WO2023026650A1 - フラッシュランプ - Google Patents

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WO2023026650A1
WO2023026650A1 PCT/JP2022/024364 JP2022024364W WO2023026650A1 WO 2023026650 A1 WO2023026650 A1 WO 2023026650A1 JP 2022024364 W JP2022024364 W JP 2022024364W WO 2023026650 A1 WO2023026650 A1 WO 2023026650A1
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WO
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stem
protrusion
conductive linear
linear member
lead
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/024364
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English (en)
French (fr)
Inventor
龍昭 佐々木
Original Assignee
浜松ホトニクス株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by 浜松ホトニクス株式会社 filed Critical 浜松ホトニクス株式会社
Priority to CN202280057379.2A priority Critical patent/CN117836901A/zh
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/02Details
    • H01J61/04Electrodes; Screens; Shields
    • H01J61/06Main electrodes
    • H01J61/073Main electrodes for high-pressure discharge lamps
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/02Details
    • H01J61/54Igniting arrangements, e.g. promoting ionisation for starting
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/84Lamps with discharge constricted by high pressure
    • H01J61/90Lamps suitable only for intermittent operation, e.g. flash lamp

Definitions

  • the present disclosure relates to flash lamps.
  • a flash lamp that generates a large amount of pulsed light by instantaneously emitting power is known (see Patent Document 1, for example).
  • two lead pins extend so as to penetrate the stem, and the electrode portion provided at the tip of each lead pin has a larger diameter than the lead pin. , a discharge occurs between the two electrodes.
  • This disclosure describes a flashlamp capable of stabilizing light output.
  • a flash lamp includes a housing that has a stem and defines an internal space, a first conductive linear member that extends through the stem in a first direction, and a stem that extends in the first direction. a second conductive linear member extending through the first conductive linear member and spaced apart from the first conductive linear member in a second direction intersecting the first direction.
  • the first conductive linear member includes a first lead portion and a first electrode portion provided at the tip of the first lead portion.
  • the second conductive linear member includes a second lead portion and a second electrode portion provided at the tip of the second lead portion.
  • the cross-sectional area crossing the first direction of the first electrode portion is different from the cross-sectional area crossing the first direction of the first lead portion, and the cross-sectional area crossing the first direction of the second electrode portion is different from that of the second lead portion. is different from the cross-sectional area intersecting the first direction of .
  • the first electrode section includes a first protruding section that protrudes from the stem into the internal space, and a first embedded section that is connected to the tip of the first lead section and embedded in the stem.
  • the second electrode section includes a second protruding section that protrudes from the stem into the internal space, and a second embedded section that is connected to the tip of the second lead section and embedded in the stem.
  • the first electrode portion of the first conductive linear member is provided at the tip of the first lead portion, and the tip of the first lead portion is connected to the first embedded portion embedded in the stem. ing. Therefore, the first lead portion is not exposed to the internal space.
  • the second electrode portion of the second conductive linear member is provided at the tip of the second lead portion, and the tip of the second lead portion is connected to the second embedded portion embedded in the stem. . Therefore, the second lead portion is not exposed to the internal space.
  • no discharge occurs between the first lead portion and the second lead portion. Therefore, discharge can be reliably generated between the first projecting portion of the first electrode portion and the second projecting portion of the second electrode portion. As a result, the fluctuation of the discharge path can be suppressed, and the optical output can be stabilized.
  • the stem may have a first surface facing the internal space and a second surface opposite to the first surface in the first direction.
  • a distance in the second direction between the first protrusion and the second protrusion may be the shortest on the first surface. Accordingly, since the distance between the portion of the first projecting portion in contact with the first surface and the portion of the second projecting portion in contact with the first surface is the shortest, the discharge can occur in the direction along the first surface of the stem. is most likely to occur. As a result, the discharge path is stabilized, making it possible to stabilize the optical output.
  • the first protrusion may have a shape that approaches the second protrusion toward the first surface. Thereby, the distance between the first projection and the second projection becomes smaller toward the first surface. Therefore, the discharge between the first protrusion and the second protrusion is most likely to occur in the direction along the first surface of the stem, and in addition, the discharge is most likely to occur in the direction along the first surface of the stem. Discharge is less likely to occur as the area increases. Therefore, the discharge path is less likely to fluctuate in the first direction. As a result, the discharge path is stabilized, making it possible to stabilize the optical output.
  • the second protrusion may have a shape that approaches the first protrusion toward the first surface. Thereby, the distance between the first projection and the second projection becomes smaller toward the first surface. Therefore, the discharge between the first protrusion and the second protrusion is most likely to occur in the direction along the first surface of the stem, and in addition, the discharge is most likely to occur in the direction along the first surface of the stem. Discharge is less likely to occur as the area increases. Therefore, the discharge path is less likely to fluctuate in the first direction. As a result, the discharge path is stabilized, making it possible to stabilize the optical output.
  • the first electrode portion may have a spherical shape.
  • the first electrode portion is a rotating body around the axis of the first conductive linear member. Therefore, the first conductive linear member can be fixed to the stem without considering the angle of the rotation direction about the axis of the first conductive linear member. Therefore, it is possible to simplify the arrangement of the first electrode portion.
  • the first electrode portion may have a conical shape.
  • the first electrode portion is a rotating body around the axis of the first conductive linear member. Therefore, the first conductive linear member can be fixed to the stem without considering the angle of the rotation direction about the axis of the first conductive linear member. Therefore, it is possible to simplify the arrangement of the first electrode portion.
  • the length in the first direction of the first protrusion may be equal to or less than the length in the first direction of the discharge path generated between the first protrusion and the second protrusion.
  • the length of the protrusion in the first direction may be equal to or less than the length of the discharge path in the first direction. Since the discharge occurs between the first protrusion and the second protrusion, the length of the first protrusion in the first direction and the length of the second protrusion in the first direction cause the discharge in the first direction.
  • the possible range is limited. According to the above configuration, it is possible to prevent the discharge path from fluctuating in the first direction at the first projecting portion and the second projecting portion. As a result, the discharge path is stabilized, making it possible to stabilize the optical output.
  • the flash lamp may further include a third conductive linear member extending through the stem in the first direction.
  • the third conductive linear member may include a third lead portion and a sparker portion provided at the tip of the third lead portion.
  • the sparker portion may include a third projection projecting from the stem into the internal space.
  • the first electrode portion may be a cathode portion and the second electrode portion may be an anode portion.
  • the first protrusion may be arranged between the second protrusion and the third protrusion in the second direction.
  • the distance between the first projection and the third projection in the second direction may be shorter than the distance between the first projection and the second projection in the second direction. This makes it easier for the preliminary discharge between the first projection and the third projection to occur earlier than the discharge between the first projection and the second projection. As a result, it is possible to stably discharge between the first projecting portion and the second projecting portion.
  • the flash lamp may further include a fourth conductive linear member extending through the stem in the first direction.
  • the fourth conductive linear member may include a fourth lead portion and a trigger probe portion provided at the tip of the fourth lead portion.
  • the trigger probe portion may comprise a fourth projection projecting from the stem into the internal space.
  • the fourth protrusion may be arranged between the first protrusion and the second protrusion in the second direction.
  • the length in the first direction of the fourth protrusion may be equal to or less than the length in the first direction of the first protrusion and the length in the first direction of the second protrusion. Accordingly, fluctuation of the discharge path in the first direction can be suppressed when discharging between the first projecting portion and the fourth projecting portion. Similarly, when discharging between the second projecting portion and the fourth projecting portion, the fluctuation of the discharge path in the first direction can be suppressed. As a result, the discharge path is stabilized, making it possible to stabilize the optical output.
  • FIG. 1 is a perspective view of a flash lamp according to one embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II of FIG. 3 is a plan view of the flash lamp shown in FIG. 1;
  • FIG. FIG. 4 is a diagram schematically showing the main body separated into a side tube and a stem before the conductive linear member is attached.
  • 5 is a partially enlarged view of FIG. 2.
  • FIG. 6 is a partially enlarged view of FIG. 5.
  • FIG. FIG. 7 is a cross-sectional view of a flash lamp according to another embodiment.
  • 8(a) and 8(b) are cross-sectional views of modifications of the conductive linear member shown in FIG.
  • FIG. 8(c) is a plan view of the conductive linear member shown in FIG. 8(b).
  • FIG. 10 is a diagram showing a modification of the conductive linear member shown in FIG. 7.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view of a variation of the stem shown in FIG. 1; FIG.
  • Each figure shows an XYZ coordinate system.
  • the Y direction is a direction that crosses (here, orthogonally) the X direction (second direction) and the Z direction (first direction).
  • the Z direction is a direction that intersects (here, orthogonally) the X direction and the Y direction.
  • FIG. 1 is a perspective view of a flash lamp according to one embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II of FIG. 3 is a plan view of the flash lamp shown in FIG. 1;
  • FIG. A flash lamp 1 shown in FIGS. 1 to 3 is a lamp that emits a large amount of light in an extremely short time, and is a lamp filled with, for example, a rare gas as a discharge gas. More specifically, the flash lamp 1 is, for example, a xenon flash lamp in which xenon is enclosed.
  • the flash lamp 1 includes a bulb 10 (housing), a conductive linear member 15 (first conductive linear member), a conductive linear member 16 (second conductive linear member), and a conductive wire.
  • a shaped member 17 (third conductive linear member) and an exhaust pipe 19 are provided.
  • the valve 10 is a cylindrical airtight container, and is basically made of an insulating material (for example, a glass member or a ceramic member).
  • the valve 10 includes a body portion 10B, a face plate 13, and a joint member 14.
  • the valve 10 is formed in a cylindrical shape by stacking a body portion 10B and a face plate 13 in the Z direction and connecting them with a joint member 14 .
  • the main body portion 10B and the face plate 13 are laminated via the joining member 14 such that the central axis of the main body portion 10B and the central axis of the face plate 13 are coaxial.
  • An internal space S is defined by the main body portion 10B, the joint member 14, and the face plate 13. As shown in FIG.
  • the direction from the body portion 10B to the face plate 13, which is the stacking direction of the components of the valve 10, may be referred to as "up”, and the direction from the face plate 13 to the body part 10B may be referred to as "down”. 2 and 3, illustration of the face plate 13 and the joint member 14 in the configuration of the flash lamp 1 is omitted.
  • the body part 10B is a cylindrical member with an open upper end face.
  • the body portion 10B is made of an insulating material such as glass (more specifically, borosilicate glass).
  • the body portion 10B has a stem 11 and a side tube 12. As shown in FIG.
  • the stem 11 and side tube 12 are integrally molded members.
  • the stem 11 is a portion forming the bottom plate of the main body portion 10B.
  • the stem 11 has a disk-like shape.
  • the stem 11 is thicker than the faceplate 13 .
  • the stem 11 has a surface 11a (first surface) and a surface 11b (second surface).
  • the surface 11a is a surface facing the internal space S. As shown in FIG.
  • the surface 11b is a surface opposite to the surface 11a in the Z direction (vertical direction).
  • the stem 11 is provided with a through hole 11g.
  • the through hole 11g penetrates the stem 11 in the Z direction.
  • An exhaust pipe 19 is inserted through the through hole 11g.
  • 11 g of through-holes are airtightly sealed by fusion
  • Conductive linear members 15 to 17 are inserted through the stem 11 in the Z direction.
  • the conductive linear members 15 to 17 are arranged in the order of conductive linear member 17, conductive linear member 15, and conductive linear member 16 in the X direction.
  • FIG. 4 is a diagram schematically showing the body portion 10B separated into the side tube 12 and the stem 11 before the conductive linear members 15 to 17 are attached to the body portion 10B.
  • the stem 11 and the side tube 12 are integrally molded, but in FIG. 4, the main body 10B is shown with the stem 11 and the side tube 12 separated for convenience of explanation.
  • the stem 11 before the conductive linear members 15 to 17 are attached to the body portion 10B is not provided with through-holes through which the conductive linear members 15 to 17 are inserted.
