(57)【要約】本発明は、蛍光管、とりわけＴ５蛍光管を省エネ動作させるための省エネ動作方法及び装置に関する。第一の動作モードにおいては、蛍光管の第一の端の所の第一の白熱フィラメントに第一の熱電流が供給される。更に、この第一の動作モードにおいては、蛍光管の第一の端とは反対側の第二の端の所の第二の白熱フィラメントに第二の熱電流が供給される。この第二の白熱フィラメントは省エネ回路に接続される。第二の動作モードにおいては、第一白熱フィラメントへの第一の熱電流の供給、及び第二の白熱フィラメントへの第二の熱電流の供給は中断される。電子回路内には、第一及び第二の動作モードを通じて、第二の白熱フィラメントの動作パラメータを監視するための監視手段が設けられる。電子回路は、こうして監視されている動作パラメータに応答して、第一の白熱フィラメントへの第一の熱電流の供給の時間期間に依存して、第二の白熱フィラメントへの第二の熱電流の供給の時間期間を制御する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蛍光管（１）を省エネ動作させるための方法であって、
第一の動作モードにおいて、前記蛍光管（１）の第一の端の所に配置された省エネ電子回路（１６）に接続されている第一の白熱フィラメント（３２）に第一の熱電流を供給するステップと、
前記蛍光管（１）の前記第一の端とは反対側の、前記省エネ電子回路（１６）とは離れた所に配置された電子回路（３８）に接続されている第二の白熱フィラメント（３３）に第二の熱電流を供給するステップと、
第二の動作モードにおいて、それぞれ、前記第一の白熱フィラメント（３２）への熱電流の供給、及び前記第二の白熱フィラメント（３３）への前記第二の熱電流の供給を中断するステップとを含み、
前記第一と第二の動作モードにおいて、前記第二の白熱フィラメント（３３）の動作パラメータが、前記電子回路（３８）内に含まれる監視回路によって監視され、前記電子回路（３８）を介して前記第二の白熱フィラメント（３３）への前記第二の熱電流の供給の時間期間が、前記監視されている動作パラメータに応答して、前記第一の白熱フィラメント（３２）への前記第一の熱電流の供給の時間期間に依存して制御される、ことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記第二の白熱フィラメント（３３）の監視される動作パラメータが前記第二の白熱フィラメント（３３）の所の周波数に依存する維持電圧から成る、ことを特徴とする請求項1記載の方法。
【請求項３】
前記維持電圧の周波数を監視するために共振回路（４３、６１）内に誘導される周波数に依存する電圧が利用される、ことを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記第一の動作モードにおいて、前記蛍光管（１）がディミングモードにて動作される、ことを特徴とする請求項1から３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
蛍光管（１）、とりわけＴ５蛍光管を、省エネ動作するための装置であって、
前記蛍光管（１）の第一の端に配置された、第一の白熱フィラメント（３２）への第一の熱電流の供給を制御するために第一の白熱フィラメント（３２）に接続されるように適合化された省エネ電子回路（１６）と、
前記蛍光管（１）の前記第一の端とは反対側の、前記省エネ電子回路（１６）とは離れた所に配置された、第二の白熱フィラメント３３への第二の熱電流の供給を制御するために第二の白熱フィラメント（３３）に接続されるように適合化された電子回路（３８）とを備え、
前記電子回路（３８）が前記第二の白熱フィラメント（３３）の動作パラメータを監視するための監視手段を含み、この電子回路（３８）を介して、前記第二の熱電流の前記第二の白熱フィラメント（３３）への供給のスイッチオン・スイッチオフが、前記監視されている動作パラメータに応答して、前記第一の熱電流の前記白熱フィラメント（３２）への供給のスイッチオン・スイッチオフに依存して制御される、ことを特徴とする装置。
【請求項６】
前記監視手段が、前記第二の白熱フィラメント（３３）に供給される維持電圧の周波数を監視するための手段を備える、ことを特徴とする請求項５記載の装置。
【請求項７】
前記第二の白熱フィラメントに供給される前記維持電圧の周波数を監視するための手段が共振回路（４３、６１）を含む、ことを特徴とする請求項６記載の装置。
【請求項８】
蛍光管（１）の白熱フィラメント（３３）に接続するための装置であって、
