DE112014005524T5

DE112014005524T5 - Lichtemittierender, abgedichteter Körper

Info

Publication number: DE112014005524T5
Application number: DE112014005524.7T
Authority: DE
Inventors: Akinori ASAI; Naoya Matsumoto
Original assignee: Hamamatsu Photonics KK
Current assignee: Hamamatsu Photonics KK
Priority date: 2013-12-06
Filing date: 2014-10-29
Publication date: 2016-08-18
Also published as: US20160240365A1; JP6111371B2; IL244701A0; JP6023355B2; US9984865B2; JP2017027955A; JPWO2015083463A1; JP6412229B2; WO2015083463A1; JP2017224629A; JP2017130461A; JP6200612B2

Abstract

In einem lichtemittierenden, abgedichteten Körper 11 wird eine Metallstruktur (Elektronenemissionsstruktur) 13, die ein leicht elektronenemittierendes Material enthält, verwendet, so dass kein herkömmlich bekannter Zuführungsschritt zur Bogenentladung zwischen Elektroden erforderlich ist. Daher ist es nicht erforderlich, von der Außenseite einer Lampe 12 ein Zuführ- bzw. Einspeisungselement mit der Metallstruktur 13 zu verbinden. Darüber hinaus ist in dem lichtemittierenden, abgedichteten Körper 11 die Metallstruktur 13 in einem Innenraum S der Lampe 12 angeordnet, wobei eine Positionierungseinheit 14 der Metallstruktur 13 nur in der Lampe 12 angeordnet ist. Daher durchdringen in dem lichtemittierenden, abgedichteten Körper 11 die Metallstruktur 13 und die Positionierungseinheit 14 nicht die Lampe 12 und werden nicht in der Lampe 12 versenkt, so dass sich keine Schwachstellen in der Lampe 12 aus Glas bilden. Auf diese Weise kann ein Dichtheitszustand der Lampe 12 gewährleistet werden.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft einen lichtemittierenden, abgedichteten Körper, der mit Lichtemissionsgas gefüllt ist.
Stand der Technik
Herkömmlich sind Lichtquellenvorrichtungen bekannt, die ein Laserlicht auf ein ionisiertes Gas in einem Gehäuse strahlen, einen Plasmazustand aufrechterhalten und ultraviolette Strahlen erzeugen. Beispielsweise erfolgt in einer im Patentdokument 1 beschriebenen Lichtquelle die Einspeisung zwischen Gegenelektroden, die in einem Gehäuse aus Glas angeordnet sind, zur Erzeugung eines Plasmas durch Entladung zwischen den Elektroden. Das Laserlicht wird kontinuierlich auf das Plasma abgestrahlt, so dass ein Laserunterstützungslicht als Plasmaemission eingeschaltet bzw. aufrechterhalten werden kann.
Zitationsliste
Patentliteratur

Patentdokument 1: (offengelegte) nationale japanische Patentveröffentlichung Nr. 2009-532829

Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
In der zuvor beschriebenen Lichtquellenvorrichtung gemäß dem Stand der Technik ist es aufgrund des Einspeisungsschritts zwischen den Gegenelektroden erforderlich, die Elektroden (oder den Zuführungsweg der Elektroden) derart auszubilden, dass sie das Gehäuse durchdringen. Wenn jedoch die Durchbrechungsabschnitte der Elektroden (bzw. die Zuführungspfade der Elektroden) oder die schmelzverbundenen Abschnitte zur Einbettung der Elektroden (bzw. der Zuführungspfade zu den Elektroden) in dem Gehäuse zum Halten der Elektroden (oder der Zuführungspfade zu den Elektroden) vorhanden sind, bilden die Verbindungsabschnitte des Gehäuses und der Elektroden (oder der Zuführungspfade zu den Elektroden) aufgrund einer Differenz in den Wärmeausdehnungskoeffizienten Schwachstellen und ein Dichtheitszustand des Gehäuses kann nicht aufrechterhalten werden.
Die vorliegende Erfindung wurde angesichts der obigen Probleme konzipiert und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen lichtemittierenden, abgedichteten Körper bereitzustellen, der einen Dichtheitszustand eines Gehäuses gewährleisten kann.
Lösung des Problems
Zur Lösung des obigen Problems umfasst ein lichtemittierender, abgedichteter Körper gemäß der vorliegenden Erfindung: ein Gehäuse, das einen mit Lichtemissionsgas gefüllten Innenraum umfasst; eine Elektronenemissionsstruktur, die ein leicht elektronenemittierendes Material umfasst, das Elektronen durch die Strahlung eines Laserlichts emittiert; und eine Positionierungseinheit, die die Elektronenemissionsstruktur im Innenraum positioniert, wobei die Elektronenemissionsstruktur nur in dem Innenraum des Gehäuses angeordnet ist, und wobei die Positionierungseinheit nur in dem Innenraum des Gehäuses oder an der Außenseite des Gehäuses angeordnet ist.
In dem lichtemittierenden, abgedichteten Körper ist die Elektronenemissionsstruktur nur in dem Innenraum des Gehäuses, das mit dem Lichtemissionsgas gefüllt ist, angeordnet und die Positionierungseinheit der Elektronenemissionsstruktur ist ebenfalls nur in dem Innenraum des Gehäuses oder an der Außenseite des Gehäuses angeordnet. Das heißt, in dem lichtemittierenden, abgedichteten Körper durchdringen die Elektronenemissionsstruktur und die Positionierungseinheit nicht das Gehäuse und es sind keine Teile davon in dem Gehäuse eingebettet. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass sich Schwachstellen in dem Gehäuse bilden, wodurch ein Dichtheitszustand des Gehäuses somit aufrechterhalten werden kann.
Darüber hinaus weist die Elektronenemissionsstruktur vorzugsweise eine Elektronenemissionseinheit, die aus einem Metallelement gebildet ist, das das leicht elektronenemittierende Material umfasst, und eine Halteeinheit, die die Elektronenemissionseinheit hält, auf, wobei die Halteeinheit durch die Positionierungseinheit im Innenraum so angeordnet ist, dass sich die Elektronenemissionsstruktur im Innenraum befindet. In diesem Fall ist die Elektronenemissionsstruktur in einem Zustand, in dem ein Dichtheitszustand des Gehäuses gewährleistet wird, auf einfache Weise an einer gewünschten Position anordbar.
Darüber hinaus weist das Gehäuse vorzugsweise einen Körperabschnitt, in dem die Elektronenemissionseinheit angeordnet ist, und einen Vorsprungsabschnitt, der von dem Körperabschnitt hervorsteht, auf, wobei die Halteeinheit in dem Vorsprungsabschnitt durch die Positionierungseinheit positioniert ist. In diesem Fall kann die Halteeinheit (Elektronenemissionsstruktur) ohne Beeinträchtigung des Körperabschnitts in optimaler Weise angeordnet werden.
Darüber hinaus dient ein Abschnitt mit kleinem Durchmesser als die Positionierungseinheit, die erhalten wird, indem ein Innendurchmesser des Vorsprungsabschnitts verringert wird, so dass dieser in Kontakt mit der Halteeinheit ist. In diesem Fall kann die Halteeinheit (Elektronenemissionsstruktur) zuverlässig durch den Abschnitt mit kleinem Durchmesser gehalten werden.
Darüber hinaus ist vorzugsweise ein Abstandselement zwischen der Halteeinheit und einer Innenwand des Vorsprungsabschnitts als die Positionierungseinheit vorgesehen, wobei die Halteeinheit durch das Abstandselement im Innenraum des Vorsprungsabschnitts angebracht ist. in diesem Fall kann die Halteeinheit (Elektronenemissionsstruktur) zuverlässig durch das Abstandselement gehalten werden.
Darüber hinaus ist vorzugsweise ein elastisches Element zwischen der Halteeinheit und einer Innenwand des Vorsprungsabschnitts als die Positionierungseinheit vorgesehen, wobei die Halteeinheit durch das elastische Element im Innenraum des Vorsprungsabschnitts angebracht ist. In diesem Fall kann die Halteeinheit (Elektronenemissionsstruktur) zuverlässig durch das elastische Element gehalten werden.
