JPH06314599A - カソードルミネッセンス式照明装置の駆動方法及び駆動回路 - Google Patents
カソードルミネッセンス式照明装置の駆動方法及び駆動回路Info
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- JPH06314599A JPH06314599A JP5250820A JP25082093A JPH06314599A JP H06314599 A JPH06314599 A JP H06314599A JP 5250820 A JP5250820 A JP 5250820A JP 25082093 A JP25082093 A JP 25082093A JP H06314599 A JPH06314599 A JP H06314599A
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- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B41/00—Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
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- H05B41/28—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc using static converters
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- H05B41/38—Controlling the intensity of light
- H05B41/39—Controlling the intensity of light continuously
- H05B41/392—Controlling the intensity of light continuously using semiconductor devices, e.g. thyristor
- H05B41/3921—Controlling the intensity of light continuously using semiconductor devices, e.g. thyristor with possibility of light intensity variations
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
Abstract
(57)【要約】
【目的】カソードルミネッセンス方式の照明装置におい
て、点灯期間を可変に調整可能にすると共に、寿命も長
く維持できるようにした駆動回路を提供する。 【構成】照明装置は、ジュール加熱した陰極から陽極に
対して電子を放出させることにより、陽極側の蛍光体に
電子が衝突して発光する。この照明装置を駆動する方法
では、陰極に通電して加熱する加熱期間(th)と、陰極に
通電せずに電子放出だけを起こして発光させる点灯期間
(ton)と、陰極に通電せず発光もさせないダミー期間(t
d)とを、一定の点灯周期(t0)で繰り返す。そして、点灯
期間(ton)を可変調節する場合、その変化分をダミー期
間(td)で吸収して、加熱期間(th)は常に一定時間に保持
する。上記期間のタイミングの制御では、点灯期間(to
n)を加熱期間(th)から独立したタイミングで制御し、こ
れに従属したタイミングで加熱期間(th)を制御すること
が、点灯期間(ton)のタイミング制御を容易にするため
に望ましい。
て、点灯期間を可変に調整可能にすると共に、寿命も長
く維持できるようにした駆動回路を提供する。 【構成】照明装置は、ジュール加熱した陰極から陽極に
対して電子を放出させることにより、陽極側の蛍光体に
電子が衝突して発光する。この照明装置を駆動する方法
では、陰極に通電して加熱する加熱期間(th)と、陰極に
通電せずに電子放出だけを起こして発光させる点灯期間
(ton)と、陰極に通電せず発光もさせないダミー期間(t
d)とを、一定の点灯周期(t0)で繰り返す。そして、点灯
期間(ton)を可変調節する場合、その変化分をダミー期
間(td)で吸収して、加熱期間(th)は常に一定時間に保持
する。上記期間のタイミングの制御では、点灯期間(to
n)を加熱期間(th)から独立したタイミングで制御し、こ
れに従属したタイミングで加熱期間(th)を制御すること
が、点灯期間(ton)のタイミング制御を容易にするため
に望ましい。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、カソードルミネッセン
スを利用した照明装置の駆動に関し、特に、イメージス
キャナー、デジタル複写機、ファクシミリ等の画像入力
装置の光源として、或いは屋外用ＴＶ等の大型表示装置
として使用する場合に適した照明装置の駆動方法及び駆
動回路に関する。
スを利用した照明装置の駆動に関し、特に、イメージス
キャナー、デジタル複写機、ファクシミリ等の画像入力
装置の光源として、或いは屋外用ＴＶ等の大型表示装置
として使用する場合に適した照明装置の駆動方法及び駆
動回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】画像入力装置用等に使用される線状の光
源として、蛍光ランプやラインハロゲンランプ等の従来
光源に代り、小型で、有効光出力が大きく、かつ低消費
電力の光源として特開昭５６−７３９７０号公報に示さ
れているカソードルミネッセンスを利用した光源が提唱
されている。
源として、蛍光ランプやラインハロゲンランプ等の従来
光源に代り、小型で、有効光出力が大きく、かつ低消費
電力の光源として特開昭５６−７３９７０号公報に示さ
れているカソードルミネッセンスを利用した光源が提唱
されている。
【０００３】図１は、従来のカソードルミネッセンスを
用いた光源の断面図を示したものであり、同図をもとに
従来の光源の構成を説明する。
用いた光源の断面図を示したものであり、同図をもとに
従来の光源の構成を説明する。
【０００４】１０は所定真空度に保たれたガラス管であ
り、このガラス管１０の管軸に沿って陰極１２が架張さ
れている。１４はガラス基板でその表面には蛍光体１６
が塗布されており、更に蛍光体１６の上にメタルバック
となるアルミニウム薄膜からなる陽極１８が蒸着してあ
る。制御電極であるグリッド２０は陰極１２と陽極１８
との間に配設されており、０．３〜１ｍｍ程度のスリッ
ト１１が中央に設けられた金属板で成っている。蛍光体
材料としては、主に発光効率の高い流化亜鉛系を母体と
する材料（ＺｎＳ；Ｃｕ，Ａｌ）が使用される。
り、このガラス管１０の管軸に沿って陰極１２が架張さ
れている。１４はガラス基板でその表面には蛍光体１６
が塗布されており、更に蛍光体１６の上にメタルバック
となるアルミニウム薄膜からなる陽極１８が蒸着してあ
る。制御電極であるグリッド２０は陰極１２と陽極１８
との間に配設されており、０．３〜１ｍｍ程度のスリッ
ト１１が中央に設けられた金属板で成っている。蛍光体
材料としては、主に発光効率の高い流化亜鉛系を母体と
する材料（ＺｎＳ；Ｃｕ，Ａｌ）が使用される。
【０００５】この様に構成された発光管の陽極１８に
は、通常電源Ｅ２により８kＶ程度の高電圧を印加し、
また、グリッド２０には電源Ｅ４により数ボルト程度の
電圧Ｖ４を印加し使用する。
は、通常電源Ｅ２により８kＶ程度の高電圧を印加し、
また、グリッド２０には電源Ｅ４により数ボルト程度の
電圧Ｖ４を印加し使用する。
【０００６】次に駆動方法について説明する。特開昭５
３−３７４０号には、このカーソドルミネッセンス光源
を点灯するための駆動方法が開示されており、図２はそ
の点灯タイミングチャートを示すもので、ＣＴＬｏｎ
は、図示しないカソード駆動回路に入力される点灯信号
を示している。カソード駆動信号、Ｅk１、Ｅk２は、そ
のカソード駆動回路から発生する出力信号で、カソード
駆動信号Ｅk１、Ｅk２は、それぞれ図１に示した発光管
における陰極１２の両端子Ｋ１、Ｋ２に印加される。こ
こで、点灯信号ＣＴＬｏｎは、消灯時間ｔｏｆｆと点灯
期間ｔｏｎを単位とする周期ｔ０で繰り返されるもので
ある。
３−３７４０号には、このカーソドルミネッセンス光源
を点灯するための駆動方法が開示されており、図２はそ
の点灯タイミングチャートを示すもので、ＣＴＬｏｎ
は、図示しないカソード駆動回路に入力される点灯信号
を示している。カソード駆動信号、Ｅk１、Ｅk２は、そ
のカソード駆動回路から発生する出力信号で、カソード
駆動信号Ｅk１、Ｅk２は、それぞれ図１に示した発光管
