説明

放電ランプ

【課題】 累計点灯時間が長くなっても輝点位置が変位することがない放電ランプを提供する。
【解決手段】 両者の間でアークを発生させる陽極(57)及び陰極(75)を備えた放電ランプにおいて、上記陽極と陰極の少なくとも一方を他方に対して接離移動可能な可動極とし、上記可動極を他方の極側に向けて移動付勢する付勢手段(S1)と、該付勢手段に抗して該可動極の他方の極への接近端を規制するストッパ(65)とを設けたことを特徴とする放電ランプ。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、放電ランプに関する。
【背景技術】
【0002】
陽極と陰極の間にアークを発生させることにより光を発生させる放電ランプは従来より知られている。放電ランプは放物面である反射面を備えており、陽極と陰極の間にアークが生じると反射面によって平行な光が発生する(例えば、特許文献1)。
【特許文献1】特許第3183145号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
放電ランプの累計点灯時間が長くなると陽極と陰極(特に陰極)の対向端部がすり減ってしまうため、陰極上の輝点位置が徐々にずれてしまう。輝点位置がずれると放物面である反射面によって反射される光が平行光でなくなってしまう。
しかし、従来はこのような問題を解決した放電ランプは存在しなかった。
【0004】
本発明の目的は累計点灯時間が長くなっても輝点位置が変位することがない放電ランプを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明の放電ランプは、両者の間でアークを発生させる陽極及び陰極を備えた放電ランプにおいて、上記陽極と陰極の少なくとも一方を他方に対して接離移動可能な可動極とし、上記可動極を他方の極側に向けて移動付勢する付勢手段と、該付勢手段に抗して該可動極の他方の極への接近端を規制するストッパとを備えたことを特徴としている。
【0006】
上記放電ランプのケース内に固定され、上記可動極を移動可能に支持する支持部材と、上記可動極に一体的に設けられた受け部と、を備え、上記付勢手段が、上記支持部材と該受け部の間に縮設された圧縮コイルばねであるのが実際的である。
【0007】
陽極と陰極の対向端部の一方が、先端側に向かうにつれて径が縮小する形状をなしているのが実際的である。
【0008】
上記ストッパが絶縁性材料からなるのが好ましい。
【0009】
上記ストッパと可動極の端部の接触態様が点接触または線接触であるのが好ましい。
【0010】
陽極及び陰極が互いに同軸をなす棒状部材であるのが実際的である。
【0011】
本発明の放電ランプは例えば内視鏡用光源として利用できる。
【発明の効果】
【0012】
本発明によると、陽極と陰極のうちの可動極の他方の極との対向端部の位置がストッパによって常に所定位置に保持されるので、累計点灯時間が長くなっても可動極の輝点位置が変位することがない。従って、放電ランプで発生する光は常に平行光となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0013】
以下、本発明の一実施形態について図1から図6を参照しながら説明する。なお、以下の説明中における前後左右の方向は図中の矢印方向を基準としている。
図1に示す電子内視鏡(内視鏡)10は、操作部11と挿入部12を有し、挿入部12の先端部には、操作部11に設けた湾曲操作装置13の操作に応じて上下及び左右方向に湾曲される湾曲部12aが設けられている。湾曲部12aの先端面には、図示しない観察窓(対物窓)と照明光学系が設けられている。
【0014】
操作部11からはユニバーサルチューブ14が延びており、このユニバーサルチューブ14の先端に設けられたコネクタ部14aにはライトキャリングバンドルスリーブ14bが突設されている。さらに、ライトキャリングバンドルスリーブ14b、コネクタ部14a、ユニバーサルチューブ14、操作部11及び挿入部12の内部には、導光ファイバ15が配設されており、その先端に形成された出射端面が、挿入部11の先端内部において上記照明光学系に接続されている。
【0015】
プロセッサ(内視鏡用光源装置)20は図1及び図2に示すように、そのケーシング21の前面21aに、コネクタ部14aのライトキャリングバンドルスリーブ14bを差し込むための差込口22が設けられている。ケーシング21の底板21bの上面には、差込口22の直後に位置する起立部材23が設けられており、起立部材23の差込口22と対向する位置には支持用孔23aが穿設されている。
【0016】
さらに、ケーシング21の底板21bの上面にはハウジング25が固定されており、ハウジング25にはハウジング25を左右方向に貫通する収容部26が形成されている。収容部26には前後一対のヒートシンク27、28が前後方向に間隔を開けて不動状態で配設されている。
