JPS6350839B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6350839B2 JPS6350839B2 JP13017680A JP13017680A JPS6350839B2 JP S6350839 B2 JPS6350839 B2 JP S6350839B2 JP 13017680 A JP13017680 A JP 13017680A JP 13017680 A JP13017680 A JP 13017680A JP S6350839 B2 JPS6350839 B2 JP S6350839B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- waveguide
- light source
- microwave
- source device
- cavity
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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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たマイク
ロ波放電光源装置に関する。
ロ波放電光源装置に関する。
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。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、ランプ寿命が長くなる
という特徴がある。
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。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、ランプ寿命が長くなる
という特徴がある。
さらに、電極による熱損失がなく、しかも、放
電の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、放電電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
という特徴もある。
電の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、放電電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
という特徴もある。
第１図は、これらの特長を利用した本考案者ら
の先行発明によるマイクロ波放電光源装置の構成
を示す縦断面図で、１はマグネトロン、２はマグ
ネトロンアンテナ、３は導波管、４は内壁の形状
を回転対称形に構成されたマイクロ波共振空胴、
５は空胴４と導波管３の接合部に設けられたマイ
クロ波給電口、６は球形に形成された放電灯、７
はマグネトロン１および放電灯６を冷却するため
のフアン、８は導波管３の一部に設けられた通気
口、９は空胴４の前面を覆うメツシユ板、１０は
マグネトロン１、導波管３、空胴４等を覆う箱
体、１１は放電灯６を支持する支持棒である。
の先行発明によるマイクロ波放電光源装置の構成
を示す縦断面図で、１はマグネトロン、２はマグ
ネトロンアンテナ、３は導波管、４は内壁の形状
を回転対称形に構成されたマイクロ波共振空胴、
５は空胴４と導波管３の接合部に設けられたマイ
クロ波給電口、６は球形に形成された放電灯、７
はマグネトロン１および放電灯６を冷却するため
のフアン、８は導波管３の一部に設けられた通気
口、９は空胴４の前面を覆うメツシユ板、１０は
マグネトロン１、導波管３、空胴４等を覆う箱
体、１１は放電灯６を支持する支持棒である。
この装置の動作は次のようである。マグネトロ
ン１によつて発生したマイクロ波は、マグネトロ
ンアンテナ２を通じて導波管３中に放射される。
このマイクロ波は、導波管３を伝幡し、給電口５
を通して空胴４中に放射され、空胴４中にマイク
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６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
化されて、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
持つ光が発生するのでこれを光源として用いる。
このランプ６からの光を有効に利用するため空胴
４の後面を反射板として用い、前面はマイクロ波
は遮断するが光は透過する金属メツシユ板９で構
成して光を前方のみに放射させる。一方、マグネ
トロン１および放電灯６は動作中冷却する必要が
あるため、冷却フアン７によりマグネトロン１１
を冷却し、この冷却空気は通気口８、導波管３お
よび給電口５を経てランプ６を冷却した後メツシ
ユ板９から排気される。
ン１によつて発生したマイクロ波は、マグネトロ
ンアンテナ２を通じて導波管３中に放射される。
このマイクロ波は、導波管３を伝幡し、給電口５
を通して空胴４中に放射され、空胴４中にマイク
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６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
化されて、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
持つ光が発生するのでこれを光源として用いる。
このランプ６からの光を有効に利用するため空胴
４の後面を反射板として用い、前面はマイクロ波
は遮断するが光は透過する金属メツシユ板９で構
