| 【発明の名称】 |
スポット光源装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】伊藤 守行
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| 【要約】 |
【課題】余分な光を効果的に遮蔽して、光漏れ、及び加熱による部品の劣化を抑制したスポット光源装置を提供する。
【解決手段】放電管２から放射された光のうち、反射ミラー２１によって反射されて出射口に導光される光以外の余分な光を遮蔽するために、開口部を有する遮蔽板４１に加えて、さらに遮蔽板４１の出射口側に導光部を有する筒状の遮蔽部材４０を設置することによって、光の遮蔽板における通過位置のみでなく、方向及び角度をも制限して、効果的に遮蔽を行うことができる。この筒状の遮蔽部材４０は、放熱フィンの機能をも有しており、筒状の遮蔽部材４０に面するハウジングの側面に通風口を設けることにより、効果的に冷却を行うことができる。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 光を放射する放電管と、前記放電管から放射された光を反射させる反射ミラーと、前記放電管と、前記反射ミラーとが内部に格納されるハウジングと、前記反射ミラーからの光を出射するための、前記ハウジングの前面に設けられた出射口と、を有するスポット光源装置において、前記放電管及び前記反射ミラーと、前記ハウジングの前面との間に、前記放電管及び前記反射ミラーを含む前記ハウジング内部の後面側の光源領域と、前記ハウジング内部の前面側の出力領域とを区分し、光を通過させる開口部を有する遮蔽板と、前記遮蔽板の前記出力領域側の面に、前記出射口に向かって突出するように取り付けられ、光を通過させる導光部を有する筒状の遮蔽部材と、を備えたことを特徴とするスポット光源装置。
【請求項２】 前記ハウジングの少なくとも一方の側面の、前記出力領域に面する所定の部位に、通風口が設けられたことを特徴とする請求項１記載のスポット光源装置。
【請求項３】 前記出力領域内の、前記筒状の遮蔽部材と、前記出射口との間に、光の出射のＯＮ／ＯＦＦを切り換えるためのシャッターを備えたことを特徴とする請求項１または２記載のスポット光源装置。
【請求項４】 前記出力領域内の、前記シャッターと、前記出射口との間に、前記筒状の遮蔽部材及び前記シャッターを覆うように設置され、光を通過させる開口部を有する遮蔽カバーをさらに備えたことを特徴とする請求項３記載のスポット光源装置。
【請求項５】 前記出力領域内に、前記シャッターを固定・設置するための支持部材をさらに備えたことを特徴とする請求項３または４記載のスポット光源装置。
【請求項６】 前記筒状の遮蔽部材は、前記導光部の形状が、前記ハウジングの前面に向かって先細になるように形成されたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項記載のスポット光源装置。
【請求項７】 前記出射口に接続されて、出射される光を導光するライトガイドをさらに備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項記載のスポット光源装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光を照射するスポット光源装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、スポット光源装置では、放電管から放射された光を楕円集光ミラーなどの反射ミラーによって反射・集光し、出射口に導光して、出射口に接続されたファイバなどの導光手段（ライトガイド）によって外部に出射される。
【０００３】このとき、放電管から反射ミラーに取り込まれずに直接装置の他の部位に放射された光などの影響を抑えるために、放電管及び反射ミラーと、出射口との間に、出射される光の光軸上に所定の面積・形状の開口部を有する遮蔽板または遮蔽部材（アパーチャ）を設けることができる。このようなスポット光源装置としては、例えば特開平９−２８１３６１号に示されている装置がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】反射ミラーによって反射されずに正しく導光されない光は、装置内部の様々な部位・部品等において反射及び散乱をおこし、装置内部の冷却のための通風口等からの外部への光漏れの原因となり、また、光の照射に起因する加熱等による部品の劣化や変質の原因となる。
