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JP2582599B2 - Light source device - Google Patents
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JP2582599B2 - Light source device - Google Patents

Light source device

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JP2582599B2
JP2582599B2 JP63002297A JP229788A JP2582599B2 JP 2582599 B2 JP2582599 B2 JP 2582599B2 JP 63002297 A JP63002297 A JP 63002297A JP 229788 A JP229788 A JP 229788A JP 2582599 B2 JP2582599 B2 JP 2582599B2
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main body
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、顕微鏡,内視鏡,あるいは紫外線照射装置
などに用いられる光源装置に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a light source device used for a microscope, an endoscope, an ultraviolet irradiation device, or the like.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

顕微鏡,内視鏡などに用いられる光源装置には、内蔵
ランプとして放電灯が良く用いられている。放電灯のう
ちキセノンショートアークランプ,水銀キセノンラン
プ,超高圧水銀ランプ,メタルハライドランプなどのシ
ョートアークギャップを有する放電灯は、輝度,色温度
が高いことから特に適している。
A discharge lamp is often used as a built-in lamp in a light source device used for a microscope, an endoscope, and the like. Among discharge lamps, a discharge lamp having a short arc gap such as a xenon short arc lamp, a mercury xenon lamp, an ultra-high pressure mercury lamp, and a metal halide lamp is particularly suitable because of its high brightness and color temperature.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

しかしながら、ショートアークギャップを有する放電
灯は、これからの光を所定径以下に集光させて光密度を
高めるのが難かしいという問題があった。特に放電灯か
らの光を集光し、集光された光をファイバによって案内
しようとする場合、ファイバ径が細いと集光された光の
一部しかファイバ内に導入されず、光量の損失が大きい
という問題があった。
However, the discharge lamp having the short arc gap has a problem that it is difficult to condense the light to be emitted to a predetermined diameter or less to increase the light density. In particular, when condensing light from a discharge lamp and trying to guide the condensed light through a fiber, if the fiber diameter is small, only a part of the condensed light is introduced into the fiber, resulting in a loss of light quantity. There was a problem of being big.

本発明は、ショートアークギャップを有する放電灯か
らの光を高い光密度で集光させ、さらにファイバ径が集
光径よりも小さい場合でも光量の損失を少なくしうる光
源装置を提供することを目的としている。
An object of the present invention is to provide a light source device capable of condensing light from a discharge lamp having a short arc gap at a high light density and further reducing the loss of light amount even when the fiber diameter is smaller than the converging diameter. And

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

本発明は、ショートアークギャップを有する放電灯
と、放電灯からの光を反射し集光させる楕円面反射鏡
と、集光した光を案内するファイバ部とを備え、前記放
電灯は、前記楕円面反射鏡の輪郭を形成する楕円面の第
1焦点の近傍に配置され、前記ファイバ部の入射端は、
前記楕円面の第2焦点の近傍に配置され、前記ファイバ
部は、ファイバ本体と、入射端側に位置し前記ファイバ
本体と接続されるテーパ部とを有していることを特徴と
する光源装置によって、上記従来技術の問題点を改善す
るものである。
The present invention includes a discharge lamp having a short arc gap, an elliptical reflector for reflecting and condensing light from the discharge lamp, and a fiber unit for guiding the condensed light, wherein the discharge lamp is The incident end of the fiber portion is disposed near a first focal point of an ellipsoid forming an outline of the surface reflecting mirror.
A light source device disposed near the second focal point of the elliptical surface, wherein the fiber portion has a fiber main body and a tapered portion located on the incident end side and connected to the fiber main body. Thus, the above-mentioned problems of the prior art are improved.

〔作用〕[Action]

本発明では、ショートアークギャップを有する放電灯
からの光を楕円面反射鏡で反射し集光させてファイバ部
に入射させる。
In the present invention, light from a discharge lamp having a short arc gap is reflected by an ellipsoidal reflecting mirror, condensed, and made incident on a fiber portion.

