(57)【要約】【課題】  バルブから後方側に発散される光の反射効率を向上させると共に、ミラーの原価が低減されるマイクロ波エネルギーを利用する照明機器を提供する。【解決手段】  マイクロ波エネルギーを利用する照明機器は、ケーシング１０の内部に配設されてマイクロ波エネルギーを発生するマグネトロン３０と、マイクロ波エネルギーを案内するウェーブガイド４０と、マイクロ波エネルギーが共振される共振領域が形成された共振器５０と、共振器５０の内部に配設され、マイクロ波エネルギーにより励起されながら発光する物質が充填されたバルブ６０と、バルブ６０の後方側に一体に固定され、バルブ６０から後方側に発散される光を前方側に反射させる後方ミラー７５と、を備える。【選択図】      図１
2005026206.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシングの内部に配設されてマイクロ波エネルギーを発生するマグネトロンと、
前記マイクロ波エネルギーを案内するウェーブガイドと、
前記マイクロ波エネルギーが共振される共振領域が形成される共振器と、
該共振器の内部に配設され、前記マイクロ波エネルギーにより励起されながら発光する物質が充填されたバルブと、
該バルブの後方側に一体に固定され、該バルブから後方側に発散される光を前方側に反射させる後方ミラーと、
を包含して構成されることを特徴とするマイクロ波エネルギーを利用する照明機器。
【請求項２】
前記バルブの後方側で前記ケーシングに固定され、その中央に前記バルブの後方側から延長形成されたバルブステムが回転自在に挿入される軸孔が穿孔形成され、前記バルブの後方側に発散される光を前方側に反射させる固定ミラーが更に包含される、請求項１に記載のマイクロ波エネルギーを利用する照明機器。
【請求項３】
前記後方ミラーは、曲面を有する半球状に形成される、請求項２に記載のマイクロ波エネルギーを利用する照明機器。
【請求項４】
前記バルブは、前記後方ミラーの曲面の焦点に位置される、請求項３に記載のマイクロ波エネルギーを利用する照明機器。
【請求項５】
前記固定ミラーは、曲面を有する半球状に形成される、請求項２乃至４の何れか一つに記載のマイクロ波エネルギーを利用する照明機器。
【請求項６】
前記バルブは、前記固定ミラーの曲面の焦点に位置される、請求項５に記載のマイクロ波エネルギーを利用する照明機器。
【請求項７】
前記固定ミラーの軸孔の直径は、前記後方ミラーの幅よりも小さく形成される、請求項２乃至４の何れか一つに記載のマイクロ波エネルギーを利用する照明機器。
【請求項８】
前記後方ミラーは、石英材質から形成される、請求項１乃至４の何れか一つに記載のマイクロ波エネルギーを利用する照明機器。
【請求項９】
前記固定ミラーは、セラミック材料から形成される、請求項２乃至４の何れか一つに記載のマイクロ波エネルギーを利用する照明機器。
【請求項１０】
前記固定ミラーは、Ａｌ2Ｏ3、Ｓｉ3Ｎ4またはＡｌＮの材質から形成される、請求項９に記載のマイクロ波エネルギーを利用する照明機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロ波エネルギーを利用する照明機器に関し、詳しくは、照明効率を向上し得るマイクロ波エネルギーを利用する照明機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、マイクロ波エネルギーを利用する照明機器は、マグネトロンから発生したマイクロ波エネルギーがウェーブガイド(wave guide)を通して共振器に伝達され、その伝達されたマイクロ波エネルギーにより上記共振器に連結された電球(bulb)の内部の充填物質が励起されながら可視光線または紫外線を放出させるものであって、白熱灯や蛍光灯に比べて寿命が長く、照明効率が優秀であるという特性を有している。
【０００３】
