JPH0877970A - ネオン蛍光ランプ及びその動作方法 - Google Patents

ネオン蛍光ランプ及びその動作方法

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JPH0877970A
JPH0877970A JP7245242A JP24524295A JPH0877970A JP H0877970 A JPH0877970 A JP H0877970A JP 7245242 A JP7245242 A JP 7245242A JP 24524295 A JP24524295 A JP 24524295A JP H0877970 A JPH0877970 A JP H0877970A
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スコット・ディー・ジェナトー
Jr Harold L Rothwell
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】寒い環境で動作でき、ＳＡＥの色の要件を満た
し、一つのランプハウジングで赤色および琥珀色の両方
を発生できる、小型のネオン蛍光ランプを提供する。 【解決手段】ネオンストップランプ１０は、管状外囲器
１２と、第一電極１４と、ネオンガス充填物２２と、第
二電極２４と、蛍光体被膜２６とから構成され、パルス
発生器２５によって動作される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気ランプに関
し、特に希ガス放電ランプに関する。さらに特定する
と、本発明は、水銀を含まないネオンガス放電蛍光ラン
プを構成し動作するための方法に関する。
【０００２】
【従来技術及び解決課題】一般的な水銀蛍光ランプで
は、密封された水銀蒸気が刺激されて目に見えない紫外
線を放射する。この紫外線は、ランプ壁上の蛍光体被膜
を刺激する。そうして、刺激された蛍光体は、可視光を
放射する。水銀を主体とする蛍光ランプは、寒い環境で
は十分には作動しない。常温で存在する利用可能な水銀
蒸気は、温度が下がるにつれて次第に減少する。図１
は、異なる温度で動作された蛍光ランプのルーメン出力
を示す。２５℃（７７°Ｆ）から１３．９℃（５７°
Ｆ）で光の出力が約６２％低下し、２５℃（７７°Ｆ）
から−３１．１℃（−２４°Ｆ）では光出力が約９２％
低下する。それから、光出力は常温以上では変わりやす
いため、通常の水銀蛍光ランプは外では普通使用されな
い。他の点では、蛍光ランプは、効率が良く寿命が長い
ことがよく知られている。寒い環境で動作できる蛍光型
ランプが長い間必要とされていた。
【０００３】水銀の入っていない希ガスの蛍光ランプ
が、過去において試みられた。アルゴン、クリプトン及
びキセノン入りランプが様々な条件の下で蛍光体と共に
動作された。ネオンの場合、ランプが５トル以下で動作
されるなら、気体原子は衝突の間に十分な時間を持って
いて紫外線を放出して蛍光体を刺激することが知られて
いた。不運なことに、このような低圧では、蛍光体は分
解して電極は素早くスパッタする。その結果、ランプは
始動するかもしれないが、寿命が短い。高圧では、通常
の方法で動作されると、紫外線の放射が抑制された。
【０００４】ネオンランプは赤色光を発生することが知
られている。そのため、濾波されない車両用ストップラ
ンプの機会を提供する。しかしながら、解決されるべき
問題がある。代表的なネオンサインランプは、直径約１
あるいは２ｃｍの長い管を使用し、拡散型のガス状ネオ
ンプラズマ光源を含んでいる。これらのランプは、一般
に数ミリアンペアの電力で１１００〜１２００ボルトの
入力をもつ。これらのランプは、拡散型の低輝度光を発
する。適当に目に見えるようにするには、光を反射させ
て道路下方へ集中するように収束させなければならない
が、１あるいは２ｃｍの直径をもつ拡散型光源は効率よ
く反射あるいは収束ができない。そのため、小さな直径
の高輝度ネオンストップランプが必要とされている。
【０００５】車両のテールランプには、一般に赤色のス
トップランプとこれとは別個の琥珀色の合図ランプとが
ある。ＳＡＥ（自動車技術者協会(Society of Automoti
ve Engineers) ）は、合図、ストップ、警告照明に好ま
しい特定の琥珀色及び特定の赤色を決定した。これらの
数値は、通常、タングステンフィラメントランプを使っ
て達成され、その白色光は濾波されて適当な色を提供す
る。タングステンランプは、この方法で動作される時に
は効率が悪い。タングステンランプは、寿命と比較的遅
いターンオン時間とを制限した。タングステンランプ
は、時間がたつにつれて薄暗くなっていく。しかしなが
ら、タングステンランプは、反射されて収束できる輝源
をまさに提供する。
【０００６】水銀成分をもつ代表的なネオンサインラン
プは、あまりにオレンジがかっているのでＳＡＥ要件を
満たさない。そのため、色がＳＡＥの色度要件を満たす
ネオンランプが必要とされている。代表的なネオン及び
その他のガスの放電ランプは始動のために水銀を含んで
いるが、水銀を添加されたこれらのネオンランプもまた
低温で影響を受ける。そのため、ＳＡＥの色の要件を満
たす水銀を含まないネオンランプが必要とされる。
【０００７】何らかの希ガス、アルゴンとキセノンとク
リプトンは、紫外線を放射して蛍光体を刺激することが
知られている。ネオンは、他の希ガスよりも高い第一エ
ネルギー帯をもつため、約１％以上の濃度の他の希ガス
がネオンと混合されると、そのスペクトル出力は実質的
に他のもっと容易に放射するガスによるものである。そ
れにもかかわらず、電極のスパッタリングを禁止するた
めに、そのような混合物の状態でネオンが使用される。
【０００８】琥珀色の合図ランプは通常ほとんどの時間
使用されてなくても、二つの別個のランプハウジングが
赤色及び琥珀色の車両用ランプに使用される。一つのラ
ンプハウジングが赤色及び琥珀色両方のランプを含むこ
とができるのであれば有用であろう。
【０００９】従来技術の例が、以下の米国特許に於て示
される。「a Therapeutic Light Ray Apparatus shows
narrow, folded over neon tube for therapeutically
probing body cavities 」と題する、１９３８年７月１
２日にＬ．Ｊ．Ｂｒｉｓｔｏｗ他に付与された米国特許
第２，１２３，７０９号。
【００１０】「Gaseous Electric Discharge Lamp Devi
ce」と題する、Ｃ．Ｊ．Ｍｉｌｎｅｒに付与された米国
特許第２，１５２，９９９号は、充填物内にカドミウム
を含む内部カプセル内の１〜１０ｍｍＨｇのネオン圧力
のランプを示す。外側の銀の層が、熱及び可視光を内側
のカプセルへ反射する。放射された紫外線は、蛍光体を
刺激して可視光を放射する。電力源は、交流電流源と同
定されるが、さらに特定されない。
【００１１】「Fluorescent Glow Lamp 」と題する、１
９４５年７月２５日にＷ．Ｅ．Ｌｅｙｓｏｎに付与され
た米国特許第２，４２１，５７１号は、約３５ｍｍＨｇ
の圧力のネオンの圧力をもつグローランプを示す。充填
物は、９５〜９９％がネオンで、残りがクリプトンであ
る。別法として、２０〜３０％がクロプトンで残りがア
ルゴンの混合物が使用される。内壁には、種々の蛍光体
が使用されて、異なる色の可視光を発生する。「Electr
ic Gaseous Discharge Tubes」と題する、１９５９年２
月１７日にＧ．Ｆ．Ｋｌｅｐｐ他に付与された米国特許
第２，８７４，３２４号は、約２５ｍｍＨｇの気圧をも
