ランプユニット、光源装置及びスポット光源装置

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【発明の名称】	ランプユニット、光源装置及びスポット光源装置
【発明者】	【氏名】筬島哲也【氏名】伊藤守行
【要約】	【課題】簡易な構成で、ランプの交換を容易に行うことができるランプユニット、光源装置及びスポット光源装置を提供する。【解決手段】放電管４０及び反射ミラー４５を含むランプユニット５において、保持部材５０に碍子５０ａを介して設置された接続ホルダ５８を、放電管４０の一方の電極と電気的に接続する。このとき、接続ホルダ５８は、付勢手段となる円筒部５８ｂにコイルバネを備えており、それによって、接続ホルダ５８が放電管４０の電極に適当な押圧力で押し付けられて、好適な電気的接続が実現される。

【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て出射開口部から出射させる凹面反射鏡と、を有するランプユニットにおいて、前記凹面反射鏡の前記出射開口部側に設けられた前記放電管の一方の電極と電気的に接続する接続部材と、前記接続部材が前記一方の電極を押圧するように前記接続部材を付勢する付勢手段と、を備えることを特徴とするランプユニット。
【請求項２】前記接続部材は、前記一方の電極と電気的に接続するとともに前記放電管を保持する接続ホルダであることを特徴とする請求項１記載のランプユニット。
【請求項３】前記接続ホルダは、弾性を有することを特徴とする請求項２記載のランプユニット。
【請求項４】前記接続部材は、前記一方の電極が前記接続部材と電気的に接続するように前記放電管を案内する案内手段を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ランプユニット。
【請求項５】前記接続部材は、略薄板状に形成されていることを特徴とする請求項１～４のいずれか一項記載のランプユニット。
【請求項６】前記放電管の前記一方の電極は、前記接続部材と電気的に接続される弾頭状のプラグを備えることを特徴とする請求項１～５のいずれか一項記載のランプユニット。
【請求項７】前記放電管と前記凹面反射鏡とを一体に保持する保持部材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ランプユニット。
【請求項８】前記放電管は、他方の電極側に設けられた位置決め部を有するとともに、前記保持部材は、前記放電管を前記位置決め部によって位置決めして保持することを特徴とする請求項７記載のランプユニット。
【請求項９】前記放電管の前記位置決め部は、所定の外径を有して形成された位置決めフランジであるとともに、前記保持部材は、前記所定の外径と略同一の内径を有し、前記位置決めフランジを位置決めして保持する円筒状のフランジ保持部を備えることを特徴とする請求項８記載のランプユニット。
【請求項１０】前記放電管は、他方の電極側に設けられた回転方向位置決め部を有するとともに、前記保持部材は、前記放電管を前記回転方向位置決め部によって回転方向に位置決めして保持することを特徴とする請求項７～９のいずれか一項記載のランプユニット。
【請求項１１】前記接続部材は、前記保持部材に対して固定されて設置されていることを特徴とする請求項７～１０のいずれか一項記載のランプユニット。
【請求項１２】前記接続部材は、前記付勢手段であるコイルバネを介して前記保持部材に固定されていることを特徴とする請求項１１記載のランプユニット。
【請求項１３】請求項１～１２のいずれか一項記載のランプユニットを有して構成され、前記ランプユニットを所定の位置に格納するハウジングと、前記ハウジングに設けられ、前記凹面反射鏡によって反射された光を出射する出射口と、を有する光源装置。
【請求項１４】前記接続部材は、前記ハウジングに対して固定されて設置されていることを特徴とする請求項１３記載の光源装置。
【請求項１５】前記接続部材は、前記付勢手段である板バネを介して前記ハウジングに固定されていることを特徴とする請求項１４記載の光源装置。
【請求項１６】請求項１３～１５のいずれか一項記載の光源装置であって、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、光を照射するランプユニット、光源装置及び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、例えば特開平９－２８１３６１号公報に開示されているように、放電管（ランプ）から放射された光は、楕円集光ミラーなどの反射ミラーによって反射・集光され、出射口に導光されて、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。このようなスポット光源装置では、光源となるＨｇ－Ｘｅランプの寿命は概ね数千時間であるため、ユーザは、数千時間毎にランプの交換作業を行わなければならない。このランプの交換作業について、図１８を参照して説明する。
【０００３】図１８は、従来のＵＶスポット光源装置においてランプ交換が行われている状態を示す斜視図である。ＵＶスポット光源装置９は、出射口９ａに接続された導光手段であるライトガイド９ｂを備えている。ＵＶスポット光源装置９のカバー９０を取り外すと、ランプ装着口９１と作業窓９２が現われる。ランプ９３は、一端にカソード端子９３ａと他端にアノード端子９３ｂとを有し、アノード端子９３ｂ側には、ランプ９３の位置決めをするフランジ９４が設けられている。
【０００４】ランプ９３をＵＶスポット光源装置９に装着する際は、カソード端子９３ａ及びアノード端子９３ｂを、図示しないスタータからの配線に接続しなければならない。このため、ユーザは、ランプ装着口９１にランプ９３を挿入し、フランジ９４を固定した後、作業窓９２から手を入れ、カソード端子９３ａに設けられたリード線９５をスタータ側のカソード端子９６にネジ９７を用いて固定する、などの作業が必要であった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の従来のスポット光源装置では、ランプ９３のカソード端子９３ａを取り付けるために、作業窓９２を有する必要があるため、ＵＶスポット光源装置９の構造が複雑化するという問題があった。また、ランプ９３をランプ装着口９１に装着すると共に、さらにカソード端子９３ａに設けられたリード線９５をスタータ側のカソード端子９６に接続しなければならないため、ランプの交換作業が煩雑であった。
