無電極放電ランプ
【課題】バルブの部位によらずに、均一な色で発光させる。
【解決手段】バルブ２の外管４又は内管５に、複数の蛍光体の混合物からなる外管発光体７又は内管発光体８を配設し、発光体中の各蛍光体の配合比率を、バルブ２の部位毎に変化させる。特に、放電プラズマＰ中の放電ガスからは青色の可視光が強く放射されるので、誘導コイル１２に近接する領域Ｂでは青色蛍光体の配合比率を低くした。また、それ以外の領域では、内管４と外管５の結合部２ａから離間した領域Ａでは緑色蛍光体の配合比率を低くし、結合部２ａに近接した領域Ｃでは赤色蛍光体の配合比率を低くした。これにより、放電プラズマＰからの発光と発光体からの発光を合わせた光の色が、バルブ２の部位によらず均一化されるので、バルブ２の部位による発光色のばらつきを抑制することができる。
【解決手段】バルブ２の外管４又は内管５に、複数の蛍光体の混合物からなる外管発光体７又は内管発光体８を配設し、発光体中の各蛍光体の配合比率を、バルブ２の部位毎に変化させる。特に、放電プラズマＰ中の放電ガスからは青色の可視光が強く放射されるので、誘導コイル１２に近接する領域Ｂでは青色蛍光体の配合比率を低くした。また、それ以外の領域では、内管４と外管５の結合部２ａから離間した領域Ａでは緑色蛍光体の配合比率を低くし、結合部２ａに近接した領域Ｃでは赤色蛍光体の配合比率を低くした。これにより、放電プラズマＰからの発光と発光体からの発光を合わせた光の色が、バルブ２の部位によらず均一化されるので、バルブ２の部位による発光色のばらつきを抑制することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無電極放電ランプに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１に記載されたような、外管及４び内管５からなるバルブ２と、内管５の内部に配設された誘導コイル１２とを備えた無電極放電ランプ１がある（図３（ａ）参照）。このような無電極放電ランプ１では、誘導コイル１２に高周波電流を通電すると、バルブ２内部に高周波電磁界が発生し、バルブ２内部に封入された放電ガスが電離されて、誘導コイル１２の周りに略円環状に放電プラズマＰが形成される。この放電プラズマＰ中の放電ガスから放射された紫外線は、バルブ２表面に配設された蛍光体によって可視光に変換され、バルブ２外部に放射される。このように、無電極放電ランプ１は内部に電極を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、一般の蛍光灯に比べて長寿命であるという特徴がある。
【０００３】
このような無電極放電ランプ１の放電ガスとしては、一般に、紫外領域に強いピークを持つ水銀蒸気が用いられる。また、バルブ２表面に配設される蛍光体としては、水銀の放射光（紫外光）を吸収して発光する蛍光体であって、赤色光を発する赤色蛍光体、緑色光を発する緑色蛍光体、及び青色光を発する青色蛍光体の３種の蛍光体を、適宜の配合比率で混合し、所望の色（白色等）の光を発するようにした混合物が用いられる。図２（ａ）に、水銀を含む放電ガスのスペクトルを、図２（ｃ）に、従来の無電極放電ランプ１で使われる蛍光体のスペクトルを、それぞれ示す。図２（ｃ）の蛍光体は、赤色蛍光体として３価のユーロピウムにより活性化された酸化イットリウム（ＹＯＸ）、緑色蛍光体として３価のセリウム及び３価のテルビウムにより活性化されたランタンりん酸塩（ＬＡＰ）、青色蛍光体として２価のユーロピウムにより活性化されたバリウムマグネシウムアルミン酸塩（ＢＡＭ）の、３種の蛍光体を混合して、白色の光を発するようにした混合物である。
【０００４】
上記のような無電極放電ランプ１の発光に寄与する光としては、主に、外管４の内表面に配設された蛍光体から放射される可視光及び、内管５の外表面に配設された蛍光体から放射される可視光があるが、その他に放電プラズマＰ中の放電ガスからも可視光が放射されており、ランプ１の発光に寄与している。すなわち、バルブ２外表面の特定部位から放射される光は、その部位に到達した上記３種の光の足し合わせで表される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−２４１６３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、バルブ２内部の放電プラズマＰは誘導コイル１２による電磁界によって励起されるため、バルブ２内部の空間における放電プラズマＰの強度分布は、この空間における電磁界の強度分布に依存する。すなわち、上記放電プラズマＰの分布の態様は、図３（ａ）に示すように誘導コイル１２付近のＰ１が最も強く、次にＰ２、そしてＰ３のように、誘導コイル１２から離れるに従って徐々に弱くなる。そして、この放電プラズマＰの強度分布は、放電ガスが放射する紫外光及び可視光の強度分布と略一致すると考えられる。ここで、バルブ２に配設された蛍光体の発光強度は、その配設部位における紫外光の強度に依存するので、紫外光がバルブ２内部で強度分布を有するときには、蛍光体の発光強度もバルブ２の部位によって異なることになる。また、放電ガスから放射される可視光の強度も、放電プラズマＰの強度分布に依存してバルブ２の部位毎に異なる。従って、蛍光体起因の可視光と放電プラズマＰ起因の可視光の強度比は、バルブ２の部位によって異なっている。また、図２で示したように蛍光体と放電ガスのスペクトルは大きく異なっているので、両者の強度比が異なると、両者を合わせた光のスペクトルも異なってくる。
【０００７】
図３（ｂ）に、図３（ａ）に示すバルブ２表面の各点ａ〜ｇにおける発光色を測定して、ｘｙ色度図（以下、単に色度図という）上に表したものを示す。また表１には、各点ａ〜ｇにおける発光色の、色度図上での座標を示している。ここで各点ａ〜ｇは、バルブ２の天頂にあたる点ａを基準点として、点ａから各点までの距離を鉛直方向成分と水平方向成分に分けたときの鉛直方向成分（例えば点ｃであれば、図３（ａ）中に示したＬ）の値を用いて、表１内で規定されている。図３（ｂ）より、点ａ、ｂ、ｃでは比較的緑色に、点ｄ、ｅ、ｆでは比較的青色に、点ｇでは比較的赤色に発光していることがわかる。
【０００８】
【表１】
【０００９】
本来、バルブ２表面における発光の色は、バルブ２の部位によらず一定となることが望ましい。しかし、従来の無電極放電ランプ１では、上述のように放電ガスから放射される可視光と蛍光体から放射される可視光の強度比が、バルブ２の部位毎に異なっているため、図３に示したように、バルブ２の部位によって発光色に差異が生じることとなっていた。
【００１０】
なお、特許文献１には、複数の蛍光体を混合してなる発光体を外管の表面及び内管の表面に配設し、外管に配設する発光体中の各蛍光体の配合比率と、内管に配設する発光体中の各蛍光体の配合比率を、互いに異ならせた無電極放電ランプが記載されている。本従来例によれば、外管の発光体からの光と内管の発光体からの光を互いに補償して、所望の色の光を得ることができる。しかし本従来例は、放電ガスからの発光を補償するものではなく、ランプ全体での発光色を均一にするという課題の解決に効果を奏するものではない。
【００１１】
