CN108443720A - 光照射装置 - Google Patents

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Hoya Candeo Optronics Corp
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Abstract

本发明提供了一种光照射装置，其在小型化的同时，可以将照射强度高的光向照射对象物的外周面整体照射。光照射装置对于可以沿第1方向相对移动的照射对象物照射光，具有：光源，其具有多个固体元件，所述固体元件相对于照射对象物从第3方向照射光；光学元件，其相对于第3方向使从各固体元件射出的光的扩展角变窄，并且使来自于各固体元件的光分别以规定的角度折射而射出；第1反射部，其具有与照射对象物相比配置于第3方向下游侧的至少2个第1反射面，将从光学元件向第1反射面入射的光的一部分相对于照射对象物进行反射；以及第2反射部，其具有在光学元件和第1反射部之间配置的一对第2反射面，从光学元件相对于第1反射面对光进行导光。

Description

光照射装置
技术领域
本发明涉及一种例如在光纤上涂敷的涂覆剂的硬化装置等、对于可沿规定的方向相对移动的照射对象物照射光的光照射装置。
背景技术
当前，在光纤的制造工序中，为了保护被拉线的光纤的表面，保证光纤的强度，将紫外线硬化型的涂覆剂向光纤的表面涂敷。这种涂覆剂利用涂覆装置在未硬化的状态下涂敷，利用照射紫外光的光照射装置而硬化(例如，专利文献1)。
在专利文献1中记载了使涂敷有被覆材料(涂覆剂)的拉线光纤穿过具有椭圆型壳体的硬化室而使被覆材料硬化的装置。构成为在椭圆型壳体内设置椭圆形反射镜和与光纤的路径平行地延伸石英卤素灯，通过将石英卤素灯及光纤分别配置于椭圆形反射镜的第1焦点位置及第2焦点位置，从而使从石英卤素灯照射的紫外光可靠地照向光纤的外周。
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
本发明所要解决的问题：
根据专利文献1所述的装置，来自于在椭圆形反射镜的第1焦点位置配置的石英卤素灯、放电灯的紫外光由椭圆形反射镜反射，向在椭圆形反射镜的第2焦点位置配置的光纤可靠地导光。
但是，在专利文献1所述的装置中，由于需要将从放电灯的辉点以360°辐射的光向光纤聚光，因此必须以包围放电灯及光纤的方式设置椭圆形反射镜，另外，由于在椭圆形反射镜的第1焦点位置和第2焦点位置之间必须设置规定的距离，因此存在装置整体大型化的问题。另外，为了使光纤的涂覆剂可靠地硬化，优选紫外光的照射强度高，但在专利文献1的结构中，紫外光的照射强度由放电灯的性能和椭圆形反射镜的设计决定，因此难以提高紫外光的照射强度。
本发明就是鉴于上述情况，其目的在于，提供一种不使用椭圆形反射镜，在小型化的同时可以将照射强度高的光向光纤等照射对象物的外周面整体照射的光照射装置。
解决问题的手段：
为了实现上述目的，本发明的光照射装置，其对于可以沿第1方向相对移动的照射对象物照射光，具有：基板，其由第1方向和与第1方向正交的第2方向规定；光源，其具有多个固体元件，所述固体元件在基板上沿第1方向排列多列而配置，相对于照射对象物，从与第1方向及第2方向正交的第3方向照射光；光学元件，其配置于多个固体元件的光路中，相对于第3方向，使从各固体元件射出的光的扩展角变窄，并且使来自于各固体元件的光分别以规定的角度折射而射出；第1反射部，其在从第1方向观察时，具有在与照射对象物相比配置于第3方向下游侧的至少2个第1反射面，将从光学元件向第1反射面入射的光的一部分相对于照射对象物进行反射；以及第2反射部，其具有在光学元件和第1反射部之间配置的一对第2反射面，从光学元件相对于第1反射面对光进行导光。
根据这种结构，由于在面向照射对象物的光源的一侧直接照射来自于光源的光，在不面向照射对象物的光源的一侧照射来自于第1反射部的反射光，因此可以向照射对象物的外周可靠地照射光。另外，由于是在多个固体元件的光路中配置光学元件的结构，因此可以向照射对象物的外周面整体照射照射强度高的光。另外，由于在光源和第1反射部之间的空间存在朝向各种方向的紫外光，因此即使照射对象物的位置向第2方向或第3方向稍微偏移，也可以向照射对象物的外周面整体照射紫外光。另外，由于作为光源可以使用射出以180°扩展的光的固体元件，因此不需要当前这种椭圆形反射镜，并且可以与当前相比使光源和照射对象物之间的间隔更窄地配置，因此可以使光照射装置小型化。另外，作为光源，可以使用不包含热线的固体元件，因此与使用当前这种放电灯的结构相比较，可以抑制照射对象物的温度上升。另外，由于光照射装置自身的温度上升也被抑制，因此用于对光照射装置进行冷却的风扇也可以小型化，可以使光照射装置自身进一步小型化。
另外，可以构成为，在从第1方向观察时，从多个固体元件射出的光的主光线，向第1反射面入射，或者不向第1反射面而是向照射对象物入射。
另外，可以构成为，在从第1方向观察时，穿过光源的中央的垂线与光学元件的光轴大致一致。另外，该情况下，优选多个固体元件的第2方向的间隔，随着从光源的中央远离而扩大。
