JP4298137B2 - Light guide light source optical axis adjustment device - Google Patents
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- G02B6/422—Active alignment, i.e. moving the elements in response to the detected degree of coupling or position of the elements
- G02B6/4226—Positioning means for moving the elements into alignment, e.g. alignment screws, deformation of the mount
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光源のランプから放射された光を反射鏡によって反射集光し、ライトガイドの入射端面に入射させる際にこの光源の光を入射端面で集光するように調整するための光源の光軸調整装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、光源を照明位置から離れた場所に配置して、ライトガイドによって光源からの光を導き照明等に利用するライトガイドを用いた照明装置が知られている。一般にライトガイドを用いたこのような照明装置は、光源のランプから放射された光を回転楕円体のような反射鏡によって反射集光し、この反射光をライトガイドの入射端面に入射させる構造になっている。
【0003】
このライトガイドの出射端面から出射される光出力をできるだけ大きくするには、光源のランプから放射された光が反射鏡によって反射集光され、ライトガイドの入射端面に入射する際に、光をライトガイドの入射端面に正確に集光させる必要がある。従来のライトガイドを用いた照明装置において、光源は一般に公知のいわゆるばね式の保持具によって保持されている。このため光軸調整は、光源側では行なわれず、専らライトガイド側での位置調整によってしかも光軸線方向のみでの調整によって行われ、光軸線に対して半径方向の位置調整は行なっていなかった。また上記のように光源はばね式の保持具によって保持されるが、この保持具は光源のガラス製の反射鏡を保持する構造のために保持力に限界が有り、このため組付け完成製品の運搬輸送時の振動および衝撃等により、光源の保持位置がずれる場合があった。
【0004】
上記の理由から、光源からの光は正確にライトガイドの入射端面に集光されない場合が多く、従って光源からの光量に比べてライトガイドから出射される光出力は低かった。そこでこれまでライトガイドから出射される光出力の維持は、光軸線に対して半径方向の集光位置がライトガイドの入射端面の中心からある程度ずれていても良いように、光源の容量を大きくしたり、またライトガイドの径を増す等の方法によっていた。しかしこれらは電力増大によるランニングコストの増大、製品コストの増大、および装置サイズの増大というような欠点を持っていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来技術の欠点に鑑み、本発明の課題は、光源の光をより正確にライトガイド入射端面に集光させるための光軸調整を、光軸線方向のみの調整だけでなく光軸線方向に対して半径方向でも調整可能とし、また運搬輸送時の振動および衝撃等による光源の位置ずれを無くすことである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
この課題は本発明に従い、光源を装着するソケットを上下方向から押え板により固定し、その際このソケットがこれら押え板の間で光軸線方向及び光軸線に対して左右方向に調整可能に保持され、かつこれらの押え板が光軸線に対して上下方向に調整可能な上下調整軸によって支持され、更にこの光源の口金の両側部を板ばねによって挟持することによって光源を弾性的に保持することによって解決される。
【0007】
回転楕円体のような反射鏡を備えた光源のランプにおいては、第1焦点に位置するランプの発光体の発光は反射鏡によって反射され第2焦点に集光される。このとき集光された光の強度分布は、この回転楕円体による集光方式により第2焦点からの光軸線方向およびこの光軸線に対して半径方向に離れる従って減衰する。また、このランプの発光体は点光源でなくある大きさを有するため、この第2焦点に集光する光はある一定の大きさの広がりを持っている。
【0008】
このため光源のランプから放射された光を反射鏡によって反射集光し、ライトガイドの入射端面に入射する光の光軸が、このライトガイド入射端面の中心から光軸線に対して半径方向にずれると、この一定の大きさの広がりを有する集光された光が入射端面の有効な断面積からはみ出して、光の一部がライトガイド入射端面に入射されず、光の入射効率を落とす結果となる。
【0009】
従来のライトガイドを用いた照明装置では、この光源はばね式の保持具によって保持され、この保持具は光源のガラス製の反射鏡を保持するために、光源の保持側での光軸調整は行なわれていなかった。そこで本発明では、光源を装着する強度を有する耐熱セラミック製のソケットに着目しこのソケットを強固に固定すると共に、この固定部分において調整可能な構造を有することによって上記の問題を解決する。このソケットは耐熱セラミック製で、上下方向からの押え板による固定に対して強度を有している。
【0010】
ソケットの固定の際に、このソケットをこれら押え板の間で光軸線方向及び光軸線に対して左右方向に調整する。また、これらの押え板を光軸線に対して上下方向に調整可能な上下調整軸によって上下方向に調整する。これら両方の調整によってこの光源の光を入射端面で正確に集光させる光軸調整を行なう。この光軸調整は、ライトガイドの入射端面への集光を目視によって観察し行なう。更にこの光源の口金の両側部を板ばねによって挟持することによって光源を弾性的に保持する。これにより光源は、上記の調整終了後の振動および衝撃による光軸調整位置からの位置ずれが防止される。
【0011】
【発明の実施の形態】
