JPH10321039A

JPH10321039A - マイクロ波放電ランプ装置

Info

Publication number: JPH10321039A
Application number: JP12578897A
Authority: JP
Inventors: Mutsumi Mimasu; 睦己三▲升▼; Koichi Katase; 幸一片瀬; Katsushi Seki; 勝志関
Original assignee: Matsushita Electronics Corp
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1997-05-15
Filing date: 1997-05-15
Publication date: 1998-12-04
Also published as: US5998934A

Abstract

(57)【要約】【課題】マイクロ波放電ランプを小さくした場合で
も、装置の構成を複雑、かつ大型化することなく、効率
よくマイクロ波放電ランプを冷却可能にする。【解決手段】透光性を有する送風ガイド６をマイクロ
波放電ランプ４の周囲に配設する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロ波電磁界
により放電発光するマイクロ波放電ランプ装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、省エネルギーなどの要求に伴い、
高輝度放電ランプ（ＨＩＤランプ）が注目されてきてい
る。その理由は、高輝度放電ランプが、蛍光灯などの蛍
光体を通して光出力を得る蛍光ランプに比べて、大きな
光出力を容易に得ることができるからである。この高輝
度放電ランプには、メタルハライドランプ、水銀ランプ
等の電極を有する有電極の放電ランプと、マイクロ波放
電ランプなどの無電極の放電ランプとがある。マイクロ
波放電ランプは、マグネトロンなどにより所定のマイク
ロ波電磁界を形成し、当該マイクロ波電磁界により生じ
るプラズマ放電を光源として利用したものである。この
マイクロ波放電ランプは、電極の消耗により寿命が定ま
る有電極のものに比べて長寿命なものである。さらにマ
イクロ波放電ランプでは、電極がないため光出力の発光
スペクトルの経時変化もほとんど生じることがない。ま
た、マイクロ波放電ランプは、点灯及び消灯状態におけ
るインピーダンスの変化が小さいので、点滅動作特性及
び始動・再始動特性もまた、有電極の放電ランプに比べ
てはるかに優れている。さらに、マイクロ波放電ランプ
は、環境保護の面でも有電極の放電ランプに比べて優れ
ている。というのは、マイクロ波放電ランプは、上記し
たように、長寿命なものなので部品の交換サイクルが長
い。また有害な水銀を使用しなくても、有電極のものと
同程度の光出力の輝度及び効率を得ることができるから
である。

【０００３】以下、特開平３−４９１０２号公報等に開
示された従来のマイクロ波放電ランプ装置について、図
１１を参照して具体的に説明する。図１１に示すよう
に、従来のマイクロ波放電ランプ装置は、マイクロ波を
発生するマイクロ波発生部５１、マイクロ波発生部５１
で発生したマイクロ波を伝導する導波管５２、導波管５
２に接続された空洞共振部５３、及び空洞共振部５３内
に配置されたマイクロ波放電ランプ（以下、ランプと略
称する）５４を備えている。マイクロ波発生部５１は、
例えば２４５０ＭＨｚのマイクロ波を数ｋｗの出力で発
生するマグネトロン本体５１ａ、発生したマイクロ波を
放射するアンテナ５１ｂ、及びマグネトロン本体５１ａ
を冷却するファン５１ｃを具備している。マグネトロン
本体５１ａには、駆動用の高圧電源５５が接続されてい
る。導波管５２は、例えば矩形状の断面を有する金属製
の箱体により構成されている。この導波管５２の一端部
側にはアンテナ５１ｂが収納され、他端部側には給電窓
５２ａと給電窓５２ａに対向する孔部５２ｂが設けられ
ている。空洞共振部５３は、銅などの金属により形成さ
れ、両端部分が開口した略円筒状の筒状部材５３ａと筒
状部材５３ａの一方の開口端部に設けられたメッシュ板
５３ｂとにより構成されている。筒状部材５３ａの他方
の開口端部は、導波管５２の給電窓５２ａを取り囲むよ
うに導波管５２の表面上に取り付けられている。この空
洞共振部５３の内部空間は、マイクロ波のエネルギーを
蓄積する空洞共振器を形成し、給電窓５２ａからマイク
ロ波が放射された場合、その内部空間に所定のマイクロ
波電磁界を形成する。また、プラズマ放電によってラン
プ５４内で発生した光は、メッシュ板５３ｂを経て光出
力として外部に取り出される。空洞共振部５３の内壁に
は、光出力を一の方向に効率よく取り出すために、可視
光に対する反射鏡（図示せず）が設けられている。

