(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高周波の電磁波を受けて生成されるプラズマにより放電発光する放電管と、該電磁波を伝送するための外部導体及び内部導体を有する導波管を用いた放電灯において、
上記内部導体の先端部が上記放電管の放電空間又は管壁に近接した位置まで突出されるとともに、該先端部と上記外部導体との間には、上記放電管と一体に形成された突部が介在されている
ことを特徴とする放電灯。
【請求項２】
請求項１に記載した放電灯において、
上記放電管の管壁には、上記内部導体の先端部に対向する位置に別の導体が付設されている
ことを特徴とする放電灯。
【請求項３】
請求項２に記載した放電灯において、
上記別の導体の一端部が露出された状態又は上記放電管の管壁に埋設された状態で上記放電空間内に位置されている
ことを特徴とする放電灯。
【請求項４】
電磁波発生用の電源部と、該電源部からの高周波の電磁波を受けて生成されるプラズマにより放電発光する放電管と、電磁波を放電管に伝送するための導波管を備えた光源装置において、
上記導波管が外部導体及び内部導体を有し、該内部導体の先端部が上記放電管の放電空間又は管壁に近接した位置まで突出されるとともに、該先端部と上記外部導体との間には、上記放電管と一体に形成された突部が介在されている
ことを特徴とする光源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放電管（発光管）内に電磁波導入用電極を有する放電灯や、放電管内に電極を有さない無電極放電灯において、高効率化を図るための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
放電空間内に電極を持たない無電極放電灯が知られており、フィラメントや電極の消耗によるランプ寿命の制限を受けず、また、電極からの熱損失がないことや、放電管内の封入物と電極材料との反応を考慮する必要がなく、効率向上に好適な発光物質を使用することができる。
【０００３】
ところで、自動車用灯具照明等のように配光制御を必要とし、かつ小型の光源を実現するには実用化に向けて解決すべき困難な問題がある。例えば、空洞共振器を用いた方法では、マグネトロンでマイクロ波を発振させ、導波管を介して空洞共振器中の無電極放電管を発光させる場合に、該空洞共振器の最小寸法が電磁波の周波数によって原理的に決定されてしまう。
【０００４】
また、高周波電流の使用に付随して発生する電磁波ノイズの問題を解決することが必要とされ、電磁波遮蔽手段（例えば、金網等）を設置する方法では効率低下や配光性能の悪化等への影響が懸念される。つまり、放電管の周囲に光を遮るようなシールドやコイル等を配置しないことが望ましい。
【０００５】
そのような要請に応じた小型無電極放電灯の構成として、放電管を同軸管の端部に配置して、高周波の電磁波により放電管内の発光物質を励起するようにした灯具が知られている（例えば、特許文献１参照）。つまり、同軸管の端部に形成されたスリットから、局所的に強い高周波電界を発生させ、これによって励起された表面波プラズマを利用して電磁波の遮蔽効果が得られるようにした構成では、同軸管は周波数による寸法上の制限を受けない（遮断周波数が無いともいう。）ために、該同軸管の直径とほぼ同寸法の放電管を用いることができる。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１９７１５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、従来の無電極放電灯において、さらに発光効率を高めるためには下記に示す問題の解決が必要であることが分かっている。
【０００８】
（１）従来の放電管では、その管底面を通して電磁波を導入させるため、ジュール損失が大きいこと（放電管にはセラミックや石英ガラス等の材料が用いられ、導波管側の管底面での熱損失が問題とされる。）
（２）放電管と、熱容量の大きな導体部（外部導体や内部導体）との接触面積が大きいと、熱伝導による損失が大きくなること
（３）従来の放電灯では放電アークが管壁に沿っており、プラズマ中の電子が拡散や再結合で失われ易く、アーク温度が上がり難いこと（即ち、高効率化、高輝度化に支障を来たす原因となる。）
（４）発光効率を高めるには、放電管内に電磁波を効率良く導入する必要があること。
【０００９】
