JP4798444B2 - 多灯式放電灯点灯装置 - Google Patents

Description

本発明は、放電灯点灯装置に係り、特に、液晶表示装置のバックライトとして使用される複数の放電灯を点灯する多灯式放電灯点灯装置に関する。

液晶表示装置のバックライト用の光源として、例えば冷陰極ランプ等の放電灯が広く使用されている。近年、液晶テレビジョン用の表示装置等に代表される液晶表示装置の高輝度化および大型化に伴い、液晶表示装置の照明用光源として、複数の放電灯を使用した多灯式バックライトが多用されていると共に、このような多灯式バックライトに使用される放電灯の長尺化も進んでいる。

一般に、放電灯を点灯するには、その電圧として高圧の高周波電圧を要するため、放電灯点灯装置は、直流電圧を高周波交流電圧に変換するインバータ手段と、昇圧用のトランスとを備えており、トランスの一次側をインバータ手段で駆動して、二次側に発生する高圧の高周波電圧を印加することにより、放電灯を点灯するように構成されている。

このような放電灯点灯装置において、放電灯の長尺化には、次のような問題が伴う。すなわち、放電灯が長尺化すると、点灯に必要な電圧も増大するため、トランスに十分な絶縁耐圧を確保するために、その小型化が困難になる。また、このような放電灯点灯装置において、放電灯の一端側は、通常、トランスの二次巻線の一端と共に接地されており、そのため、放電灯の点灯時に、非接地側の電極の電位だけが接地電位に対して大きく変動する。その結果、特に長尺の放電灯では、その長手方向に大きな輝度勾配が発生し、照明の品質を損なうといった問題もある。

従来、このような問題に対処するために、図８に示すような回路構成を有する放電灯点灯装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この放電灯点灯装置１００は、第１の発振トランス１２１、第２の発振トランス１２５、およびそれぞれの発振トランス１２１、１２５を駆動する発振回路１２２、１２６を備えており、それぞれの発振トランス１２１、１２５の二次巻線１２１ｓ、１２５ｓの一端を接地すると共に、他端を、それぞれバラストコンデンサ１２８、１２８を介して放電灯１２７の両端に接続してなるものである。また、放電灯点灯装置１００は、二次巻線１２１ｓと二次巻線１２５ｓの、放電灯１２７に接続される側の一端に、互いに逆位相の電圧を発生させるように構成されている。

放電灯点灯装置１００では、放電灯１２７を１つのトランスを用いて点灯させる場合と比較して、各発振トランス１２１、１２５の二次巻線１２１ｓ、１２５ｓに発生させる電圧を半減することが可能になると共に、放電灯１２７の両端側の電極電位が接地電位に対して均等に変動することにより、トランスの小型化を容易にし、また、長手方向の輝度勾配を低減することが図られている。

実開平５−９０８９７号公報

しかしながら、図８に示す回路構成を必要な灯数分だけ設けることによって、多灯式放電灯点灯装置を構成した場合には、使用する放電灯の灯数の２倍のトランスを要することになり、コスト上昇の要因となる。

本発明は、上記課題に鑑みて、放電灯の両端側にトランスを設けた回路構成を使用しながら、各放電灯のランプ電流を均一に保ちつつ部品点数を低減可能な多灯式放電灯点灯装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、昇圧用のトランスと、直流電圧を高周波交流電圧に変換するインバータ手段とを含み、前記インバータ手段により前記トランスの一次側を駆動することによって、前記トランスの二次側出力に接続された複数の放電灯を点灯する多灯式放電灯点灯装置において、少なくとも１灯の放電灯を含む枝路を、各枝路を一辺とする四辺形をなすように接続したブリッジ部を含むと共に、前記トランスの二次側出力には、前記四辺形の一方の対角線上の２頂点にそれぞれ接続される第１および第２の出力と、前記四辺形の他方の対角線上の２頂点にそれぞれ接続される第３および第４の出力とが含まれており、前記第１および第２の出力を、それぞれの出力電圧の極性が互いに逆位相で反転を繰返す第１の差動電圧出力とし、前記第３および第４の出力を、それぞれの出力電圧の極性が、前記第１の差動電圧の極性反転の１周期毎に、互いに逆位相で反転を繰返す第２の差動電圧出力とすることを特徴とする。

