(57)【要約】低圧水銀蒸気放電ランプは、不活性混合ガスと水銀の入った放電空間（3）を取り囲む放電管（1）を有する。放電管の第1の位置（11）には第1の電極（12）および発光層（16）が設けられ、第1の位置は電磁スペクトルの第1の範囲における光を放射する。前記放電管の第2の位置（21）には第2の電極（22）が設けられ、第2の位置は電磁スペクトルの第2の範囲における光を放射するが、第2の範囲は第1の範囲とは異なる。本発明において低圧水銀蒸気放電ランプは、直流電流が流れる給電導体（12A、12B；22A、22B）を有し、放電空間は２つの電極（12、22）のみを有する。放電ランプは色温度を変化させることができる。放電ランプは人体におけるメラトニンサイクルに作用することが好ましい。光束出力レベルは温度に依存しない。
2005529462.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光透過性の放電管を有する低圧水銀蒸気放電ランプであって、
前記放電管は、不活性混合ガスおよび水銀の入った放電空間を気密式に取り囲み、
前記放電管の第1の位置には、前記放電空間に置かれ発光層を付与された第1の電極が設けられ、
作動中前記第1の位置は100から1000nmの電磁スペクトルの第1の範囲にある光を照射し、
前記放電管の第2の位置には、前記放電空間に置かれた第2の電極が設けられ、
作動中前記第2の位置は100から1000nmの前記電磁スペクトルの第2の範囲にある光を照射し、前記第2の範囲は前記第1の範囲とは異なる低圧水銀蒸気放電ランプであって、
直流が流れる給電導体を有し、前記放電空間は２つの電極のみを有することを特徴とする低圧水銀蒸気放電ランプ。
【請求項２】
アマルガムが前記放電管に設けられることを特徴とする請求項1に記載の低圧水銀蒸気放電ランプ。
【請求項３】
前記アマルガムは前記放電管の前記第1および第2の位置の間の領域に設けられることを特徴とする請求項2に記載の低圧水銀蒸気放電ランプ。
【請求項４】
前記アマルガムは最小の色温度を有する前記放電管の前記位置の前記電極の前記領域に設けられることを特徴とする請求項2に記載の低圧水銀蒸気放電ランプ。
【請求項５】
前記アマルガムは前記第1の電極の前記領域に設けられ、他のアマルガムは前記第2の電極の前記領域に設けられることを特徴とする請求項2または4のいずれかに記載の低圧水銀蒸気放電ランプ。
【請求項６】
冷点が前記放電管に設けられることを特徴とする請求項1、2、3または4のいずれかに記載の低圧水銀蒸気放電ランプ。
【請求項７】
前記冷点は前記放電管の前記第1および前記第2の位置の間の前記領域に設けられることを特徴とする請求項6に記載の低圧水銀蒸気放電ランプ。
【請求項８】
前記アマルガムは前記冷点の前記位置に設けられることを特徴とする請求項2、3若しくは4と組み合わされた請求項6に記載の低圧水銀蒸気放電ランプ、または請求項2、3若しくは4と組み合わされた請求項7に記載の低圧水銀蒸気放電ランプ。
【請求項９】
前記放電管の前記第2の位置の壁はUV透過性ガラスで構成されることを特徴とする請求項1、2、3または4に記載の低圧水銀蒸気放電ランプ。
【請求項１０】
作動中、前記発光層は、人体においてメラトニン分泌を促進するスペクトル特性を提供し、または前記人体において前記メラトニンの分泌を抑制するスペクトル特性若しくはメラトニンの分解を促進するスペクトル特性を提供することを特徴とする請求項1、2、3または4に記載の低圧水銀蒸気放電ランプ。
【請求項１１】
前記放電管の前記第2の位置には他の発光層が設けられることを特徴とする請求項1、2、3または4に記載の低圧水銀蒸気放電ランプ。
【請求項１２】
作動中、前記他の発光層は、人体において前記メラトニン分泌を抑制するスペクトル特性若しくはメラトニンの分解を促進するスペクトル特性を提供し、または前記人体においてメラトニンの分泌を促進するスペクトル特性を提供することを特徴とする請求項11に記載の低圧水銀蒸気放電ランプ。
【請求項１３】
作動中、前記発光層は、人体において前記メラトニン分泌を促進するスペクトル特性を提供し、前記他の発光層は、前記人体においてメラトニンの分解を抑制するスペクトル特性またはメラトニンの分解を促進するスペクトル特性を提供することを特徴とする請求項10および12に記載の低圧水銀蒸気放電ランプ。
【請求項１４】
前記スペクトル特性は、メラトニン抑制放射線Rsrと光出力Loの出力比によって特定され、前記メラトニン抑制放射線はRsr≧0.45メラトニンワット／ワットで前記光出力はLo≦60ルーメン／ワットであることを特徴とする請求項10、12または13のいずれかに記載の低圧水銀蒸気放電ランプ。
【請求項１５】
前記スペクトル特性は、メラトニン抑制放射線Rsrと光出力Loの出力比によって特定され、前記メラトニン抑制放射線はRsr≧0.6メラトニンワット／ワットで前記光出力はLo≧100ルーメン／ワットであり、前記放電ランプは色温度≧6500Kであることを特徴とする請求項10、12または13のいずれかに記載の低圧水銀蒸気放電ランプ。
【請求項１６】
前記スペクトル特性は、メラトニン抑制放射線Rsrと光出力Loの出力比によって特定され、前記メラトニン抑制放射線はRsr≦0.2メラトニンワット／ワットで前記光出力はLo≧100ルーメン／ワットであることを特徴とする請求項10、12または13のいずれかに記載の低圧水銀蒸気放電ランプ。
【請求項１７】
前記第1の位置の前記発光層はUV-A線を放射する発光体を有し、前記第2の位置の前記他の発光層はUV-B線、またはUV-A線およびUV-B線を放射する発光体を有することを特徴とする請求項11に記載の低圧水銀蒸気放電ランプ。
【請求項１８】
交流が流れるように適合されていることを特徴とする請求項1、2、3または4に記載の低圧水銀蒸気放電ランプ。
【請求項１９】
少なくとも部分的に実質的に円筒状の放電管を有し、前記放電管の長さはLdvで内径はDinであり、前記内径Dinと前記放電管の前記長さLdvの積に対する前記放電管内の水銀の重量比は以下の式で表され、
【数１】
2005529462.tif 000005
C≦0.01μg/mm2であることを特徴とする請求項1、2、3または4に記載の低圧水銀蒸気放電ランプ。
【請求項２０】
0.0005≦C≦0.005μg/mm2であることを特徴とする請求項19に記載の低圧水銀蒸気放電ランプ。
【請求項２１】
少なくとも部分的に実質的に円筒状の放電管を有し、前記放電管の長さはLdvで内径はDinであり、水銀圧pHgと前記放電管の前記内径Dinの積は0.13≦pHg×Din≦8Pa  cmの範囲にあることを特徴とする請求項1、2、3または4に記載の低圧水銀蒸気放電ランプ。
【請求項２２】
前記水銀圧pHgと前記放電管の前記内径Dinの積は0.13≦pHg×Din≦4Pa  cmの範囲にあることを特徴とする請求項21に記載の低圧水銀蒸気放電ランプ。
