JP4464192B2

JP4464192B2 - 車両用灯具、冷陰極蛍光灯点灯装置、および冷陰極蛍光灯点灯方法

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Publication number: JP4464192B2
Application number: JP2004140348A
Authority: JP
Inventors: 昌康伊藤; 仁志武田
Original assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2004-05-10
Filing date: 2004-05-10
Publication date: 2010-05-19
Anticipated expiration: 2024-05-10
Also published as: US7157864B2; JP2005322540A; US20050248282A1

Description

本発明は、車両用灯具、冷陰極蛍光灯点灯装置、および冷陰極蛍光灯点灯方法に関する。

従来、カソード、ゲート、およびアノードを有する冷陰極蛍光灯において、アノードとカソードとの間に予め加速電圧を印加しておき、ゲートとカソードとの間に引き出し電圧を印加することにより、カソードからアノードに向けて電子を放出させ、放出させた電子をアノード上の蛍光体に衝突させることにより、蛍光体を蛍光させる冷陰極蛍光灯が知られている（例えば、特許文献１参照。）。冷陰極蛍光灯は、安定に電子を放出している場合よりも、最初に電子を放出し始める場合の方が、ゲートとカソードとの間に、より高い引き出し電圧を印加する必要がある。
特開２０００−１７３４４５号公報

しかし、電子の放出が開始した後には、安定に電子を放出する場合に印加すべき引き出し電圧まで電圧を降下させなければ、カソードからアノードへ必要以上の電子が放出される。そのため、アノードが過熱し、アノードや蛍光体、アノードが形成されたガラス基板等に熱による損傷を与える場合があった。これを回避するために、高い引き出し電圧をゲートとカソードとの間に印加することにより、カソードからの電子の放出が開始した後には、急速に引き出し電圧を低下させる必要があった。これにより、冷陰極蛍光灯を適切に点灯させるための装置が複雑になる場合があった。そのため、冷陰極蛍光灯を適切に点灯させるのにコストがかかる場合があった。

そこで本発明は、上記の課題を解決することのできる車両用灯具、冷陰極蛍光灯点灯装置、および冷陰極蛍光灯点灯方法を提供することを目的とする。この目的は特許請求の範囲における独立項に記載の特徴の組み合わせにより達成される。また従属項は本発明の更なる有利な具体例を規定する。

上記課題を解決するために、本発明の第１の形態における車両用灯具は、カソード、ゲート、およびアノードを有する冷陰極蛍光灯と、冷陰極蛍光灯を点灯させる前に、予めカソードからゲートへ予備放電をさせる点灯制御部とを備え、点灯制御部は、カソードとゲートとの間の電圧を一旦下げてから、カソードとアノードとの間に電圧を印加し、その後に再度、カソードとゲートとの間に引き出し電圧を印加することにより、カソードからアノードへの放電を開始させる。

点灯制御部は、冷陰極蛍光灯を点灯させる前に、予めカソードからゲートへ予備放電をさせるので、点灯をしやすくなる。また点灯制御部は、カソードとゲートとの間の電圧を一旦下げてから、カソードとアノードとの間に電圧を印加し、その後に再度、カソードとゲートとの間に引き出し電圧を印加することにより、カソードからアノードへの放電を開始させるので、点灯開始時に、アノードからカソードへ過電流が流れることを防止することができる。このため、冷陰極蛍光灯の破壊および寿命の短縮を防ぐことができる。

点灯制御部は、カソードが点灯時の温度と略同一の温度に昇温するまでカソードからゲートへ予備放電をさせることが好ましい。これにより、点灯時と同じ電圧を、ゲートとカソードとの間、およびアノードとカソードとの間に印加するのみで、冷陰極蛍光灯を点灯させることができる。

本発明の第２の形態における冷陰極蛍光灯点灯装置は、カソード、ゲート、およびアノードを有する冷陰極蛍光灯を点灯させる前に、予めカソードからゲートへ予備放電をさせ、カソードとゲートとの間の電圧を一旦下げてから、カソードとアノードとの間に電圧を印加し、その後に再度、カソードとゲートとの間に引き出し電圧を印加することにより、カソードからアノードへの放電を開始させる。

本発明の第３の形態における冷陰極蛍光灯点灯方法は、カソード、ゲート、およびアノードを有する冷陰極蛍光灯を点灯させる前に、予めカソードからゲートへ予備放電をさせる点灯制御ステップを備え、点灯制御ステップは、カソードとゲートとの間の電圧を一旦下げてから、カソードとアノードとの間に電圧を印加し、その後に再度、カソードとゲートとの間に引き出し電圧を印加することにより、カソードからアノードへの放電を開始させる。

