JP3983848B2 - ミラー付きフラッシュランプ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、分光、発光分析などの光源、ストロボ用光源、又は高画像処理用光源などに利用するミラー付きフラッシュランプに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、このような分野の技術として、特公平７−１２０５１８号公報がある。この公報に記載されたミラー付きフラッシュランプは、ガラス製バルブの内側に陰極と陽極とを対峙させ、陰極と陽極との間にトリガプローブ電極の先端を配置し、バルブ内にキセノンやアルゴンなどの不活性ガスを封入している。更に、高出力光を得るために、バルブ内に楕円ミラーを配置し、楕円ミラーの底部に形成した開口に陰極を挿入させることで、アーク発光点を楕円ミラー内部の第１焦点位置に形成している。このような楕円ミラーをバルブ内に設けることで、高出力のフラッシュランプを作り出している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のミラー付きフラッシュランプは、上述したように構成されているため、次のような課題が存在していた。
【０００４】
すなわち、楕円ミラーの底部に開口を形成しているので、楕円ミラーで反射した光は、その開口の影響で照射部分に暗い部分ができ、光が不均一になる。その結果、短径のファイバやスリットに照射光を導入する際、光量不足や光量ムラを発生させる場合があった。なお、特公昭５６−５０３８４号公報にもミラー付きキセノンランプが開示されているが、この場合のミラーにも、電極を支持する台座を挿入させるための開口が形成されている。
【０００５】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、特に、照射ムラの極めて少ない均一な光を発生させるようにしたミラー付きフラッシュランプ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】
請求項１に係る本発明のミラー付きフラッシュランプは、投光窓を有する容器に設けられたステムに、ステムピンを介して固定した陰極と陽極とトリガプローブ電極とスパーカ電極との協働によりアークの発光を生じさせ、この発光を、投光窓から出射するフラッシュランプにおいて、
容器内に収容され且つ投光窓に対峙して開口を有さないＲ鏡面をもったミラー構造体は、容器内で、陰極用のステムピンと陽極用のステムピンとの間に収容されると共に、ステムに立設させた脚部に固定され、ミラー構造体と、ステムの中央に固定した排気パイプの排気口とを離間配置させ、Ｒ鏡面の焦点位置にアーク発光部位を配置し、
ミラー構造体は、Ｒ鏡面をもったガラス製のミラー部と、ミラー部を包囲するミラーホルダーとを有したことを特徴とする。
【０００７】
このミラー付きフラッシュランプにおいては、陰極と陽極との間に所定の電圧を印加し、トリガプローブ電極とスパーカ電極とにトリガ電圧を印加すると、トリガプローブ電極に放電が発生し、この放電に伴って陰極と陽極との間にアークの主放電が発生する。このときの発光は、ミラー面で反射して投光窓から出射される。このようなミラー面をＲ鏡面として形成し、ミラー構造体を、陰極用のステムピンと陽極用のステムピンとの間に収容させることにより、Ｒ鏡面に穴を開ける必要がなく、Ｒ鏡面の全面を反射面として有効に活用し、Ｒ鏡面が本来もっている反射特性を余すところ無く利用することができ、ステムピンがＲ鏡面を貫通するような事態を回避させつつ、Ｒ鏡面の焦点位置にアーク発光部位を配置させることができる。また、排気パイプの排気口とミラー構造体とを離間させることで、容器内に臨む排気パイプの排気口がミラー構造体で塞がれることはない。
【０００８】
さらに、ミラー構造体は、Ｒ鏡面をもったガラス製のミラー部と、ミラー部を包囲するミラーホルダーとを有する。このような構成を採用した場合、Ｒ鏡面を形成するにあたって、アルミ等の金属に比べて面加工が容易であるため、製造コストが安価になるばかりか、面粗度が小さく且つ面精度が高い面ができあがる。また、ガラスの面にアルミを蒸着してＲ鏡面を作り出す場合、強固な鏡面膜がガラス面上に形成されることになるので、耐久性の高いＲ鏡面が可能になる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面と共に本発明によるミラー付きフラッシュランプの好適な実施形態について詳細に説明する。
【００１０】
