(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【背景技術】
【0002】
冷陰極蛍光ランプは、主に液晶パネルのバックライトや一般照明等に用いられている。冷陰極蛍光ランプは、陰極を加熱する必要が無く、使用時の電流量が小さいという利点があり、また長寿命であるという利点がある。また、冷陰極蛍光ランプは、一般に、LED照明よりも安価である。
【0003】
冷陰極管は、一方向に光が照射されるLED光源と異なり、ランプの全周方向に光を照射する。そのため、冷陰極管を搭載した器具から光を一方向に照射させる場合、ランプ背面側に反射板が設けられることが多い。特開2010−211961号公報は、光源の背面側に平らな反射板が設けられた蛍光灯型照明灯を開示している。
【0004】
冷陰極蛍光ランプの用途によっては、冷陰極蛍光ランプの直下の照度を向上させることが必要となる場合もある。例えば植物育成用の光源として冷陰極蛍光ランプを用いる場合には、冷陰極蛍光ランプの直下照度を向上させることが好ましい。このように、直下照度が向上された冷陰極蛍光ランプに対するニーズが存在する。
【0005】
また、少ない消費電力で冷陰極蛍光ランプの明るさを向上させるため、冷陰極蛍光ランプにおける光の取り出し効率の向上も望まれる。
【0006】
本発明の目的は、上述した課題のいずれかを解決する冷陰極蛍光ランプを提供することにある。その目的の1つは、直下照度の高い冷陰極蛍光ランプを提供することにある。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【0013】
図1は、第1の実施形態における冷陰極蛍光ランプの概略斜視図である。
図1では、冷陰極蛍光ランプ10の一端部が示されている。冷陰極蛍光ランプ10は、基体部分としての直管形状の外管12を有している。外管12は、例えば円柱形のガラス管からなる。外管12の両端には、例えば樹脂から成る口金14が設けられている。口金14からは電極16が突出している。
【0014】
図2は、冷陰極蛍光ランプ10の分解斜視図である。冷陰極蛍光ランプ10は、第1の冷陰極管部20、第2の冷陰極管部22、反射板30およびインバータ回路18を備えている。冷陰極管部20,22、反射板30およびインバータ回路18は、外管12内に収容されている。冷陰極管部20,22は、不図示のホルダによって反射板30に保持されている。
【0015】
第1の冷陰極管部20は直線状に延びている。第2の冷陰極管部22は第1の冷陰極管部20の長手方向に沿って直線状に延びている。ここで、第1の冷陰極管部20と第2の冷陰極管部22は、互いに異なる冷陰極管であって良い。また、第1の冷陰極管部20および第2の冷陰極管部22は、U字状に曲げられた1つの冷陰極管の一部であっても良い。
【0016】
反射板30は、第1の冷陰極管部20および第2の冷陰極管部22の背面側に配置されている。反射板30は、第1の冷陰極管部20および第2の冷陰極管部22に面する反射面を有している。インバータ回路18は、反射板30を挟んで冷陰極管部20,22の反対側に設けられている。インバータ回路18は反射板の裏側に形成された保持部38によって反射板に保持されていて良い(
図3も参照)。反射板30は、外管12内の空間を、インバータ回路18が設けられた空間と冷陰極管部20,22が設けられた空間とに仕切っている。
【0017】
図3は反射板30の斜視図であり、
図4は反射板30および冷陰極管部20,22の概略断面図である。なお、
図4では、外管12の内面が点線によって示されており、便宜上インバータ回路18は示されていない。
【0018】
反射板30は、第1の冷陰極管部20と第2の冷陰極管部22との間の領域に向けて突出した突出部32を有している。突出部32は、第1の冷陰極管部20および第2の冷陰極管部22が延在する方向に沿って延びている。突出部32は、先端に向かうにつれて先細りするように傾斜した側面33を有することが好ましい。冷陰極管部20,22から背面側に向かう光は、反射板30で反射して、おおむね冷陰極蛍光ランプ10の直下の方向へ出射される。また、冷陰極管部20,22から突出部32の方向に発せられた光は、突出部32の側面33で反射して、おおむね冷陰極蛍光ランプ10の直下の方向へ出射する。これにより、冷陰極蛍光ランプ10の直下照度が向上する。