【請求項２３】
前記放電管は0.2mg未満の水銀を有することを特徴とする請求項1、2、3または4に記載の低圧水銀蒸気放電ランプ。
【請求項２４】
請求項1、2、3または4に記載の低圧水銀蒸気放電ランプを有する小型蛍光灯であって、ランプハウジングは前記低圧水銀蒸気放電ランプの前記放電管に取り付けられ、前記ランプハウジングにはランプキャップが設けられることを特徴とする小型蛍光灯。
【請求項２５】
前記低圧水銀蒸気放電ランプの前記放電管は、前記ランプハウジングに取り付けられた、散漫散乱性の光透過性外囲器によって覆われていることを特徴とする請求項24に記載の小型蛍光灯。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光透過性の放電管を有する低圧水銀蒸気放電ランプに関し、
前記放電管は、不活性混合ガスおよび水銀の入った放電空間を気密式に取り囲み、
前記放電管の第1の位置には、前記放電空間に置かれ発光層を付与された第1の電極が設けられ、
作動中前記第1の位置は100から1000nmの電磁スペクトルの第1の範囲にある光を照射し、
前記放電管の第2の位置には、前記放電空間に置かれた第2の電極が設けられ、
作動中前記第2の位置は100から1000nmの前記電磁スペクトルの第2の範囲にある光を照射し、前記第2の範囲は前記第1の範囲とは異なる低圧水銀蒸気放電ランプに関する。
【０００２】
本発明はさらに小型蛍光灯に関する。
【背景技術】
【０００３】
水銀蒸気放電ランプにおいて、水銀は紫外（UV）線の（有効な）発生のための主要な構成要素である。発光体（例えば蛍光粉末）を有する発光層は放電管の（一部の）内壁に設けられ、UVを他の波長の、例えば日焼け効果用のUV-BおよびUV-Aまたは通常の照明目的の可視光に変換する。そのような放電ランプは蛍光灯とも呼ばれる。低圧水銀蒸気放電ランプの放電管は通常、円状であって細長い形状および小型の形状の双方を有する。一般に小型蛍光灯の管状放電管は比較的短径で比較的短い直線部分の集まりを有し、この直線部分はブリッジ部または曲げ部分によって相互に接続される。小型蛍光灯には通常（結合された）ランプキャップが備わっている。
【０００４】
本発明の明細書および特許請求の範囲において、「公称作動」という表記は、ランプの放射出力が公称作動、すなわち水銀蒸気圧が最適となる作動条件での最大光出力時の少なくとも80%となるときの水銀蒸気圧条件での作動を表すことに用いられる。さらに明細書および特許請求の範囲において「初期放射出力」は、放電ランプのスイッチを入れてから1秒後の放射ランプの放射出力として定義され、「準備時間」は、放射ランプが最適作動時の放射出力の80%の放射出力に到達するのに必要な時間として定義される。
【０００５】
低圧水銀蒸気放電ランプはアマルガムを有することで知られる。そのような放電ランプの室温での水銀蒸気圧は比較的低い。その結果、アマルガム含有放電ランプには、前記ランプの作動に一般の電源装置が用いられる場合、初期の放射出力は比較的低いという欠点がある。さらに水銀蒸気圧は放電ランプのスイッチを入れてからゆっくりと上昇するため、準備時間は比較的長い。
【０００６】
アマルガム含有放電ランプの他には、低圧水銀蒸気放電ランプが知られており、これは（主要）アマルガムといわゆる予備アマルガムの両方を有するものである。予備アマルガムが十分な水銀を有する場合には、ランプの準備時間は比較的短くなる。放電ランプのスイッチが入れられた直後から、すなわち電極の予備加熱の段階で予備アマルガムは電極によって加熱され、比較的速やかにそれに含まれる水銀の十分量を分散する。この点ではスイッチを入れる前に、ランプを十分に長時間予備運転して、予備アマルガムが十分な水銀を取り入れることのできるようにすることが好ましい。ランプが比較的短い時間しか予備運転されない場合には、準備時間の短縮はわずかである。さらにその場合には、初期放射出力は、主要アマルガムのみを有するランプに比べて（同等か）より低くなる。これは予備アマルガムによって放電空間に調整される水銀蒸気圧は比較的低いという事実による。比較的長いランプが直面する更なる問題は、予備アマルガムによってもたらされる水銀が放電管全体に広がるには比較的多くの時間を費やすため、そのようなランプのスイッチを入れてから、それらが予備アマルガム近傍で比較的明るい領域を、また予備アマルガムからの距離が遠くなるにつれて比較的暗い領域を示すようになり、その領域は数分間消えないことである。低圧水銀蒸気放電ランプの別の形態はいわゆる「冷点」水銀放電ランプであり、この水銀圧は放電管のある箇所に設けられたいわゆる冷点温度によって制御される。
【０００７】
さらに低圧水銀蒸気放電ランプにはアマルガムを有さず、遊離水銀のみを有するものが知られている。これらのランプはさらに、水銀放電ランプとも呼ばれ、室温での水銀蒸気圧、従って初期放射出力は、アマルガム含有放電ランプおよび（主要）アマルガムと予備アマルガムを有する放電ランプに比べて比較的高いという利点を持つ。さらに準備時間は比較的短い。この種類の比較的長いランプではスイッチを入れてから、実質上全長にわたって実質上一定の輝度を示す。これはこれらの放電ランプの場合、スイッチを入れた時点で（室温での）蒸気圧は十分に高いという事実による。
【０００８】
従来技術の低圧水銀蒸気放電ランプでは、十分に長い寿命を実現するには比較的多量の水銀が必要である。これらの放電ランプの欠点は、これらは環境に負担をかけるということである。これは特に放電管が寿命を迎えた後に無分別に処理される場合には顕著となる。さらに低圧水銀蒸気放電ランプの光束出力は温度に依存する。
【０００９】
過去10年間で人間の光生物学的な知識は著しく向上し、目さらには視覚を通しての人体または身体に照射される光線は生物学的なリズムの変化を制御する上で極めて重要であることが明確になってきた。すなわち、光線は多くの物理的な身体機能のみならず、精神的な面や気分にも影響を及ぼす。目を通して照射される光線に対するメラトニン抑制についての感受性が見出され、メラトニンの抑制は光線の照射量およびスペクトル組成に依存することが示されている。メラトニンは一日の周期を示すホルモンであり、生物学的なリズムの位相の目印であると考えられている。比較的低いメラトニンレベルでは覚醒は刺激され、比較的高いメラトニンレベルでは眠気が増す。メラトニンの抑制は通常の日々のサイクルにおいては「暗い」時間に可能となる。昼間の間はそのレベルは比較的低く、午後にそのレベルは増大し、夜には最大に達し、そのレベルは起きる時間を経て昼間のレベルに向かって次第に減少して行く。24時間社会では多くの人々は夜間も働き運転し、安全に十分に注意しなければならず、一般的ではない時間に睡眠をとらなければならない。これらの状況の下では多くの人々は失敗をするリスクが高い状態のまま活動していることとなり、例えば交通事故を起こしたり、歪んだ睡眠挙動に悩まされることになる。
