(57)【要約】本発明によれば、無声放電ランプ１における電界分布を容量的に変調するために、ランプ１における放電チャネルの優先位置を決定するための構造化された導電装置２が設けられる。
2004510308.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電媒体を封入した放電容器（１）と、少なくとも部分的に誘電体層によって放電媒体から隔離されている放電電極（４）とを備え、放電容器（１）が少なくとも１つの長手方向に沿って広がっている誘電体バリア放電用放電ランプにおいて、電極（４）から直流電圧的に電気絶縁され電極の少なくとも１つに交流電圧的に容量結合されている導電装置（２，３，５，６〜８）を設け、この導電装置（２，３，５，６〜８）が、電極（４）に容量結合することにより電極（４）間の電界によって規定される等電位線を長手方向に沿って変調するように設定されていることを特徴とする放電ランプ。
【請求項２】
変調が空間的に振動性である請求項１記載の放電ランプ。
【請求項３】
振動性変調が個々の放電チャネルの中間間隔に整合した振動長を持っている請求項２に記載の放電ランプ。
【請求項４】
振動性変調が周期的である請求項２又は３に記載の放電ランプ。
【請求項５】
振動長が放電間隔の最高６倍の範囲にある請求項３又は４に記載の放電ランプ。
【請求項６】
導電装置（３）が二重に設けられ、この導電装置（３）の各々がそれぞれ１つの他極性のそれぞれ少なくとも１つの電極（４）に容量結合されている請求項１乃至５の１つに記載の放電ランプ。
【請求項７】
電極（４）が放電容器（１）の内部に、導電装置（２，３，５，６〜８）が放電容器（１）の外部に配置されている請求項１乃至６の１つに記載の放電ランプ。
【請求項８】
導電装置（３，６，７）が放電容器のホルダ或いはその一部である請求項１乃至７の１つに記載の放電ランプ。
【請求項９】
ランプへの及びランプからの熱移送を長手方向に沿って非均一に制御する熱装置を備え、この熱装置がその点灯中にランプの温度が長手方向に沿って均一化されるように設定されている請求項１乃至８の１つに記載の放電ランプ。
【請求項１０】
熱装置が冷却フィンを備え、この冷却フィンが長手方向に沿ってその存在、広がり及び／又は密度に関して非均一に配置されている請求項９に記載の放電ランプ。
【請求項１１】
導電装置（３）がこれに結合された電極（４）とその対向電極（４）の近くにある放電空間部分との間に容量結合を行っている請求項１乃至１０の１つに記載の放電ランプ。
【請求項１２】
容量結合による変調により放電ランプにおいて縁部が明るくされている請求項１乃至１１の１つに記載の放電ランプ。
【請求項１３】
放電容器（１）が棒状に長く延びている請求項１乃至１２の１つに記載の放電ランプ。
【請求項１４】
コピー装置或いはスキャン装置用に供される請求項１３に記載の放電ランプ。
【請求項１５】
平面形放射器として形成されている請求項１乃至１２の１つに記載の放電ランプ。
【請求項１６】
パルス点灯用に設計された安定器を備えた請求項１乃至１５の１つに記載の放電ランプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
［技術分野］
本発明は、誘電体バリア放電用に設計され誘電体バリア放電ランプとも言われるいわゆる無声放電ランプに関する。この放電ランプは、放電媒体を含み電極を介して放電が点火され維持される放電容器を有している。無声放電ランプは誘電体バリア放電で点灯するが、電極の少なくとも一部は誘電体層によって放電媒体から隔離されている。電極が専用に陰極及び陽極として設定され、それ故単極性の電圧での点灯用に設けられているときには、少なくとも陽極はこの誘電体層によって放電媒体から隔離されていなければならない。両極性の電圧での点灯の場合には全ての電極が誘電体層によって放電媒体から隔離されていなければならない。放電容器の壁もかかる誘電体層として考慮される。放電媒体は一般に混合ガスからなり、通常希ガス（例えばキセノン）を含んでいる。
【０００２】
［従来の技術］
なお、無声放電ランプ一般に関する限り、その分野の従来技術及び専門文献を参照することができる。
【０００３】
本発明にとって重要である、より専門的な従来技術は米国特許第６２５２３５２号明細書である。この文献は、条帯状電極を備え、それに一定の間隔で突起が設けられて、個々の放電チャネルに対して優先位置を規定するようにした無声放電ランプを開示している。これによりこのような放電チャネルの制御不能な移動或いは消滅及び再出現が回避され、放電チャネルの位置分布が放電空間において整然と整列される。引用されたこの公知技術は、特に、いわゆる平面形放射器（即ち、とりわけ、種々の種類の表示装置に対するバックライトとして重要である平面形に形成された無声放電ランプ）における輝度分布の均一性の向上に関する。さらに、なお先願の米国特許第６０６０８２８号明細書を参照する。
