JPH11162689A

JPH11162689A - 希ガス放電灯の調光装置

Info

Publication number: JPH11162689A
Application number: JP9324827A
Authority: JP
Inventors: Katsuyuki Okimura; 克行沖村; Takashi Yoshida; 傑吉田
Original assignee: NEC Home Electronics Ltd; Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: NEC Home Electronics Ltd; NEC Corp
Priority date: 1997-11-26
Filing date: 1997-11-26
Publication date: 1999-06-18

Abstract

(57)【要約】【課題】直流供給源に電圧変動が生じても比較的に安定
した調光状態が得られ、周囲温度にあまり左右されるこ
となく確実に点灯させることができる上、点灯後、早い
時期に設定された所望の光出力が得られる希ガス放電灯
の調光装置を提供すること。【解決手段】高周波高電圧発生回路３０の入力側にスイ
ッチング手段２１を、出力側に、内面に発光層を有し内
部空間に希ガスを封入した外囲器の外周面に帯状の一対
の外部電極を離隔・配置してなる希ガス放電灯ＤＬをそ
れぞれ接続すると共に、スイッチング手段の入力側にＤ
Ｃ−ＤＣコンバ−タ回路１０を接続し、かつ希ガス放電
灯ＤＬを表示部を有する導光板の端面に対向するように
配置してなり、前記スイッチング手段２１に周波数が４
０Ｈｚ以上に設定された制御信号を付与し、かつそのＯ
Ｎデュ−ティ−比を変更することにより希ガス放電灯Ｄ
Ｌの光出力と共に表示部の明るさを調光するようにし
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は希ガス放電灯の調
光装置に関し、特にガラスバルブの内面にアパ−チャ部
を有する発光層を形成すると共に、外周面に一対の帯状
の外部電極を有する希ガス放電灯の光出力をスイッチン
グ回路及び高周波高電圧発生回路を利用して調光する調
光装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、自動車の車内前部には各種のメ
−タ類の表示部を有するインストルメントパネル（以
下、インパネと呼称する）がインストルメントクラスタ
を利用して配置されている。従って、自動車の走行時に
インパネを見ることによって、例えば走行速度，エンジ
ンの回転数などを容易に確認することができ、安全な走
行を確保することが可能になるものである。

【０００３】従来、この種インパネの照明には、例えば
図８〜図１１に示すように調光可能な点灯装置及び蛍光
ランプが適用されている。図８は、その点灯装置を示す
ものであって、例えば周波数が４３ＫＨｚで電圧が１２
００Ｖ程度の高周波高電圧を発生し、かつ出力波形がほ
ぼ正弦波であるインバ−タ回路Ｈと、インバ−タ回路Ｈ
への直流電力の供給をコントロ−ルするスイッチングト
ランジスタＱと、平滑用のコンデンサＣとから構成され
ており、インバ−タ回路Ｈは、例えば一次コイルＴＲ
ａ，ＴＲｂ、二次コイルＴＲｃ及び励磁コイルＴＲｄを
有する発振トランスＴＲと、一次コイルＴＲａ，ＴＲｂ
に並列接続された発振コンデンサＣ₁と、一次コイルＴ
Ｒａ，ＴＲｂの中点とスイッチングトランジスタＱとの
間に接続されたチョ−クコイルＣＨと、一次コイルＴＲ
ａ，ＴＲｂに接続された第１，第２のトランジスタＱ
ａ，Ｑｂと、チョ−クコイルＣＨと第１，第２のトラン
ジスタＱａ，Ｑｂのベ−スとの間に接続された抵抗Ｒ
ａ，Ｒｂとから構成されており、発振トランスＴＲの励
磁コイルＴＲｄは第１，第２のトランジスタＱａ，Ｑｂ
のエミッタと第１のトランジスタＱａのベ−スとの間に
接続されている。そして、スイッチングトランジスタＱ
の入力側（端子Ｔ１，Ｔ２）には図示しないバッテリ
が、インバ−タ回路Ｈの出力側には冷陰極蛍光ランプＬ
が接続されている。

【０００４】この陰極蛍光ランプＬは図９〜図１０に示
すようにインパネＩＰに照明用光源として適用される。
このインパネＩＰは、例えば一方の面にエンジンの回転
数，走行速度を表示する表示部Ｄが、表示部Ｄに対応す
る他方の面に粗面部が形成された角形の導光板ＧＰによ
って構成されており、この導光板ＧＰには照明装置が付
帯されている。この照明装置は、例えば冷陰極蛍光ラン
プＬと反射板Ｒとから構成されており、冷陰極蛍光ラン
プＬは導光板ＧＰの端面に対向するように配置され、し
かも、反射板Ｒは冷陰極蛍光ランプＬの外周部分を覆
い、冷陰極蛍光ランプＬからの光が効率よく導光板ＧＰ
に入射されるように配置されている。尚、この冷陰極蛍
光ランプＬは、例えば図１１に示すようにガラスバルブ
よりなる外囲器ＧＢの内面に発光層ＰＨを形成すると共
に、外囲器ＧＢの両端部に電極Ｅ，Ｅを配置し、かつ外
囲器ＧＢの内部空間に不活性ガス及び水銀を封入して構
成されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この照明装
置の点灯装置は次のように動作する。まず、端子Ｔ１，
Ｔ２間に例えば自動車のジェネレ−タを含む直流供給源
（バッテリ）を接続すると共に、端子Ｔ３に駆動信号を
適時の間隔で付与する。この駆動信号はスイッチングト
ランジスタＱのベ−スに付与され、この駆動信号の付与
に関連してスイッチングトランジスタＱはＯＮ状態とな
る。スイッチングトランジスタＱのＯＮ期間中、第１，
第２のトランジスタＱａ，Ｑｂは抵抗Ｒａ，Ｒｂ、発振
トランスＴＲの一次コイルＴＲａ，ＴＲｂ、励磁コイル
ＴＲｄの協働作用によって所定のタイミングで交互にＯ
Ｎ，ＯＦＦすることにより、発振トランスＴＲの二次コ
イルＴＲｃには上述の高周波高電圧が発生して冷陰極蛍
光ランプＬの電極Ｅ，Ｅに印加される。これにより、冷
陰極蛍光ランプＬは点灯し、反射板Ｒにて高密度化され
た光がインパネＩＰの導光板ＧＰに入射される。導光板
ＧＰに入射された光は導光板ＧＰの前面部及び背面部間
で全反射しながら進行するが、粗面部の形成されている
背面部分で乱反射し、一部の光が表示部Ｄの形成されて
いる前面側に放出される（エッジライト効果）。従っ
て、表示部Ｄはエッジライト効果に基づき外部に放出さ
れた光によって照明され、自動車の走行時にインパネＩ
Ｐを見ることによって、例えば走行速度，エンジンの回
転数などを容易に確認することができ、安全な走行を確
保することが可能になるものである。

