JPH06162807A - 無電極放電光源装置 - Google Patents
無電極放電光源装置Info
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- JPH06162807A JPH06162807A JP31152492A JP31152492A JPH06162807A JP H06162807 A JPH06162807 A JP H06162807A JP 31152492 A JP31152492 A JP 31152492A JP 31152492 A JP31152492 A JP 31152492A JP H06162807 A JPH06162807 A JP H06162807A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】無電極発光管からの光放射が途中で遮られるこ
となく容器外に出射でき、均一な光量分布の照射が得ら
れる無電極放電光源装置の提供を目的とする。 【構成】楕円面１の第１焦点Ｆ１に配置された無電極発
光管５からの光放射のうち、楕円面１で反射する光は直
接第２焦点Ｆ２に集光され、円弧面２で反射する光は円
弧面２の中心と同一の第１焦点Ｆ１に戻され楕円面１に
反射した後第２焦点Ｆ２に集光される。円弧面２は第２
焦点Ｆ２に配置され、光軸上に中心があり高周波電磁波
を反射する開口３が形成されているので、この開口３か
らは高周波電磁波は通過せず無電極発光管５から放射さ
れた光のみが途中で遮られることなく通過して容器外に
出射される。
となく容器外に出射でき、均一な光量分布の照射が得ら
れる無電極放電光源装置の提供を目的とする。 【構成】楕円面１の第１焦点Ｆ１に配置された無電極発
光管５からの光放射のうち、楕円面１で反射する光は直
接第２焦点Ｆ２に集光され、円弧面２で反射する光は円
弧面２の中心と同一の第１焦点Ｆ１に戻され楕円面１に
反射した後第２焦点Ｆ２に集光される。円弧面２は第２
焦点Ｆ２に配置され、光軸上に中心があり高周波電磁波
を反射する開口３が形成されているので、この開口３か
らは高周波電磁波は通過せず無電極発光管５から放射さ
れた光のみが途中で遮られることなく通過して容器外に
出射される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、無電極放電光源装置に
関するものである。
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、高周波電磁波でプラズマ発光
する無電極発光管を光源に使用した光源装置が採用され
ている。一例としてマイクロ波によって無電極発光管を
発光させる光源装置の構成を図３に示し、以下これを用
いてその概要を略述する。
する無電極発光管を光源に使用した光源装置が採用され
ている。一例としてマイクロ波によって無電極発光管を
発光させる光源装置の構成を図３に示し、以下これを用
いてその概要を略述する。
【０００３】図３において、１０１はマイクロ波発振
器、１０２はマイクロ波発振器の出力アンテナ、１０３
は導波管、１０４は冷却ファン、１０５は送風フード、
１０６は内面が光反射性で、かつ断面形状が放物面であ
る金属容器、１０７は金属メッシュ、１０８は断面形状
が放物面である金属容器１０６の焦点位置に配置され発
光媒体を封入している球形の無電極発光管、１０９は金
属容器１０６へのマイクロ波の給電口である。
器、１０２はマイクロ波発振器の出力アンテナ、１０３
は導波管、１０４は冷却ファン、１０５は送風フード、
１０６は内面が光反射性で、かつ断面形状が放物面であ
る金属容器、１０７は金属メッシュ、１０８は断面形状
が放物面である金属容器１０６の焦点位置に配置され発
光媒体を封入している球形の無電極発光管、１０９は金
属容器１０６へのマイクロ波の給電口である。
【０００４】上記構成において、マイクロ波発振器１０
１によって発振されたマイクロ波は、アンテナ１０２よ
り導波管１０３に放射され、導波管１０３を伝搬し（図
３において、破線で示す）、給電口１０９から光反射板
を兼ねた金属容器１０６と金属メッシュ１０７とで構成
された空胴共振器内に導かれ、空胴内にマイクロ波電磁
場を形成する。空胴共振器内に設置された無電極発光管
１０８は、このマイクロ波電磁場によりエネルギーを吸
収し、放電，発光を行なう。無電極発光管１０８から発
せられた光は、光反射板を兼用する金属容器内面で反射
され、直射光とともに金属メッシュ１０７を通して外部
に放射される（図３において実線で示す）。また冷却フ
ァン１０４からの空気は送風フード１０５を介して、マ
イクロ波と同じく、給電口１０９から空胴内に導入され
て（図３において、一点鎖線で示す）、無電極発光管１
０８を冷却し、発光管１０８の溶融，破裂を防止する。
１によって発振されたマイクロ波は、アンテナ１０２よ
り導波管１０３に放射され、導波管１０３を伝搬し（図
