JP2009048956A - Reflecting mirror, manufacturing method of reflecting mirror, and light irradiation device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ショートアーク放電ランプの光を反射するための反射ミラーに関する。 The present invention relates to a reflection mirror for reflecting light of a short arc discharge lamp.
水銀キセノンランプ等のショートアークランプより放射する光を光ファイバー束の一方の端面に集光し、光ファイバー束を伝播した光を他方の端面より出射する光照射装置が知られている。 2. Description of the Related Art There is known a light irradiation device that collects light emitted from a short arc lamp such as a mercury xenon lamp on one end face of an optical fiber bundle and emits light propagated through the optical fiber bundle from the other end face.
このような光照射装置では、例えば図11に示すように、ランプより放射した光を光ファイバー束の入射端面に集光するために、回転楕円面を備えた反射ミラーが用いられている。 In such a light irradiation apparatus, for example, as shown in FIG. 11, a reflection mirror having a spheroid is used to collect light emitted from a lamp on the incident end face of an optical fiber bundle.
このような反射ミラーとしては、従来パイレックス(登録商標)など耐熱性の高いガラスを椀状に加工し、その内面を研削加工などにより所定の楕円式に基づく曲面を形成し、研磨加工後、さらに、この曲面に誘電体多層膜を成膜することにより反射面を形成したものが用いられている。 As such a reflection mirror, a conventional heat-resistant glass such as Pyrex (registered trademark) is processed into a bowl shape, and a curved surface based on a predetermined elliptical shape is formed on the inner surface by grinding or the like. In this curved surface, a dielectric multilayer film is formed to form a reflective surface.
一方、上記した光照射装置以外に反射ミラーを備えた装置としては、液晶プロジェクター等の映像投影装置が知られており、これらの装置に利用される反射ミラーは、一般に溶融したガラス材料を加熱プレスすることにより成形される。 On the other hand, video projection devices such as liquid crystal projectors are known as devices provided with a reflection mirror in addition to the light irradiation device described above, and the reflection mirrors used in these devices are generally a hot-pressed molten glass material. To be molded.
具体的には、胴型と呼ばれる金属製の雌型に溶融したガラス材料を落とし込み、矢型と呼ばれる回転楕円形状の曲面を備えた金属製の雄型を挿入し、ガラス材料が所定の形状となるよう加熱プレスを行うものである。 Specifically, the molten glass material is dropped into a metal female mold called a barrel mold, a metal male mold having a spheroidal curved surface called an arrow mold is inserted, and the glass material has a predetermined shape. A heating press is performed so as to be.
このような加熱プレスにより得られた反射ミラーを開示した文献としては、特許文献1をあげることができる。
この特許文献1に開示した反射ミラーは、研削加工により製作した反射ミラーと比較すると、製造時間を短くすることができるため製造コストを抑えることができるといった長所があり、上述の映像投影装置では、多く用いられている。
The reflection mirror disclosed in
しかしながら、加熱プレスにより成形した反射ミラーは、プレス成形時に発生する歪により、形成された反射面の形状と楕円式による計算値との間に差異が生じ、上述した光ファイバー束を用いた光照射装置に用いた場合には、回転楕円の一方の焦点位置に配置したランプの輝点より放射した光が、反射面で反射した際に所定の方向とは異なる方向に反射し、光ファイバー束の入射端面に到達する光が減少するといった問題があった。 However, the reflection mirror molded by the hot press has a difference between the shape of the formed reflecting surface and the calculated value by the elliptic formula due to the distortion generated during the press molding, and the light irradiation device using the optical fiber bundle described above When the light is used, the light emitted from the bright spot of the lamp arranged at one focal position of the spheroid is reflected in a direction different from the predetermined direction when reflected by the reflecting surface, and the incident end face of the optical fiber bundle There was a problem that the light reaching the light source decreased.
この問題は、特に入射端部の断面積が比較的細い光ファイバー束を用いたときに顕著であり、従来の研削加工により製作した反射ミラーと比較して約10%の光量低下となる場合があった。 This problem is particularly noticeable when an optical fiber bundle having a relatively thin cross-sectional area at the incident end is used, and there is a case where the amount of light is reduced by about 10% as compared with a reflection mirror manufactured by a conventional grinding process. It was.
本発明の第1の目的は、ガラスをプレス成形した反射ミラーにおいて、反射面の歪みにより集光能力が低下する現象を抑えた反射ミラーを提供することにある。
また、本発明の第2の目的は、上記の反射ミラーの製造方法を提供することにあり、更に本発明の第3の目的は、上記反射ミラーを用いた光照射装置を提供することにある。
A first object of the present invention is to provide a reflecting mirror that suppresses a phenomenon in which light collecting ability is reduced due to distortion of a reflecting surface in a reflecting mirror formed by press molding glass.
