JP2001332218A - Light source - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、重水素ランプやキ
セノンフラッシュランプ等の放電管を有するランプに関
する。The present invention relates to a lamp having a discharge tube, such as a deuterium lamp or a xenon flash lamp.
【０００２】[0002]
【従来の技術】マイクロ波を利用したランプは特開平７
−１８２９１０号公報に記載されている。同公報に記載
のランプは容器内に気体を封入し、当該気体にマイクロ
波を照射することにより、気体を励起させて発光を生ぜ
しめる。前記気体はフッ素系ガスを含んでおり、このフ
ッ素系ガスが石英ガラス容器内面をエッチングし、エッ
チングによって発生したＳｉ不純物が容器の内面に付着
する。そこで、同公報に記載のランプにおいては、容器
内に冷却管を貫通させ、フッ素ガスによるエッチングに
よって発生した不純物を吸着させている。2. Description of the Related Art Lamps utilizing microwaves are disclosed in
No. 182910. The lamp described in this publication encloses a gas in a container and irradiates the gas with microwaves to excite the gas to generate light. The gas contains a fluorine-based gas, and the fluorine-based gas etches the inner surface of the quartz glass container, and Si impurities generated by the etching adhere to the inner surface of the container. Therefore, in the lamp described in the publication, a cooling pipe is penetrated into the container to adsorb impurities generated by etching with fluorine gas.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】一方、従来から電極間
のアーク放電を利用した放電管が知られている。このよ
うな放電管は公知である。サイドオン型の放電管として
は、重水素ランプやキセノンフラッシュランプ等が知ら
れている。サイドオン型の放電管は筒状側壁を有する容
器内に重水素やキセノン等の気体を封入し、この容器内
部に配置された一対の電極間の放電によって電極間の気
体から出力される発光を側壁の光出射窓部を介して外部
に出力する。On the other hand, a discharge tube utilizing an arc discharge between electrodes has been conventionally known. Such discharge tubes are known. As a side-on type discharge tube, a deuterium lamp, a xenon flash lamp, and the like are known. A side-on type discharge tube encloses a gas such as deuterium or xenon in a container having a cylindrical side wall, and emits light emitted from the gas between the electrodes by a discharge between a pair of electrodes disposed inside the container. The light is output to the outside through the light exit window on the side wall.
【０００４】このようなタイプの放電管は、電極間の放
電を利用するため、フッ素系ガスを利用する必要はな
く、したがって、容器のエッチングは生じず、容器内面
に不純物が付着するものとは考えられなかった。[0004] Such a discharge tube uses a discharge between the electrodes, so that it is not necessary to use a fluorine-based gas. Therefore, there is no etching of the container, and it is unlikely that impurities adhere to the inner surface of the container. I could not imagine.
【０００５】しかしながら、重水素ランプやキセノンフ
ラッシュランプ等の放電管においても、長時間の使用に
よって出力光強度が低下する。これは当初、陰極が劣化
することによるものと考えられた。もちろん、長時間の
使用によって陰極は劣化するが、本願発明者らは、光出
力の低下の主要な原因は陰極の劣化ではないことを発見
した。すなわち、光出力の低下は、放電管における電極
間放電に伴って陰極等がスパッタ等されることにより容
器中に放出された物質が容器の光出射窓部に付着するこ
とに起因するとの知見を得た。本発明はかかる知見に基
づくものであり、放電管の寿命を長期化可能な光源を提
供することを目的とする。[0005] However, even in a discharge tube such as a deuterium lamp or a xenon flash lamp, the output light intensity is reduced by prolonged use. This was initially thought to be due to the deterioration of the cathode. Of course, the cathode deteriorates with prolonged use, but the present inventors have found that the major cause of the decrease in light output is not the deterioration of the cathode. In other words, it has been found that the decrease in light output is due to the fact that the substance released into the container due to the sputtering of the cathode and the like accompanying the discharge between the electrodes in the discharge tube adheres to the light exit window of the container. Obtained. The present invention is based on such knowledge, and has an object to provide a light source capable of extending the life of a discharge tube.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題に鑑み
てなされたものであり、本発明に係る光源は、容器内に
気体を封入し、容器内部に配置された一対の電極間の放
電によって電極間の気体から出力される発光を容器の所
定部位に連通した突出部の先端に位置する光出射窓部を
介して外部に出力する放電管を備え、所定部位の周辺領
域又は突出部の光出射窓部以外の表面に放熱体を接触さ
せたことを特徴とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and a light source according to the present invention has a structure in which a gas is sealed in a container and a discharge between a pair of electrodes arranged in the container. A discharge tube that outputs light emitted from the gas between the electrodes to the outside through a light exit window located at the tip of the protrusion that communicates with a predetermined portion of the container, and a peripheral region of the predetermined portion or the protrusion. A radiator is brought into contact with a surface other than the light exit window.
