JP2000348889A - High frequency energy supply device and high frequency electrodeless discharge device - Google Patents

High frequency energy supply device and high frequency electrodeless discharge device

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JP2000348889A
JP2000348889A JP26128199A JP26128199A JP2000348889A JP 2000348889 A JP2000348889 A JP 2000348889A JP 26128199 A JP26128199 A JP 26128199A JP 26128199 A JP26128199 A JP 26128199A JP 2000348889 A JP2000348889 A JP 2000348889A
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JP
Japan
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frequency
electrodeless discharge
frequency energy
vane
supply device
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Application number
JP26128199A
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Japanese (ja)
Inventor
Akira Hochi
保知  昌
Mamoru Takeda
守 竹田
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress corona discharge generating at the tip of a conductive projection part by suppressing generation of abnormal discharge in the vicinity of at least one tip of plural conductive projection parts contained in a side cavity resonator group. SOLUTION: A suppressing means for suppressing generation of abnormal discharge is installed in the vicinity of at least one tip of plural conductive projection parts contained in a side cavity resonator group. As the suppressing means, the corner of a tip 21 of a vane 14 is rounded or chamfered to reduce an inequality electric field at the tip of the vane 14. The tip of the conductive projection part may be evacuated or pressed, and by this, generation of abnormal discharge in the vicinity of the tip of the conductive projection part can be suppressed or prevented. Moreover, the tip of the vane may be covered with a dielectric, and by this, break down voltage in a gap at the tip of the vane is increased, and unnecessary corona discharge can be suppressed.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、高周波エネルギー
供給装置およびそれを用いた高周波無電極放電装置に関
する。
The present invention relates to a high-frequency energy supply device and a high-frequency electrodeless discharge device using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】高周波無電極放電ランプは、有電極アー
ク放電ランプに比べて、電磁エネルギーを充填物に結合
しやすく、放電発光のための充填物から水銀を省くこと
が可能であり、かつ電極損失が無いことなどから高発光
効率化が望めるといった優れた利点を持つ。また、放電
空間内部に電極を持たないため、電極蒸発によるバルブ
内壁の黒化が発生しない。これによりランプ寿命を大幅
に伸ばすことが可能となる。これらの特徴から、高周波
無電極放電ランプは次世代の高輝度放電ランプとして、
研究が近年盛んに行われている。
2. Description of the Related Art A high frequency electrodeless discharge lamp is easier to couple electromagnetic energy to a filler than an electrode arc discharge lamp, and can eliminate mercury from the filler for discharge luminescence. There is an excellent advantage that high luminous efficiency can be expected because there is no loss. Further, since no electrodes are provided inside the discharge space, blackening of the bulb inner wall due to electrode evaporation does not occur. This makes it possible to greatly extend the lamp life. From these characteristics, high-frequency electrodeless discharge lamps are the next generation of high-intensity discharge lamps.
Research has been actively conducted in recent years.

【0003】また、一般的に放電ランプ装置において
は、光源を小さくするほど点光源に近付き、配光設計が
より理想化できるため、光源であるプラズマアークの小
寸法化が強く求められる。例えば、標準的な液晶ビデオ
プロジェクター等への応用を考えると、放射光の利用効
率を高めるための光学設計上の都合から、約3mm以下
のプラズマアーク寸法が求められている。一方、無電極
放電ランプではプラズマアークの寸法は、バルブの内径
によって決定されているが、従来使用されてきた空洞共
振器を使用する高周波無電極放電ランプ装置は、波長に
よってプラズマ寸法の小型化が制限されるため、高輝度
の点光源が求められる応用分野には適さなかった。そこ
で、空洞共振器よりも小さな空間に高周波共振電磁場を
集中させることが可能な高周波エネルギー供給装置が近
年開発されてきている。
[0003] Generally, in a discharge lamp device, the smaller the light source, the closer to a point light source, and the light distribution design can be more idealized. For example, in consideration of application to a standard liquid crystal video projector or the like, a plasma arc size of about 3 mm or less is required from the viewpoint of optical design for improving the utilization efficiency of radiation light. On the other hand, in the electrodeless discharge lamp, the size of the plasma arc is determined by the inner diameter of the bulb. However, in the conventional high frequency electrodeless discharge lamp device using a cavity resonator, the size of the plasma can be reduced depending on the wavelength. Due to the limitations, it is not suitable for applications requiring a high-brightness point light source. Therefore, a high-frequency energy supply device capable of concentrating a high-frequency resonance electromagnetic field in a space smaller than the cavity resonator has been developed in recent years.

【0004】以下、特開平10−189270号公報に
記載されている従来の高周波エネルギー供給装置120
を説明する。
A conventional high-frequency energy supply device 120 described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-189270 will be described below.
Will be described.

【0005】高周波エネルギー供給装置120は、複数
の側空洞共振器(すなわち、側空洞共振器群)を含む。
側空洞共振器群は、環状の導電性材料からなる電磁誘導
性機能部と、空隙からなる電気容量性機能部とを有す
る。側空洞共振器群は、それの内側において電気容量性
機能部が互いに対向するように円環状に配置されてい
る。側空洞共振器群は、側空洞共振器群の中央部に発生
する共振高周波電磁場を用いて、放電に必要な高周波エ
ネルギーを負荷に供給する。これにより、従来の空洞共
振器よりも小さな空間に高周波共振電磁場を集中させる
ことができる。その結果、従来の空洞共振器よりも小さ
い空間に高周波エネルギーを供給することが可能にな
る。
[0005] The high-frequency energy supply device 120 includes a plurality of side cavity resonators (that is, a group of side cavity resonators).
The side cavity resonator group has an electromagnetic inductive function section made of a ring-shaped conductive material and an electric capacity function section made of an air gap. The side cavity resonator group is arranged in an annular shape such that the capacitive function units face each other inside the group. The side cavity resonator group supplies high-frequency energy required for discharge to a load using a resonance high-frequency electromagnetic field generated at the center of the side cavity resonator group. Thereby, the high-frequency resonance electromagnetic field can be concentrated in a space smaller than the conventional cavity resonator. As a result, high-frequency energy can be supplied to a space smaller than that of the conventional cavity resonator.

【0006】図12は、従来の高周波エネルギー供給装
置120の側空洞共振器群の一例としてベイン型共振器
122の構造を示す。ベイン型共振器122は、円筒1
25と、円筒125の内周から円筒125の中央に向か
って延びる8枚の板状のベイン124とを有している。
円筒125およびベイン124は、導電性材料からな
る。
FIG. 12 shows a structure of a vane type resonator 122 as an example of a side cavity resonator group of a conventional high frequency energy supply device 120. The vane-type resonator 122 includes the cylinder 1
25, and eight plate-like vanes 124 extending from the inner periphery of the cylinder 125 toward the center of the cylinder 125.
The cylinder 125 and the vane 124 are made of a conductive material.

【0007】円筒125の内周面と互いに隣接する2つ
のベイン124が対向する面とこれらの面によって定義
される空間が電磁誘導性機能部として働く。互いに隣接
する2つのベイン124とそれらの間の空隙が電気容量
性機能部として働く。
[0007] The surface on which the inner peripheral surface of the cylinder 125 and the two adjacent vanes 124 oppose each other and the space defined by these surfaces serve as an electromagnetic inductive function part. Two vanes 124 adjacent to each other and a gap between them function as an electric capacitive function portion.

【0008】高周波発振器(図示せず)から伝播される
高周波エネルギーは、電界結合型高周波結合部123と
しての結合アンテナ133を介してベイン型共振器12
2に結合される。結合アンテナ133は、8枚のベイン
124のうちの1つにカシメまたは溶接により電気的に
接合されている。なお、ベイン型共振器122は、結合
される高周波エネルギーの周波数において共振するよう
に予め設計されている。このようにして、ベイン型共振
器122の中央部に生じた共振高周波電界Eを用いて、
ベイン型共振器122の中央部に配置された無電極放電
ランプなどの負荷121に必要な高周波エネルギーが供
給される。
High-frequency energy transmitted from a high-frequency oscillator (not shown) passes through a coupling antenna 133 serving as an electric-field-coupling-type high-frequency coupling unit 123 and the vein resonator 12
2 The coupling antenna 133 is electrically connected to one of the eight vanes 124 by caulking or welding. The vane resonator 122 is designed in advance so as to resonate at the frequency of the high-frequency energy to be coupled. In this way, using the resonance high-frequency electric field E generated at the center of the vane-type resonator 122,
The required high-frequency energy is supplied to a load 121 such as an electrodeless discharge lamp disposed at the center of the vane type resonator 122.

【0009】ここで、ベイン型共振器122に含まれる
側空洞共振器の数はN個であり、ベイン型共振器122
は、互いに隣接する側空洞共振器の位相が2π/Nずつ
ずれたモードで駆動されるように設計されていると仮定
する。この場合、あるベイン124の電荷とそれに対向
するベイン124の電荷とは、反対の極性を持つ。これ
らの電荷により生じる共振高周波電界Eは、ベイン型共
振器122の中央部の直径方向を指向しており、無電極
放電ランプなどの負荷121を横切って行く分布を持
つ。この2π/Nモードでベイン型共振器122を動作
させる場合に、無電極放電ランプなどの負荷121が配
置された中央部において、最も強い電界を得ることがで
きる。
Here, the number of side cavity resonators included in the vane-type resonator 122 is N, and
Is designed to be driven in a mode in which the phases of the adjacent side cavity resonators are shifted by 2π / N. In this case, the electric charge of a certain vane 124 and the electric charge of the opposing vane 124 have opposite polarities. The resonance high-frequency electric field E generated by these electric charges is directed in the diameter direction of the central portion of the vane-type resonator 122, and has a distribution crossing a load 121 such as an electrodeless discharge lamp. When operating the vane-type resonator 122 in the 2π / N mode, the strongest electric field can be obtained at the center where the load 121 such as an electrodeless discharge lamp is disposed.

【0010】図13は、側空洞共振器群132を有する
従来の高周波無電極放電ランプ装置130の構造を示
す。側空洞共振器群132は、例えば、図12に示され
るベイン型共振器122である。
FIG. 13 shows the structure of a conventional high-frequency electrodeless discharge lamp device 130 having a group of side cavity resonators 132. The side cavity resonator group 132 is, for example, the vane-type resonator 122 shown in FIG.

