(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に放電ガスが封入され、内面に蛍光体が塗布された発光管と、前記発光管に近接して配置された発光管点灯用コイルと、前記発光管点灯用コイルに高周波電流を流す高周波電源とを備え、前記発光管点灯用コイルで発生する高周波電磁界により、前記発光管内部に高周波プラズマ環が生成され、前記高周波プラズマ環より放出される紫外線が前記蛍光体を励起発光させてなる無電極放電灯装置において、
前記発光管の近傍に、始動補助用の始動補助光源と、前記発光管点灯用コイルと電磁結合される結合素子と、前記結合素子に誘起された高周波電力を電源として前記始動補助光源を点灯させるための電源回路部を備え、前記高周波プラズマ環と前記発光管点灯用コイルの結合度よりも、前記結合素子と前記発光管点灯用コイルの結合度の方が小さくなるように配置されることを特徴とする無電極放電灯装置。
【請求項２】
前記結合素子および前記電源回路部の少なくとも一部で、前記高周波電源の基本波周波数に同調するバンドパスフィルタ回路を構成したことを特徴とする請求項１記載の無電極放電灯装置。
【請求項３】
前記結合素子および前記電源回路部の少なくとも一部で、前記高周波電源の高調波周波数に選択的に同調するバンドパスフィルタ回路を構成したことを特徴とする請求項１記載の無電極放電灯装置。
【請求項４】
前記発光管点灯用コイルを前記発光管の外部に巻き回し、前記結合素子を前記高周波プラズマ環よりも内側の位置に配置して、前記結合素子と前記発光管点灯用コイルとの結合度を、前記高周波プラズマ環と前記発光管点灯用コイルとの結合度よりも小さくなるようにしたことを特徴とする請求項１記載の無電極放電灯装置。
【請求項５】
前記結合素子を、前記発光管点灯用コイルの巻き回し面から、その軸方向に関して、前記高周波プラズマ環と前記発光管点灯用コイルとの距離よりも離して配置して、前記結合素子と前記発光管点灯用コイルとの結合度を、前記高周波プラズマ環と前記発光管点灯用コイルとの結合度よりも小さくなるようにしたことを特徴とする請求項１記載の無電極放電灯装置。
【請求項６】
前記結合素子の主軸を前記発光管点灯用コイルの主軸に対して、所定の角度傾けて配置して、前記結合素子と前記発光管点灯用コイルとの結合度を、前記高周波プラズマ環と前記発光管点灯用コイルとの結合度よりも小さくなるようにしたことを特徴とする請求項１記載の無電極放電灯装置。
【請求項７】
前記電源回路部は、前記結合素子に誘起される高周波電力を整流して直流電圧に変換すると共に、前記直流電圧のレベルを弁別する変換弁別回路を備え、前記レベルが所定の電圧レベル以下のときに前記始動補助光源を点灯しないようにしたことを特徴とする請求項１記載の無電極放電灯装置。
【請求項８】
前記始動補助光源、前記結合素子、および前記電源回路部とが同一プリント基板上に配置され、前記結合素子がプリント配線で構成されることを特徴とする請求項１記載の無電極放電灯装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無電極放電灯装置に関し、特に暗所での始動性を改善した無電極放電灯装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
蛍光灯等の放電ランプでは、ランプを始動させるためには、その放電空間の初期電子を利用して初期放電を発生させる必要がある。一般に、放電ランプは明るい場所に放置されている状態では、外部からの光の影響で放電空間内に初期電子が発生する確率が高く、また、頻繁に点滅を繰り返している場合も、前回点灯時の電子が放電空間内に残留して初期電子になるため始動性の問題は生じない。
【０００３】
しかしながら、ランプが長期間点灯されず、かつ、暗所において最初の始動を行う場合には、初期電子が始動に必要な量だけ生成されにくいため、始動時間が長くなるという問題があった。
【０００４】
このため、有電極型の蛍光灯では、始動時にフィラメントを加熱して熱電子を放出させ、始動に必要な量の初期電子を得ているが、無電極放電灯の場合には、発光管内部に電極が無いので、同様な手段は採用できない。
【０００５】
そこで、従来の無電極放電灯では、発光管内部に放射性同位元素気体を封入するか、あるいは、放射性物質を塗布して初期電子を得るようにしていたが、安全性などの配慮が必要になるという問題があった。
【０００６】
この問題を解決するために、特開平８−１８０８４０号、特開平６−２２３７８９号に開示されているように、発光管の近傍に始動補助用の光源を配置して、始動時にこの補助光源から主として短波長の光を照射して、発光管内に初期電子を発生させ、始動時間を短縮させる提案がなされている。また、始動補助光源により光色が変化しないように、始動補助光源を始動時のみ点灯する考え方も示されている。
