(57)【要約】【課題】放電灯の電圧ばらつきによる誤動作を無くし、精度よく寿命検出を行い、放電灯を安全に点灯制御する。【解決手段】放電灯Ｌａ１，Ｌａ２，Ｌａ３の物理量（例えば放電灯電圧）を検出する検出器ＶＳ１，ＶＳ２，ＶＳ３を有し、すベての検出器ＶＳ１，ＶＳ２，ＶＳ３の出力信号を入力とし、所定の演算方法に基づいて基準信号を出力する演算器（加算器ＡＤＤ１と増幅器ＡＭＰ１）から出力される基準信号Ｖｒｅｆと、検出器ＶＳ１，ＶＳ２，ＶＳ３の出力信号を比較する比較器ＣＭＰ１，ＣＭＰ２，ＣＭＰ３の出力ＥＮ１，ＥＮ２，ＥＮ３により放電灯Ｌａ１，Ｌａ２，Ｌａ３の点灯制御を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源に放電灯を接続するインピーダンスと、前記放電灯の物理量を検出する検出器を有する放電灯点灯装置において、放電灯と前記検出器を複数備え、すベての検出器の出力信号を入力とし、所定の演算方法に基づいて基準信号を出力する演算器と、前記演算器から出力される基準信号と、前記検出器の出力信号を比較する比較器を少なくとも一つ備え、前記比較器の出力により放電灯の点灯制御を行うことを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項２】
前記演算器の演算方法は、入力値の相加平均値を演算結果とすることを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
【請求項３】
前記演算器の演算方法は、入力値の最小値を演算結果とすることを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
【請求項４】
放電灯と検出器は３つ以上であり、前記演算器の演算方法は、入力値の中央値を演算結果とすることを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
【請求項５】
放電灯と検出器は３つ以上であり、前記演算器の演算方法は、入力値の最大値以外の値を相加平均した値を演算結果とすることを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
【請求項６】
前記検出器の出力信号を第２の基準信号と比較する第２の比較器を少なくとも一つ備え、前記比較器の出力信号と前記第２の比較器の出力信号を論理和した信号に応じて放電灯の点灯制御を行うことを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
【請求項７】
前記演算器の基準信号に所定の補正値を加算する手段を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の放電灯点灯装置。
【請求項８】
前記演算器の基準信号に所定の補正値を減算する手段を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の放電灯点灯装置。
【請求項９】
前記放電灯の点灯制御は、少なくとも１灯の出力抑制または消灯であることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の放電灯点灯装置。
【請求項１０】
前記演算器は、前記比較器の少なくとも１つの出力に応じて演算方法を変更することを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の放電灯点灯装置。
【請求項１１】
前記放電灯は少なくとも１つのコネクタを介して接続されることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の放電灯点灯装置。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれかに記載の放電灯点灯装置を備えた照明装置。
【請求項１３】
請求項１〜１１のいずれかに記載の放電灯点灯装置を備えたバックライト装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放電灯の装着および寿命末期を検出可能な放電灯点灯装置、照明装置、バックライト装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
放電灯は、放電管内に電子を放出させやすいように電極部に電子放射性物質（エミッタ）を塗布したものが広く用いられている。たとえば熱陰極蛍光ランプ（いわゆる蛍光灯）では、フィラメントを加熱してそのフィラメントに塗布したエミッタが熱電子を放出することにより点灯している。この種の放電灯はエミッタを用いることにより、大きな放電電流においても電極部のロスを小さくでき、放電灯の発光効率を向上できるというメリットがある。しかし、点灯時間とともにエミッタは消耗して行き、やがて電極の電子放出が困難な状態となり、放電が不安定となる。これがエミッタを用いた放電灯の寿命状態であり、遅かれ早かれ放電灯はこの状態に至る。
【０００３】
ところで、この寿命状態で放電灯の点灯を継続させることは問題がある。なぜなら、エミッタからの電子放出が無い状態では、電極ロスによる発熱が１０倍以上にも増加し、放電灯の周辺部材の温度上昇が発生するからである。また、点灯回路へのストレスも大きくなり、トランスやスイッチング素子などの温度上昇も大きくなる。そのため、従来よりこの放電灯寿命を検出するさまざまな回路が考案されている。
【０００４】
第１の従来技術として、特許文献１（特公平６−３２３１３号公報）では、高周波で点灯する蛍光灯両端の直流電圧を検知し、放電灯寿命の検出を行う。蛍光灯において片側のフィラメント電極が寿命となった場合、半波放電による整流作用が生じることを利用して放電灯寿命を検知するものである。すなわち、エミッタがまだ残っている電極側が負電位となったときには、電極から電子が放出され、放電灯電流が正常に流れるが、エミッタが消耗した電極側の電位が負電位となったときには、電極からの電子放出がされないので、放電灯電流が小さくなる。その結果、正と負の放電灯電流にアンバランスが生じる。これが放電灯両端に直流電圧として現れるのである。この直流電圧を所定の基準値と比較することで寿命を検知するというものである。
【０００５】
第２の従来技術として、特許文献２（特開２００１−３５６７９号公報）では、第１の従来技術と異なり、蛍光灯の印加電圧のピーク値を検知し、放電灯寿命の検知を行う。一般的に放電灯の電圧は、陰極降下電圧と陽光柱電圧の和と考えられている。放電灯電極に用いられるエミッタは活性化状態となると、陰極降下電圧が約１０Ｖ程度とされている。蛍光灯の点灯状態での電圧は１００〜１５０Ｖ程度であるので、この陰極降下電圧は無視できる大きさである。しかし、電極のエミッタが消耗して電子を放出できなくなると、陰極降下電圧が１００Ｖ以上に上昇する。この電圧上昇は、片側の電極エミッタの寿命状態では高周波の半サイクルで発生し、両側の電極エミッタの寿命状態では高周波の両方のサイクルで発生する。
【０００６】
一般的な電圧検出手法として、ダイオードによる全波整流（ピーク検出）があるが、片側の電極エミッタの寿命状態では、放電灯電圧が５０Ｖ程度しか上昇しないため、正確な寿命判定が困難である。本従来技術では、高周波の正および負サイクルそれぞれに寿命ピーク電圧値を判定する検知手段を設け、片側・両側どちらの電極エミッタの寿命も検出するというものである。したがって、片側の電極エミッタの寿命状態においても、寿命を検知しやすいという特徴がある。
【特許文献１】特公平６−３２３１３号公報
【特許文献２】特開２００１−３５６７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
