(57)【要約】【課題】  陰極と陽極の離間距離を調節することのより、長時間点灯しても、集光光率の低下、配光分布の変化が起こらず、さらには、光の放射方向或いは光量を自在に制御することができるショートアークランプを提供することにある。【解決手段】  本発明のショートアークランプは、第２給電部材６は、ランプ本体固定部６１と電極固定部６２と中間調整部６３とよりなり、電極固定部６２は、電極軸に沿って貫通孔６２ａを有し、貫通孔６２ａには他方の電極３が貫通され、他方の電極３の後端部３ａが貫通孔から突出しており、ランプ本体固定部６１は、電極軸に沿って貫通孔６１ａを有し、貫通孔の一端側には他方の電極３の後端部３ａが緩嵌され、貫通孔６１ａの他端側には他方の電極３を位置調整するための位置調整部材８が螺合していることを特徴とするショートアークランプ。【選択図】    図１
2005093165.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁部材からなり、内部に反射面を有する凹部放電空間が形成されたランプ本体と、
前記放電空間において、前記反射面の焦点位置に所定の間隔を持って対向配置された一対の電極と、
前記ランプ本体の開口部側に位置し、一方の電極を固定し給電するための第１給電部材と、
前記ランプ本体の反開口部側に位置し、前記他方の電極を固定し給電するための第２給電部材とよりなるショートアークランプにおいて、
前記第２給電部材は、前記ランプ本体に固定されたランプ本体固定部と、前記他方の電極が固定された電極固定部と、一端がランプ本体固定部に接続され他端が電極固定部に接続され電極軸方向に伸縮自在に伸びる中間調整部とよりなり、
前記電極固定部は、電極軸に沿って貫通孔を有し、当該貫通孔には他方の電極が貫通され、当該他方の電極の後端部が貫通孔から突出しており、
前記ランプ本体固定部は、電極軸に沿って貫通孔を有し、当該貫通孔の一端側には前記他方の電極の後端部が緩嵌され、当該貫通孔の他端側には前記他方の電極を位置調整するための位置調整部材が螺合しており、
前記位置調整部材が前記ランプ本体固定部に螺合して電極軸方向に移動することにより、当該位置調整部材が他方の電極の後端部を押し動かして、前記他方の電極が電極軸方向に移動することを特徴とするショートアークランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はショートアークランプに係わり、特に、映写機、分光計等のように強力な点光源からの光を利用する分野や、内視鏡の光源等のように強力な点光源の光を微小面積に集光し光ファイバー等を通して照明する分野に用いられるショートアークランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
ショートアークランプは、一般的には、透明セラミックスや石英ガラス、その他のガラス材を発光管に使用しているが、特殊な用途には、ランプ本体を不透明絶縁部材であるセラミックスで作り、光取り出し部のみ透光性セラミックスを用いているランプが知られている。このランプは、全体外観形状がほぼ柱状であって、極めて頑丈で取扱いしやすいという利点がある。
【０００３】
図４は、従来のショートアークランプの一例における構成の概略を示す説明図である。
円柱状の絶縁部材からなるランプ本体１の内部に湾曲した反射面１ａを有する凹部放電空間Ｄが形成され、所定の間隔を持って陽極２と陰極３が対向して配置されている。
第１給電部材４は、ランプ本体１の開口部側に位置し、陰極３がロウ付されて固定されている導電性支持部材４１とこの導電性支持部材４１がロウ付けされた給電リング４２とよりなり、給電リング４２が第１金属リング５によってランプ本体１の開口部側に固定されている。
第２給電部材６は、ランプ本体１の反開口部側に位置し、その内部において陽極２が接合固定され、第２金属リング７によってランプ本体１の反開口部側に固定されている。
【０００４】
このようなショートアークランプでは、陰極３は第１給電部材４によって固定されており、陽極２も第２給電部材６によって固定されており、陽極２と陰極３は凹部放電空間Ｄ内において、所定の位置に固定された構造になっている。
【特許文献１】特許第３１８３１４５号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このようなショートアークランプでは、長時間点灯すると陽極２と陰極３の先端が損耗し、特に、陰極先端の損耗が激しく、電極間距離が広がり、陰極先端近傍に形成されるアークスポットの位置が、反射面１ａの焦点からずれてしまい、集光光率が低下し所定の明るさを得られなくなるという問題があった。さらには、配光分布が変化し、照明領域に照明ムラが発生するという問題があった。
