JP3212291B2 - 無電極放電ランプ - Google Patents
無電極放電ランプInfo
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- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J65/00—Lamps without any electrode inside the vessel; Lamps with at least one main electrode outside the vessel
- H01J65/04—Lamps in which a gas filling is excited to luminesce by an external electromagnetic field or by external corpuscular radiation, e.g. for indicating plasma display panels
- H01J65/042—Lamps in which a gas filling is excited to luminesce by an external electromagnetic field or by external corpuscular radiation, e.g. for indicating plasma display panels by an external electromagnetic field
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- H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
- H01J61/02—Details
- H01J61/12—Selection of substances for gas fillings; Specified operating pressure or temperature
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- Discharge Lamps And Accessories Thereof (AREA)
- Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、無電極放電ランプ
に関するものである。
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来から実用化されている無電極放電ラ
ンプ装置の概略図を図５に示す。これは励起手段として
マイクロ波を利用するものである。この無電極放電ラン
プ装置は、２．４５ＧＨｚのマイクロ波を発生するマグ
ネトロン１と、空洞構成部材２ａと、マグネトロン１が
発生したマイクロ波を空洞構成部材２ａ内に伝達する導
波管５と、支持棒４ａによって支持され空洞構成部材２
ａ内に配設された無電極放電ランプ４と、無電極放電ラ
ンプ４を回転させるために支持棒４ａに接続するモータ
ー６と、マグネトロンを冷却するための冷却ファン７と
から構成されている。無電極放電ランプ４は、石英ガラ
ス管など透光性を有する容器体に、バッファの希ガスと
発光物質とを封入したものである。空洞構成部材２ａ
は、導電性メッシュ素材等、実質的にマイクロ波を透過
せず光を透過しかつ導電性を有する構成材を用いて円筒
形に成形されており、例えば、エッチング加工による金
属メッシュ板を溶接加工したものである。この空洞構成
部材２ａは、導波管５と電気的に良好に接触するように
設けられている。空洞構成部材２ａと導波管５の管壁面
の一部とで構成された空間を、マイクロ波空洞２とい
う。マイクロ波空洞２は、導波管５の壁に設けた給電口
３によって、導波管５内の伝送空間と連絡している。
ンプ装置の概略図を図５に示す。これは励起手段として
マイクロ波を利用するものである。この無電極放電ラン
プ装置は、２．４５ＧＨｚのマイクロ波を発生するマグ
ネトロン１と、空洞構成部材２ａと、マグネトロン１が
発生したマイクロ波を空洞構成部材２ａ内に伝達する導
波管５と、支持棒４ａによって支持され空洞構成部材２
ａ内に配設された無電極放電ランプ４と、無電極放電ラ
ンプ４を回転させるために支持棒４ａに接続するモータ
ー６と、マグネトロンを冷却するための冷却ファン７と
から構成されている。無電極放電ランプ４は、石英ガラ
ス管など透光性を有する容器体に、バッファの希ガスと
発光物質とを封入したものである。空洞構成部材２ａ
は、導電性メッシュ素材等、実質的にマイクロ波を透過
せず光を透過しかつ導電性を有する構成材を用いて円筒
形に成形されており、例えば、エッチング加工による金
属メッシュ板を溶接加工したものである。この空洞構成
