(57)【要約】【課題】光量安定化回路の構成を複雑化させずにランプ用電源の制御を緻密化する。【解決手段】ランプ、ランプ用電源、ランプ用電源からランプに供給される電気的エネルギーの量を調整するための光量安定化回路、及びモニタ用光ファイバを備える。光量安定化回路は、モニタ用光ファイバからの出射光を受光して受光量に対応するアナログ電気信号を出力する受光回路６と、モニタ用光ファイバから出射されるモニタ光量に関する設定値に対応する電気信号を出力する調光入力部１１及びＤ／Ａ変換器８と、受光回路６から出力されるアナログ電気信号とＤ／Ａ変換器８から出力される電気信号との比較に基づき比較信号を出力するアナログ式比較回路７とを有しており、アナログ式比較回路７は比較信号に基づきランプ用電源を制御する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ランプ、該ランプを発光させるための電気的エネルギーを前記ランプに供給するランプ用電源、前記ランプの発光光量を調整するために前記ランプ用電源から前記ランプに供給される電気的エネルギーの量を調整するための光量安定化回路、及び前記ランプから発せられる光の一部であるモニタ光を前記光量安定化回路へと導光するためのランプ光モニタ用導光手段を備えた光量安定化光源装置であって、
前記光量安定化回路は、前記ランプ光モニタ用導光手段から出射される光を受光して受光量に対応するアナログ電気信号を出力する受光回路と、前記ランプ光モニタ用導光手段から出射されるモニタ光量に関する設定値に対応する電気信号を出力する光量設定値入力回路と、前記受光回路から出力されるアナログ電気信号と前記光量設定値入力回路から出力される電気信号との比較に基づき比較信号を出力するアナログ式比較回路とを有しており、
前記アナログ式比較回路は前記比較信号に基づき前記ランプ用電源を制御することを特徴とする光量安定化光源装置。
【請求項２】
前記光量設定値入力回路は、外部から設定値が入力される調光入力部と該調光入力部から出力されるデジタル信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器とを備えていることを特徴とする、請求項１に記載の光量安定化光源装置。
【請求項３】
前記ランプ光モニタ用導光手段は光ファイバを用いたものからなることを特徴とする、請求項１〜２のいずれかに記載の光量安定化光源装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光源の発光量を安定して所望値に保つことの可能な安定化光源装置に関するものである。光源発光量の所望値は変動してもよく、この場合には調光がなされる。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
光源としてランプを使用した光源装置から発せられる光量（単位時間あたりの光量）は、設定値が不変であっても、ランプの経時変化により時間とともに変動している。そこで、ランプの発光光量のモニタ結果に応じて、ランプ用電源からランプへと供給される電気的出力を光量安定化回路を用いて調整することにより、ランプからの発光量を所望の値に維持し（即ち、光量の安定化制御を行い）、これにより安定した発光光量を得る光源装置が開発されている。
【０００３】
このような従来の光量安定化光源装置については、例えば特開平６−１１９９８０号公報（特許文献１）に記載がある。この光源装置では、光量安定化回路としてデジタル式のものが用いられている。このデジタル式光量安定化回路のブロック図を図４に示す。ランプから発せられる光の一部をモニタ光としてモニタ用光ファイバを介して受光回路２６へと導光し、該受光回路からモニタ光量に対応するアナログ電気信号を出力させる。このアナログ電気信号をＡ／Ｄ変換器２９でデジタル電気信号に変換した上でマイコン２０へ取り込む。一方、設定値入力のための調光入力部２１からは設定値信号（デジタル電気信号）がマイコン２０へと入力される。マイコン２０内では、Ａ／Ｄ変換器２９から入力される電気信号と調光入力部２１から入力される電気信号との比較演算を行い、その結果をＤ／Ａ変換器２８を経由してランプ用電源へと出力する。
【０００４】
Ａ／Ｄ変換器２９から入力される電気信号の値が調光入力部２１から入力される電気信号の値より大きい場合には、Ｄ／Ａ変換器２８の出力を減少させて、ランプ用電源に対してランプへ供給する電気量を低減させるような制御信号が発せられる。Ａ／Ｄ変換器２９から入力される電気信号の値が調光入力部２１から入力される電気信号の値より小さい場合には、Ｄ／Ａ変換器２８の出力を増加させて、ランプ用電源に対してランプへ供給する電気量を増加させるような制御信号が発せられる。Ａ／Ｄ変換器２９から入力される電気信号の値が調光入力部２１から入力される電気信号の値と同一の場合には、Ｄ／Ａ変換器２８の出力を不変に維持して、ランプ用電源に対してランプへ供給する電気量をそのまま維持させるような制御信号が発せられる。
【０００５】
