JP2002313285A - Dielectric body barrier discharge lamp - Google Patents

Dielectric body barrier discharge lamp

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JP2002313285A
JP2002313285A JP2001112180A JP2001112180A JP2002313285A JP 2002313285 A JP2002313285 A JP 2002313285A JP 2001112180 A JP2001112180 A JP 2001112180A JP 2001112180 A JP2001112180 A JP 2001112180A JP 2002313285 A JP2002313285 A JP 2002313285A
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discharge
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dielectric barrier
discharge lamp
dielectric
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Shigechika Matsumoto
茂義 松本
Kenichi Hirose
賢一 廣瀬
Kazuyuki Mori
和之 森
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Ushio Denki KK
Ushio Inc
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Ushio Denki KK
Ushio Inc
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a dielectric body barrier discharge lamp, in which discharge start is stable and discharge can be achieved surely. SOLUTION: The dielectric body barrier discharge lamp comprises a discharge container (1), of which at least a part also constitutes a dielectric of dielectric barrier discharge, a discharge gas which is filled in the discharge container (1) and forms excimer molecules by dielectric barrier discharge, and a pair of electrodes (14, 15) that are arranged on the outer face of the discharge container (1). The discharge lamp is characterized, by having a conductor (16) which contacts the inner part of the container opposing the above electrodes (14, 15) in the discharge container (1). The dielectric barrier discharge lamp has stable discharging and has high luminous efficiency.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は誘電体バリア放電
ランプに関する。特に、例えば、光化学反応用の紫外線
光源として使用される放電ランプの一種で、誘電体バリ
ア放電によってエキシマ分子を形成し、このエキシマ分
子から放射される光を利用するいわゆる誘電体バリア放
電ランプの改良に関する。
The present invention relates to a dielectric barrier discharge lamp. In particular, for example, a kind of discharge lamp used as an ultraviolet light source for photochemical reaction, which forms excimer molecules by dielectric barrier discharge, and improves a so-called dielectric barrier discharge lamp using light emitted from the excimer molecules. About.

【0002】[0002]

【従来の技術】この発明に関連した技術としては、例え
ば、特開平2−7353号があり、そこには、放電容器
にエキシマ分子を形成する放電用ガスを充填し、誘電体
バリア放電(別名オゾナイザ放電あるいは無声放電。電
気学会発行改定新版「放電ハンドブック」平成1年6月
再版7刷発行第263ページ参照)によってエキシマ分
子を形成せしめ、エキシマ分子から放射される光を取り
出す放射器、すなわち誘電体バリア放電ランプについて
記載されており、従来の低圧水銀放電ランプや高圧アー
ク放電ランプには無い種々の特長を有しているため有用
である。
2. Description of the Related Art As a technique related to the present invention, there is, for example, JP-A-2-7353, in which a discharge vessel is filled with a discharge gas for forming excimer molecules, and a dielectric barrier discharge (also known as a dielectric barrier discharge). Ozonizer discharge or silent discharge. An excimer molecule that forms excimer molecules by the revised edition of “Discharge Handbook” published by the Institute of Electrical Engineers of Japan, page 263, reprinted in June 2001, and emits light emitted from the excimer molecules. It describes a body-barrier discharge lamp and is useful because it has various features not found in conventional low-pressure mercury discharge lamps and high-pressure arc discharge lamps.

【0003】しかし、誘電体バリア放電ランプの高出力
化に伴い、放電ギャップ長の増大と封入ガス圧力が増加
して、これにより放電開始電圧、通常点灯時の入力電圧
も増加している。このため、ランプの点灯装置に含まれ
る昇圧トランスにその性能を求める要求が強くなってい
る。
However, as the output of the dielectric barrier discharge lamp is increased, the discharge gap length is increased and the pressure of the filled gas is increased. As a result, the discharge starting voltage and the input voltage during normal lighting are also increased. For this reason, there is a strong demand for boosting transformers included in lamp lighting devices to have high performance.

【0004】ここで、誘電体バリア放電ランプを確実に
点灯させるためには、誘電体バリア放電ランプの放電開
始電圧よりも十分に大きい電圧を発生できる昇圧トラン
スを用いなければならない。しかしながら、昇圧トラン
スにおいて、高い電圧を発生させるためにはそのコイル
巻線の数を多くする必要があり、これはトランス自身の
大型化を招いてしまう。また、コイルの線径を細くする
という方法も考えられるが電気抵抗が増すため、トラン
スからの発熱を招くという別の問題を発生させる。この
ような理由により、誘電体バリア放電ランプを確実に点
灯させるための手段として、放電開始電圧より十分大き
い電圧を発生できる昇圧トランスを設計するという方法
は好ましくなく、放電開始電圧そのものを下げることで
確実な点灯を確保する方法が検討されている。
Here, in order to reliably light the dielectric barrier discharge lamp, a step-up transformer capable of generating a voltage sufficiently higher than the discharge starting voltage of the dielectric barrier discharge lamp must be used. However, in order to generate a high voltage in a step-up transformer, it is necessary to increase the number of coil windings, which leads to an increase in the size of the transformer itself. In addition, a method of reducing the coil diameter is also conceivable. However, since the electric resistance increases, another problem occurs that heat is generated from the transformer. For this reason, it is not preferable to design a boosting transformer capable of generating a voltage sufficiently higher than the discharge starting voltage as a means for reliably lighting the dielectric barrier discharge lamp, and it is not preferable to reduce the discharge starting voltage itself. A method for ensuring reliable lighting is being studied.

【0005】このような誘電体バリア放電ランプの放電
開始電圧を下げる一つの方法として、放電空間の一部に
狭窄部分を設けて、これにより点灯始動性を高めるとい
う方法が提案されている、この技術は、例えば、特開平
6−209131号に開示される、この文献に記載され
る技術は、誘電体である放電容器の壁そのものを内方に
向けて突起を形成するか、あるいは酸化チタンあるいは
酸化アルミニウムからなる誘電体材料を放電空間に配置
するというものである。つまり、誘電体同士の間で放電
空間を介して放電させるにあたり、放電空間の一部を他
の部分に対して近距離に設計するという技術思想が開示
されるものである。
As one method for lowering the discharge starting voltage of such a dielectric barrier discharge lamp, a method has been proposed in which a constricted portion is provided in a part of the discharge space to thereby enhance the lighting startability. The technology is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-209131. The technology described in this document is based on forming a projection with the wall of a discharge vessel itself, which is a dielectric, facing inward, or forming titanium oxide or titanium oxide. That is, a dielectric material made of aluminum oxide is disposed in the discharge space. In other words, a technical idea is disclosed in which a part of the discharge space is designed to be located at a short distance from the other part when discharging between the dielectrics via the discharge space.