Darüber hinaus ist vorzugsweise wenigstens ein Teil der Halteeinheit aus einem Metall gebildet, wobei ein Abschnitt mit kleinem Durchmesser, der durch Verringern eines Innendurchmessers des Vorsprungsabschnitts erhalten wird, ein Abschnitt mit großem Durchmesser, der in der Halteeinheit vorgesehen ist, so dass dieser mit dem Abschnitt mit kleinem Durchmesser in Kontakt ist, und eine Magnetkraft-Anwendungseinheit, die von der Außenseite des Gehäuses eine magnetische Kraft auf die Halteeinheit aufbringt, so dass der Abschnitt mit großem Durchmesser mit dem Abschnitt mit kleinem Durchmesser in Kontakt ist, als Positionierungseinheit ausgebildet sind. In diesem Fall kann die Halteeinheit (Elektronenemissionsstruktur) durch die Magnetkraft-Anwendungseinheit zuverlässig gehalten werden.
Darüber hinaus ist vorzugsweise wenigstens ein Teil der Halteeinheit aus einem Metall gebildet, wobei ein Abstandselement, das zwischen der Halteeinheit und einer Innenwand des Vorsprungsabschnitts zum Einsetzen der Halteeinheit vorgesehen ist, ein Abschnitt mit großem Durchmesser, der in der Halteeinheit vorgesehen ist, um mit dem Abstandselement in Kontakt zu sein, und eine Magnetkraft-Anwendungseinheit, die von der Außenseite des Gehäuses eine magnetische Kraft auf die Halteeinheit aufbringt, so dass der Abschnitt mit großem Durchmesser in Kontakt mit dem Abstandselement ist, als die Positionierungseinheit ausgebildet sind. In diesem Fall kann die Halteeinheit (Elektronenemissionsstruktur) zuverlässig durch die Magnetkraft-Anwendungseinheit gehalten werden.
Darüber hinaus ist die Halteeinheit vorzugsweise aus einem stabförmigen Element gebildet, wobei das stabförmige Element einen Abschnitt mit winzigem Durchmesser aufweist, der die Elektronenemissionseinheit hält, und einen Durchmesser aufweist, der kleiner als ein Durchmesser des Körperabschnitts ist. Wird somit Laserlicht auf die Elektronenemissionseinheit gestrahlt, ist es eher unwahrscheinlich, dass Wärme auf die Halteeinheit übertragen wird, so dass die Elektronenemissionseinheit effizient erwärmt werden kann. Auf diese Weise kann eine effiziente Elektronenemission realisiert werden.
Darüber hinaus ist die Halteeinheit vorzugsweise aus einem stabförmigen Element gebildet, wobei das stabförmige Element einen Abschnitt mit winzigem Durchmesser aufweist, dessen Durchmesser kleiner als ein Durchmesser des Körperabschnitts ist, und ein Relaisabschnitt, der auf dem Abschnitt mit winzigem Durchmesser gehalten wird, ist dicker als der Abschnitt mit winzigem Durchmesser und hält die Elektronenemissionseinheit. In diesem Fall wird der Relaisabschnitt, der durch den Abschnitt mit winzigem Durchmesser gehalten wird, durch die Strahlung des Laserlichts erwärmt, so dass die Elektronenemissionseinheit effizient erwärmt werden kann, während ein Sputtern in der Elektronenemissionseinheit verhindert wird. Auf diese Weise kann eine effiziente Elektronenemission gebildet werden.
Darüber hinaus weist die Elektronenemissionseinheit vorzugsweise eine geneigte Oberfläche auf, die in Richtung einer Einfallsachse des Laserlichts geneigt ist. Auf diese Weise kann eine Entladungsrichtung der Sputtermaterialien, die durch die Elektronenemissionseinheit aufgrund der Strahlung des Laserlichts erzeugt werden, von der Einfallsrichtung des Laserlichts verschoben werden, wodurch verhindert wird, dass die Sputtermaterialien den Einfall des Laserlichts behindern.
Darüber hinaus weist die Elektronenemissionsstruktur vorzugsweise eine Kugelform auf, und die Positionierungseinheit umfasst einen magnetischen Film, der aus einem ferromagnetischem Material gebildet ist und wenigstens einen Teil der Elektronenemissionsstruktur bedeckt, und einen Magneten, der an der Außenseite des Gehäuses dem Gehäuse zugewandt angeordnet ist. In diesem Fall kann die Elektronenemissionsstruktur zuverlässig durch die Magnetkraft gehalten werden, wobei das Gehäuse dazwischen angeordnet ist, und ein Dichtheitszustand des Gehäuses zuverlässig aufrechterhalten werden.
Darüber hinaus weist die Elektronenemissionsstruktur vorzugsweise eine Kugelform auf, und die Positionierungseinheit umfasst eine erste Aufnahme, die in dem Gehäuse angeordnet und in der ein Teil der Elektronenemissionsstruktur angebracht ist. In diesem Fall kann die Elektronenemissionsstruktur die erste Aufnahme mit einer einfachen Konfiguration positioniert werden.
Ferner weisen vorzugsweise sowohl das Gehäuse als auch die Elektronenemissionsstruktur eine Kugelform auf, und die Positionierungseinheit weist eine zweite Basis auf, die an der Außenseite des Gehäuses angeordnet und in die ein Teil des Gehäuses befestigt ist. In diesem Fall wird das Gehäuse durch die zweite Basis positioniert, so dass die Elektronenemissionsstruktur auch in dem Gehäuse angeordnet werden kann.
Ferner weisen vorzugsweise sowohl das Gehäuse als auch die Elektronenemissionsstruktur eine zylindrische Form auf, und der Abschnitt mit kleinem Durchmesser, der durch Verringern eines Innendurchmessers des Gehäuses erhalten wird, um mit der Elektronenemissionsstruktur in Kontakt zu sein, ist als die Positionierungseinheit ausgebildet. In diesem Fall kann eine Aberration des Laserlichts unterdrückt werden, indem das Laserlicht von einer Endfläche einer Axialrichtung des Gehäuses mit der Zylinderform einfällt. Darüber hinaus kann die Elektronenemissionsstruktur durch den Abschnitt mit kleinem Durchmesser zuverlässig gehalten werden.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Gemäß dem lichtemittierenden, abgedichteten Körper gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein Dichtheitszustand eines Gehäuses gewährleistet werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt ein schematisches Diagramm, das eine Lichtquellenvorrichtung darstellt, die einen lichtemittierenden, abgedichteten Körper gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet.
2 zeigt ein Diagramm, das ein weiteres Konfigurationsbeispiel einer Positionierungseinheit einer Metallstruktur darstellt, wobei (a) eine Form mit einem Abstandselement und (b) eine Form mit einem Tellerfederelement zeigen.
3 zeigt ein Diagramm, das ein weiteres Konfigurationsbeispiel der Positionierungseinheit einer Metallstruktur darstellt, wobei (a) eine Form mit einer Spule und einem Abschnitt mit kleinem Durchmesser und (b) eine Form mit einer Spule und einem Abstandselement zeigen.
4 zeigt ein Diagramm, das ein weiteres Konfigurationsbeispiel einer Metallstruktur und eines stabförmiges Elements darstellt, wobei (a) eine Form zeigt, die ein stabförmiges Element mit einem Durchmesser verwendet, der gleich groß wie ein Durchmesser einer Elektronenemissionseinheit ist, (b) eine Form zeigt, in der ein Abschnitt mit winzigem Durchmesser in einem stabförmigen Element vorgesehen ist, (c) eine Form zeigt, die eine Elektronenemissionseinheit mit einer geneigten Oberfläche verwendet, und (d) eine Form zeigt, in der ein Abschnitt mit winzigem Durchmesser und ein Relaisabschnitt in einem stabförmigen Element vorgesehen sind.
5 zeigt ein Diagramm, das einen lichtemittierenden, abgedichteten Körper gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
6 zeigt ein Diagramm, das einen lichtemittierenden, abgedichteten Körper gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
7 zeigt ein Diagramm, das einen lichtemittierenden, abgedichteten Körper gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
Beschreibung der Ausführungsformen
Im Nachfolgenden werden mit Bezug auf die Zeichnungen die bevorzugten Ausführungsformen eines lichtemittierenden, abgedichteten Körpers gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben.
