JP4447329B2 - Discharge lamp lighting device - Google Patents
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Description
本発明は、放電ランプ点灯装置に関し、特に、放電ランプのアーク位置を鉛直方向に押し下げる方向に作用するイグナイタを持つ内視鏡用光源装置に関する。 The present invention relates to a discharge lamp lighting device, and more particularly to an endoscope light source device having an igniter that acts in a direction to push down an arc position of a discharge lamp in a vertical direction.
従来、キセノンランプをはじめとする放電ランプなどを備えた光照射装置は、高輝度を必要とする光源装置などで使われている。 Conventionally, a light irradiation apparatus including a discharge lamp such as a xenon lamp is used in a light source apparatus that requires high luminance.
放電ランプは、発光管部内に、陽極と陰極が数mmから十数mmの距離を持ち、対向して配置される電極間距離が比較的短いタイプのランプである。この電極間でアーク放電を起こすと、アークと呼ばれる放電部分から強い発光を生じる。 The discharge lamp is a type of lamp in which the anode and the cathode have a distance of several mm to several tens of mm in the arc tube portion, and the distance between the electrodes arranged facing each other is relatively short. When arc discharge occurs between the electrodes, strong light emission is generated from a discharge portion called an arc.
このアークは、放電ランプの発熱による内部気体の対流によって鉛直上方向に力を受けて湾曲し弧を描く。そのため、電極間の所定位置に発光点を位置させることができずズレが生じていた。このズレは、ランプに備えられ、放電ランプの発光点の光を集光する反射鏡の焦点位置をずらす要因にもなり、所定の光量が得られないといった問題が生じていた。 This arc receives a force in the vertical upward direction due to the convection of the internal gas due to the heat generated by the discharge lamp and curves to draw an arc. For this reason, the light emitting point cannot be positioned at a predetermined position between the electrodes, resulting in deviation. This deviation is a factor that shifts the focal position of the reflecting mirror that is provided in the lamp and collects the light at the light emitting point of the discharge lamp, resulting in a problem that a predetermined amount of light cannot be obtained.
特許文献1は永久磁石の磁力で、特許文献2はチョークコイルの電磁力またはランプ電流供給線の反発による磁力により、鉛直下方向の力をアークに及ぼしてアークのズレを修正する装置を開示している。
しかし、特許文献1、特許文献2は、いずれも光源装置に新たな装置(永久磁石、チョークコイル、ランプ電流供給線)を追加設置する必要がある。 However, both Patent Document 1 and Patent Document 2 require that a new device (permanent magnet, choke coil, lamp current supply line) be additionally installed in the light source device.
したがって本発明の目的は、新たな装置を設置せずに鉛直上方向に力を受けたアークを鉛直下方向に移動させる装置を提供することである。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an apparatus that moves an arc that receives a force in a vertically upward direction without installing a new apparatus in a vertically downward direction.
本発明に係る、内視鏡用光源装置は、イグナイタの有する二次コイルに電流が流れることによって発生する磁力線の方向と、イグナイタによって点灯された放電ランプの電極間に形成される電流の向きとによって決定される前記放電ランプの放電アークに作用する力の方向が鉛直下向きになるようにイグナイタと放電ランプを配置する。これにより、放電ランプの発熱による内部気体の対流によって鉛直上方向に力を受けたアークは、鉛直下方向の力を受けて発光点のズレを解消させることが可能になる。 An endoscope light source device according to the present invention includes a direction of magnetic lines of force generated when a current flows through a secondary coil of an igniter, and a direction of a current formed between electrodes of a discharge lamp lit by the igniter. The igniter and the discharge lamp are arranged so that the direction of the force acting on the discharge arc of the discharge lamp determined by is vertically downward. As a result, the arc that has received a force in the vertically upward direction due to the convection of the internal gas due to the heat generated by the discharge lamp can receive the force in the vertically downward direction to eliminate the deviation of the light emitting point.
好ましくは、磁力線は、一端部がそれぞれ二次コイルの両極部と接触し且つ両極部を挟む一対の磁性体材料の他端部から発せられ、前記他端部は前記放電ランプの電極間を挟む。これによりイグナイタと放電ランプの位置関係の自由度が増す。 Preferably, the lines of magnetic force are emitted from the other end portions of a pair of magnetic materials whose one end portions are in contact with both pole portions of the secondary coil and sandwich the both pole portions, and the other end portion sandwiches between the electrodes of the discharge lamp. . This increases the degree of freedom in the positional relationship between the igniter and the discharge lamp.
