JP2625125B2 - High resolution electrodeless light source device - Google Patents

High resolution electrodeless light source device

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JP2625125B2
JP2625125B2 JP62236433A JP23643387A JP2625125B2 JP 2625125 B2 JP2625125 B2 JP 2625125B2 JP 62236433 A JP62236433 A JP 62236433A JP 23643387 A JP23643387 A JP 23643387A JP 2625125 B2 JP2625125 B2 JP 2625125B2
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lamp
light source
mesh
source device
resolution
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デイ. ウッテン ロバート
ジェイ. スイートマン ロバート
デイ. ハルボーン アンドリュー
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フュージョン システムズ コーポレーション
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Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、大略、無電極光源装置に関するものであっ
て、更に詳細には、マイクロ波励起型無電極光源装置及
びその中に使用するのに適した種々の関連装置に関する
ものである。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention generally relates to an electrodeless light source device, and more particularly, to a microwave-excited electrodeless light source device and various types thereof suitable for use therein. It relates to related devices.

従来技術 マイクロ波励起型無電極光源装置は従来公知である。
この様な装置においては、ガス及び固体及び/又は液体
状の添加元素を封入したランプ乃至は球体をマイクロ波
室乃至は空洞内に位置させる。該マイクロ波空洞は、典
型的には、固体壁部分と、光を通過させるがマイクロ波
を反射させるメッシュ壁部分とによって画定される。マ
イクロ波を該固体壁部分に形成した結合スロットを介し
て該マイクロ波空洞内に導入させ、従って該ランプは該
導入させたマイクロ波を吸収して光を射出する。この様
なマイクロ波光源装置においては、該ランプに対して電
極を設けていない、従って該ランプは電極を持った従来
のランプよりも比較的長い寿命を持っている。従って、
マイクロ波光源装置は、電極を持った従来のランプと比
較して一層長期間の間安定した光出力を与えることが可
能である。
2. Description of the Related Art A microwave-excited electrodeless light source device is conventionally known.
In such an apparatus, a lamp or sphere containing a gas and a solid and / or liquid additive element is located in a microwave chamber or cavity. The microwave cavity is typically defined by a solid wall portion and a mesh wall portion that transmits light but reflects microwaves. Microwaves are introduced into the microwave cavity through coupling slots formed in the solid wall portion, so that the lamp absorbs the introduced microwaves and emits light. In such a microwave light source device, no electrodes are provided for the lamp, and therefore, the lamp has a relatively longer life than a conventional lamp having electrodes. Therefore,
The microwave light source device can provide a stable light output for a longer period of time as compared with a conventional lamp having electrodes.

然し乍ら、マイクロ波光源装置においては、ランプを
通常マグネトロンによって発生されるマイクロ波によっ
て励起させねばならないので、高強度光出力を供給する
上での困難性が存在していた。このことは、部分的に
は、市販されているマグネトロンが固定された定格を持
っており、それらは多様性が無く且つパワーがむしろ限
定されていることに起因している。従って、高強度光出
力を得る為には、特別の性能を持ったマグネトロンを注
文せねばならないが、それは極めてコスト高となること
がある。更に、マイクロ波光源装置は、印刷及び半導体
製造分野において適用されることが予測されている。こ
の様な場合に、より高い分解能が要求され、且つこれら
の技術分野においてマイクロ波光源装置が適用される為
には、比較的広い区域に渡って良好な一様性も要求され
る。従って、これらの新たに発生した要求を満足するこ
との可能な改良したマイクロ波励起型無電極光源装置を
開発することの必要性が存在していた。
However, in microwave light sources, there have been difficulties in providing high intensity light output because the lamp must be excited by microwaves, usually generated by a magnetron. This is due in part to the fact that commercially available magnetrons have a fixed rating, they are not versatile and have rather limited power. Therefore, in order to obtain high intensity light output, a magnetron with special performance must be ordered, which can be very costly. Further, the microwave light source device is expected to be applied in the fields of printing and semiconductor manufacturing. In such a case, higher resolution is required, and good uniformity is required over a relatively large area in order to apply the microwave light source device in these technical fields. Therefore, there is a need to develop an improved microwave-excited electrodeless light source device that can satisfy these newly generated requirements.

目 的 本発明は、以上の点に鑑みなされたものであって、上
述した如き従来技術の欠点を解消し且つ改良した無電極
光源装置を提供することを主目的としている。本発明の
別の目的とするところは、長期間に渡って安定で且つ高
強度の光出力を供給することの可能なマイクロ波駆動型
無電極光源装置を提供することである。本発明の更に別
の目的とするところは、分解能が高く且つ画像品質の高
いマイクロ波駆動型無電極光源装置を提供することであ
る。本発明の更に別の目的とするところは、広い区域に
渡って良好な一様性の光出力を供給することの可能なマ
イクロ波駆動型無電極光源装置を提供することである。
Object The present invention has been made in view of the above points, and has as its main object to provide an electrodeless light source device which solves the above-mentioned disadvantages of the prior art and improves it. It is another object of the present invention to provide a microwave-driven electrodeless light source device capable of supplying a stable and high-intensity light output for a long period of time. It is still another object of the present invention to provide a microwave driven electrodeless light source device having high resolution and high image quality. It is still another object of the present invention to provide a microwave driven electrodeless light source device capable of providing a good uniform light output over a wide area.

構 成 本発明の1側面に拠れば、長手軸に沿って延在するマ
イクロ波空洞と、前記空洞内に配設されておりマイクロ
波を吸収して光を射出する手段とを有するマイクロ波駆
動型無電極光源装置が提供される。該マイクロ波空洞
は、固体壁部分とメッシュ壁部分とを有する壁によって
画定されている。該固体壁部分は、好適には、例えば
銅、ステンレススチール、又はアルミニウム等の導電性
物質から構成されており、且つ該メッシュ壁部分は、好
適には、光は透過させるがマイクロ波を反射させる導電
性メッシュスクリーンから構成されている。従って、メ
ッシュ寸法は、使用されるマイクロ波の波長を考慮して
適宜決定されねばならない。好適実施例においては、該
固体壁部分は円筒形状であり、その一端は開放されてお
り且つ他端は閉塞されており、且つ、同様に、該メッシ
ュ壁部分も円筒形状であって、その一端は開放されてお
り且つ他端は閉塞されている。好適には、該固体壁部分
は該メッシュ壁部分にそれらの開放端部を接続させるこ
とによって端部同士を合せて接続され、従って固体及び
メッシュ壁部分は該長手軸に沿って軸方向に整合され
る。この場合、両方の開放端部を直接的に、又は両者間
に付加的な要素を介在させて間接的に接続させることが
可能である。
According to one aspect of the present invention, there is provided a microwave drive comprising: a microwave cavity extending along a longitudinal axis; and a means disposed in the cavity for absorbing microwaves and emitting light. An electrodeless light source device is provided. The microwave cavity is defined by a wall having a solid wall portion and a mesh wall portion. The solid wall portion is preferably composed of a conductive material such as, for example, copper, stainless steel, or aluminum, and the mesh wall portion is preferably transparent to light but reflects microwaves. It consists of a conductive mesh screen. Therefore, the mesh size must be appropriately determined in consideration of the wavelength of the microwave used. In a preferred embodiment, the solid wall portion is cylindrical, one end is open and the other end is closed, and likewise, the mesh wall portion is also cylindrical and has one end. Is open and the other end is closed. Preferably, the solid wall portions are connected end-to-end by connecting their open ends to the mesh wall portions, so that the solid and mesh wall portions are axially aligned along the longitudinal axis Is done. In this case, it is possible to connect the two open ends directly or indirectly via an additional element between them.

好適実施例においては、該固体壁部分に少なくとも1
個の結合スロットが形成されている。最も好適には、該
結合スロットは該固体壁部分の側壁部分に形成する。高
光強度適用においては、2つ以上の結合スロットを設け
ることが可能であり、そうすることにより、マイクロ波
を複数個の結合スロットを介してマイクロ波空洞内へ供
給することが可能である。この場合、複数個の結合スロ
ットの各々は個別的な導波路を介して、典型的にはマグ
ネトロンである個別的なマイクロ波発生源へ動作上結合
されている。従って、この構成の場合、マイクロ波を複
数個のマグネトロンから同一のマイクロ波空洞内へ供給
することが可能である。然し乍ら、この場合に、該結合
スロットが直交関係を維持する様にそれらを配設するこ
とが望ましい。例えば、各々の結合スロットが個別的な
マグネトロンと動作上関連付けられている2つの結合ス
ロットが設けられている場合に、該2つの結合スロット
を該マイクロ波空洞の長手軸に垂直な面内において略直
角に配設させる。更に、該光射出手段は、好適には、球
状ランプを有しており、且つ好適には、該メッシュ壁部
分によって画定される領域内に位置されている。
In a preferred embodiment, the solid wall portion has at least one
Number of coupling slots are formed. Most preferably, the coupling slot is formed in a side wall portion of the solid wall portion. In high light intensity applications, it is possible to provide more than one coupling slot, so that microwaves can be fed into the microwave cavity via a plurality of coupling slots. In this case, each of the plurality of coupling slots is operatively coupled via a separate waveguide to a separate microwave source, typically a magnetron. Therefore, in this configuration, it is possible to supply microwaves from a plurality of magnetrons into the same microwave cavity. However, in this case, it is desirable to arrange them so that the coupling slots maintain an orthogonal relationship. For example, if two coupling slots are provided, each coupling slot being operatively associated with a separate magnetron, the two coupling slots may be substantially aligned in a plane perpendicular to the longitudinal axis of the microwave cavity. Arrange at right angles. Further, the light emitting means preferably comprises a spherical lamp and is preferably located in the area defined by the mesh wall portion.

