JP2010176883A - マイクロ波放電灯 - Google Patents

Abstract

【課題】マイクロ波を利用した放電ランプは放電開始が困難であり、放電開始のための特別な装置や制御を設けると、装置の大型化・高コスト化につながる。
【解決手段】放電容器内２に一対の電極４ａ、４ｂが配置され、前記放電容器内２の前記電極間が接続可能となる量の水銀を封入したことを特徴とする、マイクロ波により点灯する放電ランプ１において、上記構造より、両電極間（４ａ、４ｂ）を水銀で短絡した状態でマイクロ波を供給することにより、パルス電圧など放電開始のための特別な装置や制御を必要とすることなく、放電開始することが可能である。また、前記放電容器２の内表面積に対する点灯電力を３００Ｗ／ｃｍ２以下としたことを特徴とするマイクロ波により点灯する放電ランプ１において、上記構成により、点灯中の放電容器内２の水銀圧力の上昇による放電容器２の破裂を抑えることが可能である。
【選択図】図１

Description

本発明はマイクロ波を利用して点灯する放電ランプに関する。

近年、高圧放電ランプは高効率・高演色という特性からハロゲンランプに代わり、一般照明だけでなく、自動車用の前照灯やプロジェクタ用のバックライトとして、需要が高まっている。

また、最近では発光空間内に電極を設けた放電ランプにマイクロ波エネルギーを供給し点灯させることにより、電極間放電による点光源状態を維持しつつ、高効率化や長寿命化を図った放電ランプが提案されている。（特許文献１・２）

しかしながら、このようなマイクロ波を利用した放電ランプの放電開始は一般的に困難である。

マイクロ波を利用しない放電ランプにおいては、点灯電源からパルス電圧を両電極間に加え絶縁破壊させ、放電開始を容易にしているが、マイクロ波を利用した放電ランプにおいては、回路の構成上パルス電圧を放電ランプに加えることは困難である。

また、放電開始を補助するために紫外線源などの始動補助光源を使用する場合があるが、始動補助光源用の電源やタイミング回路等が必要になってしまうため、装置の大型化・高コスト化に繋がってしまう。

特開２００２−７５２９０号公報 特開２００７−１１５５３４号公報

そこで本発明は、マイクロ波を利用して点灯する放電ランプにおいて、放電開始のための特別な装置や制御を必要とすることなく、容易に放電開始させることを目的とする。

この課題を解決するために、本発明の請求項１記載の放電ランプは、放電容器内に一対の電極が配置され、マイクロ波により点灯する放電ランプにおいて、前記放電容器内の前記電極間が接続可能となる量の水銀を封入したことを特徴とする。
上記構成により、両電極間を水銀で短絡した状態でマイクロ波を供給することにより、パルス電圧など放電開始のための特別な装置や制御を必要とすることなく、放電開始することが可能である。

また本発明の請求項２記載の放電ランプは、一対の電極間の最短距離をＬ（ｍｍ）とし、放電容器内に封入する水銀をＭ（ｍｇ）としたとき、次式を満たすことを特徴とする。

また本発明の請求項３記載の放電ランプは、前記放電容器の内表面積に対する点灯電力を３００Ｗ／ｃｍ２以下としたことを特徴とする。
上記構成により、点灯中の放電容器内の水銀圧力の上昇による放電容器の破裂を抑えることが可能である。

上記構成により、放電容器内に設けた一対の電極が短絡する量の水銀を封入しマイクロ波を供給することにより、容易に放電開始することが可能になる。

本発明に係るマイクロ波放電ランプを示す図である。

以下、本発明のマイクロ波放電ランプの実施の形態について詳細に説明する。
尚、本明細書におけるマイクロ波とは周波数が３００ＭＨｚから３００ＧＨｚの電磁波を指す。

図１は本発明に係るマイクロ波放電ランプの一例における構成を示す概略図である。
放電ランプ１は放電容器２内に一対の電極４ａ、４ｂが最短距離０．６ｍｍで設置されており、放電容器２の内容積は０．０１６ｃｃ、内表面積は０．０３４ｃｍ２である。
放電容器２内には水銀３とアルゴンガスと少量のハロゲンが封入されており、水銀３の重量は４ｍｇである。
一対の電極４ａ、４ｂにはモリブデン箔５ａ，５ｂが接続され、モリブデン箔５ａ，５ｂにはリード線６ａ，６ｂが接続され、一方のリード線６ａはマイクロ波同軸線７の中心導体８に接続され、マイクロ波が供給される構成となっている。

４ｍｇの水銀は、球体とするとその直径は約０．８３ｍｍであり、電極間の最短距離は０．６ｍｍであるので、このとき電極に付着した水銀は両電極間を短絡させる。この状態のときに、マイクロ波を供給すると、パルス電圧などをかけることなく放電が開始する。

ただし、水銀により両電極間が短絡された状態でマイクロ波を供給した時、放電が開始するメカニズムは正確には分かっていない。

放電ランプ１をマイクロ波電力８０Ｗで点灯させると、封入した水銀のほぼ全量が蒸発し、内部の水銀蒸気圧が上昇し連続スペクトルが得られる。また放電ランプ１電極間距離は０．６ｍｍであるので、プロジェクタ用光源として望まれる点光源を得ることができる。

尚、水銀短絡する条件は最低でも電極間の最短距離Ｌ（ｍｍ）に対して、次式を満たす水銀量Ｍ（ｍｇ）が必要となる。

水銀により両電極間を短絡させることができれば、封入する水銀量に上限はないが、定常点灯時にはほぼ全量の水銀が蒸発していることが望ましい。

尚、放電容器の内表面積に対する点灯電力（管壁負荷）が３００Ｗ／ｃｍ２を越えると、水銀圧力の上昇による放電容器の破裂などの不具合が発生するため好ましくない。

１：放電ランプ
２：放電容器
３：水銀
４ａ、４ｂ：電極
５ａ、５ｂ：モリブデン箔
６ａ、６ｂ：リード線
７：マイクロ波同軸線
８：マイクロ波同軸線の中心導体

Claims (3)

1. 放電容器内に一対の電極が配置され、マイクロ波により点灯する放電ランプにおいて、前記放電容器内の前記電極間が接続可能となる量の水銀を封入したことを特徴とするマイクロ波放電ランプ。
2. 放電容器内に一対の電極が配置され、マイクロ波により点灯する放電ランプにおいて、前記一対の電極間の最短距離をＬ（ｍｍ）とし、前記放電容器内に封入する水銀をＭ（ｍｇ）としたとき、次式を満たすことを特徴とする特徴とするマイクロ波放電ランプ。
   

   
3. 請求項１または２記載のマイクロ波放電ランプにおいて、前記放電容器の内表面積に対する点灯電力を３００Ｗ／ｃｍ２以下としたことを特徴とするマイクロ波放電ランプ。

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