(57)【要約】  【課題】  近年の市場の要求に合致させるために閃光放電管の超小型化を図ると、設定した管径、アーク長によっては極端な光量、寿命の不足を生じたり、或いは、放電時の衝撃で破損を生じるなどの問題を生じていた。  【解決手段】  本発明により、ガラス封体の内径を０．６５〜１．０mmに限定することで外径２mm以下とする閃光放電灯で光量を確保し、主電極３の断面積Ｓ２に対する焼結体４の断面積Ｓ１を３．９５０〜５．６８５倍とすることで、寿命を確保し、更に、ガラス封体の外径を、内径とアーク長に基づく０．０３１≦｛（πＤ２−πｄ２）／Ｌ｝式により設定することで点灯時の放電の衝撃によっても破損を生じないものとして、実用可能な超小型の閃光放電管の実現を可能とし、課題を解決するものである。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス封体に外径２mm以下、アーク長１０mm以下とする超小型化が要求され、主電極には断面が略ドーナツ状を成す焼結体が取付けられて成る閃光放電管において、０．６５mm≦ガラス封体の内径ｄ＜１mm（好ましくは、０．７５mm≦ガラス封体の内径Ｄ≦０．９５mm）としてあることを特徴とする閃光放電管。
【請求項２】
ガラス封体の外径Ｄ、ガラス封体の内径ｄ、および、主電極間の距離であるアーク長Ｌとの関係が０．０３１≦｛（πＤ２−πｄ２）／Ｌ｝であることを特徴とする請求項１記載の閃光放電管。
【請求項３】
前記主電極の断面積Ｓ２に対する前記焼結体の断面積Ｓ１の比率（Ｓ１／Ｓ２）が、３．９５０≦（Ｓ１／Ｓ２）≦５．６８５（好ましくは、４．３４０≦（Ｓ１／Ｓ２）≦５．６８５）であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の閃光放電管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、夜間の写真撮影時などに照明用として使用される閃光放電管に関するものであり、詳細には、デジタルカメラ、デジタルムービー、或いは、カメラ付き携帯電話など小型化された機器への組み付け用として、超小型化が要求されている閃光放電管に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の小型化が行われたこの種の閃光放電管９０の構成の例を示すものが図７であり、ガラスの管型としたバルブ９１が、内径を１．２mm以下とする細い閃光放電管９０の構成に関するものであり、このようにバルブ９１が小径化されると、バルブ９１内に設置される陰極の形成が困難となるので、タングステン、モリブデンなどの金属部材の陰極支持部材９２に、ほぼ同じ径として焼結材で形成したエミッタ９３を、鞘状とした連結部材９４で固着するものであった。
【特許文献１】特開平０６−２４３８２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、実際に閃光放電管の小型化を図るときには、上記の陰極の構成のみに問題点を生じるものではなく、例えば、単に内径、外径を従来比率のままで縮小したのでは、放電時の衝撃に機械的に耐えられなくなるので、外径に対する規定も何らかのパラメータに基づいて設定する必要を生じるなど、新たな課題も生じ、より総合的な対策を行わないと小型化の達成は不可能となる。また、図８に曲線Ｅで示すように、この種の閃光放電管においては一般的にアーク長が１０mmより短くなると急激に発光効率が低下するものとなり、光量不足を生じやすい問題もある。よって、現状では内径１mm、外径１．８mm、アーク長１０mm程度の寸法が閃光放電管の最小値であると考えられている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、上記した従来の課題を解決するための具体的な手段として、第一には、ガラス封体に外径２mm以下、アーク長１０mm以下とする超小型化が要求され、主電極には断面が略ドーナツ状を成す焼結体が取付けられて成る閃光放電管において、０．６５mm≦ガラス封体の内径ｄ＜１mm（好ましくは、０．７５mm≦ガラス封体の内径Ｄ≦０．９５mm）としてあることを特徴とする閃光放電管を提供し、第二には、ガラス封体の外径Ｄ、ガラス封体の内径ｄ、および、主電極間の距離であるアーク長Ｌとの関係が０．０３１≦｛（πＲ２−πｒ２）／Ｌ｝であることを特徴とする閃光放電管を提供し、第三には、前記主電極の断面積に対する前記焼結体の断面積の比率が、３．９５０≦（Ｓ１／Ｓ２）≦５．６８５（好ましくは、４．３４０≦（Ｓ１／Ｓ２）≦５．６８５）であることを特徴とする閃光放電管を提供することで、課題を解決するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】
つぎに、本発明を図に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。図１に符号１で示すものは本発明に係る閃光放電管であり、この閃光放電管１は、ガラスで略管状として形成されたガラス封体２と、このガラス封体２の両端から放電室２ａ内に突出されている主電極３と、一方の主電極３に取付けられた焼結体４と、前記放電室２ａ内に封止されているキセノンガスなど放電用ガス５とから構成されるものである点は従来例のものと同様であり、本発明では、この従来例の構成をできるだけ保つ状態で極小化を図るものである。
