JP2717030B2 - 光源装置 - Google Patents

光源装置

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JP2717030B2
JP2717030B2 JP9314191A JP9314191A JP2717030B2 JP 2717030 B2 JP2717030 B2 JP 2717030B2 JP 9314191 A JP9314191 A JP 9314191A JP 9314191 A JP9314191 A JP 9314191A JP 2717030 B2 JP2717030 B2 JP 2717030B2
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shutter
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利八 南
光郎 井上
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  • Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、マイクロ波放電を利
用した光源装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、ランプの寿命が非常に長いた
め、光源装置に無電極放電ランプが用いられている。
【0003】図8は従来の光源装置100aの概略構成
図である。導波管2に配設されたマグネトロン1aから
発生したマイクロ波20はマグネトロンアンテナ1bよ
り導波管2中を伝搬し、アルミニウムや銅でできたキャ
ビティ3内に放射される。無電極放電ランプ4はマイク
ロ波20の共振と、イグナイタバルブ8の発光により放
電し、発光する。この発光は開口部7から外部へと取り
出される。ブロアー9は風30を通風孔5,導波管2を
通してキャビティ3へと送り込む。風30はマグネトロ
ン1aについても冷却し、冷却が不充分であればサーマ
ルスイッチ6によって安全のための処理が起動する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このようなマ
イクロ波放電を利用した光源装置では、そのマイクロ波
20の漏洩が問題となる。開口部7からは、無電極放電
ランプ4による発光のみならず、キャビティ3で共振し
たマイクロ波20も外部に洩れ、特に、高周波マイクロ
波の漏れが、他の通信機器等への妨害電波となる恐れが
ある。特に近年では電波障害の規制が厳しくなってお
り、これらに対処する必要がある。
【0005】このために、従来より、光を透過する金属
メッシュによるマイクロ波20の漏洩防止が行われてい
る。例えばキャビティ3の開口部7に銅、タングステン
等から成る金属メッシュ10a,10bを設け、開口部
7から得られる光の減少を極力小さくしつつマイクロ波
20の漏洩を抑制している。しかし、定常発光時のマイ
クロ波20は金属メッシュ10a,10bで抑制できて
も、マグネトロン1aをONにし、定常発光になるまで
の初期過渡状態におけるマイクロ波20は定常発光時と
比較して約10倍と多く、抑制しきれない。そこで図8
に示すように細かい金属メッシュ10cを更に設けるこ
とも行われているが、これでは発光時に開口部7から取
り出すことのできる光が大きく減少し(20〜30%低
下)、または金属メッシュ10cで光が散乱するという
問題点がある。
【0006】一方、初期過渡状態での無電極放電ランプ
4の発光量は必ずしも一定ではなく、得られる光量の制
御が行いにくいという問題点もある。
【0007】この発明は上記問題点を解決するためにな
されたもので、定常発光時の光量が減少することなく初
期過渡状態における高調波マイクロ波の漏洩を抑制し、
また発光制御を容易に行うことができる光源装置を提供
することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】この発明は、一面に開口
部を有し、内部に無電極放電ランプを配設したキャビテ
ィと、前記開口部に設けられ、光を透過する金属メッシ
ュと、前記キャビティの側面に接続された導波管と、前
記導波管に配設したマグネトロンとを備えた光源装置に
おいて、前記開口部の上部に、マイクロ波を吸収するシ
ャッターと、前記シャッターを開閉させるシャッター駆
動手段とを設けている。
【0009】
【作用】シャッターは、初期過渡状態において、開口部
を遮蔽する。これにより、マイクロ波がシャッターに吸
収され、開口部からの高調波マイクロ波及び光量の不安
定な光の漏洩を防ぐ。
【0010】また、タイマー手段はマグネトロンをON
すると同時に作動し、予め定めた時間に応じてシャッタ
ーの開閉動作のタイミングを判断する。更に、光量検出
装置はマイクロ波放電により発光する光量を検出し、初
期過渡状態か定常発光時かを判別し、シャッターの開閉
動作のタイミングを判断する。
【0011】
【実施例】図1に、発明の一実施例である光源装置10
0の概観を示す。図8の光源装置100aと同様にマグ
ネトロン1a、導波管2,開口部7を有するキャビティ
3、無電極放電ランプ4、イグナイターバルブ8、ブロ
ア9、金属メッシュ10a,10bを備えている。しか
し細かい金属メッシュ10cは用いられず、鉄、銅など
のマイクロ波を吸収する材料から成るシャッター11
a、シャッター駆動手段11bが備えられている。シャ
ッター11aは矢印Pに示されるような開閉動作によ
り、開口部7を覆ったり覆わなかったりする。このよう
なシャッター11aの動作はシャッター駆動手段11b
によって行われる。シャッター11aの開閉に際しては
図7に示すように、シャッター11aの位置が位置検出
器13とシャッター11aに取り付けた検知片14とで
検知される。
【0012】図2は光源装置100の動作を示すタイム
チャートである。マグネトロン1aがONされるとマイ
クロ波20は発生し始める。これにより、無電極放電ラ
ンプ4の光量も増加し、キャビティ3内でのマイクロ波
20の量も増加する。このような初期過渡状態において
は定常発光時よりも多くのマイクロ波20が発生し、そ
の最大値は定常状態の10倍にも達する。よってその漏
れ量においても、例えば定常発光におけるマイクロ波漏
れ量が0.5mWであれば、初期過渡状態においては約
5mWものマイクロ波が漏れてしまうことになる。
【0013】シャッター11aはこのような初期過渡状
態におけるマイクロ波20の漏れを防ぐものである。即
ち、初期過渡状態においてはシャッター11aを閉じて
開口部7を覆うことによりマイクロ波20の漏れを防ぐ
のである。定常発光時においては、マイクロ波20の漏
れ量は減少するので、金属メッシュ10a,10bでこ
れを防ぐことができ、開口部7からのマイクロ波20の
漏れはカットできる。従ってシャッター11aを開けて
光を取り出してもマイクロ波20の漏れという問題は生
じない。また図8の場合のように細かい金属メッシュ1
0cを設けないので無電極放電ランプ4の発光する光量
の低下を招くこともなく安価に構成できる。なおマイク
ロ波20の漏洩防止をより確実にするためには図7に示
すように導電性ブラシ12をシャッター11aとキャビ
ティ3の間に設ければ良い。
【0014】更に、初期過渡状態においては図2に示す
ように無電極放電ランプ4の光量も安定しない。よって
