JP5007654B2 - Light source device - Google Patents
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Description
本発明は、被照射物に対して略均一な光量の光を照射するための技術に係り、特に、ＣＣＤカメラ等を使用した画像処理検査装置等のように検査対象物に照射される光量を一定に維持する必要のある検査装置に用いて好適な光源装置に関する。 The present invention relates to a technique for irradiating an object to be irradiated with a substantially uniform amount of light, and in particular, the amount of light irradiated to an inspection object such as an image processing inspection apparatus using a CCD camera or the like. The present invention relates to a light source device suitable for use in an inspection apparatus that needs to be maintained constant.
例えばフラットパネルディスプレイ製造工程では、従来より、検査対象物となるガラス板や塗料塗布面に光を照射し、これをＣＣＤカメラ等で観察して傷や塗装不良等の欠陥を検知する画像処理検査装置が使用されている。
その際、光源装置に要求される条件として、検査対象物（被照射物）への光量は少なくとも検査時間中は変化しないこと、また、使用するカメラの受光感度性能レベルに応じて必要な光量の光を照射できることなどが挙げられる。
画像処理検査用の光源装置の光源としては、ハロゲンランプ、ＬＥＤ等の固体光素子、水銀ランプおよびメタルハライドランプ等の放電灯が使用されており、中でも、放電ランプは、立ち上り時間が遅いものの高光量が得られることから、この種の光源として最適である。このため、画像処理検査装置用の光源装置として、放電ランプを光源としたものが各種提案されている（例えば、特許文献１参照）。
At that time, as a condition required for the light source device, the amount of light to the inspection object (object to be irradiated) does not change at least during the inspection time, and the necessary amount of light according to the light receiving sensitivity performance level of the camera to be used. For example, it can be irradiated with light.
As a light source of a light source device for image processing inspection, a solid-state light element such as a halogen lamp or LED, a discharge lamp such as a mercury lamp or a metal halide lamp is used. Therefore, it is optimal as this type of light source. For this reason, various types of light source devices for image processing inspection apparatuses using a discharge lamp as a light source have been proposed (for example, see Patent Document 1).
しかしながら、放電ランプは、１０００〜２０００時間点灯させると、電極先端部の形状が点灯と共に劣化変形するため、放電ランプ内での放電箇所（発光点）が点灯中に不規則に変化し、これにより点灯中に明るさが変化する事により、ちらつきが生じる、という問題がある。
特に、画像処理検査装置の光源装置として用いる場合には、放電ランプにちらつきが生じると、検査対象物（被照射物）への光量が検査時間中に大きく変化することとなり検査精度が悪くなる恐れがある。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、放電ランプに光量変化が生じた場合でも照射光量を一定に維持することができる光源装置を提供することを目的とする。
However, when the discharge lamp is lit for 1000 to 2000 hours, the shape of the electrode tip is deteriorated and deformed along with the lighting, so that the discharge location (light emitting point) in the discharge lamp changes irregularly during lighting. There is a problem that flickering occurs when the brightness changes during lighting.
In particular, when used as a light source device of an image processing inspection apparatus, if the discharge lamp flickers, the amount of light on the inspection object (irradiated object) may change greatly during the inspection time, and the inspection accuracy may deteriorate. There is.
The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object of the present invention is to provide a light source device that can maintain a constant amount of irradiation light even when a light amount change occurs in a discharge lamp.
上記目的を達成するために、本発明は、放電ランプを楕円反射鏡の第一焦点に配置し、前記楕円反射鏡の光軸上に配置された導光部材に向けて光を照射する光源装置において、前記楕円反射鏡の第二焦点と前記放電ランプとの間の前記光軸上に、前記放電ランプ及び前記楕円反射鏡からの光束を前記第二焦点よりも近い位置で集束する凸面コーンレンズを配置し、前記凸面コーンレンズの集束点から前記第二焦点の間に前記導光部材の入射面を配置したことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention provides a light source device in which a discharge lamp is disposed at a first focal point of an elliptical reflecting mirror and irradiates light toward a light guide member disposed on the optical axis of the elliptical reflecting mirror. A convex cone lens that focuses the light flux from the discharge lamp and the elliptical reflecting mirror at a position closer to the second focal point on the optical axis between the second focal point of the elliptical reflecting mirror and the discharge lamp. And the incident surface of the light guide member is disposed between the focal point of the convex cone lens and the second focal point.