【0011】無電極放電ランプ131は、高周波によっ
て放電発光する可電離媒体を充填した球形の石英ガラス
からなる。無電極放電ランプ131は、石英ガラスから
なる支持棒によって側空洞共振器群132の中央部に支
持されている。
The electrodeless discharge lamp 131 is made of a spherical quartz glass filled with an ionizable medium which emits light by high frequency discharge. The electrodeless discharge lamp 131 is supported at the center of the side cavity resonator group 132 by a support rod made of quartz glass.

【0012】参照番号139は金属導体からなる高周波
導波管を示し、参照番号137は高周波を励振するため
のマグネトロンを示す。高周波導波管139の内部に発
振アンテナ138が設けられている。この発振アンテナ
138から発振される高周波の周波数に、側空洞共振器
群132の共振周波数が一致するように側空洞共振器群
132の各部寸法は設計されている。
Reference numeral 139 indicates a high-frequency waveguide made of a metal conductor, and reference numeral 137 indicates a magnetron for exciting high frequency. An oscillation antenna 138 is provided inside the high-frequency waveguide 139. The dimensions of each part of the side cavity resonator group 132 are designed so that the resonance frequency of the side cavity resonator group 132 matches the frequency of the high frequency oscillated from the oscillation antenna 138.

【0013】高電圧電源よりマグネトロン137に高電
圧を加えることで高周波導波管139の内部に高周波が
励振され、その伝播した高周波は、結合アンテナ133
によって側空洞共振器群132に結合される。結合アン
テナ133は、誘電体からなる結合アンテナ支持部13
6によって、適切な位置に固定される。
When a high voltage is applied to the magnetron 137 from a high-voltage power supply, a high frequency is excited inside the high-frequency waveguide 139, and the propagated high frequency is transmitted to the coupling antenna 133.
Is coupled to the side cavity group 132. The coupling antenna 133 is a coupling antenna support 13 made of a dielectric.
6 locks it in place.

【0014】側空洞共振器群132の中央部に発生した
共振高周波電磁場により、無電極放電ランプ131が放
電を起こし発光する。放電による放射光は、導体からな
る反射鏡134により反射され、金属網135を通じて
外部に取り出される。反射鏡134と金属網135と
が、高周波漏洩防止手段として機能している。
The electrodeless discharge lamp 131 discharges and emits light due to the resonant high-frequency electromagnetic field generated at the center of the side cavity resonator group 132. The radiation emitted by the discharge is reflected by the reflector 134 made of a conductor, and is extracted to the outside through the metal net 135. The reflecting mirror 134 and the metal net 135 function as high-frequency leakage prevention means.

【0015】特開平10−189270号公報に記載の
高周波エネルギー供給装置によれば、高周波無電極放電
においても、10mm以下の比較的小さな寸法のプラズ
マアークを放電維持することが可能である。
According to the high-frequency energy supply device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 10-189270, it is possible to maintain a plasma arc having a relatively small size of 10 mm or less even in a high-frequency electrodeless discharge.

【0016】[0016]

【発明が解決しようとする課題】本願の発明者らは、上
述した従来の高周波エネルギー供給装置120によれ
ば、強く集中した共振電界のため、無電極放電ランプな
どの負荷に整合よくエネルギー供給ができなかった場合
に、側空洞共振器群(例えば、ベイン型共振器122)
の導体性突出部(例えば、ベイン124)の先端部から
側空洞共振器群内の大気に対してコロナ放電によるアー
キングが起こることを発見した。例えば、図12に示さ
れる参照番号126は、ベイン124の先端部において
コロナ放電によるアーキングが発生していることを模式
的に示している。
According to the conventional high-frequency energy supply device 120 described above, the inventors of the present invention can supply energy with good matching to a load such as an electrodeless discharge lamp due to a strongly concentrated resonance electric field. If this is not possible, the side cavity resonator group (for example, the vane type resonator 122)
It has been found that arcing by corona discharge occurs from the tip of the conductive protrusion (for example, the vane 124) to the atmosphere in the side cavity resonator group. For example, reference numeral 126 shown in FIG. 12 schematically shows that arcing due to corona discharge occurs at the tip of the vane 124.

【0017】このようなコロナ放電がおきると、そこで
多くの高周波エネルギーが損失されるため、十分な高周
波エネルギーを負荷に供給することができないという課
題がある。また、側空洞共振器群内の大気が強いコロナ
放電を長時間起こすと、無電極放電ランプのガラスや、
高周波シールドあるいは側空洞共振器群そのものなどを
溶融破壊してしまうおそれがあるという課題もある。
When such a corona discharge occurs, a large amount of high-frequency energy is lost there, and there is a problem that sufficient high-frequency energy cannot be supplied to the load. Also, when the atmosphere in the side cavity resonator group causes strong corona discharge for a long time, the glass of the electrodeless discharge lamp,
There is also a problem that the high frequency shield or the side cavity resonator group itself may be melted and broken.

【0018】なお、特開平10−189270号公報
は、コロナ放電によるアーキングが発生することや、上
述した課題には言及していない。
Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 10-189270 does not mention the occurrence of arcing due to corona discharge or the problem described above.

【0019】本発明は、側空洞共振器群の導電性突出部
の先端部からのコロナ放電の発生を抑制することが可能
な高周波エネルギー供給装置およびそれを用いた高周波
無電極放電装置を提供することを目的とする。
The present invention provides a high-frequency energy supply device capable of suppressing the occurrence of corona discharge from the tip of the conductive protrusion of the side cavity resonator group, and a high-frequency electrodeless discharge device using the same. The purpose is to:

【0020】[0020]

【課題を解決するための手段】本発明の高周波エネルギ
ー供給装置は、複数の導電性突出部を有する側空洞共振
器群と、前記複数の導電性突出部の少なくとも1つの先
端部の近傍において異常放電が発生することを抑制する
抑制手段とを備えており、これにより、上記目的が達成
される。
According to the present invention, there is provided a high-frequency energy supply device comprising: a side cavity group having a plurality of conductive protrusions; and an abnormal state near at least one end of the plurality of conductive protrusions. And a suppressing means for suppressing generation of electric discharge, whereby the above object is achieved.

【0021】前記複数の導電性突出部の少なくとも1つ
の先端部に角丸めまたは面取りが施されていてもよい。
[0021] At least one end of the plurality of conductive protrusions may be rounded or chamfered.

【0022】前記複数の導電性突出部の少なくとも1つ
の先端部の周辺雰囲気の圧力が、大気圧に比べて異常放
電が起こりにくい圧力に設定されていてもよい。
[0022] The pressure of the atmosphere around at least one end of the plurality of conductive protrusions may be set to a pressure at which abnormal discharge is unlikely to occur as compared with atmospheric pressure.

【0023】前記高周波エネルギー供給装置は、前記複
数の導電性突出部の少なくとも1つの先端部を覆う誘電
体をさらに備え、前記誘電体は、大気の絶縁破壊の強さ
より大きい絶縁破壊の強さを有していてもよい。
[0023] The high-frequency energy supply device may further include a dielectric covering at least one end of the plurality of conductive protrusions, wherein the dielectric has a breakdown strength greater than that of the atmosphere. You may have.

【0024】前記側空洞共振器群は、ベイン型共振器で
あってもよい。
The side cavity resonator group may be a vane type resonator.

【0025】本発明の高周波無電極放電装置は、無電極
放電発生部と、前記無電極放電発生部に高周波エネルギ
ーを供給する高周波エネルギー供給装置とを備え、前記
高周波エネルギー供給装置は、複数の導電性突出部を有
する側空洞共振器群と、前記複数の導電性突出部の少な
くとも1つの先端部の近傍において異常放電が発生する
ことを抑制する抑制手段とを含んでおり、これにより、
上記目的が達成される。
The high-frequency electrodeless discharge device of the present invention comprises an electrodeless discharge generator and a high-frequency energy supply device for supplying high-frequency energy to the electrodeless discharge generator. A side cavity group having a conductive protruding portion, and a suppressor that suppresses the occurrence of abnormal discharge in the vicinity of at least one end portion of the plurality of conductive protruding portions.
The above object is achieved.

【0026】前記抑制手段は、前記無電極放電発生部に
おいて放電が確実に始動するようにアシストするアシス
ト手段を含んでいてもよい。
[0026] The suppressing means may include an assisting means for assisting a reliable start of the discharge in the electrodeless discharge generating section.

【0027】本発明の他の高周波無電極放電装置は、無
電極放電発生部と、前記無電極放電発生部に高周波エネ
ルギーを供給する高周波エネルギー供給装置と、前記無
電極放電発生部において放電が確実に始動するようにア
シストするアシスト手段とを備えており、これにより、
上記目的が達成される。
According to another aspect of the present invention, there is provided an electrodeless discharge generator, a high-frequency energy supply device for supplying high-frequency energy to the electrodeless discharge generator, and a reliable discharge in the electrodeless discharge generator. And assist means for assisting the vehicle to start.
The above object is achieved.

【0028】前記アシスト手段は、前記無電極放電発生
部を支持し、始動補助電極を含む支持部材と、前記始動
補助電極に高電圧パルスを印加する始動回路とを含んで
いてもよい。
[0028] The assist means may include a support member that supports the electrodeless discharge generating section and includes a starting auxiliary electrode, and a starting circuit that applies a high voltage pulse to the starting auxiliary electrode.

【0029】前記アシスト手段は、前記無電極放電発生
部を支持し、希ガスを封入する支持部材と、前記支持部
材に接続された高電圧印加電極と、前記高電圧印加電極
に高電圧パルスを印加することにより、前記支持部材の
内部に希ガス放電を起こす始動回路とを含んでいてもよ
い。
[0029] The assisting means supports the electrodeless discharge generating section and encloses a rare gas, a high voltage application electrode connected to the support member, and applies a high voltage pulse to the high voltage application electrode. A starting circuit for generating a rare gas discharge inside the support member by applying the voltage may be included.

【0030】[0030]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施の形態を説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0031】なお、本明細書内における「高周波」と
は、1MHz〜100GHzの周波数の電磁波を指す。
特に、周波数範囲が300MHz〜30GHzの「マイ
クロ波」周波数において、本発明は好適な効果を得るこ
とが出来る。
The term "high frequency" in this specification refers to an electromagnetic wave having a frequency of 1 MHz to 100 GHz.
In particular, in the "microwave" frequency range of 300 MHz to 30 GHz, the present invention can obtain suitable effects.

