無電極放電ランプ装置およびそれを用いた照明器具
【課題】無電極放電ランプ装置の側方における配光分布特性が損なわれることを抑制しつつ、頂部側から補助光源の光を放出する無電極放電ランプ装置およびそれを用いた照明器具を提供する。
【解決手段】内部に放電ガスとなる希ガスおよび蒸気化しえる金属が気密封止された外殻部５および該外殻部５の内側に入り込んだ管状内管６とを備えたバルブ２と、該バルブ２の内壁面側に形成された蛍光体膜１０と、管状内管６の軸方向に沿って巻回され且つ管状内管６内に収められて放電ガスを励起する誘導コイル２５を備えたパワーカプラ部２０とを有し、管状内管６の上記軸方向に光を放射するＬＥＤ３１と、一次コイルとなる誘導コイル２５の電磁誘導によりＬＥＤ３１に電力を給電する非接触給電用の二次コイルＬ２とを有するＬＥＤ光源部３０をパワーカプラ部２０の先端部２０ａに備えてなる。
【解決手段】内部に放電ガスとなる希ガスおよび蒸気化しえる金属が気密封止された外殻部５および該外殻部５の内側に入り込んだ管状内管６とを備えたバルブ２と、該バルブ２の内壁面側に形成された蛍光体膜１０と、管状内管６の軸方向に沿って巻回され且つ管状内管６内に収められて放電ガスを励起する誘導コイル２５を備えたパワーカプラ部２０とを有し、管状内管６の上記軸方向に光を放射するＬＥＤ３１と、一次コイルとなる誘導コイル２５の電磁誘導によりＬＥＤ３１に電力を給電する非接触給電用の二次コイルＬ２とを有するＬＥＤ光源部３０をパワーカプラ部２０の先端部２０ａに備えてなる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無電極放電ランプ装置およびそれを用いた照明器具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、無電極放電ランプとして、たとえば、図８に例示するように、ガラスなどの透光性材料からなり内部に放電ガスとなる希ガスおよび蒸気化しえる金属（たとえば、水銀）が気密封止され、外殻部５と、該外殻部５の内側に落ち窪んだ管状内管６と、該管状内管６の内底面６ａから該管状内管６内に立設され内部空間が内底面６ａ側の一端部で放電ガスを励起する放電空間と連通し他端部が封止された管状細管７とを備えたバルブ２と、該バルブ２の内壁面側に形成された蛍光体膜１０と、管状内管６の軸方向に沿って巻回され且つ管状内管６内に収められて上記放電ガスを励起する誘導コイル２５を備えたパワーカプラ部２０とを有するものが知れられている（たとえば、特許文献１）。
【０００３】
この種の無電極放電ランプ１’は、図示していない高周波電源からケーブルを介して、パワーカプラ部２０の誘導コイル２５に高周波電流を供給することにより、バルブ２内に誘導電磁界を発生させことができる。無電極放電ランプ１’は、バルブ２内で生じた誘導電磁界により、内部に封入してある希ガスを放電した放電プラズマＤＰが放電プラズマＤＰの熱で水銀を蒸気化するとともに、蒸気化した水銀を励起する。無電極放電ランプ１’は、励起された水銀が励起状態から基底状態に戻るときに紫外線を発し、紫外線をバルブ２の内壁面側に形成された蛍光体膜１０で波長変換して可視光を発光する。無電極放電ランプ１’は、放電プラズマＤＰを誘起させる電極を内部に持たない構造となっているため、電極の劣化による不点灯がなく、一般の電極を備えた蛍光灯と比較して長寿命にできるという特徴を有している。
【０００４】
ところで、上述の無電極放電ランプ１’では、水銀の励起に寄与する放電プラズマＤＰがエネルギを供給する誘導コイル２５に沿って発生する傾向にある（図８の一点鎖線を参照）。そのため、無電極放電ランプ１’は、放電プラズマＤＰの分布に応じて放射される紫外線量もバルブ２の位置で異なる。無電極放電ランプ１’から照射された光の配光分布特性は、たとえば、図９の二点鎖線で示すように、無電極放電ランプ１’のバルブ２の側方（図９中の左右方向）で光強度が強く、バルブ２の側方と比較してパワーカプラ部２０の先端部２０ａ側となるバルブ２の頂部方向（図９中の上方向）で光強度が弱くなる傾向にある。
【０００５】
上述の無電極放電ランプ１’における配光分布を改善するため、無電極放電ランプ１’に、バルブ２の頂上方向に光を放射する配光補正用の補助光源を設けた無電極放電ランプ装置とすることも考えられる。しかしながら、単純に、無電極放電ランプ１’におけるバルブ２の頂上方向に補助光源を設けた場合、無電極放電ランプ装置には、補助光源に電力を供給する配線が別途必要となる。また、無電極放電ランプ装置は、補助光源の配線を無電極放電ランプ１’のバルブ２の側面に添って這わす必要があり、補助光源の配線によってかえってバルブ２の側方における配光分布特性が損なわれる恐れもある。
【０００６】
また、一般の電極を備えた蛍光ランプでは、蛍光ランプの点灯時に電極であるフィラメントから熱電子が放出されて初期電子の供給が行われる。そのため、蛍光ランプは、蛍光ランプの始動（放電開始）が比較的容易となる。しかしながら、無電極放電ランプ１’では、バルブ２の内部に熱電子の供給を行う電極がなく、長時間の間、暗所に晒された後など特定の条件下では初期電子の供給が行われることもないため、無電極放電ランプ１’の点灯までに時間がかかる場合がある。
【０００７】
そのため、無電極放電ランプ装置として、無電極放電ランプ装置の点灯時に、バルブの外部からバルブの内部側へ白熱電球などの光を照射することで始動性を改善させる始動用の補助光源を備えた図示していない無電極放電ランプ装置も知られている（たとえば、特許文献２）。
【０００８】
なお、上述の始動用の補助光源を備えた無電極放電ランプ装置として、誘導コイルが巻回されたパワーカプラ部の根本部分に誘導コイルと非接触で電力が供給される補助巻線を配置し、補助巻線に誘起された起電力で白熱電球などを点灯させてバルブの内部に光を照射することも開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００５−１９７０３１号公報
【特許文献２】特開２００９−１５８１８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、始動用の補助光源を備えた上述の無電極放電ランプ装置は、補助光源を点灯させ続けることで、バルブ２の頂部方向における配光分布特性の改善に寄与できる可能性がある。しかしながら、上述の始動用の補助光源を備えた無電極放電ランプ装置は、バルブ２の内部へ補助光源の光を照射して無電極放電ランプ装置の始動を改善するものであり、補助光源の光をバルブ２の外部へ照射して配光分布特性を改善させるための光量を得るには十分ではない。
【００１１】
また、無電極放電ランプ１’は、調光することにより低出力でも光を放出することもできる。しかしながら、無電極放電ランプ１’は、放電プラズマＤＰを維持する必要があり、たとえば、常夜灯のごとき低出力の光を維持することは難しい。そのため常夜灯として機能可能な低出力で発光する補助照明用の補助光源を無電極放電ランプ１’のバルブ２の頂部側に設置する場合、無電極放電ランプ装置は、上述の配光補正用の補助光源と同様に補助照明用の補助光源の配線をバルブ２の側面に添って這わす必要がある。この場合も無電極放電ランプ装置は、無電極放電ランプ装置の点灯時におけるバルブ２の側方における配光分布特性や外観を損う恐れもある。
【００１２】
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、無電極放電ランプ装置のバルブの側方における配光分布特性が損なわれることを抑制しつつ、無電極放電ランプ装置の頂部側から補助光源の光を放出することが可能な無電極放電ランプ装置およびそれを用いた照明器具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の無電極放電ランプ装置は、透光性材料からなり内部に放電ガスとなる希ガスおよび蒸気化しえる金属が気密封止された外殻部および該外殻部の内側に入り込んだ管状内管とを少なくとも備えたバルブと、該バルブの内壁面側に形成された蛍光体膜と、上記管状内管の軸方向に沿って巻回され且つ上記管状内管内に収められて上記放電ガスを励起する誘導コイルを備えたパワーカプラ部とを有する無電極放電ランプ装置であって、上記管状内管の上記軸方向に光を放射するＬＥＤと、一次コイルとなる上記誘導コイルの電磁誘導により上記誘導コイルと非接触で上記ＬＥＤに電力を給電する非接触給電用の二次コイルとを有するＬＥＤ光源部を上記パワーカプラ部の先端部に備えたことを特徴とする。
【００１４】
この無電極放電ランプ装置において、上記管状内管を上記外殻部に貫設させてなり上記ＬＥＤ光源部が上記外殻部から突出して設置されてなることを特徴とする。
【００１５】
この無電極放電ランプ装置において、上記ＬＥＤ光源部は、上記ＬＥＤと上記二次コイルとの間に、無電極放電ランプ装置における点灯時の温度に感応して、上記二次コイルと上記ＬＥＤとの電気的接続を開放させるスイッチ要素を有することを特徴とする。
【００１６】
本発明の照明器具は、上記無電極放電ランプ装置を備えてなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の無電極放電ランプ装置では、無電極放電ランプ装置のバルブの側方における配光分布特性が損なわれることを抑制しつつ、無電極放電ランプ装置の頂部側から補助光源の光を放出することが可能な無電極放電ランプ装置を提供できるという効果がある。
【００１８】
本発明の照明器具では、無電極放電ランプ装置のバルブの側方における配光分布特性が損なわれることを抑制しつつ、無電極放電ランプ装置の頂部側から補助光源の光を放出することが可能な無電極放電ランプ装置を備えた照明器具を提供できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施形態１の無電極放電ランプ装置を示し、（ａ）は概略断面図、（ｂ）は要部概略平面図、（ｃ）は要部回路図である。
