JPH11329355A - 低圧放電ランプおよび低圧放電ランプ点灯装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】水銀を用いることなく、比較的演色性の良好な
可視光を発生する低圧放電ランプおよびこれを用いた低
圧放電ランプ点灯装置を提供する。 【解決手段】内側放電容器および内側放電容器を包囲す
る外側放電容器を一体的に備えた多重管構造の放電容器
の内側放電容器に、相対的に作動時の圧力が低い発光放
電媒体を封入し、外側放電容器に、相対的に作動時の圧
力が高い発光放電媒体を封入した。各放電容器の放電生
起手段としては、電極形および無電極形の電気エネルギ
ー供給手段のいずれを用いてもよい。内側放電容器に封
入する発光放電媒体としては、たとえばバリウムおよび
ナトリウムなどを用いることができる。また、外側放電
容器に封入する発光放電媒体としては、たとえばネオ
ン、キセノンなどの希ガスを用いることができる。内側
放電容器は、外側放電容器によって包囲されて直接外気
に曝されないので、保温されるとともに、外側放電容器
内の放電によって加熱され、所要の作動温度に効率よく
昇温される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、放電媒体に水銀を
含まない低圧放電ランプおよびこれを用いた低圧放電ラ
ンプ点灯装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】低圧放電ランプは、高圧放電ランプに較
べて始動が容易であるとともに、点灯回路が小形にでき
るなどの長所がある。

【０００３】低圧放電ランプとしては蛍光ランプが代表
的であって、この蛍光ランプは、低圧水銀蒸気放電によ
る主として波長２５４ｎｍの紫外線を発生させ、この紫
外線を蛍光体層に照射して蛍光体を励起させて可視光に
変換している。したがって、蛍光体を選択することによ
り、任意所望の発光色を得ることができる。

【０００４】また、特殊用途であるが、低圧放電ランプ
には低圧ナトリウムランプがあり、主としてトンネル照
明用として用いられている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、蛍光ラ
ンプは、発光放電媒体として環境負荷の大きい水銀を用
いるので、環境保護の観点から好ましくない。

【０００６】また、蛍光ランプは、紫外線の変換効率が
約６０％であり、蛍光体の量子効率が１程度であって
も、エネルギーの大きな紫外線（波長２５４ｎｍ＝４．
９ｅＶ）をエネルギーの小さな可視光（波長３８０〜７
８０ｎｍ＝３．３〜１．６ｅＶ）に変換するので、紫外
線エネルギーの半分以上の損失を生じる。

【０００７】一方、低圧ナトリウムランプは、低圧ナト
リウム蒸気放電によって視感度の高い波長領域に直接可
視光を放射するので、発光効率が高く、水銀を用いない
ので、環境保護上も問題がない。

【０００８】ところが、低圧ナトリウムランプは、いわ
ゆるＤ線と称する波長５９０ｎｍの単色しか放射しない
ので、演色性が甚だ悪い。

【０００９】これに対して、人間の目の視感度のピーク
の５５５ｎｍに近い波長５５４ｎｍの放射を行う発光放
電媒体としてバリウムが知られているが、このものも低
圧では単色であるので、演色性が劣るとともに、蒸気圧
が低いので、保温対策を欠かすことができない。

【００１０】本発明は、水銀を用いることなく比較的演
色性の良好な可視光を発生する低圧放電ランプおよびこ
れを用いた低圧放電ランプ点灯装置を提供することを目
的とする。

【００１１】

【課題を達成するための手段】請求項１の発明の低圧放
電ランプは、相対的に内側に位置する内側放電容器およ
び内側放電容器を包囲する相対的に外側に位置する外側
放電容器を一体的に備えた多重管構造の放電容器と；内
側放電容器内に封入された相対的に作動時の圧力が低い
発光放電媒体と；外側放電容器内に封入された相対的に
作動時の圧力が高い発光放電媒体と；内側放電容器内に
放電を生起させる内側放電生起手段と；外側放電容器内
に放電を生起させる外側放電生起手段と；を具備してい
ることを特徴としている。

【００１２】本発明および以下の各発明において、特に
指定しない限り用語の定義および技術的意味は次によ
る。

【００１３】「多重管構造の放電容器」とは、中心側の
内側放電容器を外側放電容器が包囲する関係にあり、ま
たそれらの関係は相対的なものとして表現されているに
すぎない２重管以上の複数の放電容器が一体化されてい
る放電容器をいう。上記の相対的というのは、内側の放
電容器から見て外側にある放電容器は、相対的に外側に
位置する外側放電容器であるが、その外側放電容器のさ
らに外側に位置する放電容器がある場合に、最外側の放
電容器から見ると、内側にある放電容器は内側放電容器
でもある。内側放電容器および外側放電容器は、互いに
同軸関係にするのが一般的であるが、要すれば互いに偏
心関係にしてもよい。

