JP2005276658A - Lighting system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、放電プラズマを利用した照明装置に関する。 The present invention relates to a lighting device using discharge plasma.
従来、電界放射型の電子放出源を用いた照明装置として、例えば、特許文献1に記載の照明装置が提案されている。この照明装置は、真空封止体内に一対のガラス基板を設置し、一方のガラス基板に電子放出源(カソード)を設け、他方のガラス基板に透明電極膜(アノード)を介して蛍光体を設けてなり、電子放出源より放出された電子が面状の蛍光体に衝突して蛍光体が励起され発光し、真空封止体内で拡散と反射を繰り返して可視光として放出されるように構成されている。 Conventionally, for example, an illumination device described in Patent Document 1 has been proposed as an illumination device using a field emission type electron emission source. In this illumination device, a pair of glass substrates are installed in a vacuum sealed body, an electron emission source (cathode) is provided on one glass substrate, and a phosphor is provided on the other glass substrate via a transparent electrode film (anode). The electrons emitted from the electron emission source collide with the planar phosphor, the phosphor is excited and emits light, and is diffused and reflected in the vacuum sealed body to be emitted as visible light. ing.
しかし、このような照明装置では、電子放出源より放出された電子が面状の蛍光体に衝突して発光する構成であるため、光の放出が一定方向に限定されてしまう。このため、真空封止体の全面より光が放出される照明装置が望まれている。 However, in such a lighting device, since the electrons emitted from the electron emission source collide with the planar phosphor to emit light, light emission is limited to a certain direction. For this reason, an illuminating device that emits light from the entire surface of the vacuum sealing body is desired.
また、電子放出源を設けたガラス基板と、蛍光体を設けたガラス基板との間隔を所定の大きさにすることが困難であり、製造性に劣るという問題があった。
したがって、本発明においては、光を全面に放射でき、線材と蛍光体の間隔を容易に所定の大きさにできることを解決しようとする課題とする。 Accordingly, an object of the present invention is to solve the problem that light can be emitted to the entire surface and the distance between the wire and the phosphor can be easily set to a predetermined size.
本発明の照明装置は、金属棒と、前記金属棒の外周に円筒状に形成された蛍光体と、前記蛍光体の外周に当該蛍光体表面との間に所定の間隔を開けて設けられ全周に炭素膜が成膜された線材と、これら金属棒,蛍光体,線材を封入した真空封止体とを備え、前記金属棒と前記線材との間に電圧を印加し、前記線材より放出された電子が蛍光体に衝突して発光することを特徴とするものである。 The lighting device of the present invention is provided with a predetermined interval between a metal rod, a phosphor formed in a cylindrical shape on the outer periphery of the metal rod, and a surface of the phosphor on the outer periphery of the phosphor. A wire rod having a carbon film formed on the periphery and a vacuum sealing body in which these metal rods, phosphors, and wire rods are enclosed, and a voltage is applied between the metal rod and the wire rod, and the wire rod is released from the wire rod. The emitted electrons collide with the phosphor and emit light.
前記線材は、軸方向に延設されているものや、蛍光体表面との間に所定の間隔を開けて螺旋状に形成されているもの等が挙げられる。 Examples of the wire include those extending in the axial direction and those formed in a spiral shape with a predetermined interval from the phosphor surface.
本発明の照明装置によると、金属棒と線材との間に電圧を印加することで、線材から放出された電子が円筒状の蛍光体表面に衝突して蛍光体が励起され発光し、真空封止体全面から光が放射される。 According to the illumination device of the present invention, by applying a voltage between the metal rod and the wire, electrons emitted from the wire collide with the surface of the cylindrical phosphor, the phosphor is excited and emits light, and is vacuum sealed. Light is emitted from the entire surface of the stationary body.
また、円筒状の蛍光体の外周に線材を配置した構成であり、線材の設置に際し蛍光体の外周面との間隔を容易に所定の大きさにすることができる。 Moreover, it is the structure which has arrange | positioned the wire to the outer periphery of the cylindrical fluorescent substance, and when installing a wire, the space | interval with the outer peripheral surface of a fluorescent substance can be easily made into a predetermined magnitude | size.