【００１０】
上述の種類の低圧水銀蒸気放電ランプは欧州特許EP-A0658921号に示されている。従来の低圧水銀蒸気放電ランプは2つの相互に接続されたランプ管を有し、第1の位置には第1の電極および第1の発光層が設けられ、第2の位置には第2の電極および第2の発光層が設けられる。第3の電極を適用し、極性の変化する高周波電流を供給することによって、色値（color  point）の調整が可能である。従来の放電ランプにおいては、第1の時間間隔の間、高周波電流は第1の電極および第3の電極を介して放電ランプの第1の位置を通り、第2の時間間隔の間は、第2の電極および第3の電極を介して放電管の第2の位置を通る。従来の放電ランプにより照射される光の色値は第1の時間間隔と第2の時間間隔の比を調節することによって調整できる。従来の低圧水銀蒸気放電ランプの使用に関する欠点は、追加電極、高周波電流、新しい切替および制御手段が、調整可能な色値を提供するために必要なことである。
【特許文献１】欧州特許第0658921号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の課題は上述の欠点を完全にまたは部分的に排除することである。特に本発明の課題は低圧水銀蒸気放電ランプを提供することであり、その低圧水銀蒸気放電ランプは電磁スペクトルの可視範囲にある光を放射し、比較的簡単に構成される。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の手段によると、この目的のための前述の種類の低圧水銀蒸気放電ランプであって、低圧水銀蒸気放電ランプは直流（DC）が流れる電流供給導体を有し、放電空間は２つの電極のみを有することに特徴がある。
【００１３】
本発明の低圧水銀蒸気放電ランプの放電管は2つの電極を有し、DC条件で作動し、放電空間の全長にわたって水銀密度の傾斜を有する。水銀密度のこの傾斜のため、例えば放電管の第1の位置は第2位置より多くの水銀（イオン）を有する。放電容器の第1の位置の光出力は高められ、第2の位置の光出力は比較的低くなる。この状況では本発明の低圧水銀蒸気放電ランプによって放射される光は第1の位置によって放射される電磁スペクトルに広い範囲で一致する。直流の極性が反転した場合、他の電極はカソードとなり、水銀密度の傾斜は（次第に）反転し、それによって低下した第1の位置の光出力の損失を補うように放電管の第2の位置の光出力が高められる。この状況では本発明の低圧水銀蒸気放電ランプによって放射された光は第2の位置によって放射された電磁スペクトルに広い範囲で一致する。放電管における直流のレベル調整および／または極性調整によって、本発明の低圧水銀蒸気放電ランプにより放射される光を、放電管の第1の位置および第2の位置によって放射される電磁スペクトルの混合したものとすることが可能となる。このように調整可能な光放射スペクトルを有する低圧水銀蒸気放電ランプは２つの電極のみを有することで実現される。
【００１４】
本発明の明細書および請求項において「100から1000nmの電磁スペクトルの範囲で放射される光」という表記は、UV-C、UV-B、UV-Aおよび／または可視範囲において放射される光を表すために用いられる。一例を挙げると、放電管の第1の位置は作動中、（例えば発光体同士の第1の混合を用いることにより）第1の色温度の可視光を照射し、第2の位置は（例えば発光体同士の第2の混合を利用することにより）第2の色温度の光を照射する。別の例では放電管の第1の位置は作動中、可視光を照射し、第2の位置はUV-C、UV-Bおよび／またはUV-Aを照射する。さらに別の例では放電管の第1の位置は作動中、UV-Aを照射し、第2の位置はUV-Bを照射する。さらに放電管の第1の位置は作動中、メラトニン分泌を促進するスペクトル特性を発生し、放電管の第2の位置は作動中、メラトニンの分泌を抑制するスペクトル特性あるいはメラトニンの分解を促進するスペクトル特性を発生する。当業者には本発明の範囲で追加の変更が容易に想い付くであろう。
【００１５】
本発明の低圧水銀蒸気放電ランプの好適実施例はアマルガムが放電管内に設けられることに特徴がある。アマルガム（の温度）は放電管内の水銀圧のレベルを定める。直流の低下は放電管の電力を低下させ、それによりアマルガムの温度を低下させ、さらには水銀密度を低下させる。水銀密度が低下すると、電磁スペクトルの第1の範囲における光を放射する放電管位置での光出力は、電磁スペクトルの第2の範囲における光を放射する他の位置の光出力に先行して、低下する。放電管の両位置が発光体の異なる混合によって提供される場合には直流低下の結果、放電管の平均色温度は低温側にシフトする。
【００１６】
従来の低圧水銀蒸気放電ランプの色温度は、放電管内の電力の低下のため高温側にシフトする。これは通常、低圧水銀蒸気放電ランプの好ましくない特性である。白熱灯の場合、色温度は白熱灯が薄暗くなると低下する。本発明の手段においても、低圧水銀蒸気放電ランプの色温度は放電ランプが薄暗くなると低温側にシフトする。これは本発明の実施例におけるアマルガムを有する低圧水銀蒸気放電ランプにとっては好ましい特性である。
【００１７】
アマルガムは放電管の第1および第2の位置の間の領域に設けられることが好ましい。これは直流の極性とは無関係に、放電管の両位置にアマルガムが存在することと近似的に同等の利益を得ることとなるため有意である。アマルガムが「中間」位置にあるため、アマルガムの上方の水銀圧は実際上一定であって、直流極性には依存しない。その結果第1の位置と第2の位置の間のスペクトル放射の変化の時間は最小化されることになる。
【００１８】
本発明による低圧水銀蒸気放電ランプの好適実施例には、アマルガムは最小の色温度を示す放電管位置の電極領域に設けられることに特徴がある。本発明による別の低圧水銀蒸気放電ランプ好適実施例においては、アマルガムは第1の電極領域に設けられ、他のアマルガムは第2の電極領域に設けられることに特徴がある。この実施例には直流の極性に関わらず、アマルガムは第1または第2の電極の近傍で利用できるという利点がある。直流の極性に依存して水銀（イオン）はカソードとして機能する電極の方に泳動する。第1または第2の電極のいずれかがカソードとして機能し、水銀圧を調整するアマルガムをカソード近傍で利用することができるため、それによってより信頼性のある低圧水銀蒸気放電ランプの作動が可能になる。
【００１９】
