JP5534471B2 - 放電灯及び放電灯装置 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の実施の形態に係る放電灯装置の構成を示す図である。放電灯装置は、高輝度放電ランプであるHIDランプ10と、HIDランプ10を点灯させる放電灯点灯装置12と、を備えている。
点光源化のために、プラズマを維持する空間である、電極あるいはアンテナの間隔Gを狭くすると、発光効率を高くして点灯することが困難となる。この点について、詳細に説明する。
・・・(2)
本実施形態のHIDランプは、電極をモノポールアンテナと見なして、マイクロ波電力をランプ中心部にあるアンテナギャップGに給電する。放電が安定に点灯して高密度プラズマが形成されると、ギャップはプラズマにより短絡され、モノポールアンテナが完成する。しかし、Gを短くすると、実質的にモノポールアンテナに大きなキャパシタンスCPが直列に挿入されたことになり、モノポールアンテナの共振条件が崩れ、無効電力が増大する。
アンテナギャップに高密度プラズマが生成されて、ギャップが実質的に短絡されると、ランプはモノポールアンテナと等価となり、放射抵抗が増大する。すなわち、ランプに入射する電磁波(マイクロ波)は効率よく空間に放射されて損失となる。これは等価回路的には放射抵抗として扱われ、無駄となる。装荷コイルは電磁波(マイクロ波)電力の電磁電力の蓄積素子として機能し、放射抵抗の軽減を図ることができる。
装荷コイルには数10W程度のマイクロ波電力が蓄積されていると考えられ、高温に加熱される。従って、装荷コイルの材料は、高温に耐えられる材料であって、かつヘリカルコイルに加工しやすい可撓性を要する。耐熱性と可撓性の観点から、装荷コイルの材料として、モリブデン、タンタル、レニウムが適当と考えられる。また、装荷コイルの材料として、タングステンを採用してもよい。
装荷コイル先端部に生じる強いマイクロ波電界を放電の維持に使うことにより、発光効率を改善する。コイルの形状と取り付け位置を最適化することにより発光効率を高めることができる。また、装荷コイルをガラスでモールドしてもよい。
表4に示すように、AEMDランプの方が、発光強度が大きく、ランプ寿命が長く、より点光源化を図ることができ、低電力化を図ることができることがわかった。
10A 放電空間
10B 放電容器
10C 棒状部材
10D アンテナ部材
10E 装荷コイル
12 放電灯点灯装置
14 ラーンチャ
14A 内部円筒部材
14B 外部円筒部材
20 固体マイクロ波発振器
22 直流電源
Claims (6)
- 光透過性を有する非導電性部材で形成され、かつ内部に発光物質が封入された放電容器と、
一方の端部が前記放電容器の内部に設けられ、他方の端部が前記放電容器の外部に突出した第1のアンテナ部材と、
一方の端部が前記放電容器の内部に設けられ、他方の端部が前記放電容器の外部に突出して電磁波導波手段と接続可能な第2のアンテナ部材と、
前記第1のアンテナ部材の前記放電容器の外部に突出した部分に設けられた外部インピーダンス部と、
を備え、
前記外部インピーダンス部は、前記第1のアンテナ部材の前記放電容器の外部に突出した部分に巻き付けられ、前記第1のアンテナ部材からのマイクロ波の漏洩を防止する装荷コイルである、
放電灯。 - 前記電磁波導波手段から電磁波を供給することにより、前記第1のアンテナ部材の一方の端部と前記第2のアンテナ部材の一方の端部との間隙で放電が発生するように構成されていると共に、前記間隙と前記外部インピーダンス部とにより前記電磁波の共振回路を構成している、
請求項1記載の放電灯。 - 前記装荷コイルの線の長さは、前記第2のアンテナ部材へ入力される電磁波の一波長である請求項1又は2に記載の放電灯。
- 前記第1のアンテナ部材の前記放電容器の外部に突出された部分は、非導電性部材に覆われ、
前記装荷コイルは、前記第1のアンテナ部材の非導電性部材で覆われた部分に巻き付けられている
請求項1〜請求項4の何れか1項に記載の放電灯。 - 電磁波を発生する電磁波発生手段と、
前記電磁波発生手段により発生された電磁波が導かれる、内部導体を有する電磁波導手段と、
前記電磁波導波手段に前記第2のアンテナ部材が接続された請求項1から請求項5のいずれか1項に記載に放電灯と、
を備えた放電灯装置。 - 前記電磁波導波手段は、同軸伝送線路である、
請求項6記載の放電灯装置
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