JPH0212753A - 反射被膜を有する無電極形ｈｉｄランプ用の励起コイル - 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】 発明の背景 本発明はプラズマ放電を励起するための高周波（ＲＦ）
コイルに関するものである。更に詳しく言えば本発明は
、無ｔｆ！形の高光度放電（ＨＩＤ）ランプにおいて可
視光を発生するプラズマを励起するために役立つと共に
、該ランプから発生された光のほぼ全部がコイルによっ
てほとんど遮断されることなしに放射されるようにする
ための鏡面反射性または拡散反射性の表面被膜を有する
新規なＲＦコイルに関する。

現在、ＲＦ電流によって励起されたプラズマ放電から可
視光が発生され得ることは公知である。

かかるＲＦ電流は一般に放電を生起させるべきランプの
外部に配置された励起コイルによって供給され、そして
放電プラズマに結合される。その場合の励起コイルは、
ＲＦ抵抗損失が小さいばかりでなく、プラズマ放電から
放出される光の大部分がコイル自体によって遮断されず
に利用されることを可能にするような物理的特性をも有
することが極めて重要である。すなわち、励起コイルに
よる光の遮断は光源の総合効率を低下させるから、励起
コイルによって遮断されかつ吸収される光の量をできる
だけ少なくすることが望ましいのである。

発明の要約 本発明に従えば、（ａ）一般に高光度放電プラズマを励
起すべき円柱状空間の外部に配置された少なくとも１巻
きの導線と、（ｂ）約０．８５より大きくかつ好ましく
はできるだけ１に近い可視光反射係数を有する材料を用
いて上記導線の外面上に形成された少なくとも１つの層
とから成ることを特徴とする、無電補形放電ランプにお
いて高光度放電プラズマを発生させるための励起コイル
が提供される。詳しく述べれば、銅、アルミニウムなど
から成る導線を用いて作製された励起コイルに対し、窒
化ゲイ素の薄層を鏡面反射層として使用することができ
る。かかる鏡面反射層は単独で使用してもよいし、ある
いはそれの下方に形成された銀層と併用してもよい。ま
た、硫酸バリウム、チタニア、アルミナまたはマグネシ
アの粉末から成る拡散反射層を使用することもできる。

かかる拡散反射層は単独で使用してもよいし、あるいは
それの下方に設置された密着性向上用の中間層と併用し
てもよい。

本発明の目的は、反射被膜を有する無電極形ＨＩＤラン
プ用の新規な励起コイルを提供することにある。

本発明の上記およびその他の目的は、添付の図面を参照
しながら以下の詳細な説明を読むことによって明らかと
なろう。

発明の詳細な説明 先ず第１図を見ると、本発明を適用し得る高光度放電（
ＨＩＤ）ランプ１０が示されている。かかるＨＩＤラン
プ１０は、少なくとも１種の気体の一定量を封入した空
間１１ａを規定する透明な外被１１を含んでいる。空間
１１ａ内においては、外被１１の外部に配置された励起
コイル１４中を流れる高周波（ＲＦ）電流に応答してア
ーク放電プラズマ１２が発生される。ＲＦ電流Ｉｒｆは
、励起コイルの両端１４ａおよび１４ｂ間にＲＦ電圧Ｖ
ｒｆを供給する励起電源１６に応答して生起される０通
例、アーク放電プラズマ１２は励起コイル１４によって
誘導される磁界Ｂの方向に対して実質的に垂直な平面内
においてトーラス状（またはドーナツ状）の形態を有し
ている。励起コイル１４とプラズマ１２との間における
適切な磁気結合を達成するためには、プラズマ１２は励
起コイル１４から発生したできるだけ多くの磁力線を横
切る必要があるから、プラズマ１２は励起コイル１４に
かなり近接して配置されるのが普通である。

