JPS6121397B2 - - Google Patents
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- JPS6121397B2 JPS6121397B2 JP13017480A JP13017480A JPS6121397B2 JP S6121397 B2 JPS6121397 B2 JP S6121397B2 JP 13017480 A JP13017480 A JP 13017480A JP 13017480 A JP13017480 A JP 13017480A JP S6121397 B2 JPS6121397 B2 JP S6121397B2
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- Japan
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- pipe
- cut
- holder
- microwave
- light source
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- Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)
- Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
- Discharge Lamps And Accessories Thereof (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、マイクロ波放電を利用してマイク
ロ波放電光源装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a microwave discharge light source device using microwave discharge.
最近、放電利用の光源装置として、高周波放
電、特に高周波としてマイクロ波を用いた光源装
置が注目されている。 BACKGROUND ART Recently, light source devices that use high-frequency discharge, particularly microwaves as high-frequency waves, have been attracting attention as light source devices that utilize electric discharge.
従来の有電極の光源装置では、ランプの寿命が
電極の消耗により決定されていたが、マイクロ波
を用いた光源装置では、ランプを無電極にできる
ため、ランプの寿命が長くなるという特徴があ
る。 In conventional light source devices with electrodes, the life of the lamp was determined by the wear and tear of the electrodes, but in light source devices that use microwaves, the lamp can be made electrodeless, resulting in a longer lamp life. .
さらに、電極による熱損失がなく、しかも、放
電インピーダンスが、初期状態と安定状態で差が
小さいため、安定状態でインピーダンス整合させ
た場合でも、初期状態での電力注入が容易であ
り、また、放電々力がランプ管壁に偏つているな
どのために、最大出力到達までの時間が短くなる
という特徴がある。 Furthermore, since there is no heat loss due to electrodes, and the difference in discharge impedance is small between the initial state and the stable state, it is easy to inject power in the initial state even when impedance matching is performed in the stable state, and the discharge Because the power is concentrated on the lamp tube wall, the time it takes to reach the maximum output is short.
第1図(a)は、これらの特長を利用した本発明者
らの発明による、マイクロ波放電光源装置の照射
部の構成を示す縦断面図で、第1図(b)は正面図で
ある。1はマグネトロン(図示せず)から、マイ
クロ波を結合孔12を通じて、空胴共振器11へ
導く導波管である。2は、内壁の形状を回転対称
形に構成された光反射鏡、3は空胴共振器11の
前面を形成するメツシユ板、4は、メツシユ板3
を押える押えリング、5および6はメツシユ板と
押えリングを締めつける締めつけボルトおよび締
めつけナツト、7は球形に形成されかつ左右に突
起を有する放電灯、8は石英パイプなど誘電損失
の少ない材料で形成された上記放電灯の突起を受
けて、放電灯を保持する保持体、9は、上記保持
体8を空胴共振器の壁を貫通して支える内径がマ
イクロ波の波長で規定された値より小さいカツト
オフパイプ、10は、上記保持体をカツトオフパ
イプに固定するための止めボルトである。 FIG. 1(a) is a longitudinal sectional view showing the configuration of the irradiation part of the microwave discharge light source device invented by the present inventors that takes advantage of these features, and FIG. 1(b) is a front view. . Reference numeral 1 denotes a waveguide that guides microwaves from a magnetron (not shown) through a coupling hole 12 to a cavity resonator 11 . Reference numeral 2 indicates a light reflecting mirror whose inner wall is rotationally symmetrical; 3 indicates a mesh plate forming the front surface of the cavity resonator 11; and 4 indicates a mesh plate 3.
5 and 6 are tightening bolts and nuts that tighten the mesh plate and the holding ring; 7 is a spherical discharge lamp with protrusions on the left and right; 8 is made of a material with low dielectric loss such as a quartz pipe; A holder 9 that receives the protrusion of the discharge lamp and holds the discharge lamp supports the holder 8 by penetrating the wall of the cavity resonator, and has an inner diameter smaller than the value specified by the wavelength of the microwave. The cut-off pipe 10 is a bolt for fixing the holder to the cut-off pipe.
