JPH0896747A - ネオン放電ランプの動作方法 - Google Patents
ネオン放電ランプの動作方法Info
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- Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 光が反射して収束できかつ光色が車両用警告
ランプとして適切である小型の効率的な光源を提供する
ことである。 【構成】 ランプの圧力を調節して、電力の周波数及び
パルス幅を制御することによって、自動車の規準に合う
ようにランプの色度をシフトすると同時に、ランプ効率
を増大できる。これにより上記目的が達成できる。
ランプとして適切である小型の効率的な光源を提供する
ことである。 【構成】 ランプの圧力を調節して、電力の周波数及び
パルス幅を制御することによって、自動車の規準に合う
ようにランプの色度をシフトすると同時に、ランプ効率
を増大できる。これにより上記目的が達成できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電気ランプに関し、特
に、希ガス放電ランプに関する。さらに特定すると、本
発明は、ネオンガス放電ランプを動作する方法に関す
る。
に、希ガス放電ランプに関する。さらに特定すると、本
発明は、ネオンガス放電ランプを動作する方法に関す
る。
【０００２】
【従来技術及び解決課題】車両用ストップランプは、一
般に反射器内で赤色レンズ後方に配置されたタングステ
ン製フィラメントランプである。反射器は、光の全てあ
るいはほとんどをレンズへ指し向ける。そして、このレ
ンズは光の赤色部だけを通す。濾光（フィルタリング）
は、本質的に設計のエネルギー効率を減ずる。代表的な
テイルランプは、白色ランプが赤色フィルタへ過度の光
を供給するとホットスポット（輝点）を示す。ホットス
ポットから離れるにつれて、光は白色もしくは黄色がだ
んだん弱くなるように見えそして次第に赤色になってい
くが、それと同時に輝度は低下していく。そのため、代
表的な車両用ストップランプは、色及び輝度がその表面
において変わる。これらの変化は、車両設計者には美的
でないと考えられている。そのため、効率的な車両用ス
トップランプが一般に要請されていると同時に、色及び
輝度の均一な分布をもたらす車両用ストップランプが特
に要請されている。
般に反射器内で赤色レンズ後方に配置されたタングステ
ン製フィラメントランプである。反射器は、光の全てあ
るいはほとんどをレンズへ指し向ける。そして、このレ
ンズは光の赤色部だけを通す。濾光（フィルタリング）
は、本質的に設計のエネルギー効率を減ずる。代表的な
テイルランプは、白色ランプが赤色フィルタへ過度の光
を供給するとホットスポット（輝点）を示す。ホットス
ポットから離れるにつれて、光は白色もしくは黄色がだ
んだん弱くなるように見えそして次第に赤色になってい
くが、それと同時に輝度は低下していく。そのため、代
表的な車両用ストップランプは、色及び輝度がその表面
において変わる。これらの変化は、車両設計者には美的
でないと考えられている。そのため、効率的な車両用ス
トップランプが一般に要請されていると同時に、色及び
輝度の均一な分布をもたらす車両用ストップランプが特
に要請されている。
【０００３】ネオンランプは、赤色光を発生することが
知られている。そのため、ネオンランプは、濾光の必要
のない車両用ストップランプの機会を提供する。しかし
ながら、解決すべき問題がいくつかある。代表的なネオ
ン信号ランプは、直径約１ｃｍもしくは２ｃｍの長い管
を使用し、拡散気体ネオンのプラズマ光源を含んでい
る。これらのランプは、代表的には２、３ｍＡのパワー
で１１００〜１２００Ｖの入力をもつ。これらのランプ
は、自動車の規格に合わない色度をもつ拡散する低輝度
光を発する。適度の可視性のためには、光は、反射され
て下方の道路上へ集中するように収束されなければなら
ないのだが、直径１もしくは２ｃｍの拡散光源では効率
よく反射あるいは収束することができない。そのため、
小さい直径で高輝度のネオンストップランプが要請され
ている。
知られている。そのため、ネオンランプは、濾光の必要
のない車両用ストップランプの機会を提供する。しかし
ながら、解決すべき問題がいくつかある。代表的なネオ
ン信号ランプは、直径約１ｃｍもしくは２ｃｍの長い管
を使用し、拡散気体ネオンのプラズマ光源を含んでい
る。これらのランプは、代表的には２、３ｍＡのパワー
で１１００〜１２００Ｖの入力をもつ。これらのランプ
は、自動車の規格に合わない色度をもつ拡散する低輝度
光を発する。適度の可視性のためには、光は、反射され
て下方の道路上へ集中するように収束されなければなら
ないのだが、直径１もしくは２ｃｍの拡散光源では効率
よく反射あるいは収束することができない。そのため、
小さい直径で高輝度のネオンストップランプが要請され
ている。
【０００４】細い管のネオンランプが、いくつか知られ
ている。これらのランプは、数ミリメータの管直径をも
ち、非常に低い出力ワット数を供給する小さな電極をも
つ。これらのランプは、ほんの数フィートの位置から見
ることを意図した美術的なサインに使用される。この小
さな直径の管は、車両に使用しても十分に目に見える程
の十分な光を発生しない。または、細い中央管は、重い
電極を密閉する広い端部セクションに結合することもで
きる。電極が大きい程、不都合な電極のエロージョンな
しに増大された電力を供給するが、大きな電極は各ラン
プの端部に大きなダークスポット（暗点）を形成する。
この大きな暗い電極端部は、車両設計者には美的でない
と考えられている。
ている。これらのランプは、数ミリメータの管直径をも
ち、非常に低い出力ワット数を供給する小さな電極をも
つ。これらのランプは、ほんの数フィートの位置から見
ることを意図した美術的なサインに使用される。この小
さな直径の管は、車両に使用しても十分に目に見える程
の十分な光を発生しない。または、細い中央管は、重い
電極を密閉する広い端部セクションに結合することもで
きる。電極が大きい程、不都合な電極のエロージョンな
しに増大された電力を供給するが、大きな電極は各ラン
プの端部に大きなダークスポット（暗点）を形成する。
この大きな暗い電極端部は、車両設計者には美的でない
と考えられている。
【０００５】ＳＡＥは、ストップ及び警告用照明として
好ましい特定の赤色を規定している。代表的なネオンサ
インランプは、あまりにオレンジ色に近いのでＳＡＥの
要件を満たしていない。そのため、色がＳＡＥの色度の
要件を満たすネオンランプが要請されている。代表的な
ネオンランプは、始動を容易にするために水銀を含んで
いるが、水銀主体のランプは寒い環境では容易に始動し
ない。従って、ＳＡＥの色の要件を満たし水銀を用いな
いネオンランプが要請されている。
好ましい特定の赤色を規定している。代表的なネオンサ
インランプは、あまりにオレンジ色に近いのでＳＡＥの
要件を満たしていない。そのため、色がＳＡＥの色度の
要件を満たすネオンランプが要請されている。代表的な
ネオンランプは、始動を容易にするために水銀を含んで
いるが、水銀主体のランプは寒い環境では容易に始動し
ない。従って、ＳＡＥの色の要件を満たし水銀を用いな
いネオンランプが要請されている。
【０００６】従来技術の例が、次の米国特許において示
されている。１９３８年７月１２日にＬ．Ｊ．Ｂｒｉｓ
ｔｏｗ他に付与された『Ｔｈｅｒａｐｅｕｔｉｃ Ｌｉ
ｇｈｔ Ｒａｙ Ａｐｐａｒａｔｕｓ』と題する米国特
許第２，１２３，７０９号は、治療において体腔を探る
ための全体を折り曲げた細いネオン管を示す。
されている。１９３８年７月１２日にＬ．Ｊ．Ｂｒｉｓ
ｔｏｗ他に付与された『Ｔｈｅｒａｐｅｕｔｉｃ Ｌｉ
ｇｈｔ Ｒａｙ Ａｐｐａｒａｔｕｓ』と題する米国特
許第２，１２３，７０９号は、治療において体腔を探る
ための全体を折り曲げた細いネオン管を示す。
【０００７】１９５９年２月１７日にＧ．Ｆ．Ｋｌｅｐ
ｐ他に付与された『Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｇａｓｅｏｕｓ
Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ Ｔｕｂｅｓ』と題する米国特許
第２，８７４，３２４号は、約２５ｍｍＨｇの圧力をも
つネオン放電装置を示す。外囲器の寸法とランプの圧力
とを選択することによって、装置の電圧変動率が最適化
されて、装置における温度に起因する応答変位を相殺す
ることができる。
ｐ他に付与された『Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｇａｓｅｏｕｓ
Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ Ｔｕｂｅｓ』と題する米国特許
第２，８７４，３２４号は、約２５ｍｍＨｇの圧力をも
つネオン放電装置を示す。外囲器の寸法とランプの圧力
とを選択することによって、装置の電圧変動率が最適化
されて、装置における温度に起因する応答変位を相殺す
ることができる。
【０００８】１９８８年１２月２０日にＶａｌｅｒｙ
Ａ．Ｇｏｄｙａｋ他に付与された『ａ Ｓｙｓｔｅｍ
ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ
ａＤｉｓｃｈａｒｇｅ Ｌａｍｐ ｔｏ Ｏｂｔａｉｎ
Ｐｏｓｉｔｉｖｅ Ｖｏｌｔ−Ａｍｐｅｒｅ Ｃｈａ
ｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ』と題する米国特許第４，７９
２，７２７号は、主体となる電子加熱電流と、代表的に
約１マイクロ秒と言われているガスの拡散時間より早く
起こる追加的なパルス化されたイオン化電流と、で動作
されるガス放電ランプを示す。３３３３Ｈｚの周波数と
１マイクロ秒のパルス幅をもつ駆動波が提案されてい
る。ランプは、２６４ｍＡで動作される。
Ａ．Ｇｏｄｙａｋ他に付与された『ａ Ｓｙｓｔｅｍ
ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ
ａＤｉｓｃｈａｒｇｅ Ｌａｍｐ ｔｏ Ｏｂｔａｉｎ
Ｐｏｓｉｔｉｖｅ Ｖｏｌｔ−Ａｍｐｅｒｅ Ｃｈａ
ｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ』と題する米国特許第４，７９
２，７２７号は、主体となる電子加熱電流と、代表的に
約１マイクロ秒と言われているガスの拡散時間より早く
起こる追加的なパルス化されたイオン化電流と、で動作
されるガス放電ランプを示す。３３３３Ｈｚの周波数と
１マイクロ秒のパルス幅をもつ駆動波が提案されてい
る。ランプは、２６４ｍＡで動作される。
【０００９】１９９２年１２月１０日にＴａＫｅｈｉｋ
ｏ Ｓａｋｕｒａｉ他に付与された『Ｒａｒｅ Ｇａｓ
Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ Ｌａ
ｍｐＤｅｖｉｃｅ』と題する米国特許第５，０７２，１
５５号は、高輝度及び高効率の複写機用ランプを開示し
ている。Ｓａｋｕｒａｉは、キセノン、アルゴン、ある
いはクリプトンのガスの充填されたランプにおいて、パ
ルス化される電力供給源の使用を提案している。そのパ
ルス時間（ピリオド）は１５０マイクロ秒未満である。
そして、その周期時間は、電極のスパッタリングによる
劣化を避けるためにパルスの５％以上であり、かつ、エ
ネルギー入力に対する光の出力を最大にするためにパル
ス時間の７０％以下にしてある。ガスは、蛍光被覆材を
刺激して可視光を発生させる紫外線を放射する。
ｏ Ｓａｋｕｒａｉ他に付与された『Ｒａｒｅ Ｇａｓ
Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ Ｌａ
ｍｐＤｅｖｉｃｅ』と題する米国特許第５，０７２，１
５５号は、高輝度及び高効率の複写機用ランプを開示し
ている。Ｓａｋｕｒａｉは、キセノン、アルゴン、ある
いはクリプトンのガスの充填されたランプにおいて、パ
ルス化される電力供給源の使用を提案している。そのパ
ルス時間（ピリオド）は１５０マイクロ秒未満である。
そして、その周期時間は、電極のスパッタリングによる
劣化を避けるためにパルスの５％以上であり、かつ、エ
ネルギー入力に対する光の出力を最大にするためにパル
ス時間の７０％以下にしてある。ガスは、蛍光被覆材を
刺激して可視光を発生させる紫外線を放射する。
【００１０】
【課題を解決するための手段】５ｍｍ未満あるいは同等
の内径をもちネオンを５０〜２２０トルに加圧されたネ
オン車両用ストップランプは、光の色度を車両用の光線
として適当な範囲の赤色内に維持することを可能にしな
がら、５〜２０マイクロ秒のパルス持続時間をもつ１０
〜２０（あるいはこれ以上）ｋＨｚの周波数のパルス化
された直流電流を供給することによって効率的に動作さ
れて可視光を発生できる。
の内径をもちネオンを５０〜２２０トルに加圧されたネ
オン車両用ストップランプは、光の色度を車両用の光線
として適当な範囲の赤色内に維持することを可能にしな
がら、５〜２０マイクロ秒のパルス持続時間をもつ１０
〜２０（あるいはこれ以上）ｋＨｚの周波数のパルス化
された直流電流を供給することによって効率的に動作さ
れて可視光を発生できる。
【００１１】
【実施例】図１は、ネオン車両用ストップランプの好ま
しい実施例を一部破断して図示する。車両用ネオンスト
ップランプ１０は、円筒状外囲器１２と、第一電極１４
と、ネオンガス充填物２２と、第二電極２４とから組み
立てられる。
しい実施例を一部破断して図示する。車両用ネオンスト
ップランプ１０は、円筒状外囲器１２と、第一電極１４
と、ネオンガス充填物２２と、第二電極２４とから組み
立てられる。
【００１２】円筒状外囲器１２は、硬質ガラスあるいは
石英から製造できて、細長い管状の概形をもつ。外囲器
の材料の選択は、好ましい実施例において重要である。
一般のネオンサインランプは、低圧かつ低輝度の放電で
ある。外囲器の管は、所望のサインを作る曲線状の文字
（テキスト）あるいは形状に容易に形成される鉛ガラス
あるいは石灰ガラスから製造される。曲げられた管は、
その後充填物を詰められて封止される。これらのガラス
は、強い放電の高温で動作される場合には、鉛あるいは
他の化学種を密閉容積内へ放出する。その結果、ガラス
は、失透したり、着色されたりあるいはまたガスの化学
的性質が変えられたりして、ランプの色が変化すること
になる。また一方では、純粋石英はネオンが通り抜ける
ことができる結晶構造をもつので、純粋石英の使用は許
容されない。これによるネオン漏れは、ランプの温度と
ガスの圧力に依存する。それで、高圧のランプほど、ネ
オンが速く漏れて圧力と色が変化する。ネオン漏れによ
り生ずる追加的な光学的変化及び電気的変化が存在す
る。従って、好ましいガラスとしては、失透することが
なく、動作温度でのガス漏れもなく、そしてまた外囲器
壁を介してのネオン漏れを実質的に防ぐものである。適
当なガラスの一つは、Ｃｏｒｎｉｎｇ Ｇｌａｓｓ Ｗ
ｏｒｋｓ社から市販されタイプ１７２４として知られる
アルミナ珪酸ガラスである。このタイプ１７２４の硬質
ガラスは、ネオン消失をほぼ完全に制限すると考えられ
る。
石英から製造できて、細長い管状の概形をもつ。外囲器
の材料の選択は、好ましい実施例において重要である。
一般のネオンサインランプは、低圧かつ低輝度の放電で
ある。外囲器の管は、所望のサインを作る曲線状の文字
（テキスト）あるいは形状に容易に形成される鉛ガラス
あるいは石灰ガラスから製造される。曲げられた管は、
その後充填物を詰められて封止される。これらのガラス
は、強い放電の高温で動作される場合には、鉛あるいは
他の化学種を密閉容積内へ放出する。その結果、ガラス
は、失透したり、着色されたりあるいはまたガスの化学
的性質が変えられたりして、ランプの色が変化すること
になる。また一方では、純粋石英はネオンが通り抜ける
ことができる結晶構造をもつので、純粋石英の使用は許
容されない。これによるネオン漏れは、ランプの温度と
ガスの圧力に依存する。それで、高圧のランプほど、ネ
オンが速く漏れて圧力と色が変化する。ネオン漏れによ
り生ずる追加的な光学的変化及び電気的変化が存在す
る。従って、好ましいガラスとしては、失透することが
なく、動作温度でのガス漏れもなく、そしてまた外囲器
壁を介してのネオン漏れを実質的に防ぐものである。適
当なガラスの一つは、Ｃｏｒｎｉｎｇ Ｇｌａｓｓ Ｗ
ｏｒｋｓ社から市販されタイプ１７２４として知られる
アルミナ珪酸ガラスである。このタイプ１７２４の硬質
ガラスは、ネオン消失をほぼ完全に制限すると考えられ
る。
【００１３】外囲器１２の内径１６は、２〜１０ｍｍの
範囲で変更可能で、好ましい内径１６は約３ｍｍであ
る。この内径は、ランプの動作に関係する。内径が例え
ば動作温度でのネオンイオンの平均自由行程の一倍もし
くは二倍以下の小さいものなら、壁はプラズマ前（プレ
プラズマ）のエネルギーの全てを吸収するように動作す
る。そのため、ランプを始動し維持するのに必要な電圧
は過大なものになる。壁が例えばネオンイオンの平均自
由行程の距離の多数倍の大きいものなら、ネオンイオン
は追加的な周波数の光を放射するのに十分に長いプラズ
マの芯からさ迷うことができる。そのとき、壁は残りの
放射を吸収しないし、二次的放射（グロー）を消滅する
ように動作しない。好ましい外囲器の壁厚１８は、１〜
