(57)【要約】【課題】マイクロ波電力が高効率で放電管に吸収されて明るいとともに、空洞共振器の開口からのマイクロ波の漏洩が極めて少ないマイクロ波放電ランプ装置を提供する。【解決手段】マイクロ波放電ランプ装置は、開口１ｂを備えた空洞共振器１と、空洞共振器１の内部にマイクロ波を導入するマイクロ波電力供給手段２と、マイクロ波電力供給手段２の先端部に配置されるとともに空洞共振器１の開口１ｂ側の端部と開口１ｂとの間の距離が開口径より大きくなるように空洞共振器１の内部に配設された放電管４とを具備してい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口を備えた空洞共振器と；
空洞共振器の内部にマイクロ波を導入するマイクロ波電力供給手段と；
マイクロ波電力供給手段の先端部に配置されるとともに空洞共振器の開口側の端部と開口との間の距離が開口径より大きくなるように空洞共振器の内部に配設された放電管と；
を具備していることを特徴とするマイクロ波放電ランプ装置。
【請求項２】
開口を備えた空洞共振器と；
空洞共振器内に突出して空洞共振器の内部にマイクロ波を導入する棒状アンテナと；
棒状アンテナの先端部に配置されるとともに空洞共振器の開口側の端部と開口との間の距離が開口径より大きくなるように空洞共振器の内部に配設された放電管と；
を具備していることを特徴とするマイクロ波放電ランプ装置。
【請求項３】
放電管は、棒状アンテナの先端部に同軸的に配置されていることを特徴とする請求項２記載のマイクロ波放電ランプ装置。
【請求項４】
開口を備えた空洞共振器と；
空洞共振器内に突出して空洞共振器の内部にマイクロ波を導入する棒状アンテナと；
棒状アンテナと同軸的に配置され、かつ、最大径部が棒状アンテナの先端部に位置するとともに空洞共振器の開口側の端部と開口との間の距離が開口径より大きくなるように空洞共振器の内部に配設された放電管と；
を具備していることを特徴とするマイクロ波放電ランプ装置。
【請求項５】
棒状アンテナは、空洞共振器内における突出長が放射されるマイクロ波の波長の凡そ１／４または３／４であることを特徴とする請求項２ないし４のいずれか一記載のマイクロ波放電ランプ装置。
【請求項６】
開口を備えた空洞共振器と；
空洞共振器の内部にマイクロ波を導入するマイクロ波電力供給手段と；
マイクロ波電力供給手段側の部分がほぼ平坦であり、空洞共振器の開口側の端部と開口との間の距離が開口径より大きくなるように空洞共振器の内部に配設された放電管と；
を具備していることを特徴とするマイクロ波放電ランプ装置。
【請求項７】
開口を備えた空洞共振器と；
空洞共振器の内部にマイクロ波を導入するマイクロ波電力供給手段と；
外径が空洞共振器の内径の１／２以上で、マイクロ波電力供給手段の先端部に配置されるとともに空洞共振器の開口側の端部と開口との間の距離が開口径より大きくなるように空洞共振器の内部に配設された放電管と；
を具備していることを特徴とするマイクロ波放電ランプ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放電管が空洞共振器内に配設されて発光するマイクロ波放電ランプ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
空洞共振器の内部に放電管を配設してマイクロ波の共振により放電管内に放電が生起して発光するマイクロ波放電ランプ装置は既知であり、いくつかの文献に記載されている。従来のマイクロ波放電ランプ装置は、金属メッシュを配設した開口を経由して放電管の発光を外部に導出するように構成されている（例えば、特許文献１参照。）。また、コンパクトに構成することによって小形機器や狭い空間にも容易に適用し得るように配慮したマイクロ波放電ランプ装置も提案されているが、やはり空洞共振器の導光用の開口には金属メッシュが配設されている（特許文献２参照。）。従来のマイクロ波放電ランプ装置における金属メッシュは、空洞共振器の開口からマイクロ波が外部へ漏洩しないように阻止するために用いられている。