【００１４】本発明における多重管構造の放電容器は、
数の制限がないが、実際的には２重管または３重管の放
電容器が好適である。

【００１５】「相対的に作動時の圧力が低い発光放電媒
体」とは、内側放電容器に封入されている発光放電媒体
と外側放電容器に封入されている発光放電媒体との相対
比較において、発光放電媒体が蒸気またはガスのいずれ
であっても、同一温度における放電容器内における圧力
が低くて、かつ発光に寄与する放電媒体をいう。たとえ
ば、バリウム、ナトリウムなどの金属が好適である。な
お、このような発光放電媒体を用いる場合に、始動ガス
およびバッファガスとしてキセノン、アルゴンなどの希
ガスを併用することができる。

【００１６】「相対的に作動時の圧力が高い発光放電媒
体」とは、同様に同一温度における放電容器内における
圧力が高い状態で用いられ、かつ発光に寄与する放電媒
体をいう。たとえば、キセノン、ネオンなどの希ガスを
０．１〜１０ｔｏｒｒ程度が好適である。

【００１７】「放電生起手段」とは、放電容器内に放電
を生起させる機能を有する手段をいい、放電容器内に封
装する電極形の電気エネルギー供給手段、および放電容
器の外部に配設された誘導コイルなどの無電極形の電気
エネルギー供給手段を包含する意味である。なお、内側
放電生起手段および外側放電生起手段のいずれか一方を
電極形の電気エネルギー供給手段とし、他方を無電極形
の電気エネルギー供給手段とすることもできる。

【００１８】また、放電生起手段が電極形の電気エネル
ギー供給手段の場合、熱陰極形および冷陰極形のいずれ
であってもよい。

【００１９】熱陰極としては、通常の蛍光ランプに用い
られているタングステン線からなる２重または３重のコ
イルに電子放射物質を被着させた構造などの電極を用い
ることができる。

【００２０】これに対して、冷陰極形の電極としては、
ニッケル、アルミニウムおよびタングステンなどの金
属、ＬａＢ₆、ＭｇＯ、ＴｉＮ、ＴａＣなどの金属化合
物などを用いることができる。

【００２１】さらに、放電生起手段が無電極形の電気エ
ネルギー供給手段である場合、上述した誘導コイルのよ
うな誘導結合形の他に、容量結合形および表面波放電形
などの既知の手段を採用することができる。

【００２２】そうして、本発明においては、内側放電容
器内に発生する放射と、外側放電容器内に発生する放射
とが混色した可視光を得ることができ、それぞれ放電媒
体が異なるので、その放射の波長または波長域も異なる
のが一般的であるから、全体として演色性が、内外いず
れか一方のみのときより改善される。

【００２３】また、内側放電容器は、実質的に外気に晒
されていないので、保温されるとともに、外側放電容器
内の放電媒体の放電によって外側放電容器が温度上昇す
る結果、外側放電容器によって包囲されている内側放電
容器が加熱されるので、封入されている発光放電媒体の
蒸気圧が所要の程度まで容易に上昇する。そのため、所
期のとおりに発光放電媒体が強く発光する。

【００２４】請求項２の発明の低圧放電ランプは、請求
項１記載の低圧放電ランプにおいて、相対的に作動時の
圧力が低い発光放電媒体は、バリウムおよびナトリウム
のいずれか一方または両方を主体とする放電媒体であ
り；相対的に作動時の圧力が高い発光放電媒体は、キセ
ノン、ネオンなどの希ガスを主体とする放電媒体であ
る；ことを特徴としている。

【００２５】相対的に作動時の圧力が低い発光放電媒体
として用いるバリウムは、低圧放電において波長５５４
ｎｍの緑色光を放射するが、前述したようにこの発光は
人間の視感度のピークに近いので、発光効率が高い。し
かし、作動時の圧力が低いので、内側放電容器を保温す
る必要がある。

【００２６】また、ナトリウムは、低圧放電において前
述したように波長５９０ｎｍの単色発光を行うが、バリ
ウムと同様に蒸気圧が低いので、やはり内側放電容器を
保温の必要がある。

【００２７】これらの蒸気圧の低い発光放電媒体に対し
て、外側放電容器内の発光放電媒体として用いる希ガス
は、これを内側放電容器の発光放電媒体より高い圧力に
設定して放電作動させることができる。そして、希ガス
放電による放射を加味することにより、演色性を改善す
るように構成することができる。

【００２８】請求項３の発明の低圧放電ランプは、請求
項１または２記載の低圧放電ランプにおいて、相対的に
作動時の圧力が高い発光放電媒体の放電によって発生し
た発光により励起されて発光する蛍光体層を具備してい
ることを特徴としている。

【００２９】相対的に作動時の圧力が高い発光放電媒体
が放射する波長とは異なる波長の可視光を得ようとする
場合には、本発明のように構成するのが効果的である。
たとえばキセノンを用いと、放電により紫外線が発生す
るので、蛍光体を適当に選択することにより、所望の可
視光を発生させることができる。すなわち、蛍光体を介
在させることにより、演色性改善の自由度を拡大させる
ことができる。

【００３０】請求項４の発明の低圧放電ランプは、内側
放電容器および内側放電容器を包囲する外側放電容器を
一体的に備えた多重管構造の放電容器と；内側放電容器
内に封入されたバリウムを主体とする発光放電媒体と；
外側放電容器内に封入されたネオンを主体とする発光放
電媒体と；内側放電容器内に放電を生起させる内側放電
生起手段と；外側放電容器内に放電を生起させる外側放
電生起手段と；を具備していることを特徴としている。

