(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明管を位置決め手段によってｘ、ｙ、ｚの三次元方向に移動させ、照明管の発光源が反射球面を有するリフレクターの焦点位置に合致するように位置決めする照明用光源のアライメント方法において、
前記リフレクターのｚ軸方向に形成された円筒状部に、リフレクターの後方に向けて直径が小さくなるテーパー角度が形成された円筒状カラーを固定すると共に、前記照明管の発光源からｚ軸方向に延伸する円筒部に、前記円筒状カラーの内面と所定間隔の間隙を設けて延伸方向に直径が小さくなるテーパー角度が形成された円筒状口金を固着し、この円筒状口金を円筒状カラー内に遊挿し、前記位置決め手段により円筒状口金が円筒状カラーに接触した状態で照明管をｘ、ｙ、ｚ方向に移動させて発光源をリフレクターの焦点位置に一致させ、円筒状口金と円筒状カラーとの接触位置に少なくとも３方向から同時にレーザー照射してレーザー溶接することを特徴とする照明用光源のアライメント方法。
【請求項２】
レーザー溶接の熱歪みにより照明管の発光源が焦点位置から位置ずれした場合に、位置ずれを補正する方向から再度レーザー照射して位置ずれを補正する請求項１記載の照明用光源のアライメント方法。
【請求項３】
照明管を位置決め手段によってｘ、ｙ、ｚの三次元方向に移動させ、照明管の発光源が反射球面を有するリフレクターの焦点位置に合致するように位置決めする照明用光源のアライメント方法において、
前記リフレクターのｚ軸方向に形成された円筒状部に、リフレクターの後方に向けて直径が小さくなるテーパー角度が形成された円筒状カラーを固定すると共に、前記照明管の発光源からｚ軸方向に延伸する円筒部に、前記円筒状カラーの内面と所定間隔の間隙を設けて延伸方向に直径が小さくなるテーパー角度が形成された円筒状口金を固着し、この円筒状口金を円筒状カラー内に遊挿し、円筒状口金が円筒状カラーに接触した状態で前記位置決め手段により照明管をｚ方向に移動させて発光源をリフレクターの焦点位置に一致させると共に、円筒状口金と円筒状カラーとの接触位置に少なくとも３方向から順次レーザー照射し、レーザー照射量を調節して発光源のｘ、ｙ座標位置がリフレクターの焦点位置に一致するようにレーザー溶接することを特徴とする照明用光源のアライメント方法。
【請求項４】
発光源のｘ、ｙ座標位置がリフレクターの焦点位置に一致しなかった場合に、位置ずれを補正する方向から再度レーザー照射して位置ずれを補正する請求項３記載の照明用光源のアライメント方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リフレクターを有する照明用光源のアライメント方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図６に示すように、反射球面１ａを有するリフレクター１の焦点位置に、照明管２の中央部に設けられた発光源３が合致するように位置決め固定する従来のアライメント方法は、次のように行われている。
【０００３】
リフレクター１の円筒状部１ｂ内に、照明管２に固定された円筒状口金２ａを挿入し、照明管２を発光させた状態にして発光源３がリフレクター１の焦点に合致した位置で、注射器４によってリフレクター１の前後からセメント５を注入し、発光源３の熱によってセメント５を固化し、リフレクター１の所定位置に照明管２を固着させる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のアライメント方法では、セメント５の垂れによってリフレクター１の反射球面１ａに汚れが生じる問題点があり、また、セメント５が固化するまでに数十分以上の待ち時間が必要であり、極めて生産性が低い問題点があった。
【０００５】
本発明の目的とするところは、リフレクターの所定位置への照明管の固着をリフレクターを汚すことなく短時間で行い得るようにした照明用光源のアライメント方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本願の第１発明は、照明管を位置決め手段によってｘ、ｙ、ｚの三次元方向に移動させ、照明管の発光源が反射球面を有するリフレクターの焦点位置に合致するように位置決めする照明用光源のアライメント方法において、前記リフレクターのｚ軸方向に形成された円筒状部に、リフレクターの後方に向けて直径が小さくなるテーパー角度が形成された円筒状カラーを固定すると共に、前記照明管の発光源からｚ軸方向に延伸する円筒部に、前記円筒状カラーの内面と所定間隔の間隙を設けて延伸方向に直径が小さくなるテーパー角度が形成された円筒状口金を固着し、この円筒状口金を円筒状カラー内に遊挿し、前記位置決め手段により円筒状口金が円筒状カラーに接触した状態で照明管をｘ、ｙ、ｚ方向に移動させて発光源をリフレクターの焦点位置に一致させ、円筒状口金と円筒状カラーとの接触位置に少なくとも３方向から同時にレーザー照射してレーザー溶接することを特徴とする。
