JP2000058285A

JP2000058285A - 照明装置および表示装置

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Publication number: JP2000058285A
Application number: JP37401598A
Authority: JP
Inventors: Ryuji Tsuchiya; 竜二土屋; Naoki Tsutsui; 直樹筒井; Yuji Azuma; 祐二我妻; Yoshinori Sato; 嘉典佐藤; Takao Mizukami; 隆生水上
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 1998-03-31
Filing date: 1998-12-28
Publication date: 2000-02-25

Abstract

(57)【要約】【課題】低温環境下でも輝度の低下を防止した照明装
置を提供する。【解決手段】冷陰極28，28間に放電灯点灯装置37によ
り電圧を印加し、始動、点灯する。冷陰極28，28間の放
電によって水銀蒸気を励起し、波長２５４ｎｍの紫外線
が励起して３波長蛍光体が発光し、反射鏡６で導光板７
方向に反射し、導光板７により光を導光し、拡散板９お
よび集光板10を介して液晶表示ユニット12を背面から照
射して表示する。放電灯点灯装置37は、昇圧チョッパ回
路により昇圧してインバータ回路により高周波に変換し
て低圧水銀蒸気放電ランプ５を始動点灯する。サーミス
タ35で検出した温度が１０℃以下の場合には、点灯開始
から２分間、出力電流が定格電流の４ｍＡより高い６ｍ
Ａとなるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、低温環境下での特
性を向上した照明装置および表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、低圧水銀蒸気放電ランプは、低
温環境下では水銀蒸気圧が低くなり、発光効率が低下し
て常温時の１０％以下に輝度が低下する。

【０００３】このため、低温環境下で低圧水銀蒸気放電
ランプを用いる場合には、低圧水銀蒸気放電ランプにヒ
ータを設けて、低圧水銀蒸気放電ランプを温めて使用し
輝度の低下を防いでいる。

【０００４】ところが、ヒータを装着すると製品コスト
が上昇するとともに、装置が大型化するなどの悪影響が
ある。

【０００５】一方、たとえば二重管を用いることによ
り、低温環境下でも輝度の低下を抑えた低圧水銀蒸気放
電ランプが、たとえば実公平４−５２９３２号公報に記
載されている。

【０００６】この実公平４−５２９３２号公報に記載の
低圧水銀蒸気放電ランプは、放電空間を形成する直管筒
状の内管に間隙を介して同軸状にこの内管を気密に囲繞
する外管を設け、内管を断熱した状態で外気との接触を
防止した構成を有しており、低温環境下でも発光効率の
低下を抑制できるものである。

【０００７】ところが、実公平４−５２９３２号公報に
記載されている二重管を用いた低圧水銀蒸気放電ランプ
では、低温環境下の発光効率の低下を抑制するのに限度
があり、輝度の低下を常温時の５７％程度とすることは
できるものの、一重管にヒータを設けた場合ほどは改善
できない。また、二重管の場合には、外管の周囲にヒー
タを設けても内管が断熱されているため充分に内管を加
熱することができない。

【０００８】一方、特開平７−２７２８８８号公報に
は、冷陰極蛍光ランプの一重管のバルブの周囲温度が一
定温度以下のとき、ランプ電圧を上昇する点灯装置が記
載されている。

【０００９】ところが、この特開平７−２７２８８８号
公報に記載の冷陰極蛍光ランプでは、一重管であるので
バルブからの放熱量が多く、ランプ電圧を増加しても効
果的に冷陰極蛍光ランプの温度を上昇できない。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、実公平
４−５２９３２号公報に記載されている二重管を用いた
低圧水銀蒸気放電ランプでは、一重管にヒータを設けた
場合ほどは改善できず、二重管の場合には外管の周囲に
ヒータを設けても内管が断熱されているため充分に内管
を加熱できない。

【００１１】また、特開平７−２７２８８８号公報に記
載の冷陰極蛍光ランプでは、一重管であるのでバルブか
らの放熱量が多く、ランプ電圧を増加しても効果的に冷
陰極蛍光ランプの温度を上昇できない問題を有してい
る。

【００１２】本発明は、上記問題点に鑑みなされたもの
で、低温環境下でも輝度の低下を防止した照明装置およ
び表示装置を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の照明装置
は、放電空間に電極が封装され水銀および希ガスが封入
された内管、および、気密空間内にこの内管を囲繞した
外管を有する放電ランプと；放電ランプの周囲の環境を
検出するランプセンサと；このランプセンサで検出され
た周囲の環境に従いランプ電力を増減するように制御す
る放電灯点灯装置とを具備しているもので、ランプセン
サにより検出された周囲環境に従い放電灯点灯装置で供
給するランプ電力を増減させることにより、周囲環境に
かかわりなく放電ランプの輝度を低下させることなく点
灯させ、始動時には早期に所定の輝度に立ち上げること
ができる。

【００１４】請求項２記載の照明装置は、請求項１記載
の照明装置において、放電ランプおよびランプセンサへ
の配線が形成されたフレキシブルプリント基板を具備し
たもので、フレキシブルプリント基板により放電ランプ
およびランプセンサに容易に配線できる。