[Erste Ausführungsform]
1 zeigt ein schematisches Diagramm, das eine Lichtquellenvorrichtung darstellt, die einen lichtemittierenden, abgedichteten Körper gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet. Wie in der Figur dargestellt, umfasst eine Lichtquellenvorrichtung 1 eine Lasereinheit 2, die ein Laserlicht erzeugt, ein optisches System 3, das das Laserlicht L von der Lasereinheit 2 weiterleitet, und einen lichtemittierenden, abgedichteten Körper 11, der eine Metallstruktur (Elektronenemissionsstruktur) 13 aufweist, der ein leicht elektronenemittierendes Material enthält, das Elektronen durch die Strahlung des Laserlichts L und des Lichtemissionsgases G emittiert. Wird in der Lichtquellenvorrichtung 1 das kontinuierliche Laserlicht 11 auf die Metallstruktur 13 gestrahlt, wird durch das Lichtemissionsgas G in einem Strahlungsbereich des kontinuierlichen Laserlichts L in der Nähe der Metallstruktur 13 ein Plasma erzeugt. Ferner wird angenommen, dass das Plasma dann erzeugt wird, wenn die Elektronen, die durch die Strahlung des kontinuierlichen Laserlichts L von der Metallstruktur 13 emittiert werden, das Lichtemissionsgas G ionisieren und das kontinuierliche Laserlicht L auf das ionisierte Lichtemissionsgas G gestrahlt wird. Darüber hinaus wird das kontinuierliche Laserlicht L fortlaufend auf das erzeugte Plasma gestrahlt (d. h., es wird dem Plasma fortlaufend Laserenergie zugeführt), so dass in dem lichtemittierenden, abgedichteten Körper 11 ein Laserunterstützungslicht mit hoher Helligkeit als Plasmaemission, die einen vorbestimmten Lichtemissionsbereich aufweist, der eine Sammelposition F des kontinuierlichen Laserlichts L umfasst, eingeschaltet/aufrechterhalten werden kann, um als Lichtquelle 7 zu dienen. Das Laserunterstützungslicht wird beispielsweise als eine Lichtquelle zur Halbleiterinspektion oder als Licht für spektroskopische Messungen verwendet.
Die Lasereinheit 2 ist beispielsweise eine Laserdiode. Die Lasereinheit 2 kann entweder ein Dauerstrichlaser oder ein gepulster Laser sein. In dieser Ausführungsform jedoch wird ein Dauerstrichlaser verwendet. Das Laserlicht L, das eine Wellenlänge gemäß einem Absorptionsspektrum des Lichtemissionsgases G wie beispielsweise eine Wellenlänge von 980 nm aufweist, wird in Form von kontinuierlichen Wellen aus der Lasereinheit 2 emittiert. Eine Ausgabe des Laserlichts L beträgt in etwa 60 W. Das Laserlicht L, das aus der Lasereinheit 2 emittiert wird, wird durch eine Lichtleitfaser 4 an das optische System 3 weitergeleitet. Das optische System 3 umfasst ein optisches System, das das Laserlicht L aus der Lasereinheit 2 in Richtung des lichtemittierenden, abgedichteten Körpers 11 sammelt. Das optische System 3 wird beispielsweise durch zwei Linsen 5 und 6 gebildet. Nachdem das aus einem Kopf 4a der Lichtleitfaser emittierte Laserlicht L durch die Linse 5 in Parallellicht umgewandelt wurde, wird das Laserlicht L durch die Linse 6 in Richtung des lichtemittierenden, abgedichteten Körpers 11 mit einer optischen Achse LA gesammelt.
Insbesondere ist der lichtemittierende abgedichtete Körper 11 aus einer Glühlampe (Gehäuse) 12, deren Innenraum S mit einem Lichtemissionsgas G unter hohem Druck gefüllt ist, der Metallstruktur 13, die das leicht elektronenemittierende Material, das die Elektronen durch Strahlung des Laserlichts L emittiert, enthält, und einer Positionierungseinheit 14, die die Metallstruktur 13 in dem Innenraum S positioniert, gebildet.
Die Glühlampe 12 ist beispielsweise unter Verwendung von Glas hohl ausgebildet und weist einen Kugelabschnitt (Körperabschnitt) 12a, der die darin angeordnete Metallstruktur 13 und eine kugelförmige äußere Form sowie den kurgelförmigen Innenraum S aufweist, und einen Vorsprungsabschnitt 12b, der zylindrisch von einem Teil des Kugelabschnitts 12a vorsteht, auf. Der Innenraum S der Glühlampe 12 ist mit dem Lichtemissionsgas G, beispielsweise Xenon-Gas, unter hohem Druck gefüllt. In dieser Ausführungsform entspricht ein oberer Abschnitt 12c des Kugelabschnitts 12a, der auf der Seite gegenüber des Vorsprungsabschnitt 12b angeordnet ist, einem Einfallsabschnitt (Lasereinfallsfensterabschnitt LW) des Laserlichts L. Der Lasereinfallsfensterabschnitt LW ist nicht auf den oberen Abschnitt 12c beschränkt und kann jeden Abschnitt des Kugelabschnitts 12a umfassen, der einem gewünschten Lasereinfallsabschnitt gegenüberliegt.
Die Metallstruktur 13 ist aus einem Metall mit einem hohen Schmelzpunkt, wie beispielsweise Wolfram, gebildet und weist eine Elektronenemissionseinheit 13a, die Barium als das leicht elektronenemittierende Material enthält, und eine Halteeinheit 13b, die die Elektronenemissionseinheit 13a hält, auf. Wie in 1 gezeigt, ist die Elektronenemissionseinheit 13a, auf die das Laserlicht L gestrahlt wird, in der Form eines Zylinders mit einem geringen Durchmesser gebildet und in dem Kugelabschnitt 12a derart angeordnet, dass ein vorderes Ende 13c, das ein Einfallsabschnitt des Laserlichts L wird, in Richtung des oberen Abschnitts 12c (dem Lasereinfallsfensterabschnitt LW) der Glühlampe 12 angeordnet ist. Der Einfallsabschnitt des Dauer-Laserlichts L ist nicht auf das vordere Ende 13c beschränkt und kann einen Seitenabschnitt der Elektronenemissionseinheit 13a umfassen.
Indes weist die Halteeinheit 13b ein stabförmiges Element 15 auf, das unter Verwendung eines Metalls mit einem hohen Schmelzpunkt, wie beispielsweise Molybdän, zylindrisch ausgebildet ist. Die Elektronenemissionseinheit 13a (das vordere Ende 13c) wird von einer vorderen Endseite der Halteeinheit 13b gehalten, um an einer gewünschten Position im Innenraum des Kugelabschnitts 12a angeordnet zu werden, und eine hintere Endseite der Halteeinheit 13b ist in dem Innenraum S in dem Vorsprungsabschnitt 12b angeordnet. Die Materialien, die die Elektronenemissionseinheit 13a und die Halteeinheit 13b bilden, müssen nicht ausgetauscht werden und die Halteeinheit 13b kann unter Verwendung eines Materials, das für die Elektronenemissionseinheit 13a verwendet wird, einstückig ausgebildet sein. Darüber hinaus kann ein Boden unter Verwendung des gleichen Materials einstückig ausgebildet sein, und das leicht elektronenemittierende Material kann in lediglich einem Abschnitt, der der Elektronenemissionseinheit 13a entspricht, enthalten sein. Darüber hinaus kann die Elektronenemissionseinheit 13a oder die Metallstruktur 13 aus dem leicht elektronenemittierenden Material gebildet sein. Der Boden der Elektronenemissionsstruktur ist nicht auf das Metall (leitende Material), wie beispielsweise Wolfram und Molybdän, beschränkt und kann ein Isoliermaterial, wie beispielsweise Keramik, umfassen.
