光源装置及びスポット光源装置

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【発明の名称】	光源装置及びスポット光源装置
【発明者】	【氏名】筬島哲也
【要約】	【課題】駆動部及び光源部内のそれぞれで空気流が好適に制御されて、装置内部の各部が効率的に冷却される光源装置及びスポット光源装置を提供する。【解決手段】スポット光源装置１を、下部ハウジング２０を含む駆動部２及び上部ハウジング３０を含む光源部３に分割し、駆動部２及び光源部３を光学的に区分するハウジング区分板３２を上部ハウジング３０側に設置する。そして、駆動部２については、第１外気取込口７１から排気口７３への空気流によって内部を空冷し、一方、光源部３については、第２外気取込口７２から第１通気口である開口部３２ａと通気部７４、及び第２通気口７６への空気流によって内部を空冷する。このとき、駆動部２及び光源部３においてそれぞれ独立に空冷のための空気流の経路が制御される。

【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る反射ミラーと、前記放電管及び前記反射ミラー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、前記ハウジングの出射面に設けられた出射口と、を有する光源装置において、前記ハウジングは、前記出射面に略直交する第１の面を含み、前記放電管を駆動制御する駆動装置が格納される駆動領域をその内部に有して、装置を動作させる駆動部を構成する第１ハウジング部と、前記第１の面に対向する第２の面、及び前記出射面のうち前記出射口を含む部分を含み、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配置される光源領域とをその内部に有して、光を出射させる光源部を構成するとともに、前記光源部を前記駆動部から区分する区分板を備える第２ハウジング部と、からなり、前記第１ハウジング部は、前記第１の面に略直交する面に設けられた排気口と、前記駆動装置を前記排気口とともに挟む部位に設けられた第１外気取込口と、を有し、前記第２ハウジング部は、前記反射ミラーの出射開口部を前記出射面とともに挟む前記区分板の部位に設けられた第１通気口と、前記反射ミラーの前記出射開口部を前記第１通気口とともに挟む部位に設けられた第２外気取込口と、を有することを特徴とする光源装置。
【請求項２】前記第１ハウジング部の前記排気口は、前記第２ハウジング部の前記出射口に対して同一の面上に設けられていることを特徴とする請求項１記載の光源装置。
【請求項３】前記第１ハウジング部の前記排気口は、前記第２ハウジング部の前記出射口に対して反対の面上に設けられていることを特徴とする請求項１記載の光源装置。
【請求項４】前記第２ハウジング部は、前記第１ハウジング部に対して着脱可能であるとともに、前記出射口の位置が前記第１ハウジング部に対して反転する２方向のいずれにも装着可能に構成されていることを特徴とする請求項１～３のいずれか一項記載の光源装置。
【請求項５】前記出射面と前記反射ミラーの前記出射開口部とに挟まれた前記区分板の部位に、第２通気口がさらに設けら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光源装置。
【請求項６】前記反射ミラーの前記出射開口部と前記第２外気取込口との間に設置され、前記第２外気取込口から前記反射ミラーの前記出射開口部への空気流を制限する制風部材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光源装置。
【請求項７】前記制風部材は、前記反射ミラーの外面に、前記第２外気取込口からの空気流を供給する第１通気部を有することを特徴とする請求項６記載の光源装置。
【請求項８】前記制風部材は、前記反射ミラーの前記出射開口部の反対側に位置する前記放電管の電極に、前記第２外気取込口からの空気流を供給する第２通気部を有することを特徴とする請求項６または７記載の光源装置。
【請求項９】前記制風部材は、前記反射ミラーの前記出射開口部側に位置する前記放電管の電極に、前記第２外気取込口からの空気流を供給する第３通気部を有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光源装置。
【請求項１０】前記排気口に、空気流を排気するためのファンが設置されていることを特徴とする請求項１～９のいずれか一項記載の光源装置。
