JP2703766B2 - Lamp cooling device - Google Patents

Lamp cooling device

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JP2703766B2
JP2703766B2 JP23643187A JP23643187A JP2703766B2 JP 2703766 B2 JP2703766 B2 JP 2703766B2 JP 23643187 A JP23643187 A JP 23643187A JP 23643187 A JP23643187 A JP 23643187A JP 2703766 B2 JP2703766 B2 JP 2703766B2
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JP
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lamp
microwave
light
nozzles
microwave cavity
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エイチ.ウッド チャールズ
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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。 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
較して一層長時間の間安定した光出力を与えることが可
能である。 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
て励起させねばらならないので、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
文せねばらなないが、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、より高い分解能な要求され、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
開発することの必然性が存在していた。 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。 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。該固体壁部分には、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、光は通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。 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。 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に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つの反射側部を、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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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、束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。 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。 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。 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。 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
ロットは夫々導波路141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151及
び15rを収納している。従って、導波路141及び14rの各
々においてマグネトロン151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151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、マイクロ波空洞8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、更に高強度の光出力を得
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。 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
151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141は3つの部分、即ち、水平導波
路部分141−1と、中間導波路部分141−2と、傾斜導波
路部分141−3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161又は16rが中間部分141−2又は14r−2内に設けら
れている。水平及び傾斜部分141−1と141−3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141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。 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、マイクロ波空洞8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。 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
に詳述する如く、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。 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、その各々は光は通過さ
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。 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、所望の数儲けること
が可能である。 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内にはきっちりと嵌合さ
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い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。 第1図に示した実施例においては、マイクロ波空洞8
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。 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。 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。 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。 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、本実施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。 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
所定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、次いでロックナイト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の選択した経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
た又はそれより少ない数のノズル組立体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。 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
させ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。 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。 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。 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、この局所的分散角度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。 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に与える
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。 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。
その様な場合でも、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。 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
くのオペエ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解能を低
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。 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。 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。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Technical field   The present invention generally relates to an electrodeless light source device.
More specifically, a microwave-excited electrodeless light source device and
And various related devices suitable for use therein
Things. Conventional technology   Microwave-excited electrodeless light source devices are conventionally known.
In such devices, gas and solid and / or liquid
A lamp or a sphere containing microwave-like additive elements
It is located in a chamber or cavity. The microwave cavity is
Formally, a solid wall and a microwave
And a mesh wall portion that reflects light. Ma
Microwaves are coupled through a coupling slot formed in the solid wall portion.
Into the microwave cavity so that the lamp is
It absorbs the introduced microwaves and emits light. Like this
In a simple microwave light source device, the lamp
No pole is provided. Therefore, this lamp has a conventional
Has a relatively longer life than lamps. Therefore,
Microwave light source devices are compared to conventional lamps with electrodes.
Can provide stable light output for a longer time compared to
Noh.   However, in a microwave light source device, a lamp is used.
Microwaves, usually generated by magnetrons,
To provide high-intensity light output.
There were difficulties in running. This is partly because
Has a fixed rating for commercially available magnetrons.
They are not diverse and have limited power
It is due to being specified. Therefore, high intensity light output
In order to gain power, a magnetron with special performance
Must be written, but it can be extremely costly
There is. Further, the microwave light source device is used for printing and semiconductor.
It is expected to be applied in the manufacturing field. This
In such cases, higher resolution is required, and these
Microwave light source device is applied in the technical field of
Also requires good uniformity over a relatively large area.
You. Therefore, these newly generated requirements must be met.
An improved microwave-excited electrodeless light source device
The necessity of developing existed. Purpose   The present invention has been made in view of the above points, and
Electrode-free solution to overcome the disadvantages of the prior art as described and improve it
It is a main object to provide a light source device. Of the present invention
Another goal is to be stable and high
Microwave driven type capable of supplying high intensity light output
An object of the present invention is to provide an electrodeless light source device. Still another of the present invention
The purpose of this is to achieve high resolution and high image quality.
To provide a microwave driven electrodeless light source device.
You. Another object of the present invention is to cover a large area.
Capable of providing good uniform light output across
An object of the present invention is to provide an electrodeless light source device driven by an microwave. Constitution   According to one aspect of the invention, a machine that extends along a longitudinal axis.
Microwave cavities and micro-cavities located in the cavities
Means for absorbing waves and emitting light
A dynamic electrodeless light source device is provided. The microwave cavity
Is defined by a wall having a solid wall portion and a mesh wall portion.
It is defined. The solid wall portion preferably comprises, for example,
Conductive, such as copper, stainless steel, or aluminum
And the mesh wall portion is made of a material.
Suitably, a conductive material that allows light to pass but reflects microwaves
It consists of a sexual mesh screen. Therefore,
The brush size is determined by considering the wavelength of the microwave used.
It must be determined accordingly. In a preferred embodiment, the
The solid wall portion is cylindrical and one end is open.
And the other end is closed, and likewise the mesh
The wall is also cylindrical, with one end open.
And the other end is closed. Preferably the solid wall portion
Connect their open ends to the mesh wall.