【０００６】
そして、本発明では、ガラス封体２の外径を２mm以下とする超小型化が要求されるときには、ガラス封体２の内径ｄを０．６５mm〜１．００mmの範囲に限定するものであり、更に言えば、０．７５mm〜０．９５mmの範囲に限定することが一層に好ましい。即ち、本発明では、例えば、内径が１．８mmであり、肉厚が０．１mmであって外径が２mmとなるガラス封体２など、要求された条件を満足する範囲であっても、採用しない範囲がある。
【０００７】
図２は、この発明を成すために、発明者が行った試作、検討の結果を示すグラフであり、このグラフは、各アーク長毎にガラス封体２の内径を変更して発光効率を測定したものであり、図示の１mmから７mmまでの範囲のアーク長においては、内径を０．８５mmとしたときの発光効率が最も高く、それよりも内径を太くしたときにも、細くしたときにも発光効率が減少する傾向にあることが確認された。
【０００８】
尚、図中に符号ｄ１００で示すものは内径が１mmであるガラス封体２における各アーク長毎の発光効率を示す曲線であり、同様に符号ｄ０９５は内径が０．９５mm、ｄ０８５は内径が０．８５mm、ｄ０７５は内径が０．７５mm、ｄ０６５は内径が０．６５mm、ｄ０５０は内径が０．５０mmにおける各アーク長毎の発光効率を示す曲線である。また、図示はアーク長が１〜７mmの範囲で示してあるが、この傾向はアーク長が７mm以上の範囲、例えば、アーク長が２０mmであっても同じであった。
【０００９】
従って、例えば、デザイン面など他の要因でガラス封体２の外形寸法に制約があるときなどを除いては、上記グラフからも明らかなように内径０．８５mmのガラス封体２を採用したときが、最も明るい照明が行えるものとなる。また、実際には、この種の閃光放電管１を使用する際には、例えば回転放物面系など焦点を有する曲面が採用された反射鏡が併用されることが通常である。
【００１０】
このように焦点を有する曲面とした反射鏡を採用した場合には、光源像が小さいほど、言い換えれば、点光源に近いほど、焦点から外れることで予定外の方向に放射されて無効となる光の量が少なくなり、設計通りの照射形状で、且つ、明るい配光特性が得られるものとなる。
【００１１】
よって、仮に、内径が１mmのガラス封体２を用いた閃光放電管１の発光効率と、内径０．８５mmのガラス封体２を用いた閃光放電管１の発光効率とが同じであった場合、反射鏡やレンズなどを組合わせた後の照明効率は、小径としたときの方が有利であり、本発明では、これらの要件を考慮して、閃光放電管１の超小型化を図るときのガラス封体２の内径を０．６５mm〜１．００mmの範囲（好ましくは、０．７５mm〜０．９５mm）に限定するものである。
【００１２】
以上は、明るさなどに直接に影響するガラス封体２の内径についての説明であるが、本発明では同時にガラス封体の外径についても規定を行うものであり、その規定は、ガラス封体の外径Ｄ、ガラス封体２の内径ｄ、および、主電極間の距離であるアーク長Ｌとの関係が０．０３１≦｛（πＤ２−πｄ２）／Ｌ｝とされている。
【００１３】
上記の式は、内径ｄを一定とした場合、外径Ｄをアーク長Ｌに関係する値として求める式であり、得られる外径Ｄは上記で設定された内径ｄの値毎に、アーク長Ｌにおける最小の値が得られるものとなる。ここで、アーク長Ｌによりガラス封体２の必要肉厚が変化する理由は、アーク長Ｌにより閃光放電管１に加えられる点灯電力に変化を生じるからであり、アーク長Ｌが長いほど点灯には大きい電力が必要とされる。尚、図３には内径を０．９５mmとした場合のアーク長Ｌに対応する外径を曲線Ｄとして示す。
【００１４】
従って、放電時のガラス封体２に加わる機械的衝撃もアーク長Ｌが長いほど強いものとなり、破損の可能性が高いものとなるので、閃光放電管１の更なる超小型化を図るときには、このように使用条件に応じての限界値を設定しておくことが、不用意に超小型化することによる事故発生の防止の面からも必要である。
【００１５】
上記のようにガラス封体２の小型化が行われると、アーク長Ｌの短縮に伴い放電時のランプ電流が増加し、主電極３、および、焼結体４の消耗が激しくなる。また、ガラス封体２の細径化に伴い焼結体４の径も小さくなり、この焼結体４に含浸が行われているセシウム、セシウム化合物の量が減少し、始動電圧の上昇につながる。そして、これらは何れも閃光放電管の寿命の短命化につながる。
【００１６】
本発明の発明者においては、上記の課題に対しても種々の面からの検討を行った結果、前記主電極３と前記焼結体４との断面積の比を一定範囲に保つときには、超小型化が行われた閃光放電管１に対して実用上充分な明るさと、寿命とを与えることが可能となることを見いだした。
【００１７】
そして、その範囲は、図４に示すように、前記主電極の断面積Ｓ２に対する焼結体４の断面積Ｓ１の比が、３．９５０≦（Ｓ１／Ｓ２）≦５．６８５の範囲である。但し、本発明では、主電極３も焼結体４も径が一定な円筒状であり、焼結体４の中心には主電極３の外径に相当する孔４ａが設けられ、この孔４ａに主電極３が貫通され、溶接などにより固定が行われている。
