JPH05251057A - 無電極高輝度放電ランプ用自己消弧ガスプローブ始動装置 - Google Patents
無電極高輝度放電ランプ用自己消弧ガスプローブ始動装置Info
- Publication number
- JPH05251057A JPH05251057A JP4334808A JP33480892A JPH05251057A JP H05251057 A JPH05251057 A JP H05251057A JP 4334808 A JP4334808 A JP 4334808A JP 33480892 A JP33480892 A JP 33480892A JP H05251057 A JPH05251057 A JP H05251057A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- starting
- arc tube
- arc
- discharge
- starter
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
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
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
- H01J61/02—Details
- H01J61/54—Igniting arrangements, e.g. promoting ionisation for starting
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Discharge Lamps And Accessories Thereof (AREA)
- Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 無電極高輝度放電ランプのアーク管内にアー
ク放電を開始させ、開始後は自己消弧するガスプローブ
始動装置を提供する。 【構成】 始動装置の充てん物として、蒸気圧が比較的
低く、周囲温度の始動装置充てん物内では事実上、不活
性であるが、ランプの温度が上昇するにつれて蒸発して
電気陰性となる成分を含める。したがって、アーク管内
でのアーク放電の開始後に、この始動装置充てん物成分
はガスプローブ始動装置内の始動放電の電子を引き付け
ることにより始動放電を消弧させる。
ク放電を開始させ、開始後は自己消弧するガスプローブ
始動装置を提供する。 【構成】 始動装置の充てん物として、蒸気圧が比較的
低く、周囲温度の始動装置充てん物内では事実上、不活
性であるが、ランプの温度が上昇するにつれて蒸発して
電気陰性となる成分を含める。したがって、アーク管内
でのアーク放電の開始後に、この始動装置充てん物成分
はガスプローブ始動装置内の始動放電の電子を引き付け
ることにより始動放電を消弧させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は一般に、無電極の高輝度
放電ランプに関するものであり、更に詳しくは無電極高
輝度放電ランプ用自己消弧ガスプローブ始動装置に関す
るものである。
放電ランプに関するものであり、更に詳しくは無電極高
輝度放電ランプ用自己消弧ガスプローブ始動装置に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】高輝度放電（ＨＩＤ−ｈｉｇｈ ｉｎｔ
ｅｎｓｉｔｙ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ）ランプでは、電流
がガスを通過することによって生じる励起の際、水銀ま
たはナトリウムの蒸気のような中圧から高圧の電離可能
なガスが可視放射線を放出する。ある種類のＨＩＤラン
プには、高圧ガス状ランプ充てん物の中にソレノイド電
界を発生することによりアーク放電を生成する誘導結合
式無電極ランプが含まれる。詳しく述べると、アーク管
を取り囲む励起コイルの中の無線周波数（ＲＦ−ｒａｄ
ｉｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）電流によってランプ充てん
物、すなわち放電プラズマが励起される。アーク管およ
び励起コイル集合体は本質的にＲＦエネルギーをプラズ
マに結合する変圧器として動作する。すなわち、励起コ
イルは一次コイルとして動作し、プラズマは単巻二次コ
イルとして作用する。励起コイルのＲＦ電流は時間で変
化する磁界を作成し、引き続いて完全に自閉した電界す
なわちソレノイド電界をプラズマの中に発生する。この
電界により電流が流れるので、アーク管内にドーナツ形
のアーク放電が生じる。
ｅｎｓｉｔｙ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ）ランプでは、電流
がガスを通過することによって生じる励起の際、水銀ま
たはナトリウムの蒸気のような中圧から高圧の電離可能
なガスが可視放射線を放出する。ある種類のＨＩＤラン
プには、高圧ガス状ランプ充てん物の中にソレノイド電
界を発生することによりアーク放電を生成する誘導結合
式無電極ランプが含まれる。詳しく述べると、アーク管
を取り囲む励起コイルの中の無線周波数（ＲＦ−ｒａｄ
ｉｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）電流によってランプ充てん
物、すなわち放電プラズマが励起される。アーク管およ
び励起コイル集合体は本質的にＲＦエネルギーをプラズ
マに結合する変圧器として動作する。すなわち、励起コ
イルは一次コイルとして動作し、プラズマは単巻二次コ
イルとして作用する。励起コイルのＲＦ電流は時間で変
化する磁界を作成し、引き続いて完全に自閉した電界す
なわちソレノイド電界をプラズマの中に発生する。この
電界により電流が流れるので、アーク管内にドーナツ形
のアーク放電が生じる。
【０００３】室温では、励起コイルが発生するソレノイ
ド電界は通常充分に大きくないので、ガス状充てん物が
電離してアーク放電が開始することはない。この欠点を
