JPH0337953A

JPH0337953A - 放電管装置

Info

Publication number: JPH0337953A
Application number: JP16815990A
Authority: JP
Inventors: Ulrich Greb; ウルリッチ　グレブ
Original assignee: Thorn EMI PLC
Current assignee: EMI Group Ltd
Priority date: 1989-06-27
Filing date: 1990-06-26
Publication date: 1991-02-19
Also published as: GB8914722D0; EP0405816A3; EP0405816A2

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】［産業上の利用分野］本発明は放電管装置に関し、専用ではないが特に光源と
して使用する装置に関する。具体的には、本発明はその
ような放電管装置の放電管に関する。

［従来の技術］例えばヨーロッパ特許Ｅ　Ｐ　Ｏ２２５７５３Ａ　（カ
リフォルニア大学）に開示されているような電磁表面波
を使用して気体内で放電を生じ且つ維持するものが知ら
れている。表面波は、気体を収容している放電管の全長
に亘って延設されていはいないが、放電管の外側の回り
に位置するランチャ−によって生じる。このような装置
では、放電管の内部に電極を設ける必要はない。電磁波
を発生する電力は無線周波電力発生器で得る。

ヨーロッパ特許Ｅ　Ｐ　Ｏ２２５７５３Ａは２つのタイ
プの放電管を開示している。↓つのタイプは従来の放電
管装置のような円筒形である。もう１つのタイプは、供
電装置（即ちランチャ−）に接続されている端部から反
対端部に向って先細になっているテーパー形状の管であ
る。この後者の装置では、表面波エネルギーが放電管の
一端から他端へ移動すると放電管内で吸収されるので、
管径が小さいために管に沿うどの位置においても所与の
明るさを得るための管の長さの増分毎に必要なエネルギ
ーが少なくてすむ。従ってこのような管は均一な放射出
力を出す。

放電管の他の形状は、イオン化ガスにおける現象につい
ての第１７回国際学会にモイサン外が寄稿した「大径過
濃度マイクロ波プラズマ」の報告書の７１２−４頁に開
示されている。この管の一端はランチャ−に適応するサ
イズである。この管の他端の径はランチャ−の寸法に比
較して大きい。

これら両端間の円錐形遷移部分は漸次変化する伝播係数
の導波管として働く。このような放電管は比較的大きな
径のプラズマ柱を出す。

［発明が解決しようとする課題］本発明は、イオン化可能な封入物を収容する無電極放電
管であって、抜管がランチャ−に挿入する第１の部分か
ら成り、更に該第一の部分の横断面とは非類似の横断面
を有する他の部分から成っている放電管を提供する。

［課題を解決するための手段］発明者は、放電管の一方の部分が他方の部分の横断面と
は非類似の横断面を有しているので放電管の横断面がそ
のサイズのみでなくタイプも変化する放電管では表面波
放電を維持するのが可能であることを発見した。第一の
部分と他の部分との中間の遷移部分の寸法は、管壁から
の表面波の反射の問題を軽減するのに都合の良いように
選択する。本発明が提供する放電管は、種々の形状のプ
ラズマを生じるのに使用できる。有利なことには、放電
管の第一の部分が円形横断面であるので従来のランチャ
−に適応できる。

［実施例コ本発明の実施例を添付図面を参照して説明する。

第１図に図示のごとく、放電管装置は、ランチャ−２に
装着された放電管ｌ（一部図示）から成る。この放電管
１は、ガラスのような透光性且つ誘電性材料で形成され
、アルゴンのような貴ガス及び水銀のようなイオン化可
能物の封入物４を収・容している。

ランチャ−２は、真鍮のような電導性材からなり、内側
シリンダ６と外側シリンダ８とからなる同軸構造体とし
て形成されている。ランチャ−２の内側には誘電材９が
設けてあり、これは特に内側シリンダ６を外側シリンダ
内適切な位置に保持する。外側シリンダの一端にある第
一の板１０は、ランチャ−構造体の第一の端壁をなす。

外側シリンダ８の他端で該外側シリンダ８と一体の第二
の板１１は第二の端壁をなす。内側シリンダ６は外側シ
リンダ８よりも短く且つ第一環状ギャップ１２及び第二
環状ギャップ１３を形成するように外側シリンダ８内に
位置されている。前記各第一の板１０と第二の板１１は
放電管１を通過させる開口を有している。外側シリンダ
８と、第一の板１０と、第二の板１１とは、内側のシリ
ンダ６とは電気接触しないが、該シリンダ６の回りに連
続電導パスを形成してシリンダ６の回りに無線周波遮蔽
構造体を設ける。

