CN106958747A - 光照射装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种小型的，且可在光纤等照射对象物的外周照射大致均匀的光的光照射装置。一种光照射装置，所述光照射装置对沿着第1方向可相对移动的照射对象物照射光，其具备：光源，具有在相对于照射对象物与第1方向正交的第2方向上照射光的多个固体元件；第1反射面，从第1方向观察时，其具有与照射对象物相比，配置于第2方向的下游侧的至少1个第1反射面，并且对所述照射对象物反射从光源向第1反射面入射的光的一部分；和第2反射部，具有从光源朝第1反射面起立的一对第2反射面，并且从光源对第1反射面传导光。

Description

光照射装置
技术领域
本发明涉及一种对在规定方向可相对移动的照射对象物，例如涂布在光纤上的涂层剂的硬化装置等照射光的光照射装置。
背景技术
以往，在光纤的制造过程中，为了保护拉线后的光纤表面、维持光纤强度，将紫外线硬化型涂层剂涂布于光纤表面。这种涂层剂通过涂层装置在未硬化的状态下进行涂布，并通过照射紫外光的光照射装置来进行硬化(例如，专利文献1)。
专利文献1中记载了一种将涂布有涂布材料(涂层剂)的拉线的光纤通过具有椭圆形壳体的硬化室，来使涂布材料硬化的装置。其构成为在椭圆形壳体内设有椭圆形镜以及在光纤路径上平行延伸的石英卤素灯，通过将石英卤素灯以及光纤分别配置在椭圆形镜的第1焦点位置以及第2焦点位置，从石英卤素灯照射出的紫外光准确地照射在光纤的外周。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平7-72358号公报
发明内容
发明所要解决的问题：
根据专利文献1记载的装置，来自配置在椭圆形镜的第1焦点位置的石英卤素灯、放电灯的紫外光通过椭圆形镜进行反射，准确地向配置于椭圆形镜的第2焦点位置的光纤进行导光。
然而，在专利文献1所述的装置中，需要将从放电灯的亮点进行360°放射的光集中在光纤上，所以必须要以包围放电灯以及光纤的方式设置椭圆形镜，此外，需要在椭圆形镜的第1焦点位置与第2焦点位置之间设置规定距离，因此存在整体装置比较大的问题。
本发明是鉴于以上情况而成的，其目的在于提供一种不使用椭圆形镜，小型、且可对光纤等照射对象物的外周照射大致均匀的光的光照射装置。
用于解决问题的方法：
为达成上述目的，本发明的光照射装置为一种对沿着第1方向可相对移动的照射对象物照射光的光照射装置，其具备：具有在相对于照射对象物与第1方向正交的第2方向上照射光的多个固体元件的光源；从第1方向观察时，具有与照射对象物相比，配置于第2方向的下游侧的至少1个第1反射面，并且对所述照射对象物反射从光源向第1反射面入射的光的一部分的第1反射部；和具有从光源朝第1反射面起立的一对第2反射面，并且从光源对第1反射面传导光的第2反射部。
根据这种构造，在面向照射对象物的光源的一侧，直接照射来自光源的光，在不面向照射对象物的光源的一侧，照射来自第1反射部的反射光，所以能够准确地对照射对象物照射光。此外，作为光源，应用了射出180°扩展的光的固体元件，因此不需要以往那种椭圆形镜，并且与以往相比，能够更窄的配置光源与照射对象物之间的间隔，所以可将光照射装置小型化。此外，作为光源可以应用不含有热线的固体元件，因此，与以往那种使用放电灯的构造相比，能够抑制照射对象物的温度上升。此外，由于还可以抑制光照射装置自身的温度上升，所以还可以使用于冷却光照射装置的风扇小型化，进而可使光照射装置自身小型化。
此外，第1反射面优选为，从第1方向观察时，以经过光源中央的垂线线对称配置。此外，在这种情况下，第1反射面优选为，平面且具有至少2个以上，从第1方向观察时，以至少2个第1反射面的垂线通过光源中央的垂线上的一点的方式配置。此外，在这种情况下，第1反射面优选构成为，从第1方向观察时，相当于具有以在经过光源中央的垂线上的一点为内心的多角形的一边。此外，多角形优选为三角形以上、十八角形以下的多角形。此外，可构成为照射对象物配置在内心与第1反射面之间的空间。
此外，第1反射面可构成为，从第1方向观察时，形成经过光源中央的垂线上的中心位置的半圆形状，照射对象物配置在半圆的中心与第1反射面之间的空间。
此外，一对第2反射面可构成为，从第1方向观察时，分别相对于第2方向平行。
此外，一对第2反射面可构成为，从第1方向观察时，相对于第2方向倾斜，且一对第2反射面之间的间隙随着远离光源而逐渐变窄。
此外，优选为，在将照射对象物外周面中的光的最大强度设为MAX，最小强度设为MIN时，满足以下公式(1)。
MIN/MAX≥30％···(1)
此外，能够具有热性接合于第1反射部以及第2反射部，对第1反射部以及第2反射部散热的散热部件。此外，在这种情况下，散热部件优选为板状，在散热部件的一面形成有收纳第1反射部以及第2反射部的收纳部。此外，在这种情况下，散热部件优选为，在与一面相对的其他面具有多个散热片。此外，在这种情况下，优选为，具备对散热片吹出空气的制冷风扇。
此外，进而还可具备以覆盖照射对象物的方式延设于第1方向，且透过来自光源的光的透光性导管。
此外，光优选为紫外线波长区域的光。
此外，照射对象物可构成为，呈线状、球状或者粒状，并且紫外线波长区域的光能够使涂布在照射对象物的外周面的涂层剂硬化。
此外，照射对象物可构成为，形成液体状态，并且紫外线波长区域的光对照射对象物进行杀菌。
发明效果：
