JP2006318741A - 照明装置 - Google Patents

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

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。

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。

（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。

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。

本発明の１つの実施の形態の照明装置の回路図。 上記実施の形態の照明装置の構造を示す斜視図。 上記実施の形態で使用する誘電体バリア放電ランプのランプ電流・電圧特性のグラフ。 本発明の比較例１のランプ電流、輝度の測定結果の表。 本発明の実施例１のランプ電流、輝度の測定結果の表。 従来例の照明装置の正面図。 従来例の照明装置の断面図。 一般的な誘電体バリア放電ランプと内部電極冷陰極放電ランプとのランプ電流・電圧特性のグラフ。 誘電体バリア放電ランプのランプ長の違いによるランプ電流・電圧特性の変化を示すグラフ。

符号の説明

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

Claims (3)

1. 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。
2. 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。
3. 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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