(57)【要約】【課題】ＨＩＤランプの始動補助機構を提供することである。【解決手段】絶縁体で作製した放電容器、陰極及び陽極、を含む高輝度放電ランプが提供される。放電容器の、内面から陽極が分離される部分に直ぐ隣り合う位置で容器の第１部分と陽極との間にＶ字型間隙が設けられる。放電容器の第１部分の外面上には二次陰極が設けられ、二次陰極は、Ｖ字型間隙と第１部分とが二次陰極と陽極との間に来るように位置決めされる。第１部分の電界が誘電体バリヤ放電（ＤＢＤ）を創出させ、この放電が、紫外線（ＵＶ）フォトン及び真空紫外線（ＶＵＶ）フォトンを発生させ、これらのフォトンが陰極に衝突して陰極と陽極との間に放電を開始させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高輝度放電ランプであって、
絶縁体から作製した放電容器と、
放電容器の一端に取り付けた陰極及び、放電容器の他端に取り付けた陽極と、
該放電容器の内面から陽極が分離する場所に直ぐ隣り合う、放電容器における第１部分にして、該第１部分と陽極とが、陽極と放電容器の内面との間にＶ字型間隙を確定し、該Ｖ字型間隙がガスで充填され且つ放電容器の放電チャンバに対して開口され、陰極に対する障害物の無い視線を有する第１部分と、
放電容器の第１部分の外面上に、前記Ｖ字型間隙と第１部分とが二次陰極と陽極との間に配置されるように位置決めした二次陰極にして、陰極に接続され且つ前記Ｖ字型間隙内に誘電バリヤ放電を生成させる電界を発生させ、該誘電バリヤ放電が、陰極上に衝突して陰極と陽極との間に放電を開始させるＵＶフォトン及びＶＵＶフォトンを発生させる二次陰極と、
を含む高輝度放電ランプ。
【請求項２】
二次陰極が放電容器の第１部分の周囲のリングである請求項１の高輝度放電ランプ。
【請求項３】
二次陰極がロッドである請求項１の高輝度放電ランプ。
【請求項４】
ガスがキセノンまたはアルゴンを含む請求項１の高輝度放電ランプ。
【請求項５】
絶縁体から作製した放電容器、放電容器の一端に取り付けた陰極及び同他端に取り付けた陽極、を含む高輝度放電ランプの点灯方法であって、
陽極と、該陽極が放電容器の内面から分離する場所に直ぐ隣り合う第１部分との間に、ガスで充填され且つ放電容器の放電チャンバに対して開口されたＶ字型間隙にして、前記第１部分が陰極に対する障害物の無い視線を有するＶ字型間隙を設けること、
放電容器の前記第１部分の外面上に、二次陰極にして、前記Ｖ字型間隙と第１部分とが該二次陰極と陽極との間に配置されるように位置決めされ、陰極に接続した二次陰極を設けること、
陽極と二次陰極との間に電界を印加して、前記Ｖ字型間隙内に、陰極上に衝突して陰極と陽極との間に放電を開始させるＵＶフォトン及びＶＵＶフォトンをパルス的に発生させる誘電バリヤ放電を形成させること、
を含む方法。
【請求項６】
パルス的に発生されるフォトンが、陰極に電圧を印加した５０〜１００ナノ秒後に発生し且つ数マイクロ秒まで持続される請求項５の方法。
【請求項７】
フォトンが紫外線（ＵＶ）または真空紫外線（ＶＵＶ）における波長を有する請求項５の方法。
【請求項８】
二次陰極が、放電容器の第１部分の周囲のリングとして設けられる請求項５の方法。
【請求項９】
二次陰極がロッドとして設けられる請求項５の方法。
【請求項１０】
ガスがキセノンまたはアルゴンを含む請求項５の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高輝度放電（ＨＩＤ）ランプに関し、詳しくは、始動補助機構を有するＨＩＤランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＨＩＤランプは、ランプ動作電圧よりも高く且つアバランチ（ａｖａｌａｎｃｈｅ）始動電子の存在下に放電を開始させるに充分な電界を提供する高電圧下に始動される。ある始動補助機構では、アバランチ始動電子が確実に放出させるべく紫外線（ＵＶ）エンハンサを用いている。
【０００３】