３ｍｍの範囲で変更可能で、好ましい壁厚１８は約１ｍ
ｍである。それから、外径２５は、４〜１６ｍｍの範囲
で変更可能で、好ましい外径２５は５ｍｍである。管状
の外囲器は、全長１２．７〜１２７ｃｍ（５〜５０イン
チ）で製造された。この全長は、設計者の選択事項であ
ると考えられる。
範囲で変更可能で、好ましい内径１６は約３ｍｍであ
る。この内径は、ランプの動作に関係する。内径が例え
ば動作温度でのネオンイオンの平均自由行程の一倍もし
くは二倍以下の小さいものなら、壁はプラズマ前（プレ
プラズマ）のエネルギーの全てを吸収するように動作す
る。そのため、ランプを始動し維持するのに必要な電圧
は過大なものになる。壁が例えばネオンイオンの平均自
由行程の距離の多数倍の大きいものなら、ネオンイオン
は追加的な周波数の光を放射するのに十分に長いプラズ
マの芯からさ迷うことができる。そのとき、壁は残りの
放射を吸収しないし、二次的放射（グロー）を消滅する
ように動作しない。好ましい外囲器の壁厚１８は、１〜
３ｍｍの範囲で変更可能で、好ましい壁厚１８は約１ｍ
ｍである。それから、外径２５は、４〜１６ｍｍの範囲
で変更可能で、好ましい外径２５は５ｍｍである。管状
の外囲器は、全長１２．７〜１２７ｃｍ（５〜５０イン
チ）で製造された。この全長は、設計者の選択事項であ
ると考えられる。
【００１４】管状外囲器１２の一端には、第一封止端部
がある。この第一封止端部は、第一電極１４を規定す
る。この好ましい第一封止端部は、第一電極１４を硬質
ガラス材内に保持する圧力封止である。管状外囲器１２
の反対の端部に位置するのは、第二封止端部である。第
二封止端部は、第一封止と実質的に同一の構造をもつよ
うに形成でき、同様に形成された第二電極を保持する。
がある。この第一封止端部は、第一電極１４を規定す
る。この好ましい第一封止端部は、第一電極１４を硬質
ガラス材内に保持する圧力封止である。管状外囲器１２
の反対の端部に位置するのは、第二封止端部である。第
二封止端部は、第一封止と実質的に同一の構造をもつよ
うに形成でき、同様に形成された第二電極を保持する。
【００１５】電極の効率及び電極の耐久性は、ランプ全
体の性能にとって重要である。好ましい電極は、長いラ
ンプ寿命のために高温で動作されることが予想される放
射率を有している点で特色がある。モリブデン製のロッ
ド形式の電極は、カップが電極用ロッドの内端の周りに
位置し支持されて、密閉された外囲器の容積内へ突出す
るように形成できる。このカップは、円筒形状に巻かれ
たモリブデン、ニッケルあるいはタンタルから形成でき
る。本出願人のカップは、管状の金属セクションが好ま
しい。カップは、金属管をクリンプして電極ロッドに溶
接することによって容易に形成できる。タンタルが、最
大の耐久性をもつと考えられている。一方、ニッケル
は、目的を試験するための作業が最も容易であった。モ
リブデンは、信頼できる市販の選択の範囲にあると考え
られる。
体の性能にとって重要である。好ましい電極は、長いラ
ンプ寿命のために高温で動作されることが予想される放
射率を有している点で特色がある。モリブデン製のロッ
ド形式の電極は、カップが電極用ロッドの内端の周りに
位置し支持されて、密閉された外囲器の容積内へ突出す
るように形成できる。このカップは、円筒形状に巻かれ
たモリブデン、ニッケルあるいはタンタルから形成でき
る。本出願人のカップは、管状の金属セクションが好ま
しい。カップは、金属管をクリンプして電極ロッドに溶
接することによって容易に形成できる。タンタルが、最
大の耐久性をもつと考えられている。一方、ニッケル
は、目的を試験するための作業が最も容易であった。モ
リブデンは、信頼できる市販の選択の範囲にあると考え
られる。
【００１６】電極の先端とカップの内壁との間の領域
は、好ましくはカップが持つ仕事関数よりも低い仕事関
数をもつ導電性の材料で被覆あるいは充填できる。この
充填材料は、好ましくは低い仕事関数をもつエミッタ組
成物でもよいし、ゲッタであってもよい。好ましいエミ
ッタは、Ｓｙｌｖａｎｉａ８４８８として知られるアル
ミナ及びジルコニウムのゲッタ材料である。この材料
は、約４重量％のアルミナ粉末と約３６重量％のジルコ
ニウムと約１５重量％のバインダーとを含む水及びアセ
トンのスラリーとして形成される。ニッケル製カップ
は、エミッタの先端を囲んでいて、囲まれている電極ロ
ッドの内側の大部分及びエミッタ材料よりも僅かだがさ
らに先迄おそらく２ｍｍ程管状外囲器内へ延長してい
る。エミッタ材料、つまりエミッタの先端からスパッタ
するかもしれない電極材料は、延長されたカップ内に含
まれるようにしてある。
は、好ましくはカップが持つ仕事関数よりも低い仕事関
数をもつ導電性の材料で被覆あるいは充填できる。この
充填材料は、好ましくは低い仕事関数をもつエミッタ組
成物でもよいし、ゲッタであってもよい。好ましいエミ
ッタは、Ｓｙｌｖａｎｉａ８４８８として知られるアル
ミナ及びジルコニウムのゲッタ材料である。この材料
は、約４重量％のアルミナ粉末と約３６重量％のジルコ
ニウムと約１５重量％のバインダーとを含む水及びアセ
トンのスラリーとして形成される。ニッケル製カップ
は、エミッタの先端を囲んでいて、囲まれている電極ロ
ッドの内側の大部分及びエミッタ材料よりも僅かだがさ
らに先迄おそらく２ｍｍ程管状外囲器内へ延長してい
る。エミッタ材料、つまりエミッタの先端からスパッタ
するかもしれない電極材料は、延長されたカップ内に含
まれるようにしてある。
【００１７】好ましいガス充填物２２は、極めて純度の
高い研究品質のネオンである。本出願人は、充填物の純
度とランプの清浄さが適切なランプの色を達成する上で
重要であることを発見した。同様に、好ましいランプで
は、水銀は一切使用されていない。水銀は放電ランプに
おいて必要な始動電圧を低減するけれども、水銀はまた
大量の青色及び紫外線の光を出力スペクトルに追加す
る。本出願人は、数ｐｐｍの水銀でさえランプの色に影
響して、赤色としてのＳＡＥの要件を満たすことを困難
にすることを発見した。さらには、水銀主体のランプ
は、車両用ランプにとって不都合な特徴である寒い環境
での始動が困難である。水銀は、また、実施する場合に
賢明であるためにもできるだけ少なくするかあるいは完
全に取り除くべき環境汚染の可能性があると考えられ
る。同様に、その他のガスもランプ内に含まれているか
もしれないが、これら他のガスがスペクトルに影響し
て、通常色の座標をＳＡＥの範囲から移動させることが
一般にわかっている。少量（例えば１％もしくはそれ未
満）の窒素は、必要な動作電圧を低減するのが知られて
いる。一般に他の材料が少量含れているかもしれない
が、これは好ましくない。
高い研究品質のネオンである。本出願人は、充填物の純
度とランプの清浄さが適切なランプの色を達成する上で
重要であることを発見した。同様に、好ましいランプで
は、水銀は一切使用されていない。水銀は放電ランプに
おいて必要な始動電圧を低減するけれども、水銀はまた
大量の青色及び紫外線の光を出力スペクトルに追加す
る。本出願人は、数ｐｐｍの水銀でさえランプの色に影
響して、赤色としてのＳＡＥの要件を満たすことを困難
にすることを発見した。さらには、水銀主体のランプ
は、車両用ランプにとって不都合な特徴である寒い環境
での始動が困難である。水銀は、また、実施する場合に
賢明であるためにもできるだけ少なくするかあるいは完
全に取り除くべき環境汚染の可能性があると考えられ
る。同様に、その他のガスもランプ内に含まれているか
もしれないが、これら他のガスがスペクトルに影響し
て、通常色の座標をＳＡＥの範囲から移動させることが
一般にわかっている。少量（例えば１％もしくはそれ未
満）の窒素は、必要な動作電圧を低減するのが知られて
いる。一般に他の材料が少量含れているかもしれない
が、これは好ましくない。
【００１８】ガス充填物２２の圧力は、ランプの出力す
る色に影響する。充填物の圧力が高い程、初期放射に続
く放射を抑制する傾向がある。そのため、出力光の色度
は、選択したパルスの幅と周波数とによって最初に刺激
されるものであるらしい。何らかの長引くグローとこれ
からの種々の放射はできるだけ少なくされる。図２は、
異なる圧力でのネオンの色度の図表を示す。圧力の増大
は、原子間の衝突時間を縮め、それによって放出するネ
オン種の分布をより赤色へシフトさせる。ＳＡＥの要件
は、図２の四辺形２６で縁取られる。ＳＡＥの赤色領域
の四隅の座標は、（０．６５、０．３３）と（０．６
７、０．３３）と（０．７２、０．２６）と（０．７
３、０．２７）である。圧力を調節することによって、
一つには色の放射に影響を与えることができる。１０ト
ル以下の圧力では、色度はＳＡＥの範囲の直ぐ外側にあ
る。本出願人は、要求されるＳＡＥの赤色を生成するに