【００３１】本発明は、内側放電容器に封入する発光放
電媒体をバリウムとし、外側放電容器の封入する発光放
電媒体をネオンとすることにより、簡単な構成でバリウ
ムによる緑色光とネオンによる赤色光とを混色して演色
性が改善された低圧放電ランプを得ることができる。

【００３２】請求項５の発明の低圧放電ランプは、内側
放電容器および内側放電容器を包囲する外側放電容器を
一体的に備えた多重管構造の放電容器と；内側放電容器
内に封入されたナトリウムを主体とする発光放電媒体
と；外側放電容器内に封入されたキセノンを主体とする
発光放電媒体と；外側放電容器の内面側に形成され紫外
線によって励起されて青色発光を行う蛍光体層と；内側
放電容器内に放電を生起させる内側放電生起手段と；外
側放電容器内に放電を生起させる外側放電生起手段と；
を具備していることを特徴としている。

【００３３】本発明は、内側放電容器に封入する発光放
電媒体をナトリウムとし、外側放電容器の封入する発光
放電媒体をキセノンとするとともに紫外線によって励起
される蛍光体層を具備したことにより、簡単な構成でナ
トリウムによるオレンジ色光と蛍光体層による青色光と
を混色して演色性が改善された低圧放電ランプを得るこ
とができる。

【００３４】青色光を放射する蛍光体としては、ＢａＭ
ｇＡｌ₁₄Ｏ₂₃：Ｅｕ、Ｙ（Ｐ、Ｖ）Ｏなどを用いること
ができる。

【００３５】請求項６の発明の低圧放電ランプは、内側
放電容器および内側放電容器を包囲する外側放電容器を
一体的に備えた多重管構造の放電容器と；内側放電容器
内に封入されたバリウムを主体とする発光放電媒体と；
外側放電容器内に封入されたネオンおよびキセノンを含
む発光放電媒体と；外側放電容器の内面側に形成され紫
外線によって励起されて青色光を放射する蛍光体層と；
内側放電容器内に放電を生起させる内側放電生起手段
と；外側放電容器内に放電を生起させる外側放電生起手
段と；を具備していることを特徴としている。

【００３６】本発明は、外側放電容器内の各発光放電媒
体をそれぞれ発光させることにより、低圧放電ランプ全
体として白色光を得られるようにするとともに、外側放
電容器内の放電媒体を選択的に発光させることにより、
発光色を任意に変化させ得るように構成したものであ
る。

【００３７】すなわち、外側放電容器内に封入したネオ
ンおよびキセノンのうち、ネオンの放電により、波長６
４０ｎｍの赤色光が放射され、キセノンの放電により波
長１４７ｎｍの紫外線が放射する。そして、この紫外線
により励起された蛍光体層から青色光が放射する。

【００３８】一方、内側放電容器内のバリウム蒸気の放
電により緑色光が放射される。

【００３９】したがって、バリウムの緑色光、ネオンの
赤色光およびキセノン・蛍光体層の青色光をバランスさ
せることにより、白色光が得られる。

【００４０】また、所望によりネオンおよびキセノンを
選択的に放電させて、可変色の発光を得ることもでき
る。この場合には、点灯回路による印加電圧波形をネオ
ンおよびキセノンのいずれかのうち所望の発光放電媒体
が励起されやすい形状にすることによりを実現できる。

【００４１】請求項７の発明の低圧放電ランプは、第１
の内側放電容器、第１の内側放電容器を包囲する第２の
内側放電容器および第２の放電容器を包囲する外側放電
容器を一体的に備えた多重管構造の放電容器と；第１の
内側放電容器内に封入されたバリウムを主体とする発光
放電媒体と；第２の内側放電容器内に封入されたナトリ
ウムを主体とする発光放電媒体と；外側放電容器内に封
入されたキセノンを主体とする発光放電媒体と；外側放
電容器の内面側に形成され紫外線によって励起されて青
色光を放射する蛍光体層と；内側放電容器内に放電を生
起させる内側放電生起手段と；外側放電容器内に放電を
生起させる外側放電生起手段と；を具備していることを
特徴としている。

【００４２】本発明は、放電容器を３重管構造にしてバ
リウムによる緑色光およびナトリウムによるオレンジ色
光に加えて蛍光体による青色光を混色してほぼ白色光を
得るように構成したものである。

【００４３】バリウムは、ナトリウムより作動時の圧力
が低いので、最も内側の放電容器である第１の内側放電
容器に封入し、ナトリウムを第１の内側放電容器を包囲
する第２の放電容器に封入する。そして、キセノンは前
２者に比較して圧力を相対的に高くできるので、第２の
放電容器を包囲する外側放電容器に封入する。

【００４４】バリウムおよびナトリウムを封入する際に
希ガスを始動ガスおよびバッファガスとして封入するこ
とができる。

【００４５】そうして、本発明において、外側放電容器
における発光が蛍光体層からの青色光のみである場合に
は、多少赤色の見え方が劣るものの、白色光を得ること
ができる。しかし、外側放電容器内の発光放電媒体にネ
オンを加えることにより、赤色光を放射させてバランス
のよい白色光にすることができる。

