JPS5840318B2 - 白熱光源駆動装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は白熱光源に供給する電流の制御装置に係り、特
に安定した光量を常に得られるようにした白熱光源駆動
装置に関する。

白熱電球を１駆動する場合、電源電圧の変動、素子のバ
ラツキ等により放射光量が大幅に変わってし１う。

従って白熱電球から放射される光を用いて種々の情報検
出、例えば印字文字、マーク等の像情報検出等、を行う
場合、通常は、定電流によって白熱電球を駆動してその
放射光量の安定化を計ることが行なれている。

第１図はこの種の従来の光源駆動装置の回路図を表わし
ている。

同図において、１０は白熱電球、１２．１４は白熱電球
１０を通過するランプ電流ｉＬを定電流制御するための
トランジスタ、演算増幅器（オペアンプ）である。

オペアンプ１４はその非反転入力端子の電位Ｅ１ とト
ランジスタ１２のエミッタの電位Ｅ２ とが等しくなる
ように出力を発生し、これによりトランジスタ１２のコ
レクタ・エミッタ間抵抗が制御されることから、ランプ
電流ｉＬは電位Ｅ１に対応する値に制御せしめられる。

線１６を介して白熱電球の付勢を指示する高レベルの重
臣信号ＶＩＮが印加されると、これがインバータ１８に
よって反転されてスイッチングトランジスタ２００ベー
スに印加されることからこのトランジスタ２０はオンと
なる。

これにより、定電圧源からの電圧■ｓが抵抗２２及び２
４によって分圧され、オペアンプ１４の非反転入力端子
に定電匡が印加されることから白熱電球１０には定電流
ｉＬが供給される。

しかしながら、上述の如き従来技術によると、白熱電球
を冷間時から付勢した場合、そのフィラメント抵抗値が
小さくなっているにもかかわらず常に一定のランプ電流
が流れるため、放射光量の立上り時間が極端に良くなる
という問題が生じる。

また、白熱電球を間欠的に付勢した場合、フィラメント
が温１つていると、放射光量の立上り時間が短かくなり
、冷えていると長くなる。

即ち、間欠的に付勢を行った場合、電球の消勢時間に比
例して次に付勢した際の光量の立上り時間が変化するた
め、安定した光量の立上り特性を得ることができないと
いう問題があった。

即ち、第２図Ａに示す如き高レベルの信号■□Ｎが印加
されると定電流制御により第２図Ｂに示す如き一定のラ
ンプ電流ｉＬが流れが、第２図Ｃに示すように、冷間時
に白熱電球を付勢した場合、放射光量りに立上り時間は
Ｔ１ と長くなる。

捷た。間欠的に付勢する場合で消勢時間が短い１昔再付
勢すると、放射光量りの立上り時間はＴ２（＜Ｔ１）と
短かくなり、この立上り時間は、電球のフィラメント温
度に応じて変動する。

従って本発明は従来技術の上述の問題点を解決するもの
であり、本発明の目的は、光源の放射光量が定常状態と
なるーまでの立上り時間を短縮することのできる白熱光
源駆動装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、光源を間欠付勢した場合にも放射
光量の立上り時間を所定値に安定せしめることのできる
白熱光源駆動装置を提供することにある。

上述の目的を達成する本発明の特徴は、印加される電圧
に対応した光源駆動電流を形成する駆動電流制御回路と
、光源の付勢、消勢指示に応答して前記、駆動電流制御
回路に印加する電圧を制御する電圧制御回路とを備えた
白熱光源駆動装置にむいて、光源の付勢開始時に充電動
作を行うことにより前記印加電圧を過渡的に増大せしめ
ると共に光源消勢時にその充電量を徐々に減少せしめる
充放電回路を設け、光源の消勢時間に応じて再付勢時の
印加電圧の過渡的増大量が可変となるようにしたことに
ある。

以下実症例を用いて本発明の詳細な説明する。

第３図は本発明の一実施例の回路図を表わしている。

同図において、白熱電球１０、トランジスタ１２、オペ
アンプ１４、インバータ１８、スイッチングトランジス
タ２０、抵抗２２及び２４の構成は第１図のそれと全く
同じである。

本実施例と＠１図の回路との相違点は、互いに直列接続
された抵控２６及びコンデンサ２８と抵抗２６に並列接
続されたダイオード３０とから戒る充放電回路がトラン
ジスタ２０のコレクタとオペアンプ１４の非反転入力端
子との間に挿入接続されていることにある。

光源の付勢・消勢な指示する入力電圧信号ＶＩＮ（第４
図Ａ参照）が高レベルに反転すると、トランジスタ２０
がオンとなり、コンデンサ２８は、トランジスタ２０、
ダイオード３０、コンデンサ２８、抵抗２４の経路で流
れる電流ｉ。

Ｎによって充電される。

その結果、オペアンプ１４の非反転入力端子の重囲Ｅ１
′は、定電圧源の電圧をｖ８、トランジスタ２０のコレ
クタ・エミッタ間電圧をｖｃＥ、ダイオード３０の順方
向電圧降下なりＦ、コンデンサ２８の容量ｔ、−Ｃ１低
抗２４の抵抗値をＲ１、抵抗２２の抵抗値をＲ■、抵抗
２２を流れる電流なｉＲｖとすると、 となる。