【0032】(実施の形態1)図1は、本発明の実施の
形態1の高周波エネルギー供給装置10の構成を示す。
(Embodiment 1) FIG. 1 shows the configuration of a high-frequency energy supply device 10 according to Embodiment 1 of the present invention.

【0033】高周波エネルギー供給装置10は、側空洞
共振器群としてベイン型共振器12を含む。
The high-frequency energy supply device 10 includes a vane type resonator 12 as a group of side cavity resonators.

【0034】ベイン型共振器12は、円筒15と、円筒
15の内周から円筒15の中心に向かって延びる8枚の
板状のベイン14とを有している。円筒15およびベイ
ン14は、導電性材料からなる。円筒15の内半径は、
例えば、20mmである。ベイン14の板厚は、例え
ば、2.5mmである。ベイン14は、導電性突出部と
も呼ばれる。
The vane-type resonator 12 has a cylinder 15 and eight plate-shaped vanes 14 extending from the inner periphery of the cylinder 15 toward the center of the cylinder 15. The cylinder 15 and the vane 14 are made of a conductive material. The inner radius of the cylinder 15 is
For example, it is 20 mm. The plate thickness of the vane 14 is, for example, 2.5 mm. The vanes 14 are also called conductive protrusions.

【0035】隣接する一対のベイン14と隣接する一対
のベイン14の間隙とによって1つの側空洞共振器が形
成される。複数の側空洞共振器を実質的に環状に結合す
ることにより、ベイン型共振器12が形成される。複数
の側空洞共振器は電気的に結合されていれば足り、複数
の側空洞共振器が物理的に一体になっていることは必ず
しも要求されない。図1は、8つの側空洞共振器(側空
洞共振器群)が一体的に形成されているベイン型共振器
12の例を示している。
A pair of adjacent vanes 14 and a gap between the pair of adjacent vanes 14 form one side cavity resonator. A substantially annular coupling of the plurality of side cavity resonators forms a vane-type resonator 12. It is sufficient that the plurality of side cavity resonators are electrically coupled, and it is not always required that the plurality of side cavity resonators are physically integrated. FIG. 1 shows an example of a vane-type resonator 12 in which eight side cavity resonators (a group of side cavity resonators) are integrally formed.

【0036】高周波発振器(図示せず)から伝播される
高周波エネルギーは、結合アンテナ13を介してベイン
型共振器12に結合される。結合アンテナ13は、8枚
のベイン14のうちの1つにカシメまたは溶接により電
気的に接合されている。なお、ベイン型共振器12は、
結合される高周波エネルギーの周波数において共振する
ように予め設計されている。このようにして、ベイン型
共振器12の中央部に生じた共振高周波電界Eを用い
て、ベイン型共振器12の中央部に配置された無電極放
電ランプなどの負荷11に必要な高周波エネルギーが供
給される。ここで、負荷11が設けられるべき円柱状空
間の内直径は、例えば、10mmである。
High-frequency energy transmitted from a high-frequency oscillator (not shown) is coupled to the vane-type resonator 12 via the coupling antenna 13. The coupling antenna 13 is electrically connected to one of the eight vanes 14 by caulking or welding. Note that the vane-type resonator 12 is
It is pre-designed to resonate at the frequency of the coupled high frequency energy. In this manner, the high-frequency energy required for the load 11 such as the electrodeless discharge lamp disposed at the center of the vane-type resonator 12 is obtained by using the resonance high-frequency electric field E generated at the center of the vane-type resonator 12. Supplied. Here, the inner diameter of the cylindrical space in which the load 11 is to be provided is, for example, 10 mm.

【0037】ベイン型共振器12において、ベイン14
の端部のうち円筒15の中心に近い側の端部(以下、ベ
イン14の先端部21という)の角が丸められている。
例えば、ベイン14の先端部21に角丸め処理を施すこ
とにより、ベイン14の先端部21の角を丸めることが
できる。
In the vane resonator 12, the vane 14
Are rounded at the end closer to the center of the cylinder 15 (hereinafter referred to as the tip 21 of the vane 14).
For example, the corner of the tip 21 of the vane 14 can be rounded by performing a rounding process on the tip 21 of the vane 14.

【0038】図2は、ベイン14の先端部21を拡大し
て示す。このように、ベイン14の先端部21の角を丸
めることにより、ベイン14の先端部21の一部に強い
電界が集中することを回避することができる。その結
果、ベイン14の先端部21の近傍において異常放電
(例えば、コロナ放電)が発生することを抑制し、また
は、防止することが可能になる。
FIG. 2 shows the tip 21 of the vane 14 in an enlarged manner. Thus, by rounding the corner of the tip 21 of the vane 14, it is possible to avoid a strong electric field from being concentrated on a part of the tip 21 of the vane 14. As a result, it is possible to suppress or prevent the occurrence of abnormal discharge (for example, corona discharge) near the tip 21 of the vane 14.

【0039】ここで、コロナ放電とは、一般的に次のよ
うな現象をいう。平面の対電極であれば、縁の近くを除
いて電極間は平等電界になる。しかし、針と平板の対電
極を考えると、著しい不平等電界を生じる。不平等電界
が著しいと、強い電界のところだけ電離が起こり、他の
電界の弱いところでは電離せず、部分的な放電(局部破
壊)がおこる。この放電をコロナ放電と呼ぶ。
Here, the corona discharge generally means the following phenomenon. In the case of a flat counter electrode, a uniform electric field is formed between the electrodes except near the edges. However, considering the needle and the flat counter electrode, a significant unequal electric field is produced. When the unequal electric field is remarkable, ionization occurs only in a strong electric field, and does not ionize in other weak electric fields, and a partial discharge (local destruction) occurs. This discharge is called corona discharge.

【0040】ベイン型共振器12では、最も強い電界が
隣接するベイン14の間隙に生じる。
In the vane-type resonator 12, the strongest electric field is generated in the gap between the adjacent vanes 14.

【0041】図3は、図12を参照して説明した従来の
ベイン型共振器122のベイン124の先端部の周辺大
気における電界強度分布を有限要素法を用いて解析した
結果を示す。図3において、曲線は、2π/Nモードで
の電界強度の等高線を示す。
FIG. 3 shows a result of analyzing the electric field intensity distribution in the surrounding atmosphere at the tip of the vane 124 of the conventional vane-type resonator 122 described with reference to FIG. 12 by using the finite element method. In FIG. 3, the curve shows the contour line of the electric field intensity in the 2π / N mode.

【0042】従来のベイン共振器122においては、ベ
イン124の先端部の角が尖っている。図3に示される
ように、ベイン124の先端部の角が尖っている部分に
おいて電界強度の等高線が極めて密になっている。これ
は、ベイン124の先端部の角が尖っている部分に電界
が強く集中するからである。
In the conventional vane resonator 122, the tip of the vane 124 has a sharp corner. As shown in FIG. 3, the contour lines of the electric field intensity are extremely dense in the portion where the corner of the tip of the vane 124 is sharp. This is because the electric field strongly concentrates on the pointed corner of the vane 124.

【0043】図4は、本発明によるベイン型共振器12
のベイン14の先端部21の周辺大気における電界強度
分布を有限要素法を用いて解析した結果を示す。図4に
おいて、曲線は、2π/Nモードでの電界強度の等高線
を示す。
FIG. 4 shows a vane type resonator 12 according to the present invention.
4 shows the result of analyzing the electric field strength distribution in the atmosphere around the tip 21 of the vane 14 using the finite element method. In FIG. 4, the curve shows the contour line of the electric field intensity in the 2π / N mode.

【0044】ベイン型共振器12においては、ベイン1
4の先端部21の角が丸められている。図4に示される
ように、図3の場合に比べて、ベイン14の先端部21
の近傍の等高線が疎になっている。これは、ベイン14
の先端部21の近傍において電界が分散するからであ
る。これにより、ベイン14の先端部21の不平等電界
を低減することができる。その結果、コロナ放電が発生
することを抑制し、または、防止することが可能とな
る。
In the vane type resonator 12, the vane 1
4 have rounded corners. As shown in FIG. 4, as compared with the case of FIG.
Are sparse in the vicinity of. This is Bain 14
This is because the electric field is dispersed in the vicinity of the tip portion 21 of FIG. Thereby, the unequal electric field at the tip 21 of the vane 14 can be reduced. As a result, it is possible to suppress or prevent the occurrence of corona discharge.

【0045】なお、ベイン型共振器12に含まれる複数
のベイン14のうちすべてのベイン14の先端部21の
角を丸める必要はない。ベイン型共振器12に含まれる
複数のベイン14のうち少なくとも1つのベイン14の
先端部21の角を丸めることは本発明の範囲内である。
例えば、結合アンテナ13が結合されているベイン14
の先端部21のみの角を丸めてもよいし、結合アンテナ
13が結合されているベイン14の近くに配置されてい
るいくつかのベイン14の先端部21の角を丸めてもよ
い。
It is not necessary to round the corners of the tips 21 of all the vanes 14 among the plurality of vanes 14 included in the vane-type resonator 12. It is within the scope of the present invention to round the corner of the tip 21 of at least one of the vanes 14 included in the vane resonator 12.
For example, the vane 14 to which the coupling antenna 13 is coupled
May be rounded, or the corners of the tips 21 of some vanes 14 arranged near the vane 14 to which the coupling antenna 13 is coupled may be rounded.

【0046】なお、図1および図2では、図2において
矢印Rhで示されるように、ベイン14の先端部21の
角を横方向(水平方向)に丸めた例を示した。しかし、
ベイン14の角を丸める方向および部位は、これに限定
されない。
FIGS. 1 and 2 show an example in which the corner of the tip end 21 of the vane 14 is rounded in the horizontal direction (horizontal direction) as shown by an arrow Rh in FIG. But,
The direction and location of rounding the corner of the vane 14 are not limited thereto.