そこで、本発明は、プラズマによる放電発光を利用した放電灯及びこれを用いた光源装置において、発光効率の向上に有効な電極構造の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、高周波の電磁波を受けて生成されるプラズマにより放電発光する放電管と、電磁波を伝送するための外部導体及び内部導体を有する導波管を用いた放電灯において、内部導体の先端部が放電管の内部空間又は管壁に近接した位置まで突出されるとともに、該先端部と外部導体との間には、放電管と一体に形成された突部が介在されたものである。
【００１２】
従って、この本発明では、内部導体の端部から効率良く電磁波を放電空間に導入することができるため、従来の構成に比して発光効率を高めることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、放電管の発光効率を高めることにより、高輝度化又は小型化に有効である。
【００１４】
例えば、内部導体の先端部を放電管内に突出させた構成では、電磁波を放電管内に直接的に導入することができ、放電管の管壁（底面）から電磁波を導入する形態に比してジュール損失を低減させることができる。
【００１５】
また、内部導体（第一の導電性部材）の先端部が露出した状態で放電空間内に位置される構成によれば、放電アークの位置が固定されて安定化するため、配光設計等の面で好ましい性質が得られる。また、放電アークと管壁との距離が一定に保たれる結果、効率や寿命等の面で有利となる。つまり、従来の構成や一般的な空洞共振器型の無電極放電灯等において問題とされるのは、アーク位置が不安定化して管壁に近くなることに起因する効率の低下（つまり、プラズマ中の電子の管壁への拡散や管壁での再結合によるアーク密度の低下）や、短寿命化であるが、本発明ではそのような問題を克服し、安定性及び長寿命を保証することができる。
【００１６】
放電管内の封入物質と内部導体との反応を回避することの必要性から内部導体の材料選択の範囲が狭くなるという点に関しては、内部導体の先端部が放電管の管壁に埋設された状態、つまり、管材料により被覆された状態で放電空間内に位置される構成を採用すれば良い。
【００１９】
上記構成において発光効率をさらに高めるには、放電管の管壁のうち、内部導体の先端部に対向する位置に別の導体を補助電極として付設することが好ましく、該導体の一端部が露出された状態又は放電管の管壁に埋設された状態で放電空間内に位置されるように構成すれば良い。例えば、この導体を始動用電極として流用すれば、放電管への電界印加により放電管の始動が容易になる等の利点が得られる。
【００２０】
内部導体の先端部を、放電管の内部空間又は管壁に近接した位置まで突出させた構成は、無電極放電灯に好適であって、内部導体の先端部と外部導体との間に、放電管と一体に形成された突部を介在させることにより、内部導体と外部導体との沿面距離を充分に確保することができる。つまり、導体同士が近接した配置では放電が発生し易いが、放電管と一体に形成された突部を導体間に介在させて放電を遮断することで異常放電の防止効果が得られ、放電管本来の発光を確実に行うことができる。
【００２１】
電磁波発生用の電源部と、電磁波を放電管に伝送するための導波管とを備えた光源装置への適用において、放電管内に電磁波導入用の電極を設けた放電灯や、放電管内に電極を設けない無電極放電灯の発光効率の向上に有効である。即ち、放電灯の高輝度化を実現することができ、あるいは従来と同程度の輝度を得る場合において電力の低減や小型化を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明は、配光制御を必要とする各種の光源に適用することができる。例えば、車両用前照灯や標識灯の光源、道路照明や信号機等の光源、あるいは店舗ディスプレイ照明、プロジェクタ装置用光源等において、発光部の小サイズ化、高輝度化、輝度分布の均一化等が求められる場合に好適であり、円筒状又は球状等の小型光源であって、その周囲に光を遮蔽し又は拡散させる部材を配置しない構成を提供することができる。
【００２３】
図１は、本発明に係る放電灯を用いた光源装置の基本構成例を示した説明図である。
【００２４】
光源装置１は、電源部２、放電管３、電磁波を伝送するための導波管４を備えている。
【００２５】
電源部２と放電管３とを繋ぐ導波管４は、外部導体４ａ及び内部導体４ｂを有しており、例えば、内部導体４ｂを中心導体として該導体の外周に外部導体４ａを配置した同軸管や同軸ケーブルが用いられる。尚、配置上の自由度を考慮した場合には可撓性に富む素材を用いることが好ましい。