【００１５】請求項３記載の照明装置は、請求項１また
は２記載の照明装置において、ランプセンサは、温度セ
ンサで、放電灯点灯装置は、温度センサで検出した温度
が低いときに供給するランプ電力を増加するように制御
するもので、温度センサにより温度が低いと検出される
と放電灯点灯装置で供給するランプ電力を増加させるこ
とにより、温度が低い状態でも放電ランプの輝度を低下
させることなく点灯させる。

【００１６】請求項４記載の照明装置は、請求項１また
は２記載の照明装置において、ランプセンサは、温度セ
ンサで、放電灯点灯装置は、温度センサで検出した温度
が高いときに供給するランプ電力を減少するように制御
するもので、温度センサにより温度が高いと検出される
と放電灯点灯装置で供給するランプ電力を減少させるこ
とにより、温度が高い状態でも放電ランプの輝度を低下
させることなく点灯させる。

【００１７】請求項５記載の照明装置は、請求項１また
は２記載の照明装置において、ランプセンサは、温度セ
ンサで、放電灯点灯装置は、始動時に温度センサで検出
した温度に応じてランプ電力の増減値およびランプ電力
の供給時間の少なくともいずれかを決定し、ランプ電力
を供給するもので、始動時に温度センサで検出した温度
に応じてランプ電力の増減値およびランプ電力の供給時
間の少なくともいずれかを変化させて、始動時から放電
ランプの輝度を低下させることなく点灯させる。

【００１８】請求項６記載の照明装置は、請求項３ない
し５いずれか一記載の照明装置において、温度センサ
は、放電ランプに密着して設けられたもので、放電ラン
プの温度に基づき放電灯点灯装置の電力を変化させるた
め、放電ランプの温度に従い適切に放電灯点灯装置の電
力を増加でき、放電ランプの輝度が低下することを確実
に防止する。

【００１９】請求項７記載の照明装置は、請求項３ない
し６いずれか一記載の照明装置において、温度センサ
は、外管の電極に近接した位置に配設されたもので、温
度変化しやすく発熱源となる電極の近傍に温度センサを
配設することにより、放電ランプの温度変化に大きな影
響を与える電極近傍であるため熱伝導しやすく、電極の
温度に従い適切に放電灯点灯装置の電力を増加でき、放
電ランプの輝度が低下することを確実に防止する。

【００２０】請求項８記載の照明装置は、請求項３ない
し５いずれか一記載の照明装置において、温度センサ
は、放電灯点灯装置側に設けられているもので、温度セ
ンサへの配線を容易にして温度検出する。

【００２１】請求項９記載の照明装置は、請求項１また
は２記載の照明装置において、ランプセンサは、輝度セ
ンサで、輝度を検出することにより輝度を低下させるこ
となく点灯させる。

【００２２】請求項１０記載の表示装置は、請求項１な
いし９いずれか一記載の照明装置と；この照明装置に照
射される表示手段とを具備したもので、それぞれの作用
を奏する。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を液
晶表示装置の図面を参照して説明する。

【００２４】図３は液晶表示装置を示す断面図で、図３
に示すように、液晶表示装置１は、前面に照射用の開口
２を有する薄箱状のケース体３を備え、このケース体３
内には照明装置となるバックライトユニット４が収納さ
れている。このバックライトユニット４は、低圧水銀蒸
気放電ランプ５を有し、この低圧水銀蒸気放電ランプ５
の近傍にはこの低圧水銀蒸気放電ランプ５を内包するよ
うに近接導体を兼ねた銀蒸着されたフィルムの反射鏡６
が一方向を開口した状態で巻回され、この反射鏡６の照
射方向にはアクリル樹脂製の導光板７が配設され、この
導光板７はケース体３の開口２に対向して位置してい
る。また、導光板７の背面側には平面状の反射板８が配
設され、導光板７とケース体３の開口２との間には、拡
散板９および集光板10にて構成される制光手段11が配設
されている。そして、ケース体３の開口２の前面側に
は、表示手段としての液晶表示ユニット12が配設されて
いる。

【００２５】次に、低圧水銀蒸気放電ランプ５を図１お
よび図２を参照して説明する。

【００２６】図１は低圧水銀蒸気放電ランプを横断面で
示す照明装置の説明図であり、図２は低圧水銀蒸気放電
ランプを示す縦断面図で、いずれも概念的に示したもの
で、詳細な形状、寸法などを正確に示したものではな
い。

【００２７】図１および図２に示すように、低圧水銀蒸
気放電ランプ５は、コーニング（corning ）社の製品番
号７０５０のホウケイ酸ガラスの直管状の内管としての
発光管22を有し、この発光管22と同軸状で発光管22と同
様のホウケイ酸ガラス製の透過性の外管23が発光管22の
両端において封着固定されている。発光管22内の放電空
間には放電路24が形成され、これら発光管22および外管
23間には気密空間の間隙25が形成され、発光管22および
外管23の両端には一体の封止部26が形成されている。な
お、コーニング（corning ）社の製品番号７０５０のホ
ウケイ酸ガラスは、熱膨張率が４６×１０^-7／℃であ
る。さらに、発光管22および外管23は、その他ソーダ鉛
ガラス、ソーダライムガラス、鉛ガラスあるいは硬質ガ
ラスなどのガラス製であればよい。