つネオン放電装置を示す。外囲器の大きさランプの圧力
を選択することによって、装置の電圧調節は、この装置
において温度により誘導される応答バリエーションを相
殺するように最適化できる。
【００１２】「Luminescent Gas Tube Including a Gas
Permeated Phosphor Coating 」と題する、Ｃ．Ｄ．Ｓ
ｋｉｒｖｉｎに付与された米国特許第３，５３６，９４
５号は、ネオン及びクリプトンの充填されたランプを示
す。水銀を含んでいないものがほとんどの例で使用され
る。蛍光体は、紫外線を可視光に変えるのに使用され
る。ガスの組み合わせは、周波数２３ｋＨｚの交流電流
によって駆動される。ガスの組み合わせは、ネオンにス
ターターとして動作させるようにし、他方クリプトン
は、定常状態の刺激周波数で放射する。特に、この主張
は、ネオン及びクリプトンだけが紫外線を放射するので
はないことを述べている。そのため、これら二つもの
は、組み合わせられなければならない。約５〜１０ｍｍ
Ｈｇの圧力全てで、他のガスの混合が使用される。
【００１３】「High Intensity fluorescent Lamp Dadi
ating Ionic Radiation within TheRange of 1,600 〜
2,300 A.U.」と題する、１９７３年１２月１１日にＰ．
Ｄ．Ｊｏｈｎｓｏｎに付与された米国特許第３，７７
８，６６２号は、希ガス及び蒸発させ得る充填物を使用
する蛍光ランプを示す。
【００１４】「Blue-White Glow Lamp」と題する、１９
７７年８月２日にＥｇｏｎ Ｖｉｃａｉに付与された米
国特許第４，０３９，８８９号は、キセノン１〜１５％
及びネオン８５〜９９％のグローランプを示す。蛍光体
は、外囲器の内面に被覆される。充填圧力は、約５０〜
１１２トルである。このランプは、約４０〜７０ボルト
の直流で動作される。
【００１５】「Compact Fluorescent Lamp and Method
of Making 」と題する、１９８０年４月１日にＨａｒａ
ｌｄ Ｗｉｔｔｉｎｇに付与された米国特許第４，１９
６，３７４号は、充填材として”高いパーセンテージの
ネオン”を使用する小型蛍光ランプを示す。明細書は、
概してガラスの形成及び製造に関し、水銀についての言
及はない。水銀が含まれているかどうかはっきりしな
い。
【００１６】「Low Pressure Inert Gas Discharge Dev
ice 」と題する、Saikatsuに付与された米国特許第４，
４６１，９８１号は、５ｋＨｚで動作される１５トル以
下の圧力のネオンランプを示す。このランプでは、蛍光
体は使用されてない。
【００１７】「System and Method for Operating a Di
scharge Lamp to obtain PositiveVolt-Ampere Charact
eristic」と題する、１９８８年１２月２０日にＶａｌ
ｅｒｙ Ａ．Ｇｏｄｙａｋに付与された米国特許第４，
７９２，７２７号は、ベース電子加熱電流と、代表的に
約１秒といわれるガスの拡散時間よりも早く起こる追加
的なパルス化されたイオン化電流とを使って動作される
ガス放電ランプを示す。周波数３３３３Ｈｚ及びパルス
幅１マイクロ秒の駆動波が、提案される。ランプは、２
６４ｍＡで動作される。
【００１８】「Rare Gas Arc Lamp having Hot Cathod
e」と題する、１９８９年１１月２日にＴｓｕｎｅｋａ
ｗａに付与された米国特許第４，８８２，５２０号は、
蛍光体で被覆された６ｍｍの内径管を示す。この管は、
２０〜２００トルのキセノンで充填される。電極は、熱
陰極型である。別の充填ガスとして、ネオンが提案され
ている。この特許は、冷陰極動作を開示していないし、
パルス化モード動作の何らの考察もない。
【００１９】「Hot Cathode Discharge Fluorescent La
mp Filled with Low Pressure RareGas」と題する、Ｏ
ｓａｗａに付与された米国特許第４，９１４，３４７号
は、キセノンとネオンの混合物で充填された細い管を示
す。熱陰極と蛍光被膜が使用される。気圧は、１０トル
以下である。ネオンを含むことは、蛍光体被膜を保護す
る助けになることが見いだされた。
【００２０】「Three Component Gas Mixture for Fluo
rescent Gas Discharge Color Display Panel 」と題す
る、Ｓｈｉｎｏｄａに付与された米国特許第４，９２
６，０９５号は、ガス充填材としてキセノン、ネオン及
びアルゴンを使用してパネルディスプレイ上の蛍光体を
刺激する平坦なパネルのディスプレイを示す。
【００２１】「Rare Gas Discharge Fluorescent Lamp
Device」と題する、１９９１年７月２３日にＳａｋｕｒ
ａｉに付与された米国特許第５，０３４，６６１号は、
パルスか電力源をもつ希ガス蛍光ランプを示す。パルス
化は、４〜２００ｋＨｚである。ランプの圧力は、１０
〜２００トルである。ガス充填物は希ガスであるが、キ
セノン及びクリプトンが記述されている。
【００２２】「Rare Gas Discharge Fluorescent Lamp
Device」と題する、１９９２年１２月１０日にＴａｋｅ
ｈｉｋｏ Ｓａｋｕｒａｉ他に付与された米国特許第
５，０７２，１５５号は、高輝度で効率の良い複写機の
ランプを開示する。Ｓａｋｕｒａｉは、キセノンあるい
はアルゴンあるいはクリプトンのガス充填されたランプ
と、パルス期間が１５０マイクロ秒以下の場合にパルス
化電力供給源の使用と、周期期間が電極のスパッターに
よる劣化を避けるためにパルスの５％以上、エネルギー
入力に対して光出力を最大にするためにパルス化期間の
７０％以下であることとを提案している。ガスは、蛍光
体被膜を刺激して可視光を発生させる紫外線を放射す
る。
【００２３】「High-Frequency Fluorescent Lamp 」と
題する、Ｌ．Ｆｏｘに付与された米国特許第５，０４
３，６２７号は、蛍光体被膜をもつ希ガスランプを示
す。このランプは、高周波数（１０〜５０ｋＨｚ）のラ
ジエータで二つの例陰極によって駆動される。好ましい
充填物はアルゴンであるが、他の希ガスも記述されてい
る。
【００２４】Ｂａｕｋｅ Ｊ．Ｒｏｅｌｅｖｉｎｋ他に
よりネバダ州のＰｈｉｌｉｐｓ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ
ｓに譲渡された「Low pressure Discharge Lamp and Lu
minare Provided with Such a Lamp」と題する、カナダ
国特許出願第２０９２３８３号は、希ガスで充填された
管状ガラス容器を示す。水銀あるいはキセノンが存在す
る場合には、蛍光体被膜が使用できる。ランプの内径
は、１．５〜７ｍｍである。これらのランプは、種々の
希ガスと希ガス及び水銀の充填物とで充填されるように
説明されている。圧力は、充填物のタイプに依存して３
９．９〜２１３．３トル（３０〜１６０ミリバール）の
範囲で使用された。蛍光体は、水銀あるいはキセノンを
含むランプのいくらかを被覆するのに使用された。ネオ
ンは、１９．９９トル（１５ミリバール）の圧力で使用
された。実際には、蛍光体被膜をもつネオンランプは開
示されてなく、１９．９９トル以上の圧力ではネオンが
使用されたわけではない。概して、Ｒｏｅｌｅｖｉｎｋ
は、外囲器を介して第二ガラス容器まで封止される金属
管を使用して、思うに最端の封止部分を熱的に分離して
いる封止構造に関係している。