如上所述，根据本发明，能够实现一种不使用椭圆形镜，小型、且可对光纤等照射对象物照射大致均匀的光的光照射装置。
附图说明
图1为说明本发明的第1实施例所涉及的光照射装置的构造的外观立体图。
图2为图1的光照射装置的分解立体图。
图3为表示本发明的第1实施例所涉及的光照射装置中所具备的发光二极管LED模块的构造的主视图。
图4为说明本发明的第1实施例所涉及的光照射装置中所具备的发光二极管LED模块、窗部、透光性导管以及反射镜的位置关系的Y-Z平面的剖面图。
图5为从本发明的第1实施例所涉及的光照射装置的光源单元射出的紫外光的光线图。
图6为表示由本发明的第1实施例所涉及的光照射装置照射的光纤F的外周面上的紫外线强度分布的模拟结果的图。
图7为表示本发明的第1实施例所涉及的光照射装置的第1变形例的剖面图。
图8为使用了图7的第1变形例的情况下的紫外光的光线图。
图9为表示使用了图7的第1变形例的情况下的光纤F的外周面上的紫外线强度分布的模拟结果的图。
图10为表示本发明的第1实施例所涉及的光照射装置的第2变形例的剖面图。
图11为在使用了图10的第2变形例的情况下的紫外光的光线图。
图12为表示在使用了图10的第2变形例的情况下的光纤F的外周面上的紫外线强度分布的模拟结果的图。
图13为表示本发明的第1实施例所涉及的光照射装置的第3变形例的剖面图。
图14为在使用了图13的第3变形例的情况下的紫外光的光线图。
图15为表示在使用了图13的第3变形例的情况下的光纤F的外周面上的紫外线强度分布的模拟结果的图。
图16为表示本发明的第1实施例所涉及的光照射装置的第4变形例的剖面图。
图17为在使用了图16的第4变形例的情况下的紫外光的光线图。
图18为表示在使用了图16的第4变形例的情况下的光纤F的外周面上的紫外线强度分布的模拟结果的图。
图19为表示本发明的第1实施例所涉及的光照射装置的第5变形例的剖面图。
图20为在使用了图19的第5变形例的情况下的紫外光的光线图。
图21为表示在使用了图19的第5变形例的情况下的光纤F的外周面上的紫外线强度分布的模拟结果的图。
图22为表示本发明的第1实施例所涉及的光照射装置的第6变形例的剖面图。
图23为表示第6变形例的比较例的剖面图。
图24为在使用了第6变形例的情况下的紫外光的光线图。
图25为在使用了第6变形例的比较例的情况下的紫外光的光线图。
图26为表示在使用了第6变形例以及使用了第6变形例的比较例的情况下的光纤F的外周面上的紫外线强度分布的模拟结果的图。
图27为表示本发明的第1实施例所涉及的光照射装置的第7变形例的剖面图。
图28为在使用了图27的第7变形例的情况下的紫外光的光线图。
图29为表示在使用了图27的第7变形例的情况下的光纤F的外周面上的紫外线强度分布的模拟结果的图。
图30为表示本发明的第1实施例所涉及的光照射装置的第8变形例的剖面图。
图31为在使用了图30的第8变形例的情况下的紫外光的光线图。
图32为表示在使用了图30的第8变形例的情况下的光纤F的外周面上的紫外线强度分布的模拟结果的图。
图33为说明本发明的第2实施例所涉及的光照射装置中具备的反射镜周边的构造的剖面图。
图34为从本发明的第2实施例所涉及的光照射装置的光源单元射出的紫外光的光线图。
图35为表示由本发明的第2实施例所涉及的光照射装置照射的光纤F的外周面上的紫外线强度分布的模拟结果的图。
图36为表示本发明的第2实施例所涉及的光照射装置的第9变形例的剖面图。
图37为在使用了图36的第9变形例的情况下的紫外光的光线图。
图38为表示在使用了图36的第9变形例的情况下的光纤F的外周面上的紫外线强度分布的模拟结果的图。
图39为表示本发明的第2实施例所涉及的光照射装置的第10变形例的剖面图。
图40为在使用了图39的第10变形例的情况下的紫外光的光线图。
图41为表示在使用了图39的第10变形例的情况下的光纤F的外周面上的紫外线强度分布的模拟结果的图。
1、2 光照射装置
100 光源单元
102 外壳
102a 前面面板
102b 开口
104 窗部
110 发光二极管LED模块
111 内部反射镜
113 基板
115 发光二极管LED元件
200、200M 透光性导管
300 镜模块
310、310A、310B、310C、310D、310E、310F、310G、310H 反射镜
311 第1反射部
311a、311Aa、、311Ba、311C a、311D a、311E a、311F a 第1反射面
312 第2反射部
312a、312Ga、312Ha 第2反射面
320 镜框
322 凹部
324 散热片
330 制冷风扇
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施例加以详细说明。再者，对图中同一或者相当的部分附加同一符号，并不再重复说明。
(第1实施例)
图1为说明本发明的第1实施例所涉及的光照射装置1的构造的外观立体图。此外，图2为光照射装置1的分解立体图。本实施例中的光照射装置1为一种使涂布于拉线的光纤F的涂布剂硬化的光源装置，沿着在一个方向上移动(走动)的光纤F射出线形紫外光。再者，在本说明书中，如图1的坐标所示，将光纤F的移动方向设为X轴方向，将后续所述的发光二极管LED(Light Emitting Diode)元件115(固体元件)射出紫外光的方向设为Z轴方向，再将与X轴方向以及Z轴方向正交的方向设为Y轴方向，并加以说明。
