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【発明の名称】 スポット光源装置
【発明者】 【氏名】伊藤 守行

【氏名】河合 和人

【氏名】吉田 一夫

【氏名】筬島 哲也
【要約】 【課題】容易に着脱可能なシャッター等を有するスポット光源装置を提供する。

【解決手段】シャッター板及びシャッター駆動部からなるシャッターと、シャッター板の位置を検出する位置センサとを内箱カバーに一体に固定・設置し、それによって、スポット光源装置に固定された内箱に対して着脱可能にシャッター等を構成することができる。また、あらかじめシャッター等を内箱カバーに固定しておくことによって、設置・交換時に位置合わせを行う必要がなく、容易かつ確実に設置・交換等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、前記ハウジングの内部は、前記出射口が臨み、光の外部への出射の制御が行われる出力領域と、前記放電管及び前記反射ミラーが格納される光源領域と、を有して構成され、前記出力領域には、前記出射口に対向する位置に出射開口部を有し、上面が開放されている内箱と、前記内箱の上面を覆って着脱可能に設置されている内箱カバーと、が設置され、前記内箱カバーには、シャッター板と、前記シャッター板を回転駆動させるシャッター駆動部とを有し、前記出射口からの光の出射のＯＮ／ＯＦＦを切り換えるためのシャッターと、前記シャッター板の位置を検出する位置センサと、が取り付けられていることを特徴とするスポット光源装置。
【請求項２】 前記内箱カバーに、前記シャッター及び前記位置センサを駆動装置に接続するためのコネクタ部がさらに取り付けられている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、外気取込口が設けられ、前記内箱の側面の、前記外気取込口に対向する所定の部位に、通気口が設けられ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１〜３のいずれか一項記載のスポット光源装置。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、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、反射ミラーから出射口への光の導光・出射のＯＮ／ＯＦＦを放電管をＯＮ／ＯＦＦさせることなく制御するために、集光された光を光軸上で遮ることによって光の通過を制御するシャッターが用いられる。また、シャッターを駆動制御するためのシャッター駆動手段としては、例えばロータリーソレノイドが用いられている。このようなスポット光源装置としては、例えば特公平７−１１４９９３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】このようなスポット光源装置における従来のシャッターの装置例と、そのＯＮ／ＯＦＦ動作を図５に示す。シャッター９はシャッター板９０とシャッター駆動部９１とから構成され、所定の形状を有するシャッター板９０は、ロータリーソレノイドを含むシャッター駆動部９１に接続されて、駆動制御される。シャッター９の回転駆動の回転軸９１ａは、出射される光の光軸に対して平行に設定されており、この軸によってシャッター９のシャッター板９０が回転角度θで駆動されて、光の出射のＯＮ／ＯＦＦが行われる。図５においては、シャッター板９０について、ＯＮのときの位置を実線で、ＯＦＦのときの位置を点線で示してある。なお、ＯＮのときの位置については、この装置例においては、シャッター板９０に設けられた突起９０ａを位置センサ９１ｂによって検出して、位置を確認している。
【０００５】このようなシャッターを用いたスポット光源装置は、光の出射のＯＮ／ＯＦＦを多く行う必要がある用途に長時間用いられた場合、シャッターの駆動による発熱や振動等によって、シャッター駆動部が劣化し、正しく動作しなくなることがある。
【０００６】この場合、シャッター以外のスポット光源装置の部分・部品には問題がないので、シャッターのみを交換することになる。しかし、この交換作業においては、スポット光源装置の光の出射の光軸とシャッター板との位置合わせ、及びシャッター板とシャッター板の位置を検出する位置センサとの位置合わせ、などが必要であり、作業が複雑化するので、シャッターの設置・交換等を正確かつ容易には行うことができない。
