(57)【要約】【課題】光の揺らぎを低減させることができるランプハウスを提供する。【解決手段】本発明に係るランプハウス２は、ガスを流出させる隙間Ｓ（ガス排出部）を有すると共にランプ４を収容する内ケース２０と、内ケース２０の内部にガスを導入するためのガス導入部２６と、ガス導入部２６から導入されるガスを拡散させるガス拡散部材２４と、少なくとも一の面に開口が形成されていると共に内ケースを収容する外ケース８と、開口を通じて外部から流入した空気及び内ケース２０の隙間Ｓから流出したガスを外ケース８の内部から排気させる排気用ファン１８と、を備える。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスを流出させるガス排出部を有すると共にランプを収容する内ケースと、
前記内ケースの内部にガスを導入するためのガス導入部と、
前記ガス導入部から導入されるガスを拡散させるガス拡散部材と、
少なくとも一の面に開口が形成されていると共に前記内ケースを収容する外ケースと、
前記開口を通じて外部から流入した空気及び前記内ケースのガス排出部から流出したガスを前記外ケースの内部から排気させる排気用ファンと、
を備えることを特徴とするランプハウス。
【請求項２】
前記ガス拡散部材は、
多孔質の材料により構成された拡散部と、
前記拡散部を前記ガス導入部に取り付ける取付部と、
を有することを特徴とする請求項１に記載のランプハウス。
【請求項３】
前記多孔質の材料はＢＣ焼結体であることを特徴とする請求項２に記載のランプハウス。
【請求項４】
ガスを流出させるガス排出部を上部に有する共にランプを収容する内ケースと、
前記内ケースの下部に設けられると共に、前記内ケースの内部にガスを導入するためのガス導入部と、
下部に開口が形成されていると共に前記内ケースを収容する外ケースと、
外ケースの上部に設けられると共に前記開口を通じて外部から流入した空気及び前記内ケースのガス排出部から流出したガスを前記外ケースの内部から排気させる排気用ファンと、
を備え、
前記内ケース内部に導入されたガスの圧力は、前記外ケースと前記内ケースとの間に形成された空間にある空気の圧力より高いことを特徴とするランプハウス。
【請求項５】
ランプの発光部が前記ガス導入部より上方に位置するようにランプが収容されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のランプハウス。
【請求項６】
ランプの発光部に隣接して取り付けられると共に、前記内ケースに収容されたランプが発する光を前記外ケースの外部に導く導光部材をさらに備えることを特徴とする請求項５に記載のランプハウス。
【請求項７】
前記導光部材は、
光を透過する面板によって両端を閉じた金属製の筒体と、
前記筒体内に固定されたレンズと、
を有し、
前記筒体内は真空であるか、又は不活性ガスが充満されている、
ことを特徴とする請求項６に記載のランプハウス。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載のランプハウス内にランプが設置されていることを特徴とする光放射装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、キセノンランプや水銀ランプなどを収容するランプハウス、及びランプハウスにキセノンランプ等がセットされた光放射装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、キセノンランプ等の放電ランプを使用する際には、ランプの寿命、出力効率を考慮して、ランプを冷却することが行われている。ランプを冷却するランプハウスの構成としては、ランプを収容する内ケースと、その内ケースをさらに収容する外ケースとを有するものが知られている（例えば、特許文献１〜３）。このランプハウスでは、内ケースに清浄な不活性ガスを導入し、内ケースと外ケースとの空間に空気等を導入することによって、比較的少量の不活性ガスによってランプを汚すことなく冷却することができる。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−３２９０４６号公報
【特許文献２】
特開平１１−３２９９５１号公報
【特許文献３】
特開平１１−３２６１８１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記したランプハウスにおいては、内ケースに不活性ガスを導入する際に生じるガスの流れによって内ケースの内部の温度が不均一となり、ランプから発生する光が揺らぐ場合があった。
【０００５】
そこで、本発明は上記課題を解決し、光の揺らぎを低減させることができるランプハウスを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るランプハウスは、ガスを流出させるガス排出部を有すると共にランプを収容する内ケースと、内ケースの内部にガスを導入するためのガス導入部と、ガス導入部から導入されるガスを拡散させるガス拡散部材と、少なくとも一の面に開口が形成されていると共に内ケースを収容する外ケースと、開口を通じて外部から流入した空気及び内ケースのガス排出部から流出したガスを外ケースの内部から排気させる排気用ファンと、を備えることを特徴とする。
【０００７】
このようにガス導入部から導入されるガスを拡散させるガス拡散部材を備えることにより、ガス導入時に内ケース内部に生じる対流を抑制する。これにより、内ケース内部の温度を均一に保ち、部分的に急激に温度が低下することを防止し、ランプから発せられる光の揺らぎを低減させることができる。また、導入されるガスは拡散するため、ランプの発光部に直接あたってランプを過冷却することがなく、ランプから発せられる光の揺らぎを低減できる。なお、内ケースが有する「ガス排出部」は、内ケースからガスが容易に逃げてしまわない程度の微小な開口であることが好ましい。ガス排出部は、内ケースを組み立てたときにできるごく僅かな隙間であっても良い。
【０００８】
上記ランプハウスにおいて、ガス拡散部材は、多孔質の材料により構成された拡散部と、拡散部をガス導入部に取り付ける取付部と、を有することを特徴としても良い。多孔質の材料としては、ＢＣ焼結体を用いることが好ましい。
【０００９】
拡散部材の拡散部を多孔質の材料によって構成することにより、ガスが材質中の微細な孔を通って内ケース内部に導入されることとなるので、ガスを効率良く拡散させることができる。
【００１０】
また、本発明に係るランプハウスは、ガスを流出させるガス排出部を上部に有する共にランプを収容する内ケースと、内ケースの下部に設けられると共に、内ケースの内部にガスを導入するためのガス導入部と、下部に開口が形成されていると共に内ケースを収容する外ケースと、外ケースの上部に設けられると共に開口を通じて外部から流入した空気及び内ケースのガス排出部から流出したガスを外ケースの内部から排気させる排気用ファンと、を備え、内ケース内部に導入されたガスの圧力は、外ケースと内ケースとの間に形成された空間にある空気の圧力より高いことを特徴とする。
【００１１】
内ケース内部の圧力を外ケースと内ケースとの空間の圧力より高く保つことにより、内ケースのガス排出部からガスが排出される。そして、内ケースの外部に排出されたガスは、排気用ファンによって空気と共に外ケースの外部に排出される。このような構成を採用することにより、新たに内ケースに排気ダクトを設けなくても、内ケースからガスを排出することができる。また、外ケースは下部に開口が形成され、上部に排気用ファンを備えているので、外ケースの内部を下方から上方に向かって空気が流通し、効率良く外ケース及び内ケースを冷却することができる。さらに、内ケースの排出口は上部にあるので、内ケースから外ケース内に排気されたガスは、外ケースの上部に設けられた排気用ファンによって速やかに外ケース外部に排気される。
【００１２】
上記ランプハウスは、ランプの発光部がガス導入部より上方に位置するようにランプが収容されることを特徴としても良い。
【００１３】
このようにランプの発光部がガスの導入部より上方に位置することにより、ガス導入部から導入されたガスがランプの発光部に直接当たることがなく、ランプの過冷却を防止して光の揺らぎを低減させることができる。
【００１４】
上記ランプハウスは、ランプの発光部に隣接して取り付けられると共に、内ケースに収容されたランプが発する光を外ケースの外部に導く導光部材をさらに備えることを特徴としても良い。
【００１５】
このように導光部材を備えることにより、ランプから発せられた光を効率良く、各種検査装置などの他の装置に導くことができる。
【００１６】
上記ランプハウスにおいて、導光部材は、光を透過する面板によって両端を閉じた金属製の筒体と、筒体内に固定されたレンズと、を有し、筒体内は真空であるか、又は不活性ガスが充満されている、ことを特徴としても良い。
【００１７】
このように光が通過する筒体の内部を真空にするか、又は不活性ガスを充満させることにより、光の減衰を防止することができる。
【００１８】
本発明に係る光放射装置は、上記ランプハウス内にランプが設置されていることを特徴とする。
【００１９】
上記のランプハウスにランプが設置されて構成された光放射装置は、光の揺らぎを低減しつつ、ランプを最適な動作温度に保つことができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面と共に本発明に係るランプハウス及び光放射装置の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００２１】
まず、本実施形態に係るランプハウス２及び光放射装置６の構成について説明する。図１は、本実施形態に係るランプハウス２にキセノンランプ４を収容した光放射装置６を示す全体斜視図、図２は、図１に示す光放射装置６のＩＩ−ＩＩ断面図である。ランプハウス２は、直方体の外ケース本体８ａと当該外ケース本体８ａの側部に脱着可能なサイドカバー８ｂと、ランプ４から発せられた光をランプハウス２の外部に導くための導光部材７０とを有しており、図１は、サイドカバー８ｂを外した状態を示している。外ケース本体８ａにサイドカバー８ｂを取り付けることにより外ケース８が完成する。また、外ケース８の側面には、空気を流入させるための開口（空気流入口１４）が形成されている（図２も参照）。なお、空気流入口１４は、その長手方向がランプハウス２の側面の短手方向を向くように形成された細長の穴であり、外ケース本体８ａの３つの側面及びサイドカバー８ｂに形成されている。一方、外ケース本体８ａの上面には、ランプハウス２内の空気を流出させる開口（空気流出口１６）が形成されており、さらに、空気流出口１６の下方には、回転することによりランプハウス２内の空気を外部に流出させる排気用ファン１８が配置され、空気流出口１６の上方には安全カバー１９が取り付けられている。
【００２２】
ランプハウス２内には、ランプ４を収容する鉄製の内ケース本体２０ａが設けられている。また、内ケース本体２０ａの下部には、二本のレール２２が長手方向をサイドカバー８ｂの装着位置に向けて並設されており、さらに、当該二本のレール２２上にランプ４を支持する基台２０ｃが摺動可能に配置されている。本実施形態では、内ケース本体２０ａ、内ケースカバー２０ｂ、及び基台２０ｃにより、ランプ４を包囲する内ケース２０が構成される。内ケースカバー２０ｂは、サイドカバー８ｂに四本の支柱を介して接続されている。また、内ケース２０の三つの側面のうち、内ケースカバー２０ｂに当接する二つの面には、基台２０ｃの摺動を阻止するストッパー２８が掛け渡されている。なお、ストッパー２８は、ピン２７を軸として回動可能に設けられており、下方に突出する二つの基台固定部２９により基台２０ｃの摺動を阻止するように構成されている。
【００２３】
基台２０ｃの上面の略中央には、ランプ４を固定するランプ固定部であるカソード固定板３０が設けられており、ランプ４のカソード側が、このカソード固定板３０に取り付けられ、ランプ４のアノード側は円盤状で導電性のアノード放熱板３２に取り付けられている。さらに、アノード放熱板３２には、リード線３４が接続されており、当該リード線３４は、内ケース２０の側面に設けられたリード線導出口３５から内ケース２０の外部へ導出されている。また、内ケース２０の一の側面には、ランプ４から発せられた光をランプハウス２の外部に導くための導光部材７０が取り付けられている。導光部材７０は、ＫＯＶ金属からなる筒体７１と、筒体７１の両端に筒体７１の内部空間を封止するように取り付けられた石英面板７２と、を有し、筒体７１の内部は真空とされている。導光部材７０は、ランプ４の発光部４ａとほぼ同じ高さに取り付けられ、導光部材７０の一端はランプ４の発光部４ａに向けられ、他端は外ケース８の外部に突出している（図２参照）。一方、導光部材７０が取り付けられた位置とランプ４を挟んで対向する位置には、円形のミラー収容穴４２が形成されており、このミラー収容穴４２内には、反射ミラー４４を収容するミラー収容部４６が挿し込まれている。
【００２４】
図２に示されているように、内ケース２０と外ケース８とは離隔しており、内ケース２０と外ケース８との間には、空気流入口１４から流入した空気が流通する空気流通空間部４８が形成されている。すなわち、本実施形態では、空気流入口１４から流入した空気は、図中の矢印で示した経路をたどることになる。そして、この流入した空気により内ケース２０は冷却され、それによって間接的にランプ４を冷やしており、ランプ４の過大な温度上昇を防止することができる。また、本実施形態では、空気流通空間部４８が形成されているため、流入した空気は外ケース８の内側近傍を流れることになり、内ケース２０やランプ４のみならず、外ケース８の温度上昇も防止することができる。また、ランプ４は内ケース２０によって包囲されているため、空気流入口１４から空気と共に流入する塵や埃が、ランプ４の近傍を舞わなくなる。そのため、ランプ４から発せられる光の進行が塵や埃で妨げられることはなく、出射光の出力向上を図ることができる。
【００２５】
排気用ファン１８は、ランプハウス２内の温度が所定温度になったときに温度センサ（図示せず）からの信号を受けて作動し、空気の強制的な流れを生じさせるものである。排気用ファン１８の回転により、外部の空気を外ケース８の空気流入口１４から空気流通空間部４８へスムーズに流し込んだり、空気流通空間部４８の空気を空気流出口１６からスムーズに流出させることができる。なお、温度センサの代わりにスイッチを設け、当該スイッチをオンにすることにより、排気用ファン１８を作動するように構成しても良い。
【００２６】
導光部材７０と対向するミラー収容部４６は、外ケース８にネジ込まれた反射ミラー調整ネジ５６と外ケース８に嵌入されたピン５８とによって、外ケース８と所定の間隔を隔てて支持されている。また、ミラー収容部４６は、ミラー収容穴４２の縁と接触せず、離隔して配置されている。このため、光を反射する際に反射ミラー４４に蓄積された熱が外ケース８に伝達されにくく、さらに空気流通空間部４８を流れる空気により反射ミラー４４は冷却されるので、外ケース８の温度上昇を効果的に防止することができる。ミラー収容部４６は、反射ミラー調整ネジ５６を回すことにより、図中の左右方向に移動し、出力光が調整される。
【００２７】
外ケース８の底部には、ランプ４のアノード側に電気的に接続されたリード線３４及びランプ４のカソード側に電気的に接続されたリード線３４が接続されるスタータ６２が配置されている。なお、本実施形態の光放射装置６は、外部から電源を供給する必要があり、スタータ６２には、外部電源が接続される電源接続コネクタ６３が設けられている。スタータ６２は、外部電源から一定の電圧が供給された際に、ランプ４内の一対の電極に放電が生じるまで当該電圧を増幅し、電極間に増幅電圧を印加する。電極間に放電が生じた後は、スタータ６２の電圧増幅機能は自動的に停止するように構成されている。
【００２８】
図３は、図２に示す光放射装置６のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。この図３と図２より、ランプ４を囲う内ケース２０の各面はすべて外ケース８と離隔していることがわかる。ロック部６６のネジ６６ａを締めると、内ケース２０が外ケース８に対して固定される。
【００２９】
図３に示されるように、内ケース２０には、下部にガス導入部２６が設けられている。ガス導入部２６には、導入されるガスを拡散させるガス拡散部材２４が取り付けられている。ガス拡散部材２４は、多孔質の材料からなる拡散部２４ｂと、拡散部２４ｂをガス導入部２６に取り付ける取付部２４ａとを有している。拡散部２４ｂを構成する多孔質の材料は、ＢＣ焼結体であっても良い。取付部２４ａは、ガス導入部２６から流出したガスを拡散部２４ｂに導く。従って、ガスは拡散部２４ｂを通じて内ケース２０の内部に導入される。ガス拡散部材２４として、「サイレンサ」と呼ばれる消音機能を有する製品を用いることも可能である。また、内ケース２０は、内ケース本体２０ａに内ケースカバー２０ｂが被せられて構成されているが、内ケース本体２０ａと内ケースカバー２０ｂとの間にはごく微小な隙間Ｓがあり、内ケース２０内部を密封した状態で接着するのではない。ガス導入部２６から導入された内ケース２０内のガスは、この隙間Ｓから僅かずつ内ケース２０の外部へ流出する。また、内ケース２０へのガスの導入量は、内ケース２０内部の圧力が空気流通空間部４８の圧力より大きくなるように調整される。これにより、内ケース２０内部に上記微小な隙間Ｓから空気が流入することはない。本実施形態では、内ケース２０の組み立ての際にできた隙間をガス排出部としたが、内ケース本体２０ａに微小な開口を形成してガス排出部としても良い。
【００３０】
次に、導光部材７０について説明する。図４は、導光部材７０を示す断面図である。導光部材７０は、ＫＯＶ金属からなる筒体７１と、筒体７１の両端を閉じる石英面板７２と、筒体７１の内部の一端に設けられたレンズ７４と、を備えている。筒体７１の内部は真空とされている。筒体７１内部に設けられるレンズ７４の枚数は、導光部材７０を集光系に用いるか、平行光学系に用いるか、によって変えることができる。
【００３１】
この導光部材７０は、次のような工程によって製造される。１）ＫＯＶ金属と石英面板７２とをＡｌリング７３を介して熱圧着接着する。２）筒体７１の内部の石英面板７２付近にレンズ７４を固定する。この際の固定方法は、ネジ込み式リングである。３）１）と同様に、ＫＯＶ金属と石英面板７２とをＡｌリング７３を介して熱圧着接着する。４）２）によって製造された筒体７１と、３）によって製造された筒体７１とをヘリアーク溶接によって接合する。ヘリアーク溶接箇所を点線７６で示す。この際、石英面板７２が接合された筒体７１の両端に位置するようにして、２つの筒体７１は接合される。５）筒体７１の内部を真空引きし、その後真空引き用のチップ管７５をオフする。
【００３２】
この導光部材７０は、光が通過する筒体７１の内部が真空引きされているので光が減衰せず、効率良く光を導くことができる。また、この導光部材７０では、金属（Ａｌ）シールによって石英面板７２を固定しているので、熱的な問題が少なく、レンズ７４をランプ４に近接して配置することができるという効果がある。
【００３３】
次に、図５を用いて、ランプ４をランプハウス２に取り付ける方法を説明する。ランプ４を交換する際は、ストッパー２８を半時計方向に回転させてロックを外した後、ランプ４を交換位置、すなわち、ランプ４が外ケース８の外に出る位置まで基台２０ｃを手前にスライドさせる。ランプ４のアノード側は、ローレットネジ６８ｂを締め付けることにより、カソード固定板３０に固定される。本実施形態に係るランプハウス２では、ランプ４が外ケース８の外に出るまで基台２０ｃをスライドできるため、ランプ４の交換時に外ケース８や内ケース２０が邪魔になることなく、上述したランプ４の取り付けや取り外しをスムーズに行うことができる。
【００３４】
次に、図２を参照して、本実施形態に係る光放射装置６の動作について説明する。電源接続コネクタ６３に外部電源が接続されて電源が供給されると、スタータ６２は、供給電圧を増幅し、ランプ４の電極間に増幅電圧を印加する。増幅電圧を印加し続け、一旦、電極間に放電が生じると、スタータ６２の電圧増幅機能は停止し、外部電源からの電源がそのまま電極間に印加される。このようにして、ランプ４内で放電が生じた後、放電により発生した放射光は、導光部材７０を通じてランプハウス２の外部に出射される。同様に、反射ミラー４４で反射された光も導光部材７０を通じて出射される。
【００３５】
本実施形態に係るランプハウス２は、内ケース２０の内部にガスを導入するガス導入部２６に取り付けられたガス拡散部材２４を有するので、導入されるガスによって内ケース２０の内部に対流を生じることがなく、これに起因する光の揺らぎを低減させることができる。また、導入されるガスは拡散され、ランプ４の発光部４ａに直接当たることがないので、ランプ４が過冷却されるという不都合を防止することができる。
【００３６】
また、本実施形態に係るランプハウス２は、内ケース２０に僅かな隙間Ｓを形成すると共に内ケース２０の内部の圧力を空気流通空間部４８の圧力より高くする構成により、内ケース２０に新たな排気ダクトを設けることなく、内ケース２０内部のガスを空気流通空間部４８へ排出させることができる。
【００３７】
また、本実施形態に係るランプハウス２は、内部が真空とされた筒体７１を有する導光部材７０を備えることにより、出射光を減衰させずに所望の検査機器へ導くことができる。
【００３８】
また、本実施形態に係る光放射装置６は、上記したランプハウス２にランプ４が収容され、光の揺らぎを低減しつつ、ランプを最適な動作温度に保つことができる。
【００３９】
以上、本発明のランプハウス２及び光放射装置６について実施形態を挙げて詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
【００４０】
例えば、他の構成の導光部材を用いることもできる。図６は、導光部材の他の例を示す図である。この導光部材７０ａは、ＫＯＶ金属からなる筒体７１の内面に、真鍮亜鉛メッキ７７を有し、レンズは真鍮亜鉛メッキ７７に固定されている点が導光部材７０と異なる。
【００４１】
また、導光部材７０の筒体７１の内部は真空ではなく、不活性ガスを充満させることとしても良い。この場合は、真空引きした後、不活性ガスを筒体７１内に導入する。
【００４２】
また、ランプ４は、キセノンランプでなく、水銀キセノンランプ等の他のランプ４を用いることとしても良い。
【００４３】
【発明の効果】
本発明によれば、ガス導入部から導入されるガスを拡散させるガス拡散部材を備えることにより、ガス導入時に内ケース内部に生じる対流を抑制する。これにより、内ケース内部の温度を均一に保ち、部分的に急激に温度が低下することを防止し、ランプから発せられる光の揺らぎを低減させることができる。また、導入されるガスは拡散するため、ランプの発光部に直接あたってランプを過冷却することがなく、ランプから発せられる光の揺らぎを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係る光放射装置の斜視図である。
【図２】図１に示す光放射装置のＩＩ−ＩＩ断面図である。
【図３】図２に示す光放射装置のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。
【図４】導光部材の構成を示す図である。
【図５】ランプをランプハウスに取り付ける方法を説明する図である。
【図６】導光部材の他の例を示す図である。
【符号の説明】
２…ランプハウス、４…ランプ、４ａ…発光部、６…光放射装置、８…外ケース、８ａ…外ケース本体、８ｂ…サイドカバー、１４…空気流入口、１６…空気流出口、１８…排気用ファン、２０ａ…内ケース本体、２０ｃ…基台、２２…レール、２４…ガス拡散部材、２４ｂ…拡散部、２４ａ…取付部、２６…ガス導入部、２７…ピン、２８…ストッパー、３０…カソード固定板、３２…アノード放熱板、３４…リード線、３５…リード線導出口、４０…レンズ収容部、４２…ミラー収容穴、４４…反射ミラー、４６…ミラー収容部、４８…空気流通空間部、５６…反射ミラー調整ネジ、５８…ピン、６２…スタータ、６６…ロック部、６６ａ…ネジ、７０…導光部材、７１…筒体、７２…石英面板、７３…Ａｌリング、７４…レンズ、７５…チップ管。
【図１】
2004220976.tif 000003
【図２】
2004220976.tif 000004
【図３】
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【図４】
2004220976.tif 000006
【図５】
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【図６】
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