如图1以及图2所示，本实施例中的光照射装置1具备光源单元100、透光性导管200与镜模块300。
光源单元100具有箱型外壳102，在其内部收纳有多个发光二极管LED模块110等。此外，在外壳102的前面面板102a(Z轴方向的端面)上形成有矩形开口102b，在其内侧具有射出紫外光的玻璃制窗部104。
图3为表示本实施例的发光二极管LED模块110的构造的主视图。此外，图4为说明发光二极管LED模块110、窗部104、透光性导管200、和镜模块300的反射镜310的位置关系的Y-Z平面的剖面图。如图3所示，发光二极管LED模块110具备平行于X轴方向以及Y轴方向的矩形基板113和以10列(Y轴方向)×20个(X轴方向)的形式配置于该基板113的200个发光二极管LED元件115。
发光二极管LED模块110的200个发光二极管LED元件115，以光轴在Z轴方向上对齐的状态配置于基板113的表面。在基板113上，形成有用于向各发光二极管LED元件115供电的阳极图案(未图示)以及阴极图案(未图示)，各发光二极管LED元件115分别焊接在阳极图案以及阴极图案上，并且电性连接。此外，基板113通过未图示的排线电缆与未图示的驱动电路电性连接，通过阳极图案以及阴极图案从驱动电路对各发光二极管LED元件115供给驱动电流。若对各发光二极管LED元件115供给驱动电流，则从各发光二极管LED元件115射出光量对应于驱动电流的紫外光(例如，波长为385nm)，从发光二极管LED模块110射出平行于X轴方向的线形紫外光。如图2所示，根据本实施例，构成为，10个发光二极管LED模块110在X轴方向上排列，来自各发光二极管LED模块110的线形紫外光在X轴方向上连续。再者，本实施例的各发光二极管LED元件115以射出大致均匀的光量的紫外光的方式对供给至各发光二极管LED元件115的驱动电流进行调整，从光源单元100射出的线形紫外光在X轴方向以及Y轴方向上具有大致均匀的光量分布。本实施例的光源单元100在发光二极管LED模块110与窗部104之间配置有一对内部反射镜111，其在X轴方向上较长地延伸，并向Z轴方向传导来自发光二极管LED模块110的线形紫外光、且平行于Z轴方向。再者，在本说明书中，为了方便说明，如图3所示，将配置有200个发光二极管LED元件115的区域在Y轴方向上一分为二的直线定义为直线AX，将垂直于直线AX、并平行于Z轴方向的直线(通过光源中央的垂线)定义为直线BX(图4)。
透光性导管200为可使来自光源单元100的紫外光透过，例如是外径为φ20mm、内径为φ7mm的石英玻璃制导管，其在X轴方向延伸的方式配置在窗部104与镜模块300之间，并且在X轴方向的两端通过未图示的支撑部件固定(图1、图2、图4)。而且，在透光性导管200的内部插通有在X轴方向上移动的光纤F。再者，本实施例的光纤F的外径为例如Φ0.25mm，其沿着透光性导管200的中心轴配置，以200～1200m/min的速度在X轴方向上移动。
如图1以及图2所示，镜模块300由反射镜310、镜框320和制冷风扇330构成。
反射镜310为以覆盖透光性导管200的方式在X轴方向上延伸，并配置于外壳102的前面的部件(图4)。反射镜310是通过将例如铝质的细长板材沿着X轴方向弯折而成，在与透光性导管200相对的一侧形成有多个反射面(后续所述的第1反射部311的第1反射面311a以及第2反射部312的第2反射面312a)。
如图4所示，本实施例的反射镜310为对光纤F反射从光源100射出的紫外光的部件，以剖面呈大致U字的方式沿着X轴方向在4个位置弯折，由第1反射部311与第2反射部312构成。
第2反射部312由从光源单元100的窗部104向Z轴方向起立、将从窗部104射出的紫外光传导至第1反射部311的第1反射面311a的、平行于Z轴方向的一对第2反射面312a构成。再者，如图4所示，在本实施例中，一对第2反射面312a的间隔设定为例如20mm，与一对内部反射镜111的间隔大致相等。
第1反射部311由相较于光纤F配置在Z轴方向的下游侧的3个第1反射面311a构成，射入各第1反射面311a的紫外光的一部分对光纤F的外周面的里面(在Z轴方向上位于下游侧的外周面的一半区域)进行反射。再者，如图4所示，本实施例的各第1反射面311a设置为通过各第1反射面311a的中央的垂线通过透光性导管200的中心轴(即，光纤F)，形成以光轴F为中心的45°的角度间隔。即，本实施例的各第1反射部311相当于以光纤F为内心的正八角形的一边，关于直线BX呈线对称。
图5为从本实施例的光源单元100射出的紫外光的光线图，图5(a)为表示射入光纤F的外周面表面(在Z轴方向上位于上游侧的外周面的一半区域)的光线的一例的光线图，图5(b)为表示射入光纤F的外周面的里面(在Z轴方向上位于下游侧的外周面的一半区域)的光线的一例的光线图。
如图5(a)所示，从光源单元100的发光二极管LED元件115射出的紫外光通过一对内部反射镜111进行导光，并从窗部104射出。而且，从窗部104射出的紫外光直接或通过一对第2反射面312a进行导光，进入透光性导管200的内部，照射光纤F的外周面的表面(在Z轴方向上位于上游侧的外周面的一半区域)。此外，如图5(b)所示，从窗部104射出的紫外光的一部分通过一对第2反射面312a进行导光，从透光性导管200的外部射出后，进而通过第1反射面311a进行反射，进入透光性导管200的内部，照射光纤F的外周面的里面(在Z轴方向上位于下游侧的外周面的一半区域)。如上所述，根据本实施例的构造，可在光纤F的外周面整体照射紫外光(后续详细说明)。
