JP2002245821A - Optical fiber illuminator - Google Patents
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Landscapes
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
- Endoscopes (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は複数本の光ファイバ
からなる光ファイバ照射体に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical fiber irradiation body comprising a plurality of optical fibers.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来から照明用ライトガイドとして、多
数本の光ファイバを集束した光ファイバ照射体が使用さ
れている。図３および図４は従来の光ファイバ照射体２
０の一例であり、複数本の光ファイバ２１が引き揃えら
れて円筒状に形成され、内口金２２と外口金２３で把持
された、リングライトと呼ばれている。このようなリン
グライトは、例えば、半導体検査用の照明、医療カメラ
用の照明、光学顕微鏡の照明などに使用されている。2. Description of the Related Art Conventionally, as a light guide for illumination, an optical fiber irradiator in which many optical fibers are converged has been used. 3 and 4 show a conventional optical fiber irradiation body 2.
This is called a ring light in which a plurality of optical fibers 21 are aligned and formed into a cylindrical shape, and are held by an inner base 22 and an outer base 23. Such ring lights are used, for example, for illumination for semiconductor inspection, illumination for medical cameras, illumination for optical microscopes, and the like.
【０００３】この図示例の光ファイバ照射体２０の一方
の端部は光が入射される光入射端部２４であり、光源に
接続される。他方の端部は光を出射する光出射端部２５
であり、光源からの光をここから出射して、目的物に光
を照射するようになっている。このような光ファイバ照
射体２０においては、光出射端部２５を構成している各
光ファイバ端面２１ａは、内口金２２の端面２２ａおよ
び外口金２３の端面２３ａと面一で、それぞれの光ファ
イバ軸線２１ｂに対して垂直に形成されている。[0003] One end of the optical fiber irradiation body 20 in the illustrated example is a light incident end 24 on which light is incident, and is connected to a light source. The other end is a light emitting end 25 for emitting light.
The light from the light source is emitted from here, and the object is irradiated with the light. In such an optical fiber irradiation body 20, each optical fiber end surface 21a constituting the light emitting end portion 25 is flush with the end surface 22a of the inner base 22 and the end surface 23a of the outer base 23, and the respective optical fibers It is formed perpendicular to the axis 21b.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、各光フ
ァイバの端面が各光ファイバ軸線に対して垂直に形成さ
れていると、光出射端部からの光は各光ファイバ軸線の
延長線上近傍のみに照射されるため、これら延長線の内
側や外側の照度が不十分になるという問題があった。そ
のため、焦点距離の短い高倍率顕微鏡を円筒状に形成さ
れた光ファイバの内側に配置して被観察物を観察する際
には、顕微鏡の焦点距離が短いので光出射端部近傍に被
観察物を設置することになり、各光ファイバ軸線の延長
線上の内側にいくに従って照度が低くなるという問題が
あった。また、配管の内壁を照射して検査や観察を行う
場合、配管の内壁方向に光が十分に照射されないため、
十分な照度を得られないという問題があった。However, if the end face of each optical fiber is formed perpendicular to the axis of each optical fiber, the light from the light emitting end will only be near the extension of the axis of each optical fiber. Because of the irradiation, there is a problem that the illuminance inside and outside these extended lines becomes insufficient. Therefore, when a high-magnification microscope with a short focal length is placed inside an optical fiber formed in a cylindrical shape and the object to be observed is observed, the focal length of the microscope is short, and the object to be observed is located near the light emitting end. Therefore, there is a problem that the illuminance decreases as the distance from the optical fiber axis increases. Also, when performing inspection or observation by irradiating the inner wall of the pipe, light is not sufficiently irradiated in the direction of the inner wall of the pipe,
There was a problem that sufficient illuminance could not be obtained.