本発明は、上記事情に鑑みて為されたものであり、ランプ表面の部位による発光色の差異を抑制し、各部位での発光の色むらを抑えて、光の品質を向上させた無電極放電ランプを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、透光性材料により形成された外管及び、この外管の外面から当該外管の内部に落ち窪んだ管状であって結合部で当該外管と結合された内管を有し、内部に水銀などの放電ガスが封入されたバルブと、前記内管の内部に配設されて前記バルブ内部に誘導電磁界を発生させる誘導コイルとを備え、この誘導コイルにより発生する電磁界の作用によって、前記放電ガスを電離させて当該誘導コイルの周囲に略円環状の放電プラズマを形成し、この放電プラズマが発する光によって、前記外管及び前記内管の前記放電ガスに接する表面に配設された発光体を発光させる無電極放電ランプにおいて、前記発光体は、異なる波長の光を発する複数種類の蛍光体を所定の配合比率で混合した混合物であって、前記外管に配設される前記発光体中の各蛍光体の配合比率が、前記バルブ外表面における発光の色が略均一になるように、当該外管の部位毎に異なっていることを特徴とする。
【００１３】
請求項１の発明では、複数の蛍光体を混合してなる発光体を外管表面に配設し、外管の部位毎に、発光体中の各蛍光体の配合比率を適宜変化させている。そしてこの変化のさせ方は、放電ガスからの発光と発光体からの発光を合わせた光の色が、バルブ表面の各部位において略均一になるようになっている。これにより、バルブ表面の発光色むらを抑制し、バルブの各部位から略均一な色の光を得ることができる。
【００１４】
請求項２の発明は、請求項１記載の無電極放電ランプにおいて、前記外管に配設される前記発光体は、少なくとも、赤色光を発する赤色蛍光体と、緑色光を発する緑色蛍光体と、青色光を発する青色蛍光体の３種の蛍光体を含む混合物であって、前記外管のうち、当該外管を前記放電プラズマからの距離によって少なくとも３つの領域に分けた場合に、この放電プラズマからの距離が相対的に最も近い領域では、その表面に配設される前記発光体中の青色蛍光体の配合比率が、当該外管の他の領域よりも低いことを特徴とする。
【００１５】
請求項２の発明では、外管を少なくとも３つの領域に分けた場合に放電プラズマからの距離が最も近い領域において、外管に配設される発光体中の青色蛍光体の配合比率を、当該外管の他の領域よりも低くしている。放電プラズマ中の放電ガスからは青色の可視光が強く放射される。よって、放電プラズマに最も近い領域で青色蛍光体の配合比率を低くすることで、放電ガスからの光と発光体からの光を合わせた光の色が均一化され、バルブ表面の発光色むらを抑制することができる。
【００１６】
請求項３の発明は、請求項２記載の無電極放電ランプにおいて、前記外管の領域のうちで、前記放電プラズマからの距離が相対的に最も近い領域と比較して、前記内管との結合部から離間する領域では、その表面に配設される前記発光体中の緑色蛍光体の配合比率が、当該外管の他の領域よりも低く、前記外管の領域のうちで、前記放電プラズマからの距離が相対的に最も近い領域と比較して、前記内管との結合部に近接する領域では、その表面に配設される前記発光体中の赤色蛍光体の配合比率が、当該外管の他の領域よりも低いことを特徴とする。
【００１７】
請求項３の発明では、結合部から離間する領域では、外管に配設される発光体中の緑色蛍光体の配合比率を低くし、また結合部に近接する領域では、外管に配設される発光体中の赤色蛍光体の配合比率を低くしている。従来の無電極放電ランプでは、結合部から離間する領域では比較的緑色に発光し、結合部に近接する領域では比較的赤色に発光していた。よって、上記のように蛍光体の配合比率を設定することで、バルブ表面の発光色むらを抑制することができる。
【００１８】
請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれか記載の無電極放電ランプにおいて、前記内管に配設される前記発光体中の各蛍光体の配合比率が、前記バルブ外表面における発光の色が略均一になるように、当該内管の部位毎に異なっていることを特徴とする。
【００１９】
請求項４の発明では、複数の蛍光体を混合してなる発光体を内管表面に配設し、内管の部位毎に、発光体中の各蛍光体の配合比率を適宜変化させている。そしてこの変化のさせ方は、放電ガスからの発光と発光体からの発光を合わせた光の色が、バルブ表面の各部位において略均一になるようになっている。これにより、バルブ表面の発光色むらを抑制し、バルブの各部位から略均一な色の光を得ることができる。
【００２０】
請求項５の発明は、請求項４記載の無電極放電ランプにおいて、前記内管に配設される前記発光体は、少なくとも、赤色光を発する赤色蛍光体と、緑色光を発する緑色蛍光体と、青色光を発する青色蛍光体の３種の蛍光体を含む混合物であって、前記内管のうち、当該内管を前記放電プラズマからの距離によって少なくとも３つの領域に分けた場合に、この放電プラズマからの距離が相対的に最も近い領域では、その表面に配設される前記発光体中の青色蛍光体の配合比率が、当該内管の他の領域よりも低いことを特徴とする。
【００２１】
請求項５の発明では、内管を少なくとも３つの領域に分けた場合に放電プラズマからの距離が最も近い領域において、内管に配設される発光体中の青色蛍光体の配合比率を、当該内管の他の領域よりも低くしている。これにより、請求項２の発明と同様に、放電プラズマからの光と発光体からの光を合わせた光の色が均一化され、バルブ表面の発光色むらを抑制することができる。
【００２２】
請求項６の発明は、請求項５記載の無電極放電ランプにおいて、前記内管の領域のうちで、前記放電プラズマからの距離が相対的に最も近い領域と比較して、前記外管との結合部から離間する領域では、その表面に配設される前記発光体中の緑色蛍光体の配合比率が、当該内管の他の領域よりも低く、前記内管の領域のうちで、前記放電プラズマからの距離が相対的に最も近い領域と比較して、前記外管との結合部に近接する領域では、その表面に配設される前記発光体中の赤色蛍光体の配合比率が、当該内管の他の領域よりも低いことを特徴とする。
【００２３】
請求項６の発明では、結合部から離間する領域では、内管に配設される発光体中の緑色蛍光体の配合比率を低くし、また結合部に近接する領域では、内管に配設される発光体中の赤色蛍光体の配合比率を低くしている。これにより、請求項３の発明と同様に、バルブ表面の発光色むらを抑制することができる。
【００２４】
請求項７の発明は、請求項１〜６のいずれか記載の無電極放電ランプにおいて、前記発光体は、少なくとも、３価のユーロピウムにより活性化された酸化イットリウム（ＹＯＸ）と、３価のセリウム及び３価のテルビウムにより活性化されたランタンりん酸塩（ＬＡＰ）と、２価のユーロピウムにより活性化されたバリウムマグネシウムアルミン酸塩（ＢＡＭ）の、３種の蛍光体を含むことを特徴とする。
【００２５】
請求項７の発明によれば、発光体中の蛍光体としてＹＯＸ、ＬＡＰ、ＢＡＭを用いることにより、請求項１〜６の発明と同様の効果を奏する。
【発明の効果】
【００２６】
本発明は、ランプ表面の部位による発光色の差異を抑制し、各部位での発光の色むらを抑えて、光の品質を向上させた無電極放電ランプを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施形態の断面図である。