前記白熱フィラメント（３３）への熱電流の供給を動作モードに依存して制御するための電子回路（３８）を備え、この電子回路（３８）が前記白熱フィラメント（３３）の所の維持電圧の周波数を監視するための監視手段を備え、この電子回路（３８）を介して、前記白熱フィラメント（３３）への前記熱電流の供給が、前記監視されている周波数に応答して、第一の動作モードにおいてはスイッチオンされ、第二の動作モードにおいては中断される、ことを特徴とする装置。
【請求項９】
請求項１乃至４のいずれかに記載の方法、或いは請求項５乃至７のいずれかに記載の装置、或いは請求項８記載の装置を、Ｔ５白熱管の省エネ動作のために使用する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蛍光管、とりわけＴ５蛍光管を省エネ動作させるための省エネ動作方法及び装置に係る。
【背景技術】
【０００２】
今日、Ｔ５蛍光管を、Ｔ８蛍光管用に製造されたホルダ内で動作させることがしばしば行なわれているが、これは、旧式のＴ８蛍光管用の現存のランプホルダが、新式のＴ５蛍光管のために用いられていることを意味する。このためには、より短かなＴ５蛍光管とより長いＴ８蛍光管との管の長さの差を補償するために、Ｔ５蛍光管の第一の端の所には第一のアダプタが配置され、Ｔ５蛍光管の第二の端の所には第二のアダプタが配置される。この第二のアダプタの所には蛍光管を省エネ動作させるために電子バラスト手段（electronic ballast means, EVG）が配置される。電子バラスト手段（EVG）は、省エネ動作を達成させるために、高周波電圧を生成するとともに、Ｔ５蛍光管が点灯（ignition）される前、及びディミングモード（dimming mode）の際に、Ｔ５蛍光管の両端の所に取り付けられた白熱フィラメント（incandescent filament）を予熱（preheating）するために供給される熱電流（heat current）のスイッチオン・スイッチオフを制御する。Ｔ５蛍光管を最適に動作させるためには、熱電流をＴ５蛍光管の両端の所に配置された白熱フィラメントに同時に供給することが要求される。第二のアダプタの所に配置された電子回路によって、Ｔ５蛍光管の第一の端の所の白熱フィラメントへの熱電流の供給が制御される。他端においてはこのタスクは電子バラスト手段によって達成される。
【０００３】
国際特許出願PCT/DE01/04139によると、Ｔ５蛍光管の両端の所の熱電流のスイッチオン・スイッチオフを同期させるために、電子バラスト手段から電子回路に向けて、とりわけ赤外スペクトルレンジの光信号が光学的に伝送されるか、或いは追加の信号線を通じて送られる。光信号を伝送する方式の短所は、光路がほこりや粒子等によって妨害されることがあることである。他方、追加の信号線を用いる方式では、信号線を張ることが必要となり、このためには、追加のコストが発生し、これも短所である。
【発明の開示】
【０００４】
本発明の一つの目的は、蛍光管の白熱フィラメントの熱電流を、望ましくない外部からの影響を受けることなく制御できるようにすることで、蛍光管、とりわけＴ５蛍光管を省エネ動作させるための改善された方法及び改善された装置を提供することにある。
【０００５】
本発明によると、この目的が、独立請求項１に記載の方法、及び独立請求項５及び８に記載の装置によって達成される。
【０００６】
一つの本質的な概念として、本発明においては、蛍光管の第一の端の所の白熱フィラメントの動作パラメータが監視される。蛍光管の第二の端の所には第二の白熱フィラメントが存在するが、蛍光管の第二の端の所には、電子バラスト手段（EVG）が配置される。上述の動作パラメータの監視は電子回路内に含まれる監視手段によって達成され、電子回路は、第一の端の所の白熱フィラメントに対する熱電流のスイッチオフ・スイッチオンをこうして監視されている動作パラメータに応答して制御する。従来の技術による場合のように電子回路と省エネ手段との間で、光伝送路或いは信号線を介して信号が交換されることはない。このため、蛍光管の動作の最中に、省エネ手段と電子回路間の信号の伝送を妨害するような状況が発生し、このために、第一の端の所の白熱フィラメントへの熱電流の供給の自動制御が正常にしなくなるようなことはなくなる。こうして、例えば、水分やほこり等のために蛍光管或いは関連する構成部品上に堆積物が形成され、光信号の伝送が妨害されるような状況下においても、蛍光管を確実に省エネ動作させることが可能となるり、省エネ手段の適用分野も広がる。
【０００７】
