説明

光源装置

【課題】マイクロ波を利用した光源装置において安定した始動性の確保と光源装置の製作コストが嵩まないこと、及び小型な構成とすることを技術的課題としている。
【解決手段】高周波光源装置は、高周波発振器と共振器からなり、前記共振器内に高周波によって放電する放電物質を封入した発光管を備え、前期発光管の点灯始動時に紫外線を発生する始動補助光源が配置され、当該始動補助光源から発生した紫外線を前記発光管の放電容器内へと導く導光部を設けてあることを特徴とする高周波光源装置。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、高周波を利用した照明及び光源装置に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、高周波を利用した光源装置は、放電空間に電極が無くても点灯ができ、封入物と電極の化学反応等による発光管内の黒化が抑えられるため、従来より長寿命な無電極照明装置として実用化されている。また、電極からの2次電子の放出が無くとも放電を維持でき、電極の損耗が少ないことからプロジェクタ等に使われる有電極の光源装置においても応用が進められている。
【0003】
高周波を利用したランプの放電開始には一般に放電開始用の特別な装置や制御が必要であり、放電開始するための初期電子を確保するために紫外線発生電球などの始動補助光源を使用する方法がある。(特許文献1参照)
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開昭55−122398
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
このような光源装置の場合、放電ランプは高周波を漏洩しないように大部分が金属製の容器で覆われており、紫外線発生電球からの紫外線を冷却口から照射するとあるが、冷却口が小さく紫外線は遮蔽されてしまう。また、紫外線は空気中で減衰しやすいため、発光管に照射されるまでに減衰してしまう。よって紫外線発生電球から発生した紫外線のうち発光管に照射される量は、その発生量に比べて大幅に減少している。このため、安定した始動性が確保できなくなるという問題がある。本発明は、高周波を利用した光源装置において安定した始動性の確保と光源装置の製作コストが嵩まない簡易で小型な構成とすることを技術的課題としている。
【課題を解決するための手段】
【0006】
課題を解決するために請求項1の高周波光源装置は、高周波発振器と共振器からなり、前記共振器内に高周波によって放電する放電物質を封入した発光管を備え、前記発光管の点灯始動時に紫外線を発生する始動補助光源が配置され、当該始動補助光源から発生した紫外線を前記発光管の放電容器内へと導く導光部を設けてあることを特徴とする。
請求項2の高周波光源装置は、請求項1において、前記発光管と導光部が一体であることを特徴とする。
請求項3の高周波光源装置は、請求項1において、前記始動補助光源と導光部が一体であることを特徴とする。
請求項4の高周波光源装置は、請求項1において、前記導光部が光ファイバーであることを特徴とする。
【発明の効果】
【0007】
本発明の請求項1によれば、発光管に始動補助光源からの紫外線を放電容器内へと導く導光部を設けることで発光管点灯始動時に効率よく発光部へ紫外線を照射できるようになり、光源装置の安定した始動性が確保できた。
また、請求項2によれば、発光管と導光部は同一部材を使用し同一工程で一体となるよう作製するため、製作コストは嵩まずに光源装置の安定した始動性が確保できた。
また、請求項3によれば、始動補助光源と導光部は同一部材を使用し同一工程で一体となるよう作製するため、製作コストは嵩まずに光源装置の安定した始動性が確保できた。
さらに、請求項4によれば、導光部は柔軟性のある光ファイバーであるため、導光部及び始動補助光源の配置の自由度が増し、光源装置の内の構成部品の配置の制約が減るため
光源装置の小型化が可能となり、光源装置の安定した始動性が確保できた。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】本発明に係る光源装置の一例を示す図
【図2】本発明に係る光源装置の別の実施例を示す図
【図3】本発明に係る光源装置の別の実施例を示す図
【図4】本発明に係る光源装置の別の実施例を示す図
【図5】光源装置の始動性を高めるための従来技術を示す図。
【発明を実施するための形態】
【0009】
本発明に係る光源装置の最良の実施形態は、高周波発振器と共振器からなり、前記共振器内に高周波によって放電する放電物質を封入した発光管を備え、前期発光管の点灯始動時に紫外線を発生する始動補助光源が配置され、当該始動補助光源から発生した紫外線を前記発光管の放電容器内へと導く導光部を設けてあることを特徴とする高周波光源装置である。
