KR940009330B1 - 희가스 방전 형광 램프 장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

희가스 방전 형광 램프 장치

제1도는 본 발명의 한 실시예를 도시하는 희가스 방전 형광 램프 장치의 전체 구성도.

제2도는 상기 램프 장치에 있어서의 크세논 가스(xenon gas) 봉입 압력에 대한 램프 효율 특성도.

제3도는 크세논 가스 봉입 압력에 대한 시동 전압 특성도.

제4도는 크세논 가스 봉입 램프의 펄스 통전 시간에 대한 램프 효율 특성도.

제5도는 크세논 가스 봉입 램프의 펄스 간헐비(a pulse duty ratio)에 대한 램프 효율 특성도.

제6도는 크세논 가스 봉입 램프의 펄스 간헐비에 대한 수명 특성도.

제7도는 크립톤 가스(Krypton gas) 봉입 압력에 대한 램프 효율 특성도.

제8도는 크립톤 가스 봉입 압력에 대한 시동전압 특성도.

제9도는 크립톤 가스 봉입 램프의 펄스 통전 시간(a pulse energization time)에 대한 램프 효율 특성도.

제10도는 크립톤 가스 봉입 램프의 펄스 간헐비에 대한 램프 효율 특성도.

제11도는 크립톤 가스 봉입 램프의 펄스 간헐비에 대한 수명 특성도.

제12도는 다른 실시예인 노이즈레스 특성(a noiseless characteristic)의 희가스 방전 형광 램프 장치의 블럭도.

제13도는 다른 실시예인 다등용의 희가스 방전 형광 램프 장치의 블럭도.

제14도는 본 발명의 한 실시예를 도시하는 희가스 방전 형광 램프 장치의 블럭도.

제15도는 본 발명의 실시예에 있어서의 전원 파형과 인가 전압의 출력 관계를 도시하는 도면.

제16도는 본 발명의 실시예에 있어서의 봉입 압력과 램프 효율의 관계를 도시하는 특성도.

제17도는 본 발명의 실시예에 있어서의 휴지 기간과 램프 효율의 관계를 도시하는 특성도.

제18도는 전원 주파수와 램프 효율의 관계를 도시하는 특성도.

제19도는 다른 실시예를 도시하는 희가스 방전형광 램프 장치의 블럭도.

제20도는 본 발명에 따른 또다른 한 실시예를 도시하는 희가스 방전 형광 램프 장치의 블럭도.

제21도는 본 발명의 또다른 실시예에 있어서의 전원 파형과 인가 전압의 출력의 관계를 도시하는 도면.

제22도는 본 발명의 또다른 실시예에 있어서의 봉입 압력과 램프 효율의 관계를 도시하는 특성도.

제23도는 본 발명의 또다른 실시예에 있어서의 휴지 기간과 램프 효율의 관계를 도시하는 특성도.

제24도는 전원 주파수와 램프 효율의 관계를 도시하는 특성도.

제25도는 다른 실시예를 도시하는 희가스 방전 형광 램프 장치의 블럭도.

제26도는 종래의 희가스 방전 형광 램프 장치를 도시하는 전체 구성도.

제27도는 종래의 희가스 방전 형광 램프 장치의 종단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 밸브(bulb) 2 : 형광체층

3a,3b : 전극 3c,3d : 전극(양음극)

3e,3f : 필라멘트 전극(양음극) 5 : 외부전극

7 : 직류 전원 8 : 희가스 방전 형광 램프

11 : 광진 회로 12 : 인덕턴스

13 : 콘덴서 14 : 스위칭 소자

15 : 제어 수단인 펄스 신호원

16,16a,16b,17,17a,17b,20a,20b,21a,21b : 다이오드

X : 희가스

본 발명은, 팩시밀리, 복사기, 이미지 리이더 등의 정보기기 등에 사용되는 희가스 방전 형광 램프 장치(a rare gas discharge fluorescent lamp divice)에 관한 것이다.

근래, 정보화 사회의 진전과 함께, 팩시밀리나 복사기, 이미지 리이더(image reader) 등의 정보 단말기기는 고성능화하여, 그와같은 시장성은 급격하게 확대하고 있다. 이 고성능화하는 정보기기를 개발하는 위에서, 이들 중 기기에 사용되는 광원 유니트는 키디바이스로서 고성능인 것이 구해지고 있다. 종래, 이 광원 유니트에 사용되는 램프로서 할로겐 램프와 형광 램프가 많이 사용되어 왔다. 그러나, 할로겐 램프는 그 효율이 나쁨으로 근래는 효율이 좋은 형광 램프가 주로 사용되도록 되어 있다.

그러나, 형광 램프는 효율이 높은 반면 수은 증기의 방전을 발광에 이용하고 있기 때문에 광출력 등의 특성이 온도에 의해 변화하는 문제가 있으며, 그로 인하여 사용 온도 범위를 제한하거나, 혹은 램프관 벽에 히이타를 부착시켜 온도 제어하는 등으로 하여 사용하고 있었다. 그러나, 사용 장소의 다양화, 기기의 고성능화에서 특성의 안정된 형광 램프의 개발이 강하게 요망되게 되었다. 이와 같은 배경에서 정보기기 광원으로 하여 온도 특성 변화가 없는 희가스 방전에 의한 발광을 이용한 희가스 방전 형광 램프의 개발이 이루어지고 있다.

제26도, 제27도는 예를 들면 일본국 특허 공개소화 제63-58752호 공보에 표시된 종래의 희가스 방전 형광 램프 장치를 도시하는 것이며, 제26도는 희가스 방전 형광 램프의 횡단면과 장치의 전체 구성을 도시하는 구성도, 제27도는 램프의 종단면도이다. 도면에 있어서 (1)은 가늘고 긴 중공봉 형상을 이루는 벌브(bulb)이며, 석영 또는 경질의 혹은 연질 유리에 의해 형성되어 있다. 이 밸브(1) 내면에는 형광체 피막층(2)이 형성되어 있으며, 또한 밸브(1) 내에는 크세논, 크립톤, 아르곤, 네온, 헤륨 등의 최소한 1종으로 형성되는 희가스 X가 봉입되어 있다. 상기한 밸브(1)내에는 양단부에 위치하여 서로 극성이 다른 한 쌍의 내부 전극(3a, 3b)이 설치되어 있다. 이들 내부전극(3a, 3b)은, 밸브(1)의 단부 벽을 기밀하게 관통된 리이드선(4)에 접속되어 있다. 또한 밸브(1)의 측벽 외면에는 축방향으로 연해서 띠형상의 외부 전극(5)이 설치되어 있다.