本発明の別の側面に拠れば、マイクロ波駆動型無電極
光源装置に使用する大略ドーム形状をしたメッシュスク
リーンが提供される。該ドーム形状をしたメッシュスク
リーンは、大略円筒形状の側壁と、光は通過させるがマ
イクロ波は反射させるメッシュ部材から構成されており
且つその周辺部を前記円筒状側壁の一端に固着している
ドーム形状端壁とを有している。好適には、該側壁も少
なくとも部分的に前記メッシュスクリーンから構成され
ており、且つ該ドーム形状端壁を該円筒状側壁の端部へ
固着する為に機械的固着手段を使用する。1実施例にお
いては、該機械的固着手段は、金属締着具又はクランプ
を有している。好適には、該メッシュ部材はタングステ
ンから構成されており、且つ該金属締着具は、アルミニ
ウム又は銅等の金属又は金属の組合せから構成されてい
る。好適実施例においては、該円筒状側壁は、平坦なメ
ッシュ部材を湾曲させ且つ湾曲させることにより当接さ
れた2つの反対側部を、例えば金属締着具又はクランプ
等の機械的固着手段によって固定的にクランプさせるこ
とによって形成される。
In accordance with another aspect of the present invention, there is provided a generally dome shaped mesh screen for use in a microwave driven electrodeless light source device. The dome-shaped mesh screen comprises a substantially cylindrical side wall and a mesh member that allows light to pass therethrough but reflects microwaves, and has a peripheral portion fixed to one end of the cylindrical side wall. And a shaped end wall. Preferably, the side wall is also at least partially composed of the mesh screen and mechanical fastening means is used to secure the dome-shaped end wall to the end of the cylindrical side wall. In one embodiment, the mechanical fastening means comprises a metal fastener or clamp. Preferably, the mesh member is comprised of tungsten, and the metal fastener is comprised of a metal or a combination of metals, such as aluminum or copper. In a preferred embodiment, the cylindrical side wall secures two opposite sides abutted by curving and curving a flat mesh member by mechanical fastening means such as, for example, metal fasteners or clamps. It is formed by clamping in place.

この様なドーム形状メッシュスクリーンは、マイクロ
波空洞の少なくとも一部を画定し、且つそれは、増加し
た一様性を持った光出力を供給することが可能であるの
で、球状又は略球状のランプを該ドーム形状メッシュス
クリーンの内側に位置させる場合に特に効果的である。
更に、円筒状側壁とドーム形状端壁との間に金属締着部
乃至はクランプ等の機械的固着手段を使用しているの
で、本ドーム形状メッシュスクリーンは極めて容易に且
つ低コストで製造することが可能である。このことは、
該メッシュ部材に対してタングステンを使用する場合に
は、タングステンは堅く且つ処理が比較的困難であるか
ら、特に言えることである。更に、側壁は湾曲させ且つ
金属締着具を使用することによって極めて容易に形成す
ることが可能である。この様な金属締着具を具備するメ
ッシュスクリーンは、又、高度の構造的一体性を持った
補強構造を持っているので、効果的である。
Such a dome-shaped mesh screen defines at least a portion of the microwave cavity, and is capable of providing a light output with increased uniformity, thus providing a spherical or approximately spherical lamp. It is particularly effective when it is located inside the dome-shaped mesh screen.
Further, since a mechanical fastening means such as a metal fastening portion or a clamp is used between the cylindrical side wall and the dome-shaped end wall, the dome-shaped mesh screen can be manufactured very easily and at low cost. Is possible. This means
This is especially true when tungsten is used for the mesh member, as tungsten is hard and relatively difficult to process. Moreover, the side walls can be curved and formed very easily by using metal fasteners. Mesh screens with such metal fasteners are also effective because they have a reinforcing structure with a high degree of structural integrity.

本発明の更に別の側面に拠れば、マイクロ波駆動型無
電極光源装置に使用するのに特に好適なランプ冷却シス
テムが提供される。本ランプ冷却装置は、マイクロ波空
洞の内側に位置されており且つマイクロ波を吸収して光
を射出するランプの周囲に配設されている複数個のノズ
ルを有している。好適実施例においては、該複数個のノ
ズルは、その各々が該ランプの外側表面上の異なった点
に指向されたガスの流れを放出する様に配列されてお
り、従って該ランプはその全表面に渡って実質的に一様
に冷却される。1実施例においては、該ランプはその形
状が球状であり、且つ所定の回転軸の周りに回転駆動さ
れる。この場合、該複数個のノズルは、好適には、該回
転軸の周りに配設され、該複数個のノズルの各々が該回
転軸に沿って異なった高さにおいて前記球状ランプに向
かってガスの流れを射出し、その際に該ランプの全表面
をカバーする。
According to yet another aspect of the present invention, there is provided a lamp cooling system particularly suitable for use in a microwave driven electrodeless light source device. The lamp cooling device includes a plurality of nozzles located inside a microwave cavity and disposed around a lamp that absorbs microwaves and emits light. In a preferred embodiment, the plurality of nozzles are arranged such that each emits a stream of gas directed to a different point on the outer surface of the lamp, such that the lamp has its entire surface. For substantially uniform cooling. In one embodiment, the lamp is spherical in shape and is driven to rotate about a predetermined axis of rotation. In this case, the plurality of nozzles are preferably arranged around the axis of rotation, each of the plurality of nozzles being gaseous toward the spherical lamp at a different height along the axis of rotation. To cover the entire surface of the lamp.

該ノズルは、好適には、外部から該マイクロ波空洞内
に延在しており、且つ好適には、実質的にマイクロ波を
吸収することのない物質から構成する。例えば、該ノズ
ルは石英又はセラミックス等から形成することが可能で
ある。好適には、該ノズルの各々にはその基端部に金属
フェルール乃至はフィッティングを具備しており、該フ
ェルールはマイクロ波空洞を画定している壁内に設けら
れている装着用の孔内に嵌合される。この様な構成は、
破損したり又は機能障害を起こしている場合に、ノズル
を容易に交換することを可能とするので、効果的であ
る。
The nozzle preferably extends externally into the microwave cavity and is preferably composed of a material that does not substantially absorb microwaves. For example, the nozzle can be formed from quartz or ceramics. Preferably, each of the nozzles is provided with a metal ferrule or fitting at its proximal end, the ferrule being mounted in a mounting hole provided in a wall defining the microwave cavity. Mated. Such a configuration,
This is advantageous because it allows the nozzle to be easily replaced in case of breakage or malfunction.

本発明の更に別の側面に拠れば、マイクロ波駆動型無
電極光源装置に使用するのに特に好適なランプ回転装置
が提供される。本ランプ回転装置は、マイクロ波を吸収
して光を射出するランプと、前記ランプをマイクロ波空
洞内に保持する保持手段と、前記保持手段を所定の回転
軸の周りに回転自在に支持しており該回転軸に沿って互
いに離隔した2つの支持点で回転自在に支持する支持手
段とを有している。1実施例においては、該保持手段
は、直線的に延在する長尺ステムを有しており、該ステ
ムの長手軸は該ランプがその周りに回転される回転軸を
画定している。該ランプは、該ステムの自由端に固着さ
れている。該支持手段は、好適には、該ステムをその基
端部において2つの点で支持する為に互いに離隔して位
置されている一対の軸受を有している。この様な2点支
持構成においては、ランプがマイクロ波空洞の内側の所
定の位置に維持され、従って光出力を一定に維持するこ
とが可能であるので、極めて効果的である。
In accordance with yet another aspect of the present invention, there is provided a lamp rotation device particularly suitable for use in a microwave driven electrodeless light source device. The lamp rotating device includes a lamp that absorbs microwaves and emits light, holding means for holding the lamp in a microwave cavity, and rotatably supporting the holding means around a predetermined rotation axis. And supporting means rotatably supported at two support points separated from each other along the rotation axis. In one embodiment, the holding means comprises a linearly extending elongate stem, the longitudinal axis of which defines the axis of rotation about which the lamp is rotated. The lamp is secured to the free end of the stem. The support means preferably comprises a pair of bearings spaced apart from each other to support the stem at two points at its proximal end. Such a two-point support arrangement is very effective because the lamp is maintained in a predetermined position inside the microwave cavity, and thus the light output can be kept constant.

1実施例においては、該ランプは球状ランプである。
又、該一対の軸受の間に位置させて該ステムにスプロケ
ットを固着させる。無端状チェーンを、該ステム上に固
着したスプロケットと、モータの駆動シャフト上に固着
した別のスプロケットとの間に延在させる。この様な構
成においては、ランプが揺動することが防止され、且つ
或る適用例において必要とされることのある様にランプ
を比較的高速度で駆動する場合においても、ランプをマ
イクロ波空洞の内側の意図した位置に維持することが可
能となる。
In one embodiment, the lamp is a spherical lamp.
Further, a sprocket is fixed to the stem by being located between the pair of bearings. An endless chain extends between a sprocket secured on the stem and another sprocket secured on the drive shaft of the motor. In such an arrangement, the lamp is prevented from wobbling and, even when driving the lamp at relatively high speeds, as may be required in some applications, the lamp is placed in a microwave cavity. Can be maintained at the intended position inside.

本発明の更に別の側面に拠れば、高分解能無電極光源
装置が提供される。この側面に拠れば、ランプ又は球体
がメッシュスクリーンによって画定されるマイクロ波空
洞の領域内に位置され、従って、光を一層広い方向に照
射させることが可能である。照射された光が画像面へ向
かって前進する様に、該ランプから所定の方向に照射さ
れた光を反射させる為に反射手段が設けられている。従
って、該反射手段は、該画像面に向かって可及的にコリ
メートされた光を得ることを主目的としている。好適実
施例においては光源から直接的に、該画像面上の或る選
択した点へ入射する光束と該反射手段によって反射され
た後に該選択した点へ入射する別の光束との間に定義さ
れる局所的発散角度が可及的に小さく維持される。分解
能の程度を決定するのはこの局所的発散角度であるから
この考えは特に重要であり、且つ局所的発散角度が小さ
ければ小さい程、分解能は一層高くなる。
According to still another aspect of the present invention, there is provided a high-resolution electrodeless light source device. According to this aspect, the lamp or sphere is located in the region of the microwave cavity defined by the mesh screen, so that it is possible to irradiate light in a wider direction. Reflecting means is provided for reflecting the light emitted from the lamp in a predetermined direction so that the emitted light advances toward the image plane. Thus, the reflecting means is primarily intended to obtain as collimated light as possible towards the image plane. In a preferred embodiment, it is defined between a light beam directly incident on a selected point on the image plane from the light source and another light beam incident on the selected point after being reflected by the reflecting means. The local divergence angle is kept as small as possible. This idea is particularly important because it is this local divergence angle that determines the degree of resolution, and the smaller the local divergence angle, the higher the resolution.

