッタとの間に設けられる。トランジスタ３９のベースは抵抗３６、３７の接続点に接続され、コレクタはコンデンサ１７の一方の電極に接続される。
【００５４】
タイマー時間切替回路１８の制御端子の電圧がローレベルのときには、ＭＯＳ−ＦＥＴ３８とトランジスタ３９は共にオフ状態となり、抵抗２８はコンデンサ１７の一方の電極に接続されない。これに対して、タイマー時間切替回路１８の制御端子の電圧がハイレベルのときには、ＭＯＳ−ＦＥＴ３８とトランジスタ３９は共にオン状態となり、コンデンサ１７は、制御回路１１内の定電流源だけでなく、抵抗２８を介して制御回路用電源電圧Ｖｃによっても充電される。このため、前者のときよりも後者のときのほうが、タイマー回路１９のタイマー時間は短くなる。
【００５５】
図４は、放電管点灯装置１０のアーク放電検出部の構成を示すブロック図である。図４に示すように、アーク放電検出部には、管電流検出抵抗１４、管電流合成回路、ハイパスフィルタ（管電流合成／ＨＰＦ回路１５）、バイポーラトランジスタ３１を含むパルス保持回路１６ｐ、比較器２１ａ、タイマー回路１９、および、ラッチ２５が含まれる。
【００５６】
図５は、正常時とアーク放電発生時について、点Ａを流れる管電流、点Ｂを流れる管電流、点Ｃを流れる合成管電流、および、点Ｄの電圧（パルス保持回路１６の出力）の変化を示す図である。正常時には、図５（ａ）に示すように、点Ａを流れる管電流は正弦波状に変化し、点Ｂを流れる管電流はこれとは逆相に正弦波状に変化する。したがって、点Ｃを流れる合成管電流はほぼ０になり、点Ｄの電圧は０（ローレベル）になる。このとき、比較器２１ａの出力はハイレベル、ラッチ２５の出力はローレベルとなり、ロジック回路２０は高圧トランス駆動回路１２を動作させる。
【００５７】
図１において上から２番目の放電管１でアーク放電が発生したときには、図５（ｂ）に示すように、点Ｂを流れる管電流には高周波のパルス成分が重畳される。このため、点Ｃを流れる合成管電流には、アーク放電に起因するパルス成分が含まれる。パルス保持回路１６の入力端子に電流が流れると、点Ｄの電圧は短時間でハイレベルに変化する。このとき、比較器２１ａの出力はローレベル、ラッチ２５の出力はハイレベルとなり、ロジック回路２０は高圧トランス駆動回路１２の動作を停止させる。
【００５８】
図６は、放電管点灯装置１０によるアーク放電検出範囲の例を示す図である。図６に示す結果は、ある実験によって得られたものである。ただし、ギャップの導電部の形状、表面の状態など各種の条件によって、アーク放電発生範囲とアーク放電検出範囲は変化する。したがって、図６に示す結果はある条件下での実験結果に過ぎず、条件によっては異なる結果が得られることがある。
【００５９】
図６に示す例では、アーク放電は、放電ギャップ長が約０．７ｍｍ以下のときに発生する。管電流差分検出法（図１０）によれば、放電ギャップ長が約０．３５ｍｍ〜０．５５ｍｍのとき（実線部分）に発生するアーク放電を検出し、放電ギャップ長が約０．２５ｍｍ〜０．３５ｍｍまたは約０．５５ｍｍ〜０．７ｍｍのとき（破線部分）に発生するアーク放電を確実ではないが検出することができる。これに対して、本実施形態に係る放電管点灯装置１０によれば、放電ギャップ長が約０．０５ｍｍ〜０．７ｍｍのときに発生するアーク放電を検出することができる。このように本実施形態に係る放電管点灯装置１０によれば、管電流差分検出法よりも広い範囲のアーク放電を検出することができる。
【００６０】
以下、アーク放電検出時にタイマー回路１９のタイマー時間を短くすることによる効果を説明する。市販の放電管駆動用ＩＣの多くは、信号が異常レベルに変化してから異常発生と判断するまでの時間を定めるタイマー回路を１個だけ含んでいる。このタイマー回路は、主として、放電管が点灯しないときの過少電流やトランスの２次側に発生する過電圧を検出するために設けられる。ところが、放電管の始動開始特性のばらつきを考慮すると、放電管の点灯を開始するときには、放電管が点灯するまでの間は、過電圧と判断されるほど高い電圧を１秒以上印加する必要がある。このときに過電圧を検出する保護回路が作動しないようにするために、一般に、タイマー回路のタイマー時間は１秒以上に設定される。このため、従来の放電管点灯装置では、アーク放電を検出するためのタイマー時間も１秒以上となる。アーク放電は放電管の点灯が開始するときに最も発生しやすいが、従来の放電管点灯装置は、１個のタイマー回路を用いて各種の異常を検出し、アーク放電だけを他の要因から切り離して検出できない。このため、従来の放電管点灯装置は、このときに発生するアーク放電を検出して、短時間に回路の動作を停止することができない。
【００６１】
