JP4645508B2 - バックライト装置及び照明装置 - Google Patents

Description

本発明は、バックライト装置及び照明装置に関し、特に、水銀放電ランプに発生する移動縞を抑制する技術に関する。

バックライト装置は、一般に水銀放電ランプを備えている。水銀放電ランプは、点灯条件によっては移動縞（ストライエーション）と呼ばれる現象を引き起こすことがある。移動縞が生じれば、ランプの明るさにちらつきが生じてしまう。このようなランプの明るさのちらつきを抑制する技術は、例えば、特許文献１や特許文献２に開示されている。
図１４は、特許文献１に開示されたランプ点灯装置の構成を示す図である。

ランプ１１は、安定器１３を介して交流電源１２から電力供給を受けて点灯する。ランプ電流非対称化手段１４は、ランプ１１のランプ電流を直流バイアスして、ランプ電流の正負の電流値を非対称にするものである。特許文献１には、このような構成により、ランプ１１には移動縞が生じるものの、縞が高速で移動するため、視感上は移動縞が発生していないのと同等となり、したがって、明るさのちらつきは実質的に防止でき、あるいは、明るさのちらつきが生じても短時間でこのちらつきが消滅すると記載されている。

図１５は、特許文献２に開示されたランプ点灯装置の構成を示す図である。
放電ランプ４５は、点灯回路４１から電力供給を受けて点灯する。点灯回路４１が調光点灯をしている場合において、温度検出回路４４により検出された周囲温度が所定温度以下になれば、切替回路４２は点灯回路４１に強制的に定格点灯をさせる。特許文献２には、このような構成により低温時における立消え防止を図ることができると記載されている。なお、特許文献２には明示されていないが、強制的に定格点灯をさせれば放電ランプ４５の周囲温度が上昇するので、移動縞を抑制する効果もあると推測される。
特公昭６４−３３１８号公報 特公平７−４６６３６号公報

しかしながら、特許文献１に開示された技術では、直流バイアスを長期間にわたり印加することになるので、水銀の分布に偏りが生じランプ両端で輝度差が生じる、いわゆるカタホレシス現象が発生するおそれがある。特に、液晶ディスプレイ用バックライト装置の場合、ランプにカタホレシス現象が生じるとディスプレイの均斉度が悪くなり、画質の低下を招いてしまう。

また、特許文献２に開示された技術では、周囲温度が低温のときには強制的に定格点灯させるので、部屋の明るさに応じてバックライトの輝度を調整するというような制御を全く行うことができないという問題がある。
なお、これらの問題は、バックライト装置のみならず照明装置の場合でも同様に生じる。

そこで、本発明は、直流バイアスを印加すること及び強制的に定格点灯させることのいずれの方策にもよらずに、移動縞が観測されることを抑制することができるバックライト装置及び照明装置を提供することを目的とする。

本発明に係るバックライト装置は、ガラス管の両端部に内部電極を配設してなる水銀放電ランプと、電気抵抗材料からなり、前記水銀放電ランプのガラス管の管軸方向略中央部の外周面に接するように配された電気抵抗部材と、前記水銀放電ランプに配設された内部電極間に高周波電圧を印加するとともに、前記内部電極と前記電気抵抗部材との間に高周波電圧を印加する高周波電圧印加手段とを備える。

本発明に係る照明装置は、ガラス管の両端部に内部電極を配設してなる水銀放電ランプと、電気抵抗材料からなり、前記水銀放電ランプのガラス管の管軸方向略中央部の外周面に接するように配された電気抵抗部材と、前記水銀放電ランプに配設された内部電極間に高周波電圧を印加するとともに、前記内部電極と前記電気抵抗部材との間に高周波電圧を印加する高周波電圧印加手段とを備える。