返回图1以及图2，镜模块300的镜框320支撑反射镜310，并且镜框320为一种释放反射镜310的热的金属制板状部件。镜框320的一端面(与光源单元100相对的一侧的面)上形成有收纳反射镜310以及透光性导管200的凹部322(收纳部)，在外壳102的前面面板102a上安装镜模块300时，反射镜310以及透光性导管200收纳并固定于凹部322。而且，若反射镜310被收纳并固定于凹部322，则镜框320与反射镜310的第1反射部311以及第2反射部312密接，并热性接合。镜框320的另一端面形成有有效地释放镜框320的热的多个散热片324。从而，从反射镜310传导的至镜框320的热通过散热片324被有效地释放至空气中。
制冷风扇330为一种对镜框320的散热片324进行冷却的装置。通过制冷风扇330将外部空气吹向散热片324，因此散热片324与自然空冷相比，能更有效地进行制冷。
接着，对由本实施例的光照射装置1照射的光纤F的外周面上的紫外线强度加以说明。图6为表示由本实施例的光照射装置1照射的光纤F的外周面上的紫外线强度分布的模拟结果的图。图6(a)为窗部104的X轴方向中央部的紫外线强度分布图表，图6(b)为说明图6(a)的横轴的图。如图6(b)所示，图6(a)的横轴将光纤F的外周面与直线BX(图4)相交的位置设为0°时的外周面的位置，用0～180°(即，+)表示正时针角度，用0～-180°(即，-)表示逆时针角度。再者，图6(a)的纵轴为紫外线强度(mW/cm2)。
如图6所示可知，照射至光纤F的外周面表面(0°～-90°、0°～90°)的紫外线强度虽然比照射至光纤F的外周面里面(-180°～-90°、-180°～90°)的紫外线强度稍高，但作为整体，可得到为使涂布于光纤F的外周面的涂布剂硬化所需的规定强度(例如，4000(mW/cm2))。再者，在本实施例中，光纤F的外周面的紫外线强度的最大值为9532(mW/cm2)，最小值为4243(mW/cm2)，最小值与最大值的比值为44.5％。
如上所述，根据本实施例的构造，能够对光纤F的外周面照射大致均匀强度的紫外光。结果，涂布于光纤F的外周面的涂布剂同样被硬化。此外，根据本实施例的构造，可将光源单元100与光纤F之间的距离(约10mm)设定成与以往使用了椭圆形镜的构造相比格外短，所以，相较于以往，能够实现小型的光照装置1。
以上虽为本实施例的说明，但本发明并不局限于上述构造，在本发明的技术思想范围内可进行各种变形。
例如，虽将本实施例的光照射装置1作为使涂布于拉线的光纤F的涂布剂硬化的装置并加以说明，但光照射装置1的用途并不局限于此。例如，照射对象物可以为线状、球状或者粒状，即使在这种情况下也能够使涂布于照射对象物的外周面上的涂布剂硬化。此外，例如照射对象物也可以为液体状态，在这种情况下，通过对照射对象物照射紫外光，可对照射对象物进行杀菌。
此外，在本实施例中，虽然将在一个方向上移动(走动)的光纤F作为照射对象物，但照射对象物不一定是移动的，也可以是对停止的照射对象物照射紫外光的构造。
(第1变形例)
图7为表示本发明的第1实施例的第1变形例的剖面图。本变形例的反射镜310A具有5个第1反射面311Aa，以通过各第1反射面311Aa中央的垂线通过透光性导管200的中心轴(即，光纤F)，并以将光纤F为中心呈30°的角度间隔的方式设置，这一点与第1实施例所涉及的反射镜310不同。即，本变形例的各第1反射面311Aa相当于以光纤F为内心的正十二角形的一边，关于直线BX呈线对称。
图8为在使用了本变形例的反射镜310A的情况下的紫外光的光线图，图8(a)为表示射入光纤F的外周面的表面(在Z轴方向上位于上游侧的外周面的一半区域)的光纤的一例的光线图，图8(b)为表示射入光纤F的外周面的里面(在Z轴方向上位于下游侧的外周面的一半区域)的光纤的一例的光线图。此外，图9为表示在使用了本变形例的反射镜310A的情况下的光纤F的外周面上的紫外线强度分布的模拟结果的图。
如图8(a)所示，与第1实施例相同，即使在使用了本变形例的反射镜310A的情况下，从光源单元100的发光二极管LED元件115射出的紫外光通过一对内部反射镜111进行导光，并从窗部104射出。而且，从窗部104射出的紫外光直接、或者通过一对第2反射面312a进行导光，并射入透光性导管200的内部，照射光纤F的外周面的表面(在Z轴方向上位于上游侧的外周面的一半区域)。此外，如图8(b)所示，从窗部104射出的紫外光的一部分通过一对第2反射镜312a进行导光，从透光性导管200的外部射出后，进而通过第1反射面311Aa进行反射，进入透光性导管200的内部，照射光纤F的外周面的里面(在Z轴方向上位于下游侧的外周面的一半区域)。如上所述，即使在使用了本变形例的反射镜310A的情况下，也能够对光纤F的外周面整体照射紫外光。而且，结果，如图9所示，照射在光纤F的外周面的表面(0°～-90°、0°～90°)的紫外线强度虽然比照射在光纤F的外周面的里面(-180°～-90°、-180°～90°)的紫外线强度略高，但作为整体，能够得到为使涂布于光纤F的外周面的涂布剂硬化所需的规定强度(例如，4000(mW/cm2))。再者，在本变形例中，光纤F的外周面的紫外线强度的最大值为9541(mW/cm2)，最小值为4561(mW/cm2)，最小值与最大值的比值为47.8％。