【００２６】
高周波の電磁波発生用の電源部２には、例えば、マイクロ波帯（１乃至１００ＧＨｚ）の電磁波を発生する発振部が含まれ、マグネトロンが使用されるが、これに限らず、半導体スイッチング素子（ＦＥＴやバイポーラトランジスタ等）を用いて構成される高周波アンプ装置等の使用が可能である。
【００２７】
放電管３については、例えば、セラミックや合成石英ガラス等の透明材料を用いて中空円筒状に形成され、管内には所定の封入物質（キセノンやアルゴン等のガス、ＮａＩやＳｃＩ3等の金属沃化物、金属臭化物等）が充填されている。また、必要に応じて放電管の内面又は外面に蛍光体を塗布する形態が可能である。尚、中心孔を有するトーラス形状や２重管構造又は円筒形状の中央に凹部を形成した構造等を用いても良いが、同軸管や同軸ケーブルの先端部に放電管を付設する場合には、円筒管や中空球のように、放電管の外径を小さくすることができて小型化が可能な形状が好ましい。
【００２８】
本構成例では、内部導体４ｂの先端部５が放電管３の放電空間内に突出されており、外部導体４ａの端部とともに電磁波照射部を構成している。つまり、放電管３が取り付けられる、導波管４の端部は、放電管３に電磁波を導入するためのランチャーとしての機能を有する。
【００２９】
導波管４上には反射波検出手段６が設けられており、放電管３から電源部２側へと伝播する反射波を検波する。そして、その計測結果が出力制御手段７に送出される。
【００３０】
出力制御手段７は反射波検出手段６からの計測情報に基づいてインピーダンスマッチングの調整により反射損失を最小にすべく電源部２の出力を制御する。つまり、同軸管や同軸ケーブルを用いて電源部２から放電管３に電磁波を伝送する構成において、高周波の場合にそのままでは反射波のレベルが大きくなり放電管３に効率良く電力供給を行えないかあるいは電力損失の増加が問題となる。そこで、電源部２と放電管３との間でインピーダンスマッチングをとるための装置（例えば、スリースタブチューナ等を用いたマッチング装置）を使って反射波を抑制することで放電管３への電力供給を効率良く行うことができる。具体的には、反射波の検波情報に基づいて導波回路のＬＣ成分（Ｌ：誘導性成分、Ｃ：容量性成分）を調整して反射損失が最小となるように（反射波を充分に低減させる。）、電源部２の出力インピーダンスと放電管３のインピーダンスとの間で整合をとる。
【００３１】
例えば、マグネトロンから、アイソレータ、減衰器、方向性結合器、スリースタブチューナ、同軸導波管変換器、同軸管を順に経て放電管へと繋がる構成形態では、同軸管の先端部がアンテナとして機能する。尚、アイソレータはマグネトロンに反射波が戻らないようにする役目を有し、方向性結合器は電磁波を一方向にしか進めないようにするための装置である。
【００３２】
強い高周波電界によって放電管内に高密度のプラズマが生成されて点灯状態へと移行し、同軸管からの高周波電界が進行波となって放電管に導入されて点灯が持続する。
【００３３】
高密度のプラズマ内には高周波電界の進入が許されないため（このときの密度を「遮断密度」と呼ぶ。）、高周波電界は誘電体である放電管とプラズマの間を表面波モードとなってプラズマを生成しながら伝搬する（これを「表面波プラズマ」と呼ぶ。）。
【００３４】
放電管の一部にしか高周波電界を印加しない場合であっても、表面波プラズマにより放電管内にプラズマが一様に生じるため、放電管の形状を配光制御上で要求される形状に規定すれば該形状全体での発光が可能となる（即ち、配光制御に適した光源を実現できる。）。
【００３５】
また、表面波プラズマを利用した形態では放電管内でプラズマが一様に発生し、放電管内の温度分布が均一となり、効率の向上に寄与する。
【００３６】
電磁波の検出には、ダイオード等の半導体素子が用いられ、その検出電流によって入射波や反射波を測定することができる。例えば、方向性結合器に入射用及び反射用の各検出素子を取り付け、それらの検出結果に基づいてインピーダンスマッチングの調整を行うことにより、放電管の点灯開始から定常点灯に至るまでの過渡期において損失無く放電管に電力を投入することができる。また、経年変化や寿命等に起因する特性変化に対して反射損失を抑えて効率の良い安定な点灯を実現できる。
【００３７】
尚、本例では電源部２と出力制御手段７とを別個に示しているが、これに限らず、出力制御手段７が電源部に含まれるように一体化させた形態（つまり、電源部自体が出力制御機能を有する。）でも構わない。
【００３８】
本発明に係る放電灯については、下記に示す構成形態が挙げられる。