本願発明者らは、水銀放電ランプの管壁温度（最冷点温度）を上昇させつつ移動縞を観測する実験を実施したところ、移動縞が観測されなくなるしきい温度の存在を確認することができた。また、しきい温度は、水銀放電ランプの形状等で決まり、周囲温度によらないことも判明した。
上記構成によれば、内部電極、電気抵抗部材及びガラス管が等価的にキャパシタを構成する。そのため、内部電極と電気抵抗部材との間に高周波電圧が印加されることで、電気抵抗部材には電流が流れることになる。その結果、電気抵抗部材にジュール熱が発生し、水銀放電ランプの最冷点近傍であるガラス管の管軸方向略中央部の温度が上昇する。このように、電気抵抗部材を用いて水銀放電ランプの最冷点近傍の温度を上昇させることで、直流バイアスを印加すること及び強制的に定格点灯させることのいずれの方策にもよらずに、移動縞が観測されることを抑制することができる。

また、前記電気抵抗部材は、前記水銀放電ランプのガラス管の外周面に沿う湾曲面を有する湾曲部位と、バックライト装置筐体に固定されており、前記湾曲部位の湾曲面に前記水銀放電ランプのガラス管を嵌め込んだ状態で前記湾曲部位を支持する支持部位とを備えることとしてもよい。
一般に、バックライト装置には細管状の水銀放電ランプが用いられる。そのためバックライト装置では、水銀放電ランプが輸送時の振動等により破損しやすいという傾向がある。上記構成によれば、電気抵抗部材は、さらに、水銀放電ランプのガラス管の管軸方向略中央部の振動を規制するという効果も奏する。したがって、バックライト装置の輸送時等において、ガラス管の管軸方向略中央部が振動することにより水銀放電ランプが破損するような事態を防止することができる。なお、バックライト装置のみならず照明装置においても、細管状の水銀放電ランプを用いる場合には、上記構成を採用することは水銀放電ランプの破損を防止する観点から有効である。

また、前記支持部位のうち前記湾曲部位に隣接する部分の電気抵抗値は、前記湾曲部位に隣接しない部分の電気抵抗値よりも大きいこととしてもよい。
また、前記湾曲部位の電気抵抗値は、前記支持部位の電気抵抗値よりも大きいこととしてもよい。
上記構成によれば、水銀放電ランプ近傍の部位を発熱させることができる。したがって、熱量を効率よく水銀放電ランプに伝達することができる。

また、前記高周波電圧印加手段は、所定周波数の高周波電圧を出力する高周波電源部と、前記高周波電源部により出力された高周波電圧を前記内部電極間に印加するための配線に挿設された第１の共振周波数を有する第１共振回路と、前記高周波電源部により出力された高周波電圧を前記内部電極と前記電気抵抗部材との間に印加するための配線に挿設された第２の共振周波数を有する第２共振回路としてもよい。

上記構成によれば、内部電極間に高周波電圧を印加するための回路と内部電極と電気抵抗部材との間に高周波電圧を印加するための回路とで、高周波電源部を共用することができる。したがって、各回路で別個に高周波電源部を設けるよりも構成を簡易にすることができる。
また、前記バックライト装置は、さらに、前記高周波電源部により出力される高周波電圧の周波数を、前記第１の共振周波数と前記第２の共振周波数とで挟まれた周波数領域で、調光比に応じた周波数に設定する周波数設定手段を備えることとしてもよい。

上記構成によれば、高周波電圧の周波数を変更することで内部電極間を流れる電流を減少させれば、内部電極と電気抵抗部材との間を流れる電流が増加する。したがって、内部電極間を流れる電流を減少させて調光点灯させたとしても、電気抵抗部材に発生するジュール熱が増加するので、水銀放電ランプの最冷点温度が低下する事態を抑制することができる。

また、前記バックライト装置は、さらに、前記内部電極間に高周波電圧の印加が開始されてから所定期間が経過するまで前記内部電極と前記電気抵抗部材との間に印加される高周波電圧の周波数を第１の周波数に設定し、当該所定期間が経過すれば前記内部電極と前記電気抵抗部材との間に印加される高周波電圧の周波数を前記第１の周波数よりも低い第２の周波数に設定する周波数設定手段を備えることとしてもよい。

一般に、水銀放電ランプの最冷点温度は、点灯開始直後が最も低く、時間の経過とともに上昇する。すなわち移動縞は点灯開始直後に観測されやすい。上記構成によれば、点灯開始直後から所定期間が経過するまでは、所定期間経過後よりも内部電極と電気抵抗部材との間を流れる電流を大きくすることができる。したがって、内部電極と電気抵抗部材との間を流れる電流が一定の場合に比べて、水銀放電ランプの最冷点温度を速く上昇させることができる。その結果、移動縞が観測される事態を抑制することができる。