また、好ましくは、磁力線が発生している間だけオン状態になり発生していない間オフ状態になる電磁リレーを有するスイッチ部と、スイッチ部のオン状態の時に点灯しオフ状態の時に消灯する表示ランプを有する表示部とを有する。これにより、放電ランプが点灯したか否かを放電ランプから発する光を見ないで判断することが可能になる。 Preferably, the switch unit has an electromagnetic relay that is turned on only when the magnetic field lines are generated and is turned off when the magnetic field lines are not generated, and a display that is turned on when the switch unit is turned on and turned off when the switch unit is turned off. And a display portion having a lamp. This makes it possible to determine whether or not the discharge lamp is lit without looking at the light emitted from the discharge lamp.
また、内視鏡装置のプロセッサは、磁力線が発生している間だけオン状態になり発生していない間オフ状態になる電磁リレーを有するスイッチ部を備え、スイッチ部のオンオフ状態をモニター部に表示する。これにより、使用者が通常目視することになるモニター部を見て放電ランプが点灯したか否かを確認することが可能になる。 In addition, the processor of the endoscope apparatus includes a switch unit having an electromagnetic relay that is turned on only when the magnetic field lines are generated and is turned off when the magnetic field lines are not generated, and displays the on / off state of the switch unit on the monitor unit. To do. As a result, it is possible to confirm whether or not the discharge lamp has been lit by looking at the monitor unit that the user normally observes.
以上のように本発明によれば、新たな装置を設置せずに鉛直上方向に力を受けたアークを鉛直下方向に移動させる装置を提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a device that moves an arc that receives a force in a vertically upward direction without installing a new device in a vertically downward direction.
以下、本発明の第1の実施形態について、内視鏡装置で使用される光源装置を使って説明する(図1、図2参照)。 Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described using a light source device used in an endoscope apparatus (see FIGS. 1 and 2).
本実施形態に係る内視鏡装置は、スコープ10と、プロセッサ20と、モニタ40とを備える。スコープ10は、プロセッサ20の制御により、被写体(観察面)を撮像する。撮像により得られた画像信号はプロセッサ20によってモニタ40で出力が可能な映像信号に変換される。変換された映像信号はアナログ信号でモニタ40に伝達される。伝達された映像信号は、モニタ40によって出力(画面表示)される。使用者は、モニタ40による出力結果により、スコープで撮像された被写体映像を観察することができる。
The endoscope apparatus according to the present embodiment includes a
スコープ10は、撮像部11と、照明部12とを有し、照明部12が観察面に適度な光量を与えながら撮像部11が被写体を撮像する。
The
撮像部11は、対物レンズ11a、CCDなどの撮像素子11bとを有する。被写体の撮像によって撮像素子11bに蓄積された電荷は、CDS(相関二重サンプリング回路)/AGC(オートゲインコントローラ)21、DSP(ディジタル・シグナル・プロセッサ)23、画像処理回路24を介してモニタ40で出力可能な映像信号に変換すなわち画像処理が行われる。
The
照明部12は、光誘導部材12b、配光レンズ12aを介して観察面に照射する光源装置27からの光を供給する。スコープ10と、プロセッサ20は、コネクタ部(不図示)で光学的・電気的に接続される。
The
プロセッサ20は、CDS/AGC21、CCD駆動回路22、DSP23、画像処理回路24、光源装置27、電源28、パワースイッチ29、CPUと周辺回路30を有しており、使用者の操作によりスコープ10に光量を供給し撮像され電荷転送された画像信号を、モニタ40で出力できる映像信号に変換する。パワースイッチ29は使用者の操作によりON状態にされると商用電源からの電力を電源28に供給する。電源28は各部に電力を供給する。
