JP2010277707A - Lamp device for illumination - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、起動時に高電圧の起動パルスを要する高圧放電ランプを光源とし、光伝導素子の入射端部から放電ランプの光を入射させ、光伝導素子の出射端部からスポット照明を得る照明用ランプ装置に関する。 The present invention uses a high-pressure discharge lamp that requires a high-voltage start-up pulse at start-up as a light source, makes light from the discharge lamp enter from the incident end of the photoconductive element, and obtains spot illumination from the output end of the photoconductive element The present invention relates to a lamp device.
従来、スポット照明として用いられる照明用ランプ装置は、口金部を取り付けた入射端部にガラス棒を接続し、ガラス棒の一部を口金部から突出させる光ファイバーの入射端部から放電ランプの光を入射させ、光ファイバーの出射端部からスポット照明が得られるようにしている。(例えば、特許文献1) Conventionally, an illumination lamp device used as spot illumination has a glass rod connected to an incident end portion to which a cap portion is attached, and discharges light from an incident end portion of an optical fiber that protrudes a part of the glass rod from the cap portion. Incident light is obtained so that spot illumination can be obtained from the exit end of the optical fiber. (For example, Patent Document 1)
上記した特許文献1の技術は、入射端部での溶融を防止しながら、入射光の量を簡単に増やすことができるプラスティック光ファイバーを用いた照明用光源装置を実現したものである。
The technique of
しかし、この種の光ファイバーに供給される光の供給源は、一般に高圧放電ランプが用いられる。高圧放電ランプは、製造後の経時変化により、アーク柱の輝点の移動により製造時と異なるものとなってくる。このため、高圧放電ランプから光ファイバーの入射端部への光束が減少して照射照度が低下してしまう、という問題の他に、光ファイバーをプラスティック製のものを使用した場合、集光ポイントが外れて入射端部での温度が上昇し光ファイバーが溶融してしまう、という問題があった。 However, a high-pressure discharge lamp is generally used as the light source supplied to this type of optical fiber. The high-pressure discharge lamp is different from the manufacturing time due to the movement of the bright spot of the arc column due to the change with time after the manufacturing. For this reason, in addition to the problem that the luminous flux from the high-pressure discharge lamp to the incident end of the optical fiber is reduced, the illumination intensity is reduced. There was a problem that the temperature at the incident end rose and the optical fiber melted.
この発明の目的は、時間の経過に伴い発生する高圧放電ランプのアーク柱の輝点が移動した場合にも、照度低下を抑えて寿命の向上を図ることのできる照明用ランプ装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an illumination lamp device capable of suppressing the decrease in illuminance and improving the life even when the bright spot of the arc column of the high-pressure discharge lamp generated with the passage of time moves. It is in.
上記した課題を解決するために、この発明の照明用ランプ装置は、高電圧の起動パルスを発生して始動させる高圧放電ランプから放射される光を第1焦点としてリフレクターを介して反射させ、該リフレクターから反射させた光を集光する第2焦点を集光面とし、前記集光された光を光伝導素子の集光面に出射面から照射させるようにした照明用ランプ装置において、前記高圧放電ランプは、該高圧放電ランプのアーク柱の輝点と前記リフレクターとの位置関係を調整可能としたことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, an illumination lamp device according to the present invention reflects light emitted from a high-pressure discharge lamp that is started by generating a high-voltage start pulse through a reflector as a first focus, In the illumination lamp device, wherein the second focal point for condensing the light reflected from the reflector is a condensing surface, and the condensed light is irradiated from the exit surface to the condensing surface of the photoconductive element. The discharge lamp is characterized in that the positional relationship between the bright spot of the arc column of the high-pressure discharge lamp and the reflector can be adjusted.
この発明によれば、製造後の経時変化により輝点(輝柱)が移動した場合でも照度変化を抑え、ランプの寿命向上を図ることができる。 According to the present invention, even when a bright spot (bright column) moves due to a change with time after manufacture, the change in illuminance can be suppressed and the life of the lamp can be improved.