【0019】
図3および
図4示すように、反射板30は、第1の冷陰極管部20を挟んで突出部32とは反対側に位置する第1の側方突出部34と、第2の冷陰極管部22を挟んで突出部32とは反対側に位置する第2の側方突出部36と、を有することが好ましい。第1の側方突出部34は第1の冷陰極管部20の長手方向に沿って延びており、第2の側方突出部36は、第2の冷陰極管部22の長手方向に沿って延びている。
【0020】
第1の冷陰極管部20から第1の側方突出部34へ向けて出射した光は、第1の側方突出部34で反射して、おおむね冷陰極蛍光ランプ10の直下の方向へ向かう。第2の冷陰極管部22から第2の側方突出部36へ向けて出射した光は、第2の側方突出部36で反射して、おおむね冷陰極蛍光ランプ10の直下の方向へ向かう。これにより、冷陰極蛍光ランプ10の直下照度がより向上する。第1および第2の側方突出部34,36は、それぞれ第1および第2の冷陰極管部20,22の中心軸を超えて突出していることが好ましい。第1および第2の側方突出部34,36は、第1の冷陰極管部20の中心軸と第2の冷陰極管部20,22の中心軸とを含む平面を超えて突出していることがより好ましい。
【0021】
次に、様々な反射板の形状を持った冷陰極蛍光ランプの照度分布(光量子束密度分布)を測定した結果について説明する。
図5は、測定した冷陰極蛍光ランプにおける冷陰極管部20,22の配置および反射板の形状を示す模式図である。
図5(a)は、平坦な反射面40を有する従来の冷陰極蛍光ランプを示している。
図5(b)〜
図5(d)は、側方突出部54,56,64,66,74,76の角度が異なる冷陰極蛍光ランプを示している。
図5(e)〜
図5(g)は、
図4に示す反射板30と同一の冷陰極蛍光ランプを示している。
【0022】
図6は、これらの冷陰極蛍光ランプについて光量子束密度分布の測定方法を示す模式図である。光量子束密度分布は、照度計500によって測定される。冷陰極蛍光ランプは、照度計500から200mmの高さに固定した。
図6に示すように、2つの冷陰極管部20,22からの距離が等しい平面S内での冷陰極蛍光ランプの直下を原点とした。原点から平面Sに直交する方向をx軸とした。そして、各冷陰極蛍光ランプについて、x軸方向に沿った光量子束密度分布を測定した。
【0023】
この測定の結果が
図7に示されている。
図7において、「例1」は、
図5(a)に示す冷陰極蛍光ランプの測定結果である。「例2」は、
図5(b)に示す冷陰極蛍光ランプの測定結果である。「例3」は、
図5(c)に示す冷陰極蛍光ランプの測定結果である。「例4」は、
図5(d)に示す冷陰極蛍光ランプの測定結果である。「例5」は、
図5(e)に示す冷陰極蛍光ランプの測定結果である。「例6」は、
図5(f)に示す冷陰極蛍光ランプの測定結果である。「例7」は、
図5(g)に示す冷陰極蛍光ランプの測定結果である。
【0024】
図7に示すグラフの縦軸は、規格化された光量子束密度の値である。光量子束密度は、例1の冷陰極蛍光ランプにおける原点での値を100%と規格化している。横軸はx軸方向の距離を示している。
【0025】
図7において、例5〜例7では、例4よりも原点付近の光量子束密度が増大している。つまり、反射板の突出部32,82,92によって、冷陰極蛍光ランプの直下照度が向上している。これは、突出部92,32の側面が上記平面Sに対して10°から50°の範囲で傾いている場合に有効であるということを示している。特に、突出部92,32の側面が、上記平面Sに対して20°から40°の範囲で傾いている場合(例6および例7参照)には、直下照度が著しく増大している。
【0026】
図5(f)に示すように、突出部92は、第1の冷陰極管部20の中心軸21と第2の冷陰極管部22の中心軸23とを含む平面T1を超えて突出していることが好ましい。この場合、第1の冷陰極管部20から第2の冷陰極管部22の方に向けて出射した光の多くが突出部92で反射する。したがって、第1の冷陰極管部20から出射した光が第2の冷陰極管部22に入射することを防止することができる。このように、突出部92は、第1の冷陰極管部20と第2の冷陰極管部22との間での光の干渉を抑制することができる。その結果、冷陰極管蛍光ランプ10の光の取り出し効率は向上する。