【０００７】
これらの先行例では、始動補助光源の電源は、駆動コイルに供給する高周波電力の一部を分岐配線し、これを整流して電源とするか、あるいは独立した補助光源用の電源からの配線により電源供給されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した先行例（特開平８−１８０８４０号）のように独立した始動補助光源用の電源を設けると、補助光源の電源部およびその電源供給線の引きまわしが余分に必要になり、また、主高周波電源との干渉を避けるためのシールド構造など、付加的な部材が必要になる。
【０００９】
また、他の先行例（特開平６−２２３７８９号）のように、主高周波電源線からの分岐線を設けて、始動補助光源用の電源を得るようにすると、特に点灯時において、主高周波電源線の途中に設けた電源分岐部で発生する損失が問題になり、これを減少させるために、切り替え回路手段あるいは結合度可変回路手段が余分に必要となる。また、主高周波電源線に余分な回路手段を挿入すると、信頼性が低下する恐れがある。
【００１０】
また、上述した先行例のいずれにおいても、消費電力を節減する、また始動補助光源による混色を避けるため、始動補助光源を始動時のみ点灯するための時限点灯装置が必要であるなど、装置全体の構造が複雑かつ高価になるという問題があった。
【００１１】
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は暗所での始動性が良好であり、構造が簡素で安価な無電極放電灯装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本発明の請求項１の発明は、内部に放電ガスが封入され、内面に蛍光体が塗布された発光管と、前記発光管に近接して配置された発光管点灯用コイルと、前記発光管点灯用コイルに高周波電流を流す高周波電源とを備え、前記発光管点灯用コイルで発生する高周波電磁界により、前記発光管内部に高周波プラズマ環が生成され、前記高周波プラズマ環より放出される紫外線が前記蛍光体を励起発光させてなる無電極放電灯装置において、前記発光管の近傍に、始動補助用の始動補助光源と、前記発光管点灯用コイルと電磁結合される結合素子と、前記結合素子に誘起された高周波電力を電源として前記始動補助光源を点灯させるための電源回路部を備え、前記高周波プラズマ環と前記発光管点灯用コイルの結合度よりも、前記結合素子と前記発光管点灯用コイルの結合度の方が小さくなるように配置されることを特徴とする。
【００１３】
また、請求項２の発明は、前記結合素子および前記電源回路部の少なくとも一部で、前記高周波電源の基本波周波数に同調するバンドパスフィルタ回路を構成したことを特徴とする。
【００１４】
また、請求項３の発明は、前記結合素子および前記電源回路部の少なくとも一部で、前記高周波電源の高調波周波数に選択的に同調するバンドパスフィルタ回路を構成したことを特徴とする。
【００１５】
また、請求項４の発明は、前記発光管点灯用コイルを前記発光管の外部に巻き回し、前記結合素子を前記高周波プラズマ環よりも内側の位置に配置して、前記結合素子と前記発光管点灯用コイルとの結合度を、前記高周波プラズマ環と前記発光管点灯用コイルとの結合度よりも小さくなるようにしたことを特徴とする。
【００１６】
また、請求項５の発明は、前記結合素子を、前記発光管点灯用コイルの巻き回し面から、その軸方向に関して、前記高周波プラズマ環と前記発光管点灯用コイルとの距離よりも離して配置して、前記結合素子と前記発光管点灯用コイルとの結合度を、前記高周波プラズマ環と前記発光管点灯用コイルとの結合度よりも小さくなるようにしたことを特徴とする。
【００１７】
また、請求項６の発明は、前記結合素子の主軸を前記発光管点灯用コイルの主軸に対して、所定の角度傾けて配置して、前記結合素子と前記発光管点灯用コイルとの結合度を、前記高周波プラズマ環と前記発光管点灯用コイルとの結合度よりも小さくなるようにしたことを特徴とする。
【００１８】
また、請求項７の発明は、前記電源回路部は、前記結合素子に誘起される高周波電力を整流して直流電圧に変換すると共に、前記直流電圧のレベルを弁別する変換弁別回路を備え、前記レベルが所定の電圧レベル以下のときに前記始動補助光源を点灯しないようにしたことを特徴とする。
【００１９】
また、請求項８の発明は、前記始動補助光源、前記結合素子、および前記電源回路部とが同一プリント基板上に配置され、前記結合素子がプリント配線で構成されることを特徴とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】