1実施例においては、該反射手段は、頂部に孔を具備
する大略傘形状の反射器を有している。好適には、該反
射器は多面構成、即ち複数個のファセットを有する構成
である。換言すると、該傘形状反射器は、好適には、各
々の周面が異なった傾斜角度を持っている複数個の切頭
円錐の周面から構成されている。好適実施例において
は、該傾斜角度が内側面(内側ファセット)から外側面
(外側ファセット)へ段階的に単調的に次第に変化して
いる。この様な面分割構成は、設計及び製造を著しく容
易とするので、特に効果的である。然し乍ら、変形例と
して、該反射器を、所望により、面分割していない連続
的な表面を持った構成とすることも可能である。
In one embodiment, the reflector comprises a generally umbrella shaped reflector with a hole at the top. Preferably, the reflector is of a multi-sided configuration, ie having a plurality of facets. In other words, the umbrella-shaped reflector is preferably composed of a plurality of truncated cones, each of which has a different inclination angle. In a preferred embodiment, the angle of inclination changes stepwise and monotonically from an inner surface (inner facet) to an outer surface (outer facet). Such a face division configuration is particularly effective because it greatly facilitates design and manufacture. However, as a variant, it is also possible, if desired, for the reflector to have a continuous surface that is not plane-divided.

更に、該傘形状型反射器の縁に付加的なスクリーンを
設けることも可能である。この様な付加的なスクリーン
は、何等かの理由により内側のメッシュスクリーンを介
して漏れ出てくるマイクロ波が外部へ漏れ出ることを防
止することに貢献する。この様な付加的なスクリーン
は、例えばアルミニウム等の任意の導電性物質から構成
することが可能であり、且つそれは所定のパターンにエ
ッチングすることにより製造することが可能である。換
言すると、この付加的なスクリーンは光射出機能に参画
するものではないので、任意の物質から形成することが
可能であり、一方、内側メッシュスクリーンは光射出機
能に参画し、従って、好適には、タングステンから構成
する。尚、内側メッシュスクリーンも任意の所望の物質
から構成することも可能である。更に、正面構成体全体
を被覆する為に保護ガラスプレートを設けることが望ま
しい。この様なガラスプレートはパイレックスガラスか
ら形成することが可能であり、ランプが爆発した時に破
片がオペレータに衝突することを防止する。この様なガ
ラスプレートは、好適には、その内側又は両側表面を反
射防止膜でコーティングする。
Furthermore, it is possible to provide an additional screen at the edge of the umbrella shaped reflector. Such additional screens help to prevent microwaves that leak through the inner mesh screen from leaking out for any reason. Such an additional screen can be made of any conductive material, such as aluminum, for example, and it can be manufactured by etching into a predetermined pattern. In other words, since this additional screen does not participate in the light emitting function, it can be formed from any material, while the inner mesh screen participates in the light emitting function, and is therefore preferably , Made of tungsten. It should be noted that the inner mesh screen can also be made of any desired material. Further, it is desirable to provide a protective glass plate to cover the entire front structure. Such a glass plate can be formed from Pyrex glass to prevent debris from hitting the operator when the lamp explodes. Such glass plates are preferably coated on the inside or on both sides with an anti-reflective coating.

実施例 以下、添付の図面を参考に、本発明の具体的実施の態
様を実施例を用いて詳細に説明する。
EXAMPLES Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings using examples.

第1図を参照すると、本発明の1実施例に基づいて構
成したマイクロ波駆動型無電極光源装置1が概略示され
ている。注意すべきことであるが、図示した無電極光源
装置自身が新規な発明を構成すると共に、該図示した装
置内に使用されている種々のパーツ及び部品もその他の
発明を構成している。第1図に示した如く、図示した無
電極光源装置1は、第1図中において垂直に延在して示
してある長尺のマイクロ波室乃至は空洞8を有してい
る。該マイクロ波空洞8は、大略、固体壁部分8a及びメ
ッシュ壁部分8bによって画定されている。図示例におい
ては、該、固体壁部分8aは、円筒側壁10と、該円筒側壁
10の頂端部に封止状に固着した円形状の端部壁11と、円
筒側壁10の底端部に封止状に固着した冷却ガスブロック
12とを有している。該側壁及び短壁10及び11及び冷却ガ
スブロック12の各々は、好適には、導電性物資から形成
されており、且つ、好適には、加工上の容易さからアル
ミニウムを使用する。該円筒状側壁10は長さLと直径D
を持っており、それらは動作上使用するマイクロ波の周
波数に関連して決定される。一般的には、D/Lの比は使
用されるマイクロ波の周波数と関数的な関係を持ってお
り、従って、同一の周波数に対して、円筒状側壁10の長
さLを長くすると、該円筒状側壁10の直径Dは短くする
ことが可能であり、又その逆も真である。注意すべきこ
とであるが、図示例においては、側壁10は円筒状であ
り、従ってその断面形状は円形である。然し乍ら、所望
により、側壁10を、例えば正方形や矩形の任意のその他
の所望の断面形状を持つ様に形成することも可能であ
る。
Referring to FIG. 1, there is schematically shown a microwave-driven electrodeless light source device 1 configured according to an embodiment of the present invention. It should be noted that the illustrated electrodeless light source device itself constitutes a new invention, and various parts and components used in the illustrated device constitute other inventions. As shown in FIG. 1, the illustrated electrodeless light source device 1 has a long microwave chamber or cavity 8 which extends vertically in FIG. The microwave cavity 8 is generally defined by a solid wall portion 8a and a mesh wall portion 8b. In the illustrated example, the solid wall portion 8a includes a cylindrical side wall 10 and the cylindrical side wall.
A circular end wall 11 fixedly attached to the top end of the cylindrical shape 10 and a cooling gas block fixedly sealed to the bottom end of the cylindrical side wall 10.
12 and has. Each of the side and short walls 10 and 11 and the cooling gas block 12 is preferably formed from a conductive material, and preferably uses aluminum for ease of processing. The cylindrical side wall 10 has a length L and a diameter D
Which are determined in relation to the frequency of the microwave used for operation. In general, the D / L ratio has a functional relationship with the frequency of the microwave used, and therefore, for a given frequency, increasing the length L of the cylindrical side wall 10 will increase The diameter D of the cylindrical side wall 10 can be reduced, and vice versa. It should be noted that in the illustrated example, the side wall 10 is cylindrical, and thus has a circular cross-sectional shape. However, if desired, the side walls 10 can be formed to have any other desired cross-sectional shape, for example, square or rectangular.

第1図に示した実施例において、側壁10には一対の結
合スロット10a,10aが形成されており、これらの結合ス
ロットは夫々の導波路14l及び14rと連通されており、そ
れらの導波路はその中の端部に夫々のマグネトロン15l
及び15rを収納している。従って、導波路14l及び14rの
各々においてマグネトロン15l及び15rの各々によってマ
イクロ波が発生され、且つその様にして発生されたマイ
クロ波は夫々の結合スロット10a及び10aを介してマイク
ロ波空洞8内に導入される。図示例においては、2つの
マグネトロン15l及び15rがマイクロ波を同一のマイクロ
波空洞8内へ供給するので、マイクロ並空洞8の内側に
おいて増幅されたマイクロ波を得ることが可能であり、
そのことは高強度光出力を得ることに貢献する。然し乍
ら、注意すべきことであるが、更に高強度の高出力を得
る為に、3個以上のマグネトロンを個別的な導波路及び
結合スロットを介して同一のマイクロ波空洞8へ結合さ
せる設けることも可能である。又は、別法として、十分
に高いエネルギを持ったマイクロ波を発生することの可
能な単一のマグネトロンを使用する場合には、この様な
単一のマグネトロンを使用することで十分な場合もあ
る。然し乍ら、市場において入手可能なマグネトロンの
種類は制限されているので、パワーを増加させる為には
第1図に示した如くマルチマグネトロン構成とすること
が望ましい。
In the embodiment shown in FIG. 1, a pair of coupling slots 10a, 10a are formed in the side wall 10, and these coupling slots are connected to the respective waveguides 14l and 14r, and the waveguides are connected to each other. At the end inside each magnetron 15l
And 15r. Thus, microwaves are generated by each of the magnetrons 15l and 15r in each of the waveguides 14l and 14r, and the microwaves so generated are introduced into the microwave cavity 8 via the respective coupling slots 10a and 10a. be introduced. In the illustrated example, the two magnetrons 15l and 15r supply microwaves into the same microwave cavity 8, so that it is possible to obtain amplified microwaves inside the micro parallel cavity 8,
This contributes to obtaining high intensity light output. It should be noted, however, that more than two magnetrons may be provided to couple to the same microwave cavity 8 via separate waveguides and coupling slots to obtain higher intensity and higher output. It is possible. Or, alternatively, if a single magnetron capable of generating microwaves with sufficiently high energy is used, it may be sufficient to use such a single magnetron. . However, since the types of magnetrons available on the market are limited, it is desirable to use a multi-magnetron configuration as shown in FIG. 1 to increase the power.

