(57)【要約】【課題】反射鏡正面に波長選択フィルタを配する場合でも、筐体に配された冷却ファンにより形成される空気流のみで、安定器や反射鏡内部を有効に冷却できるようにする。【解決手段】筐体（５）が二つのチャンバ（Ｃ１、Ｃ２）に仕切られ、安定器（１１）を収容するチャンバ（Ｃ１）に正面側吸気口（８）から背面側冷却ファン（９）に向かう空気流（Ｆ１）が形成される。仕切壁（１０）に形成された通風口（１２）を介して第二チャンバ（Ｃ２）に流入した空気流（Ｆ２）は、通風ガイド（２２）に沿って上昇し、フィルタ支持具（２０）の上端で反射鏡（３）側に反転され、各通風用切欠部（１５ａ〜１５ｄ）に向かう空気流（Ｆ３〜Ｆ６）に分岐される。底面側の通風用切欠部（１５ｂ）に向かう空気流（Ｆ４）は、整流板（２３）に沿って放電ランプ（２）のシール部先端（２ａ）に吹き付けられるように案内され、反射鏡（３）内が確実に冷却される。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源となる放電ランプにその光を集光させる反射鏡が取り付けられたランプユニットを内蔵した筐体に、前記ランプユニットの光軸と同軸的にライトガイドの光入射端を支持すると共に集光点近傍に位置させるライトガイド挿通孔が形成され、筐体正面側に形成された吸気口から筐体内に空気を吸い込んで外部に排出する冷却ファンが筐体背面側に配された光源装置において、
前記筐体内が、少なくとも、前記ランプユニットの光軸と並行に延びる仕切壁を介して第一チャンバ及び第二チャンバに仕切られ、第一チャンバは、前記放電ランプに電力を供給する安定器を収容し、その正面壁に前記吸気口が形成され、第二チャンバは、前記ランプユニットを収容し、反射鏡とその集光点との中間位置で前記仕切壁に形成された通風口を介して第一チャンバに連通すると共に、いずれのチャンバも背面側が前記冷却ファンに対向して開放され、
前記ランプユニットは、反射鏡の正面開口部に対応する開口を有する第二チャンバ内の隔壁に当接されて配され、反射鏡周側面の仕切壁側及びその対向面側には反射鏡正面側から反射鏡背面側に抜ける空気流路を形成する通風用切欠部が形成され、
前記反射鏡の集光光束を遮るように波長選択フィルタを交換可能に装着するフィルタ支持具が前記通風口と当該反射鏡との間に配されると共に、前記通風口にはフィルタ支持具の下方を通って反射鏡に向かう空気流が遮断されるように少なくともフィルタ支持具の下端位置までの高さを有する通風ガイドが配され、
前記フィルタ支持具又は波長選択フィルタには、前記通風口を通りフィルタ支持具を超えて反射鏡に向かう空気を放電ランプに案内する整流板が、集光光束の外側に位置するように形成されたことを特徴とする光源装置。
【請求項２】
前記ランプユニットが第二チャンバに着脱可能に装着されると共に、筐体の背面側にランプユニット取出用開口部が形成され、その蓋体に前記冷却ファンが設けられた請求項１記載の光源装置。
【請求項３】
前記フィルタ支持具と集光点の中間位置に、周方向に沿って開口幅が漸増する調光スリットを形成した調光板が回転可能に取り付けられた請求項１記載の光源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照射対象物に光を照射するライトガイドに、光源となる放電ランプの多波長光から任意の波長の光を選択して入射させる光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光源装置にライトガイドを接続した照明装置は、液晶基板その他の工業製品の検査装置における照明手段として用いられる場合がある。
この検査装置は、光源装置から照射された光をライトガイドで照射位置まで案内し、その光出射端から照射させて検査対象物を照明しながら、その画像をＣＣＤカメラ等の撮像装置で取り込んで所定の画像処理及び画像解析を行うことにより、対象物の良否判定を行っている。
【０００３】
図６はこの種の従来の光源装置４１を示し、光源となるメタルハライドランプ、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ等の放電ランプ４２とその光を集光させる反射鏡４３を備えたランプユニット４４や、放電ランプ４２に電力を供給する安定器４５などを内蔵する筐体４６に、ライトガイド４７の光入射端４７inがランプユニット４４の光軸Ｘ上に位置するように接続された構成が一般的である（特許文献１参照）。