  • the conductive linear members 15 to 17 are pushed into the stem 11 from the surface 11a toward the surface 11b of the stem 11 while the stem 11 is softened under a heating environment. , through the stem 11 . In this state, the conductive linear members 15 to 17 are fused and fixed, so that the gaps between the stem 11 and the conductive linear members 15 to 17 are hermetically sealed.
  • the distance between the center of the through hole 11g and the center axis of the conductive linear member 15 is greater than the distance between the center of the through hole 11g and the center C of the stem 11.
  • the distance between the center of through-hole 11g and the central axis of conductive linear member 16 is greater than the distance between the center of through-hole 11g and center C of stem 11 .
  • the distance between the center of through-hole 11g and the central axis of conductive linear member 17 is greater than the distance between the center of through-hole 11g and center C of stem 11 .
  • the side tube 12 is a portion having a cylindrical shape with both ends opened.
  • the side tube 12 is stacked on the stem 11 in the Z direction and placed on the surface 11 a of the stem 11 .
  • the outer shape of the side tube 12 is substantially the same as the outer shape of the stem 11 .
  • the side tube 12 is provided with a through hole 12a passing through the side tube 12 in the thickness direction at its central portion.
  • the through-hole 12a has a shape such that the hole diameter continuously increases as the distance from the stem 11 increases.
  • the through-hole 12a is defined by an inclined surface having a tapered shape whose diameter continuously decreases downward.
  • the side tube 12 is provided so as to surround a cathode 52, an anode 62, and a sparker portion 72, which will be described later.
  • the through hole 12a has a shape in which the hole diameter continuously increases with increasing distance from the stem 11, so the volume of the internal space S increases with increasing distance from the stem 11.
  • FIG. 19 As a result, when the discharge gas is sealed in the internal space S from the exhaust pipe 19, more discharge gas is introduced into the internal space S than in a container having an inner wall surface extending vertically from the boundary between the side pipe 12 and the surface 11a. can be enclosed in This can contribute to extending the life of the flash lamp 1 .
  • the face plate 13 is a disc-shaped light exit window provided to face the stem 11 .
  • the face plate 13 is made of a light transmissive material such as glass (more specifically, ultraviolet (UV) light transmissive glass). Face plate 13 is thinner than stem 11 .
  • the face plate 13 is adhered to the upper end surface of the main body portion 10B (the side tube 12) via the joint member 14.
  • the outer shape of the face plate 13 is substantially the same as the outer shape of the side tube 12 .
  • the joining member 14 is sandwiched between the side tube 12 and the face plate 13 in the Z direction.
  • the joining member 14 for example, an adhesive is used, but other members such as fritted glass may be used.
  • the outer shape of the arrangement area of the joining member 14 is slightly smaller than the outer shape of the face plate 13 .
  • Each of the conductive linear members 15 to 17 is a member linearly extending in the Z direction so as to pass through the stem 11 .
  • Each of the conductive linear members 15 to 17 is made of a conductive material obtained by mixing an electron-emissible material into a conductive base material.
  • a refractory metal such as molybdenum or tungsten is used as the conductive substrate.
  • electron-emissive materials for example, one or more oxides of lanthanum, yttrium, zirconium, barium, scandium, strontium, neodymium, samarium, calcium, and hafnium are used.
  • molybdenum when glass is used as the stem 11, molybdenum may be used as the base material of the conductive linear members 15 to 17 from the viewpoint of thermal expansion coefficient.
  • lanthanum molybdenum which is an alloy of molybdenum as the base material and lanthanum oxide as the electron-emissive material, may be used.
  • FIG. 5 is a partially enlarged view of FIG. 2.
  • FIG. 6 is a partially enlarged view of FIG. 5.
  • the conductive linear member 15 has a lead portion 51 (first lead portion) and a cathode 52 (first electrode portion).
  • the lead portion 51 and the cathode 52 may be integrally molded members or separate members.
  • the lead portion 51 is a member for fixing the cathode 52 at a desired position in the internal space S and supplying power to the cathode 52 .
  • the lead portion 51 has a linear shape and extends in the Z direction so as to penetrate the stem 11 .
  • the lead portion 51 is fused and fixed while being inserted into the stem 11 .
  • the lead portion 51 is not exposed to the internal space S, and the entire lead portion 51 is positioned below the surface 11a.
  • the cathode 52 is also called a cathode section.
  • the cathode 52 is provided at the tip of the lead portion 51 .
  • Cathode 52 has a spherical shape.
  • the cross-sectional area of the cathode 52 along the plane S2 and the cross-sectional area of the lead portion 51 along the plane S1 are different from each other.
  • Both the plane S1 and the plane S2 are imaginary planes extending in a direction intersecting (here, perpendicular to) the Z direction, and the plane S1 and the plane S2 are parallel to each other.
  • the cross-sectional area of the cathode 52 is larger than the cross-sectional area of the lead portion 51 .
  • the diameter of cathode 52 is larger than the diameter of lead portion 51 .
  • the cathode 52 has an embedded portion 53 (first embedded portion) and a projecting portion 54 (first projecting portion).
  • the embedded portion 53 is a portion embedded in the stem 11 .
  • the embedded portion 53 is fused and fixed in a state of being embedded in the stem 11 .
  • the embedded portion 53 is connected to the tip of the lead portion 51 inside the stem 11 .
  • the tip of the lead portion 51 is connected to the lower end of the embedded portion 53 .
  • the embedded portion 53 has a hemispherical shape.
  • the embedded portion 53 is the lower half of the cathode 52 .
  • the protruding portion 54 is a portion that protrudes into the internal space S from the stem 11 (surface 11a).
  • the protruding portion 54 has a shape that approaches a protruding portion 64 (to be described later) toward the surface 11a in the Z direction.
  • the protrusion 54 has a hemispherical shape.
  • protrusion 54 is the upper half of cathode 52 .
  • the length L1 of the protrusion 54 in the Z direction is the amount of protrusion from the surface 11a of the protrusion 54 in the Z direction.
  • the length L1 is set, for example, to be equal to or less than the length in the Z direction of the discharge path generated between the projections 54 and 64 .
  • the boundary between the embedded portion 53 and the projecting portion 54 includes the center of the cathode 52 (center point of the sphere).
  • the boundary between the embedded portion 53 and the protruding portion 54 is positioned on the surface 11a, and the entire periphery thereof is in close contact with the surface 11a of the stem 11 without any gap. Thereby, the gap between the cathode 52 and the stem 11 is hermetically sealed.
  • the conductive linear member 16 has a lead portion 61 (second lead portion) and an anode 62 (second electrode portion).
  • the lead portion 61 and the anode 62 may be integrally molded members or separate members.
  • the lead portion 61 is a member for fixing the anode 62 at a desired position in the internal space S and supplying power to the anode 62 .
  • the lead portion 61 has a linear shape and extends in the Z direction so as to pass through the stem 11 .
  • the lead portion 61 is fused and fixed while being inserted into the stem 11 .
  • the lead portion 61 is not exposed to the internal space S, and the entire lead portion 61 is positioned below the surface 11a.
  • the anode 62 is also called an anode portion, and has an electrical polarity different from that of the cathode 52 due to the difference in the polarity of the applied voltage.
  • the anode 62 is provided at the tip of the lead portion 61 .
  • Anode 62 has a spherical shape.
  • the cross-sectional area of the anode 62 along the plane S2 and the cross-sectional area of the lead portion 61 along the plane S1 are different from each other.
  • the cross-sectional area of the anode 62 is larger than the cross-sectional area of the lead portion 61 .
  • the diameter of anode 62 is larger than the diameter of lead portion 61 .
  • the anode 62 has an embedded portion 63 (second embedded portion) and a projecting portion 64 (second projecting portion).
  • the embedded portion 63 is a portion embedded in the stem 11 .
  • the embedded portion 63 is fused and fixed in a state of being embedded in the stem 11 .
  • the embedded portion 63 is connected to the tip of the lead portion 61 inside the stem 11 .
  • the tip of the lead portion 61 is connected to the lower end of the embedded portion 63 .
  • the embedded portion 63 has a hemispherical shape.
  • the embedded portion 63 is the lower half of the anode 62 .
  • the protruding portion 64 is a portion that protrudes into the internal space S from the stem 11 (surface 11a).
  • the projecting portion 64 has a shape that approaches the projecting portion 54 toward the surface 11a in the Z direction.
  • the protrusion 64 has a hemispherical shape.
  • protrusion 64 is the upper half of anode 62 .
  • the length L2 of the protrusion 64 in the Z direction is the amount of protrusion of the protrusion 64 from the surface 11a in the Z direction.
  • the length L2 is substantially the same as the length L1, and is set, for example, equal to or less than the length in the Z direction of the discharge path generated between the projections 54 and 64 .
  • the boundary between the embedded portion 63 and the projecting portion 64 includes the center of the anode 62 (center point of the sphere).
  • the boundary between the embedded portion 63 and the protruding portion 64 is positioned on the surface 11a, and the entire periphery thereof is in close contact with the surface 11a of the stem 11 without any gap. Thereby, the gap between the anode 62 and the stem 11 is hermetically sealed.
  • the conductive linear member 17 has a lead portion 71 (third lead portion) and a sparker portion 72 .
  • the lead portion 71 and the sparker portion 72 may be integrally molded members or separate members.
  • the lead portion 71 is a member for fixing the sparker portion 72 at a desired position in the internal space S and supplying power to the sparker portion 72 .
  • the lead portion 71 has a linear shape and extends in the Z direction so as to pass through the stem 11 .
  • the lead portion 71 is fused and fixed while being inserted into the stem 11 .
  • the lead portion 71 is not exposed to the internal space S, and the entire lead portion 71 is positioned below the surface 11a.
  • the sparker portion 72 is provided at the tip of the lead portion 71 .
  • the sparker portion 72 has a spherical shape.
  • the cross-sectional area of the sparker portion 72 along the plane S2 is different from the cross-sectional area of the lead portion 71 along the plane S1.
  • the cross-sectional area of the sparker portion 72 is larger than the cross-sectional area of the lead portion 71 .
  • the diameter of the sparker portion 72 is larger than the diameter of the lead portion 71 .
  • the sparker portion 72 has an embedded portion 73 and a projecting portion 74 (third projecting portion).
  • the embedded portion 73 is a portion embedded in the stem 11 .
  • the embedded portion 73 is fused and fixed in a state of being embedded in the stem 11 .
  • the embedded portion 73 is connected to the tip of the lead portion 71 inside the stem 11 .
  • the tip of the lead portion 71 is connected to the lower end of the embedded portion 73 .
  • the embedded portion 73 has a hemispherical shape.
  • the buried portion 73 is the lower half of the sparker portion 72 .
  • the protruding portion 74 is a portion that protrudes into the internal space S from the stem 11 (surface 11a).
  • the projecting portion 74 has a shape that approaches the projecting portion 54 toward the surface 11a in the Z direction.
  • the protrusion 74 has a hemispherical shape.
  • protrusion 74 is the upper half of sparker portion 72 .
  • the length L3 of the protrusion 74 in the Z direction is the amount of protrusion of the protrusion 74 from the surface 11a in the Z direction.
  • the length L3 is substantially the same as the lengths L1 and L2, and is set equal to or less than the length in the Z direction of the discharge path generated between the projecting portions 54 and 64, for example.
  • the boundary between the embedded portion 73 and the projecting portion 74 includes the center of the sparker portion 72 (center point of the sphere).
  • the boundary between the embedded portion 73 and the protruding portion 74 is located on the surface 11a, and the entire periphery thereof is in close contact with the surface 11a of the stem 11 without any gap. As a result, the gap between the sparker portion 72 and the stem 11 is hermetically sealed.
  • the protrusions 54 , 64 and 74 are arranged in the X direction in the order of the protrusions 74 , 54 and 64 .
