(57)【要約】【課題】  無電極電球から放射される光を反射させる反射鏡笠を大きくするだけでなく、該反射鏡笠の形状を多様に形成することができ、又無電極電球の充填ガスを励起させる電磁波のインピーダンスマッチング及び共振周波数の調節を可能にする無電極照明機器の共振器を提供する。【解決手段】  無電極照明機器は、電磁波発生手段10と、電磁波発生手段10から発生する電磁波を共振させる共振器100と、電磁波発生手段10から発生する電磁波を共振器の内部に誘導する電磁波フィーダ30と、共振された電磁波エネルギーによりプラズマ光を発生する無電極電球40と、無電極電球40から発生する光を反射させる反射鏡笠200とを有し、共振器100は、所定形状に形成された本体部120と、本体部120の一方側が開放されて開放側に行く程断面が漸次拡大される多段型共振空間部110とを有する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁波発生手段と、前記電磁波発生手段から発生する電磁波を共振させる共振器と、前記電磁波発生手段から発生する電磁波を前記共振器の内部に誘導する電磁波フィーダと、前記共振器の内部に装着されて前記共振された電磁波エネルギーによりプラズマ光を発生する無電極電球と、前記無電極電球から発生する光を反射させる反射鏡笠と、を有する無電極照明機器であって、
前記共振器は、所定形状に形成された本体部と、前記本体部の一方側壁面が開放されて前記開放側に行く程断面が漸次拡大される多段型共振空間部と、を有することを特徴とする無電極照明機器。
【請求項２】
前記多段型共振空間部は、所定形状の断面及び長さを有する後方側共振空間と、前記後方側共振空間より大きい断面及び所定長さを有する前方側共振空間と、前記後方側共振空間と前記前方側共振空間とに連結された連結空間と、を有する請求項１に記載の無電極照明機器。
【請求項３】
前記後方側共振空間及び前記前方側共振空間は、断面円状に形成される請求項２に記載の無電極照明機器。
【請求項４】
前記後方側共振空間は断面円状に形成され、前記前方側共振空間は断面矩形状に形成される請求項２に記載の無電極照明機器。
【請求項５】
前記後方側共振空間の断面の大きさと、前記多段型共振空間部に位置する電磁波フィーダの断面大きさとの比は、10：1以下である請求項２に記載の無電極照明機器。
【請求項６】
前記連結空間の長さは、共振周波数の一波長の1/4以上である請求項２に記載の無電極照明機器。
【請求項７】
前記後方側共振空間は前記連結空間より長く、前記連結空間は前記前方側共振空間より長く形成される請求項２に記載の無電極照明機器。
【請求項８】
前記多段型共振空間部の底面上には、所定高さを有するスタブが突出される請求項２に記載の無電極照明機器。
【請求項９】
前記スタブは、後方側共振空間の底面上に形成される請求項８に記載の無電極照明機器。
【請求項１０】
前記スタブは、横断面円状に形成される請求項８に記載の無電極照明機器。
【請求項１１】
前記スタブの直径は20mm以下で、高さは15mm以下である請求項１０に記載の無電極照明機器。
【請求項１２】
前記スタブは、断面矩形状に形成される請求項８に記載の無電極照明機器。
【請求項１３】
前記スタブの横及び縦の長さは20mm以下で、高さは15mm以下である請求項１２に記載の無電極照明機器。
【請求項１４】
前記連結空間の長さは、前記反射鏡笠の曲面部の長さに相応する請求項２に記載の無電極照明機器。
【請求項１５】
前記反射鏡笠の枠部は、前記前方側共振空間の形状と相応するように形成される請求項２に記載の無電極照明機器。
【請求項１６】
所定形状に形成された本体部と、前記本体部の上方側に切削形成されて電磁波発生手段のアンテナが挿合される伝達空間部と、前記本体部の一方側壁が開放されて前記開放側から本体部の他方側壁に行く程漸次縮小するように切削形成され且つ前記アンテナから放射された電磁波が電磁波フィーダにより伝達されて電磁波の共振を発生する多段型共振空間部と、前記多段型共振空間部の底面上に所定高さを有して形成されたスタブと、を有することを特徴とする無電極照明機器の共振器。
【請求項１７】
前記多段型共振空間部は、所定形状の断面及び長さを有する後方側共振空間と、前記後方側共振空間より大きい断面及び所定長さを有する前方側共振空間と、前記後方側共振空間と前記前方側共振空間とに連結された連結空間と、を有する請求項１６に記載の無電極照明機器の共振器。
【請求項１８】
