JPH01302696A - 放電灯用調光装置 - 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） 本発明は、蛍光灯や水銀灯などの放電灯の出力光を一定
の強度に維持する装置に関する。

（従来技術） 例えば、固体撮像素子を使用したイメージ処理装置にあ
って処理結果の信頼゛Ｉ！を向上させるため、対象物を
照明する光源の光出力を常に一定に維持する必要かある
ため、通常トライアック等のスイッチング素子を用いて
交流の各サイクルにあける電流の通電角を制御して、白
熱電球に供給する電力を調整することが行なわれている
。

しかしながら、白熱電球は、供給された電気エネルギー
の大半を熱エネルギーとして消費するため、被照明物の
温度上昇を招くという問題に加えて、発光面積か小さい
ために対象物上での照度差が生し、位置による読取りミ
スを生じるという問題かある。

このような問題を解消するため、比較的面照明を得やす
く、しかも発熱量が少ない発光体である蛍光灯を使用す
ることｔ−Ｊ考えられるか、照度調整の１こめに通電角
を制御Ｊ−ると、通電デー１−デイ−か小さくメぼって
フリッカが大きくなる１とめ、撮像装＝（こ対（〕Ｃ′
悪影響を及＋；ｔ７Ｊ−という問題かある。

（発明の目的） 本発明は、このような問題（Ｊ鑑み−Ｃなされ１ともの
であって、その目的とするところ（よ放電灯のナラツキ
本可及的＋、７小さくし一つつ、１振１ｇを一定（こａ
ｌを持−到ることかできる放電灯用の新規な調光装置を
１７供す゛ること１５ある。

（発明の概要） ツなわぢ、本発明か１）徴どｌ−るところは、放電灯の
光−ｉを電気信吟（１−変換−σる光層−電気イ３号変
１９ｆ段と、この１段からの信号と基準値を比較１−る
比較手段と、比較手段０１６の信号に（Ｊ、り出力電力
か変化するととも（（＼供給電力を放電灯の最大定格電
力に抑ホリ→−る最大デユーアイ−か設定され１こパル
ス発振手段ど、パルス発振手段からの信号（（−よりＯ
Ｎ　−ＯＦ　Ｆ制御へ受けるスイ・・フチ１段と、スイ
ッヂ十段を介１ノで直流電源（（−接続しＣ放電灯（こ
電力を供給Ｊ−る誘導結合手段を備え八：点にある。

（実施例） そこＣ５以下に本発明の詳細を図示し１．′：実施例に
基づいて詳細１こ説明り一る。

第１図は本発明の一実施例を示すイうのであって、図中
行司１］よ、直流電源回路−Ｃ１商用電源を所定電圧の
直流１こ変換しで、後述するスイッチジグＩ−キュレー
タ用制御回路２、及び蛍光灯１−ライブ用スイッチジグ
１〜ラシジス９２０に供給するものである。２（よ、電
圧制御素子３を介して電源回路］から直流電力の供給を
受ける、例え（ま型番ｕ　Ｐ　Ｃ４９４に代表されるよ
う心パルス幅制御方戊仝−用い１とスイッチングしキ」
ｌ）−タ用制御回路−（、第１の制御信号入力端子り、
６（こ１．ｌｔ後述１−る照度検出回路３０からの信号
と、照度基準信号発生回路１０からの信号か、まｌと第
２の制御信号入ツノ端子７．８には過電流扶出回路１２
からの信−４と、限界電流信号発生回路１１からの信号
か入ｊ〕Ｌ／　、また出力端子１３、］４（こ（沫１−
ランス１５を介ｂ−（−スイッチンつ月−ラシシスシ２
００ヘース電極に１り続しく−いる。このスイッチング
トラシジスタ２０の二１しつツタ電極（よ、チョ〜つ」
イ、ル２２と、電源回路］（ｖ′、対しで逆極′けとな
るダイオ−［・２３どの並列回路２４、及び結合ｉ−ラ
ンス２１の一次巻線２１ａを介して電源回路１の一方の
極（こ、まムｔエミッタ電極は電源回路１の１′１セ方
の極１（二接続されＣ−いる。

一方、スイッチシグトラシジス９２０から人力を受ける
結合トランス２１の二次巻線２１１）は、両端（こ数タ
ーンの９ツブか設げられ、端イとタップ間に蛍光灯にの
ノイラメシ［・・［、「か接続ざ（′１゜−Ｃいる。３
０１．を前述の照度検出目跡で、光ノアイバー等の導光
材Ｇ％介１〕で蛍光灯にと光結Ｇ−づ−る光梁検出器３
１からの信号列受けで所定のレベル（こ増幅するととも
１Ｌ＝、一定のフィルタ特゛ｔｉをもｊ５ゼるよう（こ
構成されで゛いる１、なお、図中行吟Ｓ（Ｊ、蛍光月に
を］−ヒス（ｉ″、静電的に結８′さ４）るシール１−
゛電極を示η−０ つぎ（こ、ε二の３、う（・二構成しｆ、−）、、、青
の９１）　（’ｔＥ　（Ｃ−ついζ−説明Ｊ−る。

