JP2000076916A

JP2000076916A - 紫外線用面光源装置

Info

Publication number: JP2000076916A
Application number: JP10243620A
Authority: JP
Inventors: Tomiya Abe; 富也阿部; Mitsuki Hirano; 光樹平野; Fumikata Nakahigashi; 文賢中東; Yoshikazu Hayakawa; 良和早川
Original assignee: Hitachi Cable Ltd
Current assignee: Hitachi Cable Ltd
Priority date: 1998-08-28
Filing date: 1998-08-28
Publication date: 2000-03-14

Abstract

(57)【要約】【課題】小型、軽量、薄型かつ安価であり、光源で発
生する熱が発光面側へ伝達しにくい紫外線用面光源装置
を提供する。【解決手段】紫外線用面光源装置の光ファイバ２、導
光棒３及び導光板４は紫外線を透過する性能を有するの
で、小型、軽量、薄型かつ安価に紫外線の面発光を行う
ことができ、しかも光源１と導光棒３との間が光ファイ
バ２で離隔されているので、光源１で発生する熱が導光
板４の発光面側へ伝達しにくい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、紫外線を透過する
導光板の一側面より紫外線を入射して導光板の表面から
出射する紫外線用面光源装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶ディスプレイ用バックライトや室内
インテリア、看板、各種の表示照明用として薄型の面光
源装置が用いられている。この面光源装置は導光板とい
われる光拡散板の一側面（エッジ）に蛍光灯等の線状光
源を配置し、導光板の全面（表面）を発光させる装置で
ある。

【０００３】近年、この面光源装置の線状光源の代わり
に、光ファイバを用いた導光棒といわれる光拡散棒を用
いることも提案されている。この光拡散棒を用いた方式
は、光源と発光面とを隔離することができるため、光源
の熱が伝達しにくく、導光板の厚さが薄い等の利点を有
している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した光
ファイバを用いた面光源装置は、小型、軽量、薄型かつ
安価であり、光源で発生する熱が発光面側へ伝達しにく
いという特徴を有しているものの、可視光線用に考えら
れたものであり、紫外線の面発光については考慮されて
いないという問題がある。

【０００５】また、従来の紫外線用光源装置は、紫外線
光源から出射した光を複雑で精密なレンズ系を用いて面
状に発光するため、大型かつ高価であり、光源で発生す
る熱の処理が大変であるという問題がある。

【０００６】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、小型、軽量、薄型かつ安価であり、光源で発生する
熱が発光面側へ伝達しにくい紫外線用面光源装置を提供
することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の紫外線用面光源装置は、紫外線を透過する導
光板の一側面より紫外線を入射して導光板の表面から出
射する紫外線用面光源装置において、導光板の一側面に
紫外線を照射する導光棒を配置すると共に、一端に紫外
線光源からの紫外線が入射される光ファイバの他端を導
光棒の一端あるいは両端に接続したものである。

【０００８】上記構成に加え本発明の紫外線用面光源装
置は、導光板が石英ガラス板もしくは紫外線を透過する
光学ガラス板であるのが好ましい。

【０００９】上記構成に加え本発明の紫外線用面光源装
置は、導光棒が石英ガラス丸棒もしくは紫外線を透過す
る光学ガラス丸棒であるのが好ましい。

【００１０】上記構成に加え本発明の紫外線用面光源装
置は、光ファイバが紫外線透過性光ファイバであるのが
好ましい。

【００１１】上記構成に加え本発明の紫外線用面光源装
置は、導光棒における導光板と反対側の側面に、導光棒
に入射された光を散乱させて導光板の一側面側へ放射さ
せるための光散乱加工処理部を設けるのが好ましい。

【００１２】上記構成に加え本発明の紫外線用面光源装
置は、導光板の裏面に、導光板の一側面より入射された
光を、導光板の表面側に散乱させてその表面で発光させ
るための光散乱加工処理部を設けるのが好ましい。

【００１３】上記構成に加え本発明の紫外線用面光源装
置は、光ファイバが紫外線を透過するシリコーンゴムが
コアの光ファイバであるのが好ましい。

【００１４】上記構成に加え本発明の紫外線用面光源装
置は、導光棒及び導光板の光散乱加工処理部は、塗料も
しくはキズで形成されているのが好ましい。

【００１５】ここで、本発明で使用される光ファイバと
しては、紫外線透過性を有することと、電球からの紫外
線の取り込み面積が大きいこと、柔軟で取り扱い性がよ
いこと、光源の熱を受けるため耐熱性に優れていること
が重要である。石英コア系の光ファイバを束ねた石英バ
ンドルファイバは、紫外線透過性に優れているが、バン
ドルファイバであるため、クラッドや結束材等の光を透
過しない部分を多く含むこと、光の取り込み効率が低い
こと、ファイバ結束作業を必要とするため高価であるこ
と等の問題がある。

