JP3390225B2 - 照明装置、該照明装置用無電極低圧放電ランプ及びコイル - Google Patents
照明装置、該照明装置用無電極低圧放電ランプ及びコイルInfo
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- 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
- H01J65/048—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 the field being produced by using an excitation coil
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、無電極低圧放電ランプ
と高周波数電源装置とを具え、前記ランプはイオン化可
能充填物を含む気密封止放電容器と、一次巻線のターン
及び二次巻線のターンを有するコイルとを具え、前記電
源装置は入力端子と、マス( アース)に対し電気的に中
性であって一次巻線の第１の端に接続された第１の出力
端子と、一次巻線の第２の端に接続された第２の出力端
子とを具え、公称動作状態において一次巻線により高周
波数磁界が発生され、この磁界が放電容器内の放電を維
持すると共に、二次巻線に、マスに対し電気的に中性で
ある二次巻線の第１の端から第２の自由端の方向に、一
次巻線の第１の端から第２の端の方向の電位勾配と反対
方向の電位勾配を誘起するよう構成された照明装置に関
するものである。本発明はこの照明装置に使用するのに
好適な無電極低圧放電ランプにも関するものである。本
発明は更にこの照明装置用に好適なコイルにも関するも
のである。
と高周波数電源装置とを具え、前記ランプはイオン化可
能充填物を含む気密封止放電容器と、一次巻線のターン
及び二次巻線のターンを有するコイルとを具え、前記電
源装置は入力端子と、マス( アース)に対し電気的に中
性であって一次巻線の第１の端に接続された第１の出力
端子と、一次巻線の第２の端に接続された第２の出力端
子とを具え、公称動作状態において一次巻線により高周
波数磁界が発生され、この磁界が放電容器内の放電を維
持すると共に、二次巻線に、マスに対し電気的に中性で
ある二次巻線の第１の端から第２の自由端の方向に、一
次巻線の第１の端から第２の端の方向の電位勾配と反対
方向の電位勾配を誘起するよう構成された照明装置に関
するものである。本発明はこの照明装置に使用するのに
好適な無電極低圧放電ランプにも関するものである。本
発明は更にこの照明装置用に好適なコイルにも関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】このような照明装置はEP016504A1号から
既知である。この照明装置のランプの放電容器はその内
面にけい光層を有し、水銀を含む充填物が封入されてい
る。コイルは長さ50mmの軟磁性材料のコアの周囲に25mm
の長さに亘って巻かれた一次巻線の13ターン及び30mmの
長さに亘って巻かれた二次巻線の14.5ターンを有してい
る。一次及び二次巻線の各々に生ずる電位勾配により生
ずるコイル両端間の電位分布がランプ点弧に重要な電界
を生ぜしめる。この照明装置に使用されている、一方の
端子がマスにほぼ対応する電位を有し、他方の端子がそ
れから異なる電位を有する非対称電源装置は、対称電源
装置、即ちマスに対し互いに反対極性の電位を有する接
続端子を有する電源装置と比較してかなり簡単にするこ
とができる。既知の照明装置では、非対称電源装置を使
用しているが、二次巻線の存在の結果としてコイル両端
間にマスに対しほぼ平衡した電位分布が発生するため
に、コイル表面全体の平均電位がマスの電位にほぼ等し
くなる。その結果、幹線及び環境への妨害作用が許容レ
ベルに制限される。
既知である。この照明装置のランプの放電容器はその内
面にけい光層を有し、水銀を含む充填物が封入されてい
る。コイルは長さ50mmの軟磁性材料のコアの周囲に25mm
の長さに亘って巻かれた一次巻線の13ターン及び30mmの