なお上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションも又発明となりうる。

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求にかかる発明を限定するものではなく、又実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の開発手段に必須であるとは限らない。

図１および図２は、本発明の一実施形態に係る車両用灯具１０の構成を示す。図１は、車両用灯具１０の斜視図である。図２は、中段の光源ユニット２０を横断する水平面による車両用灯具１０の水平断面図である。本実施形態は、点灯開始時にアノードからカソードへ過電流が流れることを防止することにより、冷陰極蛍光灯の破壊および寿命の短縮を防止することができる車両用灯具１０を低いコストで提供することを目的とする。

車両用灯具１０は、例えば自動車等に用いられる車両用前照灯であり、車両の前方へ光を照射する。車両用灯具１０は、複数の光源ユニット２０、カバー１２、ランプボディ１４、回路ユニット１６、複数の放熱部材２４、エクステンションリフレクタ２８、およびケーブル２２、２６を備える。複数の光源ユニット２０のそれぞれは、冷陰極蛍光灯１００およびレンズ２０４を有する。冷陰極蛍光灯１００は、ケーブル２２を介して回路ユニット１６から受け取る電力に応じて、白色光を発生する。レンズ２０４は、冷陰極蛍光灯１００が発生する光を車両用灯具１０の外部へ照射する。これにより、光源ユニット２０は、冷陰極蛍光灯１００が発生する光に基づき、車両の配光パターンを形成する光を、車両の前方へ照射する。

光源ユニット２０は、例えば、光源ユニット２０の光軸の方向を調整するためのエイミング機構によって傾動可能に、ランプボディ１４に支持される。光源ユニット２０は、車両用灯具１０を車体に取り付けた場合の光軸の方向が、例えば０．３〜０．６°程度、下向きになるように、ランプボディ１４に支持されてよい。なお、複数の光源ユニット２０は、同一又は同様の配光特性を有してもよく、それぞれ異なる配光特性を有してもよい。また、他の例において、一の光源ユニット２０が、複数の冷陰極蛍光灯１００を有してもよい。

カバー１２およびランプボディ１４は、車両用灯具１０の灯室を形成し、この灯室内に複数の光源ユニット２０を収容する。カバー１２およびランプボディ１４は、光源ユニット２０を密閉および防水することが好ましい。カバー１２は、冷陰極蛍光灯１００が発生する光を透過する素材により、例えば素通し状に形成され、複数の光源ユニット２０の前方を覆うように、車両の前面に設けられる。ランプボディ１４は、複数の光源ユニット２０を挟んでカバー１２と対向して、複数の光源ユニット２０を後方から覆うように設けられる。ランプボディ１４は、車両のボディと一体に形成されてもよい。回路ユニット１６は、冷陰極蛍光灯１００を点灯させる点灯回路等が形成されたモジュールである。回路ユニット１６は、ケーブル２２を介して光源ユニット２０と電気的に接続される。また、回路ユニット１６は、ケーブル２６を介して、車両本体と電気的に接続される。

複数の放熱部材２４は、光源ユニット２０の少なくとも一部と接触して設けられたヒートシンクである。放熱部材２４は、例えば金属等の、空気よりも高い熱伝導率を有する素材により形成される。放熱部材２４は、例えばエイミング機構の支点に対して光源ユニット２０を動かす範囲で、光源ユニット２０に伴って可動であり、ランプボディ１４に対し、光源ユニット２０の光軸調整を行うのに十分な間隔を空けて設けられる。複数の放熱部材２４は、一の金属部材により、一体に形成されてよい。この場合、複数の放熱部材２４の全体から、効率よく放熱することができる。エクステンションリフレクタ２８は、例えば薄い金属板等により、複数の光源ユニット２０の下部から、カバー１２へ渡って形成された反射鏡である。エクステンションリフレクタ２８は、ランプボディ１４の内面の少なくとも一部を覆うように形成されることにより、ランプボディ１４の内面の形状を隠し、車両用灯具１０の見栄えを向上させる。

また、エクステンションリフレクタ２８の少なくとも一部は、光源ユニット２０および／または放熱部材２４と接触する。この場合、エクステンションリフレクタ２８は、冷陰極蛍光灯１００が発生する熱をカバー１２に伝導する熱伝導部材の機能を有する。これにより、エクステンションリフレクタ２８は、冷陰極蛍光灯１００を放熱する。また、エクステンションリフレクタ２８の一部は、カバー１２またはランプボディ１４に固定される。エクステンションリフレクタ２８は、複数の光源ユニット２０の上方、下方、および側方を覆う枠状に形成されてもよい。本例によれば、光源として冷陰極蛍光灯１００を用いることにより、光源ユニット２０を小型化することができる。また、これにより、例えば光源ユニット２０の配置の自由度が向上するため、デザイン性の高い車両用灯具１０を提供することができる。なお、本実施形態において、本発明の車両用灯具の一例を車両用前照灯を用いて説明したが、本発明の車両用灯具はこれに限られず、道路の標識灯や車両の室内灯であってもよい。