【０００６】特に、車外の明るさに応じて、インパネＩ
Ｐの表示面の照度を適切な値に調節したい場合には、ス
イッチングトランジスタＱに付与される駆動信号の間隔
（ＯＮデュ−ティ比）を適宜に変更することにより、冷
陰極蛍光ランプＬの明るさを、例えば０．２〜１００％
（全光状態）の範囲で任意に調光することができる。従
って、インパネＩＰの表示面は常に最も見易い状態が維
持できることから、表示内容を的確に認識できるもので
ある。

【０００７】しかしながら、自動車の直流供給源は電圧
変動が大きいことから、調光率が小さく（暗く）設定さ
れた状態において、直流供給源の電圧が低下すると、冷
陰極蛍光ランプＬが立ち消えしてしまい、安定した調光
状態を維持することができなくなることがある。従っ
て、調光率を不所望に大きく設定して冷陰極蛍光ランプ
Ｌの立ち消えが起こらないように配慮することもあるた
めに、インパネＩＰの表示面の明るさを適切に調節する
ことができにくいという問題がある。

【０００８】その上、自動車は、例えば周囲温度が−１
０°Ｃ以下、或いは４０°Ｃ以上の苛酷な環境で使用さ
れることがあり、特に、低温下で使用される場合には冷
陰極蛍光ランプＬの明るさが極端に低下してしまう。こ
れは、冷陰極蛍光ランプＬが水銀の共鳴線（２５３．７
ｎｍ）によって発光層ＰＨが励起されることに起因して
いる。即ち、水銀の蒸気圧は周囲温度によって変化し、
周囲温度が２０°Ｃ付近で６〜１０×１０^-3ｍｍＨｇ
となる。冷陰極蛍光ランプＬの明るさは水銀の蒸気圧が
６〜１０×１０^-3ｍｍＨｇの範囲でほぼ最大になり、
水銀蒸気圧がこの範囲より高くなっても低くなっても明
るさが低下し、暗くなる。特に、例えば周囲温度が−１
０°Ｃ以下の極低温になると、冷陰極蛍光ランプＬの明
るさは極端に低下してしまい、インパネＩＰを所望の明
るさに調節することができなくなり、インパネＩＰの照
明用光源としての機能を奏し得なくなるのみならず、不
活性ガスの分圧に対する水銀蒸気圧の分圧比が極端に低
くなることによって冷陰極蛍光ランプＬが点灯しにくく
なるという問題がある。

【０００９】又、周囲温度が、例えば０°Ｃ程度の低温
状態では、冷陰極蛍光ランプＬは比較的に容易に点灯す
るものの、点灯初期の光出力は小さく（暗く）、点灯に
よって外囲器ＧＢの温度が上昇することによる水銀蒸気
圧の上昇に伴って徐々に光出力が増加する関係で、所望
の明るさになるまでに５〜２０分程度を要し、その間は
適切な使用ができないという問題もある。

【００１０】従って、従来においては、冷陰極蛍光ラン
プＬの近傍にヒ−タを配置したり、或いは冷陰極蛍光ラ
ンプＬの外囲器ＧＢに線状のヒ−タを螺旋状に巻回した
りし、周囲温度が一定の温度以下になると、イグニッシ
ョンスイッチの閉成に連動して自動的にヒ−タに通電し
て冷陰極蛍光ランプＬを加熱するように構成した点灯装
置が実用化されている。

【００１１】しかしながら、この装置によれば、周囲温
度がどのような温度になっても、冷陰極蛍光ランプＬを
確実に点灯させることができるのみならず、所望の明る
さが得られ、インパネＩＰを適切に照明することができ
るものの、極低温の場合には容量の大きなヒ−タを使用
し、大きな電力を供給しなければならないために、容量
の大きなバッテリが必要となって大型化，コスト高にな
るし、又、ヒ−タへの通電はエンジンの始動と同時に行
われ、冷陰極蛍光ランプＬがヒ−タの加熱によって所定
の温度に達した時点で、点灯装置が動作するように構成
されているために、冷陰極蛍光ランプＬが所望の光出力
になるまでに長い時間を要するという問題は依然として
未解決のまま残されているし、調光率の小さい状態にお
いて直流供給源の電圧変動によって冷陰極蛍光ランプＬ
が立ち消えするという問題も依然として未解決のまま残
されている。