以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1〜図5は、この発明の照明用ランプ装置に関する一実施形態について説明するための、図1は要部の分解斜視図、図2は図1のIa−Ib線に沿った断面図、図3は図2の要部の断面図、図4は図1の要部の一部切欠斜視図、図5は図4のIIa−IIb線断面図である。 1 to 5 are diagrams illustrating an embodiment of the illumination lamp device according to the present invention. FIG. 1 is an exploded perspective view of a main part, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line Ia-Ib of FIG. 3 is a cross-sectional view of the main part of FIG. 2, FIG. 4 is a partially cutaway perspective view of the main part of FIG. 1, and FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line IIa-IIb of FIG.
図1、図2に示す、照明用ランプ装置100はスポット照明装置であり、この照明用ランプ装置100は、例えば、筐体12に外部接続するライトガイド200を通じて照射対象に照明光をスポット照射させるものである。
The
照明用ランプ装置100は、例えば、起動時に高電圧の起動パルスを必要とする放電容器内に少なくとも金属ハロゲン化物および希ガスが封入され、高圧放電ランプ11と、外部の交流電源から高圧放電ランプ11までの電源供給経路上に介装される点灯回路とを有し、これらが筐体12内に収容されて要部が構成されている。
In the
筐体12の内部は、隔壁によって上下2室に区画されている。そして、筐体12内の上段側に画成された空間が灯室13として構成され、下段側に画成された空間が回路室14として構成されている。
The interior of the
また、筐体12の上部には、灯室13を外部と開放させる作業用開口部15が開口され、この作業用開口部15には、作業用開口部15を開閉する蓋体16が嵌脱自在に嵌合されている。例えば、図1に示すように、作業用開口部15は、筐体12の上面から左右側面にかけて所定領域を開口するものであり、この作業用開口部15の縁辺部には段部151が周設されている。そして、蓋体16の内面が段部151に対して嵌合することにより、蓋体16は作業用開口部15を閉塞する。
In addition, a work opening 15 that opens the
灯室13内には、高圧放電ランプ11が収容されている。高圧放電ランプ11は、予め灯室13外において、リフレクター17およびソケット18と一体にモジュール化されて光源モジュール150を構成する。そして、高圧放電ランプ11は光源モジュール150の状態で、作業用開口部15を通じて灯室13内に収容され、光源保持部20を介して灯室13内に保持されている。
A high
リフレクター17は、例えば、回転楕円の一部形状をなす反射凹面171を備えた楕円リフレクターで構成されている。このリフレクター17の基部172にはバルブ挿通孔173が開口され、このバルブ挿通孔173には、高圧放電ランプ11の先端側が挿入されている。さらに、リフレクター17の基部172にはソケット18が嵌合可能となっており、この嵌合により、ソケット18は、高圧放電ランプ11と電気的に接続するとともに、当該高圧放電ランプ11をリフレクター17に保持する。
The
このとき、高圧放電ランプ11の発光部112は、反射凹面171の内部に臨ませ、図2に示すように反射凹面171の第1焦点F1に位置決めされる。これにより、リフレクター17は、高圧放電ランプ11の発光部112から放射された光を反射凹面171で反射させ、第2焦点F2に集光する。
At this time, the
図5に示すように、基部172は、水平方向にバルブ挿通孔173を出入りする調整用のネジh1,h2と垂直方向にバルブ挿通孔173を出入りする調整用のネジv1,v2がそれぞれ形成される。ネジh1,h2の出し入れは、高圧放電ランプ11の一方の電極の封止部111を水平方向に移動させることとなり、この移動で第1焦点F1の水平方向の移動が可能となる。また、ネジv1,v2の出し入れは、高圧放電ランプ11の一方の電極の封止部111を垂直方向に移動させることとなり、第1焦点F1の垂直方向の移動が可能となる。ネジh1とh2の出し入れの関係は、一方を入れている場合は他方は出す方向となる。この点は、ネジv1,v2についても同様である。
As shown in FIG. 5, the
また、高圧放電ランプ11の封止部111は、外周にネジs1が形成された口金19が取り付けられ、ネジs1とバルブ挿通孔173の一部に形成されたネジs2を螺合させることで口金19とリフレクター17とを結合させている。ネジs1,s2は、口金19の外周面に取り付けた調整レバー191を回動させることで、高圧放電ランプ11の軸方向に対する移動が可能となる。
The sealing
光源保持部20は、例えば、灯室13内の先端側に固設されたスペーサ21と、灯室13内のシャーシ22に摺動可能に取着された支持部23とを有する。
The light
スペーサ21は、筐体12の先端面に開口するライトガイド挿入孔24と同軸上に光源モジュール150を位置決めしたり、光漏れを防止したり、放電ランプ11の破損によるガラス屑の飛散を防止するためのものである。このスペーサ21の基端部には、リフレクター17の先端部と嵌合可能な段部211が周設されている。また、段部211の内周側には、リフレクター17で適正に集光されることなく放射された迷光を遮光するための遮光面212が凹設され、さらに、この遮光面212の底部にはライトガイド挿入孔24に連通する導光孔213が開口されている。
