(57)【要約】【課題】  バルブの回転機構を設けることなく、バルブの長寿命化を図ることができる無電極ランプ装置を得る。【解決手段】  ＴＭモードを有する円筒形の金属メッシュ体１１を有し、さらに該金属メッシュ体１１の軸線と同軸にマグネトロン装置２のアンテナ２Ａを配置する。【選択図】      図１
2005276774.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロ波エネルギを供給するマグネトロン装置と、
前記マグネトロン装置の発生するマイクロ波で励起し発光するバルブと、
前記バルブを内包し前記バルブの出射する光を透過させるＴＭモードを有した円筒形の金属メッシュ体と、
を具備し、
前記金属メッシュ体の軸線と同軸に前記マグネトロン装置のアンテナを配置したことを特徴とする無電極ランプ装置。
【請求項２】
前記マグネトロン装置を前記金属メッシュ体に直接取付けたことを特徴とする請求項１記載の無電極ランプ装置。
【請求項３】
前記金属メッシュ体に、前記マグネトロン装置の発生するマイクロ波を誘導するＴＭモードを有した導波管を結合窓を介して結合したことを特徴とする請求項１記載の無電極ランプ装置。
【請求項４】
前記結合窓が放射状に開口した形状であることを特徴とする請求項３記載の無電極ランプ装置。
【請求項５】
マイクロ波エネルギを供給するマグネトロン装置と、
前記マグネトロン装置の発生するマイクロ波で励起し発光するバルブと、
前記バルブを内包し前記バルブの出射する光を透過させるＴＭモードを有した円筒形の金属メッシュ体と、
前記金属メッシュ体に、前記マグネトロン装置の発生するマイクロ波を誘導するＴＥモードを有した導波管と、
前記導波管から前記金属メッシュ体へマイクロ波を誘導するアンテナと、
を具備することを特徴とする無電極ランプ装置。
【請求項６】
前記アンテナは、前記導波管内で且つ該導波管の管内波長の約１／４の高さ位置に配置される第１のアンテナと、前記金属メッシュ体内で且つ該金属メッシュ体の管内波長の約１／４の高さ位置に配置される第２のアンテナと、前記第１のアンテナと前記第２のアンテナとを連結する連結棒とを具備したことを特徴とする請求項５記載の無電極ランプ装置。
【請求項７】
前記金属メッシュ体の基端部から該金属メッシュ体の壁面に沿ってバルブ配置位置まで延び、更に前記バルブ配置位置で折れ曲がって前記バルブに至る略Ｌ字状に形成した支持部材を少なくとも１つ具備し、前記支持部材で前記バルブを支持したことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の無電極ランプ装置。
【請求項８】
マイクロ波エネルギを供給するマグネトロン装置と、
前記マグネトロン装置の発生するマイクロ波で励起し発光するバルブと、
前記バルブを内包し前記バルブの出射する光を透過させるＴＭモードを有した円筒形に形成されるとともに、軸線方向の長さ寸法が管内波長の半波長とされた金属メッシュ体と、
を具備したことを特徴とする無電極ランプ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロ波放射による励起でバルブを発光させる無電極ランプ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
マイクロ波放射による励起で発光するガスを封入したバルブを使用して、１００，０００ルーメンを超える高強度の発光が可能な無電極ランプ装置が種々開発されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図１０は、特許文献１で開示された無電極ランプ装置の構造を示す図である。
ここに示した無電極ランプ装置１は、マイクロ波エネルギ供給源となるマグネトロン装置２と、このマグネトロン装置２の発生するマイクロ波を誘導する導波管３と、マイクロ波による励起で発光するガスが封入され、導波管３先端に開口した結合窓４の前方に配置されるバルブ５と、このバルブ５の出射する光を配光する円板状のリフレクタ６と、導波管３と結合窓４を介して連接されてバルブ５の周囲にマイクロ波を共振させるキャビティを画成する金属メッシュ体７と、バルブ５を回転させるためのモータ８とを備えた構成である。