【００３９】
（Ｉ）内部導体の先端部を放電管の放電空間（内部空間）に突出させた構成
（ＩＩ）内部導体の先端部を放電管の内部空間又は管壁に近接した位置まで突出させた構成。
【００４０】
放電管の材質には、例えば、石英ガラスやセラミックが使用されるが、以下では、先ず、石英ガラスを用いた構成例について、図２乃至図８に従って説明する。
【００４１】
図２は、上記構成（Ｉ）の放電灯を例示した要部の断面図である。
【００４２】
放電灯８は、その放電管３Ａが導波管４Ａの端部に取り付けられ、導波管４Ａは同軸ケーブル等を経て図示しない電源部に接続される。
【００４３】
放電管３Ａは、その外径が導波管４Ａの外径と同程度か又はそれよりも小径とされ、本例では、円筒管９とされていて、その一端部には管壁から延長されて外方に突出された円柱状の封止部１０を有する。管材料に石英ガラスを使用する場合には、シュリンクシール工法やピンチシール工法により封止部１０が形成される。
【００４４】
封止部１０には、導電性部材１１が部分的に埋設されており、その一端部が放電管３Ａの内部空間（放電空間）１２内に位置されている。導電性部材１１は、後述の導電性部材（１４）とともに内部導体１３を構成しており、本例では、外径０．２乃至０．４ミリメートル程度の細線状導体（金属棒等）とされ、その先端寄りの部分１１ａが前記した先端部５に相当し、電磁波を管内に導入するためのアンテナの役目を有する（つまり、従来の電極付放電灯のような、電流通路としての電極とは異なる。）。
【００４５】
内部導体１３を構成する別の導電性部材１４には、例えば、金属棒又は金属パイプ、あるいは石英ガラスの内周面に導電性膜を形成した部材等が使用される。本例では、バルク材を用いた導電性部材１４の一端部に凹部１４ａが形成されており、該凹部１４ａ内に封止部１０の一端部が挿合された状態で取り付けられている。
【００４６】
導波管４Ａを構成する外部導体１５には、金属材料又は石英ガラスの外周面に導電性膜を形成した部材等が使用される。本例では、バルク材を用いて円筒状に形成された外部導体１５の端部１５ａが内側に向けて屈曲された構成を有し、図中に寸法「ｄ」の突出量で示すように、端部１５ａに対して導電性部材１１の部分１１ａの先端が放電管３Ａ側に突出している。
【００４７】
内部導体１３と外部導体１５との間には、例えば、石英ガラスやセラミックパイプ等を用いた誘電体１６が介在されており、導体間を絶縁している。尚、誘電体１６には、熱伝導率の低い材料を用いることが効率向上の面で好ましい。
【００４８】
本例では、内部導体１３を構成する導電性部材１１の先端部が露出した状態で放電空間１２内に位置されており、アーク放電の位置が固定されて安定化するため、自動車用前照灯等のように配光性能を要求される光源に適用する場合に有用である。但し、管内に封入される物質（Ｎａ、Ｓｃ等）と、導電性部材１１の使用材料との間で反応が起こらないようにする必要性から後者の材料選択の範囲が制限される。そこで、図３に示すように、内部導体の先端部を管材料により被覆された状態にすることによって、電極の使用材料を任意に選択できるようになる。
【００４９】
つまり、図３に示す放電灯１７が、図２に示す放電灯８と相違する点は、内部導体の先端部１１ａが放電管３Ｂの管壁１８の一部（突出部１８ａ参照）に埋設された状態で放電空間１２内に位置されていることである。
【００５０】
導電性部材１１が管材料で完全に被覆されることにより保護され、発光物質等との反応による劣化や変色等の影響を受けないといった利点が得られる。
【００５１】
尚、本例においても、内部導体１３が複数の導電性部材（１１、１４）を用いて構成されており、導電性部材（１１）の先端部の外径が、他の導電性部材（１４）の外径よりも小径とされている。つまり、先端部の径を細くすることで、他の導電性部材へと逃げる熱量を低減させることが可能である。
【００５２】
また、上記のように、内部導体１３が第一の導電性部材１１と第二の導電性部材１４とを有する構成形態において、第一の導電性部材１１と第二の導電性部材１４とを分離し、両部材を部分的に近接して配置させることで、導電性部材１１から導電性部材１４に伝わる熱を遮断し又は低減させることが好ましい。つまり、導電性部材１１と１４とが電気的にも熱的にも接続された構成の場合には、導電性部材１１の先端部から熱が導電性部材１４へと直接的に伝わってしまうが、上記したように導電性部材１１と１４とを分離することにより、伝熱の影響を抑えることが可能となる。上記の例では、導電性部材１１の端部（図の下端部）が導電性部材１４の凹部１４ａに受け入れられた状態で近接して配置されており、両部材の間に封止部１０の管材料（本例では、石英ガラスとされ、熱伝導率が低い。）が介在されている。電磁波については両部材が物理的に繋がっていなくても支障なく導電性部材１４から導電性部材１１へと伝播するが、両部材同士は熱的にほぼ絶縁された状態とされ、伝熱の影響を遮断している。