【請求項１１】請求項１～１０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、ハウジング内に放電管やその駆動装置などを格納し、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し集光して、ハウジングの一方の面に設けられた出射口へと導光する。そして、集光された光は、出射口に接続された光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】このような光源装置においては、放電管など内部に設置された各部品を冷却するために、空気流による冷却（空冷）が行われる場合がある（例えば、特公平７－１１４９９３号公報参照）。このとき、ハウジングに設けられた外気取込口から内部へと流入した空気流は、装置内部の各部を通過して冷却を行った後、排気口から外部へと排気される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】光源装置の構成として、電源部などを含む装置の駆動系が設置された駆動部と、光源である放電管などを含む光学系が設置された光源部とにハウジング内を区分板によって区分した形態が考えられる。このような構成によれば、駆動部及び光源部を光学的に区分して、光源部から駆動部への光漏れをなくすことができ、また、駆動部と光源部とを独立して別々に構成することが可能となる。
【０００５】このように光源装置を駆動部及び光源部に区分した場合、その空冷において次のような問題を生じる。すなわち、外気取込口から取り込まれた空気流が駆動系の各部及び光学系の各部を順次通過して冷却していく構成では、一方の構成の変更が、他方における空気流の経路にも影響を与える。したがって、一方の構成変更に伴って、他方についても構成を見直す必要を生じてしまうという問題がある。また、駆動部及び光源部を区分している区分板は、両部分を光学的に分離すると同時に空気流のやり取りをも制限している。そのため、上記のように構成変更があった場合には、区分板に設ける通気口の配置についても見直さなくてはならない。このような構成上の問題は、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。
【０００６】本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであり、駆動部及び光源部内のそれぞれで空気流が好適に制御されて、装置内部の各部が効率的に冷却される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。
【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、放電管及び反射ミラー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、ハウジングの出射面に設けられた出射口と、を有する光源装置において、ハウジングは、出射面に略直交する第１の面を含み、放電管を駆動制御する駆動装置が格納される駆動領域をその内部に有して、装置を動作させる駆動部を構成する第１ハウジング部と、第１の面に対向する第２の面、及び出射面のうち出射口を含む部分を含み、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配置される光源領域とをその内部に有して、光を出射させる光源部を構成するとともに、光源部を駆動部から区分する区分板を備える第２ハウジング部と、からなり、第１ハウジング部は、第１の面に略直交する面に設けられた排気口と、駆動装置を排気口とともに挟む部位に設けられた第１外気取込口と、を有し、第２ハウジング部は、反射ミラーの出射開口部を出射面とともに挟む区分板の部位に設けられた第１通気口と、反射ミラーの出射開口部を第１通気口とともに挟む部位に設けられた第２外気取込口と、を有することを特徴とする。
【０００８】駆動部及び光源部が区分板で光学的に区分された光源装置においては、排気用のファンと駆動装置との配線の必要性から、駆動部側のハウジングに排気口が設置される。これに対して、上記した光源装置においては、駆動部及び光源部を光学的に分離させる区分板を、光源部側の第２ハウジング部に設けている。そして、駆動部側には、第１外気取込口及び排気口を、また、光源部側には、第２外気取込口及び区分板上の第１通気口を、それぞれ空気流の制御のために設置している。
【０００９】このとき、駆動部においては、第１外気取込口から取り込まれた空気流が各部に供給されて内部が冷却（空冷）され、冷却後の空気流は排気口から外部へと排気される。一方、光源部においては、第２外気取込口から取り込まれた空気流が各部に供給されて内部が冷却され、冷却後の空気流は第１通気口から駆動部へと導かれ排気口から外部へと排気される。
【００１０】ここで、光源部における空気流の制御について考えると、駆動部への第１通気口が、駆動部における排気口と同様の役割を有している。これに対して、上記した光源装置では、第１通気口が設けられる区分板を光源部側の第２ハウジング部に対して固定している。したがって、排気口を有していない光源部についても、駆動部の構成とは独立に、光源部の構成のみで光源部内での空気流の経路を設定することが可能となる。
【００１１】また、光源部内の構成については、反射ミラーの出射開口部を挟んで、前方（出射口側）に第２外気取込口、後方に第１通気口を設けることによって、特に冷却が必要な放電管の両電極近傍や反射ミラーの外面などを好適に冷却する空気流の経路が実現されている。
【００１２】本光源装置による具体的な装置構成としては、第１ハウジング部の排気口は、第２ハウジング部の出射口に対して同一の面上に設けられていることを特徴としても良い。
【００１３】あるいは、第１ハウジング部の排気口は、第２ハウジング部の出射口に対して反対の面上に設けられていることを特徴としても良い。