第１図のランチャ−の適切な寸法は下記の通りである。

ランチャ−の長さ　　　　　７〜２０ＩＩｌｌｌｌｌラ
ンチャ−の径（外側　　２５〜３５ｍｍ、但し放電シリ
ンダ８の径）　　　　管ｌの大きさによる。

内側シリンダ６の長さ　　３〜１８ｍｍ第二ギャップ１
３の長さ　　　１〜１０ｍｍ電導材の厚さは、使用する
構成方法によるがミリメータ或いはそれ以下の厚さであ
る。

無線周波電力発生器１４（略図で図示）は同軸ケーブル
１５を介してランチャ−２に電気的に接続されており、
インピーダンス整合ネットワーク１６（略図で図示）は
コンデンサ１７及び誘導子１８で構成されている。無線
周波電力発生器１４と、インピーダンス整合ネットワー
ク１６と、同軸ケーブル１５と、ランチャ−２とで無線
周波電力励起装置を構成してガス封入物を活動させて放
電を生じる。

無線周波電力発生器１４をスイッチオンすると、典型的
にはＩＭＨｚ乃至ＩＧＨｚの範囲の周波数の振動電界が
ランチャ−２の中に設定される。この電界は、第一と第
二のキャップ１２．１３においては放電管１の環状部分
の長手方向の軸に対して平行である。充分な電力を与え
ると、その結果ガス封入物４に生じた電界は放電を生じ
るために水銀をイオン化するのに充分であり、その放電
によって電磁表面波が、ヨーロッパ特許Ｅ　Ｐ　Ｏ２２
５７５３Ａの装置と同様の方法で伝播される。従って、
無線周波電力発生器１４で電力供給されたランチャ−２
は、ガス封入物内に放電を生じ且つそれを維持し、その
放電の長さと明るさは特に放電管１のサイズ及び無線周
波電力発生器１４で与えられる電力による。従ってこの
ような放電管装置は光源として使用できる。

第１図の実施例では、第一ギャップ１２と第二ギャップ
上３の各々は内側シリンダ６の夫々の端部から第一の板
１０と第二の板１１へ向って夫々軸方向に延びている。

放電管１がランチャ−２の両端から突出しているので第
一と第二のギャップ１２．１３の両者とも放電を生じる
ランチギャップとして有効である。これら第一と第二の
ギャップ１２．１３が同じ大きさであれば、相対的に対
称な放電をもたらす。

第２図は、放電管装置の第二の実施例を示す。

ランチャ−２０は、第１図のランチャ−２と同様の方法
で同軸構造体として形成され、従って同じ部材は同じ参
照番号で示しである。第二の板１１には開口が設けてな
いので放電管２２（一部図示）はランチャ−２０の片側
のみから突出している。

電力が供給されると、第二のギャップ１３が第一のギャ
ップ１２の効果を補足して該ギャップ１２をランチギャ
ップとして放電を生じる。この実施例では、第二のギャ
ップ１３は、ランチギャップ１２よりも大きい。第１図
の実施例と同様に、第二のギャップ１３での無線周波電
力が放電内に消散するが先行技術のランチャ−のように
装置からなくなることはない。

第工図と第２図の放電管装置に使用できる本発明の無電
極放電管の例を第３図、第４図、第５図及び第６図に示
す。

第３ａ図は、無電極放電管３０の平面図であり、第３ｂ
図と第３Ｃ図は第３ａ図の放電管３０を夫々ｍＢ−ｍＢ
の方向及びｍｃ−ｍｃの方向から見た図である。これら
の図から解るように、放電管３０は円形横断面の第一の
部分３２と、矩形横断面の他方の部分３６から部分３２
に向って先細となる中間部分３４と、からなっている。

円筒形部分３２の軸と直交する他方の部分３６の寸法ｄ
３１＋　　ｄ３□は、上記円筒形部分３２の直径Ｄ３、
即ち、横断方向の寸法、よりも大きい。他方の部分３６
は矩形表面を呈する。

同様に、第４ａ図は無電極放電管４０の平面図であり、
第４ｂ図、第４ｃ図及び第４ｄ図は第４ａ図の放電管４
０を夫々ＩＶＢ−ＩＶＢ、ｒＶｃ−ＩＶＣ。

ｒＶＤ−ＩＶＤの方向に見た図である。放電管４０は、
円形横断面の第一の部分４２と、中間部分４４と、矩形
表面を呈する矩形横断面の他方の部分４６と、からなる
。円筒形部分４２の軸と直交する他方の部分４６の最大
寸法ｄ４１は、上記円筒形部分４２の直径Ｄ４よりも大
きい。他方の部分４６の最小横断寸法ｄ４□はその最大
寸法ｄ４１に対して直交であり且つ円筒形部分４２の直
径Ｄ４よりも小さい。

第３図及び第４図の無電極放電管を組込んだ放電管装置
は種々の応用に使用できる。これらの使用例は、大型平
面光源としてバックライトをする放電管或いはプラズマ
被覆／エツチング等のように非照明使用のために広い表
面に亘って均一のプラズマを生じるための使用を含む。

