JP3653371B2

JP3653371B2 - ミラー付きフラッシュランプ

Info

Publication number: JP3653371B2
Application number: JP11289697A
Authority: JP
Inventors: 誠宮本; 広行天野
Original assignee: Hamamatsu Photonics KK
Current assignee: Hamamatsu Photonics KK
Priority date: 1997-04-30
Filing date: 1997-04-30
Publication date: 2005-05-25
Anticipated expiration: 2017-04-30
Also published as: JPH10302730A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、分光、発光分析などの光源、ストロボ用光源、又は高画像処理用光源などに利用するミラー付きフラッシュランプに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、このような分野の技術として、特公平７−１２０５１８号公報がある。この公報に記載されたミラー付きフラッシュランプは、ガラス製バルブの内側に陰極と陽極とを対峙させ、陰極と陽極との間にトリガプローブ電極の先端を配置し、バルブ内にキセノンやアルゴンなどの不活性ガスを封入している。更に、高出力光を得るために、バルブ内に楕円ミラーを配置し、楕円ミラーの底部に形成した開口に陰極を挿入させることで、アーク発光点を楕円ミラー内部の第１焦点位置に形成している。このような楕円ミラーをバルブ内に設けることで、高出力のフラッシュランプを作り出している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のミラー付きフラッシュランプは、上述したように構成されているため、次のような課題が存在していた。
【０００４】
すなわち、楕円ミラーの底部に開口を形成しているので、楕円ミラーで反射した光は、その開口の影響で照射部分に暗い部分ができ、光が不均一になる。その結果、短径のファイバやスリットに照射光を導入する際、光量不足や光量ムラを発生させる場合があった。なお、特公昭５６−５０３８４号公報にもミラー付きキセノンランプが開示されているが、この場合のミラーにも、電極を支持する台座を挿入させるための開口が形成されている。
【０００５】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、特に、照射ムラの極めて少ない均一な光を発生させるようにしたミラー付きフラッシュランプを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る本発明のミラー付きフラッシュランプは、投光窓を有する容器内に収容した陰極と陽極とトリガプローブ電極とスパーカ電極との協働によりアークの発光を生じさせ、この発光を、投光窓から出射するフラッシュランプにおいて、容器内に収容され且つ投光窓に対峙するミラー面をもったミラー構造体を、容器の底部に設けられたステムの中央に固定した排気パイプの内端部に固定させ、容器内における排気パイプの竿部に排気口を設けたことを特徴とする。
【０００７】
このミラー付きフラッシュランプにおいては、陰極と陽極との間に所定の電圧を印加し、トリガプローブ電極とスパーカ電極とにトリガ電圧を印加すると、トリガプローブ電極に放電が発生し、この放電に伴って陰極と陽極との間にアークの主放電が発生する。このときの発光は、ミラー面で反射して投光窓から出射される。このようなミラー面はミラー構造体に形成され、このミラー構造体は排気パイプの内端部に固定されるが、この排気パイプは、フラッシュランプの組立て時において、容器内の空気を外部に排出したり、容器内に不活性ガスを導入するために利用されるものであるから、容器内に臨む排気パイプの排気口を塞ぐことは許されない。そこで、排気パイプの竿部に排気口を形成することで、ミラー面に穴を開ける必要がなく、ミラー面を、完全な面として作り出すことができる。そして、ミラー面に穴を開けるような後加工を必要とせず、しかも、ミラー面の全面を反射面として有効に活用し、ミラー面が本来もっている反射特性を余すところ無く利用することができる。
【０００８】
この場合、排気パイプの内端部にフランジ部を設け、このフランジ部をミラー構造体の底面の中央に直付けすると好ましい。このように、排気パイプにフランジ部を採用した場合、排気パイプとミラー構造体の底面との接合性が良くなり、フラッシュランプの組立て作業効率がアップする。更に、排気パイプのフランジ部でミラー構造体を支持することができ、ミラー構造体が容器内で安定する。
