JPH081837B2 - 無電極放電灯装置 - Google Patents

無電極放電灯装置

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JPH081837B2
JPH081837B2 JP17881085A JP17881085A JPH081837B2 JP H081837 B2 JPH081837 B2 JP H081837B2 JP 17881085 A JP17881085 A JP 17881085A JP 17881085 A JP17881085 A JP 17881085A JP H081837 B2 JPH081837 B2 JP H081837B2
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discharge lamp
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electrodeless discharge
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耕一 小林
雅樹 四宮
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Matsushita Electric Works Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 [技術分野] 本発明は、放電ガスを封入したバルブ外に設けられた
外部電極に高周波電圧を印加して放電を行わせ、放電に
より発生する紫外線を蛍光体により可視光に変換して用
いられる無電極放電灯装置に関するものである。 [背景技術] 第5図に無電極放電灯装置のブロック図を示す。その
構成は、例えば、アルゴン等の希ガスと水銀等の金属蒸
気を放電ガスとして封入したバルブ3の外部の管端部近
傍に、金属導体からなる一対の外部電極4,を配設すると
共に、上記両外部電極4,4間に電源1より電力供給を受
ける発振回路2の発生する高周波電圧を印加して上記バ
ルブ3内に放電を発生させて、水銀等の金属蒸気を準安
定状態に励起し、これらの金属蒸気が基底状態に緩和す
るときに放出する紫外線(水銀の場合には、主として波
長253.7nm及び184.9nm)を上記バルブ3内に塗布された
蛍光体(図示せず)により可視光に変換して照明用光源
あるいは表示用光源として使用するものである。第6図
は従来の発振回路2の具体回路の一例を図示したもの
で、その基本的な構成は発振周波数の安定なクラップ回
路となっている。以下、第6図に基づいて無電極放電灯
装置の動作について説明を行う。 第6図に示される発振回路2では、発振回路Q1として
バイポーラトランジスタを使用しているが、他の能動素
子、例えばMOSFETを用いても良いことは言うまでもは
い。電源1の交流電圧をダイオードブリッジDB(図示せ
ず)により整流して得られる脈流電圧を平滑コンデンサ
C0で平滑して直流電源Eを構成し、その端子電圧を抵抗
R1,R2によって分圧して発振素子Q1のベースBに抵抗R3
を介して適当なバイアス電圧Vbを印加すると、コレクタ
電流ICが流れて発振素子Q1は増幅器として作用する。し
かし、発振コイルL1,コンデンサC1,C2,C3からなる共振
回路によって、発振出力の一部が入力側へ帰還されてい
るため、上記の回路定数の値を適切に選べば持続的な発
振を開始する。この発振回路2の発振出力は、上記発振
コイルL1の両端に上記外部電極4,4を接続することによ
り無電極放電灯のバルブ3に供給されている。このた
め、無電極放電灯のバルブ3内では放電ガスが放電を開
始して水銀原子を準安定状態に励起し、上記水銀原子が
基底状態に緩和する際に放出する紫外線をバルブ3の内
壁面に塗布された蛍光体により可視光に変換するのであ
る。 以上の説明より明らか如く、無電極放電灯の発光色は
上記バルブ3の内壁面に塗布された蛍光体の種類によっ
て一義的に決定され、従来の無電極放電灯においては、
上記蛍光体がただ一種類で構成されていたため発光色を
変化させることができず、相異なる発光色を得ようとす
れば発光色の異なる複数の無電極放電灯が必要となると
いう問題点があった。 [発明の目的] 本発明は、上述の問題点に鑑み為されたものであり、
発光色を自在に変化させることができる無電極放電灯装
置を提供することを目的とする。 [発明の開示] 本発明の無電極放電灯装置は、電源より電力供給を受
け高周波電圧を発生する発振回路と、希ガスや水銀等の
金属蒸気を放電ガスとして封入したバルブと、該バルブ
の外部に設けられた少なくとも一対の外部電極とを備
え、該外部電極間に上記高周波電圧を印加して上記バル
ブ内に放電を生じせしめて、放電により発生する紫外線
を上記バルブの内壁面に塗布された蛍光体により可視光
に変換する無電極放電灯装置において、上記バルブの内
壁面に発光色の相異なる二種類以上の蛍光体を塗布する
と共に、上記一対の外部電極の各々の高周波電位を相対
的に変化させて上記バルブ内の発光中心の位置を移動さ
せる発光中心移動手段を上記発振回路に備えた構成とな
っている。
【実施例1】 第1図は本発明の一実施例の無電極放電灯のバルブ3
及び外部電極4a,4bの構成を図示したものである。上記