【図２】（ａ）は、プラズマによって励起された、水銀蒸気を含む放電ガスのスペクトルを表す図、（ｂ）は、（ａ）の可視光領域の拡大図、（ｃ）は、従来の無電極放電ランプに使用される発光体のスペクトルを表す図である。
【図３】（ａ）は、電球形の無電極放電ランプにおいて、誘導コイルに高周波電流を通電したときに、バルブ内部に形成されるプラズマの強度分布を表す図、（ｂ）は、従来の電球形の無電極放電ランプにおいて、（ａ）中に示したバルブの各点ａ〜ｇでの発光色を、色度図上に表した図である。
【図４】従来の無電極放電ランプに使用される発光体から、１種の蛍光体の配合比率を１％増加させ、他の１種の蛍光体の配合比率を１％減少させたときに、その発光色が色度図上でどの程度座標移動するかを表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。なお以下の説明では、図１の上側を上、図１の下側を下と規定する。
【００２９】
本実施形態の無電極放電ランプ１は、バルブ２と、パワーカプラ３とを備えている。
【００３０】
バルブ２は、略電球状の外管４と、外管４の内部に落ち窪んだ円筒状で上端が塞がれた内管５とを備え、内管５の上端底面中央部からは、内管５の内部を通って排気管６が突設されている。外管４と内管５とは、共にガラスなどの透光性材料から形成され、結合部２ａで結合されて一体となっている。そして、外管４の内表面には外管発光体７が配設され、内管５の外表面には内管発光体８が配設されている。この外管発光体７及び内管発光体８は、ＹＯＸ（赤色蛍光体）、ＬＡＰ（緑色蛍光体）、ＢＡＭ（青色蛍光体）の３種の蛍光体を混合した混合物である。排気管６は、バルブ２の内部から空気を排気すると共に、このバルブ２の内部に、水銀蒸気を含む放電ガス及び希ガスなどを充填するために用いられる。また、排気管６の中央部近傍には、バルブ２内部の水銀蒸気圧を制御するためのアマルガム９が配設されている。
【００３１】
パワーカプラ３は、円筒状の放熱シリンダ１０と、放熱シリンダ１０の上端近傍に嵌装された円筒状のフェライトコア１１と、フェライトコア１１の外周部に巻回された誘導コイル１２とを備えている。パワーカプラ３の各部は略環状の断面を有し、その外径は、内管５の内径よりも若干小さくなるように設定されている。また放熱シリンダ１０の内径は、排気管６の外径よりも若干大きくなるように設定されている。このパワーカプラ３は、筒状の放熱シリンダ１０の内部に排気管６を挿通し、バルブ２の下端に設けられた口金１３に結合されて、バルブ２に嵌装される。
【００３２】
本実施形態の誘導コイル１２に高周波電流を通電すると、バルブ２の内部に高周波電磁界が発生する。このとき、バルブ２内部に充填された放電ガスは、この高周波電磁界のエネルギーを受けて電離し、誘導コイル１２の周囲に円環状の放電プラズマＰを形成する。この放電プラズマＰの強度分布は、バルブ２内部の空間における電磁界の強度分布に依存し、図１に示すように、誘導コイル１２近傍が最も強く（Ｐ１）、誘導コイル１２から離れるに従って（Ｐ２、Ｐ３）徐々に弱くなる。この放電プラズマＰ中では、放電ガスが励起発光して紫外光及び可視光を放射する。このうちで、可視光は外管４を透過して外部に放射され、また紫外光は、外管発光体７あるいは内管発光体８により可視光に変換され、外部に放射される。これにより、本実施形態に係る無電極放電ランプ１は発光する。
【００３３】
本実施形態は、外管発光体７中の３種の蛍光体の配合比率を、外管４の部位によって変化させることにより、バルブ２表面の各部位における発光の色を略均一にしている。以下、この蛍光体配合比率の変化のさせ方について説明する。
【００３４】
放電プラズマＰ中の放電ガスから放射される可視光は、図２（ｂ）に示すように、主として青色〜緑色の成分からなる。よって、放電プラズマＰ起因の可視光と発光体起因の可視光を合わせた光の色は、放電プラズマＰ起因の可視光の比率が小さくなるに従って、青→緑→赤と推移する。そして、略電球状の無電極放電ランプ１では、放電プラズマＰの強度は図３（ａ）に示すように分布しているので、放電ガスから放射される可視光も同様の強度分布を持つと考えられる。
【００３５】
すなわちバルブ２を、放電ガスからの発光強度の分布に従って、比較的青色に発光する放電プラズマＰに最も近接している領域Ｂ（図３（ａ）では点ｄ、ｅ、ｆに対応）と、比較的緑色に発光する領域Ｂよりも上部の領域Ａ（図３（ａ）では点ａ、ｂ、ｃに対応）と、比較的赤色に発光する領域Ｂよりも下部の領域Ｃ（図３（ａ）では点ｇに対応）の、３つの領域に分けることができる。よって、領域ＡではＬＡＰ（緑色蛍光体）の配合比率を低下させ、領域ＢではＢＡＭ（青色蛍光体）の配合比率を低下させ、領域ＣではＹＯＸ（赤色蛍光体）の配合比率を低下させることで、バルブ２表面の部位による発光色のばらつきを抑制することができる。
【００３６】
次に、各領域Ａ、Ｂ、Ｃにおいて、外管発光体７中の蛍光体の配合比率をどの程度変化させればよいかを、色度図を用いて算出する。以下、説明の便宜上、各領域の発光色を図３のｃ点の発光色に略一致させる場合を説明するが、他の点を基準としてもよい。
【００３７】
図４は、従来の無電極放電ランプ１において使用される外管発光体７から、各蛍光体の配合比率を変化させた場合における、発光色の色度座標上の変位を表す。すなわち、３種の蛍光体ＹＯＸ（Ｒ、赤色蛍光体）、ＬＡＰ（Ｇ、緑色蛍光体）、ＢＡＭ（Ｂ、青色蛍光体）のうち、１種の配合比率（外管発光体７全体に対するこの蛍光体の配合比率）を固定し、別の１種の配合比率を１％増加させ、残り１種の配合比率を１％減少させたときに、発光体からの発光色が色度図上でどの程度座標移動するかを表すものである。その値を、表２に示す。ここで［ＲＧ］は、ＹＯＸの配合比率を１％増加させ、ＬＡＰの配合比率を１％減少させ、ＢＡＭの配合比率を固定したときの、色度座標上の変位を表すベクトルであり、当該配合比率の変化によって、元の発光体と比較して色度図上でｘ方向に０．００１３７８、ｙ方向に−０．００１５５だけシフトした色の光を発することを表している。同様に、［ＧＢ］はＹＯＸの配合比率を固定して、ＬＡＰの配合比率を１％増加させ、ＢＡＭの配合比率を１％減少させたときの、色度座標上の変位を表すベクトル、［ＢＲ］はＹＯＸの配合比率を１％減少させ、ＬＡＰの配合比率を固定して、ＢＡＭの配合比率を１％増加させたときの、色度座標上の変位を表すベクトルである。
【００３８】
【表２】
【００３９】
例えば、領域Ａを代表する点として図３（ａ）のａ点を選び、この表２の値を用いて、ａ点の発光色をｃ点の発光色とほぼ同じ色にするための配合比補正量を算出する。まず表１より、ａ点とｃ点の座標差は［−０．０００４、−０．００５５］である。この座標差を、図４に示したベクトルのうち２つのベクトルの和によって表す。例えば［ＧＢ］と［ＢＲ］を用いると、［−０．０００４、−０．００５５］＝−１．５６［ＧＢ］−１．０９［ＢＲ］となる。ここで、−１．５６［ＧＢ］は、Ｇ即ちＬＡＰの配合比率を−１．５６％、Ｂ即ちＢＡＭの配合比率を＋１．５６％変化させることを意味し、−１．０９［ＢＲ］は、Ｂ即ちＢＡＭの配合比率を−１．０９％、Ｒ即ちＹＯＸの配合比率を＋１．０９％変化させることを意味する。よって、この２ベクトルの和から、３種の蛍光体［ＹＯＸ、ＬＡＰ、ＢＡＭ］の配合比率を、それぞれ［＋１．０９％、−１．５６％、＋０．４７％］変化させることで、ａ点の発光色をｃ点の発光色とほぼ同一にできることがわかる。同様の計算により、ｅ点の発光色をｃ点の発光色とほぼ同一にするには、３種の蛍光体［ＹＯＸ、ＬＡＰ、ＢＡＭ］の配合比率を、それぞれ［＋１．１７％、−０．６０％、−０．５７％］変化させればよく、ｇ点の発光色をｃ点の発光色とほぼ同一にするには、３種の蛍光体［ＹＯＸ、ＬＡＰ、ＢＡＭ］の配合比率を、それぞれ［−４．７１％、＋４．９１％、−０．２０％］変化させればよいことがわかる。