【０００６】このようなランプの交換作業を簡易化するため、図１９に示すように、ランプ９３のカソード側の端子をバナナ端子９８とし、このバナナ端子９８を、図示しないスタータ側のカソード端子に接続されたホルダに接続し、ランプの電気的接続及びランプの保持を行う方式が提案されている。この方式では、ランプ９３のカソード側のリード線が無いため、リード線を接続する作業が不要である。
【０００７】しかし、この方式では、バナナ端子９８を正確にホルダに接続する必要があり、少しでもホルダからずれるとバナナ端子９８の接続ができないため、ランプの交換作業が必ずしも容易ではない。このような問題は、スポット光源装置以外の光源装置においても同様である。
【０００８】本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、簡易な構成で、ランプの交換を容易に行うことができるランプユニット、光源装置及びスポット光源装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【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、本発明によるランプユニットは、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て出射開口部から出射させる凹面反射鏡と、を有するランプユニットにおいて、凹面反射鏡の出射開口部側に設けられた放電管の一方の電極と電気的に接続する接続部材と、接続部材が一方の電極を押圧するように接続部材を付勢する付勢手段と、を備えることを特徴とする。
【００１０】この構成により、放電管（ランプ）を交換する際、新たな放電管をランプユニットにおける凹面反射鏡の開口端（出射開口部）の反対側（放電管挿通口側）から押し込むことによって、適度な圧力で放電管の一方の電極（例えばカソード端子）が接続部材に押圧されるため、放電管の一方の電極と接続部材との電気的接続を適切に行うことが可能となる。このため、従来のように放電管のカソード端子に設けられたリード線をスタータの端子に接続する作業が不要となり、放電管の交換を簡単に行うことができる。
【００１１】この接続部材は、一方の電極と電気的に接続するとともに放電管を保持する接続ホルダであっても良い。特に、この場合、接続ホルダは、弾性を有することが好ましい。
【００１２】接続部材を接続ホルダとすれば、接続ホルダによって放電管の一方の電極側との電気的接続のみでなく、その位置決めなどの機能を併せ持つことができる。また、接続ホルダが弾性を有することにより、ある程度可動となるため、ユーザが新たな放電管を規定位置から多少外れて挿入した場合であっても、接続ホルダの弾力によって位置を補正し、本来の位置に放電管を装着することができるとともに、放電管へかかる負荷を軽減させることが可能となる。
【００１３】また、接続部材は、一方の電極が接続部材と電気的に接続するように放電管を案内する案内手段を備えることを特徴とする。
【００１４】この構成により、ユーザが新たな放電管を規定位置から多少外れて挿入した場合であっても、案内手段が規定位置に導くため、常に放電管を適正な位置に装着することが可能となる。この案内手段としては、例えば、一端が開口した漏斗状の金属部材であっても良い。
【００１５】また、接続部材は、略薄板状に形成されていることを特徴とする。
【００１６】この構成により、薄板が出射光と平行となるように接続部材を配置することによって、遮られる出射光を極力減少させることができるため、光量ロスを極めて小さくすることができる。また、板状であるため、線状等に形成するよりも接続部材の強度を確保することが可能となる。
【００１７】また、放電管の一方の電極は、接続部材と電気的に接続される弾頭状のプラグを備えることを特徴とする。
【００１８】この構成により、一方の電極を確実に接続部材と電気的に接続させることができる。また、接続部材が案内手段を有する場合には、規定位置に導きやすいプラグ形状となっている。
【００１９】また、放電管と凹面反射鏡とを一体に保持する保持部材をさらに備えることを特徴としても良い。あるいは、別個に保持部材を備えるのではなく、放電管と凹面反射鏡とがあらかじめ一体に固定されていても良い。なお、あらかじめ一体となっている場合には、放電管の交換時には反射ミラーも同時に交換される。
【００２０】また、放電管は、他方の電極側に設けられた位置決め部を有するとともに、保持部材は、放電管を位置決め部によって位置決めして保持することを特徴とする。
【００２１】この構成により、放電管の交換に際し、正確かつ容易に放電管の位置決めを行うことができる。すなわち、例えばスポット光源装置においては、ランプユニットにおける放電管と反射ミラーとの設置位置の精度などによって出射口への光の導光・集光の精度と効率が影響される。このことは、放電管の交換・再設置を行う場合に問題となる。これに対して、上記のように、放電管の位置を規制する位置決め手段を放電管側及び保持部材側にそれぞれ設けることによって、放電管をランプユニットに容易に設置・固定することができる。
【００２２】このような位置決め手段としては、例えば、放電管の位置決め部は、所定の外径を有して形成された位置決めフランジであるとともに、保持部材は、所定の外径と略同一の内径を有し、位置決めフランジを位置決めして保持する円筒状のフランジ保持部を備える構成がある。
【００２３】この構成によれば、位置決めフランジをフランジ保持部に挿入するのみで、容易に放電管の位置決めを実現することができる。また、これ以外にも様々な形態の位置決め構造を用いることが可能である。
【００２４】さらに、放電管は、他方の電極側に設けられた回転方向位置決め部を有するとともに、保持部材は、放電管を回転方向位置決め部によって回転方向に位置決めして保持することを特徴とする。
