JPH07282778A - 可変光色蛍光ランプ及びその点灯方法 - Google Patents
可変光色蛍光ランプ及びその点灯方法Info
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- JPH07282778A JPH07282778A JP7306694A JP7306694A JPH07282778A JP H07282778 A JPH07282778 A JP H07282778A JP 7306694 A JP7306694 A JP 7306694A JP 7306694 A JP7306694 A JP 7306694A JP H07282778 A JPH07282778 A JP H07282778A
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- light color
- phosphor
- fluorescent lamp
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- Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は可変光色蛍光ランプ及びその点灯方
法に関し、特に青の水銀線強度のデューティ比による変
化を利用して、可視水銀線＋蛍光体発光から成るスペク
トルを変化させて大幅な光色変化を実現せしめるような
蛍光体並びにパルス点灯条件を提供することにある。 【構成】 長残光性赤色蛍光体を含む複数種の蛍光体を
塗布した低圧水銀蒸気封入の汎用バルブ使用の蛍光ラン
プあるいはキセノン＋水銀封入の蛍光ランプのパルス点
灯に際して、主としてそのデューティ比を調整して単一
ランプの光色を変化させる。 【効果】 主としてデューティ比調整のみでＪＩＳで定
められた昼光色から電球色までの光色変化が得られる。
蛍光体は一部従来品と異なるが、発光分布は従来の３波
長形と類似するため演色性が良く、寒暖乾湿に順じてラ
ンプを交換することなくその光色を可変できる快適照明
用光源を提供する。斬新な機能を具備するにも拘らず、
バルブ材質、形状とも汎用蛍光ランプのそれと同じであ
るため、ランプ自体極めて安価である。
法に関し、特に青の水銀線強度のデューティ比による変
化を利用して、可視水銀線＋蛍光体発光から成るスペク
トルを変化させて大幅な光色変化を実現せしめるような
蛍光体並びにパルス点灯条件を提供することにある。 【構成】 長残光性赤色蛍光体を含む複数種の蛍光体を
塗布した低圧水銀蒸気封入の汎用バルブ使用の蛍光ラン
プあるいはキセノン＋水銀封入の蛍光ランプのパルス点
灯に際して、主としてそのデューティ比を調整して単一
ランプの光色を変化させる。 【効果】 主としてデューティ比調整のみでＪＩＳで定
められた昼光色から電球色までの光色変化が得られる。
蛍光体は一部従来品と異なるが、発光分布は従来の３波
長形と類似するため演色性が良く、寒暖乾湿に順じてラ
ンプを交換することなくその光色を可変できる快適照明
用光源を提供する。斬新な機能を具備するにも拘らず、
バルブ材質、形状とも汎用蛍光ランプのそれと同じであ
るため、ランプ自体極めて安価である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、単一の蛍光ランプの光
色を寒暖乾湿等の周囲環境、ランプ使用者の体感に順じ
て変化させることのできる快適照明用光源及びその点灯
方法に関する。
色を寒暖乾湿等の周囲環境、ランプ使用者の体感に順じ
て変化させることのできる快適照明用光源及びその点灯
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】特公昭５３−４２３８６には、単一ラン
プの光色を変化させる放電表示装置が開示されている。
二種以上の放電種の各固有の可視発光を電流波形制御に
より切替表示するもので、ネオン＋水銀系では電離電圧
差に依存して橙色と青白色が切替表示できる。
プの光色を変化させる放電表示装置が開示されている。
二種以上の放電種の各固有の可視発光を電流波形制御に
より切替表示するもので、ネオン＋水銀系では電離電圧
差に依存して橙色と青白色が切替表示できる。
【０００３】特公平５−７２０５９には、内部に水銀蒸
気と不活性ガスが封入され、かつ陰極と陽極を数ｍｍ乃
至数ｃｍ間隔に配置して陰極の熱発光と管体内面の蛍光
体発光を重畳させる可変光色光源が開示されている。
気と不活性ガスが封入され、かつ陰極と陽極を数ｍｍ乃
至数ｃｍ間隔に配置して陰極の熱発光と管体内面の蛍光
体発光を重畳させる可変光色光源が開示されている。
【０００４】特公平５−８０７８７には、真空気密の外
周器に密着した陽極と本質的に電子線励起で発光する蛍
光体を備え、外周器内に設けたフィラメント陰極との間
に高電圧を印加して陰極の熱発光と蛍光から成る可変光
色光源が開示されている。