図３に示されるように、従来のマイクロ波エネルギーを利用する照明機器は、一方側にマイクロ波が通過する開口部１２及び開口部１２の周囲から外側に延長形成されたフランジ１４を有するケーシング１０と、ケーシング１０の内部に配設されて高電圧を発生する高電圧発生器２０と、高電圧発生器２０に隣接されて高電圧発生器２０から発生した高電圧によりマイクロ波エネルギーを発生するマグネトロン３０と、マグネトロン３０から発生したマイクロ波エネルギーをケーシング１０の開口部１２側に案内するウェーブガイド４０と、ウェーブガイド４０と連通されるようにケーシング１０のフランジ１４に固定され、その内部にマイクロ波エネルギーが共振される共振領域が形成された共振器５０と、共振器５０の内部に回転自在に装着され、その内部にマイクロ波エネルギーにより励起されながら発光する物質が充填されたバルブ６０と、ケーシング１０の前方外側面に固定され、バルブ６０から発光する光を前方側に反射させるリフレクタ８０と、ケーシング１０の内部後方側に配設され、高電圧発生器２０及びマグネトロン３０から発生する熱を放熱させるように外気が吸入される流路が形成されたファンハウジング１１０と、ファンハウジング１１０の内部に配設されて外気を吸入する冷却ファン１００と、冷却ファン１００を回転させるファンモータ１０１と、バルブ６０から発生する熱を冷却させるため、バルブ６０から延長形成されたバルブステム６２に回転軸９２を介して連結されることで、バルブ６０を回転させるバルブモータ９０と、フランジ１４に固定され、その中心にバルブステム６２が挿入される軸孔７２が穿孔形成され、バルブ６０から後方側に発散される光を前方側に反射させる円板状の後方ミラー７０と、を包含して構成されている。
【０００４】
このように構成された従来の照明機器の動作においては、外部電源が高電圧発生器２０に印加されると、高電圧発生器２０から高電圧が発生し、高電圧発生器２０から発生した高電圧により、マグネトロン３０からマイクロ波エネルギーが発生する。その後、マグネトロン３０から発生したマイクロ波エネルギーが、ウェーブガイド４０を通して共振器５０に伝達されて、共振器５０の内部に配設されたバルブ６０の内部に充填された発光物質を励起することで、バルブ６０の内部の発光物質が発光するようになり、このように発光された光の中で、バルブ６０の周囲に発散される光は、リフレクタ８０により前方側に反射され、バルブ６０の後方側に発散される光は、後方ミラー７０により前方側に反射される。
【０００５】
これと同時に、ファンモータ１０１の駆動により冷却ファン１００が回転されることで、外気がファンハウジング１１０の内部の流路を通してケーシング１０の内部に流入され、よって、高電圧発生器２０、マグネトロン３０及びその他内部構成部品が冷却されるようになる。且つ、バルブモータ９０の駆動により、バルブ６０が回転しながら冷却される。
【０００６】
このような従来のマイクロ波エネルギーを利用する照明機器において、照明の性能に影響を及ぼす重要な原因となる要素の内の一つは、バルブ６０から発散される光の効率的反射作用である。よって、バルブ６０の周囲にリフレクタ８０を設置し、バルブ６０の後方側に後方ミラー７０を設置することで、バルブ６０の周囲及び後方側に発散される光を円滑に反射させている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
然るに、このような従来のマイクロ波エネルギーを利用する照明機器においては、後方ミラー７０が、その構造上、平坦な円板状に形成されるため、バルブ６０の後方側に発散される光を円滑に反射し得ないという不都合な点があった。
【０００８】
また、後方ミラー７０の中心には、バルブステム６２が回転自在に挿入されるように軸孔７２が穿孔形成されているが、軸孔７２は、バルブ６０の後方側に発散される光を最大限反射させるためにバルブステム６２を回転可能な最小の直径に形成する必要がある。軸孔７２を最小に形成しても、この部分のため、バルブ６０から発散される光が完全に反射されずに軸孔７２を通過してミラー７０の後方側に伝達されるか、または軸孔７２により、散乱を起こす現象が発生するので、後方ミラー７０の光反射効率が低下するという不都合な点があった。
【０００９】
また、バルブ６０から発熱する熱がバルブステム６２に伝達されることで、その熱によりバルブステム６２に隣接された軸孔７２の周囲のコーティング層を剥離させる熱損傷が発生し、よって、後方ミラー７０の交替により材料費が上昇するという不都合な点があった。これを防止するために、後方ミラー７０を、石英(quartz)のような高価の耐熱材質により形成すると、原価が上昇するという不都合な点があった。
