JPH079795B2 - 放電ランプ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、バルブの内部に設けた内部電極と外面に管軸
方向に沿って帯状をなして形成された外部電極との間に
高周波電力を印加してバルブの内部にグロー放電を発生
させるようにしたアパーチャ形の放電ランプに関する。

（従来の技術） アパーチャ形の放電ランプは、バルブの内面にけい光体
被膜を形成するとともに、このバルブの内部にキセノ
ン、クリプトン、アルゴン、ネオン、ヘリウム等の少な
くとも１種からなる希ガスを封入してあり、かつバルブ
の外面に、光の透過を許す細長い開口部、すなわちスリ
ット部（アパーチャ部とも称する）を残して遮光被膜を
形成してある。

この種の希ガス放電灯は、バルブ内部にグロー放電を発
生させると、陽光柱の発する紫外線によりけい光体が励
起され、可視光を放射する。この可視光は光透過用のス
リット部からバルブの外部に放出される。したがって、
見掛け上、ランプの外径よりも細い発光幅をもつ光源が
得られる。

この種の希ガス放電灯は、水銀を使用しないことから水
銀の温度依存性、つまりバルブ温度により水銀蒸気圧が
左右されてランプ効率に影響を及ぼすといった不具合を
回避できる利点がある。

しかしながら、従来における放電灯は、バルブの内部に
互いに対向して極性の異なる一対の電極を封装してあ
り、両電極ともバルブに封着された構造となっているた
め、構造が複雑で封着作業に手間を要するなどの不具合
がある。

このようなことから最近、実開昭61−63760号公報に示
すように、一方の極性となる電極をバルブの内部に設け
るとともに、他方の極性となる電極をバルブの外面に帯
状に密着して形成し、これら外部電極と内部電極に高周
波電力を印加することによりバルブ内にグロー放電を発
生させるようにした放電ランプが提案された。

このものによると、外部電極はバルブに封止する必要が
ないから、封着構造が簡素化し、封着手間が省けるなど
の利点がある。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記公報の放電ランプにおける外部電極
は、透明性塗料あるいは透明性導電膜などにより帯状に
形成され、管軸方向に沿って均一な幅をなしているもの
であった。外部電極の幅が管軸方向に沿って均一である
と、管軸方向に沿う輝度分布が不均一になる場合があ
る。

この原因は定かでないが、以下のことが推測される。す
なわち、点灯中においては、外部電極と内部電極の間で
放電がなされる。管軸方向に沿って帯状に形成された外
部電極は、内部電極に対して距離の近い部分と、距離が
次第に遠ざかる箇所が存在し、管軸方向に沿って電位傾
度に差が生じ、放電点灯中のバルブ内ではその放電電流
が管軸方向で差が生じ、よって外部電極と内部電極との
距離が遠い箇所では電流密度が低くなり、このためけい
光体が励起される割合が少なくなる。また、外部電極と
内部電極との距離が近い部分では、電流密度は高いが、
電子が加速されるに充分な距離がないのでけい光体の励
起能力が小さくなる。

したがって、バルブの中央部で輝度は高くなるが、バル
ブの両端部で相対的に輝度が低くなるといった現象が発
生する。

例えば、外径2.5mm、バルブ長さ70mm、バルブ内にキセ
ノンガスを50〜100Torr封入したアパーチャ形希ガス放
電ランプの場合、第５図に特性ａとして示すような輝度
分布が発生し、バルブの両端部では中央部に比べて輝度
が低くなっている。

したがって、本発明の目的は、バルブの管軸方向に沿っ
て輝度分布を任意に変更することができ、例えば輝度分
布を均等化することも可能なアパーチャ形の放電ランプ
を提供しようとするものである。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明においては、外部電極の幅を、この外部電極の幅
が管軸方向に沿って均一に形成された場合に発光輝度が
低くなる箇所で幅広く形成するとともに、この外部電極
を上記光透過用スリット部と反対側のバルブ外面に形成
したことを特徴とする。

（作用） 本発明によると、外部電極の幅を、もともとこの外部電
極の幅が管軸方向に沿って均一に形成された場合に発光
輝度が低くなる箇所では、幅広く形成したから、この幅
の広い部分で電流密度が高くなり、発光強度が増大す
る。したがって、管軸方向に沿う輝度分布をほぼ均等に
揃えたり、あるいは局部的に輝度を高くする等の調整が
可能である。