  • the protrusion 54 is arranged between the protrusion 74 and the protrusion 64 in the X direction. Since the projecting portion 54 has a hemispherical shape, the projecting portion 54 approaches the projecting portion 64 and the projecting portion 74 toward the surface 11 a of the stem 11 . Since the boundary between the embedded portion 53 and the protruding portion 54 includes the center of the cathode 52 (center point of the sphere), the boundary between the embedded portion 53 and the protruding portion 54 (the portion in contact with the surface 11a of the protruding portion 54) protrudes. Portion 54 is closest to projections 64 and 74 .
  • the protrusion 64 has a hemispherical shape, it approaches the protrusion 54 toward the surface 11 a of the stem 11 . Since the boundary between the embedded portion 63 and the protruding portion 64 includes the center of the anode 62 (center point of the sphere), the boundary between the embedded portion 63 and the protruding portion 64 (the portion of the protruding portion 64 that contacts the surface 11a) has a protrusion. Portion 64 is closest to protrusion 54 . Since the projecting portion 74 has a hemispherical shape, the projecting portion 74 approaches the projecting portion 54 toward the surface 11 a of the stem 11 .
  • Projection 74 is closest to projection 54 .
  • a distance D1 is the distance in the X direction between the projections 54 and 64 on the surface 11a of the stem 11 .
  • the distance D2 is the distance in the X direction between the Z-direction vertex of the cathode 52 and the Z-direction vertex of the anode 62 .
  • the distance in the X direction between the protrusions 54 and 74 monotonically decreases from the distance D4 to the distance D3.
  • a distance D3 is the distance in the X direction between the protrusions 54 and 74 on the surface 11a of the stem 11 .
  • the distance D4 is the distance in the X direction between the Z-direction vertex of the cathode 52 and the Z-direction vertex of the sparker portion 72 .
  • Distance D3 is shorter than distance D1.
  • Distance D4 is shorter than distance D2.
  • the exhaust pipe 19 is a metal tubular member for exhausting (evacuating) the internal space S.
  • the exhaust pipe 19 is made of Kovar metal, for example.
  • the diameter of exhaust pipe 19 is larger than the diameter of any of lead portions 51 , 61 , 71 .
  • the exhaust pipe 19 extends in the Z direction so as to pass through the stem 11 .
  • the exhaust pipe 19 is used for filling the internal space S with the discharge gas after being used for exhausting the internal space S. As shown in FIG. In FIG. 1, the exhaust pipe 19 is shown in a sealed and cut state after being used for enclosing the discharge gas. extends to
  • the exhaust pipe 19 is fused and fixed to the stem 11 while being inserted through the through hole 11g of the stem 11 .
  • the tip of the exhaust pipe 19 is arranged substantially flush with the surface 11 a of the stem 11 .
  • the distance between the exhaust pipe 19 and the cathode 52 is greater than the distance between the exhaust pipe 19 and the center C of the surface 11a.
  • the distance between the exhaust pipe 19 and the anode 62 is greater than the distance between the exhaust pipe 19 and the center C of the surface 11a.
  • the distance between the exhaust pipe 19 and the sparker portion 72 is greater than the distance between the exhaust pipe 19 and the center C of the surface 11a. That is, the exhaust pipe 19, the cathode 52, the anode 62, and the sparker portion 72 are provided in regions on opposite sides of the center C of the surface 11a.
  • the internal space S is evacuated through the exhaust pipe 19 by directly or indirectly connecting the exhaust pipe 19 to a device (not shown) such as a vacuum pump. After the discharge, the flash lamp 1 is ready for discharge by filling the internal space S with the discharge gas through the exhaust pipe 19 .
  • a predetermined voltage is applied between the projecting portions 54 and 64 by a main power supply (not shown) electrically connected to the lead portions 51 and 61 .
  • a pulse voltage is applied to the cathode 52 , the anode 62 and the sparker section 72 by a trigger power supply (not shown) electrically connected to the lead section 51 , the lead section 61 and the lead section 71 .
  • the cathode 52 of the conductive linear member 15 is provided at the tip of the lead portion 51 , and the tip of the lead portion 51 is connected to the embedded portion 53 embedded in the stem 11 . It is Therefore, the lead portion 51 is not exposed to the internal space S.
  • the anode 62 of the conductive linear member 16 is provided at the tip of the lead portion 61 , and the tip of the lead portion 61 is connected to the embedded portion 63 embedded in the stem 11 . Therefore, the lead portion 61 is not exposed to the internal space S. Since the lead portions 51 and 61 are not exposed to the internal space S in this manner, discharge does not occur between the lead portions 51 and 61 . Therefore, discharge can be reliably generated between the projecting portion 54 of the cathode 52 and the projecting portion 64 of the anode 62 . As a result, the fluctuation of the discharge path can be suppressed, and the optical output can be stabilized.
  • the distance in the X direction between the protrusions 54 and 64 is the shortest on the surface 11a of the stem 11. That is, since the distance between the portion of the projecting portion 54 in contact with the surface 11a and the portion of the projecting portion 64 in contact with the surface 11a is the shortest, discharge is more likely to occur in the direction along the surface 11a. As a result, the discharge path is stabilized, making it possible to stabilize the optical output.
  • the projecting portion 54 has a shape that approaches the projecting portion 64 toward the surface 11a. Specifically, the projecting portion 54 has a hemispherical shape. In this configuration, the distance in the X direction between the protrusions 54 and 64 decreases toward the surface 11a. Therefore, the discharge between the projecting portion 54 and the projecting portion 64 is most likely to occur in the direction along the surface 11a. less likely to occur. Therefore, the discharge path is less likely to fluctuate in the Z direction. As a result, the discharge path is stabilized, making it possible to stabilize the optical output.
  • the projecting portion 64 has a shape that approaches the projecting portion 54 toward the surface 11a. Specifically, the projecting portion 64 has a hemispherical shape. In this configuration, the distance in the X direction between the protrusions 54 and 64 decreases toward the surface 11a. Therefore, the discharge between the projecting portion 54 and the projecting portion 64 is most likely to occur in the direction along the surface 11a. less likely to occur. Therefore, the discharge path is less likely to fluctuate in the Z direction. As a result, the discharge path is stabilized, making it possible to stabilize the optical output.
  • Each of the cathode 52, the anode 62, and the sparker portion 72 has a spherical shape. That is, the cathode 52 is a rotating body around the axis of the conductive linear member 15 .
  • Anode 62 is a rotating body centered on the axis of conductive linear member 16 .
  • the sparker portion 72 is a rotating body around the axis of the conductive linear member 17 . Therefore, the distance in the X direction between the cathode 52 and the anode 62 and the distance in the X direction between the cathode 52 and the sparker portion 72 are constant regardless of the angle in the rotation direction about the axis of the conductive linear member 15. becomes.
  • the conductive linear member 15 can be fixed to the stem 11 without considering the angle of the rotation direction about the axis of the conductive linear member 15 .
  • the conductive linear member 16 can be fixed to the stem 11 without considering the angle of rotation about the axis of the conductive linear member 16 .
  • the conductive linear member 17 can be fixed to the stem 11 without considering the angle of the rotation direction about the axis of the conductive linear member 17 . Therefore, it is possible to simplify the arrangement of the cathode 52, the anode 62, and the sparker portion 72.
  • the length of the projecting portion 54 in the Z direction and the length of the projecting portion 64 in the Z direction limit the range in which the discharge can occur in the Z direction. .
  • the length L1 of the projection 54 in the Z direction is equal to or less than the length in the Z direction of the discharge path generated between the projections 54 and 64 .
  • the length L2 of the protrusion 64 in the Z direction is equal to or less than the length of the discharge path in the Z direction. According to this configuration, it is possible to prevent the discharge path from fluctuating in the Z direction at the protrusions 54 and 64 . As a result, the discharge path is stabilized, making it possible to stabilize the optical output.
  • the projecting portion 54 is arranged between the projecting portion 64 and the projecting portion 74 in the X direction. As a result, the preliminary discharge is performed between the protrusions 74 and 54 , so that the discharge can be stably performed between the protrusions 54 and 64 .
  • the distance D3 is shorter than the distance D1. Therefore, the preliminary discharge between the protrusions 54 and 74 tends to occur earlier than the discharge between the protrusions 54 and 64 . As a result, it is possible to stably discharge between the protrusions 54 and 64 .
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of a flash lamp according to another embodiment.
  • the flash lamp 1A mainly differs from the flash lamp 1 in that it further includes a conductive linear member 18 (fourth conductive linear member).
  • the conductive linear member 18 is a member linearly extending in the Z direction so as to pass through the stem 11 .
  • the conductive linear member 18 is formed of a conductive material obtained by mixing an electron-emissible material into a conductive base material, similarly to the conductive linear members 15 to 17 .
  • As the conductive material the same conductive material as that of the conductive linear members 15 to 17 can be used, so detailed description thereof will be omitted here.
  • the stem 11 before the conductive linear member 18 is attached to the main body 10B is not provided with a through hole through which the conductive linear member 18 is inserted.
  • the conductive linear member 18 is pushed into the stem 11 from the surface 11a toward the surface 11b of the stem 11 while the stem 11 is softened under the heating environment. is inserted. In this state, the conductive linear member 18 is fused and fixed, so that the gap between the stem 11 and the conductive linear member 18 is airtightly sealed.
  • the conductive linear member 18 has a lead portion 81 (fourth lead portion) and a trigger probe portion 82 .
  • the lead portion 81 and the trigger probe portion 82 may be integrally molded members or separate members.
  • the lead portion 81 is a member for fixing the trigger probe portion 82 at a desired position in the internal space S and supplying power to the trigger probe portion 82 .
  • the lead portion 81 has a linear shape and extends in the Z direction so as to pass through the stem 11 .
  • the lead portion 81 is fused and fixed while being inserted into the stem 11 .
  • the lead portion 81 is not exposed to the internal space S, and the entire lead portion 81 is positioned below the surface 11a.
  • the trigger probe section 82 is provided at the tip of the lead section 81 .
  • the trigger probe portion 82 has a spherical shape.
  • the cross-sectional area of the trigger probe portion 82 along the plane S2 (see FIG. 5) is different from the cross-sectional area of the lead portion 81 along the plane S1 (see FIG. 5).
  • the cross-sectional area of the trigger probe portion 82 is larger than the cross-sectional area of the lead portion 81 .
  • the diameter of the trigger probe portion 82 is larger than the diameter of the lead portion 81 .
  • the trigger probe portion 82 has an embedded portion 83 and a projecting portion 84 (fourth projecting portion).
  • the embedded portion 83 is a portion embedded in the stem 11 .
  • the embedded portion 83 is fused and fixed in a state of being embedded in the stem 11 .
  • the embedded portion 83 is connected to the tip of the lead portion 81 inside the stem 11 .
  • the tip of the lead portion 81 is connected to the lower end of the embedded portion 83 .
  • the embedded portion 83 has a hemispherical shape.
  • the center of the trigger probe portion 82 is included in the buried portion 83 .
  • the buried portion 83 is a portion that is longer than the lower half of the length in the Z direction of the trigger probe portion 82 .
  • the protruding portion 84 is a portion that protrudes into the internal space S from the stem 11 (surface 11a).
  • the projecting portion 84 has a shape that approaches the projecting portion 54 and the projecting portion 64 toward the surface 11a in the Z direction.
  • the protrusion 84 has a hemispherical shape.
  • the projecting portion 84 is a portion of the trigger probe portion 82 other than the embedded portion 83 .
  • the length L4 of the protrusion 84 in the Z direction is the amount of protrusion of the protrusion 84 from the surface 11a in the Z direction. Length L4 is smaller than length L1 and length L2. Length L4 may be the same as length L1 and length L2.
  • a boundary between the embedded portion 83 and the projecting portion 84 is located above the center of the trigger probe portion 82 .
  • the boundary between the embedded portion 83 and the protruding portion 84 is positioned on the surface 11a, and the entire circumference thereof is in close contact with the surface 11a of the stem 11 without any gap. Thereby, the gap between the trigger probe portion 82 and the stem 11 is airtightly sealed.
  • the protrusions 54 , 64 , 74 and 84 are arranged in the X direction in the order of the protrusions 74 , 54 , 84 and 64 .