【００１６】そこで、紫外線透過性能が多少劣るが太径
にしても柔軟な樹脂を単一のコアとして用いる光取り込
み効率の高いケーブルが適している。コアとしては耐熱
性、柔軟性、紫外線透過性に優れたシリコーンゴムを用
いることが好ましい。クラッドは、コアよりも低屈折率
かつ耐熱性を有することが必要であり、ポリテトラフル
オロエチレン、テトラフルオロエチレン／ヘキサフルオ
ロプロピレン共重合体、テトラフルオロエチレン／ヘキ
サフルオロプロピレン／ビニリデンフルオロライド三元
共重合体、エチレン／テトラフルオロエチレン共重合
体、テトラフルオロエチレン／ビニリデンフルオロライ
ド共重合体等のフッ素樹脂が望ましい。また、光ファイ
バは単芯、多芯のいずれでもよいが、光源からの光取込
み効率及び導光棒への光の結合効率の点から単芯が好ま
しい。コア径は太いものが望ましい。

【００１７】コア径は２ｍｍ以上３０ｍｍ以下のものが
適している。これは、コア径が２ｍｍ以下では光の取り
入れ効率が悪くなり、３０ｍｍ以上のものは剛直になり
取り扱い性が悪くなるためである。

【００１８】また、本発明において、導光棒の光放出部
の反対側の側面側には導光板の長手方向に向けて導入さ
れた紫外線を散乱させて導光板の一側面へ向けて放出さ
せるための光散乱加工処理部が設けられていることが望
ましい。尚、導光棒としては、紫外線を透過する性能を
有することが必要であり、石英ガラスや紫外線透過性に
優れた光学ガラスが用いられる。導光棒の形状は円柱状
のものが導光板への光伝達性に優れており望ましい。導
光棒から入射される光は導光棒の一端から入射する方が
スペース上望ましいが、導光棒の両端から入射してもよ
い。

【００１９】本発明において、導光板の裏面には、導光
板の一側面より入射された紫外線を、導光板の表面側に
向けて散乱させて表面から出射させるための光散乱加工
処理部が設けられているのが望ましい。尚、導光板とし
ては、紫外線を透過する性能を有することが必要であ
り、石英ガラスや紫外線透過性に優れた光学ガラスが用
いられる。導光板の形状としては平板状のものが加工性
の点で望ましいが、紫外線が照射されるサンプルの形状
や装置のデザイン上の観点から曲面であってもよい。導
光板に入射される光は、スペース上導光板の一側面より
入射する方が望ましいが、導光板の二側面、三側面もし
くは四側面（すなわち全側面）から光を入射してもよ
い。

【００２０】尚、導光棒及び導光板に設けられた光散乱
加工処理部は、円形、楕円形、多角形等の形状を有する
塗料もしくはキズで形成されている。そのため、導光棒
あるいは導光板に入射された紫外線は、光散乱処理部で
拡散し、光の入射方向に対して垂直な方向へ出射され
る。

【００２１】以上において本発明によれば、本発明の紫
外線用面光源装置の光ファイバ、導光棒及び導光板は紫
外線を透過する性能を有するので、小型、軽量、薄型か
つ安価に紫外線の面発光を行うことができ、しかも光源
と導光棒との間が光ファイバで離隔されているので、光
源で発生する熱が発光面側へ伝達しにくい。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて詳述する。

【００２３】図１は本発明の紫外線用面光源装置の一実
施の形態を示す概念図である。図２は図１に示した紫外
線用面光源装置に用いられる導光棒の矢印Ａ方向の矢視
図である。

【００２４】図１において１は高圧水銀灯あるいはキセ
ノンランプ等の紫外線ランプ（光源）である。一端（図
では下端）に光源１からの紫外線が入射される光ファイ
バ２の他端（図では左端）は、導光棒３の一端（図では
右端）に接続されている。

【００２５】導光棒３は石英からなり直径約１０ｍｍ、
長さ約５００ｍｍの円柱である。導光棒３の紫外線が出
射する面（図では下面）の反対側の面（上面）には、キ
ズによる粗化した（或いは塗料が塗布された）光散乱加
工処理部１１が形成されている。光散乱加工処理部１１
は徐々に幅が小さくなると共に徐々に間隔が広くなるよ
うに形成されている（図２参照）。導光棒３の近傍に
は、一側面８が対向するように導光板４が配置されてい
る。