克服する一つの方法はたとえば、まずアーク管を液体窒
素に浸してガスの温度を非常に低い値に下げた後、ガス
温度を上昇させることにより充てん物のガス圧を下げる
ものである。温度が上昇すると結局、充てん物の電離す
なわち絶縁破壊が生じる最適ガス密度に達し、アーク放
電が開始される。しかし、このアーク放電を開始するた
めの液体窒素法は広汎な商用には実際的ではない。
ド電界は通常充分に大きくないので、ガス状充てん物が
電離してアーク放電が開始することはない。この欠点を
克服する一つの方法はたとえば、まずアーク管を液体窒
素に浸してガスの温度を非常に低い値に下げた後、ガス
温度を上昇させることにより充てん物のガス圧を下げる
ものである。温度が上昇すると結局、充てん物の電離す
なわち絶縁破壊が生じる最適ガス密度に達し、アーク放
電が開始される。しかし、このアーク放電を開始するた
めの液体窒素法は広汎な商用には実際的ではない。
【０００４】最近開発された無電極ＨＩＤランプ用始動
補助装置は、米国特許第５，０９５，２４９号に説明さ
れているようなガスプローブ始動装置である。このガス
プローブ始動装置には、始動小室に結合された固定始動
電極が含まれている。この始動小室はアーク管に取り付
けられ、ガスが入っている。始動小室内のガスの圧力は
アーク管充てん物の圧力に比べて比較的低い圧力である
ことが好ましい。小室内では、ガスはランプ始動動作に
対応する導電状態と正規運転動作に対応する非導電状態
との間を切り換えることができる。詳しく述べると、ラ
ンプ始動の際、始動電圧が始動電極に印加されることに
より、小室内のガスが導電状態となる。その結果、充分
な高電圧がアーク管の内表面に容量結合されて、アーク
管内のガス状充てん物が絶縁破壊され、その中にアーク
放電が形成される。
補助装置は、米国特許第５，０９５，２４９号に説明さ
れているようなガスプローブ始動装置である。このガス
プローブ始動装置には、始動小室に結合された固定始動
電極が含まれている。この始動小室はアーク管に取り付
けられ、ガスが入っている。始動小室内のガスの圧力は
アーク管充てん物の圧力に比べて比較的低い圧力である
ことが好ましい。小室内では、ガスはランプ始動動作に
対応する導電状態と正規運転動作に対応する非導電状態
との間を切り換えることができる。詳しく述べると、ラ
ンプ始動の際、始動電圧が始動電極に印加されることに
より、小室内のガスが導電状態となる。その結果、充分
な高電圧がアーク管の内表面に容量結合されて、アーク
管内のガス状充てん物が絶縁破壊され、その中にアーク
放電が形成される。
【０００５】ガスプローブ始動装置に始動電圧を印加す
るための適当な始動回路については、米国特許第５，１
０３，１４０号に説明されている。この始動回路には、
可変インピーダンスの共振ＬＣ回路が含まれている。ラ
ンプの励起コイルにＲＦ信号が印加されたとき、該始動
回路は充分に高い電圧に共振し、アーク管に容量結合さ
れた始動小室内に放電が始まる。これにより、アーク管
内にアーク放電が始まる。米国特許第５，０５７，７５
０号に説明されているような、もう一つの適当な代替始
動回路では、始動小室内の放電開始後に共振回路が再同
調されることにより、比較的低エネルギーの回路でも充
分な高電圧がアーク管に印加されてアーク放電が開始さ
れる。
るための適当な始動回路については、米国特許第５，１
０３，１４０号に説明されている。この始動回路には、
可変インピーダンスの共振ＬＣ回路が含まれている。ラ
ンプの励起コイルにＲＦ信号が印加されたとき、該始動
回路は充分に高い電圧に共振し、アーク管に容量結合さ
れた始動小室内に放電が始まる。これにより、アーク管
内にアーク放電が始まる。米国特許第５，０５７，７５
０号に説明されているような、もう一つの適当な代替始
動回路では、始動小室内の放電開始後に共振回路が再同
調されることにより、比較的低エネルギーの回路でも充
分な高電圧がアーク管に印加されてアーク放電が開始さ
れる。
【０００６】上記の特許の始動回路では、更にＤ級安定
器の共振インダクタと直列に、スイッチまたはスイッチ
の並列組み合わせおよび付加的な共振回路が結合される
ことが述べられている。これにより、アーク放電の開始
後に始動回路が離調されて、低圧始動小室内の放電が確
実に抑圧される。始動小室内の放電を消弧することによ
り、ついにはアーク管壁に悪影響を及ぼす恐れのある、
低圧始動放電小室とアーク管との間の電流の流れが防止
される。
器の共振インダクタと直列に、スイッチまたはスイッチ
の並列組み合わせおよび付加的な共振回路が結合される
ことが述べられている。これにより、アーク放電の開始
後に始動回路が離調されて、低圧始動小室内の放電が確
実に抑圧される。始動小室内の放電を消弧することによ
り、ついにはアーク管壁に悪影響を及ぼす恐れのある、
低圧始動放電小室とアーク管との間の電流の流れが防止
される。
【０００７】始動小室内の放電を確実に抑圧するための
上記回路は有効ではあるが、始動小室内の放電を消弧す
るための付加的な回路を必要としない改善されたガスプ
ローブ始動装置を設けることが望ましいことがある。
上記回路は有効ではあるが、始動小室内の放電を消弧す
るための付加的な回路を必要としない改善されたガスプ
ローブ始動装置を設けることが望ましいことがある。
【０００８】
【発明の概要】無電極ＨＩＤランプ用の自己消弧ガスプ
ローブ始動装置の充てん物は始動装置充てん物成分で構
成される。この始動装置充てん物成分は蒸気圧が比較的
低く、周囲温度の始動装置の充てん物内では事実上、不
活性である。しかし、ランプの温度が上昇するにつれ
て、この始動装置充てん物成分は蒸発して電気陰性にな
る。したがって、アーク管内でのアーク放電の開始後
に、始動装置充てん物成分はガスプローブ始動装置内の
始動放電の電子を引き付けることにより、始動放電を消
弧させる。適当な始動装置充てん物成分にはヨウ素およ
び硫黄が含まれている。代案では、適当な始動装置充て
ん物成分は、ランプの動作温度では電気陰性の気相組成
物を生じるが、予想される周囲温度では、すなわち始動
前は、電気陰性を生じない元素または化合物（たとえ
ば、ヨウ化物、臭化物、塩化物、およびフッ化物のよう
