(57)【要約】【課題】光源としての誘電体バリア放電ランプを低温環境下でも確実に始動及び駆動させることができる照明装置を提供する。【解決手段】本発明は、光源としての誘電体バリア放電ランプ１を複数本、筐体１１内に収容し、複数本の誘電体バリア放電ランプに給電するインバータ回路１０を備えた照明装置１０１において、筐体の複数本の誘電体バリア放電ランプの設置空間１４に、当該設置空間部の最冷箇所の雰囲気温度を検出する温度検出手段１３と、この温度検出手段の温度検出信号をインバータ回路１０にフィードバックして複数本の誘電体バリア放電ランプの点灯挙動を制御するフィードバック制御手段２６，２４を備えたものである。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外面に電流導体層が外部電極として配設されたガラス管を備えた誘電体バリア放電ランプを複数本、光源として筐体内に収容し、前記複数本の誘電体バリア放電ランプに給電するインバータ回路を備えた照明装置において、
前記筐体の前記複数本の誘電体バリア放電ランプの設置空間における最冷箇所に設置された雰囲気温度を検出するための温度検出手段と、
前記温度検出手段の温度検出信号を前記インバータ回路にフィードバックして前記複数本の誘電体バリア放電ランプの点灯挙動を制御するフィードバック制御手段とを備えたことを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記フィードバック制御手段は、ランプ始動時に、前記温度検出信号に基づき、前記誘電体バリア放電ランプの設置空間における最冷箇所の温度に相応するランプ始動電圧を前記複数本の誘電体バリア放電ランプに印加するように前記インバータ回路を制御することを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記フィードバック制御手段は、ランプ点灯中に、前記温度検出信号に基づき、前記誘電体バリア放電ランプの設置空間における最冷箇所の温度に相応するランプ放電維持電圧を前記複数本の誘電体バリア放電ランプに印加するように前記インバータ回路を制御することを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶ディスプレイのバックライトユニットとして最適な照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図６、図７は、一般的な誘電体バリア放電ランプ（ＥＥＦＬ：Ｅｘｔｅｒｎａｌ  Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ  Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ  Ｌａｍｐ）１を示している。この誘電体バリア放電ランプ１は、ガラス管２内に水銀と、ネオン、アルゴン、キセノン等の希ガスとの混合ガスである放電ガス３が封入され、ガラス管２の内壁面に蛍光体層４が形成され、ガラス管２の両端が封止され、そのガラス管２の両端の外表面には金属導体層を装着して外部電極５を形成した構成である。このような誘電体バリア放電ランプ１は、ガラス管２の両端の外部電極５，５間に高周波点灯装置としてのインバータ回路９の出力を接続して高周波電圧を印加すると、外部電極５，５の内側のガラス管２のＣ成分を介してガラス管２内に高周波電力が注入され、ガラス管２内で持続放電が生じてランプが発光する。
【０００３】
この誘電体バリア放電ランプ１は容量結合型の放電ランプであるため、並列点灯が容易であるという特徴がある。そのため、直下式のバックライトユニットを設計する際に、この誘電体バリア放電ランプ１を光源として採用することでコストダウンが図れる。
【０００４】
図８には、上記誘電体バリア放電ランプ１を複数本、並列に光源として組み込んだバックライトユニット１００を示している。このバックライトユニット１００では、筐体１１内の左右両側に共通の給電部材１２，１２を配置し、所要本数の誘電体バリア放電ランプ１をこの給電部材１２，１２に対して並列接続して、インバータ回路９により同じ高周波電圧をそれぞれの誘電体バリア放電ランプ１の外部電極５，５に印加して点灯させる。各誘電体バリア放電ランプ１では、その外部電極５の内側のガラス部の肉厚がバラストコンデンサの働きをし、各ランプ１の外部電極５の長さが同じであれば各ランプ１にはほぼ共通のランプ電流が流れる。
【０００５】
従来、このような誘電体バリア放電ランプ１を使用したバックライトユニット１００では、インバータ回路９のバラスト部に安定器としてコンデンサ等の負荷を含ませないのが一般的である。
【０００６】
この点灯方式では、低温環境下ではランプ負荷が上昇するため、始動時に放電安定電圧に満たない現象に陥ることがある。図９は、３２ｉｎｃｈバックライトユニット用の誘電体バリア放電ランプの温度特性を示している。２５℃にて５ｍＡ点灯駆動設計の場合、始動電圧Ｅｓは１７００Ｖｒｍｓ必要であるが、５ｍＡ点灯駆動のため、２０００Ｖｒｍｓの電圧が印加され、正常点灯する。しかし、周囲温度が低い場合（例えば、周囲温度が０℃の場合）では、始動電圧Ｅｓとして２１００Ｖｒｍｓ必要であり、６ｍＡ駆動の２１００Ｖｒｍｓ以上の印加電圧を加えないと正常点灯しないことになる。つまり、６ｍＡより低電流の点灯駆動が困難となるのである。