【００４６】請求項８の発明の低圧放電ランプは、請求
項１ないし７のいずれか一記載の低圧放電ランプにおい
て、内側放電生起手段および外側放電生起手段は、放電
容器内に封装された電極であることを特徴としている。

【００４７】本発明は、各放電容器における放電生起手
段として電極を規定したものである。電極の態様につい
ては請求項１に記載したとおりである。

【００４８】請求項９の発明の低圧放電ランプは、請求
項１ないし７のいずれか一記載の低圧放電ランプにおい
て、内側放電生起手段および外側放電生起手段は、無電
極の電気エネルギー供給手段であることを特徴としてい
る。

【００４９】本発明は、各放電容器における放電生起手
段として無電極形の電気エネルギー供給手段を規定した
ものである。無電極形の電気エネルギー供給手段の態様
については請求項１に記載したとおりである。

【００５０】無電極形のエネルギー供給手段は、電極形
の放電生起手段に比較して長寿命にすることができる。

【００５１】すなわち、電極形の放電生起手段を用いて
高輝度の低圧放電ランプを得るには、高密度プラズマを
生成する必要があり、このためには大電流を通流させな
くてはならないので、必然的に発光効率は低下する。こ
れを防止するにはバッファガスの圧力を低く抑えなくて
はならないが、これにより電極の消耗を著しく速めて短
寿命になる。

【００５２】なぜなら、冷陰極を用いた放電において
は、電極のスパッタ率は電極降下で主に決まる。電極降
下電圧はｊ／ｐ²（ただし、ｊは電流密度、ｐは封入ガ
スの圧力）の増加関数であるからである。

【００５３】一方、熱陰極を用いた放電においては、ス
パッタに加えて蒸発でも熱電子放射物質が拡散で失わ
れ、この拡散量は圧力にほぼ反比例するからである。

【００５４】これに対して、無電極形の電気エネルギー
供給手段の場合には、上記した電極形の短所がないの
で、寿命が長くなる。

【００５５】ところが、無電極形の電気エネルギー供給
手段においては、作動周波数が高いので、放射ノイズが
増加するという問題がある。これを防止するために、従
来は金網や透明導電膜でランプを包囲する対策が採用さ
れている。

【００５６】しかし、金網で包囲すると、有効光量が減
少するという問題がある。

【００５７】また、透明導電膜では十分なノイズ遮蔽効
果が得られなかったり、ノイズ遮蔽効果を重視して透明
導電膜を厚くすると、可視光の一部が吸収されてしまい
発光効率が低下するという問題がある。

【００５８】これに対して、本発明においては、内側放
電容器を無電極形の電気エネルギー供給手段によって作
動させる場合に、外側放電容器内のプラズマが放射ノイ
ズを遮蔽するので、従来のような格別なノイズ遮蔽手段
を備えなくてもよい。このノイズ遮蔽作用は、誘導結合
方式だけでなく、容量結合方式および表面波放電方式で
あっても同様である。

【００５９】また、上記の場合、外側放電容器に冷陰極
や熱陰極の電極形の電気エネルギー供給手段を封装する
のに代えて、誘導コイルの高周波磁場が十分に強けれ
ば、電極形の電気エネルギー供給手段を用いなくても外
側放電容器内にプラズマを生成することができる。

【００６０】請求項１０の発明の低圧放電ランプ点灯装
置は、請求項６記載の低圧放電ランプと；内側放電容器
内に放電を生起させる内側放電生起手段に電気エネルギ
ーを供給する第１の点灯回路と；外側放電容器内に放電
を生起させる外側放電生起手段に電気エネルギーを供給
するとともに、外側放電生起手段に印加する電圧として
立ち上がりが急峻な電圧および立ち上がりが緩やかな電
圧のいずれか一方を選択可能に構成されている第２の点
灯回路と；を具備していることを特徴としている。

【００６１】外側放電生起手段に立ち上がりの急峻な電
圧を印加して点灯すると、外側放電容器内の放電媒体の
ネオンおよびキセノンうち、励起準位のエネルギーが大
きいネオンが主として励起されて赤色光を発生する。さ
らに、内側放電容器内のバリウムを主体とする放電媒体
の放電による緑色光が赤色光と混色された発光が得られ
る。

【００６２】これに対して、外側放電生起手段に立ち上
がりの緩やかな電圧を印加して点灯すると、励起準位の
低いキセノンが主として励起されて紫外線を発生する。
発生した紫外線により蛍光体層が励起されて青色光を発
生する。さらに、内側放電容器内のバリウムを主体とす
る放電媒体の放電による緑色光が混色された発光が得ら
れる。

【００６３】立ち上がりの急峻な電圧波形および立ち上
がりの緩やかな電圧波形を選択的に形成するには、それ
ぞれの出力波形を有する第１の電圧波形出力回路および
第２の電圧波形出力回路を設けて、スイッチにより切り
換える回路構成にしてもよいし、単一の電圧出力回路に
対して制御回路を切り換えることにより、第１の電圧波
形および第２の電圧波形を選択的に出力可能に構成する
こともできる。