なハロゲン化物）で構成される。
ローブ始動装置の充てん物は始動装置充てん物成分で構
成される。この始動装置充てん物成分は蒸気圧が比較的
低く、周囲温度の始動装置の充てん物内では事実上、不
活性である。しかし、ランプの温度が上昇するにつれ
て、この始動装置充てん物成分は蒸発して電気陰性にな
る。したがって、アーク管内でのアーク放電の開始後
に、始動装置充てん物成分はガスプローブ始動装置内の
始動放電の電子を引き付けることにより、始動放電を消
弧させる。適当な始動装置充てん物成分にはヨウ素およ
び硫黄が含まれている。代案では、適当な始動装置充て
ん物成分は、ランプの動作温度では電気陰性の気相組成
物を生じるが、予想される周囲温度では、すなわち始動
前は、電気陰性を生じない元素または化合物（たとえ
ば、ヨウ化物、臭化物、塩化物、およびフッ化物のよう
なハロゲン化物）で構成される。
【０００９】本発明の特徴および利点は図１を参照する
本発明の以下の詳細な説明から明らかとなる。
本発明の以下の詳細な説明から明らかとなる。
【００１０】
【詳しい説明】図１は本発明の一実施例によるガスプロ
ーブ始動装置１２を用いる無電極ＨＩＤランプ１０を示
す。ランプ１０にはアーク管１４が含まれている。アー
ク管１４は溶融石英のような高温ガラス、または多結晶
アルミナのような光に対して透明または半透明なセラミ
ックスで形成することが好ましい。通常、図示するよう
に、光に対して透明なエンベロープ１５がアーク管１４
を取り囲んでいる。励起コイル１６がアーク管１４のま
わりに、すなわちエンベロープ１５の外側に配置され、
中にドーナツ形のアーク放電２０を励起するための無線
周波数（ＲＦ）安定器１８に結合されている。例示のた
め、アーク管１４はほぼ楕円体として示してある。しか
し、用途によっては、他の形のアーク管が望ましいこと
がある。たとえば、希望する場合には、アーク管１４は
球形であってもよいし、あるいはへりを丸めた短い円柱
すなわち「丸薬容器」の形状であってもよい。
ーブ始動装置１２を用いる無電極ＨＩＤランプ１０を示
す。ランプ１０にはアーク管１４が含まれている。アー
ク管１４は溶融石英のような高温ガラス、または多結晶
アルミナのような光に対して透明または半透明なセラミ
ックスで形成することが好ましい。通常、図示するよう
に、光に対して透明なエンベロープ１５がアーク管１４
を取り囲んでいる。励起コイル１６がアーク管１４のま
わりに、すなわちエンベロープ１５の外側に配置され、
中にドーナツ形のアーク放電２０を励起するための無線
周波数（ＲＦ）安定器１８に結合されている。例示のた
め、アーク管１４はほぼ楕円体として示してある。しか
し、用途によっては、他の形のアーク管が望ましいこと
がある。たとえば、希望する場合には、アーク管１４は
球形であってもよいし、あるいはへりを丸めた短い円柱
すなわち「丸薬容器」の形状であってもよい。
【００１１】アーク管１４には充てん物が入っている。
ランプ動作の間に、この充てん物の中でほぼドーナツ形
のアーク放電が励起される。適当な充てん物について
は、米国特許第４，８１０，９３８号に述べられてい
る。その充てん物には、白色温度で高効率および良好な
演色機能を示す可視放射線を発生するように所定の重量
比で組合わされたハロゲン化ナトリウム、ハロゲン化セ
リウム、およびキセノンが含まれている。たとえば、上
記特許によるこのような充てん物は等しい重量比のヨウ
化ナトリウムと塩化セリウムを約５００トルの部分圧力
でキセノンと組合わせたもので構成される。もう一つの
適当な充てん物は米国特許第４，９７２，１２０号に説
明されている。この特許の充てん物には、ハロゲン化ラ
ンタン、ハロゲン化ナトリウム、ハロゲン化セリウムお
よびバッファガスとしてのキセノンまたはクリプトンの
組み合わせが含まれている。たとえば、この特許による
充てん物はヨウ化ランタン、ヨウ化ナトリウム、ヨウ化
セリウム、および２５０トルの部分圧力のキセノンの組
み合わせで構成される。
ランプ動作の間に、この充てん物の中でほぼドーナツ形
のアーク放電が励起される。適当な充てん物について
は、米国特許第４，８１０，９３８号に述べられてい
る。その充てん物には、白色温度で高効率および良好な
演色機能を示す可視放射線を発生するように所定の重量
比で組合わされたハロゲン化ナトリウム、ハロゲン化セ
リウム、およびキセノンが含まれている。たとえば、上
記特許によるこのような充てん物は等しい重量比のヨウ
化ナトリウムと塩化セリウムを約５００トルの部分圧力
でキセノンと組合わせたもので構成される。もう一つの
適当な充てん物は米国特許第４，９７２，１２０号に説
明されている。この特許の充てん物には、ハロゲン化ラ
ンタン、ハロゲン化ナトリウム、ハロゲン化セリウムお
よびバッファガスとしてのキセノンまたはクリプトンの
組み合わせが含まれている。たとえば、この特許による
充てん物はヨウ化ランタン、ヨウ化ナトリウム、ヨウ化
セリウム、および２５０トルの部分圧力のキセノンの組
み合わせで構成される。
【００１２】図示するように、ＲＦ安定器１８に結合さ
れた励起コイル１６を介して、ＲＦ安定器１８によりＲ
Ｆ電力がＨＩＤランプに印加される。図では励起コイル
１６は、米国特許第５，０３９，９０３号に述べられて
いるような構成の２ターンのコイルで構成されている。
このようなコイル構成は非常に効率が高く、ランプから
の光の阻止が最小限となる。ファラルの特許の励起コイ
ルの全体的な形状はほぼ、左右対称な台形をその台形と
同じ平面内にあるがその台形と交差しないコイル中心線
のまわりに回転させることにより形成される表面の形状
である。しかし、他の適当なコイル構成、たとえば米国
特許第４，８１２，７０２号に説明されているコイル構
成を本発明の始動補助装置で用いてもよい。詳しく述べ
ると、この特許に述べられているコイルはコイル中心線
の各々の側がほぼＶ字形の横断面となるように配置され
た６ターンをそなえている。更にもう一つの適当な励起
コイルは、たとえばソレノイド状コイルである。
れた励起コイル１６を介して、ＲＦ安定器１８によりＲ
Ｆ電力がＨＩＤランプに印加される。図では励起コイル