【０００４】
結合窓４は、通常、図１１に示すように長円形状の開口とされている。また、金属メッシュ体７は、マイクロ波を遮断すると共に照射されたマイクロ波を反射してバルブ近傍に電界を集束させる一方で、バルブの出射した光は透過するもので、先端を閉じた有頭円筒構造に設けられている。この有頭円筒構造の金属メッシュ体７は、通常、先端の円板形の蓋部７ａと、円筒部７ｂとの２部品を溶接して形成される。また、円筒部７ｂは、矩形のメッシュ材料を所定の円筒形に成形して端部を溶接することで形成する。
【０００５】
円筒形の金属メッシュ体７は、その半径の大きさで決まる管内波長で共振し、導波管３はその幅で決まる共振波長で共振する。そして、金属メッシュ体７と導波管３とを長円形状の結合窓４で結合させることにより双方が共振する。共振は入射波と反射波が重なることにより集中し強い電界を生じる。
【０００６】
すなわち、結合窓４を通って金属メッシュ体７内に発射されたマイクロ波の入射波と、蓋部７ａでの反射波とが同位相で重なることで局部的に共振の集中が起こり、その結果、円筒部７ｂ内では共振の集中によって電界強度が極めて強い高強度電界領域と、その周囲に位置してやや強い中強度電界領域と、更にその周囲に位置する低強度電界領域と、また更にその周囲に位置する更に電界強度が低い微弱強度電界領域とが形成された電界分布を生ずる。このときに生じる電界の発生モードは金属メッシュ体７の寸法、導波管３の寸法及びマグネトロン装置２の取付け方向からＴＥモードとなる。
【０００７】
なお、バルブ５による発光強度や発光効率を高めるには、バルブ５位置に高強度電界領域が形成されるように、金属メッシュ体７内における入射波、反射波の発生を調整することが重要になる。
【０００８】
【特許文献１】特表平１１−５０３２６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、従来の無電極ランプ装置においては、電界の発生モードが既述したようにＴＥモードであり、このＴＥモードでは電界Ｅが結合窓４と垂直方向において楕円形状に分布して生じるため、バルブ７に生じる最大の電界分布Ａ１は、図１０のＡ−Ａ線断面図に示すように楕円形状になる。このため、バルブ７の一部分が特に加熱されてその部分が他の部分よりも温度が上がる。バルブ７は寿命が温度依存性を有していることから、上記のような部分的加熱が行われると寿命が短くなってしまう。
【００１０】
そこで、先の特許文献１で開示された無電極ランプ装置１は、バルブ５を回転させて部分加熱が行われないように回転機構を有したものであるが、バルブ５を回転させるためのモータ８や、バルブ５を支持するガラス棒５Ａ及びモータ８の回転軸を保持するための固定金具（図示略）等が必要となり、また回転バランスをとるための調整作業が必要になるなど、構造上の問題に加え、製作コスト等が高騰するという問題がある。また、モータ８を停止させたときの振動等で、加熱されたバルブ５が破損する虞もある。
【００１１】
本発明は係る事情に鑑みてなされたものであり、バルブ回転機構を不用にしてバルブの高寿命化を図るとともに発光効率に優れた無電極ランプ装置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】
【００１２】
上記目的は下記構成により達成される。
（１）  マイクロ波エネルギを供給するマグネトロン装置と、前記マグネトロン装置の発生するマイクロ波で励起し発光するバルブと、前記バルブを内包し前記バルブの出射する光を透過させるＴＭモードを有した円筒形の金属メッシュ体と、を具備し、前記金属メッシュ体の軸線と同軸に前記マグネトロン装置のアンテナを配置したことを特徴とする無電極ランプ装置。
【００１３】
（２）  上記（１）に記載の無電極ランプ装置において、前記マグネトロン装置を前記金属メッシュ体に直接取付けたことを特徴としてもよい。
【００１４】
