JPH0529086A - 冷陰極放電灯の点灯装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、冷陰極放電灯の放電開始に要する時
間を短縮することができるとともに、無用な高レベルの
電圧印加をなくすことができる点灯装置を提供しようと
するものである。 【構成】本発明は、バルブ１内に冷陰極４を封装した冷
陰極放電灯を点灯回路１０、２０により点灯する冷陰極
放電灯点灯装置において、上記点灯回路１０、２０は、
少なくとも上記放電灯の放電開始時に電圧波形が矩形波
の電圧ａ、ｃ、ｄ、ｅを放電灯に印加するようにしたこ
とを特徴とする。 【作用】本発明によると、電圧波形が矩形波電圧は、半
サイクル時間Ｔのほぼ全部の時間を放電開始電圧Ｖsh以
上のレベルに設定することができ、ロスタイムを短くす
ることができて放電開始遅れ時間を短縮することがで
き、また放電開始電圧を低くすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、冷陰極放電灯とこの点
灯回路とを具備し、冷陰極放電灯の始動特性を改善した
点灯装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、各種放電灯は、バルブ内または
外部に設けた電極間に所定高さの電圧を印加することに
より放電を開始する。この始動電圧が低い場合は始動し
ないことがあるのはもちろんであり、例え始動しても放
電開始に時間がかかる場合がある。逆に、始動電圧が高
過ぎると点灯回路が大型化し、耐電圧対策が必要とな
り、点灯回路部品の絶縁構造が複雑になり、高価になる
などの不具合がある。このために、ランプの放電開始に
は必要最小限の電圧を印加しなければならない。従来の
場合について、図４にもとづき説明する。

【０００３】図４の（Ａ）図は冷陰極キセノン放電灯の
断面を示し、１はガラスバルブである。バルブ１は直管
形をなしており、このバルブ１の内面には放電空間２に
面してけい光体被膜３が形成されている。けい光体被膜
３は、例えば各々ブルー、ブリーン、アンバーに発光領
域を有するけい光体を混合した３波長発光けい光体が使
用されている。

【０００４】バルブ１の両端は閉封されており、これら
の端部にはそれぞれ陰極極４、４が封装されている。冷
陰極４、４はニッケル板を円筒形に加工した電極本体４
ａと、この電極本体４ａに接続されたリ−ド線４ｂとで
構成されており、このリード線４ｂがバルブの端部を気
密に貫通されている。上記バルブ１の上記放電空間２に
は、キセノンを主体としたガス、例えばキセノンとアル
ゴン、またはキセノンとネオンなどが封入されている。

【０００５】このようなランプは点灯回路５に接続され
ている。この点灯回路５は２次出力として高周波の正弦
波を出力するようになっており、その構成の説明は省略
するが、ランプに例えば３０ＫＨｚの正弦波を供給する
ようになっている。このような構成において、ランプを
始動させる場合は点灯回路５から例えば３０ＫＨｚの正
弦波を出力し、この２次出力をランプに供給する。

【０００６】上記冷陰極キセノン放電灯は、図４の
（Ｂ）図に示すように、放電開始電圧Ｖsh以上の電圧を
印加しないと始動しないから、上記正弦波は放電開始電
圧Ｖshよりも高いレベルに最高電圧Ｖo-P を有する正弦
波が必要とされる。つまり、点灯回路５の２次出力電圧
波形は最高電圧がＶo-P に設定された正弦波を必要とす
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような正弦波は、放電開始に必要な電圧Ｖshが印加され
る時間ｔは、正弦波のため半サイクル時間Ｔよりも短い
（ｔ＜Ｔ）。すなわち、半サイクル中Ｔ−ｔの時間は放
電開始電圧Ｖshに達しない電圧域であるため、放電開始
に寄与しなく、無駄な時間となる。

【０００８】このため、放電開始電圧Ｖshが３００ボル
トの冷陰極キセノン放電灯において最高電圧Ｖo-P が６
００ボルトの正弦波を印加した場合は、放電開始に要す
る時間（放電開始の遅れ時間）が０．００３sec 程度と
なっている。

【０００９】また、放電開始電圧Ｖshよりも高いレベル
の最高電圧Ｖo-P を有する正弦波を用いているので、耐
電圧対策として点灯回路部品の絶縁構造が複雑になり、
高価になる。

【００１０】そして、上記冷陰極キセノン放電灯は、Ｏ
Ａ機器における液晶表示装置のバックライトなどに用い
られるており、この種のＯＡ機器はできるだけ短時間内
にランプを始動させることが望まれており、上記のロス
タイムＴ−ｔを極力短くしたい要請がある。

