(57)【要約】【課題】光ファイバーの入射面に確実に高圧放電灯から光を照射させることにより、温度上昇を抑えるとともに照度の抑制も抑える。【解決手段】高圧放電灯１１、リフレクタ１７およびソケット１８を一体的にモジュール化して光源モジュール１５０を構成し、高電圧の起動パルスを発生させ高圧放電灯１１を始動する筐体１２内に収容する。高圧放電灯１１から放射される光を、第１焦点Ｆ１となるリフレクタ１７で反射させた光を集光する位置を第２焦点Ｆ２とする。ライトガイド挿入孔２４にライトガイド２００を装着した状態で第２焦点Ｆ２にライトガイド２００の光ファイバー２６の一端を入射面する位置にくるように、筐体１２に取り付けた磁石２９とライトガイド２００の口金部２７に取り付けた磁石３０に吸着させることでライトガイド２００の位置決めと保持を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高電圧の起動パルスを発生させて始動する高圧放電灯を収容する筐体と、
前記高圧放電灯から放射される光を第１焦点で反射させるリフレクタと、
前記リフレクタから反射させた光を集光する第２焦点を入射面とし、前記筐体から集光された光を出射面から導出するライトガイドと、
前記ライトガイドを保持し、前記ライトガイドを前記筐体外に取り出すため前記筐体の一部に形成されたライトガイド挿入孔と、を具備し、
前記ライトガイドの入射面を前記第２焦点位置に位置させて前記ライトガイド挿入孔に取り付ける場合は、磁石による吸着手段により前記ライトガイドの位置決めと保持を行うことを特徴とする高圧放電灯装置。
【請求項２】
前記ライトガイド挿入孔の内周面に凹部を、前記ライトガイド挿入孔に挿入される前記ライトガイドの外周面に取り付けた口金部の外周面に凸部をそれぞれ形成し、前記凸部が前記凹部嵌合された位置を、前記ライトガイドの入射面と、前記第２焦点が一致した位置としたことを特徴とする請求項１記載の高圧放電灯装置。
【請求項３】
前記ライトガイド挿入孔内に、通常は閉じた状態に付勢されるシャッターを開閉自在に取り付け、該シャッターは、前記ライトガイドが前記ライトガイド挿入孔内に装着された場合に開放可能としたことを特徴とする請求項１または２記載の高圧放電灯装置。
【請求項４】
前記ライトガイド挿入孔と前記リフレクタとの間に、これらの位置決めを図るスペーサを配置したことを特徴とする請求項１に記載の高圧放電灯装置。
【請求項５】
前記ライトガイド挿入孔側の前記スペーサに、通常は閉じた状態に付勢されるシャッターを開閉自在に取り付け、前記シャッターは、前記ライトガイドが前記ライトガイド挿入孔内に装着された場合に開放可能としたことを特徴とする請求項１または２記載の高圧放電灯装置。
【請求項６】
前記スペーサに凹部を、前記ライトガイドの外周面に取り付けた口金部の外周面に凸部をそれぞれ形成し、前記凸部が前記凹部嵌合された位置を、前記ライトガイドの入射面と、前記第２焦点が一致した位置としたことを特徴とする請求項４記載の高圧放電灯装置。
【請求項７】
前記ライトガイド挿入孔の内周面にナットを、前記ライトガイドの外周面に取り付けた口金部の外周面にネジをそれぞれ形成し、前記ネジが前記ナットに螺合することで前記ライトガイドの入射面と、前記第２焦点が一致した位置としたことを特徴とする請求項１記載の高圧放電灯装置。
【請求項８】
前記ライトガイド挿入孔の内周面に凹部を、前記ライトガイド挿入孔に挿入される前記ライトガイドの外周面に取り付けた口金部の外周面に凸部をそれぞれ形成し、前記ネジを前記ナットに螺合して行き、前記凸部が前記凹部嵌合された位置を、前記ライトガイドの入射面と、前記第２焦点が一致した位置としたことを特徴とする請求項７記載の高圧放電灯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、起動時に高電圧の起動パルスを要する高圧放電灯を光源として用いた高圧放電灯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、スポット照明として用いられる高圧放電灯装置は、口金部を取り付けた入射端部にガラス棒を接続し、ガラス棒の一部を口金部から突出させる光ファイバーの入射端部から放電ランプの光を入射させ、光ファイバーの出射端部からスポット照明が得られるようにしている。（例えば、特許文献１）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−７５０４６公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記した特許文献１の技術は、熱線フィルターを用いて高圧放電灯から光ファイバーに照射される熱線を抑えることで、光ファイバーが必要以上に加熱されることを防止しているが、熱線フィルターは熱線を抑えにはなるものの、照度を抑えることになり、光ファイバーを介して得られる照度が抑えられる、という問題があった。