そして、従来より、筐体４６の正面側に形成された吸気口４８から筐体４６内に空気を吸い込んで、筐体背面側に配された冷却ファン４９により筐体外部に排出する冷却空気流路を形成して、筐体内部の温度上昇を抑えている。
【０００４】
ところで、最近、上述のように検査装置などの照明装置として使用する場合に、撮像装置の感度や検査対象に応じて照明光の波長を任意に設定したいという要望がユーザより寄せられている。
この場合、反射鏡４３には全波長反射型の反射膜を形成し、ライトガイド４７の光入射端４７inと反射鏡４３との間に波長選択フィルタ５０（一点鎖線図示）を交換可能に配することにより、任意の波長の光をライトガイド４７に入射させることが可能となり、例えば、照明光として赤外光を含まない可視光を照射する場合は、波長選択フィルタ５０としてＩＲカットフィルタを用いる。
【０００５】
しかしながら、この場合、反射鏡４３の正面にその集光光束を遮るように波長選択フィルタ５０が介在されるので、集光光束に含まれる赤外線が波長選択フィルタ５０で反射され、この赤外光が反射鏡４３とＩＲカットフィルタ５０の間に閉じ込められて、その間の温度が許容温度以上に上昇するという問題が生じた。
【０００６】
しかも、反射鏡４３の正面に波長選択フィルタ５０が配されることにより、筐体正面の吸気口４８から冷却ファン４９に向かう冷却空気流路が形成されていても、反射鏡４３内部には流入しなくなるため、冷却空気流による冷却効果は著しく減少する。
さらに、集光光束の赤外線が波長選択フィルタ５０で反射されると、その一部が放電ランプ４２へ戻され、リード線５１が溶接されたシール部先端４２aの温度上昇を引き起こし、リード線５１が酸化し、溶断するおそれもある。
つまり、ランプユニット４４の正面に波長選択フィルタ５０を設けた構造においては、フィルタ５０を透過しない光成分が反射されて、その一部が放電ランプ４２へ戻されることにより、放電ランプ４２の過度な温度上昇が発生し、リード線５１の溶断、放電容器の変形や破裂等、短寿命の原因となる場合があった。
【０００７】
反射鏡内部の加熱を防ぐ手段としては、反射鏡側面に送風ファンを配し、反射鏡内部に向けて形成された送風口から強制的に冷却空気を吹き付けることが考えられる（特許文献２、３参照）。
しかしながら、この場合に、筐体内に配された安定器などを冷却する冷却空気流を形成する背面側の冷却ファンとは別に、反射鏡を冷却する専用の冷却ファンを設けなければならないことから、部品代が嵩むと同時に、消費電力が大きくなり、さらには、複数のファンを回転することにより生ずる騒音も大きくなるという問題を生ずる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−２５０７１２号公報
【特許文献２】特開２００５−１０７４７０号公報
【特許文献３】特開２００７−２８０６８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで本発明は、反射鏡正面に波長選択フィルタを配する場合でも、反射鏡の冷却ファンを別途設けることなく、筐体に配された冷却ファンにより形成される空気流のみで、安定器や反射鏡内部を有効に冷却できるようにすることを技術的課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、光源となる放電ランプにその光を集光させる反射鏡が取り付けられたランプユニットを内蔵した筐体に、前記ランプユニットの光軸と同軸的にライトガイドの光入射端を支持すると共に集光点近傍に位置させるライトガイド挿通孔が形成され、筐体正面側に形成された吸気口から筐体内に空気を吸い込んで外部に排出する冷却ファンが筐体背面側に配された光源装置において、
前記筐体内が、少なくとも、前記ランプユニットの光軸と並行に延びる仕切壁を介して第一チャンバ及び第二チャンバに仕切られ、第一チャンバは、前記放電ランプに電力を供給する安定器を収容し、その正面壁に前記吸気口が形成され、第二チャンバは、前記ランプユニットを収容し、反射鏡とその集光点との中間位置で前記仕切壁に形成された通風口を介して第一チャンバに連通すると共に、いずれのチャンバも背面側が前記冷却ファンに対向して開放され、