３において、破線で示す）、給電口１０９から光反射板
を兼ねた金属容器１０６と金属メッシュ１０７とで構成
された空胴共振器内に導かれ、空胴内にマイクロ波電磁
場を形成する。空胴共振器内に設置された無電極発光管
１０８は、このマイクロ波電磁場によりエネルギーを吸
収し、放電，発光を行なう。無電極発光管１０８から発
せられた光は、光反射板を兼用する金属容器内面で反射
され、直射光とともに金属メッシュ１０７を通して外部
に放射される（図３において実線で示す）。また冷却フ
ァン１０４からの空気は送風フード１０５を介して、マ
イクロ波と同じく、給電口１０９から空胴内に導入され
て（図３において、一点鎖線で示す）、無電極発光管１
０８を冷却し、発光管１０８の溶融，破裂を防止する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前記従来の無電極放電
光源装置において、無電極発光管１０８から発せられた
光が、金属メッシュ１０７を通して外部に放射される構
造では、金属メッシュ１０７が光源からの直射光の一部
あるいは反射板からの平行な反射光の一部を遮るので、
光量が一部遮られるとともに、被照射面に対する光量分
布の一部に乱れを生じ、光源と組み合わされる光学系の
設計に対し不都合であった。
光源装置において、無電極発光管１０８から発せられた
光が、金属メッシュ１０７を通して外部に放射される構
造では、金属メッシュ１０７が光源からの直射光の一部
あるいは反射板からの平行な反射光の一部を遮るので、
光量が一部遮られるとともに、被照射面に対する光量分
布の一部に乱れを生じ、光源と組み合わされる光学系の
設計に対し不都合であった。
【０００６】また、前記従来の無電極放電光源装置にお
いて、無電極発光管１０８は給電口１０９から導入され
る空気によって冷却されるが、このように固定された発
光管１０８がある一方向から局所的に冷却される場合、
発光管１０８が球形を成しているとしても、発光管１０
８の表面は均一に冷却されず、その全表面をほぼ均一の
温度に維持することが困難である。そのため発光管１０
８の全表面にわたってほぼ均一な光照射を得ることがで
きず、したがって、最終的に得られる光照射も不均一な
ものとなる。さらに、発光管１０８の表面の温度の不均
一は、発光管１０８の表面に異常な熱応力分布を生じ、
発光管１０８を破裂させる可能性がある。
いて、無電極発光管１０８は給電口１０９から導入され
る空気によって冷却されるが、このように固定された発
光管１０８がある一方向から局所的に冷却される場合、
発光管１０８が球形を成しているとしても、発光管１０
８の表面は均一に冷却されず、その全表面をほぼ均一の
温度に維持することが困難である。そのため発光管１０
８の全表面にわたってほぼ均一な光照射を得ることがで
きず、したがって、最終的に得られる光照射も不均一な
ものとなる。さらに、発光管１０８の表面の温度の不均
一は、発光管１０８の表面に異常な熱応力分布を生じ、
発光管１０８を破裂させる可能性がある。
【０００７】本発明は、発光管１０８の全放射方向に均
一な光放射を発生し、その放射された光が金属メッシュ
に遮られることなく空胴外に導かれ、さらに発光管１０
８の破裂の危険性をも低減することが可能な無電極放電
光源装置を提供することを目的としている。
一な光放射を発生し、その放射された光が金属メッシュ
に遮られることなく空胴外に導かれ、さらに発光管１０
８の破裂の危険性をも低減することが可能な無電極放電
光源装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の無電極
放電光源装置は、無電極発光管を内蔵した容器に高周波
電磁波を給電して無電極発光管を発光させる無電極放電
光源装置において、前記容器の内面が光反射性で、その
断面形状が、それぞれの開口が互いに対向し同一の光軸
を有する少なくとも略楕円面と少なくとも略円弧面との
複合面であり、前記楕円面の第１焦点と第２焦点のうち
の第１焦点と前記円弧面の中心とを少なくとも略同一に
設定し、前記楕円面の少なくとも略前記第１焦点に無電
極発光管を配置し、前記楕円面の少なくとも略第２焦点
に前記円弧面を配置し、前記円弧面には光軸上に中心が
あって前記高周波電磁波を反射する大きさの開口を穿設
し、この開口から出射光を得ることを特徴とする。
放電光源装置は、無電極発光管を内蔵した容器に高周波
電磁波を給電して無電極発光管を発光させる無電極放電
光源装置において、前記容器の内面が光反射性で、その
断面形状が、それぞれの開口が互いに対向し同一の光軸
を有する少なくとも略楕円面と少なくとも略円弧面との
複合面であり、前記楕円面の第１焦点と第２焦点のうち
の第１焦点と前記円弧面の中心とを少なくとも略同一に
設定し、前記楕円面の少なくとも略前記第１焦点に無電
極発光管を配置し、前記楕円面の少なくとも略第２焦点
に前記円弧面を配置し、前記円弧面には光軸上に中心が
