JP2733165B2 - Electrodeless lamp - Google Patents

Electrodeless lamp

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JP2733165B2
JP2733165B2 JP15396092A JP15396092A JP2733165B2 JP 2733165 B2 JP2733165 B2 JP 2733165B2 JP 15396092 A JP15396092 A JP 15396092A JP 15396092 A JP15396092 A JP 15396092A JP 2733165 B2 JP2733165 B2 JP 2733165B2
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bulb
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starting
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真吾 東坂
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Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、バルブの内部に電極を
持たず、バルブ内の放電ガスにバルブの外部から高周波
電磁界を作用させることによって、放電ガスを励起発光
させるようにした無電極放電灯に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrodeless electrode in which a discharge gas is excited and emits light by applying a high-frequency electromagnetic field to the discharge gas inside the bulb from outside the bulb without having an electrode inside the bulb. It relates to a discharge lamp.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、この種の無電極放電灯は、小
型、高出力、長寿命などの特長を有しているものである
から、各所で研究開発され、たとえば、高出力点光源な
どへの利用が考えられている。無電極放電灯としては、
図6に示すように、空心コイルである誘導コイル2を囲
む形の電球形のバルブ1を備え、誘導コイル2に対して
高周波電流を通電し、誘導コイル2の周囲に形成された
高周波電磁界をバルブ1の中に封入された水銀蒸気を含
む放電ガスに作用させることによって、放電ガスを励起
し発光させるものがある(特開昭57−78766号公
報)。
2. Description of the Related Art Conventionally, this type of electrodeless discharge lamp has features such as small size, high output, and long life, and has been researched and developed in various places. The use to is considered. As an electrodeless discharge lamp,
As shown in FIG. 6, a bulb-shaped bulb 1 surrounding an induction coil 2 which is an air-core coil is provided, a high-frequency current is supplied to the induction coil 2, and a high-frequency electromagnetic field formed around the induction coil 2. Act on a discharge gas containing mercury vapor sealed in a bulb 1 to excite the discharge gas to emit light (Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-78766).

【0003】ところで、誘導コイル2として用いられて
いる空心コイルの周囲に形成される磁界は誘導コイル2
の内側でもっとも強くなるが、上記構成では誘導コイル
2の内側の高周波磁界を放電ガスに作用させていないも
のであるから、効率が低いという問題がある。これに対
して、図7に示すように、透明な石英ガラス等により形
成された球状のバルブ1と、バルブ1の外周に巻線を巻
回した誘導コイル2とを備え、誘導コイル2の内側の高
周波磁界を放電ガスに作用させるようにした無電極放電
灯が考えられている。この構成では、誘導コイル2の内
側で放電ガスに高周波磁界を作用させているから、図6
の構成に比較すれば効率が高くなるのである。
The magnetic field formed around the air-core coil used as the induction coil 2 is
However, the above configuration has a problem that the efficiency is low because the high frequency magnetic field inside the induction coil 2 does not act on the discharge gas. On the other hand, as shown in FIG. 7, a spherical bulb 1 made of transparent quartz glass or the like and an induction coil 2 having a winding wound around the outer periphery of the bulb 1 are provided. An electrodeless discharge lamp in which a high-frequency magnetic field is applied to a discharge gas has been considered. In this configuration, a high-frequency magnetic field is applied to the discharge gas inside the induction coil 2.
The efficiency is higher than that of the configuration described above.

【0004】これらの無電極放電灯の放電ガスには、水
銀蒸気等の発光物質と希ガスとの混合気体が一般に用い
られている。水銀を含む放電ガスを用いると、初期始動
は比較的容易になるが、消灯直後の再始動は困難である
という問題がある。また、温度の上昇に伴って水銀の蒸
気圧が指数関数的に変化するから、誘導コイル2に高周
波電流を通電するための高周波電源との整合がとりにく
く、整合がとれなくなると立ち消えなどが生じて安定に
点灯させることができないという問題が生じる。一方、
放電ガスに水銀が含まれていなければ整合はとりやすく
なるが、初期始動が困難になる。誘導コイルに高電圧を
印加すれば、強制的に始動させることは可能であるが、
高電圧を出力できる高周波電源が必要になり、点灯回路
としての高周波電源が大型化するという問題が生じる。
すなわち、無電極放電灯と高周波電源とを含む無電極放
電灯が大型化することになる。
As a discharge gas of these electrodeless discharge lamps, a mixed gas of a luminescent substance such as mercury vapor and a rare gas is generally used. When a discharge gas containing mercury is used, the initial startup is relatively easy, but it is difficult to restart immediately after turning off the light. Further, since the vapor pressure of mercury changes exponentially with an increase in temperature, it is difficult to match with a high-frequency power supply for supplying a high-frequency current to the induction coil 2. And it cannot be stably lit. on the other hand,
If mercury is not contained in the discharge gas, the alignment becomes easier, but the initial startup becomes difficult. It is possible to forcibly start by applying a high voltage to the induction coil,
A high-frequency power supply capable of outputting a high voltage is required, which causes a problem that the high-frequency power supply as a lighting circuit becomes large.
That is, an electrodeless discharge lamp including an electrodeless discharge lamp and a high-frequency power supply is increased in size.

