JPH05166494A - Electrode-less discharge lamp - Google Patents

Electrode-less discharge lamp

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JPH05166494A
JPH05166494A JP32925091A JP32925091A JPH05166494A JP H05166494 A JPH05166494 A JP H05166494A JP 32925091 A JP32925091 A JP 32925091A JP 32925091 A JP32925091 A JP 32925091A JP H05166494 A JPH05166494 A JP H05166494A
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induction coil
discharge
auxiliary electrode
bulb
frequency
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幹 小谷
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成伍 和田
Atsunori Okada
淳典 岡田
Makoto Ukekawa
信 請川
Shingo Tosaka
真吾 東坂
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Abstract

PURPOSE:To provide an electrode-less discharge lamp which can be started using a relatively small-sized high frequency power source. CONSTITUTION:An induction coil 2 is wound around a bulb 1 made of a light transmission material. A single-pole auxiliary electrode 3 is provided around an outer side face of the bulb so as to be electrostatically coupled to an internal space of the bulb 1. As regards the axial direction of the induction coil 2, the position of the auxiliary electrode 3 is set within the width of the induction coil 2. As regards the radial direction of the induction coil 2, the position of the auxiliary electrode 3 is set to be remotest from a current supply end to the induction coil 2. If a high frequency voltage is applied to the auxiliary electrode 3, a preliminary discharge which is restrained only at one end takes place in the bulb 1. If, thereafter, a high frequency current is passed through the induction coil 2, annular discharge occurs with the result that a discharge gas is excited to generate light.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、バルブの内部に電極を
持たず、バルブ内に封入された放電ガスにバルブの外部
から高周波電磁界を作用させ、バルブ内に環状放電を生
じさせることによって、放電ガスを励起発光させるよう
にした無電極放電灯に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention does not have an electrode inside the bulb, and a high-frequency electromagnetic field is applied to the discharge gas sealed in the bulb from the outside of the bulb to generate an annular discharge in the bulb. The present invention relates to an electrodeless discharge lamp in which discharge gas is excited to emit light.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、バルブ内に封入した放電ガス
に高周波電磁界を作用させ、バルブ内に環状放電を生じ
させることによって、放電ガスを励起発光させるように
した無電極放電ランプが知られている。この種の無電極
放電ランプは、小型、高出力、長寿命などの特長を有し
ているものであるから、各所で研究開発され、高出力点
光源などとして種々の利用が考えられている。
2. Description of the Related Art Conventionally, an electrodeless discharge lamp has been known in which a discharge gas sealed in a bulb is subjected to a high-frequency electromagnetic field to cause an annular discharge in the bulb to excite and discharge the discharge gas. ing. Since this type of electrodeless discharge lamp has features such as small size, high output, and long life, it has been researched and developed in various places and various uses as a high output point light source are considered.

【0003】無電極放電ランプとしては、図5に示すよ
うに、誘導コイル2を囲む形の電球形のバルブ1を備
え、誘導コイル2に対して高周波電流を通電し、バルブ
1の中に封入された放電ガスに高周波磁界を作用させる
ことによって、放電ガスを励起し発光させるものがある
(特開昭57−78766号公報)。放電ガスとして
は、水銀蒸気を含むものが用いられ、水銀蒸気の励起に
よって発光するようになっている。
As an electrodeless discharge lamp, as shown in FIG. 5, a bulb-shaped bulb 1 surrounding an induction coil 2 is provided, and a high frequency current is supplied to the induction coil 2 and enclosed in the bulb 1. There is a method in which a high-frequency magnetic field is applied to the generated discharge gas to excite the discharge gas to cause it to emit light (Japanese Patent Laid-Open No. 57-78766). A discharge gas containing mercury vapor is used, and the discharge gas emits light when excited by the mercury vapor.