図３は、車両用灯具１０の詳細な構成の一例を示すブロック図を電源３０およびスイッチ３２と共に示す。電源３０は、例えば車載のバッテリであり、車両本体に設けられ、スイッチ３２および車両用灯具１０に電力を供給する。スイッチ３２は、車両本体に設けられ、車両の制御信号に応じてＨｉｇｈおよびＬｏｗを示す電圧を車両用灯具１０に印加することにより、車両用灯具１０を点灯および消灯させる。車両用灯具１０は、冷陰極蛍光灯１００および点灯制御部２００を備える。なお、本例において、説明を簡単にするために、車両用灯具１０は、一の冷陰極蛍光灯１００を備える。

冷陰極蛍光灯１００は、アノード１０２、ゲート１０４、およびカソード１０６を有する。アノード１０２とカソード１０６との間には、点灯制御部２００によって、アノード１０２を高電位とする電圧が印加される。また、ゲート１０４とカソード１０６との間には、点灯制御部２００によって、ゲート１０４を高電位とする電圧が印加される。これにより、カソード１０６から電子が放出され、アノード１０２に衝突する。アノード１０２のカソード１０６と対抗する面には、電子が衝突することにより、例えば白色光を発生する蛍光体が塗布されている。そのため、カソード１０６から放出された電子がアノード１０２に衝突することにより、冷陰極蛍光灯１００は発光する。

点灯制御部２００は、スイッチング制御部２４０、複数の電圧印加部２６０、２８０、および電流検出部４００を備える。電圧印加部２６０は、トランス２６２、スイッチング素子２７０、ダイオード２７２、およびコンデンサ２７４を有し、冷陰極蛍光灯１００のカソード１０６とアノード１０２との間に加速電圧を印加する。トランス２６２は、１次コイル２６４および２次コイル２６６を有する。１次コイル２６４の一端は電源３０に接続され、他端はスイッチング素子２７０を介して基準電位に接続される。２次コイル２６６の一端はダイオード２７２のアノードに接続され、他端は１次コイル２６４の基準電位に接続される。スイッチング素子２７０は、１次コイル２６４と直列に接続されており、スイッチング制御部２４０からの制御信号に応じてオンおよびオフとなることにより、１次コイル２６４に流れる電流を断続的に変化させる。ダイオード２７２は、２次コイル２６６と電流検出部４００との間に順方向接続される。コンデンサ２７４の一端はダイオード２７２のカソードに接続され、他端は２次コイル２６６の低電位側に接続される。トランス２６２は、スイッチング素子２７０がオンの期間に蓄積した電力を、スイッチング素子２７０がオフの期間にコンデンサ２７４を介して出力する。

電圧印加部２８０は、トランス２８２、スイッチング素子２９０、ダイオード２９２、およびコンデンサ２９４を有し、カソード１０６とゲート１０４との間にゲート電圧を印加する。トランス２８２は、１次コイル２８４および２次コイル２８６を有する。１次コイル２８４の一端は電源３０に接続され、他端はスイッチング素子２９０を介して基準電位に接続される。２次コイル２８６の一端はダイオード２９２のアノードに接続され、他端はコンデンサ２９４に接続される。スイッチング素子２９０は、１次コイル２８４と直列に接続されており、スイッチング制御部２４０からの制御信号に応じてオンおよびオフとなることにより、１次コイル２８４に流れる電流を断続的に変化させる。ダイオード２９２は、２次コイル２８６と電流検出部４００との間に順方向接続される。コンデンサ２９４の一端はダイオード２９２のカソードに接続され、他端は２次コイル２８６の低電位側に接続される。トランス２８２は、スイッチング素子２９０がオンの期間に蓄積した電力を、スイッチング素子２９０がオフの期間にコンデンサ２９４を介して出力する。なお、本例において、電圧印加部２６０および電圧印加部２８０は、フライバック方式のスイッチングレギュレータを構成するが、他の例として、電圧印加部２６０および電圧印加部２８０は、フォワード方式のスイッチングレギュレータであってもよい。

