JPH03138610A - 焦点型光源及びその方法 - Google Patents

焦点型光源及びその方法

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JPH03138610A
JPH03138610A JP2254026A JP25402690A JPH03138610A JP H03138610 A JPH03138610 A JP H03138610A JP 2254026 A JP2254026 A JP 2254026A JP 25402690 A JP25402690 A JP 25402690A JP H03138610 A JPH03138610 A JP H03138610A
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radiation
reflector
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point
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JP2254026A
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George K Awai
ジョージ・ケー・アワイ
Song S Lee
ソング・エス・リー
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Fiberstars Inc
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    • G02B6/0005Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being of the fibre type
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    • GPHYSICS
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    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21VFUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • F21V29/50Cooling arrangements
    • F21V29/502Cooling arrangements characterised by the adaptation for cooling of specific components
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、光フアイバ照射に特に好適な光源に関し、さ
らに詳細には光源とファイバ間で可視光線放射を効果的
に転送し、・紫外線及び赤外線放射を遮断するアーク放
電ランプとリフレクタに関する。
(従来の技術及び発明が解決しようとする課題)多くの
光フアイバ照射応用技術においては、光フアイバ全長に
わたって、長距離伝播用の低位モード、又は、例えばフ
ァイバ側面を貫通する横放出用の高位モードで、伝播さ
せるべく光フアイバ内に光束を送り込むことが可能な光
源が必要となる。前者の応用技術においては通常はガラ
ス製光ファイバが用いられ、後者の応用技術においては
通常はプラスチック製光ファイバが用いられる。プラス
チック製光ファイバに関しては、可視スペクトルの両端
のスペクトルにおいてプラスチック製光フアイバ上で放
射の悪影響が生じるため、可視照射に伴う熱及び紫外線
放射を最小にする必要がある。さらに、光ファイバ照射
用の光源は理想的には、光フアイバ内への光束の転送が
最大効率で行われるように光ファイバの端部が配置され
た焦点に可視出力光束の全てが供給されるべきである。
(関連出願) なお、本願の一主題は、現在米国特許筒4..8253
41号として登録されたジョージ・ケイ・アワイ(Ge
orge K、 Awai)により1987年11月1
7日に出願された米国特許出願第121.906号[冷
却光照射装置及び方法(Cooled Lightin
g Apparatus and Method) J
及び同じくジョージ・ケイ・アワイにより1988年l
θ月31日に出願された米国特許出願第264 、77
8号[冷却光照射装置及び方法(Cooled Lig
hting Apparatus and Metho
d) Jに関連するものである。
(課題を解決するための手段) 本発明によれば、光ファイバに可視光束の伝送を好適に
行う改良型光源の構造及びその方法は、焦点又は微小焦
点範囲への可視光束転送を強化し、ランプから送られる