【００２８】また、発光管22および外管23の両端の封止
部26，26にはそれぞれ１本のワイヤとしてのコバール
（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金）線27，27に接続されたニッケ
ル（Ｎｉ）製の筒状の一対の電界放出形の電極としての
冷陰極28，28が設けられているとともに、ビードガラス
29，29により封装されている。低圧水銀蒸気放電ランプ
５は定格電流４ｍＡで、全長２８０ｍｍであり、発光管
22は肉厚０．３ｍｍ、管外径２．２ｍｍで、発光管22の
内面には３波長蛍光体が塗布され、内部には１０．６ｋ
Ｐａの圧力でネオン（Ｎｅ）９０％、アルゴン（Ａｒ）
１０％の混合封入ガスが封入されるとともに水銀蒸気が
封入されている。なお、発光管22の内表面積Ｓは約１０
ｃｍ²である。外管23は肉厚０．３ｍｍ、管外径３．０
ｍｍである。さらに、封止部26内のコバール線27の長さ
は２ｍｍに設定されており、冷陰極28の発熱が陰極周辺
部へ熱伝導して最冷部ができるのを防止して、効率が低
下することを防止している。なお、封止部26内のコバー
ル線27の長さは、５ｍｍ以下であれば同様の効果を得る
ことができる。

【００２９】また、発光管22の内面には、３波長発光形
の蛍光体30を設け、青色にはたとえば（ＳｒＣａＢａ）
₅（ＰＯ₄）₃Ｃｌ：Ｅｕ、緑色にはたとえばＬａＰＯ
₄：Ｃｅ，Ｔｂ、赤色にはたとえばＹ₂Ｏ₃：Ｅｕをそ
れぞれ用いる。

【００３０】さらに、この間隙25の発光管22および外管
23の径方向の距離は０．１ｍｍで、間隙25内に１３３Ｐ
ａの圧力でキセノン（Ｘｅ）ガスが封入されている。

【００３１】また、冷陰極28，28の近傍の発光管22の内
面に、それぞれαアルミナを設け、Ｅｘｏ電子を発生さ
せることにより始動を容易にするようにしてもよい。

【００３２】ここで、低圧水銀蒸気放電ランプ５を形成
する方法について説明すると、まず、発光管22にＮｅ−
Ａｒ混合ガスおよび水銀（Ｈｇ）を主体とした放電媒体
を封入して両端部にコバール線27のビードガラス29を装
着して封止する。次に、発光管22の一方の端部を外管23
の一方の端部に位置合わせさせてガスバーナにて発光管
22および外管23を溶融してコバール線27のビードガラス
29の部分を封止する。さらに、真空系にて排気しながら
高温、たとえば４００℃以上に加熱して間隙25内部の不
純ガスを排気する。最後に、排気側の発光管22の端部を
外管23上から加熱して、発光管22および外管23を主にコ
バール線27上で封止して、発光管22および外管23の両端
を切断して低圧水銀蒸気放電ランプ５を完成させる。

【００３３】さらに、コバール線27はフレキシブルプリ
ント基板31に設けられた配線32に接続されており、低圧
水銀蒸気放電ランプ５の外管23の周囲にはランプセンサ
である温度センサとしてのサーミスタ35が外管23に接触
して設けられ、このサーミスタ35もフレキシブルプリン
ト基板31に設けられた配線36に接続され、フレキシブル
プリント基板31は、放電灯点灯装置37に接続されてい
る。

【００３４】また、この放電灯点灯装置37は、図４に示
すように、直流電源Ｅに、昇圧チョッパ回路41を接続
し、この昇圧チョッパ回路41は直流電源Ｅにトランジス
タQ1およびダイオードD1の直列回路を接続し、このダイ
オードD1にインダクタL1およびコンデンサC1の直列回路
を接続し、トランジスタQ1のベースにＩＣ42を接続して
いる。また、このＩＣ42には、抵抗R1、サーミスタ35、
抵抗R2、抵抗R3およびダイオードD2の温度検知回路43が
接続されるとともに、コンデンサC1に対して並列に接続
された抵抗R5および抵抗R6の直列回路の出力検出回路44
が接続されている。

【００３５】さらに、昇圧チョッパ回路41に逆変換用の
インバータ回路45が接続され、このインバータ回路45に
低圧水銀蒸気放電ランプ５が接続されている。

【００３６】次に、上記実施の形態の動作について図５
に示すフローチャートを参照して説明する。

【００３７】まず、冷陰極28，28間に放電灯点灯装置37
により電圧が印加され、始動、点灯する。そして、冷陰
極28，28間の放電によって水銀蒸気が励起され、波長２
５４ｎｍの紫外線が励起されて、３波長発光形蛍光体が
発光し、反射鏡６で導光板７方向に反射され、導光板７
により光が導光され、拡散板９および集光板10を介して
液晶表示ユニット12を背面から照射し、表示する。

