JP2008152972A - Light-emitting device and light-emitting method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、キセノン(Xe)ランプ等の放電ランプを点灯させるための発光装置及び発光方法に関するものである。 The present invention relates to a light emitting device and a light emitting method for lighting a discharge lamp such as a xenon (Xe) lamp.
従来、ストロボ(閃光発光装置)には希ガスが採用されている。この理由は、ガス自体がイオン化することにより気中を電荷が通過し、この電荷が電子と再結合した時に、もっとも発光量が多いものとなるためである。 Conventionally, noble gases have been employed in strobes (flash light emitting devices). The reason for this is that when the gas itself is ionized, charges pass through the air, and when this charge recombines with electrons, the amount of emitted light is the largest.
その希ガスとして多くの場合、キセノンガスが採用されている。その理由は、希ガスの中でもラドンガスの次にイオン化しやすく、発光した時の光スペクトルが太陽光に最も近いものとなるためである。 In many cases, xenon gas is used as the rare gas. This is because, among rare gases, it is easy to ionize next to radon gas, and the light spectrum when emitting light is closest to sunlight.
このキセノンガスが封入されたキセノン管の陽極・陰極間に高電圧200V〜300Vを印加しておく。そして、その陽極・陰極間にトリガー電極を配置し、このトリガー電極に数KVの高電圧を印加する。 A high voltage of 200 V to 300 V is applied between the anode and cathode of the xenon tube filled with the xenon gas. A trigger electrode is arranged between the anode and the cathode, and a high voltage of several KV is applied to the trigger electrode.
このとき、キセノンガスがイオン化し、急激に内部インピーダンスが下がる。このため、キセノン管の陽極・陰極間にイオン電流が導通することにより、キセノンガスによる発光が実現される。
上述したキセノンガスによる発光を適用したものとして、例えば、カメラストロボによりフラッシュを点灯させるための発光回路が提案されている(非特許文献1)。
At this time, the xenon gas is ionized, and the internal impedance rapidly decreases. For this reason, light emission by the xenon gas is realized by conducting an ionic current between the anode and the cathode of the xenon tube.
For example, a light-emitting circuit for turning on a flash with a camera strobe has been proposed as an example of applying the light emission by the xenon gas described above (Non-Patent Document 1).
図7にカメラストロボの一般的な発光回路の回路図を示す。
図7において、ディジタルスチルカメラ(DSC)の電池から供給される電圧(DC10V以下)は、昇圧トランス32で昇圧された後に整流ダイオード33により整流されて高電圧(DC300〜350V)となる。この高電圧により電解コンデンサ34及びトリガーコンデンサ35に電荷が充電され、電解コンデンサ34及びトリガーコンデンサ35の充電電圧が高電圧(DC300〜350V)に到達して待機状態になる。
FIG. 7 shows a circuit diagram of a general light emitting circuit of a camera strobe.
In FIG. 7, the voltage (DC 10 V or less) supplied from the battery of the digital still camera (DSC) is boosted by the step-up transformer 32 and then rectified by the rectifier diode 33 to become a high voltage (
なお、整流ダイオード33による整流後の電荷は一旦ノイズカット用の中高圧のコンデンサ40に蓄えられた後に大容量の電解コンデンサ34に蓄積される。また、整流ダイオード33による整流後の電荷は抵抗器42により所定の電圧降下が施された後にトリガーコンデンサ34に蓄積される。ダイオード41は電荷の逆流防止に用いられる。
The electric charge after rectification by the rectifier diode 33 is once stored in a medium-high voltage capacitor 40 for noise reduction, and then stored in a large-capacity electrolytic capacitor 34. The electric charge after rectification by the rectifier diode 33 is stored in the trigger capacitor 34 after being subjected to a predetermined voltage drop by the resistor 42. The
ここでストロボ発光スイッチ信号38がサイリスタ39の端子に入力されると、トリガーコンデンサ35に充電されていた電荷が放電する。そして、トリガーコンデンサ35から放電された充電電圧はトリガーコイル36で昇圧されてトリガー電極に供給される。このため、トリガー電極によるキセノン管37の電極間電位差は数kV(5〜7kV)となる。
なお、トリガーコイル36による昇圧(倍圧)回路として中高圧のコンデンサ43及び抵抗器44が使用される。
Here, when the strobe light emission switch signal 38 is input to the terminal of the
Note that a medium and high voltage capacitor 43 and a resistor 44 are used as a boost (double voltage) circuit by the
その結果、キセノン管37内部のキセノンガスがイオン化してキセノン管37内部が導通状態となる。これにより、電解コンデンサ34に充電されていた高電圧(DC300〜350V)による大量の電荷がダイオード41を介してキセノン管37に流れ込むことで、キセノン管37によるストロボ発光が行われる。
As a result, the xenon gas inside the xenon tube 37 is ionized and the inside of the xenon tube 37 becomes conductive. As a result, a large amount of charge due to the high voltage (
また、大容量高圧コンデンサを2個設けて、小型側のコンデンサでプリ発光を行ない、大容量高圧コンデンサに加える電圧を低く抑えることでの小型化を実現する発光回路が提案されている(特許文献1参照)。すなわち、この発光回路はキセノン(Xe)ランプを発光させる際に比較的小容量のプリコンデンサ(第1のコンデンサ)によって、初期放電を行い、初期放電以降はメインコンデンサ(第2のコンデンサ)によってXeランプを発光させるものである。 In addition, a light emitting circuit has been proposed in which two large-capacity high-voltage capacitors are provided, pre-light emission is performed with a small-sized capacitor, and miniaturization is achieved by suppressing the voltage applied to the large-capacity high-voltage capacitor (Patent Document) 1). That is, this light emitting circuit performs initial discharge by a relatively small capacity pre-capacitor (first capacitor) when the xenon (Xe) lamp is caused to emit light, and after the initial discharge, Xe is generated by the main capacitor (second capacitor). The lamp is made to emit light.