【０００３】
しかしながら、従来のマイクロ波放電ランプ装置は、金属メッシュを介して放電管の発光を外部に導出するため、光が金属メッシュの部分を通過する際に少なくとも１０％程度の光損失が発生するので、放電により発生した光を効率的に利用することができない。
【０００４】
そこで、本発明者は、種々研究を行った結果、金属メッシュを不要にして上述の問題点を解消した発明をなすに至った。この発明は、空洞共振器の開口の最大幅をマイクロ波遮断波長よりも小さく形成することによって開口に金属メッシュを具備する必要をなくしたもので、特願２００１−４０２２０９として出願されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開昭６２−９９２６４号公報
【特許文献２】
特開２００３−１０９４０７号公報
【発明が解決しようとする課題】
ところで、マイクロ波放電ランプ装置において、明るく発光するものを得るためには、空洞共振器内に対するマイクロ波の放射効率を高くするとともに、放電管に対して効果的にマイクロ波電力を吸収させることが肝要である。
【０００６】
しかしながら、従来技術においては、この点について配慮がされていなかった。したがって、放電管において十分なマイクロ波電力の吸収がなされないため、エネルギー効率が高くならないという問題が、上述の金属メッシュ部材によって光損失が発生するという問題に加えて存在する。
【０００７】
本発明は、マイクロ波電力が高効率で放電管に吸収されて明るいマイクロ波放電ランプ装置を提供することを目的とする。
【０００８】
また、本発明は、加えて空洞共振器の開口からマイクロ波が漏洩しないように構成されたマイクロ波放電ランプ装置を提供することを他の目的とする。
【０００９】
【課題を達成するための手段】
請求項１の発明のマイクロ波放電ランプ装置は、開口を備えた空洞共振器と、空洞共振器の内部にマイクロ波を導入するマイクロ波電力供給手段と、空洞共振器の内部に配設された放電管とを具備するものにおいて、放電管がマイクロ波電力供給手段の先端部に配置されるとともに空洞共振器の開口側の放電管端部と開口との間の距離が開口径より大きくなるように構成されていることを特徴としている。
【００１０】
以下、本発明の特徴的な構成要素について説明する。なお、説明は特に指定しない限り以下の各発明についても適用される。
【００１１】
＜マイクロ波電力供給手段について＞    マイクロ波電力供給手段は、既知の各種手段を採用することができる。例えば、棒状アンテナ、ループ状アンテナおよびスリットなどである。棒状アンテナおよびループ状アンテナの場合、空洞共振器の内部に突出するように配設される。また、アンテナは、同軸ケーブルを経由してマイクロ波を空洞共振器に導入する場合に好適な構成である。スリットは、導波管を空洞共振器に直結する場合などに好適である。
【００１２】
＜放電管について＞    放電管は、透光性気密容器および放電媒体を備えて構成されている。
【００１３】
透光性気密容器は、放電により発生する放射のうち所望波長帯の放射を少なくとも所望の部位から透過し得るような透光性を有していればよい。例えば、透光性気密容器のほぼ全体ないし一部が可視光または／および紫外光に対する透光性を有している。
【００１４】
また、透光性気密容器は、上記のような透光性を有しているのであれば、その構成材料は自由である。例えば、石英ガラス、透光性セラミックス、硬質ガラスおよび軟質ガラスなどを後述する放電の態様に応じて適宜選択することができる。なお、硬質ガラスや軟質ガラスは、低圧放電用の放電管の場合に用いるのがよい。
【００１５】
さらに、透光性気密容器は、所望の形状を採用することができる。例えば、球状、円盤状、半球状、円錐状、円環状などの形状である。また、球状、円盤状、半球状および円錐状などであっても、中心部が凹陥している形状など多様な形状であることを許容する。なお、円環状や中心部が凹陥している形状の場合、その円環や凹陥の内部にマイクロ波電力供給手段、例えば棒状アンテナの先端部を位置させることにより、放電管のマイクロ波吸収を一層良好にすることができる。
