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】伊藤守行【氏名】筬島哲也
【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、絶縁板３７に固定された電極接続板５６を、放電管４０のカソード電極４１と電気的に接続する。このとき、カソード電極４１は、プラグ本体部４１ｄと接触子４１ｂとの間に、付勢手段となるコイルバネ４１ｃを備えており、これによって、接触子４１ｂが電極接続板５６の電極接続部５６ａ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、前記一方の電極が前記接続部材を押圧するように前記一方の電極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、略薄板状に形成されてい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】前記放電管の前記一方の電極は、プラグ本体部と、前記プラグ本体部に電気的に接続されている接触子と、を有し、前記接触子は、前記プラグ本体部に対して、前記付勢手段を介して固定されていることを特徴とする請求項１または２記載のランプユニット。
【請求項４】前記付勢手段は、コイルバネであることを特徴とする請求項３記載のランプユニット。
【請求項５】前記プラグ本体部と前記接触子とは、前記付勢手段とは別に設けられたリード線によって電気的に接続されていることを特徴とする請求項３または４記載のランプユニット。
【請求項６】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１～５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６記載のランプユニット。
【請求項８】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７記載のランプユニット。
【請求項９】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６～８のいずれか一項記載のランプユニット。
【請求項１０】請求項１～９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１１】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１０記載の光源装置。
【請求項１２】請求項１０または１１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１１を参照して説明する。
【０００３】図１１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１２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、一方の電極が接続部材を押圧するように一方の電極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、適度な圧力で接続部材が放電管の一方の電極（例えばカソード端子）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】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。
【００１２】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。
【００１３】また、放電管の一方の電極は、プラグ本体部と、プラグ本体部に電気的に接続されている接触子と、を有し、接触子は、プラグ本体部に対して、付勢手段を介して固定されていることを特徴とする。
【００１４】この構成により、放電管に固定されているプラグ本体部に対して可動な接触子を付勢して、接続部材に押し付けることによって、一方の電極と接続部材とを好適に電気的に接続させることができる。
【００１５】また、上記した接触子を固定している付勢手段は、コイルバネであることを特徴とする。
【００１６】プラグ本体部及び接触子によってコイルバネが挟まれるように電極を構成することによって、接触子を効果的に付勢することができる。また、コイルバネ以外にも、板バネなど様々な形態のものを、付勢手段として適用することが可能である。
【００１７】また、プラグ本体部と接触子とは、付勢手段とは別に設けられたリード線によって電気的に接続されていることが好ましい。
【００１８】例えば、金属製のコイルバネなど、付勢手段自体によってプラグ本体部と接触子とを電気的に接続させることも可能であるが、付勢手段の形態によっては、その間の電気的抵抗が大きくなってしまい、付勢手段が発熱するなどの問題を生じる場合がある。これに対して、別にリード線を設けておくことによって、プラグ本体部及び接触子間での付勢と電気的接続とを、ともに好適に実現することが可能となる。
【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、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。
【００２７】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。
【００２８】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。あるいは、放電管及び反射ミラーの保持部材に対して固定されている構成も可能である。
【００２９】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。
【００３０】
【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。
【００３１】図１は、本発明によるスポット光源装置の一実施形態に係る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。
【００３２】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。
【００３３】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。
【００３４】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。
【００３５】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。
【００３６】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１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。
【００３７】なお、図１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１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。
【００３８】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。
【００３９】図２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３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４は、光源部３の下面側の構成を示す斜視図である。なお、図２～図４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２及び図３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。
【００４０】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。
【００４１】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４参照）。
【００４２】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５は、図２～図４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５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１参照）については図示していない。
【００４３】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。
【００４４】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５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。
【００４５】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。
【００４６】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５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。
【００４７】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４参照）。
【００４８】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。
【００４９】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。
【００５０】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５参照）などの要素を必要に応じてさらに設置しても良い。
