JPH0349196A - 放電灯点灯装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野ｊ 本発明は、調光制御可能で多灯の放電灯を点灯する放電
灯、ζ灯装荀に関するものである。 ［従来の技術］ 従来の調光制御可能な放電灯点灯装置を第１１図に示す
、この放電灯点灯装置は特願平０１−７５５７２号とし
て出願されたもので、蛍光灯のような放電灯ｌｌ：？／
％周波電源２０から高周波電力を供給して放電灯ｆを高
周波、点灯するもので、放電灯ｒと直列に接続されたイ
ンピーダンス素子Ｚ１のインピーダンス素子を調光制ａ
部２１により制御して放電灯ｌを調光点灯できるように
しである。 この放電灯点灯装置では、深いレベルの調光状態で放電
灯りを安定に点灯させるために直流電力重畳手段２２を
設けてあり、この直流電力重畳手段２２は直流電源２３
とインピーダンス素子Ｚ２とで構成してあり、高周波成
分に直流成分を重畳して、深い調光状態での放電灯ｌの
立消えを防止して安定に点灯させて、広範囲での連続的
な調光を可能としである。 〔発明が解決しようとｔろ課題） ところが、このような広範囲で連続的に安定な調光が可
能な点灯回路１．・・・を複数用いて、夫々の点灯回路
１．で放電灯ｅ＋・・・を、点灯すると、次のような問
題が起こる。なお、点灯回路１１・・・は同一調光信号
■ｌを受けて、放電灯ｌの調光を行うものである。この
ように、同一の調光信号■１に応じて点灯回路１．・・
・が放電灯ｌを点灯した場合、本末は放電灯ｌの光出力
は同一となる筈である。しかし、点灯回路ＩＩ・・・の
出力のばらつきにより放電灯ｌの光出力のばらつきが発
生することがある。 この光出力のばらつきは、放電灯ｌの光出力が大きい場
合、つまりは放電灯ｌが定格点灯に近い調光状態で点灯
しているときには、大きく目立つことはない。これは、
放電灯ｌの定格点灯時の輝度が高く（光束が多く）、目
による微少な光のばらつきを認識できないため、あるい
は小さいばらつきであれば、さほど問題にならないため
である。しかし、放電灯ｌを深い調光状態で点灯した場
合、放電灯ｌの輝度が低下（光束が減少）し、微少な光
出力のばらつきを人が認識可能となる（放電灯ｌの光出
力の差を見分けることができる）。 さらにこの理由を詳述する。今、放電灯が２灯で、放電
灯ｅｘｂを定格点灯している場合の光束をΦ。とじた場
合について説明する。ｉ＃！光信号により放電灯１１を
８０％光束（Ｏ，ａＸΦ。）に調光した場合に、放電灯
１２の光出力が０，８１　ＸΦ。どなったとすると、放
電灯ｅ、、１．の光束差４ΦはΔΦ＝ｏ、ｏｉΦ。 となる、このとき、０．８×Φ。に対する光束差比は１
．２５％となる。 次に調光信号により５％光束に調光した場合で上述の場
合と同様に０．０１Φ０の光束差があるとすると、０．
０５Φ。に対する光束差比は２０％となる。つまり、深
い調光時の方が僅かな光出力のばらつきであっても相対
的な光出力のばらつきが大きくなる。これより深い調光
状態である方が光出力のばらつきによる影響が大きいこ
とを理解できる。 さて、同一の調光信号■１に対しても放電灯ｌ・・・の
光出力にばらつきを生じる要因としては予熱電力が関係
する１例えば、第１３図に示す回路において、放電灯ｌ
をある一定レベルで、α灯維持しておく、なお、この状
態で放電灯！のフィラメントに一定の予熱電力を供給し
ているとする。この放電灯、点灯装置の予熱回路２は、
予熱トランスＴｐと出力の振幅を可変できる予熱電源３
と、予熱電源３の出力制御を行う予熱制御ｊ部１３とで
構成しである。 今、点灯回路１の出力を一定にした状態で、予熱制御回
路１３により放電灯ｌのフィラメントに供給される予熱
電力のみを変化させたとすると、放電灯ｌの光出力が僅
