JP5434444B2 - 光源装置 - Google Patents
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Description
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、小型の光源装置を提供することを目的とする。
図1は、本実施形態に係る光源装置1の外観構成を示す斜視図である。
光源装置1は、例えば検査対象物の表面を撮像し画像処理により製品検査を行う画像処理検査装置に設けられ、光ファイバの素線が多数束ねられてなるバンドルファイバ等のライトガイド2を介して検査対象物に照明光を照射する。本実施形態の光源装置1は、薬の錠剤といった比較的寸法の小さな検査対象物に加え、フラットパネルディスプレイのガラス基板といった比較的寸法の大きな検査対象物を検査する際にも十分か明るさが得られる光源を用いて構成されている。一般に、光源の出力が大きくなるほど光源装置1は大型化するが、本実施形態の光源装置1は、高出力の光源を内蔵しつつ、薬の錠剤を検査する画像処理検査装置のような小さな装置にも搭載可能に小型化されている。以下、係る光源装置1の構成について詳細に説明する。
装置本体4の背面には、例えばコンピュータ端末や画像処理検査装置のコントローラとの間で通信するための信号線が接続される接続コネクタ18(図4参照)が設けられている。
装置本体4には、内部を電気部品収納室21と光学系収納室22とに仕切る仕切板として機能する光源基台24が設けられている。電気部品収納室21は光源を除く各種の電気部品を納めるための空間であり、光学系収納室22は光源と各種の光学部品を納めるための空間である。光源基台24は金属板から形成され光学系収納室22から電気部品収納室21への漏れ光や熱の移動を遮蔽することから、電気部品収納室21に納められた電気部品での光照射などによる発熱を防止することができる。これにより、漏れ光や熱の移動を気にすることなく光学系部品の近くに電気部品を配置することができ装置を小型化し易くなる。
この光源基台24は電気部品及び光学部品を組み付ける基台としても機能し、光源基台24に各種部品を組み付けることで、装置本体4に内蔵する部品をユニット化した内蔵ユニット30が構成されている。
電気部品収納室21は、光源基台24の側面に固定したフレーム板32により上下に分割されており、このフレーム板32の上面には、点灯制御回路基板34、モータードライバー(回転駆動回路)36及びI/O基板37が配置され、フレーム板32の下面には安定器38が固定されるとともに後述する遮光板40を回転するモーター49(図3)が配置されている。安定器38には外部に設けたAC/DC電源アダプタ16から電力が供給される。この安定器38は、駆動回路の高効率化、及び、高効率(低消費電力)な放電ランプ61(図6)の採用により小型化が図られている。そして、電気部品収納室21には、係る安定器38と点灯制御回路基板34とを上下に配置することで、これらをコンパクトに纏めることができる。点灯制御回路基板34と安定器38との間は、当該安定器38が発する電磁ノイズが点灯制御回路基板34の動作に与える影響を無くなる程度に離間している。このとき、安定器38と点灯制御回路基板34とを互いに裏面側同士が対向するように背中合わせにフレーム板32に取り付けることで、安定器38と点灯制御回路基板34の上下のスペースを最小限に抑えることができ、電気部品収納室21をより小型化できる。
フレーム板32は、装置本体4の前面4A側で側面視L字状に下方に折り曲げられフロント取付面32Aが構成されている。フロント取付面32Aには上述した点灯スイッチ8や調光操作子10に加え、外気導入口12から外気を電気部品収納室21に導入するための吸気ファン39が取り付けられている。なお、装置本体4の内部における冷却風の流れについては後述する。
光学系収納室22には、これらの図に示すように、装置本体4の前面4Aから背面側にかけて、口金6と、調光板40(図4)と、波長選択フィルタ42と、集光型放電ランプ44と、排気ファン46とが同一の直線K上に配置されるように光源基台24に取り付けられている。この直線Kは、光源基台24と平行に延びる線であり集光型放電ランプ44の光軸と一致する。
