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JPH06231896A - Discharge lamp lighting device - Google Patents

Discharge lamp lighting device

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Publication number
JPH06231896A
JPH06231896A JP5018519A JP1851993A JPH06231896A JP H06231896 A JPH06231896 A JP H06231896A JP 5018519 A JP5018519 A JP 5018519A JP 1851993 A JP1851993 A JP 1851993A JP H06231896 A JPH06231896 A JP H06231896A
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JP
Japan
Prior art keywords
power
illuminance
discharge lamp
signal
output
Prior art date
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Application number
JP5018519A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3443703B2 (en
Inventor
Akira Shinoki
晟 篠木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Orc Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Orc Manufacturing Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Orc Manufacturing Co Ltd filed Critical Orc Manufacturing Co Ltd
Priority to JP01851993A priority Critical patent/JP3443703B2/en
Publication of JPH06231896A publication Critical patent/JPH06231896A/en
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  • Discharge-Lamp Control Circuits And Pulse- Feed Circuits (AREA)
  • Ac-Ac Conversion (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)
  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)

Abstract

PURPOSE:To enable illuminance to be controlled over a wide range, and stable lighting state to be provided by generating a pulse having such width as corresponding to the preset illuminance and power on the basis of an electrical signal from an illuminance detecting device and a power detecting device, and then feeding back the pulse to a DC/AC converter. CONSTITUTION:An illuminance detecting device 7 converts the light of a discharge lamp into an illuminance signal S6 through a photoelectric conversion circuit 7b via an optical fiber 7a. A power detecting device 8 inputs signal from a power supply device 5 to a current and voltage detecting circuit 8b, and outputs AC/voltage signals S7 and S8. Feedback signal polarity selector circuits 8c and 8d reverse the negative polarity of the signals S7 and S8, and feed DC/voltage signals S3 and S4 to a multiplier 9a2. In this case, when a signal S5 is larger than reference voltage V01 to set illuminance, the output V1 of an operational amplifier 9a1 becomes positive and forward in line with the output V2 of the multiplier 9a2. Thus, an operation signal A outputted from an operational amplifier 9a3 drops. As a result, the width of the output pulse of a pulse width modulation section 9b is reduced and the illuminance is thereby lowered.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、照度制御機能を有す
る放電灯点灯装置、特に、制御範囲が広く、かつ、安定
した点灯を行い得る放電灯点灯装置に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a discharge lamp lighting device having an illuminance control function, and more particularly to a discharge lamp lighting device having a wide control range and capable of performing stable lighting.

【0002】[0002]

【従来の技術】放電灯は本来、入力電力を変化させると
輝度が変化するという性質をもっているため、放電灯へ
の入力電力を制御して被照射物に対する照度を常時、一
定に保持するようにした放電灯点灯装置が種々提案され
ている。
2. Description of the Related Art A discharge lamp originally has a property that the brightness changes when the input power is changed. Therefore, it is necessary to control the input power to the discharge lamp so that the illuminance on the object to be irradiated is always kept constant. Various discharge lamp lighting devices have been proposed.

【0003】図6は従来の放電灯点灯装置の一例を示す
もので、この放電灯点灯装置は、商用交流電源1から供
給される交流電力を昇圧して放電灯2に供給する電源装
置3と、前記放電灯2が照射した光の強度を検出して電
源装置3の出力電力を制御する照度制御装置4等によっ
て構成されている。
FIG. 6 shows an example of a conventional discharge lamp lighting device. This discharge lamp lighting device includes a power supply device 3 for boosting AC power supplied from a commercial AC power supply 1 and supplying it to a discharge lamp 2. The illuminance control device 4 is configured to detect the intensity of the light emitted by the discharge lamp 2 and control the output power of the power supply device 3.

【0004】前記電源装置3はサイリスタを組み合わせ
たスイッチ回路3aと、このスイッチ回路3aの出力側
に接続したリーケージトランス3b等によって構成され
ており、前記スイッチ回路3aは図8に示す交流電力を
出力するように構成されている。
The power supply device 3 is composed of a switch circuit 3a in which a thyristor is combined and a leakage transformer 3b connected to the output side of the switch circuit 3a. The switch circuit 3a outputs the AC power shown in FIG. Is configured to.

【0005】前記照度制御装置4は、図6および図7に
示すように、前記放電灯2から照射された光の強度を検
出して電圧信号に変換する照度検出回路4aと、この照
度検出回路4aから送られた電圧信号S1 を基準電圧V
と比較して操作信号S2 を出力する電力制御回路4b
と、この電力制御回路4bから送出された操作信号S2
に基づいて、トリガパルスS3 を前記スイッチ回路3a
に送出する位相制御回路4c等によって構成されてお
り、前記スイッチ回路3aに送出されるトリガパルスS
3 のタイミングを、図8の矢印a,bで示すように変化
させると、前記電源装置3の出力電力Pが変化するの
で、被照射物(図示せず)に対する照度を一定に保持す
ることができる。なお、図7中の符号4a1 は受光した
光Lを拡散させる拡散板、4a2 は光電変換素子、4a
3 は演算増幅器、Vは演算増幅器4b1 の一方の入力端
に印加した設定照度に対応する基準電圧である。
As shown in FIGS. 6 and 7, the illuminance control device 4 detects an intensity of light emitted from the discharge lamp 2 and converts it into a voltage signal, and an illuminance detection circuit 4a. 4a to the reference voltage V 1
Power control circuit 4b that outputs an operation signal S 2 in comparison with
And the operation signal S 2 sent from the power control circuit 4b.
On the basis of the trigger pulse S 3
And a trigger pulse S transmitted to the switch circuit 3a.
When the timing of 3 is changed as shown by arrows a and b in FIG. 8, the output power P of the power supply device 3 changes, so that the illuminance on the irradiation target (not shown) can be kept constant. it can. Reference numeral 4a 1 in FIG. 7 is a diffusion plate for diffusing the received light L, 4a 2 is a photoelectric conversion element, 4a
Reference numeral 3 is an operational amplifier, and V is a reference voltage corresponding to the set illuminance applied to one input end of the operational amplifier 4b 1 .