（実施形態１）
本発明の実施形態１に対応する外巻型の無電極放電灯装置の外観を図２に示す。図２において、１は内部に放電ガスが封入され、内面に蛍光体が塗布された発光管であり、その外部に発光管点灯用コイル２が巻回されている。５は、発光管点灯用コイル２に高周波電流を流す図示せぬ高周波電源および整合回路を収納する収納ケースであり、収納ケースに収納された図示せぬ高周波電源と発光管点灯用コイル２とがコイル導線３により接続されている。４は発光管１の排気チップ保護用のキャップである。
【００２１】
図３は、高周波電源の周辺回路、および始動補助光源の周辺回路を示した回路図であり、所定の入力信号に応じて動作し、高周波電源を構成する直列接続された出力トランジスタ６ａ、６ｂの接続点に結合コンデンサ７の一端が接続されている。そして、この結合コンデンサ７の他端とグランド間には同調回路の共振コンデンサ８ａが接続されると共に、もう一つの共振コンデンサ８ｂと図２で示した発光管点灯用コイル２の直列回路が接続されている。
【００２２】
また、１０は発光管点灯用コイル２で発生する発光管１の点灯時に、発光管１の内部に生成される高周波プラズマ環１５の等価インダクタンスであり、その両端にはプラズマ環の等価抵抗９が接続される。この高周波プラズマ環１５より放出される紫外線が発光管１の内面に塗布された蛍光体を励起発光する。
【００２３】
そしてまた、１１は発光管点灯用コイル２と電磁結合されるループアンテナで構成された結合素子であり、その両端には同調用コンデンサ１２が接続されると共に、高周波整流回路を含む始動補助光源の電源部１３を介して始動補助光源１４が接続されており、これら結合素子１１と、同調用コンデンサ１２と電源部１３からなる電源回路部と、始動補助光源１４により始動用補助光源部が構成される。このとき、結合素子１１としてループアンテナを用いることで、薄型のものを選択して装置にコンパクトに組み込むことができるという利点がある。
【００２４】
図３において、共振コンデンサ８ａ、８ｂと発光管点灯用コイル２とで形成される共振回路の同調周波数は、発光管１の点灯時に高周波電源の周波数に等しくなるように設定されている。従って、始動時にはインダクタンス１０と抵抗９より成る２次回路が形成されていないため、同調周波数は点灯時に比べて低くなり、同調回路のＱは高くなる。
【００２５】
発光管１の点灯時には高周波プラズマ環が生成されて、インダクタンス１０と抵抗９より成る２次回路が形成され、共振回路の同調周波数は、発光管１の点灯時に高周波電源の周波数に等しくなると共に、同調回路のＱは大幅に低下する。高周波電源の周波数が１３．５６ＭＨｚの場合の一例を挙げると、発光管１の点灯時の同調回路のＱは、始動時のＱの１／８に低下する。ただし、前述のように、始動時は離調状態にあるため、結合素子の同調回路の同調周波数を高周波電源の周波数に一致させても、結合素子部への誘起電圧は数倍程度しか変化しない。
【００２６】
また、後述するように、高周波プラズマ環１５と発光管点灯用コイル２の結合度よりも、結合素子１１と発光管点灯用コイル２の結合度の方が小さくなるような配置にする。これにより、始動時は始動補助光源１４が点灯し、発光管１の点灯時には、高周波プラズマ環が新たに介在することにより、結合素子１１への高周波電源の結合量が減少して、始動補助光源１４が自動的に消灯する。
【００２７】
ここで、結合素子１１と同調用コンデンサ１２は発光管点灯用コイル２を駆動する高周波電源の基本波周波数（Ｆ０）に同調したバンドパスフィルタ回路を構成するようにする。これにより、勢力の強い基本波成分により始動補助光源を点灯すると共に、発光管１の点灯時には、高周波プラズマ環が新たに介在することにより、結合素子１１への高周波電源の結合量が減少して、始動補助光源１４が自動的に消灯する。
【００２８】
このとき、結合素子１１と同調用コンデンサ１２は発光管点灯用コイル２を駆動する高周波電源の高調波周波数（Ｆ０×ｎ：ｎは整数）に選択的に同調するようなバンドパスフィルタ回路を構成するようにしてもよい。これにより、始動時には離調状態にある発光管点灯用コイル２から高勢力で輻射される高次高調波により始動補助光源１４を点灯し、発光管１の点灯時は発光管点灯用コイル２が基本波成分に同調するため、高次高調波の勢力が大幅に減少して、始動補助光源が自動的に消灯する。
【００２９】