【００１２】それ故に、本発明の目的は、直流供給源に
電圧変動が生じても比較的に安定した調光状態が得ら
れ、周囲温度にあまり左右されることなく確実に点灯さ
せることができる上、点灯後、早い時期に設定された所
望の光出力が得られる希ガス放電灯の調光装置を提供す
ることにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】従って、本発明は、上述
の目的を達成するために、高周波高電圧を発生する高周
波高電圧発生回路の入力側に直列的にスイッチング手段
を、出力側に、内面に発光層を有し内部空間に希ガスを
封入した外囲器の外周面に帯状の一対の外部電極を、第
１，第２の開口部が形成されるように互いに離隔して配
置してなる希ガス放電灯をそれぞれ接続すると共に、ス
イッチング手段の入力側にＤＣ−ＤＣコンバ−タ回路を
接続してなり、前記スイッチング手段を周波数が４０Ｈ
ｚ以上に設定された制御信号に基づいて制御し、かつそ
のＯＮデュ−ティ−比を変更することにより希ガス放電
灯の光出力を調光することを特徴とする。

【００１４】又、本発明の第２の発明は、高周波高電圧
を発生する高周波高電圧発生回路の入力側に直列的にス
イッチング手段を、出力側に、内面に発光層を有し内部
空間に希ガスを封入した外囲器の外周面に帯状の一対の
外部電極を、第１，第２の開口部が形成されるように互
いに離隔して配置してなる希ガス放電灯をそれぞれ接続
すると共に、スイッチング手段の入力側にＤＣ−ＤＣコ
ンバ−タ回路を接続し、かつ希ガス放電灯を表示部を有
する導光板の端面に対向するように配置してなり、前記
スイッチング手段を周波数が４０Ｈｚ以上に設定された
制御信号に基づいて制御し、かつそのＯＮデュ−ティ−
比を変更することにより希ガス放電灯の光出力と共に表
示部の明るさを調光することを特徴とする。

【００１５】さらに、本発明の第３の発明は、前記スイ
ッチング手段の制御信号を方形波とし、その周波数を４
０Ｈｚ以上に設定したことを特徴とし、第４の発明は、
前記スイッチング手段の制御信号を方形波とし、その周
波数を４０Ｈｚ〜５ＫＨｚ、好ましくは５０Ｈｚ〜１Ｋ
Ｈｚの範囲に設定したことを特徴とし、第５の発明は、
前記希ガス放電灯の第１の開口部にほぼ対応する外囲器
の内面に、発光層の存在しないアパ−チャ部を形成した
ことを特徴とし、第６の発明は、前記希ガス放電灯の第
１の開口部にほぼ対応する外囲器の内面に、発光層の存
在しないアパ−チャ部を形成し、この希ガス放電灯を導
光板の端面に、アパ−チャ部が対向するように配置した
ことを特徴とし、第７の発明は、前記導光板が、一方の
面に表示部を有する自動車用のインストルメントパネル
であることを特徴とする。

【００１６】

【発明の実施の形態】次に、本発明にかかる希ガス放電
灯の調光装置の１実施例について図１〜図４を参照して
説明する。図１において、この調光装置は、例えば自動
車のジェネレ−タを含む直流供給源ＢＡと、直流供給源
ＢＡに接続されたＤＣ−ＤＣコンバ−タ回路１０と、Ｄ
Ｃ−ＤＣコンバ−タ回路１０の出力側に接続されたスイ
ッチング回路２０と、スイッチング回路２０の出力側に
接続された高周波高電圧発生回路（例えばインバ−タ回
路）３０と、スイッチング回路２０を制御するための制
御信号発生回路４０と、高周波高電圧発生回路３０の出
力側に接続された希ガス放電灯ＤＬとから構成されてお
り、この希ガス放電灯ＤＬはインパネ５０に照明用光源
として組み込まれている。

【００１７】上述の希ガス放電灯ＤＬは、例えば図２に
示すように構成されている。同図において、１は例えば
ガラスバルブにて密閉状に構成された直管状の外囲器で
あって、その内面には希土類蛍光体，ハロリン酸塩蛍光
体などの蛍光体よりなる発光層２が形成されている。特
に、この発光層２には所定の開口角を有するアパ−チャ
部２ａがほぼ全長に亘って形成されている。そして、外
囲器１の封着構造はガラスバルブの端部にディスク状の
封着ガラス板を封着して構成されているが、例えば封着
ガラス板を使用することなく単にガラスバルブを加熱し
ながら縮径加工し溶断して構成することもできる。尚、
この外囲器１の密閉空間には水銀などの金属蒸気を含ま
ないキセノン（Ｘｅ），クリプトン（Ｋｒ），ネオン
（Ｎｅ），ヘリウム（Ｈｅ）などの希ガスが単一又は混
合して所定量封入されている。