【０００４】ランプ５４は、透光性を有する石英ガラス
などにより実質的に球状、あるいは細長い円筒状に形成
され、石英ガラス製の支持棒５６によって空洞共振部５
３の内部空間に配置されている。ランプ５４の内部に
は、アルゴンなどの希ガス、少量の水銀、及び発光物質
であるヨウ化タリウム等の金属ハロゲン化物が封入され
ている。尚、消灯状態におけるランプ５４の内圧は、始
動動作、すなわち後述の希ガスのプラズマ放電の開始を
容易なものとするために、約１００〜２００torrに調整
されている。支持棒５６は、導波管５２の給電窓５２ａ
と孔部５２ｂとを通り接続治具５７ａを介して、ランプ
５４を回転するためのモータ５７に接続されている。こ
のモータ５７の回転により、ランプ５４内に生じるプラ
ズマ放電が安定し、かつランプ５４が冷却される。一対
のノズル５８がランプ５４に近接して設けられ、図示し
ないエアコンプレッサーからの冷却した空気流をランプ
５４に噴射している。このことにより、ランプ５４は十
分に冷却され、プラズマ放電によるランプ５４の熱劣化
が防止される。尚、これらの一対のノズル５８は、周知
のように、ランプ５４のサイズ、マグネトロン本体５１
ａの出力などに対応して、従来のマイクロ波放電ランプ
装置に設けられるものである。具体的には、マグネトロ
ン本体５１ａの出力が数ｋｗ以上であって、例えば球形
のランプ５４のサイズが直径８ｍｍ以下の場合、一対の
ノズル５８がそのランプ５４に近接して設けられる。こ
れに対して、マグネトロン本体５１ａの出力が小さく、
ランプ５４のサイズが大きい場合、当該ランプ５４はモ
ータ５７による回転によって十分に冷却され、プラズマ
放電によるランプ５４の熱劣化がある程度抑制される。
このため、従来のマイクロ波放電ランプ装置では、上記
ノズル５８を省略することが一般的である。また、従来
のマイクロ波放電ランプ装置では、マグネトロン本体５
１ａの出力が小さく、ランプ５４のサイズが大きい場
合、モータ５７を用いる代わりに、マグネトロン本体５
１ａを冷却した後のファン５１ｃの冷却風（冷却空気）
をランプ５４に吹き付けることも提案されている。具体
的には、上記冷却風を導波管５２内を通して給電窓５２
ａからランプ５４に吹き付ける、あるいはガイド板など
を用いて冷却風を誘導しメッシュ板５３ｂの外側からラ
ンプ５４に吹き付けることが行われていた。