A second object of the present invention is to provide a method for manufacturing the above-mentioned reflection mirror, and a third object of the present invention is to provide a light irradiation device using the reflection mirror. .
本発明者は、上述の課題を解決すべく鋭意研究した結果、プレス成形時に発生する歪は、反射面となる領域に存在するガラスの量の多寡に依存するものであり、ガラスの量が他の部分と比較して多い部分が存在する場合、ガラスが冷却される際の収縮量の相違により所定の曲面と比較して歪んだ形状となるとの知見を得た。 As a result of intensive research to solve the above-mentioned problems, the present inventor has found that the strain generated during press molding depends on the amount of glass present in the region to be the reflective surface, and the amount of glass is other than that. It has been found that when there are many parts compared to the above part, it becomes a distorted shape compared to a predetermined curved surface due to the difference in shrinkage when the glass is cooled.
従って、反射ミラーのガラスの肉厚が均一となるようプレス成形を行うことにより、上記課題を解決し得ることに想到して、本発明を完成させた。 Therefore, the present invention has been completed by conceiving that the above problem can be solved by performing press molding so that the thickness of the glass of the reflecting mirror is uniform.
即ち、第1の手段は、ショートアーク放電ランプから放射する光を出射する出射開口部と、該放電ランプの一部を挿通する基部開口部と、該放電ランプから放射する光を反射する溶融したガラス塊を碗状にプレス成形を施したガラス基材の内面に反射膜を形成した反射面とを備えた反射ミラーであって、該ガラス基材の出射開口部の厚みが、出射開口部から基部開口部に至るガラスの厚みと略同一であることを特徴とする反射ミラーを用いることである。
本発明において、ガラス基材とは、溶融ガラス塊にプレス成形を施した状態のガラスを意味する。
また、該ガラス基材の出射開口部の厚みが、出射開口部から基部開口部に至るガラスの厚みと略同一とは、ガラス基材の出射開口部の厚みが、ガラス基材の実質的に大半の光を反射する碗状の形状を呈する領域の厚みと略同一であることを意味する。
このような反射ミラーは、形成された出射開口部付近の反射面の歪が少なく、ショートアーク放電ランプより放射した光を効率よく所定の方向に反射することができる。
That is, the first means includes an exit opening that emits light emitted from the short arc discharge lamp, a base opening that passes through a part of the discharge lamp, and a melt that reflects the light emitted from the discharge lamp. A reflective mirror having a reflective surface formed with a reflective film on the inner surface of a glass base material that has been press-molded into a glass lump, wherein the thickness of the outgoing opening of the glass base is from the outgoing opening The reflection mirror is characterized by being substantially the same as the thickness of the glass reaching the base opening.
In this invention, a glass substrate means the glass of the state which gave press molding to the molten glass lump.
The thickness of the exit opening of the glass substrate is substantially the same as the thickness of the glass from the exit opening to the base opening. It means that it is substantially the same as the thickness of the region having a bowl-like shape that reflects most of the light.
Such a reflecting mirror has little distortion on the reflecting surface near the formed exit opening, and can efficiently reflect light emitted from the short arc discharge lamp in a predetermined direction.
次に、第2の手段は、前記ガラス基材の内面が、連続した曲面により構成されることを特徴とする第1の手段に記載の反射ミラーである。
本発明における連続した曲面とは、プレス成形されたガラス基材の内面の曲面がなだらかであり、不連続な凹部や凸部が存在しないことを意味する。
このような反射ミラーは、反射面に歪が発生することが少なく、ショートアーク放電ランプより放射した光を効率よく所定の方向に反射することができる。
Next, the second means is the reflecting mirror according to the first means, wherein an inner surface of the glass substrate is constituted by a continuous curved surface.
The continuous curved surface in the present invention means that the curved surface on the inner surface of the press-molded glass substrate is gentle, and there are no discontinuous concave portions or convex portions.
Such a reflecting mirror is less likely to be distorted on the reflecting surface, and can efficiently reflect the light emitted from the short arc discharge lamp in a predetermined direction.
次に、第3の手段は、前記ガラス基材の内面が研磨加工された後に、前記基部開口部が設けられることを特徴とする第1の手段又は第2の手段に記載の反射ミラーである。
このような反射ミラーは、基部開口部付近の反射面に研磨ダレによる歪が発生することがなく、ショートアーク放電ランプより放射した光を効率よく所定の方向に反射することができる。
Next, the third means is the reflecting mirror according to the first means or the second means, wherein the base opening is provided after the inner surface of the glass substrate is polished. .
Such a reflection mirror can efficiently reflect light emitted from the short arc discharge lamp in a predetermined direction without causing distortion due to polishing sagging on the reflection surface near the base opening.