また、前記水銀放電ランプは、熱陰極型の蛍光ランプであることとしてもよい。
熱陰極型の蛍光ランプを用いることで、冷陰極型の蛍光ランプを用いるよりもコスト削減等の効果を奏することができる。なお、熱陰極型の蛍光ランプは、フィラメントコイルからなる電極を収容する必要があるため、ランプ管径が冷陰極型の蛍光ランプに比べて大きい。そのため、移動縞の明部及び暗部の幅が広く、移動縞が顕著に現れやすいという特性を有する。特許文献１に開示された技術を用いて移動縞を視感上抑制しようとする場合、熱陰極型の蛍光ランプでは冷陰極型の蛍光ランプに比べて直流バイアスを大きくしなければならず、その結果、カタホレシス現象を誘発しやすいという問題がある。本発明によれば直流バイアスを印加せずに移動縞の発生を抑制するので、特に、熱陰極型の蛍光ランプを用いた場合に高い効果を得ることができる。

本発明を実施するための最良の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係るバックライト装置の概略構成を示す図である。
バックライト装置は、水銀放電ランプ１、点灯回路２、電気抵抗部材３、筐体４及び反射板５を備える。

水銀放電ランプ１は、ガラス管の両端部に内部電極を配設してなる。内部電極は、配線６を介して点灯回路２に電気的に接続されている。水銀放電ランプ１は、具体的には、熱陰極型の蛍光ランプ、冷陰極型の蛍光ランプ等である。
点灯回路２は、水銀放電ランプ１に配設された内部電極間に高周波電圧を印加するとともに、内部電極と電気抵抗部材３との間に高周波電圧を印加する。このように、内部電極間に高周波電圧が印加されることで、内部電極間にはランプ電流が供給される。また、内部電極と電気抵抗部材３との間に高周波電圧を印加することで、内部電極と電気抵抗部材３との間に加熱用電流が供給される。ここで、高周波とは、インバータ点灯方式で一般的に使用される周波数をいうものとする。

電気抵抗部材３は、電気抵抗材料からなり、水銀放電ランプ１のガラス管の管軸方向略中央部の外周面に接するように配されている。実施の形態１では、電気抵抗部材３は、筐体４に固定されており、筐体４及び配線８を介して接地されている。
筐体４は、水銀放電ランプ１及び反射板５を収納している。実施の形態１では、筐体４は、導電性部材からなり、配線８を介して接地されている。反射板５は、水銀放電ランプ１から照射された光のうち、反射板５に向けて照射された分を前面に向けて反射する。

当該バックライト装置の前面に拡散板や液晶パネルを配置すれば、液晶ディスプレイを構成することができる。
図２は、電気抵抗部材３の外観を示す図である。
図２（ａ）は斜視図であり、図２（ｂ）は正面図である。
電気抵抗部材３は、電気抵抗材料からなり、湾曲部位３１と支持部位（隣接部分３２及び非隣接部分３３からなる）とを備える。湾曲部位３１は、水銀放電ランプ１のガラス管の外周面に沿う湾曲面を有する。支持部位は、筐体４に固定されており、湾曲部位３１の湾曲面に水銀放電ランプ１のガラス管を嵌め込んだ状態で湾曲部位３１を支持する。電気抵抗材料とは、電気抵抗率を有するとともに導電性を有する材料である。例えば、金属やカーボンなどが考えられる。

図２に示す例では、支持部位のうち湾曲部位３１に隣接する隣接部分３２の径は、湾曲部位に隣接しない非隣接部分３３の径よりも細くしてある。したがって、隣接部分３２と非隣接部分３３とで電気抵抗材料が同じであれば、隣接部分３２の電気抵抗値は非隣接部分３３の電気抵抗値よりも大きくなる。そのため、水銀放電ランプ近傍の部位を選択的に発熱させることができる。