【０００５】従来のマイクロ波放電ランプ装置の動作に
ついて説明する。高圧電源５５からマイクロ波発生部５
１に高圧電圧が供給されると、マイクロ波がマイクロ波
発生部５１のアンテナ５１ａから導波管５２の内部に放
射される。このマイクロ波は、導波管５２内を伝導し導
波管５２に設けられた給電窓５２ａから空洞共振部５３
に放射される。このことにより、空洞共振部５３の内部
空間で所定のマイクロ波電磁界を形成する。そして、当
該マイクロ波電磁界により、まず希ガスが絶縁破壊を起
こしてプラズマ放電を開始する。続いて、このプラズマ
放電により、ランプ５４の内壁温度が上昇し、そのこと
により、水銀及び金属ハロゲン化物が蒸気化して、ラン
プ５４の内圧が上昇する。そして、前記内壁温度の最冷
点温度及び内圧がそれぞれ所定の値で安定する状態、す
なわち定常点灯状態においては、所定の発光スペクトル
を有する光が、金属蒸気のプラズマ放電によりランプ５
４の内部に生じる。そして、上記光が光出力として空洞
共振部５３からメッシュ板５３ｂを経て外部に放射され
る。尚、上述の定常点灯状態では、ランプ５４の内圧に
おいて、金属蒸気の圧力が希ガスの圧力よりも大きい割
合を占めている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来のマ
イクロ波放電ランプ装置では、マイクロ波放電ランプの
サイズ、マグネトロン本体の出力などに対応して、一対
のノズル、エアコンプレッサーなどのランプ冷却専用の
構成部材を設ける必要があった。このため、マイクロ波
放電ランプ装置の構成が複雑なものとなり、かつ大型化
するという問題点を生じた。これらの問題点は、光源を
小さくするためにマイクロ波放電ランプを小さくした場
合、特に現れるものであった。それというのは、マイク
ロ波放電ランプを小さくした場合、プラズマ放電が当該
ランプの内壁に近接して発生し、ランプの管壁温度が上
昇した。このことにより、マイクロ波放電ランプの熱劣
化が促進され、熱劣化によるランプの破裂、失透などを
生じて、マイクロ波放電ランプの寿命が短くなる恐れが
あった。また、内壁温度の上昇により、マイクロ波放電
ランプの定常点灯状態が不安定なものとなり、その点灯
特性の悪化を招いた。従って、従来のマイクロ波放電ラ
ンプ装置では、マイクロ波放電ランプを小さくした場
合、上記ランプ冷却専用の構成部材を必ず設ける必要が
あり、当該装置の構成が複雑、かつ大型化した。また、
光源を小さくするということは、光源からの光出力をレ
ンズや反射鏡などで集光して用いる場合、光出力を効率
よく取り出すために、強く要望されるものである。例え
ばインターナショナル、シンポジウム、ダイジェスト、
技術報告、第２４巻、ｐ７１６ー７１９、（”Small Lo
ng-Lived Stable Light Sourcefor Projection-Displa
y Applications”）に示されているように、マイクロ波
放電ランプを投写型表示装置のバックライト光源として
用いる場合において、バックライト光源からの光出力を
効率よく取り出すために強く要望される。しかしなが
ら、従来のマイクロ波放電ランプ装置では、マイクロ波
放電ランプを小型化した場合、上述したように、装置の
構成が複雑、かつ大型化するという問題点を生じた。こ
のため、従来のマイクロ波放電ランプ装置を投写型表示
装置のバックライト光源などに用いることは困難なもの
であった。さらに、マグネトロン本体を冷却した後の冷
却風を給電窓からマイクロ波放電ランプに吹き付ける従
来の構成では、給電窓に対して空洞共振部の内部空間が
拡がっているので、冷却風が給電窓から空洞共振部の内
部空間に拡散して、マイクロ波放電ランプを効率よく冷
却することができなかった。また、メッシュ板側から上
記冷却風を吹き付ける従来の構成でも、メッシュ板が冷
却風の流れを阻害して、マイクロ波放電ランプを効率よ
く冷却することができなかった。

【０００７】この発明は、上記のような問題点を解決す
るためになされたものであり、マイクロ波放電ランプを
小さくした場合でも、装置の構成を複雑、かつ大型化す
ることなく、効率よくマイクロ波放電ランプを冷却でき
るマイクロ波放電ランプ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】本発明のマイクロ波放電
ランプ装置は、マイクロ波発生部と、前記マイクロ波発
生部からのマイクロ波を伝導する導波管と、前記導波管
に接続され、所定のマイクロ波電磁界を形成する空洞共
振部と、前記空洞共振部内に設けられ、発光物質を封入
したランプと、前記ランプを回転自在に支持する回転支
持部と、前記ランプの周囲に設けられ、前記ランプを冷
却するための気体を前記ランプに導く透光性の送風ガイ
ドとを有している。このように構成することにより、マ
イクロ波放電ランプ装置の構成を複雑、かつ大型化する
ことなく、ランプを効率よく冷却することができる。

【０００９】本発明の別のマイクロ波放電ランプ装置
は、前記送風ガイドが、透光性を有する石英ガラス、ま
たは透光性を有するセラミック材料により構成されてい
る。このように構成することにより、ランプからの光出
力を遮ることなく外部に放射することができる。

【００１０】本発明の別のマイクロ波放電ランプ装置
は、前記空洞共振部が、送風ガイドの外側表面上に設け
られた金属メッシュ部材、または導電性を有する透明な
導電膜により構成されている。このように構成すること
により、空洞共振部の機械的な強度を向上することがで
きる。

【００１１】本発明の別のマイクロ波放電ランプ装置
は、前記ランプが、送風ガイド内を流れる空気によって
回転するように、回転支持部により回転自在に支持され
ている。このように構成することにより、マイクロ波放
電ランプ装置の構成を簡略化することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明のマイクロ波放電ラ
ンプ装置の好ましい実施形態について、図面を参照して
説明する。