次に、第4の手段は、前記反射ミラーの少なくとも一部が回転楕円面を含む形状であることを特徴とする第1の手段乃至第3の手段のいずれか一項に記載の反射ミラーである。
このような反射ミラーは、反射面に回転楕円面を含んでいるため、一方の焦点位置から放射したショートアーク放電ランプの光を、もう一方の焦点位置に効率よく集光することができる。
Next, a fourth means is the reflecting mirror according to any one of the first to third means, wherein at least a part of the reflecting mirror has a shape including a spheroid. is there.
Since such a reflecting mirror includes a spheroid surface on the reflecting surface, the light of the short arc discharge lamp radiated from one focal position can be efficiently collected at the other focal position.
次に、第5の手段は、ショートアーク放電ランプから放射する光を出射する出射開口部と、該放電ランプの一部を挿通する基部開口部と、該放電ランプから放射する光を反射する溶融したガラス塊を碗状にプレス成形を施したガラス基材の内面に反射膜を形成した反射面とを備えた反射ミラーの製造方法であって、該ガラス基材をプレスし碗状に成形する工程と、該碗状に成形されたガラス基材内面の反射面を研磨する工程と、該反射面を研磨されたガラス基材に、該基部開口部を開口する工程と、により構成される反射ミラーの製造方法である。
このような製造方法を用いて製造された反射ミラーは、基部開口部付近の反射面に研磨ダレによる歪が発生することがなく、ショートアーク放電ランプより放射した光を効率よく所定の方向に反射することができる。
Next, the fifth means includes an emission opening for emitting light emitted from the short arc discharge lamp, a base opening for inserting a part of the discharge lamp, and a melting for reflecting the light emitted from the discharge lamp. A method of manufacturing a reflecting mirror comprising a reflecting surface having a reflecting film formed on the inner surface of a glass base material obtained by press-molding the glass lump in a bowl shape, and pressing the glass base material into a bowl shape Reflection comprising: a step, a step of polishing the reflective surface of the inner surface of the glass substrate molded into the bowl shape, and a step of opening the base opening in the polished glass substrate. It is a manufacturing method of a mirror.
A reflection mirror manufactured using such a manufacturing method efficiently reflects light emitted from a short arc discharge lamp in a predetermined direction without causing distortion due to polishing sagging on the reflection surface near the base opening. can do.
次に、第6の手段は、ショートアーク放電ランプから放射する光を反射する反射ミラーを備えた光照射装置であって、前記反射ミラーは、第1の手段乃至第4の手段のいずれか一つに記載の反射ミラーであることを特徴とする光照射装置である。
このような光照射装置は、搭載した反射ミラーの反射面に歪がないため、ショートアーク放電ランプより放射した光を効率よく利用することができる。
Next, a sixth means is a light irradiation device including a reflection mirror that reflects light emitted from the short arc discharge lamp, and the reflection mirror is one of the first means to the fourth means. The light irradiation device is characterized by being a reflection mirror described in the above.
Since such a light irradiation apparatus has no distortion on the reflection surface of the mounted reflection mirror, the light emitted from the short arc discharge lamp can be used efficiently.
次に、第7の手段は、第6の手段に記載の光照射装置であって、前記光照射装置は、光を出射する開口部を備え、前記開口部はライトガイドを装着可能であり、前記反射ミラーより反射した光は、前記ライトガイドの入射端面に集光することを特徴とする光照射装置である。
このような光照射装置は、搭載した反射ミラーの反射面に歪がないため、ショートアーク放電ランプより放射した光を効率よくライトガイドの入射端面に集光することができる。
Next, a seventh means is the light irradiation apparatus according to the sixth means, wherein the light irradiation apparatus includes an opening for emitting light, and the opening can be fitted with a light guide. The light reflected from the reflection mirror is condensed on the incident end face of the light guide.
In such a light irradiation device, since the reflection surface of the mounted reflection mirror is not distorted, the light emitted from the short arc discharge lamp can be efficiently condensed on the incident end surface of the light guide.
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳細に説明するが、以下の図面に描かれている各部材の縮尺は理解を助けるため実際の縮尺とは異なるものもある。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the scale of each member illustrated in the following drawings may be different from the actual scale to help understanding. is there.
<実施形態1:反射ミラー>
初めに、本発明の第1の実施形態としてプレス成形により成形された反射ミラーおよびその成形用金属金型について説明する。
<Embodiment 1: Reflection mirror>
First, as a first embodiment of the present invention, a reflection mirror molded by press molding and a metal mold for molding the same will be described.