なお、電気抵抗部材３は、支持部位を備えることで、水銀放電ランプ１と筐体４とを固定する機能を有している。これにより、加熱用電流を流すことだけでなく、水銀放電ランプ１のガラス管の管軸略中央部の振動を規制することもできる。
図３は、電気抵抗部材３の変形例を示す図である。
図３（ａ）は、支持部位のうち支持部位のうち湾曲部位に隣接する隣接部分を電気抵抗率が高い材質Ｒ１で構成した例を示す。図３（ｂ）は、湾曲部位を電気抵抗率が高い材質Ｒ１で構成した例を示す。いずれにしても、材質や形状を適切に選択することで、所望の電気抵抗値を確保することができる。

また、これらの例では、電気抵抗部材３に起因する電気容量は、湾曲部位の湾曲面の表面積で規定されている。しかし、これに限らず、ガラス管に導電膜を形成し当該導電膜に湾曲部位を接触させることで、導電膜の表面積で電気容量を規定することとしてもよい。そうすることで、より大きな電流を電気抵抗部材３に流すことができる。
また、加熱用電流を流す機能だけに着目すれば、支持部位は必須要素ではなく、支持部位に代えて配線を設けることとしてもよい。

図４は、実施の形態１に係る点灯回路２の詳細を示す回路図である。
直流電源VDCの正極と負極との間には、スイッチング素子Q1及びQ2が直列に接続されている。スイッチング素子Q2のソースドレイン端子間には、第１の共振回路、第２の共振回路及びフィラメント電流供給回路が接続されている。
第１の共振回路は、インダクタL1及びキャパシタC1からなる。キャパシタC1の端子間には、キャパシタC3及びトランスT1の一次コイルが直列に接続されている。キャパシタC3は、トランスT1の一次コイルに直流電流が入力されないようにするキャパシタである。トランスT1の二次コイルには、水銀放電ランプ１の内部電極が接続されている。この構成により、点灯周波数に応じてキャパシタC1の端子間に高周波電圧が現れ、当該高周波電圧はトランスT1により昇圧されて、水銀放電ランプ１の内部端子間に印加される。

第２の共振回路は、インダクタL1、キャパシタC2、キャパシタC4及び電気抵抗R1からなる。このように、実施の形態１では、第１の共振回路と第２の共振回路とでインダクタL1を共用している。インダクタL1を共用することで、点灯回路２の小型化及びコスト低減を図ることができる。キャパシタC4は、水銀放電ランプ１のランプ内部及び電気抵抗部材３を電極とし、これらに挟まれたガラス壁を誘電体とするキャパシタである（図４（ｂ）参照）。電気抵抗R1は、電気抵抗部材３が有する電気抵抗である。この構成により、点灯周波数に応じた高周波電圧が、水銀放電ランプ１の内部電極と電気抵抗部材３との間に印加される。その結果、電気抵抗部材３に加熱用電流が流れることになる。

フィラメント電流供給回路は、トランスT2の一次コイル及びキャパシタC5からなる。キャパシタC5は、トランスT2の一次コイルに直流電流が入力されないようにするキャパシタである。トランスT2の二次コイルには、水銀放電ランプ１の内部電極が接続されている。この構成により、水銀放電ランプ１の内部電極には、点灯周波数に応じたフィラメント電流が供給される。

駆動回路２１は、点灯周波数に対応する周期でスイッチング素子Q1及びQ2を交互にオンオフさせる回路である。直流電源VDC、スイッチング素子Q1、Q2及び駆動回路２１で、高周波電源部が構成される。
駆動回路２１は、スイッチング素子Q1及びQ2を駆動するために、スイッチング素子Q1及びQ2のそれぞれのゲート端子に駆動信号を出力するとともに、スイッチング素子Q1及びQ2の接続点の電圧信号を受けている。駆動回路２１の抵抗端子とグラウンドとの間には、可変抵抗Roscが接続され、駆動回路２１のキャパシタ端子とグラウンドとの間には、キャパシタCoscが接続されている。駆動回路２１は、キャパシタCoscを充電し、充電電圧が所定電圧になれば、可変抵抗Roscを介して放電させるという動作を繰り返す。この繰り返しの周期に同期して、スイッチング素子Q1及びQ2を駆動するための駆動信号が生成される。そのため、点灯周波数は、繰り返しの周期が短いほど高くなる。