Are connected end-to-end by
Mesh wall portions are axially aligned along the longitudinal axis
You. In this case, connect both open ends either directly or
Can be connected indirectly with additional elements
It is possible.   In a preferred embodiment, the solid wall portion has at least one
Number of coupling slots are formed. Most preferably, the
A coupling slot is formed in a side wall portion of the solid wall portion. High
For light intensity applications, provide two or more coupling slots
And by doing so,
Through a plurality of coupling slots into the microwave cavity.
It is possible to pay. In this case, multiple connection slots
Each of the units is typically a magnet through a separate waveguide.
Operationally coupled to an individual microwave source that is a netron
Have been. Therefore, in this configuration, microwaves are
Feeding several magnetrons into the same microwave cavity
It is possible to However, in this case, the binding
Arrange them so that the slots maintain an orthogonal relationship.
Is desirable. For example, each coupling slot has an individual
Two coupling switches operatively associated with the magnetron
If a lot is provided, the two coupling slots
In a plane perpendicular to the longitudinal axis of the microwave cavity.
Arrange at the corner. Further, the light emitting means is preferably a sphere
And preferably the mesh wall
Located in the area defined by the minute.   According to another aspect of the invention, a microwave driven electrodeless
A roughly dome-shaped mesh screen used for the light source device
Lean is provided. The dome-shaped mesh screen
The lean has a generally cylindrical side wall and a light-transmitting but
Microwaves are composed of mesh members that reflect
And the peripheral portion is fixed to one end of the cylindrical side wall.
A dome-shaped end wall. Preferably, the side walls are also small.
At least partially composed of the mesh screen
And the dome-shaped end wall to the end of the cylindrical side wall
Use mechanical fastening means to secure. In one embodiment
Wherein the mechanical fastening means comprises a metal fastener or a clamp.
have. Preferably, the mesh member is a tongue
And the metal fastener is made of aluminum.
Metal or a combination of metals such as copper or
You. In a preferred embodiment, the cylindrical side wall has a flat feature.
Abutment by bending and bending the mesh member
Two reflective sides, for example, metal fasteners or clamps
Fixedly clamped by mechanical fixing means such as
And formed by   Such a dome-shaped mesh screen is
Defining at least a portion of the wave cavity, and which increases
It is possible to supply light output with uniformity
The spherical or substantially spherical lamp with the dome-shaped mesh
This is particularly effective when positioned inside the clean.
Further, a metal fastening portion is provided between the cylindrical side wall and the dome-shaped end wall.
Or use mechanical fixing means such as clamps
Thus, the dome-shaped mesh screen is extremely easy and
It can be manufactured at a low cost. This means
When using tungsten for the mesh member
Is tungsten hard and relatively difficult to process
This is especially true. Furthermore, the side walls are curved and
Very easy to form by using metal fasteners
It is possible to A mechanism equipped with such metal fasteners
Ash screens also have a high degree of structural integrity
It is effective because it has a reinforcing structure.   According to yet another aspect of the invention, a microwave driven
Lamp cooling system particularly suitable for use in electrode light source devices
System is provided. This lamp cooling device is
Located inside a sinus and absorbs microwaves to emit light
Nozzles arranged around the lamp that emits light
Have In a preferred embodiment, the plurality of nodes
The chirps are each different points on the outer surface of the lamp.
Are arranged to emit a gas flow directed at
The lamp is therefore substantially uniform over its entire surface.
Is cooled. In one embodiment, the lamp has its shape.
Shape is spherical and is driven to rotate around a predetermined rotation axis.
It is. In this case, the plurality of nozzles are preferably
A plurality of nozzles disposed around the axis of rotation,
At different heights along the axis of rotation
The gas flow is then ejected and the entire surface of the lamp
To cover.   The nozzle is preferably externally within the microwave cavity.
And preferably, substantially microwaves
Consists of substances that do not absorb. For example,
Can be made of quartz or ceramics
is there. Preferably, each of the nozzles has a metal at its proximal end.
A ferrule or fitting is provided.
Ferrules are installed in the walls that define the microwave cavity.
Fitted into the mounting hole. Such a configuration,
If the nozzle is damaged or malfunctioning,
Can be easily exchanged for
You.   According to yet another aspect of the invention, a microwave driven
Lamp rotating device particularly suitable for use in an electrode light source device
Is provided. This lamp rotating device absorbs microwaves
A lamp that emits light by
Holding means for holding in the sinus, and a predetermined rotation of the holding means
It is rotatably supported around an axis, and
A support hand that is rotatably supported at two spaced apart support points
And a step. In one embodiment, the holding means
Has a long stem that extends linearly,
The longitudinal axis of the lamp is the axis of rotation around which the lamp is rotated.
It is defined. The lamp is secured to the free end of the stem.
Have been. The support means preferably comprises a stem
Positioned apart from each other to support at two points at the ends
It has a pair of bearings placed. Such a two-point support
In a holding configuration, the lamp is located inside the microwave cavity.
Be maintained in a fixed position, and thus maintain a constant light output.
Is very effective.   In one embodiment, the lamp is a spherical lamp.
Also, the sprocket is positioned between the pair of bearings and attached to the stem.