【００２５】
【課題を解決するための手段】琥珀色光あるいは赤色の
光を発生することのできる放電ランプは、少なくとも２
０トルの圧力を持つ封入された実質的に純粋なネオン充
填物と、特定のエネルギーレベルまで刺激されたネオン
による放射線に反応しネオン放射の反応範囲内にあるよ
うに配置される蛍光体とをもち、第一エネルギーパター
ンをもつ電気エネルギーを供給してネオン充填物に第一
色度をもつ第一波長領域の光を放射させ、かつネオンガ
スに蛍光体を刺激させて第二色度をもつ第二波長領域の
光を放射させる段階と、第一色度光と第二色度光とを合
成して第三色度光を得る段階とを有する。
【００２６】
【発明の実施の形態】図２は、ネオン放電ランプの好ま
しい実施例を一部破断して示す。車両用のネオンストッ
プランプ１０は、管状外囲器１２と、第一電極１４と、
ネオンガス充填物２２と、第二電極２４と、蛍光体被膜
２６とから組み立てられる。このランプは、パルス発生
器２５によって動作される。
【００２７】管状外囲器１２は、硬質ガラスあるいは石
英から製造できて細長い管の概形をもつ。外囲器材料の
選択は、重要である。好ましいガラスは、動作温度で失
透せずあるいはガス漏れがない、そしてネオンの消失を
実質的に防ぐ。適当なガラスの一つは、Corning Glass
Work社から市販されていてタイプ１７２４として知られ
ている”硬質ガラス”の珪酸アルミナガラスである。本
出願人は、この１７２４硬質ガラスが全てのネオン消失
をほぼ止めることを発見した。１７２４ガラスは、９０
０℃で焼き固められて水と炭化水素とを除くことができ
る。この高温の焼き上げ（ホット・ベイク・アウト）
は、生成される色を標準化するのを助ける清潔さと、ラ
ンプの寿命とを改善する。
【００２８】一般的なネオンサインランプは、低圧（１
０トル以下）を採用し、弱い明るさの低輝度放電を発す
る。外囲器の管は、曲げられた文字あるいは形状に容易
に形成されて所望のサインを作る鉛ガラスあるいは石灰
ガラスから製造される。その後、曲げられた管は、充填
物を入れて封止される。これらのガラスが輝度の高い放
電の高温で動作される場合、ガラスは、ガラスの鉛ある
いはその他の化学種を放出する。そのため、ガラスは失
透されるもしくは着色される、または、ガスの化学的性
質が変えられるためにランプが変色する。純粋石英の使
用は、純粋石英がネオンを通過させ得る結晶構造をもつ
ことから、いずれにしても全く受け入れることができな
い。密閉容積からのネオンの消失は、ランプ温度及び気
圧に依存するので、高圧ランプほど、ネオンが消失する
結果、気圧及び色がより大きく変わる。ネオン消失が増
大すると、追加的な光学的及び電気的変化が生じる。
【００２９】外囲器１２の内径１６は、２．０〜１０．
０ｍｍの間で変更できる。好ましい内径１６は、約３．
０〜５．０ｍｍである。ランプは、９ｍｍあるいは１０
ｍｍの内径で限界的に十分に動作する。より良い結果
は、５ｍｍで起き、３ｍｍが最良の内径であると思われ
る。好ましい外囲器の壁の厚さ１８は、１．０〜３．０
ｍｍの間で変更できる。好ましい壁の厚さは、約１．０
ｍｍである。そのため、外径２０は、４．０〜１６．０
ｍｍを変更できる。好ましい外径２０は、５．０〜７．
０ｍｍである。管状外囲器は、全長１２．７〜１２７ｃ
ｍ（５〜５０インチ）に製造された。全長は、設計者の
選択事項であると考えられる。
【００３０】管状外囲器１２の一端部には、第一封止端
部がある。第一封止端部は、第一電極１４の位置を決定
する。好ましい第一封止端部は、硬質ガラス外囲器内に
第一電極を保持するプレスシール部である。管状外囲器
１２の反対端部に位置付けられているのは、第二封止端
部である。第二封止端部は、同様に形成された第二電極
２４を保持して第一封止部と実質的に同一の構造をもつ
ように形成できる。
【００３１】電極の効率及び電極の耐久性は全ランプの
性能にとって重要である。好ましい電極は、長いランプ
寿命の間に高温で動作することを予想して材料設計され
た冷陰極型形式である。熱陰極もしくは無電極ランプ
が、動作方法を使用して動作するように製造できること
は理解される。モリブデン製ロッド形式の電極は、カッ
プが電極ロッドの内端の周りに配置、支持されて、密封
外囲器容積内に突出するように形成できる。カップは、
円筒形状に巻かれたニッケルから形成してもよい。本出
願人のカップとしては、管状の金属片が好ましい。この
カップは、金属管を電極ロッドに締止するか溶接するこ
とによって取りつけできる。
【００３２】電極先端とカップ内壁との間の領域は、カ
ップの仕事関数より低い仕事関数をもつ導電材料で被覆
あるいは充填できる。充填材料は、低い仕事関数をもつ
エミッター成分が好ましいが、ゲッターであってもよ
い。好ましいエミッターは、均一な被覆を達成するため
に回転しながら堆積されて焼かれるSylvania 8488 とし
て知られるアルミナ及びジルコニウムのゲッター材であ
る。カップは、エミッターの先端を囲んで、電極ロッド
の最も内側の部分とエミッター材料の延長部とよりも内
側に僅か（およそ２ｍｍ）だけ管状外囲器内へ延長す
る。エミッターの先端からスパッターするかもしれない
エミッター材料、つまり電極材料は、延長されたカップ
内に含まれるのに役立つ。
【００３３】好ましい希ガス充填材２２は、実質的に純
粋な研究的品質のネオンである。本出願人は、ネオン充
填材の純粋性及びランプの清潔さが適当なランプの色を
達成するのに重要であることを発見した。同様に、水銀
は、このランプでは使用されない。水銀は放電ランプに
おける必要な始動電圧を下げると同時に、水銀はさらに
大量の青色及び紫外線を出力スペクトルに追加する。ま
た、水銀主体のランプには、寒い環境で始動するのが難
しいという、車両ランプとして不都合な特徴がある。ア
ルゴン、ヘリウム、クリプトン、窒素、ラドン、キセノ
ン及びこれらの化合物のようなその他のガスをランプ内
に含めることができるが、微量濃度（実質的に純粋）で
ある。さもなければ、これらのガスは、始動状態と動作
状態と出力色とに素早く影響する。一般に、これら他の
ガスは、ネオンよりも低いエネルギー帯をもつため、少
量であっても、放射結果物を抑制するあるいはネオンの
紫外線及び可視光の生成を抑制するのいずれかの傾向が
ある。そのため、純粋なあるいは実質的に純粋なネオン
が、好ましいランプの充填物になる。
【００３４】ガス充填物２２の圧力は、ランプの色出力
に影響する。圧力を増大すると、原子の衝突の間の時間
が短くなり、その結果、放出ネオン種の集団を深い赤色
へシフトする。圧力を調節することによって、ランプの
色に影響を与えることができる。１０トル以下の圧力で
は、色度は、ＳＡＥの赤色範囲の外側にある。７０トル
では、ネオンは、色度図（０．６６２， ０．３２６）
のＳＡＥの許容できる赤色を提供する。２２０トルで
は、まだ、色はＳＡＥの要件を満たすが、（０．６７
０， ０．３２４）の座標の深い赤色にシフトした。圧
力が減少するにつれて、放射される光はオレンジ色にな
る傾向がある。
【００３５】ネオンガス充填材２２は、２０トル〜２２
０トルの好ましい圧力を持つことができる。１０トルあ
るいはそれ以下の圧力では、電極は、スパッターする傾
向があるため、ランプを変色させ、機能的な出力輝度を
低減し、スパッターされた金属と外囲器壁との相互作用
によるランプのひび割れの恐れがある。２２０トルある
いはそれ以上の圧力では、安定器は、ネオンを介して電
子を移動させるためにより強力な電界を発生させなけれ
ばならない。これはあまり経済的ではない。ネオン３０
０トル以上のランプは、装置（ハードウエア）と動作費
とが大きくなるためにあまり実際的ではないと考えられ
