(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を放射する放電管と、前記放電管から放射された光を集光する集光手段と、前記放電管と、前記集光手段とが内部に格納されるハウジングと、前記集光手段からの光を出射するための、前記ハウジングの前面に設けられた出射口と、前記集光手段からの光を導光するための、前記出射口に接続されたライトガイドと、前記ハウジングの前面の所定の位置に設けられた不活性ガス導入口と、前記ハウジングの前面の外側において前記不活性ガス導入口に接続された不活性ガス供給手段と、前記不活性ガスを前記ライトガイドの光入射部に吹き付けるための、前記不活性ガス導入口を介して前記不活性ガス供給手段と連通した不活性ガス吹き付け手段とを備え、前記不活性ガスは窒素であることを特徴とするスポット光源装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光を照射するスポット光源装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、スポット光源装置では、放電管から放射された光を楕円集光ミラーなどの反射ミラーによって反射・集光し、出射口に接続されたファイバなどのライトガイドにより導光して外部に出射される（特開２０００−５７８０３号、特開２０００−５７８０５号、特開２０００−５７８０６号、特開２０００−５７８４０号等）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のスポット光源装置を長時間使用していると、出射光の光量が減少して安定に動作できない場合がある。かかる現象の原因としては、反射ミラーの経年変化など様々なものが挙げられるが、とりわけライトガイドの光入射部が白濁すると出射光の光量が著しく減少してしまう。
【０００４】
本発明は、このような従来技術の問題点を改善し、長時間使用した場合であっても、出射光の光量が減少することなく安定的に動作することが可能なスポット光源装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、光を放射する放電管と、放電管から放射された光を集光する集光手段と、放電管と、前記集光手段とが内部に格納されるハウジングと、集光手段からの光を出射するための、ハウジングの前面に設けられた出射口と、集光手段からの光を導光するための、出射口に接続されたライトガイドと、ハウジングの前面の所定の位置に設けられた不活性ガス導入口と、ハウジングの前面の外側において不活性ガス導入口に接続された不活性ガス供給手段と、不活性ガスをライトガイドの光入射部に吹き付けるための、不活性ガス導入口を介して不活性ガス供給手段と連通した不活性ガス吹き付け手段とを備え、前記不活性ガスは窒素であることを特徴とする。
【０００６】
本発明においては、放電管から放射される高エネルギーの光が、集光手段により、出射口に接続されたライトガイドの光入射部に向けて照射され、ライトガイドにより外部に導光される。このとき、ハウジングの前面の所定の位置に不活性ガス導入口を設け、その不活性ガス導入口を介して不活性ガス供給手段と不活性ガス吹き付け手段とが連通するように構成し、不活性ガス吹き付け手段からライトガイドの光入射部に不活性ガスである窒素を吹き付けることによって、高エネルギーの光を光入射部に長時間照射した場合であっても、光入射部の白濁化が十分に防止される。従って、本発明によって、出射光の光量が減少することなく長期にわたって安定して動作することが可能なスポット光源装置が実現される。
【０００７】
なお、不活性ガスを光入射部に吹き付けることによって光入射部の白濁化が防止される理由は明らかでないが、光照射により光入射部に加えられる負荷が低減されることに加えて、浮遊ゴミの光入射部への付着防止、並びに光入射部に付着した浮遊ゴミの除去が効率的に且つ確実に行われることに起因するものと本発明者らは推察する。例えばシリコンなどの浮遊ゴミが光入射部に付着すると、光照射によりＳｉＯ2などのケイ素酸化物が生成して白濁化の原因となり得るが、本発明においては、不活性ガスの吹き付けによりこれら白濁化の原因物質を十分に除去することができる。
【０００８】