【００３８】まず、この放電灯点灯装置37は、昇圧チョ
ッパ回路41により昇圧してインバータ回路45により高周
波に変換して低圧水銀蒸気放電ランプ５を始動点灯し、
サーミスタ35により温度を検知し（ステップ１）、サー
ミスタ35で検知された温度が任意に設定された温度、た
とえば１０℃以下の場合には、出力電流が定格電流の４
ｍＡより高い任意の設定された点灯初期の電流値、たと
えば６ｍＡと決定し（ステップ２）、この高い電流の状
態を維持する任意の設定された時間、たとえば点灯開始
から２分間と決定し（ステップ３）、さらに、低圧水銀
蒸気放電ランプ５に供給する電流値を急激に低下させる
と急激に暗くなった感じがして不快なため、たとえば指
数関数のように徐々に電流値を定格電流値にまで低下さ
せるスロープダウン時間を決定する（ステップ４）。そ
して、サーミスタ35で検知された温度が１０℃以下の場
合には、点灯開始から２分間は出力電流を６ｍＡとなる
ように電流値を増加させて電流値が大きい点灯初期の状
態にし（ステップ５）、所定時間が経過した後には電流
値をスロープダウンさせて定常電流値にする。

【００３９】そして、フィードバックにより電流を制御
する際の電流値の低下については、たとえば図６に示す
ようになり、たとえば周囲温度が−３０℃の場合には、
温度が閾値を挟んで上下するため、閾値より温度が高く
なる毎に電流を低下させ、閾値より温度が低くなる毎に
電流を増加させ、たとえば管面温度が５℃になる毎に電
流を小さくし、周囲温度が−３０℃であると管面温度の
低下も速いので瞬時値制御的に電流値を上下させる。

【００４０】また、同様にフィードバックにより電流を
制御する際の電流値の低下については、たとえば図７に
示すようになり、たとえば周囲温度が−１０℃の場合に
は、管面温度が５℃に上昇した後は、周囲温度が−１０
℃であれば管面温度は低下しないので電流値を低下して
そのまま維持する。

【００４１】一方、低圧水銀蒸気放電ランプ５の温度が
所定値、たとえば５０℃以上高いことをサーミスタ35に
より検出すると、放電灯点灯装置37は低圧水銀蒸気放電
ランプ５に供給する電力を減少させるため、たとえば図
８に示すように温度に対応して段階的に供給する電流を
小さくしてもよい。

【００４２】ここで、低圧水銀蒸気放電ランプ５の輝度
の立ち上がり特性は、たとえば図９に示すように、制御
温度５℃で、周囲温度−３０℃、０℃および２５℃で比
較すると、周囲温度が２５℃の場合には６０秒経過する
以前にほぼ所定の輝度を得ることができるが、０℃の場
合にはやや長めの時間が必要となり、−３０℃の場合に
は１２０秒以上の時間が必要になる。なお、図９では、
周囲温度が２５℃の場合の５分経過後の輝度を１００％
としており、周囲温度が−３０℃の場合に経過時間が１
２０秒を超えた後に、周囲温度が２５℃および０℃の場
合に比べて輝度が高くなるのは、発光管22の温度を必要
以上に上昇しないためである。

【００４３】また、周囲の温度と初期に与えるランプ電
流値の関係は、たとえば図１０に示すように基準となる
温度より低くなるに従い電流値を大きくするようにし、
周囲の温度とランプ電流を大きくする時間の関係は、た
とえば図１１に示すように基準となる温度より低くなる
に従い時間を長くするようにし、周囲の温度とランプ電
流を低下させるスロープダウン時間の関係は、たとえば
図１２に示すように基準となる温度より低くなるに従い
スロープダウン時間を長くするようにしてもよい。

【００４４】そして、実験によれば、周囲温度−３０℃
で通常通りの電流で電力を変化させずに点灯すると、通
常安定時の輝度の５７％の輝度しか得られないのに対
し、点灯開始時に定格電流の１．５倍の電流を供給する
と自己発熱量が増加して６０秒で常温安定時の輝度の９
０％に達し、点灯開始から２分後にランプ電流を定格に
戻したが、低圧水銀蒸気放電ランプ５の二重構造による
保温効果により、輝度が低下することなく安定時の９０
％の輝度で安定して点灯し続ける。

【００４５】また、上記実施の形態で発光管22にネオン
（Ｎｅ）ガス９０％、アルゴン（Ａｒ）ガス１０％を含
む混合ガスを１０．６ｋＰａ、外管23の封入ガスのキセ
ノン（Ｘｅ）を１３３Ｐａで封入し、周囲温度８５℃で
点灯させると、水銀蒸気圧が過度に上昇して常温安定輝
度の５８％しか得られない。このとき、発光管22の冷陰
極28の上部の温度は１２０℃となるが、ランプ電流を３
ｍＡまで低下すると、冷陰極28の自己発熱量が低下して
上部の温度は１１０℃となり、水銀蒸気圧の上昇を抑制
でき、輝度が向上する。