における陰極１２の両端子Ｋ１、Ｋ２に印加される。こ
こで、点灯信号ＣＴＬｏｎは、消灯時間ｔｏｆｆと点灯
期間ｔｏｎを単位とする周期ｔ０で繰り返されるもので
ある。
【０００７】消灯時間ｔｏｆｆにおいて、カソード駆動
信号Ｅk１、Ｅk２は、それぞれ電圧Ｖ２、Ｖ１となる。
ここで、電圧Ｖ１、Ｖ２は共に、グリッド２０に印加す
る電圧Ｖ４よりも高い電圧である。電圧Ｖ1、Ｖ2が陰極
１２の端子Ｋ１、Ｋ２に印加されると、電圧差△Ｖ＝Ｖ
2−Ｖ1が供給されジュール加熱により陰極１２の表面か
ら後述する熱電子２４を放射しやすい状態となる。
信号Ｅk１、Ｅk２は、それぞれ電圧Ｖ２、Ｖ１となる。
ここで、電圧Ｖ１、Ｖ２は共に、グリッド２０に印加す
る電圧Ｖ４よりも高い電圧である。電圧Ｖ1、Ｖ2が陰極
１２の端子Ｋ１、Ｋ２に印加されると、電圧差△Ｖ＝Ｖ
2−Ｖ1が供給されジュール加熱により陰極１２の表面か
ら後述する熱電子２４を放射しやすい状態となる。
【０００８】しかし、陰極１２端子Ｋ１、Ｋ２に印加さ
れる電圧Ｖ１、Ｖ２は、グリッド２０に印加する電位Ｖ
４よりも高いため、熱電子２４は陰極１２から放出され
ない。
れる電圧Ｖ１、Ｖ２は、グリッド２０に印加する電位Ｖ
４よりも高いため、熱電子２４は陰極１２から放出され
ない。
【０００９】次に点灯期間ｔｏｎにおいて、カソード駆
動信号Ｅk１、Ｅk２は、共に電圧０Ｖとなる。ここでグ
リッド２０に印加してある電圧Ｖ４よりも陰極１２の電
圧が低くなるため、余熱により暖められた陰極１２から
熱電子２４が引き出される。熱電子２４はグリッド２０
のスリット１１を通過し、高電圧を印加した陽極１８に
衝突する。この薄膜からなる陽極１８を通過した熱電子
２４は蛍光体１６に衝突しカソードルミネッセンスに発
光が行なわれる。
動信号Ｅk１、Ｅk２は、共に電圧０Ｖとなる。ここでグ
リッド２０に印加してある電圧Ｖ４よりも陰極１２の電
圧が低くなるため、余熱により暖められた陰極１２から
熱電子２４が引き出される。熱電子２４はグリッド２０
のスリット１１を通過し、高電圧を印加した陽極１８に
衝突する。この薄膜からなる陽極１８を通過した熱電子
２４は蛍光体１６に衝突しカソードルミネッセンスに発
光が行なわれる。
【００１０】ところで、陰極１２の表面からの熱電子放
出量は、陰極１２の表面温度に依存する。図示しないエ
ミッタ材料と呼ばれる熱電子放出物質を陰極１２表面に
塗布すると、通常、表面温度を６００度から７００度に
て十分な熱電子放出を得ることができる。しかし、もし
温度が上昇し過ぎると、エミッタ材料の蒸発が促進さ
れ、たちまち熱電子放出量が減退してしまい、その結
果、光源の光量は急激に劣化する。逆に表面温度が低す
ぎると、十分な熱電子放出が得られない。そのため、陰
極１２の表面温度を適当な温度範囲に維持する様に、陰
極を加熱する際の通電電圧、陰極抵抗値、及び使用時の
通電デューティ（つまり、即ち図２における点灯周期ｔ
０に対する消灯時間ｔｏｆｆの比率）の３点を事前に正
確に設計し、駆動しなければならない。
出量は、陰極１２の表面温度に依存する。図示しないエ
ミッタ材料と呼ばれる熱電子放出物質を陰極１２表面に
塗布すると、通常、表面温度を６００度から７００度に
て十分な熱電子放出を得ることができる。しかし、もし
温度が上昇し過ぎると、エミッタ材料の蒸発が促進さ
れ、たちまち熱電子放出量が減退してしまい、その結
果、光源の光量は急激に劣化する。逆に表面温度が低す
ぎると、十分な熱電子放出が得られない。そのため、陰
極１２の表面温度を適当な温度範囲に維持する様に、陰
極を加熱する際の通電電圧、陰極抵抗値、及び使用時の
通電デューティ（つまり、即ち図２における点灯周期ｔ
０に対する消灯時間ｔｏｆｆの比率）の３点を事前に正
確に設計し、駆動しなければならない。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】ところが、画像入力装
置等に用いられる照明装置においては、光電変換装置の
ＣＣＤからの出力信号の精度を高めるために、照明装置
の点灯期間ｔｏｎを可変にすることにより、ＣＣＤに蓄
積される光量積分値を調節できる機能が求められる。し
かしながら、もし従来の駆動回路で点灯期間ｔｏｎを変
化させると、点灯周期ｔ０を固定とした場合、消灯時間
ｔｏｆｆも変わることになる。即ち、通電デューティを
変化させることとなり、結果として陰極１２の表面温度
が適切な温度範囲からはずれることになり、発光管の寿
命が短くなるという問題が生じていた。
置等に用いられる照明装置においては、光電変換装置の
ＣＣＤからの出力信号の精度を高めるために、照明装置
の点灯期間ｔｏｎを可変にすることにより、ＣＣＤに蓄
積される光量積分値を調節できる機能が求められる。し
かしながら、もし従来の駆動回路で点灯期間ｔｏｎを変
化させると、点灯周期ｔ０を固定とした場合、消灯時間
ｔｏｆｆも変わることになる。即ち、通電デューティを
変化させることとなり、結果として陰極１２の表面温度
が適切な温度範囲からはずれることになり、発光管の寿
命が短くなるという問題が生じていた。
【００１２】本発明はこの様な問題に鑑みてなされたも
のであって、その目的とするところは、カソードルミネ
ッセンス方式の照明装置において、点灯期間を可変に調
節可能にすると共に、寿命も長く維持できるようにした
駆動技術を提供することにある。
のであって、その目的とするところは、カソードルミネ
ッセンス方式の照明装置において、点灯期間を可変に調
節可能にすると共に、寿命も長く維持できるようにした
駆動技術を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明が提供する駆動方
法は、照明装置の陰極に通電して加熱する加熱過程と、
陰極に通電せずに電子放出させて発光を起こす発光過程
と、陰極に通電せず電子放出もさせない休止過程とを所
定の点灯周期で繰り返す。そして、少なくとも発光過程
と休止過程の期間が可変である。
法は、照明装置の陰極に通電して加熱する加熱過程と、
陰極に通電せずに電子放出させて発光を起こす発光過程
と、陰極に通電せず電子放出もさせない休止過程とを所
定の点灯周期で繰り返す。そして、少なくとも発光過程
と休止過程の期間が可変である。
【００１４】また、本発明が提供する駆動回路は、陰極
の第１端子の電位を制御するための第１制御部と、陰極
の第２端子の電位を制御するための第２制御部とを備
え、この第１及び第２制御部は、所定の点灯周期で繰り
返しかつ連続的に発生する点灯期間、加熱期間及びダミ
ー期間において動作する。そして、第１制御部は、点灯
期間において、第１端子を制御グリッドの電位より低い
電位に制御し、点灯期間以外の期間において、第１端子
を制御グリッドよりも高い電位に制御する。また、第２
制御部は、加熱期間において、第２端子を制御グリッド
の電位より高くかつ第１端子の電位より高い又は低い電
位に制御し、加熱期間以外の期間において、第２端子を
第１端子と同一の電位に制御する。
の第１端子の電位を制御するための第１制御部と、陰極
の第２端子の電位を制御するための第２制御部とを備
え、この第１及び第２制御部は、所定の点灯周期で繰り
返しかつ連続的に発生する点灯期間、加熱期間及びダミ
ー期間において動作する。そして、第１制御部は、点灯
期間において、第１端子を制御グリッドの電位より低い
電位に制御し、点灯期間以外の期間において、第１端子
を制御グリッドよりも高い電位に制御する。また、第２
制御部は、加熱期間において、第２端子を制御グリッド
の電位より高くかつ第１端子の電位より高い又は低い電
位に制御し、加熱期間以外の期間において、第２端子を
第１端子と同一の電位に制御する。
【００１５】
【作用】本発明によれば、一つの点灯周期に、加熱期間
と点灯期間と休止期間とが存在する。点灯期間を可変調
節した場合、これに合わせて休止期間を変化させること
により、加熱期間は一定に保持しておくことが出来る。
従って、点灯期間を可変調節しても、陰極の温度を常に
適正範囲に維持しておけるので、発光管が長持ちする。
と点灯期間と休止期間とが存在する。点灯期間を可変調
節した場合、これに合わせて休止期間を変化させること
により、加熱期間は一定に保持しておくことが出来る。
従って、点灯期間を可変調節しても、陰極の温度を常に
適正範囲に維持しておけるので、発光管が長持ちする。
【００１６】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面により詳細に説
明する。
明する。
【００１７】図３は、本発明に係る駆動回路が適用され
るカソードミネッセンス式の発光管の一例を示す斜視図
である。この発光管２６の前面プレート２８の内側に
は、平方センチメートル当り０．１から１００ミリグラ