１６は、米国特許第５，０３９，９０３号に述べられて
いるような構成の２ターンのコイルで構成されている。
このようなコイル構成は非常に効率が高く、ランプから
の光の阻止が最小限となる。ファラルの特許の励起コイ
ルの全体的な形状はほぼ、左右対称な台形をその台形と
同じ平面内にあるがその台形と交差しないコイル中心線
のまわりに回転させることにより形成される表面の形状
である。しかし、他の適当なコイル構成、たとえば米国
特許第４，８１２，７０２号に説明されているコイル構
成を本発明の始動補助装置で用いてもよい。詳しく述べ
ると、この特許に述べられているコイルはコイル中心線
の各々の側がほぼＶ字形の横断面となるように配置され
た６ターンをそなえている。更にもう一つの適当な励起
コイルは、たとえばソレノイド状コイルである。
【００１３】動作について説明する。コイル１６のＲＦ
電流によって時間とともに変化する磁界が生じる。これ
により、完全に閉じた電界がアーク管１４の中に生じ
る。このソレノイド状の電界によりアーク管１４の中の
充てん物を通って電流が流れるので、その中にドーナツ
形のアーク放電２０が生じる。ＲＦ安定器１８に対する
適当な動作周波数は０．１から３００メガヘルツ（ＭＨ
ｚ）の範囲にあり、動作周波数はたとえば６．７８ＭＨ
ｚと１３．５６ＭＨｚである。
電流によって時間とともに変化する磁界が生じる。これ
により、完全に閉じた電界がアーク管１４の中に生じ
る。このソレノイド状の電界によりアーク管１４の中の
充てん物を通って電流が流れるので、その中にドーナツ
形のアーク放電２０が生じる。ＲＦ安定器１８に対する
適当な動作周波数は０．１から３００メガヘルツ（ＭＨ
ｚ）の範囲にあり、動作周波数はたとえば６．７８ＭＨ
ｚと１３．５６ＭＨｚである。
【００１４】図１に示すようにガスプローブ始動装置１
２には、アーク管１４の外側壁に取り付けられ、中に始
動装置充てん物が入っている始動小室３４に結合された
始動電極３０が含まれている。詳しく述べると、始動電
極３０は図示するように小室３４のまわりに配置され、
小室３４と接触している。しかし、他の適当なガスプロ
ーブ始動装置の構成（図示しない）として、小室の内部
または外側に、小室と近接して電極を配置してもよい。
２には、アーク管１４の外側壁に取り付けられ、中に始
動装置充てん物が入っている始動小室３４に結合された
始動電極３０が含まれている。詳しく述べると、始動電
極３０は図示するように小室３４のまわりに配置され、
小室３４と接触している。しかし、他の適当なガスプロ
ーブ始動装置の構成（図示しない）として、小室の内部
または外側に、小室と近接して電極を配置してもよい。
【００１５】始動小室３４内の始動装置充てん物はたと
えば圧力が約０．５トルから５００トルの範囲の、ネオ
ン、クリプトン、キセノン、アルゴン、ヘリウム、また
はそれらの混合物のような希ガスで構成することができ
る。好ましい範囲は約５トルから４０トルである。始動
を更に容易にするため、小室３４のガスはアーク管充て
ん物の圧力に比べて比較的低い圧力になっていることが
好ましい。たとえば、、適当なアーク管充てん物の圧力
は約２００トル、小室３４内のガス圧力は約２０トルと
することができる。。
えば圧力が約０．５トルから５００トルの範囲の、ネオ
ン、クリプトン、キセノン、アルゴン、ヘリウム、また
はそれらの混合物のような希ガスで構成することができ
る。好ましい範囲は約５トルから４０トルである。始動
を更に容易にするため、小室３４のガスはアーク管充て
ん物の圧力に比べて比較的低い圧力になっていることが
好ましい。たとえば、、適当なアーク管充てん物の圧力
は約２００トル、小室３４内のガス圧力は約２０トルと
することができる。。
【００１６】ランプ１０を始動するために、始動回路４
０を介して電極３０に始動電圧が印加される。これによ
り、小室３４内のガスが絶縁破壊すなわち電離するの
で、導電性となる。始動小室内の放電の特性は小室３４
内のガスの圧力および電流に応じてグロー放電またはア
ーク放電と表すことができる。上記のガス圧力範囲の下
端では、放電はグローに近く、ガス圧力範囲の上端では
放電はアークに近くなる。しかし、グロー放電とアーク
放電を区別する一般に認められた定義は無い。たとえ
ば、ニューヨークのアカデミックプレス発行でエム・エ
ヌ・ヒルシおよびエッチ・ジェー・オスカム編集のガス
電子工学、Ｉ巻のジョン・エッチ・インゴールド執筆の
「直流および低周波でのグロー放電」（Ｊｏｈｎ Ｈ．
Ｉｎｇｏｌｄ，”Ｇｌｏｗ Ｄｉｓｃｈａｒｇｅｓ ａ
ｔ ＤＣ ａｎｄ Ｌｏｗ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｉｅ
ｓ”， Ｇａｓｅｏｕｓ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，
ｖｏｌ．Ｉ，ｅｄｉｔｅｄ ｂｙ Ｍ．Ｎ．Ｈｉｒｓｈ
ａｎｄ Ｈ．Ｊ．Ｏｓｋａｍ，Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐ
ｒｅｓｓ，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ，１９７８，ｐｐ．１９−
２０）に述べられているように、一つの定義は電極に関
連する現象に基づき、もう一つの定義は電子と粒子の温
度に基づいている。
０を介して電極３０に始動電圧が印加される。これによ
り、小室３４内のガスが絶縁破壊すなわち電離するの
で、導電性となる。始動小室内の放電の特性は小室３４
内のガスの圧力および電流に応じてグロー放電またはア
ーク放電と表すことができる。上記のガス圧力範囲の下
端では、放電はグローに近く、ガス圧力範囲の上端では
放電はアークに近くなる。しかし、グロー放電とアーク
放電を区別する一般に認められた定義は無い。たとえ
ば、ニューヨークのアカデミックプレス発行でエム・エ
ヌ・ヒルシおよびエッチ・ジェー・オスカム編集のガス
電子工学、Ｉ巻のジョン・エッチ・インゴールド執筆の
「直流および低周波でのグロー放電」（Ｊｏｈｎ Ｈ．
Ｉｎｇｏｌｄ，”Ｇｌｏｗ Ｄｉｓｃｈａｒｇｅｓ ａ