【0006】しかしながら、放電容器を構成する誘電体
材料そのものは、もともとその厚みにバラツキを有する
もので、このバラツキにより放電空間の距離(放電方向
の距離)も全放電領域において完全に等しいというもの
ではない。従って、上記先行技術のように、放電空間の
一部を局所的に短くさせても、誘電体材料の厚み等のバ
ラツキが原因して、必ずしも所望の設計どおりに放電空
間を縮めていることにはならず、これが原因して良好に
放電を開始できないという問題が生じる。誘電体バリア
放電ランプを点灯させるために点灯装置において、余裕
を持った電圧供給が許される環境であれば問題はない
が、装置の小型化や発熱の問題から、できるだけ小さい
放電開始電圧で確実に点灯できる構造が強く求められて
いる中においては、このような誘電体材料のバラツキに
よる特性の違いも大きな影響を及ぼすことになる。
However, the dielectric material itself constituting the discharge vessel originally has a variation in its thickness. Due to this variation, the distance of the discharge space (the distance in the discharge direction) is not completely equal in the entire discharge region. Absent. Therefore, even if a part of the discharge space is locally shortened as in the above-described prior art, the discharge space is not necessarily shortened as desired due to variations in the thickness of the dielectric material. However, this causes a problem that discharge cannot be started satisfactorily. In a lighting device for lighting a dielectric barrier discharge lamp, there is no problem if there is an environment in which a sufficient voltage supply is allowed.However, due to the miniaturization of the device and the problem of heat generation, it is ensured that the discharge starting voltage is as small as possible. In a situation where a structure capable of lighting is strongly demanded, such a difference in characteristics due to the variation of the dielectric material has a great influence.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】そこで、この発明が解
決しようとする課題は、放電始動が安定、かつ、確実に
達成できる誘電体バリア放電ランプを提供することであ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a dielectric barrier discharge lamp in which discharge starting can be stably and reliably achieved.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、この発明の誘電体バリア放電ランプは、少なくとも
一部が誘電体バリア放電の誘電体を兼ねる放電容器と、
この放電容器内に充填され誘電体バリア放電によってエ
キシマ分子を形成する放電用ガスと、この放電容器の外
面に配置された一対の電極とよりなる誘電体バリア放電
ランプにおいて、前記放電容器の内部には、前記電極に
対向する容器の内面部分に対して接触する電気導体(以
下、単に「導体」ともいう)を有することを特徴とす
る。
In order to solve the above-mentioned problems, a dielectric barrier discharge lamp according to the present invention includes a discharge vessel at least partially serving also as a dielectric of a dielectric barrier discharge,
In a dielectric barrier discharge lamp comprising a discharge gas filled in the discharge vessel to form excimer molecules by dielectric barrier discharge and a pair of electrodes arranged on the outer surface of the discharge vessel, Is characterized by having an electric conductor (hereinafter, also simply referred to as “conductor”) that comes into contact with the inner surface portion of the container facing the electrode.

【0009】また、前記導体はバネ性であることを特徴
とする。また、前記放電容器の外部には導体保持部材を
有し、この記導体とこの導体保持部材の少なくとも一方
が磁力を有することで導体を放電容器内の所定位置に保
持することを特徴とする。また、前記導体は小片よりな
り、前記放電容器に内面と90°以内、好ましくは45
°以内の角度を形成して配置することを特徴とする。ま
た、前記放電容器は外側管と内側管を同軸的に配置した
概略二重円筒型であって、前記電極うち一方は外側管の
外面に配置するとともに他方の電極は内側管の外面に配
置する構成であることを特徴とする。また、前記導体は
リング形状であり、その直径が放電容器の内側管の外径
と放電ギャップ長の合計よりも大きいものであって、か
つ、放電容器の外側管の内面と内側管の内面に接触する
ことを特徴とする。
Further, the conductor is characterized by being springy. A conductor holding member is provided outside the discharge vessel, and at least one of the conductor and the conductor holding member has a magnetic force to hold the conductor at a predetermined position in the discharge vessel. In addition, the conductor is formed of small pieces, and the inside of the discharge vessel is 90 ° or less, preferably 45 ° with the inner surface.
It is characterized by being arranged at an angle of less than or equal to °. Further, the discharge vessel is a substantially double cylindrical type in which an outer tube and an inner tube are coaxially arranged, and one of the electrodes is arranged on the outer surface of the outer tube and the other electrode is arranged on the outer surface of the inner tube. It is characterized by having a configuration. Further, the conductor has a ring shape, the diameter of which is larger than the sum of the outer diameter of the inner tube of the discharge vessel and the discharge gap length, and the inner surface of the outer tube and the inner surface of the inner tube of the discharge vessel. It is characterized by contact.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】図1は、この発明の誘電体バリア
放電ランプの概略図を示す。図1(a)は誘電体バリア
放電ランプの横断面図によって全体構成を示し、(b)
は(a)のA−A’断面図を示す。誘電体バリア放電ラ
ンプ1は、全体形状が円筒状であり、材質は誘電体バリ
ア放電によって誘電体として機能するとともに、真空紫
外光を透過する合成石英ガラスから構成される。放電ラ
ンプ1は内側管11と外側管12が同軸に配置して二重
円筒管を構成するとともに、両端を閉じたことから内側
管11と外側管12の間に放電空間13が形成される。
放電空間13には誘電体バリア放電によってエキシマ分
子を形成するとともに、このエキシマ分子から真空紫外
光を放射する放電用ガス、例えばキセノンガスが封入さ
れる。数値例をあげると、放電ランプ1は全長800m
m、外径36mm、内側管11の外径は16mm、内側
管11と外側管12の肉厚は2mmであり、400Wで
点灯させる。
FIG. 1 is a schematic view of a dielectric barrier discharge lamp according to the present invention. FIG. 1A shows the overall configuration by a cross-sectional view of a dielectric barrier discharge lamp, and FIG.
FIG. 3A is a sectional view taken along line AA ′ of FIG. The dielectric barrier discharge lamp 1 has a cylindrical overall shape, and is made of synthetic quartz glass that functions as a dielectric by dielectric barrier discharge and transmits vacuum ultraviolet light. In the discharge lamp 1, the inner tube 11 and the outer tube 12 are coaxially arranged to form a double cylindrical tube, and since both ends are closed, a discharge space 13 is formed between the inner tube 11 and the outer tube 12.
In the discharge space 13, excimer molecules are formed by dielectric barrier discharge, and a discharge gas, for example, xenon gas, which emits vacuum ultraviolet light from the excimer molecules, is sealed. To give a numerical example, the discharge lamp 1 has a total length of 800 m.
m, the outer diameter is 36 mm, the outer diameter of the inner tube 11 is 16 mm, and the thickness of the inner tube 11 and the outer tube 12 is 2 mm.

【0011】外側管12の外面には網状電極14が設け
られ、内側管11の内部に他方の電極である内側電極1
5が設けられる。網状電極14はシームレスに構成さ
れ、全体として伸縮性を有することから外側管12への
密着性を良くすることができる。内側電極15はパイプ
状、あるいは断面において一部に切り欠きを有する概略
C字状のものであり内側管11に密着するように設けら
れる。放電空間13には必要に応じてゲッタが配置され
る。
A mesh electrode 14 is provided on the outer surface of the outer tube 12, and the inner electrode 1, which is the other electrode, is provided inside the inner tube 11.
5 are provided. The mesh electrode 14 is formed seamlessly and has elasticity as a whole, so that the adhesion to the outer tube 12 can be improved. The inner electrode 15 has a pipe shape or a substantially C-shape having a cutout in a section, and is provided so as to be in close contact with the inner tube 11. Getters are arranged in the discharge space 13 as needed.

【0012】網状電極14、内側電極15の間には、図
示略の交流電源が接続され、これにより放電空間13に
エキシマ分子が形成されて真空紫外光を発光する。放電
用ガスとしてキセノンガスを使った場合は波長172n
mの光を放射する。
An AC power supply (not shown) is connected between the mesh electrode 14 and the inner electrode 15, whereby excimer molecules are formed in the discharge space 13 to emit vacuum ultraviolet light. When xenon gas is used as the discharge gas, the wavelength is 172n.
m light.

