KR20130070516A - 일단 봉지형 쇼트 아크형 플래시 램프 - Google Patents

Abstract

(과제) 고출력의 광을 방사할 수 있고, 게다가, 다수회에 걸쳐 점등시켜도, 용기가 파손되는 것을 방지 또는 억제할 수 있어, 따라서, 긴 사용 수명을 얻을 수 있는 일단 봉지형 쇼트 아크형 플래시 램프를 제공한다.
(해결 수단) 광투과성 재료로 이루어지는 발광부를 갖는 바닥이 있는 원통형의 용기와, 이 용기 내에 배치된 한 쌍의 방전 전극을 구비하여 이루어지고, 상기 용기의 개구가 스템 부재에 의해 기밀하게 봉지된 구조를 갖는 일단 봉지형 쇼트 아크형 플래시 램프로서, 상기 용기에 있어서의 발광부는, 투과율이 50%가 되는 광의 파장이 200nm 이하이고, 당해 용기 내에는, 3기압 이상의 불활성 가스가 봉입되어 있으며, 1펄스당 5J 이상의 에너지에 의해 점등되는 것을 특징으로 한다.

Description

일단 봉지형 쇼트 아크형 플래시 램프 {SHORT ARC TYPE FLASH LAMP WITH ONE END SEALED}

본 발명은, 바닥이 있는 원통형의 용기의 개구가 스템 부재에 의해 기밀하게 봉지되어 이루어지는 구조를 갖는 일단 봉지형 쇼트 아크형 플래시 램프에 관한 것이다.

종래, 예를 들면 카메라의 스트로보 광원이나 고화상 처리용 광원으로서, 쇼트 아크형 플래시 램프가 이용되고 있다. 도 2는, 종래의 쇼트 아크형 플래시 램프의 일례에 있어서의 구성을 나타내는 설명도이다. 이 쇼트 아크형 플래시 램프는, 중공 원주형상의 경질 유리로 이루어지는 용기(91)를 갖고, 이 용기(91)의 일단(도 2에서 하단)의 바닥부에는, 각각 경질 유리로 이루어지는 복수의 스템(92)이 설치되고, 이 스템(92)의 각각에는, 당해 스템(92)을 기밀하게 관통하여 신장되는 복수의 리드핀(93)이 설치되어 있다. 용기(91) 내에는, 양극(94) 및 음극(95)이 서로 이격하여 대향하도록 배치되고, 양극(94)과 음극(95) 사이에는, 트리거 전극(96)이 배치되어 있다. 97은, 스파커 전극이다. 그리고, 양극(94), 음극(95) 트리거 전극(96) 및 스파커 전극(97)의 각각은, 리드핀(93)에 전기적으로 접속되어 유지되어 있다. 또, 용기(91) 내에는, 예를 들면 크세논 가스 등의 불활성 가스가 봉입되어 있다. 이러한 구성의 쇼트 아크형 플래시 램프는, 하기 특허 문헌 1에 기재되어 있다.

그리고, 최근에는, 쇼트 아크형 플래시 램프로서, 고출력의 광을 방사할 수 있는 것이 요구되고 있으며, 이러한 쇼트 아크형 플래시 램프를 얻기 위해서는, 용기(91) 내에 예를 들면 3기압 이상의 불활성 가스가 봉입됨과 더불어, 큰 입력 전력 예를 들면 1펄스당 5J 이상의 에너지를 갖는 입력 전력에 의해 점등되는 것이 필요하다.

그러나, 종래의 쇼트 아크형 플래시 램프에 있어서, 고출력의 광을 방사하는 것을 구성한 경우에는, 다수회에 걸쳐 점등했을 때에, 용기가 파손되기 때문에, 긴 사용 수명을 얻을 수 없음이 판명되었다.

이러한 문제가 발생하는 이유는, 이하와 같이 추측된다.