  • the protrusion 84 is arranged between the protrusion 54 and the protrusion 64 in the X direction. Since the projecting portion 84 has a hemispherical shape, the projecting portion 84 approaches the projecting portion 54 and the projecting portion 64 toward the surface 11 a of the stem 11 . Therefore, the protrusion 84 is closest to the protrusion 54 and the protrusion 64 at the boundary between the embedded portion 83 and the protrusion 84 (the portion of the protrusion 84 in contact with the surface 11a).
  • a predetermined voltage is applied between the projecting portions 54 and 64 by a main power source (not shown) electrically connected to the lead portions 51 and 61 .
  • a main power source not shown
  • the cathode 52 , the anode 62 , the sparker portion 72 and the trigger probe portion 82 are driven by a trigger power supply (not shown) electrically connected to the lead portion 51 , the lead portion 61 , the lead portion 71 and the lead portion 81 .
  • a pulse voltage is applied to
  • the projecting portion 84 is arranged between the projecting portion 54 and the projecting portion 64 in the X direction.
  • preliminary discharge occurs between the projecting portion 54 and the projecting portion 84 and between the projecting portion 84 and the projecting portion 64, respectively, and the projecting portion 54 and the projecting portion 64 are discharged in the same path as the discharge path of the preliminary discharge.
  • a main discharge occurs between As a result, the discharge path is stabilized, making it possible to stabilize the optical output.
  • the length L4 is equal to or less than the length L1 and the length L2. In this case, it is possible to suppress the fluctuation of the discharge path in the Z direction when discharging between the projecting portion 54 and the projecting portion 84 . Similarly, when discharging between the projecting portion 64 and the projecting portion 84, the fluctuation of the discharge path in the Z direction can be suppressed. As a result, the discharge path is stabilized, making it possible to stabilize the optical output.
  • the conductive linear member 15 does not have to be an integrally molded member. That is, the lead portion 51 and the cathode 52 are separate members and may be fixed during the manufacturing process of the flash lamp 1 . Similarly, the conductive linear members 16, 17, 18 need not be integrally molded members.
  • one or more separate conductive linear members having trigger probe portions may be further provided according to the distance D1.
  • the distance D1 increases, the number of conductive linear members having trigger probe portions provided between the protrusions 54 and 64 increases. As a result, even if the distance D1 becomes large, preliminary discharge can be generated using a plurality of trigger probe portions, so that the discharge path can be stabilized.
  • the cathode 52, the anode 62, and the sparker portion 72 all have spherical shapes, but the shapes of the cathode 52, the anode 62, and the sparker portion 72 are not limited to spherical shapes.
  • the cathode 52, anode 62, and sparker portion 72 may have a conical shape.
  • the cathode 52 is a rotating body about the axis of the conductive linear member 15
  • the anode 62 is a rotating body about the axis of the conductive linear member 16
  • the sparker portion 72 is , are rotating bodies around the axis of the conductive linear member 17 .
  • the distance in the X direction between the cathode 52 and the anode 62 and the distance in the X direction between the cathode 52 and the sparker portion 72 are constant regardless of the angle in the rotation direction about the axis of the conductive linear member 15 .
  • the conductive linear member 15 can be fixed to the stem 11 without considering the angle of the rotation direction about the axis of the conductive linear member 15 .
  • the conductive linear member 16 can be fixed to the stem 11 without considering the angle of rotation about the axis of the conductive linear member 16 .
  • the conductive linear member 17 can be fixed to the stem 11 without considering the angle of the rotation direction about the axis of the conductive linear member 17 . Therefore, it is possible to simplify the arrangement of the cathode 52, the anode 62, and the sparker portion 72.
  • the cathode 52, the anode 62, and the sparker portion 72 may have a rectangular plate-like shape.
  • Cathode 52 , anode 62 , and sparker portion 72 are arranged in an X-axis such that one corner of cathode 52 faces one corner of anode 62 , and another corner of cathode 52 faces one corner of sparker portion 72 .
  • the discharge path is formed between the corners facing each other in the X direction, the fluctuation of the discharge path in the Y direction can be suppressed. As a result, the discharge path is stabilized, making it possible to stabilize the optical output.
  • the cathode 52, the anode 62, and the sparker portion 72 have the same (spherical) shape, but may be different.
  • the cathode 52 and the anode 62 may have the same shape and the sparker portion 72 may have a different shape from the cathode 52 and the anode 62 .
  • the cathode 52 and the anode 62 are spherical in shape, and the sparker portion 72 is conical in shape.
  • the shapes of the cathode 52, the anode 62, and the sparker portion 72 may be different from each other.
  • the shape of the cathode 52 is a rectangular flat plate
  • the shape of the anode 62 is spherical
  • the shape of the sparker portion 72 is conical. Any shape can be adopted as the shape of the cathode 52 , the anode 62 , and the sparker portion 72 .
  • the cathode 52, the anode 62, the sparker portion 72, and the trigger probe portion 82 have the same (spherical) shape, but may be different. As shown in FIG. 10 , the cathode 52 and anode 62 may have the same shape, and the sparker portion 72 and trigger probe portion 82 may have different shapes from the cathode 52 and anode 62 . In the example shown in FIG. 10, the cathode 52 and anode 62 are spherical in shape, and the sparker portion 72 and trigger probe portion 82 are conical in shape.
  • the shapes of the cathode 52, the anode 62, the sparker portion 72, and the trigger probe portion 82 may differ from each other.
  • Three of the cathode 52, anode 62, sparker portion 72, and trigger probe portion 82 may have the same shape and the remaining one electrode portion may have a different shape.
  • Two of the cathode 52, the anode 62, the sparker portion 72, and the trigger probe portion 82 have the same shape, one electrode portion has a shape different from the above two electrode portions, and the remaining one has a shape different from that of the two electrode portions.
  • One electrode part may have another shape.
  • the flash lamps 1 and 1A may not have the conductive linear member 17.
  • the valve 10 may be configured to define an internal space S.
  • the stem 11 and the side tube 12 may be different members, and the valve 10 may be configured by joining them.
  • the side tube 12 is not limited to an insulating material, and may be made of a conductive material such as metal.
  • the side tube 12 and the face plate 13 may be directly fused, and the valve 10 may not have the joining member 14 .
  • the term "spherical” means substantially spherical, and is not limited to a strictly spherical shape, and may be a deformed shape within a range that can be recognized as spherical.
  • the term “hemispherical” means substantially hemispherical, and is not limited to a strictly hemispherical shape, and may be a deformed shape within a range that can be recognized as a hemispherical shape.
  • the embedded portion 53 and the protruding portion 54 have a hemispherical shape, but the shape of the embedded portion 53 and the protruding portion 54 is not limited to this.
  • the center of cathode 52 may be included in embedded portion 53 .
  • the stem 11 may have a protuberance that protrudes into the internal space S from the surface 11a.
  • the embedded portion 53 may be embedded in the raised portion.
  • the above-described configuration is such that the stem 11 in the molten state is crawled up so as to surround the lower portion of the cathode 52 (the portion corresponding to the embedded portion 53) positioned directly above the surface 11a. , is formed by the solidification of the stem 11 .
  • each of embedded portions 63 , 73 , 83 may be embedded in a raised portion of stem 11 .
  • the length L1 and the length L2 may be longer than the length in the Z direction of the discharge path generated between the projections 54 and 64. In this case, deterioration of the cathode 52 and the anode 62 due to discharge can be suppressed.
  • the length L1 and the length L2 may be the same as the length in the Z direction of the discharge path. In this case, it is possible to suppress fluctuation of the discharge path in the Z direction while suppressing deterioration of the cathode 52 and the anode 62 due to discharge.
  • the through hole 11c includes a recess 11h for accommodating the embedded portion 53.
  • the through hole 11d includes a recess 11i for accommodating the embedded portion 63.
  • the through hole 11 e includes a recess 11 j for accommodating the embedded portion 73 .
  • Each of the recesses 11h, 11i and 11j is recessed from the surface 11a toward the surface 11b.
  • the recesses 11h, 11i and 11j have shapes corresponding to the embedded portions 53, 63 and 73, respectively.
  • the conductive linear member 15 is fused to the stem 11 in a state in which the lead portion 51 is inserted through the through hole 11c and the embedded portion 53 is fitted in the recess 11h, so that the through hole 11c is airtight. Sealed.
  • the conductive linear member 16 is fused to the stem 11 in a state in which the lead portion 61 is inserted through the through hole 11d and the embedded portion 63 is fitted into the recess 11i, thereby airtightly sealing the through hole 11d. be stopped.
  • the conductive linear member 17 is fused to the stem 11 in a state in which the lead portion 71 is inserted through the through hole 11e and the embedded portion 73 is fitted into the recess 11j, so that the through hole 11e is airtightly sealed. be stopped.
  • the conductive linear member 18 is inserted through the stem 11 before the conductive linear members 15 to 18 are attached to the main body 10B.
  • a through-hole may be provided in advance.
  • Lead portion (second lead portion) 62 Anode (second electrode portion) 63 Embedded portion (second embedded portion) 64 Protruding portion (second protruding portion) 71 Lead portion (third lead portion) ), 72...sparker portion, 74...protruding portion (third protruding portion), 81...lead portion (fourth lead portion), 82...trigger probe portion, 84...protruding portion (fourth protruding portion).