そのため、プラズマ１２によって発生される光の全てが
遠隔地点にまで到達することは妨げられる。

すなわち、一部の光は励起コイル１４によって遮断され
るため、ＨＩＤランプ１０の総合効率は低下するのであ
る。それ故、励起コイル１４による光の吸収を低減させ
ることは極めて望ましいわけである。ところで、ＲＦ電
流は導線の表面部分（すなわち、ＲＦ表皮厚さとして知
られる深さまでの部分）のみを流れるから、励起コイル
１４の導線は中実のものであっても中空のものであって
もよい、銅製の導線を（ＨＩＤランプの駆動用としてし
ばしば使用される標準的な「工業用」周波数である）約
１３．５６ＭＨｚの周波数で使用した場合、表皮深さは
約０．２　ａｍである。このように表皮深さが小さいた
め、導線はできるだけ高い導電率を有することが必要で
ある。それ故、通例は銅が使用されると共に、ＲＦ損失
を低減させるために銀または金から成る表面層が設置さ
れることも多い、このような材料の多くは光学的な反射
係数が小さいのであって、唯一の例外は磨かれた銀表面
である。とは言え、銀やその他の材料（たとえば銅）の
十分に磨かれた表面も熱、放射または大気中のガスに暴
露された状態では長持ちしないのが普通である。すなわ
ち、銅や銀のごときコイル材料を使用した場合、コイル
表面は直ぐに光吸収の大きい状態に変化してしまうので
ある。要するに、少なくとも可視光に対する非常に高い
反射係数は最初から得られないか、あるいは得られても
持続させることができないわけである。

次に第２ａおよび２ｂ図を見ると、本発明に従って無電
極形ＨＩＤランプ用の励起コイル１４の外面上に反射係
数の大きい材料から成る少なくとも１つの層を形成する
ことによって得られた鏡面反射性または拡散反射性の表
面が示されている。

好適な実施の一態様に従えば、表面の不活性化をもたら
す光透過性の誘電体（たとえば、アルミナ、シリカ、窒
化ケイ素など）から成る薄層１８（第２ａ図）を励起コ
イル１４の導線の外面１４ｓ上に直接に形成することが
できる。第２ａ図に示された実施の態様においては、薄
い導電性管壁１４Ｃおよび中空の内部１４ｄを有する管
状の導線が使用されている。この場合には、熱を除去す
るため、コイル中に冷却液を流すことができる。なお、
第２ｂ図に示された中実の導線１４′Ｃと同様な中実の
導線も使用し得ることは言うまでもない。

かかるコイル導線のＲＦ電流通過部分がどのような横断
面形状および特性を有するにせよ、それの外面は同様な
処理を施せばよいのである。実例を挙げれば、壱かれた
アルミニウム導線から成るコイル上に窒化ケイ素の薄層
を形成したところ、０゜８９の正味反射係数が得られる
ことくすなわち、被覆済みのコイル導線に入射した全光
量の８５％が反射されること）が判明した。

第２ｂ図に示されるような別の好適な実施の態様に従え
ば、導線１４′Ｃ上に先ず中間層２０が形成される。な
お、導線１４′ｃ　は中空のものであっても中実のもの
であってもよく、また円形、矩形もしくはその他の横断
面形状のいずれを有していてもよい。上記のごとき中間
層２０は、（大部分のＲＦ電流が銅から成る導線表面を
流れるように約１０００オングストロームの厚さに形成
されたクロムの保護めっき層の場合のごとく）下方のコ
イル導線を保護するために役立つが、あるいはくかつま
た）下方のコイル導線の外面１４′ｓに対する外側の反
射層２２の密着性を向上させるために役立つ０反射層２
２は、反射率の大きい鏡面反射被膜から成るばかりでな
く、拡散反射性の被膜を与えるような材料から成ってい
てもよい。