【００５３】
このような内部導体に関する断熱構造によって熱伝導による損失が低減される結果、効率を向上させることができる。
【００５４】
尚、導電性部材１１を含む封止部１０と、導電性部材１４との結合方法については、挿合や係合による方法に限らず、その一方に螺溝を形成し、他方のネジ部を形成して両者を締結させる方法等が挙げられ、あるいは、接着等により取り外し不能な状態で固定しても構わない。
【００５５】
さらに発光効率を高めるには、図４乃至図６に示すように、放電管の管壁において、内部導体の先端部に対向する位置に、別の導体を補助電極として付設することが有効である。
【００５６】
図４は、図２に示す構成において、放電管３Ｃの端部、つまり、導電性部材１１の先端部１１ａに対峙する位置に導体２１を設けた例を示している。
【００５７】
放電灯１９において、その放電管上部の管壁２０から放電空間１２内に突出された導体２１の一部が露出された状態とされ、該導体２１が導電性部材１１の中心軸と同軸上に位置されている。
【００５８】
尚、図中に示す寸法「Ｄ」は、導体２１の上端位置と、外部導体１５との間の距離を示している。
【００５９】
図５は、図３に示す構成において、放電管３Ｄの端部、つまり、導電性部材１１の先端部１１ａに対峙する位置に導体２４を設けた例を示している。
【００６０】
本例に示す放電灯２２でも放電管上部の管壁２３から放電空間１２内に突出された導体２４の一部が露出された状態とされ、該導体２４が導電性部材１１の中心軸と同軸上に位置されている。
【００６１】
図６は、図３に示す構成において、放電管３Ｅの端部、つまり、導電性部材１１の先端部１１ａに対峙する位置に導体２７を設けた例を示している。
【００６２】
本例に示す放電灯２５では、放電管上部の管壁２６から放電空間１２内に突出された導体２７が管壁２６の一部２６ａに埋設された状態とされ、該導体２７が導電性部材１１の中心軸と同軸上に位置されている。つまり、導体２７が管材料で完全に被覆されることにより保護され、封入物質との反応による影響を受けないという利点が得られる。
【００６３】
図４乃至図６に示す構成において、放電空間１２内に突出された導体（２１、２４、２７）を始動用電極として利用すれば、放電管内に強い電界を印加できるために、放電管を容易に始動させることができる。つまり、始動時にテスラーコイル等を外部から放電管に当てる必要がなくなる。尚、本発明の適用においては、上記した構成例に限らず、例えば、内部導体を放電管内に貫通させた構成等、各種形態での実施が可能である。
【００６４】
次に、石英ガラスを用いる場合の上記（ＩＩ）の構成例について、図７及び図８を用いて説明する。
【００６５】
図７は、無電極放電灯において、導波管を構成する内部導体の先端部が放電管３Ｆの管壁に近接した位置まで突出された構成を例示したものである。
【００６６】
放電灯２８では、放電管３Ｆの管壁２９の一部分２９ａが放電空間１２側に突出されることで、導波管４Ｂの側から見た場合に当該部分が窪んでいる。そして、その周囲に形成された筒状の突部（あるいは脚部）２９ｂが導波管４Ｂ側に突出されている。
【００６７】
導波管４Ｂは、内部導体３０と外部導体３１を有しており、両者の間には石英ガラス等の誘電体３２が介在されている。
【００６８】
内部導体３０には、金属棒や金属パイプ、あるいは石英ガラス等の表面に導電性膜を形成した部材等が用いられる。本例では、バルク材が用いられており、その先端寄りの部分３０ａが、その他の部分３０ｂよりも小径とされ、上記部分２９ａ及び突部２９ｂ、誘電体３２により囲まれて形成される空間内に位置している。つまり、本構成では、内部導体３０の先端寄りの部分３０ａが放電空間１２側に突出されてはいるが、該空間外に位置しており、当該部分３０ａと外部導体３１との間に突部２９ｂが介在されることで、沿面距離が十分に確保され、導体３０と３１との間の異常放電防止の効果が得られる。
【００６９】
外部導体３１は、金属材料又は石英ガラスの外周面に導電性膜を形成した部材等が使用される。本例では、バルク材を用いて円筒状に形成された外部導体３１の端部３１ａが内側に向けて屈曲されており、図中に寸法「ｄ」で示すように、端部３１ａに対して内部導体３０の先端部が放電管３Ｆ側に突出されていて、放電空間１２に近接している。
