JPH02267892A - 蛍光ランプ調光装置 - 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」 この発明は、蛍光ランプの輝度を調整する蛍光ランプ調
光装置に関する。

「従来の技術」 蛍光ランプの輝度を調整する蛍光ランプ調光装置は、従
来、第９図に示すように、蛍光ランプ７０としてガラス
管７１内に一対の陰極７２および７３を有するものが用
いられ、その陰極７２および７３に陰極７２．７３間に
印加される第１Ｏ図に示すようなパルス状の高周波高電
圧Ｐｃを発生する陰極印加電圧発生回路８０が接続され
、その陰極印加電圧発生回路８０に入力制御電圧Ｖｉを
発生する制御電圧源９０が接続された構成にされ、入力
制御電圧Ｖｔを調整することによって、陰極印加電圧発
生回路８０から蛍光ランプ７０の陰極７２．７３間に印
加される高周波高電圧Ｐｃの一定時間Ｔ内におけるパル
ス数やパルス幅が変えられて、蛍光ランプ７０の輝度が
変えられる。

「発明が解決しようとする課題」 蛍光ランプにおいては、定格輝度を相対値で１とすると
き、輝度がｏ、ｏｏｉ以下を極低輝度領域、０．００１
から０．０１までの間を低輝度領域、０，０１から０．
５までの間を中間輝度領域、０．５以上を高輝度領域と
しているが、用途によっては極低輝度領域で発光させた
い場合がある。

しかしながら、上述した第９図に示す従来の蛍光ランプ
調光装置においては、入力制御電圧Ｖｉの調整によって
蛍光ランプ７０を低輝度領域、中間輝度領域または高輝
度領域で発光させるときには、蛍光ランプ７０の陰極７
２側から陰極７３側までにわたってほぼ均一な輝度が得
られるが、蛍光ランプ７０を極低輝度領域で発光させる
ときには、蛍光ランプ７０の長手方向における中央部の
輝度が陰極７２．７３の近傍部分の輝度に比べて著しく
低くなり、蛍光ランプ７０の陰極７２側から陰極７３側
までにわたって均一な輝度が得られない不都合がある。

この点は、理論的には明らかにされていないが、実際上
確認され、公知のことである。そのため、従来の蛍光ラ
ンプ調光装置においては、実際上、蛍光ランプ７０を極
低輝度領域で発光させることができず、蛍光ランプ７０
の輝度の可変範囲、すなわち調光範囲が低輝度領域から
定格輝度までに制限されてしまう欠点がある。

そこで、この発明は、蛍光ランプの輝度を調整する蛍光
ランプ調光装置において、極低輝度領域を含むすべての
輝度領域において蛍光ランプを一方の陰極側から他方の
陰極側までにわたって均一な輝度で発光させることがで
き、調光範囲を極低輝度領域から定格輝度までにわたら
せることができるようにしたものである。

「課題を解決するための手段１ この発明においては、蛍光ランプを一対の陰極間におい
てガラス管の外側にガラス管を挟んで互いに対向させて
一対の管壁電極を設けたものにし、この蛍光ランプの一
対の管壁電極に対して一対の管壁電極間に印加される高
周波高電圧を発生する管壁電極印加電圧発生回路を設け
、一対の陰極に対して一対の陰極間に印加される高周波
高電圧を発生する陰極印加電圧発生回路を設け、管壁電
極印加電圧発生回路および陰極印加電圧発生回路に対し
て調光回路を設ける。

調光回路は、蛍光ランプを極低輝度領域で発光させると
きには、一対の管壁電極間にのみ高周波高電圧が印加さ
れ、蛍光ランプを低輝度領域で発光させるときには、一
対の管壁電極間にのみ、または主として一対の管壁電極
間に高周波高電圧が印加され、蛍光ランプを中間輝度領
域で発光させるときには、一対の管壁電極間と一対の陰
極間とに高周波高電圧が印加され、蛍光ランプを高輝度
領域で発光させるときには、一対の陰極間にのみ、また
は主として一対の陰極間に高周波高電圧が印加されるよ
うに、管壁電極印加電圧発生回路および陰極印加電圧発
生回路を制御するものにする。