図3から図5に拡大して示すヒートシンク27、28は、金属等の熱伝導性が良好な(放電ランプ50のケース51より熱伝導性の高い)材料から成形されたものである。前側のヒートシンク27の前部には水平な板状の放熱用フィン27aが上下に並べて形成されており、後側のヒートシンク28の後部には水平な板状の放熱用フィン28aが上下に並べて形成されている。前側のヒートシンク27の後面と後側のヒートシンク28の前面には、嵌合用孔部27bと嵌合用凹部28bがそれぞれ設けられている。嵌合用孔部27bと嵌合用凹部28bには放電ランプ50のケース51の前端部と後部端がそれぞれ嵌合固定されている。
【0017】
この放電ランプ50はキセノンランプ(放電ランプ)であり、その前面がハウジング25の前壁25aに穿設された採光孔25b(図2参照)を通して、支持用孔23a及び差込口22と前後方向に対向している(支持用孔23a及び差込口22と同心をなしている)。
図3及び図6に示すように、放電ランプ50のケース51は、共に導電性材料からなる陽極側ケース52及び陰極側ケース53と、絶縁性材料からなる中間ケース54とから構成されている。
陽極側ケース52の中心部には陽極側ケース52を前後方向に貫通する円柱形状の円柱孔55が穿設されている。この円柱孔55には円柱孔55と同軸をなす円柱形状の陽極棒(陽極。固定極)57の後部が嵌合固定されている。陽極棒57は導電性材料からなるものであり、その前端面は陽極棒57の中心軸に直交する平面である。
陽極側ケース52の前面と中間ケース54の後面は互いに接合されている。中間ケース54の後部には、円柱孔55と同軸をなす円柱形状の大径円柱状凹部58が穿設されている。中間ケース54の前端部には大径円柱状凹部58と同軸をなしかつ大径円柱状凹部58より大径かつ円柱形状の凹部59が凹設されている。さらに、中間ケース54には大径円柱状凹部58及び凹部59と同軸をなすと共に大径円柱状凹部58と凹部59とを連通させる反射用凹部60が設けられている。反射用凹部60の内面は反射用凹部60の中心軸を中心とする放物面である。陽極棒57の前端部は大径円柱状凹部58を通って反射用凹部60内に突出している。反射用凹部60の後端側内面には側面視略U字形をなすストッパ65の上下の脚部68の後端部がそれぞれ固着されている。ストッパ65のブリッジ部66の前面には三角柱状の接触突部67が一体的に突設されており、接触突部67の前端は直線状の線状端67aとなっている。このストッパ65はセラミック等の絶縁性材料によって成形されている。
【0018】
中間ケース54の前端面には陰極側ケース53の後端面が固着されている。陰極側ケース53には陰極側ケース53を前後方向に貫通する円柱孔55と同軸の貫通孔69が設けられている。貫通孔69の内面には導電性材料からなる陰極棒支持部材(支持部材)70が固着されている。陰極棒支持部材70の中心部には円柱孔55と同軸かつ円柱孔55より小径の前後方向を向く支持孔71が穿設されている。この支持孔71には支持孔71と同径の陰極棒(陰極。可動極)75が前後方向に摺動自在として嵌合している。即ち、陽極棒57と陰極棒75は同軸をなしている。陰極棒75の後端部は半球状に加工されている。さらに陰極棒75の後端よりやや前方には、陰極棒75の軸線を中心とする環状のフランジ(受け部)77が一体的に形成されている。さらに、フランジ77の前面と陰極棒支持部材70の後面の間には、陰極棒75の周囲に位置する圧縮コイルばね(付勢手段)S1が縮設されている。即ち、陰極棒75は圧縮コイルばねS1によって常に後方に移動付勢されており、陰極棒75の後端部がストッパ65の接触突部67の線状端67aに当接することにより陰極棒75の後端部は所定位置に位置決めされている。
陰極側ケース53の貫通孔69には絶縁性材料からなる円筒形状のレンズホルダ80が嵌合固定されている。レンズホルダ80の前面には正面視円形の窓孔81が設けられており、レンズホルダ80の内周面にはガラス等の透光性材料からなる透光板82が嵌合固定されている。
【0019】
図3及び図5に示すように、陽極側ケース52と陰極側ケース53には配線コード(電気コード)83と配線コード(電気コード)84の一端がそれぞれ接続されている。プロセッサ20内には図示を省略した電源が設けられており、配線コード83の他端はこの電源の陽極に電気的に接続され、配線コード84の他端は電源の陰極に電気的に接続されている。ケーシング21の外面に設けられたスイッチSW(図1及び図2参照)のOFF時にはこの電源から放電ランプ50には電流は流れず、スイッチSWをON操作すると上記電源の陽極から配線コード83に電流が流れ、この電流は陽極側ケース52、陽極棒57、陰極棒75、陰極棒支持部材70、陰極側ケース53、配線コード84を通って電源の陰極に流れる。そしてこの際に陽極棒57の前端部と陰極棒75の後端部の間に図示を省略したアークが発生し、アーク(光)が反射用凹部60の内面(放物面)によって反射される。反射された光は、陽極棒57及び陰極棒75と平行な平行光として透光板82及び窓孔81を通って放電ランプ50の前方に照射され、採光孔25b、集光レンズL1、集光レンズL2を通って差込口22側(支持用孔23aにライトキャリングバンドルスリーブ14bが挿入されているときは導光ファイバ15の入射端面15a側)に向かう。なお、陰極棒75の後端部が半球状を維持する限りアーク位置及び出射光は安定する。スイッチSWは、挿入部12を体腔内や機械内へ挿入する場合はON状態にしておく。