また本発明は、上記発明において、前記凸面コーンレンズの頂角を、前記凸面コーンレンズの屈折率、前記導光部材の開口数、及び、前記楕円反射鏡から前記凸面コーンレンズに入射する最大角度に基づいて、前記凸面コーンレンズから前記導光部材への入射角度が前記導光部材の開口数によって規定される最大入射角度に収まるように規定したことを特徴とする。 Further, the present invention is the above invention, wherein the vertex angle of the convex cone lens is set such that the refractive index of the convex cone lens, the numerical aperture of the light guide member, and the maximum angle incident on the convex cone lens from the elliptical reflector. The incident angle from the convex cone lens to the light guide member is defined so as to be within the maximum incident angle defined by the numerical aperture of the light guide member.
また本発明は、上記発明において、透過光量を調整する調光フィルタを前記凸面コーンレンズと前記導光部材の入射面との間に配置すると共に、一端から他端にかけて漸次拡開する１つの開口を前記調光フィルタに設け、前記開口への光の入射位置を可変して透過光量を調整することを特徴とする。 Further, the present invention is the above invention, wherein the dimming filter for adjusting the amount of transmitted light is disposed between the convex cone lens and the incident surface of the light guide member, and one opening gradually expands from one end to the other end. Is provided in the light control filter, and the amount of transmitted light is adjusted by changing the incident position of the light to the opening.
また本発明は、上記発明において、前記導光部材は、前記入射面となる片端側から入射した光束を均一化して出射面となる他端側から出射する柱状のロッドインテグレータから成る導光ロッド、或いは、複数の光ファイバの素線を束ねてなるバンドルファイバであることを特徴とする。 Further, the present invention is the light guide rod according to the above invention, wherein the light guide member comprises a columnar rod integrator that uniformizes a light beam incident from one end side that is the incident surface and emits light from the other end side that is an output surface; Or it is a bundle fiber formed by bundling strands of a plurality of optical fibers.
本発明によれば、楕円反射鏡の第二焦点と放電ランプとの間の光軸上に、放電ランプ及び楕円反射鏡からの光束を前記第二焦点よりも近い位置で集束する凸面コーンレンズを配置し、この凸面コーンレンズの集束点に導光部材の入射面を配置する構成としたため、経時劣化に伴い放電ランプの発光点が変動した場合でも、導光部材の入射面での集束径の変動を抑制し導光部材に入射する光量変動を抑えることができる。
また、上記凸面コーンレンズを備える構成とすることで、放電ランプから光束の集束点までの距離が放電ランプから楕円反射鏡の第二焦点までの距離よりも短くなるため、装置の小型化が図られる。
According to the present invention, the convex cone lens that focuses the light flux from the discharge lamp and the elliptical reflecting mirror at a position closer to the second focal point on the optical axis between the second focal point of the elliptical reflecting mirror and the discharge lamp. The incident surface of the light guide member is arranged at the converging point of the convex cone lens, so that even when the light emitting point of the discharge lamp fluctuates due to deterioration over time, the converging diameter of the incident surface of the light guide member is reduced. Variations in the amount of light incident on the light guide member can be suppressed while suppressing variations.
In addition, since the distance from the discharge lamp to the focal point of the luminous flux is shorter than the distance from the discharge lamp to the second focal point of the elliptical reflecting mirror by adopting the configuration including the convex cone lens, the apparatus can be downsized. It is done.
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係る光源装置１を示す図である。
光源装置１は、例えば検査対象物（被照射物）の表面を撮像して画像処理により製品検査を行う際に、光ファイバの素線が多数束ねられてなるバンドルファイバ２を介して検査対象物に照明光を照射するために用いられるものである。
具体的には、光源装置１は、図１に示すように、筐体３に、放電ランプ４と、放電ランプ４から照射された光を集光する楕円反射鏡８と、コーンレンズ３０と、光量コントローラ６とを内設して構成され、また、放電ランプ４の点灯回路１８や、楕円反射鏡８とコーンレンズ３０との間に配置された赤外線カットフィルタ１９等も内設され、さらに、光量調整用の操作子として光量コントロールつまみ２０が設けられている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram illustrating a light source device 1 according to the present embodiment.