第１の従来技術では、半波放電時の整流作用による直流電圧を検出するものであるから、片側の電極エミッタの寿命状態を検知できるが、両側の電極エミッタの寿命状態を検知できない。つまり、両側の電極エミッタが寿命状態となった場合は、放電灯電流は変化するが、正負の電流のアンバランスが生じないので、放電灯両端に直流電圧が現れないのである。したがって、両側の電極エミッタの寿命状態を検出するには、別の寿命検出手段を必要とする欠点がある。
【０００８】
もうひとつの課題として、検出遅延時間が大きいという課題がある。放電灯両端の高周波電圧を平滑して直流電圧の検出信号を得るためには、減衰量が大きいローパスフィルタが必要である。そのようなローパスフィルタでは、時定数が大きいため、検出信号の立ち上がりが遅くなる。したがって、例えば、バックライト装置に用いられるバースト調光のような放電灯の間欠点灯による調光状態での放電灯の寿命検知は困難である。また、放電灯両端の直流電圧成分はインバータ回路のスイッチング時間のアンバランスにより生じることもあり、直流電圧の検出信号の閾値設定が難しいという問題もある。
【０００９】
第２の従来技術では、放電灯電圧のばらつきによる誤動作が起こりやすく、回路設計が困難である。放電灯電圧のばらつき要因は、３つある。
【００１０】
１つは、放電灯個々の内部ガス圧のばらつきによる電圧変動である。これは放電灯内部の希ガスの圧力などによる放電灯電圧のばらつきであり、一般的に±１０％程度存在している。
【００１１】
他の１つは、放電灯の周囲温度変化による電圧変動である。放電灯の周囲が低温状態では、放電灯電圧が常温時より約４０％程度の電圧低下が見られる。また、高温状態でも常温時の２０％程度の低下が起こっている。
【００１２】
もう１つは、放電灯の調光状態による電圧変動である。調光により放電灯電流を少なくするとともに放電灯電圧が上昇する。調光レベルにもよるが、４０％程度の電圧変動が起こる。
【００１３】
以上３つの電圧変動は、特に放電灯の放電管が細く長い放電灯において顕著である。つまり、細く長い放電灯は放電灯電圧が高いが、この電圧上昇は放電管陽光柱の電圧であるため、内部ガス圧、周囲温度、調光による電圧変化量が大きい。
【００１４】
第２の従来技術では、放電灯の寿命検出において、これらの放電灯電圧変動を考慮した設計が必要であるが、放電灯の放電管が細く長い放電灯の場合、つまり、放電灯電圧が高い放電灯では設計が困難となる。このような場合、検出回路自体の温度特性の精度も高くする必要があり、部品のコストが高くなる問題がある。
【００１５】
本発明は上述のような点に鑑みてなされたものであり、放電灯の電圧ばらつきによる誤動作を無くし、精度よく寿命検出を行い、放電灯を安全に点灯制御することを課題とする。また、複数の放電灯を一括して点灯制御する回路において低コストで上記課題を解決した放電灯点灯装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
請求項１の発明は、上記の課題を解決するために、図２に示すように、電源ＰＳ１に放電灯Ｌａ１，Ｌａ２，Ｌａ３を接続するインピーダンスＺ１，Ｚ２，Ｚ３と、前記放電灯Ｌａ１，Ｌａ２，Ｌａ３の物理量（例えば放電灯電圧）を検出する検出器ＶＳ１，ＶＳ２，ＶＳ３を有する放電灯点灯装置において、放電灯Ｌａ１，Ｌａ２，Ｌａ３と前記検出器ＶＳ１，ＶＳ２，ＶＳ３を複数備え、すベての検出器ＶＳ１，ＶＳ２，ＶＳ３の出力信号を入力とし、所定の演算方法に基づいて基準信号を出力する演算器（加算器ＡＤＤ１と増幅器ＡＭＰ１）と、前記演算器から出力される基準信号Ｖｒｅｆと、前記検出器ＶＳ１，ＶＳ２，ＶＳ３の出力信号を比較する比較器ＣＭＰ１，ＣＭＰ２，ＣＭＰ３を少なくとも一つ備え、前記比較器ＣＭＰ１，ＣＭＰ２，ＣＭＰ３の出力ＥＮ１，ＥＮ２，ＥＮ３により放電灯Ｌａ１，Ｌａ２，Ｌａ３の点灯制御を行うことを特徴とするものである。
【００１７】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記演算器の演算方法は、図１〜図４に示すように、入力値の相加平均値を演算結果とすることを特徴とする。
【００１８】
請求項３の発明は、請求項１の発明において、前記演算器の演算方法は、図６に示すように、入力値の最小値（ｆ＝ＭＩＮ）を演算結果とすることを特徴とする。
【００１９】
請求項４の発明は、請求項１の発明において、放電灯Ｌａ１，Ｌａ２，Ｌａ３と検出器ＶＳ１，ＶＳ２，ＶＳ３は３つ以上であり、前記演算器の演算方法は、図５に示すように、入力値の中央値（ｆ＝ＭＥＤＩＡＮ）を演算結果とすることを特徴とする。
【００２０】
請求項５の発明は、請求項１の発明において、放電灯Ｌａ１，Ｌａ２，Ｌａ３と検出器ＶＳ１，ＶＳ２，ＶＳ３は３つ以上であり、前記演算器の演算方法は、図７に示すように、入力値の最大値以外の値を相加平均した値を演算結果とすることを特徴とする。
【００２１】
請求項６の発明は、請求項１の発明において、図１４に示すように、前記検出器ＶＳ１，ＶＳ２，ＶＳ３の出力信号を第２の基準信号Ｖｒｅｆ２と比較する第２の比較器ＣＭＰ１１，ＣＭＰ２１，ＣＭＰ３１を少なくとも一つ備え、前記比較器ＣＭＰ１，ＣＭＰ２，ＣＭＰ３の出力信号と前記第２の比較器ＣＭＰ１１，ＣＭＰ２１，ＣＭＰ３１の出力信号を論理和した信号に応じて放電灯Ｌａ１，Ｌａ２，Ｌａ３の点灯制御を行うことを特徴とする。
【００２２】
請求項７の発明は、請求項１〜６のいずれかの発明において、図８、図９、図１６に示すように、前記演算器ｆの基準信号に所定の補正値（補正信号Ａｒｖや検出マージンΔＶｓ）を加算する手段（加算器ＡＤＤ３等）を有することを特徴とする。
【００２３】
請求項８の発明は、請求項１〜６のいずれかの発明において、図１６に示すように、前記演算器ｆの基準信号に所定の補正値（ΔＶｓ）を減算する手段（減算器ＳＵＢ１）を有することを特徴とする。
【００２４】
請求項９の発明は、請求項１〜８のいずれかの発明において、前記放電灯Ｌａ１〜Ｌａ３の点灯制御は、少なくとも１灯の出力抑制または消灯であることを特徴とする。
【００２５】
請求項１０の発明は、請求項１〜９のいずれかの発明において、前記演算器ｆは、図１７に示すように、前記比較器ＣＭＰ１，ＣＭＰ２，ＣＭＰ３の少なくとも１つの出力に応じて演算方法を変更することを特徴とする。
【００２６】
請求項１１の発明は、請求項１〜１０のいずれかの発明において、図１３に示すように、前記放電灯Ｌａ１，Ｌａ２，Ｌａ３は少なくとも１つのコネクタＣＯＮ１，ＣＯＮ２，ＣＯＮ３を介して接続されることを特徴とする。
【００２７】
請求項１２の発明は、請求項１〜１１のいずれかに記載の放電灯点灯装置を備えた照明装置である。
【００２８】
請求項１３の発明は、請求項１〜１１のいずれかに記載の放電灯点灯装置を備えたバックライト装置である（図２１）。
【発明の効果】
【００２９】
請求項１の発明によれば、複数の放電灯から得られた検出信号を演算することで寿命検出のための基準信号を作成しているので、放電灯のばらつきによる誤動作を無くし、精度よく寿命検出を行うことができる。すなわち、放電灯の周囲温度や点灯時間により放電灯の量が大きく変動したとしても、寿命放電灯を簡単に判別できる。特に放電灯の灯数が増えるほど比較のための基準信号が安定し、より高い精度で寿命の検出が行える。したがって、電圧が高い放電灯を多く点灯させる放電灯点灯装置に有用である。
【００３０】
請求項２の発明によれば、相加平均値を演算結果とするものであるから、簡単な加算器と係数増幅器だけで演算器を構成することができ、マイクロコンピュータ等を用いなくても、演算増幅器等を用いて安価に構成できる利点がある。
【００３１】
請求項３の発明によれば、入力値の最小値を演算結果とするものであるから、３灯の放電灯寿命を検出する場合、２灯同時異常のときに平均値信号がその異常入力信号による影響を受けて、基準信号が上昇するのを防止することができる。したがって、放電灯の本数が少ない場合においても放電灯寿命を確実に検出し、点灯制御する安全な放電灯点灯装置を提供できる。
【００３２】