The
そして、段部211にリフレクター17が適正に嵌合されると、スペーサ21は、ライトガイド挿入孔24の光軸に光軸Oを一致させるとともに、ライトガイド挿入孔24に挿入されたライトガイド200の集光面264に対して第2焦点F2を一致させる位置に、リフレクター17を位置決めする。
When the
支持部23は、例えば、ライトガイド挿入孔24と同軸上に配設され、光源モジュール150を支持する円筒状のホルダー231とシャーシ22に摺動可能に収容されるピストン232で構成されている。また、ホルダー231とシャーシ22との間にはスプリング25が介装され、このスプリング25によって、ホルダー231は、スペーサ21側に付勢されている。ホルダー231は、スペーサ21との間に光源モジュール150を保持(挟持)可能な位置まで進出される。
The
図3に示すように、ライトガイド挿入孔24には、高圧放電ランプ11で発光された光を外部に照射させるためのライトガイド200の入射側が挿着されている。ライトガイド200は、光伝導素子の一種である光ファイバー26と口金部27から構成される。光ファイバー26は、ガラスコア261とこのガラスコア261に光学的に接続されたプラスティックコア262、それにガラスコア261とプラスティックコア262の外周面に、一体的に配置されたクラッド263から構成される。
As shown in FIG. 3, an incident side of a
口金部27は、ガラスコア261の集光面264を剥き出しの状態となるような形状で、ガラスコア261とプラスティックコア262を跨るクラッド263の部分を保持している。口金部27のガラスコア261の周辺部には、例えば磁石による吸着手段が取着されている。
The
また、スペーサ21の導光孔213と同芯的に筐体12に形成された透孔の周辺でかつ磁石と対向する筐体12には、例えば磁石による吸着手段が取着される。この磁石と口金部27側の磁石とは吸着する関係にある。
In addition, for example, a magnet attracting means is attached to the
なお、口金部27に取着した磁石とこの磁石に対向配置される磁石のいずれか一方は、磁性体であっても構わない。また、口金部27の外周面の一部に凸部を、ライトガイド挿入孔24の内周面に、口金部27の凸部と係合可能な凹部を形成し、口金部27の凸部とライトガイド挿入孔24の凹部が係合されたときに光ファイバー26の集光面264が第2焦点F2に位置する関係に形成することで、光ファイバー26の取着作業性を向上させることができる。
In addition, any one of the magnet attached to the
従って、ライトガイド200の口金部27をライトガイド挿入孔24に挿入した後は、互いの磁石の吸引力で確実にライトガイド200の集光面264が第2焦点F2に集光する。これにより、高圧放電ランプ11の発光部112から放射された光をライトガイド200に確実に効率的に入射させている。
Therefore, after the
さらに、回路室14内には、点灯回路141が収容されている。図6に示すように、この点灯回路141は、外部電源61からの電力供給を受け、高圧放電ランプ11の起動時に高電圧の起動パルスを発生させるイグナイタ回路62と、高圧放電ランプ11起動後(点灯後)の安定した点灯状態を維持させるためのバラスト回路63とから構成される。そして、点灯回路141は、インターロックスイッチ64を介して外部電源61に接続されているとともに、電源供給経路65上に介在するコネクタ66を介して高圧放電ランプ11に接続されている。
Further, a
インターロックスイッチ64は、頂部にプッシュボタン641を備えた常開のプッシュ式スイッチで構成されている。このインターロックスイッチ64は、プッシュボタン641が筐体12の側壁121近傍で作業用開口部15に臨む位置において、隔壁131上に固設されている。そして、インターロックスイッチ64は、プッシュボタン641が押圧されたときオンされ、外部電源61側と点灯回路141側とを電気的に接続する。その一方で、インターロックスイッチ64は、プッシュボタン641の押圧が解除されたときオフされ、外部電源61側と点灯回路141側との電気的な接続を遮断する。
The
コネクタ66は、灯室13内に配設されている。このコネクタ66は、灯室13内に固設された固定側コネクタ部661と、この固定側コネクタ部661に嵌脱自在な可動側コネクタ部662とを有して構成されている。固定側コネクタ部661は、点灯回路141側と電気的に接続されている。可動側コネクタ部662は、ソケット18を介して高圧放電ランプ11側と電気的に接続されている。そして、可動側コネクタ部662が固定側コネクタ部661に嵌合されることにより、高圧放電ランプ11は点灯回路141と電気的に接続される。
The connector 66 is disposed in the
これにより、蓋体16が離脱されて作業用開口部15が開放されている場合、プッシュボタン641が押圧されることはなく、インターロックスイッチ64のオフ状態が維持される。従って、ユーザが高圧放電ランプ11の交換作業等を行う場合にも、外部電源61側と点灯回路141側との電気的な接続が遮断される。
Thereby, when the
このように、磁石同士の吸着力によりライトガイドの集光面を、第2焦点F2に確実に保持させることが可能となり、高圧放電ランプで発生させた光を、光ファイバーの入射端部に供給することができる。 In this way, the condensing surface of the light guide can be reliably held at the second focal point F2 by the attractive force between the magnets, and the light generated by the high-pressure discharge lamp is supplied to the incident end of the optical fiber. be able to.