상기 내부전극(3a, 3b)은, 리이드선(4)을 끼워서 고주파 전력 발생 장치로 하여 고주파 인버터(6)에 접속되어, 이 고주파 인버터(6)는 직류 전원(7)에 접속되어 있다. 그래서, 외부 전극(5)은 한 편의 내부 전극(3a)과 동극성으로 되도록 하여 고주파 인버터(6)에 접속되어 있다.

다음에 동작에 대해서 설명을 한다. 이와같은 구성의 희가스 방전 형광 램프의 장치에 있어서는, 고주파 인버터(6)를 통해서 내부전극(3a, 3b) 간에 고주파 전력을 인가하면, 이들 내부전극(3a, 3b) 간에서 글로우 방전이 발생한다. 이들 글로우 방전은 밸브(1) 내의 희가스를 여기하여, 희가스 특유의 자외선을 발한다. 이 자외선은 밸브(1) 내면에 형성한 형광체층(2)을 여기하여, 여기에서 가시광선이 발해져, 밸브(1)의 외부에 방출된다.

또한, 다른 희가스 방전 형광 램프의 예로서 일본국 특허 공개 소화 제63-248050호에 공보에 도시된 것이 있다. 이 램프는 냉음극 희가스 방전 램프의 시동 전압이 높은 결점을 개량하기 위해, 예를 들면 일본국 특허 공보 소화 제63-29931호 공보 등에 도시되어 있는 열음극 전극을 사용한 것이다. 이 희가스 방전 형광 램프는 전력 부하를 증대할 수 있기 때문에 출력을 증가할 수가 있다. 그러나, 수은 증기에 의한 형광 램프에 비교해서 상당히 낮은 효율과 광출력 밖에 얻을 수가 없다.

그러나, 상기한 종래의 희가스 방전 형광 램프 장치는, 희가스 방전에 의해 발생하는 자외선에 의해 형광체를 발광시킴으로, 수은을 사용한 형광 램프에 비해서 효율이 낮고, 충분한 밝기를 얻기가 곤란하며 효율 향상이 요망되고 있다. 또한, 열음극 전극을 사용하기 때문에, 주전원은 별도로 음극을 예열하는 예열 전원을 설치할 필요가 있었다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로, 고효율 또한 고 휘도로 점등할 수 있는 희가스 방전 형광 램프 장치를 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.

이로 인하여, 본 발명에 따르는 희가스 방전 형광 램프 장치는, 내면에 형광체 층이 형성되어, 양단에 한 쌍의 전극을 갖는 유리 밸브의 내부에 크세논 가스 등의 희가스를 봉입하여 형성되는 희가스 방전 형광 램프 본체와, 이 희가스 방전 형광 램프 본체의 음극 필라멘트의 일단에 접속되는 인덕턴스와 콘덴서의 병렬 회로로 형성되는 공진 회로와, 상기한 희가스 방전 형광 램프의 양극측에 접속되는 스위칭 소자와 다이오드의 병렬 회로와 직류 전원과의 직렬 회로와, 상기한 희가스 방전 형광 램프의 음극 필라멘트의 타단과 양극 간에 접속되는 다이오드 및 상기 스위칭 소자를 1주기에 대한 비율이 5% 이상 70% 이하 그리고, 1 주기 중 150μsec 이하의 기간 개방하는 펄스 신호원을 구비한 것을 특징으로 하는 구성에 의해, 상기한 목적을 달성하려는 것이다.

또한, 다른 희가스 방전 형광 램프 장치는, 내면에 형광체 층이 형성되어 있음과 함께 내부에 희가스가 봉입되어, 한 쌍의 전극을 갖는 희가스 방전 형광 램프와, 주파수가 3KHz 이상 200KHz 이하의 고주파 전원과, 1 주기에 통전 기간과 휴지 기간을 갖고, 통전 기간이 전원 파형의 반주기분, 휴지 기간이 전원 파형의 반주기의 기수 배분(odd-number times) 펄스 형상 전압을 상기 희가스 방전 형광 램프의 한 쌍의 전극 간에 인가하는 전압 발생 수단을 구비한 구성에 의해 상기한 목적을 달성하려는 것이다.

더욱 또다른 희가스 방전 형광 램프 장치는, 내면에 형광체층이 형성되어 있음과 함께 내부에 희가스가 봉입되어, 한 쌍의 전극을 갖는 희가스 방전 형광 램프와, 일주기에 통전 기간과 휴지 기간을 갖고, 통전기간이 전원파형의 반주기분, 휴지 기간이 전원파형의 반주기의 정수배분(integral-number times)의 펄스 형상 전압을 상기한 희가스 방전 형광 램프의 한 쌍의 전극간에 극성을 교대로 하여 인가하는 전압 발생 수단을 구비한 구성에 의해 상기한 목적을 달성하려는 것이다.

본 발명에 따르는 희가스 방전 형광 램프 장치는 희가스 방전 형광 램프의 음극 필라멘트의 일단에 인덕턴스가 접속되어, 이것과 콘덴서가 병렬로 접속되어 공진 회로를 형성하여, 이것과 스위칭 소자와 다이오드의 병렬 회로와, 직류 전원이 직류에 접속되어, 그래서, 희가스 방전 형광 램프의 양전극 간에 다이오드가 접속되어 있으므로, 이 스위칭 소자의 펄스 신호원으로 부터의 펄스 신호에 의한 페성 기간에는, 희가스 방전 형광 램프의 음극 필라멘트와 양전극간에 접속된 다이오드를 통과해서 예열 전류가 통해, 음극 필라멘트를 예열하여, 희가스 방전 형광 램프는 방전하지 아니하나, 스위칭 소자의 개방에 의해 램프 양전극간으로의 인가 전압이 공진 회로에 의해 입상, 램프점 등에 필요한 정현파 교류 반파형상의 전압으로 승압되어서, 희가스 방전 형광 램프는 방전한다. 그래서, 이 스위칭 소자의 개방에 의한 희가스 방전 형광 램프의 방전 기간이, 1 주기에 대한 비율이 5% 이상 70% 이하에서 1 주기 중 150μsec 이하이므로, 이 정현파 교류 반파의 펄스 형상의 방전에 의해, 발광에 기여하는 봉입 가스의 공명 자외선이 많이 발생되거나 같은 에너지 준위로 봉입 가스의 분자가 여기되는 확립이 증대하여, 램프의 광출력, 효율이 커진다. 또한, 스위칭 소자의 폐성 기간에 음극 필라멘트에 전류가 통하기 때문에, 예열 전원을 별도로 설치할 필요도 없고 음극 필라멘트를 예열할 수가 있다.

