JP3017581B2 - Electrodeless lamp - Google Patents

Electrodeless lamp

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JP3017581B2
JP3017581B2 JP32924591A JP32924591A JP3017581B2 JP 3017581 B2 JP3017581 B2 JP 3017581B2 JP 32924591 A JP32924591 A JP 32924591A JP 32924591 A JP32924591 A JP 32924591A JP 3017581 B2 JP3017581 B2 JP 3017581B2
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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、バルブ内に封入された放電ガスにバルブの外部
から高周波電磁界を作用させ、バルブ内に環状放電を生
じ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 a method in which a high-frequency electromagnetic field is applied to a discharge gas sealed in a bulb from outside the bulb without an electrode inside the bulb to generate an annular discharge in the bulb. The present invention relates to an electrodeless discharge lamp in which a discharge gas is excited to emit light.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、バルブ内に封入した放電ガス
に高周波電磁界を作用させ、バルブ内に環状放電を生じ
させることによって、放電ガスを励起発光させるように
した無電極放電ランプが知られている。この種の無電極
放電ランプは、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、高出力点
光源などとして種々の利用が考えられている。
2. Description of the Related Art Conventionally, an electrodeless discharge lamp has been known in which a high-frequency electromagnetic field is applied to a discharge gas sealed in a bulb to generate an annular discharge in the bulb to excite the discharge gas to emit light. ing. Since this type of electrodeless discharge lamp has features such as small size, high output, and long life, it has been researched and developed in various places, and various uses as a high output point light source are considered.

【0003】無電極放電ランプとしては、図4に示すよ
うに、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、バルブ
1の中に封入された放電ガスに高周波電磁界を作用させ
ることによって、放電ガスを励起し発光させるものがあ
る(特開昭57−78766号公報)。放電ガスとして
は、水銀蒸気を含むものが用いられ、水銀蒸気の励起に
よって発光するようになっている。
As shown in FIG. 4, an electrodeless discharge lamp is provided with a bulb-shaped bulb 1 surrounding an induction coil 2, and a high-frequency current is applied to the induction coil 2 to be enclosed in the bulb 1. There is one in which a high-frequency electromagnetic field is applied to the discharged discharge gas to excite the discharge gas to emit light (Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-78766). As the discharge gas, a gas containing mercury vapor is used, and emits light by excitation of the mercury vapor.

【0004】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5に示すように、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ランプ
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4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. 5, a spherical bulb 1 made of quartz glass or the like, and an induction coil 2 having a winding wound around the bulb 1 are provided. Electrodeless discharge lamps in which a magnetic field acts on a discharge gas have been considered. In this configuration, since a high-frequency magnetic field is applied to the discharge gas inside the induction coil 2, the efficiency is higher than that in the configuration of FIG.

【0005】これらの無電極放電ランプの放電ガスに
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、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、無電極放電ランプ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 start is relatively easy, but there is a problem that restart is difficult. In addition, 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.
If the matching is not achieved, there is a problem that the light cannot be turned on stably due to the disappearance or the like. On the other hand, if mercury is not contained in the discharge gas, the alignment becomes easier, but the initial startup becomes difficult. If a high voltage is applied to the induction coil, it is possible to forcibly start the induction coil. However, 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.

【0006】上述したような問題を解決するために、図
6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
た無電極放電ランプが提案されている(米国特許第4,
894,589号、米国特許第4,902,937
号)。この無電極放電ランプでは、誘導コイル2への高
周波電流の通電に先立って、両補助電極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行われ
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. 6, a winding of an induction coil 2 is wound around the outer periphery of a bulb 1 to make a high-frequency magnetic field act on a discharge gas efficiently. An electrodeless discharge lamp has been proposed in which a pair of auxiliary electrodes 3a and 3b facing each other are arranged on both sides of the bulb 1 in the axial direction of the induction coil 2 so that starting is relatively easy (US). Patent 4,
No. 894,589, U.S. Pat. No. 4,902,937.
issue). In this electrodeless discharge lamp, prior to the application of the high-frequency current to the induction coil 2, a high-frequency voltage is applied between the auxiliary electrodes 3a and 3b so that the preliminary discharge is performed. Then, a high-frequency current is supplied to the induction coil 2 to facilitate starting.