【００２５】この構成により、放電管の交換に際し、放電管の回転方向についても位置決めを行うことが可能となる。例えば放電管には、作製時の排気管の残存部分として突起を有する場合があるが、上記のように回転方向位置決め部をこの突起に対して所定の位置関係で設置しておけば、ランプユニットにおいて放電管の突起が常に略同一の位置となるように、放電管を配置させることができる。
【００２６】また、接続部材は、保持部材に対して固定されて設置されていることを特徴としても良い。この場合における付勢手段については、例えば、接続部材が、付勢手段であるコイルバネを介して保持部材に固定されている構成が可能である。
【００２７】また、本発明による光源装置は、上記したランプユニットを有して構成され、ランプユニットを所定の位置に格納するハウジングと、ハウジングに設けられ、凹面反射鏡によって反射された光を出射する出射口と、を有する。
【００２８】これによって、放電管の交換が容易な光源装置が得られる。また、放電管のカソード端子に設けられたリード線をスタータの端子に接続する作業が不要となることから、従来のように装置本体に設けられたリード線接続用の作業窓を設ける必要が無くなり、光源装置の構成を簡略化することが可能となる。
【００２９】また、接続部材は、ハウジングに対して固定されて設置されていることを特徴としても良い。この場合における付勢手段については、例えば、接続部材が、付勢手段である板バネを介してハウジングに固定されている構成が可能である。
【００３０】また、本発明によるスポット光源装置は、上記した構成による光源装置であって、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。例えばファイバなど、用途に応じた形態及び性能を有するライトガイドを出射口に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。
【００３１】
【発明の実施の形態】以下、図面とともに本発明によるランプユニット、光源装置及び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。
【００３２】図１は、本発明によるスポット光源装置の第１の実施形態に係るＵＶ（紫外光）スポット光源装置の外面構成を示す斜視図である。ここで、ＵＶスポット光源装置１のハウジング１０の各面については、図１の左前方に示されている面を前面１ａとし、後面を１ｂ、左側面を１ｃ、右側面を１ｄ、上面を１ｆとする。ただし、前面１ａ、後面１ｂ、左側面１ｃ、及び右側面１ｄの各面については、これらの各面の名称は便宜的に付したものであって、ＵＶスポット光源装置における前後方向など、実際の装置構成や機能の別等によるものではない。
【００３３】本実施形態においては、ＵＶスポット光源装置１の開口部分である出射口１３は、前面１ａの所定の位置に設けられている。この面１ａが出射面とされており、これによって本ＵＶスポット光源装置１は側方出射タイプの光源装置を構成している。また、ハウジング１０には、ＵＶスポット光源装置１の上面１ｆ、後面１ｂ、側面１ｃ、１ｄの一部を構成すると共に、ＵＶスポット光源装置１からの脱着が可能なカバー１１が設けられている。このカバー１１は、ＵＶスポット光源装置１に対してネジ止め等によって固定されて、ＵＶスポット光源装置１の全体が形成されている。なお、出射口１３には、ファイバ４９などのライトガイドが接続される。
【００３４】図２は、図１に示したスポット光源装置のカバーを取り外した状態を示す斜視図である。図２に示すように、ＵＶスポット光源装置１からカバー１１を取り外すと、出射面１ａに対してＵＶスポット光源装置１の後半部分に、ランプユニット５が出現する。このランプユニット５は、ＵＶスポット光源装置１に設けられたランプベース１２上に設置されている。
【００３５】図３は、ランプユニット５の全体斜視図である。ランプユニット５は、凹面反射鏡である反射ミラー４５を保持するとともにランプユニット５の全体を支持する保持部材５０と、放電管４０と、この放電管４０のカソード端子に対して電気的接続を行うとともに放電管４０を保持する接続部材である接続ホルダ５８と、から構成されている。
【００３６】反射ミラー４５は、例えば楕円集光ミラーなどの所定形状を有し、その内面を反射面とするミラーから構成されており、放電管４０から放射されるＵＶ光を反射し、出射開口部を介して外部へと光を出射する。また、保持部材５０の出射面側には、碍子５０ａが設けられ、この碍子５０ａの先端部に、接続ホルダ５８が設けられている。この接続ホルダ５８について、図４を参照して説明する。
【００３７】図４（ａ）は、接続ホルダの正面図、図４（ｂ）は、接続ホルダの平面図である。図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、接続ホルダ５８は、導電材料によって略薄板状に形成されている。このように、接続ホルダ５８を略薄板状に形成し、薄板が出射光と平行となるように接続ホルダを配置することによって、遮られる出射光を極力減少させることができるため、光量ロスを極めて小さくすることができる。また、板状であるため、線状等に形成するよりも接続ホルダの強度を確保することが可能となる。
【００３８】また、接続ホルダ５８の左右両端部付近には、Ｓ字状に曲げられた可撓部５８ａが設けられている。この可撓部５８ａがあることによって、接続ホルダ５８は、弾性を備え、ある程度自由に撓むことが可能となる。これにより、ユーザが新たな放電管を規定位置から多少外れて挿入した場合であっても、接続ホルダの弾力によって位置を補正し、本来の位置に放電管を装着することができると共に、放電管へかかる負荷を軽減させることが可能となる。
【００３９】また、接続ホルダ５８の可撓部５８ａの端部には、付勢手段としての円筒部５８ｂが設けられている。この円筒部５８ｂ内には、接続ホルダ５８が、放電管４０のカソード電極４１を押圧する押圧力を付与するコイルバネが設けられる。これにより、放電管（ランプ）を交換する際、新たな放電管４０をランプユニット５における反射ミラー４５の開口端の反対側から押し込むことによって、適度な圧力で放電管４０のカソード電極４１が接続ホルダ５８に押圧されるため、放電管４０のカソード電極４１と接続ホルダ５８との電気的接続を適切に行うことが可能となる。