当たっては１０トル以上の任意の圧力である限り有用で
あると考えている。７０トルで、ランプは、最良の色度
数値（０．６６２２、０．３２５９）を与える傾向があ
る。他方、２２０トルでのネオンについての色度数値
（０．６６９６、０．３２４３）はほぼ好ましいもので
ある。圧力を下げるにつれて、放射光はオレンジ色にな
る傾向がある。その他試験した圧力についての色度は次
表の通りである。
る色に影響する。充填物の圧力が高い程、初期放射に続
く放射を抑制する傾向がある。そのため、出力光の色度
は、選択したパルスの幅と周波数とによって最初に刺激
されるものであるらしい。何らかの長引くグローとこれ
からの種々の放射はできるだけ少なくされる。図２は、
異なる圧力でのネオンの色度の図表を示す。圧力の増大
は、原子間の衝突時間を縮め、それによって放出するネ
オン種の分布をより赤色へシフトさせる。ＳＡＥの要件
は、図２の四辺形２６で縁取られる。ＳＡＥの赤色領域
の四隅の座標は、（０．６５、０．３３）と（０．６
７、０．３３）と（０．７２、０．２６）と（０．７
３、０．２７）である。圧力を調節することによって、
一つには色の放射に影響を与えることができる。１０ト
ル以下の圧力では、色度はＳＡＥの範囲の直ぐ外側にあ
る。本出願人は、要求されるＳＡＥの赤色を生成するに
当たっては１０トル以上の任意の圧力である限り有用で
あると考えている。７０トルで、ランプは、最良の色度
数値（０．６６２２、０．３２５９）を与える傾向があ
る。他方、２２０トルでのネオンについての色度数値
（０．６６９６、０．３２４３）はほぼ好ましいもので
ある。圧力を下げるにつれて、放射光はオレンジ色にな
る傾向がある。その他試験した圧力についての色度は次
表の通りである。
【表１】
【００１９】ネオンガス充填物２２は、１０〜２０トル
の圧力を持つことができる。５０トルもしくはそれ未満
の圧力では、電極は、スパッタする傾向があって、ラン
プを変色し、機能的な出力輝度を制限し、スパッタされ
た金属と外囲器壁との相互作用によりランプにひび割れ
を引き起こす恐れがある。ランプの耐久性に関する圧力
のこの影響は、ランプの長さ（アークギャップ）にいく
らか依存する。逆に、ネオンの圧力が増大すると、安定
器はネオンを介して電子を移動させるためにさらに電力
を供給しなければならないので、ランプが不経済にな
る。３００トル以上のネオンのランプは、ハードウエア
の巨大化と動作費の増大のために実用的でなくなると考
えられる。従って、好ましい圧力は５０〜３００トルで
ある。
の圧力を持つことができる。５０トルもしくはそれ未満
の圧力では、電極は、スパッタする傾向があって、ラン
プを変色し、機能的な出力輝度を制限し、スパッタされ
た金属と外囲器壁との相互作用によりランプにひび割れ
を引き起こす恐れがある。ランプの耐久性に関する圧力
のこの影響は、ランプの長さ（アークギャップ）にいく
らか依存する。逆に、ネオンの圧力が増大すると、安定
器はネオンを介して電子を移動させるためにさらに電力
を供給しなければならないので、ランプが不経済にな
る。３００トル以上のネオンのランプは、ハードウエア
の巨大化と動作費の増大のために実用的でなくなると考
えられる。従って、好ましい圧力は５０〜３００トルで
ある。
【００２０】図３は、種々の長さ及び圧力におけるネオ
ンランプに対して一定寿命のラインを与えるネオンラン
プのための算出された最良の当てはめ曲線を示す。ライ
ン２８は、ほぼ同一の試験されたランプ寿命をもつ一組
のランプに当てはまる算出最良曲線を示す。示される長
さ及び圧力をもつライン２８に沿うランプは、試験した
結果２，０００時間使用でき８００，０００回のランプ
始動が可能であることがわかった。他のランプの寿命の
規準に対しては、同様の一定のランプの寿命ラインが存
在する。ライン２８の左下の領域（低い圧力もしくは短
い長さ）内のランプは、さらに速くスパッタした電極を
持った。ライン２８の右上の領域（高い圧力もしくは長
い長さ）内にあるランプはさらに電力を必要とし、その
結果より重いより高価な安定器を必要とした。好ましい
ネオンランプの圧力と長さがライン２８に沿って降下す
ると、ランプの寿命は効率よく達成される。例えば、あ
る好ましいランプは約７０トルの圧力と１０００ｍｍ
（３９．４インチ）の長さとをもち、別のランプは約１
００トルの圧力と４７０ｍｍ（１８．５インチ）の長さ
とをもち、第三のランプは約１２０トルの圧力と２５４
ｍｍ（１０．０インチ）の長さとをもった。
ンランプに対して一定寿命のラインを与えるネオンラン
プのための算出された最良の当てはめ曲線を示す。ライ
ン２８は、ほぼ同一の試験されたランプ寿命をもつ一組
のランプに当てはまる算出最良曲線を示す。示される長
さ及び圧力をもつライン２８に沿うランプは、試験した
結果２，０００時間使用でき８００，０００回のランプ
始動が可能であることがわかった。他のランプの寿命の
規準に対しては、同様の一定のランプの寿命ラインが存
在する。ライン２８の左下の領域（低い圧力もしくは短
い長さ）内のランプは、さらに速くスパッタした電極を
持った。ライン２８の右上の領域（高い圧力もしくは長
い長さ）内にあるランプはさらに電力を必要とし、その
結果より重いより高価な安定器を必要とした。好ましい
ネオンランプの圧力と長さがライン２８に沿って降下す
ると、ランプの寿命は効率よく達成される。例えば、あ
る好ましいランプは約７０トルの圧力と１０００ｍｍ
（３９．４インチ）の長さとをもち、別のランプは約１
００トルの圧力と４７０ｍｍ（１８．５インチ）の長さ
とをもち、第三のランプは約１２０トルの圧力と２５４
ｍｍ（１０．０インチ）の長さとをもった。
【００２１】動作中のランプの電圧は、ランプの長さに
従って選択される。理論的には、アークギャップの長さ
に亘る電界は、放出された電子をネオンのイオン化ポテ
ンシャル（２１ｅＶ）まで加速するのに十分でなければ
ならない。実際には、損失があるので、電界はやや高め
でなければならない。開示したネオンランプは、一般に
電極離隔距離において４０〜７０Ｖ（ＲＭＳ値）／ｃｍ
でかつ電極離隔距離において約０．５〜５０ｍＡ（ＲＭ
Ｓ値）／ｃｍで動作される。最良値は、電極離隔距離に
おいて約２．２ｍＡ（ＲＭＳ値）／ｃｍであると考えら
れる。ランプのワット数は、長いランプほどワット数が
大きくて、約５〜約５０ワットの範囲内でよい。可能な
ランプには次のものが含まれる。
従って選択される。理論的には、アークギャップの長さ
に亘る電界は、放出された電子をネオンのイオン化ポテ
ンシャル（２１ｅＶ）まで加速するのに十分でなければ
ならない。実際には、損失があるので、電界はやや高め
でなければならない。開示したネオンランプは、一般に
電極離隔距離において４０〜７０Ｖ（ＲＭＳ値）／ｃｍ
でかつ電極離隔距離において約０．５〜５０ｍＡ（ＲＭ
Ｓ値）／ｃｍで動作される。最良値は、電極離隔距離に
おいて約２．２ｍＡ（ＲＭＳ値）／ｃｍであると考えら
れる。ランプのワット数は、長いランプほどワット数が
大きくて、約５〜約５０ワットの範囲内でよい。可能な
ランプには次のものが含まれる。
【表２】
【００２２】ランプ動作の方法は、またランプの効率と
放射光の色度とに関係する。図４は、三つの波形につい
ての異なる周波数で発生される単位ワット数当りのカン
デラ数の算出した最良の曲線当てはめを図示する。各場
合において、同一ランプを異なる電力（供給）形式につ
いて試験することによって、データが収集された。動作
の方法だけが変えられた。点３０の直流動作では、ラン
プは約０．５カンデラ／ワットを発生した。しかしなが
ら、連続波により動作するネオンランプは、約７〜９ル
ーメン／ワットで光を発生し、熱くなる。そのため、過
熱保護体が、ランプハウジング内に組み立てられなけれ
ばならない。
放射光の色度とに関係する。図４は、三つの波形につい
ての異なる周波数で発生される単位ワット数当りのカン
デラ数の算出した最良の曲線当てはめを図示する。各場
合において、同一ランプを異なる電力（供給）形式につ
いて試験することによって、データが収集された。動作
の方法だけが変えられた。点３０の直流動作では、ラン
プは約０．５カンデラ／ワットを発生した。しかしなが
ら、連続波により動作するネオンランプは、約７〜９ル
ーメン／ワットで光を発生し、熱くなる。そのため、過
熱保護体が、ランプハウジング内に組み立てられなけれ
ばならない。
【００２３】線３２のサイン波形状変位の直流で動作さ
れると、単位ワット数当たりのカンデラ数は、全ての周
波数に亘って増大された。サイン波動作についての最大
効率は、約６０ｋＨｚにあることがわかった。この場
合、算出最良曲線に当てはめると、ネオンランプは約
０．８５カンデラ／ワットを発生することがわかる。実