Fix the unit. Fix the endless chain on the stem
Attached to the sprocket and the drive shaft of the motor
Between the other sprockets. Such a structure
In the formation, the lamp is prevented from swinging, and
Lamp as may be required in some applications
When driving the lamp at a relatively high speed,
Can be maintained in the intended position inside the microwave cavity
It works.   According to yet another aspect of the invention, a high resolution electrodeless light source
An apparatus is provided. According to this aspect, the lamp or sphere
Microwave sky defined by mesh screen
Located in the area of the sinus, thus illuminating the light in a wider direction
It is possible to fire. The emitted light is directed to the image plane
Irradiate in a predetermined direction from the lamp so as to move forward.
Reflecting means is provided to reflect the reflected light. Obedience
Therefore, the reflecting means collimates as much as possible toward the image plane.
The main purpose is to obtain a lit light. Good fruit
In an embodiment, some selection on the image plane is made directly from the light source.
The light beam incident on the selected point and reflected by the reflecting means
Is defined between another light beam incident on the selected point after
The resulting local divergence angle is kept as small as possible. Disassembly
It is this local divergence angle that determines the degree of performance
This idea is particularly important and the local divergence angle is small.
The smaller, the higher the resolution.   In one embodiment, the reflecting means comprises a hole at the top.
Umbrella-shaped reflector. Preferably, the counter
The projectile has a multi-sided configuration, a bundle with multiple facets
It is. In other words, the umbrella-shaped reflector is preferably each
Multiple truncations, each with a different slope angle
It consists of a conical surface. In the preferred embodiment
Means that the inclination angle is from the inner surface (inner facet) to the outer surface
(Outer facet) gradually and monotonically
I have. Such a faceted configuration can significantly reduce design and manufacturing.
It is particularly effective because it is easy to use. However, with variations
Then, if necessary, the reflector is continuously undivided.
It is also possible to adopt a configuration having a typical surface.   Further, an additional screen is provided on the edge of the umbrella-shaped reflector.
It is also possible to provide. Such an additional screen
Through the inner mesh screen for any reason
To prevent microwaves from leaking out
Contribute to stopping. Such an additional screen
Consists of any conductive material such as aluminum
And it can be applied to a predetermined pattern.
It is possible to manufacture by performing the etching. Exchange
In other words, this additional screen participates in the light emission function
It is not intended to be formed from any substance
Is possible, while the inner mesh screen is
Participate in Noh and, therefore, preferably consist of tungsten
I do. Note that the inner mesh screen can be any desired material.
It is also possible to constitute from. Furthermore, the entire front configuration
It is desirable to provide a protective glass plate to cover
No. Such a glass plate is made from Pyrex glass
Can form and debris when the lamp explodes
From colliding with the operator. Gala like this
The plate preferably reflects off its inside or both surfaces
Coat with a protective film. Example   Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
Embodiments will be described in detail using embodiments.   Referring to FIG. 1, a configuration according to one embodiment of the present invention is shown.
The resulting microwave-driven electrodeless light source device 1 is schematically shown.
ing. Note that the electrodeless light source shown
The device itself constitutes a novel invention and the device shown
The various parts and components used in the
The invention constitutes the invention. As shown in FIG.
The electrode light source device 1 is shown extending vertically in FIG.
A long microwave chamber or cavity 8
You. The microwave cavity 8 generally includes a solid wall portion 8a and a housing.
The wall portion 8b is defined by the brush wall portion 8b. In the example shown
The solid wall portion 8a includes a cylindrical side wall 10 and the cylindrical side wall 10a.
A circular end wall 11 sealed in a sealing manner to the top end of
A cooling gas block 12 fixed in a sealed manner to the bottom end of the side wall 10
And The side and short walls 10 and 11 and the cooling gas
Each of the blocks 12 is preferably formed from a conductive material.
And preferably aluminum for ease of processing
Use Nium. The cylindrical side wall 10 has a length L and a diameter D.
Have the frequency of the microwave used for operation.
Determined in relation to the number. Generally, D / L ratio used
Has a functional relationship with the frequency of the microwave
Therefore, for the same frequency, the length of the cylindrical side wall 10
As the length L increases, the diameter D of the cylindrical side wall 10 decreases.
It is possible and vice versa. What to watch out for
However, in the illustrated example, the side wall 10 has a cylindrical shape.
Therefore, its cross-sectional shape is circular. However, desired
The side walls 10 can be, for example, square or rectangular
Can be formed to have a desired cross-sectional shape.
You.   In the embodiment shown in FIG.
The combined slots 10a, 10a are formed, and these combined slots are formed.
The lot is in communication with waveguides 141 and 14r, respectively.
These waveguides have at their ends the respective magnetron 151 and
And 15r. Therefore, each of the waveguides 141 and 14r
In each case by magnetrons 151 and 15r
Microphone from which a black wave is generated and so generated
The microwaves are transmitted through the respective coupling slots 10a and 10a.
It is introduced into the wave cavity 8. In the example shown, two
Guntrons 151 and 15r use the same microwave
Since it is supplied into the cavity 8, it is placed inside the microwave cavity 8.
It is possible to obtain an amplified microwave
This contributes to obtaining high intensity light output. However
It should be noted that higher intensity light output can be obtained.