【０００５】放電管及び反射ミラーと、出射口との間に、開口部を有する遮蔽板を設置した場合、一定の遮蔽の効果は得られるものの、反射ミラーを介さずに直接、あるいは他の部位から反射または散乱されて開口部を通過した光は、その方向性がそろっていないため、一枚の遮蔽板によっては充分な遮蔽効果を得ることができず、光漏れを防止するための遮蔽・遮光の手段を別に設けるなどの必要がある。また、出射口周辺や、さらにシャッターを設けた場合のシャッター及びその駆動系等への、光の照射等による加熱と、それによる部品の劣化等の問題がある。
【０００６】本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであり、出射されない光を効果的に遮蔽して、各部位からの光漏れ、及び加熱とそれによる部品の劣化とを抑制したスポット光源装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【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に、本発明によるスポット光源装置は、光を放射する放電管と、放電管から放射された光を反射させる反射ミラーと、放電管と、反射ミラーとが内部に格納されるハウジングと、反射ミラーからの光を出射するための、ハウジングの前面に設けられた出射口と、を有するスポット光源装置において、放電管及び反射ミラーと、ハウジングの前面との間に、放電管及び反射ミラーを含むハウジング内部の後面側の光源領域と、ハウジング内部の前面側の出力領域とを区分し、光を通過させる開口部を有する遮蔽板と、遮蔽板の出力領域側の面に、出射口に向かって突出するように取り付けられ、光を通過させる導光部を有する筒状の遮蔽部材と、を備えたことを特徴とする。
【０００８】上記したように、方向性を持たない光を遮蔽する場合、遮蔽板の開口部によっては遮蔽板を通過する時の光の通過位置のみしか制限することができないが、遮蔽板の出力領域側の面にさらに筒状の遮蔽部材を備えることによって、光の方向及び角度をも制限することが可能になり、効果的な遮蔽を行うことができる。これによって、各部位からの光漏れが大幅に減少し、また、出射口周辺やその他の部材等への、光の照射等による加熱とそれによる部品の劣化が抑制される。
【０００９】また、ハウジングの少なくとも一方の側面の、出力領域に面する所定の部位に、通風口が設けられたことを特徴とする。
【００１０】遮蔽板及び筒状の遮蔽部材によって光を遮蔽した場合、それらの遮蔽板及び筒状の遮蔽部材はそれによって加熱されてしまうが、遮蔽された領域である出力領域において、ハウジングの側面に通風口を設けることによって、遮蔽板及び筒状の遮蔽部材を効果的に冷却することができる。この場合、特に筒状の遮蔽部材は遮蔽板から出力領域に突出しているため、放熱フィンの機能をも有しており、これによって冷却の効率を高めることができる。
【００１１】また、出力領域内の、筒状の遮蔽部材と、出射口との間に、光の出射のＯＮ／ＯＦＦを切り換えるためのシャッターを備えた構成とすることによって、光源である放電管のＯＮ／ＯＦＦを行わずに、シャッターによって光の出射のＯＮ／ＯＦＦを行うことができ、光の出射制御が容易になる。また、出力領域内の、シャッターと、出射口との間に、筒状の遮蔽部材及びシャッターを覆うように設置され、光を通過させる開口部を有する遮蔽カバーをさらに備えた構成として、遮蔽の効果を高めても良い。
【００１２】また、シャッターを用いた場合に、出力領域内に、シャッターを固定・設置するための支持部材をさらに備えても良い。シャッターが遮蔽板等に固定されずに、別に設けられた支持部材に対して固定・設置されることによって、シャッターに対する加熱をさらに抑制して、シャッター部品の劣化を防ぐことができる。
【００１３】筒状の遮蔽部材は、導光部の形状が、ハウジングの前面に向かって先細になるように形成されたことを特徴としても良い。このように先細の形状とすることによって、さらに光の方向及び角度を効果的に制限して、遮蔽効果を高めることができる。