The
光源装置27は、ランプ点灯スイッチ271、点灯駆動部272、放電ランプ275、及び集光レンズ279とを有する。点灯駆動部272は、スターター回路272a、イグナイタ272b、及び安定器272cとを有する。
The
電源28がオン状態にあって、ランプ点灯スイッチ271がオン状態にされると、CPUと周辺回路30の制御によって点灯駆動部272のスターター回路272aに初期発光トリガ指示信号が送られ電源28からの電圧が印加される。印加された電圧から点灯駆動部272のスターター回路272aはイグナイタ272bを介して高電圧パルスを発生させる。高電圧パルスは放電ランプ275に印加される。所定の高電圧パルスが印加されると、放電ランプ275の陽極部275aと陰極部275bの間に絶縁破壊が生じ、アーク放電が開始され、放電ランプ275は発光する。安定器272cは放電ランプ275の電圧安定のために用いられる。
When the
イグナイタ272bは、スターター回路272aと接続される一次コイルc1と、放電ランプ275と接続される二次コイルc2とを有する。一次コイルc1より二次コイルc2の方が巻数が多くスターター回路272aからの電圧を高電圧に昇圧させる。イグナイタ272bは、放電ランプ275の点灯動作時においては、スターター回路272aから印加された電圧を昇圧させる機能を有するが、点灯中においては、二次コイルc2に流れる電流によって磁界を発生させる機能も有する。イグナイタ272bは、一次コイルc1、二次コイルc2を巻き付ける円筒部に磁束密度を高める効果がある磁性体材料で出来た芯を有しているのが望ましい。
The
放電ランプ275とイグナイタ272bは、放電ランプ275の電極間に形成される電流の向きと、イグナイタ272bの二次コイルc2に流れる電流により磁力を発生する磁力線の方向とによってフレミング左手の法則に基づいて決定されるアーク放電の弧へ作用する力の方向が鉛直下向きになるような位置関係で配置される。
The
イグナイタ272bは、磁力線が直接的に放電ランプ275と交差する(図2参照)。このとき、磁力線の一部は二次コイルc2のN極部分から放電ランプ275の陽極部275aと陰極部275bの間を通る(図2の一点鎖線)。
In the
CPUと周辺回路30は、内視鏡装置各部の制御や信号の一時記録を行う。
The CPU and the
モニタ40は、映像信号を取り込んで表示することが可能な市販のモニタであり、スコープ10で撮像され、プロセッサ20で変換された映像信号を、出力(画面表示)する。
The
次に、放電ランプ275の発光動作について説明する。ランプ点灯スイッチ271がオフ状態の時、放電ランプ275に電流は流れていないので二次コイルc2は磁界を発生させていない。ランプ点灯スイッチ271がオン状態にされ、放電ランプ275が点灯されると二次コイルc2に電流が流れ磁界が発生する(図2の一点鎖線の方向)。一方、放電ランプ275では内部に充填された気体が発熱により上昇しその対流によって陽極部275aと陰極部275bの間の発光点を含むアークを鉛直上方向に移動させる力が発生する(アークが図2のA1の状態)。しかし、本実施形態では、放電ランプ275の電極間に形成される電流と二次コイルc2から発生された磁界の磁力線とがアークを鉛直下方向に移動させる。
Next, the light emission operation of the
従って、鉛直上方向の力(対流による力)と鉛直下方向の力(電流線と磁力線による力)が相殺されて(アークが図2のA2の状態)、アークの発光点位置のズレが少なくなる。アーク放電により生じた光の発光点は、ランプに備えられた反射鏡(不図示)の焦点位置と一致するように設計されているので、発光点から四方八方に発散する光は通常反射鏡により一定方向に反射させられる。従って、アークの発光点位置のズレが少なくなると、この反射鏡の焦点位置からのズレも少なくなり、所定の光量が得られやすくなる。 Accordingly, the vertically upward force (force due to convection) and the vertically downward force (force due to current lines and magnetic field lines) are canceled out (the arc is in the state A2 in FIG. 2), and the deviation of the arc emission point position is small. Become. The light emitting point generated by the arc discharge is designed so as to coincide with the focal position of a reflecting mirror (not shown) provided in the lamp. Therefore, light that diverges in all directions from the light emitting point is usually reflected by the reflecting mirror. Reflected in a certain direction. Therefore, when the deviation of the arc emission point position is reduced, the deviation from the focal position of the reflecting mirror is also reduced, and a predetermined amount of light can be easily obtained.
