JP3488635B2 - スポット光源装置 - Google Patents

Description

【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、放電管から反射ミラーに取り込
まれずに直接装置の他の部位に放射された光などの影響
を抑えるために、放電管及び反射ミラーと、出射口との
間に、出射される光の光軸上に所定の面積・形状の開口
部を有する遮蔽板または遮蔽部材（アパーチャ）を設け
ることができる。このようなスポット光源装置として
は、例えば特開平９−２８１３６１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】反射ミラーによって反
射されずに正しく導光されない光は、装置内部の様々な
部位・部品等において反射及び散乱をおこし、装置内部
の冷却のための通風口等からの外部への光漏れの原因と
なり、また、光の照射に起因する加熱等による部品の劣
化や変質の原因となる。

【０００５】放電管及び反射ミラーと、出射口との間
に、開口部を有する遮蔽板を設置した場合、一定の遮蔽
の効果は得られるものの、反射ミラーを介さずに直接、
あるいは他の部位から反射または散乱されて開口部を通
過した光は、その方向性がそろっていないため、一枚の
遮蔽板によっては充分な遮蔽効果を得ることができず、
光漏れを防止するための遮蔽・遮光の手段を別に設ける
などの必要がある。また、出射口周辺や、さらにシャッ
ターを設けた場合のシャッター及びその駆動系等への、
光の照射等による加熱と、それによる部品の劣化等の問
題がある。

【０００６】本発明は、以上の問題点に鑑みてなされた
ものであり、出射されない光を効果的に遮蔽して、各部
位からの光漏れ、及び加熱とそれによる部品の劣化とを
抑制した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、ハウジングは外部への光を
遮蔽し、反射ミラーはハウジングに対して固定されると
ともに、放電管及び反射ミラーと、ハウジングの前面と
の間に、ハウジングに対して固定され、放電管及び反射
ミラーを含むハウジング内部の後面側の光源領域と、ハ
ウジング内部の前面側の出力領域とを区分し、光を通過
させる開口部を有する遮蔽板と、遮蔽板に対して出射口
に向かって突出するように取り付けられ、光を通過させ
る導光部を有する筒状の遮蔽部材と、を備えたことを特
徴とする。

【０００８】上記したように、方向性を持たない光を遮
蔽する場合、遮蔽板の開口部によっては遮蔽板を通過す
る時の光の通過位置のみしか制限することができない
が、遮蔽板の出力領域側にさらに筒状の遮蔽部材を備え
ることによって、光の方向及び角度をも制限することが
可能になり、効果的な遮蔽を行うことができる。これに
よって、各部位からの光漏れが大幅に減少し、また、出
射口周辺やその他の部材等への、光の照射等による加熱
とそれによる部品の劣化が抑制される。

【０００９】また、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、通風口が設けられ
たことを特徴とする。

【００１０】遮蔽板及び筒状の遮蔽部材によって光を遮
蔽した場合、それらの遮蔽板及び筒状の遮蔽部材はそれ
によって加熱されてしまうが、遮蔽された領域である出
力領域において、ハウジングの側面に通風口を設けるこ
とによって、遮蔽板及び筒状の遮蔽部材を効果的に冷却
することができる。この場合、特に筒状の遮蔽部材は遮
蔽板から出力領域に突出しているため、放熱フィンの機
能をも有しており、これによって冷却の効率を高めるこ
とができる。

【００１１】また、出力領域内の、筒状の遮蔽部材と、
出射口との間に、光の出射のＯＮ／ＯＦＦを切り換える
ためのシャッターを備えた構成とすることによって、光
源である放電管のＯＮ／ＯＦＦを行わずに、シャッター
によって光の出射のＯＮ／ＯＦＦを行うことができ、光
の出射制御が容易になる。また、出力領域内の、シャッ
ターと、出射口との間に、筒状の遮蔽部材及びシャッタ
ーを覆うように設置され、光を通過させる開口部を有す
る遮蔽カバーをさらに備えた構成として、遮蔽の効果を
高めても良い。