【０００５】本発明は前記事情に鑑みてなされたもの
で、光ファイバ軸線の延長線上だけでなく、これら延長
線の内側や外側にも十分な照度の光を照射することので
きる筒状の光ファイバ照射体を提供することを課題とす
る。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and has a cylindrical light shape capable of irradiating light with sufficient illuminance not only on the extension of the optical fiber axis but also on the inside and outside of the extension. It is an object to provide a fiber irradiation body.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明の光ファイバ照射
体は、複数本の光ファイバを備え、光ファイバ内を伝送
された光を出射する光出射端部は前記複数本の光ファイ
バが引き揃えられて形成されている光ファイバ照射体に
おいて、この光出射端部を構成している各光ファイバ端
面は、前記光を反射可能に形成されていることを特徴と
する。上記光出射端部は筒状に形成されていることが好
ましい。各光ファイバ端面の各光ファイバ軸線に対する
角度θ（ただし、０°＜θ＜９０°）と、光ファイバの
芯を形成している材料の臨界角αとが、下記式（１）を
満足することが好ましい。 ９０−θ＞α…（１） 上記光出射端部を構成している各光ファイバ端面は、平
滑化されていることが好ましい。上記光出射端部を構成
している少なくとも一部の光ファイバの端面に、金属被
膜が設けられていることが好ましい。An optical fiber irradiator according to the present invention includes a plurality of optical fibers, and a light emitting end for emitting light transmitted through the optical fibers is pulled by the plurality of optical fibers. In the aligned optical fiber irradiation body, the end faces of the optical fibers constituting the light emitting end are formed so as to be able to reflect the light. The light emitting end is preferably formed in a cylindrical shape. The angle θ of each optical fiber end face with respect to each optical fiber axis (however, 0 ° <θ <90 °) and the critical angle α of the material forming the core of the optical fiber satisfy the following expression (1). Is preferred. 90-θ> α (1) It is preferable that the end faces of the optical fibers constituting the light emitting end are smoothed. It is preferable that a metal coating is provided on an end face of at least a part of the optical fiber constituting the light emitting end.
【０００７】[0007]
【発明の実施の形態】以下、本発明を図面を用いて詳し
く説明する。図１は本発明の光ファイバ照射体１０の一
形態であり、光出射端部１５は複数本の光ファイバ１１
が引き揃えられて円筒状に形成されたものである。これ
ら複数本の光ファイバ１１は、円筒状の内口金１２と外
口金１３によって把持され、固定されている。なお、本
発明において、光出射端部１５は、複数本の光ファイバ
１１が円筒状に引き揃えられたものに限定されるもので
はなく、光ファイバ照射体１０の使用目的に応じて種々
の形状とすることができる。光ファイバ照射体１０の光
出射端部１５からは、他方の端部である光入射端部１４
から入射され光ファイバ１１内を伝わってきた光が出射
される。光入射端部１４は光源に接続されるようになっ
ている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows an embodiment of an optical fiber irradiation body 10 of the present invention, in which a light emitting end 15 has a plurality of optical fibers 11.
Are aligned to form a cylindrical shape. The plurality of optical fibers 11 are held and fixed by a cylindrical inner cap 12 and an outer cap 13. In the present invention, the light emitting end 15 is not limited to the one in which the plurality of optical fibers 11 are aligned in a cylindrical shape, but may have various shapes according to the purpose of use of the optical fiber irradiation body 10. It can be. From the light emitting end 15 of the optical fiber irradiation body 10, the light incident end 14 which is the other end
From the optical fiber 11 is emitted. The light incident end 14 is connected to a light source.
【０００８】ここで使用される光ファイバ１１として
は、有機系の材料からなるプラスチック光ファイバで
も、無機系の材料からなるものでもよい。また、芯鞘構
造のＳＩ型光ファイバ、ＧＩ型光ファイバ、階段状の屈
折率分布を有する光ファイバ、１本の光ファイバに複数
のコアを有するマルチコア構造の光ファイバ等、いかな
る屈折率プロファイルを有しているものでもよい。プラ
スチック光ファイバの材料としては、公知の重合体が用
いられ、例えば芯鞘構造のＳＩ型光ファイバの場合、芯
材にポリメタクリル酸メチルなどが用いられ、鞘材には
フッ化ビニリデン／テトラフルオロエチレン共重合体
や、フッ素化（メタ）アクリレート／メタクリル酸メチ
ル共重合体等のフッ素樹脂などが用いられる。無機系の
光ファイバの材料としては、多成分ガラス、石英ガラス
などから構成される公知のものが挙げられる。The optical fiber 11 used here may be a plastic optical fiber made of an organic material or a fiber made of an inorganic material. In addition, any refractive index profile such as an SI type optical fiber having a core-sheath structure, a GI type optical fiber, an optical fiber having a step-like refractive index distribution, an optical fiber having a multi-core structure having a plurality of cores in one optical fiber, etc. You may have one. As a material for the plastic optical fiber, a known polymer is used. For example, in the case of an SI type optical fiber having a core-sheath structure, polymethyl methacrylate or the like is used for the core material, and vinylidene fluoride / tetrafluorofluorocarbon is used for the sheath material. A fluorine resin such as an ethylene copolymer or a fluorinated (meth) acrylate / methyl methacrylate copolymer is used. As the material of the inorganic optical fiber, a known material composed of multi-component glass, quartz glass, or the like can be used.