部材２ａは、導波管５と電気的に良好に接触するように
設けられている。空洞構成部材２ａと導波管５の管壁面
の一部とで構成された空間を、マイクロ波空洞２とい
う。マイクロ波空洞２は、導波管５の壁に設けた給電口
３によって、導波管５内の伝送空間と連絡している。
【０００３】マグネトロン１は、導波管５内にアンテナ
を挿入して配置されており、マグネトロン１が発生する
マイクロ波は、アンテナから導波管５内を伝送し、給電
口３を通ってマイクロ波空洞２内に供給される。供給さ
れたマイクロ波は、マイクロ波空洞２内の無電極放電ラ
ンプ４に充填された発光物質を励起して光を発生させ
る。その発光過程は、まず希ガスがマイクロ波エネルギ
ーにより放電を開始し、希ガスの蒸気圧の上昇と共に高
温となって、発光物質が蒸発し放電を開始する。続い
て、発光物質の蒸気圧が上昇して、これらの分子がマイ
クロ波エネルギーによって励起され、分子発光により可
視域全体に広い連続スペクトルを持つ白色の光が放射さ
れる。無電極放電ランプ４から発生した光は、空洞構成
部材２ａを透過してマイクロ波空洞２の外側へ取り出さ
れる。
を挿入して配置されており、マグネトロン１が発生する
マイクロ波は、アンテナから導波管５内を伝送し、給電
口３を通ってマイクロ波空洞２内に供給される。供給さ
れたマイクロ波は、マイクロ波空洞２内の無電極放電ラ
ンプ４に充填された発光物質を励起して光を発生させ
る。その発光過程は、まず希ガスがマイクロ波エネルギ
ーにより放電を開始し、希ガスの蒸気圧の上昇と共に高
温となって、発光物質が蒸発し放電を開始する。続い
て、発光物質の蒸気圧が上昇して、これらの分子がマイ
クロ波エネルギーによって励起され、分子発光により可
視域全体に広い連続スペクトルを持つ白色の光が放射さ
れる。無電極放電ランプ４から発生した光は、空洞構成
部材２ａを透過してマイクロ波空洞２の外側へ取り出さ
れる。
【０００４】点灯時、無電極放電ランプ４の管壁は、非
常に高温になりやすい。これは、マイクロ波によって無
電極放電ランプ４内に生じるプラズマが管内に広がりを
持ち、無電極放電ランプ４の内壁近傍にプラズマが存在
することによって高温に曝されるためである。
常に高温になりやすい。これは、マイクロ波によって無
電極放電ランプ４内に生じるプラズマが管内に広がりを
持ち、無電極放電ランプ４の内壁近傍にプラズマが存在
することによって高温に曝されるためである。
【０００５】さらに、無電極放電ランプ４の管壁は、不
均等な温度分布になりやすい。それは、プラズマ密度を
決めるマイクロ波電磁界の強度分布が、無電極放電ラン
プ４の中心に対して三次元的に対称にはならないことが
主な原因である。また、管内の対流による熱の移動も影
響している。したがって、点灯時の無電極放電ランプ４
の管壁に温度分布が生じることになり、前述した高温に
なりやすい特徴とから、無電極放電ランプ４の管壁の温
度を制御しなければ、発光管の管壁を構成する材質を局
所的に溶融させるだけの温度に至り発光管が破損する可
能性もある。
均等な温度分布になりやすい。それは、プラズマ密度を
決めるマイクロ波電磁界の強度分布が、無電極放電ラン
プ４の中心に対して三次元的に対称にはならないことが
主な原因である。また、管内の対流による熱の移動も影
響している。したがって、点灯時の無電極放電ランプ４
の管壁に温度分布が生じることになり、前述した高温に
なりやすい特徴とから、無電極放電ランプ４の管壁の温
度を制御しなければ、発光管の管壁を構成する材質を局
所的に溶融させるだけの温度に至り発光管が破損する可
能性もある。
【０００６】そこで、図５に示した無電極放電ランプ装
置では、発光管の温度を均等化し局所的な高温化を防い
で、発光管が破損しない温度に保つため、適度な速度で
発光管を回転させて冷却効果を得るという手法を用いて
いる。
置では、発光管の温度を均等化し局所的な高温化を防い
で、発光管が破損しない温度に保つため、適度な速度で
発光管を回転させて冷却効果を得るという手法を用いて
いる。
【０００７】すでに実用化されている無電極放電ランプ
装置では、イオウを発光物質として使用している（特開
平６−１３２０１８号公報）（以下、無電極イオウラン
プと称す）が、このランプの場合、とりわけ上述したよ
うな発光管の高温化が著しく、温度を制御しなければ、
好適なランプ出力を得るだけのマイクロ波パワーを入力
すると容易に発光管を溶融せしめる温度になる。したが
って無電極イオウランプでは、まず冷却風を吹き付けて
発光管を強制空冷し、さらに発光管を回転させている。
イオウの場合、原子量が比較的小さいため、無電極放電
ランプ内部で熱の移動が起こりやすいことが原因と考え
られる。
装置では、イオウを発光物質として使用している（特開
平６−１３２０１８号公報）（以下、無電極イオウラン
プと称す）が、このランプの場合、とりわけ上述したよ
