JPH0666156B2 - 放電灯点灯装置 - Google Patents
放電灯点灯装置Info
- Publication number
- JPH0666156B2 JPH0666156B2 JP59118663A JP11866384A JPH0666156B2 JP H0666156 B2 JPH0666156 B2 JP H0666156B2 JP 59118663 A JP59118663 A JP 59118663A JP 11866384 A JP11866384 A JP 11866384A JP H0666156 B2 JPH0666156 B2 JP H0666156B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- frequency
- discharge lamp
- power supply
- arc
- pressure discharge
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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- Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［技術分野］ 本発明は、高圧放電灯を点灯せしめる放電灯点灯装置に
関するものである。
関するものである。
［背景技術］ 放電灯点灯装置の小型，軽量，高効率化は望まれてお
り、その具体的な手段として高周波点灯がある。また、
一般の点灯装置ではチョークコイル，トランス，コンデ
ンサ等の単独あるいは組み合わせで寸法，重量が共に大
きいものである。蛍光灯の点灯装置ではスイッチングト
ランジスタ等を用いた高周波点灯装置が実用化されてい
る。高圧放電灯の点灯装置においても高周波を利用する
と、蛍光灯と同様な効果が得られるが、高圧放電灯を高
周波点灯すると音響的共鳴に起因するアークの不安定が
存在することが従来から知られている。
り、その具体的な手段として高周波点灯がある。また、
一般の点灯装置ではチョークコイル，トランス，コンデ
ンサ等の単独あるいは組み合わせで寸法，重量が共に大
きいものである。蛍光灯の点灯装置ではスイッチングト
ランジスタ等を用いた高周波点灯装置が実用化されてい
る。高圧放電灯の点灯装置においても高周波を利用する
と、蛍光灯と同様な効果が得られるが、高圧放電灯を高
周波点灯すると音響的共鳴に起因するアークの不安定が
存在することが従来から知られている。
そこで、高圧放電灯を高周波点灯することによって得ら
れるメリットを活かしたいという観点からの従来の解決
手段として下記に述べるような２つが挙げられる。ま
ず、特開昭５６−４８０９５号公報に記載されているも
のとして、第１０図は付勢電圧の周波数（点灯周波数）
と点灯状態との関係を示すものであり、第１０図(a)は
２５０Ｗ水銀ランプ、第１０図(b)は２５０Ｗ高圧ナト
リウムランプ、第１０図(c)は２５０Ｗメタルハライド
ランプである。第１０図のそれぞれの空白部はアークが
安定、斜線部はアークが不安定、格子部はアークがきわ
めて不安定であったり、立ち消えしたりした周波数領域
である。そして、音響的共鳴現象が生じる高周波領域内
で放電灯を付勢する高周波電源装置の出力周波数を、安
定点灯し得る周波数を含む領域内において変化させるよ
うにしたら、不安定状態があっても安定に高周波点灯で
きると述べられている。しかしこの方法では高圧放電灯
の形状などの構造上のバラツキや、ランプ電圧などの電
気的なバラツキや、ライフ中の変化によって音響的共鳴
現象の挙動が変わり、安定な点灯周波数は変化するた
め、種々の条件の変化に対してアークを安定に高周波点
灯させることは点灯装置の設計を困難にして実用的な問
題を多く含んでいる。
れるメリットを活かしたいという観点からの従来の解決
手段として下記に述べるような２つが挙げられる。ま
ず、特開昭５６−４８０９５号公報に記載されているも
のとして、第１０図は付勢電圧の周波数（点灯周波数）
と点灯状態との関係を示すものであり、第１０図(a)は
２５０Ｗ水銀ランプ、第１０図(b)は２５０Ｗ高圧ナト