ム、最適には４ミリグラムのカソードルミネッセンス用
の蛍光体１６を発光管２６の長手方向に塗布してある。
蛍光体１６は、０．１から０．４μｍの厚みに真空蒸着
により形成されたアルミニウムからなる陽極３０により
覆われている。
るカソードミネッセンス式の発光管の一例を示す斜視図
である。この発光管２６の前面プレート２８の内側に
は、平方センチメートル当り０．１から１００ミリグラ
ム、最適には４ミリグラムのカソードルミネッセンス用
の蛍光体１６を発光管２６の長手方向に塗布してある。
蛍光体１６は、０．１から０．４μｍの厚みに真空蒸着
により形成されたアルミニウムからなる陽極３０により
覆われている。
【００１８】発光管２６の背面プレート３２の内側面に
は、その長手方向にアルミニウムからなる背面電極３４
が真空蒸着等により形成され、背面電極３４の直上に
は、ワイヤ状の陰極３６を架張してある。尚、陰極３６
は、タングステンからなる直径５から１００ミクロンの
細線であり、その陰極３６の表面には、図示しないエミ
ッタ材料が塗布してある。打ち抜きや電鋳等により穿孔
された複数の開口部４２が設けられた金属板よりなるグ
リッド４０は、陽極３０と陰極３６との間を遮る位置に
配置してある。陽極３０、グリッド４０、陰極３６、背
面電極３４は、発光管の外部に引き出した端子により、
後述する駆動回路４４と電気的導通を取ることが可能に
なっている。４６は、排気管で、これを通して発光管内
部の真空度を１００ｍパスカルから０．１ｍパスカル程
度まで排気した後、ガス燃焼加熱により排気管４６を溶
かし封止する。
は、その長手方向にアルミニウムからなる背面電極３４
が真空蒸着等により形成され、背面電極３４の直上に
は、ワイヤ状の陰極３６を架張してある。尚、陰極３６
は、タングステンからなる直径５から１００ミクロンの
細線であり、その陰極３６の表面には、図示しないエミ
ッタ材料が塗布してある。打ち抜きや電鋳等により穿孔
された複数の開口部４２が設けられた金属板よりなるグ
リッド４０は、陽極３０と陰極３６との間を遮る位置に
配置してある。陽極３０、グリッド４０、陰極３６、背
面電極３４は、発光管の外部に引き出した端子により、
後述する駆動回路４４と電気的導通を取ることが可能に
なっている。４６は、排気管で、これを通して発光管内
部の真空度を１００ｍパスカルから０．１ｍパスカル程
度まで排気した後、ガス燃焼加熱により排気管４６を溶
かし封止する。
【００１９】図４は図３に示した発光管２６のための本
発明に係わる駆動回路の一実施例のブロック構成を、発
光管２６の断面概略図と共に示したものである。
発明に係わる駆動回路の一実施例のブロック構成を、発
光管２６の断面概略図と共に示したものである。
【００２０】駆動回路４４は、３つの直流定電圧電源Ｅ
2〜Ｅ4と点灯制御のためのカソード駆動回路４８からな
る。
2〜Ｅ4と点灯制御のためのカソード駆動回路４８からな
る。
【００２１】陽極３０には、電源Ｅ2により８kＶ程度の
高電圧を印加する。また、グリッド４０には、電源Ｅ4
により数ボルト程度の電圧Ｖ4を印加する。更に、背面
電極３４には、電源Ｅ3により適当な電圧を印加し、陰
極３６からの熱電子放出量を最大化する。陰極３６の両
端子Ｋ1、Ｋ2は、カソード駆動回路４８に接続される。
高電圧を印加する。また、グリッド４０には、電源Ｅ4
により数ボルト程度の電圧Ｖ4を印加する。更に、背面
電極３４には、電源Ｅ3により適当な電圧を印加し、陰
極３６からの熱電子放出量を最大化する。陰極３６の両
端子Ｋ1、Ｋ2は、カソード駆動回路４８に接続される。
【００２２】図５は、カソード駆動回路４８の動作を説
明するためのタイミングチャートであり、ＣＴＬｏｎ及
びＣＴＬｈは、それぞれカソード駆動回路４８の点灯信
号入力端子Ｃｏｎ，及び加熱信号入力端子Ｃｈに入力す
る信号であり、Ｅk1及びＥk2は、端子Ｋ1、Ｋ2に出力さ
れる駆動電圧信号を示している。
明するためのタイミングチャートであり、ＣＴＬｏｎ及
びＣＴＬｈは、それぞれカソード駆動回路４８の点灯信
号入力端子Ｃｏｎ，及び加熱信号入力端子Ｃｈに入力す
る信号であり、Ｅk1及びＥk2は、端子Ｋ1、Ｋ2に出力さ
れる駆動電圧信号を示している。
【００２３】まず、期間ｔｈ（加熱期間）では、カソー
ド駆動電圧信号Ｅk1は、所定の電圧Ｖ3（例えば、２３
ボルト）で、もう片方のカソード駆動電圧信号Ｅk2は、
所定の電圧Ｖ1（例えば、８ボルト）である。すると陰
極３６の端子Ｋ1、Ｋ2には、電圧差△Ｖ＝Ｖ3−Ｖ1が生
じ、ジュール加熱により陰極３６の表面から熱電子２４
を放射しやすい状態となる。
ド駆動電圧信号Ｅk1は、所定の電圧Ｖ3（例えば、２３
ボルト）で、もう片方のカソード駆動電圧信号Ｅk2は、
所定の電圧Ｖ1（例えば、８ボルト）である。すると陰
極３６の端子Ｋ1、Ｋ2には、電圧差△Ｖ＝Ｖ3−Ｖ1が生
じ、ジュール加熱により陰極３６の表面から熱電子２４
を放射しやすい状態となる。
【００２４】しかし、陰極３６の端子Ｋ1、Ｋ2に印加さ
れる電圧Ｖ1、Ｖ3は共に、グリッド４０に印加する電位
Ｖ4よりも高いため熱電子２４は陰極３６から放出され
ない。 次に、点灯信号ＣＴＬｏｎが０Ｖから５Ｖに立
上がってから、再度０Ｖに立下がるまでの期間ｔｏｎ
（点灯期間）では、カソード駆動電圧信号Ｅk1，Ｅk2
は、共に電圧０Ｖとなり印加してある電圧Ｖ4よりも陰
極３６の電圧が低くなるため、余熱により暖められた陰
極３６から熱電子２４が引き出される。熱電子２４はグ
リッド４１のスリット４１を通過し、高電圧を印加した
陽極３０に衝突する。更に、薄膜からなる陽極３０を通
過した熱電子２４は蛍光体１６に衝突しカソードルミネ
ッセンス発光を行なう。
れる電圧Ｖ1、Ｖ3は共に、グリッド４０に印加する電位
Ｖ4よりも高いため熱電子２４は陰極３６から放出され
ない。 次に、点灯信号ＣＴＬｏｎが０Ｖから５Ｖに立
上がってから、再度０Ｖに立下がるまでの期間ｔｏｎ
（点灯期間）では、カソード駆動電圧信号Ｅk1，Ｅk2
は、共に電圧０Ｖとなり印加してある電圧Ｖ4よりも陰
極３６の電圧が低くなるため、余熱により暖められた陰
極３６から熱電子２４が引き出される。熱電子２４はグ
リッド４１のスリット４１を通過し、高電圧を印加した
陽極３０に衝突する。更に、薄膜からなる陽極３０を通
過した熱電子２４は蛍光体１６に衝突しカソードルミネ
ッセンス発光を行なう。
【００２５】最後に期間ｔｄ（ダミー期間）では、点灯
信号ＣＴＬｏｎ、加熱信号ＣＴＬｈ共に０Ｖであり、カ
ソード駆動信号Ｅk1、Ｅk2は、共に電圧Ｖ1となる。陰
極３６は、両端において電圧差が生じないため、前述の
点灯期間ｔｏｎと同様、陰極３６の加熱はされない。更
に、陰極３６の端子Ｋ1、Ｋ2に印加される電圧Ｖ1はグ
リッド４０に印加する電位Ｖ4よりも高いため、熱電子
２４は陰極３６から放出されない。
信号ＣＴＬｏｎ、加熱信号ＣＴＬｈ共に０Ｖであり、カ
ソード駆動信号Ｅk1、Ｅk2は、共に電圧Ｖ1となる。陰
極３６は、両端において電圧差が生じないため、前述の
点灯期間ｔｏｎと同様、陰極３６の加熱はされない。更
に、陰極３６の端子Ｋ1、Ｋ2に印加される電圧Ｖ1はグ
リッド４０に印加する電位Ｖ4よりも高いため、熱電子
２４は陰極３６から放出されない。
【００２６】このタイムチャートにおいて、点灯期間ｔ
ｏｎを可変調整する場合、周期ｔｏと加熱期間ｔｈは一
定に固定しておき、ｔｏ−ｔｈの範囲内で点灯期間ｔｏ
ｎを変化させる。これにより、加熱デューディは一定の
まま、発光デューディのみ変えられる。
ｏｎを可変調整する場合、周期ｔｏと加熱期間ｔｈは一
定に固定しておき、ｔｏ−ｔｈの範囲内で点灯期間ｔｏ
ｎを変化させる。これにより、加熱デューディは一定の
まま、発光デューディのみ変えられる。
【００２７】図６は、図５に示したカソード駆動回路４
８の一回路例を示す。
８の一回路例を示す。
【００２８】このカソード駆動回路４８は、２つのオペ
アンプＯＰ1とＯＰ2とを有し、共に電源Ｅ8より直流電
圧Ｖ1が電源電圧として供給されていると共に、各々の
反転入力端子（−）にしきい値電圧Ｖ0（例えば、１．
５ボルト）が加えられている。
アンプＯＰ1とＯＰ2とを有し、共に電源Ｅ8より直流電
圧Ｖ1が電源電圧として供給されていると共に、各々の
反転入力端子（−）にしきい値電圧Ｖ0（例えば、１．
５ボルト）が加えられている。
【００２９】一方のオペアンプＯＰ1は、その非反転入
力端子（＋）が信号入力端子Ｃｏｎに接続されて点灯信
号ＣＴＬｏｎを受けるようになっていると共に、その出
力端子が相補的な２つのトランジスタＴｒ1及びＴｒ2の
制御ゲートへ分圧抵抗Ｒ2とＲ3の組及びＲ5とＲ4の組を
介して接続されている。そして、相補的トランジスタＴ