成して光を前方のみに放射させる。一方、マグネ
トロン１および放電灯６は動作中冷却する必要が
あるため、冷却フアン７によりマグネトロン１１
を冷却し、この冷却空気は通気口８、導波管３お
よび給電口５を経てランプ６を冷却した後メツシ
ユ板９から排気される。
第２図は、空胴４をメツシユ板９を取り去つて
前面より見た図である。図において斜線部は給電
口５を点線３は空胴４に後面より接続された導波
管の壁面を示す。空胴４は内壁を光の反射面とし
ても使用するため、アルミ等を用いて鏡面に仕上
げている。しかしながら、給電口５の部分は穴が
あいているため、反射面とはならずに、この部分
に当たる光は導波管内へ漏れ、前面への有効光に
ならず、無効光となる。放電灯６の全放射光に対
する無効光の割合は、放電灯６から見た給電口５
の立体角に比例するため、放電灯６が給電口５に
近ければこの割合が大きくなり、前面へ取り出せ
る光の量が少なくなる。
前面より見た図である。図において斜線部は給電
口５を点線３は空胴４に後面より接続された導波
管の壁面を示す。空胴４は内壁を光の反射面とし
ても使用するため、アルミ等を用いて鏡面に仕上
げている。しかしながら、給電口５の部分は穴が
あいているため、反射面とはならずに、この部分
に当たる光は導波管内へ漏れ、前面への有効光に
ならず、無効光となる。放電灯６の全放射光に対
する無効光の割合は、放電灯６から見た給電口５
の立体角に比例するため、放電灯６が給電口５に
近ければこの割合が大きくなり、前面へ取り出せ
る光の量が少なくなる。
この発明は、上記のような無効光の割合が大き
くなる不都合を解消するためになされたもので、
空胴側の導波管の断面形状を発振器側より小さく
することで、無効光の割合を少なくできるマイク
ロ波放電光源装置を提供することを目的としてい
る。
くなる不都合を解消するためになされたもので、
空胴側の導波管の断面形状を発振器側より小さく
することで、無効光の割合を少なくできるマイク
ロ波放電光源装置を提供することを目的としてい
る。
第３図は、この発明の一実施例の構成を示す縦
断面図、第４図は、空胴４をメツシユ板９を取り
去つて前面より見た図である。図において３１は
導波管の一部で、この部分では導波管はテーパに
なつており、空胴４側では発振器１側よりも断面
形状が小さくなつている。一方、給電口５の形状
は、空胴に接続する部分の導波管のマイクロ波電
磁界と、空胴内のマイクロ波電磁界によつて決ま
り、両電磁界が良好に結合するよう決められる。
今、空胴に接続する部分の導波管の断面が小さく
なれば、導波管内の電磁界は強くなる。一方、空
胴内のマイクロ波電磁界は変化しないため、両電
磁界を良好に結合するためには、導波管内の電磁
界が強くなつた分だけ第４図のように、給電口の
大きさは小さくてすむ。
断面図、第４図は、空胴４をメツシユ板９を取り
去つて前面より見た図である。図において３１は
導波管の一部で、この部分では導波管はテーパに
なつており、空胴４側では発振器１側よりも断面
形状が小さくなつている。一方、給電口５の形状
は、空胴に接続する部分の導波管のマイクロ波電
磁界と、空胴内のマイクロ波電磁界によつて決ま
り、両電磁界が良好に結合するよう決められる。
今、空胴に接続する部分の導波管の断面が小さく
なれば、導波管内の電磁界は強くなる。一方、空
胴内のマイクロ波電磁界は変化しないため、両電
磁界を良好に結合するためには、導波管内の電磁
界が強くなつた分だけ第４図のように、給電口の
大きさは小さくてすむ。
例えば、通常2450MHzのマグネトロンのマウン
トに用いられる、断面が95.4mm×54.6mmの方形導
波管を使用した場合、従来の導波管形状が変化し
ないものでは、給電口形状は60mm×20mm角とな
り、放電灯からみた給電口の立体角の全立体角に
対する割合、すなわち全放射口に対する無効光の
割合は10％にも達した。一方、この発明により、
空胴側での導波管の断面を95.4mm×18mm角にした
場合、給電口形状は70mm×７mm角となり、無効光
の割合は４％に減少した。すなわち、前面に取り
出せる光量は、従来の装置に対して７％増加した
ことになる。
トに用いられる、断面が95.4mm×54.6mmの方形導
波管を使用した場合、従来の導波管形状が変化し
ないものでは、給電口形状は60mm×20mm角とな
り、放電灯からみた給電口の立体角の全立体角に
対する割合、すなわち全放射口に対する無効光の
割合は10％にも達した。一方、この発明により、
空胴側での導波管の断面を95.4mm×18mm角にした
場合、給電口形状は70mm×７mm角となり、無効光
の割合は４％に減少した。すなわち、前面に取り
出せる光量は、従来の装置に対して７％増加した
ことになる。
上記の例では、導波管の断面形状を発振器側と
導波管側で変化させるためにテーパ導波管を用い
たが、第５図に示すように、導波管形状を階段的
に変化させてもよい。この場合、３２の部分の導
波管の長さを４分の１導波管波長とし、この部分
のインピーダンスZ32を３の部分のインピーダン
スZ3、３３の部分のインピーダンスZ33によつて
Z32＝Z3×Z33となるように３２の部分の断面を決
めれば、３の部分と３３の部分の導波管インピー
ダンスの整合がとれて、マイクロ波を反射なく導
くことができる。この場合も前例と同様に給電口
の大きさを小さくできる。
導波管側で変化させるためにテーパ導波管を用い
たが、第５図に示すように、導波管形状を階段的
に変化させてもよい。この場合、３２の部分の導
波管の長さを４分の１導波管波長とし、この部分
のインピーダンスZ32を３の部分のインピーダン
スZ3、３３の部分のインピーダンスZ33によつて
Z32＝Z3×Z33となるように３２の部分の断面を決
