JP2782794B2 - Electrodeless discharge lamp - Google Patents
Electrodeless discharge lampInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、ランプ内部に電極を持たず、外部からの高
周波電磁界によってランプ内部の放電ガスを励起発光さ
せる無電極放電ランプに関する。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrodeless discharge lamp that has no electrodes inside the lamp and excites and emits a discharge gas inside the lamp by an external high-frequency electromagnetic field.
[従来の技術] 従来より、無電極放電ランプは小型で高出力、長寿命
といった特長を有する為、各所で研究開発されている。
その用途は様々であるが、例えば、航空障害灯などのよ
うに高所で使用する灯具や、寒冷地で使用する表示灯な
どの光源としての利用が考えられている。[Prior Art] Conventionally, electrodeless discharge lamps have been researched and developed in various places because of their features such as small size, high output, and long life.
Although there are various uses, it is considered to be used as a light source such as a lamp used at a high place, such as an aviation obstacle light, or an indicator light used in a cold region.
このような無電極放電ランプのうち、例えば、特開昭
57−78766号公報に開示されたランプでは、第10図に示
すように、空芯コイル8を被うようなバルブ9を形成
し、この空芯コイル8に高周波電流を流して発生する電
磁界によってバルブ9内の水銀蒸気を放電させるもの
で、ここで使われる円筒形コイルによる磁界は、その内
部で最も強いものであるが、この例ではその部分に放電
空間は存在せず、専らコイル外部の磁界を利用する形で
バルブ9が形成されている。Among such electrodeless discharge lamps, for example,
In the lamp disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-78766, as shown in FIG. 10, a bulb 9 is formed so as to cover the air-core coil 8, and an electromagnetic field generated by applying a high-frequency current to the air-core coil 8 is generated. Discharges the mercury vapor in the bulb 9, and the magnetic field generated by the cylindrical coil used here is the strongest in the interior. In this example, however, there is no discharge space in that part, and the coil is exclusively used outside the coil. The valve 9 is formed in such a manner as to utilize the magnetic field.
また、特開昭58−68862号公報及び特開昭58−68863号
公報に開示されたランプは有電極でネオン発光を利用す
る低圧希ガス放電灯であり、かかる放電灯は、ネオンの
希ガス発光で最も効率の良いガス圧(数/10Torr)で使
用すると、電極に塗布した電極物質の消耗が激しく、寿
命が著しく短くなる。電極として熱陰極でなく冷陰極を
用いると、電極部が大型化する上、光源部も小型のもの
を得ることが困難となる。Further, the lamps disclosed in JP-A-58-68862 and JP-A-58-68863 are low-pressure rare gas discharge lamps using neon light emission with electrodes, and such discharge lamps use a neon rare gas. When used at the most efficient gas pressure (several / 10 Torr) for light emission, the electrode material applied to the electrodes is greatly consumed and the life is significantly shortened. When a cold cathode is used instead of a hot cathode as an electrode, the size of the electrode part becomes large, and it is difficult to obtain a small light source part.
[発明が解決しようとする課題] 本発明は上記問題点に鑑みなされたもので、その目的
とするところは、例えば、−30℃のような低温の周囲温
度から60℃といった高温の周囲温度に至るまでの広い温
度範囲において、略一定の赤色光出力が得られると共
に、極めて寿命の長い無電極放電ランプを提供するにあ
る。[Problems to be Solved by the Invention] The present invention has been made in view of the above problems, and its object is, for example, from a low ambient temperature such as -30 ° C to a high ambient temperature such as 60 ° C. An object of the present invention is to provide an electrodeless discharge lamp which can obtain a substantially constant red light output in a wide temperature range up to the temperature range and has a very long life.
[課題を解決するための手段] 本発明は上記課題を解決するため、透光性バルブの外
周壁に沿って巻かれた誘導コイルに高周波電流を通電す
ることにより、前記バルブ内に封入した水銀蒸気を励起
発光させて成る無電極放電ランプにおいて、前記バルブ
の内壁面に、紫外線励起の赤色発光螢光体を塗布すると
共に、前記バルブ内にネオンガスを0.3〜3.0Torr、前記
水銀蒸気に加えて封入したことを特徴とする。[Means for Solving the Problems] In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a high-frequency current to an induction coil wound along the outer peripheral wall of a light-transmissive bulb, so that mercury sealed in the bulb can be obtained. In an electrodeless discharge lamp formed by exciting and emitting vapor, an ultraviolet-excited red light-emitting phosphor is applied to the inner wall surface of the bulb, and neon gas is added to the mercury vapor in the bulb at 0.3 to 3.0 Torr. It is characterized by being enclosed.