【0005】上述したような問題を解決するために、図
8に示すように、バルブ1の外周に誘導コイル2の巻線
を巻回して、高周波磁界を放電ガスに効率よく作用さ
せ、しかも、誘導コイル2の軸方向におけるバルブ1の
両側に、互いに対向する一対の始動補助電極3a,3b
を配置することによって、始動が比較的容易になるよう
にした無電極放電灯が提案されている(米国特許第4,
489,589号、米国特許第4,902,937
号)。この無電極放電灯では、誘導コイル2への高周波
電流の通電に先立って、両始動補助電極3a,3bの間
に高周波電圧を印加することによって予備放電が生じる
ようにし、予備放電が生じた状態で誘導コイル2に高周
波電流を通電することによって始動を容易にしようとす
るものである。
In order to solve the above-mentioned problem, as shown in FIG. 8, a winding of an induction coil 2 is wound around an outer periphery of a bulb 1 so that a high-frequency magnetic field acts on a discharge gas efficiently. On both sides of the bulb 1 in the axial direction of the induction coil 2, a pair of starting auxiliary electrodes 3a, 3b facing each other are provided.
An electrodeless discharge lamp has been proposed in which start-up is made relatively easy by disposing (see U.S. Pat.
No. 489,589, U.S. Pat. No. 4,902,937.
issue). In this electrodeless discharge lamp, prior to energization of the high-frequency current to the induction coil 2, depending on applying a high frequency voltage as pre備放electrodeposition occurs on both the starting auxiliary electrode 3a, 3b during, preliminary discharge A high-frequency current is supplied to the induction coil 2 in a state where the induction occurs, thereby facilitating the starting.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところで、誘導コイル
2に高周波電流を通電して点灯させると、高周波磁界に
よってバルブ1の中にトロイド状の誘導電界が生じ、こ
の誘導電界によって放電ガスが電離されてトロイド状の
放電路を有する主放電(一般に環状放電、あるいは高周
波リング放電と呼ばれている放電状態)が生じる。誘導
電界は高周波磁界に鎖交するから、点灯時には誘導コイ
ル2の巻線の巻回方向に沿うように放電路が形成される
ことになる。一方、予備放電は始動補助電極3a,3b
の間で誘導電界に対して直交する方向に生じるから、両
始動補助電極3a,3bの間に生じる高周波電界が予備
放電から主放電への移行を妨げるという問題がある。
When a high-frequency current is applied to the induction coil 2 to light it, a high-frequency magnetic field generates a toroidal induction electric field in the bulb 1, and the discharge gas is ionized by the induction electric field. Thus, a main discharge having a toroidal discharge path (a discharge state generally called an annular discharge or a high-frequency ring discharge) is generated. Since the induction electric field links with the high-frequency magnetic field, a discharge path is formed along the winding direction of the winding of the induction coil 2 at the time of lighting. On the other hand, the preliminary discharge is performed by starting auxiliary electrodes 3a and 3b.
Therefore, there is a problem that a high-frequency electric field generated between the starting auxiliary electrodes 3a and 3b prevents a transition from the preliminary discharge to the main discharge.

【0007】本発明は上記問題点の解決を目的とするも
のであり、始動補助電極に対して大きな電力を供給する
必要がなく始動性のよい無電極放電灯を提供しようとす
るものである。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide an electrodeless discharge lamp which does not need to supply a large power to a starting auxiliary electrode and has a good startability.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明では、上
記目的を達成するために、誘導コイル2の中心軸に直交
する平面とバルブ1の外壁面との交線上でバルブ1の外
壁面の略全周に亙って2個の始動補助電極3a,3bを
配列し、各始動補助電極3a,3bを誘導コイル2の各
端部に接続しているのである。
According to the first aspect of the present invention, in order to achieve the above object, the outer wall surface of the valve 1 is located on the intersection of a plane perpendicular to the central axis of the induction coil 2 and the outer wall surface of the valve 1. The two starting auxiliary electrodes 3a and 3b are arranged over substantially the entire circumference of the induction coil 2, and each starting auxiliary electrode 3a and 3b is connected to each end of the induction coil 2.

【0009】請求項2の発明では、誘導コイル2の中心
軸に直交する平面とバルブ1の外壁面との交線上でバル
ブ1の外壁面の略全周に亙って2個の始動補助電極3
a,3bを配列し、一方の始動補助電極3aを誘導コイ
ル2の一端に接続するともに、他方の始動補助電極3b
をインダクタLを介して誘導コイル2の他端に接続して
いるのである。
According to the second aspect of the present invention, two starting auxiliary electrodes are provided over substantially the entire circumference of the outer wall surface of the bulb 1 on the line of intersection of the plane perpendicular to the central axis of the induction coil 2 and the outer wall surface of the bulb 1. 3
a, 3b are arranged, one starting auxiliary electrode 3a is connected to one end of the induction coil 2 and the other starting auxiliary electrode 3b is connected.
Is connected to the other end of the induction coil 2 via the inductor L.

