JPS638579B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、マイクロ波放電光源装置、とくに
その放電灯の支持に関するものである。

〔従来の技術〕

最近、放電利用の光源装置として高周波放電、
高周波に特に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
長がある。また、電極による熱損失がなく、放電
の初期状態と安定状態でインピーダンスの差が小
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、
さらに放電電力がランプ管壁に偏つている等のた
めに、最大出力到達までの時間が短くなるという
特長もある。

第２図ａは、例えば特開昭56−141165号公報に
示すこのような先行技術によるマイクロ波放電光
源装置の構成を示す断面構成図、第２図ｂは先行
技術の放電灯を示す断面図である。図において、
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形成
されたマイクロ波空胴、４０は空胴壁、５は空胴
４と導波管３の接合部に設けられ、マイクロ波が
導入されるマイクロ波給電口、６は球形に形成さ
れた無電極放電灯、６ａは管体と一体に形成され
た放電灯支持用の突起、７はフアン、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
を覆う金属メツシユ板、１０はマグネトロン１、
導波管３、空胴４等を覆う箱体である。

次に動作について説明する。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を伝播し、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中のガスが放電して放電灯の内壁が熱せ
られ、管内に封入された水銀等の金属が加熱され
て蒸発し、放電は金属ガスの放電に移行し、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。この光を有効に利用するため、
空胴４の後面で反射面を形成させるとともに、前
面をマイクロ波は透過させないが、光は透過させ
る金属メツシユ板９で覆い、光を前方のみに投射
させている。放電灯６は球形であり、点光源に近
似できるので、空胴４の反射面の形状を回転対称
形とし、この形状を適宜設定することにより、円
形の面域内で所望の照度分布、例えば均一照度が
得られる。なお放電灯６は空胴内のマイクロ波電
磁界分布の変化の少ない位置に置くことができる
ので発光むらは少ないので、均一な照度分布をう
るうえで有利である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

この先行技術によるマイクロ波放電光源装置に
おいて、放電灯６を空胴内に支持するには、空胴
壁面に設置された、放電灯の支持部材を突起６ａ
と係合させて支持していた。この時支持部材は放
電灯の管壁に直接接触して放電灯を支持するよう
にしていたため、管壁の温度上昇が妨げられ、安
定状態に達するまでの時間が遅くなり、また安定
状態での管壁の温度も低いため、所望の温度を得
るためには大きなマイクロ波電力を必要としてい
た。さらには、支持部材が管壁に接触していると
光放射も妨げられる割合が大きく照度分布にも影
響を及ぼしていた。

この発明は上記のような問題点を解消するため
になされたもので、管壁の温度上昇が容易でマイ
クロ波電力を必要最小限にとどめ、又、照度分布
も均一なものが容易に得られるようにしたもので
ある。

〔問題点を解決するための手段〕

マイクロ波が導入される給電口を有し、内壁を
形成し、開口を有する空胴壁と、上記開口を塞ぐ
金属メツシユ板とで構成されたマイクロ波空胴、
この空胴内に配設され放電により加熱し蒸発させ
る金属を封入した球形の無電極の放電灯、この放
電灯の管壁に設けられ且つ金属性の棒体が埋設さ
れている１つの突起、上記放電灯の管壁と接触し
ないように上記突起を支持し、上記空胴壁の給電
口を除く部分に保持されて上記放電灯を支持する
支持部材を設ける。

〔作用〕

この発明における放電灯は、支持部材によつて
直接放電灯の管壁から熱を奪われることなく、管
壁の温度上昇が大きく妨げられることはない。
又、放電灯より放射される光が管壁近傍で妨げら
れる割合も少ない。

〔実施例〕

第１図は、この発明の一実施例によるマイクロ
波放電光源装置の要部の拡大断面図であり、１４
はマイクロ波空胴４のマイクロ波給電口５の近傍
に取り付けられた石英ガラス等の低損失誘電体で
形成された放電灯支持部材で、ねじが形成された
ねじ穴１４ａを有する。６ａは放電灯６の管体と
一体に形成された支持用の突起で、内部に放電開
始前のマイクロ波電磁界を集中し、放電の始動を
容易にするための金属性の放電始動補助体１３が
埋設されている。外面には支持部材１４のねじ穴
１４ａに螺合するねじ６ｂが形成され、この突起
６ａを支持部材１４のねじ穴１４ａに螺合させて
放電灯６を固定する。