しかも、外部電極は、光透過用スリット部と反対側に位
置してバルブ外面に形成されるから、上記スリット部か
ら放出される光出力が大きくなる。すなわち、けい光体
被膜は外部電極と対向する部分で最も輝度が高くなり、
この輝度の高いけい光体被膜の部分がバルブの反対側の
上記スリット部と対向することになり、よってスリット
部から放出される光出力が大きくなる。

また、外部電極は遮光被膜が設けられた領域に設置され
ることになるから、外部電極が光を遮る材料や減光する
材料によって形成されたとしても、もともと遮光する領
域に設置されることから、スリット部から放射される光
の量を減じるなどの不具合が生じない。

（発明の実施例） 以下本発明について、アパーチャ形希ガス放電灯に適用
した一実施例を図面にもとづき説明する。

図において、１は細長い棒状をなすバルブであり、石英
または硬質あるいは軟質ガラスにより形成されている。
このバルブ１の内面にはけい光体被膜２が形成されてお
り、かつこのバルブ１内にはキセノン、クリプトン、ア
ルゴン、ネオン、ヘリウム等の少なくとも１種からなる
希ガスが封入されている。

バルブ１内には一端側に位置して一方の極性となる内部
電極３が設けられている。この内部電極３は、例えばニ
ッケルからなり、リード線４に接続されている。このリ
ード線４は上記バルブ２の端部壁を気密に貫通されてい
る。

バルブ１の側壁外面には他方の極性となる外部電極５が
密着して設けられている。外部電極５は上記バルブ１の
両端部間全長に亘って形成されており、管軸方向に沿っ
て帯状をなしている。この外部電極５は導電性塗布膜よ
り形成されており、例えば銅とカーボンをペースト状に
して塗布し、これを焼成することにより形成されてい
る。

管軸方向に沿って帯状をなした上記外部電極５は、第１
図に示すように、その幅が中央部で狭くなっており（W₁
で示す）、両端部では広く（W₂で示す）形成されてい
る。

上記バルブ１の外面には遮光被膜６が形成されている。
遮光被膜６は上記帯状をなす外部電極５と反対側のバル
ブ外面に光の透過を許す開口部、すなわちスリット部７
（アパーチャ部）を残して、バルブ１の全体に形成され
ており、上記外部電極５の外面も覆っている。スリット
部７の幅は、バルブ１の外径より小さく形成されてお
り、管軸方向に沿って一様な幅をなしている。

内部電極３および外部電極５は、第２図に示すように、
高周波電力発生装置としての高周波インバータ８に接続
されており、この高周波インバータ８は直流電源９に接
続されている。

このような構成の希ガス放電灯においては、高周波イン
バータ８を通じて内部電極３および外部電極５の間に高
周波電力を印加すると、バルブ１内でグロー放電が発生
する。このグロー放電によりバルブ１内の希ガスが電離
および励起されて希ガス特有の共鳴線を発し、この共鳴
線がバルブ１の内面に形成したけい光体被膜２を励起し
て可視光線を発するようになる。この可視光線はバルブ
１の外部に放出される。この場合、バルブ１の外面には
遮光被膜６が形成されているとともにこの遮光被膜６を
設けないスリット部７が形成されているから、上記けい
光体被膜２から発した可視光は、スリット部７を通じて
外部に放出される。

したがって、このものはスリット部７を通じてのみ光が
放出されるので、光の放出方向に指向性が与えられ、ス
リット部７の方向のみを照射することになる。この場
合、スリット部７の幅はバルブ１の外径より小さく形成
されているから、見掛け上、バルブ１の外径より細い幅
の光源となる。

そして、上記実施例の外部電極５は、第１図に示すよう
に、その幅が中央部で狭く（W₁）、両端部では広く
（W₂）形成されているから、管軸方向に沿う輝度分布が
ほぼ均等になる。すなわち、点灯中においては、バルブ
１内で外部電極５と内部電極３の間で放電がなされる
が、外部電極５と内部電極３との距離が遠い所では外部
電極５の幅を広くしてあるから電流密度が高くなり、け
い光体被膜２の励起が活発になる。また、外部電極５と
内部電極３との距離が近い所でも、外部電極５の幅を広
くしてあるから電流密度が高くなり、電子が加速される
に充分な距離がなくても、電子の量が増す分けい光体被
膜２の励起を活発にする。

この結果、バルブ１の両端部の輝度を相対的に高くする
ことができ、バルブ１の輝度分布が管軸方向に沿ってほ
ぼ均等化されるようになる。

第５図は、従来の場合と本実施例の場合について、それ
ぞれ輝度分布の特性を示す。外径2.5mm、バルブ長さ70m
m、バルブ内にキセノンガスを50〜100Torr封入したアパ
ーチャ形希ガス放電灯において、外部電極５が管軸方向
の全長に亘って2mmの幅で均一に形成された従来のラン
プは、50kHzの高周波で点灯させた場合、その輝度分布
は第５図に特性ａとして示されている。