[実施例1] 第1図及び第2図は本発明の第1の実施例を示すもの
で、1は球状のバルブであって、気密性で且つ透光性を
有し、内壁面には螢光体2が塗布されている。また、バ
ルブ1の内部には放電ガスとして、水銀が封入され、加
えてネオンガスが封入されている。ここで、螢光体2は
紫外線を赤色可視光に変換するものが選択される。ま
た、ネオンガスの封入量は、後述の理由から0.3〜3.0To
rrが好ましい。3は前記バルブ1の外周壁に沿って巻か
れた誘導コイル、4は誘導コイル3に高周波電流を通電
する高周波電源である。Embodiment 1 FIGS. 1 and 2 show a first embodiment of the present invention, wherein 1 is a spherical bulb, which is airtight and translucent, and has an inner wall surface. The phosphor 2 is applied. Further, mercury as a discharge gas is enclosed in the bulb 1 and neon gas is additionally enclosed therein. Here, the phosphor 2 is selected to convert ultraviolet light into red visible light. The amount of neon gas charged is 0.3 to 3.0 To
rr is preferred. Reference numeral 3 denotes an induction coil wound along the outer peripheral wall of the bulb 1, and reference numeral 4 denotes a high-frequency power supply for supplying a high-frequency current to the induction coil 3.
このように構成された無電極放電ランプの誘導コイル
3に高周波電流を通電すると、電磁界が誘導され、例え
ば、周囲温度0℃以上においては、放電ガスは水銀で、
水銀原子が励起発光し、発生した254nmを主体とした紫
外線が螢光体2により可視光に変換され、610nmを主体
とした赤色の発光をする。この時、バルブ1内のネオン
ガスは、バッファガスとしての役目を持ち、電子のエネ
ルギーを水銀原子の励起しやすい値にコントロールす
る。When a high-frequency current is applied to the induction coil 3 of the electrodeless discharge lamp configured as described above, an electromagnetic field is induced. For example, at an ambient temperature of 0 ° C. or higher, the discharge gas is mercury,
The mercury atoms are excited to emit light, and the generated ultraviolet light mainly having a wavelength of 254 nm is converted into visible light by the phosphor 2 to emit red light mainly having a wavelength of 610 nm. At this time, the neon gas in the bulb 1 has a role as a buffer gas, and controls the electron energy to a value at which mercury atoms are easily excited.
周囲温度がさらに低温の場合には、水銀放電が維持で
きる程、気体水銀の数がなく、放電はネオンによって維
持される。この場合、ネオンの励起発光の640nm前後の
赤色輝線発光を利用する。At lower ambient temperatures, there is not enough gaseous mercury to maintain the mercury discharge and the discharge is maintained by neon. In this case, red emission line emission around 640 nm of neon excitation emission is used.
この際、封入しているネオンガスのガス圧が問題とな
る。第3図はガス圧に対する光出力と始動電圧の関係を
示すもので、ガス圧を下げていくと光出力は増加する
が、始動電圧も上昇し、0.3Torrよりも更にガス圧を低
く選ぶと始動が困難となる。また、ガス圧を3.0Torr以
上にすると、始動はし易くなるが、光出力の低下をもた
らす。従って、0.3〜3.0Torrが適当なガス圧と言える。
このような比較的低いガス圧では、有電極の放電ランプ
の場合、電極のエミッタ物質の飛散が起こりランプ寿命
が短くなるが、本発明は無電極であるので、そのような
問題は生じない。At this time, the gas pressure of the enclosed neon gas becomes a problem. FIG. 3 shows the relationship between the light output and the starting voltage with respect to the gas pressure. As the gas pressure decreases, the light output increases, but the starting voltage also increases, and when the gas pressure is further reduced below 0.3 Torr. Starting is difficult. When the gas pressure is set to 3.0 Torr or more, the starting becomes easier, but the light output is reduced. Therefore, it can be said that 0.3 to 3.0 Torr is an appropriate gas pressure.