この様に構成されたマイクロ波放電光源装置に
あつても、先行技術の装置と同様に、放電灯６中
のガスが給電口５を通して空胴４中に放射された
マイクロ波によつて放電・発光する。この放電始
動の時、金属性の放電始動補助体１３によつてマ
イクロ波電磁界が集中して、放電灯６近傍で強い
マイクロ波電磁界になつている。このため、放電
灯６中のガスの放電始動が容易である。一度、放
電始動すれば放電灯の内壁が熱せられ、管内に封
入された水銀等の金属が加熱されて蒸気し、放電
が安定状態へと移行する。放電灯の内壁が熱せら
れる際、熱は管壁を通して外壁から外の空気中へ
あるいは突起６ａから支持部材１４へ逃げる。し
かしながら外壁から外の空気中へは空気の熱伝達
による逃げのため全熱量は少なく、又全周にわた
つてほぼ均一である。さらに、突起６ａからは熱
伝導によつて逃げるため、外壁から熱伝達で逃げ
るよりも単位面積当りの熱量は多い。しかしなが
ら突起６ａが細いため逃げる全熱量は少ない。特
に先行技術のものように支持部材１４が放電灯の
外壁に直接接触しているものは、この支持部材１
４からも熱伝導によつて熱が逃げるため、逃げる
全熱量が多いのに比して、この発明のものは逃げ
る全熱量が少ない。逃げる熱量が少ないことは、
少ないマイクロ波電力で放電灯６内壁の昇温を速
くできることを意味し、安定状態に達するまでの
所要時間を短くでき、又安定状態で所望の温度に
できる。さらに、放電灯６の放電は通常管壁に近
い部分で起こつているが、管壁の温度が低い部分
では放電が中央寄りに管壁から離れる。この発明
のものは突起６ａが突出している部分で管壁の温
度が低くなるが、突起６ａが細いため、温度の低
い部分の面積が少なく、放電に及ぼす影響も少な
い。したがつて、照度分布への影響も少ない。さ
らに又、支持部材１４が直接放電灯６の管壁に接
していないため、放電灯６内部より外へ放射され
る光が支持部材１４により邪魔される量は少な
く、均一放射に近い放射分布になる。よつて均一
な照度分布が得易い。

一方、この実施例では突起６ａが一方向のみで
あるため、突起や支持部材によつて放電灯６から
の直接の放射光や、空胴４の内壁の反射面からの
反射光が影響を受ける部分が少なく、均一な照度
分布が得易い。

〔発明の効果〕

放電灯の管壁に設けられる突起６ａが１つのみ
であつても、金属性の棒体１３が埋設されている
から、上記突起６ａを十分に補強することができ
る。

(ii) 他方において、上記金属性の棒体１３は放電
始動補助体として作用し、放電始動時にマイク
ロ波電磁界が集中して、放電灯６中のガスの放
電始動が容易になる。

(iii) １つの金属性の棒体１３を突起６ａ内に埋設
することにより、上記のように機械的な補強プ
ラス電気的には放電始動が容易となり、簡単な
構造でもつて秀れたマイクロ波放電光源装置を
得ることができる。

(iv) 放電灯の支持部材が給電口を被つていないた
め、放電灯が点灯する前に給電口より空胴内に
マイクロ波が放射し易く、放電灯部分でマイク
ロ波電磁界が形成されて放電始動が容易になる
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例によるマイクロ波
放電光源装置を示す要部拡大断面図、第２図ａは
先行技術によるマイクロ波放電光源装置の構成を
示す断面構成図、及び第２図ｂは先行技術の放電
灯を示す断面図である。 図において、４はマイクロ波空胴、５は給電
口、６は放電灯、６ａは突起、９は金属メツシユ
板、１４は支持部材である。なお、図中、同一符
号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ マイクロ波が導入される給電口を有し、内壁
   に反射面を形成し、開口を有する空胴壁と、上記
   開口を塞ぐ金属メツシユ板とで構成されたマイク
   ロ波空胴、この空胴内に配設され放電により加熱
   し蒸発させる金属を封入した球形の無電極の放電
   灯、この放電灯の管壁に設けられ且つ金属性の棒
   体が埋設されている１つの突起、上記放電灯の管
   壁と接触しないように上記突起を支持し、上記空
   胴壁の給電口を除く部分に保持されて上記放電灯
   を支持する支持部材を備えたマイクロ波放電光源
   装置。