本実施形態に係る放電管点灯装置１０は、アーク放電を他の異常とは切り離して検出できるので、アーク放電発生時にはタイマー時間を短く切り替えることができる。例えば、放電管点灯装置１０では、過電圧検出用のタイマー時間Ｔ１は、低温時の始動開始特性を考慮して例えば約１．５秒に設定され、アーク放電検出用のタイマー時間Ｔ２は、例えば約１５０ｍｓ〜３００ｍｓに設定される。このように、アーク放電発生時には他の異常が発生したときよりも短い時間で高圧トランス駆動回路１２の動作を停止させることにより、アーク放電発生箇所近傍の樹脂製部材が発煙、発火あるいは炭化することを防止することができる。
【００６２】
以上に示すように、本実施形態に係る放電管点灯装置１０は、放電管１を駆動する駆動回路（高圧トランス駆動回路１２および高圧トランス１３）と、放電管１の管電流からアーク放電に起因するパルス成分を抽出するハイパスフィルタ（管電流合成／ＨＰＦ回路１５）と、抽出したパルス成分を所定時間保持するパルス保持回路１６と、パルス保持回路１６の出力を閾値と比較し、アーク放電の有無を示す信号を出力する比較器２１ａとを備えている。
【００６３】
このように放電管１の管電流からアーク放電に起因するパルス成分を抽出し、抽出したパルス成分を所定時間保持することにより、アーク放電を高精度で検出することができる。特に、抽出したパルス成分を所定時間保持することにより、放電ギャップが狭い場合に発生する、平均的なパルス振幅が小さく、パルス保持回路が取り込むのに必要な振幅のパルス数が少ない小さなアーク放電や、バースト調光などを行うときに間欠的に発生するアーク放電を高精度で検出することができる。また、ハイパスフィルタを用いてアーク放電に起因するパルス成分のみを抽出することにより、放電管１の管電流の基本波成分のばらつきや変動の影響を受けずに、小さなアーク放電から大きなアーク放電までアーク放電を幅広く検出することができる。
【００６４】
また、放電管点灯装置１０は、複数の放電管１の管電流を合成し、合成した信号をハイパスフィルタに対して出力する合成回路（管電流合成／ＨＰＦ回路１５）をさらに備え、駆動回路は、複数の放電管１を２つのグループに分け、各グループの放電管１に対して逆相の電圧を印加する。このようにグループごとに逆相の電圧が印加された複数の放電管１の管電流を合成することにより、合成信号の基本波成分をパルス成分に比べて十分小さなレベルまで低減することができる。したがって、簡単な構成を有する低コストのハイパスフィルタを用いて、アーク放電に起因するパルス成分を抽出し、放電管点灯装置１０のコストを下げることができる。
【００６５】
また、放電管点灯装置１０は、信号が異常レベルに変化してから異常発生と判断するまでの時間を定めるタイマー回路１９をさらに備え、タイマー回路１９のアーク放電検出用のタイマー時間は、他の異常検出用のタイマー時間よりも短い。このようにアーク放電検出用のタイマー時間を他の異常検出用のタイマー時間よりも短くすることにより、機器の損傷や火災などを起こすおそれがあるアーク放電をより早く検出し、放電管の点灯を停止させて、装置の安全性を高めることができる。
【００６６】
また、放電管点灯装置１０は、パルス保持回路１６として、入力が所定レベルを超えると出力が初期状態から変化し、変化した出力が徐々に初期状態に戻る特性を有し、入力が変化したときに出力を変化させるバイポーラトランジスタ３１を含むパルス保持回路１６ｐを備えている。このようなパルス保持回路１６ｐを用いることにより、ハイパスフィルタで抽出されたパルス成分を所定時間保持するパルス保持回路１６を低コストで構成することができる。また、合成回路とハイパスフィルタの後段に、入力が変化したときに出力を変化させるバイポーラトランジスタ３１を含むパルス保持回路１６ｐを設けることにより、合成信号の基本波成分をパルス成分に比べて十分小さなレベルまで低減するときの低減特性を向上させることができる。
【００６７】
また、パルス保持回路１６ｐのアタックタイムは、出力がアーク放電に起因するパルス成分に追従して変化するように設定されている。したがって、アーク放電発生時にパルス保持回路の出力を確実に変化させて、アーク放電を高精度で検出することができる。また、パルス保持回路１６ｐのホールドタイムは、アーク放電に起因するパルス成分が所定以下の時間間隔で入力されたときに、比較器２１ａでアーク放電が検出されるように設定されている。したがって、放電ギャップが狭い場合に発生する、平均的なパルス振幅が小さく、パルス保持回路が取り込むのに必要な振幅のパルス数の少ない小さなアーク放電や、バースト調光を行う場合などに間欠的に発生するアーク放電を含めて、アーク放電を正しく検出することができる。
【００６８】
また、ハイパスフィルタの時定数は、管電流の基本波成分をアーク放電に起因するパルス成分に比べて十分に減衰させるように設定されている。したがって、ハイパスフィルタでアーク放電に起因するパルス成分を正しく抽出し、アーク放電を高精度で検出することができる。
【００６９】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態に係る放電管点灯装置は、第１の実施形態に係る放電管点灯装置と同じ構成を有する（図１を参照）。本実施形態に係る放電管点灯装置は、パルス保持回路１６として、図７に示すパルス保持回路１６ｑを備えている。以下、第１の実施形態との相違点を説明する。
【００７０】
図７は、本実施形態に係る放電管点灯装置のパルス保持回路１６の回路図である。図７に示すパルス保持回路１６ｑは、ワンショットマルチバイブレータ４１、ダイオード４２、４３、コンデンサ４４、および、抵抗４５を含んでいる。パルス保持回路１６ｑの電源端子には、制御回路用電源電圧Ｖｃが印加される。パルス保持回路１６ｑの入力端子と電源端子の間にはダイオード４２が設けられ、当該入力端子と接地との間にはダイオード４３が設けられる。ワンショットマルチバイブレータ４１の２個の制御端子の間にはコンデンサ４４が設けられ、一方の制御端子と制御回路用電源電圧Ｖｃが印加される電源端子との間には抵抗４５が設けられる。ワンショットマルチバイブレータ４１は、入力が所定レベルを超えると、所定幅のパルス（ワンショットパルス）を出力する。
【００７１】
コンデンサ４４の容量値と抵抗４５の抵抗値は、バースト調光を行う場合などを考慮して、ワンショットパルスの幅が十分長くなるように設定される。ワンショットパルスが出力されている間に、パルス保持回路１６ｑにアーク放電に起因するパルス成分が入力されると、ワンショットパルスはその時点から所定幅を有するように伸びる。このとき、ワンショットパルスの幅は通常よりも広くなる。
【００７２】
図８は、本実施形態に係る放電管点灯装置のアーク放電検出部の構成を示すブロック図である。図８に示すように、アーク放電検出部には、管電流検出抵抗１４、管電流合成回路、ハイパスフィルタ（管電流合成／ＨＰＦ回路１５）、ワンショットマルチバイブレータ４１を含むパルス保持回路１６ｑ、比較器２１ａ、タイマー回路１９、および、ラッチ２５が含まれる。
【００７３】
以上に示すように、本実施形態に係る放電管点灯装置は、パルス保持回路１６として、入力が所定レベルを超えると所定幅のパルスを出力するワンショットマルチバイブレータ４１を含むパルス保持回路１６ｑを備えている。このようなパルス保持回路１６ｑを用いることにより、ハイパスフィルタで抽出されたパルス成分を所定時間保持するパルス保持回路１６を低コストで構成することができる。また、放電ギャップが狭い場合に発生する、平均的なパルス振幅が小さく、パルス保持回路が取り込むために必要な振幅のパルス数が少ない小さなアーク放電や、バースト調光を行う場合などに間欠的に発生するアーク放電を含めて、アーク放電を高精度で検出し、放電管点灯装置の動作を安定させることができる。
【００７４】
本発明の放電管点灯装置については、図９に示す変形例を構成することができる。図９は、本発明の実施形態の変形例に係る放電管点灯装置の一部を示す図である。図９に示す放電管点灯装置には、放電管１に印加される電圧を取り出すために、高圧トランス１３の２次側の巻線ごとに、２個のコンデンサ５１とダイオード５２が設けられる。すべてのダイオード５２のカソードは、管電圧合成回路５３内の節点Ｘに接続される。節点Ｘには、管電圧を合成した電圧が得られる。得られた合成管電圧は、ローパスフィルタを介して、制御回路１１に含まれる比較器２１ｂの一方の入力端子に与えられる。パルス保持回路１６ｒは、第１の実施形態に係るパルス保持回路１６ｐに電圧成分検出回路５４を追加したものである。電圧成分検出回路５４は、管電圧合成回路５３で求めた合成管電圧が所定レベルを超えているときにのみ、パルス保持回路１６ｒが動作するように作用する。
【００７５】
本変形例に係る放電管点灯装置では、パルス保持回路１６ｒは、管電圧が所定レベルを超えているときにのみ動作する。このように管電流からアーク放電に起因するパルス成分を抽出し、管電圧が所定レベルを超えているときにのみ、ハイパスフィルタで抽出されたパルス成分を保持することにより、アーク放電以外で発生したパルスをアーク放電に起因するパルス成分と誤って検出するリスクを低減し、アーク放電の検出精度をさらに高めることができる。
【００７６】
また、以上に示す放電管点灯装置は、いずれも、放電管１に流れる管電流に基づきアーク放電を検出することとした。これに代えて、本発明の放電管点灯装置は、放電管に印加される管電圧に基づきアーク放電を検出してもよい。また、本発明の放電管点灯装置は、管電圧からアーク放電に起因するパルス成分を抽出し、管電流が所定レベルを超えているときにのみ、ハイパスフィルタで抽出されたパルス成分を保持してもよい。これら変形例に係る放電管点灯装置でも、上述した放電管点灯装置と同じ効果が得られる。
【００７７】
また、本発明の放電管点灯装置が点灯させる放電管の本数は偶数であることが好ましいが、奇数でもよい。奇数本の放電管を点灯させる放電管点灯装置では、合成信号に含まれる基本波成分（基本波成分の和）が０にならない。そこで、このような放電管点灯装置では、ハイパスフィルタのフィルタ特性をさらに急峻にして、パルス保持回路に入力される信号に含まれる基本波成分をアーク放電に起因するパルス成分に対して十分に小さくすればよい。これにより、偶数本の放電管を点灯させる放電管点灯装置と同じ効果が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明の放電管点灯装置は、アーク放電を高精度かつ低コストで検出できるという効果を奏するので、液晶表示装置のバックライトに含まれる冷陰極放電管の点灯装置など、各種の放電管点灯装置として利用することができる。
【符号の説明】
【００７９】
１…放電管
１０、５０…放電管点灯装置
１１…制御回路
１２…高圧トランス駆動回路
１３…高圧トランス
１４…管電流検出抵抗
１５…管電流合成／ハイパスフィルタ回路
１６ｐ、１６ｑ、１６ｒ…パルス保持回路
１８…タイマー時間切替回路
１９…タイマー回路
２０…ロジック回路
２１、２４…比較器
２５…ラッチ
３１…バイポーラトランジスタ
４１…ワンショットマルチバイブレータ
５３…管電圧合成回路
５４…電圧成分検出回路
【図１】
2011010481.tif 000003
【図２】
2011010481.tif 000004
【図３】
2011010481.tif 000005
【図４】
2011010481.tif 000006
【図５】
2011010481.tif 000007
【図６】
2011010481.tif 000008
【図７】
2011010481.tif 000009
【図８】
2011010481.tif 000010
【図９】
2011010481.tif 000011
【図１０】
2011010481.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成23年11月29日(2011.11.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
本発明の第１の局面は、異常放電検出機能を有する放電管点灯装置であって、
複数の放電管を駆動する駆動回路と、
前記放電管の管電流および管電圧のいずれか一方を処理対象信号とし、前記複数の放電管について前記処理対象信号を合成する合成回路と、
前記合成回路で合成された処理対象信号からアーク放電に起因するパルス成分を抽出するハイパスフィルタと、
前記パルス成分を所定時間保持するパルス保持回路と、
前記パルス保持回路の出力を閾値と比較し、アーク放電の有無を示す信号を出力する比較器とを備え、
前記駆動回路は、前記複数の放電管を２つのグループに分け、各グループの放電管に対して逆相の電圧を印加することを特徴とする。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
本発明の第２の局面は、異常放電検出機能を有する放電管点灯装置であって、
放電管を駆動する駆動回路と、
前記放電管の管電流および管電圧のいずれか一方を処理対象信号とし、前記処理対象信号からアーク放電に起因するパルス成分を抽出するハイパスフィルタと、
前記パルス成分を所定時間保持するパルス保持回路と、
前記パルス保持回路の出力を閾値と比較し、アーク放電の有無を示す信号を出力する比較器と、
信号が異常レベルに変化してから異常発生と判断するまでの時間を定めるタイマー回路とを備え、
前記タイマー回路のアーク放電検出用のタイマー時間は、他の異常検出用のタイマー時間よりも短いことを特徴とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
本発明の第３の局面は、異常放電検出機能を有する放電管点灯装置であって、
放電管を駆動する駆動回路と、
前記放電管の管電流および管電圧のいずれか一方を処理対象信号とし、前記処理対象信号からアーク放電に起因するパルス成分を抽出するハイパスフィルタと、
前記パルス成分を所定時間保持するパルス保持回路と、
前記パルス保持回路の出力を閾値と比較し、アーク放電の有無を示す信号を出力する比較器とを備え、
前記パルス保持回路は、入力が所定レベルを超えると出力が初期状態から変化し、変化した出力が徐々に初期状態に戻る特性を有することを特徴とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
本発明の第４の局面は、本発明の第３の局面において、
前記パルス保持回路のアタックタイムは、出力が前記パルス成分に追従して変化するように設定されていることを特徴とする。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
本発明の第５の局面は、本発明の第３の局面において、
前記パルス保持回路のホールドタイムは、前記パルス成分が所定以下の時間間隔で入力されたときに、前記比較器でアーク放電が検出されるように設定されていることを特徴とする。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
本発明の第６の局面は、本発明の第１の局面において、
前記パルス保持回路は、入力が所定レベルを超えると出力が初期状態から変化し、変化した出力が徐々に初期状態に戻る特性を有し、入力が変化したときに出力を変化させるバイポーラトランジスタを含むことを特徴とする。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
本発明の第７の局面は、異常放電検出機能を有する放電管点灯装置であって、
放電管を駆動する駆動回路と、
前記放電管の管電流および管電圧のいずれか一方を処理対象信号とし、前記処理対象信号からアーク放電に起因するパルス成分を抽出するハイパスフィルタと、
前記パルス成分を所定時間保持するパルス保持回路と、
前記パルス保持回路の出力を閾値と比較し、アーク放電の有無を示す信号を出力する比較器とを備え、
前記パルス保持回路は、入力が所定レベルを超えると所定幅のパルスを出力するワンショットマルチバイブレータを含むことを特徴とする。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
本発明の第８の局面は、異常放電検出機能を有する放電管点灯装置であって、
放電管を駆動する駆動回路と、
前記放電管の管電流および管電圧のいずれか一方を処理対象信号とし、前記処理対象信号からアーク放電に起因するパルス成分を抽出するハイパスフィルタと、
前記パルス成分を所定時間保持するパルス保持回路と、
前記パルス保持回路の出力を閾値と比較し、アーク放電の有無を示す信号を出力する比較器とを備え、
前記パルス保持回路は、前記管電流および前記管電圧のうち前記処理対象信号でないほうの信号が所定レベルを超えているときにのみ動作することを特徴とする。
本発明の第９の局面は、本発明の第１、第２、第３、第７および第８のいずれかの局面において、
前記ハイパスフィルタの時定数は、前記処理対象信号の放電管駆動周波数成分を前記パルス成分に比べて十分に減衰させるように設定されていることを特徴とする。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
本発明の第１０の局面は、放電管点灯装置における異常放電検出方法であって、
複数の放電管を２つのグループに分け、各グループの放電管に対して逆相の電圧を印加するステップと、
前記放電管の管電流および管電圧のいずれか一方を処理対象信号とし、前記複数の放電管について前記処理対象信号を合成するステップと、
合成された処理対象信号にハイパスフィルタ処理を適用してアーク放電に起因するパルス成分を抽出するステップと、
パルス保持回路を用いて、前記パルス成分を所定時間保持するステップと、
前記パルス保持回路の出力を閾値と比較して、アーク放電の有無を判断するステップとを備える。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
本発明の第１１の局面は、放電管点灯装置における異常放電検出方法であって、
放電管の管電流および管電圧のいずれか一方を処理対象信号とし、ハイパスフィルタ処理を適用して前記処理対象信号からアーク放電に起因するパルス成分を抽出するステップと、
パルス保持回路を用いて、前記パルス成分を所定時間保持するステップと、
前記パルス保持回路の出力を閾値と比較して、アーク放電の有無を判断するステップと、
タイマー回路を用いて、信号が異常レベルに変化してから異常発生と判断するまでの時間を定めるステップとを備え、
前記タイマー回路のアーク放電検出用のタイマー時間は、他の異常検出用のタイマー時間よりも短いことを特徴とする。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
本発明の第１２の局面は、放電管点灯装置における異常放電検出方法であって、
放電管の管電流および管電圧のいずれか一方を処理対象信号とし、ハイパスフィルタ処理を適用して前記処理対象信号からアーク放電に起因するパルス成分を抽出するステップと、
パルス保持回路を用いて、前記パルス成分を所定時間保持するステップと、
前記パルス保持回路の出力を閾値と比較して、アーク放電の有無を判断するステップとを備え、
前記パルス保持回路は、入力が所定レベルを超えると出力が初期状態から変化し、変化した出力が徐々に初期状態に戻る特性を有することを特徴とする。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
本発明の第１３の局面は、放電管点灯装置における異常放電検出方法であって、
放電管の管電流および管電圧のいずれか一方を処理対象信号とし、ハイパスフィルタ処理を適用して前記処理対象信号からアーク放電に起因するパルス成分を抽出するステップと、
パルス保持回路を用いて、前記パルス成分を所定時間保持するステップと、
前記パルス保持回路の出力を閾値と比較して、アーク放電の有無を判断するステップとを備え、
前記パルス保持回路は、入力が所定レベルを超えると所定幅のパルスを出力するワンショットマルチバイブレータを含むことを特徴とする。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
本発明の第１〜第１３の局面によれば、放電管の管電流または管電圧からハイパスフィルタを用いてアーク放電に起因するパルス成分を抽出し、抽出したパルス成分をパルス保持回路に所定時間保持し、パルス保持回路の出力を閾値と比較することにより、アーク放電を高精度で検出することができる。特に、抽出したパルス成分を所定時間保持することにより、放電ギャップが狭い場合に発生する、平均的なパルス振幅が小さく、パルス保持回路が取り込むために必要な振幅のパルス数が少ない小さなアーク放電や、バースト調光を行うときなどに間欠的に発生するアーク放電を高精度で検出することができる。また、ハイパスフィルタを用いてアーク放電に起因するパルス成分のみを抽出することにより、放電管の管電流または管電圧の放電管駆動周波数成分のばらつきや変動の影響を受けずに、小さなアーク放電から大きなアーク放電までアーク放電を幅広く検出することができる。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
本発明の第１または第１０の局面によれば、グループごとに逆相の電圧が印加された複数の放電管の管電流または管電圧を合成することにより、合成信号の放電管駆動周波数成分をパルス成分に比べて十分小さなレベルまで低減することができる。したがって、簡単な構成を有する低コストのハイパスフィルタを用いて、アーク放電に起因するパルス成分を抽出し、放電管点灯装置のコストを下げることができる。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
本発明の第２または第１１の局面によれば、アーク放電検出用のタイマー時間を他の異常（例えば、電流異常や電圧異常）検出用のタイマー時間よりも短くすることにより、機器の損傷や火災などを起こすおそれがあるアーク放電をより早く検出し、放電管の点灯を停止させて、装置の安全性を高めることができる。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
本発明の第３または第１２の局面によれば、上記の特性を有する回路を用いて、ハイパスフィルタで抽出されたパルス成分を所定時間保持するパルス保持回路を低コストで構成することができる。
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
本発明の第４の局面によれば、パルス保持回路のアタックタイムを上記のように設定することにより、アーク放電発生時にパルス保持回路の出力を確実に変化させて、アーク放電を高精度で検出することができる。
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
本発明の第５の局面によれば、パルス保持回路のホールドタイムを上記のように設定することにより、放電ギャップが狭い場合に発生する、平均的なパルス振幅が小さく、パルス保持回路が取り込むために必要な振幅のパルス数が少ない小さなアーク放電や、バースト調光を行う場合などに間欠的に発生するアーク放電を含めて、アーク放電を正しく検出することができる。
【手続補正２２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
本発明の第６の局面によれば、合成回路とハイパスフィルタの後段に、入力が変化したときに出力を変化させるバイポーラトランジスタを含むパルス保持回路を設けることにより、合成信号の放電管駆動周波数成分をパルス成分に比べて十分小さなレベルまで低減するときの低減特性を向上させることができる。
【手続補正２３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
本発明の第９の局面によれば、ハイパスフィルタの時定数を上記のように設定することにより、ハイパスフィルタでアーク放電に起因するパルス成分を正しく抽出し、アーク放電を高精度で検出することができる。
【手続補正２４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
本発明の第７または第１３の局面によれば、上記のようなワンショットマルチバイブレータを用いて、ハイパスフィルタで抽出されたパルス成分を所定時間保持するパルス保持回路を低コストで構成することができる。また、放電ギャップが狭い場合に発生する、平均的なパルス振幅が小さく、パルス保持回路が取り込むために必要な振幅のパルス数が少ない小さなアーク放電や、バースト調光を行う場合などに間欠的に発生するアーク放電を含めて、アーク放電を高精度で検出し、放電管点灯装置の動作を安定させることができる。
【手続補正２５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
本発明の第８の局面によれば、管電流および管電圧のいずれか一方からアーク放電に起因するパルス成分を抽出し、他方の信号が所定レベルを超えているときにのみ、抽出したパルス成分を保持することにより、アーク放電以外で発生したパルスをアーク放電に起因するパルス成分と誤って検出するリスクを低減し、アーク放電の検出精度をさらに高めることができる。
【手続補正２６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４８】
比較器２１ａの正側入力端子は、制御回路１１の外部入力端子を介してパルス保持回路１６の出力端子に接続されると共に、タイマー時間切替回路１８の制御端子に接続される。タイマー時間切替回路１８は、直列に接続された抵抗２８とスイッチ２９を含んでいる。抵抗２８の一端には制御回路用電源電圧Ｖｃが印加され、スイッチ２９の一端はコンデンサ１７の一方の電極に接続される。パルス保持回路１６の出力がローレベルのときには、スイッチ２９はオフ状態になる。このときのタイマー時間をＴ１とする。パルス保持回路１６の出力がハイレベルのときには、スイッチ２９がオン状態になり、コンデンサ１７の一方の電極には抵抗２８を介して制御回路用電源電圧Ｖｃが印加される。このときのタイマー時間をＴ２とすると、タイマー時間Ｔ２はタイマー時間Ｔ１よりも短くなる。
【手続補正２７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７０】
図７は、本実施形態に係る放電管点灯装置のパルス保持回路１６ｑの回路図である。図７に示すパルス保持回路１６ｑは、ワンショットマルチバイブレータ４１、ダイオード４２、４３、コンデンサ４４、および、抵抗４５を含んでいる。パルス保持回路１６ｑの電源端子には、制御回路用電源電圧Ｖｃが印加される。パルス保持回路１６ｑの入力端子と電源端子の間にはダイオード４２が設けられ、当該入力端子と接地との間にはダイオード４３が設けられる。ワンショットマルチバイブレータ４１の２個の制御端子の間にはコンデンサ４４が設けられ、一方の制御端子と制御回路用電源電圧Ｖｃが印加される電源端子との間には抵抗４５が設けられる。ワンショットマルチバイブレータ４１は、入力が所定レベルを超えると、所定幅のパルス（ワンショットパルス）を出力する。
【手続補正２８】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
異常放電検出機能を有する放電管点灯装置であって、
複数の放電管を駆動する駆動回路と、
前記放電管の管電流および管電圧のいずれか一方を処理対象信号とし、前記複数の放電管について前記処理対象信号を合成する合成回路と、
前記合成回路で合成された処理対象信号からアーク放電に起因するパルス成分を抽出するハイパスフィルタと、
前記パルス成分を所定時間保持するパルス保持回路と、
前記パルス保持回路の出力を閾値と比較し、アーク放電の有無を示す信号を出力する比較器とを備え、
前記駆動回路は、前記複数の放電管を２つのグループに分け、各グループの放電管に対して逆相の電圧を印加することを特徴とする、放電管点灯装置。
【請求項２】
異常放電検出機能を有する放電管点灯装置であって、
放電管を駆動する駆動回路と、
前記放電管の管電流および管電圧のいずれか一方を処理対象信号とし、前記処理対象信号からアーク放電に起因するパルス成分を抽出するハイパスフィルタと、
前記パルス成分を所定時間保持するパルス保持回路と、
前記パルス保持回路の出力を閾値と比較し、アーク放電の有無を示す信号を出力する比較器と、
信号が異常レベルに変化してから異常発生と判断するまでの時間を定めるタイマー回路とを備え、
前記タイマー回路のアーク放電検出用のタイマー時間は、他の異常検出用のタイマー時間よりも短いことを特徴とする、放電管点灯装置。
【請求項３】
異常放電検出機能を有する放電管点灯装置であって、
放電管を駆動する駆動回路と、
前記放電管の管電流および管電圧のいずれか一方を処理対象信号とし、前記処理対象信号からアーク放電に起因するパルス成分を抽出するハイパスフィルタと、
前記パルス成分を所定時間保持するパルス保持回路と、
前記パルス保持回路の出力を閾値と比較し、アーク放電の有無を示す信号を出力する比較器とを備え、
前記パルス保持回路は、入力が所定レベルを超えると出力が初期状態から変化し、変化した出力が徐々に初期状態に戻る特性を有することを特徴とする、放電管点灯装置。
【請求項４】