【００６４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。

【００６５】図１は、本発明の低圧放電ランプの第１の
実施形態を示す断面図である。

【００６６】図２は、同じく側面図である。

【００６７】各図において、１は多重管構造の放電容
器、２は内側放電生起手段、３は外側放電生起手段であ
る。

【００６８】多重管構造の放電容器１は、互いに同軸的
かつ一体的な内側放電容器１ａおよび外側放電容器１ｂ
からなる。

【００６９】内側放電容器１ａは、細長い容器からな
る。

【００７０】外側放電容器１ｂは、内側放電容器１ａを
その全長にわたって包囲して横断面リング状をなしてい
る。

【００７１】内側放電容器１ａには、発光放電媒体とし
てバリウムが、また始動ガスおよびバッファガスとして
キセノン約３ｔｏｒｒがそれぞれ封入されている。

【００７２】外側放電容器１ｂには、発光放電媒体とし
てネオンが約３ｔｏｒｒされている。

【００７３】内側放電生起手段２は、熱陰極形電極によ
って構成され、内側放電容器１ａの両端に一対が封装さ
れている。

【００７４】外側放電生起手段３は、たとえばニッケル
からなる冷陰極形電極によって構成され、外側放電容器
１ｂの両端に一対が内側放電容器１ａを包囲するように
リング状に一対が封装されている。

【００７５】そうして、本実施形態の低圧放電ランプを
点灯すると、外側放電容器１ｂ内のネオンが放電により
波長６４０ｎｍの赤色光を発生する。

【００７６】外側放電容器１ｂ内における放電に伴い内
側放電容器１ａが外側放電容器１ｂの放電による発熱に
より加熱されるとともに、内側放電容器１ａ内のキセノ
ンの放電が生起して発熱を開始するので、内側放電容器
１ａは十分に温度上昇する。

【００７７】内側放電容器１ａの温度上昇に伴ってバリ
ウムの蒸気圧が高まり、内側放電容器１ａが約６００℃
のときに、バリウムの波長５５４ｎｍの強い緑色光が得
られた。

【００７８】その結果、低圧放電ランプの外側へは緑色
光と赤色光とが混色されて黄色ないしオレンジ色の発光
色が得られた。

【００７９】図３は、本発明の低圧放電ランプの第２の
実施形態を示す断面図である。

【００８０】図において、図１と同一部分については同
一符号を付して説明は省略する。

【００８１】本実施形態は、外側放電容器内に封入する
相対的に作動時の圧力の高い発光放電媒体としてネオン
に加えてキセノンを分圧比で５０％封入するとともに、
外側放電容器１ｂの外側内面に蛍光体層４を形成した点
が異なる。

【００８２】すなわち、蛍光体層４は、ピーク波長が４
５０ｎｍのＢａＭｇＡｌ₁₄Ｏ₂₃：Ｅｕを用いて形成され
ている。

【００８３】そうして、本実施形態の低圧放電ランプを
外側放電生起手段に正弦波の電圧を印加して点灯したと
ころ、発光放電媒体のネオンが赤色光を放射し、キセノ
ンが１４７ｎｍの紫外線を放射した。紫外線は、蛍光体
層４の蛍光体を励起して蛍光体層４からピーク波長４５
０ｎｍの青色光を放射した。

【００８４】内側放電容器１ａ内のバリウム蒸気の放電
により波長５５４ｎｍの緑色光が放射されるから、以上
の各色光の混色により、白色光が低圧放電ランプの外側
に放射される。

【００８５】図４は、本発明の低圧放電ランプの第３の
実施形態を示す断面図である。

【００８６】図において、図１と同一部分については同
一符号を付して説明は省略する。

【００８７】本実施形態は、放電容器１’を３重管構造
にした点で異なる。

【００８８】すなわち、放電容器１’は、第１の内側放
電容器１ａ１、第２の放電容器１ａ２および外側放電容
器１ｂからなる。

【００８９】第１の内側放電容器１ａ１には、発光放電
媒体としてのバリウムと始動ガスおよびバッファガスと
しての３ｔｏｒｒのキセノンとを封入している。

【００９０】第２の内側放電容器１ａ２には、発光放電
媒体としてのナトリウムと始動ガスとしての３ｔｏｒｒ
のネオンとを封入している。

【００９１】外側放電容器１ｂには、発光放電媒体とし
てキセノン３ｔｏｒｒを封入している。

【００９２】また、第１の内側放電容器１ａ１の両端に
は放電生起手段として一対の冷陰極形の電極２ａが封装
されている。

【００９３】同様に、第２の内側放電容器１ａ２の両端
には放電生起手段として一対の冷陰極形の電極２ｂが封
装されている。

【００９４】外側放電容器１ｂの両端にも放電生起手段
として一対の冷陰極形の電極３が封装されている。

【００９５】そうして、本実施形態の低圧放電ランプ
は、点灯すると第１の内側放電容器１ａ１が最も高温に
なり、次いで第２の内側放電容器１ａ２、外側放電容器
１ｂの順で温度が低くなる。

