JPS59203399A - マイクロ波放電光源装置 - Google Patents

マイクロ波放電光源装置

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JPS59203399A
JPS59203399A JP7894583A JP7894583A JPS59203399A JP S59203399 A JPS59203399 A JP S59203399A JP 7894583 A JP7894583 A JP 7894583A JP 7894583 A JP7894583 A JP 7894583A JP S59203399 A JPS59203399 A JP S59203399A
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JP
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microwave
power
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controller
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JP7894583A
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憲治 吉沢
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はマイクロ波放電光源装置、とくにその、光出
力の制御に関するものである。
従来、この種の装置として、第1図に示すものがあった
。第1図は、従来のマイクロ波放電光源装置の構成図で
ある。図において、(1)はマイクロ波発振器としての
マグネトロン、(2)はマグネトロンアンテナ、(3)
は導波管、(4)は空胴壁、(5)は金属メツシュ板、
(6)は空胴壁(4)と金属メツシュ板(5)とで構成
されたマイクロ波空胴、(7)は中に希ガス。
水銀、ハロゲン、鉄等の添加金属が封入されている無電
極放電灯、(8)はマイクロ波空胴(6)丙にマイクロ
波を給電するための給電口、(9)は空胴壁の−部に設
けられたパイプOIに先端を挿入し光を電送するオプテ
ィカルファイバー、αυは光信号を電気信号に変換する
光電変換器、G2はこの光電変換器00の出力を受けて
スイッチαQを制御するスイッチ制御器である。(1騰
は電源、α荀はダイオードD1.D2およびコンデンサ
C1+C2,G3により構成される倍電圧整流回路、6
句はフィラメント巻線、αηは電源0に接続されるトラ
ンスで(171)はトランス(17)の−次巻線、  
(172)はトランス(17)の二次巻線である。
次に装置の動作を説明する。マグネトロン(1)で発生
されたマイクロ波はマグネトロンアンテナ(2)を通じ
て導波管(3)中に放射され、導波管(3)を伝搬し、
給電口(8)からマイクロ波空胴(6)に給電されてマ
イクロ波空胴(6)中にマイクロ波電磁界を作る。
このマイクロ波電磁界により無電極放電灯(7)中の希
ガスが放電開始1./ l無電極放電灯(7)の管壁が
熱せられるに従って封入されている水銀や他の金属が蒸
発、ガス化して放電は金属ガスの放電が主となって金属
の種類に応じたスペクトルで発光する。
この光を、マイクロ波空胴(6)の−面を構成し、マイ
クロ波は透過させないが、光は透過する金属メツシュ板
(5)を通してマイクロ波空胴外に取り出す。
一方1マグネトロン(1)への電力は、商用電源(1り
からトランス鰭の一次巻線(171)に電圧が印加され
二次巻線(172)に交流の高圧が発生する。この高圧
がダイオードD1とコンデンサC1の直列体とダイオー
ドD2とコンデンサC2の直列体との逆並列接続による
全波倍電圧整流回路により整流され高圧の脈流を発生す
る。ここで、コンデンサC2にはスイッチαeを介して
コンデンサC3が並列に接続されている。スイッチtt
eは電源投入時は閉路されており。
スイッチ制御器03によりスイッチOeの開閉が制御さ
れる。スイッチ制御器02は、空胴壁(4)の一部にマ
イクロ波を空胴(6)の外部に漏洩させないように設け
られたパイプfll)に先端を挿入(〜、無電極放電灯
(1)からの光を先端で受光するオプティカルファイバ
ー(9)により伝送された光を1例えばフォトダイオー
ドのような光電変換器fil)で変換された電気信号を