ｒ1及びＴｒ2の出力端子が一方の陰極用端子Ｋ2に接続
されている。
力端子（＋）が信号入力端子Ｃｏｎに接続されて点灯信
号ＣＴＬｏｎを受けるようになっていると共に、その出
力端子が相補的な２つのトランジスタＴｒ1及びＴｒ2の
制御ゲートへ分圧抵抗Ｒ2とＲ3の組及びＲ5とＲ4の組を
介して接続されている。そして、相補的トランジスタＴ
ｒ1及びＴｒ2の出力端子が一方の陰極用端子Ｋ2に接続
されている。
【００３０】他方のオペアンプＯＰ2は、その非反転入
力端子（＋）が信号入力端子Ｃｈに接続されて加熱信号
ＣＴＬｈを受けるようになっていると共に、その出力端
子が抵抗Ｒ8を介してスイッチングトランジスタＴｒ4の
ベースに接続されている。スイッチングトランジスタＴ
ｒ4は、そのコレクタが接地され、かつ、エミッタが抵
抗Ｒ6を介してトランジスタＴｒ3の制御ゲートに接続さ
れている。このトランジスタＴｒ3の制御ゲートにはま
た、抵抗Ｒ7を介して、電源Ｅ8の電圧Ｖ1に電源Ｅ5の電
圧を加えた電圧Ｖ3が加えられている。この電圧Ｖ3は、
トランジスタＴｒ3のソースにも加えられ、このトラン
ジスタＴｒ3のドレインがもう一方の陰極用端子ｋ1に接
続されている。
力端子（＋）が信号入力端子Ｃｈに接続されて加熱信号
ＣＴＬｈを受けるようになっていると共に、その出力端
子が抵抗Ｒ8を介してスイッチングトランジスタＴｒ4の
ベースに接続されている。スイッチングトランジスタＴ
ｒ4は、そのコレクタが接地され、かつ、エミッタが抵
抗Ｒ6を介してトランジスタＴｒ3の制御ゲートに接続さ
れている。このトランジスタＴｒ3の制御ゲートにはま
た、抵抗Ｒ7を介して、電源Ｅ8の電圧Ｖ1に電源Ｅ5の電
圧を加えた電圧Ｖ3が加えられている。この電圧Ｖ3は、
トランジスタＴｒ3のソースにも加えられ、このトラン
ジスタＴｒ3のドレインがもう一方の陰極用端子ｋ1に接
続されている。
【００３１】以下に、回路動作を説明する。まず、加熱
期間ｔｈにおける動作を説明する。
期間ｔｈにおける動作を説明する。
【００３２】加熱信号ＣＴＬｈが０Ｖから５Ｖに立ち上
がると、オペアンプＯＰ2の出力電圧が０ＶからＶ1に立
ち上がるため、トランジスタＴｒ4がターンオンし抵抗
Ｒ7とＲ6の接続点をほぼ０Ｖとする。それにより、トラ
ンジスタＴｒ3がターンオンするため、陰極３６の端子
Ｋ1へ電圧Ｖ3が加えられる。
がると、オペアンプＯＰ2の出力電圧が０ＶからＶ1に立
ち上がるため、トランジスタＴｒ4がターンオンし抵抗
Ｒ7とＲ6の接続点をほぼ０Ｖとする。それにより、トラ
ンジスタＴｒ3がターンオンするため、陰極３６の端子
Ｋ1へ電圧Ｖ3が加えられる。
【００３３】この加熱期間ｔｈでは、点灯信号ＣＴＬｏ
ｎが０Ｖであるため、オペアンプＯＰ1の出力電圧は０
Ｖである。それにより、トランジスタＴｒ1がＯＦＦ、
トランジスタＴｒ1はＯＮとなるから、陰極３６の端子
Ｋ2へ電源Ｅ8の電圧Ｖ1が加えられる。
ｎが０Ｖであるため、オペアンプＯＰ1の出力電圧は０
Ｖである。それにより、トランジスタＴｒ1がＯＦＦ、
トランジスタＴｒ1はＯＮとなるから、陰極３６の端子
Ｋ2へ電源Ｅ8の電圧Ｖ1が加えられる。
【００３４】この様にして、陰極３６の端子Ｋ1及びＫ2
にはそれぞれ電圧Ｖ3及びＶ1が加えられて、陰極３６に
電流が流れ発熱することになる。
にはそれぞれ電圧Ｖ3及びＶ1が加えられて、陰極３６に
電流が流れ発熱することになる。
【００３５】次に点灯期間ｔｏｎにおける回路動作を説
明する。
明する。
【００３６】点灯信号ＣＴＬｏｎが０Ｖから５Ｖに立ち
上がると、オペアンプＯＰ1の出力はＶ1となる。する
と、トランジスタＴｒ1がターンオンし、トランジスタ
Ｔｒ2はターンオンするから、陰極３６の端子Ｋ2の電圧
はほぼ０Ｖとなる。
上がると、オペアンプＯＰ1の出力はＶ1となる。する
と、トランジスタＴｒ1がターンオンし、トランジスタ
Ｔｒ2はターンオンするから、陰極３６の端子Ｋ2の電圧
はほぼ０Ｖとなる。
【００３７】この時、加熱信号ＣＴＬｈは０Ｖであるの
で、オペアンプＯＰ2の出力は０Ｖで、トランジスタＴ
ｒ4はＯＦＦとなっている。そのため、トランジスタＴ
ｒ3がＯＦＦとなっていて、陰極３６を流れる電流ルー
プを開放しているので、陰極３６の端子Ｋ1は端子Ｋ2と
同じ電位０Ｖである。
で、オペアンプＯＰ2の出力は０Ｖで、トランジスタＴ
ｒ4はＯＦＦとなっている。そのため、トランジスタＴ
ｒ3がＯＦＦとなっていて、陰極３６を流れる電流ルー
プを開放しているので、陰極３６の端子Ｋ1は端子Ｋ2と
同じ電位０Ｖである。
【００３８】次にダミー期間（ｔｄ）における回路動作
を説明する。
を説明する。
【００３９】点灯信号ＣＴＬｏｎが５Ｖから０Ｖに立ち
下がると、オペアンプＯＰ1の出力が０Ｖに立ち下が
る。すると、トランジスタＴｒ1がターンオフし、トラ
ンジスタＴｒ2がターンオンし、陰極３６の端子Ｋ2の電
圧は、電源Ｅ8の電圧Ｖ1となる。 この時、通電信号Ｃ
ＴＬｈは、点灯期間ｔｏｎの時と同様０Ｖであるので、
陰極３６を流れる電流ループは開放されているから、陰
極３６の端子Ｋ1の電位は端子Ｋ2と同じくＶ1となる。
下がると、オペアンプＯＰ1の出力が０Ｖに立ち下が
る。すると、トランジスタＴｒ1がターンオフし、トラ
ンジスタＴｒ2がターンオンし、陰極３６の端子Ｋ2の電
圧は、電源Ｅ8の電圧Ｖ1となる。 この時、通電信号Ｃ
ＴＬｈは、点灯期間ｔｏｎの時と同様０Ｖであるので、
陰極３６を流れる電流ループは開放されているから、陰
極３６の端子Ｋ1の電位は端子Ｋ2と同じくＶ1となる。
【００４０】図５、６に示した駆動回路では、陰極３６
の加熱デューティはｔｈ／ｔ０であり、従って点灯周期
ｔ０と、加熱期間ｔｈとを常に一定とすれば、加熱デュ
ーティは一定となり、陰極３６の表面温度は一定範囲に
保たれる。そして、点灯期間ｔｏｎは、ダミー期間ｔｄ
を用いることにより、加熱期間ｔｈから独立して可変調
整できる。
の加熱デューティはｔｈ／ｔ０であり、従って点灯周期
ｔ０と、加熱期間ｔｈとを常に一定とすれば、加熱デュ
ーティは一定となり、陰極３６の表面温度は一定範囲に
保たれる。そして、点灯期間ｔｏｎは、ダミー期間ｔｄ
を用いることにより、加熱期間ｔｈから独立して可変調
整できる。
【００４１】点灯期間ｔｏｎの可変範囲はゼロからｔ０
−ｔｈの間である。従って、図５に示すカソード駆動信
号Ｅｋ1の加熱期間ｔｈにおける電圧Ｖ3を可能な限り高
くし、その分加熱デューティを小さく、つまりｔｈを短
くすることにより、点灯期間ｔｏｎの可変範囲を広くと
ることが可能となる。
−ｔｈの間である。従って、図５に示すカソード駆動信
号Ｅｋ1の加熱期間ｔｈにおける電圧Ｖ3を可能な限り高
くし、その分加熱デューティを小さく、つまりｔｈを短
くすることにより、点灯期間ｔｏｎの可変範囲を広くと
ることが可能となる。
【００４２】図７は、図４のカソード駆動回路４８とし
て採用できる別の回路例を示し、図８はその動作を示す
タイムチャートである。
て採用できる別の回路例を示し、図８はその動作を示す
タイムチャートである。
【００４３】この図７に示した回路は、図６の回路に比
較して構成が簡素であるというメリットを持つ。
較して構成が簡素であるというメリットを持つ。
【００４４】また、図８に示す動作は、点灯期間ｔｏｎ
を最初に行ない、この点灯期間ｔｏｎの終了に応答して
加熱期間ｔｈを開始させている点に一つの特徴をもつ。
つまり、点灯信号ＣＴＬｏｎは独自のタイミングで発生
させ、加熱信号ＣＴＬｈは点灯信号ＣＴＬｏｎに従属し
たタイミングで発生させている。この方式の１つの利点
は、照明装置を画像入力装置の光源として用いた場合、
画像の読み取り期間と点灯期間との同期がとり易いこと
である。何故なら、画像入力装置から発生する読み取り
期間に同期したパルス信号に直接的に同期して、点灯信
号ＣＴＬｏｎを生成できるからである。これに対し、図
５に示した動作では、加熱信号ＣＴＬｈの立ち下がりで
点灯信号ＣＴＬｏｎが立ち上がるというように、加熱信
号ＣＴＬｈに従属したタイミングで点灯信号ＣＴＬｏｎ
を生成しているため、画像入力装置からのパルス信号に
直接的に同期させて点灯信号ＣＴＬｏｎを発生させるこ
とが出来ない。
を最初に行ない、この点灯期間ｔｏｎの終了に応答して
加熱期間ｔｈを開始させている点に一つの特徴をもつ。
つまり、点灯信号ＣＴＬｏｎは独自のタイミングで発生
させ、加熱信号ＣＴＬｈは点灯信号ＣＴＬｏｎに従属し
たタイミングで発生させている。この方式の１つの利点
は、照明装置を画像入力装置の光源として用いた場合、
画像の読み取り期間と点灯期間との同期がとり易いこと
である。何故なら、画像入力装置から発生する読み取り
期間に同期したパルス信号に直接的に同期して、点灯信
号ＣＴＬｏｎを生成できるからである。これに対し、図