めれば、３の部分と３３の部分の導波管インピー
ダンスの整合がとれて、マイクロ波を反射なく導
くことができる。この場合も前例と同様に給電口
の大きさを小さくできる。
なお上記実施例では、導波管を方形導波管とし
たが、円形導波管であつても同様の効果が得られ
るのはいうまでもない。
たが、円形導波管であつても同様の効果が得られ
るのはいうまでもない。
以上のように、この発明のマイクロ波放電光源
装置によれば、導波管の空胴側の断面形状を発振
器側の断面形状よりも小さくしたので、空胴側へ
のマイクロ波の供給効率を低下させることなく、
給電口を小さくでき、より多くの光量を前面に取
り出せるものである。
装置によれば、導波管の空胴側の断面形状を発振
器側の断面形状よりも小さくしたので、空胴側へ
のマイクロ波の供給効率を低下させることなく、
給電口を小さくでき、より多くの光量を前面に取
り出せるものである。
第１図は従来のマイクロ波放電光源装置の構成
を示す縦断面図、第２図は従来のマイクロ波放電
光源装置の空胴を前面より見た図、第３図はこの
発明の一実施例によるマイクロ波放電光源装置の
構成を示す縦断面図、第４図はこの発明によるマ
イクロ波放電光源装置の空胴を前面より見た図、
第５図はこの発明の他の実施例によるマイクロ波
放電光源装置の構成を示す縦断面図である。 図において、１はマイクロ波発振器、３，３
１，３２，３３は導波管、４は空胴、５は給電
口、６は放電灯である。なお、図中同一符号はそ
れぞれ同一、又は相当部分を示す。
を示す縦断面図、第２図は従来のマイクロ波放電
光源装置の空胴を前面より見た図、第３図はこの
発明の一実施例によるマイクロ波放電光源装置の
構成を示す縦断面図、第４図はこの発明によるマ
イクロ波放電光源装置の空胴を前面より見た図、
第５図はこの発明の他の実施例によるマイクロ波
放電光源装置の構成を示す縦断面図である。 図において、１はマイクロ波発振器、３，３
１，３２，３３は導波管、４は空胴、５は給電
口、６は放電灯である。なお、図中同一符号はそ
れぞれ同一、又は相当部分を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ マイクロ波発振器、このマイクロ波発振器に
より発振されたマイクロ波を導く導波管、この導
波管の終端に給電口を通じて接続され、マイクロ
波を遮断し光を透過する部材と、内面が光反射面
に形成された部材とで構成されたマイクロ波共振
空胴、この空胴内に配設された点光源に近似せる
球形の無電極放電灯からなるマイクロ波放電光源
装置において、上記給電口を上記光反射面に設
け、上記導波管の上記空胴側の断面形状を上記発
振器側の断面形状よりも小さくしたことを特徴と
するマイクロ波放電光源装置。 ２ 導波管が方形導波管であ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。 ３ 導波管が円形導波管であ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。 ４ 導波管の一部をテーパにしたことを特徴とす
る特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれか
に記載のマイクロ波放電光源装置。 ５ 導波管の一部を４分の１波長変成器としたこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第３
項のいずれかに記載のマイクロ波放電光源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13017680A JPS5755094A (en) | 1980-09-19 | 1980-09-19 | Microwave discharge light source |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13017680A JPS5755094A (en) | 1980-09-19 | 1980-09-19 | Microwave discharge light source |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5755094A JPS5755094A (en) | 1982-04-01 |
| JPS6350839B2 true JPS6350839B2 (ja) | 1988-10-12 |
Family
ID=15027856
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13017680A Granted JPS5755094A (en) | 1980-09-19 | 1980-09-19 | Microwave discharge light source |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5755094A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58152769U (ja) * | 1982-04-07 | 1983-10-13 | 三菱電機株式会社 | マイクロ波放電光源装置 |
-
1980
- 1980-09-19 JP JP13017680A patent/JPS5755094A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5755094A (en) | 1982-04-01 |
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