第1図に示した特定の構成においては、一対の結合ス
ロット10a及び10aを特定の角度関係で配設してある。即
ち、好適実施例においては、結合スロット10a及び10a
は、円筒状側壁10の長手軸に垂直な面内において互いに
直交する関係で配列されている。このことを、第2図を
も参照して更に詳細に説明する。第2図に示した如く、
円筒状側壁10に形成した一対の結合スロット10a及び10a
は、それらが角度θを画定すべくに配列されており、
且つ、好適実施例においては、この角度θは90゜乃至
はその近辺に設定される。この様な構成においては、一
対の結合スロット10a及び10aを介して同一のマイクロ波
空洞8内へ導入される2つのマイクロ波は互いにデカッ
プル即ち分離されており、従ってそれらは互いに干渉す
ることが防止されている。従って、2つのマグネトロン
15l及び15rを使用することによってマイクロ波空洞8内
に増加したパワーが得られる。第2図に示した構成にお
いては、左側導波路14lは3つの部分、即ち水平導波路
部分14l−1と、中間導波路部分14l−2と、傾斜導波路
部分14l−3とを有している。同様に、右側導波路14rも
3つの部分、即ち水平導波路部分14r−1と、中間導波
路部分14r−2と、傾斜導波路部分14r−3とを有してい
る。又、導波路の実効長さを変更させる為の同調スタブ
16l又は16rが中間部分14l−2又は14r−2内に設けられ
ている。水平及び傾斜部分14l−1と14l−3との間に角
度θが画定されており、且つ水平及び傾斜部分14r−
1と14r−3との間に角度θが画定されている。好適
には、左側及び右側の導波路14l及び14rは構成が対称的
であり、従ってその場合には角度θと角度θとは等
しく設定される。第2図の実施例においては、角度θ
は90゜に設定されるので、これらの角度θ及びθ
は、夫々45゜となる。
In the particular configuration shown in FIG. 1, a pair of coupling slots 10a and 10a are arranged in a particular angular relationship. That is, in the preferred embodiment, the coupling slots 10a and 10a
Are arranged perpendicular to each other in a plane perpendicular to the longitudinal axis of the cylindrical side wall 10. This will be described in more detail with reference to FIG. As shown in FIG.
A pair of coupling slots 10a and 10a formed in the cylindrical side wall 10.
Are arranged so that they define an angle θ 0 ,
And in the preferred embodiment, this angle θ 0 is set at or near 90 °. In such an arrangement, the two microwaves introduced into the same microwave cavity 8 via a pair of coupling slots 10a and 10a are decoupled from each other, thus preventing them from interfering with each other. Have been. Therefore, two magnetrons
By using 15l and 15r, increased power is obtained in the microwave cavity 8. In the configuration shown in FIG. 2, the left waveguide 141 has three portions, namely a horizontal waveguide portion 141-1, an intermediate waveguide portion 141-2, and an inclined waveguide portion 141-3. I have. Similarly, the right waveguide 14r also has three portions, a horizontal waveguide portion 14r-1, an intermediate waveguide portion 14r-2, and an inclined waveguide portion 14r-3. Also, a tuning stub to change the effective length of the waveguide
16l or 16r is provided in the intermediate portion 141-2 or 14r-2. Angle theta 1 are defined between the horizontal and inclined portions 14l-1 and 14l-3, and the horizontal and inclined portions 14r-
Angle theta 2 is defined between 1 and 14r-3. Preferably, the arrangement left and right waveguides 14l and 14r are symmetrical, therefore in that case is set equal to the angle theta 1 and the angle theta 2. In the embodiment of FIG. 2, the angle θ 0
Is set to 90 °, these angles θ 1 and θ
2 is 45 ゜ each.

第1図に戻って説明すると、一対の結合スロット10a
及び10aは、マイクロ波空洞8の頂部に比較的近接して
位置されている。この配置は、マイクロ空洞8内におい
て一層一様なマイクロ波を得ることを可能とするので、
好適である。このことは、長尺のマイクロ波空洞8の一
端においてその長手軸に対して直角な方向にマイクロ波
をマイクロ波空洞8内に導入するという事実から得られ
るとも考えられる。然し乍ら、所望により、変形例とし
て、1つ以上の結合スロットを端壁11内に形成すること
も可能であり、その場合には、マイクロ波は長尺のマイ
クロ波空洞8の長手軸と平行にマイクロ波空洞8内に導
入される。
Returning to FIG. 1, a pair of coupling slots 10a
And 10a are located relatively close to the top of the microwave cavity 8. This arrangement makes it possible to obtain a more uniform microwave in the microcavity 8, so that
It is suitable. This may be derived from the fact that microwaves are introduced into the microwave cavity 8 at one end of the elongated microwave cavity 8 in a direction perpendicular to its longitudinal axis. However, if desired, it is also possible, as a variant, to form one or more coupling slots in the end wall 11, in which case the microwaves are parallel to the longitudinal axis of the elongated microwave cavity 8. It is introduced into the microwave cavity 8.

第1図に示した如く、メッシュスクリーン部分8bはド
ーム形状型メッシュスクリーン13を有している。後に明
らかになる如く、第1図に示した無電極光源装置は、実
際には、二重メッシュスクリーン系を構成しており、且
つ該ドーム形状メッシュスクリーン13は該二重メッシュ
スクリーン系の内側メッシュスクリーンを構成してい
る。図示した実施例においては、該ドーム形状メッシュ
スクリーン13は、長尺マイクロ波空洞8の底部部分を画
定乃至は構成している。図示したドーム形状メッシュス
クリーン13は、光を通過させるがマイクロ波を反射する
メッシュ部材によって形成されている。従って、後に更
に後述する如く、一対の結合スロット10a及び10aを介し
てマイクロ波空洞8内に導入したマイクロ波はメッシュ
スクリーン13を介して通過することが防止される。然し
乍ら、ランプ乃至は球体18bによって射出される光はメ
ッシュスクリーン13を介してその外部へ通過することが
許容される。重要なことであるが、メッシュスクリーン
13は、概略、円筒形状であり、その一端が開放しており
且つ他端はドーム形状をしている。従って、該メッシュ
スクリーン13は、円筒状の側壁13aと、該円筒状の側壁1
3aの一端に設けられているドーム形状をした端壁13bと
を有している。この様な構成は、一様な光出力を発生さ
せる為の安定な動作を得るために効果的であることが判
明した。
As shown in FIG. 1, the mesh screen portion 8b has a dome-shaped mesh screen 13. As will become clear later, the electrodeless light source device shown in FIG. 1 actually constitutes a double mesh screen system, and the dome-shaped mesh screen 13 is an inner mesh of the double mesh screen system. Make up the screen. In the embodiment shown, the dome-shaped mesh screen 13 defines or constitutes the bottom portion of the elongated microwave cavity 8. The illustrated dome-shaped mesh screen 13 is formed of a mesh member that transmits light but reflects microwaves. Therefore, the microwave introduced into the microwave cavity 8 through the pair of coupling slots 10a and 10a is prevented from passing through the mesh screen 13, as will be described later. However, light emitted by the lamp or sphere 18b is allowed to pass through the mesh screen 13 to the outside. Importantly, the mesh screen
Reference numeral 13 denotes a roughly cylindrical shape, one end of which is open and the other end of which has a dome shape. Therefore, the mesh screen 13 has a cylindrical side wall 13a and the cylindrical side wall 1a.
And a dome-shaped end wall 13b provided at one end of 3a. It has been found that such a configuration is effective for obtaining a stable operation for generating a uniform light output.

次に、第3a図乃至第3e図を参照して、ドーム形状をし
たメッシュスクリーン13の構成を詳細に説明する。メッ
シュスクリーン13は、円筒状の側壁13aと、ドーム形状
をした端壁13bとを有しており、その各々は光を通過さ
せるがマイクロ波を反射するメッシュ部材から構成され
ている。好適には、該メッシュ部材は織ったタングステ
ンワイヤから形成されている。図示した実施例において
は、該ドーム形状をした端壁13bは、例えば好適にはア
ルミニウム、銅等の延性金属から構成される金属締着具
又はクランプ13eによって円筒状側壁13aの低端部に固着
されている。第3c図に示した如く、該ドーム形状の端壁
13bの周辺部13b′は屈曲されており、この屈曲周辺部13
b′は円筒状側壁13aの低端部部分と面接触させることが
可能であり、且つ金属円形締着具乃至はクランプ13eが
面接触された側壁及び端壁13a及び13bのこれらの部分を
締着乃至はクランプする。この様な円形状の金属締着具
13eを設けることは、それにより、ドーム形状メッシュ
スクリーン13に増加した剛性及び強度を与えるので、特
に好適であり、従って、メッシュスクリーン13に対して
何等かの不所望の外力が付与されても、メッシュスクリ
ーン13は変形することが防止され且つその原形を維持す
ることが可能である。この様な形状維持能力は、マイク
ロ波駆動型無電極光源装置に使用するメッシュスクリー
ンに対しては特に重要である。何故ならば、それは安定
した動作を確保することを可能とするからである。そう
でないと、光出力は不所望に変動する場合がある。第3f
図は第3c図に示した構成の変形例を示している。この変
形例においては、ドームリング13b″が別個に形成され
且つドーム13bの周辺部に固着されて一体化されてい
る。この構成はドーム13bにその所望の形状を与え且つ
向上した構造的一体性を与える上で効果的である。
Next, the configuration of the dome-shaped mesh screen 13 will be described in detail with reference to FIGS. 3a to 3e. The mesh screen 13 has a cylindrical side wall 13a and a dome-shaped end wall 13b, each of which is formed of a mesh member that transmits light but reflects microwaves. Preferably, the mesh member is formed from woven tungsten wire. In the embodiment shown, the dome-shaped end wall 13b is secured to the lower end of the cylindrical side wall 13a by a metal fastener or clamp 13e, preferably made of a ductile metal such as aluminum, copper, or the like. Have been. As shown in FIG. 3c, the dome-shaped end wall
The peripheral portion 13b ′ of 13b is bent, and this bent peripheral portion 13b ′ is bent.
b 'can be brought into surface contact with the lower end portion of the cylindrical side wall 13a, and a metal circular fastener or clamp 13e clamps these portions of the side contacted side walls and end walls 13a and 13b. Wear or clamp. Such a circular metal fastener
Providing 13e is particularly preferred because it provides the dome-shaped mesh screen 13 with increased rigidity and strength, and therefore, even if any undesired external force is applied to the mesh screen 13. The mesh screen 13 is prevented from being deformed and can maintain its original shape. Such a shape maintaining capability is particularly important for a mesh screen used in a microwave driven electrodeless light source device. This is because it makes it possible to ensure stable operation. Otherwise, the light output may fluctuate undesirably. 3f
The figure shows a modification of the configuration shown in FIG. 3c. In this variation, the dome ring 13b "is separately formed and fixedly integrated with the periphery of the dome 13b. This configuration provides the dome 13b with its desired shape and improved structural integrity. It is effective in giving.