際のデータは、この特定の点で０．９１カンデラ／ワッ
トを示した。１０マイクロ秒のパルス幅でかつ約１５ｋ
Ｈｚの割合で動作されるとき、データに対するその算出
最良曲線当てはめは線３４を生成した。データに対する
最良の曲線当てはめは、ネオンランプが約１．５５カン
デラ／ワットのピーク値を発生することを示している。
これは、曲線当てはめという人為的なものである。最良
の実際のデータの点は、１２ｋＨｚ及び１７ｋＨｚにあ
って、このとき、１．５５カンデラ／ワットを発生し
た。曲線当てはめは、最良のパルス化された数値では直
流の動作に対して２１０％の増大を示し、最良のサイン
波形動作に対して８２％の増大を示す。最良の実際のデ
ータの点は、サイン波形の方法に対してパルス化方法の
約７０％増大を示した。従って、約４０ｋＨｚまでの周
波数の１０マイクロ秒のパルス幅での動作が約６０ｋＨ
ｚでの最良の連続波の動作より効率が良いと考えられ
る。本出願人は、パルスモードでの動作によってランプ
が１．５５カンデラ／ワットを発生するように製造で
き、６０ｋＨｚの連続波の電力源よりも効率が７０〜８
２％増大することを発見した。これによって、より低温
での動作が可能になる。パルス化動作は、ネオンランプ
を駆動する効率的な方法にできる。
れると、単位ワット数当たりのカンデラ数は、全ての周
波数に亘って増大された。サイン波動作についての最大
効率は、約６０ｋＨｚにあることがわかった。この場
合、算出最良曲線に当てはめると、ネオンランプは約
０．８５カンデラ／ワットを発生することがわかる。実
際のデータは、この特定の点で０．９１カンデラ／ワッ
トを示した。１０マイクロ秒のパルス幅でかつ約１５ｋ
Ｈｚの割合で動作されるとき、データに対するその算出
最良曲線当てはめは線３４を生成した。データに対する
最良の曲線当てはめは、ネオンランプが約１．５５カン
デラ／ワットのピーク値を発生することを示している。
これは、曲線当てはめという人為的なものである。最良
の実際のデータの点は、１２ｋＨｚ及び１７ｋＨｚにあ
って、このとき、１．５５カンデラ／ワットを発生し
た。曲線当てはめは、最良のパルス化された数値では直
流の動作に対して２１０％の増大を示し、最良のサイン
波形動作に対して８２％の増大を示す。最良の実際のデ
ータの点は、サイン波形の方法に対してパルス化方法の
約７０％増大を示した。従って、約４０ｋＨｚまでの周
波数の１０マイクロ秒のパルス幅での動作が約６０ｋＨ
ｚでの最良の連続波の動作より効率が良いと考えられ
る。本出願人は、パルスモードでの動作によってランプ
が１．５５カンデラ／ワットを発生するように製造で
き、６０ｋＨｚの連続波の電力源よりも効率が７０〜８
２％増大することを発見した。これによって、より低温
での動作が可能になる。パルス化動作は、ネオンランプ
を駆動する効率的な方法にできる。
【００２４】同様の形式において、パルス幅が研究され
た結果ランプの光色をシフトして効率を上げることがわ
かった。エネルギーを供給すると、ネオンは、第一エネ
ルギー準位及び第二エネルギー準位からの緩和放射によ
る主に５９０〜６７０ｎｍの範囲の赤色からオレンジ色
までの放射光をもつ放電を発生できる。本出願人は、ネ
オンランプにパルスで付勢することが出力スペクトルに
影響することを発見した。本出願人は、１〜５０ｋＨｚ
で変わるパルス率をもつパルス化された直流電流を使っ
てネオンランプを動作した。最も効率的なランプの動作
は約１０ｋＨｚで達成されるけれども、これは人間の可
聴範囲内である。ランプ自体は音を発生しないけれど
も、安定器あるいはその他の装置構成要素が発生する。
従って、２０ｋＨｚあるいはそれ以上の周波数の割合が
好ましいかもしれないので、装置全体はほとんどの人の
可聴域以上で動作するが、それでもまだ最大のカンデラ
効率付近にある。
た結果ランプの光色をシフトして効率を上げることがわ
かった。エネルギーを供給すると、ネオンは、第一エネ
ルギー準位及び第二エネルギー準位からの緩和放射によ
る主に５９０〜６７０ｎｍの範囲の赤色からオレンジ色
までの放射光をもつ放電を発生できる。本出願人は、ネ
オンランプにパルスで付勢することが出力スペクトルに
影響することを発見した。本出願人は、１〜５０ｋＨｚ
で変わるパルス率をもつパルス化された直流電流を使っ
てネオンランプを動作した。最も効率的なランプの動作
は約１０ｋＨｚで達成されるけれども、これは人間の可
聴範囲内である。ランプ自体は音を発生しないけれど
も、安定器あるいはその他の装置構成要素が発生する。
従って、２０ｋＨｚあるいはそれ以上の周波数の割合が
好ましいかもしれないので、装置全体はほとんどの人の
可聴域以上で動作するが、それでもまだ最大のカンデラ
効率付近にある。
【００２５】パルス化された直流がネオンをいくつかの
エネルギー準位まで刺激する。最も目立つ放射のライン
は、ネオンの３ｐ〜３ｓのエネルギー準位間の遷移に近
い７０３ｎｍ及び７２４ｎｍにある。７０３ｎｍ及び７
２４ｎｍの波長は、ＳＡＥ規格を満たすことにおいてあ
まり有用でないが、電子及び軌道角運動量のエネルギー
スプリッティングのために、二つの追加的な遷移が利用
できる。追加的な遷移は６３８ｎｍと６９３ｎｍで放射
光を発生し、所望されるＳＡＥの赤色を発生するのにず
っと有用である。四つの遷移全てが、ネオンの第一の励
起した準位で終わる。そのため、パルス幅の適当な選択
は、光色の出力を高めることができる。適当なＳＡＥの
光色の発生について、本出願人は約１０マイクロ秒のパ
ルス幅が好ましいと考えている。短いパルス幅ほどラン
プの光色をオレンジ色へ移動させる傾向がある。長いパ
ルス幅ほど、高いエネルギー遷移分布７０３及び７０４
にくみし、ランプの光色をより深い効率のあまり良くな
い赤色へ移動させる傾向がある。パルス幅を変えること
によってランプの色は赤みがかったオレンジから深い赤
色へシフトさせ得る。連続波の電界が使用できるけれど
も、間違った種の放出を励起する傾向にありエネルギー
を全体の励起周期に使用するので、あまり効率的でな
い。従って、所望の放射種を励起する電力を供給するこ
とと、ネオン原子を最良の励起準位まで引き上げる必要
がある限りそのようにすることは、カンデラとＳＡＥの
赤色の色の発生の両方にとってずっと効率的である。適
当に励起されたネオンイオンは衝突して所望の赤色周波
数の光を放射するままにされているので、エネルギーは
各周期ごとにセーブできる。
エネルギー準位まで刺激する。最も目立つ放射のライン
は、ネオンの３ｐ〜３ｓのエネルギー準位間の遷移に近
い７０３ｎｍ及び７２４ｎｍにある。７０３ｎｍ及び７
２４ｎｍの波長は、ＳＡＥ規格を満たすことにおいてあ
まり有用でないが、電子及び軌道角運動量のエネルギー
スプリッティングのために、二つの追加的な遷移が利用
できる。追加的な遷移は６３８ｎｍと６９３ｎｍで放射
光を発生し、所望されるＳＡＥの赤色を発生するのにず
っと有用である。四つの遷移全てが、ネオンの第一の励
起した準位で終わる。そのため、パルス幅の適当な選択
は、光色の出力を高めることができる。適当なＳＡＥの
光色の発生について、本出願人は約１０マイクロ秒のパ
ルス幅が好ましいと考えている。短いパルス幅ほどラン
プの光色をオレンジ色へ移動させる傾向がある。長いパ
ルス幅ほど、高いエネルギー遷移分布７０３及び７０４
にくみし、ランプの光色をより深い効率のあまり良くな
い赤色へ移動させる傾向がある。パルス幅を変えること
によってランプの色は赤みがかったオレンジから深い赤
色へシフトさせ得る。連続波の電界が使用できるけれど
も、間違った種の放出を励起する傾向にありエネルギー
を全体の励起周期に使用するので、あまり効率的でな
い。従って、所望の放射種を励起する電力を供給するこ
とと、ネオン原子を最良の励起準位まで引き上げる必要
がある限りそのようにすることは、カンデラとＳＡＥの
赤色の色の発生の両方にとってずっと効率的である。適
当に励起されたネオンイオンは衝突して所望の赤色周波
数の光を放射するままにされているので、エネルギーは
各周期ごとにセーブできる。
【００２６】パルスの形状もまた、ランプの出力に関係
する。好ましいパルスは、鋭い立ち上がり（オンセッ
ト）を持つ。三角波は、サイン波形よりも好ましいこと
が見いだされた。方形波は三角波よりも好ましいことが
見いだされた。鋭い立ち上がりは、狭い放射スペクトル
となるようだ。同様に、素速い立ち下がりは、広い放射
スペクトルとなる長引く刺激を制限する。
する。好ましいパルスは、鋭い立ち上がり（オンセッ
ト）を持つ。三角波は、サイン波形よりも好ましいこと
が見いだされた。方形波は三角波よりも好ましいことが
見いだされた。鋭い立ち上がりは、狭い放射スペクトル
となるようだ。同様に、素速い立ち下がりは、広い放射
スペクトルとなる長引く刺激を制限する。