周器に密着した陽極と本質的に電子線励起で発光する蛍
光体を備え、外周器内に設けたフィラメント陰極との間
に高電圧を印加して陰極の熱発光と蛍光から成る可変光
色光源が開示されている。
【０００５】特開平５−１３５７４４には、青色発光と
赤色発光の光量比を変化させる可変光色蛍光ランプ及び
その点灯方法が開示されている。
赤色発光の光量比を変化させる可変光色蛍光ランプ及び
その点灯方法が開示されている。
【０００６】ジャーナル・オブ・オプティカル・ソサイ
アティー・オブ・アメリカ ５３巻１０号１１３９頁か
ら１１４６頁 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｏｐｔｉｃａｌ
Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ ３３（１０）
１１３９〜１１４６（１９６３）には、水銀−アルゴン
系放電における水銀線の初期減衰時定数が１１４１頁の
表１にまとめられており、３９℃〜６０℃における時定
数の値は、例えば２５４ｎｍでは１６．８〜１９．１μ
ｓ、青色の４３６ｎｍでは６．２４〜８．９３μｓであ
ることが示されている。
アティー・オブ・アメリカ ５３巻１０号１１３９頁か
ら１１４６頁 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｏｐｔｉｃａｌ
Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ ３３（１０）
１１３９〜１１４６（１９６３）には、水銀−アルゴン
系放電における水銀線の初期減衰時定数が１１４１頁の
表１にまとめられており、３９℃〜６０℃における時定
数の値は、例えば２５４ｎｍでは１６．８〜１９．１μ
ｓ、青色の４３６ｎｍでは６．２４〜８．９３μｓであ
ることが示されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】前記の特公昭５３−４
２３８６の装置は、ディスプレイの光色切替には優れた
ものであっても、その光色は色度図上の黒体軌跡から離
れた色度点を有するため平均演色評価数が低く、本発明
が目的とする快適照明には適さないと言う欠点がある。
２３８６の装置は、ディスプレイの光色切替には優れた
ものであっても、その光色は色度図上の黒体軌跡から離
れた色度点を有するため平均演色評価数が低く、本発明
が目的とする快適照明には適さないと言う欠点がある。
【０００８】また、特公平５−７２０５９と特公平５−
８０７８７は、共に安価で主照明になりうる可変色光源
を提供するが、その形状は白熱電球型に限定される。
８０７８７は、共に安価で主照明になりうる可変色光源
を提供するが、その形状は白熱電球型に限定される。
【０００９】本発明は、前記の特開平５−１３５７４４
で開示した、青色発光と赤色発光の光量比を変化させる
可変光色蛍光ランプ及びその点灯方法において、青色発
光の寄与を蛍光体発光のみに負担させず青色領域の水銀
線により多く負担させ、デューティ比変化に伴うドラス
ティクな水銀線強度の変化を積極的に利用して単一ラン
プの光色をより広範囲に変化させようとするものであ
る。
で開示した、青色発光と赤色発光の光量比を変化させる
可変光色蛍光ランプ及びその点灯方法において、青色発
光の寄与を蛍光体発光のみに負担させず青色領域の水銀
線により多く負担させ、デューティ比変化に伴うドラス
ティクな水銀線強度の変化を積極的に利用して単一ラン
プの光色をより広範囲に変化させようとするものであ
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明に係る低圧水銀蒸
気ならびに不活性ガス封入の蛍光ランプでは、放電によ
り発生した紫外線を可視光に変換するにあたり、主とし
てパルスのデューティ比を調整することにより、青色発
光と赤色発光の光量比を相対的に変化せしめて単一ラン
プの光色を変化させると言う手段をとる。前記の特開平
５−１３５７４４と異なるところは、次の４点に要約さ
れる。
気ならびに不活性ガス封入の蛍光ランプでは、放電によ
り発生した紫外線を可視光に変換するにあたり、主とし
てパルスのデューティ比を調整することにより、青色発
光と赤色発光の光量比を相対的に変化せしめて単一ラン
プの光色を変化させると言う手段をとる。前記の特開平
５−１３５７４４と異なるところは、次の４点に要約さ
れる。
【００１１】第１点は、可視領域の水銀線のうち、４３
６ｎｍの水銀線強度の青色蛍光体発光強度に対する比率
を高めることである。本発明の意図する可変光色は、単
一蛍光ランプの可視発光分布を外部入力信号のみによっ
て変更させることにあり、可視発光分布を仮に青色、緑
色、赤色成分で構成されるものと見做すと、外部入力信
号操作は、緑色強度を基準にした青色と赤色の強度比の
シーソー操作に他ならない。シーソー操作を効率よく実