（３）  上記（１）に記載の無電極ランプ装置において、前記金属メッシュ体に、前記マグネトロン装置の発生するマイクロ波を誘導するＴＭモードを有した導波管を結合窓を介して結合したことを特徴としてもよい。
【００１５】
（４）  上記（３）に記載の無電極ランプ装置において、前記結合窓が放射状に開口した形状であることを特徴としてもよい。
【００１６】
（５）  マイクロ波エネルギを供給するマグネトロン装置と、前記マグネトロン装置の発生するマイクロ波で励起し発光するバルブと、前記バルブを内包し前記バルブの出射する光を透過させるＴＭモードを有した円筒形の金属メッシュ体と、前記金属メッシュ体に、前記マグネロトン装置の発生するマイクロ波を誘導するＴＥモードを有した導波管と、前記導波管から前記金属メッシュ体へマイクロ波を誘導するアンテナと、を具備することを特徴とする無電極ランプ装置。
【００１７】
（６）  上記（５）に記載の無電極ランプ装置において、前記アンテナは、前記導波管内で且つ該導波管の管内波長の約１／４の高さ位置に配置される第１のアンテナと、前記金属メッシュ体内で且つ該金属メッシュ体の管内波長の約１／４の高さ位置に配置される第２のアンテナと、前記第１のアンテナと前記第２のアンテナとを連結する連結棒とを具備したことを特徴としてもよい。
【００１８】
（７）  上記（１）から（６）のいずれかに記載の無電極ランプ装置において、前記金属メッシュ体の基端部から該金属メッシュ体の壁面に沿ってバルブ配置位置まで延び、更に前記バルブ配置位置で折れ曲がって前記バルブに至る略Ｌ字状に形成した支持部材を少なくとも１つ具備し、前記支持部材で前記バルブを支持することを特徴としてもよい。
【００１９】
（８）  マイクロ波エネルギを供給するマグネトロン装置と、前記マグネトロン装置の発生するマイクロ波で励起し発光するバルブと、前記バルブを内包し前記バルブの出射する光を透過させるＴＭモードを有した円筒形に形成されるとともに、軸線方向の長さ寸法が管内波長の半波長とされた金属メッシュ体と、を具備したことを特徴とする無電極ランプ装置。
【発明の効果】
【００２０】
上記（１）に記載の無電極ランプ装置では、電界が、金属メッシュ体の周方向全体からバルブに向かう方向に作用することになって、バルブを均一に加熱するため、バルブの長寿命化を図ることができる。また、バルブは全体的に均一加熱されることから、効率良く発光することができる。また、従来のようなバルブの回転機構を不要にして、大幅なコストダウンを達成できる。
【００２１】
上記（２）に記載の無電極ランプ装置では、金属メッシュ体とマグネトロン装置とを直接取付けるので、金属メッシュ体の軸線方向での寸法を短縮して装置の小型化を実現できる。
【００２２】
上記（３）に記載の無電極ランプ装置では、ＴＭモードを有した金属メッシュ体と導波管とを結合することで、電界が金属メッシュ体の周方向全体からバルブに向かう方向に形成でき、これによってバルブを効率良く発光させることができる。
【００２３】
上記（４）に記載の無電極ランプ装置では、導波管と金属メッシュ体とを放射形状の結合窓を介して連接するので、金属メッシュ体内に高強度電界領域を分布させることができ、これによってバルブを効率よく発光させることができる。
【００２４】
上記（５）及び（６）に記載の無電極ランプ装置では、ＴＭモードを有する導波管に代わって、全長が短い（高さ寸法が低い）ＴＥモードを有する導波管を使用し、さらにＴＭモードを有する金属メッシュ体へのマイクロ波の供給をアンテナにて行うので、バルブの発光効率を落とすことなく、装置全長を短縮して装置の小型化が達成できる。
【００２５】
上記（７）に記載の無電極ランプ装置では、支持部材がＴＭモードの強電界を避けるようにバルブを支持するので、バルブ全体に均一に電界を作用させることができる。したがって、バルブが全体的に均一に加熱されることから、バルブを効率良く発光させることができる。
【００２６】