【００１０】
本発明は、このような従来の問題に鑑みてなされたもので、バルブから後方側に発散される光の反射効率を向上させると共に、ミラーの材料費を低減し得るマイクロ波エネルギーを利用する照明機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】
【００１１】
このような目的を達成するため、本発明に係るマイクロ波エネルギーを利用する照明機器は、ケーシングの内部に配設されてマイクロ波エネルギーを発生するマグネトロンと、前記マイクロ波エネルギーを案内するウェーブガイドと、前記マイクロ波エネルギーが共振される共振領域が形成された共振器と、該共振器の内部に配設され、前記マイクロ波エネルギーにより励起されながら発光する物質が内部に充填されたバルブと、該バルブの後方側に一体に固定され、該バルブから後方側に発散される光を前方側に反射させる後方ミラーと、を包含して構成されることを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
添付図面を参照して本発明の実施形態について以下に詳細に説明する。まず、本発明の第１実施形態について説明する。
【００１３】
図１に示されるように、本発明の第１実施形態に係るマイクロ波エネルギーを利用する照明機器は、一方側にマイクロ波が通過する開口部１２及び開口部１２の周囲から外側に延長形成されたフランジ１４を有するケーシング１０と、ケーシング１０の内部に配設されて高電圧を発生する高電圧発生器２０と、高電圧発生器２０に隣接されて高電圧発生器２０から発生した高電圧によりマイクロ波エネルギーを発生するマグネトロン３０と、マグネトロン３０から発生したマイクロ波エネルギーをケーシング１０の開口部１２側に案内するウェーブガイド４０と、ウェーブガイド４０と連通されるようにケーシング１０のフランジ１４に固定され、その内部にマイクロ波エネルギーが共振される共振領域が形成された共振器５０と、共振器５０の内部に回転自在に装着され、マイクロ波エネルギーにより励起されながら発光する物質が充填されたバルブ６０と、ケーシング１０の前方外側面に固定され、バルブ６０の周囲に発散される光を前方側に反射させるリフレクタ８０と、バルブ６０の後方側に一体に結合され、バルブ６０から後方側に発散される光を前方側に反射させる後方ミラー７５と、を包含して構成されている。
【００１４】
また、第１実施形態の照明機器には、ケーシング１０の内部後方側に配設され、高電圧発生器２０及びマグネトロン３０から発生する熱を放熱させるようにその内部に外気が吸入される流路が形成されたファンハウジング１１０と、ファンハウジング１１０の内部に配設されて外気を吸入する冷却ファン１００と、冷却ファン１００を回転させるファンモータ１０１と、バルブ６０から発生する熱を放熱させるため、バルブ６０を回転させるための駆動力を発生するバルブモータ９０と、が更に具備されている。
【００１５】
また、共振器５０は、一方側が閉塞された中空円筒状に形成されるが、このとき、マイクロ波の漏出を遮断し、バルブ６０から発散される光を通過し得るように網体から形成されている。
【００１６】
また、バルブ６０は、開口部１２の外側に位置づけられ、球状に形成されてその内部に充填空間を有するバルブ部６４と、バルブ部６４の一方側に所定長さの棒状に延長形成されたバルブステム６２と、から構成される。且つ、バルブステム６２は、ウェーブガイド４０を貫通してバルブモータ９０の回転軸９２に連結されることで、バルブモータ９０の駆動により回転軸９２が回転されると、回転軸９２の回転によりバルブ６０が回転されながら冷却される。
【００１７】
また、バルブ６０の充填空間には、動作中にマイクロ波エネルギーにより励起されながら発光を主導する金属としてのハロゲン化物と、硫黄(S)及びセレン(Se)のような物質と、発光初期にプラズマを形成するためのアルゴン(Ar)、キセノン(Xe)及びクリプトン(Kr)のような非活性ガスと、初期放電を助けて点灯を容易にし、または発生光のスペクトルを調節する添加物とが封入される。
【００１８】
