JP3145875B2 - 可変色放電灯装置 - Google Patents

可変色放電灯装置

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JP3145875B2
JP3145875B2 JP22050694A JP22050694A JP3145875B2 JP 3145875 B2 JP3145875 B2 JP 3145875B2 JP 22050694 A JP22050694 A JP 22050694A JP 22050694 A JP22050694 A JP 22050694A JP 3145875 B2 JP3145875 B2 JP 3145875B2
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勝雅 中井
唯夫 植月
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  • Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、発光色を可変すること
のできる可変色放電灯装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、発光色を可変とすることので
きる可変色放電灯装置としては、大きく分けて2種類の
タイプがあった。ひとつは発光色の異なる複数の放電路
を切り換えて放電させたり、あるいはその発光割合を変
化させるものであって、図9に示すように、RGBの互
いに発光色の異なる3本の発光管121 〜123 を同一
の外管13内に収納して放電ランプ11を形成し、この
放電ランプ11を調光することによって発光色を可変と
するもの(特開平2−244553号公報参照)や、図
10に示すように、RGBの3本の発光管141 〜14
3 を個別に点灯させるとともに制御回路15により各発
光管141 〜143 のバラスト161 〜163 を制御し
て、各発光管141 〜143 を連動させて調光すること
により全体としての発光色を可変とするもの(特開平4
−109594号公報参照)である。
【0003】そしてもうひとつは、放電プラズマ中の電
子のエネルギーを変化させることにより、放電ランプ内
に封入された複数種の励起ガスが励起される割合を変化
させることにより発光色を可変とするものである(特開
昭50−28269号公報参照)。上記以外にも、蛍光
ランプと白熱ランプのような異種の光源を接続してそれ
らを切り換えて点灯させたり、発光の割合を変化させて
発光色を可変とするもの(特開昭54−63568号公
報参照)や、CRT方式によるもの(特開昭55−69
998号公報参照)、色の異なる複数のフィルタを備え
た可動式フィルタにより光源の光を可変とするもの(特
公昭47−41573号公報参照)があった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来構
成においては、以下に述べるように種々の問題があっ
た。すなわち、特開平2−244553号公報に記載さ
れたものでは、非常に精度よく発光色を制御できるかわ
りに、3本の発光管121 〜123 の制御が複雑になり
回路部分が高価になるという問題があった。また、メイ
ンとなる照明(いわゆる主照明)として使う場合には充
分な出力を得るためにかなり大型にしなければならず、
このような放電ランプ11を複数使用して主照明とする
とコストがかかり経済的でないという問題があった。
【0005】一方、特開平4−109594号公報に記
載されたものでは、3本の発光管141 〜143 をそれ
ぞれ個別に発光させているため、その出力ワット数を適
宜選択することで主照明に利用できるとともに精度のよ
い調色(発光色の調整)も可能となるが、各発光管14
1 〜143 を制御するための制御回路15の構成が複雑
且つ高価になり、しかも、3本の発光管141 〜143
を使用して本来の蛍光ランプ1本分の光量を得ることに
なるため、大型化してしまうという問題があった。
【0006】さらに、特開昭50−28269号公報に
記載されたものでは、利用できる発光色の種類に限界が
あり、充分な光束が得られないとか、発光色を精度良く
制御することができず、しかも、複雑な回路部分を要す
るために高価になってしまうという問題があった。ま
た、特開昭54−63568号公報に記載されたもので
は、構造は簡単であるが各光源のランプ効率や寿命等が
異なるなどの問題があり、特開昭55−69998号公
報に記載のものでは出力に限界があるという問題、特公