現させる方法の一つは、青色成分が短残光性の線状発光
から成り、パルスのデューティ比を減少させると、換言
すればパルス列の間隔を増大させると青色成分の消滅が
著しく速く、結果として赤色成分の多い可視発光分布に
変化させることが出来る。この意味で極端な場合、実施
例で示すように青色蛍光体は用いなくてもよいが、高演
色性達成を目的としてこれを用いる場合には、青色及び
青緑色領域に発光する蛍光体が、帯状発光を呈するもの
では、Ｙ（Ｐ，Ｖ）Ｏ4、（Ｙ，Ｇｄ）（Ｐ，Ｖ）Ｏ4、
ＢａＭｇ2Ａｌ16Ｏ27：Ｅｕで代表されるバリウム・マ
グネシウムのアルミン酸塩系母体に２価のＥｕを付活し
た蛍光体、当該アルミン酸塩系母体に２価のＥｕと２価
のマンガンとを共付活した蛍光体、Ｙ2ＳｉＯ5：Ｃｅか
ら選ばれた少なくとも一つであり、青色及び青緑色領域
に発光する蛍光体が線状発光を呈するものでは、３価の
Ｔｍ、Ｐｒ、Ｄｙを付活した蛍光体から選ばれた少なく
とも一つであることが望ましい。上記の帯状発光を呈す
る蛍光体は、２５４ｎｍのみならずキセノン共鳴線１４
７ｎｍを含む真空紫外光の励起に対しても充分な発光強
度を保つ。
６ｎｍの水銀線強度の青色蛍光体発光強度に対する比率
を高めることである。本発明の意図する可変光色は、単
一蛍光ランプの可視発光分布を外部入力信号のみによっ
て変更させることにあり、可視発光分布を仮に青色、緑
色、赤色成分で構成されるものと見做すと、外部入力信
号操作は、緑色強度を基準にした青色と赤色の強度比の
シーソー操作に他ならない。シーソー操作を効率よく実
現させる方法の一つは、青色成分が短残光性の線状発光
から成り、パルスのデューティ比を減少させると、換言
すればパルス列の間隔を増大させると青色成分の消滅が
著しく速く、結果として赤色成分の多い可視発光分布に
変化させることが出来る。この意味で極端な場合、実施
例で示すように青色蛍光体は用いなくてもよいが、高演
色性達成を目的としてこれを用いる場合には、青色及び
青緑色領域に発光する蛍光体が、帯状発光を呈するもの
では、Ｙ（Ｐ，Ｖ）Ｏ4、（Ｙ，Ｇｄ）（Ｐ，Ｖ）Ｏ4、
ＢａＭｇ2Ａｌ16Ｏ27：Ｅｕで代表されるバリウム・マ
グネシウムのアルミン酸塩系母体に２価のＥｕを付活し
た蛍光体、当該アルミン酸塩系母体に２価のＥｕと２価
のマンガンとを共付活した蛍光体、Ｙ2ＳｉＯ5：Ｃｅか
ら選ばれた少なくとも一つであり、青色及び青緑色領域
に発光する蛍光体が線状発光を呈するものでは、３価の
Ｔｍ、Ｐｒ、Ｄｙを付活した蛍光体から選ばれた少なく
とも一つであることが望ましい。上記の帯状発光を呈す
る蛍光体は、２５４ｎｍのみならずキセノン共鳴線１４
７ｎｍを含む真空紫外光の励起に対しても充分な発光強
度を保つ。
【００１２】第２点は、４３６ｎｍの水銀線の初期減衰
時定数に対して、１０００倍以上の初期減衰時定数をも
つ赤色発光蛍光体を備えることである。前記の従来技術
の項で説明したように、４３６ｎｍの水銀線の初期減衰
時定数は６．２４〜８．９３μｓの範囲にあるから、１
０００倍以上の初期減衰時定数は６．２４ｍｓ以上に相
当し、例えばパルス幅１μｓ、繰返し周期２4、即ち１
６μｓ（デューティ比６．２５％）の場合には、消パル
ス後１６μｓでは４３６ｎｍの水銀線強度は著しく減少
しているはずである。一方、長波長側の赤色蛍光体発光
は、禁制遷移の発光イオンであれば消パルス後１６μｓ
ではその強度は未だ維持されているものと考えられる。
この種の赤色発光蛍光体候補の一つに、２価のマンガン
で付活した長残光性のＭ3（ＰＯ4）2：Ｍｎ、ここでＭ
はＺｎ，Ｚｎ−Ｃａ，Ｚｎ−Ｍｇを表わす、がある。但
し、２５４ｎｍ励起の効率は必ずしも良好とは言えな
い。このため、パルス投入時の初期発光強度を増す目的
で、他にキセノン共鳴線１４７ｎｍを含む真空紫外光の
励起に対しても充分な発光強度を保つＹ（Ｐ，Ｖ）
Ｏ4：Ｅｕ、Ｙ2Ｏ3：Ｅｕ、Ｇｄ2Ｏ3：Ｅｕ、３．５Ｍ
ｇＯ・０．５ＭｇＦ2・ＧｅＯ2：Ｍｎから選ばれた少な
くとも一つを併用するのが望ましい。
時定数に対して、１０００倍以上の初期減衰時定数をも
つ赤色発光蛍光体を備えることである。前記の従来技術
の項で説明したように、４３６ｎｍの水銀線の初期減衰
時定数は６．２４〜８．９３μｓの範囲にあるから、１
０００倍以上の初期減衰時定数は６．２４ｍｓ以上に相
当し、例えばパルス幅１μｓ、繰返し周期２4、即ち１
６μｓ（デューティ比６．２５％）の場合には、消パル
ス後１６μｓでは４３６ｎｍの水銀線強度は著しく減少
しているはずである。一方、長波長側の赤色蛍光体発光
は、禁制遷移の発光イオンであれば消パルス後１６μｓ
ではその強度は未だ維持されているものと考えられる。
この種の赤色発光蛍光体候補の一つに、２価のマンガン
で付活した長残光性のＭ3（ＰＯ4）2：Ｍｎ、ここでＭ
はＺｎ，Ｚｎ−Ｃａ，Ｚｎ−Ｍｇを表わす、がある。但
し、２５４ｎｍ励起の効率は必ずしも良好とは言えな