以下、上記した照明用ランプ装置の経時変化等により変化したアーク柱の輝点の移動にもとなう不具合の調整例について図7〜図9を参照しながら説明する。図7は経時変化に伴い変化するアーク柱形状について説明するための説明図、図8は、図3に相当するさらに要部のみを示した断面図、図9は図8のO軸を中心として90度右回転させた状態を示した断面図である。 Hereinafter, an adjustment example of a defect that also causes the movement of the bright spot of the arc column that has changed due to a change with time of the above-described lighting lamp device will be described with reference to FIGS. 7 is an explanatory diagram for explaining the arc column shape that changes with time, FIG. 8 is a cross-sectional view showing only the main part corresponding to FIG. 3, and FIG. 9 is centered on the O-axis of FIG. It is sectional drawing which showed the state rotated 90 degree | times right.
まず、図7(a)は高圧放電ランプ11の初期状態下で放電容器71内に対向配置された電極721,722が通電され、これら電極721,722に発生するアーク柱を示している。初期状態での点灯におけるアーク柱形状74は、電極721と電極722の間で、中間部が膨らんだ長細い直線状となっている。これにより、リフレクター17に反射され光ファイバーの集光面でもある第2焦点F2の基点とする第1焦点F1は、アーク柱形状74の中間部の中央に位置している。
First, FIG. 7A shows arc columns generated in the
高圧放電ランプ11はハロゲンサイクルを利用していることから、電極先端に昇華したタングステンが再び付着し、図7(b)に示すように、一方の例えば電極722の先端の途中に突起75が形成される。この突起75がアーク柱の起点となり、アークが形成される場所が電極中心でアーク柱が第1焦点F1上からやや外れる。この結果、リフレクターを介して集光される第2焦点F2での光束が減少することになり、光ファイバーから照射される光も暗くなる。
Since the high-
また、図7(c)に示すように、電極722に形成された突起75に加え、電極721側にもタングステンの付着による突起76が形成された場合のアーク柱形状のおける第1焦点F1の位置は、ほぼアーク柱から外れることになる。第2焦点F2での光束の減少は顕著なものとなり、光ファイバーからの照射光はさらに暗く、高圧放電ランプ11としては実用に供しないものとなり、交換の必要がでてくる。
Further, as shown in FIG. 7C, in addition to the
そこで、図7(b),(c)のアーク柱は、高圧放電ランプ11を装着した状態で、アーク柱の輝点が第1焦点F1から垂直方向にずれたものであるとした場合、図8に示す水平方向調整用のネジv1,v2を調整し、高圧放電ランプ11を図中矢印HまたはL方向に移動させ、第1焦点F1の位置にアーク柱の輝点がくるように調整する。
Therefore, the arc columns in FIGS. 7B and 7C are shown in the case where the bright spot of the arc column is shifted from the first focal point F1 in the vertical direction with the high
図7(b),(c)のアーク柱は、高圧放電ランプ11を装着した状態で、アークの輝点が第1焦点F1から水平方向にずれたものであるとした場合、図9に示す垂直方向調整用のネジh1,h2を調整し、高圧放電ランプ11を図中矢印LまたはR方向に移動させ、第1焦点F1の位置にアーク柱の輝点がくるように調整する。
The arc column in FIGS. 7B and 7C is shown in FIG. 9 when the bright spot of the arc is shifted in the horizontal direction from the first focus F1 with the high-
また、アーク柱の輝点が電極721,722の軸方向のいずれた場合は、調整レバー191を回動させることで、高圧放電ランプ11がバルブ挿通孔173を出入りする方向に移動させることで、第1焦点F1の位置にアーク柱の輝点がくるように調整する。
In addition, when the bright spot of the arc column is in any of the axial directions of the
このように、高圧放電ランプの経時変化にともない第1焦点F1の位置をアーク柱の輝点がずれた場合に、高圧放電ランプ11の発光部の3次元的な調整を可能とすることにより、本来の第1焦点F1の位置に移動することができる。このため、アーク柱の輝点が第1焦点F1をずれた場合にも最適な位置への調整が可能となり、高圧放電ランプの寿命向上に寄与する。