昭47−41573号公報に記載のものでは、装置とし
て大型になってしまったり光色を精度よく制御できない
という問題があった。
【0007】本発明は上記問題点の解決を目的とするも
のであり、簡単な構成により発光色を可変とすることが
できる可変色放電灯装置を提供しようとするものであ
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、上記
目的を達成するために、管径および発光色が相互に異な
る複数の放電ランプと、これら複数の放電ランプの直列
接続回路にランプ電流を供給して点灯させるとともにラ
ンプ電流を可変とする点灯手段とを備えたことを特徴と
する。
【0009】請求項2の発明は、請求項1の発明におい
て、複数の放電ランプを一体に形成して1つの放電ラン
プとしたことを特徴とする。請求項3の発明は、請求項
2の発明において、放電ランプを片持支持型の放電ラン
プとしたことを特徴とする。
【0010】
【作用】請求項1の発明の構成では、管径および発光色
が相互に異なる複数の放電ランプと、これら複数の放電
ランプの直列接続回路にランプ電流を供給して点灯させ
るとともにランプ電流を可変とする点灯手段とを備えた
ので、各放電ランプには同一のランプ電流が流れ、各放
電ランプからの発光量は同一のランプ電流に対して管径
により異なり、しかも各放電ランプの管径および発光色
が異なることから、ランプ電流を可変とすることによっ
て複数の放電ランプからの全体の光の発光色を可変とす
ることができる。
【0011】請求項2の発明の構成では、複数の放電ラ
ンプを一体に形成して1つの放電ランプとしたので、放
電ランプの小型化を図ることができる。請求項3の発明
の構成では、放電ランプを片持支持型の放電ランプとし
たので、放電ランプをさらに小型化することができる。
【0012】
【実施例】以下、本発明を実施例により詳細に説明す
る。まず、本発明の原理について説明すると、一般の蛍
光ランプのような放電ランプは、管内に封入されている
水銀原子の共鳴線(波長254nm)を管内壁に塗布さ
れている蛍光体により可視光に変換しており、蛍光体の
種類に応じて光の色温度を変えることができ、その発光
出力は水銀原子の共鳴線の強度に比例している。
【0013】一方、水銀原子の共鳴線強度は、図2に示
すように放電ランプの放電電流密度が増加するにつれて
増加し、あるレベルで飽和するような特性を有してい
る。また、図3に示すように放電ランプの管径によって
飽和レベルが異なるという性質がある。すなわち、管径
が大きいほど飽和レベルが高くなるとともに飽和レベル
に達する放電電流密度も大きくなる。したがって、同じ
放電電流密度に対しては管径の大小に応じて共鳴線強度
が異なり、例えば管径の異なる2本の放電ランプに同一
のランプ電流が流れても、各放電ランプからの発光出力
は異なったものとなる。そこで、ランプ電流を変化させ
れば、2本の放電ランプからの発光出力の割合によって
全体としての光の色温度を可変とすることができるので
ある。
【0014】すなわち、本発明は主照明に使用すること
のできる可変色放電灯装置を実現することを目的とし、
従来の可変色放電灯装置における大きさやコストの問題
を解決するために、従来例のように色度座標上の全ての
色度点に対応する光を出力するのではなく、光の色温度
を変化させることで簡単な構成により発光色を変化させ
ようとするものである。
【0015】(実施例1)図1は本実施例における可変
色放電灯装置を示すブロック図である。図1に示すよう
に、この可変色放電灯装置は、管径の異なる2本の直管
型の放電ランプ1a,1bをコネクタ2を用いて直列に
接続した直列接続回路と、交流電源ACを電源として2
本の放電ランプ1a,1bの直列接続回路にランプ電流
を供給するとともにランプ電流を可変することができる
点灯手段たる調光バラスト3とを備えている。
【0016】2本の放電ランプ1a,1bのうち管径の
太い方の放電ランプ1aの管内壁には、色温度3000
Kの光を放射する蛍光体が塗布され、一方、管径の細い
方の放電ランプ1bの管内壁には色温度7000Kの蛍
光体が塗布されている。ただし、各放電ランプ1a,1
bの管内壁に塗布される蛍光体は上記のものに限定する
ものではなく、種々の色温度の光を放射する蛍光体を用
いることができることはいうまでもない。
【0017】コネクタ2は太い径の放電ランプ1aの一
方のフィラメントと、細い径の放電ランプ1bの一方の
フィラメントとを直列に接続して直列接続回路を構成
し、2本の放電ランプ1a,1bに同一のランプ電流が
流れるようにするものである。そして、交流電源ACを