ただし、Ｒ２は抵抗３２の抵抗値を表わしている。

即ち、第４図Ｃに示す如く、ランプ電流ｌＬ′は、入力
電圧信号ＶＩＮＯ高レベルへの反転時点で過渡的に増大
して突入電流となりこれにより白熱電球１０からの放射
光量Ｌ′の立上り時間が第４図りのＴ３に示す如く短縮
せしめられる。

ランプ電流ｉ Ｌ ’ は、コンデンサ２８の充電が
終了すると、トランジスタ２０のコレクタ・エミッタ間
電圧ＶＣＥ、可変抵抗２２の抵抗値Ｒｖ、抵抗２４の抵
抗値Ｒ１によって規定される定常値に等しくなる。

即ち、ランプ電流ｉＬ′は、定常状態においては、 に等しくなり、以降、入力電圧信号ＶＩＮが低レベルに
反転する１でこの値を維持する。

次いで、入力電圧信号ＶＩＮが低レベルに反転すると、
トランジスタ２０がオフとなるため、ランプ電流ｉＬ′
は零となるが、同時にコンデンサ２８に充電されていた
電荷が抵抗２６及び可変抵抗２２を介して放電せしめら
れる。

この場合の放電時定数τは、抵抗２６の抵抗値をＲ３と
すれば、で与えられる。

従って、コンデンサ２８の端子間重臣■ｃは、入力電圧
信号ＶＩＮの低レベル期間、即ち光源の消勢時間に応じ
て、第４図Ｂに示す如く、徐々に低減せしめられる。

その後、入力重上信号ＶＩＮが再び高レベルに反転する
と、コンデンサ２８の充電電流ｉ。

Ｎがその反転時にコンデンサ２８に残っている電荷量に
応じて変わるため、ランプ電流ｉＬ′の突入電流値もこ
れに応じて変わる。

即ち、光源の消勢時間が短かくなると、コンデンサ２８
の放電量が小さくなり１、これに６１ｂランプ雷流４．
１′の突入電流が小さくなる。

その結果、消勢時間が短かく、白熱電球１０のフィラメ
ントが温１つていてその抵抗値が大きい場合には突入電
流が小さくなるように制御される。

これにより、白熱電球１０に過剰電力が供給されてその
寿命を縮めるような不都合を未然に防止できる。

第４図Ｃの破線に示すように、間欠付勢時にその消勢時
間に無関係に一定の突入電流が流れ込むように制御する
と、第４図りの破線に示すように、白熱電球に過剰電力
が与えられてその放射光量Ｌ′が規定値を越えてし昔い
、寿命が縮すると共に、その光を目いて情報検出を行う
側に不都合が生じる。

さらに、その光量が定常状態となる１でにＴ４の如き長
い安定時間を必要とする。

前述の如く本発明によれば、上述の問題をも解決できる
のである。

また、本発明の如き横取とすれば、白熱電球１０のフィ
ラメント抵抗の冷却特性に合わせて、コンデンサ２８の
充電時定数及び放電時定数を適宜設定するここにより、
冷間付勢時及び再付勢時における白熱電球の放射光量、
′の定常状態への立上り時間Ｔ３．Ｔ５を消勢時間に係
りなく常に一定に維持せしめることができる。

このような放電時定数及び充電時定数は実験的に容易に
求めることができる。

以上詳細に説明したように、本発明の白熱光源駆動装置
は、光源の付熱開始時に充電動作を行うことにより、駆
動電流制御回路への印加電圧を過渡的に増大せしめると
共に光源消勢時にその充電量を徐々に減少せしめる充放
電回路を備えており、光源の消勢時間に応じて再付勢時
の印加電圧の過渡的増−に清が矛イするようにご皆定さ
れて−るため、光源の放射光量が定常状態となる１での
立上り時間が短かくなり、また間欠付勢した際にその消
勢時間に係りなく放射光量の立上り時間を一定値に安定
させることができる。

また、光源を間欠付勢した際にたとえその消勢時間が短
かくても過大な電力を光源に供給するようなことはなく
、従って過電力供給によりその光源の寿命を縮めたり、
その光を利用する検出装置に過大な光量を与えて悪影響
を与えるようなことをも防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の、駆動装置の回路図。 第２図は第１図の装置の波形図、第３図は本発明の一実
施例の回路図、第４図は第３図の実施例の波形図である
。 １０・・・・・・白熱電球、１２．２０・・・・・・ト
ランジスタ、１４・・・・・・オペアンプ、１８・・・
・・・インバータ、２２・・・・・・可変抵抗、２４，
２６．３２・・・・・・抵抗、２８・・・・・・コンデ
ンサ、３０・・・・・・ダイオード。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 印加される電圧に対応した光源駆動電流を形成する
   駆動電流制御回路と、光源の付勢、消勢指示に応答して
   前記駆動電流制御回路に印加する電圧を制御する電圧制
   御回路とを備えた白熱光源駆動装置において、光源の付
   勢開始時に充電動作を行うことにより前記印加電圧を過
   渡的に増大せしめると共に光源消勢時にその充電量を徐
   々に減少せしめる充放電回路を設け、光源の消勢時間に
   応じて再付勢時の印加電圧の過渡的増大量が可変となる
   ようにしたことを特徴とする白熱光源駆動装置。 ２ 光源の消勢時間に関係なく光源の出力光量の立上り
   時間が一定となるように前記充放電回路の充電時定数及
   び放電時定数を設定した特許請求の範囲第１項記載の白
   熱光源駆動装置。