前記ランプユニットは、反射鏡の正面開口部に対応する開口を有する第二チャンバ内の隔壁に当接されて配され、反射鏡周側面の仕切壁側及びその対向面側には反射鏡正面側から反射鏡背面側に抜ける空気流路を形成する通風用切欠部が形成され、
前記反射鏡の集光光束を遮るように波長選択フィルタを交換可能に装着するフィルタ支持具が前記通風口と当該反射鏡との間に配されると共に、前記通風口にはフィルタ支持具の下方を通って反射鏡に向かう空気流が遮断されるように少なくともフィルタ支持具の下端位置までの高さを有する通風ガイドが配され、
前記フィルタ支持具又は波長選択フィルタには、前記通風口を通りフィルタ支持具を超えて反射鏡に向かう空気を放電ランプに案内する整流板が、集光光束の外側に位置するように形成されたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の光源装置によれば、筐体が第一チャンバと第二チャンバに仕切られており、背面壁に配された冷却ファンを起動すると、第一チャンバの正面壁に形成された吸気口から吸い込まれた空気が背面壁から排出される冷却空気流が形成され、第一チャンバに収容された安定器が冷却される。
一方、反射鏡は、その正面開口部に対応する開口を有する第二チャンバ内の隔壁に当接されて配されると共に、反射鏡周側面の仕切壁側及びその対向面側に通風用切欠部が形成されているので、反射鏡正面側と背面側とは、前記切欠部を介して連通されている。
また、第二チャンバは、反射鏡とその集光点との中間位置で仕切壁に形成された通風口を介して第一チャンバに連通されているので、第一チャンバを流れる空気流の一部が、通風口から第二チャンバへ流入し、反射鏡の正面側から背面側へ抜けて、外部へ排出される冷却空気流路が形成される。
このとき、反射鏡正面に配されるフィルタ支持具と仕切壁との間には、通風口を介して第一チャンバから流入した空気をフィルタ支持具先端に向かって案内する通風ガイドが配されているので、通風口から第二チャンバに流入した空気がフィルタ支持具と仕切壁の間を抜けて反射鏡へショートカットすることはなく、そのほとんどが、フィルタ支持具を乗り越えるように流れて反射鏡正面に向かう。
そして、前記フィルタ支持具又は波長選択フィルタには、フィルタ支持具を超えて反射鏡に向かう空気を放電ランプに案内する整流板が、集光光束の外側に位置するように配されているので、整流板に沿って放電ランプに向かう空気流が形成され、その結果、反射鏡内部に強制対流が形成されて、一部は放電ランプに吹き付けられ、反射鏡に形成された通風用切欠から反射鏡背面側に抜けるので、波長選択フィルタと反射鏡の間に熱が滞留することがなく、反射鏡内部を効果的に冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る光源装置の一例を示す側方断面図。
【図２】その平面方向断面図。
【図３】第二チャンバ内を示す斜視図。
【図４】筐体内の空気流を示す側方断面図。
【図５】筐体内の空気流を示す平面方向断面図。
【図６】従来装置を示す側方断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明は、反射鏡正面に波長選択フィルタを配する場合でも、反射鏡の冷却ファンを別途設けることなく、筐体背面側に配された冷却ファンにより形成される空気流のみで、安定器や反射鏡内部を有効に冷却できるようにするという目的を達成するために、筐体内に、安定器冷却用の空気流路と、ランプユニット冷却用の空気流路を個別に形成すると共に、ランプユニット冷却用の空気流路の方向を制御することにより、光源となる放電ランプを確実に冷却できるようにした。
【実施例１】
【００１４】
図１及び２に示す光源装置１は、光源となる放電ランプ２にその光を集光させる反射鏡３が取り付けられたランプユニット４を内蔵した筐体５に、前記ランプユニット４の光軸Ｘと同軸的にライトガイド６の光入射端６inを支持すると共に集光点Ｐ近傍に位置させるライトガイド挿通孔７が形成され、筐体正面側に形成された吸気口８から筐体５内に空気を吸い込んで外部に排出する冷却ファン９が筐体背面側に配されている。
【００１５】
筐体５内は、少なくとも、ランプユニット４の光軸Ｘと並行に延びる水平の仕切壁１０を介して、第一チャンバＣ１及び第二チャンバＣ２が上下に仕切られている。