る。圧力の効果は、ランプの長さ（アークギャップ）に
部分的に依存する。３０ｃｍ（１２インチ）のランプに
ついての好ましい圧力は、約１００トルである。
【００３６】ランプ外囲器は、さらにネオンの紫外線放
射ラインに反応する蛍光体２６で被覆される。多数の蛍
光体が知られているが、通常それらはランプ外囲器の内
面に付着されている。蛍光体は、外囲器の内部に形成さ
れた他の面に付着することもできる。接着剤に保持され
るほとんどの何らかの燐光鉱石が、潜在的に有用である
と考えられる。琥珀色として好ましい蛍光体２６は、ア
ルミナバインダーをもち、イットリウムアルミナ酸化セ
リウムを含んでいる。本出願人は、シルバニア・タイプ
２５１の蛍光体を使用する。その成分は、Ｙ3 ：Ａ
ｌ15：Ｏ12：Ｃｅを含んでいる。本出願人は、また反応
する珪酸亜鉛鉱（オルト珪酸亜鉛）の蛍光体を発見した
が、余り好ましいものではなかった。
【００３７】ランプは、パルス発生器２５によって動作
されて、ネオン赤色、あるいは蛍光体の色とネオンの色
との混合色を提供する。赤色モードは、直流あるいは連
続波の交流の電力のいずれかを送給することによって達
成できる。蛍光体を活性化してネオン及び蛍光体の放射
の混合によって規定の色を形成するために、電力はパル
スモードに切り替えられる。本出願人は、実験室型装置
を使用してここに記載されるパルスを発生した。
【００３８】パルスモード動作中に、ネオンの好ましい
電子状態は、約６３８及び７０３ｎｍの二つの重要な赤
色放射ラインを発生して３Ｓレベルへ崩壊する３Ｐ電子
軌道である。３Ｓレベルは中性ネオン原子の最も低い励
起レベルであり、このレベルからの電子状態の崩壊は波
長７４ｎｍ周辺の真空紫外線を放射する。３Ｓの位置あ
るいは軌道に位置付けられるべき十分なエネルギーをも
つ利用可能な電子には四つの配列あるいは構成がある。
これらの構成の内の二つは、光放射によってエネルギー
放出を可能にする。他の二つの構成は、”凍結されて
（フローズン）”ネオン原子の準安定状態を形成する。
ガスの衝突あるいは相互作用中に、二つの準安定状態
が、かき乱されると、光放射によってあるいは被膜上の
蛍光体の位置の刺激のような非弾性手段によってのいづ
れかでエネルギーを放出させることができる。この方法
では、ネオンの準安定状態は、紫外線放射によってある
いは蛍光体の表面との衝突的接触のいずれかによって蛍
光体を刺激できる。
【００３９】いずれの場合でも、短い電流パルス放電が
必要である。３マイクロ秒以下のパルスが、推薦され
る。１〜２マイクロ秒あるいはそれ以下のパルスが好ま
しい。理論上、即座に、ネオン全てを３Ｓ及び３Ｐに上
げることができるが、短い持続期間（１マイクロ秒以
下）で十分な平均エネルギーをさらにもつ電子パルスを
発生することは難しい。パルスの長さが増大すると、３
Ｓ及び３Ｐレベルは、より高い軌道に比較してあまり好
ましくなくなる。２あるいは３秒以上にパルスが長くな
れば、他のネオンの軌道も多分もっと形成されて、３Ｓ
及び３Ｐ軌道に分布するのが少なくなるだろう。ネオン
を上方レベルへ励起することは、その大部分が、利用で
きる連続の崩壊チャンネルが目に見える赤色領域ではな
く近赤外線において起こるため、不都合である。これら
のより高いネオンのレベルは紫外線を発生するために必
要な３Ｓレベルと準安定レベルまで”カスケード”様式
で十分に崩壊しないかもしれない。パルスの持続期間が
増大するにつれて、原子、イオン及び電子間の衝突は増
大して、目に見える放射を含まないかもしれない追加的
なエネルギー消失機構を提供する。例えば、赤外線であ
る。本出願人は、２５マイクロ秒の間パルスがオンのと
き最小量だけの紫外線を検出した。
【００４０】一旦、ネオンが３Ｓ及び３Ｐ軌道に分布さ
れると、ネオンを自然に崩壊せしめて紫外線放射を放射
することが必要である。電界を連続させることによっ
て、ネオンは、追加的なより高い軌道へ励起されて波長
の広い範囲での放射を導く。その結果、オフ期間が、ゼ
ロ電圧に向かう。オフ期間は、ネオンを崩壊（紫外線放
射を放射）させるのに十分な長さであるべきである。全
てのネオンが崩壊する前にパルスをオン状態に戻すと、
励起状態のいくつかのネオン原子を捕らえて、それらを
より高い軌道状態へ上げる。オフ期間が短くなれば、よ
り多くの原子が捕捉され、スペクトルのシフトが紫外線
領域からより大きく離れることになる。ネオンの全てが
崩壊するのを待っていると、最も集中された紫外線をも
つスペクトルが得られる。しかしながら、全てのネオン
の崩壊後だけパルスをオン状態に戻すことは、非効率
で、ランプの全出力を制限するだけである。また、オフ
期間が長くなると、安定器がネオンを再度イオン化して
高電力を提供することが難しくなる。そのため、衝突さ
れるべき効率的な平衡がある。最小のオフ期間は、ネオ
ンのいくらかを崩壊せしめるのに十分な長さをもつべき
である。さらに好ましくは、オフ期間は、３Ｐ及び３Ｓ
軌道からのネオンの平均的な崩壊期間（存続期間）に等
しいあるいはこれより長くあるべきである。実際には、
オフ期間は、ネオン放電のおよそ大部分の崩壊時間であ
るべきだが、全てのネオンについて同一の状態から完全
に崩壊するための期間より長くする必要はない。本出願
人は、５．０マイクロ秒以下のオフ期間が紫外線を発生
する場合に非効率であるのに、２０マイクロ秒以上ある
いは等しいオフ期間は紫外線を発生する場合に効率的で
あることを発見した。
【００４１】オン期間あるいはオフ期間を調節すること
によって、ランプの紫外線出力は、増減できる。蛍光体
の励起状態時にパルスの持続時間を調節することの効果
は、光源の色を変えることができるように利用される。
蛍光体の放射とネオンの放射との量をシフトすることに
よって、色を変えることができる。全部被覆された管で
は、蛍光体被膜を介して濾波するネオン放射と励起され
る蛍光体放射とが混合して、観察される色を得る。ネオ
ンの放射強度に何らかの低減が生じていて、反射器用ア
プリケータあるいは集中器を含む光学装置がない場合に
は、光源の一様な強度の輪郭は重要である。気圧、パル
ス幅及び反復率は、ネオン放射と蛍光体放射とからの貢
献を最適化するように調節できる。
【００４２】いくつかの状況では、蛍光体の貢献を徐々
に低減し残りのネオンの放射を高めることによって色を
変化させることさえ所望できる。これは、パルス化され
た電力出力のデューティーサイクルを定常の直流あるい
はＡＣあるいはＤＣ状態まで徐々に増大することによっ
て達成できる。パルスオンあるいはパルスオフの期間は
調節できる。別の動作方法は、一連のパルスにおいて異
なるパルスの型を供給することである。第一の型のパル
スは、可視のネオン放射とともに蛍光体を刺激するのに
向けられている。これらは、ただ可視のネオン放射を刺
激するのに向けられている第二の型のパルスと交互に繰
り返すことができる。パルスは素早く生じるから、目は
ランプの出力を平均化する。何らかの短い時間期間内に
二つ（あるいはそれ以上）のパルスの型の数の比が、入
力の流れの中で調節されてランプの色をシフトできる。
【００４３】自動車用のいくつかの条件として、色が素
早く変化すること、例えば、赤色のテール及びストップ
機能から琥珀色の方向支持機能へ即座に変化することが
所望できる。このような二色のランプは、蛍光体で全部
被覆されたランプとして構成でき、ネオンの赤色のいく
らかがこの蛍光体被膜を通り抜けることができる。好ま
しくは、ランプは、開口部を形成するランプの長さ方向
に走る被覆されてないストリップ部をもつ蛍光体で被覆
された管として形成される。開口付きランプは、また開
口輝度を高めるために反射性の下塗りを含むこともでき
る。図３は、部分的に破断した開口付きランプの断面図