【０００７】本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであり、シャッター及び位置センサ等の位置合わせを容易に行うことができ、容易に着脱可能なシャッターを用いたスポット光源装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【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、ハウジングの内部は、出射口が臨み、光の外部への出射の制御が行われる出力領域と、放電管及び反射ミラーが格納される光源領域と、を有して構成され、出力領域には、出射口に対向する位置に出射開口部を有し、上面が開放されている内箱と、内箱の上面を覆って着脱可能に設置されている内箱カバーと、が設置され、内箱カバーには、シャッター板と、シャッター板を回転駆動させるシャッター駆動部とを有し、出射口からの光の出射のＯＮ／ＯＦＦを切り換えるためのシャッターと、シャッター板の位置を検出する位置センサと、が取り付けられていることを特徴とする。
【０００９】また、内箱カバーに、シャッター及び位置センサを駆動装置に接続するためのコネクタ部がさらに取り付けられていることを特徴としても良い。
【００１０】シャッター板及びシャッター駆動部を有するシャッターと、シャッター板の位置を検出する位置センサとを、ともに内箱カバーに固定することによって、シャッターの設置・交換時のシャッター板と位置センサとの位置合わせが不要になる。かつ、その内箱カバーを内箱に固定することによって、シャッター板と光の出射の光軸との位置合わせも実現されるので、シャッターが容易に着脱可能になり、その設置・交換を正確かつ容易に行うことができる。なお、この固定される内箱及び内箱カバーは、光の遮蔽の機能をも有している。
【００１１】また、コネクタ部を内箱カバーに対して固定して設置する構成とすることにより、シャッターの設置・交換時の配線についても容易に行うことができる。
【００１２】さらに、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、外気取込口が設けられ、内箱の側面の、外気取込口に対向する所定の部位に、通気口を設けても良い。
【００１３】このように、ハウジングの側面の外気取込口と、内箱の側面の通気口とを、その位置を対応させて設けることによって、外気が内箱内部に導入されて、シャッター、内箱及び内箱カバー等を冷却することができる。
【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、本発明の一実施形態に係るＵＶスポット光源装置の、放電管２０の中心を含む平面での水平端面図を示す。また、図２及び図３は、図１に示したＵＶスポット光源装置の概略構成を示す斜視図である。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からなり、図２においては、ハウジング台部１１及びハウジングカバー１２を破断して、装置内部の概略構成を示してある。また、後述する内箱カバー３３及び光源カバー３５については、ここでは図示していない。また、図３においては、ハウジング台部１１及びハウジングカバー１２の破断については図２と同様であるが、内箱カバー３３及び光源カバー３５を図示して、ハウジング１内部の各領域の区分を明示している。
【００１７】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とし、前面１ａには、所定の位置に光を出射するための出射口１３が設けられている。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。
【００１８】ハウジング１の内部は、図１に示すように電源や回路等、駆動のための装置が格納される駆動領域Ａ、光の外部への出射を制御するシャッター等が設置される出力領域Ｂ、放電管及び反射ミラー等が格納される光源領域Ｃ、空気流の経路を制御するための通気領域Ｄ、及び空気流の排気のための排気口を有する後部領域Ｅの５つの領域から構成されている。
【００１９】駆動領域Ａは、区分板３１によって装置右側に形成されている。区分板３１は、左側面と後面とによって構成され、その高さは、ハウジング１の底面１ｅから上面１ｆまでの距離、すなわちハウジング１の高さと等しい。また区分板３１の後面はハウジング１の右側面１ｄに接続しており、これによって駆動領域Ａは、左側面及び後面を区分板３１により、前面、右側面、底面及び上面をハウジング１の各面により区分されて構成され、また、駆動領域Ａの左側面の前方は一部開放されて、後述する通気領域Ｄに連通されている。