In order to achieve this, three or more magnetrons are
Coupled to the same microwave cavity 8 via coupling slots
It is also possible to provide. Or, alternatively, sufficient
Can generate microwaves with high energy
When using a single functioning magnetron,
In some cases, using a single magnetron is sufficient
You. However, the magnetrons available on the market
Because the type is limited, to increase the power
Multi-magnetron configuration as shown in FIG.
Is desirable.   In the particular configuration shown in FIG.
Lots 10a and 10a are arranged in a specific angular relationship. Immediately
That is, in the preferred embodiment, the coupling slots 10a and 10a
Are mutually perpendicular in a plane perpendicular to the longitudinal axis of the cylindrical side wall 10.
They are arranged in an orthogonal relationship. This is illustrated in FIG.
This will be described in further 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 the angles θ0Are arranged to define
And in the preferred embodiment, this angle θ0Is 90 ゜
Is set in the vicinity. In such a configuration,
Identical microwave through paired coupling slots 10a and 10a
The two microwaves introduced into the cavity 8 are mutually decoupled.
Pulled apart, so they interfere with each other
Is prevented. Therefore, two magnetrons
In the microwave cavity 8 by using 151 and 15r
The increased power is obtained. In the configuration shown in FIG.
In other words, the left waveguide 141 has three parts, namely, a horizontal waveguide.
Path section 141-1, intermediate waveguide section 141-2, inclined waveguide
Road portion 141-3. Similarly, the right waveguide 14r
Also has three sections, a horizontal waveguide section 14r-1 and an intermediate waveguide.
Having a waveguide portion 14r-2 and an inclined waveguide portion 14r-3.
I have. Also, a tuning star for changing the effective length of the waveguide
161 or 16r is provided in the intermediate portion 141-2 or 14r-2.
Have been. Between the horizontal and inclined portions 141-1 and 141-3
Angle θ1And horizontal and inclined portions 14r
Angle between -1 and 14r-32Is defined. Good
Suitably, the left and right waveguides 141 and 14r are symmetric in configuration
And therefore in that case the angle θ1And angle θ2What is
Set equal. In the embodiment of FIG.
0Is set to 90 °, these angles θ1And θ2
Are 45 ゜ each.   Returning to FIG. 1, a pair of coupling slots 10a
And 10a are relatively close to the top of the microwave cavity 8
Is located. This arrangement is within the microwave cavity 8.
To get a more uniform microwave
Is preferred. This means that the long microwave cavity 8
Microphone at one end in a direction perpendicular to its longitudinal axis
From the fact that microwaves are introduced into the microwave cavity 8
It is thought that it is possible. However, if desired,
Forming one or more coupling slots in the end wall 11 as
It is also possible, in which case microwaves are long
Inside the microwave cavity 8 parallel to the longitudinal axis of the microwave cavity 8
Will be introduced.   As shown in FIG. 1, the mesh screen portion 8b is
And a screen-shaped mesh screen 13. Later
For clarity, the electrodeless light source device shown in FIG.
In some cases, a double mesh screen system is configured, and
The dome-shaped mesh screen 13 is a double mesh
It constitutes the inner mesh screen of the screen system
You. In the illustrated embodiment, the dome-shaped mesh
The screen 13 defines the bottom of the long microwave cavity 8.
Or configuration. The dome-shaped mesh shown
Clean 13 allows light to pass but reflects microwaves
It is formed by a mesh member. Therefore, it will be updated later.
As described in detail below, through a pair of coupling slots 10a and 10a
The microwave introduced into the microwave cavity 8 is meshed
Passing through the screen 13 is prevented. But
However, the light emitted by the lamp or sphere 18b is
Through the screen 13
Permissible. Importantly, the mesh screen
13 is roughly cylindrical, one end of which is open
The other end has a dome shape. Therefore, the mesh
The screen 13 has a cylindrical side wall 13a and the cylindrical side wall 1a.
A dome-shaped end wall 13b provided at one end of 3a;
have. Such a configuration produces a uniform light output.
Is effective to obtain a stable operation for
Revealed.   Next, referring to FIGS. 3a to 3e, a dome shape is formed.
The configuration of the mesh screen 13 will be described in detail. Me
The shrink screen 13 has a cylindrical side wall 13a and a dome shape.
End walls 13b, each of which is transparent to light.
It consists of a mesh member that reflects microwaves
ing. Preferably, the mesh member is a woven tongue
Wire. In the illustrated embodiment
The dome-shaped end wall 13b is, for example, preferably an
Metal fastener consisting of ductile metal such as luminium and copper
Or fixed to the lower end of cylindrical side wall 13a by clamp 13e
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 'should be in surface contact with the lower end of the cylindrical side wall 13a.
Is possible, and the metal circular fastener or clamp 13e is
These portions of the side and end walls 13a and 13b which are in surface contact
Tighten or clamp. Such a circular metal fastener
Providing the 13e thereby allows the dome-shaped mesh
It gives the screen 13 increased rigidity and strength,
Suitable for the mesh screen 13
Even if any undesired external force is applied, mesh screen
Is prevented from deforming and maintains its original shape.
It is possible to Such a shape maintaining ability is
Mesh screen used for the electrode driven light source device
This is especially important for Because it is stable
This is because it is possible to secure the operation that has been performed. so
Otherwise, the light output may fluctuate undesirably. 3f
The figure shows a modification of the configuration shown in FIG. 3c. This change
In the embodiment, the dome ring 13b ″ is formed separately.
