JP2002184362A - 無電極放電ランプ装置および無電極放電ランプ - Google Patents
無電極放電ランプ装置および無電極放電ランプInfo
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- JP2002184362A JP2002184362A JP2000375746A JP2000375746A JP2002184362A JP 2002184362 A JP2002184362 A JP 2002184362A JP 2000375746 A JP2000375746 A JP 2000375746A JP 2000375746 A JP2000375746 A JP 2000375746A JP 2002184362 A JP2002184362 A JP 2002184362A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 点灯時に高内圧となる無電極放電ランプ装置
において、高圧プラズマ発光球を発光管壁から離すこと
によって、一般照明やキュアなどの用途に使用できる無
電極放電ランプ装置および無電極放電ランプを提供する
こと。 【解決手段】 透光性の材料からなる発光管内部に、該
発光管の管壁から離れて高圧プラズマ発光球を生じる封
入物を封入した無電極放電ランプと、該無電極放電ラン
プの外部より電磁エネルギーを該無電極放電ランプに供
給する電磁エネルギー供給手段と、該高圧プラズマ発光
球の位置を制御する手段とを具えたことを特徴とする無
電極放電ランプ装置とする。
において、高圧プラズマ発光球を発光管壁から離すこと
によって、一般照明やキュアなどの用途に使用できる無
電極放電ランプ装置および無電極放電ランプを提供する
こと。 【解決手段】 透光性の材料からなる発光管内部に、該
発光管の管壁から離れて高圧プラズマ発光球を生じる封
入物を封入した無電極放電ランプと、該無電極放電ラン
プの外部より電磁エネルギーを該無電極放電ランプに供
給する電磁エネルギー供給手段と、該高圧プラズマ発光
球の位置を制御する手段とを具えたことを特徴とする無
電極放電ランプ装置とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は無電極放電ランプ装
置および無電極放電ランプに関する。
置および無電極放電ランプに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、点灯時に高内圧となる無電極放電
ランプ装置は、電極が無く長寿命であり、また紫外線を
効率よく取り出せるという利点から一般照明用途やキュ
ア用UV光源用途に使用されてきている。しかし、従来の
無電極放電ランプ装置はアークが放電容器の管壁に沿
う、いわゆる管壁安定型の放電であり、熱負荷が放電容
器の管壁にかかるため強制的な冷却が必要であった。ま
た、アーク放電をランプ中心に絞ることができず、点光
源化が全く不可能であり、プロジェクター用等の高輝度
点光源としては使用できなかった。
ランプ装置は、電極が無く長寿命であり、また紫外線を
効率よく取り出せるという利点から一般照明用途やキュ
ア用UV光源用途に使用されてきている。しかし、従来の
無電極放電ランプ装置はアークが放電容器の管壁に沿
う、いわゆる管壁安定型の放電であり、熱負荷が放電容
器の管壁にかかるため強制的な冷却が必要であった。ま
た、アーク放電をランプ中心に絞ることができず、点光
源化が全く不可能であり、プロジェクター用等の高輝度
点光源としては使用できなかった。
【０００３】一方、特開昭６２−２４３２９５号公報に
は無電極蛍光ランプを使用した照明装置が開示されてい
る。これは、蛍光ランプなどの低圧放電の無電極放電ラ
ンプについての技術である。高周波電磁界の強度が小さ
いときは、発光域が小さく、高周波電磁界の強度を大き
くすると発光域が大きくなるという技術が開示されてい
る。ところが、点灯時に高内圧となる無電極放電ランプ
では、高周波電磁界の強度を本公報に記載の技術のよう
に単に大きくしたり小さくしても、そのランプの高圧プ
ラズマ発光領域を管壁から離してランプの発光管中央部
に集めるといったことは全く不可能であった。
は無電極蛍光ランプを使用した照明装置が開示されてい
る。これは、蛍光ランプなどの低圧放電の無電極放電ラ
ンプについての技術である。高周波電磁界の強度が小さ
いときは、発光域が小さく、高周波電磁界の強度を大き
くすると発光域が大きくなるという技術が開示されてい
る。ところが、点灯時に高内圧となる無電極放電ランプ
では、高周波電磁界の強度を本公報に記載の技術のよう
に単に大きくしたり小さくしても、そのランプの高圧プ
ラズマ発光領域を管壁から離してランプの発光管中央部
に集めるといったことは全く不可能であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明の目的
は、点灯時に高内圧となる無電極放電ランプ装置におい
て、高圧プラズマ発光球を発光管壁から離すことによっ
て、一般照明やキュア用ＵＶ光源用途に使用できる無電
極放電ランプ装置および無電極放電ランプを提供するこ
とにある。点灯時の高内圧とは２×１０4Ｐａ以上の圧
力となることを本願ではいう。
は、点灯時に高内圧となる無電極放電ランプ装置におい
て、高圧プラズマ発光球を発光管壁から離すことによっ
て、一般照明やキュア用ＵＶ光源用途に使用できる無電
極放電ランプ装置および無電極放電ランプを提供するこ
とにある。点灯時の高内圧とは２×１０4Ｐａ以上の圧
力となることを本願ではいう。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に記載の発明は、透光性の材料からなる発
光管内部に、該発光管の管壁から離れて高圧プラズマ発
光球を生じる封入物を封入した無電極放電ランプと、該
無電極放電ランプの外部より電磁エネルギーを該無電極
放電ランプに供給する電磁エネルギー供給手段と、該高
圧プラズマ発光球の位置を制御する手段とを具えたこと
を特徴とする無電極放電ランプ装置とするものである。