For example, when the light source device 1 images the surface of an inspection object (irradiation object) and performs product inspection by image processing, the inspection object is connected via a bundle fiber 2 in which a number of optical fiber strands are bundled. Is used for irradiating illumination light.
Specifically, as illustrated in FIG. 1, the light source device 1 includes a discharge lamp 4, an elliptical reflecting mirror 8 that collects light emitted from the discharge lamp 4, a
放電ランプ４は、水銀ランプ及びメタルハライドランプなどのショートアーク型のランプであり、楕円反射鏡８の第一焦点Ｆ１に配置され、放電ランプ４及び楕円反射鏡８により光源装置１の光源が構成され、この光源からは楕円反射鏡８の第二焦点Ｆ２で集束する光束が照射される。
コーンレンズ３０は、放電ランプ４と導光ロッド７との間に、楕円反射鏡８の光軸Ｘと同軸的に配された凸面コーン状光学素子（円錐レンズとも呼ばれる）である。具体的には、このコーンレンズ３０は、所定の厚みの円板状部材の一方の面を円錐形状に形成してなるものであり、円錐形状の面を光出射側に配することで、放電ランプ４及び楕円反射鏡８から第二焦点Ｆ２に向けて集束する光束の集束点Ｆ３を、楕円反射鏡８の第二焦点Ｆ２よりも放電ランプ４側に近い位置の集束点（コーンレンズ３０の焦点）Ｆ３とすると共に、この集束点Ｆ３の近傍で光束の集束径や集束の中心点の変化を緩やかにする機能を有する。なお、このコーンレンズ３０の詳細については、後に説明する。
The discharge lamp 4 is a short arc type lamp such as a mercury lamp and a metal halide lamp, and is disposed at the first focal point F1 of the elliptical reflecting mirror 8. The light source of the light source device 1 is configured by the discharge lamp 4 and the elliptical reflecting mirror 8. From this light source, a light beam focused at the second focal point F2 of the elliptical reflecting mirror 8 is irradiated.
The
導光ロッド７は、本実施形態では、断面が対辺間距離２１ｍｍの正六角形の長さ１２０ｍｍのガラス体で形成され遮光ケース１１に保持され、楕円反射鏡８の光軸Ｘと同軸的に配されると共に、上記コーンレンズ３０の集束点Ｆ３が光入射端面７ｉｎの中心、或いは、この中心軸上に位置するように配され、光出射端面７ｏｕｔにバンドルファイバ２の光入射端２ｉｎが対向して配されている。
In this embodiment, the
光量コントローラ６は、光量コントロールつまみ２０の操作量に応じて照射光量を制御するものであり、照射光量の調整量に応じて調光フィルタ１６を所定角度回転させるステップモータ１７を備えている。すなわち、ユーザが導光ロッド７への照射量を可変する際には、別途に用意した照度計等により光量を測定し、その測定結果に応じて光量コントロールつまみ２０を操作して照射量を可変する。
調光フィルタ１６は、コーンレンズ３０と導光ロッド７との間に配置され、ステップモータ１７により回転されることで導光ロッド７に入射する光量を可変するものであり、図２に示すように、一端側から他端側にかけて開口率が徐々に増加するように漸次拡開した、いわゆるテーパー状のテーパー開口１６ａが形成されており、調光フィルタ１６の回転に伴って光の照射位置における開口面積が可変されることで、その回転方向及び回転角に応じて透過光量が増減するようになっている。
The light amount controller 6 controls the irradiation light amount according to the operation amount of the light
The
以上の構成の下、放電ランプ４から照射された光は、楕円反射鏡８でその第二焦点Ｆ２に向かって集束する光束となってコーンレンズ３０に入射され、このコーンレンズ３０でその集束点Ｆ３で集束し柱状の導光ロッド７に入射され、光出射端面７ｏｕｔに向って直進し、あるいは、側面で反射しながら光出射端面７ｏｕｔに向かう。