リウムランプ、第１０図(c)は２５０Ｗメタルハライド
ランプである。第１０図のそれぞれの空白部はアークが
安定、斜線部はアークが不安定、格子部はアークがきわ
めて不安定であったり、立ち消えしたりした周波数領域
である。そして、音響的共鳴現象が生じる高周波領域内
で放電灯を付勢する高周波電源装置の出力周波数を、安
定点灯し得る周波数を含む領域内において変化させるよ
うにしたら、不安定状態があっても安定に高周波点灯で
きると述べられている。しかしこの方法では高圧放電灯
の形状などの構造上のバラツキや、ランプ電圧などの電
気的なバラツキや、ライフ中の変化によって音響的共鳴
現象の挙動が変わり、安定な点灯周波数は変化するた
め、種々の条件の変化に対してアークを安定に高周波点
灯させることは点灯装置の設計を困難にして実用的な問
題を多く含んでいる。
次に、特開昭５８−３４５９３号公報に示されている従
来例について説明する。この発明は高圧放電灯に供給さ
れる低周波電力に対する高周波電力の比率を規定し、高
圧放電灯が音響的共鳴現象を起こさないように安定に点
灯維持させる高周波重畳形の高圧放電灯点灯装置であ
る。しかし、この方法ではランプ電力全体の中で高周波
電力が占める割合が非常に少なく低周波電力が大きいの
で、小型，軽量化はあまり期待できない。また、立ち消
えせずに音響的共鳴を回避してアークを安定させるため
の高周波電力の制御が困難となる。
来例について説明する。この発明は高圧放電灯に供給さ
れる低周波電力に対する高周波電力の比率を規定し、高
圧放電灯が音響的共鳴現象を起こさないように安定に点
灯維持させる高周波重畳形の高圧放電灯点灯装置であ
る。しかし、この方法ではランプ電力全体の中で高周波
電力が占める割合が非常に少なく低周波電力が大きいの
で、小型，軽量化はあまり期待できない。また、立ち消
えせずに音響的共鳴を回避してアークを安定させるため
の高周波電力の制御が困難となる。
［発明の目的］ 本発明は上述の点に鑑みて提供したものであって直流又
は低周波電力に高周波電力を分割的に付加することによ
り、アークを安定点灯させ、かつ小型，軽量化を図るこ
とを目的とした放電灯点灯装置を提供するものである。
は低周波電力に高周波電力を分割的に付加することによ
り、アークを安定点灯させ、かつ小型，軽量化を図るこ
とを目的とした放電灯点灯装置を提供するものである。
［発明の開示］ 以下、本発明の実施例を図面により説明する。
本発明は第一次共鳴周波数未満の周波数ではアークは安
定であり、共鳴が発生しない点に重点を置いて種々の検
討をしたものであり、つまり高周波点灯というところか
ら離れて音響的共鳴現象を除外したところから検討して
いったものであって、従来の観点とは異なるものであ
る。その結果第一次共鳴周波数未満の周波数領域で点灯
する時間をある程度持たせると、たとえ第一次共鳴周波
数以上の周波数が含まれていても安定に点灯することが
分かった。また、分割的に高周波パワーを大幅に供給し
ても同様な結果が得られた。本発明はこのようなことを
前提としてなされたものである。
定であり、共鳴が発生しない点に重点を置いて種々の検
討をしたものであり、つまり高周波点灯というところか
ら離れて音響的共鳴現象を除外したところから検討して
いったものであって、従来の観点とは異なるものであ
る。その結果第一次共鳴周波数未満の周波数領域で点灯
する時間をある程度持たせると、たとえ第一次共鳴周波
数以上の周波数が含まれていても安定に点灯することが
分かった。また、分割的に高周波パワーを大幅に供給し
ても同様な結果が得られた。本発明はこのようなことを
前提としてなされたものである。
第１図は本発明のブロック図を示すものであり、１は第
一次共鳴周波数未満の周波数を発生する低周波電源部
で、音響的共鳴現象が全く発生しない例えば、直流電
源，数kHz以下，数百kHz以上の周波数帯域を有してい
る。２は第一次共鳴周波数以上の周波数を発生する高周
波電源部で、音響的共鳴現象が発生する例えば、５kHz
〜１００kHzの周波数帯域を有している。３は高圧放電
灯で、スイッチング素子からなるスイッチ手段４のａ端
子とｂ端子とを交互に切り替えることで、低周波電源部
１と高周波電源部２からの電力が高圧放電灯３に供給さ