図1は、本実施形態の反射ミラー10の断面形状を示す図である。
図2(a)は、本実施形態の反射ミラー10に用いるプレス成形直後のガラス基材11の断面形状を示す図である。
図2(b)は、ショートアーク放電ランプを挿入するための基部開口部11cを加工したガラス基材11の断面形状を示す図である。
図2(c)は、ガラス基材11を成形するための矢型61、胴型62、およびリング型63からなる金属金型60の断面図である。
図2(c)において、矢型61は、S1点を一方の焦点とする回転楕円形状の転写面61aを備えており、上下方向に往復運動が可能なように設置されている。
FIG. 1 is a diagram showing a cross-sectional shape of the
Fig.2 (a) is a figure which shows the cross-sectional shape of the
FIG.2 (b) is a figure which shows the cross-sectional shape of the
FIG. 2C is a cross-sectional view of a
In FIG. 2C, the
胴型62は、図2(a)に示すガラス基材11の外部形状11hと相補的な形状を備えた金型であり、概ね碗状の転写面62aを備えており、矢型61の下方に矢型61と同軸に配置されている。
The
ガラス基材11をプレス成形する手順としては、図3に示すように、胴型62に硼珪酸ガラスを約1300℃に加熱した約190gの溶融ガラス塊67を投入し、上方より加熱した矢型61を押し下げ、矢型61の回転楕円形状の転写面61aを溶融ガラス塊67に転写する。
リング型63は、ガラス基材11の出射開口部11eを成形するために用いられる。
As shown in FIG. 3, as a procedure for press-molding the
The
プレス後、一定時間経過した時点で矢型61を引き上げ、更にガラス基材11が所定の温度に低下した時点で、胴型62よりガラス基材11を取り出す。
After pressing, the
胴型62より取り出されたガラス基材11は、プレス成形により加えられたガラス内部の残留応力を取り除くためのアニール処理が施される。
The
成形されたガラス基材11の外形は、出射開口部11eの内径寸法が100mm、出射開口部11eから頂部11fまでの高さが50mmの碗状の形状を呈している。
出射開口部11eから頂部11fに至るガラスの肉厚は、一部を除き約5mmと一定である。
The outer shape of the molded
The thickness of the glass from the
ガラス基材11は、アニール処理後、研磨工程にて凹面11aの光学研磨を行った後、頂部11fにショートアーク放電ランプを挿入するための基部開口部11cの加工を行う。
基部開口部11cの内径寸法は、25mmであり、ショートアーク放電ランプを挿入できる範囲で、最小の大きさであることが好ましい。
After the annealing treatment, the
The inner diameter of the
次に、上記の手順で得られたガラス基材11の光学研磨が施された凹面11aに対して、誘電体多層膜を成膜する。
本実施形態における誘電体多層膜は、真空蒸着器を用いてHfO2とSiO2からなる薄膜を交互に40層積層した構造を有しており、380nm以下の紫外線領域の光を反射する分光反射特性を備えている。
Next, a dielectric multilayer film is formed on the
The dielectric multilayer film in the present embodiment has a structure in which 40 thin films made of HfO 2 and SiO 2 are alternately stacked using a vacuum vapor deposition device, and spectral reflection that reflects light in the ultraviolet region of 380 nm or less. It has characteristics.
このような特定の分光反射特性を備えた誘電体多層膜を成膜するための材料としては、上記のHfO2、SiO2の他にMgF2、TiO2などの材料を適宜選択して用いることができる。 As a material for forming such a dielectric multilayer film having specific spectral reflection characteristics, a material such as MgF 2 or TiO 2 is appropriately selected and used in addition to the above-mentioned HfO 2 and SiO 2. Can do.
上記の手順で製作された反射ミラー10は、プレス成形後のガラス基材11の出射開口部11eの厚みが、出射開口部11eから基部開口部11cに至るガラスの厚みと略同一であり、頂部11fの周辺の一部を除くガラス基材11全体の厚みは、約5mmと一定であるため、冷却時のガラスの収縮量がガラス基材11全体にわたり概ね一定となる。
この結果、出射開口部11e付近での歪の発生が抑えられ、忠実に矢型61の転写面61aの回転楕円形状を転写することができる。
In the
As a result, the occurrence of distortion in the vicinity of the
また、本実施形態の反射ミラー10は、上述したように、ガラス基材11の凹面11aの研磨処理を行った後に、頂部11fに基部開口部11cの加工を行っている。
一般に、平面或いは曲面の研磨工程において、研磨面に対して直交する断面が存在する場合、この付近の研磨後の研磨面は、断面に近い位置ほど研磨量が多くなり所謂研磨ダレが発生し、所定の研磨面形状を維持することが困難となる。
In addition, as described above, the
In general, in a planar or curved surface polishing step, when there is a cross section perpendicular to the polishing surface, the polished surface in the vicinity of the polished surface increases the amount of polishing closer to the cross section, so-called polishing sagging occurs, It becomes difficult to maintain a predetermined polished surface shape.