図１は、本発明に係るミラー付きフラッシュランプの外観を示す平面図、図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。これら図面に示すミラー付きフラッシュランプ１は、コバール金属からなる円筒状の側管２を有し、この側管２の一端には円形の第１開口部３が形成され、この第１開口部３を塞ぐようにサファイアガラス製の投光窓４が側管２に固定されている。更に、側管２の他端にも円形の第２開口部５が形成され、この第２開口部５を塞ぐようにコバールガラス製の円板状ステム６が側管２に固定されている。また、ステム６の周側面にコバール金属製の円筒形ステムホルダー７を溶着させることで、ステムホルダー７のフランジ部７ａと側管２のフランジ２ａとのアーク溶接を可能にし、ステム６と側管２との固定を容易にしている。このようにして、フラッシュランプ１の密閉型容器Ｈが構成される。
【００１１】
更に、容器Ｈ内には、アーク放電を引き起こす陰極８と陽極９とが配置され、陰極８は、ステム６を貫通するように固定され且つ管軸方向に延在するステムピン１０の先端に固定され、このステムピン１０は、セラミック製の電気絶縁パイプ１０ａで被覆されている。同様に、陽極９も、ステム６を貫通するようにように固定され且つ管軸方向に延在するステムピン１１の先端に固定され、セラミック製の電気絶縁パイプ１１ａで被覆されている。また、陰極８と陽極９とは、投光窓４の真下に位置すると共に、水平方向（管軸に対して垂直な方向）において一直線上で対向する。そして、陰極８の先端と陽極９の先端との間に形成されるアーク発光部位Ｓを、管軸に一致させている。
【００１２】
また、容器Ｈ内には、陰極８と陽極９との間にその先端が臨むように、２本のトリガープローブ電極１２，１３が配置され、これら電極１２，１３は、ステムピン１４，１５を介してステム６に固定されている。更に、容器Ｈ内には、スパーカ電極１６が配置され、このスパーカ電極１６は、ステムピン１７を介してステム６に固定されている。更に、容器Ｈ内は高圧に保たれ、その内部には不活性ガスの一例としてキセノンガスが封入されている。
【００１３】
そこで、陰極用ステムピン１０及び陽極用ステムピン１１を介して、陰極８と陽極９との間に所定の電圧を印加し、ステムピン１４，１５，１７を介して、トリガープローブ電極１２，１３及びスパーカ電極１６にトリガ電圧を印加すると、トリガプローブ電極１２，１３に放電が発生し、この放電に伴って陰極８と陽極９との間のアーク発光部位Ｓでアークの主放電が発生する。このときの発光は、後述するミラー構造体２０で反射して投光窓４から出射する。
【００１４】
このミラー構造体２０は、図３に示すように、アルミ又は銅等からなる金属製の基体２２を有し、基体２２は皿状に形成されている。この基体２２の頂面には、投光窓４に対峙するミラー面２４が形成され、このミラー面２４は、凹面鏡をなすと共に、Ｒ鏡面として形成されている。なお、Ｒ鏡面とは曲率半径が一定の曲面からなるものをいい、一つの焦点をもつ鏡面をいう。このＲ鏡面２４は、金属製の基体２２にアルミを蒸着することにより形成される。Ｒ鏡面２４を採用した場合、陰極８と陽極９との間にあるアーク発光部位Ｓ（図２参照）と、ミラー面２４の焦点位置（曲率中心）とを一致させ、ミラー面２４による確実な集光を可能にする。
【００１５】
図２に示すように、ミラー構造体２０は、アーク発光部位Ｓとステム６との間に配置されると共に、陰極用ステムピン１０と陽極用ステムピン１１との間に収容されて、アーク発光部位Ｓの真下に位置決めされている。このような配置を可能にするために、ミラー構造体２０は、ステム６に埋設させたピン状の脚部２３の先端に固定されている。具体的にいうと、ミラー構造体２０の基体２２の底面２２ａに脚部２３のＬ字状先端部（内端部）２３ａを溶接で固定している。
【００１６】
更に、脚部２３間にはコバール金属製の排気パイプ２１が配置され、この排気パイプ２１は、円板状のステム６の中心を貫通するように管軸方向に延在している。また、排気パイプ２１の排気口２１ａは、容器Ｈ内で開放されるように突出し、ミラー構造体２０から離間した位置に設けられ、容器Ｈ内に臨む排気パイプ２１の排気口２１ａは、ミラー構造体２０で塞がれることがない。従って、フラッシュランプ１の組立て時において、容器Ｈ内の空気を外部に排出したり、容器Ｈ内に不活性ガス（例えばキセノンガス）を導入したりする作業が、排気口２１ａにより確実に達成される。
【００１７】
このような構成を採用することで、容器Ｈ内に配置させたＲ鏡面２４に穴を開ける必要がなく、Ｒ鏡面２４を、完全な面として作り出すことができる。そして、Ｒ鏡面２４に穴を開けるような後加工を必要とせず、しかも、Ｒ鏡面２４の全面を反射面として有効に活用し、Ｒ鏡面２４が本来もっている反射特性を余すところ無く利用することができる。