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の放電灯
点灯装置には、次に述べるような問題点があった。 (1) すでに述べたように、放電灯が照射した光の強度を
制御するには、放電灯への入力電力を制御する必要があ
るが、入力電力を放電灯の定格電力の50〜60%まで
低減すると、前記スイッチ回路3aのオフ時間T1 (図
8参照)が長くなって、いわゆるチラツキ現象を生じ、
露光に悪影響を与える。なお、T2 は前記スイッチ回路
3aのオン時間である。
However, the conventional discharge lamp lighting device has the following problems. (1) As described above, in order to control the intensity of the light emitted by the discharge lamp, it is necessary to control the input power to the discharge lamp, but the input power is 50 to 60% of the rated power of the discharge lamp. If it is reduced to, the off time T 1 of the switch circuit 3a (see FIG. 8) becomes longer, causing a so-called flicker phenomenon,
It adversely affects the exposure. Note that T 2 is the ON time of the switch circuit 3a.

【0007】(2) 放電灯近傍の導線4d(図6参照)
と、電力制御回路4bから導いた導線4eが放電灯2に
接近しているため電磁感応現象を発生し、その結果、照
度制御装置4内にノイズが発生し、照度制御装置4の作
動が不確実になる。
(2) Conductor wire 4d near the discharge lamp (see FIG. 6)
Then, since the conducting wire 4e led from the power control circuit 4b is close to the discharge lamp 2, an electromagnetic sensitive phenomenon occurs, and as a result, noise occurs in the illuminance control device 4 and the operation of the illuminance control device 4 fails. Be certain.

【0008】この発明は、前述の問題点に鑑み、照度の
制御範囲が広く、かつ、安定な点灯を可能にする放電灯
点灯装置を提供することを第1の課題とし、更に、照度
制御装置内にノイズを発生させない放電灯点灯装置を提
供することを第2の課題とする。
In view of the above-mentioned problems, it is a first object of the present invention to provide a discharge lamp lighting device which has a wide illuminance control range and enables stable lighting, and further an illuminance control device. A second object is to provide a discharge lamp lighting device that does not generate noise therein.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
め、この発明では次の2通りの手段を構成した。 (1) 商用交流電力を整流したのちパルス幅制御型の直流
−交流変換器を介して高周波電力に変換し、更に高周波
電力を整流したのち極性切替回路を介して矩形波交流電
力に変換する電源装置と、この電源装置に接続した放電
灯の輝度を検出して電気信号を出力する照度検出装置
と、前記電源装置の出力側の電気的状態を検出して電気
信号を出力する電力検出装置と、前記照度検出装置と電
力検出装置とから送られた電気信号に基づいて設定照度
および設定電力に対応するパルス幅のパルスを発生し、
かつ、このパルスを制御信号として前記直流−交流変換
器に帰還させる電力制御装置とを備えたことを特徴とす
る放電灯点灯装置。 (2) 前記照度検出装置が、先端部を放電灯の近傍に配置
した光ファイバーと、この光ファイバーを通して受光し
た光を光電変換して電気信号を出力する光電変換回路と
を備え、この光電変換回路を放電灯から離隔して配置し
たことを特徴とする請求項1に記載の放電灯点灯装置。
In order to solve the above problems, the present invention has the following two means. (1) A power supply that rectifies commercial AC power, converts it to high-frequency power via a pulse width control type DC-AC converter, rectifies the high-frequency power, and then converts it to rectangular-wave AC power via a polarity switching circuit. A device, an illuminance detection device that detects the brightness of a discharge lamp connected to this power supply device and outputs an electric signal, and a power detection device that detects the electrical state of the output side of the power supply device and outputs an electric signal. Generating a pulse having a pulse width corresponding to the set illuminance and the set power based on an electric signal sent from the illuminance detection device and the power detection device,
A discharge lamp lighting device, comprising: a power control device that feeds back the pulse to the DC-AC converter as a control signal. (2) The illuminance detection device includes an optical fiber whose tip is arranged in the vicinity of a discharge lamp, and a photoelectric conversion circuit which photoelectrically converts the light received through the optical fiber and outputs an electric signal. The discharge lamp lighting device according to claim 1, wherein the discharge lamp lighting device is arranged apart from the discharge lamp.