また、前記後方ミラー７５は、バルブ６０のバルブ部６４の外周面から所定距離離れた位置でバルブステム６２に一体に固定され、後方ミラー７５の幅及びバルブ６０の外周面からの距離は、バルブ６０から発散される光が後方ミラー７５の後方側に伝達されることなく全て前方反射されるように設計することが好ましい。即ち、後方ミラー７５により反射されない光は、リフレクタ８０により反射されるように設計することが好ましい。
【００１９】
且つ、後方ミラー７５は、光の反射効率を向上させるため、バルブ６０の球状外形に沿って湾曲した曲面を有する半球状に形成され、後方ミラー７５の曲面の曲率は、その曲面の焦点にバルブ６０の中心が位置されるように形成することが光の反射効率を効果的にする。
【００２０】
以下、このように構成された本発明の第１実施形態に係るマイクロ波エネルギーを利用する照明機器の動作について説明する。
【００２１】
まず、外部電源が高電圧発生器２０に印加されると、高電圧発生器２０から高電圧が発生し、高電圧発生器２０から発生した高電圧により、マグネトロン３０からマイクロ波エネルギーが発生する。次いで、このマイクロ波エネルギーは、ウェーブガイド４０を通して共振器５０に伝達され、共振器５０の内部のバルブ６０の内部に充填された発光物質を励起することで、バルブ６０の内部の発光物質が発光され、それら発光された光の中で、バルブ６０の周囲に発散された光は、リフレクタ８０により前方側に反射され、バルブ６０の後方側に発散された光は、バルブ６０と一緒に回転する後方ミラー７５により前方側に反射される。
【００２２】
これと同時に、ファンモータ１０１の駆動により冷却ファン１００が回転されることで、外気が前記ケーシング１０の内部に流入され、高電圧発生器２０、マグネトロン３０及びその他内部構成部品を冷却させるようになる。且つ、バルブモータ９０の駆動により、バルブ６０、バルブステム６２及び後方ミラー７５が一体に回転されながら冷却される。
【００２３】
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
【００２４】
図２に示されるように、本発明の第２実施形態に係るマイクロ波エネルギーを利用する照明機器は、バルブ６０のバルブステム６２に一体に結合されてバルブ６０と一緒に回転されながら、バルブ６０の後方側に発散される光を前方側に反射させる後方ミラー１７５と、ケーシング１０の開口部１２の周縁から外側に延長形成されたフランジ１４の内側に固定され、その中央にバルブステム６２が回転自在に挿入されるように軸孔１７２が穿孔形成された固定ミラー１７０と、を包含し、その他は第１実施形態と同様に構成されている。
【００２５】
且つ、後方ミラー１７５は、前述した第１実施形態と同様に、反射効率を向上させるため、バルブ６０の外周面に隣接した位置に配設され、バルブ６０の球状外形に沿って湾曲した曲面を有する半球状に形成される。このとき、後方ミラー１７５の曲面の曲率は、その曲面の焦点にバルブ６０の中心が位置されるように形成される。
【００２６】
また、固定ミラー１７０は、光反射効率を向上させるため、バルブ６０の球状外形に沿って湾曲した曲面を有する半球状に形成され、固定ミラー１７０の曲面の曲率は、その曲面の焦点にバルブ６０の中心が位置されるように形成される。
【００２７】
また、固定ミラー１７０の軸孔１７２は、バルブ６０から発散される光が固定ミラー１７０の後方側に伝達されないように、軸孔１７２の幅が後方ミラー１７５の幅よりも小さく形成される。
【００２８】
また、固定ミラー１７０の軸孔１７２の内周面とバルブステム６２の外周面との間隔は、後方ミラー１７５の幅程度まで増加させることができるため、バルブステム６２に伝達されるバルブ６０の熱が固定ミラー１７０の軸孔１７２に及ぼす影響が少なくなる。
【００２９】
また、後方ミラー１７５は、バルブ６０と隣接して配設されるため、石英のような高価の耐熱材質から形成するが、固定ミラー１７０は、バルブ６０と隣接して配設されず、固定ミラー１７０の軸孔１７２に及ぼす熱の影響が少ないため、比較的廉価のＡｌ２Ｏ３（アルミナ）、Ｓｉ３Ｎ４（シリコン窒化物）またはＡ１Ｎ（窒化アルミニウム）のセラミック材料から形成することで、照明機器の材料費を低減することができる。且つ、後方ミラー１７５の他に、固定ミラー１７０が更に具備されるため、後方ミラー１７５の反射面積を更に減少し得るので、高価の材料費をより一層低減することができる。