「作　用」 上記のように構成された、この発明の蛍光ランプ調光装
置においては、蛍光ランプを極低輝度領域で発光させる
とき、蛍光ランプのガラス管の外側にガラス管を挟んで
互いに対向して設けられた一対の管壁電極間に高周波高
電圧が印加されることによって蛍光ランプ内に高周波高
電界が発生し、この電界によって蛍光ランプ内のガス中
に存在する電子が高速に加速されて水銀原子を励起また
は電離するのに十分なエネルギーを持つようになり、こ
の高エネルギーを有する電子が水銀原子と衝突すること
によって水銀原子から紫外線が放射され、その紫外線が
蛍光ランプのガラス管の内側に塗布された蛍光体を照射
することによって蛍光体が発光して、蛍光ランプが極低
輝度領域で発光する。

そして、一対の管壁電極は蛍光ランプの一方の陰極側か
ら他方の陰極側までにわたって設けられて蛍光ランプ内
には一方の陰極側から他方の陰極側までにわたって−様
な電界が発生し、蛍光ランプ内のガス分布が均一で蛍光
ランプ内においては一方の陰極側から他方の陰極側まで
にわたって均等量の紫外線が放射されるので、蛍光ラン
プは一方の陰極側から他方の陰極側までにわたって均一
な輝度で発光する。蛍光ランプを低輝度領域で発光させ
るときにも、同様に蛍光ランプは一方の陰極側から他方
の陰極側までにわたって均一な輝度で発光する。

また、一対の管壁電極間に高周波高電圧を印加するだけ
では、エネルギー効率が低く、電子のなだれ現象を引き
起こすのに十分なエネルギーが与えられないために、蛍
光ランプを中間輝度領域や高輝度領域で発光させること
はできないが、この発明の蛍光ランプ調光装置において
は、蛍光ランプを中間輝度領域で発光させるときには、
一対の管壁電極間と一対の陰極間とに高周波高電圧が印
加され、蛍光ランプを高輝度領域で発光させるときには
、一対の陰極間にのみ、または主として一対の陰極間に
高周波高電圧が印加されるので、蛍光ランプを中間輝度
領域または高輝度領域で発光させることができるととも
に、このとき蛍光ランプは一方の陰極側から他方の陰極
側までにわたって均一な輝度で発光する。

「実施例」 第１図は、この発明の蛍光ランプ調光装置の一例を示す
。

この発明の蛍光ランプ調光装置に用いられる蛍光ランプ
１０は、第２図および第３図にも示すように、ガラス管
１１の外側にガラス管１１を挟んで互いに対向して一対
の管壁電極１５および１６が一方の陰極１２側から他方
の陰極１３側までにわたって設けられたものにされる。

管壁電極１５および１６は、具体的には、それぞれ、透
明導電膜がガラス管１１の管壁に帯状に形成され、また
は帯状の透明導電テープがガラス管１１の管壁に貼着さ
れて、構成される。

この蛍光ランプ１０の管壁電極１５および１６に管壁電
極１５．１６間に印加されるパルス状の高周波高電圧ｐ
ｔを発生する管壁電極印加電圧発生回路２０が接続され
、蛍光ランプｌＯの陰極１２および１３に陰極１２．１
３間に印加されるパルス状の高周波高電圧Ｐｃを発生す
る陰極印加電圧発生回路３０が接続され、管壁電極印加
電圧発生回路２０および陰極印加電圧発生回路３０に調
光回路４０が接続され、調光回路４０に入力制御電圧Ｖ
ｉを発生する制御電圧源５０が接続される。

調光回路４０は、管壁電極印加電圧発生回路２０および
陰極印加電圧発生回路３０に対する制御電圧である出力
制御電圧ＶｔおよびＶｃを得るもので、出力制御電圧Ｖ
ｔは、第４図の実線で示すように、入力制御電圧Ｖｉが
所定値以下のときには入力制御電圧Ｖｉが高くなるに従
って高くなり、入力制御電圧Ｖｉが所定値を超えるとき
には入力制御電圧Ｖｉが高くなるに従って低くなるもの
にされ、出力制御電圧Ｖｃは、同図の破線で示すように
、入力制御電圧Ｖｉが所定値以下のときには０となり、
入力制御電圧Ｖｉが所定値を超えるときには入力制御電
圧Ｖｉが高くなるに従って高くなるものにされる。

そして、管壁電極印加電圧発生回路２０および陰極印加
電圧発生回路３０は、例えば、それぞれの出力の高周波
高電圧ｐｔおよびＰｃの一定時間内におけるパルス数が
、上記の出力制御電圧ＶｔおよびＶｃによって、出力制
御電圧ＶｔおよびＶＣが高いほど多くなるように変えら
れる。ただし、管壁電極１５．１６間に高周波高電圧ｐ
ｔが印加されることによる蛍光ランプ１０の輝度Ｌｔは
、第５図に示すように、出力制御電圧Ｖｔが所定値を超
え、高周波高電圧ｐｔの一定時間内におけるパルス数が
所定数を超えても、前述したように低輝度領域と中間輝
度領域の境目前後の輝度以上には高くならない。また、
陰極１２．１３間に高周波高電圧Ｐｃが印加されること
による蛍光ランプ１０の輝度１．ｃは、第６図に示すよ
うに、出力制御電圧Ｖｃが所定値を超えるとき、出力制
御電圧Ｖｃが高くなるに従って高くなるものとなる。