【００１６】
さらにまた、透光性気密容器は、空洞共振器の内部に後述するように配設されるが、その大きさは特段制限されない。しかし、空洞共振器に対して比較的大きなものが効果的であって、空洞共振器の内径の１／２以上であるのが好ましい。この点についてはさらに後述する。
【００１７】
次に、放電媒体は、既知の各種放電媒体の構成の中から所望により適宜選択することができる。一例を挙げれば、高圧金属蒸気放電においては、発光金属のハロゲン化物、主として緩衝金属蒸気源としての水銀および始動／緩衝用の希ガスからなる態様、上記の中から水銀を除いた態様、ガス放電のための希ガスなどの各種気体からなる態様などである。また、低圧ガス放電においては、希ガスからなる態様、同じく水銀などの金属蒸気源および希ガスからなる態様などである。
【００１８】
また、放電管は、マイクロ波電力供給手段の先端部に配置される。すなわち、マイクロ波電力供給手段がアンテナ、例えば棒状アンテナの場合には、放電管をアンテナの先端部に固定するのがよい。例えば、放電管をアンテナの先端面に隣接して固定したり、アンテナの先端部を包囲するように固定したりすることができる。なお、固定するための手段としては、例えば嵌合、接着、ねじ込みなどの手段を適宜用いることができる。また、マイクロ波電力供給手段がスリットの場合には、放電管をスリットの前面部に単に配置すればよい。
【００１９】
さらに、放電管は、その始動を促進するために、所望により既知の始動補助手段を具備することが許容される。
【００２０】
＜空洞共振器について＞    空洞共振器は、円筒体、直方体、長方体など多様な外形であることを許容し、内部が空洞になっていて、マイクロ波を共振させる手段である。なお、使用するマイクロ波は、空洞共振器の遮断周波数より低い周波数としなければならない。
【００２１】
本発明において、空洞共振器は、一部に開口を有している。この開口は、放電により発生した光を外部へ導出するためや、放電管を上述したように空洞共振器の内部に配設したりするためなどに用いることができる。また、開口は、当該開口を金属メッシュで覆うことなしに、当該開口からのマイクロ波の漏洩を阻止するために、前述した先行出願において開示しているように、マイクロ波遮断波長より小さな開口径とすることができる。
【００２２】
しかし、本発明によれば、放電管の開口側の端部と開口との間の距離を開口径より大きくする構成を備えている。これによりマイクロ波は、空洞共振器の開口に至るまでに遮断される。したがって、前述した先行出願に拠ることなしに上記開口に金属メッシュを配設する必要がなくなる。また、さらに敷衍すれば、マイクロ波遮断波長より大きな開口径としても、マイクロ波の漏洩を阻止することができる。しかし、所望により当該開口に金属メッシュを配設することを除外するものではない。
【００２３】
さらに、空洞共振器は、導電性金属により形成されている。導電性金属は、遮光性の板状や、メッシュ状などに構成することができる。開口以外の箇所を金属メッシュで形成することにより、放電管から外部へ導出された光を空洞共振器の開口以外の箇所からも外部へ導出することが可能になり、光の利用率を高めることができる。
【００２４】
＜本発明の作用について＞    本発明においては、以上の構成を具備していることにより、マイクロ波電力供給手段から空洞共振器の内部へ導入されたマイクロ波が共振し、マイクロ波電力が放電管に高効率で吸収されることが判明した。なお、本発明において、「マイクロ波」とは、８００ＭＨｚ〜３ＴＨｚの間の周波数の電波をいう。
【００２５】
