(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ランプが収容されるランプハウスにおいて、
前記ランプが発する光の一部を反射する反射ミラーと、
前記ランプを介して前記反射ミラーと対向する位置に配置されると共に、前記ランプが発する光及び前記反射ミラーで反射された反射光を集光する集光レンズと、
前記集光レンズで集光された光が出射される出射窓を有する外ケースと、
前記ランプを包囲すると共に、前記外ケース内に収容される内ケースとを備え、
前記外ケースと前記内ケースとの間には、前記外ケースに設けられた空気流入口から流入させた空気を流通させる空気流通空間部が形成され、
前記空気流通空間部の途中に空気の導入又は導出を行うファンが設けられ、
前記集光レンズを収容するレンズ収容部と前記反射ミラーを収容するミラー収容部とを備え、前記レンズ収容部及び前記ミラー収容部は、前記外ケース及び前記内ケースと離隔して配置され、
前記空気流通空間部に前記レンズ収容部及び前記ミラー収容部が配置されたことを特徴とするランプハウス。
【請求項２】
前記ランプは、前記内ケースに対して摺動可能な基台上に配置され、前記基台は、前記内ケース内の格納位置および前記外ケース外のランプ交換位置に摺動可能に設けられていることを特徴とする請求項１記載のランプハウス。
【請求項３】
請求項１又は２記載のランプハウス内に、前記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、測定サンプルに、内部にセットされるキセノンランプや水銀キセノンランプから放射される紫外光や赤外光を照射することにより、測定サンプルの蛍光特性等を検出するランプハウス、及び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。具体的な冷却方法としては、例えば、１５０Ｗ程度以上の高出力ランプでは、ファンを用いた強制空冷があり、このファンを回転させて強制空冷を行えば、ランプの過大な温度上昇を防止することができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このように、ファンを用いれば、ランプの過大な温度上昇を防止できるが、本発明者らは、さらに、ランプを収容するケース、つまり、光放射装置の作動時や作動後にオペレータが触れるケースの温度を低減させることに着目した。すなわち、ランプ内で放電が生じ光が放射されると、ランプに蓄積された熱がランプを囲うケースにも伝わりランプの温度が上昇するが、本発明者らは、光放射装置の作動時や作動直後にオペレータがケースを触ることを考慮し、ケースの温度上昇を防止しようと考えたのである。
【０００４】
また、本発明者らは、ケースの温度上昇のみならず、光放射装置の出力向上を図るべく、試行錯誤を繰り返した。そして、鋭意研究の結果、ファンの回転により生じる冷却風をランプの周りに直接流すと、冷却風だけでなくケースの外部から吸い込まれた塵や埃もランプの周りに舞い、この塵などがランプから発せられた光の進行を阻害していることを見出した。そこで、本発明者らは、ランプの周りに舞い光の進行を妨げる塵や埃を低減させれば、光放射装置の出力向上が図れると考えた。
【０００５】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、ランプを囲うケースの温度上昇を防止し、さらに、出射光の出力向上を図ることができるランプハウス及び当該ランプハウスにランプを装着した光放射装置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】
上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、ランプが収容されるランプハウスにおいて、
ランプが発する光の一部を反射する反射ミラーと、
ランプを介して反射ミラーと対向する位置に配置されると共に、ランプが発する光及び反射ミラーで反射された反射光を集光する集光レンズと、
集光レンズで集光された光が出射される出射窓を有する外ケースと、
ランプを包囲すると共に、外ケース内に収容される内ケースとを備え、
外ケースと内ケースとの間には、外ケースに設けられた空気流入口から流入させた空気を流通させる空気流通空間部が形成され、
空気流通空間部の途中に空気の導入又は導出を行うファンが設けられ、
集光レンズを収容するレンズ収容部と反射ミラーを収容するミラー収容部とを備え、レンズ収容部及びミラー収容部は、外ケース及び内ケースと離隔して配置され、
空気流通空間部にレンズ収容部及びミラー収容部が配置されたことを特徴とする。
【０００７】
請求項１記載の発明に係るランプハウスによれば、別体のランプがセットされると、ランプから光が発せられる。ランプから発せられた光は、集光レンズにより集光され、外ケースの出射窓から出射される。また、ランプから発せられた光の一部は、反射ミラーにより反射された後、集光レンズを介して出射窓から出射される。このようなランプから光が発せられる光出射過程では、ランプ及びオペレータが光出射時や光出射後に触る可能性のある外ケースに熱が蓄積されるが、外ケースに設けられた空気口から外部の空気が流入し、この流入した空気がランプを冷やすため、ランプの過大な温度上昇を防止することができる。また、本発明では、外ケース内に、ランプを包囲する内ケースが設けられ、外ケースと内ケースとの間に外ケースの空気口から流入した空気が流通する空気流通空間部が形成されている。このため、流入した空気は、外ケースの内側近傍を流れることとなり、ランプのみならず外ケースの温度上昇も防止することができる。さらに、内ケースでランプは包囲されているため、外ケースから空気とともに流入した塵や埃がランプの近傍を舞わなくなる。そのため、ランプ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。