側壁13aは、メッシュ部材の平坦片を湾曲させ且つ反
対側の側部を側部金属締着具乃至はクランプ13dによっ
てクランプすることによって円筒状の構成に形成され
る。即ち、第3d図に示した如く、反対側の側部は屈曲部
13a′及び13a′を画定するべく屈曲されており、これら
の屈曲部は面接触すべく当接され、且つ該側部金属締着
具乃至はクランプ13dを付与してこれらの屈曲部13a′及
び13a′を一体的に機械的に保持する。この側部金属締
着具13dは、又、組み立てたメッシュスクリーン13に構
造的な剛性及び一体性を与えることに貢献する。図示し
た実施例においては、1つの側部金属締着具13dのみ設
けられているが、所望により、2個以上のこの様な側部
金属締着具13dを設けることも可能である。2個以上の
側部金属締着具13dを設ける場合には、この様な複数個
の側部金属締着具13dを円筒状側壁13aを長手軸の周りに
対称的に配設することが望ましい。更に注意すべきこと
であるが、この様な側部金属締着具13dを、不所望な程
度に光の通過を遮断しない程度に、所望の数設けること
が可能である。
The side wall 13a is formed into a cylindrical configuration by bending a flat piece of mesh member and clamping the opposite side by a side metal fastener or clamp 13d. That is, as shown in FIG. 3d, the opposite side is a bent portion.
13a 'and 13a' are bent to define the surfaces 13a 'and 13a', which bends are brought into surface contact, and the side metal fasteners or clamps 13d are applied to these bent portions 13a 'and 13a'. 13a 'is mechanically held integrally. This side metal fastener 13d also contributes to providing structural rigidity and integrity to the assembled mesh screen 13. In the embodiment shown, only one side metal fastener 13d is provided, but more than one such side metal fastener 13d may be provided if desired. When two or more side metal fasteners 13d are provided, it is desirable to arrange such a plurality of side metal fasteners 13d symmetrically with the cylindrical side wall 13a around the longitudinal axis. . It should be further noted that a desired number of such side metal fasteners 13d can be provided so as not to undesirably block the passage of light.

更に、接続金属締着具乃至はクランプ13cが設けられ
ており、第3e図に示した如く、この接続金属締着具13c
も円形状乃至はリング形状をしており、円筒状側壁13a
の頂端部部分にクランプされている。注意すべきことで
あるが、該接続金属締着具13cは、半径方向外側に延在
するフランジを持っており、且つ該フランジには複数個
の装着孔13fが形成されている。従って、この接続金属
締着具13cは、メッシュスクリーン13に対して増加した
構造的一体性を与えるのみならず、関連する部品へ接続
させる為の手段を与えている。第1図に示した如く、該
接続金属締着具13cは、メッシュスクリーン13の頂端部
部分に固着されており且つ円形形状をしており、リング
形状をした冷却ガスブロック12内にきっちりと嵌合され
ている。該ブロック12は、実効的に、長手軸方向におけ
る円筒状側壁10の延長部を画定している。接続金属締着
具13cに形成されている装着孔13fと対応した位置に複数
個の装着孔が設けられてるリング形状をしたスクリーン
ブラケット34が接続金属締着具13cのフランジ上に位置
されており、且つ、次いで、メッシュスクリーン13がブ
ラケット34及び螺子によって冷却ガスブロック12に固着
されている。注意すべきことであるが、上述した機械的
固着手段に加えて又はその代替として、溶接、半田付
け、焼結等のその他の固着手段を使用することも可能で
ある。締着具がステンレススチールからできている場合
には、スポット溶接を行なって強度を上げることが可能
である。
Further, a connection metal fastener 13c is provided, as shown in FIG. 3e.
Also has a circular or ring shape, and has a cylindrical side wall 13a.
Is clamped to the top end portion of It should be noted that the connection metal fastener 13c has a flange extending radially outward, and a plurality of mounting holes 13f are formed in the flange. Thus, this connecting metal fastener 13c not only provides the mesh screen 13 with increased structural integrity, but also provides a means for connecting to related components. As shown in FIG. 1, the connecting metal fastener 13c is fixed to the top end portion of the mesh screen 13 and has a circular shape, and fits tightly into the ring-shaped cooling gas block 12. Have been combined. The block 12 effectively defines an extension of the cylindrical side wall 10 in the longitudinal direction. A ring-shaped screen bracket 34 in which a plurality of mounting holes are provided at positions corresponding to the mounting holes 13f formed in the connection metal fastener 13c is located on the flange of the connection metal fastener 13c. Then, the mesh screen 13 is fixed to the cooling gas block 12 by the bracket 34 and the screw. It should be noted that other fastening means, such as welding, soldering, sintering, etc., can be used in addition to or in place of the mechanical fastening means described above. If the fastener is made of stainless steel, it is possible to increase the strength by spot welding.

第1図に示した実施例においては、マイクロ波空洞8
内の内側に配設してランプ組立体18が設けられている。
該ランプ組立体18は、マイクロ波空洞8の長手軸に大略
沿って延在する細長ステム18aと、該ステム18aの自由端
に固着されている発光球乃至はランプ18bとを有してい
る。該ランプ18bは、当業者等に公知の如く、ガス及び
固体及び/又は液体状の添加元素を収容しており、それ
は該マイクロ波空洞8内に導入されたマイクロ波を吸収
して光を射出する。図示した実施例においては、ランプ
18bは球状ランプである。然し乍ら、所望により、変形
球状ランプや円形ランプ等の非球状ランプを使用するこ
とも可能である。注意すべきことであるが、図示した構
成においては、ランプ18bはメッシュスクリーン13によ
って画定される領域の内側に位置されている。ランプ18
bから射出される光を可及的に多く集光し、且つ増加し
た光出力を得る為に、ランプ18bをメッシュスクリーン1
3の端壁13bに可及的に近接させて位置させることが望ま
しい。この点に関連して、ドーム形状の端壁13bを使用
することが望ましい。何故ならば、それにより、ランプ
18bをマイクロ波空洞8の閉塞端から一層離れた位置に
位置させることを可能とするのみならず、ランプ18bに
対してマイクロ波を一様に付与することを可能とする。
ドーム形状の端壁13bは、形状が球状であるか又は実質
的に球状であるランプ18bと結合して使用する場合に特
に効果的である。何故ならば、この様な結合は、一様な
光出力を得ることに貢献するからである。
In the embodiment shown in FIG.
The lamp assembly 18 is provided inside the inside.
The lamp assembly 18 has an elongated stem 18a extending generally along the longitudinal axis of the microwave cavity 8, and a luminous bulb or lamp 18b secured to the free end of the stem 18a. The lamp 18b contains gas and solid and / or liquid additive elements, as is known to those skilled in the art, which absorbs microwaves introduced into the microwave cavity 8 and emits light. I do. In the illustrated embodiment, the lamp
18b is a spherical lamp. However, if desired, non-spherical lamps such as modified spherical lamps and circular lamps can be used. It should be noted that in the configuration shown, the lamp 18b is located inside the area defined by the mesh screen 13. Lamp 18
In order to collect as much light emitted from b as possible and obtain an increased light output, the lamp 18b is connected to a mesh screen 1
It is desirable to be located as close as possible to the third end wall 13b. In this regard, it is desirable to use a dome shaped end wall 13b. Because the lamp
Not only does it allow the 18b to be located further away from the closed end of the microwave cavity 8, but also allows the microwave to be applied uniformly to the lamp 18b.
The dome-shaped end wall 13b is particularly effective when used in combination with a lamp 18b that is spherical or substantially spherical in shape. This is because such coupling contributes to obtaining a uniform light output.

ランプ18bを所定の位置に保持する為のステム18は所
望の物質から構成することが可能であるが、それは好適
にはマイクロ波を吸収することのない物質から構成す
る。例えば、ステム18aは合成樹脂又はガラスから構成
することが可能である。ステム18aは、ランプ18bを意図
した位置に保持することを可能とする為に十分な剛性を
持つものとすべきである。1例においては、ステム18a
は中空の構成を持つことが可能である。
The stem 18 for holding the lamp 18b in place can be made of any desired material, but is preferably made of a material that does not absorb microwaves. For example, the stem 18a can be made of synthetic resin or glass. The stem 18a should be sufficiently rigid to allow the lamp 18b to be held in the intended position. In one example, the stem 18a
Can have a hollow configuration.

第1図に示した実施例においては、ランプ組立体18
は、回転自在に支持されており且つ操作中駆動回転され
る。本発明のこの側面に付いて以下詳細に説明する。第
1図に示した如く、貫通孔11aが端壁11の中心に形成さ
れており、且つ底部軸受20が該端壁11内に設けられてい
る。複数個の支柱21(第1図中には21aと21bのみが示さ
れている)が上方向に延在して端壁11に植設されてお
り、上部プレート22が支柱21の頂部に固着されている。
上部軸受23が上部プレート22の中心に且つ底部軸受20と
更にマイクロ波空洞8の長手軸と軸方向に整合されて設
けられている。一方、金属フェルール18cがステム18aの
基端部上に嵌着されており、且つ金属フェルール18c
は、ステム18aの長手軸に沿って互いに離隔して位置さ
れている一対の軸受20及び23を介して延在しており且つ
これらによって支持されている。その結果、ランプ組立
体18は2つの点、即ち軸受20及び23において、ステム18
aの長手軸の周りに回転自在に支持されている。この様
な2点支持構成は、ランプ組立体18を回転自在に支持す
る上で極めて有益である。何故ならば、それは、ランプ
組立体18がマイクロ波空洞8内において駆動回転された
場合においても、ランプ18bを所定の位置に維持するこ
とに貢献するからである。このことは極めて重要であ
る。何故ならば、ランプ18bが駆動回転された時に位置
が変動すると、光出力の強度が変動する。
In the embodiment shown in FIG.
Are rotatably supported and are driven and rotated during operation. This aspect of the invention is described in more detail below. As shown in FIG. 1, a through hole 11a is formed in the center of the end wall 11, and a bottom bearing 20 is provided in the end wall 11. A plurality of struts 21 (only 21a and 21b are shown in FIG. 1) extend upward and are implanted in the end wall 11, and an upper plate 22 is fixed to the top of the struts 21. Have been.
An upper bearing 23 is provided at the center of the upper plate 22 and in axial alignment with the bottom bearing 20 and further with the longitudinal axis of the microwave cavity 8. On the other hand, the metal ferrule 18c is fitted on the base end of the stem 18a, and the metal ferrule 18c
Extends through and is supported by a pair of bearings 20 and 23 spaced apart from one another along the longitudinal axis of the stem 18a. As a result, the lamp assembly 18 is moved at two points, namely at the bearings 20 and 23, by the stem 18
It is rotatably supported around the longitudinal axis of a. Such a two-point support configuration is extremely useful for rotatably supporting the lamp assembly 18. This is because it contributes to keeping the lamp 18b in place even when the lamp assembly 18 is driven and rotated in the microwave cavity 8. This is very important. If the position changes when the lamp 18b is driven and rotated, the intensity of the light output changes.