【0010】請求項3の発明では、誘導コイル2の中心
軸に直交する平面とバルブ1の外壁面との交線上でバル
ブ1の外壁面の略全周に亙って2個の始動補助電極3
a,3bを配列し、一方の始動補助電極3aを誘導コイ
ル2の一端に接続するともに、他方の始動補助電極3b
をインダクタLとコンデンサCとからなる共振回路5を
介して誘導コイル2の他端に接続しているのである。
According to the third aspect of the present invention, two starting auxiliary electrodes are provided over substantially the entire circumference of the outer wall surface of the bulb 1 on the intersection of a plane perpendicular to the central axis of the induction coil 2 and the outer wall surface of the bulb 1. 3
a, 3b are arranged, one starting auxiliary electrode 3a is connected to one end of the induction coil 2 and the other starting auxiliary electrode 3b is connected.
Is connected to the other end of the induction coil 2 via the resonance circuit 5 including the inductor L and the capacitor C.

【0011】[0011]

【作用】請求項1の構成によれば、誘導コイル2に高周
波電源4より通電すると誘導コイル2の両端間電圧が始
動補助電極3a,3bに印加されることになり、両補助
電極3a,3bに沿うようにストリーマ状の予備放電が
生じることになる。すなわち、予備放電を生じさせるた
めに別途に電源を設ける必要がないという利点を有して
いる。一方、誘導コイル2の周囲の高周波磁界はバルブ
1内の放電ガスに作用してバルブ1の中にトロイド状の
誘導電界を形成するから、上述した予備放電に対して誘
導電界が作用してトロイド状の放電路を有する主放電に
移行し、放電ガスが電離および励起されて高輝度で発光
することになる。始動補助電極3a,3bは誘導コイル
2の中心軸に直交する平面とバルブ1の外壁面との交線
上に配列されているから、予備放電は誘導コイル2によ
る誘導電界に沿うように形成されるのであり、予備放電
から主放電への移行時に放電の向きを変える必要がな
く、始動時の供給エネルギを少なくすることができるの
である。また、始動補助電極3a,3bはバルブ1の外
側面に略全周に亙って配列されているものであって、隣
接する始動補助電極3a,3bの間の距離は比較的小さ
くすることができるから、始動補助電極3a,3bの間
の電界強度を大きくすることが可能であって、このこと
によって予備放電が生じやすくなるのである。要する
に、予備放電が生じやすく、かつ、予備放電から主放電
への移行に要するエネルギが少ないから始動性に優れ、
しかも、始動時の供給エネルギが少ないから電源を小型
化することが可能になり、全体としての小型化が可能に
なるのである。
According to the structure of the first aspect, when the induction coil 2 is energized from the high frequency power supply 4, the voltage between both ends of the induction coil 2 is applied to the starting auxiliary electrodes 3a, 3b. , A streamer-like preliminary discharge occurs. In other words, there is an advantage that it is not necessary to separately provide a power supply for generating the preliminary discharge. On the other hand, the high-frequency magnetic field around the induction coil 2 acts on the discharge gas in the bulb 1 to form a toroidal induced electric field in the bulb 1. The discharge gas shifts to a main discharge having a discharge path, and the discharge gas is ionized and excited to emit light with high luminance. Since the auxiliary starting electrodes 3a and 3b are arranged on the intersection of the plane perpendicular to the central axis of the induction coil 2 and the outer wall surface of the bulb 1, the preliminary discharge is formed along the electric field induced by the induction coil 2. Therefore, it is not necessary to change the direction of the discharge at the time of transition from the preliminary discharge to the main discharge, so that the energy supplied at the start can be reduced. The starting auxiliary electrodes 3a and 3b are arranged on the outer surface of the bulb 1 over substantially the entire circumference, and the distance between the adjacent starting auxiliary electrodes 3a and 3b may be relatively small. As a result, it is possible to increase the electric field intensity between the starting auxiliary electrodes 3a and 3b, which makes it easier to generate a preliminary discharge. In short, pre-discharge is easy to occur, and since the energy required for the transition from the pre-discharge to the main discharge is small, the startability is excellent,
In addition, since the supply energy at the time of starting is small, it is possible to reduce the size of the power supply, and it is possible to reduce the size as a whole.

【0012】請求項2の構成によれば、一方の始動補助
電極3aと誘導コイル2の一端との間にインダクタLを
介在させていることによって、インダクタLにより昇圧
された電圧が始動補助電極3a,3bに印加されること
になり、始動補助電極3a,3bの周囲に発生する電界
の電界強度を大きくすることができ、始動が一層容易に
なるのである。
According to the second aspect of the present invention, since the inductor L is interposed between one of the starting auxiliary electrodes 3a and one end of the induction coil 2, the voltage boosted by the inductor L is reduced. , 3b, the electric field strength of the electric field generated around the starting auxiliary electrodes 3a, 3b can be increased, and the starting is further facilitated.

