JPS6233718B2

JPS6233718B2 -

Info

Publication number: JPS6233718B2
Application number: JP56133884A
Authority: JP
Inventors: Kenji Yoshizawa; Isao Shoda; Hitoshi Kodama
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1981-08-26
Filing date: 1981-08-26
Publication date: 1987-07-22
Also published as: JPS5835898A

Description

【発明の詳細な説明】この発明は、マイクロ波放電による発光を利用
したマイクロ波放電光源装置に関するものであ
る。

第１図および第２図は従来のマイクロ波放電光
源装置を示すもので、第１図は概略構成図、第２
図は電源回路図であり、図において、１はマイク
ロ波を発生するマグネトロンからなるマイクロ波
発振器、２はマグネトロンアンテナ、３はマイク
ロ波発振器１からのマイクロ波を伝送する導波
管、４は球面部５とこれに続く円筒部６よりなる
アルミニウム等で形成された空胴壁で、内面は光
反射性を有する。７は押えフランジ８と押えネジ
９とで空胴４の円筒部６端部より延在したフラン
ジ部１０に装着された金属メツシユ板で、空胴壁
４とでマイクロ波空胴１１を構成する。１２は導
波管３と空胴壁４の接合部に設けられたマイクロ
波の給電口、１３は球面部５の中心近傍に配設さ
れた球形の無電極放電灯で、外壁が石英ガラス等
で形成され、内部にアルゴン等の希ガス、水銀、
鉄等の金属およびヨウ素等のハロゲンが封入され
ている。１４は放電灯１３の外壁の一部に設けら
れた突起で、石英ガラスのような低損失の誘電体
の放電灯支持体１５の一端がフレアー状となつた
放電灯支持部１６に嵌合し、放電灯１３を空胴１
１内に支持するものである。１７は空胴壁４の一
部に設けられ、放電灯支持体１５の他端が挿入さ
れて、放電灯支持体１５を支持する放電灯支持体
支持部、１８は金属メツシユ板７より外部へ放射
される光を被照射面（図示せず）に集光させるた
めのレンズ、１９はマイクロ波空胴１１の外部に
設けられたマイクロ波漏洩検知器で、体に及ぼす
影響を考慮してマイクロ波漏洩量の検知レベルを
1mW／cm²に設定してある。第２図において、PS
は入力電源、Ｒは電源断続リレー、Ra，Rbは電
源断続リレーＲの常時開接点、SNは電源投入ス
イツチ、SFは電源切断スイツチ、１９ａはマイ
クロ波漏洩検知器１９により動作する常時閉接
点、Ｔは電源トランス、Tiは電源トランスＴの
一次巻線、THは電源トランスＴの高圧巻線、
TFは電源トランスＴのフイラメント巻線、D₁₁，
D₁₂は整流用ダイオード、C₁₁，C₁₂はコンデンサ
で、整流用ダイオードD₁₁，D₁₂とコンデンサ
C₁₁，C₁₂とで全波倍電圧整流を行ない、この整流
した電源でマグネトロン１を動作させている。

このように構成されたマイクロ波放電光源装置
において、まず、電源投入スイツチSNを投入す
ると、電源PS―電源投入スイツチSN―電源切換
スイツチSF―マイクロ波漏洩検知器１９の常時
閉接点１９ａ―電源断続リレーＲの閉回路が形成
されて、電源断続リレーＲが励磁されることによ
り、その常時開接点RaおよびRbが閉成される。
この常時開接点Rbの閉成により電源断続リレー
Ｒが自己保持され、また常時閉接点Raの閉成に
より、電源PSの電力はマイクロ波漏洩検知器１
９および電源トランスＴの一次巻線Tiに供給さ
れる。そして電源トランスＴの高圧巻線THおよ
びフイラメント巻線TFに電圧が誘起され、この
誘起された高圧巻線THの電圧が全波倍電圧整流
されてマグネトロン１に印加され、また、フイラ
メント巻線TFの電圧はマグネトロン１のフイラ
メントに印加されてマグネトロン１が動作する。
このマグネトロン１の動作によつて発生されたマ
イクロ波は導波管３を伝幡し、給電口１２を通し
てマイクロ波空胴１１内に放射され、マイクロ波
空胴１１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１３中の希ガス
が放電して放電灯１３の内壁が熱せられ、放電灯
１３内の水銀、鉄等がハロゲン化物となつて蒸発
し、放電は金属ガスの放電が主となり封入金属の
種類に応じた特定の発光スペクトルを持つ光が放
射される。この時、放電は放電灯１３の管壁近傍
で起こる。すなわち、発光は球面状になつてお
り、放電灯１３が球面部５の中心近傍にあるため
空胴４を構成する球面部５の光反射により、この
反射光は再び放電灯１３近傍を通過することにな
る。この反射光と放電灯１３の直接光が金属メツ
シユ板７を通して外方へ放射され、この放射され
た光は集光レンズ１８等で必要な被照射面に集光
されることになるものである。そして、要後、電
源切断スイツチSFを切れば、電源断続リレーＲ
は不励磁となり、その常開接点RaおよびRbが開
放され、マグネトロン１は停止されるものであ
る。