第1図に示した如く、ランプ組立体18の金属フェルー
ル18c上にスプロケット24が固着されている。又、端壁1
1はその延長部として支持プレート11bを持っており、且
つモータ25が該支持プレート11bに固着されている。ス
プロケット26が該モータ25の駆動シャフト上に固着され
ており、且つ無端状チェーン27が駆動スプロケット26と
被駆動スプロケット24との間に延在されている。従っ
て、該モータ25を駆動回転させることによって、該ラン
プ組立体18をマイクロ波空洞8内において駆動回転させ
ることが可能である。この場合に、回転力は一対の離隔
した軸受20及び23の間に位置されているステム18a即ち
金属フェルール18cの部分に付与されるので、ランプ18b
はそれが駆動回転される場合に揺動することが防止され
ている。
As shown in FIG. 1, a sprocket 24 is fixed on a metal ferrule 18c of the lamp assembly 18. End wall 1
1 has a support plate 11b as an extension thereof, and a motor 25 is fixed to the support plate 11b. A sprocket 26 is secured on the drive shaft of the motor 25, and an endless chain 27 extends between the drive sprocket 26 and the driven sprocket 24. Therefore, the lamp assembly 18 can be driven and rotated in the microwave cavity 8 by driving and rotating the motor 25. In this case, since the rotational force is applied to the stem 18a located between the pair of spaced bearings 20 and 23, that is, the portion of the metal ferrule 18c, the lamp 18b
Is prevented from swinging when it is driven and rotated.

次に、第1図に示した装置に組み込まれているランプ
18bに冷却ガスの流れを付与する冷却システムに付いて
説明する。第1図に示した無電極光源装置1において
は、ランプ18bを冷却する冷却システムが設けられてお
り、それは、ランプ18bの周り、即ちランプ組立体18の
長手軸の周りに配設した複数個(図示した実施例におい
ては4個)のノズル組立体30を有している。第1図にお
いては、互いに対抗して配設されている2個のノズル組
立体30,30のみが示されている。図示した実施例におい
て、ランプ組立体18の長手軸の周りに等角度間隔で4個
のノズル組立体30が配設されていることに注意すべきで
ある。尚、本発明はこの様な特定の配置にのみ制限され
るべきものではない。各ノズル組立体30は、第4図に示
した構成を持っており、且つそれは大略S字形状をした
ノズル31と、該ノズル31の基端部に固着された金属フェ
ルール32とを有している。該ノズル31は、好適には、透
明、即ちそれを介して光を透過させることを許容し且つ
マイクロ波を吸収することのない物質、例えば石英から
構成されている。ノズル31は、所望により、例えばセラ
ミックの如き不透明物質から構成することも可能であ
る。該金属フェルール32には、プラグ部分32aと、螺設
部分32bとが設けられている。後に明らかにされる如
く、注意すべきことであるが、ノズル31の長さのみが異
なる4つの異なった種類のノズル組立体30が設けられて
いる。即ち、ノズル31の長さのみが異なる4つの異なっ
た種類のノズル組立体30が用意されている。
Next, the lamp incorporated in the apparatus shown in FIG.
A cooling system for providing a cooling gas flow to 18b will be described. In the electrodeless light source device 1 shown in FIG. 1, a cooling system for cooling the lamp 18b is provided, and a plurality of cooling systems are provided around the lamp 18b, that is, around the longitudinal axis of the lamp assembly 18. (Four in the illustrated embodiment). In FIG. 1, only two nozzle assemblies 30, 30, which are arranged opposite each other, are shown. It should be noted that in the illustrated embodiment, four nozzle assemblies 30 are disposed at equal angular intervals around the longitudinal axis of the lamp assembly 18. It should be noted that the present invention is not limited only to such a specific arrangement. Each nozzle assembly 30 has the configuration shown in FIG. 4, and has a substantially S-shaped nozzle 31 and a metal ferrule 32 fixed to the base end of the nozzle 31. I have. The nozzle 31 is preferably made of a material that is transparent, ie allows light to pass through it, and does not absorb microwaves, for example quartz. The nozzle 31 can be made of an opaque material such as a ceramic, if desired. The metal ferrule 32 is provided with a plug portion 32a and a threaded portion 32b. As will become apparent, four different types of nozzle assemblies 30 are provided, differing only in the length of the nozzles 31. That is, four different types of nozzle assemblies 30 differing only in the length of the nozzle 31 are provided.

第1図に示した如く、リング形状をした冷却ガスブロ
ック12が、円筒状側壁11の下端に固着されており、その
際に円筒状側壁11の下部延長部を画定している。ブロッ
ク12には、図示した実施例においては、90゜の角度間隔
で配設された4つの装着孔が具備されている。又、ノズ
ル組立体30は、該ブロック12の対応する装着孔内に、そ
の金属フェルール乃至はフィッティング32を嵌入させて
所望位置に装着させることが可能である。金属フェルー
ル32上にスペーサ38を嵌合させ、次いでロックナット39
を金属フェルール32の螺設部分32b上に螺着させ、従っ
てノズル組立体30は所定の位置に固着されることとな
る。次いで、冷却ガスホース35のコネクタ35aを金属フ
ェルール32の螺設部分32bに螺着させる。従って、例え
ば空気の如き冷却気体を、ホース35を介して冷却ガス源
(不図示)からノズル組立体30へ供給することが可能で
ある。ノズル組立体30をその様に所定の位置に装着した
状態で、冷却ガスが排出されるノズル31の先端はランプ
18bの選択した輝度位置に対抗して位置される。又、長
さの異なるノズル31を持った4個のノズル組立体30をラ
ンプ18bの周りの所定の位置に装着したので、これらの
4個の異なったノズル組立体30のノズル31の先端はラン
プ18bの夫々の選択した緯度位置に指向されている。こ
の構成においては、これらの4個のノズル組立体30から
放出されるガスの流れはランプ18bの異なった部分に指
向され、従ってランプ18bの全表面を一様に冷却させる
ことが可能である。注意すべきことであるが、ランプ18
bの冷却における一様性を増加させる為に、4個を越え
た又はそれより数のノズル組立体30を設けることも可能
である。この様なランプ18bの一様な冷却は、不均一な
熱分布に起因して発生しランプ18bを破壊することもあ
る局所的な高い応力が発生することを防止するので、有
益である。
As shown in FIG. 1, a ring-shaped cooling gas block 12 is fixed to the lower end of the cylindrical side wall 11, thereby defining a lower extension of the cylindrical side wall 11. The block 12 is provided with four mounting holes arranged at 90 ° angular intervals in the embodiment shown. The nozzle assembly 30 can be mounted at a desired position by fitting a metal ferrule or fitting 32 into a corresponding mounting hole of the block 12. The spacer 38 is fitted on the metal ferrule 32, and then the lock nut 39
Is screwed onto the threaded portion 32b of the metal ferrule 32, so that the nozzle assembly 30 is fixed in place. Next, the connector 35a of the cooling gas hose 35 is screwed to the threaded portion 32b of the metal ferrule 32. Thus, a cooling gas, such as, for example, air, can be supplied to the nozzle assembly 30 from a cooling gas source (not shown) via the hose 35. With the nozzle assembly 30 mounted in such a predetermined position, the tip of the nozzle 31 from which the cooling gas is discharged is a lamp.
18b is located against the selected luminance position. Also, since four nozzle assemblies 30 having nozzles 31 of different lengths are mounted at predetermined positions around the lamp 18b, the tips of the nozzles 31 of these four different nozzle assemblies 30 are not 18b is oriented to each selected latitude position. In this configuration, the flow of gas emitted from these four nozzle assemblies 30 is directed to different portions of the lamp 18b, so that the entire surface of the lamp 18b can be uniformly cooled. Note that lamp 18
It is also possible to provide more than four or more nozzle assemblies 30 to increase the uniformity in cooling b. Such uniform cooling of the lamp 18b is beneficial because it prevents local high stresses that may occur due to non-uniform heat distribution and may destroy the lamp 18b.

図示した実施例においては、ランプ18bは動作中に回
転状態とされるので、ランプ18bの各部分は一様に冷却
されることが可能である。このことは、第5a図乃至第5c
図を参照すると一層良く理解することが可能である。即
ち、第5a図に示した如く、4個のノズル組立体30a乃至3
0dがランプ18bの回転軸の周囲に配設されている。該4
個のノズル組立体の先端は、ランプ18bの回転軸に沿っ
た異なった高さに位置されている。例えば、第5b図に示
した如く、該回転軸の反対側に配設されている2つのノ
ズル組立体30a及び30bは、ノズル組立体30aから排出さ
れる冷却用ガスの流れがランプ18bの頂部Aに指向され
ており、且つ他方のノズル組立体30bから排出される冷
却用ガスの流れがランプ18bの底部Bに指向される様
に、それらの先端を位置させている。更に、第5c図に示
される如く、該回転軸の反対側に配設されている他の2
つのノズル組立体30c及び30dは、ノズル組立体30cから
排出される冷却用のガスの流れがランプ18bの下側中間
部Cに指向されており、且つノズル組立体30dから排出
される冷却用ガスの流れがランプ18bの上側中間部Dに
指向される様に、それらの先端を位置させている。その
結果、ランプ18bは動作中は回転状態に維持されるの
で、冷却用ガスの流れはランプ18bの全表面に満遍無く
付与され、従ってランプ18bは冷却され且つその全表面
に渡って一定の温度に維持される。注意すべきことであ
るが、ランプ18bの異なった緯度部分に複数個の冷却用
ガスの流れが付与されるので、夫々の緯度部分へ付与さ
れるべき冷却用ガスの量を1つづつ変えて、ランプ18b
の全表面が一定の温度に維持される様にさせることが可
能である。この様な複数個の冷却用ジェットに対しての
可変流量は、ランプ18bが特定の適用において局所的に
加熱される傾向がある場合に有用である。
In the embodiment shown, the lamp 18b is rotated during operation, so that each part of the lamp 18b can be cooled uniformly. This is illustrated in FIGS. 5a to 5c.
A better understanding can be obtained with reference to the figures. That is, as shown in FIG. 5a, four nozzle assemblies 30a to 30a
0d is arranged around the rotation axis of the lamp 18b. 4
The tips of the nozzle assemblies are located at different heights along the rotation axis of the lamp 18b. For example, as shown in FIG. 5b, two nozzle assemblies 30a and 30b disposed on the opposite side of the rotation axis are configured such that the flow of the cooling gas discharged from the nozzle assembly 30a is at the top of the lamp 18b. A, and their tips are positioned such that the flow of cooling gas discharged from the other nozzle assembly 30b is directed to the bottom B of the lamp 18b. In addition, as shown in FIG. 5c, another two
The two nozzle assemblies 30c and 30d are arranged such that the flow of the cooling gas discharged from the nozzle assembly 30c is directed to the lower intermediate portion C of the lamp 18b, and the cooling gas discharged from the nozzle assembly 30d. Of the lamp 18b are directed to the upper intermediate portion D of the lamp 18b. As a result, the flow of cooling gas is evenly applied to the entire surface of the lamp 18b, since the lamp 18b is maintained in a rotating state during operation, so that the lamp 18b is cooled and is constant over its entire surface. Maintained at temperature. It should be noted that since a plurality of cooling gas flows are provided at different latitude portions of the lamp 18b, the amount of cooling gas to be provided to each latitude portion is changed one by one. , Lamp 18b
Can be maintained at a constant temperature. Such variable flow rates for the plurality of cooling jets is useful when the lamp 18b tends to be locally heated in certain applications.