導光ロッド７は、ロッドインテグレータで形成されているので、光源からの光束の光量分布パターンの変化に起因する照射光量変化があっても、この光量分布パターンが均一化されて光出射端面７ｏｕｔから出射され、バンドルファイバ２により検査対象物（被照射物）まで案内され、照明光として照射される。
したがって、導光ロッド７に入射される光がガウシアン分布のような光量分布を有していても、出射される光の光量分布を均一化することができ、均一の光量分布を有する照明光が要求される場合に、別途、光を均一化する光学系を設ける必要がない。
Under the above configuration, the light emitted from the discharge lamp 4 is incident on the
Since the
Therefore, even if the light incident on the
ところで、一般に、コーンレンズ３０を光軸Ｘ上に配置せずに楕円反射鏡８の第二焦点Ｆ２での放電ランプ４の光量を測定した場合、図３に示すように、放電ランプ４の点灯時間の累積時間が短いうちは、出力が略一定に維持されるものの、点灯時間の累積時間が長くなり例えば１６００時間程度に達すると、点灯中に出力が数十％程度（図示例では２０％程度）変動するようになる。
第二焦点Ｆ２における放電ランプ４の出力変動の要因としては、放電ランプ４の電極の経時劣化に伴い陰極陽極間の相対位置が点灯中に不規則に変化し、これにより放電箇所が変化して発光点Ｈ（図４）が楕円反射鏡８の第一焦点Ｆ１に対して短時間のうちに変動することが挙げられる。
楕円反射鏡８の第二焦点Ｆ２における光量が変動すると、この第二焦点Ｆ２に導光ロッド７の光入射端面７ｉｎを配置した場合、導光ロッド７に入射する光量が時間的に変動することとなり、検査対象物（被照射物）に照射される光量も変動することとなる。
By the way, generally, when the light quantity of the discharge lamp 4 at the second focal point F2 of the elliptical reflecting mirror 8 is measured without arranging the
The cause of the output fluctuation of the discharge lamp 4 at the second focal point F2 is that the relative position between the cathode and the anode changes irregularly during lighting as the electrodes of the discharge lamp 4 deteriorate with time, and this changes the discharge location. It is mentioned that the light emission point H (FIG. 4) fluctuates within a short time with respect to the first focal point F1 of the elliptical reflecting mirror 8.
When the light quantity at the second focal point F2 of the elliptical reflecting mirror 8 varies, the light quantity incident on the
そこで本実施形態では、コーンレンズ３０を、放電ランプ４と導光ロッド７との間に配置して、導光ロッド７に入射する光量の変動を抑制し略一定に維持することとしている。
詳述すると、コーンレンズ３０は、図４に示すように、楕円反射鏡８の第二焦点Ｆ２よりも放電ランプ４側に近い位置の集束点Ｆ３で光源からの光束を集束させると共に、この集束点Ｆ３の近傍Ｌに多数の焦点を光軸Ｘ上に沿って形成し、この近傍Ｌでの光束の集束径や集束の中心位置の変化を緩やかにし、そして、この集束点Ｆ３の近傍Ｌ、より具体的には、集束点Ｆ３から第二焦点Ｆ２までの間に、導光ロッド７の光入射端面７ｉｎを配置する。
Therefore, in the present embodiment, the
More specifically, as shown in FIG. 4, the
これにより、放電ランプ４の発光点Ｈが楕円反射鏡８の第一焦点Ｆ１に対して変動した場合でも、コーンレンズ３０の集束点Ｆ３における光量の変動が抑制されることとなる。したがって、この集束点Ｆ３での放電ランプ４の光量を測定した場合、点灯時間の累積時間が１６００時間に達し、ちらつきが生じ易くなった放電ランプ４であっても、図５に示すように、コーンレンズ３０を用いることで集束点Ｆ３での光量変動が抑えられ、導光ロッド７に入射する光量の時間的な変動が抑制されて略一定に維持されることとなる。