또한, 다른 희가스 방전 형광 램프 장치는 주파수가 3KHz 이상 200KHz 이하, 통전 기간이 전원 파형의 반주기분, 휴지 기간이 전원 파형의 반주기의 기수배분이 되는 일종의 펄스 형상 전압의 회로와, 내부에 크세논 등의 희가스를 봉입한 형광 램프를 조합시킨 것에 의해 발광에 기여하는 희가스의 공명 자외선을 많이 발생하도록 에너지 준위로 희가스 분자를 여기시키고, 또한 휴지 기간을 길게 설치함에 따라, 여기된 희가스 분자를 보다 많이 기저 상태로 되돌리기 위해, 자외선의 방사를 증대시킬 수가 있어, 고휘도, 교효율인 점등이 가능하다.

또 다시, 다른 희가스 방전 형광 램프 장치는 주파수가 3KHz 이상 200KHz 이하, 통전 기간이 전원 파형의 반주기분, 휴지 기간이 전원파형의 반주기의 정수배분이 되는 일종의 펄스 형상 전압의 회로와, 내부에 크세논 등의 희가스를 봉입한 형광 램프를 조합시킨 것에 의해 발광에 기여하는 희가스의 공명 자외선을 많이 발생하도록 에너지 준위로 희가스의 분자를 여기시키고, 또한 휴지 기간을 길게 설치함에 따라 여기된 희가스 원자를 보다 많이 기저 상태로 되돌리기 위해, 자외선 방사의 확률을 증대시킬 수가 있어, 고휘도, 고효율인 점등이 가능하다.

다음에 본 발명에 따르는 희가스 방전 형광 램프 장치를 실시예에 의해 설명한다.

또한, 종래예와 동일 또는 해당하는 부분은 동일 부호로 도시하고, 중복 설명을 생략한다.

제1도는, 본 발명의 한 실시예의 전체 구성도이다. 도면에 있어서, (8)은 희가스 방전 형광 램프(이하 램프라 함)로, 지름 15.5mm, 길이 300mm의 직상 원통형 상의 유리제의 벌브(1)의 내부면의 거의 전체면에 형광체 층(2)이 형성되어 있으며, 벌브(1) 내에는 크세논 가스 등의 희가스 X가 봉입되어 있다. 벌브(1)의 양단부에는 한 쌍의 전극(3a, 3b)이 봉지되어 있다. 벌브(1)의 외벽에는 시동보조도체(an auxiliary starting conductor)로서 폭 3mm의 알루미늄판이 램프 전체 길이에 걸쳐서 접착되어 있다. (7)은 직류 전원, (11)은 인덕턴스(12)와 콘덴서(13)로 형성되는 공진 회로, (14)는 트랜지스터 등의 스위칭 소자, (15)는 스위칭 소자(14) 개폐용의 펄스 신호를 발생하는 펄스 신호원, (16, 17)은 다이오드로서, 다이오드(16)는 희가스 방전 형광 램프의 전극(3a, 3b) 간에 접속되고, 다이오드(17)는 스위칭 소자(14)와 병렬로 접속되어 있다.

다음에 동작에 대해서 설명한다. 제1도 구성의 희가스 방전 형광 램프 장치에서는, 펄스 신호원(15)으로 부터의 펄스 신호의 주기 및 펄스폭에 의해 결정되는 주기 및 기간에 따라 스위칭 소자(14)가 개폐된다. 스위칭 소자(14)의 폐성 기간에서는, 직류 전원(7)으로 부터의 직류 전원이 병렬 공진 회로(11)에 인가되어, 인덕턴스(12)와 음극(3b)과 다이오드(16)와 스위칭 소자(14)의 직류 회로에 전류가 통해, 음극(3b)이 예열된다. 그 후, 스위칭 소자(14)를 개방하면 병렬 공진 회로(11)의 공진 작용에 의해, 램프(8)의 전극(3a, 3b) 간에 전압이 인가되어, 램프(8)는 방전한다. 병렬 공진 회로(11)에 의해 발생하는 전압은 정현파 교류 전압이므로, 스위칭 소자(14)의 개방 기간을 공진 주기의 1/2로 한 후, 또 다시 스위칭 소자(14)를 폐성한다. 따라서, 램프(8) 내의 방전은 램프 전류에 휴지 기간이 존재하는 정현파 교류반파의 펄스적인 방전으로 된다. 또한, 스위칭 소자(14)의 보호를 위해 다이오드(17)가 스위칭 소자와 병렬로 접속되어 있다.

이하, 상기한 희가스 방전 형광 램프 장치에 있어서, 유리 벌브(glass bulb)(1) 내에 크세논 가스(xenon gas), 크립톤 가스(krypton gas) 혹은 아르곤 가스(argon gas)의 각 가스를 봉입하여, 램프(8)의 간헐점등(intermitting lighting)을 행한 경우에 대해서, 벌브(1)내로의 각 가스의 봉입 압력, 램프의 1주기 중의 통전 시간의 비율(이하, 간헐비(duty ratio)라 함) 및 1주기 중의 통전 시간과, 램프 효율, 시동전압 및 램프 수명과의 관계를, 실험 결과에 의거해서 설명한다.

제2도는 크세논 가스를 봉입한 경우의 봉입 가스 압력과, 램프 효율의 관계를 도시하고 있다. 또한, 램프 효율은 휘도를 전력으로 나눈 값에서 구해진다. 제2도 중, (가)는 간헐비 60%의 정방형파 직류 펄스 점등의 경우, (나)는 통상의 고주파 교류점등(정현파)의 경우를 도시하고, 함께 주파수 20KHz, 동일 전력에서의 값이다. 10Torr 이하의 봉입압에 있어서는 펄스점등도, 교류점등도 효율에 큰 차는 없으나, 10Torr 이상에서는 펄스점등시의 효율이 교류점등시의 효율을 상회하는 것을 알 수 있다. 그러나, 봉입압이 약 70Torr 이상으로 되면, 교류점등의 램프의 효율은 상승하나, 펄스점등의 램프의 효율은 하강하기 시작, 200 내지 300Torr로 재차 교류점등의 값에 근접한다.

또한, 제3도는 크세논 가스를 봉입한 경우의 봉입 가스 압력과 시동 전압의 관계를 도시하고, 이 도면에서 가스 봉입 압력에 높아지면, 시동에 매우 높은 전압이 필요한 것을 알 수 있다. 특히 가스 봉입 압력이 200Torr 이상에서는 시동 전압의 상승이 현저함으로, 봉입 가스는 200Torr 이하일 것이 바람직하다. 따라서, 제2도, 제3도로 부터 고주파점등에 의해 효율이 좋고, 또한 시동 전압에 있어서 실용성이 있는 펄스점등을 하기 위해 최적인 가스 봉입 압력은 10Torr 이상, 200Torr 이하이다.