次に、図を参照して本発明の実施の形態を詳しく説明する。図1は、本発明の実施の形態によるライトガイド光源の光軸調整装置の側面図、そして図2はこれの上面図である。光源25は、内部に発光体2を配置したランプ1、反射鏡3、口金4および端子11から構成されている。本実施の形態では2本のこの端子11は、ソケット5に装着されている。ソケット5からは配線6が出ており、図示されていないこの光源用の制御装置、電源等に電気的に接続されている。
【0012】
光源25の前方の光軸線方向22には、ライトガイド9が配置され、このライトガイド9がケース7に固定されたライトガイドソケット8に挿入され、図示していないビスで固定されている。このライトガイド9のライトガイド入射端面10の光軸線方向での固定位置は、例えば突き当てによって位置決めされ、この位置は後の光軸調整の範囲内に設定されている。ケース7は、ケースカバー12により覆われる。
【0013】
図3は図1のA−A′の断面図であり、押え板14はそれぞれ間にゴム板13を挿入してソケット5を挟み、この上下の押え板14の両側でこの上下調整軸15に設けられた下側固定ナット16と調整ナット17によってこのソケット5を固定する。このソケット5は、これら押え板14の間で光軸線方向22と光軸線に対して左右方向23に調整可能である。
【0014】
ケース7の底部には取付台18が固定され、この上にスタット19が取り付けられている。このスタット19に上記の上下調整軸15が上下調整可能に挿入され、上下調整ネジ20によって固定される。
【0015】
図4は、図1のB−B′の断面図であり、板ばね21が光源の口金4を両側から挟持している。光源の口金4は、図から見て取れるようにこの板ばねの間で、光軸線方向に対して上下方向と前後方向に摺動可能である。この挟持力は、本実施例ではほぼ4kg程度であり、運搬輸送時の振動および衝撃等による位置ずれを防止する。またこの挟持は、この装置の組立て時、特に光源の光軸調整時に押え板14が緩められた時に光源を保持しておく役目も併せて持っている。この板ばね21は、前記の取付け板部分での光軸調整の範囲において左右方向に適当な弾性力を有しており、また必要に応じて板ばね固定ネジ26により固定位置を調整する。
【0016】
図1の光軸線方向22と図2の光軸線に対して左右方向23の光軸調整は、ソケット5を固定する押え板14の上側の調整ナット17を適当に弛め、ソケット5を調整することにより行ない、調整後に調整ナット17で固定する。また光軸線に対して上下方向24の光軸調整は、上下調整ネジ20を適当に弛め上下調整軸15を上下方向に調整することにより行ない、同様に調整後に上下調整ネジ20によって固定する。それぞれの調整は、必要に応じて繰り返される。
【0017】
この光軸調整は、ライトガイドの入射端面への集光を状態を目視によって行なう。また他の方法としては、ライトガイド入射位置あるいは出射位置において電気的光量測定機等で行なうこともできる。
【0018】
【発明の効果】
本発明により、光源の光をより正確にライトガイド入射端面に集光させるための光軸調整を、光軸線方向のみの調整だけでなく光軸線方向に対して半径方向でも調整可能となり、また運搬輸送時の振動および衝撃等による光源の位置ずれを無くすことができ、またランニングコスト、製品コストの低減、および装置サイズの減少が図れる。例えば、本実施例では、これまで300Wのキセノンランプを必要としていた製品が、50Wのメタルハライドランプによって同等かそれ以上のライトガイドから出射される光出力が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態によるライトガイド光源の光軸調整装置の側面図である。
【図2】図1のライトガイド光源の光軸調整装置の上面図である。
【図3】図1のA−A′の断面図である。
【図4】図1のB−B′の断面図である。
【符号の説明】
1 ランプ
2 発光体
3 反射鏡
4 口金
5 ソケット
6 配線
7 ケース
8 ライトガイドソケット
9 ライトガイド
10 ライトガイド入射端面
11 端子
12 ケースカバー
13 ゴム板
14 押え板
15 上下調整軸
16 下側固定ナット
17 調整ナット
18 取付台
19 スタット
20 上下調整ネジ
21 板ばね
22 光軸線方向
23 光軸線に対して左右方向
24 光軸線に対して上下方向
25 光源
26 板ばね固定ネジ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention provides a light source for adjusting the light emitted from the lamp of the light source to be reflected and collected by a reflecting mirror so that the light of the light source is collected at the incident end surface when entering the incident end surface of the light guide. The present invention relates to an optical axis adjusting device.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known an illuminating device using a light guide in which a light source is arranged at a location away from an illumination position and light from the light source is guided by a light guide and used for illumination or the like. In general, such an illuminating device using a light guide has a structure in which light emitted from a lamp of a light source is reflected and collected by a reflecting mirror such as a spheroid, and the reflected light is incident on an incident end face of the light guide. It has become.
