JPH01136037A - Ｈｉｄランプ光出力安定化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はメタルハライドランプのようなＨＩＤランプに
関し、特にその光出力を安定化する装置に関する。

〔従来の技術］ 分光分析の分野においては、紫外領域から可視領域にわ
たる広い波長領域の光が用いられている。

分光分析装置の中でも、物質の吸収により定性。

定量分析を行う装置の光源には、特に光出力のゆらぎが
少ないことが重要になっている。上記目的のために、特
別に開発されたメタルハライドランプにおいても、光出
力のゆらぎを０．０５％以下にすることは困難であり、
一般照明用に用いられているＨＩＤランプ（高圧水銀ラ
ンプ、高圧ナトリウムランプ、メタルハライドランプ等
、動作時の蒸気圧が１気圧界度、あるいはそれ以上の高
圧蒸気放電灯をいう）にあっては、通常０−５％程度の
ゆらぎがあり、アークがスネークする場合には数％程度
のゆらぎになる。

なお、実公昭４８−５１１２号あるいは米国特許３５６
２５８３号に記されているように、アークに１ｉ１ｉｎ
を作用させて上記アークのスネークを防止する方法も既
に発明されているが、上記の各方法では。

一般照明用としての光のちらつき、あるいはアークの曲
りによるランプの劣化を防止する上では、十分な効果が
得られるものの、光出力のゆらぎを０．０５％以下にす
るという要請の゛高度な安定化の舛めには不十分であっ
た。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記のように、従来技術ではＨＩＤランプの安定性が十
分でなく、特に、吸光光度計等のように高度な安定性が
要求される分野で用いるには不都合であった。

本発明の目的は、ＨＩＤランプの光出力のゆらぎを０．
０５％以下にした。高度に安定なＨｌｒ）ランプ光出力
安定化装置を得ることにあり、さらに、アークの広がり
が、スペクトルによって異なる点を考慮して、受光器に
結像されるアークの像を鮮明かつ急峻にするとともに、
赤外線による受光器の昇温を除いて、アーク位置検出器
のノイズやドリフトを防止することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、ＨＩＤランプにおけるアークの変位を検出
し、上記変化に対応してアークに磁場を作用させ、上記
アークの位置を矯正する上で、上記アーク位置検出器の
受光器とランプとの間に所定の波長の光を透過するフィ
ルターを設けることにより達成される。

〔作用〕

本発明によるＨ　Ｉ　Ｄランプ光出力安定化装置は、ア
ークの位置を監視する手段とアークとの間にフィルター
を設けることにより、所定の波長で見たアークの発光像
がアーク位置を監視するための受光器に結像される。そ
れによって、各波長で異った広がりを持つアークの発光
像の中、比欺的光強度が強く、広がりの狭い波長を選ん
で受光器に入射させた場合、アークからのすべての光を
入射された場合に比べて、ア・−り位置の検出精度を高
めることが可能となり、したがって、アークの位置制御
精度が向上し、光出力のゆらぎをより−・層低減するこ
とが可能となる。又、ランプから放射される多量の赤外
線等をｉＩ！断することにより、受光器の輻射熱による
昇温を防止することができ、ノイズやドリフトを抑える
ことができる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面と共に説明する。

第１図は本発明によるＨＩＤランプ光出力安定化装置の
一実施例を示すブロック図、第２図は上記ＨＩＤランプ
の波長別の・アーク広がりの大きさを示す図である。第
１図において、１はＨＩＤランプ、２はアーク位置検出
器、３は磁場制御回路。

４は磁場発生用コイル、５はレンズ、６は分光光度計で
ある。ＨＩＤランプ１の光出力は集光されて分光光度計
６の入口スリット（図示省略）上に結像される。このと
き、分光光度計６に入る入射光の強さは、ＨＩＤランプ
１の光出力の時間的ゆらぎと、ＨＴ’Ｄランプ１のアー
ク位置の変化に基づくゆらぎとに影響される。上記各ゆ
らぎのうち、前者はＨＩＤランプ１を定電流回路で点灯
する方法、または、分光光度計内で入射光を２経路の光
束に分割し１分割光の一方を参照先にすることで補正、
できる。しかし、後者のゆらぎは上記の方法では充分に
補正できないために、ＨＩ　Ｄランプ１自身でアークの
位置の変位を補正しなければならない。

上記補正のために設けたコイル４は、アーク位置を矯正
するために、磁場制御回路３により制御された磁場を発
生する。アークの長さ１ｃｍ、アーク電流０．７Ａのと
き、上記コイル４はコイル半径１．５ｃｍ、ターン数１
２の空胴コイルとし、アークから１．５ｃｍ離し、アー
クの軸とコイル４の中心軸とが直交するように設け、上
記コイル４に０．１Ａ程度の電流を流して発生する磁場
のローレンス力により、アーク位置の変位を十分に抑え
ることができた。