예를 들면 크세논 가스가 봉입된 쇼트 아크형 플래시 램프에 있어서는, 가시광선과 함께 파장이 짧은 자외선도 방사되고, 이 자외선은, 입력 전력이 커짐에 따라 방사 강도가 높아진다. 이 때문에, 용기(91)에는, 높은 방사 강도의 자외선이 흡수되는 것으로 인해, 내부에 변형(내부 응력)이 발생하는 결과, 당해 용기(91)가 파손된다.

일본국 특허 공개 평 04-106832호 공보

본 발명은, 이상과 같은 사정에 의거하여 이루어진 것으로서, 그 목적은, 고출력의 광을 방사할 수 있고, 게다가, 다수회에 걸쳐 점등시켜도, 용기가 파손되는 것을 방지 또는 억제할 수 있어, 따라서, 긴 사용 수명을 얻을 수 있는 일단 봉지형 쇼트 아크형 플래시 램프를 제공하는 데에 있다.

본 발명의 일단 봉지형 쇼트 아크형 플래시 램프는, 광투과성 재료로 이루어지는 발광부를 갖는 바닥이 있는 원통형의 용기와, 이 용기 내에 배치된 한 쌍의 방전 전극을 구비하여 이루어지고, 상기 용기의 개구가 스템 부재에 의해 기밀하게 봉지된 구조를 갖는 일단 봉지형 쇼트 아크형 플래시 램프로서,

상기 용기에 있어서의 발광부는, 투과율이 50%가 되는 광의 파장이 200nm 이하이고, 상기 용기 내에는, 3기압 이상의 불활성 가스가 봉입되어 있으며,

1펄스당 5J 이상의 에너지에 의해 점등되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일단 봉지형 쇼트 아크형 플래시 램프에 의하면, 용기 내에 3기압 이상의 불활성 가스가 봉입되어 있음과 더불어, 1펄스당 5J 이상의 에너지에 의해 점등되므로, 고출력의 광을 방사할 수 있는 데다가, 용기에 있어서의 발광부는, 투과율이 50%가 되는 광의 파장이 200nm 이하이기 때문에, 발광부에 있어서 자외선의 흡수에 의한 내부 응력의 발생이 억제되는 결과, 다수회에 걸쳐 점등시켜도, 용기가 파손되는 것을 방지 또는 억제할 수 있어, 따라서, 긴 사용 수명이 얻어진다.

도 1은 본 발명의 일단 봉지형 쇼트 아크형 플래시 램프의 일례에 있어서의 구성을 나타내는 설명도이다.
도 2는 종래의 쇼트 아크형 플래시 램프의 일례에 있어서의 구성을 나타내는 설명도이다.

이하, 본 발명의 일단 봉지형 쇼트 아크형 플래시 램프의 실시형태에 대해서 설명한다.

도 1은, 본 발명의 일단 봉지형 쇼트 아크형 플래시 램프의 일례에 있어서의 구성을 나타내는 설명도이다. 이 일단 봉지형 쇼트 아크형 플래시 램프(이하, 단순히 「플래시 램프」라고 함)에 있어서는, 광이 출사되는 광투과성 재료로 이루어지는 발광부(11)를 갖는 바닥이 있는 원통형의 용기(10)가 설치되고, 이 용기(10)의 개구가 스템 부재(20)에 의해 기밀하게 봉지된 봉지 구조가 형성되어 있다. 구체적으로 설명하면, 스템 부재(20)는, 용기(10)의 외경과 대략 동등한 외경을 갖는 원관 형상의 코바르로 이루어지는 금속관(21) 내에, 당해 금속관(21)의 내경에 적합하는 직경을 갖는 원판 형상의 스템 베이스(22)가 배치되어 이루어지고, 당해 스템 베이스(22)가 금속관(21)의 내면에 기밀하게 융착되어 구성되어 있다. 한편, 용기(10)는, 발광부(11)에 있어서의 개구측의 일단에, 단이음부(12)를 통해, 코바르 유리로 이루어지는 접합부(13)가 형성되어 구성되어 있다. 그리고, 스템 부재(20)에 있어서의 금속관(21)이, 용기(10)에 있어서의 접합부(13)에 당해 접합부(13)가 융착되어 기밀하게 접합됨으로써, 용기(10)의 개구가 스템 부재(20)에 의해 기밀하게 봉지된 봉지 구조가 형성되어 있다.