そして、下段の第一チャンバＣ１は、放電ランプ２に電力を供給する安定器１１を収容し、その正面壁に吸気口８が形成されている。
また、上段の第二チャンバＣ２は、ランプユニット４を収容し、反射鏡３とその集光点Ｐとの中間位置で仕切壁１０に形成された通風口１２を介して第一チャンバＣ１に連通すると共に、いずれのチャンバＣ１及びＣ２も背面側が冷却ファン９に対向して開放されている。
すなわち、冷却ファン９の排気口が、仕切壁１０の上下両側にまたがって開口する高さに配されている。
【００１６】
第二チャンバＣ２のランプユニット取付位置には、反射鏡３の正面開口部に対応する開口１３ａを有する隔壁１３が形成され、仕切壁１０上には、ランプユニット４を着脱可能に装着するベースを兼用する排気ダクト１４が隔壁１３の背面側に延設されている。
ランプユニット４は、上下左右に通風用切欠部１５ａ〜１５ｄを形成した反射鏡３が、アングルフレーム１６に固定されている。
アングルフレーム１６は、その正面板１６ａに反射鏡３の正面開口部に対応する開口１７が形成されると共に、水平板１６ｂには底面側（仕切壁１０側）の通風用切欠部１５ｂに対応する通気孔１８が形成され、当該通気孔１８が排気ダクト１４に連通されている。
また、アングルフレーム１６の正面板１６ａには、反射鏡３の集光光束を遮るように波長選択フィルタ１９を交換可能に装着するフィルタ支持具２０が取り付けられ、ランプユニット４を隔壁１３に当接させた状態で、仕切壁１０に形成された通風口１２と反射鏡３との間にフィルタ支持具２０が位置するように形成されている。
波長選択フィルタ１９は、フィルタフレーム１９ａの中央開口部に任意の波長選択膜を蒸着したフィルタ板１９ｂが取り付けられ、フィルタ支持具２０のスリット２１に差し込まれて交換可能に支持されている。
【００１７】
また、通風口１２には、フィルタ支持具２０の下方を通って反射鏡３に向かう空気流が遮断されるように少なくともフィルタ支持具２０の下端位置までの高さを有する通風ガイド２２が配されている。
これにより、通風口１２を通って第一チャンバＣ１から第二チャンバＣ２に流入した空気の一部は、フィルタ支持具２０の正面に沿ってその上端まで案内される。
そして、フィルタフレーム１９ａの上端には、フィルタ支持具２０を超えて反射鏡３に向かう空気を反射鏡３内部に向かって案内する整流板２３が、放電ランプ２のリード線２４が溶接されたシール部先端２ａに向かって傾斜する角度で集光光束の外側に位置するように形成されている。
【００１８】
なお、筐体５の背面には、ランプユニット４を交換するための開口部２５が形成され、この開口部２５を覆う蓋体２６に前記冷却ファン９が取り付けられると共に、その排気口（図示せず）が形成されている。
また、フィルタ支持具２０と集光点Ｐの中間位置に、周方向に沿って開口幅が漸増する調光スリット２７を形成した調光板２８が、仕切壁１０上に載置されたモータ２９により回転可能に取り付けられている。
さらに本例では、第二チャンバＣ２と筐体５の天井面の間に、回路基板３０、３１が配されている。
【００１９】
以上が、本発明の一構成例であって、次にその作用について説明する。
スイッチ（図示せず）をオンすると、放電ランプ２が点灯し、その照射光に含まれる全波長の光が反射鏡３で反射され、集光点Ｐに向かう集光光束となる。
ここで、波長選択フィルタ１９としてＩＲカットフィルタが用いられている場合、赤外線以外の光は波長選択フィルタ１９を透過してライトガイド６の光入射端６inに入射されて、光出射端（図示せず）から照射対象物に照射される。
一方、赤外線は波長選択フィルタ１９で反射され、その一部が、リード線３１を溶接した放電ランプ２のシール部先端２ａに向かい、リード線溶接部が加熱される。また、反射鏡３に達した赤外光は再び反射されて波長選択フィルタ１９に向かい、波長選択フィルタ１９でさらに反射されるため、放電ランプ２から照射された赤外線は反射鏡３と波長選択フィルタ１９の間に閉じ込められ、反射鏡３内部に配される放電ランプ２ひいてはランプユニット４全体の温度上昇を引き起こす。
さらに、安定器１１は大電力を発生させるものであるから発熱しやすく、筐体５内では、安定器１１とランプユニット４が熱源となる。
【００２０】
このとき、放電ランプ２の点灯と同時に冷却ファン９が起動されるので、第一チャンバＣ１には正面に形成された吸気口８から背面の冷却ファン９に向かう冷却空気流Ｆ１が形成され、当該空気流Ｆ１により、第一チャンバＣ１に配された安定器１１が冷却されるので、安定器１１の発熱が抑えられ、動作不良を起こすことがない。