【0013】請求項3の構成によれば、一方の始動補助
電極3aと誘導コイル2の一端との間にインダクタLと
コンデンサCとからなる共振回路5を挿入していること
によって、共振回路5の両端電圧を電源電圧に加算して
始動補助電極3a,3bに印加することになり、始動補
助電極3a,3bの周囲に発生する電界の電界強度を大
きくすることができ、始動が一層容易になるのである。
According to the third aspect of the present invention, the resonance circuit 5 including the inductor L and the capacitor C is inserted between the one starting auxiliary electrode 3a and one end of the induction coil 2. Is added to the power supply voltage and applied to the starting auxiliary electrodes 3a and 3b, the electric field strength of the electric field generated around the starting auxiliary electrodes 3a and 3b can be increased, and starting can be further facilitated. It becomes.

【0014】[0014]

【実施例】(実施例1)図1に示すように、バルブ1は
石英ガラス等の透光性材料によって気密な円筒状に形成
され、放電ガスとして、たとえば100Torrのキセノン
ガスを封入してある。バルブ1の外周には誘導コイル2
の巻線がバルブ1の中心軸と略同軸となるように巻回さ
れる。ここでは、誘導コイル2は3ターン巻回されてい
るが、ターン数はとくに限定されるものではなく1ター
ン以上巻回されていればよい。バルブ1の外壁面には、
誘導コイル2の中心軸に直交する平面とバルブ1の外壁
面との交線である円環上において、2個の始動補助電極
3a,3bがバルブ1に密着して配置される。各始動補
助電極3a,3bは、図2に示すように、縦横の寸法比
が十分に大きな細長い短冊状に形成され、各始動補助電
極3a,3bの中央部にはバルブ1の中心軸の方向に沿
って端子片6a,6bが延設され、端子片6a,6bの
先端部はバルブ1の底面に沿うように折曲されている。
また、両始動補助電極3a,3bの端部間には、たとえ
ば5mmの隙間が形成される。この隙間は、始動補助電
極3a,3bの間に高周波電圧を印加したときに放電が
バルブ1の外部で生じることがない程度の寸法に設定さ
れる。各始動補助電極3a,3bに延設された端子片6
a,6bの先端部は、誘導コイル2の各一端に接続され
る。
(Embodiment 1) As shown in FIG. 1, a bulb 1 is formed in a hermetically sealed cylindrical shape from a translucent material such as quartz glass, and is filled with, for example, 100 Torr xenon gas as a discharge gas. . An induction coil 2 is provided on the outer periphery of the valve 1.
Is wound so as to be substantially coaxial with the central axis of the valve 1. Here, the induction coil 2 is wound three turns, but the number of turns is not particularly limited as long as it is wound one or more turns. On the outer wall of the valve 1,
Two starting auxiliary electrodes 3 a and 3 b are arranged in close contact with the bulb 1 on a ring which is an intersection of a plane orthogonal to the central axis of the induction coil 2 and the outer wall surface of the bulb 1. As shown in FIG. 2, each of the starting auxiliary electrodes 3a and 3b is formed in a long and narrow strip having a sufficiently large vertical and horizontal dimension ratio, and the center of each of the starting auxiliary electrodes 3a and 3b is positioned in the direction of the central axis of the bulb 1. The terminal pieces 6a and 6b extend along the bottom of the bulb 1, and the distal ends of the terminal pieces 6a and 6b are bent along the bottom surface of the bulb 1.
In addition, a gap of, for example, 5 mm is formed between the ends of the starting auxiliary electrodes 3a and 3b. This gap is set to such a size that a discharge does not occur outside the bulb 1 when a high-frequency voltage is applied between the starting auxiliary electrodes 3a and 3b. Terminal strip 6 extended to each starting auxiliary electrode 3a, 3b
The tips of a and 6b are connected to one end of the induction coil 2, respectively.

【0015】誘導コイル2は、高周波電源4から高周波
電流が通電されて高周波磁界を発生し、この高周波磁界
がバルブ1の内部の放電ガスに作用することによってト
ロイド状の放電路を有する主放電を生じさせ、放電ガス
を励起して発光させる。すなわち、高周波磁界によって
バルブ1の中には誘導コイル2の巻線の巻回方向に沿う
形でトロイド状の誘導電界が生じるのであり、この誘導
電界により主放電が維持される。高周波電源4は、高周
波を発生する高周波発生器4aと、高周波発生器4aの
出力を増幅する増幅器4bと、増幅器4bと誘導コイル
2との間に挿入されインピーダンスを整合させるマッチ
ング回路4cとにより構成される。
The induction coil 2 is supplied with a high-frequency current from a high-frequency power supply 4 to generate a high-frequency magnetic field. The high-frequency magnetic field acts on a discharge gas inside the bulb 1 to generate a main discharge having a toroidal discharge path. The discharge gas is excited to emit light. That is, a toroidal induction electric field is generated in the bulb 1 along the winding direction of the winding of the induction coil 2 by the high frequency magnetic field, and the main discharge is maintained by the induction electric field. The high frequency power supply 4 includes a high frequency generator 4a for generating a high frequency, an amplifier 4b for amplifying an output of the high frequency generator 4a, and a matching circuit 4c inserted between the amplifier 4b and the induction coil 2 for matching impedance. Is done.