れることになる。５，６は限流インピーダンスである。
また、スイッチ手段４の切り替えをするひとつの周期は
特に限定しないが１msec〜１０msecぐらいが好ましい。
一次共鳴周波数未満の周波数を発生する低周波電源部
で、音響的共鳴現象が全く発生しない例えば、直流電
源，数kHz以下，数百kHz以上の周波数帯域を有してい
る。２は第一次共鳴周波数以上の周波数を発生する高周
波電源部で、音響的共鳴現象が発生する例えば、５kHz
〜１００kHzの周波数帯域を有している。３は高圧放電
灯で、スイッチング素子からなるスイッチ手段４のａ端
子とｂ端子とを交互に切り替えることで、低周波電源部
１と高周波電源部２からの電力が高圧放電灯３に供給さ
れることになる。５，６は限流インピーダンスである。
また、スイッチ手段４の切り替えをするひとつの周期は
特に限定しないが１msec〜１０msecぐらいが好ましい。
しかして、高圧放電灯３にはスイッチ手段４を介して低
周波電源部１と高周波電源部２とから２つの異なる周波
数の電力が分割的に供給されることになる。ランプ電流
Ｉlaは第２図に示すように、低周波電源部１からの電流
ＩLFと、高周波電源部２からの電流ＩHFとが分割的に重
ね合わせた連続電流となる。つまり、スイッチ手段４の
所定周期によりＴLFの期間には高圧放電灯３に電流ＩLF
が流れ、ＴHFの期間には電流ＩHFが流れる。尚、スイッ
チ手段４を設けずに低周波電源部１と高周波電源部２と
を共用して、電源装置内の２つの異なる周波数の電力発
生源を有して所定の周期で周波数を変化させてもよい。
周波電源部１と高周波電源部２とから２つの異なる周波
数の電力が分割的に供給されることになる。ランプ電流
Ｉlaは第２図に示すように、低周波電源部１からの電流
ＩLFと、高周波電源部２からの電流ＩHFとが分割的に重
ね合わせた連続電流となる。つまり、スイッチ手段４の
所定周期によりＴLFの期間には高圧放電灯３に電流ＩLF
が流れ、ＴHFの期間には電流ＩHFが流れる。尚、スイッ
チ手段４を設けずに低周波電源部１と高周波電源部２と
を共用して、電源装置内の２つの異なる周波数の電力発
生源を有して所定の周期で周波数を変化させてもよい。
第３図は具体的な点灯回路の実施例を示すものであり、
音響的共鳴現象が全く存在しない電源として、直流電源
１ａを用い、高周波電源部２では、トランジスタＱ２，
Ｑ３、コンデンサＣ３，Ｃ４、ダイオードＤ１，Ｄ２等
から構成されるハーフブリッジインバータからなってい
る。コイルＬ２，コンデンサＣ２は直流電源１ａへの高
周波成分の流入を防ぐフィルタである。抵抗Ｒ１，コイ
ルＬ１，コンデンサＣ１はそれぞれ電源に対する限流イ
ンピーダンスである。Ｑ１はスイッチ手段４たるトラン
ジスタで、制御回路７により所定の周期でオン，オフ駆
動される。インバータのトランジスタＱ２，Ｑ３につい
てもトランジスタＱ１がオンしている時はオフしてイン
バータは停止状態（第４図のＴDC期間）であり、トラン
ジスタＱ１がオフ時はインバータ（トランジスタＱ２，
Ｑ３）は動作するようにドライブされる（ＴHF）。第４
図はこの時のランプ電流Ｉlaの波形を示すものであり、
高圧放電灯３にはＴDCの期間直流電流ＩDCが流れ、ＴHF
の期間には高周波電流ＩHFが流れる。
音響的共鳴現象が全く存在しない電源として、直流電源
１ａを用い、高周波電源部２では、トランジスタＱ２，
Ｑ３、コンデンサＣ３，Ｃ４、ダイオードＤ１，Ｄ２等
から構成されるハーフブリッジインバータからなってい
る。コイルＬ２，コンデンサＣ２は直流電源１ａへの高
周波成分の流入を防ぐフィルタである。抵抗Ｒ１，コイ
ルＬ１，コンデンサＣ１はそれぞれ電源に対する限流イ
ンピーダンスである。Ｑ１はスイッチ手段４たるトラン
ジスタで、制御回路７により所定の周期でオン，オフ駆
動される。インバータのトランジスタＱ２，Ｑ３につい
てもトランジスタＱ１がオンしている時はオフしてイン
バータは停止状態（第４図のＴDC期間）であり、トラン
ジスタＱ１がオフ時はインバータ（トランジスタＱ２，
Ｑ３）は動作するようにドライブされる（ＴHF）。第４
図はこの時のランプ電流Ｉlaの波形を示すものであり、
高圧放電灯３にはＴDCの期間直流電流ＩDCが流れ、ＴHF
の期間には高周波電流ＩHFが流れる。