である。そうでなければ、開口付きランプは、外囲器１
２と部分被膜２８とが蛍光体被膜内に形成されて開口を
作るギャップ３０をもち軸方向に延長して、図２に示さ
れる全部被覆された管と同様に形成できる。蛍光体を介
しての開口が、最初の蛍光体被膜の一部を擦りとって形
成されてランプの内側を見るような透明な開口を残すこ
とができる。直径５ｍｍのランプの場合の好ましい開口
は、約１ｍｍ幅、あるいは管の中心軸から約３５〜４５
度の弧であるのが好ましい。そのため、残留する内側に
面する蛍光体の表面から最も輝いて放射される蛍光体に
より発生される光と、アークにより発生される光とが、
混合して開口を直接通り抜ける。そのため、開口を通り
抜ける光は、外部に達する前に蛍光体被膜により濾波さ
れない。その結果が、開口を通して見た時にずっと明る
い光源となり、そしてまたネオンと蛍光体とのスペクト
ルは、開口を通して見るときも混合されている。
【００４４】図４は、追加的に反射被膜２７が外囲器１
２と蛍光体被膜２８との間に位置する開口付きランプを
示す。反射被膜２７は、外囲器１２のキャビティへ光を
戻して光が実質的に開口３０だけから漏れ出るようにす
る。好ましい反射被膜は、アルミナ（酸化アルミニウ
ム）であり、概して蛍光体被膜２８と全く同一空間を占
める。反射被膜２７と蛍光体被膜２８とは、一般に使用
される技術によって適当に懸濁液として供給されて乾燥
されて焼かれる。
【００４５】図３、４、５及び６は、レンズが開口の前
部に配置された開口付きランプを示す。図３、４及び５
の各場合において、ネオンランプは、外囲器１２と、約
３５〜４５度の軸方向に延長するギャップ３０をその内
部にもつ反射被膜２７（図４、５及び６）と、約３５〜
４５度の軸方向に延長するギャップ３０をその内部にも
つ蛍光体被膜２８（図３、４、５及び６）と、から形成
される。図３において、ネオンランプは、このネオンラ
ンプ管の約二倍の直径をもつソリッド（中身のある）円
形ガラスロッド３２に接触させた。ロッド３２は、開口
を形成するギャップ３０の前部に配置されて開口の中心
線に沿ってランプの管に接する。円形ロッドは、安価
で、またランプ軸とレンズ軸を含む平面内の開口である
から一層この開口から現れ出た光を収束するのにかなり
効果的なレンズとなる。図４では、同様のソリッド円形
ロッド３４は、平坦な面３６を開口に対面させるように
軸方向に切断されるあるいは研磨される。平坦面３６
は、開口とほぼ同一幅をもつ。平坦面３６をもつロッド
３４は、作るのがより高価であるが、幾分か効率のよい
レンズを提供する。図５は、くりぬいた面４０をもつ同
様のロッド３８を示す。そのためロッド３８及びランプ
は、面４０に沿ってぴったりと接触させて接合できる。
図６は、レンズがランプの外囲器壁の一部として形成さ
れる単一片ランプ管を示す。単一片ランプ管は、同様の
大きさ及び形状の外囲器部分１２’と、同様に形成され
たギャップ３０’をもつ同様の大きさ及び形状の反射被
膜２７’及び蛍光体被膜２８’とをもつ。外囲器は、さ
らに開口の領域から延長するソリッドロッド状部４２を
含むように形成されて、外囲器壁１２’の一体型レンズ
部を形成する。一体型レンズ４２は、製造するのが最も
高価であるが、最も効率の良いレンズを提供すると考え
られる。軸方向に延長するレンズ３２、３４、３８ある
いは４２は、開口ギャップ３０の長手方向と平行に走る
ように配置される。特定の選択されたレンズの形状は、
照射されるべき領域に依存し、このレンズの選択は、設
計者の技術内にあると考えられる。本出願人は、安価
で、ランプ軸から開口への方向に光を効率よく差し向け
るような円形セクションレンズが好ましいと考えてい
る。いずれにしても、レンズは、放射された光を収束さ
せ、それによって、例えば道路上に比較的より多くの光
を差し向ける。
【００４６】ネオンは、およそ７４ｎｍ（７３．６ｎｍ
及び７４．３ｎｍ）に二つの真空紫外線放射のラインを
もつ。通常、この放射は、付近のネオンによって再吸収
されると考えられる。比較的薄いランプでは、この放射
の一部が蛍光体被膜に隣接して起こり、蛍光体によって
吸収され得る。本出願人の発見を説明する別の機構は、
適当な刺激の下でのネオン原子が蛍光体あるいは壁に接
触したときに解放される準安定状態に位置付けできると
いうことである。蛍光体は、励起されたネオンからエネ
ルギーを受け取り、その後、目に見える範囲の光を放射
する。タイプ２５１の蛍光体は、７４ｎｍのネオン放射
に反応して緑色の光を放射し、ネオンの赤色光のいくら
かと混ざって、琥珀色の光を生成する。ネオンの赤色の
量に対して、生成される７４ｎｍの放射の量を調節する
ことによって、混ざった光の色を調節することができ
る。
【００４７】本出願人は、さらに６０ｋＨｚの正弦波の
刺激が封入されたネオンに供給される時にはタイプ２５
１及び珪酸亜鉛鉱の蛍光体が反応しないことを発見し
た。ネオンは、それ自体反応して赤色光を発っしたが、
蛍光体を刺激して放射しなかった。そのため、同一ラン
プは、琥珀色（蛍光体の緑色とネオンの赤色との合成）
あるいはネオンそのままの赤色のいずれかを得るため
に、異なる電気的条件の下で動作できた。
【００４８】動作ランプの電圧は、ランプの長さに応じ
て選択される。開示されたネオンランプは、概して４０
〜７０ボルトＲＭＳ／電極間隔の単位センチメートル及
び約０．５〜５．０ミリアンペアＲＭＳ／電極間隔の単
位センチメートルで動作される。最良の数値は、約２．
２ミリアンペアＲＭＳ／電極間隔の単位センチメートル
であると考えられる。ランプのワット数は、約５．０〜
約５０．０ワットの範囲にでき、より長い長さのランプ
がより大きいワット数をもつ。
【００４９】ランプ動作の方法は、またランプの効率と
放射光の色度とに関連する。パルス幅を変えることによ
って、ネオンのような希ガスの放射によるランプの色
を、赤みを帯びたオレンジから深い赤へシフトすること
ができる。その結果、所望の放出種を励起する電力を供
給してネオン原子を最良の励起レベル（３Ｓ及び３Ｐの
位置）まで上げるのに必要とされる限りそのようにする
ことが、カンデラ及びＳＡＥの赤色の生成の両方にとっ
てより効率的である。そのため、適当に励起されたネオ
ン原子が放出されて衝突し所望の蛍光体を刺激する波長
あるいは所望の可視光の周波数を放出するので、エネル
ギーは、各サイクルでセーブできる。
【００５０】本出願人はさらに、蛍光体により発生され
る可視光の成分を高めるために、パルス電圧が実質的に
パルス間ではゼロに降下させるべきであることを発見し
た。パルス間に長引く電圧がある場合には、ネオンは比
較的赤い光をより多く放出して紫外線の放出を比較的少
なくするように、つまり蛍光体衝突にとって準安定にな
るように刺激され続ける。これは、蛍光体によって生成
される色の成分を減少させる。その結果、蛍光体で被覆
されたネオンランプは、好ましくはゼロ電圧点をもつ３
パーセント以下のデューティーサイクルで２０ｋＨｚの
ようなパルス化モードで動作できる。パルス化された電
気エネルギーが、パルス化された直流あるいはチョップ
された連続波電流あるいはスイッチされた高周波電力あ
るいは種々の他の形式で呼ぶことができることは理解さ
れよう。パルスがネオン原子を３Ｓあるいは３Ｐ軌道へ
刺激するのに十分な立ち上がりをもつ電気領域パルス
（オン期間）をもつことが重要である。その後、パルス
は、励起されたネオン原子の少なくともいくらかが崩壊
し得るのに十分なオフ期間が次に続くべきである。好ま
しい数値は、ゼロ電圧点をもつ約７４ｎｍのネオンの放
射減衰時間以上のある周波数の１μ秒のパルス幅であ
る。その後、ランプは、自動車用照明についてのＳＡＥ
及びＥＣＥにより設定される色座標の要件を満たす琥珀