また、リフレクタを導電性の材料で形成すると共にキセノン発光管に密着又は接近させて配置し、当該リフレクタに電圧を掛けてガラス管内のキセノンガスをイオン化させるフラッシュ装置が提案されている(特許文献2参照)。 In addition, there has been proposed a flash device in which a reflector is formed of a conductive material and is placed in close contact with or close to a xenon arc tube, and voltage is applied to the reflector to ionize xenon gas in the glass tube (Patent Document 2). reference).
すなわち、このフラッシュ装置は、ネサ膜が被覆されていないガラス管内にキセノンガスを封入したキセノン発光管と、そのキセノン発光管から放射される光を被写体に向けて照射するリフレクタとを備えたものである。そして、リフレクタを導電性の材料で形成すると共にキセノン発光管に密着又は接近させて配置し、リフレクタに電圧を掛けてガラス管内のキセノンガスをイオン化させるものである。 That is, the flash device includes a xenon arc tube in which xenon gas is sealed in a glass tube not covered with a nesa film, and a reflector that irradiates light emitted from the xenon arc tube toward a subject. is there. Then, the reflector is formed of a conductive material and is placed in close contact with or close to the xenon arc tube, and a voltage is applied to the reflector to ionize the xenon gas in the glass tube.
しかしながら、空気の絶縁耐圧は一般に1mm/1KVであると言われている。このため、上述した非特許文献1に記載の技術、特許文献1、2に記載の技術では、トリガーコイル及びその昇圧回路を含む回路と他の回路とは絶縁耐圧を満足する間隔だけ離して設ける必要がある。
However, it is generally said that the withstand voltage of air is 1 mm / 1 KV. For this reason, in the technique described in Non-Patent Document 1 and the techniques described in
すなわち、トリガー電圧が5KVであれば、トリガーコイル及びその昇圧回路を含む回路と他の回路とは5mm以上離さないと、その間をリーク電流が流れるなどの恐れがある。このため、予期しない時に本来は発光させるために蓄積した電荷を失うことにより、肝心な撮影場面での発光撮影機会を逸してしまうという不都合がある。 In other words, if the trigger voltage is 5 KV, a leak current may flow between the trigger coil and the circuit including the booster circuit and other circuits if they are not separated from each other by 5 mm or more. For this reason, there is an inconvenience of losing the charge accumulated in order to emit light at an unexpected time, thereby losing the opportunity for light emission photographing in the important photographing scene.
このため、止むを得ず、トリガーコイル及びその昇圧回路を含む回路と他の回路との間に絶縁耐圧を満足するに必要な空間距離が取れない場合は、その間に強力な絶縁物を挟むなどの工夫がされている。
しかるに、この制約はストロボを使用する携帯電子機器、ディジタルスチル・カメラ、ムービー・カメラなどの小型化を阻害する要因となっていた。
For this reason, if a spatial distance necessary to satisfy the withstand voltage cannot be secured between the circuit including the trigger coil and its booster circuit and another circuit, a strong insulator is sandwiched between them. Has been devised.
However, this restriction has been a factor that hinders downsizing of portable electronic devices, digital still cameras, movie cameras, and the like that use strobes.
そこで、本発明は、絶縁耐圧を満足すると共に小型化を図ることができる発光装置及び発光方法を提供することを目的とするものである。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a light-emitting device and a light-emitting method that can satisfy the withstand voltage and can be reduced in size.
本発明は、上記目的を達成するために、本発明の発光装置は、一方及び他方の電極間に放電電圧が供給され、一方及び他方の電極間の放電により発光する放電ランプと、上記放電ランプの上記他方の電極に一方の電極が直列接続され、上記放電ランプのトリガー電極にトリガー電圧を供給するためのスイッチング手段と、上記スイッチング手段のオン動作に応じて上記放電ランプのトリガー電極にトリガー電圧を供給することにより、上記放電ランプの放電を開始させるためのトリガーコイルと、上記放電ランプの上記一方の電極と上記スイッチング手段の上記他方の電極間に並列接続され、該放電ランプの上記一方及び他方の電極間に上記放電電圧を供給するコンデンサと、上記放電ランプの上記一方又は他方の電極の近傍に配置され、上記放電ランプの上記一方又は他方の電極の電圧と異なる電圧を供給することにより上記放電ランプの初期放電を行うための補助電極とを備えたものである。 In order to achieve the above object, according to the present invention, a light emitting device of the present invention includes a discharge lamp that is supplied with a discharge voltage between one and the other electrode and emits light by discharge between the one and the other electrode, and the above discharge lamp. One electrode is connected in series to the other electrode, and a switching means for supplying a trigger voltage to the trigger electrode of the discharge lamp, and a trigger voltage on the trigger electrode of the discharge lamp according to an ON operation of the switching means Is connected in parallel between the trigger coil for starting discharge of the discharge lamp, the one electrode of the discharge lamp and the other electrode of the switching means, and the one of the discharge lamp and A capacitor for supplying the discharge voltage between the other electrodes and the one or the other electrode of the discharge lamp; It is obtained by an auxiliary electrode for initial discharge of the discharge lamp by supplying a voltage different from the voltage of the one or the other of the electrodes of the discharge lamp.
