JPH01167943A - 可変色無電極放電灯 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［技術分！？１ 本発明は、高周波電磁界により放電ガスを放電させ、放
電ガスの放電に伴なって発生する光線（主に紫外光）を
蛍光体層で可視光に変換するようにした可変色無電極放
電灯に関するものである。

［背景技術］ 従来より、特開昭６１−４２８４９号公報等において開
示されている可変色蛍光灯が知られている。これは、第
１０図に示すように、希ガスと水銀蒸気とを混合した放
電ガスが封入されて気密に形成された外’ｆｆ３ｉ内に
複数の内管３２ａ〜３２ｅを配設し、各内Ｗ３２ａ〜３
２ｃ内にそれぞれ陽極３３ａ〜３３ｃを設け、内管３２
ａ〜３２ｃの外側で外管３１内に共通陰極３４を配設し
た構成を有している。各内管３２ａ〜３２ｃは外管３１
内に開放されていて、各内管３２ａ〜３２ｅの内周面に
は互いに異なる発光色を有した蛍光体層が形成されてい
る。したがって、共通陰極３４と各陽極３３１１〜３３
ｃとの間にはそれぞれ放電路が形成されるのであって、
各放電路に対応して発光色が決定されるようになってい
るのである。共通陰極３４の近傍には補助陽極３５が配
設されている。上記各陽極３３ａ〜３３ｃと補助陽極３
５とは切換スイッチＳＷに上り、いずれか１つが直流型
ｒＡＥの陽極接続されるようになっている。

いま、各内管３２ａ〜３２ｃの内周面にそれぞれ赤、緑
、青の各発光色を有した発光体層が形成されているもの
とする。ここで、切換スイッチＳＷを接点ａに接続する
と、陽極３３ａ〜３３ｃと共通陰極３４との間で放電が
生じるから、赤色の発光体層が発光して赤色の光が放射
されることになる。

同様に、切換スイッチＳＷを接点すに接続すれば緑色、
接点Ｃに接続されば青色でそれぞれ放射される。また、
接点ｄに接続されれば、補助陽極３５と共通Ｖ！、極３
４との間で放電が生じるが、この放電路の周囲には蛍光
体層が存在しないので、発光はせずに補助放電を行なう
ことになる。すなわち、切換スイッチＳＷを切り換える
ときの再始動を容易にするのである。

この上うな構成の可変色蛍光灯では、外管３１内に複数
の内管３２ａ〜３２ｃを有し、しかも各内管３２ａ〜３
２ｃ内にそれぞれ蛍光体層を形成するとともに、陽４ｉ
３３ａ〜３３ｅを設ける必要があり、さらには、補助陽
極３５も必要となっていて、非常に複雑な構造を有して
いる。また、各陽極３３ａ〜３３ｅ、補助陽極３５、共
通陰極３４等の電極の引出部で、それぞれ気密性を持た
せる作業が必要であり、製造が面倒なものである。その
上、小型のデイスプレィを構成するために外管３１を小
型化しようとしでも、内部構造の複雑さのために、小型
化に限界があるという問題を持っている。

［発明の目的１ 本発明は上述の点に鑑みて為されたものであって、その
目的とするところは、発光部を単純な構造とすることに
より、容易に小型化できるようにし、また製造を容易に
した可変色無電極放電灯を提供することにある。

［発明の開示］ （構成） 本発明に係る可変色無電極放電灯は、透光性材料により
形成され放電ガスが封入されるとともに内周面に蛍光体
層が形成され互いに異なる発光色で発光する複数の発光
領域を有したバルブと、各発光領域に近接してそれぞれ
配設される複数の誘導コイルと、各誘導コイルに対応す
る発光頒域内の放電ガスが放電する程度の高周波電磁界
を形成するように各誘導コイルに高周波電流を通電する
高周波電源とを５％俯し、高周波電源は各誘導コイルへ
の供給エネルギの比率を調節する調色部を備えて成るも
のであり、バルブ内に電極を設けない単純な構造の発光
部を形成して製造を容易にし、また小型化できるように
したものである。

（実施例） 第１図は本発明の一実施例の全体構成を示すブロック図
であって、発光部として、′ｓガスと水銀蒸気とを混合
した放電ガスが封入されたバルブ１が設けられている。