長さに亘って巻かれた二次巻線の14.5ターンを有してい
る。一次及び二次巻線の各々に生ずる電位勾配により生
ずるコイル両端間の電位分布がランプ点弧に重要な電界
を生ぜしめる。この照明装置に使用されている、一方の
端子がマスにほぼ対応する電位を有し、他方の端子がそ
れから異なる電位を有する非対称電源装置は、対称電源
装置、即ちマスに対し互いに反対極性の電位を有する接
続端子を有する電源装置と比較してかなり簡単にするこ
とができる。既知の照明装置では、非対称電源装置を使
用しているが、二次巻線の存在の結果としてコイル両端
間にマスに対しほぼ平衡した電位分布が発生するため
に、コイル表面全体の平均電位がマスの電位にほぼ等し
くなる。その結果、幹線及び環境への妨害作用が許容レ
ベルに制限される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】既知の照明装置の欠点
は、ランプの点弧が二次巻線のないコイルを用いる照明
装置のランプと比較してかなり困難である点にある。そ
の結果、点弧回路が長時間に亘って重負荷状態になり、
寿命の減少を生ずる。点弧時間は高い点弧電圧を供給す
ることにより短くすることができるが、これは比較的高
価な素子の使用を必要とする。本発明の目的は、ランプ
を比較的容易に点弧することができ、しかも発生する妨
害が比較的小さい頭書に記載した種類の照明装置を提供
することにある。本発明の他の目的はこのような照明装
置用に好適な無電極低圧放電ランプを提供することにあ
る。本発明の更に他の目的はこのような照明装置用に好
適なコイルを提供することにある。
は、ランプの点弧が二次巻線のないコイルを用いる照明
装置のランプと比較してかなり困難である点にある。そ
の結果、点弧回路が長時間に亘って重負荷状態になり、
寿命の減少を生ずる。点弧時間は高い点弧電圧を供給す
ることにより短くすることができるが、これは比較的高
価な素子の使用を必要とする。本発明の目的は、ランプ
を比較的容易に点弧することができ、しかも発生する妨
害が比較的小さい頭書に記載した種類の照明装置を提供
することにある。本発明の他の目的はこのような照明装
置用に好適な無電極低圧放電ランプを提供することにあ
る。本発明の更に他の目的はこのような照明装置用に好
適なコイルを提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】この目的のために、本発
明照明装置は、コイルの全ターンの半数を具えるコイル
の第１の端部分における一次巻線のターンの相対巻数を
二次巻線のターンの相対巻数の３／２倍以上にしたこと
を特徴とする。ここで、「ターンの相対巻数」とは第１
の端部分における巻線のターンの数をこの巻線のターン
の総数で割った値を意味する。一次巻線に供給される同
一の点弧電圧に対し、本発明照明装置のコイルは本発明
手段を講じてない点を除いて他の全ての点で同一のコイ
ルと比較してかなり強い電界を発生する合成電位分布を
生ずる。その結果、本発明照明装置のランプは一層急速
に点弧する。本発明照明装置のコイルは、例えば一次巻
線のターンのみを有する第１の端部分及び二次巻線のタ
ーンのみを有する第２の端部分を具えるものとすること
ができる。非対称電源を本発明照明装置に使用しても、
合成電位分布はマスに対しほぼ平衡するために、照明装
置のランプは環境および幹線に僅かな妨害を生ずるのみ
である。本発明照明装置の好適実施例では、一次及び二
次巻線は同一の巻回方向を有するものとする。この場合
コイルを容易に小公差で製造することができる。この実
施例では、コイルの第１の端部分から第２の端部分への
方向を二次巻線の第１の端から第２の端への方向に対応
させるのが好ましい。このように実現すると、予め決め
られた点弧電圧に対し、コイル両端間の電位分布により
発生される電界が大きな強度を有すると共に既知のラン
プに使用されているコイルとほぼ同一の空間分布を有す
る利点が得られる。本発明照明装置のランプは、例え
ば、一次及び二次巻線が互にほぼオーバラップすると共
に互いに反対方向に増大するピッチで巻かれているコイ
ルを有するものとする。製造が容易な本発明照明装置の