また、本発明の発光装置は、一方及び他方の電極間に放電電圧が供給され、一方及び他方の電極間の放電により発光する放電ランプと、上記放電ランプの上記他方の電極に一方の電極が直列接続され、上記放電ランプのトリガー電極にトリガー電圧を供給するためのスイッチング手段と、上記スイッチング手段のオン動作に応じて上記放電ランプのトリガー電極にトリガー電圧を供給することにより、上記放電ランプの放電を開始させるためのトリガーコイルと、上記放電ランプの上記一方の電極と上記スイッチング手段の上記他方の電極間に並列接続され、該放電ランプの上記一方及び他方の電極間に上記放電電圧を供給するコンデンサと、上記放電ランプの上記一方又は他方の電極から離れて配置され、上記放電ランプの上記一方又は他方の電極の電圧と異なる電圧を供給することにより上記放電ランプの初期放電を行うための第1の補助電極と、上記放電ランプの上記他方又は一方の電極から離れて上記第1の補助電極の近傍に配置され、上記放電ランプの上記他方又は一方の電極の電圧と異なる電圧を供給することにより上記放電ランプの初期放電を行うための第2の補助電極とを備えたものである。 In the light emitting device of the present invention, a discharge voltage is supplied between one electrode and the other electrode, and one electrode is provided on the other electrode of the discharge lamp. Switching means for supplying a trigger voltage to the trigger electrode of the discharge lamp connected in series, and supplying the trigger voltage to the trigger electrode of the discharge lamp according to the ON operation of the switching means, A trigger coil for starting discharge, the one electrode of the discharge lamp, and the other electrode of the switching means are connected in parallel, and the discharge voltage is supplied between the one and the other electrodes of the discharge lamp. And a capacitor that is disposed away from the one or other electrode of the discharge lamp, and the one or other of the discharge lamp A first auxiliary electrode for performing an initial discharge of the discharge lamp by supplying a voltage different from the voltage of the first electrode; and the vicinity of the first auxiliary electrode apart from the other or one electrode of the discharge lamp And a second auxiliary electrode for performing initial discharge of the discharge lamp by supplying a voltage different from the voltage of the other or one of the electrodes of the discharge lamp.
また、本発明の発光方法は、一方及び他方の電極間の放電により発光する放電ランプの一方及び他方の電極間に放電電圧を供給するために、上記放電電圧をコンデンサに充電するステップと、上記放電ランプの上記一方又は他方の電極の近傍に配置される補助電極に、上記放電ランプの上記他方又は一方の電極と略同電位の電圧を供給することにより、上記放電ランプの初期放電を行うステップと、スイッチング手段のオン動作に応じて、上記放電ランプのトリガー電極にトリガーコイルを介してトリガー電圧を供給することにより、上記放電ランプの放電を開始させるステップとを含むものである。 The light emitting method of the present invention comprises a step of charging a capacitor with the discharge voltage to supply a discharge voltage between one and the other electrodes of a discharge lamp that emits light by discharge between the one and the other electrodes, Performing an initial discharge of the discharge lamp by supplying a voltage having substantially the same potential as the other or one electrode of the discharge lamp to an auxiliary electrode disposed in the vicinity of the one or other electrode of the discharge lamp. And a step of starting discharge of the discharge lamp by supplying a trigger voltage to the trigger electrode of the discharge lamp via a trigger coil in response to an ON operation of the switching means.
また、本発明の発光方法は、一方及び他方の電極間の放電により発光する放電ランプの一方及び他方の電極間に放電電圧を供給するために、上記放電電圧をコンデンサに充電するステップと、上記放電ランプの上記一方又は他方の電極から離れて配置される第1の補助電極に、上記放電ランプの上記他方又は一方の電極と略同電位の電圧を供給すると共に、上記放電ランプの上記他方又は一方の電極から離れて上記第1の補助電極の近傍に配置される第2の補助電極に、上記放電ランプの上記一方又は他方の電極と略同電位の電圧を供給することにより、上記放電ランプの初期放電を行うステップと、スイッチング手段のオン動作に応じて、上記放電ランプのトリガー電極にトリガーコイルを介してトリガー電圧を供給することにより、上記放電ランプの放電を開始させるステップとを含むものである。 The light emitting method of the present invention comprises a step of charging a capacitor with the discharge voltage to supply a discharge voltage between one and the other electrodes of a discharge lamp that emits light by discharge between the one and the other electrodes, The first auxiliary electrode disposed away from the one or other electrode of the discharge lamp is supplied with a voltage having substantially the same potential as the other or one electrode of the discharge lamp, and the other or By supplying a voltage having substantially the same potential as that of the one or the other electrode of the discharge lamp to a second auxiliary electrode that is disposed in the vicinity of the first auxiliary electrode apart from the one electrode, the discharge lamp By supplying a trigger voltage to the trigger electrode of the discharge lamp via a trigger coil in accordance with the step of performing the initial discharge and the ON operation of the switching means. It is intended to include a step of starting the discharge of the electric lamp.