図４は、基本波周波数が１３．５６ＭＨｚの場合について、発光管点灯用コイル２から輻射される基本波、第２次高調波、第３次高調波成分の相対レベルを、始動時と発光管１の点灯時について実測したデータの例である。図４において、基本波では６ｄＢのレベル差があり、第２次高調波、第３次高調波では１０ｄＢの差があるので、このレベル差を利用して、始動補助光源を点滅させることができる。また、高次高調波のみを利用すれば、基本波のみを利用する場合に比べてレベル差が大きいので、発光管１の点灯時に始動補助光源を確実に消灯することができる。
【００３０】
尚、このとき始動補助光源１４の代わりに電子スイッチを接続して、この電子スイッチの出力を検出端子とすれば、光学的手段によらず、ランプ破損、その他による発光管１すなわち無電極放電灯の不点灯状態を検出することができ、他用途への展開が可能になる。
【００３１】
図５は、図３で示した始動用補助光源部の詳細を示す回路図であり、図３と同じものには同じ符号を付している。図３での結合素子１１として磁界結合用のループアンテナ２１を使用し、その両端には同調用コンデンサ１２が接続される。また、同調用コンデンサ１２の両端には、整流ダイオード２２と平滑用コンデンサ２３が直列接続され、平滑コンデンサ２３の両端には電流制限抵抗２４と発光ダイオード２５が直列接続される。
【００３２】
このとき、ループアンテナ２１のインダクタ成分と同調用コンデンサ１２のキャパシタンスとで同調周波数が決定され、ループアンテナ２１に誘起される高周波電力が整流ダイオード２２で整流され、平滑コンデンサ２３で平滑されて発生する直流電圧が、電流制限抵抗２４を介して発光ダイオード２５へ供給される。
【００３３】
尚、発光ダイオード２５は、点灯する一定のスレショールド電圧（約２Ｖ）を有しているので、ループアンテナ２１に誘起される電圧レベルの判定手段を設けなくても、このスレショールド電圧を始動時と、発光管１の点灯時の判定に利用すれば、始動補助光源の自動点滅が可能になる。
【００３４】
図６は図５のループアンテナ２１を電界結合用のダイポールアンテナ２７としたときの始動用補助光源部の構成を示した回路図を示したものであり、ダイポールアンテナ２７の電気長が短い場合は延長コイル２８が追加される。図６で図５と同じものには同じ符号を付している。このダイポールアンテナ型の結合素子は薄型を選択することができ、装置をコンパクトに組み込むことができるという利点がある。
【００３５】
次に、図１の断面図にて無電極放電灯の一例を示す。外側に発光管点灯用コイル３４が巻回された発光管３０の内側に凹部を設けて内管３１とし、例えば青色の発光ダイオードを用いた始動補助光源３５と始動補助光源３５用の電源回路３３が配置される。このとき、電源回路３３には図３で示した結合素子１１も含まれている。すなわち、電源回路３３は結合素子１１、同調用コンデンサ１２、電源部１３により構成される。
【００３６】
また、３２は発光管１の点灯時に発光管３０内部に生成される高周波プラズマ環である。このように、結合素子１１を高周波プラズマ環３２よりも内側に配置して、結合素子１１と発光管点灯用コイル３４との結合度を、高周波プラズマ環３２と発光管点灯用コイル３４との結合度よりも小さくしている。
【００３７】
また、図１に示した配置によれば、始動補助光源３５、電源回路３３を有する前述した始動用補助光源部、すなわち始動補助光源一式が発光管３０の内管３１、つまり内部に収納されるため、始動補助光源一式が発光管３０の発光面を遮蔽することがなく高効率となり、また外観も優美になる。
【００３８】
図７は、図１に示した無電極放電灯の発光管点灯用コイルと結合素子の配置を示す配置図であり、図１と同じものには同じ符号を付している。図７では図１の電源回路３３内に含まれる結合素子としてループアンテナ３７を用いており、その主軸３９は発光管点灯用コイル３４の主軸と一致し、さらにループアンテナ３７と発光管点灯用コイル３４のそれぞれのコイルの巻き回し面は、略同一平面内にある。そのため、それぞれのコイルの結合度が大きくなるという利点がある。
【００３９】
また、３８は始動補助光源３５用の電源回路部であり、結合素子であるループアンテナ３７を含んでいない点が図１で示した電源回路３３と異なる。そして、３６は発光管点灯用コイル２の高周波電源端子である。
【００４０】
図８は図１に示した無電極放電灯の結合素子をダイポールアンテナとしたときの構造を示す断面図であり、図１と同じものには同じ符号を付しその説明を省略する。図８では発光管３０の内側に設けられた内管４１に細型のダイポールアンテナ４２が設けられ、ダイポールアンテナ４２から導出された導出線４３が、内管４１の外部で始動補助光源３５の電源回路用の電源回路基板４４と接続されている。