스템 부재(20)에 있어서의 스템 베이스(22)에는, 각각 코바르로 이루어지는, 후술하는 방전 전극(30, 31), 트리거 전극(32) 및 스파커 전극(33)에 급전하기 위한 복수의 리드핀(25, 26, 27, 28)이, 당해 스템 부재(20)를 그 두께 방향으로 관통하여 용기(10)의 축방향을 따라 신장하도록 설치되어 있다.

용기(10)에 있어서의 발광부(11) 내에는, 텅스텐, 각종 산화물 도프 텅스텐, 이미터 함침 텅스텐 등의 고융점 금속으로 이루어지는 한 쌍의 방전 전극(30, 31)이 용기(10)의 축방향(도면에서 상하 방향)을 따라 서로 이격하여 대향하도록 배치되어 있음과 더불어, 용기(10)의 축방향과 수직인 방향으로 신장하는, 텅스텐으로 이루어지는 트리거 전극(32)이, 그 선단이 한 쌍의 전극(30, 31) 사이에 위치하도록 배치되어 있으며, 한 쌍의 방전 전극(30, 31) 및 트리거 전극(32)의 각각은, 리드핀(25, 26, 27)의 각각에 있어서의 수직으로 굴곡한 선단부(25a, 26a, 27a)에 전기적으로 접속되어 유지되어 있다.

또, 발광부(11) 내에는, 알루미나질의 절연애관(絶緣碍管)(33a)과 이 절연애관(33a) 내에 삽입되어 당해 절연애관(33a)의 일단으로부터 돌출하는 폭이 좁은 텅스텐선(33b)에 의해 이루어지는 스파커 전극(33)이 설치되어 있다. 이 스파커 전극(33)에 있어서의 텅스텐선(33b)의 선단부는, 리드핀(28)의 선단부에 접합되어 전기적으로 접속되고, 절연애관(33a)은, 한쪽의 방전 전극(30)을 유지하는 리드핀(25)의 중앙 부분에 유지되어 있다.

용기(10)에 있어서의 발광부(11)는, 투과율이 50%가 되는 광의 파장이 200nm 이하로 되어 있다. 발광부(11)에 있어서의 투과율이 50%가 되는 광의 파장이 200nm를 넘는 경우에는, 다수회에 걸쳐 점등시켰을 때에, 용기가 파손되기 쉬워지기 때문에, 긴 사용 수명을 얻는 것이 곤란해진다.

여기서, 투과율이 50%가 되는 광의 파장은, 발광부(11)의 분광 투과율을 평가하여, 그 투과율이 50%가 되는 광의 파장이다.

용기(10)에 있어서의 발광부(11)의 두께는, 0.3~3.0mm인 것이 바람직하다. 이 두께가 과소한 경우에는, 충분한 강도를 갖는 용기(10)를 얻는 것이 곤란해진다. 한편, 이 두께가 과대한 경우에는, 투과율이 50%가 되는 광의 파장이 200nm 이하인 발광부(11)를 구성하는 것이 곤란해지는 경우가 있다.

이러한 용기(10)에 있어서의 발광부(11)를 구성하는 광투과성 재료로는, 석영 유리, 붕규산계 유리(예를 들면 쇼트사 제조의 자외선 투과성 유리 「8337B」)등을 이용할 수 있다.

또, 단이음부(12)는, 서로 상이한 재질의 복수의 유리층이 용기(11)의 축방향을 따라 일체로 적층되어 구성되고, 유리층의 각각은, 각각 발광부(11)를 구성하는 광투과성 재료 예를 들면 석영 유리의 선열팽창 계수보다 높고, 또한, 접합부(13)를 구성하는 코바르 유리의 선열팽창 계수보다 낮은 선열팽창 계수를 가짐과 더불어, 발광부(11)측에서 접합부(13)를 향함에 따라 선열팽창 계수가 높아지도록 적층되어 있다.