【００２６】導光板４は石英ガラスからなり、幅約５０
０ｍｍ、高さ約３００ｍｍ、厚さ約１０ｍｍの平板であ
る。導光板４は図１に示す矢印Ｂ方向に発光する表面７
の裏面６にキズ（或いは紫外線を散乱させる塗料）によ
る光散乱加工処理部５が形成されている。光散乱加工処
理部５は、円形（或いは多角形）に形成されており、そ
の大きさは大部分が一側面８から離れるにつれて大きく
なっている。

【００２７】ここで、光ファイバ２は、例えばコアがシ
リコーンゴム（ジメチルシロキサンゴム）、クラッドが
テトラフルオロエチレン／ヘキサフルオロプロピレン共
重合体からなり、コア径は約１０ｍｍ、クラッド厚は約
０．５ｍｍ、ファイバ長は約２ｍである。

【００２８】このような紫外線用光源装置が作動する
と、光源１で発生した紫外線は単芯の光ファイバ２で導
光棒３の一端に伝送される。導光棒３の導光板４側の側
面からは、導光板４の一側面８に向かって帯状の紫外線
が出射され、導光板４に入射した紫外線は、導光板４の
表面７から矢印Ｂ方向へ均一な強度で出射する（面発
光）。

【００２９】以上において本発明の紫外線用面光源装置
の光ファイバ、導光棒及び導光板は紫外線を透過する性
能を有するので、小型、軽量、薄型かつ安価に紫外線の
面発光を行うことができ、しかも光源と導光棒との間が
光ファイバで離隔されているので、光源で発生する熱が
導光板の発光面側へ伝達しにくい。

【００３０】

【発明の効果】以上要するに本発明によれば、次のよう
な優れた効果を発揮する。

【００３１】小型、軽量、薄型かつ安価であり、光源で
発生する熱が発光面側へ伝達しにくい紫外線用面光源装
置の提供を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の紫外線用面光源装置の一実施の形態を
示す概念図である。

【図２】図１に示した紫外線用面光源装置に用いられる
導光棒の矢印Ａ方向の矢視図である。

【符号の説明】

１光源（紫外線ランプ）２光ファイバ３導光棒４導光板５，１１光散乱加工処理部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者中東文賢茨城県日立市日高町５丁目１番１号日立電線株式会社日高工場内 (72)発明者早川良和茨城県日立市日高町５丁目１番１号日立電線株式会社日高工場内Ｆターム(参考） 2H038 AA52 AA55 AA58 BA42 2H091 FA14Z FA23Z FA31Z FA41Z FB02 FC17 FD06 LA11 LA12 MA10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】紫外線を透過する導光板の一側面より紫
外線を入射して該導光板の表面から出射する紫外線用面
光源装置において、上記導光板の一側面に紫外線を照射
する導光棒を配置すると共に、一端に紫外線光源からの
紫外線が入射される光ファイバの他端を上記導光棒の一
端あるいは両端に接続したことを特徴とする紫外線用面
光源装置。
【請求項２】上記導光板が石英ガラス板もしくは紫外
線を透過する光学ガラス板である請求項１に記載の紫外
線用面光源装置。
【請求項３】上記導光棒が石英ガラス丸棒もしくは紫
外線を透過する光学ガラス丸棒である請求項１に記載の
紫外線用面光源装置。
【請求項４】上記光ファイバが紫外線透過性光ファイ
バである請求項１に記載の紫外線用面光源装置。
【請求項５】上記導光棒における上記導光板と反対側
の側面に、上記導光棒に入射された光を散乱させて上記
導光板の一側面側へ放射させるための光散乱加工処理部
を設けた請求項１に記載の紫外線用面光源装置。
【請求項６】上記導光板の裏面に、上記導光板の一側
面より入射された光を、導光板の表面側に散乱させてそ
の表面で発光させるための光散乱加工処理部を設けた請
求項１に記載の紫外線用面光源装置。
【請求項７】上記光ファイバが紫外線を透過するシリ
コーンゴムがコアの光ファイバである請求項１に記載の
紫外線用面光源装置。
【請求項８】上記導光棒及び上記導光板の光散乱加工
処理部は、塗料もしくはキズで形成されている請求項１
に記載の紫外線用面光源装置。