【００１２】また、シャッターを用いた場合に、出力領
域内に、シャッターを固定・設置するための支持部材を
さらに備えても良い。シャッターが遮蔽板等に固定され
ずに、別に設けられた支持部材に対して固定・設置され
ることによって、シャッターに対する加熱をさらに抑制
して、シャッター部品の劣化を防ぐことができる。

【００１３】筒状の遮蔽部材は、導光部の形状が、ハウ
ジングの前面に向かって先細になるように形成されたこ
とを特徴としても良い。このように先細の形状とするこ
とによって、さらに光の方向及び角度を効果的に制限し
て、遮蔽効果を高めることができる。

【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、本発明の第１の実施形態に係るＵ
Ｖスポット光源装置の概略構成を示す上面図である。ま
た図２は、図１に示したＵＶスポット光源装置のＩ−Ｉ
矢印断面図である。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
なるが、図１及び図２においてはハウジングカバー１２
は図示していない。また、後述する内箱１８についても
ここでは図示していない。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とする。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。

【００１７】ハウジング１の内部は、区分板１４によっ
て左右の領域に分けられており、左の領域は光照射系領
域であって、放電管等の光学系が設置され、一方、右の
領域は駆動系領域Ａであって、放電管等を駆動・制御す
る駆動装置１３（具体的には図示していない）が設置さ
れている。駆動装置１３は、例えばハウジング１の前面
１ａの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。

【００１８】光照射系領域は、遮蔽板４１によってさら
に、後方の光源領域Ｂと、前方の出力領域Ｃとに分割さ
れている。遮蔽板４１には開口部４１ａが設けられてお
り、開口部４１ａを通過した光以外は、光源領域Ｂから
出力領域Ｃには光が入射しないように構成されている。
光源領域Ｂには、紫外光を放射する放電管２が、ハウジ
ング１の前面１ａの方向に開口部を向けた楕円集光ミラ
ーである反射ミラー２１の内側に位置するように設置さ
れている。反射ミラー２１は、反射ミラー固定板２１ａ
によって固定・設置されている。

【００１９】放電管２及び反射ミラー２１の開口部に対
向するハウジング１の前面１ａの所定の位置には、反射
ミラー２１からの紫外光を出射するための開口である出
射口２２が設けられ、その外側にはファイバ差込口２３
が接続されている。このような構成において、反射ミラ
ー２１の内面により、放電管２から放射された紫外光が
開口部側に反射され、遮蔽板４１の開口部４１ａを通過
して出力領域Ｃに入射される。出射口２２に到達した紫
外光は、本実施形態においては、ファイバ差込口２３に
接続されたライトガイドであるファイバ２５によって外
部に出射される。

【００２０】なお、遮蔽板４１の光源領域Ｂ側の面に
は、開口部４１ａを覆うように紫外線透過フィルタ２４
が設置されている。

【００２１】出力領域Ｃには、筒状の遮蔽部材４０がハ
ウジング１の前面１ａの方向に突出するように、遮蔽板
４１に固定されて設置されている。遮蔽板４１の開口部
４１ａは、出射される紫外光の光軸（以下、単に光軸と
いう）を中心として、円形の開口部４１ａとして形成さ
れている。また、遮蔽板４１のハウジング１の底面１ｅ
側はＬ字型に形成されており、その底面１ｅに接する底
部４１ｂによって、ハウジング１の底面１ｅに対して固
定されている。