５に示した動作では、加熱信号ＣＴＬｈの立ち下がりで
点灯信号ＣＴＬｏｎが立ち上がるというように、加熱信
号ＣＴＬｈに従属したタイミングで点灯信号ＣＴＬｏｎ
を生成しているため、画像入力装置からのパルス信号に
直接的に同期させて点灯信号ＣＴＬｏｎを発生させるこ
とが出来ない。
【００４５】図８の動作のもう一つの利点は、点灯期間
ｔｏｎを非常に長くする必要が生じた場合、加熱期間ｔ
ｈを犠牲にすることができるので、点灯期間ｔｏｎをｔ
０−ｔｈより長く延ばせる点である。何故なら、点灯信
号ＣＴＬｏｎを加熱信号ＣＴＬｈから独立したタイミン
グで生成し、加熱信号ＣＴＬｈは点灯信号ＣＴＬｏｎに
従属したタイミングで生成しているからである。つま
り、点灯期間ｔｏｎが支配的で、加熱期間ｔｈが従属的
であるからである。これに対し、図５の動作では、加熱
信号ＣＴＬｈに従属したタイミングで点灯信号ＣＴＬｏ
ｎを生成しているため、加熱期間ｔｈが支配的であり、
点灯期間ｔｏｎはｔ０−ｔｈより長くすることができな
い。
ｔｏｎを非常に長くする必要が生じた場合、加熱期間ｔ
ｈを犠牲にすることができるので、点灯期間ｔｏｎをｔ
０−ｔｈより長く延ばせる点である。何故なら、点灯信
号ＣＴＬｏｎを加熱信号ＣＴＬｈから独立したタイミン
グで生成し、加熱信号ＣＴＬｈは点灯信号ＣＴＬｏｎに
従属したタイミングで生成しているからである。つま
り、点灯期間ｔｏｎが支配的で、加熱期間ｔｈが従属的
であるからである。これに対し、図５の動作では、加熱
信号ＣＴＬｈに従属したタイミングで点灯信号ＣＴＬｏ
ｎを生成しているため、加熱期間ｔｈが支配的であり、
点灯期間ｔｏｎはｔ０−ｔｈより長くすることができな
い。
【００４６】図７の回路を説明する。
【００４７】トランジスタＴｒ１１は、そのベースに抵
抗Ｒ１１を介して点灯信号ＣＴＬｏｎを受けるようにな
っており、エミッタが接地され、かつコレクタが抵抗Ｒ
１２を介して直流定電圧源（例えば、２４Ｖ±１０％）
に接続されると共にトランジスタＴｒ１２のベースに接
続されている。トランジスタＴｒ１２は、コレクタが上
述の直流定電圧源に接続され、かつエミッタが陰極用の
端子ｋ2に接続されると共に抵抗Ｒ１３を介して接地さ
れる。また、トランジスタＴｒ１２のベースとアースと
の間には、上記直流電源の電圧が高側に変動した時にこ
れをクランプするための、ツェナ電圧が例えば２５．８
ＶのツェナダイオードＺＤ１が接続されている。
抗Ｒ１１を介して点灯信号ＣＴＬｏｎを受けるようにな
っており、エミッタが接地され、かつコレクタが抵抗Ｒ
１２を介して直流定電圧源（例えば、２４Ｖ±１０％）
に接続されると共にトランジスタＴｒ１２のベースに接
続されている。トランジスタＴｒ１２は、コレクタが上
述の直流定電圧源に接続され、かつエミッタが陰極用の
端子ｋ2に接続されると共に抵抗Ｒ１３を介して接地さ
れる。また、トランジスタＴｒ１２のベースとアースと
の間には、上記直流電源の電圧が高側に変動した時にこ
れをクランプするための、ツェナ電圧が例えば２５．８
ＶのツェナダイオードＺＤ１が接続されている。
【００４８】トランジスタＴｒ１３は、ベースに抵抗Ｒ
１４を介して加熱信号を受けるようになっており、エミ
ッタが接地され、かつコレクタがツェナ電圧例えば７．
４ＶのツェナダイオードＺＤ２を導通方向に介してトラ
ンジスタＴｒ１４のベースに接続されている。トランジ
スタＴｒ１４は、エミッタとベースとの間に抵抗Ｒ１５
が接続され、エミッタが陰極用の端子ｋ1に接続され、
かつコレクタが接地されている。
１４を介して加熱信号を受けるようになっており、エミ
ッタが接地され、かつコレクタがツェナ電圧例えば７．
４ＶのツェナダイオードＺＤ２を導通方向に介してトラ
ンジスタＴｒ１４のベースに接続されている。トランジ
スタＴｒ１４は、エミッタとベースとの間に抵抗Ｒ１５
が接続され、エミッタが陰極用の端子ｋ1に接続され、
かつコレクタが接地されている。
【００４９】次に図７及び図８を参照して動作を説明す
る。
る。
【００５０】図８に示すように、点灯周期ｔｏの開始と
同時に点灯信号ＣＴＬｏｎが０Ｖから５Ｖに立ち上が
り、所定の点灯期間ｔｏｎの後に０Ｖへ立ち下がる。点
灯信号ＣＴＬｏｎの立ち下がりに応答して加熱信号ＣＴ
Ｌｈが０Ｖから５Ｖへ立ち上がり、所定の加熱期間ｔｈ
の後に０Ｖへ立ち下がる。
同時に点灯信号ＣＴＬｏｎが０Ｖから５Ｖに立ち上が
り、所定の点灯期間ｔｏｎの後に０Ｖへ立ち下がる。点
灯信号ＣＴＬｏｎの立ち下がりに応答して加熱信号ＣＴ
Ｌｈが０Ｖから５Ｖへ立ち上がり、所定の加熱期間ｔｈ
の後に０Ｖへ立ち下がる。
【００５１】図７を参照して、点灯期間ｔｏｎの開始で
点灯信号ＣＴＬｏｎが立ち上がると、トランジスタＴｒ
１１がターンオンし、そしてトランジスタＴｒ１２がタ
ーンオフするため、陰極３６の端子ｋ2は接地されて、
図８に示すように電位０Ｖとなる。
点灯信号ＣＴＬｏｎが立ち上がると、トランジスタＴｒ
１１がターンオンし、そしてトランジスタＴｒ１２がタ
ーンオフするため、陰極３６の端子ｋ2は接地されて、
図８に示すように電位０Ｖとなる。
【００５２】この時、加熱信号ＣＴＬｈは０Ｖであるた
め、トランジスタＴｒ１３はＯＦＦであり、よってトラ
ンジスタＴｒ１４もＯＦＦである。従って、陰極３６を
流れる電流ループが開放されて、陰極端子ｋ1の電位は
他方の端子Ｋ２と同一の０Ｖである。
め、トランジスタＴｒ１３はＯＦＦであり、よってトラ
ンジスタＴｒ１４もＯＦＦである。従って、陰極３６を
流れる電流ループが開放されて、陰極端子ｋ1の電位は
他方の端子Ｋ２と同一の０Ｖである。
【００５３】このように、点灯期間ｔｏｎでは、陰極３
６の両端子ｋ1、ｋ2が共に０Ｖあってグリッド電圧Ｖ4
より低いため、既に加熱済の陰極３６から電子が放出さ
れ、グリッドにより加速されて陽極の蛍光体に当り、発
光が生じる。
６の両端子ｋ1、ｋ2が共に０Ｖあってグリッド電圧Ｖ4
より低いため、既に加熱済の陰極３６から電子が放出さ
れ、グリッドにより加速されて陽極の蛍光体に当り、発
光が生じる。
【００５４】点灯期間ｔｏｎが終わると、点灯信号ＣＴ
Ｌｏｎが立ち下がり、同時に加熱信号ＣＴＬｈが立ち上
がる。点灯信号ＣＴＬｏｎが立ち下がると、トランジス
タＴｒ１１がターンオフし、そしてトランジスタＴｒ１
２がターンオンする。それにより、トランジスタＴｒ１
２のコレクタに接続された陰極端子ｋ2の電位は電源電
圧２４ＶからトランジスタＴｒ１２の電圧降下を引いた
ほぼ２３Ｖ（Ｖ3）となる。
Ｌｏｎが立ち下がり、同時に加熱信号ＣＴＬｈが立ち上
がる。点灯信号ＣＴＬｏｎが立ち下がると、トランジス
タＴｒ１１がターンオフし、そしてトランジスタＴｒ１
２がターンオンする。それにより、トランジスタＴｒ１
２のコレクタに接続された陰極端子ｋ2の電位は電源電
圧２４ＶからトランジスタＴｒ１２の電圧降下を引いた
ほぼ２３Ｖ（Ｖ3）となる。
【００５５】また、加熱信号ＣＴＬｈの立ち上がりによ
って、トランジスタＴｒ１３がターンオンし、そしてト
ランジスタＴｒ１４もターンオンするため、陰極端子ｋ
1の電位はツェナ電圧７．４ＶにトランジスタＴｒ１３
のベース・エミッタ間電圧を加えたほぼ８Ｖ（Ｖ1）と
なる。
って、トランジスタＴｒ１３がターンオンし、そしてト
ランジスタＴｒ１４もターンオンするため、陰極端子ｋ
1の電位はツェナ電圧７．４ＶにトランジスタＴｒ１３
のベース・エミッタ間電圧を加えたほぼ８Ｖ（Ｖ1）と
なる。
【００５６】このように、加熱期間ｔｈでは、陰極３６
の一方の端子ｋ2が２３Ｖ（Ｖ3）、他方の端子ｋ2が８
Ｖ（Ｖ1）となるため、陰極３６に電流が流れ加熱が行
なわれる。しかし、陰極３６の電位Ｖ3、Ｖ1はグリッド
電位Ｖ4より高いため、電子放出は行なわれない。
の一方の端子ｋ2が２３Ｖ（Ｖ3）、他方の端子ｋ2が８
Ｖ（Ｖ1）となるため、陰極３６に電流が流れ加熱が行
なわれる。しかし、陰極３６の電位Ｖ3、Ｖ1はグリッド
電位Ｖ4より高いため、電子放出は行なわれない。
【００５７】加熱期間ｔｈが終了すると、加熱信号ＣＴ
Ｌｈが立ち下がる。すると、トランジスタＴｒ１３及び
Ｔｒ１４がターンオフするため、陰極３６を通る電流ル
ープが開放される。この時、陰極端子ｋ1は加熱期間と
同じ２３Ｖ（Ｖ3）であるため、端子ｋ2も同じ２３Ｖ
（Ｖ3）となる。従って、陰極３６には電流が流れない
ので加熱が行なわれず、かつ陰極３６の電位Ｖ3はグリ
ッド電位Ｖ4より高いので、発光も行なわれない。
Ｌｈが立ち下がる。すると、トランジスタＴｒ１３及び
Ｔｒ１４がターンオフするため、陰極３６を通る電流ル
ープが開放される。この時、陰極端子ｋ1は加熱期間と
同じ２３Ｖ（Ｖ3）であるため、端子ｋ2も同じ２３Ｖ
（Ｖ3）となる。従って、陰極３６には電流が流れない
ので加熱が行なわれず、かつ陰極３６の電位Ｖ3はグリ