調光板40は、光入射筒9の入射開口9Aに近設して配置され、この入射開口9Aに入射する光量を調整する光学部材である。具体的には、図7に示すように、所定直径の円周40Aに沿って順次に開口幅が漸次に広がる調光スリット41(孔でも良い)が形成されている。この調光板40の円周40Aに光軸を合わせて配置し、当該調光板40を円周40Aの中心Oを軸に回転させることで、調光板40を透過する光量が可変される。
また、ランプ取付台50の底面50Aには、集光型放電ランプ44のネック部61Aが嵌るU字状の切欠52Aが設けられた台座52と、集光型放電ランプ44の集光型反射鏡62のフランジ部分62A(図6)に当接するフロント板(フロント面)54とを備えている。フロント板54には集光型反射鏡62の対応箇所に開口54Aが形成されるとともに光源基台24の側面に対して垂直な面を構成するように取り付けられている。すなわち、図6に示すように、フロント板54に集光型放電ランプ44の先端のフランジ部分62Aが隙間無く押し当てられることで、集光型放電ランプ44の光軸が上記光軸Kと平行に合わせられる。
上述の通り、装置本体4には、電気部品収納室21の前面4A側に吸気ファン39が配置され、光学系収納室22の背面側に排気ファン46が配置され、装置本体4の前面4Aから取り込んだ外気によって装置本体4の各部を冷却して背面側から排気する構成となっている。
さらに詳述すると、吸気ファン39は、安定器38に対向配置され該安定器38及びモーター49に直接外気を吹き付けて冷却する。また、電気部品収納室21を上下に仕切るフレーム板32には上下を連通する連通孔70が開口し、吸気ファン39が取り込んだ外気が連通孔70を通じて電気部品収納室21の上側に導かれ点灯制御回路基板34、モータードライバー36及びI/O基板37を冷却する。
また光学系収納室22に光学部品を直線Kに沿って配置した場合、これらを一度に冷却するには、光学系収納室22の前面4Aに外気導入口を別途に設ける必要があるが、前面4Aには、口金6が配設されていることから、外気導入口を別途に設けるためのスペースを前面4Aに確保するために装置を大型化する必要がる。これに対して、本実施形態では、スリット48から光学系収納室22に導入する構成であるため、装置の大型化を避けて、一列に配列した各光学部品を効率良く冷却することができる。
特に、本実施形態の光源装置1においては、波長選択フィルタ42から集光型放電ランプ44に向かって冷却風が流れるため、当該波長選択フィルタ42が挿入されていないと、集光型放電ランプ44に直接当る風量が増えて冷え過ぎてしまう。これに加え、波長選択フィルタ42でカットされた赤外成分の光は集光型放電ランプ44にも向かい加熱するように作用するが、波長選択フィルタ42が無い場合には、この加熱作用も生じないため、集光型放電ランプ44がより一層冷却され、光出力にばらつきを生じさせる要因となる。
詳述すると、図3に示すように、電気部品収納室21の最上層には、光源基台24に近設してインターロック回路72が配置されている。インターロック回路72は、点灯制御回路基板34による点灯制御を禁止する回路である。すなわち、インターロック回路72は、光源基台24に沿って延びた常開接点式のインターロックスイッチ74を備え、このインターロックスイッチ74が開成している場合には、点灯制御回路基板34による集光型放電ランプ44の点灯が禁止(インターロック)され、インターロックスイッチ74が押下されて閉成している場合には、インターロックが解除される。
これにより、波長選択フィルタ42を装置本体4に挿入したときには、操作片75がインターロックスイッチ74を押下することでインターロック回路72のインターロックが解除されて集光型放電ランプ44の点灯が許可され、また、波長選択フィルタ42を装置本体4から外したときには、インターロックが作動して集光型放電ランプ44の点灯が禁止される。
すなわち、波長選択フィルタ42が挿着されていないときには、インターロック回路72により集光型放電ランプ44の点灯が禁止されるため、集光型放電ランプ44の上述した過冷却を防止することができる。
これに加え、ランプ交換時に集光型放電ランプ44のネック部61Aがランプ取付台50の台座52にしっかりと嵌っていない場合には、上述したように、当該ランプ取付台50のカバー58の突起部58Aによってスライドカバー7が閉めることができなくなるため、波長選択フィルタ42も挿入できなくなり、インターロックが解除されることはないため、集光型放電ランプ44の装着が不十分な状態でのランプ点灯を確実に防止できる。