【００１４】特に、駆動部内と光源部内でそれぞれ空気流の経路が設定されている上記の光源装置においては、排気口及び出射口についての２通りの配置のいずれにおいても、空気流による冷却を好適に実現することが可能である。
【００１５】この配置については、さらに、第２ハウジング部が、第１ハウジング部に対して着脱可能であるとともに、出射口の位置が第１ハウジング部に対して反転する２方向のいずれにも装着可能に構成されていることを特徴とすることも可能である。
【００１６】駆動部及び光源部の位置関係が固定されているのではなく、２方向の配置（配置切り換え）が可能な装置構成においても、上記の理由によって、いずれの配置でも好適な空冷が可能な光源装置が得られる。
【００１７】また、出射面と反射ミラーの出射開口部とに挟まれた区分板の部位に、第２通気口がさらに設けられていることを特徴とする。
【００１８】このとき、第２通気口も第１通気口と同様に光源部における排気口の役割を果たすが、反射ミラーの出射開口部の前方に設けることによって、反射ミラーに囲まれている放電管自体を過冷却することなく、出射開口部側の放電管の電極に空気流を供給して冷却を行うことができる。
【００１９】また、反射ミラーの出射開口部と第２外気取込口との間に設置され、第２外気取込口から反射ミラーの出射開口部への空気流を制限する制風部材を備えることを特徴とする。
【００２０】これによって、反射ミラーの出射開口部を通って放電管に供給される空気流が制限され、放電管に生じる過冷却をさらに低減することができる。なお、このように制風板などの制風部材を設置した場合には、制風部材と第２ハウジング部の側面との間に、空気流の経路となる通気領域が形成される。
【００２１】この制風部材については、各部を好適に冷却するため、反射ミラーの外面に、第２外気取込口からの空気流を供給する第１通気部を有することが好ましい。また、制風部材は、反射ミラーの出射開口部の反対側に位置する放電管の電極に、第２外気取込口からの空気流を供給する第２通気部を有することが好ましい。さらに、制風部材は、反射ミラーの出射開口部側に位置する放電管の電極に、第２外気取込口からの空気流を供給する第３通気部を有することが好ましい。また、これ以外にも、これらの通気部への空気流の経路を制御するための制風板などを適宜設置することも可能である。
【００２２】また、排気口に、空気流を排気するためのファンを設置することによって、効率的に空気流の生成と、それによる各部の冷却を行うことができる。
【００２３】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。
【００２４】
【発明の実施の形態】以下、図面とともに本発明による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。
【００２５】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。
【００２６】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。
【００２７】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。
【００２８】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。
【００２９】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。
【００３０】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。
【００３１】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。
【００３２】すなわち、図１に示す構成においては、上部ハウジング３０の前面３０ａが下部ハウジング２０の前面２０ａと同一面にあって、ハウジング１０全体の前面を構成している。このとき、スポット光源装置１は、操作パネル１４と同じ側の装置前面に出射口１３を有するフロント出射タイプとなっている。
【００３３】これに対して、スポット光源装置１は、上部ハウジング３０を反対方向として取り付けることによって、図２に示す構成をとることが可能である。図２においては、上部ハウジング３０の後面３０ｂが下部ハウジング２０の前面２０ａと同一面にあって、ハウジング１０全体の前面を構成している。このとき、スポット光源装置１は、操作パネル１４とは反対側の装置後面に出射口１３を有するリア出射タイプとなっている。
【００３４】次に、駆動部２及び光源部３の内部構成について説明する。
【００３５】まず、図１及び図２に示したスポット光源装置１の駆動部２の構成について説明する。図３は、駆動部２の内部構成について、下部ハウジング２０を一部破断して示す斜視図である。
【００３６】下部ハウジング２０の前面２０ａには、上述したように操作パネル１４が設置されている。また、後面２０ｂには、外部から電源ケーブルが接続されて装置に電源を供給する電源接続部１６が設置されている。