또, 발광부(11)를 구성하는 광투과성 재료로서, 스템 부재(20)에 있어서의 금속관(21)을 구성하는 코바르와 동등하거나 혹은 근사한 선열팽창 계수를 갖는 것을 이용하는 경우에는, 단이음부(12)를 형성하는 것은 불필요하고, 따라서, 발광부(11)와 접합부에(13)가 직접 연결되어 있어도 된다.

용기(10)의 구체적인 치수의 일례를 들면, 전체 길이가 40mm, 외경이 22mm, 두께가 0.7mm, 발광부(11)의 길이가 30mm, 단이음부(12) 및 접합부(13)의 합계의 길이가 10mm이다.

용기(10) 내에는, 불활성 가스가 봉입되어 있다. 불활성 가스로는, 크세논 가스, 크립톤 가스, 아르곤 가스, 또는 이들의 혼합 가스 등을 이용할 수 있다.

불활성 가스의 봉입압은, 3기압 이상이 되고, 바람직하게는 3~8기압이 된다. 불활성 가스의 봉입압이 3기압 미만인 경우에는, 고출력의 광을 출사하는 것이 곤란해진다. 한편, 불활성 가스의 봉입압이 8기압을 넘는 경우에는, 플래시 램프가 점등되기 어려워지기 때문에 바람직하지 않다.

본 발명의 플래시 램프에 있어서는, 리드핀(25, 26, 27, 28)은 도시하지 않은 급전 장치에 접속되어 있으며, 플래시 램프와 급전 장치에 의해 플래시 램프 장치를 구성한다. 그리고, 본 발명의 플래시 램프는, 급전 장치에 의해 급전 되고, 1펄스당 5J 이상, 바람직하게는 5~300J의 에너지에 의해 점등된다. 1펄스당 에너지가 5J 미만인 경우에는, 고출력의 광을 출사하는 것이 곤란해진다. 또, 1펄스당 에너지가 300J를 넘는 경우에는, 한 쌍의 방전 전극(30, 31) 중 음극이 되는 방전 전극의 이미터 물질이 증발함으로써, 당해 방전 전극의 수명이 현저하게 짧아지므로, 실용적이진 않다.

상기한 플래시 램프에 의하면, 용기(10) 내에 3기압 이상의 불활성 가스가 봉입되어 있음과 더불어, 1펄스당 5J 이상의 에너지에 의해 점등되기 때문에, 고출력의 광을 방사할 수 있고, 게다가, 용기(10)에 있어서의 발광부(11)는, 투과율이 50%가 되는 광의 파장이 200nm 이하이기 때문에, 발광부(11)에 있어서 자외선의 흡수에 의한 내부 응력의 발생이 억제되는 결과, 후술하는 실시예로부터도 알 수 있듯이, 다수회에 걸쳐 점등시켜도, 용기(10)가 파손되는 것을 방지 또는 억제할 수 있어, 따라서, 긴 수명이 얻어진다.

실시예

이하, 본 발명의 플래시 램프의 구체적인 실시예에 대해서 설명하는데, 본 발명은, 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.

<실시예 1>

도 1에 나타낸 구성에 따라, 하기의 사양의 플래시 램프를 제작했다.

[용기(10)]

발광부(11)의 재질:석영 유리, 접합부(13)의 재질:코바르 유리, 치수:전체 길이:40mm, 외경=29mm, 두께=0.7mm, 발광부(11)의 길이=30mm, 단이음부(12) 및 접합부(13)의 합계의 길이=10mm, 발광부(11)에 있어서의 투과율이 50%가 되는 광의 파장(λ₅₀)=170nm

[스템 부재(20)]

금속관(21)의 재질=코바르, 금속관(21)의 치수:외경=29mm, 내경=28mm, 길이=16mm, 스템 베이스(22)의 재질:코바르 유리, 스템 베이스(22)의 치수:외경=26.6mm, 두께≡5mm

