(57)【要約】【課題】放電発光する光の利用効率を向上する。【解決手段】発光管４内部に封入したキセノンガス中での放電により発光する光源１と、前記発光管４を所定間隔の隙間を有して取り囲んで設けられた水冷管２とを備え、前記隙間に外部から冷却水を導入及び導入された冷却水を排水可能に構成された光源装置であって、前記発光管４の外周面４ａ又は前記水冷管２の内周面２ｂ又は外周面２ａに、前記光源１で放電発光する光のうち必要な波長帯の光よりも波長の短い光の照射により励起されて前記必要な波長帯に含まれる波長の光を発する蛍光塗料５を、前記光源１で放電発光する必要な波長帯の光に前記蛍光塗料５が励起されて発する光を重畳させて外部に放出可能に適切な膜厚で塗布したものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光管内部に封入したキセノンガス中での放電により発光する光源と、前記発光管を所定間隔の隙間を有して取り囲んで設けられた水冷管とを備え、前記隙間に外部から冷却水を導入及び導入された冷却水を排水可能に構成された光源装置であって、
前記発光管の外周面又は前記水冷管の内周面又は外周面に、前記光源で放電発光する光のうち必要な波長帯の光よりも波長の短い光の照射により励起されて前記必要な波長帯に含まれる波長の光を発する蛍光塗料を、前記光源で放電発光する必要な波長帯の光に前記蛍光塗料が励起されて発する光を重畳させて外部に放出可能に適切な膜厚で塗布したことを特徴とする光源装置。
【請求項２】
前記光源で放電発光する必要な波長帯の光は、波長が約３４０ｎｍ以上の光であることを特徴とする請求項１記載の光源装置。
【請求項３】
前記蛍光塗料が励起されて発する光は、波長が約３４０ｎｍ〜約５００ｎｍの光であることを特徴とする請求項１又は２記載の光源装置。
【請求項４】
前記水冷管は、前記光源に対して着脱可能に設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の光源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光管内部に封入したキセノンガス中での放電により発光する水冷式の光源装置に関し、詳しくは、放電発光する光の利用効率を向上しようとする光源装置に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種の光源装置は、キセノンガスを封入したキセノンランプの発光管の外側に、これを囲んで石英製のアウターフィルタとインナーフィルタとを二重に設けてあり、これらをキセノンランプの冷却水を流通させる上下のクーリングジャケットによって格納したものであって、上部のクーリングジャケットに入った冷却水がインナーフィルタの内側を下流し、下部のクーリングジャケットを経由してアウターフィルタの内側を上流へ流通するようになっていた（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−３１５２４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、このような従来の光源装置において、必要な波長帯の光を取り出すためには、インナーフィルタ及びアウターフィルタのうち少なくとも一方に、必要な波長帯の光のみを選択的に透過させる波長選択性フィルタを設けて不要な波長帯の光を遮断する必要があり、光源で放電発光する光のうち一部の光しか利用されず、光の利用効率が低いという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、このような問題点に対処し、放電発光する光の利用効率を向上しようとする光源装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明による光源装置は、発光管内部に封入したキセノンガス中での放電により発光する光源と、前記発光管を所定間隔の隙間を有して取り囲んで設けられた水冷管とを備え、前記隙間に外部から冷却水を導入及び導入された冷却水を排水可能に構成された光源装置であって、前記発光管の外周面又は前記水冷管の内周面又は外周面に、前記光源で放電発光する光のうち必要な波長帯の光よりも波長の短い光の照射により励起されて前記必要な波長帯に含まれる波長の光を発する蛍光塗料を、前記光源で放電発光する必要な波長帯の光に前記蛍光塗料が励起されて発する光を重畳させて外部に放出可能に適切な膜厚で塗布したものである。
【０００７】
このような構成により、光源の発光管内部に封入したキセノンガス中での放電により発光する光のうち必要な波長帯の光よりも波長の短い光の照射により、発光管の外周面又は外部から冷却水を導入及び導入された冷却水を排水可能に所定間隔の隙間を有して発光管を取り囲んで設けられた水冷管の内周面又は外周面に適切な膜厚で塗布された蛍光塗料を励起させて上記必要な波長帯に含まれる波長の光を発光させ、上記光源で放電発光する必要な波長帯の光に上記蛍光塗料が励起されて発する光を重畳させて外部に放出させる。
