JP2012248353A - ショートアーク型フラッシュランプ - Google Patents

Abstract

【課題】反射鏡と外囲器とが別部材から構成されているので、反射鏡を外囲器内に固定する構造が必要であり、かつ外囲器が反射鏡よりも必ず大きなサイズとなってしまう。そのため、フラッシュランプをコンパクト化することができないという課題があった。
【解決手段】内部に凹面反射部を有する外囲器と、該外囲器の開口を密閉する投光窓と、該凹面反射部の焦点位置を中心として対向配置される陰極及び陽極と、該陰極および陽極の先端を結んだ直線上に配置されるトリガー電極と、陰極、陽極、およびトリガー電極の各々と個別に電気的に接続され、該外囲器を貫通し、封止されるリードとを有すること。
【選択図】図１

Description

本発明は、ショートアーク型フラッシュランプに関し、特に密封容器の内面に反射面が形成されたショートアーク型フラッシュランプに関する。

図４に示すように、従来からショートアーク型フラッシュランプとして、特許文献１（特開平３−１４３７４７号公報）が知られている。
このショートアーク型フラッシュランプ４１は、中空円筒状のガラス製外囲器の内部に、リフレクタ４０を備えており、リフレクタ４０の焦点位置にアーク発光部４３が形成されるように、リフレクタ４０の光軸に沿って陰極４５、陽極４６が対向配置されている。
この電極を結ぶ直線上には、放電開始を容易にするためのトリガー電極４７が設けられており、トリガー電極を補助するスパーカ電極４８も設けられている。
これらの電極などは、フラッシュランプの投光窓と反体側にあるガラスステムよりランプの外に導出されている。
外囲器の内部には、キセノンやアルゴンなどの不活性ガスが封入されており、所定の電源によってフラッシュ点灯される。

特開平３−１４３７４７号公報

しかしながら、上記のようなフラッシュランプは、反射鏡と外囲器とが別部材から構成されているので、反射鏡を外囲器内に固定する構造が必要であり、かつ外囲器が反射鏡よりも必ず大きなサイズとなってしまう。そのため、フラッシュランプをコンパクト化することができないという課題があった。

本発明は、上記課題を解決するため、内部に凹面反射部を有する外囲器と、該外囲器の開口を密閉する投光窓と、該凹面反射部の焦点位置を中心として対向配置される陰極及び陽極と、該陰極および陽極の先端を結んだ直線上に配置されるトリガー電極と、陰極、陽極、およびトリガー電極の各々と個別に電気的に接続され、該外囲器を貫通し、封止されるリードとを有することを特徴とする。
また、本発明は、前記陰極および陽極が、前記凹面反射部の光軸に沿って配置され、前記外囲器の開口と反対側は、内部に窪みを有するとともに外部に膨らんだ突出部が形成されていることを特徴とする。
また、本発明は、前記トリガー電極の先端が、前記陰極と前記陽極の間の距離の3分の１となる距離よりも、陰極側に配置されていることを特徴とする。

本発明によれば、発光空間を密閉するように形成される外囲器が、回転楕円面等の形状になっており、その内面に反射膜を形成することで凹面反射部を形成している。すなわち、外囲器と反射鏡とが一体化しており、コンパクトなショートアーク型フラッシュランプを提供することができる。そして、アーク生成位置を凹面反射部の焦点と一致させることにより、光の取出し効率を高めることができる。
さらに、外囲器の開口側とは反対側に突出部を設けることにより、焦点位置近傍に配置される電極と、外囲器の内壁とが絶縁するように距離を確保することができる。そして、陰極および陽極を凹面反射部の光軸に沿って配置する場合には、一方の電極を外囲器１１の内壁との距離をより長く確保することができる。
さらに、トリガー電極の先端が、陰極と陽極の間の距離の３分の１となる距離よりも陰極側にあるとき、距離Ｘに関わらず、予備放電を確実に生じさせることができる。

本発明にかかるショートアーク型フラッシュランプの構成を示す断面図である。 本発明にかかる実験結果を示す図である。 本発明にかかるショートアーク型フラッシュランプの他の例を示す断面図である。 従来例にかかるショートアーク型フラッシュランプの構成を示す断面図である。