この装置の動作は次のようである。マグネトロ
ン(図示せず)から発生されたマイクロ波は、導
波管1内を伝播し、結合孔12を経て、空胴共振
器11内へ放射され、空胴共振器内にマイクロ波
電磁界を形成する。このマイクロ波電磁界によ
り、放電灯7中のガスが放電し、放電灯内壁が熱
せられ、管中にある水銀等の金属が蒸発し、ガス
化し、放電は金属ガスの放電に移る。この時、金
属の種類に応じた特定の発光スペクトルをもつ光
が発生するので、これを光源として用いることが
できる。この放電灯7からの光を有効に利用する
ため、空胴共振器の後面は光反射鏡2となつてお
り、前面はマイクロ波を遮断するが、光は透過さ
せる金属メツシユ板3で構成して、光を前方向の
みに放射させる。 The operation of this device is as follows. Microwaves generated from a magnetron (not shown) propagate within the waveguide 1, pass through the coupling hole 12, and are radiated into the cavity resonator 11, creating a microwave electromagnetic field within the cavity. Form. Due to this microwave electromagnetic field, the gas in the discharge lamp 7 is discharged, the inner wall of the discharge lamp is heated, the metal such as mercury in the tube is evaporated and gasified, and the discharge shifts to a discharge of metal gas. At this time, light with a specific emission spectrum depending on the type of metal is generated, so this can be used as a light source. In order to effectively utilize the light from the discharge lamp 7, the rear surface of the cavity resonator is a light reflecting mirror 2, and the front surface is composed of a metal mesh plate 3 that blocks microwaves but transmits light. to emit light only in the forward direction.
また、上記反射鏡2の形状は、放電灯7が上記
反射鏡の焦点の位置に保持されたとき、前方に均
一な照度分布を与えるように形成されている。更
に、空胴振器11は放電灯7が所定の位置に保持
された時に放電灯7にマイクロ波エネルギーが効
率よく注入されるように設計されている。 Further, the shape of the reflecting mirror 2 is formed so as to provide a uniform illuminance distribution to the front when the discharge lamp 7 is held at the focal point of the reflecting mirror. Furthermore, the cavity vibrator 11 is designed such that microwave energy is efficiently injected into the discharge lamp 7 when the discharge lamp 7 is held in a predetermined position.
ところで、放電灯は、寿命がきたり、発光スペ
クトルを変更したい場合には、交換する必要があ
るので、簡単に着脱可能で、かつ所定の位置に保
持できる構造が望ましい。 Incidentally, since a discharge lamp needs to be replaced when its life reaches the end or when the emission spectrum needs to be changed, it is desirable to have a structure that can be easily attached and detached and that can be held in a predetermined position.
この発明の装置では、空胴共振器の壁に、外部
へ突出する一対のカツトオフパイプ9を設け、そ
のパイプへ一対の石英パイプ製の保持体8を左右
から挿入して、放電灯7の左右の突起を受けるよ
うにして保持しているため、カツトオフパイプの
軸方向が放電灯7の保持方向を規定し、放電灯7
の位置規定を確実にすると共に着脱が容易であ
る。 In the device of this invention, a pair of cut-off pipes 9 protruding to the outside are provided on the wall of the cavity resonator, and a pair of holders 8 made of quartz pipes are inserted into the pipes from the left and right sides, and the discharge lamp 7 is Since it is held so as to receive the left and right protrusions, the axial direction of the cut-off pipe defines the direction in which the discharge lamp 7 is held, and the discharge lamp 7
It is easy to attach and detach while ensuring the positioning of the device.