この無電極放電灯は内管４１の内径が細くなっているため、発光管３０の製作は容易であり、細型のダイポールアンテナ４２を用いているので収納は容易である。また、図８における無電極放電灯においても、ダイポールアンテナ４２を高周波プラズマ環３２よりも内側の位置に配置して、結合素子であるダイポールアンテナ４２と発光管点灯用コイル３４との結合度を、高周波プラズマ環３２と発光管点灯用コイル３４との結合度よりも小さくなるようにしている。また、図８の無電極放電灯においても、ダイポールアンテナ４２、導出線４３、電源回路基板４４、始動補助光源３５からなる始動補助光源一式が発光管３０の発光面を遮蔽していない。
【００４１】
また、図９は図１に示した無電極放電灯の内管がない場合の各構成部品の配置を示した断面図であり、図１と同じものには同じ符号を付しその説明を省略する。図１と異なる点は、始動補助光源３５とその電源回路部３３からなる始動補助光源一式が、発光管３０の下部に設けられた保護キャップ４８の内部に収納される点である。
【００４２】
図１０は図９で示した無電極放電灯の発光管点灯用コイルと結合素子の配置を示す配置図であり、図９と同じものには同じ符号を付している。図１０では図９の電源回路３３内に含まれる結合素子としてループアンテナ５０を用いており、その主軸は発光管点灯用コイル３４の主軸５３と略一致しており、さらに両者は主軸５３の軸方向に隔離して配置されている。尚、５２は、発光管点灯用コイル３４の高周波電源端子である。
【００４３】
このとき、ループアンテナ５０を発光管点灯用コイル３４の巻き回し面から主軸５３方向に、図９で示す高周波プラズマ環３２と発光管点灯用コイル３４の距離よりも大きい距離だけ離して配置し、ループアンテナ５０と発光管点灯用コイル３４との結合度を、高周波プラズマ環３２と発光管点灯用コイル３４との結合度よりも小さくなるようにしている。また、図９、図１０に示したように、始動補助光源３５、電源回路部３３からなる始動補助光源一式は発光管３０の下部に配置されるので、始動補助光源一式が発光管３０の発光面を遮蔽することがないという利点がある。
【００４４】
次に図１１に、図５のループアンテナ２１をコアに巻回した例を示す。図１１において図５と同じものには同じ符号を付している。コア５７に巻回されたループアンテナ２１の両端には同調用コンデンサ１２が接続されており、その両端には電流制限抵抗２４と発光ダイオード２５の直列回路が接続されている。このとき、発光ダイオード２５は整流ダイオードを兼ねており、部品点数の削減が図られている。また、ループアンテナ２１がコア５７に巻回されており、インダクタンスが増大され、低周波数帯にも対応できる。
【００４５】
また、図１２は図５で始動補助光源として使用される発光ダイオードを白熱電球にしたときの回路図であり、図５と同じものには同じ符号を付し、その説明を省略する。図５と異なる点は、平滑コンデンサ２３の両端に並列に接続されている電流制限抵抗２４と発光ダイオード２５の直列回路にかえて、図１２ではツェナーダイオード６０と電流制限抵抗２４と白熱電球６１からなる直列回路が接続されている。
【００４６】
ここで、ループアンテナ２１に誘起された高周波電力が、整流ダイオード２２で整流され、平滑用コンデンサ２３で平滑されて直流電圧に変換される。この直流電圧がツェナーダイオード６０のツェナー電圧以下のときは、始動補助光源である白熱電球６１は点灯しない。すなわち、白熱電球６１は発光ダイオード２５とは違い、点灯するための一定のスレショールド電圧を有しておらず、ツェナーダイオード６０を介在させることで、スレショールド電圧を与えている。これにより、発光管の点灯時にループアンテナ２１への前述した結合量が減少したとき、確実に始動補助光源が消灯するようにできる。またこのとき、整流ダイオード２２、平滑コンデンサ２３、ツェナーダイオード６０により変換弁別回路が構成される。
【００４７】
（実施形態２）
次に、発光管点灯用コイルが発光管の内側に巻かれた場合（以下、内巻型と呼ぶ）の無電極放電灯の外観を図１３の斜視図にて示す。発光管の内側に図示せぬ発光管点灯用コイルが巻回された発光管６５の下部に保護キャップ６６を介して、高周波電源などを収納する収納ケース６７が配置されている。本図の無電極放電灯では、発光管６５の外部に発光管点灯用コイルが露出していないので外観が優美である。
【００４８】
次に、内巻型の場合の無電極放電灯の構造を図１４の断面図を用いて説明する。発光管７０の内側に設けられた内管７３に発光管７０の発光管点灯用コイル７４が設けられており、発光管点灯用コイル７４から内管７３の外部に導出線７１が導出されている。また、発光管点灯用コイル７４が配置されている内管７３の上部には始動補助光源７６とその電源回路７５が配置される。このとき、電源回路７５は図３に示す結合素子１１、同調用コンデンサ１２、電源部１３により構成される。