い。このため、パルス投入時の初期発光強度を増す目的
で、他にキセノン共鳴線１４７ｎｍを含む真空紫外光の
励起に対しても充分な発光強度を保つＹ（Ｐ，Ｖ）
Ｏ4：Ｅｕ、Ｙ2Ｏ3：Ｅｕ、Ｇｄ2Ｏ3：Ｅｕ、３．５Ｍ
ｇＯ・０．５ＭｇＦ2・ＧｅＯ2：Ｍｎから選ばれた少な
くとも一つを併用するのが望ましい。
【００１３】第３点は、前記の特開平５−１３５７４４
では、キセノン単独封入蛍光ランプも開示するのに対し
て、本発明ではキセノンを用いる場合でも必ず低圧水銀
蒸気を含み、キセノン＋水銀を封入物とする点である。
理由は上記の第１点と第２点で説明した通りである。
では、キセノン単独封入蛍光ランプも開示するのに対し
て、本発明ではキセノンを用いる場合でも必ず低圧水銀
蒸気を含み、キセノン＋水銀を封入物とする点である。
理由は上記の第１点と第２点で説明した通りである。
【００１４】第４点は、前記の特開平５−１３５７４４
では、デューティ比を１０％以上５０％未満に規制して
いるのに対して１０％未満であっても可変光色の効果が
大きい点である。理由は第２点で述べた長残光性のＭ3
（ＰＯ4）2：Ｍｎを採用しているためである。
では、デューティ比を１０％以上５０％未満に規制して
いるのに対して１０％未満であっても可変光色の効果が
大きい点である。理由は第２点で述べた長残光性のＭ3
（ＰＯ4）2：Ｍｎを採用しているためである。
【００１５】なお、緑色強度を基準にした青色と赤色の
強度比のシーソー操作において、シーソーの謂わば支点
となる緑色領域に発光する蛍光体は、残光性に格別の規
制を必要としないが、色調、効率の点で（Ｌａ，Ｃｅ）
ＰＯ4：Ｔｂ、Ｚｎ2ＳｉＯ4：Ｍｎから選ばれた少なく
とも一つが望ましい。一方、パルス点灯条件に関して
は、電極間に一定のバイアス電圧を印加すれば、デュー
ティ比調整に伴うランプ光束の変動を抑えるのに効果が
ある。また、キセノン等のアルゴン以外の希ガス封入
は、水銀共鳴線２５４ｎｍ及び１８５ｎｍ以外の真空紫
外光の励起に対しても発光を受持ち、同様にデューティ
比調整に伴うランプ光束の変動を抑えるのに効果があ
る。
強度比のシーソー操作において、シーソーの謂わば支点
となる緑色領域に発光する蛍光体は、残光性に格別の規
制を必要としないが、色調、効率の点で（Ｌａ，Ｃｅ）
ＰＯ4：Ｔｂ、Ｚｎ2ＳｉＯ4：Ｍｎから選ばれた少なく
とも一つが望ましい。一方、パルス点灯条件に関して
は、電極間に一定のバイアス電圧を印加すれば、デュー
ティ比調整に伴うランプ光束の変動を抑えるのに効果が
ある。また、キセノン等のアルゴン以外の希ガス封入
は、水銀共鳴線２５４ｎｍ及び１８５ｎｍ以外の真空紫
外光の励起に対しても発光を受持ち、同様にデューティ
比調整に伴うランプ光束の変動を抑えるのに効果があ
る。
【００１６】さらに、パルス幅、繰返し周期、パルス電
圧、正負極性切替、等をあらかじめ記録した磁気カード
やＩＣカードをアクセスすることにより、切替スイッチ
の数を減らして可変光色操作を簡便ならしめることがで
きる。無線による可変光色の遠隔操作についても同様で
ある。
圧、正負極性切替、等をあらかじめ記録した磁気カード
やＩＣカードをアクセスすることにより、切替スイッチ
の数を減らして可変光色操作を簡便ならしめることがで
きる。無線による可変光色の遠隔操作についても同様で
ある。
【００１７】
【作用】まず、請求項１、２、３、４に係る発明の作用
を図１と図２に基づいて説明する。図１では、透光性の
管体１内に、一対の電極２ａ、２ｂが対峙し、放電ガス
３が封入される。１の内壁には３の放電により発生する
２５４ｎｍ、１８５ｎｍ、あるいは１４７ｎｍ光を可視
光に変換する蛍光体４が塗布される。４が、従来の例え
ば３波長域発光形蛍光ランプと異なるところは、前述し
たように長残光性の赤色蛍光体を用いる点である。予熱
用電源５で２ｂを予熱した後、パルス電源６から直列抵
抗７を介してパルス電圧を印加し３を放電させる。
を図１と図２に基づいて説明する。図１では、透光性の
管体１内に、一対の電極２ａ、２ｂが対峙し、放電ガス
３が封入される。１の内壁には３の放電により発生する
２５４ｎｍ、１８５ｎｍ、あるいは１４７ｎｍ光を可視
光に変換する蛍光体４が塗布される。４が、従来の例え
ば３波長域発光形蛍光ランプと異なるところは、前述し
たように長残光性の赤色蛍光体を用いる点である。予熱
用電源５で２ｂを予熱した後、パルス電源６から直列抵
抗７を介してパルス電圧を印加し３を放電させる。
【００１８】次に、６を調整してデューティ比を変化さ
せ１の中央部の輝度を測定するか、または、球形積分球
でランプ光束を測定する。ここでデューティ比Ｄは、パ
ルス幅Ｗを繰返し周期Ｔで割った値の百分率、即ちＤ＝
（Ｗ／Ｔ）×１００で表される。
せ１の中央部の輝度を測定するか、または、球形積分球
でランプ光束を測定する。ここでデューティ比Ｄは、パ
ルス幅Ｗを繰返し周期Ｔで割った値の百分率、即ちＤ＝
（Ｗ／Ｔ）×１００で表される。