【００１４】また、出射口に接続されて、出射される光を導光するライトガイドをさらに備える構成としても良い。例えばファイバなど、用途に応じた形態・性能を有するライトガイドを接続することによって、効率的に光の出射とその利用を行うことができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、図面と共に本発明によるスポット光源装置に係るＵＶスポット光源装置の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面の寸法比率は、説明のものと必ずしも一致していない。なお、スポット光源装置の外面を構成するハウジングの各面については、底面及び上面と、それ以外の４面については、放電管及び反射ミラーの開口部に対向して出射口が設けられている面を前面、反対側を後面、前面に対して左側を左側面、右側を右側面とする。
【００１６】図１は、本発明の第１の実施形態に係るＵＶスポット光源装置の概略構成を示す上面図である。また図２は、図１に示したＵＶスポット光源装置のＩ−Ｉ矢印断面図である。本実施形態におけるハウジング１は、ハウジング台部１１及びハウジングカバー１２からなるが、図１及び図２においてはハウジングカバー１２は図示していない。また、後述する内箱１８についてもここでは図示していない。ここで、ハウジング１の各面については、前面を１ａ、後面を１ｂ、左側面を１ｃ、右側面を１ｄ、底面を１ｅ、上面を１ｆとする。これらの各面に対し、ハウジング台部１１はハウジング１の前面１ａ、後面１ｂ及び底面１ｅを構成し、ハウジングカバー１２はハウジング１の左側面１ｃ、右側面１ｄ及び上面１ｆを構成する。
【００１７】ハウジング１の内部は、区分板１４によって左右の領域に分けられており、左の領域は光照射系領域であって、放電管等の光学系が設置され、一方、右の領域は駆動系領域Ａであって、放電管等を駆動・制御する駆動装置１３（具体的には図示していない）が設置されている。駆動装置１３は、例えばハウジング１の前面１ａの所定の位置に設置されたパネル等に接続されて、操作者によって操作される構成としても良い。
【００１８】光照射系領域は、遮蔽板４１によってさらに、後方の光源領域Ｂと、前方の出力領域Ｃとに分割されている。遮蔽板４１には開口部４１ａが設けられており、開口部４１ａを通過した光以外は、光源領域Ｂから出力領域Ｃには光が入射しないように構成されている。光源領域Ｂには、紫外光を放射する放電管２が、ハウジング１の前面１ａの方向に開口部を向けた楕円集光ミラーである反射ミラー２１の内側に位置するように設置されている。反射ミラー２１は、反射ミラー固定板２１ａによって固定・設置されている。
【００１９】放電管２及び反射ミラー２１の開口部に対向するハウジング１の前面１ａの所定の位置には、反射ミラー２１からの紫外光を出射するための開口である出射口２２が設けられ、その外側にはファイバ差込口２３が接続されている。このような構成において、反射ミラー２１の内面により、放電管２から放射された紫外光が開口部側に反射され、遮蔽板４１の開口部４１ａを通過して出力領域Ｃに入射される。出射口２２に到達した紫外光は、本実施形態においては、ファイバ差込口２３に接続されたライトガイドであるファイバ２５によって外部に出射される。
【００２０】なお、遮蔽板４１の光源領域Ｂ側の面には、開口部４１ａを覆うように紫外線透過フィルタ２４が設置されている。
【００２１】出力領域Ｃには、筒状の遮蔽部材４０がハウジング１の前面１ａの方向に突出するように、遮蔽板４１に固定されて設置されている。遮蔽板４１の開口部４１ａは、出射される紫外光の光軸（以下、単に光軸という）を中心として、円形の開口部４１ａとして形成されている。また、遮蔽板４１のハウジング１の底面１ｅ側はＬ字型に形成されており、その底面１ｅに接する底部４１ｂによって、ハウジング１の底面１ｅに対して固定されている。