(第2变形例)
图10为表示本发明的第1实施例的第2变形例的剖面图。本变形例的反射镜310B具有7个第1反射面311Ba，以通过各第1反射面311Ba中央的垂线通过透光性导管200的中心轴(即，光纤F)，并以光纤F为中心呈20°的角度间隔的方式设置，这一点与第1实施例所涉及的反射镜310不同。即，本变形例的各第1反射面311Ba相当于与以光纤F为内心的正18角形的一边，关于直线BX呈线对称。
图11为在使用了本变形例的反射镜310B的情况下的紫外光的光线图，图11(a)为表示射入光纤F的外周面的表面(在Z轴方向上位于上游侧的外周面的一半区域)的光纤的一例的光线图，图11(b)为表示射入光纤F的外周面的里面(在Z轴方向上位于下游侧的外周面的一半区域)的光纤的一例的光线图。此外，图12为表示在使用了本变形例的反射镜310B的情况下的光纤F的外周面上的紫外线强度分布的模拟结果的图。
如图11(a)以及图11(b)所示，与第1实施例相同，即使是在使用了本变形例的反射镜310B的情况下，也可以对光纤F的外周面整体照射紫外光。而且，结果，如图12所示，照射在光纤F的外周面的表面(0°～-90°、0°～90°)的紫外线强度虽然比照射在光纤F的外周面的里面(-180°～-90°、-180°～90°)的紫外线强度略高，但作为整体，能够得到为使涂布于光纤F的外周面的涂布剂硬化所需的规定强度(例如，3500(mW/cm2))。再者，在本变形例中，光纤F的外周面的紫外线强度的最大值为9531(mW/cm2)，最小值为3681(mW/cm2)，最小值与最大值的比值为38.6％。
(第3变形例)
图13为表示本发明的第1实施例的第3变形例的剖面图。本发明的反射镜310C具有1个第1反射面311Ca，以通过第1反射面311Ca中央的垂线通过透光性导管200的中心轴(即，光纤F)，与直线BX重合的方式设置，这一点与第1实施例所涉及的反射镜310不同。即，本变形例的第1反射面311Ca相当于以光纤F为内心的正4角形的一边，关于直线BX呈线对称。
图14为在使用了本变形例的反射镜310C的情况下的紫外光的光线图，图14(a)为表示射入光纤F的外周面的表面(在Z轴方向上位于上游侧的外周面的一半区域)的光纤的一例的光线图，图14(b)为表示射入光纤F的外周面的里面(在Z轴方向上位于下游侧的外周面的一半区域)的光纤的一例的光线图。此外，图15为表示在使用了本变形例的反射镜310C的情况下的光纤F的外周面上的紫外线强度分布的模拟结果的图。
如图14(a)以及图14(b)所示，与第1实施例相同，即使在使用了本变形例的反射镜310C的情况下，也能够对光纤F的外周面整体照射紫外光。而且，结果，如图15所示，照射在光纤F的外周面的表面(0°～-90°、0°～90°)的紫外线强度虽然比照射在光纤F的外周面的里面(-180°～-90°、-180°～90°)的紫外线强度略高，但作为整体，能够得到为使涂布于光纤F的外周面的涂布剂硬化所需的规定强度(例如，3000(mW/cm2))。再者，在本变形例中，光纤F的外周面的紫外线强度的最大值为9537(mW/cm2)，最小值为3070(mW/cm2)，最小值与最大值的比值为32.1％。
(第4变形例)
图16为表示本发明的第1实施例的第4变形例的剖面图。本变形例的反射镜310D具有2个第1反射面311Da，这一点与第1实施例所涉及的反射镜310不同。本实施例中的2个第1反射面311Da相当于以光纤F为内心的直角等腰三角形的斜边(图16的虚线)的一部分，关于直线BX呈线对称。再者，通过透光性导管200的中心轴(即，光纤F)的第1反射面311Da的垂线相对于直线BX倾斜45°。
图17为在使用了本变形例的反射镜310D的情况下的紫外光的光线图，图17(a)为表示射入光纤F的外周面的表面(在Z轴方向上位于上游侧的外周面的一半区域)的光纤的一例的光线图，图17(b)为表示射入光纤F的外周面的里面(在Z轴方向上位于下游侧的外周面的一半区域)的光纤的一例的光线图。此外，图18为表示在使用了本变形例的反射镜310D的情况下的光纤F的外周面上的紫外线强度分布的模拟结果的图。
如图17(a)以及图17(b)所示，与第1实施例相同，即使在使用了本变形例的反射镜310D的情况下，也能够对光纤F的外周面整体照射紫外光。而且，结果，如图18所示，照射在光纤F的外周面的表面(0°～-90°、0°～90°)的紫外线强度虽然比照射在光纤F的外周面的里面(-180°～-90°、-180°～90°)的紫外线强度略高，但作为整体，能够得到为使涂布于光纤F的外周面的涂布剂硬化所需的规定强度(例如，4000(mW/cm2))。再者，在本变形例中，光纤F的外周面的紫外线强度的最大值为9537(mW/cm2)，最小值为4577(mW/cm2)，最小值与最大值比值为48.0％。
(第5变形例)
图19为表示本发明的第1实施例的第5变形例的剖面图。本变形例具有第2变形例所涉及的反射镜310B，光纤F相对于透光性导管200的中心轴在Z轴方向上偏离约5mm配置，这一点与第2变形例不同。
图20为本变形例的紫外光的光线图，图20(a)为表示射入光纤F的外周面的表面(在Z轴方向上位于上游侧的外周面的一半区域)的光纤的一例的光线图，图20(b)为表示射入光纤F的外周面的里面(在Z轴方向上位于下游侧的外周面的一半区域)的光纤的一例的光线图。此外，图21为本变形例的光纤F的外周面上的紫外线强度分布的模拟结果的图。