【００３７】左側面２０ｃ、右側面２０ｄ、及び下面２０ｅは、下部カバー２１によって構成されている。下部カバー２１は着脱が可能であるが、通常は下部ハウジング２０の他の部分と固定された状態とされている。また、上面２０ｆは上部ハウジング３０と接続される面である。本実施形態においては、上面２０ｆの４隅にハウジング接続部２２が設けられており、それ以外の部分は、光源部３との間の配線などを行うための開口となっている。
【００３８】下部ハウジング２０の内部は、その全体が駆動領域Ａとなっている。
【００３９】駆動領域Ａには、スポット光源装置１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３においては、駆動装置１５として模式的に示してあるが、駆動装置１５は複数の装置（回路等）から構成されて設置されていても良い。この駆動装置１５は、各部へ電流を供給する電源部、各部の駆動を行う駆動回路、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には、光源部３との間の配線のため、その端部に容易に着脱できるコネクタを有する接続ケーブル２９が所定本数、図３においては２本、設けられている。
【００４０】次に、図１及び図２に示したスポット光源装置１の光源部３の構成について説明する。図４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５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６は、光源部３の下面側の構成を示す斜視図である。なお、図４～図６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４及び図５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。
【００４１】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。
【００４２】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、そのほぼ全体を覆うハウジング区分板３２から構成されている。このハウジング区分板３２は、光源部３から駆動部２の内部への光漏れを防ぐための遮蔽板の機能を有し、これによって、ハウジング２０、３０を接続した状態で、駆動部２及び光源部３が光学的に分離される。
【００４３】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７は、図４～図６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７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。
【００４４】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、後述するように、空冷に用いる空気流の経路を制御する制風板としても機能している。
【００４５】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、その前面及び両側面を第１区分部材３４によって、後面及び上面を第２区分部材３５によって、また、下面をハウジング区分板３２によって区分されて形成されている。
【００４６】第１区分部材３４の前面には、上部ハウジング３０の前面３０ａの出射口１３に対向する位置に、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、放電管４０及び反射ミラー４５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。
【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、その前面を第２区分部材３５によって、後面を上部ハウジング３０の後面３０ｂによって、両側面の前方部分を第１区分部材３４によって、両側面の後方部分及び上面を内部カバー３６によって、また、下面をハウジング区分板３２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６参照）。
【００４８】また、出力領域Ｂ及び光源領域Ｃの左右の両側面を規定している第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いる。そして、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。なお、出力領域Ｂ及び光源領域Ｃの上面側についても、第２区分部材３５及び内部カバー３６と、上部ハウジング３０の上面３０ｆとの間に隙間が設けられており、空気流が通過可能な構成となっている。
【００４９】光源領域Ｃ及び出力領域Ｂ内の各部の具体的な構成、及び光源部３からの紫外光の生成と外部への出射について説明する。紫外光の出射は、光源領域Ｃにおける光の放射及び反射による導光と、出力領域Ｂにおける光の出射制御及び出射とによって行われる。光源領域Ｃと出力領域Ｂとは、上記のように第２区分部材３５の後面によって区分されている。