に、請求項１に記載の発明は、透光性の材料からなる発
光管内部に、該発光管の管壁から離れて高圧プラズマ発
光球を生じる封入物を封入した無電極放電ランプと、該
無電極放電ランプの外部より電磁エネルギーを該無電極
放電ランプに供給する電磁エネルギー供給手段と、該高
圧プラズマ発光球の位置を制御する手段とを具えたこと
を特徴とする無電極放電ランプ装置とするものである。
【０００６】本願では、球状に形成された高圧プラズマ
発光領域を高圧プラズマ発光球と呼称する。高圧プラズ
マ発光球が発光管の管壁から離れるとは、すなわち、発
光管の中心位置から管壁までの間で温度分布を取ると途
中で変曲点を有する状態をいう。図２に発光管内の温度
分布を模式図的に示す。図２において、縦軸に温度、横
軸に発光管の管壁からの距離を取ると、従来の無電極放
電ランプでは発光管外表面を強制的に冷却しているた
め、発光管内表面近傍で急激に温度が低下している。一
方、本発明においては、強制冷却が無くても実線Ａで示
すように発光管の管壁近傍では管壁と略同じ程度の温度
であって、変曲点Ｃを境に発光中心に向かい急激に温度
上昇するという温度分布となっているのである。
発光領域を高圧プラズマ発光球と呼称する。高圧プラズ
マ発光球が発光管の管壁から離れるとは、すなわち、発
光管の中心位置から管壁までの間で温度分布を取ると途
中で変曲点を有する状態をいう。図２に発光管内の温度
分布を模式図的に示す。図２において、縦軸に温度、横
軸に発光管の管壁からの距離を取ると、従来の無電極放
電ランプでは発光管外表面を強制的に冷却しているた
め、発光管内表面近傍で急激に温度が低下している。一
方、本発明においては、強制冷却が無くても実線Ａで示
すように発光管の管壁近傍では管壁と略同じ程度の温度
であって、変曲点Ｃを境に発光中心に向かい急激に温度
上昇するという温度分布となっているのである。
【０００７】請求項２に記載の発明は、前記封入物とし
て、可視光を発光するＡｌ、Ｆｅ、Ｈｆ、Ｉｎ、Ｃｅ、
Ｇｄ、Ｓｃ、Ｓｎ、Ｈｇ、Ｐｒ、Ｅｕ、Ｔｌ、Ｄｙ、Ｅ
ｒ、Ｚｎ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｌａ、Ｎａ、Ｌ
ｉ、Ｘｅの内の少なくとも１種を含む物質を封入したこ
とを特徴とする請求項１に記載の無電極放電ランプ装置
とするものである。
て、可視光を発光するＡｌ、Ｆｅ、Ｈｆ、Ｉｎ、Ｃｅ、
Ｇｄ、Ｓｃ、Ｓｎ、Ｈｇ、Ｐｒ、Ｅｕ、Ｔｌ、Ｄｙ、Ｅ
ｒ、Ｚｎ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｌａ、Ｎａ、Ｌ
ｉ、Ｘｅの内の少なくとも１種を含む物質を封入したこ
とを特徴とする請求項１に記載の無電極放電ランプ装置
とするものである。
【０００８】請求項３に記載の発明は、前記封入物とし
て、紫外線を発光するＦｅ、Ｇａ、Ｔｌ、Ｓｂ、Ｉｎ、
Ｐｂ、Ｂｉ、Ｈｇの内の少なくとも１種を封入したこと
を特徴とする請求項１に記載の無電極放電ランプ装置と
するものである。
て、紫外線を発光するＦｅ、Ｇａ、Ｔｌ、Ｓｂ、Ｉｎ、
Ｐｂ、Ｂｉ、Ｈｇの内の少なくとも１種を封入したこと
を特徴とする請求項１に記載の無電極放電ランプ装置と
するものである。
【０００９】請求項４に記載の発明は、電磁エネルギー
をＰ（Ｗ）、発光管内容積をｖ（ｃｍ3）封入物密度を
ｎ0（個／ｃｍ3）、封入物の電離電圧をＶｉ（ｅＶ）と
したときに、 式（１） Ｐ／ｖ≦４．３９×１０-11×ｎ0×ｅｘｐ（−１．３９
Ｖｉ） の関係を満たすことを特徴とする請求項１乃至請求項３
に記載の無電極放電ランプ装置とするものである。
をＰ（Ｗ）、発光管内容積をｖ（ｃｍ3）封入物密度を
ｎ0（個／ｃｍ3）、封入物の電離電圧をＶｉ（ｅＶ）と
したときに、 式（１） Ｐ／ｖ≦４．３９×１０-11×ｎ0×ｅｘｐ（−１．３９
Ｖｉ） の関係を満たすことを特徴とする請求項１乃至請求項３
に記載の無電極放電ランプ装置とするものである。
【００１０】なお、本願では封入物密度は単位体積（１
ｃｍ3）当たりの原子の個数で表す。放電ランプの単位
体積あたりからの放射エネルギーPrを求める式の一つと
して、下記式がある。これはJohn F. Waymouth, Electr
ic Discharge Lamps（ 289頁、1971年） に記載があ
る。 Pr=n0 A hn exp(-eV/kT) ここで、n0は原子密度、Aは遷移確率の平均、hnは光子
エネルギーの平均、Vは励起電圧の平均、Tは温度、eは
電気素量、kはボルツマン定数である。この式では、各
平均値等の値を使い、Prを与えているが、しかしなが
ら、実際のランプ内の状態を考慮し、これらの値を求め
るにあたっては困難を伴い、なおかつ膨大な時間を要す
る。そこで、本発明における検討においては、便宜的に
原子密度n0としてランプ封入物の封入物密度を代用し、
平均励起電圧として封入物の電離電圧を代用した。平均
励起電圧として封入物の電離電圧を代用したのは、励起
電圧が原子の電離電圧の5〜10割程度のところに分布し
ているという事実からである。そして、具体的にランプ
を製作し、高圧プラズマ発光球の形成に関する実験の結
果に基づき請求項4の式（１）の条件を得たものであ
る。すなわち、電磁波エネルギーをＰ（Ｗ）、発光管内
容積をｖ（ｃｍ3）、封入物密度をｎ0（個／ｃｍ3）、
封入物の電離電圧をＶｉ（ｅＶ）としたときに、 Ｐ／ｖ≦４．３９×１０-11×ｎ0×ｅｘｐ（−１．３９
Ｖｉ） の関係式を満たす場合に、高圧プラズマ発光球が管壁か
ら離れた状態で発光が継続される無電極放電ランプとな
ることが見出されたのである。
ｃｍ3）当たりの原子の個数で表す。放電ランプの単位
体積あたりからの放射エネルギーPrを求める式の一つと
して、下記式がある。これはJohn F. Waymouth, Electr
ic Discharge Lamps（ 289頁、1971年） に記載があ
る。 Pr=n0 A hn exp(-eV/kT) ここで、n0は原子密度、Aは遷移確率の平均、hnは光子
エネルギーの平均、Vは励起電圧の平均、Tは温度、eは
電気素量、kはボルツマン定数である。この式では、各
平均値等の値を使い、Prを与えているが、しかしなが