【０００９】
また、ミラー構造体の底面の中央に、排気パイプのフランジ部を受け入れる着座凹部を設けると好ましい。このような構成を採用した場合、この着座凹部内にフランジ部を装填するだけで、排気パイプとミラー構造体との芯合わせが容易に達成され、排気パイプに対するミラー構造体の位置決めが容易になる。
【００１０】
更に、ミラー構造体には、底面からその中心軸線方向に沿って延在し且つ排気パイプの内端部を挿入させるパイプ挿入孔が設けられ、ミラー構造体に対して排気パイプをネジで固定すると好ましい。このような構成を採用した場合、ミラー構造体のパイプ挿入孔内に排気パイプを挿入するだけで、排気パイプとミラー構造体との芯合わせが容易に達成され、更に、排気パイプに対するミラー構造体の位置をネジにより簡単に調整することができる。また、このネジは、排気パイプとミラー構造体との仮固定または最終固定に利用される。
【００１１】
更に、ミラー構造体は、ミラー面をもったガラス製のミラー部を有すると好ましい。このような構成を採用した場合、ミラー面を形成するにあたって、アルミ等の金属に比べて面加工が容易であるため、製造コストが安価になるばかりか、面粗度が小さく且つ面精度が高い面ができあがる。また、ガラスの面にアルミを蒸着してミラー面を作り出す場合、強固な鏡面膜がガラス面上に形成されることになるので、耐久性の高いミラー面が可能になる。
【００１２】
更に、ミラー面をＲ鏡にすると好ましい。このような構成を採用した場合、楕円ミラーのように、その底部に開口を形成する必要がなく、集光効率を向上させることができる。
【００１３】
更に、ミラー面の焦点位置にアーク発光部位を配置すると好ましい。このような構成をＲ鏡に適用することで、ミラー面による確実な集光を可能にする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面と共に本発明によるミラー付きフラッシュランプの好適な実施形態について詳細に説明する。
【００１５】
図１は、本発明に係るミラー付きフラッシュランプの外観を示す平面図、図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。これら図面に示すミラー付きフラッシュランプ１は、コバール金属からなる円筒状の側管２を有し、この側管２の一端には円形の第１開口部３が形成され、この第１開口部３を塞ぐようにサファイアガラス製の投光窓４が側管２に固定されている。更に、側管２の他端にも円形の第２開口部５が形成され、この第２開口部５を塞ぐようにコバールガラス製の円板状ステム６が側管２に固定されている。また、ステム６の周側面にコバール金属製の円筒形ステムホルダー７を溶着させることで、ステムホルダー７のフランジ部７ａと側管２のフランジ２ａとのアーク溶接を可能にし、ステム６と側管２との固定を容易にしている。このようにして、フラッシュランプ１の密閉型容器Ｈが構成される。
【００１６】
更に、容器Ｈ内には、アーク放電を引き起こす陰極８と陽極９とが配置され、これら電極８，９はステムピン１０，１１を介してステム６に固定されている。また、容器Ｈ内には、陰極８と陽極９との間にその先端が臨むように、２本のトリガープローブ電極１２，１３が配置され、これら電極１２，１３は、ステムピン１４，１５を介してステム６に固定されている。更に、容器Ｈ内には、スパーカ電極１６が配置され、このスパーカ電極１６は、ステムピン１７を介してステム６に固定されている。また、容器Ｈ内は高圧に保たれ、その内部には不活性ガスの一例としてキセノンガスが封入されている。
【００１７】
そこで、ステムピン１０，１１を介して、陰極８と陽極９との間に所定の電圧を印加し、ステムピン１４，１５，１７を介して、トリガープローブ電極１２，１３及びスパーカ電極１６にトリガ電圧を印加すると、トリガプローブ電極１２，１３に放電が発生し、この放電に伴って陰極８と陽極９との間にアークの主放電が発生する。このときの発光は、後述するミラー構造体２０で反射して投光窓４から出射する。
【００１８】
このミラー構造体２０は、陰極８及び陽極９とステム６との間に配置され、陰極８と陽極９との間に形成されるアーク発光部位Ｓの真下に位置決めされている。このような配置を可能にするために、ミラー構造体２０は、円板状ステム６に固定させたコバール金属製排気パイプ２１の内端部２１ａに固定される。なお、この排気パイプ２１は、ステム６の中心を貫通するように管軸方向に延在している。図３及び図４に示すように、ミラー構造体２０は、アルミ又は銅等からなる金属製の基体２２を有し、基体２２は皿状に形成されている。この基体２２の頂面には、投光窓４に対峙するミラー面２４が形成され、このミラー面２４は、凹面鏡をなすと共に、Ｒ鏡として形成されている。なお、Ｒ鏡とは曲率半径が一定の曲面からなるものをいい、一つの焦点をもつ鏡をいう。このミラー面２４は、金属製の基体２２にアルミを蒸着することにより形成される。ミラー面２４にＲ鏡を採用した場合、陰極８と陽極９との間にあるアーク発光部位Ｓ（図２参照）と、ミラー面２４の焦点位置（曲率中心）とを一致させ、ミラー面２４による確実な集光を可能にする。