【０００４】
しかしながら、他の理由からも、放電空間における個々の放電チャネルの配置に影響を与えることができることが望まれる。
【０００５】
無声放電ランプにおいて、このような個々の放電チャネルは、特に、国際公開第９４／２３４４２号パンフレットに説明されているような、Δ状の個々の放電が生ずるパルス点灯方式で行われるときに発生する。点灯パラメータに応じてこのような放電は広がって発生し、それどころか連続した「カーテン」を形成し、個別の事例ではそれ自体において分割されたりもする。これは放電ランプの電極デザイン及び種々の点灯パラメータの問題である。本発明にとってこれらの詳細は重要な役割を持っていない。本発明は、なお、ひょっとして前記の国際公開パンフレットに記載されたのとは異なる事情で同様に安定で局部化可能な放電チャネルとして形成される無声放電ランプをも志向するものである。本発明はそれ故前記の国際公開パンフレットの教義に制約されるものでない。
【０００６】
［発明の説明］
本発明の技術的課題は、冒頭に記載した一般的な種類の無声放電ランプにおいて、放電空間内での個々の放電チャネルの位置分布に影響を与えることにある。なお、本発明は、少なくとも１つの方向（以下においては長手方向と称する）に広がっているかかる無声放電ランプに関する。
【０００７】
総じて、本発明は、放電媒体を封入した放電容器と、少なくとも部分的に誘電体層によってこの放電媒体から隔離されている放電電極とを備え、放電容器が少なくとも１つの長手方向に沿って広がっている誘電体バリア放電用放電ランプにおいて、電極から直流電圧的に電気絶縁され電極の少なくとも１つに交流電圧的に容量結合する導電装置を設け、この導電装置が、電極に容量結合することにより電極間の電界によって規定された等電位線を長手方向に沿って変調するように設定されているものとして定義される。
【０００８】
本発明は、放電空間内での放電チャネルの分布は電極自体の非均一な構成によって得られるだけでないという認識に基づいている。むしろ、本発明によれば、電極から（直流の意味で）電気的に分離され放電空間内の電界分布に容量的に影響を与える装置が提案される。各電極はそれ故全く同一の形状を持ち、例えば真っ直ぐな条帯とすることができる（しかしながら、同一の構成に限定されない）。誘電体バリア放電の点灯周波数はいずれにしても比較的高いので、本発明による装置の容量結合により電界分布に交流電流的に影響を与えることができる。これを具体的に説明するために、容量的に影響を与える本発明による装置（以下、容量装置という）は電極或いは放電空間に対して交流電流的なタップを形成する、ものと考えることができる。これにより容量装置は放電空間において等電位線を歪ませる。
【０００９】
これは、本発明によれば、特に放電ランプの長手方向の広がりに沿って振動するように行われる。なお、用語「振動」で、等電位線が言わば「上下に」或いは「あちこちに」延びる方向に歪むことを表わしている。この振動性の歪みは周期的とすることができるが、しかしながら、常にそうである必要はない。等電位線の周期的変調は勿論好ましい。
【００１０】
引用した従来技術から、個々の放電チャネルは電界分布に関係して配置されることが明らかである。等電位線の歪みによって、放電チャネルのための本発明による優先位置が与えられ、これにより所望の方法で放電チャネルの特定の配置が確保される。容量装置はそれ故前述の従来技術に挙げられている電極自体の構造化に代わるものである。本発明は従って例えば電極構造化を回避するために重要である。おそらく、製造方法を簡単にするために或いは電極のために用意されている場所にアクセスし難いことにより、均一に連続する電極が適しているからである。なお、本発明による容量装置は導電性材料から構成されねばならないが、著しい技術的経費を必要とせず、特に放電容器の外部に取り付けることができ、これに接触する必要すらない。
【００１１】
本発明により、それ故放電チャネルの優先位置を作るために電極を特別に構造化することを必要としない。このような構造化はしかしながら全く排除されているわけではない。特にこのような構造化は本発明による手段により修正され、補足され、或いは所望ならば補償される。特に本発明による変調はまた縁部を明るくすることにも役立つ。これについては第三、第四及び第五の実施例を参照されたい。それ故、容量装置による変調が１：１の対応で放電チャネル分布に整合していることは必ずしも必要ではない。しかしながら、容量変調は放電チャネル間の中間間隔に適合しているのがよい。これは勿論また、例えば容量変調が中間放電間隔の数倍に一致し、この数倍の間隔内に他の手段による中間分布が設けられている場合もそうである。振動長の中間間隔への整合はこの意味でも理解されねばならない。