【0010】[0010]

【作用】前記電力制御装置から送出された出力パルス幅
によって、直流−交流変換器の出力電力の波形は時間軸
方向に著しく変化するが、極性切替回路の出力電力の波
形は時間軸方向に変化を生じない。従って、放電灯の点
灯中に、いわゆるチラツキ現象を生ずるおそれがなく、
安定した点灯が可能になる。
The waveform of the output power of the DC-AC converter changes remarkably in the time axis direction depending on the output pulse width sent from the power control device, but the waveform of the output power of the polarity switching circuit changes in the time axis direction. Does not occur. Therefore, there is no possibility of causing a so-called flicker phenomenon while the discharge lamp is lit,
Stable lighting is possible.

【0011】前記の結果、照度制御範囲を著しく拡大す
ることができる。すなわち、従来は入力電力を定格電力
の50〜60%まで低減するとチラツキ現象を生ずる
が、この発明によると入力電力を約15%まで低減して
もチラツキ現象が生ずることがない。
As a result of the above, the illuminance control range can be significantly expanded. That is, conventionally, the flicker phenomenon occurs when the input power is reduced to 50 to 60% of the rated power, but according to the present invention, the flicker phenomenon does not occur even when the input power is reduced to about 15%.

【0012】放電灯から照射された光は光ファイバーの
先端部で受光され、この光ファイバーを通って伝達され
るので、照度制御装置内にノイズが発生するおそれがな
い。
Since the light emitted from the discharge lamp is received by the tip of the optical fiber and transmitted through this optical fiber, there is no risk of noise in the illuminance control device.

【0013】[0013]

【実施例】以下、この発明の実施例を図面を参照して説
明する。図1ないし図5はこの発明の一実施例を示すも
ので、この実施例の主要部は、商用交流電力を矩形波交
流電力に変換する電源装置5と、放電灯6から照射され
た光の強度を検出し、更に電圧信号に変換して出力する
照度検出装置7と、前記電源装置5の出力側の交流電流
および交流電圧を検出して直流電流信号S3 および直流
電圧信号S4 を出力する電力検出装置8と、前記の照度
検出装置7と電力検出装置8とから送出された電気信号
5 ,S3 ,S4 を受け取って設定照度および設定電力
を実現するように所要のパルス幅のパルスを出力する電
力制御装置9等によって構成されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 to 5 show an embodiment of the present invention. The main parts of this embodiment are a power supply device 5 for converting commercial AC power into rectangular wave AC power, and light emitted from a discharge lamp 6. An illuminance detection device 7 which detects the intensity and further converts it into a voltage signal for output, and detects an AC current and an AC voltage on the output side of the power supply device 5 and outputs a DC current signal S 3 and a DC voltage signal S 4 . And a pulse width required to achieve the set illuminance and the set power by receiving the electric signals S 5 , S 3 , S 4 sent from the illuminance detecting device 7 and the power detecting device 8 described above. It is configured by a power control device 9 and the like that outputs the pulse of.

【0014】前記電源装置5は、交流電源(図示せず)
に接続した整流器5aと、この整流器5aの出力側に図
1に示す順序で接続した、直流−交流変換器5bと、ト
ランス5cと、整流器5dと、極性切替回路5e等によ
って構成されている。
The power supply device 5 is an AC power supply (not shown).
1, a DC-AC converter 5b, a transformer 5c, a rectifier 5d, a polarity switching circuit 5e, and the like connected to the output side of the rectifier 5a in the order shown in FIG.

【0015】前記直流−交流変換器5bは、図2に示す
ように、4個のFET(電界効果トランジスタ)Q1
1 、Q2 ,Q2 をブリッジの各辺に配置してスイッチ
ング回路を構成したもので、各FETQ1 ,Q1
2 ,Q2 のゲート端子Gとソース端子Sの間に適宜時
間差をおいて制御電圧信号e,e,e,eを印加する
と、図において対角線方向に並ぶ2組のFETQ1 ,Q
1 およびQ2 ,Q2 が交互に周期的にオン,オフ動作を
繰り返し、オンの動作時間に対応した大きさの高周波交
流電力を発生するようになっている。
As shown in FIG. 2, the DC / AC converter 5b includes four FETs (field effect transistors) Q 1 ,
Q 1, the Q 2, Q 2 disposed on each side of the bridge obtained by a switching circuit, each FETs Q 1, Q 1,
Q 2, Q 2 of the control voltage signal e at appropriate time difference between the gate terminal G and source terminal S, e, e, is applied to e, 2 sets of FETQ arranged in diagonal direction in FIG. 1, Q
1 and Q 2 and Q 2 are alternately turned on and off periodically to generate high frequency AC power of a magnitude corresponding to the ON operation time.