バルブ１は透光性材料により形成された直管であって、
長平方向に略３等分された３つの発光領域２ａ〜２ｃを
有しており、各発光領域２８〜２ｃには互いに異なる発
光色を有する蛍光体層（図示せず）が形成されている。

発光色は、一般には赤、緑、青に設定される。各発光領
域２ａ〜２ｃに対応してバルブ１の近傍にはそれぞれ誘
導コイル３ａ〜３ｃが配設されている。ｙ！導ココイル
３ａ〜３ｃは高周波電流が通電されるのであって、高周
波電流は高周波電源４により供給される。高周波型［４
は、高周波を発生する高周波発振回路１１と、高周波発
振回路１１の出力を増幅する前置増幅器１２および出力
増幅器１３と、出力増幅器１３の出力をどの誘導コイル
３ａ〜３ｃに供給するかを選択する切換スイッチ回路１
４と、切換スイッチ回路１４と各誘導コイル３ａ〜３０
との間に挿入されてインピーダンスを整合させるマツチ
ング回路１５ａ〜１５ｅと、発光輝度を制御する調光回
路１６と、発光色を制御する調色回路１７とにより構成
されている。調光回路１６は各誘導コイル３ａ〜３ｃへ
の供給エネルギの総量を調節し、また、調色回路１７は
各誘導コイル３８〜３ｃへの供給エネルギの割合を調節
する。したがって、調光回路１６と調色回路１７とによ
り、各誘導フィル３ａ〜３ｃへの供給エネルギ量が設定
されるのである。

しかるに、各誘導コイル３ａ〜３ｃのうちのいずれかに
高周波を印加すると、その誘導コイル３ａ〜３ｃに対応
する発光領域２ａ〜２ｃ付近で放電ガスが放電してプラ
ズマが形成され、紫外線が放射される。この紫外線は、
高周波が印加されている誘導コイル３ａ〜３ｃ！：Ｎ応
する発光領域２ａ〜２Ｃの蛍光体層に主として照射され
るから、その発光領域２＆〜２ｃの発光色の光線が得ら
れるのである。

つまり、発光色が赤色である蛍光体層が形成されている
発光領域に対応する誘導コイルに高周波が印加されれば
、赤色に発光し、緑色の発光領域なら緑色、青色の発光
領域なら青色にそれぞれ発光するのである。また、調光
回路１６と調色回路１７とで切換スイッチ回路１４を制
御すれば、全体としての発光輝度が調節できるとともに
、各発光領域２ａ〜２Ｃでの発光比率を調節して発光色
が調節でき、切換スイッチ回路１４と調色回路１７とに
より調色部が形成されるのである。

ｆ５２図および第３図は高周波電源４の出力波形の一例
であって、各図（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ各誘導フィル
３８〜３Ｃへの出力にそれぞれ対応している。

たとえば、第２図に示すように、各誘導コイル３ａ〜３
ｃに対して高周波を印加する時間をそれぞれｔａｎ　ｔ
ｂ、　ｔｃとし、ｔａ＋ｔｂ＋ｔｃ＝Ｔとなる周期Ｔで
各誘導コイル３ａ〜３ｃに高周波を繰り返して印加する
とすれば、対応する各発光領域２８〜２ｃでは高周波の
印加時間に応じたエネルギで発光することになり、周Ｍ
Ｔを適宜設定すれば、各発光領域２８〜２ｃでの発光色
の混合色として認識されることになる。ここに、ＲＭＴ
は１０ｍ５ｅｃ以下、通常は０　、５　ｍ５ｅｃ程度と
し、色の変化が目の応答速度より十分に速くなるように
設定しておく。各発光領域２ａ〜２ｃがそれぞれ赤、緑
、青の発光色に設定されている場合、各時間ｔａ、ｔｂ
、ｔｃをほぼ等しくし、バルブ１を十分遠くから見れば
白色に発光しているように見えるのであり、時間ｔａｔ
　ｔｂ、　ｔｃの比率を適宜調節すれば、任意の発光色
を得ることができるのである。時間ｔａ、ｔｂ、ｔｃは
調色回路１７により設定されるのであり、この時間ｔａ
ｎ　ｔｂｌ　Ｌｃで切換スイッチ回路１４を制御するこ
とにより、調色制御がなされるのである。一方、各時間
ｔａｇ　ｔｂ、　ｔｃは変えずに、その時間ｔａ、ｔｂ
、ｔｃ内で各誘導コイル３ａ〜３ｃに高周波を通電する
時間を同じ比率で減少させ、通電時間をｔａ’、ｔｂ’
＋ｔｃ’とすると、色を変えずに輝度だけを変化させる
ことができる。つまり、各Ｒ間ｔａ＋　ｔｂｔ　ｔｃに
対して通電時間をそれぞれ５０％にすれば、誘導コイル
３８〜３ｃに供給されるエネルギが５０％に減少し、そ
の結果、輝度がほぼ半分になるのである。このような輝
度の制御は調光回路１６により設定されるようになって
いる。