ら、実際のランプ内の状態を考慮し、これらの値を求め
るにあたっては困難を伴い、なおかつ膨大な時間を要す
る。そこで、本発明における検討においては、便宜的に
原子密度n0としてランプ封入物の封入物密度を代用し、
平均励起電圧として封入物の電離電圧を代用した。平均
励起電圧として封入物の電離電圧を代用したのは、励起
電圧が原子の電離電圧の5〜10割程度のところに分布し
ているという事実からである。そして、具体的にランプ
を製作し、高圧プラズマ発光球の形成に関する実験の結
果に基づき請求項4の式（１）の条件を得たものであ
る。すなわち、電磁波エネルギーをＰ（Ｗ）、発光管内
容積をｖ（ｃｍ3）、封入物密度をｎ0（個／ｃｍ3）、
封入物の電離電圧をＶｉ（ｅＶ）としたときに、 Ｐ／ｖ≦４．３９×１０-11×ｎ0×ｅｘｐ（−１．３９
Ｖｉ） の関係式を満たす場合に、高圧プラズマ発光球が管壁か
ら離れた状態で発光が継続される無電極放電ランプとな
ることが見出されたのである。
【００１１】請求項５に記載の発明は、封入物が水銀
（Ｈｇ）を含み、Ｈｇ量が１Ｋｇ／ｍ 3以上であること
を特徴とする請求項２に記載の無電極放電ランプ装置と
するものである。
（Ｈｇ）を含み、Ｈｇ量が１Ｋｇ／ｍ 3以上であること
を特徴とする請求項２に記載の無電極放電ランプ装置と
するものである。
【００１２】請求項６に記載の発明は、封入物がキセノ
ン（Ｘｅ）を含み、Ｘｅの２５℃における封入圧が１．
５ＭＰａ以上であることを特徴とする請求項２に記載の
無電極放電ランプ装置とするものである。
ン（Ｘｅ）を含み、Ｘｅの２５℃における封入圧が１．
５ＭＰａ以上であることを特徴とする請求項２に記載の
無電極放電ランプ装置とするものである。
【００１３】請求項７に記載の発明は、封入物として請
求項２に記載の物質に加えて、蒸気圧が高く、電気伝導
に寄与する物質を封入したことを特徴とする請求項１に
記載の無電極放電ランプ装置とするものである。
求項２に記載の物質に加えて、蒸気圧が高く、電気伝導
に寄与する物質を封入したことを特徴とする請求項１に
記載の無電極放電ランプ装置とするものである。
【００１４】請求項８に記載の発明は、封入物として請
求項３に記載の物質に加えて、蒸気圧が高く、電気伝導
に寄与する物質を封入したことを特徴とする請求項１に
記載の無電極放電ランプ装置とするものである。
求項３に記載の物質に加えて、蒸気圧が高く、電気伝導
に寄与する物質を封入したことを特徴とする請求項１に
記載の無電極放電ランプ装置とするものである。
【００１５】請求項９に記載の発明は、前記高圧プラズ
マ発光球の位置を制御する手段として、無電極放電ラン
プに音響共鳴を生じさせるように、外部電磁エネルギー
の強度が変調されたことを特徴とする請求項１乃至請求
項８に記載の無電極放電ランプ装置とするものである。
マ発光球の位置を制御する手段として、無電極放電ラン
プに音響共鳴を生じさせるように、外部電磁エネルギー
の強度が変調されたことを特徴とする請求項１乃至請求
項８に記載の無電極放電ランプ装置とするものである。
【００１６】請求項１０に記載の発明は、前記高圧プラ
ズマ発光球の位置を制御する手段として、発光部分の位
置を検出し、発光管の外側に配設されたコイルによっ
て、磁場を変化させ、発光部を発光管から離すようにフ
ィードバックをかけることを特徴とする請求項１乃至請
求項８に記載の無電極放電ランプ装置とするものであ
る。
ズマ発光球の位置を制御する手段として、発光部分の位
置を検出し、発光管の外側に配設されたコイルによっ
て、磁場を変化させ、発光部を発光管から離すようにフ
ィードバックをかけることを特徴とする請求項１乃至請
求項８に記載の無電極放電ランプ装置とするものであ
る。
【００１７】請求項１１に記載の発明は、前記高圧プラ
ズマ発光球の位置を制御する手段として、マイクロ波共
振室内に電界強度の強いところを生じさせ、かつ該電界
強度の強いところと前記発光管の中心位置を一致させる
ことを特徴とする請求項１乃至請求項８に記載の無電極
放電ランプ装置とするものである。
ズマ発光球の位置を制御する手段として、マイクロ波共
振室内に電界強度の強いところを生じさせ、かつ該電界
強度の強いところと前記発光管の中心位置を一致させる
ことを特徴とする請求項１乃至請求項８に記載の無電極
放電ランプ装置とするものである。
【００１８】請求項１２に記載の発明は、前記高圧プラ
ズマ発光球の位置を制御する手段として、マイクロ波共
振室内に定在波を生じさせるように反射波を生じさせる
ことを特徴とする請求項１１に記載の無電極放電ランプ
装置とするものである。
ズマ発光球の位置を制御する手段として、マイクロ波共
振室内に定在波を生じさせるように反射波を生じさせる
ことを特徴とする請求項１１に記載の無電極放電ランプ
装置とするものである。
【００１９】請求項１３に記載の発明は、前記高圧プラ
ズマ発光球の位置を制御する手段として、マイクロ波共
振室内に電界強度の強いところを生じさせるようにマイ
クロ波共振室の電磁波エネルギー供給側に位置する壁面
に複数の開口部を設けていることを特徴とする請求項１
１に記載の無電極放電ランプ装置とするものである。
ズマ発光球の位置を制御する手段として、マイクロ波共
振室内に電界強度の強いところを生じさせるようにマイ
クロ波共振室の電磁波エネルギー供給側に位置する壁面
に複数の開口部を設けていることを特徴とする請求項１
１に記載の無電極放電ランプ装置とするものである。
【００２０】請求項１４に記載の発明は、前記高圧プラ
ズマ発光球の位置を制御する手段として、マイクロ波共
振室内に電界強度の強いところを生じさせるようにマイ
クロ波共振室の一部を凹面反射鏡としたことを特徴とす
る請求項１１に記載の無電極放電ランプ装置とするもの
である。
ズマ発光球の位置を制御する手段として、マイクロ波共
振室内に電界強度の強いところを生じさせるようにマイ
クロ波共振室の一部を凹面反射鏡としたことを特徴とす
る請求項１１に記載の無電極放電ランプ装置とするもの
である。
【００２１】請求項１５に記載の発明は、前記高圧プラ
ズマ発光球の位置を制御する手段として、マイクロ波共