特に、従来においては、放電ランプ４のちらつきに伴う導光ロッド７への入射光量の変動を抑えるべく、導光ロッド７への入射光量をモニタリングして、入射光量が略一定となるように調光フィルタ１６の透過光量を調整するフィードバック制御を行っているが、本実施形態によれば、このようなフィードバック制御を行わずとも、導光ロッド７への入射光量の変動を抑えることができる。
Thereby, even when the light emission point H of the discharge lamp 4 fluctuates with respect to the first focal point F1 of the elliptical reflecting mirror 8, the fluctuation of the light quantity at the converging point F3 of the
In particular, conventionally, in order to suppress fluctuations in the amount of light incident on the
また本実施形態では、上述したように、コーンレンズ３０と導光ロッド７との間に配される調光フィルタ１６のテーパー開口１６ａを１つの開口により形成しているため、例えば、開口率が徐々に変化する多数のスリットが円周上に配列形成された調光フィルタと比較して、放電ランプ４の発光点Ｈの変動に伴い調光フィルタ１６での照射位置が微小変動した場合でも、その変動に伴う透過光量の変動、すなわち、コーンレンズ３０の集束点Ｆ３である導光ロッド７の光入射端面７ｉｎでの光量変動が抑えられることとなる。
Moreover, in this embodiment, since the taper opening 16a of the
上記コーンレンズ３０の光学設計について説明すると、コーンレンズ３０の頂角αは、コーンレンズ３０の屈折率、楕円反射鏡８の光学特性及び導光ロッド７のＮＡ（開口数）に基づいて決定される。
すなわち、導光ロッド７への最大入射角度βは導光ロッド７のＮＡによって
最大入射角度β＝ｓｉｎ-1（ＮＡ） （１）
と規定されるため、コーンレンズ３０の集光時の角度がβ以内となるようにコーンレンズ３０の頂角αを設定する。
The optical design of the
That is, the maximum incident angle β to the
Therefore, the apex angle α of the
具体的には、コーンレンズ３０の屈折率をｎとすると、図６において、スネルの法則から次式（２）が成り立つ。
ｓｉｎθ1＝ｎｓｉｎθ2 （２）
また、幾何学的に次式（３）が求められる。
θ1−（９０−α）≦β （３）
したがって、（２）及び（３）式に基づいて次式（４）が導かれる。
ｓｉｎ-1（ｎｓｉｎθ2）−（９０−α）≦β （４）
Specifically, when the refractive index of the
sin θ 1 = nsin θ 2 (2)
Further, the following expression (3) is obtained geometrically.
θ 1 − (90−α) ≦ β (3)
Therefore, the following equation (4) is derived based on the equations (2) and (3).
sin −1 (nsin θ 2 ) − (90−α) ≦ β (4)
また、幾何学的に次式（５）が求められるから、
θ2＝θ3＋（９０−α） （５）
（４）及び（５）式により次式（６）が導かれる。
ｓｉｎ-1｛ｎｓｉｎ（θ3＋９０−α）｝−（９０−α）≦β （６）
In addition, since the following equation (5) is obtained geometrically,
θ 2 = θ 3 + (90−α) (5)
The following equation (6) is derived from the equations (4) and (5).
sin −1 {nsin (θ 3 + 90−α)} − (90−α) ≦ β (6)
また、スネルの法則に基づき、
ｓｉｎθ4＝ｎｓｉｎθ3 （７）
が成り立つため、（７）及び（６）式により次式（８）が導かれる。
ｓｉｎ-1｛ｎｓｉｎ［ｓｉｎ-1（ｓｉｎθ4／ｎ）＋９０−α）］｝
−（９０−α）≦β （８）
なお、θ4はコーンレンズ３０に入射する最大角度であり、楕円反射鏡８の光学特性によって規定される。
Also, based on Snell ’s law,
sin θ 4 = nsin θ 3 (7)
Therefore, the following equation (8) is derived from the equations (7) and (6).
