JPH07130487A - 放電灯点灯方法及びその装置並びにこれを用いた照明装置 - Google Patents

放電灯点灯方法及びその装置並びにこれを用いた照明装置

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JPH07130487A
JPH07130487A JP5271604A JP27160493A JPH07130487A JP H07130487 A JPH07130487 A JP H07130487A JP 5271604 A JP5271604 A JP 5271604A JP 27160493 A JP27160493 A JP 27160493A JP H07130487 A JPH07130487 A JP H07130487A
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JP
Japan
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frequency
discharge lamp
lighting
inverter circuit
signal
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Application number
JP5271604A
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English (en)
Inventor
Yuji Takahashi
雄治 高橋
Tsutomu Kakiya
勉 垣谷
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Toshiba Lighting and Technology Corp
Original Assignee
Toshiba Lighting and Technology Corp
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Publication date
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps

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  • Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)
  • Discharge-Lamp Control Circuits And Pulse- Feed Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 深調光時や低温条件下でのチラツキを防止す
る。 【構成】 放電灯2を点灯させる高周波インバータ回路
1と、この高周波インバータ回路1と前記放電灯との間
に接続されて周波数によりインピーダンスが変化するイ
ンピーダンス素子Loとを備え、点灯信号に基づき前記
高周波インバータ回路1の点灯周波数を可変制御して前
記放電灯を点灯させるようにした放電灯点灯方法におい
て、前記高周波インバータ回路に対して外部又は内部か
ら変調信号を与えてその点灯周波数を周波数変調し、実
質的にランプ電流の波形が振幅変調されるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高周波インバータを用
いて放電灯を点灯させる放電灯点灯方法及びその装置並
びにこれを用いた照明装置に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、放電灯を調光点灯させる方式と
しては、種々のものがあるが、例えば、高周波インバー
タ回路を応用して深調光機能を持たせたものとして、調
光信号のレベルに応じて高周波インバータ回路の点灯周
波数(動作周波数)を可変させることで実現するように
したものがある。即ち、調光レベルが深くなるほど高周
波インバータ回路の点灯周波数が高くなるように、調光
レベルが浅くなるほど(全光に近づくほど)高周波イン
バータ回路の点灯周波数が低くなるように可変制御して
誘導性バラストに接続されたランプを調光するものであ
る。調光レベルが決まればその調光レベルに応じてある
一定の点灯周波数となるように制御される。よって、あ
る一定の調光レベルで放電灯が安定して点灯している場
合には、ランプ電流波形及びランプ電圧波形は、ともに
振幅が一定なものとなっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、例えば、深
調光レベルで調光点灯させている場合に、放電灯の点灯
状態が不安定となって、チラツキを生ずる場合がある。
これは、調光時に限らず、例えばランプ周囲温度が低い