【0013】放電空間13には点灯始動性を改善するた
めの導体16として金属片が、内側管11、外側管12
に接触するように配置されている。また、この導体16
は内側管11、外側管12の外面に電極が存在する位置
に配置されなければならない。これは、後述するが導体
16が誘電体バリア放電の起点となるものであるため、
誘電体の外側から電圧が印加させる状態にあることが必
要となるからである。この導体16は、例えば、白金、
金、タングステン、鉄、ニッケル、ステンレス、インコ
ネル、りん青銅、タングステン、ベリリウム銅などが適
用され、一般に、電気抵抗率で10−4(Ω・cm)以
下と言われる金属のみならず、電気抵抗率で10−3
10(Ω・cm)で定義される半導体も含むものであ
る。また、樹脂やガラス片などの誘電体の表面に蒸着な
どの手法で導体をコーティングしたものでも良い。
In the discharge space 13, a metal piece is provided as a conductor 16 for improving lighting startability, and an inner tube 11 and an outer tube 12 are provided.
It is arranged so that it may contact. The conductor 16
Must be arranged at a position where electrodes exist on the outer surfaces of the inner tube 11 and the outer tube 12. Although this will be described later, since the conductor 16 is a starting point of the dielectric barrier discharge,
This is because it is necessary to be in a state where a voltage is applied from outside the dielectric. The conductor 16 is, for example, platinum,
Gold, tungsten, iron, nickel, stainless steel, inconel, phosphor bronze, tungsten, beryllium copper, etc. are applied, and not only metals generally having an electric resistivity of 10 −4 (Ω · cm) or less, but also electric resistivity 10-3
It also includes a semiconductor defined by 10 3 (Ω · cm). Further, a conductor may be coated on the surface of a dielectric such as a resin or a glass piece by a method such as vapor deposition.

【0014】図2は図1における導体16が配置される
部分を拡大した状態を示す。導体16は、例えばステン
レス製の板バネを挿入したものである。外側電極14と
内側電極15の間に電圧が印加されると、誘電体である
外側管12と内側管11の外面に各々電位が形成され、
この電位が外側管12と内側管11の内面にも形成され
ることで導体16と誘電体の隙間から放電D1が発生す
る。そして、この放電D1に誘発されて、放電D2、D
3を続発し、その後、放電ギャップ間に放電D4が発生
する。この放電D4の発生により、放電空間の全域に放
電が生じるようになる。すなわち、このように導体16
を挿入した構造であれば、放電D1を生じさせるに足り
る電圧が印加されれば良好に誘電体バリア放電を発生で
きることになる。この導体16の長さX(内側電極15
の伸びる方向の長さ)は、例えば、20mmであり、放
電空間の長さ(長手方向)800mmに比べて極めて小
さい。このため、誘電体バリア放電ランプが一度、点灯
始動するとその後は、導体16の存在は放電特性に影響
を及ぼさない。導体16は内側管11、外側管12に接
するため、バネ材などの弾性力のある材料を用いること
が望ましい、バネ材の強い弾性力によって挟圧保持させ
ることによって、ランプに振動や衝撃がかかっても導体
16は固定される。また、導体16はバネ材だけでなく、
形状等を工夫することで塑性変形などの僅かな弾性力で
も内側管11、外側管12に接することができ、接する
誘電体に小穴などをあけて固定することで振動や衝撃が
かかっても導体16は固定される。なお、図1に示すラ
ンプは全体形状が円筒型であるため、導体16の端部は
完全に誘電体と接触していない場合があるが一部におい
て接触していれば問題はない。
FIG. 2 shows a state where the portion where the conductor 16 is arranged in FIG. 1 is enlarged. The conductor 16 has, for example, a leaf spring made of stainless steel inserted therein. When a voltage is applied between the outer electrode 14 and the inner electrode 15, a potential is formed on the outer surfaces of the outer tube 12 and the inner tube 11, which are dielectrics, respectively.
Since this potential is also formed on the inner surfaces of the outer tube 12 and the inner tube 11, a discharge D1 is generated from a gap between the conductor 16 and the dielectric. The discharge D1 induces the discharges D2 and D2.
3, and then a discharge D4 occurs between the discharge gaps. Due to the generation of the discharge D4, a discharge is generated in the entire discharge space. That is, the conductor 16
, A dielectric barrier discharge can be satisfactorily generated if a voltage sufficient to generate the discharge D1 is applied. The length X of the conductor 16 (the inner electrode 15
Is, for example, 20 mm, which is extremely smaller than the length (longitudinal direction) of the discharge space, 800 mm. For this reason, once the dielectric barrier discharge lamp starts lighting, the presence of the conductor 16 does not affect the discharge characteristics thereafter. Since the conductor 16 is in contact with the inner tube 11 and the outer tube 12, it is desirable to use a material having elasticity such as a spring material. Even conductor
16 is fixed. Also, the conductor 16 is not only a spring material,
By devising the shape, etc., it is possible to contact the inner tube 11 and the outer tube 12 with a small elastic force such as plastic deformation. 16 is fixed. Since the lamp shown in FIG. 1 has a cylindrical shape as a whole, the end of the conductor 16 may not be completely in contact with the dielectric, but there is no problem if the end is in contact with a part.