前記スタブは、前記多段型共振空間部の断面が最小な位置に形成される請求項１６に記載の無電極照明機器の共振器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無電極照明機器に係るもので、詳しくは、無電極電球から放射される光を反射させる反射鏡笠を大きくするだけでなく、反射鏡笠の形態を多様にし、且つ、無電極電球の充填ガスを励起させる電磁波のインピーダンスマッチング及び共振周波数の調節を可能にする無電極照明機器の共振器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、無電極照明機器は、無電極電球に充填されたガスを励起させてプラズマ状態に変換させ、該プラズマにより発生する光によって周辺を照明するものである。このとき、プラズマにより発生する光は自然光であって、一般に使用される白熱灯や蛍光灯に比べて照明効果が優秀で、且つ、電球が長寿命である特徴がある。
【０００３】
図7は一般の無電極照明機器の構成を示した断面図で、図8は図7のA-B線縦断面図で、図示されたように、前記無電極照明機器は、電磁波エネルギーを発生する電磁波発生手段10と、該電磁波発生手段10の下方に形成されて、該電磁波発生手段10から発生する電磁波を共振させる共振空間21が切削形成された共振器20と、該共振器20の前記共振空間21の内部に装着されて、前記電磁波発生手段10から発生する電磁波を前記共振空間21に誘導する電磁波フィーダ30と、該電磁波フィーダ30に連結されることで、共振された電磁波エネルギーによりプラズマ光を発生する無電極電球40と、該無電極電球40の周囲に覆蓋されることで、該無電極電球40から発生する光を前方に反射する反射鏡笠50と、該反射鏡笠50の前面に装着されて、電磁波の漏洩を遮断すると共に、無電極電球40を保護する透明なカバー60と、を含んで構成されている。
【０００４】
又、前記共振器20は、所定形状に形成された本体部22と、該本体部22の一方側が開放されるように、所定内径及び深さを有して円筒状に切削形成された共振空間21と、前記共振空間21に連結して垂直方向に切削形成されることで、前記電磁波発生手段のアンテナ11が挿合される伝達空間23と、から構成され、前記共振空間21の内周面は誘電体物質によりコーティングされ、前記共振空間21の開放側には前記カバー60により覆蓋される結合部24が形成されるが、該結合部24は、前記カバー60と同様な深さ及び面積を有して形成される。
【０００５】
又、前記電磁波フィーダ30は、前記アンテナ11に連結されて前記伝達空間23の内部に挿合された第1導体棒31と、該第1導体棒31の後方端に先方端が連結されて、後方端が前記共振空間21の中間を通して本体部22の内側壁面に係止された第2導体棒32と、から構成される。
【０００６】
又、前記共振空間21と伝達空間23との境界領域には、電磁波を集中させる導体リング70が結合される。
【０００７】
又、前記無電極電球40は、充填物質が充填されるバルブ部41と、該バルブ部41の外側壁面に所定長さを有して延長形成されたステム部42と、から形成されることで、該ステム部42は、前記電磁波フィーダ30の第2導体棒32と直線状で連結されている。
【０００８】
又、前記反射鏡笠50は、内面に反射面が形成されるように前方に湾曲拡大された曲面部51と、該曲面部51から継続して前方に延長されて前記カバー60に係合された固定部52と、前記曲面部51の後方側に形成されて、前記無電極電球のステム部42が挿合される挿合部53と、から構成される。且つ、前記反射鏡笠50の前面は、前記共振空間21の開放側に位置されて、前記無電極電球のバルブ部41が前記カバー60により覆われるようになっている。
【０００９】
以下、このように構成された無電極照明機器の動作について説明する。
【００１０】
まず、前記電磁波発生手段10から電磁波が発生されて、アンテナ11を通して発振されると、その電磁波は電磁波フィーダ30を通して共振器の共振空間21に伝達される。次いで、前記共振空間21で電磁波が共振されると、前記無電極電球40に強い電界が形成されることで、無電極電球40に充填された充填物質が励起されてプラズマを発生するようになる。
【００１１】
次いで、前記無電極電球40から発生するプラズマにより放出される光が反射鏡笠50により反射されて、前方を照明するようになる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