【００１８】この外囲器１の外周面にはシ−ト構体３が
密着するように巻回されている。このシ−ト構体３は、
例えば外囲器１の全長とほぼ同程度の長さを有する絶縁
性の透光性シ−ト４と、この透光性シ−ト４の一方の面
に互いに所定の間隔だけ離隔配置して接着された不透光
性の金属部材よりなる帯状の一対の外部電極５，６と、
この外部電極５，６の端部から導出された端子（図示せ
ず）と、透光性シ−ト４の一方の面に付与された接着層
（図示せず）とから構成されている。尚、シ−ト構体３
の外囲器１への装着状態において、外部電極５，６の一
端間には第１の開口部７が、外部電極５，６の他端間に
は第２の開口部８がそれぞれ形成されており、発光層２
からの光は主としてアパ−チャ部２ａから第１の開口部
７を介して外部に放出される。又、シ−ト構体３におい
て、透光性シ−ト４としては、例えばポリエチレンテレ
フタレ−ト（ＰＥＴ）樹脂が好適するが、ポリエステル
樹脂など他の樹脂も利用できる。さらに、外部電極５，
６としては、例えばアルミニウム箔が好適するが、他の
金属部材を適用することもできるし、貼着の他、蒸着な
どによって形成することも可能である。

【００１９】上述の外部電極５，６における第１，第２
の開口部７，８の開口角θ₁，θ₂はθ₁＞θ₂の関係
に設定されているが、第１の開口部７の開口角θ₁は６
０〜９０°の範囲が、第２の開口部８の開口角θ₂は５
５°程度がそれぞれ望ましい。しかしながら、第１の開
口部７の開口角θ₁は用途によっては上記範囲外に設定
することも可能であり、第２の開口部８は絶縁破壊しな
い程度に狭いことが望ましく、例えば最低２ｍｍ程度の
離隔距離を確保することが推奨される。尚、上述のアパ
−チャ部２ａの開口角は第１の開口部７の開口角θ₁と
ほぼ同程度に設定されている。

【００２０】上述のシ−ト構体３は外囲器１の外周面
に、外部電極５，６が外囲器１と透光性シ−ト４との間
に位置するように装着（巻回）されている。このシ−ト
構体３の外囲器１への装着は、まず、シ−ト構体３を上
面が平坦なステ−ジに展開状態で配置する。次に、この
シ−ト構体３における透光性シ−ト４の一端４ａに外囲
器１を配置すると共に、外囲器１が一対の従動ロ−ラに
て透光性シ−ト４に押しつけられるようにセットした上
で、ステ−ジを所定方向に移動させる。すると、外囲器
１は透光性シ−ト４の上において相対的に転動し、その
外周面にはシ−ト構体３が巻回されることにより装着が
行われる。尚、シ−ト構体３において、外部電極５，６
はその表面に形成された接着層を利用して外囲器１の外
周面に接着されており、透光性シ−ト４はそれの一方に
形成された接着層を利用して巻回時に外囲器１の外周面
に接着されると共に、それぞれの端部４ａ，４ｂは第２
の開口部８で重ね合わされて接着されている。

【００２１】上述の調光装置において、ＤＣ−ＤＣコン
バ−タ回路１０は直流供給源ＢＡに電圧変動があっても
ほぼ一定の直流電圧を出力する機能を有し、例えば直流
供給源ＢＡに直列的に接続されたコイル１１とスイッチ
ング手段（例えば電界効果形トランジスタ）１２との直
列回路と、スイッチング手段１２に並列接続されたダイ
オ−ド１３と抵抗１４と抵抗１５との直列回路と、抵抗
１４と抵抗１５との直列回路に並列接続されたコンデン
サ１６とから構成されている。このＤＣ−ＤＣコンバ−
タ回路１０の出力側にはスイッチング回路２０が接続さ
れている。このスイッチング回路２０は、例えばスイッ
チング手段（例えばトランジスタ）２１と、スイッチン
グ手段２１のベ−スに接続されたベ−ス抵抗２２とから
構成されており、その出力側には、例えば周波数が２０
〜５０ＫＨｚ，電圧が１０００〜２５００Ｖ程度の高周
波高電圧を発生する高周波高電圧発生回路３０が接続さ
れている。

【００２２】この高周波高電圧発生回路３０は、例えば
一次コイル３１ａ，３１ｂ、二次コイル３１ｃ及び励磁
コイル３１ｄを有する発振トランス３１と、スイッチン
グ手段２１と一次コイル３１ａ，３１ｂの中点との間に
接続されたチョ−クコイル３２と、一次コイル３１ａ，
３１ｂに接続された第１，第２のトランジスタ３３，３
４と、一次コイル３１ａ，３１ｂに並列接続された発振
コンデンサ３５と、スイッチング手段２１の入力側と第
１のトランジスタ３３との間に接続された抵抗３６とか
ら構成されており、発振トランス３１の励磁コイル３１
ｄは第１，第２のトランジスタ３３，３４のベ−スに接
続されている。尚、発振トランス３１の二次コイル３１
ｃには上述の希ガス放電灯ＤＬが接続されている。

【００２３】上述の調光装置において、スイッチング回
路２０には制御信号発生回路４０が接続されており、ス
イッチング回路２０のスイッチング手段２１は制御信号
発生回路４０から出力される方形波の制御信号によって
ＯＮ・ＯＦＦ制御される。この制御信号は周波数が４０
Ｈｚ以上に設定されているが、例えばインパネ照明にお
いて、極めて広い調光範囲（例えば０．２〜１００％）
が要望される場合には４０〜１００Ｈｚ、好ましくは５
０〜７５Ｈｚの範囲に設定することが推奨され、又、あ
まり広い調光範囲が要望されない場合には４０Ｈｚ以上
（１００ＫＨｚでも使用可能）に設定される。尚、制御
信号の周波数を１ＫＨｚとした場合には１００％からほ
ぼ２％まで、５ＫＨｚとした場合には１００％からほぼ
９％までの調光が可能となる。上述の制御信号発生回路
４０は、例えば鋸歯状波を発生する発振器４１と、コン
パレ−タ４２と、任意の直流電圧に設定できる制御電圧
源４３と、抵抗４４と、スイッチング手段（例えばトラ
ンジスタ）４５とから構成されており、スイッチング手
段４５のコレクタはベ−ス抵抗２２を介してスイッチン
グ手段２１のベ−スに接続されている。そして、スイッ
チング手段２１コンパレ−タ４２からの出力信号による
スイッチング手段４５のＯＮ・ＯＦＦ動作に基づいて制
御される。