【0010】
共振器は金属からなり、共振器内は高周波波発振器からの高周波によって共振状態が形成されており、また、共振器の形状は矩形または、円筒形などであり共振器を小型にするため共振器内に誘電体を配置した誘電体共振器構造とするのが好ましく、光の利用効率向上のため誘電体を楕円反射鏡形状にしても良い。
【0011】
発光管は、その本体が紫外線を透過する耐熱性の容器で形成され、当該耐熱性容器の放電容器に放電物質が封入されると共に、タングステン等の金属棒でなる対向する1対の電極が収容配設されている。なお、電極は1対の対向する構成に限らず、片側1つだけでも良いし、無くても良い。
【0012】
発光管の近傍には導光部が設けられており、導光部末端は共振器の外にまで延在し導光部末端部近傍には始動補助光源が配置されている。
【実施例1】
【0013】
本発明に係る光源装置の実施例を図1に示す。図1に示す光源装置は、発光管1と、φ4、長さ20mmの高周波励振アンテナ2を内部に配置している共振器3と前記共振器3と接続された高周波発振器4と発光管1の近傍に配置された導光部6aと導光部6aの末端近傍に配置された始動補助光源7と始動補助光源用電源(図示せず)からなる。
【0014】
高周波発振器4より発振された高周波は周波数2.45GHzであり、高周波励振アンテナ2に伝えられる。アンテナ2は金属製の棒で、このアンテナにより高周波が共振器3内に送られる。
【0015】
共振器3は金属製であり内径80mm、高さ80mmの円筒形状をしていて高周波が外部に漏洩しない構造となっている。また、共振器3の一部には発光管1からの光を取り出す光取り出し口9aと始動補助光源からの光を取り入れるための光取り入れ口9bが設けられ、光取り出し口9aと光取り入れ口9bは同軸上に配置されている。
【0016】
発光管1は、外径φ6mm、内径φ3mmの石英管を溶融シールすることで作製されるφ3mm×10mmの石英ガラスで覆われた放電容器5が光取り出し口9a近傍に配置され、放電容器5内に水銀と金属ハロゲン化物とアルゴンガス等の始動用ガスとが封入されており、接着剤により固定されている。
【0017】
導光部6aは、石英製のロッドレンズであり、その一方の端面は発光管1と対向し、他方の端面は始動補助光源7と対向するように配置されており、接着剤により固定されている。これにより始動補助光源7から発生した紫外線はロッドレンズ内を全反射して進行し均一化され拡散されず発光管1に照射される。
【0018】
始動補助光源7は外径5mm、内径3mm、長さ15mmの石英管でできており、内部には微量の水銀とアルゴンガスが5〜50torr封入されている。また、前記始動補助光源7の外周には金属ワイヤ8が巻き回されており、発光管始動時に始動補助光源用電源より数百KHzの高周波電圧が印加されることによって、石英管内部の水銀及びアルゴンガスが励起され紫外線を発生する構造となっている。
【0019】
これにより、光源装置始動時に始動補助光源7から発生した紫外線が導光部6内を伝播し発光管1に効率よく照射されるため、放電容器5内に放電開始に必要な初期電子を確実に発生することができるため始動性が向上した光源装置が実現できた。
【0020】
図2は本発明に係る光源装置の他の構成を示す概略図である。図中同記号のものは実施例1と同仕様であるものとする。
【実施例2】
【0021】
図2に示す光源装置は、発光管1aと、φ3、長さ10mmの高周波励振アンテナ2を内部に配置している共振器3と前記共振器3と接続された高周波発振器4と発光管1と一体である導光部6bと導光部6bの末端近傍に配置された始動補助光源7と始動補助光源用電源(図示せず)からなる。
【0022】
発光管1aは、外径φ6mm、内径φ3mmの石英管を溶融シールすることで作製されるφ3mm×10mmの石英ガラスで覆われた放電容器5aが光取り出し口9a近傍に配置され、放電容器5a内に水銀と金属ハロゲン化物とアルゴンガス等の始動用ガスとが封入されている。
【0023】
導光部6bは発光管1a作製時の石英管の溶融シール部であり、光取り入れ口9bを通って共振器3より外部まで延在している。よって、発光管1a作製時に同時に作製される。
【0024】
これにより、光源装置始動時に始動補助光源7から発生した紫外線が導光部6b内を伝播し発光管1aに効率よく照射されるため、放電容器5a内に放電開始に必要な初期電子を確実に発生することができ、導光部6bと発光管1aは同一部材を使用し、同一工程で一体となるよう作製するため、製作コストは嵩まずに光源装置の安定した始動性が確保できた。