【００２７】図５は、種々のパルス幅と種々の周波数で
動作されるランプについての単位ワット数当たりのカン
デラ数の算出最良曲線当てはめを図示する。５マイクロ
秒、８マイクロ秒、１２マイクロ秒、１４マイクロ秒及
び２０マイクロ秒のパルス幅が５ｋＨｚ〜２４ｋＨｚの
範囲に亘って試験された。１０マイクロ秒のパルス幅が
５ｋＨｚ〜５０ｋＨｚの範囲に亘って試験された。再
び、ランプの構造とネオンの圧力とは、各場合で同一で
あった。パルスは、実験室型の装置によって発生され
た。今までのところでは、特定の回路設計が本出願人に
よって選択されていなかった。概して、曲線は、周波数
が９ｋＨｚ以下に下がるときと周波数が１７ｋＨｚを越
える時、カンデラ数の減退を示す。この曲線は、またパ
ルス幅が５マイクロ秒から１０マイクロ秒へ移動すると
効率が上がることを示す。このとき、最大効率からの減
退が存在するが、パルス幅が１０マイクロ秒から２０マ
イクロ秒へ増大しても、連続波動作よりもまだ改善が見
られる。最大効率の動作方法は、約９〜１４マイクロ秒
のパルス幅をもち約９ｋＨｚから約１７ｋＨｚまでの周
波数でパルス化された電力を供給することであると考え
られる。カンデラ数の発生についての最良の動作点は、
１５ｋＨｚで１０マイクロ秒のパルス幅をもつときと考
えられる。
動作されるランプについての単位ワット数当たりのカン
デラ数の算出最良曲線当てはめを図示する。５マイクロ
秒、８マイクロ秒、１２マイクロ秒、１４マイクロ秒及
び２０マイクロ秒のパルス幅が５ｋＨｚ〜２４ｋＨｚの
範囲に亘って試験された。１０マイクロ秒のパルス幅が
５ｋＨｚ〜５０ｋＨｚの範囲に亘って試験された。再
び、ランプの構造とネオンの圧力とは、各場合で同一で
あった。パルスは、実験室型の装置によって発生され
た。今までのところでは、特定の回路設計が本出願人に
よって選択されていなかった。概して、曲線は、周波数
が９ｋＨｚ以下に下がるときと周波数が１７ｋＨｚを越
える時、カンデラ数の減退を示す。この曲線は、またパ
ルス幅が５マイクロ秒から１０マイクロ秒へ移動すると
効率が上がることを示す。このとき、最大効率からの減
退が存在するが、パルス幅が１０マイクロ秒から２０マ
イクロ秒へ増大しても、連続波動作よりもまだ改善が見
られる。最大効率の動作方法は、約９〜１４マイクロ秒
のパルス幅をもち約９ｋＨｚから約１７ｋＨｚまでの周
波数でパルス化された電力を供給することであると考え
られる。カンデラ数の発生についての最良の動作点は、
１５ｋＨｚで１０マイクロ秒のパルス幅をもつときと考
えられる。
【００２８】図６は、種々のパルス幅と種々の周波数と
で動作されたランプについての単位ワット数あたりのカ
ンデラ数の三次元プロットを示す。実際のデータの点と
点との間にいくつかの点が、線形的に書き込まれた。一
般に、約５〜２０マイクロ秒のパルス幅の範囲及び約５
〜２４ｋＨｚの周波数の範囲でピークが存在する。収集
したデータが個々のランプの性能や実験エラーその他に
よって変わるかもしれないことが理解される。さらに特
定すると、プロットの尾根が１０マイクロ秒のパルス幅
の線に沿って走っていて８〜１２ｋＨｚの範囲でピーク
になっているのが理解できる。別のピークの部分は、５
マイクロ秒のパルス幅の線に沿っていて、５〜１２ｋＨ
ｚの周波数の範囲でピークになっているの理解できる。
で動作されたランプについての単位ワット数あたりのカ
ンデラ数の三次元プロットを示す。実際のデータの点と
点との間にいくつかの点が、線形的に書き込まれた。一
般に、約５〜２０マイクロ秒のパルス幅の範囲及び約５
〜２４ｋＨｚの周波数の範囲でピークが存在する。収集
したデータが個々のランプの性能や実験エラーその他に
よって変わるかもしれないことが理解される。さらに特
定すると、プロットの尾根が１０マイクロ秒のパルス幅
の線に沿って走っていて８〜１２ｋＨｚの範囲でピーク
になっているのが理解できる。別のピークの部分は、５
マイクロ秒のパルス幅の線に沿っていて、５〜１２ｋＨ
ｚの周波数の範囲でピークになっているの理解できる。
【００２９】要約すると、ＳＡＥの色度を満たすような
最良の圧力は、５０〜２２０トルであってランプの長さ
に依存する。電気効率に対する最良の圧力は、できるだ
け小さいもので、他方、スパッタリング制御に対する最
良の圧力は５０トル以上、さらに好ましくは７０トルで
ある。カンデラ効率に対する最良の周波数は１２〜１７
ｋＨｚである。他方最良の実際的な周波数は、ほとんど
の人に聞こえるもしくは約２０ｋＨｚの限界のすぐ上で
ある。カンデラの効率に対する最良のパルス幅は、１０
〜２０マイクロ秒である。そのため、好ましいネオンラ
ンプは、７０トルもしくはそれ以上のネオンを含んでい
て、１０〜２０マイクロ秒のパルス幅もち純粋効率のた
めに１２〜１７ｋＨｚで又は効率的かつ聞こえない動作
のために２０ｋＨｚで動作される。
最良の圧力は、５０〜２２０トルであってランプの長さ
に依存する。電気効率に対する最良の圧力は、できるだ
け小さいもので、他方、スパッタリング制御に対する最
良の圧力は５０トル以上、さらに好ましくは７０トルで
ある。カンデラ効率に対する最良の周波数は１２〜１７
ｋＨｚである。他方最良の実際的な周波数は、ほとんど
の人に聞こえるもしくは約２０ｋＨｚの限界のすぐ上で
ある。カンデラの効率に対する最良のパルス幅は、１０
〜２０マイクロ秒である。そのため、好ましいネオンラ
ンプは、７０トルもしくはそれ以上のネオンを含んでい
て、１０〜２０マイクロ秒のパルス幅もち純粋効率のた
めに１２〜１７ｋＨｚで又は効率的かつ聞こえない動作
のために２０ｋＨｚで動作される。
【００３０】作業例において、寸法のいくつかは、概し
て次の通りである。管状外囲器は、１７２４硬質ガラス
から製造され、全長５０ｃｍ、内径３．０ｍｍ、壁厚
１．０ｍｍ、外形５．０ｍｍをもつ管状壁をもつ。電極
は、ニッケル製カップ上にクリンプされてこのカップを
支持するモリブデン製シャフトから製造される。各ニッ
ケル製カップは、Ｓｙｌｖａｎｉａ８４８８として知ら
れるアルミナ及びジルコニウムのゲッタ材料で部分的に
充填された。モリブデン製ロッドは、直径０．５０８ｍ
ｍ（０．０２インチ）をもつ。モリブデン製ロッドの外
端は、ニッケルで被覆されたスチールから製造される太
い（約１．０ｍｍ）の外側ロッドに突き当てて溶接され
た。外側ロッドの内端は、封止管内部へ約２あるいは３
ｍｍ延長していた。太い外側ロッドは、細い内部電極の
支持ロッドよりも酷使的な結合にずっと耐え得る。カッ
プのリップは、ロッドよりも外囲器内部へさらに約２ｍ
ｍ延長していた。ガス充填物は、純粋なネオンで、５〜
２２０トルの範囲の圧力を持っていた。
て次の通りである。管状外囲器は、１７２４硬質ガラス
から製造され、全長５０ｃｍ、内径３．０ｍｍ、壁厚
１．０ｍｍ、外形５．０ｍｍをもつ管状壁をもつ。電極
は、ニッケル製カップ上にクリンプされてこのカップを
支持するモリブデン製シャフトから製造される。各ニッ
ケル製カップは、Ｓｙｌｖａｎｉａ８４８８として知ら
れるアルミナ及びジルコニウムのゲッタ材料で部分的に
充填された。モリブデン製ロッドは、直径０．５０８ｍ
ｍ（０．０２インチ）をもつ。モリブデン製ロッドの外
端は、ニッケルで被覆されたスチールから製造される太
い（約１．０ｍｍ）の外側ロッドに突き当てて溶接され
た。外側ロッドの内端は、封止管内部へ約２あるいは３
ｍｍ延長していた。太い外側ロッドは、細い内部電極の
支持ロッドよりも酷使的な結合にずっと耐え得る。カッ
プのリップは、ロッドよりも外囲器内部へさらに約２ｍ
ｍ延長していた。ガス充填物は、純粋なネオンで、５〜
２２０トルの範囲の圧力を持っていた。
【００３１】以上のように、ネオンランプのパルス化動
作は、６０ｋＨｚの連続波パワーに対するよりも大きな
８２％の効率利得を発生し、ＳＡＥの要件を満たす光を
追加的に発生した。開示した動作状態と寸法と形状と実
施例とは単なる例示であって、他の適当な形状と関係が
使用されて本発明を実行することもできる。本発明の好
ましい実施例と現在考えられるものを図示し説明してき
たけれども、当業者であれば、本発明の技術思想から逸
脱することなく種々の変更及び修正が可能であることは
明白であろう。かかる変更及び修正は全て本発明の技術
思想に包含されるべきものである。特に、水銀や他の希
ガスのような少量の他の材料は、特に色の変化が許容で
きる場合は、ランプ内に含まれてもよい。
作は、６０ｋＨｚの連続波パワーに対するよりも大きな
８２％の効率利得を発生し、ＳＡＥの要件を満たす光を
追加的に発生した。開示した動作状態と寸法と形状と実
施例とは単なる例示であって、他の適当な形状と関係が
使用されて本発明を実行することもできる。本発明の好
ましい実施例と現在考えられるものを図示し説明してき