うな発光管の高温化が著しく、温度を制御しなければ、
好適なランプ出力を得るだけのマイクロ波パワーを入力
すると容易に発光管を溶融せしめる温度になる。したが
って無電極イオウランプでは、まず冷却風を吹き付けて
発光管を強制空冷し、さらに発光管を回転させている。
イオウの場合、原子量が比較的小さいため、無電極放電
ランプ内部で熱の移動が起こりやすいことが原因と考え
られる。
【０００８】他の提案として、無電極放電ランプでは発
光物質にインジウムハロゲン化物を使用する例がある
（特開平９−１２０８００号公報）（以下、無電極イン
ジウムランプと称す）。このランプは、無電極イオウラ
ンプに比べて発光効率がやや低いが、演色性が優れてお
り、多用途への利用が期待できる。
光物質にインジウムハロゲン化物を使用する例がある
（特開平９−１２０８００号公報）（以下、無電極イン
ジウムランプと称す）。このランプは、無電極イオウラ
ンプに比べて発光効率がやや低いが、演色性が優れてお
り、多用途への利用が期待できる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】従来の無電極放電ラン
プ装置では、屋外など使用環境の厳しい場所に設置する
上で、発光管の回転機構が、ランプ装置の寿命を制限し
かねないという懸念があった。回転機構とは、図５の従
来装置では、モーター６が該当する。そこで、本発明者
らはこれらの回転機構をなくし、発光管が長寿命である
メリットを生かしたランプシステムにするため、無電極
インジウムランプの非回転点灯の開発を試みた。
プ装置では、屋外など使用環境の厳しい場所に設置する
上で、発光管の回転機構が、ランプ装置の寿命を制限し
かねないという懸念があった。回転機構とは、図５の従
来装置では、モーター６が該当する。そこで、本発明者
らはこれらの回転機構をなくし、発光管が長寿命である
メリットを生かしたランプシステムにするため、無電極
インジウムランプの非回転点灯の開発を試みた。
【００１０】好適なランプ出力を得る条件で点灯させる
とき、無電極インジウムランプは、無電極イオウランプ
ほど発光管の温度が高くならない。その理由は、発光ガ
スとなるインジウムハロゲン化物とイオウとで、点灯時
のガス圧や分子量などが異なるため、発光管内のプラズ
マから管壁への熱伝達率が異なるためと考えられる。し
たがって、無電極インジウムランプの場合、強制空冷も
回転もなしで、発光管の破損を伴わず点灯できる可能性
が高い。実際、無電極インジウムランプを非回転で点灯
させると、温度分布は不均等になるが、温度が最高値を
示す部分でも発光管が破損するほどの温度には至らず、
点灯を続けることができた。
とき、無電極インジウムランプは、無電極イオウランプ
ほど発光管の温度が高くならない。その理由は、発光ガ
スとなるインジウムハロゲン化物とイオウとで、点灯時
のガス圧や分子量などが異なるため、発光管内のプラズ
マから管壁への熱伝達率が異なるためと考えられる。し
たがって、無電極インジウムランプの場合、強制空冷も
回転もなしで、発光管の破損を伴わず点灯できる可能性
が高い。実際、無電極インジウムランプを非回転で点灯
させると、温度分布は不均等になるが、温度が最高値を
示す部分でも発光管が破損するほどの温度には至らず、
点灯を続けることができた。
【００１１】さらに回転時および非回転時とのランプ出
力を比較した。そのデータを図３に示す。図３では、横
軸に投入したマイクロ波電力、縦軸は左にランプの光
束、右にランプ管壁温度の最高値を示している。×と破
線で示したデータ（ａ）は非回転点灯時の管壁最高温度
を、×と実線で示したデータ（ｂ）は非回転点灯時の光
束値を示している。○と実線で示したデータ（ｃ）は回
転点灯時の光束値を、○と破線で示したデータ（ｄ）は
回転点灯時の管壁最高温度を示している。非回転点灯時
は、管壁温度の最高値が非常に高くなるが発光管の溶融
温度（１１００℃以上）には至らず、光束値はほとんど
回転点灯時と大差がなく、十分に実用に耐える特性が得
られた。
力を比較した。そのデータを図３に示す。図３では、横
軸に投入したマイクロ波電力、縦軸は左にランプの光
束、右にランプ管壁温度の最高値を示している。×と破
線で示したデータ（ａ）は非回転点灯時の管壁最高温度
を、×と実線で示したデータ（ｂ）は非回転点灯時の光
束値を示している。○と実線で示したデータ（ｃ）は回
転点灯時の光束値を、○と破線で示したデータ（ｄ）は
回転点灯時の管壁最高温度を示している。非回転点灯時
は、管壁温度の最高値が非常に高くなるが発光管の溶融
温度（１１００℃以上）には至らず、光束値はほとんど
回転点灯時と大差がなく、十分に実用に耐える特性が得
られた。
【００１２】しかし、無電極インジウムランプを非回転
で点灯させマイクロ波電力を高くすると、放電が不安定