【００４６】上記実施の形態によれば、反射鏡６に、導
電性部材である金属膜を蒸着したフィルムを用いること
ができるため、低圧水銀蒸気放電ランプ５の光の利用効
率を向上でき、さらに、導電性部材以外の、各種合成フ
ィルム、プラスチック部材を用いても良い。

【００４７】また、発光管22と外管23とは、同質のガラ
スであることが好ましいが、それぞれ異なる材質でもよ
く、たとえば一方を軟質ガラス、他方を硬質ガラスとし
てもよい。

【００４８】なお、冷陰極28は、水銀（Ｈｇ）合金をニ
ッケル、ステンレス（ＳＵＳ）スリーブ内に持ち、外側
にＢａＡｌ₂Ｏ₄を溶射しても良い。さらに、ＢａＡｌ
₂Ｏ₄の他に、ＬｉＡｌＯ₂でもよい。さらに、リチウ
ム（Ｌｉ）またはバリウム（Ｂａ）に、タンタル（Ｔ
ａ）、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）、ジルコニ
ウム（Ｚｒ）の金属のうち一種を加えた複合酸化物も適
用可能である。

【００４９】また、冷陰極28には電子放射物質が含まれ
ていてもよく、この電子放射物質には正イオン衝撃など
のγ作用で２次電子を積極的に放出する物質ならば他の
物質でも良く、たとえばＬａＳｒＣｏＯ₃、ＬａＢ₆＋
ＢａＡｌ₂Ｏ₄、ＬａＳｒＣｏＯ₃＋ＢａＡｌ₂Ｏ₄、
ＬａＳｒＣｒＣｏＯ₃＋ＢａＡｌ₂Ｏ₄、ＬａＳｒＣｏ
Ｏ₃＋ＬａＢ₆＋ＢａＡｌ₂Ｏ₄、ＬａＳｒＣｒＣｏＯ
₃＋ＬａＢ₆＋ＢａＡｌ₂Ｏ₄、ＬａＢ₆＋ＢａＴｉＯ
₃、ＬａＳｒＣｏＯ₃＋ＢａＴｉＯ₃、ＬａＳｒＣｒＣ
ｏＯ₃＋ＢａＴｉＯ₃、ＬａＳｒＣｏＯ₃＋ＬａＢ₆＋
ＢａＴｉＯ₃、あるいは、ＬａＳｒＣｒＣｏＯ₃＋Ｌａ
Ｂ₆＋ＢａＴｉＯ₃などを用いることができる。

【００５０】またさらに、発光管22および外管23は、た
とえばソーダライムガラス、鉛ガラスあるいは硬質ガラ
スなど任意の材質で形成され、同質であることが好まし
いが、異なる材質であっても何ら問題はない。

【００５１】また、サーミスタ35を低圧水銀蒸気放電ラ
ンプ５の封止部26の近傍に設けてもよく、このようにサ
ーミスタ35を封止部26の近傍に設ければ封止部26は発光
管22からの熱伝導により敏感に温度が変化するので、発
光管22の温度変化に応じて供給する電流を容易にかつ適
切に制御できる。

【００５２】さらに、明るさの低下よりコストの低減、
電源の温存あるいは回路構成を簡単にするために、電流
が高い状態から定格電流に電流値を減少させる際には、
スロープダウンによらず単に段階的に直接電流値を減少
させてもよい。

【００５３】また、他の実施の形態の照明装置を図１３
を参照して説明する。

【００５４】図１３は他の実施の形態の照明装置を示す
断面図で、図１に示す実施の形態において、サーミスタ
35を冷陰極28近傍の外管23上に配設したものである。

【００５５】このように冷陰極28近傍の外管23上にサー
ミスタ35を配設することにより、発熱源となる冷陰極28
の熱が熱伝導しやすく、発光管22の温度変化に応じて低
圧水銀蒸気放電ランプ５への供給電力を適切にできる。

【００５６】次に、他の実施の形態の照明装置を図１４
を参照して説明する。

【００５７】図１４は他の実施の形態の照明装置を示す
断面図で、図１に示す実施の形態において、サーミスタ
35を放電灯点灯装置37内に収納して設けたものである。

【００５８】このように、サーミスタ35を放電灯点灯装
置37に収納することにより、低圧水銀蒸気放電ランプ５
の温度を直接的には検出できないものの装置周囲の雰囲
気温度を検出するとともにサーミスタ35までの配線が不
要になるため、フレキシブルプリント配線基板31なども
不要になり構成を簡単にできる。

