JPH03250552A - セラミックスランプ - Google Patents

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］ この発明は平行光を得るランプに係り、特に、その筐体
に耐熱性を持たせたセラミックスランプに関するもので
ある。

［従来の技術］ 胃カメラなどの内視鏡は、被写体（胃壁など）に照明光
を照射ならびに被写体からの反射光を通過させるファイ
バ、これらファイバの先端に装着されるレンズ、ファイ
バ後端に装着される光源装置及び撮像装置から構成され
ている。この内視鏡においては、照射面に均一に光を照
射し、かつ観察に不必要な赤外光や紫外光を照射しない
ようにする必要かある。このために、光源として一対の
電極による放電を利用した小型の放電灯か光源に用いら
れる。

この種のランプに関するものとして、例えば米国特許第
４，５９９，５４０号かある。

［発明か解決しようとする課Ｂ］ しかし、上記した従来技術にあっては、ランプ前面から
可視光のみをとり出そうとすると光と共に発生した熱が
筐体にこもり（赤外光か筐体内で吸収され熱に変わるの
か原因）、ランプを加熱する恐れがある。このため、放
熱に大型のフィンを設けるなど特別の配慮か必要になる
と共に、設置スペースが広くなる不具合が生じる。

この発明は、上記した従来技術の実情に鑑みてなされた
ものてあり、小型化を図りながら十分な放熱か行われる
ようにしたセラミック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］ 上記の目的を達成するために、本発明は少なくとも赤外
線の波長域に透過帯を有する内部が凹状の第１の透光性
セラミックスよりなり、この透光性セラミックスの凹面
に可視領域の光を反射する第１の誘電体多層膜を施した
凹面鏡と、この凹面鏡の後端開口を気密におおう第１の
金属部材と、この金属部材に支持され該開口を通って前
記凹面の取囲む空所に伸び出る第１の電極と、少なくと
も可視領域に透過帯を有する板状の第２の透光性セラミ
ックスの内面に、可視領域を透過する第２の誘電体多層
膜を施した窓部材と、前記凹面鏡の前端開口に前記窓部
材を気密に連結する第２の金属部材と、この第２の金属
部材に支持され該開口を通って前記凹面の取囲む空所に
伸び出る第２の電極と、凹面鏡内に封入された放電によ
って発光する成分とを具備するようにしている。

また、封入ガスには自然な色調の可視光を出しやすいキ
セノンを用る。

［作用］ 上記した手段によれば、凹面鏡か可視光を反射して赤外
光及び紫外光を透過させるため、筐体の主要部を成す凹
面鏡には熱をこもらせずに外部へ放熱させるので、筐体
を加熱することか少ない。

そして凹面鏡が外部に赤外光を透過するため。

封入ガスに赤外光を発生しやすいキセノンを用いても、
赤外光による熱のこもりを生じることがない。

［実施例］ 第１図は本発明の一実施例を示す断面図である。

第１の電極である棒状の陽極ｌと同軸上に第２の電極で
ある棒状の陰極２か配設され、陽極ｌの先端は曲面にさ
れ、陰極２の先端は鋭角にされ、両端間は一定の間隔に
保持されている。陽極ｌは第１の金属部材３に保持され
、陰極２は第２の金属４に保持されている。

第１の金属部材３は、中心に陽極ｌを保持した保持板３
ａ及びこれに外嵌される円筒形の保持環３ｂからなる。

また、保持板３ａに隣接させて保持環３ｂの内周にスペ
ーサ５が配設されている。

なお、保持板３ａと保持環３ｂとは、別体とせずに一体
加工により形成することも可能である。さらに、保持板
３ａには金属製の排気管残部６か設けられている。

保持環３ｂの先端には、内面に断面形状か放物線形の反
射鏡を形成している第１の透光性サラミツクよりなる凹
面鏡７の首部か結合されている。

その中心には陽極ｌか貫通し、この貫通部は中空にされ
、かつ電極の先端が鏡面内に露出している。凹面鏡７の
内面には可視光（波長０．４１〜０゜８ｇｍ）を反射し
、赤外光（波長０．８ｇｍ〜６μ■）を透過する材料を
用いた誘電体の多層膜８か形成されている。

一方、第２の金属部材４は円筒形をなし、その後端か凹
面鏡７の端縁に固定される保持環４ａと、金属製て板状
をなし、保持環４ａ内に垂直に配設ならびに固定されて
陰極２を保持する保持板４ｂとから構成されている。