好適実施例では各巻線の全ターンの少なくとも１／４を
他方の巻線を越えて延在させる。本例では、例えばター
ンは一定のピッチで巻きつける。本発明照明装置の好適
実施例では、コイルを弾性材料でカプセル封止する。こ
の場合ターンを簡単に固定することができる。
明照明装置は、コイルの全ターンの半数を具えるコイル
の第１の端部分における一次巻線のターンの相対巻数を
二次巻線のターンの相対巻数の３／２倍以上にしたこと
を特徴とする。ここで、「ターンの相対巻数」とは第１
の端部分における巻線のターンの数をこの巻線のターン
の総数で割った値を意味する。一次巻線に供給される同
一の点弧電圧に対し、本発明照明装置のコイルは本発明
手段を講じてない点を除いて他の全ての点で同一のコイ
ルと比較してかなり強い電界を発生する合成電位分布を
生ずる。その結果、本発明照明装置のランプは一層急速
に点弧する。本発明照明装置のコイルは、例えば一次巻
線のターンのみを有する第１の端部分及び二次巻線のタ
ーンのみを有する第２の端部分を具えるものとすること
ができる。非対称電源を本発明照明装置に使用しても、
合成電位分布はマスに対しほぼ平衡するために、照明装
置のランプは環境および幹線に僅かな妨害を生ずるのみ
である。本発明照明装置の好適実施例では、一次及び二
次巻線は同一の巻回方向を有するものとする。この場合
コイルを容易に小公差で製造することができる。この実
施例では、コイルの第１の端部分から第２の端部分への
方向を二次巻線の第１の端から第２の端への方向に対応
させるのが好ましい。このように実現すると、予め決め
られた点弧電圧に対し、コイル両端間の電位分布により
発生される電界が大きな強度を有すると共に既知のラン
プに使用されているコイルとほぼ同一の空間分布を有す
る利点が得られる。本発明照明装置のランプは、例え
ば、一次及び二次巻線が互にほぼオーバラップすると共
に互いに反対方向に増大するピッチで巻かれているコイ
ルを有するものとする。製造が容易な本発明照明装置の
好適実施例では各巻線の全ターンの少なくとも１／４を
他方の巻線を越えて延在させる。本例では、例えばター
ンは一定のピッチで巻きつける。本発明照明装置の好適
実施例では、コイルを弾性材料でカプセル封止する。こ
の場合ターンを簡単に固定することができる。
【０００５】
【実施例】図面を参照して本発明照明装置の実施例を詳
細に説明する。図１に示す本発明照明装置の一実施例は
無電極低圧放電ランプ10と電源装置50とを具える。ラン
プ10には気密封止された洋梨形の放電容器20が設けら
れ、その中に水銀６mg及び67:33 の重量比のビスマス及
びインジウムのアマルガム180mgを含むイオン化可能充
填物21が封入されている。充填物21は33Paの封入圧力の
アルゴンも含んでいる。ランプ10には放電容器の凹部22
内に収納された55mmの長さを有するコイル30も設けられ
ている。図２に詳細に示すように、コイル30には合成樹
脂コイル巻型38上に巻かれた、一次巻線33の14.5ターン
31と二次巻線34の14.5ターン32を設ける。他の実施例で
は、二次巻線は一次券線より１ターン又は1.5 ターン多
くする。明瞭のために、図２ではコイル巻型38を透明と
して示し、コイル巻型38の裏側を延在するターン31、32
の部分は示していない。一次及び二次巻線33、34は同一
の巻回方向を有する。本例では両巻線33、34は時計方向
に巻きつけてある。コイル巻型38は12mmの直径及び50mm
の長さを有するフィリップス4C6 フェライトの棒から成
る軟磁性材料のコア35を内蔵している。他の実施例で
は、例えばコイルは空心コイル、或は合成樹脂又はセラ
ミック材料から成るコアを有するものとする。一次及び
二次巻線33、34は0.87mmの太さの心線を有する絶縁銅線
で形成する。電源装置50には入力端子51a 、51b を設け
る。更に、電源装置50には、マス( アース) Ｍに対し電
気的に中性であり、且つ、給電導体53a を経て一次巻線
33の第１の端36a に接続された第１の出力端子52a及び
給電導体53b を経て一次巻線33の第２の端36b に接続さ