この状態においてシャッター11aを閉じておき、この
状態が経過して定常発光となってからシャッター11a
を開くと、安定した光量のみ開口部7から得ることがで
きる。これによって光源装置100を見かけ上発光の立
ち上がりの速い、いわゆる瞬点光源として取扱うことが
でき、その発光条件の制御がし易いという効果もある。
【0015】図3にシャッター11aの開閉動作をフロ
ーチャートで示す。同図中の記号、は図2中の記号
、にそれぞれ対応している。
【0016】まずマグネトロン1aを時刻t1 にONす
る(ステップS1)。動作の場合には、時刻t1 以前
では(マグネトロン1aがOFFした状態では)シャッ
ター11aは開いているため、ステップS2においてシ
ャッター11aを閉じて初期過渡状態のマイクロ波20
の漏れを防ぐ。動作の場合には、すでにシャッター1
1aが閉じられているので、直ちにステップS3へと処
理が進む。
【0017】ステップS3において定常発光であると判
断されればシャッター11aを開けて(時刻t2 )光を
取り出す(ステップS4)。定常発光に至らず初期過渡
状態中は動作が保留される。
【0018】このようなコントロールは、まず時刻t2
と時刻t1 との時間の差を実測で求めておき、その時間
を、予めタイマー手段(図示せず)にセットしておく。
そして、マグネトロン1aをONするとタイマー手段が
作動し、セットした時間が経過すると、シャッター11
aが開くようになっている。通常時刻t2 と時刻t1
の差は約3秒である。
【0019】この後所定の発光時間が経過して(時刻t
3 )マグネトロン1aをOFFする(ステップS5)。
マグネトロン1aがOFFの状態ではマイクロ波20の
漏れも生じないので、動作のようにシャッター11a
を開けたままにしておいてもよい。もちろん動作のよ
うにシャッター11aを閉じても構わない。
【0020】つまり、シャッター11aの開閉動作は、
初期過渡状態において閉じ、定常発光する時間だけ開け
ればこの発明の目的は達せられる。従って動作のよう
にマグネトロン1aがOFFしている場合には風30の
通りをよくするなどのためにシャッター11aを開けて
おいてもよい。
【0021】なお、シャッター11aの開閉により、キ
ャビティ3におけるインピーダンス整合が変化するが、
シャッター11aの開いた状態でインピーダンス整合を
行なう。
【0022】また、シャッターは、図1に示すような開
口部7とその形状を整合させたものとする必要はない。
図6はこの発明の他の実施例である光源装置102の概
観を示す。シャッター11cは角型であり、枠11dが
備えられている。シャッター11cは矢印Qに示される
ような開閉動作により、枠11dに沿って開口部7を覆
ったり覆わなかったりする。このような構造においても
この発明の目的を達することができる。
【0023】ところで、図2に示すように光量がほぼ定
常発光になる時刻t2 においてはマイクロ波20の漏れ
量も減少する。従って図3に示すステップS3の判断は
この光量を検出することによって行うことができる。こ
のように判断すると、予め、時間をタイマー手段にセッ
トする時間制御によって判断することと比較してさらに
光量に応じたシャッターの開閉動作の制御が可能にな
る。
【0024】即ち、マグネトロン1aや無電極放電ラン
プ4の特性のばらつきによる発光状態の変動を防止する
ことができる。更には製造上の欠陥や環境条件による無
電極放電ランプ4の表面の白濁や、破損等を原因として
所定の光量が得られなくなる場合についても発光中止等
の対処を行なうことができる。従って光量を検出してシ
ャッター11aの開閉動作を制御することはこの発明の
効果を一層高めることになる。
【0025】図4はこの発明の一実施例における光量検
出装置40を備えた光源装置101の概略構成図であ
り、図8に示す従来の光源装置100aと比較すると、
細かい金属メッシュ10cがなく、シャッター11aと
シャッター駆動手段11bと光量検出装置40とを有し
ている。その他の各部の動作は光源装置100、100
aと同様である。
【0026】図5は光量検出装置40によるシャッター
11aの開閉の制御の概略を模式的に表わしたブロック
図である。光量検出装置40は制御部40aと、例えば
フォトダイオードからなる受光素子40bとから構成さ
れる。
【0027】無電極放電ランプ4の発する光Lは受光素
子40bによって測定され、制御部40aに光量につい
ての情報が伝えられる。そして光Lの光量が図2に示す
ように増加し、制御部40aにおいて設定されている閾
値LTを越えた場合に、シャッター11aを開けるよう
シャッター駆動手段11bに命令する。これを受けてシ
ャッター駆動手段11bはシャッター11aを開ける。
図5中、シャッター11aは破線によって閉じた状態
が、実線によって開けた状態が表わされている。
【0028】このようにして光量検出装置40は初期過
渡状態の高調波マイクロ波20の漏れを防ぎ、不安定な
発光をも遮り、所望の光量に達して初めてシャッター1
1aを開けるように制御することができる。
【0029】光量検出装置40は図4に示すようにキャ
ビティ3の内部ではなく、例えば導波管2の近傍に設置
されて光Lを検出する。
【0030】また、受光素子40bはフォトダイオード
の他、フォトトランジスタ、CdSで構成することもで
きる。
【0031】
【発明の効果】以上に説明したようにこの発明によれ
ば、マイクロ波放電により発光する光を透過させる開口
部の上部に開閉可能なシャッターが設けられ、初期過渡
状態においてはシャッターが開口部を遮蔽し、高調波マ
イクロ波及び不安定な光量の漏洩を防ぐことができる。
そして、定常発光時においてはシャッターが開くので、
発光時の光量を減じることなくマイクロ波の漏洩を抑制
し、また発光制御を容易に行うことができる。
【0032】また、予め定めた時間をセットするタイマ
ー手段を、この発明の光源装置に備えておけば、シャッ
ターの開閉動作を時間制御できる。
【0033】更に、光量を検出する光量検出装置を備え
ておけば、光量に応じたシャッターの開閉動作の制御が
可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例である光源装置100の概
観図である。
【図2】光源装置100の動作を示すタイムチャートで
ある。
【図3】シャッター11aの動作を示すフローチャート
である。
【図4】この発明の一実施例における光量検出装置を備
えた光源装置101の概略構成図である。
【図5】光量検出装置40による制御の概略を示すブロ
ック図である。
【図6】この発明の他の実施例である光源装置102の
概観図である。
【図7】図1の光源装置100のシャッター11aの近
傍を示す図である。
【図8】従来の光源装置100aの概略構成図である。
【符号の説明】
1a マグネトロン 2 導波管 3 キャビティ 4 無電極放電ランプ 7 開口部 10a,10b 金属メッシュ 11a,11c シャッター 11b シャッター駆動手段 40 光量検出装置 100,101,102 光源装置 L 光
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭58−107563(JP,U) 実開 昭59−41861(JP,U) 実開 昭61−74996(JP,U) 実開 昭61−74997(JP,U)

