(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロ波は遮断して光は透過させる共振器と、該共振器の内部にマイクロ波を伝送する導波管と、該導波管の一方側に設置されて該導波管の内部にマイクロ波を発振させるマイクロ波発生手段と、前記共振器の中央部に位置され、前記導波管を通って伝送されたマイクロ波エネルギーによりプラズマが生成されながら光を発生する電球と、を包含して構成されるマイクロ波を利用した照明装置において、
前記導波管は、前記共振器の内側領域に位置され、
前記共振器は球形状に形成され、前記導波管は前記共振器の半径内に位置され、
前記導波管は、円錐状に形成され、円錐の頂点は前記共振器の中心側に位置され、前記円錐の底面は前記共振器の球形状と同一曲面に形成されて前記共振器の外形延長部分と一致するように位置されることを特徴とする、マイクロ波を利用した照明装置。
【請求項２】
前記共振器には前記導波管が位置されるように開放部が形成され、前記導波管の外側方向で前記共振器の下部となる位置で前記導波管と前記共振器とが固定されていることを特徴とする、請求項１記載のマイクロ波を利用した照明装置。
【請求項３】
前記共振器及び導波管は、外側方向に延長されたフランジ部がそれぞれ形成されて、固定部材により相互固定されることを特徴とする、請求項２記載のマイクロ波を利用した照明装置。
【請求項４】
前記導波管は、下面が開放された円錐状のカバー部と、該カバー部の下方面に固定される底面部と、により構成されることを特徴とする、請求項１記載のマイクロ波を利用した照明装置。
【請求項５】
前記導波管は、マイクロ波が前記共振器内に伝送されるように少なくとも一つ以上の出口部が、前記共振器の内側領域に位置される円錐の傾斜された側面に形成されることを特徴とする、請求項１記載のマイクロ波を利用した照明装置。
【請求項６】
前記出口部は、複数個が円錐の頂点を中心に半径方向に長く形成されることを特徴とする、請求項５記載のマイクロ波を利用した照明装置。
【請求項７】
前記出口部は、円錐の頂点を中心に半径方向に長く形成されたものと、円周方向に長く形成されたものと、が組合されて配列されることを特徴とする、請求項５記載のマイクロ波を利用した照明装置。
【請求項８】
前記導波管の頂点部分は、前記電球が位置されるように凹まれた形状に形成されることを特徴とする、請求項１記載のマイクロ波を利用した照明装置。
【請求項９】
前記電球と前記導波管の凹部間には、前記電球から発光された光を前方側に反射させる反射手段が設置されたことを特徴とする、請求項８記載のマイクロ波を利用した照明装置。
【請求項１０】
前記反射手段は、前記電球と前記導波管の凹部間に設置される反射鏡であることを特徴とする、請求項９記載のマイクロ波を利用した照明装置。
【請求項１１】
前記反射手段は、前記導波管の凹部の外側面に被覆された反射膜であることを特徴とする、請求項９記載のマイクロ波を利用した照明装置。
【請求項１２】
前記マイクロ波を利用した照明装置は、前記マイクロ波発生器の他にも高圧発生器及び冷却装置が内在されるケースが追加構成され、
前記ケースは、前記共振器の外形延長部分の外側領域から前記導波管の下側面に結合固定されることを特徴とする、請求項１記載のマイクロ波を利用した照明装置。
【請求項１３】
前記電球は、前記共振器の中心部に位置されることを特徴とする、請求項１記載のマイクロ波を利用した照明装置。
【請求項１４】
前記マイクロ波発生手段は、前記共振器の外形延長部分の外側領域から前記導波管に固定されることを特徴とする、請求項１記載のマイクロ波を利用した照明装置。
【請求項１５】
前記電球には前記導波管を貫通する回転軸が連結され、前記導波管の底面には、前記回転軸の端部に連結されて前記電球を回転させる電球モーターが具備されることを特徴とする、請求項１記載のマイクロ波を利用した照明装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マイクロ波を利用した照明装置に係るもので、詳しくは、無電極電球にマイクロ波を加えて光を発光させる、マイクロ波を利用した照明装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
マイクロ波を利用した照明装置とは、無電極電球にマイクロ波を加えて可視光線または紫外線を発光させる装置であって、通常の白熱燈や蛍光灯よりもランプの寿命が長く、照明効果に優れるという特徴を有するものである。
【０００３】
従来、マイクロ波を利用した照明装置においては、図６に示したように、マイクロ波を生成するマグネトロン１と、該マグネトロン１により生成されたマイクロ波を伝送するための導波管３と、該導波管３を通って伝達されたマイクロ波エネルギーにより内部に封入された物質がプラズマ化されながら光を発生する電球５と、前記導波管３及び電球５の前方側に装着されて、マイクロ波は遮断して前記電球５から発光された光は通過させる共振器１０と、により構成されていた。
【０００４】
ここで、前記共振器１０は、金属メッシュ構造の円筒状に形成されているので、マイクロ波は遮断して前記電球５から発光された光は外部に透過させることができる。
