JP2003535315A - 組合せ紫外線検査ライト及び閃光ライト - Google Patents

組合せ紫外線検査ライト及び閃光ライト

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JP2003535315A JP2001567974A JP2001567974A JP2003535315A JP 2003535315 A JP2003535315 A JP 2003535315A JP 2001567974 A JP2001567974 A JP 2001567974A JP 2001567974 A JP2001567974 A JP 2001567974A JP 2003535315 A JP2003535315 A JP 2003535315A
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クランズ,ケネス,ジェー
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Abstract

(57)【要約】 紫外線ライト(10)は、傾斜された二色コールドミラー反射器を利用し、これによりライトハウジング(11)の側面の窓から紫外線光を選択的に向け、一方、ハウジング末端部の窓から赤外線光と可視光と透過し加熱を防止する。このライトは、閃光ライトと、紫外線検知のためのブラックライトとの両方に兼用されうる。可視光を遮るために末端部の窓に取り外し可能なキャップが取り付けられることが可能である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【関連出願に関する相互参照】
この特許出願は2000年3月13日に出願された米国仮出願第60/188
,958号の利益を主張する。
【0002】
【発明の属する技術分野】
この発明は、技術者が、蛍光トレーサー染料を検知するために漏れの可能性が
ある個所を照射することで漏れの検出をする際に使用する紫外線ライト(紫外線
ライトまたはブラックライト)に関するものである。これは、空調冷凍システム
、自動車の空調システム要素、水力機械などの点検の際に一般的に行われている
【0003】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
染料は、通常、互換性のあるオイルと混合され、システムに注入される。漏出
が存在する場合は、染料から成るトレーサーとオイルとの混合物が外部表面へと
流れる。この漏れは、紫外線、ときに青色光によって照らされた場合に、技術者
が見ることが出来る可視光線を放出して蛍光する。
【0004】 漏出点検サービスに特に適用されるこの種の紫外線が近年開発されている。こ
の紫外線は、しばしば「二色」フィルターと呼ばれる選択可能なフィルターを利
用し、このフィルターは、紫外線波長を通過させると共に、可視光線を反射させ
、生じているいかなる蛍光をも見つけるというユーザーの能力を最大限に発揮さ
せるようにする。
【0005】 このようなライトは、大部分の他の紫外線ライトを適用するものと比べて、紫
外線源としてワット数の高いランプを必要とし、その結果相当量の熱エネルギー
を発することとなる。反射または「二色」フィルターの使用は、過去選択的に用
いられている、ランプによって放出される高強度光から可視光線を吸収する吸収
性フィルターに代わる重大な改良である。なぜならフィルター自体は、光が長時
間に渡り使用された場合にオーバーヒートしたり、ときにはそのような使用中に
ひび割れたりするからである。
【0006】 以上のような理由で、二色フィルターは、二色フィルターと構成部品のオーバ
ーヒートを防ぐために、紫外線同様、赤外線を通すように設計された。これに関
しては、1997年11月5日に出願され継続中のアメリカ特許出願第08/9
64,839号と、アメリカ特許第5,905,268号との中に記述されてい
る。それらの光において、可視光線がハウジングの中に反射して戻され、これに
より内部で光による加熱が生じる。
【0007】 別のタイプの検査では、まず初めに漏出個所を発見するために、着色煙(dyed smoke)を使用する。このとき、煙を検知するための閃光ライト(懐中電灯;fl
ashlight)が必要となる。また、設備の点検がなされる建物の中の暗い場所で利
用可能な閃光ライトがあるとしばしば有効である。従来、紫外線は通常の閃光ラ
イトに使用されることができなかった。
【0008】 したがって、本発明の目的は、高強度ランプを紫外線光の強力な供給源として
利用するにも関わらず、ライトまたは、特に可視光線を除去する光学要素をオー
バーヒートさせず、また、ランプによって生成された紫外線光を非常に高比率で