になりやすく、ちらつきを生じた。放電が不安定になる
原因としては、管内の蒸気圧が高くなると、インジウム
ハロゲン化物から遊離したハロゲンが増えてプラズマ中
の電子をトラップすることが挙げられる。安定に点灯さ
せるためには、投入電力の上限が制限され、必要なラン
プ出力が得られないという問題があった。
で点灯させマイクロ波電力を高くすると、放電が不安定
になりやすく、ちらつきを生じた。放電が不安定になる
原因としては、管内の蒸気圧が高くなると、インジウム
ハロゲン化物から遊離したハロゲンが増えてプラズマ中
の電子をトラップすることが挙げられる。安定に点灯さ
せるためには、投入電力の上限が制限され、必要なラン
プ出力が得られないという問題があった。
【００１３】本発明は上記のような課題を解決するため
になされたもので、発光管を回転させることなく好適な
ランプ特性を得るとともに、回転機構を無くして信頼性
の高い長寿命の無電極放電ランプ装置を構成できる無電
極放電ランプを提供するものである。
になされたもので、発光管を回転させることなく好適な
ランプ特性を得るとともに、回転機構を無くして信頼性
の高い長寿命の無電極放電ランプ装置を構成できる無電
極放電ランプを提供するものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の無電極放電ランプは、容器体に、励起発光
する発光物質と、実質的な放電発光をせずかつ前記発光
物質の放電を安定化させる添加物としてセシウムハロゲ
ン化物を充填したことを特徴とする。
め、本発明の無電極放電ランプは、容器体に、励起発光
する発光物質と、実質的な放電発光をせずかつ前記発光
物質の放電を安定化させる添加物としてセシウムハロゲ
ン化物を充填したことを特徴とする。
【００１５】前記ランプにおいては、発光物質が、金属
ハロゲン化物であることが好ましい。
ハロゲン化物であることが好ましい。
【００１６】また前記ランプにおいては、発光物質が、
ガリウム、インジウム及びタリウムから選ばれる少なく
とも一つの金属のハロゲン化物であることが好ましい。
ガリウム、インジウム及びタリウムから選ばれる少なく
とも一つの金属のハロゲン化物であることが好ましい。
【００１７】
【００１８】また前記ランプにおいては、セシウムハロ
ゲン化物が、臭化セシウムであることが好ましい。
ゲン化物が、臭化セシウムであることが好ましい。
【００１９】前記本発明の好ましい無電極放電ランプ
は、容器体に、励起発光する発光物質として充填するイ
ンジウムハロゲン化物以外に、実質的な放電発光をせ
ず、かつ前記発光物質の放電を安定化させる添加物とし
てセシウムハロゲン化物を充填した構成を有している。
この構成により、放電開始後、電離電圧が低いセシウム
が、電子などの荷電粒子を増やし、放電収縮を妨げかつ
放電を維持する役割を果たすことにより、安定したイン
ジウムハロゲン化物の放電を得ることができる。
は、容器体に、励起発光する発光物質として充填するイ
ンジウムハロゲン化物以外に、実質的な放電発光をせ
ず、かつ前記発光物質の放電を安定化させる添加物とし
てセシウムハロゲン化物を充填した構成を有している。
この構成により、放電開始後、電離電圧が低いセシウム
が、電子などの荷電粒子を増やし、放電収縮を妨げかつ
放電を維持する役割を果たすことにより、安定したイン
ジウムハロゲン化物の放電を得ることができる。
【００２０】さらに、本発明の好ましい無電極放電ラン
プでは、発光物質として封入しているインジウムハロゲ
ン化物からインジウムが遊離して発光管に付着し発光管
の管材である石英ガラスを失透させるという現象を抑制
する作用を示す。これは、セシウムハロゲン化物が解離
した時のハロゲンが、インジウムハロゲン化物の解離と
再結合プロセスを促して、遊離することを妨げるためと
考えられる。
プでは、発光物質として封入しているインジウムハロゲ
ン化物からインジウムが遊離して発光管に付着し発光管
の管材である石英ガラスを失透させるという現象を抑制
する作用を示す。これは、セシウムハロゲン化物が解離
した時のハロゲンが、インジウムハロゲン化物の解離と
再結合プロセスを促して、遊離することを妨げるためと
考えられる。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の第１の実施の形態
について、図面を用いて説明する。図１は、本発明の第
１の実施形態を示す無電極放電ランプの部分切欠断面図
である。図２は、本発明の第１の実施形態を示す無電極
放電ランプを用いた無電極放電ランプ装置の一実施例を
示す。この無電極放電ランプ装置は、前記した図５に示
す無電極放電ランプ装置とは、無電極放電ランプ４を回
転させるためのモーター６がなく、無電極放電ランプ４
を固定して支持する部分が異なっている。そのほかの構
成と、マイクロ波放電プロセスは同じなので、詳しい説