電流検出部４００は、電圧印加部２６０および電圧印加部２８０のそれぞれが冷陰極蛍光灯１００に供給する電流を検出する。スイッチング制御部２４０は、電流検出部４００が検出した電流値を予め定められた値と比較し、予め定められた電流値との誤差に基づいて、例えば公知のＰＷＭまたはＰＦＭ信号を生成することにより、スイッチング素子２７０およびスイッチング素子２９０のそれぞれがオンおよびオフとなる時間を制御する。これにより、スイッチング制御部２４０は、冷陰極蛍光灯１００に流れる電流が予め定められた値となるように電圧印加部２６０および電圧印加部２８０を制御する。また、スイッチング制御部２４０は、冷陰極蛍光灯１００を点灯させる場合、即ちスイッチ３２からＨｉｇｈを示す電圧を受け取った場合に、後述する点灯制御に従って、冷陰極蛍光灯１００に予め定められた手順で電圧を供給することにより、冷陰極蛍光灯１００を点灯させる。なお、点灯制御部２００は、本発明における冷陰極蛍光灯点灯装置の一例である。

図４は、電流検出部４００の詳細な構成の一例を示す回路図である。電流検出部４００は、アノード電流検出部４１０およびゲート電流検出部４３０を備える。アノード電流検出部４１０は、複数の抵抗４１２、４１４、４２０、４２２、４２４、コンデンサ４１６、およびオペアンプ４１８を有する。抵抗４１２の一端は２次コイル２６６およびコンデンサ２７４の低電位側に接続され、他端は抵抗４１４を介してオペアンプ４１８の正入力端子に接続される。抵抗４１２と抵抗４１４との間のノードは、カソード１０６に接続される。コンデンサ４１６の一端は、オペアンプ４１８の正入力端子に接続され、他端は基準電位に接続される。抵抗４１４およびコンデンサ４１６は、カソード１０６から抵抗４１２を介して基準電位に流れる電流によって抵抗４１２に発生する電圧の高周波成分を除去して、オペアンプ４１８の正入力端子に印加する。

抵抗４２０の一端はオペアンプ４１８の負入力端子に接続され、他端は基準電位に接続される。抵抗４２２は、オペアンプ４１８の出力端子と負入力端子との間に設けられる。オペアンプ４１８は、正入力端子に受け取る電圧を、抵抗４２０の抵抗値と抵抗４２２の抵抗値とによって定められる増幅率で増幅して出力端子に出力する。抵抗４２４は、オペアンプ４１８の出力端子と基準電位との間に設けられる。このような構成により、アノード電流検出部４１０は、２次コイル２６６の基準電位との接続点と、冷陰極蛍光灯１００との間の電流を検出することにより、アノード１０２とカソード１０６との間に流れるアノード電流を検出する。

ここで、電圧印加部２６０のトランス２６２は、電力変換効率を上げるために１次コイル２６４および２次コイル２６６を近接して巻く場合がある。そのため、トランス２６２は、１次コイル２６４と２次コイル２６６との間に大きな寄生容量を有する。そのため、１次コイル２６４の電流がオンおよびオフするのに応じて、当該寄生容量および１次コイル２６４の電流の変化に基づく高周波電流が２次コイル２６６に流れる。また、冷陰極蛍光灯１００が点灯している場合、アノード１０２とカソード１０６との間に例えば数ｋＶの電圧を印加することにより、アノード１０２とカソード１０６との間に例えば数十μＡの電流が流れる。このように、冷陰極蛍光灯１００が点灯する場合に冷陰極蛍光灯１００に流れる電流は、１次コイル２６４および２次コイル２６６に印加される電圧に対して比較的少ないので、１次コイル２６４の電流のオンおよびオフによって発生する高周波電流は、冷陰極蛍光灯１００に流すべき電流に対して無視できない大きさとなる場合がある。しかし、本例において、２次コイル２６６の一端が１次コイル２６４の基準電位に接続されているので、２次コイル２６６に発生した高周波電流は基準電位に流れる。従って、１次コイル２６４と２次コイル２６６との間に生じる高周波電流によって抵抗４１２に発生する高周波ノイズを低減することができる。

また、抵抗４１２と抵抗４１４との間のノードが、１次コイル２６４の基準電位に接続されているとすると、１次コイル２６４と２次コイル２６６との間の寄生容量、およびスイッチング素子２７０のスイッチングによって発生した高周波電流が、抵抗４１２を介して基準電位に流れる。そのため、アノード電流検出部４１０は、アノード１０２とカソード１０６との間に流れる電流を正しく検出することができない。しかし、本例によれば、２次コイル２６６と抵抗４１２との間のノードが、１次コイル２６４の基準電位に接続されているので、スイッチング素子２７０のスイッチングによって発生する高周波電流は、抵抗４１２を流れない。従って、アノード電流検出部４１０は、アノード１０２とカソード１０６との間に流れるアノード電流をより正確に検出することができる。