【００１９】
更に、排気パイプ２１の内端部２１ａには、円形のフランジ部２５が形成され、このフランジ部２５を、基体２２の底面２２ａに直に当接させることで、フランジ部２５と底面２２ａとの接着固定（例えば溶接）を可能にする。この場合、排気パイプ２１の中心軸線と、基体２２の底面２２ａにおいてその中央を通る中心軸線とを一致させる。このように、排気パイプ２１の端部にフランジ部２５を設けることで、排気パイプ２１とミラー構造体２０の底面２２ａとの接合性が良くなり、フラッシュランプ１の組立て作業効率がアップする。更に、このフランジ部２５によって、ミラー構造体２０を容器Ｈ内で安定させることができる。
【００２０】
更に、排気パイプ２１の竿部２１ｂには、フラッシュランプ１の組立て時において、容器Ｈ内の空気を外部に排出したり、容器Ｈ内に不活性ガス（例えばキセノンガス）を導入するために利用される円形の排気口２６が形成されている。このような場所に排気口２６を設けると、ミラー面２４に穴を開ける必要がなく、ミラー面２４を、完全な面として作り出すことができる。そして、ミラー面２４に穴を開けるような後加工を必要とせず、しかも、ミラー面２４の全面を反射面として有効に活用し、ミラー面２４が本来もっている反射特性を余すところ無く利用することができる。
【００２１】
また、図５に示すように、基体２２の底面２２ａにおいて、その中央には、排気パイプ２１のフランジ部２５を嵌合させる程度の大きさをもった円形の着座凹部２７を形成すると好適である。この場合、着座凹部２７内に排気パイプ２１のフランジ部２５を入れて溶接するだけで、排気パイプ２１に対するミラー構造体２０との位置決めが容易に達成され、排気パイプ２１とミラー構造体２０との芯合わせが確実になる。なお、排気口２６は、ミラー構造体２０の近傍に設けられているが、容器Ｈ内における竿部２１ｂの中央に設けてもよい。
【００２２】
次に、本発明に係るミラー付きフラッシュランプの他の実施形態について簡単に説明する。なお、前述した実施形態と同一又は同等な構成部分には同一の符号を付す。
【００２３】
図６に示すように、ミラー構造体３０は、分割型に構成されると共に、ステンレス製のカップ状ミラーホルダー３２を有し、このミラーホルダー３２は円筒状に形成され、その底面３２ａの中央には、排気パイプ２１のフランジ部２５を嵌合させる程度の大きさをもった円形の着座凹部３２ｂが形成されている。従って、この着座凹部３２ｂ内に排気パイプ２１のフランジ部２５を入れて溶接するだけで、排気パイプ２１とミラーホルダー３２との確実な芯合わせ及び位置決めが達成される。
【００２４】
更に、ミラーホルダー３２内には、円板状のミラー部３３が同心状に密に嵌合され、このミラー部３３は、ガラス材から形成されると共に、ミラーホルダー３２の開口３２ｃから挿入できる程度の径をもっている。また、ミラー部３３の頂面には、投光窓４に対峙するミラー面３４が形成され、このミラー面３４は、凹面鏡をなすと共に、Ｒ鏡として形成されている。なお、Ｒ鏡とは曲率半径が一定の曲面からなるものをいい、一つの焦点をもつ鏡をいう。このミラー面３４は、ガラス面にアルミを蒸着することにより形成される。
【００２５】
このように、ミラー部３３にガラスを採用した場合、ミラー面３４を形成するにあたって、アルミ等の金属に比べて面加工が容易であるため、製造コストが安価になるばかりか、面粗度が小さく面精度が高いミラー面３４が可能となる。また、ガラスにアルミを蒸着してミラー面３４を作り出すことで、強固な鏡面膜が形成され、耐久性の高いミラー面３４が可能になる。なお、ガラス製のミラー部３３は、金属製のミラーホルダー３２に対して接着剤を介して固定する。しかし、図示しないリング体又は爪片を利用した場合、ミラーホルダー３２内にミラー部３３を上から押し付けるように保持させる。
【００２６】
本発明に係るミラー付きフラッシュランプの更に他の実施形態について簡単に説明する。なお、前述した実施形態と同一又は同等な構成部分には同一の符号を付す。
【００２７】
