JPH10149803A - マイクロ波放電ランプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 各種光源として使用されるマイクロ波放電ラ
ンプにおいて、高い発光輝度を得ることを目的とする。 【解決手段】 形状が回転対称で、回転手段を持ち、始
動ガスと発光物質が封入されたランプ７１の管壁に、管
壁厚部７１１と管壁薄部７１２を設けることにより、高
い発光輝度が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロ波で放電
する無電極放電ランプの技術分野に属するものである。

【０００２】

【従来の技術】図９は従来のマイクロ波放電ランプを用
いた点灯装置の構成を示す図である。この装置の動作を
説明する。

【０００３】高圧電源１でマグネトロン２に高圧電圧を
印加し、マグネトロン２が動作を始め、マイクロ波がマ
グネトロンアンテナ３より導波管４に放射される。

【０００４】導波管４内を伝導するマイクロ波は、給電
窓５から空洞６に放射され、空洞６内に高周波電磁界を
作り出す。

【０００５】この高周波電磁界によって空洞６内に設置
されたランプ７内の希ガスが放電を開始し、数秒で求め
る光出力が得られる。

【０００６】このランプ７内には希ガスと金属または金
属ハロゲン化物が封入されている。空洞６は光出力を空
洞の外部に取り出すために金属メッシュ８になってい
る。空洞６内壁は光の取り出し効率を向上させるため反
射鏡を形成することが多い。ランプ内の放電プラズマを
安定させランプの管壁温度を均一にするためランプ回転
用モータ９を有している。マグネトロン２は動作中は常
に冷却する必要があるためファン１０がつけられてい
る。ランプ７の形状は球もしくは球に近い形状のものが
よく用いられている。空洞６内に固定するための支持棒
１１がランプ回転用モータ９に接続されている。

【０００７】ランプバルブ内は、始動時のガス圧は、始
動を容易にするため、数kPaにしてあり、点灯して管壁
温度の上昇とともにバルブ内部にある封入物が蒸気とな
って圧力を上げていき、定常点灯時には、効率の良い発
光を得るに十分なプラズマを発生させるためのガス圧
（数気圧程度）になる。

【０００８】このように構成された図９に示す従来例の
マイクロ波放電ランプは、液晶プロジェクションのよう
な発光部の小さなランプとして、他の型の有電極の放電
ランプにない長寿命と少ない経時変化をもつ優れた特性
を実現できる光源である。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】以上に説明したような
マイクロ波放電ランプを実際に用いる場合、大きな光束
を得るために高い発光輝度が要求される。しかるに図９
に示す従来のマイクロ波放電ランプでは、ランプ７の管
壁温度が回転軸方向では一様でないために、すなわち、
管壁７０１の温度が管壁７０２の温度より低くなるため
に、ランプ７内のプラズマの状態が不均一になり、その
結果、発光が不均一になる。発光が不均一なために、ラ
ンプ７の発光面全てを同時に最適化することができな
い。そのため、均一に発光面全てを最適化した場合に比
べて、発光輝度も小さくなる、という問題が生じる。

【００１０】本発明は前記の課題を解決するもので、従
来よりも発光輝度が高いマイクロ波放電ランプを提供す
ることを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載
の発明では前記目的を達成するため、ランプの管壁で温
度の低い部分の管材の厚みを増すことにより、管壁内側
の温度を均一にし、それによりランプ内のプラズマの状
態を均一にし、発光が均一になるようにした。

【００１２】本発明の請求項２に記載の発明では前記目
的を達成するため、ランプの管壁で温度の低い部分の管
材中に真空の空間を設けることにより、管壁内側の温度
を均一にし、それによりランプ内のプラズマの状態を均
一にし、発光が均一になるようにした。

【００１３】本発明の請求項３に記載の発明では前記目
的を達成するため、ランプの管壁で温度の高い部分の管
材の表面に凹凸を設け表面積を広くすることにより、管
壁内側の温度を均一にし、それによりランプ内のプラズ
マの状態を均一にし、発光が均一になるようにした。

【００１４】これにより、発光面全てを最適化できるよ
うになり、発光輝度が高いマイクロ波放電ランプを提供
することができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、内部に始動ガスと発光物質が封入され、回転軸の回
りに回転させる手段を備え、給電窓から放射されるマイ
クロ波を吸収して発光するランプにおいて、前記給電窓
に近い管壁部および前記管壁部の対面に位置する管壁部
のうち一方または両方の管壁厚さが、他の管壁部に比べ
て薄くなっていることを特徴とするマイクロ波放電ラン
プ、としたものである。これによれば、ランプの管壁内
側の温度の低い部分の管壁を厚くすることにより、冷た
い外気の影響を受けにくくなり、その部分の温度が下が
りにくくなる。その結果、ランプの管壁内側の温度が均
一になり、それによりランプ内のプラズマの状態が均一
になり、発光が均一になる。その結果、管壁温度を管壁
全面において一様に最適な温度に調整することが可能に
なり、発光輝度を高くすることができる、という作用を
有する。