【００５９】また、他の実施の形態の放電灯点灯装置を
図１５を参照して説明する。

【００６０】図１５は他の実施の形態の放電灯点灯装置
を示すブロック図で、放電灯点灯装置51は、電源に過渡
電圧および逆電圧から装置を保護する過渡電圧／逆電圧
保護回路52が接続され、この過渡電圧／逆電圧保護回路
52には電圧値などを変換するＤＣ／ＤＣコンバータ53が
接続され、このＤＣ／ＤＣコンバータ53は電流増加／増
加時間制御回路54により制御される。

【００６１】また、ＤＣ／ＤＣコンバータ53は低圧水銀
蒸気放電ランプ５の調光量を設定する調光制御回路55を
介してインバータ回路56に接続され、ＰＷＭ信号が調光
制御回路55に接続されるとともに、調光信号平滑回路57
および加算回路58を介して電流増加／増加時間制御回路
54に接続されている。

【００６２】さらに、放電灯点灯装置51にはユニット61
が接続され、このユニット61は３つの低圧水銀蒸気放電
ランプ５がインバータ回路56に対して並列に接続され、
電流／時間制御用のサーミスタ35と、周囲温度検知用の
サーミスタ62とが加算回路58に接続されている。

【００６３】次に、上記の実施の形態の動作について説
明する。

【００６４】基本的には図４に示す放電灯点灯装置と同
様に動作し、ＤＣ／ＤＣコンバータ53の出力電圧を変化
させることにより、インバータ回路56の出力電流を増減
させる。

【００６５】まず、たとえば図１６に示すように、たと
えば０℃ではｔ1 を５０秒に、−５℃ではｔ2 を７０秒
にし、−３０℃ないし−１０℃の領域ではｔ3 を９０秒
にそれぞれ設定し、温度が低くなればなるほど定格電流
より大きな電流を流すとともに大きな電流を流す時間を
長くするが、所定値以下の温度の部分では定格電流より
大きな電流の電流値を一定にするとともに大きな電流を
流す時間を一定にする。なお、定格電流まで電流を低下
させる時間に対する電流減少の割合はいずれの場合にも
同じにする。

【００６６】このように、温度が低くなるに従い大きな
電流を流すとともに大きな電流を流す時間を長くすれ
ば、低温時でも輝度の上昇を速くすることができ、ま
た、所定温度以下の場合には、大きな電流の電流値およ
び流す時間を一定にすることにより、必要以上に電流を
増加させたり大きな電流を流すことをなくし、電源容量
を必要以上に大きくする必要がなくなる。

【００６７】次に、たとえば図１７に示すように、たと
えば０℃ではｔ1 を６０秒に、−５℃ではｔ2 を９０秒
にし、−３０℃ないし−１０℃の領域ではｔ3 を１２０
秒にそれぞれ設定し、温度が低い場合の定格電流より大
きな電流の電流値は一定であるが大きな電流を流す時間
を長しているが、所定値以下の温度の部分では定格電流
より大きな電流を流す時間を一定にする。なお、定格電
流まで電流を低下させる時間に対する電流減少の割合は
いずれの場合にも同じにする。

【００６８】このように、温度が低くなるに従い大きな
電流を流す時間を長くすることにより、低温時でも輝度
の上昇を速くすることができ、また、所定温度以下の場
合には、大きな電流を流す時間を一定にすることによ
り、必要以上に長い時間大きな電流を長く流すことをな
くし、電源容量を必要以上に大きくする必要がなくな
る。

【００６９】まず、たとえば図１８に示すように、全光
点灯時も調光点灯時もいずれの場合にも定格電流より大
きな電流の電流値は等しくし、調光点灯時には全光点灯
時の場合に比べて大きな電流とする時間を長くしたもの
である。なお、定格電流まで電流を低下させる時間に対
する電流減少の割合はいずれの場合にも同じにする。

【００７０】このように、温度が上昇しにくい調光点灯
時に大きな電流を流す時間を長くすることにより、調光
点灯時でも輝度の上昇を速くできる。

【００７１】さらに、たとえば図１９に示すように、調
光点灯時には全光点灯時より定格電流より大きな電流の
電流値を大きくし、調光点灯時には全光点灯時の場合に
比べて大きな電流とする時間を長くしたものである。な
お、定格電流まで電流を低下させる時間に対する電流減
少の割合はいずれの場合にも同じにする。

【００７２】このように、温度が上昇しにくい調光点灯
時に大きな電流を流すとともに大きな電流を流す時間を
長くすることにより、調光点灯時の輝度の上昇をより速
くできる。

【００７３】次に、他の実施の形態の自動車用表示装置
を図２０を参照して説明する。

【００７４】図２０は他の実施の形態の自動車用表示装
置を示す断面図で、図２０に示すように、自動車用表示
装置71は、バックライトユニット72を有し、このバック
ライトユニット72は、前面に照射用の開口73を有し内面
には反射面が形成された薄箱状の反射体74を備え、この
反射体74の開口73は拡散板75で閉塞されている。また、
反射体74内には図１および図２などに示すものと同様の
低圧水銀蒸気放電ランプ76が反射体74および拡散板75間
にゴムホルダ77で固定され、低圧水銀蒸気放電ランプ76
にはリード線78が取り付けられている。さらに、拡散板
75の前面側には、図示しない自動車用計器盤が装着され
ている。なお、反射体74の背面側には開口79およびリー
ド線挿通孔80が開口形成されている。