ゲート電流検出部４３０は、複数の抵抗４３２、４３４、４３８、４４２、４４４、４４６、複数のコンデンサ４３６、４４８、およびオペアンプ４４０を備える。抵抗４３２の一端は２次コイル２８６の低電位側に接続され、他端はカソード１０６に接続される。コンデンサ４４８の一端は抵抗４３２と２次コイル２８６との間のノードに接続され、他端は基準電位に接続される。これにより、トランス２８２の２次コイル２８６の一端はコンデンサ４４８を介して１次側の基準電位に接続される。抵抗４３４の一端はオペアンプ４４０の負入力端子に接続され、他端は抵抗４３２とコンデンサ４４８との間のノードに接続される。抵抗４３８の一端はオペアンプ４４０の負入力端子に接続され、他端はオペアンプ４４０の出力端子に接続される。抵抗４４２の一端はカソード１０６に接続され、他端は抵抗４４４を介して基準電位に接続される。抵抗４４２と抵抗４４４との間のノードは、オペアンプ４４０の正入力端子に接続される。オペアンプ４４０は、抵抗４３４、抵抗４３８、抵抗４４２、および抵抗４４４の抵抗値に応じた増幅率で、抵抗４３２の両端に発生する電圧を出力端子に出力する。抵抗４４６は、オペアンプ４４０の出力端子と基準電位との間に設けられている。このような構成により、ゲート電流検出部４３０は、２次コイル２８６とコンデンサ４４８との接続点と、冷陰極蛍光灯１００との間の電流を検出することにより、ゲート１０４とカソード１０６との間に流れるゲート電流を検出する。

コンデンサ４３６は、オペアンプ４４０の出力端子と負入力端子との間に抵抗４３８と並列に接続される。これにより、抵抗４３２に流れる高周波電流に応じた電圧の増幅率を低下させることができる。従って、ゲート電流検出部４３０は、高周波電流に基づく電圧を除去することにより、ゲート１０４とカソード１０６との間の電流に応じた電圧を、より正確に出力することができる。

ここで、コンデンサ４４８が抵抗４３２と２次コイル２８６との間のノードに設けられず、抵抗４３２とカソード１０６との間のノードが基準電位に接続されているとすれば、１次コイル２８４と２次コイル２８６との間の寄生容量、およびスイッチング素子２９０のスイッチングによって発生した高周波電流が、抵抗４３２を介して基準電位に流れる。そのため、ゲート電流検出部４３０は、ゲート１０４とカソード１０６との間に流れる電流を正しく検出することができない場合がある。しかし、本例によれば、抵抗４３２と２次コイル２８６との間のノードがコンデンサ４４８を介して１次コイル２８４の基準電位に接続されるので、１次コイル２８４と２次コイル２８６との間に生じる高周波ノイズを低減することができる。また、スイッチング素子２９０のスイッチングによる高周波電流は、抵抗４３２を流れることなくコンデンサ４４８を介して基準電位に流れるので、ゲート電流検出部４３０は、ゲート１０４とカソード１０６との間に流れるゲート電流をより正確に検出することができる。

このように、アノード電流およびゲート電流をより正確に検出することができるので、冷陰極蛍光灯１００の光量をより正確に制御することができる。特に車両用灯具１０には、車両の走行に伴い大きなノイズが印加される場合があるが、このような場合であっても、所望の明るさで車両用灯具１０を点灯させる必要がある。本実施形態によれば、アノード電流検出部４１０およびゲート電流検出部４３０に印加される高周波ノイズが低減されるので、トランス２６２およびトランス２８２に高周波ノイズが印加された場合であっても、冷陰極蛍光灯１００を所望の明るさで点灯させることができる。

なお、ゲート電流検出部４３０において、抵抗４３４の抵抗値と抵抗４３８の抵抗値の和は、抵抗４１２および抵抗４３２のそれぞれの抵抗値よりもずっと大きく、例えば１００倍以上であることが好ましい。これにより、オペアンプ４４０の出力端子に発生する電圧によって、抵抗４３８、抵抗４３４、抵抗４３２、および抵抗４１２を介して、基準電位に流れる電流によって抵抗４１２および抵抗４３２に発生する誤差電圧を小さくすることができる。従って、アノード電流およびゲート電流を精度よく検出することができる。また、冷陰極蛍光灯１００が点灯する場合、アノード１０２とカソード１０６との間には、ゲート１０４とカソード１０６との間よりも高い電圧が印加される。これにより、アノード１０２とカソード１０６との間には、ゲート１０４とカソード１０６との間よりも大きな高周波電流が流れる場合がある。また、コンデンサを基準電位との間に設ける場合、高周波ノイズは、高い周波数成分ほど多く減衰するので、比較的低い周波数の高周波ノイズ成分は残留する場合がある。そのため、本例に示したように、より大きな高周波ノイズを発生するアノード電流の経路を基準電位に接続し、比較的小さい高周波ノイズを発生するゲート電流の経路をコンデンサ４４８を介して基準電位に接続することが好ましい。