これに対し、外部電極５の両端部の幅をW₂＝4mm、中央
部およびその他の幅をW₁＝2mmとした本実施例の場合
は、輝度分布が第５図に特性ｂとして示されている。

この特性図から分かるように、本実施例の構造によれ
ば、輝度分布の均等化に有効であることが確認された。

また、上記外部電極５は、光透過用スリット部７と反対
側に位置してバルブ１の外面に形成されるから、上記ス
リット部７から放出される光出力を大きくすることがで
きる。すなわち、けい光体被膜２は外部電極５と対向す
る部分で最も輝度が高くなるから、この輝度の高いけい
光体被膜２の部分がバルブの反対側の上記スリット部７
に対向することになる。したがって、外部電極５を光透
過用スリット部７の反対側の位置から外れた箇所に形成
する場合に比べて、スリット部７から放出される光出力
を大きくすることができる。

また、外部電極５は遮光被膜６が設けられた領域に設置
されることになるから、外部電極５が光を遮る材料や減
光する材料によって形成されたとしても、もともと遮光
する領域に設置されるため、スリット部７から外に放射
される光の量を減じるなどの不具合が生じない。逆に、
外部電極５を透明性材料により形成する必要がなくな
り、安価で製造し易い材料で形成することもできる。

なお、本発明は上記実施例に制約されるものではない。

すなわち、内部電極はバルブの両端部に互いに同極性と
なる電極を封着するようにしてもよい。

また、バルブ１内にはにはキセノン、クリプトン、アル
ゴン、ネオン、ヘリウム等の少なくとも１種からなる希
ガスの外に、水銀を封入してもよく、また希ガスに代わ
って水銀を封入してもよい。

さらに、けい光体被膜２はなくてもよい。

外部電極５は、銅とカーボンにより形成されることには
限らず、金属箔や透光性導電膜であってもよい。

そしてまた、本発明は管軸方向の輝度分布を均等化する
のみでなく、管軸方向の発光輝度を任意な分布に選択す
るなどの場合にも適用可能である。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、外部電極の幅を、
外部電極の幅が管軸方向に沿って均一に形成された場合
に発光輝度が低下する箇所で広く形成したから、この幅
を広くした部分では電流密度が高くなって発光強度が増
大し、よって管軸方向に沿う輝度分布を均等にしたり、
あるいは局部的に輝度を高くする等の調整が可能にな
る。

そして、外部電極は、光透過用スリット部と反対側に位
置してバルブ外面に形成されるから、この外部電極と対
向する部分で最も輝度が高くなるけい光体被膜の部分が
バルブの反対側の上記スリット部と対向することにな
り、よってスリット部から放出される光出力が大きくな
る。

また、外部電極は遮光被膜が設けられた領域に設置され
ることになるから、外部電極が光を遮る材料や減光する
材料によって形成されたとしても、遮光する領域に設置
されることから、外部電極がスリット部から放射される
光に影響を及ぼすことがないなどの利点がある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示し、第１図は外部電極の幅
を示す放電ランプの側面図、第２図は放電ランプの断面
図、第３図は第２図中III−III線の断面図、第４図は外
観を示す斜視図、第５図は輝度分布を示す特性図であ
る。 １……バルブ、２……けい光体被膜 ３……内部電極、５……外部電極 ６……遮光被膜、７……光透過用スリット部 ８……高周波インバータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−70661（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−111251（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−63760（ＪＰ，Ｕ)

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】両端が閉止されて細長い管形をなすバルブ
   と、 このバルブの外面に形成され、管軸方向に沿って細長い
   光透過用スリット部を残して設けられ遮光被膜と、 上記バルブの内部に設けられ一方の極性となる内部電極
   と、 上記バルブの外面に密着して設けられ、管軸方向に沿っ
   て帯状をなし、上記内部電極との間で高周波電力が印加
   された場合に他方の極性となって上記バルブ内部にグロ
   ー放電を発生させる外部電極と、 を具備し、 上記外部電極の幅は、この外部電極の幅が管軸方向に沿
   って均一に形成された場合に発光輝度が低くなる箇所で
   幅広く形成するとともに、この外部電極を上記光透過用
   スリット部と反対側のバルブ外面に形成したことを特徴
   とする放電ランプ。
2. 【請求項２】上記外部電極の幅は、中央部を狭く、両端
   部を広くしたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の放電ランプ。