【００１１】さらには、一般に放電灯は、外部からの光
が届かない暗黒雰囲気中で始動させようとすると、光電
子が存在しないため宇宙線のみとなり、始動が困難にな
る。また、完全に遮蔽されたハウジングやケ−シング内
でランプを使用する場合は、自然界の宇宙線も届かなく
なる場合が多く、初期電子が期待できず、始動性は良く
ない。しかも冷陰極放電灯の場合は、冷陰極による放電
であるため熱電子の放出が少なく、放電開始に必要な初
期電子の供給は期待できない。また、特に水銀と希ガス
を封入した冷陰極けい光ランプは、周囲温度が低い場合
はさらに始動性がよくない。

【００１２】したがって、この種の冷陰極けい光ランプ
は、暗黒中でしかも低温雰囲気で使用する場合は、さら
に一層始動特性がよくなく、始動に長い時間を要する不
具合があり、短時間の始動を図るために高い始動電圧を
印加する傾向がある。

【００１３】本発明はこのような事情にもとづきなされ
たもので、その目的とするのは、冷陰極放電灯の放電開
始に要する時間（放電開始遅れ時間）を短縮することが
できるとともに、無用な高レベルの電圧印加をなくすこ
とができる点灯装置を提供しようとするものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、バルブ内に冷
陰極を封装した冷陰極放電灯を点灯回路により点灯する
冷陰極放電灯点灯装置において、上記点灯回路は、少な
くとも上記放電灯の放電開始時に電圧波形が矩形波の電
圧をこの放電灯に印加するようにしたことを特徴とす
る。

【００１５】

【作用】本発明によると、電圧波形が矩形波電圧は、半
サイクル時間Ｔのほぼ全部の時間を放電開始電圧Ｖsh以
上のレベルに設定することができ、ロスタイムを短くす
ることができて放電開始遅れ時間を短縮することができ
るとともに、放電開始電圧Ｖshよりも無用に高いレベル
の最高電圧Ｖo-P が不要になるので、耐電圧対策が容易
になる。

【００１６】

【実施例】以下本発明について、図１の（Ａ）および
（Ｂ）図に示す第１の実施例にもとづき説明する。

【００１７】本実施例は、図４に示す冷陰極キセノン放
電灯と同様な放電灯を用いた場合を示し、１はバルブ、
２は放電空間、３はけい光体被膜、４は冷陰極であり、
これらの構成は図４の冷陰極キセノン放電灯と同じであ
ってよい。

【００１８】１０は高周波点灯回路を示し、この高周波
点灯回路１０は構成の説明は省略するが、放電開始のた
めの電圧を供給する始動回路と、点灯を維持する正弦波
電圧を供給する放電維持回路を備えている。

【００１９】始動回路は、ランプに対して始動時に図１
の（Ｂ）図に示す矩形波電圧ａを供給するとともに、放
電維持回路はランプが始動した後図１の（Ｂ）図に示す
正弦波形の電圧ｂを供給するようになっている。

【００２０】このような構成においては、ランプを始動
する時には高周波点灯回路１０の始動回路から図１の
（Ｂ）図に示す矩形波電圧ａが供給され、冷陰極４、４
間で放電破壊がなされる。このような放電開始は放電開
始電圧Ｖshが３００ボルト以上あればよいので、例えば
最高電圧Ｖp が４００ボルトの矩形波電圧をランプに供
給するとランプは始動する。

【００２１】そして、このような始動時は矩形波電圧を
印加するので、半サイクルＴの全ての時間に亘り最高電
圧Ｖp ＝４００ボルトの電圧を印加することができ、こ
の時間にタイムロスがほとんど無いので、放電開始に要
する時間（放電開始の遅れ時間）を短縮することができ
る。

【００２２】例えば、図４の従来の場合は、既に説明し
た通り放電開始の遅れ時間は０．００３sec 程度となっ
ていたが、上記実施例の矩形波電圧を用いた場合は放電
開始の遅れ時間を０．０００１sec 程度まで短縮するこ
とができた。

【００２３】そして、このようにして始動した冷陰極キ
セノン放電灯は、高周波点灯回路１０の放電維持回路か
ら、図１の（Ｂ）図に示す正弦波形の電圧ｂが供給され
ることにより点灯を維持する。一般に点灯を維持するた
めの電圧は放電開始の電圧よりも低くてよいので、上記
正弦波形の電圧ｂの最高値は、始動時の矩形波電圧の最
高電圧Ｖp ＝４００ボルト以下であればよく、したがっ
て高周波点灯回路１０から供給される２次電圧の最高電
圧を従来（６００Ｖ）よりも低くすることができる。こ
のため、耐電圧対策が容易になり、高周波点灯回路１０
の絶縁構造を簡単にすることができる。なお、本発明は
上記の実施例に限らない。

【００２４】すなわち、図１の冷陰極キセノン放電灯
は、一対の内部電極４、４の間で交流電圧を印加して高
周波交流点灯させるようにしたが、一方の電極を外部に
設置して、内部電極と外部電極との間で高周波交流点灯
させるようにしたランプの場合でも同様に実施可能であ
る。