【００２２】遮蔽板４１に固定された筒状の遮蔽部材４
０は内部に導光部４０ａを有し、導光部４０ａの光軸方
向の断面が、図２に示すように出射口２２側に向かっ
て、開口が小さく先細である台形になる円錐台形に形成
されており、遮蔽板４１と、出射口２２との間の出力領
域Ｃにその円錐台形の中心を光軸に一致させて、遮蔽板
４１に接続されて設置されている。このように、遮蔽板
４１の開口部４１ａと、筒状の遮蔽部材４０の導光部４
０ａとを通過した場合のみに、紫外光が出力領域Ｃに入
射する構成とすることによって、出力領域Ｃに入射され
る紫外光に対して、遮蔽板４１における紫外光の通過位
置を制限するのみでなく、遮蔽板４１の開口部４１ａを
通過した紫外光に対して、筒状の遮蔽部材４０の導光部
４０ａによって紫外光の入射方向及び角度に対しても制
限することができ、より効果的に遮蔽を行うことが可能
となる。

【００２３】本実施形態においては、筒状の遮蔽部材４
０と、出射口２２との間に、紫外光出射のＯＮ／ＯＦＦ
を制御するための、シャッター板５０及びシャッター駆
動部５１を有するシャッター５がさらに設置されてい
る。シャッター板５０が接続されている、ステッピング
モータを含むシャッター駆動部５１は、遮蔽板４１のＬ
字型の底部４１ｂに固定され、光軸に対して垂直な軸を
回転軸として、円筒の一部からなる形状のシャッター板
５０が接続・駆動される。図１及び図２においては、シ
ャッター板５０の位置は紫外光出射がＯＮである状態を
示しているが、シャッター駆動部５１はシャッター板５
０を両方向に回転駆動が可能なように構成されており、
紫外光出射をＯＦＦにする場合にはシャッター板５０が
筒状の遮蔽部材４０の出射口２２側を覆うような位置に
駆動され（図１において点線で示されている）、それに
よって、ＯＮ／ＯＦＦを切り換えることができる。な
お、出射される紫外光の強度をも調節したい場合には、
シャッター５と出射口２２との間に、さらに強度調節手
段（絞り機構）を設置しても良い。

【００２４】図３、図４及び図５は、本実施形態におけ
るＵＶスポット光源装置の斜視図を示し、図３はハウジ
ングカバー１２及び内箱１８を外した状態でのＵＶスポ
ット光源装置の内部の概略構成を示す斜視図、図４は内
箱１８を装着した状態でのＵＶスポット光源装置の内部
の概略構成を示す斜視図、図５はハウジングカバー１２
をも装着した状態でのＵＶスポット光源装置の外面の概
略構成を示す斜視図である。なお、これらの図において
は、反射ミラー固定板２１ａの後方に接続されている支
柱等の固定部材、及び放電管２と駆動装置１３との接続
方法等については、図示していない。

【００２５】放電管２から放射され、出力領域Ｃに導光
されずに光源領域Ｂの各部位において反射・散乱等を起
こす余分な光を遮蔽するための内箱１８は、後面１８ｂ
（図示していない）、左側面１８ｃ及び上面１８ｆを有
して構成され、それ以外の３面については、前面を遮蔽
板４１、右側面を区分板１４、底面をハウジング１の底
面１ｅによって構成して、図４に示すように遮蔽を実現
している。

【００２６】ハウジングカバー１２の左側面１ｃの出力
領域Ｃに面する所定の部位には、図５に示すように通風
口１６が設けられている。また、ハウジング台部１１の
後面１ｂの駆動系領域Ａに面する所定の部位には、ファ
ン１５が設けられている。これによって、通風口１６か
ら導入された外気は、遮蔽板４１、筒状の遮蔽部材４
０、シャッター５のシャッター板５０及びシャッター駆
動部５１などの部品を冷却し、区分板１４の上方、また
は内箱１８の左側面・上方等を通過して駆動系領域Ａに
流入し、ファン１５から排気される。

【００２７】従来のスポット光源装置においては、この
ような通風口を設けた場合にその光漏れが大きな問題で
あったが、筒状の遮蔽部材４０を設置したことによっ
て、図５に示すようにハウジングの側面に通風口１６を
設けた場合においても、光漏れが生じないように光が遮
蔽されている。また、出力領域Ｃに突出した筒状の遮蔽
部材４０はそれ自身、放熱フィンの機能をも果たして、
光を遮蔽することによって加熱された遮蔽板４１及び筒
状の遮蔽部材４０の冷却が効果的に行われる。