【００１３】《第１の実施形態》図１に示すように、本
実施形態のマイクロ波放電ランプ装置は、マイクロ波を
発生するマイクロ波発生部１、当該マイクロ波を空洞共
振部３に伝導する導波管２、及び空洞共振部３内に配置
されるマイクロ波放電ランプ（以下、ランプと略称す
る）４を具備している。さらに、マイクロ波放電ランプ
装置は、ランプ４を回転自在に支持する回転支持部５、
及び空洞共振部３内でランプ４の周囲に設けられ、ラン
プ４を冷却する冷却風（冷却空気）をランプ４に導く送
風ガイド６を有する。マイクロ波発生部１は、例えば２
４５０ＭＨｚのマイクロ波を数ｋｗの出力で発生するマ
グネトロン本体１ａ、発生したマイクロ波を放射するア
ンテナ１ｂ、及びマグネトロン本体１ａを冷却するファ
ン１ｃを有する。マグネトロン本体１ａには、駆動用の
高圧電源７が接続されている。また、マグネトロン本体
１ａは、ダクト１ｄ内に配設されている。このダクト１
ｄは、ファン１ｃにより発生した冷却風をマグネトロン
本体１ａを冷却したあと導波管２内に導くための通風路
として機能する。導波管２は、例えば矩形状の断面を有
する金属製の箱体により構成されている。導波管２の一
端部側にはアンテナ１ｂが収納され、他端部側には給電
窓２ａ及び給電窓２ａと対向して孔部２ｂが設けられて
いる。この導波管２は、例えばＥＩＡ（Electronic Ind
ustries Association）規格に基づいて形成されてい
る。具体的には、２１７０ＭＨｚから３３００ＭＨｚの
マイクロ波を効率よく伝導するように、長さ及び矩形状
の断面の寸法は、例えば１００ｃｍ及び８６.３６ｍｍ
×４３.１８ｍｍである。また、導波管２の内部には、
マイクロ波をアンテナ１ｂから空洞共振部３に効率よく
伝導するために、整合器として作用するスタブ（図示せ
ず）等が設けられている。さらに、導波管２には、上記
ダクト１ｄと導波管２内を連通するために、複数の穴２
ｃからなる開口部２ｄが設けられている。このことによ
り、ファン１ｃにより発生した冷却風は、マグネトロン
本体１ａを冷却した後、ダクト１ｄ、開口部２ｄ、及び
導波管２を経て、給電窓２ａから送風ガイド６内に供給
され、送風ガイド６内に配置されたランプ４に吹き付け
られる。尚、給電窓２ａ、孔部２ｂ、及び各穴２ｃは、
例えば直径３０ｍｍ、５０ｍｍ、及び５ｍｍの円形にそ
れぞれ形成されている。

【００１４】空洞共振部３は、ランプ４内のプラズマ放
電を光出力として外部に取り出すために、銅などの金属
をメッシュ状に形成した金属メッシュ部材３ａにより構
成されている。この金属メッシュ部材３ａは、一端が開
口した円筒状の形状を有するものであり、その開口端部
が導波管２の給電窓２ａを取り囲むように導波管２の表
面上に取り付けられている。空洞共振部３の内部空間
は、マイクロ波のエネルギーを蓄積する空洞共振器を形
成する。すなわち、給電窓２ａからマイクロ波が放射さ
れた場合、その内部空間に所定のマイクロ波電磁界を形
成する。また、空洞共振部３は、後述の整合条件が満た
されている場合では、マイクロ波を金属メッシュ部材３
ａから外部に漏洩することなく、ランプ４内でプラズマ
放電を効率よく生じることができる。このため、光出力
を金属メッシュ部材３ａから外部にむだなく放射するこ
とができる。空洞共振部３の外側には、ランプ４からの
光出力を一の方向に効率よく放射するために、略円筒状
の反射鏡８が設けられている。ランプ４は、透光性を有
する石英ガラス、あるいはアルミナセラミックなどセラ
ミック材により形成され、例えば外径６ｍｍ、内径３ｍ
ｍの中空の球形に構成されている。ランプ４は、回転支
持部５により所定のマイクロ波電磁界内に配置されてい
る。ランプ４の内部の空間には、アルゴン、クリプト
ン、またはキセノンなどの希ガスと、金属ハロゲン化物
などの発光に寄与し、プラズマ放電をした場合に可視領
域の発光スペクトルを有する光を発光する物質が封入さ
れている。この発光に寄与する物質の具体例としては、
ヨウ化ナトリウムなどの単独で可視領域全体の発光スペ
クトルを有する光を発光するもの、あるいはヨウ化ガド
リニウム、ヨウ化ルテチウム及びヨウ化タリウムなどの
複数の金属ハロゲン化物を組み合わせたものがある。ま
た、発光に寄与する物質として、上述の金属ハロゲン化
物の代わりに、太陽光線に近い発光スペクトルを有する
光を発光するイオウを用いてもよい。尚、消灯状態にお
けるランプ４の内圧は、始動動作、すなわち後述の希ガ
スのプラズマ放電の開始を容易なものとするために、数
ｋＰａ〜数十ｋＰａに調整されている。尚、ランプ４の
形状は、球形に限定されるものではなく、細長い円筒状
などの形状でもよい。