【００５０】この第２区分部材３５の後面は、光源領域Ｃから出力領域Ｂ内に入射しようとする余分な光を遮蔽する遮蔽板として機能しており、その面上に光出射の光軸を中心として形成された開口部３５ａ内を通過した光以外は、光源領域Ｃから出力領域Ｂへは入射されない。ここで、光出射の光軸とは、放電管４０（反射ミラー４５）の中心軸、及び円形状の出射口１３の中心を含む直線によって指定される軸をいう。
【００５１】光源領域Ｃ内には、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。放電管４０から放射された紫外光は、反射ミラー４５の反射面によって出力領域Ｂの方向へと反射される。
【００５２】ランプユニット５は、上部ハウジング３０に対して固定された保持部材５０によって、放電管４０及び反射ミラー４５を一体に保持して構成されている。保持部材５０は、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。
【００５３】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。
【００５４】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の根元の放電管挿通口側に位置するように固定される。
【００５５】放電管４０のアノード電極４２側には、保持部材５０に位置決めして固定するための位置決めフランジ（図示していない）が設けられている。一方、保持部材５０には、放電管保持板５２の開口部分に、放電管４０の位置決めフランジの外径と略等しい内径を有する円筒状のフランジ保持部５３が設置されている。このフランジ保持部５３に後方から放電管４０を挿通させることによって、放電管４０が上部ハウジング３０、反射ミラー４５等に対して位置決めされる。フランジ保持部５３に挿通された放電管４０は、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。
【００５６】また、上部ハウジング３０には、放電管４０のカソード電極４１に対して、カソード電極４１に電気的に接続させるための接続部材５５が設置されている。接続部材５５は、カソード電極４１の弾頭状プラグ４１ａに対して直接に接触する電極接続部５６ａを含む金属板製の電極接続板５６を有して構成されている。この電極接続板５６は、上部ハウジング３０との絶縁のため、ハウジング区分板３２に設けられた矩形状の開口（図示していない）を覆うように設置されたセラミック製などの絶縁板３７上に設置されている。また、電極接続板５６は、付勢手段である板バネ５７を介して、絶縁板３７に対して固定されている。
【００５７】このとき、放電管４０がフランジ保持部５３に挿通されて固定部材５４によって固定されると、カソード電極４１の弾頭状プラグ４１ａが電極接続板５６の電極接続部５６ａに押し付けられる。一方、電極接続板５６は板バネ５７によって付勢されているので、これによって、カソード電極４１と電極接続板５６とが確実に電気的に接続されて、カソード電極４１に必要な電圧が供給される。なお、アノード電極４２に対しては、フランジ保持部５３を介して電圧が供給される。
【００５８】また、接続部材５５が固定されている絶縁板３７の下方には、放電管４０を始動（点灯）させるためのスタータが格納されているスタータ部４３が設置されており（図６参照）、カソード電極４１及びアノード電極４２への電圧は、このスタータから供給される。また、スタータ部４３には、駆動部２との間の配線のため、その端部に容易に着脱できるコネクタを有する接続ケーブル３９が設けられている。
【００５９】光源領域Ｃ内に設置されたランプユニット５において、放電管４０から放射され反射ミラー４５で反射された紫外光は、第２区分部材３５の開口部３５ａ内を通過して出力領域Ｂに入射される。開口部３５ａの前方（出力領域Ｂ側）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。
【００６０】筒状部３５ｂは、開口部３５ａと同様に光軸を中心軸とし、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ている（図７）。これによって、出力領域Ｂへと入射される光について、開口部３５ａによってその入射位置（通過位置）を制限するとともに、筒状部３５ｂによって入射角度をも制限することができ、余分な光の効果的な遮蔽が可能となる。
【００６１】筒状部３５ｂの前方の開口と、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４７が設置されている（図７）。シャッター４７は、シャッター板４７ａ及びシャッター駆動部４７ｂを有して構成されている。本実施形態においては、シャッター４７のシャッター板４７ａは、光出射の光軸（水平）に対して直交している垂直軸を回転軸として、ステッピングモータを含みシャッター板４７ａの下方に設置されているシャッター駆動部４７ｂによって駆動される。図７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。