【０００６】
また、従来、このようなショートアークランプを内視鏡の光源として利用する場合、装置側にランプから放射される光を制御するための絞り機構が必要であった。
この絞り機構は、照明領域が明るすぎる場合に、照明領域が白っぽくなり、色調の変化や画像の認識ができない時に、絞り機構を絞ることにより、照明領域に照射される光を低減し、適切な明るさの照明状態になるようにしていた。
【０００７】
つまり、ランプ側でランプから放射される光を制御することができず、ランプが組み込まれた装置側に絞り機構を設ける必要があり、装置が複雑化するという問題があった。
【０００８】
本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであって、その目的は、陰極と陽極の離間距離を調節することのより、長時間点灯しても、集光光率の低下、配光分布の変化が起こらず、さらには、陰極と陽極の離間距離を調節することのより、ランプ自身から放射される光の放射方向或いは光量を自在に制御することができるショートアークランプを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の請求項１に記載のショートアークランプは、絶縁部材からなり、内部に反射面を有する凹部放電空間が形成されたランプ本体と、前記放電空間において、前記反射面の焦点位置に所定の間隔を持って対向配置された一対の電極と、前記ランプ本体の開口部側に位置し、一方の電極を固定し給電するための第１給電部材と、前記ランプ本体の反開口部側に位置し、前記他方の電極を固定し給電するための第２給電部材とよりなるショートアークランプにおいて、前記第２給電部材は、前記ランプ本体に固定されたランプ本体固定部と、前記他方の電極が固定された電極固定部と、一端がランプ本体固定部に接続され他端が電極固定部に接続され電極軸方向に伸縮自在に伸びる中間調整部とよりなり、前記電極固定部は、電極軸に沿って貫通孔を有し、当該貫通孔には他方の電極が貫通され、当該他方の電極の後端部が貫通孔から突出しており、前記ランプ本体固定部は、電極軸に沿って貫通孔を有し、当該貫通孔の一端側には前記他方の電極の後端部が緩嵌され、当該貫通孔の他端側には前記他方の電極を位置調整するための位置調整部材が螺合しており、前記位置調整部材が前記ランプ本体固定部に螺合して電極軸方向に移動することにより、当該位置調整部材が他方の電極の後端部を押し動かして、前記他方の電極が電極軸方向に移動することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のショートアークランプは、ランプ本体の放電空間に一対の電極が配置され、ランプ本体の開口部側に設けられた一方の電極を固定し給電するための第１給電部材と、ランプ本体の反開口部側に設けられた他方の電極を固定し給電するための第２給電部材とよりなるショートアークランプにおいて、第２給電部材は、ランプ本体に固定されたランプ本体固定部と、他方の電極が固定された電極固定部と、一端がランプ本体固定部に接続され他端が電極固定部に接続され電極軸方向に伸縮自在に伸びる中間調整部とよりなり、電極固定部は、電極軸に沿って貫通孔を有し、当該貫通孔には他方の電極が貫通され、当該他方の電極の後端部が貫通孔から突出しており、ランプ本体固定部は、電極軸に沿って貫通孔を有し、当該貫通孔の一端側には他方の電極の後端部が緩嵌され、当該貫通孔の他端側には他方の電極を位置調整するための位置調整部材が螺合しており、位置調整部材を電極軸を中心に回転させることにより、位置調整部材がランプ本体固定部の貫通孔内で一方の電極方向に進み、他方の電極の後端部を押し動かし、他方の電極を一方の電極の方向に動かすことができる。
【００１１】
この結果、ランプを長時間点灯して、それぞれの電極の先端が損耗して電極間距離が所定の距離より大きくなった場合に、位置調整部材を回転させることにより、他方の電極を一方の電極方向に移動させることができ、電極間で形成されるアークスポットの位置を、反射鏡の反射面の焦点に常に一致させることができ、集光光率を常に最適な状態に保つことができ、配光分布の変化をも抑制して照明領域に照明ムラが発生することを防止できる。
【００１２】