これにより、放電ランプであるキセノン管内部に設けられた補助電極によりプラズマを発生させることができる。このため、キセノンガスのイオン化を促進させることができる。従って、低いトリガー電圧でキセノンガスの発光を実現させることができる。これにより、小型の閃光発光装置(ストロボユニット)を提供することができる。 As a result, plasma can be generated by the auxiliary electrode provided inside the xenon tube, which is a discharge lamp. For this reason, ionization of xenon gas can be promoted. Therefore, light emission of xenon gas can be realized with a low trigger voltage. Thereby, a small flash light emitting device (strobe unit) can be provided.
また、低いトリガー電圧でキセノンガスの発光を実現させることにより、従来よりトリガーコイル及びその昇圧回路を含む高圧回路と他の低圧回路との間の絶縁距離を短くすることができる。 Also, by realizing the emission of xenon gas with a low trigger voltage, it is possible to shorten the insulation distance between the high voltage circuit including the trigger coil and its booster circuit and another low voltage circuit.
本発明によれば、低いトリガー電圧でキセノンガスの発光を実現させることができるため、小型の閃光発光装置(ストロボユニット)を提供することができる。これにより、発光装置のトリガーコイル及びその昇圧回路を含む高圧回路と他の低圧回路との絶縁耐圧を満足させることができると共に小型化を図ることができるという効果を奏する。 According to the present invention, since light emission of xenon gas can be realized with a low trigger voltage, a small flash light emitting device (strobe unit) can be provided. Thereby, it is possible to satisfy the withstand voltage between the high voltage circuit including the trigger coil of the light emitting device and its booster circuit and the other low voltage circuit, and to achieve downsizing.
以下、本発明の一実施の形態を、図1〜6を参照して説明する。
図1は、本実施の形態の閃光発光(ストロボ)装置の構成例を示している。
図1において、昇圧トランス9の1次側端子間には入力電圧が供給され、昇圧トランス9の2次側端子間には昇圧後の電圧が出力される。昇圧トランス9による昇圧後の電圧は、整流ダイオード10により整流され、整流後の電圧は、高圧コンデンサ6に充電される。これにより、昇圧トランス9は、入力される直流低電圧を昇圧し、大容量の高圧コンデンサ6に十分な発光電荷を充電させる。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 shows a configuration example of a flash light emission (strobe) device according to the present embodiment.
In FIG. 1, the input voltage is supplied between the primary side terminals of the step-up transformer 9, and the boosted voltage is output between the secondary side terminals of the step-up transformer 9. The voltage boosted by the step-up transformer 9 is rectified by the rectifier diode 10, and the voltage after rectification is charged in the high-voltage capacitor 6. As a result, the step-up transformer 9 boosts the input DC low voltage, and charges the large-capacity high-voltage capacitor 6 with sufficient light emission charge.
高圧コンデンサ6には、キセノン(Xe)ガス1が充填されるガラス管2とIGBT(絶縁ゲートバイポーラトランジスタ:Insulated Gate Bipolar Transistors)トランジスタ8の直列回路が並列に接続されると共に、抵抗器15とコンデンサ16の直列回路が並列に接続されている。ここで、キセノン(Xe)ガス1が充填されるガラス管2の陽極3と高圧コンデンサ6のプラス側が接続される。
A series circuit of a
また、キセノン(Xe)ガス1が充填されるガラス管2の陰極4とIGBTトランジスタ8のコレクタが接続される。
キセノン(Xe)ガス1を封入するガラス管2の陽極3には、高圧コンデンサ6からキセノンガスを発光させるための電荷が供給され、陰極4がその電荷を受けることにより、ガラス管2に大電流を流すようにする。
Further, the
The
さらに、IGBTトランジスタ8のエミッタは高圧コンデンサ6のマイナス側に接続されている。IGBTトランジスタ8のゲートには抵抗器17,18が接続され、IGBTトランジスタ8のゲートは抵抗器18を介して高圧コンデンサ6のマイナス側に接続されている。また、IGBTトランジスタ8のゲートは抵抗器17を介してトリガー信号TRが供給されるように構成されている。
Further, the emitter of the IGBT transistor 8 is connected to the negative side of the high voltage capacitor 6.