如图20(a)以及20(b)所示，与第2变形例相同，虽然在本实施例中也能对光纤F的外周面整体照射紫外光，如图21所示，与第2变形例(图12)相比，是更平坦的紫外线强度分布，但作为整体，能够得到为使涂布于光纤F的外周面的涂布剂硬化所需的规定强度(例如，6000(mW/cm2))。再者，在本变形例中，光纤F的外周面的紫外线强度的最大值为8889(mW/cm2)，最小值为6052(mW/cm2)，最小值与最大值比值为68.1％。再者，本变形例被配置成光纤F相对于透光性导管200的中心轴偏离约5mm，但并不一定局限于这种构造。若从光源单元100的发光二极管LED元件115射出的紫外光射入由第1反射面311Ba与第2反射面312a包围的空间内，则通过第1反射面311Ba以及第2反射面312a反复反射，因此由第1反射面311Ba以及第2反射面312a包围的空间内存在朝向各个方向的紫外光。从而，即使光纤F相对于透光性导管200的中心轴在Y轴方向、与Y轴方向相反的方向、或者Z轴方向上偏离配置(即，仅限于在由第1反射面311Ba以及第2反射面312a包围的空间内配置)，光纤F的外周面上的紫外光强度分布与本变形例大致相同，例如，即使是在光纤F在从透光性导管200的中心轴偏离的位置上走动的情况下，也能够对光纤F的外周面照射足够使涂布的涂布剂硬化的强度的紫外光。
如上所述，在第1～第3的变形例以及第5变形例中，将第1反射面311Aa、311Ba、311Ca作为平面，各第1反射面311Aa、311Ba、311Ca分别相当于将光纤F作为内心的正十二角形、正十八角形、正四角形的一边，但是如第4变形例所示，各第1反射面并不一定必须要构成为相当于正多角形的一边，相当于三角形以上、十八角形以下的多角形的一边即可。此外，所有的通过第1反射面中央的垂线也不必朝向透光性导管200。
此外，在第1实施例的第1～第5变形例中，虽然所有的第1反射面都以朝向透光性导管200的中心轴加以说明，但并不局限于这种构造，也可以是至少第1反射面中的一个朝向透光性导管200的中心轴，另外具有多个第1反射面时，它们也不需要是连续的。
(第6变形例)
图22为表示本发明的第1实施例的第6变形例的剖面图。此外，图23为表示第6变形例的比较例的剖面图。如图22所示，本变形例的反射镜310E具有半圆形状的第1反射面311Ea，此外光纤F相对于透光性导管200的中心轴在Z轴方向上偏离约2.5mm配置，这一点与第1实施例的构造不同。此外，如图23所示，本变形例的比较例的光纤F的位置位于透光性导管200的中心轴，这一点与本变形例的构造不同。
图24为在使用了本变形例的反射镜310E的情况下的紫外光的光线图，图24(a)为表示射入光纤F的外周面的表面(在Z轴方向上位于上游侧的外周面的一半区域)的光纤的一例的光线图，图24(b)为表示射入光纤F的外周面的里面(在Z轴方向上位于下游侧的外周面的一半区域)的光纤的一例的光线图。此外，图25为本变形例的比较例的紫外光的光线图，图25(a)为表示射入光纤F的外周面的表面(在Z轴方向上位于上游侧的外周面的一半区域)的光纤的一例的光线图，图25(b)为表示射入光纤F的外周面的里面(在Z轴方向上位于下游侧的外周面的一半区域)的光纤的一例的光线图。此外，图26为表示本变形例与本变形例的比较例的光纤F的外周面上的紫外线强度分布的模拟结果的图。
如图24(a)所示，本变形例也与第1实施例相同，从光源单元100的发光二极管LED元件115射出的紫外光通过一对内部反射镜111进行导光，并从窗部104射出。而且，从窗部104射出的紫外光直接或者通过一对第2反射面312a进行导光，射入透光性导管200的内部，照射光纤F的外周面的表面(在Z轴方向上位于上游侧的外周面的一半区域)。此外，如图24(b)所示，从窗部104射出的紫外光的一部分通过一对第2反射面312a进行导光，从透光性导管200的外部出来以后，进而通过第1反射面311Ea进行反射，进入透光性导管200的内部，照射光纤F的外周面的里面(在Z轴方向上位于下游侧的外周面的一半区域)。如上所述，即使是在使用了本变形例的反射镜310E的情况下，也能够对光纤F的外周面整体照射紫外光。
另一方面，在本变形例的比较例中，如图25(a)所示，从窗部104射出的紫外光直接或者通过一对第2反射面312a进行导光，射入透光性导管200的内部，照射光纤F的外周面的表面(在Z轴方向上位于上游侧的外周面的一半区域)，但如图25(b)所示，直接射入光纤F的外周面的里面(在Z轴方向上位于下游侧的外周面的一半区域)的光线比较少，不能充分照射光纤F的外周面的里面。
结果，如图26所示，在本变形例中，作为整体，能够得到为使涂布于光纤F的外周面的涂布剂硬化所需的规定强度(例如，5000(mW/cm2))，但在本变形例的比较例中，已呈山形分布(即，光纤F的外周面中紫外光的强度有很大不同)，不能得到为使涂布于光纤F的外周面的涂布剂硬化所需的规定强度。再者，在本实施例中，光纤F的外周面的紫外线强度的最大值为9305(mW/cm2)，最小值为5541(mW/cm2)，最小值与最大值比值为59.5％。
如上所述，反射镜的第1反射面可使用位于直线BX中心的半圆形部件，这种情况下，也可以构造成改变光纤F的位置，光纤F配置在半圆的中心与第1反射面之间的空间。
(第7变形例)