図７に示すように、ミラー構造体４０は、アルミ製の円柱状ブロック体４１からなり、そのブロック体４１の頂面には、Ｒ鏡をなすミラー面４２が形成され、このミラー面４２は、アルミの蒸着により鏡面に仕上げられている。また、ブロック体４１には、その底面４１ａを貫通して中心軸線方向に延在するパイプ挿入孔４３がドリル加工により形成されている。このパイプ挿入孔４３は、排気パイプ２１を密に嵌め込む程度の径を有すると共に、ブロック体４１の底面４１ａにおけるその中央で、ブロック体４１の中心軸線に一致し、ミラー面４２の芯出し構造を可能にしている。更に、周側面４１ｂからパイプ挿入孔４３にかけて、ネジ孔４４が形成されている。
【００２８】
そこで、ブロック体４１のパイプ挿入孔４３内に排気パイプ２１の内端部２１ａを挿入し、ネジ孔４４にネジ４５を螺入させる。その結果、ブロック体４１は排気パイプ２１の内端部２１ａに確実に固定される。このとき、排気パイプ２１に対するミラー構造体４０の位置をネジ４５により簡単に調整することができる。また、このネジ４５は、排気パイプ２１とミラー構造体４０との仮固定または最終固定に利用される。
【００２９】
本発明は、前述した種々の実施形態に限定されるものではなく、例えば、ミラー面２４，３４，４２は、Ｒ鏡に限定することなく、放物鏡、楕円鏡又は多面鏡であってもよい。また、排気口２６の個数は１個以上であればよく、その形状は、スリット状であってもよい。更に、ミラー部３３を、ミラー構造体２０，４０に埋設させるように構成してもよい。
【００３０】
【発明の効果】
本発明によるミラー付きフラッシュランプは、以上のように構成されているため、次のような効果を得る。すなわち、容器内に収容され且つ投光窓に対峙するミラー面をもったミラー構造体を、容器の底部に設けられたステムの中央に固定した排気パイプの内端部に固定させ、容器内における排気パイプの竿部に排気口を設けたことにより、ミラー面に穴がない構造を可能にし、照射ムラの極めて少ない均一な光を発生させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るミラー付きフラッシュランプの一実施形態を平面図である。
【図２】図１のII−II線に沿う断面図である。
【図３】図１に示したフラッシュランプに適用するミラー構造体及び排気パイプを示す斜視図である。
【図４】図３のIV−IV線に沿う断面図である。
【図５】図４に示したミラー構造体の変形例を示す断面図である。
【図６】本発明に係るミラー付きフラッシュランプに適用するミラー構造体の他の変形例を示す断面図である。
【図７】本発明に係るミラー付きフラッシュランプに適用するミラー構造体の更に他の変形例を示す断面図である。
【符号の説明】
Ｈ…容器、Ｓ…アーク発光部位、１…フラッシュランプ、４…投光窓、６…ステム、８…陰極、９…陽極、１２，１３…トリガプローブ電極、１６…スパーカ電極、２０，３０，４０…ミラー構造体、２１…排気パイプ、２１ａ…排気パイプの内端部、２１ｂ…竿部、２２ａ，３２ａ，４１ａ…底面、２４，３４，４２…ミラー面、２５…フランジ部、２６…排気パイプの排気口、２７，３２ｂ…着座凹部、３３…ミラー部、４３…パイプ挿入孔、４５…ネジ。

Claims

投光窓を有する容器内に収容した陰極と陽極とトリガプローブ電極とスパーカ電極との協働によりアークの発光を生じさせ、この発光を、前記投光窓から出射するフラッシュランプにおいて、
前記容器内に収容され且つ前記投光窓に対峙するミラー面をもったミラー構造体を、前記容器の底部に設けられたステムの中央に固定した排気パイプの内端部に固定させ、前記容器内における前記排気パイプの竿部に排気口を設けたことを特徴とするミラー付きフラッシュランプ。
前記排気パイプの前記内端部にフランジ部を設け、このフランジ部を前記ミラー構造体の底面の中央に直付けしたことを特徴とする請求項１記載のミラー付きフラッシュランプ。
前記ミラー構造体の底面の中央に、前記排気パイプの前記フランジ部を受け入れる着座凹部を設けたことを特徴とする請求項２記載のミラー付きフラッシュランプ。
前記ミラー構造体には、前記底面からその中心軸線方向に沿って延在し且つ前記排気パイプの前記内端部を挿入させるパイプ挿入孔が設けられ、前記ミラー構造体に対して前記排気パイプをネジで固定したことを特徴とする請求項１記載のミラー付きフラッシュランプ。
前記ミラー構造体は、前記ミラー面をもったガラス製のミラー部を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項記載の記載のミラー付きフラッシュランプ。
前記ミラー面をＲ鏡にしたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項記載の記載のミラー付きフラッシュランプ。
前記ミラー面の焦点位置にアーク発光部位を配置したことを特徴とする請求項６記載のミラー付きフラッシュランプ。