一方、このマイクロ波放電光源装置は、その始
動から動作中にわたつて、金属メツシユ板７から
のマイクロ波漏洩量が1mW／cm²以下に抑えられ
るよう金属メツシユ板７における網目のメツシユ
ピツチおよび開口率を設計しているため通常はマ
イクロ波漏洩検知器１９は動作しないものであ
る。しかるに、何らかの原因で金属メツシユ板７
からのマイクロ波漏洩量が1mW／cm²を越える
と、マイクロ波漏洩検知器１９が動作し、その常
時閉接点１９ａが開放されるため、電源断続リレ
ーＲは不励磁となり、その常開接点RaおよびRb
が開放され、マグネトロン１は停止されるもので
ある。その結果金属メツシユ板７からのマイクロ
波の漏洩がなくなり人体に悪影響を及ぼすことは
なくなるものである。

ところで、この種のマイクロ波放電光源装置に
あつては、無電極放電灯１３の放電が希ガスの放
電から金属ガスの放電に移行、すなわち、無電極
放電灯１３内のガス圧が高くなるにつれて、放電
のマイクロ波エネルギーの吸収効率は上がり、マ
イクロ波エネルギーが放電灯により集中するよう
になるものである。一方、金属メツシユ板７から
のマイクロ波の漏洩は金属メツシユ板７の空胴１
１内側近傍にあるマイクロ波エネルギーに比例す
るため、放電のマイクロ波エネルギーの吸収効率
が上がると共に減少するものである。つまり金属
メツシユ板７からのマイクロ波漏洩量は第３図の
曲線Ａに示すように放電灯１３の始動時t₀直後最
大となり、それ以後金属ガスの放電に移行するに
伴ない漸次減少するものである。また、金属メツ
シユ板７からのマイクロ波漏洩量は、金属メツシ
ユ板７における網目のメツシユピツチ及び開口率
に影響され、メツシユピツチが増大するにつれ、
又開口率が増大するにつれマイクロ波漏洩量が増
大するものである。したがつて、放電灯１３の始
動時直後の金属メツシユ板７からの最大マイクロ
波漏洩量がマイクロ波漏洩検知器１９の検知レベ
ルPr（この例においては1mW／cm²である）を越
えないように金属メツシユ板７における網目のメ
ツシユピツチおよび開口率を決定していたもので
ある。

しかるに、この様に構成されたマイクロ波放電
光源装置にあつては、マイクロ波漏洩検知器１９
の検知レベルPrを始動から動作中にわたつて常
に一定とし金属メツシユ板７のメツシユピツチお
よび開口率を始動直後のマイクロ波漏洩量が上記
検知レベルを越えないように小さく設定している
ため、開口率に比例する金属メツシユ板７からの
光量が制限され、放電灯１３の光を有効に活用で
きないという欠点があつた。

この発明は上記した点に鑑みてなされたもので
あり、少なくとも一部が金属メツシユ板で構成さ
れたマイクロ波空胴内に無電極放電灯を配設し、
マイクロ波によりこの無電極放電灯を点灯するマ
イクロ波放電光源装置において、金属メツシユ板
からの漏洩マイクロ波を検知するマイクロ波漏洩
検知器を設けるとともに無電極放電灯の始動直後
から所定時間までのマイクロ波漏洩検知器の検知
レベルを無電極放電灯の安定点灯時のマイクロ波
漏洩検知器の検知レベルより高く設定する検知レ
ベル設定器を設け、金属メツシユ板からのマイク
ロ波漏洩による人体の悪影響を防ぎ、かつ金属メ
ツシユ板から取り出せる光量を多くすることを目
的とするものである。

以下にこの発明の一実施例を第４図および第５
図に基づいて説明すると、図において１９はマイ
クロ波空胴１１の外部に設けられ、金属メツシユ
板７からの漏洩マイクロ波を検知するマイクロ波
漏洩検知器で、検知したマイクロ波漏洩量を電圧
に変換し、この電圧が予じめ設定された基準電圧
（検知レベル）と比較され、この基準電圧以上に
なると動作し、その常時閉接点１９ａを開放する
ものである。１９１は上記マイクロ波漏洩検知器
１９の検知レベルを設定する検知レベル設定器
で、無電極放電灯１３の始動時t₀から所定時間
（１〜２秒から数秒）後t₁までマイクロ波漏洩量
Pr₀（＞Pr）に相当する検知レベルを設定し、t₁
以後マイクロ波漏洩量Pr（例えば体に悪影響を
及ぼさない1mW／cm²）に相当する検知レベルに
設定変更するものである。