【0007】[0007]

【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の中にリング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環状放電が生じ
るのである。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、両端が補助電極3a,3bによって拘束されている
ものであるから、予備放電から環状放電に移行させるた
めには、比較的大きなエネルギーを必要とするという問
題がある。すなわち、一対の補助電極3a,3bを設け
ても始動はあまり容易にはならないという問題がある。
When a high frequency current is applied to the induction coil 2 to light it, a ring-shaped induction electric field is generated in the bulb 1 by the high frequency magnetic field, and the discharge gas is ionized by the induction electric field. Thus, an annular discharge occurs. 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, since the preliminary discharge occurs between the auxiliary electrodes 3a and 3b in a direction perpendicular to the induced electric field and both ends are restrained by the auxiliary electrodes 3a and 3b, the preliminary discharge is shifted to the annular discharge. Has the problem of requiring relatively large amounts of energy. That is, even if the pair of auxiliary electrodes 3a and 3b are provided, there is a problem that starting is not so easy.

【0008】本発明は上記問題点の解決を目的とするも
のであり、始動が容易であって大型の高周波電源を必要
とせず、比較的小型に形成できる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 provide an electrodeless discharge lamp which is easy to start, does not require a large high-frequency power source, and can be formed in a relatively small size. It is.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明では、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、バルブは誘導コイルの軸方向における誘導コイルの
幅内で誘導コイルの巻回方向の全周に亙ってバルブの内
周面に凹溝を形成するように膨出する突条を備え、誘導
コイルの径方向について、誘導コイルの周囲に形成され
る高周波磁界によって生じるリング状の誘導電界の電界
強度がほぼ最大となる部位に凹溝を位置させているので
ある。
According to the first aspect of the present invention, 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 light-transmitting material, and the current is applied in a radial direction of the induction coil. In an electrodeless discharge lamp that excites and emits a discharge gas by applying a high-frequency electromagnetic field formed inside a winding to a discharge gas sealed in the bulb, the bulb has a width of the induction coil in the axial direction of the induction coil. A ridge that protrudes so as to form a concave groove on the inner peripheral surface of the valve over the entire circumference in the winding direction of the induction coil, and is formed around the induction coil in the radial direction of the induction coil. The concave groove is located at a position where the electric field intensity of the ring-shaped induction electric field generated by the high-frequency magnetic field is substantially maximized.

【0010】請求項2の発明では、高周波電圧が印加さ
れて一端部のみが拘束された予備放電をバルブ内に生じ
させることができる少なくとも一極の補助電極が、バル
ブの内部空間に静電的に結合するようにバルブの外側に
配設されている。
According to the second aspect of the present invention, at least one auxiliary electrode capable of causing a preliminary discharge in which only one end is restricted by application of a high-frequency voltage in the bulb is provided in the interior space of the bulb by electrostatic. Is disposed outside the valve so as to be coupled to the valve.

【0011】[0011]

【作用】請求項1の構成によれば、バルブは誘導コイル
の軸方向における誘導コイルの幅内で誘導コイルの巻回
方向の全周に亙ってバルブの内周面に凹溝を形成するよ
うに膨出する突条を備え、誘導コイルの径方向につい
て、誘導コイルの周囲に形成される高周波磁界によって
生じる誘導電界の電界強度がほぼ最大となる部位に凹溝
を位置させているので、放電ガスに対して電界強度の大
きい誘導電界を作用させることができるのであって、入
出力効率が高くなり、結果的に、突条を設けていない場
合に比較して低電力で始動できることになる。すなわ
ち、高周波電源を小型化することができ、全体の小型化
につながるのである。
According to the structure of the first aspect, the valve forms a concave groove on the inner peripheral surface of the valve over the entire circumference in the winding direction of the induction coil within the width of the induction coil in the axial direction of the induction coil. Since the protruding ridge is provided in the radial direction of the induction coil, the concave groove is located at a position where the electric field intensity of the induction electric field generated by the high frequency magnetic field formed around the induction coil is almost maximum, Since an induced electric field having a large electric field strength can be applied to the discharge gas, the input / output efficiency is increased, and consequently, the starting can be started with lower power as compared with a case where no ridge is provided. . That is, the high-frequency power supply can be reduced in size, which leads to the overall reduction in size.