【００４９】
また、７２は発光管７０の点灯時に生成される高周波プラズマ環である。本図の無電極放電灯において、始動補助光源７６と電源回路７５からなる始動補助光源一式が内管７３の上部に配置されており、外部へ露出していないので、外観が優美であり、また発光管７０の発光面を遮蔽することもない。
【００５０】
そして次に、内巻型の場合の無電極放電灯の第２の構造を図１５の断面図に示す。図１５において図１４と同じものには同じ符号を付しその説明を省略する。図１５において図１４と異なる点は、図１５では内管７３に配置された発光管点灯用コイル７４がコア７９に巻回されている点である。またコア７９を通じての発光管点灯用コイル７４の放熱作用を妨げないようにするため、結合素子であるループアンテナ８０がコア７９の一部に巻回されて、始動補助光源８１の電源を搭載したプリント基板８２と内管７３の外部で接続されている点も異なる。
【００５１】
このとき、ループアンテナ８０、始動補助光源８１、プリント基板８２からなる始動補助光源一式は、発光管７０の下部に設けられる図示せぬ保護キャップに収納されるので、外観は優美であり、発光管７０の発光面を遮蔽することもない。また、発光管点灯用コイル７４をコア７９に巻回しているので、インダクタンスが増大し、高周波電源の周波数が低い場合でも対応できる。
【００５２】
そして次に、内巻型の場合の無電極放電灯の第３の構造を図１６の断面図に示す。図１６において図１５と同じものには同じ符号を付しその説明を省略する。図１６において図１５と異なる点は、結合素子としてループアンテナを用いるかわりに、図１６ではダイポールアンテナ８５を用いており、プリント基板８２を中心にダイポールアンテナ８５が表と裏に対称的に配置されている。このとき、コア７９を通じての発光管点灯用コイル７４の放熱作用を妨げないようにするために、発光管点灯用コイル７４を巻き回したコア７９の表面にダイポールアンテナ８５を沿わせて配置している。
【００５３】
本図においても図１５と同様に始動補助光源一式は、発光管７０の下部に設けられた図示せぬ保護キャップ内部に収納されるので、外観は優美であり、発光管７０の発光面を遮蔽することもない。しかし、発光管７０の下部への突出量が図１５の場合に比べて大きくなるので、プリント基板８２の下部に展長したダイポールアンテナ８５の片側の素子線の代わりに、プリント基板８２の裏面（下部）をグランド面としたモノポールアンテナを用いれば、図１５と同様の寸法の保護キャップ内に始動補助光源一式が収納でき、外観が優美になる。
【００５４】
そしてまた、図１７は内巻型の無電極放電灯の第４の構造を示す断面図であり、図１４の結合素子としてダイポールアンテナを用いたものであり、図１４と同じものには同じ符号を付しその説明を省略する。８９は結合素子であるダイポールアンテナであり、発光管７０の下部にその長手方向が、内管７３内に設けられた点灯用コイル７４の主軸方向に略一致するよう設けられている。
【００５５】
また、８８は始動補助光源７６の電源回路部であり、図３に示す同調用コンデンサ１２、電源部１３により構成される。本図においても始動補助光源７６、電源回路部８８、ダイポールアンテナ８９からなる始動補助光源一式は、発光管７０の下部に設けられる図示せぬ保護キャップ内に収納されるが、コアを用いていない点が図１６と異なりプリント基板の表裏に対称的にダイポールアンテナが配置される構成でないため、収納する保護キャップの寸法を大きくすることもなく、外観が優美であり、発光管７０の発光面を遮蔽することもない。
【００５６】
また、図１８は内巻型の無電極放電灯の第５の構造を示す断面図であり、図１４の結合素子としてループアンテナを用い、その主軸を発光管点灯用コイルの主軸に対して一定の角度傾けた例であり、図１４と同じものには同じ符号を付しその説明を省略する。９３はコアに巻回されたループアンテナであり、ループアンテナ９３、始動補助光源７６、始動補助光源７６の電源回路部９２を有する始動補助光源一式は、発光管７０の内管７３に設けられた発光管点灯用コイル７４の上部に配置されている。このとき、電源回路部９２は図３の同調用コンデンサ１２、電源部１３から構成される。
【００５７】
ここで、ループアンテナ９３の主軸９５は発光管点灯用コイル７４の主軸９４から一定の角度傾けられるように構成される。これにより、始動補助光源一式の収納部が発光管点灯用コイル７４に近接している場合に、結合素子であるループアンテナ９３の発光管点灯用コイル７４に対する結合度を低減させる効果がある。このとき、主軸９４と主軸９５の角度を調整することで、発光管点灯用コイル７４とループアンテナ９３の結合度を調整でき、発光管点灯用コイル７４とループアンテナ９３との結合度を、高周波プラズマ環７２と発光管点灯用コイル７４との結合度よりも小さくなるようにできる。