省エネ手段に接続されてない方の白熱フィラメントの動作パラメータを監視することで、省エネ手段に接続されている方の白熱フィラメントへの熱電流の供給のスイッチオン・スイッチオフのタイミング、及びこの白熱フィラメントに供給される熱電流持続期間を制御することが可能となる。こうして、２つの白熱フィラメントに各々の熱電流を時間的に互いにずらして供給したり、或いは、同時に供給したりすることが可能となる。これは、熱電流のスイッチオンと、スイッチオフの両方について適用する。
【０００８】
電子回路の監視手段によって監視するのにとりわけ適する動作パラメータは、電子バラスト手段に接続されてない方の第二の白熱フィラメントの所の周波数に依存する維持電圧（maintaining voltage）である。
【０００９】
この周波数に依存する維持電流（frequency-dependent maintaining voltage）を利用して、共振回路内に周波数に依存する電圧が誘導され、この電圧が白熱フィラメントに対する熱電流のスイッチオン・スイッチオフの必要性の指標として用いられる。蛍光管がディミング（絞られた）モード（dimming mode）にて動作されている際は、維持電圧の周波数は、電子バラスト手段に接続されていない方の白熱フィラメントの所で変化する。この周波数の変化の結果として、共振回路内に誘導される電圧も変化し、この変化が、白熱フィラメントへの熱電流の供給を変化させるための制御信号として利用される。電子回路は、電子バラスト回路とは別個に形成され、白熱フィラメントに接続されるが、これは、白熱フィラメントの所の熱電流を、監視されている動作パラメータに応答して、自動的に制御するように設計される。
【００１０】
本発明による方法及び装置は、白熱フィラメントの動作パラメータを白熱フィラメントへの熱電流の供給を制御するための起点（starting base）として用いるが、これらは、Ｔ５蛍光管の省エネ性能（energy-saving performance）を向上させるため有効である。Ｔ５蛍光管が、もとは異なる蛍光管モデル、例えば、Ｔ８ランプ用に提供されたランプホルダ内で用いられる場合は、電子バラスト手段及び/或いは電子回路は、Ｔ５ランプを従来のホルダ内に保持する働きをするアダプタ内に組込んで用いられる。
【００１１】
以下では、本発明を、一つの実施例に基づいて、図面を参照しながら説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１は、最近のＴ５蛍光管（fluorecent tube）１を、第一のＴ８蛍光管ホルダ（fluorecent tube holder）２と第二のＴ８蛍光管ホルダ３との間で動作させるための構成を示す。第一及び第二のＴ８蛍光管ホルダ２、３は、おのおの、２つのコンセント４、５及び６、７を備える。Ｔ５蛍光管１の第一の端８と第一のＴ８蛍光管ホルダ２との間には第一のアダプタ９が配置される。Ｔ５蛍光管１の第二の端１０と第二のＴ８蛍光管ホルダ３との間には第二のアダプタ１１が配置される。第一のアダプタ９の、それぞれ、接続ピン（connecting pin）１２、１３は、電気を導くために、それぞれ、第一のＴ８蛍光管ホルダ２のコンセント４、５に接続される。同様に、第二のアダプタ１１の、それぞれ、接続ピン１４、１５は、電気を導くために、それぞれ、第二のＴ８蛍光管ホルダ３のコンセント６、７に接続される。第二のアダプタ１１の所には電子バラスト手段（electronic ballast means）１６が配置される。この電子バラスト手段１６の第一のコネクタソケット及び第二のコネクタソケット１９、２０は、２つの接続ケーブル（connecting cable）１７、１８によって、それぞれ、第二のアダプタ１１の接続ピン１４、１５に接続される。こうして、電子バラスト手段１６には、電圧が供給される。電子バラスト手段１６は、複数の電子コンポーネント２１、２２、２３を備えるが；これらの具体的な設計は、これらが、蛍光管の省エネ動作のために具体的にどのように適用されるかに依存して選択される。電子バラスト手段１６は、高周波信号を生成し、これは、第三のコネクタソケット２４と第四のコネクタソケット２５を通じ、２つのリード２６、２７を介して、第二のアダプタ１１の受けソケット（receiving socket）２８、２９に送られる。第一の白熱フィラメント（incandescent filament）３２は、この高周波信号に、Ｔ５蛍光管の第二の端１０の、受けソケット２８、２９内に配置された、コンタクトピン３０、３１を介して電気的に接続される。Ｔ５蛍光管１の第一の端８の所の第二の白熱フィラメント３３は、電子回路３８に、コンタクトピン３４、３５、及び第一のアダプタ９の対応するコンセント３６、３７を通じて接続される。同様に、電子回路３８も、第一のＴ８蛍光管ホルダ２の接続ピン１２、１３に接続される。