【００９６】発光放電媒体は、バリウム、ナトリウムの
順に作動時の圧力が低いので、それぞれが封入される放
電容器の温度との関係で最適な圧力に制御することがで
きる。

【００９７】第１の放電容器１ａ１から緑色光が、第２
の放電容器１ａ２からオレンジ色光が、外側放電容器か
ら紫外線によって励起されて蛍光体層４から青色光が、
それぞれ得られるので、多少赤の見え方は劣るが白色光
が得られた。

【００９８】図５は、本発明の低圧放電ランプの第４の
実施形態を示す断面図である。

【００９９】図において、図１と同一部分については同
一符号を付して説明は省略する。

【０１００】本実施形態は、内側放電生起手段２’が誘
導結合方式の無電極形に構成されており、これに伴い内
側放電容器１ａ’が断面リング状をなしている点で異な
る。

【０１０１】すなわち、内側放電容器１ａ’の中空部に
無電極誘導コイル形の放電生起手段２’を挿通し、これ
を高周波発生手段（図示しない。）に接続する。

【０１０２】図６は、本発明の低圧放電ランプの第５の
実施形態を示す断面図である。

【０１０３】図において、図５と同一部分については同
一符号を付して説明は省略する。

【０１０４】本実施形態は、内側放電容器１ａ’の放電
生起手段が容量結合方式の無電極形に構成されている点
で異なる。

【０１０５】すなわち、本実施形態は、内側放電容器１
ａ’の中空部の内面および外側放電容器１ｂの内面にそ
れぞれメッシュ状電極２”を配設している。

【０１０６】そうして、一対のメッシュ状電極２”間に
高周波パルス発生手段（図示しない。）を接続すると、
メッシュ状電極２”間の放電容器のガラス壁が誘電体と
して作用して静電容量が形成されメッシュ電極２”の直
近の放電媒体であるバリウム蒸気が放電して緑色光を発
生する。

【０１０７】図７は、本発明の低圧放電ランプの第６の
実施形態を示す概念図である。

【０１０８】本実施形態は、表面波放電方式の無電極形
の放電生起手段を備えている点で先行の実施形態と異な
る。

【０１０９】すなわち、外側放電容器１ｂ”の一端から
内側放電容器１ａ”を気密に挿入して、内側放電容器１
ａ”の他端部を外部に露出させ、その露出部において一
対の金属リング５、６をわずかな間隙を挟んで装着す
る。そして、一対の金属リング５、６間に高周波発生手
段７を接続するように構成する。

【０１１０】そうして、高周波を一対の金属リング５、
６に接続すると、内側放電容器１ａ”の表面に沿って電
磁場が伝わると同時に内側放電容器１ａ”および外側放
電容器１ｂ”の内部にプラズマが生成され、発光放電媒
体がそれぞれの放射を行う。

【０１１１】図８は、本発明の低圧放電ランプ点灯装置
の一実施形態を示す回路図である。

【０１１２】図において、図３と同一部分については同
一符号を付して説明は省略する。８は第１の点灯回路、
９は第２の点灯回路、１０は交流電源である。

【０１１３】第１の点灯回路８は、それぞれ入力端が交
流電源１０に接続されているフィラメント加熱トランス
８ａおよび点灯電圧発生回路８ｂからなる。

【０１１４】フィラメント加熱トランス８ａは、その一
対の２次巻線ｘ、ｙが内側放電容器１ａのフィラメント
電極ｘ’、ｙ’にそれぞれ接続される。

【０１１５】第２の点灯回路９は、それぞれの入力端が
交流電源１０に接続されている第１の電圧波形出力回路
９ａ、第２の電圧波形出力回路９ｂと、第１の電圧波形
出力回路９ａおよび第２の電圧波形出力回路９ｂのそれ
ぞれの出力端を択一的に外側放電容器１ｂの電極３、３
に接続する切替スイッチ９ｃとから構成されている。

【０１１６】そうして、交流電源１０を投入すると、内
側放電容器１ｂ内の始動ガスおよびバッファガスである
キセノンによる放電が生起し、放電による発熱によって
発光放電媒体であるバリウムの蒸気圧が上昇するのに伴
ってバリウム蒸気の放電が支配的になり、緑色光が発生
する。

【０１１７】一方、外側放電容器１ｂ内にはネオンおよ
びキセノンが封入されており、以下に述べるように作動
する。

【０１１８】図９は、本発明の低圧放電ランプ点灯装置
の一実施形態における第１の電圧波形出力回路の出力電
圧波形を示す波形図である。

【０１１９】図１０は、同じく第２の電圧波形出力回路
の出力電圧波形図を示す波形図である。

【０１２０】図９に示すような急峻な立ち上がりの波形
の電圧を外側放電容器１ｂの電極３、３間に印加する
と、励起準位のエネルギーが高いネオンが励起されて６
４０ｎｍの赤色光を発生する。

【０１２１】これに対して、図１０に示すような緩やか
な立ち上がりの波形の電圧を電極３、３間に印加する
と、励起準位のエネルギーが低いキセノンが励起されて
１４７ｎｍの紫外線が発生する。この紫外線は、蛍光体
層４を励起するので、蛍光体層４は青色光を発生する。

