KR20030028187A - 마이크로파를 이용한 무전극 방전 램프장치용 일체형 벌브및 그 제조방법 - Google Patents

마이크로파를 이용한 무전극 방전 램프장치용 일체형 벌브및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 마이크로파를 이용한 무전극 방전 램프장치용 일체용 벌브 및 그 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 일체용 벌브는, 마이크로파 및 광의 투과가 가능하고 내부에 불활성 가스가 봉입되는 벌브부와, 상기 벌브부의 적어도 일측에 상기 벌브부와 상호 일체로 형성되며 마이크로파의 투과가 가능하고 상기 벌브부측의 표면중 적어도 일부에 상기 벌브부의 발광시 광을 반사할 수 있도록 반사면을 구비한 리플렉터부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 불활성 가스가 봉입되는 벌브부와 광을 반사하는 리플렉터부를 일체로 형성함으로써 벌브부와 리플렉터부의 조립시간을 단축시키고 외관의 크기를 줄일 수 있다.

Description

마이크로파를 이용한 무전극 방전 램프장치용 일체형 벌브 및 그 제조방법{ONE BODY TYPE BULB FOR ELECTRODELESS DISCHARGE LAMP APPARATUS USING MICROWAVE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은, 마이크로파를 이용한 무전극 방전 램프장치용 일체형 벌브 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 불활성 가스가 봉입되는 벌브부와 광을 반사하는 리플렉터부를 일체로 형성함으로써 벌브부와 리플렉터부의 조립시간을 단축시키고 외관의 크기를 줄일 수 있는 마이크로파를 이용한 무전극 방전 램프장치용 일체형 벌브 및 그 제조방법에 관한 것이다.
무전극 방전 램프는 투명강성의 벌브의 내부에 아르곤(Ar) 등과 같은 불활성 가스를 적당량을 봉입하여, 마이크로파로 여기시켜 플라즈마 상태에서 광이 방사되도록 한 램프의 일종이다. 이러한 무전극 방전 램프는 통상의 백열등이나 형광등에 비해 수명이 길고 조명효과가 우수한 특징을 가지고 있다.
도 1은 종래의 마이크로파를 이용한 무전극 방전 램프 장치의 단면도이다. 도시된 바와 같이, 무전극 방전 램프 장치는, 케이싱(1)과, 케이싱(1)의 내부에 배치되어 마이크로파를 출력시키는 마그네트론(3)과, 마그네트론(3)의 일 측에 배치되어 마이크로파를 전송하는 도파관(5)과, 내부에 불활성 가스(G)가 봉입되고 케이싱(1)의 일 측 외부에 돌출되도록 배치되는 벌브(7)와, 벌브(7)의 둘레에 배치되어 벌브(7)의 광을 일 측으로 반사되도록 하는 리플렉터(11)를 구비하고 있다.
도파관(5)은 소정 주파수의 마이크로파를 전송할 수 있도록 마이크로파의 진행방향에 대해 구형(矩形)단면 형상을 가지도록 형성되어 있으며, 도파관(5)을 사이에 두고 마그네트론(3)의 대향 측에는 마그네트론(3)에 고압의 전력을 제공하는 고압트랜스(13)가 배치되어 있다.
도파관(5)의 축심에는 벌브가 회전가능하게 결합되어 있으며, 도파관(5)의 하측에는 벌브(7)와 일체로 연결되어 벌브(7)를 회전 구동시키는 벌브구동모터(9)가 구비되어 있다. 벌브구동모터(9)의 하측에는 마그네트론(3) 및 고압트랜스(13)의 냉각을 위한 냉각팬(15)이 배치되어 있으며, 냉각팬(15)의 둘레에는 케이싱(1)의 외부로부터 흡입된 공기를 실선화살표로 도시된 바와 같이 마그네트론(3) 및 고압트랜스(13)로 각각 제공할 수 있도록 에어가이드(17)가 각각 형성되어 있다.
한편, 리플렉터(11)는 벌브(7)로부터 방사되는 광을 벌브(7)의 회전축선방향을 따라 전방영역으로 반사할 수 있도록 내부에 반사면이 형성되어 있으며, 벌브(7)와 도파관(5)의 사이에는 벌브(7)로부터 도파관(5)측으로 방사되는 빛을 반사할 수 있도록 평면 반사면을 구비한 반사경(12)이 설치되어 있다.