さらに、キセノン(Xe)ガス1が充填されるガラス管2の管壁に対抗させたトリガー電極5は、トリガーコイル7の2次コイルの始端に接続される。また、トリガーコイル7の1次コイルの始端は抵抗器15とトリガーコイル7に起動パルスを与えるためのコンデンサ16の直列接続点に接続される。また、トリガーコイル7の1次コイルの終端と2次コイルの終端とが接続されると共に、この接続点はキセノン(Xe)ガス1が充填されるガラス管2の陰極4に接続されている。
Further, the
ここで、キセノン(Xe)ガス1が充填されるガラス管2の陽極3のごく近傍(0.1mm〜0.3mm程度)の距離に反対極である陰極4と同電位の電圧を供給可能にプラズマ発生電極11が高抵抗12とスイッチ(SW)トランジスタ13を介して配置される。すなわち、プラズマ発生電極11は高抵抗12の一端に接続され、高抵抗12の他端はスイッチ(SW)トランジスタ13のコレクタに接続される。高抵抗12はキセノンガス
のイオン化速度を制御するとともに、トランジスタ13の破壊を防止する。
Here, it is possible to supply a voltage having the same potential as that of the
さらに、スイッチ(SW)トランジスタ13のエミッタは、キセノン(Xe)ガス1が充填されるガラス管2の陰極4に接続される。スイッチ(SW)トランジスタ13のベースには、プラズマ発生電極11に陰極4と同電位の電圧を供給可能にするためのスイッチオン信号SWが供給されるように構成されている。
Further, the emitter of the switch (SW)
このキセノン(Xe)ガス1が充填されるガラス管2を使ったストロボフラッシュ用の発光装置は、昇圧トランス9の2次側端子に発生される200V〜300Vの電圧を通して高圧コンデンサ6を充電する。そして、高圧コンデンサ6に充電した電圧のエネルギーを抵抗器15とコンデンサ16を介してトリガーコイル7の1次コイルに供給する。
The light emitting device for strobe flash using the
これと共にIGBTトランジスタ8のゲートにトリガー信号TRを入力することにより、トリガーコイル7の2次コイルに起動パルスを誘起させる。このようにして、IGBTトランジスタ8は、ゲートに流れる電流を制御することにより、トリガーコイル7に数KVの高電圧を発生させる。
At the same time, a trigger signal TR is input to the gate of the IGBT transistor 8 to induce a starting pulse in the secondary coil of the
このトリガーコイル7の働きにより、キセノン(Xe)ガス1が充填されるガラス管2の壁面に対抗配置したトリガー電極5に数Kvの高電圧を供給させる。これにより、トリガー電極5には、キセノン(Xe)ガス1をイオン化させるためにこの高電圧が印加される。このとき、高圧コンデンサ6の充電電圧をキセノン(Xe)ガス1が充填されるガラス管2の陽極3、陰極4に与えることにより、ガラス管2内に充填されたキセノン(Xe)ガス1は放電を開始する。
Due to the action of the
このとき放電が可能な最低電圧はアーク長が12mm、ガス圧を2気圧としたショートアークXeランプの場合、240V以上必要となる。この電圧を低くしすぎるとストロボが発光しない場合が発生するため、Xeランプの印加電圧は通常300V程度を必要としている。また、スイッチング手段としてIGBTトランジスタ8の代わりにサイリスタを用いてもよい。 At this time, the minimum voltage that can be discharged is 240 V or more in the case of a short arc Xe lamp having an arc length of 12 mm and a gas pressure of 2 atm. If this voltage is too low, the strobe may not emit light, so the applied voltage of the Xe lamp usually requires about 300V. Further, a thyristor may be used instead of the IGBT transistor 8 as the switching means.
このとき、ガラス管2には、希ガスの中ではラドンガスの次にイオン化エネルギーが低く、イオン化しやすいキセノンガスを封入している。しかも、このガラス管2の陽極3もしくは陰極4のどちらか一方(図1では陽極3)のごく近傍(0.1mm〜0.3mm程度)の距離に反対電極の陰極4もしくは陽極3(図1では陰極4)と同電位のプラズマ発生電極11を高抵抗12を介して配置している。
At this time, the
そこで、スイッチ(SW)トランジスタ13のベースにスイッチオン信号SWを供給すると、プラズマ発生電極11に高抵抗12を介して陰極4と同電位の電圧が供給される。
これにより、上述したストロボ発光を開始する数秒前から、プラズマ発生電極11を用いた0.1mm〜0.3mmの異極間で補助放電となるプラズマ放電を開始せしめる。これにより、予めイオン化されたキセノンガスの濃度をある程度高めておき、その後に、低いトリガー電圧でのストロボ発光を可能とすることができる。
Therefore, when a switch-on signal SW is supplied to the base of the switch (SW)
As a result, plasma discharge as auxiliary discharge is started between the different polarities of 0.1 mm to 0.3 mm using the
従って、従来のストロボ発光管と同様に、まず、高圧コンデンサ6に大容量の電荷を蓄積する。次に、スイッチ(SW)トランジスタ13のベースにスイッチオン信号SWを供給することによりスイッチ(SW)トランジスタ13をオンにする。すると、プラズマ発生電極11に高抵抗12を介して陰極4と同電位の電圧が供給される。
これにより、上述したストロボ発光を開始する数秒前から、プラズマ発生電極11を用いて0.1mm〜0.3mmの異極間で補助放電となるプラズマ放電が開始する。
Therefore, as in the conventional strobe arc tube, first, a large amount of charge is stored in the high-voltage capacitor 6. Next, the switch (SW)
As a result, plasma discharge that becomes auxiliary discharge is started between the different polarities of 0.1 mm to 0.3 mm using the
ここで、IGBTトランジスタ8のゲートにトリガー信号TRを入力する。このトリガーコイル7の働きにより、トリガー電極5に例えば3Kvの従来よりも低い電圧が供給される。このとき、高圧コンデンサ6の充電電圧をキセノン(Xe)ガス1が充填されるガラス管2の陽極3、陰極4に与えることにより、既にプラズマ放電を開始しているガラス管2内に充填されたキセノン(Xe)ガス1は容易に放電を開始する。
Here, the trigger signal TR is input to the gate of the IGBT transistor 8. Due to the action of the
図2は、プラズマ発生電極の構成例を示す図である。図2では、便宜上、ガラス管2内にすべての電極が設けられるように示している。
図2において示すように、本実施の形態の新規な構成として、キセノン(Xe)ガス1が充填されるガラス管2の陽極3のごく近傍(0.1mm〜0.3mm程度)の距離にキセノン(Xe)ガス1のイオン化を促進するためのプラズマ発生電極11が設けられている。
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of the plasma generating electrode. In FIG. 2, for convenience, all the electrodes are provided in the
As shown in FIG. 2, as a novel configuration of the present embodiment, the xenon is disposed at a distance very close to the