【０００７】本光源によれば、所定部位から延びた突出
部の先端に位置する光出射窓部を介して発光が外部に出
力されるが、所定部位の周辺領域又は突出部の光出射窓
部以外の表面に接触した放熱体によって、当該周辺領域
は冷却される。したがって、陰極又は陽極を構成する一
対の電極のスパッタ等によって発生した物質は、側壁の
周辺領域に多く付着し、光出射窓部に付着する物質量が
低下する。According to the present light source, the light emission is output to the outside through the light emission window located at the tip of the protrusion extending from the predetermined portion. The surrounding area is cooled by the heat dissipating body in contact with the other surface. Therefore, a large amount of a substance generated by sputtering of a pair of electrodes constituting the cathode or the anode adheres to the peripheral region of the side wall, and the amount of the substance adhered to the light exit window decreases.
【０００８】[0008]
【発明の実施の形態】以下、実施の形態に係る光源につ
いて説明する。なお、同一要素には同一符号を用いるこ
ととし、重複する説明は省略する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a light source according to an embodiment will be described. The same elements will be denoted by the same reference symbols, without redundant description.
【０００９】図１は実施の形態に係る光源の縦断面図、
図２は図１に示した光源のＩＩ−ＩＩ矢印断面図、図３
は図１に示した光源の主要部の斜視図である。FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a light source according to an embodiment,
FIG. 2 is a cross-sectional view of the light source shown in FIG.
FIG. 2 is a perspective view of a main part of the light source shown in FIG.
【００１０】本実施形態の光源は、外側箱１００、外側
箱１００内に収納された内側箱（放熱箱）１０１ｂｘ、
内側箱１０１ｂｘ内に配置された放電管１０を備えてい
る。また、放電管１０は内側箱１０１ｂｘの底板に固定
されたソケットＳＣに取付けられており、内側箱１０１
ｂｘの外表面は外側箱１００の頂部に設けられた空冷フ
ァン１０２によって冷却されている。空冷ファン１０２
から取り込まれた空気は、外側箱１００の側壁に形成さ
れた通気口１００ｂｌｄを介して外部に流れる。The light source of the present embodiment includes an outer box 100, an inner box (radiator box) 101bx housed in the outer box 100,
A discharge tube 10 is provided inside the inner box 101bx. The discharge tube 10 is mounted on a socket SC fixed to the bottom plate of the inner box 101bx.
The outer surface of bx is cooled by an air-cooling fan 102 provided on the top of the outer box 100. Air cooling fan 102
The air taken in from the outside flows to the outside through a vent 100bld formed in the side wall of the outer box 100.
【００１１】重水素ランプは外気温の揺らぎにより光出
力の安定性が低下するが、この実施例のように内側箱１
０１ｂｘと外側箱１００の間に空気を流通させて直接重
水素ランプに流通している空気を当てないので、出力の
安定性を損なわない。Although the stability of the light output of the deuterium lamp deteriorates due to the fluctuation of the outside air temperature, the inner box 1 is not used as in this embodiment.