かではあるが変化する。っまり、予熱電力を多くすると
光出力が増加し、予熱電力を少なくすると光出力が低下
する。この理由は、予熱電力を多くすると、放電灯ｌの
フィラメントの温度が上がって熱電子放射が容易となり
、フィラメントからの熱電子放出量が多くなり（なお、
このときランプ電圧は低下する。）、逆に予熱電力を下
げると、フィラメントの温度が下がって熱電子を放射し
にくくなり、フィラメントからの熱電子放出量が少なく
なる（なお、このときランプ電圧は上昇する。）ためで
ある、なお、一般に熱電子放射は ｉ　＝　Ａ　Ｔ　”ｅｘｐ（−Ｌ） で求まる。但し、Ａ、Ｂは金属種類による定数、Ｔは金
属表面温度［°Ｋ］ つまりは、上述のことは予熱電力がばらつくと放電灯ｌ
の光出力がばらつくことを意味する。ところで、この予
熱電力を制御して調光制御を打う場合、放電灯ｌに流れ
る電流が少ないときほど大きいことは容易に推測できる
。何故ならば、一方のフィラメントから出た熱電子が他
方のフィラメントに衝突することにより温度上昇が大き
ければ、フィラメントに供給される予熱電力による温度
上昇が顕着には現れないから、予熱電力による温度上昇
効果を低下させることになるためである。よって深い調
光状態でランプ１＋−ｂの予熱電力が同一でない場合、
光出力のばらつきが生じるのである。 本発明は上述の点に鑑みて為されたものであり、その目
的とするところは、深い調光レベルにおいて放電灯の光
出力のばらつきを少なくすることができる放電灯点灯装
置を提供することにある。

【課題を解決するための手段１ 上記目的を達成するために、本発明は複数の放電灯を点
灯すると共に同一の調光信号により放電灯を調光制御す
る複数の点灯回路と、複数の放電灯のフィラメントに一
定の予熱電力を供給する予熱手段とを備えている。 【作用］ 本発明は、放電灯の予熱電力がばらつくと、放電灯の光
出力がばらつくことに着目し、予熱手段により複数の放
電灯のフィラメントに一定の予熱電力を供給することに
より、放電灯の光出力のばらつきを少なくするようにし
たものである。 ［実施例１］ 第１図及び第２図に本発明の一実施例を示す。 本実施例では、第１図に示すように、同一の予熱回路２
により放電灯ｌ、・・・のフィラメントに一定の予熱電
力を供給することにより、放電灯ｌ、・・・のフィラメ
ントに供給される予熱電力がばらつかないようにしだら
のである１本実施例の放電灯点灯装置は、広Ｉｌｌ囲で
の調光が可能な点灯回路１１・・・を備え、この点灯回
路１１１１１で夫々放電灯Ｌｊｔ２を、へ灯し、同一の
調光信号■、により各点灯回路１１・・・が放電灯ｌＩ
・・・の調光制御を行う、そして、予熱回路２としては
、商用電源ＡＣから予熱用の電源を作成する予熱電ａ３
と、この予熱電源３の出力を放電灯ｉ、、ｔ、の各フィ
ラメントに供給する予熱トランスＴρとで構成しである
。 上記第１図回路の具体回路を第２図に示す、なお、本実
施例では点灯回路１１，１□は同一構成のものであるの
で、点灯回路１．についてのみ説明する。まず、点灯回
路１．では、商用電源ＡＣをダイオードブリッジＤＢ、
及び平滑コンデンサＣ１で整流平滑して直流電源を得て
おり、この直流電源を電源としで動作するバー７ブリツ
ノ構成のインバータを用いて放電灯１１を高周波点灯す
るものである。この点灯回路では平滑コンデンサＣ１の
両端にトランジスタＱ、、Ｑ、を直列に＃：ｌ！すると
共に、トランジスタＱ、、Ｑ、の両端に夫々ダイオード
Ｄ、、Ｄ、を逆並列に接続し、後述する制御部５により
トランジスタＱ、、Ｑ、を交互にスイッチングして、直
流電力を高周波電力に変換して、放電灯り、に供給する
。上記インバータを構成するトランジスタＱ２の両端に
は直流カット用のコンデンサＣ２及びチ謄−クコイルＣ
Ｈ，を介して放電灯Ｉ、を接続してあり、放電灯！、に