[리드핀(25, 26, 27, 28)]

재질:코바르, 외경=2.0mm, 1.Omm

[방전 전극(30, 31)]

한쪽의 방전 전극(양극)의 재질:텅스텐, 다른쪽의 방전 전극(음극)의 재질:BaO계 산화물 함침 텅스텐, 치수:외경=4mm, 길이=5mm, 전극간 거리=3.00mm

[트리거 전극(32)］

재질:텅스텐, 외경=0.5mm

[스파커 전극(33)]

외경이 1mm이고 내경이 0.5mm의 98% 알루미나로 이루어지는 절연애관(33a)과 외경이 0.4mm의 텅스텐선(33b)으로 이루어지는 것

[불활성 가스］

가스종:크세논 가스, 봉입압≡5기압

<실시예 2>

용기(10)에 있어서의 발광부(11)의 재질을, 석영 유리에서 붕규산계 유리(쇼트사 제조의 자외선 투과성 유리 「8337B」)로 변경한(발광부(11)에 있어서의 투과율이 50%가 되는 광의 파장(λ₆₀)=195nm) 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 구성의 플래시 램프를 제작했다.

<비교예 1>

용기(10)에 있어서의 발광부(1)의 재질을, 석영 유리에서 붕규산계 유리(국내 제조의 자외선 투과성 유리)로 변경한(발광부(11)에 있어서의 투과율이 50%가 되는 광의 파장(λ₅₀)=230nm) 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 구성의 플래시 램프를 제작했다.

<비교예 2>

용기(10)에 있어서의 발광부(11)의 재질을, 석영 유리에서 코바르 유리로 변경한(발광부(11)에 있어서의 투과율이 50%가 되는 광의 파장(λ₅₀)=350nm) 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 구성의 플래시 램프를 제작했다.

<용기의 내구성 시험>

실시예 1~2 및 비교예 1~2에 따른 플래시 램프에 대해, 1펄스당 에너지가 5 J(10μF, 1000V) 및 10J(20μF, 1OOOV)가 되는 전력을 공급함으로써, 당해 플래시 램프의 각각을 반복 점등시켜, 용기가 파손될 때까지의 점등 회수를 측정했다. 이상, 결과를 하기 표 1에 나타낸다.

표 1의 결과로부터 알 수 있듯이, 실시예 1~2에 따른 플래시 램프에 의하면, 1펄스당 에너지가 5J 이상이 되는 조건에서 다수회에 걸쳐 반복 점등시켜도, 용기가 파손되는 것이 방지 또는 억제되고, 특히 1펄스당 에너지가 5J가 되는 전력을 공급했을 때에는, 방전 전극에 고장이 발생할 때까지 점등하는 것이 가능하며, 따라서, 긴 사용 수명을 얻을 수 있음이 확인되었다.

10:용기
11:발광부
12:단이음부
13:접합부
20:스템 부재
21:금속관
22:스템 베이스
25, 26, 27, 28:리드핀
25a, 26a, 27a:선단부
30, 31:방전 전극
32:트리거 전극
33:스파커 전극
33a:절연애관
33b:텅스텐선
91:용기
92:스템
93:리드핀
94:양극
95:음극
96:트리거 전극
97:스파커 전극

Claims (1)

1. 광투과성 재료로 이루어지는 발광부를 갖는 바닥이 있는 원통형의 용기와, 이 용기 내에 배치된 한 쌍의 방전 전극을 구비하여 이루어지고, 상기 용기의 개구가 스템 부재에 의해 기밀하게 봉지된 구조를 갖는 일단 봉지형 쇼트 아크형 플래시 램프로서,
   상기 용기에 있어서의 발광부는, 투과율이 50%가 되는 광의 파장이 200nm 이하이고, 상기 용기 내에는, 3기압 이상의 불활성 가스가 봉입되어 있으며,
   1펄스당 5J 이상의 에너지에 의해 점등되는 것을 특징으로 하는 일단 봉지형쇼트 아크형 플래시 램프.

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