【００１６】本発明の請求項２に記載の発明は、内部に
始動ガスと発光物質が封入され、回転軸の回りに回転さ
せる手段を備え、給電窓から放射されるマイクロ波を吸
収して発光するランプにおいて、前記給電窓に近い管壁
部および前記管壁部の対面に位置する管壁部のうち一方
または両方を除く他の管壁部に、真空の空間を設けたこ
とを特徴とするマイクロ波放電ランプ、としたものであ
る。これによれば、ランプの管壁内側の温度の低い部分
の管壁中に真空の空間を設けることにより、冷たい外気
の影響を受けにくくなり、その部分の温度が下がりにく
くなる。その結果、ランプの管壁内側の温度が均一にな
り、それによりランプ内のプラズマの状態が均一にな
り、発光が均一になる。その結果、管壁温度を管壁全面
において一様に最適な温度に調整することが可能にな
り、発光輝度を高くすることができる、という作用を有
する。

【００１７】本発明の請求項３に記載の発明は、内部に
発光物質が封入され、回転軸の回りに回転させる手段を
備え、給電窓から放射されるマイクロ波を吸収して発光
するランプにおいて、前記給電窓に近い管壁部および前
記管壁部の対面に位置する管壁部のうち一方または両方
を除く他の管壁部の表面に、凹凸を設けて前記表面の表
面積を大きくしたことを特徴とするマイクロ波放電ラン
プ、としたものである。これによれば、ランプの管壁内
側の温度の高い部分の管壁外側に凹凸を設けて表面積を
広くしたことにより、冷たい外気の影響を受けやすくな
り、その部分の温度が下がりやすくなる。その結果、管
壁温度を管壁全面において一様に最適な温度に調整する
ことが可能になり、発光輝度を高くすることができる、
という作用を有する。

【００１８】本発明のこの構成により、ランプの管壁内
側の温度の低い部分が冷たい外気の影響を受けにくくな
り、その部分の温度が下がりにくくなる。その結果、ラ
ンプの管壁内側の温度が均一になり、それによりランプ
内のプラズマの状態が均一になり、発光が均一になる。
さらに、管壁温度を管壁全面において一様に最適な温度
に調整することにより、発光輝度を高くすることができ
る。

【００１９】以下、本発明の実施の形態について、図面
を参照しながら説明する。 （実施の形態１）図１は本発明の請求項１記載のマイク
ロ波放電ランプの一実施形態の断面図である。

【００２０】図１に示すランプ７１は石英または透光性
セラミックスのような透光性材料で構成されており、内
部には始動ガスと発光物質が封入されている。ランプ７
１において、管壁厚部７１１は管壁薄部７１２に比べて
厚く、管壁厚部７１１の内側の熱が冷たい外気に奪われ
るのを防ぐ作用がある。

【００２１】（実施の形態２）図２は本発明の請求項２
記載のマイクロ波放電ランプの一実施形態の断面図であ
る。

【００２２】図２に示すランプ７２は石英または透光性
セラミックスのような透光性材料で構成されており、内
部には始動ガスと発光物質が封入されている。ランプ７
２において管壁内の真空の空間７２１は、真空の空間７
２１の内側の管壁の内側の熱が冷たい外気に奪われるの
を防ぐ作用がある。

【００２３】（実施の形態３）図３は本発明の請求項３
記載のマイクロ波放電ランプの一実施形態の断面図であ
る。

【００２４】図３に示すランプ７３は石英または透光性
セラミックスのような透光性材料で構成されており、内
部には始動ガスと発光物質が封入されている。ランプ７
３において放熱フィン７３１は、放熱フィン７３１付近
の管壁の内側の熱を冷たい外気中に逃がす作用がある。

【００２５】（実施の形態４）図４は本発明の請求項３
記載のマイクロ波放電ランプの一実施形態の断面図であ
る。

【００２６】図４に示すランプ７４は石英または透光性
セラミックスのような透光性材料で構成されており、内
部には始動ガスと発光物質が封入されている。ランプ７
４において放熱溝７４１は、放熱溝７４１付近の管壁の
内側の熱を冷たい外気中に逃がす作用がある。