【０００７】
上記第１発明によれば、テーパー角度が形成された円筒状カラー内に所定間隔の間隙を設けて同じくテーパー角度が形成された円筒状口金を遊挿しているので、位置決め手段により照明管をｘ、ｙ、ｚ方向に移動させることができ、発光源がリフレクターの焦点位置に一致したとき、円筒状カラーと円筒状口金との接触位置をレーザー溶接してリフレクターの所定位置に照明管を固定することができる。円筒状カラーと円筒状口金との間の固着のためにセメント等の接合材を用いないので、セメント垂れによるリフレクターの反射面の汚れが生じることなく、接合材の固化までの待ち時間もないので生産性のよい照明用光源の製造が実施できる。
【０００８】
上記第１発明において、レーザー溶接の熱歪みにより照明管の発光源が所定位置から位置ずれした場合に、位置ずれを補正する方向から再度レーザー照射して位置ずれを補正することができる。レーザー溶接の熱歪みによる発光源の位置ずれが生じた場合にも、再度のレーザー照射により位置ずれを補正することができ、精度のよいアライメントを行うことができる。
【０００９】
また、上記目的を達成するための本願の第２発明は、照明管を位置決め手段によってｘ、ｙ、ｚの三次元方向に移動させ、照明管の発光源が反射球面を有するリフレクターの焦点位置に合致するように位置決めする照明用光源のアライメント方法において、前記リフレクターのｚ軸方向に形成された円筒状部に、リフレクターの後方に向けて直径が小さくなるテーパー角度が形成された円筒状カラーを固定すると共に、前記照明管の発光源からｚ軸方向に延伸する円筒部に、前記円筒状カラーの内面と所定間隔の間隙を設けて延伸方向に直径が小さくなるテーパー角度が形成された円筒状口金を固着し、この円筒状口金を円筒状カラー内に遊挿し、円筒状口金が円筒状カラーに接触した状態で前記位置決め手段により照明管をｚ方向に移動させて発光源をリフレクターの焦点位置に一致させると共に、円筒状口金と円筒状カラーとの接触位置に少なくとも３方向から順次レーザー照射し、レーザー照射量を調節して発光源のｘ、ｙ座標位置がリフレクターの焦点位置に一致するようにレーザー溶接することを特徴とする。
【００１０】
上記第２発明によれば、位置決め手段により照明管をｚ軸方向に移動させて発光源をリフレクターの焦点位置に一致させた後、円筒状口金と円筒状カラーとの接触位置に少なくとも３方向から順次レーザー照射してレーザー溶接による熱歪みにより円筒状口金がｘ、ｙ方向に移動する状態に合わせてレーザー照射量を調節し、発光源のｘ、ｙ座標位置が焦点位置に一致するようにする。従って、位置決め手段による照明管の移動はｚ軸方向だけでよく、ｘ、ｙ方向の位置決めはレーザー溶接の調節によって行うことができる。
【００１１】
上記第２発明において、発光源のｘ、ｙ座標位置がリフレクターの焦点位置に一致しなかった場合に、位置ずれを補正する方向から再度レーザー照射して位置ずれを補正することができる。発光源のｘ、ｙ座標位置の調節はレーザー溶接の熱歪みによる円筒状口金の移動を利用しているので、発光源のｘ、ｙ座標位置がリフレクターの焦点位置に一致しなかった場合には位置ずれを補正する方向から再度レーザー照射して位置ずれを補正することができ、精度のよいアライメントを行うことができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の一実施形態について説明し、本発明の理解に供する。尚、以下に示す実施形態は本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【００１３】
図１は、本発明の実施形態に係るアライメント方法を実施するための構成を模式的に示すものである。円筒状に形成されたガラス製の照明管１２は、その中央部を球状に膨出させて発光源３が設けられており、この発光源３が楕円球面または双曲球面に形成された反射球面１ａを有するリフレクター１の焦点位置に合致するように照明管１２をリフレクター１に固着させる。
【００１４】
まず、前記照明管１２の円筒部１２ａには、照明管１２の後部側方向に向けて直径が徐々に減少するテーパーを形成した円筒状口金７をセメント等の無機質接着剤により固着させておく。また、前記リフレクター１の円筒状部１ｂには、前記テーパーが形成された円筒状口金７の外周面に対して１ｍｍ程度の隙間が形成されるように、テーパーを形成した円筒状カラー８を締まり嵌めによって固定させておく。前記円筒状口金７及び円筒状カラー８は、ステンレス、鉄、真鍮等の金属材料により形成すると好適である。
【００１５】