【００１２】
本発明によれば、最高でも６倍、好ましくは５倍、４倍或いは最高３倍の放電間隔の長さ範囲がこの振動長に対する好ましい範囲として適当である。
【００１３】
容量装置は、放電優先位置を放電容器の種々の面からいわゆる「刻印する」ために、二重ある三重に設けることができる。１つの或いは複数の容量装置で２つの或いは複数の電極範囲における等電位線に影響を与えることができることは当然である。本発明によれば、容量装置は２つの部分からなるという意味で少なくとも二重に設け、これらの装置もしくは装置の一部でランプの２つの電極極性を検出するのがよい。このことは特に両極性の電圧で点灯される放電ランプにおいて有利である。というのは、一般に、陽極の範囲よりも放電がより強く局部化する陰極もしくは陰極範囲に放電のための優先位置を設けるのが適しているからである。両極性の電圧での点灯の際には全ての電極は特定の点灯位相で陰極として作用する。さらに、２つの容量装置でもしくはかかる装置の２つの部分で、元々必要である放電ランプのためのホルダを容易に構成し、それにより本発明にとって必要なコストをホルダの適切な構造化に限定することができる。これについては第二の実施例を参照されたい。
【００１４】
特に、この変調は放電ランプのほぼ全広がりに亘って少なくとも１つの長手方向に行われ、さらに少なくともこの全長に亘ってほぼ周期的であるのがよい。これにより、これらの放電ランプにおいては通常光密度分布の著しい均一性が得られる。
【００１５】
本発明のさらに別の好ましい実施例において容量装置が放電容器の外部に配置され、電極（即ち少なくとも容量装置の範囲の電極）が放電容器の内部に配置されるときには、それにより既に先に説明された電気的分離が生じている。勿論、放電容器の外部にある電極の場合にも、容量装置と電極との間に絶縁が設けられねばならない。前述のように、容量装置は放電容器のホルダもしくはその一部であるのがよい。
【００１６】
本発明による効果は、容量装置がこれに結合された電極とその対向電極の近くにある放電空間部分と間の容量結合を行なっているときに、特に著しい。その場合、有効な電極の広がりに匹敵する効果が生ずる。
【００１７】
本出願人の先行特許出願（ドイツ特許出願公開第１９９５５１０８号明細書）においては、外部の熱装置により放電ランプへの或いは放電ランプからの熱移送に均一に影響を与えることが説明されている。これにより、放電ランプの非均一な固有温度特性に対抗させ、できるだけ均一な放電条件を、従って均一な光密度分布を得ようとしている。
【００１８】
本発明は、そこに記載された発明で取り扱われた問題に次のように関係する。即ち、本出願の意味での容量装置により放電ランプの少なくとも１つの長手方向に沿ってある程度の温度均一性が行われる。これは、個々には、容量装置と放電容器との間の熱接触がどの程度良いかに関係する。電界分布の変調によって必要な容量装置の構造化は、この温度均一化には、この変調が中間放電間隔に合わせられた長さで行われるべきであるが故に、必然的には邪魔にならない。放電ランプにおける温度均一性はしかしながら通常それより大きい長さで発生する。即ち、放電ランプは、普通、縁部より中央の方が高温で、それらの間に連続的な温度推移がある。電界分布の変調に必要な構造化は、それ故、理論的には、放電容器への接接触が良好であれば、温度分布の僅かな変調しかもたらさない。しかしながら、この変調を備えるランプの長さに亘って繰り返される中間放電間隔の長さにおける温度変動は、放電チャネルがそれにほぼ全て同じに関係するので、重要だはない。
【００１９】
さらに引用した出願に定義された熱装置を本発明と組み合わせることもできることは自明である。即ち、引用した出願による熱装置と本発明による容量装置とを同時に設けること、特にこれらを組み合わせることもできる。このために、この熱装置及び容量装置はランプの固有温度特性に合わせて、例えば熱伝導性を異なって形成することによって、熱的に均一に作用するようにすることができる。その場合、容量作用にとって決定的な特性が使用されないときには、電界変調はそれにより全く影響されずにしておくことができる。例えば材料強度或いは材料自体は、この装置がランプ中央においては縁部よりも強く冷却するように選ばれることができよう。同様に中央においてのみ冷却装置への熱伝導接触を設ける等々することができよう。特に不均一に配置された冷却フィンを使用することもできる。熱装置の種々可能な構成に関しては引用した先願を参照する。これに関するその開示内容はここに含まれている