振室内に金属または誘電率の高い物質を設置することを
特徴とする請求項１１に記載の無電極放電ランプとする
ものである。
ズマ発光球の位置を制御する手段として、マイクロ波共
振室内に金属または誘電率の高い物質を設置することを
特徴とする請求項１１に記載の無電極放電ランプとする
ものである。
【００２２】請求項１６に記載の発明は、請求項１乃至
請求項１５の無電極放電ランプ装置に使用される無電極
放電ランプであって、発光管内表面に鋭角なくぼみを持
つことを特徴とする無電極放電ランプとするものであ
る。
請求項１５の無電極放電ランプ装置に使用される無電極
放電ランプであって、発光管内表面に鋭角なくぼみを持
つことを特徴とする無電極放電ランプとするものであ
る。
【００２３】請求項１７に記載の発明は、請求項１乃至
請求項１５の無電極放電ランプ装置に使用される無電極
放電ランプであって、発光管外表面に少なくとも１つの
突出部を有することを特徴とする無電極放電ランプとす
るものである。
請求項１５の無電極放電ランプ装置に使用される無電極
放電ランプであって、発光管外表面に少なくとも１つの
突出部を有することを特徴とする無電極放電ランプとす
るものである。
【００２４】
【作用】Ｈｇ、Ｘｅ、メタルハライドなどの発光物質
は、放電容器内の圧力が高くなると吸収係数が高くなり
放射損失が大きくなる。損失を小さくするため、プラズ
マは収縮し、管壁から離れるようになる。
は、放電容器内の圧力が高くなると吸収係数が高くなり
放射損失が大きくなる。損失を小さくするため、プラズ
マは収縮し、管壁から離れるようになる。
【００２５】収縮した高圧プラズマ発光球はそのままで
は浮力が働いて上方に動こうとする。非接触の手段（静
磁場、静電場、あるいは変化する電磁場、音響共鳴など
の手段）で高圧プラズマ発光球を発光管の管壁から離れ
た位置に置くことができる。
は浮力が働いて上方に動こうとする。非接触の手段（静
磁場、静電場、あるいは変化する電磁場、音響共鳴など
の手段）で高圧プラズマ発光球を発光管の管壁から離れ
た位置に置くことができる。
【００２６】発光管内面から高圧プラズマ発光球を離す
ことで、発光管への熱負荷が小さくなるので、発光管が
失透するのを抑えることができ、ランプの寿命がのび
る。
ことで、発光管への熱負荷が小さくなるので、発光管が
失透するのを抑えることができ、ランプの寿命がのび
る。
【００２７】高圧プラズマ発光球が発光管に接している
従来の無電極ランプと比較して、発光管への熱負荷が小
さいので冷却条件が簡単になる。
従来の無電極ランプと比較して、発光管への熱負荷が小
さいので冷却条件が簡単になる。
【００２８】
【発明の実施の形態】本発明の無電極放電ランプ装置の
構成を図１によって説明する。透光性の材料からなる発
光管１内部に、発光管１の管壁から離れて高圧プラズマ
発光球５を生じる封入物を封入した無電極放電ランプ２
００と、無電極放電ランプ２００の外部より電磁エネル
ギーを無電極放電ランプ２００に供給する電磁エネルギ
ー供給手段であるマイクロ波源３と、高圧プラズマ発光
球５の位置を制御する手段（ここではマイクロ波源３が
兼ねている）とを具えてなる。発光管１は発光管支持部
材６によってマイクロ波共振室２内に支持されている。
なお、発光管支持部材６は発光管と一体であっても別体
であってもかまわない。
構成を図１によって説明する。透光性の材料からなる発
光管１内部に、発光管１の管壁から離れて高圧プラズマ
発光球５を生じる封入物を封入した無電極放電ランプ２
００と、無電極放電ランプ２００の外部より電磁エネル
ギーを無電極放電ランプ２００に供給する電磁エネルギ
ー供給手段であるマイクロ波源３と、高圧プラズマ発光
球５の位置を制御する手段（ここではマイクロ波源３が
兼ねている）とを具えてなる。発光管１は発光管支持部
材６によってマイクロ波共振室２内に支持されている。
なお、発光管支持部材６は発光管と一体であっても別体
であってもかまわない。
【００２９】発光管材料としては石英ガラスやアルミ
ナ、ＹＡＧといった透光性セラミックスが使用される。
封入物としては、可視光を発光するＡｌ、Ｆｅ、Ｈｆ、
Ｉｎ、Ｃｅ、Ｇｄ、Ｓｃ、Ｓｎ、Ｈｇ、Ｐｒ、Ｅｕ、Ｔ
ｌ、Ｄｙ、Ｅｒ、Ｚｎ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｌ
ａ、Ｎａ、Ｌｉ、Ｘｅの内の少なくとも１種を含む物質
を封入、あるいは紫外線を発光するＦｅ、Ｇａ、Ｔｌ、
Ｓｂ、Ｉｎ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｈｇの内の少なくとも１種を
封入する。
ナ、ＹＡＧといった透光性セラミックスが使用される。
封入物としては、可視光を発光するＡｌ、Ｆｅ、Ｈｆ、
Ｉｎ、Ｃｅ、Ｇｄ、Ｓｃ、Ｓｎ、Ｈｇ、Ｐｒ、Ｅｕ、Ｔ
ｌ、Ｄｙ、Ｅｒ、Ｚｎ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｌ
ａ、Ｎａ、Ｌｉ、Ｘｅの内の少なくとも１種を含む物質
を封入、あるいは紫外線を発光するＦｅ、Ｇａ、Ｔｌ、
Ｓｂ、Ｉｎ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｈｇの内の少なくとも１種を
封入する。
【００３０】特に、封入物として水銀（Ｈｇ）を含む場
合には、Ｈｇ量が１Ｋｇ／ｍ3以上であることが望まし
い。これは熱伝導による損失を低減するためである。ま
た、封入物がキセノン（Ｘｅ）を含む場合は、Ｘｅの２
５℃における封入圧が１．５ＭＰａ以上であることが望
ましい。これは熱伝導による損失を低減するためであ
る。
合には、Ｈｇ量が１Ｋｇ／ｍ3以上であることが望まし
い。これは熱伝導による損失を低減するためである。ま
た、封入物がキセノン（Ｘｅ）を含む場合は、Ｘｅの２
５℃における封入圧が１．５ＭＰａ以上であることが望
ましい。これは熱伝導による損失を低減するためであ
る。
【００３１】また、封入物として上記可視光を発光する
物質に加えて、蒸気圧が高く、電気伝導に寄与する物質
を封入することも可能である。また、封入物として、上
記紫外線を発光する物質を選択する場合にも上記紫外線