【００２５】また、図２に示す第２の実施例の場合、
（Ａ）図に示すランプは、一方の内部電極が冷陰極を用
いた陽極４であり、他方の内部電極２４はフィラメント
などのような熱電子供給型の熱陰極を用いた陰極とされ
ており、これら陽極と陰極との間で直流点灯するように
なっている。

【００２６】このような構成の冷陰極キセノン放電灯の
場合は、高周波点灯回路２０が図２の（Ｂ）図に示す正
の値の矩形波電圧ｃを供給することにより放電を開始さ
せるようになっている。

【００２７】この場合の放電開始電圧Ｖshは５００ボル
トであるが、例えば最高電圧Ｖo-Pが１５００ボルトの
直流電圧を印加した場合に放電開始遅れ時間は０．００
５sec となっていた。これに対し、上記（Ｂ）図に示す
ような最高電圧Ｖp が７００ボルトの矩形波電圧ｃを供
給すると放電開始の遅れ時間を０．００１sec 程度まで
短縮することができた。なお、図２の場合、（Ｃ）図に
示すような連続した矩形波電圧ｄを供給することによっ
てランプを始動させるようにしてもよい。

【００２８】さらに、本発明は図３に示す第３の実施例
のような場合にも実施可能である。図３のランプは、バ
ルブ１の一端内部に冷陰極からなる陽極４を設けるとと
もに、バルブ１の外部に導電膜からなる外部電極の陰極
３１を設け、これら内部電極４と外部電極３４との間で
高周波直流点灯させるようにしてある。なお、内部電極
４の近傍に、例えばＢａＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＭｇＯ、
ＺｎＯ、ＰｂＯ、ＨｇＯ、Ａｌ₂ Ｏ₃ から選ばれた少な
くとも１種からなる物質により形成されたＥｘｏ電子放
射物質（初期電子放射物質）３１を設けてある。

【００２９】このような構成の冷陰極放電灯の場合は、
高周波点灯回路２０が図３の（Ｂ）図に示す正の値の矩
形波電圧ｅを供給することにより放電を開始させるよう
になっている。

【００３０】この放電灯の放電開始電圧Ｖshは５００ボ
ルトであるが、例えば最高電圧Ｖo-P が１５００ボルト
の正弦波電圧を印加した場合の放電開始遅れ時間は０．
０３sec となっていた。これに対し、上記（Ｂ）図に示
すような最高電圧Ｖp が７００ボルトの矩形波電圧ｅを
供給すると放電開始の遅れ時間を０．００５sec 程度ま
で短縮することができた。

【００３１】なお、本発明はバルブ内にキセノンを主体
としたガスを封入してキセノン希ガス放電灯としたもの
に限らず、水銀および不活性ガスを封入した冷陰極低圧
水銀蒸気放電灯であっても実施可能である。

【００３２】

【発明の効果】以上説明した通り本発明によれば、放電
灯の少なくとも放電開始時には電圧波形が矩形波の電圧
が印加されるので、電圧波形が矩形波電圧は半サイクル
時間Ｔのほぼ全部の時間を放電開始電圧Ｖshのレベル以
上に設定することができ、ロスタイムを短くすることが
できる。このため放電開始遅れ時間を短縮することがで
きるとともに、放電開始電圧Ｖshよりもはるかに高いレ
ベルの最高電圧Ｖo-P は不要になるので、耐電圧対策が
容易になる。このようなことから始動特性が改善され、
暗黒中でしかも低温雰囲気で使用する場合でも始動性が
よくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示し、（Ａ）図は冷陰
極キセノン放電灯の全体の断面図、（Ｂ）図は放電開始
時に印加される電圧の波形を示す波形図。

【図２】本発明の第２の実施例を示し、（Ａ）図は冷陰
極キセノン放電灯の全体の断面図、（Ｂ）図は放電開始
時に印加される電圧の波形を示す波形図、（Ｃ）図は放
電開始時に印加される他の電圧波形を示す波形図。

【図３】本発明の第３の実施例を示し、（Ａ）図は冷陰
極キセノン放電灯の全体の断面図、（Ｂ）図は放電開始
時に印加される電圧の波形を示す波形図。

【図４】従来の例を示し、（Ａ）図は冷陰極キセノン放
電灯の全体の断面図、（Ｂ）図は放電開始時に印加され
る電圧の波形を示す波形図。

【符号の説明】

１…バルブ、２…放電空間、３…けい光体被膜、４…冷
陰極、２４、３４…他の電極、１０、２０…点灯回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 バルブ内に冷陰極を封装した冷陰極放電
   灯を点灯回路により点灯する冷陰極放電灯の点灯装置に
   おいて、 上記点灯回路は、少なくとも上記放電灯の放電開始時に
   電圧波形が矩形波の電圧を上記放電灯に印加するように
   したことを特徴とする冷陰極放電灯の点灯装置。