JP2006318741A - 照明装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 管長が長い誘電体バリア放電ランプを並列点灯させる際に、ランプ電流のバラツキによる輝度のバラツキがなく、各放電ランプの安定した点灯を可能にする。
【解決手段】 本発明の照明装置は、ランプ電圧(VL)の変化に対するランプ電流(IL)の変化の時間微分(dVL/dIL)を100[Vrms/mArms]以下となる特性を有する誘電体バリア放電ランプ100の複数本それぞれの外部電極2を電源3に対して並列に接続し、電源3から各放電ランプの外部電極に電流・電圧を給電する給電経路2A、2B上に直列に、同じ静電容量のコンデンサ4を挿入したことを特徴とする。
【選択図】 図1
【解決手段】 本発明の照明装置は、ランプ電圧(VL)の変化に対するランプ電流(IL)の変化の時間微分(dVL/dIL)を100[Vrms/mArms]以下となる特性を有する誘電体バリア放電ランプ100の複数本それぞれの外部電極2を電源3に対して並列に接続し、電源3から各放電ランプの外部電極に電流・電圧を給電する給電経路2A、2B上に直列に、同じ静電容量のコンデンサ4を挿入したことを特徴とする。
【選択図】 図1
Description
本発明は、複数本の誘電体バリア放電ランプを光源として並列点灯させる照明装置に関する。
ランプ外部に外部電極を備える、いわゆる誘電体バリア放電ランプは、例えば実開昭61−126559(特許文献1)等により知られている。図6は一般的な誘電体バリア放電ランプの側面図であり、図7は断面図である。図6、図7において、ガラス管11内には蛍光体層14が形成され、また放電ガス15(水銀、ネオン、アルゴン、キセノン等)が封入されて両端が封止され、ガラス管11両端の外表面には外部電極12(金属導体層)が形成されている。このような誘電体バリア放電ランプに対して、ランプ両端の外部電極12間に高周波点灯装置13(インバータ)から高周波電圧が印加されると、外部電極12の内側に存在するガラスのC成分を介してガラス管11内に高周波電力が注入され、ガラス管11内で持続放電が生じて蛍光体層14が発光しランプが点灯する。
図8は誘電体バリア放電ランプと内部電極冷陰極放電ランプの特性を示すグラフであり、図9は誘電体バリア放電ランプの管長ごとの特性を示すグラフである。図8に示すように内部電極を設けた冷陰極放電ランプは、ランプ電流の増加と共にランプ電圧が減少する負特性を示すが、誘電体バリア放電ランプは静電容量結合型のランプであるため、ランプ電流に対するランプ電圧の関係がその逆の正特性になる。そのため、誘電体バリア放電ランプはバラストコンデンサなしで複数本のランプを並列点灯することが容易である。しかし、誘電体バリア放電ランプも管長が長くなると、図9に示すように負特性に近づいていくと、ランプを並列点灯させる際に、それぞれのランプのランプ電流にバラツキが生じて、輝度にもバラツキが生じるという問題点があった。
実開昭61−126559号公報
特開2002−8408号公報
特開2003−36723号公報
特開2003−173888号公報
本発明は、上述したような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、管長が長い誘電体バリア放電ランプを並列点灯させる際に、ランプ電流のバラツキによる輝度のバラツキがなく、各放電ランプの安定した点灯を可能にする照明装置を提供することを目的とする。
請求項1の発明の照明装置は、ランプ電圧(VL)の変化に対するランプ電流(IL)の変化の時間微分(dVL/dIL)を100[Vrms/mArms]以下となる特性を有する誘電体バリア放電ランプの複数本それぞれの外部電極を電源に対して並列に接続し、前記電源から各放電ランプの外部電極に電流・電圧を給電する給電経路上に直列に、同じ静電容量のコンデンサを挿入したことを特徴とするものである。
請求項2の発明は、請求項1の照明装置において、前記静電容量は、前記複数本の放電ランプを並列接続している部材から各放電ランプの外部電極に至る個別給電路上であり、かつ各放電ランプの少なくとも片側の外部電極に至る個別給電路上に挿入したことを特徴とするものである。