【００２８】なお、本実施形態においては、ハウジング
１の左側面１ｃと、内箱１８の左側面１８ｃとの間に空
間が設けられるように、ハウジング１及び内箱１８が設
置されているが、この場合、内箱１８を冷却するため
に、ハウジングカバー１２の左側面１ｃの光源領域Ｂに
面する所定の部位に、図５に示すように通風口１７をさ
らに設けても良い。

【００２９】図６は、本発明によるＵＶスポット光源装
置の第２の実施形態に係るハウジングカバー１２及び内
箱１８を外した状態での斜視図を示し、図３に示したＵ
Ｖスポット光源装置に対して、シャッター板５０と出射
口２２との間に、さらに遮蔽カバー４２が、筒状の遮蔽
部材４０及びシャッター板５０を覆うように設置されて
いる。遮蔽カバー４２は、シャッター板５０がその内壁
に沿って駆動するような半円筒形に形成され、また、筒
状の遮蔽部材４０の導光部４０ａの出射口２２側に対向
する位置に、所定の大きさの開口部４２ａを有して形成
されている。このような遮蔽カバー４２を設置すること
によって、筒状の遮蔽部材４０及びシャッター板５０の
隙間等からの光漏れを防ぎ、さらに遮蔽効果を高めるこ
とができる。

【００３０】図７は、本発明によるＵＶスポット光源装
置の第３の実施形態に係るハウジングカバー１２及び内
箱１８を外した状態での斜視図を示し、図３に示したＵ
Ｖスポット光源装置とは異なる形態の、シャッター板６
０及びシャッター駆動部６１を有するシャッター６を用
い、シャッター６を固定するための支持部材６２をさら
に設置している。本実施形態では、支持部材６２はＬ字
型に形成されており、その底面に接する底部６２ｂによ
ってハウジング１の底面１ｅに対して固定されている。
また、支持部材６２には、筒状の遮蔽部材４０を図７に
示すように内側に含むような開口部６２ａが設けられて
いる。

【００３１】支持部材６２には、シャッター板６０が接
続されている、ロータリーソレノイドを含むシャッター
駆動部６１が固定され、光軸に対して平行な軸を回転軸
として、シャッター板６０が接続・駆動される。なお、
図７においては、シャッター板６０の位置は紫外光出射
がＯＮである状態を示している。

【００３２】遮蔽板４１は、Ｌ字型の底部４１ｂを有さ
ない板状に形成され、ハウジング１の底面１ｅに固定さ
れた支持部材６２に対して、四方に設けられた支柱４１
ｃによって固定されている。このような構成とした場
合、シャッター６が固定される支持部材６２には放電管
２からの光が直接照射されることがなく、その加熱の効
果も小さいので、遮蔽板４１に接続・固定した場合に比
べてシャッター板６０及びシャッター駆動部６１への加
熱が抑制される。また、遮蔽板４１からの熱の伝導につ
いては、遮蔽板４１と支持部材６２との間に、通風口１
６から導入された外気が流れて冷却が行われることによ
って抑制される。これによってシャッター６、特にシャ
ッター駆動部６１の劣化を防ぐことができる。

【００３３】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。

【００３４】

【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、出射口に正しく導光されない放電管からの光を遮蔽
するために、遮蔽板に加えて、遮蔽板の出射口側に筒状
の遮蔽部材を設置することによって、光の遮蔽板におけ
る通過位置のみでなく、方向及び角度をも制限すること
ができ、効果的に遮蔽を行うことができる。これによっ
て、各部位からの光漏れ、及び加熱とそれによる部品の
劣化等を抑制して、信頼性が高く、長時間安定して動作
が可能なスポット光源装置を実現することができる。

【００３５】また、このような筒状の遮蔽部材は放熱フ
ィンの機能をも有しており、出力領域に面するハウジン
グの側面に通風口を設けることによって、効果的に放熱
を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るＵＶスポット光源装置の第１の実
施形態を示す上面図である。