【０００８】
さらに、空気流通空間部の途中に空気の導入又は導出を行うファンが設けられている。
【０００９】
この場合、空気流通空間部の途中に空気の導入又は導出を行うファンが設けられているため、当該ファンの回転により、外部の空気を外ケースの空気口から空気流通空間部へスムーズに流し込んだり、空気流通空間部の空気を空気口からスムーズに流出させることができ、ランプ及び外ケースの温度上昇を効果的に防止することができる。
【００１０】
さらに、集光レンズを収容するレンズ収容部と反射ミラーを収容するミラー収容部とを備え、レンズ収容部及びミラー収容部が、外ケース及び内ケースと離隔して配置されていることを特徴とする。
【００１１】
この場合、集光レンズを収容するレンズ収容部及び反射ミラーを収容するミラー収容部が、外ケース及び内ケースと離隔して配置されているため、光の集光や反射により集光レンズ及び反射ミラーに蓄積された熱が外ケースに伝達せず、外ケースの温度上昇を効果的に防止することができる。
【００１４】
請求項２記載の発明は、ランプが、内ケースに対して摺動可能な基台上に配置され、基台は、内ケース内の格納位置および外ケース外のランプ交換位置に摺動可能に設けられていることを特徴とする。
【００１５】
この場合、ランプが配置される基台が、光出射を行う位置である内ケース内の格納位置と、外ケース外のランプ交換位置とに摺動可能に設けられているため、ランプの交換時にランプを外ケースよりも外に摺動させることができ、ランプ及び外ケースの温度上昇が防止されるだけでなく、ランプの交換をスムーズに行うことができる。
【００１６】
請求項３記載の光放射装置は、請求項１又は２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。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、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。尚、同一要素又は同一機能を有する要素には同一符号を用いるものとし、重複する記載は省略する。
【００１８】
まず、本実施形態に係るランプハウス及び光放射装置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を示す全体斜視図である。ランプハウス２は、直方体の外ケース８と当該外ケース８の側部に着脱可能なサイドカバー１０から成り、図１は、サイドカバー１０を外した状態を示している。また、外ケース８の側面には、ランプ４から発せられた光が出射される出射窓１２及び外部の空気が流入する空気流入口１４が形成されている。尚、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８の３つの側面及びサイドカバー１０に設けられている。一方、外ケース８の上面には、ランプハウス２内の空気が流出する空気流出口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冷却ファン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。
【００１９】
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２０が設けられている。また、内ケース２０の下部には、二本のレール２２が、長手方向をサイドカバー１０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２４が摺動可能に配置されている。本実施形態では、内ケース２０、基台２４、及び上記サイドカバー１０に四本の支柱２５を介して接続された内ケースカバー２６により、ランプ４が包囲されるように構成されている。また、内ケース２０の三つの側面のうち、内ケースカバー２６に当接する二つの面には、基台２４の摺動を阻止するストッパー２８が掛け渡されている。尚、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２４の摺動を阻止するように構成されている。
【００２０】
基台２４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、当該リード線は、内ケース２０の側面に開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の側面のうち上記出射窓１２に最も近い面には、円形のレンズ収容穴３６が形成されており、このレンズ収容穴３６内には、集光レンズ３８を収容するレンズ収容部４０が挿し込まれている。一方、ランプ４を挟んで内ケース２０のレンズ収容穴３６と対向する位置には、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。