明は省略する。
について、図面を用いて説明する。図１は、本発明の第
１の実施形態を示す無電極放電ランプの部分切欠断面図
である。図２は、本発明の第１の実施形態を示す無電極
放電ランプを用いた無電極放電ランプ装置の一実施例を
示す。この無電極放電ランプ装置は、前記した図５に示
す無電極放電ランプ装置とは、無電極放電ランプ４を回
転させるためのモーター６がなく、無電極放電ランプ４
を固定して支持する部分が異なっている。そのほかの構
成と、マイクロ波放電プロセスは同じなので、詳しい説
明は省略する。
【００２２】図１に示す無電極放電ランプは、石英ガラ
スのような耐熱性が高く光透過性を有する材質から成る
容器体８の内部に、発光物質として臭化インジウム（Ｉ
ｎＢｒ）９、放電を安定化させる安定化物質として臭化
セシウム（ＣｓＢｒ）１０を封入し、さらに始動補助ガ
スとしてアルゴン（Ａｒ）などの希ガスが充填されてい
る。
スのような耐熱性が高く光透過性を有する材質から成る
容器体８の内部に、発光物質として臭化インジウム（Ｉ
ｎＢｒ）９、放電を安定化させる安定化物質として臭化
セシウム（ＣｓＢｒ）１０を封入し、さらに始動補助ガ
スとしてアルゴン（Ａｒ）などの希ガスが充填されてい
る。
【００２３】具体的には、内径３０ｍｍ、厚さ１．２ｍ
ｍの無水石英ガラス（ＧＥ２１４Ａ）製バルブに、Ｉｎ
Ｂｒを４０ｍｇとＣｓＢｒとを投入し、Ａｒを１．３ｋ
Ｐａ封入した。ＣｓＢｒの投入量を変えた無電極放電ラ
ンプを、マグネトロンからの進行波電力８５０Ｗのマイ
クロ波で点灯し、ランプの発光効率と、放電安定性とを
調べた。
ｍの無水石英ガラス（ＧＥ２１４Ａ）製バルブに、Ｉｎ
Ｂｒを４０ｍｇとＣｓＢｒとを投入し、Ａｒを１．３ｋ
Ｐａ封入した。ＣｓＢｒの投入量を変えた無電極放電ラ
ンプを、マグネトロンからの進行波電力８５０Ｗのマイ
クロ波で点灯し、ランプの発光効率と、放電安定性とを
調べた。
【００２４】そのデータを図４に示す。横軸は投入した
ＣｓＢｒ量、縦軸は始動５分後のランプの光束を示して
いる。図中のシンボルで△は、放電が不安定でちらつき
をともなった点灯状態であったことを示す。○は安定な
点灯状態であったことを示す。ａ、ｂ、ｃ、ｄそれぞれ
封入量の異なる発光管ごとに電力を変えて点灯させた時
の明るさと安定性とを示している。おのおの下のシンボ
ルから順に５００，６００，７００，８００，９００Ｗ
を投入したときの値を示している。このデータによれ
ば、ＣｓＢｒの添加量が少ない発光管ほど、安定放電で
きる投入電力の限界値が低く、したがって高ワット点灯
できず、得られる光束量が制限されることになる。Ｃｓ
Ｂｒを適量加えることによって安定な点灯状態を得たと
きの明るさは、ＣｓＢｒを加えず点灯電力を下げること
によって安定点灯させたときの明るさに比べて、高い数
値が得られることがわかる。
ＣｓＢｒ量、縦軸は始動５分後のランプの光束を示して
いる。図中のシンボルで△は、放電が不安定でちらつき
をともなった点灯状態であったことを示す。○は安定な
点灯状態であったことを示す。ａ、ｂ、ｃ、ｄそれぞれ
封入量の異なる発光管ごとに電力を変えて点灯させた時
の明るさと安定性とを示している。おのおの下のシンボ
ルから順に５００，６００，７００，８００，９００Ｗ
を投入したときの値を示している。このデータによれ
ば、ＣｓＢｒの添加量が少ない発光管ほど、安定放電で
きる投入電力の限界値が低く、したがって高ワット点灯
できず、得られる光束量が制限されることになる。Ｃｓ
Ｂｒを適量加えることによって安定な点灯状態を得たと
きの明るさは、ＣｓＢｒを加えず点灯電力を下げること
によって安定点灯させたときの明るさに比べて、高い数
値が得られることがわかる。
【００２５】さらに、点灯によって発生する遊離金属イ
ンジウムの有無を調べると、ＣｓＢｒを投入した発光管
には見られなかった。ＣｓＢｒを添加しない発光管には
インジウムの付着があり、これが石英管の失透を引き起
こすので、ＣｓＢｒを添加した発光管では、失透の発生
が少なくできると予測され、連続点灯試験を実施した。
ＣｓＢｒ無添加の発光管は、連続点灯時間が約５００時
間に到達するまでに、外観上明らかに判別できる失透現
象が石英管の一部に発生した。一方、ＣｓＢｒを添加し
た発光管では、１，０００時間に到達しても失透が発生
しなかった。
ンジウムの有無を調べると、ＣｓＢｒを投入した発光管
には見られなかった。ＣｓＢｒを添加しない発光管には
インジウムの付着があり、これが石英管の失透を引き起
こすので、ＣｓＢｒを添加した発光管では、失透の発生
が少なくできると予測され、連続点灯試験を実施した。
ＣｓＢｒ無添加の発光管は、連続点灯時間が約５００時
間に到達するまでに、外観上明らかに判別できる失透現
象が石英管の一部に発生した。一方、ＣｓＢｒを添加し
た発光管では、１，０００時間に到達しても失透が発生