Ｔ５蛍光管１のホット始動（hot start）、及びＴ５蛍光管１の滑らかなディミング（明かりを絞った）動作（smooth dimming operation）の両方において、第一の白熱フィラメント３２及び第二の白熱フィラメント３３は加熱されることが要求される。他方、明かりを絞られてない連続動作（undimmed continuous operation）の際には、第一の白熱フィラメント３２及び第二の白熱フィラメント３３は加熱されてはならない。第一の白熱フィラメント３２と第二の白熱フィラメント３３の同期の取れた加熱（synchronized heating）は、例えば、赤外線発光ダイオード３９から感光ダイオード４０に信号を送り、電子回路３８が、これに応答して、第二の白熱フィラメント３３を加熱したり、或いは加熱を停止したりするようにすることによって達成される。
【００１３】
図２は電子回路３８の一つの実施例を示す。図１におけるそれと類似の要素は類似の参照符号によって示される。Ｔ８蛍光管ホルダ２のレセプタクル４、５間のシステム電圧が電子回路３８の接続ピン１２、１３に供給される（図１参照）。これは、通常は、主電源からの２２０Ｖの交流から成る。
【００１４】
端子３６、３７に導電的に接続された第二の白熱フィラメント３３には、２つの反対に巻かれた半コイル（oppositely wound half-coil）４１、４２を通じて、熱電流（heat cirrent）が供給される。これら２つの半コイル４１、４２の巻線の向きが反対であるために、白熱コイル３３（図２には示されていない）の熱電流によって、第二のコイル４３内に電圧が誘導されることはない。第二のコイル４３内には、これら２つの半コイルの一方を流れる高周波ランプ電流（high frequency lamp current）によってのみ電圧が誘導される。この高周波ランプ電流は、２つの端子１２或いは１３の一方を通じてのみ出入りする。第二のコイル４３内に誘導された電圧は、ダイオード４４によって整流される。こうして誘導された直流によって充電コンデンサ（charging capacitor）４５が充電される。抵抗４６とコンデンサ４７はフィルタ手段として機能する。
【００１５】
この回路構成の点４８と４９の間で発生する電圧差は、抵抗５０と（図１の感光ダイオード４０と同一の）感光ダイオード５１との間の電圧降下によって測定され、これは感光ダイオード５１に当る光の量に依存する。点４８と４９との間の電圧の差は、電界効果トランジスタ５２のゲートとソース間の電圧の差に等しい。電界効果トランジスタ５２は自己ブロッキングエンドチャネル電界効果トランジスタ（self-blocking end channel field effect toransistor）から成り、熱を伝導するように搭載される。このトランジスタ５２はゲートとソース間の電圧差が約＋５Ｖとなると完全に導通する（connect through）。いったん導通すると、電界効果トランジスタ５２は、端子３６と３７の間の第二の白熱フィラメント３３（図２には示されていない）をブリッジ整流器（bridge rectifier）５３を通じて短絡させる。ツェナーダイオード５４、５５及び抵抗５６は電圧リミッタとして機能する。抵抗５７は、電界効果トランジスタ５２の動作点を決定する機能を有する。発光ダイオード５８と直列抵抗５９と一体となって、この回路が正しく動作しているか否かに関する光情報（optical information）を供給する。電界効果トランジスタ５２が過剰に加熱されている場合は、電界効果トランジスタ５２近傍に配置されたフューズ６０によって電流の供給が絶たれる。こうして、フューズ６０は温度を安全に保つ機能を有する。
【００１６】
図３は、Ｔ５蛍光管を省エネ動作させるための第二の構成を示す。図１に示される構成とは対照的に、第一のアダプタ９の所に設けられた電子回路３８と第二のアダプタ１１の所に設けられた電子バラスト手段１６との間に光信号伝送路は存在しない。第一のアダプタ９内の電子回路３８のタスク（仕事）は、必要とされたときに、Ｔ５蛍光管１の第二の白熱フィラメント３３に熱電流を供給することであるが、このタスクは、ここでは、図４に示されるような実施例の電子回路によって達成される。
【００１７】