【０００７】
上記のように誘電体バリア放電ランプを光源とするバックライトユニットのような照明装置では、周囲温度が低下した環境下でも安定して始動できるようにするためには、常温の始動電圧よりも高い電圧を印加させる必要があり、従来、点灯始動時に一定時間、高電圧を印加させるブースト駆動技術が知られている。
【０００８】
しかしながら、従来のブースト駆動技術では、点灯始動時に一定時間だけ高電圧を印加させるものであるので、環境条件が厳しい場合には、バックライトユニットの筐体内のランプ周辺温度が上昇しないうちにブースト駆動を解除して通常点灯の印加電圧まで低下させると、その印加電圧が誘電体バリア放電ランプの放電安定電圧以下となって正常点灯しない状態となることがある問題点があった。
【特許文献１】特開２０００−５８２８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、このような従来の技術的課題に鑑みてなされたもので、光源としての誘電体バリア放電ランプを低温環境下でも確実に始動及び駆動させることができる照明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】
【００１０】
請求項１の発明は、外面に電流導体層が外部電極として配設されたガラス管を備えた誘電体バリア放電ランプを複数本、光源として筐体内に収容し、前記複数本の誘電体バリア放電ランプに給電するインバータ回路を備えた照明装置において、前記筐体の前記複数本の誘電体バリア放電ランプの設置空間における最冷箇所に設置された雰囲気温度を検出するための温度検出手段と、前記温度検出手段の温度検出信号を前記インバータ回路にフィードバックして前記複数本の誘電体バリア放電ランプの点灯挙動を制御するフィードバック制御手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１の照明装置において、前記フィードバック制御手段は、ランプ始動時に、前記温度検出信号に基づき、前記誘電体バリア放電ランプの設置空間における最冷箇所の温度に相応するランプ始動電圧を前記複数本の誘電体バリア放電ランプに印加するように前記インバータ回路を制御することを特徴とするものである。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項１の照明装置において、前記フィードバック制御手段は、ランプ点灯中に、前記温度検出信号に基づき、前記誘電体バリア放電ランプの設置空間における最冷箇所の温度に相応するランプ放電維持電圧を前記複数本の誘電体バリア放電ランプに印加するように前記インバータ回路を制御することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の照明装置によれば、筐体のランプ設置空間における最冷箇所の温度検出を行ってインバータ回路にフィードバックすることで、低温環境下でも十分に必要な始動電圧を誘電体バリア放電ランプに印加して点灯させることができ、誘電体バリア放電ランプを安定点灯させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて詳説する。
【００１５】
（第１の実施の形態）図１は本発明の１つの実施の形態の照明装置としてのバックライトユニット１０１を示している。本実施の形態のバックライトユニット１０１は、図８に示した従来例と同様に、筐体１１内の左右両側に共通の給電部材１２，１２を配置し、図６、図７に示した構成の誘電体バリア放電ランプ１を所要本数分、この給電部材１２，１２に対して並列接続して、インバータ回路１０により高周波電圧をそれぞれの誘電体バリア放電ランプ１の外部電極５，５に印加して点灯させるようにしている。
【００１６】
そして、本実施の形態の特徴として、温度検出素子１３としてのサーミスタあるいは熱電対のような温度検出素子１３をバックライトユニット１０１の筐体１１内におけるランプ設置空間１４の最冷箇所である通常の立てた使用状態でランプ最下列中央部となる付近に設置し、その箇所の周囲温度を検出するようにしている。この温度検出素子１３の温度検出信号はインバータ回路１０内の制御回路にフィードバックする。
【００１７】
インバータ回路１０はランプ電力をフィードバック制御するものであり、図２の回路構成である。このインバータ回路１０は、直流電源２１、これをスイッチングして高周波交流を生成するスイッチング素子（ＳＷ）２２、この高周波交流を昇圧して負荷である並列に接続された複数本の誘電体バリア放電ランプ１に給電するトランス２３、スイッチング素子２２のスイッチング動作を制御するＩＣ２４、誘電体バリア放電ランプ１からの電流値を整流する整流回路２５を備えている。
【００１８】