【００３０】
このように構成することにより、バルブ６０から後方側に発散される光は、バルブ６０と一緒に回転される後方ミラー１７５及びケーシング１０に固定された固定ミラー１７０により前方側に反射される。
【００３１】
以上説明したように、本発明の第１実施形態に係るマイクロ波エネルギーを利用する照明機器によれば、バルブの後方側に発散される光を前方側に反射させる後方ミラーが、ケーシングに固定されずにバルブのバルブステムと一体に固定されて回転されるので、ミラーの中央に軸孔が穿孔形成された従来の照明機器と異なって、バルブの後方側に発散される光が散乱を起こすことなく全て前方側に向かって最適に反射され、ひいては照明機器の照明効率が向上するという効果がある。
【００３２】
また、後方ミラーがバルブ方向に湾曲した曲面を有する半球状に形成されるので、バルブの後方側に発散されて後方ミラーにより前方側に反射される光の直進性を向上するという効果がある。
【００３３】
また、後方ミラーが、バルブと隣接した位置でバルブステムに一体に固定されるので光反射効率が向上し、さらに、光を反射させるために必要な後方ミラーの反射面積が減少するので材料費用が低減されるという効果がある。
【００３４】
また、後方ミラーがバルブと一緒に一体に回転されて後方ミラーに伝達される熱が容易に放熱されるので、後方ミラーのコーティング層が剥離される熱破損を防止するという効果がある。
【００３５】
以上説明したように、本発明の第２実施形態に係るマイクロ波エネルギーを利用する照明機器によれば、バルブの後方側に発散される光を前方側に反射させる後方ミラーが、ケーシングに固定されずにバルブのバルブステムと一体に固定されて回転されるため、ミラーの中央に軸孔が形成された従来の照明機器と異なって、バルブの後方側に発散される光を全て前方向に最適に反射させて、照明機器の照明効率が向上するという効果がある。
【００３６】
また、後方ミラーが、バルブと隣接した位置でバルブステムに一体に固定されるので光反射効率が向上し、さらに、光を反射させるために必要な後方ミラーの反射面積が減少することで材料費が低減されるという効果がある。
【００３７】
また、後方ミラーがバルブと一緒に一体に回転されて後方ミラーに伝達される熱が容易に放熱されるので、後方ミラーのコーティング層が剥離される熱破損を防止するという効果がある。
【００３８】
また、後方ミラーの後方側でケーシングに固定された固定ミラーが更に具備されるので、高価の耐熱材料が要求される後方ミラーの反射面積が更に減少して、材料費がより一層低減されるという効果がある。
【００３９】
また、後方ミラー及び固定ミラーが、バルブ方向に湾曲した曲面を有する半球状に形成されるので、バルブの後方側に発散されて後方ミラー及び固定ミラーにより前方側に反射される光の直進性が向上するという効果がある。
【００４０】
このような本発明に係るマイクロ波エネルギーを利用する照明機器においては、バルブの後方側に発散される光の反射効率が向上すると共に、ミラーの材料費が低減されるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の第１実施形態に係るマイクロ波エネルギーを利用する照明機器の構造を示した縦断面図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係るマイクロ波エネルギーを利用する照明機器の構造を示した縦断面図である。
【図３】従来のマイクロ波エネルギーを利用する照明機器の構造を示した縦断面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１０…ケーシング
２０…高電圧発生器
３０…マグネトロン
４０…ウェーブガイド
５０…共振器
６０…バルブ
７５、１７５…後方ミラー
８０…リフレクタ
９０…バルブモータ
１００…冷却ファン
１０１…ファンモータ
１７０…固定ミラー
【図１】
2005026206.tif 000003
【図２】
2005026206.tif 000004
【図３】
2005026206.tif 000005