本発明に係る多灯式放電灯点灯装置は、第１の差動電圧を印加する第１および第２の出力と、第２の差動電圧を印加する第３および第４の出力との、４出力を有するトランス構成により、ブリッジ部を構成する四辺形の、頂点を共有しない２辺を構成する枝路に電圧を印加する段階と、頂点を共有しない他の２辺を構成する枝路に電圧を印加する段階とを交互に繰返すことによって、４本の枝路のそれぞれに対して、その両端に互いに逆極性の電圧を印加して、各枝路に含まれる各放電灯を点灯するものである。

これに対して、従来の構成により、４本の枝路のそれぞれに対して、その両端に互いに逆極性の電圧を印加するためには、各枝路の両端に２つづつ、計８つの出力を備えたトランス構成が必要であり、本発明は、その半数の４出力を備えたトランス構成により、同様に機能を実現することで、この種の多灯式放電灯点灯装置における部品点数を大幅に削減することを可能としたものである。

また、本発明に係る放電灯点灯装置では、ある２辺を構成する枝路に対して電圧が印加される段階では、例えば、その１つの枝路に対して、第１の出力と第４の出力の出力電圧差による電圧が印加され、もう１つの枝路に対しては、第２の出力と第３の出力の出力電圧差による電圧が印加されており、一方、他の２辺を構成する枝路に対して電圧が印加される段階では、その１つの枝路に対して、第１の出力と第３の出力の出力電圧差による電圧が印加され、もう１つの枝路に対しては、第２の出力と第４の出力の出力電圧差による電圧が印加されている。

すなわち、いずれの段階においても、１組の出力電圧間（例えば、第１の出力と第４の出力との間）に、複数の枝路が並列に接続されることはないため、並列に接続された複数の枝路間の電流の非平衡化の問題が発生することなく、各放電灯のランプ電流を均一に保つことができる。

また、本発明に係る多灯式放電灯点灯装置は、前記ブリッジ部の数を複数とし、前記トランスには、各ブリッジ部にそれぞれ対応する第１から第４の出力が含まれるものとしてもよい。上述したような部品点数の削減の効果は、このような放電灯の灯数の増大に伴って、一層増大するものである。

また、本発明に係る放電灯点灯装置において、通常、各枝路に含まれる放電灯は、その周辺部材と寄生容量により結合しており、これによって、その放電灯が含まれる枝路に電圧が印加されていない（すなわち、枝路の両端間に電位差が生じていない）場合でも、枝路の両端部には、寄生容量を通じた電流が存在するため、電圧が印加されていない期間における、放電灯の輝度の低下が防止され、均一な輝度を保つことができる。

前記枝路は、典型的には、１本の放電灯からなるものであるが、直列に接続された複数の放電灯からなる枝路が含まれていても、あるいは、１本の放電灯または直列に接続された複数の放電灯を、並列に接続してなる枝路が含まれていてもよい。

本発明の一態様において、前記第１の出力の出力電圧波形は正弦波であり、前記第２の出力の出力電圧波形は、前記正弦波とは逆位相の正弦波とするものである。

その際、前記第３の出力の出力電圧波形は、前記正弦波の半波波形を、前記正弦波の１周期毎に極性が反転するように連ねた波形として、前記第４の出力の出力電圧波形は、前記第３の出力の出力電圧波形の極性を反転させた波形とするものであってもよい。

前記第１から第４の出力の出力電圧波形を、このように構成することで、各出力の出力電圧の絶対値は、変動の各瞬間において常に等しいものとなり、特に、ブリッジ部を構成する四辺形の、ある２辺を構成する枝路に電圧を印加している段階では、その期間中、他の２辺を構成する枝路に印加される電圧はほぼ０となる。

ただし、本発明において、第１から第４の出力は、第２の差動電圧出力を構成する第３および第４の出力の出力電圧の極性の反転が、第１の差動電圧を構成する第１および第２の出力の出力電圧の極性反転の１周期毎に発生するように同期している限り、第１および第２の出力と、第３および第４の出力の振幅の絶対値が、変動の各瞬間において常に一致している必要はない。

したがって、前記第１の出力の出力電圧波形は正弦波であり、前記第２の出力の出力電圧波形は、前記正弦波とは逆位相の正弦波とする場合において、前記第３の出力の出力電圧波形は、前記正弦波の２分の１の周波数を有する正弦波とし、前記第４の出力の出力電圧波形は、前記第３の出力の出力電圧波形とは逆位相の正弦波とすることもできる。