벌브(7)의 둘레에는 마그네트론(3)으로부터 출력되어 점선화살표로 도시된 바와 같이 도파관(5)을 통해 제공되는 마이크로파가 외부로 누설되는 것을 차단함과 동시에 벌브(7)로부터 방사되는 광이 투과되는 망상체로 된 투광부재(19)가 배치되어 있다.
한편, 자유 공간을 전파하는 전자파는, 전계와 자계에 직각되는 방향으로 진행하는 전송 모드(mode), 즉, 횡전자계 모드(TEM mode : Transverse Electromagetic Mode)로 되고, 도파관 내를 전파하는 전자파는 도파관 내의 벽에서 반사를 반복하면서 진행하므로 이들의 전자파가 합해져 전계 E만이 진행방향에 대해서 완전히 직각이고 자계 H는 진행방향의 성분이 있는 전기적 횡파인 TE 모드(Transverse Electric Mode) 또는 자계 H만이 진행방향에 완전히 직각이고 전계 E는 진행방향의 성분을 갖는 자기적 횡파인 TM 모드(Transverse Electric Mode)중의 하나로 된다.
구형 도파관으로 전송 가능한 전파 모드로는 TE파, TM파 및 TE파와 TM파의 혼합파이며, TEM 모드는 속이 빈 도파관, 구형 또는 원형 도파관에서는 존재 할 수 없으며, 두 개의 도체로 구성된 동축선로나 평행2선식 등에는 존재한다.
그런데, 이러한 종래의 마이크로파를 이용한 무전극 방전 램프 장치에 있어서는, 마그네트론(3)으로부터 출력된 마이크로파를 부하 측에 전송할 수 있도록 마그네트론(3)과 투광부재(19) 사이에 개재된 도파관(5)은 전송 주파수의 규격, TE 모드 또는 TM 모드에 대응하여 일정 이상의 크기, 즉 가로폭 및 세로폭이 일정 이상의 크기를 가져야만 되는 구형 도파관(5) 또는 일정 이상의 직경을 가지는 원형 도파관(미도시)이 사용되고 있어 기기의 크기가 증대된다고 하는 문제점이 있다.
따라서, 종래의 마이크로파를 이용한 무전극 방전 램프장치는 도파관(5)의 크기에 의한 제약에 기인하여 비교적 고출력 시스템으로 제작되고, 종래의 마이크로파를 이용한 무전극 방전 램프장치의 벌브(7)는 마이크로파 에너지의 편중에 기인한 파손이 방지될 수 있게 회전이 가능하도록 리플렉터(11), 반사경(12) 및 벌브(7)를 각각 제작하여 벌브(7)가 상대 회전가능하게 조립하도록 되어 있어 제작 및 조립에 많은 시간이 소요된다고 하는 문제점이 있다.
이러한 문제점에 기인하여 종래의 마이크로파를 이용한 무전극 방전 램프장치는 통상의 백열등 또는 형광등 등의 램프류에 비해 수명이 길고 조명효과가 우수하다고 하는 특징이 있음에도 불구하고 도파관(5)의 크기 및 벌브(7)의 회전 구동을 위한 구조 등에 기인하여 전반적으로 기기의 부피가 증대되므로 콤팩트한 구성이 요구되는 저출력 시스템, 예를 들면 액정프로젝터, 프로젝션 텔레비전 등과 같은 기기의 광원으로는 적용되지 못하고 있어 실질적인 활용도가 미흡하게 된다고 하는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은, 불활성 가스가 봉입되는 벌브부와 광을 반사하는 리플렉터부를 일체로 형성함으로써 벌브부와 리플렉터부의 조립시간을 단축시키고 외관의 크기를 줄일 수 있는 마이크로파를 이용한 무전극 방전 램프장치용 일체형 벌브 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
도 1은 종래의 마이크로파를 이용한 무전극 방전 램프 장치의 단면도,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 마이크로파를 이용한 무전극 방전 램프장치용 일체형 벌브의 사용상태의 단면도,
도 3은 도 2의 요부확대도,
도 4 및 도 5는 각각 본 발명의 다른 실시 예에 따른 마이크로파를 이용한 무전극 방전 램프장치용 일체형 벌브의 단면도,
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무전극 방전 램프장치용 일체형 벌브의 제조방법을 설명하기 위한 도면이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
21 : 공진기22 : 투광부재
32 : 밸브부33 : 주입구
34 : 리플렉터부35 : 반사면
상기 목적은, 본 발명에 따라, 마이크로파 및 광의 투과가 가능하고 내부에 불활성 가스가 봉입되는 벌브부와, 상기 벌브부의 적어도 일측에 상기 벌브부와 상호 일체로 형성되며 마이크로파의 투과가 가능하고 상기 벌브부측의 표면중 적어도 일부에 상기 벌브부의 발광시 광을 반사할 수 있도록 반사면을 구비한 리플렉터부를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로파를 이용한 무전극 방전 램프장치용 일체형 벌브에 의해 달성된다.