本発明によれば、光を全面に放射でき、線材と蛍光体の間隔を容易に所定の大きさにでき製造性にも優れる。 According to the present invention, light can be emitted to the entire surface, the distance between the wire and the phosphor can be easily set to a predetermined size, and the productivity is excellent.
本発明の最良の実施形態を図1ないし図3に基づいて説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described with reference to FIGS.
図1は照明装置の一部破断斜視図、図2は照明装置の断面図、図3は照明装置の正面図を示している。 1 is a partially broken perspective view of the lighting device, FIG. 2 is a sectional view of the lighting device, and FIG. 3 is a front view of the lighting device.
照明装置は、真空封止体10内に、金属棒11、蛍光体12、線材13を封入して構成されている。
The illuminating device is configured by enclosing a
真空封止体10は、円筒状のガラス管からなり、内部は真空(10−6Torr)に形成されている。
The
金属棒11は、中実の棒体でもよく、あるいは中空の金属管でもよい。また、その材質は、アルミニウム、銅、Ni、SUS等からなり、表面は蛍光体12の接着性と、蛍光体12の発光を反射するのに適した例えば鏡面仕上げとなっている。
The
蛍光体12は、金属棒11の外周全面に円筒状に形成されている。
The
線材13はNi,ステンレス,Feなどからなり、かつ、直径1mmに形成されている。線材13の全周には、カーボンナノウォール(炭素膜)が成膜されている。線材13は、軸方向に延設されており、かつ、蛍光体12の周方向に等間隔に4本設けられている。なお、線材13の直径は一例であり、1mmに限定されるものではない。
The
また、蛍光体12の全面を発光させるには、線材13と蛍光体12との間隔を広げ高い電位を加えるか、あるいは線材13の本数を増やして互いの間隔を狭め、蛍光体12の全面に電子が放射されるようにすることが好ましい。
In addition, in order to make the entire surface of the
蛍光体12と線材13との間隔を所定の大きさにするにはスペーサ14を用いる。スペーサ14は、蛍光体12に外嵌した環体14aに4つの突片14bを外方に折曲形成してなる。スペーサ14は、蛍光体12の両端の外周面に設けられており、これら両端のスペーサ14の対向する突片14b間に線材13を架設する。これにより、線材13が、蛍光体表面との間に所定の間隔を開けて配置される。なお、環体14aは蛍光体12に接着してもよい。
A
さらに、蛍光体12の一端において、各線材13どうしが導体15にて電気的に接続されている。
Further, at one end of the
照明装置は、金属棒11と一の線材13の一端との間に電線16を介してパルス電源17を接続することで、金属棒11と線材13との間に電圧が印加され、線材13より放出された電子が蛍光体12に衝突して発光する。
The lighting device connects a
発光輝度は、パルス電圧を1mA/cm2の電流が流れるまで上昇させると20万Cdとなる。この場合の条件として、φ1mmで長さ10cmのカソードに、3mm間隔で、φ2cmで長さ10cmの蛍光体付き金属アノードを構成し、10−6Torrの真空下でパルス電圧6kV(1KHz)を印加することで1mA/cm2の電流が流れた。 The emission luminance is 200,000 Cd when the pulse voltage is increased until a current of 1 mA / cm 2 flows. As a condition in this case, a metal anode with a phosphor with a diameter of 2 cm and a diameter of 10 cm is formed at a distance of 3 mm on a cathode having a diameter of 10 mm and a diameter of 10 mm, and a pulse voltage of 6 kV (1 KHz) is applied under a vacuum of 10 −6 Torr. As a result, a current of 1 mA / cm 2 flowed.