【００１５】回転支持部５は、石英ガラスなどにより形
成された支持棒５ａ、及び接続治具５ｂを介して支持棒
５ａに接続されたモータ５ｃを備えている。支持棒５ａ
は、導波管２の給電窓２ａと孔部２ｂとを通り、ランプ
４の気密性を損なうことなく、ランプ４を支持してい
る。モータ５ｃは、ランプ４の点灯動作時に、ランプ４
を所定の回転数により回転する。このことにより、ラン
プ４を冷却し、かつランプ４内に発生するプラズマ放電
が安定する。つまり、ランプ４を回転することにより、
プラズマ放電のアークの収縮等のプラズマ放電での不安
定現象の発生を抑制し、アークの形状がほぼ均一となっ
てプラズマ放電が安定する。さらに、例えば”プラズマ
工学の基礎”（Ａ．von．Engel著、オーム社、昭和６０
年刊行）に示されているように、プラズマ放電が安定す
ることにより、ランプ４の管壁温度は均一なものにする
ことができる。送風ガイド６は、透光性を有する石英ガ
ラス、あるいはアルミナセラミックなどのセラミック材
により、一端が開口した略円筒状に形成されている。送
風ガイド６の開口端部は、給電窓２ａを取り囲むように
導波管２の表面上に取り付けられている。開口端部と対
向する端部には、ランプ４を冷却した後の冷却風を逃が
すために、複数の開口穴６ａが設けられている。各開口
穴６ａの具体例は、直径１０ｍｍであり、開口穴６ａの
個数、サイズを変更することにより、冷却風の風量を調
整し、よってランプ４の冷却効率を調整することができ
る。この送風ガイド６を設けることにより、ランプ４か
らの光出力を遮断、低減することがなく、さらに給電窓
２ａから空洞共振部３内に吹き込む上記冷却風を拡散す
ることなく、ランプ４に吹き付けることができる。この
ため、ランプ４は、冷却風によって効率よく冷却され
る。また、送風ガイド６は、所定のマイクロ波電磁界を
形成するために所定の大きさの内部空間を有する空洞共
振部３内に配置されるので、マイクロ波放電ランプ装置
を大型化することはない。