【0047】図5は、図2に示されるベイン14のA−
A断面を示す。例えば、ベイン14の先端部21の角
は、図5において矢印Rvで示されるように、縦方向
(垂直方向)に丸められ得る。参照番号51は、縦方向
に角が丸められたベイン14の部分を示す。また、ベイ
ン14の先端部21以外の部分の上側の角および下側の
角も丸めておくことが望ましい。参照番号52は、上側
の角および下側の角が丸められたベイン14の部分を示
す。これらの部分の角を丸めることにより、ベイン14
の尖っている部分に電界が集中することを回避すること
ができる。その結果、コロナ放電の発生を抑制し、また
は、防止することが可能になる。
FIG. 5 is a sectional view of the vane 14 shown in FIG.
A section is shown. For example, the corner of the tip 21 of the vane 14 may be rounded in the vertical direction (vertical direction) as shown by an arrow Rv in FIG. Reference numeral 51 indicates a portion of the vane 14 whose corner is rounded in the vertical direction. It is also desirable to round the upper corner and the lower corner of the portion other than the tip portion 21 of the vane 14. Reference numeral 52 indicates the portion of the vane 14 with the upper and lower corners rounded. By rounding the corners of these parts,
The electric field can be prevented from being concentrated on the pointed portion of. As a result, the occurrence of corona discharge can be suppressed or prevented.

【0048】なお、実施の形態1では、ベイン14の先
端部21の角丸めの曲率半径がベイン14の最大板厚の
半分に等しいものを図示したが、無論、角丸めの曲率半
径はこれに限るものではない。ただし、角丸めの曲率半
径は小さくなるほど電界が集中し、コロナ放電が起きや
すくなる。一方、必要な曲率半径は、印加する高周波電
界の強さや、隣接するベイン14の間隙の距離など様々
な条件により変化する。
In the first embodiment, a case where the radius of curvature of the rounded corner of the tip end portion 21 of the vane 14 is equal to half of the maximum thickness of the vane 14 is shown. It is not limited. However, as the radius of curvature of the rounded corners decreases, the electric field concentrates, and corona discharge easily occurs. On the other hand, the required radius of curvature changes depending on various conditions such as the strength of the applied high-frequency electric field and the distance between the adjacent vanes 14.

【0049】従って、適用する側空洞共振器群の寸法や
高周波電力などの条件に適合するように、実験結果に基
づいて、角丸めの曲率半径の適切な値を決めることが望
ましい。発明者らは、ベイン14の板厚が約1mm、隣
接するベイン14の間隙が約5mm、入力電力が約30
Wという条件で実験を行った。この実験においては、角
丸めの曲率半径が約0.2mm以上の範囲において十分
に有用な結果を得ることができた。
Therefore, it is desirable to determine an appropriate value of the radius of curvature of the rounded corner based on the experimental results so as to conform to the conditions such as the size of the side cavity resonator group to be applied and the high frequency power. The inventors believe that the thickness of the vanes 14 is about 1 mm, the gap between adjacent vanes 14 is about 5 mm, and the input power is about 30 mm.
The experiment was performed under the condition of W. In this experiment, a sufficiently useful result could be obtained when the radius of curvature of the rounded corner was about 0.2 mm or more.

【0050】さらに、ベイン14の先端部21の角を丸
める代わりに、図6に示されるように、ベイン14の先
端部21の角を面取りすることによっても同様の効果を
得ることができる。あるいは、ベイン14の先端部21
の1つの角を丸めることに加えて、ベイン14の先端部
21の他の角を面取りするようにしてもよい。このよう
に、ベイン14の先端部21に角丸めまたは面取りを施
すことにより、ベイン14の尖った部分に電界が集中す
ることを回避することができる。その結果、コロナ放電
の発生を抑制し、または、防止することができる。
Further, instead of rounding the corner of the tip 21 of the vane 14, the same effect can be obtained by chamfering the corner of the tip 21 of the vane 14 as shown in FIG. Alternatively, the tip 21 of the vane 14
In addition to rounding one corner, another corner of the tip 21 of the vane 14 may be chamfered. In this manner, by rounding or chamfering the tip 21 of the vane 14, it is possible to prevent the electric field from being concentrated on the sharp portion of the vane 14. As a result, the occurrence of corona discharge can be suppressed or prevented.

【0051】(実施の形態2)図7は、本発明の実施の
形態2の高周波エネルギー供給装置70の構成を示す。
(Embodiment 2) FIG. 7 shows a configuration of a high-frequency energy supply device 70 according to Embodiment 2 of the present invention.

【0052】高周波エネルギー供給装置70は、側空洞
共振器群72を含む。側空洞共振器群72の構造は、例
えば、図12に示される従来のベイン型共振器122の
構造と同一である。
The high-frequency energy supply device 70 includes a group of side cavity resonators 72. The structure of the side cavity resonator group 72 is the same as, for example, the structure of the conventional vane-type resonator 122 shown in FIG.

【0053】無電極放電ランプ71は、支持棒により側
空洞共振器群72の中央部に支持されている。マグネト
ロンなどの高周波発振器(図示せず)から伝播した高周
波は、結合アンテナ77によって側空洞共振器群72に
結合される。結合アンテナ77は、誘電体からなる結合
アンテナ支持具76によって適切な位置に固定される。
The electrodeless discharge lamp 71 is supported at the center of the side cavity resonator group 72 by a support rod. High-frequency waves transmitted from a high-frequency oscillator (not shown) such as a magnetron are coupled to the side cavity resonator group 72 by the coupling antenna 77. The coupling antenna 77 is fixed at an appropriate position by a coupling antenna support 76 made of a dielectric.

【0054】側空洞共振器群72の中央部に発生した共
振高周波電磁場により、無電極放電ランプ71が放電を
起こし発光する。放電による放射光は、導体からなる反
射鏡74により反射され、金属網73および透光性材料
からなる気密蓋75を通じて外部に取り出される。反射
鏡74と金属網73とが、高周波漏洩防止手段として機
能している。
The electrodeless discharge lamp 71 emits and emits light due to the resonant high-frequency electromagnetic field generated at the center of the side cavity resonator group 72. The radiation emitted by the discharge is reflected by a reflecting mirror 74 made of a conductor, and is extracted outside through a metal net 73 and an airtight lid 75 made of a light-transmitting material. The reflecting mirror 74 and the metal net 73 function as high-frequency leakage prevention means.

【0055】気密蓋75は、ホウケイ酸ガラスなどの耐
熱透光性材料からなる。気密蓋75と反射鏡74と結合
アンテナ支持具76とが、気密構造を形成している。こ
の気密構造の内部を真空または加圧にすることにより、
側空洞共振器群72において最も強い電界が生じる導電
性突出部の先端部もまた真空または加圧となる。これに
より、導電性突出部の先端部の近傍で異常放電(例え
ば、コロナ放電)が発生することを抑制し、または、防
止することができる。
The hermetic lid 75 is made of a heat-resistant and translucent material such as borosilicate glass. The airtight lid 75, the reflecting mirror 74, and the coupling antenna support 76 form an airtight structure. By making the inside of this airtight structure vacuum or pressurized,
The tip of the conductive protrusion at which the strongest electric field occurs in the side cavity group 72 is also vacuum or pressurized. Thereby, generation of abnormal discharge (for example, corona discharge) in the vicinity of the tip of the conductive protrusion can be suppressed or prevented.

【0056】以下、図8を参照しながら、側空洞共振器
群72の導電性突出部の先端部の周辺雰囲気を真空また
は加圧にすることにより異常放電の発生を抑制すること
ができる理由を説明する。
Hereinafter, with reference to FIG. 8, the reason why abnormal discharge can be suppressed by setting the atmosphere around the end of the conductive protrusion of the side cavity resonator group 72 to be vacuum or pressurized will be described. explain.

【0057】図8は、平行平板電極間に直流パルス電圧
を印加した場合において、火花放電が起きる破壊電圧
と、周辺雰囲気の圧力および電極間距離との相関図であ
る。
FIG. 8 is a correlation diagram between the breakdown voltage at which a spark discharge occurs, the pressure of the surrounding atmosphere, and the distance between the electrodes when a DC pulse voltage is applied between the parallel plate electrodes.

【0058】図8において、横軸は、周辺雰囲気の圧力
pと電極間距離lとの積を示し、縦軸は、火花放電が起
こる破壊電圧Vsを示す。
In FIG. 8, the horizontal axis represents the product of the pressure p of the surrounding atmosphere and the distance l between the electrodes, and the vertical axis represents the breakdown voltage Vs at which spark discharge occurs.

【0059】周辺雰囲気の圧力pと電極間距離lとの積
p・lが小さくなるにつれて、破壊電圧Vsは徐々に下
がっていくが、積p・lが1よりも小さくなったあたり
で破壊電圧Vsは急激に上がっていく。従って、積p・
lが1(cm・Torr)よりも十分に小さくなるよう
に周辺雰囲気を真空にすることにより、コロナ放電は極
めて起こりにくくなることがわかる。また、積p・lが
1(cm・Torr)よりも十分に大きい範囲では、積
p・lが大きくなるにつれて、破壊電圧Vsは徐々に上
がっていく。従って、積p・lが1(cm・Torr)
よりも十分に大きくなるように周辺雰囲気を加圧するこ
とにより、コロナ放電の発生を抑制することができる。
As the product p · l of the pressure p of the surrounding atmosphere and the distance l between the electrodes becomes smaller, the breakdown voltage Vs gradually decreases, but when the product p · l becomes smaller than 1, the breakdown voltage becomes smaller. Vs rises sharply. Therefore, the product p
It can be seen that corona discharge is extremely unlikely to occur when the surrounding atmosphere is evacuated so that 1 is sufficiently smaller than 1 (cm · Torr). In a range where the product p · l is sufficiently larger than 1 (cm · Torr), the breakdown voltage Vs gradually increases as the product p · l increases. Therefore, the product p · l is 1 (cm · Torr)
By pressurizing the surrounding atmosphere so as to be sufficiently larger than that, the occurrence of corona discharge can be suppressed.

【0060】ベイン型共振器において最も電界の強いベ
インの先端部の間隙の距離は、一般的に、0.1〜1c
m程度である。従って、周辺雰囲気を真空にする場合に
は、気密構造内部の気圧を1Torrよりも十分に小さ
い値にしてやれば良いことが分かる。例えば、ローター
リーポンプを用いて排気を行った場合には、気圧は10
-2〜10-3Torr程度になる。これは、放電を抑制す
るには十分な値であるといえる。
In the vane type resonator, the distance of the gap at the tip of the vane having the strongest electric field is generally 0.1 to 1c.
m. Therefore, when the surrounding atmosphere is evacuated, it is understood that the pressure in the airtight structure should be set to a value sufficiently smaller than 1 Torr. For example, when air is exhausted using a rotary pump, the pressure becomes 10
-2 to 10 -3 Torr. This can be said to be a value sufficient to suppress discharge.