また、点灯中導電体として作用する放電管の開口側の端部から空洞共振器の開口までの距離が上記のように設定されているので、上述したようにマイクロ波が開口側へ到達するのを阻止し、したがってマイクロ波が開口から外部へ殆ど漏洩しなくなる。すなわち、開口からのマイクロ波電力の漏洩は、投入電力の１０万分の１以下の極めて安全なレベルとなる。このため、空洞共振器の開口に金属メッシュを配設する必要がなくなる。したがって、光損失が低減して、光の利用率を高めることができる。
【００２６】
本発明によれば、以上の作用の結果、高効率で明るいマイクロ波放電ランプ装置を得ることができる。
【００２７】
＜その他の構成について＞    本発明の必須構成要件ではないが、以下の構成を任意所望により適宜選択してマイクロ波放電ランプ装置に付加することができる。
【００２８】
１．（制光手段）    制光手段は、空洞共振器から外部へ導出された光を所望の配光特性になるように制御する手段であり、一般的には反射鏡、レンズ、プリズムおよび拡散手段などの光学手段の一種または任意所望の複数種からなる。空洞共振器からの光の導出は、開口および／または空洞共振器の壁面から行われるので、光の導出の態様に応じて制光手段も適当な構造とすることができる。なお、空洞共振器の壁面から光を導出するには、空洞共振器の壁面を金属メッシュなどの光が透過する隙間を有するとともに、当該隙間が遮断波長より狭いのため、マイクロ波画廊エイしないように構成すればよい。
【００２９】
２．（光ファイバ導光手段）    光ファイバ導光手段は、空洞共振器から離間した場所に光を伝送する手段であり、空洞共振器の開口から外部へ導出される光を集光して光ファイバの内部へその一端から入射させ、他端から導出する。光ファイバ導光手段の他端には、灯器を配設して、所望の配光特性になるように構成することができる。なお、所望により単一の空洞共振器から複数の光ファイバ導光手段を導出させて光を分配して離間位置へ伝送するように構成することもできる。
【００３０】
３．（マイクロ波発生手段）    マイクロ波発生手段は、マグネトロン、クライストロン、進行波管などのマイクロ波管やマイクロ波発生半導体などを用いることができる。また、マイクロ波発生手段は、空洞共振器に対して離間していてもよいし、一体化されていてもよい。
【００３１】
請求項２の発明のマイクロ波放電ランプ装置は、開口を備えた空洞共振器と、マイクロ波電力供給手段と、空洞共振器の内部に配設された放電管とを具備するものにおいて、前記マイクロ波電力供給手段は、空洞共振器内に突出して空洞共振器の内部にマイクロ波を導入する棒状アンテナであり；前記放電管は、棒状アンテナの先端部に配置されるとともに空洞共振器の開口側の端部と開口との間の距離が開口径より大きくなるように空洞共振器の内部に配設されている；ことを特徴としている。
【００３２】
本発明は、請求項１の発明との比較において、マイクロ波電力供給手段が棒状アンテナにより構成され、放電管が棒状アンテナの先端部に配設されている点で異なる。したがって、棒状アンテナ以外の構成要素については請求項１の発明において記述した構成を適宜選択して採用することができる。
【００３３】
棒状アンテナは、そこから放射されるマイクロ波の波長に対して約８分の１の整数倍の突出長を有するものがよい。中でも後述するように、１／４波長、３／４波長の突出長であると、マイクロ波の放射効率が頗る良好になる。
【００３４】
空洞共振器は、棒状アンテナ長＋放電管長＋開口端径長の長さ以上を有していればよいので、小形のものを用いることができる。
【００３５】
そうして、本発明においては、マイクロ波電力供給手段として棒状アンテナを用いるので、マイクロ波電力供給のための構造が簡単になる。また、所望により、放電管を棒状アンテナに支持させることができる。これにより、マイクロ波放電ランプ装置の構造が一層簡単になる。さらに、マイクロ波電力供給手段として棒状アンテナ用いるので、マイクロ波電力の伝送手段としての同軸ケーブルの接続が簡単な構造で、かつ、容易になる。
【００３６】
本発明によれば、以上の作用の結果、高効率で明るくて構造が簡単なマイクロ波放電ランプ装置を得ることができる。
【００３７】