第５図及び第６図は第３図の実施例でアークの安定性を
評価した実験結果である。第５図は水銀灯４０Ｗ（Ｈ４
０）を、第６図は水銀灯１００Ｗ（Ｈ１００）を用いた
例である。いずれの場合も定格電力となる直流電流
ＩDC，高周波電流ＩHFとしている。高周波電流ＩHFの周
波数は単独で高圧放電灯３を点灯したとき、音響的共鳴
現象によるアークの不安定が生じる値に設定しており、
この実験では約４０kHzで行ったものである。この条件
で期間ＴDC，ＴHFを変化し、アークの安定性を観察し、
２段階評価でプロットしたものである。図中の○印はア
ーク安定を示し、×印はアーク不安定を示す。また、Ｋ
＝ＴDC／ＴHFとする。この実験結果から、少なくともＫ
＝１では水銀灯４０Ｗ（Ｈ４０），水銀灯１００Ｗ（Ｈ
１００）は共に安定となり、またＨ１００ではＫ＝０．
５としてもアークは安定となる。これは高周波成分を大
幅に増大してもアークは安定であることを意味する。ま
た、周期Ｔ０にほとんど左右されることなくＫの値で決
まると言える。実用上周期Ｔ０は数msec〜１０msecがよ
い。
評価した実験結果である。第５図は水銀灯４０Ｗ（Ｈ４
０）を、第６図は水銀灯１００Ｗ（Ｈ１００）を用いた
例である。いずれの場合も定格電力となる直流電流
ＩDC，高周波電流ＩHFとしている。高周波電流ＩHFの周
波数は単独で高圧放電灯３を点灯したとき、音響的共鳴
現象によるアークの不安定が生じる値に設定しており、
この実験では約４０kHzで行ったものである。この条件
で期間ＴDC，ＴHFを変化し、アークの安定性を観察し、
２段階評価でプロットしたものである。図中の○印はア
ーク安定を示し、×印はアーク不安定を示す。また、Ｋ
＝ＴDC／ＴHFとする。この実験結果から、少なくともＫ
＝１では水銀灯４０Ｗ（Ｈ４０），水銀灯１００Ｗ（Ｈ
１００）は共に安定となり、またＨ１００ではＫ＝０．
５としてもアークは安定となる。これは高周波成分を大
幅に増大してもアークは安定であることを意味する。ま
た、周期Ｔ０にほとんど左右されることなくＫの値で決
まると言える。実用上周期Ｔ０は数msec〜１０msecがよ
い。
第７図は第３図の実施例でＴHF＝２msec一定で、ＩHFも
一定にしたとき、ＩDC，ＴDCを変化させたときのアーク
の安定性を評価したものである。高圧放電灯３はＨ４０
を用いている。第７図から明らかなように、直流電流Ｉ
DCを増加すると、Ｋの値を小さくすることができる。つ
まり、高周波成分を増大させてもアークは安定してい
る。
一定にしたとき、ＩDC，ＴDCを変化させたときのアーク
の安定性を評価したものである。高圧放電灯３はＨ４０
を用いている。第７図から明らかなように、直流電流Ｉ
DCを増加すると、Ｋの値を小さくすることができる。つ
まり、高周波成分を増大させてもアークは安定してい
る。
第８図は他の実施例を示すものであり、１の低周波電源
部は、音響的共鳴現象が全く存在しない数百Hzの周波数
を有する電源部で、２の高周波電源部は音響的共鳴現象
が存在する数十kHzの周波数を有する電源部である。８
は発振・停止制御回路で、低周波電源部１と高周波電源
部２とを交互に発振乃至停止を駆動制御するものであ
る。コイルＬ３，Ｌ４、コンデンサＣ５，Ｃ６は限流用
インピーダンスである。ＶACは交流電源である。しかし
て、発振・停止制御回路８によって低周波電源部１と高
周波電源部２とを交互に駆動制御することにより、高圧
放電灯３へ電力を分割的に供給する。高圧放電灯３のラ
ンプ電圧電流Ｉlaは第９図のようになり、本実施例では
高周波電流部２からの電流ＩHFを供給する期間の方が、
低周波電源部１からの電流ＩLFの期間より長くしてい
る。この方法においても第３図とほぼ同様な効果が得ら
れアークは安定する。また、今まで水銀灯について延べ
てきたが、これらの現象は高圧放電灯全般に共通するも
のであり、水銀灯に限定されるものでないことは勿論で
ある。
部は、音響的共鳴現象が全く存在しない数百Hzの周波数
を有する電源部で、２の高周波電源部は音響的共鳴現象
が存在する数十kHzの周波数を有する電源部である。８
は発振・停止制御回路で、低周波電源部１と高周波電源
部２とを交互に発振乃至停止を駆動制御するものであ