【０１２２】したがって、第１の電圧波形出力回路９ａ
が切替スイッチ９ｃを介して外側放電容器１ｂの電極
３、３間に接続されていると、放電により主としてネオ
ンが赤色光を発生し、内側放電容器１ａのバリウムが緑
色光を発光するので、低圧放電ランプ全体として黄色な
いしオレンジ色の発光が得られる。

【０１２３】これに対して、第２の電圧波形出力回路９
ｂが切替スイッチ９ｃを介して電極３、３間に接続され
ていると、キセノンが紫外線を発生し、蛍光体層４が青
色光を発生するので、内側放電容器１ａのバリウムが緑
色光を発光するので、低圧放電ランプ全体として青色お
よび緑色が混色した色光を発生する。

【０１２４】以上のように、外側放電容器に印加する電
圧の立ち上がりを変更することで、発光色を変化させる
ことができる。

【０１２５】

【発明の効果】請求項１ないし９の各発明によれば、多
重管構造の放電容器の相対的に内側に位置する内側放電
容器内に作動時の圧力が低い放電媒体を封入し、相対的
に外側に位置している外側放電容器内に作動時の圧力が
相対的に高い発光放電媒体を封入したことにより、内側
放電容器が外側放電容器によって包囲されて保温および
加熱されるので、作動時の圧力が低い発光放電媒体の圧
力を所要の程度まで高めて所望の発光を得ると同時に、
外側放電容器内の発光放電媒体の放電による発光が混色
して所望の光色を、環境負荷が大きい水銀を用いること
なく、得る低圧放電ランプを提供することができる。

【０１２６】請求項２の発明によれば、加えて相対的に
作動時の圧力が低い発光放電媒体としてバリウムおよび
またはナトリウムを用い、相対的に作動時の圧力が高い
発光放電媒体として希ガスを用いたことにより、ナトリ
ウムおよびまたはバリウムの蒸気圧を所要の程度まで高
めて強い発光を得る低圧放電ランプを提供することがで
きる。

【０１２７】請求項３の発明によれば、加えて相対的に
作動時の圧力が高い発光放電媒体の放電による放射を蛍
光体層によって波長変換して所望の発光を得る低圧放電
ランプを提供することができる。

【０１２８】請求項４の発明によれば、加えて内側放電
容器にバリウムを封入し、外側放電容器にネオンを封入
したことにより、バリウム蒸気の放電による緑色光と、
ネオンの放電による赤色光との混色光を得る低圧放電ラ
ンプを提供することができる。

【０１２９】請求項５の発明によれば、加えて内側放電
容器にナトリウムを封入し、外側放電容器にキセノンを
封入し、かつ蛍光体層を備えたことにより、ナトリウム
蒸気の放電によるオレンジ色光と、キセノンの放電によ
る紫外線で励起される青色光との混色光を得る低圧放電
ランプを提供することができる。

【０１３０】請求項６の発明によれば、加えて内側放電
容器にバリウムを封入し、外側放電容器にネオンおよび
キセノンを封入し、かつ蛍光体層を備えたことにより、
バリウム蒸気の放電による緑色光と、ネオンの放電によ
る赤色光と、キセノンの放電による紫外線で励起されて
る発光する青色光との混色によって白色光を得るととも
に、ネオンおよびキセノンを選択的に放電させることも
可能な低圧放電ランプを提供することができる。

【０１３１】請求項７の発明によれば、加えて第１の内
側放電容器にバリウムを、第１の放電容器を包囲する第
２の放電容器にナトリウムを、外側放電容器にキセノン
を、それぞれ封入し、外側放電容器に青色発光の蛍光体
層を備えたことにより、白色光を得る低圧放電ランプを
提供することができる。

【０１３２】請求項８の発明によれば、加えて放電生起
手段として放電容器内に封装した電極を備えた低圧放電
ランプを提供することができる。

【０１３３】請求項９の発明によれば、加えて放電生起
手段として無電極形放電生起手段を備えた低圧放電ラン
プを提供することができる。

【０１３４】請求項１０の発明によれば、外側放電容器
にネオンおよびキセノンを封入し、外側放電放電生起手
段に急峻な波形の電圧および緩やかな波形の電圧を択一
的に印加する第２の点灯回路を備えたことにより、ネオ
ンおよびキセノンを択一的に発光させる低圧放電ランプ
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の低圧放電ランプの第１の実施形態を示
す断面図

【図２】同じく側面図

【図３】本発明の低圧放電ランプの第２の実施形態を示
す断面図

【図４】本発明の低圧放電ランプの第３の実施形態を示
す断面図

【図５】本発明の低圧放電ランプの第４の実施形態を示
す断面図

【図６】本発明の低圧放電ランプの第５の実施形態を示
す断面図

【図７】本発明の低圧放電ランプの第６の実施形態を示
す概念図

【図８】本発明の低圧放電ランプ点灯装置の一実施形態
を示す回路図

【図９】本発明の低圧放電ランプ点灯装置の一実施形態
における第１の電圧出力回路の出力電圧波形を示す波形
図

【図１０】同じく第２の電圧出力回路の出力電圧波形を
示す波形図

【符号の説明】 １…多重管構造の放電容器 １ａ…内側放電容器 １ｂ…外側放電容器 ２…内側放電生起手段 ３…外側放電生起手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｊ 61/94 Ｈ０１Ｊ 61/94