ｔ ＤＣ ａｎｄ Ｌｏｗ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｉｅ
ｓ”， Ｇａｓｅｏｕｓ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，
ｖｏｌ．Ｉ，ｅｄｉｔｅｄ ｂｙ Ｍ．Ｎ．Ｈｉｒｓｈ
ａｎｄ Ｈ．Ｊ．Ｏｓｋａｍ，Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐ
ｒｅｓｓ，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ，１９７８，ｐｐ．１９−
２０）に述べられているように、一つの定義は電極に関
連する現象に基づき、もう一つの定義は電子と粒子の温
度に基づいている。
【００１７】始動小室３４内の放電電流の結果、充分に
高い始動電圧がアーク管１４の内表面に容量結合される
ので、その中の高圧ガス状充てん物が絶縁破壊し、アー
ク放電２０が開始する。前に述べたように始動電圧をガ
スプローブ始動装置に結合するための適当な始動回路
は、米国特許第５，１０３，１４０号および米国特許第
５，０５７，７５０号に説明されている。一旦アーク放
電が開始されると、始動電圧を始動電極３０から除去す
るか、または始動電圧の大きさを充分に小さい値に低下
させて、小室３４内の放電電流を消滅させる。したがっ
て、小室３４内のガスが実質的に非導電状態となるの
で、始動電極３０とアーク管１４との間に高インピーダ
ンス経路が形成される。このようにして、始動電極とア
ーク管との間に流れてアーク管壁に悪影響を及ぼす容量
結合された電流からアーク管がランプ動作の間、保護さ
れる。上記のような特許によれば、アーク放電の開始後
に始動回路を離調させることにより低圧始動小室内の放
電を確実に抑圧するために、付加的な回路が必要とされ
る。
高い始動電圧がアーク管１４の内表面に容量結合される
ので、その中の高圧ガス状充てん物が絶縁破壊し、アー
ク放電２０が開始する。前に述べたように始動電圧をガ
スプローブ始動装置に結合するための適当な始動回路
は、米国特許第５，１０３，１４０号および米国特許第
５，０５７，７５０号に説明されている。一旦アーク放
電が開始されると、始動電圧を始動電極３０から除去す
るか、または始動電圧の大きさを充分に小さい値に低下
させて、小室３４内の放電電流を消滅させる。したがっ
て、小室３４内のガスが実質的に非導電状態となるの
で、始動電極３０とアーク管１４との間に高インピーダ
ンス経路が形成される。このようにして、始動電極とア
ーク管との間に流れてアーク管壁に悪影響を及ぼす容量
結合された電流からアーク管がランプ動作の間、保護さ
れる。上記のような特許によれば、アーク放電の開始後
に始動回路を離調させることにより低圧始動小室内の放
電を確実に抑圧するために、付加的な回路が必要とされ
る。
【００１８】本発明によれば、始動小室充てん物は始動
装置充てん物成分で構成され、この始動装置充てん物成
分は蒸気圧が比較的低く、周囲温度の始動装置の充てん
物内では事実上、不活性である。しかし、ランプの温度
が上昇するにつれて、この始動装置充てん物成分は蒸発
して電気陰性になるので、アーク管内でのアーク放電の
開始後に、始動装置充てん物成分は始動放電の電子を引
き付けることにより、始動放電を消弧させる。したがっ
て、本発明のガスプローブ始動装置は始動放電を抑圧す
るために付加的な回路を必要としない。
装置充てん物成分で構成され、この始動装置充てん物成
分は蒸気圧が比較的低く、周囲温度の始動装置の充てん
物内では事実上、不活性である。しかし、ランプの温度
が上昇するにつれて、この始動装置充てん物成分は蒸発
して電気陰性になるので、アーク管内でのアーク放電の
開始後に、始動装置充てん物成分は始動放電の電子を引
き付けることにより、始動放電を消弧させる。したがっ
て、本発明のガスプローブ始動装置は始動放電を抑圧す
るために付加的な回路を必要としない。
【００１９】本発明による適当な始動装置充てん物成分
には、たとえばヨウ素または硫黄が含まれている。他の
適当な始動装置充てん物成分は、プローブの動作温度、
たとえば周囲温度より若干高い温度から約１０００°Ｃ
までの範囲では、電気陰性の気相組成物を生じる元素ま
たは化合物（たとえば、ヨウ化物、臭化物、塩化物、お
よびフッ化物のようなハロゲン化物）で構成される。適
当なハロゲン化物の一つはヨウ化水銀である。電気陰性
の組成物は単なる蒸発によって生じるかも知れないし、
始動プローブ放電に伴う電離過程や解離過程によって生
じるかも知れない。主要な制約は始動装置充てん物成分
が予想される周囲温度では、すなわち始動前には、電気
陰性を生じないということである。一例として、ガスプ
ローブ始動装置の充てん物に一つ以上のヨウ素粒子（た
とえば、フレーク）を付加することができる。ランプ始
動前は、ガスプローブ始動装置の始動小室内にヨウ素が
実質的に固体の形で存在する。プローブへの始動電圧の
印加後に、上記のようにランプを始動するため、すなわ
ち始動小室内の始動放電を介してアーク管内のアーク放
電を開始するため、始動電圧が形成される。一方、始動
小室では始動放電とアーク放電により、ヨウ素の加熱と
蒸発が行われる。気相では、ヨウ素は電気陰性となる。
その結果、ヨウ素が始動放電から電子を引き付けるの
で、始動放電が「飢餓状態」となり、消える。
には、たとえばヨウ素または硫黄が含まれている。他の
適当な始動装置充てん物成分は、プローブの動作温度、
たとえば周囲温度より若干高い温度から約１０００°Ｃ
までの範囲では、電気陰性の気相組成物を生じる元素ま
たは化合物（たとえば、ヨウ化物、臭化物、塩化物、お
よびフッ化物のようなハロゲン化物）で構成される。適
当なハロゲン化物の一つはヨウ化水銀である。電気陰性
の組成物は単なる蒸発によって生じるかも知れないし、
始動プローブ放電に伴う電離過程や解離過程によって生
じるかも知れない。主要な制約は始動装置充てん物成分
が予想される周囲温度では、すなわち始動前には、電気
陰性を生じないということである。一例として、ガスプ
ローブ始動装置の充てん物に一つ以上のヨウ素粒子（た