【0027】
図5(g)に示すように、突出部32は、第1の冷陰極管部20の反射板30から遠い方の端辺と第2の冷陰極管部22の反射板30から遠い方の端辺とを結ぶ平面T2を超えて突出していることが好ましい。この場合には、第1の冷陰極管部20と第2の冷陰極管部22との間での光の干渉をほとんど防止することができる。その結果、冷陰極管蛍光ランプの光の取り出し効率はさらに向上する。
【0028】
図7のグラフにおいて、例2〜例4では、例1よりも原点付近の光量子束密度が増大している。つまり、反射板に側方突出部54,56,64,66,74,76を形成することで、冷陰極蛍光ランプの直下照度が向上することが判る。特に、例2および例3のように、側方突出部64,74の側面と反射板60,70の底面との角度が小さい方が、直下照度が向上している。側方突出部64,74は、冷陰極蛍光部20,22の中心軸を超えて突出していることが好ましく、冷陰極蛍光部20,22の反射板から遠いほうの端辺を超えて突出していることがより好ましい。
【0029】
図8は別の形状の反射板30の斜視図であり、
図9は反射板30および冷陰極管部20,22の概略断面図である。なお、
図9では、外管12の内面が点線によって示されている。
図8および
図9において、
図3および
図4と同一の部分については同一の符号が付されている。
図8および
図9に示す反射板30は、インバータ回路18側の形状が、
図3および
図4に示す反射板と異なっている。このように、インバータ回路18側の反射板30の形状は特に制限されない。なお、
図3および
図4に示す反射板は、薄肉に形成されており、射出成型で容易に製造できる。
【0030】
図10は、冷陰極蛍光ランプに用いられる反射板の他の実施例を示している。上述した冷陰極蛍光ランプでは、反射板は略三角形状の突出部を有している。しかしながら、これに限らず、
図10(a)および
図10(d)に示すように、反射板100a,100dの突出部102a,102dの先端は湾曲していても良い。また、
図10(b)および
図10(e)に示すように、反射板100b,100eの突出部102b,102eの先端は平坦な曲となっており、突出部102b,102eが台形形状になっていても良い。
【0031】
また、
図10(c)〜
図10(e)に示すように、反射板100c,100d,100eの側方突出部が無い冷陰極蛍光ランプも本発明に含まれる。しかしながら、冷陰極蛍光ランプの直下照度をより向上させるという観点では、側方突出部があった方が良いことは前述したとおりである。
【0032】
以上の実施形態では、冷陰極蛍光ランプは、互いに隣接する2つの冷陰極管部20,22を有している。
図11〜
図15では、外管12内に3つの冷陰極管部24,26,28が平行に並んで配置されている冷陰極蛍光ランプの実施例を示している。
【0033】
図11は、本発明の冷陰極管蛍光ランプに用いられる反射板110の斜視図である。
図12は、
図11に示す12A−12A線に沿った反射板110の断面図である。3つの冷陰極管部24,26,28と反射板110は、外管12内に収容されている。
【0034】
第1の冷陰極管部24、第2の冷陰極管部26および第3の冷陰極管部28は、U字状に曲げられて互いに連結した1つの冷陰極管の一部であっても良く、別個の冷陰極管であっても良い。
【0035】
反射板110は、第1の冷陰極管部24と第2の冷陰極管部26との間の領域に向けて突出した突出部112を有している。この突出部112は、第1の冷陰極管部24および第2の冷陰極管部26の長手方向に沿って延びている。反射板110は、第2の冷陰極管部26と第3の冷陰極管部28との間の領域に向けて突出した突出部114をさらに有している。この突出部114は、第2の冷陰極管部26および第2の冷陰極管部28の長手方向に沿って延びている。
【0036】
このように、各々の冷陰極管部24,26,28の間に反射面を有する突出部112,114が形成されている。これにより、上述したように、冷陰極蛍光ランプの直下照度の向上を図り、冷陰極管部24,26,28どうしでの光の干渉を抑制することができる。