このインバータ回路１０では、負荷である誘電体バリア放電ランプ１からの電流値を整流回路２５にて整流し、ＩＣ２４へ電圧指令を入力することにより、ＩＣ２４がこの電圧指令に相応してスイッチング素子２２を制御し、このスイッチング素子２２の高周波交流をトランス２３によって昇圧し、誘電体バリア放電ランプ１に給電する。さらに、インバータ回路１０は、温度検出素子１３にて発生した検出温度に見合う電流を制御回路２６を通じてフィードバックし、通常のフィードバック電流に合流させることにより、ＩＣ２４への電圧指令を底上げし、これによってトランス２３から相応の電圧を誘電体バリア放電ランプ１に印加する。
【００１９】
ＩＣ２４の制御により生成する温度条件に対応したランプ印加電圧は、図３若しくは図４のものである。図３に示す印加電圧は、温度検出素子１３が検出するランプ設置空間における最冷箇所の温度の高低に応じて連続的に変化させるものである。他方、図４に示す電圧指令は、温度検出素子１３が検出する最冷箇所の温度が予め設定した一定温度未満になれば一定の高電圧とするものである。
【００２０】
長尺寸法の誘電体バリア放電ランプでは、近年、ランプの高効率化及び印加電圧の低減化を図るために電極を長尺寸化して電極部での負荷低減を図っている。この結果として、誘電体バリア放電ランプ１の陽光柱部分の負荷に対して電極部分の負荷が小さくなっており、そのため、低温環境下での始動が厳しくなっていた。しかしながら、本実施の形態のバックライトユニット１０１のように、ランプ設置空間１４における最冷箇所の温度を測定し、測定温度条件でも確実に始動できる高電圧を誘電体バリア放電ランプ１に印加できるようにインバータ回路１０を制御することで、低温環境下でも確実に安定点灯を行うことができる。
【００２１】
（第２の実施の形態）本発明の第２の実施の形態の照明装置としてのバックライトユニット１０１は、第１の実施の形態と同様に図１に示す構成である。ただし、インバータ回路１０’は図５の回路構成を備えた点が第１の実施の形態とは異なる。
【００２２】
本実施の形態におけるインバータ回路１０’も、第１の実施の形態のインバータ回路１０と同様にランプ電力をフィードバック制御するものであり、直流電源２１、これをスイッチングして高周波交流を生成するスイッチング素子（ＳＷ）２２、この高周波交流を昇圧して負荷である並列に接続された複数本の誘電体バリア放電ランプ１に給電するトランス２３、スイッチング素子２２のスイッチング動作を制御するＩＣ２４、誘電体バリア放電ランプ１からの電流値を整流する整流回路２５を備えている。
【００２３】
そして、本実施の形態のインバータ回路１０’では、負荷である誘電体バリア放電ランプ１からの電流値を整流回路２５にて整流してＩＣ２４へ入力し、同時に、温度検出素子１３にて発生した検出温度に見合う電流を制御回路２７を通じてフィードバックし、ＩＣ２４にて、整流回路２５のフィードバック電流と制御回路２７のフィードバック電流とを合算することによって底上げされた電圧指令を算出し、この電圧指令に相応してスイッチング素子２２を制御し、トランス２３から相応の電圧を誘電体バリア放電ランプ１に印加する働きをする。
【００２４】
本実施の形態におけるインバータ回路１０’でも、ＩＣ２４の制御により生成する温度条件に対応したランプ印加電圧は、第１の実施の形態のインバータ回路１０と同様に図３若しくは図４に示すものである。これにより、本実施の形態のバックライトユニットでも、ランプ設置空間１４における最冷箇所の温度を測定し、測定温度条件でも確実に始動できる高電圧を誘電体バリア放電ランプ１に印加できるようにインバータ回路１０’を制御することで、低温環境下でも確実に安定点灯を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１の実施の形態のバックライトユニットの平面図。
【図２】本発明の第１の実施の形態のバックライトユニットにおけるインバータ回路のブロック図。
【図３】本発明の第１の実施の形態のバックライトユニットにおけるインバータ回路の温度条件とランプ印加電圧との対応関係を示すグラフ。
【図４】本発明の第１の実施の形態のバックライトユニットにおけるインバータ回路の温度条件とランプ印加電圧との別の対応関係を示すグラフ。
【図５】本発明の第２の実施の形態のバックライトユニットにおけるインバータ回路のブロック図。
【図６】一般的な誘電体バリア放電ランプの正面図。
【図７】一般的な誘電体バリア放電ランプの断面図。
【図８】従来のバックライトユニットの平面図。
【図９】一般的な誘電体バリア放電ランプの印加電圧の周囲温度に対する変化特性を示すグラフ。
【符号の説明】
【００２６】
１  誘電体バリア放電ランプ
５  外部電極
１０，１０′  インバータ回路
１１  筐体
１２  給電部材
１３  温度検出素子
１４  ランプ設置空間
２１  電源
２２  スイッチング素子
２３  トランス
２４  ＩＣ
２５  整流回路
２６  制御回路
２７  制御回路
１０１  バックライトユニット
【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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【図８】
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【図９】
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