Landscapes

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Abstract

フラッシュランプは、ステムを有する筐体と、ステムを貫通する第1導電性線状部材と、ステムを貫通する第2導電性線状部材と、を備え、第1導電性線状部材は、第1リード部と、第1リード部の先端に設けられた第1電極部と、を備え、第2導電性線状部材は、第2リード部と、第2リード部の先端に設けられた第2電極部と、を備え、第1電極部の第1方向と交差する断面積は、第1リード部の第1方向と交差する断面積と異なり、第2電極部の第1方向と交差する断面積は、第2リード部の第1方向と交差する断面積と異なり、第1電極部は、内部空間に突出する第1突出部と、ステムに埋設される第1埋設部と、を備え、第2電極部は、内部空間に突出する第2突出部と、ステムに埋設される第2埋設部と、を備える。

Description

フラッシュランプ
 本開示は、フラッシュランプに関する。
 電力を瞬間的に放出することによって大光量のパルス光を発生させるフラッシュランプが知られている(例えば特許文献1参照)。特許文献1に記載されたフラッシュランプでは、2本のリードピンがステムを貫通するように延びており、各リードピンの先端に設けられた電極部がリードピンと比較して大径化されていることによって、2つの電極部の間で放電が行われる。
特許第6637569号公報
 本技術分野においては、光出力の更なる安定化が望まれている。
 本開示は、光出力を安定化させることが可能なフラッシュランプを説明する。
 本開示の一態様に係るフラッシュランプは、ステムを有し、内部空間を画定する筐体と、第1方向にステムを貫通するように延びる第1導電性線状部材と、第1方向にステムを貫通するように延びるとともに、第1方向と交差する第2方向に第1導電性線状部材から離間して配置される第2導電性線状部材と、を備える。第1導電性線状部材は、第1リード部と、第1リード部の先端に設けられる第1電極部と、を備える。第2導電性線状部材は、第2リード部と、第2リード部の先端に設けられる第2電極部と、を備える。第1電極部の第1方向と交差する断面積は、第1リード部の第1方向と交差する断面積と異なり、第2電極部の第1方向と交差する断面積は、第2リード部の第1方向と交差する断面積と異なる。第1電極部は、ステムから内部空間に突出する第1突出部と、第1リード部の先端に接続されるとともにステムに埋設される第1埋設部と、を備える。第2電極部は、ステムから内部空間に突出する第2突出部と、第2リード部の先端に接続されるとともにステムに埋設される第2埋設部と、を備える。
 このフラッシュランプでは、第1導電性線状部材の第1電極部は第1リード部の先端に設けられており、第1リード部の先端はステムに埋設されている第1埋設部に接続されている。したがって、第1リード部は、内部空間に露出していない。同様に、第2導電性線状部材の第2電極部は第2リード部の先端に設けられており、第2リード部の先端はステムに埋設されている第2埋設部に接続されている。したがって、第2リード部は、内部空間に露出していない。このように、第1リード部及び第2リード部は筐体の内部空間に露出していないので、第1リード部及び第2リード部の間では放電が生じない。したがって、第1電極部の第1突出部と第2電極部の第2突出部との間で確実に放電を生じさせることができる。その結果、放電経路の揺らぎを抑制することができ、光出力を安定化させることが可能となる。
 上記フラッシュランプにおいて、ステムは、内部空間に面する第1面と、第1方向において第1面と反対側の第2面と、を有してもよい。第1突出部と第2突出部との第2方向における距離は、第1面上において最も短くてもよい。これにより、第1突出部の第1面と接する部分と、第2突出部の第1面と接する部分との間の距離が最短であるため、ステムの第1面に沿った方向での放電が最も起こりやすくなる。その結果、放電経路が安定するので、光出力を安定化させることが可能となる。
 上記フラッシュランプにおいて、第1突出部は、第1面に向かうにつれて、第2突出部に近づく形状を有してもよい。これにより、第1面に向かうにつれて、第1突出部と第2突出部との距離が小さくなる。そのため、第1突出部と第2突出部との間での放電はステムの第1面に沿った方向で最も起こりやすくなるだけでなく、第1突出部のうち第1方向にステムから離れた部分であるほど放電は発生しづらくなる。よって、放電経路は第1方向に揺らぎにくくなる。その結果、放電経路が安定するので、光出力を安定化させることが可能となる。
 上記フラッシュランプにおいて、第2突出部は、第1面に向かうにつれて、第1突出部に近づく形状を有してもよい。これにより、第1面に向かうにつれて、第1突出部と第2突出部との距離が小さくなる。そのため、第1突出部と第2突出部との間での放電はステムの第1面に沿った方向で最も起こりやすくなるだけでなく、第2突出部のうち第1方向にステムから離れた部分であるほど放電は発生しづらくなる。よって、放電経路は第1方向に揺らぎにくくなる。その結果、放電経路が安定するので、光出力を安定化させることが可能となる。
 上記フラッシュランプにおいて、第1電極部は、球状の形状を有してもよい。この場合、第1電極部は、第1導電性線状部材の軸を中心とする回転体である。したがって、第1導電性線状部材の軸を中心とする回転方向の角度を考慮することなく、第1導電性線状部材をステムに固定することができる。よって、第1電極部の配置を簡易化することが可能となる。
 上記フラッシュランプにおいて、第1電極部は、円錐状の形状を有してもよい。この場合、第1電極部は、第1導電性線状部材の軸を中心とする回転体である。したがって、第1導電性線状部材の軸を中心とする回転方向の角度を考慮することなく、第1導電性線状部材をステムに固定することができる。よって、第1電極部の配置を簡易化することが可能となる。
 上記フラッシュランプにおいて、第1突出部の第1方向における長さは、第1突出部と第2突出部との間で生じる放電経路の第1方向における長さ以下であってもよく、第2突出部の第1方向における長さは、上記放電経路の第1方向における長さ以下であってもよい。第1突出部と第2突出部との間で放電が生じるので、第1突出部の第1方向における長さ、及び第2突出部の第1方向における長さによって、第1方向において放電が生じ得る範囲が制限される。上記構成によれば、第1突出部及び第2突出部において放電経路が第1方向に揺らぐことを抑制できる。その結果、放電経路が安定するので、光出力を安定化させることが可能となる。
 上記フラッシュランプは、第1方向にステムを貫通するように延びる第3導電性線状部材を更に備えてもよい。第3導電性線状部材は、第3リード部と、第3リード部の先端に設けられたスパーカ部と、を備えてもよい。スパーカ部は、ステムから内部空間に突出する第3突出部を備えてもよい。第1電極部は陰極部であり、第2電極部は陽極部であってもよい。第1突出部は、第2方向において第2突出部と第3突出部との間に配置されてもよい。これにより、第3突出部と第1突出部との間で予備放電が行われるので、第1突出部と第2突出部との間で安定して放電させることが可能となる。
 上記フラッシュランプにおいて、第1突出部と第3突出部との第2方向における離間距離は、第1突出部と第2突出部との第2方向における離間距離よりも短くてもよい。これにより、第1突出部と第2突出部との間の放電よりも、第1突出部と第3突出部との間の予備放電が先に起こりやすくなる。その結果、第1突出部と第2突出部との間で安定して放電させることが可能となる。
 上記フラッシュランプは、第1方向にステムを貫通するように延びる第4導電性線状部材を更に備えてもよい。第4導電性線状部材は、第4リード部と、第4リード部の先端に設けられたトリガプローブ部と、を備えてもよい。トリガプローブ部は、ステムから内部空間に突出する第4突出部を備えてもよい。第4突出部は、第2方向において第1突出部と第2突出部との間に配置されていてもよい。これにより、第1突出部と第4突出部との間、及び第4突出部と第2突出部との間で予備放電が行われ、予備放電の放電経路と同経路で第1突出部と第2突出部との間の主放電が生じる。その結果、放電経路が安定するので、光出力を安定化させることが可能となる。
 上記フラッシュランプにおいて、第4突出部の第1方向における長さは、第1突出部の第1方向における長さ、及び第2突出部の第1方向における長さ以下であってもよい。これにより、第1突出部と第4突出部との間で放電するときに、放電経路の第1方向の揺らぎを抑制できる。同様に、第2突出部と第4突出部との間で放電するときに、放電経路の第1方向の揺らぎを抑制できる。その結果、放電経路が安定するので、光出力を安定化させることが可能となる。
 本開示によれば、フラッシュランプの光出力を安定化させることができる。
図1は、一実施形態に係るフラッシュランプの斜視図である。 図2は、図1のII-II線に沿った断面図である。 図3は、図1に示されるフラッシュランプの平面図である。 図4は、導電性線状部材が取り付けられる前の本体部を側管及びステムに分離して模式的に示す図である。 図5は、図2の部分拡大図である。 図6は、図5の部分拡大図である。 図7は、別の実施形態に係るフラッシュランプの断面図である。 図8の(a)及び図8の(b)は、図1に示される導電性線状部材の変形例の断面図である。図8の(c)は、図8の(b)に示される導電性線状部材の平面図である。 図9の(a)及び図9の(b)は、図1に示される導電性線状部材の別の変形例の断面図である。 図10は、図7に示される導電性線状部材の変形例を示す図である。 図11は、図1に示されるステムの変形例の断面図である。
 以下、本開示の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図においては同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。各図には、XYZ座標系が示される。Y方向は、X方向(第2方向)及びZ方向(第1方向)と交差(ここでは、直交)する方向である。Z方向は、X方向及びY方向と交差(ここでは、直交)する方向である。
 図1~図3を参照しながら、一実施形態に係るフラッシュランプの概略構成を説明する。図1は、一実施形態に係るフラッシュランプの斜視図である。図2は、図1のII-II線に沿った断面図である。図3は、図1に示されるフラッシュランプの平面図である。図1~図3に示されるフラッシュランプ1は、極短時間に大光量の光を放出するランプであり、例えば放電ガスとして希ガスを封入したランプである。より具体的には、フラッシュランプ1は、例えばキセノンを封入したキセノンフラッシュランプである。フラッシュランプ1は、バルブ10(筐体)と、導電性線状部材15(第1導電性線状部材)と、導電性線状部材16(第2導電性線状部材)と、導電性線状部材17(第3導電性線状部材)と、排気管19と、を備えている。
 本実施形態においては、バルブ10は、円筒状の気密容器であり、基本的に絶縁性材料(例えばガラス製部材又はセラミック部材)からなる。バルブ10は、本体部10Bと、面板13と、接合部材14と、を含む。バルブ10は、本体部10Bと面板13とがZ方向に積層され、接合部材14によって接続されることにより円筒状に形成されている。具体的には、本体部10Bの中心軸と、面板13の中心軸とが同軸となるように、本体部10B及び面板13が接合部材14を介して積層されている。本体部10B、接合部材14、及び面板13によって内部空間Sが画定されている。説明の便宜上、バルブ10の構成要素の積層方向であって本体部10Bから面板13に向かう方向を「上」、面板13から本体部10Bに向かう方向を「下」として説明する場合がある。図2及び図3には、フラッシュランプ1の構成のうち面板13及び接合部材14の図示が省略されている。
 本体部10Bは、上側の端面が開放された円筒状の部材である。本体部10Bは、例えばガラス(より具体的には硼珪酸ガラス)等の絶縁性材料により構成されている。本体部10Bは、ステム11と側管12とを有する。ステム11と側管12とは一体成型部材である。
 ステム11は、本体部10Bの底板を成す部分である。ステム11は、円板状の形状を有する。ステム11の厚さは、面板13の厚さよりも厚い。ステム11は、面11a(第1面)と、面11b(第2面)と、を有している。面11aは、内部空間Sと面する面である。面11bは、Z方向(上下方向)において面11aと反対側の面である。
 ステム11には、貫通孔11gが設けられている。貫通孔11gは、Z方向にステム11を貫通する。貫通孔11gには、排気管19が挿通される。加熱環境下において排気管19が貫通孔11gに挿通された状態で融着固定されることで、貫通孔11gは気密に封止される。ステム11には、導電性線状部材15~17がZ方向に挿通される。導電性線状部材15~17は、X方向において、導電性線状部材17、導電性線状部材15、及び導電性線状部材16の順に配列されている。
 ここで、図4を更に参照する。図4は、導電性線状部材15~17が本体部10Bに取り付けられる前の本体部10Bを側管12及びステム11に分離して模式的に示す図である。上述のように、ステム11と側管12とは、一体的に成型されているが、図4では、説明の便宜上、ステム11と側管12とを分離した状態で本体部10Bが示されている。なお、導電性線状部材15~17が本体部10Bに取り付けられる前のステム11には、導電性線状部材15~17が挿通する貫通孔は設けられていない。加熱環境下においてステム11を軟化させた状態で、導電性線状部材15~17がステム11の面11aから面11bに向かってステム11に押し込まれることによって、導電性線状部材15~17は、ステム11に挿通される。この状態で、導電性線状部材15~17が融着固定されることで、ステム11と導電性線状部材15~17それぞれとの隙間は気密に封止される。