【００１６】次に、マイクロ波放電ランプ装置の動作に
ついて説明する。高圧電源７からマグネトロン本体１ａ
に高圧電圧が供給されると、マイクロ波発生部１が動作
して、２４５０ＭＨｚのマイクロ波がアンテナ１ｂから
導波管２の内部に放射される。このマイクロ波は、導波
管２内を伝導して給電窓２ａから空洞共振部３に放射さ
れ、空洞共振部３の内部空間で所定のマイクロ波電磁界
を形成する。そして、当該マイクロ波電磁界により、ラ
ンプ４の内部で、希ガスが絶縁破壊を起こしてプラズマ
放電を開始する。そして、このプラズマ放電により、ラ
ンプ４の内壁温度が上昇する。そのことにより、水銀及
び金属ハロゲン化物が蒸気化してランプ４の内圧を上昇
する。そして、ランプ４の内壁温度の最冷点温度及び内
圧がそれぞれ所定の値（例えば、５００℃〜６００℃及
び１０１.３ｋＰａ〜２０２.６ｋＰａ）で安定する状
態、すなわち定常点灯状態においては、封入された金属
ハロゲン化物により定まる発光スペクトルを有する光
が、金属蒸気のプラズマ放電がランプ４の内部に生じ
る。このことにより、この光が、光出力として空洞共振
部３の金属メッシュ部材３ａから外部に放射される。
尚、上述の定常点灯状態では、ランプ４の内圧の分圧で
は金属蒸気の圧力が希ガスの圧力よりも大きい割合を占
めている。また、この定常点灯状態では、導波管２と、
空洞共振部３とランプ４とで構成される共振器との整合
条件が満たされている。すなわち、ランプ４内のプラズ
マ放電による損失や空洞共振部３の内壁に発生するうず
電流による適度な損失などに依存する共振器の負荷の値
が、消灯状態での値より大きくなる。さらに、定常点灯
状態では、共振器の負荷の値は導波管２が有するインピ
ーダンスに実質的に等しい値になっている。このため、
マイクロ波は、定常点灯状態では導波管２の給電窓２ａ
でほとんど反射することなく空洞共振部３に向かって放
射され、プラズマ放電がランプ４内で効率よく行われて
いる。その結果、本発明のマイクロ波放電ランプ装置で
は、光出力を金属メッシュ部材３ａから外部に高効率で
放射することができる。また、この定常点灯状態では、
ランプ４はモータ５ｃにより所定の回転数で回転してい
るので、プラズマ放電が安定した状態となり、ランプ４
の管壁温度が均一なものとなる。さらに、モータ５ｃに
よる回転と送風ガイド６により導かれた上記冷却風とに
より、ランプ４は効率よく冷却される。その結果、上記
最冷点温度が一定の値で維持され、定常点灯状態での点
灯特性が、ランプ４の寿命を通じて安定したものとな
る。

【００１７】本実施形態のマイクロ波放電ランプ装置で
は、ランプ４を回転支持部５により回転支持し、給電窓
２ａから空洞共振部３内に吹き込む冷却風を送風ガイド
６により、ランプ４の近傍に導いている。このため、ラ
ンプ４はモータ５ｃによる回転、及び上記冷却風によっ
て効率よく十分に冷却され、プラズマ放電によるランプ
４の熱劣化を抑制してランプ４の寿命が短くなるのを防
止できる。その結果、本実施形態のマイクロ波放電ラン
プ装置では、ランプ４を小さくした場合でも、「従来の
技術」の欄に記載した一対のノズル、エアコンプレッサ
ー等のランプ冷却専用の構成部材を省略することがで
き、当該ランプ装置の構成を複雑、かつ大型化すること
を防止できる。さらに、当該ランプ装置の構成を複雑、
かつ大型化することなく、ランプ４を小さくできるの
で、本実施形態のマイクロ波放電ランプ装置は液晶投写
型表示装置のバックライト光源などのＶＰＳ（Video Pr
ojection System）に使用される光源に適したものとな
る。尚、上述の説明では、ダクト１ｄ内にマグネトロン
本体１ａを配置し、ダクト１ｄと導波管２とを連通する
ための開口部２ｄを導波管２に設けることにより、マグ
ネトロン本体１ａを冷却した後の冷却風を導波管２の給
電窓２ａから送風ガイド６内に導く構成について説明し
た。しかしながら、冷却風を給電窓２ａまで導く構成
は、上述の構成に限定されるものではなく、例えばファ
ン１ｃからの冷却風を孔部２ｂに導き、支持棒５ａに沿
って給電窓２ａから送風ダクト４内のランプ４に集中的
に吹き付ける構成としてもよい。また、支持棒５ａに羽
根を設けることにより、給電窓２ａから送風ガイド６の
方向に強制的に冷却風を流す構成としてもよい。

【００１８】《第２の実施形態》図２、及び図３に示す
ように、本実施形態のマイクロ波放電ランプ装置では、
送風ガイド６の外側表面上に空洞共振部３を構成する金
属部材を設けた。それ以外の各部は、第１の実施形態の
ものと同様であるので、それらの重複した説明は省略す
る。図２、及び図３において、空洞共振部３を構成する
金属メッシュ部材３ａは、送風ガイド６の外側表面上に
設けられている。この金属メッシュ部材３ａは、例えば
送風ガイド６上に金属メッキを施し、エッチングするこ
とによって形成される。このように構成することによ
り、本実施形態のマイクロ波放電ランプ装置では、空洞
共振部３、及び金属メッシュ部材３ａの機械的な強度を
向上することが可能となる。さらに、空洞共振部３と送
風ガイド６とを一体的に構成しているので、当該ランプ
装置の製造作業を容易にすることができる。また、図４
に示すように、金属メッシュ部材３ａの代わりに、ＩＴ
Ｏ（IndiumTin Oxide）のような導電性を有する透明な
導電膜３ｂを送風ガイド６の表面上に形成する構成でも
よい。尚、送風ガイド６の表面上にメッシュ状の溝を設
けて、金属メッシュ部材３ａを当該溝にはめ込んで送風
ガイド６の表面に固着する構成としてもよい。