【図２】同上の無電極放電ランプ装置を示し、（ａ）は要部の配光分布特性、（ｂ）は無電極放電ランプ装置の配光分布特性である。
【図３】同上の無電極放電ランプ装置の他の要部回路図である。
【図４】同上の無電極放電ランプ装置を用いた照明器具の概略斜視図である。
【図５】実施形態２の無電極放電ランプ装置の概略断面図である。
【図６】同上の無電極放電ランプ装置の要部回路図である。
【図７】実施形態３の無電極放電ランプ装置の要部回路図である。
【図８】従来の無電極放電ランプ装置を示す概略断面図である。
【図９】比較のために示す無電極放電ランプ装置の配光分布特性である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
（実施形態１）
以下、本実施形態の無電極放電ランプ装置Ａについて図１〜図３を参照して説明する。
【００２１】
本実施形態の無電極放電ランプ装置Ａの無電極放電ランプ１は、図１に示すように、透光性材料（ガラス等）からなり内部に放電ガスとなる希ガスおよび蒸気化しえる金属（たとえば、水銀）が気密封止された外殻部５および該外殻部５の内側に入り込んだ管状内管６とを少なくとも備えたバルブ２と、該バルブ２の内壁面側に形成された蛍光体膜１０と、管状内管６の軸方向に沿って巻回され且つ管状内管６内に収められて上記放電ガスを励起する誘導コイル２５を備えたパワーカプラ部２０とを有する。
【００２２】
また、本実施形態の無電極放電ランプ装置Ａは、管状内管６の上記軸方向に光を放射するＬＥＤ３１と、一次コイルとなる誘導コイル２５の電磁誘導により誘導コイル２５と非接触でＬＥＤ３１に電力を給電する非接触給電用の二次コイルＬ２とを有するＬＥＤ光源部３０をパワーカプラ部２０の先端部２０ａに備えている。
【００２３】
より具体的には、本実施形態の無電極放電ランプ装置Ａは、ガラスによって形成したバルブ２およびバルブ２の底に取り付けた略円筒形の口金１２で構成するランプ部１１と、高周波電流が通電されることによりバルブ２内に誘導電磁界を発生させる誘導コイル２５を有しランプ部１１に結合されるパワーカプラ部２０とを備えている。
【００２４】
ランプ部１１を構成するバルブ２は、全体として電球形状をしており、外殻部５と、該外殻部５の内側に入り込んだ管状内管６と、凹状となる管状内管６の内底面６ａから該管状内管６内に立設した管状細管７とから構成し、内部には放電ガスとなる希ガス（たとえば、アルゴンやクリプトンなど）および蒸気化しえる金属（たとえば、水銀など）を封入してある。また、バルブ２の内壁面には、アルミナ等の金属酸化物からなる保護膜（図示せず）を形成し、該保護膜上には、励起された水銀が放出する紫外線を可視光に変換するための蛍光体が結着剤とともに塗布され蛍光体膜１０が形成されている。保護膜は、バルブ２のガラス成分がバルブ２内部へ溶出するのを防ぎ、ガラス成分と水銀の化学反応による光透過率の低下を防止するために好適に設けることができる。
【００２５】
外殻部５は、主となる発光部位で、球状の部分と円筒状の部分とが連続して形成してある。また上述の円筒状の部分の外周には、口金１２を固定するための係止溝５ａを形成してある。
【００２６】
管状内管６は、外殻部５の上述の円筒状の部分の端から外殻部５の内側に落ち窪んだ円筒状に形成され、窪みの底で内底面６ａを形成してある。
【００２７】
管状細管７は、管状内管６の円筒よりも細い円筒状に形成しており、軸方向の一端部を管状内管６の内底面６ａの中央部に立設し、その内部空間は外殻部５の内側と管状内管６の外側で囲んだ放電空間と連通してある。管状細管７は、バルブ２内を排気するため、他端部が管状内管６の外部に引き出された排気管を用いて形成したものである。管状細管７となる排気管は、バルブ２を排気し希ガスを導入した後、アマルガムが収納された容器３および容器３の位置を固定するロッド８を収められて管状細管７の他端部となる部位を封止する。管状細管７となる排気管を封止することでバルブ２が形成される。
【００２８】
また、管状細管７の内壁には、管状細管７の開口部を有する一端部側から密閉した他端部側にかけて軸方向に順番に、内方に突起する突起部７ａおよび突起部７ｂを形成している。容器３およびロッド８は、突起部７ｂと管状細管７の他端部との間で保持されている。
【００２９】
容器３は、中空の円筒容器形状に形成した金属材料（たとえば、ＦｅＮｉ合金）からなる。容器３の内部には、放電空間に水銀蒸気を供給する粒子状のアマルガム（図示していない）が収納されている。アマルガムは、たとえば、ビスマスとインジウムとの合金からなる基体金属に３．５％の含有比率で水銀を含有したものである。この水銀を含有するアマルガムを使用することにより、水銀単体を使用した場合に比較して、広い温度範囲でバルブ２内の水銀蒸気圧を略一定に保つことができる。また、容器３の長手方向の外周壁には水銀蒸気が出入り可能であるとともに、アマルガムの脱落を防止可能な図示していない孔を複数貫設してある。
【００３０】
また、管状細管７の一端部側に形成した突起部７ａは、図１（ａ）に示すように、コ字状に形成した支持体９の一方が係止され、管状細管７から放電空間に導出した支持体９の他方には仕事関数が小さい金属化合物（たとえば、水酸化セシウム）を塗布したフラブ９ａを固着してある。フラグ９ａに塗布された金属化合物は無電極放電ランプ装置Ａの始動時における電子の数を増やす役割を担っている。
【００３１】
ランプ部１１を構成する口金１２は、樹脂材等により両端が開口する円筒状に形成し、内周面には、内側に突出する複数の係合突起１２ａを設け、当該係合突起１２ａはバルブ２の係止溝５ａに係止してある。
【００３２】
一方、上述のパワーカプラ部２０は、ＡｌやＣｕなどの熱伝導性材料により形成されランプ部１１の管状細管７が挿入される円筒状の放熱パイプ２３と、放熱パイプ２３の軸方向の一端部側が挿着された円筒状のシリンダ２２と、放熱パイプ２３の他端部側で放熱パイプ２３に外装されたフェライトコア２４と、フェライトコア２４に巻回された誘導コイル２５とを備えている。このパワーカプラ部２０は、シリンダ２２の大部分、放熱パイプ２３の大部分、フェライトコア２４、誘導コイル２５がランプ部１１の管状内管６内に収納され誘導コイル２５が管状細管７の軸方向に沿って巻回されている。
【００３３】
ここで、フェライトコア２４としては、たとえば、１５０〜２００℃程度の高温下でも飽和せず安定したインピーダンスを維持するように、キュリー温度が２５０℃以上、飽和磁束密度が０．５Ｔ以上のＭｎＺｎフェライトを好適に用いることができる。
【００３４】
パワーカプラ部２０において管状内管６の内底面６ａ側となる先端部２０ａには、無電極放電ランプ装置Ａから照射される光の配光分布特性を改善するために、管状内管６の内底面６ａおよび外殻部５を介してバルブ２の頂部方向に光を放出する複数個のＬＥＤ３１を備えたＬＥＤ光源部３０を配置している。
【００３５】
次に、本実施形態の無電極放電ランプ装置ＡにおけるＬＥＤ光源部３０について図１（ｂ）および図１（ｃ）に基づいて説明する。
【００３６】
ＬＥＤ光源部３０は、図１（ｂ）に示すように、円形平板状の回路基板３３の一表面３３ｂ側に複数個（ここでは、６個）のＬＥＤ３１が配置されている。また、回路基板３３には、無電極放電ランプ装置Ａの管状内管６の内部に配置されるパワーカプラ部２０の先端部２０ａに設置するため、回路基板３３の中央部にバルブ２の管状細管７を貫通させる円形状の貫通孔３３ａが設けられている。
【００３７】
ＬＥＤ光源部３０は、図１（ｃ）に示すように、整流用ダイオードＤ１が直列接続された二次コイルＬ２の両端間に平滑コンデンサＣ１が並列接続されており、平滑コンデンサＣ１の両端電圧を電流制限素子Ｒ１を介して複数個の直列接続されたＬＥＤ３１に印加できるように構成している。
【００３８】
なお、ＬＥＤ光源部３０は、図示していないが、回路基板３３の裏面側に、誘導コイル２５から非接触で電力が供給される非接触給電用の二次コイルＬ２と、二次コイルＬ２からの電流を整流する整流用ダイオードＤ１と、整流用ダイオードＤ１からの電流を蓄電する平滑コンテンサＣ１と、ＬＥＤ３１に流れる電流を制限する抵抗等の電流制限素子Ｒ１とを配置している。また、回路基板３３の一表面３３ｂ側には、各ＬＥＤ３１と電気的に接続させる図示していない配線パターンが形成されており、配線パターンが回路基板３３の厚み方向に貫設された貫通配線（図示していない）を介して回路基板３３の裏面側に設けられる二次コイルＬ２などと電気的に接続させてある。
【００３９】
無電極放電ランプ装置Ａは、無電極放電ランプ装置Ａを点灯させるため誘導コイル２５に高周波を印加すると、誘導コイル２５に誘導電磁界が発生する。ＬＥＤ光源部３０は、電磁誘導により誘導コイル２５から非接触で二次コイルＬ２に高周波電流が誘起される。二次コイルＬ２からの高周波電流は、整流用ダイオードＤ１で整流および平滑コンデンサＣ１で平滑化され、電流制限素子Ｒ１を介してＬＥＤ３１に供給されて各ＬＥＤ３１が発光する。
【００４０】
ＬＥＤ光源部３０に用いられるＬＥＤ３１は、後述するＬＥＤ３１を構成するレンズや反射鏡などにより、発光する光の指向性を狭くすることが比較的簡単な点光源であるため、ＬＥＤ光源部３０から放出させる光を、たとえば、図２（ａ）の一点鎖線で示すようにＬＥＤ光源部３０の前方で光出力が大きくなる配光分布特性とすることができる。そのため、本実施形態の無電極放電ランプ装置Ａは、ＬＥＤ光源部３０をパワーカプラ部２０の先端部２０ａに設置することにより、ＬＥＤ光源部３０を備えていない無電極放電ランプ１’の配光分布特性（図９の二点鎖線を参照）と比較して、無電極放電ランプ装置Ａの配光分布特性を図２（ｂ）の破線で示すように、より均一な配光分布特性に改善することが可能となる。
【００４１】