【0061】また、大気圧は約760Torrであるた
め、周辺雰囲気の圧力pが大気圧に等しい場合には、積
p・lは明らかに1より大きくなる。従って、周辺雰囲
気の圧力pが大気圧より大きくなるように周辺雰囲気を
加圧することにより、破壊電圧Vsは上がる。これによ
り、コロナ放電の発生を抑制することができる。
Since the atmospheric pressure is about 760 Torr, when the pressure p of the surrounding atmosphere is equal to the atmospheric pressure, the product pl is obviously larger than 1. Accordingly, the breakdown voltage Vs is increased by pressurizing the surrounding atmosphere so that the pressure p of the surrounding atmosphere becomes higher than the atmospheric pressure. Thereby, the occurrence of corona discharge can be suppressed.

【0062】このように、側空洞共振器群72の複数の
導電性突出部のうち少なくとも1つの先端部の周辺雰囲
気の圧力を大気圧に比べて異常放電が起こりにくい圧力
に設定することにより、異常放電の発生を抑制し、また
は、防止することが可能になる。
As described above, by setting the pressure of the atmosphere around at least one end of the plurality of conductive protrusions of the side cavity resonator group 72 to a pressure at which abnormal discharge does not easily occur as compared with atmospheric pressure. It is possible to suppress or prevent the occurrence of abnormal discharge.

【0063】なお、以上の説明では、側空洞共振器群の
一種であるベイン型共振器の内部全体を真空または加圧
する構成を説明したが、側空洞共振器群において最も電
界の強くなる部分(典型的には、導電性突出部の先端部
の間隙周辺)だけを真空または加圧する構成でも同様の
効果を得ることができる。
In the above description, a configuration in which the entire inside of a vane-type resonator, which is a kind of the side cavity resonator group, is vacuumed or pressurized has been described. Typically, the same effect can be obtained even in a configuration in which only the portion around the gap between the tips of the conductive protrusions is vacuumed or pressurized.

【0064】(実施の形態3)図9Aは、本発明の第3
の実施の形態の高周波エネルギー供給装置90の構成を
示す。
(Embodiment 3) FIG. 9A shows a third embodiment of the present invention.
1 shows a configuration of a high-frequency energy supply device 90 according to the embodiment.

【0065】高周波エネルギー供給装置90は、側空洞
共振器群としてベイン型共振器92を含む。
The high-frequency energy supply device 90 includes a vane-type resonator 92 as a side cavity resonator group.

【0066】ベイン型共振器92の中心部に無電極放電
ランプ91が設置されている。高周波発振器(図示せ
ず)から伝播される高周波エネルギーは、結合アンテナ
(図示せず)を介してベイン型共振器92に結合され
る。ベイン型共振器92は、結合される高周波エネルギ
ーの周波数において共振するように予め設計されてい
る。その結果、ベイン型共振器92の中央部に共振高周
波電界が発生する。ベイン型共振器92の中央部に発生
する共振高周波電界を用いて、無電極放電ランプ91に
高周波放電に必要なエネルギーが供給される。
An electrodeless discharge lamp 91 is provided at the center of the vane type resonator 92. High-frequency energy propagated from a high-frequency oscillator (not shown) is coupled to the vane-type resonator 92 via a coupling antenna (not shown). The vane resonator 92 is designed in advance to resonate at the frequency of the high-frequency energy to be coupled. As a result, a resonant high-frequency electric field is generated at the center of the vane-type resonator 92. The energy required for the high-frequency discharge is supplied to the electrodeless discharge lamp 91 using the resonance high-frequency electric field generated at the center of the vane-type resonator 92.

【0067】さらに、図9Aに示されるように、ベイン
型共振器92において最も高い電界が生じるベインの先
端部が誘電体93で覆われている。これにより、ベイン
の先端部の間隙の破壊電圧が上昇し、不要なコロナ放電
が抑制される。
Further, as shown in FIG. 9A, the tip of the vane where the highest electric field occurs in the vane-type resonator 92 is covered with a dielectric 93. Thus, the breakdown voltage of the gap at the tip of the vane increases, and unnecessary corona discharge is suppressed.

【0068】図9Bは、図9Aに示されるB−B断面を
示す。図9Bに示されるように、誘電体93は、隣接す
るベインの間隙だけでなくベインの上下側も覆っている
ことが望ましい。これは、ベインの上側の角または下側
の角のいずれかからコロナ放電が生じるのを防ぐために
有用である。
FIG. 9B shows a BB section shown in FIG. 9A. As shown in FIG. 9B, the dielectric 93 preferably covers not only the gap between the adjacent vanes but also the upper and lower sides of the vanes. This is useful to prevent corona discharge from occurring from either the upper or lower corner of the vane.

【0069】(表1)は、大気の絶縁破壊の強さと、絶
縁性に優れた代表的な誘電体材料の絶縁破壊の強さとを
示す。
Table 1 shows the dielectric breakdown strength of the atmosphere and the dielectric breakdown strength of typical dielectric materials having excellent insulation properties.

【0070】[0070]

【表1】 [Table 1]

【0071】(表1)から明らかなように、大気の絶縁
破壊の強さより大きい絶縁破壊の強さを有する材料から
なる誘電体93でベインの先端部を覆うことにより、絶
縁破壊の起きる電圧を大気に比べて3〜24倍にも上げ
ることができる。これにより、側空洞共振器群において
不要なコロナ放電が発生することを抑制することができ
る。
As is clear from Table 1, by covering the tip of the vane with a dielectric 93 made of a material having a dielectric breakdown strength higher than the atmospheric dielectric strength, the voltage at which the dielectric breakdown occurs can be reduced. It can be increased 3 to 24 times compared to the atmosphere. Thereby, generation of unnecessary corona discharge in the side cavity resonator group can be suppressed.

【0072】なお、誘電体93は固体に限られない。大
気の絶縁破壊の強さより大きい絶縁破壊の強さを有する
という条件を満たす限り、誘電体93は液体であっても
よいし、気体であってもよい。
The dielectric 93 is not limited to a solid. The dielectric 93 may be a liquid or a gas as long as it satisfies the condition of having a breakdown strength greater than the breakdown strength of the atmosphere.

【0073】高周波無電極放電ランプ装置への応用を考
えた場合、誘電体93の材料として正透過率の高い材料
を選択することが好ましい。そのような材料選択によ
り、光の損失を少なくし、光利用効率を高くすることが
できるからである。従って、誘電体93の材料として、
石英ガラスやホウケイ酸ガラスなどの材料を選択するこ
とが望ましい。また、誘電体93の材料として誘電損失
の小さな材料を選択すべきであることは言うまでもな
い。
In consideration of application to a high-frequency electrodeless discharge lamp device, it is preferable to select a material having a high regular transmittance as the material of the dielectric 93. This is because such material selection can reduce light loss and increase light use efficiency. Therefore, as a material of the dielectric 93,
It is desirable to select a material such as quartz glass or borosilicate glass. Needless to say, a material having a small dielectric loss should be selected as the material of the dielectric 93.

【0074】なお、実施の形態3では、誘電体93がベ
インの先端部を覆い、かつ、ベインの先端部の間隙を満
たす例を示したが、誘電体93の配置はこれに限るもの
ではない。例えば、誘電体93がベイン共振器92の導
電性突出部全体を覆うように誘電体93が配置されても
よい。
In the third embodiment, the dielectric 93 covers the tip of the vane and fills the gap between the tips of the vanes. However, the arrangement of the dielectric 93 is not limited to this. . For example, the dielectric 93 may be arranged so that the dielectric 93 covers the entire conductive protrusion of the vein resonator 92.

【0075】あるいは、ベインの先端部の表面のみを誘
電体93で覆うようにしてもよい。この場合、ベインの
先端部の表面から電子が放出されることが抑制される。
その結果、コロナ放電の発生が抑制される。
Alternatively, only the surface of the tip of the vane may be covered with the dielectric 93. In this case, emission of electrons from the surface of the tip of the vane is suppressed.
As a result, the occurrence of corona discharge is suppressed.

【0076】なお、上述した実施の形態1から実施の形
態3において、側空洞共振器群としてベイン型共振器を
用いる例を示したが、本発明はこれに限定されない。側
空洞共振器群としてホール・スロット型共振器など他の
タイプの側空洞共振器群を用いることも可能である。
In the above-described first to third embodiments, examples have been described in which a vane-type resonator is used as the side cavity resonator group, but the present invention is not limited to this. It is also possible to use another type of side cavity resonator group such as a hole-slot type resonator as the side cavity resonator group.

【0077】さらに、上述した実施の形態1から実施の
形態3において、高周波エネルギーが供給される負荷
は、放電ランプに限定されない。例えば、負荷は、無電
極放電発生部である。あるいは、負荷は、放電ガスでも
よい。本発明の高周波エネルギー供給装置の応用分野は
放電ランプ(特に、高周波無電極放電ランプ)に限定さ
れない。例えば、プラズマCVDやプラズマトーチ、あ
るいはガス放電レーザーなどの高周波放電を利用する装
置において、比較的小径の安定した放電プラズマを形成
するために、集中しかつ偏向していない共振高周波電界
によるエネルギーの供給が必要な場合に、本発明の高周
波エネルギー供給装置は有用である。
Further, in the above-described first to third embodiments, the load to which high-frequency energy is supplied is not limited to a discharge lamp. For example, the load is an electrodeless discharge generator. Alternatively, the load may be a discharge gas. The application field of the high-frequency energy supply device of the present invention is not limited to discharge lamps (particularly, high-frequency electrodeless discharge lamps). For example, in an apparatus using a high-frequency discharge such as a plasma CVD, a plasma torch, or a gas discharge laser, supply of energy by a concentrated and non-deflected resonance high-frequency electric field to form a stable discharge plasma having a relatively small diameter. Is required, the high-frequency energy supply device of the present invention is useful.