Der lichtemittierende abgedichtete Körper 11 weist einen Abschnitt mit kleinem Durchmesser 16 zum Halten des stabförmigen Elements 15, das die Halteeinheit 13b bildet, als die Positionierungseinheit 14 der Metallstruktur 13 in dem Innenraum S der Glühlampe 12 auf. Der Abschnitt mit kleinem Durchmesser 16 wird durch einen Teil einer Innenwand des Vorsprungsabschnitts 12b gebildet, und ein Innendurchmesser des Vorsprungsabschnitts 12b wird derart verringert, dass dieser kleiner als ein Innendurchmesser des anderen Abschnitts ist, so dass der Abschnitt mit kleinem Durchmesser 16 das stabförmige Element 15 berührt. Der Abschnitt mit kleinem Durchmesser 16 berührt lediglich eine Umfangsfläche des stabförmigen Elements 15 und ist nicht mit dem stabförmigem Element 15 schmelzverbunden. Darüber hinaus kann der Abschnitt mit kleinem Durchmesser 16 näher an einer unteren Endseite (die untere Seite in den Zeichnungen) als an der in 1 dargestellten Position und näher an einer vorderen Endseite (die obere Seite in den Zeichnungen) vorgesehen sein. Darüber hinaus können mehrere Abschnitte mit kleinem Durchmesser 16 vorgesehen sein.
Wie zuvor beschrieben, wird in dem lichtemittierenden, abgedichteten Körper 11 die Metallstruktur 13, die das leicht elektronenemittierende Material enthält, in der Lampe 12, die mit dem Lichtemissionsgas G gefüllt ist, untergebracht. Durch Verwenden der Metallstruktur 13 wird in dem lichtemittierenden, abgedichteten Körper 11 das Plasma durch Abstrahlen des Laserlichts L auf die Metallstruktur 13 erzeugt, wobei das Laserlicht kontinuierlich auf das Plasma gestrahlt wird, so dass das Laserunterstützungslicht mit hoher Helligkeit eingeschaltet/aufrechterhalten werden kann. Wird die Plasmaemission aus dem lichtemittierenden, abgedichteten Körper 11 extrahiert, wird die Plasmaemission vorzugsweise aus einer Richtung, die sich mit der optischen Achse LA des Laserlichts L schneidet, und noch bevorzugter aus einer Richtung senkrecht zu der optischen Achse LA extrahiert.
In dem lichtemittierenden, abgedichteten Körper 11 wird die Metallstruktur 13, die das leicht elektronenemittierende Material enthält, die die Elektronen durch Strahlung des Laserlichts L emittieren, verwendet, so dass es nicht erforderlich ist, eine Einspeisung zwischen Gegenelektroden zur Erzeugung einer Bogenentladung, wie im Stand der Technik gezeigt, durchzuführen. Das heißt, in dem lichtemittierenden, abgedichteten Körper 11 muss kein Zuführelement von der Außenseite der Glühlampe 12 mit der Metallstruktur 13 verbunden werden. Das heißt, da die Metallstruktur 13 einen Aufbau aufweist, der sich von einem Aufbau der Elektroden, der eine Zuführung benötigt, unterscheidet, ist keine Elektrode in dem lichtemittierenden, abgedichteten Körper 11 vorhanden. Darüber hinaus wird in dem lichtemittierenden, abgedichteten Körper 11 ein gesamter Abschnitt der Metallstruktur 13 in dem Innenraum S der Lampe 12 angeordnet, und die Positionierungseinheit 14 (der Abschnitt mit kleinem Durchmesser 16) der Metallstruktur 13 ist aus einem Teil der Lampe 12 gebildet. Somit durchbrechen in dem lichtemittierenden, abgedichteten Körper 11 die Metallstruktur 13 und die Positionierungseinheit 14 die Lampe 12 nicht und es sind keine Teile davon in der Lampe eingebettet bzw. versenkt und es bilden sich auch keine Schwachstellen in der Lampe 12 aus Glas. Somit kann ein Dichtheitszustand der Lampe 12 zuverlässig gewährleistet werden, eine Verkürzung der Lebensdauer aufgrund einer Beschädigung der Lampe 12 oder ein Durchsickern des Lichtemissionsgases G verhindert werden, und da der Dichtungsdruck des Lichtemissionsgases G erhöht werden kann, kann auch die Helligkeit der Lichtquellenvorrichtung 1 verbessert werden.
Darüber hinaus wird in dem lichtemittierenden, abgedichteten Körper 11 die Elektronenemissionseinheit 13a an der vorderen Endseite des stabförmigen Elements 15 (Halteeinheit 13b) gehalten, wobei die Lampe 12 einen Kugelabschnitt 12a, in dem die vordere Endeseite des stabförmigen Elements 15 und die Elektronenemissionseinheit 13a angeordnet sind, und den Vorsprungsabschnitt 12b, der von dem Kugelabschnitt vorsteht und in dem die untere Endseite des stabförmigen Elements 15 untergebracht ist, um die Positionierungseinheit 14 (den Abschnitt mit kleinem Durchmesser 16) zu bilden, aufweist. Folglich ist die Elektronenemissionseinheit 13a auf einfache Weise an der gewünschten Position in dem Innenraum S in dem Kugelabschnitt 12a anordbar, während gleichzeitig der Dichtheitszustand der Lampe 12 zuverlässig aufrechterhalten werden kann.
Darüber hinaus weist in dem lichtemittierenden, abgedichteten Körper 11 die Elektronenemissionseinheit 13a einen Durchmesser auf, der verglichen mit dem Durchmesser des stabförmigen Elements 15 (der Halteeinheit 13b) hinreichend verringert ist. Da folglich eine Zeitdauer, in der die Elektronenemissionseinheit 13a durch das Laserlicht zur einfachen Emission der Elektronen erhitzt wird, verkürzt werden kann, kann eine Zeitdauer bis zum Einschalten des Laserunterstützungslichts verkürzt und das Auftreten von Sputtern der Metallstruktur 13 verringert werden. In dem lichtemittierenden, abgedichteten Körper eines Systems, das eine Lichtbogenentladung zwischen den Gegenelektroden verwendet, ist es erforderlich, die Wärmestrahlung der Elektroden mit einem hohen Wert zu beaufschlagen, um eine Beschädigung der Elektroden durch die durch die Lichtbogenentladung erzeugte Hitze zu verhindern. Aus diesem Grund werden Elektroden mit einer konstanten Dicke oder einer stärkeren Dicke benötigt. Jedoch ist es in einem Metallerregersystem, wie beispielsweise dem lichtemittierenden, abgedichteten Körper 11 aufgrund der Nichtverwendung der Lichtbogenentladung nicht notwendig, die Wärmestrahlung der Elektronenemissionseinheit 13a mit einem hohen Wert zu beaufschlagen. Somit kann der Durchmesser der Elektronenemissionseinheit 13a hinreichend verringert werden. Da darüber hinaus eine Gesamtmenge an Imprägnierungsmaterialien, die das leicht elektronenemittierende Material, das in der Lampe 12 vorhanden ist, enthalten, verringert werden kann, ist es möglich, ein Anhaften von kontaminierten Materialien an der Innenwand der Lampe 12 aufgrund der Imprägnierungsmaterialien zu unterdrücken.
Der Aufbau der Positionierungseinheit 14 kann zudem einen weiteren Aspekt aufweisen. Beispielsweise kann wie in 2(a) gezeigt, ein Abstandselement 17 als Positionierungseinheit 14 verwendet werden, das ein Durchgangsloch mit einem Innendurchmesser umfasst, der annähernd mit einem Außendurchmesser des stabförmigen Elements 15 in einem zylindrischen Element übereinstimmt, das einen Außendurchmesser aufweist, das annähernd mit einem Innendurchmesser des Vorsprungsabschnitts 12b in der Lampe 12 übereinstimmt. In diesem Fall kann die untere Endseite des stabförmigen Elements 15 in den Innenraum S des Vorsprungsabschnitts 12b durch das Abschnittselement 17 eingesetzt werden, indem das stabförmige Element 15 in das Durchgangsloch des Abstandselements 17 und das Abstandselement 17 in den Innenraum S des Vorsprungsabschnitts 12b, unter Verwendung des Abstandselements 17, eingesetzt werden.
Wie in 2(b) gezeigt, können beispielsweise Tellerfederelemente (elastische Elemente) 18, die nach außen gebogen sind, als die Positionierungseinheit 14 verwendet werden. In diesem Fall kann die untere Endseite des stabförmigen Elements 15 durch die Tellerfederelemente 18 in den Innenraum S des Vorsprungsabschnitts 12b eingesetzt werden, indem die Tellerfederelemente 18 an der unteren Endseite des stabförmigen Elements 15 vorgesehen und die Tellerfederelemente 18 mit der Innenwand des Vorsprungsabschnitts 12b elastisch in Kontakt gebracht werden. Bei diesen Konfigurationen kann die angeordnete Metallstruktur 13 durch jeweils das Abstandselement 17 und die Tellerfederelemente 18 zuverlässig gehalten werden.