【0004】ところで、誘導コイル2として用いられて
いる空心コイルの周囲に形成される磁界は誘導コイル2
の内側でもっとも強くなるが、上記構成では誘導コイル
2の内側の高周波磁界を放電ガスに作用させていないも
のであるから、効率が低いという問題がある。これに対
して、図6に示すように、石英ガラス等により形成され
た球状のバルブ1と、バルブ1の外周に巻線を巻回した
誘導コイル2とを備え、誘導コイル2の内側の高周波磁
界を放電ガスに作用させるようにした無電極放電ランプ
が考えられている。この構成では、誘導コイル2の内側
で放電ガスに高周波磁界を作用させているから、図5の
構成に比較すれば効率が高くなるのである。
By the way, the magnetic field formed around the air-core coil used as the induction coil 2 is
However, since the high-frequency magnetic field inside the induction coil 2 does not act on the discharge gas in the above configuration, there is a problem of low efficiency. On the other hand, as shown in FIG. 6, a spherical bulb 1 made of quartz glass or the like and an induction coil 2 having a winding wound around the outer periphery of the bulb 1 are provided, and a high frequency wave inside the induction coil 2 is provided. An electrodeless discharge lamp in which a magnetic field is caused to act on the discharge gas has been considered. In this configuration, since the high-frequency magnetic field is applied to the discharge gas inside the induction coil 2, the efficiency is higher than that of the configuration of FIG.

【0005】これらの無電極放電ランプの放電ガスに
は、水銀蒸気等の発光物質と希ガスとの混合気体が一般
に用いられている。水銀を含む放電ガスを用いると、初
期始動は比較的容易になるが、再始動は困難であるとい
う問題がある。また、温度の上昇に伴って水銀の蒸気圧
が指数関数的に変化するから、誘導コイル2に高周波電
流を通電するための高周波電源との整合がとりにくく、
整合がとれなくなると立ち消えなどが生じて安定に点灯
させることができないという問題が生じる。一方、放電
ガスに水銀が含まれていなければ、整合はとりやすくな
るが、初期始動が困難になる。誘導コイルに高電圧を印
加すれば、強制的に始動させることは可能であるが、高
電圧を出力できる高周波電源が必要になり、点灯回路と
しての高周波電源が大型化するという問題が生じる。す
なわち、無電極放電ランプと高周波電源とを含む無電極
放電灯が大型化することになる。
As the discharge gas of these electrodeless discharge lamps, a mixed gas of a light emitting substance such as mercury vapor and a rare gas is generally used. When the discharge gas containing mercury is used, the initial starting becomes relatively easy, but there is a problem that the restarting is difficult. Moreover, since the vapor pressure of mercury changes exponentially as the temperature rises, it is difficult to match the induction coil 2 with a high-frequency power source for supplying a high-frequency current.
If the alignment cannot be achieved, there is a problem that the lights cannot be lit stably because of disappearing. On the other hand, if mercury is not contained in the discharge gas, matching can be easily achieved, but initial starting becomes difficult. If a high voltage is applied to the induction coil, it can be forcibly started, but a high-frequency power source that can output a high voltage is required, which causes a problem that the high-frequency power source as a lighting circuit becomes large. That is, the size of the electrodeless discharge lamp including the electrodeless discharge lamp and the high frequency power source is increased.