And is fixedly integrated with the periphery of the dome 13b.
You. This configuration gives the dome 13b its desired shape and
Effective in providing improved structural integrity.   The side wall 13a curves and flattens the flat piece of the mesh member.
The opposite side is secured by a side metal fastener or clamp 13d.
Formed into a cylindrical configuration by clamping
You. That is, as shown in FIG. 3d, the opposite side is a bent portion.
13a 'and 13a' are bent to define
The bent portions of the two are contacted to make surface contact, and the side metal fastening
A tool or a clamp 13d is provided so that these bent portions 13a 'and
And 13a 'are mechanically held together. This side metal clamp
The clothing 13d is also assembled on the assembled mesh screen 13.
Contributes to providing artificial rigidity and integrity. Illustrated
In one embodiment, only one side metal fastener 13d is provided.
But more than one such side if desired
It is also possible to provide a metal fastener 13d. Two or more
When the side metal fastener 13d is provided,
The side metal fastener 13d of the cylindrical side wall 13a around the longitudinal axis
It is desirable to arrange them symmetrically. More things to note
However, such side metal fasteners 13d are undesirably
Make the desired number of times without blocking the passage of light
Is possible.   Further, a connecting metal fastener or a clamp 13c is provided.
As shown in FIG. 3e, this connecting metal fastener 13c
Also has a circular or ring shape, and has a cylindrical side wall 13a.
Is clamped to the top end portion of Be careful
However, the connecting metal fastener 13c extends radially outward.
Has a flange that fits
Mounting hole 13f is formed. Therefore, this connecting metal
Fastener 13c increased against mesh screen 13
Provides structural integrity as well as connection to related components
The means to make it do. As shown in FIG.
The connection metal fastener 13c is located at the top end of the mesh screen 13.
The ring is fixed to the part and has a circular shape.
Fits tightly inside the shaped cooling gas block 12
Have been. The block 12 is effectively in the longitudinal direction.
An extension of the cylindrical side wall 10 is defined. Connection metal fastening
Duplicate to the position corresponding to the mounting hole 13f formed in the clothing 13c.
Ring-shaped screw with several mounting holes
Bracket 34 on the flange of the connecting metal fastener 13c
Located and then mesh screen 13
To the cooling gas block 12 by the bracket 34 and screws
It is fixed. Note that the features described above
Welding, soldering in addition to or as an alternative to mechanical fastening means
Other fixing means such as mounting and sintering can be used
It is. Where fasteners are made of stainless steel
In some cases, the strength can be increased by performing spot welding.
Noh.   In the embodiment shown in FIG.
The lamp assembly 18 is provided inside the lamp. The
The lamp assembly 18 is generally along the longitudinal axis of the microwave cavity 8.
An elongated stem 18a extending at a free end of the stem 18a.
It has a luminescent bulb or lamp 18b that is fixed.
You. The lamp 18b includes gas and gas, as is known to those skilled in the art.
Containing solid and / or liquid additive elements,
Absorbs the microwave introduced into the microwave cavity 8
And emit light. In the illustrated embodiment, the lamp
18b is a spherical lamp. However, if desired, deformation
Use non-spherical lamps such as spherical lamps and circular lamps.
Both are possible. Note that the configuration shown
In operation, the lamp 18b is moved by the mesh screen 13.
Is located inside the area defined by the Lamp 18
b to collect and increase the light emitted from b
Lamp 18b with a mesh screen 1
It is desirable to be located as close as possible to end wall 13b of 3
New In this connection, a dome-shaped end wall 13b is used.
It is desirable to do. Because the lamp
18b at a position further away from the closed end of microwave cavity 8
Not only can it be positioned, but also on the lamp 18b
On the other hand, it is possible to uniformly apply a microwave.
The dome-shaped end wall 13b is spherical or substantially spherical in shape.
When used in combination with a lamp 18b, which is generally spherical,
It is effective for Because such a connection is uniform
This is because it contributes to obtaining light output.   The stem 18 for holding the lamp 18b in place is
It can be composed of the desired material, but it is
It is made of a material that does not absorb microwaves.
For example, the stem 18a is made of synthetic resin or glass.
It is possible. Stem 18a intended lamp 18b
Stiff enough to be able to hold in position
Should be. In one example, stem 18a is medium
It is possible to have an empty configuration.   In the embodiment shown in FIG.
Is rotatably supported and is driven and rotated during operation.
You. This aspect of the invention is described in more detail below. No.
As shown in FIG. 1, a through hole 11a is formed at the center of the end wall 11.
And a bottom bearing 20 is provided in the end wall 11.
You. A plurality of columns 21 (only 21a and 21b are shown in FIG. 1)
Extends upward and is implanted in the end wall 11.
The upper plate 22 is fixed to the top of the column 21.
The upper bearing 23 is located at the center of the upper plate 22 and the bottom bearing 20.
Further, the microwave cavity 8 is provided so as to be axially aligned with the longitudinal axis.
Have been killed. On the other hand, the metal ferrule 18c is
Fitted on the base end and metal ferrule 18c
Are spaced apart from each other along the longitudinal axis of the stem 18a.