例えば、米国特許第５，３２３，０９１号には、金属ハロゲン化物製の放電ランプ用ＵＶ始動補助機構が記載され、放電管のプレスシール内にキャビティを含み、このキャビティが電子シールのホイルの一部を含んでいる。接地面はプレスシールの外部に提供され、ホイルを接地に対して負に帯電させることでランプを賦活させる。ホイルの鋭端部からリークした電子がキャビティ内で誘電体バリヤ放電（ＤＢＤ）を開始させる。ＤＢＤによって充填ガス及びその圧力に依存して生じるＵＶフォトン及び真空ＵＶ（ＶＵＶ）フォトンが主容器内の陰極に達することでランプ始動が容易化されるが、フォトンはプレスシールを貫いて移動するため、その際の伝送損失により始動補助性が低下する。
【０００４】
米国特許第６，２０１，３４８号には、密閉シールしたジャケット内に放電管を位置決めしたメタルハライド放電ランプが記載され、ジャケットが、放電管内の放電開始を補助するガスを含んでいる。ジャケット外部を伸延する外部導体が放電管の導線の一方に接続される。電極に電圧を印加すると、外部電極があるために内部電極に接近して隣り合う位置に電界が集中される。この効果自体は、放電管内の放電開始を助成させるが、ジャケット内にＤＢＤを形成させる場合もある。ジャケット内にＤＢＤが形成されると、フォトンは放電管の壁を貫いて移動しなければ放電管内の陰極に到達できないのでその有効性が大幅に低下する。なぜなら、ＤＢＤの発生場所や陰極に関するその位置を制御できないからである。また、ＤＢＤフォトンのスペクトルはジャケットの充填ガスに対する依存度が高く、陰極（代表的にはＮ2であり、そのＤＢＤスペクトルは、強いＵＶやＶＵＶ成分を含むＸｅまたはＡｒと比較して、可視光方向へのズレ量が大きい）に到達する前にガスによって強力に吸収され得る。
【０００５】
米国特許第７，０８３，３８３号には、放電空間の壁に埋設した導電ストリップからなる始動補助機構が記載される。当該米国特許は、電界を陰極位置に集中させて電子放出を促進させることをその主目的とし、始動補助機構は容量結合型の外部電極のようなのでＤＢＤが発生され得る。当該米国特許はフォトン形成に関する記述が無く、フォトン創出に際しての絶縁及び幾何学寸法状の重要性が認識されていない。
米国特許第７，１８７，１３１号には、２つのワイヤループを各電極のネック部に巻装した始動補助機構が記載され、各ループは連結され且つ点火パルスが送られる。この始動補助機構はランプの発光部を覆って伸延されるのでランプの光学特性に悪影響を与える。
【０００６】
米国特許第４，０１０，３９７号には、導電パッチをランプの外面の一部に接合し、高電圧電極の一部を覆って伸延させたフラッシュランプのトリガー構成が記載される。当該米国特許でもフォトン形成時の絶縁及び幾何学的寸法の重要性は認識されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第５，３２３，０９１号
【特許文献２】米国特許第６，２０１，３４８号
【特許文献３】米国特許第７，０８３，３８３号
【特許文献４】米国特許第７，１８７，１３１号
【特許文献５】米国特許第４，０１０，３９７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ＨＩＤランプの始動補助機構を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によれば、ランプ用のＵＶ始動補助機構が従来の問題を回避するようにした新規なＨＩＤランプ及びＨＩＤランプの始動方法が提供される。
本発明によれば、ランプが、絶縁体で形成した放電容器、陰極、陽極、を含む新規な高輝度放電ランプ及びその始動方法が提供される。陽極と、陽極が容器の内面から分離する場所に直ぐ隣り合う容器の第１部分との間に、ガスを充填したＶ字型の間隙が設けられる。容器の第１部分の外面上に二次陰極を設け、この二次陰極が、Ｖ字型間隙と前記第１部分とが二次陰極と陽極との間に配置されるように位置決めされる。第１部分における、ガスをイオン化するまたは絶縁壁から自由電子を放出させるに充分な電界がＤＢＤを創出させる。ＤＢＤによって創出されたＵＶフォトン及びＶＵＶフォトンは陰極に衝突して陰極及び陽極間の放電を開始させ、かくしてランプを始動させる。