【０００９】このような光ファイバ照射体１０に使用さ
れる光ファイバ１１の直径や、使用される本数には特に
制限はなく、用途に応じて適宜設定できる。例えば、光
ファイバ照射体１０の用途が半導体の検査用途である場
合には、直径０．２５ｍｍ、０．５ｍｍなどの光ファイ
バ１１を３０〜３００本程度使用して、円筒状に形成す
る。また、光ファイバ照射体１０が光学顕微鏡用途であ
る場合には、直径０．２５ｍｍ、０．５ｍｍなどの光フ
ァイバ１１を３００〜１２００本程度使用して、円筒状
に形成する。また、この光ファイバ照射体１０に使用さ
れる内口金１２および外口金１３の材質には特に制限は
なく、ステンレス等の金属や、ポリアミド等の樹脂など
が使用される。There is no particular limitation on the diameter of the optical fiber 11 used for such an optical fiber irradiator 10 and the number of optical fibers 11 used, and they can be appropriately set according to the application. For example, when the application of the optical fiber irradiation body 10 is a semiconductor inspection application, the optical fiber irradiation body 10 is formed into a cylindrical shape using about 30 to 300 optical fibers 11 having a diameter of 0.25 mm, 0.5 mm, or the like. When the optical fiber irradiation body 10 is used for an optical microscope, it is formed in a cylindrical shape using about 300 to 1200 optical fibers 11 having a diameter of 0.25 mm or 0.5 mm. The material of the inner base 12 and the outer base 13 used for the optical fiber irradiation body 10 is not particularly limited, and a metal such as stainless steel, a resin such as polyamide, or the like is used.
【００１０】この光ファイバ照射体１０においては、光
出射端部１５を構成している各光ファイバ端面１１ａ
は、その表面が光ファイバ１１内を伝送してきた光を反
射できるように形成されている。すなわち、図１の例に
おいては、各光ファイバ端面１１ａは平滑化され、各光
ファイバ端面１１ａの各光ファイバ軸線１１ｂに対する
角度θ（ただし、０°＜θ＜９０°）は、光ファイバ１
１の芯（コアともいう。）を形成している材料の臨界角
αとの間に下記式（１）の関係を有するように形成さ
れ、各光ファイバ端面１１ａは光を反射できるようにな
っている。ここで、光ファイバ１１の芯を形成している
材料の臨界角αとは、光ファイバ１１の芯に用いられて
いる材料内に光を通過させこの材料と空気との界面とな
る平面に光を入射させたとき、屈折角が９０°となる場
合の光の入射角である。 ９０−θ＞α…（１） そして、ここで反射された光は光ファイバ１１の鞘およ
び側面を透過して、図中矢印で示すような方向に進行
し、各光ファイバ軸線１１ｂの延長線よりも内側の点Ａ
近傍に集まるようになっている。したがって、このよう
な光ファイバ照射体１０を使用すると、各光ファイバ軸
線１１ｂの延長線よりも内側の領域を、高い照度で光照
射することができる。なお、光ファイバ端面１１ａは、
内口金１２の端面１２ａおよび外口金１３の端面１３ａ
よりも突出するように固定されていて、内口金１２や外
口金１３によって光の進行が妨げられないようになって
いる。In the optical fiber irradiation body 10, each optical fiber end face 11a constituting the light emitting end 15 is provided.