 貫通孔11gの中心と導電性線状部材15の中心軸との離間距離は、貫通孔11gの中心とステム11の中心Cとの離間距離よりも大きい。同様に、貫通孔11gの中心と導電性線状部材16の中心軸との離間距離は、貫通孔11gの中心とステム11の中心Cとの離間距離よりも大きい。同様に、貫通孔11gの中心と導電性線状部材17の中心軸との離間距離は、貫通孔11gの中心とステム11の中心Cとの離間距離よりも大きい。
 側管12は、両端が開放された円筒形状を有する部分である。側管12は、Z方向にステム11に積層されており、ステム11の面11a上に載置されている。Z方向から見た場合、側管12の外形は、ステム11の外形と実質的に同一である。側管12には、その中央部分に厚さ方向に側管12を貫通する貫通孔12aが設けられている。貫通孔12aは、ステム11から離れるにつれてその孔径が連続的に大きくなるような形状を有する。言い換えると、貫通孔12aは、下方に向かって連続的に縮径するテーパ形状を有する傾斜面によって画定されている。側管12は、後述するカソード52、アノード62、及びスパーカ部72の周囲を囲うように設けられる。なお、上述したように貫通孔12aはステム11から離れるにつれて孔径が連続的に大きくなる形状を有しているため、ステム11から離れるにつれて内部空間Sの体積が広がっている。これにより、排気管19から放電ガスを内部空間Sに封入する際に、側管12と面11aとの境界部から垂直に延びる内壁面を有する容器に比べてより多くの放電ガスを内部空間Sに封入することができる。これにより、フラッシュランプ1の長寿命化に寄与することができる。
 面板13は、ステム11と向かい合うように設けられた円板状の光出射窓である。面板13は、例えばガラス(より具体的には紫外線(UV)光透過ガラス)等の光透過性材料により構成されている。面板13は、ステム11よりも薄い。面板13は、接合部材14を介して本体部10B(側管12)の上端面に接着されている。Z方向から見た場合、面板13の外形は、側管12の外形と実質的に同一である。接合部材14は、Z方向において側管12と面板13との間に挟まれている。接合部材14としては、例えば接着剤が用いられるが、その他の部材、例えばフリットガラスなどが用いられてもよい。Z方向から見た場合、接合部材14の配置領域の外形は、面板13の外形よりもひと回り小さい。接合部材14により側管12と面板13とを接合することで、貫通孔12aは気密に封止される。
 導電性線状部材15~17のそれぞれは、ステム11を貫通するようにZ方向に直線状に延びた部材である。導電性線状部材15~17のそれぞれは、導電性の基材に易電子放射材料を混入することによって得られる導電性材料によって成形される。導電性の基材としては、例えばモリブテン又はタングステン等の高融点金属が用いられる。易電子放射材料としては、例えばランタン、イットリウム、ジルコニウム、バリウム、スカンジウム、ストロンチウム、ネオジム、サマリウム、カルシウム、及びハフニウム等の酸化物のうち1つ又は複数の酸化物が用いられる。例えばステム11としてガラスが用いられる場合、熱膨張係数の観点から、導電性線状部材15~17の基材としてモリブテンが用いられてもよい。より具体的な一例として、基材としてのモリブテンと易電子放射材料としての酸化ランタンとの合金であるランタンモリブテンが用いられてもよい。
 ここで、図5及び図6を更に参照して、導電性線状部材15~17の詳細を説明する。図5は、図2の部分拡大図である。図6は、図5の部分拡大図である。図5及び図6に示されるように、導電性線状部材15は、リード部51(第1リード部)と、カソード52(第1電極部)とを有する。リード部51とカソード52とは、一体成型部材であってもよく、別体であってもよい。
 リード部51は、カソード52を内部空間Sの所望の位置で固定すると共に、カソード52への給電を行うための部材である。リード部51は、直線状の形状を有し、ステム11を貫通するようにZ方向に延びている。リード部51は、ステム11に挿通された状態で融着固定されている。リード部51は、内部空間Sに露出しておらず、リード部51の全体が面11aよりも下方に位置している。
 カソード52は、陰極部とも称される。カソード52は、リード部51の先端に設けられる。カソード52は、球状の形状を有する。カソード52の平面S2に沿った方向での断面積と、リード部51の平面S1に沿った方向での断面積とは互いに異なる。平面S1及び平面S2はいずれもZ方向と交差(ここでは、直交)する方向に延びる仮想平面であり、平面S1と平面S2とは、互いに平行である。本実施形態では、カソード52の上記断面積の方が、リード部51の上記断面積よりも大きい。言い換えると、カソード52の直径は、リード部51の直径よりも大きい。
 カソード52は、埋設部53(第1埋設部)と、突出部54(第1突出部)と、を有する。埋設部53は、ステム11に埋設される部分である。埋設部53は、ステム11に埋設された状態で融着固定されている。埋設部53は、ステム11内においてリード部51の先端に接続されている。具体的には、埋設部53の下端にリード部51の先端が接続されている。本実施形態では、埋設部53は、半球状の形状を有する。具体的には、埋設部53は、カソード52の下半分である。
 突出部54は、ステム11(面11a)から内部空間Sに突出する部分である。突出部54は、Z方向において面11aに向かうにつれて後述の突出部64に近づく形状を有する。本実施形態では、突出部54は、半球状の形状を有する。具体的には、突出部54は、カソード52の上半分である。突出部54のZ方向における長さL1は、Z方向における突出部54の面11aからの突出量である。長さL1は、例えば、突出部54と突出部64との間で生じる放電経路のZ方向における長さ以下に設定されている。
 導電性線状部材15のうち、突出部54のみが内部空間Sに露出している。埋設部53と突出部54との境界は、カソード52の中心(球の中心点)を含む。埋設部53と突出部54との境界は、面11a上に位置し、その全周がステム11の面11aと隙間なく密着する。これにより、カソード52とステム11との隙間は気密に封止される。
 導電性線状部材16は、リード部61(第2リード部)と、アノード62(第2電極部)とを有する。リード部61とアノード62とは、一体成型部材であってもよく、別体であってもよい。
 リード部61は、アノード62を内部空間Sの所望の位置で固定すると共に、アノード62への給電を行うための部材である。リード部61は、直線状の形状を有し、ステム11を貫通するようにZ方向に延びている。リード部61は、ステム11に挿通された状態で融着固定されている。リード部61は、内部空間Sに露出しておらず、リード部61の全体が面11aよりも下方に位置している。
 アノード62は、陽極部とも称され、印加される電圧の極性の違いから、カソード52とは異なる電気的極性を有している。アノード62は、リード部61の先端に設けられる。アノード62は、球状の形状を有する。アノード62の平面S2に沿った方向での断面積と、リード部61の平面S1に沿った方向での断面積とは互いに異なる。本実施形態では、アノード62の上記断面積の方が、リード部61の上記断面積よりも大きい。言い換えると、アノード62の直径は、リード部61の直径よりも大きい。
 アノード62は、埋設部63(第2埋設部)と、突出部64(第2突出部)と、を有する。埋設部63は、ステム11に埋設される部分である。埋設部63は、ステム11に埋設された状態で融着固定されている。埋設部63は、ステム11内においてリード部61の先端に接続されている。具体的には、埋設部63の下端にリード部61の先端が接続されている。本実施形態では、埋設部63は、半球状の形状を有する。具体的には、埋設部63は、アノード62の下半分である。
 突出部64は、ステム11(面11a)から内部空間Sに突出する部分である。突出部64は、Z方向において面11aに向かうにつれて突出部54に近づく形状を有する。本実施形態では、突出部64は、半球状の形状を有する。具体的には、突出部64は、アノード62の上半分である。突出部64のZ方向における長さL2は、Z方向おける突出部64の面11aからの突出量である。長さL2は、長さL1と実質的に同じであり、例えば、突出部54と突出部64との間で生じる放電経路のZ方向における長さ以下に設定されている。
 導電性線状部材16のうち、突出部64のみが内部空間Sに露出している。埋設部63と突出部64との境界は、アノード62の中心(球の中心点)を含む。埋設部63と突出部64との境界は、面11a上に位置し、その全周がステム11の面11aと隙間なく密着する。これにより、アノード62とステム11との隙間は気密に封止される。
 導電性線状部材17は、リード部71(第3リード部)と、スパーカ部72とを有する。リード部71とスパーカ部72とは、一体成型部材であってもよく、別体であってもよい。
 リード部71は、スパーカ部72を内部空間Sの所望の位置で固定すると共に、スパーカ部72への給電を行うための部材である。リード部71は、直線状の形状を有し、ステム11を貫通するようにZ方向に延びている。リード部71は、ステム11に挿通された状態で融着固定されている。リード部71は、内部空間Sに露出しておらず、リード部71の全体が面11aよりも下方に位置している。
 スパーカ部72は、リード部71の先端に設けられる。スパーカ部72は、球状の形状を有する。スパーカ部72の平面S2に沿った方向での断面積と、リード部71の平面S1に沿った方向での断面積とは互いに異なる。本実施形態では、スパーカ部72の上記断面積の方が、リード部71の上記断面積よりも大きい。言い換えると、スパーカ部72の直径は、リード部71の直径よりも大きい。
 スパーカ部72は、埋設部73と、突出部74(第3突出部)と、を有する。埋設部73は、ステム11に埋設される部分である。埋設部73は、ステム11に埋設された状態で融着固定されている。埋設部73は、ステム11内においてリード部71の先端に接続されている。具体的には、埋設部73の下端にリード部71の先端が接続されている。本実施形態では、埋設部73は、半球状の形状を有する。具体的には、埋設部73は、スパーカ部72の下半分である。
 突出部74は、ステム11(面11a)から内部空間Sに突出する部分である。突出部74は、Z方向において面11aに向かうにつれて突出部54に近づく形状を有する。本実施形態では、突出部74は、半球状の形状を有する。具体的には、突出部74は、スパーカ部72の上半分である。突出部74のZ方向における長さL3は、Z方向における突出部74の面11aからの突出量である。長さL3は、長さL1,L2と実質的に同じであり、例えば、突出部54と突出部64との間で生じる放電経路のZ方向における長さ以下に設定されている。
 導電性線状部材17のうち、突出部74のみが内部空間Sに露出している。埋設部73と突出部74との境界は、スパーカ部72の中心(球の中心点)を含む。埋設部73と突出部74との境界は、面11a上に位置し、その全周がステム11の面11aと隙間なく密着する。これにより、スパーカ部72とステム11との隙間は気密に封止される。
 突出部54、突出部64、及び突出部74は、突出部74、突出部54、及び突出部64の順にX方向に配列される。言い換えると、突出部54は、X方向において突出部74と突出部64との間に配置される。突出部54は、半球状の形状を有するため、ステム11の面11aに向かうにつれて、突出部64及び突出部74にそれぞれ近づく。埋設部53と突出部54との境界は、カソード52の中心(球の中心点)を含むので、埋設部53と突出部54との境界(突出部54の面11aと接する部分)において、突出部54は、突出部64及び突出部74に最も近づく。
 同様に、突出部64は、半球状の形状を有するため、ステム11の面11aに向かうにつれて、突出部54に近づく。埋設部63と突出部64との境界は、アノード62の中心(球の中心点)を含むので、埋設部63と突出部64との境界(突出部64の面11aと接する部分)において、突出部64は、突出部54に最も近づく。突出部74は、半球状の形状を有するため、ステム11の面11aに向かうにつれて、突出部54に近づく。埋設部73と突出部74との境界は、スパーカ部72の中心(球の中心点)を含むので、埋設部73と突出部74との境界(突出部74の面11aと接する部分)において、突出部74は、突出部54に最も近づく。
 したがって、突出部54と突出部64との間のX方向における距離は、距離D2から距離D1まで単調減少する。距離D1は、ステム11の面11a上における突出部54と突出部64との間のX方向における距離である。距離D2は、カソード52のZ方向における頂点と、アノード62のZ方向における頂点との間のX方向における距離である。突出部54と突出部74との間のX方向における距離は、距離D4から距離D3まで単調減少する。距離D3は、ステム11の面11a上における突出部54と突出部74との間のX方向における距離である。距離D4は、カソード52のZ方向における頂点と、スパーカ部72のZ方向における頂点との間のX方向における距離である。距離D3は、距離D1よりも短い。距離D4は、距離D2よりも短い。