この際、楕円面反射鏡の輪郭を形成する楕円面の第1
焦点の近傍に放電灯を配置すると、放電灯からの光は楕
円面反射鏡によって楕円面の第2焦点の近傍に高い光密
度ですなわち小さな集光径で集光される。従って第2焦
点の近傍にファイバ部を配置することにより集光された
光をファイバ部に光量損失少なく入射させることができ
る。さらにファイバ部の入射側にテーパ部を設けている
ので、ファイバ本体の直径が集光径よりも小さい場合で
あってもこれに伴なう光量の損失を少なくすることがで
きる。
At this time, the first of the elliptical surfaces forming the contour of the elliptical reflecting mirror
When the discharge lamp is arranged near the focal point, the light from the discharge lamp is condensed by the ellipsoidal reflecting mirror at a high light density, that is, with a small condensing diameter near the second focal point on the elliptical surface. Therefore, by arranging the fiber portion in the vicinity of the second focal point, it is possible to cause the condensed light to be incident on the fiber portion with a small light amount loss. Further, since the tapered portion is provided on the incident side of the fiber portion, even when the diameter of the fiber main body is smaller than the converging diameter, the loss of the light amount accompanying the diameter can be reduced.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は本発明に係る光源装置の実施例の構成図であ
る。本実施例の光源装置は、放電灯1と、放電灯1から
の光を集光させる反射鏡2と、集光した光を案内するフ
ァイバ部3とを備えている。放電灯1は、陽極4と陰極
5とがショートアークギャップ6を介して対向してお
り、陽極4,陰極5間に所定の電圧を印加することによ
り、ショートアークギャップ6で放電させ光を放出させ
るようになっている。
FIG. 1 is a configuration diagram of an embodiment of a light source device according to the present invention. The light source device of the present embodiment includes a discharge lamp 1, a reflector 2 for condensing light from the discharge lamp 1, and a fiber unit 3 for guiding the condensed light. The discharge lamp 1 has an anode 4 and a cathode 5 opposed to each other via a short arc gap 6. By applying a predetermined voltage between the anode 4 and the cathode 5, the discharge lamp 1 discharges light to emit light. It is made to let.

また反射鏡2としては、放電灯1のショートアークギ
ャップ6の各位置からの光の集光に適した楕円面反射鏡
が用いられている。
As the reflecting mirror 2, an elliptical reflecting mirror suitable for condensing light from each position of the short arc gap 6 of the discharge lamp 1 is used.

ファイバ部3は、第2図に示すように、集光された光
の入射側にテーパ部7を有している。テーパ部7は、テ
ーパ状部分すなわちテーパ状ファイバ8と、これを取囲
む外皮10とからなっている。外皮10は例えばステンレス
製のものである。またテーパ状ファイバ8は、入射端8a
の直径が出射端8bの直径よりも大きくなっており、ファ
イバ本体9に取付けられるかあるいはファイバ本体9と
一体に形成されている。なおファイバ本体9、テーパ状
ファイバ8は、複数本のファイバが束ねられたものであ
っても良いし、あるいは1本のファイバからなっていて
も良い。
As shown in FIG. 2, the fiber section 3 has a tapered section 7 on the incident side of the collected light. The tapered portion 7 comprises a tapered portion or tapered fiber 8 and a skin 10 surrounding it. The outer skin 10 is made of, for example, stainless steel. Further, the tapered fiber 8 has an incident end 8a.
Is larger than the diameter of the emission end 8b, and is attached to the fiber main body 9 or formed integrally with the fiber main body 9. The fiber body 9 and the tapered fiber 8 may be a bundle of a plurality of fibers, or may be a single fiber.

放電灯1,反射鏡2およびファイバ部3は、第3図に示
すように配置されている。
The discharge lamp 1, the reflecting mirror 2 and the fiber section 3 are arranged as shown in FIG.

すなわち、放電灯1は、陰極5が反射鏡2の楕円面の
第1焦点F1の近傍に位置するよう配置され、ファイバ部
3は、反射鏡2の楕円面の第2焦点F2の近傍に配置され
る。
That is, the discharge lamp 1 is arranged such that the cathode 5 is located near the first focal point F1 on the elliptical surface of the reflecting mirror 2, and the fiber portion 3 is arranged near the second focal point F2 on the elliptical surface of the reflecting mirror 2. Is done.