At such a relatively low gas pressure, in the case of a discharge lamp with electrodes, the emitter material of the electrodes is scattered and the life of the lamp is shortened. However, since the present invention is electrodeless, such a problem does not occur.
第4図乃至第8図はそれぞれ本実施例に係る無電極放
電ランプのスペクトル分布図で、第4図は周囲温度Ta=
−30℃、第5図は周囲温度Ta=−15℃、第6図は周囲温
度Ta=0℃、第7図は周囲温度Ta=25℃、第8図は周囲
温度Ta=45℃の場合をそれぞれ示す。なお、第7図及び
第8図に示すスペクトル強度については縮小したものと
なっている。これから分かるように、水銀蒸気に加えて
ネオンガスを0.3〜3.0Torr封入した無電極放電ランプで
は、低周波温度から高い周囲温度に至るまでの広い温度
範囲において、略一定の赤色光出力が得られることが分
かる。4 to 8 are spectral distribution diagrams of the electrodeless discharge lamp according to the present embodiment, and FIG.
-30 ° C, Fig. 5 shows the case of ambient temperature Ta = -15 ° C, Fig. 6 shows the case of ambient temperature Ta = 0 ° C, Fig. 7 shows the case of ambient temperature Ta = 25 ° C, and Fig. 8 shows the case of ambient temperature Ta = 45 ° C. Are respectively shown. The spectral intensities shown in FIGS. 7 and 8 are reduced. As can be seen, an electrodeless discharge lamp containing 0.3 to 3.0 Torr of neon gas in addition to mercury vapor can provide a substantially constant red light output over a wide temperature range from low frequency temperature to high ambient temperature. I understand.
[実施例2] 本実施例では、実施例1における封入ガスに加えて、
ネオンに対して少量(例えば1%程度)のアルゴンガス
を封入し、そのトータルのガス圧が0.3Torr以下になる
ようにしたことを特徴とするもので、他の構成は実施例
1と同様である。[Example 2] In this example, in addition to the sealing gas in Example 1,
A small amount (for example, about 1%) of argon gas is sealed in neon so that the total gas pressure is 0.3 Torr or less, and other configurations are the same as those of the first embodiment. is there.
このように構成することにより、実施例1よりも低い
ガス圧であってもネオン−アルゴン間のペニング効果を
利用することにより、比較的低い始動電圧でランプを始
動させることが可能となる。With this configuration, the lamp can be started at a relatively low starting voltage by utilizing the neon-argon penning effect even at a gas pressure lower than that of the first embodiment.
[実施例3] 第9図は本発明の第3の実施例を示すもので、実施例
1と異なる点は、バルブ1の外壁面にバルブ温度を変え
ることができる温度制御手段5を設けたことで、他の構
成は実施例1と同様であるので、同等構成に同一符号を
付すことにより説明を省略する。Third Embodiment FIG. 9 shows a third embodiment of the present invention. The difference from the first embodiment is that a temperature control means 5 capable of changing the valve temperature is provided on the outer wall surface of the valve 1. Since other configurations are the same as those of the first embodiment, the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.
このように構成することにより、バルブ1内の最冷点
を変化させることが可能となる。水銀蒸気圧はバルブ1
内の最冷点の温度に追従するので、例えば非常に低温に
すると、ネオンの赤色の発光が生じ、また、バルブ1の
内壁に塗布する螢光体を選択することにより、あらゆる
色を最冷点温度を上昇させてやることにより得ることが
できる。With this configuration, the coldest point in the valve 1 can be changed. Mercury vapor pressure is valve 1
For example, if the temperature is extremely low, neon red light emission is generated, and the fluorescent material applied to the inner wall of the bulb 1 can be selected to cool all colors. It can be obtained by increasing the point temperature.