なお、ＬＥＤ光源部３０は、図１（ｃ）に示す回路構成のものだけに限られず、たとえば、図３に示すように、複数個のＬＥＤ３１を直列接続させたものを双方向に並列接続することにより二次コイルＬ２に誘起された高周波の電力で直接的に点灯駆動させる構成としてもよい。したがって、本実施形態の無電極放電ランプ装置Ａに用いられるＬＥＤ光源部３０は、ＬＥＤ３１と、電磁誘導により無電極放電ランプ装置Ａの誘導コイル２５から非接触で供給された電力をＬＥＤ３１に給電する二次コイルＬ２とを有するものであれば他の構成であってもよい。ＬＥＤ３１の数も限られるものでなく適宜増減すればよい。
【００４２】
このようなＬＥＤ光源部３０に用いられるＬＥＤ３１は、半導体発光素子であるＬＥＤチップをそのまま用いてもよいし、ＬＥＤチップをパッケージで被覆した発光装置を利用してもよい。ＬＥＤチップは、通電により、たとえば、Ｒ，Ｇ，Ｂ（赤色、緑色、青色）の光をそれぞれ発光可能な各ＬＥＤチップを組み合わせて白色光を得るような構成としてもよい。また、所望に応じて青色光、緑色光、黄色光や赤色光となる波長のみを発光するものでもよい。また、ＬＥＤチップをパッケージで被覆した発光装置としては、ＬＥＤチップからの紫外線や可視光のうちエネルギの強い青色光などと、上記ＬＥＤチップからの光で励起されて可視光を放出する蛍光体を透光性材料中に含有させた波長変換部材とを組み合わせて発光するものでもよい。発光装置は、上記ＬＥＤチップからの光と、上記波長変換部材からの光で白色系などの混色光を発光させることができる。
【００４３】
本実施形態の無電極放電ランプ装置Ａに用いられるＬＥＤ光源部３０は、管状内管６に収納され、バルブ２の管状内管６の内底面６ａや外殻部５を介して光が外部に放出されるため、ＬＥＤ３１がバルブ２の内壁面側に設けた蛍光体膜１０を励起可能な紫外線を放射するものでもよい。上記ＬＥＤチップは、たとえば、サファイア基板、スピネル基板、窒化ガリウム基板、酸化亜鉛基板や炭化シリコン基板などの結晶成長基板上にｐｎ接合を備えた窒化ガリウム系化合物半導体層を有する発光素子などが挙げられる。
【００４４】
なお、上記ＬＥＤチップは、絶縁性基板上に半導体層が形成され、該半導体層の同一面側に正負の各電極がそれぞれ形成されたＬＥＤチップを用いてもよいし、導電性基板を用いＬＥＤチップの厚み方向の両面側に正負の各電極がそれぞれ形成されたＬＥＤチップを用いてもよい。
【００４５】
同一面側に正負の各電極が設けられたＬＥＤチップは、金属バンプなどの金属バンプを用い、表面に一対の導電パターンが形成された発光装置のパッケージの凹部の底面上にフリップチップ実装させることができる。また、ＬＥＤチップの厚み方向の両面側に正負の各電極が設けられたＬＥＤチップは、上記ＬＥＤチップが実装される上記パッケージの凹部の底面上に形成された一対の導体パターンのうちの一方の導体パターンと、上記ＬＥＤチップの上記一方の電極とを導電性部材（たとえば、ＡｕＳｎやＡｇペーストなど）を介してダイボンディングして電気的に接続させる。また、上記ＬＥＤチップの光取り出し面側の他方の電極と、ワイヤ（たとえば、アルミニウム線や金線など）を介して他方の導体パターンと電気的に接続させればよい。なお、発光装置は、パッケージの凹部内に一個のＬＥＤチップを実装させるだけでなく、複数個実装させてもよい。この場合、各ＬＥＤチップは、適宜に直列、並列や直並列に電気的に接続させればよい。
【００４６】
また、ＬＥＤ３１となる発光装置に用いられる上記波長変換部材は、発光装置から白色系の光を放出するために、上記ＬＥＤチップからの光の少なくとも一部を波長変換させる蛍光物質を透光性樹脂やガラスなどに含有させたものを用いることができる。上記波長変換部材に用いられる蛍光物質としては、たとえば、Ｅｕで付活された（Ｓｒ，Ｃａ，Ｍｇ）ＡｌＳｉＮ３、Ｅｕで付活された（Ｓｒ，Ｃａ）２Ｓｉ５Ｎ８などの窒化物系の蛍光物質のほか、Ｃｅで付活されたＹ３Ａｌ５Ｏ１２、Ｃｅで付活されたＴｂ３Ａｌ５Ｏ１２などのアルミネート系の蛍光物質、Ｅｕで付活されたＢａ２ＳｉＯ４やＥｕで付活された（Ｓｒ，Ｂａ，Ｃａ）２ＳｉＯ４などの珪酸塩系の蛍光物質やＣａ２ＢＯ３Ｃｌ２などのファロボレート系の蛍光物質を採用することもできる。また、波長変換部材に用いられる上記蛍光物質は黄色蛍光物質に限らず、たとえば、赤色蛍光物質と緑色蛍光物質を添加しても、白色光を得ることができる。
【００４７】
上記発光装置に用いられるパッケージは、上記ＬＥＤチップや上記波長変換部材を保護することが可能なものであって、樹脂やセラミックなどで形成することができる。上記ＬＥＤチップや上記波長変換部材からの光を効率よく所定の方向に発光させるためには、内面がＬＥＤチップや波長変換部材からの光に対して反射率の高い凹部を備えたパッケージを用いることが好ましい。したがって、パッケージの凹部は、反射鏡として機能させることができる。同様に、上記ＬＥＤチップや上記波長変換部材からの光を集光などするレンズをパッケージ上に設けても所定の方向に発光させることができる。したがって、パッケージの凹部の形状やレンズの形状を適宜に設定することにより、無電極放電ランプ装置ＡのＬＥＤ光源部３０から放射される光の配光分布特性を調整することもできる。
【００４８】
無電極放電ランプ装置Ａは、管状内管６の内部にＬＥＤ光源部３０を配置させる場合、ＬＥＤ光源部３０が高温になる場合があるので、ＬＥＤ３１は耐熱性に優れた材料を用いて形成することが好ましい。
【００４９】
以下、本実施形態の無電極放電ランプ装置Ａの動作について詳述する。
【００５０】
無電極放電ランプ装置Ａは、誘導コイル２５に高周波電源４１（図４を参照）から高周波電流が供給されると、誘導コイル２５の周囲でバルブ２内に誘導電磁界を発生させる。この誘導電磁界でバルブ２内の電子を加速し、電子がエネルギーを持った状態でバルブ２内に気密封止した希ガス原子や水銀原子に衝突する。電子が衝突した水銀原子は、電離したり、励起されたりする。水銀原子の電離によって生じた電子は、再び誘導電磁界により加速され、再び水銀原子に衝突する。そして、所定の数量以上の電子を生成したところで放電プラズマＤＰが維持する（図１（ａ）を参照）。一方、電子の衝突により励起した水銀原子は、紫外線を放射し、基底状態に戻る。水銀原子が放出した紫外線のうち、バルブ２の内壁面側に形成された蛍光体膜１０に到達したものは、蛍光体膜１０の蛍光体により可視光に変換され外部に放射される。これにより、本実施形態の無電極放電ランプ装置Ａは蛍光ランプとして機能することができる。
【００５１】
また、本実施形態の無電極放電ランプ装置Ａは、無電極放電ランプ装置Ａの配光分布特性において、光出力が弱い無電極放電ランプ１のバルブ２の頂部方向の光を、無電極放電ランプ装置Ａのパワーカプラ部２０の先端部２０ａに設けた非接触の給電により発光可能なＬＥＤ光源部３０からの光で補って放出する。
【００５２】
ＬＥＤ光源部３は、無電極放電ランプ装置Ａのバルブ２内で放電プラズマＤＰを生起させるため誘導コイル２５を駆動させると、一次コイルとなる誘導コイル２５の電磁誘導により誘導コイル２５と非接触で電力が二次コイルＬ２に生じる。これにより二次コイルＬ２から流れる電流は、ダイオードＤ１で整流などされ、直列に接続された各ＬＥＤ３１に流れ込む。ＬＥＤ光源部３の各ＬＥＤ３１は、流れ込んだ電流で発光することになる。
【００５３】
すなわち、本実施形態の無電極放電ランプ装置Ａは、無電極放電ランプ装置Ａのバルブ２内の放電プラズマＤＰに起因した紫外線で発光する蛍光体膜１０からの図９の二点鎖線で示したごとき配光分布特性の光と、ＬＥＤ光源部３０からの図２（ａ）の一点鎖線で示した配光分布特性の光とを混合させて、より均一な図２（ｂ）の破線で示す配光分布特性の光を放射することができる。
【００５４】
なお、本実施形態の無電極放電ランプ装置Ａは、ＬＥＤ光源部３０が無電極放電ランプ装置Ａのバルブ２やバルブ２の内壁面側に設けた蛍光体膜１０を介して光が照射せている。そのため、本実施形態の無電極放電ランプ装置Ａは、ＬＥＤ光源部３０からの光が蛍光体膜１０で散乱されて、ＬＥＤ光源部３０からの光と蛍光体膜１０からの光との間の配光分布特性が連続的で滑らかなものとすることが可能となる。
【００５５】
上述した本実施形態の無電極放電ランプ装置Ａは、たとえば、図４に示すように、無電極放電ランプ装置Ａにケーブル４４を介して高周波電流を供給する高周波電源４１や無電極放電ランプ装置Ａから放射された光の配光を制御する略半球状の反射板５１に無電極放電ランプ装置Ａにおけるパワーカプラ部２０の基底部側を取り付けて照明器具４０として使用することができる。なお、高周波電源４１は、プラグ４３、電力線４２を介して商用電源からの商用周波数の交流電流が入力され、数百ｋＨｚの高周波電流に変換する。高周波電源４１は、変換した高周波電流をケーブル４４を介して無電極放電ランプ装置Ａのパワーカプラ部２０における誘導コイル２５に供給する。
【００５６】
照明器具４０の灯具５０は、無電極放電ランプ装置Ａからの光を放出させる開口部５１ａを備えた半球状の反射板５１と、反射板５１の開口部５１ａに覆設される透光性のパネル５２とを有している。反射板５１は、たとえば、金属材料や樹脂などで、断面が円弧状に形成されており、内部に無電極放電ランプ装置Ａのパワーカプラ部２０の基底部側を取り付けるための固定部４５が設けられ、灯具５０の内部に無電極放電ランプ装置Ａが収納される。
【００５７】
本実施形態の無電極放電ランプ装置Ａを備えた照明器具４０は、無電極放電ランプ装置Ａにおけるパワーカプラ部２０の先端部２０ａにＬＥＤ光源部３０を備えているので、無電極放電ランプ装置Ａのバルブ２内の放電プラズマに起因した紫外線で発光する蛍光体膜１０からの光と、ＬＥＤ光源部３０からの光とを混合させて、より配光分布特性が均一な照明器具４０とすることができる。
【００５８】
本実施形態の無電極放電ランプ装置Ａは、無電極放電ランプ装置Ａのバルブ２の側方における配光分布特性が損なわれることを抑制しつつ、無電極放電ランプ装置Ａの頂部側から補助光源としてＬＥＤ光源部３０の光を放出することが可能となる。同様に、本実施形態の照明器具４０では、無電極放電ランプ装置Ａのバルブ２の側方における配光分布特性が損なわれることを抑制しつつ、無電極放電ランプ装置Ａの頂部側から補助光源としてＬＥＤ光源部３０の光を放出することが可能な無電極放電ランプ装置Ａを用いた照明器具４０とすることができる。