本発明の一態様において、前記トランスは、１入力２出力型の第１および第２のトランスを含み、前記第１および第２の出力を、前記第１のトランスの２出力により構成し、前記第３および第４の出力を、前記第２のトランスの２出力により構成するものである。

この構成によれば、１つのブリッジ部に対して必要なトランスを２本とすることができるため、部品点数の削減の上で有利なものである。ただし、必要に応じて、１つの出力を有するトランスを用いて、前記第１から第４の出力の少なくとも一部を、このような１つの出力を有するトランスの出力により構成するものであってもよい。

また、本発明の一態様において、前記トランスは、リーケージトランスを含むものである。さらに、本発明の一態様において、前記放電灯は、直管、Ｕ字管、擬似Ｕ字管、Ｗ字管、コ字管、またはＬ字管とするものである。

本発明は、以上のように構成したため、放電灯の両端側にトランスを設けた回路構成を使用しながら、各放電灯の管電流を均一に保ちつつ部品点数を低減可能な多灯式放電灯点灯装置を実現することが可能となり、特に、液晶表示装置用のバックライトの光源として用いる長尺の放電灯を点灯するために好適な多灯式放電灯点灯装置を提供できる。また、高電圧を出力するトランスの使用本数を減らすことができることから、信頼性の高い放電灯点灯装置を提供することが可能となる。さらに、回路構成が簡素化されるため、放電灯点灯装置を容易に小型化することが可能となる。

以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態について説明する。尚、各図において、同一の構成要素には同一の符号を付し、重複する部分の説明は適宜省略する。

図１は、本発明の第１の実施形態における多灯式放電灯点灯装置１０の回路構成を示す図である。多灯式放電灯点灯装置１０は、昇圧用の第１および第２のトランスＴ１、Ｔ２と、直流電圧を高周波交流電圧に変換するインバータ手段１１Ａ、１１Ｂとを含み、インバータ手段１１Ａにより、第１のトランスＴ１の一次巻線Ｎｐ１、Ｎｐ２を駆動し、また、インバータ手段１１Ｂにより、第２のトランスＴ２の一次巻線Ｗｐ１、Ｗｐ２を駆動することによって、第１および第２のトランスＴ１、Ｔ２の二次巻線Ｎｓ１、Ｎｓ２、Ｗｓ１、Ｗｓ２に接続された複数（本実施形態では、４本）の放電灯Ｌａ１〜Ｌａ４を点灯制御するものである。

多灯式放電灯点灯装置１０において、４本の放電灯Ｌａ１〜Ｌａ４は、放電灯Ｌａ１の一端と放電灯Ｌａ２の一端とが接続され（頂点Ｃ）、放電灯Ｌａ３の一端と放電灯Ｌａ４の一端とが接続されている（頂点Ｄ）。また、放電灯Ｌａ１の他端と放電灯Ｌａ４の他端とがで接続され（頂点Ａ）、放電灯Ｌａ２の他端と放電灯Ｌａ３の他端とが接続されている（頂点Ｂ）。このように、放電灯Ｌａ１〜Ｌａ４は、それぞれ１本の放電灯からなる枝路を一辺とする四辺形ＡＢＣＤをなすように接続され、ブリッジ部ＢＲを構成している。

第１のトランスＴ１は、リーケージトランスにより構成され、その一次巻線Ｎｐ１とＮｐ２が直列に接続されており、直列に接続された一次巻線Ｎｐ１−Ｎｐ２の両端は、それぞれ、インバータ手段１１Ａの出力端ＩＡ、ＩＢに接続されている。同様に、第２のトランスＴ２も、リーケージトランスにより構成され、その一次巻線Ｗｐ１とＷｐ２が直列に接続されており、直列に接続された一次巻線Ｗｐ１―Ｗｐ２の両端は、それぞれ、インバータ手段１１Ｂの出力端IＣ、IＤに接続されている。また、第１のトランスＴ１の二次巻線Ｎｓ１、Ｎｓ２の一端、および、第２のトランスＴ２の二次巻線Ｗｓ１、Ｗｓ２の一端は、抵抗およびコンデンサの並列回路を介して接地されている。