 排気管19は、内部空間Sを排気(真空引き)するための金属製の管状部材である。排気管19は、例えばコバール金属により構成されている。排気管19の直径は、リード部51,61,71のいずれの直径よりも大きい。排気管19は、ステム11を貫通するようにZ方向に延びている。排気管19は、内部空間Sにおける排気に用いられた後、内部空間Sへの放電ガスの封入に用いられる。図1では、放電ガスの封入に用いられた後に封止及び切断された状態の排気管19が示されているが、排気及び放電ガスの封入に用いられる際には、排気管19はさらに下方に延びている。
 排気管19は、ステム11の貫通孔11gに挿通された状態でステム11に融着固定されている。排気管19の先端は、ステム11の面11aと略面一に配置されている。排気管19とカソード52との離間距離は、排気管19と面11aの中心Cとの離間距離よりも大きい。排気管19とアノード62との離間距離は、排気管19と面11aの中心Cとの離間距離よりも大きい。排気管19とスパーカ部72との離間距離は、排気管19と面11aの中心Cとの離間距離よりも大きい。すなわち、面11aの中心Cに対して、排気管19と、カソード52、アノード62及びスパーカ部72とが互いに反対側の領域に設けられている。
 フラッシュランプ1では、排気管19が真空ポンプ等の装置(不図示)に直接又は間接に接続されることにより、排気管19を介して内部空間Sにおける排気が行われる。排気後において、排気管19を介して内部空間Sに放電ガスが封入されることにより、フラッシュランプ1が放電可能な状態となる。
 次に、図1を参照して、本実施形態のフラッシュランプ1の動作を説明する。フラッシュランプ1では、まず、リード部51及びリード部61に電気的に接続された主電源(不図示)によって、突出部54と突出部64との間に所定の電圧が印加される。この状態で、リード部51、リード部61及びリード部71に電気的に接続されたトリガ電源(不図示)によって、カソード52、アノード62及びスパーカ部72にパルス電圧が印加される。
 このような電圧の印加により、まず、スパーカ部72で放電が生じて、紫外線(UV光)が放射される。このUV光の放射により、突出部54及び突出部64から光電子が放出されて、内部空間S内の放電ガスが電離される。そして、スパーカ部72による放電に続いて、突出部54と突出部64との間で予備放電が生じる。そして、予備放電と同路で突出部54と突出部64との間で主放電(アーク放電)が生じる。これにより、フラッシュランプ1は、パルス発光する。
 以上説明したように、フラッシュランプ1では、導電性線状部材15のカソード52はリード部51の先端に設けられており、リード部51の先端はステム11に埋設されている埋設部53に接続されている。したがって、リード部51は、内部空間Sに露出していない。同様に、導電性線状部材16のアノード62はリード部61の先端に設けられており、リード部61の先端はステム11に埋設されている埋設部63に接続されている。したがって、リード部61は、内部空間Sに露出していない。このように、リード部51及びリード部61は内部空間Sに露出していないので、リード部51及びリード部61の間では放電は生じない。したがって、カソード52の突出部54とアノード62の突出部64との間で確実に放電を生じさせることができる。その結果、放電経路の揺らぎを抑制することができ、光出力を安定化させることが可能となる。
 突出部54と突出部64とのX方向における距離は、ステム11の面11a上において最も短い。つまり、突出部54の面11aと接する部分と、突出部64の面11aと接する部分との間の距離が最短であるため、面11aに沿った方向での放電が起こりやすくなる。その結果、放電経路が安定するので、光出力を安定化させることが可能となる。
 突出部54は、面11aに向かうにつれて、突出部64に近づく形状を有している。具体的には、突出部54は、半球形状を有している。この構成では、面11aに向かうにつれて、突出部54と突出部64とのX方向における距離が小さくなる。そのため、突出部54と突出部64との間での放電は面11aに沿った方向で最も起こりやすくなるだけでなく、突出部54のうちZ方向にステム11から離れた部分であるほど放電は発生しづらくなる。よって、放電経路はZ方向に揺らぎにくくなる。その結果、放電経路が安定するので、光出力を安定化させることが可能となる。
 同様に、突出部64は、面11aに向かうにつれて、突出部54に近づく形状を有している。具体的には、突出部64は、半球形状を有している。この構成では、面11aに向かうにつれて、突出部54と突出部64とのX方向における距離が小さくなる。そのため、突出部54と突出部64との間での放電は面11aに沿った方向で最も起こりやすくなるだけでなく、突出部64のうちZ方向にステム11から離れた部分であるほど放電は発生しづらくなる。よって、放電経路はZ方向に揺らぎにくくなる。その結果、放電経路が安定するので、光出力を安定化させることが可能となる。
 カソード52、アノード62、及びスパーカ部72のそれぞれは、球状の形状を有している。つまり、カソード52は、導電性線状部材15の軸を中心とする回転体である。アノード62は、導電性線状部材16の軸を中心とする回転体である。スパーカ部72は、導電性線状部材17の軸を中心とする回転体である。このため、導電性線状部材15の軸を中心とする回転方向の角度に寄らず、カソード52とアノード62とのX方向における距離、及びカソード52とスパーカ部72とのX方向における距離は一定となる。したがって、導電性線状部材15の軸を中心とする回転方向の角度を考慮することなく、導電性線状部材15をステム11に固定することができる。同様に、導電性線状部材16の軸を中心とする回転方向の角度を考慮することなく、導電性線状部材16をステム11に固定することができる。導電性線状部材17の軸を中心とする回転方向の角度を考慮することなく、導電性線状部材17をステム11に固定することができる。よって、カソード52、アノード62、及びスパーカ部72の配置を簡易化することが可能となる。
 突出部54と突出部64との間で放電が生じるので、突出部54のZ方向における長さ、及び突出部64のZ方向における長さによって、Z方向において放電が生じ得る範囲が制限される。突出部54のZ方向における長さL1は、突出部54と突出部64との間で生じる放電経路のZ方向における長さ以下である。突出部64のZ方向における長さL2は、上記放電経路のZ方向における長さ以下である。この構成によれば、突出部54及び突出部64において放電経路がZ方向に揺らぐことを抑制できる。その結果、放電経路が安定するので、光出力を安定化させることが可能となる。
 フラッシュランプ1においては、突出部54は、X方向において突出部64と突出部74との間に配置される。これにより、突出部74と突出部54との間で予備放電が行われるので、突出部54と突出部64との間で安定して放電させることが可能となる。
 距離D3は、距離D1よりも短い。したがって、突出部54と突出部64との間の放電よりも、突出部54と突出部74との間の予備放電が先に起こりやすくなる。その結果、突出部54と突出部64との間で安定して放電させることが可能となる。
 次に、図7を参照しながら、別の実施形態に係るフラッシュランプの概略構成を説明する。図7は、別の実施形態に係るフラッシュランプの断面図である。図7に示されるように、フラッシュランプ1Aは、導電性線状部材18(第4導電性線状部材)を更に備える点において、フラッシュランプ1と主に相違する。
 導電性線状部材18は、ステム11を貫通するようにZ方向に直線状に延びた部材である。導電性線状部材18は、導電性線状部材15~17と同様に、導電性の基材に易電子放射材料を混入することによって得られる導電性材料によって成形される。導電性材料としては、導電性線状部材15~17と同様の導電性材料が用いられ得るので、ここでは詳細な説明を省略する。なお、導電性線状部材18が本体部10Bに取り付けられる前のステム11には、導電性線状部材18が挿通する貫通孔は設けられていない。加熱環境下においてステム11を軟化させた状態で、導電性線状部材18がステム11の面11aから面11bに向かってステム11に押し込まれることによって、導電性線状部材18は、ステム11に挿通される。この状態で、導電性線状部材18が融着固定されることで、ステム11と導電性線状部材18との隙間は気密に封止される。
 導電性線状部材18は、リード部81(第4リード部)と、トリガプローブ部82と、を有する。リード部81とトリガプローブ部82とは、一体成型部材であってもよく、別体であってもよい。
 リード部81は、トリガプローブ部82を内部空間Sの所望の位置で固定すると共に、トリガプローブ部82への給電を行うための部材である。リード部81は、直線状の形状を有し、ステム11を貫通するようにZ方向に延びている。リード部81は、ステム11に挿通された状態で融着固定されている。リード部81は、内部空間Sに露出しておらず、リード部81の全体が面11aよりも下方に位置している。
 トリガプローブ部82は、リード部81の先端に設けられる。トリガプローブ部82は、球状の形状を有する。平面S2(図5参照)に沿った方向でのトリガプローブ部82の断面積と、平面S1(図5参照)に沿った方向でのリード部81の断面積とは互いに異なる。本実施形態では、トリガプローブ部82の上記断面積の方が、リード部81の上記断面積よりも大きい。言い換えると、トリガプローブ部82の直径は、リード部81の直径よりも大きい。
 トリガプローブ部82は、埋設部83と、突出部84(第4突出部)と、を有する。埋設部83は、ステム11に埋設される部分である。埋設部83は、ステム11に埋設された状態で融着固定されている。埋設部83は、ステム11内においてリード部81の先端に接続されている。具体的には、埋設部83の下端にリード部81の先端が接続されている。本実施形態では、埋設部83は、半球状の形状を有する。具体的には、トリガプローブ部82の中心が埋設部83に含まれている。つまり、埋設部83は、トリガプローブ部82のZ方向における長さの下半分以上の部分である。
 突出部84は、ステム11(面11a)から内部空間Sに突出する部分である。突出部84は、Z方向において面11aに向かうにつれて、突出部54及び突出部64にそれぞれ近づく形状を有する。本実施形態では、突出部84は、半球状の形状を有する。具体的には、突出部84は、トリガプローブ部82のうちの埋設部83以外の部分である。突出部84のZ方向における長さL4は、Z方向における突出部84の面11aからの突出量である。長さL4は、長さL1及び長さL2よりも小さい。長さL4は、長さL1及び長さL2と同じであってもよい。
 導電性線状部材18のうち、突出部84のみが内部空間Sに露出している。埋設部83と突出部84との境界は、トリガプローブ部82の中心よりも上方に位置する。埋設部83と突出部84との境界は、面11a上に位置し、その全周がステム11の面11aと隙間なく密着する。これにより、トリガプローブ部82とステム11との隙間は気密に封止される。
 突出部54、突出部64、突出部74、及び突出部84は、突出部74、突出部54、突出部84、及び突出部64の順にX方向に配列される。言い換えると、突出部84は、X方向において突出部54と突出部64との間に配置される。突出部84は、半球状の形状を有するため、ステム11の面11aに向かうにつれて、突出部54及び突出部64にそれぞれ近づく。よって、埋設部83と突出部84との境界(突出部84の面11aに接する部分)において、突出部84は、突出部54及び突出部64に最も近づく。
 次に、フラッシュランプ1Aの動作を説明する。まず、リード部51及びリード部61に電気的に接続された主電源(不図示)によって、突出部54と突出部64との間に所定の電圧が印加される。この状態で、リード部51、リード部61、リード部71、及びリード部81に電気的に接続されたトリガ電源(不図示)によって、カソード52、アノード62、スパーカ部72、及びトリガプローブ部82にパルス電圧が印加される。
 このような電圧の印加により、まず、スパーカ部72で放電が生じて、紫外線(UV光)が放射される。このUV光の放射により、突出部54、突出部64及び突出部84から光電子が放出されて、内部空間S内の放電ガスが電離される。そして、スパーカ部72による放電に続いて、突出部54と突出部84との間、及び突出部84と突出部64との間で予備放電が生じる。そして予備放電と同経路で突出部54と突出部64との間で主放電(アーク放電)が生じる。これにより、フラッシュランプ1Aはパルス発光する。
 以上説明したフラッシュランプ1Aにおいても、フラッシュランプ1と共通の構成については、フラッシュランプ1と同様の効果が奏される。さらに、フラッシュランプ1Aでは、突出部84が、X方向において突出部54と突出部64との間に配置されている。この場合、突出部54と突出部84との間、及び突出部84と突出部64との間でそれぞれ予備放電が生じ、予備放電の放電経路と同経路で突出部54と突出部64との間の主放電が生じる。その結果、放電経路は安定するので、光出力を安定化させることが可能となる。
 長さL4は、長さL1及び長さL2以下である。この場合、突出部54と突出部84との間で放電するときに、放電経路のZ方向の揺らぎを抑制できる。同様に、突出部64と突出部84との間で放電するときに、放電経路のZ方向の揺らぎを抑制できる。その結果、放電経路が安定するので、光出力を安定化させることが可能となる。