る。コイルＬ３，Ｌ４、コンデンサＣ５，Ｃ６は限流用
インピーダンスである。ＶACは交流電源である。しかし
て、発振・停止制御回路８によって低周波電源部１と高
周波電源部２とを交互に駆動制御することにより、高圧
放電灯３へ電力を分割的に供給する。高圧放電灯３のラ
ンプ電圧電流Ｉlaは第９図のようになり、本実施例では
高周波電流部２からの電流ＩHFを供給する期間の方が、
低周波電源部１からの電流ＩLFの期間より長くしてい
る。この方法においても第３図とほぼ同様な効果が得ら
れアークは安定する。また、今まで水銀灯について延べ
てきたが、これらの現象は高圧放電灯全般に共通するも
のであり、水銀灯に限定されるものでないことは勿論で
ある。
［発明の効果］ 本発明は、音響的共鳴現象が全く発生しない直流又は低
周波数の帯域の第１の電力と、音響的共鳴現象が発生し
得る高周波の周波数帯域の第２の電力とを第２の電力供
給周期に対して第１の電力供給周期が１／２以上の周期
となるように交互に高圧放電灯に供給する点灯回路を設
けたので、数十kHzオーダーの高周波帯域でアークが安
定する周波数の有無に関係なく高周波成分を大幅に利用
でき、且つアークの安定性を保つことができるものであ
り、また高圧放電灯のバラツキによる音響的共鳴周波数
が変わってもアークは安定するものであり、さらに、低
周波電力と同等以上の高周波電力を分割的に供給しても
アークは安定しているので、点灯装置の小型，軽量化が
可能であり、また高圧放電灯のばらつきによって音響的
共鳴周波数が変わっても第１の電力供給によりアークが
安定した点灯が行え、高圧放電灯の共鳴周波数を予め知
ることなく、また経年変化を特に考慮する必要がないた
め設計も容易であるという効果を奏するものである。
周波数の帯域の第１の電力と、音響的共鳴現象が発生し
得る高周波の周波数帯域の第２の電力とを第２の電力供
給周期に対して第１の電力供給周期が１／２以上の周期
となるように交互に高圧放電灯に供給する点灯回路を設
けたので、数十kHzオーダーの高周波帯域でアークが安
定する周波数の有無に関係なく高周波成分を大幅に利用
でき、且つアークの安定性を保つことができるものであ
り、また高圧放電灯のバラツキによる音響的共鳴周波数
が変わってもアークは安定するものであり、さらに、低
周波電力と同等以上の高周波電力を分割的に供給しても
アークは安定しているので、点灯装置の小型，軽量化が
可能であり、また高圧放電灯のばらつきによって音響的
共鳴周波数が変わっても第１の電力供給によりアークが
安定した点灯が行え、高圧放電灯の共鳴周波数を予め知
ることなく、また経年変化を特に考慮する必要がないた
め設計も容易であるという効果を奏するものである。
第１図は本発明の実施例のブロック図、第２図は同上の
動作説明図、第３図は同上の具体回路図、第４図は同上
の動作波形図、第５図乃至第７図は同上のアークの安
定，不安定を示す特性図、第８図は同上の他の実施例の
ブロック回路図、第９図は同上の動作説明図、第１０図
(a)(b)(c)は従来例の説明図である。 ３は高圧放電灯を示す。
動作説明図、第３図は同上の具体回路図、第４図は同上
の動作波形図、第５図乃至第７図は同上のアークの安
定，不安定を示す特性図、第８図は同上の他の実施例の
ブロック回路図、第９図は同上の動作説明図、第１０図
(a)(b)(c)は従来例の説明図である。 ３は高圧放電灯を示す。
Claims (1)
- 【請求項１】音響的共鳴現象が全く発生しない直流又は
低周波数の帯域の第１の電力と、音響的共鳴現象が発生
し得る高周波の周波数帯域の第２の電力とを第２の電力
供給周期に対して第１の電力供給周期を１／２以上の周
期となるように交互に高圧放電灯に供給する点灯回路を
設けて成ることを特徴とする放電灯点灯装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59118663A JPH0666156B2 (ja) | 1984-06-09 | 1984-06-09 | 放電灯点灯装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59118663A JPH0666156B2 (ja) | 1984-06-09 | 1984-06-09 | 放電灯点灯装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60262392A JPS60262392A (ja) | 1985-12-25 |
