JPH04303595A - 光源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、マイクロ波放電を利
用した光源装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、ランプの寿命が非常に長いた
め、光源装置に無電極放電ランプが用いられている。

【０００３】図８は従来の光源装置１００ａの概略構成
図である。導波管２に配設されたマグネトロン１ａから
発生したマイクロ波２０はマグネトロンアンテナ１ｂよ
り導波管２中を伝搬し、アルミニウムや銅でできたキャ
ビティ３内に放射される。無電極放電ランプ４はマイク
ロ波２０の共振と、イグナイタバルブ８の発光により放
電し、発光する。この発光は開口部７から外部へと取り
出される。ブロアー９は風３０を通風孔５，導波管２を
通してキャビティ３へと送り込む。風３０はマグネトロ
ン１ａについても冷却し、冷却が不充分であればサーマ
ルスイッチ６によって安全のための処理が起動する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このようなマ
イクロ波放電を利用した光源装置では、そのマイクロ波
２０の漏洩が問題となる。開口部７からは、無電極放電
ランプ４による発光のみならず、キャビティ３で共振し
たマイクロ波２０も外部に洩れ、特に、高周波マイクロ
波の漏れが、他の通信機器等への妨害電波となる恐れが
ある。特に近年では電波障害の規制が厳しくなっており
、これらに対処する必要がある。

【０００５】このために、従来より、光を透過する金属
メッシュによるマイクロ波２０の漏洩防止が行われてい
る。例えばキャビティ３の開口部７に銅、タングステン
等から成る金属メッシュ１０ａ，１０ｂを設け、開口部
７から得られる光の減少を極力小さくしつつマイクロ波
２０の漏洩を抑制している。しかし、定常発光時のマイ
クロ波２０は金属メッシュ１０ａ，１０ｂで抑制できて
も、マグネトロン１ａをＯＮにし、定常発光になるまで
の初期過渡状態におけるマイクロ波２０は定常発光時と
比較して約１０倍と多く、抑制しきれない。そこで図８
に示すように細かい金属メッシュ１０ｃを更に設けるこ
とも行われているが、これでは発光時に開口部７から取
り出すことのできる光が大きく減少し（２０〜３０％低
下）、または金属メッシュ１０ｃで光が散乱するという
問題点がある。

【０００６】一方、初期過渡状態での無電極放電ランプ
４の発光量は必ずしも一定ではなく、得られる光量の制
御が行いにくいという問題点もある。

【０００７】この発明は上記問題点を解決するためにな
されたもので、定常発光時の光量が減少することなく初
期過渡状態における高調波マイクロ波の漏洩を抑制し、
また発光制御を容易に行うことができる光源装置を提供
することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明は、一面に開口
部を有し、内部に無電極放電ランプを配設したキャビテ
ィと、前記開口部に設けられ、光を透過する金属メッシ
ュと、前記キャビティの側面に接続された導波管と、前
記導波管に配設したマグネトロンとを備えた光源装置に
おいて、前記開口部の上部に、マイクロ波を吸収するシ
ャッターと、前記シャッターを開閉させるシャッター駆
動手段とを設けている。

【０００９】

【作用】シャッターは、初期過渡状態において、開口部
を遮蔽する。これにより、マイクロ波がシャッターに吸
収され、開口部からの高調波マイクロ波及び光量の不安
定な光の漏洩を防ぐ。

【００１０】また、タイマー手段はマグネトロンをＯＮ
すると同時に作動し、予め定めた時間に応じてシャッタ
ーの開閉動作のタイミングを判断する。更に、光量検出
装置はマイクロ波放電により発光する光量を検出し、初
期過渡状態か定常発光時かを判別し、シャッターの開閉
動作のタイミングを判断する。

【００１１】

【実施例】図１に、発明の一実施例である光源装置１０
０の概観を示す。図８の光源装置１００ａと同様にマグ
ネトロン１ａ、導波管２，開口部７を有するキャビティ
３、無電極放電ランプ４、イグナイターバルブ８、ブロ
ア９、金属メッシュ１０ａ，１０ｂを備えている。しか
し細かい金属メッシュ１０ｃは用いられず、鉄、銅など
のマイクロ波を吸収する材料から成るシャッター１１ａ
、シャッター駆動手段１１ｂが備えられている。シャッ
ター１１ａは矢印Ｐに示されるような開閉動作により、
開口部７を覆ったり覆わなかったりする。このようなシ
ャッター１１ａの動作はシャッター駆動手段１１ｂによ
って行われる。シャッター１１ａの開閉に際しては図７
に示すように、シャッター１１ａの位置が位置検出器１
３とシャッター１１ａに取り付けた検知片１４とで検知
される。