色の光を生成するように動作できる。混合される蛍光体
及びネオンの色を持つように意図されるランプの場合、
パルス幅は、１〜５０μ秒であるべきである。パルス周
波数は、紫外線放射を刺激するのに十分な範囲内、ある
いは選択した蛍光体を刺激する準安定状態であるべきで
ある。
【００５１】図７は、異なるデューティーサイクルで動
作されたネオンランプの光出力についての色座標を示
す。このランプは、２０ｋＨｚで動作された３８．１ｃ
ｍ（１５インチ）、１００トル、純粋ネオンのランプだ
った。ランプが概して３％以下のデューティーサイクル
で動作されるとき（領域４４）には、出力色は琥珀色で
あった。同一のランプが概して約３％以上のデューティ
ーサイクルで動作されるとき（領域４６）には、出力色
は赤みがかったオレンジ色あるいは赤色であった。長い
デューティーサイクルほど赤みがかった光が得られる。
特定のデータが、次のテーブルにおいて要約される：
【表１】
【００５２】そのため、同一のランプは、異なるパルス
化モードで動作あるいはパルス化されてないサイン波形
状態で動作されて赤色光を発生できる。あるデューティ
ーサイクル（あるいはパルス幅）状態から別の状態へ変
化させることによって、同一ランプがある色から別の色
に切り替えできる。
【００５３】動作電圧は、ランプの大きさに応じて１０
００〜１０，０００ボルトあるいはそれ以上の範囲にで
きる。同様に、電流は、２０ｍＡから１Ａの範囲にでき
る。
【００５４】要約すると、ＳＡＥの赤色色度を満たす最
良の圧力は、ランプの長さに一部依存して純粋ネオンの
２０〜２２０トルである。電気効率に対する最良の圧力
は、できるだけ小さいが、スパッタリング制御のための
最良の圧力は、５０トル以上で、より好ましくは７０ト
ル〜１３０トルである。カンデラ効率についての最良の
周波数は、２５ｃｍ（１０インチ）の長さのランプの場
合、１２〜１７ｋＨｚである。琥珀色の場合の最良のデ
ューティーサイクルは、２０ｋＨｚで３％以下である
が、ＳＡＥの赤色に必要なデューティーサイクルは、２
０ｋＨｚで５０％以上である。十分な量のエネルギーが
選択したデューティーサイクルに供給されることが必要
であることと、ゼロ電圧交差が好ましいことと、供給パ
ルスの鋭い頂点が好ましいこととは、理解されよう。本
出願人は、１．４１より大きな波効率を好む。本出願人
は、４〜８の波効率が効率的であることを発見して、波
効率が高くなるにつれて、蛍光体の刺激についての結果
が良くなると考えている。また、本出願人は、より高い
周波数がより長い長さのランプでは重要かもしれないと
現在考えている。最良の実際的な装置の周波数は、ほと
んどの人間の聞き取り限界あるいは約２０ｋＨｚのすぐ
上である。カンデラ効率についての最良のパルス幅は、
２０マイクロ秒以下である。
【００５５】
【実施例】作業例において、寸法のいくつかは、およそ
次のとおりであった：管状外囲器は、１７２４硬質ガラ
スから製造され、全長５０ｃｍで、内径３．０ｍｍで、
壁厚１．０ｍｍで、外径５．０ｍｍの管状壁をもった。
内径５．０ｍｍで、外径７．０ｍｍのランプもまた製造
され、僅かに長い直径は開口を作るのが便利である。電
極は、ニッケルカップ上に締止されて支持するモリブデ
ン製シャフトから製造された。各ニッケルカップは、Sy
lvania 8488 として知られるアルミナ及びジルコニウム
のゲッター材料で被覆された。モリブデン製ロッドは、
０．５０８ｍｍ（０．０２０インチ）の直径をもってい
た。モリブデン製ロッドの外端部は、より太い（約１．
０ｍｍ）外側ロッドに溶接されて接合された。外側ロッ
ドの内端部は、約２あるいは３ｍｍだけ封止管内に延長
させた。より太い外側ロッドは、細い内側電極支持ロッ
ドよりも曲げに耐えることができる。カップリップは、
ロッドの場合よりも外囲器内の奥まで約２．０ｍｍ延長
した。
【００５６】外囲器の内面は、イットリウム及びアルミ
ナ及び酸化セリウムの蛍光体成分で被覆された。ガス充
填材は、純粋ネオンであり、２０〜２２０トルの範囲の
圧力（好ましくは、約１００トル）であった。ランプ
は、１２．７ワットで動作されて、１１．４３カンデラ
（０．９カンデラ／ワット）を発生した。ランプの光
は、ＳＡＥの琥珀色の要件を満たす琥珀色であった。
【００５７】
【発明の効果】内径５．０ｍｍで外径７．０ｍｍで純粋
ネオン１００トルのランプは、Sylvania 251 蛍光体で
被覆され、４％デューティーサイクルで１８ｋＨｚで動
作（パルス化）された。ランプは、１．７２カンデラ／
ワットに対して、２１．５１カンデラを発生した。光
は、（０．６０７、０．３８８）の色座標であった。同
様のランプが、１あるいは２ｍｍの開口で製造され、同
様の様式で動作された。第二のランプは、（０．６２
０、０．３８０）の色座標で３．７１カンデラ／ワット
で開口を介して４５．８２カンデラを発生した。開口を
もつ第二ランプが発生した光は、第一ランプの２１３％
であった。第三ランプが、同様に１あるいは２ｍｍの開
口で製造され、光検出器に向けて光を収束するようにガ
ラスロッドレンズを使って同様の様式で動作された。第
三ランプは、（０．６１１、０．３８３）の色座標で
７．６７カンデラ／ワットで開口を介して９７．２５カ
ンデラを発生した。開口及びレンズをもつ第三ランプが
発生した光は、第一ランプの４５１％であった。
【００５８】本発明の好ましい実施例と現在考えられる
ものを図示し説明してきたけれども、当業者であれば、
本発明の技術思想から逸脱することなく種々の変更及び
修正が可能であることは明白であろう。かかる変更及び
修正は全て本発明の技術思想に包含されるべきものであ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】異なる温度で動作された蛍光ランプのルーメン
出力を示す図である（従来例）。
【図２】パルス発生器によって動作される車両用のスト
ップネオンランプの好ましい実施例の一部破断した図で
ある。
【図３】あるレンズ構造をもつ開口付きランプの一部破
断した断面図である。
【図４】図３とは別のレンズ構造をもつ開口付きランプ
の一部破断した断面図である。
【図５】図３及び４とは別のレンズ構造をもつ開口付き
ランプの一部破断した断面図である。
【図６】図３〜５とは別のレンズ構造をもつ開口付きラ
ンプの一部破断した断面図である。
【図７】異なるデューティーサイクルで動作されたラン
プについての光出力についての色座標を示す図である。
【符号の説明】
１０ 車両用のネオンストップランプ １２ 管状外囲器 １２’ レンズ一体型外囲器 １４ 第一電極 １６ 外囲器の内径 １８ 外囲器壁の厚さ ２０ 外囲器の外径 ２２ ネオンガス充填物 ２４ 第二電極 ２５ パルス発生器 ２６ 蛍光体被膜 ２７、２７’ 反射被膜 ２８、２８’ 蛍光体被覆 ３０、３０’ ギャップ ３２、３４、３８ 円形ガラスロッドレンズ ３６ 平坦面 ４０ くりぬき面 ４２ 一体型レンズ ４４ 琥珀色領域 ４６ 赤みがかったオレンジ領域
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０５Ｂ 41/24 Ａ (72)発明者 ジョージ・ジェイ・イングリッシュ アメリカ合衆国マサチューセッツ州リーデ ィング、ヒルサイド・ロード34

Claims (52)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 少なくとも２０トルの圧力を持つ封入さ
    れた実質的に純粋なネオン充填物と、特定のエネルギー
    レベルまで刺激されたネオンに反応する封入された蛍光
    体と、をもつ放電ランプを使って光を発生する方法にお