【００６２】出力領域Ｂには、シャッター４７のみでなく、光出射を制御するための他の部材等をさらに設置しても良い。例えば、シャッター板４７ａと出射開口部３４ａとの間に、出射光量を調整するための光量絞りを設けても良い。また、シャッター４７の制御回路等についても、出力領域Ｂ内に配置することが可能である。これらのシャッター４７、光量絞り、あるいは制御回路等は、第２区分部材３５に対して固定して設置し、着脱可能なシャッターユニットを構成することが好ましい。また、出力領域Ｂに面するハウジング区分板３２の所定の位置には、図６に示すように、シャッター駆動部４７ｂと駆動装置１５との間の配線などのため、開口部３２ｃが設けられており、駆動部２との間の配線に用いる接続ケーブル３９が配置されている。
【００６３】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。なお、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７参照）などの要素を必要に応じてさらに設置しても良い。
【００６４】次に、駆動部２及び光源部３の接続方法について説明する。
【００６５】駆動部２を構成している下部ハウジング２０の上面２０ｆには、その４隅にハウジング接続部２２が形成されている。一方、光源部３を構成している上部ハウジング３０の下面３０ｅには、駆動部２及び光源部３を光学的に分離するためのハウジング区分板３２が設けられている。光源部３は、ハウジング区分板３２の４隅がそれぞれ対応するハウジング接続部２２上に位置するように駆動部２上に設置され、ハウジング接続部２２とハウジング区分板３２とは、ネジ止め等の方法によって４隅で固定されて、両ハウジング２０、３０が一体化される。
【００６６】ここで、本実施形態では、下部ハウジング２０において、図３に示すように、下部カバー２１の上端部がハウジング接続部２２よりも上方にやや突出して、凹状の構造とされている。また、上部ハウジング３０において、図６に示すように、ハウジング区分板３２が上部カバー３１の下端部よりも下方にやや突出して、凸状の構造とされている。この下部ハウジング２０の凹状構造及び上部ハウジング３０の凸状構造をはめあわせることによって、上部ハウジング３０の下部ハウジング２０への装着及び固定が行いやすい構成となっている。
【００６７】また、駆動部２及び光源部３の間の配線は、駆動部２側の駆動装置１５からの接続ケーブル２９、及び光源部３側のスタータ部４３、シャッター４７などからの接続ケーブル３９によって模式的に示されている双方からの接続ケーブルのコネクタを接続することによって行われる。
【００６８】さらに、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２８と、光源部３側の第２インターロック回路部３８とを、駆動部２及び光源部３の装着時に接続することによって構成される。
【００６９】第１インターロック回路部２８は、図３に示すように、電源接続部１６からの配線ケーブル２８ａ、及び操作パネル１４の電源スイッチからの配線ケーブル２８ｂを有する。一方、第２インターロック回路部３８には、図４～図６に示すように、ハウジング区分板３２の下面側に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。
【００７０】そして、ランプ交換扉３３には、板状のインターロック解除部材３８ｄが、ランプ交換扉３３から上部ハウジング３０の内側に向かって突出するように取り付けられている。このインターロック解除部材３８ｄ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を押し込むように配置されている。
【００７１】このような第１インターロック回路部２８及び第２インターロック回路部３８において、回路部２８の配線ケーブル２８ａ、２８ｂを、回路部３８の端子３８ａ、３８ｂのいずれかにそれぞれ接続して、インターロック回路を構成することによって、ランプ交換扉３３の開／閉に伴って解除スイッチ３８ｃがＯＦＦ／ＯＮされるインターロックが実現される。
【００７２】次に、本スポット光源装置１における、空気流を用いた各部の冷却（空冷）について説明する。装置内部における空気流の経路は、各部位に設けられた外気取込口、排気口、通気口等によって制御されている。ここで、図８は、図１に示したフロント出射タイプの構成によるスポット光源装置１の、光出射の光軸を含む垂直断面図であり、図９は、図２に示したリア出射タイプの構成によるスポット光源装置１の、光出射の光軸を含む垂直断面図である。また、図７に示す水平断面図、及び図８、図９に示す垂直断面図には、空冷に用いられる空気流の経路が示されている。
【００７３】本スポット光源装置１は、上記したように、下部ハウジング２０を含む駆動部２、及び上部ハウジング３０を含む光源部３の２つの部分に分割されている。そして、これらの駆動部２の内部と光源部３の内部とは、光源部３側の上部ハウジング３０に固定されたハウジング区分板３２によって光学的に区分されている。
【００７４】駆動部２及び光源部３のそれぞれは、別々に制御された空気流によって内部が冷却されるように構成されている。