【0015】ここで、本発明者らは、放電空間に誘電体
ではなく導体を配置することが良く、また、この導体を
放電容器を構成する誘電体から離すのではなく接触させ
ることが点灯始動性という点に効果があることを見出し
た。その技術的根拠は必ずしも明らかではないが、以下
のように推測できる。図3は本発明の放電原理を説明す
る図面である。内側電極15と外側電極14の間に交流
電圧V0が印可された場合を考える。内側管11、外側
管12の厚さをそれぞれd1とし、放電空間13の距離
をd2とする。また放電空間13の比誘電率を1とし、
内側管11、外側管12の比誘電率をε1とする。ここ
で放電空間13に物体が介在しない単位領域をAとし、
単位領域Aの内側管11、放電空間13、外側管12の
キャパシタンスをそれぞれC1、C2、C3とし、それ
ぞれに加わる電圧をΔV1、ΔV2、ΔV3とする。さ
らに内側管11の放電空間13側の電位をV1、外側管
12の放電空間側の電位をV2とする。 ΔV1:ΔV2:ΔV3 =(1/C1):(1/C2):(1/C3) =(d1/ε1):d2:(d1/ε1) V1=V0×(ΔV2+ΔV3)/(ΔV1+ΔV2+ΔV3) =V0×(d1+ε1×d2)/(2×d1+ε1×d2) V2=V0×ΔV3/(ΔV1+ΔV2+ΔV3) =V0×d1/(2×d1+ε1×d2) 次に、放電空間に導体16が介在する単位領域をBと
し、単位領域B内の内側管11、外側管12のキャパシ
タンスをそれぞれC4、C5とし、単位領域Bの内側管
11、導体16、外側管12に加わる電圧をそれぞれΔ
V4、ΔV5、ΔV6とする。さらに内側管11の導体
16側の電位をV3、外側管12の導体16側の電位を
V4とする。 ΔV4:ΔV5:ΔV6 =(1/C4):0:(1/C5) =(d1/ε1):0:(d1/ε1) V3=V0×(ΔV5+ΔV6)/(ΔV4+ΔV5+ΔV6) =V0/2 V4=V0×ΔV6/(ΔV4+ΔV5+ΔV6) =V0/2 V3とV4は同じ大きさになる。ここで、V1−V3
(=ΔV10)、V2−V4(=ΔV11)を計算する
と、 ΔV10=V1−V3=(V0×d2×ε1)/(4×
d1+2×d2×ε1) ΔV11=V2−V4=−(V0×d2×ε1)/(4
×d1+2×d2×ε1) 物体の介在しない領域と導体が介在する領域の境界K
1、K2では、V1とV3、V2とV4の電位が極めて
近い距離で生じるため、局所的に強い電界が発生するこ
とになる。この強い電界によって容易に放電を発生させ
ることができ、この放電が放電空間全体の放電の起点と
なる。ここで放電空間の距離d2を∞としたときのΔV
10、ΔV11を計算すると、これらはそれぞれV0/
2、−V0/2に収束する。これは、放電空間の距離d
2が大きくなっても放電の起点となる局所的な強い電界
は安定して得られることをあらわす。
Here, the present inventors prefer to arrange a conductor instead of a dielectric in the discharge space, and to bring this conductor into contact with the dielectric constituting the discharge vessel instead of separating it from the starting space. I found that it was effective in terms of sex. Although the technical basis is not always clear, it can be guessed as follows. FIG. 3 is a drawing for explaining the discharge principle of the present invention. Consider a case where an AC voltage V0 is applied between the inner electrode 15 and the outer electrode 14. The thickness of the inner tube 11 and the outer tube 12 is d1, and the distance of the discharge space 13 is d2. The relative permittivity of the discharge space 13 is set to 1,
The relative permittivity of the inner tube 11 and the outer tube 12 is ε1. Here, A is a unit area where no object is present in the discharge space 13, and
The capacitances of the inner tube 11, the discharge space 13, and the outer tube 12 of the unit area A are C1, C2, and C3, respectively, and the voltages applied thereto are ΔV1, ΔV2, and ΔV3. Further, the potential on the discharge space 13 side of the inner tube 11 is V1, and the potential on the discharge space side of the outer tube 12 is V2. ΔV1: ΔV2: ΔV3 = (1 / C1) :( 1 / C2) :( 1 / C3) = (d1 / ε1): d2: (d1 / ε1) V1 = V0 × (ΔV2 + ΔV3) / (ΔV1 + ΔV2 + ΔV3) = V0 × (d1 + ε1 × d2) / (2 × d1 + ε1 × d2) V2 = V0 × ΔV3 / (ΔV1 + ΔV2 + ΔV3) = V0 × d1 / (2 × d1 + ε1 × d2) And the capacitances of the inner tube 11, the outer tube 12 in the unit region B are C4 and C5, respectively, and the voltages applied to the inner tube 11, the conductor 16, and the outer tube 12 in the unit region B are Δ
V4, ΔV5, and ΔV6. Further, the potential on the conductor 16 side of the inner tube 11 is V3, and the potential on the conductor 16 side of the outer tube 12 is V4. ΔV4: ΔV5: ΔV6 = (1 / C4): 0: (1 / C5) = (d1 / ε1): 0: (d1 / ε1) V3 = V0 × (ΔV5 + ΔV6) / (ΔV4 + ΔV5 + ΔV6) = V0 / 2 V4 = V0 × ΔV6 / (ΔV4 + ΔV5 + ΔV6) = V0 / 2 V3 and V4 have the same size. Here, V1−V3
(= ΔV10) and V2−V4 (= ΔV11), ΔV10 = V1−V3 = (V0 × d2 × ε1) / (4 ×
d1 + 2 × d2 × ε1) ΔV11 = V2-V4 = − (V0 × d2 × ε1) / (4
× d1 + 2 × d2 × ε1) Boundary K between the region where the object does not intervene and the region where the conductor intervenes
At 1 and K2, since the potentials of V1 and V3 and V2 and V4 occur at extremely short distances, a strong electric field is locally generated. Discharge can be easily generated by this strong electric field, and this discharge becomes a starting point of discharge in the entire discharge space. Here, ΔV when the distance d2 of the discharge space is ∞
10. When calculating ΔV11, these are respectively V0 /
2, converges to -V0 / 2. This is the distance d of the discharge space
This means that even when the value of 2 becomes large, a local strong electric field serving as a starting point of discharge can be obtained stably.

【0016】一方、放電空間に導体ではなく誘電体を介
在させた場合について考えてみる。放電空間に比誘電率
ε2の誘電体22が介在する単位領域をCとし、単位領
域Cの内側管11、誘電体22、外側管12のキャパシ
タンスをそれぞれC6、C7、C8とし、それぞれに加
わる電圧をΔV7、ΔV8、ΔV9とする。さらに内側
管11の誘電体22側の電位をV5、外側管12の誘電
体22側の電位をV6とする。 ΔV7:ΔV8:ΔV9 =(1/C6):(1/C7):(1/C8) =(d1/ε1):(d2/ε2):(d1/ε1) V5=V0×(ΔV8+ΔV9)/(ΔV7+ΔV8+ΔV9) =V0×(d2×ε1+d1×ε2)/(d2×ε1+2×d1×ε2) V6=V0×ΔV9/(ΔV7+ΔV8+ΔV9) =V0×d1×ε2/(d2×ε1+2×d1×ε2) ここで、V1−V5(=Δ12)、V2−V6(=Δ1
3)を計算すると、 ΔV12=V1−V5 ={V0×d1×d2×ε1×(ε2−1)}/{(2
×d1+d2×ε1)×(d2×ε1+2×d1×ε
2)} ΔV13=V2−V6 =−{V0×d1×d2×ε1×(ε2−1)}/
{(2×d1+d2×ε1)×(d2×ε1+2×d1
×ε2)} 導体ではなく誘電体が介在した場合も導体の場合と同じ
ように局所的に強い電界を得ることができるが、導体の
場合よりは小さい。さらに、放電空間の距離d2を∞と
したときのΔV12、ΔV13を計算すると、これらは
それぞれ0に収束する。これは、放電空間の距離d2が
大きくなると放電の起点となる局所的な電界は小さくな
ることをあらわす。また、導体の場合は、導体からの初
期電子の放出が期待できるが、誘電体の場合はその効果
は望めない。すなわち、放電空間に導体を介在させるこ
とは、放電空間に誘電体を介在させる場合に比べて、小
さな放電開始電圧で点灯始動できることを意味してい
る。そして、このことは誘電体バリア放電ランプの高出
力化に伴う放電ギャップの大型化に伴い効果は一層顕著
になる。なお、この説明図においては、導体16と内側
管11、導体16と外側管12のそれぞれが90°の角
度を形成している。この角度においても十分な効果は得
られるが、可能ならばこの角度は小さいほうが電界が強
い領域が増加する事になるため、より良い効果を得るこ
とができる。
On the other hand, consider the case where a dielectric is interposed in the discharge space instead of a conductor. The unit region where the dielectric 22 having the relative permittivity ε2 intervenes in the discharge space is C, and the capacitances of the inner tube 11, the dielectric 22, and the outer tube 12 of the unit region C are C6, C7, and C8, respectively. Are ΔV7, ΔV8, and ΔV9. Further, the potential on the dielectric 22 side of the inner tube 11 is V5, and the potential on the dielectric 22 side of the outer tube 12 is V6. ΔV7: ΔV8: ΔV9 = (1 / C6): (1 / C7): (1 / C8) = (d1 / ε1): (d2 / ε2): (d1 / ε1) V5 = V0 × (ΔV8 + ΔV9) / ( ΔV7 + ΔV8 + ΔV9) = V0 × (d2 × ε1 + d1 × ε2) / (d2 × ε1 + 2 × d1 × ε2) V6 = V0 × ΔV9 / (ΔV7 + ΔV8 + ΔV9) = V0 × d1 × ε2 / (d2 × ε1 + 2 × d1 × ε2) V1−V5 (= Δ12), V2−V6 (= Δ1)
When calculating 3), ΔV12 = V1-V5 = {V0 × d1 × d2 × ε1 × (ε2-1)} / {(2
× d1 + d2 × ε1) × (d2 × ε1 + 2 × d1 × ε
2) ΔV13 = V2−V6 = − {V0 × d1 × d2 × ε1 × (ε2-1)} /
{(2 × d1 + d2 × ε1) × (d2 × ε1 + 2 × d1
× ε2)} A strong electric field can be locally obtained when a dielectric is interposed instead of a conductor, as in the case of a conductor, but is smaller than that of a conductor. Further, when ΔV12 and ΔV13 are calculated when the distance d2 of the discharge space is ∞, these converge to 0. This means that as the distance d2 in the discharge space increases, the local electric field serving as the starting point of the discharge decreases. In the case of a conductor, the emission of initial electrons from the conductor can be expected, but in the case of a dielectric, the effect cannot be expected. That is, the presence of the conductor in the discharge space means that the lighting can be started with a smaller discharge starting voltage than in the case where the dielectric is provided in the discharge space. This effect becomes more remarkable as the discharge gap increases with the output of the dielectric barrier discharge lamp. In this illustration, the conductor 16 and the inner tube 11 and the conductor 16 and the outer tube 12 each form an angle of 90 °. Although a sufficient effect can be obtained at this angle, if possible, a smaller angle will increase the region where the electric field is strong, so that a better effect can be obtained.