【0016】始動時には、高周波電源4によって誘導コ
イル2に高周波電流を通電すると、誘導コイル2の両端
に生じる電圧によって両補助電極3a,3bの間に高周
波電圧が印加される。このとき始動補助電極3a,3b
の近傍の電子が放電ガス中のキセノン原子に衝突してキ
セノン原子を電離させるのであって、このような状態が
繰り返されることによって放電を維持するのに十分な電
子が供給されると、図3に示すように、始動補助電極3
a,3bに沿うようにストリーマ状の予備放電SPが生
じる。
At the time of starting, when a high-frequency current is supplied to the induction coil 2 by the high-frequency power supply 4, a high-frequency voltage is applied between the auxiliary electrodes 3a and 3b by a voltage generated at both ends of the induction coil 2. At this time, the starting auxiliary electrodes 3a, 3b
When the electrons in the vicinity of 衝突 collide with the xenon atoms in the discharge gas to ionize the xenon atoms, when such a state is repeated, sufficient electrons are supplied to maintain the discharge. As shown in FIG.
Streamer-like preliminary discharges SP are generated along the lines a and 3b.

【0017】誘導コイル2には高周波電源4から高周波
電流が通電されているから、誘導コイル2に鎖交する高
周波磁界が生じ、この高周波磁界に鎖交するトロイド状
の誘導電界がバルブ1の内部空間に形成されている。こ
の誘導電界が予備放電SPに作用することによって主放
電に移行し、放電ガスの励起による強い発光が生じて点
灯状態になる。ここで、誘導コイル2によって生じた高
周波磁界は予備放電SPに鎖交しており、誘導コイル2
は予備放電SPと同じ向きに誘導電界を発生させるか
ら、予備放電SPから主放電への移行に際して放電の方
向を変化させるようなエネルギが不要になるのである。
Since a high-frequency current is supplied from the high-frequency power supply 4 to the induction coil 2, a high-frequency magnetic field interlinking with the induction coil 2 is generated. It is formed in space. When the induced electric field acts on the preliminary discharge SP, the main discharge is shifted to the main discharge, and a strong light emission is generated by the excitation of the discharge gas to be turned on. Here, the high-frequency magnetic field generated by the induction coil 2 is linked to the preliminary discharge SP,
Generates an induced electric field in the same direction as that of the preliminary discharge SP, so that energy for changing the direction of the discharge is not required when shifting from the preliminary discharge SP to the main discharge.

【0018】上述したような始動補助電極3a,3bを
設けることによって、主放電を形成するための初期入力
を大幅に減少させることができる。たとえば、始動補助
電極3a,3bを設けずに誘導コイル2のみによって放
電を開始させるためには、300W以上の電力が必要で
あるが、始動補助電極3a,3bを設けた場合には10
0W程度の電力で放電を開始させることができる。この
ことにより、電源を小型化でき、容易に始動できるよう
になるのである。
By providing the starting auxiliary electrodes 3a and 3b as described above, the initial input for forming the main discharge can be greatly reduced. For example, in order to start discharge only by the induction coil 2 without providing the auxiliary starting electrodes 3a and 3b, power of 300 W or more is required.
Discharge can be started with power of about 0 W. As a result, the power supply can be reduced in size and can be easily started.

【0019】ここに、放電ガスとしては、キセノンガス
に代えて、他の単一気体や混合気体を用いてもよく、ガ
ス圧も100Torrに限定されるものではない。また、バ
ルブ1は円筒状に限定されるものではなく、球状のほか
どのようなものでもよい。 (実施例2)本実施例では、図4に示すように、一方の
始動補助電極3aと誘導コイル2の一端との間にインダ
クタLを挿入したものである。他方の始動補助電極3b
は誘導コイル2の他端に接続されるとともに接地され
る。
Here, as the discharge gas, other single gas or mixed gas may be used instead of xenon gas, and the gas pressure is not limited to 100 Torr. Further, the valve 1 is not limited to a cylindrical shape, but may be any other than a spherical shape. (Embodiment 2) In this embodiment, as shown in FIG. 4, an inductor L is inserted between one starting auxiliary electrode 3a and one end of the induction coil 2. The other starting auxiliary electrode 3b
Is connected to the other end of the induction coil 2 and grounded.

【0020】高周波電源4により誘導コイル2に通電す
ると、誘導コイル2の周囲に発生した高周波磁界が始動
補助電極3a,3bに鎖交する形で結合する。すると始
動補助電極3a,3bの間にインダクタLにより昇圧さ
れた高電圧が発生し、始動補助電極3a,3bの周囲の
電界強度が大きくなるのである。その結果、始動補助電
極3a,3bの近傍の電子のエネルギーが大きくなり、
放電ガス中のキセノン原子が電離しやすくなるのであ
る。すなわち、予備放電が生じやすくなって始動が容易
になるのである。ここにおいて、両始動補助電極3a,
3bへの印加電圧はインダクタLの巻数が多いほど高く
なるから、必要に応じてインダクタLを設計することが
できる。他の構成は実施例1と同様である。
When the induction coil 2 is energized by the high-frequency power supply 4, the high-frequency magnetic field generated around the induction coil 2 is coupled to the starting auxiliary electrodes 3a and 3b so as to interlink. Then, a high voltage boosted by the inductor L is generated between the starting auxiliary electrodes 3a and 3b, and the electric field strength around the starting auxiliary electrodes 3a and 3b increases. As a result, the energy of the electrons near the starting auxiliary electrodes 3a and 3b increases,
Xenon atoms in the discharge gas are easily ionized. That is, the preliminary discharge is easily generated, and the starting is facilitated. Here, both starting auxiliary electrodes 3a,
Since the applied voltage to 3b increases as the number of turns of the inductor L increases, the inductor L can be designed as needed. Other configurations are the same as in the first embodiment.