また、図1の高圧コンデンサ6に蓄積されている大容量の電荷による主電流を、プラズマ発生電極11に流させないために高抵抗12が設けられている。さらに、このプラズマ発生電極11に反対極である陰極4と同じ電圧を印加させ始めるスイッチとしてのSWトランジスタ13が付加される。
Further, a
図3は、他のプラズマ発生電極の構成例を示す図である。図3でも、便宜上、ガラス管2内にすべての電極が設けられるように示している。
図3において、プラズマ発生電極11−1は、キセノン(Xe)ガス1が充填されるガラス管2の陰極4のごく近傍(0.1mm〜0.3mm程度)の距離にキセノン(Xe)ガス1のイオン化を促進するために設けられている。
FIG. 3 is a diagram showing a configuration example of another plasma generating electrode. Also in FIG. 3, it has shown so that all the electrodes may be provided in the
In FIG. 3, the plasma generating electrode 11-1 has a xenon (Xe) gas 1 at a distance very close (about 0.1 mm to 0.3 mm) of the
また、図1の高圧コンデンサ6に蓄積されている大容量の電荷による主電流を、プラズマ発生電極11−1に流させないために高抵抗12−1が設けられている。さらに、このプラズマ発生電極11−1に反対極である陽極3と同じ電圧を印加させ始めるスイッチとしてのSWトランジスタ13−1が付加される。
Further, a high resistance 12-1 is provided in order to prevent a main current due to a large amount of charge accumulated in the high voltage capacitor 6 of FIG. 1 from flowing into the plasma generating electrode 11-1. Further, a SW transistor 13-1 is added as a switch for starting to apply the same voltage as that of the
図4は、プラズマ発生の様子を示す図である。
図4において示すように、プラズマ発生の動作及び作用としては、まず、上述したように、陽極3及び陰極4間に200V〜300Vの電圧をかけ、キセノン(Xe)ガス1を発光せしめるに十分な電荷を高圧コンデンサ6に蓄積する。
FIG. 4 is a diagram showing how plasma is generated.
As shown in FIG. 4, as the operation and action of plasma generation, first, as described above, a voltage of 200 V to 300 V is applied between the
次にSWトランジスタ13をオンにしてプラズマ発生オン20を指示することにより、キセノン(Xe)ガス1を少量ずつイオン化する。このとき、プラズマ発生電極11と陽極3(もしくは図3のように陰極4)間でプラズマ放電を開始してプラズマ発生21が起こることにより、キセノン(Xe)ガス1が徐々にイオン化する。
Next, the
図5は、トリガー電圧印加の様子を示す図である。
図5において示すように、ある程度、図4で示した状態でキセノン(Xe)ガス1のイオン化が進んだところで、トリガーコイル7を介してトリガー電極5に高電圧のトリガー電圧印加22をする。これにより、キセノン(Xe)ガス1がイオン化されて、陽極3と陰極4間でキセノンガス発光23が行われる。
FIG. 5 is a diagram illustrating how the trigger voltage is applied.
As shown in FIG. 5, when ionization of the xenon (Xe) gas 1 proceeds to some extent in the state shown in FIG. 4, a high trigger voltage application 22 is applied to the
本実施の形態によれば、プラズマ発生電極11の補助放電の作用により、キセノン(Xe)ガス1に数%のイオンガスが混合する状態にさせることができる。これにより、例えば、従来だと5KV程度必要だったトリガー電圧を例えば3KV程度に低減することが可能となる。
上述した実施の形態に限らず、プラズマ発生電極を以下のように構成してもよい。
According to the present embodiment, by the action of the auxiliary discharge of the
Not limited to the above-described embodiment, the plasma generating electrode may be configured as follows.
図6は、他のプラズマ発生電極の構成例を示す図である。図6でも、便宜上、ガラス管2内にすべての電極が設けられるように示している。
図6において示すように、キセノン(Xe)ガス1をイオン化するプラズマ発生電極11は上述したように陽極3又は陰極4の近傍に配置することが部品点数を減らす面では有利ではある。
FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration example of another plasma generation electrode. 6 also shows that all the electrodes are provided in the
As shown in FIG. 6, it is advantageous in terms of reducing the number of parts that the
しかし、陽極3及び陰極4の各電極からそれぞれ多少離れても、陽極3と高抵抗12−1及びSWトランジスタ13−1を介してプラズマ発生陽極24とを接続する。また、陰極4と高抵抗12及びSWトランジスタ13を介してプラズマ発生陰極25とを接続する。このとき、プラズマ発生陽極24とプラズマ発生陰極25の距離を0.1mm〜0.3mm程度で構成すれば、上述したと同様な作用効果を得ることができる。
However, the
ただし、プラズマ発生陽極24及びプラズマ発生陰極25とトリガー電極5との距離を十分に取らないと主放電前にミス放電が発生し、発光に失敗する恐れがある。
また、上述したようにプラズマ発生電極11を陽極3及び陰極4の近傍に配置するときは、図2,3に示したようにそれぞれ陽極3から陰極4間までの範囲を外れた、それぞれの端側(奥側)に配置することが望ましい。
However, if the distance between the plasma generating anode 24 and the plasma generating cathode 25 and the
Further, as described above, when the
例えば、プラズマディスプレイではネオン・アルゴン・キセノン等の混合希ガスが使用されており、0.1mm〜0.3mmの電極間でのイオン化に必要な電圧は百数十Vといわれている。従って、高圧コンデンサ6に蓄積される200〜300Vの電圧でプラズマ発光させることができ、特別に専用の電圧発生回路を持つ必要はない。 For example, a mixed rare gas such as neon, argon, and xenon is used in a plasma display, and a voltage required for ionization between electrodes of 0.1 mm to 0.3 mm is said to be several hundreds of volts. Therefore, plasma can be emitted with a voltage of 200 to 300 V stored in the high-voltage capacitor 6, and it is not necessary to have a special voltage generation circuit.