Extending through a pair of bearings 20 and 23
Supported by these. As a result, lamp assembly
The body 18 is at two points, bearings 20 and 23, the stem 18
It is rotatably supported around the longitudinal axis of a. Like this
The two-point support structure rotatably supports the lamp assembly 18.
It is extremely useful for Because it is a lamp
Assembly 18 has been driven and rotated in microwave cavity 8
In some cases, the lamp 18b may be maintained in a predetermined position.
It is because it contributes to. This is extremely important
You. Because, when the lamp 18b is driven and rotated, the position
Fluctuates, the intensity of the light output fluctuates.   As shown in FIG. 1, the metal ferrule of the lamp assembly 18
The sprocket 24 is fixed on the screw 18c. End wall 1
1 has a support plate 11b as an extension thereof, and
Motor 25 is fixed to the support plate 11b. S
Proket 26 is secured on the drive shaft of motor 25
And the endless chain 27 and the drive sprocket 26
It extends between the driven sprocket 24 and the driven sprocket 24. Follow
The motor 25 is driven and rotated, thereby
Drive assembly 18 in microwave cavity 8
It is possible to In this case, the rotational force is
Stem 18a located between the bearings 20 and 23
Since it is applied to the metal ferrule 18c, the lamp 18b
Is prevented from rocking when it is driven and rotated
ing.   Next, the lamp incorporated in the apparatus shown in FIG.
Cooling system that provides cooling gas flow to 18b
explain. In the electrodeless light source device 1 shown in FIG.
Is equipped with a cooling system for cooling the lamp 18b.
It is located around the lamp 18b, i.e., of the lamp assembly 18.
A plurality arranged around the longitudinal axis (in the illustrated embodiment,
(Four nozzle assemblies). Fig. 1
Two sets of nozzles arranged opposite to each other
Only the solids 30, 30 are shown. In the illustrated embodiment
And four at equal angular intervals around the longitudinal axis of the lamp assembly 18
It should be noted that the nozzle assembly 30 of
is there. It should be noted that the present embodiment is limited only to such a specific arrangement.
It should not be. Each nozzle assembly 30 is shown in FIG.
And it has a general S-shape
A nozzle 31 and a metal ferrule fixed to the base end of the nozzle 31
Rule 32 is provided. The nozzle 31 is preferably transparent.
Light, that is, allowing light to pass through it, and
Materials that do not absorb microwaves, such as quartz
It is configured. The nozzle 31 may be, for example, a ceramic
It can be made of opaque material such as Mick.
You. The metal ferrule 32 has a plug portion 32a and a threaded portion.
A portion 32b is provided. As will be revealed later
Note that only the length of the nozzle 31 differs.
There are four different types of nozzle assemblies 30
I have. That is, four different types differing only in the length of the nozzle 31
Different types of nozzle assemblies 30 are provided.   As shown in FIG. 1, a ring-shaped cooling gas blower
A lock 12 is fixed to the lower end of the cylindrical side wall 11,
In this case, a lower extension of the cylindrical side wall 11 is defined. Block
In the embodiment shown in FIG.
Are provided with four mounting holes. In addition,
The screw assembly 30 is inserted into the corresponding mounting hole of the block 12.
Metal ferrule or fitting 32
It can be mounted at a predetermined position. Metal ferrule
The spacer 38 is fitted on the
Screw on the threaded portion 32b of the metal ferrule 32, and follow
Therefore, the nozzle assembly 30 is fixed at a predetermined position.
You. Next, the connector 35a of the cooling gas hose 35 is
The ferrule 32 is screwed to the threaded portion 32b. So, for example
A cooling gas such as air is supplied through a hose 35 to a cooling gas source.
(Not shown) can be supplied to the nozzle assembly 30
is there. Nozzle assembly 30 was so mounted in place
In the state, the tip of the nozzle 31 from which the cooling gas is discharged is
18b is located against the selected longitude position. Also long
4 nozzle assemblies 30 with nozzles 31 of different sizes
Since they are mounted in place around the pump 18b, these
The tip of nozzle 31 of four different nozzle assemblies 30 is run
18b are oriented to each selected latitude position. This
In this configuration, the four nozzle assemblies 30
The gas flow released is directed to different parts of lamp 18b.
Oriented, thus uniformly cooling the entire surface of lamp 18b
It is possible. Note that lamp 18
more than 4 to increase uniformity in cooling of b
Or fewer nozzle assemblies 30
Is also possible. Such uniform cooling of the lamp 18b is not possible.
Damage caused by the uniform heat distribution and destroying the lamp 18b
To prevent high local stresses
And useful.   In the embodiment shown, lamp 18b is turned on during operation.
Each part of the lamp 18b is uniformly cooled
It is possible to do. This is illustrated in FIGS. 5a to 5c.
A better understanding can be obtained with reference to the figures. Immediately
That is, as shown in FIG. 5a, the four nozzle assemblies 30a to 30a
0d is arranged around the rotation axis of the lamp 18b. 4
The tip of each nozzle assembly is along the rotation axis of the lamp 18b.
Are located at different heights. For example, as shown in FIG.
As described above, the two nozzles disposed on the opposite sides of the rotation axis
The nozzle assemblies 30a and 30b are discharged from the nozzle assembly 30a.