【００７０】
尚、図８に示す放電灯３３のように、内部導体３０の先端部に対向する管壁位置に導体３４を補助電極として設け、該導体３４が放電管３Ｇの管壁２９の一部２９ｃに埋設された状態で放電空間１２内に位置されるように構成すれば、発光効率をさらに高めることができる。あるいは、図示は省略するが、図４や図５に示した例と同様に、導体３４の一端部が露出された状態で該導体を放電空間１２内に位置させた構成でも構わない。
【００７１】
次に、放電管に透明セラミック材料を用いた構成例について、図９乃至図１１に従って説明する。
【００７２】
放電管をセラミック材料で形成する場合には、放電管と一体に形成される封止用延長部（あるいは封止用脚部）の端部を低融点ガラスで封止する方法が採られる。
【００７３】
図９は、上記構成（Ｉ）の放電灯について構成の一例を示しており、放電空間に内部導体が突出されている。
【００７４】
放電灯３５は、放電管３Ｈが導波管４Ｃに対して固定された構造をもち、導波管４Ｃは同軸ケーブル等を経て図示しない電源部に接続される。
【００７５】
放電管３Ｈは、その外径が導波管４Ｃの外径と同程度とされる円筒管３６及び封止部３７を有する。
【００７６】
封止部３７は、円筒管３６よりも小径の封止用延長部３８内に、導電性部材３９（棒状導体）を挿入した状態で、封止用延長部３８の端部のうち先細りとされる端部（図の下端部）を低融点ガラス４０で封止することにより形成される。尚、円筒管３６内の放電空間４１には、所定の物質が封入されているが、導電性部材３９のうち、低融点ガラス４０で封止された端部とは反対側の端部３９ａ（先端寄りの部分）が放電空間４１内に位置している。
【００７７】
導電性部材４２は、上記導電性部材３９とともに内部導体４３を構成しており、本例では金属等のバルク材が使用されてその一端部に凹部４２ａが形成されている。この凹部４２ａには、封止用延長部３８の端部（低融点ガラス４０で封止された部分）が受け入れられ、この状態で導電性部材３９の一端部と導電性部材４２の端部が近接している。つまり、内部導体４３は、第一の導電性部材３９と第二の導電性部材４２を有しており、両部材が分離され、かつ両者の間に封止用延長部３８の一部が介在されることで熱的にほぼ絶縁されている。そして、両部材が部分的に近接して配置されることで導電性部材４２から導電性部材３９への電磁波の伝播に支障を来たさない構成となっている。
【００７８】
導波管４Ｃを構成する外部導体４４は、セラミック又は石英ガラス製の管状部材４５（外管）の外周面に被覆されている。つまり、管状部材４５の空洞内には、導電性部材４２や封止用延長部３８が位置されており、管状部材４５の外表面に被覆された外部導体４４が該部材４５の先端部及びその端面の周縁部にまで及んでいる。
【００７９】
管状部材４５の端部には凹部４５ａが形成されており、放電管３Ｈに形成された環状の突部４６が、凹部４５ａに受け入れられた状態で放電管３Ｈが導波管４Ｃの端部に支持される。
【００８０】
図中に示す寸法「ｄ」は、導電性部材３９の先端部と、外部導体４４の端部との間の距離を示しており、導電性部材３９と外部導体４４との間に、突部４６（誘電体）を介在させることで沿面距離を十分に確保し、導体間の異常放電防止の効果を得ることができる。
【００８１】
図１０は、上記構成（ＩＩ）の放電灯について構成の一例を示しており、内部導体が放電管の内部空間に近接した位置まで突出されるとともに、内部導体の先端部と外部導体との間には、放電管と一体に形成された突部が介在されている。
【００８２】
本例に示す放電灯（無電極放電灯）４７が、図９に示す放電灯３５と構成上相違する点は下記の通りである。
【００８３】
・導電性部材３９の代わりに、セラミック製の棒状部材４８が用いられていること
・封止用延長部３８の外周面に導電性被覆が施されることで内部導体４９が形成されており、該導体の先端部が放電空間４１の近くまで突出していること
・内部導体を構成する別の導電性部材５０がバルク材ではなく、セラミックや石英ガラスを基材としてその外周面に導電性被覆が施された部材であること。
【００８４】
・外部導体５１が被覆された管状部材５２の端部には段差５２ａが形成されており、放電管３Ｉに形成された突部４６が該段差５２ａに当接した状態で放電管３Ｉが導波管４Ｄの端部に支持されていること。
【００８５】