【００５９】
（実施形態２）
本実施形態の無電極放電ランプ装置Ａは、図１で示した実施形態１の無電極放電ランプ装置Ａにおけるバルブ２を介してＬＥＤ光源部３０の光を放射させる代わりに、図５に示すようにＬＥＤ光源部３０からの光をバルブ２を介さずに無電極放電ランプ装置Ａの外部に直接放射させるように構成してある点が異なる。なお、実施形態１と同様の構成要素には、同一の符号を付して説明を適宜省略する。
【００６０】
本実施形態の無電極放電ランプ装置Ａは、図４に示すように、管状内管６をバルブ２の外殻部５に貫設させてなり、パワーカプラ部２０の先端部２０ａに設置されているＬＥＤ光源部３０がバルブ２の外殻部５から突出して配置させている。本実施形態の無電極放電ランプ装置Ａのバルブ２は、頂部側の中央部から貫通した貫通部が設けられることになる。これにより、本実施形態の無電極放電ランプ装置ＡのＬＥＤ光源部３０は、ＬＥＤ光源部３０が管状内管６の内径や管状細管７の外形の大きさの制約を受けることなく、比較的自由な大きさや形状とすることが可能となる。したがって、本実施形態の無電極放電ランプ装置Ａは、ＬＥＤ光源部３０に配設させられるＬＥＤ３１の個数も多くすることができ、二次コイルＬ２の大きさも大きく、ＬＥＤ光源部３０から放射させる光量を比較的簡単に大きくすることが可能となる。
【００６１】
さらに、本実施形態の無電極放電ランプ装置Ａは、ＬＥＤ光源部３０が無電極放電ランプ装置Ａのバルブ２の外殻部５から突出して配置しているため、実施形態１の無電極放電ランプ装置Ａと比較して、ＬＥＤ光源部３０の放熱性も優れている。そのため、本実施形態の無電極放電ランプ装置Ａは、ＬＥＤ光源部３０のＬＥＤ３１に、より大きな電流を流すことができる。したがって、本実施形態の無電極放電ランプ装置Ａは、無電極放電ランプ装置Ａにおけるバルブ２の頂部方向の光量をＬＥＤ光源部３０で、より増やすことが可能となり、更なる配光分布特性の改善を行うことができる。
【００６２】
また、本実施形態の無電極放電ランプ装置Ａは、ＬＥＤ光源部３０が無電極放電ランプ装置Ａのバルブ２で覆われていない。そのため、本実施形態の無電極放電ランプ装置Ａは、実施形態１の無電極放電ランプ装置Ａと比較して、バルブ２やバルブ２の内壁面側に設けた蛍光体膜１０などにより光吸収されることもなく、より効率よく外部に光を放射することもできる。
【００６３】
なお、本実施形態の無電極放電ランプ装置Ａも実施形態１の無電極放電ランプ装置Ａと同様に図４に示すような照明器具４０に用いることができる。
【００６４】
（実施形態３）
本実施形態の無電極放電ランプ装置Ａは、図１で示した実施形態１や図４で示した実施形態２の無電極放電ランプ装置ＡのＬＥＤ光源部３０を無電極放電ランプ装置Ａの点灯時に発光させて無電極放電ランプ装置Ａの配光分布特性を改善するために用いる代わりに、無電極放電ランプ装置Ａの消灯時に発光させる常夜灯などとして機能させることが可能な構成とした点が相違する。なお、実施形態１および実施形態２と同様の構成要素には、同一の符号を付して説明を適宜省略する。
【００６５】
実施形態１の無電極放電ランプ装置Ａは、常夜灯などの補助光源となるＬＥＤ光源部３０が、ＬＥＤ３１と二次コイルＬ２との間に、無電極放電ランプ装置Ａにおける点灯時の温度に感応して、二次コイルＬ２とＬＥＤ３１との電気的接続を開放させるスイッチ要素３２を有している。なお、本実施形態の無電極放電ランプ装置Ａは、ＬＥＤ光源部３０の内部構造が異なる以外は、実施形態１の無電極放電ランプ装置Ａの構成と同一の構成としている。
【００６６】
より具体的には、ＬＥＤ光源部３０は、図６に示すように、二次コイルＬ２、温度により電気的接続がオンオフ（すなわち、短絡および開放）が可能なスイッチ機能を備えたスイッチ要素３２および整流用ダイオードＤ１を直列接続させた直列回路の両端間に平滑コンデンサＣ１を接続させている。また、ＬＥＤ光源部３０は、平滑コンデンサＣ１の両端電圧を電流制限素子Ｒ１を介して直列接続された複数個のＬＥＤ３１に印加できるように構成している。
【００６７】
本実施形態の無電極放電ランプ装置ＡのＬＥＤ光源部３０に用いられるスイッチ要素３２は、無電極放電ランプ装置Ａが点灯中に生ずる熱によって、二次コイルＬ２とＬＥＤ３１との電気接続を開放するスイッチ機能を備えており、たとえば、バイメタル等の熱感応素子で構成することができる。
【００６８】
本実施形態の無電極放電ランプ装置Ａに用いられるＬＥＤ光源部３０は、無電極放電ランプ装置Ａの点灯している場合、スイッチ要素３２がＬＥＤ３１に電流が流れないように電気接続を開放する。そのため、無電極放電ランプ装置Ａの点灯中は、ＬＥＤ光源部３０のＬＥＤ３１が発光しない。また、本実施形態の無電極放電ランプ装置Ａに用いられるＬＥＤ光源部３０は、無電極放電ランプ装置Ａが消灯すると無電極放電ランプ装置Ａの温度が低くなる。これにより、ＬＥＤ光源部３１は、スイッチ要素３２が電気的接続を短絡させてＬＥＤ３１を発光させることが可能となる。
【００６９】
すなわち、ＬＥＤ光源部３０は、無電極放電ランプ装置Ａを消灯させても誘導コイル２５から誘導電磁界が発生していると、二次コイルＬ２で誘起された高周波電流がＬＥＤ３１に供給されてＬＥＤ３１が発光することが可能となる。
【００７０】
そのため、本実施形態の無電極放電ランプ装置Ａは、たとえば、調光などにより誘導コイル２５ヘの供給電力を下げることで、バルブ２内の放電プラズマＤＰが維持できなくなり無電極放電ランプ装置Ａを消灯する。放電プラズマＤＰは維持されないがＬＥＤ３１は点灯可能な高周波電流を無電極放電ランプ装置Ａに供給する場合、ＬＥＤ光源部３０は、無電極放電ランプ装置Ａの消灯による温度の低下で、スイッチ要素３２が二次コイルＬ２とＬＥＤ３１とを電気的に接続させてＬＥＤ３１に電力を供給しＬＥＤ光源部３０を自動的に常夜灯として点灯させることが可能となる。
【００７１】
なお、本実施形態の無電極放電ランプ装置Ａは、たとえば、誘導コイル２５ヘの供給電力を大きくすることで無電極放電ランプ装置Ａが点灯すると、無電極放電ランプ装置Ａの昇温に伴い、スイッチ要素３２が二次コイルＬ２からＬＥＤ３１に供給するＬＥＤ３１への電流を遮断するように開放しＬＥＤ光源部３０を自動的に消灯させることもできる。
【００７２】
また、本実施形態の無電極放電ランプ装置ＡのＬＥＤ光源部３０は、同様の構成で常夜灯として利用するだけでなく、たとえば、無電極放電ランプ装置Ａにおける誘導コイル２５の駆動状況をモニタするモニタランプとして機能させることもできる。
【００７３】
本実施形態の無電極放電ランプ装置Ａに用いられるＬＥＤ光源部３０は、図６に示す回路構成のものだけに限られず、たとえば、図７に示すように、複数個のＬＥＤ３１を直列接続させたものを双方向に並列接続させて、スイッチ要素３２および二次コイルＬ２と直列接続させることにより二次コイルＬ２に誘起された高周波で直接的に点灯駆動させる構成としてもよい。この場合も図６と同様に、無電極放電ランプ装置Ａの点灯および消灯にともなう温度変化をスイッチ要素３２により感知してＬＥＤ光源部３０の点灯を制御させることが可能となる。
【００７４】
また、本実施形態の無電極放電ランプ装置Ａも、実施形態１の無電極放電ランプ装置Ａと同様に、図４に示すように、無電極放電ランプ装置Ａにケーブル４４を介して高周波電流を供給する高周波電源４１やバルブ２から放射された光を配光制御する略半球状の反射板５１に無電極放電ランプ装置Ａのパワーカプラ部２０の基底部側を取り付けて照明器具４０として使用することができる。
【００７５】
すなわち、本実施形態の無電極放電ランプ装置Ａは、無電極放電ランプ装置Ａの点灯時にバルブ２の側方における配光分布特性が損なわれることを抑制しつつ、無電極放電ランプ装置Ａの頂部側から常夜灯などの補助光源としてＬＥＤ光源部３０からの光を放出することが可能となる。同様に、本実施形態の照明器具４０では、無電極放電ランプ装置Ａのバルブ２の側方における配光分布特性が損なわれることを抑制しつつ、無電極放電ランプ装置Ａの頂部側から常夜灯などの補助光源としてＬＥＤ光源部３０からの光を放出することが可能な無電極放電ランプ装置Ａを用いた照明器具４０とすることができる。
【符号の説明】
【００７６】
Ａ 無電極放電ランプ装置
ＤＰ 放電プラズマ
Ｌ２ 二次コイル
１ 無電極放電ランプ
２ バルブ
５ 外殻部
６ 管状内管
１０ 蛍光体膜
２０ パワーカプラ部
２０ａ 先端部
２５ 誘導コイル
３０ ＬＥＤ光源部
３１ ＬＥＤ
３２ スイッチ要素
４０ 照明器具
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無電極放電ランプ装置およびそれを用いた照明器具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、無電極放電ランプとして、たとえば、図８に例示するように、ガラスなどの透光性材料からなり内部に放電ガスとなる希ガスおよび蒸気化しえる金属（たとえば、水銀）が気密封止され、外殻部５と、該外殻部５の内側に落ち窪んだ管状内管６と、該管状内管６の内底面６ａから該管状内管６内に立設され内部空間が内底面６ａ側の一端部で放電ガスを励起する放電空間と連通し他端部が封止された管状細管７とを備えたバルブ２と、該バルブ２の内壁面側に形成された蛍光体膜１０と、管状内管６の軸方向に沿って巻回され且つ管状内管６内に収められて上記放電ガスを励起する誘導コイル２５を備えたパワーカプラ部２０とを有するものが知れられている（たとえば、特許文献１）。
【０００３】