【００２０】
傾向的に低温になりやすいランプ端部を絶縁するようにして、ランプに熱的に非均一に影響を与えるときには、これは元々容量装置に無関係に行うことができる。
【００２１】
特に、本発明による放電ランプは、前述のパルス点灯に合わせて作られている安定器を備えているのがよい。今日の知識水準でもってすればこの方法で特に効果的に局部化された放電チャネルを得ることができる。
【００２２】
本発明は棒状に長く延びた放電ランプに特に適用される。これは、一つには、前述の「熱的均一化」に対する良好な適用例であり、また一つには、なかんずく、このような放電ランプにおいて、構造化された電極を、特にこれが放電容器の内部にあるようにするとき、取り付けることが困難である。放電容器内部の電極は、しかしながら、始動及び点灯のために必要な電圧を減少させることが望まれている。例えばスクリーン印刷法で作業が行われるような、平面が開放している状況とは異なり、放電容器としてのガラス管の内部に放電のための優先位置を規定する突起或いはその他の要素を備えた電極を作ることは困難でさえある。この点で本発明は、特に、元々必要なホルダが本発明により構成される場合に、容易に実行可能な打開策を提供する。
【００２３】
このような棒状ランプは、このランプが光学的に走査される面（例えば紙面）の上を移動されねばならないようなコピー装置或いはスキャン装置用として特に有利である。
【００２４】
しかしながら、本発明は、前述のように、特に表示装置のバックライトのために無声放電ランプの主要な適用分野を形成している平面形放射器に対しても好適である。
【００２５】
［図面の説明］
以下において本発明のいくつかの実施例を詳しく説明する。なおそれにおいて開示された特徴は図示の以外の組み合わせにおいても発明的特徴である。
図１は本発明による棒状無声放電ランプを第一の実施例として模式的に示す。
図２は第二の実施例として図１の変形を、長軸に沿った断面で示す。
図３は第三の実施例として図２の変形を模式的に示す。
図４は第四の実施例として図３の変形を模式的に示す。
図５は本発明による棒状無声放電ランプを第五の実施例として模式的に示す。
【００２６】
図１は本発明の基本原理を簡単な実施例で明らかにする。１は主として長く延びたガラス管からなる無騒音棒状放電ランプを示す。電極構造の細部はこの図には示されていないが、図２を手がかりとして認識することができる。かかる棒状放電ランプの細部は米国特許第６０９７１５５号明細書を参照する。
【００２７】
この棒状放電ランプ１の内部にある電極により得られる、放電容器内部（即ちガラス管内部）の電位分布は金属板２によって変調することができる。この金属板は図１において垂直に延びる櫛に似た構造を有し、この櫛構造の歯３の上端は棒状放電ランプ１に接している。
【００２８】
図２は、歯３がランプ１を部分的に包囲していることを示している。なお、図２は棒状放電ランプの電極４を横断面で示している。
【００２９】
歯３は既に説明したように棒状放電ランプ１の放電容器の内部に接している。これは、電極４と歯３もしくは放電容器の内部と歯３との間に完全な電気的分離が存在する純粋に容量効果である。本発明の意味での容量装置としての金属板２のこのような構造において、これから、条帯状電極４の均一に細板状構成の結果棒状放電ランプ１の長手方向に沿ってほぼ乱されずに延びる等電位線の変調が生ずる。これにより金属板２の櫛構造は棒状放電ランプ１内部の電界分布に同一の振動長を持つ構造を与え、この例では棒状放電ランプ１のほぼ全長に亘って周期的振動が存在する。これに応じて棒状放電ランプ内部に放電チャネルが分布する。この放電チャネルは特に放電容器内部の歯３の位置にある。図２の第二の実施例において、この効果は、図１の第一の実施例に対して、歯３が棒状放電ランプ１の周りにそれぞれ約４分の１円周だけ回らされていることによって高められている。この変調は具体的にも効果的な電極の広がりとして把握することができる。
【００３０】
因みに図１は、金属板２が棒状放電ランプ１の長手方向における中間領域のみで幅広の板部分５と２つのねじとによって取付けられることを示している。この取付けはヒートシンクにも行なうことができ、これによって金属板２は全体的に冷却装置として作用する。歯３が図示されているものよりも若干幅広く構成されかつ（例えば歯３が図２に示されているように棒状放電ランプの周囲の一部分によってその棒状放電ランプに接することによって）棒状放電ランプ１との比較的良好な熱接触を有する場合、金属板２は既に述べた先行特許出願の発明の意味での不均一な冷却装置を形成する。しかしながら、これによって容量結合が同じように不均一になることはない。
【００３１】