Is formed so that its surface can reflect light transmitted through the optical fiber 11. That is, in the example of FIG. 1, each optical fiber end face 11a is smoothed, and the angle θ (0 ° <θ <90 °) of each optical fiber end face 11a with respect to each optical fiber axis 11b is equal to the optical fiber 1
The optical fiber end surface 11a is formed so as to have a relationship represented by the following equation (1) between the material and the critical angle α of the material forming the core. ing. Here, the critical angle α of the material forming the core of the optical fiber 11 is such that light passes through the material used for the core of the optical fiber 11, Is the incident angle of light when the angle of refraction becomes 90 ° when is incident. 90-θ> α (1) Then, the light reflected here passes through the sheath and the side surface of the optical fiber 11 and travels in the direction shown by the arrow in the figure, and is an extension of each optical fiber axis 11b. Point A inside
It comes to gather near. Therefore, when such an optical fiber irradiator 10 is used, a region inside the extension of each optical fiber axis 11b can be irradiated with light with high illuminance. In addition, the optical fiber end face 11a
End face 12a of inner base 12 and end face 13a of outer base 13
The inner base 12 and the outer base 13 do not hinder the progress of light.
【００１１】例えば、光ファイバ１１の芯がポリメタク
リル酸メチル（ＰＭＭＡ）からなる場合、ＰＭＭＡの臨
界角αは４２．１°であるので、上記（１）式から、θ
の値は４７．９°未満となる。したがって、光ファイバ
１１の芯がＰＭＭＡからなる場合には、各光ファイバ端
面１１ａの各光ファイバ軸線１１ｂに対する角度θが４
７．９°未満であって、かつ、反射された光が光ファイ
バ１１の鞘および側面を透過可能となるようにθを適宜
設定することにより、光ファイバ軸線１１ｂの内側また
は光ファイバ軸線１１ｂの延長線の内側に光を集めるこ
とができる。また、図１の例においてはθ＝３０°にな
っているが、光ファイバ端面１１ａにおいては光が反射
され、光ファイバ１１の鞘および側面においてはこの反
射された光が透過されるように、光ファイバ１１の材質
に応じて上記式（１）の範囲内でθを調節することによ
り、光ファイバ軸線１１ｂの内側または光ファイバ軸線
１１ｂの延長線の内側の所望の位置に光を照射すること
ができる。For example, when the core of the optical fiber 11 is made of polymethyl methacrylate (PMMA), the critical angle α of PMMA is 42.1 °.
Is less than 47.9 °. Therefore, when the core of the optical fiber 11 is made of PMMA, the angle θ of each optical fiber end face 11a with respect to each optical fiber axis 11b is 4 °.
By appropriately setting θ so that the angle is less than 7.9 ° and the reflected light can pass through the sheath and the side surface of the optical fiber 11, the inside of the optical fiber axis 11 b or the optical fiber axis 11 b Light can be collected inside the extension. In the example of FIG. 1, θ = 30 °. However, light is reflected on the optical fiber end face 11 a, and the reflected light is transmitted on the sheath and side surfaces of the optical fiber 11. By adjusting θ within the range of the above equation (1) in accordance with the material of the optical fiber 11, light can be irradiated to a desired position inside the optical fiber axis 11b or inside an extension of the optical fiber axis 11b. Can be.
【００１２】また、この例においては、光出射端部１５
を構成している各光ファイバ端面１１ａは光学研磨剤に
より研磨したり、光ファイバ１１の材料の軟化温度以上
に加熱した金属などの平滑面に各光ファイバ端面１１ａ
を密着させるなどの方法で十分に平滑化され、光が反射
可能になっている。本発明においては、光ファイバ端面
１１ａに金属被膜を設けることにより光を反射可能とし
てもよい。この場合、光出射端部１５を構成しているす
べての光ファイバ端面１１ａに金属被膜を設けてもよい
し、一部の光ファイバ端面１１ａにのみ金属被膜を設け
てもよい。光ファイバ端面１１ａに金属被膜を設ける場
合には、光ファイバ１１の芯を形成している材料の臨界
角αに応じて、θを上記式（１）の範囲内となるように
しなくても、光を反射可能とすることができる。すなわ
ち、各光ファイバ端面１１ａの各光ファイバ軸線１１ｂ
に対する角度θが上記式（１）を満足しない範囲であっ
ても、端面１１ａに金属被膜が設けられていると、光は
この被膜を透過できずに反射し、光ファイバ軸線１１ｂ
の内側または光ファイバ軸線１１ｂの延長線の内側の所
望の位置に集まるようになる。したがって、光ファイバ
端面１１ａに金属被膜を設けることによって、より広い
範囲にθを設定することができ、光ファイバ照射体１０
の設計の自由度が広がる。ところで、光ファイバ内を伝
送される光には、光ファイバ１１の軸方向に進む成分だ
けでなく、他の様々な方向に進む光成分が含まれてい
る。そのため、光ファイバ端面１１ａを平滑化した場
合、θを上記式（１）の範囲内とした場合であっても、
一部の光成分が反射せずに光ファイバ１１から出射する
ことがある。金属被膜光ファイバ端面１１ａに設ける
と、全ての方向に進む光成分を反射させることができ、
その結果、光ファイバ端面１１ａを光学研磨などで平滑
化した場合よりも、目的とする領域をより高い照度で光
照射できる。さらに、金属被膜を設ける場合にも光ファ
イバ端面１１ａを光学研磨などで平滑化したうえで設け
ることが好ましいが、光学研磨などの方法で高度に平滑
化しなくてもよい。金属被膜の材料としては、アルミニ
ウム、ニッケル、銀などが用いられ、金属を蒸着する方
法や、接着する方法などで設けることができる。In this embodiment, the light emitting end 15
Each optical fiber end face 11a is polished with an optical abrasive or is smoothed on a smooth surface such as a metal heated to a temperature higher than the softening temperature of the material of the optical fiber 11.