【００１９】《第３の実施形態》図５乃至図７に示すよ
うに、本実施形態のマイクロ波放電ランプ装置は、送風
ガイド６内にランプ４を回転支持する回転支持部１５を
設けた。それ以外の各部は、第１の実施形態のものと同
様であるので、それらの重複した説明は省略する。図５
乃至図７において、回転支持部１５は、ランプ４を中心
にして互いに対象的に当該ランプ４に接続された一対の
支持棒１５ａ，１５ｂ、及び送風ガイド６の内側表面に
配置され、支持棒１５ａ，１５ｂをそれぞれ回転自在に
支持する軸受け１５ｃ，１５ｄにより構成されている。
この回転支持部１５は、給電窓２ａからランプ４に吹き
付けられる冷却風により、ランプ４、及び一対の支持棒
１５ａ，１５ｂが回転するようにランプ４を支持してい
る。具体的には、図６に示すように、球形状のランプ４
の中心を給電窓２ａの中心、及び送風ガイド６の中心軸
に対して遍芯させておく。これらの一対の支持棒１５
ａ，１５ｂ、及び軸受け１５ｃ，１５ｄは、マイクロ波
電磁界により加熱されない材質、例えば石英ガラス、あ
るいはアルミナセラミックなどセラミック材により形成
されている。一対の支持棒１５ａ，１５ｂは、ボンディ
ングガラスなどにより、ランプ４に固着されている。
尚、ランプ４と一対の支持棒１５ａ，１５ｂとを一体的
に形成してもよい。このように構成することにより、ラ
ンプ４では、その中心に関して一方の側が他方の側より
大きい風量を受ける。このため、ランプ４、及び一対の
支持棒１５ａ，１５ｂは、冷却風により回転する。その
結果、上記第１、第２の実施形態に示したモータ５ｃ等
を省略することができ、当該ランプ装置の構成を簡略化
することができる。尚、ランプ４、または一対の支持棒
１５ａ，１５ｂに羽根などを取り付けることにより、上
記冷却風による回転力を大きくして、ランプ４が回転を
容易に行える構成としてもよい。さらに、一対の支持棒
１５ａ，１５ｂの代わりに、一本の支持棒とその軸受け
によってランプ４を回転自在に支持する構成でもよい。
また、図８に示すように、送風ガラス６内に軸受け１５
ｄ’を設ける構成でもよい。

【００２０】《第４の実施形態》図９、及び図１０に示
すように、本実施形態のマイクロ波放電ランプ装置は、
送風ガイド６の外側表面上に空洞共振部３を構成する金
属部材、及びランプ４を回転自在に支持する金属製の軸
受け２５ｃ，２５ｄを設けた。それ以外の各部は、第１
の実施形態のものと同様であるので、それらの重複した
説明は省略する。図９、及び図１０において、空洞共振
部３を構成する金属メッシュ部材３ａは、送風ガイド６
の外側表面上に設けられている。回転支持部２５は、ラ
ンプ４が給電窓２ａから吹き付けられる冷却風により回
転するように、ランプ４を回転自在に支持している。具
体的には、図６に示したものと同様に、送風ガイド６の
中心軸の方向において、給電窓２ａの中心とランプ４の
中心とを互いにずらしてランプ４を支持する。また、回
転支持部２５は、ランプ４を中心にして互いに対象的に
当該ランプ４に接続された一対の支持棒２５ａ，２５
ｂ、及び送風ガイド６の外側表面に配置され、支持棒２
５ａ，２５ｂをそれぞれ回転自在に支持する軸受け２５
ｃ，２５ｄにより構成されている。一対の支持棒２５
ａ，２５ｂは、マイクロ波電磁界により加熱されない材
質、例えば石英ガラス、あるいはアルミナセラミックな
どセラミック材により形成されている。軸受け２５ｃ，
２５ｄは、ステンレス等の金属により構成され、金属メ
ッシュ部材３ａを介して送風ガイド６に固着されてい
る。このように構成することにより、上記第３の実施形
態での効果に加えて、軸受けの材質を制限されることが
なく、材質の選択幅が広がり、コスト低減を図ることが
できる。尚、上述の第３、第４の実施形態では、ランプ
４と一対の支持棒１５ａ，１５ｂ、又は２５ａ，２５ｂ
とを固着し、冷却風によってともに回転する構成につい
て説明した。このような構成以外に、例えばランプ４の
表面に凹部を設け、上記支持棒をランプ４に固着するこ
となく凹部に嵌合してランプ４を支持し、ランプ４のみ
を冷却風により回転する構成としてもよい。