【００２０】この駆動領域Ａには、ＵＶスポット光源装置の各部を駆動制御するための駆動装置が設置されている。図中においては、駆動装置１５として模式的に簡略化して示してあるが、駆動装置１５は複数の装置から構成されて設置されても良い。例えばこの駆動装置は、各部へ電流を供給する電源、各部の駆動を行う回路、及びそれらを制御するコンピュータ等を有して構成される。また、駆動装置１５は、例えばハウジング１の前面１ａの駆動領域Ａに面した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。なお、図中においては、駆動装置１５とＵＶスポット光源装置の各部との接続等については図示していない。
【００２１】出力領域Ｂは、内箱３２及び内箱カバー３３によって装置左側前方に形成されている。内箱３２は、内箱前部３２ａと、内箱後部３２ｃとから構成されている。内箱前部３２ａの前面の、出射口１３に対向する所定の位置には、光を出射するための出射開口部３２ｂが形成されている。また、内箱後部３２ｃの後面には、放電管２０からの光を入射・導光させるための開口部３２ｄが設けられている。内箱前部３２ａ及び内箱後部３２ｃからなる内箱３２の高さは、ハウジング１の高さよりも低く設定されており、その上面には内箱カバー３３が設置される。これによって出力領域Ｂは、前面、後面、左側面及び右側面を内箱３２により、底面をハウジング１の底面１ｅにより、上面を内箱カバー３３により区分されて構成される。
【００２２】図２においては、内箱３２の内箱前部３２ａ及び内箱後部３２ｃを一部破断して、その内部を示してある。この出力領域Ｂには、内箱前部３２ａの内部にシャッター４が設置されている。シャッター４はシャッター板４１とシャッター駆動部４２とから構成され、シャッター固定部３３ａに固定されて設置されている。また、シャッター板４１がＯＮである位置は、シャッター板４１に設けられた突起部４１ａを位置センサ４３によって検出して、位置を確認している。この位置センサ４３は、位置センサ固定部３３ｂに固定されて設置されている。
【００２３】図４は、シャッター４及び位置センサ４３の内箱カバー３３への固定、及び内箱３２内への着脱方法を示す斜視図である。シャッター４及び位置センサ４３が固定されている板状のシャッター固定部３３ａ及び位置センサ固定部３３ｂは、内箱カバー３３に一体に固定されている。スポット光源装置の使用・動作時には、内箱カバー３３は内箱３２に固定され、これによって、内箱カバー３３、シャッター固定部３３ａ、位置センサ固定部３３ｂ、及びこれらに固定されたシャッター４及び位置センサ４３は、ハウジング台部１１に固定されている内箱３２に対して容易に着脱することが可能な、シャッターの設置または交換等のためのユニットを形成している。
【００２４】内箱３２は前述のように内箱前部３２ａ及び内箱後部３２ｃによって構成されているが、シャッター固定部３３ａ及び位置センサ固定部３３ｂは、内箱カバー３３の内箱前部３２ａの上面の部分に、シャッター４が内箱前部３２ａの内部に配置されるように設置される。また、これらのシャッター固定部３３ａ及び位置センサ固定部３３ｂは、出射される光の光軸（以下、単に光軸という）に対して垂直に設置され、これによってシャッター４は、光軸に平行な軸をその回転軸として回転駆動するように設置される。
【００２５】このとき、シャッター４及び位置センサ４３の位置合わせは、これらがあらかじめ内箱カバー３３に対して所定の位置に設置・固定されることによって達成され、また、シャッター４及び光軸の位置合わせは、内箱カバー３３が内箱３２に対して所定の位置に設置・固定されることによって達成される。したがって、シャッター４等の設置または交換時に複雑な位置合わせを行う必要がなく、容易に設置・交換等を行うことができる。
【００２６】さらに本実施形態においては、この内箱カバー３３に対して、コネクタ４４ａと、このコネクタ４４ａとシャッター４及び位置センサ４３とを接続するケーブル４４ｂと、を有するコネクタ部４４が設置・固定されている。コネクタ部４４は、シャッター４及び位置センサ４３を駆動装置１５（具体的には、駆動装置１５の構成要素であって、シャッター４等を制御するための制御装置等）に接続するためのものであって、その接続先のコネクタは例えば内箱３２の右側面の所定の位置等に設置される。このように構成することによって、シャッター４等の設置・位置合わせに加えて、その配線をも容易に行うことができる。このコネクタ部は、例えばシャッター４及び位置センサ４３に対して各々コネクタ部が設けられるなど、複数であっても良い。