然るに、このような一般の無電極照明機器においては、前記無電極電球40に充填された充填物質が励起されて迅速にプラズマを発生するか、又は、該プラズマによる光効率を向上するために、電磁波発生手段10から発振された電磁波を共振させる共振器20が非常に重要であるため、前記共振器20から共振された強い電界を無電極電球40側に形成するように設計すべきであるが、もし、共振された強い電界が無電極電球40側に形成されないときは、無電極電球40の点灯及び再点灯に長い時間がかかるため、光を発生する光発生効率が低下するという不都合な点があった。
【００１３】
又、設置場所及び使用用途によって多様に出力を発生すべきであるため、それに応じて、無電極電球40から発生する光を反射させる反射鏡笠50の大きさや形状を多様に変形すべきであるが、前記無電極照明機器は、前記反射鏡笠50が所定内径を有する共振器の狭い共振空間21に挿合されるため、前記反射鏡笠50の形状大きさに制限が加えられ、多様な形態に変形することが困難である。且つ、反射鏡笠50の大きさや形状を変更する場合、共振空間21によりインピーダンスマッチング及び共振周波数の調節が困難であるという不都合な点があった。
【００１４】
又、前記円筒状の共振空間21に反射鏡笠50が挿合されるため、該反射鏡笠50の大きさが限定され、無電極電球40から放射される光が平行に反射される平行光の量が減少することで、照明領域が狭くなって照明効率が低下されるという不都合な点があった。
【００１５】
本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたもので、無電極電球から放射される光を反射させる反射鏡笠を大きくするだけでなく、該反射鏡笠の形状を多様に変化し得る無電極照明機器の共振器を提供することを目的とする。
【００１６】
又、無電極電球の充填ガスを励起させる電磁波のインピーダンスマッチング及び共振周波数の調節を可能にする無電極照明機器の共振器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
このような目的を達成するため、本発明に係る無電極照明機器は、電磁波発生手段と、電磁波発生手段から発生する電磁波を共振させる共振器と、電磁波発生手段から発生する電磁波を前記共振器の内部に誘導する電磁波フィーダと、共振器の内部に装着されて共振された電磁波エネルギーによりプラズマ光を発生する無電極電球と、無電極電球から発生する光を反射させる反射鏡笠とを有し、共振器は、所定形状に形成された本体部と、本体部に一方側壁面が開放されて開放側に行く程断面が漸次拡大されるように切削形成された多段型共振空間部と、を有することを特徴とする。
【００１８】
又、本発明に係る無電極照明機器の共振器は、所定形状に形成された本体部と、本体部の上方側に切削形成されて、電磁波発生手段のアンテナが挿合される伝達空間部と、本体部の一方側壁が開放されて開放側から本体部の他方側壁に行く程漸次縮小されるように切削形成され且つアンテナから放射された電磁波が電磁波フィーダにより伝達されて電磁波の共振を発生する多段型共振空間部と、多段型共振空間部の底面上に所定高さを有して形成されたスタブと、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る無電極照明機器は、無電極電球40から放射される光を反射させる反射鏡笠200が大きくなるだけでなく、反射鏡笠200の形態を多様に形成することで、反射される平行光の量を増加させて照明性能を向上し、よって、製品の活用範囲を拡大し得るという効果がある。
【００２０】
又、無電極電球40の充填ガスを励起させる電磁波のインピーダンスマッチング及び共振周波数の調節が可能になることで、無電極電球40に一層強い磁界を形成して、光効率を向上し得るという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明に係る実施形態について、図面に基づいて説明する。
【００２２】
図1は本発明に係る無電極照明機器の共振器の一実施形態が具備された無電極照明機器を示した断面図で、図中、従来例と同様な部分に対しては、同様な符号を付した。
【００２３】