れた第２の出力端子52b を設ける。公称動作状態では、
一次巻線33が放電容器20内の放電を維持させる高周波数
磁界を発生する。このとき、二次巻線34内に、マスＭに
対し電気的に中性であるその第１の端37a から第２の自
由端37b の方向に電位勾配が誘起され、この電位勾配は
一次巻線33の第１の端36から第２の端36b の方向の電位
勾配と反対方向である。従ってコイル30の表面全体に亘
って平均した電位はマスＭの電位にほぼ等しくなる。二
次巻線34の第１の端37a は、給電導体53c を経て一次巻
線33の第１の端36a に接続されるため電気的に中性にな
る。尚、第１の端37a を例えばマスＭに接続することも
できる。コイル30の全ターンの半数を具えるコイル30の
第１の端部分39a では、一次巻線33のターン31の相対巻
数を二次巻線34のターン32の相対巻数の３／２倍以上に
する。本例では、第１の端部分39a は一次巻線33の14.5
ターン31のうちの9.5 ターンと、二次巻線34の14.5ター
ン32のうちの５ターンを具えるものとする。従って、コ
イル30の第１の端部分39a における一次巻線33のターン
の相対巻数は0.62であり、これは第１の端部分39a にお
ける二次巻線34のターン32の相対巻数(0.34)の約1.8 倍
になる。第１の端部分39a から第２の端部分39b への方
向は二次巻線34の第１の端37aから第２の端37b への方
向に対応させる。図示の実施例では、各巻線33、34のタ
ーン31、32の数の１／４以上を他方の巻線34、33を越え
て延在させてある。本例では、一次巻線33の14.5ターン
31のうちの4.5 ターンを二次巻線34の第１の端部分37a
を越えて延在させてあり、二次巻線34の14.5ターン32の
うちの4.5 ターンを一次巻線33の第１の端36a を越えて
延在させてある。コイル30は弾性材料40( 図には透明で
あるものとして示してある) でカプセル封止する。本例
ではDow Corning 社のＱ3-3600シリコン樹脂を使用し
た。放電容器20の内面にはテルビウムにより活性された
緑発光セリウム−マグネシウムアルミネート及び３価の
ユーロピウムにより活性化された赤発光イットリウムオ
キサイドの層23を設ける。本発明照明装置の他の例で
は、このような層を設けず、放電容器はナトリウムと水
銀のアマルガムを含む充填物を含むものとする。放電容
器20は合成樹脂の支持体24上に固定し、この支持体内部
に同軸ケーブル54を挿通する。このケーブルはそのシー
ス導体及び心線が給電導体53a,53b をそれぞれ形成し、
電源装置50に接続する。電源装置50は給電導体55a,55b
により幹線の接続端子Ｐ、Ｎに接続する。電源装置50は
接地線55c を経てマスＭに接続されたハウジング56を有
する。変形例では、支持体の放電容器と反対側に口金、
例えばエジソン口金を設け、口金接点を支持体内に組込
まれた電源装置に接続する。本発明照明装置の上述した
実施例の電源装置は2.65MHz の周波数を有する。ランプ
は公称動作中70W の電力を消費し、5500ルーメンの光出
力を有する。この照明装置のランプの点弧時間は、平均
すると、一次及び二次巻線をほぼ全長に亘って互に重ね
て巻いた同一の長さのコイルを具え、その他の全ての条
件を同一にした本発明によらない照明装置のランプの点
弧時間の半分になることが確かめられた。幹線及び環境
への妨害は両照明装置とも同程度であることが確かめら
れた。
細に説明する。図１に示す本発明照明装置の一実施例は
無電極低圧放電ランプ10と電源装置50とを具える。ラン
プ10には気密封止された洋梨形の放電容器20が設けら
れ、その中に水銀６mg及び67:33 の重量比のビスマス及
びインジウムのアマルガム180mgを含むイオン化可能充
填物21が封入されている。充填物21は33Paの封入圧力の
アルゴンも含んでいる。ランプ10には放電容器の凹部22
内に収納された55mmの長さを有するコイル30も設けられ
ている。図２に詳細に示すように、コイル30には合成樹
脂コイル巻型38上に巻かれた、一次巻線33の14.5ターン