本発明による低圧水銀蒸気放電ランプの好適実施例には冷点が放電管に設けられるという特徴がある。冷点は放電管の第1および第2の位置に設けられることが好ましい。さらにアマルガムが低圧水銀蒸気放電ランプに設けられる場合には、アマルガムは冷点の領域に設けられることが好ましい。後者の実施例ではアマルガムは放電管の中間付近に比較的容易に提供される。さらに高負荷での利用においては、冷点はアマルガムがランプキャップ内に設けられる従来の低圧水銀蒸気放電ランプより低い温度を有する。このようにして「通常の」アマルガムが高負荷の低圧水銀蒸気放電ランプに用いられる。
【００２０】
本発明の低圧水銀蒸気放電ランプの好適実施例には放電管の第2の位置の壁はUV透過性のガラスで構成されるという特徴がある。UV透過性のガラスは例えば、病院または医療実験室において例えば消毒の目的に用いられる。上述の放電管の電磁スペクトルを調整する原理は、ある機能（例えば昼間時間の通常の照明）から他の機能（例えば夜間の消毒）に放電ランプを切り替えることに用いることができる。この大きな利点は、2つの安定器と冶具を有する２つの放電ランプに同時に要求される2機能を、1つの安定器および1つの冶具を有する単一のランプに組み入れることができることである。これは特に利用できる空間が制限される状況、および／または重量の更なる増加を避けたい状況では有意である。例えば本発明によるそのような低圧水銀蒸気放電ランプは航空機内でも十分に利用することができ、乗客が機内にいて、放電ランプが通常の照明目的で用いられるとき、および乗客がいなくて放電ランプをUV線照射に切り替えるとき（例えば清掃目的）などに利用することができる。
【００２１】
本発明による低圧水銀蒸気放電ランプの別の好適実施例には放電管の第2の位置には他の発光層が設けられているという特徴がある。作動中、第2の位置にある他の発光層は、放電管の第1の位置にある発光層によって放射される光とは異なる色温度の光を放射する。第1および第2の位置によって放射される光の色温度を適切に選択することで、本発明の低圧水銀蒸気放電ランプにより色温度の全範囲が網羅される。発光層および他の発光層は第1および第2の位置の間の遷移部で部分的に相互に重なっても良い。
【００２２】
本発明による低圧水銀蒸気放電ランプの好適実施例においては、第1の位置の発光層はUV-A線を放射する発光体を有し、第2の位置の他の発光層はUV-B線またはUV-AおよびUV-B線を放射する発光体を有する。本発明の好適実施例による低圧水銀蒸気放電ランプの通常作動では放電ランプの全長にわたってUV分布の均衡した放電ランプが得られる。ランプの直流作動によって、UV-AとUV-Bの比は変化する。特に第1の電極がカソードであるとき、水銀は放電ランプの第1の位置に泳動する傾向にあり、放電ランプは主としてUV-A線を放射する。さらに第2の電極がカソードであるときは、水銀は放電ランプの第2の位置に泳動する傾向にあり、放電ランプは主としてUV-B線またはUV-AとUV-Bの混合されたものを放射する。交流と直流を組み合わせることで、UV-AとUV-B線の比を調整できる。比較的早い切り替えが可能となるようアマルガムを用いることが好ましい。
【００２３】
一般的ではない時間に働く必要のある人々の失敗のリスクを抑制するため、本発明の低圧水銀蒸気放電ランプの好適実施例には作動中、発光層が人体においてメラトニンの分泌を促進するスペクトル特性を提供し、または人体においてメラトニンの分泌を抑制若しくはメラトニンの分解を促進するスペクトル特性を提供するという特徴がある。メラトニンは生物学的なリズムの指標であって、一般に人体の覚醒に影響を及ぼす睡眠ホルモンとして知られている。従ってメラトニンサイクルが制御されると、集中力の欠如によって生じる失敗のリスクは低減される。メラトニン抑制の感度ピークは410-430nmの間にあり、560nmでは効果は近似的にゼロに低下する。さらに、波長の関数としてのメラトニン抑制照射量によって瞳孔は大きく開くことが知られている。
【００２４】
最近の研究では、メラトニン抑制の感度は暗順応の夜の視覚の感度に近く、暗順応の視覚の最大感度は波長λが約509nmのときであるという初期の学説とは異なってきている。メラトニンの抑制感度は、暗順応の夜の視覚感度と比べて、短波長領域にずれていることが明らかとなっている。特に網膜において認識された光受容体の大部分は500nmまたはそれ以上の活性化波長λを有するものの、メラトニン抑制に実質的な効果があるのは短波長である。500nm以下では人間の目に認識される受容体はλmaxが420nmの青炎のみであって、これらは網膜の光受容体の他の系列の1%未満に対応する量に過ぎない。そのような短波長の光には、効力の増大によりかなり少ない光でメラトニン形成を抑制することができるという利点がある。さらにメラトニン抑制に効果を発揮するために必要な光量は、最適な波長または波長帯が選択された場合には実質的に抑制され、それにより過度のぎらつきまたは厳しい照射によって生じる光についてのいかなる問題も回避される。
【００２５】
メラトニンは松果腺によって形成され、適切な求心性光神経は、松果腺によってメラトニンの形成に影響を及ぼすと考えられている。特に、対象が短波長光源を直接観測する場合はメラトニンの形成を急速に抑制することが実験的に立証されている。しかしながら、身体の目以外の部分に光を浴びせることでも対象のメラトニン抑制に効果があるという見解もある。従って本発明では光は目を通じて与えられることが好ましいが、身体の他の部分への投与も考慮するものであることが理解されよう。さらに波長の関数としてのメラトニン抑制放射線量によって瞳孔は大きく開くことが知られている。
【００２６】
実験では、紫外線の直上の領域における短波長光で最も感度の高いことが示されている。紫外線は通常、約380nm以下の光線として認められる。特に420-460nmの範囲における光に対する感度は特に高く、この感度は波長が高くなるとともに下がって行き、560nmで効果は近似的にゼロに低下する。上述のように、本発明では紫外線の広い領域における波長を対象とすることができるが、光の波長は紫外線よりも大きい。一般に対象のリスクを最小限にするため、紫外線は回避される。
【００２７】
本発明による低圧水銀蒸気放電ランプの好適実施例には作動中、他の発光層は人体においてメラトニンの分泌を抑制若しくはメラトニンの分解を促進するスペクトル特性を提供し、または人体においてメラトニンの分泌を促進するスペクトル特性を提供するという特徴がある。発光層および他の発光層はメラトニンサイクルに対して反対の機能を有することが好ましい。この目的のため、特に本発明による低圧水銀蒸気放電ランプの好適実施例には、発光層はメラトニン分泌を促進するスペクトル特性を提供し、他の発光層はメラトニン分泌を抑制またはメラトニンの分解を促進するスペクトル特性を提供するという特徴がある。本発明では低圧水銀蒸気放電ランプの光出力は放電管の第1の位置から放電管の第2の位置まで、あるいはその反対で変化し、同じ放電ランプを一方ではメラトニンの分泌の抑制に利用し、あるいはメラトニンの分解を促進することに利用し、他方では人体のメラトニンの分泌を促進することに利用することができる。