入力とし、光強度が設定値以上になった時にスイッチa
eを開路するようスイッチ(IQを制御する。このよう
に動作することにより、電源投入から光強度が設定値に
達するまではマグネトロン(1)への入力電力は大きく
9発生されるマイクロ波電力も大きいから無電極放電灯
(力の発光立上がりが速い。スイッチ(16+が開路さ
れコンデンサc5が切離された後はマグネトロン(1)
は所定の電力で動作1〜。
無電極放電灯(7)も所定の光出力を出す。
第2図は上記のような従来のマイクロ波放電光源装置の
光強度の時間変化を示す特性図であり。
工は光強度、Tは電源投入よりの時間を示す。図かられ
かるように、光強度が設定値IoK達した時。
急激に光強度が工1へと変化する。このことは、装置を
照明に用いた場合1人間の目に感する明るさが急激に変
化することを示し、好ましくない。
この発明は、上記のような従来のものの欠点を除去する
ため釦なされたもので、マイクロ波発振器の電源に半導
体制御器を接続し、光電変換器の出力に従って、前記半
導体制御器の通流率を制御する電力制御器を設けて無電
極放電灯の光出力を制御することにより、明るさの急激
な変化がなく。
発光立上がりも速いマイクロ波放電光源装置を提供する
ことを目的としている。
第3図はこの発明の一実施例によるマイクロ波放電光源
装置の構成図である。図において、 (IIは電源住4
に接続されるトランスaηの一次側に設けられた例えば
トライアックよりなる半導体制御器。
(11は光電変換器θDの出力に従って半導体制御器a
&の通流率を制御する電力制御器である・なお、半導体
制御器鰺を上記のようにトランスαηの一次側に設けた
場合、マグネトロン(1)のフィラメントへはフィラメ
ントトランスへ!!より電源を供給する。第4図は、こ
の発明にかかわる電力制御器の一実施例を示す構成図で
ある。
以下9図に従って動作を説明する。光電変換器(lυの
出力電圧V。は増幅器(191)で増幅されV。1とな
り、比較増幅器(192)ではV。1と可変設定可能な
可変抵抗器(195)による基準電圧vsが比較増幅さ
れ、■o1〉vsの時、vol−vsに比例しだ電圧■
。2が出力となる。ホトカブラ(196)のダイオード
にはV。2にほぼ比例しだ電流が流れ、ホトカプラ11
96)のトランジスタに、この電流に比例しだ電流が流
れるから、抵抗(1q 7)の両端にはV。2に比例し
た電圧VPHがあられれ、増幅器(193)はVPHを
増幅し、ゲートパルス器(194)はvpaが大きくな
れば。
トライアック0秒の通流率が下がり、 VPHが小さく
なれば9通流率が上がるようなゲートパルスを発生する
。即ち、 VPHが大きくなれば、トライアックQ9の
通流率が下がりマグネトロン(1)への入力電力も下が
ってマイクロ波電力が減少する。このように動作する装
置では、電源投入時から無電極放電灯(7)の光出力は
増大し、したがって光電変換器0υの出力voも増大す
る。しかし、増幅器(191)の出力VO1がvol<
Vsの間はvPHは0であり、トラ47721秒の逆流
率は100チになっている。vol〉vsになればトラ
イアック舖の通流率が下がるように動作し、マイクロ波
電力が減少する。マイクロ波電力が減少すれば光出力も
減少し、voも減少し。
vol−vsがある値以下で落ち着く。比較増幅器69
2)や増幅器(193)の増幅率を適当に大きくしてお
けばt VOI  Vs二〇にできてlVOにv8とな
るようにマイクロ波電力を制御することができる。
第5図はこの発明によるマイクロ波放電光源装置の光強
度、および、マイクロ波電力の時間変化を示す特性図で
あり、Eはマイクロ波電力、Iはマイクロ波電力曲線、
Iは光強度曲線を示す。図において9例えば、トライア
ックα梯の通流率100係時のマグネトロン(1)への
電力が、第1図に示す従来装置のスイッチ(IQが閉路
されている時のマグネトロン(1)への電力と同じに々
るように第3図に示す倍電圧整流回路α荀のコンデンサ
C1,C2の値を選べば、光強度が所要の値■1に達す
るまでの時間は従来装置と同じになる。その後は第5図
に示すように光強度が工1を保つよう制御されるから、
光強度の変化はない。すなわち、明るさの急激な変化が
なり、シかも発光立上がり時間を短かくできる。又、基
準電圧vsを変えることで、容易に光強度工1を変化す
ることができる。
第6図はこの発明の他の実施例によるマイクロ波放電光
源装置の部分構成図であり、電力制御器(11および半