また、本発明のスポット光源装置においては、不活性ガスが窒素であって、これにより、光入射部に付着した浮遊ゴミ（シリコンなど）の反応抑制効果を高めることができるため、光入射部の白濁化をより効率よく且つ確実に防止することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面と共に本発明のスポット光源装置に係るＵＶスポット光源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。また、図面の寸法比率は、説明のものと必ずしも一致していない。なお、スポット光源装置の外面を構成するハウジングの各面については、底面及び上面と、それ以外の４面については、放電管及び反射ミラーの開口部に対向して出射口が設けられている面を前面、反対側を後面、前面に対して左側を左側面、右側を右側面とする。
【００１０】
図１は本発明の第１実施形態に係るＵＶスポット光源装置の概略構成を示す側面図である。なお、本実施形態におけるハウジング１はハウジング台部及びハウジングカバーからなる。
【００１１】
ハウジング１の内部は、区分板１１によって上下に分けられており、下の領域は駆動系領域であって、放電管等を駆動・制御する駆動装置６（具体的には図示していない）が設置されている。
【００１２】
光照射系領域の後方は光源領域であり、紫外光を放射する放電管２が、ハウジング１の前面１ａの方向に開口部３１を向けた楕円集光ミラーである反射ミラー３の内側に位置するように設置されている。反射ミラー３は、反射ミラー固定板３２によって固定・設置されている。また、光照射系領域の前方は出力領域であり、光源領域と出力領域との間の所定の位置には開口部４１を有する絞り板４及びシャッター機構５が設置されている。これにより、放電管２から放出される高エネルギーの紫外光が後述するファイバ７の光入射部に向けて集光される。
【００１３】
ここで、図１に示す装置をＩ−Ｉ線に沿った断面で破断したときの斜視図である図２を参照しつつ、図１に示した装置の概略構成を説明する。本実施形態において、ハウジング１の前面１ａの、放電管２及び反射ミラー３と対向する所定の位置には、ハウジング１の外側に突き出した円筒中空状の出射口１２が設けられている。また、出射口１２の内周面と、円筒中空状のファイバ差込用部材１３の外周面とが嵌合してファイバ差込口が構成され、当該ファイバ差込口にはファイバ７が差し込まれている。これにより、放電管２から放射され、反射ミラー３によりファイバ７の光入射部に向けて集光された紫外線が、ファイバ７により外部に導光される。
【００１４】
また、ハウジング１の前面１ａの、出射口１２近傍の所定の位置には、ハウジング１内に窒素を導入するための開口である不活性ガス導入口１４が設けられている。不活性ガス導入口１４の外側の端には配管９が接続され、図１中のボンベ８に収容された窒素は不活性ガス導入口１４を介して後述する不活性ガス吹き付け手段１０に供給される。
【００１５】
また、ハウジング１の前面１ａの内側においては、出射口１２の周縁部に、光入射部に照射される紫外線の光路を遮らないように中空部分を有して不活性ガス吹き付け手段１０が固設されている。不活性ガス吹き付け手段１０は、光入射部に臨み、光入射部の中心に対して同心状となるように相互に所定の間隔をもって設けられた複数の不活性ガス吹き付け口１５と、不活性ガス導入口１４に接続され、不活性ガス吹き付け口１５のそれぞれと連通した流路１７とを有している。これにより、不活性ガス導入口１４からの窒素が、流路１７を通って不活性ガス吹き付け口１５のそれぞれに送られ、光入射部に向けて吹き付けられる。なお、光入射部に吹き付けられる窒素の流量は、図１中の流量調節手段（レギュレータ）１６により所望の値（例えば１〜３ｍ3／ｓ）に設定される。
【００１６】
このように第１実施形態に係るＵＶスポット光源装置では、放電管２から放射される高エネルギーの紫外光が、反射ミラー３によりファイバ７の光入射部に向けて照射され、ファイバ７により外部に導光される。このとき、ハウジング１の前面１ａの内側の所定の位置に不活性ガス吹き付け手段１０を設け、窒素を収容するボンベ８に接続された配管９と不活性ガス吹き付け手段１０とが不活性ガス導入口１４を介して連通する構成とし、不活性ガス吹き付け手段１０からファイバ７の光入射部に窒素を吹き付けることによって、高エネルギーの紫外光を光入射部に長時間照射した場合であっても、光入射部の白濁化が十分に防止され、出射光の光量が減少することなく長期にわたって安定して動作することが可能なＵＶスポット光源装置が実現される。
【００１７】