另外，优选光学元件是沿第1方向延伸的圆柱透镜。
另外，可以具有一对第3反射部，其以从第2方向夹着多个固体元件的光路的方式，配置于光源和光学元件之间，从光源相对于光学元件对光进行导光。另外，在该情况下，优选一对第3反射部在从第1方向观察时，相对于第3方向倾斜，一对第3反射部的间隔随着从光源远离而变窄。
另外，可以具有一对第4反射部，其以从第2方向夹着多个固体元件的光路的方式，配置于光学元件和第2反射部之间。另外，在该情况下，优选一对第4反射部在从第1方向观察时，相对于第3方向倾斜，一对第4反射部的间隔随着从光学元件远离而扩大。
另外，优选第1反射面在从第1方向观察时，相对于穿过光源的中央的垂线而线对称地配置。另外，该情况下，优选第1反射面是平面，在从第1方向观察时，配置为第1反射面的垂直二等分线与穿过光源的中央的垂线相交。
另外，优选一对第2反射面在从第1方向观察时，相对于第3方向倾斜，一对第2反射面的间隔随着从光源远离而变窄。
另外，优选在将照射对象物的外周面的光的最大强度设为MAX，将最小强度设为MIN时，满足以下关系式(1)。
MIN/MAX≧50％…(1)
另外，优选具有散热部件，其与第1反射部及第2反射部热性接合，对第1反射部及第2反射部进行散热。另外，该情况下，优选散热部件是板状，在散热部件的一个面形成收容第1反射部及第2反射部的收容部。另外，该情况下，优选散热部件在与一个面相对的另一个面具有多个散热翅片。另外，该情况下，优选具有向散热翅片吹送气体的冷却风扇。
另外，优选还具有透光性导管，其以覆盖照射对象物的方式向第1方向延伸设置，使来自于光源的光透过。
另外，优选光是紫外线波长区域的光。
另外，优选照射对象物呈线状、球状或粒状的形状，紫外线波长区域的光使在照射对象物的外周面上涂敷的涂覆剂硬化。
另外，优选照射对象物是液状，紫外线波长区域的光对照射对象物进行杀菌。
发明的效果：
如上所示，根据本发明，可以实现一种不使用椭圆形反射镜，在设为小型结构的同时可以将照射强度高的光向光纤等的照射对象物的外周面整体照射的光照射装置。
附图说明
图1是对本发明的第1实施方式涉及的光照射装置的结构进行说明的外观立体图。
图2是图1的光照射装置的分解立体图。
图3是对本发明的第1实施方式涉及的光照射装置所具有的光源单元的结构进行说明的图。
图4是表示本发明的第1实施方式涉及的光照射装置所具有的LED模块的结构的图。
图5是对本发明的第1实施方式涉及的光照射装置所具有的LED模块、透光性导管、反射镜模块的反射镜的位置关系进行说明的Y－Z平面的剖视图。
图6是从本发明的第1实施方式涉及的光照射装置的光源单元射出的紫外光的光线图。
图7是表示由本发明的第1实施方式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仿真结果的图。
图8是对本发明的第2实施方式涉及的光照射装置的结构进行说明的剖视图。
图9是从本发明的第2实施方式涉及的光照射装置的光源单元射出的紫外光的光线图。
图10是表示由本发明的第2实施方式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仿真结果的图。
标号说明：
1、1A 光照射装置
100 光源单元
102 壳体
102a 前面面板
102b 开口
110 LED模块
113 基板
115、115a、115b、115c、115d、115e LED元件
120 散热器
122 底板
125 散热翅片
132、134 第3反射部
132a、134a 反射面
150、150A 透镜
162、164 第4反射部
162a、164a 反射面
200、200A 透光性导管
300、300A 反射镜模块
310 反射部件
311、311A 第1反射部
311a、311b、311c、311d、311e、311Aa、311Ab、311Ac 第1反射面
312、312A 第2反射部
312a、312b、312Aa、312Ab 第2反射面
320 反射镜框架
322 凹部
324 散热翅片 330 冷却风扇
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式详细地进行说明。此外，对于图中相同或相应的部分标注相同的标号，省略重复说明。
第1实施方式：
图1是对本发明的第1实施方式涉及的光照射装置1的结构进行说明的外观立体图。另外，图2是光照射装置1的分解立体图。本实施方式的光照射装置1是使在被拉线的光纤F上涂敷的涂覆剂硬化的光源装置，沿在一个方向上移动(走向)的光纤F而射出线状紫外光。此外，本说明书中，如图1的坐标所示，将光纤F的移动方向定义为X轴方向，将后述的LED(Light Emitting Diode)元件115(固体元件)射出紫外光的方向定义为Z轴方向，将与X轴方向及Z轴方向正交的方向定义为Y轴方向而进行说明。另外，通常紫外光是指波长400nm以下的光，但在本说明书的紫外光是指可以使涂覆剂硬化的波长(例如，波长250～420nm)的光。
如图1及图2所示，本实施方式的光照射装置1具有光源单元100、透光性导管200、及反射镜模块300。