【0021】(実施例3)本実施例では、図5に示すよ
うに、一方の始動補助電極3aと誘導コイル2の一端と
の間にインダクタLとコンデンサCとの並列回路よりな
る共振回路5を挿入したものである。他方の始動補助電
極3bは誘導コイル2の他端に接続されるとともに接地
される。共振回路5の共振周波数は高周波電源4の出力
周波数に一致するように設定される。
(Embodiment 3) In this embodiment, as shown in FIG. 5, a resonance circuit 5 composed of a parallel circuit of an inductor L and a capacitor C is provided between one starting auxiliary electrode 3a and one end of an induction coil 2. Is inserted. The other starting auxiliary electrode 3b is connected to the other end of the induction coil 2 and is grounded. The resonance frequency of the resonance circuit 5 is set to match the output frequency of the high frequency power supply 4.

【0022】高周波電源4により誘導コイル2に通電す
ると、誘導コイル2の周囲に発生した高周波磁界が始動
補助電極3a,3bに鎖交する形で結合する。すると共
振回路5に共振電流が流れ、始動補助電極3a,3bの
間に高電圧が発生し、始動補助電極3a,3bの周囲の
電界強度が大きくなるのである。その結果、始動補助電
極3a,3bの近傍の電子のエネルギーが大きくなり、
放電ガス中のキセノン原子が電離しやすくなるのであ
る。すなわち、予備放電が生じやすくなって始動が容易
になるのである。ここにおいて、実施例2のようにイン
ダクタLのみを用いても両始動補助電極3a,3bへの
印加電圧は上昇するが、インダクタLとコンデンサCと
からなる共振回路5を用いることによって、インダクタ
Lの巻数が少なくてもインダクタLのみの場合と同等以
上に高い電圧を発生させることが可能になる。他の構成
は実施例1と同様である。
When the induction coil 2 is energized by the high-frequency power supply 4, the high-frequency magnetic field generated around the induction coil 2 is coupled to the starting auxiliary electrodes 3a and 3b so as to interlink. Then, a resonance current flows through the resonance circuit 5, a high voltage is generated between the starting auxiliary electrodes 3a and 3b, and the electric field intensity around the starting auxiliary electrodes 3a and 3b increases. As a result, the energy of the electrons near the starting auxiliary electrodes 3a and 3b increases,
Xenon atoms in the discharge gas are easily ionized. That is, the preliminary discharge is easily generated, and the starting is facilitated. Here, the voltage applied to both starting auxiliary electrodes 3a and 3b increases even when only the inductor L is used as in the second embodiment. However, by using the resonance circuit 5 including the inductor L and the capacitor C, the inductor L Even if the number of turns is small, it is possible to generate a voltage higher than or equal to the case of only the inductor L. Other configurations are the same as in the first embodiment.

【0023】(実施例4)本実施例では、放電ガスとし
て、希ガスに金属や金属のハロゲン化物を混合したもの
を用いる。金属と金属のハロゲン化物は単体でもまた混
合物でもよい。たとえば、NaI−TlI−InIなど
を希ガスに混合する。このような物質を混合した放電ガ
スを用いると、主放電が生じた直後は、希ガスの励起発
光が生じるのであって、希ガスがキセノンであれば白色
の光が生じることになる。その後、混合物質の蒸気圧が
上昇し、混合物質による発光色が生じるのである。以上
のようにして、初期状態から高い発光輝度を得ることが
でき、立ち上がりのよい高輝度な無電極放電灯が提供で
きるのである。本実施例の技術思想は上記各実施例のい
ずれにも適用可能である。なお、放電ガスの成分として
希ガスに混合する物質は、効率や光色に応じて適宜設定
される。
(Embodiment 4) In this embodiment, a mixture of a rare gas and a metal or a metal halide is used as a discharge gas. The metal and the metal halide may be used alone or as a mixture. For example, NaI-TlI-InI or the like is mixed with a rare gas. When a discharge gas in which such a substance is mixed is used, excitation light emission of the rare gas occurs immediately after the main discharge occurs. If the rare gas is xenon, white light is generated. Thereafter, the vapor pressure of the mixed substance increases, and the mixed substance emits light. As described above, high emission luminance can be obtained from the initial state, and a high-intensity electrodeless discharge lamp with good startup can be provided. The technical idea of this embodiment can be applied to any of the above embodiments. The substance to be mixed with the rare gas as a component of the discharge gas is appropriately set according to the efficiency and light color.