たけれども、当業者であれば、本発明の技術思想から逸
脱することなく種々の変更及び修正が可能であることは
明白であろう。かかる変更及び修正は全て本発明の技術
思想に包含されるべきものである。特に、水銀や他の希
ガスのような少量の他の材料は、特に色の変化が許容で
きる場合は、ランプ内に含まれてもよい。
【図１】ネオン車両用ストップランプの好ましい実施例
の一部破断された図を示す。
の一部破断された図を示す。
【図２】許容できるＳＡＥの赤色領域と、異なる圧力で
のネオンランプの色度とを示す図表である。
のネオンランプの色度とを示す図表である。
【図３】種々の長さ及び圧力でのネオンランプに対して
一定寿命ラインを与えるネオンランプのための算出され
た最良の当てはめ曲線を図示する。
一定寿命ラインを与えるネオンランプのための算出され
た最良の当てはめ曲線を図示する。
【図４】三つの波形に対して異なる周波数で発生される
単位ワット数当たりのカンデラ数の算出最良曲線当ては
めを図示する。
単位ワット数当たりのカンデラ数の算出最良曲線当ては
めを図示する。
【図５】種々のパルス幅及び種々の周波数で動作される
ランプに対する単位ワット数当たりのカンデラ数の算出
最良曲線当てはめを図示する。
ランプに対する単位ワット数当たりのカンデラ数の算出
最良曲線当てはめを図示する。
【図６】種々のパルス幅及び種々の周波数で動作される
ランプに対する単位ワット数当たりのカンデラ数の三次
元プロットを図示する。
ランプに対する単位ワット数当たりのカンデラ数の三次
元プロットを図示する。
１０ ネオンストップランプ １２ 外囲器 １４ 第一電極 １６ 外囲器の内径 １８ 外囲器の壁厚 ２２ ネオンガス充填物 ２４ 第二電極 ２５ 外囲器の外径
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロバート・エイチ・コールバーン アメリカ合衆国マサチューセッツ州グロー ブランド、センター・ストリート320
Claims (25)
- 【請求項１】 電子を誘導してネオンをイオン化するた
めに十分な電界の強さの直流のパルスであって、５〜５
０ｋＨｚの送給率で５〜２０マイクロ秒の持続時間をも
つ前記パルスを供給すること、を含んでいる、１０トル
以上の圧力のネオンを含みかつ水銀を含んでいない、ネ
オンガス放電ランプを動作する方法。 - 【請求項２】 圧力とパルス持続時間とパルス周波数と
が、色度の座標（０．６５、０．３３）と（０．６７、
０．３３）と（０．７２、０．２６）と（０．７３、
０．２７）とによって定義される必要なＳＡＥの赤色範
囲内にある色度の座標をもつ赤色光の発生を誘導するの
に十分である請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】 前記周波数が９〜１７ｋＨｚである請求
項１に記載の方法。 - 【請求項４】 前記周波数が２０ｋＨｚ以上である請求
項１に記載の方法。 - 【請求項５】 前記パルス幅が８〜１４マイクロ秒であ
る請求項１に記載の方法。 - 【請求項６】 前記パルス幅が８〜１２マイクロ秒であ
る請求項５に記載の方法。 - 【請求項７】 前記圧力が５０トルあるいはそれ以上で
ある請求項１に記載の方法。 - 【請求項８】 前記パルスが鋭い立ち上がりをもつ請求
項１に記載の方法。 - 【請求項９】 前記パルスが素速い立ち下がりをもつ請
求項１に記載の方法。 - 【請求項１０】 前記パルスが実質的に方形波の形状を
もつ請求項１に記載の方法。 - 【請求項１１】 前記ランプ外囲器の内径が、ランプ動
作時の温度及び圧力でのネオンイオンの平均自由行程の
二倍以上である請求項１に記載の方法。 - 【請求項１２】 ５ｍｍ未満の管の直径と５０〜２２０
トルのネオンの圧力とをもち、水銀を含んでいない、ネ
オン希ガス放電ランプを動作する方法において、 ａ）８〜１４マイクロ秒のパルス持続時間をもつ直流の
パルスを、 ｂ）９〜２４ｋＨｚの周波数で、供給する段階を含む前
記動作方法。 - 【請求項１３】 ５ｍｍ未満の管の直径と約７０トルの
ネオンの圧力とをもち、ＳＡＥの自動車の要件内の赤色
の放射を発生する、ネオン希ガス放電ランプを動作する
方法において、 ａ）約１０マイクロ秒のパルス持続時間をもつ直流のパ
ルスを、 ｂ）約２０ｋＨｚの周波数で、供給する段階を含む前記
動作方法。 - 【請求項１４】 前記ランプ外囲器の内径が、ランプ動
作時の温度及び圧力でのネオンイオンの平均自由行程の
五倍未満である請求項１に記載の方法。 - 【請求項１５】 水銀を含んでいない希ガス放電ランプ
を動作する方法において、 希ガスの所望の放射周波数に関連するパルス時間を持ち
ランプ効率を最大にするように選択される送給周波数で
電流パルスを供給すること、を含んでいる前記動作方
法。 - 【請求項１６】 水銀を含んでいない希ガス放電ランプ
を動作する方法において、 特定の所望の放射周波数のためにランプ効率を最大にす
るように選択されたパルス時間を持ちかつ選択したパル
スサイズを与えられるランプ効率を最大にするように選
択される送給周波数で電流パルスを供給すること、を含
んでいる前記動作方法。 - 【請求項１７】 前記選択した送給周波数は、普通の人
が聞こえる上限の最大値である請求項１６に記載の方
法。 - 【請求項１８】 前記ガス放電ランプが５０トルあるい
はそれ以上の圧力をもつ請求項１６に記載の方法。 - 【請求項１９】 直流の前記パルスが５〜２０マイクロ
秒の持続時間をもつ請求項１６に記載の方法。 - 【請求項２０】 前記送給周波数が５〜５０ｋＨｚであ
る請求項１６に記載の方法。 - 【請求項２１】 前記パルスが鋭い立ち上がりをもつ請
求項１６に記載の方法。 - 【請求項２２】 前記パルスが素速い立ち下がりをもつ
請求項１６に記載の方法。 - 【請求項２３】 前記パルスが実質的に方形波の形状を
もつ請求項１６に記載の方法。 - 【請求項２４】 前記ランプ外囲器の内径が、ランプ動
作時の温度及び圧力でのネオンイオンの平均自由行程の
二倍以上である請求項１６に記載の方法。 - 【請求項２５】 前記ランプ外囲器の内径が、ランプ動
作時の温度及び圧力でのネオンイオンの平均自由行程の
五倍未満である請求項１６に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/213,649 US5565741A (en) | 1994-03-16 | 1994-03-16 | Method of operating a neon discharge lamp particularly useful on a vehicle |
| US213649 | 1994-03-16 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0896747A true JPH0896747A (ja) | 1996-04-12 |
Family
ID=22795943
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7082029A Withdrawn JPH0896747A (ja) | 1994-03-16 | 1995-03-15 | ネオン放電ランプの動作方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5565741A (ja) |
| EP (1) | EP0673183B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0896747A (ja) |
| CN (1) | CN1052844C (ja) |
| CA (1) | CA2144461C (ja) |
| DE (1) | DE69527107T2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007073479A (ja) * | 2005-09-09 | 2007-03-22 | Phoenix Denki Kk | 放電ランプユニット |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5923118A (en) * | 1997-03-07 | 1999-07-13 | Osram Sylvania Inc. | Neon gas discharge lamp providing white light with improved phospher |
| WO1996013687A1 (en) * | 1994-10-26 | 1996-05-09 | Philips Electronics N.V. | Signalling system |