    いて、 ａ）オフ期間に続くオン期間をもつパルス化された電気
    エネルギーをネオンガスに供給し、その結果ネオンに蛍
    光体を刺激させて第一色度をもつ第一可視波長領域内の
    光を放射させ、電気エネルギーを追加的に供給してネオ
    ンを刺激して第二色度をもつ第二波長領域内の可視光を
    放射させる段階と、 ｂ）前記第一色度光と前記第二色度光とを合成して第三
    色度をもつ合成光を得る段階とを有する前記方法。
  2. 【請求項２】 前記パルス化電気エネルギーの前記オン
    期間が２５マイクロ秒に等しいかあるいはそれ以下であ
    る請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 前記オン期間が１０マイクロ秒以下であ
    る請求項２に記載の方法。
  4. 【請求項４】 前記オン期間が２マイクロ秒以下である
    請求項２に記載の方法。
  5. 【請求項５】 前記パルス化電気エネルギーの前記オフ
    期間が、ネオン放電の放出の平均的な崩壊期間以上であ
    る請求項１に記載の方法。
  6. 【請求項６】 前記オフ期間が５．０マイクロ秒に等し
    いかあるいはそれ以上である請求項１に記載の方法。
  7. 【請求項７】 前記オフ期間が２０マイクロ秒に等しい
    かあるいはそれ以上である請求項１に記載の方法。
  8. 【請求項８】 前記オン期間が２マイクロ秒以下であ
    り、かつ前記オフ期間が２０マイクロ秒に等しいかある
    いはそれ以上である請求項１に記載の方法。
  9. 【請求項９】 少なくとも２０トルの圧力を持つ封入さ
    れた実質的に純粋なネオン充填物と、特定のエネルギー
    レベルのネオンによって刺激に反応する封入された蛍光
    体と、をもつ放電ランプを使って異なる色度を持つ光を
    発生する方法において、 ａ）オフ期間に続くオン期間をもつパルス化された電気
    エネルギーをネオンガスに供給し、その結果ネオンに蛍
    光体を刺激させて第一色度をもつ第一可視波長領域内の
    光を放射させ、かつ電気エネルギーを追加的に供給して
    ネオンを刺激して第二色度をもつ第二波長領域内の可視
    光を放射させる段階と、 ｂ）前記第一色度光と前記第二色度光とを合成して第三
    色度をもつ合成光を得る段階と、 ｃ）前記電気エネルギーを調節して前記ネオンに前記蛍
    光体を刺激させる状態と前記ネオンに可視光を放射させ
    る状態との間をシフトさせ、それにより前記第一色度で
    発生される光の量と前記第二色度で発生される光の量と
    を調節し、それにより前記第三色度をもつ合成した光の
    色度を調整する段階とを有する前記方法。
  10. 【請求項１０】 前記オン期間が前記蛍光体の刺激を可
    能にする最大のオン時間以下であり、かつ前記オフ期間
    が前記蛍光体を刺激するための最小オフ時間以下から前
    記蛍光体を刺激するための最小オフ時間以上の時間まで
    を調節される、請求項９に記載の方法。
  11. 【請求項１１】 前記オン期間が３マイクロ秒以下であ
    り、かつ前記オフ期間が２０マイクロ秒以下から２０マ
    イクロ秒以上までを調節される、請求項９に記載の方
    法。
  12. 【請求項１２】 前記オン期間が１〜２マイクロ秒であ
    り、かつ前記オフ期間が２０マイクロ秒以下から２０マ
    イクロ秒以上までを調節される、請求項１１に記載の方
    法。
  13. 【請求項１３】 前記オフ期間がネオンの平均崩壊期間
    以上であり、かつ前記オン期間が３マイクロ秒以下から
    ３マイクロ秒以上までを調節される、請求項９に記載の
    方法。
  14. 【請求項１４】 前記オフ期間が５マイクロ秒に等しい
    かこれ以上であり、かつ前記オン期間が２マイクロ秒以
    下から２マイクロ秒以上までを調節される、請求項９に
    記載の方法。
  15. 【請求項１５】 前記オフ期間が２０マイクロ秒に等し
    いかこれ以上であり、かつ前記オン期間が２マイクロ秒
    以下から２マイクロ秒以上までを調節される、請求項９
    に記載の方法。
  16. 【請求項１６】 少なくとも２０トルの圧力を持つ封入
    された実質的に純粋なネオン充填物と、ネオンによる紫
    外線放射に反応する封入された蛍光体と、をもつ放電ラ
    ンプを使って光を発生する方法において、 ａ）第一エネルギーパターンをもつ電気エネルギーを供
    給してネオン充填物に紫外線を放射させて前記蛍光体を
    刺激して第一色度をもつ第一波長領域内の光を放射さ
    せ、かつ前記ネオンに第二色度をもつ第二波長領域内の
    光を追加的に放射させる段階と、 ｂ）前記第一色度光と前記第二色度光とを合成して第三
    色度をもつ光を得る段階とを有する前記方法。
  17. 【請求項１７】 封入された水銀を含まない実質的にネ
    オンの充填物と、３Ｓエネルギーレベルからのネオンに
    よる放射に反応する封入された蛍光体と、をもつ放電ラ
    ンプを使って光を発生する方法において、 ａ）１〜５０ｋＨｚの割合でなく２０マイクロ秒から以
    下のパルス幅をもつパルス化電気エネルギーをネオンに
    供給してそれによってネオンに第一色度をもつ第一波長
    領域内の光を主に放射させる段階と、 ｂ）１〜５０ｋＨｚの割合で２０マイクロ秒から以下の
    パルス幅をもつパルス化電気エネルギーをネオンに供給
    してそれによってネオンガスに前記蛍光体を刺激させて
    第二色度をもつ第二波長領域内の光を放射させる段階
    と、 ｃ）前記第一色度光と前記第二色度光とを合成して第三
    色度をもつ光を得る段階とを有する前記方法。
  18. 【請求項１８】 封入された水銀を含まないネオン充填
    物と特定のエネルギーレベルまで刺激されるネオンに反
    応する封入された蛍光体とをもつランプを動作する方法
    において、 ａ）第一状態において、電気エネルギーを供給してネオ
    ンに第一色度をもつ可視光を放射させる段階と、 ｂ）第二状態において、電気エネルギーを供給してネオ
    ンに可視光と紫外線とを放射させて前記蛍光体を刺激し
    追加的な可視光を発生させ、それによって第二色度をも
    つ合成可視光を生成する段階と、 ｃ）前記第一状態と前記第二状態との間でスイッチし
    て、ランプに前記第一色度の放射光から前記第二色度の
    放射光までをスイッチさせる段階とを有する前記方法。
  19. 【請求項１９】 電気的な入力を調節して第一波長及び
    第二波長の光の相対濃度を変え、それによって合成光の
    色度を調整する段階を更に含む請求項１７に記載の方
    法。
  20. 【請求項２０】 電気エネルギーがパルス化されて第一
    波長光の刺激及びその結果としての第二波長光に対応す
    る第一パルス形式をもち、さらに第三波長形式の刺激に
    対応する第二パルス形式をもつ、請求項１８に記載の方
    法。
  21. 【請求項２１】 前記第二パルス形式と第一パルス形式
    との比は入力信号において調整でき、それによって合成
    光における第二波長光と第三波長光との相対濃度を調整
    する請求項１９に記載の方法。
  22. 【請求項２２】 密封容積を画定するガラスと、前記ガ
    ラス製外囲器内に侵入する第一電極と、前記ガラス外囲
    器に侵入する第二電極と、ネオンにより発生される紫外
    線に反応する蛍光体被膜と、前記密封容積内に位置付け