は並列に上記チラークコイルＣＨ，と共に直列共振回路
を構成するコンデンサＣ１を接続しである。ここで、上
記直流カット用のコンデンサＣ２はトランジスタＱ２が
オン時にトランジスタＱ２に駆動電源を供給するために
も働く。また、チラークコイルＣＨ，と直列共振回路を
構成するコンデンサＣ３の両端に始動時に発生する高電
圧を放電灯１１に印加して、放電灯１．を始動点灯する
。さらに、この点灯回路１では放電灯ＩＩ及び直列共振
回路からなる負荷回路側に直流電力重畳回路４を設けで
ある。この直流重畳回路４は、トランスＴ２、ダイオー
ドＤ、、コンデンサＣ１からなる直流電源と、チラーク
コイルＣＨ，及びダイオードＤ１゜からなるインピーダ
ンス素子とで構成してあり、深い調光状態における放電
灯ｌｌの点灯状態を安定させるために設け、点灯回路１
１が広範囲での調光制御が可能であるようにしである。 この、α灯回路１．の制御部５は調光信号Ｖ、に応じて
トランジスタＱ、、Ｑ、のスイッチング周波数を可変し
で、放電灯！、を調光制御するものである。 なお、調光信号ｖＩは周期一定でオンデユーテイが変化
する矩形波信号である。制御部５では調光信号■、を７
オトカブラＰＣで受け、この７中トカプフＰＣの出力で
トランジスタＱ、をオン、オフし、調光信号■、のオン
デユーテイに応じた電荷をコンデンサＣ１に充電してお
り、これにより調光信号■１を一旦直流電圧に変換して
いる。なお、上記コンデンサＣ，の充電量は抵抗Ｒ，〜
Ｒ１１で決まる。このコンデンサＣ３の電圧はバッフ７
１Ｃ。 を介して汎用のタイマＩＣ（例えば、μＰＣ５５５）で
構成された発振回路６の５番端子に入力される。この発
振回路６は５番端子に印加される電圧で発振周波数が変
化するものである。つまり、この発振回路６では電圧を
周波数に変換する所謂Ｖ／Ｆ変換を行っている。この発
振回路６の出力をドライブＩＣ（例えば、μＰＤ４０１
３）及び複数個のインバータで構成された駆動回路７を
介してトランジスタＱ、、Ｑ、に出力している。ここで
、駆動回路７のトランジスタＱ、を駆動する側にはトラ
ンスＴ３及びトランジスタＱ、、Ｑ、を設けである。こ
れは、トランジスタＱ、のソー入側の電位が制御Ｗ６５
のグランド電位と異なるためである。 なお、この制御部５の制御電源は商用型ａＡＣをトラン
スＴ、を用いて降圧し、この降圧出力をグイオードプリ
７ノＤＢ、及びコンデンサＣ１で整流平滑し、さらにツ
ェナダイオードＺＤ、で定電圧化して得ている。 次に、予熱回路２について説明する。この予熱回路２は
商用電源ＡＣをダイオードブリッジＤＢ２、平滑コンデ
ンサＣ９で整流平滑して直流電源を得て、この直流電源
の電圧をバー７ブリツノ構成のインバータにより高周波
電圧に変換している。 つまり、交流型１ｆｉ３としてトランゾスタＱ、、Ｑ、
、ダイオードＤ、、、Ｄ、、等で構成されたインバータ
を用いである。このインバータの出力をコンデンサＣ１
，及びチ１−クコイルＣＨ，を介して予熱トランスＴｐ
の１次側に加え、この予熱トランスＴｐの２次出力を各
放電灯Ｔ目１２のフィラメントに印加しである。なお、
この予熱回路２のインバータの制御部８は上記点灯回路
１．の制御部５と同様に発振回路９及び駆動回路１０等
で構成しであるので、詳細な説明は省略する、なお、こ
の制御部８では発振回路９を無安定バイブレータとして
用いである点がｖＩ御Ｗ１５と異なる。本実施例の場合
には放電灯ｔ’１ｌＮ２の各フィラメントに同−予熱回
路２から予熱電力を供給するようにしであるので、放電
灯１＋ｔｅｌのフィラメントの予熱状態が一定になり、
予熱電力のばらつきによる放電灯１．、ｌ、の光出力の
ばらつきが生じない、なお、上述の説明においては、ハ
ーフブリック構成のインバータを点灯回路１及び予熱回