また上記保持体7を外部から左右に出し入れす
ることにより、放電灯を最適の位置に調節し、そ
のあと止めボルト10によつて固定できる。 Further, by moving the holder 7 in and out from the outside to the left and right, the discharge lamp can be adjusted to an optimal position, and then fixed with the fixing bolt 10.
なお上記カツトオフパイプの長さは、空胴共振
器内からのマイクロ波の漏れが安全上問題になら
ないレベル(1mW/cm2)以下となるようにする必
要がある。 The length of the cut-off pipe needs to be such that the leakage of microwaves from inside the cavity resonator is below a level (1 mW/cm 2 ) that does not pose a safety problem.
マイクロ波の自由空間波長をλcm、マイクロ波
入力をP0watt、カツトオフパイプの内半径をa
cm、保持体の比誘電率をεrとするとき、漏れ電
波の電力密度(p)は次式で与えられる。 The free space wavelength of the microwave is λcm, the microwave input is P 0 watt, and the inner radius of the cut-off pipe is a.
cm, and the relative dielectric constant of the holder is εr, the power density (p) of leakage radio waves is given by the following equation.
p=p0/πa2eXP(−2α) ただし、 a<λ√r/3.41 従つてp<1mW/cm2以下とするには とすればよい。 p=p 0 /πa 2 eXP(-2α) However, a<λ√ r /3.41 Therefore, to make p<1mW/cm 2 or less And it is sufficient.
例えばP0=1KW、a=0.4cm、λ=12.24cm、ε
r=4のとき、は1.6cm以上とすればよい。 For example, P 0 = 1KW, a = 0.4cm, λ = 12.24cm, ε
When r=4, should be 1.6 cm or more.
次に本発明の装置の保持体の固定をより簡単に
できるように工夫した他の実施例を第2図に従つ
て説明する。 Next, another embodiment of the device of the present invention in which the holder can be more easily fixed will be described with reference to FIG.
第2図は、本発明の装置における、放電灯保持
体の支持部の拡大縦断面図を示す。図において、
2は反射鏡を兼ねた空胴共振器の壁、8は放電灯
保持体、9はマイクロ波の漏れを防ぐに十分な長
さを有するカツトオフパイプ、13はカツトオフ
パイプの外周に設けられたネジ溝、14はカツト
オフパイプから突出した保持体のカバーし、上記
ネジ溝に螺合して固定するキヤツプである。 FIG. 2 shows an enlarged longitudinal sectional view of the support portion of the discharge lamp holder in the device of the present invention. In the figure,
Reference numeral 2 indicates a wall of a cavity resonator which also serves as a reflecting mirror, 8 indicates a discharge lamp holder, 9 indicates a cut-off pipe having a length sufficient to prevent leakage of microwaves, and 13 indicates a wall provided on the outer periphery of the cut-off pipe. The screw groove 14 is a cap that covers the holder protruding from the cut-off pipe and is fixed by screwing into the screw groove.
なお、本発明の実施例では、保持体として、石
英パイプを用いたが、セラミツクスパイプなど誘
電体損失の少ない他の材料を用いてもよい。 In the embodiment of the present invention, a quartz pipe is used as the holder, but other materials with less dielectric loss, such as a ceramic pipe, may be used.
以上のように、この発明によれば、本装置は空
胴共振器の壁面に外方に突出したマイクロ波入力
とマイクロ波の波長で規定される内径と長さを有
するカツトオフパイプを設け、そのカツトオフパ
イプから挿入した誘電損失の少ない石英などのパ
イプによつて、放電灯を保持するように構成して
いるので、放電灯の交換およびその位置の調節が
簡単かつ確実にでき、マイクロ波エネルギーが放
電灯に常に効率よく注入されると共にかつ電波漏
れを少なくできるという効果がある。 As described above, according to the present invention, the present device is provided with a cut-off pipe having an inner diameter and length defined by the microwave input and the wavelength of the microwave that protrudes outward on the wall surface of the cavity resonator, Since the discharge lamp is held by a pipe made of quartz or other material with low dielectric loss inserted from the cut-off pipe, it is possible to easily and reliably replace the discharge lamp and adjust its position, and This has the effect that energy is always efficiently injected into the discharge lamp and that leakage of radio waves can be reduced.