【００２８】
本発明による低圧水銀蒸気放電ランプのさらに別の好適実施例には、スペクトル特性はメラトニン抑制放射線Rsrと光出力Loの出力比によって特定化されるという特徴がある。ここでメラトニン抑制放射線はRsr≧0.45メラトニンワット／ワットであって、光出力はLo≦60ルーメン／ワットである。この実施例ではメラトニンは有効に抑制されるとともに、可視光線の出力は比較的低い。これらの実施例は特に看護行為に適している。しかしながら光に対する目の感度は人間の年齢に依存するため、その方法においてはメラトニン抑制放射線Rsr≧0.45メラトニンワット／ワットと光出力Lo≦20ルーメン／ワットの出力比であることが好ましい。この実施例は特に比較的若い人々に利用されることに適している。これらの人々は光に対する感度が高く、メラトニンは有効に抑制され、可視光線の出力はきわめて低くなるからである。メラトニン抑制は極めて低量の可視光／ルーメン、すなわち深い青のみを与える光線によって得ることができ、メラトニン抑制放射線は視界確保の目的の光によって形成される視界状況にほとんど影響を及ぼさない。これらの実施例は、視界照明レベルをわずかにしなければならない中での作業であって、かつ人々が注意して起きていなければならない例えば大気フィールドの制御室における作業に利用することができる。さらに、夜間のトラック運転手の照明レベルには更なる要求が課される。これらの運転手は運転にも注意しなければならず、路上への十分な視界がなければならない。従って好適実施例では、メラトニン抑制放射線の出力比はRsr≧0.45メラトニンワット／ワットで、光出力はLo≦10ルーメン／ワットである。光出力がLo≦10ルーメン／ワットと低いため、トラックの帰室内においてトラックの運転手の妨害とならない程度の十分に低い照明レベルを比較的容易に得ることができる。これらの条件ではトラックの運転手は、例えば起きたままでいることができ、かつ良好な路上視界が得られる。
【００２９】
人々は注意力を維持しなければならないが、視界条件は比較的単純な課題によってのみ定められる環境の場合には、メラトニン抑制放射線は十分な量の可視光とともに照射される。そのような環境の例は港での屋外コンテナ作業活動であって、作業には物品が形状および／または文字によって区別できることのみが要求される。これらの環境の場合、方法の実施例においてはメラトニン抑制放射線の出力比はRsr≧0.45メラトニンワット／ワットで、光出力はLo≧60ルーメン／ワットであることに特徴がある。
【００３０】
人々が注意力を維持し、仕事を実行するために良好な色の視界条件が要求される環境においては、メラトニン抑制放射線は比較的多量の可視光とともに照射される。そのような環境の例は病院の応急処置センターなどの交代業務である。これらの環境の場合、本方法の実施例にはメラトニン抑制放射線の出力比はRsr≧0.45メラトニンワット／ワットで、光出力はLo≧100ワット／ワットであることに特徴があり、光源の演色評価数はRa≧65である。メラトニン抑制照明法の他の例は学校、大学、クラスルームの図書館、文化ホール、会議室におけるものである。本方法の好適実施例では、メラトニン抑制放射線の出力比はRsr≧0.6メラトニンワット／ワットで、光出力はLo≧100ルーメン／ワットであるという特徴があり、光源の演色評価数はRa≧65で色温度はTc≧6500Kであることが好ましい。この方法は例えば冬の期間中、十分な日光を確保する余地のない人々、リズムの安定しない年配の人々あるいは月曜の朝の二日酔いの人々に適している。色温度は比較的高く、これはメラトニン抑制による覚醒効果とともに、付随的に覚醒に対する心理学的な効果を有する。Rsr≧0.45メラトニンワット／ワットで、Lo≧100ルーメン／ワットの特性を有する光は単一の光源で得ることができ、代わりに光源の組み合わせによって得ることもできる。放電管の第1の位置は比較的高いルーメン出力の光を放射し、例えば第1の位置はLo≧200ルーメン／ワットで、演色評価数Ra≧80のいわゆる／80発光層を有し、一方放電管の第2の位置は比較的高いメラトニン抑制放射線出力の光を放射し、例えば第2の位置はRsr≧0.7メラトニンワット／ワットのいわゆる／03発光層を有する。この方法により得られる照明システムは適切な光線を与える光源を有し、さらに光源は比較的安価であるという利点がある。
【００３１】
例えば夕方のある時間帯の作業のように視界条件が要求され、睡眠の質を低下させないことが要求される場合、従って次の日に失敗をするリスクを低下させるため、光はメラトニンサイクルに比較的小さな度合いで影響を及ぼすように提供される。これらの利用の場合、本発明の低圧水銀蒸気放電ランプにはメラトニン抑制放射線の出力比はRsr≦0.2メラトニンワット／ワットで、光出力はLo≧100ルーメン／ワットであるという特徴があり、光源の演色評価数はRa≧65であり、メラトニン抑制放射線の出力比はRsr≦0.1メラトニンワット／ワットであることが好ましい。そのような利用は、例えば年配の人や子供のいる親の家庭、年配の人の家、病院、看護ホームにおいて、夜間に短時間だけ起きている人々あるいは夜間に検査される必要のある人々に対して見出すことができる。これらの場合には、「睡眠者」のメラトニン非抑制光は、「看護者」の作業／看護室における覚醒光と結びつけることができる。そのような種類の光は特別の夜間灯にすることができ、随意的にベッドのヘッドユニット、ホールの方向灯、戸口および階段に取り付けることができる。
【００３２】
ある実施例においては、低圧水銀蒸気放電ランプにはメラトニン抑制放射線の出力比はRsr≧0.45メラトニンワット／ワットからRsr≦0.2メラトニンワット／ワットに、あるいはその反対にシフトし、光出力はLo≧100ルーメン／ワットであるという特徴があり、光源は演色評価数Ra≧65である。この方法ではメラトニン抑制放射線から非抑制放射線に制御された段階的変化をえることができ、それにより連続的に十分な光が提供され、人々が正確に作業することが可能となる。後者の実施例は例えば、早い回転シフトで働く人々に対する光として有益であり、結果的に抑制光の短い期間で始まり、非抑制光の期間で終わることで、夜間シフトの後容易に睡眠の始まりに順応でき、生物学的な時計のいかなる周期変化も回避できる。一日の時間に依存してメラトニン非抑制から抑制照射へのシフトを有する方法は、多くの時間帯を越えて旅行したときの、すなわち時差によるジェット機疲れの場合に、生物学的な時計を再同調させるような利用に有益である。
【００３３】