あって前記高周波電磁波を反射する大きさの開口を穿設
し、この開口から出射光を得ることを特徴とする。
【０００９】請求項２に記載の無電極放電光源装置は、
円弧面の開口径を楕円面の開口径よりも大きくし、円弧
面の開口端と楕円面の開口端との間隙部に送風フードの
一端を接続し、送風フードの他端を送風装置に接続し、
前記間隙部を、高周波電磁波が反射する網状の部材で閉
塞したことを特徴とする。
円弧面の開口径を楕円面の開口径よりも大きくし、円弧
面の開口端と楕円面の開口端との間隙部に送風フードの
一端を接続し、送風フードの他端を送風装置に接続し、
前記間隙部を、高周波電磁波が反射する網状の部材で閉
塞したことを特徴とする。
【００１０】
【作用】請求項１の構成によると、楕円面の少なくとも
略第１焦点に配置された無電極発光管からの光放射のう
ち、直接楕円面に向かう光は、楕円面により少なくとも
略第２焦点に集光され、円弧面に向かう光は円弧面によ
り楕円面の第１焦点と少なくとも略同一である円弧面の
中心に戻され、楕円面により少なくとも略第２焦点に集
光される。この少なくとも略第２焦点に、光軸上に中心
があって高周波電磁波が反射する大きさの開口を有する
円弧面が配置されているので、高周波電磁波はこの開口
を通過せず、この開口からは無電極発光管から放射され
た光のみが途中で遮られることなく通過して容器外部に
出射される。
略第１焦点に配置された無電極発光管からの光放射のう
ち、直接楕円面に向かう光は、楕円面により少なくとも
略第２焦点に集光され、円弧面に向かう光は円弧面によ
り楕円面の第１焦点と少なくとも略同一である円弧面の
中心に戻され、楕円面により少なくとも略第２焦点に集
光される。この少なくとも略第２焦点に、光軸上に中心
があって高周波電磁波が反射する大きさの開口を有する
円弧面が配置されているので、高周波電磁波はこの開口
を通過せず、この開口からは無電極発光管から放射され
た光のみが途中で遮られることなく通過して容器外部に
出射される。
【００１１】請求項２の構成によると、円弧面の開口径
を楕円面の開口径よりも大きくし、送風フードの一端を
円弧面の開口端と楕円面の開口端との間隙部に接続し他
端を送風装置に接続して、この間隙部より容器内部に冷
却ガスを導入するので、容器内において、光軸付近に楕
円面の第２焦点から第１焦点方向にむかう軸対称的な冷
却ガスの流れができ、少なくとも略第１焦点に配置され
た無電極発光管の全表面がほぼ均一にかつ充分に冷却さ
れる。
を楕円面の開口径よりも大きくし、送風フードの一端を
円弧面の開口端と楕円面の開口端との間隙部に接続し他
端を送風装置に接続して、この間隙部より容器内部に冷
却ガスを導入するので、容器内において、光軸付近に楕
円面の第２焦点から第１焦点方向にむかう軸対称的な冷
却ガスの流れができ、少なくとも略第１焦点に配置され
た無電極発光管の全表面がほぼ均一にかつ充分に冷却さ
れる。
【００１２】
【実施例】以下に、マイクロ波でプラズマ発光する無電
極発光管を使用した光源装置を例に、本発明の実施例を
図１および図２を参照しながら説明する。
極発光管を使用した光源装置を例に、本発明の実施例を
図１および図２を参照しながら説明する。
【００１３】第１の実施例を図１によって説明する。５
は金属ハロゲン化物および水銀と希ガスを封入した球形
の無電極発光管で、この無電極発光管５を包囲するよう
に、マイクロ波を反射し、内面が光反射性材料で被覆さ
れた回転複合面の容器としての空胴共振器４を配置して
いる。この空胴共振器４は、楕円面１と円弧面２の複合
面から構成され、円弧面２には光軸Ｉ−Ｉ’上に中心を
もつ直径２cmの開口３が設けられている。ここでは、楕
円面１の第１焦点位置と円弧面２の中心位置を同一に
し、これを第１焦点Ｆ１とするとともに、無電極発光管
５を支持棒１２より第１焦点Ｆ１に配置する。円弧面２
は楕円面１の第２焦点Ｆ２に重なるように配置してお
り、円弧面２に設けた開口３の中心は第２焦点Ｆ２と同
一位置である。６は周波数２．４５ＧＨｚのマイクロ波
を発振する高周波電磁波の発生装置としてのマイクロ波
発振器、７はマイクロ波発振器６の出力アンテナ、８は
導波管、９は冷却ファン、１０は送風フード、１１は給
電口である。
は金属ハロゲン化物および水銀と希ガスを封入した球形
の無電極発光管で、この無電極発光管５を包囲するよう
に、マイクロ波を反射し、内面が光反射性材料で被覆さ
れた回転複合面の容器としての空胴共振器４を配置して
いる。この空胴共振器４は、楕円面１と円弧面２の複合
面から構成され、円弧面２には光軸Ｉ−Ｉ’上に中心を
もつ直径２cmの開口３が設けられている。ここでは、楕
円面１の第１焦点位置と円弧面２の中心位置を同一に
し、これを第１焦点Ｆ１とするとともに、無電極発光管
５を支持棒１２より第１焦点Ｆ１に配置する。円弧面２
は楕円面１の第２焦点Ｆ２に重なるように配置してお
り、円弧面２に設けた開口３の中心は第２焦点Ｆ２と同
一位置である。６は周波数２．４５ＧＨｚのマイクロ波