【0024】[0024]

【発明の効果】上述したように、請求項1の発明は、誘
導コイルの中心軸に直交する平面とバルブの外壁面との
交線上でバルブの外壁面の略全周に亙って2個の始動補
助電極を配列しているので、始動補助電極に高周波電圧
を印加するとバルブ内に始動補助電極に沿うように予備
放電が生じる。予備放電はバルブ内に生じる誘導電界に
沿うように生じるから、誘導電界によって予備放電から
主放電に容易に移行させるエネルギが少なく、予備放電
から環状放電への移行が容易になるという利点を有す
る。また、始動補助電極はバルブの外側面に略全周に亙
って配列され、隣接する始動補助電極の間の距離は比較
的小さくすることができるから、始動補助電極の間の電
界強度を大きくすることが可能であって、このことによ
って予備放電が生じやすくなる。その結果、始動時の供
給エネルギが少ないから電源を小型化することが可能に
なり、全体としての小型化が可能になるという利点を有
するのである。要するに、予備放電が生じやすく、か
つ、予備放電から主放電への移行に要するエネルギが少
ないから始動性に優れ、しかも、始動時の供給エネルギ
が少ないから電源を小型化することが可能になり、全体
としての小型化が可能になるのである。さらに、各始動
補助電極を誘導コイルの各端部に接続しているので、始
動補助電極には高周波電源により通電されている誘導コ
イルの両端電圧が印加されることになり、予備放電を生
じさせるために別途に電源を設ける必要がないという利
点を有している。
As described above, according to the first aspect of the present invention, two coils are provided over substantially the entire circumference of the outer wall surface of the valve on the intersection of the plane perpendicular to the central axis of the induction coil and the outer wall surface of the valve. When a high-frequency voltage is applied to the starting auxiliary electrode, a preliminary discharge is generated in the bulb along the starting auxiliary electrode. Since the preliminary discharge is generated along the induced electric field generated in the bulb, there is little energy for easily shifting from the preliminary discharge to the main discharge due to the induced electric field, and there is an advantage that the transition from the preliminary discharge to the annular discharge is facilitated. In addition, the starting auxiliary electrodes are arranged on substantially the entire outer surface of the bulb, and the distance between the adjacent starting auxiliary electrodes can be relatively small, so that the electric field strength between the starting auxiliary electrodes is increased. And thereby predischarge is likely to occur. As a result, there is an advantage that the power supply can be reduced in size because the supply energy at the time of starting is small, and the overall size can be reduced. In short, the predischarge is easy to occur, and the energy required for the transition from the predischarge to the main discharge is small, so that the startability is excellent. Moreover, since the supply energy at the time of the start is small, the power supply can be downsized. The overall size can be reduced. Further, since each starting auxiliary electrode is connected to each end of the induction coil, a voltage across the induction coil which is energized by the high frequency power supply is applied to the starting auxiliary electrode, thereby causing a preliminary discharge. Therefore, there is no need to provide a separate power supply.

【0025】請求項2の発明は、一方の始動補助電極を
誘導コイルの一端に接続するともに、他方の始動補助電
極をインダクタを介して誘導コイルの他端に接続してい
るので、インダクタにより昇圧された電圧が始動補助電
極に印加されることになり、始動補助電極の周囲に発生
する電界の電界強度を大きくすることができ、始動が一
層容易になるという利点がある。
According to the second aspect of the present invention, one starting auxiliary electrode is connected to one end of the induction coil and the other starting auxiliary electrode is connected to the other end of the induction coil via the inductor. The applied voltage is applied to the starting auxiliary electrode, so that the electric field intensity of the electric field generated around the starting auxiliary electrode can be increased, and there is an advantage that starting is further facilitated.

【0026】請求項3の発明は、一方の始動補助電極を
誘導コイルの一端に接続するともに、他方の始動補助電
極をインダクタとコンデンサとからなる共振回路を介し
て誘導コイルの他端に接続しているので、共振回路の両
端電圧を電源電圧に加算して始動補助電極に印加するこ
とになり、始動補助電極の周囲に発生する電界の電界強
度を大きくすることができて始動が一層容易になるとい
う効果を奏する。
According to a third aspect of the present invention, one starting auxiliary electrode is connected to one end of the induction coil, and the other starting auxiliary electrode is connected to the other end of the induction coil via a resonance circuit including an inductor and a capacitor. Therefore, the voltage between both ends of the resonance circuit is added to the power supply voltage and applied to the starting auxiliary electrode, so that the electric field strength of the electric field generated around the starting auxiliary electrode can be increased, and the starting can be more easily performed. It has the effect of becoming.

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

【図1】実施例1の概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a first embodiment.

【図2】実施例1における誘導コイルを除いた要部の斜
視図である。
FIG. 2 is a perspective view of a main part excluding an induction coil in the first embodiment.

【図3】実施例1における予備放電の説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of a preliminary discharge in Example 1.

【図4】実施例2の概略構成図である。FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a second embodiment.

【図5】実施例3の概略構成図である。FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a third embodiment.

【図6】従来の無電極放電灯を示す断面図である。FIG. 6 is a sectional view showing a conventional electrodeless discharge lamp.

【図7】無電極放電灯の他の従来例を示す側面図であ
る。
FIG. 7 is a side view showing another conventional example of an electrodeless discharge lamp.