しなかった。
【００２６】なお、上記実施の形態では、光透過性を有
する容器体として石英ガラスを用いたが、本発明では石
英ガラスの代わりに透光性セラミックス等を用いてもな
んら問題はない。
する容器体として石英ガラスを用いたが、本発明では石
英ガラスの代わりに透光性セラミックス等を用いてもな
んら問題はない。
【００２７】上記実施の形態では、安定化物質として臭
化セシウムを用いたが、ヨウ化セシウムなどのセシウム
ハロゲン化物を用いても放電を安定化させることができ
る。
化セシウムを用いたが、ヨウ化セシウムなどのセシウム
ハロゲン化物を用いても放電を安定化させることができ
る。
【００２８】また、上記実施の形態では、発光物質とし
てインジウムハロゲン化物に臭化物を用いたが、本発明
では、例えばヨウ化物など他のハロゲン化物を用いるこ
とももちろん可能であり、同等の効果を得られる。ま
た、インジウムのかわりにガリウムまたはタリウムを用
いることができ、発光物質として、ガリウム、インジウ
ム及びタリウムから選ばれる少なくも一つの金属のハロ
ゲン化物を用いることが可能であり、同様の効果が得ら
れる。さらに、始動補助ガスとして、Ａｒを用いている
が、むろんそれに限定されるものではなく、クリプトン
（Ｋｒ）やキセノン（Ｘｅ）などＡｒより重いガスを用
いれば、ハロゲンサイクルを促進する効果が得られ、失
透抑制効果はさらに高まる。
てインジウムハロゲン化物に臭化物を用いたが、本発明
では、例えばヨウ化物など他のハロゲン化物を用いるこ
とももちろん可能であり、同等の効果を得られる。ま
た、インジウムのかわりにガリウムまたはタリウムを用
いることができ、発光物質として、ガリウム、インジウ
ム及びタリウムから選ばれる少なくも一つの金属のハロ
ゲン化物を用いることが可能であり、同様の効果が得ら
れる。さらに、始動補助ガスとして、Ａｒを用いている
が、むろんそれに限定されるものではなく、クリプトン
（Ｋｒ）やキセノン（Ｘｅ）などＡｒより重いガスを用
いれば、ハロゲンサイクルを促進する効果が得られ、失
透抑制効果はさらに高まる。
【００２９】なお、本実施の形態において、円筒形のマ
イクロ波空洞２と矩形の導波管５を用いているが、マイ
クロ波空洞および導波管５の形状や接続の仕方は無論こ
れに限るものではない。例えば、マイクロ波空洞を、回
転放射面形状に成形した導電性材料より成る光反射器
と、光反射器の光照射方向の開口部を閉じるように配設
する導電性メッシュなどとで構成し、光を有効に照射す
る役目も兼ねた空洞構成部材２ａを使うこともできる。
イクロ波空洞２と矩形の導波管５を用いているが、マイ
クロ波空洞および導波管５の形状や接続の仕方は無論こ
れに限るものではない。例えば、マイクロ波空洞を、回
転放射面形状に成形した導電性材料より成る光反射器
と、光反射器の光照射方向の開口部を閉じるように配設
する導電性メッシュなどとで構成し、光を有効に照射す
る役目も兼ねた空洞構成部材２ａを使うこともできる。
【００３０】また、本実施の形態で説明したマイクロ波
空洞を構成する空洞構成容器２ａは、エッチング加工に
よる金属メッシュ板の溶接加工品を用いているが、強度
と光透過率をさらに確保するために、例えば耐熱ガラス
や透光性セラミクスなどを基礎構成材としその外面に、
線幅の小さい導電性メッシュ素材を貼り付けたり、導電
性材料をメッシュ様に薄膜形成したりすることでマイク
ロ波の透過を遮断できるものを使用してもよい。
空洞を構成する空洞構成容器２ａは、エッチング加工に
よる金属メッシュ板の溶接加工品を用いているが、強度
と光透過率をさらに確保するために、例えば耐熱ガラス
や透光性セラミクスなどを基礎構成材としその外面に、
線幅の小さい導電性メッシュ素材を貼り付けたり、導電
性材料をメッシュ様に薄膜形成したりすることでマイク
ロ波の透過を遮断できるものを使用してもよい。
【００３１】また、本実施の形態では、無電極放電ラン
プ４を点灯させるためのエネルギー供給手段として２．
４５ＧＨｚのマイクロ波を用い、その発振素子としてマ
グネトロン１、マイクロ波伝送手段として矩形の導波管
５などを用いているが、エネルギー印加手段はこれらに
限定されるものではない。例えば、固体高周波発振素子
をマグネトロン１のかわりに用いたり、伝送手段として
同軸線路などの導波路を用いることも可能である。ま
た、２．４５ＧＨｚのマイクロ波を用いず、例えば１
３．５６ＭＨｚの高周波を、無電極放電ランプ４の内か
外に設置したコイルに印加し、高周波磁界によってラン
プ内に誘導電流を流して放電させる、誘導結合型の無電
極放電方式を用いることも可能である。
プ４を点灯させるためのエネルギー供給手段として２．
４５ＧＨｚのマイクロ波を用い、その発振素子としてマ
グネトロン１、マイクロ波伝送手段として矩形の導波管