Ein das Abstandselement 17 bildendes Material weist vorzugsweise das gleiche Material wie die Lampe 12 (Vorsprungsabschnitt 12b) auf. Jedoch können auch andere Materialien mit einem ähnlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten verwendet werden. Umfasst das das Abstandselement 17 bildende Material das gleiche Material wie die Lampe 12 (Vorsprungsabschnitt 12b) oder das Material mit dem ähnlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten, kann das Abstandselement 17 durch Schmelzbonden einer Außenfläche des Abstandselements 17 an eine Fläche der Innenwand des Vorsprungsabschnitts 12b befestigt werden.
Die Positionierungseinheit ist nicht auf die nach außen gebogenen Tellerfederelemente 18 beschränkt, und das Einsetzen des stabförmigen Elements 15 kann auch durchgeführt werden, indem nach innen gebogene Tellerfederelemente im Innenraum S des Vorsprungsabschnitts 12b angeordnet werden und das stabförmige Element 15 zwischen den Tellerfederelementen eingesetzt wird. Die Positionierungseinheit ist nicht auf die Tellerfederelemente beschränkt und es können andere elastische Elemente verwendet werden, wenn das stabförmige Element 15 und die Innenwand des Vorsprungsabschnitts 12b durch eine elastische Verbindung verbunden werden sollen. Selbst bei einer beliebigen Positionierungseinheit 14 ist der Befestigungsabschnitt des stabförmigen Elements 15 und des Vorsprungsabschnitts 12b nicht auf die hintere Endseite (untere Seite in den Zeichnungen) beschränkt und kann an der vorderen Endseite (obere Seite in der Zeichnungen) vorgesehen sein. Darüber hinaus können mehrere Positionierungseinheiten vorgesehen sein.
Anders als die obige Positionierungseinheit 14 kann beispielsweise, wie in 3(a) gezeigt, die Metallstruktur 13 bewegbar in der Axialrichtung der Metallstruktur 13 im Innenraum S ausgebildet sein und eine Spule (Magnetkraft-Anwendungseinheit) 19 kann als Positionierungseinheit 14 verwendet werden. In dieser Ausführungsform sind ein Abschnitt mit kleinem Durchmesser 16, der durch Verringern des Durchmessers der Innenwand des Vorsprungsabschnitts 12b erhalten wird und das stabförmige Element 15 als die Halteeinheit 13b hält, um in der Axialrichtung der Metallstruktur (stabförmiges Element 15) gleiten zu können, und ein Abschnitt 13d mit großem Durchmesser, der in einem Endabschnitt des stabförmigen Elements 15 vorgesehen ist, einen Durchmesser aufweist, der größer als der Durchmesser eines mit dem Abschnitt mit kleinem Durchmesser 16 kommunizierenden Abschnitts ist, und der in Kontakt mit dem Abschnitt mit kleinem Durchmesser 16 ist, als die Positionierungseinheit 14 vorgesehen.
Das heißt, dass in dieser Ausführungsform die Halteeinheit 13b durch das stabförmige Element 15 und den Abschnitt mit großem Durchmesser 13d gebildet ist. Darüber hinaus ist die Spule 19 an der Außenwandseite des Vorsprungsabschnitts 12b vorgesehen, um einer Position des Abschnitts mit großem Durchmesser 13d zu entsprechen, und übt eine Magnetkraft zur Bewegung der Metallstruktur 13 in deren Axialrichtung in Richtung der Halteeinheit 13b aus magnetischem Material aus. Insbesondere bringt die Spule 19 eine Magnetkraft auf die Halteeinheit 13b auf und übt eine Kraft aus, um die Metallstruktur 13 zur Seite der Elektronenemissionseinheit 13a (die Seite des Kugelabschnitts 12a) zu bewegen. Indes wird der Abschnitt mit großem Durchmesser 13d in Kontakt mit dem Abschnitt mit kleinem Durchmesser 16 gebracht und beschränkt dessen Bewegung. Das heißt, dass die Spule 19, der Abschnitt mit kleinem Durchmesser 16 und der Abschnitt mit großem Durchmesser 13d derart zusammenwirken, dass die bewegliche Metallstruktur 13 an der vorbestimmten Position angeordnet werden kann.
Wird die Spule (Magnetkraft-Anwendungseinheit) 19 als die Positionierungseinheit 14 verwendet, wie beispielsweise in 3(b) gezeigt, können das Abstandselement 17, das in die Innenwand des Vorsprungsabschnitts 12b derart eingesetzt ist, dass das stabförmige Element 15 verschiebbar in der Axialrichtung der Metallstruktur 13 (stabförmiges Element 15) einsetzbar ist, und der Abschnitt mit großem Durchmesser 13d, der in dem Endabschnitt des stabförmigen Elements 15 vorgesehen ist, der einen Durchmesser aufweist, der größer als der Durchmesser des mit dem Abstandselement 17 kommunizierenden Abschnitts ist, und der in Kontakt mit dem Abstandselement 17 vorgesehen ist, als die Positionierungseinheit 14 ausgebildet werden.
Selbst in diesem Fall wird die Spule 19 an der Außenwandseite des Vorsprungsabschnitts 12 vorgesehen, um einer Position des Abschnitts mit großem Durchmesser 13d zu entsprechen und die Magnetkraft zur Bewegung der Metallstruktur 13 in deren Axialrichtung auf die Halteeinheit 13b aus magnetischem Material aufzubringen. Insbesondere bringt die Spule 19 die Magnetkraft auf die Halteeinheit 13b auf und übt eine Kraft aus, um die Metallstruktur 13 zur Seite der Elektronenemissionseinheit 13a (die Seite des Kugelabschnitts 12a) zu bewegen. Indes kommt der Abschnitt mit großem Durchmesser 13d in Kontakt mit dem Abstandselement 17 und beschränkt dessen Bewegung. Das heißt, die Spule 19, das Abstandselement 17 und der Abschnitt mit großem Durchmesser 13d wirken derart zusammen, dass die bewegbare Metallstruktur 13 an der vorbestimmten Position angeordnet werden kann.
Der Abschnitt mit großem Durchmesser 13df kann entweder ein Material aufweisen, das dem Material des stabförmigen Elements 15 entspricht, oder er kann ein Material aufweisen, das sich von dem Material des stabförmigen Elements 15 unterscheidet. Wenn beispielsweise der Abschnitt mit großem Durchmesser 13d aus einem nicht magnetischen Material gebildet ist, empfängt das stabförmige Element 15 die Magnetkraft aus der Spule 19 und trägt somit zu der Positionierung der Metallstruktur 13 bei, wobei auch der umgekehrte Fall möglich ist. Jedoch ist wenigstens einer von dem Abschnitt mit großem Durchmesser 13d und dem stabförmigen Element 15 aus einem magnetischen Material gebildet. Darüber hinaus kann in dem obigen Aufbau, nach dem Einschalten des Laserunterstützungslichts, ein Schalter der Spule 19 ausgeschaltet werden, die Anwendung der Magnetkraft angehalten und die Metallstruktur 13 zur Seite des Abschnitts mit großem Durchmesser 13d (die Seite des Vorsprungsabschnitts 12b) bewegt werden, um den Abschnitt mit großem Durchmesser 13d mit der Bodenabschnittsseite des Vorsprungsabschnitts 12b in Kontakt zu bringen. In diesem Fall wird das vordere Ende 13c der Elektronenemissionseinheit 13a von einer Fokussierungsposition des Laserlichts L getrennt, so dass die Energie des Laserlichts L, die auf die Elektronenemissionseinheit 13a gestrahlt wird, verringert werden kann. Folglich kann das Auftreten von Sputtern der Metallstruktur 13 in geeigneter Weise verringert werden. Ein Zuführungszustand der Spule 19 ist jedoch nicht darauf beschränkt und es können unterschiedliche Zustände gemäß einer Differenz, wie beispielsweise die Anordnung des lichtemittierenden, abgedichteten Körpers 11, in geeigneter Weise gewählt werden.