또한, 지름 8mm에서 15.5mm, 길이 300mm의 램프의 크세논 가스 봉입 압력 30Torr로 수많이 제작하여, 직류 펄스점등 조건을 각종으로 변환시켜서 램프의 특성을 측정하였다. 제4도, 제5도에 그 결과를 도시한다. 제4도는 직류 펄스의 1주기 중의 통전 시간과 램프 효율의 관계를 나타낸 것이며, 비통전 시간을 100μsec 일정하게 한 경우를 도시하고 있다. 이 도면에서 펄스 통전 시간이 짧을수록 효율이 좋고, 특히 150μsec 이하에서는 이 결과가 특히 현저한 것을 알 수 있다. 제5도는 5KHz에서 80KHz의 펄스점등시의 램프 효율과 펄스 간결비의 관계를 도시하는(다, 라, 마) 또한, 비교값으로 하여, 통상 사용되는 5KHz 부터 80KHz의 고주파 교류점등(정현파)시의 효율값도 표시하고 있다(바, 사, 아). 제5도에서, 펄스의 간헐비(duty ratio)를 적게함으로 직류점등(간헐비 100%)시보다 대폭적으로 효율이 상승하여, 또한, 동일 주파수의 교류점등시와 비교한 경우에도, 펄스 간헐비를 70% 이하로 하면 효율이 대폭적으로 상회하는 것을 알 수 있다.

또 다시, 지름 8mm에서 1.5mm, 크세논 가스 봉입 압력을 10Torr에서 200Torr로 한 램프를 수많이 제작하여, 이 램프를 램프 전력을 일정하게 하여 펄스 간헐비를 변화시켜서 수명 시험을 실시하였다. 결과를 제6도에 도시한다. 여기에서 상대 수명이란, 소정의 간헐비(예를 들면 40%)로 점등한 경우의 평균 수명 시간에 대한 각 간헐비로 점등한 경우의 평균 수명 시간의 비이다. 펄스 간헐비와 상대 수명과의 관계는, 제6도에서, 펄스 간헐비를 적게해가면 펄스 간헐비 5%까지는, 상대 수명은 약간 저하하는 경향를 도시하고, 5% 이하의 적은 간헐비에서는 급격하게 수명이 저하하는 것을 알 수 있다. 5% 이상에서는 램프의 펄스 피크 전류가 꺼지기 때문에 전극의 마모가 급격하게 진행하는 것으로 추정된다. 따라서, 펄스의 간헐비는 수명을 생각하면 5% 이상이 바람직하다.

제7 내지 제11도는 유리 밸브(1) 내에 크립톤 가스를 봉입한 램프(8)에 대해서, 상술한 크세논 가스를 봉입한 램프와 동일한 시험을 행한 경우의 결과를 도시하는 특성도이다. 이들의 시험 결과에서, 크립톤 가스를 봉입한 경우는, 최적인 가스 봉입 압력은 10Torr 이상, 100Torr 이하, 1주기 중의 밸브 통전 시간은 150μsec 이하, 그리고, 펄스 간헐비는 5% 이상 70% 이하가 바람직한 것을 알 수 있다.

또한, 상기한 실시예에서는 인덕턴스(12)를 램프(8)에서 직류 전원(7)의 가까이에 하였으나, 제12도에 도시하는 바와같이 램프(8)를 인덕턴스(12)에서 직류 전원(7)의 가까이에 하면, 노이즈레스로 되어, 또한, 제13도에 도시하는 바와 같이 상기한 제12도에 도시하는 램프(8)에 해당하는 램프(8a)에 더해서 콘덴서(13)의 측에 램프(8b)를 접속하면 다등용으로 된다.

다음에, 본 발명에 따르는 다른 희가스 방전 형광 램프 장치를 실시예에 의해 설명한다.

제14도는, 본 발명에 따르는 다른 한 실시예를 도시하는 블럭도이며, 상기한 도면과 동일 또는 해당부분은 동일 부호로 표시한다.

도면에 있어서 (1)은 내면에 형광체층(2)이 형성된 유리제의 벌브이며, 내부에 희가스 X가 봉입되어 있다. (3a, 3b)은 이 밸브의 양단부에 각각 설치된 전극이며, 상기한 벌브(1)와 함께 희가스 방전 형광 램프(이하 램프라 함)(8)을 구성하고 있다. (18)은 한편의 전극(3a)의 전극단에 일단이 접속된 전류 제한 소자로, 이 실시예에 있어서 인덕턴스를 사용하고 있으나, 콘덴서라도 좋다. (19)는 고주파 전원이며, 전류 제한 소자(18)와 램프(8)의 타방의 전극(3b)에 접속되어 있다. (20a, 20b)는 다이오드, (14)는 스위칭 소자이며, 다이오드(20a)는 스위칭 소자(14)와 직렬 접속되어, 이 회로는 다이오드(20b)와 함께, 다이오드의 극성을 역으로 하여 램프(8)에 병렬로 접속되어 있다. (15)는 상기한 스위칭 소자(14)의 도통ㆍ비도통 상태를 제한하는 펄스 신호원인 제어 수단으로 스위칭 소자의 제어 전극(베이스 전극)에 펄스 신호를 부여하여 도통ㆍ비도통을 제어한다. 또한 제어 수단(15)은, 고주파 전원(19)에 동기하여, 비도통 상태가 고주파 전원의 반주기분, 도통 상태가 반주기의 기수 배분으로 되도록 스위칭 소자(14)를 제어한다. 또한, 상기한 스위칭 소자(14), 제어 수단(15) 및 이들에 따르는 전류 제한 소자(18), 다이오드(20a, 20b) 등에 의해 전압 발생 수단을 구성하고 있다.

다음에, 상기한 바와 같이 구성된 희가스 방전 형광 램프 장치의 동작에 대해서 설명한다. 제15도는 고주파 전원(19)과, 제어 수단(15), 램프 인가 전압의 출력의 관계를 나타낸 것으로, 스위칭 소자의 도통 상태가 전원파형 반주기의 3배의 시간의 경우의 예이다. 먼저 램프(8)에는, 다이오드(20b)가 병렬로 접속되어 있기 때문에, 기본적으로 전원파형은 반파 정류파로 되어 있다. 다음으로, 제어 수단(15)이, 고주파 전원(19)의 주파수에 동기하면, 스위칭 소자(14)에 각각 도통ㆍ비도통 상태를 제어하는 펄스 신호를 인가한다. 이때 펄스 신호의 비도통 상태를 전원파형의 반주기분, 도통 상태를 반주기의 기수 배분의 시간으로 한다. 펄스 신호에 의해 스위칭 소자(14)가 도통 상태로 된 경우, 이 회로에서는, 램프(8)의 양단에는, 두 개의 다이오드(20a, 20b)가 극성을 역으로 하여 병렬로 접속되어 있는 상태와 같게 되므로, 이 사이 다이오드에 전류가 통해져 버려, 램프에는 전압은 인가되지 아니한다. 또한 스위칭 소자(14)가 비도통 상태로 되어 또한 스위칭 소자(14)의 접속되지 아니한 다이오드(20b)에 역방향으로 전압이 걸리는 경우, 다이오드(20b)에는 전류가 통하지 아니하기 때문에 램프(8)에 전압이 인가된다. 그러나, 비도통 상태로 되는 것은, 전원의 반주기의 기간만이므로, 램프에 전압이 부각되는 것은 반주기분 뿐이다. 이와 같은 도통ㆍ비도통을 반복한 경우, 램프에는 통전 기간이 전원파형의 반주기분, 휴지 기간이 전원 파형의 반주기의 기수배분의 펄스 형성 전압이 인가되어 있게 된다. 그렇다면, 통전 기간에 있어서는, 한 쌍의 전극(3a, 3b) 사이에 그로우 방전이 발생하여, 이 그로우 방전이 밸브(1)내의 희가스 X를 여기하여, 희가스 특유의 자외선을 발생시킨다. 이 자외선이 밸브(1)내면에 형성된 형광체층(2)에서 가시 광선으로 변환되어, 조사광으로서 밸브(1)외부로 방사된다.