【００５１】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。
【００５２】ランプユニット５は、図２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。
【００５３】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２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。
【００５４】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５参照）。
【００５５】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。
【００５６】図６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６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。
【００５７】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６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。
【００５８】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。
【００５９】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。
【００６０】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。
【００６１】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６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。
【００６２】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７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。
【００６３】放電管４０のカソード電極４１には、図６に示すように、放電管４０の本体側に固定されたプラグ本体部４１ｄ、及びプラグ本体部４１ｄに対してある程度可動とされている接触子４１ｂが設けられている。このプラグ本体部４１ｄ及び接触子４１ｂの間には、カソード電極として機能する接触子４１ｂに対して付勢するための付勢手段として、円錐型のコイルバネ４１ｃが設置されている。また、プラグ本体部４１ｄ及び接触子４１ｂは、コイルバネ４１ｃの内側にコイルバネ４１ｃとは別に設けられたリード線４１ｅによって、電気的に接続されている。なお、図６及び図７においては、コイルバネ４１ｃ内の構造を示すため、接触子４１ｂ、コイルバネ４１ｃ、及びプラグ本体部４１ｄを水平面で破断して示している（図２及び図５参照）。
【００６４】このカソード電極４１の接触子４１ｂに対して、接触子４１ｂ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。
【００６５】図８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２参照）。ハウジング区分板３２の下面側には、図４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８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。
【００６６】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。
【００６７】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が固定板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２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の接触子４１ｂ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。
【００６８】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４に示すように、ハウジング区分板３２の下面側を通って、図６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。
【００６９】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。
【００７０】図９は、放電管４０のカソード電極４１に設けられた接触子４１ｂと、電極接続板５６との接続について示す側面図である。固定板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、固定板５７と絶縁板３７とは、固定板５７の前端側及び後端側の所定位置５７ｂ、５７ｄにおいてネジ止めされている。
【００７１】放電管４０が挿入されて接触子４１ｂが電極接続板５６の電極接続部５６ａに押し付けられると、図９に示すように、接触子４１ｂが電極接続部５６ａによって押し返される。そして、接触子４１ｂがプラグ本体部４１ｄの方向に押し込まれて、プラグ本体部４１ｄと接触子４１ｂとの間に介在しているコイルバネ４１ｃが縮められる。このとき、カソード電極４１の接触子４１ｂは付勢手段であるコイルバネ４１ｃによって付勢されるので、図９に矢印で示した方向に押圧力を生じて、接触子４１ｂが電極接続部５６ａに対して適当な圧力で押圧される。
【００７２】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２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。
【００７３】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、構造が簡単であるため、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ているため、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。
【００７４】また、カソード電極４１及び電極接続板５６を押し付けて接触させるための付勢手段が、放電管４０のカソード電極４１側にコイルバネ４１ｃとして設けられている。このとき、放電管４０の交換時に、同時に付勢手段も交換されることとなるので、コイルバネなどのバネ性が劣化することによる電気的な接続状態の変化が抑制される。また、プラグ本体部４１ｄ及び接触子４１ｂの電気的接続について、コイルバネ４１ｃによるのではなく、別にリード線４１ｅを設けて接続している。これによって、プラグ本体部４１ｄと接触子４１ｂとが、低抵抗で好適に電気的に接続される。
【００７５】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。
【００７６】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。
【００７７】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５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１）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４ではその右側部分を一部破断して示している。
【００７８】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。
【００７９】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１０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８においては、電極接続板５６及び固定板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１０に示した例では、電極接続板５６及び固定板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８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。
【００８０】また、放電管４０のカソード電極４１に設けられる付勢手段についても、上記した実施形態でのコイルバネ４１ｃに限らず、様々なものを適用可能である。また、付勢手段の電気的抵抗が充分に小さければ、プラグ本体部及び接触子の間にリード線を設けず、付勢手段のみで電気的に接続させる構成としても良い。
【００８１】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。
【００８２】
【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、コイルバネなどの付勢手段によって付勢された放電管の電極を、接続部材に押し付けて接続する構成とする。このとき、放電管の電極には、付勢手段によって押圧力が生じるので、適切な圧力で接続部材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。
【００８３】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２００１－２１６８０４（Ｐ２００１－２１６８０４Ａ）
【公開日】	平成１３年８月１０日（２００１．８．１０）
【出願番号】	特願２０００－２３１１８（Ｐ２０００－２３１１８）