を発振する高周波電磁波の発生装置としてのマイクロ波
発振器、７はマイクロ波発振器６の出力アンテナ、８は
導波管、９は冷却ファン、１０は送風フード、１１は給
電口である。
【００１４】上記の構成において、マイクロ波発振器６
より発生したマイクロ波は、出力アンテナ７より導波管
８に放射され、導波管８を伝搬し、給電口１１から空胴
共振器４に導かれ、空胴共振器４の内部にマイクロ波電
磁場を形成する。このマイクロ波電磁場のエネルギーに
より、無電極発光管５は放電，発光を行なう。この際、
無電極発光管５は、送風フード１０および給電口１１を
通じて冷却ファン９より送られる空気により、冷却され
る。
より発生したマイクロ波は、出力アンテナ７より導波管
８に放射され、導波管８を伝搬し、給電口１１から空胴
共振器４に導かれ、空胴共振器４の内部にマイクロ波電
磁場を形成する。このマイクロ波電磁場のエネルギーに
より、無電極発光管５は放電，発光を行なう。この際、
無電極発光管５は、送風フード１０および給電口１１を
通じて冷却ファン９より送られる空気により、冷却され
る。
【００１５】マイクロ波電磁場によって発光する球形の
無電極発光管５は、全放射方向にほぼ一様な光放射を発
生すると考えられるので、これを近似的に点光源とみな
せる。よって、無電極発光管５からの光放射のうち、直
接楕円面１に向かう光は、楕円面１により第２焦点Ｆ２
に集光される（図１において、実線で示す）。円弧面２
に向かう光は、円弧面２により楕円面１の第１焦点Ｆ１
と同一である円弧面２の中心に戻され、楕円面１により
第２焦点Ｆ２に集光される（図１において、破線で示
す）。開口３は第２焦点Ｆ２に配置されているので、楕
円面１および円弧面２によって反射され第２焦点Ｆ２に
集光された光、すなわち無電極発光管５から放射された
大部分の光は、この開口３を通過して空胴共振器４の外
部に出射される。
無電極発光管５は、全放射方向にほぼ一様な光放射を発
生すると考えられるので、これを近似的に点光源とみな
せる。よって、無電極発光管５からの光放射のうち、直
接楕円面１に向かう光は、楕円面１により第２焦点Ｆ２
に集光される（図１において、実線で示す）。円弧面２
に向かう光は、円弧面２により楕円面１の第１焦点Ｆ１
と同一である円弧面２の中心に戻され、楕円面１により
第２焦点Ｆ２に集光される（図１において、破線で示
す）。開口３は第２焦点Ｆ２に配置されているので、楕
円面１および円弧面２によって反射され第２焦点Ｆ２に
集光された光、すなわち無電極発光管５から放射された
大部分の光は、この開口３を通過して空胴共振器４の外
部に出射される。
【００１６】ここでは、円弧面２に設けた開口３の直径
は２cmに選ばれており、これはマイクロ波発振器６から
周波数２．４５ＧＨｚで発振されるマイクロ波の波長約
１２．２cmの１／４以下の長さに制限されている。した
がって、空胴共振器４の内部のマイクロ波電磁場がこの
開口３から洩れることはない。すなわち、この開口３か
らは、第２焦点Ｆ２に集光してきた無電極発光管５から
の光放射のみが通過することとなる。したがって、この
光源装置からは、光量の一部が途中で遮られることがな
い極めて質の高い光を空胴共振器４の外部に取り出すこ
とができる。そのため、光量にむらのない一様な光が得
られる。その結果、光源装置と組合わされる光学系の設
計が容易になる。
は２cmに選ばれており、これはマイクロ波発振器６から
周波数２．４５ＧＨｚで発振されるマイクロ波の波長約
１２．２cmの１／４以下の長さに制限されている。した
がって、空胴共振器４の内部のマイクロ波電磁場がこの
開口３から洩れることはない。すなわち、この開口３か
らは、第２焦点Ｆ２に集光してきた無電極発光管５から
の光放射のみが通過することとなる。したがって、この
光源装置からは、光量の一部が途中で遮られることがな
い極めて質の高い光を空胴共振器４の外部に取り出すこ
とができる。そのため、光量にむらのない一様な光が得
られる。その結果、光源装置と組合わされる光学系の設
計が容易になる。
【００１７】無電極発光管５から放射された光の大部分
が容器外部に出射されるため、発生した光の利用効率が
向上する。その結果、無電極発光管５にエネルギーを供
給する高周波電磁波の発生装置の小型化が可能となる。
が容器外部に出射されるため、発生した光の利用効率が
向上する。その結果、無電極発光管５にエネルギーを供
給する高周波電磁波の発生装置の小型化が可能となる。
【００１８】上記実施例では、楕円面１の開口径が円弧
面２の開口径より小さい空胴共振器４を例に説明した
が、楕円面１と円弧面２の開口径の関係がこれに限られ
ることはない。
面２の開口径より小さい空胴共振器４を例に説明した
が、楕円面１と円弧面２の開口径の関係がこれに限られ
ることはない。
【００１９】楕円面１と円弧面２の各々の開口端は、リ
ング状でマイクロ波を反射する金属性の平面板で接続さ