Since the air is circulated between 01bx and the outer box 100 and the air circulating in the deuterium lamp is not directly applied, the stability of the output is not impaired.
【００１２】放電管１０は、筒状側壁１ｗを有する気密
性の容器（ガラスバルブ）１を備えている。容器１内に
は紫外線を出力光として出射するように重水素等の気体
が封入されており、容器１内部に配置された一対の電極
２ｃ，２ａ間の放電によって電極２ｃ，２ａ間の気体か
ら出力される発光は光出射窓部１ｗｗを介して外部に出
力する。The discharge tube 10 includes an airtight container (glass bulb) 1 having a cylindrical side wall 1w. A gas such as deuterium is sealed in the container 1 so as to emit ultraviolet light as output light, and is discharged from the gas between the electrodes 2c and 2a by a discharge between the pair of electrodes 2c and 2a arranged inside the container 1. The emitted light is output to the outside via the light exit window 1ww.
【００１３】すなわち、容器の側壁１ｗの所定部位から
はバルブの管軸に垂直な方向に突出部１ｐｒが延びてお
り、突出部１ｐｒの先端は光出射窓部１ｗｗを構成す
る。突出部１ｐｒは側壁１ｗに孔をあけ、ここに連通す
るようにガラス製のシールリングＳ１を介してガラス管
１ｐｉを接続し、このガラス管１ｐｉの先端に位置する
開口をガラス製のシールリングＳ２を介して窓材１ｗｗ
で封止してなる。この窓材１ｗｗを光出射窓部として放
電管内部で発生した光は外部に出力される。That is, a protrusion 1pr extends from a predetermined portion of the side wall 1w of the container in a direction perpendicular to the tube axis of the bulb, and the tip of the protrusion 1pr forms a light exit window 1ww. The protruding portion 1pr makes a hole in the side wall 1w, connects the glass tube 1pi via a glass seal ring S1 so as to communicate with the hole, and forms an opening at the tip of the glass tube 1pi with a glass seal ring S2. Through window material 1www
And sealed. The light generated inside the discharge tube is output to the outside using the window material 1ww as a light emission window.
【００１４】上記所定部位の周辺領域１ｗｓの表面に
は、放熱ブロック１０１ｂｌ及び放熱用バネ部材１０１
ｓｐからなる放熱体が接触している。周辺領域１ｗｓは
突出部１ｐｒの根元部分に位置する側壁１ｗの表面領域
である。放電管１０は安定発光のため放熱箱１０１ｂｘ
及び外側箱１００内に配置されているが、放熱箱１０１
ｂｘと放熱体１０１ｓｐ，１０１ｂｌとは熱的に接続さ
れているので、放熱箱１０１ｂｘが放熱体１０１ｓｐ，
１０１ｂｌを介して放電管１０から吸収した熱を効率的
に外部へ放射し、周辺領域１ｗｓの冷却効率は高くなっ
ている。A heat radiation block 101bl and a heat radiation spring member 101 are provided on the surface of the peripheral region 1ws of the predetermined portion.
The heat dissipator made of sp is in contact. The peripheral region 1ws is a surface region of the side wall 1w located at the root of the protrusion 1pr. Discharge tube 10 is a heat radiation box 101bx for stable light emission
And the heat radiating box 101
bx and the radiators 101sp and 101bl are thermally connected, so the radiator box 101bx is connected to the radiators 101sp and 101sp.
The heat absorbed from the discharge tube 10 through 101bl is efficiently radiated to the outside, and the cooling efficiency of the peripheral region 1ws is high.
【００１５】放熱用バネ部材１０１ｓｐについて詳説す
れば、バネ部材１０１ｓｐは内側に凹んだ円筒面を有し
ており、これが外側に凸となる円筒面を構成する周辺領
域１ｗｓの表面に接触している。バネ部材１０１ｓｐの
円筒面の曲率半径は、無負荷状態では放電管側壁１ｗの
曲率半径よりも大きく、バネ部材１０１ｓｐを側壁１ｗ
に押し当てると、このバネ部材１０１ｓｐの曲率半径が
小さくなるようにこれが弾性変形する。弾性変形した状
態においては、バネ部材１０１ｓｐの曲率に沿った方向
の両端が側面１ｗを挟持するように、また、曲率の中心
部位が側面１ｗを放電管１０の管軸に垂直な方向に付勢
する。放電管１０の底部はソケットＳＣに固定されお
り、バネ部材１０１ｓｐのいずれの部位も側面１ｗを付
勢するので、バネ部材１０１ｓｐと筒状側壁周辺領域１
ｗｓの密着度は向上している。The heat-dissipating spring member 101sp will be described in detail. The spring member 101sp has an inwardly concave cylindrical surface, which is in contact with the surface of the peripheral region 1ws forming the outwardly convex cylindrical surface. . The radius of curvature of the cylindrical surface of the spring member 101sp is larger than the radius of curvature of the discharge tube side wall 1w in a no-load state.
, The spring member 101sp is elastically deformed so as to reduce the radius of curvature. In the elastically deformed state, both ends in the direction along the curvature of the spring member 101sp nip the side surface 1w, and the center portion of the curvature urges the side surface 1w in a direction perpendicular to the tube axis of the discharge tube 10. I do. The bottom of the discharge tube 10 is fixed to the socket SC, and any part of the spring member 101sp urges the side surface 1w, so that the spring member 101sp and the cylindrical side wall peripheral region 1
The degree of adhesion of ws is improved.
【００１６】また、バネ部材１０１ｓｐは突出部１ｐｒ
が挿入されると共に突出部１ｐｒ内を伝搬する放電管１
０からの出射光が通過する開口１０１ｓｐｏを有してい
る。放熱ブロック１０１ｂｌは対向する平行２平面を有
し、これら２平面に形成された開口１０１ｂｌｏ間を連
通させるように、当該ブロック１０１ｂｌを貫通する突
出部挿入用の貫通孔１０１ｂｌｔを有する。したがっ
て、放熱ブロック１０１ｂｌは、この貫通孔１０１ｂｌ
ｔを囲むような環状を呈している。更に、内側箱１０１
ｂｘは側壁に光出射用の開口１０１ｂｘｏを有してい
る。The spring member 101sp has a protrusion 1pr.
Is inserted and the discharge tube 1 propagates in the projection 1pr.
It has an opening 101spo through which the outgoing light from 0 passes. The heat-dissipating block 101bl has two parallel planes facing each other, and has a through hole 101blt for inserting a protruding portion that penetrates the block 101bl so as to communicate between the openings 101blo formed in these two planes. Therefore, the heat radiation block 101bl is
It has an annular shape surrounding t. Further, the inner box 101
bx has an opening 101bxo for light emission on the side wall.
【００１７】バネ部材１０１ｓｐと環状の放熱ブロック
１０１ｂｌとは、それぞれの開口１０１ｓｐｏ，１０１
ｂｌｏが重なるようにボルトＢ１，Ｂ２によって固定さ
れている。また、放熱ブロック１０１ｂｌと内側箱１０
１ｂｘの側壁内面とは、それぞれの開口１０１ｂｌｏ，
１０１ｂｘｏが重なるように、ボルトＢ１１，Ｂ１２，
Ｂ１３によって固定されている。なお、これらの開口１
０１ｂｌｏ，１０１ｂｘｏは外側箱１００の側壁に設け
られた開口１００ｏｐに重なっている。The spring member 101sp and the annular heat radiation block 101bl are respectively provided with openings 101spo and 101sp.
The bolts B1 and B2 are fixed so that blo overlaps. Further, the heat dissipation block 101bl and the inner box 10
The inner surface of the side wall of 1bx refers to each opening 101blo,
Bolts B11, B12,
It is fixed by B13. In addition, these openings 1
01blo and 101bxo overlap the opening 100op provided on the side wall of the outer box 100.
【００１８】本光源によれば、光出射窓部１ｗｗを介し
て発光が放電管外部に出力され、上記開口１０１ｓｐ
ｏ，１０１ｂｌｏ，１０１ｂｘｏ，１００ｏｐを介し
て、放電管１０内の発光が外側箱１００の外部へ出力さ
れる。放熱体は周辺領域１ｗｓの表面に接触しているの
で、周辺領域１ｗｓは冷却される。したがって、陰極用
の電極２ｃ又は陽極用の電極２ａのスパッタ等によって
発生した物質は、側壁１ｗの周辺領域１ｗｓに多く付着
し、光出射窓部１ｗｗに付着する物質量が低下する。す
なわち、光出射窓部１ｗｗが長期間汚れないので、放電
管の寿命を長期化することができる。According to the present light source, light emission is output to the outside of the discharge tube through the light exit window 1ww, and the light is emitted from the opening 101sp.
Light emission in the discharge tube 10 is output to the outside of the outer box 100 via o, 101blo, 101bxo, and 100op. Since the heat radiator is in contact with the surface of the peripheral region 1ws, the peripheral region 1ws is cooled. Therefore, a large amount of substances generated by sputtering of the cathode electrode 2c or the anode electrode 2a adhere to the peripheral region 1ws of the side wall 1w, and the amount of the substance adhered to the light exit window 1ww decreases. That is, since the light exit window 1ww is not contaminated for a long period of time, the life of the discharge tube can be extended.
【００１９】なお、放熱体はガラス管１ｐｉ、すなわ
ち、突出部１ｐｒの光出射窓部１ｗｗ以外の領域、に接
触させることとしてもよい。The radiator may be brought into contact with the glass tube 1pi, that is, the area other than the light exit window 1ww of the projection 1pr.
【００２０】放電管１０は従来から知られるものである
が、これについて図２を参照しつつ簡単に説明してお
く。側壁１ｗを有する容器１内には、上述のように２つ
の電極２ｃ，２ａが配置されており、電極の一方がフィ
ラメントからなる陰極２ｃであり、電極の他方がフィラ
メント２ｃに通電することによって発生した熱電子を収
集する陽極２ａである。フィラメント２ｃは、これを囲
む金属性のシールド体３内に配置されており、フィラメ
ント２ｃで発生した熱電子は、シールド体３の開口を介
して収束電極４方向に出射し、シールド体３及び収束電
極４によって軌道を曲げられて陽極２ａに入射する。な
お、シールド体３は絶縁部材５の光出射側に、陽極２ａ
は絶縁部材５の光入射側に取付けられており、シールド
体３と陽極２ａ、及びシールド体３とフィラメント２ｃ
は絶縁されている。The discharge tube 10 is conventionally known. This will be briefly described with reference to FIG. In the container 1 having the side wall 1w, the two electrodes 2c and 2a are arranged as described above. One of the electrodes is the cathode 2c made of a filament, and the other electrode is generated by energizing the filament 2c. The anode 2a collects the generated thermal electrons. The filament 2c is disposed in a metallic shield 3 surrounding the filament 2c. Thermions generated by the filament 2c are emitted toward the focusing electrode 4 through the opening of the shield 3 and are condensed by the shield 3 The track is bent by the electrode 4 and enters the anode 2a. The shield 3 is provided on the light emitting side of the insulating member 5 with the anode 2a.
Are attached to the light incident side of the insulating member 5, and the shield 3 and the anode 2a, and the shield 3 and the filament 2c
Is insulated.
【００２１】容器１内に封入される気体が重水素を含む
場合には、放電管１０は重水素ランプとして機能する。
重水素ランプは、高圧のキセノンを封入したキセノンラ
ンプと異なり、ランプ表面の温度上昇が低い。このよう
なランプにおいては、放熱体による冷却領域１ｗｓと非
冷却領域１ｗｗとの間の温度差がキセノンランプと比較
して小さくなるので、温度差に起因する側壁１ｗの劣化
は抑制される。When the gas sealed in the container 1 contains deuterium, the discharge tube 10 functions as a deuterium lamp.
A deuterium lamp has a low temperature rise on the lamp surface, unlike a xenon lamp in which high-pressure xenon is sealed. In such a lamp, the temperature difference between the cooling region 1ws and the non-cooling region 1ww due to the radiator is smaller than that of the xenon lamp, so that the deterioration of the side wall 1w due to the temperature difference is suppressed.
【００２２】なお、本発明は容器１内にキセノンを封入
したキセノンフラッシュランプや水銀キセノンランプに
も適用でき、電極２ｃはフィラメントでなくてもよい。The present invention can be applied to a xenon flash lamp or a mercury xenon lamp in which xenon is sealed in the container 1, and the electrode 2c need not be a filament.
【００２３】以上、説明したように、陰極用の電極２ｃ
又は陽極用の電極２ａのスパッタ等によって発生した物
質は、側壁１ｗの周辺領域１ｗｓ或いはガラス管１ｐｒ
に多く付着するので、光出射窓部１ｗｗが長期間汚れ
ず、放電管の寿命を長期化することができる。なお、突
出部１ｐｒは容器１の頂部に設けられることとしてもよ
い。As described above, the cathode electrode 2c
Alternatively, a substance generated by sputtering or the like of the anode electrode 2a is deposited in the peripheral region 1ws of the side wall 1w or the glass tube 1pr.
, The light exit window 1ww is not contaminated for a long time, and the life of the discharge tube can be prolonged. The protrusion 1pr may be provided on the top of the container 1.
【００２４】[0024]
【発明の効果】本発明の光源によれば、その放電管の寿
命を長期化することができる。According to the light source of the present invention, the life of the discharge tube can be extended.
【図１】実施の形態に係る光源の縦断面図である。FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a light source according to an embodiment.
【図２】図１に示した光源のＩＩ−ＩＩ矢印断面図であ
る。FIG. 2 is a sectional view of the light source shown in FIG. 1 taken along the line II-II.
【図３】図１に示した光源の主要部の斜視図である。FIG. 3 is a perspective view of a main part of the light source shown in FIG.
１０…放電管、１０１ｓｐ，１０１ｂｌ…放熱体、１０
１ｂｘ…放熱箱、１ｗ…側壁、１ｗｗ…光出射窓部、１
ｗｓ…周辺領域、１ｐｒ…突出部。Reference numeral 10: discharge tube, 101sp, 101bl: radiator, 10
1bx: heat dissipation box, 1w: side wall, 1ww: light emission window, 1
ws: peripheral area, 1pr: protrusion.
フロントページの続き (72)発明者 原田 信春 静岡県浜松市市野町1126番地の１ 浜松ホ トニクス株式会社内 (72)発明者 牧野 好志 静岡県浜松市市野町1126番地の１ 浜松ホ トニクス株式会社内 Ｆターム(参考） 5C039 HH15 Continued on the front page (72) Inventor Nobuharu Harada 1126-1, Hachimatsu, Hamamatsu-shi F-term (reference) 5C039 HH15
Claims (1)
配置された一対の電極間の放電によって前記電極間の気
体から出力される発光を前記容器の所定部位に連通した
突出部の先端に位置する光出射窓部を介して外部に出力
する放電管を備え、前記所定部位の周辺領域又は前記突
出部の前記光出射窓部以外の表面に放熱体を接触させた
ことを特徴とする光源。1. A tip of a protruding portion in which a gas is sealed in a container and light emitted from the gas between the electrodes is discharged by a discharge between a pair of electrodes disposed in the container and communicates with a predetermined portion of the container. A discharge tube that outputs to the outside through a light exit window located at a position, and a radiator is brought into contact with a peripheral area of the predetermined portion or a surface of the protrusion other than the light exit window. light source.
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