本実施形態の反射ミラー10は、基部開口部11cを加工する前に、ガラス基材11の凹面11aの研磨処理を行うため、上記の研磨ダレが発生する虞がなく所定の反射面形状を得ることができる。
Since the reflecting
また、本実施形態の反射ミラー10では、プレス成形を行うためのリング型63に、図4(b)に示すような溝部63aを設けることができる。
溝部63aは、胴型62に投入される溶融ガラス塊67の重量はプレス毎に変動するため、リング型63に設けられた溝部63aを溶融ガラス塊67の逃げ場とすることができる。
Further, in the
In the
溝部63aを設けることにより、図4(a)に示すようにガラス基材11の出射開口部11eに連続した凸縁部11gを生じるが、凸縁部11gの容積は小さくまた凹面11aとは離れた位置に形成されているため、凹面11aへの影響は小さく歪みが発生する虞は少ない。
By providing the
以下に、ガラス基材の出射開口部のガラスの肉厚を、出射開口部から基部開口部に至るガラスの厚みと同一にすることにより、反射面の歪がどのように改善されるかを比較例1、比較例2の反射ミラーとの比較データを用いて説明する。 Below, we compare how the distortion of the reflective surface can be improved by making the glass thickness of the exit opening of the glass substrate the same as the glass thickness from the exit opening to the base opening. Description will be made using comparison data with the reflecting mirrors of Example 1 and Comparative Example 2.
(比較例1)
図5は、本実施形態の反射ミラー10との比較のために用いたプレス成形による反射ミラー20と、そのガラス基材21の断面図である。
(Comparative Example 1)
FIG. 5 is a cross-sectional view of the
ガラス基材21は、上述したガラス基材11と同一の反射面形状を備えているが、出射開口部21eの断面形状が異なり、出射開口部21eの外側にフランジ部21bを備えている。
このフランジ部21bは、反射ミラー20を装置に固定する際に用いられる。
このため、プレス成形に使用する成形金型は、図6に示すように、胴型62の開口部の形状は段部62dを備えた形状となり、リング金型63は段部63bを備えた形状となる。
The
The
For this reason, as shown in FIG. 6, in the molding die used for press molding, the shape of the opening of the barrel die 62 is a shape having a
なお、ガラス基材21は、胴型へ投入する溶融ガラス塊の量が段部62d、63bへ充填される分多くなる点を除き、ガラス基材11と同一の手順で成形を行った。
The
次に、出射開口部21eにこのようなフランジ部21bを備えたガラス基材21と、本実施形態のガラス基材11の反射面での歪み量を比較するため、出射開口部11e、21eにおける反射面側の真円度の測定を行い、それぞれの測定値の比較を行った。
Next, in order to compare the amount of distortion at the reflecting surface of the
図7(a)は、ガラス基材11の真円度を示すグラフであり、図7(b)は、ガラス基材21の真円度を示すグラフである。
ここで真円度とは、円形形体の幾何学的に正しい円からの狂いの大きさをいい、円形形体を二つの同心の幾何学的円で挟んだとき、同心二円の間隔が最小となる場合の、二円の半径の差で表している。
FIG. 7A is a graph showing the roundness of the
Here, roundness refers to the magnitude of deviation from a geometrically correct circle of a circular feature. When a circular feature is sandwiched between two concentric geometric circles, the interval between two concentric circles is the smallest. This is expressed by the difference in radius between the two circles.
なお、真円度の測定は、ミツトヨ社製真円度測定機RA−H5100AH を用いて行った。 The roundness was measured using a roundness measuring device RA-H5100AH manufactured by Mitutoyo Corporation.
図7(a)及び図7(b)において、測定値を実線Mで描き、計算上の形状を鎖線Cで表している。また、破線L1および破線L2は互いに同心であり、破線L1は実線Mに内接し、破線L2は実線Mに外接している。 In FIG. 7A and FIG. 7B, the measured value is drawn with a solid line M, and the calculated shape is represented with a chain line C. The broken line L1 and the broken line L2 are concentric with each other, the broken line L1 is inscribed in the solid line M, and the broken line L2 is circumscribed in the solid line M.