点灯周波数設定回路２２は、ユーザの指示あるいは自動測光の結果に基づいて、可変抵抗Roscの抵抗値を変更する。可変抵抗Roscの抵抗値を変更すれば、点灯周波数が変わるのでランプ電流が変わり、結果的に調光比が変わる。
ここで、具体的な設計について説明する。
電源VDCには、４００Ｖの直流電圧を用いる。もしも電源がＴＶセットの状況で１５Ｖや２４Ｖなど低い場合には、昇圧チョッパなどの昇圧回路を電源とスイッチング素子Q1及びQ2の直列接続体との間に設けて、４００Ｖ程度の高電圧を得るものとする。

電気抵抗部材３での発熱量については、ランプの状況やユニットの状況に応じて決定することになるので、一概にはいえないが、例として１Ｗの電力を供給する場合について説明する。電源電圧が４００Ｖであり、電気抵抗部材３に流れる加熱用電流の大きさを２０ｍＡ、点灯周波数を１００ｋＨｚに設定する。また、水銀放電ランプ１はブレークダウンしており、水銀放電ランプ１の内部電極から電気抵抗部材３までのランプ内部での電圧降下を２００Ｖと仮定する。キャパシタC2のキャパシタンスを１０ｎＦとすると、キャパシタC2のインピーダンスは約１６０Ωとなる。そうすると、キャパシタC2での電圧降下は数Ｖ程度となる。

一方、キャパシタC4のキャパシタンスを約２２０ｐＦと設定すると、キャパシタC4での電圧降下は、約１４５Ｖとなる。そうすると、電気抵抗部材３に印加される電圧は、４００Ｖ−２００Ｖ−１４５Ｖ−数Ｖとなって、約５０Ｖとなる。電気抵抗部材３に流れる電流の大きさを２０ｍＡ、電圧を５０Ｖとすると、電気抵抗部材３の抵抗値を２５００Ωとすれば、電気抵抗部材３は１Ｗの電力消費が可能となる。

このように、点灯周波数あるいは電圧波形の高周波成分を制御することによって、電気抵抗部材３での発熱量を制御することができる。
図５は、点灯回路２が出力する高周波電圧波形を示す。
図５（ａ）は、パルス重畳電圧波形であり、正弦波状波形に波高値が高いパルスが重畳されており、高い高周波成分を含む波形である。この電圧を水銀放電ランプ１の内部電極間に印加した場合、水銀放電ランプ１の両端に高い電圧が印加されることになるので、電気抵抗部材３を加熱用電流が流れやすくなる。この電圧波形に含まれる周波数成分を高くするほど、点灯回路２から供給された電流に対する加熱用電流の割合を高くすることができる。

図５（ｂ）は、高周波電圧波形である。始動時や調光時に、区間Ａに示すように点灯周波数を高くすることで、電気抵抗部材３に加熱用電流を流れやすくすることができる。区間Ａでの周波数を高くするほど、点灯回路２から供給された電流に対する加熱用電流の割合を高くすることができる。
次に、ランプ電流と最冷点温度との関係について、周囲温度をパラメータとしたときの動作範囲について説明する。

図６は、ランプ電流と最冷点温度との関係を示す図である。
実線（ａ）（ｂ）（ｃ）は、それぞれ調光比１００（％）、５０（％）、１０（％）の場合における、ランプ電流と最冷点温度との関係を示している。また、破線（イ）（ロ）（ハ）（ニ）は、周囲温度２５（℃）、１０（℃）、０（℃）、−１０（℃）の場合における最冷点温度を示している。例えば、周囲温度Taが２５（℃）で調光比が５０（％）であれば、実線（ｂ）と破線（イ）との交点で示す温度が水銀放電ランプの最冷点温度Tcを示すことになる。なお、周囲温度が一定であっても、最冷点温度が上昇していくのは、ランプ電流が大きくなることにより、ランプ全体が暖められるからである。

本願発明者らは、水銀放電ランプの管壁温度（最冷点温度）を上昇させつつ移動縞を観測する実験を実施したところ、移動縞が観測されなくなるしきい温度Tccの存在を確認することができた。また、しきい温度Tccは、水銀放電ランプの形状、封入される気体の組成や圧力等で決まり、周囲温度によらないことも判明した。このように、しきい温度は、水銀放電ランプの形状等により異なるが、後述する実験を実施することでランプ毎に特定することができる。