また、本例において、点灯制御部２００は、アノード用電源およびゲート用電源として、トランス２６２およびトランス２８２を有するが、他の例として、点灯制御部２００は、２つの２次コイルを有する１個のトランスを有してもよい。この場合、それぞれの２次コイルの出力にスイッチを設け、そのスイッチを制御することにより、アノード１０２とカソード１０６との間、およびゲート１０４とカソード１０６との間に供給する電流を個別に制御してもよい。

図５は、ゲート電流検出部４３０の詳細な構成の他の例を示す回路図である。なお、以下に説明する点を除き、図５において、図４と同じ符号を付した構成は、図４における構成と同一又は同様の機能を有するため説明を省略する。抵抗４３２の一端はダイオード２９２のカソードに接続され、他端はゲート１０４に接続される。コンデンサ４４８は、ダイオード２９２と抵抗４３２との間のノードと基準電位との間に接続される。抵抗４３４の一端はオペアンプ４４０の負入力端子に接続され、他端はゲート１０４およびアノード電流検出部４１０に接続される。抵抗４４２の一端は抵抗４３２とコンデンサ４４８との間のノードに接続され、他端は抵抗４４４を介して基準電位に接続される。本例においても、ゲート電流検出部４３０は、ゲート１０４とカソード１０６との間に流れる電流を精度よく検出することができる。

図６は、冷陰極蛍光灯１００の点灯を開始させる場合の点灯制御部２００の動作の一例を示すフローチャートである。例えば、スイッチング制御部２４０がスイッチ３２からＨｉｇｈを示す電圧を受け取ることにより、本フローチャートに示す点灯制御部２００の動作が開始する。まず、スイッチング制御部２４０は、電圧印加部２８０を制御し、ゲート１０４とカソード１０６との間に例えば数百Ｖの電圧を印加することにより、カソード１０６からゲート１０４へ予備放電をさせる（Ｓ１００）。その後、スイッチング制御部２４０は、電圧印加部２８０を制御し、ゲート１０４とカソード１０６との間の電圧を例えば０Ｖに降下させることにより、カソード１０６からゲート１０４への予備放電を停止させる（Ｓ１０２）。

次に、スイッチング制御部２４０は、電圧印加部２６０を制御し、アノード１０２とカソード１０６との間に例えば数ｋＶの加速電圧を印加させる（Ｓ１０４）。そして、スイッチング制御部２４０は、電圧印加部２８０を制御し、ゲート１０４とカソード１０６との間に例えば数百Ｖの引き出し電圧を印加することにより、カソード１０６からアノード１０２への放電を開始させ（Ｓ１０６）、本フローチャートに示す冷陰極蛍光灯１００の点灯を開始させる場合の点灯制御部２００の動作は終了する。

このように、スイッチング制御部２４０は、冷陰極蛍光灯１００を点灯させる前に、予めカソード１０６からゲート１０４へ予備放電をさせた後に、アノード１０２とカソード１０６との間に加速電圧を印加させるので、冷陰極蛍光灯１００を点灯させる前にカソード１０６が温まり、カソード１０６から電子が放出されやすい状態となる。そのため、点灯時と同じ引き出し電圧をゲート１０４とカソード１０６との間に印加すると共に、点灯時と同じ加速電圧をアノード１０２とカソード１０６との間に印加するのみで、冷陰極蛍光灯１００の点灯を開始させることができる。

なお、スイッチング制御部２４０は、ステップ１００において、カソード１０６からゲート１０４への予備放電をさせ、カソード１０６が点灯時の温度と略同一の温度に昇温した後に、ステップ１０２においてカソード１０６からゲート１０４への予備放電を停止させてもよい。これにより、スイッチング制御部２４０は、迅速に冷陰極蛍光灯１００の点灯を開始させることができる。

図７（ａ）は、冷陰極蛍光灯１００を点灯させる場合のゲート電圧、ゲート電流、およびアノード電流の関係の一例を示すグラフであり、図７（ｂ）は、図７（ａ）に示す領域Ａを拡大したグラフである。図７において、波形ｘはゲート１０４とカソード１０６との間のゲート電圧の変化を示し、波形ｙはゲート１０４とカソード１０６との間に流れるゲート電流の変化を示し、波形ｚはアノード１０２とカソード１０６との間に流れるアノード電流の変化を示す。波形ｘに示すように、スイッチング制御部２４０は、電圧印加部２８０を制御することにより、ゲート１０４とカソード１０６との間の電圧を上昇させた後に、ゲート１０４とカソード１０６との間の電圧を一旦下げ、その後に再びゲート１０４とカソード１０６との間の電圧を冷陰極蛍光灯１００の点灯時の電圧である引き出し電圧まで上昇させる。