图3是对光源单元100的结构进行说明的图，图3(a)是主视图(从Z轴的正方向侧观察的图)，图3(b)是图3(a)的A－A剖视图。如图3所示，光源单元100具有箱形的壳体102，在其内部收容多个LED模块110、散热器120、透镜150等。图4是表示本实施方式的LED模块110的结构的图，图4(a)是主视图(即，从Z轴的正方向侧观察图3(b)的LED模块110的图)，图4(b)是LED模块110的放大图。此外，本说明书中，为了说明的方便，如图4(b)所示，将使LED模块110沿Y轴方向分为两部分的直线定义为直线AX，如图3(b)所示，将与直线AX垂直且与Z轴方向平行的直线定义为直线BX(穿过LED模块110的中央的垂线)。
如图3所示，在壳体102的前面板102a(Z轴方向的端面)上形成矩形的开口102b，通过在开口102b内配置的透镜150而射出线状紫外光。
散热器120配置为与LED模块110的基板113的背面紧贴，是对由各LED模块110产生的热量进行散热的所谓空冷散热器。散热器120由铝或铜等热传导性良好的材料制成，具有沿X轴方向延伸的薄板状的底板122、和在与基板113所抵接的表面相反一侧的表面形成的多个散热翅片125。各散热翅片125呈与Y－Z平面平行的薄板状的形状，在X轴方向上隔着规定的间隔而设置。此外，在本实施方式中，利用由未图示的冷却风扇生成的气流，多个散热翅片125同样地被冷却。
如图4(b)所示，LED模块110具有与X轴方向及Y轴方向平行的矩形的基板113、及在基板113上配置的多个LED元件115，在本实施方式中，如图4(a)所示，4个LED模块110在散热器120的表面上沿X轴方向排列而配置。
各LED模块110的基板113是由热传导率高的材料(例如，氮化铝)制成的矩形配线基板，如图4(b)所示，在其表面COB(Chip On Board)贴装5列(Y轴方向)×20个(X轴方向)的LED元件115。此外，如图4(b)所示，本说明书中，为了说明的方便，将在各列配置的LED元件115称为LED元件115a、115b、115c、115d、115e。即，将配置于基板113的Y轴方向大致中央(即，沿直线AX配置)的一列LED元件115设为LED元件115a，以LED元件115a为基准，将沿Y轴的正方向分离的两列分别设为LED元件115b、115d，将沿Y轴的负方向分离的两列分别设为LED元件115c、115e。此外，在本实施方式中，LED元件115a与LED元件115b、115c间的距离分别设定为2mm，LED元件115b与LED元件115d间的距离、及LED元件115c与LED元件115e间的距离分别设定为3mm。即，本实施方式的LED元件115a、115b、115c、115d、115e，在从Z轴方向观察时，相对于直线AX而线对称地配置。
在基板113上形成用于向各LED元件115供给电力的阳极图案(未图示)及阴极图案(未图示)，各LED元件115与阳极图案及阴极图案分别软钎焊而电性连接。另外，基板113由未图示的配线电缆与未图示的驱动电路电性连接，从驱动电路经由阳极图案及阴极图案向各LED元件115供给驱动电流。如果向各LED元件115供给驱动电流，则从各LED元件115射出与驱动电流对应的光量的紫外光(例如，波长385nm)，从LED模块110射出与X轴方向平行的线状紫外光。如图4(a)所示，在本实施方式中构成为，4个LED模块110沿X轴方向排列，来自于各LED模块110的线状紫外光在X轴方向上相连续。此外，本实施方式的各LED元件115，以射出大致相同光量的紫外光的方式调整向各LED元件115供给的驱动电流，从4个LED模块110射出的线状紫外光，在X轴方向上具有大致均匀的光量分布。
如果向LED模块110供给电力，从各LED元件115射出紫外光，则因LED元件115的自身发热而温度上升，产生发光效率显著地下降的问题，但在本实施方式中，由于利用散热器120而各LED模块110同样地被冷却，因此抑制这种问题的产生。
从各LED模块110射出的紫外光，入射至以光轴位于直线BX上的方式配置的透镜150(图3(b))。透镜150是沿X轴方向延伸的直径φ14mm的圆棒状的玻璃制圆柱透镜。从LED元件115a、115b、115c、115d、115e射出的各紫外光穿过透镜150，从而向Y轴方向折射，并且向Y轴方向聚光(即，缩小扩展角)，从光源单元100射出。即，从光源单元100射出照射强度高的紫外光。
此外，如图3(b)所示，在LED模块110和透镜150之间，一对第3反射部132、134沿Y轴方向分离地配置。一对第3反射部132、134以从Y轴方向夹着从LED元件115a、115b、115c、115d、115e射出的各紫外光的光路的方式沿X轴方向延伸，以反射面132a、134a相面对的方式配置，将从LED模块110射出的紫外光向透镜150导光。此外，在本实施方式中，第3反射部132、134的反射面132a、134a在从X轴方向观察时，以直线BX为对称轴而线对称，由朝向前方(Z轴的正方向侧)而以规定的角度变窄的平面构成。从LED元件115射出的紫外光通常扩展角大，但由于角度成分大的紫外光由第3反射部132、134的反射面132a、134a反射，因此从各LED元件115射出的全部光线(紫外光)穿过透镜150而射出。