【0012】請求項2の構成によれば、一端部のみが拘
束された予備放電を生じさせる少なくとも一極の補助電
極をバルブの内部空間に静電的に結合するように配設し
ているので、予備放電の後に環状放電に移行させること
によって請求項1の構成に比べて一層容易に始動できる
ことになる。また、予備放電は一端のみが補助電極に拘
束されているのであって、一対の補助電極を対向して配
置して予備放電の両端を拘束している場合に比較して、
始動に要するエネルギーが小さくなるのである。
According to the second aspect of the present invention, at least one auxiliary electrode for generating a preliminary discharge in which only one end is restrained is disposed so as to be electrostatically coupled to the internal space of the bulb. By shifting to the annular discharge after the preliminary discharge, the starting can be more easily performed as compared with the configuration of the first aspect. Further, in the preliminary discharge, only one end is restrained by the auxiliary electrode, and compared to a case where a pair of auxiliary electrodes are arranged to face each other and both ends of the preliminary discharge are restrained,
The energy required for starting is reduced.

【0013】[0013]

【実施例】【Example】

(実施例1)図1に示すように、バルブ1は透光性材料
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の外周面には誘導コイル2の巻線が巻回される。こ
こでは、誘導コイル2は4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の外周面には単極の補助
電極3が密着もしくは近接して配置され、バルブ1の内
部空間に補助電極3が静電的に結合できるようになって
いる。補助電極3は、たとえば、金属箔によって一辺が
5mmの正方形として形成される。バルブ1には、図2
に示すように、軸方向の中央部付近で周壁の全周に亙っ
て外方へ膨出してバルブ1の内周面に凹溝1aを形成す
る突条1bが設けられる。突条1bと誘導コイル2との
位置関係は、凹溝1aの底面が誘導コイル2の内周面付
近に位置するように設定される。すなわち、誘導コイル
2はバルブ1から離して巻装されている。
(Embodiment 1) As shown in FIG. 1, a bulb 1 is formed in a hermetically sealed cylindrical shape with a light-transmitting material, and is filled with, for example, 100 Torr xenon gas as a discharge gas. The winding of the induction coil 2 is wound around the outer peripheral surface of the valve 1. Here, the induction coil 2 is wound four turns, but the number of turns is not particularly limited as long as it is wound one or more turns. A single-pole auxiliary electrode 3 is arranged on the outer peripheral surface of the bulb 1 in close contact or close proximity, so that the auxiliary electrode 3 can be electrostatically coupled to the internal space of the bulb 1. The auxiliary electrode 3 is formed, for example, as a square having a side of 5 mm by a metal foil. Fig. 2
As shown in FIG. 1, a ridge 1b is provided on the inner peripheral surface of the bulb 1 so as to protrude outwardly around the entire peripheral wall in the vicinity of the central portion in the axial direction to form a concave groove 1a. The positional relationship between the ridge 1b and the induction coil 2 is set such that the bottom surface of the concave groove 1a is located near the inner peripheral surface of the induction coil 2. That is, the induction coil 2 is wound apart from the valve 1.

【0014】誘導コイル2は、第1の高周波電源4a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
よって環状放電を生じさせ、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
リング状の誘導電界が生じ、この誘導電界によりバルブ
1の中の放電ガスが電離して環状放電が生じるのであ
る。
The induction coil 2 is supplied with a high-frequency current from the first high-frequency power supply 4a to generate a high-frequency magnetic field. The high-frequency magnetic field acts on a discharge gas inside the bulb 1 to generate an annular discharge. The gas is excited to emit light. That is, a ring-shaped induction electric field is generated in the bulb 1 by the high-frequency magnetic field, and the discharge gas in the bulb 1 is ionized by the induction electric field to generate an annular discharge.