【0006】上述したような問題を解決するために、図
7に示すように、バルブ1の外周に誘導コイル2の巻線
を巻回して、高周波磁界を放電ガスに効率よく作用さ
せ、しかも、誘導コイル2の軸方向におけるバルブ1の
両側に、互いに対向する一対の補助電極3a,3bを配
置することによって、始動が比較的容易になるようにし
た無電極放電ランプが提案されている(米国特許第4,
894,589号、米国特許第4,902,937
号)。この無電極放電ランプでは、誘導コイル2への高
周波電流の通電に先立って、両補助電極3a,3bの間
に高周波電圧を印加することによって予備放電が行われ
るようにし、予備放電が生じたときに誘導コイル2に高
周波電流を通電することによって始動を容易にしようと
するものである。
In order to solve the above-mentioned problems, as shown in FIG. 7, the winding of the induction coil 2 is wound around the outer periphery of the valve 1 so that the high frequency magnetic field is effectively applied to the discharge gas, and An electrodeless discharge lamp has been proposed in which a pair of auxiliary electrodes 3a and 3b facing each other are arranged on both sides of the bulb 1 in the axial direction of the induction coil 2 so that the starting is relatively easy (US Patent No. 4,
894,589, U.S. Pat. No. 4,902,937
issue). In this electrodeless discharge lamp, a high-frequency voltage is applied between the auxiliary electrodes 3a and 3b before the high-frequency current is applied to the induction coil 2 so that the preliminary discharge is performed. In addition, the starting is facilitated by supplying a high frequency current to the induction coil 2.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】ところで上記構成で
は、バルブ1の外側に一対の補助電極3a,3bを設け
ているから、補助電極3a,3bの距離をバルブ1の厚
みよりも小さくすることはできない。したがって、予備
放電を生じさせるには、両補助電極3a,3bの間に比
較的高い電圧を印加しなければならず、電源を十分に小
型化することはできないという問題がある。一方、誘導
コイル2に高周波電流を通電すれば、高周波磁界が生
じ、この高周波磁界に鎖交するようにリング状の誘導電
界が生じることによって、環状放電が生じて放電ガスが
励起発光される。ここで、誘導電界は誘導コイル2の巻
回方向に沿うように形成され、しかも、予備放電の両端
は両補助電極3a、3bに拘束されるから、誘導電界と
は直交する方向に形成され、かつ両端が補助電極3a,
3bに拘束された予備放電を誘導電界に沿う方向に誘導
して環状放電に移行させるには相当に大きなエネルギが
必要になる。すなわち、誘導コイル2に高周波電流を通
電する高周波電源を十分に小型化することができないと
いう問題がある。
By the way, in the above structure, since the pair of auxiliary electrodes 3a and 3b are provided outside the valve 1, it is not possible to make the distance between the auxiliary electrodes 3a and 3b smaller than the thickness of the valve 1. Can not. Therefore, in order to generate the preliminary discharge, a relatively high voltage has to be applied between both auxiliary electrodes 3a and 3b, and there is a problem that the power supply cannot be downsized sufficiently. On the other hand, when a high-frequency current is passed through the induction coil 2, a high-frequency magnetic field is generated, and a ring-shaped induction electric field is generated so as to interlink with the high-frequency magnetic field, so that an annular discharge is generated and the discharge gas is excited to emit light. Here, the induction electric field is formed along the winding direction of the induction coil 2, and since both ends of the preliminary discharge are restrained by the auxiliary electrodes 3a and 3b, the induction electric field is formed in the direction orthogonal to the induction electric field. And both ends are auxiliary electrodes 3a,
A considerable amount of energy is required to induce the preliminary discharge restricted by 3b in the direction along the induction electric field and transfer it to the annular discharge. That is, there is a problem that the high frequency power supply for supplying a high frequency current to the induction coil 2 cannot be sufficiently miniaturized.

【0008】本発明は上記問題点の解決を目的とするも
のであり、始動が容易であって、比較的小型の高周波電
源を用いて始動することができる無電極放電灯を提供し
ようとするものである。
An object of the present invention is to solve the above problems, and an object thereof is to provide an electrodeless discharge lamp which is easy to start and can be started by using a relatively small high frequency power source. Is.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明では、上記目的を
達成するために、透光性材料よりなるバルブの外周に巻
線を巻回した誘導コイルに高周波電源より高周波電流を
通電し、誘導コイルの径方向における巻線の内側に形成
されている高周波電磁界をバルブ内に封入された放電ガ
スに作用させることによって放電ガスを励起発光させる
無電極放電灯において、高周波電圧が印加されて一端部
のみが拘束された予備放電をバルブ内に生じさせること
ができる単極の補助電極をバルブの内部空間に静電的に
結合するようにバルブの外側面に配設し、補助電極の位
置を、誘導コイルの軸方向については誘導コイルの幅内
であって、誘導コイルの径方向については誘導コイルへ
の給電端から最も離れた部位に設定しているのである。
According to the present invention, in order to achieve the above object, a high-frequency current is supplied from a high-frequency power source to an induction coil in which a winding is wound around an outer circumference of a valve made of a light-transmissive material. In an electrodeless discharge lamp that excites the discharge gas by causing a high-frequency electromagnetic field formed inside the winding in the radial direction of the coil to act on the discharge gas sealed in the bulb, a high-frequency voltage is applied to the electrodeless discharge lamp. A single-pole auxiliary electrode that can generate a preliminary discharge in which only the part is restrained is placed on the outer surface of the bulb so as to be electrostatically coupled to the internal space of the bulb, and the position of the auxiliary electrode can be changed. The axial direction of the induction coil is within the width of the induction coil, and the radial direction of the induction coil is set at the position farthest from the feeding end to the induction coil.