【図8】無電極放電灯のさらに他の従来例を示す側面図
である。
FIG. 8 is a side view showing still another conventional example of an electrodeless discharge lamp.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 バルブ 2 誘導コイル 3a 始動補助電極 3b 始動補助電極 4 高周波電源 5 共振回路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Valve 2 Induction coil 3a Starting auxiliary electrode 3b Starting auxiliary electrode 4 High frequency power supply 5 Resonance circuit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 東坂 真吾 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工 株式会社内 (72)発明者 小谷 幹 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工 株式会社内 (56)参考文献 特開 平2−86049(JP,A) 特開 平2−119098(JP,A) 特開 平5−190156(JP,A) 特開 平4−163853(JP,A) 特開 平4−292897(JP,A) 特開 平5−89986(JP,A) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Shingo Higashizaka 1048 Kadoma Kadoma, Osaka Prefecture Matsushita Electric Works, Ltd. References JP-A-2-86049 (JP, A) JP-A-2-19098 (JP, A) JP-A-5-190156 (JP, A) JP-A-4-163385 (JP, A) JP-A-4 -292897 (JP, A) JP-A-5-89986 (JP, A)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 透光性材料よりなるバルブの外周に巻線
を巻回した誘導コイルに高周波電源より高周波電流を通
電し、誘導コイルの径方向における巻線の内側に形成さ
れている高周波電磁界をバルブ内に封入された放電ガス
に作用させることによって放電ガスを励起発光させる無
電極放電灯において、誘導コイルの中心軸に直交する平
面とバルブの外壁面との交線上でバルブの外壁面の略全
周に亙って2個の始動補助電極を配列し、各始動補助電
極を誘導コイルの各端部に接続したことを特徴とする無
電極放電灯。
1. A high-frequency current is supplied from a high-frequency power supply to an induction coil having a winding wound around the bulb made of a light-transmitting material, and a high-frequency electromagnetic wave is formed inside the winding in the radial direction of the induction coil. In an electrodeless discharge lamp that excites and emits a discharge gas by causing a field to act on a discharge gas sealed in the bulb, the outer wall surface of the bulb is located on the intersection of a plane perpendicular to the central axis of the induction coil and the outer wall surface of the bulb. An electrodeless discharge lamp characterized in that two starting auxiliary electrodes are arranged over substantially the entire circumference of the above-mentioned, and each starting auxiliary electrode is connected to each end of the induction coil.
【請求項2】 透光性材料よりなるバルブの外周に巻線
を巻回した誘導コイルに高周波電源より高周波電流を通
電し、誘導コイルの径方向における巻線の内側に形成さ
れている高周波電磁界をバルブ内に封入された放電ガス
に作用させることによって放電ガスを励起発光させる無
電極放電灯において、誘導コイルの中心軸に直交する平
面とバルブの外壁面との交線上でバルブの外壁面の略全
周に亙って2個の始動補助電極を配列し、一方の始動補
助電極を誘導コイルの一端に接続するともに、他方の始
動補助電極をインダクタを介して誘導コイルの他端に接
続したことを特徴とする無電極放電灯。
2. A high-frequency current is supplied from a high-frequency power supply to an induction coil having a winding wound around an outer periphery of a valve made of a translucent material, and a high-frequency electromagnetic wave is formed inside the winding in the radial direction of the induction coil. In an electrodeless discharge lamp that excites and emits a discharge gas by causing a field to act on a discharge gas sealed in the bulb, the outer wall surface of the bulb is located on the intersection of a plane perpendicular to the central axis of the induction coil and the outer wall surface of the bulb. The two starting auxiliary electrodes are arranged over substantially the entire periphery of the starting coil, one starting auxiliary electrode is connected to one end of the induction coil, and the other starting auxiliary electrode is connected to the other end of the induction coil via the inductor. An electrodeless discharge lamp characterized in that:
【請求項3】 透光性材料よりなるバルブの外周に巻線
を巻回した誘導コイルに高周波電源より高周波電流を通
電し、誘導コイルの径方向における巻線の内側に形成さ
れている高周波電磁界をバルブ内に封入された放電ガス
に作用させることによって放電ガスを励起発光させる無
電極放電灯において、誘導コイルの中心軸に直交する平
面とバルブの外壁面との交線上でバルブの外壁面の略全
周に亙って2個の始動補助電極を配列し、一方の始動補
助電極を誘導コイルの一端に接続するともに、他方の始
動補助電極をインダクタとコンデンサとからなる共振回
路を介して誘導コイルの他端に接続したことを特徴とす
る無電極放電灯。
3. A high-frequency current is supplied from a high-frequency power supply to an induction coil having a winding wound around the bulb made of a light-transmitting material, and a high-frequency electromagnetic wave is formed inside the winding in the radial direction of the induction coil. In an electrodeless discharge lamp that excites and emits a discharge gas by causing a field to act on a discharge gas sealed in the bulb, the outer wall surface of the bulb is located on the intersection of a plane perpendicular to the central axis of the induction coil and the outer wall surface of the bulb. , Two starting auxiliary electrodes are arranged over substantially the entire periphery of the starting coil, one starting auxiliary electrode is connected to one end of the induction coil, and the other starting auxiliary electrode is connected via a resonance circuit including an inductor and a capacitor. An electrodeless discharge lamp connected to the other end of an induction coil.
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