【図２】図１に示したＵＶスポット光源装置のＩ−Ｉ矢
印断面図である。

【図３】図１に示したＵＶスポット光源装置のハウジン
グカバー及び内箱を外した状態での斜視図である。

【図４】図１に示したＵＶスポット光源装置の内箱を装
着した状態での斜視図である。

【図５】図１に示したＵＶスポット光源装置のハウジン
グカバーを装着した状態での斜視図である。

【図６】本発明に係るＵＶスポット光源装置の第２の実
施形態を示すハウジングカバー及び内箱を外した状態で
の斜視図である。

【図７】本発明に係るＵＶスポット光源装置の第３の実
施形態を示すハウジングカバー及び内箱を外した状態で
の斜視図である。

【符号の説明】

１…ハウジング、１ａ…前面、１ｂ…後面、１ｃ…左側
面、１ｄ…右側面、１ｅ…底面、１ｆ…上面、１１…ハ
ウジング台部、１２…ハウジングカバー、１３…駆動装
置、１４…区分板、１５…ファン、１６、１７…通風
口、１８…内箱、１８ｂ…後面、１８ｃ…左側面、１８
ｆ…上面、２…放電管、２１…反射ミラー、２１ａ…反
射ミラー固定板、２２…出射口、２３…ファイバ差込
口、２４…紫外線透過フィルタ、２５…ファイバ、４０
…筒状の遮蔽部材、４０ａ…導光部、４１…遮蔽板、４
１ａ…開口部、４１ｂ…底部、４１ｃ…支柱、４２…遮
蔽カバー、４２ａ…開口部、５…シャッター、５０…シ
ャッター板、５１…シャッター駆動部、６…シャッタ
ー、６０…シャッター板、６１…シャッター駆動部、６
２…支持部材、６２ａ…開口部、６２ｂ…底部。

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【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、 前記ハウジングは外部への光を遮蔽し、前記反射ミラー
   は前記ハウジングに対して固定されるとともに、 前記放電管及び前記反射ミラーと、前記ハウジングの前
   面との間に、 前記ハウジングに対して固定され、前記放電管及び前記
   反射ミラーを含む前記ハウジング内部の後面側の光源領
   域と、前記ハウジング内部の前面側の出力領域とを区分
   し、光を通過させる開口部を有する遮蔽板と、 前記遮蔽板に対して前記出射口に向かって突出するよう
   に取り付けられ、光を通過させる導光部を有する筒状の
   遮蔽部材と、を備えたことを特徴とするスポット光源装
   置。
2. 【請求項２】 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、通風口が設け
   られたことを特徴とする請求項１記載のスポット光源装
   置。
3. 【請求項３】 前記出力領域内の、前記筒状の遮蔽部材
   と、前記出射口との間に、光の出射のＯＮ／ＯＦＦを切
   り換えるためのシャッターを備え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。
4. 【請求項４】 前記出力領域内の、前記シャッターと、
   前記出射口との間に、前記筒状の遮蔽部材及び前記シャ
   ッターを覆うように設置され、光を通過させる開口部を
   有する遮蔽カバーをさらに備えたことを特徴とする請求
   項３記載のスポット光源装置。
5. 【請求項５】 前記出力領域内に、前記シャッターを固
   定・設置するための支持部材をさらに備えたことを特徴
   とする請求項３または４記載のスポット光源装置。
6. 【請求項６】 前記筒状の遮蔽部材は、前記導光部の形
   状が、前記ハウジングの前面に向かって先細になるよう
   に形成されたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか
   一項記載のスポット光源装置。
7. 【請求項７】 前記遮蔽板に対し、その開口部を覆うよ
   うに紫外線透過フィルタが設置されていることを特徴と
   する請求項１〜６のいずれか一項記載のスポット光源装
   置。
8. 【請求項８】 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１〜７のいずれか一項記載のスポット光源装
   置。