The flow of cooling gas to be directed is directed to the top A of the lamp 18b.
And discharged from the other nozzle assembly 30b.
So that the flow of the reject gas is directed to the bottom B of the lamp 18b
And their tips are located. Further, as shown in FIG.
As shown in FIG.
The two nozzle assemblies 30c and 30d are separated from the nozzle assembly 30c.
The flow of the discharged cooling gas is lower middle of the lamp 18b.
Directed to section C and discharged from nozzle assembly 30d
The flow of the cooling gas is transferred to the upper intermediate portion D of the lamp 18b.
Their tips are positioned so that they are pointed. That
As a result, the lamp 18b is kept rotating during operation.
The flow of the cooling gas is evenly distributed over the entire surface of the lamp 18b.
Applied, so that the lamp 18b is cooled and its entire surface
Is maintained at a constant temperature over a period of time. It is important to note
But multiple cooling units at different latitudes of lamp 18b
Since the gas flow is applied, it is applied to each latitude part.
Change the amount of cooling gas to be
Can be maintained at a constant temperature on all surfaces
Noh. For such multiple cooling jets
The variable flow rate allows the lamp 18b to
Useful when heated.   Next, the wider, built-in embodiment shown in FIG.
Yet another aspect of the invention for obtaining uniform illumination in an area
I will explain about the side. As shown in the embodiment of FIG.
The microwave-driven electrodeless light source device 1 has an umbrella-shaped
It has a projectile 40. Frame or housing of device 1
A central hole is formed in the base plate 37 that
Through which the mesh portion of the microwave cavity 8
The minute 8b extends downward. The reflector 40 is
A hole at the top.
Have been. Therefore, the mesh portion 8b of the microwave cavity 8
Also extends through this hole in the reflector 40. cooling
Between the gas block 12 for use and the base plate 37
33 are provided, and the block 12 and the base plate 37
The gap between them is sealed. Further, the closing member 33 and the base
Between base plate 37 and base plate 37 and reflector 40
An RF gasket 36 is provided extending between the rear surface
ing. By providing the RF gasket 36, the microphone
This effectively prevents the waves from leaking to the outside.   As shown in FIG. 1, an umbrella-shaped reflector 40 is
It has a facet, that is, a split surface configuration. That is, reflection
The vessel 40 comprises a plurality of vessels each defined by a frustoconical peripheral surface.
(Six in the illustrated embodiment) reflectors 40a-4
It has 0f. Thus, in the illustrated embodiment,
The reflective surface of each of the reflector segments 40a to 40f is
The surface is a flat surface. In addition, reflector segment 40a
The angle of inclination of each of the to 40f is from the inner segment 40a to the outer
It gradually increases monotonically toward segment 40f.
Importantly, this multi-faceted reflector
40 provides high-resolution light irradiation over a large area on the image plane.
It is configured to give. Regarding this aspect of the invention
The details will be described below with reference to FIG.   In the configuration shown in FIG. 7, three simplifications are used for simplification.
Only reflector segments 40a-40c are shown. Fig. 7
As shown in the figure, the rotation axis of the lamp 18b is
Therefore, the irradiation direction or the central axis of the irradiated light is defined.
I have. The light emitted from the lamp 18b is reflected by the reflector segment.
Selected point on image plane 50 reflected by one of the
Incident on 50b or 50c or directly
Pointed to point 50b or 50c. On the selected point 50b or 50c
Angle θ formed between these two light beams incident on
(That is, in the illustrated example, θ7Or θ6) Is the local divergence angle
Defined as degrees. Near the center around the central axis
This local dispersion angle θ (that is, in the illustrated example,
θ5) Reflects from opposite point of same reflector segment
Defined by the two light fluxes. Determine the degree of resolution
This local divergence angle plays an important role in determining
The smaller the local divergence angle, the higher the resolution. Book
The reflector 40, which has been divided into planes, maximizes the light intensity,
It is possible to minimize the local divergence angle as much as possible
I have. In addition, the entire area of interest on the image plane 50 is
That the local divergence angle is kept substantially constant.
And is important. Local divergence angle passes to area of interest
If they remain substantially constant,
Substantially constant resolution over an area
Becomes In other words, pass to the area of interest on the image plane 50.
If the local divergence angle is substantially uniform, θ
5≒ θ6≒ θ7Is satisfied.   Therefore, the reflector 40 extends over a large area on the image plane 50.
To provide uniform, high light intensity and high resolution light irradiation
It is possible. Therefore, as a result from the device 1,
The resulting light irradiation is substantially collimated and
Parallel to the irradiation direction. Note that the anti
Projectile 40 is large in size (ie has a large diameter
So the light reflected from the reflector 40 is wider on the image plane 50
Exactly substantially at right angles across the area. Further attention
What should be done is that the local divergence angle is as small as possible
Maintained and substantially uniform over a large area on the image plane 50.
It is kept constant. Note that the reflector 40
Have a continuous reflective surface, if desired, without splitting
Is also possible. However, the surface division configuration is designed and manufactured.
Is greatly facilitated, which is preferable. This means
This is especially true when reflector 40 is made from metal.