ような低温条件下でも発生し得るものであり、低温条件
下での深調光レベルの点灯時には顕著となる。よって、
不快感を与える点灯状態となってしまう。
【0004】このような条件下でチラツキが発生しやす
い原因は明らかではないが、放電灯の等価回路を考えた
場合に、フィラメントと管壁内面に付着された導体膜の
等価抵抗との間に分布容量が存在し、深調光レベルに対
応して点灯周波数が高くなるほどこの分布容量に流れる
漏れ電流が無視できなくなり、主放電路が不安定になる
等の理由が考えられる。また、例えば高周波専用ランプ
として構成された管径26mm以下等の細管タイプのラ
ンプの場合には顕著である。
【0005】何れにしても、深調光レベルや低温条件等
に左右されることなく、常に安定した点灯状態を確保し
得ることが要望される。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明で
は、放電灯を点灯させる高周波インバータ回路と、この
高周波インバータ回路と前記放電灯との間に接続されて
周波数によりインピーダンスが変化するインピーダンス
素子とを備え、点灯信号に基づき前記高周波インバータ
回路の点灯周波数を可変制御して前記放電灯を点灯させ
るようにした放電灯点灯方法において、前記高周波イン
バータ回路に対して外部又は内部から変調信号を与えて
その点灯周波数を周波数変調するようにした。
【0007】請求項2記載の発明では、その装置構成と
して、外部又は内部から与えられる変調信号により前記
高周波インバータ回路の点灯周波数を周波数変調させる
周波数制御手段を設けた。
【0008】この際、インピーダンス素子を、請求項3
記載の発明では誘導性バラストとし、請求項4記載の発
明では容量性バラストとした。
【0009】また、請求項5記載の発明では、変調信号
の周波数を100Hz以上とした。
【0010】さらに、請求項6記載の発明では、点灯信
号を調光信号とした。
【0011】請求項7記載の発明では、器具本体と、こ
の器具本体に装着された放電灯と、この放電灯を点灯さ
せる請求項1,2,3,4,5又は6記載の放電灯点灯
装置とにより照明装置を構成した。
【0012】
【作用】請求項1ないし6記載の発明においては、高周
波インバータ回路の点灯周波数を変調信号により周波数
変調するので、点灯周波数中の周波数の高低に応じて放
電灯に対する電流を絞ったり電流を多く流そうとする動
作が交互に繰返されるため、ランプ電流波形で考えた場
合、実質的にランプ電流の包絡波形が振幅変調されたも
のと等価的となる。よって、深調光レベルでの点灯時や
低温条件下であっても、放電灯をチラツキを生ずること
なく点灯させ得る。
【0013】特に、請求項5記載の発明においては、変
調信号の周波数が100Hz以上とされているので、人
間の目に知覚されない状態での周波数変調となり、チラ
ツキを認識させないものとなる。
【0014】また、請求項7記載の発明においては、こ
のような放電灯点灯装置を含めて照明装置が構成されて
いるので、厳しい条件下でもチラツキのない照明装置を
提供できる。
【0015】
【実施例】本発明の一実施例を図面に基づいて説明す
る。まず、図2において、基本構成として、直流電源V
DCには一対のスイッチング素子(図示例は、FET=電
界効果型トランジスタ)Q1 ,Q2 を直列接続してなる
周知のハーフブリッジ型の高周波インバータ回路1が接
続されている。ここに、一方のスイッチング素子Q2
両端間には放電灯2が接続されているが、この放電灯2
の一端と前記スイッチング素子Q1 ,Q2 の接続中点と
の間にはインピーダンス素子として誘導性バラストL0
が接続されている。この誘導性バラストL0 に直列にコ
ンデンサC1 が接続されLC直列共振回路が形成されて
いるとともに、放電灯2に対しては直流カットコンデン
サC0 が接続されている。これにより、スイッチング素
子Q1 ,Q2 の交互のオン・オフ発振動作に伴う高周波
交流電力を放電灯2に投入することにより点灯維持させ
るものである。
【0016】ここに、本実施例は調光機能を持つもので
あり、調光信号のレベルに応じて高周波インバータ回路
1中のスイッチング素子Q1 ,Q2 のオン・オフの動作
周波数(点灯周波数)を可変制御するように構成されて
いる。よって、スイッチング素子Q1 ,Q2 のオン・オ
フ動作を制御するための駆動制御回路として機能する周
波数決定回路3に対して調光信号が入力されている。
【0017】よって、周波数決定回路3は、基本的な制
御として、調光信号のレベルが深くなればなるほど高周
波インバータ回路1の動作周波数が高くなるように制御
し、調光信号のレベルが浅くなればなるほど高周波イン
バータ回路1の動作周波数が低くなるように制御し、調
光信号のレベルに応じた明るさで放電灯2を点灯させる
ことになる。
【0018】しかして、本実施例ではこの周波数決定回