另外，如图3(b)所示，在透镜150和壳体102(即，前面板102a)之间，一对第4反射部162、164沿Y轴方向分离而配置。一对第4反射部162、164以从Y轴方向夹着从透镜150射出的紫外光的光路的方式向X轴方向延伸，以反射面162a、164a相面对的方式配置，将从透镜150射出的紫外光向后段的透光性导管200、反射镜模块300导光。此外，在本实施方式中，第4反射部162、164的反射面162a、164a在从X轴方向观察时，以直线BX为对称轴而线对称，由朝向前方(Z轴的正方向侧)而以规定的角度扩大的平面构成。如后所述，从透镜150射出的紫外光向后段的透光性导管200及反射镜模块300入射，但存在由反射镜模块300反射而向光源单元100侧返回的返回光。但是，根据本实施方式的结构，由于可以将来自于反射镜模块300的返回光利用第4反射部162、164再次反射，因此可以将紫外线封闭在光源单元100和反射镜模块300之间的空间内。
透光性导管200是使来自于光源单元100的紫外光可以透过的例如外径φ23mm、内径φ20mm的玻璃制导管，以沿X轴方向延伸的方式配置于透镜150和反射镜模块300之间，在X轴方向两端由未图示的支撑部件固定(图1、图2)。并且，在透光性导管200的内部，插入在X轴方向上移动的光纤F。此外，本实施方式的光纤F例如外径为φ0.25mm，沿透光性导管200的中心轴配置，在X轴方向上以200～1200m/min的速度移动。另外，在本实施方式中，透光性导管200的中心轴以位于直线BX上的方式配置，光纤F的Y轴方向的位置与直线BX大致一致。
如图1及图2所示，反射镜模块300由反射部件310、反射镜框架320、冷却风扇330构成。
图5是对LED模块110、透光性导管200、反射镜模块300的反射部件310的位置关系进行说明的Y－Z平面的剖视图。此外，在图5中，为了说明的方便，省略反射镜框架320或散热器120等而示出。
如图5所示，反射部件310以覆盖透光性导管200的方式向X轴方向延伸，是在壳体102的前表面配置的部件。反射部件310例如通过将铝的细长板材沿X轴方向弯折而形成，在与透光性导管200相对的一侧形成多个反射面(后述的第1反射部311的第1反射面311a、311b、311c、311d、311e，及第2反射部312的第2反射面312a、312b)。
如图5所示，本实施方式的反射部件310是将从光源单元100射出的紫外光相对于光纤F反射的部件，以剖面为大致U字状的方式沿X轴方向在6处弯折，由第1反射部311、第2反射部312构成。
第2反射部312从光源单元100的第4反射部162、164的前端部向Z轴方向立起，由将从光源单元100射出的紫外光向第1反射部311的第1反射面311a、311b、311c、311d、311e导光的一对第2反射面312a、312b构成。此外，如图5所示，在本实施方式中，一对第2反射面312a、312b由朝向前方(Z轴的正方向侧)以规定的角度变窄的平面构成。
第1反射部311由与光纤F相比配置于Z轴方向下游侧的5个第1反射面311a、311b、311c、311d、311e构成，将向各第1反射面311a、311b、311c、311d、311e入射的紫外光的一部分相对于光纤F的外周面的背面(在Z轴方向上位于下游侧的外周面的一半区域)反射。此外，如图5所示，本实施方式的各第1反射面311a、311b、311c、311d、311e以圆弧状配置，穿过各第1反射面311a、311b、311c、311d、311e的中央的垂线(即，图5中由虚线示出的垂直二等分线)以与直线BX相交的方式配置。
图6是从本实施方式的光源单元100射出的紫外光的光线图，图6(a)表示从LED元件115a射出而向光纤F的外周面入射的光线的一个例子，图6(b)表示从LED元件115b射出而向光纤F的外周面入射的光线的一个例子，图6(c)表示从LED元件115d射出而向光纤F的外周面入射的光线的一个例子。此外，如上所述，由于本实施方式的LED元件115a、115b、115c、115d、115e在从Z轴方向观察时相对于直线AX而线对称地配置，因此从LED元件115b射出的紫外光的光线、和从LED元件115c射出的紫外光的光线，相对于直线BX成为线对称。因此，对于从LED元件115c射出的光线，其说明省略。此外，同样地，由于从LED元件115d射出的紫外光的光线、和从LED元件115e射出的紫外光的光线，相对于直线BX为线对称，因此对于从LED元件115e射出的光线，其说明省略。