【0017】次に、放電空間に介在させる導体16は、
誘電体を構成する内側管11および外側管12に接触す
ることが必要となる。このことは前述の説明からもわか
るように、放電起点となるポイントK1、K2間の電位
差をより高めるために接触させることが必要であり、仮
に、離間させると放電ガスが介在する分だけ、電位差が
減衰することになる。したがって、従来技術で紹介した
特開平6−209131号に開示するような突起を形成
する構造では、仮にこのような突起を導体によって形成
したとしても、本発明のような最小限の電圧印加で放電
開始を達成させるという作用効果を期待することはでき
ない。
Next, the conductor 16 interposed in the discharge space is
It is necessary to make contact with the inner tube 11 and the outer tube 12 which constitute the dielectric. As can be seen from the above description, it is necessary to make contact with each other in order to further increase the potential difference between the discharge starting points K1 and K2. Will attenuate. Therefore, in the structure in which the protrusion is formed as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-209131 introduced in the prior art, even if such a protrusion is formed by a conductor, the discharge is performed by applying the minimum voltage as in the present invention. The effect of achieving the start cannot be expected.

【0018】図9に、このような放電原理を証明するた
めの一例を示す。導体(例えば、白金など)を介在させ
た場合の放電起点(K1、K2)における電位差ΔV1
0と、誘電体を介在させた場合の放電起点(K1、K
2)における電位差ΔV12を示しており、各々放電空
間の距離d2を変化させた場合の値を示している。な
お、誘電体は酸化チタン(誘電率ε=170)と石英ガ
ラス(誘電率ε=3.7)について表記した。図は縦軸
に放電起点の電位差(電圧相対値)を示し(印加電圧V
0を1としたときの相対値)、横軸は放電空間の距離d
2を示している。また、導体の電位差(電圧相対値)を
A、酸化チタンの電位差(電圧相対値)をB、石英ガラ
スの電位差(電圧相対値)をCとして記載している。こ
の結果、放電空間に導体を介在させることで誘電体を介
在させる場合よりも大きな電位差を生じていることが分
かる。また、酸化チタンのような誘電率の高い誘電体を
介在させても放電空間d2が大きくなるにしたがい、電
位差は導体との差が大きくなっている。
FIG. 9 shows an example for proving such a discharge principle. Potential difference ΔV1 at discharge starting points (K1, K2) when a conductor (for example, platinum or the like) is interposed
0 and the starting point of discharge (K1, K
2) shows the potential difference ΔV12 in 2), and shows values when the distance d2 of the discharge space is changed. In addition, the dielectric material described about titanium oxide (dielectric constant ε = 170) and quartz glass (dielectric constant ε = 3.7). In the figure, the vertical axis shows the potential difference (voltage relative value) at the discharge starting point (applied voltage V
The relative value when 0 is 1) and the horizontal axis is the distance d of the discharge space
2 is shown. In addition, the potential difference (voltage relative value) of the conductor is denoted by A, the potential difference (voltage relative value) of titanium oxide is denoted by B, and the potential difference (voltage relative value) of quartz glass is denoted by C. As a result, it can be seen that the potential difference is larger when the conductor is interposed in the discharge space than when the dielectric is interposed. Further, even if a dielectric having a high dielectric constant such as titanium oxide is interposed, the potential difference between the conductor and the conductor increases as the discharge space d2 increases.

【0019】さらに、本発明のおいて放電空間の中に配
置する導体は電極を構成するものではない。誘電体バリ
ア放電ランプの中には放電空間内に一対の電極のうちの
一方を設ける構造も存在するが、本発明にいう導体とは
このようなものではない。また、放電空間内に不純物を
吸着する目的で金属からなるゲッターを配置するものや
放電容器の特定部分に直射することを防止するための遮
光を目的として金属蒸着膜を施すという構成を採用する
誘電体バリア放電ランプが存在するが、これらは、電極
が存在していわば放電を生ずる領域からは外れた位置に
配置される点で本発明の構造とは異なり、また、本発明
の導体は放電容器の電極に対向するべき内面に接触する
べき点で構成が完全に異なる。
Further, in the present invention, the conductor arranged in the discharge space does not constitute an electrode. Some dielectric barrier discharge lamps have a structure in which one of a pair of electrodes is provided in a discharge space, but the conductor according to the present invention is not such a structure. Also, a metal getter is disposed in order to adsorb impurities in the discharge space, and a metal deposition film is applied for the purpose of shielding light to prevent direct exposure to a specific part of the discharge vessel. Body-barrier discharge lamps exist, which differ from the structure of the present invention in that they are located at positions outside the region where the discharge occurs if electrodes are present, and the conductor of the present invention is a discharge vessel. The configuration is completely different in that it must be in contact with the inner surface that is to face the electrode.

【0020】図4は本発明の誘電体バリア放電ランプの
他の実施例を示し、図1に示した放電ランプの導体を有
する一方の端部の部分拡大図を示す。この実施例では導
体として金属性のバネ部材を使うのではなく、磁性関係
を形成する導体を用いている。すなわち、放電空間13
に配置する導体16と、この導体16を誘電体(放電容
器の外壁)を介して配置する導体保持部材17で磁性関
係を形成するものである。そして、少なくとも一方の磁
力を有する材料と、他方の強磁性材料の両者で誘電体を
挟んで固定されることになる。一例をあげると、磁力を
有する材料としてサマリウムコバルト磁石、アルニコ磁
石などを使うことができ、また、強磁性材料として鉄、
ニッケル、ケイ素鋼などを使うことができる。なお、両
者が磁力を有する材料であってもそれにより互いに固定
保持することができれば適用することができる。このよ
うに放電容器の外部には導体保持部材を有し、放電容器
の内部(放電空間)に存在する導体とが磁性関係を有す
ることで導体16を放電容器に内の所定位置に保持する
ことが可能となる。
FIG. 4 shows another embodiment of the dielectric barrier discharge lamp according to the present invention, and is a partially enlarged view of one end having a conductor of the discharge lamp shown in FIG. In this embodiment, instead of using a metallic spring member as a conductor, a conductor that forms a magnetic relationship is used. That is, the discharge space 13
And a conductor holding member 17 that arranges the conductor 16 via a dielectric (outer wall of the discharge vessel) to form a magnetic relationship. Then, at least one of the material having the magnetic force and the other ferromagnetic material is fixed with the dielectric therebetween. For example, a samarium-cobalt magnet, an alnico magnet, etc. can be used as a material having a magnetic force.
Nickel, silicon steel, etc. can be used. In addition, even if both are materials having a magnetic force, the present invention can be applied as long as they can be fixed and held together. As described above, the conductor holding member is provided outside the discharge vessel, and the conductor existing inside the discharge vessel (discharge space) has a magnetic relationship to hold the conductor 16 at a predetermined position in the discharge vessel. Becomes possible.