請求項４の発明によれば、入力値の中央値を演算結果とするものであるから、相加平均を用いる手法に比べると、３灯以上の放電灯寿命を検出する場合、１灯異常のときに平均値信号がその異常入力信号による影響を受けて、基準信号が上昇または低下することを防止することができる。したがって、放電灯の本数が少ない場合においても放電灯寿命を確実に検出し、点灯制御する安全な放電灯点灯装置を提供できる。また、中央値を用いる手法は、入力された値を大きさ順に並べて、中心に位置する値を異常判定のための基準値とする演算方法であるので、マイクロプロセッサなどで放電灯の点灯制御を行う放電灯点灯装置において特に有用である。
【００３３】
請求項５の発明によれば、入力の最大値以外の値を相加平均した値を演算結果とするものであるから、３灯以上の放電灯寿命を検出する場合、１灯異常のときに平均値信号がその異常入力信号による影響を受けて、基準信号が上昇するのを防止することができる。また、相加平均法に近い平均特性が得られるので、放電灯灯数が多い場合に演算値が安定するという利点がある。
【００３４】
請求項６の発明によれば、前記検出器の出力信号を第２の基準信号と比較する第２の比較器を併用するものであるから、すべての放電灯が同時に異常となったような場合であっても第２の基準信号との比較結果により異常と判定することができる。
【００３５】
請求項７の発明によれば、演算器の基準信号に所定の補正値を加算する手段を有するものであるから、例えば、点灯初期の補正値を大きくし、点灯時間が経過するとともに補正値を小さくすることで、放電灯電圧等のばらつきが大きい点灯初期での寿命誤検知を防止しつつ、長期点灯後の寿命時期での検出を確実に行うことができる。
【００３６】
請求項８の発明によれば、前記演算器の基準信号に所定の補正値を減算する手段を有するものであるから、例えば、放電灯電圧が低下する側の異常検出として、放電灯が短絡状態または地絡状態となったときに、放電灯異常として検知できる。また、放電灯電圧に代えて、放電灯電流を検出する場合においては演算器の基準信号から所定の補正値として検出マージンを減算しておければ、放電灯電圧の増加による放電灯電流の減少を放電灯異常として検出できる。
【００３７】
請求項９の発明によれば、放電灯の点灯制御は、少なくとも１灯の出力抑制または消灯としたので、他の正常な放電灯は点灯を継続でき、使用者の利便性を向上させることができる。
【００３８】
請求項１０の発明によれば、異常な放電灯を出力抑制または消灯したときに、基準信号の演算式を変更するようにしたので、他の正常な放電灯の寿命検知を精度良く行うことができる。
【００３９】
請求項１１の発明によれば、コネクタのルーズコンタクト時の電圧上昇を放電灯の異常として検出することができる。
【００４０】
請求項１２，１３の発明によれば、請求項１〜１１の効果を有する照明装置、バックライト装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
（基本構成）
図１は本発明の基本構成を示す回路図である。以下、その回路構成について説明する。商用交流電源Ｖｉｎには全波整流器ＤＢの交流入力端子が接続されている。全波整流器ＤＢの直流出力端子に力率改善回路ＰＦＣが接続されている。この力率改善回路ＰＦＣは昇圧チョッパ回路を備え、出力側の平滑用コンデンサには、全波整流器ＤＢにより全波整流された脈流電圧のピーク電圧よりも昇圧された直流電圧が充電される。発振器ＯＳＣ４は昇圧チョッパ回路のスイッチング素子を高周波でオン・オフ制御して、商用交流電源Ｖｉｎからの入力電流の平均値が入力電圧と相似形となるように制御することで入力力率を改善している。
【００４２】
力率改善回路ＰＦＣの出力側の平滑用コンデンサには、複数のインバータ回路ＩＮＶ１，ＩＮＶ２，ＩＮＶ３が並列接続されている。各インバータ回路は、交互にオン・オフされる一対のスイッチング素子の直列回路によりハーフブリッジ回路を構成しており、スイッチング素子の接続点とグランド間にカップリング用のコンデンサを介して共振用インダクタと共振用コンデンサの直列回路を接続している。共振用コンデンサは放電灯Ｌａ１，Ｌａ２，Ｌａ３のフィラメント予熱用コンデンサを兼用している。発振器ＯＳＣ１，ＯＳＣ２，ＯＳＣ３は、各インバータ回路ＩＮＶ１，ＩＮＶ２，ＩＮＶ３のスイッチング素子を高周波で交互にオン・オフ制御して、放電灯Ｌａ１，Ｌａ２，Ｌａ３の予熱、始動、点灯、調光の各動作を制御する。
【００４３】
インバータ回路ＩＮＶ１の高周波出力端に接続された放電灯Ｌａ１の一端はグランド（力率改善回路ＰＦＣの負極）に接続されており、放電灯Ｌａ１の他端（非接地側端）には電圧検出器ＶＳ１が接続されている。
【００４４】
電圧検出器ＶＳ１は演算増幅器Ａ１，Ａ２を備えており、放電灯Ｌａ１の非接地側の電極端の高周波電圧を入力し、全波整流平滑した信号を出力する。
【００４５】
他のインバータ回路ＩＮＶ２，ＩＮＶ３の高周波出力端に接続された放電灯Ｌａ２，Ｌａ３の非接地側端にも同様の構成の電圧検出器ＶＳ２，ＶＳ３が接続されている。図示は省略するが、電圧検出器ＶＳ２には演算増幅器Ａ３，Ａ４が内蔵されており、電圧検出器ＶＳ３には演算増幅器Ａ５，Ａ６が内蔵されており、電圧検出器ＶＳ１と同じ回路構成を有しているものとする。
【００４６】
次に、各電圧検出器ＶＳ１，ＶＳ２，ＶＳ３の検出信号に対する信号処理回路の構成について説明する。各検出器ＶＳ１，ＶＳ２，ＶＳ３の検出信号は比較器ＣＭＰ１，ＣＭＰ２，ＣＭＰ３の＋側入力端子に印加されており、−側入力端子の基準電圧Ｖｒｅｆと比較されている。いずれかの比較器ＣＭＰｉ（ｉ＝１，２，３）の＋側入力端子の検出信号が−側入力端子の基準電圧Ｖｒｅｆよりも高くなると、その比較器ＣＭＰｉの出力端子ＥＮｉがＨｉｇｈレベルとなり、対応するインバータ回路ＩＮＶｉの発振器ＯＳＣｉに発振停止信号あるいは出力抑制信号として伝達される。
【００４７】
上述のように、検出信号は放電灯の内部ガス圧、周囲温度、調光による電圧変化量が大きい。また、インバータ回路の回路定数のばらつきや検出器自体の温度特性によっても検出信号のレベルがばらつくことになる。したがって、比較器ＣＭＰｉの−側入力端子の基準電圧Ｖｒｅｆの設定は難しい。
【００４８】
本発明では、各検出信号を加算器ＡＤＤ１で加算し、その加算された信号を増幅器ＡＭＰ１で１／３倍とすることにより、各検出信号の相加平均を求めて、その相加平均の値＋α（αは検出マージン）を基準電圧Ｖｒｅｆとして採用している。
【００４９】
具体的な回路構成により説明すると、加算器ＡＤＤ１は演算増幅器Ａ７を備え、その非反転入力端子はグランドレベルに接続されている。演算増幅器Ａ７の反転入力端子には、入力抵抗Ｒａ１，Ｒａ２，Ｒａ３を介して電圧検出器ＶＳ１，ＶＳ２，ＶＳ３の検出信号がそれぞれ入力されている。演算増幅器Ａ７の出力端子と反転入力端子の間には帰還抵抗Ｒｆ１が接続されている。演算増幅器Ａ７の増幅率は極めて高いので、反転入力端子の電位は非反転入力端子と実質的に同一電位（仮想短絡状態）となる。演算増幅器Ａ７の入力インピーダンスは極めて高いので、入力抵抗Ｒａ１，Ｒａ２，Ｒａ３を介して電圧検出器ＶＳ１，ＶＳ２，ＶＳ３の出力端から流れ込んだ入力電流は全て帰還抵抗Ｒｆ１を介して演算増幅器Ａ７の出力端子に流れることになり、入力抵抗Ｒａ１，Ｒａ２，Ｒａ３と帰還抵抗Ｒｆ１の抵抗値が同じであるとすると、加算器ＡＤＤ１の出力端には、電圧検出器ＶＳ１，ＶＳ２，ＶＳ３の検出信号を加算して反転増幅した信号が得られることになる。
【００５０】
次に、加算器ＡＤＤ１の出力信号は増幅器ＡＭＰ１により所定の比率で反転増幅される。増幅器ＡＭＰ１は演算増幅器Ａ８を備え、その非反転入力端子はグランドレベルに接続されている。演算増幅器Ａ８の反転入力端子には、入力抵抗Ｒｉ２を介して加算器ＡＤＤ１の出力端子が接続されている。演算増幅器Ａ８の出力端子と反転入力端子の間には帰還抵抗Ｒｆ２が接続されている。演算増幅器Ａ８の増幅率は極めて高いので、反転入力端子の電位は非反転入力端子と実質的に同一電位（仮想短絡状態）となる。演算増幅器Ａ８の入力インピーダンスは極めて高いので、入力抵抗Ｒｉ１を介して加算器ＡＤＤ１の出力端子に流れる入力電流は全て帰還抵抗Ｒｆ２を介して演算増幅器Ａ８の出力端子から流れることになり、入力抵抗Ｒｉ２と帰還抵抗Ｒｆ２の抵抗値の比率がＡ：１であるとすると、増幅器ＡＭＰ１の出力端には、加算器ＡＤＤ１の出力信号を所定の比率（−１／Ａ倍）で反転増幅した信号が得られることになる。したがって、増幅器ＡＭＰ１の出力端に得られる基準電圧Ｖｒｅｆは各電圧検出器ＶＳ１，ＶＳ２，ＶＳ３の検出信号の相加平均の値となる。