第５ａ図は無電極放電管５０の平面図であり、第５ｂ図
及び第５Ｃ図は夫々第５ａ図の放電管５０をＶＢ−ＶＢ
の方向及びｖｃ−ｖｃの方向に見た図である。放電管５
０は、円形横断面の第一の部分５２と、三角形状表面を
呈する他方の部分５４と、からなる。三角形状部分５４
の最大横断寸法ｄｌは円筒形部分５２の直径り、よりも
大きい。

この放電管を組込んだ放電管装置は種々の応用に使用で
きる。−例としては、放電管５０の表面５６から幅ｄ５
２の薄い光の帯を得る装置として使用できる。

第６ａ図は、無電極放電管６０の断面図であり、第６ｂ
図はその放電管６０をＶＩＢ−ＶＩＢの方向に見た図で
ある。放電管６０は円形横断面の第一の部分６２と、環
状表面６６を呈する環状横断面を有する他方の部分６４
と、からなる。

上記した無電極放電管の諸実施例から理解できるように
、本発明は広範囲の種々の形状の放電管を提供できる。

特定な使用に要する形状の光源を提供することに加えて
本発明はインテリアデザイン等のために多数の興味深い
形状の光源を創ることができる可能性も包含している。

第１図のランチャ−を組込んだ放電管装置は、目的を満
たす形状を持つ他方の部分が円形横断面を有する部分の
各端部から突出している無電極放電管に適合させること
かできることも理解できる。

放電管装置の放電管にワイヤを螺旋状に巻くこともでき
る。この螺旋状ワイヤを放電管に沿って延設してアース
する。この構造は放電管の光の出力を増大し且つ同時係
属中のヨーロッパ特許出願第８９３１３０６９．０に開
示されているようにいくらかの無線周波数遮蔽が得られ
る。

上記したすべての実施例は、第１図と第２図に関して説
明した内側シリンダを組込んだ構造体であって、第一の
部分がランチャ−に挿入できるように円形横断面となっ
ている。異なる形状のランチャ−を使用する時は、無電
極放電管の第一の部分がランチャーヤの内側本体内に適
合するように形状づけられた放電管を使用する。

上記の実施例の変更が本発明の範囲内で可能であること
は当業者にとって明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図と第２図は無電極放電管を組込んだ放電管装置の
断面図、第３図乃至第６図は本発明による無電極放電管
の実施例の断面図である。１・・・放電管　　２・・・ランチャ−４・・・封入物
６・・・内側シリンダー　　８・・・外側シリンダー９
・・・誘電材　１０・・・第一の板１１・・・第二の板　　１２・・・第一環状ギャップ１
３・・・第二環状ギャップ１４・・・無線周波電力発生器１５・・・同軸ケーブル　　１６・・・整合ネットワー
ク１７・・・コンデンサ　　１８・・・誘電子３０・・
・放電管　　３２．４２．５２・・・円筒形部分３６・
・・他方の部分４０．５０．６０・・・無電極放電管４４・・・中間部分　　５４・・・三角形状部分５６・
・・表面　　６２・・・第一の部分６４・・・他の部分

Claims

【特許請求の範囲】

（１）イオン化可能な封入物を収容する無電極放電管で
あって、該管がランチャーに挿入する第一の部分からな
り、更に該第一の部分の横断面とは非類似の横断面を有
する他方の部分からなることを特徴とする放電管。
（２）前記第一の部分が円形横断面であることを特徴と
する請求項第（１）項に記載の放電管。
（３）前記第一の部分が前記放電管の一端であることを
特徴とする請求項第（１）項または第（２）項に記載の
放電管。
（４）前記他方の部分が前記第一の部分の各端部から突
出していることを特徴とする請求項第（１）項または第
（２）項に記載の放電管。
（５）前記他方の部分の最大横断寸法が前記第一の部分
の最大横断寸法よりも大きいことを特徴とする請求項第
（１）項乃至第（４）項のいずれか１項に記載の放電管
。
（６）前記他方の部分の最小横断寸法が前記第一の部分
の最大横断寸法よりも小さいことを特徴とする請求項第
（１）項乃至第（５）項のいずれか１項に記載の放電管
。
（７）前記他方の部分の最小横断寸法が該他方の部分の
細大横断寸法と直交していることを特徴とする請求項第
（６）項に記載の放電管。
（８）前記他方の部分が三角形状表面を呈することを特
徴とする請求項第（１）項乃至第（７）項のいずれか１
項に記載の放電管。
（９）前記他方の部分が矩形表面を呈することを特徴と
する請求項第（１）項乃至第（８）項のいずれか１項に
記載の放電管。
（１０）前記他方の部分が環状横断面を有していること
を特徴とする請求項第（１）項乃至第（６）項のいずれ
か１項に記載の放電管。
（１１）前記他方の部分が切頭円錐形であることを特徴
とする請求項第（１０）項に記載の放電管。
（１２）ランチャーと、該ランチャーに供電する無線周
波電力発生器と、前記請求項第（１）項乃至第（１１）
項のいずれか１項に記載の放電管とからなることを特徴
とする放電管装置。