電源として調光バラスト3より2本の放電ランプ1a,
1bにランプ電流を供給して各放電ランプ1a,1bを
同時に点灯させている。
【0018】図3に示すように、ランプ電流の値が比較
的に小さい場合(同図中のA点)には、細い径の放電ラ
ンプ1bの共鳴線強度の方が太い径の放電ランプ1aの
共鳴線強度よりも強くなるので、各放電ランプ1a,1
bからの発光量を比較すれば、上述のように細い径の放
電ランプ1bの発光量の方が太い径の放電ランプ1aの
発光量よりも多くなり、全体としては発光量の多い細い
径の放電ランプ1aの影響で高い色温度の光となる。そ
して、調光バラスト3によってランプ電流の値を大きく
すれば(同図中のB点)、今度は太い径の放電ランプ1
aの方が共鳴線強度が強くなるから、結局全体としては
色温度の低い光となる。
【0019】つまり、2本の放電ランプ1a,1bの発
光色を色度図のx座標、y座標、光束の3つのパラメー
タで表し、太い径の放電ランプ1aの発光色(x1 ,y
1 ,φ1 )、細い径の放電ランプ1bの発光色(x2
2 ,φ2 )とすれば、2本の放電ランプ1a,1bか
らの全体としての発光色(x3 ,y3 ,φ3 )は、以下
の式で表すことができ、各放電ランプ1a,1bの光の
色温度を変化させれば全体としての光の色温度も変化さ
せることができるのである。
【0020】
【式1】
【0021】上記構成では、管径および単独の光の色温
度が異なる2本の放電ランプ1a,1bの直列接続回路
に調光バラスト3を接続し、2本の放電ランプ1a,1
bに同一のランプ電流を流すとともに、ランプ電流を調
光バラスト3によって可変としたので、調光バラスト3
によって放電ランプ1a,1bを調光し、2本の放電ラ
ンプ1a,1bに流れるランプ電流を変えるだけで、主
照明として使用可能なだけの充分な光量を得ながら全体
としての光の色温度すなわち発光色を可変することがで
き、簡単な構成により発光色を可変とすることができる
可変色放電灯装置を実現することができる。
【0022】なお、本実施例では2本の放電ランプ1
a,1bを直列に接続したが、3本以上を直列に接続す
るようにしてもよい。 (実施例2)図4は本実施例における放電ランプ4を示
す一部破断した斜視図であり、実施例1における管径の
異なる2本の直管型の放電ランプ1a,1bを一体に形
成して1本の放電ランプ4としたものである。すなわ
ち、略中央を境にしてその両側部分の管径が異なる直管
型のバルブ5の大径部5aと、小径部5bとの各管内壁
に異なる色温度の光を放射する蛍光体6を塗布して1本
の放電ランプ4が形成されている。そして、この放電ラ
ンプ4を実施例1において説明した調光バラスト3に直
列に接続して可変色放電灯装置が構成されている。
【0023】上記構成では、1本の放電ランプ4に大径
部5aと小径部5bとが存在し、しかも、それぞれの管
内壁には異なる色温度の光を放射する蛍光体が塗布され
ているから、調光バラスト3にてランプ電流を可変とす
れば放電ランプ4の発光色を可変とすることができ、さ
らに、実施例1のように2本の放電ランプ1a,1bを
コネクタ2を用いて直列に接続する場合には2本の放電
ランプ1a,1bの合計で4個の電極が必要になるが、
1本の放電ランプ4とすることで電極の数を2個に減ら
すことができ、ランプ効率を向上させることができるだ
けでなく、電極の数が少ない分だけ管端黒化を減少させ
て光束維持率を上昇させることができる。また、2本の
放電ランプ1a,1bを直列に接続する場合のように接
続部(コネクタ2)のスペースが不要になり、省スペー
ス化も図れる。
【0024】(実施例3)図5及び図6は本実施例にお
ける放電ランプ7を示す斜視図であり、この放電ランプ
7は管径の異なる2本の筒状のバルブ7a,7bを一端
側にて連結部7cにより連結して一体とし、他端側に電
極を配設するとともにソケット8を設けて片持支持型の
いわゆるツイン形状としたものであり、この放電ランプ
7を調光バラスト3に接続して可変色放電灯装置が構成
されている。
【0025】ここで、太い径のバルブ7aは、その管径
が16.8mmであって、発光色の色度のx座標,y座
標が(0.42,0.45)となるような蛍光体が管内
壁に塗布されている。また、細い径のバルブ7bは、そ
の管径が8.0mmであって、発光色の色度のx座標,
y座標が(0.27,0.27)となるような蛍光体が
管内壁に塗布されている。
【0026】上記放電ランプ7に流すランプ電流を調光
バラスト3によって100mAから350mAまで変化
させた場合、各バルブ7a,7bから放射される光の光
束は、それぞれ100mAにて200lmと300l