なお、金属メツシユ板７のメツシユピツチおよ
び開口率は無電極放電灯１３の安定点灯時金属メ
ツシユ板７からの漏洩マイクロ波がPr未満にな
るように設定し、検知レベル設定器１９１の始動
時t₀から所定時間t₁までの検知レベルは上記で設
定された金属メツシユ板７からの無電極放電灯１
３の始動時における最大マイクロ波漏洩量より若
干大きめな値に設定したものであり、その関係は
第５図に曲線A₁およびB₁で示す。第５図におい
て、曲線A₁は金属メツシユ板７からのマイクロ
波漏洩量、曲線B₁は検知レベル設定器１９１の
検知レベルに相当するマイクロ波漏洩量である。

この様に構成されたマイクロ波放電光源装置に
おいては、上記従来例で説明したものと同様に動
作するものであるが、マイクロ波漏洩検知器１９
の検知レベルを、無電極放電灯１３の始動直後か
ら所定時間までの大きさが無電極放電灯１３の安
定点灯時の大きさに比べ大きくしたので、金属メ
ツシユ板７のメツシユピツチおよび開口率が大き
くとれ、金属メツシユ板７からの光量が多くと
れ、しかも無電極放電灯１３の安定点灯時は常に
マイクロ波漏洩量をPr（例えば1mW／cm²）以下
に抑えられているため人体に悪影響を及ぼすこと
はなく、かつ無電極放電灯１３の始動直後t₀から
所定時間t₁経過後まではPr（例えば1mW／cm²）
以上になるが、その時間は非常に短時間であるの
で人体に悪影響を及ぼすことはないものである。

なお、検知レベル設定器１３として、マイコン
例えばインテル社製8085を用いれば、マイクロ波
漏洩検知器１９の設置位置によつて、Pr₀および
Prを変化させたり、時間t₁を変化させたりするこ
とが容易にでき、設計裕度が向上するものであ
る。

この発明は以上述べたとおり、少なくとも一部
が金属メツシユ板で構成されたマイクロ波空胴内
に無電極放電灯が配設され、マイクロ波によりこ
の無電極放電灯を点灯させるものにおいて、金属
メツシユ板からの漏洩マイクロ波を検知するマイ
クロ波漏洩検知器を設けるとともに、無電極放電
灯始動直後から所定時間までのマイクロ波漏洩検
知器の検知レベルを該所定時間経過後の無電極放
電灯の安定点灯時におけるマイクロ波漏洩検知器
の検知レベルより大きく設定する検知レベル設定
器を設けたので、金属メツシユ板から漏洩するマ
イクロによる人体の悪影響がなく、かつ無電極放
電灯の光を金属メツシユ板から外部に有効に取り
出せるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はマイクロ波放電光源装置の構成を示す
図、第２図は従来のマイクロ波放電光源装置の電
源回路を示す図、第３図は第２図の電源により動
作した時のマイクロ波漏洩量を示す図、第４図は
この考案の一実施例によるマイクロ波放電光源装
置の電源回路を示す図、第５図は第４図の電源に
より動作した時のマイクロ波漏洩量を示す図であ
る。図において、１はマグネトロン、７は金属メツ
シユ板、１１はマイクロ波空胴、１３は放電灯、
１９はマイクロ波漏洩検知器、１９１は検知レベ
ル設定器である。なお、各図中、同一符号は同
一、又は相当部分を示す。

Claims

【特許請求の範囲】１マイクロ波を発生するマイクロ波発振器１、
少なくとも一部が金属メツシユ板１１で構成さ
れ、上記マイクロ波発振器１により発生されたマ
イクロ波を閉じ込めるマイクロ波空胴１１、この
マイクロ波空胴１１内に配設された無電極放電灯
１３、上記金属メツシユ板１１からの漏洩マイク
ロ波を検波し、このマイクロ波漏洩量が検知レベ
ル以上になつたとき、マイクロ波空胴１１内への
マイクロ波の供給を断つマイクロ波漏洩検知器１
９を備えたマイクロ波放電光源装置において、マ
イクロ波漏洩検知器１９の検知レベルを、無電極
放電灯１３の始動直後から所定時間までの大きさ
がこの所定時間経過後の無電極放電灯の安定点灯
時の大きさより大きくなるように設定する検知レ
ベル設定器１９１を備えたことを特徴とするマイ
クロ波放電光源装置。２検知レベル設定器１９１をマイクロコンピユ
ータで構成したことを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載のマイクロ波放電光源装置。