【0037】
反射板110は、第1の冷陰極管部24を挟んで突出部112とは反対側に位置する側方突起部116を有していて良い。側方突起部116は、第1の冷陰極管部24の長手方向に沿って延び、突出部112の突出方向に突出している。また、反射板110は、第32の冷陰極管部28を挟んで突出部114とは反対側に位置する側方突起部118を有していて良い。側方突起部118は、第3の冷陰極管部28の長手方向に沿って延び、突出部114の突出方向に突出している。
【0038】
図12に示すように、互いに隣接する冷陰極管部の高さ位置が異なる場合であっても、突出部112は、第1の冷陰極管部24の中心軸と第2の冷陰極管部26の中心軸とを含む平面を超えて突出していることが好ましい。同様に、突出部114は、第2の冷陰極管部26の中心軸と第3の冷陰極管部28の中心軸とを含む平面を超えて突出していることが好ましい。また、突出部112は、第1の冷陰極管部24の反射面側から遠い方の端辺と第2の冷陰極管部26の反射面から遠い方の端辺とを結ぶ平面を超えて突出していることがより好ましい。同様に、突出部114は、第2の冷陰極管部26の反射面側から遠い方の端辺と第3の冷陰極管部28の反射面から遠い方の端辺とを結ぶ平面を超えて突出していることがより好ましい。
【0039】
図13は、本発明の冷陰極管蛍光ランプに用いられる別の反射板130の斜視図である。
図14は、
図13に示す14A−14A線に沿った反射板110の断面図である。3つの冷陰極管部24,26,28と反射板130は、外管12内に収容されている。突出部132,134および側方突出部136,138については、
図11および
図12に示す反射板110とほぼ同様である。
【0040】
図12に示す冷陰極蛍光ランプでは、真ん中に置かれた冷陰極管部26が他の冷陰極管部24,28より下方に位置しているが、
図14に示す冷陰極蛍光ランプでは3つの冷陰極管部24,26,28が全て同じ高さに位置している。
【0041】
図15(a)〜
図15(f)では、3つの冷陰極管部24,26,28を有する冷陰極蛍光ランプに用いられる反射板150a〜150fの様々な変形例を示している。
図15(a)に示すように、中央の冷陰極管部26と他の冷陰極管部28の高さ位置は大きく異なっていても良い。
図15(b)に示すように、反射板150bの、冷陰極管部24,26,28とは反対側の形状は、特に限定されず、インバータ回路を設置可能であれば良い。
【0042】
また、
図15(c)〜
図15(f)に示すように、反射板150c〜150fに側方突出部は無くても良い。しかしながら、冷陰極蛍光ランプの直下照度をより向上させるという観点では、側方突出部があった方が良いことは前述したとおりである。
【0043】
図11〜
図15では、3つの冷陰極部24,26,28を有する冷陰極蛍光ランプについて説明したが、可能であれば冷陰極管蛍光ランプは互いに平行に配置された4つ以上の冷陰極管部を有していても良い。互いに平行に配置される冷陰極管部の数や反射板の形状は、所望の照度分布や明るさ等に応じて適宜選択される。
【0044】
図16に示すように、互いに隣接する冷陰極管部20,22は、平行に配置された別個の冷陰極管であって良い。また、
図17に示すように、互いに隣接する冷陰極管部20,22は、U字状に曲げられた1つの冷陰極管の一部であっても良い。この場合、U字状の冷陰極管は、冷陰極管部20,22の延在方向に沿って2つ配置されていて良い。なお、冷陰極管部が3つ以上並んでいる場合も、同様に、各々の冷陰極管部は別個の冷陰極管であっても良く、互いに連結された1つの冷陰極管部であっても良い。
【0045】
この出願は、2011年10月26日に出願された日本国特許出願番号第2011−234897号を基礎とする優先権を主張し、参照によりその開示の全てをここに取り込む。
【0046】
以上、本発明の望ましい実施形態について提示し、詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない限り、さまざまな変更及び修正が可能であることを理解されたい。