上記（８）に記載の無電極ランプ装置では、全長を半波長とした金属メッシュ体を用いたので、バルブの発光効率を落とすことなく、装置全長の短縮化を図ることができる。特に、金属メッシュ体の長さを約半分にしたので、上記（５）及び（６）に記載の無電極ランプ装置よりも更に装置全長の短縮化を達成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明を実施するための好適な実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２８】
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る無電極ランプ装置の構成を原理的に示した図である。なお、この図において、先の従来例で示した図１０と共通する部分には同一符号を付けている。
【００２９】
この一実施の形態の無電極ランプ装置１０は、ＴＭモードを有する円筒形の金属メッシュ体１１を有し、さらに該金属メッシュ体１１の軸線と同軸上にマグネトロン装置２のアンテナ部２Ａを配置する構造を採ったものである。この場合、ＴＭモードの金属メッシュ体１１は、具体的にはＴＭ０１（１波長；進行方向の電波の数）とし、例えば半径が６０ｍｍの場合、波長は２００ｍｍとなる。この波長２００ｍｍが共振波長となり、金属メッシュ体１１は略この長さになる。また、ＴＭモードの金属メッシュ体１１で、ＴＭモードで励起するにはマグネトロン装置２をそのアンテナ部２Ａが金属メッシュ体１１と同軸となるように配置する。
【００３０】
金属メッシュ体１１は、先端の円板形の蓋部１１ａと、円筒部１１ｂとの２部品を溶接して形成されている。また、円筒部１１ｂは、矩形のメッシュ材料を所定の円筒形に成形して端部を溶接することで形成している。バルブ１２は、電界強度が最も強くなる位置即ち発生するマイクロ波の波長λｇの１／２λｇとなる位置に配置するように、２本のガラス棒１３Ａ、１３Ｂによって円筒部１１ｂ内に支持される。ガラス棒１３Ａ、１３Ｂは、ＴＭモードの強電界を避けるように、それぞれが、金属メッシュ体１１の基端部から金属メッシュ体１１の壁面に沿ってバルブ１２の配置位置まで延び、更にバルブ配置位置で略９０度折れ曲がってバルブ１２に至る形状の略Ｌ字状からなる。マグネトロン装置２から出射されるマイクロ波により発生する電界Ｅは図中矢印に示す方向となる。バルブ１２には、先の図１０に示したバルブ５と同様にマイクロ波による励起で発光するガスが封入されている。
【００３１】
このように、電界の発生モードをＴＭモードとする構造を採ることによって、バルブ１２に生ずる電界分布Ａ２は、図２（図１のＢ−Ｂ線断面図）に示すように略円形状になる。すなわち、ＴＭモードが励起する金属メッシュ体１１では、電界が金属メッシュ体１１の周方向全体からバルブ１２に向かう方向で作用することから、バルブ１２全体が均一に加熱されることになる。
【００３２】
このように、本実施の形態の無電極ランプ装置１０によれば、ＴＭモードを有する円筒形の金属メッシュ体１１を有し、さらに該金属メッシュ体１１と同軸上にマグネトロン装置２のアンテナ２Ａが配置されるので、電界が金属メッシュ体１１の周方向全体からバルブ１２に向かう方向に作用して、バルブ１２を全体的に均一に加熱して効率良く発光させることができる。また、バルブ１２が全体的に均一に加熱されることから、バルブ１２の長寿命化が図れる。また、従来のようなバルブ５の回転機構を不用としたので、大幅な製造費のコストダウンを図ることができる。
【００３３】
なお、上記実施の形態では、金属メッシュ体１１の形状を円筒形としたが、円筒形の他に楕円、双曲線等のリフレクタ形状としても構わない。いずれの場合にあっても、マイクロ波を反射させるための蓋部が必要であることは言うまでもない。
【００３４】
また、上記実施の形態では、バルブ１２を２本のガラス棒１３Ａ、１３Ｂで支持するようにしたが、強度を保つことができれば１本でも構わない。
【００３５】
図３は、本発明の第２の実施の形態に係る無電極ランプ装置の構成を原理的に示した図である。なお、この図において、前述した図１と共通する部分には同一の符号を付けてある。
この実施の形態の無電極ランプ装置２０は、ＴＭモードを有する金属メッシュ体１１とマグネトロン装置２との間にＴＭモードを有する導波管２１を介在させたものであり、その他の部分は図１で示した第１の実施の形態の無電極ランプ装置１０と同様の構成となっている。