第１のトランスＴ１の二次巻線Ｎｓ１の非接地側の他端（第１の出力）は、ブリッジ部ＢＲを構成する四辺形ＡＢＣＤの一方の対角線上の２頂点の１つである頂点Ａ（放電灯Ｌａ１と放電灯Ｌａ４との接続点）に接続され、二次巻線Ｎｓ２の非接地側の他端（第２の出力）は、もう１つの頂点Ｂ（放電灯Ｌａ２と放電灯Ｌａ３との接続点）に接続されている。

また、第２のトランスＴ２の二次巻線Ｗｓ１の非接地側の他端（第３の出力）は、ブリッジ部ＢＲを構成する四辺形ＡＢＣＤの他方の対角線上の２頂点の１つである頂点Ｃ（放電灯Ｌａ１と放電灯Ｌａ２との接続点）に接続され、二次巻線Ｗｓ２の非接地側の他端（第４の出力）は、もう１つの頂点Ｄ（放電灯Ｌａ３とＬａ４の接続点）に接続されている。

尚、本実施形態では、第１のトランスＴ１の一次巻線Ｎｐ１とＮｐ２、第２のトランスＴ２の一次巻線Ｗｐ１とＷｐ２は、それぞれ、直列に接続されるものとしたが、第１のトランスＴ１の一次巻線Ｎｐ１、Ｎｐ２は、対応するインバータ手段１１Ａの出力端子ＩＡ、ＩＢに対して並列に接続されていてもよく、同様に、第２のトランスＴ２の一次巻線Ｗｐ１、Ｗｐ２は、対応するインバータ手段１１Ｂの出力端子ＩＣ、ＩＤに対して並列に接続されていてもよい。

ここで、インバータ手段１１Ａおよび１１Ｂには、出力端子ＩＡ、ＩＢおよびＩＣ、ＩＤに接続されるスイッチング手段であるフルブリッジ回路１２Ａおよび１２Ｂと、フルブリッジ回路１２Ａおよび１２Ｂを駆動する制御回路１３Ａおよび１３Ｂが、それぞれ含まれている。また、図示は省略するが、フルブリッジ回路１２Ａおよび１２Ｂは、それぞれ、直列に接続された１組のスイッチング素子と、同様に直列に接続された別の１組のスイッチング素子とを並列に接続してなり、例えば、それぞれの組のスイッチング素子はＰＭＯＳＦＥＴ、ＮＭＯＳＦＥＴのペアで構成されている。インバータ手段１１Ａおよび１１Ｂは、制御回路１３Ａおよび１３Ｂから出力されるゲート電圧に従って、２組のスイッチング素子のオン・オフを所定の周波数で交互に繰返し、直流電圧Ｖｉｎ（図示省略）を高周波交流電圧に変換して、出力端子IＡ、IＢおよびＩＣ、ＩＤに出力するものである。

次に、以上のように構成された多灯式放電灯点灯装置１０の動作を説明する。図２は、放電灯Ｌａ１〜Ｌａ４によって構成されるブリッジ部ＢＲの各頂点Ａ〜Ｄにおける電圧波形を示している。また、図３は、図２に示す各位相φ１〜φ４において放電灯Ｌａ１〜Ｌａ４に印加される電圧波形を示し図であり、図４は、図２に示す各位相φ１〜φ４における電流の状態図である。

本実施形態において、第１および第２のトランスＴ１およびＴ２は、その入力に対する２つの二次巻線Ｎｓ１、Ｎｓ２およびＷｓ１、Ｗｓ２の出力電圧が、互いに同振幅かつ逆位相の出力となるように構成された、差動ツイントランスをなすものである。

そして、第１のトランスＴ１は、その二次巻線Ｎｓ１、Ｎｓ２の出力電圧が、互いに逆位相の正弦波となるように駆動され、それによって、それぞれの出力電圧の極性が互いに逆位相で反転を繰返す差動電圧出力（第１の差動電圧出力）を得るものである。

すなわち、図２（ａ）に示すように、第１のトランスＴ１の二次巻線Ｎｓ１が接続された頂点Ａ（第１の出力）の電圧Ｖａの波形は、一定の周期をもつ正弦波であり、図２（ｂ）に示すように、第１のトランスＴ１の二次巻線Ｎｓ２が接続された頂点Ｂ（第２の出力）の電圧Ｖｂの波形は、電圧Ｖａとは逆位相の正弦波となる。