を発光する物質に加えて、蒸気圧が高く、電気伝導に寄
与する物質を封入することも可能である。蒸気圧が高く
電気伝導に寄与する物質を封入すると電気伝導率がよく
なり、高圧プラズマ発光球が安定に点灯しやすくなるた
めである。
物質に加えて、蒸気圧が高く、電気伝導に寄与する物質
を封入することも可能である。また、封入物として、上
記紫外線を発光する物質を選択する場合にも上記紫外線
を発光する物質に加えて、蒸気圧が高く、電気伝導に寄
与する物質を封入することも可能である。蒸気圧が高く
電気伝導に寄与する物質を封入すると電気伝導率がよく
なり、高圧プラズマ発光球が安定に点灯しやすくなるた
めである。
【００３２】高圧プラズマ発光球の位置を制御する手段
として図３および図４を用いて説明すると、図３は、例
えばＣＣＤカメラのような発光球位置検出機構７によっ
て発光部分の位置を検出し、発光管１の外側に配設され
たコイル１５に駆動電源８から電流を流して磁力線の強
弱を変え、磁場を変化させ、高圧プラズマ発光球５を発
光管１の管壁から離すようにフィードバックをかけるこ
とができる。
として図３および図４を用いて説明すると、図３は、例
えばＣＣＤカメラのような発光球位置検出機構７によっ
て発光部分の位置を検出し、発光管１の外側に配設され
たコイル１５に駆動電源８から電流を流して磁力線の強
弱を変え、磁場を変化させ、高圧プラズマ発光球５を発
光管１の管壁から離すようにフィードバックをかけるこ
とができる。
【００３３】また、高圧プラズマ発光球の位置を制御す
る手段として、図４に示すように、外部電磁エネルギー
の強度を周期的に変調することで、マイクロ波共振室内
の無電極放電ランプに、そのランプの封入物・封入圧に
関連したそのランプ固有の共振周波数に外部電磁エネル
ギーの強度変調を合わせて、音響共鳴を生じさせて発光
管内に気体密度の疎密の定在波を生じさせ、その定在波
の節付近に、高圧プラズマ発光球の位置を制御すること
ができる。図４では発光管１内の高圧プラズマ発光球を
省略してあり、発光管１内には、ある時刻の気体の疎密
を濃淡で表現してある。
る手段として、図４に示すように、外部電磁エネルギー
の強度を周期的に変調することで、マイクロ波共振室内
の無電極放電ランプに、そのランプの封入物・封入圧に
関連したそのランプ固有の共振周波数に外部電磁エネル
ギーの強度変調を合わせて、音響共鳴を生じさせて発光
管内に気体密度の疎密の定在波を生じさせ、その定在波
の節付近に、高圧プラズマ発光球の位置を制御すること
ができる。図４では発光管１内の高圧プラズマ発光球を
省略してあり、発光管１内には、ある時刻の気体の疎密
を濃淡で表現してある。
【００３４】なお、外部電磁エネルギーの強度を周期的
に変調するとは外部電磁エネルギーの周波数の振幅を周
期的に変化させるということである。
に変調するとは外部電磁エネルギーの周波数の振幅を周
期的に変化させるということである。
【００３５】または、高圧プラズマ発光球の位置を制御
する手段として、マイクロ波共振室内に電界強度の強い
ところを生じさせ、かつ該電界強度の強いところと前記
発光管の中心位置を一致させたりすることにより行う。
マイクロ波共振室内に電界強度の強いところを生じさ
せ、かつ該電界強度の強い場所と前記発光管の中心位置
を一致させるには、マイクロ波共振室内に定在波を生じ
させるように該マイクロ波共振室の壁を利用して反射波
を生じさせるとよい。定在波を生じさせるように反射波
を生じさせるとは、例えば整合器によりマイクロ波共振
室内の整合状態を変化させ不整合な状態をつくり出すこ
とである。
する手段として、マイクロ波共振室内に電界強度の強い
ところを生じさせ、かつ該電界強度の強いところと前記
発光管の中心位置を一致させたりすることにより行う。
マイクロ波共振室内に電界強度の強いところを生じさ
せ、かつ該電界強度の強い場所と前記発光管の中心位置
を一致させるには、マイクロ波共振室内に定在波を生じ
させるように該マイクロ波共振室の壁を利用して反射波
を生じさせるとよい。定在波を生じさせるように反射波
を生じさせるとは、例えば整合器によりマイクロ波共振
室内の整合状態を変化させ不整合な状態をつくり出すこ
とである。
【００３６】図５に示したように、マイクロ波共振室２
内に電界強度の強いところを生じさせるようにマイクロ
波共振室２の電磁波エネルギー供給側に位置する壁面に
複数の開口部１３を設けても、マイクロ波共振室内に電
界強度の強いところを生じさせ、かつ該電界強度の強い
ところと前記発光管の中心位置を一致させることが可能
である。この複数の開口部から導入されたマイクロ波
は、マイクロ波共振室内で互いに重畳し合い、電界強度
の強い部分を生じさせることができる。
内に電界強度の強いところを生じさせるようにマイクロ
波共振室２の電磁波エネルギー供給側に位置する壁面に
複数の開口部１３を設けても、マイクロ波共振室内に電
界強度の強いところを生じさせ、かつ該電界強度の強い
ところと前記発光管の中心位置を一致させることが可能
である。この複数の開口部から導入されたマイクロ波
は、マイクロ波共振室内で互いに重畳し合い、電界強度
の強い部分を生じさせることができる。
【００３７】さらには、図６や図７に示すように、マイ
クロ波共振室２内に電界強度の強いところを生じさせる
ようにマイクロ波共振室２の一部を凹面反射鏡１０とし
たりするとよい。特に図７においてはマイクロ波共振室
２内面が導波路接合部を除きすべてが凹面反射鏡となっ
ている。
クロ波共振室２内に電界強度の強いところを生じさせる
ようにマイクロ波共振室２の一部を凹面反射鏡１０とし
たりするとよい。特に図７においてはマイクロ波共振室
２内面が導波路接合部を除きすべてが凹面反射鏡となっ
ている。
【００３８】そして、マイクロ波共振室内に金属または
誘電率の高い物質を設置するとよい。それは金属または
誘電率の高い物質により電界強度の強い部分を生じさせ
ることができるためである。具体的には金属やセラミッ
クスなどの物質をランプ近くに設置するのが有効であ
る。図１０に模式図を示す。発光管支持部材６に貫通固
定された高誘電率部材１４が発光管近傍に設置されてい
る。ここでセラミックスは例えばアルミナが用いられ