【００５８】
また、図１４から図１８に示した無電極放電灯において、ループアンテナやダイポールアンテナなどの結合素子を、発光管点灯用コイル７４の巻き回し面から軸方向に関して、発光管点灯用コイル７４と高周波プラズマ環７２との距離よりも大きな距離だけ離すように配置することで、結合素子と発光管点灯用コイル７４との結合度を、高周波プラズマ環７２と発光管点灯用コイル７４との結合度よりも小さくなるようにできる。
【００５９】
次に、上述した始動補助光源、結合素子、電源回路部からなる始動用補助光源部である始動補助光源一式を１枚のプリント基板上に配置した例を図１９に示す。１０２はプリント基板１０１上にプリント配線で構成されたループアンテナであり、１０３はプリント基板１０１上に配置された始動補助光源である。この始動補助光源１０３は、前述したプリント基板１０１上に配置された電源回路部を構成する電子部品１０４を介してループアンテナ１０２に接続される。このように、始動補助光源一式がプリント基板１０１上に配置されることで小型にまとまるため、無電極放電灯の組立が容易になるという利点がある。
【００６０】
また、図２０に始動補助光源一式を１枚のプリント基板上に配置した他の例を示す。１１２はプリント基板１１１上にプリント配線で構成されたダイポールアンテナであり、プリント基板１１１上に配置された始動補助光源１１３と電源回路部を構成する電子部品１１４を介して接続されている。このとき、ダイポールアンテナ１１２の長手方向を、発光管点灯用コイルの主軸方向と略一致させる必要があるため、発光管点灯用コイルの平面と直交する方向にプリント基板１１１を配置する。この場合も、始動補助光源一式がプリント基板１１１上に配置されることで小型にまとまるため、無電極放電灯の組立が容易になるという利点がある。
【００６１】
【発明の効果】
本発明の請求項１記載の無電極放電灯点灯装置においては、内部に放電ガスが封入され、内面に蛍光体が塗布された発光管と、前記発光管に近接して配置された発光管点灯用コイルと、前記発光管点灯用コイルに高周波電流を流す高周波電源とを備え、前記発光管点灯用コイルで発生する高周波電磁界により、前記発光管内部に高周波プラズマ環が生成され、前記高周波プラズマ環より放出される紫外線が前記蛍光体を励起発光させてなる無電極放電灯装置において、前記発光管の近傍に、始動補助用の始動補助光源と、前記発光管点灯用コイルと電磁結合される結合素子と、前記結合素子に誘起された高周波電力を電源として前記始動補助光源を点灯させるための電源回路部を備え、前記高周波プラズマ環と前記発光管点灯用コイルの結合度よりも、前記結合素子と前記発光管点灯用コイルの結合度の方が小さくなるように配置されるため、前記高周波電源から分岐線を引き出すことなく、前記始動補助光源、結合素子、電源回路部を設けることができるので、配線および引き回しが簡単になり、また高周波電源との干渉を避けるためのシールド構造が不用となるため、小型かつ安価に始動特性を改善できる。また、高周波電源の電源線からの分岐線を設けていないので、発光管の点灯時において分岐部で発生する損失がなく、損失を減少させるために切り替え回路手段や結合度可変回路手段を設ける必要がなく、信頼性が向上するという効果があり、発光管点灯時には始動補助光源が自動的に消灯するため、余分な時限点灯装置を必要としない。
【００６２】
また、本発明の請求項２記載の発明においては、前記結合素子および前記電源回路部の少なくとも一部で、前記高周波電源の基本周波数に同調するバンドパスフィルタ回路を構成したため、請求項１と同様の効果が得られる。
【００６３】
また、本発明の請求項３記載の発明においては、前記結合素子および前記電源回路部の少なくとも一部で、前記高周波電源の高調波周波数に選択的に同調するバンドパスフィルタ回路を構成したため、基本波に同調する場合に比べて同調回路定数が小さくてよく、部品が小型、軽量、安価になるという効果がある。また、発光管点灯用コイルから輻射される高調波周波数成分の始動時と発光管点灯時のレベル差が基本波に比べて大きいので、始動補助光源を発光管点灯時に確実に消灯することができる。
【００６４】
また、本発明の請求項４記載の発明においては、前記発光管点灯用コイルを前記発光管の外部に巻き回し、前記結合素子を前記高周波プラズマ環よりも内側の位置に配置して、前記結合素子と前記発光管点灯用コイルとの結合度を、前記高周波プラズマ環と前記発光管点灯用コイルとの結合度よりも小さくなるようにしたため、始動補助光源を点滅させるための余分な時限点灯装置を必要としないので、装置全体の構造が簡易かつ安価になる効果があり、また発光管の外部発光面を遮蔽することなく、結合素子を配置することができ効率が向上する。