請求項3の発明は、請求項1又は2の照明装置において、前記静電容量に代えて、バラスト抵抗を用いたことを特徴とするものである。
本発明によれば、管長が長い誘電体バリア放電ランプを並列点灯させる場合にランプ電流と輝度のバラツキを抑えることができ、各放電ランプを安定して点灯させることができる。
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて詳説する。図1は本発明の1つの実施の形態の照明装置に用いる誘電体バリア放電ランプの側面図である。図1において、100は誘電体バリア放電ランプ、1はガラス管、2は外部電極、3はインバータ、4はバラストコンデンサを示している。本実施の形態の照明装置は、ランプ電圧(VL)の時間変化に対するランプ電流ILの時間変化の微分dVL/dILを100[Vrms/mArms]以下となる特性を有する誘電体バリア放電ランプ100の複数本それぞれの外部電極2を電源であるインバータ3からの給電経路3A、3Bに対して並列に接続し、かつ、インバータ3の給電経路3A、3Bから各放電ランプ100の外部電極2に至る個別経路2A、2B上に直列に、同じ静電容量のバラストコンデンサ4を挿入している。
複数の誘電体バリア放電ランプ100間でランプ電流および輝度のバラツキを±5%程度に抑えるためには、使用するランプ電流の範囲におけるランプ電流ILの変化に対するランプ電圧VLの変化の微分dVL/dILが100[Vrms/mArms]以下にする必要があるが、そのためにはインバータ3に並列接続する各誘電体バリア放電ランプ100の外部電極2と給電経路3A、3Bとの間をバラストコンデンサ4を介して接続することで解決できる。
なお、インバータ3からの電力には高圧側給電経路3Aと低圧側給電経路3Bとがあるが、少なくともその一方と放電ランプ100の一方の外部電極2とを接続する個別給電路2A又は2Bにだけバラストコンデンサ4を挿入するだけでもよい。また、バラストコンデンサ4に代えて、バラスト抵抗を採用することもできる。
図2は、照明装置として実際のバックライトユニット200に複数本の誘電体バリア放電ランプ100を並列に組み込んだ状態を部分的に示しているが、複数本の誘電体バリア放電ランプ100をインバータ(図示せず)に対して並列接続しているバス部材7と、個別の放電ランプ100の外部電極5にランプ電流・電圧を給電する接触用端子6との間を結ぶ個別給電部材8の上に、バラストコンデンサ9を直列に挿入した構造である。
本実施の形態の照明装置によれば、各誘電体バリア放電ランプ100の外部電極2とインバータ3との間にバラストコンデンサ4を設置することによって、複数の誘電体バリア放電ランプ100間のランプ電流と輝度のバラツキを抑えることができる。
まず、下記に示す誘電体バリア放電ランプを試作した。
ランプサイズ:外形φ4(肉厚0.5mm)×全長880mm
外部電極:半田メッキ電極(長さ30mm)
封入ガス:Ne+Ar(10%)[計50torr]および水銀(約3mg)
ガラス管材料:コバール封着用硼珪酸ガラス
前記誘電体バリア放電ランプを以下の条件で点灯させ、ランプ電流ILとランプ電圧VLの関係を測定した。図3はその結果を示すグラフである。
外部電極:半田メッキ電極(長さ30mm)
封入ガス:Ne+Ar(10%)[計50torr]および水銀(約3mg)
ガラス管材料:コバール封着用硼珪酸ガラス
前記誘電体バリア放電ランプを以下の条件で点灯させ、ランプ電流ILとランプ電圧VLの関係を測定した。図3はその結果を示すグラフである。
電源:正弦波出力インバータ
点灯周波数:65kHz
誘電体バリア放電ランプのランプ電流4mA時におけるdVL/dILは35[Vrms/mArms]程度である。
点灯周波数:65kHz
誘電体バリア放電ランプのランプ電流4mA時におけるdVL/dILは35[Vrms/mArms]程度である。
(比較例1)
上の誘電体バリア放電ランプを複数本並列接続して使用する際に、上述の条件でバラストコンデンサを用いずに測定をした結果を比較例1とする。
上の誘電体バリア放電ランプを複数本並列接続して使用する際に、上述の条件でバラストコンデンサを用いずに測定をした結果を比較例1とする。