光出力Lo≧100ルーメン／ワットで、演色評価数はRa≧65であり、メラトニン抑制放射線出力Rsr≧0.45メラトニンワット／ワットからRsr≦0.2メラトニンワット／ワットへのシフトが可能な照明システムは、単一の光源を有しても良いが、代わりに同じ光源の第1の位置および第2の位置を有しても良く、さらに第1および第2の光源の組み合わせであっても良い。単一光源を有する照明システムの実施例においては、単一光源の出力は、例えば水銀密度の傾斜を変化させることによって調整可能である。
【００３４】
本発明の低圧水銀蒸気放電ランプ別の好適実施例は、低圧水銀蒸気放電ランプを交流が流れるように適合させることである。交流におけるランプの作動は放電ランプの第1および第2の位置双方に最適な水銀密度を提供し、電磁スペクトルの両範囲において近似的に同じ光量を放射できるようにし、平均色温度を得られるようにすることが好ましい。直流のレベルおよび／または極性を調整することによって、第1の位置より放射される光は放電管の第2の位置の光を越えるようにすることができる。放電管に対する直流と交流の作動条件の組み合わせは、本発明による低圧水銀蒸気放電ランプの放射スペクトルを全領域において調整することを可能にする。
【００３５】
低圧水銀蒸気放電ランプにおける水銀量を低減するため、本発明の低圧水銀蒸気放電ランプの好適実施例においては、放電ランプは少なくとも部分的に実質的に円筒状の放電管を有し、放電管の長さはLdv、内径はDinであって、内径Dinと放電管の長さLdvの積に対する放電管の水銀重量mHgの比は
【００３６】
【数２】
2005529462.tif 000003
で表される。ここでC≦0.01μg/mm2である。本発明の本実施例による低圧水銀蒸気放電ランプは、放電管の内径（mm単位で表す）と長さ（mm単位で表す）の積に対する水銀重量の比（μg単位で表す）が0.01μg/mm2以下であって、比較的少ない水銀量を有する。水銀量は従来の低圧水銀蒸気放電ランプに提供される通常の量よりもかなり低い。定数の範囲をC≦0.01μg/mm2とすることで、本発明の本実施例における低圧水銀蒸気放電ランプはいわゆる「不飽和」の水銀蒸気放電ランプとして、ある周囲温度に対して作動する。
【００３７】
上記の式は、放電ランプにおける水銀量は内径Dinと放電管の長さLdvの積に比例することを示している。大まかには放電ランプの水銀量は放電管の内表面の寸法に比例する。この式は実験的に、少なくとも以下の低圧水銀蒸気放電ランプには適用できることが示されている。すなわちランプの放電管の径は約3.2mm（1/8インチ）から38mm（12/8インチ）の範囲であって、放電管の（対応部分の）長さは約10mm（1/3フット）から27×102mm（9フット）の範囲にある場合である。
【００３８】
本発明の説明および請求項における「不飽和」または「不飽和の水銀条件」という用語は、低圧水銀蒸気放電ランプの放電管に（製造時に）投与された水銀量が放電ランプの公称動作時の飽和水銀蒸気圧に必要な水銀量と同等あるいはより少ない低圧水銀蒸気放電ランプを表すことに用いられる。
【００３９】
不飽和の水銀条件下での水銀蒸気放電ランプの作動には多くの利点がある。一般に、不飽和の水銀放電ランプの特性（光出力、効率、電力消費等）は水銀圧が不飽和である限り、周囲温度には依存しない。この結果、一定の光出力が得られ、この光出力は放電ランプの点灯方法（基部の上対基部の下、水平対垂直等）には依存されないことになる。実際には不飽和の水銀放電ランプを利用した場合の光出力はより高くなる。不飽和のランプは最小水銀量での高温の適用によって、より高い光出力と改善された効率を兼ね備える。この結果、取り付けが容易となり、照明および照明器具設計者の設計自由度が高まる。不飽和の水銀放電ランプは比較的高いシステム効率と比較的少ない水銀消費を合わせて提供する。さらに不飽和のランプは改善された光束維持を有する。更なる小型化への傾向および1つの照明器具による光出力の更なる向上への傾向が続いており、適用時の温度の問題が近い将来より顕在化する可能性が予測される。不飽和の水銀蒸気放電ランプを用いることで、これらの問題は大きく抑制される。不飽和のランプは、最小水銀量と高温での向上された単位ワット当たりのルーメンを兼ね備える。本発明のこの実施例では、不飽和の水銀量の条件下で作動する長寿命の低圧水銀蒸気放電ランプを製造することが可能となる。そのような不飽和の水銀放電ランプは環境への負担が少ないという追加の利点を有する。
【００４０】
定数Cは0.0005≦C≦0.005μg/mm2の範囲にあることが好ましい。このCの範囲では、放電ランプの水銀量の上限はさらに低下する。本発明のこの好適実施例においては、本発明の低圧水銀蒸気放電ランプは不飽和の水銀蒸気放電ランプとして作動する。
【００４１】
放電管内に存在する水銀量を用いて放電管内の水銀量を表す代わりに、水銀量を低圧水銀蒸気放電ランプの放電管内の水銀圧で表すことも可能である。本発明の別の実施例において、この目的の低圧水銀蒸気放電ランプには以下の特徴がある。すなわち放電ランプは少なくとも部分的に実質的に円筒状の放電管を有し、放電管の長さはLdvで内径はDinであって、水銀圧pHgと内径Dinの積は0.13≦pHg×Din≦8Pa  cmの範囲にある。本発明の本実施例による低圧水銀蒸気放電ランプの放電管は、水銀圧（Paで表す）と放電管の内径（mmで表す）の積は上述の範囲にあって、比較的定量の水銀を有する。水銀量は従来の低圧水銀蒸気放電ランプに通常提供される量に比べて有意に少ない。半発明の第2の手段の低圧水銀蒸気放電ランプは、いわゆる「不飽和」の水銀蒸気放電ランプとして作動する。
【００４２】
水銀圧pHgと放電管の内径Dinの積は0.13≦pHg×Din≦4Pa  cmの範囲にあることが好ましい。このpHg×Dinの好ましい範囲では、放電ランプ内の水銀量はさらに低減される。本発明のこの好適実施例において、本発明の低圧水銀蒸気放電ランプは不飽和の水銀蒸気放電ランプとして作動する。
【００４３】
本発明による低圧水銀蒸気放電ランプの別の好適実施例は、放電管が約0.2mg未満の水銀を有することである。政府規制によって低圧水銀蒸気放電ランプに含まれる水銀量の最大値は規制される傾向がある。その場合、放電ランプが前記規制値未満の水銀を有する場合には、ユーザーは環境的な制限を課されずにランプの廃棄を認められる。水銀放電ランプが0.2mg未満の水銀を有する場合、そのような要求は容易に満たされる。放電管は約0.05mgあるいはそれ未満の水銀（C≒0.0013）を有することが好ましい。
【００４４】
本発明の上述の実施例による不飽和の水銀条件下で低圧水銀蒸気放電ランプを作動させ、同時に比較的長寿命の放電ランプを実現することは容易な課題ではない。低圧水銀蒸気放電ランプにおいて、水銀量を減らすという対策が取られることは良く知られている。この場合、放電管の放電空間において反応環境にもはや寄与できなくなる放電ランプの寿命まで、水銀量は減らされる。水銀とランプ内にある材料（ガラス、コーティング、電極等）の相互作用により、水銀は消失し、放電管の内壁の一部は黒ずんで来る。壁の黒ずみ化は光出力の低下を引き起こすのみならず、ランプの美観を損なわせる。特に黒ずみが不規則に、例えば暗いしみや斑点の形で生じた場合には美観を損なわせる。