【００２７】

【実施例】次に、本発明の具体例を説明する。

【００２８】（実施例１）図５は本発明の請求項１記載
のマイクロ波放電ランプを用いた一実施例であるマイク
ロ波放電ランプ点灯装置の断面図である。

【００２９】図５において、ランプ７１は実施の形態１
に記載のマイクロ波放電ランプ（図１）である。始動ガ
スとしては主に希ガスが用いられる。発光物質としては
メタルハライドランプ等の高圧放電灯で用いられている
金属ハロゲン化物や水銀などの金属単体や硫黄がある。

【００３０】以上のように構成された本実施例のマイク
ロ波放電ランプ点灯装置について、以下、その動作を説
明する。

【００３１】高圧電源１でマグネトロン２に高圧電圧を
印加し、マグネトロン２が動作を始め、マイクロ波がマ
グネトロンアンテナ３より導波管４に放射される。

【００３２】導波管４内を伝導するマイクロ波は、給電
窓５から空洞６に放射され、空洞６内に高周波電磁界を
作り出す。

【００３３】この高周波電磁界によって空洞６内に設置
されたランプ７内の始動ガスが放電を開始し、管壁温度
の上昇とともにバルブ内部にある封入物が蒸気となって
圧力が上がり、定常点灯状態になる。

【００３４】定常点灯時には、図９に示される従来のマ
イクロ波放電ランプを用いた点灯装置では、前述したよ
うに管壁７０１と管壁７０２に温度差が生じる。それに
対して、図５に示される本実施例のマイクロ波放電ラン
プ点灯装置では、管壁厚部７１１が管壁薄部７１２に比
べて管壁の厚さが厚いので、管壁厚部７１１の内面は冷
たい外気の影響を受けにくく、厚さを調整することによ
り管壁の温度分布を均一にすることが可能である。

【００３５】以上のように本実施例によれば、管壁厚部
７１１の管材を厚くしたことにより、管壁内側の温度が
均一になり、それによりランプ内のプラズマの状態が均
一になり、発光が均一になる。その結果、管壁温度を管
壁全面において一様に最適な温度に調整することが可能
になり、発光輝度を高くすることができる。

【００３６】（実施例２）図６は本発明の請求項１記載
のマイクロ波放電ランプを用いた一実施例であるマイク
ロ波放電ランプ点灯装置の断面図である。

【００３７】図６において、ランプ７１は実施の形態１
に記載のマイクロ波放電ランプ（図１）の回転軸の取り
付け位置を９０度傾けたものである。始動ガスとしては
主に希ガスが用いられる。発光物質としてはメタルハラ
イドランプ等の高圧放電灯で用いられている金属ハロゲ
ン化物や水銀などの金属単体や硫黄がある。

【００３８】以上のように構成された本実施例のマイク
ロ波放電ランプ点灯装置については、動作、作用、効果
は実施例２と同様である。

【００３９】（実施例３）図７は本発明の請求項２記載
のマイクロ波放電ランプを用いた一実施例であるマイク
ロ波放電ランプ点灯装置の断面図である。

【００４０】図７において、ランプ７２は実施の形態２
に記載のマイクロ波放電ランプ（図２）である。始動ガ
スとしては主に希ガスが用いられる。発光物質としては
メタルハライドランプ等の高圧放電灯で用いられている
金属ハロゲン化物や水銀などの金属単体や硫黄がある。

【００４１】以上のように構成された本実施例のマイク
ロ波放電ランプ点灯装置について、以下、その動作を説
明する。

【００４２】定常点灯になるまでは実施例１の動作と同
じである。定常点灯時には、図９に示される従来のマイ
クロ波放電ランプを用いた点灯装置では、前述したよう
に管壁７０１と管壁７０２に温度差が生じる。それに対
して、図７に示される本実施例のマイクロ波放電ランプ
点灯装置では、真空の空間７２１が備えられているの
で、真空の空間の内側の管壁７２３は冷たい外気の影響
を受けにくく、真空の空間７２１の大きさを調整するこ
とにより管壁の温度分布を均一にすることが可能であ
る。

【００４３】以上のように本実施例によれば、真空の空
間７２１を設けたことにより、管壁内側の温度が均一に
なり、それによりランプ内のプラズマの状態が均一にな
り、発光が均一になる。その結果、管壁温度を管壁全面
において一様に最適な温度に調整することが可能にな
り、発光輝度を高くすることができる。