【００５１】
なお、増幅器ＡＭＰ１の増幅率（１／Ａ）を１／３倍よりも少し大きめに（例えば、１／Ａ＝０．３７程度に）調節しておくことにより、基準電圧Ｖｒｅｆは各電圧検出器ＶＳ１，ＶＳ２，ＶＳ３の検出信号の相加平均の値＋α（αは検出マージン）に設定されることになり、いずれかの検出信号が他の２つの検出信号に比べて突出するように増大した場合には、異常発生と判定することができる。
【００５２】
ここでは、基準電圧Ｖｒｅｆの設定のために相加平均を用いたが、後述の各実施形態で説明するように、中央値（ＭＥＤＩＡＮ）を用いたり、最小値を用いたり、最大値（つまり異常信号）を除外した平均値を用いたり、さまざまなバリエーションが可能である。
【００５３】
以下、基準電圧Ｖｒｅｆの設定に関するさまざまな実施形態を説明する。
【００５４】
（実施形態１）
図２に実施形態１の回路図を示す。本実施形態では、１つの高周波電圧源ＰＳ１の出力に３つの放電灯点灯回路を並列接続した構成を有している。第１の放電灯点灯回路はインピーダンスＺ１と放電灯Ｌａ１の直列回路であり、第２の放電灯点灯回路はインピーダンスＺ２と放電灯Ｌａ２の直列回路であり、第３の放電灯点灯回路はインピーダンスＺ３と放電灯Ｌａ３の直列回路である。各放電灯Ｌａ１〜Ｌａ３の一方の電極端は接地されている。また、各放電灯Ｌａ１〜Ｌａ３の非接地側の電極端の高周波電圧を入力し、全波整流平滑した信号を出力する検出器ＶＳ１〜ＶＳ３が設けられている。また、各検出器ＶＳ１〜ＶＳ３のすべての出力を加算する加算器ＡＤＤ１と加算器の出力を増幅する増幅器ＡＭＰ１が設けられている。また、検出器ＶＳ１〜ＶＳ３のそれぞれの出力と、増幅器ＡＭＰ１の出力である基準電圧Ｖｒｅｆとを比較する３つの比較器ＣＭＰ１〜ＣＭＰ３が設けられている。
【００５５】
以下、本実施形態の動作について説明する。高周波電圧源ＰＳ１により放電灯Ｌａ１〜Ｌａ３は点灯しているとする。なお、インピーダンスＺ１〜Ｚ３は放電灯Ｌａ１〜Ｌａ３の点灯電流を安定化させるため素子（バラスト）である。検出器ＶＳ１は、放電灯Ｌａ１の非接地側電圧を全波整流し、平滑する回路である。放電灯Ｌａ１の高電圧を分圧し、演算増幅器Ａ１およびＡ２にて全波整流している。また、演算増幅器Ａ２で積分コンデンサにより平滑する回路も備えている。検出器ＶＳ１〜ＶＳ３の出力を加算する加算器ＡＤＤ１は、演算増幅器Ａ７を用いた加算器である。すべての検出器ＶＳ１〜ＶＳ３の出力を抵抗器Ｒａ１〜Ｒａ３を介して入力してある。また、加算器ＡＤＤ１の出力は反転増幅器ＡＭＰ１で増幅し、加算器ＡＤＤ１の出力電圧の極性を反転させる。加算器ＡＤＤ１の出力は検出器ＶＳ１〜ＶＳ３の出力の３倍の電圧振幅となるため、この反転増幅器ＡＭＰ１で約１／３倍に増幅し、検出器ＶＳ１〜ＶＳ３の出力信号とほぼ等しい値まで減衰させている。この加算器ＡＤＤ１と反転増幅器ＡＭＰ１で平均値演算器を構成している。平均値演算器の演算方法は相加平均法である。増幅器ＡＭＰ１の出力は比較器ＣＭＰ１〜ＣＭＰ３の−側入力端子に基準電圧Ｖｒｅｆとして入力される。比較器ＣＭＰ１〜ＣＭＰ３の＋側入力端子には検出器ＶＳ１〜ＶＳ３の出力がそれぞれ入力されている。例えば、比較器ＣＭＰ１の＋側入力端子の電圧が基準電圧Ｖｒｅｆよりも高い場合、比較器ＣＭＰ１の出力ＥＮ１はＨｉｇｈとなり、該当する放電灯Ｌａ１は寿命と判断される。
【００５６】
次に検出動作の例を示す。図３は、放電灯Ｌａ１が片側寿命となった場合の検出動作である。なお、検出器ＶＳ１は放電灯電圧を１００分の１とする定数とする。放電灯Ｌａ１が片側寿命放電灯となり、その放電灯電圧が２６０Ｖ、放電灯Ｌａ２とＬａ３は正常な放電灯電圧２００Ｖであるとき、検出器の電圧はそれぞれＶＳ１＝２．６、ＶＳ２＝２．０、ＶＳ３＝２．０である。この検出器の信号を加算器ＡＤＤ１で加算し、増幅器ＡＭＰ１で０．３７倍に減衰させる。この０．３７倍は、３分の１倍（０．３３）に１０％程度の検出マージンを与えた定数である。
【００５７】
加算器ＡＤＤ１によって出力される値は６．６であるが、これを増幅器ＡＭＰ１で減衰させ、基準電圧Ｖｒｅｆは２．４４となる。この基準電圧Ｖｒｅｆを比較器ＣＭＰ１の−側入力端子に入力する。そして、比較器ＣＭＰ１の＋側入力端子には検出器ＶＳ１の信号が入力される。比較器ＣＭＰ１において、＋側入力端子（ＶＳ１＝２．６）が−側入力端子（Ｖｒｅｆ＝２．４４）より信号レベルが高いので、比較器ＣＭＰ１の出力ＥＮ１はＨｉｇｈとなり、放電灯Ｌａ１の寿命を検出する。
【００５８】
次に、同じ放電灯で周囲温度などの要因により放電灯電圧が変動した場合での検出例を示す。図４は、高温環境にて放電灯Ｌａ１が片側寿命となった場合の検出動作である。放電灯Ｌａ１が片側寿命の放電灯となり、その放電灯電圧が２２０Ｖ、放電灯Ｌａ２とＬａ３は正常放電灯電圧１６０Ｖであるとき、検出器の電圧がそれぞれＶＳ１＝２．２、ＶＳ２＝１．６、ＶＳ３＝１．６である。加算器ＡＤＤ１によって出力される値は５．４であるが、これを増幅器ＡＭＰ１で減衰させ、基準電圧Ｖｒｅｆは２．０となる。比較器ＣＭＰ１において、＋側入力端子（ＶＳ１＝２．２）が−側入力端子（Ｖｒｅｆ＝２．０）より信号レベルが高いので、比較器ＣＭＰ１の出力ＥＮ１はＨｉｇｈとなり、放電灯Ｌａ１の寿命を検出する。
【００５９】
寿命を検知すると、放電灯Ｌａ１〜Ｌａ３をすべて消灯する制御が行われる。
【００６０】
本発明は、上記のように放電灯電圧に応じて比較器の基準電圧が設定されていることを特徴としている。そのため本発明では、放電灯の周囲温度や点灯時間により放電灯の絶対電圧値が大きく変動したとしても、寿命放電灯を簡単に判別できる。本実施形態では３灯の場合であるが、放電灯灯数が増えるほど比較基準電圧値が安定し、より高い精度で寿命の検出が行える。したがって、電圧が高い放電灯を多く点灯させる放電灯点灯装置に有用である。
【００６１】
本実施形態では、放電灯の状態を検知する検出器は高周波の放電灯電圧を検出しているが、ほかにも放電灯電極近傍の温度、放電灯に印加される直流電圧、放電灯から出力される光（可視光、赤外光、紫外光）、放電灯電流などであっても、放電灯の特性変動による誤動作なく寿命を検知できる。
【００６２】
寿命の検出を行う放電灯は、電極にエミッタを用いる放電灯であれば良く、熱陰極蛍光灯、セミホット放電灯、ＨＩＤランプなどでも良好に検出できる。
【００６３】
また、放電灯の電源は、高周波に限らず、直流点灯、低周波点灯でも良好に寿命を検知できる。また、寿命放電灯の検出時の動作は、全放電灯の消灯だけでなく、寿命検知した放電灯のみを消灯したり、放電灯出力を低下させたりしてもよい。
【００６４】
本発明を用いることにより、放電灯寿命を確実に検出し、点灯制御する安全な放電灯点灯装置を提供できる。
【００６５】
（実施形態２）
図５に本発明の実施形態２の要部構成を示す。本実施形態は、先の実施形態とは演算器の演算方法が異なり、演算器ｆの演算に中央値法を用いることを特徴としている。図には、放電灯電圧を検出する検出器ＶＳ１〜ＶＳ３と、その検出信号から基準電圧Ｖｒｅｆを演算する演算器ｆと、検出器ＶＳ１の出力を＋側入力とし、演算器ｆの出力である基準電圧Ｖｒｅｆを−側入力として比較する比較器ＣＭＰ１が示されている。他の検出器ＶＳ２，ＶＳ３の出力を基準電圧Ｖｒｅｆと比較する比較器ＣＭＰ２，ＣＭＰ３は図示を省略している。
【００６６】