 以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されない。
 フラッシュランプ1,1Aにおいて、導電性線状部材15は一体成型部材でなくてもよい。すなわち、リード部51とカソード52とは別部材であり、フラッシュランプ1の製造の過程において、固定されてもよい。同様に、導電性線状部材16,17,18は、一体成型部材でなくてもよい。
 フラッシュランプ1Aにおいて、距離D1に応じて、トリガプローブ部を有する1以上の別の導電性線状部材が更に設けられてもよい。例えば、距離D1が大きくなるにつれて、突出部54と突出部64との間に設けられるトリガプローブ部を有する導電性線状部材の数が増加する。これにより、距離D1が大きくなったとしても、複数のトリガプローブ部を利用した予備放電を生じさせることができるので、放電経路を安定化させることが可能となる。
 フラッシュランプ1では、カソード52、アノード62、及びスパーカ部72は、いずれも球状の形状を有しているが、カソード52、アノード62、及びスパーカ部72の形状は球状に限られない。例えば、図8の(a)に示されるように、カソード52、アノード62、及びスパーカ部72は、円錐状の形状を有してもよい。この場合も、カソード52は、導電性線状部材15の軸を中心とする回転体であり、アノード62は、導電性線状部材16の軸を中心とする回転体であり、スパーカ部72は、導電性線状部材17の軸を中心とする回転体である。そのため、導電性線状部材15の軸を中心とする回転方向の角度に寄らず、カソード52とアノード62とのX方向における距離、及びカソード52とスパーカ部72とのX方向における距離は一定となる。したがって、導電性線状部材15の軸を中心とする回転方向の角度を考慮することなく、導電性線状部材15をステム11に固定することができる。同様に、導電性線状部材16の軸を中心とする回転方向の角度を考慮することなく、導電性線状部材16をステム11に固定することができる。導電性線状部材17の軸を中心とする回転方向の角度を考慮することなく、導電性線状部材17をステム11に固定することができる。よって、カソード52、アノード62、及びスパーカ部72の配置を簡易化することが可能となる。
 図8の(b)及び図8の(c)に示されるように、カソード52、アノード62、及びスパーカ部72は、矩形の平板状の形状を有してもよい。カソード52、アノード62、及びスパーカ部72は、カソード52の1つの角とアノード62の1つの角とが向かい合い、カソード52の別の角とスパーカ部72の1つの角とが向かい合うように、X方向において配列されてもよい。この構成では、X方向に向かい合う角同士の間に放電経路が形成されるため、放電経路のY方向の揺らぎを抑制できる。その結果、放電経路が安定するので、光出力を安定化させることが可能となる。
 フラッシュランプ1では、カソード52、アノード62、及びスパーカ部72の形状は、同じ(球状)であるが、異なっていてもよい。例えば、図9の(a)に示されるように、カソード52及びアノード62の形状が互いに同じで、スパーカ部72の形状がカソード52及びアノード62の形状と異なっていてもよい。図9の(a)に示される例では、カソード52及びアノード62の形状は球状であり、スパーカ部72の形状は円錐状である。
 図9の(b)に示されるように、カソード52、アノード62、及びスパーカ部72の形状は、互いに異なっていてもよい。図9の(b)に示される例では、カソード52の形状が矩形平板状であり、アノード62の形状が球状であり、スパーカ部72の形状が円錐状である。カソード52、アノード62、及びスパーカ部72の形状としては、任意の形状が採用され得る。
 同様に、フラッシュランプ1Aでは、カソード52、アノード62、スパーカ部72、及びトリガプローブ部82の形状は、同じ(球状)であるが、異なっていてもよい。図10に示されるように、カソード52及びアノード62の形状が同じで、スパーカ部72及びトリガプローブ部82の形状がカソード52及びアノード62の形状とは異なっていてもよい。図10に示される例では、カソード52及びアノード62の形状は球状であり、スパーカ部72及びトリガプローブ部82の形状は円錐状である。
 さらに、カソード52、アノード62、スパーカ部72、及びトリガプローブ部82の形状は、互いに異なっていてもよい。カソード52、アノード62、スパーカ部72、及びトリガプローブ部82のうちの3つの電極部が同じ形状を有し、残りの1つの電極部が異なる形状を有してもよい。カソード52、アノード62、スパーカ部72、及びトリガプローブ部82のうちの2つの電極部が同じ形状を有し、1つの電極部が上記2つの電極部の形状と異なる形状を有し、残り1つの電極部が更に別の形状を有してもよい。
 フラッシュランプ1,1Aは、導電性線状部材17を備えていなくてもよい。バルブ10は、内部空間Sを画定するよう構成されていればよい。例えば、ステム11と側管12とは異なる部材であって、それらを接合することによってバルブ10が構成されてもよい。側管12は、絶縁性材料に限らず、導電性材料、例えば金属によって構成されてもよい。側管12と面板13とが直接融着されてもよく、バルブ10は接合部材14を備えていなくてもよい。
 フラッシュランプ1,1Aにおいて、「球状」との用語は、実質的に球状であることを意味し、厳密な球状に限られず、球状と認識され得る範囲内で変形した形状でもよい。同様に、「半球状」との用語は、実質的に半球状であることを意味し、厳密な半球状に限られず、半球状と認識され得る範囲内で変形した形状でもよい。埋設部53と突出部54とは、半球状の形状を有しているが、埋設部53及び突出部54の形状はこれに限られない。例えば、カソード52の中心が埋設部53に含まれてもよい。つまり、カソード52のZ方向における長さの半分以上が埋設部53であってもよく、残りが突出部54であってもよい。カソード52の中心が突出部54に含まれてもよい。つまり、カソード52のZ方向における長さの半分以上が突出部54であってもよく、残りが埋設部53であってもよい。アノード62、スパーカ部72、及びトリガプローブ部82についても同様である。
 フラッシュランプ1,1Aにおいて、ステム11は、面11aよりも内部空間Sに隆起した隆起部を有してもよい。埋設部53は、隆起部に埋設されていてもよい。上記構成は、例えば、フラッシュランプ1,1Aの製造時に、溶融状態のステム11が面11aの直上に位置したカソード52の下部(埋設部53に相当する部分)を囲むように這い上がった状態で、ステム11が固化することで形成される。同様に、埋設部63,73,83のそれぞれは、ステム11の隆起部に埋設されてもよい。
 フラッシュランプ1,1Aにおいて、長さL1及び長さL2は、突出部54と突出部64との間で生じる放電経路のZ方向における長さよりも大きくてもよい。この場合、放電によるカソード52及びアノード62の劣化を抑えることができる。長さL1及び長さL2は、上記放電経路のZ方向における長さと同じでもよい。この場合、放電によるカソード52及びアノード62の劣化を抑えつつ、放電経路がZ方向に揺らぐことを抑制することができる。
 図11に示されるように、フラッシュランプ1において、導電性線状部材15~17が本体部10Bに取り付けられる前のステム11に、Z方向にステム11を貫通する貫通孔11c,11d,11eが予め設けられてもよい。図11に示される例では、貫通孔11cは、埋設部53を収容するための凹部11hを含んでいる。貫通孔11dは、埋設部63を収容するための凹部11iを含んでいる。貫通孔11eは、埋設部73を収容するための凹部11jを含んでいる。凹部11h,11i及び11jのそれぞれは、面11aから面11bに向けて窪んでいる。凹部11h,11i,11jは、それぞれ埋設部53,63,73に応じた形状を有している。
 上記構成では、リード部51が貫通孔11cに挿通され、埋設部53が凹部11hに嵌め合わされた状態で、導電性線状部材15がステム11に融着されることで貫通孔11cは気密に封止される。同様に、リード部61が貫通孔11dに挿通され、埋設部63が凹部11iに嵌め合わされた状態で、導電性線状部材16がステム11に融着されることで貫通孔11dは気密に封止される。同様に、リード部71が貫通孔11eに挿通され、埋設部73が凹部11jに嵌め合わされた状態で、導電性線状部材17がステム11に融着されることで貫通孔11eは気密に封止される。
 同様に、フラッシュランプ1Aにおいて、導電性線状部材15~18が本体部10Bに取り付けられる前のステム11には、貫通孔11c,11d,11eに加えて、さらに導電性線状部材18を挿通するための貫通孔が予め設けられてもよい。
 1,1A…フラッシュランプ、10…バルブ(筐体)、11…ステム、11a…面(第1面)、11b…面(第2面)、15…導電性線状部材(第1導電性線状部材)、16…導電性線状部材(第2導電性線状部材)、17…導電性線状部材(第3導電性線状部材)、18…導電性線状部材(第4導電性線状部材)、51…リード部(第1リード部)、52…カソード(第1電極部)、53…埋設部(第1埋設部)、54…突出部(第1突出部)、61…リード部(第2リード部)、62…アノード(第2電極部)、63…埋設部(第2埋設部)、64…突出部(第2突出部)、71…リード部(第3リード部)、72…スパーカ部、74…突出部(第3突出部)、81…リード部(第4リード部)、82…トリガプローブ部、84…突出部(第4突出部)。

 

Claims (11)

  1.  ステムを有し、内部空間を画定する筐体と、
     第1方向に前記ステムを貫通するように延びる第1導電性線状部材と、
     前記第1方向に前記ステムを貫通するように延びるとともに、前記第1方向と交差する第2方向に前記第1導電性線状部材から離間して配置される第2導電性線状部材と、
    を備え、
     前記第1導電性線状部材は、第1リード部と、前記第1リード部の先端に設けられる第1電極部と、を備え、
     前記第2導電性線状部材は、第2リード部と、前記第2リード部の先端に設けられる第2電極部と、を備え、
     前記第1電極部の前記第1方向と交差する断面積は、前記第1リード部の前記第1方向と交差する断面積と異なり、
     前記第2電極部の前記第1方向と交差する断面積は、前記第2リード部の前記第1方向と交差する断面積と異なり、
     前記第1電極部は、前記ステムから前記内部空間に突出する第1突出部と、前記第1リード部の先端に接続されるとともに前記ステムに埋設される第1埋設部と、を備え、
     前記第2電極部は、前記ステムから前記内部空間に突出する第2突出部と、前記第2リード部の先端に接続されるとともに前記ステムに埋設される第2埋設部と、を備える、フラッシュランプ。
  2.  前記ステムは、前記内部空間に面する第1面と、前記第1方向において前記第1面と反対側の第2面と、を有し、
     前記第1突出部と前記第2突出部との前記第2方向における距離は、前記第1面上において最も短い、請求項1に記載のフラッシュランプ。
  3.  前記第1突出部は、前記第1面に向かうにつれて、前記第2突出部に近づく形状を有する、請求項2に記載のフラッシュランプ。
  4.  前記第2突出部は、前記第1面に向かうにつれて、前記第1突出部に近づく形状を有する、請求項3に記載のフラッシュランプ。
  5.  前記第1電極部は、球状の形状を有する、請求項3又は請求項4に記載のフラッシュランプ。
  6.  前記第1電極部は、円錐状の形状を有する、請求項3又は請求項4に記載のフラッシュランプ。
  7.  前記第1突出部の前記第1方向における長さは、前記第1突出部と前記第2突出部との間で生じる放電経路の前記第1方向における長さ以下であり、
     前記第2突出部の前記第1方向における長さは、前記放電経路の前記第1方向における長さ以下である、請求項1~請求項6のいずれか一項に記載のフラッシュランプ。
  8.  前記第1方向に前記ステムを貫通するように延びる第3導電性線状部材を更に備え、
     前記第3導電性線状部材は、第3リード部と、前記第3リード部の先端に設けられたスパーカ部と、を備え、
     前記スパーカ部は、前記ステムから前記内部空間に突出する第3突出部を備え、
     前記第1電極部は陰極部であり、前記第2電極部は陽極部であり、
     前記第1突出部は、前記第2方向において前記第2突出部と前記第3突出部との間に配置されている、請求項1~請求項7のいずれか一項に記載のフラッシュランプ。
  9.  前記第1突出部と前記第3突出部との前記第2方向における離間距離は、前記第1突出部と前記第2突出部との前記第2方向における離間距離よりも短い、請求項8に記載のフラッシュランプ。
  10.  前記第1方向に前記ステムを貫通するように延びる第4導電性線状部材を更に備え、
     前記第4導電性線状部材は、第4リード部と、前記第4リード部の先端に設けられたトリガプローブ部と、を備え、
     前記トリガプローブ部は、前記ステムから前記内部空間に突出する第4突出部を備え、
     前記第4突出部は、前記第2方向において前記第1突出部と前記第2突出部との間に配置されている、請求項1~請求項9のいずれか一項に記載のフラッシュランプ。
  11.  前記第4突出部の前記第1方向における長さは、前記第1突出部の前記第1方向における長さ、及び前記第2突出部の前記第1方向における長さ以下である、請求項10に記載のフラッシュランプ。

     
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