次に、第1図に示した実施例中に組み込んだより広い
区域において一様な照明を得る場合の本発明の更に別の
側面に付いて説明する。第1図の実施例に示した如く、
マイクロ波駆動型無電極光源装置1は、傘形状をした反
射器40を有している。装置1のフレーム乃至はハウジン
グの一部を構成するベースプレート37に中央孔が形成さ
れており、それを介してマイクロ波空洞8のメッシュ部
分8bが下方向に延在している。反射器40は、ベースプレ
ート37に固着されており、且つその頂部には孔が形成さ
れている。従って、マイクロ波空洞8のメッシュ部分8b
は更に反射器40のこの孔を介しても延在している。冷却
用ガスブロック12とベースプレート37との間に閉塞部材
33が設けられており、ブロック12とベースプレート37と
の間のギャップを封止している。更に、閉塞部材33とベ
ースプレート37との間及びベースプレート37と反射器40
の後部表面との間に延在してRFガスケット36が設けられ
ている。RFガスケット36を設けることによって、マイク
ロ波が外部へ漏れることを効果的に防止している。
Next, still another aspect of the present invention for obtaining uniform illumination in a wider area incorporated in the embodiment shown in FIG. 1 will be described. As shown in the embodiment of FIG.
The microwave-driven electrodeless light source device 1 has an umbrella-shaped reflector 40. A central hole is formed in a base plate 37 forming a part of the frame or the housing of the device 1, through which the mesh portion 8 b of the microwave cavity 8 extends downward. The reflector 40 is fixed to the base plate 37, and has a hole formed at the top. Therefore, the mesh portion 8b of the microwave cavity 8
Also extends through this hole in the reflector 40. A blocking member between the cooling gas block 12 and the base plate 37
33 is provided to seal the gap between the block 12 and the base plate 37. Further, between the closing member 33 and the base plate 37, and between the base plate 37 and the reflector 40.
An RF gasket 36 is provided extending to the rear surface. The provision of the RF gasket 36 effectively prevents the microwave from leaking to the outside.

第1図に示した如く、傘形状をした反射器40はマルチ
ファセット、即ち分割面構成を有している。即ち、反射
器40は、各々が切頭円錐の周面によって画定される複数
個(図示した実施例においては6個)の反射器40a乃至4
0fを有している。従って、図示した実施例においては、
反射器セグメント40a乃至40fの各々の反射表面はその断
面が平坦な表面である。更に、反射器セグメント40a乃
至40fの各々の傾斜角度は、内側セグメント40aから外側
セグメント40fへかけて単調的に次第に増加している。
重要なことであるが、このマルチファセット型の反射器
40は、画像面上の広い区域に渡って高分解能の光照射を
与えるべく構成されている。本発明のこの側面に関し
て、第7図を参照して以下に詳細に説明する。
As shown in FIG. 1, the reflector 40 having an umbrella shape has a multi-facet, that is, a divided surface configuration. That is, the reflectors 40 include a plurality (six in the illustrated embodiment) of reflectors 40a through 4 each defined by the peripheral surface of a truncated cone.
It has 0f. Thus, in the illustrated embodiment,
The reflective surface of each of the reflector segments 40a-40f is a flat surface in cross section. Further, the angle of inclination of each of the reflector segments 40a-40f monotonically increases from the inner segment 40a to the outer segment 40f.
Importantly, this multi-faceted reflector
40 is configured to provide high-resolution light illumination over a large area on the image plane. This aspect of the invention is described in more detail below with reference to FIG.

第7図に示した構成においては、簡単化の為に3個の
反射器セグメント40a乃至40cのみを示してある。第7図
に示した如く、ランプ18bの回転軸は、本光源装置1に
よって照射される光の照射方向乃至は中心軸を画定して
いる。ランプ18bから射出された光は、該反射器セグメ
ントの1つによって反射されて画像面50上の選択した点
50b又は50c上に入射するか、又は直接的にその選択した
点50b又は50cへ指向される。該選択した点50b又は50c上
に入射するこれら2つの光束の間に形成される角度θ
(即ち図示例においてはθ又はθ)は局所的発散角
度として定義される。中心軸の周りの中心部近くにおい
ては、この局所的発散角度θ(即ち図示例においては、
θ)は同一の反射器セグメントの反対側の点から反射
する2つの光束によって定義される。分解能の程度を決
定する上で、この局所的発散角度は重要な役割を演じ、
この局所的発散角度が小さいと、分解能は高くなる。本
面分割した反射器40は、光強度を最大としながら、この
局所的発散角度を可及的に最小とすることを可能として
いる。更に、画像面50における関心のある区域全体に渡
ってこの局所的発散角度が実質的に一定に維持されるこ
とが重要である。局所的発散角度が関心のある区域に渡
って実質的に一定に維持される場合には、その関心のあ
る区域に渡って実質的に一定の分解能を得ることが可能
となる。換言すると、画像面50上の関心のある区域に渡
って局所的発散角度が実質的に一様である場合には、θ
≒θ≒θの条件が成立する。
In the configuration shown in FIG. 7, only three reflector segments 40a to 40c are shown for simplicity. As shown in FIG. 7, the rotation axis of the lamp 18b defines the irradiation direction or the central axis of the light emitted by the light source device 1. Light emitted from lamp 18b is reflected by one of the reflector segments to a selected point on image plane 50.
Either is incident on 50b or 50c, or is directed directly to that selected point 50b or 50c. The angle θ formed between these two beams incident on the selected point 50b or 50c
(That is, θ 7 or θ 6 in the illustrated example) is defined as a local divergence angle. Near the center around the central axis, this local divergence angle θ (ie, in the illustrated example,
θ 5 ) is defined by the two beams reflecting from opposite points of the same reflector segment. This local divergence angle plays an important role in determining the degree of resolution,
The smaller the local divergence angle, the higher the resolution. The reflector 40 divided on the main surface makes it possible to minimize the local divergence angle as much as possible while maximizing the light intensity. It is further important that this local divergence angle be kept substantially constant over the area of interest in the image plane 50. If the local divergence angle is maintained substantially constant over the area of interest, it is possible to obtain a substantially constant resolution over the area of interest. In other words, if the local divergence angle is substantially uniform over the area of interest on the image plane 50, then θ
The condition of 5 ≒ θ 6 ≒ θ 7 holds.

従って、本反射器40は、画像面50上の広い区域に渡っ
て、一様で光強度が高く且つ高分解能の光照射を与える
ことを可能としている。従って、本装置1から結果的に
得られる光照射は、実質的にコリメートされており、且
つ照射方向と平行である。注意すべきことであるが、反
射器40は寸法が大きい(即ち、大きな直径を持っている
ので、反射器40から反射される光は、画像面50上の広い
区域に渡って正確に実質的に直角に入射する。更に注意
すべきことであるが、局所的発散角度が可及的に小さく
維持され且つ画像面50上の広い区域に渡って実質的に一
定に維持される。注意すべきことであるが、反射器40は
面分割せずに、所望により連続的な反射表面を持つこと
も可能である。然し乍ら、面分割構成は、設計及び製造
を著しく容易化させるので、好適である。このことは、
反射器40を金属から製造する場合に特に言えることであ
り、何故ならば反射器40を面分割した構成とした場合に
は機械加工が著しく容易化されるからである。
Therefore, the reflector 40 can provide uniform, high-intensity and high-resolution light irradiation over a wide area on the image plane 50. Accordingly, the resulting light irradiation from the device 1 is substantially collimated and parallel to the irradiation direction. It should be noted that the reflector 40 is large in size (i.e., has a large diameter so that light reflected from the reflector 40 is substantially substantially accurate over a large area on the image plane 50). It should also be noted that the local divergence angle is kept as small as possible and remains substantially constant over a large area on the image plane 50. However, it is also possible for the reflector 40 to have a continuous reflecting surface if desired, without splitting, but a split-segment configuration is preferred as it greatly simplifies design and manufacture. This means that
This is especially true when the reflector 40 is made of metal, because the machining is significantly facilitated when the reflector 40 has a surface-divided configuration.

第1図に示した無電極光源装置1においては、反射器
40の外側フランジに固着して外側スクリーン42も設けら
れている。この外側スクリーン42は、光射出機能に参画
するものではなく、それはマイクロ波空洞8から放出さ
れることのあるマイクロ波が外部へ排出されることを防
止するものである。マイクロ波空洞8のメッシュ部分8b
はメッシュ部材によって画定されているので、マイクロ
波空洞8からマイクロ波が排出される場合があり得る。
その様の場合でも、外側スクリーン42はこの様なマイク
ロ波が外部へ漏れ出ることを防止すべく機能する。1例
においては、この外部スクリーン42は、第6図に示した
如くエッチングによって形成したスクリーンとして形成
することが可能である。この場合に、外側スクリーン42
は、例えばアルミニウム等から第6図に示したハニカム
パターン等のパターンにエッチングすることによって形
成することが可能である。この様な二重スクリーン構成
は、マイクロ波の大気への漏れの発生を防止する上で効
果的である。
In the electrodeless light source device 1 shown in FIG.
An outer screen 42 is also provided that is secured to the outer flange of 40. This outer screen 42 does not participate in the light emitting function, it prevents microwaves that may be emitted from the microwave cavity 8 from being emitted to the outside. Mesh portion 8b of microwave cavity 8
Since is defined by the mesh member, microwaves may be emitted from the microwave cavity 8.
Even in such a case, the outer screen 42 functions to prevent such microwaves from leaking outside. In one example, the outer screen 42 can be formed as a screen formed by etching as shown in FIG. In this case, the outer screen 42
Can be formed by etching a pattern such as a honeycomb pattern shown in FIG. 6 from aluminum or the like. Such a dual screen configuration is effective in preventing microwaves from leaking into the atmosphere.