ッド電位Ｖ4より高いので、発光も行なわれない。
【００５８】以上、図３に示すような単色発光用の照明
装置に適用した実施例を説明した。次に、カラー画像入
力装置に用いる３色発光用の照明装置に適用した本発明
の実施例を説明する。
装置に適用した実施例を説明した。次に、カラー画像入
力装置に用いる３色発光用の照明装置に適用した本発明
の実施例を説明する。
【００５９】図９は、本発明が適用できるカラー画像入
力装置用の照明装置として用いる発光管１１０の一例の
斜視図である。
力装置用の照明装置として用いる発光管１１０の一例の
斜視図である。
【００６０】図１０は図９のＡ−Ａ’の断面図で、図１
１は図９のグリッド電極１０４とセパレーター１０６−
ＢＢ、１０６−ＢＲ、１０６−ＲＧ、１０６−ＧＧの部
分拡大図である。
１は図９のグリッド電極１０４とセパレーター１０６−
ＢＢ、１０６−ＢＲ、１０６−ＲＧ、１０６−ＧＧの部
分拡大図である。
【００６１】以下に発光管１１０の構成を説明する。
赤、緑及び青色用陰極１０１−Ｒ、１０１−Ｇ、１０１
−Ｂが、後述するグリッド電極１０４と背面電極１０５
との間に、各色用陰極支持部材１０８−Ｒ、１０８−
Ｇ、１０８−Ｂで両端を支持することにより架張する。
陰極１０１−Ｒ、１０１−Ｇ、１０１−Ｂは、例えばタ
ングステンからなる直径１０〜５０μｍの細線で、表面
には図示しない酸化バリウム等の電子放射物資にて被覆
してあり電子放射効率を高める働きをする。
赤、緑及び青色用陰極１０１−Ｒ、１０１−Ｇ、１０１
−Ｂが、後述するグリッド電極１０４と背面電極１０５
との間に、各色用陰極支持部材１０８−Ｒ、１０８−
Ｇ、１０８−Ｂで両端を支持することにより架張する。
陰極１０１−Ｒ、１０１−Ｇ、１０１−Ｂは、例えばタ
ングステンからなる直径１０〜５０μｍの細線で、表面
には図示しない酸化バリウム等の電子放射物資にて被覆
してあり電子放射効率を高める働きをする。
【００６２】グリッド電極１０４は、ステンレス鋼やし
んちゅう、アルミニウム等の導電性がありかつ非磁性の
材料からなる１枚の板を台形状に折曲げて陰極１０１−
Ｒ、１０１−Ｇ、１０１−Ｂと陽極１０２の間に配置
し、図１０に示すようにガラス側板１７１、１７２と底
板１７３でグリッド電極１０４をはさんで固定する。
又、図１１に示すようにグリッド電極１０４には、各色
陰極間を仕切るための４枚のセパレータ１０６−ＢＢ、
１０６−ＢＲ、１０６−ＲＧ、１０６−ＧＧが複数箇所
の固定点１６０で固定され、グリッド電極１０４と電気
的導通を取る。さらにグリッド電極１０４の陽極と対向
する側には各色用陰極１０１−Ｒ、１０１−Ｇ、１０１
−Ｂから発生する電子を通過させる役目を成す網目状又
は、複数のスリット状の開口部１４５−Ｒ、１４５−
Ｇ、１４５−Ｂが設けられている。
んちゅう、アルミニウム等の導電性がありかつ非磁性の
材料からなる１枚の板を台形状に折曲げて陰極１０１−
Ｒ、１０１−Ｇ、１０１−Ｂと陽極１０２の間に配置
し、図１０に示すようにガラス側板１７１、１７２と底
板１７３でグリッド電極１０４をはさんで固定する。
又、図１１に示すようにグリッド電極１０４には、各色
陰極間を仕切るための４枚のセパレータ１０６−ＢＢ、
１０６−ＢＲ、１０６−ＲＧ、１０６−ＧＧが複数箇所
の固定点１６０で固定され、グリッド電極１０４と電気
的導通を取る。さらにグリッド電極１０４の陽極と対向
する側には各色用陰極１０１−Ｒ、１０１−Ｇ、１０１
−Ｂから発生する電子を通過させる役目を成す網目状又
は、複数のスリット状の開口部１４５−Ｒ、１４５−
Ｇ、１４５−Ｂが設けられている。
【００６３】尚、セパレータ１０６は、陰極からの輻射
熱により熱膨張すると、固定点１６０と固定点１６０と
の間でわん曲し、これが光量むらを生じさせる。このわ
ん曲をできるだけ抑えるため、固定点１６０の数は多い
方が望ましい。さらに、セパレータ１０６の上縁部又は
下縁部又はその双方をＬ字形に折り曲げてわん曲しにく
くするとよい。或いは、図１２に示すように、「コ」の
字形に形成したセパレータ１６１−Ｂ、１６１−Ｒ、１
６１−Ｇを使用してもよい。
熱により熱膨張すると、固定点１６０と固定点１６０と
の間でわん曲し、これが光量むらを生じさせる。このわ
ん曲をできるだけ抑えるため、固定点１６０の数は多い
方が望ましい。さらに、セパレータ１０６の上縁部又は
下縁部又はその双方をＬ字形に折り曲げてわん曲しにく
くするとよい。或いは、図１２に示すように、「コ」の
字形に形成したセパレータ１６１−Ｂ、１６１−Ｒ、１
６１−Ｇを使用してもよい。
【００６４】背面電極１０５は、陰極１０１−Ｒ、１０
１−Ｇ、１０１−Ｂとガラス底板１７３との間に形成す
る。背面電極１０５は、カーボンペーストにより形成す
る。緑色蛍光体１０３−Ｇ、赤色蛍光体１０３−Ｒ、青
色蛍光体１０３−Ｂの３種類の蛍光体が、スクリーン印
刷等の方法を用いて、透明ガラス板１０７の内側面に順
次塗布される。ここで、使用する蛍光体は、カソードル
ミネッセンスによる発光可能な蛍光体であり、具体的に
は赤色蛍光体としてＹ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ，Ｓｍ、緑色蛍光体
としてＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ、青色蛍光体としてＺｎＳ：
Ａｇ，Ａｌなどを用いる。
１−Ｇ、１０１−Ｂとガラス底板１７３との間に形成す
る。背面電極１０５は、カーボンペーストにより形成す
る。緑色蛍光体１０３−Ｇ、赤色蛍光体１０３−Ｒ、青
色蛍光体１０３−Ｂの３種類の蛍光体が、スクリーン印
刷等の方法を用いて、透明ガラス板１０７の内側面に順
次塗布される。ここで、使用する蛍光体は、カソードル
ミネッセンスによる発光可能な蛍光体であり、具体的に
は赤色蛍光体としてＹ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ，Ｓｍ、緑色蛍光体
としてＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ、青色蛍光体としてＺｎＳ：
Ａｇ，Ａｌなどを用いる。
【００６５】陽極１０２は、真空蒸着法等により厚さ
０．１〜１０μｍのアルミニウムを、蛍光体が塗布した
透明ガラス板１０７の内側面に蒸着することにより形成
する。
０．１〜１０μｍのアルミニウムを、蛍光体が塗布した
透明ガラス板１０７の内側面に蒸着することにより形成
する。
【００６６】最後に、低融点ガラス等により各ガラス部
の接触面及び各電極から発光管１１０外部に引き出され
るリード線の境界部をふさぎ、５００度〜６００度の高
温槽に入れ、融着することにより、図９に示した透明ガ
ラス板１０７とガラス板１７１、１７２、１７３、１７
４、１７５からなる容器１７７を形成する。しかる後に
排気管１７６より排気し真空度１００ｍ〜０．１ｍパス
カルとなった状態で封止することにより、容器１７７中
を真空状態に保持する。
の接触面及び各電極から発光管１１０外部に引き出され
るリード線の境界部をふさぎ、５００度〜６００度の高
温槽に入れ、融着することにより、図９に示した透明ガ
ラス板１０７とガラス板１７１、１７２、１７３、１７
４、１７５からなる容器１７７を形成する。しかる後に
排気管１７６より排気し真空度１００ｍ〜０．１ｍパス
カルとなった状態で封止することにより、容器１７７中
を真空状態に保持する。
【００６７】この３色発光管１１０は、カラー画像入力
装置の光源として用いた場合、３色の発光が実質的に単
一の光源から同一方向へ射出されるため、段差や凹凸の
ある原稿を入力した場合にも、色ずれのない良好な色再
現性が得られるものである。このような発光管１１０の
各色蛍光体１０３−Ｒ、１０３−Ｇ、１０３−Ｂを独立
発光させるための本発明に係わる駆動回路の一実施例の
ブロック構成を図１３に示す。
装置の光源として用いた場合、３色の発光が実質的に単
一の光源から同一方向へ射出されるため、段差や凹凸の
ある原稿を入力した場合にも、色ずれのない良好な色再
現性が得られるものである。このような発光管１１０の
各色蛍光体１０３−Ｒ、１０３−Ｇ、１０３−Ｂを独立
発光させるための本発明に係わる駆動回路の一実施例の
ブロック構成を図１３に示す。
【００６８】図１３に示す駆動回路１６７は、３つの直
流定電圧電源と陰極駆動回路１６６からなる。各陰極１
０１−Ｒ、１０１−Ｇ、１０１−Ｂは、その両端子Ｋ1
−Ｒ、Ｋ2−Ｒ、Ｋ1−Ｇ、Ｋ2−Ｇ、Ｋ1−Ｂ、Ｋ2−Ｂ
にてカソード駆動回路１６６と接続する。
流定電圧電源と陰極駆動回路１６６からなる。各陰極１
０１−Ｒ、１０１−Ｇ、１０１−Ｂは、その両端子Ｋ1
−Ｒ、Ｋ2−Ｒ、Ｋ1−Ｇ、Ｋ2−Ｇ、Ｋ1−Ｂ、Ｋ2−Ｂ