图6(a)的L1是从光源单元100的LED元件115a射出的角度成分为0°的主光线(即，照度最强的光线)，L2是从光源单元100的LED元件115a射出的角度成分为+60°的光线，L3是从光源单元100的LED元件115a射出的角度成分为－60°的光线。从光源单元100的LED元件115a射出的光线L1不在透镜150内折射而是穿过，从透镜150射出。并且，从透镜150射出的光线L1直接进入透光性导管200的内部，对光纤F的外周面的表面(在Z轴方向上位于上游侧(负方向侧)的外周面的一半区域)进行照射。另外，从光源单元100的LED元件115a射出的光线L2由透镜150折射，从透镜150射出。并且，从透镜150射出的光线L2穿过透光性导管200，由第1反射面311d反射后，再次进入透光性导管200的内部，对光纤F的外周面的背面(在Z轴方向上位于下游侧(正方向侧)的外周面的一半区域)进行照射。另外，从光源单元100的LED元件115a射出的光线L3由透镜150折射，从透镜150射出。并且，从透镜150射出的光线L3穿过透光性导管200，由第1反射面311b反射后，再次进入透光性导管200的内部，对光纤F的外周面的背面(在Z轴方向上位于下游侧(正方向侧)的外周面的一半区域)进行照射。由此，从本实施方式的LED元件115a射出的光线穿过透镜150后，直接或由第1反射部311反射，向光纤F的外周面整体入射。即，向光纤F的外周面整体入射照射强度高的紫外光。
图6(b)的L4是从光源单元100的LED元件115b射出的角度成分为0°的主光线，L5是从光源单元100的LED元件115b射出的角度成分为+45°的光线。从光源单元100的LED元件115b射出的光线L4由透镜150折射，并从透镜150射出。并且，从透镜150射出的光线L4穿过透光性导管200，由第1反射面311d反射后，再次进入透光性导管200的内部，对光纤F的外周面的背面(在Z轴方向上位于下游侧(正方向侧)的外周面的一半区域)进行照射。另外，从光源单元100的LED元件115b射出的光线L5由第3反射部132反射后，穿过透镜150并从透镜150射出。并且，从透镜150射出的光线L5穿过透光性导管200，并由第2反射面312a反射后，再次进入透光性导管200的内部，对光纤F的外周面的侧面(在Y轴方向上位于正方向侧的外周面的一半区域)进行照射。由此，从本实施方式的LED元件115b射出的光线由第3反射部132、134导光而穿过透镜150。并且，穿过透镜150的光线进一步由第4反射部162、164导光，由第1反射部311、第2反射部312反射，向光纤F的外周面整体入射。即，向光纤F的外周面整体入射照射强度高的紫外光。
图6(c)的L6是从光源单元100的LED元件115d射出的角度成分为0°的主光线，L7是从光源单元100的LED元件115d射出的角度成分为+45°的光线。从光源单元100的LED元件115d射出的光线L6由透镜150折射，并从透镜150射出。并且，从透镜150射出的光线L6穿过透光性导管200，由第1反射面311e反射后，再次进入透光性导管200的内部，对光纤F的外周面的背面(在Z轴方向上位于下游侧(正方向侧)的外周面的一半区域)进行照射。另外，从光源单元100的LED元件115d射出的光线L7由第3反射部132反射后，由透镜150折射，并从透镜150射出。并且，从透镜150射出的光线L7穿过透光性导管200，由第2反射面312b反射后，再次进入透光性导管200的内部，对光纤F的外周面的表面(在Z轴方向上位于上游侧(负方向侧)的外周面的一半区域)进行照射。由此，从本实施方式的LED元件115d射出的光线由第3反射部132、134导光而穿过透镜150。并且，穿过透镜150的光线进一步由第4反射部162、164导光，由第1反射部311、第2反射部312反射，向光纤F的外周面整体入射。即，向光纤F的外周面整体入射照射强度高的紫外光。
由此，从本实施方式的LED元件115a射出的主光线，不在透镜150中折射而是穿过，对光纤F的外周面的表面(在Z轴方向上位于上游侧(负方向侧)的外周面的一半区域)进行照射。另外，由于从本实施方式的LED元件115b、115c、115d、115e射出的主光线相对于透镜150的光轴(即，直线BX)偏移，因此由透镜150折射并由第1反射部311反射，对光纤F的外周面的背面(在Z轴方向上位于下游侧(正方向侧)的外周面的一半区域)进行照射。此外，由于在本实施方式中构成为，LED元件115a、115b、115c、115d、115e的Y轴方向的间隔，随着从LED模块110的中央(即，LED元件115a)远离而变宽，从LED元件115b、115c、115d、115e射出的主光线分别由不同的第1反射面反射，因此向光纤F的外周面整体入射。另外，从本实施方式的LED元件115a、115b、115c、115d、115e射出的主光线以外的其它光线，也还由第3反射部132、134导光而由透镜150折射，进而由第4反射部162、164导光，由第1反射部311、第2反射部312反射，向光纤F的外周面整体入射。即，从各LED元件115a、115b、115c、115d、115e射出的紫外光，被封闭在光源单元100和反射镜模块300之间的空间内，从各个方向向光纤F的外周面整体入射。因此，根据这样的本实施方式的结构，能够将照射强度高的紫外光向光纤F的外周面整体照射。另外，由于在光源单元100和反射镜模块300之间的空间存在朝向各个方向的紫外光，因此即使光纤F从透光性导管200的中心轴稍微偏离地行进，也会向光纤F的外周面整体照射紫外光。