여기서, 상기 반사면은 회전 포물면을 이루도록 구성하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 벌브부는 상기 반사면의 초점에 위치되도록 형성되는 것이 효과적이다.
또한, 상기 반사면은 평면을 이루도록 구성하는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 다른 분야에 따르면, 마이크로파 및 광의 투과가 가능하고 내부에 불활성 가스의 수용공간을 형성하는 벌브부와, 상기 벌브부의 적어도 일측에 마이크로파의 투과가 가능하고 상기 벌브부측의 표면중 적어도 일부에 상기 벌브부의 발광시 광을 반사할 수 있도록 반사면을 구비한 리플렉터부를 상기 벌브부와 상호 일체로 형성하는 단계와; 상기 벌브부의 내부에 불활성 가스를 주입하는 단계와; 상기 벌브부를 밀봉시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로파를 이용한 무전극 방전 램프장치용 일체형 벌브의 제조방법이 제공된다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 마이크로파를 이용한 무전극 방전 램프장치용 일체형 벌브의 사용상태의 단면도이고, 도 3은 도 2의 요부확대도이며, 도 4 및 도 5는 각각 본 발명의 다른 실시 예에 따른 마이크로파를 이용한 무전극 방전 램프장치용 일체형 벌브의 단면도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무전극 방전 램프장치용 일체형 벌브의 제조방법을 설명하기 위한 도면이다. 전술한 구성과 동일 및 동일 상당부분에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하여 설명하고, 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 마이크로파를 이용한 무전극 방전 램프장치는, 내부에 수용공간을 형성하며 일측에 개구가 형성되어 있는 케이싱(1)과, 케이싱(1)의 내부 일측에 배치되어 마이크로파를 출력하는 마그네트론(3)과, 케이싱(1)의 개구영역에 노출되게 배치되는 공진기(21)와, 공진기(21)의 개구영역에 배치되어 마이크로파를 차단함과 아울러 광의 투과를 허용하는 투광부재(22)와, 마그네트론(3)과 공진기(21)사이에 개재되어 마그네트론(3)으로부터 출력된 마이크로파를 공진기(21)로 전송하는 도파관(5)과, 도파관(5)의 일측에 배치되어 마그네트론(3)에 고압의 전력을 제공하는 고압트랜스(13)와, 도파관(5)의 하측에 배치되어 마그네트론(3) 및 고압트랜스(13)를 냉각시키는 냉각팬(15)을 구비하고 있으며, 공진기(21)의 내부에는 본 발명의 일 실시 예에 따른 일체형 벌브(31)가 수용배치되어 있다.
본 일체형 벌브(31)는, 내부에 불활성 가스(G) 등이 봉입되는 벌브부(32)와, 벌브부(32)의 둘레에 벌브부(32)로부터 방사되는 광을 일정 영역으로 반사할 수 있게 벌브부(32)와 일체로 형성되는 리플렉터부(34)를 포함하여 구성되어 있다.
리플렉터부(34) 및 벌브부(32)는 마이크로파의 투과가 가능한 부재로 형성되어 있으며, 리플렉터부(34)의 벌브부(32)측 표면에는 벌브부(32)로부터 방사된 광을 공진기(21)의 개구측 방향으로 반사할 수 있도록 반사면(35)이 형성되어 있다. 반사면(35)은 광이 화살표로 도시된 바와 같이 축선방향에 평행하게 반사될 수 있도록 회전 포물면을 이루도록 형성되어 있으며, 벌브부(32)는 회전 포물면의 초점에 위치되도록 형성되어 있다.
벌브부(32)는 내부에 아르곤과 같은 불활성 가스(G)를 수용할 수 있도록 수용공간이 형성된 구형상을 가지며, 일측에는 불활성 가스(G)의 주입을 위한 주입구(33)가 형성되어 어 있다. 주입구(33)는 불활성 가스(G)의 주입후 밀봉하여 밀봉부(36)를 형성하도록 한다.