【0021】なお、導体16は放電容器の内部(放電空
間内)において、放電容器の外壁、すなわち、図におい
ては内側管11、外側管12と接触する必要があるが、
好ましくは、図に示すように、導体16と当該外壁が鋭
角を形成するように構成することが好ましい。このよう
に構成することで起点となる放電が生じ易くなるからで
ある。この鋭角は90°より小さければ小さほど効果が
あるが、実用的な意味においては、45°以下、より好
ましくは30°以下の場合に放電起点が顕著に生じるこ
とが確認されている。なお、図4のように板状の導体1
6を傾けて配置した場合には、導体16と誘電体である
内側管11、外側管12との接触角は必ずの90°以下
の鋭角を形成するものであるが、例えば、板状導体の端
部に導電性のペーストなどを塗布して誘電体を接触させ
た場合などにおいては、導電性ペーストで形成される接
触角が90°を越える場合があり、このような場合に比
較して導体を鋭角に配置することが有利なことといえ
る。
The conductor 16 needs to be in contact with the outer wall of the discharge vessel inside the discharge vessel (in the discharge space), that is, the inner tube 11 and the outer tube 12 in the figure.
Preferably, as shown in the figure, it is preferable that the conductor 16 and the outer wall form an acute angle. This is because such a configuration makes it easier to generate a discharge serving as a starting point. This acute angle is more effective as it is smaller than 90 °, but it has been confirmed that, in a practical sense, when the angle is 45 ° or less, more preferably 30 ° or less, a discharge starting point is remarkably generated. In addition, as shown in FIG.
6, the contact angle between the conductor 16 and the inner tube 11 and the outer tube 12, which is a dielectric, always forms an acute angle of 90 ° or less. In the case where a conductive paste or the like is applied to the end and the dielectric is brought into contact, the contact angle formed by the conductive paste may exceed 90 °. At an acute angle.

【0022】図5は本発明の誘電体バリア放電ランプの
他の実施例を示し、図1に示した放電ランプの導体を有
する一方の端部の部分拡大図を示す。この実施例では導
体として金属性のバネ部材や磁性体を使うのではなく、
リング状のワイヤー18を用いている。この実施例で紹
介するようなリング状ワイヤーを導体として使用する形
態においては、外側管と内側管を同軸に配置した二重管
型の誘電体バリア放電ランプにおいて、特に、有効であ
る。すなわち、図に示すように、リング状ワイヤー16
を内側管11に設けたワイヤー係止用の窪み19に良好
に係止することができ、これにより、リング状ワイヤー
16の直径が、内側管11の外径d1と放電ギャップ長
d2の合計より大きいという関係を有すれば当該ワイヤ
16は内側管11と外側管12のいずれにも接触するこ
とができ、また、このような構成を極めて簡単に組み立
てられることができる。リング状ワイヤーについて、一
例をあげると、ニッケル、タングステン、白金、ステン
レスなどを使うことができる。なお、完全なリング状で
なく一部に切断部を有する概略C字形状であってもよ
く、また、真円形状でなくても楕円形状、方形状に近い
形状であっても足り、さらには、円弧を形成する部分が
バネ性を有していれば本実施例と同様の作用効果を奏す
ることができる。また、図2に示す実施例では導体自体
の弾性力により保持しており、図4に示す実施例では磁
力により導体を保持しているが、この実施例における導
体は導体自身の重力により保持されることになる。
FIG. 5 shows another embodiment of the dielectric barrier discharge lamp according to the present invention, and is a partially enlarged view of one end having conductors of the discharge lamp shown in FIG. In this embodiment, instead of using a metallic spring member or a magnetic material as the conductor,
A ring-shaped wire 18 is used. The embodiment using a ring-shaped wire as a conductor as introduced in this embodiment is particularly effective in a double-tube dielectric barrier discharge lamp in which an outer tube and an inner tube are coaxially arranged. That is, as shown in FIG.
Can be satisfactorily locked in the wire locking dent 19 provided in the inner tube 11, whereby the diameter of the ring-shaped wire 16 is larger than the sum of the outer diameter d 1 of the inner tube 11 and the discharge gap length d 2. If the relation is large, the wire 16 can contact both the inner tube 11 and the outer tube 12, and such a configuration can be assembled very easily. As an example of the ring-shaped wire, nickel, tungsten, platinum, stainless steel, or the like can be used. In addition, it may be a substantially C-shape having a cut part in a part instead of a complete ring shape, or an oval shape, a shape close to a square shape that is not a perfect circular shape, and furthermore, If the portion forming the arc has a spring property, the same operation and effect as the embodiment can be obtained. In the embodiment shown in FIG. 2, the conductor is held by the elastic force of the conductor itself, and in the embodiment shown in FIG. 4, the conductor is held by the magnetic force. However, the conductor in this embodiment is held by the gravity of the conductor itself. Will be.

【0023】図6も本発明の誘電体バリア放電ランプの
他の実施例を示し、図5と同様に二重管型の誘電体バリ
ア放電ランプであって、図1に示した放電ランプの導体
を有する一方の端部の部分拡大図を示す。この実施例で
は導体16として、例えばφ0.4mmの白金製のワイヤを
用いたものである。導体16は内側管11に巻きつけ、
一端を半円形に曲げて外側管12の内表面と接してい
る。白金製のワイヤは強い弾性力はないが、塑性変形す
る範囲の弱い弾性力で外側管と接している。しかし、こ
の程度の保持力であればランプに振動や衝撃が掛かった
場合、導体16が移動してしまうために、この導体16
を保持する固定具20および固定具20を支持する突起
21を設け固定する。固定具20は導体16と別部材で
あっても一体であっても良い。突起21は例えば、石英
ガラス板に小穴をあけ、固定具20を通して固定し、内
側管11に溶着しても良い。このような構造において導
体16が放電基点を生ずるための放電現象は前述の実施
例に示すものと同じである。この構造の特長は、導体1
6を放電空間内において固定するための機構を、導体16
そのものに対して配慮する必要がないので、導体16は
放電起点という観点からのみ形状を形成することができ
る。状を形成することができる。
FIG. 6 also shows another embodiment of the dielectric barrier discharge lamp of the present invention, which is a double tube type dielectric barrier discharge lamp similar to FIG. 5, and is a conductor of the discharge lamp shown in FIG. FIG. 4 shows a partially enlarged view of one end portion having the following. In this embodiment, for example, a platinum wire having a diameter of 0.4 mm is used as the conductor 16. The conductor 16 is wound around the inner tube 11,
One end is bent into a semicircle and is in contact with the inner surface of the outer tube 12. The platinum wire has no strong elastic force, but is in contact with the outer tube with a weak elastic force in the range of plastic deformation. However, if the holding force of this level is applied to the lamp, the conductor 16 moves when vibration or impact is applied to the lamp.
And a projection 21 for supporting the fixture 20 are provided and fixed. The fixture 20 may be a separate member from or integral with the conductor 16. The projections 21 may be, for example, perforated with small holes in a quartz glass plate, fixed through the fixture 20, and welded to the inner tube 11. In such a structure, the discharge phenomenon for the conductor 16 to generate a discharge base point is the same as that shown in the above-described embodiment. The feature of this structure is that conductor 1
6 is fixed in the discharge space by a conductor 16
Since there is no need to consider itself, the conductor 16 can be formed only in terms of the discharge starting point. Shape can be formed.