図３は、本発明に係るＵＶスポット光源装置の第２実施形態を示す斜視図であり、図２と同様に装置をＩ−Ｉ線に沿った断面で破断したものである。図３において、不活性ガス吹き付け手段１０は、一端が不活性ガス導入口１４に接続された配管を、ファイバ７の光導入部に対して同心状となるように出射口１２の周縁部に設置し、光入射部に臨む所定の位置に複数の不活性ガス吹き付け口１５を設けて流路１７と連通させることにより構成されている。これにより不活性ガス導入口１４からの窒素は、流路１７を通って不活性ガス吹き付け口１５のそれぞれに供給され、ファイバ７の光入射部に向けて吹き付けられる。なお、不活性ガス吹き付け手段１０以外の構成は第１実施形態と同様である。
【００１８】
このように第２実施形態においては、不活性ガス吹き付け手段１０が有する複数の不活性ガス吹き出し口１５から光入射部に窒素を吹き付けることによって、高エネルギーの紫外光を光入射部に長時間照射した場合であっても、光入射部の白濁化が十分に防止され、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００１９】
図４は本発明に係るＵＶスポット光源装置の第３実施形態を示す斜視図であり、図２と同様に装置をＩ−Ｉ線に沿った断面で破断したものである。図４に示す装置においては、ファイバ７に臨んで設けられた１個の不活性ガス噴き出し口１５と、不活性ガス導入口１４に接続され、不活性ガス噴き出し口１５に窒素を送るための流路１７とを有して構成された不活性ガス吹き付け手段１０が、出射口１２周縁部の所定の位置に固設されている。これにより不活性ガス導入口１４からの窒素は、流路１７を通って不活性ガス吹き出し口１５に供給され、光入射部に向けて吹き付けられる。なお、不活性ガス吹き付け手段１０以外の構成は第１実施形態と同様である。
【００２０】
このように第３実施形態においては、不活性ガス吹き付け手段１０を出射口１２周縁部の所定の位置に固設し、不活性ガス導入口１４からの窒素を不活性ガス吹き出し口１５から光入射部に窒素を吹き付けることによって、高エネルギーの紫外光を光入射部に長時間照射した場合であっても、光入射部の白濁化が十分に防止され、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００２１】
なお、上記第１〜３実施形態においては不活性ガスとして窒素を用いたが、ヘリウム、アルゴンなどをファイバ７に吹き付けることによっても、光入射部の白濁化を十分に防止することができる。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明のスポット光源装置においては、放電管から放射され、集光手段により集光される高エネルギーの光が、出射口に接続されたライトガイドの光入射部に向けて照射されて外部に導光されるが、このとき、ハウジングの前面の所定の位置に不活性ガス導入口を設け、その不活性ガス導入口を介して不活性ガス供給手段と不活性ガス吹き付け手段とが連通するように構成し、不活性ガス吹き付け手段からライトガイドの光入射部に不活性ガスである窒素を吹き付けることによって、高エネルギーの光を光入射部に長時間照射した場合であっても、光入射部の白濁化が十分に防止される。従って、本発明によって、出射光の光量が減少することなく長期にわたって安定して動作することが可能なスポット光源装置が実現される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るＵＶスポット光源装置の第１実施形態を示す側面図である。
【図２】図１に示すＵＶスポット光源装置を一部破断して示す斜視図である。
【図３】本発明に係るＵＶスポット光源装置の第２実施形態を一部破断して示す斜視図である。
【図４】本発明に係るＵＶスポット光源装置の第３実施形態を一部破断して示す斜視図である。
【符号の説明】
１…ハウジング、１ａ…前面、１ｂ…後面、１０…不活性ガス吹き付け手段、１１…区分板、１２…出射口、１３…ファイバ差込口、１４…不活性ガス導入口、１５…不活性ガス吹き出し口、１６…流量調節手段（レギュレータ）、１７…流路、２…放電管、３…反射ミラー、３１…開口部、３２…反射ミラー固定板、４…絞り板、４１…開口部、５…シャッター機構、６…駆動手段、７…ファイバ、８…ボンベ、９…配管。
【図１】
0004554119.tif 000002
【図２】
0004554119.tif 000003
【図３】
0004554119.tif 000004
【図４】
0004554119.tif 000005