【００１９】図２は、本発明に係わる可変光色の機構
を、青色、緑色、赤色成分の時間変化に着目して模式的
に示した図であり、図の上段は、Ｄ大、即ちパルス周期
Ｔ小の場合の３成分の減衰の模様を、図の下段は、反対
にＤ小、Ｔ大の場合の減衰の模様を示したものである。
Ｄの調整により、上段では青みの強い昼光色、下段では
赤みの強い電球色として視認される。図では、光量に対
応する三角形の總面積は下段の方が小さいが、Ｄ小の領
域で電極間に所要のバイアス電圧を印加するか、パルス
電圧を増大させることにより光束調整は可能となる。こ
れが請求項５に係わる。
を、青色、緑色、赤色成分の時間変化に着目して模式的
に示した図であり、図の上段は、Ｄ大、即ちパルス周期
Ｔ小の場合の３成分の減衰の模様を、図の下段は、反対
にＤ小、Ｔ大の場合の減衰の模様を示したものである。
Ｄの調整により、上段では青みの強い昼光色、下段では
赤みの強い電球色として視認される。図では、光量に対
応する三角形の總面積は下段の方が小さいが、Ｄ小の領
域で電極間に所要のバイアス電圧を印加するか、パルス
電圧を増大させることにより光束調整は可能となる。こ
れが請求項５に係わる。
【００２０】青色成分が４３６ｎｍの水銀線のみの場合
には、管電流に依存して水銀線５４６ｎｍとの強度比Ｉ
436／Ｉ546が変化し、８Ｗの直管を例にとると、低電流
域ではＤにも依存してＩ436／Ｉ546＝１．４〜１．８、
高電流域ではＤに余り依存せずＩ436／Ｉ546＝１．３の
値をとる。従って、前述の特開平５−１３５７４４との
４つの相違点のうち、第１点はＩ436／Ｉ546の値が大き
い低電流域で有効に作用し大幅な光色変化をもたらす。
第２点は高電流域で有効に作用する。Ｉ436／Ｉ546がＤ
に余り依存しない高電流域で大幅な光色変化を達成する
には、２５４ｎｍ以外の例えば１４７ｎｍ励起でも所要
の色成分発光が得られるようするのが望ましい。これが
請求項６に係わり、関連する蛍光体は請求項３に係わ
り、請求項３に母体組成を示した蛍光体はキセノン共鳴
線１４７ｎｍ励起で高効率である。
には、管電流に依存して水銀線５４６ｎｍとの強度比Ｉ
436／Ｉ546が変化し、８Ｗの直管を例にとると、低電流
域ではＤにも依存してＩ436／Ｉ546＝１．４〜１．８、
高電流域ではＤに余り依存せずＩ436／Ｉ546＝１．３の
値をとる。従って、前述の特開平５−１３５７４４との
４つの相違点のうち、第１点はＩ436／Ｉ546の値が大き
い低電流域で有効に作用し大幅な光色変化をもたらす。
第２点は高電流域で有効に作用する。Ｉ436／Ｉ546がＤ
に余り依存しない高電流域で大幅な光色変化を達成する
には、２５４ｎｍ以外の例えば１４７ｎｍ励起でも所要
の色成分発光が得られるようするのが望ましい。これが
請求項６に係わり、関連する蛍光体は請求項３に係わ
り、請求項３に母体組成を示した蛍光体はキセノン共鳴
線１４７ｎｍ励起で高効率である。
【００２１】請求項７に係る発明の作用は、可変光色操
作の簡便さにあり、必要に応じて図１の７に複数個の抵
抗値の異なるものを配置してその中の１個を選択して光
色操作のみでなく光束調整の操作にも役立てることがで
きる。
作の簡便さにあり、必要に応じて図１の７に複数個の抵
抗値の異なるものを配置してその中の１個を選択して光
色操作のみでなく光束調整の操作にも役立てることがで
きる。
【００２２】
（実施例１）外径１５．２mm、肉厚０．６mm、長さ２８
０mmのガラス管に、緑色蛍光体Ｚｎ2ＳｉＯ4：Ｍｎ、赤
色蛍光体にＺｎ3（ＰＯ4）2：Ｍｎを混合塗布した８Ｗ
の熱陰極型低圧水銀蒸気封入蛍光ランプを作成した。ア
ルゴン圧は９３０Ｐａ一定とした。図１の２ｂに１００
ｍＡを流して予熱した後、７に２２ＫΩを用いてパルス
幅Ｗ＝１μｓ、繰返し周期Ｔ＝２μｓ〜３２μｓ、電圧
Ｖ＝２７０Ｖの矩形波パルスを印加しＤＣバイアス１０
０Ｖで点灯した。このパルス条件は、デューティ比Ｄ＝
５０．０〜３．３％に相当する。グロー放電モードを維
持するため、管電流は１００ｍＡ以下に抑えた。管電流
は熱電対型電流計で測定した。
０mmのガラス管に、緑色蛍光体Ｚｎ2ＳｉＯ4：Ｍｎ、赤
色蛍光体にＺｎ3（ＰＯ4）2：Ｍｎを混合塗布した８Ｗ
の熱陰極型低圧水銀蒸気封入蛍光ランプを作成した。ア
ルゴン圧は９３０Ｐａ一定とした。図１の２ｂに１００
ｍＡを流して予熱した後、７に２２ＫΩを用いてパルス
幅Ｗ＝１μｓ、繰返し周期Ｔ＝２μｓ〜３２μｓ、電圧
Ｖ＝２７０Ｖの矩形波パルスを印加しＤＣバイアス１０
０Ｖで点灯した。このパルス条件は、デューティ比Ｄ＝
５０．０〜３．３％に相当する。グロー放電モードを維
持するため、管電流は１００ｍＡ以下に抑えた。管電流
は熱電対型電流計で測定した。
【００２３】図３に、繰返し周期Ｔ＝２μｓ〜３２μｓ
におけるこのランプの色度点のシフトを示す。図中の５
個の四辺形８はＪＩＳ Ｚ９１１２−１９９０で定めら
れた蛍光ランプの色度区分であり、左側から順に昼色光
（記号Ｄ）、昼白色（Ｎ）、白色（Ｗ）、温白色（Ｗ
Ｗ）、電球色（Ｌ）を表わす。また、四辺形を貫通する
２本の曲線のうち下側は黒体放射軌跡９、上側はＣＩＥ
合成昼光１０を表わす。図から明らかなように繰返し周
期Ｔ＝２1〜２5μｓの変化に対して、点線で結んだ色度
点のシフト１１は上記の記号でＤからＬまでのすべての
領域をカバーしていることがわかる。さらに、Ｔ＝２3
μｓ＝８μｓにおいてランプの色度点はほぼ黒体放射軌
跡上にあることも判る。
におけるこのランプの色度点のシフトを示す。図中の５
個の四辺形８はＪＩＳ Ｚ９１１２−１９９０で定めら
れた蛍光ランプの色度区分であり、左側から順に昼色光
（記号Ｄ）、昼白色（Ｎ）、白色（Ｗ）、温白色（Ｗ
Ｗ）、電球色（Ｌ）を表わす。また、四辺形を貫通する
２本の曲線のうち下側は黒体放射軌跡９、上側はＣＩＥ
合成昼光１０を表わす。図から明らかなように繰返し周
期Ｔ＝２1〜２5μｓの変化に対して、点線で結んだ色度
点のシフト１１は上記の記号でＤからＬまでのすべての
領域をカバーしていることがわかる。さらに、Ｔ＝２3
μｓ＝８μｓにおいてランプの色度点はほぼ黒体放射軌
跡上にあることも判る。
【００２４】
【表１】
【００２５】表１に、繰返し周期と相関色温度ならびに
黒体放射軌跡からの色差Δｕｖとの関係をまとめた。ま
た、図４の発光スペクトルを例示した。
黒体放射軌跡からの色差Δｕｖとの関係をまとめた。ま
た、図４の発光スペクトルを例示した。
【００２６】（実施例２）実施例１において、新たに青
色蛍光体にＹ（Ｐ，Ｖ）Ｏ4を加え、緑色蛍光体にＺｎ2
ＳｉＯ4：Ｍｎに代って（Ｌａ，Ｃｅ）ＰＯ4：Ｔｂを用
い、赤色蛍光体には、（Ｚｎ，Ｃａ）3（ＰＯ4）2：Ｍ
ｎ、深赤色蛍光体に３．５ＭｇＯ・０．５ＭｇＦ2・Ｇ
ｅＯ2：Ｍｎを用いた低圧水銀蒸気蛍光ランプを作成し
た。負荷抵抗は２００Ω一定として、管電流はデューテ
ィ比によらず７００ｍＡ以下に抑えた。このような高電
流域では、前述したようにＩ436／Ｉ546の値がデューテ
ィ比によらずほぼ一定となるため、実施例１におけるよ
うな昼光色は得られない代り、昼白色から電球色の領域
で高い光束が得られた。図５は、デューティ比４〜５０
％の領域でＡＣ１００Ｖ、５０Ｈｚ点灯の場合と比較し
た相対光束を示したもので、デューティ比大では相対光
束は２００％を越えた。なお、図５は負荷抵抗一定の特
性であり、負荷抵抗を調整すればデューティ比変化に対
してよりフラットな光束を得ることができる。
色蛍光体にＹ（Ｐ，Ｖ）Ｏ4を加え、緑色蛍光体にＺｎ2
ＳｉＯ4：Ｍｎに代って（Ｌａ，Ｃｅ）ＰＯ4：Ｔｂを用
い、赤色蛍光体には、（Ｚｎ，Ｃａ）3（ＰＯ4）2：Ｍ
ｎ、深赤色蛍光体に３．５ＭｇＯ・０．５ＭｇＦ2・Ｇ
ｅＯ2：Ｍｎを用いた低圧水銀蒸気蛍光ランプを作成し
た。負荷抵抗は２００Ω一定として、管電流はデューテ
ィ比によらず７００ｍＡ以下に抑えた。このような高電
流域では、前述したようにＩ436／Ｉ546の値がデューテ
ィ比によらずほぼ一定となるため、実施例１におけるよ
うな昼光色は得られない代り、昼白色から電球色の領域
で高い光束が得られた。図５は、デューティ比４〜５０
％の領域でＡＣ１００Ｖ、５０Ｈｚ点灯の場合と比較し
た相対光束を示したもので、デューティ比大では相対光
束は２００％を越えた。なお、図５は負荷抵抗一定の特
性であり、負荷抵抗を調整すればデューティ比変化に対
してよりフラットな光束を得ることができる。
【００２７】（実施例３）実施例１、２は汎用蛍光ラン
プと同じアルゴンガス封入であったが、アルゴンに代っ
てキセノンガスを１３３Ｐａ封入した低圧水銀蒸気蛍光
ランプを作成した。青色蛍光体にはＹ（Ｐ，Ｖ）Ｏ4の
他にＹ2ＳｉＯ5：Ｃｅも加えた。この結果、高電流域で
も実施例１の低電流域におけると同様の大幅な色度点シ
フトを観測できた。Ｙ2ＳｉＯ5：Ｃｅは、赤色蛍光体
（Ｚｎ，Ｃａ）3（ＰＯ4）2：Ｍｎと同様にキセノン共
鳴線１４７ｎｍ励起に対して２５４ｎｍ励起におけるよ
りも高効率のためである。
プと同じアルゴンガス封入であったが、アルゴンに代っ
てキセノンガスを１３３Ｐａ封入した低圧水銀蒸気蛍光
ランプを作成した。青色蛍光体にはＹ（Ｐ，Ｖ）Ｏ4の
他にＹ2ＳｉＯ5：Ｃｅも加えた。この結果、高電流域で
も実施例１の低電流域におけると同様の大幅な色度点シ
フトを観測できた。Ｙ2ＳｉＯ5：Ｃｅは、赤色蛍光体
（Ｚｎ，Ｃａ）3（ＰＯ4）2：Ｍｎと同様にキセノン共
鳴線１４７ｎｍ励起に対して２５４ｎｍ励起におけるよ
りも高効率のためである。
【００２８】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば低圧
水銀蒸気封入蛍光ランプのパルス点灯に際して、デュー
ティ比に依存して紫外及び可視水銀線強度がドラスティ
ックに変化することを利用して、可視領域の水銀線と蛍
光体の発光から成るスペクトルを変化させて昼光色から
電球色までの幅広い光色変化を単一ランプで実現できる
と言う効果がある。ここでは、４３６ｎｍの水銀線の初
期減衰特性に対して長残光性の赤色蛍光体を用いる。ま
た、管電流大の領域で使用する場合には、キセノンガス
＋水銀封入として、かつキセノン励起で明るい蛍光体を
併用することにより同様に幅広い光色変化が得られる。
さらに、デューティ比に無関係にランプ光束を維持させ
るには予め設置した複数個の負荷抵抗から所要のものを
選択する。本発明のランプは、基本的に３波長域発光形
であるため、平均演色評価数が比較的高く快適照明用光
源として有用である。また、ランプ点灯に際してパルス
条件を記録したカードをアクセスさせれば、可変光色操
作を簡便にする効果があり、可変光色操作を無線で行な
うこともできる。蛍光ランプのバルブ材質、形状ともに
現流品がそのまま使用できる利点も大きい。
水銀蒸気封入蛍光ランプのパルス点灯に際して、デュー
ティ比に依存して紫外及び可視水銀線強度がドラスティ
ックに変化することを利用して、可視領域の水銀線と蛍
光体の発光から成るスペクトルを変化させて昼光色から
電球色までの幅広い光色変化を単一ランプで実現できる
と言う効果がある。ここでは、４３６ｎｍの水銀線の初
期減衰特性に対して長残光性の赤色蛍光体を用いる。ま
た、管電流大の領域で使用する場合には、キセノンガス
＋水銀封入として、かつキセノン励起で明るい蛍光体を
併用することにより同様に幅広い光色変化が得られる。
さらに、デューティ比に無関係にランプ光束を維持させ
るには予め設置した複数個の負荷抵抗から所要のものを
選択する。本発明のランプは、基本的に３波長域発光形
であるため、平均演色評価数が比較的高く快適照明用光
源として有用である。また、ランプ点灯に際してパルス
条件を記録したカードをアクセスさせれば、可変光色操
作を簡便にする効果があり、可変光色操作を無線で行な
うこともできる。蛍光ランプのバルブ材質、形状ともに
現流品がそのまま使用できる利点も大きい。
【図１】本発明のランプとその点灯方法を説明するため
の図である。
の図である。
【図２】本発明の動作原理を説明する特性図である。
【図３】本発明のランプの色度図である。
【図４】本発明のランプの発光スペクトルの図である。
【図５】本発明のランプのデューティ比と相対光束との
関係を説明する図である。
関係を説明する図である。
１…透光性の管体、２ａ、２ｂ…電極、３…キセノンガ
ス、４…蛍光体、５…予熱用電源、６…パルス電源、７
…直列抵抗、８…ＪＩＳ光源色区分、９…黒体放射軌
跡、１０…ＣＩＥ合成昼光、１１…ランプの色度点シフ
ト特性線。
ス、４…蛍光体、５…予熱用電源、６…パルス電源、７
…直列抵抗、８…ＪＩＳ光源色区分、９…黒体放射軌
跡、１０…ＣＩＥ合成昼光、１１…ランプの色度点シフ
ト特性線。
Claims (7)
- 【請求項１】低圧水銀蒸気封入蛍光ランプにおいて、該
蛍光ランプのパルス点灯条件に依存して紫外及び可視領
域の水銀線強度比が変化することを利用して、可視領域
の水銀線と蛍光体の発光から成るスペクトルを変化させ
ることを特徴とする可変光色蛍光ランプ及びその点灯方
法。 - 【請求項２】請求項１において、青色領域に発光する水
銀線の初期減衰の１／ｅ近似の時定数に対して１０００
倍以上の初期発光減衰時定数を有する少なくとも一種類
の赤色蛍光体を備えたことを特徴とする可変光色蛍光ラ
ンプ。 - 【請求項３】請求項１において、青色及び青緑色領域に
発光する蛍光体が、帯状発光を呈するものでは、Ｙ
（Ｐ，Ｖ）Ｏ4、（Ｙ，Ｇｄ）（Ｐ，Ｖ）Ｏ4、ＢａＭｇ
2Ａｌ16Ｏ27：Ｅｕで代表されるバリウム・マグネシウ
ムのアルミン酸塩系母体に２価のＥｕを付活した蛍光
体、当該アルミン酸塩系母体に２価のＥｕと２価のマン
ガンとを共付活した蛍光体、Ｙ2ＳｉＯ5：Ｃｅから選ば
れた少なくとも一つであり、青色及び青緑色領域に発光
成分をもつ蛍光体が線状発光を呈するものでは、３価の
Ｔｍ、Ｐｒ、Ｄｙを付活した蛍光体から選ばれた少なく
とも一つであり、緑色領域に発光する蛍光体が（Ｌａ，
Ｃｅ）ＰＯ4：Ｔｂ、Ｚｎ2ＳｉＯ4：Ｍｎから選ばれた
少なくとも一つであり、赤色領域に発光する蛍光体は、
Ｍ3（ＰＯ4）2：Ｍｎ、ここでＭはＺｎ，Ｚｎ−Ｃａ，
Ｚｎ−Ｍｇを表わす、の他にＹ（Ｐ，Ｖ）Ｏ4：Ｅｕ、
Ｙ2Ｏ3：Ｅｕ、Ｇｄ2Ｏ3：Ｅｕ、３．５ＭｇＯ・０．５
ＭｇＦ2・ＧｅＯ2：Ｍｎから選ばれた少なくとも一つで
あることを特徴とする可変光色蛍光ランプ。 - 【請求項４】請求項１の蛍光ランプのパルス点灯に際し
て、パルス幅を繰返し周期で割った値の百分率で表わさ
れるデューティ比を大幅に調整して比の値を変化させる
ことにより単一ランプの光色を可変させることを特徴と
する可変光色蛍光ランプの点灯方法。 - 【請求項５】請求項１の蛍光ランプのパルス点灯に際し
て、電極間に一定のバイアス電圧を印加することを特徴