図示されたように、前記無電極照明機器は、電磁波エネルギーを発生する電磁波発生手段10と、該電磁波発生手段10の下方に形成されて、該電磁波発生手段10から発生する電磁波を共振させる多段型共振空間部110が切削形成された共振器100と、該共振器100の多段型共振空間部110の内部水平方向に装着されて、前記電磁波発生手段10から発生する電磁波を前記多段型共振空間部110に誘導する電磁波フィーダ30と、該電磁波フィーダ30と連結されることで、共振された電磁波エネルギーによりプラズマ光を発生する無電極電球40と、該無電極電球40の周囲に覆蓋されることで、該無電極電球40から発生する光を前方に反射する反射鏡笠200と、該反射鏡笠200の前面に覆蓋されて、電磁波の漏洩を遮断すると共に、無電極電球40を保護する透明なカバー300と、を含んで構成されている。
【００２４】
又、前記共振器100は、所定形状に形成された本体部120と、該本体部120の一方側が開放されるように、該開放側に行く程漸次拡大形成された多段型共振空間部110と、該多段型共振空間部110に連続して垂直方向に切削形成された伝達空間部130と、前記多段型共振空間部110の内側底面上に所定高さを有して形成されたスタブ140と、から構成される。
【００２５】
又、前記多段型共振空間部110は、所定断面及び長さを有して形成された後方側共振空間111と、該後方側共振空間111より大きく前方向に拡大形成された前方側共振空間112と、それら後方側共振空間111と前方側共振空間112との間に傾斜して連結された連結空間113と、から構成される。
【００２６】
又、前記後方側共振空間111は断面円状に形成され、前記前方側共振空間112は、図2に示したように、断面矩形状に形成される。且つ、図3に示したように、前記後方側共振空間111の円状断面の径(O.D)と、前記多段型共振空間部110の内部水平方向に装着された電磁波フィーダ30の円状断面の径(I.D)との比は、前記後方側共振空間111の径(O.D)が100mmの場合、前記電磁波フィーダ30の断面の径(I.D)は10mm以下になるように形成される。
【００２７】
又、前記後方側共振空間111は前記連結空間113より長く、該連結空間113は前記前方側共振空間112より長く形成され、このとき、前記連結空間113の長さは、共振周波数の一波長の1/4以上に形成される。
【００２８】
前記多段型共振空間部110の内周壁面には、誘電体膜がコーティングされる。
【００２９】
このとき、前記伝達空間部130は、前記多段型共振空間部110の前記後方側共振空間111と連通形成され、入口側を除いた部分は所定径の円状に形成される。
【００３０】
又、前記電磁波発生手段10は、アンテナ11が前記共振器の伝達空間部130に位置するように前記共振器100に結合される。
【００３１】
一方、前記多段型共振空間部110の変形例として、図4に示したように、前記前方側共振空間112の断面を円状に形成することもできるし、その他、多様に変形することができる。
【００３２】
又、前記多段型共振空間部110の前記後方側共振空間111の底面上に形成されるスタブ140を、前記伝達空間部130に対向するように形成することが好ましく、前記スタブ140は、図5に示したように、断面円状の円筒状に形成し、その直径は20mm以下で、高さは15mm以下であることが好ましい。
【００３３】
又、前記スタブ140の変形例として、図6に示したように、断面矩形状の六面体状に形成することもできるし、横及び縦はそれぞれ20mm以下で、高さは15mm以下であることが好ましく、その他、多様に変形することができる。
【００３４】
又、前記電磁波フィーダ30は、図1に示したように、前記アンテナ11に連結されて前記伝達空間部130に挿合される第1導体棒31と、該第1導体棒31に連結されて前記多段型共振空間部110の一方側壁面に装着された第2導体棒32と、から構成され、前記第2導体棒32は、前記多段型共振空間部110の中心線上に位置される。又、前述したように、前記第2導体棒32の径は、前記後方側共振空間111の内径の1/10以下である。
【００３５】
又、前記伝達空間部130には電磁波を集中させる導体リング70が係合され、該導体リング70は、多段型共振空間部110と伝達空間部130との境界領域に位置される。又、前記導体リング70は、所定厚さ及び長さを有して形成され、その外径は前記伝達空間部130の内径に相応する。
【００３６】
又、前記無電極電球40は、内部に充填ガスが充填されるバルブ部41と、該バルブ部41の外側壁面に所定長さ及び径を有して延長形成されたステム部42と、から形成され、該ステム部42は、前記電磁波フィーダ30の第2導体棒32と同一線上で該第2導体棒32に連結される。
【００３７】