この種の無電極放電ランプ１’は、図示していない高周波電源からケーブルを介して、パワーカプラ部２０の誘導コイル２５に高周波電流を供給することにより、バルブ２内に誘導電磁界を発生させことができる。無電極放電ランプ１’は、バルブ２内で生じた誘導電磁界により、内部に封入してある希ガスを放電した放電プラズマＤＰが放電プラズマＤＰの熱で水銀を蒸気化するとともに、蒸気化した水銀を励起する。無電極放電ランプ１’は、励起された水銀が励起状態から基底状態に戻るときに紫外線を発し、紫外線をバルブ２の内壁面側に形成された蛍光体膜１０で波長変換して可視光を発光する。無電極放電ランプ１’は、放電プラズマＤＰを誘起させる電極を内部に持たない構造となっているため、電極の劣化による不点灯がなく、一般の電極を備えた蛍光灯と比較して長寿命にできるという特徴を有している。
【０００４】
ところで、上述の無電極放電ランプ１’では、水銀の励起に寄与する放電プラズマＤＰがエネルギを供給する誘導コイル２５に沿って発生する傾向にある（図８の一点鎖線を参照）。そのため、無電極放電ランプ１’は、放電プラズマＤＰの分布に応じて放射される紫外線量もバルブ２の位置で異なる。無電極放電ランプ１’から照射された光の配光分布特性は、たとえば、図９の二点鎖線で示すように、無電極放電ランプ１’のバルブ２の側方（図９中の左右方向）で光強度が強く、バルブ２の側方と比較してパワーカプラ部２０の先端部２０ａ側となるバルブ２の頂部方向（図９中の上方向）で光強度が弱くなる傾向にある。
【０００５】
上述の無電極放電ランプ１’における配光分布を改善するため、無電極放電ランプ１’に、バルブ２の頂上方向に光を放射する配光補正用の補助光源を設けた無電極放電ランプ装置とすることも考えられる。しかしながら、単純に、無電極放電ランプ１’におけるバルブ２の頂上方向に補助光源を設けた場合、無電極放電ランプ装置には、補助光源に電力を供給する配線が別途必要となる。また、無電極放電ランプ装置は、補助光源の配線を無電極放電ランプ１’のバルブ２の側面に添って這わす必要があり、補助光源の配線によってかえってバルブ２の側方における配光分布特性が損なわれる恐れもある。
【０００６】
また、一般の電極を備えた蛍光ランプでは、蛍光ランプの点灯時に電極であるフィラメントから熱電子が放出されて初期電子の供給が行われる。そのため、蛍光ランプは、蛍光ランプの始動（放電開始）が比較的容易となる。しかしながら、無電極放電ランプ１’では、バルブ２の内部に熱電子の供給を行う電極がなく、長時間の間、暗所に晒された後など特定の条件下では初期電子の供給が行われることもないため、無電極放電ランプ１’の点灯までに時間がかかる場合がある。
【０００７】
そのため、無電極放電ランプ装置として、無電極放電ランプ装置の点灯時に、バルブの外部からバルブの内部側へ白熱電球などの光を照射することで始動性を改善させる始動用の補助光源を備えた図示していない無電極放電ランプ装置も知られている（たとえば、特許文献２）。
【０００８】
なお、上述の始動用の補助光源を備えた無電極放電ランプ装置として、誘導コイルが巻回されたパワーカプラ部の根本部分に誘導コイルと非接触で電力が供給される補助巻線を配置し、補助巻線に誘起された起電力で白熱電球などを点灯させてバルブの内部に光を照射することも開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００５−１９７０３１号公報
【特許文献２】特開２００９−１５８１８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、始動用の補助光源を備えた上述の無電極放電ランプ装置は、補助光源を点灯させ続けることで、バルブ２の頂部方向における配光分布特性の改善に寄与できる可能性がある。しかしながら、上述の始動用の補助光源を備えた無電極放電ランプ装置は、バルブ２の内部へ補助光源の光を照射して無電極放電ランプ装置の始動を改善するものであり、補助光源の光をバルブ２の外部へ照射して配光分布特性を改善させるための光量を得るには十分ではない。
【００１１】
また、無電極放電ランプ１’は、調光することにより低出力でも光を放出することもできる。しかしながら、無電極放電ランプ１’は、放電プラズマＤＰを維持する必要があり、たとえば、常夜灯のごとき低出力の光を維持することは難しい。そのため常夜灯として機能可能な低出力で発光する補助照明用の補助光源を無電極放電ランプ１’のバルブ２の頂部側に設置する場合、無電極放電ランプ装置は、上述の配光補正用の補助光源と同様に補助照明用の補助光源の配線をバルブ２の側面に添って這わす必要がある。この場合も無電極放電ランプ装置は、無電極放電ランプ装置の点灯時におけるバルブ２の側方における配光分布特性や外観を損う恐れもある。
【００１２】
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、無電極放電ランプ装置のバルブの側方における配光分布特性が損なわれることを抑制しつつ、無電極放電ランプ装置の頂部側から補助光源の光を放出することが可能な無電極放電ランプ装置およびそれを用いた照明器具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の無電極放電ランプ装置は、透光性材料からなり内部に放電ガスとなる希ガスおよび蒸気化しえる金属が気密封止された外殻部および該外殻部の内側に入り込んだ管状内管とを少なくとも備えたバルブと、該バルブの内壁面側に形成された蛍光体膜と、上記管状内管の軸方向に沿って巻回され且つ上記管状内管内に収められて上記放電ガスを励起する誘導コイルを備えたパワーカプラ部とを有する無電極放電ランプ装置であって、上記管状内管の上記軸方向に光を放射するＬＥＤと、一次コイルとなる上記誘導コイルの電磁誘導により上記誘導コイルと非接触で上記ＬＥＤに電力を給電する非接触給電用の二次コイルとを有するＬＥＤ光源部を上記パワーカプラ部の先端部に備えたことを特徴とする。
【００１４】
この無電極放電ランプ装置において、上記管状内管を上記外殻部に貫設させてなり上記ＬＥＤ光源部が上記外殻部から突出して設置されてなることを特徴とする。
【００１５】
この無電極放電ランプ装置において、上記ＬＥＤ光源部は、上記ＬＥＤと上記二次コイルとの間に、無電極放電ランプ装置における点灯時の温度に感応して、上記二次コイルと上記ＬＥＤとの電気的接続を開放させるスイッチ要素を有することを特徴とする。
【００１６】
本発明の照明器具は、上記無電極放電ランプ装置を備えてなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の無電極放電ランプ装置では、無電極放電ランプ装置のバルブの側方における配光分布特性が損なわれることを抑制しつつ、無電極放電ランプ装置の頂部側から補助光源の光を放出することが可能な無電極放電ランプ装置を提供できるという効果がある。
【００１８】
本発明の照明器具では、無電極放電ランプ装置のバルブの側方における配光分布特性が損なわれることを抑制しつつ、無電極放電ランプ装置の頂部側から補助光源の光を放出することが可能な無電極放電ランプ装置を備えた照明器具を提供できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施形態１の無電極放電ランプ装置を示し、（ａ）は概略断面図、（ｂ）は要部概略平面図、（ｃ）は要部回路図である。
【図２】同上の無電極放電ランプ装置を示し、（ａ）は要部の配光分布特性、（ｂ）は無電極放電ランプ装置の配光分布特性である。
【図３】同上の無電極放電ランプ装置の他の要部回路図である。
【図４】同上の無電極放電ランプ装置を用いた照明器具の概略斜視図である。
【図５】実施形態２の無電極放電ランプ装置の概略断面図である。
【図６】同上の無電極放電ランプ装置の要部回路図である。
【図７】実施形態３の無電極放電ランプ装置の要部回路図である。
【図８】従来の無電極放電ランプ装置を示す概略断面図である。
【図９】比較のために示す無電極放電ランプ装置の配光分布特性である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
（実施形態１）
以下、本実施形態の無電極放電ランプ装置Ａについて図１〜図３を参照して説明する。
【００２１】
本実施形態の無電極放電ランプ装置Ａの無電極放電ランプ１は、図１に示すように、透光性材料（ガラス等）からなり内部に放電ガスとなる希ガスおよび蒸気化しえる金属（たとえば、水銀）が気密封止された外殻部５および該外殻部５の内側に入り込んだ管状内管６とを少なくとも備えたバルブ２と、該バルブ２の内壁面側に形成された蛍光体膜１０と、管状内管６の軸方向に沿って巻回され且つ管状内管６内に収められて上記放電ガスを励起する誘導コイル２５を備えたパワーカプラ部２０とを有する。
【００２２】
また、本実施形態の無電極放電ランプ装置Ａは、管状内管６の上記軸方向に光を放射するＬＥＤ３１と、一次コイルとなる誘導コイル２５の電磁誘導により誘導コイル２５と非接触でＬＥＤ３１に電力を給電する非接触給電用の二次コイルＬ２とを有するＬＥＤ光源部３０をパワーカプラ部２０の先端部２０ａに備えている。
【００２３】
より具体的には、本実施形態の無電極放電ランプ装置Ａは、ガラスによって形成したバルブ２およびバルブ２の底に取り付けた略円筒形の口金１２で構成するランプ部１１と、高周波電流が通電されることによりバルブ２内に誘導電磁界を発生させる誘導コイル２５を有しランプ部１１に結合されるパワーカプラ部２０とを備えている。
【００２４】
ランプ部１１を構成するバルブ２は、全体として電球形状をしており、外殻部５と、該外殻部５の内側に入り込んだ管状内管６と、凹状となる管状内管６の内底面６ａから該管状内管６内に立設した管状細管７とから構成し、内部には放電ガスとなる希ガス（たとえば、アルゴンやクリプトンなど）および蒸気化しえる金属（たとえば、水銀など）を封入してある。また、バルブ２の内壁面には、アルミナ等の金属酸化物からなる保護膜（図示せず）を形成し、該保護膜上には、励起された水銀が放出する紫外線を可視光に変換するための蛍光体が結着剤とともに塗布され蛍光体膜１０が形成されている。保護膜は、バルブ２のガラス成分がバルブ２内部へ溶出するのを防ぎ、ガラス成分と水銀の化学反応による光透過率の低下を防止するために好適に設けることができる。