したがって、第１のトランスＴ１の二次巻線Ｎｓ１、Ｎｓ２により構成される第１および第２の出力電圧は、位相φ１における（「Ｖａの極性」、「Ｖｂの極性」）が（＋、−）であり、半周期を経て位相φ２に至ると（−、＋）のようにそれぞれの極性が反転し、さらに半周期を経て１周期後の位相φ３では（＋、−）と反転し、さらに半周期後の位相φ４では（−、＋）と反転するといった、半周期毎に互いに逆位相で極性の反転を繰返す差動電圧出力となっている。

一方、第２のトランスＴ２は、その二次巻線Ｗｓ１、Ｗｓ２の出力電圧が、第１のトランスＴ１の二次巻線Ｎｓ１、Ｎｓ２の出力電圧波形である正弦波の半波波形を、それぞれ、その正弦波の１周期毎に極性が反転するように連ねた、互いに逆位相の波形となるように駆動される。これによって、それぞれの出力電圧の極性が、第１のトランスＴ１の出力電圧による第１の差動電圧出力における極性反転の１周期毎に、互いに逆位相で反転を繰返す差動電圧出力（第２の差動電圧出力）を得るものである。

すなわち、第２のトランスＴ２の二次巻線Ｗｓ１が接続される頂点Ｃ（第３の出力）の電圧Ｖｃの波形は、図２（ｃ）に示すように、第１のトランスＴ２の二次巻線Ｎｓ１、Ｎｓ２の出力電圧と同一の正弦波（例えば、図２（ａ）に示すＶａの波形。以下、基準正弦波ともいう）の半波波形を、基準正弦波の１周期毎に極性が反転するように連ねたものであり、具体的には、位相φ１およびφ２では、上記半波波形を極性が「＋」となるように連ね、基準正弦波の１周期の経過を経て位相φ３およびφ４では、上記半波波形を極性が「−」となるように連ねている。また、二次巻線Ｗｓ２が接続される頂点Ｄ（第４の出力）の電圧Ｖｄの波形は、図２（ｄ）に示すように、図２（ｃ）に示す電圧Ｖｃの極性を反転させた波形である。

したがって、第２のトランスＴ２の二次巻線Ｗｓ１、Ｗｓ２により構成される第３および第４の出力電圧は、位相φ１およびφ２における（「Ｖｃの極性」、「Ｖｄの極性」）が（＋、−）であり、基準正弦波の１周期（すなわち、電圧ＶａおよびＶｂの極性反転の１周期）を経て位相φ３に至ると（−、＋）に反転し、位相φ４ではその極性が維持され、その後次の位相φ１に至ると、再び（＋、−）に反転するというように、基準正弦波の１周期毎に極性の反転が繰返される差動電圧出力となっている。

尚、本発明は、基準正弦波の周波数に限定されるものではないが、好ましくは、基準正弦波の周波数が、およそ３０ｋＨｚ〜８０ｋＨｚの範囲となるように第１のトランスＴ１を駆動するものである。

図３は、以上のように変動する差動電圧出力の下に、各頂点Ａ〜Ｄの電圧Ｖａ〜Ｖｄの変動に応じて、各放電灯Ｌａ１〜Ｌａ４に印加される電圧を示した図である。具体的には、図３（ａ）に示すＬａ１の電圧波形はＶａ−Ｖｃに、図３（ｂ）に示すＬａ２の電圧波形はＶｂ−Ｖｃに、図３（ｃ）に示すＬａ３の電圧波形はＶｂ−Ｖｄに、図３（ｄ）に示すＬａ４の電圧波形は、Ｖａ−Ｖｄに、それぞれ相当する。

図３に示されるように、本実施形態における多灯式放電灯点灯装置１０では、放電灯Ｌａ１および放電灯Ｌａ３に電圧を印加する段階（位相φ２、φ３）と、放電灯Ｌａ２および放電灯Ｌａ４に電圧を印加する段階（位相φ４、φ１）とを交互に繰返しながら、各放電灯Ｌａ〜Ｌａ４を点灯するものである。