다음으로, 상기한 바와 같이 구성된 희가스 방전 형광 램프 장치에 있어서, 점등 조건과 램프 특성의 관계를 조사하였다. 제16도는 희가스 형광 램프에 있어서, 희가스 봉입 압력과 램프 효율의 관계를 도시한 것이다. 또한 램프는, 벌브외경 10mm, 전장 300mm, 봉입 가스는 크세논이다. 또한 전원 주파수는 50KHz, 램프 전력 5W 일정한 경우이다. 제16도에 있어서, 실선은 제15도에 도시한 실시예에 있어서, 휴지 기간을 전원 파형의 반주기의 3배로 한 경우를 도시하고, 파선은 통상의 교류 제한파의 고주파 점등의 경우를 도시한다. 제16도에서, 본 발명에 의한 제15도의 실시예의 것은, 램프 효율 향상의 효과를 갖고, 또한 램프 효율 향상의 효과는, 가스 봉입 압력에 의존하는 것을 알 수 있다. 제16도에서, 최대의 효율이 얻어지는 것은 크세논 가스 봉입 압력이 수 10Torr의 영역이며, 통상의 고주파점 등에 대한 본 발명의 효율 향상의 현저한 효과는 10Torr에서 200Torr 사이에서 얻어지는 것을 알 수 있다. 이와 같은 램프 효율의 향상은 통전 기간과 휴지 기간을 반복하는 펄스적인 방전에 의해, 양광주(positive column)의 전자 에너지가 크게 변조되어서 크세논이 자외선을 많이 내도록 크세논을 여기하는 에너지가 증가하는 것이나, 휴지 기간 중의 잔광의 발광에 의한 것이다. 예를 들면, 램프 효율의 향상이 현저해지는 10Torr라는 값은, 수 Torr에서는 거의 볼 수 없는 휴지 기간의 아프터 글로우의 발광이 현저히 나타내지는 압력에 대응하고 있다. 또한, 높은 압력으로 효율의 향상이 적어지나, 이것은 압력이 지나치게 높으면, 전자 에너지는 크세논과의 빈번한 충돌에 의해 억제됨으로, 펄스에 의한 전자 에너지가 변조하기 어렵게 되는 등에 의한 것이다.

제17도는 전원 주파수를 50KHz에 고정하여, 휴지 기간의 길이를 바꾸었을 때의 램프의 효율의 변화를 나타낸 것이다. 또한 램프는, 제17도에 있어서 실험으로 사용한 램프의 30Torr의 것이며, 램프 전력은 5W로 일정하다. 제18도에서, 휴지 기간 보다, 휴지의 길이를 전원 주파수의 반주기 이상으로 하여 점등함으로서, 램프 효율을 향상할 수 있는 것을 알 수 있다.

제18도는, 휴지 기간의 길이를 전원파형의 반주기의 3배로 고정하여, 전원 주파수를 변화시켰을 때의 램프의 효율의 변화를 나타낸 것이다. 또한 램프는, 제16도에 있어서 실험에 사용한 램프의 30Torr의 것이며, 램프 전력은 5W로 일정하다. 실선이 제14도에 도시한 실시예의 경우, 파선은 통상의 교류 정현파의 고주파점등의 경우를 도시한다.

제18도에서, 본 발명에 따르는 제14도의 실시예의 것은, 통상의 고주파점 등에 비교해서, 3KHz 이상의 주파수로 고효율이 얻어지는 것을 알 수 있다. 또한 주파수가 약 200KHz까지 높아지면, 또 다시 동등 정도의 효율로 되는 것을 알 수 있다. 따라서 주파수는 3KHz 이상 200KHz 이하로 되는 것이 바람직하다.

또한, 높은 주파수에서 효율이 저하하고, 동시에 되는 것은 양광주(positive column)의 플라즈마 파라미터(plasma parameter)가 높은 주파수로 추종되어 끊어지지 않게 되어, 차츰 직류와 동일한 일정한 상태에 근접하기 때문이다.

즉, 주파수가 낮은 영역에서는 휴지 기간의 시간이 너무 길기 때문에, 통전기간 종류 직후는 잔광(afterglow)이 발생하지만, 점차로 감쇄하여 끝나고, 다음의 통전기간에서는 다시 높은 시동 전압이 필요하기 때문에 효율이 낮다. 주파수가 어느 정도 높은 영역에서는 통전기간에서 여기된 희가스 분자의 대부분이 휴지 기간에서 일단 기저 상태로 떨어지면서 잔광으로 자외선을 방사한다. 그러나 곧바로 다음의 통전기간이 시작되기 때문에, 외관상으로는 연속하는 방전으로 되기 때문에 효율이 좋다. 그러나, 주파수가 너무 높아지면, 방전 양광주의 플라즈마 파라미터가 높은 주파수로 추종되어 끊어지지 않게 되고, 잔광이 곧바로 발생해 다음의 펄스로 들어가서, 외관상 연속하는 직류 전압이 가해져 있는 것과 같은 상태로 되기 때문에 효율이 나빠진다.

이와 같이 제14도의 구성의 희가스 방전 형광 램프 장치는 램프의 인가 전압을 휴지 기간의 어떤 펄스 향상 전압으로 하였기 때문에, 램프의 휘도, 효율의 향상이 계획된다.