m、350mAにて700lmと400lmとなり、こ
のときの放電ランプ7としての発光色は色度図の座標と
して、それぞれ100mAにて(0.313,0.32
1)、350mAにて(0.346,0.362)とな
る(図7参照)。
【0027】上記構成では、図7に示すように、調光バ
ラスト3にてランプ電流を変化させれば、色温度が約7
000Kから約4000Kまでの光をランプ電流の値に
応じて黒体軌跡に沿って変化させることができる。勿
論、上記実施例1及び実施例2における可変色放電灯装
置にあっても、同様に黒体軌跡に沿って発光色を変化さ
せることができるのである。しかも、本実施例では、放
電ランプ7を片持支持型としたので、直管型の放電ラン
プ4に比較して水銀蒸気圧の制御が簡単になるととも
に、放電ランプ7自体の小型化が図れるという利点があ
る。
【0028】なお、上記実施例1〜3における管径や蛍
光体の色度座標値などの数値は適宜変更することが可能
であることはいうまでもなく、種々の管径および蛍光体
の組み合わせにより、任意の色温度の範囲で発光色を可
変とすることができる。例えば、図8に示すように、図
5に示すバルブ7a,7bをソケット9に一対づつ設け
て2灯式の片持支持型放電ランプ10とすることも可能
であり、管径の異なる各バルブ7a…の管内壁に各々異
なる色温度の光を放射する蛍光体を塗布すれば、さらに
広い範囲において色温度を変化させることができる。
【0029】
【発明の効果】請求項1の発明は、管径および発光色が
相互に異なる複数の放電ランプと、これら複数の放電ラ
ンプの直列接続回路にランプ電流を供給して点灯させる
とともにランプ電流を可変とする点灯手段とを備えたの
で、各放電ランプには同一のランプ電流が流れ、各放電
ランプからの発光量は同一のランプ電流に対して管径に
より異なり、しかも各放電ランプの管径および発光色が
異なることから、ランプ電流を可変とすることによって
複数の放電ランプの発光色を可変とすることができ、ま
た、複数の放電ランプの直列接続回路に点灯手段を接続
し、点灯手段はランプ電流を可変とするだけでよいか
ら、簡単な回路構成にて可変色放電灯装置を実現するこ
とができるという効果がある。
【0030】請求項2の発明は、複数の放電ランプを一
体に形成して1つの放電ランプとしたので、放電ランプ
の小型化を図ることができるという効果がある。請求項
3の発明は、放電ランプを片持支持型の放電ランプとし
たので、放電ランプをさらに小型化することができると
いう効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1を示す回路ブロック図である。
【図2】同上の動作を説明するための説明図である。
【図3】同上の動作を説明するための説明図である。
【図4】実施例2における放電ランプを示す一部破断し
た斜視図である。
【図5】実施例3における放電ランプを示す外観斜視図
である。
【図6】同上の放電ランプを示す外観斜視図である。
【図7】同上の動作を説明するための説明図である。
【図8】同上における放電ランプの他の構成を示す外観
斜視図である。
【図9】(a)及び(b)は従来例における放電ランプ
を示す外観図である。
【図10】他の従来例を示す回路ブロック図である。
【符号の説明】
1a,1b 放電ランプ 2 コネクタ 3 調光バラスト AC 交流電源
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−202839(JP,A) 特開 昭62−157661(JP,A) 特開 平5−283052(JP,A) 実開 昭58−23165(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01J 61/38

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 管径および発光色が相互に異なる複数の
    放電ランプと、これら複数の放電ランプの直列接続回路
    にランプ電流を供給して点灯させるとともにランプ電流
    を可変とする点灯手段とを備えたことを特徴とする可変
    色放電灯装置。
  2. 【請求項2】 複数の放電ランプを一体に形成して1つ
    の放電ランプとしたことを特徴とする請求項1記載の可
    変色放電灯装置。
  3. 【請求項3】 放電ランプを片持支持型の放電ランプと
    したことを特徴とする請求項2記載の可変色放電灯装
    置。
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