JPH01136038A - 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、特に光出力の安定化をはかるための装置に関する
。

［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気圧程度、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、アークに磁場を作用
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
な安定化のた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ＨＩＤランプ光出力安
定化装置を得ることにあり、さらに、誤信号による誤動
作を防止するとともに、ランプ始動時のアークのゆらぎ
に過敏に反応してランプの立消えをもたらす要因を取り
除くことにより、ランプの信頼性をより一層高めること
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、上記アーク位置を矯正す
る手段にリミッタ−を設け、アーク位置を矯正するため
の磁場が所定の強さを超えて、かつ所定の時間を超えて
アークに作用することを防止することにより達成され、
又、ランプ始動時には、上記磁場の強さを弱めるが、あ
るいは零とすることにより達成される。

〔作用〕

本発明によるＨＩＤランプ光出力安定化装置は、ＨＩ　
Ｄランプの近傍に設けたコイルに電流を流すことにより
発生する磁場が、ローレンス力によりアークを変化させ
るとともに、上記アークの位置を監視する手段からの制
御により、所望の位置に上記アークを固定するものであ
り、特に、アーク位置を矯正する手段にリミッタ−を設
けたものである。それによって８、アーク位置を監視す
る手段の監視範囲からアークが逸脱したり、あるいは検
出器の誤動作により、アークを変位させる磁場の強さが
過度となり、アークが発光管の壁に押し付けられた状態
となった場合においても、発光管が過熱する前に上記磁
場の強さを適正なものとし、ランプの信頼性を損うこと
を防止することができる。

又、ランプ始動時には、上記磁場の強さを弱めるか、あ
るいは零とすることにより、ランプの立消えを防止する
ことができる。

〔実施例〕

以下、本発明の−・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である。同図において、１は
ＨＩ　Ｄ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、ＨＩＤランプ１のア
ーク位置０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ＨＩ　Ｄ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、分割光の一方を参照光にすること
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
１２の空胴コイルとし、アークから１　、５ｃｎｉ　ｌ
＊　シ、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、」１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
化を十分に抑えることができる。

アーク位置検出器２は直径Ｑ、５ｍｍの針穴によりアー
クの像を結像させ、結像面にホ１−ダイオ−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。

また、アークの長さ５ｃＩ１１、アーク電流３．３Ａの
場合には、コイル４として、コイル半径５ｃｍ、ターン
数２０の空胴コイルをアークから６ｃｍ隔てて設け、上
記コイルに０．１Ａ程度の電流を流すことにより、上記
アークの変位を抑えることができた。

このとき、何らかの異常（例えば、ランプに強力に磁石
を近づける）により、アーク位置検出器２の監視範囲か
らアークが逸脱した場合には、その異常となる原因が取
り除かれた後もアーク位置が監視範囲内に戻らない場合
が生じる。この場合にはアーク位置検出器２の出力信号
は誤信号となり、この誤信号により、磁場制御回路３が
大きい制御電流を流すと、磁場発生用コイルにより強い
磁場がアークに作用し、アークは壁に押し付けられた状
態のまま、アーク位置検出器２の監視範囲外に留まるこ
ととなるにうした状態が数分ないし、１０数分続くと、
ランプ１は回復不能な損傷を受けることとなる。

磁場制御回路内に組み込んだりミツターは、正常時のア
ークに作用させた場合にアーク位置が監視範囲外にまで
変位する程度の磁場を連続して数秒以上長くは持続させ
ない構造とすると良い。通常、アークのゆらぎは、数ｒ
ｎ　ｓないし数１０ｍ５の間比較的強い磁場を作用させ
ることにより充分に抑えることができる。従って上ｄｄ
リミッタ−を設けることによりアーク位置の制御に不都
合が生じることはない。

又、ランプ始動時に陰極輝点が必ずしも＠棒先端部に形
成されず、電極のコイル部分等に形成される場合がある
。こうした場合には、陰極輝点は不安定となり、陰極輝
点の移動に伴ってアークがゆらぐこととなる。このどき
、アークに強い磁場が作用すると、ランプが立消える場
合が生じ、したがって、ランプが定常点灯状態に達する
までの過渡時にはアーク位［矯正作用を弱め、定常状態
に達した後に所定のアーク位置矯正作用を行わしめるべ
く、上記リミッタ−を設定した。

上記リミッタ−は、タイマーの信号により動作し、磁場
発生用コイル４に流れる電流を所定の値に限定する。タ
イマーは、ランプ始動に連動してオンし、所定の時間後
にオフするまでの間、上記電流を限定する手段を動作さ
仕るものと、アーク位置検出器２の信号レベルが所定の
値を超えている間オンし、この時間が数秒持続したとき
上記電流を限定する手段を所定の時間動作させるものと
からなる。

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可能であり、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。

〔発明の効果〕

上記のように本発明によるＨＩＤランプ光出力安定化装
置は、ＨＩＤランプのアークに作用する磁場が所定の強
さあるいは所定の時間と超えてアークに作用することを
防止できる。また、ＨＩＤランプ始動後、所定の時間を
経た後、上記アーク矯正手段を所定の強さで作動させる
ことができる。

この結果、ＨＩＤランプの信頼性を損うことなく、アー
ク位置のゆらぎ、あるいはスネーク等を矯正することが
でき、これに伴って生じる光量の変化を効果的に抑制す
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
置の一実施例を示すブロック図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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、上記発
   生磁場が、所定の強さを超えて、かつ所定の時間を超え
   て上記アークに作用することを防止する手段を設けたこ
   とを特徴とするＨＩＤランプ光出力安定化装置。 ２、上記ＨＩＤランプ光出力安定化装置において、ＨＩ
   Ｄランプの始動後、所定の時間を経た後、上記アーク矯
   正手段を所定の強さで作動させることを特徴とする第１
   項記載のＨＩＤランプ光出力安定化装置。