【0020】
図2に示すように前側のヒートシンク27の後面にはプラスチック磁石(磁石)MGが固着されている。このプラスチック磁石MGは、放電ランプ50内の陽極棒57と陰極棒75の間に形成されるアークにローレンツ力を及ぼして、アークの軌跡を安定させる働きをする。プラスチック磁石MGから放電ランプ50までの距離、及びプラスチック磁石MGに要求される磁力の強さは、放電ランプ50の特性を考慮して決定される。
【0021】
図2に示すように、ケーシング21の底板21bの上面には、起立部材23とハウジング25の間に位置させてレンズホルダ30が固定されている。レンズホルダ30にはレンズ支持用孔30aが貫通孔として形成されており、レンズ支持用孔30aに2枚の集光レンズL1、L2が前後に並べて嵌合固定されている。両集光レンズL1、L2の光軸は、放電ランプ50、差込口22及び支持用孔23aの各中心を結ぶ直線上に位置している。
【0022】
次に、このような構成からなる内視鏡システムの動作について説明する。
スイッチSWがOFFの状態で、プロセッサ20の差込口22と支持用孔23aにライトキャリングバンドルスリーブ14bを差し込むと、その内部に配設された導光ファイバ15の入射端面が、集光レンズL1、L2及び採光孔25bを通して放電ランプ50と前後方向に対向する。この状態でスイッチSWをONにすると放電ランプ50が点灯し、放電ランプ50から発せられた光束Oが採光孔25b、集光レンズL1、L2を通って、導光ファイバ15の入射端面に導かれ、さらに導光ファイバ15を通って照明光学系に送られる。照明光学系によって照らされた被写体を挿入部12先端の観察窓を介して観察すると、この被写体の画像がプロセッサ20に接続されたテレビモニタ(図示略)に映し出される。
被写体の観察が終了したら、挿入部12を体腔内や機械内から完全に引き抜き、その後プロセッサ20のスイッチS2をOFFにし放電ランプ50を消灯する。
【0023】
放電ランプ50を使用すると陽極棒57と陰極棒75の間にアークが形成されるため、陽極棒57の前端部と陰極棒75の後端部(両者の対向端部)は少しずつすり減る。特に陰極棒75の後端部が陽極棒57の前端部より大きくすり減る。従来は陰極棒75の後端部がすり減ると陰極棒75の輝点位置が初期位置より前方に移動し、アークの形状が初期時から変化してしまい、その結果放電ランプ50から照射される照明光が平行光でなくなるという問題が生じていた。しかし本実施形態では図6に示すように、仮に陰極棒75の後端部がすり減っても、陰極棒75が圧縮コイルばねS1によって後方に付勢されているので陰極棒75の後端部がストッパ65の接触突部67の線状端67aに常に接触し、陰極棒75の輝点が常に同じ位置に保たれる(陰極棒75の接近端が所定位置で規制される)。従って放電ランプ50を長時間使用して陰極棒75(及び陽極棒57)がすり減っても陰極棒75の輝点は変化せず、照明光は常に平行光を維持する。
【0024】
さらに図3、図5及び図6に示すように、本実施形態の線状端67aは、陰極棒75の後端部が半球状の場合は陰極棒75と点接触する。さらに、陰極棒75がすり減って陰極棒75の後端部が陰極棒75の中心軸に直交する平面となっても、線状端67aと陰極棒75の接触態様は線接触となる。このように陰極棒75の後端部とストッパ65の接触態様が線接触または点接触であり、かつストッパ65のブリッジ部66及び接触突部67の幅が陰極棒75の径より狭く設計してあるので(図5参照)、陽極棒57と陰極棒75の間にアークが形成されるときにストッパ65がアークの妨げとなることはない。
【0025】
ストッパ65の代わりに図7に示すストッパ65を用いて、このストッパ65の上下の脚部68の後端部を反射用凹部60の内面に固着してもよい。
図7のストッパ65も絶縁性材料からなるものであり、そのブリッジ部66の前面には円錐形状の接触突部85が一体的に突設してある。この接触突部85は陰極棒75と同軸をなしその最大径(後端の径)は陰極棒75の断面径より小さい。さらに接触突部85の頂点(前端)は陰極棒75の後端部の形状がいかなる形状であっても陰極棒75の後端部と点接触するので、陽極棒57と陰極棒75の間に形成されるアークに与える影響は接触突部67より小さい(妨げとならない)ので、より好ましい。