【００４０】
よって、領域Ａでは、緑色即ちＬＡＰの配合比率を１．５６％程度減少させ、残り２種の配合比率を適宜調整した外管発光体７Ａを用い、領域Ｂでは、青色即ちＢＡＭの配合比率を０．５７％程度減少させ、残り２種の配合比率を適宜調整した外管発光体７Ｂを用い、領域Ｃでは、赤色即ちＹＯＸの配合比率を４．７１％程度減少させ、残り２種の配合比率を適宜調整した外管発光体７Ｃを用いることで、バルブ２外面における発光色のばらつきを抑えることができる。なお、本実施形態では３種の蛍光体の配合比率の和は常に１００％であるので、「残り２種の配合比率を適宜調整する」とは、特定の１種の配合比率を減少させるときに残り２種の配合比率の和を増加させて、３種の蛍光体の配合比率の和が１００％となるように調整することをいう。
【００４１】
なお、一般の無電極放電ランプ１では、バルブ２の各部位からの発光色はバルブ２の形状、発光体の厚さや変換効率、誘導コイル１２に流す電流値など、様々な条件によって変わってくるので、各条件が変わる毎に領域Ａ、Ｂ、Ｃの分け方は異なってくる。また、各蛍光体の配合比率をどの程度変化させるかについても、上記のような条件に依存する。よって、ある無電極放電ランプ１において、領域の分け方や配合比率の変化量を決定するには、予め、外管４に従来の外管発光体７を配設した当該無電極放電ランプ１を製造し、バルブ２表面上の複数の点での発光色を測定した上で、領域などを決める必要がある。しかし、略電球状の無電極放電ランプ１では、その内部に形成される放電プラズマＰの強度分布の大まかな傾向は、変わらないと考えられる。よって、発光色の測定が困難な場合などには、図１に示すように、最も簡単な領域の分け方として、バルブ２を誘導コイル１２に正対する領域Ｂと、領域Ｂよりもバルブ２の天頂側の領域Ａと、領域Ｂよりも結合部２ａ側の領域Ｃとに分け、各領域での各蛍光体の配合比率を上記計算結果の程度増減させるとしてもよい。これにより、ある程度発光色のばらつきを抑制することができる。
【００４２】
上記の説明では、発光色の大まかな分類によってバルブ２を３つの領域Ａ、Ｂ、Ｃに分けたが、バルブ２をさらに細かな領域に分けて、各領域ごとに蛍光体の配合比率を調整することで、上記説明の場合よりもさらに発光色のばらつきを抑制することができる。
【００４３】
また、上記説明では外管発光体７の配合比率を変化させた場合を考えたが、同様にして内管発光体８の配合比率を変化させることにより、発光色のばらつきを抑制することができる。特に、内管発光体８は、円筒状という単純な形状を有する内管５の外面に配設される。よって、外管発光体７の配合比率を領域毎に変化させるよりも、工法上容易に行うことができるという利点がある。
【００４４】
勿論、外管発光体７中の各蛍光体の配合比率と、内管発光体８中の各蛍光体の配合比率を、共に調整してもよい。
【符号の説明】
【００４５】
１ 無電極放電ランプ
２ バルブ
４ 外管
５ 内管
７ 外管発光体
７Ａ 緑色蛍光体の配合比率が低い外管発光体
７Ｂ 青色蛍光体の配合比率が低い外管発光体
７Ｃ 赤色蛍光体の配合比率が低い外管発光体
８ 内管発光体
１２ 誘導コイル
Ｐ 放電プラズマ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無電極放電ランプに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１に記載されたような、外管及４び内管５からなるバルブ２と、内管５の内部に配設された誘導コイル１２とを備えた無電極放電ランプ１がある（図３（ａ）参照）。このような無電極放電ランプ１では、誘導コイル１２に高周波電流を通電すると、バルブ２内部に高周波電磁界が発生し、バルブ２内部に封入された放電ガスが電離されて、誘導コイル１２の周りに略円環状に放電プラズマＰが形成される。この放電プラズマＰ中の放電ガスから放射された紫外線は、バルブ２表面に配設された蛍光体によって可視光に変換され、バルブ２外部に放射される。このように、無電極放電ランプ１は内部に電極を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、一般の蛍光灯に比べて長寿命であるという特徴がある。
【０００３】
このような無電極放電ランプ１の放電ガスとしては、一般に、紫外領域に強いピークを持つ水銀蒸気が用いられる。また、バルブ２表面に配設される蛍光体としては、水銀の放射光（紫外光）を吸収して発光する蛍光体であって、赤色光を発する赤色蛍光体、緑色光を発する緑色蛍光体、及び青色光を発する青色蛍光体の３種の蛍光体を、適宜の配合比率で混合し、所望の色（白色等）の光を発するようにした混合物が用いられる。図２（ａ）に、水銀を含む放電ガスのスペクトルを、図２（ｃ）に、従来の無電極放電ランプ１で使われる蛍光体のスペクトルを、それぞれ示す。図２（ｃ）の蛍光体は、赤色蛍光体として３価のユーロピウムにより活性化された酸化イットリウム（ＹＯＸ）、緑色蛍光体として３価のセリウム及び３価のテルビウムにより活性化されたランタンりん酸塩（ＬＡＰ）、青色蛍光体として２価のユーロピウムにより活性化されたバリウムマグネシウムアルミン酸塩（ＢＡＭ）の、３種の蛍光体を混合して、白色の光を発するようにした混合物である。
【０００４】
上記のような無電極放電ランプ１の発光に寄与する光としては、主に、外管４の内表面に配設された蛍光体から放射される可視光及び、内管５の外表面に配設された蛍光体から放射される可視光があるが、その他に放電プラズマＰ中の放電ガスからも可視光が放射されており、ランプ１の発光に寄与している。すなわち、バルブ２外表面の特定部位から放射される光は、その部位に到達した上記３種の光の足し合わせで表される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−２４１６３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、バルブ２内部の放電プラズマＰは誘導コイル１２による電磁界によって励起されるため、バルブ２内部の空間における放電プラズマＰの強度分布は、この空間における電磁界の強度分布に依存する。すなわち、上記放電プラズマＰの分布の態様は、図３（ａ）に示すように誘導コイル１２付近のＰ１が最も強く、次にＰ２、そしてＰ３のように、誘導コイル１２から離れるに従って徐々に弱くなる。そして、この放電プラズマＰの強度分布は、放電ガスが放射する紫外光及び可視光の強度分布と略一致すると考えられる。ここで、バルブ２に配設された蛍光体の発光強度は、その配設部位における紫外光の強度に依存するので、紫外光がバルブ２内部で強度分布を有するときには、蛍光体の発光強度もバルブ２の部位によって異なることになる。また、放電ガスから放射される可視光の強度も、放電プラズマＰの強度分布に依存してバルブ２の部位毎に異なる。従って、蛍光体起因の可視光と放電プラズマＰ起因の可視光の強度比は、バルブ２の部位によって異なっている。また、図２で示したように蛍光体と放電ガスのスペクトルは大きく異なっているので、両者の強度比が異なると、両者を合わせた光のスペクトルも異なってくる。