以下に図面を参照しながら、本発明の閃光放射装置について説明する。
図１は、本発明に係るフラッシュランプを示す図である。
フラッシュランプ１０は、内部に凹面反射部１８を有する椀状の外囲器１１を備えている。
外囲器１１は、例えば硬質ガラスであるガラス管を加工して構成されており、外囲器１１の凹面反射部１８は、回転楕円面状、若しくは回転放物面状の形状をしており、内面にＡｌ、Ａｇ、Ａｕなどの金属反射膜や、ＴｉＯ_２−ＳｉＯ_２、Ｎｂ_２Ｏ_５−ＳｉＯ_２、Ｔａ_２Ｏ_５−ＳｉＯ_２などの積層反射膜が形成されている。この内面が凹面反射部１８となっており、外囲器１１内で発生した光を、一定の方向へ導くことができる。
外囲器１１の開口を塞ぐ投光窓部１７は、硬質ガラスなどの光透過性を有する材料からなる板状のガラスであり、凹面反射部１８の開口側端面と低融点ガラス等で融着される。

凹面反射部１８の焦点位置にアークが形成されるように、一対の電極である陰極１２、および陽極１３が光軸に沿って対向配置されている。
陰極１２の先端と陽極１３の先端を結ぶ直線上には、放電始動を容易にするためのトリガー電極１４の先端が配置されている。
これらの電極は、給電および支持のためのリード１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃの先端に設けられており、リード１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃの根元側は、封止部１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃを介して外囲器１１の外部に導出されている。

各封止部を構成するガラスは、熱膨張係数が５０×１０^−７／℃前後の硬質ガラスが用いられている。これに対して封止部を貫通する外部リードは、封止部のガラス材料との熱膨張係数差の小さい、鉄ニッケル合金、コバール、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉなどの材料を用いることにより、直接封止をしても良い程度に熱応力を低減することができる。
なお、使用する金属リードとガラスの熱膨張係数差が大きく異なる場合は、段継シールや、ハウスキーパーシールを用いることができる。

外囲器１１の開口側と反体側には、ガラスが外面に膨むとともに、その内部に窪みを有する、外囲器１１の凹面反射部１８と連続して一体に形成された突出部１９が設けられる。
例えば、外囲器１１を通常の回転楕円面とすると、凹面反射部１８の焦点となる位置は外囲器の内壁と近い位置である。ここに対向電極を配置すると、電極間に投入する電力が大きい場合に、放電が外囲器の内壁に接触して損傷を与えることがある。

そこで、焦点と外囲器１１の内壁との位置を離して、突出部１９を設けることが好ましい。この突出部１９を形成するに伴って形成される窪みにより、焦点位置近傍に配置される電極と、外囲器の内壁とが絶縁するように距離を確保することができる。
また、焦点位置は内壁に近いので、図１のように光軸に沿って一対の電極を配置する場合には、寸法によっては一方の電極を配置する空間が不足する場合が考えられる、あるいはこの電極と内壁の位置が近くなってしまうことが考えられる。
加えて、この突出部１９に、一対の電極のうち一方の電極を支持するリード１５Ｂが導入される封止部１６Ｂが設けられることで、一方の電極は突出部内の窪み近傍に配置されるので、電極と内壁との距離がより長く確保されるという効果がある。

以上により、本発明のショートアーク型フラッシュランプは、発光空間を密閉するように形成される外囲器１１が、回転楕円面等の形状になっており、その内面に反射膜を形成することで凹面反射部を形成している。すなわち、外囲器と反射鏡とが一体化しており、コンパクトなショートアーク型フラッシュランプを提供することができる。
そして、アーク生成位置を凹面反射部の焦点と一致させることにより、光の取出し効率を高めることができる。

さらに、外囲器１１の開口側とは反対側に突出部１９を設けることにより、焦点位置近傍に配置される電極と、外囲器の内壁とが絶縁するように距離を確保することができる。
そして、陰極および陽極を凹面反射部の光軸に沿って配置する場合には、一方の電極を外囲器１１の内壁との距離をより長く確保することができる。