５などを用いているが、エネルギー印加手段はこれらに
限定されるものではない。例えば、固体高周波発振素子
をマグネトロン１のかわりに用いたり、伝送手段として
同軸線路などの導波路を用いることも可能である。ま
た、２．４５ＧＨｚのマイクロ波を用いず、例えば１
３．５６ＭＨｚの高周波を、無電極放電ランプ４の内か
外に設置したコイルに印加し、高周波磁界によってラン
プ内に誘導電流を流して放電させる、誘導結合型の無電
極放電方式を用いることも可能である。
【００３２】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、容器体
に、励起発光する発光物質と、実質的な放電発光をせず
かつ前記発光物質の放電を安定化させる添加物、例えば
セシウムハロゲン化物とを充填して無電極放電ランプを
作ることにより、容器体を回転させないで安定した放電
発光が得られ、かつ容器体の失透を抑制でき、優れたラ
ンプ特性を持ち、信頼性の高い長寿命の無電極放電ラン
プ装置を提供できる。
に、励起発光する発光物質と、実質的な放電発光をせず
かつ前記発光物質の放電を安定化させる添加物、例えば
セシウムハロゲン化物とを充填して無電極放電ランプを
作ることにより、容器体を回転させないで安定した放電
発光が得られ、かつ容器体の失透を抑制でき、優れたラ
ンプ特性を持ち、信頼性の高い長寿命の無電極放電ラン
プ装置を提供できる。
【図１】本発明の一実施の形態による無電極放電ランプ
の構成を示す部分切欠断面図。
の構成を示す部分切欠断面図。
【図２】本発明の一実施の形態による無電極放電ランプ
を用いたマイクロ波無電極放電ランプ装置の構成を示す
構成図。
を用いたマイクロ波無電極放電ランプ装置の構成を示す
構成図。
【図３】従来の無電極放電ランプの回転時（ｃ，ｄ）お
よび非回転時（ａ，ｂ）のランプ出力を比較した図。
よび非回転時（ａ，ｂ）のランプ出力を比較した図。
【図４】本発明の一実施の形態のランプの発光効率と放
電安定性を示す図。
電安定性を示す図。
【図５】従来からの無電極放電ランプ装置の概略図。
１ マグネトロン ２ マイクロ波空洞 ２ａ 空洞構成部材 ３ 給電口 ４ 無電極放電ランプ ４ａ 支持棒 ５ 導波管 ８ 容器体 ９ ＩｎＢｒ １０ ＣｓＢｒ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平10−326597（ＪＰ，Ａ) 特開2000−11952（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−54091（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01J 65/04
Claims (4)
- 【請求項１】 容器体に、励起発光する発光物質と、実
質的な放電発光をせずかつ前記発光物質の放電を安定化
させる添加物としてセシウムハロゲン化物を充填したこ
とを特徴とする無電極放電ランプ。 - 【請求項２】 発光物質が、金属ハロゲン化物である請
求項１に記載の無電極放電ランプ。 - 【請求項３】 発光物質が、ガリウム、インジウム及び
タリウムから選ばれる少なくとも一つの金属のハロゲン
化物である請求項１または２に記載の無電極放電ラン
プ。 - 【請求項４】 セシウムハロゲン化物が、臭化セシウム
である請求項１に記載の無電極放電ランプ。
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|---|---|---|---|
| JP14548999A JP3212291B2 (ja) | 1999-05-25 | 1999-05-25 | 無電極放電ランプ |
| EP00111103A EP1056118A3 (en) | 1999-05-25 | 2000-05-23 | Electrodeless discharge lamp |
| US09/577,770 US6670759B1 (en) | 1999-05-25 | 2000-05-24 | Electrodeless discharge lamp |
| CN00117913.6A CN1210758C (zh) | 1999-05-25 | 2000-05-25 | 无电极放电灯 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14548999A JP3212291B2 (ja) | 1999-05-25 | 1999-05-25 | 無電極放電ランプ |
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|---|---|
| JP2000340182A JP2000340182A (ja) | 2000-12-08 |