sin −1 {nsin [sin −1 (sin θ 4 / n) + 90−α)]}
− (90−α) ≦ β (8)
Θ 4 is the maximum angle incident on the
したがって、導光ロッド７のＮＡ、コーンレンズ３０の屈折率ｎ、コーンレンズ３０に入射する最大角度θ4を上記（８）式に代入することで、コーンレンズ３０の頂角αが求められ、例えば、ＮＡ＝０．５７、屈折率ｎ＝１．５、最大角度θ4＝２３．６度である場合には、頂角αが７５度以上であれば、導光ロッド７に光束を入射させることができる。
Therefore, the vertex angle α of the
このように本実施形態によれば、楕円反射鏡８の第二焦点Ｆ２と放電ランプ４との間の光軸Ｘ上に、放電ランプ４及び楕円反射鏡８からの光束を第二焦点Ｆ２よりも近い位置で集束するコーンレンズ３０を配置し、このコーンレンズ３０の集束点Ｆ３に導光ロッド７の光入射端面７ｉｎを配置する構成としたため、経時劣化に伴い放電ランプ４の発光点Ｈが変動した場合でも、導光ロッド７の光入射端面７ｉｎでの集束径や集束中心位置の変動を抑制し導光ロッド７に入射する光量変動を抑えることができる。
Thus, according to the present embodiment, the light flux from the discharge lamp 4 and the elliptical reflecting mirror 8 is transmitted from the second focal point F2 onto the optical axis X between the second focal point F2 of the elliptical reflecting mirror 8 and the discharge lamp 4. Since the
また、従来においては、放電ランプ４のちらつきに伴う導光ロッド７への入射光量の変動を抑えるべく、導光ロッド７への入射光量をモニタリングして、入射光量が略一定となるように調光フィルタ１６の透過光量等を調整するフィードバック制御を行っているが、本実施形態によれば、このようなフィードバック制御を行わずとも、上記のように導光ロッド７への入射光量の変動を抑えることができる。
さらに、楕円反射鏡８やコーンレンズ３０等の各光学素子の配置や特性が設計値から多少ずれた場合であっても、コーンレンズ３０の多焦点化による集束により、設計値からのずれが導光ロッド７に入射する光量に及ぼす影響を抑えることができる。
また、上記コーンレンズ３０を備える構成とすることで、放電ランプ４から光束の集束点Ｆ３までの距離が放電ランプ４から楕円反射鏡８の第二焦点Ｆ２までの距離よりも短くなるため、導光ロッド７を放電ランプ４により接近させて配置することができるから、光源装置１の小型化が容易となる。
Conventionally, in order to suppress fluctuations in the amount of light incident on the
Further, even when the arrangement and characteristics of the optical elements such as the elliptical reflecting mirror 8 and the
In addition, with the configuration including the
また本実施形態によれば、透過光量を調整する調光フィルタ１６をコーンレンズ３０と導光ロッド７の光入射端面７ｉｎとの間に配置する構成としたため、例えば経時劣化に伴い放電ランプ４の出力が低下した場合でも、光量コントロールつまみ２０を操作して調光フィルタ１６により透過光量を調整することで、導光ロッド７に入射する光量を一定に維持することができる。
特に、調光フィルタ１６のテーパー開口１６ａを１つの開口により形成して透過光量を調整する構成としたため、放電ランプ４の発光点Ｈの変動に伴って調光フィルタ１６での照射位置が微小変動した場合でも、その変動に伴う透過光量の変動が抑えられ、導光ロッド７に入射する光量を一定に維持することができる。
In addition, according to the present embodiment, the dimming
In particular, since the
また本実施形態によれば、コーンレンズ３０の頂角αを、このコーンレンズ３０の屈折率ｎ、導光ロッド７の開口数ＮＡ、及び、楕円反射鏡８からコーンレンズ３０への最大角度θ4に基づいて、コーンレンズ３０から導光ロッド７への入射角度が導光ロッド７のＮＡによって規定される最大入射角度βに収まるように規定したため、コーンレンズ３０による集束光の略全ての光を導光ロッド７に入射させることができる。
According to the present embodiment, the apex angle α of the
なお、上述した実施の形態は、あくまでも本発明の一態様を示すものであり、本発明の範囲内で任意に変形および応用が可能である。 The above-described embodiment is merely an aspect of the present invention, and can be arbitrarily modified and applied within the scope of the present invention.