【０００７】
図３（ｂ）に、図３（ａ）に示すバルブ２表面の各点ａ〜ｇにおける発光色を測定して、ｘｙ色度図（以下、単に色度図という）上に表したものを示す。また表１には、各点ａ〜ｇにおける発光色の、色度図上での座標を示している。ここで各点ａ〜ｇは、バルブ２の天頂にあたる点ａを基準点として、点ａから各点までの距離を鉛直方向成分と水平方向成分に分けたときの鉛直方向成分（例えば点ｃであれば、図３（ａ）中に示したＬ）の値を用いて、表１内で規定されている。図３（ｂ）より、点ａ、ｂ、ｃでは比較的緑色に、点ｄ、ｅ、ｆでは比較的青色に、点ｇでは比較的赤色に発光していることがわかる。
【０００８】
【表１】
【０００９】
本来、バルブ２表面における発光の色は、バルブ２の部位によらず一定となることが望ましい。しかし、従来の無電極放電ランプ１では、上述のように放電ガスから放射される可視光と蛍光体から放射される可視光の強度比が、バルブ２の部位毎に異なっているため、図３に示したように、バルブ２の部位によって発光色に差異が生じることとなっていた。
【００１０】
なお、特許文献１には、複数の蛍光体を混合してなる発光体を外管の表面及び内管の表面に配設し、外管に配設する発光体中の各蛍光体の配合比率と、内管に配設する発光体中の各蛍光体の配合比率を、互いに異ならせた無電極放電ランプが記載されている。本従来例によれば、外管の発光体からの光と内管の発光体からの光を互いに補償して、所望の色の光を得ることができる。しかし本従来例は、放電ガスからの発光を補償するものではなく、ランプ全体での発光色を均一にするという課題の解決に効果を奏するものではない。
【００１１】
本発明は、上記事情に鑑みて為されたものであり、ランプ表面の部位による発光色の差異を抑制し、各部位での発光の色むらを抑えて、光の品質を向上させた無電極放電ランプを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、透光性材料により形成された外管及び、この外管の外面から当該外管の内部に落ち窪んだ管状であって結合部で当該外管と結合された内管を有し、内部に水銀などの放電ガスが封入されたバルブと、前記内管の内部に配設されて前記バルブ内部に誘導電磁界を発生させる誘導コイルとを備え、この誘導コイルにより発生する電磁界の作用によって、前記放電ガスを電離させて当該誘導コイルの周囲に略円環状の放電プラズマを形成し、この放電プラズマが発する光によって、前記外管及び前記内管の前記放電ガスに接する表面に配設された発光体を発光させる無電極放電ランプにおいて、前記発光体は、異なる波長の光を発する複数種類の蛍光体を所定の配合比率で混合した混合物であって、前記外管に配設される前記発光体中の各蛍光体の配合比率が、前記バルブ外表面における発光の色が略均一になるように、当該外管の部位毎に異なっていることを特徴とする。
【００１３】
請求項１の発明では、複数の蛍光体を混合してなる発光体を外管表面に配設し、外管の部位毎に、発光体中の各蛍光体の配合比率を適宜変化させている。そしてこの変化のさせ方は、放電ガスからの発光と発光体からの発光を合わせた光の色が、バルブ表面の各部位において略均一になるようになっている。これにより、バルブ表面の発光色むらを抑制し、バルブの各部位から略均一な色の光を得ることができる。
【００１４】
請求項２の発明は、請求項１記載の無電極放電ランプにおいて、前記外管に配設される前記発光体は、少なくとも、赤色光を発する赤色蛍光体と、緑色光を発する緑色蛍光体と、青色光を発する青色蛍光体の３種の蛍光体を含む混合物であって、前記外管のうち、当該外管を前記放電プラズマからの距離によって少なくとも３つの領域に分けた場合に、この放電プラズマからの距離が相対的に最も近い領域では、その表面に配設される前記発光体中の青色蛍光体の配合比率が、当該外管の他の領域よりも低いことを特徴とする。
【００１５】
請求項２の発明では、外管を少なくとも３つの領域に分けた場合に放電プラズマからの距離が最も近い領域において、外管に配設される発光体中の青色蛍光体の配合比率を、当該外管の他の領域よりも低くしている。放電プラズマ中の放電ガスからは青色の可視光が強く放射される。よって、放電プラズマに最も近い領域で青色蛍光体の配合比率を低くすることで、放電ガスからの光と発光体からの光を合わせた光の色が均一化され、バルブ表面の発光色むらを抑制することができる。
【００１６】
請求項３の発明は、請求項２記載の無電極放電ランプにおいて、前記外管の領域のうちで、前記放電プラズマからの距離が相対的に最も近い領域と比較して、前記内管との結合部から離間する領域では、その表面に配設される前記発光体中の緑色蛍光体の配合比率が、当該外管の他の領域よりも低く、前記外管の領域のうちで、前記放電プラズマからの距離が相対的に最も近い領域と比較して、前記内管との結合部に近接する領域では、その表面に配設される前記発光体中の赤色蛍光体の配合比率が、当該外管の他の領域よりも低いことを特徴とする。
【００１７】
請求項３の発明では、結合部から離間する領域では、外管に配設される発光体中の緑色蛍光体の配合比率を低くし、また結合部に近接する領域では、外管に配設される発光体中の赤色蛍光体の配合比率を低くしている。従来の無電極放電ランプでは、結合部から離間する領域では比較的緑色に発光し、結合部に近接する領域では比較的赤色に発光していた。よって、上記のように蛍光体の配合比率を設定することで、バルブ表面の発光色むらを抑制することができる。
【００１８】
請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれか記載の無電極放電ランプにおいて、前記内管に配設される前記発光体中の各蛍光体の配合比率が、前記バルブ外表面における発光の色が略均一になるように、当該内管の部位毎に異なっていることを特徴とする。
【００１９】
請求項４の発明では、複数の蛍光体を混合してなる発光体を内管表面に配設し、内管の部位毎に、発光体中の各蛍光体の配合比率を適宜変化させている。そしてこの変化のさせ方は、放電ガスからの発光と発光体からの発光を合わせた光の色が、バルブ表面の各部位において略均一になるようになっている。これにより、バルブ表面の発光色むらを抑制し、バルブの各部位から略均一な色の光を得ることができる。
【００２０】
請求項５の発明は、請求項４記載の無電極放電ランプにおいて、前記内管に配設される前記発光体は、少なくとも、赤色光を発する赤色蛍光体と、緑色光を発する緑色蛍光体と、青色光を発する青色蛍光体の３種の蛍光体を含む混合物であって、前記内管のうち、当該内管を前記放電プラズマからの距離によって少なくとも３つの領域に分けた場合に、この放電プラズマからの距離が相対的に最も近い領域では、その表面に配設される前記発光体中の青色蛍光体の配合比率が、当該内管の他の領域よりも低いことを特徴とする。
【００２１】