このように配置することにより、放電灯1のショート
アークギャップ6からの光は反射鏡2で反射されて、第
2焦点F2に高密度に集光される。
With this arrangement, the light from the short arc gap 6 of the discharge lamp 1 is reflected by the reflecting mirror 2 and is concentrated at a high density on the second focal point F2.

例えば、反射鏡2の直径を約76mm,放電灯1のショー
トアークギャップ6の長さdを1.3mm,反射鏡2の中心C
から放電灯1までの距離xを13.5mm,中心Cから第2焦
点F2までの距離yを120mm,第2焦点F2からファイバ部3
の入射端までの距離zの5mmとすると、光の集光径をフ
ァイバ部3の入射端において2mm乃至3mm程度の小さなも
のにすることができる。
For example, the diameter of the reflector 2 is about 76 mm, the length d of the short arc gap 6 of the discharge lamp 1 is 1.3 mm, and the center C of the reflector 2 is
The distance x from the center to the discharge lamp 1 is 13.5 mm, the distance y from the center C to the second focal point F2 is 120 mm, and the fiber section 3 from the second focal point F2.
When the distance z to the incident end of the optical fiber 3 is 5 mm, the light condensing diameter at the incident end of the fiber portion 3 can be made as small as about 2 mm to 3 mm.

さらに本実施例の光源装置では、ファイバ部3の入射
側がテーパ状ファイバ8となっているので、ファイバ本
体9の直径が光の集光径よりも小さいときにも、集光さ
れた光をファイバ部3により案内する際の光量の損失を
小さくすることができる。
Further, in the light source device of the present embodiment, since the incident side of the fiber portion 3 is a tapered fiber 8, even when the diameter of the fiber main body 9 is smaller than the light converging diameter, the condensed light is transmitted through the fiber. The loss of the amount of light when guiding by the unit 3 can be reduced.

例えば、放電灯1として出力75Wのキセノンシャート
アークランプを用い、反射鏡2として直径76mmの可視光
反射のコールドリフレクタを用いて集光径を3mmとなる
ようにし、約1mmの直径のファイバ束に上記集光された
光を入射した場合、ファイバ束によって案内される光の
光量は平均90,000ルクスであった。これに対して、同じ
条件の下で集光された光を本実施例のファイバ部3に入
射した場合(テーパ状ファイバ8の入射端8a,出射端8b
の直径をそれぞれ3mm,1mmとし、ファイバ本体9の直径
を1mmとした。)、ファイバ本体9によって案内される
光の光量は平均140,000ルクスであった。従って、ファ
イバ本体9にテーパ状ファイバ8を付けることによって
光量の損失を少なくすることができる。
For example, a 75 W xenon Schart arc lamp is used as the discharge lamp 1, and a visible light reflecting cold reflector having a diameter of 76 mm is used as the reflecting mirror 2 so that the condensing diameter becomes 3 mm. When the above condensed light was incident, the amount of light guided by the fiber bundle was 90,000 lux on average. On the other hand, when the light condensed under the same conditions enters the fiber section 3 of the present embodiment (the input end 8a and the output end 8b of the tapered fiber 8).
Were 3 mm and 1 mm, respectively, and the diameter of the fiber body 9 was 1 mm. ), The amount of light guided by the fiber body 9 was 140,000 lux on average. Therefore, by attaching the tapered fiber 8 to the fiber main body 9, the loss of the light amount can be reduced.