【００２１】

【発明の効果】本発明のマイクロ波放電ランプ装置によ
れば、マイクロ波放電ランプを回転支持部により回転支
持し、給電窓から空洞共振部内に吹き込む冷却風を送風
ガイドにより、マイクロ波放電ランプの近傍に集中的に
導いている。このため、マイクロ波放電ランプは、回転
支持部による回転、及び上記冷却風によって効率よく十
分に冷却され、プラズマ放電によるマイクロ波放電ラン
プの熱劣化を抑制してマイクロ波放電ランプの寿命が短
くなるのを防止できる。その結果、マイクロ波放電ラン
プを小さくした場合でも、一対のノズル、エアコンプレ
ッサー等のランプ冷却専用の構成部材を省略することが
でき、当該ランプ装置の構成を複雑、かつ大型化するこ
とを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態であるマイクロ波放電
ランプ装置の構成を示す構成図。

【図２】本発明の第２の実施形態であるマイクロ波放電
ランプ装置の構成を示す構成図。

【図３】図２の一点鎖線IIIで囲む送風ガイド、及び空
洞共振部を構成する金属部材の断面を示す拡大断面図。

【図４】図２の一点鎖線IIIで囲む送風ガイド、及び空
洞共振部を構成する透明な導電膜の断面を示す拡大断面
図。

【図５】本発明の第３の実施形態であるマイクロ波放電
ランプ装置の構成を示す構成図。

【図６】図５のVI−VI線で断面をとったランプ、給電
窓、及び送風ガイドの位置関係を示す断面図。

【図７】図５の一点鎖線VIIで囲む送風ガイドの内側表
面に設けられた軸受けの構成を示す拡大断面図。

【図８】図５の一点鎖線VIIで囲む送風ガイドの内側表
面に設けられた別の軸受けの構成を示す拡大断面図。

【図９】本発明の第４の実施形態であるマイクロ波放電
ランプ装置の構成を示す構成図。

【図１０】図９の一点鎖線Ｘで囲む送風ガイドの外側表
面に設けられた軸受けの構成を示す拡大断面図。

【図１１】従来のマイクロ波放電ランプ装置の構成を示
す構成図。

【符号の説明】

１マイクロ波発生部２導波管３空洞共振部３ａ金属メッシュ部材３ｂ導電膜４ランプ５、１５、２５回転支持部６送風ガイド

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】マイクロ波発生部と、前記マイクロ波発
生部からのマイクロ波を伝導する導波管と、前記導波管
に接続され、所定のマイクロ波電磁界を形成する空洞共
振部と、前記空洞共振部内に設けられ、発光物質を封入
したランプと、前記ランプを回転自在に支持する回転支
持部と、前記ランプの周囲に設けられ、前記ランプを冷
却するための気体を前記ランプに導く透光性の送風ガイ
ドとを具備することを特徴とするマイクロ波放電ランプ
装置。
【請求項２】前記送風ガイドが、透光性を有する石英
ガラス、または透光性を有するセラミック材料により構
成されたことを特徴とする請求項１に記載のマイクロ波
放電ランプ装置。
【請求項３】前記空洞共振部が、送風ガイドの外側表
面上に設けられた金属メッシュ部材、または導電性を有
する透明な導電膜により構成されることを特徴とする請
求項１または２に記載のマイクロ波放電ランプ装置。
【請求項４】前記ランプが、送風ガイド内を流れる空
気によって回転するように、回転支持部により回転自在
に支持されていることを特徴とする請求項１乃至３のい
ずれかに記載のマイクロ波放電ランプ装置。