バルブ3の内壁面には右半分に赤色発光色の蛍光体Rが
塗布され、左半分には緑色発光色の蛍光体Gが塗布され
た構成となっている。第2図は本発明の一実施例の発振
回路2の回路図であり、従来例と同様、クラップ型の発
振回路であるが、都の発振回路、例えば、ハートレー型
やコルビッツ型の発振回路においても、同様であるため
説明は省略する。本実施例のバイアス回路は直流電源E
(以下、端子電圧の値もEで示す)に接続された抵抗
R1,R2の直列回路の中点と、バイポーラトランジスタか
ら成る発振素子Q1のベースBとを抵抗R3で接続した構成
となっている。上記抵抗R3は抵抗R1,R2により分圧され
た直流電源Eの電圧を発振素子Q1のベースBにバイアス
電圧Vbとして供給すると共に、高周波電流がバイアス回
路の抵抗R1,R2に流入することを阻止しており、抵抗R3
の代わりにインダクタンスを用いても構わない。さらに
本実施例の共振回路は、発振コイルL1とコンデンサC2,C
3及び発振コイルL1の両端に直列に接続された二つの可
変コンデンサCa,Cbとから構成され、上記発振コイルL1
のコンデンサCaが接続されている端子には外部電極4a
が、また、コンデンサCbが接続されている端子には外部
電極4aが接続されている。そして上記可変コンデンサC
a,Cbの容量は連動して変化し、例えば、可変コンデンサ
Caの容量を増加させれば可変コンデンサCbの容量がそれ
に伴って減少し、逆に、可変コンデンサCaの容量を減少
させれば可変コンデンサCbの容量がそれに伴って増加す
るというように、相反関係をもって変化する構成となっ
ている。尚、上記可変コンデンサCa,Cbが発光中心移動
手段に対応している。 電源1の電圧が印加され発振回路2が発振を開始する
と、無電極放電灯のバルブ3内部で放電が発生して、上
述のように紫外線が放出されるため、本実施例のバルブ
3は右半分は赤色の、左半分は緑色の発光色で発光する
のであるが、上記可変コンデンサCa,Cbの容量の大小関
係によって、上記の二色の発光色の相対強度が変化する
という特徴がある。以下に、その説明を述べる。 まず、問題となるものは高周波電位であるから、議論
をコンデンサC2→可変コンデンサCa→発振コイルL1→可
変コンデンサCb→コンデンサC3→コンデンサC2から成る
閉回路に限定する。さらに、コンデンサC2とコンデンサ
C3の値は、夫々のオーダーが同程度となるように設計さ
れているものとする。いま、可変コンデンサCaの値が可
変コンデンサCbの値よりも小さく設定されているものと
すれば、コンデンサC2と可変コンデンサCaとの直列回路
の高周波インピーダンスがコンデンサC3と可変コンデン
サCbとの直列回路の高周波インピーダンスよりも大きく
なるため、外部電極4aの高周波電位が外部電極4bの高周
波電位よりも高くなる。即ち、この場合外部電極4aがホ
ット端子、外部電極4bがコールド端子になるため、バル
ブ3の発光状態はホット端子となる外部電極4aの近傍が
最も明るく、外部電極4bの方に接近するにつれて輝度が
低下し、コールド端子となる外部電極4bの近傍が最も暗
くなる。上述のように、バルブ3内部で輝度勾配が発生
するという現象は、バルブ3と大地との間に分布して存
在するストレーキャパシタンスとバルブ3内部の放電路
により形成されるループに、ホット端子からコールド端
子に流れる高周波電流の一部が漸次分流するために生じ
るものである。 上述の場合とは逆に、可変コンデンサCa,Cbの容量をC
a>Cbとした場合には、外部電極4aがコールド端子、外
部電極4bがホット端子となり上述の発光状態も逆とな
る。 さらに、可変コンデンサCa,Cbの容量をほぼ等しくし
た場合には、既述した如くコンデンサC2とコンデンサC3
の容量値がオーダー的に等しいため、外部電極4aと外部
電極4bの高周波電位差は殆ど無くなり、バルブ3内部の
輝度分布はほぼ一様になる。 以上の説明から明らかな如く、本実施例の構成を有す
る無電極放電灯装置では発光中心移動手段として設けら
れている可変コンデンサCa,Cbの容量を変化させること
により、無電極放電灯のバルブ3内部の輝度分布を一様
にしたり、あるいは外部電極4aから外部電極4bの間に適
当な輝度勾配をもたせたり、極端な場合には外部電極4a
または外部電極4bの近傍のみを発光させることができる
など、発光中心の位置を様々に変化させることができ
る。従って、バルブ3の内壁面に発光色の相異なる二種
類以上の蛍光体を相異なる位置に塗布すれば、発光中心
の位置を移動させることによってバルブ3全体としての
発光色を、塗布されている蛍光体のいずれか一色、ある
いは数種類の混合色とすることができる。即ち、本実施
例では緑色あるいは赤色のいずれか一色、及びこれらの
混合色の発光を得ることができる。尚、本実施例では発
光中心移動手段として可変コンデンサCa,Cbを用いた回
路を示したが、これについてはバルブ3内部の高周波電
位の値を相対的に変化させ得る回路であればどのような
ものでも構わない。
【実施例2】 第3図に本発明の他の実施例の無電極放電灯装置を示
す。本実施例の発振回路2は第1図に示す実施例1の回
路と同様のものであり、実施例1との相異点はバルブ3
全体を被う拡散グローブ5が設けられている点と、発光
部となるバルブ3の構造にある。即ち、本実施例の無電
極放電灯のバルブ3の形状は、実施例1に示した直管型
ではなく、略U字型で内壁面には中央部に発光色が赤色
の蛍光体Rが、これを挟む両端部には夫々緑色、青色の
蛍光体G,Bが塗布された構成となっている。さらに、上
記のバルブ3の発光は上記拡散グローブ5によって拡散
混合されると共に、光源となるバルブ3の発光が直接目
に入射しないようにしてまぶしさが低減されている。 上記の構成を有する無電極放電灯のバルブ3の両端部
の外部電極4a,4b(図示せず)に実施例1で述べた発振
回路2の高周波電圧を印加して可変コンデンサCa,Cbの
値を変化させれば、上記拡散グローブ5から発生られる
光を青色、緑色あるいはこれらの混合色である黄色とい
うように様々に変化させることができる。
【実施例3】 第4図に本発明のさらに他の実施例の構成図を示す。
第3図に示した実施例2の無電極放電灯装置との相異点
は、拡散グローブ5に被われているバルブ3が、内壁面
に夫々相異なる発光色の蛍光体R,G,Bが塗布された三本
のU字管を交互に反対方向に並べ、始点と終点が隣合わ
せに並ぶように連接された構成となっている点にある。
上記のような構成とすることにより、内壁面に夫々相異
なる発光色の蛍光体を塗布した三本のU字管を融着する
ことによって、内壁面に相異なる発光色の蛍光体を塗布
した一本のバルブ3を製造することができるため、バル
ブ3の製造方法が容易になるという特徴がある。さら
に、実施例2で述べたように拡散グローブ5の効果によ
り、上記の各色、即ち青、赤、緑の輝度をほぼ同一とす
ることができ、ディスプレイ照明等に利用することがで
きるという効果がある。 [発明の効果] 本発明の無電極放電灯装置は、外部電極間に高周波電
圧を印加してバルブ内に放電を生じせしめて、放電によ
り発生する紫外線を上記バルブの内壁面に塗布された蛍
光体により可視光に変換する無電極放電灯装置におい
て、上記バルブの内壁面に発光色の相異なる二種類以上
の蛍光体を塗布すると共に、上記一対の外部電極の各々
の高周波電位を相対的に変化させて上記バルブ内の発光
中心の位置を移動させる発光中心移動手段を発振回路に
備えた構成となっているので、発光中心の位置を変化さ
せて相異なる発光色の蛍光体を発光させることにより、
発光色を可変できる可変色蛍光ランプをただ一本のバル
ブで構成することができるため、廉価なコストで、小形
・軽量な可変色蛍光ランプを提供することができると共
に、バルブ内に電極が無いため、イオンによる電極の損
耗が皆無で長い点滅寿命を有するのみならず、電極付近
の光束減退も発生しないことからディスプレイ表示装置
として理想的な特性を付与することができるという効果
を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例1のバルブ近傍の側面図、第2
図は同上の実施例1の無電極放電灯装置の回路図、第3
図は同上の実施例2の構成図、第4図は同上の実施例3
の構成図、第5図は従来例の構成図、第6図は従来例の
無電極放電灯装置の回路図であり、1は電源、2は発振
回路、3はバルブ、4a,4bは外部電極、5は拡散グロー
ブ、Ca,Cbは可変コンデンサ、R,G,Bは夫々赤色、緑色、
青色の発光色の蛍光体である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電源より電力供給を受け高周波電圧を発生
    する発振回路と、希ガスや水銀等の金属蒸気を放電ガス
    として封入したバルブと、該バルブの外部に設けられた
    少なくとも一対の外部電極とを備え、該外部電極間に上
    記高周波電圧を印加して上記バルブ内に放電を生じせし
    めて、放電により発生する紫外線を上記バルブの内壁面
    に塗布された蛍光体により可視光に変換する無電極放電
    灯装置において、上記バルブの内壁面に発光色の相異な
    る二種類以上の蛍光体を塗布すると共に、上記一対の外
    部電極の各々の高周波電位を相対的に変化させて上記バ
    ルブ内の発光中心の位置を移動させる発光中心移動手段
    を上記発振回路に備えたことを特徴とする無電極放電灯
    装置。
JP17881085A 1985-08-14 1985-08-14 無電極放電灯装置 Expired - Lifetime JPH081837B2 (ja)

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JPS6240198A JPS6240198A (ja) 1987-02-21
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JPH01167943A (ja) * 1987-12-23 1989-07-03 Matsushita Electric Works Ltd 可変色無電極放電灯
JPH05135749A (ja) * 1991-11-12 1993-06-01 Kazuo Sugiyama 紫外線ランプの高周波点灯法
JP2003086144A (ja) * 2001-09-14 2003-03-20 Matsushita Electric Works Ltd 無電極放電灯装置

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