以下、本実施形態の動作を説明する。各検出器の出力として、ＶＳ１＝２．６、ＶＳ２＝２．１、ＶＳ３＝２．０が演算器ｆに入力されている。演算器ｆでは、これらの値の中央値を求める演算を行う。中央値とは、入力された値を大きさ順に並べて、中心に位置する値を結果とする演算方法である。すなわち、ＶＳ１＞ＶＳ２＞ＶＳ３の順で入力があった場合、演算結果は中心に位置する値ＶＳ２＝２．１となる。この演算結果が、比較器ＣＭＰ１に基準電圧Ｖｒｅｆとして入力される。比較器ＣＭＰ１では、＋側入力端子の信号（ＶＳ１＝２．６）が−側入力端子の信号（Ｖｒｅｆ＝２．１）より大きいため、出力ＥＮ１はＨｉｇｈとなり、寿命を検出する。
【００６７】
ここで、中央値を求める演算器ｆの出力には、１０％程度の検出マージンを与えても良い。なぜなら、３灯の放電灯の検出電圧が完全に同一であることは、むしろ稀なことであり、検出マージンが全く無いとすると、中央値と最大値とは常に相違していることになるからである。そこで、正常な状態であれば起こり得る程度の変動幅よりも検出マージンを大きく設定しておき、検出マージンを超えるぐらいに中央値と最大値の相違が大きいときに、異常発生と判定すれば良い。
【００６８】
本手法を用いれば、実施形態１の相加平均を用いる手法に比べると、３灯以上の放電灯寿命を検出する場合、１灯異常のときに平均値信号がその異常入力信号による影響を受けて、基準信号が上昇または低下することを防止することができる。また、本手法は入力された値を大きさ順に並べて、中心に位置する値（＋検出マージン）を異常判定のための基準値とする演算方法であるので、マイクロプロセッサなどで放電灯の点灯制御を行う放電灯点灯装置において特に有用である。
【００６９】
本実施形態を用いることにより、放電灯の本数が少ない場合においても放電灯寿命を確実に検出し、点灯制御する安全な放電灯点灯装置を提供できる。
【００７０】
（実施形態３）
図６に本発明の実施形態３の要部構成を示す。本実施形態は、先の実施形態とは演算器の演算方法が異なり、演算器ｆの演算に最小値法を用いることを特徴としている。図には、放電灯電圧を検出する検出器ＶＳ１〜ＶＳ３と、その検出信号から基準電圧Ｖｒｅｆを演算する演算器ｆと、検出器ＶＳ１の出力を＋側入力とし、演算器ｆの出力である基準電圧Ｖｒｅｆを−側入力として比較する比較器ＣＭＰ１が示されている。他の検出器ＶＳ２，ＶＳ３の出力を基準電圧Ｖｒｅｆと比較する比較器ＣＭＰ２，ＣＭＰ３は図示を省略している。
【００７１】
以下、本実施形態の動作を説明する。各検出器の出力として、ＶＳ１＝２．６、ＶＳ２＝２．１、ＶＳ３＝２．０が演算器ｆに入力されている。演算器ｆでは、これらの値の最小値を求める演算を行う。すなわち、ＶＳ１＞ＶＳ２＞ＶＳ３の順で入力があった場合、演算結果は最小値である値ＶＳ３＝２．０となる。この演算結果が、比較器ＣＭＰ１に入力される。
【００７２】
比較器ＣＭＰ１では、＋側入力端子の信号（ＶＳ１＝２．６）が−側入力端子の信号（Ｖｒｅｆ＝２．０）より大きいため、出力ＥＮ１はＨｉｇｈとなり、寿命を検出する。
【００７３】
ここで、最小値を求める演算器ｆの出力には、１０％程度の検出マージンを与えても良い。なぜなら、検出マージンが全く無いとすると、検出値は最小値よりも常に大きいことになるからである。そこで、正常な状態であれば起こり得る程度の変動幅よりも検出マージンを大きく設定しておき、検出マージンを超えるぐらいに最小値と検出値の相違が大きいときに、異常発生と判定すれば良い。
【００７４】
本手法を用いれば、３灯の放電灯寿命を検出する場合、２灯同時異常のときに平均値信号がその異常入力信号による影響を受けて、基準信号が上昇するのを防止することができる。
【００７５】
本実施形態を用いることにより、放電灯の本数が少ない場合においても放電灯寿命を確実に検出し、点灯制御する安全な放電灯点灯装置を提供できる。
【００７６】
（実施形態４）
図７に本発明の実施形態４の要部構成を示す。本実施形態は、先の実施形態とは演算器の演算方法が異なり、演算器ｆの演算に最大値を除いた平均値を用いることを特徴としている。図には、放電灯電圧を検出する検出器ＶＳ１〜ＶＳ３と、その検出信号から基準電圧Ｖｒｅｆを演算する演算器ｆと、検出器ＶＳ１の出力を＋側入力とし、演算器ｆの出力である基準電圧Ｖｒｅｆを−側入力として比較する比較器ＣＭＰ１が示されている。他の検出器ＶＳ２，ＶＳ３の出力を基準電圧Ｖｒｅｆと比較する比較器ＣＭＰ２，ＣＭＰ３は図示を省略している。
【００７７】
以下、本実施形態の動作を説明する。各検出器の出力として、ＶＳ１＝２．６、ＶＳ２＝２．１、ＶＳ３＝２．０が演算器ｆに入力されている。演算器ｆでは、これらの値から最大値を除いた平均値を求める演算を行う。すなわち、ＶＳ１＞ＶＳ２＞ＶＳ３の順で入力があった場合、演算結果は最大値ＶＳ１を除いた平均値（ＶＳ２＋ＶＳ３）／２＝２．０５となる。この演算結果が、比較器ＣＭＰ１に入力される。
【００７８】
比較器ＣＭＰ１では、＋側入力端子の信号（ＶＳ１＝２．６）が−側入力端子の信号（Ｖｒｅｆ＝２．０５）より大きいため、出力ＥＮ１はＨｉｇｈとなり、寿命を検出する。
【００７９】
ここで、最大値を除いた平均値を求める演算器ｆの出力には、１０％程度の検出マージンを与えても良い。例えば、正常な状態であれば起こり得る程度の変動幅よりも検出マージンを大きく設定しておき、検出マージンを超えるぐらいに最大値を除いた平均値と最大値との相違が大きいときに、異常発生と判定すれば良い。
【００８０】
本手法を用いれば、３灯以上の放電灯寿命を検出する場合、１灯異常のときに平均値信号がその異常入力信号による影響を受けて、基準信号が上昇するのを防止することができる。
【００８１】
また、相加平均法に近い平均特性が得られるので、放電灯灯数が多い場合に演算値が安定するという利点がある。
【００８２】
本実施形態を用いることにより、放電灯寿命を確実に検出し、点灯制御する安全な放電灯点灯装置を提供できる。
【００８３】
（実施形態５）
図８に本発明の実施形態５の要部構成を示す。本実施形態は、先の実施形態１〜４のいずれかにおいて、演算器ｆの出力に補正信号Ａｒｖを加算する加算器ＡＤＤ３を付加したことを特徴とする。補正信号Ａｒｖは、点灯経過時間とともに変化させる。図には、放電灯電圧を検出する検出器ＶＳ１〜ＶＳ３と、その検出信号から基準電圧Ｖｒｅｆを演算する演算器ｆと、演算器ｆの出力に補正信号Ａｒｖを加算する加算器ＡＤＤ３と、加算器ＡＤＤ３の出力である基準電圧Ｖｒｅｆを−側入力とし、検出器ＶＳ１の出力を＋側入力として比較する比較器ＣＭＰ１が示されている。他の検出器ＶＳ２，ＶＳ３の出力を基準電圧Ｖｒｅｆと比較する比較器ＣＭＰ２，ＣＭＰ３は図示を省略している。
【００８４】
本実施形態は、演算器ｆの演算結果に補正信号を加えることを特徴としている。また、補正信号が点灯経過時間などに応じて設定されることを特徴としている。放電灯は、点灯初期には放電管内に、微量な窒素や二酸化炭素や水素などの不純ガスを含んでいることがある。そして点灯時間の経過とともに、不純ガスは放電灯内の蛍光体などに吸着されていく傾向がある。その結果、放電灯電圧が徐々に低下してゆくことがある。しかし、初期段階の不純ガスの濃度は放電灯によって様々であるので、点灯初期の放電灯電圧のばらつきは長期点灯後の放電灯電圧のばらつきより大きい傾向がある。そこで、点灯初期の補正信号Ａｒｖを大きくし、点灯時間が経過するとともに補正信号Ａｒｖを小さくすることで、点灯初期での寿命誤検知を防止し、寿命時期での検出を確実に行うことができる。
【００８５】
本実施形態を用いることにより、長期間の使用においても放電灯寿命を確実に検出し、点灯制御する安全な放電灯点灯装置を提供できる。
【００８６】
（実施形態６）