とする点灯方法。 - 【請求項６】請求項１において、水銀の他にアルゴン以
外の希ガスを封入したことを特徴とする可変光色蛍光ラ
ンプ及びその点灯方法。 - 【請求項７】請求項１において、パルス電圧、パルス
幅、繰返し周期、等のパルス条件を記録したカードをア
クセスすることにより可変光色操作を行なうか、同様の
可変光色操作を無線で行なうことを特徴とする点灯方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7306694A JPH07282778A (ja) | 1994-04-12 | 1994-04-12 | 可変光色蛍光ランプ及びその点灯方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7306694A JPH07282778A (ja) | 1994-04-12 | 1994-04-12 | 可変光色蛍光ランプ及びその点灯方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07282778A true JPH07282778A (ja) | 1995-10-27 |
Family
ID=13507603
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7306694A Pending JPH07282778A (ja) | 1994-04-12 | 1994-04-12 | 可変光色蛍光ランプ及びその点灯方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07282778A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR19980043561A (ko) * | 1996-12-04 | 1998-09-05 | 조셉 에스. 로마나우 | 네온 가스 방전 램프 및 펄스 작동 방법 |
| WO2000016376A1 (en) * | 1998-09-16 | 2000-03-23 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Method of adjusting the light spectrum of a gas discharge lamp, gas discharge lamp, and luminaire for said lamp |
| JP2006236954A (ja) * | 2005-02-28 | 2006-09-07 | Tohoku Univ | 平板ランプ |
| WO2008146220A2 (en) | 2007-05-25 | 2008-12-04 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | A lighting system for creating a biological effect |
-
1994
- 1994-04-12 JP JP7306694A patent/JPH07282778A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR19980043561A (ko) * | 1996-12-04 | 1998-09-05 | 조셉 에스. 로마나우 | 네온 가스 방전 램프 및 펄스 작동 방법 |
| WO2000016376A1 (en) * | 1998-09-16 | 2000-03-23 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Method of adjusting the light spectrum of a gas discharge lamp, gas discharge lamp, and luminaire for said lamp |
| JP2006236954A (ja) * | 2005-02-28 | 2006-09-07 | Tohoku Univ | 平板ランプ |
| WO2008146220A2 (en) | 2007-05-25 | 2008-12-04 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | A lighting system for creating a biological effect |
| US8378574B2 (en) | 2007-05-25 | 2013-02-19 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Lighting system for creating a biological effect |
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