【００２２】遮蔽板４１に固定された筒状の遮蔽部材４０は内部に導光部４０ａを有し、導光部４０ａの光軸方向の断面が、図２に示すように出射口２２側に向かって、開口が小さく先細である台形になる円錐台形に形成されており、遮蔽板４１と、出射口２２との間の出力領域Ｃにその円錐台形の中心を光軸に一致させて、遮蔽板４１に接続されて設置されている。このように、遮蔽板４１の開口部４１ａと、筒状の遮蔽部材４０の導光部４０ａとを通過した場合のみに、紫外光が出力領域Ｃに入射する構成とすることによって、出力領域Ｃに入射される紫外光に対して、遮蔽板４１における紫外光の通過位置を制限するのみでなく、遮蔽板４１の開口部４１ａを通過した紫外光に対して、筒状の遮蔽部材４０の導光部４０ａによって紫外光の入射方向及び角度に対しても制限することができ、より効果的に遮蔽を行うことが可能となる。
【００２３】本実施形態においては、筒状の遮蔽部材４０と、出射口２２との間に、紫外光出射のＯＮ／ＯＦＦを制御するための、シャッター板５０及びシャッター駆動部５１を有するシャッター５がさらに設置されている。シャッター板５０が接続されている、ステッピングモータを含むシャッター駆動部５１は、遮蔽板４１のＬ字型の底部４１ｂに固定され、光軸に対して垂直な軸を回転軸として、円筒の一部からなる形状のシャッター板５０が接続・駆動される。図１及び図２においては、シャッター板５０の位置は紫外光出射がＯＮである状態を示しているが、シャッター駆動部５１はシャッター板５０を両方向に回転駆動が可能なように構成されており、紫外光出射をＯＦＦにする場合にはシャッター板５０が筒状の遮蔽部材４０の出射口２２側を覆うような位置に駆動され（図１において点線で示されている）、それによって、ＯＮ／ＯＦＦを切り換えることができる。なお、出射される紫外光の強度をも調節したい場合には、シャッター５と出射口２２との間に、さらに強度調節手段（絞り機構）を設置しても良い。
【００２４】図３、図４及び図５は、本実施形態におけるＵＶスポット光源装置の斜視図を示し、図３はハウジングカバー１２及び内箱１８を外した状態でのＵＶスポット光源装置の内部の概略構成を示す斜視図、図４は内箱１８を装着した状態でのＵＶスポット光源装置の内部の概略構成を示す斜視図、図５はハウジングカバー１２をも装着した状態でのＵＶスポット光源装置の外面の概略構成を示す斜視図である。なお、これらの図においては、反射ミラー固定板２１ａの後方に接続されている支柱等の固定部材、及び放電管２と駆動装置１３との接続方法等については、図示していない。
【００２５】放電管２から放射され、出力領域Ｃに導光されずに光源領域Ｂの各部位において反射・散乱等を起こす余分な光を遮蔽するための内箱１８は、後面１８ｂ（図示していない）、左側面１８ｃ及び上面１８ｆを有して構成され、それ以外の３面については、前面を遮蔽板４１、右側面を区分板１４、底面をハウジング１の底面１ｅによって構成して、図４に示すように遮蔽を実現している。
【００２６】ハウジングカバー１２の左側面１ｃの出力領域Ｃに面する所定の部位には、図５に示すように通風口１６が設けられている。また、ハウジング台部１１の後面１ｂの駆動系領域Ａに面する所定の部位には、ファン１５が設けられている。これによって、通風口１６から導入された外気は、遮蔽板４１、筒状の遮蔽部材４０、シャッター５のシャッター板５０及びシャッター駆動部５１などの部品を冷却し、区分板１４の上方、または内箱１８の左側面・上方等を通過して駆動系領域Ａに流入し、ファン１５から排気される。
【００２７】従来のスポット光源装置においては、このような通風口を設けた場合にその光漏れが大きな問題であったが、筒状の遮蔽部材４０を設置したことによって、図５に示すようにハウジングの側面に通風口１６を設けた場合においても、光漏れが生じないように光が遮蔽されている。また、出力領域Ｃに突出した筒状の遮蔽部材４０はそれ自身、放熱フィンの機能をも果たして、光を遮蔽することによって加熱された遮蔽板４１及び筒状の遮蔽部材４０の冷却が効果的に行われる。
【００２８】なお、本実施形態においては、ハウジング１の左側面１ｃと、内箱１８の左側面１８ｃとの間に空間が設けられるように、ハウジング１及び内箱１８が設置されているが、この場合、内箱１８を冷却するために、ハウジングカバー１２の左側面１ｃの光源領域Ｂに面する所定の部位に、図５に示すように通風口１７をさらに設けても良い。
