高频放电能量提供装置和高频无电极放电灯装置制造方法及图纸

与使用常规空腔共振器所观察到的情况相比，利用包括多个侧向共振器的侧向共振器组可在更小的空间中发生高频放电，每个侧向共振器包括基本上为环形的导电材料制成的电磁感应功能部件和空隙制成的电容性功能部件，这些空隙形成圆形，从而使所述电容性功能部件与作为高频能量提供装置的中心相对。此外，把所述高频能量提供装置应用于高频无电极灯装置可有效地把高频能量耦合到尺寸相对较小的无电极放电灯。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于提供高频能量的装置以及使用此装置的高频无电极放电灯装置。考虑到诸如高效率和高现色性等特性，作为可替代卤素灯的高输出点光源，近几年已提出把高亮度放电灯特别是金属卤化物灯应用于液晶电视投影仪或类似装置的光源。此外，考虑到诸如高现色性等特性，也已提出把其应用拓展到相应于高清晰度TV广播的运动照明或诸如博物馆或画廊等的显示照明。首先，与有电极的电弧放电灯相比，高频无电极放电灯的优点在于电磁能量容易连到填料(filler)，从用于放电光发射的填料可节约水银，并可希望进行高效发光。此外，由于在放电空间内部没有电极，所以灯泡内壁不会因电极的气化而变黑。于是，可在很大的程度上延迟灯的寿命。从这些特点，已对此无电极灯进行了深入的研究和改进，把它作为下一代的高亮度放电灯。以下，将参考59-86153号日本公开专利中所揭示的“微波无电极灯”来描述常规的高频无电极放电灯。即，如此构成常规的微波无电极灯，从而无电极灯置于具有一开口的微波空腔共振器中，微波振荡器与此灯相连，此开口附带微波不能穿过的网。这里，此无电极放电灯中放电灯泡的最大尺寸比所使用的微波的波长短。在此布局中，通过为传输微波而设的上述微波空腔共振器壁上的缝隙把微波振荡器产生的微波能量耦合到放电灯泡，以激发放电灯泡中密封的介质。这样，如此安排微波无电极放电灯所产生的辐射光，从而通过设置在上述微波空腔共振器中的网使之向微波空腔共振器外部发射。同样，迄今为止，把空腔共振器普遍用作使用高频波尤其是微波的无电极放电灯装置的高频能量提供装置。顺便提一下，一般在放电灯中，由于尺寸较小的光源可使光强分布的设计更为理想，所以在照明应用领域内，广泛需要减小用作光源的等离子体电弧的尺寸。另一方面，在无电极放电灯中，由灯泡的内径确定等离子体电弧的尺寸。因此，为了减小等离子体电弧的尺寸，需要使灯泡的内径变小。然而，利用通过上述常规无电极放电灯的空腔共振器把能量提供给无电极放电灯的灯泡的结构，如果灯泡的尺寸比空腔共振器的尺寸小得多，则削弱了微波能量的耦合率并增加了反射波，从而引起一些不良后果，诸如削弱发光效率，灯发光的启动功能明显下降。结果，不能把灯泡的尺寸减少到空腔共振器的尺寸所确定的极限尺寸以下。此外，以上常规无电极放电灯的上述布局，一直把空腔共振器用作把能量提供给无电极放电灯的装置。而且，由所加的高频波的波长来确定空腔共振器的尺寸。此外，为了区分用于一般信息通信的频带，要预先确定适用于工业应用的高频波的频带(ISM(工业、科学、医学)频带)。因此，不能把空腔共振器的尺寸减少到有效高频频带波长极限所确定的尺寸以下。因此，产生的问题是不能把灯泡的尺寸减少到有效高频频带波长极限所确定的尺寸以下。例如，对于2.45GHz(波长122mm)的高频波，即通常使用的ISM频带，根据经验把能够保持稳定放电的等离子体电弧的尺寸限制在大约15mm或更大。另一方面，考虑到应用于液晶电视投影仪，为了便于提高发射利用率的光学设计，确定等离子体电弧的尺寸低于大约3mm。相应地，在需要高亮度点光源的应用中，使用空腔共振器的高频无电极放电灯装置具有应用不当的问题。于是，强烈需要一种高频能量提供装置，与空腔共振器相比，它可提供集中在更小空间内的高频共振电磁场。