保持環４ａの先端内周には、断面形状かＵ字形のクツシ
ョンリング９か内嵌されている。このクツションリング
９には窓部材ｌＯか内嵌されている。さらに、窓部材Ｉ
Ｏの内面には、可視光を透過し、可視光以外を反射する
誘電体の多層膜１１か施されている。

以上のようにして作られたランプにあっては、凹面鏡７
内に密閉空間（すなわち、放電空間）か形成され、この
空間内に輝度の安定化などの放電特性の向上を目的とし
て、不活性ガス（キセノンガスなどを例えば１７気圧で
封入）が排気管残部６を介して封入される。

以上の構成における各部材の使用材料は、例えば次の如
くである。基本的には、隣接する部材相互の温度膨張係
数が同一または近似するように選び、機械的変形か生じ
ないようにする。

陽極ｌ：タングステン（膨張係数 Ｃ８Ｘ　１０−’℃−１） 陰極２ニトリニーテツドタングステン 保持板３ａ、保持環３ｂ：炭素鋼（膨張係数１３．５Ｘ
　１０−”Ｃ−’　） 保持環４ａ：鉄、ニッケル、銅の合金（例えば商品名コ
バール、膨張保 数４．４〜５．２　Ｘｌ０−６℃−Ｉ）保持板４ｂ＝モ
リブデン スペーサ５：銅 排気管残部６：ニッケル 凹面鏡７：セラミックス（透光性のアルミナを３．１厚
に成形） 多層膜８　：　Ｔ＋０２＋５ｉ０２ クツションリング９・コバール 窓部材ｌＯ：サファイア（厚さ３１．て膨張係数５．７
　ｘｔｏ−’℃−１） 多層膜１１　：　ＴｉＯ□＋５ｉ０２＋Ａｌ２Ｏ：ｓま
た、保持環３ｂと凹面鏡７の結合部にセラミックスシー
ル１２、凹面鏡７と保持環４ａの間にセラミックスシー
ル１３、クツションリング９の外周及び内周にセラミッ
クスシール１４及びセラミックスシール１５の各々が施
されている。これは、Ｍ　ｏ−Ｍ　ｎ（モリブデン−マ
ンガン）法によるメタライズで作成した金属層の上にニ
ッケルめっきを施した金属層を凹面鏡７及び窓部材ｌＯ
の結合部に形成し、この金属層に金属ろう材（例えば、
Ｃ，、Ｃ，／Ａ、、Ａ、など）を施すことにより封止な
行うものである。

第２図は多層膜８による鏡面の反射率特性を示し、可視
光のみを効果的に反射できることかわかる。この場合の
層構造は、高屈折率のＴｉＯ２と低屈折率の５ｉＯｚを
交互に複数の層にしたものを用いている。

また、第３図は多層膜１１の光透過特性を示している。

この場合の多層構造は、以下のような層の構成から成っ
ている。第３図から明らかなように、可視光を透過し、
赤外光を反射する。

第１層：　５ｉｎ２（窓部材ＩＯ側） 第２層：　Ａｌ２Ｏ□ 第３層：　ＴｉＯ□ 第４層：　５ｉｆ２ 次に、以上の構成による実施例の動作について説明する
。

陽極１と陰極２に直流電源（例えば、Ｄ　Ｃ２０Ｖ）か
印加されると、電極間に放電か生し、輝点からの光は一
部か直接窓部材１０偏に向かい、他は多層！！８へ向か
う。多層膜８へ向かった光は鏡面の前面で可視光か反射
し、赤外光及び紫外光は多層膜８及び凹面鏡７を透過し
てランプ外へ抜は出る。

一方、輝点から直接に多層膜１１へ向かった光は、可視
光以外の光を含んているか、多層膜１１は第３図に示し
た特性を有しているため、可視光のみを透過し他は反射
する。また、多層膜８て反射してきた光は、赤外光及び
紫外光をほとんど含んていないため、そのまま多層膜１
１を通過し、さらに窓部材１０を通過して直進する。

次に、この発明の構造から得られる放熱作用について説
明する。

例えば、ランプの消費電力がｓｏｏｗの場合、この内訳
はおよそ２７５Ｗか光、２２５Ｗか熱伝導と対流により
失われる。さらに、２７５Ｗの内訳はアークからの可視
光が６０Ｗ、アークからの赤外光、紫外光及び電極から
の輻射か２１５Ｗである。