例えば、導光ロッド７は正六角柱に限らず、任意の柱状のロッドインテグレータであればよく、特に照射光を長方形のスクリーンや基板にそのまま投影するような場合は、断面がそのスクリーン等の縦横比に等しい四角柱状のロッドインテグレータを使用すればよい。
For example, the
また例えば、導光ロッド７を介してバンドルファイバ２に、放電ランプ４及び楕円反射鏡８からの光束を入射する構成としたが、これに限らず、放電ランプ４及び楕円反射鏡８からの光束を直接バンドルファイバ２に入射する構成としても良い。この場合、コーンレンズ３０の焦点である集束点Ｆ３から楕円反射鏡８の第二焦点Ｆ２の間にバンドルファイバ２の光入射端２ｉｎを集束点Ｆ３に合わせて配することとなる。
In addition, for example, the light flux from the discharge lamp 4 and the elliptical reflecting mirror 8 is incident on the bundle fiber 2 via the
１ 光源装置
２ バンドルファイバ
４ 放電ランプ
７ 導光ロッド
８ 楕円反射鏡
１６ 調光フィルタ
１６ａ テーパー開口
３０ コーンレンズ
Ｆ１ 第一焦点
Ｆ２ 第二焦点
Ｆ３ 集束点
Ｈ 発光点
Ｘ 光軸
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light source device 2 Bundle fiber 4
Claims (4)
前記楕円反射鏡の第二焦点と前記放電ランプとの間の前記光軸上に、前記放電ランプ及び前記楕円反射鏡からの光束を前記第二焦点よりも近い位置で集束する凸面コーンレンズを配置し、前記凸面コーンレンズの集束点から前記第二焦点の間に前記導光部材の入射面を配置した
ことを特徴とする光源装置。 In the light source device that arranges the discharge lamp at the first focal point of the elliptical reflector and emits light toward the light guide member arranged on the optical axis of the elliptical reflector,
A convex cone lens is provided on the optical axis between the second focal point of the elliptical reflecting mirror and the discharge lamp to focus the light flux from the discharge lamp and the elliptical reflecting mirror at a position closer to the second focal point. A light source device, wherein an incident surface of the light guide member is disposed between a focal point of the convex cone lens and the second focal point.
前記凸面コーンレンズの頂角を、
前記凸面コーンレンズの屈折率、前記導光部材の開口数、及び、前記楕円反射鏡から前記凸面コーンレンズに入射する最大角度に基づいて、前記凸面コーンレンズから前記導光部材への入射角度が前記導光部材の開口数によって規定される最大入射角度に収まるように規定したことを特徴とする光源装置。 The light source device according to claim 1,
The apex angle of the convex cone lens,
Based on the refractive index of the convex cone lens, the numerical aperture of the light guide member, and the maximum angle incident on the convex cone lens from the elliptical reflector, the incident angle from the convex cone lens to the light guide member is A light source device characterized in that the light source member is defined to be within a maximum incident angle defined by a numerical aperture of the light guide member.
透過光量を調整する調光フィルタを前記凸面コーンレンズと前記導光部材の入射面との間に配置すると共に、
一端から他端にかけて漸次拡開する１つの開口を前記調光フィルタに設け、前記開口への光の入射位置を可変して透過光量を調整することを特徴とする光源装置。 The light source device according to claim 1 or 2,
A dimming filter for adjusting the amount of transmitted light is disposed between the convex cone lens and the incident surface of the light guide member, and
A light source device characterized in that one opening that gradually expands from one end to the other is provided in the light control filter, and the amount of transmitted light is adjusted by changing the incident position of light into the opening.
前記導光部材は、前記入射面となる片端側から入射した光束を均一化して出射面となる他端側から出射する柱状のロッドインテグレータから成る導光ロッド、或いは、複数の光ファイバの素線を束ねてなるバンドルファイバであることを特徴とする光源装置。 The light source device according to claim 1,
The light guide member is a light guide rod made of a columnar rod integrator that uniformizes a light beam incident from one end side serving as the incident surface and exits from the other end side serving as an output surface, or a plurality of optical fiber strands A light source device characterized by being a bundle fiber formed by bundling.
Priority Applications (1)
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