【0016】前記極性切替回路5eは、前記直流−交流
変換器5bと同じ構成であるが、前記放電灯6のチラツ
キを防止するため、FETのオフ状態にある時間がきわ
めて短くなるように動作する点、およびオン,オフ動作
の周期が放電灯の仕様周波数(通常は50〜60ヘル
ツ)に一致するように駆動される点が相違しており、こ
のFETのオン,オフ動作は、例えばマルチバイブレー
ターを使用した前記電力検出装置8の一部を構成する切
替信号発生器8aによって一定周波数に制御される。
The polarity switching circuit 5e has the same structure as the DC-AC converter 5b, but operates so that the time during which the FET is off is extremely short in order to prevent flickering of the discharge lamp 6. The difference is that it is driven so that the cycle of on / off operation matches the specified frequency of the discharge lamp (normally 50 to 60 hertz). The on / off operation of this FET is, for example, a multivibrator. Is controlled by the switching signal generator 8a which constitutes a part of the power detection device 8 using

【0017】従って、電力制御を行った際、前記直流−
交流変換器5bの出力電力の波形は時間軸方向に大きく
変化するが、前記極性切替回路5eの出力電力の波形は
時間軸方向に変化を生じない。
Therefore, when the power control is performed, the DC-
Although the waveform of the output power of the AC converter 5b changes greatly in the time axis direction, the waveform of the output power of the polarity switching circuit 5e does not change in the time axis direction.

【0018】前記照度検出装置7は、支持具6aを介し
て先端部7a′を放電灯6の近傍に配置した光ファイバ
ー7aと、この光ファイバー7aの末端部7a″に接続
した光電変換回路7b等によって構成されており、前記
光ファイバー7aの先端部7a′には、放電灯6による
光ファイバーの焼損を防止するため、図4に示すよう
に、棒状の石英ガラス10が取り付けられている。な
お、図中の11は光ファイバー7aと石英ガラス10を
連結するためのカップラーである。
The illuminance detecting device 7 includes an optical fiber 7a having a tip portion 7a 'disposed near the discharge lamp 6 via a support 6a, and a photoelectric conversion circuit 7b connected to a terminal portion 7a "of the optical fiber 7a. 4, a rod-shaped quartz glass 10 is attached to the tip end portion 7a 'of the optical fiber 7a in order to prevent the optical fiber from being burned by the discharge lamp 6. As shown in FIG. Reference numeral 11 is a coupler for connecting the optical fiber 7a and the quartz glass 10.

【0019】光電変換回路7bは、図5に示すように、
光ファイバー7aの末端部7a″から放射された光を受
け取って拡散する拡散レンズ7b1 と、拡散板7b
2 と、所定の波長の光だけを透過させるフィルター7b
3 と、受光した光を電流信号S6に変換する光電変換素
子7b4 と、前記電流信号S6 を照度信号S5 に変換す
る増幅器7b5 等によって構成されている。なお、ここ
には図示していないが、フィルター7b3 を交換できる
ように構成しておくと、光電変換回路全体を取り換える
ことなく、種々の波長の放電灯に適用することができ、
好都合である。
The photoelectric conversion circuit 7b, as shown in FIG.
A diffusing lens 7b 1 for receiving and diffusing light emitted from the end portion 7a ″ of the optical fiber 7a, and a diffusing plate 7b.
2 and a filter 7b that transmits only light of a predetermined wavelength
3, a photoelectric conversion element 7b 4 for converting the received light into a current signal S 6, is constituted by an amplifier 7b 5 for converting the current signal S 6 to the luminance signal S 5. Although not shown here, if the filter 7b 3 is configured to be replaceable, it can be applied to discharge lamps of various wavelengths without replacing the entire photoelectric conversion circuit,
It is convenient.

【0020】前記電力検出装置8は、電流電圧検出回路
8bと、この電流電圧検出回路8bから送出された交流
電流信号S7 を直流電流信号S3 に変換する帰還信号極
性切替回路8cと、電流電圧検出回路8bから送出され
た交流電圧信号S8 を直流電圧信号S4 に変換する帰還
信号極性切替回路8dと、前記帰還信号切替回路8c,
8dの極性切替動作と前記極性切替回路5eの極性切替
動作を同期化するための切替信号発生器8a等によって
構成されており、この切替信号発生器8aはすでに述べ
たように所定の周波数で作動するマルチバイブレーター
を利用して構成されている。
The power detection device 8 includes a current / voltage detection circuit 8b, a feedback signal polarity switching circuit 8c for converting the alternating current signal S 7 sent from the current / voltage detection circuit 8b into a direct current signal S 3 , and a current. A feedback signal polarity switching circuit 8d for converting the AC voltage signal S 8 sent from the voltage detection circuit 8b into a DC voltage signal S 4 , and the feedback signal switching circuit 8c,
It is composed of a switching signal generator 8a for synchronizing the polarity switching operation of 8d and the polarity switching operation of the polarity switching circuit 5e, and the switching signal generator 8a operates at a predetermined frequency as already described. It is configured by using a multi-vibrator.