すなわち、本実施形態によれば、安定器38に電力を供給するAD/DC電源アダプタ16を装置本体4の外に設けたため、装置本体4の小型化が可能になる。特に、装置本体4内を電気部品収納室21と光学系収納室22とに仕切板としての光源基台24で仕切り、電気部品収納室21には安定器38と集光型放電ランプ44の点灯制御回路基板34とを上下に重ねて配置しため、当該電気部品収納室21がコンパクトになる。
また、光学系収納室22にあっては、口金6と集光型放電ランプ44とを光源基台24に平行な直線K上に配置したため、光学系収納室22の横幅(光源基台24の側面に垂直な方向の長さ)が不要に延びることがなく、装置の小型化が可能になる。
これに加え、光学系収納室22から電気部品収納室21への漏れ光及び熱の移動を光源基台24が遮蔽するため、漏れ光や熱の影響を気にすることなく光学系部品の近くに電気部品を配置することができ、装置の小型化が容易となる。
さらに、電気部品収納室21の前面4A側の外気導入口12から導入した外気を光源基台24のスリット48を通じて光学系収納室22に導入し、集光型放電ランプ44を含む光学部品を冷却する構成としたため、光学系収納室22に外気導入口12を設けるスペースを確保する必要がなく、装置の大型化を防止することができる。
この構成によれば、集光型放電ランプ44のフランジ部分62Aが押さえバネ56によってフロント板54に密着するためランプの光軸が規定の光軸Kと平行になり、また、ネック部61Aがカバー58の押さえ部57で押さえられるため、ランプの光軸の位置が規定の光軸Kの位置に合わせられる。すなわち、集光型放電ランプ44をランプ取付台50に取り付け、カバー58を閉じるだけで簡単かつ正確に光軸が合わせられ、ランプ交換が容易となる。
これにより、装置本体4への光学部品の組み込み時に、各部品の光軸がずれることが無く、装置の組み立て作業が容易になる。
例えば、上述した実施形態では、画像処理検査装置に設けて好適な光源装置を例示したが、本発明に係る光源装置を、画像を投射するプロジェクタ装置(画像投射装置)としても用いることができる。
4 装置本体
6 口金
7 スライドカバー
12 外気導入口
16 AC/DC電源アダプタ
21 電気部品収納室
22 光学系収納室
24 光源基台(仕切板)
30 内蔵ユニット
32 フレーム板
34 点灯制御回路基板
36 モータードライバー
38 安定器
39 吸気ファン
40 調光板
42 波長選択フィルタ
44 集光型放電ランプ
45A 突出部
46 排気ファン
48 スリット(挿入開口)
49 モーター
50 ランプ取付台
52 台座
54 フロント板
56 押さえバネ
57 押さえ部
58 カバー
60 タイミングベルト(動力伝達手段)
61A ネック部
62 集光型反射鏡
62A フランジ部分
63 ボールレンズ
70 連通孔
72 インターロック回路
74 インターロックスイッチ
75 操作片
K 光軸(直線)
Claims (3)
- 集光型放電ランプ及び安定器を内蔵した装置本体を備え、当該装置本体に設けた光出射口から光を出力する光源装置において、
前記安定器に電力を供給する電源ユニットを前記装置本体の外に備え、
前記装置本体内には電気部品収納室と光学系収納室とに仕切る仕切板を備え、
前記電気部品収納室には前記安定器と前記集光型放電ランプの点灯制御回路基板とを上下に重ねて配置し、前記光学系収納室には前記光出射口及び前記集光型放電ランプを前記仕切板に平行な直線上に配置し、
前記集光型放電ランプと前記光出射口との間に設けられ、前記光出射口に入射する光量を回転に応じて調整する調光板を備え、
前記仕切板には、前記調光板を挿入し前記電気部品収納室から前記光学系収納室に亘って配置する挿入開口を設け、
前記電気部品収納室の前面に吸気ファンを設け、前記光学系収納室の背面に排気ファンを設け、
前記電気部品収納室の前面から取り込んだ外気を前記調光板の挿入開口を通じて前記光学系収納室に導入し前記集光型放電ランプを冷却し前記排気ファンから排気する
ことを特徴とする光源装置。 - 前記調光板を回転するモーターを前記電気部品収納室に配置し、当該モーターの出力軸を前記調光板の中心軸に動力伝達手段を介して連結したことを特徴とする請求項1に記載の光源装置。
- 前記光出射口に接続されたライトガイドに前記集光型放電ランプの光を導入するボールレンズを当該光出射口に内設したことを特徴とする請求項1又は2に記載の光源装置。
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