る。また、金属はタングステンが用いられる。
誘電率の高い物質を設置するとよい。それは金属または
誘電率の高い物質により電界強度の強い部分を生じさせ
ることができるためである。具体的には金属やセラミッ
クスなどの物質をランプ近くに設置するのが有効であ
る。図１０に模式図を示す。発光管支持部材６に貫通固
定された高誘電率部材１４が発光管近傍に設置されてい
る。ここでセラミックスは例えばアルミナが用いられ
る。また、金属はタングステンが用いられる。
【００３９】なお、図８、図９は本発明に係る無電極放
電ランプ装置に使用される無電極放電ランプの発光管形
状の一例であるが、発光管１内表面に鋭角なくぼみ１１
を持たせることや、発光管外表面に少なくとも１つの突
出部１２を有することで電界が集中しやすくなり点灯性
が改善されるものである。
電ランプ装置に使用される無電極放電ランプの発光管形
状の一例であるが、発光管１内表面に鋭角なくぼみ１１
を持たせることや、発光管外表面に少なくとも１つの突
出部１２を有することで電界が集中しやすくなり点灯性
が改善されるものである。
【００４０】
【実施例】次に本発明の具体的実施例について詳細に説
明する。 ＜実施例１＞図１に示した無電極放電ランプ装置におい
て、発光管１としてシリカガラス製の球状発光管（外径
２０φ、肉厚２．０ｍｍ（内径１６φ））とし、封入物
としては、Ｈｇ１０Ｋｇ／ｍ3＝１０ｍｇ／ｃｍ3、Ａｒ
１３ｋＰａを封入した。そして、周波数２．４５ＧＨｚ
で５００Ｗのマイクロ波をランプへ供給すると、Ｈｇが
完全に蒸発した状態で直径約４ｍｍの高圧プラズマ発光
球ができた。マイクロ波に振幅変調を加えるとランプ内
で音響共鳴を生じて、高圧プラズマ発光球が発光管上部
内面から離れたことが確認された。
明する。 ＜実施例１＞図１に示した無電極放電ランプ装置におい
て、発光管１としてシリカガラス製の球状発光管（外径
２０φ、肉厚２．０ｍｍ（内径１６φ））とし、封入物
としては、Ｈｇ１０Ｋｇ／ｍ3＝１０ｍｇ／ｃｍ3、Ａｒ
１３ｋＰａを封入した。そして、周波数２．４５ＧＨｚ
で５００Ｗのマイクロ波をランプへ供給すると、Ｈｇが
完全に蒸発した状態で直径約４ｍｍの高圧プラズマ発光
球ができた。マイクロ波に振幅変調を加えるとランプ内
で音響共鳴を生じて、高圧プラズマ発光球が発光管上部
内面から離れたことが確認された。
【００４１】電磁波エネルギー（Ｐ）は５００Ｗ、発光
管内容積（ｖ）は２．１４ｃｍ3、電磁波エネルギー密
度（Ｐ／ｖ）は２３４Ｗ／ｃｍ3封入物密度（ｎ0）は
６．４１×１０24（個／ｃｍ3）、水銀の電離電圧をＶ
ｉ（ｅＶ）は１０．４ｅＶであり、請求項４に記載の式
（１）において ４．３９×１０-11×ｎ0×ｅｘｐ（−１．３９Ｖｉ）＝
４．３９×１０-11×３．０１×１０19×ｅｘｐ（−
１．３９×１０．４）＝６９６Ｗ／ｃｍ3＞２３４Ｗ／
ｃｍ3となり、式（１）を満足する。
管内容積（ｖ）は２．１４ｃｍ3、電磁波エネルギー密
度（Ｐ／ｖ）は２３４Ｗ／ｃｍ3封入物密度（ｎ0）は
６．４１×１０24（個／ｃｍ3）、水銀の電離電圧をＶ
ｉ（ｅＶ）は１０．４ｅＶであり、請求項４に記載の式
（１）において ４．３９×１０-11×ｎ0×ｅｘｐ（−１．３９Ｖｉ）＝
４．３９×１０-11×３．０１×１０19×ｅｘｐ（−
１．３９×１０．４）＝６９６Ｗ／ｃｍ3＞２３４Ｗ／
ｃｍ3となり、式（１）を満足する。
【００４２】＜実施例２＞図６に示した無電極放電ラン
プ装置において、発光管１としてシリカガラス製の球状
発光管（外径２０φ、肉厚２．０ｍｍ（内径１６φ））
とし、封入物としては、Ｈｇ５Ｋｇ／ｍ3＝５ｍｇ／ｃ
ｍ3、Ａｒ１３ｋＰａを封入した。そして、周波数２．
４５ＧＨｚで５００Ｗのマイクロ波をランプへ供給し、
反射波が１００Ｗの条件で点灯させたところ、Ｈｇが完
全に蒸発した状態で直径約５ｍｍの高圧プラズマ発光球
ができた。自然空冷の条件で発光管が失透や膨れを生じ
ることなく点灯できた。
プ装置において、発光管１としてシリカガラス製の球状
発光管（外径２０φ、肉厚２．０ｍｍ（内径１６φ））
とし、封入物としては、Ｈｇ５Ｋｇ／ｍ3＝５ｍｇ／ｃ
ｍ3、Ａｒ１３ｋＰａを封入した。そして、周波数２．
４５ＧＨｚで５００Ｗのマイクロ波をランプへ供給し、
反射波が１００Ｗの条件で点灯させたところ、Ｈｇが完
全に蒸発した状態で直径約５ｍｍの高圧プラズマ発光球
ができた。自然空冷の条件で発光管が失透や膨れを生じ
ることなく点灯できた。
【００４３】電磁波エネルギー（Ｐ）は５００Ｗ−（マ
イナス）１００Ｗで正味４００Ｗ、発光管内容積（ｖ）
は２．１４ｃｍ3、電磁波エネルギー密度（Ｐ／ｖ）は
１８７Ｗ／ｃｍ3。封入物密度（ｎ0）は１．５１×１０
24（個／ｃｍ3）、水銀の電離電圧をＶｉ（ｅＶ）は１
０．４ｅＶであり、請求項４に記載の式（１）におい
て、 ４．３９×１０-11×ｎ0×ｅｘｐ（−１．３９Ｖｉ）＝
４．３９×１０-11×１．５１×１０19×ｅｘｐ（−
１．３９×１０．４）＝３４９Ｗ／ｃｍ3＞１８７Ｗ／
ｃｍ3となり、式（１）を満足する。
イナス）１００Ｗで正味４００Ｗ、発光管内容積（ｖ）
は２．１４ｃｍ3、電磁波エネルギー密度（Ｐ／ｖ）は
１８７Ｗ／ｃｍ3。封入物密度（ｎ0）は１．５１×１０
24（個／ｃｍ3）、水銀の電離電圧をＶｉ（ｅＶ）は１
０．４ｅＶであり、請求項４に記載の式（１）におい
て、 ４．３９×１０-11×ｎ0×ｅｘｐ（−１．３９Ｖｉ）＝
４．３９×１０-11×１．５１×１０19×ｅｘｐ（−
１．３９×１０．４）＝３４９Ｗ／ｃｍ3＞１８７Ｗ／
ｃｍ3となり、式（１）を満足する。
【００４４】＜実施例３＞水銀に代えて沃化ハフニウム
（ＨｆＩ4）を封入したランプを製作した。図６に示し
た無電極放電ランプ装置において、発光管１としてシリ
カガラス製の球状発光管（外径２０φ、肉厚２．０ｍｍ
（内径１６φ））とし、封入物としては、ＨｆＩ4１．
７Ｋｇ／ｍ3＝１．７ｍｇ／ｃｍ3、Ａｒ１３ｋＰａを封
入した。そして、周波数２．４５ＧＨｚで１０００Ｗの
マイクロ波をランプへ供給したところ、Ｈｆが完全に蒸
発した状態で発光管中央部付近に直径約４ｍｍの高圧プ
ラズマ発光球ができた。