【0021】帰還信号極性切替回路8cは、図3に示す
ように、前記電流電圧検出回路8bが検出した交流電流
信号S7 を増幅する増幅器8c1 と、この増幅器8c1
の出力信号を受け入れてその極性を反転する反転器8c
2 と、前記切替信号発生器8aが送出した切替信号を受
け入れて、交互に開閉動作を行うスイッチング素子a,
bを有するスイッチ回路8c3 等によって構成されてお
り、一方のスイッチング素子aは増幅器8c1 の出力側
に、また、他方のスイッチング素子bは反転器8c2
出力側に接続されている。なお、帰還信号極性切替回路
8dも前記帰還信号極性切替回路8cと同様に構成され
ている。
The feedback signal polarity switching circuit 8c, as shown in FIG. 3, an amplifier 8c 1 for amplifying the alternating current signal S 7 that the current voltage detection circuit 8b detects, this amplifier 8c 1
Inverter 8c for receiving the output signal of and reversing its polarity
2 and a switching element a which receives the switching signal sent from the switching signal generator 8a and alternately performs the opening / closing operation.
It is constituted by a switch circuit 8c 3 having b, etc., one switching element a is connected to the output side of the amplifier 8c 1 , and the other switching element b is connected to the output side of the inverter 8c 2 . The feedback signal polarity switching circuit 8d has the same structure as the feedback signal polarity switching circuit 8c.

【0022】前記帰還信号極性切替回路8cは次のよう
に動作する。すなわち、帰還信号極性切替回路8cへの
入力信号S7 の波形がプラスの極性をもっている場合
は、増幅器8c1 で増幅された信号はスイッチ回路8c
3 の閉状態にある一方のスイッチング素子aを通過す
る。また、入力信号S7 の波形がマイナスの極性をもっ
ている場合は、増幅器8c1 で増幅された信号は反転器
8c2 を通って極性がプラスに変換された後、他方のス
イッチング素子bが導通しているときに(図示せず)、
帰還信号極性切替回路8cの出力端に到達する。前記帰
還信号極性切替回路8dも同様に作動する。このように
して、各帰還信号極性切替回路8c,8dから送出され
た、直流電流信号S3 および直流電圧信号S4 は前記電
力制御装置9に入力する。
The feedback signal polarity switching circuit 8c operates as follows. That is, when the waveform of the input signal S 7 to the feedback signal polarity switching circuit 8c has a positive polarity, the signal amplified by the amplifier 8c 1 is the switching circuit 8c.
It passes through one switching element a in the closed state of 3 . When the waveform of the input signal S 7 has a negative polarity, the signal amplified by the amplifier 8c 1 passes through the inverter 8c 2 and is converted into a positive polarity, and then the other switching element b becomes conductive. (Not shown),
The output terminal of the feedback signal polarity switching circuit 8c is reached. The feedback signal polarity switching circuit 8d operates similarly. In this manner, the DC current signal S 3 and the DC voltage signal S 4 sent from the feedback signal polarity switching circuits 8c and 8d are input to the power control device 9.

【0023】この際、前記切替信号発生器8aが前記極
性切替回路5eおよび帰還信号極性切替回路8c,8d
の双方を同時に極性切替動作するので、波形の正負に係
わりなく交流信号が円滑に直流信号に変換される。
At this time, the switching signal generator 8a controls the polarity switching circuit 5e and the feedback signal polarity switching circuits 8c and 8d.
Since both of them are simultaneously switched in polarity, an AC signal can be smoothly converted into a DC signal regardless of whether the waveform is positive or negative.

【0024】前記電力制御装置9は、前記照度検出装置
7および電力検出装置8から送出された各信号S5 ,S
3 ,S4 を受け入れて、所要の操作信号Aを出力する演
算部9aと、前記操作信号Aに対応したパルス幅のパル
スPを周期的に出力するパルス幅変調部9bと、このパ
ルス幅変調器9bからパルス幅が変調されて周期的に出
力されるパルスPを制御信号eに変えて前記直流−交流
変換器5bを構成する各FETQ1 ,Q1 ,Q2 ,Q2
に分配して印加するドライバー9cなどによって構成さ
れている。
The power control device 9 controls the signals S 5 , S sent from the illuminance detection device 7 and the power detection device 8.
3, the accept S 4, a calculation section 9a outputs the required operation signal A, and the pulse width modulation portion 9b a pulse P of the pulse width periodically output corresponding to the operation signal A, the pulse width modulation the DC to change the pulse P having a pulse width from the vessel 9b is output is modulated periodically to the control signal e - the FETs Q 1 constituting the AC converter 5b, Q 1, Q 2, Q 2
It is configured by a driver 9c for distributing and applying to the.

【0025】前記演算部9aは、図1に示すように、照
度信号S5 の変化に対応して出力電圧が変化する第1の
演算増幅器9a1 と、直流電流信号S3 および直流電圧
信号S4 を掛け算する乗算器9a2 と、前記第1の演算
増幅器9a1 の出力電圧V1および乗算器9a2 の出力
電圧V2 が共に印加され、その変化に対応して出力電圧
3 が変化する第2の演算増幅器9a3 等によって構成
されており、前記第1の演算増幅器9a1 の反転入力端
子には照度設定のための基準電圧V01が、また第2の演
算増幅器9a3 の非反転入力端子には電力設定のための
基準電圧V02がそれぞれ印加されている。
As shown in FIG. 1, the arithmetic unit 9a includes a first operational amplifier 9a 1 whose output voltage changes in response to a change in the illuminance signal S 5 , a DC current signal S 3 and a DC voltage signal S. A multiplier 9a 2 for multiplying by 4 , an output voltage V 1 of the first operational amplifier 9a 1 and an output voltage V 2 of the multiplier 9a 2 are both applied, and the output voltage V 3 changes in response to the change. A second operational amplifier 9a 3 and the like, and a reference voltage V 01 for illuminance setting is applied to the inverting input terminal of the first operational amplifier 9a 1 and a second operational amplifier 9a 3 A reference voltage V 02 for power setting is applied to each inverting input terminal.