【００１２】図２は光源装置１００の動作を示すタイム
チャートである。マグネトロン１ａがＯＮされるとマイ
クロ波２０は発生し始める。これにより、無電極放電ラ
ンプ４の光量も増加し、キャビティ３内でのマイクロ波
２０の量も増加する。このような初期過渡状態において
は定常発光時よりも多くのマイクロ波２０が発生し、そ
の最大値は定常状態の１０倍にも達する。よってその漏
れ量においても、例えば定常発光におけるマイクロ波漏
れ量が０．５ｍＷであれば、初期過渡状態においては約
５ｍＷものマイクロ波が漏れてしまうことになる。

【００１３】シャッター１１ａはこのような初期過渡状
態におけるマイクロ波２０の漏れを防ぐものである。即
ち、初期過渡状態においてはシャッター１１ａを閉じて
開口部７を覆うことによりマイクロ波２０の漏れを防ぐ
のである。定常発光時においては、マイクロ波２０の漏
れ量は減少するので、金属メッシュ１０ａ，１０ｂでこ
れを防ぐことができ、開口部７からのマイクロ波２０の
漏れはカットできる。従ってシャッター１１ａを開けて
光を取り出してもマイクロ波２０の漏れという問題は生
じない。また図８の場合のように細かい金属メッシュ１
０ｃを設けないので無電極放電ランプ４の発光する光量
の低下を招くこともなく安価に構成できる。なおマイク
ロ波２０の漏洩防止をより確実にするためには図７に示
すように導電性ブラシ１２をシャッター１１ａとキャビ
ティ３の間に設ければ良い。

【００１４】更に、初期過渡状態においては図２に示す
ように無電極放電ランプ４の光量も安定しない。よって
この状態においてシャッター１１ａを閉じておき、この
状態が経過して定常発光となってからシャッター１１ａ
を開くと、安定した光量のみ開口部７から得ることがで
きる。これによって光源装置１００を見かけ上発光の立
ち上がりの速い、いわゆる瞬点光源として取扱うことが
でき、その発光条件の制御がし易いという効果もある。

【００１５】図３にシャッター１１ａの開閉動作をフロ
ーチャートで示す。同図中の記号■、■は図２中の記号
■、■にそれぞれ対応している。

【００１６】まずマグネトロン１ａを時刻ｔ１　にＯＮ
する（ステップＳ１）。動作■の場合には、時刻ｔ１　
以前では（マグネトロン１ａがＯＦＦした状態では）シ
ャッター１１ａは開いているため、ステップＳ２におい
てシャッター１１ａを閉じて初期過渡状態のマイクロ波
２０の漏れを防ぐ。動作■の場合には、すでにシャッタ
ー１１ａが閉じられているので、直ちにステップＳ３へ
と処理が進む。

【００１７】ステップＳ３において定常発光であると判
断されればシャッター１１ａを開けて（時刻ｔ２　）光
を取り出す（ステップＳ４）。定常発光に至らず初期過
渡状態中は動作が保留される。

【００１８】このようなコントロールは、まず時刻ｔ２
　と時刻ｔ１　との時間の差を実測で求めておき、その
時間を、予めタイマー手段（図示せず）にセットしてお
く。 そして、マグネトロン１ａをＯＮするとタイマー手段が
作動し、セットした時間が経過すると、シャッター１１
ａが開くようになっている。通常時刻ｔ２　と時刻ｔ１
　との差は約３秒である。

【００１９】この後所定の発光時間が経過して（時刻ｔ
３　）マグネトロン１ａをＯＦＦする（ステップＳ５）
。 マグネトロン１ａがＯＦＦの状態ではマイクロ波２０の
漏れも生じないので、動作■のようにシャッター１１ａ
を開けたままにしておいてもよい。もちろん動作■のよ
うにシャッター１１ａを閉じても構わない。

【００２０】つまり、シャッター１１ａの開閉動作は、
初期過渡状態において閉じ、定常発光する時間だけ開け
ればこの発明の目的は達せられる。従って動作■のよう
にマグネトロン１ａがＯＦＦしている場合には風３０の
通りをよくするなどのためにシャッター１１ａを開けて
おいてもよい。

【００２１】なお、シャッター１１ａの開閉により、キ
ャビティ３におけるインピーダンス整合が変化するが、
シャッター１１ａの開いた状態でインピーダンス整合を
行なう。

【００２２】また、シャッターは、図１に示すような開
口部７とその形状を整合させたものとする必要はない。 図６はこの発明の他の実施例である光源装置１０２の概
観を示す。シャッター１１ｃは角型であり、枠１１ｄが
備えられている。シャッター１１ｃは矢印Ｑに示される
ような開閉動作により、枠１１ｄに沿って開口部７を覆
ったり覆わなかったりする。このような構造においても
この発明の目的を達することができる。

【００２３】ところで、図２に示すように光量がほぼ定
常発光になる時刻ｔ２　においてはマイクロ波２０の漏
れ量も減少する。従って図３に示すステップＳ３の判断
はこの光量を検出することによって行うことができる。 このように判断すると、予め、時間をタイマー手段にセ
ットする時間制御によって判断することと比較してさら
に光量に応じたシャッターの開閉動作の制御が可能にな
る。