返回图1及图2，反射镜模块300的反射镜框架320是支撑反射部件310，并且使反射部件310的热量散热的金属制的板状部件。在反射镜框架320的一端面(与光源单元100相对一侧的面)，形成收容反射部件310及透光性导管200的凹部322(收容部)，在反射镜模块300安装于壳体102的前面板102a时，反射部件310及透光性导管200收容于凹部322中而固定。并且，如果反射部件310收容于凹部322中而固定，则反射镜框架320与反射部件310的第1反射部311及第2反射部312紧贴并热性接合。在反射镜框架320的另一端面，形成将反射镜框架320的热量有效地散热的多个散热翅片324。因此，从反射部件310向反射镜框架320传导的热量，经由散热翅片324高效地向空气中散热。
冷却风扇330是对反射镜框架320的散热翅片324进行冷却的装置。利用冷却风扇330，外部的气体被吹向散热翅片324，因此散热翅片324与自然空冷相比较，进一步高效地被冷却。
下面，对由本实施方式的光照射装置1照射的光纤F的外周面上的紫外线强度进行说明。图7是表示由本实施方式的光照射装置1照射的光纤F的外周面上的紫外线强度分布的仿真结果的图，图7(a)是透光性导管200的X轴方向中央部的紫外线强度分布图，图7(b)是对图7(a)的横轴进行说明的图。如图7(b)所示，图7(a)的横轴是将光纤F的外周面和直线BX(图5)相交的位置设为0°时的外周面的位置，将顺时针的角度由0～180°(即，+)示出，将逆时针的角度由0～－180°(即，－)示出。此外，图7(a)的纵轴是紫外线强度(mW/cm2)。
如图7所示可知，向光纤F的外周面的表面(0°～－90°、0°～90°)照射的紫外线强度，与向光纤F的外周面的背面(－180°～－90°、180°～90°)照射的紫外线强度相比稍高，但作为整体，可以获得为了使在光纤F的外周面涂敷的涂覆剂硬化所需的规定强度(例如，6000(mW/cm2))。此外，在本实施方式中，光纤F的外周面的紫外线强度的最大值为14340(mW/cm2)，最小值为7617(mW/cm2)，最小值约为最大值的53.1％。
由此，根据本实施方式的结构，可以将照射强度高的紫外光向光纤F的外周面整体照射。其结果，在光纤F的外周面涂敷的涂覆剂同样地硬化。另外，根据本实施方式的结构，可以将光源单元100和光纤F之间的距离(约10mm)设定为与使用当前的椭圆形反射镜的结构相比显著地缩短，因此可以实现与当前相比小型化的光照射装置1。
以上是本实施方式的说明，但本发明并不限定于上述结构，在本发明的技术的思想的范围内可以进行各种变形。
例如，本实施方式的光照射装置1，以使在被拉线的光纤F涂敷的涂覆剂硬化的情况进行说明，但光照射装置1的用途并不限定于此。例如，照射对象物也可以呈线状、球状或粒状的形状，在该情况下也可以使在照射对象物的外周面上涂敷的涂覆剂硬化。另外，例如，照射对象物也可以是液状的，该情况下，通过对照射对象物照射紫外光，可以对照射对象物进行杀菌。
另外，在本实施方式中，将向一个方向移动(行进)的光纤F作为照射对象物，但照射对象物并不一定限定于正在移动，也可以构成为，向停止的照射对象物照射紫外光。
另外，在本实施方式中，使用以5列(Y轴方向)×20个(X轴方向)的方式排列的LED元件115的结构，但并不限定于这种结构，LED元件115只要以M列(M为大于或等于2的整数)的形态配置即可。另外，该情况下，只要形成使来自于各列的LED元件115的主光线入射的M个第1反射面即可。另外，也可以构成为向1个第1反射面入射多个主光线，只要第1反射面大于或等于2个即可。
另外，本实施方式的透镜150为圆棒状的圆柱透镜，但也可以是至少一个面为凸面的圆柱透镜。另外，透镜150并不一定为球面，还可以是非球面。
另外，在本实施方式中，第3反射部132、134的反射面132a、134a在从X轴方向观察时，由朝向前方(Z轴的正方向侧)而以规定的角度变窄的平面构成，但只要是将向外侧(Y轴的正方向侧及负方向侧)扩展的光向内侧(直线BX侧)折返即可，也可以是从X轴方向观察时，反射面132a、134a与Z轴方向平行。
第2实施方式：
图8是对本发明的第2实施方式涉及的光照射装置1A的结构进行说明的剖视图。此外，在图8中，为了说明的方便，省略反射镜框架320或散热器120等而示出。本实施方式的光照射装置1A与第1实施方式的光照射装置1的不同点在于，透镜150A及透光性导管200A较细地构成的一点，以及在反射镜模块300A的第1反射部311A上形成3个第1反射面311Aa、311Ab、311Ac的一点。此外，本实施方式的光照射装置1A也与第1实施方式的光照射装置1同样地，具有由一对第2反射面312Aa、312Ab构成的第2反射部312A，其从光源单元100的第4反射部162、164的前端部向Z轴方向立起，将从光源单元100射出的紫外光向第1反射部311A的第1反射面311Aa、311Ab、311Ac导光。
图9是本实施方式的紫外光的光线图，图9(a)示出从LED元件115a射出而向光纤F的外周面入射的光线的一个例子，图9(b)示出从LED元件115b射出而向光纤F的外周面入射的光线的一个例子，图9(c)示出从LED元件115d射出而向光纤F的外周面入射的光线的一个例子。此外，与第1实施方式同样地，关于从LED元件115c射出的光线及从LED元件115e射出的光线，其说明省略。