とえば、フレーク）を付加することができる。ランプ始
動前は、ガスプローブ始動装置の始動小室内にヨウ素が
実質的に固体の形で存在する。プローブへの始動電圧の
印加後に、上記のようにランプを始動するため、すなわ
ち始動小室内の始動放電を介してアーク管内のアーク放
電を開始するため、始動電圧が形成される。一方、始動
小室では始動放電とアーク放電により、ヨウ素の加熱と
蒸発が行われる。気相では、ヨウ素は電気陰性となる。
その結果、ヨウ素が始動放電から電子を引き付けるの
で、始動放電が「飢餓状態」となり、消える。
【００２０】都合のよいことに、本発明の自己消弧ガス
プローブ始動装置は高温再点弧の防止を行う。詳しく述
べると、本発明のガスプローブ始動装置にはまだ、電気
陰性の気相組成物が存在しており、この気相組成物が始
動装置充てん物の絶縁破壊を防止する。したがって、始
動小室とアーク管が接合される位置でアーク管壁を損傷
することになる始動放電の点弧が避けられる。
プローブ始動装置は高温再点弧の防止を行う。詳しく述
べると、本発明のガスプローブ始動装置にはまだ、電気
陰性の気相組成物が存在しており、この気相組成物が始
動装置充てん物の絶縁破壊を防止する。したがって、始
動小室とアーク管が接合される位置でアーク管壁を損傷
することになる始動放電の点弧が避けられる。
【００２１】本発明の実施例を図示し説明してきたが、
このような実施例が例示のためのものに過ぎないことは
明らかである。熟練した当業者は本発明を逸脱すること
なく多数の変形、変更、および置換を考えつき得る。し
たがって、本発明を限定するのは特許請求の範囲の趣旨
と範囲だけである。
このような実施例が例示のためのものに過ぎないことは
明らかである。熟練した当業者は本発明を逸脱すること
なく多数の変形、変更、および置換を考えつき得る。し
たがって、本発明を限定するのは特許請求の範囲の趣旨
と範囲だけである。
【図１】本発明の自己消弧ガスプローブ始動装置を用い
る無電極ＨＩＤランプの概略構成図である。
る無電極ＨＩＤランプの概略構成図である。
１０ 無電極高輝度放電ランプ １２ ガスプローブ始動装置 １４ アーク管 １５ エンベロープ １６ 励起コイル ２０ アーク放電 ３０ 始動電極 ３４ 始動小室
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジョン・ポール・ココマ アメリカ合衆国、ニューヨーク州、クリフ トン・パーク、バルツスロル・ドライブ、 ５番 (72)発明者 ジームス・トーマス・デイキン アメリカ合衆国、オハイオ州、シェーカ ー・ハイツ、ウェイブリッジ・ロード、 2867番 (72)発明者 マーク・エルトン・ダフィ アメリカ合衆国、オハイオ州、シェーカ ー・ハイツ、チャドボーン・ロード、3125 番 (72)発明者 トミー・ベリー，ジュニア アメリカ合衆国、オハイオ州、イースト・ クリーブランド、グラスメア・アベニュ ー、1834番
Claims (8)
- 【請求項１】 アーク管の中に入っている電離可能な充
てん物内でアーク放電を励起するために上記アーク管の
まわりに励起コイルが配置された型の無電極高輝度放電
ランプのためのガスプローブ始動装置に於いて、 始動装置充てん物の入っている内部を取り囲む壁をそな
えた始動小室であって、上記アーク管の外壁に取り付け
られた始動小室、 上記アーク管に取り付けられた部分とは反対側の上記始
動小室の部分に隣接して配置され、上記始動小室の内部
に始動電圧を結合する始動電極、および上記始動電圧を
上記始動電極に結合することにより、上記始動小室内で
始動放電を開始させ、結果として上記アーク管内でアー
ク放電を開始させるための手段を含み、 上記始動装置充てん物が上記アーク管内の上記アーク放
電の開始後に上記始動小室内の始動放電を消すための電
気陰性手段を含んでいることを特徴とする無電極高輝度
放電ランプ用ガスプローブ始動装置。 - 【請求項２】 ランプの温度が上昇するにつれて蒸発す
る始動装置充てん物成分が上記電気陰性手段に含まれて
おり、上記始動装置充てん物成分はプローブの動作温度
で電気陰性の気相組成物を供給する請求項１記載の無電
極高輝度放電ランプ用ガスプローブ始動装置。 - 【請求項３】 上記始動装置充てん物成分にヨウ素が含
まれている請求項２記載の無電極高輝度放電ランプ用ガ
スプローブ始動装置。 - 【請求項４】 上記始動装置充てん物成分に硫黄が含ま
れている請求項２記載の無電極高輝度放電ランプ用ガス
プローブ始動装置。 - 【請求項５】 上記始動装置充てん物成分に、ヨウ化
物、臭化物、塩化物、フッ化物、およびそれらの組み合
わせからなる群から選ばれたハロゲン化物が含まれる請
求項２記載の無電極高輝度放電ランプ用ガスプローブ始
動装置。 - 【請求項６】 上記始動装置充てん物成分にヨウ化水銀
が含まれる請求項５記載の無電極高輝度放電ランプ用ガ
スプローブ始動装置。 - 【請求項７】 無電極高輝度放電ランプに於いて、 電離可能な充てん物を入れたアーク管、 無線周波数電源に結合されたときに上記電離可能な充て
ん物内でアーク放電を励起するために上記アーク管のま
わりに配置された励起コイル、および請求項１から６の
いずれか１項記載のガスプローブ始動装置を含むことを
特徴とする無電極高輝度放電ランプ。 - 【請求項８】 上記アーク管および上記励起コイルから
隔たって、上記アーク管と上記励起コイルとの間に配置
された光透過性の外側エンベロープを更に含む請求項７
記載の無電極高輝度放電ランプ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/812,266 US5151633A (en) | 1991-12-23 | 1991-12-23 | Self-extinguishing gas probe starter for an electrodeless high intensity discharge lamp |
| US812266 | 2001-03-19 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05251057A true JPH05251057A (ja) | 1993-09-28 |