    られる実質的に純粋なネオン充填物と、を有するネオン
    ランプを動作する方法において、 前記封入されたネオン充填物を介して前記第一電極と前
    記代に電極との間にパルス化された電気エネルギーを供
    給する段階をもち、 前記パルスは、１．４１以上の波高率と、ネオン原子を
    基底状態から３Ｓ状態まで刺激するのに必要とされるエ
    ネルギーより少なくなくかつネオン原子を基底状態から
    ３Ｐ状態以上まで刺激するのに必要なエネルギーより大
    きくないエネルギー内容とをもち、前記パルスは、ネオ
    ン放電の平均崩壊時間以上の期間によって刺激される蛍
    光体へ紫外線を発生ることによって結局それに分離され
    る、前記方法。
  23. 【請求項２３】 前記パルス幅が２０マイクロ秒以下で
    ある請求項２２に記載の方法。
  24. 【請求項２４】 デューティーサイクルが３パーセント
    以下である請求項２２に記載の方法。
  25. 【請求項２５】 前記周波数が、１〜５０ｋＨｚである
    請求項２２に記載の方法。
  26. 【請求項２６】 前記周波数が、２０ｋＨｚである請求
    項２２に記載の方法。
  27. 【請求項２７】 前記パルス幅が１〜２マイクロ秒であ
    る請求項２２に記載の方法。
  28. 【請求項２８】 前記パルス幅が８〜１４マイクロ秒で
    ある請求項２２に記載の方法。
  29. 【請求項２９】 前記パルス幅が１０〜１２マイクロ秒
    である請求項２２に記載の方法。
  30. 【請求項３０】 デューティーサイクルが３パーセント
    以下である請求項２２に記載の方法。
  31. 【請求項３１】 ネオンは含むが水銀は含まないガス充
    填物と、封入された蛍光体と、をもつネオン希ガス放電
    ランプを動作する方法において、 ａ）０．５〜３．０パーセントのデューティーサイクル
    をもつ直流のパルスを、 ｂ）１０〜５０ｋＨｚで供給する段階を有する方法。
  32. 【請求項３２】 およそ７４ｎｍの紫外線に感応して緑
    色を放射する蛍光体の存在下で主に３Ｓエネルギーレベ
    ルまでネオン容積の第一容積を刺激すると同時に、ネオ
    ンの赤色を放射するために前記ネオンの第二容積を刺激
    することによって、赤色のネオンの放射と緑色の蛍光体
    の放射とが混ざって琥珀色を形成する、琥珀色の光を発
    生する方法。
  33. 【請求項３３】 およそ７４ｎｍの紫外線に感応して緑
    色を放射する蛍光体の存在下で主に３Ｓエネルギーレベ
    ルまで崩壊する主に３Ｐエネルギーレベルまでネオン容
    積の第一容積を刺激すると同時に、ネオンの赤色を放射
    するために前記ネオンの第二容積を刺激することによっ
    て、赤色のネオンの放射と緑色の蛍光体の放射とが混ざ
    って琥珀色を形成する、琥珀色の光を発生する方法。
  34. 【請求項３４】 密閉容積を画定するガラス製外囲器
    と、前記ガラス製外囲器内に侵入する第一電極と、前記
    ガラス製外囲器内に侵入する第二電極と、ネオンにより
    発生された紫外線に反応する蛍光体被膜と、２０トルあ
    るいはそれ以上まで加圧される前記密封容積内の実質的
    に純粋なネオン充填物と、を有する琥珀色の光を発生す
    るためのネオンランプ。
  35. 【請求項３５】 前記外囲器は、内径が９ｍｍに等しい
    あるいはこれ以下である請求項２２に記載の方法。
  36. 【請求項３６】 前記外囲器は、内径が７ｍｍに等しい
    あるいはこれ以下である請求項２３に記載の方法。
  37. 【請求項３７】 前記外囲器は、内径が５ｍｍに等しい
    あるいはこれ以下である請求項２４に記載の方法。
  38. 【請求項３８】 ａ）光透過材料から形成され、密封容
    積を画定する壁をもち、ある直径を持つ、外囲器と、 ｂ）外部から前記壁を介して延長して密封容積に接触す
    る第一冷電極と、 ｃ）外部から前記壁を介して延長して密封容積に接触す
    る第一冷電極と、 ｄ）効果的な量の水銀を含んでおらず、他の充填物成分
    をせいぜい少量だけ含んでいて、前記電極間で電気的刺
    激の第一状態のときに第一波長の光出力を提供できる前
    記密封容積内に捕獲される、実質的に純粋なネオンガス
    充填物と、 ｅ）前記外囲器内に封入されて、第一波長光に反応して
    可視の範囲内の第二波長光を発生する蛍光体被膜とを有
    する希ガス放電ランプ。
  39. 【請求項３９】 前記外囲器は、内径が９ｍｍに等しい
    あるいはこれ以下である請求項３８に記載のランプ。
  40. 【請求項４０】 前記外囲器は、内径が７ｍｍに等しい
    あるいはこれ以下である請求項３９に記載のランプ。
  41. 【請求項４１】 前記外囲器は、内径が５ｍｍに等しい
    あるいはこれ以下である請求項４０に記載のランプ。
  42. 【請求項４２】 前記蛍光体は、イットリウム及びアル
    ミナ及び酸化セリウムを含むものである請求項３８に記
    載のランプ。
  43. 【請求項４３】 前記蛍光体は、珪酸亜鉛鉱を含むもの
    である請求項３８に記載のランプ。
  44. 【請求項４４】 前記外囲器壁に隣接して反射被膜があ
    り、前記蛍光体被膜が前記反射被膜と前記ネオンとの中
    間に位置付けられる、請求項３８に記載のランプ。
  45. 【請求項４５】 前記蛍光体がイットリウム及びアルミ
    ナ及び酸化セリウムを含んでいる請求項４４に記載のラ
    ンプ。
  46. 【請求項４６】 希ガス充填物がネオンと追加的なガス
    との混合物であり、その追加ガスの構成成分はアルゴン
    とヘリウムとクリプトンと窒素とラドンとキセノンとを
    有するグループから選択でき、このような追加ガスの何
    か一つが全ガス充填物の１重量パーセント以下を提供す
    る、請求項３８に記載のランプ。
  47. 【請求項４７】 ａ）光透過材料から形成され、密封容
    積を画定する壁をもつ、外囲器と、 ｂ）外部から前記壁を介して延長して密封容積に接触す
    る第一冷電極と、 ｃ）外部から前記壁を介して延長して密封容積に接触す
    る第一冷電極と、 ｄ）効果的な量の水銀を含んでおらず、前記電極間で電
    気的刺激の第一状態のときに第一波長の光出力を提供で
    きる前記密封容積内で捕獲される、ネオンガス充填物
    と、 ｅ）前記外囲器内に封入されて、第一波長光に反応して
    可視範囲内の第二波長光を発生すの蛍光体被膜であっ
    て、前記蛍光体被膜内に形成されてランプに沿って軸方
    向に延長して前記蛍光体表面からの放射と前記ネオン充
    填物からの放射とを通過させるギャップをもつ、蛍光体
    被膜とを有する希ガス放電ランプ。
  48. 【請求項４８】 ギャップは約１．０ｍｍの幅である請
    求項４７に記載のランプ。
  49. 【請求項４９】 ギャップは、ランプ軸から３５〜４５
    度の視角を提供する請求項４７に記載のランプ。
  50. 【請求項５０】 前記外囲器に接して前記外囲器と前記
    蛍光体被膜との中間に配置される反射被膜をもつ請求項
    ４７に記載のランプ。
  51. 【請求項５１】 前記ギャップは、約１．０ｍｍの幅で
    ある請求項４５に記載のランプ。
  52. 【請求項５２】 ギャップは、ランプ軸から３５〜４５
    度の視角を提供する請求項４９に記載のランプ。
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