【００６５】
また、本発明の請求項５記載の発明においては、前記結合素子を、前記発光管点灯用コイルの巻き回し面から、その軸方向に関して、前記高周波プラズマ環と前記発光管点灯用コイルとの距離よりも離して配置して、前記結合素子と前記発光管点灯用コイルとの結合度を、前記高周波プラズマ環と前記発光管点灯用コイルとの結合度よりも小さくなるようにしたため、始動補助光源を点滅させるための余分な時限点灯装置を必要としないので、装置全体の構造が簡易かつ安価になる効果がある。
【００６６】
また、本発明の請求項６記載の発明においては、前記結合素子の主軸を前記発光管点灯用コイルの主軸に対して、一定の角度傾けて配置して、前記結合素子と前記発光管点灯用コイルとの結合度を、前記高周波プラズマ環と前記発光管点灯用コイルとの結合度よりも小さくなるようにしたため、始動補助光源を点滅させるための余分な時限点灯装置を必要としないので、装置全体の構造が簡易かつ安価になる効果がある。
また、本発明の請求項７記載の発明においては、前記電源回路部は、前記結合素子に誘起される高周波電力を整流して直流電圧に変換すると共に、前記直流電圧のレベルを弁別する変換弁別回路を備え、前記レベルが所定の電圧レベル以下のときに前記始動補助光源を点灯しないようにしたため、発光管が点灯した際には、始動補助光源を自動的かつ確実に始動補助光源を消灯させることができる。
【００６７】
また、本発明の請求項８記載の発明においては、前記始動補助光源、前記結合素子、および前記電源回路部とが同一プリント基板上に配置され、前記結合素子がプリント配線で構成されるため、プリント基板を利用して結合素子を始動補助光源及び電源回路手段と共に一体に小型に構成できるので、製造が容易で、安価な装置を実現でき、また他の回路部とは完全に切り離され独立した構成であるため、感電などの恐れもないという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１に対応する外巻型の無電極放電灯の構造を示す断面図である。
【図２】本発明の実施形態１に対応する外巻型の無電極放電灯装置の外観を示す斜視図である。
【図３】本発明の実施形態１、２に対応する高周波電源、始動補助光源の周辺回路を示す回路図である。
【図４】始動時と発光管の点灯時のそれぞれにおける発光管点灯用コイルから輻射される各周波数成分の相対レベルを示した関係図である。
【図５】本発明の実施形態１、２に対応する始動用補助光源部の詳細を示す回路図である。
【図６】本発明の実施形態１、２に対応する他の始動用補助光源部の詳細を示す回路図である。
【図７】図１における無電極放電灯の発光管点灯用コイルと結合素子の配置を示す配置図である。
【図８】本発明の実施形態１に対応する外巻型の無電極放電灯の他の構造を示す断面図である。
【図９】本発明の実施形態１に対応する外巻型の無電極放電灯の更に他の構造を示す断面図である。
【図１０】図９における無電極放電灯の発光管点灯用コイルと結合素子の配置を示す配置図である。
【図１１】図５におけるループアンテナをコアに巻回した例を示す回路図である。
【図１２】本発明の実施形態１、２に対応する始動用補助光源部の詳細を示す他の回路図である。
【図１３】本発明の実施形態２に対応する内巻型の無電極放電灯装置の外観を示す斜視図である。
【図１４】本発明の実施形態２に対応する内巻型の無電極放電灯の構造を示す断面図である。
【図１５】本発明の実施形態２に対応する内巻型の無電極放電灯の第２の構造を示す断面図である。
【図１６】本発明の実施形態２に対応する内巻型の無電極放電灯の第３の構造を示す断面図である。
【図１７】本発明の実施形態２に対応する内巻型の無電極放電灯の第４の構造を示す断面図である。
【図１８】本発明の実施形態２に対応する内巻型の無電極放電灯の第５の構造を示す断面図である。
【図１９】本発明の実施形態１、２に対応する始動用補助光源部をプリント基板に配置した斜視図である。
【図２０】本発明の実施形態１、２に対応する始動用補助光源部をプリント基板に配置した他の斜視図である。
【符号の説明】
３０  発光管
３１  内管
３２  高周波プラズマ環
３３  電源回路
３４  発光管点灯用コイル
３５  始動補助光源
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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