次に、照明管１２をその円筒状口金７が円筒状カラー８内に挿入されるようにリフレクター１に装着し、この照明管１２の後部側端部を位置決め装置２０に把持させる。位置決め装置（位置決め手段）２０は、把持した照明管１２を図示ｘ、ｙ、ｚの三次元方向に移動させる駆動機構で、円筒状口金７と円筒状カラー８との間の接触状態を維持して照明管１２をｘ、ｙ軸方向に移動させ、照明管１２のセンター出しの調整を行うと共に、照明管１２をｚ軸方向に移動させ、発光源３のｘ、ｙ、ｚ座標位置がリフレクター１の焦点位置に合致するように調整する。なお、ｚ軸方向はリフレクター１の円筒部１２ａの軸方向、ｘ、ｙ軸方向はｚ軸方向に直交する平面上の互いに直交する２方向である。
【００１６】
前記発光源３がリフレクター１の焦点位置に一致したことを検出する方法は、図２に示すように、リフレクター１で反射された照明管１２の発光源３からの光をレンズ１３で集光し、この集光された光を照度計１４で検出する。尚、レンズ１３はなくてもリフレクター１による集光が可能である。図３に示すようにレンズなしの場合でもレンズ１３を使用した場合とほぼ同等の検出結果が得られる。
【００１７】
図３はリフレクター１と照度計１４との間の距離を５ｍに設定した場合、（ａ）はｚ軸方向、（ｂ）はｘ軸方向、（ｃ）はｙ軸方向に照明管１２の発光源３が変位したときの照度の変化を示しており、焦点調整するときの各方向に対しての許容範囲が示されている。
【００１８】
上記構成を用いた第１の実施形態に係るアライメント方法について、図４を参照して説明する。
【００１９】
位置決め装置２０により照明管１２をｘ、ｙ、ｚ方向に移動させて発光源３がリフレクター１の焦点位置に一致したとき、図１、図４（ｂ）に示すように、４か所に配置したレーザー出射筒１０から数Ｊ〜数十Ｊで数ｍｓのパルスレーザー９を円筒状口金７と円筒状カラー８との接触位置に同時に照射し、円筒状口金７と円筒状カラー８との間を溶接する。
【００２０】
図４（ａ）に示すように、レーザー溶接による熱歪みにより発光源３が焦点位置からｘ、ｙ方向に位置ずれした場合、照明管１２が図示実線のようにｙ軸方向上方に位置ずれしている場合は、ｙ軸方向の下方から再度レーザー照射して位置ずれを補正することができる。
【００２１】
次に、上記構成を用いた第２の実施形態に係るアライメント方法について、図５を参照して説明する。
【００２２】
まず、位置決め装置２０により照明管１２をｚ軸方向に移動させて発光源３がリフレクター１の焦点位置に一致させる。次に、４か所に配置したレーザー出射筒１０から数Ｊ〜数十Ｊで数ｍｓのパルスレーザーを円筒状口金７と円筒状カラー８との接触位置に順次照射して円筒状口金７と円筒状カラー８との間を溶接する。図５（ｂ）に示すように、レーザー照射の順序は、図に▲１▼、▲２▼、▲３▼、▲４▼、▲５▼と例示するように対向方向を順序とし、発光源３のｘ、ｙ方向の焦点位置からのずれをモニターして、各方向からのレーザー照射量を調節してレーザー溶接による熱歪みにより照明管１２のｚ軸からの傾き量を調整し、発光源３が焦点位置に一致するようにする。
【００２３】
上記４方向からのレーザー照射によっても発光源３の焦点位置からの位置ずれがある場合には、位置ずれを補正する方向から再度レーザー照射して位置ずれを補正することができる。
【００２４】
尚、円筒状カラー８の端部は、図４（ｂ）及び図５（ｂ）に示すように、ｚ軸方向の切り込み８ａにより分割し、円筒状口金７に弾性的に接触する状態が得られるようにすると好適である。
【００２５】
【発明の効果】
以上の説明の通り本発明によれば、セメント等の接合材を用いないのでリフレクターの反射面を汚すことがなく、照明管をその発光源がリフレクターの焦点位置に一致させてリフレクターに固着させる作業を迅速に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係るアライメント方法を実施する構成を示す模式図。
【図２】焦点調節の方法を示す模式図。
【図３】発光源の焦点位置からのずれによるｘ、ｙ、ｚ方向の照度変化を示すグラフ。
【図４】第１の実施形態によるアライメント方法を示す（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図。
【図５】第２の実施形態によるアライメント方法を示す（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図。
【図６】従来のアライメント方法を示す模式図。
【符号の説明】
１  リフレクター
１ａ  反射球面
１ｂ  円筒状部
３  発光源
７  円筒状口金
８  円筒状カラー
１０  レーザー出射筒
１２  照明管
１２ａ  円筒部
２０  位置決め装置（位置決め手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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