【０００８】
また、前記光源で放電発光する必要な波長帯の光は、波長が約３４０ｎｍ以上の光である。これにより、光源で放電発光する光のうち３４０ｎｍよりも波長の短い光の照射により蛍光塗料を励起させて波長が約３４０ｎｍ以上の波長帯の光を発光させる。
【０００９】
さらに、前記蛍光塗料が励起されて発する光は、波長が約３４０ｎｍ〜約５００ｎｍの光である。これにより、光源で放電発光する光のうち必要な波長帯の光よりも波長の短い光の照射により蛍光塗料を励起させて波長が約３４０ｎｍ〜約５００ｎｍの波長帯の光を発光させる。
【００１０】
そして、前記水冷管は、前記光源に対して着脱可能に設けられている。これにより、水冷管を光源に対して着脱可能にする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に係る発明によれば、光源の発光管内部に封入したキセノンガス中での放電により発光する光のうち必要な波長帯の光よりも波長の短い光の照射により、発光管の外周面又は外部から冷却水を導入及び導入された冷却水を排水可能に所定間隔の隙間を有して発光管を取り囲んで設けられた水冷管の内周面又は外周面に適切な膜厚で塗布された蛍光塗料を励起させて上記必要な波長帯に含まれる波長の光を発光させ、上記光源で放電発光する必要な波長帯の光に上記蛍光塗料が励起されて発する光を重畳させて外部に放出させることができる。したがって、外部に放出される必要な波長帯の光の強度を増強することができ、光源で放電発光する光の利用効率を向上することができる。
【００１２】
また、請求項２に係る発明によれば、光源で放電発光する光のうち３４０ｎｍよりも波長の短い光の照射により蛍光塗料を励起させて波長が約３４０ｎｍ以上の必要な波長帯の光を発光させることができる。したがって、光源で放電発光する略全ての光を例えば液晶表示装置の液晶配向に利用することができる。
【００１３】
さらに、請求項３に係る発明によれば、光源で放電発光する光のうち必要な波長帯の光よりも波長の短い光の照射により蛍光塗料を励起させて波長が約３４０ｎｍ〜約５００ｎｍの波長帯の光を発光させることができる。したがって、例えば液晶表示装置の液晶配向に最適な波長帯の光の強度を増強することができる。
【００１４】
そして、請求項４に係る発明によれば、蛍光塗料が剥がれた場合に、水冷管を光源から取り外して発光管の外周面又は水冷管の内周面又は外周面に再塗布して修復することができる。したがって、光の利用効率の高い光源装置の維持費を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明による光源装置の実施形態を示す部分断面正面図である。
【図２】通常のキセノンフラッシュランプの分光分布を示すグラフである。
【図３】本発明によるキセノンフラッシュランプの分光分布を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明による光源装置の実施形態を示す部分断面正面図である。この光源装置は、発光管内部に封入したキセノンガス中での放電により発光するもので、光源１と、水冷管２と、一対のクーリングジャケット３Ａ，３Ｂとを備えている。
【００１７】
上記光源１は、透明な筒状の石英製発光管４の内部にキセノンガスを封入した例えばキセノンフラッシュランプであり、例えば液晶表示装置の液晶パネルに照射して液晶を所定方向に配向させるのに適した波長が約３４０ｎｍ以上、好ましくは約３４０ｎｍ〜約５００ｎｍの光を必要な波長帯の光として発光するものである。
【００１８】
上記光源１の発光管４を外側から取り囲んで水冷管２が設けられている。この水冷管２は、その内周面２ａと発光管４の外周面４ａとの間に予め設定された所定間隔の隙間を形成し、この隙間に外部から冷却水を導入させると共に導入された冷却水を排水して光源１を冷却可能にするためのもので透明な石英製の管であり、光源１に対して着脱可能となっている。そして、水冷管２の外周面２ａには、蛍光塗料５が塗布されている。これにより、蛍光塗料５が剥がれた場合にも、この剥がれた箇所に蛍光塗料５を再塗布して容易に修復することができる。
【００１９】
上記蛍光塗料５は、光源１で放電発光する光のうち、３４０ｎｍよりも波長の短い光の照射によって励起されて波長が約３４０ｎｍ〜約５００ｎｍの光を発するものである。なお、蛍光塗料５の塗布膜厚は、厚すぎると光源１で放電発光する光のうち必要な波長帯である約３４０ｎｍ以上、好ましくは約３４０ｎｍ〜約５００ｎｍの光が蛍光塗料５に吸収されて外部に放出されない場合があるため、予め実験により光源１で放電発光する必要な波長帯の光に蛍光塗料５が励起されて発する光を重畳させて外部に放出可能に適切な膜厚に設定される。
【００２０】
上記光源１の発光管４の両端部には、一対のクーリングジャケット３Ａ，３Ｂが着脱可能に設けられている。この一対のクーリングジャケット３Ａ，３Ｂは、水冷管２の両端部を着脱可能に保持して発光管４の外周面４ａと水冷管２の内周面２ｂとの間に所定間隔の隙間を形成するもので、該隙間を冷却水が通る水路６として該水路６に外部から冷却水を導入及び導入された冷却水を排水可能に一方のクーリングジャケット３Ａに給水口７を形成し、他方のクーリングジャケット３Ｂに排水口８を形成している。なお、図１において、符号９，１０は、漏水を防止するためのＯリングである。
【００２１】
本発明の光源装置は、このように構成されたので、一方のクーリングジャケット３Ａの給水口７から図１において矢印Ａ方向に導入された冷却水は、発光管４と水冷管２との間に形成された水路６を矢印Ｂ，Ｃ方向に流れた後、他方のクーリングジャケット３Ｂの排水口８から矢印Ｄ方向に排水される。これにより、光源１から放射された放射熱は、発光管４の外周面４ａ部を流れる冷却水によって吸収されて冷却水と共に外部に排除される。こうして光源１の温度上昇が抑えられる。
【００２２】
次に、このように構成された光源装置の発光について説明する。
図２は、通常のキセノンフラッシュランプの分光分布を示している。このような光源１を使用して、例えば液晶表示装置の液晶配向を行う際には、一般に波長が約３４０ｎｍ以上、好ましくは約３４０ｎｍ〜約５００ｎｍの波長帯の光が必要な波長帯の光として適用される。この場合、特に３４０ｎｍよりも波長の短い光は、液晶の配向に悪影響を及ぼすことから、通常は、波長選択性フィルタにより除去されている。そのために、光源１で放電発光する光のうち一部の光しか利用されず、光の利用効率が低かった。
【００２３】
そこで、本発明による光源装置は、発光管４の外側を取り囲んで設けられた水冷管２の外周面２ａに、光源１で放電発光する光のうち３４０ｎｍよりも波長の短い不要な光の照射によって励起されて波長が約３４０ｎｍ〜約５００ｎｍの光を発する蛍光塗料５を、光源１で放電発光する約３４０ｎｍ〜約５００ｎｍの必要な波長帯の光に蛍光塗料５が励起されて発する波長が約３４０ｎｍ〜約５００ｎｍの光を重畳させて外部に放出可能に適切な膜厚で塗布している。したがって、光源１で放電発光した光のうち、３４０ｎｍよりも波長の短い光の照射によって蛍光塗料５が励起され波長が約３４０ｎｍ〜約５００ｎｍの光を発光することになる。これにより、光源１で放電発光する約３４０ｎｍ〜約５００ｎｍの必要な波長帯の光に蛍光塗料５が励起されて発光する約３４０ｎｍ〜約５００ｎｍの光が重畳され、同波長帯の光強度が増強されて図３に実線で示すような分光分布が得られる。なお、同図における破線は、通常のキセノンフラッシュランプの分光分布であり、比較のために示している。
【００２４】
これにより、本発明の光源装置によれば、光源１で放電発光する光のうち必要な波長帯の光と、それよりも波長の短い従来捨てられていた不要な光により蛍光塗料５を励起させて得られる上記必要な波長帯に略等しい波長帯の光の両方を利用することができ、光の利用効率を向上することができる。
【００２５】
なお、上記実施形態においては、蛍光塗料５を水冷管２の外周面２ａに塗布した場合について説明したが、本発明はこれに限られず、蛍光塗料５は発光管４の外周面４ａ又は水冷管の内周面２ｂに塗布されてもよい。
【００２６】
また、上記実施形態においては、蛍光塗料５は、３４０ｎｍよりも波長の短い光の照射によって励起されて波長が約３４０ｎｍ〜約５００ｎｍの光を発するものである場合について説明したが、本発明はこれに限られず、蛍光塗料５は、必要な波長帯の光よりも波長の短い光の照射により励起されて上記必要な波長帯に含まれる波長の光を発するものであるならば如何なるものであってもよい。
【００２７】
そして、上記実施形態においては、水冷管２を光源１に対して着脱可能に設けた場合について説明したが、本発明はこれに限られず、蛍光塗料５を水冷管２の外周面２ａに塗布する場合には、水冷管２は、光源１に対して固定して設けてもよい。
【符号の説明】
【００２８】
１…光源
２…水冷管
２ａ…水冷管の外周面
２ｂ…水冷管の内周面
４…発光管
４ａ…発光管の外周面
５…蛍光塗料
【図１】
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【図２】
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【図３】
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