ランプに印加される電圧は一定であることから、印加電圧を一定にした場合におけるそれぞれのランプの特性バラツキを確認した。高周波点灯装置からの出力線をランプ両端の電極に接続し、出力電圧はランプ電流の平均値が4mAになるように1540Vrms(周波数65kHz)とした。結果は図4の表に示すように、ランプ電流と輝度のバラツキが±20%程度になった。
(実施例1)
上の誘電体バリア放電ランプを複数本並列接続して使用する際に、各ランプの両端にそれぞれ22pFのバラストコンデンサを直列に接続して同様の測定をした結果を実施例1とする。この場合、インバータ電源の出力電圧は、ランプ電流の平均値が4mAになるように2580Vrms(周波数65kHz)とした。結果は図5に示すように、ランプ電流のバラツキと輝度のバラツキは±5%程度となった。バラストコンデンサなしの比較例1の場合と実施例1の場合とでランプ電流、輝度の標準偏差を比較すると、バラストコンデンサを直列接続することにより、実施例1では約1/4まで減らすことができることが確認できた。
上の誘電体バリア放電ランプを複数本並列接続して使用する際に、各ランプの両端にそれぞれ22pFのバラストコンデンサを直列に接続して同様の測定をした結果を実施例1とする。この場合、インバータ電源の出力電圧は、ランプ電流の平均値が4mAになるように2580Vrms(周波数65kHz)とした。結果は図5に示すように、ランプ電流のバラツキと輝度のバラツキは±5%程度となった。バラストコンデンサなしの比較例1の場合と実施例1の場合とでランプ電流、輝度の標準偏差を比較すると、バラストコンデンサを直列接続することにより、実施例1では約1/4まで減らすことができることが確認できた。
1 ガラス管
2 外部電極
2A、2B 個別給電路
3 インバータ
3A、3B バス部材
4 バラストコンデンサ
5 外部電極
6 接触用端子
7 バス部材
8 個別給電部材
9 バラストコンデンサ
100 誘電体バリア放電ランプ
200 バックライトユニット
2 外部電極
2A、2B 個別給電路
3 インバータ
3A、3B バス部材
4 バラストコンデンサ
5 外部電極
6 接触用端子
7 バス部材
8 個別給電部材
9 バラストコンデンサ
100 誘電体バリア放電ランプ
200 バックライトユニット
Claims (3)
- ランプ電圧(VL)の変化に対するランプ電流(IL)の変化の時間微分(dVL/dIL)を100[Vrms/mArms]以下となる特性を有する誘電体バリア放電ランプの複数本それぞれの外部電極を電源に対して並列に接続し、
前記電源から各放電ランプの外部電極に電流・電圧を給電する給電経路上に直列に、同じ静電容量のコンデンサを挿入したことを特徴とする照明装置。 - 前記静電容量は、前記複数本の放電ランプを並列接続している部材から各放電ランプの外部電極に至る個別給電路上であり、かつ各放電ランプの少なくとも片側の外部電極に至る個別給電路上に挿入したことを特徴とする請求項1に記載の照明装置。
- 前記静電容量に代えて、バラスト抵抗を用いたことを特徴とする請求項1又は2に記載の照明装置。
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JP2002075675A (ja) * | 2000-08-29 | 2002-03-15 | Harison Toshiba Lighting Corp | 放電灯駆動装置 |
JP2003007251A (ja) * | 2001-06-22 | 2003-01-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 無水銀ランプ |
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2005
- 2005-05-12 JP JP2005139654A patent/JP2006318741A/ja not_active Abandoned
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2006
- 2006-03-13 TW TW095108470A patent/TW200639904A/zh unknown
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