放出させる、紫外線ライトを提供することにある。
【0009】 また、本発明の他の目的は、閃光ライトとしても便利に利用できるその種の紫
外線ライトを提供することにある。
【0010】
【発明の概要】
上記目的は、後述の説明及び特許請求の範囲を読んだとき明らかになるであろ
う。そして上記目的は、他の目的と同様、二色フィルターではなく、紫外線光の
ビームを生成する一方でライトから可視放射線及び赤外放射線を放出させるよう
に選択的に作用する反射器を使用することで、達成される。
【0011】 反射器は、ランプから放射された紫外線のみを選択的に反射し、その一方で、
可視光線と赤外線とを通過させる。このような二色反射器は、「コールドミラー
(cold mirror)」の技術として一般に知られている。コールドミラー反射器は
、高いワット数のランプに関して、傾斜が設けられており、これによって、紫外
線光ビームは、ライトの一側に形成された第一窓を通して、ライトハウジングか
ら放射される。
【0012】 これに対して、可視光と赤外線光とは、コールドミラー反射器を通過され、ラ
イトハウジング前端における第2窓から放出される。
【0013】 取り外し可能なキャップが、ライトハウジングから放出される可視―赤外線(
visible-infrared)光ビームを随意的に遮断するために、第2窓に取り付けられ
てもよい。
【0014】 コールドミラー反射器の加熱(熱)は、いかなる波長もその光学要素によって
吸収されないので最小限に抑えられ、キャップが取り外されたときライトハウジ
ング外のどこかに保持される。
【0015】 同時に、このライトは2つの使用が可能である。すなわち、それは、純粋な紫
外線源としての使用と閃光ライトとしての使用とであり、これは特にトレーサー
煙探知が行われる場合、ユーザーに対する利便性を向上させる。
【0016】 本発明に従うライトは、小型でもあり、低コストで生産可能であろう。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下の詳細な説明には、明瞭化のためにある特別な用語が用いられ、USC1
12の第35条の要請に従って特定の実施形態が説明される。しかし、同じもの
に限定する意図はなく、又そのように解釈されるべきではないということが理解
されるべきである。本発明は特許請求の範囲の思想内で多くの形態や変形例をと
り得る。
【0018】 図面、特に図1を参照して、本発明に従う紫外線ライト10は、ハウジング1
1を含み、ハウジング11は、適当な一体成形プラスチックで作られた伸長され
たハンドル12とヘッド部14とから成る。
【0019】 紫外線光ビーム窓16がライト10の一側に面する一方、ライト10の末端に
面する可視赤外線窓は、プラスチックキャップで18にて覆われて示されている
【0020】 図2は、紫外線ライト10の内部の詳細について示している。20は、12ボ
ルト100ワットのランプであり、これは、通常の閃光ライトに使用されていた
種のものよりはるかに強力な、紫外線と可視光線との強力な供給源である。ラン
プ20は、実質的に長波長紫外放射物(long wave ultraviolet emissions)を
生成する高い色温度(3500K)のキセノンタイプであってもよい。外囲器(e
nvelope)は、それ自体が長い波長の紫外線(すなわち、340−380nm)
の通過性に優れている石英から成っている。この種のランプは、オスラムシルバ
ニア(Osram Sylvania)から、FCR64625HLXの部品番号で入手可能である。
【0021】 正確に型どられたステンレス鋼の主軸(マンドレル)上にニッケルが電気鋳造
されて、ランプ20は放物面反射鏡22のおよそ焦点に位置される。0.187
インチの焦点距離は、ランプ20が焦点にほぼ位置されるのを許容し、これによ
り光線の集中が最大となる。
【0022】 ともに継続中である、2000年1月26日に出願されたアメリカ特許出願第
09/491,413号と、1997年11月5日に出願されたアメリカ特許出
願第08/964,839号とで説明されているように、放物面反射鏡22は好
ましくは、反射された紫外線光の強度を低下させる破壊干渉を防止するため、コ
ーティング(被服)されるほうがよい。
【0023】 放物面反射鏡22の表面はこれに適用される複数のコーティングを有し、一つ
はアルミ二ウムであり一つは二酸化珪素である。二酸化珪素と空気との界面、及
び二酸化珪素とアルミ二ウムとの界面は、反対向きの二重の屈折を生み出す。こ
れは、両者を相殺して起こりうる電位破壊干渉(potential destructive interf
erence)を防止する。
【0024】 第一のコーティングはアルミニウムからなり、第二のコーティングは二酸化珪