また、波形ｙに示すように、ゲート１０４とカソード１０６との間の電圧が予備放電可能な電圧まで上昇した場合に予備放電することにより、ゲート１０４とカソード１０６との間にゲート電流が流れる。この場合、ゲート１０４とカソード１０６との間には、冷陰極蛍光灯１００が点灯している状態で流れる電流の２倍以上のゲート電流が流れる。そして、ゲート１０４とカソード１０６との間の電圧が降下するのに伴って、ゲート電流は低下し、再びゲート１０４とカソード１０６との間の電圧が引き出し電圧まで上昇した場合に、カソード１０６からゲート１０４への放電が起こり、ゲート１０４とカソード１０６との間にゲート電流が流れる。

また、スイッチング制御部２４０は、ゲート１０４とカソード１０６との間の電圧を一旦下げている間に、アノード１０２とカソード１０６との間に加速電圧を印加し、その後、再びゲート１０４とカソード１０６との間の電圧を引き出し電圧まで上昇させる。これにより、波形ｚに示すように、ゲート電圧が上昇するのに伴って、ゲート電流およびアノード電流が増加し、カソード１０６からアノード１０２への放電が開始し、冷陰極蛍光灯１００が点灯する。またこの場合、図７（ｂ）に示すように、ゲート電流およびアノード電流は、オーバーシュートすることなく、ゲート電圧の上昇に伴って増加している。

ここで、アノード１０２とカソード１０６との間に加速電圧を印加した状態で、ゲート１０４とカソード１０６との間に引き出し電圧を印加することにより冷陰極蛍光灯１００の点灯を開始する場合、ゲート１０４とカソード１０６との間に引き出し電圧を印加すると、アノード１０２とカソード１０６との間に、冷陰極蛍光灯１００が点灯している状態で流れるアノード電流の２倍以上の電流が流れることにより、アノード１０２が過熱される。冷陰極蛍光灯１００はガラス管等で形成されており、アノード１０２は、当該ガラス上に形成される場合がある。この場合、アノード１０２が過熱すると、冷陰極蛍光灯１００のガラスが破損する場合がある。また、アノード１０２が過熱すると、アノード１０２に塗布されている蛍光体が黄変することにより、劣化する場合がる。しかし、本例において、スイッチング制御部２４０は、冷陰極蛍光灯１００を点灯させる前に、予めカソード１０６からゲート１０４へ予備放電をさせるので、冷陰極蛍光灯１００を点灯させる前にカソード１０６が温まり、放電しやすくなる。これにより、アノード１０２に過大な電流が流れることなく、冷陰極蛍光灯１００の点灯を開始させることができる。従って、冷陰極蛍光灯１００の点灯開始時のアノード電流のオーバーシュートを防止することができ、冷陰極蛍光灯１００の破損および寿命の短縮を防止することができる。

図８は、点灯制御部２００の詳細な構成の他の例を示す回路図である。点灯制御部２００は、トランス５００、トランス５１０、およびコンデンサ５１６を備える。トランス５００は、１次コイル５０２および２次コイル５０４を有する。２次コイル５０４の一端は、１次コイル５０２の基準電位に接続されている。本例においても、１次コイル５０２の電流のオンおよびオフによって発生する高周波電流がアノード電流に与える影響を少なくすることができる。また、トランス５１０は、１次コイル５１２および２次コイル５１４を有する。２次コイル５１４の一端は、コンデンサ５１６を介して、１次コイル５１２の基準電位に接続されている。本例においても、１次コイル５１２の電流のオンおよびオフによって発生する高周波電流がゲート電流に与える影響を少なくすることができる。従って、アノード電流およびゲート電流を適切に検出することができ、冷陰極蛍光灯１００を適切な光量で点灯させることができる。

また、ゲート１０４用の電源回路は、アノード１０２に流れる電流に応じてゲート１０４に流れる電流を制限する制限手段を有しており、アノード１０２に流れる電流に応じてゲート１０４に流れる電流をフィードバック制御している。冷陰極蛍光灯１００の点灯開始時に、この制限手段がゲート１０４に流れる過電流を検出し、その後、ゲート電流を例えば０に制限することにより、カソード１０６からゲート１０４への予備放電を停止させる。これにより、点灯開始時にゲート１０４に流れえる過電流を、通常点灯時の２倍程度に抑えることができる。