【００２９】図６は、本発明によるＵＶスポット光源装置の第２の実施形態に係るハウジングカバー１２及び内箱１８を外した状態での斜視図を示し、図３に示したＵＶスポット光源装置に対して、シャッター板５０と出射口２２との間に、さらに遮蔽カバー４２が、筒状の遮蔽部材４０及びシャッター板５０を覆うように設置されている。遮蔽カバー４２は、シャッター板５０がその内壁に沿って駆動するような半円筒形に形成され、また、筒状の遮蔽部材４０の導光部４０ａの出射口２２側に対向する位置に、所定の大きさの開口部４２ａを有して形成されている。このような遮蔽カバー４２を設置することによって、筒状の遮蔽部材４０及びシャッター板５０の隙間等からの光漏れを防ぎ、さらに遮蔽効果を高めることができる。
【００３０】図７は、本発明によるＵＶスポット光源装置の第３の実施形態に係るハウジングカバー１２及び内箱１８を外した状態での斜視図を示し、図３に示したＵＶスポット光源装置とは異なる形態の、シャッター板６０及びシャッター駆動部６１を有するシャッター６を用い、シャッター６を固定するための支持部材６２をさらに設置している。本実施形態では、支持部材６２はＬ字型に形成されており、その底面に接する底部６２ｂによってハウジング１の底面１ｅに対して固定されている。また、支持部材６２には、筒状の遮蔽部材４０を図７に示すように内側に含むような開口部６２ａが設けられている。
【００３１】支持部材６２には、シャッター板６０が接続されている、ロータリーソレノイドを含むシャッター駆動部６１が固定され、光軸に対して平行な軸を回転軸として、シャッター板６０が接続・駆動される。なお、図７においては、シャッター板６０の位置は紫外光出射がＯＮである状態を示している。
【００３２】遮蔽板４１は、Ｌ字型の底部４１ｂを有さない板状に形成され、ハウジング１の底面１ｅに固定された支持部材６２に対して、四方に設けられた支柱４１ｃによって固定されている。このような構成とした場合、シャッター６が固定される支持部材６２には放電管２からの光が直接照射されることがなく、その加熱の効果も小さいので、遮蔽板４１に接続・固定した場合に比べてシャッター板６０及びシャッター駆動部６１への加熱が抑制される。また、遮蔽板４１からの熱の伝導については、遮蔽板４１と支持部材６２との間に、通風口１６から導入された外気が流れて冷却が行われることによって抑制される。これによってシャッター６、特にシャッター駆動部６１の劣化を防ぐことができる。
【００３３】本発明によるスポット光源装置は、上記したようなＵＶスポット光源装置に限られるものではなく、例えば可視光のスポット光源装置など、様々な形態・用途のスポット光源装置に適用することが可能である。
【００３４】
【発明の効果】本発明によるスポット光源装置は、以上詳細に説明したように、次のような効果を得る。すなわち、出射口に正しく導光されない放電管からの光を遮蔽するために、遮蔽板に加えて、遮蔽板の出射口側に筒状の遮蔽部材を設置することによって、光の遮蔽板における通過位置のみでなく、方向及び角度をも制限することができ、効果的に遮蔽を行うことができる。これによって、各部位からの光漏れ、及び加熱とそれによる部品の劣化等を抑制して、信頼性が高く、長時間安定して動作が可能なスポット光源装置を実現することができる。
【００３５】また、このような筒状の遮蔽部材は放熱フィンの機能をも有しており、出力領域に面するハウジングの側面に通風口を設けることによって、効果的に放熱を行うことができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００２３６４３６
【氏名又は名称】浜松ホトニクス株式会社
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| 【出願日】 |
平成１０年７月３１日（１９９８．７．３１） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８８１５５
【弁理士】
【氏名又は名称】長谷川 芳樹 （外２名）
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| 【公開番号】 |
特開２０００−５７８０３（Ｐ２０００−５７８０３Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年２月２５日（２０００．２．２５） |
| 【出願番号】 |
特願平１０−２１７９９６ |
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