【００４０】また、接続ホルダ５８の中央には、案内手段としての案内部５８ｃが設けられている。この案内部５８ｃは、放電管４０のカソード電極４１を案内することができる形状に形成され、本実施形態では、一端が開口した漏斗状の金属部材を用いている。これにより、ユーザが新たな放電管を規定位置から多少外れて挿入した場合であっても、案内手段が規定位置に導くため、常に放電管を適正な位置に装着することが可能となる。なお、図４中、接続ホルダ５８の右端部には、リード線を取り付けるための接続具５８ｄが設けられている。
【００４１】図５は、本実施形態に係るスポット光源装置に用いられる放電管の平面図である。放電管４０のカソード電極４１には、弾頭状に形成されたプラグ４１ａが設けられている。プラグ４１ａをこのように弾頭形状に形成したのは、プラグ４１ａが接続ホルダ５８における案内部５８ｃと適切に接触することができるようにするためである。但し、案内部５８ｃと適切に接触することができるのであれば、プラグ４１ａは弾頭形状である必要はなく、例えば従来用いられていたバナナ端子であっても良い。
【００４２】また、放電管４０のアノード電極４２側には、ランプユニット５における放電管４０の位置決めをする位置決めフランジ４２ａが設けられている。この位置決めフランジ４２ａは、後述するフランジ保持部とともに、放電管４０の位置決め手段として機能する。この位置決めフランジ４２ａ及びフランジ保持部により、放電管の交換に際し、正確かつ容易に放電管の位置決めを行うことができる。
【００４３】すなわち、例えばスポット光源装置においては、ランプユニットにおける放電管と反射ミラーとの設置位置の精度などによって出射口への光の導光・集光の精度と効率が影響される。このことは、放電管の交換・再設置を行う場合に問題となる。上記のように、放電管の位置を規制する位置決め手段を設けることによって、放電管をランプユニットに容易に設置・固定することができる。なお、位置決めフランジ４２ａには、アノードコネクタジャック４２ｂが設けられている。
【００４４】次に、以上のように構成されたスポット光源装置１における放電管交換について、図６及び図７を参照して説明する。図６は、新たな放電管をＵＶスポット光源装置に装着する状態を示す図である。接続ホルダ５８の円筒部５８ｂ内には、コイルバネ５８ｅとシャフト５８ｆとが設けられている。このコイルバネ５８ｅによって、接続ホルダ５８は図６中右方向へ押圧される。待機状態では、付勢手段としての円筒部５８ｂは、コイルバネ５８ｅの押圧力によって、碍子５０ａに接触している。ユーザが、ハウジング１０のカバー１１を取り外し、後面１ｂ側から放電管４０を挿入する。接続ホルダ５８には、漏斗状に形成された案内部５８ｃがあるため、ユーザが放電管４０を規定位置から多少外れて挿入した場合であっても、案内手段が規定位置に導くため、常に放電管を適正な位置に装着することが可能となる。
【００４５】図７は、新たな放電管をＵＶスポット光源装置に装着した後の状態を示す図である。放電管４０のプラグ４１ａは、案内部５８ｃによって案内され、接続ホルダ５８と適切に電気的に接続される。また、放電管４０は、位置決め手段としての位置決めフランジ４２ａ及びフランジ保持部５３とによってランプユニット５内の規定位置に装着される。この場合、接続ホルダ５８は放電管４０に押されて図７中、左方向へ移動するが、円筒部５８ｂ内に設置されているコイルバネ５８ｅから与えられる押圧力によって、放電管４０のプラグ４１ａを押し返す。これにより、適度な圧力で放電管４０のプラグ４１ａが接続ホルダ５８に押圧されるため、放電管４０のカソード電極４１と接続ホルダ５８との電気的接続を適切に行うことが可能となる。このため、従来のように放電管のカソード端子に設けられたリード線をスタータの端子に接続する作業が不要となり、放電管の交換を簡単に行うことができる。
【００４６】このように、放電管のカソード端子に設けられたリード線をスタータの端子に接続する作業が不要となることから、従来のように装置本体に設けられた作業窓を設ける必要が無くなり、装置構造を簡略化することが可能となる。例えば、ＵＶスポット光源装置１の後面１ｂに、放電管交換のための専用扉を設けるだけで放電管の交換を行うことが可能となる。これにより、ＵＶスポット光源装置の構成を簡略化することができる。
【００４７】図８は、本発明によるスポット光源装置の第２の実施形態に係るＵＶ（紫外光）スポット光源装置の外面構成を示す斜視図である。このＵＶスポット光源装置１は、ハウジング１０の一方の側面（出射面）に光を出射する出射口１３が設けられている側方出射タイプの光源装置である。また、ハウジング１０は、スポット光源装置の下面（出射面に直交する第１の面）を含む第１ハウジング部である下部ハウジング２０、及びスポット光源装置の上面（第１の面に対向する第２の面）を含む第２ハウジング部である上部ハウジング３０、の分割された２つの部分からなる。
【００４８】ここで、スポット光源装置の外面またはハウジング部の接続面（区分面）となる各ハウジング２０、３０の各面は、下部ハウジング２０については、操作パネル１４が設けられている面を前面２０ａとし、後面を２０ｂ、左側面を２０ｃ、右側面を２０ｄ、下面を２０ｅ、上部ハウジング３０に接続される上面を２０ｆとする。また、上部ハウジング３０については、出射口１３が設けられている面を前面３０ａとし、後面を３０ｂ、左側面を３０ｃ、右側面を３０ｄ、下部ハウジング２０に接続される下面を３０ｅ、上面を３０ｆとする。
【００４９】また、両ハウジング２０、３０を接続したハウジング１０の全体についていう場合には、操作パネル１４が設けられている面を前面とする。ただし、これらの各面の前後左右等の名称は説明のため便宜的に付したものであって、スポット光源装置における前後方向など、実際の装置構成や機能の別に必ずしもよるものではない。また、以下においては、ハウジング２０、３０内の各部についても、上記した各面と同様に前後左右を定義して用いることとする。