【００２４】さらに、上述の調光装置における希ガス放
電灯ＤＬは、例えば図３〜図４に示すように、インパネ
５０に照明用光源として適用されている。このインパネ
５０は、例えば四角形の導光板５１と、導光板５１の端
面５１ａに第１の開口部７が対向するように配置された
希ガス放電灯ＤＬと、導光板５１の前面５１ｂに形成さ
れた第１，第２の表示部５２，５３と、第１，第２の表
示部５２，５３に対応する導光板５１の背面５１ｃに形
成された粗面部５４とから構成されている。尚、第１，
第２の表示部５２，５３は、例えばエンジンの回転数，
走行速度の表示部として適用されている。

【００２５】次に、このように構成された調光装置の動
作について図１〜図７を参照して説明する。まず、スイ
ッチ操作などによって、ＤＣ−ＤＣコンバ−タ回路１０
に直流供給源ＢＡが接続されると、制御信号発生部１７
からの信号によってスイッチング手段１２が適宜のタイ
ミングでＯＮ・ＯＦＦ制御され、コイル１１には所定の
電圧が発生し、ダイオ−ド１３，コンデンサ１６に基づ
いて所望の直流電圧が得られる。この出力電圧（コンデ
ンサ１６の端子電圧）は抵抗１４，１５による分配電圧
を制御信号発生部１７にフィ−ドバックすることによ
り、ほぼ一定の電圧に維持される。例えば直流供給源Ｂ
Ａの電圧が低下した場合には、スイッチング手段１２の
ＯＮ・ＯＦＦタイミングを短く設定してコイル１１に発
生する電圧を高くし、逆に、直流供給源ＢＡの電圧が高
くなった場合には、スイッチング手段１２のＯＮ・ＯＦ
Ｆタイミングを長く設定してコイル１１に発生する電圧
を低くすることにより、ほぼ一定の出力電圧に制御され
る。この直流出力はスイッチング回路２０に入力され
る。この状態において、制御信号発生回路４０からの方
形波の制御信号がベ−ス抵抗２２を介してスイッチング
手段２１に印加されると（コンパレ−タ４２の出力信号
によるスイッチング４５のＯＮ・ＯＦＦ動作に関連して
制御信号が印加されると）、スイッチング手段２１は図
５（ａ）に示すようにＯＮ・ＯＦＦ制御され、そのＯＮ
期間（Ｔ_ON）にのみ高周波高電圧発生回路３０に直流電
力が供給され、高周波高電圧発生回路３０が発振動作し
て出力側には同図（ｂ）に示すような高周波高電圧が出
力される。

【００２６】高周波高電圧発生回路３０における第１，
第２のトランジスタ３３，３４のベ−スには、スイッチ
ング手段２１のＯＮ・ＯＦＦ制御に関係なく、スイッチ
ング回路２０の入力側から抵抗３６を介して駆動信号が
付与されている関係で、スイッチング手段２１のＯＮ動
作に応じて直ちに高周波高電圧発生回路３０が、発振ト
ランス３１と第１，第２のトランジスタ３３，３４と発
振コンデンサ３５などとの協働作用に基づいて発振動作
を開始し、ＯＮ期間（Ｔ_ON）中、発振動作が持続され
る。そして、発振トランス３１の二次コイル３１ｃには
高周波高電圧が出力され、希ガス放電灯ＤＬの外部電極
５，６に印加され、希ガス放電灯ＤＬが点灯する。この
希ガス放電灯ＤＬは外囲器１の内部空間に水銀などの金
属蒸気が封入されていないために、高周波高電圧の外部
電極５，６への印加とほぼ同時に点灯し、かつ点灯とほ
ぼ同時に設定された光量に達する。

【００２７】希ガス放電灯ＤＬの光はアパ−チャ部２ａ
から第１の開口部７を介して外部に放出されると共に、
インパネ５０における導光板５１に端面５１ａから入射
される。入射された光は導光板５１の前面５１ｂ及び背
面５１ｃの内面で全反射しながら前方に向けて導光され
る。そして、全反射した光が背面５１ｃの粗面部５４に
達すると、乱反射されて一部の光は前面５１ｂから外部
に放出される。この光によって、第１，第２の表示部５
２，５３が照明される。