バルブ１の形状としては、第４図ないし第７図に示すよ
うな形状がある。

第４図に示すものは、直管状に形成されたバルブ１であ
って、長手方向の一端部に排気管５が設けられている。

発光領域２ａ〜２ｃは上記実施例と同様にバルブ１の長
手方向において３等分して形成されている。また、各発
光領域２ａ〜２ｃに対応してバルブＪの周面に誘導フィ
ル３８〜３ｃが巻装されている。

ｆｉＳ５図に示すものは、第４図に示すものと同形状の
バルブ１を有しでいるが、バルブ１の長手方向に対しで
交差する軸の回りに複数ターン巻回された誘導コイル３
ａ〜３ｃを用いており、この誘導フィル３ａ〜３ｃをバ
ルブ１の周面の一部に近接するよ）に配置しているもの
である。この場合、第４図の構成に比較しで、バルブ１
の周方向の一部は誘導フィル３ａ〜３０に覆われずに開
放されるから、この部位から光を取り出せば、誘導コイ
ル３ａ〜３ｃの影ができないものである。

第６図の例では、バルブ１がドーナツ状に形成されてお
り、各発光領域２ａ〜２Ｃはバルブ１を周方向に３等分
して形成されている。誘導コイル３ａ〜３Ｃは第４図構
成と同様に、バルブ１の局面に巻回される。

ｆｊ４７図の例では、バルブ１が球状に形成されており
、バルブ１の表面を同形に３ｈ！Ｆ分し、各部位の中心
の回りにバルブ１の表面に沿ってそれぞれ誘導コイル３
ａ〜３Ｃを渦巻き状に巻回して形成したものである。ま
た、３等分された各部位の内周面には互いに異なる発光
色の蛍光体層が形成されて、発光領域２８〜２Ｃが形成
される。

第４図から第７図までのいずれのバルブ１も第１図に示
した実施例と同様に可変色発光を行なうことができるの
である。

第８図は第１図実施例とは異なる構成を有した高周波電
源４を用いでいるものである。すなわち、切換スイッチ
回路１４を前置増幅器１２と出力増幅器１３ａ〜１３ｃ
との間に設けるようにしているものであり、調光回路１
６は前置増幅器１２の増幅率を変える構成となっている
。　したがって、切換スイッチ回路１４としては、低電
力のスイッチ素子を用いることができ、スイッチ素子が
安価になるとともに、スイッチング損失を小さくするこ
とができるものである。また、調光制御にあたって、誘
導コイル３ａ〜３Ｃへの通電時間を制御するのではなく
、出力電圧（電流）を制御して調光を行なうから、消灯
期間がな（、ちらつきを少なくすることができるもので
ある。