電涼端イ丁、１−に商用電力さ＝供給すると、電圧制御
素子３を介してスイッチングレキコレータ用制御回路２
に作動電力か供給され、予め設定されｊと周液数、例λ
ば４７　Ｋ　Ｉ−１ｚ程度で制御回路２か発振Ｌ〕”’
（−高周波信号を出力→−る。この高周波信号１Ｊ、ト
ラ：ノス１５を介しＣスーイツチシクトランジスタ２０
（こ入力し、並列回路２４を通（］で電源回路１から供
給される直流電ツノをチョッピングしＣ高周波電ツノ（
こ変換し−（−１２次巻線２１ｂに高周波電力を誘起さ
せる。

ところＣ１非点灯時におい？７（よ、ノイラメン１〜Ｆ
、［−ｍ］のイシヒ′−ダンスか極めで高いＩこめ、二
次巻線２１ｂ１こ誘起されＩこ電力は、各フイラメシト
丁：、「に流れてこれを発熱させる。これに上り、熱電
そか発生（）（フイラメン１［−１Ｆ間のイシ＋−：−
ダノ又か急、激（こイ氏ＦＬ−〕、フイラメシトＥ、「
間に印加されている高電圧により放電か始まる９放電の
開始（ｖ、より各ノイラメ〕ノドＦ、「に流Ｑ込む電力
（よ低下り一イ）＋′Ｊのの、放電により電子か生成さ
れるため、蛍光灯には放電を持続することになる。

ところで、動作開始時にあっては蛍光灯Ｋか非点灯状態
にあるから、第１の制御信号入力端子５には大きな誤差
信号が発生することになるから、制御回路２は、高いデ
ユーティ−でもって発振を行なおうとする。これにより
、過電流検出回路１２に流れる電流が大きくなるが、電
流制限機能が作動して過電流の発生が防止される。

このようにしで、定常状態に到達すると、制御回路２は
、光電検出器３１に入射する光量が照度基準信号発生回
路１０に設定されでいる照度に一敗するように高周波信
号のチューティー、つまり１周期内でのパルス幅を調整
する。これにより、蛍光灯自体の劣化等による経時的な
照度の変化か防止されることになる。

一方、この高周波信号によってスイ・ンチングトランジ
スタ２０かＯＮ状態になると、チョークコイル２２によ
り電流の急激な増加が抑制されて突入電流の発生か阻止
され、また反対にスイッチングトランジスタ２０かＯＦ
Ｆとなって、結合トランス２１に蓄積されでいた磁気エ
ネルギーか逆起電力となって放出されると、この逆起電
力は、ダイオード２３を介して電源回路１のコンデンサ
１ａに流れ込み、サージ電圧となることが防止されると
ともに、コンデンサ１ａに電力として蓄積されで、次回
のパルス発生時の電力として供される。言うまでもなく
、商用周波数に比較して極めて高い周波数により駆動さ
れているため、放電周期が蛍光時間より短くなってチラ
ッキか極めて少なくなる。

なお、この実施例においては導光材Ｇにより蛍光灯にと
光電検出素子３１を光学的に接続しでいるが、外光を連
蔽した状態で両者を対向配設しても同様の作用を奏する
ことは明らかである。

第２図は、本発明の第２実施例を示すものであって、図
中符号５０は、スイッチングレギュレータ用制御回路２
からの信号をトランス１５を介して受けてＯＮ−ＯＦＦ
するスイッチングトランジスタで、コレクタ電極は、２
台の結合トランス５１．５２の一次巻線５１ａ、５２ａ
、及び並列回路２４を介して直流電源回路４０の一方の
極に、またエミッタ電極は電源回路４０の他方の電極に
接続されている。これら結合トランス５１．５２の二次
巻線５１ｂ、５２ｂにはそれぞれ蛍光灯に１．に２のフ
ィラメントか接続され、また一方のトランス、この実施
例ではトランス５１の三次巻線５１ｃはスイッチングレ
ギュレータ用制御回路２の電力供給端子に接続されてい
る。

この実施例においで、商用電源から電力を供給すると、
スイッチングレギュレータ用制御回路２からは予め定め
られた周波数の高周波信号か出力し、この信号によりス
イッチングトランジスタ５０が同一周波数で○Ｎ−０Ｆ
ＦＬ／、並列回路２４を介して供給される直流電力を高
周波電力に変換して結合トランス５１．５２に供給する
。これにより、２台の結合トランス５１．５２の二次巻
線５１ｂ、５２ｂに高周波電力が発生する。初期の状態
においでは、前述したようにフィメント間のインピーダ
ンスが極めて高いため、電流はフィラメントに流れでこ
れを発熱させる。このようにしで、熱電子か発生すると
、フィラメント間に放電が発生して蛍光灯に１、Ｋ２か
点灯する゛。