【００２８】希ガス放電灯ＤＬの光は、制御信号発生回
路４０から出力される周波数が４０Ｈｚ以上の方形波制
御信号のＯＮデュ−ティ比によって調光される。制御信
号発生回路４０において、発振器１７からは図６（ａ）
に示すような鋸歯状波の電圧Ｖｓが出力されており、制
御電圧源４３からは図６（ｂ）に示すように任意の直流
電圧Ｖｃが出力されており、それぞれの出力電圧はコン
パレ−タ４２に入力されている。コンパレ−タ４２では
鋸歯状波の電圧Ｖｓと電圧Ｖｃとが比較され、電圧Ｖｓ
が電圧Ｖｃより高い範囲でのみ図６（ｃ）に示すように
方形波の制御信号が出力される。即ち、制御電圧源４３
の設定電圧がそれぞれＶ_C1，Ｖ_C2，Ｖ_C3の時、鋸歯状波
の電圧Ｖｓがこれらの設定電圧Ｖ_C1，Ｖ_C2，Ｖ_C3を超え
る期間中（Ｔ_ON1，Ｔ_ON2，Ｔ_ON3）、それぞれＯＮデ
ュ−ティ比の異なる制御信号が出力される。同図（ｄ）
は制御電圧源４３の設定電圧がＶ_C1の時にＯＮデュ−テ
ィ比Ｔ_ON1の方形波信号が、同図（ｅ）は制御電圧源４
３の設定電圧がＶ_C2の時にＯＮデュ−ティ比Ｔ_ON2の方
形波信号がそれぞれ出力されることを示している。従っ
て、適宜のＯＮデュ−ティ比に設定された方形波信号が
抵抗４４を介してスイッチング手段４５に付与される
と、スイッチング手段４５はこのＯＮデュ−ティ期間の
みＯＮ動作し、スイッチング手段２１もその期間のみＯ
Ｎ動作する。そして、ＯＮ動作している期間中
（Ｔ_ON1，Ｔ_ON2，Ｔ_ON3）、高周波高電圧発生回路３
０が発振動作し、対応する期間中、希ガス放電灯ＤＬが
ＯＮデュ−ティ比に対応する所定の調光率で点灯する。
制御信号のＯＮデュ−ティ比と調光率との関係は図７
（実線）に示す。尚、同図において、斜線部分は希ガス
放電灯ＤＬの立ち消え領域を表している。従って、この
ように制御信号発生回路４０における制御電圧源４３の
設定電圧を変更することによって制御信号のＯＮデュ−
ティ比を任意の値に設定できることから、希ガス放電灯
ＤＬの明るさも立ち消え領域を除く任意の範囲で調光す
ることができる。

【００２９】上述の希ガス放電灯ＤＬは熱陰極や冷陰極
を用いた放電灯のように外囲器の長手方向に沿った１つ
の放電路によって点灯するものとは異なり、外部電極
５，６の間（外囲器１の長手方向に対してほぼ直角方
向）に無数の放電路が形成されることによって縞状の状
態で点灯し、希ガスの励起線によって発光層２が励起さ
れて発光するものであり、正常な点灯状態では縞状の放
電状態は目視することはできない。従って、かかる調光
装置において、スイッチング回路２０のスイッチング手
段２１に制御信号発生回路４０から印加される制御信号
の周波数が少々変化しても、高周波高電圧発生回路３０
の発振動作にはあまり影響を及ぼさないために、外部電
極５，６に印加される高周波高電圧もほぼ一定となる。

【００３０】ところで、制御信号発生回路４０の制御信
号は、その周波数が４０Ｈｚ、好ましくは５０Ｈｚ以上
に設定されておれば、その周波数が５０ＫＨｚ程度にま
で高くなっても、例えば２５〜１００％の範囲での調光
が可能であり、さらに１００ＫＨｚ程度にまで高くする
ことも可能である。尚、その周波数を１ＫＨｚとした場
合にはほぼ２〜１００％の範囲での調光が、５ＫＨｚと
した場合にはほぼ９〜１００％の範囲での調光が可能と
なる。しかし、自動車のインパネ照明において、例えば
０．２〜１００％のように極めて広い調光範囲を要求さ
れる場合には、制御信号発生回路４０の制御信号の周波
数は４０〜１００Ｈｚの範囲、好ましくは５０〜７５Ｈ
ｚの範囲、さらに好ましくは６５Ｈｚ程度に設定するこ
とが推奨され、このような周波数範囲では上述の広い範
囲の調光が達成できる。しかしながら、その周波数が５
０Ｈｚ未満、特に４０Ｈｚ未満になると、ＯＮデュ−テ
ィ比が小さくなるにつれ、第１の開口部７から放出され
る光にチラツキが生ずるようになるのみならず、放電状
態も不安定になって縞状の放電状態が目視できるように
なり、インパネ５０の第１，第２の表示部５２，５３の
表示面にもチラツキが見受けられるようになる。又、そ
の周波数が７５Ｈｚ、特に１００Ｈｚを超えると、調光
範囲が、例えば図７で示す点線のように調光率の小さい
側が制限されて狭くなる。従って、自動車のインパネ照
明において極めて広い調光範囲が要求される用途には適
用できにくくなる。

【００３１】この実施例によれば、直流供給源ＢＡとス
イッチング回路１０との間にはＤＣ−ＤＣコンバ−タ回
路１０が接続されているために、直流供給源ＢＡに電圧
変動が生じても、その出力電圧をほぼ一定に維持するこ
とができる。例えば直流供給源ＢＡの電圧が低下した場
合でも、出力電圧がほぼ一定となるように制御されるた
めに、希ガス放電灯ＤＬの調光率が小さく設定されてい
ても立ち消えすることなく、安定した調光状態が得られ
る。従って、インパネ５０に適用した場合には表示面を
所望の明るさに設定でき、適切なインパネ照明が期待で
きる。

【００３２】又、インパネ５０の照明用光源として希ガ
ス放電灯ＤＬが適用されているために、自動車の使用環
境が例えば−１０°Ｃ以下の極低温になっても、それの
外部電極５，６に高周波高電圧を印加することによって
容易に点灯させることができ、所望の明るさで点灯でき
るのみならず、点灯とほぼ同時に予め設定された光量に
まで立ち上げることができる。従って、従来技術のよう
に冷陰極蛍光ランプの近傍にヒ−タを配置したりする必
要がなく、装置構成を簡略化できる。