【０００５】
この発明の目的は、光ファイバーの入射面に確実に高圧放電灯から光を照射させることにより、温度上昇を抑えるとともに照度の抑制も抑えることのできる高圧放電灯装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記した課題を解決するために、この発明の高圧放電灯装置は、高電圧の起動パルスを発生させて始動する高圧放電灯を収容する筐体と、前記高圧放電灯から放射される光を第１焦点で反射させるリフレクタと、前記リフレクタから反射させた光を集光する第２焦点を入射面とし、前記筐体から集光された光を出射面から導出するライトガイドと、前記ライトガイドの入射面を前記第２焦点に保持し、前記ライトガイドを前記筐体外に取り出すため前記筐体の一部に形成されたライトガイド挿入孔と、を具備し、前記ライトガイドの入射面を前記第２焦点位置に位置させて前記ライトガイド挿入孔に取り付ける場合は、磁石による吸着手段により前記ライトガイドの位置決めと保持を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、ライトガイドが必要以上に加熱されることを防止するとともに、放射光を確実に直接ライトガイドに取り込むことにより照度の減衰を抑えることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明の高圧放電灯装置に関する第１の実施形態について説明するための分解斜視図である。
【図２】図１のＩａ−Ｉｂ線に沿った断面図である。
【図３】図２の要部の断面図である。
【図４】高圧放電灯装置の点灯回路について説明するための回路構成図である。
【図５】この発明の高圧放電灯装置に関する第２の実施形態について説明するためのライトガイド装着前の断面図である。
【図６】図５のライトガイド装着後の要部の断面図である。
【図７】この発明の高圧放電灯装置に関する第３の実施形態について説明するための断面図である。
【図８】図７のライトガイド装着後の要部の断面図である。
【図９】この発明の高圧放電灯装置に関する第４の実施形態について説明するためのライトガイド装着後の要部の断面図である。
【図１０】この発明の高圧放電灯装置に関する第５の実施形態について説明するためのライトガイド装着前の要部の断面図である。
【図１１】図１０のライトガイド装着後の要部の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１０】
図１〜図３は、この発明の高圧放電灯装置に関する第１の実施形態について説明するための、図１は要部の分解斜視図、図２は図１のＩａ−Ｉｂ線に沿った断面図、図３は図２の要部の断面図である。なお、以下に説明する各実施形態おいて、この第１の実施形態と同一の構成部分には同一の符号を付し、異なる部分について説明する。
【００１１】
図１、図２に示す、高圧放電灯装置１００はスポット照明装置であり、この高圧放電灯装置１００は、例えば、筐体１２に外部接続するライトガイド２００を通じて照射対象に照明光をスポット照射するものである。
【００１２】
高圧放電灯装置１００は、例えば、起動時に高電圧の起動パルスを必要とする高圧放電灯１１と、外部の交流電源から高圧放電灯１１までの電源供給経路上に介装される点灯回路とを有し、これらが筐体１２内に収容されて要部が構成されている。
【００１３】
筐体１２の内部は、隔壁によって上下２室に区画されている。そして、筐体１２内の上段側に画成された空間が灯室１３として構成され、下段側に画成された空間が回路室１４として構成されている。
【００１４】
また、筐体１２の上部には、灯室１３を外部に連通する作業用開口部１５が開口され、この作業用開口部１５には、作業用開口部１５を開閉する蓋体１６が嵌脱自在に嵌合されている。例えば、図１に示すように、作業用開口部１５は、筐体１２の上面から左右側面にかけての所定領域を開口するものであり、この作業用開口部１５の縁辺部には段部１５１が周設されている。そして、蓋体１６の内面が段部１５１に対して嵌合することにより、蓋体１６は作業用開口部１５を閉塞する。
【００１５】