Darüber hinaus kann der Aufbau der Metallstruktur 13 weitere Aspekte umfassen. In der in 1 gezeigten Ausführungsform ist das stabförmige Element 15 mit einem Durchmesser, der größer als der Durchmesser der Elektronenemissionseinheit 13a ist, als Halteeinheit 13b beispielhaft dargestellt. Jedoch kann ein stabförmiges Element 20 mit einem Durchmesser, der gleich dem Durchmesser der Elektronenemissionseinheit 13a ist, als die Halteeinheit 13b verwendet werden, wie beispielsweise in 4(a) gezeigt. Darüber hinaus kann ein Abschnitt mit winzigem Durchmesser 20a, der die Elektronenemissionseinheit 13a hält und einen Durchmesser, der kleiner als ein Durchmesser eines Körperabschnitts 20b ist, an einer vorderen Endseite des stabförmigen Elements 20, wie in 4(b) gezeigt, ausgebildet sein. Wenn in diesem Fall das Laserlicht L auf die Elektronenemissionseinheit 13a abgestrahlt wird, ist es unwahrscheinlich, dass Wärme auf das stabförmige Element 20 (Körperabschnitt 20b) übertragen wird, so dass die Elektronenemissionseinheit 13a effizient erwärmt werden kann. Somit kann eine effiziente Elektronenemission realisiert werden.
Darüber hinaus kann eine Elektronenemissionseinheit 13a mit einer geneigten Fläche 13e, die in Richtung der optischen Achse LA des Laserlichts L geneigt ist, von dem stabförmigen Element 20 gehalten werden, wie in 4(c) gezeigt. Ein Neigungswinkel der geneigten Fläche 13e kann beliebig eingestellt werden. In diesem Fall kann eine Entladungsrichtung des gesputterten Materials, das durch die Elektronenemissionseinheit 13a durch Strahlung des Laserlichts L erzeugt wird, von einer Einfallsrichtung des Laserlichts L verschoben werden, wodurch das Auftreten einer Situation, in der die gesputterten Materialien an der Innenwandseite des Lasereinfallsfensterabschnitts LW der Lampe 12 anhaften und so den Einfall des Laserlichts L behindern, verhindert wird. Bei diesem Aufbau wird eine Extraktionsrichtung des Laserunterstützungslichts aus der Lampe 12 zu der Seite (beispielsweise eine Seite, die der geneigten Fläche 13e nicht zugewandt ist, wie durch einen Pfeil WS in 4(c) gezeigt) hin festgelegt, die gegenüber der Entladungsrichtung der gesputterten Materialien liegt, so dass ein Einfluss durch Sputtern auf einen Extraktionsabschnitt des Laserunterstützungslichts verringert wird. Diese Konfiguration ist vorzuziehen.
Darüber hinaus kann an der vorderen Endseite des stabförmigen Elements 20 ein Relaisabschnitt 20c an einer vorderen Endseite des Abschnitts mit winzigem Durchmesser 20a mit dem Durchmesser, der kleiner als der Durchmesser des Körperabschnitts 20b ist, wie in 4(d) gezeigt, gebildet werden. Der Relaisabschnitt 20c wird von dem Abschnitt mit winzigem Durchmesser 20a gehalten, ist dicker als der Abschnitt mit winzigem Durchmesser 20a und die Elektronenemissionseinheit 13a und hält die Elektronenemissionseinheit 13a an deren vorderen Endseite. In diesem Fall kann die Elektronenemissionseinheit 13a indirekt erwärmt werden, indem das Laserlicht L von einer Richtung, die sich mit einer Axiallinie SA des stabförmigen Elements 20 schneidet, auf den Relaisabschnitt 20c einfällt und den Relaisabschnitt 20c erhitzt. Dann wird das Laserlicht L auf die erwärmte Elektronenemissionseinheit 13a gestrahlt, so dass das Laserunterstützungslicht mit hoher Helligkeit effizient eingeschaltet werden kann. In diesem Fall kann das Auftreten von Sputterereignissen in der Elektronenemissionseinheit 13a wirksamer unterdrückt werden als in dem Fall, in dem das Laserlicht L direkt auf die Elektronenemissionseinheit 13a gestrahlt und dadurch die Elektronenemissionseinheit 13a erwärmt wird. Darüber hinaus bewirkt der Abschnitt mit winzigem Durchmesser 20a eine geringere Übertragbarkeit der Wärme des Relaisabschnitts 20c auf den Körperabschnitt 20b und eine höhere Übertragbarkeit auf die Elektronenemissionseinheit 13a. Somit kann die Elektronenemissionseinheit 13a effizient erwärmt werden, wodurch eine effiziente Elektronenemission realisierbar ist. Darüber hinaus ist es möglich, auf die geneigte Fläche 13e zu verzichten.
[Zweite Ausführungsform]
5 zeigt ein Diagramm, das einen lichtemittierenden, abgedichteten Körper gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. Wie in der Zeichnung gezeigt, unterscheiden sich in einem lichtemittierenden, abgedichteten Körper 21 gemäß der zweiten Ausführungsform eine Form der Lampe 22, eine Form der Metallstruktur 23 und ein Aufbau einer Positionierungseinheit 24 von der ersten Ausführungsform.
Insbesondere entspricht in dem lichtemittierenden, abgedichteten Körper 21 die Lampe 22 etwa einem kugelförmigen Gehäuse, das einen Kugelabschnitt 22a und einen Vorsprungsabschnitt 22b, der von einem Teil des Kugelabschnitts 22b vorsteht, aufweist. Zudem weist die Metallstruktur 23, die in einem Innenraum S der Lampe 22 angeordnet ist, eine Kugelform auf. Darüber hinaus wird eine Beschichtung auf eine Fläche der Metallstruktur 23 unter Verwendung eines magnetischen Films aus einem ferromagnetischen Material, wie beispielsweise ein Nickelfilm 25, aufgebracht, um annähernd eine Hälfte der Oberfläche der Metallstruktur 23 zu bedecken. In einem Bodenabschnitt des Innenraums S der Lampe 22 ist eine erste Basis 26 mit einem Befestigungsabschnitt 26a, in dem ein Teil der Metallstruktur 23 (beispielsweise ein Abschnitt, der mit dem Nickelfilm 25 beschichtet ist) untergebracht ist, als eine Positionierungseinheit 24 angeordnet. Genauer gesagt, weist die erste Basis 26 den Befestigungsabschnitt 26a auf, der einen vertieften Abschnitt, der an einer Innenwand des Vorsprungsabschnitts 22b ausgebildet ist, bildet. Eine Struktur nach dem Abdichten einer Ablassleitung, die verwendet wird, um die Lampe 22 luftleer zu machen und das Lichtemissionsgas G abzudichten, kann als Vorsprungsabschnitt 22b und Befestigungsabschnitt 26a verwendet werden.
Darüber hinaus weist die Positionierungseinheit 24 eine zweite Basis 27 auf, die einen Befestigungsabschnitt 27a aufweist, in den der Bodenabschnitt der Lampe 22 eingesetzt wird. Genauer gesagt, bildet die zweite Basis 27 ein Element zum Halten der Lampe 22 von außen und weist den Befestigungsabschnitt 27a auf, der einen vertieften Abschnitt entsprechend den Formen des Bodenabschnitts und des Vorsprungsabschnitts 22b der Lampe 22 bildet. Da somit der Befestigungsabschnitt 27a eine Form aufweist, die dem Vorsprungsabschnitt 22b entspricht, wird die Stabilität der Lampe 22 noch weiter verbessert.
Darüber hinaus weist die Positionierungseinheit 24 einen Magneten 28 auf, der in der zweiten Basis 27 an einer Position, die der ersten Basis 26 zugewandt ist, eingebettet ist. Genauer gesagt bildet der Magnet 28 einen Bereich, der dem Befestigungsabschnitt 27a der zweiten Basis 27 entspricht, ist an einer Position untergebracht, an der eine Magnetkraft auf den Nickelfilm 25 der in der ersten Basis 26 angeordneten Metallstruktur 23 ausgeübt wird, und dient zusammen mit dem Nickelfilm 25 als Positionierungseinheit 24. Das heißt, in der Positionierungseinheit 24 sind der Nickelfilm 25 und die erste Basis 26 nur im Innenraum S der Lampe 22 angeordnet, und die zweite Basis 27 und der Magnet 28 sind nur außerhalb der Lampe 22 angeordnet. Sowohl der Nickelfilm 25 und die erste Basis 26 als auch die zweite Basis 27 und der Magnet 28 durchdringen die Lampe 22 nicht und Teile davon sind auch nicht in der Lampe 22 versenkt.