イグナイタ272bの二次コイルc2は、昇圧のため巻数が多く設定されているのでそこから発生する磁力も強い。そのため、電流と磁力によって決定される鉛直下向きの力を作り出す手段として効果的である。
Since the secondary coil c2 of the
次に、第2の実施形態について説明する。第2の実施形態においてイグナイタ272bは、その磁力線が磁性体273を介して間接的に放電ランプ275と交差する(図3、図4参照)。具体的に一対の磁性体273は、それぞれの一端部がイグナイタ272bの二次コイルc2の両極部と接触し且つ両極部を挟み、さらにそれぞれの他端部が放電ランプ275の陽極部275a、陰極部275bの結ぶ直線部分を挟む。このとき、磁力線の一部は二次コイルc2のN極部分から磁性体273の一端部を通り、磁性体273の他端部から放電ランプ275の陽極部275aと陰極部275bの間を通る(図3、図4の一点鎖線)。それ以外の構成は第1の実施形態と同様である。
Next, a second embodiment will be described. In the second embodiment, the magnetic field lines of the
第1の実施形態では、イグナイタ272b本体を放電ランプ275と直交するような位置関係で配置する必要があるが、第2の実施形態では、磁性体273の両他端部からの磁力線が陽極部275a、陰極部275bを結ぶ直線と直交するような位置関係に配置すればよいので、磁性体273の形状や配置を適宜選ぶことによってイグナイタ272bの配置に自由度が生まれるメリットがある。
In the first embodiment, it is necessary to dispose the
なお、磁性体273の他端部であって、放電ランプ275の陽極部275a、陰極部275bを結ぶ直線部分を挟む部分は、図4のように平坦な面形状であってもよいが、図5のように、放電ランプ275と対抗する側に先端部分を折り曲げた形状であってもよい。磁性体273の他端部の先端を折り曲げた図5の場合、放電ランプ275の陽極部275a、陰極部275bを結ぶ直線部分を挟む部分を通過する磁束密度は向上する。
The other end portion of the
次に、イグナイタ272bの二次コイルc2の磁力線を利用した第3の実施形態を説明する。第3の実施形態では、第1の実施形態または第2の実施形態の構成に加えて、二次コイルc2の磁力線の有無に連動してオンオフ状態が切り替わるスイッチ部31と、スイッチ部31のオンオフ状態を使用者に知らせる表示部32とを有する(図6参照)。図6では、第1の実施形態の構成にスイッチ部31、及び表示部32を加えた第3の実施形態を説明する。
Next, a third embodiment using the magnetic field lines of the secondary coil c2 of the
スイッチ部31は、二次コイルc2の磁界の影響を受ける位置に配置され、二次コイルc2からの磁力を受けると、オン状態すなわち通電状態となり、磁力を受けないとオフ状態になる電磁リレー31aを有する。表示部32は、スイッチ部31がオン状態で点灯し、オフ状態で消灯する表示ランプ32aを有する。表示ランプ32aは、プロセッサ20のランプ点灯スイッチ271aと同じ側など使用者の見える位置に設置するのが望ましい。
The
内視鏡装置において放電ランプ275が点灯したか否かを確認するには、従来はスコープ10の先端を見る必要があった。しかし、ランプが正常で点灯している場合は、ランプに電流が流れてイグナイタは電磁石として作用する。ランプに異常があって、点灯しない場合には、ランプの電流が流れないので、イグナイタにも電流が流れず、イグナイタは電磁石として作用しない。よって、第3の実施形態のように表示部32をプロセッサ20に設けることにより使用者は容易に放電ランプ275が点灯したか否かを確認することが可能になる。
In order to confirm whether or not the
次に第4の実施形態を説明する。第4の実施形態における表示部32は、表示ランプ32aに代えて、スイッチ部31のオンオフ状態の信号をプロセッサ20内のCPUと周辺回路30にデータとして伝達し、放電ランプ275が点灯している旨をモニタ40に表示させる信号伝達部32bを有する(図7参照)。その他の構成は第3の実施形態と同様である。第4の実施形態では、使用者が通常目視するモニタ40に放電ランプ275のオンオフ状態が表示されるので確認作業がさらに容易になる。
Next, a fourth embodiment will be described. Instead of the
なお、第4の実施形態の変形例として、イグナイタ272bの二次コイルc2が電磁石として作用した時にスイッチ部31がオフ状態となり、二次コイルc2が電磁石として作用しない時にスイッチ部31がオン状態となるよう構成するとともに、スイッチ部31がオフ状態の時に放電ランプ275が点灯していると判定し、スイッチ部31がオン状態の時に放電ランプ275が消灯していると判定するようプロセッサ20内のCPUを設定することも可能である。
As a modification of the fourth embodiment, when the secondary coil c2 of the
10 スコープ
20 プロセッサ
27 光源装置
40 モニタ
272 点灯駆動部
272a スターター回路
272b イグナイタ
272c 安定器
275 放電ランプ
275a 陽極部
275b 陰極部
DESCRIPTION OF
Claims (4)
The endoscope light source device according to claim 1, further comprising: a switch unit having an electromagnetic relay that is turned on and off according to whether the magnetic field lines are generated, and the monitor unit displays the on / off state of the switch unit. A processor of an endoscope apparatus that transmits data for performing the display and displays the data on the monitor unit.
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