【０００５】
且つ、従来マイクロ波を利用した照明装置には、更に、常用交流電源を高圧に昇圧させて前記マグネトロン１に提供する高圧発生器７と、前記マグネトロン１及び高圧発生器７などを冷却させる冷却装置９と、前記電球５から発生された光を前方側に集中反射させるための反射鏡１１と、前記高圧発生器７及び冷却装置９などを含む各種要素を制御する制御部（未図示）と、が構成されていた。
【０００６】
以下、このように構成された従来のマイクロ波を利用した照明装置の作動過程を説明する。
【０００７】
先ず、制御部が高圧発生器７に駆動信号を入力すると、該高圧発生器７は外部から印加された交流電源を昇圧させてマグネトロン１に供給する。
【０００８】
次いで、前記マグネトロン１が前記高圧発生器７から供給された高圧により発振されながら高周波数を有するマイクロ波を生成し、このように生成されたマイクロ波は、導波管３を通って共振器１０の内部に放射されながら電球５内に封入された物質を放電させるので、固有の放出スペクトルを有する光が発生される。
【０００９】
次いで、前記電球５から発生された光は、ミラー１２及び反射鏡１１により前方側に反射されて空間を照らすようになっていた。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
然るに、従来のマイクロ波を利用した照明装置においては、共振器が円筒形状の金属メッシュにより形成されているため、電球から放射された大部分の光は金属メッシュを透過して前方側に投射されるが、一部の光は金属メッシュにより反射されて共振器内にばらつくようになり、よって、照明効率の極大化には限界があるという不都合な点があった。
【００１１】
即ち、共振器が円筒状に形成されているため、金属メッシュに反射される光の焦点が一定でなくて周辺に損失されるので、照明効率が低下する。
【００１２】
また、共振器が導波管の前方側に突出した構造を有するため、共振器の周辺に相当の大きさを有する反射鏡が設置されて、照明システムの小型化を図り得ないという不都合な点もあった。
【００１３】
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、共振器の内部に導波管を設置すると共に、その中心部に電球を位置させることで電球から発光された光の損失を最小化して、照明効率を向上させ、照明システムを小型化し得る、マイクロ波を利用した照明装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
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を利用した照明装置においては、マイクロ波は遮断して光は透過させる共振器と、該共振器の内部にマイクロ波を伝送する導波管と、該導波管の一方側に設置されて該導波管の内部にマイクロ波を発振させるマイクロ波発生手段と、前記共振器の中央部に位置され、前記導波管を通って伝送されたマイクロ波エネルギーによりプラズマが生成されながら光を発生する電球と、を包含して構成されるマイクロ波を利用した照明装置において、前記導波管は、前記共振器の内側領域に位置されることを特徴とする。
【００１５】
ここで、前記共振器は球形状に形成され、前記導波管は前記共振器の半径内に位置される。
【００１６】
前記導波管は、円錐状に形成され、円錐の頂点は前記共振器の中心側に位置され、前記円錐の底面は前記共振器の球形状と同一曲面に形成されて前記共振器の外形延長部分と一致するように位置される。
【００１７】
前記マイクロ波を利用した照明装置は、前記マイクロ波発生器の他にも高圧発生器及び冷却装置が内在されるケースが追加構成され、前記ケースは、前記共振器の外形延長部分の外側領域から前記導波管の下側面に結合固定される。
【００１８】
前記電球は、前記共振器の中心部に位置され、前記マイクロ波発生手段は、前記共振器の外形延長部分の外側領域から前記導波管に固定される。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に対し、図面を用いて説明する。
【００２０】
本発明に係るマイクロ波を利用した照明装置においては、図１に示したように、球形状の金属メッシュ構造に形成され、下部が開放された共振器５０と、該共振器５０の開放部分に挿入されると同じに、該共振器５０の球形状の内側領域に位置されてマイクロ波を伝送する導波管６０と、前記共振器５０及び導波管６０の下方側に結合されるケース７０と、により構成されている。
【００２１】
ここで、前記共振器５０、導波管６０及びケース７０には、外側方向に延長されたフランジ部５１、６１、６６、７１がそれぞれ形成されて相互密着した状態でボルト９０により締結されて外観構造を形成する。
【００２２】
そして、前記共振器５０は、前記フランジ部５１を除いた全ての領域が、マイクロ波は遮断して光は透過させるように、所定大きさの網目を有する金属メッシュ構造に形成され、球形状の中心位置には、前記導波管６０を通って伝送されたマイクロ波エネルギーによりプラズマが生成されながら光を発生させる電球８０が位置される。