またテーパ状ファイバ8を設けることによって、ラン
プを交換したときなどの光軸合せが従来に比べて著しく
容易になる。すなわち、従来では、集光された光をテー
パ状ファイバ8の設けられていないファイバ部に直接入
射させていたので、ファイバが細いときには、光軸合せ
が非常に難かしかった。このため、光軸合せは、集光さ
れた光をデフォーカスの状態にしてファイバに入射させ
る方法でなされ、精度良く光軸を合わせることができな
いという欠点があった。これに対して本実施例では、光
軸が多少ずれてもテーパ状ファイバ8によって光量の損
失が少なく、これにより集光された光をデフォーカスの
状態にせずとも光軸合せを精度良くかつ容易に行なうこ
とができる。
Further, by providing the tapered fiber 8, the optical axis alignment at the time of replacing the lamp or the like becomes remarkably easy as compared with the related art. That is, conventionally, the condensed light is directly incident on the fiber portion where the tapered fiber 8 is not provided, so that it is very difficult to align the optical axis when the fiber is thin. For this reason, the optical axis alignment is performed by a method in which the condensed light is incident on the fiber in a defocused state, and there is a disadvantage that the optical axis cannot be aligned with high accuracy. On the other hand, in the present embodiment, even if the optical axis is slightly deviated, the loss of the light amount is small due to the tapered fiber 8, so that the optical axis can be accurately and easily adjusted without defocusing the collected light. Can be performed.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上に説明したように本発明では放電灯,ファイバ部
の入射端を楕円面反射鏡の輪郭を形成する楕円面の第1
焦点の近傍,第2焦点の近傍にそれぞれ配置しているの
で、放電灯からの光を高い光密度ですなわち小さな集光
径で集光させることができる。さらにファイバ部の入射
端側にテーパ部を設けているので、ファイバ径が集光径
よりも小さい場合でも光量の損失を少なくすることがで
きる。
As described above, in the present invention, the discharge end of the discharge lamp and the fiber section is defined by the first elliptical surface forming the contour of the elliptical reflector.
Since they are arranged near the focal point and near the second focal point, respectively, the light from the discharge lamp can be collected with a high light density, that is, with a small light collecting diameter. Further, since the tapered portion is provided on the incident end side of the fiber portion, even when the fiber diameter is smaller than the converging diameter, the loss of the light amount can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明に係る光源装置の実施例の構成図、第2
図はテーパ部の断面図、第3図は放電灯,反射鏡および
ファイバ部の相互の位置関係を説明するための図であ
る。 1……放電灯,2……反射鏡,3……ファイバ部,6……ショ
ートアークギャップ,7……テーパ部,8……テーパ状ファ
イバ,8a……入射端,9……ファイバ本体
FIG. 1 is a structural view of an embodiment of a light source device according to the present invention, and FIG.
FIG. 3 is a sectional view of the tapered portion, and FIG. 3 is a diagram for explaining a mutual positional relationship between the discharge lamp, the reflecting mirror, and the fiber portion. 1 discharge lamp, 2 reflecting mirror, 3 fiber section, 6 short arc gap, 7 taper section, 8 tapered fiber, 8a entrance end, 9 fiber body

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】陽極と陰極との間にショートアークギャッ
プを有する放電灯と、放電灯からの光を反射し集光させ
る楕円面反射鏡と、集光した光を案内するファイバ部と
を備え、前記放電灯の陰極の端面は、前記楕円面反射鏡
の輪郭を形成する楕円面の第1焦点の近傍に配置され、
この場合、前記ファイバ部の光入射端と前記放電灯の中
心とを結ぶ線上に、ファイバ部の入射端から順に、前記
陰極,前記陽極が配置されている光源装置であって、前
記ファイバ部の入射端は、前記楕円面反射鏡の輪郭を形
成する楕円面の第2焦点よりも前記反射鏡とは反対側に
遠ざかった所定位置に配置され、前記ファイバ部は、フ
ァイバ本体と、入射端側に位置し前記ファイバ本体と接
続されるテーパ部とを有し、該テーパ部は、入射端面の
径がファイバ本体の径よりも大きくなっていることを特
徴とする光源装置。
A discharge lamp having a short arc gap between an anode and a cathode; an elliptical reflector for reflecting and condensing light from the discharge lamp; and a fiber section for guiding the condensed light. An end face of a cathode of the discharge lamp is disposed near a first focal point of an ellipsoid forming an outline of the ellipsoidal reflecting mirror;
In this case, on the line connecting the light incident end of the fiber portion and the center of the discharge lamp, the light source device in which the cathode and the anode are arranged in order from the incident end of the fiber portion, The entrance end is disposed at a predetermined position farther from the second focal point of the ellipsoid forming the contour of the ellipsoidal reflection mirror to the opposite side to the reflection mirror, and the fiber section includes a fiber main body and an entrance end side. And a taper portion connected to the fiber main body, wherein the diameter of the incident end face of the taper portion is larger than the diameter of the fiber main body.
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