JP3805115B2 - 照明用光源のアライメント方法 - Google Patents
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Description
【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)
Claims (4)
- 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。 - 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。
- 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。 - 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。
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