여기서, 반사면은 조명하고자 하는 대상영역의 특성 및/또는 방향을 고려하여 도 4에 도시된 일체형 벌브(41)에서와 같이, 리플렉터부(44)를 반구형상을 가지도록 형성하고 그 내부에 원호상의 반사면(45)을 형성하여 벌브부(42)로부터의 광이 화살표로 도시된 바와 같이 발산되게 반사되도록 구성할 수도 있으며, 도 5에 도시된 일체형 벌브(51)와 같이, 반사면(55)이 평탄면을 이루도록 리플렉터부(54)를 판상으로 구성하여 벌브부(52)로부터의 광이 화살표로 도시된 바와 같이 발산되게 반사되도록 할 수도 있다.
이러한 구조적 특징으로 가지는 본 일체형 벌브의 제조방법을 도 2 및 도 3과, 도 6을 각각 참조하여 설명하면 다음과 같다. 먼저, 내부에 불활성 가스(G)의 수용공간 및 주입구(33)가 형성된 벌브부(32)와, 벌브부(32)의 둘레에 회전 포물면의 반사면(35)이 형성될 수 있게 리플렉터부(34)를 상호 일체로 형성되도록 한다(S10). 다음, 주입구(33)를 통해 벌브부(32)의 내부에 불활성 가스(G)를 주입하고(S20), 벌브부(33)를 밀봉한다(S30).
이러한 구성에 의하여, 케이싱(1)의 개구영역에 결합된 공진기(21)의 내부에 벌브부(33) 및 리플렉터부(34)가 상호 일체로 형성된 일체형 벌브(33)를 고정결합하는 간단한 동작만으로 결합이 완료된다.
한편, 마그네트론(3)으로부터 출력된 마이크로파는 도파관(5)을 통해 공진기(21)의 내부로 전달되어 리플렉터부(34) 및 벌브부(33)를 투과하여 벌브부(33) 내부의 불활성 가스(G)를 여기시켜 벌브부(33)가 발광되도록 한다. 벌브부(33)의 전방영역으로부터 방사된 광의 일부는 공진기(21)의 개구의투광부재(22)를 투과하여 조명 대상영역으로 방사되고, 벌브부(32)의 후방영역으로부터 방사된 광은 리플렉터부(34)의 반사면(35)에 반사되어 조명 대상영역을 조명하게 된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 불활성 가스가 봉입되는 벌브부와, 벌브부의 광을 대상 영역으로 반사하도록 반사면이 구비된 리플렉터를 상호 일체로 형성함으로써, 조립시간을 단축할 수 있으며 외관의 크기를 줄일 수 있는 마이크로파를 이용한 무전극 방전 램프장치의 일체형 벌브 및 그 제조방법이 제공된다.
본 발명에 따른 마이크로파를 이용한 무전극 방전 램프장치용 일체형 벌브는, 외관의 크기를 줄일 수 있어 콤팩트한 구성이 요구되는 저출력 시스템에 적용가능하여 마이크로파를 이용한 무전극 램프장치의 활용도를 제고시킬 수 있다.

Claims (5)

  1. 마이크로파 및 광의 투과가 가능하고 내부에 불활성 가스가 봉입되는 벌브부와, 상기 벌브부의 적어도 일측에 상기 벌브부와 상호 일체로 형성되며 마이크로파의 투과가 가능하고 상기 벌브부측의 표면중 적어도 일부에 상기 벌브부의 발광시 광을 반사할 수 있도록 반사면을 구비한 리플렉터부를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로파를 이용한 무전극 방전 램프장치용 일체형 벌브.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 반사면은 회전 포물면을 이루는 것을 특징으로 하는 마이크로파를 이용한 무전극 방전 램프장치용 일체형 벌브.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 벌브부는 상기 반사면의 초점에 위치되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 마이크로파를 이용한 무전극 방전 램프장치용 일체형 벌브.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 반사면은 평면을 이루는 것을 특징으로 하는 마이크로파를 이용한 무전극 방전 램프장치용 일체형 벌브.
  5. 마이크로파 및 광의 투과가 가능하고 내부에 불활성 가스의 수용공간을 형성하는 벌브부와, 상기 벌브부의 적어도 일측에 마이크로파의 투과가 가능하고 상기 벌브부측의 표면중 적어도 일부에 상기 벌브부의 발광시 광을 반사할 수 있도록 반사면을 구비한 리플렉터부를 상기 벌브부와 상호 일체로 형성하는 단계와; 상기 벌브부의 내부에 불활성 가스를 주입하는 단계와; 상기 벌브부를 밀봉시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로파를 이용한 무전극 방전 램프장치용 일체형 벌브의 제조방법.
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