또한, 상기한 실시예에서는, 봉입 가스로서 크세논을 사용하였으나, 다른 희가스를 사용하여도, 혹은 희가스의 혼합 가스를 사용하여도, 동일하게 효율의 향상이 도모된다. 즉, 크립턴, 아르곤 또는 크세논 네온, 크세논 헬륨 등으로 실험을 해서 같은 효과를 얻었다. 그러나, 여기 에너지가 낮고, 방사하는 공명 자외선의 파장이 길이 100% 크세논이 형광 램프로서는 제일 휘도 효율이 좋았다(수은으로는 이와 같은 효과는 얻어지지 않는다). 또다시, 상기한 실시예에서는, 램프의 외경 10mm의 예를 도시하였으나, 외경 8 내지 15.5mm의 관지름의 것에 대해서 실험한 결과, 관지름에 의하지 않고 동일한 효과가 얻어졌다.

또 다시, 다른 실시예로서, 램프가 열음극형의 경우에 대해서 제19도에 그 블럭도를 도시한다. 도면에 있어서 (1)은 내면에 형광체층(2)가 형성된 유리제의 밸브이며, 내부에 희가스가 봉입되어 있다. (3a)는 이 밸브의 일단에 설치한 양극. (3b)는 밸브의 타단에 설치된 필라멘트 음극이며, 상기한 밸브(1)와 함께 램프(8)를 구성하고 있다. (18)은 양극(3a)에 접속된 전류 제한 소자로 이 실시예에 있어서 인덕턴스를 사용하고 있으나, 콘덴서라도 좋다. (19)는 고주파 전원이며, 전류 제한 소자(18)와 희가스 방전 형광 램프(8)의 음극 필라멘트(3b)의 일단에 접속되어 있다. (20a, 20b)는 다이오드, (14)는 스위칭 소자이며, 다이오드(20b)는 양극과 음극 필라멘트의 타단에 캐소드측을 양극측으로 하여 접속되어 있다. 다이오드(20a)는 스위칭 소자(14)와 직렬로 접속되어, 이 회로는 다이오드(20b)와 함께 다이오드의 극성을 역으로 하여 램프(10)의 양극(3a)과 필라멘트 음극(3b)의 타단에 병렬로 접속되어져 있다. (15)는 상기한 스위칭 소자(14)의 도통ㆍ비도통 상태를 제어하는 펄스 신호선인 제어 수단으로, 스위칭 소자의 제어 전극(베이스 전극)에 펄스 신호를 부여하여 도통ㆍ비도통을 제어한다. 또한 제어 수단(15)은, 고주파 전원(19)에 동기하여, 비도통 상태가 고주파 전원의 반주기분, 도통 상태가 분주기의 기수 배분으로 되도록 스위칭 소자(14)를 제어한다.

이와 같이 구성된 열음극형의 희가스 방전 형광 램프 장치에 있어서도, 제14도의 실시예와 같이 휘도 향상의 효과가 얻어졌다. 또 다시, 제19도와 같은 구성의 경우에는, 인가 전압이 휴지 기간인 때에는, 램프의 음극의 필라멘트를 통과해서 다이오드에 전류가 통하기 때문에, 예열 작용을 한다. 따라서, 제19도와 같은 실시예에서는 램프의 휘도ㆍ효율이 향상됨과 함께, 전극을 예열하기 위한 특별한 회로가 불필요해지는, 회로의 간략화의 효과가 있다.

다음에, 본 발명에 따르는 다른 희가스 방전 형광 램프 장치를 실시예에 의해 설명한다. 제20도는, 본 발명에 따르는 또 다른 한 실시예를 도시하는 블럭도이다. 도면에 있어서 (1)은 내면에 형광체층(2)이 형성된 유리제의 벌브이며, 내부에 희가스 X가 봉입되어 있다. (3c, 3d)는 이 벌부의 양단부에 각각 설치된 전극이며, 상기 벌브(1)와 함께 희가스 방전 형광 램프(이하 램프라 함)(8)을 구성하고 있다. (18)은 한편의 전극(3c)의 전극단에 일단이 접속된 전류 제한 소자로, 이 실시예에 있어서 인덕터를 사용하고 있으나, 콘덴서라도 좋다. (19)는 고주파 전원이며, 전류 제한 소자(18)와 램프(8)의 다른 편의 전극(3d)에 접속되어 있다. (21a, 21b)는 다이오드, (14a, 14b)는 스위칭 소자이며, 다이오드(21a)는, 스위칭 소자(14a)와, 다이오드(21b)는 스위칭 소자(14b)와, 각각 다이오드의 극성을 역으로 하여 직렬 접속되어, 함께 희가스 형광 램프(8)에 병렬로 접속되어 있다. (15a, 15b)는 각각 상기한 스위칭 소자(14a, 14b)의 도통ㆍ비도통 상태를 제어하는 펄스 신호원인 제어 수단으로, 스위칭 소자의 제어 전극(베이스 전극)에 펄스 신호를 부여하여 도통ㆍ비도통을 제어한다. 또한 제어 수단(15a, 15b)은, 고주파 전원(19)에 동기해서, 비도통 상태가 고주파 전원의 반주기분, 도통 상태가 반주기의 정수배분으로 되도록 동일한 타이밍으로 스위칭 소자(14a, 14b)를 제어한다.

또한, 상기한 스위칭 소자(14a, 14b), 제어 수단(15a, 15b) 및 이들에 따르는 전류 제어 소자(18), 다이오드(21a, 21b) 등에 의해 전압 발생 수단을 구성하고 있다.

다음으로, 이와 같이 구성된 희가스 방전 형광 램프 장치의 동작에 대해서 설명한다. 제21도는 고주파 전원(19)과, 제어 수단(15a, 15b), 램프 인가 전압의 출력의 관계를 나타낸 것으로, 스위칭 소자의 도통 상태가 전원 파형의 2배의 시간의 경우의 예이다. 먼저 제어 수단(15a, 15b)이, 고주파 전원(12)의 주파수에 동기하면서, 스위칭 소자(14a, 14b)에 각각 도통ㆍ비도통 상태를 제어하는 펄스 신호를 인가한다. 이때 펄스 신호의 비도통 상태를 전원파형의 반주기분ㆍ도통 상태를 반주기의 정수배분의 시간으로 한다. 펄스 신호에 의해 스위칭 소자(14a, 14b)가 도통 상태로 된 경우, 이 회로에서는, 램프(8)의 양단에는, 두 개의 다이오드(21a, 21b)가 극성의 역으로 하여 병렬로 접속되어 있는 상태와 같게 되기 때문에, 이 사이 다이오드(21a, 21b)에 전류가 통해져 버려, 램프(8)에는 전압이 인가되지 않는다. 또한 스위칭 소자(14a, 14b)가 비도통 상태로 된 경우 다이오드(21a, 21b)에는 전류가 통하지 않기 때문에 램프(8)에 전압이 인가된다. 그래서, 비도통 상태로 되는 것은, 전원의 반주기의 기간만이므로, 램프(8)에 전압이 인가되는 것은 반주기분 만이며, 더욱이, 극성이 교대로 한다. 이와 같은 도통ㆍ비도통을 반복한 경우, 램프(8)에는 통전 기간이 전원파형의 반주기분, 그래서 휴지 기간이 전원파형의 반주기의 정수배분의 펄스 형상 전압이 극성을 교대로 하여 인가되어 있게 된다면, 통전 기간에 있어서는, 한 쌍의 전극(3c, 3d) 사이에 그로우 방전이 발생하여, 이 글로우 방전이 벌브(1) 내의 희가스를 여기하여, 희가스 특유의 자외선을 발생시킨다. 이 자외선이 벌브(1) 내면에 형성된 형광체층(2)에서 가시광선으로 변환되어, 조사광으로서 벌브(1) 외부로 방사된다.