又、前記反射鏡笠200は、半球面状に形成された曲面部210と、該曲面部210の前方に所定長さ延長形成された固定部220と、前記曲面部210の後方側に形成されて、前記無電極電球のステム部42が挿合される挿合部230と、から構成される。このとき、前記曲面部210の長さは、前記多段型共振空間部110の連結空間の長さに相応して形成される。又、前記固定部220の側壁面は、前記多段型共振空間部110の前方側共振空間112の形状に相応して形成される。即ち、前記前方側共振空間112の形状が円状であると、前記固定部220の側壁面も円状に形成し、前記前方側共振空間112の形状が矩形状であると、前記固定部220の正面側形状も矩形状に形成する。
【００３８】
又、前記反射鏡笠200は、前記多段型共振空間部110の開放側に挿合されるが、このとき、前記反射鏡笠200の曲面部210は連結空間113に位置され、前記固定部220は前記前方側共振空間112に位置される。又、前記無電極電球40のステム部42は前記挿合部230に挿合され、バルブ部41は曲面部210の内側に位置される。
【００３９】
前記カバー300は、前記反射鏡笠200の固定部220の入口側に覆蓋される。
【００４０】
以下、本発明に係る共振器が具備された無電極照明機器の動作について説明する。
【００４１】
まず、前記電磁波発生手段10から電磁波が発生されて、アンテナ11を通して発振されると、その電磁波は電磁波フィーダ30を通して共振器の多段型共振空間部110に伝達される。次いで、該多段型共振空間部110で電磁波が共振されながら前記無電極電球40に強い電界を形成することで、無電極電球40に充填された充填ガスが励起されてプラズマを発生するようになる。このとき、前記共振器の多段型共振空間部110内のスタブ140により、該多段型共振空間部110に形成される電子系を調節することができる。
【００４２】
次いで、前記無電極電球40から発生するプラズマにより放出される光が反射鏡笠の曲面部210の反射面により反射されて、前方を照明するようになる。
【００４３】
本発明は、電磁波が共振される共振空間としての多段型共振空間部110の開放側を大きく拡大させることで、前記多段型共振空間部110の開放側に位置する反射鏡笠200が大きくなるだけでなく、形態が多様化されるため、前記反射鏡笠200により反射される平行光の量を増加し得る。又、前記多段型共振空間部110の前方側共振空間112が断面矩形状の場合、そのカバー300と一緒に、無電極電球40から放射される光を効果的に前方に反射させることで、電磁波の遮蔽性能が向上し得る。
【００４４】
又、前記多段型共振空間部110の断面の径と、該多段型共振空間部110に位置する電磁波フィーダ30の径とを調節し、且つ、前記多段型共振空間部110に形成されたスタブ140の形状及び位置を調節することで、インピーダンスマッチング及び共振周波数を調節することができる。
【００４５】
一方、前記多段型共振空間部110の開放側の断面形状を漸次大きく形成する構造に係る共振設計の難点は、前記スタブ140及び電磁波フィーダ30の形状や設置位置により容易に解決することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明に係る無電極照明機器の共振器の一実施形態が具備された無電極照明機器を示した縦断面図である。
【図２】本発明に係る無電極照明機器の共振器を構成する多段型共振空間部の一例を示す縦断面図である。
【図３】本発明に係る無電極照明機器の共振器を構成する多段型共振空間部の他の例を示す縦断面図である。
【図４】本発明に係る無電極照明機器の共振器を構成する多段型共振空間部の更に他の例を示す縦断面図である。
【図５】本発明に係る無電極照明機器の共振器を構成するスタブの一実施例を示した斜視図である。
【図６】本発明に係る無電極照明機器の共振器を構成するスタブの他の実施例を示した斜視図である。
【図７】一般の無電極照明機器の構造を示した断面図である。
【図８】図7のA-B線断面図である。
【符号の説明】
【００４７】
10…電磁波発生手段
11…アンテナ
30…電磁波フィルタ
40…無電極電球
100…共振器
110…多段型共振空間部
111…後方側共振空間
112…前方側共振空間
113…連結空間
120…本体部
130…伝達空間部
140…スタブ
200…反射鏡笠
210…曲面部
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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