图9(a)的L1是从光源单元100的LED元件115a射出的角度成分为0°的主光线(即，照度最强的光线)，L2是从光源单元100的LED元件115a射出的角度成分为+60°的光线，L3是从光源单元100的LED元件115a射出的角度成分为－60°的光线。从LED元件115a射出的光线L1，不在透镜150A内折射而是穿过，从透镜150A射出。并且，从透镜150A射出的光线L1直接进入透光性导管200A的内部，对光纤F的外周面的表面(在Z轴方向上位于上游侧(负方向侧)的外周面的一半区域)进行照射。另外，从LED元件115a射出的光线L2由透镜150A折射，从透镜150A射出。并且，从透镜150A射出的光线L2穿过透光性导管200A，由第1反射面311Ab反射后，再次进入透光性导管200A的内部，对光纤F的外周面的背面(在Z轴方向上位于下游侧(正方向侧)的外周面的一半区域)进行照射。另外，从LED元件115a射出的光线L3由透镜150A折射，从透镜150A射出。并且，从透镜150A射出的光线L3穿过透光性导管200A，由第1反射面311Ab反射后，再次进入透光性导管200A的内部，对光纤F的外周面的背面(在Z轴方向上位于下游侧(正方向侧)的外周面的一半区域)进行照射。由此，从本实施方式的LED元件115a射出的角度成分为0°、±60°的光线，穿过透镜150A后，直接或由第1反射面311Ab反射而向光纤F的外周面整体入射。
图9(b)的L4是从LED元件115b射出的角度成分为0°的主光线，L5是从LED元件115b射出的角度成分为+45°的光线。从LED元件115b射出的光线L4由透镜150A折射，从透镜150A射出。并且，从透镜150A射出的光线L4进入透光性导管200A的内部，对光纤F的外周面的表面(在Z轴方向上位于上游侧(负方向侧)的外周面的一半区域)进行照射。另外，从LED元件115b射出的光线L5由透镜150A折射，并从透镜150A射出。并且，从透镜150A射出的光线L5进入透光性导管200A的内部，对光纤F的外周面的表面(在Z轴方向上位于上游侧(负方向侧)的外周面的一半区域)进行照射。由此，从本实施方式的LED元件115b射出的角度成分为0°、+45°的光线在穿过透镜150A后，向光纤F的外周面直接入射。
图9(c)的L6是从LED元件115d射出的角度成分为0°的主光线，L7是从LED元件115d射出的角度成分为+45°的光线。从LED元件115d射出的光线L6由透镜150A折射，并从透镜150A射出。并且，从透镜150A射出的光线L6穿过透光性导管200A，并由第1反射面311Ac反射后，再次进入透光性导管200A的内部，对光纤F的外周面的背面(在Z轴方向上位于下游侧(正方向侧)的外周面的一半区域)进行照射。另外，从LED元件115d射出的光线L7由第3反射部132反射后，由透镜150A折射，并从透镜150A射出。并且，从透镜150A射出的光线L7由第2反射面312Ab反射后，进入透光性导管200A的内部，对光纤F的外周面的表面(在Z轴方向上位于上游侧(负方向侧)的外周面的一半区域)进行照射。由此，从本实施方式的LED元件115d射出的角度成分为0°、+45°的光线由第3反射部132、134导光而穿过透镜150A。并且，穿过了透镜150A的光线进一步由第1反射部311、第2反射部312反射，向光纤F的外周面入射。
由此，在本实施方式的结构中也与第1实施方式同样地，从各LED元件115a、115b、115c、115d、115e射出的紫外光，被封闭在光源单元100和反射镜模块300A之间的空间内，从各个方向向光纤F的外周面入射。因此，根据这样的本实施方式的结构，可以将照射强度高的紫外光向光纤F的外周面整体照射。另外，在光源单元100和反射镜模块300A之间的空间，由于存在朝向各个方向的紫外光，因此即使光纤F从透光性导管200A的中心轴稍微偏移地行进，也会向光纤F的外周面整体照射紫外光。
图10是表示由本实施方式的光照射装置1A照射的光纤F的外周面上的紫外线强度分布的仿真结果的图。如图10所示，在光纤F的外周面的表面(0°～－90°、0°～90°)照射的紫外线强度，与在光纤F的外周面的背面(－180°～－90°、180°～90°)照射的紫外线强度相比较稍高，但作为整体，可以获得为了使在光纤F的外周面涂敷的涂覆剂硬化所需的规定强度(例如，8000(mW/cm2))。此外，在本实施方式中，光纤F的外周面的紫外线强度的最大值为15647(mW/cm2)，最小值为8352(mW/cm2)，最小值约为最大值的53.4％。
如上所述，根据本发明的第1实施方式、第2实施方式的各结构，可以在光纤F的外周面整体照射紫外光，获得为了使在光纤F的外周面涂敷的涂覆剂硬化所需的规定强度。并且，如果将光纤F的外周面的紫外光的最大强度设为MAX，将最小强度设为MIN，可知满足以下的关系式(1)。
MIN/MAX≧50％…(1)