図３は、他の点で同じような櫛構造の歯の代替的配置を模式的に示し、歯は符号６を付されている。この歯は棒状放電ランプ１の図３の左側の縁部領域では、図３の右側に示された中間領域よりも密に配置されている。これにより棒状放電ランプ１における放電チャネルのより密な配置ができる。これにより縁部領域を明るくできる。このように縁部を明るくすることはいろいろな理由から有意義である、特にさもないと発生する縁部の暗がりの補償のために選択することができ、即ち基本的には輝度分布の均一化に貢献する。縁部を明るく照明することについては因みに既に引用された米国特許第６２５２３５２号明細書を参照する。
【００３２】
図４は、そこに示された歯７でもって第四の実施例として図３に対する変形を示す。ここでは歯７は、棒状放電ランプの左側に見られる縁部領域において密には配置されていないが、しかし幅広に構成されている。これにより電極構造は、図４の棒状放電ランプ１の縁部領域においてその中間領域より明るく点灯する。この２つの図３及び４については、歯構造６及び７の縁部に向かっての非均一性がやや強調して示されていることが認められる。実際の構成においてはこの非均一性は、通常、全体としてできるだけ均一な輝度分布が得られるように形成される。
【００３３】
図５は第五の実施例を同様に著しく模式的に示す。１は既に説明した棒状放電ランプを示す。この上に、左右の外側領域で比較的広く、中間領域で相対的に幅狭く形成されている金属片８が設けられている。そしてこれらの間で連続的に移行している。この第五の実施例では、条帯状電極は棒状放電ランプ１の内部では構造化されておらず、しかし高ランプ出力のため連続したカーテン状の放電が生ずるようにしている。（しかしながら、条帯状電極は従来の技術から公知のように構造化することもできる。）ここでは、本発明は、ただ、既に説明された縁部の明るさの向上を課題としている。それに応じて容量装置８は電界線を放電ランプのほぼ全長に亘って、しかし中間の放電間隔に無関係に変調する。この変調はまた専ら縁部領域において行われるようにすることもできよう。しかしながら、本発明によれば、少なくとも無声放電ランプの長さ区間の縁部領域において或いは長手方向のほぼ全長に亘って本発明による変調が行われるようにするものである。
【００３４】
この変調は、中間最大値もしくは最小値をもって「あちこち」或いは「上下に」ずれるのに相当するという意味で振動性である。これは、金属片８の中間領域が欠けている場合にも当て嵌まる。
【００３５】
図５の第五の実施例を第一及び第二の実施例と組み合わせ、条帯状電極４自体の構造化を省略できることも当然である。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明による棒状無声放電ランプの第一の実施例を示す概略図
【図２】
本発明による棒状無声放電ランプの第二の実施例を示す断面図
【図３】
本発明による棒状無声放電ランプの第三の実施例を示す概略図
【図４】
本発明による棒状無声放電ランプの第四の実施例を示す概略図
【図５】
本発明による棒状無声放電ランプの第五の実施例を示す概略図
【符号の説明】
１　　　　　　　棒状放電ランプ
２　　　　　　　導電（容量）装置の金属板
３，６，７　　　導電（容量）装置の歯
４　　　　　　　電極
５　　　　　　　金属板の広幅部分
８　　　　　　　金属片
【国際公開パンフレット】
2004510308.tif 000003
2004510308.tif 000004
2004510308.tif 000005
2004510308.tif 000006
2004510308.tif 000007
2004510308.tif 000008
2004510308.tif 000009
2004510308.tif 000010
2004510308.tif 000011
2004510308.tif 000012
2004510308.tif 000013
2004510308.tif 000014
2004510308.tif 000015
2004510308.tif 000016
2004510308.tif 000017
2004510308.tif 000018
2004510308.tif 000019
2004510308.tif 000020
2004510308.tif 000021
2004510308.tif 000022
2004510308.tif 000023
【国際調査報告】
2004510308.tif 000024
2004510308.tif 000025
2004510308.tif 000026
2004510308.tif 000027
2004510308.tif 000028
2004510308.tif 000029