路２に用いた場合について説明したが、勿論フルプリ７
ノ構成等の他構成のインバータを用いても良い、また、
調光方式も周波ｔ＆副制御なく、オンデユーテイを変化
する制御等であっても良い、さらに、深い調光状態にお
ける放電灯ｌの安定、ζ打方式として直流電力重畳方式
を示したが、例えば高圧パルスを周期的に印加する点灯
維持方式等であっても良い。 ［実施例２１ 第３図乃至第６図に本発明の他の実施例を示す。 本実施例では、第３Ｕ！Ｊに示すように、放電灯ｌＩ・
・・を夫々、α灯する、α灯回路１．・・・を備え、各
、直打回路１．・・・は同一の調光信号ＶＩに応じて各
々放電灯１、・・・を調光可能なものである０本実施例
では各放電灯１１・・・を点灯する点灯ブロックＡ、・
・・毎に夫々放電灯ｌ、・・・の光束量を検出する光量
検出部１１゜・・・を設け、１つの点灯ブロック（本実
施例の場合には点灯ブロックＡＩ）の放電灯１１の光束
量と、自己の放電灯１２・・・の光束量とを比較する比
較部１２、及びこの比較部１２の出力に応じて放電灯ｌ
の予熱を制御する予熱制御部１３とを点灯ブロックＡ２
・・・に設けである。つまりは、この放電灯点灯装置で
は、点灯ブロックＡ１の放電灯１１の光束量に一致させ
るように他の、α灯ブロックＡ２の放電灯１２・・・の
光束量を可変するようにしたものである。 本実施例の具体回路を第４図に示す、なお、本実施例の
点灯ブロック毎に設けた点灯回路１及び予熱回路２等の
構成は第１の実施例の構成と基本的には同じものである
ので、以下の説明においては本実施例の特徴とする部分
だけについて説明する。また、その他の同一構成を備え
る場合には点灯回路１．に関して説明を行う０本実施例
の場合には、光量検出部１１゜１１２をランプ電流検出
回路で構成しである。つまり、光束量はランプ電流と１
対１で対応し、はぼリニアな関係で変化するからである
。従って、光量検出部１１．をカレントトランスＣＴ　
Ｉ、ダイオードブリッジＤＢ、、可変抵抗ＶＲ，、抵抗
Ｒｚｏ及１コンデンサＣ１５で構成し、放電灯ｒ、の２
ンブ電流を検出するようにしである。なお、可変紙ｖｃ
ＶＲ，はカレントトランスＣＴ、のばらつきを吸収する
ものである。点灯ブロックＡ２には、点灯ブロックＡ、
の光量検出部１１．の出力と自己の光量検出部１１２の
出力との比較を行う比較部１２を備え、この比較部１２
をオペアンプｌＣｅ５及び抵抗Ｒｍ　Ｒ２２からなる差
動増幅回路で構成しである。今、点灯ブロックＡ１の出
力をｅｓとし、点灯ブロックＡ２の出力をｅｋとすると
、比較部１２の出力乙ｅは 、ｅ＝ｅｋ−旦工員Ｓ ２２ となる、ここで、点灯ブロックＡ　Ｉ　Ｉ　Ａ　２のラ
ンプ電流値が同じであれば、光出力は同一であり、予熱
電力を変える必要がないので、このときがｅｓｘｅｋと
なるように設定する。よってＲ２２＝Ｒ２，とじである
、この比較部１２の出力で予熱回路３を制御する予熱１
１Ｊ　１１１部１３を、オペアンプＩＣ，、及び抵抗Ｒ
２，〜Ｒ２７で構成された反転増幅回路１４とバッファ
１５とで構成しである。今、反転増幅回路１４の非反転
入力端子側の電位をＥｓ（抵抗Ｒ２，。 Ｒ２，の分圧比で決まる）とすると、この反転増幅回路
１４の出力Ｅ０は Ｅ　ｏ”　Ｅｓ　−ＬＬＬＩＪｅ ２４ となる、この出力Ｅ０はバッフ７１５を介して発振回路
９の５番端子に入力される。この出力Ｅ０と発振回路９
の発振周波数との関係は＠５図に示すように変化する。 なお、この発振周波数と放電灯ｌに供給される予熱電力
との関係は！１ＩＩＳＧ図に示すようになる。 即ち、ｅｓｘｅｋ（５ンプ電流が同じ、すなわち光束が
等しい）ときの予熱制御部１３の出力Ｅ。１は、Ｅｏ＋
＝Ｅｓ またｅｓ　＞　ｅｋのときの出力ＥＯ２はＥ　ｏｉ＝　
Ｅｓ十ｋ　ｌ　ｌＪｅ　ｌとなる。この場合、Ｅｏｚ＞