【００４５】
本発明のこれらのおよび他の態様は、以下に示される具体例を参照することでさらに理解することができるであろう。
【００４６】
図面は単なる概略図であって、スケールは描かれていない。特に明確化のため、ある寸法は誇張して示されている。図中の同様の構成物にはできる限り同じ参照符号を付してある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４７】
図1には低圧水銀蒸気放電ランプを有する小型蛍光灯を示す。前記低圧水銀蒸気放電ランプには放射線透過性放電管1が設けられ、この放電管は放電空間3を取り囲み、放電空間は気密式の約10cm3から100cm3の体積を有する。放電管11はガラス管であって、少なくとも実質的に円の断面を有し、長さはLdv、（有効）内径はDinである。放電管1は第1の位置11および第2の位置21を有する。図1の例では、第1および第2の位置11、21は各々1/2Ldvの長さを有し、チャンネルまたはブリッジ20を介して相互に接続されている。別の実施例においては放電管は折り重ねられ、例えば湾曲部を有する。放電管1の第1の位置11には放電空間3に置かれた第1の電極12が設けられる。放電管1の第1の位置11の内壁には発光層16が設けられる。作動中、第1の位置11は電磁スペクトルの第1の範囲である100から1000nmの光を照射する。一例として、第1の範囲は第1の色温度に対応し、第1の色温度は例えば2700Kである。放電管1の第2の位置21には放電空間3に置かれた第2の電極22が設けられる。図1の例では別の発光層26が放電管1の第2の位置21の内壁に設けられる。作動中、第2の位置21は電磁スペクトルの第2の範囲である100から1000nmの光を照射する。一例として、第2の範囲は第2の色温度に対応し、第2の色温度は例えば6500Kである。別の実施例においては、他の発光層は省略しても良い。その場合、放電管の第2の位置の内壁はUV透過性のガラスで構成されることが好ましく、前記第2の位置は例えばUV-Cを放射する。
【００４８】
さらに別の実施例においては、第1の位置はUV-Aを放射し、第2の位置はUV-BまたはUV-Bを放射する。本発明の本実施例による低圧水銀蒸気放電ランプの通常の作動では、放電ランプは放電ランプの全長にわたって均衡なUV分布を有する。直流でのランプの作動によって、UV-AとUV-Bの比は調整できる。特に第1の電極がカソードであるときは、水銀は放電ランプの第1の位置に泳動する傾向があり、放電ランプは主としてUV-A線を放射する。さらに第2の電極がカソードであるときは、水銀は放電ランプの第2の位置に泳動する傾向があり、放電ランプは主としてUV-B線またはUV-A線とUV-B線の混合されたものを放射する。交流と直流の組み合わせによって、UV-A線とUV-B線の比は調整できる。比較的早い切り替えを可能にするためアマルガムを用いることが好ましい。本発明の低圧水銀蒸気放電ランプの利用においてUV-A線放射に適した発光体は、BaSi2O5：Pb2+（BSPとしても知られる）およびSrB4O7：Eu2+（SBEとしても知られる）である。UV-B線放射に適した発光体は、Ce0.45La0.40Tb0.15PO4(LAP-Ceとしても知られる）およびSrAl12O19：Ce3+（SACとしても知られる）である。
【００４９】
本発明の範囲内で、低圧水銀蒸気放電ランプの放電管の第1および第2の位置より放射される放射スペクトルの追加の変更が当業者には容易に思いつく。
【００５０】
電極組12；22は通常、電子放射性物質が塗布された螺旋状のタングステンであって、この場合には、バリウム酸化物、カルシウム酸化物およびストロンチウム酸化物の混合物である。各電極12；22は放電管1の（狭まった）端部によって支持される。給電導体12A、12B；22A、22Bは電極組12；22から伸びて、放電管1の端部を通り、外部に導出される。給電導体12A、12B；22A、22Bは（電子）電源装置に接続される。電極に直流電流が流れる場合原則として、給電導体12Aおよび22Aまたは給電導体12Bおよび22Bのいずれかに流れれば十分である。低圧水銀蒸気放電ランプが直流の下でのみ作動する場合、給電導体の半分は省略できる。
【００５１】
低圧水銀蒸気放電ランプの放電管10は光透過性外囲器（図1には示されていない）によって覆われ、その外囲器はランプハウジング70に取り付けられる。光透過性外囲器は通常、つや消し状である。
【００５２】
図1の例では、水銀は放電空間3に存在するのみならず、アマルガム4にも含まれ、アマルガムは放電管1の第1および第2の位置11、21の間の領域に設けられる。別の実施例においては、アマルガムは最も低い色温度で放電管の電極の領域に設けられる。さらに別の実施例においては、アマルガムは第1の電極の領域に設けられ、他のアマルガムが第2の電極の領域に設けられる。作動中、アマルガム4は放電空間3との間で相互に連携する。別の実施例においては、放電管にはさらにいわゆる予備アマルガム（図1には示されていない）が設けられる。
【００５３】
図2Aには放電管1における位置Idvの関数としての水銀密度μHgを示す。図2Bには放電管における位置Idvの関数としての放電管1の対応する光出力φを概略的に示す。放電ランプが直流で（電子回路で）作動されるとき、水銀イオンはランプのカソード側に流れる。これは水銀分布の傾斜を生させ、これにより、図2Aおよび2Bに示すように光出力の傾斜が生じる。電極12がカソードである場合（図2Aでは「12-」で示されている）、光出力は放電管1の第1の位置12に対応した、例えば第1の色温度の放射スペクトルを有する。第2の電極22がカソードとなった場合（図2Aでは「22-」で示されている）、光出力は放電管1の第2の位置22に対応した、例えば第2の色温度の放射スペクトルを有する。直流の電流レベルを調整することによって、放射スペクトル、例えば放電ランプの色温度は調整することができる。アマルガム4は放電管の中央部に設けられているため、アマルガム上部の水銀圧は一定であり、直流の極性に依存しない。これは色が移り変わる時間を最小にする。
【００５４】
直流電流のレベルを下げることによって、放電管1の電力は抑制され、そのためアマルガム4の温度は低下し、全体の水銀密度は低下する。これにより第1および第2の位置11；21両方の光出力は、水銀密度曲線に対する光出力全体を左にシフトさせる。この結果、その位置での光出力が小さい程、色温度は高くなり、色温度の低い位置での光出力が増大する。明かりを暗くすることによって、通常の白熱灯の場合のように、色温度は低い温度にシフトする。別の実施例ではいわゆる冷点がアマルガムの代わりに設けられる。