このようにトリガー電圧を例えば3KVの低電圧にすることができることにより、下記の効果が考えられる。
まず、陽極3とトリガー電極5間もしくは陰極4とトリガー電極5間の絶縁距離を小さく配置することができる。この距離は、従来、印加電圧1KVに対して1mm必要であったため、例えば、印加電圧5KVに対して絶縁距離5mm必要であったのに対して、印加電圧3KVに対する絶縁距離3mmですむことになる。
As described above, the trigger voltage can be set to a low voltage of 3 KV, for example, so that the following effects can be considered.
First, the insulation distance between the
また、陽極3とトリガー電極5間もしくは陰極4とトリガー電極5間に繋がる回路の配線パターンの間隔を小さくできる。さらに、トリガーコイル7の2次側と1次側の他の低圧回路間の距離を小さくすることができる。
これにより、より小型のストロボユニットを提供することができる。
Moreover, the space | interval of the wiring pattern of the circuit connected between the
Thereby, a more compact strobe unit can be provided.
なお、上述した本実施の形態例に限らず、本発明の要旨を逸脱しない限り、適宜変更しうることは言うまでもない。 Needless to say, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately changed without departing from the gist of the present invention.
1…キセノン(Xe)ガス、2…ガラス管、3…陽極、4…陰極、5…トリガー電極、6…高圧コンデンサ、7…トリガーコイル、8…IGBTトランジスタ、9…昇圧トランス、10…整流ダイオード、11…プラズマ発生電極、12…高抵抗、13…SWトランジスタ、24…プラズマ発生陽極、25…プラズマ発生陰極
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Xenon (Xe) gas, 2 ... Glass tube, 3 ... Anode, 4 ... Cathode, 5 ... Trigger electrode, 6 ... High voltage capacitor, 7 ... Trigger coil, 8 ... IGBT transistor, 9 ... Boost transformer, 10 ...
Claims (6)
上記放電ランプの上記他方の電極に一方の電極が直列接続され、上記放電ランプのトリガー電極にトリガー電圧を供給するためのスイッチング手段と、
上記スイッチング手段のオン動作に応じて上記放電ランプのトリガー電極にトリガー電圧を供給することにより、上記放電ランプの放電を開始させるためのトリガーコイルと、
上記放電ランプの上記一方の電極と上記スイッチング手段の上記他方の電極間に並列接続され、該放電ランプの上記一方及び他方の電極間に上記放電電圧を供給するコンデンサと、
上記放電ランプの上記一方又は他方の電極の近傍に配置され、上記放電ランプの上記一方又は他方の電極の電圧と異なる電圧を供給することにより上記放電ランプの初期放電を行うための補助電極と、
を備えたことを特徴とする発光装置。 A discharge lamp that is supplied with a discharge voltage between one and the other electrode and emits light by a discharge between the one and the other electrode;
One electrode is connected in series to the other electrode of the discharge lamp, and switching means for supplying a trigger voltage to the trigger electrode of the discharge lamp;
A trigger coil for starting the discharge of the discharge lamp by supplying a trigger voltage to the trigger electrode of the discharge lamp in response to an ON operation of the switching means;
A capacitor connected in parallel between the one electrode of the discharge lamp and the other electrode of the switching means, and supplying the discharge voltage between the one and other electrodes of the discharge lamp;
An auxiliary electrode disposed in the vicinity of the one or other electrode of the discharge lamp, for performing an initial discharge of the discharge lamp by supplying a voltage different from the voltage of the one or other electrode of the discharge lamp;
A light-emitting device comprising:
上記放電ランプの初期放電を行う際に、一端の上記補助電極と他端の上記放電ランプの上記他方又は一方の電極との間を接続するための補助スイッチング手段
を備えたことを特徴とする発光装置。 The light-emitting device according to claim 1.
Light emission characterized by comprising auxiliary switching means for connecting between the auxiliary electrode at one end and the other or one electrode of the discharge lamp at the other end when performing the initial discharge of the discharge lamp. apparatus.