Ｅａｒであるため、インバータのスイッチング周波数が
下が９、予熱電力は上昇する。なお、予熱回路２のイン
バータは遅相モードで動作させているのでこのようにな
る。 この結果、ランプ電流が増加し、光束が上がる。 逆に、６ｓ＜ｅｋのときの出力Ｅ。、はＥ６３＝　Ｅｓ
−ｋ　Ｉ　Ａｅ　Ｉ となる。この場合、Ｅｏ３＜Ｅａｒであるため、インバ
ータのスイッチング周波数が上がり、予熱電力が低下し
、その結果ランプ電流が減少して、光束が下がる。この
ようにして、本実施例では放電灯ｌのフィラメントの予
熱電力を制御することにより１．点灯ブロックＡ１の放
電灯１１の光束量を基準として他の点灯ブロックＡ２・
・・の放電灯１２・・・の光束量を制御している。この
ため、すべての点灯ブロックＡ、・・・の放電灯ｌを同
一の光束量で点灯することができる。なお、本実施例の
場合には光束量をランプ電流から検出するようにしたが
、放電灯ｌの光を７オトダイオード等で直接に検出して
も良く、また比較部１２の制御方法も別の方式であって
良い。さらに、本実施例では予熱回路２のインバータの
制御を行って予熱電力を制御するようにしていたが、例
えば第７図に示すように可飽和リアクトルＬ医ｌを予熱
制御１部１３の出力で制御するようにしても良い。 ［実施例３］ 第８図及び第９図に本発明のさらに他の実施例を示す、
上記第２の実施例では１つの点灯ブロックの放電灯の光
束量を基準として、他の点灯ブロックの放電灯の光束量
を合わせるようにしてあったが、本実施例では各点灯ブ
ロック毎に光量検出部１１、比較部１２及び予熱制御部
１３を設け、夫々の点灯ブロックが互いに他の点灯ブロ
ックの放電灯の光束量に応じて自己の放電灯の光束量を
合わせるようにしたものである。なお、第８図において
は、点灯ブロックＡ　＋　、Ａ　２及び、克灯プａツク
Ａ　２　ｔ　Ａ　３の間で相互に相手側の放電灯ｌの光
束量に自己の放電灯ｌの光束量を合わせるようにしであ
る。 ＄８図の具体回路を第９図に示す。なお、この具体回路
では点灯ブロックＡ、、Ａ、を備える場合を示す、ここ
で、各点灯ブロックＡ、、Ａ、の構成は第２の実施例の
、α灯ブロックＡ２と同じ構成である。 ところで、以上の説明においては４部灯回路１゜・・・
が放電灯ｌを１個豆灯する場合について説明したが、１
つの点灯回路１で多灯の放電灯１．・・・を点灯するも
のでも、略同様の方法で放電灯ｐ、・・・間の光束量の
ばらつきを無くすことが可能である。 【発明の効果】 本発明は上述のように、予熱手段により複数の放電灯の
フィラメントに一定の予熱電力を供給しているので、放
電灯の光出力のばらつきを少なくすることができ、しか
も光出力のばらつきが顕者に現れる深い調光状態におい
て効果が大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例の回路図、第２図は同上
の具体回路図、第３図は本発明の第２の実施例の回路図
、第４図は同上の具体回路図、第５図及Ｃ／Ｊ６図は同
上の動作説明図、ｌｌＳ７図は他の予熱制御方法を示す
要部の回路図、第８図は第３の実施例の回路図、第９図
は同上の具体回路図、第１０図は点灯回路で多灯の放電
灯を、ζ灯する場合の回路図、第１１図は従来例の回路
図、第１２図は他の従来例の回路図、第１３図は予熱電
力と光出力のばらつきとの関係を説明するための回路図
である。 ＩＩ・・・は、α灯回路、２は予熱回路、１３は予熱制
御部、ｉは放電灯、Ｖ、は調光信号である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数の放電灯を点灯すると共に同一の調光信号に
   より放電灯を調光制御する複数の点灯回路と、複数の放
   電灯のフィラメントに一定の予熱電力を供給する予熱手
   段とを備えた放電灯点灯装置。