31と二次巻線34の14.5ターン32を設ける。他の実施例で
は、二次巻線は一次券線より１ターン又は1.5 ターン多
くする。明瞭のために、図２ではコイル巻型38を透明と
して示し、コイル巻型38の裏側を延在するターン31、32
の部分は示していない。一次及び二次巻線33、34は同一
の巻回方向を有する。本例では両巻線33、34は時計方向
に巻きつけてある。コイル巻型38は12mmの直径及び50mm
の長さを有するフィリップス4C6 フェライトの棒から成
る軟磁性材料のコア35を内蔵している。他の実施例で
は、例えばコイルは空心コイル、或は合成樹脂又はセラ
ミック材料から成るコアを有するものとする。一次及び
二次巻線33、34は0.87mmの太さの心線を有する絶縁銅線
で形成する。電源装置50には入力端子51a 、51b を設け
る。更に、電源装置50には、マス( アース) Ｍに対し電
気的に中性であり、且つ、給電導体53a を経て一次巻線
33の第１の端36a に接続された第１の出力端子52a及び
給電導体53b を経て一次巻線33の第２の端36b に接続さ
れた第２の出力端子52b を設ける。公称動作状態では、
一次巻線33が放電容器20内の放電を維持させる高周波数
磁界を発生する。このとき、二次巻線34内に、マスＭに
対し電気的に中性であるその第１の端37a から第２の自
由端37b の方向に電位勾配が誘起され、この電位勾配は
一次巻線33の第１の端36から第２の端36b の方向の電位
勾配と反対方向である。従ってコイル30の表面全体に亘
って平均した電位はマスＭの電位にほぼ等しくなる。二
次巻線34の第１の端37a は、給電導体53c を経て一次巻
線33の第１の端36a に接続されるため電気的に中性にな
る。尚、第１の端37a を例えばマスＭに接続することも
できる。コイル30の全ターンの半数を具えるコイル30の
第１の端部分39a では、一次巻線33のターン31の相対巻
数を二次巻線34のターン32の相対巻数の３／２倍以上に
する。本例では、第１の端部分39a は一次巻線33の14.5
ターン31のうちの9.5 ターンと、二次巻線34の14.5ター
ン32のうちの５ターンを具えるものとする。従って、コ
イル30の第１の端部分39a における一次巻線33のターン
の相対巻数は0.62であり、これは第１の端部分39a にお
ける二次巻線34のターン32の相対巻数(0.34)の約1.8 倍
になる。第１の端部分39a から第２の端部分39b への方
向は二次巻線34の第１の端37aから第２の端37b への方
向に対応させる。図示の実施例では、各巻線33、34のタ
ーン31、32の数の１／４以上を他方の巻線34、33を越え
て延在させてある。本例では、一次巻線33の14.5ターン
31のうちの4.5 ターンを二次巻線34の第１の端部分37a
を越えて延在させてあり、二次巻線34の14.5ターン32の
うちの4.5 ターンを一次巻線33の第１の端36a を越えて
延在させてある。コイル30は弾性材料40( 図には透明で
あるものとして示してある) でカプセル封止する。本例
ではDow Corning 社のＱ3-3600シリコン樹脂を使用し
た。放電容器20の内面にはテルビウムにより活性された
緑発光セリウム−マグネシウムアルミネート及び３価の
ユーロピウムにより活性化された赤発光イットリウムオ
キサイドの層23を設ける。本発明照明装置の他の例で
は、このような層を設けず、放電容器はナトリウムと水
銀のアマルガムを含む充填物を含むものとする。放電容
器20は合成樹脂の支持体24上に固定し、この支持体内部
に同軸ケーブル54を挿通する。このケーブルはそのシー
ス導体及び心線が給電導体53a,53b をそれぞれ形成し、
電源装置50に接続する。電源装置50は給電導体55a,55b
により幹線の接続端子Ｐ、Ｎに接続する。電源装置50は
接地線55c を経てマスＭに接続されたハウジング56を有
する。変形例では、支持体の放電容器と反対側に口金、
例えばエジソン口金を設け、口金接点を支持体内に組込
まれた電源装置に接続する。本発明照明装置の上述した