れているが、この接続部の形状は、無電極発光管５から
円弧面２に向かう光反射を遮ることがなければ、これに
限られることはなく、この接続部は光反射に関与しない
ため、必ずしも光反射性材料で被覆されている必要はな
い。したがって、マイクロ波だけを反射する部材、たと
えば網状の金属であってもかまわない。
ング状でマイクロ波を反射する金属性の平面板で接続さ
れているが、この接続部の形状は、無電極発光管５から
円弧面２に向かう光反射を遮ることがなければ、これに
限られることはなく、この接続部は光反射に関与しない
ため、必ずしも光反射性材料で被覆されている必要はな
い。したがって、マイクロ波だけを反射する部材、たと
えば網状の金属であってもかまわない。
【００２０】無電極発光管５を冷却するための冷却装置
として、冷却ファン９を設けているが、必ずしもこのよ
うな冷却装置が必要であるわけではなく、冷却装置を設
けない場合は、送風フード１０は省略できる。
として、冷却ファン９を設けているが、必ずしもこのよ
うな冷却装置が必要であるわけではなく、冷却装置を設
けない場合は、送風フード１０は省略できる。
【００２１】第２の実施例を図２によって説明する。楕
円面１の開口端と円弧面２の開口端との間隙部１５に送
風フード１０を設け、さらにこの間隙部１５をマイクロ
波を反射する金属メッシュ１３で接続する。１４は冷却
ガス（空気）の流れを表わす。その他の構成は、第１の
実施例と同じである。
円面１の開口端と円弧面２の開口端との間隙部１５に送
風フード１０を設け、さらにこの間隙部１５をマイクロ
波を反射する金属メッシュ１３で接続する。１４は冷却
ガス（空気）の流れを表わす。その他の構成は、第１の
実施例と同じである。
【００２２】第２の実施例の動作を説明する。安定点灯
時、冷却ファン９から送られた空気は、送風フード１０
を通じて、楕円面１の開口端と円弧面２の開口端との間
隙部１５から、空胴共振器４の内部に導入される。空気
は楕円面１の開口端の全周囲から空胴共振器４の内部に
送られることになるので、空胴共振器４の内部におい
て、空気の流れ１４が示すように、光軸Ｉ−Ｉ’付近
に、楕円面１の第２焦点Ｆ２から第１焦点Ｆ１の方向に
むかって、軸対称的な空気の流れ１４ができる。
時、冷却ファン９から送られた空気は、送風フード１０
を通じて、楕円面１の開口端と円弧面２の開口端との間
隙部１５から、空胴共振器４の内部に導入される。空気
は楕円面１の開口端の全周囲から空胴共振器４の内部に
送られることになるので、空胴共振器４の内部におい
て、空気の流れ１４が示すように、光軸Ｉ−Ｉ’付近
に、楕円面１の第２焦点Ｆ２から第１焦点Ｆ１の方向に
むかって、軸対称的な空気の流れ１４ができる。
【００２３】上記の構成により、第１焦点Ｆ１に配置さ
れた無電極発光管５の全表面がほぼ均一にかつ充分に冷
却される。その結果、無電極発光管５の表面全体を一様
な温度状態に保つことができる。したがって、無電極発
光管５からの光放射が、全放射方向に対してきわめて一
様となり、光源装置から外部に取り出される光照射の一
様性がさらに向上する。無電極発光管５の表面全体が一
様な温度状態になるため、異常な熱応力分布の発生が抑
制される。その結果、無電極発光管５の破裂の危険性が
減少し、無電極発光管５の使用期間が延長できるという
経済効果が得られる。
れた無電極発光管５の全表面がほぼ均一にかつ充分に冷
却される。その結果、無電極発光管５の表面全体を一様
な温度状態に保つことができる。したがって、無電極発
光管５からの光放射が、全放射方向に対してきわめて一
様となり、光源装置から外部に取り出される光照射の一
様性がさらに向上する。無電極発光管５の表面全体が一
様な温度状態になるため、異常な熱応力分布の発生が抑
制される。その結果、無電極発光管５の破裂の危険性が
減少し、無電極発光管５の使用期間が延長できるという
経済効果が得られる。
【００２４】楕円面１の開口端と円弧面２の開口端との
間隙部１５は金属メッシュ１３によって接続されている
ので、ここよりマイクロ波が漏れる危険性はない。本発
明は、上記各実施例に限定されるものではなく、実施に
あたっては種々の態様をとることは当然である。たとえ
ば、上記各実施例において、円弧面２に設けた開口３の
直径を２cmと設定したが、マイクロ波の波長の１／４以
下の直径であればこれに限られることはない。また、マ
イクロ波発振器６によって発生するマイクロ波の周波数
を２．４５ＧＨｚと設定したが、周波数はこれらに限定
されるものではない。したがって、円弧面２に設けた開
口３の直径の上限値もこれによって、変化するのは言う
までもない。
間隙部１５は金属メッシュ１３によって接続されている
ので、ここよりマイクロ波が漏れる危険性はない。本発
明は、上記各実施例に限定されるものではなく、実施に
あたっては種々の態様をとることは当然である。たとえ
ば、上記各実施例において、円弧面２に設けた開口３の
直径を２cmと設定したが、マイクロ波の波長の１／４以