図９に本発明の実施形態６の要部構成を示す。本実施形態は、先の実施形態１〜４のいずれかにおいて、演算器ｆの出力に補正信号Ａｒｖ１〜Ａｒｖ３を加算する加算器ＡＤＤ１１〜ＡＤＤ１３を付加したことを特徴とする。図には、放電灯電圧を検出する検出器ＶＳ１〜ＶＳ３と、検出器ＶＳ１〜ＶＳ３の出力を入力する演算器ｆと、演算器ｆの出力と補正信号Ａｒｖ１を加算する加算器ＡＤＤ１１と、演算器ｆの出力と補正信号Ａｒｖ２を加算する加算器ＡＤＤ１２と、演算器ｆの出力と補正信号Ａｒｖ３を加算する加算器ＡＤＤ１３と、検出器ＶＳ１の出力を＋側入力とし、加算器ＡＤＤ１１の出力を−側入力として比較する比較器ＣＭＰ１と、検出器ＶＳ２の出力を＋側入力とし、加算器ＡＤＤ１２の出力を−側入力として比較する比較器ＣＭＰ２と、検出器ＶＳ３の出力を＋側入力とし、加算器ＡＤＤ１３の出力を−側入力として比較する比較器ＣＭＰ３が示されている。
【００８７】
本実施形態は、放電灯寿命を判定する比較器ＣＭＰ１，ＣＭＰ２，ＣＭＰ３の基準信号に、放電灯個々の使用状態に合わせた補正信号Ａｒｖ１，Ａｒｖ２，Ａｒｖ３を加えることを特徴としている。放電灯を多数点灯させる場合、放電灯の周囲温度は一定でないことがある。この温度差に応じて放電灯電圧は偏って分布している。あらかじめ温度分布にあわせた放電灯電圧の補正値を比較器の基準値に加えることで、放電灯の寿命検出精度を高めることができるのである。補正信号Ａｒｖ１〜Ａｒｖ３は実際の温度によって求められた値を用いても良いが、放電灯点灯の途中で変更することも可能である。特に点灯時間とともに放電灯特性が安定する時間をあらかじめ求めておき、その時間で点灯途中で補正信号Ａｒｖ１〜Ａｒｖ３を設定しても良い。
【００８８】
本実施形態を用いることにより、長期間の使用においても放電灯寿命を確実に検出し、点灯制御する安全な放電灯点灯装置を提供できる。
【００８９】
（実施形態７）
図１０に本発明の実施形態７の要部構成を示す。本実施形態は、先の実施形態１〜４のいずれかにおいて、検出器ＶＳ１〜ＶＳ３の出力に補正信号Ａｓｖ１〜Ａｓｖ３を加算する加算器ＡＤＤ２１〜ＡＤＤ２３を付加したことを特徴とする。図には、放電灯電圧を検出する検出器ＶＳ１〜ＶＳ３と、検出器ＶＳ１の出力と補正信号Ａｓｖ１を加算する加算器ＡＤＤ２１と、検出器ＶＳ２の出力と補正信号Ａｓｖ２を加算する加算器ＡＤＤ２２と、検出器ＶＳ３の出力と補正信号Ａｓｖ３を加算する加算器ＡＤＤ２３と、加算器ＡＤＤ２１〜ＡＤＤ２３の出力を入力する演算器ｆと、加算器ＡＤＤ２１の出力を＋側入力とし、演算器ｆの出力を−側入力として比較する比較器ＣＭＰ１と、加算器ＡＤＤ２２の出力を＋側入力とし、演算器ｆの出力を−側入力として比較する比較器ＣＭＰ２と、加算器ＡＤＤ２３の出力を＋側入力とし、演算器ｆの出力を−側入力として比較する比較器ＣＭＰ３が示されている。
【００９０】
本実施形態は、長さの異なる放電灯を多数点灯させるときに有効な手段であり、放電灯電圧を検出する検出器の出力信号に放電灯個々の特性に合わせた補正信号を加えることを特徴としている。放電灯電圧は、放電灯の長さに概ね比例している。たとえば、長さ２４００ｍｍの蛍光放電灯の放電灯電圧が３００Ｖとすると、放電灯の長さ１００ｍｍあたり約１２Ｖの電位差があると考えられる。長さが２４００ｍｍと２０００ｍｍの放電灯を同時に複数点灯させる場合、単位長さあたりの光束量を同じとした条件で、放電灯電圧には５０Ｖほど差が生じる。この電圧差を補正信号により相殺し、あたかも同じ放電灯が点灯しているかのように見せようということである。
【００９１】
本実施形態は、放電灯電圧が高い放電灯において、長さの異なる放電灯を点灯させるときに有用である。たとえば、３種類の長さの放電灯で２本ずつ点灯する場合に、各種類２本で基準電圧を演算するよりも、全種類６本からのサンプリング値により基準電圧を演算するほうが、長期的な特性変動や周囲温度の影響を少なくできるからである。
【００９２】
本実施形態を用いることにより、放電灯本数が少ない場合においても放電灯寿命を確実に検出し、点灯制御する安全な放電灯点灯装置を提供できる。
【００９３】
（実施形態８）
図１１に本発明の実施形態８の構成を示す。本実施形態は、先の実施形態１において、放電灯電圧を検出する検出器ＶＳ１〜ＶＳ３として、ピーク電圧を検出する構成を用いたものである。高周波電圧源ＰＳ１の両端には、インピーダンスＺ１１と放電灯Ｌａ１とインピーダンスＺ１２の直列回路、インピーダンスＺ２１と放電灯Ｌａ２とインピーダンスＺ２２の直列回路、インピーダンスＺ３１と放電灯Ｌａ３とインピーダンスＺ３２の直列回路、及びコンデンサＣＣ１，ＣＣ２の直列回路が並列に接続されている。コンデンサＣＣ１，ＣＣ２の接続点はグランドに接続されている。インピーダンスＺ１１と放電灯Ｌａ１の接続点の電位と、放電灯Ｌａ１とインピーダンスＺ１２の接続点の電位のうち、グランドレベルから見て高い方のピーク電圧に比例する信号が電圧検出器ＶＳ１から出力される。電圧検出器ＶＳ２，ＶＳ３の構成も同様である。他の実施形態２〜７においても適用できる。
【００９４】
（実施形態９）
図１２に本発明の実施形態９の構成を示す。本実施形態は、先の実施形態１において、検出器ＶＳ１〜ＶＳ３として、放電灯電流を検出する構成を用いたものである。インピーダンスＺ１と放電灯Ｌａ１の直列回路、インピーダンスＺ２と放電灯Ｌａ２の直列回路、インピーダンスＺ３と放電灯Ｌａ３の直列回路には、それぞれ電流検出抵抗Ｒｓ１，Ｒｓ２，Ｒｓ３が直列に接続されている。各放電灯Ｌａ１，Ｌａ２，Ｌａ３に流れる放電灯電流は、電流検出抵抗Ｒｓ１，Ｒｓ２，Ｒｓ３によりそれぞれ電流−電圧変換され、電圧検出器ＶＳ１，ＶＳ２，ＶＳ３により全波整流平滑された信号を出力する。基準電圧Ｖｒｅｆを算出する原理は実施形態１と同様であるが、基準電圧Ｖｒｅｆが比較器ＣＭＰ１，ＣＭＰ２，ＣＭＰ３の＋側入力に印加されている点が異なる。放電灯は負性抵抗特性を有しているので、放電灯電流の平均値が基準電圧よりも低下したことを検出することで放電灯電圧の平均値が基準電圧よりも増大したことを検出することができる。他の実施形態２〜７においても適用できる。
【００９５】
（実施形態１０）
図１３に本発明の実施形態１０の構成を示す。本実施形態は、バラストと放電灯の間にコネクタを用いている放電灯点灯装置において、コネクタのルーズコンタクト（接触不良）を放電灯の異常として検出する例である。
【００９６】
高周波電圧源ＰＳ１の両端には、インピーダンスＺ１とコネクタＣＯＮ１と放電灯Ｌａ１の直列回路、インピーダンスＺ２とコネクタＣＯＮ２と放電灯Ｌａ２の直列回路、インピーダンスＺ３とコネクタＣＯＮ３と放電灯Ｌａ３の直列回路が並列に接続されている。コネクタＣＯＮ１，ＣＯＮ２，ＣＯＮ３のいずれかにおいて、ルーズコンタクト（接触不良）が生じると、接触不良部分のアーク放電により電圧が上昇し、コネクタと放電灯の直列回路の電圧が上昇する。そこで、本実施形態では、検出器ＶＳ１，ＶＳ２，ＶＳ３により、コネクタＣＯＮ１，ＣＯＮ２，ＣＯＮ３と放電灯Ｌａ１，Ｌａ２，Ｌａ３の直列回路の両端電圧を検出することによりルーズコンタクト（接触不良）を検出可能としたことを特徴としている。なお、演算器ｆとしては上述の実施形態１〜４のいずれの演算手法を用いても構わない。また、実施形態５〜７の補正信号を付加しても良いし、実施形態８，９の検出器を用いても構わない。
【００９７】
本実施形態を用いることにより、放電灯異常や寿命を確実に検出し、点灯制御する安全な放電灯点灯装置を提供できる。
【００９８】
（実施形態１１）
図１４に本発明の実施形態１１の構成を示す。本実施形態は、先の実施形態１〜１０において、相対値の比較のための基準電圧（演算器ｆの出力）のほかに、絶対値の比較のための基準電圧Ｖｒｅｆ２を備え、いずれかの比較結果の論理和により異常を検出することを特徴とする。
【００９９】
本実施形態では、１つの高周波電圧源ＰＳ１の出力に３つの放電灯点灯回路を並列接続した構成を有している。第１の放電灯点灯回路はインピーダンスＺ１と放電灯Ｌａ１の直列回路であり、第２の放電灯点灯回路はインピーダンスＺ２と放電灯Ｌａ２の直列回路であり、第３の放電灯点灯回路はインピーダンスＺ３と放電灯Ｌａ３の直列回路である。３つの放電灯は同種の放電灯であり、周囲温度や点灯期間が揃っているとする。各放電灯Ｌａ１〜Ｌａ３の一方の電極端は接地されている。また、各放電灯Ｌａ１〜Ｌａ３の非接地側の電極端の高周波電圧を入力し、全波整流平滑した信号を出力する検出器ＶＳ１〜ＶＳ３が設けられている。