【発明の効果】
【００１０】
ＨＩＤランプの始動補助機構が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明のランプの実施例の略断面図である。
【図２】図２は、図１の実施例における陽極と二次陰極との間の間隙の詳細図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１を参照するに、本発明の高輝度放電（ＨＩＤ）ランプ１０（以下、ランプ１０とも称する）が示され、中実の絶縁体から作製した放電容器１２と、放電容器の一端部に取り付けた陰極１４と、放電容器の他端部に取り付けた陽極１６とを含んでいる。図２に明示されるように、放電容器１２は、放電容器の内面から陽極１６が分離される場所に直ぐ隣り合い、陽極を然るべく保持するプレスシール２０に接近した第１部分１８を有する。放電容器の第１部分１８及び陽極１６が、陽極と、放電容器の内面との間にＶ字型（三角形状）間隙２２を確定する。Ｖ字型間隙は放電容器の放電チャンバ２４に対して開口され、ガス２６（放電チャンバ内のそれと同じガス）で充填される。Ｖ字型間隙２２は陽極１６の周囲に伸延され且つ陽極を中心として回転方向に対称的である。図２では、間隙部分の、放電容器１２の内面が陽極から鋭角を成して離間するようになる頂部の境界位置が点線で示される。第１部分１８は、Ｖ字型間隙２２内のＤＢＤから放出されたフォトンを陰極に到達させるための、陰極１４に対する障害物の無い視線を有する。
【００１３】
ランプ１０は、容器の第１部分１８の位置の外面上に設けた二次陰極３０をも含み、この二次陰極３０と陽極１６との間には、ガス２６を充填したＶ字型間隙２２と、中実の絶縁体の第１部分１８とが配置される。
二次陰極３０は、点火（点灯）仕様に好適な回路（図示せず）を備える導電体４１を介して陰極１４に接続される。陽極１６は別の導電体４３を介してこの回路に接続される。Ｖ字型間隙２２内の電界が、第１部分１８の二次陰極と陽極との間に形成され、この電界がＤＢＤを創出させる。ガス２６はキセノンまたはアルゴンであり、何れの場合でもＤＢＤはエキシマ分子の崩壊を介してＵＶフォトン及びＶＵＶフォトンを生成させる。ＵＶフォトン及びＶＵＶフォトンは陰極１４に衝突して陰極と陽極との間に放電を開始させ、かくしてランプ１０の点火（点灯）を容易化する。各電極の極性が逆転することはない。陰極近接電界は電子を適時に取り出すには不十分なため、“二次陽極”は所望のＤＢＤを創出しないのである。
【００１４】
ＤＢＤの継続時間はイオンの運動によって制限される。イオンは、絶縁壁に到達するとＤＢＤを消滅させる。フォトンのパルスは陰極への電圧印加の５０〜１００ナノ秒後に開始され、数マイクロ秒（例えば１〜５マイクロ秒）もの長さで継続され得る。ＵＶフォトン及びＶＵＶフォトンは陰極からの電子放出に必要なエネルギーを提供し且つ放出電子によるガスイオン化を支援する。
好ましい実施例において、二次陰極３０は放電容器の第１部分の周囲のリングである。二次陰極はロッド（図２で点線３０’で示す）としても良い。リングの場合、ＤＢＤ開始電子の取り出し部分がロッドの場合のそれよりも長くなる。試験によれば、代表的なＨＩＤランプ用の始動電圧１８〜２５ｋＶ（始動補助機構無しでの）は、ロッド実施例３０’では９〜１０ｋＶに、リング実施例では約８ｋＶに低減され得ることが示された。
以上、本発明を実施例を参照して説明したが、本発明の内で種々の変更をなし得ることを理解されたい。
【符号の説明】
【００１５】
１０  高輝度放電（ＨＩＤ）ランプ
１２  放電容器
１４  陰極
１６  陽極
１８  第１部分
２０  プレスシール
２２  Ｖ字型間隙
２４  放電チャンバ
２６  ガス
３０  二次陰極
４１、４３  導電体
【図１】
2010010132.tif 000003
【図２】
2010010132.tif 000004