本例では、円筒状をした封止用延長部３８の外周面に被覆された導体４９（導電性被膜）が内部導体を構成しており、該導体４９は封止用延長部３８の端部寄りの部分（小径部）に及んでいる。そして、当該部分は、内部導体を構成する別の導電性部材５０の端部に形成された凹部５０ａに挿合されている。
【００８６】
導電性部材５０の外周面には、導体５０ｂ（導電性被膜）が形成されており、その端部寄りの導体部分が、封止用延長部３８の外周面に被覆された導体４９の一部に近接して配置されている。即ち、内部導体は、分離された複数の導体を用いて構成されることで、熱的に絶縁されるとともに、それらの端部同士が近接して配置されることで電磁波の伝播に支障を来たさないように構成されている。
【００８７】
尚、封止用延長部３８内にはセラミック製の棒状部材４８が挿入されており、その端部（図の下端部）が低融点ガラス４０で封止される。放電管３Ｉ内には所定の物質が封入されるが、棒状部材４８のうち、低融点ガラス４０で封止された端部とは反対側の端部４８ａが放電空間４１内に入り込まない位置に規定されており、棒状部材４８と封止用延長部３８との間に形成される隙間（クリアランス）を狭めることで、消灯時に封入物質の進入を拒んで該物質が溜まらないように防止する機能をもたせている。
【００８８】
導体４９は封止用延長部３８の付け根部分にまで達しており、その近傍には円環状の突部４６（あるいはリブ）が一体に形成されている。
【００８９】
外部導体５１が被覆された管状部材５２の端部には段差５２ａが形成されており、この段差５２ａに上記突部４６が当接された状態において、図中の寸法「ｄ」に示すように、内部導体の先端部（導体４９の端部）が外部導体５１の端部よりも放電空間４１側に突出された状態で電磁波が放電空間４１内に導入される。
【００９０】
導体４９と導体５１との間に、放電管３Ｉと同じ材質（誘電体）の突部４６を介在させ、沿面距離を十分に確保することで導体間の異常放電防止の効果を得ることができる。
【００９１】
本例では、内部導体を構成する導体４９及び導体５０ｂがいずれも導電性被膜として形成されており、熱容量を小さくすることが効率の向上に寄与している。
【００９２】
尚、上記した例では、封止用延長部３８の端部を、内部導体の構成部材に挿合又は係合させる方法を採っているが、本発明の適用においては、封止用延長部を内部導体の基材（誘電体）にガラスや接着剤で接着するか、あるいは、封止用延長部にネジ等の締結部を形成して内部導体又はその基材に取り付ける方法等、各種形態での実施が可能である。あるいは、放電管の突部４６のネジ部を形成し、管状部材５２の端部にネジ部に対応した螺溝を形成することによって、螺合により締結する方法や、コネクタや口金等の仲介部材又は係合部材を用いて固定する形態等を採用しても構わない（放電管の交換や保守性等を考慮した場合には、放電管の取り付けや取り外しの作業が容易な取付形態が好ましい。）。
【００９３】
また、セラミック材料を用いた放電管においても、その管壁のうち、内部導体の先端部に対向する位置に別の導体を補助電極として付設した構成が可能である。
【００９４】
例えば、図１１に示す放電灯５３のように、図９に示した構成例において、導体５４を管壁に設けて該導体の端部が放電空間４１内の導電性部材３９の端部３９ａと対峙するようにすれば良く、これにより、発光効率をさらに高めることができる。
【００９５】
以上に説明した構成によれば、下記に示す利点が得られる。
【００９６】
・発光効率の向上（例えば、１１０ｌｍ／Ｗ以上）を実現できること
・内部導体を放電管の内部に突出させて、中心導体としての該内部導体を放電空間まで延長することにより効率の向上に寄与すること及び放電アークと管壁との距離が保たれることでアーク位置が固定化され、従来問題視されていた効率低下や短寿命化等を伴わないこと（図２乃至図６、図９、図１１参照）
・内部導体を放電管と一体化し、かつ内部導体の先端部を放電管内に突出させた構成を採用することにより、電磁波を放電管内に直接的に導入できるようになり、放電管底面でのジュール損失（熱損失）を低減できること（図２乃至図６、図９、図１１参照）
・内部導体の端部を放電管の管壁まで近接させた構成を採用することにより、導体材料と放電管内の封入物質との反応を回避することができ、また、内部導体を放電空間に対して近づけることにより電磁波を放電管内に効率的に導入できること（図７、図８、図１０参照）
・放電管内の内部導体を管壁と同じ材料で被覆する構成を採用すれば、導体材料と放電管内の封入物質との反応を回避することができ、しかも、内部導体を放電空間に対して極力近づけることにより電磁波を放電管内に効率的に導入できること（図３、図５、図６参照）