| FR2745460B1 (fr) * | 1996-02-28 | 1998-08-07 | Vinel Paul Louis | Procede et dispositifs d'alimentation de lampes a decharge en haute frequence par couplage resonant adapte |
| US5692827A (en) * | 1996-03-01 | 1997-12-02 | Ford Motor Company | Tail lamp for an automotive vehicle using an elongated hyperbolic cylinder |
| DE19731168A1 (de) * | 1997-07-21 | 1999-01-28 | Patent Treuhand Ges Fuer Elektrische Gluehlampen Mbh | Beleuchtungssystem |
| GB9725388D0 (en) * | 1997-12-02 | 1998-01-28 | Central Research Lab Ltd | A method for prolonging the life of a gas discharge lamp |
| US6313578B1 (en) | 1998-09-28 | 2001-11-06 | Osram Sylvania Inc. | Phosphor coating for gas discharge lamps and lamp containing same |
| US6124683A (en) * | 1999-04-14 | 2000-09-26 | Osram Sylvania Inc. | System for and method of operating a mercury free discharge lamp |
| US6229269B1 (en) | 1999-05-21 | 2001-05-08 | Osram Sylvania Inc. | System for and method of operating a discharge lamp |
Family Cites Families (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3848248A (en) * | 1972-02-10 | 1974-11-12 | Sanders Associates Inc | Gaseous discharge device |
| US4471350A (en) * | 1980-09-12 | 1984-09-11 | Chow Shing C | Display device using a discharge lamp |
| JPS5834560A (ja) * | 1981-08-21 | 1983-03-01 | 周 成祥 | 放電灯ディスプレイ装置 |
| US4461981A (en) * | 1981-12-26 | 1984-07-24 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Low pressure inert gas discharge device |
| US4695152A (en) * | 1984-11-28 | 1987-09-22 | Xerox Corporation | Charge erase device for an electrophotographic printing machine |
| US5132590A (en) * | 1985-04-24 | 1992-07-21 | Masaaki Kimoto | Gas discharge tube capable of lighting in different colors |
| JPS63205031A (ja) * | 1987-02-19 | 1988-08-24 | Fujitsu Ltd | ガス放電パネル |
| US4792727A (en) * | 1987-10-05 | 1988-12-20 | Gte Products Corporation | System and method for operating a discharge lamp to obtain positive volt-ampere characteristic |
| JPH01178043A (ja) * | 1988-01-05 | 1989-07-14 | Mitsubishi Electric Corp | 車載用制動灯装置 |
| US5043627A (en) * | 1988-03-01 | 1991-08-27 | Fox Leslie Z | High-frequency fluorescent lamp |
| GB2221084B (en) * | 1988-06-27 | 1992-10-21 | Matsushita Electric Works Ltd | Variable colour lighting device |
| US5072155A (en) * | 1989-05-22 | 1991-12-10 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Rare gas discharge fluorescent lamp device |
| ES2072380T3 (es) * | 1990-01-29 | 1995-07-16 | Philips Electronics Nv | Disposicion de circuito. |
| US5272406A (en) * | 1991-05-13 | 1993-12-21 | Gte Products Corporation | Miniature low-wattage neon light source |
| US5387837A (en) * | 1992-03-27 | 1995-02-07 | U.S. Philips Corporation | Low-pressure discharge lamp and luminaire provided with such a lamp |
-
1994
- 1994-03-16 US US08/213,649 patent/US5565741A/en not_active Expired - Lifetime
-
1995
- 1995-03-13 CA CA002144461A patent/CA2144461C/en not_active Expired - Fee Related
- 1995-03-14 DE DE69527107T patent/DE69527107T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1995-03-14 EP EP95103666A patent/EP0673183B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1995-03-15 JP JP7082029A patent/JPH0896747A/ja not_active Withdrawn
- 1995-03-15 CN CN95103127A patent/CN1052844C/zh not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
| JP2007073479A (ja) * | 2005-09-09 | 2007-03-22 | Phoenix Denki Kk | 放電ランプユニット |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA2144461A1 (en) | 1995-09-17 |
| EP0673183A2 (en) | 1995-09-20 |
| CN1113374A (zh) | 1995-12-13 |
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| CA2144461C (en) | 2002-05-21 |
| DE69527107T2 (de) | 2003-09-25 |
| CN1052844C (zh) | 2000-05-24 |
| US5565741A (en) | 1996-10-15 |
| EP0673183A3 (en) | 1997-10-29 |
| DE69527107D1 (de) | 2002-07-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020604 |