(57)【要約】【課題】本発明は、正確にフィラメントの温度を推算する方法を提供して、熱陰極蛍光ランプの駆動方法及びコントロール方法に応用することを課題とする。【解決手段】本発明の熱陰極蛍光ランプのフィラメント温度の推算方法は、駆動回路を利用して行なわれる。駆動回路はフィラメントを駆動して、フィラメントにフィラメント電圧及びフィラメント電流をもたらす。推算方法は以下のステップを備える。フィラメント電圧及び／またはフィラメント電流を測定する。フィラメント電圧及びフィラメント電流に基づいてフィラメントの等価抵抗を計算する。等価抵抗に基づいてフィラメントの温度を推算する。本発明では、熱陰極蛍光ランプのコントロール方法及び駆動方法も開示する。【選択図】図２
2008311229.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動回路を組み合わせて利用し、前記駆動回路はフィラメントを駆動することで、前記フィラメントにフィラメント電圧及びフィラメント電流をもたらし、
前記フィラメント電圧及び／または前記フィラメント電流を測定するステップと、
前記フィラメント電圧及び前記フィラメント電流に基づいて前記フィラメントの等価抵抗を計算するステップと、
前記等価抵抗に基づいて前記フィラメントの温度を推算するステップとを備えることを特徴とする
熱陰極蛍光ランプのフィラメント温度の推算方法。
【請求項２】
前記推算方法はＬＵＴ（Look  Up  Table）法によって行われることを特徴とする
請求項１に記載の推算方法。
【請求項３】
前記駆動回路は電圧源または電流源によって前記フィラメントを駆動することを特徴とする
請求項１に記載の推算方法。
【請求項４】
駆動回路を組み合わせて利用し、前記駆動回路は前記熱陰極蛍光ランプのフィラメントを駆動することで、前記フィラメントにフィラメント電圧及びフィラメント電流をもたらし、
前記フィラメント電圧及び／または前記フィラメント電流を測定するステップと、
前記フィラメント電圧及び前記フィラメント電流に基づいて前記フィラメントの等価抵抗を計算するステップと、
前記フィラメント電圧及び／または前記フィラメント電流をコントロールして、前記フィラメントの前記等価抵抗を所定の範囲内に維持するステップとを備えることを特徴とする
熱陰極蛍光ランプのコントロール方法。
【請求項５】
さらに、前記等価抵抗に基づいて前記フィラメントの温度を推算するステップを備えることを特徴とする
請求項４に記載のコントロール方法。
【請求項６】
前記推算方法はＬＵＴ（Look  Up  Table）法によって行われることを特徴とする
請求項５に記載のコントロール方法。
【請求項７】
前記駆動回路は電圧源または電流源によって前記フィラメントを駆動することを特徴とする
請求項４に記載のコントロール方法。
【請求項８】
前記等価抵抗の所定範囲に対応するフィラメントの温度は７００℃から１１００℃であることを特徴とする
請求項４に記載のコントロール方法。
【請求項９】
駆動回路とコントローラーを組み合わせて利用し、さらに、前記コントローラーが前記駆動回路をコントロールして、前記駆動回路は前記熱陰極蛍光ランプを駆動して、
駆動電源を提供して、前記熱陰極蛍光ランプのフィラメントを駆動することで、前記フィラメントにフィラメント電圧及びフィラメント電流をもたらすステップと、
前記フィラメント電圧及び／または前記フィラメント電流を測定するステップと、
前記フィラメント電圧及び前記フィラメント電流に基づいて前記フィラメントの等価抵抗を計算するステップと、
前記コントローラーは前記駆動電源の電圧または電流をコントロールすることで、前記フィラメントの前記等価抵抗を所定の範囲内に維持するステップとを備えることを特徴とする
熱陰極蛍光ランプの駆動方法。
【請求項１０】
さらに、前記等価抵抗に基づいて前記フィラメントの温度を推算するステップを備えることを特徴とする
請求項９に記載の駆動方法。
【請求項１１】
前記推算方法はＬＵＴ（Look  Up  Table）法によって行われることを特徴とする
請求項１０に記載の駆動方法。
【請求項１２】
前記駆動回路は、電圧源または電流源によって前記フィラメントを駆動することを特徴とする
請求項９に記載の駆動方法。
【請求項１３】
前記駆動回路は、前記フィラメントを駆動することを特徴とする
請求項９に記載の駆動方法。
【請求項１４】
前記等価抵抗の所定範囲に対応するフィラメントの温度は７００℃から１１００℃であることを特徴とする