【0078】また、高周波エネルギーにより、高周波エ
ネルギー供給装置の中央部に配置された比較的小径の対
象物(負荷)を加熱、発光、溶融、または蒸発させるた
めに、集中しかつ偏向していない均一な共振高周波電界
による放電エネルギーの供給が必要な場合にも本発明の
高周波エネルギー供給装置は有用である。
In addition, the high-frequency energy heats, emits, melts, or evaporates a relatively small-diameter object (load) disposed at the center of the high-frequency energy supply device. The high-frequency energy supply device of the present invention is also useful when it is necessary to supply discharge energy by a high resonance high-frequency electric field.

【0079】(実施の形態4)無電極放電発生部(例え
ば、無電極放電ランプ)に高周波エネルギーを供給する
高周波エネルギー供給装置として側空洞共振器群を使用
する場合には、無電極放電発生部において放電が起きる
前には、高周波エネルギーの行き場がない。このこと
が、異常放電を引き起こす一因となる。
(Embodiment 4) When the side cavity resonator group is used as a high-frequency energy supply device for supplying high-frequency energy to an electrodeless discharge generator (for example, an electrodeless discharge lamp), the electrodeless discharge generator Before the discharge occurs, there is no place for high-frequency energy. This contributes to abnormal discharge.

【0080】一方、無電極放電ランプは、放電始動前に
は導電性を示さないが、放電始動後には、無電極放電ラ
ンプの内部のプラズマにより導電性を示す。従って、無
電極放電ランプの放電始動前と放電始動後とでは、高周
波エネルギー供給装置である共振器の外から見たインピ
ーダンスが大きく変化する。従って、放電維持時のイン
ピーダンスに整合するように共振器や装置の寸法を設計
すると、その寸法が放電始動前のインピーダンスに整合
しないために共振器の中央部の共振電界が弱く、無電極
放電ランプの始動が不確実であるという課題がある。
On the other hand, the electrodeless discharge lamp does not show conductivity before starting discharge, but shows conductivity after starting discharge due to the plasma inside the electrodeless discharge lamp. Therefore, before and after the discharge start of the electrodeless discharge lamp, the impedance seen from outside the resonator as the high-frequency energy supply device changes greatly. Therefore, if the dimensions of the resonator and the device are designed to match the impedance at the time of sustaining discharge, the dimensions do not match the impedance before the start of discharge, so the resonance electric field at the center of the resonator is weak, and the electrodeless discharge lamp There is a problem that the starting of the vehicle is uncertain.

【0081】無電極放電発生部において放電が確実に始
動するようにアシストするアシスト手段を設けることに
より、高周波エネルギーが異常放電を引き起こす原因と
なる確率を低減することができる。その結果、異常放電
の発生を抑制することが可能になる。
By providing an assisting means for assisting the discharge to be reliably started in the electrodeless discharge generating section, the probability that high-frequency energy causes abnormal discharge can be reduced. As a result, occurrence of abnormal discharge can be suppressed.

【0082】以下、実施の形態4および実施の形態5で
は、上述したアシスト手段の具体例を説明する。
Hereinafter, in the fourth and fifth embodiments, specific examples of the above-described assist means will be described.

【0083】図10は、本発明の実施の形態4の高周波
無電極放電ランプ装置100の側断面を示す。高周波無
電極放電ランプ装置100は、無電極放電ランプ101
に高周波エネルギーを供給する高周波エネルギー供給装
置として側空洞共振器群102を含む。
FIG. 10 shows a side cross section of a high-frequency electrodeless discharge lamp device 100 according to Embodiment 4 of the present invention. The high-frequency electrodeless discharge lamp device 100 includes an electrodeless discharge lamp 101.
A side cavity resonator group 102 is included as a high-frequency energy supply device for supplying high-frequency energy to the power supply.

【0084】側空洞共振器群102の構造は、例えば、
図12に示される従来のベイン型共振器122の構造と
同一である。あるいは、側空洞共振器群102の構造
は、実施の形態1〜実施の形態3で説明した側空洞共振
器群(またはベイン型共振器)の構造と同一であっても
よい。
The structure of the side cavity resonator group 102 is, for example,
The structure is the same as that of the conventional vane-type resonator 122 shown in FIG. Alternatively, the structure of the side cavity resonator group 102 may be the same as the structure of the side cavity resonator group (or the vane type resonator) described in the first to third embodiments.

【0085】無電極放電ランプ101は、石英ガラスな
どの透光性耐熱材料からなる。無電極放電ランプ101
の内部には、希ガスと、メタルハライドなどの発光材料
とが封入されている。無電極放電ランプ101は、支持
棒106によって側空洞共振器群102の中央部に支持
されている。支持棒106もまた石英ガラスなどからな
る。
The electrodeless discharge lamp 101 is made of a translucent heat-resistant material such as quartz glass. Electrodeless discharge lamp 101
Is filled with a rare gas and a luminescent material such as a metal halide. The electrodeless discharge lamp 101 is supported at the center of the side cavity resonator group 102 by a support rod 106. The support bar 106 is also made of quartz glass or the like.

【0086】側空洞共振器群102の環状部103の内
側には光反射面が形成されており、環状部103は反射
鏡を兼ねている。さらに、環状部103と金属網104
とが高周波の漏洩を防止する高周波漏洩防止手段として
機能している。環状部103は導電性材料からなってお
り、金属網104は光透過性の導電性材料からなってい
る。無電極放電ランプ101の内部に封入された発光材
料が放電することにより生じた放射光は、反射鏡103
によって反射され、金属網104を通して外部に取り出
される。
A light reflecting surface is formed inside the annular portion 103 of the side cavity resonator group 102, and the annular portion 103 also serves as a reflecting mirror. Further, the annular portion 103 and the metal net 104
Function as high-frequency leakage prevention means for preventing high-frequency leakage. The annular portion 103 is made of a conductive material, and the metal net 104 is made of a light-transmitting conductive material. The radiated light generated by the discharge of the luminescent material sealed inside the electrodeless discharge lamp 101 is reflected by the reflecting mirror 103.
And is extracted outside through the metal net 104.

【0087】このように、無電極放電ランプ101は、
無電極放電発生部として機能する。
As described above, the electrodeless discharge lamp 101 is
Functions as an electrodeless discharge generator.

【0088】支持棒106は中空である。支持棒106
の内部には棒状の金属導体からなる始動補助電極108
が設置されている。始動補助電極108には、始動回路
109からの導線が電気的に接続されている。始動回路
108によって生成された高電圧パルスは、導線を介し
て始動補助電極108に印加される。
The support rod 106 is hollow. Support rod 106
Of the starting auxiliary electrode 108 made of a rod-shaped metal conductor
Is installed. A lead from a starting circuit 109 is electrically connected to the starting auxiliary electrode 108. The high voltage pulse generated by the starting circuit 108 is applied to the starting auxiliary electrode 108 via a conductor.

【0089】また、始動補助電極108と反射鏡103
との間には、誘電性の支持棒106が挿入されている。
これにより、始動補助電極108と反射鏡103とは電
気的に絶縁されている。
The starting auxiliary electrode 108 and the reflecting mirror 103
A dielectric support bar 106 is inserted between the two.
Thus, the starting auxiliary electrode 108 and the reflecting mirror 103 are electrically insulated.

【0090】高周波発振器としての高周波電源107か
ら発生した高周波エネルギーは、同軸線などの高周波伝
播部105を通して伝播し、側空洞共振器群102に結
合される。その結果、無電極放電ランプ101が設置さ
れた側空洞共振器群102の中央部に共振高周波電界が
発生する。
High-frequency energy generated from a high-frequency power supply 107 as a high-frequency oscillator propagates through a high-frequency propagation section 105 such as a coaxial line and is coupled to the side cavity resonator group 102. As a result, a resonant high-frequency electric field is generated at the center of the side cavity resonator group 102 where the electrodeless discharge lamp 101 is installed.

【0091】しかしながら、特に無電極放電ランプ10
1が十分に冷えているような状況では、無電極放電ラン
プ101の内部の電子密度が低いため、共振高周波電界
だけでは絶縁破壊による始動放電を起こすに至らない場
合が有る。
However, in particular, the electrodeless discharge lamp 10
In a situation where 1 is sufficiently cooled, since the electron density inside the electrodeless discharge lamp 101 is low, a starting discharge due to dielectric breakdown may not be caused by the resonance high-frequency electric field alone.

【0092】そこで、始動補助電極108に始動回路1
09から高電圧パルスを印加することにより、無電極放
電ランプの内部に微少放電を起こす。これにより、高周
波による無電極放電が確実に開始される。一般の高輝度
放電ランプの始動用に用いている高電圧パルストランス
を流用して行った実験では、20kV程度の高電圧を始
動補助電極108に印加することにより、高周波による
無電極放電が確実に開始されることを確認することがで
きた。
Therefore, the starting circuit 1 is connected to the starting auxiliary electrode 108.
By applying a high voltage pulse from 09, a minute discharge is generated inside the electrodeless discharge lamp. Thereby, the electrodeless discharge by the high frequency is reliably started. In an experiment conducted by using a high-voltage pulse transformer used for starting a general high-intensity discharge lamp, by applying a high voltage of about 20 kV to the starting auxiliary electrode 108, electrodeless discharge by high frequency was reliably performed. I was able to confirm that it would start.

【0093】なお、高周波による無電極放電が始動した
後は、始動補助電極108に高電圧パルスを印加するこ
とは不要である。従って、高周波による無電極放電が始
動した後は、直ちに高電圧パルスの印加を止めることが
望ましい。
It is not necessary to apply a high-voltage pulse to the starting auxiliary electrode 108 after the high-frequency electrodeless discharge has started. Therefore, it is desirable to stop applying the high-voltage pulse immediately after the high-frequency electrodeless discharge starts.

【0094】なお、始動補助電極108は、無電極放電
ランプ101にあまり近接しすぎると、側空洞共振器群
102の中央部の共振電界により加熱され、高周波エネ
ルギーを損失させるばかりでなく、高周波エネルギーの
電力が大きい場合には、始動補助電極108そのものを
溶融破損させる可能性もある。
If the starting auxiliary electrode 108 is too close to the electrodeless discharge lamp 101, it is heated by the resonance electric field at the center of the side cavity resonator group 102, causing not only loss of high frequency energy but also high frequency energy. If the electric power is large, the starting auxiliary electrode 108 itself may be melted and damaged.