図４は、図３に示す構成内で用いるために考案された電子回路３８の一つの実施例を詳細に示す。図２と図４において、同一の参照符号は類似の要素を示す。図４に示すように、コンデンサ６１が第二のコイル４３と並列に配置される。こうすることで、並列共振回路が得られるが、これは、ポイント６２と６３との間に、Ｔ５蛍光管１が最大の光量（maximum light quantity）を生成するときに対応するランプ電流の高周波の際に、最大電圧振幅が発生するように調節される。ディミングモード（dimming mode）においては、Ｔ５蛍光管を動作するための周波数はまださらなる増加を続ける。この状況においては、点６２と６３の間に発生する電圧の振幅（大きさ）は減少する。この電圧の振幅は、電界効果トランジスタ５２のゲートとソース間の電圧差に影響を及ぼす。こうして、この第二のコイル４３とコンデンサ６１によって形成される並列共振回路は、機能的に、図２による回路において設けられている感光ダイオード５１に取って代わる。更に、図４に示す電子回路は、電流が逆流するのを防止するダイオード６４及び６５を備える。他の点においては、図４による電子回路の機能は、図２との関連で上で説明した電子回路の機能と同一である。
【００１８】
蛍光管がオンされた時点では、Ｔ８蛍光管ホルダの入力の所にまだ高周波信号は存在せず、低周波の電流（５０Ｈｚの主電源からの電流）が、半コイル４１、４２内、及び端子３６、３７に接続された第二の白熱フィラメント３３に流れる。Ｔ５蛍光管の点灯（firing）されると、高周波電流が両方半のコイル４１、４２に流れる。結果として、コイル４３とコンデンサ６１によって形成される並列共振回路内に電圧が誘導される。充電コンデンサ４５が充電され、充電コンデンサ４５の所の電圧が抵抗４６及びコンデンサ４７を介して平滑化される。コンデンサ４７は、加えて、タイミング遅延器（timing delay）としても機能する。
【００１９】
並列共振回路内に電圧が誘導されると、結果として、電界効果トランジスタ５２のゲートとソース間に正の電圧差が発生する。このため、電界効果トランジスタ５２は導通し、端子３６と３７の間の第二の白熱フィラメント３３（図４には示されていない）をブリッジ整流器５３を介して短絡される。このため、電界効果トランジスタ５２が導通すると、もはや、端子３６、３７に接続された第二の白熱フィラメント３３に熱電流が流れることはなくなる。
【００２０】
ディミングレンジ内においては、周波数はＴ５蛍光管が動作される点まで上げられる。結果として、共振回路内に誘導される電圧は低下し、誘導電圧が低下すると、結果として、電界効果トランジスタ５２のゲートとソース間の電圧の差も低減する。ゲートとソースとの間の電圧の差が低下すると、電界効果トランジスタ５２は遮断される。この状態においては、第二の白熱フィラメント３３（図４には示されていない）は、もはやブリッジ整流器５３を介して短絡はされず、このため、熱電流が、再び、端子３６、３７に接続された第二の白熱フィラメント３３に流れる。この電界効果トランジスタを含むブランチには、白熱フィラメントの抵抗値の大きさ以内の抵抗値が割当てられる。熱電流の一部は電界効果トランジスタ５２に流れ、他の部分は白熱フィラメントに流れる。こうして、第二の白熱フィラメントに流れる熱電流は、電界効果トランジスタ５２に流れる電流が減少すると、増加する。
【００２１】
明細書、クレーム及び図面において開示されている本発明の特徴は、単独にて或いは任意の組合わせにて本発明を様々な形態にて実現するために重要である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】２つのＴ８蛍光管ホルダ内でのＴ５蛍光管の省エネ動作に対する構成を示す図である。
【図２】図１に示す構成内のＴ５蛍光管の電子バラスト手段からは遠い方の端の所の白熱フィラメントに対する熱電流を制御するための電子回路を示す図である。
【図３】２つのＴ８蛍光管ホルダ内でのＴ５蛍光管の省エネ動作に対するもう一つの構成を示す図である。
【図４】図３に示すもう一つの構成内のＴ５蛍光管の電子バラスト手段からは遠い方の端の所の白熱フィラメントに対する熱電流を制御するための電子回路を示す図である。
【符号の説明】
【００２３】
１  Ｔ５蛍光管
２  第一のＴ８蛍光管ホルダ
３  第二のＴ８蛍光管ホルダ
８  Ｔ５蛍光管の第一の端
１０  Ｔ５蛍光管の第二の端
１１  第二のアダプタ
１６  電子バラスト手段
３２  第一の白熱フィラメント
３３  第二の白熱フィラメント
３８  電子回路
３９  赤外線発光ダイオード
４０  感光ダイオード
【図２】
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【図４】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
2005502184.tif 000021
2005502184.tif 000022
2005502184.tif 000023
2005502184.tif 000024
2005502184.tif 000025
2005502184.tif 000026