請求項５の発明では、内管を少なくとも３つの領域に分けた場合に放電プラズマからの距離が最も近い領域において、内管に配設される発光体中の青色蛍光体の配合比率を、当該内管の他の領域よりも低くしている。これにより、請求項２の発明と同様に、放電プラズマからの光と発光体からの光を合わせた光の色が均一化され、バルブ表面の発光色むらを抑制することができる。
【００２２】
請求項６の発明は、請求項５記載の無電極放電ランプにおいて、前記内管の領域のうちで、前記放電プラズマからの距離が相対的に最も近い領域と比較して、前記外管との結合部から離間する領域では、その表面に配設される前記発光体中の緑色蛍光体の配合比率が、当該内管の他の領域よりも低く、前記内管の領域のうちで、前記放電プラズマからの距離が相対的に最も近い領域と比較して、前記外管との結合部に近接する領域では、その表面に配設される前記発光体中の赤色蛍光体の配合比率が、当該内管の他の領域よりも低いことを特徴とする。
【００２３】
請求項６の発明では、結合部から離間する領域では、内管に配設される発光体中の緑色蛍光体の配合比率を低くし、また結合部に近接する領域では、内管に配設される発光体中の赤色蛍光体の配合比率を低くしている。これにより、請求項３の発明と同様に、バルブ表面の発光色むらを抑制することができる。
【００２４】
請求項７の発明は、請求項１〜６のいずれか記載の無電極放電ランプにおいて、前記発光体は、少なくとも、３価のユーロピウムにより活性化された酸化イットリウム（ＹＯＸ）と、３価のセリウム及び３価のテルビウムにより活性化されたランタンりん酸塩（ＬＡＰ）と、２価のユーロピウムにより活性化されたバリウムマグネシウムアルミン酸塩（ＢＡＭ）の、３種の蛍光体を含むことを特徴とする。
【００２５】
請求項７の発明によれば、発光体中の蛍光体としてＹＯＸ、ＬＡＰ、ＢＡＭを用いることにより、請求項１〜６の発明と同様の効果を奏する。
【発明の効果】
【００２６】
本発明は、ランプ表面の部位による発光色の差異を抑制し、各部位での発光の色むらを抑えて、光の品質を向上させた無電極放電ランプを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施形態の断面図である。
【図２】（ａ）は、プラズマによって励起された、水銀蒸気を含む放電ガスのスペクトルを表す図、（ｂ）は、（ａ）の可視光領域の拡大図、（ｃ）は、従来の無電極放電ランプに使用される発光体のスペクトルを表す図である。
【図３】（ａ）は、電球形の無電極放電ランプにおいて、誘導コイルに高周波電流を通電したときに、バルブ内部に形成されるプラズマの強度分布を表す図、（ｂ）は、従来の電球形の無電極放電ランプにおいて、（ａ）中に示したバルブの各点ａ〜ｇでの発光色を、色度図上に表した図である。
【図４】従来の無電極放電ランプに使用される発光体から、１種の蛍光体の配合比率を１％増加させ、他の１種の蛍光体の配合比率を１％減少させたときに、その発光色が色度図上でどの程度座標移動するかを表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。なお以下の説明では、図１の上側を上、図１の下側を下と規定する。
【００２９】
本実施形態の無電極放電ランプ１は、バルブ２と、パワーカプラ３とを備えている。
【００３０】
バルブ２は、略電球状の外管４と、外管４の内部に落ち窪んだ円筒状で上端が塞がれた内管５とを備え、内管５の上端底面中央部からは、内管５の内部を通って排気管６が突設されている。外管４と内管５とは、共にガラスなどの透光性材料から形成され、結合部２ａで結合されて一体となっている。そして、外管４の内表面には外管発光体７が配設され、内管５の外表面には内管発光体８が配設されている。この外管発光体７及び内管発光体８は、ＹＯＸ（赤色蛍光体）、ＬＡＰ（緑色蛍光体）、ＢＡＭ（青色蛍光体）の３種の蛍光体を混合した混合物である。排気管６は、バルブ２の内部から空気を排気すると共に、このバルブ２の内部に、水銀蒸気を含む放電ガス及び希ガスなどを充填するために用いられる。また、排気管６の中央部近傍には、バルブ２内部の水銀蒸気圧を制御するためのアマルガム９が配設されている。
【００３１】
パワーカプラ３は、円筒状の放熱シリンダ１０と、放熱シリンダ１０の上端近傍に嵌装された円筒状のフェライトコア１１と、フェライトコア１１の外周部に巻回された誘導コイル１２とを備えている。パワーカプラ３の各部は略環状の断面を有し、その外径は、内管５の内径よりも若干小さくなるように設定されている。また放熱シリンダ１０の内径は、排気管６の外径よりも若干大きくなるように設定されている。このパワーカプラ３は、筒状の放熱シリンダ１０の内部に排気管６を挿通し、バルブ２の下端に設けられた口金１３に結合されて、バルブ２に嵌装される。
【００３２】
本実施形態の誘導コイル１２に高周波電流を通電すると、バルブ２の内部に高周波電磁界が発生する。このとき、バルブ２内部に充填された放電ガスは、この高周波電磁界のエネルギーを受けて電離し、誘導コイル１２の周囲に円環状の放電プラズマＰを形成する。この放電プラズマＰの強度分布は、バルブ２内部の空間における電磁界の強度分布に依存し、図１に示すように、誘導コイル１２近傍が最も強く（Ｐ１）、誘導コイル１２から離れるに従って（Ｐ２、Ｐ３）徐々に弱くなる。この放電プラズマＰ中では、放電ガスが励起発光して紫外光及び可視光を放射する。このうちで、可視光は外管４を透過して外部に放射され、また紫外光は、外管発光体７あるいは内管発光体８により可視光に変換され、外部に放射される。これにより、本実施形態に係る無電極放電ランプ１は発光する。
【００３３】
本実施形態は、外管発光体７中の３種の蛍光体の配合比率を、外管４の部位によって変化させることにより、バルブ２表面の各部位における発光の色を略均一にしている。以下、この蛍光体配合比率の変化のさせ方について説明する。
【００３４】
放電プラズマＰ中の放電ガスから放射される可視光は、図２（ｂ）に示すように、主として青色〜緑色の成分からなる。よって、放電プラズマＰ起因の可視光と発光体起因の可視光を合わせた光の色は、放電プラズマＰ起因の可視光の比率が小さくなるに従って、青→緑→赤と推移する。そして、略電球状の無電極放電ランプ１では、放電プラズマＰの強度は図３（ａ）に示すように分布しているので、放電ガスから放射される可視光も同様の強度分布を持つと考えられる。
【００３５】
すなわちバルブ２を、放電ガスからの発光強度の分布に従って、比較的青色に発光する放電プラズマＰに最も近接している領域Ｂ（図３（ａ）では点ｄ、ｅ、ｆに対応）と、比較的緑色に発光する領域Ｂよりも上部の領域Ａ（図３（ａ）では点ａ、ｂ、ｃに対応）と、比較的赤色に発光する領域Ｂよりも下部の領域Ｃ（図３（ａ）では点ｇに対応）の、３つの領域に分けることができる。よって、領域ＡではＬＡＰ（緑色蛍光体）の配合比率を低下させ、領域ＢではＢＡＭ（青色蛍光体）の配合比率を低下させ、領域ＣではＹＯＸ（赤色蛍光体）の配合比率を低下させることで、バルブ２表面の部位による発光色のばらつきを抑制することができる。
【００３６】
次に、各領域Ａ、Ｂ、Ｃにおいて、外管発光体７中の蛍光体の配合比率をどの程度変化させればよいかを、色度図を用いて算出する。以下、説明の便宜上、各領域の発光色を図３のｃ点の発光色に略一致させる場合を説明するが、他の点を基準としてもよい。
【００３７】