したがって、各位相φ１〜φ４におけるブリッジ部ＢＲに流れる電流の状態は、図４に示すような状態となる。図４（ａ）に示すように、位相φ１では、放電灯Ｌａ２およびＬａ４に、図示の方向に、各放電灯の中央部を通って両端部を導通する管電流（以下、単に管電流という）が流れており、放電灯Ｌａ１および放電灯Ｌａ３に管電流は流れない（但し、この期間中、放電灯Ｌａ１および放電灯Ｌａ３は必ずしも消灯するものではなく、この点に関しては後述する）。同様に、図４（ｂ）に示すように、位相φ２では、放電灯Ｌａ１および放電灯Ｌａ３に図示の方向に管電流が流れ、放電灯Ｌａ２およびＬａ４には管電流は流れない。同様に、図４（ｃ）に示すように、Ｌａ１および放電灯Ｌａ３に図示の方向に管電流が流れ、放電灯Ｌａ２および放電灯Ｌａ４には管電流は流れない。同様に、図４（ｄ）に示すように、位相φ４では、放電灯Ｌａ２および放電灯Ｌａ４に図示方向に管電流が流れ、放電灯Ｌａ１および放電灯Ｌａ３に管電流は流れない。

次に、図５を用いて、放電灯に流れる電流の詳細について説明する。尚、図５では、放電灯Ｌａ１を例として用いて説明するが、他の放電灯Ｌａ２〜Ｌａ４につても同様のものである。

図５（ａ）は、放電灯Ｌａ１に流れる電流の状態図を示している。電圧が印加されている期間（位相φ２、φ３）中、放電灯Ｌａ１の中央部には、図５（ｂ）に示すような管電流Ｉａが流れる（図５（ｂ）では、頂点Ｃから頂点Ａに向かう方向を電流の正方向とした）。ここで、一般に、放電灯Ｌａ１に流れる電流には、管電流Ｉａと共に、放電灯Ｌａ１の周辺に生じる寄生容量に起因する電流
が含まれており、したがって、放電灯Ｌａ１の両端間に電圧が印加されている期間（位相φ２、φ３）中、図５（ｃ）に示す放電灯の一端部に流れる電流ｉは、
で表される合成電流ｉ１となる。

このような寄生容量に起因する電流は、放電灯Ｌａ１の両端間に電圧が印加されていない期間（位相φ１、φ４）でも継続して流れており、したがって、この期間において放電灯Ｌａ１の一端部に流れる電流ｉは、
で表される電流ｉ２となる。同様に、放電灯Ｌａの他端部にも、図５（ｄ）に示すような寄生電流ｊが流れている。

このように、本実施形態における放電灯点灯装置１０では、放電灯Ｌａ１〜Ｌａ４に電圧が印加されていない期間でも、放電灯Ｌａ１〜Ｌａ４には、寄生容量による電流が流れて点灯が継続されるため、それによって、放電灯の輝度の低下を防ぎ、均一な輝度を保つことができる。

尚、以上の説明では、本実施形態における第３の出力電圧Ｖｃおよび第４の出力電圧Ｖｄを、図２（ｃ）および図２（ｄ）に示すような波形としたが、本発明は、第２の差動電圧出力を構成する第３および第４の出力の出力電圧の極性の反転が、第１の差動電圧を構成する第１および第２の出力の出力電圧の極性反転の１周期毎に発生するように同期している限り、第１および第２の出力と、第３および第４の出力の振幅の絶対値が、図２（ａ）〜図２（ｄ）に示すＶａ〜Ｖｄのように、変動の各瞬間において常に一致している必要はない。

例えば、本実施形態における第１の出力を図２（ａ）に示すＶａとし、第２の出力の電圧波形を図２（ｂ）に示すＶｂとした場合、第３の出力の電圧波形を、図２（ｅ）に示すＶｃ’のように、基準正弦波の２分の１の周波数を有する正弦波とし、第４の出力の出力電圧波形を、図２（ｆ）に示すＶｄ’のように、第３の出力の出力電圧Ｖｃ’の波形とは逆位相の正弦波とすることもできる。

本実施形態における多灯式放電灯点灯装置１０は、放電灯Ｌａ１〜Ｌａ４の両端側にそれぞれ第１のトランスＴ１、第２のトランスＴ２を設けた構成であるため、このような回路構成の特徴である、それぞれの二次巻線Ｎｓ１、Ｎｓ２およびＷｓ１、Ｗｓ２に発生させる電圧を半減し、各トランスＴ１、Ｔ２を小型化することができるという効果、及び、放電灯Ｌａ１〜Ｌａ４の両端側の電極電位が接地電位に対して均等に変動することにより、それらの長手方向の輝度勾配を低減することが可能になるという効果を奏するものであることに加えて、４本の放電灯をブリッジ状に接続構成して点灯させることにより、必要なトランスの数を放電灯の本数の２分の１にすることができた。高電圧を出力するトランスの使用本数を大幅に減らすことにより、信頼性の高い放電灯点灯装置を提供することが可能となると同時に、回路構成が簡素化されるため、放電灯点灯装置を容易に小型化することが可能となった。