にてカソード駆動回路１６６と接続する。
【００６９】図１４は、カソード駆動回路１６６の回路
図を示す。図示の回路１６６−Ｒは赤色用陰極１０１−
Ｒの駆動用のものであり、他にこれと同構成の２つの回
路が緑色用陰極１０１−Ｇの駆動用及び青色用陰極１０
１−Ｂの駆動用に並列的に設けられている。それら３つ
の回路により、３つの陰極１０１−Ｒ、１０１−Ｇ、１
０１−Ｂが互いに独立に駆動される。
図を示す。図示の回路１６６−Ｒは赤色用陰極１０１−
Ｒの駆動用のものであり、他にこれと同構成の２つの回
路が緑色用陰極１０１−Ｇの駆動用及び青色用陰極１０
１−Ｂの駆動用に並列的に設けられている。それら３つ
の回路により、３つの陰極１０１−Ｒ、１０１−Ｇ、１
０１−Ｂが互いに独立に駆動される。
【００７０】図１４の回路構成自体は図６に示した単色
発光管のカソード駆動回路のそれと同一である。点灯信
号入力端子Ｃｏｎ−Ｒ及び加熱信号入力端子Ｃｈ−Ｒに
は赤色用の点灯信号ＣＴＬ−Ｒ及び加熱信号ＣＴＬ−Ｒ
ｈ（図１５参照）がそれぞれ加えられる。また、陰極用
端子Ｋ1−Ｒ及びＫ2−Ｒには赤色用陰極１０１−Ｒが接
続される。
発光管のカソード駆動回路のそれと同一である。点灯信
号入力端子Ｃｏｎ−Ｒ及び加熱信号入力端子Ｃｈ−Ｒに
は赤色用の点灯信号ＣＴＬ−Ｒ及び加熱信号ＣＴＬ−Ｒ
ｈ（図１５参照）がそれぞれ加えられる。また、陰極用
端子Ｋ1−Ｒ及びＫ2−Ｒには赤色用陰極１０１−Ｒが接
続される。
【００７１】図１５はカソード駆動回路１６６の動作を
示すタイミングチャートである。
示すタイミングチャートである。
【００７２】図１５に示すように、赤色用駆動信号ＣＴ
Ｌ−Ｒｈ、ＣＴＬ−Ｒ、緑色用駆動信号ＣＴＬ−Ｇｈ、
ＣＴＬ−Ｇ、及びＣＴＬ−Ｂｈ、ＣＴＬ−Ｂは、互いに
１２０°づつ位相がずれて発生させられる。各色毎の動
作は、図５に示した動作と同一である。
Ｌ−Ｒｈ、ＣＴＬ−Ｒ、緑色用駆動信号ＣＴＬ−Ｇｈ、
ＣＴＬ−Ｇ、及びＣＴＬ−Ｂｈ、ＣＴＬ−Ｂは、互いに
１２０°づつ位相がずれて発生させられる。各色毎の動
作は、図５に示した動作と同一である。
【００７３】この３色発光管の駆動を、図７に示したと
同一構成の３つの回路を用いて行なうことも勿論可能で
ある。その場合、各色毎に図８に示すような動作が行な
われ、それら３色の動作は互いに１２０度づつ位相がず
らされる。
同一構成の３つの回路を用いて行なうことも勿論可能で
ある。その場合、各色毎に図８に示すような動作が行な
われ、それら３色の動作は互いに１２０度づつ位相がず
らされる。
【００７４】以上、本発明の好適な実施例を説明した
が、本発明はそれら実施例にのみ限定されるものではな
く、他の種々の態様で実施することができる。
が、本発明はそれら実施例にのみ限定されるものではな
く、他の種々の態様で実施することができる。
【００７５】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、点灯
周期内に加熱も点灯も行なわないダミー期間を設け、こ
のダミー期間と点灯期間とを可変にしているため、点灯
期間を可変調節しても加熱デューティを一定に維持する
ことができるので、寿命を長く保つことができる。
周期内に加熱も点灯も行なわないダミー期間を設け、こ
のダミー期間と点灯期間とを可変にしているため、点灯
期間を可変調節しても加熱デューティを一定に維持する
ことができるので、寿命を長く保つことができる。
【図１】 カソードルミネッセンスを用いた従来光源の
構成を示す断面図。
構成を示す断面図。
【図２】 従来光源におけるカソード駆動回路のタイミ
ングチャート。
ングチャート。
【図３】 本発明に係わる駆動回路が適用される発光管
の一例を示す斜視図。
の一例を示す斜視図。
【図４】 図３に示した発光管のための本発明に係わる
駆動回路の一実施例のブロック構成を、発光管の概略断
面構造と合せて示した図。
駆動回路の一実施例のブロック構成を、発光管の概略断
面構造と合せて示した図。
【図５】 図４の駆動回路内のカソード駆動回路の動作
を説明するためのタイミングチャート。
を説明するためのタイミングチャート。
【図６】 図５の動作を行うカソード駆動回路の一回路
例を示す回路図。
例を示す回路図。
【図７】 図４の駆動回路内のカソード駆動回路の別の
回路例を示す回路図。
回路例を示す回路図。
【図８】 図７のカソード駆動回路の動作を説明するた
めのタイミングチャート。
めのタイミングチャート。
【図９】 本発明に係わる駆動回路が適用されるカラー
画像入力装置用照明装置の発光管１１０を示す斜視図。
画像入力装置用照明装置の発光管１１０を示す斜視図。
【図１０】 図９中のＡ−Ａ’断面図。
【図１１】 図９中のグリッド電極１０４とセパレータ
ー１０６−ＢＢ、１０６−ＢＲ、１０６−ＲＧ、１０６
−ＧＧの部分拡大図。
ー１０６−ＢＢ、１０６−ＢＲ、１０６−ＲＧ、１０６
−ＧＧの部分拡大図。
【図１２】 図９の発光管に適用できるグリッド電極１
０４と「コ」の字形セパレーター１６１−Ｂ、１６１−
Ｒ、１６１−Ｇの部分拡大図。
０４と「コ」の字形セパレーター１６１−Ｂ、１６１−
Ｒ、１６１−Ｇの部分拡大図。
【図１３】 図９中の発光管１１０のための本発明に係
わる駆動回路の一実施例のブロック構成を、発光管１１
０の部分断面図と共に示した図。
わる駆動回路の一実施例のブロック構成を、発光管１１
０の部分断面図と共に示した図。
【図１４】 図１３のカソード駆動回路１６６内の赤色
発光用回路１６６−Ｒの回路図。
発光用回路１６６−Ｒの回路図。
【図１５】 カソード駆動回路１６６の動作を説明する
ためのタイミングチャート。
ためのタイミングチャート。
２６、１１０ 発光管 ３６、１０１ 陰極 ４４、１６７ 発光管の駆動回路 ４８、１６６ カソード駆動回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 稲岡 忠幸 長野県諏訪市大和３丁目３番５号 セイコ ーエプソン株式会社内
Claims (8)
- 【請求項１】 カソードルミネッセンス式照明装置の駆
動方法において、 前記照明装置の陰極に通電して加熱する加熱過程と、 前記陰極に通電せずに電子放出させて発光を起こす発光
過程と、 前記陰極に通電せず電子放出もさせない休止過程と、を
所定の点灯周期で繰り返し、 少なくとも前記発光過程と前記休止過程の期間が可変で
あることを特徴とする照明装置の駆動方法。 - 【請求項２】 請求項１記載の方法において、 前記点灯周期に占める前記加熱過程の期間の割合が一定
に保持されることを特徴とする照明装置の駆動方法。 - 【請求項３】 請求項１記載の方法において、 前記加熱、発光及び休止の３過程のタイミングを制御す
る過程を備え、 このタイミング制御過程では、前記発光過程のタイミン
グを前記加熱及び休止過程のタイミングからは独立して
決定し、前記加熱及び休止過程のタイミングを前記発光
過程のタイミングに従属して決定する、ことを特徴とす
る照明装置の駆動方法。 - 【請求項４】 陰極と陽極との間に制御グリッドを有す
るカソードルミネッセンス式照明装置の駆動回路におい
て、 前記陰極の第１の端子の電位を制御するための第１の制
御部と、 前記陰極の第２の端子の電位を制御するための第２の制
御部と、を備え、 前記第１及び第２制御部は、所定の点灯周期で繰り返し
かつ連続的に発生する点灯期間、加熱期間及びダミー期
間において動作し、 前記第１制御部は、前記点灯期間において、前記第１端
子を前記制御グリッドの電位より低い電位に制御し、前
記点灯期間以外の期間において、前記第１端子を前記制
御グリッドよりも高い電位に制御し、 前記第２制御部は、前記加熱期間において、前記第２端
子を前記制御グリッドの電位より高くかつ前記第１端子
の電位とは異なる電位に制御し、前記加熱期間以外の期
間において、前記第２端子を前記第１端子と同一の電位
に制御する、ことを特徴とする照明装置の駆動回路。 - 【請求項５】 請求項４記載の回路において、 前記第２制御部が、前記加熱期間以外の期間において、
前記第２端子を前記第１端子と同じ電位にするために、
前記陰極を流れる電流ループを開放することを特徴とす
る照明装置の駆動回路。 - 【請求項６】 請求項４記載の回路において、 前記第２制御部が、前記加熱期間において、前記第２端
子を前記第１端子の電位より高い電位に制御することを
特徴とする照明装置の駆動回路。 - 【請求項７】 請求項４記載の回路において、 前記第２制御部が、前記加熱期間において、前記第２端
子を前記第１端子の電位より低い電位に制御することを
特徴とする照明装置の駆動回路。 - 【請求項８】 請求項４記載の回路において、 前記第１制御部は、前記点灯期間を示す点灯信号を受け