図６において、例えば、周囲温度が０（℃）の場合、調光比が１００（％）であれば最冷点温度Tcがしきい温度Tccよりも高いため、移動縞は観測されない。しかし、調光比を１００（％）から１０（％）へと下げていくと、やがて最冷点温度Tcとしきい温度Tccとが一致する状態になる（このときのランプ電流はIla(a)）。これよりも調光比を下げていけば、移動縞が観測されることになる。

また、例えば、調光比が５０（％）の場合、周囲温度が０（℃）であれば最冷点温度Tcがしきい温度Tccよりも高いため、移動縞は観測されない。しかし、周囲温度が０（℃）から−１０（℃）へと低下していくと、やがて最冷点温度Tcとしきい温度Tccとが一致する状態になる（このときのランプ電流はIla(b)）。これよりも周囲温度が低下すれば、移動縞が観測されることになる。

図７は、ランプ電流と点灯周波数との関係及び加熱用電流と点灯周波数との関係を示す図である。
曲線３１は、ランプ電流と点灯周波数との関係を示している。この関係は、インダクタL1及びキャパシタC1からなる第１の共振回路の特性により定まる。ここでは、第１の共振回路の共振周波数が周波数f1よりも低くなるようにインダクタL1のインダクタンス及びキャパシタC1のキャパシタンスが選択されている。したがって、点灯周波数をf1からf2まで高くすれば、ランプ電流がIl1からIl2まで小さくなる。

曲線３２は、加熱用電流と点灯周波数との関係を示している。この関係は、インダクタL1及びキャパシタC2、キャパシタC4、電気抵抗R1からなる第２の共振回路の特性により定まる。ここでは、第２の共振回路の共振周波数が周波数f2よりも高くなるようにインダクタL1のインダクタンス、キャパシタC2のキャパシタンス、キャパシタC4のキャパシタンスが選択されている。したがって、点灯周波数をf1からf2まで高くすれば、加熱用電流がIr1からIr2まで大きくなる。

上記のような関係にすることで、ランプ電流を小さくすることで調光点灯をさせた場合に、これに伴い、加熱用電流を大きくすることができる。したがって、調光点灯をさせたとしても、水銀放電ランプの最冷点温度が低下する事態を抑制することができる。
（実施の形態２）
図８は、実施の形態２に係る点灯回路２の詳細を示す回路図である。

実施の形態２では、キャパシタC2は、キャパシタC3とトランスT1との接続点に接続されている。これ以外の構成については、実施の形態１と同様なので、説明を省略する。
この構成によると、第２の共振回路は、インダクタL1、キャパシタC3、キャパシタC2、キャパシタC4及び電気抵抗R1からなる。ところが、キャパシタC3は、トランスT1の一次コイルに直流電流が入力されないようにするキャパシタであり比較的キャパシタンスが大きなものを用いるので、第２の共振回路の周波数特性にはほとんど寄与しない。したがって、実施の形態１と同様の電気的特性を得ることができる。
（実施の形態３）
図９は、実施の形態３に係る点灯回路２の詳細を示す回路図である。

実施の形態３では、キャパシタC2は、インダクタL2を介してスイッチング素子Q1及びQ2の接続点に接続されている。これ以外の構成については、実施の形態１と同様なので、説明を省略する。
この構成によると、第２の共振回路は、インダクタL2、キャパシタC2、キャパシタC4及び電気抵抗R1からなる。すなわち、第１の共振回路と第２の共振回路とでインダクタL1を共用せずに、別途インダクタL2を設けている。したがって、第１の共振回路と第２の共振回路とを分離して設計することができるので、設計の自由度が向上する。特に、第２の共振回路の共振周波数を点灯周波数に近づけることができるので、より大きな加熱用電流を流すことができる。
（実施の形態４）
図１０は、実施の形態４に係る点灯回路２の詳細を示す回路図である。