路3に対して外部(又は内部)から変調信号を与え、こ
の周波数決定回路3を周波数制御手段として利用するよ
うにしたものである。より具体的には、調光信号のレベ
ルによって決定される高周波インバータ回路1の動作周
波数を基準として、この動作周波数による被変調信号を
変調信号のレベル(周波数)に応じて周波数変調させる
ようにしたものである。
【0019】即ち、前記周波数決定回路3はVCO(電
圧制御オシレータ)を含むものであり、図1(a)に示
すように調光信号のレベルに応じて周波数が決定された
被変調信号に対して、例えば、同図(b)に示すような
正弦波による変調信号のレベルを重畳することにより、
この変調信号のレベルに応じて変調後の被変調信号を同
図(c)に示すように周波数変調されたものとする(こ
こでは、例えばパルス波とされる)。この同図(c)に
示すように周波数変調された被変調信号によって、高周
波インバータ回路1中のスイッチング素子Q1 ,Q2
オン・オフ動作が制御される。ここに、周波数変調され
た被変調信号中で周波数の高い部分では周波数によって
インピーダンスが変化して限流作用を示す誘導性バラス
トL0 の作用により放電灯2に対する電流が絞られ、逆
に、周波数変調された被変調信号中で周波数の低い部分
では誘導性バラストL0 の作用により放電灯2に対して
電流が多く流れるように制御される。このような動作が
変調信号の周波数で交互に繰返されることになる。よっ
て、誘導性バラストL0 を経た後で放電灯2に流れるラ
ンプ電流IL の波形は、同図(d)に示すように、その
振幅を見る限り、振幅変調されたものと等価的となる。
【0020】この結果、例えば、調光信号のレベルが深
いような場合、このような周波数変調を伴う駆動制御を
行うものとすれば、ランプ電流IL の波形において振幅
の大きい部分により点灯維持されるものとなり、これ
が、変調信号の周波数で繰返されるため、チラツキを生
ずることなく、点灯維持されるものとなる。もちろん、
全体的な明るさは、調光信号のレベルに応じて決定され
た被変調信号の周波数をベースとするため、調光信号の
レベルに応じたものとなる。
【0021】なお、深調光時のように低光束となる時の
み、動作周波数を変調信号によって周波数変調し、実質
的にランプ電流IL を振幅変調する制御を行うために
は、例えば、図3に示すように、ランプ電流検出手段4
を設けて、検出されたランプ電流を比較器5で所定の基
準値(例えば、チラツキを生ずるランプ電流値)と比較
することにより、スイッチ6を開閉制御して、変調信号
の重畳を選択的なものとすればよい。これにより、チラ
ツキを生ずるようなランプ電流となる調光レベル時にの
み周波数変調が行われる。
【0022】また、チラツキを生ずる原因の一つである
低温条件下でのみ、動作周波数を変調信号によって周波
数変調し、実質的にランプ電流IL を振幅変調する制御
を行うためには、例えば、図4に示すように、放電灯2
の近傍に温度センサ7を設けて、検出されたランプ温度
を比較器8で所定の基準値(例えば、チラツキを生ずる
ランプ温度)と比較することにより、スイッチ9を開閉
制御して、変調信号の重畳を選択的なものとすればよ
い。これにより、チラツキを生ずるようなランプ温度と
なる条件時にのみ周波数変調が行われる。
【0023】もちろん、これらを併せて、低温条件かつ
深調光時にのみ周波数変調を行わせることは容易であ
る。
【0024】ところで、変調信号の周波数としては、1
00Hz以上、より好ましくは500Hz以上がよい。
即ち、人間の目に知覚されない位にこの変調信号の周波
数が高いことにより、このような周波数変調制御自体が
人間に知覚されないものとなるからである。変調信号の
周波数の上限は、もちろん、被変調信号なる動作周波数
よりも低いものとされる。
【0025】また、本実施例では、インピーダンス素子
として誘導性バラストL0 を用いたが、これに代えて、
容量性バラスト(コンデンサ)を用いるようにしてもよ
い。この場合、周波数の高低に伴うランプ電流の増減制
御が、誘導性バラストL0 の場合と逆になるだけであ
り、同様の作用効果が得られる。
【0026】さらに、本実施例では変調信号として正弦
波を用いており、周波数変調に伴う回路ストレスの小さ
なものとなっているが、チラツキ防止効果を高めるには
急峻な変化ほど効果があるので、正弦波に代えて、矩形
波或いは周期的に発生するパルス波を用いるようにして
もよい。或いは、回路ストレスの減少とチラツキ防止効
果の向上とを確保するため、三角波としてもよい。
【0027】図2、図3又は図4に示したような放電灯
点灯装置10は、例えば、図5に示すように、放電灯2
を装着する器具本体11中の制御板に実装されて照明装
置を構成するものとされる。ここに、放電灯2として
は、例えば管径26mm以下の高周波専用ランプが用い