【００３３】又、この希ガス放電灯ＤＬは、高周波高電
圧発生回路３０の出力電圧が低くなった場合には放電状
態が不安定になって縞状の放電状態が目視できるように
なるものの、その光がインパネ５０の導光板５１に入射
されてしまうと、第１，第２の表示部５２，５３の照明
時に縞状の放電状態に起因するチラツキが感じにくくな
り、良好な表示が得られる。しかしながら、制御信号発
生回路４０の制御信号の周波数が４０Ｈｚ未満になる
と、ＯＮデュ−ティ比が小さくなるにつれ、希ガス放電
灯ＤＬの第１の開口部７から放出される光には高周波高
電圧発生回路３０の発振動作期間が短くなることに起因
するチラツキが生ずるようになり、インパネ５０の第
１，第２の表示部５２，５３の表示品位も損なわれるよ
うになる。

【００３４】又、スイッチング回路２０の制御信号は、
その周波数が４０Ｈｚ以上に設定されているために、そ
れのＯＮデュ−ティ比を適宜に変更することによって希
ガス放電灯ＤＬの明るさを広い範囲で調光できる。特
に、その周波数を４０〜１００Ｈｚの範囲、好ましくは
５０〜７５Ｈｚの範囲、さらに好ましくは６５Ｈｚ程度
に設定にすれば、０．２〜１００％の範囲でインパネ５
０の表示品位を損なうことなく調光することができる。
しかしながら、要求される調光範囲が１００％からほぼ
２％までの場合にはその周波数は１ＫＨｚに、ほぼ９％
までの場合にはその周波数は５ＫＨｚに設定することが
できる。

【００３５】又、インパネ５０に適用された希ガス放電
灯ＤＬは、導光板５１の端面５１ａにアパ−チャ部２
ａ，第１の開口部７が対向するように配置されているた
めに、第１の開口部７を介して外部に放出される光を効
率よく導光板５１に入射させることができる。従って、
インパネ５０の第１，第２の表示部５２，５３を適切に
照明できる。

【００３６】さらに、高周波高電圧発生回路３０におけ
る第１，第２のトランジスタ３３，３４のベ−スには、
スイッチング回路２０のＯＮ・ＯＦＦ動作に関係なく、
スイッチング回路２０の入力側から抵抗３６を介して駆
動信号が付与されるために、スイッチング回路２０のＯ
Ｎ動作に基づいて直ちに高周波高電圧発生回路３０が発
振動作するようになる。従って、ＯＮデュ−ティ比が小
さくなっても、適切に調光することができる。

【００３７】尚、本発明は、何ら上記実施例にのみ制約
されることなく、例えばスイッチング回路のスイッチン
グ手段はトランジスタの他、サイリスタ，電界効果形ト
ランジスタなども利用できる。高周波高電圧発生回路は
１石式，２石式の自励，他励インバ−タ回路の他、各種
の発振回路なども利用できるし、それのスイッチング素
子はトランジスタの他、サイリスタ，電界効果形トラン
ジスタなども利用できる。又、高周波高電圧発生回路の
出力波形は正弦波の他、パルス波，矩形波なども利用で
きる。又、希ガス放電灯において、アパ−チャ部を省略
して外囲器の内面全体に発光層を形成することもできる
し、外部電極の側縁部に三角状，半円状，矩形状などの
周期性を有する異形部を形成したりすることもできる
し、透光性シ−トを熱収縮性樹脂チュ−ブに置換したり
することもできる。特に、外部電極の形態において、
「帯状」とは全体としての形態が帯状であることを意味
し、上述のように側縁部に異形部を有するものは勿論の
こと、側縁部でない部分に孔などが存在したり、網目状
になっているものなども含まれるものとする。さらに、
本発明の調光装置はインパネ以外の用途にも適用可能で
ある。

【００３８】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、直流供給
源とスイッチング回路との間にはＤＣ−ＤＣコンバ−タ
回路が接続されているために、仮に直流供給源に電圧変
動が生じても、その出力電圧をほぼ一定に維持すること
ができる。例えば直流供給源の電圧が低下した場合で
も、出力電圧がほぼ一定となるように制御されるため
に、希ガス放電灯の調光率が小さく設定されていても立
ち消えすることはなく、安定した調光状態が得られる。
従って、インパネに適用した場合には表示面を所望の明
るさに設定でき、適切なインパネ照明が期待できる。

【００３９】又、高周波高電圧発生回路の入力側にはス
イッチング手段が、出力側には希ガス放電灯が接続され
ており、しかも、スイッチング手段が４０Ｈｚ以上の周
波数の制御信号によってＯＮ・ＯＦＦ制御されるように
構成されているために、その制御信号のＯＮデュ−ティ
比を変更することによって幅の広い調光が可能となる。
特に、インパネ照明に適用した場合には、希ガス放電灯
の明るさ，始動特性が周囲温度にあまり影響されないこ
とから、自動車の周囲温度が例えば−１０°Ｃ以下のよ
うな低温になっても、それの外部電極に高周波高電圧を
印加することによって容易に点灯させることができるの
みならず、点灯とほぼ同時に予め設定された光量にまで
立ち上げることができる。従って、従来のように冷陰極
蛍光ランプの近傍にヒ−タを配置したりする必要がな
く、装置構成を簡略化できる。