【００２３】
また、前記導波管６０は、下部が開放された円錐（cone）状に形成され、前記共振器５０の内側領域に位置されるカバー部６３と、前記共振器５０の球形状と同一曲面に形成されて前記カバー部６３の下部に結合される底面部（bottom  portion）６５と、により構成され、前記カバー部６３の傾斜された側面には、後述するマグネトロン７３から伝送されたマイクロ波が前記共振器５０の内部に伝達されるように少なくとも一つ以上の出口部６３ａが形成されている。
【００２４】
特に、前記導波管６０の頂点部には、電球８０が位置するために半球形状に陥没された凹部６４が形成され、前記電球８０と凹部６４間には、前記電球８０から発光された光を前方側に集中反射できるように反射鏡８５が設置されている。
【００２５】
ここで、前記反射鏡８５の代りに、前記導波管６０の凹部６４の外側面を反射成分を有する物質により被覆された反射膜に構成することもできる。
【００２６】
前記電球８０には、前記導波管６０を貫通する回転軸７７が連結され、前記導波管６０の底面には前記回転軸７７の端部に連結されて前記電球８０を回転させる電球モーター７８が設けられている。
【００２７】
前記マグネトロン７３は、前記ケース７０の内部の前記導波管６０の底面部６５に設置されて、前記導波管６０内部にマイクロ波を発振させるようになっている。
【００２８】
また、前記ケース７０の内部には、常用交流電源を高圧に昇圧させて前記マグネトロン７３に提供する高圧発生器７４が一方側に設置され、下方側には前記マグネトロン７３及び高圧発生器７４などを冷却させるための冷却ファン７５及び冷却ファン用モーター７６が設置されている。
【００２９】
一方、前記導波管６０の出口部６３ａは、図２に示したように、半径方向に長く形成された３個のスロット６３ａ′と、円周方向に長く形成された３個のスロット６３ａ″と、が所定間隔を有して相互交差するように配列されている。
【００３０】
ここで、前記導波管６０の出口部６３ａの多様な実施例について説明すると、第１実施例は、図３に示したように、半径方向に長く形成された３個のスロット６３ａ′が１２０゜の間隔を置いて配列形成され、第２実施例においては、図４に示したように、半径方向に長く形成された２個のスロット６３ａ′と及び円周方向に長く形成された１個のスロット６３ａ″が１２０゜の間隔を置いて配列形成され、第３実施例においては、図５に示したように、半径方向に長く形成された３個のスロット６３ａ′が１２０゜の間隔を置いて配列形成され、その間に円周方向に長く形成された１個のスロット６３ａ″が形成されている。
【００３１】
以下、このように構成された本発明に係るマイクロ波を利用した照明装置の作用を説明する。
【００３２】
先ず、マグネトロン７３からマイクロ波が発振されると、前記マイクロ波は導波管６０の内部に伝送された後、各出口部６３ａを通って共振器５０の内部に放射される。
【００３３】
次いで、前記共振器５０の内部に放射されたマイクロ波は、前記共振器５０内で共振空洞を形成しながら電球８０内に封入された物質を励起させてプラズマを生成させながら、固有のスペクトルを有する光を発生させる。
【００３４】
このとき、前記電球８０から発生された光及び反射鏡８５により反射された光は、殆どが前記共振器５０の網目を通って前方側に放射され、前記共振器５０の金属メッシュに反射された一部の光は、該共振器５０の中心である球の焦点に位置される前記電球８０に集中した後、前記反射鏡８５により前方側に反射されるので、光損失を低減することができる。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るマイクロ波を利用した照明装置においては、球形状に形成された共振器の中心部に電球が位置されると共に内部に導波管が設置されるので、電球から発光された光の損失を最小化して照明効率を向上させ、照明システムを小型化し得るという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るマイクロ波を利用した照明装置を示した縦断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線方向の平面図である。
【図３】図２の導波管の出口部の第１実施例を示した平面図である。
【図４】図２の導波管の出口部の第２実施例を示した平面図である。
【図５】図２の導波管の出口部の第３実施例を示した平面図である。
【図６】従来のマイクロ波を利用した照明装置を示した縦断面図である。
【符号の説明】
５０…共振器
６０…導波管
６３…カバー部
６３ａ…出口部
６４…凹部
６５…底面部
７０…ケース
７３…マグネトロン
７４…高圧発生器
７５…冷却ファン
７６…冷却ファン用モーター
７７…回転軸
７８…電球モーター
８０…電球
【図１】
0003990142.tif 000002
【図２】
0003990142.tif 000003
【図３】
0003990142.tif 000004
【図４】
0003990142.tif 000005
【図５】
0003990142.tif 000006
【図６】
0003990142.tif 000007