다음으로, 상기한 바와 같이 구성된 희가스 방전 형광 램프 장치에 있어서는, 점등 조건과 램프 특성의 관계를 확인하였다. 제22도는 희가스 방전 형광 램프에 있어서, 희가스 봉입 압력과 램프 효율의 관계를 도시한 것이다. 또한 램프는, 벌브 외경 10mm, 전장 300mm, 봉입 가스는 크세논이다. 또한 전원 주파수는 50KHz, 램프 전력 5W 일정한 경우이다. 제22도에 있어서, 실선은 제20도에 도시한 실시예에 있어서, 휴지 기간을 전원 파형의 반주기의 4배로 한 경우를 도시하고, 파선은 통상의 교류 정현파의 고주파점등의 경우를 도시한다. 제22도에서, 본 발명에 의한 제20도의 실시예의 것은, 램프 효율 향상의 효과를 갖고, 또한 램프 효율 향상의 효과는, 가스 봉입 압력에 의존하는 것을 알 수 있다. 제22도로 부터, 최대의 효율이 얻어지는 것은 크세논 가스 봉입 압력이 수십 Torr의 영역이며, 통상의 고주파점 등에 대한 본 발명의 효율 향상의 현저한 효과는 10Torr에서 200Torr 사이에서 얻어지는 것을 알 수 있다. 이와 같은 램프 효율의 향상은 통전 기간과 휴지 기간을 반복하는 펄스적인 방전에 의해, 양광주의 전자 에너지가 크게 변조되어서 크세논이 자외선이 많이 나도록 크세논을 여기하는 에너지가 증가하는 것이나, 휴지 기간중의 아프터 글로우의 발광에 의한 것이다. 예를 들면, 램프 효율의 향상이 현저해지는 10Torr 이란 값은, 수 Torr에서는 거의 볼 수 없는 휴지 기간이 아프터 글로우의 발광이 현저하게 나타나는 압력에 대응하고 있다. 또한 높은 압력으로 효율이 향상이 적어지자, 이것은 압력이 지나치게 높으면, 전자 에너지는 크세논과의 빈번한 충돌에 의해 제어되므로, 펄스에 의해 전자 에너지가 변조되기 어려워지는 등에 의한 것이다.

제23도는, 전원 주파수를 50KHz로 고정시켜, 휴지 기간의 길이를 바꾸었을 때의 램프 효율의 변화를 나타낸 것이다. 또한, 램프는, 제22도에 있어서 실험으로 사용한 램프의 30Torr의 것이며, 램프 전력은 5W로 일정하다. 제23도에서, 휴지 기간의 길이는, 전원 주파수의 반주기 이상으로 점등하므로서, 램프 효율을 향상할 수 있는 것을 알 수 있다.

제24도는, 휴지 기간의 길이를 전원파형의 반주기의 2배로 고정하여, 전원 주파수 변화시켰을 때의 램프 효율의 변화를 나타낸 것이다. 또한 램프는, 제22도에 있어서 실험으로 사용한 램프의 30Torr의 것이며, 램프의 전력은 5W로 일정하다. 실선이 제20도에 도시한 실시예의 경우, 파선은 통상의 교류 정현파의 고주파점등의 경우를 도시한다.

제24도에서, 본 발명에 의한 제20도의 실시예의 것은, 통상의 고주파점등에 비교하여, 3KHz 이상의 주파수로 고효율이 얻어지는 것을 알 수 있다. 또한 주파수가 약 200KHz까지 높아지면, 또 다시 동등한 효율로 되는 것을 알 수 있다. 따라서 주파수는 3KHz 이상 200KHz 이상으로 하면 좋다.

또한, 높은 주파수로 효율이 저하하여, 동등하게 되는 것은 양광주의 플라즈마 파라미터가 높은 주파수에 추수할 수 없게 되며, 차츰 직류와 같은 일정한 상태에 근겁하기 때문이다.

이와 같이, 제20도의 구성의 희가스 방전 형광 램프 장치는, 램프의 인가 전압을 휴지 기간이 있는 펄스 형상 전압으로 하였기 때문에, 램프 휘도ㆍ효율의 향상이 도모된다.

또한, 상기한 실시예에서는, 봉입 가스로서, 크세논을 사용하였으나, 다른 희가스를 사용하여도, 혹은 희가스의 혼합 가스를 사용해도, 동일하게 효율의 향상이 도모되었다. 즉, 크립턴, 아르곤 또는 크세논 네온, 크세논 헬륨 등으로 실험을 해서 같은 효과를 얻었다. 그러나, 여기 에너지가 낮고, 방사하는 공명 자외선의 파장의 길이 100% 크세논이 형광 램프로서는 제일 휘도 효율이 좋았다(수은으로는 이와 같은 효과는 얻어지지 않는다). 또 다시, 상기한 실시예에서는, 램프의 외경 10mm의 예를 도시하였으나, 외경 8 내지 15.5mm의 관지름의 것에 대해서 실험한 결과, 관지름에 의하지 않고, 동일한 효과가 얻어진다.

또다시, 별도의 실시예로서, 램프가 열음극형의 경우에 대해서 제25도에 도시한다. 도면에 있어서, (1)은 내면에 형광체층(2)이 형성된 유리제의 벌브이며, 내부에 희가스가 봉입되어 있다. (3e, 3f)는 이 벌브의 양단부에 각각 설치된 필라멘트 전극이며, 상기 벌브(1)와 함께 희가스 방전 형광 램프(8)를 구성하고 있다. (19)는 한편의 필라멘트 전극(3e)의 일단에 일단이 접속된 전류 제한 소자로, 이 실시예에 있어서 인덕터를 사용하고 있으나, 콘덴서라도 좋다. (19)는 고주파 전원이며, 전류 제한 소자(18)와 램프(8)의 다른 편의 전극(3f)의 일단에 접속되어 있다. (21a, 21b)는 다이오드, (14a, 14b)는 스위칭 소자이며, 다이오드(21a)는 스위칭 소자(14a)와, 다이오드(21b)는 스위칭 소자(14b)와, 각각 다이오드의 극성을 역으로 하여 직렬 접속되어, 함께 램프(8)의 필라멘트 전극(3e)의 타단에 병렬되어 있다. (15a, 15b)는 각각 상기 스위칭 소자(14a, 14b)의 도통ㆍ비도통 상태를 제어하는 펄스 신호원인 제어 수단으로, 스위칭 소자의 제어 전극(베이스 전극)에 펄스 신호를 부여하여 도통ㆍ비도통을 제어한다. 또한, 제어 수단(15a, 15b)은, 고주파 전원(19)에 동기해서, 비도통 상태가 고주파 전원의 반주기분, 도통 상태가 반주기의 정수배분으로 되도록 같은 타이밍으로 스위칭 소자를 제어한다.