導体制御器(鴎をインバータ回路彌を用いて構成したも
のである。インバータ回路(イ)は整流・平滑回路(2
01)、 l・ランジスタブリッジ回路(204ペ一ス
ドライブ回路(2O3)、により構成される。整流・平
滑回路(201)は商用電源0渇を整流し直流にする。
トランジスタブリッジ回路(202)はこの直流をペー
スドライブ回路(2OS)の信号によりスイッチングし
1例えば数十KH2の交流に変換する。
この時、ペースドライブ回路(20g)は光電変換器(
111の出力に応じてトランジスタブリッジ回路(20
2)のスイッチング周波数、あるいはトランジスタのO
N時間を制御する。すなわち、電源投入時より光強度が
設定値に達するまでは高電圧で、設定値に達した後は光
強度がその値を保つよう電力を低減するように制御する
。しだがって、電源投入時よりの光強度とマイクロ波電
力の変化は第3図の装置と同様に第5図のようになろう
このように、電力制御器顛および半導体制御器0秒をイ
ンノく一夕回路■により構成しても明るさの急激な変化
がなく。
しめ1も発光立上がり時間が短い装置にできる。
なお1以上の実施例では光出力をオプティカルファイバ
ー(9)に上り光電変換器+11)に導入しているが、
オプティカルファイバー(9)を用いず、パイプ傾から
洩れる光を直接光電変換器(11)の入射光に用いても
よいっさらに、電力制御器+11はチョッパー・インバ
ータのような他の方式を用い′てもよいのはいう壕でも
ない。又、半導体制御器0のはいずれもトランスαηの
一次側に設けたが、高端圧のトライアックやトライアッ
クを直列に接続したものを用いて二次側に設けてもよい
以上のように、この発明によれば、マイクロ波発振器の
電源に半導体制御器を接続し、光電変換器の出力に従っ
て前記半導体制御器の通流率を制御する電力制御器を設
けて無電極放電灯の光出力を制御しだので1発光立上が
り時間が短かく9発光立上がり途中に明るさの急激な変
化のないマイクロ波放電光源装置が得られる効果がある
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のマイクロ波放電光源装置の構成図、第2
図は従来のマイクロ波放電光源装置の光強度の時間変化
を示す特性図、第3図はこの発明の一実施例によるマイ
クロ波放電光源装置の構成図、第4図はこの発明にかか
わる電力制御器の一実施例を示す構成図、第5図はこの
発明によるマイクロ波放電光源装置の光強度、およびマ
イクロ波電力の時間変化を示す特性図、第6図はこの発
明の他の実施例によるマイクロ波放電光源装置の部分構
成図であるっ 図において、(1)はマイクロ波発振器、(7)は無電
極放電灯、(1υは光電変換器、α渇は電源、αηはト
ランス、αSは半導体制御器、αlは電力制御器、 (
192)は比較増幅器、 (194)はゲートパルス発
生器である。 なお9図中、同一符号は同−又は相・当部外を示す。 代理人大岩増雄 第1!因  4

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  マイクロ波発振器より発生されるマイクロ波
    で、無電極放電灯を放電し1発光させるものにおいて、
    上記無電極放電灯の発光強度を検出し。 電気信号に変換する光電変換器、上記マイクロ波発振器
    の電源に接続される半導体制御器、及び上記光電変換器
    の出力に従って上記半導体制御器の通流率を制御する電
    力制御器で、上記無電極放電灯の光出力を制御したこと
    を特徴とするマイクロ波放電光源装置。
  2. (2)電力制御器は、光電変換器の出力電圧と。 可変設定可能な基準電圧とを比較して増幅する比較増幅
    器、及びこの比較増幅器の出力に応じて半導体制御器の
    通流率を変化させるゲートパルス発生器とで構成された
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のマイクロ
    波放電光源装置。
  3. (3)半導体制御器を電源に接続されるトランスの一次
    側に設けたことを特徴とする特許請求の範囲第1項又は
    第2項記載のマイクロ波放電光源装置0
  4. (4)半導体制御器を電源に接続されるトランスの二次
    側に設けたことを特徴とする特許請求の範囲第1項又は
    第2項記載のマイクロ波放電光源装置。
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