請求項９に記載の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ランプの駆動方法及びコントロール方法に関し、特に熱陰極蛍光ランプ（Hot  Cathode  Fluorescent  Lamp,ＨＣＦＬ）の駆動方法及びコントロール方法、並びに、そのフィラメント温度の推算方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置（Liquid  Crystal  Display,ＬＣＤ）において、そのバックライトモジュールが使用する光源でもっとも一般的なのは、冷陰極蛍光ランプ（Cold  Cathode  Fluorescent  Lamp,ＣＣＦＬ）、発光ダイオード（Light  Emitting  Diode,ＬＥＤ）及び平面蛍光ランプ（Flat  Fluorescent  Lamp,ＦＦＬ）等である。  
さらに、近年、熱陰極蛍光ランプ（ＨＣＦＬ）もバックライトモジュールの光源として用いられている。
【０００３】
通常、蛍光ランプ内には低圧アルゴンまたはアルゴンとネオンの混合気体及び水銀蒸気が充填されて、蛍光ランプ内表面には蛍光層が塗布される。  
さらに、タングステンを材料としたフィラメントが設置される。  
電源がＯＮにされてランプが点くと、フィラメントを加熱して電子を放出する。  
ランプ内の気体が遊離してプラズマとなり、ランプ内の電流が大きくなることで、電子が水銀蒸気にぶつかって紫外光を発生させて、紫外光がランプ内表面の蛍光層を照射して可視光を発生させる。
【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、フィラメント自身はタングステンワイヤが発射物質であるエミッタ（Emitter）で覆われており、通常発射物質はカルシウム（Ｃａ）及びセレニウム（Ｓｅ）等の物質から構成される。  
発射物質はランプの使用に伴い徐々に減少する。  
このため、ランプの使用時間が長くなると、フィラメントの電流を下げてフィラメントの温度が高くなりすぎるのを回避する必要がある。  
しかしながら、直接フィラメントの温度を直接測定する方法がないため、大量の実験によってフィラメントの電流が使用時間によって変化する曲線を設定するしかなく、正確にフィラメントの温度をコントロールすることができないのが現状である。
【０００５】
したがって、本発明は、正確にフィラメントの温度を推算する方法を提供して、熱陰極蛍光ランプの駆動方法及びコントロール方法に応用することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明は正確にフィラメントの温度を推測計算して、コントロール及び駆動に役立てる、熱陰極蛍光ランプの駆動方法及びコントロール方法、並びに、そのフィラメント温度の推算方法を提供することを目的とする。
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の熱陰極蛍光ランプのフィラメント温度の推算方法は、駆動回路を利用して行なわれる。  
駆動回路はフィラメントを駆動して、フィラメントにフィラメント電圧及びフィラメント電流をもたらす。  
推算方法は以下のステップを備える。  
フィラメント電圧及び／またはフィラメント電流を測定する。  
フィラメント電圧及びフィラメント電流に基づいてフィラメントの等価抵抗を計算する。  
等価抵抗に基づいてフィラメントの温度を推算する。
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の熱陰極蛍光ランプのコントロール方法は、駆動回路を利用して行われる。  
駆動回路は熱陰極蛍光ランプのフィラメントを駆動して、フィラメントにフィラメント電圧及びフィラメント電流をもたらす。  
コントロール方法は、以下のステップを備える。
フィラメント電圧及び／またはフィラメント電流を測定する。  
フィラメント電圧及びフィラメント電流に基づいてフィラメントの等価抵抗を計算する。  
フィラメント電圧及び／またはフィラメント電流をコントロールすることで、フィラメントの等価抵抗を所定の範囲内に維持する。
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明の熱陰極蛍光ランプの駆動方法は、駆動回路及びコントローラーを組み合わせて行なう。  
さらに、コントローラーが駆動回路をコントロールし、駆動回路が熱陰極蛍光ランプを駆動する。  
駆動方法は、以下のステップを備える。  
駆動電源を提供して、熱陰極蛍光ランプのフィラメントを駆動することで、フィラメントにフィラメント電圧及びフィラメント電流をもたらす。  
フィラメント電圧及び／またはフィラメント電流を測定する。  
フィラメント電圧及びフィラメント電流に基づいてフィラメントの等価抵抗を計算する。  
コントローラーが駆動電源の電圧及び電流をコントロールすることで、フィラメントの等価抵抗を所定の範囲内に維持する。
【００１０】
このように、本発明の熱陰極蛍光ランプのフィラメント温度の推算方法によると、予熱後ランプが点いた（lamp  turn  on）時、金属導体抵抗値と温度の関係によって、フィラメントを流れる電流及び電圧から、まずフィラメントの等価抵抗が推算され、さらに、温度と抵抗値の関係を利用してリアルタイムでフィラメント温度が推算される。
また、さらに、適当な作業温度範囲をあらかじめ設定し、この関係を利用して温度範囲に対応する電圧及び電流を推算し、フィラメントの端末電圧及びフィラメントを流れる電流によって、リアルタイムでフィラメントの温度をコントロールすることが可能である。
従来の技術に比べて、本発明は、熱陰極蛍光ランプを駆動及びコントロールすることで、正確にフィラメントの温度を推算して、駆動電源（電圧または電流）をコントロールして、フィラメントの温度を調整することができることで、熱陰極蛍光ランプの使用寿命を長くすることが可能である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の熱陰極蛍光ランプのフィラメント温度の推算方法によると、予熱後ランプが点いた（lamp  turn  on）時、金属導体抵抗値と温度の関係によって、フィラメントを流れる電流及び電圧から、まずフィラメントの等価抵抗が推算され、さらに、温度と抵抗値の関係を利用してリアルタイムでフィラメント温度が推算される。
また、さらに、適当な作業温度範囲をあらかじめ設定し、この関係を利用して温度範囲に対応する電圧及び電流を推算し、フィラメントの端末電圧及びフィラメントを流れる電流によって、リアルタイムでフィラメントの温度をコントロールすることが可能である。
従来の技術に比べて、本発明は、熱陰極蛍光ランプを駆動及びコントロールすることで、正確にフィラメントの温度を推算して、駆動電源（電圧または電流）をコントロールして、フィラメントの温度を調整することができることで、熱陰極蛍光ランプの使用寿命を長くすることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に図を参照しながら、本発明の好適な実施例における熱陰極蛍光ランプ駆動方法及びコントロール方法、並びに、フィラメント温度の推算方法を説明する。
【００１３】
図１は従来の熱陰極蛍光ランプ１を示した図である。  
図１に示したように、熱陰極蛍光ランプ１は、２個のフィラメント１１ａと１１ｂ、２個の駆動回路１２ａと１２ｂ、ランプ１３及び電源１４を備える。  
フィラメント１１ａは、駆動回路１２ａに電気的に接続されて、駆動回路１２ａはフィラメント１１ａを駆動する。  
同様に、フィラメント１１ｂは駆動回路１２ｂに電気的に接続されて、駆動回路１２ｂはフィラメント１１ｂを駆動する。  
ランプ１３内には水銀蒸気が充填されて、ランプ１３の内壁には蛍光層が塗布される。  
電源１４は交流電源であり、フィラメント１１ａと１１ｂに電気的に接続される。
【００１４】
フィラメント１１ａ、１１ｂは、それぞれランプ１３の両端に位置し、電源１４がＯＮになった時、駆動回路１２ａと１２ｂがフィラメント１１ａ、１１ｂを加熱して、電子を放出させる。  
この時、電源１４が熱陰極蛍光ランプ１の作動電源を供給し始めることで、ランプ内の気体が遊離されてプラズマとなって、ランプ１３内の電流（ランプ電流、lamp  current）を大きくすることにより、電子が水銀蒸気とぶつかって紫外光を発する。  
紫外光はランプ１３内表面の蛍光層に照射して可視光を発光する。  
一般に、ランプ電流発生すると、すぐランプが点き、すでに予熱の過程を過ぎている。
【００１５】
次に、熱陰極蛍光ランプ１を例として、本発明の熱陰極蛍光ランプのフィラメント温度の推算方法を説明する。  
同時に、本発明の技術の特徴がさらに明確にするために、図２に示したステップＳ０１からステップＳ０３を参照しながら説明する。  
推算方法は、駆動回路１２ａまたは１２ｂを利用することで行なわれる。  
電源１４がＯＮになり、ランプ１が予熱された後（after  preheat）、駆動回路１２ａがフィラメント１１ａを駆動するか、駆動回路１２ｂがフィラメント１１ｂを駆動することで、フィラメントにフィラメント電圧及びフィラメント電流をもたらす。
【００１６】
ステップＳ０１は、フィラメント電圧及び／またはフィラメント電流を測定する。
【００１７】
ステップＳ０２は、フィラメント電圧及びフィラメント電流に基づいてフィラメント１１ａまたは１１ｂの等価抵抗を計算する。
【００１８】
ステップＳ０３は、ステップＳ０２で得た等価抵抗に基づいてフィラメント１１ａまたは１１ｂの温度を推算する。  
計算時には、デジタル式計算（digitally  calculation）でも可能である。  
例えば、マイクロコントローラー（micro-controller）によって計算する。
【００１９】
図３は、一般金属の抵抗と温度の関係図である。  
図に示したように、金属の抵抗と温度は正比例する。  
このため、どの金属も抵抗温度係数を有することで、温度が異なると抵抗値も変化することがわかる。  
このうち、金属の抵抗温度係数は以下の数式１に表示される。
【数１】
2008311229.tif 000003
Ｒ１：温度ｔ時の抵抗値
Ｒ２：温度ｔ＋１時の抵抗値
ΔＲ：Ｒ２−Ｒ１
α１：温度ｔ時、抵抗値Ｒ１の抵抗温度係数
数式１により、いかなる温度変化後の抵抗値も数式２に示されるように推算できる。
【数２】
2008311229.tif 000004
Ｒ１：温度ｔ１時の抵抗値
Ｒｘ：温度ｔｘ時の抵抗値
α１：温度ｔ１時、抵抗値Ｒ１の抵抗温度係数
【００２０】
仮に、Ｒ１がタングステンの温度ｔ１時の抵抗値であるとすれば、タングステンの絶対温度からＲ１を推算し、さらにＲｘを推算する。  
また、タングステンの絶対温度は−２０４℃であり、ここで、任意温度ｔｘ℃時、タングステンワイヤ抵抗ＲｘとＲ１の関係は数式３及び数式４に示したとおりである。
【数３】
2008311229.tif 000005
【数４】
2008311229.tif 000006
【００２１】
ここで、リアルタイム（real-time）でフィラメント電圧及びフィラメント電流を測定することで、フィラメント１１ａまたは１１ｂの等価抵抗を計算し、さらに、等価抵抗によってフィラメント１１ａまたは１１ｂの温度を推算する。  
また、フィラメント電圧またはフィラメント電流を測定しやすくするため、駆動回路１２ａまたは１２ｂは、電圧源によって定電圧駆動するか、電流源によって定電流駆動するかによって、さらに、フィラメント１１ａまたは１１ｂを駆動して、ランプ電流がＯＮの時、または、ランプ電流がＯＦＦの時も、やはりフィラメント電圧またはフィラメント電流を測定することが可能である。  
または、等価抵抗を得た後、ＬＵＴ（Look  Up  Table）法によってフィラメントの温度を推算することも可能である。  
ＬＵＴ（Look  Up  Table）法はフィラメントの温度と抵抗値が比例しない場合の区域に適用される。
【００２２】
図４は、本発明の好適な実施例における熱陰極蛍光ランプのコントロール方法のフローチャートである。  
図４に示したのは、ステップＳ１１、ステップＳ１２及びステップＳ１４である。  
コントロール方法は図１の駆動回路１２ａまたは１２ｂを利用して行なわれる。  
電源１４がＯＮになって、ランプ１は予熱（preheat）されて点いた後、駆動回路１２ａが熱陰極蛍光ランプのフィラメント１１ａを駆動するか、駆動回路１２ｂが熱陰極蛍光ランプのフィラメント１１ｂを駆動することで、フィラメントにフィラメント電圧及びフィラメント電流をもたらす。
【００２３】
ステップＳ１１は、フィラメント電圧及び／またはフィラメント電流を測定する。
【００２４】
ステップＳ１２は、フィラメント電圧及びフィラメント電流に基づいてフィラメントの等価抵抗を計算する。
【００２５】
ステップＳ１４は、フィラメント電圧及び／またはフィラメント電流をコントロールして、フィラメント１１ａまたは１１ｂの等価抵抗を所定の範囲内に維持する。  
等価抵抗の所定範囲に対応するフィラメント温度は例えば７００℃から１１００℃で、さらに理想的なフィラメント温度は８００℃から９００℃である。
【００２６】
ステップＳ１３は、さらに、等価抵抗に基づいて、フィラメント１１ａまたは１１ｂの温度を推算する。  
このうち、ステップＳ１１からステップＳ１３は、フィラメント温度の推算方法と同様であるため、ここでは詳述しない。  