実施例の電源装置は2.65MHz の周波数を有する。ランプ
は公称動作中70W の電力を消費し、5500ルーメンの光出
力を有する。この照明装置のランプの点弧時間は、平均
すると、一次及び二次巻線をほぼ全長に亘って互に重ね
て巻いた同一の長さのコイルを具え、その他の全ての条
件を同一にした本発明によらない照明装置のランプの点
弧時間の半分になることが確かめられた。幹線及び環境
への妨害は両照明装置とも同程度であることが確かめら
れた。
【図１】本発明照明装置の一実施例のランプを部分的に
側面図及び断面図で示すと共に電源装置を線図的に示し
た図である。
側面図及び断面図で示すと共に電源装置を線図的に示し
た図である。
【図２】図１のランプのコイルを詳細に示す側面図であ
る。
る。
１０ 無電極低圧放電ランプ
２０ 放電容器
３０ コイル
３３ 一次巻線
３１ 一次巻線のターン
３４ 二次巻線
３２ 二次巻線のターン
３５ コア
３６ａ 一次巻線の第１の端
３６ｂ 一次巻線の第２の端
３７ａ 二次巻線の第１の端
３７ｂ 二次巻線の第２の端
３８ 巻型
３９ａ コイルの第１の端部分
３９ｂ コイルの第２の端部分
５０ 電源装置
５１ａ、５１ｂ 入力端子
５２ａ 第１の出力端子
５２ｂ 第２の出力端子
５３ａ、５３ｂ 給電導体
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 ペトラス ヘンドリクス アントニス
オランダ国 5621 ベーアー アインド
ーフェン フルーネヴァウツウェッハ
１
(72)発明者 イャコブ スホレイエン
オランダ国 5621 ベーアー アインド
ーフェン フルーネヴァウツウェッハ
１
(72)発明者 レオナルドス ウルバヌス エミール
コニンフス
オランダ国 5621 ベーアー アインド
ーフェン フルーネヴァウツウェッハ
１
(56)参考文献 特開 昭54−85581（ＪＰ，Ａ)
特開 平１−265448（ＪＰ，Ａ)
実開 昭55−173857（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01J 65/04
H05B 41/24
Claims (7)
- 【請求項１】 無電極低圧放電ランプと高周波数電源装
置とを具え、前記ランプはイオン化可能充填物を含む気
密封止放電容器と、一次巻線のターン及び二次巻線のタ
ーンを有するコイルとを具え、前記電源装置は入力端子
と、マス（アース) に対し電気的に中性であって一次巻
線の第１の端に接続された第１の出力端子と、一次巻線
の第２の端に接続された第２の出力端子とを具え、公称
動作状態において一次巻線により高周波数磁界が発生さ
れ、この磁界が放電容器内の放電を維持すると共に、二
次巻線に、マスに対し電気的に中性である二次巻線の第
１の端から第２の自由端の方向に、一次巻線の第１の端
から第２の端の方向の電位勾配と反対方向の電位勾配を
誘起するよう構成された照明装置において、コイルの全
ターンの半数を具えるコイルの第１の端部分における一
次巻線のターンの相対巻数を二次巻線のターンの相対巻
数の３／２倍以上にしたことを特徴とする照明装置。 - 【請求項２】 一次巻線及び二次巻線は同一の方向に巻
回してあることを特徴とする請求項１記載の照明装置。 - 【請求項３】 コイルの第１の端部分から第２の端部分
への方向が二次巻線の第１の端から第２の端への方向に
対応していることを特徴とする請求項２記載の照明装
置。 - 【請求項４】 各巻線のターンの数の１／４以上が他方
の巻線を越えて延在していることを特徴とする請求項１
〜３の何れかに記載の照明装置。 - 【請求項５】 コイルが弾性材料でカプセル封止されて
いることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の照
明装置。 - 【請求項６】 請求項１〜５の何れかに記載された照明
装置用に好適な無電極低圧放電ランプ。 - 【請求項７】 請求項１〜５の何れかに記載された照明
装置用に好適なコイル。
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