測定データより、ガラス基材11の出射開口部11eの真円度は、図7(a)の鎖線L1とL2の半径の差を求めた結果、9μmであった。
一方、 ガラス基材21の出射開口部21eの真円度は、図7(b)の鎖線L1とL2の半径の差を求めた結果、38μmであった。
From the measurement data, the roundness of the
On the other hand, the roundness of the
以上のように、本実施形態に示したガラス基材11は、出射開口部にフランジ部21bを備えたガラス基材21と比較して、プレス成形後の出射開口部11eにおけるガラスの収縮による歪みが生じ難く、出射開口部11e付近の凹面11aの真円度が約4倍向上した。
As described above, the
以上説明したように、ガラス基材11は凹面11aにおける歪が小さく、このガラス基材11を用いて製作された反射ミラー10は、ショートアーク放電ランプより放射した光を所定の位置に効率よく集光することができる。
As described above, the
(比較例2)
図8(a)及び図8(b)は、本実施形態の反射ミラー10との比較のために用いたプレス成形による反射ミラー30と、そのガラス基材31の断面図である。
(Comparative Example 2)
FIG. 8A and FIG. 8B are cross-sectional views of the
ガラス基材31は、上述したガラス基材11と同一の反射面形状を備えているが、ガラス基材11と相違する点として円筒形の凸部31dを有している。
The
ガラス基材31の成形は、図8(c)に示すリング型63と、転写面65aに凸部65bを備えた矢型65、及び底部に凹部66aを備えた胴型66により行われる。
The
ガラス基材31は、胴型66へ投入する溶融ガラス塊の量がガラス基材31の凸部31dへ充填される分多くなる点を除き、ガラス基材11と同一の手順で成形を行った。
The
この凸部31dは、ガラス基材31をプレス成形後、破線Aの位置で切断される。
この結果、ガラス基材31の頂部には開口が発現し、ショートアーク放電ランプを挿入するための基部開口部31cとして用いられる。
This
As a result, an opening appears at the top of the
次に、凸部31dを備えたガラス基材31と、本実施形態のガラス基材11の反射面での歪み量を比較するため、反射面における設計上の回転楕円形状に対する偏差の測定を行い、それぞれの測定値の比較を行った。
Next, in order to compare the amount of distortion on the reflecting surface of the
図9(a)および図9(b)は、図2(b)に示す本実施形態のガラス基材11と、ガラス基材31の反射面形状を測定し、設計上の回転楕円との差を示した図である。
なお、反射面の形状測定は、ミツトヨ社製三次元測定器Bright Apex(登録商標)707を用いて行った。
9 (a) and 9 (b) show the difference between the
The shape of the reflecting surface was measured using a three-dimensional measuring instrument Bright Apex (registered trademark) 707 manufactured by Mitutoyo Corporation.
図9(a)は、ガラス基材11の反射面形状(破線)と、計算上の形状(実線)とを表したものであり、実際に求めた値に一定の係数を掛けて強調して表している。
測定の結果、ガラス基材11の楕円式との偏差は、最大で40μmであった。
FIG. 9A shows the reflecting surface shape (broken line) and the calculated shape (solid line) of the
As a result of the measurement, the maximum deviation of the
一方、図9(b)は、図9(a)と同様の描き方でガラス基材31の反射面形状(破線)と、計算上の形状(実線)とを表したものである。
測定の結果、ガラス基材31の楕円式との偏差は、最大で82μmであった。
On the other hand, FIG. 9B shows the reflection surface shape (broken line) and the calculated shape (solid line) of the
As a result of the measurement, the maximum deviation of the
以上のように、本実施形態に示した出射開口部11eから頂部11fに至る範囲において連続した曲面からなる凹面11aを備えるガラス基材11は、凸部31dを備えたガラス基材31と比較して、プレス成形後の頂部11f付近或いは出射開口部11eにおけるガラスの収縮による歪みが生じ難く、所望する回転楕円形状により近付けることができる。
As described above, the
また、本実施形態に示した反射ミラー10は、ガラス基材11の凹面11aに研磨処理を行った後に基部開口部11cの加工を行うため、基部開口部11c付近の研磨ダレが発生しない。
Moreover, since the
一方、反射ミラー30では、ガラス基材31をプレス成形した時点で、基部開口部31cが存在しているため、その後凹面31aの研磨処理を行った際に、基部開口部31c付近に研磨ダレが発生する。
この研磨ダレは、図9(b)に描かれた実測した反射面形状にも領域Dとして表れているが、図9(a)に描かれた反射ミラー10の実測した反射面形状には表れていない。
On the other hand, in the reflecting
This sagging sagging also appears as a region D in the actually measured reflecting surface shape depicted in FIG. 9B, but appears in the actually measured reflecting surface shape of the reflecting
以上説明したように、ガラス基材11は凹面11aにおける歪が小さく、このガラス基材11を用いて製作された反射ミラー10は、ショートアーク放電ランプより放射した光を所定の位置に効率よく集光することができる。
As described above, the
(比較例3)
図10(a)及び図10(b)は、本実施形態の反射ミラー10との比較のために示したプレス成形による反射ミラー40と、そのガラス基材41の断面図である。
ガラス基材41は、比較例2のガラス基材31と同一の反射面形状および凸部41dを備え、更に出射開口部にフランジ部41bを備えている。
(Comparative Example 3)
FIGS. 10A and 10B are cross-sectional views of the
The
このような形状を備えた反射ミラー40は、反射ミラー20の出射開口部付近の歪みに反射ミラー30の基部開口部31c付近の歪みが加わった形状となる。
比較例3のガラス基材41及び反射ミラー40の反射面での歪みを参考例1、2と同様の方法で測定した結果、真円度は36μmであり、楕円式との偏差は最大で78μmであった。
The
As a result of measuring the distortion on the reflecting surface of the
<実施形態2:光照射装置>
次に、本発明の第2の実施形態として、第1の実施形態に示した反射ミラー10を備えた光照射装置について説明する。
<Embodiment 2: Light irradiation apparatus>