このようなデジタル式の光量安定化回路の場合には、ランプ用電源を制御する為の出力部にＤ／Ａ変換器２８を用いている。従って、Ｄ／Ａ変換器の分解能が８ビットや１０ビットの場合、２５６段階や１０２４段階の制御しか出来ない。これでは、より細かい制御は不可能である。Ｄ／Ａ変換を用いてランプ用電源を制御してランプの発光量を安定化させる場合、Ｄ／Ａ変換のＬＳＢより小さな幅での光量調整は出来ないので、ランプ発光量はＬＳＢ分の光量幅で階段状に調光される。つまり、ランプの光量変動がＤ／Ａ変換のＬＳＢより小さい対応関係にある場合には、デジタル式光量安定化回路ではランプ発光量の調整はできないので、ランプ発光量は所望値からずれたままとなる。また、ＬＳＢを細かくするためにはＤ／Ａ変換の分解能を高めればよいのであるが、その場合にはＤ／Ａ変換器の構成が複雑化しコスト高になるという難点がある。
【０００６】
そこで、本発明は、光量安定化回路の構成を複雑化させること無くランプ用電源の制御を緻密化することを目的とするものである。
【０００７】
【特許文献１】
特開平６−１１９９８０号公報
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、以上の如き目的を達成するものとして、
ランプ、該ランプを発光させるための電気的エネルギーを前記ランプに供給するランプ用電源、前記ランプの発光光量を調整するために前記ランプ用電源から前記ランプに供給される電気的エネルギーの量を調整するための光量安定化回路、及び前記ランプから発せられる光の一部であるモニタ光を前記光量安定化回路へと導光するためのランプ光モニタ用導光手段を備えた光量安定化光源装置であって、
前記光量安定化回路は、前記ランプ光モニタ用導光手段から出射される光を受光して受光量に対応するアナログ電気信号を出力する受光回路と、前記ランプ光モニタ用導光手段から出射されるモニタ光量に関する設定値に対応する電気信号を出力する光量設定値入力回路と、前記受光回路から出力されるアナログ電気信号と前記光量設定値入力回路から出力される電気信号との比較に基づき比較信号を出力するアナログ式比較回路とを有しており、
前記アナログ式比較回路は前記比較信号に基づき前記ランプ用電源を制御することを特徴とする光量安定化光源装置、
が提供される。
【０００９】
本発明の一態様においては、前記光量設定値入力回路は、外部から設定値が入力される調光入力部と該調光入力部から出力されるデジタル信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器とを備えている。本発明の一態様においては、前記ランプ光モニタ用導光手段は光ファイバを用いたものからなる。
【００１０】
本発明によれば、ランプ用電源の調整が無段階に可能である光量安定化光源装置が実現される。ここで、無段階の滑らかな調光を行うために、受光回路からの出力と光量設定値入力回路からの出力との比較を、アナログ式比較回路を用いて行っている。これにより光量安定化回路の出力は無段階となり、滑らかな調光が可能である。アナログ式比較回路を用いた調光では、デジタル式光量安定化回路の場合のＬＳＢよりも細かな光量調整が可能である。従って、ランプの発光量はアナログ式比較回路を用いた光量安定化の方がより精度良く滑らかで安定している。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。
【００１２】
図１は本発明による光量安定化光源装置の一実施形態の全体構成を示すブロック図である。光量安定化光源装置１３は、ランプ３、ランプに電気エネルギー（電力）を供給するランプ用電源２、及びランプ用電源を制御する光量安定化回路１、ランプから発せられる光の一部をモニタ光として光量安定化回路１へと導くランプ光モニタ用導光手段としてのモニタ用光ファイバ５を備えている。また、ランプ３から発せられる光の大部分を光源装置の外部へ導くライトガイド４が配置されている。
【００１３】
光量安定化回路１は、ランプ用電源２を制御して、ランプ３に供給される電気エネルギーの量を調節する。即ち、光量安定化回路１は、ランプ３の発光光量を調整するために、ランプ用電源２からランプ３に供給される電気的エネルギーの量を調整する。
【００１４】
図２は光量安定化回路１の構成を示すブロック図である。ランプから発せられる光の一部は、モニタ用光ファイバ５の一方端から該光ファイバへと入射し、該光ファイバ中を導光され、該光ファイバの他方端から受光回路６へと入射され、ここでアナログ電気信号に変換される。即ち、受光回路６は光ファイバ５から出射される光を受光して受光量に対応するアナログ電気信号を出力する。調光入力部１１は、モニタ用光ファイバ５から出射されるモニタ光量に関し外部入力される設定値に対応するアナログ電気信号を出力する光量設定値入力回路を構成する。調光入力部１１から出力されるデジタル電気信号は、Ｄ／Ａ変換器８に入力され、ここでアナログ電気信号に変換される。Ｄ／Ａ変換器８も上記光量設定値入力回路を構成する。尚、調光入力部１１から出力される電気信号がアナログ信号の場合には、Ｄ／Ａ変換器８を省略することも可能である。
【００１５】