【0095】発明者らが行った実験では、始動補助電極
108の先端と無電極放電ランプ101の管壁との距離
を10mm以上放した場合においても、高周波による無
電極放電を十分に始動することができた。この距離は、
供給される高周波エネルギーの電力や、印加される始動
用高電圧パルスの電圧などにより、適切な値が大きく変
化するため、一意的には定まらない。しかしながら、導
体である始動補助電極108の先端が、側空洞共振器群
102の中央部に近づきすぎると、共振電界による電流
が始動補助電極108に流れることにより、電力損失が
生じることとなる。その観点からは、始動補助電極10
8の先端は、可能な限り側空洞共振器群102の中央部
から離して設置することが望ましい。従って、適用され
る装置の仕様に適合するように、実験結果に基づいて、
始動補助電極108の先端と無電極放電ランプ101の
管壁との距離を適切に決定することが望ましい。
In the experiment conducted by the inventors, it was found that even when the distance between the tip of the starting auxiliary electrode 108 and the tube wall of the electrodeless discharge lamp 101 was 10 mm or more, the electrodeless discharge by high frequency was sufficiently started. Was completed. This distance is
Since an appropriate value greatly changes depending on the supplied high-frequency energy power, the applied high-voltage pulse for starting, and the like, it cannot be uniquely determined. However, if the tip of the starting auxiliary electrode 108, which is a conductor, is too close to the center of the side cavity resonator group 102, a current due to a resonance electric field flows through the starting auxiliary electrode 108, causing power loss. From that viewpoint, the starting auxiliary electrode 10
It is desirable that the tip of 8 be located as far away from the center of the side cavity group 102 as possible. Therefore, based on the experimental results, to meet the specifications of the applied device,
It is desirable to appropriately determine the distance between the tip of the starting auxiliary electrode 108 and the tube wall of the electrodeless discharge lamp 101.

【0096】以上の構成により、無電極放電ランプ10
1は高周波放電を確実に始動し、以後は側空洞共振器群
102より高周波エネルギーの供給を受けて放電を維持
することができる。以上のように構成された高周波無電
極放電ランプ装置100によれば、無電極放電ランプ内
の高周波放電を確実に始動させることが可能となる。
With the above configuration, the electrodeless discharge lamp 10
1 reliably starts the high-frequency discharge, and thereafter receives the supply of high-frequency energy from the side cavity resonator group 102 to maintain the discharge. According to the high-frequency electrodeless discharge lamp device 100 configured as described above, high-frequency discharge in the electrodeless discharge lamp can be reliably started.

【0097】(実施の形態5)図11は、本発明の実施
の形態5の高周波無電極放電ランプ装置110の側断面
を示す。高周波無電極放電ランプ装置110は、無電極
放電ランプ111に高周波エネルギーを供給する高周波
エネルギー供給装置として側空洞共振器群112を含
む。
(Embodiment 5) FIG. 11 is a side sectional view of a high-frequency electrodeless discharge lamp device 110 according to Embodiment 5 of the present invention. The high-frequency electrodeless discharge lamp device 110 includes a side cavity resonator group 112 as a high-frequency energy supply device that supplies high-frequency energy to the electrodeless discharge lamp 111.

【0098】側空洞共振器群112の構造は、例えば、
図12に示される従来のベイン型共振器122の構造と
同一である。あるいは、側空洞共振器群112の構造
は、実施の形態1〜実施の形態3で説明した側空洞共振
器群(またはベイン型共振器)の構造と同一であっても
よい。
The structure of the side cavity resonator group 112 is, for example, as follows.
The structure is the same as that of the conventional vane-type resonator 122 shown in FIG. Alternatively, the structure of the side cavity resonator group 112 may be the same as the structure of the side cavity resonator group (or the vane type resonator) described in the first to third embodiments.

【0099】無電極放電ランプ111は、実施の形態4
と同様に、石英ガラスなどの透光性耐熱材料からなる。
無電極放電ランプ111の内部には、希ガスと、メタル
ハライドなどの発光材料とが封入されている。無電極放
電ランプ111は、支持棒116によって側空洞共振器
群112の中央部に支持されている。支持棒116もま
た石英ガラスなどからなる。
The electrodeless discharge lamp 111 is similar to that of the fourth embodiment.
Similarly to the above, it is made of a translucent heat-resistant material such as quartz glass.
A rare gas and a luminescent material such as a metal halide are sealed inside the electrodeless discharge lamp 111. The electrodeless discharge lamp 111 is supported by the support rod 116 at the center of the side cavity resonator group 112. The support bar 116 is also made of quartz glass or the like.

【0100】実施の形態4と同様に、側空洞共振器群1
12の環状部113の内側には光反射面が形成されてお
り、環状部113は反射鏡を兼ねている。さらに、環状
部113と金属網114とが高周波の漏洩を防止する高
周波漏洩防止手段として機能している。環状部113は
導電性材料からなっており、金属網114は光透過性の
導電性材料からなっている。無電極放電ランプ111の
内部に封入された発光材料が放電することにより生じた
放射光は、反射鏡113によって反射され、金属網11
4を通して外部に取り出される。
As in the fourth embodiment, side cavity group 1
A light reflecting surface is formed inside the 12 annular portions 113, and the annular portions 113 also serve as reflecting mirrors. Further, the annular portion 113 and the metal net 114 function as high-frequency leakage prevention means for preventing high-frequency leakage. The annular portion 113 is made of a conductive material, and the metal net 114 is made of a light-transmitting conductive material. The radiated light generated by the discharge of the luminescent material sealed inside the electrodeless discharge lamp 111 is reflected by the reflecting mirror 113 and is reflected by the metal net 11.
4 to the outside.

【0101】このように、無電極放電ランプ111は、
無電極放電発生部として機能する。
As described above, the electrodeless discharge lamp 111 is
Functions as an electrodeless discharge generator.

【0102】支持棒116は中空である。支持棒116
の内部にはアルゴンなどの希ガスが封入されている。支
持棒116は、環状部113の外部に出ている部分を有
している。この部分に高電圧印加電極118が設けられ
ている。高電圧印加電極118には、始動回路119か
らの導線が電気的に接続されている。始動回路119に
よって生成された高電圧パルスは、導線を介して高電圧
印加電極118に印加される。
The support rod 116 is hollow. Support rod 116
Is filled with a rare gas such as argon. The support bar 116 has a portion that extends outside the annular portion 113. The high voltage application electrode 118 is provided in this portion. A conductor from the starting circuit 119 is electrically connected to the high voltage application electrode 118. The high voltage pulse generated by the starting circuit 119 is applied to the high voltage application electrode 118 via a conductive wire.

【0103】また、高電圧印加電極118と反射鏡11
3とは、周辺の大気が絶縁破壊を起こさないように十分
な距離だけ離れて配置されている。これにより、高電圧
印加電極118と反射鏡113とは電気的に絶縁されて
いる。
The high voltage application electrode 118 and the reflecting mirror 11
3 is arranged at a sufficient distance so that the surrounding atmosphere does not cause dielectric breakdown. Thus, the high voltage application electrode 118 and the reflecting mirror 113 are electrically insulated.

【0104】高周波発振器としての高周波電源117か
ら発生した高周波エネルギーは、同軸線などの高周波伝
播部115を通して伝播し、側空洞共振器群112に結
合される。その結果、無電極放電ランプ111が設置さ
れた側空洞共振器群112の中央部に共振高周波電界が
発生する。
High-frequency energy generated from a high-frequency power supply 117 as a high-frequency oscillator propagates through a high-frequency propagation section 115 such as a coaxial line, and is coupled to the side cavity resonator group 112. As a result, a resonant high-frequency electric field is generated at the center of the side cavity resonator group 112 in which the electrodeless discharge lamp 111 is installed.

【0105】そこで、始動回路119から高電圧印加電
極118に高電圧パルスを印加することにより、まず支
持棒116の内部に希ガス放電を起こす。これにより、
この希ガス放電のプラズマが導体として機能する。次
に、希ガス放電のプラズマを通じて高電圧パルスが伝播
し、無電極放電ランプ111内部に始動放電が起こる。
このようにして、高周波による無電極放電が確実に開始
される。
Therefore, by applying a high voltage pulse from the starting circuit 119 to the high voltage application electrode 118, a rare gas discharge is first generated inside the support rod 116. This allows
The plasma of the rare gas discharge functions as a conductor. Next, a high-voltage pulse propagates through the plasma of the rare gas discharge, and a starting discharge occurs inside the electrodeless discharge lamp 111.
In this way, electrodeless discharge by high frequency is reliably started.

【0106】なお、高周波による無電極放電が始動した
後は、高電圧印加電極118に高電圧パルスを印加する
ことは不要である。従って、高周波による無電極放電が
始動した後は、直ちに高電圧パルスの印加を止めること
が望ましい。
It is not necessary to apply a high voltage pulse to the high voltage application electrode 118 after the high frequency electrodeless discharge has started. Therefore, it is desirable to stop applying the high-voltage pulse immediately after the high-frequency electrodeless discharge starts.

【0107】なお、高電圧パルスの印加を止めた後は、
支持棒116の内部の希ガス放電は消える。このため、
無電極放電ランプ111に供給されるべき高周波エネル
ギーが、支持棒116の内部の希ガス放電で消費される
ことはない。
After stopping the application of the high voltage pulse,
The rare gas discharge inside the support bar 116 is extinguished. For this reason,
The high-frequency energy to be supplied to the electrodeless discharge lamp 111 is not consumed by the rare gas discharge inside the support rod 116.

【0108】以上の構成により、無電極放電ランプ11
1は高周波放電を確実に始動し、以後は側空洞共振器群
112より高周波エネルギーの供給を受けて放電を維持
することができる。以上のように構成された高周波無電
極放電ランプ装置110によれば、無電極放電ランプ1
11内の高周波放電を確実に始動させることが可能とな
る。
With the above configuration, the electrodeless discharge lamp 11
1 can reliably start the high-frequency discharge, and thereafter can receive the high-frequency energy supplied from the side cavity resonator group 112 and maintain the discharge. According to the high-frequency electrodeless discharge lamp device 110 configured as described above, the electrodeless discharge lamp 1
11 can be started reliably.