이와 같이 구성된 열음극형의 희가스 방전 형광 램프 장치에 있어서도, 제20도의 실시예와 같이 휘도 향상의 효과가 얻어졌다. 또 다시, 제25도와 같은 구성의 경우에는, 인가 전압이 휴지 기간인 때에는 램프의 전극의 필라멘트를 통과해서 다이오드에 전류가 통해지기 때문에, 예열의 작용을 한다. 따라서, 제25도와 같은 실시예에서는, 램프의 휘도ㆍ효율의 향상과 함께 전극을 예열하기 위한 특별한 회로가 불필요해지는 회로의 간략화의 효과가 있다.

본 발명에 따르는 희가스 방전 형광 램프 장치에 있어서는, 내면에 형광체층이 형성되어, 양단에 한 쌍의 전극을 갖는 유리 벌브의 내면에 크세논 가스 등의 희가스를 봉입하여 형성되는 희가스 방전 형광 램프와, 이 희가스 방전 형광 램프의 음극 필라멘트의 일단에 접속되는 인덕턴스와 콘덴서의 병렬 회로로 형성되는 공진 회로와, 상기 희가스 방전 형광 램프의 양극측에 접속되는 스위칭 소자와 다이오드의 병렬 회로와 직류 전원과의 직렬 회로와, 상기 희가스 방전 형광 램프의 음극 필라멘트의 타단과 양극측으로 접속되는 다이오드와, 상기 스위칭 소자를 1주기에 대한 비율이 5% 이상 70% 이하, 그래서, 1주기 중 150μsec 이하의 기간 개방하는 펄스 신호원을 구비하였으므로, 예열 전원을 별도로 설치할 필요가 없이 음극 필라멘트를 예열할 수가 있어, 고휘도, 고효율인 희가스 방전 형광 램프 장치를 제공할 수가 있다.

또한, 본 발명에 따르는 다른 희가스 방전 형광 램프 장치에 의하면, 내면에 형광체층이 형성되어 있음과 함께 내부에 희가스가 봉입되어, 한 쌍의 전극을 갖는 희가스 방전 형광 램프를, 주파수가 3KHz 이상 200KHz 이하의 고주파 전원과, 일주기에 통전 기간과 휴지 기간을 갖고, 통전 기간이 전원 파형의 반주기분, 휴지 기간이 전원 파형의 반주기의 기수 배분의 펄스 형상 전압을 상기 희가스 방전 형광 램프의 한쌍의 전극간에 인가하는 전압 발생 수단에 의해 점등하도록 구성한 것으로, 고휘도 및 고효율의 희가스 방전 형광 램프 장치를 제공할 수가 있다.

또 다른 희가스 방전 형광 램프 장치에 의하면, 내면에 형광체층이 형성되어 있음과 함께 내부에 희가스가 봉입되어, 한 쌍의 전극을 갖는 희가스 방전 형광 램프를, 주파수가 3KHz 이상 200KHz 이하의 고주파 전원과, 1주기에 통전 주기와 휴지 기간을 갖고, 통전 기간이 전원파형의 반주기분, 휴지 기간이 전원 파형의 반주기의 정수배분의 펄스 형상 전압을 상기 희가스 방전 형광 램프의 한 쌍의 전극간에 극성을 교대로 하여 인가하는 전압 발생 수단에 의해 점등하도록 구성하였으므로, 고휘도 및 고효율의 희가스 방전 형광 램프 장치를 제공할 수가 있다.

Claims (3)

1. 내면에 형광체층이 형성되어, 양단에 한 쌍의 전극을 갖는 벌브의 내부에 크세논 가스 등의 희가스를 봉입해서 형성되는 희가스 방전 형광 램프에 고주파 전력을 인가하는 희가스 방전 형광 램프 장치에 있어서, 이 희가스 방전 형광 램프의 음극 필라멘트의 일단에 접속되는 인덕턴스와 콘덴서의 병렬 회로로 형성되는 공진 회로와, 상기 희가스 방전 형광 램프의 양극측에 접속되는 스위칭 소자 및 다이오드의 병렬 회로와 직류 전원과의 직렬 회로와, 상기 희가스 방전 형광 램프의 음극 필라멘트의 타단과 양극간에 접속되는 다이오드와, 상기 스위칭 소자를 1주기에 대한 비율이 5% 이상 70% 이하, 그리고 1주기중 150μsec 이하의 기간 개방하는 펄스 신호원을 구비하는 것을 특징으로 하는 희가스 방전 형광 램프 장치.
2. 내부에 희가스가 봉입되어 내면에 형광체층이 형성되어 있으며, 한 쌍의 전극을 갖는 희가스 방전 형광 램프에 고주파 전력을 인가하는 희가스 방전 형광 램프 장치에 있어서, 주파수가 3KHz 이상 200KHz 이하의 고주파 전원과, 1주기에 통전 기간과 휴지 기간을 갖고, 통전 기간이 전원 파형이 반주기분, 휴지 기간이 전원 파형의 반주기의 기수배분(odd-number times)의 펄스 형상 전압을 상기 희가스 방전 형광 램프의 한 쌍의 전극간에 인가하는 전압 발생 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 희가스 방전 형광 램프 장치.
3. 내부에 희가스가 봉입되어 내면에 형광체층이 형광되어 있으며, 한 쌍의 전극을 갖는 희가스 방전 형광 램프에 고주파 전력을 인가하는 희가스 방전 형광 램프 장치에 있어서, 주파수가 3KHz 이상 200KHz 이하의 고주파 전원과, 1주기에 통전 기간과 휴지 기간을 갖고, 통전 기간이 전원 파형의 반주기분, 휴지 기간이 전원 파형의 반주기의 정수배분(integral-number times)의 펄스 형성 전압을 상기 희가스 방전 형광 램프의 한 쌍이 전극간에 극성을 교대로 하여 인가하는 전압 발생 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 희가스 방전 형광 램프 장치.