【００７５】また、反射体74の背面側には中継回路81が
取り付けられ、この中継回路81には低圧水銀蒸気放電ラ
ンプ76が電気的に接続されるとともに、ランプセンサで
ある温度センサとしてのサーミスタ82がはんだ付けされ
て取り付けられて、このサーミスタ82は反射体74の開口
79を介して反射体74内に臨んで、低圧水銀蒸気放電ラン
プ76と対向し、低圧水銀蒸気放電ランプ76の周囲温度を
検出する。さらに、反射体74のリード線挿通孔83に対応
してリード線挿通孔83が開口形成され、反射体74のリー
ド線挿通孔49および中継回路81のリード線挿通孔83を連
通させて、低圧水銀蒸気放電ランプ76のリード線78を挿
通し、これらリード線78を中継回路81に接続する。

【００７６】さらに、この中継回路81にはたとえば図４
に示すものと同様の放電灯点灯装置が搭載されたフレキ
シブルプリント基板84がケーブル85にて接続されてい
る。

【００７７】そして、この自動車用表示装置71も上述の
実施の形態と同様に動作する。

【００７８】ここで、図１および図２に示す実施の形態
と同様の大きさの低圧水銀蒸気放電ランプ46を用い、周
囲温度が−４０℃で、図２１に示すように、低圧水銀蒸
気放電ランプ46の始動時から１０分間ランプ電流を６ｍ
Ａとし、その後１０分かけて直線的に２０分までの間で
電流値を定格電流値の４ｍＡまでスロープダウンさせる
と、図２２に示すように、低圧水銀蒸気放電ランプ46は
始動後約１分ないし２分程度で相対輝度の５０％程度ま
で上昇し、スロープダウンにより輝度の低下に違和感も
なく、破線に示す電力を増加しない場合に比べて相対輝
度の上昇が大幅に速く、自動車用としても問題がない。

【００７９】また、自動車の場合、始動後約２０分程度
時間が経過すればエンジンの熱、あるいは、フレキシブ
ルプリント基板84の熱により、周囲温度が上昇するので
２０分経過した後も問題がないと考えられる。

【００８０】

【発明の効果】請求項１記載の照明装置によれば、ラン
プセンサにより検出された周囲環境に従い放電灯点灯装
置で供給するランプ電力を増減させることにより、周囲
環境にかかわりなく放電ランプの輝度を低下させること
なく点灯できるとともに、始動時には早期に所定の輝度
にたち上げることができる。

【００８１】請求項２記載の照明装置によれば、請求項
１記載の照明装置に加え、放電ランプおよびランプセン
サへの配線が形成されたフレキシブルプリント基板を具
備したので、フレキシブルプリント基板により放電ラン
プおよびランプセンサに容易に配線できる。

【００８２】請求項３記載の照明装置によれば、請求項
１または２記載の照明装置に加え、温度センサにより温
度が低いと検出されると放電灯点灯装置で供給するラン
プ電力を増加させることにより、温度が低い状態でも放
電ランプの輝度を低下させることなく点灯できる。

【００８３】請求項４記載の照明装置によれば、請求項
１または２記載の照明装置に加え、温度センサにより温
度が高いと検出されると放電灯点灯装置で供給するラン
プ電力を減少させることにより、温度が高い状態でも放
電ランプの輝度を低下させることなく点灯できる。

【００８４】請求項５記載の照明装置によれば、請求項
１または２記載の照明装置に加え、始動時に温度センサ
で検出した温度に応じてランプ電力の増減値およびラン
プ電力の供給時間の少なくともいずれかを変化させて、
始動時から放電ランプの輝度を低下させることなく点灯
できる。

【００８５】請求項６記載の照明装置によれば、請求項
３ないし５いずれか一記載の照明装置に加え、温度セン
サは放電ランプに密着して設けられたので、放電ランプ
の温度に基づき放電灯点灯装置の電力を変化させるた
め、放電ランプの温度に従い適切に放電灯点灯装置の電
力を増加でき、放電ランプの輝度が低下することを確実
に防止できる。

【００８６】請求項７記載の照明装置によれば、請求項
３ないし６いずれか一記載の照明装置に加え、温度セン
サは、外管の電極に近接した位置に配設されたので、温
度変化しやすく発熱源となる電極の近傍に温度センサを
配設することにより、放電ランプの温度変化に大きな影
響を与える電極近傍であるため熱伝導しやすく、電極の
温度に従い適切に放電灯点灯装置の電力を増加でき、放
電ランプの輝度が低下することを確実に防止できる。

【００８７】請求項８記載の照明装置によれば、請求項
３ないし５いずれか一記載の照明装置に加え、温度セン
サは、放電灯点灯装置側に設けられたもので、温度セン
サへの配線を容易にして温度検出できる。