【００３６】
導波管２１と金属メッシュ体１１は結合窓２２を介して連接されることは従来通りであるが、結合窓２２は図４に示すように、その形状が従来のような長円形状の開口ではなく、長円穴を放射状に複数個配置した放射状としている。結合窓２２をこのような放射状の開口とすることで、周方向への結合が生じ易くなり、マイクロ波を金属メッシュ体に効率良く放射することができる。
【００３７】
ここで、図５〜図７は、無電極ランプ装置の結合窓の形状の違いによる導波管及び金属メッシュ体における電界分布の測定結果を示す図である。
図５の無電極ランプ装置（図３の無電極ランプ装置２０に相当）は、放射形状とした結合窓による電界分布測定結果を示す図、図６は十字形状とした結合窓による電界分布測定結果を示す図、図７は長円形状とした結合窓（図１１の結合窓４に相当）による電界分布測定結果を示す図である。
【００３８】
これらの図において、導波管及び金属メッシュ体における各電界強度領域を、網点の濃度を変えることによって表示している。例えば、高強度電界領域Ｅ１は黒く塗りつぶして表示し、中強度電界領域Ｅ２はやや濃い網点で表示し、低強度電界領域Ｅ３は薄い網点で表示し、微弱強度電界領域Ｅ４はＥ３よりも更に薄い網点で表示している。
【００３９】
図５の放射形状の結合窓（図４の符号２２参照）を有した無電極ランプ装置では、導波管２１内のアンテナ２Ａの先端部分に高強度電界領域Ｅ１、その周囲に中強度電界領域Ｅ２が分布し、また導波管２１内の結合窓周囲には中強度電界領域Ｅ２が分布する。また、金属メッシュ体１１内の結合窓周囲には高強度電界領域Ｅ１、その周囲に中強度電界領域Ｅ２が分布し、さらに金属メッシュ体１１の軸線方向には１／２λｇごとに高強度電界領域Ｅ１が存在し、その周囲に中強度電界領域Ｅ２、低強度電界領域Ｅ３、微弱強度電界領域Ｅ４が順に分布している。
【００４０】
一方、図６に示す十字形状とした結合窓では、導波管２１内に高強度電界領域Ｅ１が分布し、金属メッシュ体１１内の結合窓周囲には中強度電界領域Ｅ２が分布し、さらに金属メッシュ体１１の軸線方向には１／２λｇごとに中強度電界領域Ｅ２、その周囲に低強度電界領域Ｅ３、微弱強度電界領域Ｅ４の順で分布している。
【００４１】
また、図７に示す長円形状とした結合窓では、導波管２１内に、その中央部分を除いて高強度電界領域Ｅ１が分布し、金属メッシュ体１１内には全域に低強度電界領域Ｅ３が分布している。
【００４２】
結合窓が長円形状では、金属メッシュ体１１内の全域が低強度電界領域Ｅ３となるので、バルブ１２を効率良く発光させることはできない。また、十字形状とした結合窓では、バルブ１２を配置した１／２λｇの位置が中強度電界領域Ｅ２となるので、効率は良くないがバルブ１２を発光させることができる。これに対して、放射形状とした結合窓では、バルブ１２を配置した１／２λｇの位置が高強度電界領域Ｅ１となるので、効率良くバルブ１２を発光させることができる。
【００４３】
このように、本実施の形態の無電極ランプ装置によれば、導波管２１を設けても、導波管２１と金属メッシュ体１１とを放射形状の結合窓２２を介して連接するようにしたので、金属メッシュ体１１内に高強度電界領域Ｅ１を分布させることができ、これによってバルブ１２を効率よく発光させることができる。
【００４４】
図８は、本発明の第３の実施の形態に係る無電極ランプ装置の構成を原理的に示した図である。なお、この図において、前述した図１と共通する部分には同一の符号を付けている。
この実施の形態の無電極ランプ装置３０は、バルブ１２の発光効率を落とすことなく、装置の小型化を図ったものである。
【００４５】
装置の小型化を図るために、本実施の形態では、ＴＥモードを有する導波管３１を使用して、この導波管３１からＴＭモードを有する金属メッシュ体１１へのマイクロ波の供給をアンテナ３２にて行うように構成した。
ＴＥモードの導波管３１はその全長（高さ寸法）がＴＭモードの導波管よりも短いので、その分だけ装置の軸線方向での寸法を短縮して装置の小型化を達成できる。例えば、ＴＭモードの導波管（図３の符号２１参照）は１００ｍｍであるのに対し、ＴＥモードの導波管３１では４５ｍｍから５５ｍｍ程度になる。