【0024】また、前記までの実施例において、誘電体
バリア放電ランプは、例えば商用周波数の50Hz程度
から、数MHz〜数GHz、さらにそれ以上にして点灯
させてもエキシマ光を得ることができる。
In the above embodiments, excimer light can be obtained even when the dielectric barrier discharge lamp is turned on, for example, from a commercial frequency of about 50 Hz to several MHz to several GHz or more.

【0025】次に、この発明の誘電体バリア放電ランプ
を使った光源装置について説明する。図7は光源装置3
0を示し、金属ブロック31、壁部32、光取出窓33
によって全体箱状に形成される。誘電体バリア放電ラン
プ1は金属ブロック31の凹部に嵌め込むように配置さ
れ、その放射光が光取出窓33を介して放射される。金
属ブロック31には光センサー部35が設けられ、その
放射光量などが測定されるとともに、冷却水用パイプ3
6も設けられている。また、壁部32に不活性ガスの導
入口34aと排出口35bが形成されている。このよう
な光源装置の構造は、一般的なものであり、例えば、特
許第2836058号等に開示されており、詳細な説明
は省略する。このような構造の光源装置において、誘電
体バリア放電ランプは、放電空間に設けられた導体16
が金属ブロック31に対向するように配置することがで
きる。すなわち、誘電体バリア放電ランプはその外周面
から紫外光が放射状に放射されるものであるが、光透過
窓33に直進する紫外光は、その減衰率も低く利用効率
が高いので、このような方向に遮光の原因となる導体を
配置しないことが有利な場合があるからである。
Next, a light source device using the dielectric barrier discharge lamp of the present invention will be described. FIG. 7 shows the light source device 3
0, the metal block 31, the wall 32, and the light extraction window 33
Is formed in a box shape as a whole. The dielectric barrier discharge lamp 1 is arranged so as to fit into the concave portion of the metal block 31, and the radiated light is radiated through the light extraction window 33. The metal block 31 is provided with an optical sensor unit 35, which measures the amount of radiation and the like, and the cooling water pipe 3
6 is also provided. In addition, an inlet 34a and an outlet 35b for the inert gas are formed in the wall 32. The structure of such a light source device is general, and is disclosed in, for example, Japanese Patent No. 2836058, and a detailed description thereof will be omitted. In the light source device having such a structure, the dielectric barrier discharge lamp is provided with a conductor 16 provided in the discharge space.
Can be arranged so as to face the metal block 31. That is, the dielectric barrier discharge lamp emits ultraviolet light radially from the outer peripheral surface thereof. However, since ultraviolet light that goes straight to the light transmission window 33 has a low attenuation factor and a high use efficiency, such a light is used. This is because it may be advantageous not to dispose a conductor that causes light shielding in the direction.

【0026】また、光透過窓33は、誘電体バリア放電
ランプ1に向けて垂線を引いた場合に導体16に衝突し
ないような関係で設計することもできる。この場合も導
体16による部分的な遮光の影響を受けないようにする
ために有効である。特に光透過窓33から均一な放射を
得たいときに好ましい設計である。
The light transmission window 33 can be designed so as not to collide with the conductor 16 when a perpendicular line is drawn toward the dielectric barrier discharge lamp 1. Also in this case, it is effective to prevent the conductor 16 from being affected by partial light shielding. This is a preferable design particularly when it is desired to obtain uniform radiation from the light transmission window 33.

【0027】次に、本発明の効果を示す実験結果につい
て説明する。実験は、図1に示した構造の誘電体バリア
放電ランプであって、全長800mm、外径 36m
m、内側管11の外径は16mm、内側管11と外側管
12の肉厚は2mmであり、放電ギャップ長8mm、放
電用ガスとしてキセノンを53kPa封入したランプで
あって、定常点灯時には4KV(ゼロ−ピーク間)を使
って実験を行った。測定は、ランプ1として放電空間内
に何も配置しないもの、ランプ2として放電空間内に誘
電体として石英小片を配置したもの、ランプ3として放
電空間内に導体、図2に示す板バネを配置したものの3
種類の誘電体バリア放電ランプに対して、印加電圧を漸
次上昇させた場合の放電開始電圧を測定した。また、測
定は、各ランプに対して30回程度行った。
Next, experimental results showing the effects of the present invention will be described. The experiment was conducted on a dielectric barrier discharge lamp having the structure shown in FIG. 36m
m, the outer diameter of the inner tube 11 is 16 mm, the thickness of the inner tube 11 and the outer tube 12 is 2 mm, the discharge gap length is 8 mm, and xenon is filled as a discharge gas at 53 kPa. The experiment was performed using (between zero and peak). In the measurement, a lamp 1 in which nothing is disposed in the discharge space, a lamp 2 in which a quartz piece is disposed in the discharge space as a dielectric, a lamp 3 in which a conductor is disposed in the discharge space, and a plate spring shown in FIG. 3
For each type of dielectric barrier discharge lamp, the discharge starting voltage when the applied voltage was gradually increased was measured. The measurement was performed about 30 times for each lamp.

【0028】この結果、ランプ1は放電開始電圧が7〜
8KV(ゼロ−ピーク間電圧:以下同じ)であり、ラン
プ2は放電開始電圧が4.5〜5.5KVであり、ラン
プ3は2.5〜3.0KVの範囲に散らばるというもの
であったこの結果は、放電空間内に導体を配置した本発
明の誘電体バリア放電ランプが著しく低い電圧印加によ
り放電を開始できることを示すだけでなく、より驚くべ
くことは、定常点灯時の印加電圧よりも低い電圧で放電
を開始できるということである。これは従来の常識を大
きく覆すことでもある。この実験では定常点灯時の印加
電圧が4KVであるため所定の放射光量を獲得するため
にはこの電圧を印加する必要があるが、従来の誘電体バ
リア放電ランプのように、この定常点灯時印加電圧を越
えるより高い電圧の印加は必要ない。このことは昇圧ト
ランスの小型化を導くなどその効果は極めて大きい。
As a result, the lamp 1 has a discharge starting voltage of 7 to
8 KV (zero-peak voltage: the same applies hereinafter), lamp 2 had a discharge starting voltage of 4.5 to 5.5 KV, and lamp 3 was scattered in the range of 2.5 to 3.0 KV. This result not only indicates that the dielectric barrier discharge lamp of the present invention in which the conductor is disposed in the discharge space can start discharge by applying a remarkably low voltage, but also more surprisingly, the applied voltage is lower than the applied voltage at the time of steady lighting. That is, discharge can be started at a low voltage. This is a big change from the conventional wisdom. In this experiment, since the applied voltage at the time of steady lighting is 4 KV, it is necessary to apply this voltage in order to obtain a predetermined amount of radiation. However, as in a conventional dielectric barrier discharge lamp, it is necessary to apply this voltage. There is no need to apply a higher voltage than the voltage. This leads to a very large effect such as downsizing of the step-up transformer.

【0029】さらに、もう一つの効果として、上記実験
は各ランプに対して30回の点灯始動を試みたものであ
るが、従来のランプ1、2が1.0kVのバラツキを有
しているのに対し、本発明のランプ3は0.5kVのバ
ラツキである点、本願発明の誘電体バリア放電ランプは
設定した放電開始電圧で確実に点灯始動できることがわ
かる。
As another effect, in the above experiment, the lamps were started 30 times for each lamp, but the conventional lamps 1 and 2 had a variation of 1.0 kV. On the other hand, the lamp 3 of the present invention has a variation of 0.5 kV, and it can be seen that the dielectric barrier discharge lamp of the present invention can be reliably started to light at the set discharge starting voltage.