【００２５】
外殻部５は、主となる発光部位で、球状の部分と円筒状の部分とが連続して形成してある。また上述の円筒状の部分の外周には、口金１２を固定するための係止溝５ａを形成してある。
【００２６】
管状内管６は、外殻部５の上述の円筒状の部分の端から外殻部５の内側に落ち窪んだ円筒状に形成され、窪みの底で内底面６ａを形成してある。
【００２７】
管状細管７は、管状内管６の円筒よりも細い円筒状に形成しており、軸方向の一端部を管状内管６の内底面６ａの中央部に立設し、その内部空間は外殻部５の内側と管状内管６の外側で囲んだ放電空間と連通してある。管状細管７は、バルブ２内を排気するため、他端部が管状内管６の外部に引き出された排気管を用いて形成したものである。管状細管７となる排気管は、バルブ２を排気し希ガスを導入した後、アマルガムが収納された容器３および容器３の位置を固定するロッド８を収められて管状細管７の他端部となる部位を封止する。管状細管７となる排気管を封止することでバルブ２が形成される。
【００２８】
また、管状細管７の内壁には、管状細管７の開口部を有する一端部側から密閉した他端部側にかけて軸方向に順番に、内方に突起する突起部７ａおよび突起部７ｂを形成している。容器３およびロッド８は、突起部７ｂと管状細管７の他端部との間で保持されている。
【００２９】
容器３は、中空の円筒容器形状に形成した金属材料（たとえば、ＦｅＮｉ合金）からなる。容器３の内部には、放電空間に水銀蒸気を供給する粒子状のアマルガム（図示していない）が収納されている。アマルガムは、たとえば、ビスマスとインジウムとの合金からなる基体金属に３．５％の含有比率で水銀を含有したものである。この水銀を含有するアマルガムを使用することにより、水銀単体を使用した場合に比較して、広い温度範囲でバルブ２内の水銀蒸気圧を略一定に保つことができる。また、容器３の長手方向の外周壁には水銀蒸気が出入り可能であるとともに、アマルガムの脱落を防止可能な図示していない孔を複数貫設してある。
【００３０】
また、管状細管７の一端部側に形成した突起部７ａは、図１（ａ）に示すように、コ字状に形成した支持体９の一方が係止され、管状細管７から放電空間に導出した支持体９の他方には仕事関数が小さい金属化合物（たとえば、水酸化セシウム）を塗布したフラブ９ａを固着してある。フラグ９ａに塗布された金属化合物は無電極放電ランプ装置Ａの始動時における電子の数を増やす役割を担っている。
【００３１】
ランプ部１１を構成する口金１２は、樹脂材等により両端が開口する円筒状に形成し、内周面には、内側に突出する複数の係合突起１２ａを設け、当該係合突起１２ａはバルブ２の係止溝５ａに係止してある。
【００３２】
一方、上述のパワーカプラ部２０は、ＡｌやＣｕなどの熱伝導性材料により形成されランプ部１１の管状細管７が挿入される円筒状の放熱パイプ２３と、放熱パイプ２３の軸方向の一端部側が挿着された円筒状のシリンダ２２と、放熱パイプ２３の他端部側で放熱パイプ２３に外装されたフェライトコア２４と、フェライトコア２４に巻回された誘導コイル２５とを備えている。このパワーカプラ部２０は、シリンダ２２の大部分、放熱パイプ２３の大部分、フェライトコア２４、誘導コイル２５がランプ部１１の管状内管６内に収納され誘導コイル２５が管状細管７の軸方向に沿って巻回されている。
【００３３】
ここで、フェライトコア２４としては、たとえば、１５０〜２００℃程度の高温下でも飽和せず安定したインピーダンスを維持するように、キュリー温度が２５０℃以上、飽和磁束密度が０．５Ｔ以上のＭｎＺｎフェライトを好適に用いることができる。
【００３４】
パワーカプラ部２０において管状内管６の内底面６ａ側となる先端部２０ａには、無電極放電ランプ装置Ａから照射される光の配光分布特性を改善するために、管状内管６の内底面６ａおよび外殻部５を介してバルブ２の頂部方向に光を放出する複数個のＬＥＤ３１を備えたＬＥＤ光源部３０を配置している。
【００３５】
次に、本実施形態の無電極放電ランプ装置ＡにおけるＬＥＤ光源部３０について図１（ｂ）および図１（ｃ）に基づいて説明する。
【００３６】
ＬＥＤ光源部３０は、図１（ｂ）に示すように、円形平板状の回路基板３３の一表面３３ｂ側に複数個（ここでは、６個）のＬＥＤ３１が配置されている。また、回路基板３３には、無電極放電ランプ装置Ａの管状内管６の内部に配置されるパワーカプラ部２０の先端部２０ａに設置するため、回路基板３３の中央部にバルブ２の管状細管７を貫通させる円形状の貫通孔３３ａが設けられている。
【００３７】
ＬＥＤ光源部３０は、図１（ｃ）に示すように、整流用ダイオードＤ１が直列接続された二次コイルＬ２の両端間に平滑コンデンサＣ１が並列接続されており、平滑コンデンサＣ１の両端電圧を電流制限素子Ｒ１を介して複数個の直列接続されたＬＥＤ３１に印加できるように構成している。
【００３８】
なお、ＬＥＤ光源部３０は、図示していないが、回路基板３３の裏面側に、誘導コイル２５から非接触で電力が供給される非接触給電用の二次コイルＬ２と、二次コイルＬ２からの電流を整流する整流用ダイオードＤ１と、整流用ダイオードＤ１からの電流を蓄電する平滑コンテンサＣ１と、ＬＥＤ３１に流れる電流を制限する抵抗等の電流制限素子Ｒ１とを配置している。また、回路基板３３の一表面３３ｂ側には、各ＬＥＤ３１と電気的に接続させる図示していない配線パターンが形成されており、配線パターンが回路基板３３の厚み方向に貫設された貫通配線（図示していない）を介して回路基板３３の裏面側に設けられる二次コイルＬ２などと電気的に接続させてある。
【００３９】
無電極放電ランプ装置Ａは、無電極放電ランプ装置Ａを点灯させるため誘導コイル２５に高周波を印加すると、誘導コイル２５に誘導電磁界が発生する。ＬＥＤ光源部３０は、電磁誘導により誘導コイル２５から非接触で二次コイルＬ２に高周波電流が誘起される。二次コイルＬ２からの高周波電流は、整流用ダイオードＤ１で整流および平滑コンデンサＣ１で平滑化され、電流制限素子Ｒ１を介してＬＥＤ３１に供給されて各ＬＥＤ３１が発光する。
【００４０】
ＬＥＤ光源部３０に用いられるＬＥＤ３１は、後述するＬＥＤ３１を構成するレンズや反射鏡などにより、発光する光の指向性を狭くすることが比較的簡単な点光源であるため、ＬＥＤ光源部３０から放出させる光を、たとえば、図２（ａ）の一点鎖線で示すようにＬＥＤ光源部３０の前方で光出力が大きくなる配光分布特性とすることができる。そのため、本実施形態の無電極放電ランプ装置Ａは、ＬＥＤ光源部３０をパワーカプラ部２０の先端部２０ａに設置することにより、ＬＥＤ光源部３０を備えていない無電極放電ランプ１’の配光分布特性（図９の二点鎖線を参照）と比較して、無電極放電ランプ装置Ａの配光分布特性を図２（ｂ）の破線で示すように、より均一な配光分布特性に改善することが可能となる。
【００４１】
なお、ＬＥＤ光源部３０は、図１（ｃ）に示す回路構成のものだけに限られず、たとえば、図３に示すように、複数個のＬＥＤ３１を直列接続させたものを双方向に並列接続することにより二次コイルＬ２に誘起された高周波の電力で直接的に点灯駆動させる構成としてもよい。したがって、本実施形態の無電極放電ランプ装置Ａに用いられるＬＥＤ光源部３０は、ＬＥＤ３１と、電磁誘導により無電極放電ランプ装置Ａの誘導コイル２５から非接触で供給された電力をＬＥＤ３１に給電する二次コイルＬ２とを有するものであれば他の構成であってもよい。ＬＥＤ３１の数も限られるものでなく適宜増減すればよい。
【００４２】
このようなＬＥＤ光源部３０に用いられるＬＥＤ３１は、半導体発光素子であるＬＥＤチップをそのまま用いてもよいし、ＬＥＤチップをパッケージで被覆した発光装置を利用してもよい。ＬＥＤチップは、通電により、たとえば、Ｒ，Ｇ，Ｂ（赤色、緑色、青色）の光をそれぞれ発光可能な各ＬＥＤチップを組み合わせて白色光を得るような構成としてもよい。また、所望に応じて青色光、緑色光、黄色光や赤色光となる波長のみを発光するものでもよい。また、ＬＥＤチップをパッケージで被覆した発光装置としては、ＬＥＤチップからの紫外線や可視光のうちエネルギの強い青色光などと、上記ＬＥＤチップからの光で励起されて可視光を放出する蛍光体を透光性材料中に含有させた波長変換部材とを組み合わせて発光するものでもよい。発光装置は、上記ＬＥＤチップからの光と、上記波長変換部材からの光で白色系などの混色光を発光させることができる。
【００４３】
本実施形態の無電極放電ランプ装置Ａに用いられるＬＥＤ光源部３０は、管状内管６に収納され、バルブ２の管状内管６の内底面６ａや外殻部５を介して光が外部に放出されるため、ＬＥＤ３１がバルブ２の内壁面側に設けた蛍光体膜１０を励起可能な紫外線を放射するものでもよい。上記ＬＥＤチップは、たとえば、サファイア基板、スピネル基板、窒化ガリウム基板、酸化亜鉛基板や炭化シリコン基板などの結晶成長基板上にｐｎ接合を備えた窒化ガリウム系化合物半導体層を有する発光素子などが挙げられる。
【００４４】
なお、上記ＬＥＤチップは、絶縁性基板上に半導体層が形成され、該半導体層の同一面側に正負の各電極がそれぞれ形成されたＬＥＤチップを用いてもよいし、導電性基板を用いＬＥＤチップの厚み方向の両面側に正負の各電極がそれぞれ形成されたＬＥＤチップを用いてもよい。
【００４５】
同一面側に正負の各電極が設けられたＬＥＤチップは、金属バンプなどの金属バンプを用い、表面に一対の導電パターンが形成された発光装置のパッケージの凹部の底面上にフリップチップ実装させることができる。また、ＬＥＤチップの厚み方向の両面側に正負の各電極が設けられたＬＥＤチップは、上記ＬＥＤチップが実装される上記パッケージの凹部の底面上に形成された一対の導体パターンのうちの一方の導体パターンと、上記ＬＥＤチップの上記一方の電極とを導電性部材（たとえば、ＡｕＳｎやＡｇペーストなど）を介してダイボンディングして電気的に接続させる。また、上記ＬＥＤチップの光取り出し面側の他方の電極と、ワイヤ（たとえば、アルミニウム線や金線など）を介して他方の導体パターンと電気的に接続させればよい。なお、発光装置は、パッケージの凹部内に一個のＬＥＤチップを実装させるだけでなく、複数個実装させてもよい。この場合、各ＬＥＤチップは、適宜に直列、並列や直並列に電気的に接続させればよい。