【００４６】
ところで、ＴＥモードの導波管３１を、モードの異なる金属メッシュ体１１に直接結合させることはできない。そこで、本実施の形態では、導波管３１から金属メッシュ体１１へマイクロ波を誘導するアンテナ３２を装備している。
アンテナ３２は、導波管３１内において、導波管３１の管内波長の約１／４の高さの位置に配置した第１のアンテナ３３と、金属メッシュ体１１内において、金属メッシュ体１１の管内波長の約１／４の高さの位置に配置した第２のアンテナ３４と、第１のアンテナ３３と第２のアンテナ３４とを細い棒状の連結棒３５で接続した構成である。
【００４７】
第１のアンテナ３３はマイクロ波受信用として作用し、第２のアンテナ３４はマイクロ波発信用として作用する。これにより、マグネトロン装置２のアンテナ２Ａからマイクロ波が放射された場合に、導波管３１にはＴＥモードが励起し、金属メッシュ体１１にはＴＭモードが励起して、バルブ１２にはマイクロ波エネルギが供給される。
【００４８】
第１のアンテナ３３は、マグネトロン装置２のアンテナ２Ａと略同径の円筒形状を成し、アンテナ取付け台座３８に支持して導波管３１内に配置される。一方、第２のアンテナ３４は、第１のアンテナ３３と同様にマグネトロン装置２のアンテナ２Ａと略同径の円筒形状を成しており、アンテナ３２は、第１のアンテナ３３と第２のアンテナ３４とを連結した連結棒３５によって金属メッシュ体１１内に配置される。
【００４９】
連結棒３５は、径の小さな細い棒状に形成されている。導波管３１と金属メッシュ体１１の接合面の一部分には連結棒３５を通過させるための孔（キャビティ底面孔）３６が開けられており、そのキャビティ底面孔３６に例えばセラミックスの絶縁ブッシュ３７が嵌め込まれて、その絶縁ブッシュ３７にて連結棒３５が支持される。なお、金属メッシュ体１１のキャビティ底面孔３６は連結棒３５が通過する程度の大きさの径で良く、従来の結合窓２２（図３参照）よりも小径にできる。この結果、アンナテ３２は、マイクロ波の反射効率を向上させることができる。例えば孔径φを１７ｍｍとした場合の面積は２２６ｍｍ２であるのに対して、結合窓の面積は１８３１ｍｍ２となるので、反射効率があがる。
【００５０】
なお、導波管３１はＴＥモードのため、スタブを使用することができる。これにより、インピーダンス整合を容易にとることができる。また、導波管３１の幅を変更することで管内波長が変わることから、マグネトロン装置２の位置を動かすこともでき、設計の自由度が増す。
【００５１】
このように、本実施の形態の無電極ランプ装置３０によれば、ＴＭモードを有する導波管に代わって、全長の短い（高さ寸法が低い）ＴＥモードを有する導波管３１を使用し、さらにＴＭモードを有する金属メッシュ体１１へのマイクロ波の供給をアンテナ３２にて行うようにしたので、バルブ１２の発光効率を落とすことなく、装置全長を短縮させて小型化を達成できる。
【００５２】
図９は、本発明の第４の実施の形態に係る無電極ランプ装置の構成を原理的に示した図である。なお、この図において、前述した図１と共通する部分には同一の符号を付けている。
この実施の形態の無電極ランプ装置４０は、バルブ１２の発光効率を落とすことなく、装置全長を短縮して一層の小型化を図ったものである。
【００５３】
一層の小型化を図るために、本実施の形態では、ＴＭモードを有した円筒形状の金属メッシュ体４１は、該金属メッシュ体の軸線方向の全長を半波長としている。例えば、上述した第１の実施の形態の無電極ランプ装置１０（図１参照）では、ＴＭモードを有する金属メッシュ体１１における強電界域は略その中央位置に発生するので、その位置にバルブ１２を配置する構成となっている。具体的にはＴＭ０１（１波長；進行方向の電波の数）として、半径が６０ｍｍの場合、波長は２００ｍｍとなって、これが共振波長となり、金属メッシュ体１１も略この長さにされている。
【００５４】