したがって、入力制御電圧Ｖｉに対する蛍光ランプ１０
の輝度は、管壁電極１５．１６間に高周波高電圧Ｐｔが
印加されることによる輝度Ｌｔと陰極１２．１３間に高
周波高電圧Ｐｃが印加されることによる輝度Ｌｃの和と
して、第７図の輝度ｌｔｃで示すようになる。ただし、
同図の縦軸の輝度は定格輝度を１とする相対値を対数目
盛で示したものである。

すなわち、入力制御電圧Ｖｉを極低輝度領域に対応した
所定範囲の低い値にするときには、第８図の第１段目に
示すように、管壁電極印加電圧発生回路２０から管壁電
極１５．１６間に高周波高電圧ｐｔが印加され、かつそ
の一定時間Ｔ内におけるパルス数が少なくされるととも
に、陰極印加電圧発生回路３０から陰極１２．１３間に
は高周波高電圧Ｐｃが印加されない状態になる。そして
、このように蛍光ランプｌＯのガラス管１１の外側にガ
ラス管１１を挟んで互いに対向して設けられた一対の管
壁電極１５．１６間に高周波高電圧Ｐｔが印加されるこ
とによって蛍光ランプＩＯ内に高周波高電界が発生し、
この電界によって蛍光ランプ１０内のガス中に存在する
電子が高速に加速されて水銀原子を励起または電離する
のに十分なエネルギーを持つようになり、この高エネル
ギーを有する電子が水銀原子と衝突することによって水
銀原子から紫外線が放射され、その紫外線が蛍光ランプ
１０のガラス管１１の内側に塗布された蛍光体を照射す
ることによって蛍光体が発光して、蛍光ランプ１０が極
低輝度領域で発光する。この場合、管壁電極１５および
１６は蛍光ランプ１０の陰極１２側から陰極１３側まで
にわたって設けられて蛍光ランプ１０内には陰極１２側
から陰極１３側までにわたって−様な電界が発生し、蛍
光ランプ１０内のガス分布が均一で蛍光ランプ１０内に
おいては陰極１２側から陰極１３側までにわたって均等
量の紫外線が放射されるので、蛍光ランプ１０は陰極１
２側から陰極１３側までにわたって均一な輝度で発光す
る。

入力制御電圧Ｖｉを低輝度領域に対応した所定範囲の値
にするときには、第８図の第２段目に示すように、管壁
電極印加電圧発生回路２０から管壁電極１５．１６間に
高周波高電圧ｐｔが印加され、かつその一定時間Ｔ内に
おけるパルス数が入力制御電圧Ｖｉに応じたものにされ
るとともに、陰極印加電圧発生回路３０から陰極１２．
１３間には高周波高電圧Ｐｃが印加されず、上述した極
低輝度領域で発光するときと同様の作用によって蛍光ラ
ンプ１０が低輝度領域で陰極１２側から陰極１３側まで
にわたって均一な輝度で発光する。

ただし、この例においては、蛍光ランプ１０を低輝度領
域中の中間輝度領域寄りの相対的に高い輝度で発光させ
るときには、同時に陰極印加電圧発生回路３０から陰極
１２．１３間に高周波高電圧Ｐｃが印加され、かつその
一定時間Ｔ内におけるパルス数が少なくされて、管壁電
極１５．１６間に高周波高電圧ｐｔが印加されることに
よる輝度ＬＬに陰極１２．１３間に高周波高電圧Ｐｃが
印加されることによる輝度Ｌｃが加えられる。