【0010】[0010]

【作用】上記構成によれば、高周波電圧が印加されてバ
ルブ内に予備放電を生じさせることができる単極の補助
電極をバルブの内部空間に静電的に結合するようにバル
ブの外側面に配設しているので、誘導コイルに高周波電
流を通電して放電ガスを励起発光させるのに先立って補
助電極によって予備放電を生じさせることができ、容易
に始動させることができるようになる。また、補助電極
は単極であって一端部のみが拘束された予備放電を生じ
させるので、予備放電の他端部は自由端になるのであっ
て、誘導コイルの周囲に形成された高周波磁界により生
じるリング状の誘導電界に沿うように予備放電を誘導す
る際に必要なエネルギを比較的小さくすることができる
のである。さらに、補助電極の位置を、誘導コイルの軸
方向については誘導コイルの幅内としているので、誘導
コイルによって環状放電が生じる位置と予備放電が生じ
る位置とが近くなり、このことによっても予備放電から
環状放電への移行に要するエネルギが小さくなる。しか
も、補助電極の位置は、誘導コイルの径方向については
誘導コイルへの給電端から最も離れた部位に設定されて
いるので、実験によって確認された結果によれば、誘導
電界のうちで電界強度が最大になる給電端付近に予備放
電の自由端が位置することによって、予備放電から環状
放電への移行が一層容易になるものである。以上のよう
に、単極の補助電極を上記位置に配設したことにより、
予備放電から環状放電への移行が非常に容易になって、
始動性が向上するのである。
According to the above structure, the outer surface of the valve is electrostatically coupled to the inner space of the valve by a single-pole auxiliary electrode capable of generating a pre-discharge in the valve by applying a high frequency voltage. Since the auxiliary coil is provided, a preliminary discharge can be generated by the auxiliary electrode before a high-frequency current is passed through the induction coil to excite and discharge the discharge gas, so that the discharge can be easily started. Further, since the auxiliary electrode is a single pole and causes a preliminary discharge in which only one end is constrained, the other end of the preliminary discharge is a free end, and the high frequency magnetic field formed around the induction coil causes It is possible to make the energy required for inducing the preliminary discharge along the generated ring-shaped induction electric field relatively small. Furthermore, since the position of the auxiliary electrode is within the width of the induction coil in the axial direction of the induction coil, the position where the annular discharge is generated by the induction coil and the position where the preliminary discharge is generated are close to each other. The energy required for transition to the annular discharge is reduced. Moreover, since the position of the auxiliary electrode is set at the part farthest from the feeding end to the induction coil in the radial direction of the induction coil, the result confirmed by the experiment shows that the electric field strength in the induction electric field is Since the free end of the preliminary discharge is located near the power supply end where the maximum discharge is achieved, the transition from the preliminary discharge to the annular discharge becomes easier. As described above, by disposing the unipolar auxiliary electrode in the above position,
The transition from pre-discharge to annular discharge has become much easier,
The startability is improved.

【0011】[0011]

【実施例】【Example】

(実施例1)図1に示すように、バルブ1は透光性材料
によって気密な円筒状に形成され、放電ガスとして、た
とえば100Torrのキセノンガスを封入してある。バル
ブ1の外周面には誘導コイル2の巻線が巻回される。こ
こでは、誘導コイル2は3ターン巻回されているが、タ
ーン数はとくに限定されるものではなく1ターン以上巻
回されていればよい。バルブ1の外周面には単極の補助
電極3が密着もしくは近接して配置され、バルブ1の内
部空間に補助電極3が静電的に結合できるようになって
いる。補助電極3は、たとえば、銅箔によって直径が6
mmの円形として形成される。補助電極3の位置は、誘
導コイル2の軸方向については誘導コイル2の幅内であ
って、誘導コイル2の径方向については誘導コイル2へ
の給電端からもっとも遠い位置に設定されている。
(Embodiment 1) As shown in FIG. 1, a bulb 1 is formed of a translucent material in an airtight cylindrical shape, and a discharge gas, for example, a xenon gas of 100 Torr is enclosed. The winding of the induction coil 2 is wound around the outer peripheral surface of the valve 1. Here, the induction coil 2 is wound three turns, but the number of turns is not particularly limited and may be one or more turns. A unipolar auxiliary electrode 3 is arranged in close contact with or close to the outer peripheral surface of the bulb 1 so that the auxiliary electrode 3 can be electrostatically coupled to the internal space of the bulb 1. The auxiliary electrode 3 has a diameter of 6, for example, made of copper foil.
It is formed as a circle of mm. The position of the auxiliary electrode 3 is set within the width of the induction coil 2 in the axial direction of the induction coil 2 and in the position farthest from the feeding end to the induction coil 2 in the radial direction of the induction coil 2.