灯室１３内には、高圧放電灯１１が収容されている。高圧放電灯１１は、予め灯室１３外において、リフレクタ１７およびソケット１８と一体にモジュール化されて光源モジュール１５０を構成する。そして、高圧放電灯１１は光源モジュール１５０の状態で、作業用開口部１５を通じて灯室１３内に収容され、光源保持部２０を介して灯室１３内に保持されている。
【００１６】
リフレクタ１７は、例えば、回転楕円の一部形状をなす反射凹面１７１を備えた楕円リフレクタで構成されている。このリフレクタ１７の基部にはバルブ挿通孔１７２が開口され、このバルブ挿通孔１７２には、高圧放電灯１１の先端側が挿入されている。さらに、リフレクタ１７の基部にはソケット１８が嵌合可能となっており、この嵌合により、ソケット１８は、高圧放電灯１１と電気的に接続するとともに、当該高圧放電灯１１をリフレクタ１７に保持する。
【００１７】
このとき、高圧放電灯１１の発光部１１１は、反射凹面１７１の内部に臨ませ、図２に示すように反射凹面１７１の第１焦点Ｆ１に位置決めされる。これにより、リフレクタ１７は、高圧放電灯１１の発光部１１１から放射された光を反射凹面１７１で反射させ、第２焦点Ｆ２に集光する。
【００１８】
光源保持部２０は、例えば、灯室１３内の先端側に固設されたスペーサ２１と、灯室１３内のシャーシ２２に摺動可能に取着された支持部２３とを有する。
【００１９】
スペーサ２１は、筐体１２の先端面に開口するライトガイド挿入孔２４と同軸上に光源モジュール１５０を位置決めするためのもので、このスペーサ２１の基端部には、リフレクタ１７の先端部と嵌合可能な段部２１１が周設されている。また、段部２１１の内周側には、リフレクタ１７で適正に集光されることなく放射された迷光を遮光するための遮光面２１２が凹設され、さらに、この遮光面２１２の底部にはライトガイド挿入孔２４に連通する導光孔２１３が開口されている。
【００２０】
そして、段部２１１にリフレクタ１７が適正に嵌合されると、スペーサ２１は、ライトガイド挿入孔２４の光軸に光軸Ｏを一致させるとともに、ライトガイド挿入孔２４に挿入されたライトガイド２００の入射面２６４に対して第２焦点Ｆ２を一致させる位置に、リフレクタ１７を位置決めする。
【００２１】
支持部２３は、例えば、ライトガイド挿入孔２４と同軸上に配設され、光源モジュール１５０を支持する円筒状のホルダー２３１とシャーシ２２に摺動可能に収容されるピストン２３２で構成されている。また、ホルダー２３１とシャーシ２２との間にはスプリング２５が介装され、このスプリング２５によって、ホルダー２３１は、スペーサ２１側に付勢されている。ホルダー２３１は、スペーサ２１との間に光源モジュール１５０を保持（挟持）可能な位置まで進出される。
【００２２】
図３に示すように、ライトガイド挿入孔２４には、高圧放電灯１１で発光された光を外部に照射させるためのライトガイド２００の入射側が挿着されている。ライトガイド２００は、光ファイバー２６と口金部２７から構成される。光ファイバー２６は、ガラスコア２６１とこのガラスコア２６１に光学的に接続されたプラスティックコア２６２、それにガラスコア２６１とプラスティックコア２６２の外周面に、一体的に配置されたクラッド２６３から構成される。
【００２３】
口金部２７は、ガラスコア２６１の入射面２６４を剥き出しの状態となるような形状で、ガラスコア２６１とプラスティックコア２６２を跨るクラッド２６３の部分を保持している。口金部２７のガラスコア２６１の周辺部には、磁石２９が取着されている。
【００２４】
また、スペーサ２１の導光孔２１３と同芯的に筐体１２に形成された透孔の周辺でかつ磁石２９と対向する筐体１２には、磁石３０が取着される。この磁石３０と口金部２７側の磁石２９とは吸着する関係にある。
【００２５】
従って、ライトガイド２００の口金部２７をライトガイド挿入孔２４に挿入した後は、磁石２９，３０の吸引力で確実にライトガイド２００の入射面２６４が第２焦点Ｆ２に集光する。これにより、高圧放電灯１１の発光部１１１から放射された光をライトガイド２００に確実に効率的に入射させることができる。
【００２６】
なお、口金部２７の外周面には凸部２７１を、ライトガイド挿入孔２４の内周面には磁石２９，３０が吸着した状態で凸部２７１と嵌合可能な凹部２４１をそれぞれ形成することで、磁石２９，３０の吸着力に抗する力が働いた場合にもライトガイド２００がライトガイド挿入孔２４から外れることを防止させることができる。
【００２７】