次に、本発明のトリガーの位置について説明する。
本発明は、上述のごとく凹面反射部１８が外囲器１１の内部に設けられているため、予備放電が以上放電を起こして反射部に損傷を与えないように、確実に予備放電を行う必要がある。
本発明者の実験により、トリガー電極１４の先端は、陰極１２の先端と、陽極１３の先端を結ぶ直線上に配置されていても、トリガー電極１４の先端と、陰極１２の先端との距離によっては、予備放電が生じない場合があることがわかった。

図２は、図１に示した本発明のショートアーク型フラッシュランプについて、陰極と陽極との距離、陰極とトリガー電極との距離を変化させ、予備放電を行った実験の結果を示した表である。
陰極１２の先端と陽極１３の先端との距離をＸとし、陰極１２の先端とトリガー電極１４の先端との距離をＸ／Ｙとして、Ｘ、Ｙを変化させた。
そして、各々の距離ごとに１００回ずつ予備放電を繰り返し、予備放電が生じなかった回数を測定した。

図２に示すように、Ｙ＝１．５のときは、１００回とも失敗し、予備放電は生じなかった。
Ｙ＝２とした配置、すなわちトリガー電極を陰極と陽極間の真ん中に配置した場合では、Ｘ＝２．５ｍｍの場合、１００回のうち３０回は予備放電が生じず、Ｘ＝５．０ｍｍの場合、１００回のうち４０回は予備放電が生じなかった。
Ｙ＝２．５とした配置では、Ｘ＝２．５ｍｍの場合、１００回のうち３回は予備放電が生じず、Ｘ＝５．０ｍｍの場合、１００回のうち８回は予備放電が生じなかった。
Ｙ＝３以上とした配置、すなわちトリガー電極の先端が、陰極と陽極の間の距離の3分の１となる距離よりも陰極側にある場合では、Ｘ＝２．５ｍｍ、５．０ｍｍのいずれの場合においても予備放電を１００回すべて生じさせることができた。

以上から、Ｙ＝３以上、すなわちトリガー電極の先端が、陰極と陽極の間の距離の３分の１となる距離よりも陰極側にあるとき、距離Ｘに関わらず、予備放電を確実に生じさせることができる。

図３は、本発明にかかる他の実施例である。
図３に示したショートアーク型放電ランプは、図＊のものと比較して、陰極１２、陽極１３が凹面反射部１８の光軸に対して垂直方向に沿って配置されていること、突出部１９が無いことを除いて同じ構成となっているため、説明を省略する。
このように、電極を対向配置する方向を変えてもよい。

１０ フラッシュランプ
１１ 発光管
１２ 陰極
１３ 陽極
１４ トリガー電極
１５Ａ リード
１５Ｂ リード
１５Ｃ リード
１６Ａ 封止部
１６Ｂ 封止部
１６Ｃ 封止部
１７ 投光窓
１８ 凹面反射部
Ｆ 焦点
Ｓ 密閉空間
４０ リフレクタ
４１ フラッシュランプ
４３ アーク発光部
４５ 陰極
４６ 陽極
４７ トリガー電極
４８ スパーカ電極
４９ アクセスホール

Claims (3)

1. 内部に凹面反射部を有する外囲器と、
   該外囲器の開口を密閉する投光窓と、
   該凹面反射部の焦点位置を中心として対向配置される陰極及び陽極と、
   該陰極および陽極の先端を結んだ直線上に配置されるトリガー電極と、
   陰極、陽極、およびトリガー電極の各々と個別に電気的に接続され、該外囲器を貫通し、封止されるリードとを有することを特徴とするショートアーク型フラッシュランプ。
2. 前記陰極および陽極が、前記凹面反射部の光軸に沿って配置され、
   前記外囲器の開口と反対側は、内部に窪みを有するとともに外部に膨らんだ突出部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のショートアーク型フラッシュランプ。
3. 前記トリガー電極の先端が、前記陰極と前記陽極の間の距離の3分の１となる距離よりも、陰極側に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載のショートアーク型フラッシュランプ。
   
   

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