【0012】誘導コイル2は、第1の高周波電源4から
高周波電流が通電されて高周波磁界を発生し、この高周
波磁界がバルブ1の内部の放電ガスに作用することによ
って環状放電を生じさせ、放電ガスを励起して発光させ
る。すなわち、高周波磁界によってバルブ1の中にはリ
ング状の誘導電界が生じるのであり、この誘導電界によ
りバルブ1の中の放電ガスが電離して環状放電が生じる
のである。
The induction coil 2 is supplied with a high-frequency current from the first high-frequency power source 4 to generate a high-frequency magnetic field, and the high-frequency magnetic field acts on the discharge gas inside the bulb 1 to cause an annular discharge, thereby causing a discharge. The gas is excited to emit light. That is, a ring-shaped induction electric field is generated in the bulb 1 by the high-frequency magnetic field, and the discharge gas in the bulb 1 is ionized by the induction electric field to generate an annular discharge.

【0013】補助電極3は、接続線を介して第2の高周
波電源5から高周波電圧が印加されており、補助電極3
の周囲に生じる高周波電界によって、バルブ1の中には
予備放電が生じるようになっている。すなわち、補助電
極3の周囲に生じた高周波電界によって加速された電子
が、放電ガスの原子に衝突して電離させるのであって、
このような現象が繰り返されることによって放電を維持
するのに十分な電子が供給されると、補助電極3からス
トリーマが進展して補助電極3の近傍で予備放電が生じ
るのである。このような予備放電は、補助電極3が単極
であることから、一端は補助電極3に拘束されるが他端
は自由端となるのであり、比較的自由に移動できるもの
である。
A high-frequency voltage is applied to the auxiliary electrode 3 from a second high-frequency power source 5 via a connecting wire, and the auxiliary electrode 3
Pre-discharge is generated in the bulb 1 by the high frequency electric field generated around the. That is, the electrons accelerated by the high-frequency electric field generated around the auxiliary electrode 3 collide with the atoms of the discharge gas and ionize,
When enough electrons are supplied to maintain the discharge by repeating such a phenomenon, a streamer develops from the auxiliary electrode 3 and a preliminary discharge occurs in the vicinity of the auxiliary electrode 3. Since the auxiliary electrode 3 has a single pole, such a preliminary discharge is relatively free to move because one end is restricted by the auxiliary electrode 3 and the other end is a free end.

【0014】第1の高周波電源4、第2の高周波電源5
は、高周波発振器からなる高周波発生部4a、高周波出
力を電力増幅する増幅部4b、インピーダンスを整合さ
せるマッチング部4cなどを備えている。また、第2の
高周波電源5は、補助電極3と大地との間に高周波電圧
を印加する。上述のように構成された無電極放電灯を点
灯させるには、まず、補助電極3に第2の高周波電源5
から高周波電圧を印加して予備放電を生じさせる。予備
放電は、一端が補助電極3に拘束されているが他端は比
較的自由であるから、自由に移動することができる。そ
こで、予備放電が生じた状態で、誘導コイル2に第1の
高周波電源4から通電すると、誘導コイル2に鎖交する
高周波磁界が生じ、この高周波磁界に鎖交する誘導電界
が生じることになる。この誘導電界は誘導コイル2の巻
線に沿うように形成されるから、補助電極3によって発
生した予備放電は、誘導コイル2により生じた誘導電界
に沿うように自由端が誘導され、図2に示すように、環
状放電6が生じることになる。ここで、予備放電は誘導
電界のうちで電界強度がもっとも大きくなる部分に導か
れる。
First high frequency power source 4 and second high frequency power source 5
Includes a high-frequency generator 4a including a high-frequency oscillator, an amplifier 4b for power-amplifying a high-frequency output, a matching unit 4c for impedance matching, and the like. Further, the second high frequency power supply 5 applies a high frequency voltage between the auxiliary electrode 3 and the ground. In order to turn on the electrodeless discharge lamp configured as described above, first, the second high frequency power source 5 is applied to the auxiliary electrode 3.
A high-frequency voltage is applied to generate a preliminary discharge. The preliminary discharge can move freely because one end is restrained by the auxiliary electrode 3 and the other end is relatively free. Therefore, when the induction coil 2 is energized from the first high-frequency power source 4 in the state where the preliminary discharge has occurred, a high-frequency magnetic field interlinking with the induction coil 2 is generated, and an induction electric field interlinking with this high-frequency magnetic field is generated. .. Since this induction electric field is formed along the winding of the induction coil 2, the free end of the preliminary discharge generated by the auxiliary electrode 3 is induced along the induction electric field generated by the induction coil 2, and as shown in FIG. As shown, an annular discharge 6 will occur. Here, the preliminary discharge is guided to a portion of the induced electric field where the electric field strength is the largest.