このうち利用したい可視光以外をラブの外へ出さないよ
うにすると、赤外光及び紫外光１３５ｗの他、電極から
の輻射による損失８０Ｗかランプ筐体にとっては熱源に
なる。これらかランプ内に留まった場合、極めて高熱と
なり危険になる。そこて、　１３５Ｗ＋　８０ｗ−２１
５Ｗを何らかの方法によりランプ外へ逃がす必要がある
。なお、陰極２にあっては、伝導による７５％が第１の
金属部材４を介して不図示の放熱フィンに伝わり、この
放熱フィンから大気へ放熱がなされる。陽極ｌにおいて
も、同様の手段により放熱か行われる。

ところがこの発明によれば、上記したように、多層ＩＪ
８か赤外光及び紫外光を透過する特性を有し、凹面鏡７
が透光性の材料を用いて作られ、同様に赤外光及び紫外
光を透過するため、これら部材内に熱を保持することが
なく、加熱状態は生じない。また、多層膜１１によって
赤外光などが被照射面（胃壁など）に照射されないので
、被照射面を加熱することがない。

なお、上記実施例において、多ＪｉｉＦＭ８及び多層１
１１１１はＴｉｅ、と５ｉｎ２から成ルモノトしたが、
Ｔｉｅ２を用いる代りにＺｒＯ２あるいはＴａ２０５を
用いてもよい。

［発明の効果コ 本発明は上記の通り構成されているので、次に記載する
効果を奏する。

請求項（１）のセラミックスランプにおいては、少なく
とも赤外線の波長域に透過帯を有する内部か凹状の第１
の透光性セラミックスよりなり、この透光性セラミック
スの凹面に可視領域の光を反射する第１の誘電体多層膜
を施した凹面鏡と、この凹面鏡の後端開口を気密におお
う第１の金属部材と、この金属部材に支持され該開口を
通って前記凹面の取囲む空所に伸び出る第１の電極と、
少なくとも可視領域に透過帯を有する板状の第２の透光
性セラミックスの内面に可視領域を透過する第２の誘電
体多層膜を施した窓部材と、前記凹面鏡の前端開口に前
記窓部材を気密に連語する第２の金属部材と、この第２
の金属部材に支持され該開口を通って前記凹面の取囲む
空所に伸び出る第２の電極と、凹面鏡内に封入された放
電によって発光する成分とを具備するようにしたので、
ランプの小型化を図りなから被照射物に不必要な光をあ
てず、筐体部分に熱をこもらせることがない。

請求項（２）のセラミックスランプにおいては、凹分鏡
面内にキセノンガスを封入するようにしたので、放電性
能を高め、安定な光を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す断面図、第２図は多
層膜８の反射特性を示す反射率特性図、第３図は多層膜
１１の反射特性を示す反射率特性図である。 図中。 ｌ：陽極　　　　　２：陰極 ３：第１の金属部材 ４：第２の金属部材 ３ａ、４ｂ：保持板 ・３ｂ、４ａ：保持環 ７：凹面鏡 ８．１１：多層膜 ９：クッシミンリング １０・窓部材

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくとも赤外線の波長域に透過帯を有する内部
   が凹状の第１の透光性セラミックスよりなり、この透光
   性セラミックスの凹面に可視領域の光を反射する第１の
   誘電体多層膜を施した凹面鏡と、 この凹面鏡の後端開口を気密におおう第１の金属部材と
   、この金属部材に支持され該開口を通って前記凹面の取
   囲む空所に伸び出る第１の電極と、 少なくとも可視領域に透過帯を有する板状の第２の透光
   性セラミックスの内面に、可視領域を透過する第２の誘
   電体多層膜を施した窓部材と、前記凹面鏡の前端開口に
   前記窓部材を気密に連結する第２の金属部材と、この第
   ２の金属部材に支持され該開口を通って前記凹面の取囲
   む空所に伸び出る第２の電極と、 凹面鏡内に封入された放電によって発光する成分とを具
   えてなり、 かつ該凹面鏡内の空所を放電空所としたことを特徴とす
   るセラミックスランプ。
2. （２）放電空所内に、放電によって発光する成分として
   キセノンが含まれていることを特徴とする請求項（１）
   に記載のセラミックスランプ。