【００４０】特に、インパネ照明に適用した場合には、
スイッチング手段に付与する制御信号の周波数を４０Ｈ
ｚ〜５ＫＨｚの範囲に設定すれば、ＯＮデュ−ティ比を
適宜に設定することによって広い範囲においてチラツキ
による表示品位を損なわないレベルでの調光が可能とな
る。

【００４１】さらに、インパネの照明用光源として希ガ
ス放電灯を適用した場合には、希ガス放電灯単体の状態
において、仮に放電状態が不安定で縞状の放電が少々目
視されていても、その光がインパネの導光板に入射され
ることによって、その表示部の照明時には縞状の放電状
態に起因するチラツキが感じにくくなり、良好な表示が
得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例を示す調光装置の電気回路
図。

【図２】図１に示す希ガス放電灯を示す縦断面図。

【図３】インパネに希ガス放電灯を配置した状態を示す
概略正面図。

【図４】図３の要部断面図。

【図５】図１に示す高周波高電圧発生回路の動作説明図
であって、同図（ａ）は高周波高電圧発生回路の入力電
流波形図、同図（ｂ）は高周波高電圧発生回路の二次電
圧波形図。

【図６】図１に示す制御信号発生回路の動作説明図であ
って、同図（ａ）は発振器の出力波形図、同図（ｂ）は
制御電圧と発振器の出力電圧との関係を示す図、同図
（ｃ）は同図（ｂ）の制御電圧の大きさによってＯＮデ
ュ−ティ比が変化する状態を示す図、同図（ｄ）は制御
電圧Ｖ_C1の時の方形波出力（制御信号）の波形図、同図
（ｅ）は制御電圧Ｖ_C2の時の方形波出力の波形図。

【図７】ＯＮデュ−ティ比と調光率との関係を示す図。

【図８】従来の冷陰極蛍光ランプの点灯装置の電気回路
図。

【図９】インパネに冷陰極蛍光ランプを配置した状態を
示す概略正面図。

【図１０】図９の要部断面図。

【図１１】冷陰極蛍光ランプの断面図。

【符号の説明】

ＢＡバッテリＤＬ希ガス放電灯１外囲器２発光層２ａアパ−チャ部３シ−ト構体４透光性シ−ト５，６外部電極７第１の開口部８第２の開口部１０ＤＣ−ＤＣコンバ−タ２０スイッチング回路２１スイッチング手段３０高周波高電圧発生回路４０制御信号発生回路４１発振器４２コンパレ−タ４３制御電圧源４４抵抗４５スイッチング手段５０インパネ５１導光板５１ａ端面５１ｂ前面５１ｃ背面５２，５３表示部５４粗面部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】高周波高電圧を発生する高周波高電圧発
生回路の入力側に直列的にスイッチング手段を、出力側
に、内面に発光層を有し内部空間に希ガスを封入した外
囲器の外周面に帯状の一対の外部電極を、第１，第２の
開口部が形成されるように互いに離隔して配置してなる
希ガス放電灯をそれぞれ接続すると共に、スイッチング
手段の入力側にＤＣ−ＤＣコンバ−タ回路を接続してな
り、前記スイッチング手段を周波数が４０Ｈｚ以上に設
定された制御信号に基づいて制御し、かつそのＯＮデュ
−ティ−比を変更することにより希ガス放電灯の光出力
を調光することを特徴とする希ガス放電灯の調光装置。
【請求項２】高周波高電圧を発生する高周波高電圧発
生回路の入力側に直列的にスイッチング手段を、出力側
に、内面に発光層を有し内部空間に希ガスを封入した外
囲器の外周面に帯状の一対の外部電極を、第１，第２の
開口部が形成されるように互いに離隔して配置してなる
希ガス放電灯をそれぞれ接続すると共に、スイッチング
手段の入力側にＤＣ−ＤＣコンバ−タ回路を接続し、か
つ希ガス放電灯を表示部を有する導光板の端面に対向す
るように配置してなり、前記スイッチング手段を周波数
が４０Ｈｚ以上に設定された制御信号に基づいて制御
し、かつそのＯＮデュ−ティ−比を変更することにより
希ガス放電灯の光出力と共に表示部の明るさを調光する
ことを特徴とする希ガス放電灯の調光装置。
【請求項３】前記スイッチング手段の制御信号を方形
波とし、その周波数を４０Ｈｚ以上に設定したことを特
徴とする請求項１又は２に記載の希ガス放電灯の調光装
置。
【請求項４】前記スイッチング手段の制御信号を方形
波とし、その周波数を４０Ｈｚ〜５ＫＨｚ、好ましくは
５０Ｈｚ〜１ＫＨｚの範囲に設定したことを特徴とする
請求項２に記載の希ガス放電灯の調光装置。
【請求項５】前記希ガス放電灯の第１の開口部にほぼ
対応する外囲器の内面に、発光層の存在しないアパ−チ
ャ部を形成したことを特徴とする請求項１又は２に記載
の希ガス放電灯の調光装置。
【請求項６】前記希ガス放電灯の第１の開口部にほぼ
対応する外囲器の内面に、発光層の存在しないアパ−チ
ャ部を形成し、この希ガス放電灯を導光板の端面に、ア
パ−チャ部が対向するように配置したことを特徴とする
請求項２に記載の希ガス放電灯の調光装置。
【請求項７】前記導光板が、一方の面に表示部を有す
る自動車用のインストルメントパネルであることを特徴
とする請求項２又は４に記載の希ガス放電灯の調光装
置。