【実施例3】
【0025】
図3は本発明に係る光源装置の他の構成を示す概略図である。図中同記号のものは実施例1と同仕様であるものとする。
【0026】
図3に示す光源装置は、発光管1と、φ3、長さ10mmの高周波励振アンテナ2を内部に配置している共振器3と前記共振器3と接続された高周波発振器4と発光管1の近傍に配置された導光部6cと導光部6cと一体である始動補助光源7aと始動補助光源用電源(図示せず)からなる。
【0027】
導光部6cは外径φ6mm、内径φ3mmの石英管を溶融シールすることで作製され、
その一方の端面は発光管1と対向している。
【0028】
始動補助光源7aは導光部6c作製時にφ3×7mmの溶融シールしない空洞部10を設けることで作製され、空洞部10内には微量の水銀とアルゴンガスが5〜50torr封入されており、共振器3外部の導光部6cの端部に配置されている。
【0029】
これにより、光源装置始動時に始動補助光源7aから発生した紫外線が導光部6c内を効率よく伝播し発光管1に照射されるため、放電容器5内に放電開始に必要な初期電子を確実に発生することができ、導光部6cと始動補助光源7aは同一部材を使用し、同一工程で一体となるよう作製するため、製作コストは嵩まずに光源装置の安定した始動性が確保できた。
【実施例4】
【0030】
図4は本発明に係る光源装置の他の構成を示す概略図である。図中同記号のものは実施例1と同仕様であるものとする。
【0031】
図4に示す光源装置は、発光管1と、φ3、長さ10mmの高周波励振アンテナ2を内部に配置している共振器3aと前記共振器3aと接続された高周波発振器4と発光管1の近傍に配置された導光部6dと導光部6dの末端近傍に配置された始動補助光源7と始動補助光源用電源(図示せず)からなる。
【0032】
共振器3aは金属製であり内径80mm、高さ80mmの円筒形状をしていて高周波が外部に漏洩しない構造となっている。また、共振器3aの一部には発光管1からの光を取り出す光取り出し口9aと始動補助光源からの光を取り入れるための光取り入れ口9bが設けられている。
【0033】
導光部6dは、石英ガラスからなるφ0.125mmの光ファイバーであり、その一方の端面は発光管1と対向し、他方の端面は始動補助光源7と対向するように配置されており、接着剤により固定されている。また、一般的に光ファイバーは柔軟性があるため、その配線に制約がない。そのため、光取り入れ口9bの任意の場所に配置すれば良い。
【0034】
これにより、光源装置始動時に始動補助光源7から発生した紫外線が導光部6d内を効率よく伝播し発光管1に照射されるため、放電容器5内に放電開始に必要な初期電子を確実に発生することができ、また導光部6cは光ファイバーであるため、光取り入れ口9b、始動補助光源7及び始動補助光源用電源の配置が自由にできるようになり光源装置の小型化と安定した始動性が確保できた。
【産業上の利用可能性】
【0035】
本発明は高周波を利用した照明及び光源装置に関するものである。
【符号の説明】
【0036】
1、1a・・・発光管
2・・・・・高周波励振アンテナ
3、3a・・・共振器
4・・・・・高周波発振器
5、5a・・・放電容器
6、6a、6b、6c・・・導光部
7、7a・・・始動補助光源
8・・・金属ワイヤ
9a・・光取り出し口
9b・・光取り入れ口
10・・・空洞部

【特許請求の範囲】
【請求項1】
高周波発振器と共振器からなり、前記共振器内に高周波によって放電する放電物質を封入した発光管を備え、点灯始動時に紫外線を発生する始動補助光源が配置され、当該始動補助光源から発生した紫外線を前記発光管の発光部へと導く導光部を設けてあることを特徴とする高周波光源装置。
【請求項2】
前記発光管と前記導光部が一体である請求項1に記載の高周波光源装置。
【請求項3】
前記始動補助光源と前記導光部が一体である請求項1に記載の高周波光源装置。
【請求項4】
前記導光部が光ファイバーである請求項1に記載の高周波光源装置

【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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【公開番号】特開2011−146275(P2011−146275A)
【公開日】平成23年7月28日(2011.7.28)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−6663(P2010−6663)
【出願日】平成22年1月15日(2010.1.15)
【出願人】(000000192)岩崎電気株式会社 (533)
【Fターム(参考)】