考虑到迄今为止的上述常规问题，本专利技术的一个目的是提供一种高频能量提供装置以及使用此装置的高频无电极放电灯装置，该高频能量提供装置能集中地把高频共振电磁场提供给比现有空间小得多的空间。由包括基本上以环形排列的多个侧向共振器的侧向共振器组形成高频能量提供装置，所述侧向共振器包括电磁感应功能部件，它由导电材料制成，用于产生随磁场变化的感应电流，所述电磁感应功能部件基本上为环形；以及电容功能部件，它具有设在所述感应电流的至少一部分路径中的空隙，其中所述电容功能部件位于被所述侧向共振器包围的所述环形的中心一侧，在从所述侧向共振器组的外部给出能量时，在所述环形中心处产生的高频共振电磁场包围所述环形的中心一侧，把高频能量提供给置于所述环形中心的物体。由包括导电材料制成的圆柱体和导电材料制成的多个叶片的叶片型侧向共振器形成高频能量提供装置，其中在从所述叶片型侧向共振器的外部给出能量时，在所述叶片型侧向共振器的内部产生高频共振电磁场，把高频能量提供给置于所述内部的物体。由具有多个孔和槽的导电材料所制成的孔-槽型侧向共振器来形成高频能量提供装置，其中在从所述孔-槽型侧向共振器的外部给出能量时，在所述孔-槽型侧向共振器的内部产生高频共振电磁场，把高频能量提供给置于所述内部的物体。一种高频无电极放电灯装置包括在第一到第九专利技术中任一个专利技术提出的高频能量提供装置；无电极放电灯置于所述高频能量提供装置的中心；高频波防泄漏装置，密封所述高频能量提供装置，所述高频波防泄漏装置的至少一部分是透光的；高频共振场激发装置，用于在构成所述高频能量提供装置的所述多个侧向共振器中激发高频共振电磁场；高频振荡装置，用于振荡高频波；以及高频传播装置，用于使所述高频振荡装置中振荡的高频波传播到所述高频共振场激发装置；其中利用被所述多个侧向共振器包围的环形中心产生的高频共振电磁场，提供所述无电极放电灯放电所需的高频能量。一种高频无电极放电灯装置包括在第一到第九专利技术中任一个专利技术提出的高频能量提供装置；无电极放电灯，置于所述高频能量提供装置的中心；光反射装置，用于反射从所述无电极放电灯发出的光；高频波防泄漏装置，密封所述高频能量提供装置，所述高频波防泄漏装置的至少一部分是透光的；高频共振场激发装置，用于在构成所述高频能量提供装置的所述多个侧向共振器中激发高频共振电磁场；高频振荡装置，用于振荡高频波；以及高频传播装置，用于使所述高频振荡装置振荡的高频波传播到所述高频共振场激发装置；其中所述光反射装置包括(1)第一光反射装置，用于把通过所述高频波防泄漏装置的所述光向外反射，它置于所述高频波防泄漏装置的外部；以及(2)第二光反射装置，它由非导电材料制成并置于所述高频波防泄漏装置的内部，用于把来自所述高频波防泄漏装置内部的所述光向外反射，以及利用被所述多个侧向共振器包围的环形中心产生的高频共振电磁场，提供所述无电极放电灯放电所需的高频能量。一种高频无电极放电灯装置包括在第一到第九专利技术中任一个专利技术提出的高频能量提供装置；无电极放电灯，置于所述高频能量提供装置的中心；光反射装置，用于反射从所述无电极放电灯发出的光；高频波防泄漏装置，密封所述高频能量提供装置，所述高频波防泄漏装置的至少一部分是透光的；高频共振场激发装置，用于在构成所述高频能量提供装置的所述多个侧向共振器中激发高频共振电磁场；高频振荡装置，用于振荡高频波；以及高频传播装置，用于使在所述高频振荡装置中振荡的高频波传播到所述高频共振场激发装置；其中所述高频波防泄漏装置的一部分内壁表面是光反射表面和光反射装置，用于把来自所述高频波防泄漏装置内部的所述光向外反射，以及利用被所述多个侧向共振器包围的环形中心产生的高频共振电磁场，提供所述无电极放电灯放电所需的高频能量。一种高频无电极放电灯装置包括在第一到第九专利技术中任一个专利技术提出的高频能量提供装置；无电极放电灯，置于所述高频能量提供装置的中心；光反射装置，用于反射从所述无电极放电灯发出的光；高频本文档来自技高网...