素からなる。二酸化珪素の厚さは、上記効果を達成すべく一定とされるべきであ
り、正確に維持されるべきである。厚さは、「クォーターウェーブスタック(qu
arter wave stack)」の原理によって決定される。
【0025】 それぞれの界面すなわち、二酸化珪素と空気との界面及び、二酸化珪素とアル
ミニウとの界面の屈折率が、反射光の有効位相推移(the effective phase shif
t)を決定する。.057ミクロンのアルミニウム厚さと、.066ミクロンの
二酸化珪素厚さとが、この目的のために好ましく使用されている。二酸化珪素と
空気との界面がおよそ13°の前方位相推移を生じさせ、二酸化珪素とアルミニ
ウムとの界面が13°の後方位相推移を生じさせ、これにより両者が相殺される
【0026】 二酸化珪素コーティングは、これまで単に基材を傷や酸化から守るために用い
られていたが、紫外線波長の反射を向上させるような十分に一定な厚さや適当な
厚さを有していない。
【0027】 上記のような使用に適したコーティングされた放物面反射鏡は、アメリカンガ
ルバノ(American Galvano)(91720 カリフォルニア州 コロナ ユニッ
トI コタストリート 312エヌ)にて入手が可能である。
【0028】 ランプ20は、ケーブル26によって接続されたプラグコネクター24の使用
により、自動車のシガレットライターソケット等の12ボルト電源から電力供給
されうる。ストレインフィッティング(strain fitting)28は、ハンドル12の
入口にある。オンオフ式のスイッチ30は、ランプ20につながる一方のリード
線に接続し、コネクター32が他方のリード線に接続する。電池または交流電流
もまた利用されることができる。
【0029】 通常同様、ランプベース34に電気端子が設けられる。
【0030】 選択可能な二色反射器36は、反射器30とランプ20とに対向してヘッド部
14内に取り付けられている。この反射器36は、例えば、ランプ20及び放物
面反射鏡22から放出される紫外線光の向きを変え、ハウジング11の一側にあ
るレンズ窓16から放出させるように、45°に傾斜されている。選択式反射器
36は、ビームスプリッターとしての役割をしており、可視光と赤外線光とを透
過し、その一方で紫外線光を反射し、レンズ窓16を通じて純粋な紫外線ビーム
を放出させるように指向させる。この窓16は、目に害を与える可能性のある約
320nm以下の短い波長の紫外線光を遮ると信じられているホウケイ酸ガラスか
ら製作された窓レンズで覆われてもよい。
【0031】 コールドミラー反射器(the cold mirror reflector)36は、好ましくは二
色設計(dichroic design)されたものである。この二色設計は、選択反射を行
うべく、所定厚さの一連のコーティングを利用する。本発明によって熟慮される
のは、アメリカ特許第5,905,268号に記述されているような紫外線光の伝
達よりはむしろ、紫外線光の選択反射を生じさせるための上記コーティングの設
計であり、これによって、紫外線光ビームは、側面窓16を通過して放出される
ことになる。
【0032】 同時に、このコーティングは、可視光線が反射器36を、反射されるのではな
く、通過されるように設計されており、これによってキャップ18で覆われてい
る窓38を通じて、可視光線のビームが放出されることになる。また窓38は、
好ましくは、強度の紫外線光を遮るために、ホウケイ酸ガラスから成る透明なレ
ンズカバーで覆われる。
【0033】 2000年1月26日に出願されたアメリカ特許出願第09/491,413号
に示されているように、カリフォルニア州トランスのヅィーシーアンドアールコ
ーティングズフォーオプティックス・インコーポレイテッド(ZC & R Coatings
for Optics,Inc)から提供される二色光学素子が好ましく、なぜなら、紫外線
を吸収しない五酸化タンタルのコーティングを有するからである。
【0034】 部品番号CM-UV-350の適したコールドミラーが、ヅィーシーアンドアールか
ら商業的に入手可能である。
【0035】 この特別のコールドミラーは、350nmから450nmの範囲の波長に対し、高
百分率の反射率と低百分率の通過性とを有し、また、600nmから1200nm以
上までの範囲の波長に対し、高百分率の通過性を有する。340nm以下の強度な
紫外線は大部分が通過される。
【0036】 このように、可視光線及び赤外線の両方がライト10から放出され、これによ
り加熱が最小限に抑えられると共に、他のテストに使用され及び閃光ライトとし
て使用される可視ビームが生成される。
【0037】 400nm以上の波長の青色可視光(blue visible light)を最小限に抑えるた