よって、以下に、ステップＳ１４についてのみ説明する。
【００２７】
数式４に示したように、仮に温度ｔ１を室温２６℃とした時、タングステンの抵抗値はＲ１となり、推算して得た温度８５０℃の時、タングステンの抵抗値は４．５８２６×Ｒ１となる。  
このことから、まず抵抗と温度の関係を利用して、抵抗値に対応する温度範囲を予め設定して、さらに、フィラメント電圧及びフィラメント電流をコントロールすることで、フィラメントの温度を所定の範囲内に安定させることが可能である。
【００２８】
図５は、本発明の好適な実施例における熱陰極蛍光ランプの駆動方法のフローチャートである。  
図５に示したのは、ステップＳ２１からステップＳ２３及びステップＳ２５である。  
駆動方法は、駆動回路１２ａまたは１２ｂ及びコントローラー（図示はされない）を組み合わせて行なう。  
コントローラーが駆動回路１２ａ及び１２ｂを駆動し、駆動回路１２ａまたは１２ｂが熱陰極蛍光ランプ１を駆動する。
【００２９】
ステップＳ２１は、駆動電源を提供して、熱陰極蛍光ランプ１のフィラメント１１ａまたは１１ｂを駆動することで、フィラメント１１ａまたは１１ｂにフィラメント電圧及びフィラメント電流をもたらす。
【００３０】
ステップＳ２２は、フィラメント電圧及び／またはフィラメント電流を測定する。
【００３１】
ステップＳ２３は、フィラメント電圧及びフィラメント電流に基づいてフィラメント１１ａまたは１１ｂの等価抵抗を計算する。
【００３２】
ステップＳ２５は、コントローラーが駆動電源の電圧または電流をコントロールして、フィラメント１１ａまたは１１ｂの等価抵抗を所定の範囲内に維持する。  
等価抵抗の所定範囲に対応するフィラメント温度は、例えば、７００℃から１１００℃で、さらに理想的なフィラメント温度は８００℃から９００℃である。
【００３３】
ステップＳ２４は、さらに、等価抵抗に基づいてフィラメント１１ａまたは１１ｂの温度を推算することができる。
【００３４】
このように、本発明の熱陰極蛍光ランプのフィラメント温度の推算方法によると、予熱後ランプが点いた（lamp  turn  on）時、金属導体抵抗値と温度の関係によって、フィラメントを流れる電流及び電圧から、まずフィラメントの等価抵抗が推算され、さらに、温度と抵抗値の関係を利用してリアルタイムでフィラメント温度が推算される。
また、さらに、適当な作業温度範囲をあらかじめ設定し、この関係を利用して温度範囲に対応する電圧及び電流を推算し、フィラメントの端末電圧及びフィラメントを流れる電流によって、リアルタイムでフィラメントの温度をコントロールすることが可能である。
従来の技術に比べて、本発明は、熱陰極蛍光ランプを駆動及びコントロールすることで、正確にフィラメントの温度を推算して、駆動電源（電圧または電流）をコントロールして、フィラメントの温度を調整することができることで、熱陰極蛍光ランプの使用寿命を長くすることが可能である。
【００３５】
以上、本発明の実施例を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成は、これらの実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更などがあっても、本発明に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】従来の熱陰極蛍光ランプを示した図である。
【図２】本発明の好適な実施例における熱陰極蛍光ランプのフィラメント温度の推算方法のフローチャートである。
【図３】一般金属の抵抗に対応する温度の関係図である。
【図４】本発明の好適な実施例における熱陰極蛍光ランプのコントロール方法のフローチャートである。
【図５】本発明の好適な実施例における熱陰極蛍光ランプの駆動方法のフローチャートである。
【符号の説明】
【００３７】
１              熱陰極蛍光ランプ
１１ａ、１１ｂ  フィラメント
１２ａ、１２ｂ  駆動回路
１３            ランプ
１４            電源
Ｓ０１〜Ｓ０３  推算方法のステップ
Ｓ１１〜Ｓ１４  コントロール方法のステップ
Ｓ２１〜Ｓ２５  駆動方法のステップ
【図１】
2008311229.tif 000007
【図２】
2008311229.tif 000008
【図３】
2008311229.tif 000009
【図４】
2008311229.tif 000010
【図５】
2008311229.tif 000011