图27为表示本发明的第1实施例的第7变形例的剖面图。本变形例具有比透光性导管200的外径细的透光性导管200M，光纤F配置在透光性导管200M的中心，这一点与第6变形例不同。如上所述，即使在光纤F相对于半圆形的第1反射面311Ea的中心在Z轴方向上偏离配置的情况下，也能够使用外径较细的透光性导管200M。
图28为本变形例的紫外光的光线图，图28(a)为表示射入光纤F的外周面的表面(在Z轴方向上位于上游侧的外周面的一半区域)的光纤的一例的光线图，图28(b)为表示射入光纤F的外周面的里面(在Z轴方向上位于下游侧的外周面的一半区域)的光纤的一例的光线图。此外，图29为表示本变形例的光纤F的外周面上的紫外线强度分布的模拟结果的图。
如图28(a)以及图28(b)所示，与第6变形例相同，本变形例也能够对光纤F的外周面整体照射紫外光。而且，结果，如图29所示，从光纤F的外周面的表面(0°～-90°、0°～90°)一直到里面(-180°～-90°、-180°～90°)，能够得到为使涂布于光纤F的外周面的涂布剂硬化所需的规定强度(例如，5000(mW/cm2))。再者，在本变形例中，光纤F的外周面的紫外线强度的最大值为9767(mW/cm2)，最小值为5473(mW/cm2)，最小值与最大值的比值为56％。
(第8变形例)
图30为表示本发明的第1实施例的第8变形例的剖面图。本变形例的反射镜310F为将第6变形例的半圆形第1反射面311Ea改为抛物面形的部件(第1反射面311Fa)。
图31为在使用了本变形例的反射镜310F的情况下的紫外光的光线图，图31(a)为为表示射入光纤F的外周面的表面(在Z轴方向上位于上游侧的外周面的一半区域)的光纤的一例的光线图，图31(b)为表示射入光纤F的外周面的里面(在Z轴方向上位于下游侧的外周面的一半区域)的光纤的一例的光线图。此外，图32为表示本变形例的光纤F的外周面上的紫外线强度分布的模拟结果的图。
如图31(a)以及图31(b)所示，与第6变形例相同，即使在使用了本变形例的反射镜310F的情况下，也能够对光纤F的外周面整体照射紫外光。而且，结果，如图32所示，光纤F的外周面的表面(0°～-90°、0°～90°)一直到里面(-180°～-90°、-180°～90°)，能够得到为使涂布于光纤F的外周面的涂布剂硬化所需的规定强度(例如，4000(mW/cm2))。再者，在本变形例中，光纤F的外周面的紫外线强度的最大值为9547(mW/cm2)，最小值为4515(mW/cm2)，最小值与最大值比值为47.3％。
(第2实施例)
图33为说明本发明的第2实施例所涉及的光照射装置2的反射镜310周边构成的剖面图。光照射装置2不具备透光性导管200，只有这一点与第1实施例的光照射装置1不同，所以，在图33中省略其他构造的图示。
图34为本实施例的紫外光的光线图，34(a)为表示射入光纤F的外周面的表面(在Z轴方向上位于上游侧的外周面的一半区域)的光纤的一例的光线图，图34(b)为表示射入光纤F的外周面的里面(在Z轴方向上位于下游侧的外周面的一半区域)的光纤的一例的光线图。此外，图35为表示本变形例的光纤F的外周面上的紫外线强度分布的模拟结果的图。
如图34(a)以及图34(b)所示，与第1实施例相同，在本实施例(即，不具备透光性导管200的构造)也能够对光纤F的外周面整体照射紫外光。而且，结果，如图35所示，光纤F的外周面的表面(0°～-90°、0°～90°)一直到里面(-180°～-90°、-180°～90°)，能够得到为使涂布于光纤F的外周面的涂布剂硬化所需的规定强度(例如，6000(mW/cm2))。再者，在本变形例中，光纤F的外周面的紫外线强度的最大值为9973(mW/cm2)，最小值为6300(mW/cm2)，最小值与最大值比值为63.2％。
(第9变形例)
图36为表示本发明的第2实施例所涉及的第9变形例的剖面图。本变形例的反射镜310G被构成为一对第2反射面312Ga相对于直线BX(Z轴方向)倾斜，一对第2反射面312Ga的间隔随着远离光源单元100的窗部104而逐渐变窄。
图37为在使用了本变形例的反射镜310G的情况下的紫外光的光线图，图37(a)为表示射入光纤F的外周面的表面(在Z轴方向上位于上游侧的外周面的一半区域)的光纤的一例的光线图，图37(b)为表示射入光纤F的外周面的里面(在Z轴方向上位于下游侧的外周面的一半区域)的光纤的一例的光线图。此外，图38为表示在使用了本变形例的反射镜310G的情况下的光纤F的外周面上的紫外线强度分布的模拟结果的图。
如图37(a)以及图37(b)所示，与第2实施例相同，即使在使用了本变形例的反射镜310G的情况下，也能够对光纤F的外周面整体照射紫外光。而且，结果，如图38所示，光纤F的外周面的表面(0°～-90°、0°～90°)一直到里面(-180°～-90°、-180°～90°)，能够得到为使涂布于光纤F的外周面的涂布剂硬化所需的规定强度(例如，6000(mW/cm2))。再者，在本变形例中，可使用第1实施例中的透光性导管200。此外，在本变形例中，光纤F的外周面的紫外线强度的最大值为11607(mW/cm2)，最小值为7264(mW/cm2)，最小值与最大值比值为62.6％。
(第10变形例)
图39为表示本发明的第2实施例所涉及的第10变形例的剖面图。本变形例的反射镜310H被构成为一对第2反射面312Ha相对于直线BX(Z轴方向)倾斜，一对第2反射面312Ha的间隔随着远离光源单元100的窗部104逐渐变宽。