請求項３の発明のマイクロ波放電ランプ装置は、請求項２記載のマイクロ波放電ランプ装置において、放電管は、棒状アンテナの先端部に同軸的に配置されていることを特徴としている。
【００３８】
本発明は、放電管が棒状アンテナの先端部に同軸的に配置されている点で請求項２の発明と異なる。
【００３９】
そうして、本発明においては、このような構成によりマイクロ波電力の吸収がより一層高効率になることが判明した。また、放電管のアンテナへの配置が容易になる。さらに、放電管の内部に生起する放電が均一化されやすくなる。
【００４０】
請求項４の発明のマイクロ波放電ランプ装置は、開口を備えた空洞共振器と、空洞共振器内にマイクロ波を導入する棒状アンテナと、空洞共振器の内部に配設された放電管とを具備しているものにおいて、前記放電管は、棒状アンテナと同軸的に配置され、かつ、最大径部が棒状アンテナの先端部に位置するとともに空洞共振器の開口側の端部と開口との間の距離が開口径より大きくなるように配設されていることを特徴としている。
【００４１】
本発明は、放電管の最大径部が棒状アンテナの先端部に位置するように配置されている点で請求項２および３の発明と異なる。
【００４２】
放電管は、球状、楕円球状、紡錘状など全体が膨出した形状であってもよいし、円盤状、半球状、円錐状など棒状アンテナ側の端部がほぼ平坦になっていてもよい。前者形状の放電管の場合、最大径部の上下に最大径部より径の小さいその他の部分が一対形成される。そして、一方のその他の部分が棒状アンテナの中間部の周囲に位置し、また他方のその他の部分は、棒状アンテナの前方に位置する。
【００４３】
これに対して、後者形状の場合、放電管は、最大径部から空洞共振器の開口側へ突出する最大径部より径の小さいその他の部分が棒状アンテナの先端から上記開口側へ突出する。
【００４４】
上記のいずれの形状の場合においても、最大径部は、棒状アンテナの先端に隣接する位置であってもよいし、また最大径部の内部に棒状アンテナの先端が没入していてもよい。
【００４５】
そうして、本発明においては、上記の構成を具備しているので、マイクロ波が強く放射される位置に放電管の最大径部が位置することによって、放電管がマイクロ波電力を高効率で吸収するようになることが判明した。
【００４６】
本発明によれば、以上の作用の結果、高効率で明るいマイクロ波放電ランプ装置を得ることができる。なお、本発明に実施に際して、請求項１ないし３の発明を所望により適宜選択して適用することにより、より一層高効率で、明るいマイクロ波放電ランプ装置が得られる。
【００４７】
請求項５の発明のマイクロ波放電ランプ装置は、請求項２ないし４のいずれか一記載のマイクロ波放電ランプ装置において、棒状アンテナは、空洞共振器内における突出長が放射されるマイクロ波の波長の凡そ１／４または３／４であることを特徴としている。
【００４８】
本発明は、空洞共振器内に突出する棒状アンテナの長さを放電管におけるマイクロ波電力の吸収が多くなるように最適化したものである。すなわち、棒状アンテナの空洞共振器内の突出長がマイクロ波の波長の１／４または３／４であると、放電管のマイクロ波電力の吸収が顕著に多くなることが判明した。なお、上記突出長は、マイクロ波の波長に対して厳格に要求されるものではなく、例えば一般的には±１５％程度まで、好ましくは±１０％までの幅が許容される。
【００４９】
そうして、本発明においては、マイクロ波電力供給手段としての棒状アンテナの突出長を上記のように最適化したことにより、放電管のマイクロ波電力の吸収が顕著に多くなり、より一層高効率で明るいマイクロ波放電ランプ装置が得られる。
【００５０】
請求項６の発明のマイクロ波放電ランプ装置は、開口を備えた空洞共振器と、空洞共振器の内部にマイクロ波を導入するマイクロ波電力供給手段と、空洞共振器の内部に配設された放電管とを具備しているものにおいて、前記放電管は、マイクロ波電力供給手段側の部分がほぼ平坦であるとともに空洞共振器の開口側の端部と開口との間の距離が開口径より大きくなるように構成されていることを特徴としている。