前記パルス保持回路のアタックタイムは、出力が前記パルス成分に追従して変化するように設定されていることを特徴とする、請求項３に記載の放電管点灯装置。
【請求項５】
前記パルス保持回路のホールドタイムは、前記パルス成分が所定以下の時間間隔で入力されたときに、前記比較器でアーク放電が検出されるように設定されていることを特徴とする、請求項３に記載の放電管点灯装置。
【請求項６】
前記パルス保持回路は、入力が所定レベルを超えると出力が初期状態から変化し、変化した出力が徐々に初期状態に戻る特性を有し、入力が変化したときに出力を変化させるバイポーラトランジスタを含むことを特徴とする、請求項１に記載の放電管点灯装置。
【請求項７】
異常放電検出機能を有する放電管点灯装置であって、
放電管を駆動する駆動回路と、
前記放電管の管電流および管電圧のいずれか一方を処理対象信号とし、前記処理対象信号からアーク放電に起因するパルス成分を抽出するハイパスフィルタと、
前記パルス成分を所定時間保持するパルス保持回路と、
前記パルス保持回路の出力を閾値と比較し、アーク放電の有無を示す信号を出力する比較器とを備え、
前記パルス保持回路は、入力が所定レベルを超えると所定幅のパルスを出力するワンショットマルチバイブレータを含むことを特徴とする、放電管点灯装置。
【請求項８】
異常放電検出機能を有する放電管点灯装置であって、
放電管を駆動する駆動回路と、
前記放電管の管電流および管電圧のいずれか一方を処理対象信号とし、前記処理対象信号からアーク放電に起因するパルス成分を抽出するハイパスフィルタと、
前記パルス成分を所定時間保持するパルス保持回路と、
前記パルス保持回路の出力を閾値と比較し、アーク放電の有無を示す信号を出力する比較器とを備え、
前記パルス保持回路は、前記管電流および前記管電圧のうち前記処理対象信号でないほうの信号が所定レベルを超えているときにのみ動作することを特徴とする、放電管点灯装置。
【請求項９】
前記ハイパスフィルタの時定数は、前記処理対象信号の放電管駆動周波数成分を前記パルス成分に比べて十分に減衰させるように設定されていることを特徴とする、請求項１、２、３、７、８のいずれかに記載の放電管点灯装置。
【請求項１０】
放電管点灯装置における異常放電検出方法であって、
複数の放電管を２つのグループに分け、各グループの放電管に対して逆相の電圧を印加するステップと、
前記放電管の管電流および管電圧のいずれか一方を処理対象信号とし、前記複数の放電管について前記処理対象信号を合成するステップと、
合成された処理対象信号にハイパスフィルタ処理を適用してアーク放電に起因するパルス成分を抽出するステップと、
パルス保持回路を用いて、前記パルス成分を所定時間保持するステップと、
前記パルス保持回路の出力を閾値と比較して、アーク放電の有無を判断するステップとを備えた、異常放電検出方法。
【請求項１１】
放電管点灯装置における異常放電検出方法であって、
放電管の管電流および管電圧のいずれか一方を処理対象信号とし、ハイパスフィルタ処理を適用して前記処理対象信号からアーク放電に起因するパルス成分を抽出するステップと、
パルス保持回路を用いて、前記パルス成分を所定時間保持するステップと、
前記パルス保持回路の出力を閾値と比較して、アーク放電の有無を判断するステップと、
タイマー回路を用いて、信号が異常レベルに変化してから異常発生と判断するまでの時間を定めるステップとを備え、
前記タイマー回路のアーク放電検出用のタイマー時間は、他の異常検出用のタイマー時間よりも短いことを特徴とする、異常放電検出方法。
【請求項１２】
放電管点灯装置における異常放電検出方法であって、
放電管の管電流および管電圧のいずれか一方を処理対象信号とし、ハイパスフィルタ処理を適用して前記処理対象信号からアーク放電に起因するパルス成分を抽出するステップと、
パルス保持回路を用いて、前記パルス成分を所定時間保持するステップと、
前記パルス保持回路の出力を閾値と比較して、アーク放電の有無を判断するステップとを備え、
前記パルス保持回路は、入力が所定レベルを超えると出力が初期状態から変化し、変化した出力が徐々に初期状態に戻る特性を有することを特徴とする、異常放電検出方法。
【請求項１３】
放電管点灯装置における異常放電検出方法であって、
放電管の管電流および管電圧のいずれか一方を処理対象信号とし、ハイパスフィルタ処理を適用して前記処理対象信号からアーク放電に起因するパルス成分を抽出するステップと、
パルス保持回路を用いて、前記パルス成分を所定時間保持するステップと、
前記パルス保持回路の出力を閾値と比較して、アーク放電の有無を判断するステップとを備え、
前記パルス保持回路は、入力が所定レベルを超えると所定幅のパルスを出力するワンショットマルチバイブレータを含むことを特徴とする、異常放電検出方法。
【国際調査報告】
2011010481.tif 000013
2011010481.tif 000014