さらに、回路室１４内には、点灯回路１４１が収容されている。図４に示すように、この点灯回路１４１は、外部電源４１からの電力供給を受け、高圧放電灯１１の起動時に高電圧の起動パルスを発生させるイグナイタ回路４２と、高圧放電灯１１起動後（点灯後）の安定した点灯状態を維持させるためのバラスト回路４３とから構成される。そして、点灯回路１４１は、インターロックスイッチ４４を介して外部電源４１に接続されているとともに、電源供給経路４５上に介在するコネクタ４６を介して高圧放電灯１１に接続されている。
【００２８】
インターロックスイッチ４４は、頂部にプッシュボタン４４１を備えた常開のプッシュ式スイッチで構成されている。このインターロックスイッチ４４は、プッシュボタン４４１が筐体１２の側壁１２１近傍で作業用開口部１５に臨む位置において、隔壁１３１上に固設されている。そして、インターロックスイッチ４４は、プッシュボタン４４１が押圧されたときオンされ、外部電源５１側と点灯回路１４１側とを電気的に接続する。その一方で、インターロックスイッチ４４は、プッシュボタン４４１の押圧が解除されたときオフされ、外部電源５１側と点灯回路１４１側との電気的な接続を遮断する。
【００２９】
コネクタ４６は、灯室１３内に配設されている。このコネクタ４６は、灯室１３内に固設された固定側コネクタ部４６１と、この固定側コネクタ部４６１に嵌脱自在な可動側コネクタ部４６２とを有して構成されている。固定側コネクタ部４６１は、点灯回路１４１側と電気的に接続されている。可動側コネクタ部４６２は、ソケット１８を介して高圧放電灯１１側と電気的に接続されている。そして、可動側コネクタ部４６２が固定側コネクタ部４６１に嵌合されることにより、高圧放電灯１１は点灯回路１４１と電気的に接続される。
【００３０】
これにより、蓋体１６が離脱されて作業用開口部１５が開放されている場合、プッシュボタン４４１が押圧されることはなく、インターロックスイッチ４４のオフ状態が維持される。従って、ユーザが高圧放電灯１１の交換作業等を行う場合にも、外部電源５１側と点灯回路１４１側との電気的な接続が遮断される。
【００３１】
上記した実施形態では、磁石同士の吸着力によりライトガイドの入射面を第２焦点Ｆ２に確実に保持させることが可能となる。なお、磁石２９，３０のいずれか一方は磁性体金属にしても構わない。
【００３２】
図５、図６は、この発明の高圧放電灯装置に関する第２の実施形態について説明するための、図５は断面図、図６は図５の要部の断面図である。
【００３３】
この実施形態は、導光孔２１３側のライトガイド挿入孔２４内に、ライトガイド２００の抜き差しで可動するシャッター５１を取り付けたものである。シャッター５１は、例えばバネ５２等の付勢手段を用い、常にライトガイド挿入孔２４を塞ぐ状態となるように取り付けられている。シャッター５１は、ライトガイド２００が装着された場合に、ライトガイド２００に基づいて開放される。シャッター５１の例えば一方が固定されたヒンジに取り付けられ、さらにバネ５２は、ヒンジが常に開く状態で作用するように取り付けられている。
【００３４】
ライトガイド２００の口金部２７の外周面には、凸部２７１が、ライトガイド挿入孔２４の内周面には凹部２４１がそれぞれ形成される。凸部２７１と凹部２４１が形成される位置は、凸部２７１と凹部２４１が嵌合された状態で、高圧放電灯１１から放射された光がライトガイド２００のガラスコア２６１の入射面２６４を第２焦点Ｆ２の位置となる関係に設計する。
【００３５】
ここで、口金部２７の凸部２７１が、ライトガイド挿入孔２４の凹部２４１に嵌合される前の図５の状態から、凹部２４１に嵌合される図６の状態について説明する。
【００３６】
まず、ライトガイド挿入孔２４に口金部２７を挿入して行くと、図６に示すように凸部２７１が凹部２４１に嵌合する。このとき、シャッター５１は図５のガラスコア２６１の入射面２６４を塞いだ状態から口金部２７の挿入により開放され、凸部２７１と凹部２４１の嵌合によりこの状態を保持する。
【００３７】
これにより、高圧放電灯１１からの光を適切な状態でライトガイド２００の図示しない出射面から照射させることができる。なお、凸部２７１と凹部２４１との嵌合は、位置決めのほかにライトガイド２００の抜け防止にも寄与する。
【００３８】
この実施形態では、ライトガイド２００がライトガイド挿入孔２４に装着されていない状態あるいは正規の位置に装着されていない状態での不適当な状態下では、ライトガイド２００の出射面から照射されることやライトガイド挿入孔２４から直接照射されることを防止することができる。
【００３９】
図７、図８は、この発明の高圧放電灯装置に関する第３の実施形態について説明するための、図７は図５に相当する要部の断面図、図８は図６に相当する図７の要部の断面図である。