【００５１】
本発明は、放電管の形状をマイクロ波電力の吸収が多くなるように最適化したものである。すなわち、放電管のマイクロ波電力供給手段側の部分がほぼ平坦であると、理由は詳らかでないが、マイクロ波電力の吸収が多くなることが判明した。なお、放電管の反対側の部分は、どのような形状であっても有意差は殆どない。したがって、放電管全体の形状としては、例えば円盤状などの平板状、半球状、円錐状などをなすことが許容される。
【００５２】
そうして、本発明においては、上記の構成を具備していることにより、放電管におけるマイクロ波電力の吸収が多くなる。したがって、高効率で明るいマイクロ波放電ランプ装置が得られる。なお、本発明に実施に際して、請求項１ないし５の発明を所望により適宜選択して適用することにより、より一層高効率で、明るいマイクロ波放電ランプ装置が得られる。
【００５３】
請求項７の発明のマイクロ波放電ランプ装置は、開口を備えた空洞共振器と、空洞共振器の内部にマイクロ波を導入するマイクロ波電力供給手段と、空洞共振器の内部に配設された放電管とを具備しているものにおいて、前記放電管は、外径が空洞共振器の内径の１／２以上で、マイクロ波電力供給手段の先端部に配置されるとともに空洞共振器の開口側の端部と開口との間の距離が開口径より大きくなるように構成されていることを特徴としている。
【００５４】
本発明は、空洞共振器の内径に対する放電管の外径の大きさを最適化したものである。すなわち、放電管の外径が空洞共振器の内径の１／２以上であれば、マイクロ波電力が放電管に顕著に吸収されることが判明した。なお、放電管のマイクロ波電力の吸収は、点灯中導電体とみなせる内径により影響を受けるのであるが、内径は一般に外径に応じて変化するので、外径を基準することとしている。
【００５５】
また、放電管の内径と直交する方向の大きさは、放電管の内径より小さいのが好ましい。なお、当該部分の形状は、マイクロ波電力の吸収に対して実質的に影響を与えないので、自由である。
【００５６】
そうして、本発明においては、上記の構成を具備していることにより、マイクロ波電力が放電管に顕著に吸収されるので、高効率で明るいマイクロ波放電ランプ装置を得ることができる。なお、本発明に実施に際して、請求項１ないし６の発明を所望により適宜選択して適用することにより、より一層高効率で、明るいマイクロ波放電ランプ装置が得られる。
【００５７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００５８】
図１および図２は、本発明のマイクロ波放電ランプ装置における第１の実施の形態を示し、図１は略図的斜視図、図２は要部断面図である。各図において、マイクロ波放電ランプ装置は、空洞共振器１、マイクロ波電力供給手段２、同軸ケーブル３および放電管４を具備している。
【００５９】
空洞共振器１は、導電性金属からなる有底円筒体１ａの先端に開口１ｂが形成され、底部１ｂの中央に鍔部１ｃを有する取付孔１ｄが形成されている。
【００６０】
マイクロ波電力供給手段２は、導電性金属棒からなる棒状アンテナであり、空洞共振器１の内部に後述する構造によって絶縁関係に突出して配設されている。なお、マイクロ波電力供給手段２の基端側には中心軸に沿って芯線挿入孔２ａが形成されている。
【００６１】
同軸ケーブル３は、基端が図示を省略しているマグネトロンなどのマイクロ波電力発生源のマイクロ波出力端に接続し、図２に示す先端が空洞共振器１の取付孔１ｄを経由してマイクロ波電力供給手段２に接続している。すなわち、同軸ケーブル３は、その芯線３ａがポリエチレンなどの絶縁物３ｂから露出し、上記取付孔１ｄを経由して空洞共振器１の内部に絶縁関係に突出している。そうして、前記マイクロ波電力供給手段２は、その芯線挿入孔２ａを上記芯線３ａに挿入することによって同軸ケーブル３に接続するとともに、空洞共振器１の内部に突出する。一方、同軸ケーブル３の外部導体３ｃは、鍔部１ｃを経由して空洞共振器１に接続している。なお、符号５は、空洞共振器１とマイクロ波電力供給手段２との間を絶縁するポリエチレンなどからなる絶縁ブッシュである。