【0026】
上記実施形態では陰極棒75のみを可動極とし陽極棒57は固定極としたが、陽極棒57をその軸線に沿って移動可能な可動極とし付勢手段によって陰極棒75側に移動付勢し、陰極棒75を固定極としてもよい。また、陽極棒57及び陰極棒75を共に可動極として互いに接近するように移動付勢してもよい。
さらに陰極棒75の後端部形状を、半球形状以外の先端側に向かうにつれて径が縮小する形状、例えば円錐形状に変更してもよい。また、陽極棒57及び陰極棒75の対向端部双方を先端側に向かうにつれて径が縮小する形状としたり、陽極棒57の前端部のみを先端側に向かうにつれて径が縮小する形状として実施してもよい。
【0027】
本実施形態では放電ランプ50としてキセノンランプを用いたが、本発明はキセノンランプ以外の放電ランプ(高圧ナトリウムランプ、メタルハライドランプ、水銀ランプ等)に適用できるのは勿論である。さらに、本発明の放電ランプが内視鏡用光源以外の各種光源として利用可能であるのは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【0028】
【図1】本発明の一実施形態の全体構造を示す外観図である。
【図2】プロセッサの一部を破断して示す側面図である。
【図3】使用初期時における放電ランプの縦断面図である。
【図4】ストッパの拡大斜視図である。
【図5】図3において陽極側から陰極側を見たときの拡大図である。
【図6】使用末期時における放電ランプの縦断面図である。
【図7】ストッパの変形例である。
【符号の説明】
【0029】
10 電子内視鏡(内視鏡)
11 操作部
12 挿入部
12a 湾曲部
13 湾曲操作装置
14 ユニバーサルチューブ
14a コネクタ部
14b ライトキャリングバンドルスリーブ
15 導光ファイバ
15a 入射端面
20 プロセッサ(内視鏡用光源装置)
21 ケーシング
22 差込口
23 起立部材
23a 支持用孔
25 ハウジング
25a 前壁
25b 採光孔
26 収容部
27 ヒートシンク
27a 放熱用フィン
27b 嵌合用孔部
28 ヒートシンク
28a 放熱用フィン
28b 嵌合用凹部
30 レンズホルダ
30a レンズ支持用孔
50 放電ランプ
51 ケース
52 陽極側ケース
53 陰極側ケース
54 中間ケース
55 円柱孔
57 陽極棒
58 大径円柱状凹部
60 反射用凹部
65 ストッパ
66 ブリッジ部
67 接触突部
69 貫通孔
70 陰極棒支持部材(支持部材)
71 支持孔
75 陰極棒
77 フランジ(受け部)
80 レンズホルダ
81 窓孔
82 透光板
85 接触突部
L1 L2 集光レンズ
MG プラスチック磁石(磁石)
S1 圧縮コイルばね


【特許請求の範囲】
【請求項1】
両者の間でアークを発生させる陽極及び陰極を備えた放電ランプにおいて、
上記陽極と陰極の少なくとも一方を他方に対して接離移動可能な可動極とし、
上記可動極を他方の極側に向けて移動付勢する付勢手段と、該付勢手段に抗して該可動極の他方の極への接近端を規制するストッパと、を備えることを特徴とする放電ランプ。
【請求項2】
請求項1記載の放電ランプにおいて、
上記放電ランプのケース内に固定され、上記可動極を移動可能に支持する支持部材と、
上記可動極に一体的に設けられた受け部と、を備え、
上記付勢手段が、上記支持部材と該受け部の間に縮設された圧縮コイルばねである放電ランプ。
【請求項3】
請求項1または2記載の放電ランプにおいて、
陽極と陰極の対向端部の一方が、先端側に向かうにつれて径が縮小する形状をなしている放電ランプ。
【請求項4】
請求項1から3のいずれか1項記載の放電ランプにおいて、
上記ストッパが絶縁性材料からなる放電ランプ。
【請求項5】
請求項1から4のいずれか1項記載の放電ランプにおいて、
上記ストッパと可動極の端部の接触態様が点接触または線接触である放電ランプ。
【請求項6】
請求項1から5のいずれか1項記載の放電ランプにおいて、
陽極及び陰極が互いに同軸をなす棒状部材である放電ランプ。
【請求項7】
請求項1から6のいずれか1項記載の放電ランプにおいて、
上記放電ランプが内視鏡用光源である放電ランプ。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【公開番号】特開2006−318728(P2006−318728A)
【公開日】平成18年11月24日(2006.11.24)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−139439(P2005−139439)
【出願日】平成17年5月12日(2005.5.12)
【出願人】(000000527)ペンタックス株式会社 (1,878)
【Fターム(参考)】