[発明の効果] 本発明は上記のように、透光性バルブの外周壁に沿っ
て巻かれた誘導コイルに高周波電流を通電することによ
り、前記バルブ内に封入した水銀蒸気を励起発光させて
成る無電極放電ランプにおいて、前記バルブの内壁面
に、紫外線励起の赤色発光螢光体を塗布すると共に、前
記バルブ内にネオンガスを0.3〜3.0Torr、前記水銀蒸気
に加えて封入したことにより、低温時においては封入ガ
スの効率の良い単独発光が利用でき、常温時においては
水銀蒸気による螢光体を介した発光を利用できる。従っ
て、本発明によれば、低温の周囲温度から高温の周囲温
度に至るまでの広い温度範囲において略一定の赤色光出
力が得られると共に、極めて寿命の長い無電極放電ラン
プを提供できる。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, a high-frequency current is applied to an induction coil wound along the outer peripheral wall of a light-transmissive bulb, thereby exciting and emitting mercury vapor sealed in the bulb. In the electrodeless discharge lamp, a red-light-emitting phosphor excited by ultraviolet light is applied to the inner wall surface of the bulb, and neon gas is added to the mercury vapor at 0.3 to 3.0 Torr and sealed in the bulb so that the temperature is low. In some cases, efficient single light emission of the sealed gas can be used, and at room temperature, light emission from the phosphor by mercury vapor can be used. Therefore, according to the present invention, a substantially constant red light output can be obtained in a wide temperature range from a low ambient temperature to a high ambient temperature, and an electrodeless discharge lamp having an extremely long life can be provided.
第1図は本発明の一実施例を示す簡略図、第2図は同上
のバルブの断面図、第3図は周囲温度に対する光出力の
特性を示す図、第4図乃至第8図はそれぞれ本発明に係
る無電極放電ランプのスペクトル分布図、第9図は本発
明の異なる実施例を示す簡略図、第10図は従来例を示す
一部断面の正面図である。 1……バルブ 2……螢光体 3……誘導コイルFIG. 1 is a simplified diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view of the same bulb, FIG. 3 is a diagram showing characteristics of light output with respect to ambient temperature, and FIGS. FIG. 9 is a spectrum distribution diagram of the electrodeless discharge lamp according to the present invention, FIG. 9 is a simplified diagram showing a different embodiment of the present invention, and FIG. 10 is a partial cross-sectional front view showing a conventional example. 1. Bulb 2. Phosphor 3. Induction coil
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 東川 雅弘 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 植月 唯夫 大阪府門真市大字門真1048番地 松下電 工株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−160150(JP,A) 特開 昭63−232254(JP,A) 特開 昭53−46181(JP,A) 特開 昭62−243238(JP,A) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Masahiro Higashikawa 1048 Kadoma Kadoma, Osaka Prefecture Matsushita Electric Works Co., Ltd. (56) References JP-A-63-160150 (JP, A) JP-A-63-232254 (JP, A) JP-A-53-46181 (JP, A) JP-A-62-243238 (JP, A)
Claims (2)
導コイルに高周波電流を通電することにより、前記バル
ブ内に封入した水銀蒸気を励起発光させて成る無電極放
電ランプにおいて、前記バルブの内壁面に、紫外線励起
の赤色発光螢光体を塗布すると共に、前記バルブ内にネ
オンガスを0.3〜3.0Torr、前記水銀蒸気に加えて封入し
たことを特徴とする無電極放電ランプ。1. An electrodeless discharge lamp in which a high-frequency current is applied to an induction coil wound along an outer peripheral wall of a translucent bulb to excite and emit mercury vapor sealed in the bulb. An electrodeless discharge lamp characterized in that an ultraviolet-excited red light-emitting phosphor is applied to an inner wall surface of a bulb and neon gas is filled in the bulb in an amount of 0.3 to 3.0 Torr in addition to the mercury vapor.
導コイルに高周波電流を通電することにより、前記バル
ブ内に封入した水銀蒸気を励起発光させて成る無電極放
電ランプにおいて、前記バルブの内壁面に、紫外線励起
の赤色発光螢光体を塗布すると共に、前記バルブ内にネ
オンとアルゴンの混合ガスを0.3Torr以下、前記水銀蒸
気に加えて封入したことを特徴とする無電極放電ラン
プ。2. An electrodeless discharge lamp in which a high-frequency current is applied to an induction coil wound along an outer peripheral wall of a light-transmissive bulb to excite and emit light of mercury vapor sealed in the bulb. Electrodeless discharge characterized in that a red light-emitting phosphor excited by ultraviolet light is applied to the inner wall surface of the bulb, and a mixed gas of neon and argon is added to the mercury vapor at 0.3 Torr or less and sealed in the bulb. lamp.
Priority Applications (5)
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KR101039570B1 (en) * | 2009-03-04 | 2011-06-09 | (주)이텍 | Electric lamp assembly |
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1989
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