次に、図６を参照して、本発明に係る多灯式放電灯点灯装置の別の実施形態を説明するが、以下の説明において、図１に基づいて説明した多灯式放電灯点灯装置１０と同一または同様の部分については、その図示を及び説明を適宜省略し、その相違点について詳述する。

図６は、本実施形態における多灯式放電灯点灯装置２０を概略的に示す回路構成図である。図６に示す多灯式放電灯点灯装置２０は、図１に示す多灯式放電灯点灯装置１０と比較して、それぞれ１本の放電灯からなる枝路を４辺とする四辺形で構成されるブリッジ部ＢＲ１〜ＢＲｎ、および、各ブリッジ部ＢＲ１〜ＢＲｎを駆動する第１のトランスＴ１および第２のトランスＴ２を、複数（ｎ個、但しｎ＞２）備えている点で、相違するものである。

尚、本実施形態では、すべてのブリッジ部および複数のトランスに対して、インバータ手段は、１１Ａおよび１１Ｂが共通の回路として用いている。

本実施形態における多灯式放電灯点灯装置２０は、上述した多灯式放電灯点灯装置１０と比較して、それぞれ４本の放電灯Ｌａ１〜Ｌａ４を含むブリッジ部ＢＲ１〜ＢＲｎの個数に比例して、必要な第１のトランスＴ１および第２のトランスＴ２の個数は増加するものの、上述の多灯式放電灯装置１０と同様に、それぞれのブリッジ部ＢＲ１〜ＢＲｎに対するトランスの使用本数は、放電灯の本数の２分の１ですむため、使用するブリッジ部の個数ｎが多ければ多いほど、放電灯の全灯数分に対するトランスの本数を少なくすることができ、従来の放電灯点灯装置よりも小型化できる点に特徴がある。

このように、本実施形態における多灯式放電灯点灯装置２０においても、信頼性の高い放電灯点灯装置を提供することが可能となると同時に、回路構成が簡素化されるため、放電灯点灯装置を容易により小型化することができる。

以上、本発明に係る多灯式放電灯装置の好ましい実施形態を説明してきたが、本発明に係る多灯式放電灯装置は、上述した放電灯点灯装置１０、２０に限定されるものではなく、本発明の趣旨の範囲内で種々の変形や応用が可能である。
例えば、多灯式放電灯点灯装置１０、２０では、使用される放電灯Ｌａ１〜Ｌａ４を直管タイプとしたが、直管を折り曲げたＵ字管、Ｗ字管、コ字管、あるいはＬ字管、または、直管２本を直列に接続した擬似Ｕ字管など、さまざまなタイプの放電灯が適用が可能である。

また、第１のトランスＴ１および第２のトランスＴ２は、必ずしも上述の実施形態のような差動ツイントランスである必要はなく、図１に示すブリッジ部ＢＲの各頂点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄにそれぞれ接続される第１〜第４の出力の一部またはすべてを、１出力型のシングルトランスによって構成するものであってもよい。図７の回路図は、図１に示す第１および第２のトランスＴ１、Ｔ２を、４つのシングルトランスに置換した例を示すものである。さらに、本発明における第１〜第４の出力を有するトランスは、必ずしもリーケージトランスでなくてもよい。

さらに、ブリッジ部ＢＲを構成する枝路は１つの放電灯からなるものである必要はなく、ブリッジ部ＢＲを構成する枝路に、直列に接続された複数の放電灯からなる枝路、あるいは、１つの放電灯または直列に接続された複数の放電灯が、並列に接続されてなる枝路が含まれていてもよい。
また、以上の説明では、図１および図６に符号１２Ａおよび１２Ｂで示す構成要素をフルブリッジ回路としたが、本発明に係る多灯式放電灯点灯装置において、これらをハーフブリッジ回路またはプッシュプル回路としてもよいものである。