・内部導体を複数の導電性部材により構成し、導波管端部に位置する導電性部材の外径を細くするとともに、他の導電性部材に対して断熱することにより、熱伝導損失が低減されること（図２乃至図６、図９、図１１参照）
・外部導体と放電管とが接触しない構成の採用により、放電管から外部導体への熱伝導による損失を低減できること（図２乃至図６参照）
・放電管に補助電極を付設した構成（図４乃至図６、図８、図１１参照）により、効率がさらに高められること（電磁波とプラズマとの結合が良好となるものと推定される。但し、補助電極による遮光の影響を考慮する必要がある。）
・放電管に付設された補助電極を始動用電極として用いることによって（図４乃至図６、図８、図１１参照）、放電管に強電界を印加でき、テスラーコイル等を用いることなく、放電灯の始動を容易に行えるようになること
・導波管端部への放電管の固定や取り付けが容易になり、また放電管に一体形成された突部（図７、図８、図９乃至図１１参照）を利用して位置決めを行えること及びこの突部を外部導体と内部導体との間に位置させることにより、導体間の異常放電を防止できること
・封止部や封止用延長部を導波管内に配置することによって、導波管の端部とは反対側の放電管端面に封止部を設けない構成が可能となり、光の取り出し効率が良いこと（図２乃至図１１参照）。
【００９７】
尚、本発明は、放電管の形状、アーク形成の位置や方向等の如何を問うことなく各種形態の放電灯に幅広く適用することができ、また、電磁波の周波数に関してマイクロ波帯に限らないことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】本発明に係る光源装置の基本構成例を示す説明図である。
【図２】石英ガラスを用いた放電灯の断面構成例を示す図である。
【図３】石英ガラスを用いた放電灯の断面構成の別例を示す図である。
【図４】図２の構成において、放電空間内で内部導体に対峙する位置に導体を付設した例を示す図である。
【図５】図３の構成において、放電空間内で内部導体に対峙する位置に導体を付設した例を示す図である。
【図６】図３の構成において、放電空間内で内部導体に対峙する位置に導体を付設した別例を示す図である。
【図７】石英ガラスを用いた放電灯の断面構成について、さらに別例を示す図である。
【図８】図７の構成において、放電空間内で内部導体に対峙する位置に導体を付設した例を示す図である。
【図９】セラミック材料を用いた放電灯の断面構成例を示す図である。
【図１０】セラミック材料を用いた放電灯の断面構成の別例を示す図である。
【図１１】図９の構成において、放電空間内で内部導体に対峙する位置に導体を付設した例を示す図である。
【符号の説明】
【００９９】
１…光源装置、２…電源部、３、３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ、３Ｅ、３Ｆ、３Ｇ、３Ｈ、３Ｉ…放電管、４、４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄ…導波管、４ａ…外部導体、４ｂ…内部導体、５…先端部、８…放電灯、１１…導電性部材、１２…放電空間、１３…内部導体、１４…導電性部材、１５…外部導体、１７…放電灯、１８…管壁、１９…放電灯、２０…管壁、２１…導体、２２…放電灯、２３…管壁、２４…導体、２５…放電灯、２６…管壁、２７…導体、２８…放電灯、２９…管壁、２９ｂ…突部、３０…内部導体、３１…外部導体、３３…放電灯、３４…導体、３５…放電灯、３９…導電性部材、４１…放電空間、４２…導電性部材、４３…内部導体、４４…外部導体、４６…突部、４７…放電灯、４９、５０ｂ…内部導体、５１…外部導体、５３…放電灯、５４…導体
【図１】
0004761244.tif 000002
【図２】
0004761244.tif 000003
【図３】
0004761244.tif 000004
【図４】
0004761244.tif 000005
【図５】
0004761244.tif 000006
【図６】
0004761244.tif 000007
【図７】
0004761244.tif 000008
【図８】
0004761244.tif 000009
【図９】
0004761244.tif 000010
【図１０】
0004761244.tif 000011
【図１１】
0004761244.tif 000012