【００２４】即ち、マグネトロン１ａや無電極放電ラン
プ４の特性のばらつきによる発光状態の変動を防止する
ことができる。更には製造上の欠陥や環境条件による無
電極放電ランプ４の表面の白濁や、破損等を原因として
所定の光量が得られなくなる場合についても発光中止等
の対処を行なうことができる。従って光量を検出してシ
ャッター１１ａの開閉動作を制御することはこの発明の
効果を一層高めることになる。

【００２５】図４はこの発明の一実施例における光量検
出装置４０を備えた光源装置１０１の概略構成図であり
、図８に示す従来の光源装置１００ａと比較すると、細
かい金属メッシュ１０ｃがなく、シャッター１１ａとシ
ャッター駆動手段１１ｂと光量検出装置４０とを有して
いる。その他の各部の動作は光源装置１００、１００ａ
と同様である。

【００２６】図５は光量検出装置４０によるシャッター
１１ａの開閉の制御の概略を模式的に表わしたブロック
図である。光量検出装置４０は制御部４０ａと、例えば
フォトダイオードからなる受光素子４０ｂとから構成さ
れる。

【００２７】無電極放電ランプ４の発する光Ｌは受光素
子４０ｂによって測定され、制御部４０ａに光量につい
ての情報が伝えられる。そして光Ｌの光量が図２に示す
ように増加し、制御部４０ａにおいて設定されている閾
値ＬＴを越えた場合に、シャッター１１ａを開けるよう
シャッター駆動手段１１ｂに命令する。これを受けてシ
ャッター駆動手段１１ｂはシャッター１１ａを開ける。 図５中、シャッター１１ａは破線によって閉じた状態が
、実線によって開けた状態が表わされている。

【００２８】このようにして光量検出装置４０は初期過
渡状態の高調波マイクロ波２０の漏れを防ぎ、不安定な
発光をも遮り、所望の光量に達して初めてシャッター１
１ａを開けるように制御することができる。

【００２９】光量検出装置４０は図４に示すようにキャ
ビティ３の内部ではなく、例えば導波管２の近傍に設置
されて光Ｌを検出する。

【００３０】また、受光素子４０ｂはフォトダイオード
の他、フォトトランジスタ、ＣｄＳで構成することもで
きる。

【００３１】

【発明の効果】以上に説明したようにこの発明によれば
、マイクロ波放電により発光する光を透過させる開口部
の上部に開閉可能なシャッターが設けられ、初期過渡状
態においてはシャッターが開口部を遮蔽し、高調波マイ
クロ波及び不安定な光量の漏洩を防ぐことができる。 そして、定常発光時においてはシャッターが開くので、
発光時の光量を減じることなくマイクロ波の漏洩を抑制
し、また発光制御を容易に行うことができる。

【００３２】また、予め定めた時間をセットするタイマ
ー手段を、この発明の光源装置に備えておけば、シャッ
ターの開閉動作を時間制御できる。

【００３３】更に、光量を検出する光量検出装置を備え
ておけば、光量に応じたシャッターの開閉動作の制御が
可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例である光源装置１００の概
観図である。

【図２】光源装置１００の動作を示すタイムチャートで
ある。

【図３】シャッター１１ａの動作を示すフローチャート
である。

【図４】この発明の一実施例における光量検出装置を備
えた光源装置１０１の概略構成図である。

【図５】光量検出装置４０による制御の概略を示すブロ
ック図である。

【図６】この発明の他の実施例である光源装置１０２の
概観図である。

【図７】図１の光源装置１００のシャッター１１ａの近
傍を示す図である。

【図８】従来の光源装置１００ａの概略構成図である。

【符号の説明】

１ａ　　マグネトロン ２　　導波管 ３　　キャビティ ４　　無電極放電ランプ ７　　開口部 １０ａ，１０ｂ　　金属メッシュ １１ａ，１１ｃ　　シャッター １１ｂ　　シャッター駆動手段 ４０　　光量検出装置 １００，１０１，１０２　　光源装置 Ｌ　　光

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　一面に開口部を有し、内部に無電極放
   電ランプを配設したキャビティと、前記開口部に設けら
   れ、光を透過する金属メッシュと、前記キャビティの側
   面に接続された導波管と、前記導波管に配設したマグネ
   トロンと、を備えた光源装置において、前記開口部の上
   部に、マイクロ波を吸収するシャッターと、前記シャッ
   ターを開閉させるシャッター駆動手段と、を設けたこと
   を特徴とする光源装置。
2. 【請求項２】　　前記マグネトロンをＯＮすると同時に
   作動し、予め定めた時間に応じて前記シャッターの開閉
   を制御するタイマー手段を備えた請求項１記載の光源装
   置。
3. 【請求項３】　　マイクロ波放電により発光する光量を
   検出し、当該光量に応じて前記シャッターの開閉を制御
   する光量検出装置を備えた請求項１記載の光源装置。