【００７５】まず、駆動部２においては、図３、図８及び図９に示すように、下部ハウジング２０の後面２０ｂに排気口７３が設置されている。この排気口７３には、空冷後の空気流を外部へと排気するためのファン７３ａが取り付けられている。また、駆動装置１５を排気口７３とともに挟む両側面２０ｃ、２０ｄの前方の所定部位に、第１外気取込口７１が設置されている。
【００７６】この構成において、第１外気取込口７１から取り込まれた空気流は、駆動装置１５等を冷却した後、排気口７３からファン７３ａによって排気される。
【００７７】一方、光源部３においては、図６、図７、図８及び図９に示すように、反射ミラー４５の出射開口部４５ａを上部ハウジング３０の前面３０ａ（出射面）とともに挟む、ハウジング区分板３２の後方の反射ミラー４５の下方に位置する所定部位に、第１通気口として開口部３２ａ及び通気部７４が設置されている。
【００７８】この通気部７４は、ハウジング区分板３２の駆動部２側の面に、開口部３２ａの後方から前方に向かって開口部３２ａを覆うように形成されており、これによって、開口部３２ａを通過する空気流の経路が制御されるとともに、光源部３から駆動部２への光漏れを防ぐ構造となっている。また、反射ミラー４５の出射開口部４５ａを第１通気口（開口部３２ａ及び通気部７４）とともに挟む両側面３０ｃ、３０ｄの前方の所定部位に、第２外気取込口７２が設置されている。なお、図６においては、通気部７４の右側部分を一部破断して示している。
【００７９】この構成において、第２外気取込口７２から取り込まれた空気流は、ランプユニット５等を冷却した後、駆動部２及び光源部３を連通させている第１通気口を通って駆動部２の内部へと導かれ、排気口７３からファン７３ａによって排気される。
【００８０】光源部３における空気流の経路について、さらに具体的に説明する。
【００８１】光源装置内部の空冷においては、放電管に対して過冷却の状態となると、生成される光量が減少してしまうという問題がある。一方、放電管は多量の熱を発生しており、放電管バルブの側管を伝導して、両電極近傍を高温にしている。特に、反射ミラーの出射開口部側に位置する電極には、反射ミラーからの光によって電極近傍がさらに熱せられるので、温度が過度に上昇してしまい、放電管を劣化させる原因となる。
【００８２】これに対して、上記したスポット光源装置１においては、反射ミラー４５の出射開口部４５ａと第２外気取込口７２との間に、第１区分部材３４及び内部カバー３６が設置されている。この第１区分部材３４及び内部カバー３６は、第２外気取込口７２から反射ミラー４５の出射開口部４５ａへの空気流を制限する制風部材として機能している。この制風部材によって、出射開口部４５ａ後方の反射ミラー４５内側部分に位置する放電管４０自体に空気流が供給されることがなくなり、放電管４０の過冷却が防止される。
【００８３】一方、内部カバー３６には、第１区分部材３４がなくなるミラー保持板５１よりも後方の部分に側面部分が形成されているが、この内部カバー３６の側面部分は、図５及び図７に示すように、左右の両側面の間隔が、第１区分部材３４の両側面の間隔よりも広くなるように形成されている。このとき、ミラー保持板５１と内部カバー３６の側面部分の前端部との間の空間によって、第２外気取込口７２からの空気流が通過可能な第１通気部７７が形成される。この第１通気部７７を通過した空気流は、反射ミラー４５の外面を冷却した後、開口部３２ａ及び通気部７４からなる第１通気口を通過して駆動部２へと流入される。
【００８４】また、内部カバー３６の側面部分と上部ハウジング３０の両側面３０ｃ、３０ｄとの間の空間によって、第２外気取込口７２からの空気流が通過可能な第２通気部７８が形成される。この第２通気部７８を通過した空気流は、放電管４０のアノード電極４２及びそれを位置決め固定しているフランジ保持部５３、固定部材５４等を冷却した後、第１通気口を通過して駆動部２へと流入される。なお、この第２通気部７８において、内部カバー３６の後方部分は、光漏れを防止するとともに空気流を内側へと導くように、上面及び両側面ともに内側に所定角度で曲げられた形状となっている（図５参照）。
【００８５】また、ミラー保持板５１よりも前方、したがって反射ミラー４５の出射開口部４５ａよりも前方の第１区分部材３４側面の所定部位には、図５に示すように、第３通気部として通気口７５が形成されている。また、通気口７５の後方には、通気領域Ｄの一部を塞ぐ制風板７５ａが設けられている。制風板７５ａは、垂直方向については通気口７５に面する位置のみについて設けられており、その上方及び下方においては、通気領域Ｄは通気部７７、７８への空気流の経路として開放されている。
【００８６】また、この通気口７５に対応して、反射ミラー４５の出射開口部４５ａ前方のハウジング区分板３２の所定部位に、図６及び図７に示すように、第２通気口７６が設けられている。このような構成において、第２外気取込口７２からの空気流の一部は、制風板７５ａによってその経路が変えられ、第３通気部である通気口７５を通過する。そして、通気口７５を通過した空気流は、放電管４０のカソード電極４１及びその近傍等を冷却した後、第２通気口７６を通過して駆動部２へと流入される。なお、第２通気口７６が出射開口部４５ａよりも前方に設けられていることによって、通気口７５を通過した空気流が放電管４０に直接供給されて過冷却となることが防止されている。