【００２１】
図２は、図１に示す光放射装置６のII-II断面図である。この図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、内ケース２０内には殆ど流れ込まず、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となり、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。
【００２２】
光放射時における外ケースの表面温度を測定したところ、ランプを包囲しないランプハウスでは４０度以上であったのに対し、ランプ４を内ケース２０等で包囲して空気流通空間部１４を形成した本実施形態のランプハウス２では約３５度程度であり、外ケースの温度低下が図れていることがわかった。さらに、内ケース２０によってランプ４は包囲されているため、空気流入口１４から空気とともに流入した塵や埃がランプ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。
【００２３】
冷却ファン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（図示しない）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。冷却ファン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、ランプ４及び外ケース８の温度上昇を効果的に防止することができる。尚、冷却ファン１８は、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作動するように構成してもよい。
【００２４】
空気流通空間部４８に配置されるレンズ収容部４０は、外ケース８にねじ込まれた集光レンズ調整ネジ５０と外ケース８に嵌入されたピン５２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、レンズ収容部４０は、レンズ収容穴３６の縁と接触せず、離隔して配置されている。このため、光を集光する際に集光レンズ３８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集光レンズ３８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。レンズ収容部４０は、集光レンズ調整ネジ５０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。尚、レンズ収容部４０とランプ４との間には、開口部を有する円盤状の絞り板５４が配置されている。
【００２５】
一方、レンズ収容部４０と対向して空気流通空間部４８に配置されるミラー収容部４６は、外ケース８にねじ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。
【００２６】
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６０が接続されるスタータ６２が配置されている。尚、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４ａ，４ｂ間に放電が生じるまで当該電圧を増幅し、電極４ａ，４ｂ間に増幅電圧を印加する。電極４ａ，４ｂ間に放電が生じた後は、スタータ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。一方、内ケース２０の一つの側面には、ランプ鉛直移動部６４が設けられており、このランプ鉛直移動部６４が操作されることにより内ケース２０が鉛直方向に移動し、ランプの軸を合わせることができる（詳しくは後述する）。
【００２７】
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の各面は全て外ケース８と離隔していることがわかる。また、図３に示されているように、内ケース２０は、上記ランプ鉛直移動部６４及びロック部６６を介して、外ケース８に支持されている。ロック部６６は、ネジ６６ａを締めると内ケースが固定されるように構成されており、ランプ鉛直移動部６４によって内ケース２０を鉛直方向に移動させる際には、ネジ６６ａを緩めればよい。ランプ鉛直移動部６４は、回転軸６４ａ、歯車６４ｂ、歯車６４ｂのピッチと等しいピッチで歯が設けられたラック６４ｃ、及びこのラックｃと内ケース２０とを固定する固定部材６４ｄを備え、ラックアンドピニオン機構を構成している。すなわち、回転軸６４ａを回転させると、同時に歯車６４ｂも回転し、この歯車６４ｂとかみ合うラック６４ｃを介して内ケース２０が鉛直方向に移動し、ランプ４の軸調整が可能となる。
【００２８】