【0015】すなわち、図3にA〜Fで示す位置にそれ
ぞれ補助電極3を設けた場合について、予備放電から環
状放電に移行するのに要する供給電力について実験した
結果、図4のような結果を得た。この実験結果によっ
て、誘導コイル2の軸方向については誘導コイル2の幅
内であって、誘導コイル2の径方向については誘導コイ
ル2の給電端からもっとも離れた位置(すなわち、位置
C)に補助電極3を設けた場合に、環状放電に移行させ
るのに要する供給電力が最小になることがわかった。こ
れは、予備放電の自由端が電界強度の大きい領域に誘導
されるという性質によるのであって、位置Cに補助電極
3を設けた場合に、予備放電の自由端は最短距離で環状
放電の領域に誘導されることになり、誘導コイル2から
供給されるエネルギをもっとも吸収しやすくなるのであ
る。要するに、予備放電から環状放電への移行に要する
エネルギがもっとも小さくなるのである。
That is, when the auxiliary electrodes 3 were provided at the positions indicated by A to F in FIG. 3, an experiment was conducted on the power supply required to shift from the preliminary discharge to the annular discharge, and the results shown in FIG. 4 were obtained. Obtained. According to the result of this experiment, the induction coil 2 is assisted at a position that is within the width of the induction coil 2 in the axial direction and is farthest from the feeding end of the induction coil 2 in the radial direction of the induction coil 2 (that is, position C). It has been found that when the electrode 3 is provided, the power supply required to shift to the annular discharge is minimized. This is due to the property that the free end of the preliminary discharge is guided to the region where the electric field strength is large, and when the auxiliary electrode 3 is provided at the position C, the free end of the preliminary discharge is the region of the annular discharge at the shortest distance. The energy supplied from the induction coil 2 is most easily absorbed. In short, the energy required for the transition from the preliminary discharge to the annular discharge is the smallest.

【0016】以上のようにして予備放電から環状放電に
移行すると、放電ガスの励起による強い発光が生じて点
灯状態になる。点灯状態に移行した後には、補助電極3
に高周波電圧を印加することなく発光状態が維持され
る。ここで、補助電極3による予備放電から誘導コイル
2による環状放電に移行させたことによって、環状放電
を開始させるために誘導コイル2に供給する電力を少な
くすることができる。すなわち、第1の高周波電源4の
供給電力を点灯維持に必要な程度に設定すればよく、電
源の小型化を図ることができる。たとえば、補助電極3
を設けずに誘導コイル2のみによって環状放電を形成す
る場合には、誘導コイル2の両端間への印加電圧(0−
P)を約1500V以上にする必要があるとすれば、補
助電極3を設けることによって600V程度で環状放電
を開始させることが可能になるのである。このことによ
り、電源を小型化でき、容易に始動できるようになるの
である。
When the transition from the preliminary discharge to the annular discharge is performed as described above, strong light emission is generated due to the excitation of the discharge gas, and the light is turned on. After shifting to the lighting state, the auxiliary electrode 3
The light emitting state is maintained without applying a high frequency voltage to. Here, since the preliminary discharge by the auxiliary electrode 3 is changed to the annular discharge by the induction coil 2, the electric power supplied to the induction coil 2 to start the annular discharge can be reduced. That is, the power supplied from the first high-frequency power supply 4 may be set to an extent necessary for maintaining lighting, and the power supply can be downsized. For example, the auxiliary electrode 3
In the case of forming an annular discharge only by the induction coil 2 without providing a coil, the voltage applied between both ends of the induction coil 2 (0-
If P) is required to be about 1500 V or higher, it becomes possible to start the annular discharge at about 600 V by providing the auxiliary electrode 3. As a result, the power supply can be downsized and can be easily started.