图40为在使用了本变形例的反射镜310H的情况下的紫外光的光线图，图40(a)为表示射入光纤F的外周面的表面(在Z轴方向上位于上游侧的外周面的一半区域)的光纤的一例的光线图，图40(b)为表示射入光纤F的外周面的里面(在Z轴方向上位于下游侧的外周面的一半区域)的光纤的一例的光线图。此外，图41为表示在使用了本变形例的反射镜310H的情况下的光纤F的外周面上的紫外线强度分布的模拟结果的图。
如图40(a)以及图40(b)所示，与第2实施例相同，即使在使用了本变形例的反射镜310H的情况下，也能够对光纤F的外周面整体照射紫外光。而且，结果，如图41所示，光纤F的外周面的表面(0°～-90°、0°～90°)一直到里面(-180°～-90°、-180°～90°)，能够得到为使涂布于光纤F的外周面的涂布剂硬化所需的规定强度(例如，7000(mW/cm2))。再者，在本变形例中，可使用第1实施例中的透光性导管200。此外，在本变形例中，光纤F的外周面的紫外线强度的最大值为9833(mW/cm2)，最小值为7132(mW/cm2)，最小值与最大值比值为72.5％。
如上所述，根据本发明的第1实施例、第2实施例以及第1～10变形例的各个构造，能够对光纤F的外周面整体照射紫外光，能够得到为使涂布于光纤F的外周面的涂布剂硬化所需的规定强度。并且，可知若将光纤F的外周面的紫外光的最大强度设为MAX，最小强度设为MIN，则满足以下公式(1)。
MIN/MAX≥30％···(1)
再者，应当认为此次公开的实施例的所有点均为举例，并非限定。本发明的范围并非上述说明，而是由权利要求书所示，旨在包含与权利要求书等同含义以及范围内的全部变更。

Claims (18)

1.一种光照射装置，所述光照射装置对沿着第1方向可相对移动的照射对象物照射光，其特征在于，具备：
光源，具有在相对于所述照射对象物与所述第1方向正交的第2方向上照射光的多个固体元件；
第1反射部，从所述第1方向观察时，其具有与所述照射对象物相比，配置于所述第2方向的下游侧的至少1个第1反射面，并且对所述照射对象物反射从所述光源向所述第1反射面入射的光的一部分；和
第2反射部，具有从所述光源朝所述第1反射面起立的一对第2反射面，并且从所述光源对所述第1反射面传导所述光。
2.根据权利要求1所述的光照射装置，其特征在于，
从所述第1方向观察时，所述第1反射面配置为以通过所述光源中央的垂线线对称。
3.根据权利要求2所述的光照射装置，其特征在于，
所述第1反射面为平面且至少具有2个以上，且从所述第1方向观察时，以至少2个第1反射面的垂线通过所述光源中央的垂线上的一点的方式配置。
4.根据权利要求3所述的光照射装置，其特征在于，
从所述第1方向观察时，所述第1反射面相当于具有以在通过所述光源中央的垂线上的一点上为内心的多边形的一边。
5.根据权利要求4所述的光照射装置，其特征在于，
所述多边形为三角形以上、十八角形以下的多角形。
6.根据权利要求4或5所述的光照射装置，其特征在于，
所述照射对象物配置在所述多边形的内心与所述第1反射面之间的空间。
7.根据权利要求1或2所述的光照射装置，其特征在于，
从所述第1方向观察时，所述第1反射面构成为形成经过所述光源中央的垂线上中心位置的半圆形状，所述照射对象物配置于所述半圆的中心与所述第1反射面之间的空间。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的光照射装置，其特征在于，
从所述第1方向观察时，所述一对第2反射面分别相对于所述第2方向平行。
9.根据权利要求1～7中任一项所述的光照射装置，其特征在于，
从所述第1方向观察时，所述一对第2反射面相对于所述第2方向倾斜，所述一对第2反射面的间隔随着远离所述光源而逐渐变窄。
10.根据权利要求1～9中任一项所述的光照射装置，其特征在于，
将所述照射对象物的外周面中的所述光的最大强度设为MAX，最小强度设为MIN时，满足以下公式(1)：
MIN/MAX≥30％···(1)。
11.根据权利要求1～10中任一项所述的光照射装置，其特征在于，具有：
散热部件，热接合于所述第1反射部以及所述第2反射部，并对所述第1反射部以及所述第2反射部进行散热。
12.根据权利要求12所述的光照射装置，其特征在于，
所述散热部件为板状，在所述散热部件的一面形成有收纳所述第1反射部以及所述第2反射部的收纳部。
13.根据权利要求12所述的光照射装置，其特征在于，
所述散热部件在相对于所述一面的其他面上具有多个散热片。
14.根据权利要求13所述的光照射装置，其特征在于，
具备：
制冷风扇，对散热片吹出空气。
15.根据权利要求1～14中任一项所述的光照射装置，其特征在于，
还具备：
透光性导管，以覆盖所述对象物的方式延设于所述第1方向，且透过来自所述光源的所述光。
16.根据权利要求1～15中任一项所述的光照射装置，其特征在于，
所述光为紫外线波长区域的光。
17.根据权利要求16所述的光照射装置，其特征在于，
所述照射对象物的形状呈线状、球状或者粒状，所述紫外线波长区域的光能够使涂布在所述照射对象物的外周面的涂层剂硬化。
18.根据权利要求16所述的光照射装置，其特征在于，
所述照射对象物为液体状态，所述紫外线波长区域的光对所述照射对象物进行杀菌。
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