【０１００】
各検出器ＶＳ１〜ＶＳ３の出力は演算器ｆに入力されて、相対値の比較のための基準電圧が作成され、比較器ＣＭＰ１，ＣＭＰ２，ＣＭＰ３の−側入力に印加される。演算器ｆとしては実施形態１〜４のいずれの演算手法を用いても構わない。また、実施形態５〜７の補正信号を付加しても良い。
【０１０１】
本実施形態では、検出器ＶＳ１〜ＶＳ３のそれぞれの出力と演算器ｆの出力を比較する３つの比較器ＣＭＰ１〜ＣＭＰ３のほかに、検出器ＶＳ１〜ＶＳ３のそれぞれの出力と基準信号Ｖｒｅｆ２を比較する３つの比較器ＣＭＰ１１，ＣＭＰ２１，ＣＭＰ３１が設けられている。また、比較器ＣＭＰ１の出力と比較器ＣＭＰ１１の出力を論理和するオア回路ＯＲ１と、比較器ＣＭＰ２の出力と比較器ＣＭＰ２１の出力を論理和するオア回路ＯＲ２と、比較器ＣＭＰ３の出力と比較器ＣＭＰ３１の出力を論理和するオア回路ＯＲ３が設けられている。
【０１０２】
本実施形態では、演算器ｆにより作成された基準電圧を用いた寿命検知と同時に、あらかじめ設定されている基準信号Ｖｒｅｆ２との比較による寿命検知を行っていることを特徴としている。演算器ｆにより作成された基準電圧は、相対値の変化の検出には優れるが、放電灯全体の異常が同時に起こる場合は検知ができない。例えば、正常放電灯電圧が２００Ｖとして、寿命時に３本の放電灯が同時に異常放電灯電圧４００Ｖとなっても、相対値検出だけでは寿命と検知できない。そこで、絶対値（固定値）と比較する検出手段と組み合わせることにより、すべての放電灯が同時に異常となっても検出できるようにする。
【０１０３】
本実施形態を用いることにより、放電灯異常や寿命を確実に検出し、点灯制御する安全な放電灯点灯装置を提供できる。
【０１０４】
（実施形態１２）
図１５に本発明の実施形態１２の構成を示す。本実施形態は、実施形態１１と同様に絶対値検出を併用した例である。本実施形態が実施形態１１と異なる点は、検出器ＶＳ１〜ＶＳ３のそれぞれの出力と、基準信号Ｖｒｅｆ２を比較する３つの比較器ＣＭＰ１１〜ＣＭＰ３１を省略し、比較器ＣＭＰ１の出力と比較器ＣＭＰ１１の出力を論理和するオア回路ＯＲ１、比較器ＣＭＰ２の出力とＣＭＰ２１の出力を論理和するオア回路ＯＲ２、比較器ＣＭＰ３の出力と比較器ＣＭＰ３１の出力を論理和するオア回路ＯＲ３を省略して、演算器ｆの出力を所定の基準電圧Ｖｒｅｆ２と比較する比較器ＣＭＰ１０を備えている点である。本実施形態を用いれば、実施形態１１と同様な効果を少ない部品で実現できる。
【０１０５】
本実施形態を用いることにより、放電灯異常や寿命を確実に検出し、点灯制御する安全な放電灯点灯装置を提供できる。
【０１０６】
（実施形態１３）
図１６に本発明の実施形態１３の構成を示す。本実施形態では、演算器ｆにより生成された平均値に対して所定の検出マージンΔＶｓを加算して上側の閾値を設定する加算器ＡＤＤ１と、演算器ｆにより生成された平均値から所定の検出マージンΔＶｓを減算して下側の閾値を設定する減算器ＳＵＢ１とを備え、検出器ＶＳ１〜ＶＳ３の出力が上側の閾値よりも高くなったとき、または、下側の閾値よりも低くなったときに、異常を検出することを特徴とするものである。
【０１０７】
本実施形態では、演算器ｆにより算出された平均値の上側での寿命検出と、下側での異常検出を同時に行うことを特徴としている。下側での異常検出としては、例えば、放電灯が短絡状態または地絡となると、検出器ＶＳ１〜ＶＳ３の出力信号レベルが低くなる。その出力信号レベルが下側の閾値以下のレベルであれば放電灯異常として検知できる。
【０１０８】
本実施形態では、１つの高周波電圧源ＰＳ１の出力に３つの放電灯点灯回路を並列接続した構成を有している。第１の放電灯点灯回路はインピーダンスＺ１と放電灯Ｌａ１の直列回路であり、第２の放電灯点灯回路はインピーダンスＺ２と放電灯Ｌａ２の直列回路であり、第３の放電灯点灯回路はインピーダンスＺ３と放電灯Ｌａ３の直列回路である。各放電灯Ｌａ１〜Ｌａ３の一方の電極端は接地されている。また、各放電灯Ｌａ１〜Ｌａ３の非接地側の電極端の高周波電圧を入力し、全波整流平滑した信号を出力する検出器ＶＳ１〜ＶＳ３が設けられている。
【０１０９】
本実施形態では、検出器ＶＳ１〜ＶＳ３のそれぞれの出力と加算器ＡＤＤ１の出力を比較する３つの比較器ＣＭＰ１〜ＣＭＰ３のほかに、検出器ＶＳ１〜ＶＳ３のそれぞれの出力と減算器ＳＵＢ１の出力を比較する３つの比較器ＣＭＰ１１，ＣＭＰ２１，ＣＭＰ３１が設けられている。また、比較器ＣＭＰ１の出力と比較器ＣＭＰ１１の出力を論理和するオア回路ＯＲ１と、比較器ＣＭＰ２の出力と比較器ＣＭＰ２１の出力を論理和するオア回路ＯＲ２と、比較器ＣＭＰ３の出力と比較器ＣＭＰ３１の出力を論理和するオア回路ＯＲ３が設けられている。
【０１１０】
各検出器ＶＳ１〜ＶＳ３の出力は演算器ｆに入力されて平均値が算出され、加算器ＡＤＤ１により検出マージンΔＶｓを加算して、比較器ＣＭＰ１，ＣＭＰ２，ＣＭＰ３の−側入力に印加される。また、減算器ＳＵＢ１により検出マージンΔＶｓを減算されて、比較器ＣＭＰ１１，ＣＭＰ２１，ＣＭＰ３１の＋側入力に印加される。
【０１１１】
これにより、比較器ＣＭＰ１、ＣＭＰ１１、オア回路ＯＲ１は検出器ＶＳ１の検出信号が演算器ｆから出力される平均値に対して±ΔＶｓ以内であるか否かを判定するウインドコンパレータを構成している。同様に、検出器ＶＳ２，ＶＳ３の検出信号についても演算器ｆから出力される平均値に対して±ΔＶｓ以内であるか否かを判定される。
【０１１２】
本実施形態を用いることにより、放電灯異常や寿命を確実に検出し、点灯制御する安全な放電灯点灯装置を提供できる。
【０１１３】
（実施形態１４）
図１７に実施形態１４の構成図を示す。本実施形態では、図１の基本構成と同様に、各放電灯Ｌａ１，Ｌａ２，Ｌａ３に対する高周波電圧源ＰＳ１，ＰＳ２，ＰＳ３が独立しており、放電灯Ｌａ１の異常時には検出出力ＥＮ１を受けて高周波電圧源ＰＳ１の発振を停止し、放電灯Ｌａ２の異常時には検出出力ＥＮ２を受けて高周波電圧源ＰＳ２の発振を停止し、放電灯Ｌａ３の異常時には検出出力ＥＮ３を受けて高周波電圧源ＰＳ３の発振を停止する。これにより異常検出された放電灯に対応する検出器の出力はゼロになる。すると、演算器ｆにより算出される基準電圧は低下するから、他の正常な放電灯も異常と判定されてしまう。図１の基本構成では、この原理を利用していずれか１つの放電灯に異常が発生すると、他の放電灯も連鎖的に停止させることができるが、本実施形態では、異常と判定された放電灯のみを停止させるために、比較器ＣＭＰ１，ＣＭＰ２，ＣＭＰ３の出力を受けて制御器ＦＣ１により演算器ｆの演算式を変更する制御を行うことを特徴としている。
【０１１４】
例えば、放電灯Ｌａ１が寿命となり、比較器ＣＭＰ１が寿命判定信号ＥＮ１を出力すると、それに応じて制御器ＦＣ１は、演算器ｆの演算式を変更する信号を送出する。ここで、演算式の変更とは、寿命放電灯Ｌａ１の検出器信号を演算から除外するという動作である。その結果、寿命放電灯以外の放電灯の点灯状態を引き続き検知することができるのである。このように、複数灯が点灯する放電灯点灯装置において、１本だけ寿命となったときに、寿命となった放電灯の電源のみ停止させ、残りの放電灯は点灯を継続させる場合に、演算式を変更することで、寿命検知の精度を維持することができる。
【０１１５】
本実施形態を用いることで、寿命放電灯を消灯し、残りの放電灯も検出精度を維持しつつ点灯させることで、利便性の高い放電灯点灯装置を提供できる。
【０１１６】
なお、寿命放電灯を消灯させることに代えて、出力を抑制するように制御した場合にも本実施形態を適用することができ、この場合においても、寿命放電灯の検出器信号を演算から除外することにより、残りの放電灯の検出精度を維持しつつ点灯させることができる。
【０１１７】
（実施形態１５）
図１８に実施形態１５の構成図を示す。本実施形態でも、図１の基本構成と同様に、各放電灯Ｌａ１，Ｌａ２，Ｌａ３に対する高周波電圧源ＰＳ１，ＰＳ２，ＰＳ３が独立しており、各高周波電圧源ＰＳ１，ＰＳ２，ＰＳ３はそれぞれ一定の周期で発振と停止を繰り返している。