Selbst in dem lichtemittierenden, abgedichteten Körper 21 durchdringen die Metallstruktur 23 und die Positionierungseinheit 24 die Lampe 22 nicht, sind keine Teile davon in der Lampe 22 eingebettet und sind keine Schwachstellen in der Lampe 22 aus Glas ausgebildet. Aus diesem Grund kann eine Dichtheit der Lampe 22 zuverlässig gewährleistet werden. In dem lichtemittierenden, abgedichteten Körper 21 kann die Metallstruktur 23 angeordnet werden, indem ein Teil der Metallstruktur 23 in den Befestigungsabschnitt 26a der ersten Basis 26 eingesetzt wird. Darüber hinaus kann die Metallstruktur 23 angeordnet werden, indem der Bodenabschnitt der Lampe 22 in den Befestigungsabschnitt 27a der zweiten Basis 27 eingesetzt wird.
Darüber hinaus ist in dem lichtemittierenden, abgedichteten Körper 21 eine Oberfläche eines Teils der Metallstruktur 13 mit dem Nickelfilm 25, der den Magnetilm aus ferromagnetischem Material bildet, beschichtet, und der Nickelfilm 25 und der Magnet 28, der in der zweiten Basis 27 eingebettet ist, wirken zusammen, so dass die Metallstruktur 23 durch die Magnetkraft in der Lampe 22 positioniert werden kann. In dieser Ausführungsform sind die drei Konfigurationen der ersten Basis 26, der zweiten Basis 27 und des Magneten 28 als Positionierungseinheit 24 ausgebildet. Jedoch kann die Metallstruktur 23 von der ersten Basis 26, der zweiten Basis 27 und vom Magneten 28 oder durch eine Kombination zweier Elemente davon positioniert werden. Darüber hinaus weist in dem lichtemittierenden, abgedichteten Körper 21 die Metallstruktur 23 eine Kugelform auf. Aus diesem Grund kann bei Drehung der Metallstruktur 23 ein Bereich, der zu einem Einfallsabschnitt des Laserlichts L wird, verändert werden. Somit ist es möglich, auch einen solchen Fall berücksichtigen, bei dem sich die Beleuchtung verschlechtert.
[Dritte Ausführungsform]
6 zeigt ein Diagramm, das einen lichtemittierenden, abgedichteten Körper gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. Wie in der Zeichnung gezeigt, unterscheiden sich in dem lichtemittierenden, abgedichteten Körper 31 gemäß der dritten Ausführungsform eine Form der Lampe 32, eine Form einer Metallstruktur 33 und ein Aufbau einer Positionierungseinheit 34 von der ersten Ausführungsform.
Genauer gesagt wird in dem lichtemittierenden, abgedichteten Körper 31 die Lampe 32 unter Verwendung eines Zylinderabschnitts 32a gebildet, und eine Metallstruktur 33, die in einem Innenraum S der Lampe 32 angeordnet ist, weist ebenfalls eine Zylinderform auf. Ein Außendurchmesser der Metallstruktur 33 ist geringfügig kleiner als ein Innendurchmesser der Lampe 32, und die Metallstruktur 33 ist an einer hinteren Endseite des Innenraums S der Lampe 32 angeordnet. In einer Innenwand eines Rumpfabschnitts der Lampe 32 ist ein Abschnitt mit kleinem Durchmesser 35, der an einer Umfangsflächenseite der Metallstruktur 33 vorsteht, als Positionierungseinheit 34 der Metallstruktur 33 ausgebildet.
Selbst in diesem lichtemittierenden, abgedichteten Körper 31 durchdringen die Metallstruktur 33 und die Positionierungseinheit 34 die Lampe 32 nicht, sind keine Teile davon in der Lampe 32 eingebettet und keine Schwachstellen in der Lampe 32 aus Glas gebildet. Aus diesem Grund kann die Dichtheit der Lampe 32 zuverlässig gewährleistet werden. Darüber hinaus ist es in dem lichtemittierenden, abgedichteten Körper 31 möglich, dass das Laserlicht L von einer Endfläche 32b einer Axialrichtung der zylinderförmigen Lampe 32 einfällt. Somit kann das Auftreten einer Aberration (beispielsweise Astigmatismus) des Laserlichts L verglichen mit dem Fall, bei dem das Laserlicht L auf die kugelförmige Lampe auftrifft, unterdrückt werden. Darüber hinaus wird der Abschnitt mit kleinem Durchmesser 35 verwendet, um die Metallstruktur 33 anhand eines einfachen Aufbaus positionieren zu können. Anstelle des Abschnitts mit kleinem Durchmesser 35 kann das Abstandselement oder das elastische Element, das in 2(a) oder 2(b) verwendet wird, verwendet werden. Zudem kann die Metallstruktur 33 auch den in 1 oder 3 dargestellten Aufbau aufweisen.
[Vierte Ausführungsform]
7 zeigt ein Diagramm, das einen lichtemittierenden, abgedichteten Körper gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. Wie in der Zeichnung gezeigt, unterscheiden sich in einem lichtemittierenden, abgedichteten Körper 41 gemäß der vierten Ausführungsform eine Form einer Lampe 42, eine Form einer Metallstruktur 43 und ein Aufbau einer Positionierungseinheit 44 von der ersten Ausführungsform.
Genauer gesagt wird in dem lichtemittierenden, abgedichteten Körper 41 die Lampe 42 unter Verwendung eines Zylinderabschnitts 42a gebildet. Indes weist eine Metallstruktur 43, die in einem Innenraum S der Lampe 42 angeordnet ist, eine Kugelform auf. Darüber hinaus wird eine Beschichtung auf einer Oberfläche der Metallstruktur 43 unter Verwendung eines Magnetfilms aus einem ferromagnetischen Material, wie beispielsweise ein Nickelfilm 45, aufgebracht, um annähernd eine Hälfte der Oberfläche der Metallstruktur 43 zu bedecken. In einem Bodenabschnitt des Innenraums S der Lampe 42 ist eine erste Basis 46 mit einem Befestigungsabschnitt 46a, in dem ein Teil der Metallstruktur 43 (beispielsweise ein Abschnitt, der mit dem Nickelfilm 45 bedeckt ist) angeordnet ist, als Positionierungseinheit 44 angeordnet. Indes ist an der Außenseite der Lampe 42 ein Magnet 47, der als Positionierungseinheit 44 dient, an einer der ersten Basis 46 zugewandten Position angeordnet.
Selbst in diesem lichtemittierenden, abgedichteten Körper 41 durchdringen die Metallstruktur 43 und die Positionierungseinheit 44 die Lampe 42 nicht, sind keine Teile davon in der Lampe 42 eingebettet und keine Schwachstellen in der Lampe 42 aus Glas ausgebildet. Aus diesem Grund kann die Dichtheit der Lampe 42 zuverlässig aufrechterhalten werden. Zudem ist es in dem lichtemittierenden, abgedichteten Körper 41 möglich, dass das Laserlicht L von einer Endfläche 42b einer Axialrichtung der zylinderförmigen Lampe 42 einfällt. Somit kann das Auftreten einer Aberration (beispielsweise Astigmatismus) des Laserlichts L verglichen mit dem Fall, bei dem das Laserlicht auf die kugelförmige Lampe auftritt, unterdrückt werden.
Darüber hinaus kann in dem lichtemittierenden, abgedichteten Körper 41 die Metallstruktur 43 positioniert werden, indem ein Teil der Metallstruktur 43 in den Befestigungsabschnitt 46a der ersten Basis 46 eingesetzt wird. Darüber hinaus ist in dem lichtemittierenden, abgedichteten Körper 41 die Oberfläche des Teils der Metallstruktur 43 mit dem Magnetfilm aus ferromagnetischem Material beschichtet, und der Magnet 47 an der Außenseite der Lampe 42 angeordnet, so dass dieser der ersten Basis 46 zugewandt ist. Folglich kann die Metallstruktur 43, die durch die erste Basis 46 positionierbar ist, zuverlässig durch die Magnetkraft gehalten werden.