【００１８】
次に、本発明に係るミラー付きフラッシュランプの他の実施形態について簡単に説明する。なお、前述した実施形態と同一又は同等な構成部分には同一の符号を付す。
【００１９】
図４に示すように、ミラー構造体３０は、分割型に構成されると共に、ステンレス製のカップ状ミラーホルダー３２を有し、このミラーホルダー３２は円筒状に形成され、その底面３２ａには、脚部２３のＬ字状先端部（内端部）２３ａが溶接で固定されている。更に、ミラーホルダー３２内には、円板状のミラー部３３が同心状に密に嵌合され、このミラー部３３は、ガラス材から形成されると共に、ミラーホルダー３２の開口３２ｃから挿入できる程度の径をもっている。また、ミラー部３３の頂面には、投光窓４に対峙するＲ鏡面３４が形成され、このＲ鏡面３４は凹面鏡をなす。なお、Ｒ鏡面とは曲率半径が一定の曲面からなるものをいい、一つの焦点をもつ鏡面をいう。このＲ鏡面３４は、ガラス面にアルミを蒸着することにより形成される。
【００２０】
このように、ミラー部３３にガラスを採用した場合、Ｒ鏡面３４を形成するにあたって、アルミ等の金属に比べて面加工が容易であるため、製造コストが安価になるばかりか、面粗度が小さく面精度が高いＲ鏡面３４が可能となる。また、ガラスにアルミを蒸着してＲ鏡面３４を作り出すことで、強固な鏡面膜が形成され、耐久性の高いＲ鏡面３４が可能になる。なお、ガラス製のミラー部３３は、金属製のミラーホルダー３２に対して接着剤を介して固定する。しかし、図示しないリング体又は爪片を利用した場合、ミラーホルダー３２内にミラー部３３を上から押し付けるように保持させる。
【００２１】
本発明は、前述した種々の実施形態に限定されるものではなく、例えば、脚部２３をピン状でなく板状にしてもよい。更に、ミラー部３３を、ミラー構造体２０に埋設させるように構成してもよい。
【００２２】
【発明の効果】
本発明によるミラー付きフラッシュランプは、以上のように構成されているため、次のような効果を得る。すなわち、投光窓を有する容器に設けられたステムに、ステムピンを介して固定した陰極と陽極とトリガプローブ電極とスパーカ電極との協働によりアークの発光を生じさせ、この発光を、投光窓から出射するフラッシュランプにおいて、
容器内に収容され且つ投光窓に対峙して開口を有さないＲ鏡面をもったミラー構造体は、容器内で、陰極用のステムピンと陽極用のステムピンとの間に収容されると共に、ステムに立設させた脚部に固定され、ミラー構造体と、ステムの中央に固定した排気パイプの排気口とを離間配置させ、Ｒ鏡面の焦点位置にアーク発光部位を配置し、
ミラー構造体は、Ｒ鏡面をもったガラス製のミラー部と、ミラー部を包囲するミラーホルダーとを有したことにより、Ｒ鏡面に穴がない構造を可能にし、照射ムラの極めて少ない均一な光を発生させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るミラー付きフラッシュランプの一実施形態を平面図である。
【図２】図１のII−II線に沿う断面図である。
【図３】図１に示したフラッシュランプに適用するミラー構造体及び排気パイプを示す断面図である。
【図４】ミラー構造体の変形例を示す断面図である。
【符号の説明】
Ｈ…容器、Ｓ…アーク発光部位、１…フラッシュランプ、４…投光窓、６…ステム、８…陰極、９…陽極、１０…陰極用ステムピン、１１…陽極用ステムピン、１２，１３…トリガプローブ電極、１６…スパーカ電極、２０，３０…ミラー構造体、２１…排気パイプ、２１ａ…排気パイプの排気口、２３…脚部、２３ａ…脚部の内端部、２４，３４…Ｒ鏡面、３２…ミラーホルダー、３３…ミラー部。

Claims (1)

1. 投光窓を有する容器に設けられたステムに、ステムピンを介して固定した陰極と陽極とトリガプローブ電極とスパーカ電極との協働によりアークの発光を生じさせ、この発光を、前記投光窓から出射するフラッシュランプにおいて、
   前記容器内に収容され且つ前記投光窓に対峙して開口を有さないＲ鏡面をもったミラー構造体は、前記容器内で、陰極用の前記ステムピンと陽極用の前記ステムピンとの間に収容されると共に、前記ステムに立設させた脚部に固定され、前記ミラー構造体と、前記ステムの中央に固定した排気パイプの排気口とを離間配置させ、前記Ｒ鏡面の焦点位置にアーク発光部位を配置し、
   前記ミラー構造体は、前記Ｒ鏡面をもったガラス製のミラー部と、前記ミラー部を包囲するミラーホルダーとを有したことを特徴とするミラー付きフラッシュランプ。

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