【００４６】
また、ＬＥＤ３１となる発光装置に用いられる上記波長変換部材は、発光装置から白色系の光を放出するために、上記ＬＥＤチップからの光の少なくとも一部を波長変換させる蛍光物質を透光性樹脂やガラスなどに含有させたものを用いることができる。上記波長変換部材に用いられる蛍光物質としては、たとえば、Ｅｕで付活された（Ｓｒ，Ｃａ，Ｍｇ）ＡｌＳｉＮ３、Ｅｕで付活された（Ｓｒ，Ｃａ）２Ｓｉ５Ｎ８などの窒化物系の蛍光物質のほか、Ｃｅで付活されたＹ３Ａｌ５Ｏ１２、Ｃｅで付活されたＴｂ３Ａｌ５Ｏ１２などのアルミネート系の蛍光物質、Ｅｕで付活されたＢａ２ＳｉＯ４やＥｕで付活された（Ｓｒ，Ｂａ，Ｃａ）２ＳｉＯ４などの珪酸塩系の蛍光物質やＣａ２ＢＯ３Ｃｌ２などのファロボレート系の蛍光物質を採用することもできる。また、波長変換部材に用いられる上記蛍光物質は黄色蛍光物質に限らず、たとえば、赤色蛍光物質と緑色蛍光物質を添加しても、白色光を得ることができる。
【００４７】
上記発光装置に用いられるパッケージは、上記ＬＥＤチップや上記波長変換部材を保護することが可能なものであって、樹脂やセラミックなどで形成することができる。上記ＬＥＤチップや上記波長変換部材からの光を効率よく所定の方向に発光させるためには、内面がＬＥＤチップや波長変換部材からの光に対して反射率の高い凹部を備えたパッケージを用いることが好ましい。したがって、パッケージの凹部は、反射鏡として機能させることができる。同様に、上記ＬＥＤチップや上記波長変換部材からの光を集光などするレンズをパッケージ上に設けても所定の方向に発光させることができる。したがって、パッケージの凹部の形状やレンズの形状を適宜に設定することにより、無電極放電ランプ装置ＡのＬＥＤ光源部３０から放射される光の配光分布特性を調整することもできる。
【００４８】
無電極放電ランプ装置Ａは、管状内管６の内部にＬＥＤ光源部３０を配置させる場合、ＬＥＤ光源部３０が高温になる場合があるので、ＬＥＤ３１は耐熱性に優れた材料を用いて形成することが好ましい。
【００４９】
以下、本実施形態の無電極放電ランプ装置Ａの動作について詳述する。
【００５０】
無電極放電ランプ装置Ａは、誘導コイル２５に高周波電源４１（図４を参照）から高周波電流が供給されると、誘導コイル２５の周囲でバルブ２内に誘導電磁界を発生させる。この誘導電磁界でバルブ２内の電子を加速し、電子がエネルギーを持った状態でバルブ２内に気密封止した希ガス原子や水銀原子に衝突する。電子が衝突した水銀原子は、電離したり、励起されたりする。水銀原子の電離によって生じた電子は、再び誘導電磁界により加速され、再び水銀原子に衝突する。そして、所定の数量以上の電子を生成したところで放電プラズマＤＰが維持する（図１（ａ）を参照）。一方、電子の衝突により励起した水銀原子は、紫外線を放射し、基底状態に戻る。水銀原子が放出した紫外線のうち、バルブ２の内壁面側に形成された蛍光体膜１０に到達したものは、蛍光体膜１０の蛍光体により可視光に変換され外部に放射される。これにより、本実施形態の無電極放電ランプ装置Ａは蛍光ランプとして機能することができる。
【００５１】
また、本実施形態の無電極放電ランプ装置Ａは、無電極放電ランプ装置Ａの配光分布特性において、光出力が弱い無電極放電ランプ１のバルブ２の頂部方向の光を、無電極放電ランプ装置Ａのパワーカプラ部２０の先端部２０ａに設けた非接触の給電により発光可能なＬＥＤ光源部３０からの光で補って放出する。
【００５２】
ＬＥＤ光源部３は、無電極放電ランプ装置Ａのバルブ２内で放電プラズマＤＰを生起させるため誘導コイル２５を駆動させると、一次コイルとなる誘導コイル２５の電磁誘導により誘導コイル２５と非接触で電力が二次コイルＬ２に生じる。これにより二次コイルＬ２から流れる電流は、ダイオードＤ１で整流などされ、直列に接続された各ＬＥＤ３１に流れ込む。ＬＥＤ光源部３の各ＬＥＤ３１は、流れ込んだ電流で発光することになる。
【００５３】
すなわち、本実施形態の無電極放電ランプ装置Ａは、無電極放電ランプ装置Ａのバルブ２内の放電プラズマＤＰに起因した紫外線で発光する蛍光体膜１０からの図９の二点鎖線で示したごとき配光分布特性の光と、ＬＥＤ光源部３０からの図２（ａ）の一点鎖線で示した配光分布特性の光とを混合させて、より均一な図２（ｂ）の破線で示す配光分布特性の光を放射することができる。
【００５４】
なお、本実施形態の無電極放電ランプ装置Ａは、ＬＥＤ光源部３０が無電極放電ランプ装置Ａのバルブ２やバルブ２の内壁面側に設けた蛍光体膜１０を介して光が照射せている。そのため、本実施形態の無電極放電ランプ装置Ａは、ＬＥＤ光源部３０からの光が蛍光体膜１０で散乱されて、ＬＥＤ光源部３０からの光と蛍光体膜１０からの光との間の配光分布特性が連続的で滑らかなものとすることが可能となる。
【００５５】
上述した本実施形態の無電極放電ランプ装置Ａは、たとえば、図４に示すように、無電極放電ランプ装置Ａにケーブル４４を介して高周波電流を供給する高周波電源４１や無電極放電ランプ装置Ａから放射された光の配光を制御する略半球状の反射板５１に無電極放電ランプ装置Ａにおけるパワーカプラ部２０の基底部側を取り付けて照明器具４０として使用することができる。なお、高周波電源４１は、プラグ４３、電力線４２を介して商用電源からの商用周波数の交流電流が入力され、数百ｋＨｚの高周波電流に変換する。高周波電源４１は、変換した高周波電流をケーブル４４を介して無電極放電ランプ装置Ａのパワーカプラ部２０における誘導コイル２５に供給する。
【００５６】
照明器具４０の灯具５０は、無電極放電ランプ装置Ａからの光を放出させる開口部５１ａを備えた半球状の反射板５１と、反射板５１の開口部５１ａに覆設される透光性のパネル５２とを有している。反射板５１は、たとえば、金属材料や樹脂などで、断面が円弧状に形成されており、内部に無電極放電ランプ装置Ａのパワーカプラ部２０の基底部側を取り付けるための固定部４５が設けられ、灯具５０の内部に無電極放電ランプ装置Ａが収納される。
【００５７】
本実施形態の無電極放電ランプ装置Ａを備えた照明器具４０は、無電極放電ランプ装置Ａにおけるパワーカプラ部２０の先端部２０ａにＬＥＤ光源部３０を備えているので、無電極放電ランプ装置Ａのバルブ２内の放電プラズマに起因した紫外線で発光する蛍光体膜１０からの光と、ＬＥＤ光源部３０からの光とを混合させて、より配光分布特性が均一な照明器具４０とすることができる。
【００５８】
本実施形態の無電極放電ランプ装置Ａは、無電極放電ランプ装置Ａのバルブ２の側方における配光分布特性が損なわれることを抑制しつつ、無電極放電ランプ装置Ａの頂部側から補助光源としてＬＥＤ光源部３０の光を放出することが可能となる。同様に、本実施形態の照明器具４０では、無電極放電ランプ装置Ａのバルブ２の側方における配光分布特性が損なわれることを抑制しつつ、無電極放電ランプ装置Ａの頂部側から補助光源としてＬＥＤ光源部３０の光を放出することが可能な無電極放電ランプ装置Ａを用いた照明器具４０とすることができる。
【００５９】
（実施形態２）
本実施形態の無電極放電ランプ装置Ａは、図１で示した実施形態１の無電極放電ランプ装置Ａにおけるバルブ２を介してＬＥＤ光源部３０の光を放射させる代わりに、図５に示すようにＬＥＤ光源部３０からの光をバルブ２を介さずに無電極放電ランプ装置Ａの外部に直接放射させるように構成してある点が異なる。なお、実施形態１と同様の構成要素には、同一の符号を付して説明を適宜省略する。
【００６０】
本実施形態の無電極放電ランプ装置Ａは、図４に示すように、管状内管６をバルブ２の外殻部５に貫設させてなり、パワーカプラ部２０の先端部２０ａに設置されているＬＥＤ光源部３０がバルブ２の外殻部５から突出して配置させている。本実施形態の無電極放電ランプ装置Ａのバルブ２は、頂部側の中央部から貫通した貫通部が設けられることになる。これにより、本実施形態の無電極放電ランプ装置ＡのＬＥＤ光源部３０は、ＬＥＤ光源部３０が管状内管６の内径や管状細管７の外形の大きさの制約を受けることなく、比較的自由な大きさや形状とすることが可能となる。したがって、本実施形態の無電極放電ランプ装置Ａは、ＬＥＤ光源部３０に配設させられるＬＥＤ３１の個数も多くすることができ、二次コイルＬ２の大きさも大きく、ＬＥＤ光源部３０から放射させる光量を比較的簡単に大きくすることが可能となる。
【００６１】
さらに、本実施形態の無電極放電ランプ装置Ａは、ＬＥＤ光源部３０が無電極放電ランプ装置Ａのバルブ２の外殻部５から突出して配置しているため、実施形態１の無電極放電ランプ装置Ａと比較して、ＬＥＤ光源部３０の放熱性も優れている。そのため、本実施形態の無電極放電ランプ装置Ａは、ＬＥＤ光源部３０のＬＥＤ３１に、より大きな電流を流すことができる。したがって、本実施形態の無電極放電ランプ装置Ａは、無電極放電ランプ装置Ａにおけるバルブ２の頂部方向の光量をＬＥＤ光源部３０で、より増やすことが可能となり、更なる配光分布特性の改善を行うことができる。
【００６２】
また、本実施形態の無電極放電ランプ装置Ａは、ＬＥＤ光源部３０が無電極放電ランプ装置Ａのバルブ２で覆われていない。そのため、本実施形態の無電極放電ランプ装置Ａは、実施形態１の無電極放電ランプ装置Ａと比較して、バルブ２やバルブ２の内壁面側に設けた蛍光体膜１０などにより光吸収されることもなく、より効率よく外部に光を放射することもできる。
【００６３】
なお、本実施形態の無電極放電ランプ装置Ａも実施形態１の無電極放電ランプ装置Ａと同様に図４に示すような照明器具４０に用いることができる。
【００６４】
（実施形態３）