As described above, when the bright spot of the arc column shifts from the position of the first focal point F1 with the time-dependent change of the high pressure discharge lamp, the three-dimensional adjustment of the light emitting portion of the high
さらに、第1焦点F1と第2焦点F2の位置がずれて、高圧放電ランプの光が光ファイバーのコア以外に照射され場合に、高圧放電ランプのアーク柱輝点の調整を行うことで光ファイバーの溶解を防止させることも可能となる。 Further, when the positions of the first focal point F1 and the second focal point F2 are shifted and the light of the high-pressure discharge lamp is irradiated to other than the core of the optical fiber, the arc column bright spot of the high-pressure discharge lamp is adjusted to dissolve the optical fiber. Can also be prevented.
この発明は、上記した実施形態に限定されるものではない。例えば光伝導素子は光ファイバーを例に挙げたがレンズであっても構わない。また、経時変化によりアーク柱の輝点が移動した高圧放電ランプとリフレクターの位置関係は、リフレクターに対する高圧放電ランプの水平、垂直、軸方向をマニアルにより調整したものであるが、高圧放電ランプの輝点や光伝導素子の出射光の照度変化を検出し、出射光の照度が最適になるように、水平、垂直、軸の各方向を自動的に調整することも可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, the photoconductive element is exemplified by an optical fiber, but may be a lens. In addition, the positional relationship between the high pressure discharge lamp and the reflector whose arc column bright spot has moved over time is adjusted by manual adjustment of the horizontal, vertical and axial directions of the high pressure discharge lamp with respect to the reflector. It is also possible to automatically adjust the horizontal, vertical, and axial directions so that the illuminance change of the emitted light from the point or photoconductive element is detected and the illuminance of the emitted light is optimized.
100 高圧放電灯装置
150 光源モジュール
200 ライトガイド
11 高圧放電灯
111 封止部
112 発光部
12 筐体
17 リフレクター
171 反射凹面
172 基部
173 バルブ挿通孔
18 ソケット
F1 第1焦点
F2 第2焦点
19 口金
191 調整レバー
20 光源保持部
21 スペーサ
213 導光孔
22 シャーシ
23 支持部
231 ホルダー
24 ライトガイド挿入孔
26 光ファイバー
261 ガラスコア
262 プラスティックコア
263 クラッド
264 集光面
27 口金部
v1,v2,h1,h2,s1,s2 ネジ
71 放電容器
721,722 電極
74 アーク柱形状
75,76 突起
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記高圧放電ランプは、該高圧放電ランプのアーク柱の輝点と前記リフレクターとの位置関係を調整可能としたことを特徴とする照明用ランプ装置。 The light emitted from the high-pressure discharge lamp that is started by generating a high-voltage start pulse is reflected through the reflector as the first focal point, and the second focal point that condenses the light reflected from the reflector is the condensing surface. In the illumination lamp device that irradiates the condensed light from the exit surface to the condensing surface of the photoconductive element,
The high pressure discharge lamp is an illumination lamp device characterized in that a positional relationship between a bright spot of an arc column of the high pressure discharge lamp and the reflector can be adjusted.
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