【0015】補助電極3は、接続線を介して第2の高周
波電源4bから高周波電圧が印加されており、補助電極
3の周囲に生じる高周波電界によって、バルブ1の中に
は予備放電が生じるようになっている。すなわち、補助
電極3の周囲に生じた高周波電界によって加速された電
子が、放電ガスの原子に衝突して電離させることによっ
て補助電極3からストリーマが進展し、補助電極3の近
傍に予備放電が生じるのである。このような予備放電
は、補助電極3が単極であることから、一端は補助電極
3に拘束されるが他端は自由端となるのであり、比較的
自由に移動できるものである。
A high-frequency voltage is applied to the auxiliary electrode 3 from a second high-frequency power supply 4b via a connection line, and a preliminary discharge is generated in the bulb 1 by a high-frequency electric field generated around the auxiliary electrode 3. It has become. In other words, the electrons accelerated by the high-frequency electric field generated around the auxiliary electrode 3 collide with the atoms of the discharge gas and are ionized, whereby the streamer advances from the auxiliary electrode 3 and a preliminary discharge occurs near the auxiliary electrode 3. It is. In such a preliminary discharge, since the auxiliary electrode 3 is monopolar, one end is restricted by the auxiliary electrode 3 but the other end is a free end, and can move relatively freely.

【0016】第1の高周波電源4a、第2の高周波電源
4bは、高周波発振器からなる高周波発生部、高周波出
力を電力増幅する増幅部、インピーダンスを整合させる
マッチング部などを備えている。また、第2の高周波電
源4bは、補助電極3と大地との間に高周波電圧を印加
する。第2の高周波電源4bの出力部にはインダクタン
スLとコンデンサCとからなる並列共振回路が接続され
る。並列共振回路の共振周波数fは、f=1/2π(L
C)1/2 であって、コンデンサCの容量を小さくしイン
ダクタンスLを大きくするほど、インダクタンスLの両
端電圧を大きくとることができる。共振状態では理想的
にはインダクタンスLの両端電圧は無限大になるが、実
際には抵抗成分による損失があるから、第2の高周波電
源4bの出力電圧はインダクタンスLの大きさによって
決定される。
The first high-frequency power supply 4a and the second high-frequency power supply 4b are provided with a high-frequency generator comprising a high-frequency oscillator, an amplifier for power-amplifying the high-frequency output, and a matching section for matching the impedance. The second high-frequency power supply 4b applies a high-frequency voltage between the auxiliary electrode 3 and the ground. A parallel resonance circuit including an inductance L and a capacitor C is connected to the output of the second high-frequency power supply 4b. The resonance frequency f of the parallel resonance circuit is f = 1 / 2π (L
C) A 1/2, the larger the smaller is the inductance L of the capacitance of the capacitor C, it is possible to increase the voltage across the inductance L. In a resonance state, the voltage across the inductance L is ideally infinite, but there is actually a loss due to the resistance component, so the output voltage of the second high frequency power supply 4b is determined by the magnitude of the inductance L.

【0017】上述のように構成された無電極放電灯を点
灯させるには、まず、補助電極3に第2の高周波電源4
bから高周波電圧を印加して予備放電を生じさせる。予
備放電は補助電極3から次第に伸びてバルブ1のほぼ反
対側に到達する。このときに生じている予備放電は、一
端が補助電極3に拘束されているが他端は比較的自由で
あるから、自由に移動することができる。予備放電が生
じた状態で、誘導コイル2に第1の高周波電源4aから
通電すると、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誘導電界が生じることに
なる。この誘導電界は誘導コイル2の巻線に沿うように
形成されるから、補助電極3によって発生した予備放電
は、誘導コイル2により生じた誘導電界に沿うように自
由端が誘導され、環状放電が生じることになる。ここ
で、予備放電は誘導電界のうちで電界強度がもっとも大
きくなる部分に導かれる。
To turn on the electrodeless discharge lamp configured as described above, first, the second high-frequency power source 4 is connected to the auxiliary electrode 3.
A pre-discharge is generated by applying a high-frequency voltage from b. The preliminary discharge gradually extends from the auxiliary electrode 3 and reaches almost the opposite side of the bulb 1. The preliminary discharge generated at this time can move freely since one end is restricted by the auxiliary electrode 3 but the other end is relatively free. When the induction coil 2 is energized from the first high-frequency power supply 4a in the state where the preliminary discharge has occurred, a high-frequency magnetic field interlinking the induction coil 2 is generated, and an induction electric field interlinking the high-frequency magnetic field is generated. Since this induction electric field is formed along the winding of the induction coil 2, the free end of the preliminary discharge generated by the auxiliary electrode 3 is induced along the induction electric field generated by the induction coil 2, and an annular discharge is generated. Will happen. Here, the preliminary discharge is guided to a portion where the electric field strength is highest in the induced electric field.