【００４４】（実施例４）図８は本発明の請求項３記載
のマイクロ波放電ランプを用いた一実施例であるマイク
ロ波放電ランプ点灯装置の断面図である。

【００４５】図８において、ランプ７３は実施の形態３
に記載のマイクロ波放電ランプ（図３）である。始動ガ
スとしては主に希ガスが用いられる。発光物質としては
メタルハライドランプ等の高圧放電灯で用いられている
金属ハロゲン化物や水銀などの金属単体や硫黄がある。

【００４６】以上のように構成された本実施例のマイク
ロ波放電ランプ点灯装置について、以下、その動作を説
明する。

【００４７】定常点灯になるまでは実施例１の動作と同
じである。定常点灯時には、図９に示される従来のマイ
クロ波放電ランプを用いた点灯装置では、前述したよう
に管壁７０１と管壁７０２に温度差が生じる。それに対
して、図８に示される本実施例のマイクロ波放電ランプ
点灯装置では、放熱フィン７３１が備えられているの
で、放熱フィン７３１付近の管壁は冷たい外気の影響を
受けやすく、放熱フィン７３１の形状を調整することに
より管壁の温度分布を均一にすることが可能である。

【００４８】以上のように本実施例によれば、放熱フィ
ン７３１を設けたことにより、管壁内側の温度が均一に
なり、それによりランプ内のプラズマの状態が均一にな
り、発光が均一になる。その結果、管壁温度を管壁全面
において一様に最適な温度に調整することが可能にな
り、発光輝度を高くすることができる。

【００４９】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、ランプの
管壁に他部より厚い部分を設けることにより、従来より
も発光輝度が高いマイクロ波放電ランプが実現できる。
ランプの管壁に真空の空間を設けることにより、従来よ
りも発光輝度が高いマイクロ波放電ランプが実現でき
る。ランプの管壁に凹凸を設けて管壁の表面積を大きく
することにより、従来よりも発光輝度が高いマイクロ波
放電ランプが実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態であるマイクロ波放
電ランプの断面図

【図２】本発明の第２の実施の形態であるマイクロ波放
電ランプの断面図

【図３】本発明の第３の実施の形態であるマイクロ波放
電ランプの断面図

【図４】本発明の第４の実施の形態であるマイクロ波放
電ランプの断面図

【図５】本発明の第１の実施の形態であるマイクロ波放
電ランプを用いたマイクロ波放電ランプ点灯装置の実施
例の断面図

【図６】本発明の第１の実施の形態であるマイクロ波放
電ランプを用いたマイクロ波放電ランプ点灯装置の別の
実施例の断面図

【図７】本発明の第２の実施の形態であるマイクロ波放
電ランプを用いたマイクロ波放電ランプ点灯装置の実施
例の断面図

【図８】本発明の第３の実施の形態であるマイクロ波放
電ランプを用いたマイクロ波放電ランプ点灯装置の実施
例の断面図

【図９】従来のマイクロ波放電ランプを用いたマイクロ
波ランプ点灯装置の断面図

【符号の説明】

１ 高圧電源 ２ マグネトロン ３ マグネトロンアンテナ ４ 導波管 ５ 給電窓 ６ 空洞 ７ ランプ ８ 金属メッシュ ９ ランプ回転用モータ １０ ファン １１ 支持棒

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部に発光物質が封入され、回転軸の回
   りに回転させる手段を備え、給電窓から放射されるマイ
   クロ波を吸収して発光するランプにおいて、前記給電窓
   に近い管壁部および前記管壁部の対面に位置する管壁部
   のうち一方または両方の管壁厚さが、他の管壁部に比べ
   て薄くなっていることを特徴とするマイクロ波放電ラン
   プ。
2. 【請求項２】 内部に発光物質が封入され、回転軸の回
   りに回転させる手段を備え、給電窓から放射されるマイ
   クロ波を吸収して発光するランプにおいて、前記給電窓
   に近い管壁部および前記管壁部の対面に位置する管壁部
   のうち一方または両方を除く他の管壁部に、真空の空間
   を設けたことを特徴とするマイクロ波放電ランプ。
3. 【請求項３】 内部に発光物質が封入され、回転軸の回
   りに回転させる手段を備え、給電窓から放射されるマイ
   クロ波を吸収して発光するランプにおいて、前記給電窓
   に近い管壁部および前記管壁部の対面に位置する管壁部
   のうち一方または両方を除く他の管壁部の表面に、凹凸
   を設けて前記表面の表面積を大きくしたことを特徴とす
   るマイクロ波放電ランプ。