【００４０】
この実施形態は、シャッター５１をライトガイド挿入孔２４に連通する導光孔２１３が形成されるスペーサ２１に取り付けられたものである。この場合、スペーサ２１の一部にシャッター５１を取り付けるための逃げの部分や、ライトガイド２００がシャッター５１を開放させるために余分にスペーサ２１側に移動させるための逃げの部分が形成されている。
【００４１】
この実施形態でも、ライトガイド２００がライトガイド挿入孔２４に装着されていない状態あるいは正規の位置に装着されていない状態での不適当な状態下では、ライトガイド２００の出射面から照射されることや直接ライトガイド挿入孔２４から照射されることを防止することができる。
【００４２】
これに加え、シャッター５１は、スペーサ２１の表面に取り付けることができることから、シャッター５１の装着性の向上を図ることができる。
【００４３】
図９は、この発明の高圧放電灯装置に関する第４の実施形態について説明するための断面図である。
【００４４】
この実施形態は、シャッターを無くし、スペーサ２１側に、上記した実施形態のライトガイド挿入孔２４の内周面に形成された凹部に相当する凹部９１を形成したものである。また、口金部２７の凸部２７１は、凹部９１に形成位置に合わせ、凹部９１と凸部２７１が嵌合した場合にライトガイド２００の入射面２６４が第２焦点Ｆ２の位置となる構成にしている。
【００４５】
この場合、シャッターがない分ライトガイド２００が外れたときに、ライトガイド挿入孔２４から直接照射される不具合はあるが、凹部９１と凸部２７１の嵌合を確実なものとすることにより、シャッターがない分の構成の簡略化を図ることができる。
【００４６】
図１０、図１１は、この発明の高圧放電灯装置に関する第５の実施形態について説明するための、図１０はライトガイド装着前の要部の断面図、図１１はライトガイド装着後の要部の断面図である。
【００４７】
この実施形態は、ライトガイド２００の入射面２６４に近い口金部２７の外周面にネジ１０１を、導光孔２１３に近いライトガイド挿入孔２４の内周面にナット１０２をそれぞれ形成したものである。ネジ１０１は、ナット１０２に対し回しながら移動させることにより螺合させることができる。
【００４８】
つまり、図１０において、ライトガイド２００の口金部２７を図中左方向に移動させ、ネジ１０１の山部がナット１０２に当接した状態でネジ１０１をライトガイド２００とともに回転させて行き、図１１に示すように、凸部２７１と凹部２４１が嵌合される。この嵌合位置は、高圧放電灯１１から放射された光をリフレクタ１７の反射凹面１７１の第１焦点Ｆ１で反射させ第２焦点Ｆ２として集光するライトガイド２００の入射面２６４となるように設計する。
【００４９】
これにより、口金部２７とライトガイド挿入孔２４とを螺合させることで、ライトガイド挿入孔２４からライトガイド２００が抜け落ちることを防止することができる。また、凸部２７１と凹部２４１を形成位置の寸法管理を確実なものとすることにより、凸部２７１と凹部２４１を嵌合させたときに、ライトガイド２００の入射面２６４を確実に第２焦点Ｆ２の位置とする位置決めが可能となる。
【００５０】
この実施形態では、螺合手段を用いてライトガイドの抜けを確実に防止することができるとともに、ライトガイドの位置合わせも確実なものとすることができる。
【００５１】
なお、凸部２７１と凹部２４１は必ずしも必要ではなく、例えば、ネジ１０１をナット１０２の最終までねじ込んだときを、凸部２７１と凹部２４１が嵌合されたときと同じ条件に設定することで、凸部２７１と凹部２４１がなくても同様の精度を確保することが可能となる。
【符号の説明】
【００５２】
１００  高圧放電灯装置
１５０  光源モジュール
２００  ライトガイド
１１  高圧放電灯
１１１  発光部
１２  筐体
１７  リフレクタ
１７１  反射凹面
１７２  バルブ挿通孔
２０  光源保持部
２１  スペーサ
２１３  導光孔
２２  シャーシ
２３  支持部
２３１  ホルダー
２４  ライトガイド挿入孔
２４１，９１  凹部
２６  光ファイバー
２６１  ガラスコア
２６２  プラスティックコア
２６３  クラッド
２６４  入射面
２７  口金部
２７１  凸部
２９，３０  磁石
５１  シャッター
５２  バネ
１０１  ネジ
１０２  ナット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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