| JPH0666156B2 true JPH0666156B2 (ja) | 1994-08-24 |
Family
ID=14742133
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59118663A Expired - Lifetime JPH0666156B2 (ja) | 1984-06-09 | 1984-06-09 | 放電灯点灯装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0666156B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE112014004655B4 (de) * | 2013-10-11 | 2020-03-12 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Brennstoffeinspritzvorrichtung für eine Gasturbine |
| DE112014004695B4 (de) | 2013-10-11 | 2022-08-04 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Brennstoffeinspritzvorrichtung für eine Gasturbine |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0314077B1 (en) * | 1987-10-27 | 1994-01-26 | Matsushita Electric Works, Ltd. | Discharge lamp driving circuit |
| JP3736438B2 (ja) | 2001-11-26 | 2006-01-18 | ウシオ電機株式会社 | 光源装置および給電装置 |
| US9491839B2 (en) | 2012-09-06 | 2016-11-08 | Seiko Epson Corporation | Driving device and driving method for discharge lamp, light source device, and projector |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5648095A (en) * | 1979-09-27 | 1981-05-01 | Toshiba Electric Equip | Device for firing discharge lamp |
-
1984
- 1984-06-09 JP JP59118663A patent/JPH0666156B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE112014004655B4 (de) * | 2013-10-11 | 2020-03-12 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Brennstoffeinspritzvorrichtung für eine Gasturbine |
| DE112014004695B4 (de) | 2013-10-11 | 2022-08-04 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Brennstoffeinspritzvorrichtung für eine Gasturbine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60262392A (ja) | 1985-12-25 |
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