【0017】ここに、放電ガスとしては、キセノンガス
に代えて、他の単一気体や混合気体を用いてもよく、ガ
ス圧も100Torrに限定されるものではない。また、補
助電極の位置、大きさ、形状については、とくに限定さ
れるものではない。さらに、バルブ1は円筒状に限定さ
れるものではなく、球状のほかどのようなものでもよ
い。
Here, as the discharge gas, another single gas or a mixed gas may be used instead of the xenon gas, and the gas pressure is not limited to 100 Torr. Further, the position, size and shape of the auxiliary electrode are not particularly limited. Further, the valve 1 is not limited to the cylindrical shape, but may be any shape other than the spherical shape.

【0018】(実施例2)本実施例では、放電ガスとし
て、希ガスに金属や金属のハロゲン化物を混合したもの
を用いる。金属と金属のハロゲン化物は単体でもまた混
合物でもよい。たとえば、NaI−TlI−InIなど
を希ガスに混合する。このような物質を混合した放電ガ
スを用いると、環状放電が生じた直後は、希ガスの励起
発光が生じるのであって、希ガスがキセノンであれば白
色の光が生じることになる。その後、混合物質の蒸気圧
が上昇し、混合物質による発光色が生じるのである。以
上のようにして、初期状態から高い発光輝度を得ること
ができ、立ち上がりのよい高輝度な無電極放電灯が提供
できるのである。放電ガスの成分を除いて構成は実施例
1と同じである。なお、放電ガスの成分として希ガスに
混合する物質は、効率や光色に応じて適宜設定される。
(Embodiment 2) In this embodiment, a rare gas mixed with a metal or a metal halide is used as the discharge gas. The metal and the metal halide may be a single substance or a mixture. For example, NaI-TlI-InI or the like is mixed with a rare gas. When the discharge gas mixed with such a substance is used, excited light emission of the rare gas occurs immediately after the annular discharge occurs, and if the rare gas is xenon, white light is generated. After that, the vapor pressure of the mixed substance increases, and the emission color due to the mixed substance occurs. As described above, a high emission brightness can be obtained from the initial state, and a high-luminance electrodeless discharge lamp having a good rise can be provided. The configuration is the same as in Example 1 except for the components of the discharge gas. The substance mixed with the rare gas as a component of the discharge gas is appropriately set according to efficiency and light color.

【0019】[0019]

【発明の効果】本発明は上述のように、高周波電圧が印
加されてバルブ内に予備放電を生じさせることができる
単極の補助電極をバルブの内部空間に静電的に結合する
ようにバルブの外側面に配設しているので、誘導コイル
に高周波電流を通電して放電ガスを励起発光させるのに
先立って補助電極によって予備放電を生じさせることが
でき、容易に始動させることができるという利点があ
る。また、補助電極は単極であって一端部のみが拘束さ
れた予備放電を生じさせるので、予備放電の他端部は自
由端になるのであって、誘導コイルの周囲に形成された
高周波磁界により生じる誘導電界に沿うように予備放電
を誘導する際に必要なエネルギを比較的小さくすること
ができるのである。さらに、補助電極の位置を、誘導コ
イルの軸方向については誘導コイルの幅内としているの
で、誘導コイルによって環状放電が生じる位置と予備放
電が生じる位置とが近くなり、このことによっても予備
放電から環状放電への移行に要するエネルギが小さくな
るという利点がある。しかも、補助電極の位置は、誘導
コイルの径方向については誘導コイルへの給電端から最
も離れた部位に設定されているので、実験的によって確
認された結果によれば、誘導電界のうちで電界強度が最
大になる給電端付近に予備放電の自由端が位置すること
によって、予備放電から環状放電への移行が一層容易に
なるのである。要するに、単極の補助電極を上記位置に
配設した結果、予備放電から環状放電への移行が非常に
容易になって、始動性が向上するという利点を有するの
であって、高周波電力を供給する電源を小型化でき、全
体の小型化につながるという効果を奏するのである。
As described above, according to the present invention, a unipolar auxiliary electrode capable of generating a preliminary discharge in a bulb when a high frequency voltage is applied is electrostatically coupled to the inner space of the bulb. Since it is arranged on the outer surface of the auxiliary coil, a preliminary discharge can be generated by the auxiliary electrode before a high-frequency current is passed through the induction coil to excite and discharge the discharge gas, which facilitates starting. There are advantages. Further, since the auxiliary electrode is a single pole and causes a preliminary discharge in which only one end is constrained, the other end of the preliminary discharge is a free end, and the auxiliary electrode is formed by the high frequency magnetic field formed around the induction coil. The energy required to induce the preliminary discharge along the induced electric field can be made relatively small. Furthermore, since the position of the auxiliary electrode is within the width of the induction coil in the axial direction of the induction coil, the position where the annular discharge is generated by the induction coil and the position where the preliminary discharge is generated are close to each other. There is an advantage that the energy required for the transition to the annular discharge becomes small. Moreover, since the position of the auxiliary electrode is set at the position farthest from the feeding end to the induction coil in the radial direction of the induction coil, the experimentally confirmed result shows that the electric field of the induction field is Since the free end of the preliminary discharge is located near the power supply end where the intensity is maximized, the transition from the preliminary discharge to the annular discharge becomes easier. In short, as a result of disposing the unipolar auxiliary electrode at the above-mentioned position, the transition from the preliminary discharge to the annular discharge becomes very easy and there is an advantage that the startability is improved. The effect is that the power supply can be downsized and the overall size can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】実施例を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment.