【0109】以上説明したように、実施の形態4および
実施の形態5では、無電極放電ランプ内の高周波放電を
確実に始動させることが可能となり、異常放電の発生を
抑制することが可能となる。
As described above, in the fourth and fifth embodiments, high-frequency discharge in the electrodeless discharge lamp can be reliably started, and occurrence of abnormal discharge can be suppressed. .

【0110】[0110]

【発明の効果】以上述べたように、本発明の高周波エネ
ルギー供給装置によれば、複数の導電性突出部の少なく
とも1つの先端部の近傍において異常放電(例えば、コ
ロナ放電)が発生することが抑制される。これにより、
大気のコロナ放電によるエネルギー損失を低減すること
ができる。また、放電、加熱、発光、溶融または蒸発の
ためのエネルギー供給を効率よく行うことが可能な高周
波エネルギー供給装置を得ることができる。さらに、無
電極放電ランプのガラスや、高周波シールドあるいは共
振器そのものなどを溶融破壊してしまうことを防止する
ことができる。
As described above, according to the high-frequency energy supply device of the present invention, an abnormal discharge (for example, corona discharge) is generated in the vicinity of at least one of the plurality of conductive protrusions. Is suppressed. This allows
Energy loss due to corona discharge in the atmosphere can be reduced. Further, a high-frequency energy supply device capable of efficiently supplying energy for discharge, heating, light emission, melting, or evaporation can be obtained. Further, it is possible to prevent the glass of the electrodeless discharge lamp, the high frequency shield, or the resonator itself from being melted and broken.

【0111】また、本発明の高周波無電極放電装置によ
れば、無電極放電発生部が確実に始動するという顕著な
効果が得られる。
Further, according to the high-frequency electrodeless discharge device of the present invention, a remarkable effect of reliably starting the electrodeless discharge generator can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態1の高周波エネルギー供給
装置10の構成を示す図である。
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a high-frequency energy supply device 10 according to a first embodiment of the present invention.

【図2】ベイン14の先端部21を拡大して示す図であ
る。
FIG. 2 is an enlarged view showing a distal end portion 21 of a vane 14;

【図3】従来のベイン型共振器122のベイン124の
先端部の周辺大気における電界強度分布を有限要素法を
用いて解析した結果を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a result of analyzing the electric field intensity distribution in the surrounding atmosphere at the tip of a vane 124 of a conventional vane resonator 122 using a finite element method.

【図4】ベイン型共振器12のベイン14の先端部21
の周辺大気における電界強度分布を有限要素法を用いて
解析した結果を示す図である。
FIG. 4 shows a tip 21 of a vane 14 of the vane resonator 12.
FIG. 6 is a diagram showing a result of analyzing a field intensity distribution in a surrounding atmosphere of the marine environment using a finite element method.

【図5】図2に示されるベイン14のA−A断面を示す
図である。
FIG. 5 is a diagram showing a cross section AA of the vane 14 shown in FIG. 2;

【図6】ベイン14の先端部21を拡大して示す図であ
る。
FIG. 6 is an enlarged view showing a tip 21 of the vane 14;

【図7】本発明の実施の形態2の高周波エネルギー供給
装置70の構成を示す図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration of a high-frequency energy supply device 70 according to a second embodiment of the present invention.

【図8】大気の圧力と電極間距離との積に対する破壊電
圧の相関図である。
FIG. 8 is a correlation diagram of a breakdown voltage with respect to a product of an atmospheric pressure and a distance between electrodes.

【図9A】本発明の第3の実施の形態の高周波エネルギ
ー供給装置90の構成を示す図である。
FIG. 9A is a diagram illustrating a configuration of a high-frequency energy supply device 90 according to a third embodiment of the present invention.

【図9B】図9Aに示されるB−B断面を示す図であ
る。
FIG. 9B is a diagram showing a BB cross section shown in FIG. 9A.

【図10】本発明の実施の形態4の高周波無電極放電ラ
ンプ装置100の側断面を示す図である。
FIG. 10 is a side sectional view of a high-frequency electrodeless discharge lamp device 100 according to a fourth embodiment of the present invention.

【図11】本発明の実施の形態5の高周波無電極放電ラ
ンプ装置110の側断面を示す図である。
FIG. 11 is a diagram showing a side cross section of a high-frequency electrodeless discharge lamp device 110 according to a fifth embodiment of the present invention.

【図12】従来の高周波エネルギー供給装置120の側
空洞共振器群の一例としてベイン型共振器122の構造
を示す図である。
FIG. 12 is a diagram showing a structure of a vane type resonator 122 as an example of a side cavity group of a conventional high frequency energy supply device 120.

【図13】従来の高周波無電極放電ランプ装置130の
構造を示す図である。
FIG. 13 is a view showing the structure of a conventional high-frequency electrodeless discharge lamp device 130.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10、70、90 高周波エネルギー供給装置 12 ベイン共振器 13 結合アンテナ 14 ベイン 15 円筒 21 先端部 100、110 高周波無電極放電装置 108 始動補助電極 118 高電圧印加電極 109、119 始動回路 10, 70, 90 High frequency energy supply device 12 Bain resonator 13 Coupling antenna 14 Bain 15 Cylinder 21 Tip portion 100, 110 High frequency electrodeless discharge device 108 Starting auxiliary electrode 118 High voltage application electrode 109, 119 Starting circuit

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数の導電性突出部を有する側空洞共振
器群と、 前記複数の導電性突出部の少なくとも1つの先端部の近
傍において異常放電が発生することを抑制する抑制手段
とを備えた高周波エネルギー供給装置。
1. A group of side cavity resonators having a plurality of conductive protrusions, and suppression means for suppressing occurrence of abnormal discharge near at least one end of the plurality of conductive protrusions. High frequency energy supply device.
【請求項2】 前記複数の導電性突出部の少なくとも1
つの先端部に角丸めまたは面取りが施されている、請求
項1に記載の高周波エネルギー供給装置。
2. At least one of the plurality of conductive protrusions
The high-frequency energy supply device according to claim 1, wherein the two tip portions are rounded or chamfered.
【請求項3】 前記複数の導電性突出部の少なくとも1
つの先端部の周辺雰囲気の圧力が、大気圧に比べて異常
放電が起こりにくい圧力に設定されている、請求項1に
記載の高周波エネルギー供給装置。
3. At least one of the plurality of conductive protrusions
2. The high-frequency energy supply device according to claim 1, wherein the pressure of the atmosphere around the two tip portions is set to a pressure at which abnormal discharge does not easily occur as compared with the atmospheric pressure.
【請求項4】 前記高周波エネルギー供給装置は、 前記複数の導電性突出部の少なくとも1つの先端部を覆
う誘電体をさらに備え、 前記誘電体は、大気の絶縁破壊の強さより大きい絶縁破
壊の強さを有している、請求項1に記載の高周波エネル
ギー供給装置。
4. The high-frequency energy supply device further includes a dielectric covering at least one end of the plurality of conductive protrusions, wherein the dielectric has a breakdown strength greater than the atmospheric breakdown strength. The high-frequency energy supply device according to claim 1, wherein the high-frequency energy supply device has a height.
【請求項5】 前記側空洞共振器群は、ベイン型共振器
である、請求項1に記載の高周波エネルギー供給装置。
5. The high-frequency energy supply device according to claim 1, wherein the side cavity resonator group is a vane type resonator.
【請求項6】 無電極放電発生部と、 前記無電極放電発生部に高周波エネルギーを供給する高
周波エネルギー供給装置とを備え、 前記高周波エネルギー供給装置は、 複数の導電性突出部を有する側空洞共振器群と、 前記複数の導電性突出部の少なくとも1つの先端部の近
傍において異常放電が発生することを抑制する抑制手段
とを含む、高周波無電極放電装置。
6. An electrodeless discharge generator, comprising: a high-frequency energy supply device for supplying high-frequency energy to the electrodeless discharge generation portion; wherein the high-frequency energy supply device has a side cavity resonance having a plurality of conductive protrusions. A high-frequency electrodeless discharge device, comprising: a group of devices;
【請求項7】 前記抑制手段は、 前記無電極放電発生部において放電が確実に始動するよ
うにアシストするアシスト手段を含む、請求項6に記載
の高周波無電極放電装置。
7. The high-frequency electrodeless discharge device according to claim 6, wherein the suppression unit includes an assisting unit that assists in reliably starting the discharge in the electrodeless discharge generating section.
【請求項8】 無電極放電発生部と、 前記無電極放電発生部に高周波エネルギーを供給する高
周波エネルギー供給装置と、 前記無電極放電発生部において放電が確実に始動するよ
うにアシストするアシスト手段とを備えた高周波無電極
放電装置。
8. An electrodeless discharge generating section, a high-frequency energy supply device for supplying high-frequency energy to the electrodeless discharge generating section, and an assisting means for assisting a reliable start of discharge in the electrodeless discharge generating section. High frequency electrodeless discharge device equipped with.
【請求項9】 前記アシスト手段は、 前記無電極放電発生部を支持し、始動補助電極を含む支
持部材と、 前記始動補助電極に高電圧パルスを印加する始動回路と
を含む、請求項8に記載の高周波無電極放電装置。
9. The assisting device according to claim 8, wherein the assisting unit includes: a supporting member that supports the electrodeless discharge generating unit and includes a starting auxiliary electrode; and a starting circuit that applies a high voltage pulse to the starting auxiliary electrode. The high-frequency electrodeless discharge device according to claim 1.
【請求項10】 前記アシスト手段は、 前記無電極放電発生部を支持し、希ガスを封入する支持
部材と、 前記支持部材に接続された高電圧印加電極と、 前記高電圧印加電極に高電圧パルスを印加することによ
り、前記支持部材の内部に希ガス放電を起こす始動回路
とを含む、請求項8に記載の高周波無電極放電装置。
10. The assisting means includes: a support member that supports the electrodeless discharge generating section and fills a rare gas; a high voltage application electrode connected to the support member; and a high voltage applied to the high voltage application electrode. The high-frequency electrodeless discharge device according to claim 8, further comprising: a starting circuit that generates a rare gas discharge inside the support member by applying a pulse.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100531908B1 (en) * 2003-09-03 2005-11-29 엘지전자 주식회사 Concentration apparatus for micro wave in plasma lighting system
JP2009158100A (en) * 2007-12-25 2009-07-16 Md Luminous Kk Igniting arrangement for antenna-exciting microwave discharge lamp

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