熱及び紫外線フラックスを最小限に抑えるべく、波長選
択コーティングが施された楕円リフレクタ内に配置され
た、高強度ガス放電ランプを含んでいる。典型的な金属
蒸気型ガス放電ランプが、ランプから光ファイバへの可
視光束の効果的伝送を増加するべく選択され使用される
(実施例) 第1図は、ガス放電ランプの平面図であり、このガス放
電ランプは、軸14に沿って整合されて対向する一対の
電極9.11を備えた電球13を含んでいる。電球13
はイオン化ガス(混合ガス)及びすず、タリウム及び水
銀などの金属の蒸気を含んでいる。電球13はガラス製
であり、ガラス製ブランク15は電極9.11及び引き
出し導線17゜19を固定位置に支持する。電球13と
ブランク15及び引き出し線17.19は、ベース23
に取り付けられたガラス製シェル21内に収納され、引
き出し線17.19はベース23を貫通してコネクタビ
ン25.27を形成する。この種のランプは例えば、ニ
ューヨーク州二二一ブルフのO8RAM社から市販され
ており、約150ワツト散逸で約3000°にの色温度
で約12000ルーメンの発光をする。第1図に示され
たランプは第2図の端面図に単純化されて説明されてい
る。電極9.11は軸14に沿うように整合され、電極
の整合水平軸14に対して垂直な垂直軸29を隔てて隔
置され、リフレクタ24はランプに対して概ね半径方向
且つ対称的に配置される。ランプは、第6図及び第7図
のグラフとの関連で後述するように、ランプの照度分布
を相関させるために、元のX(水平)及びY(垂直)軸
14.29に対して対称的に配向されている。
第3図には、第1図のランプ用の本発明に基づくリフレ
クタハウジング31の断面図が示されている。リフレク
タハウジング31は、リフレクタ部分33、整合部分3
5及び取付部分37を含んでいる。整合部分は35は軸
方向に密接してシェル21を受容するための内径を備え
ており、取付部分37は、後述するように、反射部分3
3の焦点40に位置する電極軸を備えた構成要素を取り
付けるためのベース23を受容するための内径を備えて
いる。
リフレクタ部分33は、(本発明の部分を構成しない従
来通りの外部回路により)電極9.11間に保持される
ガス放電アーク「フィラメント」から発射された光の焦
点が、1又は2以1の光ファイバが配置されるポイント
39(又は微小焦点区域)に結ぶように設計される。リ
フレクタ部分33は、楕円形の焦点39及び40が置か
れる原軸41周りを回転する切頭楕円形状をしている。
楕円形状リフレクタ部分33は平面45の位置よりさら
に焦点39側に延伸しており、電極9.11の間から発
生される別のフラックス、すなわちアセンブリ内から発
生られる熱に付随するフラックスを捕捉し反射すると共
に、電球及び焦点39の間にカラーフィルタを介装する
ための好適な間隙が供給される。従って、電極9.11
が切頭楕円の一方の焦点40に配向されることにより、
電極間から発生られる放射フラックス51は周知の物理
的原理に基づいて別の焦点39に焦点を結ぶ。
切頭部分43.45の間の特定形状楕円リフレクタ部分
33が第4図のグラフに示されている。前述の通り、切
頭面45は(原軸上の原点55に位置する)楕円の最大
径57上又は付近に位置することが可能であり、焦点4
0は、ランプの電極9.11が配置され整合される軸1
4上のリフレクタ部分上に配置される。組み立てられた
リフレクタ及びランプが第5図に示されている。
本発明によれば、電極9.11間から発生られ焦点39
に焦点を結ぶ放射フラックスの照度は、第5図に示され
るように、焦点39又はその付近に配置され中実軸に垂
直な平面内に配置されたポイントに置いて探知される。
電極9.11から可変距離に配置される平面内のポイン
トで探知される照度のプロットが第6図及び第7図のグ
ラフに示されている。特に、第6図は、電極9.11か
ら可変距離をおいて電極9.11と交差する水平面上の
ポイントにおける照度を示しており、第7図は、電極9
,11から可変距離をおいて電極9,11を介在する垂
直面上のポイントにおける照度を示している。照度の分
布は焦点において中央ピークをむかえ、分布は(第6図
に示すように)水平面においてほぼ対称的である。しか
しながら、照度は(第7図に示すように)垂直面内では
非対称的であり、第5図において距離dが焦点距離(約
1.0”)以下である場合には、電極9゜11と交差す
る水平面上部の位置で照度ピークの補ピークをむかえる

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 所定の波長帯内の放射を行うフィラメント光源を含
    み、前記光源が選択された照射方向に整合する基準軸に
    対して概ね垂直であるような軸に沿って配向されたラン
    プと、 前記ランプからの放射を基準軸にほぼ沿った光源から離