入力制御電圧Ｖｉを中間輝度Ｎ域に対応した所定範囲の
値にするときには、第８図の第３段目に示すように、管
壁電極印加電圧発生回路２０から管壁電極１５．１６間
に高周波高電圧ｐｔが印加され、かつその一定時間Ｔ内
におけるパルス数が多くされるとともに、陰極印加電圧
発生回路３０から陰極１２．１３間に高周波高電圧Ｐｃ
が印加され、かつその一定時間Ｔ内におけるパルス数が
入力制御電圧Ｖｉに応じたものにされて、管壁電極１５
．１６間に高周波高電圧ｐｔが印加されることによる輝
度Ｌｔと陰極１２．１３間に高周波高電圧Ｐｃが印加さ
れることによる輝度Ｌｃの和として蛍光ランプ１０が中
間輝度領域で発光し、しかも、陰極１２．１３間にのみ
高周波高電圧ＰＣが印加される場合に比べて、より高い
均一性で陰極１２側から陰極１３側までにわたって均一
な輝度になる。

入力制御電圧Ｖｉを高輝度領域に対応した所定範囲の高
い値にするときには、第８図の第４段目に示すように、
陰極印加電圧発生回路３０から陰極１２．１３間に高周
波高電圧Ｐｃが印加され、かつその一定時間Ｔ内におけ
るパルス数が多くされるとともに、管壁電極印加電圧発
生回路２０から管壁電極１５．１６間には高周波高電圧
ｐｔが印加されず、蛍光ランプ１０が高輝度領域で陰極
１２側から陰極１３側までにわたって均一な輝度で発光
する。前述したように管壁電極１５．１６間に高周波高
電圧ｐｔが印加されることによる輝度Ｌｔはかなり低い
ので蛍光ランプ１０を高輝度領域で発光させるときには
管壁電極１５．１６間に高周波高電圧ｐｔを印加する必
要がないとともに、このように管壁電極１５．１６間に
高周波高電圧ｐｔを印加しないときには消費電力が軽減
する。ただし、この例においては、蛍光ランプ１０を高
輝度領域中の中間輝度領域寄りの相対的に低い輝度で発
光させるときには、同時に管壁電極印加電圧発生回路２
０から管壁電極１５．１６間に高周波高電圧ｐｔが印加
され、かつその一定時間Ｔ内におけるパルス数が多くさ
れて、陰極１２１３間に高周波高電圧Ｐｃが印加される
ことによる輝度Ｌｃに管壁電極１５．１６間に高周波高
電圧ｐｔが印加されることによる輝度Ｌｔが加えられる
。

なお、蛍光ランプ１０が丸形管の場合にも、この発明を
適用できることは言うまでもない。

「発明の効果」 上述したように、この発明によれば、極低輝度領域を含
むすべての輝度領域において蛍光ランプを高い均一性を
もって一方の陰極側から他方の陰極側までにわたって均
一な輝度で発光させることができ、調光範囲を極低輝度
領域から定格輝度までにわたらせることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の蛍光ランプ調光装置の一例を示す
図、第２図および第３図は、その蛍光ランプを示す正面
図および側面図、第４図は、その調光回路における入力
制御′＃電圧と二つの出力制御電圧との関係を示す図、
第５図および第６図は、その出力制御電圧と一対の管壁
電極間および陰極間に高周波高電圧が印加されることに
よる輝度との関係を示す図、第７図は、その入力制御電
圧と蛍光ランプの輝度との関係を示す図、第８図は、そ
の一対の管壁電極間および陰極間に印加される高周波高
電圧の変化の態様を示す図、第９図は、従来の蛍光ラン
プ調光装置を示す図、第１０図は、その一対の陰極間に
印加される高周波高電圧の変化の態様を示す図である。 オ　１　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）一方の陰極側から他方の陰極側までにわたってガ
   ラス管の外側にガラス管を挟んで互いに対向して一対の
   管壁電極が設けられた蛍光ランプと、 この蛍光ランプの上記一対の管壁電極間に印加される高
   周波高電圧を発生する管壁電極印加電圧発生回路と、 上記蛍光ランプの上記一対の陰極間に印加される高周波
   高電圧を発生する陰極印加電圧発生回路と、 上記蛍光ランプを極低輝度領域で発光させるときには、
   上記一対の管壁電極間にのみ高周波高電圧が印加され、
   上記蛍光ランプを低輝度領域で発光させるときには、上
   記一対の管壁電極間にのみ、または主として上記一対の
   管壁電極間に高周波高電圧が印加され、上記蛍光ランプ
   を中間輝度領域で発光させるときには、上記一対の管壁
   電極間と上記一対の陰極間とに高周波高電圧が印加され
   、上記蛍光ランプを高輝度領域で発光させるときには、
   上記一対の陰極間にのみ、または主として上記一対の陰
   極間に高周波高電圧が印加されるように、上記管壁電極
   印加電圧発生回路および上記陰極印加電圧発生回路を制
   御する調光回路と、 を備える蛍光ランプ調光装置。