第1図(a)は本発明の装置の照射部の縦断面図、
第1図(b)はその正面図、第2図は本発明の他の実
施例で、放電灯保持体の支持部の拡大断面図であ
る。
図において7は放電灯、8は放電灯保持体、9
はカツトオフパイプ、11は空胴共振器、13は
ネジ溝、14はキヤツプである。なお図中、同一
符号はそれぞれ同一又は相当部分を示す。
FIG. 1(a) is a longitudinal cross-sectional view of the irradiation part of the device of the present invention;
FIG. 1(b) is a front view thereof, and FIG. 2 is another embodiment of the present invention, which is an enlarged sectional view of the support portion of the discharge lamp holder. In the figure, 7 is a discharge lamp, 8 is a discharge lamp holder, and 9
11 is a cut-off pipe, 11 is a cavity resonator, 13 is a screw groove, and 14 is a cap. In the figures, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.
Claims (1)
よび波長で規定される内半径および長さのカツト
オフパイプを有する空胴共振器、上記カツトオフ
パイプに挿入された保持体、この保持体で保持さ
れる突起を備えた放電灯からなるマイクロ波放電
光源装置。 2 自由空間波長をλcm、保持体の比誘電率をε
r、マイクロ波入力をP0wattとしたとき、カツ
トオフパイプの内半径aと長さが の関係を満足するように形成したことを特徴とす
る特許請求範囲第1項記載のマイクロ波放電光源
装置。 3 保持体を石英ガラスパイプなど、誘電体損失
の小さい材料で構成したことを特徴とする特許請
求範囲第1項記載のマイクロ波放電光源装置。 4 カツトオフパイプの先端にネジ溝を設け、そ
のネジ溝を螺合するキヤツプを設けたことを特徴
とする特許請求範囲第1項記載のマイクロ波放電
光源装置。[Scope of Claims] 1. A cavity resonator having a cut-off pipe projecting outward from the wall and having an inner radius and length defined by the microwave input and wavelength, a holder inserted into the cut-off pipe. , a microwave discharge light source device comprising a discharge lamp having a protrusion held by this holder. 2 The free space wavelength is λcm, and the relative dielectric constant of the holder is ε
r, when the microwave input is P 0 watt, the inner radius a and length of the cut-off pipe are The microwave discharge light source device according to claim 1, characterized in that it is formed so as to satisfy the following relationship. 3. The microwave discharge light source device according to claim 1, wherein the holder is made of a material with low dielectric loss, such as a quartz glass pipe. 4. The microwave discharge light source device according to claim 1, characterized in that a threaded groove is provided at the tip of the cut-off pipe, and a cap is provided for screwing the threaded groove.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13017480A JPS5755092A (en) | 1980-09-19 | 1980-09-19 | Microwave discharge light source |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13017480A JPS5755092A (en) | 1980-09-19 | 1980-09-19 | Microwave discharge light source |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5755092A JPS5755092A (en) | 1982-04-01 |
| JPS6121397B2 true JPS6121397B2 (en) | 1986-05-27 |
Family
ID=15027800
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13017480A Granted JPS5755092A (en) | 1980-09-19 | 1980-09-19 | Microwave discharge light source |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5755092A (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60235398A (en) * | 1984-05-08 | 1985-11-22 | 三菱電機株式会社 | Microwave discharge light source |
| KR100393817B1 (en) * | 2001-09-27 | 2003-08-02 | 엘지전자 주식회사 | Electrodeless lighting system |
-
1980
- 1980-09-19 JP JP13017480A patent/JPS5755092A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5755092A (en) | 1982-04-01 |
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