Bezugszeichenliste

11, 21, 31, 41: lichtemittierender, abgedichteter Körper
12, 22, 32, 42: Lampe (Gehäuse)
12a: Kugelabschnitt (Körperabschnitt)
12b: Vorsprungabschnitt
13, 23, 33, 43: Metallstruktur (Elektronenemissionsstruktur)
13a: Elektronenemissionseinheit
13b: Halteeinheit
13d: Abschnitt mit großem Durchmesser
13e: geneigte Fläche
14, 24, 34, 44: Positionierungseinheit
15, 20: stabförmiges Element
16, 35: Abschnitt mit kleinem Durchmesser
17: Abstandselement
18: Tellerfederelement (elastisches Element)
19: Spule (Magnetkraft-Anwendungseinheit)
20a: Abschnitt mit winzigem Durchmesser
20b: Körperabschnitt
20c: Relaisabschnitt
25, 45: Nickelfilm (Magnetfilm)
26, 46: erste Basis
26a, 46a: Anbringungsabschnitt
27: zweite Basis
27a: Anbringungsabschnitt
28, 47: Magnet
G: Lichtemissionsgas
L: Laserlicht
S: Innenraum

Claims

Lichtemittierender, abgedichteter Körper, umfassend: ein Gehäuse, das einen mit Lichtemissionsgas gefüllten Innenraum umfasst; eine Elektronenemissionsstruktur, die ein leicht elektronenemittierendes Material umfasst, das Elektronen durch die Strahlung eines Laserlichts emittiert; und eine Positionierungseinheit, die die Elektronenemissionsstruktur im Innenraum positioniert, wobei die Elektronenemissionsstruktur nur im Innenraum des Gehäuses angeordnet ist, und die Positionierungseinheit nur im Innenraum des Gehäuses oder an der Außenseite des Gehäuses angeordnet ist.
Lichtemittierender, abgedichteter Körper nach Anspruch 1, wobei die Elektronenemissionsstruktur eine Elektronenemissionseinheit, die aus einem Metallelement gebildet ist, das das leicht elektronenemittierende Material umfasst, und eine Halteeinheit, die die Elektronenemissionseinheit hält, aufweist, und die Halteeinheit durch die Positionierungseinheit im Innenraum so angeordnet ist, dass sich die Elektronenemissionsstruktur im Innenraum befindet.
Lichtemittierender, abgedichteter Körper nach Anspruch 2, wobei das Gehäuse einen Körperabschnitt, in dem die Elektronenemissionseinheit angeordnet ist, und einen Vorsprungsabschnitt, der von dem Körperabschnitt hervorsteht, aufweist, und die Halteeinheit in dem Vorsprungsabschnitt durch die Positionierungseinheit positioniert ist.
Lichtemittierender, abgedichteter Körper nach Anspruch 3, wobei ein Abschnitt mit kleinem Durchmesser als die Positionierungseinheit dient, der erhalten wird, indem ein Innendurchmesser des Vorsprungsabschnitts verringert wird, so dass dieser die Halteeinheit berührt.
Lichtemittierender, abgedichteter Körper nach Anspruch 3, wobei ein Abstandselement zwischen der Halteeinheit und einer Innenwand des Vorsprungsabschnitts als die Positionierungseinheit vorgesehen ist, und die Halteeinheit durch das Abstandselement im Innenraum des Vorsprungsabschnitts angebracht ist.
Lichtemittierender, abgedichteter Körper nach Anspruch 3, wobei ein elastisches Element zwischen der Halteeinheit und einer Innenwand des Vorsprungsabschnitts als die Positionierungseinheit vorgesehen ist, und die Halteeinheit durch das elastische Element im Innenraum des Vorsprungsabschnitts angebracht ist.
Lichtemittierender, abgedichteter Körper nach Anspruch 3, wobei zumindest ein Teil der Halteeinheit aus einem Metall gebildet ist, und ein Abschnitt mit kleinem Durchmesser, der durch Verringern eines Innendurchmessers des Vorsprungsabschnitts erhalten wird, ein Abschnitt mit großem Durchmesser, der in der Halteeinheit vorgesehen ist, so dass dieser mit dem Abschnitt mit kleinem Durchmesser in Kontakt ist, und eine Magnetkraft-Anwendungseinheit, die von der Außenseite des Gehäuses eine magnetische Kraft auf die Halteeinheit aufbringt, so dass der Abschnitt mit großem Durchmesser mit dem Abschnitt mit kleinem Durchmesser in Kontakt ist, als die Positionierungseinheit ausgebildet sind.
Lichtemittierender, abgedichteter Körper nach Anspruch 3, wobei zumindest ein Teil der Halteeinheit aus einem Metall gebildet ist, und ein Abstandselement zwischen der Halteeinheit und einer Innenwand des Vorsprungsabschnitts zum Einsetzen der Halteeinheit vorgesehen ist, ein Abschnitt mit großem Durchmesser in der Halteeinheit vorgesehen ist, um mit dem Abstandselement in Kontakt zu sein, und eine Magnetkraft-Anwendungseinheit, die von der Außenseite des Gehäuses eine magnetische Kraft auf die Halteeinheit aufbringt, so dass der Abschnitt mit großem Durchmesser in Kontakt mit dem Abstandselement ist, als die Positionierungseinheit ausgebildet sind.
Lichtemittierender, abgedichteter Körper nach einem der Ansprüche 2 bis 8, wobei die Halteeinheit aus einem stabförmigen Element gebildet ist, und das stabförmige Element einen Abschnitt mit winzigem Durchmesser aufweist, der die Elektronenemissionseinheit stützt, und einen Durchmesser aufweist, der kleiner als ein Durchmesser des Körperabschnitts ist.
Lichtemittierender, abgedichteter Körper nach einem der Ansprüche 2 bis 8, wobei die Halteeinheit aus einem stabförmigen Element gebildet ist, und das stabförmige Element einen Abschnitt mit winzigem Durchmesser, dessen Durchmesser kleiner als ein Durchmesser des Körperabschnitts ist, und einen Relais-Abschnitt, der auf dem Abschnitt mit winzigem Durchmesser gehalten ist, dicker als der Abschnitt mit winzigem Durchmesser ist und die Elektronenemissionseinheit hält, aufweist.
Lichtemittierender, abgedichteter Körper nach einem der Ansprüche 2 bis 10, wobei die Elektronenemissionseinheit eine geneigte Oberfläche aufweist, die in Richtung einer Einfallsachse des Laserlichts geneigt ist.
Lichtemittierender, abgedichteter Körper nach Anspruch 1, wobei die Elektronenemissionsstruktur eine Kugelform aufweist, und die Positionierungseinheit einen Magnetfilm, der aus einem ferromagnetischen Material hergestellt ist und wenigstens einen Teil der Elektronenemissionsstruktur bedeckt, und einen Magneten, der an der Außenseite des Gehäuses dem Gehäuse zugewandt angeordnet ist, aufweist.
Lichtemittierender, abgedichteter Körper nach Anspruch 1 oder 12, wobei die Elektronenemissionsstruktur eine Kugelform aufweist, und die Positionierungseinheit eine erste Aufnahme, die in dem Gehäuse untergebracht und an der ein Teil der Elektronenemissionsstruktur angebracht ist, aufweist.
Lichtemittierender, abgedichteter Körper nach einem der Ansprüche 1, 12 und 13, wobei sowohl das Gehäuse als auch die Elektronenemissionsstruktur eine Kugelform aufweisen, und die Positionierungseinheit eine zweite Basis aufweist, die an der Außenseite des Gehäuses angeordnet und an der ein Teil des Gehäuses angebracht ist.
Lichtemittierender, abgedichteter Körper nach Anspruch 1, wobei sowohl das Gehäuse als auch die Elektronenemissionsstruktur eine zylindrische Form aufweisen, und ein Abschnitt mit kleinem Durchmesser, der durch Verringern eines Innendurchmessers des Gehäuses erhalten wird, um in Kontakt mit der Elektronenemissionsstruktur zu sein, als die Positionierungseinheit ausgebildet ist.