図４は、従来の無電極放電ランプ１において使用される外管発光体７から、各蛍光体の配合比率を変化させた場合における、発光色の色度座標上の変位を表す。すなわち、３種の蛍光体ＹＯＸ（Ｒ、赤色蛍光体）、ＬＡＰ（Ｇ、緑色蛍光体）、ＢＡＭ（Ｂ、青色蛍光体）のうち、１種の配合比率（外管発光体７全体に対するこの蛍光体の配合比率）を固定し、別の１種の配合比率を１％増加させ、残り１種の配合比率を１％減少させたときに、発光体からの発光色が色度図上でどの程度座標移動するかを表すものである。その値を、表２に示す。ここで［ＲＧ］は、ＹＯＸの配合比率を１％増加させ、ＬＡＰの配合比率を１％減少させ、ＢＡＭの配合比率を固定したときの、色度座標上の変位を表すベクトルであり、当該配合比率の変化によって、元の発光体と比較して色度図上でｘ方向に０．００１３７８、ｙ方向に−０．００１５５だけシフトした色の光を発することを表している。同様に、［ＧＢ］はＹＯＸの配合比率を固定して、ＬＡＰの配合比率を１％増加させ、ＢＡＭの配合比率を１％減少させたときの、色度座標上の変位を表すベクトル、［ＢＲ］はＹＯＸの配合比率を１％減少させ、ＬＡＰの配合比率を固定して、ＢＡＭの配合比率を１％増加させたときの、色度座標上の変位を表すベクトルである。
【００３８】
【表２】
【００３９】
例えば、領域Ａを代表する点として図３（ａ）のａ点を選び、この表２の値を用いて、ａ点の発光色をｃ点の発光色とほぼ同じ色にするための配合比補正量を算出する。まず表１より、ａ点とｃ点の座標差は［−０．０００４、−０．００５５］である。この座標差を、図４に示したベクトルのうち２つのベクトルの和によって表す。例えば［ＧＢ］と［ＢＲ］を用いると、［−０．０００４、−０．００５５］＝−１．５６［ＧＢ］−１．０９［ＢＲ］となる。ここで、−１．５６［ＧＢ］は、Ｇ即ちＬＡＰの配合比率を−１．５６％、Ｂ即ちＢＡＭの配合比率を＋１．５６％変化させることを意味し、−１．０９［ＢＲ］は、Ｂ即ちＢＡＭの配合比率を−１．０９％、Ｒ即ちＹＯＸの配合比率を＋１．０９％変化させることを意味する。よって、この２ベクトルの和から、３種の蛍光体［ＹＯＸ、ＬＡＰ、ＢＡＭ］の配合比率を、それぞれ［＋１．０９％、−１．５６％、＋０．４７％］変化させることで、ａ点の発光色をｃ点の発光色とほぼ同一にできることがわかる。同様の計算により、ｅ点の発光色をｃ点の発光色とほぼ同一にするには、３種の蛍光体［ＹＯＸ、ＬＡＰ、ＢＡＭ］の配合比率を、それぞれ［＋１．１７％、−０．６０％、−０．５７％］変化させればよく、ｇ点の発光色をｃ点の発光色とほぼ同一にするには、３種の蛍光体［ＹＯＸ、ＬＡＰ、ＢＡＭ］の配合比率を、それぞれ［−４．７１％、＋４．９１％、−０．２０％］変化させればよいことがわかる。
【００４０】
よって、領域Ａでは、緑色即ちＬＡＰの配合比率を１．５６％程度減少させ、残り２種の配合比率を適宜調整した外管発光体７Ａを用い、領域Ｂでは、青色即ちＢＡＭの配合比率を０．５７％程度減少させ、残り２種の配合比率を適宜調整した外管発光体７Ｂを用い、領域Ｃでは、赤色即ちＹＯＸの配合比率を４．７１％程度減少させ、残り２種の配合比率を適宜調整した外管発光体７Ｃを用いることで、バルブ２外面における発光色のばらつきを抑えることができる。なお、本実施形態では３種の蛍光体の配合比率の和は常に１００％であるので、「残り２種の配合比率を適宜調整する」とは、特定の１種の配合比率を減少させるときに残り２種の配合比率の和を増加させて、３種の蛍光体の配合比率の和が１００％となるように調整することをいう。
【００４１】
なお、一般の無電極放電ランプ１では、バルブ２の各部位からの発光色はバルブ２の形状、発光体の厚さや変換効率、誘導コイル１２に流す電流値など、様々な条件によって変わってくるので、各条件が変わる毎に領域Ａ、Ｂ、Ｃの分け方は異なってくる。また、各蛍光体の配合比率をどの程度変化させるかについても、上記のような条件に依存する。よって、ある無電極放電ランプ１において、領域の分け方や配合比率の変化量を決定するには、予め、外管４に従来の外管発光体７を配設した当該無電極放電ランプ１を製造し、バルブ２表面上の複数の点での発光色を測定した上で、領域などを決める必要がある。しかし、略電球状の無電極放電ランプ１では、その内部に形成される放電プラズマＰの強度分布の大まかな傾向は、変わらないと考えられる。よって、発光色の測定が困難な場合などには、図１に示すように、最も簡単な領域の分け方として、バルブ２を誘導コイル１２に正対する領域Ｂと、領域Ｂよりもバルブ２の天頂側の領域Ａと、領域Ｂよりも結合部２ａ側の領域Ｃとに分け、各領域での各蛍光体の配合比率を上記計算結果の程度増減させるとしてもよい。これにより、ある程度発光色のばらつきを抑制することができる。
【００４２】
上記の説明では、発光色の大まかな分類によってバルブ２を３つの領域Ａ、Ｂ、Ｃに分けたが、バルブ２をさらに細かな領域に分けて、各領域ごとに蛍光体の配合比率を調整することで、上記説明の場合よりもさらに発光色のばらつきを抑制することができる。
【００４３】
また、上記説明では外管発光体７の配合比率を変化させた場合を考えたが、同様にして内管発光体８の配合比率を変化させることにより、発光色のばらつきを抑制することができる。特に、内管発光体８は、円筒状という単純な形状を有する内管５の外面に配設される。よって、外管発光体７の配合比率を領域毎に変化させるよりも、工法上容易に行うことができるという利点がある。
【００４４】
勿論、外管発光体７中の各蛍光体の配合比率と、内管発光体８中の各蛍光体の配合比率を、共に調整してもよい。
【符号の説明】
【００４５】
１ 無電極放電ランプ
２ バルブ
４ 外管
５ 内管
７ 外管発光体
７Ａ 緑色蛍光体の配合比率が低い外管発光体
７Ｂ 青色蛍光体の配合比率が低い外管発光体
７Ｃ 赤色蛍光体の配合比率が低い外管発光体
８ 内管発光体
１２ 誘導コイル
Ｐ 放電プラズマ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性材料により形成された外管及び、この外管の外面から当該外管の内部に落ち窪んだ管状であって結合部で当該外管と結合された内管を有し、内部に水銀などの放電ガスが封入されたバルブと、前記内管の内部に配設されて前記バルブ内部に誘導電磁界を発生させる誘導コイルとを備え、この誘導コイルにより発生する電磁界の作用によって、前記放電ガスを電離させて当該誘導コイルの周囲に略円環状の放電プラズマを形成し、この放電プラズマが発する光によって、前記外管及び前記内管の前記放電ガスに接する表面に配設された発光体を発光させる無電極放電ランプにおいて、
前記発光体は、異なる波長の光を発する複数種類の蛍光体を所定の配合比率で混合した混合物であって、
前記外管に配設される前記発光体中の各蛍光体の配合比率が、前記バルブ外表面における発光の色が略均一になるように、当該外管の部位毎に異なっていることを特徴とする無電極放電ランプ。
【請求項２】
前記外管に配設される前記発光体は、少なくとも、赤色光を発する赤色蛍光体と、緑色光を発する緑色蛍光体と、青色光を発する青色蛍光体の３種の蛍光体を含む混合物であって、
前記外管のうち、当該外管を前記放電プラズマからの距離によって少なくとも３つの領域に分けた場合に、この放電プラズマからの距離が相対的に最も近い領域では、その表面に配設される前記発光体中の青色蛍光体の配合比率が、当該外管の他の領域よりも低いことを特徴とする請求項１記載の無電極放電ランプ。