【0030】また、誘電体バリア放電ランプを調光する
場合、一般には、印加する高周波電圧の振幅を変化させ
る方法や、印加する高周波電圧の周波数を変化させる方
法が存在する。しかしながら、前者の場合は放射光のム
ラの発生という点で調光範囲に制限があり、また、後者
の場合であっても昇圧トランスの飽和という問題から満
足に調光ができるというものではない。また、図8に示
すように、ランプへの電圧供給を定期的に休止する方法
も考えられる。このような場合、従来の誘電体バリア放
電ランプであれば図8(a)に示すように電圧印加の毎
に高い放電開始電圧を印加する必要があり、電源を構成
する電子部品の耐圧性を考慮する必要があり、また、誘
電体バリア放電ランプに対しても放電開始毎に高い電圧
を印加することで高い負荷を与えることになる。これに
対し、本発明の誘電体バリア放電ランプは、前述のよう
に通常点灯時と同じ、あるいはそれ以下の電圧を印加す
ることで放電を開始することができるので、上記の問題
を伴うことなく定期的な休止を設ける点灯方法により放
電ランプの調光をすることができる。
When dimming the dielectric barrier discharge lamp, there are generally a method of changing the amplitude of the applied high-frequency voltage and a method of changing the frequency of the applied high-frequency voltage. However, in the former case, the dimming range is limited in terms of the occurrence of unevenness in the emitted light, and even in the latter case, dimming cannot be satisfactorily performed due to the problem of saturation of the step-up transformer. As shown in FIG. 8, a method of periodically stopping the voltage supply to the lamp is also conceivable. In such a case, in the case of a conventional dielectric barrier discharge lamp, it is necessary to apply a high discharge starting voltage every time a voltage is applied as shown in FIG. It is necessary to take this into consideration, and a high load is applied to the dielectric barrier discharge lamp by applying a high voltage every time discharge is started. On the other hand, the dielectric barrier discharge lamp of the present invention can start discharge by applying the same or lower voltage as in normal lighting as described above, so that the above-described problem does not occur. Dimming of the discharge lamp can be performed by a lighting method that provides a regular pause.

【0031】[0031]

【発明の効果】上記したように、本発明によれば、低い
電圧印加で確実に点灯始動できる誘電体バリア放電ラン
プを提供できる。
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a dielectric barrier discharge lamp that can be reliably started by applying a low voltage.

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

【図1】本発明の誘電体バリア放電ランプの概略図であ
る。
FIG. 1 is a schematic view of a dielectric barrier discharge lamp of the present invention.

【図2】本発明の誘電体バリア放電ランプの部分拡大図
である。
FIG. 2 is a partially enlarged view of the dielectric barrier discharge lamp of the present invention.

【図3】本発明の誘電体バリア放電ランプの部分拡大図
である。
FIG. 3 is a partially enlarged view of the dielectric barrier discharge lamp of the present invention.

【図4】本発明の誘電体バリア放電ランプの部分拡大図
である。
FIG. 4 is a partially enlarged view of the dielectric barrier discharge lamp of the present invention.

【図5】本発明の誘電体バリア放電ランプの部分拡大図
である。
FIG. 5 is a partially enlarged view of the dielectric barrier discharge lamp of the present invention.

【図6】本発明の誘電体バリア放電ランプの部分拡大図
である。
FIG. 6 is a partially enlarged view of the dielectric barrier discharge lamp of the present invention.

【図7】本発明の誘電体バリア放電ランプを使った光源
装置の一例である。
FIG. 7 is an example of a light source device using the dielectric barrier discharge lamp of the present invention.

【図8】本発明の誘電体バリア放電ランプの効果を説明
するための図である。
FIG. 8 is a diagram for explaining the effect of the dielectric barrier discharge lamp of the present invention.

【図9】本発明の誘電体バリア放電ランプの効果を説明
するための図である。
FIG. 9 is a diagram for explaining an effect of the dielectric barrier discharge lamp of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 放電容器 11 内側管 12 外側管 13 放電空間 14 外側電極 15 内側電極 16 導体 17 導体保持部材 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Discharge container 11 Inner tube 12 Outer tube 13 Discharge space 14 Outer electrode 15 Inner electrode 16 Conductor 17 Conductor holding member

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 少なくとも一部が誘電体バリア放電の誘
電体を兼ねる放電容器と、この放電容器内に充填され誘
電体バリア放電によってエキシマ分子を形成する放電用
ガスと、この放電容器の外面に配置された一対の電極と
よりなる誘電体バリア放電ランプにおいて、 前記放電容器の内部には、前記電極に対向する容器の内
面部分に対して接触する電気導体を有することを特徴と
する誘電体バリア放電ランプ。
1. A discharge vessel at least partially serving also as a dielectric of a dielectric barrier discharge, a discharge gas filled in the discharge vessel to form excimer molecules by the dielectric barrier discharge, and an outer surface of the discharge vessel. A dielectric barrier discharge lamp comprising a pair of electrodes arranged, wherein the discharge vessel has an electric conductor in contact with an inner surface portion of the vessel facing the electrodes. Discharge lamp.
【請求項2】 前記電気導体はバネ性であることを特徴
とする請求項1の誘電体バリア放電ランプ。
2. The dielectric barrier discharge lamp according to claim 1, wherein said electric conductor is springy.
【請求項3】 前記放電容器の外部には導体保持部材を
有し、前記電気導体とこの導体保持部材の少なくとも一
方が磁力を有するとともに他方が磁化される関係にある
ことで、前記電気導体を放電容器内の所定位置に保持す
ることを特徴とする請求項1の誘電体バリア放電ラン
プ。
3. An electric conductor having a conductor holding member outside the discharge vessel, wherein at least one of the electric conductor and the conductor holding member has a magnetic force and the other is magnetized, so that the electric conductor is formed. 2. The dielectric barrier discharge lamp according to claim 1, wherein the dielectric barrier discharge lamp is held at a predetermined position in the discharge vessel.
【請求項4】 前記電気導体は小片よりなり、前記放電
容器に内面と90°以内の角度を形成して配置すること
を特徴とする請求項1の誘電体バリア放電ランプ。
4. The dielectric barrier discharge lamp according to claim 1, wherein the electric conductor is formed of small pieces, and is arranged at an angle of 90 ° or less with the inner surface of the discharge vessel.
【請求項5】 前記放電容器は外側管と内側管を同軸的
に配置した概略二重円筒型であって、前記電極うち一方
は外側管の外面に配置するとともに他方の電極は内側管
の外面に配置する構成であることを特徴とする請求項1
の誘電体バリア放電ランプ。
5. The discharge vessel is of a generally double cylindrical type having an outer tube and an inner tube coaxially arranged, one of the electrodes being arranged on the outer surface of the outer tube and the other electrode being arranged on the outer surface of the inner tube. 2. The arrangement according to claim 1, wherein:
Dielectric barrier discharge lamp.
【請求項6】 前記電気導体はリング形状であり、その
直径が放電容器の内側管の外径と放電ギャップ長の合計
よりも大きいものであって、 かつ、放電容器の外側管の内面と内側管の内面に接触す
ることを特徴とする請求項5の誘電体バリア放電ラン
プ。
6. The electric conductor has a ring shape, the diameter of which is larger than the sum of the outer diameter of the inner tube of the discharge vessel and the discharge gap length, and the inner surface and the inner side of the outer tube of the discharge vessel. 6. The dielectric barrier discharge lamp according to claim 5, wherein the lamp contacts an inner surface of the tube.
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