【技术保护点】
高频能量提供装置，由包括基本上以环形排列的多个侧向共振器的侧向共振器组形成，所述侧向共振器包括：（１）电磁感应功能部件，它由导电材料制成，用于产生随磁场变化的感应电流，所述电磁感应功能部件基本上为环形；以及（２）电容功能部件，它具有设在所述感应电流的至少一部分路径中的空隙，所述电容功能部件位于被所述侧向共振器包围的所述环形的中心一侧，在从所述侧向共振器组的外部给出能量时被所述环形中心处产生的高频共振电磁场包围，把高频能量提供给置于所述环形中心的物体。

【技术特征摘要】
JP 1996-11-1 291420/961.高频能量提供装置，由包括基本上以环形排列的多个侧向共振器的侧向共振器组形成，所述侧向共振器包括(1)电磁感应功能部件，它由导电材料制成，用于产生随磁场变化的感应电流，所述电磁感应功能部件基本上为环形；以及(2)电容功能部件，它具有设在所述感应电流的至少一部分路径中的空隙，所述电容功能部件位于被所述侧向共振器包围的所述环形的中心一侧，在从所述侧向共振器组的外部给出能量时被所述环形中心处产生的高频共振电磁场包围，把高频能量提供给置于所述环形中心的物体。2.高频能量提供装置，由包括导电材料制成的圆柱体和导电材料制成的多个叶片的叶片型侧向共振器形成，其特征在于在从所述叶片型侧向共振器的外部给出能量时，利用在所述叶片型侧向共振器的内部产生的高频共振电磁场，把高频能量提供给置于所述内部的物体。3.如权利要求2所述的高频能量提供装置，其特征在于叶片的数目是偶数。4.如权利要求3所述的高频能量提供装置，其特征在于所述叶片型侧向共振器具有多个侧向共振器，所述侧向共振器相应于所述叶片，所述侧向共振器中相邻共振器之间的相位差为π。5.如权利要求2或3所述的高频能量提供装置，其特征在于令N为2或更大数目的整数，所述叶片型侧向共振器具有N个侧向共振器，所述侧向共振器相应于所述叶片，所述侧向共振器中相邻共振器之间的相位差为2π/N。6.高频能量提供装置，由具有多个孔和槽的导电材料所制成的孔-槽型侧向共振器形成，其特征在于在从所述孔-槽型侧向共振器的外部给出能量时，利用在所述孔-槽型侧向共振器的内部产生的高频共振电磁场，把高频能量提供给置于所述内部的物体。7.如权利要求6所述的高频能量提供装置，其特征在于所述孔-槽型侧向共振器具有多个侧向共振器，所述侧向共振器相应于所述孔和槽，其数目为偶数。8.如权利要求7所述的高频能量提供装置，其特征在于所述侧向共振器中相邻共振器之间的相位差为π。9.如权利要求6或7所述的高频能量提供装置，其特征在于令N为2或更大数目的整数，所述孔-槽型侧向共振器具有N个侧向共振器，所述侧向共振器相应于所述孔和槽，所述侧向共振器中相邻共振器之间的相位差为2π/N。10.如权利要求1到9中任一项所述的高频能量提供装置，其特征在于所述高频能量使所述物体受到放电、加热、光发射、熔化或气化。11.高频无电极放电灯装置，其特征在于包括如权利要求1到9中任一项所述的高频能量提供装置；无电极放电灯，置于所述高频能量提供装置的中心；高频波防泄漏装置，密封所述高频能量提供装置，所述高频波防泄漏装置的至少一部分是透光的；高频共振场激发装置，用于在构成所述高频能量提供装置的所述多个侧向共振器中激发高频共振电磁场；高频振荡装置，用于振荡高频波；以及高频传播装置，用于使在所述高频振荡装置中振荡的高频波传播到所述高频共振场激发装置；其中利用在被所述多个侧向共振器包围的环形中心产生的高频共振电磁场，提供所述无电极放电灯放电所需的高频能量。12.一种高频无电极放电灯装置，其特征在于包括如权利要求1到9中任一项所述的高频能量提供装置；无电极放电灯，置于所述高频能量提供装置的中心；光反射装置，用于反射从所述无电极放电灯发出的光；高频波防泄漏装置密封所述高频能量提供装置，所述高频波防泄漏装置的至少一部分是透光的；高频共振场激发装置，用于在构成所述高频能量提供装置的所述多个侧向共振器中激发高频共振电磁场；高频振荡装置，用于振荡高频波；以及高频传播装置，用于使在所述高频振荡装置中振荡的高频波传播到所述高频共振场激发装置；其中所述光反射装置包括(1)第一光反射装置，用于把通过所述高频波防泄漏装置的所述光向外反射，它置于所述高频波防...

【专利技术属性】
技术研发人员：保知昌，竹田守，崎山一幸，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]