【０１１８】
後述するように、液晶表示装置のバックライトユニットに用いられる放電灯点灯装置においては、複数の放電灯が映像信号に同期して順次点灯することで、動画表示品質を改善したり、画面の輝度を調節（バースト調光）している。このような場合、各放電灯Ｌａ１〜Ｌａ３の放電灯電圧を検出する検出器ＶＳ１〜ＶＳ３の検出信号は図１９に示すように、飛び飛びに出力されることになる。
【０１１９】
本実施形態では、このように、複数の放電灯が同時に点灯せず、点滅している場合の寿命検出の例である。検出器ＶＳ１〜Ｖｓ３の出力はそれぞれサンプル・ホールド回路ＳＨ１〜ＳＨ３に入力されている。サンプル・ホールド回路ＳＨ１〜ＳＨ３のすベての出力ｘ，ｙ，ｚは演算器ｆに入力されて、基準電圧ｒが演算される。また、検出器ＶＳ１〜ＶＳ３のそれぞれの出力と、演算器ｆの出力ｒを比較する３つの比較器ＣＭＰ１〜ＣＭＰ３が設けられている。演算器ｆとしては上述の実施形態１〜４のいずれの演算手法を用いても構わないが、ここでは平均値の演算を行う場合について説明する。
【０１２０】
以下、本実施形態の動作を図１９により説明する。図には、検出器ＶＳ１〜ＶＳ３の出力信号、サンプル・ホールド回路ＳＨ１〜ＳＨ３の出力信号、演算器ｆの出力信号ｒが示されている。検出電圧ＶＳ１〜ＶＳ３は、高周波電圧源ＰＳ１〜ＰＳ３によって点滅する放電灯に応じて時分割的に検出信号が発生している。サンプル・ホールド回路ＳＨ１〜ＳＨ３はそれぞれの放電灯点灯のタイミングに同期して検出電圧をサンプリングし、次回の検出タイミングまで保持している。演算器ｆは、サンプル・ホールド回路から出力される検出信号を随時入力し平均値演算を行う。このように、本実施形態は、検出器の信号を一旦サンプル・ホールド回路で保持してから平均値演算を行うことを特徴としている。
【０１２１】
本実施形態を用いれば、様々な点滅点灯状態でも放電灯の寿命を確実に検出することができる放電灯点灯装置を提供できる。
【０１２２】
（実施形態１６）
図２０に実施形態１６の構成図を示す。図には、放電灯Ｌａ１とその放電灯を点灯させるための点灯装置ＩＮＶ１からなる器具ＬＥ１と、放電灯Ｌａ２とその放電灯を点灯させるための点灯装置ＩＮＶ２からなる器具ＬＥ２と、放電灯Ｌａ３とその放電灯を点灯させるための点灯装置ＩＮＶ３からなる器具ＬＥ３を備えている。各器具ＬＥ１〜ＬＥ３は通信機能を有しており、検出制御器ＤＥＴにそれぞれの放電灯電圧検出信号ＶＳ１〜ＶＳ３を送信し、検出制御器ＤＥＴの異常判定出力ＥＮ１〜ＥＮ３をそれぞれ器具ＬＥ１〜ＬＥ３にて受信するように構成されている。検出制御器ＤＥＴは、検出信号ＶＳ１〜ＶＳ３を入力として平均値演算を行う平均値演算器ｆと、平均値演算出力Ｖｒｅｆを−側入力とし、検出信号ＶＳ１〜ＶＳ３を＋側入力として比較する比較器ＣＭＰ１〜ＣＭＰ３から構成されている。この場合、検出信号ＶＳ１〜ＶＳ３は電圧値でなくても良く、デジタル信号などであっても良い。なお、演算器ｆとしては平均値演算に限らず、上述の実施形態１〜４のいずれの演算手法を用いても構わない。
【０１２３】
本実施形態は、放電灯を点灯する放電灯点灯回路と離れたところに演算器ｆと比較器ＣＭＰ１〜ＣＭＰ３を配置したことが特徴である。本実施形態を用いれば放電灯の点灯条件や温度条件が一定の空間の照明器具において、放電灯寿命を正確に検知することができる。
【０１２４】
本実施形態を用いることにより、放電灯異常や寿命を確実に検出し、点灯制御する安全な放電灯点灯装置を提供できる。
【０１２５】
（実施形態１７）
本発明に係るバックライト装置の構成について、図２１を用いて簡単に説明すると、バックライトユニットＢＬは、複数の熱陰極ランプＬａと、これらの熱陰極ランプＬａを格納する筐体２０とを備える。ここで、熱陰極ランプＬａは、ガラス管の両端にフィラメントを備えたものである。また、バックライトユニットＢＬは、液晶パネル（不図示）の裏側に配置して使用され、筐体２０は、反射板２１、側板２２、取付け枠２３、透光板２４、点灯装置（不図示：一般的にバックライトユニットＢＬの裏側に配置される）を備える。一般的に、透光板２４は、裏側から順に、拡散板２５、拡散シート２６、レンズシート２７を積層してなる。上記構成にて、点灯装置により点灯された複数の熱陰極ランプＬａからの光は、拡散板２５を透過する際に拡散され、拡散シート２６の全面から平均化された並行光として放出される。
【０１２６】
大型液晶表示装置用のバックライト装置として、近年、熱陰極ランプが注目されている。熱陰極ランプは、１本当りに投入できる電力が大きいためランプ本数の削減が可能であり、またアーク放電ゆえにランプ電圧が冷陰極ランプの１／１０以下であるというメリットがある。しかし、熱陰極ランプはフィラメントを有するので、冷陰極ランプに比べると寿命が短く、寿命時には放電灯電圧が高くなる。そこで、上述の各実施形態の構成を用いて、複数の放電灯のうち放電灯電圧が高くなったものを検出すると、出力を停止あるいは抑制するような制御を行えば良い。
【０１２７】
本発明の構成は複数灯の放電灯を有する一般の照明装置にも適用できることは言うまでも無い。
【図面の簡単な説明】
【０１２８】
【図１】本発明の基本構成を示す回路図である。
【図２】本発明の実施形態１の構成を示す回路図である。
【図３】本発明の実施形態１の動作説明のための要部回路図である。
【図４】本発明の実施形態１の動作説明のための要部回路図である。
【図５】本発明の実施形態２の要部構成を示す回路図である。
【図６】本発明の実施形態３の要部構成を示す回路図である。
【図７】本発明の実施形態４の要部構成を示す回路図である。
【図８】本発明の実施形態５の要部構成を示す回路図である。
【図９】本発明の実施形態６の要部構成を示す回路図である。
【図１０】本発明の実施形態７の要部構成を示す回路図である。
【図１１】本発明の実施形態８の構成を示す回路図である。
【図１２】本発明の実施形態９の構成を示す回路図である。
【図１３】本発明の実施形態１０の構成を示す回路図である。
【図１４】本発明の実施形態１１の構成を示す回路図である。
【図１５】本発明の実施形態１２の構成を示す回路図である。
【図１６】本発明の実施形態１３の構成を示す回路図である。
【図１７】本発明の実施形態１４の構成を示す回路図である。
【図１８】本発明の実施形態１５の構成を示す回路図である。
【図１９】本発明の実施形態１５の動作説明のための波形図である。
【図２０】本発明の実施形態１６の構成を示す回路図である。
【図２１】本発明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。
【符号の説明】
【０１２９】
Ｌａ１，Ｌａ２，Ｌａ３    放電灯
ＶＳ１，ＶＳ２，ＶＳ３    検出器
ＡＤＤ１                  加算器
ＡＭＰ１                  増幅器
Ｖｒｅｆ                  基準電圧
ＣＭＰ１，ＣＭＰ２，ＣＭＰ３  比較器
【図１】
2009076407.tif 000003
【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】
2009076407.tif 000009
【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】
2009076407.tif 000018
【図１７】
2009076407.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
2009076407.tif 000021
【図２０】
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【図２１】
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