本発明の一実施形態における多灯式放電灯点灯装置を示す回路構成図である。 （ａ）〜（ｆ）は、図１に示す多灯式放電灯点灯装置において、ブリッジ部を構成する各頂点における電圧波形をそれぞれ示す図である。 （ａ）〜（ｄ）は、図１に示す多灯式放電灯点灯装置において、各放電灯に印加される電圧波形をそれぞれ示す図である。 （ａ）〜（ｄ）は、図１に示す多灯式放電灯点灯装置において、図２に示す各位相における電流の状態をそれぞれ示す図である。 放電灯に流れる電流の詳細を示す図であり、（ａ）は電流状態を模式的に示す図である、（ｂ）〜（ｄ）は、（ａ）に示す各電流波形を示す図である。 本発明の別の実施形態における多灯式放電灯点灯装置を示す回路構成図である。 本発明に係る放電灯点灯装置におけるトランス構成の一例を示す図である。 従来の放電灯点灯装置を示す回路図である。

符号の説明

１０，２０：放電灯点灯装置、１１Ａ，１１Ｂ：インバータ手段、１２Ａ，１２ｂ：フルブリッジ回路、１３Ａ，１３Ｂ：制御回路、Ｌａ１〜Ｌａ４：放電灯、ＢＲ，ＢＲ１〜ＢＲｎ：ブリッジ部、Ｔ１：第１のトランス（トランス）、Ｔ２：第２のトランス（トランス）、Ｎｐ１：第１のトランスの一次巻線、Ｎｐ２：第１のトランスの一次巻線、Ｎｓ１：第１のトランスの二次巻線（第１の出力）、Ｎｓ２：第１のトランスの二次巻線（第２の出力）、Ｗｐ１：第２のトランスの一次巻線、Ｗｐ２：第２のトランスの一次巻線、Ｗｓ１：第２のトランスの二次巻線（第３の出力）、Ｗｓ２：第２のトランスの二次巻線（第４の出力）

Claims (8)

1. 昇圧用のトランスと、直流電圧を高周波交流電圧に変換するインバータ手段とを含み、前記インバータ手段により前記トランスの一次側を駆動することによって、前記トランスの二次側出力に接続された複数の放電灯を点灯する多灯式放電灯点灯装置において、
   少なくとも１灯の放電灯を含む枝路を、各枝路を一辺とする四辺形をなすように接続したブリッジ部を含むと共に、前記トランスの二次側出力には、前記四辺形の一方の対角線上の２頂点にそれぞれ接続される第１および第２の出力と、前記四辺形の他方の対角線上の２頂点にそれぞれ接続される第３および第４の出力とが含まれており、
   前記第１および第２の出力は、それぞれの出力電圧の極性が互いに逆位相で反転を繰返して第１の差動電圧出力をなし、前記第３および第４の出力は、それぞれの出力電圧の極性が、前記第１の差動電圧出力における極性反転の１周期毎に、互いに逆位相で反転を繰返して第２の差動電圧出力をなすことを特徴とする多灯式放電灯点灯装置。
2. 前記第１の出力の出力電圧波形は正弦波であり、前記第２の出力の出力電圧波形は、前記正弦波と逆位相の正弦波であることを特徴とする請求項１に記載の多灯式放電灯点灯装置。
3. 前記第３の出力の出力電圧波形は、前記正弦波の半波波形を、前記正弦波の１周期毎に極性が反転するように連ねた波形であり、前記第４の出力の出力電圧波形は、前記第３の出力の出力電圧波形の極性を反転させた波形であることを特徴とする請求項２に記載の多灯式放電灯点灯装置。
4. 前記第３の出力の出力電圧波形は、前記正弦波の２分の１の周波数を有する正弦波であり、前記第４の出力の出力電圧波形は、前記第３の出力の出力電圧波形と逆位相の正弦波であることを特徴とする請求項２に記載の多灯式放電灯点灯装置。
5. 前記トランスは、それぞれ２つの出力を有する第１および第２のトランスを含み、前記第１および第２の出力を、前記第１のトランスの２出力により構成し、前記第３および第４の出力を、前記第２のトランスの２出力により構成することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の放電灯点灯装置。
6. 前記トランスは、１つの出力を有するトランスを含み、前記第１から第４の出力の少なくとも一部を、前記１つの出力を有するトランスの出力により構成することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の放電灯点灯装置。
7. 前記トランスは、リーケージトランスを含むことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の放電灯点灯装置。
8. 前記放電灯は、直管、Ｕ字管、擬似Ｕ字管、Ｗ字管、コ字管、またはＬ字管であることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の多灯式放電灯点灯装置。