【図2】実施例を示す点灯状態の斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of a lighting state according to the embodiment.

【図3】補助電極の最適な配置位置を決定する際に実験
した補助電極の配置位置を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing an arrangement position of an auxiliary electrode that was tested when determining an optimum arrangement position of an auxiliary electrode.

【図4】図3に示した補助電極の各位置に対する環状放
電への移行に要する供給電力を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing supply power required for transition to annular discharge for each position of the auxiliary electrode shown in FIG.

【図5】従来の無電極放電ランプを示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view showing a conventional electrodeless discharge lamp.

【図6】従来の他の無電極放電ランプを示す側面図であ
る。
FIG. 6 is a side view showing another conventional electrodeless discharge lamp.

【図7】従来のさらに他の無電極放電ランプを示す側面
図である。
FIG. 7 is a side view showing still another conventional electrodeless discharge lamp.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 バルブ 2 誘導コイル 3 補助電極 4 第1の高周波電源 5 第2の高周波電源 1 Valve 2 Induction Coil 3 Auxiliary Electrode 4 First High Frequency Power Supply 5 Second High Frequency Power Supply

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 請川 信 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 (72)発明者 東坂 真吾 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Shin Ogawa, 1048, Kadoma, Kadoma-shi, Osaka Prefecture Matsushita Electric Works Co., Ltd. (72) Inventor, Shingo Tosaka, 1048, Kadoma, Kadoma-shi, Osaka Matsushita Electric Works Co., Ltd.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 透光性材料よりなるバルブの外周に巻線
を巻回した誘導コイルに高周波電源より高周波電流を通
電し、誘導コイルの径方向における巻線の内側に形成さ
れている高周波電磁界をバルブ内に封入された放電ガス
に作用させることによって放電ガスを励起発光させる無
電極放電灯において、高周波電圧が印加されて一端部の
みが拘束された予備放電をバルブ内に生じさせることが
できる単極の補助電極をバルブの内部空間に静電的に結
合するようにバルブの外側面に配設し、補助電極の位置
を、誘導コイルの軸方向については誘導コイルの幅内で
あって、誘導コイルの径方向については誘導コイルへの
給電端から最も離れた部位に設定したことを特徴とする
無電極放電灯。
1. A high-frequency electromagnetic wave formed inside a winding in the radial direction of the induction coil by passing a high-frequency current from a high-frequency power source to an induction coil having a winding wound around an outer circumference of a valve made of a translucent material. In an electrodeless discharge lamp that excites and emits discharge gas by causing a field to act on the discharge gas sealed in the bulb, it is possible to generate a preliminary discharge in which a high frequency voltage is applied and only one end is constrained. A single-pole auxiliary electrode that can be placed on the outer surface of the valve so as to be electrostatically coupled to the internal space of the valve, and the position of the auxiliary electrode is within the width of the induction coil in the axial direction of the induction coil. The electrodeless discharge lamp is characterized in that the radial direction of the induction coil is set at a position farthest from the power supply end to the induction coil.
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