下の直径であればこれに限られることはない。また、マ
イクロ波発振器６によって発生するマイクロ波の周波数
を２．４５ＧＨｚと設定したが、周波数はこれらに限定
されるものではない。したがって、円弧面２に設けた開
口３の直径の上限値もこれによって、変化するのは言う
までもない。
【００２５】上記各実施例において、空胴共振器４の断
面形状を円弧面２と楕円面１との複合面としたが、円弧
面２に近い曲面の略円弧面と楕円面１に近い曲面の略楕
円面との複合面でもよい。つまり、空胴共振器４の断面
形状は少なくとも略円弧面と少なくとも略楕円面との複
合面であればよい。
面形状を円弧面２と楕円面１との複合面としたが、円弧
面２に近い曲面の略円弧面と楕円面１に近い曲面の略楕
円面との複合面でもよい。つまり、空胴共振器４の断面
形状は少なくとも略円弧面と少なくとも略楕円面との複
合面であればよい。
【００２６】無電極発光管５を楕円面１の第１焦点Ｆ１
に配置したが、第１焦点Ｆ１に近い点の略第１焦点に配
置してもよい。つまり、無電極発光管５を楕円面１の少
なくとも略第１焦点に配置すればよい。
に配置したが、第１焦点Ｆ１に近い点の略第１焦点に配
置してもよい。つまり、無電極発光管５を楕円面１の少
なくとも略第１焦点に配置すればよい。
【００２７】円弧面２を楕円面１の第２焦点Ｆ２に配置
したが、第２焦点Ｆ２に近い点の略第２焦点に配置して
もよい。つまり、円弧面２を楕円面１の少なくとも略第
２焦点に配置すればよい。
したが、第２焦点Ｆ２に近い点の略第２焦点に配置して
もよい。つまり、円弧面２を楕円面１の少なくとも略第
２焦点に配置すればよい。
【００２８】楕円面１の第１焦点Ｆ１と円弧面２の中心
とを同一に設定したが、第１焦点Ｆ１と中心とを、それ
ぞれが近い位置関係の略同一に設定してもよい。つま
り、楕円面１の第１焦点Ｆ１と円弧面２の中心とを少な
くとも略同一に設定すればよい。
とを同一に設定したが、第１焦点Ｆ１と中心とを、それ
ぞれが近い位置関係の略同一に設定してもよい。つま
り、楕円面１の第１焦点Ｆ１と円弧面２の中心とを少な
くとも略同一に設定すればよい。
【００２９】上記各実施例において、高周波電磁波の発
生装置としてマイクロ波発振器６を例に説明したが、無
電極発光管５の周囲にコイルを設け、このコイルに高周
波の電流を流すような装置であってもかまわない。
生装置としてマイクロ波発振器６を例に説明したが、無
電極発光管５の周囲にコイルを設け、このコイルに高周
波の電流を流すような装置であってもかまわない。
【００３０】上記各実施例において、無電極発光管５の
形状を球形としたが、球形に近い形状の略球形であって
もよい。つまり、無電極発光管５の形状は少なくとも略
球形であればよい。無電極発光管５の封入物質も上記各
実施例に示されたものに限られるものではない。
形状を球形としたが、球形に近い形状の略球形であって
もよい。つまり、無電極発光管５の形状は少なくとも略
球形であればよい。無電極発光管５の封入物質も上記各
実施例に示されたものに限られるものではない。
【００３１】上記各実施例において、無電極発光管５を
冷却するガスとして空気を使用した場合について説明し
たが、冷却ガスとして、たとえば窒素やヘリウムなどの
その他の冷却ガスを使用することも可能である。
冷却するガスとして空気を使用した場合について説明し
たが、冷却ガスとして、たとえば窒素やヘリウムなどの
その他の冷却ガスを使用することも可能である。
【００３２】
【発明の効果】請求項１の構成によれば、楕円面の少な
くとも略第１焦点に配置された無電極発光管からの光放
射のうち、直接楕円面に向かう光は、楕円面により少な
くとも略第２焦点に集光され、円弧面に向かう光は円弧
面により楕円面の第１焦点と少なくとも略同一である円
弧面の中心に戻され、楕円面により少なくとも略第２焦
点に集光される。この少なくとも略第２焦点には、光軸
上に中心があって高周波電磁波が反射する大きさの開口
を有する円弧面が配置されているので、この開口から
は、高周波電磁波は通過せず無電極発光管から放射され
た光のみが途中で遮られることなく通過して容器外部に
出射される。そのため、光量にむらのない一様な光が得
られる。その結果、光源装置と組合わされる光学系の設
計が容易になる。
くとも略第１焦点に配置された無電極発光管からの光放
射のうち、直接楕円面に向かう光は、楕円面により少な
くとも略第２焦点に集光され、円弧面に向かう光は円弧
面により楕円面の第１焦点と少なくとも略同一である円
弧面の中心に戻され、楕円面により少なくとも略第２焦
点に集光される。この少なくとも略第２焦点には、光軸
上に中心があって高周波電磁波が反射する大きさの開口
を有する円弧面が配置されているので、この開口から
は、高周波電磁波は通過せず無電極発光管から放射され
た光のみが途中で遮られることなく通過して容器外部に
出射される。そのため、光量にむらのない一様な光が得
られる。その結果、光源装置と組合わされる光学系の設