このとき、蛍光灯の器差により、放電を開始するタイミ
ングにズレか生した場合には、未放電状態にある蛍光灯
に接続する結合トランスのインピーダンスが依然として
高い状態を維持するため、このトランスに分圧される電
圧が大きくなる。これにより、非点灯状態にある蛍光灯
に高電圧か印加されることになって、放電を生しること
になる。

このようにしで、点灯が開始されると、制御回路２は、
照度検出回路３０からの信号を照度基準信号発生回路１
０からの信号と比較し、照度が設定値になるように高周
波信号のデユーティ−を制御して、蛍光灯に１、に２に
供給する電力を調整する。

なお、この実施例においては、蛍光灯からの光を設定値
に維持する場合について説明したか、第３図に示したよ
うに、照度基準信号が入力しでいる端子５に照度設定回
路５５を接続して、ここ（こ入力さぜる′７圧を調整ｄ
１能と１−ること（こより、蛍光灯の照度を調整するこ
とか可能となる。

ま１４ｉ、この実施例にあいでは蛍光灯を例（こ採っＣ
説明（］たか、木銀打やネオン管等の他の放電灯に適用
しても同様の作用を奏することは明らかである。

（発明の効果） 辺土説明（）１ごように本発明においで（よ、放電灯の
光量を電気信号に変換する光量＝電気信号変換手段と、
この手段からの信号と基準値を比較１−る比較手段と、
この手段からの信号により出力電力か変化するとともに
、放電灯への供給電力をその最大定格電力に抑制する最
大デユーティ−か設定され１．：パルス発振手段と、こ
のパルス発振手段からの低電によりＯＮ−〇ＦＦ制御を
受けるスイッチ手段と、スイッチ手段により手段を介し
て直流電源に接快しで放電灯に電力を供給ｉ−る誘導結
合手段を備えるようにしたので、蛍光期間内−Ｃ放電を
繰返させて天用土ノリツカをなくしつつ、放電灯の照度
を設定値１こ調整することかできるばかりてなく、作動
周波数か高い１．：めに結○トランス灯の誘導素子の小
型化を図ることかてきる。

また、本発明においては、直流電源とスイッチングの間
にリアクタンスコイルを接続するとともに、リアクタン
スコイルに並列で、かつ電源に対して逆方向となるよう
にグイ４−Ｆ−を接続し１．：ので、スイッチ素子のＯ
Ｎ時における突入電流を可及的に抑制して必要とする直
流電源の最大電力を小さくすることができるとともに、
スイッチング素子のターン○ＦＦ時に発生り−るサージ
電圧を電源回路のコンデンサに吸収（〕で回路素子の保
護を図るとともに、このサージ電圧を有効に利用して電
力効率を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１．２．３図は、それぞれ本発明の一実施例を示７１
−回路のプロツウ図である。 １・・・・直流電源回路 ２・・・・スイッチングレキュレータ用制御回路３・・
・・電圧調整素子 ５・・・・照度信号入力端子 ６・・・・照度基準信号人ツノ端子 ７・・・・に−荷電流信号入力端子 ８・・・・限界電流信号基準入力端子 １０・・・・照度基準信号発生回路 １１・・・・限界電：Ａ基準信号発生回路］３．１４・
・・・出力端子 １５・・・・トランス ２０・・・・スイッチングトランジスタ２１・・・・結
合１−ランス ３０・・・・照度検出回路 ３１・・・・充電検出素子 Ｋ・・・・蛍光灯 ［、Ｆ・・・・ノイラメシト

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）放電灯の光量を電気信号に変換する光量−電気信
   号変換手段と、該手段からの信号と基準値を比較する比
   較手段と、該比較手段からの信号により出力電力が変化
   するとともに、最大出力電力が前記放電灯の最大定格電
   力に抑制する最大デューティーか設定されたパルス発振
   手段と、該パルス発振手段からの信号によりＯＮ−ＯＦ
   Ｆ制御を受けるスイッチ手段と、該スイッチ手段を介し
   て直流電源に接続して放電灯に電力を供給する誘導結合
   手段を備えてなる放電灯用調光装置。
2. （２）前記直流電源とスイッチ手段の間にリアクタンス
   コイルを接続するとともに、前記リアクタンスコイルに
   並列で、かつ電源に対して逆方向となるようにダイオー
   ドを接続してなる特許請求の範囲第１項に記載の放電灯
   用調光装置。