上記放電ランプの上記他方の電極に一方の電極が直列接続され、上記放電ランプのトリガー電極にトリガー電圧を供給するためのスイッチング手段と、
上記スイッチング手段のオン動作に応じて上記放電ランプのトリガー電極にトリガー電圧を供給することにより、上記放電ランプの放電を開始させるためのトリガーコイルと、
上記放電ランプの上記一方の電極と上記スイッチング手段の上記他方の電極間に並列接続され、該放電ランプの上記一方及び他方の電極間に上記放電電圧を供給するコンデンサと、
上記放電ランプの上記一方又は他方の電極から離れて配置され、上記放電ランプの上記一方又は他方の電極の電圧と異なる電圧を供給することにより上記放電ランプの初期放電を行うための第1の補助電極と、
上記放電ランプの上記他方又は一方の電極から離れて上記第1の補助電極の近傍に配置され、上記放電ランプの上記他方又は一方の電極の電圧と異なる電圧を供給することにより上記放電ランプの初期放電を行うための第2の補助電極と、
を備えたことを特徴とする発光装置。 A discharge lamp that is supplied with a discharge voltage between one and the other electrode and emits light by a discharge between the one and the other electrode;
One electrode is connected in series to the other electrode of the discharge lamp, and switching means for supplying a trigger voltage to the trigger electrode of the discharge lamp;
A trigger coil for starting the discharge of the discharge lamp by supplying a trigger voltage to the trigger electrode of the discharge lamp in response to an ON operation of the switching means;
A capacitor connected in parallel between the one electrode of the discharge lamp and the other electrode of the switching means, and supplying the discharge voltage between the one and other electrodes of the discharge lamp;
A first auxiliary for disposing an initial discharge of the discharge lamp by supplying a voltage that is spaced apart from the one or other electrode of the discharge lamp and that is different from the voltage of the one or other electrode of the discharge lamp. Electrodes,
It is arranged in the vicinity of the first auxiliary electrode apart from the other or one electrode of the discharge lamp, and by supplying a voltage different from the voltage of the other or one electrode of the discharge lamp, A second auxiliary electrode for discharging,
A light-emitting device comprising:
上記放電ランプの初期放電を行う際に、
一端の上記第1の補助電極と他端の上記放電ランプの上記他方又は一方の電極との間を接続するための第1の補助スイッチング手段と、
一端の上記第2の補助電極と他端の上記放電ランプの上記一方又は他方の電極との間を接続するための第2の補助スイッチング手段と
を備えたことを特徴とする発光装置。 The light-emitting device according to claim 3.
When performing the initial discharge of the discharge lamp,
First auxiliary switching means for connecting between the first auxiliary electrode at one end and the other or one electrode of the discharge lamp at the other end;
And a second auxiliary switching means for connecting between the second auxiliary electrode at one end and the one or other electrode of the discharge lamp at the other end.
上記放電ランプの上記一方又は他方の電極の近傍に配置される補助電極に、上記放電ランプの上記他方又は一方の電極と略同電位の電圧を供給することにより、上記放電ランプの初期放電を行うステップと、
スイッチング手段のオン動作に応じて、上記放電ランプのトリガー電極にトリガーコイルを介してトリガー電圧を供給することにより、上記放電ランプの放電を開始させるステップと、
を含むことを特徴とする発光方法。 Charging a capacitor with the discharge voltage to supply a discharge voltage between one and other electrodes of a discharge lamp that emits light by discharge between the one and the other electrodes;
An initial discharge of the discharge lamp is performed by supplying a voltage having substantially the same potential as that of the other or one electrode of the discharge lamp to an auxiliary electrode disposed in the vicinity of the one or other electrode of the discharge lamp. Steps,
In response to an ON operation of the switching means, starting a discharge of the discharge lamp by supplying a trigger voltage to the trigger electrode of the discharge lamp via a trigger coil;
A light emitting method comprising:
上記放電ランプの上記一方又は他方の電極から離れて配置される第1の補助電極に、上記放電ランプの上記他方又は一方の電極と略同電位の電圧を供給すると共に、上記放電ランプの上記他方又は一方の電極から離れて上記第1の補助電極の近傍に配置される第2の補助電極に、上記放電ランプの上記一方又は他方の電極と略同電位の電圧を供給することにより、上記放電ランプの初期放電を行うステップと、
スイッチング手段のオン動作に応じて、上記放電ランプのトリガー電極にトリガーコイルを介してトリガー電圧を供給することにより、上記放電ランプの放電を開始させるステップと、
を含むことを特徴とする発光方法。 Charging a capacitor with the discharge voltage to supply a discharge voltage between one and other electrodes of a discharge lamp that emits light by discharge between the one and the other electrodes;
The first auxiliary electrode disposed away from the one or other electrode of the discharge lamp is supplied with a voltage having substantially the same potential as the other or one electrode of the discharge lamp, and the other of the discharge lamp Alternatively, by supplying a voltage having substantially the same potential as that of the one or other electrode of the discharge lamp to a second auxiliary electrode disposed in the vicinity of the first auxiliary electrode apart from the one electrode, the discharge is performed. Performing an initial discharge of the lamp;
In response to an ON operation of the switching means, starting a discharge of the discharge lamp by supplying a trigger voltage to the trigger electrode of the discharge lamp via a trigger coil;
A light emitting method comprising:
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JP2006337415A JP2008152972A (en) | 2006-12-14 | 2006-12-14 | Light-emitting device and light-emitting method |
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WO2016021400A1 (en) * | 2014-08-04 | 2016-02-11 | ウシオ電機株式会社 | Discharge lamp lighting device |
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2006
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WO2016021400A1 (en) * | 2014-08-04 | 2016-02-11 | ウシオ電機株式会社 | Discharge lamp lighting device |
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