計が容易になる。
【００３３】無電極発光管から放射された光の大部分が
容器外部に出射されるため、発生した光の利用効率が向
上する。その結果、無電極発光管にエネルギーを供給す
る高周波電磁波の発生装置の小型化が可能となる。
容器外部に出射されるため、発生した光の利用効率が向
上する。その結果、無電極発光管にエネルギーを供給す
る高周波電磁波の発生装置の小型化が可能となる。
【００３４】請求項２の構成によれば、円弧面の開口径
を楕円面の開口径よりも大きくし、送風フードの一端を
円弧面の開口端と楕円面の開口端との間隙部に接続し他
端を送風装置に接続して、この間隙部より容器内部に冷
却ガスを導入するので、容器内において、光軸付近に楕
円面の第２焦点から第１焦点方向にむかう軸対称的な冷
却ガスの流れができる。そのため、少なくとも略第１焦
点に配置された無電極発光管の全表面がほぼ均一にかつ
充分に冷却できる。その結果、無電極発光管の表面全体
を一様な温度状態に保つことができる。したがって、無
電極発光管からの光放射が、全放射方向に対してきわめ
て一様となり、光源装置から外部に取り出される光照射
の一様性がさらに向上する。
を楕円面の開口径よりも大きくし、送風フードの一端を
円弧面の開口端と楕円面の開口端との間隙部に接続し他
端を送風装置に接続して、この間隙部より容器内部に冷
却ガスを導入するので、容器内において、光軸付近に楕
円面の第２焦点から第１焦点方向にむかう軸対称的な冷
却ガスの流れができる。そのため、少なくとも略第１焦
点に配置された無電極発光管の全表面がほぼ均一にかつ
充分に冷却できる。その結果、無電極発光管の表面全体
を一様な温度状態に保つことができる。したがって、無
電極発光管からの光放射が、全放射方向に対してきわめ
て一様となり、光源装置から外部に取り出される光照射
の一様性がさらに向上する。
【００３５】無電極発光管の表面全体が一様な温度状態
になるため、異常な熱応力分布の発生が抑制される。そ
の結果、無電極発光管の破裂の危険性が減少し、無電極
発光管の使用期間が延長できるという経済効果が得られ
る。
になるため、異常な熱応力分布の発生が抑制される。そ
の結果、無電極発光管の破裂の危険性が減少し、無電極
発光管の使用期間が延長できるという経済効果が得られ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例における無電極放電光源
装置の構成を示す要部断面図
装置の構成を示す要部断面図
【図２】本発明の第２の実施例における無電極放電光源
装置の構成を示す要部断面図
装置の構成を示す要部断面図
【図３】従来の無電極放電光源装置の構成を示す要部断
面図
面図
１ 楕円面 ２ 円弧面 ３ 開口 ５ 無電極発光管 ６ マイクロ波発振器 ８ 導波管 １０ 送風フード １１ 給電口 １５ 間隙部 Ｆ１ 第１焦点 Ｆ２ 第２焦点
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｆ２１Ｖ 7/09 Ａ 6908−3Ｋ (72)発明者 小山 和孝 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内
Claims (5)
- 【請求項１】 無電極発光管を内蔵した容器に高周波電
磁波を給電して無電極発光管を発光させる無電極放電光
源装置において、前記容器の内面が光反射性で、その断
面形状が、それぞれの開口が互いに対向し同一の光軸を
有する少なくとも略楕円面と少なくとも略円弧面との複
合面であり、前記楕円面の第１焦点と第２焦点のうちの
第１焦点と前記円弧面の中心とを少なくとも略同一に設
定し、前記楕円面の少なくとも略前記第１焦点に無電極
発光管を配置し、前記楕円面の少なくとも略第２焦点に
前記円弧面を配置し、前記円弧面には光軸上に中心があ
って前記高周波電磁波を反射する大きさの開口を穿設
し、この開口から出射光を得る無電極放電光源装置。 - 【請求項２】 円弧面の開口径を楕円面の開口径よりも
大きくし、円弧面の開口端と楕円面の開口端との間隙部
に送風フードの一端を接続し、送風フードの他端を送風
装置に接続し、前記間隙部を、高周波電磁波が反射する
網状の部材で閉塞した請求項１記載の無電極放電光源装
置。 - 【請求項３】 高周波電磁波を発生する装置としてマイ
クロ波発振器を用い、前記マイクロ波発振器で発生した
マイクロ波を容器の内部に導入するための給電口が前記
容器に形成された請求項１または請求項２記載の無電極
放電光源装置。 - 【請求項４】 マイクロ波発振器と給電口との間に導波
管が設けられた請求項３記載の無電極放電光源装置。 - 【請求項５】 無電極発光管の形状が、少なくとも略球
形である請求項１から請求項４のいずれかに記載の無電