本実施の形態では、金属メッシュ体４１は軸線方向の長さが共振波長の半波長に設けられた構成である。そして、共振波長の半分の長さにした場合、強電界域が金属メッシュ体の両端部位置に発生するため、バルブ１２は金属メッシュ体の先端近くに配置されることになる。このような配置ではバルブ１２の表面温度が約８００℃のため、金属メッシュ体の耐久性が問題となる。また、金属メッシュ体の表面近傍は電界がゼロとなるため、強電界中にバルブ１２を配置することができない。
【００５５】
そこで、本実施の形態では、全長を共振波長の半分にすると共に、先端部分４１Ａを球状としている。金属メッシュ体４１の先端部分４１Ａを球状とすることで、その中心近傍にバルブ１２を配置してもバルブ１２との間の距離を稼ぐことができる。さらに、本実施の形態では、金属メッシュ体４１の先端部分４１Ａと対象形状のテーパ部材４２を、バルブ位置と反対側の金属メッシュ体４１の基端部側に配置している。これにより、バルブ部分に確実に強電界を発生させることができる。なお、バルブ１２は、直線形状のガラス棒４３によってテーパ部材４２に固定される。
【００５６】
このように、本実施の形態の無電極ランプ装置４０によれば、ＴＭモードを有し、全長を半波長の長さとするとともに、先端部分を球状とした円筒形状の金属メッシュ体４１と、この金属メッシュ体４１のバルブ位置と反対側に金属メッシュ体４１の先端部分４１Ａと同形状のテーパ部材４２とを備えたので、バルブ１２の発光効率を落とすことなく、軸線方向全長を短縮して装置小型化を達成できる。特に、金属メッシュ体４１の長さを約半分にしたので、上述した第３の実施の形態の無電極ランプ装置３０よりも更に装置全長の短縮化が図れる。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
マイクロ波放射による励起でバルブを発光させる無電極ランプ装置への適用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る無電極ランプ装置の構成を原理的に示した図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る無電極ランプ装置の構成を原理的に示した図である。
【図４】図３の無電極ランプ装置の結合窓の形状を示す図である。
【図５】図３の無電極ランプ装置の結合窓を放射状の開口とした場合の電界分布測定結果を示す図である。
【図６】図３の無電極ランプ装置の結合窓を十字状の開口とした場合の電界分布測定結果を示す図である。
【図７】図３の無電極ランプ装置の結合窓を長円状の開口とした場合の電界分布測定結果を示す図である。
【図８】本発明の第３の実施の形態に係る無電極ランプ装置の構成を原理的に示した図である。
【図９】本発明の第４の実施の形態に係る無電極ランプ装置の構成を原理的に示した図である。
【図１０】従来の無電極ランプ装置の構成を原理的に示した図である。
【図１１】図１０の従来の無電極ランプ装置の結合窓の開口を示す図である。
【符号の説明】
【００５９】
２  マグネトロン装置
２Ａ  アンテナ部
１０、２０、３０、４０  無電極ランプ装置
１１、４１  金属メッシュ体
１２  バルブ
１３Ａ、１３Ｂ、４３  ガラス棒
２１、３１  導波管
２２  結合窓
３２  アンテナ
３３  第１のアンテナ
３４  第２のアンテナ
３５  連結棒
３６  キャビティ底面孔
３７  絶縁ブッシュ
３８  アンテナ取付け台座
４２  テーパ部材
Ｅ１  高強度電界領域
Ｅ２  中強度電界領域
Ｅ３  低強度電界領域
Ｅ４  微弱強度電界領域
【図１】
2005276774.tif 000003
【図２】
2005276774.tif 000004
【図３】
2005276774.tif 000005
【図４】
2005276774.tif 000006
【図５】
2005276774.tif 000007
【図６】
2005276774.tif 000008
【図７】
2005276774.tif 000009
【図８】
2005276774.tif 000010
【図９】
2005276774.tif 000011
【図１０】
2005276774.tif 000012
【図１１】
2005276774.tif 000013