【0018】ところで、誘導電界の電界強度は、図3
(誘導コイル2の中心を原点Oとしている)に示すよう
に、巻線(図3に破線で示す位置)の近傍でもっとも強
く、誘導コイル2の径方向において巻線から離れるほど
弱くなる。ここで、バルブ1の内周面には凹溝1aが形
成されているのであって、誘導コイル2の径方向につい
て、バルブ1の内部空間では凹溝1aの底面が誘導コイ
ル2にもっとも近いから、バルブ1の内部空間では凹溝
1aの底面付近で誘導電界の電界強度が最大になる。逆
に言えば、バルブ1の内部空間に凹溝1aを形成するよ
うに突条1bを膨出させたことによって、バルブ1の内
部空間の一部を誘導コイル2に近接させることができ
て、誘導電界を放電ガスに効率よく作用させることがで
きるのである。その結果、入出力効率が高くなるのであ
る。
The electric field strength of the induced electric field is shown in FIG.
As shown in (the center of the induction coil 2 is the origin O), the intensity is strongest in the vicinity of the winding (the position shown by the broken line in FIG. 3), and becomes weaker as the distance from the winding in the radial direction of the induction coil 2 increases. Here, a concave groove 1 a is formed on the inner peripheral surface of the valve 1, and the bottom surface of the concave groove 1 a is closest to the induction coil 2 in the inner space of the valve 1 in the radial direction of the induction coil 2. In the internal space of the bulb 1, the electric field intensity of the induced electric field becomes maximum near the bottom surface of the concave groove 1a. Conversely, by protruding the ridge 1b so as to form the concave groove 1a in the internal space of the valve 1, a part of the internal space of the valve 1 can be brought close to the induction coil 2, The induction electric field can efficiently act on the discharge gas. As a result, the input / output efficiency increases.

【0019】以上のようにして予備放電から環状放電に
移行すると、放電ガスの励起による強い発光が生じて点
灯状態になるのである。点灯状態に移行した後には、予
備放電コイル3および補助電極3に高周波電圧を印加す
ることなく発光状態が維持される。ここで、補助電極3
による予備放電から誘導コイル2による環状放電に移行
させたことによって、環状放電を開始させるために誘導
コイル2に供給する電力を少なくすることができる。す
なわち、第1の高周波電源4aの供給電力を点灯維持に
必要な程度に設定すればよく、電源の小型化を図ること
ができる。たとえば、補助電極3を設けずに誘導コイル
2のみによって環状放電を形成する場合には、誘導コイ
ル2の両端間への印加電圧(0−P)を約1500V以
上であるとすれば、補助電極3を設けることによって6
00V程度で環状放電を開始させることが可能になるの
である。このことにより、容易に始動できるようになり
電源が小型化できるのである。
When the transition from the preliminary discharge to the annular discharge is performed as described above, strong light emission is generated by the excitation of the discharge gas, and the light is turned on. After the transition to the lighting state, the light emitting state is maintained without applying a high frequency voltage to the preliminary discharge coil 3 and the auxiliary electrode 3. Here, the auxiliary electrode 3
, The power supplied to the induction coil 2 for starting the annular discharge can be reduced. That is, the power supplied from the first high-frequency power supply 4a may be set to an extent necessary for maintaining lighting, and the power supply can be reduced in size. For example, when an annular discharge is formed only by the induction coil 2 without providing the auxiliary electrode 3, if the applied voltage (0-P) between both ends of the induction coil 2 is about 1500 V or more, the auxiliary electrode By providing 3, 6
The annular discharge can be started at about 00V. This makes it easier to start and the power supply can be reduced in size.