【００８８】請求項９記載の照明装置によれば、請求項
１または２記載の照明装置に加え、輝度センサで輝度を
検出することにより輝度を低下させることなく点灯でき
る。

【００８９】請求項１０記載の表示装置によれば、請求
項１ないし９いずれか一記載の照明装置に照射される表
示手段とを具備したもので、それぞれの効果を奏するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態の照明装置の低圧水銀蒸
気放電ランプを横断面で示す説明図である。

【図２】同上低圧水銀蒸気放電ランプを示す縦断面図で
ある。

【図３】同上液晶表示装置を示す断面図である。

【図４】同上放電灯点灯装置を示す回路図である。

【図５】同上放電灯点灯装置の動作を示すフローチャー
トである。

【図６】同上周囲温度が−３０℃における管面温度およ
び電流と時間の関係を示すグラフである。

【図７】同上周囲温度が−１０℃における管面温度およ
び電流と時間の関係を示すグラフである。

【図８】同上管面温度および電流と時間の関係を示すグ
ラフである。

【図９】同上低圧水銀蒸気放電ランプの時間と相対輝度
との関係を示すグラフである。

【図１０】同上温度とランプ電流値との関係を示すグラ
フである。

【図１１】同上温度とランプ電流通電時間との関係を示
すグラフである。

【図１２】同上温度とスロープダウン時間との関係を示
すグラフである。

【図１３】同上他の実施の形態の照明装置の低圧水銀蒸
気放電ランプを横断面で示す断面図である。

【図１４】同上また他の実施の形態の照明装置の低圧水
銀蒸気放電ランプを横断面で示す断面図である。

【図１５】同上他の実施の形態の放電灯点灯装置を示す
ブロックずである。

【図１６】同上動作の時間と電流値との関係を示すグラ
フである。

【図１７】同上他の動作の時間と電流値との関係を示す
グラフである。

【図１８】同上全光点灯時および調光点灯時の動作の時
間と電流値との関係を示すグラフである。

【図１９】同上全光点灯時および調光点灯時の他の動作
の時間と電流値との関係を示すグラフである。

【図２０】同上他の実施の形態の自動車用表示装置を示
す断面図である。

【図２１】同上時間とランプ電流値との関係を示すグラ
フである。

【図２２】同上時間と相対輝度との関係を示すグラフで
ある。

【符号の説明】

５，46，76 低圧水銀蒸気放電ランプ 12 表示手段としての液晶表示ユニット 22 内管としての発光管 23 外管 28 電極としての冷陰極 31 フレキシブルプリント基板 35，82 ランプセンサである温度センサとしてのサー
ミスタ 37 放電灯点灯装置 84 フレキシブルプリント基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者我妻祐二東京都品川区東品川四丁目３番１号東芝ライテック株式会社内 (72)発明者佐藤嘉典東京都品川区東品川四丁目３番１号東芝ライテック株式会社内 (72)発明者水上隆生東京都品川区東品川四丁目３番１号東芝ライテック株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】放電空間に電極が封装され水銀および希
ガスが封入された内管、および、気密空間内にこの内管
を囲繞した外管を有する放電ランプと；放電ランプの周
囲の環境を検出するランプセンサと；このランプセンサ
で検出された周囲の環境に従いランプ電力を増減するよ
うに制御する放電灯点灯装置と；を具備していることを
特徴とする照明装置。
【請求項２】放電ランプおよびランプセンサへの配線
が形成されたフレキシブルプリント基板を具備している
ことを特徴とする請求項１記載の照明装置。
【請求項３】ランプセンサは、温度センサで、放電灯点灯装置は、温度センサで検出した温度が低いと
きに供給するランプ電力を増加するように制御すること
を特徴とする請求項１または２記載の照明装置。
【請求項４】ランプセンサは、温度センサで、放電灯点灯装置は、温度センサで検出した温度が高いと
きに供給するランプ電力を減少するように制御すること
を特徴とする請求項１または２記載の照明装置。
【請求項５】ランプセンサは、温度センサで、放電灯点灯装置は、始動時に温度センサで検出した温度
に応じてランプ電力の増減値およびランプ電力の供給時
間の少なくともいずれかを決定し、ランプ電力を供給す
ることを特徴とする請求項１または２記載の照明装置。
【請求項６】温度センサは、放電ランプに密着して設
けられたことを特徴とする請求項３ないし５いずれか一
記載の照明装置。
【請求項７】温度センサは、外管の電極に近接した位
置に配設されたことを特徴とする請求項３ないし６いず
れか一記載の照明装置。
【請求項８】温度センサは、放電灯点灯装置側に設け
られていることを特徴とする請求項３ないし５いずれか
一記載の照明装置。
【請求項９】ランプセンサは、輝度センサであること
を特徴とする請求項１または２記載の照明装置。
【請求項１０】請求項１ないし９いずれか一記載の照
明装置と；この照明装置に照射される表示手段と；を具
備したことを特徴とする表示装置。