【００５０】本スポット光源装置１は、下部ハウジング２０及びその内部に設置された各要素から構成されて、装置を動作させる駆動部２と、上部ハウジング３０及びその内部に設置された各要素から構成されて、光を出射させる光源部３と、を備えている。
【００５１】駆動部２においては、下部ハウジング２０の内部に、放電管等の装置各部を駆動制御する駆動装置が格納される駆動領域が設けられており、スポット光源装置１の駆動系が構成されている。下部ハウジング２０の前面２０ａには、操作者が駆動装置等に対して動作のＯＮ／ＯＦＦや動作状態を指示するための操作パネル１４が設置されている。
【００５２】一方、光源部３においては、上部ハウジング３０の内部に、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と、放電管及び反射ミラー等が配置される光源領域とが設けられており、スポット光源装置１の光学系が構成されている。上部ハウジング３０の前面３０ａには、生成された紫外光を外部に出射するための略円形の開口部分である出射口１３が設置されている。図８においては、出射口１３にはファイバ差込口４８が取り付けられており、このファイバ差込口４８にライトガイドとしてファイバ４９が接続されている。これによって、スポット光源装置１から外部への紫外光の出射が行われる。
【００５３】なお、図８に示したスポット光源装置１は、ハウジング１０を構成する２つの部分である下部ハウジング２０と上部ハウジング３０、したがってその内部に設置された各要素を含む駆動部２と光源部３とが、互いに着脱可能（分離及び装着が可能）に構成されている。さらに、上部ハウジング３０の下部ハウジング２０への装着について、上部ハウジング３０の前面３０ａに設けられた出射口１３の位置が下部ハウジング２０に対して反転された２方向となるいずれの配置によっても、装着及び固定が可能とされている。したがって、図８に示すように出射口１３が操作パネル１４と同一面上にあるフロント出射タイプの構成以外にも、出射口１３が操作パネル１４と反対面上にあるリア出射タイプの構成をとることも可能である。
【００５４】次に、光源部３の内部構成について説明する。なお、駆動部２内の駆動領域に設置されている駆動装置は、電源部、駆動回路、制御用コンピュータなどを有して構成されており、光源部３内に設置されている放電管等に対しても、必要な配線によって接続されている。駆動部２と光源部３との具体的な接続方法等については、説明を省略する。
【００５５】図９は、光源部３の内部構成について、上部ハウジング３０等を一部破断するとともに内部カバー３６を外した状態で示す斜視図、図１０は、内部カバー３６を装着した状態で示す斜視図である。また、図１１は、光源部３の下面側の構成を示す斜視図である。なお、図９～図１１においては、光源部３を上部ハウジング３０の後面３０ｂ側からみて示し、特に、図９及び図１０においては、その内部構成の見易さのため、後述するランプ交換扉３３を開けた状態で示している。
【００５６】上部ハウジング３０の前面３０ａには、上述したように出射口１３が設置されている。また、後面３０ｂは、上部ハウジング３０内に設置される放電管４０を交換するための、開閉可能なランプ交換扉３３によって構成されている。
【００５７】左側面３０ｃ、右側面３０ｄ、及び上面３０ｆは、上部カバー３１によって構成されている。上部カバー３１は着脱が可能であり、放電管４０の交換以外の光学系の調整や部品交換などの作業を行うために必要な場合には、側面でのネジ止めなどによって固定されている上部カバー３１を外して、それらの作業を行うことが可能である。また、下面３０ｅは下部ハウジング２０と接続される面である。本実施形態においては、下面３０ｅは、そのほぼ全体を覆って駆動部２及び光源部３を光学的に分離するハウジング区分板３２から構成されている（図１１参照）。
【００５８】上部ハウジング３０の内部には、出力領域Ｂ、光源領域Ｃ、及び通気領域Ｄが設けられている。図１２は、図９～図１１に示した光源部３の、光出射の光軸を含む水平断面図であり、これらの領域区分についても図示されている。なお、図１２においては、出射口１３に取り付けられるファイバ差込口４８及びファイバ４９（図８参照）については図示していない。
【００５９】上部ハウジング３０の内部には、これらの各領域を区分するため、前面及び左右の両側面の３面からなる第１区分部材３４と、後面及び上面の２面からなる第２区分部材３５と、両側面及び上面の３面からなる内部カバー３６とが設置されている。これらの区分部材３４、３５及び内部カバー３６は、各領域間を光学的に区切る遮蔽板としての機能を有する。また、同時に空冷のための空気流の経路を制御する制風板としても機能している。
【００６０】出力領域Ｂは、出射口１３が設けられている上部ハウジング３０の前面３０ａに面する装置前方部分に、第１区分部材３４及び第２区分部材３５によって区分されて形成されている。第１区分部材３４の前面には、図１２に示すように、出射口１３に向けて光を通過させるための略円形状の出射開口部３４ａが設けられている。また、第２区分部材３５の後面には、後述するランプユニット５からの光を出力領域Ｂへと入射させるための略円形状の開口部３５ａが設けられている。
【００６１】また、開口部３５ａの前方には、出射開口部３４ａ及び出射口１３の方向に突出するように、筒状部３５ｂが形成されている。筒状部３５ｂは、開口部３５ａと接続されて出射口１３に向かって先細となる円錐台形状に形成され、出力領域Ｂへと入射される光について、入射位置に加えて入射角度をも制限している。なお、出射開口部３４ａ、開口部３５ａ、及び筒状部３５ｂは、いずれも光出射の光軸を中心として形成されている。
【００６２】筒状部３５ｂの前方の開口と、出射開口部３４ａ及び出射口１３との間には、出射口１３からの光出射のＯＮ／ＯＦＦを切り換えるためのシャッター板４７ａ及びシャッター駆動部４７ｂからなるシャッター４７が設置されている。図１２においては、シャッター板４７ａについて、光出射がＯＮの位置（光軸を開放した状態）を実線で、ＯＦＦの位置（光軸を遮断した状態）を点線で示している。また、出力領域Ｂには、出射光量を調整する光量絞りなどがさらに設置される。