【0020】ところで、誘導コイル2をバルブ1の外周
面に密着させて巻装すれば、誘導電界を放電ガスに効率
よく作用させることが可能であるが、バルブ1に密着し
ている部分では環状放電が生じている際に放電ガスの発
熱によって誘導コイル2が高温に加熱されることにな
る。このように誘導コイル2が加熱されると、誘導コイ
ル2に変形が生じたり、表面が酸化するなどの悪影響が
あり、誘導コイル2の寿命が短くなるという問題があ
る。一方、上述したようにバルブ1に突条1bを形成し
ておけば、誘導コイル2をバルブ1に密着させなていな
くても環状放電を開始させるのに必要な電界強度を確保
することができるのである。その結果、誘導コイル2を
バルブ1に密着して巻装した場合と同じ程度に始動が容
易であるにもかからわらず、誘導コイル2が点灯時に熱
的悪影響を受けないのである。
If the induction coil 2 is wound closely to the outer peripheral surface of the bulb 1, the induced electric field can be efficiently applied to the discharge gas. When the discharge occurs, the heat of the discharge gas heats the induction coil 2 to a high temperature. When the induction coil 2 is heated in this way, the induction coil 2 is deformed or has an adverse effect such as oxidization of the surface, so that the life of the induction coil 2 is shortened. On the other hand, if the protrusion 1b is formed on the bulb 1 as described above, it is possible to secure the electric field intensity necessary for starting the annular discharge even when the induction coil 2 is not in close contact with the bulb 1. It is. As a result, the start-up is as easy as when the induction coil 2 is wound closely to the bulb 1, but the induction coil 2 is not adversely affected by heat during lighting.

【0021】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い。ま
た、補助電極の位置、大きさ、形状については、とくに
限定されるものではない。さらに、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、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。
Here, as the discharge gas, other single gas or mixed gas may be used instead of xenon gas. Further, the position, size, and shape of the auxiliary electrode are not particularly limited. 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, 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.

【0022】このような物質を混合した放電ガスを用い
ると、環状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。放電ガスの成分を除いて構成は実施例1と
同じである。
When a discharge gas containing such a substance is used, immediately after the ring discharge has occurred, excitation light emission of the rare gas is generated. 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. Except for the components of the discharge gas, the configuration is the same as that of the first embodiment.

【0023】(実施例3)本実施例は、実施例1、実施
例2のいずれかの構成に、バルブ1の近傍に高電圧を発
生させる手段を付加したものであって、高電圧を発生さ
せる手段としては、たとえば、圧電素子に対して外部か
ら衝撃力を作用させることによって高電圧を発生させる
ものが用いられる。補助電極3に高周波電圧を印加する
際に、バルブ1の近傍で高電圧を発生させれば、放電ガ
スの電離が容易になり、予備放電が容易に生じるのであ
る。以後は実施例1と同様にして、予備放電から環状放
電に移行させることができるのである。この構成は始動
の困難な場合にとくに有効である。他の構成および動作
は実施例1と同様である。
(Embodiment 3) In this embodiment, a means for generating a high voltage in the vicinity of the valve 1 is added to the structure of any of the first and second embodiments. For example, a means for generating a high voltage by applying an external impact force to the piezoelectric element is used. When a high voltage is generated in the vicinity of the bulb 1 when a high-frequency voltage is applied to the auxiliary electrode 3, ionization of the discharge gas becomes easy, and preliminary discharge easily occurs. Thereafter, in the same manner as in the first embodiment, it is possible to shift from the preliminary discharge to the annular discharge. This configuration is particularly effective when starting is difficult. Other configurations and operations are the same as those of the first embodiment.

【0024】[0024]

【発明の効果】請求項1の発明は、バルブは誘導コイル
の軸方向における誘導コイルの幅内で誘導コイルの巻回
方向の全周に亙ってバルブの内周面に凹溝を形成するよ
うに膨出する突条を備え、誘導コイルの径方向につい
て、誘導コイルの周囲に形成される高周波磁界によって
生じる誘導電界の電界強度がほぼ最大となる部位に凹溝
を位置させているので、放電ガスに対して電界強度の大
きい誘導電界を作用させることができるのであって、入
出力効率が高くなり、結果的に、突条を設けていない場
合に比較して低電力で始動できることになる。すなわ
ち、高周波電源を小型化することができ、全体の小型化
につながるという効果を奏する。
According to the first aspect of the present invention, the valve forms a concave groove on the inner peripheral surface of the valve over the entire circumference in the winding direction of the induction coil within the width of the induction coil in the axial direction of the induction coil. Since the protruding ridge is provided in the radial direction of the induction coil, the concave groove is located at a position where the electric field intensity of the induction electric field generated by the high frequency magnetic field formed around the induction coil is almost maximum, Since an induced electric field having a large electric field strength can be applied to the discharge gas, the input / output efficiency is increased, and consequently, the starting can be started with lower power as compared with a case where no ridge is provided. . That is, it is possible to reduce the size of the high-frequency power supply, which leads to an effect of reducing the overall size.