| JP3212291B2 true JP3212291B2 (ja) | 2001-09-25 |
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|---|---|---|---|
| JP14548999A Expired - Fee Related JP3212291B2 (ja) | 1999-05-25 | 1999-05-25 | 無電極放電ランプ |
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| US5363015A (en) * | 1992-08-10 | 1994-11-08 | General Electric Company | Low mercury arc discharge lamp containing praseodymium |
| JPH08329889A (ja) * | 1995-03-31 | 1996-12-13 | Toshiba Lighting & Technol Corp | メタルハライドランプとその点灯装置および投光装置ならびにプロジェクタ装置 |
| US5866981A (en) * | 1995-08-11 | 1999-02-02 | Matsushita Electric Works, Ltd. | Electrodeless discharge lamp with rare earth metal halides and halogen cycle promoting substance |
| US5864210A (en) * | 1995-08-24 | 1999-01-26 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Electrodeless hid lamp and electrodeless hid lamp system using the same |
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| TW406280B (en) * | 1997-05-21 | 2000-09-21 | Fusion Lighting Inc | non-rotating electrodeless lamp containing molecular fill |
| JPH10326597A (ja) | 1997-05-28 | 1998-12-08 | Toshiba Lighting & Technol Corp | 放電容器、無電極メタルハライド放電ランプ、無電極メタルハライド放電ランプ点灯装置および照明装置 |
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| US6137237A (en) * | 1998-01-13 | 2000-10-24 | Fusion Lighting, Inc. | High frequency inductive lamp and power oscillator |
| WO1999065052A1 (en) | 1998-06-12 | 1999-12-16 | Fusion Lighting, Inc. | Lamp with improved color rendering |
-
1999
- 1999-05-25 JP JP14548999A patent/JP3212291B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2000
- 2000-05-23 EP EP00111103A patent/EP1056118A3/en not_active Withdrawn
- 2000-05-24 US US09/577,770 patent/US6670759B1/en not_active Expired - Fee Related
- 2000-05-25 CN CN00117913.6A patent/CN1210758C/zh not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1210758C (zh) | 2005-07-13 |
| JP2000340182A (ja) | 2000-12-08 |
| CN1276621A (zh) | 2000-12-13 |
| EP1056118A3 (en) | 2004-08-11 |
| US6670759B1 (en) | 2003-12-30 |
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|---|---|---|---|
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