られる。このようなランプの場合、チラツキを生じやす
いので、上記のような放電灯点灯装置10とともに実装
して照明装置を構成すればより効果的となる。
【0028】
【発明の効果】本発明は、上述したように、高周波イン
バータ回路の点灯周波数を変調信号により周波数変調す
るようにしたので、点灯周波数中の周波数の高低に応じ
て放電灯に対する電流を絞ったり電流を多く流そうとす
る動作が交互に繰返されることになるため、ランプ電流
波形で考えた場合、実質的にランプ電流の包絡波形が振
幅変調されたものと等価的なものとすることができ、よ
って、深調光レベルでの点灯時や低温条件下であって
も、放電灯をチラツキを生ずることなく点灯維持させる
ことができ、特に、請求項5記載の発明によれば、変調
信号の周波数が100Hz以上とされているので、人間
の目に知覚されない状態での周波数変調となり、チラツ
キを認識させないものとなる。
【0029】請求項7記載の発明によれば、器具本体
と、この器具本体に装着された放電灯と、この放電灯を
点灯させる請求項1,2,3,4,5又は6記載の放電
灯点灯装置とにより照明装置を構成したので、厳しい条
件下でもチラツキのない照明装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す信号波形図である。
【図2】放電灯点灯装置の構成例を示す概略回路図であ
る。
【図3】変形例を示す概略回路図である。
【図4】他の変形例を示す概略回路図である。
【図5】照明装置としての実装例を示す概略斜視図であ
る。
【符号の説明】
1 高周波インバータ回路 2 放電灯 3 周波数制御手段 10 放電灯点灯装置 11 器具本体 L0 誘導性バラスト=インピーダンス素子

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 放電灯を点灯させる高周波インバータ回
    路と、この高周波インバータ回路と前記放電灯との間に
    接続されて周波数によりインピーダンスが変化するイン
    ピーダンス素子とを備え、点灯信号に基づき前記高周波
    インバータ回路の点灯周波数を可変制御して前記放電灯
    を点灯させるようにした放電灯点灯方法において、前記
    高周波インバータ回路に対して外部又は内部から変調信
    号を与えてその点灯周波数を周波数変調するようにした
    ことを特徴とする放電灯点灯方法。
  2. 【請求項2】 放電灯を点灯させる高周波インバータ回
    路と、この高周波インバータ回路と前記放電灯との間に
    接続されて周波数によりインピーダンスが変化するイン
    ピーダンス素子とを備え、点灯信号に基づき前記高周波
    インバータ回路の点灯周波数を可変制御して前記放電灯
    を点灯させるようにした放電灯点灯装置において、外部
    又は内部から与えられる変調信号により前記高周波イン
    バータ回路の点灯周波数を周波数変調させる周波数制御
    手段を設けたことを特徴とする放電灯点灯装置。
  3. 【請求項3】 インピーダンス素子を誘導性バラストと
    したことを特徴とする請求項2記載の放電灯点灯装置。
  4. 【請求項4】 インピーダンス素子を容量性バラストと
    したことを特徴とする請求項2記載の放電灯点灯装置。
  5. 【請求項5】 変調信号の周波数を100Hz以上とし
    たことを特徴とする請求項2,3又は4記載の放電灯点
    灯装置。
  6. 【請求項6】 点灯信号が調光信号であることを特徴と
    する請求項2,3,4又は5記載の放電灯点灯装置。
  7. 【請求項7】 器具本体と、この器具本体に装着された
    放電灯と、この放電灯を点灯させる請求項1,2,3,
    4,5又は6記載の放電灯点灯装置とよりなることを特
    徴とする照明装置。
JP5271604A 1993-10-29 1993-10-29 放電灯点灯方法及びその装置並びにこれを用いた照明装置 Pending JPH07130487A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7692392B2 (en) 2004-09-14 2010-04-06 Seiko Epson Corporation Lighting of discharge lamp by frequency control
JP2011060635A (ja) * 2009-09-11 2011-03-24 Seiko Epson Corp 点灯制御装置、光源装置、投写型表示装置

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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20040706