【００６３】光源領域Ｃは、出力領域Ｂ及び上部ハウジング３０の後面３０ｂで挟まれた装置後方部分に、第１区分部材３４、第２区分部材３５、及び内部カバー３６によって区分されて形成されている。なお、反射ミラー４５の下方の外面に対向するハウジング区分板３２の部位には、空冷のための空気流を通過させる開口部３２ａが設けられている（図１１参照）。
【００６４】また、第１区分部材３４及び内部カバー３６は、上部ハウジング３０の両側面３０ｃ、３０ｄに対して所定の間隔をあけて設置されており、その間には、空気流によって装置内部の各部を冷却（空冷）するための通気領域Ｄが設けられている。
【００６５】光源領域Ｃには、紫外光を放射する放電管４０と、反射ミラー４５とを含むランプユニット５が設置されている。反射ミラー４５としては、例えば楕円集光ミラーなどの所定形状を有するとともに、その内面に反射面が形成されたミラーが用いられる。
【００６６】上記の構成による光源部３において、光源領域Ｃ内で放電管４０から放射された光は反射ミラー４５によって反射され、遮蔽板である第２区分部材３５後面の開口部３５ａ及び筒状部３５ｂ内を通過して出力領域Ｂに入射される。出力領域Ｂでは、シャッター４７によって光の出射のＯＮ／ＯＦＦが切り換えられ、ＯＮの状態とされている場合には、光は第１区分部材３４の出射開口部３４ａ及び上部ハウジング３０の前面３０ａの出射口１３を経て、ファイバ差込口４８に接続されたファイバ４９に入射・集光されて、外部に出射される。ここで、光軸上には、シャッター４７などに加えて、上記した光量絞りや、紫外光透過フィルタ４６（図１２参照）などの要素を必要に応じてさらに設置しても良い。
【００６７】光源領域Ｃに設置されるランプユニット５の構成について説明する。
【００６８】ランプユニット５は、図９に示すように（一部破断して示してある）、上部ハウジング３０に設けられたハウジング区分板３２上に設置されている。このランプユニット５は、放電管４０と、凹面反射鏡である反射ミラー４５と、放電管４０及び反射ミラー４５を一体に保持する保持部材５０と、反射ミラー４５の出射開口部４５ａ側にある放電管４０の電極であるカソード電極４１に対して電気的に接続される接続部材５５と、を有して構成されている。
【００６９】保持部材５０は、上部ハウジング３０に対して固定されるとともに、放電管４０及び反射ミラー４５を一体に保持している。本実施形態においては、保持部材５０は、図９に示すように、第１区分部材３４の左右の両側面の後端部に接続され、ハウジング区分板３２に対して垂直に固定されているミラー保持板５１と、ミラー保持板５１の４隅の所定の位置に、後方に突出するように取り付けられた支持棒５１ａと、支持棒５１ａを介してミラー保持板５１に固定されている放電管保持板５２と、を有する。
【００７０】ミラー保持板５１には、反射ミラー４５の出射開口部４５ａとほぼ同じ内径を有する開口が光軸を中心として形成されており、この開口を臨むように後方から反射ミラー４５が固定されている。反射ミラー４５は、リング状の板バネ５１ｂによって、ミラー保持板５１に対して押し付けられて、固定及び位置決めがされている。このように、リング状板バネ５１ｂを用いることによって、反射ミラー４５の固定及び位置決めを容易に行うことができる。また、反射ミラー４５の出射開口部４５ａとは反対側には、放電管４０を通すための放電管挿通口４５ｂが設けられている（図１２参照）。
【００７１】放電管４０は、その一方の電極であるカソード電極４１が反射ミラー４５の出射開口部４５ａ側に、また、他方の電極であるアノード電極４２が反射ミラー４５の放電管挿通口４５ｂ側に位置するように、放電管保持板５２に固定されて設置される。
【００７２】図１３は、放電管４０の構成、及びその保持部材５０への装着について示す斜視図である。なお、図１３は、スポット光源装置１の上方から見た状態であり、また、放電管４０以外の各部材については、光軸を含む水平面によって破断して示している。
【００７３】放電管４０のアノード電極４２側には、放電管４０を保持部材５０に対して位置決めして固定するための位置決めフランジ４２ａが設けられている。位置決めフランジ４２ａは、所定の外径を有する円筒状に形成され、その後端部（図１３の左側端部）には、円筒部分の外径よりも大きい外径を有する円板部４２ｃが設けられている。放電管４０は、そのアノード電極４２側が位置決めフランジ４２ａの前端の開口部分から挿入されて、円板部４２ｃに接触した状態で位置決めされ固定されている。また、位置決めフランジ４２ａの円筒部分のうち、前端開口側の所定部位に、回転方向位置決め凹部４２ｄが形成されている。
【００７４】一方、放電管保持板５２には、光軸を中心として開口部５２ａが設けられており、この開口部５２ａの後方に接続するように、放電管保持板５２の後面側にフランジ保持部５３が固定されている。フランジ保持部５３は、位置決めフランジ４２ａの円筒部分の外径と略同一の内径を有する円筒部５３ａを備えている。なお、円筒部５３ａの外径については、放電管保持板５２への固定等のため、放電管保持板５２側の一部でその外径が階段状に大きくなるように形成されている。
【００７５】このフランジ保持部５３の円筒部５３ａに放電管４０の位置決めフランジ４２ａが挿入されることによって、放電管４０が保持部材５０に対して上下左右方向について位置決めされる。また、放電管４０を押し込んでいくと、最終的に位置決めフランジ４２ａの円板部４２ｃが、フランジ保持部５３の後端部５３ｃに接触する。これによって、放電管４０が保持部材５０に対して前後方向について位置決めされる。
【００７６】また、フランジ保持部５３の円筒部５３ａのうち放電管保持板５２に近い所定位置には、円筒部５３ａの外壁側からネジ５３ｄが取り付けられており、このネジ５３ｄの先端が円筒部５３ａの内壁から突出している。このネジ５３ｄの先端は、回転方向位置決め凸部として機能しており、このネジ５３ｄの突出した先端と、位置決めフランジ４２ａの回転方向位置決め凹部４２ｄとの回転方向の位置が合ったときのみ、放電管４０を完全に挿入可能なようになっている。これによって、放電管４０が保持部材５０に対して回転方向について位置決めされる。