実施の形態４では、実施の形態３と比べてインダクタL3の配置が異なる。これ以外の構成については、実施の形態３と同様なので、説明を省略する。
このようにしても、実施の形態３と同様に、設計の自由度が向上する。特に、第２の共振回路の共振周波数を点灯周波数に近づけることができるので、より大きな加熱用電流を流すことができる。
（実施の形態５）
図１１は、水銀放電ランプ１（蛍光ランプ）に印加される電圧の時間変化を示す図である。

水銀放電ランプ１が熱陰極型の蛍光ランプの場合について説明する。
予熱期間には、水銀放電ランプ１のフィラメントコイルにフィラメント電流を供給して熱電子を放出させる。このとき、実際には同時に蛍光ランプへの電力も供給されているので、蛍光ランプには始動してしまうことがない程度の電圧を印加する。
始動期間には、点灯周波数を低下させて第１の共振回路の共振周波数に近づけてゆき、第１の共振回路に流れる電流を増加させる。蛍光ランプは点灯していないので、蛍光ランプに印加される電圧は増加し、やがてブレークダウンして蛍光ランプが点灯する。

このように、予熱期間及び始動期間では点灯周波数を高めに設定し、始動期間が経過すれば点灯周波数を低めに設定することで、予熱期間及び始動期間における加熱用電流を大きくすることができる。
（実施の形態６）
図１２は、液晶ディスプレイの概略構成を示す図である。

実施の形態６が実施の形態１と異なるのは、筐体４の前面に液晶パネル７が装着された点である。これ以外の点については、実施の形態１と同様なので説明を省略する。このように、水銀放電ランプが複数本となっても、これまでの実施の形態と同様に、水銀放電ランプ毎に加熱用電流を流すことができる。
（実験及び結果）
発明者らは、さまざまな周囲温度において、移動縞が実質的に観測されなくなったときの最冷点温度を調べる実験を行った。試作した水銀放電ランプと、実験条件は、以下の通りである。

ランプ管径：約18mm
ランプ長さ：約1010mm
ガス種：Ar100%
ガス圧：600Pa
点灯回路：高周波インバータ
点灯周波数：約60kHz
実験は、周囲温度が２５、１０、０、−１０（℃）の条件で実施し、ランプから約50cm離れた点から垂直にランプの管壁を目視して移動縞が現れなくなったときの最冷点温度を測定した。

図１３は、時間と最冷点温度との関係を示す図である。
各曲線上にプロットされた黒点は、移動縞が現れなくなったときの最冷点温度及び時間を示している。図１３によれば、周囲温度が２５（℃）であれば点灯直後から移動縞が観測されないが、周囲温度が０（℃）であれば約１５０秒後に移動縞が観測されなくなり、それ以降は最冷点温度の上昇とともに移動縞が全く観測されなくなった。同様な方法で、１０（℃）や−１０（℃）といった周囲温度に関しても移動縞が観測されなくなる点をプロットしたところ、最冷点温度が約２５℃より大きくなれば移動縞が観測されなくなるという共通点を見出した。ガス種やガス圧を変化させて同様な実験を行ったところ、最冷点温度が観測されなくなる温度は変化するが、ランプさえ決まれば、周囲温度にかかわらず略同一の最冷点温度以上で移動縞が観測されなくなる。

以上、バックライト装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限られない。例えば、以下のような変形例が考えられる。
（１）実施の形態では、バックライト装置についてのみ説明しているが、本発明は一般の照明装置にも適用することができる。
（２）実施の形態では、直管状の水銀放電ランプを前提として説明しているが、これに限らず、本発明は、Ｕ字状の水銀放電ランプでも適用可能である。Ｕ字状の場合、管軸方向略中央部は、Ｕ字状に屈曲した部分に相当する。