上記説明から明らかなように、本実施形態の車両用灯具１０によれば、冷陰極蛍光灯１００を点灯させる前に、予めカカソード１０６からゲート１０４へ予備放電をさせるので、点灯をしやすくなる。またスイッチング制御部２４０は、ゲート１０４とカソード１０６との間の電圧を一旦下げてから、アノード１０２とカソード１０６との間に加速電圧を印加し、その後に再度、ゲート１０４とカソード１０６との間に引き出し電圧を印加することにより、カソード１０６からアノード１０２への放電を開始させるので、点灯開始時に、アノード１０２からカソード１０６へ過電流が流れることを防止することができる。このため、冷陰極蛍光灯１００の破壊および寿命の短縮を防止することができる。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

本発明の一実施形態に係る車両用灯具１０の構成を示す斜視図である。中段の光源ユニット２０を横断する水平面による車両用灯具１０の水平断面図である。車両用灯具１０の詳細な構成の一例を示すブロック図である。電流検出部４００の詳細な構成の一例を示す回路図である。ゲート電流検出部４３０の詳細な構成の他の例を示す回路図である。冷陰極蛍光灯１００を点灯させる場合の点灯制御部２００の動作の一例を示すフローチャートである。図７（ａ）は、冷陰極蛍光灯１００を点灯させる場合のゲート電圧、ゲート電流、およびアノード電流の関係の一例を示すグラフであり、図７（ｂ）は、図７（ａ）に示す領域Ａを拡大したグラフである。点灯制御部２００の詳細な構成の他の例を示す回路図である。

符号の説明

１０・・・車両用灯具、１２・・・カバー、１４・・・ランプボディ、１６・・・回路ユニット、２０・・・光源ユニット、２２、２６・・・ケーブル、２４・・・放熱部材、２８・・・エクステンションリフレクタ、３０・・・電源、３２・・・スイッチ、１００・・・冷陰極蛍光灯、１０２・・・アノード、１０４・・・ゲート、１０６・・・カソード、２００・・・点灯制御部、２０４・・・レンズ、２４０・・・スイッチング制御部、２６０、２８０・・・電圧印加部、２６２、２８２、５００、５１０・・・トランス、２６４、２８４、５０２、５１２・・・１次コイル、２６６、２８６、５０４、５１４・・・２次コイル、２７０、２９０・・・スイッチング素子、２７２、２９２・・・ダイオード、２７４、２９４、４１６、４３６、４４８、５１６・・・コンデンサ、４００・・・電流検出部、４１０・・・アノード電流検出部、４１２、４１４、４２０、４２２、４２４、４３２、４３４、４３８、４４２、４４４、４４６・・・抵抗、４１８、４４０・・・オペアンプ、４３０・・・ゲート電流検出部

Claims

カソード、ゲート、およびアノードを有する冷陰極蛍光灯と、
前記冷陰極蛍光灯を点灯させる前に、予め前記カソードから前記ゲートへ予備放電をさせる点灯制御部と
を備え、
前記点灯制御部は、前記カソードと前記ゲートとの間の電圧を一旦下げてから、前記カソードと前記アノードとの間に電圧を印加し、その後に再度、前記カソードと前記ゲートとの間に引き出し電圧を印加することにより、前記カソードから前記アノードへの放電を開始させる車両用灯具。
前記点灯制御部は、前記カソードが点灯時の温度と略同一の温度に昇温するまで前記カソードから前記ゲートへ予備放電をさせる請求項１に記載の車両用灯具。
カソード、ゲート、およびアノードを有する冷陰極蛍光灯を点灯させる前に、予め前記カソードから前記ゲートへ予備放電をさせ、前記カソードと前記ゲートとの間の電圧を一旦下げてから、前記カソードと前記アノードとの間に電圧を印加し、その後に再度、前記カソードと前記ゲートとの間に引き出し電圧を印加することにより、前記カソードから前記アノードへの放電を開始させる冷陰極蛍光灯点灯装置。
カソード、ゲート、およびアノードを有する冷陰極蛍光灯を点灯させる前に、予め前記カソードから前記ゲートへ予備放電をさせる予備放電ステップと、
前記予備放電ステップの後に、前記カソードと前記ゲートとの間の電圧を一旦下げる予備放電解除ステップと、
前記予備放電解除ステップの後に、前記カソードと前記アノードとの間に加速電圧を印加する加速電圧印加ステップと、
前記加速電圧印加ステップの後に、前記カソードと前記ゲートとの間に引き出し電圧を印加する引き出し電圧印加ステップと
を備える冷陰極蛍光灯点灯方法。