【0026】なお、前記基準電圧V01は、照度信号S5
が設定照度に対応する大きさの信号であったときに、第
1の演算増幅器9a1 の出力電圧がゼロになるように、
また前記V02は、第1の演算増幅器9a1 の出力電圧が
ゼロであり、かつ、前記乗算器9a2 の出力電圧V
2 が、設定照度に対応する前記電源装置5の出力電圧に
相当する大きさのときに、第2の演算増幅器9a3 の出
力電圧がゼロになるように設定されている。
The reference voltage V 01 is the illuminance signal S 5
So that the output voltage of the first operational amplifier 9a 1 becomes zero,
The output voltage V 02 of the first operational amplifier 9a 1 is zero and the output voltage V 2 of the multiplier 9a 2 is V 02.
When 2 is a magnitude corresponding to the output voltage of the power supply device 5 corresponding to the set illuminance, the output voltage of the second operational amplifier 9a 3 is set to zero.

【0027】従って、例えば前記極性切替回路5eを構
成するFETの特性が変化して電源装置5の出力波形に
歪みを生じた場合等、電源装置5の動作に異状を生じた
場合、この異状は電流電圧検出回路8bおよび前記第2
の演算増幅器9a3 によって修復される(詳細は特願平
4−364828号を参照)。
Therefore, when an abnormality occurs in the operation of the power supply device 5, for example, when the characteristics of the FET constituting the polarity switching circuit 5e is changed and the output waveform of the power supply device 5 is distorted, this abnormality is generated. Current-voltage detection circuit 8b and the second
It is repaired by the operational amplifier 9a 3 (see Japanese Patent Application No. 4-364828 for details).

【0028】次に、この実施例の放電灯点灯装置の動作
について説明する。いま、設定照度に対して比較的大出
力の放電灯を使用したため、照度信号S5 が照度設定の
ための基準電圧V01より大きかった場合について説明す
ると、前記第1の演算増幅器9a1 の出力電圧V1 はプ
ラスの電圧となり、前記乗算器9a2 の出力電圧V2
順方向の電圧になるので、第2の演算増幅器9a3 の出
力電圧V3 、すなわち操作信号Aが減少する。従って、
パルス幅変調部9bの出力パルスPのパルス幅が狭くな
る。
Next, the operation of the discharge lamp lighting device of this embodiment will be described. Now, since a discharge lamp having a relatively large output with respect to the set illuminance is used, the case where the illuminance signal S 5 is larger than the reference voltage V 01 for the illuminance setting will be described. The output of the first operational amplifier 9a 1 will be described. voltages V 1 becomes a positive voltage, since the multiplier 9a second output voltage V 2 and the forward voltage, the second operational amplifier 9a 3 of the output voltage V 3, i.e. the operation signal a is decreased. Therefore,
The pulse width of the output pulse P of the pulse width modulator 9b becomes narrow.

【0029】この動作によって、前記直流−交流変換器
5bの出力電力、および極性切替回路5eの入力側の直
流電圧が減少し、前記電源装置5の出力電力も減少す
る。従って、照度が低下し、照度信号S5 が前記基準電
圧V01に接近した状態で平衡すると同時に、第2の演算
増幅器9a3 では入力信号が前記基準電圧V02と平衡状
態になる。
By this operation, the output power of the DC / AC converter 5b and the DC voltage on the input side of the polarity switching circuit 5e are reduced, and the output power of the power supply device 5 is also reduced. Therefore, the illuminance is lowered and the illuminance signal S 5 is balanced in the state of approaching the reference voltage V 01 , and at the same time, the input signal of the second operational amplifier 9a 3 is balanced with the reference voltage V 02 .

【0030】なお、前記平衡状態に到達する際、前記電
源装置5内の異状によって設定照度に対応した電力が得
られなかった場合は、前記乗算器9a2 の出力電圧と前
記基準電圧V02とが平衡状態に達するまで出力パルスP
のパルス幅が増大し、電源装置5は不足した電力をカバ
ーするように出力電力を増大させ、所定の照度を実現さ
せる。
When the equilibrium state is reached, if the power corresponding to the set illuminance is not obtained due to the abnormality in the power supply device 5, the output voltage of the multiplier 9a 2 and the reference voltage V 02 Output pulse P until the equilibrium state is reached
Pulse width increases, the power supply device 5 increases the output power so as to cover the insufficient power, and realizes a predetermined illuminance.

【0031】また、後述するように放電灯の劣化によっ
て照度が不足したとき、放電灯の入力電力を増加させる
が、この入力電力が前記第2の演算増幅器9a3 の基準
電圧V02より大きくなると、操作信号Aの値が減少する
ので、前記入力電力が放電灯の許容入力を越えることが
なく、放電灯の破損が防止される。
As will be described later, when the illuminance is insufficient due to deterioration of the discharge lamp, the input power of the discharge lamp is increased, but when this input power becomes larger than the reference voltage V 02 of the second operational amplifier 9a 3. Since the value of the operation signal A decreases, the input power does not exceed the allowable input of the discharge lamp, and damage to the discharge lamp is prevented.