[0003]
In order to maximize the light output emitted from the exit end face of this light guide, the light emitted from the lamp of the light source is reflected and collected by the reflecting mirror, and the light is emitted when entering the entrance end face of the light guide. It is necessary to collect light accurately on the incident end face of the guide. In a conventional lighting device using a light guide, the light source is generally held by a so-called spring-type holder. For this reason, the optical axis adjustment is not performed on the light source side, but is performed only by adjusting the position on the light guide side and only in the optical axis direction, and not adjusting the position in the radial direction with respect to the optical axis line. In addition, as described above, the light source is held by a spring-type holder, but this holder has a limit in holding force because of the structure that holds the glass reflector of the light source. The holding position of the light source may be shifted due to vibration or impact during transportation.
[0004]
For the above reasons, the light from the light source is often not accurately collected on the incident end face of the light guide, and therefore the light output emitted from the light guide is lower than the amount of light from the light source. Therefore, to maintain the light output emitted from the light guide so far, the capacity of the light source is increased so that the condensing position in the radial direction with respect to the optical axis may be shifted to some extent from the center of the incident end face of the light guide. Or by increasing the diameter of the light guide. However, they have drawbacks such as increased running costs due to increased power, increased product costs, and increased device size.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In view of the disadvantages of the prior art, the object of the present invention is to adjust not only the optical axis direction but also the optical axis direction in order to focus the light from the light source on the light guide incident end face more accurately. In contrast, it is possible to adjust in the radial direction, and to eliminate the positional deviation of the light source due to vibration and impact during transportation and transportation.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, a socket for mounting a light source is fixed by a pressing plate from above and below according to the present invention, and this socket is held between these pressing plates so as to be adjustable in the optical axis direction and in the horizontal direction with respect to the optical axis line, and These presser plates are supported by a vertical adjustment shaft that can be adjusted in the vertical direction with respect to the optical axis, and further, the light source is elastically held by sandwiching both sides of the base of the light source by leaf springs. The
[0007]
In a lamp of a light source provided with a reflecting mirror such as a spheroid, light emitted from a light emitting body of the lamp located at the first focal point is reflected by the reflecting mirror and collected at the second focal point. The intensity distribution of the light collected at this time is attenuated by being separated in the optical axis direction from the second focal point and in the radial direction with respect to the optical axis line by the condensing method using the spheroid. Further, since the light emitter of this lamp is not a point light source but has a certain size, the light condensed at the second focal point has a certain size spread.
[0008]
Therefore, the light emitted from the lamp of the light source is reflected and collected by the reflecting mirror, and the optical axis of the light incident on the incident end face of the light guide is shifted in the radial direction from the center of the light guide incident end face with respect to the optical axis. And the condensed light having a certain size spread out of the effective cross-sectional area of the incident end face, and a part of the light is not incident on the light guide incident end face, thereby reducing the light incident efficiency. Become.
[0009]
In a conventional lighting device using a light guide, the light source is held by a spring-type holder, and this holder holds the glass reflector of the light source. It was not done. Therefore, the present invention solves the above problem by focusing on a heat-resistant ceramic socket having a strength for mounting a light source and firmly fixing the socket, and having an adjustable structure at the fixing portion. This socket is made of heat-resistant ceramic and has strength against fixing by a presser plate from the vertical direction.
[0010]
When the socket is fixed, the socket is adjusted between the press plates in the optical axis direction and in the left-right direction with respect to the optical axis line. These presser plates are adjusted in the vertical direction by a vertical adjustment shaft that can be adjusted in the vertical direction with respect to the optical axis. By adjusting both of these, the optical axis is adjusted so that the light from this light source is accurately condensed at the incident end face. This optical axis adjustment is performed by visually observing the light condensing on the incident end face of the light guide. Further, the light source is elastically held by sandwiching both side portions of the base of the light source with leaf springs. As a result, the light source is prevented from being displaced from the optical axis adjustment position due to the vibration and shock after the above adjustment.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a side view of an optical axis adjusting device for a light guide light source according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a top view thereof. The
[0012]
A light guide 9 is arranged in the
[0013]
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line A-A 'of FIG. 1. The
[0014]
A mounting
[0015]
FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line B-B ′ of FIG. 1, and the
[0016]
To adjust the optical axis in the left-
[0017]
In this optical axis adjustment, the light is focused on the incident end face of the light guide by visual observation. As another method, an electric light quantity measuring device or the like can be used at the light guide incident position or emission position.
[0018]
【The invention's effect】
According to the present invention, the optical axis adjustment for condensing the light of the light source more accurately on the light guide incident end face can be adjusted not only in the optical axis direction but also in the radial direction with respect to the optical axis direction, and can be transported. The positional deviation of the light source due to vibration and impact during transportation can be eliminated, and the running cost, product cost and apparatus size can be reduced. For example, in the present embodiment, a product that previously required a 300 W xenon lamp can obtain a light output emitted from a light guide equivalent or higher by a 50 W metal halide lamp.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view of an optical axis adjustment device for a light guide light source according to an embodiment of the present invention.
2 is a top view of the optical axis adjusting device of the light guide light source of FIG. 1. FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG.
4 is a cross-sectional view taken along the line BB ′ of FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
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