このように構成された照明装置によると、金属棒11に外嵌した円筒状の蛍光体12の外周に、当該蛍光体表面との間に所定の間隔を開けて線材13を設けて、金属棒11と線材13との間に電圧を印加して線材13から放出された電子が円筒状の蛍光体表面に衝突して蛍光体12が励起され発光し、真空封止体全面から光が放射される。
According to the illuminating device thus configured, the
また、円筒状の蛍光体12の外周に線材13を配置した構成であり、線材13の設置に際し、スペーサ14等を用いることで、蛍光体12の外周面との間隔を容易に所定の大きさにすることができる。
Further, the
フィールドエミッタを用いる光源は、エミッタ(カソード)と蛍光体側アノード間の距離を正確に狭くすればするほど電圧を低くできる(エミッタ特性は1〜4V/μm)。したがって、今回の構造はスペーサ14を入れることでカソード/アノード間の間隔を精度よく制御でき、間隔0.5mmで電圧800Vにおいて300lm/Wの効率を得た。
In a light source using a field emitter, the voltage can be lowered (the emitter characteristic is 1 to 4 V / μm) as the distance between the emitter (cathode) and the phosphor side anode is narrowed accurately. Therefore, in this structure, the spacing between the cathode and the anode can be accurately controlled by inserting the
なお、線材13の本数は4本に限定されるものではなく、一本であってもよく、また2本以上何本であってもよい。
Note that the number of the
また、スペーサ14の形状は上記構造に限定されるものではない。
Further, the shape of the
本発明の他の実施形態を図4に基づいて説明する。 Another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
本実施形態は、線材20が螺旋状に形成され、蛍光体表面との間に所定の間隔を開けて巻回されていることを特徴とするものである。なお、その他の構成は、図1ないし図3に示した実施形態と同一であり、同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。 The present embodiment is characterized in that the wire 20 is formed in a spiral shape and is wound with a predetermined gap between the wire 20 and the phosphor surface. Other configurations are the same as those of the embodiment shown in FIGS. 1 to 3, and the same portions are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
すなわち、環体14aに1つの突片14bを外方に折曲形成してなるスペーサ14を蛍光体12の両端に外嵌してなる。全周にカーボンナノウォールが成膜された螺旋状の線材20を蛍光体12に巻回し、線材20の両端を各スペーサ14の突片14bに固定する。これにより、線材13が、蛍光体表面との間に所定の間隔を開けて配置される。そして、線材20の一端と金属棒11との間に電圧を印加し、線材20より放出された電子が蛍光体12に衝突して発光する。
That is, the
このように構成された照明装置においても、光を全面に放射でき、線材と蛍光体の間隔を容易に所定の大きさにできる。 Even in the illumination device configured as described above, light can be emitted to the entire surface, and the distance between the wire and the phosphor can be easily set to a predetermined size.
しかも、線材20が螺旋状に形成されており、線材20が蛍光体12の全周に配置されることから、蛍光体12の360°全面を容易に発光させるのに適している。
In addition, since the wire 20 is formed in a spiral shape and the wire 20 is arranged on the entire circumference of the
本発明は、高圧水銀ランプ,メタルハライドランプ,高圧ナトリウムランプ等の高輝度ランプ(HIDランプ)として有用である。 The present invention is useful as a high-intensity lamp (HID lamp) such as a high-pressure mercury lamp, a metal halide lamp, or a high-pressure sodium lamp.
10 真空封止体
11 金属棒
12 蛍光体
13,20 線材
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記金属棒と前記線材との間に電圧を印加し、前記線材より放出された電子が蛍光体に衝突して発光することを特徴とする照明装置。 A carbon film is formed all around the metal rod, a phosphor formed in a cylindrical shape on the outer periphery of the metal rod, and a predetermined interval between the phosphor surface and the phosphor surface. A lighting device comprising a wire rod and a vacuum seal that encloses the metal rod, phosphor, and wire,
A lighting device, wherein a voltage is applied between the metal rod and the wire, and electrons emitted from the wire collide with a phosphor to emit light.
The lighting device according to claim 1, wherein the wire is formed in a spiral shape and wound around the phosphor surface at a predetermined interval.
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