【0032】以上に述べたように、放電灯への電力制御
を行った際、前記直流−交流変換器5bの出力波形は時
間軸方向に変化するが、前記極性切替回路5eの出力波
形は時間軸方向に変化しないので、前記放電灯6の入力
電力を大幅に制限することが可能になり、発明者の行っ
た実験によると、最大供給電力の15%まで供給電力を
制限してもチラツキ現象を生じないことが判明した。
As described above, when the electric power to the discharge lamp is controlled, the output waveform of the DC-AC converter 5b changes in the time axis direction, but the output waveform of the polarity switching circuit 5e changes with time. Since it does not change in the axial direction, it becomes possible to significantly limit the input power of the discharge lamp 6, and according to an experiment conducted by the inventor, even if the power supply is limited to 15% of the maximum power supply, the flicker phenomenon occurs. It turned out that no.

【0033】また、この実施例の別の動作、すなわち長
時間の使用によって放電灯の輝度が低下した場合につい
て検討すると、前記第1の演算増幅器9a1 の出力電圧
はマイナスとなり、前記乗算器9a2 の出力電圧と逆方
向の電圧になるので、第2の演算増幅器9a3 の出力電
圧が上昇し、パルス幅の広いパルスPが前記直流−交流
変換器5bに送られる。従って、前記電源装置5の出力
電力が増大し、所定の照度を実現することができる。
Considering another operation of this embodiment, that is, a case where the brightness of the discharge lamp is lowered due to long-term use, the output voltage of the first operational amplifier 9a 1 becomes negative and the multiplier 9a. since the second output voltage and a reverse voltage, the output voltage of the second operational amplifier 9a 3 rises, wide pulse P having a pulse width of the DC - sent to AC converter 5b. Therefore, the output power of the power supply device 5 is increased and a predetermined illuminance can be realized.

【0034】前述した2様の動作を応用すると放電灯の
寿命を延長することが可能になる。すなわち、出力に余
裕のある放電灯を使用し、当初は放電灯への供給電力を
制限し、放電灯の輝度が低下するのに従って供給電力を
増大すると、長時間に渡り、一定照度の露光を行うこと
ができる。
By applying the above-mentioned two operations, it becomes possible to extend the life of the discharge lamp. That is, using a discharge lamp with a sufficient output, limiting the power supplied to the discharge lamp at the beginning, and increasing the power supplied as the brightness of the discharge lamp decreases, exposure with constant illuminance can be performed for a long time. It can be carried out.

【0035】従来は放電灯への供給電力を大幅に制限で
きないため、前記のごとき使用法を採用することができ
ず、放電灯の輝度が或る程度、低下すると新しい放電灯
に交換する必要があったが、この実施例の放電灯点灯装
置によると、放電灯を長時間使用できるので、経済的に
有利である。
Conventionally, since the electric power supplied to the discharge lamp cannot be significantly limited, the above-described usage cannot be adopted, and when the brightness of the discharge lamp decreases to some extent, it is necessary to replace it with a new discharge lamp. However, the discharge lamp lighting device of this embodiment is economically advantageous because the discharge lamp can be used for a long time.

【0036】なお、この発明は前述の実施例にのみ限定
されるものではなく、例えば、光ファイバーの支持具を
水ジャケット構造にして放電灯を液体冷却するようにし
てもよいこと(詳細は実願平4−54645号参照)
等、その他この発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の
変更を加え得るということは勿論である。
It should be noted that the present invention is not limited to the above-mentioned embodiment, and for example, the support of the optical fiber may have a water jacket structure so as to liquid-cool the discharge lamp (details are actually applied). (See flat 4-54645)
It goes without saying that various changes can be made without departing from the scope of the present invention.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上に述べたごとく、この発明は次の優
れた効果を発揮する。 (1) 極性切替回路の切替周波数は一定であり、また、放
電休止時間を短く設定できるので、放電灯への入力電力
を制御しても、点灯中にチラツキ現象を生ずるおそれが
ない。従って、照度の制御範囲を著しく拡大することが
できる。すなわち、従来は入力電力が最大供給電力の5
0〜60%になるとチラツキ現象を生じたが、この発明
によると入力電力を定格電力の15%まで低減してもチ
ラツキ現象を生ずることがない。
As described above, the present invention exhibits the following excellent effects. (1) Since the switching frequency of the polarity switching circuit is constant and the discharge pause time can be set to be short, even if the input power to the discharge lamp is controlled, there is no risk of flickering during lighting. Therefore, the illuminance control range can be significantly expanded. In other words, conventionally, the input power is 5
The flicker phenomenon occurred at 0 to 60%, but according to the present invention, the flicker phenomenon does not occur even if the input power is reduced to 15% of the rated power.

【0038】(2) 前記(1) 項の結果、放電灯の寿命を著
しく延長することが可能になると共に、同一の放電灯点
灯装置を用いて各種出力の放電灯を点灯することができ
る。
(2) As a result of the above item (1), the life of the discharge lamp can be remarkably extended, and discharge lamps of various outputs can be lit by using the same discharge lamp lighting device.