さらには、照明領域が明るすぎる場合に、位置調整部材を回転させることにより、電極間距離を大きくし、電極の先端近傍に形成されるアークスポットを反射面の焦点から故意にづらすことにより、反射面から反射された光の放射方向を変化させ、ショートアークランプの前方に配置されているレンズに照射される光量を減少させたり、照明領域での配光分布を急峻な状態から幅方向に広がりをもった緩慢な状態に変化させたりして、照明領域の照度や配光分布を最適な状態に制御し、照明領域を最適状態で照明することができる。
つまり、従来からショートアークランプが組み込まれた装置に絞り機構を付加し、この絞り機構で照明領域の明るさを制御していたが、このような絞り機構がなくても、ランプ単体によって明るさを制御することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明のショートアークランプの実施の形態を説明する。
図１は、本発明のショートアークランプの一例における構成の概略を示す説明図であり、図２は図１に示すショートアークランプを陽極側外部から見た平面図であり、図３は図１に示すショートアークランプを陰極側外部から見た平面図である。
【００１４】
円柱状の絶縁部材からなるランプ本体１の内部に湾曲した反射面１ａを有する凹部放電空間Ｄが形成され、所定の間隔を持って陽極２と陰極３が対向して配置されている。
第１給電部材４は、ランプ本体１の開口部側に位置し、陽極２がロウ付されて固定されている導電性支持部材４１とこの導電性支持部材４１がロウ付けされた給電リング４２とよりなり、給電リング４２が第１金属リング５によってランプ本体１の開口部側に固定されている。
第２給電部材６は、ランプ本体１の反開口部側に位置し、その内部において陰極３が固定され、第２金属リング７によってランプ本体１の反開口部側に固定されている。
【００１５】
第２給電部材６は、ランプ本体１に第２給電リング７によって固定されたＳＵＳ製のランプ本体固定部６１と、陰極３を固定したＳＵＳ製の電極固定部６２と、一端がランプ本体固定部６１に接続され他端が電極固定部６２に接続され電極軸方向に伸縮自在に伸びるＳＵＳ製の波箔状の中間調整部６３とよりなる。
【００１６】
陽極２への通電方法は、第１金属リング５が不図示の給電部材に接触しており、第１金属リング５と給電リング４２と導電性支持部材４１を通電経路にして陽極２に電流が流れる。
【００１７】
電極固定部６２は、電極軸に沿って貫通孔６２ａを有し、この貫通孔６２ａに陰極３が貫通している。陰極３の側面は貫通孔６２ａの内面と銀ロウ付けされて固定されている。また、陰極３の後端部３ａは貫通孔６２ａから突出している。
【００１８】
ランプ本体固定部６１は、電極軸に沿って貫通孔６１ａを有し、この貫通孔６１ａの一端側には陰極３の後端部３ａが緩嵌している。また、貫通孔６１ａの他端側は内面にネジ溝が切ってあり、表面にネジ溝が切ってある位置調整部材８の突起部８１が螺合している。
【００１９】
電極固定部６２の陽極側の端面６２ｂとランプ本体１の端面１ａとの間には、内部に陰極３が貫通しているコイル部材９が配置されている。
このコイル部材９は、電極固定部６２をランプ本体１の端面１ａから離す方向に応力がかかっており、後述する位置調整部材８によって電極固定部６２が陽極２方向に移動する際にはコイルが縮み、逆に、位置調整部材８が反陽極２方向に移動した場合には電極固定部６２を反陽極２方向に押し動かすものである。
【００２０】
陰極２への通電方法は、第２金属リング７が不図示の給電部材に接触しており、第２金属リング７とランプ本体固定部６１と中間調整部６３と電極固定部６２を通電経路にして陰極３に電流が流れる。
【００２１】
中間調整部６３は、ランプ本体固定部６１の内部空間をＤ１空間とＤ２空間に２つに分ける役割をもつものである。
Ｄ１空間は、電極固定部６２と中間調整部６３とランプ本体固定部６１によって取り囲まれており、しかも、電極固定部６２の貫通孔６２ａの内面と陰極３との隙間は銀ロウによって封鎖されているので、Ｄ１空間はＤ２空間と完全に独立して繋がっていない状態になっている。
【００２２】
一方、Ｄ２空間は、ランプ本体固定部６１に貫通孔６１ａが形成され、この貫通孔６１ａは位置調整部材８の突起部８１を螺合するためにネジ溝が切ってあるだけの構造であり、しかも、陰極３の後端部３ａが貫通孔６１ａの内面と微小な隙間を保った状態で緩嵌されているだけの構造であり、必然的に外気と繋がった状態になっている。
つまり、Ｄ１空間は、放電空間Ｄと繋がった状態であって、放電空間Ｄ内の充填ガスがＤ１空間に流れ込むが、Ｄ１空間とＤ２空間は中間調整部６３によって完全に独立して繋がっていない状態になっているので、放電空間Ｄ内のガスが外部に抜けることがない。