【００２７】なお、図２においては前述したように内箱カバー３３を図示しておらず、したがってこれらは図中では中空に浮いた状態で示されている。また、図２においては、シャッター板４１の位置は光の出射がＯＮであって、出射開口部３２ｂが開放されている状態を示している。光の出射がＯＦＦである状態、すなわちシャッター板４１が光軸上にあって出射開口部３２ｂを覆い、光の出射を遮っている状態、については点線によって示してある。なお図１には、光の出射がＯＮであるときには、シャッター４の各部は本実施形態では光軸を含む水平面上にはないため、シャッター４は図示されていない。
【００２８】出射開口部３２ｂ及び出射口１３からなる開口部分には、本実施形態においてはライトガイドとしてファイバ５が接続されており、その接続・固定のためにライトガイド差込口であるファイバ差込口５０が設置されている。なお、内箱前部３２ａと内箱後部３２ｃとの境界には、フィルタ固定板３２ｅ（図２においては図示されていない）が設置される。フィルタ固定板３２ｅには、内箱３２後面の開口部３２ｄと内箱３２前面の出射開口部３２ｂとの間の所定の位置に開口部が設けられており、フィルタ固定板３２ｅの内箱後部３２ｃ側には、その開口部を覆うように紫外光透過フィルタ１４（図２においては図示されていない）が設置されている。
【００２９】光源領域Ｃは、光源区分板３４及び光源カバー３５によって装置左側に形成されている。光源区分板３４は、右側面と後面とによって構成され、その高さはハウジング１の高さよりも低く設定されている。また、光源区分板３４の右側面は内箱３２の内箱後部３２ｃの後面に接続されている。光源カバー３５は、左側面と上面とによって構成され、光源区分板３４に接続されて設置される。これによって光源領域Ｃは、右側面及び後面を光源区分板３４により、左側面及び上面を光源カバー３５により、前面を内箱３２の内箱後部３２ｃにより、底面をハウジング１の底面１ｅにより区分されて構成される。
【００３０】この光源領域Ｃには、放電管２０と反射ミラー２１を有するランプユニット２が設置されている。ランプユニット２は、ランプユニット２の位置決めリング２２、及び内箱後部３２ｃの後面に設置されたランプ保持部２８によって、内箱後部３２ｃの開口部３２ｄに面して固定されている。また、放電管２０の各電極は絶縁基板２３に接続され、ここから電源への接続（図示していない）が行われる。
【００３１】なお、光源カバー３５は、光源カバー固定部３５ａによってハウジングカバー１２の上面１ｆに接続・固定されている。この光源カバー３５の後方には、下方に突出しているインターロック解除部３５ｃが設けられている。これによって、ハウジングカバー１２が正しく装着されたときに、このインターロック解除部３５ｃによって、光源区分板３４の通気領域Ｄ側の面に固定されたインターロック制御部１６の、ハウジング１の後面１ｂ側に設置されたインターロック解除スイッチ１６ａ（図１に示されている）が押されてインターロックが解除され、装置の動作が可能な状態となるように構成されている。
【００３２】また、本実施形態においては、ランプユニット２として容易に着脱が可能なものを用いており、装着されたランプユニット２は、内箱後部３２ｃの左側面に設けられたランプ固定部２９のロック部２９ａによって固定される。これについても、光源カバー３５には、このランプ固定部２９に設けられた台部側ランプ固定係合部２９ｂに対応して、ランプユニット２が正しく固定されたときに台部側ランプ固定係合部２９ｂに係合するカバー側ランプ固定係合部３５ｄが設けられている。
【００３３】通気領域Ｄは、駆動領域Ａを形成する区分板３１の左側面と、出力領域Ｂ及び光源領域Ｃを形成する内箱３２及び光源区分板３４の右側面とによって挟まれて形成されている。この通気領域Ｄは、空気流による各部の冷却経路を制御する目的で設けられているもので、本実施形態においては、通気制御板３６によって前後２つの領域にさらに区分されて、通気制御板３６の前方は空気流合流領域Ｆを構成している。通気領域Ｄの上面は、光源領域Ｃと同様に光源カバー３５によって覆われている。また、光源カバー３５の最前方の上部には、光源領域Ｃの上部から通気領域Ｄの上部にわたって、通気を制限するための通気制御板３５ｂが設けられている。