【請求項３】
前記外管の領域のうちで、前記放電プラズマからの距離が相対的に最も近い領域と比較して、前記内管との結合部から離間する領域では、その表面に配設される前記発光体中の緑色蛍光体の配合比率が、当該外管の他の領域よりも低く、
前記外管の領域のうちで、前記放電プラズマからの距離が相対的に最も近い領域と比較して、前記内管との結合部に近接する領域では、その表面に配設される前記発光体中の赤色蛍光体の配合比率が、当該外管の他の領域よりも低いことを特徴とする請求項２記載の無電極放電ランプ。
【請求項４】
前記内管に配設される前記発光体中の各蛍光体の配合比率が、前記バルブ外表面における発光の色が略均一になるように、当該内管の部位毎に異なっていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか記載の無電極放電ランプ。
【請求項５】
前記内管に配設される前記発光体は、少なくとも、赤色光を発する赤色蛍光体と、緑色光を発する緑色蛍光体と、青色光を発する青色蛍光体の３種の蛍光体を含む混合物であって、
前記内管のうち、当該内管を前記放電プラズマからの距離によって少なくとも３つの領域に分けた場合に、この放電プラズマからの距離が相対的に最も近い領域では、その表面に配設される前記発光体中の青色蛍光体の配合比率が、当該内管の他の領域よりも低いことを特徴とする請求項４記載の無電極放電ランプ。
【請求項６】
前記内管の領域のうちで、前記放電プラズマからの距離が相対的に最も近い領域と比較して、前記外管との結合部から離間する領域では、その表面に配設される前記発光体中の緑色蛍光体の配合比率が、当該内管の他の領域よりも低く、
前記内管の領域のうちで、前記放電プラズマからの距離が相対的に最も近い領域と比較して、前記外管との結合部に近接する領域では、その表面に配設される前記発光体中の赤色蛍光体の配合比率が、当該内管の他の領域よりも低いことを特徴とする請求項５記載の無電極放電ランプ。
【請求項７】
前記発光体は、少なくとも、３価のユーロピウムにより活性化された酸化イットリウム（ＹＯＸ）と、３価のセリウム及び３価のテルビウムにより活性化されたランタンりん酸塩（ＬＡＰ）と、２価のユーロピウムにより活性化されたバリウムマグネシウムアルミン酸塩（ＢＡＭ）の、３種の蛍光体を含むことを特徴とする請求項１〜６のいずれか記載の無電極放電ランプ。
【請求項１】
透光性材料により形成された外管及び、この外管の外面から当該外管の内部に落ち窪んだ管状であって結合部で当該外管と結合された内管を有し、内部に水銀などの放電ガスが封入されたバルブと、前記内管の内部に配設されて前記バルブ内部に誘導電磁界を発生させる誘導コイルとを備え、この誘導コイルにより発生する電磁界の作用によって、前記放電ガスを電離させて当該誘導コイルの周囲に略円環状の放電プラズマを形成し、この放電プラズマが発する光によって、前記外管及び前記内管の前記放電ガスに接する表面に配設された発光体を発光させる無電極放電ランプにおいて、
前記発光体は、異なる波長の光を発する複数種類の蛍光体を所定の配合比率で混合した混合物であって、
前記外管に配設される前記発光体中の各蛍光体の配合比率が、前記バルブ外表面における発光の色が略均一になるように、当該外管の部位毎に異なっていることを特徴とする無電極放電ランプ。
【請求項２】
前記外管に配設される前記発光体は、少なくとも、赤色光を発する赤色蛍光体と、緑色光を発する緑色蛍光体と、青色光を発する青色蛍光体の３種の蛍光体を含む混合物であって、
前記外管のうち、当該外管を前記放電プラズマからの距離によって少なくとも３つの領域に分けた場合に、この放電プラズマからの距離が相対的に最も近い領域では、その表面に配設される前記発光体中の青色蛍光体の配合比率が、当該外管の他の領域よりも低いことを特徴とする請求項１記載の無電極放電ランプ。
【請求項３】
前記外管の領域のうちで、前記放電プラズマからの距離が相対的に最も近い領域と比較して、前記内管との結合部から離間する領域では、その表面に配設される前記発光体中の緑色蛍光体の配合比率が、当該外管の他の領域よりも低く、
前記外管の領域のうちで、前記放電プラズマからの距離が相対的に最も近い領域と比較して、前記内管との結合部に近接する領域では、その表面に配設される前記発光体中の赤色蛍光体の配合比率が、当該外管の他の領域よりも低いことを特徴とする請求項２記載の無電極放電ランプ。
【請求項４】
前記内管に配設される前記発光体中の各蛍光体の配合比率が、前記バルブ外表面における発光の色が略均一になるように、当該内管の部位毎に異なっていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか記載の無電極放電ランプ。
【請求項５】
前記内管に配設される前記発光体は、少なくとも、赤色光を発する赤色蛍光体と、緑色光を発する緑色蛍光体と、青色光を発する青色蛍光体の３種の蛍光体を含む混合物であって、
前記内管のうち、当該内管を前記放電プラズマからの距離によって少なくとも３つの領域に分けた場合に、この放電プラズマからの距離が相対的に最も近い領域では、その表面に配設される前記発光体中の青色蛍光体の配合比率が、当該内管の他の領域よりも低いことを特徴とする請求項４記載の無電極放電ランプ。
【請求項６】
前記内管の領域のうちで、前記放電プラズマからの距離が相対的に最も近い領域と比較して、前記外管との結合部から離間する領域では、その表面に配設される前記発光体中の緑色蛍光体の配合比率が、当該内管の他の領域よりも低く、
前記内管の領域のうちで、前記放電プラズマからの距離が相対的に最も近い領域と比較して、前記外管との結合部に近接する領域では、その表面に配設される前記発光体中の赤色蛍光体の配合比率が、当該内管の他の領域よりも低いことを特徴とする請求項５記載の無電極放電ランプ。
【請求項７】
前記発光体は、少なくとも、３価のユーロピウムにより活性化された酸化イットリウム（ＹＯＸ）と、３価のセリウム及び３価のテルビウムにより活性化されたランタンりん酸塩（ＬＡＰ）と、２価のユーロピウムにより活性化されたバリウムマグネシウムアルミン酸塩（ＢＡＭ）の、３種の蛍光体を含むことを特徴とする請求項１〜６のいずれか記載の無電極放電ランプ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１１−２３２４３（Ｐ２０１１−２３２４３Ａ）
【公開日】平成２３年２月３日（２０１１．２．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１６８１４６（Ｐ２００９−１６８１４６）
【出願日】平成２１年７月１６日（２００９．７．１６）
【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２３年２月３日（２０１１．２．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月１６日（２００９．７．１６）
【出願人】（０００００５８３２）パナソニック電工株式会社 (17,916)
【Ｆターム（参考）】
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