| JPH0679474B2 JPH0679474B2 (ja) | 1994-10-05 |
Family
ID=25209058
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4334808A Expired - Lifetime JPH0679474B2 (ja) | 1991-12-23 | 1992-12-16 | 無電極高輝度放電ランプ用自己消弧ガスプローブ始動装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5151633A (ja) |
| EP (1) | EP0554619A1 (ja) |
| JP (1) | JPH0679474B2 (ja) |
| CA (1) | CA2082713A1 (ja) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5798611A (en) * | 1990-10-25 | 1998-08-25 | Fusion Lighting, Inc. | Lamp having controllable spectrum |
| US5309058A (en) * | 1992-03-03 | 1994-05-03 | General Electric Company | Seal construction arrangement for an electrodeless high intensity discharge lamp |
| CA2103418A1 (en) * | 1992-12-14 | 1994-06-15 | Raymond A. Heindl | Base for electrodeless discharge lamp |
| US5373216A (en) * | 1992-12-21 | 1994-12-13 | General Electric Company | Electrodeless arc tube with stabilized condensate location |
| JPH06223789A (ja) * | 1992-12-23 | 1994-08-12 | Philips Electron Nv | 無電極低圧放電ランプ |
| US5306987A (en) * | 1993-03-11 | 1994-04-26 | General Electric Company | Acoustic resonance arc stabilization arrangement in a discharge lamp |
| SK46296A3 (en) * | 1993-10-15 | 1997-02-05 | Fusion Lighting Inc | Electrodeless lamp with improved efficiency |
| US5818167A (en) * | 1996-02-01 | 1998-10-06 | Osram Sylvania Inc. | Electrodeless high intensity discharge lamp having a phosphorus fill |
| US5838108A (en) * | 1996-08-14 | 1998-11-17 | Fusion Uv Systems, Inc. | Method and apparatus for starting difficult to start electrodeless lamps using a field emission source |
| US6806646B2 (en) * | 2001-09-24 | 2004-10-19 | Osram Sylvania Inc. | UV enhancer for a metal halide lamp |
| WO2012110074A1 (de) | 2011-02-14 | 2012-08-23 | Osram Ag | Hochdruckentladungslampe mit halogenhalteriger zündhilfe |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4743807A (en) * | 1987-04-30 | 1988-05-10 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Laser activated diffuse discharge switch |
| US4810938A (en) * | 1987-10-01 | 1989-03-07 | General Electric Company | High efficacy electrodeless high intensity discharge lamp |
| US4812702A (en) * | 1987-12-28 | 1989-03-14 | General Electric Company | Excitation coil for hid electrodeless discharge lamp |
| US4937500A (en) * | 1988-06-28 | 1990-06-26 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Binary and ternary gas mixtures with temperature enhanced diffuse glow discharge characteristics for use in closing switches |
| US4972120A (en) * | 1989-05-08 | 1990-11-20 | General Electric Company | High efficacy electrodeless high intensity discharge lamp |