Next, as a second embodiment of the present invention, a light irradiation apparatus including the
図11は、反射ミラー10を備えた光照射装置100の構成を示す光の出射方向に沿った垂直断面図である。
FIG. 11 is a vertical cross-sectional view along the light emission direction showing the configuration of the
本実施形態の光照射装置100は、図11に示すように、上述した反射ミラー10を有する光源部110と、反射ミラー10により集光された光を外部の被照射物へ導くための光伝達部120とにより構成される。
As shown in FIG. 11, the
光源部110は、反射ミラー10の他、ショートアーク放電ランプ111、ショートアーク放電ランプ111へ印加電圧を供給するための電源112、反射ミラー10で集光した光の照射範囲が光伝達部120の入射端120aに対して最適な位置となるようにショートアーク放電ランプ111の位置を調整するための光軸調整手段114、およびショートアーク放電ランプ111を冷却するためのファンモータ115とを有し、これらをランプハウス116に収納している。
The
本実施例のショートアーク放電ランプ111は、超高圧水銀ランプであり、内部に一対の電極111aおよび111bを有し、この一対の電極に挟まれた領域に放電空間111cを形成している。 The short arc discharge lamp 111 of this embodiment is an ultrahigh pressure mercury lamp, and has a pair of electrodes 111a and 111b inside, and a discharge space 111c is formed in a region sandwiched between the pair of electrodes.
一対の電極111aおよび111bは、ショートアーク放電ランプ111の長手方向の両端にある口金111d、111eに、電気的に接続されている。
この口金111d、111eに、ケーブル117a、117bを経て電源112より電力を供給することにより、ショートアーク放電ランプ111は、放電空間111cより紫外線を含む光を放射する。
The pair of electrodes 111 a and 111 b is electrically connected to the caps 111 d and 111 e at both ends in the longitudinal direction of the short arc discharge lamp 111.
By supplying electric power to the bases 111d and 111e from the power source 112 via the cables 117a and 117b, the short arc discharge lamp 111 emits light including ultraviolet rays from the discharge space 111c.
ショートアーク放電ランプ111は、予め光軸調整手段114によって、放電空間111cの位置が、前記回転楕円体からなる反射ミラー10の第1の焦点位置F1となるように、X軸、Y軸、Z軸の各方向に調節されている。
The short arc discharge lamp 111 is preliminarily adjusted by the optical axis adjusting means 114 so that the position of the discharge space 111c becomes the first focal position F1 of the
この結果、放電空間111cより放射した光は、反射ミラー10の反射面10aで反射された後、反射ミラー10の第2の焦点位置F2に集光される。
As a result, the light radiated from the discharge space 111c is reflected by the reflecting surface 10a of the reflecting
一方、ランプハウス116には、前記第2の焦点位置F2に集光された光を取り出すための光出射口116aが設けられており、光出射口116aには、その内部に貫通孔118aを有する保持部材118を備えている。
On the other hand, the lamp house 116 is provided with a light exit port 116a for taking out the light condensed at the second focal position F2, and the light exit port 116a has a through hole 118a therein. A holding
この保持部材118は、貫通孔118aに光伝達部120が挿入され、光伝達部120の入射端120aが、前述した反射ミラー10の第2の焦点位置F2と合致するように位置が調整され、ランプハウス116に固定されている。
The position of the holding
光伝達部120は、外径200μmの石英ガラスファイバ素線を約500本束ねた導光ファイバ束121と、この光ファイバ束121を収納して、保護するためのフレキシブルな金属管122と、入射端金具124及び出射端金具125とが取り付けられている。
The
本実施形態の光照射装置100は、上述した第一の実施形態の反射ミラー10を備えているため、ショートアーク放電ランプ111より放射した光を効率よく光伝達部120の入射端120aに集光することができる。
Since the
本実施形態の光源装置100の光伝達部120から放射する波長365nmの紫外線強度の測定値を行った結果、第1の実施形態で説明した反射ミラー10を搭載した際の紫外線強度は4250mW/cm2であり、図10(a)に示す反射ミラー40を搭載した際の紫外線強度3850mW/cm2と比較して10%以上強い紫外線強度が得られた。
なお、紫外線強度の測定は、図11に示す光伝達部120の出射端120bより10mm離れた位置にウシオ電機社製紫外線受光器UVD−S365を配置して行った。
As a result of measuring the intensity of ultraviolet light having a wavelength of 365 nm emitted from the
The ultraviolet intensity was measured by placing an ultraviolet receiver UVD-S365 manufactured by USHIO INC. At a
本発明では、ショートアーク放電ランプから放射する光を反射する反射ミラーにおいて、反射ミラーの反射面の歪みを抑えることが可能であるため、反射する光を所定の方向に効率よく反射することができる。 In the present invention, in the reflection mirror that reflects light emitted from the short arc discharge lamp, it is possible to suppress the distortion of the reflection surface of the reflection mirror, so that the reflected light can be efficiently reflected in a predetermined direction. .