本発明の活用例として、液晶ディスプレイ用等のバックライト装置、一般照明器具等が考えられる。

実施の形態１に係るバックライト装置の概略構成を示す図である。 電気抵抗部材３の外観を示す図である。 電気抵抗部材３の変形例を示す図である。 実施の形態１に係る点灯回路２の詳細を示す回路図である。 点灯回路２が出力する高周波電圧波形を示す。 ランプ電流と最冷点温度との関係を示す図である。 ランプ電流と点灯周波数との関係及び加熱用電流と点灯周波数との関係を示す図である。 実施の形態２に係る点灯回路２の詳細を示す回路図である。 実施の形態３に係る点灯回路２の詳細を示す回路図である。 実施の形態４に係る点灯回路２の詳細を示す回路図である。 水銀放電ランプ１（蛍光ランプ）に印加される電圧の時間変化を示す図である。 液晶ディスプレイの概略構成を示す図である。 時間と最冷点温度との関係を示す図である。 特許文献１に開示されたランプ点灯装置の構成を示す図である。 特許文献２に開示されたランプ点灯装置の構成を示す図である。

符号の説明

１ 水銀放電ランプ
２ 点灯回路
３ 電気抵抗部材
４ 筐体
５ 反射板
６ 配線
７ 液晶パネル
８ 配線
２１ 駆動回路
２２ 点灯周波数設定回路
３１ 湾曲部位
３２ 隣接部分
３３ 非隣接部分

Claims (9)

1. ガラス管の両端部に内部電極を配設してなる水銀放電ランプと、
   電気抵抗材料からなり、前記水銀放電ランプのガラス管の管軸方向略中央部の外周面に接するように配された電気抵抗部材と、
   前記水銀放電ランプに配設された内部電極間に高周波電圧を印加するとともに、前記内部電極と前記電気抵抗部材との間に高周波電圧を印加する高周波電圧印加手段と
   を備えることを特徴とするバックライト装置。
2. 前記電気抵抗部材は、
   前記水銀放電ランプのガラス管の外周面に沿う湾曲面を有する湾曲部位と、
   バックライト装置筐体に固定されており、前記湾曲部位の湾曲面に前記水銀放電ランプのガラス管を嵌め込んだ状態で前記湾曲部位を支持する支持部位と
   を備えることを特徴とする請求項１に記載のバックライト装置。
3. 前記支持部位のうち前記湾曲部位に隣接する部分の電気抵抗値は、前記湾曲部位に隣接しない部分の電気抵抗値よりも大きいこと
   を特徴とする請求項２に記載のバックライト装置。
4. 前記湾曲部位の電気抵抗値は、前記支持部位の電気抵抗値よりも大きいことを特徴とする請求項２に記載のバックライト装置。
5. 前記高周波電圧印加手段は、
   所定周波数の高周波電圧を出力する高周波電源部と、
   前記高周波電源部により出力された高周波電圧を前記内部電極間に印加するための配線に挿設された第１の共振周波数を有する第１共振回路と、
   前記高周波電源部により出力された高周波電圧を前記内部電極と前記電気抵抗部材との間に印加するための配線に挿設された第２の共振周波数を有する第２共振回路と
   を備えることを特徴とする請求項１に記載のバックライト装置。
6. 前記バックライト装置は、さらに、
   前記高周波電源部により出力される高周波電圧の周波数を、前記第１の共振周波数と前記第２の共振周波数とで挟まれた周波数領域で、調光比に応じた周波数に設定する周波数設定手段を備えること
   を特徴とする請求項５に記載のバックライト装置。
7. 前記バックライト装置は、さらに、
   前記内部電極間に高周波電圧の印加が開始されてから所定期間が経過するまで前記内部電極と前記電気抵抗部材との間に印加される高周波電圧の周波数を第１の周波数に設定し、当該所定期間が経過すれば前記内部電極と前記電気抵抗部材との間に印加される高周波電圧の周波数を前記第１の周波数よりも低い第２の周波数に設定する周波数設定手段を備えること
   を特徴とする請求項１に記載のバックライト装置。
8. 前記水銀放電ランプは、熱陰極型の蛍光ランプであること
   を特徴とする請求項１に記載のバックライト装置。
9. ガラス管の両端部に内部電極を配設してなる水銀放電ランプと、
   電気抵抗材料からなり、前記水銀放電ランプのガラス管の管軸方向略中央部の外周面に接するように配された電気抵抗部材と、
   前記水銀放電ランプに配設された内部電極間に高周波電圧を印加するとともに、前記内部電極と前記電気抵抗部材との間に高周波電圧を印加する高周波電圧印加手段と
   を備えることを特徴とする照明装置。

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