たとえば、銅製のコイル導線１４′ｃ　上に硫酸バリウ
ムの層２２を形成することができる。この場合、硫酸バ
リウムは積分球の内面を被覆するために通例使用される
ペイントの形態を有していればよいのであって、かかる
ペイントはイーストマンコダック社（Ｅａｓｔｍａｎ　
Ｋｏｄａｋ　Ｃｏ、）からＮｏ、６０８０の名称で入手
することができる。銅に対する上記ペイントの密着性を
向上させるためには、中間層２０として艶消し白色ペイ
ントの薄層を使用すればよい。その結果、０．９８２の
反射係数が得られることが判明した。無電極形ＨＩＤラ
ンプの周囲において見られる大気条件下において安定な
その他の拡散反射性粉末としては、たとえば、チタニア
、アルミナ、マグネシアなどが挙げられる。

これらを使用した場合にも、可視スペクトル全域並びに
近赤外および赤外スペクトル領域の入射光に対して所要
の大きい反射係数を得ることができる。

以上、本発明に従って外面上に鏡面反射性または拡散反
射性の被膜を有するＨＩＤランプ用の新規なＲＦ励起コ
イルを若干の好適な実施の態様に関連して説明したが、
数多くの変更態様が可能であることは当業者にとって自
明であろう。それ故、本発明の範囲は上記の説明中に記
載された特定の細部および手段によって制限されること
はなく、もっばら前記特許請求の範囲のみによって規定
されることを理解すべきである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用し得る環境を理解するために役立
つＨＩＤランプ、ＲＦ励起コイルおよび励起電源の概略
側面図、第２ａ図は本発明の好適な実施の一態様に従っ
て形成された反射被膜を有する励起コイルの断面図、そ
して第２ｂ図は本発明の別の好適な実施の態様に従って
形成された反射被膜を有する励起コイルの断面図である
。 図中、１０はＨＩＤランプ、１１は外被、１２はプラズ
マ、１４は励起コイル、１６は励起電源、１８は反射層
、２０は中間層、そして２２は反射層を表わす。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、（ａ）高光度放電プラズマを閉込めるための空間を
   規定する仮想表面の周囲に配置されかつ外面を有する少
   なくとも１巻きの導線と、 （ｂ）約０．８５より大きい反射係数を与えるような材
   料を用いて前記導線の外面上に形成された反射層とから
   成ることを特徴とする、無電極形放電ランプにおいて高
   光度放電プラズマを発生させるための励起コイル。 ２、前記反射層が鏡面反射性の外面を有する請求項１記
   載の励起コイル。 ３、前記導線が銅およびアルミニウムから成る群より選
   ばれた材料製のものである請求項２記載の励起コイル。 ４、前記反射層の材料が表面の不活性化をもたらす光透
   過性の誘電体である請求項３記載の励起コイル。 ５、前記誘電体がアルミナ、シリカおよび窒化ケイ素か
   ら成る群より選ばれる請求項４記載の励起コイル。 ６、前記導線の外面と前記反射層との間に別種の材料か
   ら成る中間層が追加包含される請求項４記載の励起コイ
   ル。 ７、前記中間層がクロムから成る請求項６記載の励起コ
   イル。 ８、クロムから成る前記中間層が約１０００オングスト
   ロームの厚さを有する請求項７記載の励起コイル。 ９、前記反射層が窒化ケイ素から成り、かつ前記中間層
   が前記導線の外面上かつ前記反射層の下方に形成された
   磨き銀層である請求項６記載の励起コイル。 １０、前記反射層が拡散反射性の外面を有する請求項１
   記載の励起コイル。 １１、前記導線が銅およびアルミニウムから成る群より
   選ばれた材料製のものである請求項１０記載の励起コイ
   ル。 １２、前記反射層の材料が硫酸バリウム、チタニア、ア
   ルミナおよびマグネシアから成る群より選ばれる請求項
   １１記載の励起コイル。 １３、前記反射層の材料が粉末である請求項１２記載の
   励起コイル。 １４、前記導線の外面と前記反射層との間に別種の材料
   から成る中間層が追加包含される請求項１０記載の励起
   コイル。 １５、前記中間層の材料が前記導線の材料に対する前記
   反射層の密着性を向上させるように選ばれる請求項１４
   記載の励起コイル。 １６、前記中間層の材料がエナメルペイントである請求
   項１５記載の励起コイル。