【００５５】
図2Aにはさらに低圧水銀蒸気放電ランプが交流条件下で作動するときの状況を示す。この状況では、２つの位置からの光が色温度を混合し、色温度は近似的に第1の色温度と第2の色温度の中間となる。
【００５６】
通常的ではない時間帯に活動する人々が失敗をするリスクを減らすため、放電管の第1の位置にある発光層は作動中、メラトニン分泌を促進するスペクトル特性を発生させ、放電管の第2の位置にある他の発光層は作動中、メラトニン分泌を抑制するスペクトル特性またはメラトニンの分解を促進するスペクトル特性を発生させる。低圧水銀蒸気放電ランプの光出力は、放電管の第1の位置から放電管の第2の位置まで、またはその反対に変化させることができ、同じ放電管を一方では、人体のメラトニン分泌を抑制またはメラトニン分解を促進することに用い、他方ではメラトニンの分泌を促進することに用いることができる。
【００５７】
周囲温度とは無関係に不飽和の水銀放電ランプの特性（光出力、効率、電量消費等）を得るため、内径Dinと放電管の長さLdvの積に対する放電管内の水銀重量mHgの比は次のような関係とする：
【００５８】
【数３】
2005529462.tif 000004
ここでC≦0.01μg/mm2である。0.0005≦C≦0.005μg/mm2であることが好ましい。これらの条件下では、（周囲温度に依存する）低圧水銀蒸気放電ランプはいわゆる「不飽和の」水銀蒸気放電ランプとして機能する。
【００５９】
図3には相対周囲温度の関数としての低圧水銀蒸気放電ランプの相対光束が、各定数Cの値に対して示されている。光出力または光束φは最大光束φmaxに対する百分率で表されており、周囲温度Tambは最大光束での温度Tmaxの差として与えられる。図3の曲線（a）は、放電ランプの製造段階で放電管に比較的多くの水銀を投与した従来の低圧水銀蒸気放電ランプの状況を示す。曲線（a）から明らかなように、光束φは周囲温度Tambに依存し、周囲温度が高い程放電ランプの出力は低下する。そのような温度依存挙動性は、低圧水銀蒸気放電ランプの更なる小型化の可能性を大きく制限する。特に、光透過性外囲器60によって覆われた放電管10（図2参照）のような小型の蛍光灯の場合にこれは顕著である。
【００６０】
図3の曲線（b）は本発明による不飽和の低圧水銀蒸気放電ランプの状況を示したものである。この例ではC≒0.0013である。図3の曲線（b）の状況においては放電ランプには、周囲温度が近似的に最大温度Tmaxと等しい場合、放電ランプを不飽和の水銀条件下で作動させる量の水銀が提供される。光束はTmaxよりも高い周囲温度では、温度に依存しないことがわかる。不飽和の水銀条件下で水銀蒸気放電ランプを使用することによって、更なる小型化および高出力化に向かう市場傾向に追随できる。
【００６１】
図3の曲線（c）は本発明による不飽和の低圧水銀蒸気放電ランプの状況を示したものである。この例ではC≒0.0021である。図3の曲線（c）の状況においては放電ランプには、ランプが不飽和になったとき（近似的に最適水銀投与量の21/13倍に対応する）、最適条件下での値よりも光束が5%下がるような水銀量が提供される。光束は最大温度よりも約10℃高い周囲温度では、温度に依存しないことがわかる。
【００６２】
図3の曲線（d）は本発明による不飽和の低圧水銀蒸気放電ランプの状況を示したものである。この例ではC≒0.0040である。図3の曲線（d）の状況においては放電ランプには、ランプが不飽和になったとき（近似的に最適水銀投与量の40/13倍に対応する）、最適条件下での値よりも光束が10%下がるような水銀量が提供される。光束は最大温度よりも約15℃高い周囲温度では、温度に依存しないことがわかる。
【００６３】
図3の曲線（e）は本発明による不飽和の低圧水銀蒸気放電ランプの状況を示したものである。この例ではC≒0.0080である。図3の曲線（e）の状況においては放電ランプには、ランプが不飽和になったとき（近似的に最適水銀投与量の80/13倍に対応する）、最適条件下での値よりも光束が20%下がるような水銀量が提供される。光束は最大温度よりも約25℃高い周囲温度では、温度に依存しないことがわかる。
【００６４】
不飽和の水銀蒸気放電ランプは速やかに始動され、短い準備時間を有する。例えば、通常の不飽和のス遺言上記放電ランプの初期照射出力は約38%であるが、これに対してアマルガムを有する従来の放電ランプの初期照射出力は約6%である。同じ不飽和の放電ランプの「準備時間」は約75秒であるが、これに対してアマルガムを有する従来の放電ランプの準備時間は約210秒である。さらに不飽和の水銀蒸気放電ランプの点灯電圧は、アマルガムを有する従来の放電ランプに比べて25%低い。不飽和の水銀蒸気放電ランプに含まれる水銀は通常、0.1mg未満である。実験では、観測されている。不飽和の水銀蒸気放電ランプの維持率は10000時間で約98%よりも高い。
【００６５】
上記の実施例は本発明を限定するものではなく、当業者には添付の請求項の範囲から逸脱しないで、多くの別の実施が可能であることは明らかである。請求項において、カッコ内にあるいかなる参照符号も請求項を限定するものと解釈してはならない。「有する」という動詞およびその活用形は請求項に示されたもの以外の他の構成要素またはステップの存在を排除するものではない。構成要素の前の「1つの」という言葉はそのような構成要素が複数あることを排除するものではない。本発明はいくつかの別個の構成要素を有するハードウェアによって構成されても良く、また適切にプログラム化されたコンピュータによって構成されても良い。装置の請求項に挙げられているいくつかの手段において、これらの手段のいくつかは1つとして用いられても、ハードウェアの同じ部品によって用いられても良い。異なる従属項にある手段が相互に示されているという事実だけで、これらの手段の組み合わせを有意に用いることはできないとみなしてはならない。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の低圧水銀蒸気放電ランプを有する小型蛍光灯の具体例の断面図である。
【図２Ａ】放電管内の位置の関数としての水銀密度を示す図である。
【図２Ｂ】本放電管内の位置の関数としての対応する放電管の光出力を概略的に示す図である。
【図３】相対環境温度の関数として低圧水銀蒸気放電ランプの相対光束を示す図である。
【図１】
2005529462.tif 000006
2005529462.tif 000007
【図３】
2005529462.tif 000008
【国際調査報告】
2005529462.tif 000009
2005529462.tif 000010
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