此外，本次公开的实施方式，全部内容均是例示，应认为其并不是限制性的。本发明的范围并不是上述说明示出，而是由权利要求书示出，其含义为，包含与权利要求书均等的含义及范围内的全部变更。

Claims (21)

1.一种光照射装置，其对于可以沿第1方向相对移动的照射对象物照射光，其特征在于，具有：
基板，其由所述第1方向和与所述第1方向正交的第2方向规定；
光源，其具有多个固体元件，所述固体元件在所述基板上沿所述第1方向排列多列而配置，相对于所述照射对象物，从与所述第1方向及所述第2方向正交的第3方向照射所述光；
光学元件，其配置于所述多个固体元件的光路中，相对于所述第3方向，使从所述各固体元件射出的光的扩展角变窄，并且使来自于所述各固体元件的光分别以规定的角度折射而射出；
第1反射部，其在从所述第1方向观察时，具有在与所述照射对象物相比配置于所述第3方向下游侧的至少2个第1反射面，将从所述光学元件向所述第1反射面入射的光的一部分相对于所述照射对象物进行反射；以及
第2反射部，其具有在所述光学元件和所述第1反射部之间配置的一对第2反射面，从所述光学元件相对于所述第1反射面对所述光进行导光。
2.根据权利要求1所述的光照射装置，其特征在于，
在从所述第1方向观察时，从所述多个固体元件射出的所述光的主光线，向所述第1反射面入射，或者不向所述第1反射面而是向所述照射对象物入射。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的光照射装置，其特征在于，
在从所述第1方向观察时，穿过所述光源的中央的垂线与所述光学元件的光轴大致一致。
4.根据权利要求3所述的光照射装置，其特征在于，
所述多个固体元件的所述第2方向的间隔，随着从所述光源的中央远离而扩大。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的光照射装置，其特征在于，
所述光学元件是沿所述第1方向延伸的圆柱透镜。
6.根据权利要求1至5中任意一项所述的光照射装置，其特征在于，具有：
一对第3反射部，其以从所述第2方向夹着所述多个固体元件的光路的方式，配置于所述光源和所述光学元件之间，从所述光源相对于所述光学元件对所述光进行导光。
7.根据权利要求6所述的光照射装置，其特征在于，
所述一对第3反射部在从所述第1方向观察时，相对于所述第3方向倾斜，所述一对第3反射部的间隔随着从所述光源远离而变窄。
8.根据权利要求1至7中任意一项所述的光照射装置，其特征在于，
具有一对第4反射部，其以从所述第2方向夹着所述多个固体元件的光路的方式，配置于所述光学元件和所述第2反射部之间。
9.根据权利要求8所述的光照射装置，其特征在于，
所述一对第4反射部在从所述第1方向观察时，相对于所述第3方向倾斜，所述一对第4反射部的间隔随着从所述光学元件远离而扩大。
10.根据权利要求1至9中任意一项所述的光照射装置，其特征在于，
所述第1反射面在从所述第1方向观察时，相对于穿过所述光源的中央的垂线而线对称地配置。
11.根据权利要求10所述的光照射装置，其特征在于，
所述第1反射面是平面，在从所述第1方向观察时，配置为所述第1反射面的垂直二等分线与穿过所述光源的中央的垂线相交。
12.根据权利要求1至11中任意一项所述的光照射装置，其特征在于，
所述一对第2反射面在从所述第1方向观察时，相对于所述第3方向倾斜，所述一对第2反射面的间隔随着从所述光源远离而变窄。
13.根据权利要求1至12中任意一项所述的光照射装置，其特征在于，
在将所述照射对象物的外周面的所述光的最大强度设为MAX，将最小强度设为MIN时，满足以下关系式(1)，
MIN/MAX≧50％…(1)。
14.根据权利要求1至13中任意一项所述的光照射装置，其特征在于，具有：
散热部件，其与所述第1反射部及所述第2反射部热性接合，对所述第1反射部及所述第2反射部进行散热。
15.根据权利要求14所述的光照射装置，其特征在于，
所述散热部件是板状，在所述散热部件的一个面形成收容所述第1反射部及所述第2反射部的收容部。
16.根据权利要求15所述的光照射装置，其特征在于，
所述散热部件在与所述一个面相对的另一个面具有多个散热翅片。
17.根据权利要求16所述的光照射装置，其特征在于，具有：
冷却风扇，其向所述散热翅片吹送气体。
18.根据权利要求1至17中任意一项所述的光照射装置，其特征在于，还具有：透光性导管，其以覆盖所述照射对象物的方式向所述第1方向延伸设置，以使来自所述光源的所述光透过。
19.根据权利要求1至18中任意一项所述的光照射装置，其特征在于，
所述光是紫外线波长区域的光。
20.根据权利要求19所述的光照射装置，其特征在于，
所述照射对象物呈线状、球状或粒状的形状，所述紫外线波长区域的光使在所述照射对象物的外周面上涂敷的涂覆剂硬化。
21.根据权利要求19所述的光照射装置，其特征在于，
所述照射对象物是液状，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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