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】相対的に内側に位置する内側放電容器およ
   び内側放電容器を包囲して相対的に外側に位置する外側
   放電容器を一体的に備えた多重管構造の放電容器と；内
   側放電容器内に封入された相対的に作動時の圧力が低い
   発光放電媒体と；外側放電容器内に封入された相対的に
   作動時の圧力が高い発光放電媒体と；内側放電容器内に
   放電を生起させる内側放電生起手段と；外側放電容器内
   に放電を生起させる外側放電生起手段と；を具備してい
   ることを特徴とする低圧放電ランプ。
2. 【請求項２】相対的に作動時の圧力が低い発光放電媒体
   は、バリウムおよびナトリウムのいずれか一方または両
   方を主体とする放電媒体であり；相対的に作動時の圧力
   が高い発光放電媒体は、キセノン、ネオンなどの希ガス
   を主体とする放電媒体である；ことを特徴とする請求項
   １記載の低圧放電ランプ。
3. 【請求項３】相対的に作動時の圧力が高い発光放電媒体
   の放電によって発生した発光により励起されて発光する
   蛍光体層を具備していることを特徴とする請求項１ない
   し３のいずれか一記載の低圧放電ランプ。
4. 【請求項４】内側放電容器および内側放電容器を包囲し
   て外側放電容器を一体的に備えた多重管構造の放電容器
   と；内側放電容器内に封入されたバリウムを主体とする
   発光放電媒体と；外側放電容器内に封入されたネオンを
   主体とする発光放電媒体と；内側放電容器内に放電を生
   起させる内側放電生起手段と；外側放電容器内に放電を
   生起させる外側放電生起手段と；を具備していることを
   特徴とする低圧放電ランプ。
5. 【請求項５】内側放電容器および内側放電容器を包囲し
   て外側放電容器を一体的に備えた多重管構造の放電容器
   と；内側放電容器内に封入されたナトリウムを主体とす
   る発光放電媒体と；外側放電容器内に封入されたキセノ
   ンを主体とする発光放電媒体と；外側放電容器の内面側
   に形成され紫外線によって励起されて青色発光を行う蛍
   光体層と；内側放電容器内に放電を生起させる内側放電
   生起手段と；外側放電容器内に放電を生起させる外側放
   電生起手段と；を具備していることを特徴とする低圧放
   電ランプ。
6. 【請求項６】内側放電容器および内側放電容器を包囲し
   て外側放電容器を一体的に備えた多重管構造の放電容器
   と；内側放電容器内に封入されたバリウムを主体とする
   発光放電媒体と；外側放電容器内に封入されたネオンお
   よびキセノンを含む発光放電媒体と；外側放電容器の内
   面側に形成され紫外線によって励起されて青色光を放射
   する蛍光体層と；内側放電容器内に放電を生起させる内
   側放電生起手段と；外側放電容器内に放電を生起させる
   外側放電生起手段と；を具備していることを特徴とする
   低圧放電ランプ。
7. 【請求項７】第１の内側放電容器、第１の内側放電容器
   を包囲する第２の内側放電容器および第２の放電容器を
   包囲する外側放電容器を一体的に備えた多重管構造の放
   電容器と；第１の内側放電容器内に封入されたバリウム
   を主体とする発光放電媒体と；第２の内側放電容器内に
   封入されたナトリウムを主体とする発光放電媒体と；外
   側放電容器内に封入されたキセノンを主体とする発光放
   電媒体と；外側放電容器の内面側に形成され紫外線によ
   って励起されて青色光を放射する蛍光体層と；内側放電
   容器内に放電を生起させる内側放電生起手段と；外側放
   電容器内に放電を生起させる外側放電生起手段と；を具
   備していることを特徴とする低圧放電ランプ。
8. 【請求項８】内側放電生起手段および外側放電生起手段
   は、放電容器内に封装された電極であることを特徴とす
   る請求項１ないし７のいずれか一記載の低圧放電ラン
   プ。
9. 【請求項９】内側放電生起手段および外側放電生起手段
   は、無電極形電気エネルギー供給手段であることを特徴
   とする請求項１ないし７のいずれか一記載の低圧放電ラ
   ンプ。
10. 【請求項１０】請求項６記載の低圧放電ランプと；内側
    放電容器内に放電を生起させる内側放電生起手段に電気
    エネルギーを供給する第１の点灯回路と；外側放電容器
    内に放電を生起させる外側放電生起手段に電気エネルギ
    ーを供給するとともに、外側放電生起手段に印加する電
    圧として立ち上がりが急峻な電圧および立ち上がりが緩
    やかな電圧のいずれか一方を選択可能に構成されている
    第２の点灯回路と；を具備していることを特徴とする低
    圧放電ランプ点灯装置。