【００７７】例えば、スポット光源装置においては、ランプユニットにおける放電管と反射ミラーとの設置位置の精度などによって出射口への光の導光・集光の精度と効率が影響される。このことは、放電管の交換・再設置を行う場合に問題となる。上記のように、放電管の位置を規制する位置決め手段を設けることによって、放電管をランプユニットに容易に設置・固定することができる。また、放電管には、作製時の排気管の残存部分として突起（図１３に示す突起４０ａ）を有する場合があるが、上記のように回転方向についても位置決め手段を設けておけば、ランプユニットにおいて放電管の突起が常に略同一の位置、例えば横方向、となるように、放電管を配置させることができる。
【００７８】以上のように、フランジ保持部５３に後方から挿入され、放電管挿通口４５ｂを挿通されて位置決めされた放電管４０は、図１４に示すように、キャップ状の固定部材５４によって後方から押し付けられて固定される。なお、フランジ保持部５３の後部外面、及び固定部材５４の内面には、固定用のネジが形成されている。
【００７９】放電管４０のカソード電極４１には、弾頭状に形成されたプラグ４１ａが設けられている。このプラグ４１ａの弾頭形状は、接続部材５５に対して電気的に接続させやすい形状として採用されたものである。ただし、接続部材５５と適切に接触することができる形状であれば、弾頭形状以外の形状としても良く、例えば従来用いられていたバナナ端子であっても良い。
【００８０】このカソード電極４１の弾頭状プラグ４１ａに対して、プラグ４１ａに電気的に接続（接触）させるための接続部材５５が、上部ハウジング３０に対して固定されて設置されている。本実施形態における接続部材５５は、金属薄板状の電極接続板５６からなり、上部ハウジング３０の他の部分との絶縁のため、ハウジング区分板３２に固定された絶縁板３７上に設置されている。
【００８１】図１５は、接続部材の構成及びその設置方法を、ハウジング区分板及び絶縁板を分解した状態で示す斜視図である（図９参照）。ハウジング区分板３２の下面側には、図１１に示すように、スタータ部４３が設けられており、このスタータ部４３に面するハウジング区分板３２の部位に、図１５に示すように開口部３２ｂが設けられている。絶縁板３７は、この開口部３２ｂを覆うようにハウジング区分板３２上に設置されている。
【００８２】電極接続板５６は、この絶縁板３７上に、その支持部５６ｂの薄板が光軸と平行な方向となるように設置されている。これによって、集光される光を遮ることが極力抑制され、光量ロスが低減される。また、板状であるため、線状等に形成するよりもその強度を確保することができる。
【００８３】支持部５６ｂの下端には、その後方側（放電管４０側）に、支持部５６ｂに対して直角に曲げられた固定部５６ｃが設けられている。この固定部５６ｃが板バネ５７を介して絶縁板３７に固定されることによって、電極接続板５６の全体が絶縁板３７に対して固定されている。また、支持部５６ｂの上端には、その後方側に、支持部５６ｂに対して直角に曲げられた電極接続部５６ａが設けられている。電極接続部５６ａは、その面内を光出射の光軸（放電管４０の中心軸）が通過する位置に設けられており、これによって、図９に示すように、放電管４０を設置したときに、放電管４０のカソード電極４１のプラグ４１ａと、電極接続板５６の電極接続部５６ａとが電気的に接続される。
【００８４】絶縁板３７の下方にあるスタータ部４３内には、放電管４０を点灯させるためのスタータ４４が、樹脂によってポッティングされて設置されている。スタータ４４のカソード端子には、リード線４４ａが接続されている。このリード線４４ａは、絶縁板３７に設けられたリード線挿通口３７ａを通って、電極接続板５６の固定部５６ｃの端部にあるリード線接続部５６ｄに接続され、これによって、放電管４０のカソード電極４１に所定電圧が印加される。また、スタータ４４のアノード端子には、リード線４４ｂが接続されている。このリード線４４ｂは、図１１に示すように、ハウジング区分板３２の下面側を通って、図１３に示すフランジ保持部５３に接続される。フランジ保持部５３及び位置決めフランジ４２ａは、導電性の金属部材で形成されており、これによって、放電管４０のアノード電極４２に所定電圧が印加される。なお、本実施形態においては、回転方向の位置決めに用いるネジ５３ｄを、アノード側のリード線接続部として使用している。
【００８５】放電管のカソード電極と接続部材との電気的接続について、さらに説明する。
【００８６】図１６は、放電管４０のカソード電極４１に設けられたプラグ４１ａと、電極接続板５６との接続について示す側面図である。板バネ５７は、その後方側（放電管４０側）に上方に向かって直角に曲げられた屈曲部５７ａを有しており、この屈曲部５７ａが電極接続板５６の固定部５６ｃとネジ止めされている。また、板バネ５７と絶縁板３７とは、板バネ５７の前端側の所定位置５７ｂにおいてネジ止めされている。
【００８７】板バネ５７の後端側は絶縁板３７に対してある程度可動であり、放電管４０が挿入されて弾頭状プラグ４１ａが電極接続板５６の電極接続部５６ａに押し付けられると、図１６に示すように、電極接続部５６ａがプラグ４１ａによって押されて、電極接続板５６及び板バネ５７が傾けられる。このとき、接続部材５５である電極接続板５６は付勢手段である板バネ５７によって付勢されているので、図１６に矢印で示した方向に押圧力を生じて、電極接続部５６ａがプラグ４１ａに対して適当な圧力で押圧される。
【００８８】これによって、電極接続板５６及びカソード電極４１の電気的な接続が、好適かつ安定した条件で実現される。このような構成で電気的な接続を実現することにより、従来のように放電管のカソード端子に設けられたリード線をスタータの端子に接続する作業が不要となり、放電管の交換を容易に行うことが可能となる。また、リード線接続の作業が不要となることから、スポット光源装置においては作業窓等を設ける必要がなくなり、装置構成を簡単化することが可能となる。例えば、図９に示すように、ハウジングの後面３０ｂにランプ交換扉３３を設け、このランプ交換扉３３からフランジ保持部５３に放電管４０を挿入し、固定部材５４で固定することによって、放電管４０の交換及び設置を行うことが可能である。