（ＨｆＩ4）を封入したランプを製作した。図６に示し
た無電極放電ランプ装置において、発光管１としてシリ
カガラス製の球状発光管（外径２０φ、肉厚２．０ｍｍ
（内径１６φ））とし、封入物としては、ＨｆＩ4１．
７Ｋｇ／ｍ3＝１．７ｍｇ／ｃｍ3、Ａｒ１３ｋＰａを封
入した。そして、周波数２．４５ＧＨｚで１０００Ｗの
マイクロ波をランプへ供給したところ、Ｈｆが完全に蒸
発した状態で発光管中央部付近に直径約４ｍｍの高圧プ
ラズマ発光球ができた。
【００４５】電磁波エネルギー（Ｐ）は１０００Ｗ、発
光管内容積（ｖ）は２．１４ｃｍ3、電磁波エネルギー
密度（Ｐ／ｖ）は４６７Ｗ／ｃｍ3。封入物密度（ｎ0）
は１．４９×１０18（個／ｃｍ3）、ハフニウムの電離
電圧をＶｉ（ｅＶ）は７．０ｅＶであり、請求項４に記
載の式（１）において、 ４．３９×１０-11×ｎ0×ｅｘｐ（−１．３９Ｖｉ）＝
４．３９×１０-11×１．４９×１０18×ｅｘｐ（−
１．３９×７．０）=３８９０Ｗ／ｃｍ3＞４６７Ｗ／ｃ
ｍ3となり、式（１）を満足する。
光管内容積（ｖ）は２．１４ｃｍ3、電磁波エネルギー
密度（Ｐ／ｖ）は４６７Ｗ／ｃｍ3。封入物密度（ｎ0）
は１．４９×１０18（個／ｃｍ3）、ハフニウムの電離
電圧をＶｉ（ｅＶ）は７．０ｅＶであり、請求項４に記
載の式（１）において、 ４．３９×１０-11×ｎ0×ｅｘｐ（−１．３９Ｖｉ）＝
４．３９×１０-11×１．４９×１０18×ｅｘｐ（−
１．３９×７．０）=３８９０Ｗ／ｃｍ3＞４６７Ｗ／ｃ
ｍ3となり、式（１）を満足する。
【００４６】＜比較例＞上記実施例との比較のため、請
求項４の式（１）を満足しない条件で無電極放電ランプ
の点灯を行った。図６に示した無電極放電ランプ装置に
おいて、発光管１としてシリカガラス製の球状発光管
（外径２０φ、肉厚２．０ｍｍ（内径１６φ））とし、
封入物としては、Ｈｇ１Ｋｇ／ｍ3＝１ｍｇ／ｃｍ3、Ａ
ｒ１３ｋＰａを封入した。そして、周波数２．４５ＧＨ
ｚで２００Ｗのマイクロ波をランプへ供給した。
求項４の式（１）を満足しない条件で無電極放電ランプ
の点灯を行った。図６に示した無電極放電ランプ装置に
おいて、発光管１としてシリカガラス製の球状発光管
（外径２０φ、肉厚２．０ｍｍ（内径１６φ））とし、
封入物としては、Ｈｇ１Ｋｇ／ｍ3＝１ｍｇ／ｃｍ3、Ａ
ｒ１３ｋＰａを封入した。そして、周波数２．４５ＧＨ
ｚで２００Ｗのマイクロ波をランプへ供給した。
【００４７】請求項４に記載の式（１）において、電磁
波エネルギー（Ｐ）は２００Ｗ、発光管内容積（ｖ）は
２．１４ｃｍ3、電磁波エネルギー密度（Ｐ／ｖ）は９
３．５Ｗ／ｃｍ3。封入物密度（ｎ0）は３．０１×１０
18（個／ｃｍ3）、水銀の電離電圧をＶｉ（ｅＶ）は１
０．４ｅＶであり、式（１）は、 ４．３９×１０-11×ｎ0×ｅｘｐ（−１．３９Ｖｉ）＝
４．３９×１０-11×３．０１×１０18×ｅｘｐ（−
１．３９×１０．４）＝６９．６Ｗ／ｃｍ3となる。こ
れは、電力密度９３．５Ｗ／ｃｍ3より大きくなり、式
（１）を満足しないものであった。この場合に無電極放
電ランプにおいて高圧プラズマ発光球は、発光管壁と接
した状態であった。
波エネルギー（Ｐ）は２００Ｗ、発光管内容積（ｖ）は
２．１４ｃｍ3、電磁波エネルギー密度（Ｐ／ｖ）は９
３．５Ｗ／ｃｍ3。封入物密度（ｎ0）は３．０１×１０
18（個／ｃｍ3）、水銀の電離電圧をＶｉ（ｅＶ）は１
０．４ｅＶであり、式（１）は、 ４．３９×１０-11×ｎ0×ｅｘｐ（−１．３９Ｖｉ）＝
４．３９×１０-11×３．０１×１０18×ｅｘｐ（−
１．３９×１０．４）＝６９．６Ｗ／ｃｍ3となる。こ
れは、電力密度９３．５Ｗ／ｃｍ3より大きくなり、式
（１）を満足しないものであった。この場合に無電極放
電ランプにおいて高圧プラズマ発光球は、発光管壁と接
した状態であった。
【００４８】本発明の実施例においては、電磁エネルギ
ー供給手段としてマイクロ波源で説明したが、電磁エネ
ルギーとしては高周波エネルギーも当然使用可能であ
る。なお、本発明の無電極放電ランプ装置は、店舗照明
などの一般照明用途にも使用可能であるが、点光源化す
ることによって光学系と組み合わせて液晶プロジェクタ
やファイバー照明用光源などの光源としても使用可能性
がある。
ー供給手段としてマイクロ波源で説明したが、電磁エネ
ルギーとしては高周波エネルギーも当然使用可能であ
る。なお、本発明の無電極放電ランプ装置は、店舗照明
などの一般照明用途にも使用可能であるが、点光源化す
ることによって光学系と組み合わせて液晶プロジェクタ
やファイバー照明用光源などの光源としても使用可能性
がある。
【００４９】
【発明の効果】本発明の無電極放電ランプ装置によれ
ば、発光物質の圧力が高くても、放射損失を小さくする
ように高圧プラズマ発光球が収縮し、管壁から離れて、
発光管への熱負荷が小さくでき、発光管が失透するのを
抑えることができ、ランプの寿命がのびる。
ば、発光物質の圧力が高くても、放射損失を小さくする
ように高圧プラズマ発光球が収縮し、管壁から離れて、
発光管への熱負荷が小さくでき、発光管が失透するのを
抑えることができ、ランプの寿命がのびる。
【００５０】また、本発明の無電極放電ランプは、高圧
プラズマ発光球が発光管に接している従来型の無電極放
電ランプと比較して発光管への熱負荷が小さいのでラン
プの冷却が簡単になる。
プラズマ発光球が発光管に接している従来型の無電極放
電ランプと比較して発光管への熱負荷が小さいのでラン
プの冷却が簡単になる。
【図１】 本発明にかかる無電極放電ランプ装置の構成
図である。
図である。
【図２】 発光管内の管壁から発光中心にかけての温度
分布の模式図である。
分布の模式図である。
【図３】 本発明にかかる無電極放電ランプ装置の構成
図である。
図である。
【図４】 本発明にかかる無電極放電ランプ装置の構成
図である。
図である。
【図５】 本発明にかかる無電極放電ランプ装置の構成
図である。
図である。
【図６】 本発明にかかる無電極放電ランプ装置の構成
図である。
図である。
【図７】 本発明にかかる無電極放電ランプ装置の構成
図である。
図である。
【図８】 本発明にかかる無電極放電ランプの発光管形