【００２１】
また、排気ファン９により第二チャンバＣ２内が陰圧になるので、仕切壁１０に形成された通風口１２を通り第一チャンバＣ１から第二チャンバＣ２内に空気が流入する。
通風口１２と反射鏡３の間にはフィルタ支持具２０が取り付けられると共に、フィルタ支持具２０の下端位置までの高さを有する通風ガイド２２が配されているので、通風口１２から第二チャンバＣ２に流入した空気流のうち、少なくとも通風口１２の中央近傍を通る空気流は、通風ガイド２２に沿って上昇した後、さらにフィルタ支持具２０の正面に沿ってその上端まで達した後、反射鏡３側に向かう空気流Ｆ２となる。
【００２２】
周側面の上下左右に通風用切欠部１５ａ〜１５ｄが形成された反射鏡３はその正面側が隔壁１３に当接され、反射鏡３の正面側と背面側とは通風用切欠部１５ａ〜１５ｄを介して連通されるので、空気流Ｆ２は各通風用切欠部１５ａ〜１５ｄに向かう空気流Ｆ３、Ｆ４（図４参照）及びＦ５、Ｆ６（図５参照）に分岐されて背面側に向かう。
【００２３】
このとき、底面側（仕切壁１０側）に形成された通風用切欠部１５ｂに向かう空気流Ｆ４が、直線的に通風用切欠部１５ｂに向かわず、整流板２３に沿って流れることにより放電ランプ２側に迂回し、リード線２４を溶接したシール部先端２ａに吹き付けられるので、赤外線による溶接部の温度上昇が有効に抑えられることになる。
また、底面側の通風用切欠部１５ｂは、背面側が冷却ファン９近傍に開口された排気ダクト１４に連通されているので、底面側の通風用切欠部１５ｂからの吸引力が他の通風用切欠部１５ａ、１５ｃ、１５ｄに比して大きく、反射鏡３内部からも空気を吸い込む。
これにより、放電ランプ２の発光部２ｂ近傍にも空気流Ｆ７が形成されることなり、管反射鏡３内部が確実に冷却される。
【００２４】
また、上面及び左右両側面に形成された通風用切欠部１５ａ、１５ｃ、１５ｄを通り、反射鏡３の背面側に抜けた空気流Ｆ３、Ｆ５、Ｆ６は、その一部が反射鏡３の背面に沿って流れるので、反射鏡３も冷却されることとなる。
【００２５】
なお、整流板２３を形成した波長選択フィルタ（ＩＲカットフィルタ）１９と、形成されていない波長選択フィルタを用いて、その他の条件は同一にして対照実験を行い、同型の複数の放電ランプ２について、放電ランプ２のシール部先端２ａの温度ＴＳ、発光部２ｂの高温部（上面側）の温度ＴＢ１、低温部（底面側）の温度ＴＢ２、反射鏡３の最高温度ＴＭを測定し、それぞれについて平均を求めた結果が下表である。
【００２６】
【表１】
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【００２７】
この実験結果より、整流板が形成されていない波長選択フィルタを用いた場合は、反射鏡温度ＴＭが上限値に収まっている以外は夫々の目標温度範囲を大幅に上回っているのに対し、整流板２３を形成した波長選択フィルタ１９を用いた場合は、それぞれの許容温度範囲内に収まっている。
このことからも、整流板２３を形成したことにより、ランプユニット４の温度上昇が抑えられていることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明は、反射鏡正面に波長選択フィルタを配することにより、光源となる放電ランプの多波長光から任意の波長の光を選択してライトガイドに入射させる光源装置の用途に適用できる。
【符号の説明】
【００２９】
１    光源装置
２    放電ランプ
３    反射鏡
４    ランプユニット
５    筐体
６    ライトガイド
６in  光入射端
Ｐ    集光点
７    ライトガイド挿通孔
８    吸気口
９    冷却ファン
１０    仕切壁
Ｃ１    第一チャンバ
Ｃ２    第二チャンバ
１１    安定器
１２    通風口
１３    隔壁
１４    排気ダクト
１５    通風用切欠部
１９    波長選択フィルタ
２０    フィルタ支持具
２２    通風ガイド
２３    整流板
【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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