次に、図４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２４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６８ａを締め付けることによりアノード放熱板３２に固定され、ランプ４のカソード側は、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。ランプ４が取り付けられたカソード固定板３０は、ネジ７０によりランプ水平移動部７２にねじ止めされる。本実施形態のランプハウス２では、基台２４をランプ４が外ケース８の外に出る位置まで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、上述したランプの取り付けや取り外しをスムーズに行うことができる。
【００２９】
図５は、基台２４を上方から見た平面図である。基台２４の雌ネジ部７３には、所定のピッチでネジ山が形成された軸部７４ｂを有するネジ部材７４がねじ込まれており、当該ネジ部材７４の先端に固着された円盤状の固定盤７４ａが、ランプ水平移動部７２内に回動可能に埋め込まれている。尚、固定盤７４ａは、ランプ水平移動部７２に対して、回動可能ではあるが、固定盤７４ａの円周方向及び軸部７４ｂの軸方向には殆ど動かないように構成されている。基台７６に開けられた調整穴７６（図４参照）に六角レンチ等を差し込みネジ部材７４を回転させると、この回転に伴ってランプ水平移動部７２は、軸部７４ｂの軸方向、より詳しくは、水平方向で、かつ、反射ミラー４４と集光レンズ３８とを結ぶ線に垂直な方向（図４参照）に移動する。
【００３０】
即ち、本実施形態の光放射装置６では、ランプ鉛直移動部６４であるラックアンドピニオン機構によって、ランプ４の鉛直方向の位置調整ができ（図３参照）、ランプ水平移動部７２によって、ランプ４の水平方向の位置調整ができる（図５参照）。ところで、従来から知られているＸ方向及びＹ方向の位置調整機構が一体的に備えられた、いわゆるＸＹステージ等は、機構が複雑になるため、小型化を図るには限界があった。そのため、例えば、本実施形態のようなランプハウスにＸＹステージを内蔵すると、内ケース２０や外ケース８のサイズも大きくなってしまう。しかし、本実施形態の光放射装置６では、ランプ４を水平方向及び鉛直方向に移動させる機構を一体的にせず、ランプ水平移動部７２とランプ鉛直移動部６４に分離して配置したため、それぞれの機構をコンパクトにすることができ、さらに、内ケース２０や外ケース８の小型化を図ることができる。特に、図３に示すように、内ケース２０のランプ鉛直移動部６４が取り付けられる部分をランプ４方向へへこませることにより、より一層装置全体を小型化することができる。
【００３１】
次に、図２を用いて、本実施形態に係る光放射装置６の作用を説明する。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、電極４ａ，４ｂ間に増幅電圧が印加される。増幅電圧を印加し続け、一旦電極４ａ，４ｂ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４ａ，４ｂ間に印加されることになる。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のうち絞り板５４の開口部を通過した光は、集光レンズ３８で集光され、出射窓１２から出射されてサンプルに照射される。同様に、反射ミラー４４で反射された光も、集光レンズ３８を介して出射される。
【００３２】
以上、本発明者によってなされた発明を実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、ランプは、キセノンランプでなく、水銀キセノンランプ等でもよい。また、空冷ファンを、ランプハウス内の空気を外ケース上面の空気流出口から流出させるために用いるのではなく、反対に、外部の空気を空気流出口から流入させ、空気流通空間部に導くために用いてもよい。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るランプハウス及び光放射装置によれば、ランプを囲うケースの温度上昇を防止し、さらに、出射光の出力向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るランプハウスにキセノンランプを収容した光放射装置を示す全体斜視図である。
【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】ランプをランプハウスに取り付ける方法を説明するために用いた斜視図である。
【図５】本発明に係るランプハウスの基台の平面図である。
【符号の説明】
２…ランプハウス、４…キセノン、６…光放射装置、８…外ケース、１０…サイドカバー、１２…出射窓、１４…空気流入口、１８…冷却ファン、２０…内ケース、２２…レール、２４…基台、２６…内ケースカバー、２８…ストッパー、３０…カソード固定板、３２…アノード放熱板、３６…レンズ収容穴、３８…集光レンズ、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、５４…絞り板、６２…スタータ、６４…ランプ鉛直移動部、６４ａ…ピニオン、６４ｃ…ラック、７２…ランプ水平移動部。
【図１】
0003964983.tif 000002
【図２】
0003964983.tif 000003
【図３】
0003964983.tif 000004
【図４】
0003964983.tif 000005
【図５】
0003964983.tif 000006