本実施形態の無電極放電ランプ装置Ａは、図１で示した実施形態１や図４で示した実施形態２の無電極放電ランプ装置ＡのＬＥＤ光源部３０を無電極放電ランプ装置Ａの点灯時に発光させて無電極放電ランプ装置Ａの配光分布特性を改善するために用いる代わりに、無電極放電ランプ装置Ａの消灯時に発光させる常夜灯などとして機能させることが可能な構成とした点が相違する。なお、実施形態１および実施形態２と同様の構成要素には、同一の符号を付して説明を適宜省略する。
【００６５】
実施形態１の無電極放電ランプ装置Ａは、常夜灯などの補助光源となるＬＥＤ光源部３０が、ＬＥＤ３１と二次コイルＬ２との間に、無電極放電ランプ装置Ａにおける点灯時の温度に感応して、二次コイルＬ２とＬＥＤ３１との電気的接続を開放させるスイッチ要素３２を有している。なお、本実施形態の無電極放電ランプ装置Ａは、ＬＥＤ光源部３０の内部構造が異なる以外は、実施形態１の無電極放電ランプ装置Ａの構成と同一の構成としている。
【００６６】
より具体的には、ＬＥＤ光源部３０は、図６に示すように、二次コイルＬ２、温度により電気的接続がオンオフ（すなわち、短絡および開放）が可能なスイッチ機能を備えたスイッチ要素３２および整流用ダイオードＤ１を直列接続させた直列回路の両端間に平滑コンデンサＣ１を接続させている。また、ＬＥＤ光源部３０は、平滑コンデンサＣ１の両端電圧を電流制限素子Ｒ１を介して直列接続された複数個のＬＥＤ３１に印加できるように構成している。
【００６７】
本実施形態の無電極放電ランプ装置ＡのＬＥＤ光源部３０に用いられるスイッチ要素３２は、無電極放電ランプ装置Ａが点灯中に生ずる熱によって、二次コイルＬ２とＬＥＤ３１との電気接続を開放するスイッチ機能を備えており、たとえば、バイメタル等の熱感応素子で構成することができる。
【００６８】
本実施形態の無電極放電ランプ装置Ａに用いられるＬＥＤ光源部３０は、無電極放電ランプ装置Ａの点灯している場合、スイッチ要素３２がＬＥＤ３１に電流が流れないように電気接続を開放する。そのため、無電極放電ランプ装置Ａの点灯中は、ＬＥＤ光源部３０のＬＥＤ３１が発光しない。また、本実施形態の無電極放電ランプ装置Ａに用いられるＬＥＤ光源部３０は、無電極放電ランプ装置Ａが消灯すると無電極放電ランプ装置Ａの温度が低くなる。これにより、ＬＥＤ光源部３１は、スイッチ要素３２が電気的接続を短絡させてＬＥＤ３１を発光させることが可能となる。
【００６９】
すなわち、ＬＥＤ光源部３０は、無電極放電ランプ装置Ａを消灯させても誘導コイル２５から誘導電磁界が発生していると、二次コイルＬ２で誘起された高周波電流がＬＥＤ３１に供給されてＬＥＤ３１が発光することが可能となる。
【００７０】
そのため、本実施形態の無電極放電ランプ装置Ａは、たとえば、調光などにより誘導コイル２５ヘの供給電力を下げることで、バルブ２内の放電プラズマＤＰが維持できなくなり無電極放電ランプ装置Ａを消灯する。放電プラズマＤＰは維持されないがＬＥＤ３１は点灯可能な高周波電流を無電極放電ランプ装置Ａに供給する場合、ＬＥＤ光源部３０は、無電極放電ランプ装置Ａの消灯による温度の低下で、スイッチ要素３２が二次コイルＬ２とＬＥＤ３１とを電気的に接続させてＬＥＤ３１に電力を供給しＬＥＤ光源部３０を自動的に常夜灯として点灯させることが可能となる。
【００７１】
なお、本実施形態の無電極放電ランプ装置Ａは、たとえば、誘導コイル２５ヘの供給電力を大きくすることで無電極放電ランプ装置Ａが点灯すると、無電極放電ランプ装置Ａの昇温に伴い、スイッチ要素３２が二次コイルＬ２からＬＥＤ３１に供給するＬＥＤ３１への電流を遮断するように開放しＬＥＤ光源部３０を自動的に消灯させることもできる。
【００７２】
また、本実施形態の無電極放電ランプ装置ＡのＬＥＤ光源部３０は、同様の構成で常夜灯として利用するだけでなく、たとえば、無電極放電ランプ装置Ａにおける誘導コイル２５の駆動状況をモニタするモニタランプとして機能させることもできる。
【００７３】
本実施形態の無電極放電ランプ装置Ａに用いられるＬＥＤ光源部３０は、図６に示す回路構成のものだけに限られず、たとえば、図７に示すように、複数個のＬＥＤ３１を直列接続させたものを双方向に並列接続させて、スイッチ要素３２および二次コイルＬ２と直列接続させることにより二次コイルＬ２に誘起された高周波で直接的に点灯駆動させる構成としてもよい。この場合も図６と同様に、無電極放電ランプ装置Ａの点灯および消灯にともなう温度変化をスイッチ要素３２により感知してＬＥＤ光源部３０の点灯を制御させることが可能となる。
【００７４】
また、本実施形態の無電極放電ランプ装置Ａも、実施形態１の無電極放電ランプ装置Ａと同様に、図４に示すように、無電極放電ランプ装置Ａにケーブル４４を介して高周波電流を供給する高周波電源４１やバルブ２から放射された光を配光制御する略半球状の反射板５１に無電極放電ランプ装置Ａのパワーカプラ部２０の基底部側を取り付けて照明器具４０として使用することができる。
【００７５】
すなわち、本実施形態の無電極放電ランプ装置Ａは、無電極放電ランプ装置Ａの点灯時にバルブ２の側方における配光分布特性が損なわれることを抑制しつつ、無電極放電ランプ装置Ａの頂部側から常夜灯などの補助光源としてＬＥＤ光源部３０からの光を放出することが可能となる。同様に、本実施形態の照明器具４０では、無電極放電ランプ装置Ａのバルブ２の側方における配光分布特性が損なわれることを抑制しつつ、無電極放電ランプ装置Ａの頂部側から常夜灯などの補助光源としてＬＥＤ光源部３０からの光を放出することが可能な無電極放電ランプ装置Ａを用いた照明器具４０とすることができる。
【符号の説明】
【００７６】
Ａ 無電極放電ランプ装置
ＤＰ 放電プラズマ
Ｌ２ 二次コイル
１ 無電極放電ランプ
２ バルブ
５ 外殻部
６ 管状内管
１０ 蛍光体膜
２０ パワーカプラ部
２０ａ 先端部
２５ 誘導コイル
３０ ＬＥＤ光源部
３１ ＬＥＤ
３２ スイッチ要素
４０ 照明器具
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性材料からなり内部に放電ガスとなる希ガスおよび蒸気化しえる金属が気密封止された外殻部および該外殻部の内側に入り込んだ管状内管とを少なくとも備えたバルブと、該バルブの内壁面側に形成された蛍光体膜と、前記管状内管の軸方向に沿って巻回され且つ前記管状内管内に収められて前記放電ガスを励起する誘導コイルを備えたパワーカプラ部とを有する無電極放電ランプ装置であって、
前記管状内管の前記軸方向に光を放射するＬＥＤと、一次コイルとなる前記誘導コイルの電磁誘導により前記誘導コイルと非接触で前記ＬＥＤに電力を給電する非接触給電用の二次コイルとを有するＬＥＤ光源部を前記パワーカプラ部の先端部に備えたことを特徴とする無電極放電ランプ装置。
【請求項２】
前記管状内管を前記外殻部に貫設させてなり前記ＬＥＤ光源部が前記外殻部から突出して設置されてなることを特徴とする請求項１に記載の無電極放電ランプ装置。
【請求項３】
前記ＬＥＤ光源部は、前記ＬＥＤと前記二次コイルとの間に、無電極放電ランプ装置における点灯時の温度に感応して、前記二次コイルと前記ＬＥＤとの電気的接続を開放させるスイッチ要素を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の無電極放電ランプ装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の無電極放電ランプ装置を備えてなることを特徴とする照明器具。
【請求項１】
透光性材料からなり内部に放電ガスとなる希ガスおよび蒸気化しえる金属が気密封止された外殻部および該外殻部の内側に入り込んだ管状内管とを少なくとも備えたバルブと、該バルブの内壁面側に形成された蛍光体膜と、前記管状内管の軸方向に沿って巻回され且つ前記管状内管内に収められて前記放電ガスを励起する誘導コイルを備えたパワーカプラ部とを有する無電極放電ランプ装置であって、
前記管状内管の前記軸方向に光を放射するＬＥＤと、一次コイルとなる前記誘導コイルの電磁誘導により前記誘導コイルと非接触で前記ＬＥＤに電力を給電する非接触給電用の二次コイルとを有するＬＥＤ光源部を前記パワーカプラ部の先端部に備えたことを特徴とする無電極放電ランプ装置。
【請求項２】
前記管状内管を前記外殻部に貫設させてなり前記ＬＥＤ光源部が前記外殻部から突出して設置されてなることを特徴とする請求項１に記載の無電極放電ランプ装置。
【請求項３】
前記ＬＥＤ光源部は、前記ＬＥＤと前記二次コイルとの間に、無電極放電ランプ装置における点灯時の温度に感応して、前記二次コイルと前記ＬＥＤとの電気的接続を開放させるスイッチ要素を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の無電極放電ランプ装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の無電極放電ランプ装置を備えてなることを特徴とする照明器具。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−９３４９（Ｐ２０１２−９３４９Ａ）
【公開日】平成２４年１月１２日（２０１２．１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１４５３９１（Ｐ２０１０−１４５３９１）
【出願日】平成２２年６月２５日（２０１０．６．２５）
【出願人】（０００００５８３２）パナソニック電工株式会社 (17,916)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月１２日（２０１２．１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月２５日（２０１０．６．２５）
【出願人】（０００００５８３２）パナソニック電工株式会社 (17,916)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]