アナログ式比較回路７は、受光回路６から出力されるアナログ電気信号と光量設定値入力回路のＤ／Ａ変換器８から出力されるアナログ電気信号とを比較し、その比較結果を示す電気信号（比較信号）を出力する。そして、アナログ式比較回路７は、比較信号に基づきランプ用電源２を制御する。
【００１６】
即ち、受光回路６から入力されるアナログ電気信号の値がＤ／Ａ変換器８から入力されるアナログ電気信号の値より大きい場合には、アナログ式比較回路７の出力である比較信号は、その値が減少し（または負極性とされ）、ランプ用電源に対してランプへ供給する電気量を低減させるような制御信号として機能する。また、受光回路６から入力されるアナログ電気信号の値がＤ／Ａ変換器８から入力されるアナログ電気信号の値より小さい場合には、アナログ式比較回路７の出力である比較信号は、その値が増加し（または正極性とされ）、ランプ用電源に対してランプへ供給する電気量を増加させるような制御信号として機能する。また、受光回路６から入力されるアナログ電気信号の値がＤ／Ａ変換器８から入力されるアナログ電気信号の値と同一の場合には、アナログ式比較回路７の出力である比較信号は、その値が不変に維持され（または中性極性とされ）、ランプ用電源に対してランプへ供給する電気量をそのまま維持させるような制御信号として機能する。
【００１７】
アナログ式比較回路７では、受光回路６から入力されランプ発光量変化を正確に反映して連続的に変化するアナログ電気信号に基づき、常時正確な比較信号を得ることができ、かくして良好なフィードバック制御がなされる。尚、調光入力部１１から入力される設定値は所望により適宜変化するものでもよく、その変化は不連続であってもよい。これは、比較回路７の比較基準を変更することに該当するのであるが、この比較基準の不連続な変動は上記ランプ発光量変動を正確に捉えることの意義を何ら損なうものではない。
【００１８】
調光入力部１１からの設定値入力は、パラレル入力、シリアル入力、電圧入力、抵抗入力その他適宜の手段を使用することができる。
アナログ式比較回路７の出力である比較信号は、受光回路６から入力されるアナログ電気信号の値とＤ／Ａ変換器８から入力されるアナログ電気信号の値との差の大きさに応じたものである。このようなアナログ式比較回路７は、具体的には、例えば図３に示されるような抵抗体とコンデンサとオペアンプとからなり、その出力は無段階出力で滑らかな変化となりＤ／Ａ変換器出力のように飛び飛びの出力とはならない。このため、ランプ発光量を所望値にするフィードバック制御は常時良好になされ、光量安定化が可能となる。即ち、例えば、ランプの発光量が基準値である時に受光回路６の出力とＤ／Ａ変換器８の出力とが同一になるように調光入力部１１への外部入力を設定しておき、ランプ発光量の制御を次のようにして行うことができる。ランプ３の発光光量が増加すると、受光回路６の出力が増加し、この出力がＤ／Ａ変換器８の出力より大きくなり、アナログ式比較回路７の出力が低下する。この出力低下の程度は、受光回路６の出力とＤ／Ａ変換器８の出力との差に応じて決まる。このアナログ式比較回路７の出力低下に伴い、ランプ用電源２の出力が低下し、ランプ光量が低下する。一方、ランプ３の発光光量が低下すると、受光回路６の出力が低下し、この出力がＤ／Ａ変換器８の出力より小さくなり、アナログ式比較回路７の出力が増加する。この出力増加の程度は、受光回路６の出力とＤ／Ａ変換器８の出力との差に応じて決まる。このアナログ式比較回路７の出力増加に伴い、ランプ用電源２の出力が増加し、ランプ光量が増加する。
【００１９】
【発明の効果】
以上のように、本発明の光量安定化光源装置によれば、光量安定化回路の構成を複雑化させること無くランプ用電源の制御を緻密化することが可能となる。即ち、デジタル式光量安定化回路より滑らかな調光が可能な光量安定化光源装置が実現できる。また、デジタル式光量安定化回路ではランプ調光の分解能を向上させようとすれば分解能の高い高価なＤ／Ａ変換器やＡ／Ｄ変換器が必要であるが、本発明のアナログ式比較回路を用いたものは、そのような必要が無く、安価である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による光量安定化光源装置の一実施形態の全体構成を示すブロック図である。
【図２】図１の光量安定化光源装置の光量安定化回路の構成を示すブロック図である。
【図３】図２の光量安定化回路のアナログ式比較回路の構成を示す回路図である。
【図４】従来のデジタル式光量安定化回路の概略を示すブロック図である。
【符号の説明】
１  光量安定化回路
２  ランプ用電源
３  ランプ
４  ライトガイド
５  モニタ用光ファイバ
６  受光回路
７  アナログ式比較回路
８  Ｄ／Ａ変換器
１１  調光入力部
１３  光量安定化光源装置
２０  マイコン
２１  調光入力部
２６  受光回路
２８  Ｄ／Ａ変換器
２９  Ａ／Ｄ変換器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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