更に第1図に示した如く、装置1の正面端部には保護
用ガラスプレート44が設けられている。この保護用ガラ
スプレート44は、塵やほこりが反射器40や内側メッシュ
スクリーン13上に付着することを防止すると共に、ラン
プ18bが何等かの理由によって爆発する場合に破片が近
くのオペレータに衝突することを防止すべく機能する。
ガラスプレート44は、パイレックスガラス又はそれを介
しての光の透過を許容するその他の任意のガラス物質か
ら形成することが可能である。装置1から得られる合成
光照射は光強度が高く且つ比較的コリメートされている
ので、その光はガラスプレート44の表面によって反射さ
れ、その際に局所的発散角度を増加させ且つ分割能を低
下させる傾向となる。この状態に対処する為に、ガラス
プレート44の内側表面上、好適には両側表面上、に反射
防止膜44aを形成してある。この構成によれば、合成光
照射は、反射すること無しに、ガラスプレート44を通過
し、従って局所的発散角度を最小に維持することが可能
となる。
Further, as shown in FIG. 1, a protective glass plate 44 is provided at the front end of the apparatus 1. This protective glass plate 44 prevents dust and dirt from adhering to the reflector 40 and the inner mesh screen 13, and if the lamp 18b explodes for any reason, the debris collides with a nearby operator. It works to prevent that.
The glass plate 44 can be formed from Pyrex glass or any other glass material that allows the transmission of light therethrough. Since the combined light radiation obtained from the device 1 is of high light intensity and relatively collimated, the light is reflected by the surface of the glass plate 44, thereby increasing the local divergence angle and reducing the splitting power. It becomes a tendency. To cope with this situation, an antireflection film 44a is formed on the inner surface of the glass plate 44, preferably on both side surfaces. According to this configuration, the combined light irradiation passes through the glass plate 44 without being reflected, and therefore, the local divergence angle can be kept to a minimum.

効 果 上述した如く、本発明に拠れば、長期間に渡って安定
した光出力を供給することの可能なマイクロ波駆動型無
電極光源装置が提供される。更に、高強度光出力を供給
することの可能な高パワーマイクロ波空洞が提供され
る。更に、光出力は関心のある広い区域に渡って一様で
あり且つ高分解能であり、それは従来の無電極光源装置
のいずれによっても可能なものではなかった。
Effects As described above, according to the present invention, there is provided a microwave-driven electrodeless light source device capable of supplying a stable light output for a long period of time. Further, a high power microwave cavity capable of providing high intensity light output is provided. Furthermore, the light output is uniform and high resolution over a large area of interest, which was not possible with any of the conventional electrodeless light source devices.

以上、本発明の具体的実施の態様に付いて詳細に説明
したが、本発明はこれら具体例にのみ限定されるべきも
のでは無く、本発明の技術的範囲を逸脱すること無しに
種々の変形が可能であることは勿論である。
As described above, the specific embodiments of the present invention have been described in detail. However, the present invention should not be limited to these specific examples, and various modifications may be made without departing from the technical scope of the present invention. Is of course possible.

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

第1図は本発明の1実施例に基づいて構成されたマイク
ロ波駆動型無電極光源装置1の全体的構成を示した概略
図、第2図は本発明の1実施例に基づいて構成された同
一のマイクロ波空洞へ2つの別々のマグネトロンが結合
されている2マグネトロンシステムを示した概略図、第
3a図乃至第3e図は本発明の1実施例に基づいて構成され
たドーム形状型メッシュスクリーンを示した各概略図、
第3f図は第3c図の変形例を示した概略図、第4図は本発
明の1実施例に基づいて構成されたノズル組立体を示し
た概略図、第5a図乃至第5c図は本発明の1実施例に基づ
いて構成された冷却システムにおける4つのノズル組立
体の配列状態を示した各概略図、第6図は本発明の1実
施例に基づいて構成されたエッチング形成した外側スク
リーンを示した概略図、第7図は本発明の1実施例に基
づいて構成された反射器の原理を説明するのに有用な概
略図、である。 (符号の説明) 1:マイクロ波駆動型無電極光源装置 8:マイクロ波空洞 8a:固体壁部分 8b:メッシュ壁部分 10:円筒状側壁 11:端壁 12:冷却用ガスブロック 13:ドーム形状メッシュスクリーン 14:導波路 15:マグネトロン 18:ランプ組立体 18a:ステム 18b:ランプ(球体) 20,23:軸受 30:ノズル組立体 40:反射器 42:外側スクリーン 44:ガラスプレート
FIG. 1 is a schematic diagram showing the overall configuration of a microwave-driven electrodeless light source device 1 configured based on one embodiment of the present invention, and FIG. 2 is configured based on one embodiment of the present invention. Schematic diagram showing a two magnetron system in which two separate magnetrons are coupled to the same microwave cavity,
3a to 3e are schematic views showing a dome-shaped mesh screen configured according to one embodiment of the present invention,
FIG. 3f is a schematic view showing a modification of FIG. 3c, FIG. 4 is a schematic view showing a nozzle assembly constructed based on one embodiment of the present invention, and FIGS. FIG. 6 is a schematic view showing an arrangement of four nozzle assemblies in a cooling system configured according to an embodiment of the present invention; FIG. 6 is an etched outer screen configured according to an embodiment of the present invention; FIG. 7 is a schematic diagram useful for explaining the principle of a reflector configured according to an embodiment of the present invention. (Explanation of symbols) 1: Microwave-driven electrodeless light source device 8: Microwave cavity 8a: Solid wall portion 8b: Mesh wall portion 10: Cylindrical side wall 11: End wall 12: Cooling gas block 13: Dome-shaped mesh Screen 14: Waveguide 15: Magnetron 18: Lamp assembly 18a: Stem 18b: Lamp (sphere) 20,23: Bearing 30: Nozzle assembly 40: Reflector 42: Outer screen 44: Glass plate

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アンドリュー デイ. ハルボーン アメリカ合衆国, メリーランド 21754, アイジャムズビル, フェア ーグリーン ウェイ 5211 (56)参考文献 特開 昭60−235303(JP,A) 特許107670(JP,C2) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (72) Inventor Andrew Day. Harbourne United States, Maryland 21754, IJamesville, Fair Greenway 5211 (56) References JP-A-60-235303 (JP, A) Patent 107670 (JP, C2)

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】固体端壁と固体側壁とを有する固体壁部分
と、メッシュ端壁とメッシュ側壁とを有し光りを通過さ
せるがマイクロ波を反射するメッシュから形成されてい
るメッシュ壁部分とを夫々の開口端を互いに向き合わせ
て配置させてマイクロ波空洞を画定しており、前記マイ
クロ波空洞内にマイクロ波を導入するための少なくとも
1個の結合スロットが前記固体壁部分に形成されてお
り、マイクロ波を吸収し且つ光を射出する光射出手段が
前記マイクロ波空洞内に位置されており、画像面におけ
る所定の区域にわたり局所的発散角度が実質的に一定で
あるように前記光射出手段から射出され且つ前記メッシ
ュを通過する光で照射軸に関して所定の角度を持った所
定の方向を越えた方向に指向される部分を前記照射軸と
略同一の方向に反射させるために反射手段が設けられて
いることを特徴とする高分解能無電極光源装置。
1. A solid wall portion having a solid end wall and a solid side wall, and a mesh wall portion formed of a mesh having a mesh end wall and a mesh side wall and transmitting light but reflecting microwaves. A microwave cavity is defined with the respective open ends facing each other, and at least one coupling slot for introducing microwaves into the microwave cavity is formed in the solid wall portion. Light emitting means for absorbing microwaves and emitting light is located within said microwave cavity, said light emitting means being such that the local divergence angle is substantially constant over a predetermined area in the image plane. A portion of the light emitted from the mesh and passing through the mesh and directed in a direction exceeding a predetermined direction at a predetermined angle with respect to the irradiation axis is reflected in substantially the same direction as the irradiation axis. High resolution electrodeless light source device characterized by reflecting means is provided in order to.
【請求項2】特許請求の範囲第1項において、前記メッ
シュが実質的に前記光射出手段を包囲していることを特
徴とする高分解能無電極光源装置。
2. A high-resolution electrodeless light source device according to claim 1, wherein said mesh substantially surrounds said light emitting means.
【請求項3】特許請求の範囲第1項又は第2項におい
て、前記反射手段が大略傘の形状をした反射表面を有し
ていることを特徴とする高分解能無電極光源装置。
3. A high-resolution electrodeless light source device according to claim 1, wherein said reflecting means has a reflecting surface having a substantially umbrella shape.
【請求項4】特許請求の範囲第3項において、前記反射
表面は、各々が切頭円錐の周面によって画定される複数
個のセグメントを有していることを特徴とする高分解能
無電極光源装置。
4. A high resolution electrodeless light source according to claim 3, wherein said reflective surface has a plurality of segments each defined by the circumference of a truncated cone. apparatus.
【請求項5】特許請求の範囲第4項において、前記セグ
メントの各々が前記照射軸に関して異なった傾斜角度を
持っていることを特徴とする高分解能無電極光源装置。
5. The high-resolution electrodeless light source device according to claim 4, wherein each of said segments has a different inclination angle with respect to said irradiation axis.
【請求項6】特許請求の範囲第5項において、前記傾斜
角度は、前記傘形状の反射表面の内側から外側へ次第に
単調的に変化していることを特徴とする高分解能無電極
光源装置。
6. The high-resolution electrodeless light source device according to claim 5, wherein said inclination angle gradually changes from inside to outside of said umbrella-shaped reflecting surface.
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