    れたポイント付近に集中させるべく前記ランプの周りに
    配置され、前記ポイントと前記光源付近の別のポイント
    とを楕円の焦点とし、かかる焦点を含む基準軸周りをほ
    ぼ回転して形成され、前記光源と前記ポイントの位置の
    間でほぼ等距離の基準軸に沿った位置において基準軸に
    対して垂直平面においてほぼ切頭された切頭楕円を含む
    、リフレクタ手段とを含むことを特徴とする、光照射装
    置。 2 前記ランプが、前記軸に沿って離隔する一対の電極
    を含み、さらに供給された電気信号に応答して電極の間
    にフィラメント放電を生じさせるためのイオン化ガスを
    内包することを特徴とする、請求項1に記載の光照射装
    置。 3 前記ランプが金属蒸気を内包し、さらに、電極の前
    記軸が前記別のポイント付近の基準軸の平面から変位さ
    れていることを特徴とする、請求項2に記載の光照射装
    置。 4 電極の前記軸が前記基準軸から変位されていること
    を特徴とする、請求項3に記載の光照射装置。 5 可視光波長帯をほぼ外れる光源からの放射の伝送を
    減少させるためのフィルタが前記フェースプレート上に
    取り付けられていることを特徴とする、請求項1に記載
    の光照射装置。 6 可視光波長帯をほぼ外れる光源からの放射の反射を
    減少させるためのフィルタが前記リフレクタ手段上に取
    り付けられていることを特徴とする、請求項1に記載の
    光照射装置。 7 前記電極が電極の軸がほぼ水平状態で動作するよう
    に配向され、電極の前記軸がほぼ前記基準軸の位置に配
    置されるか又は下方に変位されていることを特徴とする
    、請求項4に記載の光照射装置。 8 前記ランプが、前記フィラメント光源に取り付けら
    れ、前記光源から距離をおいて配置された支持ベースを
    含み、 前記リフレクタ手段が、リフレクタ手段と一体的に形成
    されたハウジングを含み、リフレクタ手段からハウジン
    グの遠隔端に溝が形成され、 さらに、前記支持ベースと前記ハウジングの遠隔端の間
    に配置され、リフレクタ手段及びハウジング内において
    フィラメント光源がほぼ前記別のポイントには位置され
    るようにランプを保持するためのアセンブリを形成する
    、取付具を含むことを特徴とする、請求項1に記載の光
    照射装置。 9 前記リフレクタ手段が前記フィラメント光源付近に
    あって、約2.54センチメートルの長さ、前記切頭面
    において約5.08センチメートルの直径、前記ポイン
    トから離れた位置にある前記別のポイント側に位置する
    楕円の切頭平面において約2.54センチメートルの直
    径を有することを特徴とする、請求項8に記載の光照射
    装置。 10 ほぼ水平基準軸に沿った光源から離れたポイント
    付近で光源からの放射を集中するべく、光源の周りに配
    置された略楕円形上のリフレクタを備えた、金属蒸気を
    含む放射のガス放電光源の動作を強化するための方法で
    あって、光源が前記基準軸に関してリフレクタ内に配置
    された場合に、少なくとも前記ポイント付近の光源から
    の放射の強さを検知し、 リフレクタ内の光源の変位に関する最大放射強さを決定
    し、さらに、 検知された放射強さが最大になる相対変位位置において
    光源をリフレクタに固定する、各ステップからなること
    を特徴とする方法。 11 水平方向に沿ってガス放電媒体内に隔置された一
    対の電極を含む前記光源用の請求項10に記載の方法で
    あって、前記検知ステップにおいて、電極の軸がほぼ基
    準軸の位置に又は基準軸から変位された位置に配置され
    ていることを特徴とする、請求項10に記載の方法。 12 光源からの可視放射を選択的に強化するための方
    法であつて、 光源からの放射の焦点を選択的に結ばせるべく光源の周
    りに放射伝送材料のリフレクタを形成し、 可視放射の波長を外れる光源からの放射をほぼ伝送させ
    るべくリフレクタ上に波長依存フィルタを形成する各ス
    テップから成ることを特徴とする、方法。 13 光源からの焦点を結ぶ放射に沿った経路内に、ほ
    ぼ可視放射の波長内の光源からの放射をほぼ伝送する波
    長依存フィルタを介在させるステップをさらに含むこと
    を特徴とする、請求項12に記載の方法。
JP2254026A 1989-09-21 1990-09-21 焦点型光源及びその方法 Pending JPH03138610A (ja)

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