Therefore, if the reflector 40 is configured to be divided into surfaces,
Is because the machining is significantly facilitated.   In the electrodeless light source device 1 shown in FIG.
An outer screen 42 is also attached to the outer flange 40.
Have been. This outer screen 42 participates in the light emission function
It does not emit from the microwave cavity 8
To prevent microwaves that may be emitted
It stops. Mesh portion 8b of microwave cavity 8
Is defined by the mesh member,
Microwaves may be emitted from the wave cavity 8.
Even in such a case, the outer screen 42 is such a microphone
It functions to prevent waves from leaking out. One example
In FIG. 6, the external screen 42 is shown in FIG.
Formed as a screen formed by etching
It is possible to In this case, the outer screen 42
Is, for example, a honeycomb shown in FIG. 6 from aluminum or the like.
Shape by etching into patterns such as patterns
Is possible. Such a dual screen configuration
Is effective in preventing microwaves from leaking into the atmosphere.
It is fruitful.   Further, as shown in FIG. 1, the front end of the device 1 is protected.
Glass plate 44 is provided. This protective glass
The splats 44 are used to remove dust and dust
This prevents adhesion to the screen 13 and
Debris nears when explosion explodes for some reason
It functions to prevent collision with many operators.
The glass plate 44 is made of Pyrex glass or
Any other glass material that allows the transmission of light
It can be formed from Synthesis obtained from device 1
Light irradiation has high light intensity and is relatively collimated
So that light is reflected by the surface of the glass plate 44
Which increases the local divergence angle and reduces the resolution.
It tends to lower. To cope with this condition, glass
Reflection on the inner surface of plate 44, preferably on both sides
The prevention film 44a is formed. According to this configuration, the combined light
Irradiation passes through glass plate 44 without reflection
And therefore the local divergence angle can be kept to a minimum
Becomes Effect   As described above, according to the present invention, stable over a long period of time
Microwave driven type that can supply
An electrode light source device is provided. Also provides high intensity light output
To provide high power microwave cavities
You. Furthermore, the light output is uniform over a large area of interest
And high resolution, which is a conventional electrodeless light source device
It was not possible with either of them.   The above is a detailed description of specific embodiments of the present invention.
However, the present invention should not be limited to only these specific examples.
Instead, without departing from the technical scope of the present invention
Of course, various modifications are possible.

【図面の簡単な説明】 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
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS 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. FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a two magnetron system in which two separate magnetrons are coupled to the same microwave cavity constructed according to an embodiment;
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

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 1.マイクロ波空洞内に所定の回転軸周りに回転可能に
位置されておりマイクロ波を吸収して光りを射出するラ
ンプと、前記マイクロ波空洞内に延在しており前記ラン
プの周りに配設されている複数個のノズルとを有してお
り、前記複数個のノズルから放出される冷却用ガスの夫
々の流れが前記ランプの回転軸に沿っての夫々の対応す
る緯度位置に指向されており、従って前記ランプが回転
される場合に、前記冷却用の流れが前記ランプの全表面
に付与されその際に前記ランプをその全表面にわたって
実質的に一様に冷却することを特徴とするランプ冷却装
置。 2.特許請求の範囲第1項において、前記ランプが大略
球状の形状をしていることを特徴とするランプ冷却装
置。 3.特許請求の範囲第2項において、前記複数個のノズ
ルが実質的に等角度間隔で前記回転軸の周りに配設され
ていることを特徴とするランプ冷却装置。 4.特許請求の範囲第1項乃至第3項の内のいずれか1
項において、前記複数個のノズルの各々が外部から前記
マイクロ波空洞内へ延在しており、且つ実質的にマイク
ロ波を吸収することのない物質から構成されていること
を特徴とするランプ冷却装置。 5.特許請求の範囲第4項において、前記複数個のノズ
ルの各々が少なくとも部分的に石英から構成されている
ことを特徴とするランプ冷却装置。 6.特許請求の範囲第4項において、前記複数個のノズ
ルの各々が少なくとも部分的にセラミックから構成され
ていることを特徴とするランプ冷却装置。
(57) [Claims] A lamp rotatably positioned about a predetermined axis of rotation in the microwave cavity and absorbing microwaves to emit light; and a lamp extending into the microwave cavity and disposed around the lamp. A plurality of nozzles, each flow of the cooling gas emitted from the plurality of nozzles is directed to each corresponding latitude position along the rotation axis of the lamp. Lamp cooling, characterized in that, when the lamp is rotated, the cooling flow is applied to the entire surface of the lamp, whereby the lamp is cooled substantially uniformly over the entire surface. apparatus. 2. 2. The lamp cooling device according to claim 1, wherein said lamp has a substantially spherical shape. 3. 3. The lamp cooling device according to claim 2, wherein the plurality of nozzles are disposed around the rotation axis at substantially equal angular intervals. 4. Any one of claims 1 to 3
9. The lamp cooling system according to claim 1, wherein each of the plurality of nozzles extends from the outside into the microwave cavity, and is made of a material that does not substantially absorb microwaves. apparatus. 5. 5. The lamp cooling device according to claim 4, wherein each of the plurality of nozzles is at least partially made of quartz. 6. 5. The lamp cooling device according to claim 4, wherein each of said plurality of nozzles is at least partially made of ceramic.
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