アーク位置検出器２は直径Ｑ　ン５　ｍｍの針穴により
アークの像を結像させ、結像面にホトダイオードを２個
設け、両ホトダイオードに入射する光量の差の増減をア
ーク位置の変位量としたものであり、上記変位量に応じ
た信号は磁場制御回路３により上記コイル４に流れる電
流に変換される。

上記両ホトダイオード上に結像されたアークの像ｉ、第
２図に示すとおり、各波長によってその広がりが異なる
。すなわち、アークはその中心部で温度が高く、周辺部
へ行くに従って温度が低下しているから、励起準位の高
い発光１例えば水銀の２８９ｎｍスペクトルはアーク温
度の高いアーク中心部で強く発光するが、アーク周辺部
では発光せず、一方、ジスプロシウムの４００ｎｍスペ
クトルでは上記水銀スペクトルの広がりの約２．５倍に
達しており、肉眼視でのアークの広がり以上に広がって
いる。このように、アークの広がりは。

ランプ封入物の種類、並びに励起準位の違いに応じて、
各スペクトル毎に異なっているのに対して。

アーク位置検出器の位置検出精度は、両ホトダイオード
の位置を位置に対しての相対強度の勾配が最も大きな所
に設置した場合に最も高くなる。したがって、アークか
らの全放射光がホトダイオードに入る場合は、いわばボ
ケた像を見ることになるのに対して、特定の波長の光の
みホトダイオードに入る場合の方がアーク位置検出精度
が向上し、ひいてはランプからの光出力のゆらぎを小さ
くすべく制御することが可能となる。

アークから放射される光のうち、所定の光のみ受光器に
入射させるためにはフィルターを用いるのが簡便であり
、プリズム等を用いることも可能である。また１通常、
水銀のラインスペクトルが強度が強く、位置の広がりが
狭いことから、フィルターの透過光をこのスペクトルに
合わせるのが有利である。

なお、上記ホトダイオードの代りに、ホトダイオードア
レイを用いることもｉ＋７能であり、この場合には位置
検出用として用いるホトダイオードの間隔を小さくする
ことができ、アーク位置検出器２の大きさを小さくする
ことができる。さらに、上記検出器２の針穴の代りにレ
ンズ等を用いてもよく、いずれの場合も、上記分光光度
計６の入射スリットに入る光束のゆらぎを、一般に発光
が極めて安定な重水素ランプの発光光束のゆらぎと同程
度である０、０５％以下に容易にすることが可能である
。

さらに、ランプから放射される赤外線等をフィルターで
同時に遮断することにより、受光器の輻射熱による昇温
を防止でき、ノイズやドリフトを抑えることが可能とな
る。

〔発明の効果〕

上記のように本発明によるＨ　Ｉ　Ｄランプ光出力安定
化装置は、ＨＩＤランプと、ａ　Ｈｒ　ｏランプのアー
クに作用する磁場を発生する手段と、上記アークの位置
変化を検出する手段と、上記検出手段の出力信号により
上記磁場発生手段を作用させ。

上記アーク位置を矯正する手段とを備えた装置において
、上記ＨＩＤランプと上記検出手段の受光器との間にフ
ィルターを設け、ランプから放射される光のうち、特定
の波長の光のみ受光器に入射させることができるので、
アーク位置の変位を高精度で検出でき、したがって、ア
ーク位置のゆらぎ、あるいはスネーク等を高度に矯Ｉト
することができ、これに伴って生じる光量の変化を抑制
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるＨ　Ｉ　Ｄランプ光出力安定化装
置を示すブロック図、第２図はアークの発光点の広がり
が波長によって異なることを示す特性図である。 １・・・ＴＩ　Ｉ　Ｄランプ、２・・・アーク位ＩＰ！
検出器、３・・・磁場制御回路、４・・・磁場発生用コ
イル、６・・・分光光度計、７・・・フィルター。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、ＨＩＤランプと、該ＨＩＤランプのアークに作用す
   る磁場を発生する手段と、上記アークの位置変化を検出
   する手段と、上記検出手段の出力信号により上記磁場発
   生手段を作用させ、上記アーク位置を矯正する手段とを
   備えたＨＩＤランプ光出力安定化装置において、上記Ｈ
   ＩＤランプと上記検出手段の受光器との間にフィルター
   を設け、ランプから放射される光のうち、特定の波長の
   光のみ受光器に入射させることを特徴とするＨＩＤラン
   プ光出力安定化装置。