| US5039903A (en) * | 1990-03-14 | 1991-08-13 | General Electric Company | Excitation coil for an electrodeless high intensity discharge lamp |
| US5103140A (en) * | 1990-12-04 | 1992-04-07 | General Electric Company | Starting circuit for an electrodeless high intensity discharge lamp |
| US5095249A (en) * | 1990-12-04 | 1992-03-10 | General Electric Company | Gas probe starter for an electrodeless high intensity discharge lamp |
| US5057750A (en) * | 1990-12-04 | 1991-10-15 | General Electric Company | Two-stage resonant starting circuit for an electrodeless high intensity discharge lamp |
-
1991
- 1991-12-23 US US07/812,266 patent/US5151633A/en not_active Expired - Fee Related
-
1992
- 1992-11-12 CA CA002082713A patent/CA2082713A1/en not_active Abandoned
- 1992-12-08 EP EP92311173A patent/EP0554619A1/en not_active Withdrawn
- 1992-12-16 JP JP4334808A patent/JPH0679474B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA2082713A1 (en) | 1993-06-24 |
| EP0554619A1 (en) | 1993-08-11 |
| JPH0679474B2 (ja) | 1994-10-05 |
| US5151633A (en) | 1992-09-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4983889A (en) | Discharge lamp using acoustic resonant oscillations to ensure high efficiency | |
| US5140227A (en) | Starting aid for an electrodeless high intensity discharge lamp | |
| JPH076887A (ja) | 放電ランプの音響共鳴アーク安定化装置と方法 | |
| JPH0679517B2 (ja) | 無電極高光度放電ランプ用始動回路 | |
| US5438235A (en) | Electrostatic shield to reduce wall damage in an electrodeless high intensity discharge lamp | |
| US5095249A (en) | Gas probe starter for an electrodeless high intensity discharge lamp | |
| JPH05251057A (ja) | 無電極高輝度放電ランプ用自己消弧ガスプローブ始動装置 | |
| JPH04292898A (ja) | 無電極高光度放電ランプ用２段共振始動回路 | |
| US5187412A (en) | Electrodeless high intensity discharge lamp | |
| JPH04292899A (ja) | 無電極高光度放電ランプ用始動回路 | |
| JPH0620786A (ja) | 無電極高光度放電ランプ用の磁気同調式起動回路 | |
| US5248918A (en) | Starting aid for an electrodeless high intensity discharge lamp | |
| US5157306A (en) | Gas probe starter for an electrodeless high intensity discharge lamp | |
| JPH05198383A (ja) | 無電極高輝度放電ランプ用始動回路 | |
| JPH04229549A (ja) | 無電極高光度放電ランプ用始動補助装置 | |
| US5107185A (en) | Shielded starting coil for an electrodeless high intensity discharge lamp | |
| JPH076888A (ja) | 無電極型高輝度放電ランプ用始動回路 | |
| US5343118A (en) | Iodine getter for a high intensity metal halide discharge lamp | |
| JPH05242870A (ja) | 放電ランプ | |
| EP0520716B1 (en) | Shielded starting coil for an electrodeless high intensity discharge lamp | |
| JP3280399B2 (ja) | 無電極放電灯 | |
| JP3409373B2 (ja) | ソレノイド磁界式放電灯 | |
| JPH05347143A (ja) | 無電極放電ランプ | |
| JPH0896764A (ja) | 無電極放電灯 | |
| JPH06310107A (ja) | 無電極放電ランプ点灯装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19950404 |