状の例を示す。
状の例を示す。
【図９】 本発明にかかる無電極放電ランプの発光管形
状の例を示す。
状の例を示す。
【図１０】 本発明にかかる無電極放電ランプ装置の構
成図である。
成図である。
１ 発光管 ２ マイクロ波共振室 ３ マイクロ波源 ４ 導波路 ５ 高圧プラズマ発光球 ６ 発光管支持部材 ７ 発光球位置検出機構 ８ 駆動電源 ９ 磁力線 １０ 反射鏡 １１ くぼみ １２ 突出部 １３ 開口部 １４ 高誘電率部材 １５ コイル １００ 無電極放電ランプ装置 ２００ 無電極放電ランプ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3K072 AA17 GB07 5C039 PP01 PP02 PP14
Claims (17)
- 【請求項１】 透光性の材料からなる発光管内部に、該
発光管の管壁から離れて高圧プラズマ発光球を生じる封
入物を封入した無電極放電ランプと、該無電極放電ラン
プの外部より電磁エネルギーを該無電極放電ランプに供
給する電磁エネルギー供給手段と、該高圧プラズマ発光
球の位置を制御する手段とを具えたことを特徴とする無
電極放電ランプ装置。 - 【請求項２】 前記封入物として、可視光を発光するＡ
ｌ、Ｆｅ、Ｈｆ、Ｉｎ、Ｃｅ、Ｇｄ、Ｓｃ、Ｓｎ、Ｈ
ｇ、Ｐｒ、Ｅｕ、Ｔｌ、Ｄｙ、Ｅｒ、Ｚｎ、Ｙｂ、Ｌ
ｕ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｌａ、Ｎａ、Ｌｉ、Ｘｅの内の少なく
とも１種を含む物質を封入したことを特徴とする請求項
１に記載の無電極放電ランプ装置。 - 【請求項３】 前記封入物として、紫外線を発光するＦ
ｅ、Ｇａ、Ｔｌ、Ｓｂ、Ｉｎ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｈｇの内の
少なくとも１種を封入したことを特徴とする請求項１に
記載の無電極放電ランプ装置。 - 【請求項４】 電磁波エネルギーをＰ（Ｗ）、発光管内
容積をｖ（ｃｍ3）、封入物密度をｎ0（個／ｃｍ3）、
封入物の電離電圧をＶｉ（ｅＶ）としたときに、 式（１） Ｐ／ｖ≦４．３９×１０-11×ｎ0×ｅｘｐ（−１．３９
Ｖｉ） の関係を満たすことを特徴とする請求項１乃至請求項３
に記載の無電極放電ランプ装置。 - 【請求項５】 封入物が水銀（Ｈｇ）を含み、Ｈｇ量が
１Ｋｇ／ｍ3以上であることを特徴とする請求項２に記
載の無電極放電ランプ装置。 - 【請求項６】 封入物がキセノン（Ｘｅ）を含み、Ｘｅ
の２５℃における封入圧が１．５ＭＰａ以上であること
を特徴とする請求項２に記載の無電極放電ランプ装置。 - 【請求項７】 封入物として請求項２に記載の物質に加
えて、蒸気圧が高く、電気伝導に寄与する物質を封入し
たことを特徴とする請求項１に記載の無電極放電ランプ
装置。 - 【請求項８】 封入物として請求項３に記載の物質に加
えて、蒸気圧が高く、電気伝導に寄与する物質を封入し
たことを特徴とする請求項１に記載の無電極放電ランプ
装置。 - 【請求項９】 前記高圧プラズマ発光球の位置を制御す
る手段として、無電極放電ランプに音響共鳴を生じさせ
るように、外部電磁エネルギーの強度が変調されたこと
を特徴とする請求項１乃至請求項８に記載の無電極放電
ランプ装置。 - 【請求項１０】 前記高圧プラズマ発光球の位置を制御
する手段として、発光部分の位置を検出し、発光管の外
側に配設されたコイルによって、磁場を変化させ、発光
部を発光管から離すようにフィードバックをかけること
を特徴とする請求項１乃至請求項８に記載の無電極放電
ランプ装置。 - 【請求項１１】 前記高圧プラズマ発光球の位置を制御
する手段として、マイクロ波共振室内に電界強度の強い
ところを生じさせ、かつ該電界強度の強いところと前記
発光管の中心位置を一致させることを特徴とする請求項
１乃至請求項８に記載の無電極放電ランプ装置。 - 【請求項１２】 前記高圧プラズマ発光球の位置を制御
する手段として、マイクロ波共振室内に定在波を生じさ
せるように反射波を生じさせることを特徴とする請求項
１１に記載の無電極放電ランプ装置。 - 【請求項１３】 前記高圧プラズマ発光球の位置を制御
する手段として、マイクロ波共振室内に電界強度の強い
ところを生じさせるようにマイクロ波共振室の電磁波エ
ネルギー供給側に位置する壁面に複数の開口部を設けて
いることを特徴とする請求項１１に記載の無電極放電ラ
ンプ装置。 - 【請求項１４】 前記高圧プラズマ発光球の位置を制御
する手段として、マイクロ波共振室内に電界強度の強い
ところを生じさせるようにマイクロ波共振室の一部を凹
面反射鏡としたことを特徴とする請求項１１に記載の無
電極放電ランプ装置。 - 【請求項１５】 前記高圧プラズマ発光球の位置を制御
する手段として、マイクロ波共振室内に金属または誘電
率の高い物質を設置することを特徴とする請求項１１に
記載の無電極放電ランプ。 - 【請求項１６】 請求項１乃至請求項１５の無電極放電
ランプ装置に使用される無電極放電ランプであって、発
光管内表面に鋭角なくぼみを持つことを特徴とする無電
極放電ランプ。 - 【請求項１７】 請求項１乃至請求項１５の無電極放電
ランプ装置に使用される無電極放電ランプであって、発
光管外表面に少なくとも１つの突出部を有することを特
徴とする無電極放電ランプ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000375746A JP3596463B2 (ja) | 2000-12-11 | 2000-12-11 | 無電極放電ランプ装置および無電極放電ランプ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000375746A JP3596463B2 (ja) | 2000-12-11 | 2000-12-11 | 無電極放電ランプ装置および無電極放電ランプ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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