【0025】請求項2の発明は、一端部のみが拘束され
た予備放電を生じさせる少なくとも一極の補助電極をバ
ルブの内部空間に静電的に結合するように配設している
ので、予備放電の後に環状放電に移行させることによっ
て請求項1の構成に比べて一層容易に始動できることに
なる。また、予備放電は一端のみが補助電極に拘束され
ているのであって、一対の補助電極を対向して配置して
予備放電の両端を拘束している場合に比較して、始動に
要するエネルギーが小さくなるという利点がある。
According to the second aspect of the present invention, at least one auxiliary electrode for generating a preliminary discharge in which only one end is restricted is disposed so as to be electrostatically coupled to the internal space of the bulb. By shifting to the annular discharge after the discharge, the start can be more easily performed as compared with the configuration of the first aspect. In addition, only one end of the preliminary discharge is restrained by the auxiliary electrode, and the energy required for starting is smaller than that in a case where a pair of auxiliary electrodes are arranged to face each other and both ends of the preliminary discharge are restricted. There is an advantage that it becomes smaller.

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

【図1】実施例1を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing a first embodiment.

【図2】実施例1を示す断面図である。FIG. 2 is a sectional view showing the first embodiment.

【図3】実施例1における誘導コイルの動作説明図であ
る。
FIG. 3 is an explanatory diagram of an operation of the induction coil according to the first embodiment.

【図4】従来の無電極放電ランプを示す断面図である。FIG. 4 is a sectional view showing a conventional electrodeless discharge lamp.

【図5】従来の他の無電極放電ランプを示す側面図であ
る。
FIG. 5 is a side view showing another conventional electrodeless discharge lamp.

【図6】従来のさらに他の無電極放電ランプを示す側面
図である。
FIG. 6 is a side view showing still another conventional electrodeless discharge lamp.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 バルブ 1a 凹溝 1b 突条 2 誘導コイル 3 補助電極 4a 第1の高周波電源 4b 第2の高周波電源 REFERENCE SIGNS LIST 1 valve 1a groove 1b ridge 2 induction coil 3 auxiliary electrode 4a first high frequency power supply 4b second high frequency power supply

───────────────────────────────────────────────────── 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4−229550(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01J 65/04 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Shingo Higashizaka 1048 Kazuma Kadoma, Osaka Prefecture Matsushita Electric Works, Ltd. (72) Inventor Miki Kotani 1048 Kazuma Kazuma, Kadoma City, Osaka Matsushita Electric Works Co., Ltd. (56) References JP-A-4-229550 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H01J 65/04

Claims (2)

(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、バルブは誘導コイルの軸方向にお
ける誘導コイルの幅内で誘導コイルの巻回方向の全周に
亙ってバルブの内周面に凹溝を形成するように膨出する
突条を備え、誘導コイルの径方向について、誘導コイル
の周囲に形成される高周波磁界によって生じるリング状
の誘導電界の電界強度がほぼ最大となる部位に凹溝を位
置させ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 bulb is formed around the entire circumference of the induction coil in the winding direction within the width of the induction coil in the axial direction of the induction coil. A ridge that bulges to form a concave groove on the inner peripheral surface of the valve over the entire length of the valve, and a ring-shaped induction electric field generated by a high-frequency magnetic field formed around the induction coil in the radial direction of the induction coil. An electrodeless discharge lamp characterized in that a groove is located at a position where the electric field intensity is almost maximum.
【請求項2】 高周波電圧が印加されて一端部のみが拘
束された予備放電をバルブ内に生じさせることができる
少なくとも一極の補助電極が、バルブの内部空間に静電
的に結合するようにバルブの外側に配設されたことを特
徴とする請求項1記載の無電極放電灯。
2. An at least one auxiliary electrode capable of causing a preliminary discharge in which only a first end portion is restricted by application of a high-frequency voltage in a bulb is electrostatically coupled to an internal space of the bulb. 2. The electrodeless discharge lamp according to claim 1, wherein the discharge lamp is disposed outside the bulb.
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