【００１８】
図５に示す曲線Ｖは、上記に説明した構成とした主電極３と焼結体４との（Ｓ１／Ｓ２）の比率を変化させたときの点灯電圧の推移を観察したものであり、このときには、ガラス封体２の内径、放電ガス５の種類、封入圧、主電極３間の距離、即ち、アーク長Ｌなど他の条件は全く同一であり、また、前記焼結体４に含浸させられるセシウム、セシウム化合物の量も同一である。
【００１９】
以上の試験の結果からは、焼結体４側の面積比を増して行くに従い、ほぼ直線的に点灯電圧が低下して行くのが明白に理解でき、この試験においては焼結体４の断面積Ｓ１が主電極３の断面積Ｓ２に対して大きいほどに点灯電圧が下がり、例えば、点灯回路の小型化などに有利となるであろうことが予測される。
【００２０】
図６に示す曲線Ｆは、上記の試験と同様の手順で、主電極３と焼結体４との断面積比を変化させ、各面積比毎に３０００回の点灯を繰り返し、初期値を１００％としたときの３０００回目における光束の維持率を測定したものである。そして、この試験においても、ガラス封体２の内径、放電ガス５の種類、封入圧、主電極３間の距離、即ち、アーク長Ｌなど他の条件は全く同一であり、また、前記焼結体４に含浸させられるセシウム、セシウム化合物の量も同一である。
【００２１】
以上の試験結果からは、主電極３の断面積Ｓ２に対し、焼結体４の断面積Ｓ１が、ほぼ４〜５．５倍のときには、最初の光量に対して、９０％以上の光束が維持できるものであることが確認された。尚、前記焼結体４の比が５．５倍以上である範囲での光束維持率の低下は、前記焼結体４の断面積Ｓ１に対する主電極３の断面積Ｓ２が小さくなり、即ち、相対的に細くなるものであるので、この範囲では主電極３側に消耗を生じていると考えられる。
【００２２】
以上の試験結果から、本発明では、、前記主電極３の断面積Ｓ２に対する前記焼結体４の断面積Ｓ１の比率Ｎが、３．９５０≦Ｎ≦５．６８５（好ましくは、４．３４０≦Ｎ≦５．６８５）の範囲を設定するものであり、このようにすることで３０００回の点灯を行った後にも９０％以上の光量の維持率が保てるものとして、実用性を保証するものである。
【００２３】
以上に説明のように、閃光放電管１の超小型化にあたり、第一には、ガラス封体２の内径を０．６５mm〜１mmに設定することで、この付近の内径では発光効率が高く、且つ、反射鏡によっても点光源に近くなり効率良く配光特性が形成できる範囲を容易に選定できるものとして、超小型化を行ったときにも充分に実用に耐える光量が得られるものとして、設計の簡素化などが図れるものとなる。
【００２４】
また、このときにアーク長Ｌを基準として、それぞれのアーク長Ｌとしたときの点灯電圧による衝撃に耐える外径（管厚）が得られるものとして、過剰に管厚を減じて点灯時にガラス封体２に損傷が生じるのを防止し、事故防止も図れるものとする。また、適正な外径が容易に得られることで、設計の簡素化も図れる。
【００２５】
更に加えては、本発明により主電極３と焼結体４との断面積比の範囲を適正値に設定可能として、複数回の点灯を繰り返したときにも光束維持率が約９０％以上に保たれるものとして、例えば写真撮影の用途などにおける充分な回数の繰り返し照明を可能とし、実用性を保証するものである。
【００２６】
そして、このように閃光放電管１の実用性を保証した上での超小型化が可能となったことで、近年、一層の小型化が進められているデジタルカメラ、デジタルビデオカメラなどに採用されるストロボ装置も搭載可能なサイズまでの小型化を可能として、市場の要望に応えられるものとする。
【００２７】
また、近年は携帯電話機が、常時に携帯されていることの利便性を一層に向上させる目的で超小型化したデジタルカメラを搭載するものが多く、この場合の夜間撮影の照明用として、搭載が要望されているストロボ装置用としても、本発明により必要充分な超小型化を可能として搭載可能とし、市場の要望に応えられるものとする。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に係る閃光放電管の実施形態を示す断面図である。
【図２】本発明の閃光放電管における内径を変化させたときの発光量の変化をアーク長毎に示すグラフである。
【図３】本発明に係る閃光放電管のアーク長と外径との関係を示すグラフである。
【図４】本発明に係る閃光放電管の要部である主電極と焼結体との組合せ状態を示す斜視図である。
【図５】主電極と焼結体との断面積の比を変化させたときの点灯電圧の変化を示すグラフである。
【図６】主電極と焼結体との断面積の比を変化させたときの繰り返し点灯後の光束変化率を示すグラフである。
【図７】従来例を示す断面図である。
【図８】この種の閃光放電管におけるアーク長と発光量との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００２９】
１…閃光放電管
２…ガラス封体
３…主電極
４…焼結体
５…放電用ガス
【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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