【００２３】
そして、位置調整部材８を電極軸を中心に回転させることにより、突起部８１がランプ本体固定部６１の貫通孔６１ａ内で陽極２方向に進み、突起部８１の前方に位置する陰極３の後端部３ａと当接しながら押し動かす。この時、陰極３は電極固定部６２に固定されているが、この電極固定部６２は中間調整部６３が電極軸方向に伸びることによって、ランプ本体固定部６１の内部空間であるＤ１空間とＤ２空間を完全に独立した状態を保ちながら、ランプ本体固定部６１に対して電極軸方向に移動可能となっているので、突起部８１が陰極３の後端部３ａに当接して押し動かすことにより、放電空間Ｄの充填ガスが外部に漏れることなく、陰極３を陽極２の方向に動かすことができる。
【００２４】
つまり、長時間点灯して、陰極や陽極の先端が損耗して電極間距離が所定の距離より大きくなった場合に、位置調整部材８を電極軸を中心に回転させることにより、陰極３を陽極２方向に移動させることができ、陰極先端近傍に形成されるアークスポットの位置を、反射面１ａの焦点に常に一致させることができ、集光光率を常に最適な状態に保つことができ、配光分布の変化をも抑制して照明領域に照明ムラが発生することを防止することができる。
【００２５】
また、本発明のショートアークランプを内視鏡の光源として利用する場合、照明領域が明るすぎる場合に、被照明領域が白っぽくなり、色調の変化や画像の認識ができない時に、位置調整部材８を回転させることにより、陰極３と陽極２との離間距離を調整し、例えば、陰極３を反陽極２方向に移動させることにより、陰極３の先端近傍に形成されるアークスポットを反射面１ａの焦点から故意にづらすことにより、反射面１ａから反射された光の放射方向を発散光となるように制御することにより、ショートアークランプの前方に配置されているレンズに照射される光量を減少させたり、照明領域での配光分布を急峻な状態から幅方向に広がりを持った緩慢な状態に変化させたりして、照明領域の照度や配光分布を最適な状態に制御し、照明領域を最適状態で照明することができる。
【００２６】
この結果、ショートアークランプが組み込まれた装置側に、絞り機構が不要となり、装置全体が簡素化できる。
【００２７】
また、本発明のショートアークランプは点灯初期は、予め光量が大きくなるように設計しおき、点灯初期に電極間距離を大きくして予め最大の光量から減少させた状態で使用し、点灯後時間の経過とともに、光量が減少するにつれて、位置調整部材を回転させて反対に電極間距離を小さくして光量を上げ、常に一定の明るさとなるように制御することができる。
【００２８】
つまり、本発明のショートアークランプは、集光光率を常に最適な状態に保つことができ、配光分布の変化をも抑制して照明領域に照明ムラが発生することを防止することができること以外に、電極間の離間距離を制御することにより、ランプの明るさを自在に制御することができる。
【００２９】
なお、上述した電極間距離を制御するための位置調整部材８の回転は、手動で行ってもよく、あるいは、照明領域近傍に光センサーを配置し、そのセンサーからの信号により、光出力の変化を読み取り、間接的に陰極の損耗状態を検知し、自動的にモーター等によって位置調整部材を回転させ最適な電極位置に陰極を移動させることも可能である。
なお、照明領域近傍にセンサーを配置する以外に、光路中にハーフミラーを配置し、光を分けて、分かれた一方の光をセンサーによって検知してもよく、特に、光検知方法はどのような手段を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明のショートアークランプの説明図である。
【図２】図１に示すショートアークランプを陽極側外部から見た平面図である。
【図３】図１に示すショートアークランプを陰極側外部から見た平面図である。
【図４】従来のショートアークランプの説明図である
【符号の説明】
【００３１】
１      ランプ本体
２      陽極
３      陰極
４      第１給電部材
４１    導電性支持部材
４２    給電リング
５      第１金属リング
６      第２給電部材
６１    ランプ本体固定部
６２    電極固定部
６３    中間調整部
７      第２金属リング
８      位置調整部材
８１    突起部
９      コイル部材
【図１】
2005093165.tif 000003
【図２】
2005093165.tif 000004
【図３】
2005093165.tif 000005
【図４】
2005093165.tif 000006