【００８９】ここで、本実施形態における接続部材である電極接続板５６は、図１に示した実施形態における接続部材である接続ホルダ５８よりも構造が簡単であり、組み立てが容易であるとともに製造コストを低減することができる。また、支持部５６ｂが電極接続部５６ａに対して片方のみに設けられるため、光量ロスを小さくできる。また、電極接続板５６には放電管４０の位置決めの機能がないので、放電管４０の誤挿入などの問題は生じない。
【００９０】なお、本スポット光源装置１においては、上部ハウジング３０に設けられたランプ交換扉３３が、放電管４０が点灯されている状態で開けられてしまうことを防止するためのインターロック回路が設置されている。このインターロック回路は、駆動部２側の第１インターロック回路部（図示していない）と、光源部３側の第２インターロック回路部３８とを接続することによって構成される。
【００９１】第１インターロック回路部は、外部からの電源ケーブルに接続される電源接続部からの配線ケーブル、及び操作パネル１４の電源スイッチからの配線ケーブルからなる。一方、第２インターロック回路部３８には、図２～図４に示すように、ハウジング区分板３２の下面側に、上記した駆動部２側の各配線ケーブルに接続される２組の端子３８ａ、３８ｂが設けられており、これらの端子３８ａ、３８ｂ間の電気的な接続は、ハウジング区分板３２の上面側にあるインターロック解除スイッチ３８ｃによってＯＮ／ＯＦＦされるようになっている。また、ランプ交換扉３３には、ランプ交換扉３３を閉めたときにインターロック解除スイッチ３８ｃを押し込んでＯＮの状態とするインターロック解除部材３８ｄが取り付けられている。以上により、ランプ交換扉３３が閉まっているときのみ装置を動作させることが可能なインターロックが構成される。
【００９２】また、ランプユニット５などの光源部３内は、上部ハウジング３０に設けられた外気取込口７２から取り込まれた空気流によって冷却される。すなわち、図１２に示すように、外気取込口７２からの空気流は、ミラー保持板５１及び内部カバー３６の間、内部カバー３６及び両側面３０ｃ、３０ｄの間を通り、放電管４０のアノード電極４２付近及び反射ミラー４５の外面を冷却した後、ハウジング区分板の通気口３２ａ、通気部７４から駆動部２へと導かれる。また、空気流の一部は、第１区分部材３４の側面に固定された制風板７５ａによってその方向を変えられ、通気口７５から光源領域Ｃ内に流入し、放電管４０のカソード電極４１付近を冷却した後、ハウジング区分板の通気口７６から駆動部２へと導かれる。そして、駆動部２に流入した空気流は、駆動部２の排気口に設けられたファン（図示していない）によって外部に排気される。また、駆動部２内については、外気取込口７１（図８）から排気口への空気流によって冷却される。なお、通気部７４については、図１１ではその右側部分を一部破断して示している。
【００９３】本発明によるランプユニット及び光源装置は、上記した実施形態によるスポット光源装置に限られるものではなく、様々な変形が可能である。また、ＵＶスポット光源装置以外にも、例えば可視光を出射するスポット光源装置や、ファイバなどのライトガイドを有しない光源装置など、様々な構成及び用途の光源装置に適用することが可能である。
【００９４】また、ランプユニット５の構成についても、上記の各実施形態に限られず、様々な変形が可能である。図１７は、ランプユニット５の接続部材５５の他の例について示す斜視図である。図１５においては、電極接続板５６及び板バネ５７は、ハウジング区分板３２上の絶縁板３７に対して固定されている。これに対して、図１７に示した例では、電極接続板５６及び板バネ５７は、ほぼ同様の構成を有しているが、絶縁部材５７ｃを介して側面側である第１区分部材３４に固定されている。このような構成によっても、図１５に示す構成と同様に、適切な電気的接続を実現することができる。
【００９５】これ以外にも、ランプユニット５に対して様々な形態を適用することが可能である。また、放電管４０及び反射ミラー４５があらかじめ一体に固定されて、同時に交換及び設置される場合においても、上記した接続部材及び付勢手段による電気的接続構造を適用することが可能である。あるいは、保持部材は、放電管保持部材とミラー保持部材とに分割されていても良い。ただし、この場合、それぞれの保持部材同士を位置決めしてハウジングに固定する必要がある。また、反射ミラーの出射開口部側に位置する放電管の電極は、必ずしもカソード電極である必要はなく、出射開口部側にアノード電極、放電管挿通口側にカソード電極が設置されても良い。
【００９６】
【発明の効果】本発明によるランプユニット、光源装置及び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、反射ミラー（凹面反射鏡）の出射開口部側に配置される放電管の電極を、板バネやコイルバネなどの付勢手段によって付勢された接続部材に押し付けて接続する構成とする。このとき、接続部材には、付勢手段によって押圧力が生じるので、適切な圧力で放電管の電極に対して押し付けられて、電気的な接続が好適に実現される。
【００９７】また、放電管の設置時にリード線の接続などの作業を行うことが不要となるので、光源装置及びスポット光源装置における放電管の交換が容易となる。また、光源装置においては、放電管の電極端子に設けられたリード線をスタータの端子に接続する作業が不要となることから、従来のように装置本体に設けられたリード線接続用の作業窓を設ける必要が無くなり、光源装置の構成を簡略化することが可能となる。

【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１２年１月３１日（２０００．１．３１）
【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）
【公開番号】	特開２００１－１７６３０４（Ｐ２００１－１７６３０４Ａ）
【公開日】	平成１３年６月２９日（２００１．６．２９）
【出願番号】	特願２０００－２３１３３（Ｐ２０００－２３１３３）