【００３４】後部領域Ｅは、駆動領域Ａ及び光源領域Ｃを形成する区分板３１及び光源区分板３４の後面と、ハウジング１の後面１ｂとによって挟まれて形成されている。このような構成において、光源領域Ｃ内に設置されたランプユニット２の放電管２０から放射された光は、反射ミラー２１によって反射されて出力領域Ｂに入射され、シャッター４によって光の出射のＯＮ／ＯＦＦが制御されて、シャッター４がＯＮの状態であるときには、光は出射開口部３２ｂ及び出射口１３を経てファイバ差込口５０に接続されたファイバ５に入射され、外部に出力される。
【００３５】装置内部の冷却は、外部から導入された外気による空気流によって行われ、それら空気流の経路は、各部位に設けられた外気取込口・通気口等によって制御される。これらの通気口等の配置は図１に示してあり、図２、図３及び図４には図示していない。
【００３６】内箱３２内部のシャッター４及び位置センサ４３等の冷却のためには、ハウジングカバー１２の左側面１ｃの、出力領域Ｂに面し内箱前部３２ａの左側面に対向する所定の位置に第２の外気取込口６２が設置され、この第２の外気取込口６２に対向する内箱前部３２ａの左側面の所定の位置に光遮蔽通気口６４が設けられている。これによって、第２の外気取込口６２から導入された空気流は、光遮蔽通気口６４から内箱３２内部に導入されて、シャッター４、内箱３２及び内箱カバー３３等が冷却される。なお、光遮蔽通気口６４については、紫外光が外部に光漏れすることを防ぐために、光が通過できない構造を有する通気口とされている。
【００３７】また、本実施形態においては、さらに、出射口１３に取り付けられたファイバ差込口５０にも、外気取込孔５５が設けられている。ファイバ差込口５０は、この外気取込孔５５が内箱前部３２ａの出射開口部３２ｂの周辺の所定の位置に設けられた通気口３２ｇと接続されるように取り付けられており、これによって、この外気取込孔５５からも内箱３２内部に外気が導入されて、シャッター４、ファイバ差込口５０等の冷却に用いられる。
【００３８】なお、装置全体の空気流の経路は、概略以下の通りである。すなわち、ハウジング１の右側面１ｄの第１の外気取込口６１から導入された第１の空気流は、駆動領域Ａ内に設置された駆動装置１５等の各部を冷却して、前方の開放部分から空気流合流領域Ｆに流入する。また、ハウジング１の左側面１ｃの第２の外気取込口６２から導入された第２の空気流は、内箱前部３２ａの光遮蔽通気口６４から内箱３２内に導入されてその内部に設置されたシャッター４等の各部を冷却して、フィルタ固定板３２ｅの通気口６５を通過して内箱後部３２ｃの通気口６６から空気流合流領域Ｆに流入する。空気流合流領域Ｆに流入した第１の空気流及び第２の空気流は、合流して第３の空気流を形成する。第３の空気流は、光源区分板３４の光遮蔽通気口６７から光源領域Ｃに導入されてその内部に設置されたランプユニット２等の各部を冷却して、光源区分板３４及び光源カバー３５の間の通気部６８から後部領域Ｅに流入し、最終的にファン６３から外部へ排気される。
【００３９】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。また、シャッターの形態についても、本実施形態に示したものに限らず、着脱可能に構成することができるものであれば、他の形態のものを用いても良い。
【００４０】
【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、シャッター板及びシャッター駆動部からなるシャッターと、シャッター板の位置を検出する位置センサとを内箱カバーに一体に固定・設置し、それによって、スポット光源装置に固定された内箱に対して着脱可能にシャッター等を構成することができる。また、あらかじめシャッター等を内箱カバーに固定しておくことによって、設置・交換時に位置合わせを行う必要がなく、容易かつ確実に設置・交換等を行うことができる。
【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
【出願日】 平成１０年８月７日（１９９８．８．７）
【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）
【公開番号】 特開２０００−５７８１６（Ｐ２０００−５７８１６Ａ）
【公開日】 平成１２年２月２５日（２０００．２．２５）
【出願番号】 特願平１０−２２５００２