10、20、30、40 反射ミラー
11、21、31、41 ガラス基材
11a、21a、31a、41a 凹面
21b、41b フランジ部
11c、21c、31c、41c 基部開口部
31d、41d 凸部
11e、21e、31e、41e 出射開口部
11f 頂部
11g 凸縁部
11h 外部形状
60 金属金型
61、65 矢型
62、66 胴型
63 リング型
67 溶融ガラス塊
100 光照射装置
110 光源部
111 ショートアーク放電ランプ
112 電源
114 光軸調整手段
115 ファンモータ
116 ランプハウス
118 保持部材
120 光伝達部
121 光ファイバ束
122 金属管
124 入射端金具
125 出射端金具
10, 20, 30, 40
21b,
Claims (7)
該放電ランプの一部を挿通する基部開口部と、
該放電ランプから放射する光を反射する溶融したガラス塊を碗状にプレス成形を施したガラス基材の内面に反射膜を形成した反射面とを備えた反射ミラーであって、
該ガラス基材の出射開口部の厚みが、出射開口部から基部開口部に至るガラスの厚みと略同一であることを特徴とする反射ミラー。 An exit opening for emitting light emitted from the short arc discharge lamp;
A base opening through which a portion of the discharge lamp is inserted;
A reflecting mirror comprising a reflecting surface having a reflecting film formed on the inner surface of a glass substrate obtained by press-molding a molten glass lump that reflects light emitted from the discharge lamp;
A reflection mirror characterized in that the thickness of the exit opening of the glass substrate is substantially the same as the thickness of the glass from the exit opening to the base opening.
該放電ランプの一部を挿通する基部開口部と、
該放電ランプから放射する光を反射する溶融したガラス塊を碗状にプレス成形を施したガラス基材の内面に反射膜を形成した反射面とを備えた反射ミラーの製造方法であって、
該ガラス基材をプレスし碗状に成形する工程と、
該碗状に成形されたガラス基材内面の反射面を研磨する工程と、
該反射面を研磨されたガラス基材に、該基部開口部を開口する工程と、
により構成される反射ミラーの製造方法。 An exit opening for emitting light emitted from the short arc discharge lamp;
A base opening through which a portion of the discharge lamp is inserted;
A method for producing a reflecting mirror comprising a reflecting surface having a reflecting film formed on the inner surface of a glass substrate that is press-molded into a bowl of molten glass lump that reflects light emitted from the discharge lamp,
Pressing the glass substrate and forming it into a bowl shape;
Polishing the reflective surface of the inner surface of the glass substrate formed into a bowl shape;
Opening the base opening in the glass substrate whose reflective surface has been polished;
The manufacturing method of the reflective mirror comprised by this.
記反射ミラーは、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の反射ミラーであることを特徴とする光照射装置。 A light irradiation device including a reflection mirror that reflects light emitted from a short arc discharge lamp,
The light reflecting device according to claim 1, wherein the reflecting mirror is the reflecting mirror according to claim 1.
前記光照射装置は、光を出射する開口部を備え、
前記開口部はライトガイドを装着可能であり、前記反射ミラーより反射した光は、前記ライトガイドの入射端面に集光することを特徴とする光照射装置。 It is a light irradiation apparatus of Claim 6, Comprising:
The light irradiation device includes an opening for emitting light,
The opening can be fitted with a light guide, and the light reflected from the reflecting mirror is condensed on the incident end face of the light guide.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007216551A JP2009048956A (en) | 2007-08-23 | 2007-08-23 | Reflecting mirror, manufacturing method of reflecting mirror, and light irradiation device |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101258202B1 (en) | 2011-02-21 | 2013-04-25 | 주식회사 자이온 | Fabrication method of reflector for lamp and reflector for lamp |
US9074752B2 (en) | 2009-11-27 | 2015-07-07 | Koninklijke Philips N.V. | Electric reflector lamp and reflector |
-
2007
- 2007-08-23 JP JP2007216551A patent/JP2009048956A/en active Pending
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KR101258202B1 (en) | 2011-02-21 | 2013-04-25 | 주식회사 자이온 | Fabrication method of reflector for lamp and reflector for lamp |
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