【0039】(3) 照度検出装置の光電変換回路を放電灯
から離隔配置したので、照度検出装置内にノイズを生ず
ることがなく、電力制御装置の作動が確実である。
(3) Since the photoelectric conversion circuit of the illuminance detecting device is arranged apart from the discharge lamp, noise does not occur in the illuminance detecting device and the operation of the power control device is reliable.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明の第1の実施例のブロック図を横長に
示したものである。
FIG. 1 is a horizontally long block diagram of a first embodiment of the present invention.

【図2】第1図における直流−交流変換器の回路図であ
る。
FIG. 2 is a circuit diagram of the DC-AC converter in FIG.

【図3】第1図における帰還信号極性切替回路を示す図
である。
3 is a diagram showing a feedback signal polarity switching circuit in FIG.

【図4】図1におけるIV部の拡大断面図である。FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of section IV in FIG.

【図5】図1における光電変換回路を示す図である。5 is a diagram showing a photoelectric conversion circuit in FIG.

【図6】従来の放電灯点灯装置のブロック図である。FIG. 6 is a block diagram of a conventional discharge lamp lighting device.

【図7】図6における照度検出回路と電力制御回路の構
成を示す回路図である。
7 is a circuit diagram showing a configuration of an illuminance detection circuit and a power control circuit in FIG.

【図8】図6に示すスイッチ回路の作用を説明する図で
ある。
FIG. 8 is a diagram illustrating an operation of the switch circuit shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

5 電源装置 5a 整流器 5b 直流−交流変換器 5c トランス 5d 整流器 5e 極性切替回路 6 放電灯 6a 支持具 7 照度検出装置 7a 光ファイバー 7b 光電変換回路 7b1 拡散レンズ 7b2 拡散板 7b3 フィルター 7b4 光電変換素子 7b5 増幅器 8 電力検出装置 8a 切替信号発生器 8b 電流電圧検出回路 8c 帰還信号極性切替回路 8c1 増幅器 8c2 反転器 8c3 スイッチ回路 8d 帰還信号極性切替回路 9 電力制御装置 9a 演算部 9a1 第1の演算増幅器 9a2 乗算器 9a3 第2の演算増幅器 9b パルス幅変調部 9c ドライバー 10 棒状の石英ガラス 11 カップラー5 Power Supply Device 5a Rectifier 5b DC-AC Converter 5c Transformer 5d Rectifier 5e Polarity Switching Circuit 6 Discharge Lamp 6a Supporting Device 7 Illuminance Detection Device 7a Optical Fiber 7b Photoelectric Conversion Circuit 7b 1 Diffusing Lens 7b 2 Diffuser 7b 3 Filter 7b 4 Photoelectric Conversion Element 7b 5 Amplifier 8 Power detection device 8a Switching signal generator 8b Current voltage detection circuit 8c Feedback signal polarity switching circuit 8c 1 Amplifier 8c 2 Inverter 8c 3 Switch circuit 8d Feedback signal polarity switching circuit 9 Power control device 9a Arithmetic unit 9a 1 First operational amplifier 9a 2 Multiplier 9a 3 Second operational amplifier 9b Pulse width modulation unit 9c Driver 10 Rod-shaped quartz glass 11 Coupler

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 商用交流電力を整流したのちパルス幅制
御型の直流−交流変換器を介して高周波電力に変換し、
更に高周波電力を整流したのち極性切替回路を介して矩
形波交流電力に変換する電源装置と、この電源装置に接
続した放電灯の輝度を検出して電気信号を出力する照度
検出装置と、前記電源装置の出力側の電気的状態を検出
して電気信号を出力する電力検出装置と、 前記照度検出装置と電力検出装置とから送られた電気信
号に基づいて設定照度および設定電力に対応するパルス
幅のパルスを発生し、このパルスを前記直流−交流変換
器に帰還させる電力制御装置とを備えたことを特徴とす
る放電灯点灯装置。
1. A commercial AC power is rectified and then converted to high frequency power via a pulse width control type DC-AC converter,
A power supply device that further rectifies the high-frequency power and then converts it into rectangular-wave AC power via a polarity switching circuit, an illuminance detection device that detects the brightness of a discharge lamp connected to this power supply device, and outputs an electric signal, and the power supply. A power detection device that detects an electrical state on the output side of the device and outputs an electrical signal, and a pulse width corresponding to the set illuminance and the set power based on the electrical signal sent from the illuminance detection device and the power detection device. And a power control device for feeding back the pulse to the DC-AC converter, the discharge lamp lighting device.
【請求項2】 前記照度検出装置が、先端部を放電灯の
近傍に配置した光ファイバーと、この光ファイバーを通
して受光した光を光電変換して電気信号を出力する光電
変換回路とを備え、この光電変換回路を放電灯から離隔
して配置したことを特徴とする請求項1に記載の放電灯
点灯装置。
2. The illuminance detection device includes an optical fiber whose tip is disposed in the vicinity of a discharge lamp, and a photoelectric conversion circuit that photoelectrically converts the light received through the optical fiber and outputs an electric signal. The discharge lamp lighting device according to claim 1, wherein the circuit is arranged apart from the discharge lamp.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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