て動作し、 前記第２制御部は、前記加熱期間を示す加熱信号を受け
て動作し、 さらに、前記点灯信号及び加熱信号を発生する信号発生
部を備え、この信号発生部は、前記点灯信号の発生タイ
ミングを前記加熱信号から独立して決定し、前記加熱信
号の発生タイミングを前記点灯信号に従属して決定する
ることを特徴とする照明装置の駆動回路。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25082093A JP3574161B2 (ja) | 1992-11-19 | 1993-10-06 | カソードルミネッセンス式照明装置の駆動方法及び駆動回路 |
| EP93118586A EP0599202B1 (en) | 1992-11-19 | 1993-11-18 | Method of and circuit for driving cathodoluminescence type lighting device |
| SG1996004478A SG46411A1 (en) | 1992-11-19 | 1993-11-18 | Method of and circuit for driving cathodeluminescence type lighting device |
| DE69308750T DE69308750T2 (de) | 1992-11-19 | 1993-11-18 | Verfahren und Schaltung zur Steuerung einer Kathodolumineszenz-Anzeigevorrichtung |
| US08/154,457 US5457358A (en) | 1992-11-19 | 1993-11-19 | Method of and circuit for driving cathodeluminescence type lighting device |
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31053792 | 1992-11-19 | ||
| JP4297593 | 1993-03-03 | ||
| JP4-310537 | 1993-03-03 | ||
| JP5-42975 | 1993-03-03 | ||
| JP25082093A JP3574161B2 (ja) | 1992-11-19 | 1993-10-06 | カソードルミネッセンス式照明装置の駆動方法及び駆動回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06314599A true JPH06314599A (ja) | 1994-11-08 |
| JP3574161B2 JP3574161B2 (ja) | 2004-10-06 |
Family
ID=27291402
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25082093A Expired - Fee Related JP3574161B2 (ja) | 1992-11-19 | 1993-10-06 | カソードルミネッセンス式照明装置の駆動方法及び駆動回路 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5457358A (ja) |
| EP (1) | EP0599202B1 (ja) |
| JP (1) | JP3574161B2 (ja) |
| DE (1) | DE69308750T2 (ja) |
| SG (1) | SG46411A1 (ja) |
Families Citing this family (5)
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|---|---|---|---|---|
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| US8035293B2 (en) | 2004-12-16 | 2011-10-11 | Vu1 Corporation | Cold-cathode light-emitting device with defocusing grid and associated methods of manufacturing |
| US8058789B2 (en) | 2007-02-05 | 2011-11-15 | Vu1 Corporation | Cathodoluminescent phosphor lamp having extraction and diffusing grids and base for attachment to standard lighting fixtures |
| US8294367B2 (en) | 2007-02-05 | 2012-10-23 | Vu1 Corporation | System and apparatus for cathodoluminescent lighting |
| US20150262779A1 (en) * | 2014-03-13 | 2015-09-17 | Stellarray, Inc. | Cathodoluminescent UV Panel |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4495445A (en) * | 1983-06-06 | 1985-01-22 | General Electric Company | Brightness control for a vacuum fluorescent display |
| US4704560A (en) * | 1986-10-06 | 1987-11-03 | Chrysler Motors Corporation | Vacuum fluorescent display system, digital power supply |
| JPH01245292A (ja) * | 1988-03-26 | 1989-09-29 | Ise Electronics Corp | 蛍光表示管の駆動方法 |
| US4968917A (en) * | 1988-10-05 | 1990-11-06 | Ford Motor Company | Electronic dimmer control for vacuum fluorescent display devices |
| JPH03280083A (ja) * | 1990-03-29 | 1991-12-11 | Fujitsu General Ltd | 多桁蛍光表示管の駆動方法 |
| US5248917A (en) * | 1990-07-31 | 1993-09-28 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Flat fluorescent lamp and liquid crystal projector incorporating same |
-
1993
- 1993-10-06 JP JP25082093A patent/JP3574161B2/ja not_active Expired - Fee Related
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- 1993-11-18 DE DE69308750T patent/DE69308750T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1993-11-18 SG SG1996004478A patent/SG46411A1/en unknown
- 1993-11-19 US US08/154,457 patent/US5457358A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
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|---|---|
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| JP3574161B2 (ja) | 2004-10-06 |
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| EP0599202B1 (en) | 1997-03-12 |
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