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一面に開口部を有し、内部に無電極放電
    ランプを配設したキャビティと、前記開口部に設けら
    れ、光を透過する金属メッシュと、前記キャビティの側
    面に接続された導波管と、前記導波管に配設したマグネ
    トロンと、を備えた光源装置において、前記開口部の上
    部に、マイクロ波を吸収するシャッターと、前記シャッ
    ターを開閉させるシャッター駆動手段と、を設けたこと
    を特徴とする光源装置。
  2. 【請求項2】 前記マグネトロンをONすると同時に作
    動し、予め定めた時間に応じて前記シャッターの開閉を
    制御するタイマー手段を備えた請求項1記載の光源装
    置。
  3. 【請求項3】 マイクロ波放電により発光する光量を検
    出し、当該光量に応じて前記シャッターの開閉を制御す
    る光量検出装置を備えた請求項1記載の光源装置。
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DE102004009881B4 (de) * 2003-02-27 2017-03-16 Nordson Corp. Mikrowellenbetriebene Leuchtenanordnung mit einem beweglichen und luftdurchlässigen Verschluss und ein Verfahren zum Betrieb dieser Leuchtenanordnung

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DE102004009881B8 (de) * 2003-02-27 2017-06-01 Nordson Corp. Mikrowellenbetriebene Leuchtenanordnung mit einem beweglichen und luftdurchlässigen Verschluss und ein Verfahren zum Betrieb dieser Leuchtenanordnung

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