【００６２】
放電管４は、外径が円盤状をなしていて、その平坦な底面がマイクロ波電力供給手段２の先端に接触した状態で支持されている。また、放電管４は、透光性気密容器４ａおよび放電媒体からなる。透光性気密容器４ａは、ほぼ均一な肉厚の耐火性透光性材料により形成されて中空な円盤状をなしている。放電媒体は、排気された透光性気密容器４ａの内部に封入されていて、発光金属のハロゲン化物および水銀４ｂと希ガスとから構成されている。
【実施例】
空洞共振器１            ：長さ１００ｍｍ、内径５０ｍｍ、開口径５０ｍｍ、放電管の開口側の端部と開口との間の距離が約５７ｍｍ
マイクロ波電力供給手段２：約３０ｍｍ（１／４波長）の棒状アンテナ
放電管４                ：外径３０ｍｍ、高さ８ｍｍおよび肉厚１ｍｍの石英ガラス製、発光金属のハロゲン化物がＳｃ、Ｎａのヨウ化物、水銀およびＡｒ
点灯周波数              ：２．４５ＧＨｚ（自由空間の波長１２２ｍｍ）
投入マイクロ波電力      ：１００Ｗ
発光特性                ：消費電力１００Ｗ、全光束１５０００ｌｍ
以下、図３ないし図５を参照して本発明の他の実施の形態を説明する。なお、各図において、図１および図２と同一部分については同一符号を付して説明は省略する。
【００６３】
図３は、本発明のマイクロ波放電ランプ装置における第２の実施の形態を示す略図的斜視図である。本実施の形態は、放電管４が円錐状をなしていて、円錐状に膨出した部分が空洞共振器１の開口１ｂ側へ突出し、最大径部４ａ１がマイクロ波電力供給手段２の先端部に配置されている。
【００６４】
図４は、本発明のマイクロ波放電ランプ装置における第３の実施の形態を示す略図的斜視図である。本実施の形態は、放電管４が球状をなしていて、その内部方向へ進入して最大径部にマイクロ波電力供給手段２の先端部が対向するように放電管４の下部が内部へ凹陥している。したがって、放電管４の球状に膨出した一方の部分は、マイクロ波電力供給手段２の先端から空洞共振器１の開口１ｂ側へ突出し、球状に膨出した他方の部分は、マイクロ波電力供給手段２の中間部に対向している。
【００６５】
図５は、本発明のマイクロ波放電ランプ装置における第４の実施の形態を示す略図的斜視図である。本実施の形態は、放電管４が円環状をなしていて、その中央の貫通部４ｃ内にマイクロ波電力供給手段２の先端部が嵌合している。
【００６６】
次に、図１に示す本発明における第１の実施の形態および実施例と同様な構成において、形状が円盤状、円錐状および球状で棒状アンテナの先端に放電管を接合する構成において、最大径部の大きさを変えた測定用の複数の放電管を用意し、かつ、マイクロ波電力供給手段である棒状アンテナの突出長を変えて、放電管のマイクロ波吸収電力を測定した結果を表１に示す。なお、放電管によるマイクロ波の吸収電力は、空洞共振器に投入するマイクロ波発振器の前進電力から反射電力を差し引いて得た。表中、各欄は、横方向に左側からアンテナ長、被測定放電管のそれぞれの最大径部の大きさおよび形状を示し、縦方向にアンテナ突出長と放電管との組み合わせにおける吸収電力（Ｗ）を示している。
【００６７】
【表１】
2004355980.tif 000003
表１によると、評価は以下のとおりである。
【００６８】
１．アンテナ長は、１／４波長、３／４波長、３／８波長、５／８波長、１／２波長、７／８波長、１／８、１波長の順に吸収電力が多い。
【００６９】
２．放電管形状は、円板、円錐、球の順で吸収電力が多い。換言すれば、放電管のマイクロ波電力供給手段側の端部が平坦にあると、吸収電力が多くなる。
【００７０】
３．最大径部が大きい方が吸収電力は大きくなる。放電管の最大径部の大きさが空洞共振器の内系の１／２以上であれば、特に吸収電力が大きくなる。
【００７１】