めの、コールドミラー反射器36のコーティングも、ヅィーシーアンドアールに
よって提供されることができる。上記の波長では、トレーサー染料が青色光に反
応して蛍光しない。これにより、紫外線ビームが青色光をも含む際に必要とされ
る「青色光遮断(blue blocker)」メガネが必要なくなる。
【0038】 紫外線ビームに含有される青色光の除去は、上記の継続中の出願でも述べられ
ているように、いくつかの漏出点検の用途に有効である。
【0039】 コールドミラー反射器36は、図3、4に示されるように、コーティングされ
たホウケイ酸ガラスの四角片から構成されうる。型どられた溝(molded-in groo
ve)40は、ヘッド部14内で45°の角度で反射器36を保持する。
【0040】 珪素等の成形プラスチックからなるキャップ18は、可視光を遮るために不透
明とされることができ、あるいは、キャップ18は、ライト10を閃光ライトと
して使用するため、取り外されることができる。可視光が蛍光の観察を妨げない
場合は、可視光が紫外線ビームに対し90°の角度で向けられるので、ハウジン
グ内の冷却を最大とするためキャップは取り外されることができる。つまみ42
によりその取り外しが容易になる。
【0041】 変形例として、前方に向いているルーバー44が、キャップ18が取り付けら
れている状態における冷却を向上するための通気孔46を覆うこともできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1は、本発明に従うライトの実施形態を示す外観斜視図である。
【図2】 図2は、図1で示されたライトを部分的に断面で示す図である。
【図3】 図3は、図2の部分断面図の平面図である。
【図4】 図4は、ライトの中心で切った部分断面図であり、反射器の取付けを示してい
る。
【図5】 図5は、本発明の別の実施形態のヘッド部を示す部分拡大断面図である。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 漏出個所の点検その他に使用される組合せ紫外線検査ライト
    及び閃光ライトであって、 ハウジングと、 上記ハウジングに取り付けられたランプであって、電圧が印加されたとき強度
    の紫外放射線、可視放射線及び赤外放射線を放射するランプと、 上記ランプに電圧を印加する電源と、 上記電源の上記ランプへの接続を制御して上記ランプの電圧印加を制御するス
    イッチと、 上記ハウジングに取り付けられ、上記ランプに面すると共にそれに対し傾斜さ
    れた二色コールドミラー反射器であって、可視光及び赤外線光を通過する一方で
    上記ランプからの紫外線光を側方に反射するようコーティングされたコールドミ
    ラー反射器と を備え、 上記ハウジングが、上記二色コールドミラーから側方に反射された上記紫外線
    ビームを受けるよう配置され、上記ハウジングから放出させることを許容する第
    1窓と、上記ランプ及び上記二色反射器に整列されて位置され、上記可視光と赤
    外線光とを通過させて上記ハウジングから放出させることを許容する第2窓とを
    有する 組合せ紫外線検査ライト及び閃光ライト。
  2. 【請求項2】 上記第2窓に設けられた取り外し可能なキャップをさらに含
    む請求項1記載の紫外線ライト。
  3. 【請求項3】 上記ハウジングに設けられ、上記二色コールドミラー反射器
    の後方に位置された通気孔をさらに含む請求項2記載の紫外線ライト。
  4. 【請求項4】 上記第2窓に面したルーバーをさらに含む請求項3記載の紫
    外線ライト。
  5. 【請求項5】 放物面反射鏡をさらに含み、当該放物面反射鏡は、そのほぼ
    焦点に位置された上記ランプを有し、上記ランプから放出された光を集中させ、
    その光を上記二色コールドミラー反射器に向ける請求項1記載の紫外線ライト。
  6. 【請求項6】 上記第1窓と上記第2窓とが、これらに取り付けられた窓レ
    ンズを有し、当該窓レンズが、ホウケイ酸ガラスから構成されておよそ320nm 未満の紫外線を遮る請求項1記載の紫外線ライト。
  7. 【請求項7】 上記二色コールドミラー反射器が、350nmから450nmの
    範囲にある光線を高百分率で反射し、450nmより長い波長の光を通過させる請
    求項1記載の紫外線ライト。
  8. 【請求項8】 上記二色コールドミラー反射器が、320nmから380nmの
    範囲にある光を高百分率で反射し、400nmを超える範囲にある光を高百分率で
    通過させる請求項1記載の紫外線ライト。
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