この高周波電源４の主要部の具体回路を第９図に示す。

高周波発振回路１１は、水晶発振子Ｘ１トランジスタＱ
、、出カドランスＴ、を備えた水晶発振回路であって、
出カドランスＴ１の二次巻線からラジオ周波数の高周波
出力が得られるようになっている。前置増幅器１２には
、トランジスタＱ、と出カドランスＴ２とが設けられ、
出カドランスＴ２の二次巻線は３巻線となっており、各
二次巻線が切換スイッチ回路１４を介して各出力増幅器
１３ａ〜１３ｃに接続されている。ここに、調光回路１
６は、トランジスタＱ２のバイアスを可変する可変抵抗
器等の周知の手段で実現される。切換スイッチ回路１４
は、３個のスイッチング用のトランジスタＱ３〜Ｑ、を
有しており、各トランジスタＱ、〜Ｑ５のベースに入力
されるパルスにより、各トランジスタＱ、〜Ｑ５のオン
・オフが制御されるのであり、出力増幅器１３ａ〜１３
ｃへの入力を断続するようになっている。すなわち、調
色回路１５の出力によりベースが“Ｈ“どなっているト
ランジスタＱ、〜Ｑ、はオン、“Ｌ′となっているトラ
ンジスタＱ３〜Ｑ５はオフとなるのであり、オフとなっ
ているトランジスタＱ３〜Ｑ、に対応する出力増幅器１
３ａ〜１３ｃのみに前置増幅器１２の出力が入力される
ようになっているのである。出力増幅器１３ａ〜１３ｃ
は、入力部に入力インピーダンス変換用の入カドランス
Ｔ３〜Ｔ５を有し、パワーＭＯ８ＦＥＴ（Ｑ６〜Ｑ、）
による電力増幅を行なうようになっている。また、出力
増幅器１３ａ〜１３ｃでは直流電源との接続部にブロッ
キング用のチョークコイルＣＨ，−ＣＨ，が挿入される
。マツチング回路１５ａ〜１５ｃは、それぞれ一対の可
変コンデンサＣＩｌ〜ＣＩ　：ｌ　＊　Ｃ２１−Ｃ２３
を有しており、これらの可変コンデンサＣＩＩ−ＣＩ３
ｔ　Ｃ２１〜Ｃ２３を調節することにより、出力増幅器
１３ａ〜１３ｃと誘導コイル３ａ〜３ｃとのインピーダ
ンスを整合させで、反射を防止し、効率よく負荷に電力
供給が行なえるようにするのである。

上記実施例においては、バルブ１の各発光１１域２ａ〜
２ｃにそれぞれ異なる発光色を有した蛍光体層を形成す
るようにしたが、バルブ１内に形成される蛍光体層は白
色で発光するようにし、各発光領域２ａ〜２ｃに対応し
て、バルブ１の内周面または外周面に着色フィルタを形
成（塗布、または近接配置）するようにしてもよい。

［発明の効果］ 本発明は上述のように、透光性材料により形成され放電
ガスが封入されるとともに内周面に蛍光体層が形成され
互いに異なる発光色で発光する複数の発光ｌｉ域を有し
たバルブと、各発光領域に近接してそれぞれ配設される
複数の誘導コイルと、各誘導コイルに対応する発光領域
内の放電ガスが放電する程度の高周波電磁界を形成する
ように各誘導フィルに高周波電流を通電する高周波電源
とを具備し、高周波電源は各誘導フィルへの供給エネル
ギの比率を調節する調色部を備えて成るものであり、バ
ルブ内に電極を設けない単純な構造の発光部を形成して
いるので、バルブの製造がｔｇになり、また、バルブの
構造が単純であるから、小型化、軽量化、低コスト化等
が容易に行なえるという利点を有する。また、バルブ内
に電極を設ける必要がないから、バルブ形状の自由度が
高く、目的に応じて各種形状のバルブを形成することが
できるものであり、電極降下がないから効率が高いとい
う利点がある。さらに、きわめて高速に、α滅させるこ
とができるから、多数のバルブをマトリクス状に配列し
てデイスプレィを閘成することができるものである。ま
た、輝度も高いから、昼間の太陽光下でもよく見える広
告媒体として使用することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図お
よび第３図は同上の動作説明図、第４図は同、Ｈに使用
するバルブの一例を示す正面図、第５図（ａ）（ｂ）は
それぞれ同上に使用するバルブの他側を示す正面図と側
面図、第６図および第７図はそれぞれ同上に用いるさら
に他のバルブの形状例を示す斜視図、第８図は本発明の
他の実施例を示すブロック図１、第９図は第８図の具体
回路図、第１０図は従来例を示す概略構成図である。 １はバルブ、２ａ〜２Ｃは発光頒域、３ａ〜３Ｃは誘導
コイル、４は高周波電源、１４は切換スイッチ回路、１
７は調色回路である。 代理人　弁理士　石　１）長　七 第２図 第３図 第８区ｉ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）透光性材料により形成され放電ガスが封入される
   とともに内周面に蛍光体層が形成され互いに異なる発光
   色で発光する複数の発光領域を有したバルブと、各発光
   領域に近接してそれぞれ配設される複数の誘導コイルと
   、各誘導コイルに対応する発光領域内の放電ガスが放電
   する程度の高周波電磁界を形成するように各誘導コイル
   に高周波電流を通電する高周波電源とを具備し、高周波
   電源は各誘導コイルへの供給エネルギの比率を調節する
   調色部を備えて成ること特徴とする可変色無電極放電灯
   。