極放電光源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31152492A JP3159809B2 (ja) | 1992-11-20 | 1992-11-20 | 無電極放電光源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31152492A JP3159809B2 (ja) | 1992-11-20 | 1992-11-20 | 無電極放電光源装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06162807A true JPH06162807A (ja) | 1994-06-10 |
| JP3159809B2 JP3159809B2 (ja) | 2001-04-23 |
Family
ID=18018279
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31152492A Expired - Fee Related JP3159809B2 (ja) | 1992-11-20 | 1992-11-20 | 無電極放電光源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3159809B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100314015B1 (ko) * | 1999-08-31 | 2001-11-26 | 구자홍 | 마이크로 웨이브 조명기기의 냉각 장치 |
| US6621195B2 (en) | 2000-01-18 | 2003-09-16 | Ushiodenki Kabushiki Kaisha | Spot light-source device excited by electromagnetic energy |
| JP2007141865A (ja) * | 1994-06-28 | 2007-06-07 | Three M Innovative Properties Co | ライトバルブ均等照射装置 |
| JP2007329102A (ja) * | 2006-06-09 | 2007-12-20 | Victor Co Of Japan Ltd | 光源装置及び画像表示装置 |
| JP2009032449A (ja) * | 2007-07-25 | 2009-02-12 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 光源ユニット及びそれを備えたスポットライト |
| JP2010198906A (ja) * | 2009-02-25 | 2010-09-09 | Seiko Epson Corp | 光源装置およびプロジェクタ |
-
1992
- 1992-11-20 JP JP31152492A patent/JP3159809B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007141865A (ja) * | 1994-06-28 | 2007-06-07 | Three M Innovative Properties Co | ライトバルブ均等照射装置 |
| JP4653129B2 (ja) * | 1994-06-28 | 2011-03-16 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | ライトバルブ均等照射装置 |
| KR100314015B1 (ko) * | 1999-08-31 | 2001-11-26 | 구자홍 | 마이크로 웨이브 조명기기의 냉각 장치 |
| US6621195B2 (en) | 2000-01-18 | 2003-09-16 | Ushiodenki Kabushiki Kaisha | Spot light-source device excited by electromagnetic energy |
| JP2007329102A (ja) * | 2006-06-09 | 2007-12-20 | Victor Co Of Japan Ltd | 光源装置及び画像表示装置 |
| JP2009032449A (ja) * | 2007-07-25 | 2009-02-12 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 光源ユニット及びそれを備えたスポットライト |
| JP2010198906A (ja) * | 2009-02-25 | 2010-09-09 | Seiko Epson Corp | 光源装置およびプロジェクタ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3159809B2 (ja) | 2001-04-23 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |