JP2002216501A - マイクロ波を利用した照明装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 共振器の内部に導波管を設置すると共に、そ
の中心部に電球を位置させることで電球から発光された
光の損失を最小化して、照明効率を向上させ、照明シス
テムを小型化し得る、マイクロ波を利用した照明装置を
提供する。 【解決手段】 マイクロ波は遮断して光は透過させる共
振器５０と、該共振器５０の内部にマイクロ波を伝送す
る導波管６０と、該導波管６０の一方側に設置されて該
導波管６０の内部にマイクロ波を発振させるマイクロ波
発生手段と、前記共振器５０の中央部に位置され、前記
導波管６０を通って伝送されたマイクロ波エネルギーに
よりプラズマが生成されながら光を発生する電球８０
と、を包含して構成されるマイクロ波を利用した照明装
置において、前記導波管６０を前記共振器５０の内側領
域に位置させて、マイクロ波を利用した照明装置を構成
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロ波を利用
した照明装置に係るもので、詳しくは、無電極電球にマ
イクロ波を加えて光を発光させる、マイクロ波を利用し
た照明装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】マイクロ波を利用した照明装置とは、無
電極電球にマイクロ波を加えて可視光線または紫外線を
発光させる装置であって、通常の白熱燈や蛍光灯よりも
ランプの寿命が長く、照明効果に優れるという特徴を有
するものである。

【０００３】従来、マイクロ波を利用した照明装置にお
いては、図６に示したように、マイクロ波を生成するマ
グネトロン１と、該マグネトロン１により生成されたマ
イクロ波を伝送するための導波管３と、該導波管３を通
って伝達されたマイクロ波エネルギーにより内部に封入
された物質がプラズマ化されながら光を発生する電球５
と、前記導波管３及び電球５の前方側に装着されて、マ
イクロ波は遮断して前記電球５から発光された光は通過
させる共振器１０と、により構成されていた。

【０００４】ここで、前記共振器１０は、金属メッシュ
構造の円筒状に形成されているので、マイクロ波は遮断
して前記電球５から発光された光は外部に透過させるこ
とができる。

【０００５】且つ、従来マイクロ波を利用した照明装置
には、更に、常用交流電源を高圧に昇圧させて前記マグ
ネトロン１に提供する高圧発生器７と、前記マグネトロ
ン１及び高圧発生器７などを冷却させる冷却装置９と、
前記電球５から発生された光を前方側に集中反射させる
ための反射鏡１１と、前記高圧発生器７及び冷却装置９
などを含む各種要素を制御する制御部（未図示）と、が
構成されていた。

【０００６】以下、このように構成された従来のマイク
ロ波を利用した照明装置の作動過程を説明する。

【０００７】先ず、制御部が高圧発生器７に駆動信号を
入力すると、該高圧発生器７は外部から印加された交流
電源を昇圧させてマグネトロン１に供給する。

【０００８】次いで、前記マグネトロン１が前記高圧発
生器７から供給された高圧により発振されながら高周波
数を有するマイクロ波を生成し、このように生成された
マイクロ波は、導波管３を通って共振器１０の内部に放
射されながら電球５内に封入された物質を放電させるの
で、固有の放出スペクトルを有する光が発生される。

【０００９】次いで、前記電球５から発生された光は、
ミラー１２及び反射鏡１１により前方側に反射されて空
間を照らすようになっていた。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】然るに、従来のマイク
ロ波を利用した照明装置においては、共振器が円筒形状
の金属メッシュにより形成されているため、電球から放
射された大部分の光は金属メッシュを透過して前方側に
投射されるが、一部の光は金属メッシュにより反射され
て共振器内にばらつくようになり、よって、照明効率の
極大化には限界があるという不都合な点があった。

【００１１】即ち、共振器が円筒状に形成されているた
め、金属メッシュに反射される光の焦点が一定でなくて
周辺に損失されるので、照明効率が低下する。

【００１２】また、共振器が導波管の前方側に突出した
構造を有するため、共振器の周辺に相当の大きさを有す
る反射鏡が設置されて、照明システムの小型化を図り得
ないという不都合な点もあった。

【００１３】本発明は、このような従来の課題に鑑みて
なされたもので、共振器の内部に導波管を設置すると共
に、その中心部に電球を位置させることで電球から発光
された光の損失を最小化して、照明効率を向上させ、照
明システムを小型化し得る、マイクロ波を利用した照明
装置を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るため、本発明に係るマイクロ波を利用した照明装置に
おいては、マイクロ波は遮断して光は透過させる共振器
と、該共振器の内部にマイクロ波を伝送する導波管と、
該導波管の一方側に設置されて該導波管の内部にマイク
ロ波を発振させるマイクロ波発生手段と、前記共振器の
中央部に位置され、前記導波管を通って伝送されたマイ
クロ波エネルギーによりプラズマが生成されながら光を
発生する電球と、を包含して構成されるマイクロ波を利
用した照明装置において、前記導波管は、前記共振器の
内側領域に位置されることを特徴とする。

【００１５】ここで、前記共振器は球形状に形成され、
前記導波管は前記共振器の半径内に位置される。

【００１６】前記導波管は、円錐状に形成され、円錐の
頂点は前記共振器の中心側に位置され、前記円錐の底面
は前記共振器の球形状と同一曲面に形成されて前記共振
器の外形延長部分と一致するように位置される。

【００１７】前記マイクロ波を利用した照明装置は、前
記マイクロ波発生器の他にも高圧発生器及び冷却装置が
内在されるケースが追加構成され、前記ケースは、前記
共振器の外形延長部分の外側領域から前記導波管の下側
面に結合固定される。

【００１８】前記電球は、前記共振器の中心部に位置さ
れ、前記マイクロ波発生手段は、前記共振器の外形延長
部分の外側領域から前記導波管に固定される。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態に対
し、図面を用いて説明する。

【００２０】本発明に係るマイクロ波を利用した照明装
置においては、図１に示したように、球形状の金属メッ
シュ構造に形成され、下部が開放された共振器５０と、
該共振器５０の開放部分に挿入されると同じに、該共振
器５０の球形状の内側領域に位置されてマイクロ波を伝
送する導波管６０と、前記共振器５０及び導波管６０の
下方側に結合されるケース７０と、により構成されてい
る。

【００２１】ここで、前記共振器５０、導波管６０及び
ケース７０には、外側方向に延長されたフランジ部５
１、６１、６６、７１がそれぞれ形成されて相互密着し
た状態でボルト９０により締結されて外観構造を形成す
る。

【００２２】そして、前記共振器５０は、前記フランジ
部５１を除いた全ての領域が、マイクロ波は遮断して光
は透過させるように、所定大きさの網目を有する金属メ
ッシュ構造に形成され、球形状の中心位置には、前記導
波管６０を通って伝送されたマイクロ波エネルギーによ
りプラズマが生成されながら光を発生させる電球８０が
位置される。

【００２３】また、前記導波管６０は、下部が開放され
た円錐（cone）状に形成され、前記共振器５０の内側領
域に位置されるカバー部６３と、前記共振器５０の球形
状と同一曲面に形成されて前記カバー部６３の下部に結
合される底面部（bottom portion）６５と、により構
成され、前記カバー部６３の傾斜された側面には、後述
するマグネトロン７３から伝送されたマイクロ波が前記
共振器５０の内部に伝達されるように少なくとも一つ以
上の出口部６３ａが形成されている。

【００２４】特に、前記導波管６０の頂点部には、電球
８０が位置するために半球形状に陥没された凹部６４が
形成され、前記電球８０と凹部６４間には、前記電球８
０から発光された光を前方側に集中反射できるように反
射鏡８５が設置されている。

【００２５】ここで、前記反射鏡８５の代りに、前記導
波管６０の凹部６４の外側面を反射成分を有する物質に
より被覆された反射膜に構成することもできる。

【００２６】前記電球８０には、前記導波管６０を貫通
する回転軸７７が連結され、前記導波管６０の底面には
前記回転軸７７の端部に連結されて前記電球８０を回転
させる電球モーター７８が設けられている。

【００２７】前記マグネトロン７３は、前記ケース７０
の内部の前記導波管６０の底面部６５に設置されて、前
記導波管６０内部にマイクロ波を発振させるようになっ
ている。

【００２８】また、前記ケース７０の内部には、常用交
流電源を高圧に昇圧させて前記マグネトロン７３に提供
する高圧発生器７４が一方側に設置され、下方側には前
記マグネトロン７３及び高圧発生器７４などを冷却させ
るための冷却ファン７５及び冷却ファン用モーター７６
が設置されている。

【００２９】一方、前記導波管６０の出口部６３ａは、
図２に示したように、半径方向に長く形成された３個の
スロット６３ａ′と、円周方向に長く形成された３個の
スロット６３ａ″と、が所定間隔を有して相互交差する
ように配列されている。

【００３０】ここで、前記導波管６０の出口部６３ａの
多様な実施例について説明すると、第１実施例は、図３
に示したように、半径方向に長く形成された３個のスロ
ット６３ａ′が１２０゜の間隔を置いて配列形成され、
第２実施例においては、図４に示したように、半径方向
に長く形成された２個のスロット６３ａ′と及び円周方
向に長く形成された１個のスロット６３ａ″が１２０゜
の間隔を置いて配列形成され、第３実施例においては、
図５に示したように、半径方向に長く形成された３個の
スロット６３ａ′が１２０゜の間隔を置いて配列形成さ
れ、その間に円周方向に長く形成された１個のスロット
６３ａ″が形成されている。

【００３１】以下、このように構成された本発明に係る
マイクロ波を利用した照明装置の作用を説明する。

【００３２】先ず、マグネトロン７３からマイクロ波が
発振されると、前記マイクロ波は導波管６０の内部に伝
送された後、各出口部６３ａを通って共振器５０の内部
に放射される。

【００３３】次いで、前記共振器５０の内部に放射され
たマイクロ波は、前記共振器５０内で共振空洞を形成し
ながら電球８０内に封入された物質を励起させてプラズ
マを生成させながら、固有のスペクトルを有する光を発
生させる。

【００３４】このとき、前記電球８０から発生された光
及び反射鏡８５により反射された光は、殆どが前記共振
器５０の網目を通って前方側に放射され、前記共振器５
０の金属メッシュに反射された一部の光は、該共振器５
０の中心である球の焦点に位置される前記電球８０に集
中した後、前記反射鏡８５により前方側に反射されるの
で、光損失を低減することができる。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るマイ
クロ波を利用した照明装置においては、球形状に形成さ
れた共振器の中心部に電球が位置されると共に内部に導
波管が設置されるので、電球から発光された光の損失を
最小化して照明効率を向上させ、照明システムを小型化
し得るという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るマイクロ波を利用した照明装置を
示した縦断面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線方向の平面図である。

【図３】図２の導波管の出口部の第１実施例を示した平
面図である。

【図４】図２の導波管の出口部の第２実施例を示した平
面図である。

【図５】図２の導波管の出口部の第３実施例を示した平
面図である。

【図６】従来のマイクロ波を利用した照明装置を示した
縦断面図である。

【符号の説明】

５０…共振器 ６０…導波管 ６３…カバー部 ６３ａ…出口部 ６４…凹部 ６５…底面部 ７０…ケース ７３…マグネトロン ７４…高圧発生器 ７５…冷却ファン ７６…冷却ファン用モーター ７７…回転軸 ７８…電球モーター ８０…電球

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 マイクロ波は遮断して光は透過させる共
   振器と、該共振器の内部にマイクロ波を伝送する導波管
   と、該導波管の一方側に設置されて該導波管の内部にマ
   イクロ波を発振させるマイクロ波発生手段と、前記共振
   器の中央部に位置され、前記導波管を通って伝送された
   マイクロ波エネルギーによりプラズマが生成されながら
   光を発生する電球と、を包含して構成されるマイクロ波
   を利用した照明装置において、 前記導波管は、前記共振器の内側領域に位置されること
   を特徴とするマイクロ波を利用した照明装置。
2. 【請求項２】 前記共振器は球形状に形成され、前記導
   波管は前記共振器の半径内に位置されることを特徴とす
   る、請求項１記載のマイクロ波を利用した照明装置。
3. 【請求項３】 前記共振器には前記導波管が位置される
   ように開放部が形成され、前記導波管は前記開放部に挿
   入されて、下方面が前記共振器に固定されることを特徴
   とする、請求項２記載のマイクロ波を利用した照明装
   置。
4. 【請求項４】 前記共振器及び導波管は、外側方向に延
   長されたフランジ部がそれぞれ形成されて、固定部材に
   より相互固定されることを特徴とする、請求項３記載の
   マイクロ波を利用した照明装置。
5. 【請求項５】 前記導波管は、円錐状に形成され、円錐
   の頂点は前記共振器の中心側に位置され、前記円錐の底
   面は前記共振器の球形状と同一曲面に形成されて前記共
   振器の外形延長部分と一致するように位置されることを
   特徴とする、請求項２記載のマイクロ波を利用した照明
   装置。
6. 【請求項６】 前記導波管は、下面が開放された円錐状
   のカバー部と、該カバー部の下方面に固定される底面部
   と、により構成されることを特徴とする、請求項５記載
   のマイクロ波を利用した照明装置。
7. 【請求項７】 前記導波管は、マイクロ波が前記共振器
   内に伝送されるように少なくとも一つ以上の出口部が、
   前記共振器の内側領域に位置される円錐の傾斜された側
   面に形成されることを特徴とする、請求項５記載のマイ
   クロ波を利用した照明装置。
8. 【請求項８】 前記出口部は、複数個が円錐の頂点を中
   心に半径方向に長く形成されることを特徴とする、請求
   項７記載のマイクロ波を利用した照明装置。
9. 【請求項９】 前記出口部は、円錐の頂点を中心に半径
   方向に長く形成されたものと、円周方向に長く形成され
   たものと、が組合されて配列されることを特徴とする、
   請求項７記載のマイクロ波を利用した照明装置。
10. 【請求項１０】 前記導波管の頂点部分は、前記電球が
    位置されるように凹まれた形状に形成されることを特徴
    とする、請求項５記載のマイクロ波を利用した照明装
    置。
11. 【請求項１１】 前記電球と前記導波管の凹部間には、
    前記電球から発光された光を前方側に反射させる反射手
    段が設置されたことを特徴とする、請求項１０記載のマ
    イクロ波を利用した照明装置。
12. 【請求項１２】 前記反射手段は、前記電球と前記導波
    管の凹部間に設置される反射鏡であることを特徴とす
    る、請求項１１記載のマイクロ波を利用した照明装置。
13. 【請求項１３】 前記反射手段は、前記導波管の凹部の
    外側面に被覆された反射膜であることを特徴とする、請
    求項１１記載のマイクロ波を利用した照明装置。
14. 【請求項１４】 前記マイクロ波を利用した照明装置
    は、前記マイクロ波発生器の他にも高圧発生器及び冷却
    装置が内在されるケースが追加構成され、 前記ケースは、前記共振器の外形延長部分の外側領域か
    ら前記導波管の下側面に結合固定されることを特徴とす
    る、請求項１記載のマイクロ波を利用した照明装置。
15. 【請求項１５】 前記電球は、前記共振器の中心部に位
    置されることを特徴とする、請求項１記載のマイクロ波
    を利用した照明装置。
16. 【請求項１６】 前記マイクロ波発生手段は、前記共振
    器の外形延長部分の外側領域から前記導波管に固定され
    ることを特徴とする、請求項１記載のマイクロ波を利用
    した照明装置。
17. 【請求項１７】 前記電球には前記導波管を貫通する回
    転軸が連結され、前記導波管の底面には、前記回転軸の
    端部に連結されて前記電球を回転させる電球モーターが
    具備されることを特徴とする、請求項１記載のマイクロ
    波を利用した照明装置。