４．放電管の最大径部がマイクロ波電力供給手段側の先端部に位置していれば、吸収電力が大きくなる。
【００７２】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、放電管がマイクロ波電力供給手段の先端部に配置されるとともに空洞共振器の開口側の放電管端部と開口との間の距離が開口径より大きくなるように構成されていることにより、マイクロ波電力が放電管に高効率で吸収されて明るくなるとともに、空洞共振器の開口からのマイクロ波の漏洩が極めて少ないマイクロ波放電ランプ装置を提供することができる。
【００７３】
請求項２の発明によれば、マイクロ波電力供給手段が空洞共振器内に突出して空洞共振器の内部にマイクロ波を導入する棒状アンテナであり、放電管が棒状アンテナの先端部に配置されるとともに空洞共振器の開口側の端部と開口との間の距離が開口径より大きくなるように空洞共振器の内部に配設されていることにより、マイクロ波電力供給のための構造が簡単で、しかも、高効率で明るいとともに、空洞共振器の開口からのマイクロ波の漏洩が極めて少ないマイクロ波放電ランプ装置を提供することができる。
【００７４】
請求項３の発明によれば、放電管は、棒状アンテナの先端部に同軸的に配置されていることにより、マイクロ波電力の吸収がより一層高効率になるマイクロ波放電ランプ装置を提供することができる。
【００７５】
請求項４の発明によれば、放電管が棒状アンテナと同軸的に配置され、かつ、最大径部が棒状アンテナの先端部に位置するとともに空洞共振器の開口側の端部と開口との間の距離が開口径より大きくなるように配設されていることにより、高効率で明るいとともに、空洞共振器の開口からのマイクロ波の漏洩が極めて少ないマイクロ波放電ランプ装置を得ることができる。
【００７６】
請求項５の発明によれば、棒状アンテナが空洞共振器内における突出長が放射されるマイクロ波の波長の凡そ１／４または３／４であることにより、放電管のマイクロ波電力の吸収が顕著に多くなり、より一層高効率で明るいマイクロ波放電ランプ装置を提供することができる。
【００７７】
請求項６の発明によれば、放電管が、マイクロ波電力供給手段側の部分がほぼ平坦であるとともに空洞共振器の開口側の端部と開口との間の距離が開口径より大きくなるように構成されていることにより、高効率で明るいとともに、空洞共振器の開口からのマイクロ波の漏洩が極めて少ないマイクロ波放電ランプ装置を提供することができる。
【００７８】
請求項７の発明によれば、放電管の外径が空洞共振器の内径の１／２以上で、マイクロ波電力供給手段の先端部に配置されるとともに空洞共振器の開口側の端部と開口との間の距離が開口径より大きくなるように構成されていることにより、マイクロ波電力が放電管に顕著に吸収されるので、高効率で明るいとともに、空洞共振器の開口からのマイクロ波の漏洩が極めて少ないマイクロ波放電ランプ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のマイクロ波放電ランプ装置における第１の実施の形態を示す略図的斜視図
【図２】同じく要部断面図
【図３】本発明のマイクロ波放電ランプ装置における第２の実施の形態を示す略図的斜視図
【図４】本発明のマイクロ波放電ランプ装置における第３の実施の形態を示す略図的斜視図
【図５】本発明のマイクロ波放電ランプ装置における第４の実施の形態を示す略図的斜視図
【符号の説明】
１…空洞共振器、１ａ…有底円筒体、１ｂ…開口、１ｃ…鍔部、１ｄ…取付孔、２…マイクロ波電力供給手段、２ａ…芯線挿入孔、３…同軸ケーブル、３ａ…芯線、３ｂ…絶縁物、３ｃ…外部導体、４…放電管、４ａ…透光性気密容器、４ｂ…発光金属のハロゲン化物および水銀、５…絶縁ブッシュ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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