【００８７】以上の構成により、光源部３において、放電管４０の過冷却が防止されるとともに、その電極４１、４２近傍や反射ミラー４５の外面等が好適に冷却される空気流の経路が設定される。そして、第１通気口（開口部３２ａ及び通気部７４）、または第２通気口７６を通過して駆動部２に流入した空気流は、駆動部２に設置された排気口７３からファン７３ａによって排気される。
【００８８】なお、出力領域Ｂ内のシャッター４７等の冷却については、本実施形態ではシャッター駆動部４７ｂにステッピングモータを用いており、その温度上昇が小さいため、開口部３２ｃを介した放熱のみによって冷却を行っている。
【００８９】本実施形態によるスポット光源装置は、上述したように、下部ハウジング２０を含む駆動部２と、上部ハウジング３０を含む光源部３とにスポット光源装置１が分割されている。そして、駆動装置１５との配線の都合上、排気口７３及びファン７３ａが駆動部２側に設けられているのに対して、駆動部２及び光源部３を連通させる第１通気口（あるいはさらに第２通気口）が形成されるハウジング区分板３２を、光源部３側の上部ハウジング３０の下面３０ｅに設けている。
【００９０】このとき、駆動部２は、第１外気取込口７１から排気口７３への空気流によって冷却され、一方、光学部３は、第２外気取込口７２から第１通気口（開口部３２ａ及び通気部７４）または第２通気口７６への空気流によって冷却される。すなわち、駆動部２及び光源部３の内部における空気流の経路は、他方の内部構造とは関係なく別々に設定され、それぞれ好適に制御されている。
【００９１】例えば、本実施形態によるスポット光源装置１は、駆動部２の下部ハウジング２０及び光源部３の上部ハウジング３０が着脱可能であるとともに、２方向に装着可能に構成されている。この場合、装着方向によって、駆動部２及び光源部３の相互の位置関係が変化してしまう。これに対して、上記のように駆動部２及び光源部３のそれぞれで独立に空気流の経路が制御される構成とすることによって、図８（フロント出射タイプ、排気口７３は出射口１３に対して反対面上）及び図９（リア出射タイプ、排気口７３は出射口１３に対して同一面上）に示すように、いずれの装着方向であっても、駆動部２及び光源部３の各部が同様に好適に冷却される光源装置が実現される。
【００９２】本発明による光源装置は、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。
【００９３】また、上記した実施形態においては、スポット光源装置１を構成している駆動部及び光源部が互いに着脱可能とされていたが、駆動部と光源部とが、光源部に固定された区分板によって区分されている形態であれば、一体に固定された光源装置においても、上記の構成によって同様に好適な空冷を実現することができる。また、装置の駆動部及び光源部への分割については、上記した実施形態では下部及び上部に分割しているが、左部及び右部に分割して、一方を駆動部、他方を光源部とする形態であっても良い。
【００９４】また、各通気口や通気部、制風部材の具体的構成については、上記した実施形態はその一例を示したものであって、個々の光源装置の構成によって様々な形態のものを用いて良い。例えば、上部ハウジング３０の両側面３０ｃ、３０ｄに設けられている第２外気取込口７２は、前面３０ａの左右などに形成する構成であっても良い。また、第２外気取込口７２及び反射ミラー４５の出射開口部４５ａの間に設置される制風部材については、上記の実施形態では第１区分部材３４及び内部カバー３６によって構成しているが、これを単一の制風板としても良い。この場合、第１通気部等についても第３通気部である通気口７５と同様に、制風板に形成された通気口としても良い。また、出力領域内のシャッター等についても、空冷を行う構成とすることも可能である。
【００９５】
【発明の効果】本発明による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、光源装置の構成のうち、駆動系を含む駆動部と、光学系を含む光源部とを、光源部を構成する第２ハウジング部に固定された区分板によって光学的に区分する。そして、駆動部側には、第１外気取込口及び排気口を、また、光源部側には、第２外気取込口及び区分板上の第１通気口を、それぞれ空気流の制御のために設置する。
【００９６】このとき、駆動部の第１ハウジング部内は、第１外気取込口から排気口への空気流によって、また、光源部の第２ハウジング部内は、第２外気取込口から第１通気口への空気流によって、それぞれ別々に制御された空気流の経路で好適に冷却される光源装置が実現される。したがって、例えば、フロント出射タイプ及びリア出射タイプのいずれの構成による光源装置に対しても、駆動部及び光源部のそれぞれについて同一の空気流制御方法によって空冷を行うことが可能となる。

【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２００１－２１６８３５（Ｐ２００１－２１６８３５Ａ）
【公開日】	平成１３年８月１０日（２００１．８．１０）
【出願番号】	特願２０００－２３１２３（Ｐ２０００－２３１２３）