Is sufficiently smoothed by, for example, bringing the light into close contact with each other, so that light can be reflected. In the present invention, light may be reflected by providing a metal coating on the optical fiber end face 11a. In this case, a metal coating may be provided on all the optical fiber end faces 11a constituting the light emitting end portion 15, or a metal coating may be provided only on a part of the optical fiber end faces 11a. In the case where a metal coating is provided on the optical fiber end face 11a, it is not necessary to set θ within the range of the above equation (1) according to the critical angle α of the material forming the core of the optical fiber 11. Light can be reflected. That is, each optical fiber axis 11b of each optical fiber end face 11a
Is not in the range not satisfying the above formula (1), when the metal film is provided on the end face 11a, the light is reflected without being able to pass through the film, and the optical fiber axis 11b
At the desired position inside the optical fiber or the extension of the optical fiber axis 11b. Accordingly, by providing a metal coating on the optical fiber end face 11a, θ can be set in a wider range, and
The degree of freedom of design is expanded. By the way, the light transmitted in the optical fiber includes not only a component traveling in the axial direction of the optical fiber 11 but also a light component traveling in other various directions. Therefore, when the optical fiber end face 11a is smoothed, even when θ is within the range of the above-described formula (1),
Some light components may be emitted from the optical fiber 11 without being reflected. When provided on the metal-coated optical fiber end face 11a, light components traveling in all directions can be reflected,
As a result, the target area can be irradiated with light with higher illuminance than when the optical fiber end face 11a is smoothed by optical polishing or the like. Further, when the metal coating is provided, it is preferable to provide the optical fiber end face 11a after smoothing it by optical polishing or the like, but it is not necessary to highly smooth the optical fiber end face 11a by a method such as optical polishing. As a material of the metal coating, aluminum, nickel, silver, or the like is used, and the metal coating can be provided by a method of depositing a metal or a method of bonding.
【００１３】図２は本発明の光ファイバ照射体１０の他
の一形態であり、光出射端部１５を構成している各光フ
ァイバ端面１１ａは、図１の例と同様に、その表面が光
ファイバ１１内を伝送してきた光を反射できるように十
分研磨され、平滑化されている。そして、各端面１１ａ
の各光ファイバ軸線１１ｂに対する角度θは、光ファイ
バ１１の芯を形成している材料の臨界角αとの間に下記
式（１）の関係を有するように形成されている。 ９０−θ＞α…（１） 図１の例においては、各光ファイバ端面１１ａはいずれ
も円筒状の光ファイバ照射体１０の外方に向いている
が、この例の場合には、各光ファイバ端面１１ａはいず
れも円筒状の光ファイバ照射体１０の内方に向いてい
る。FIG. 2 shows another embodiment of the optical fiber irradiation body 10 of the present invention. Each of the optical fiber end faces 11a constituting the light emitting end 15 has a surface similar to that of FIG. It is sufficiently polished and smoothed so as to reflect light transmitted through the optical fiber 11. And each end face 11a
The angle θ with respect to each optical fiber axis 11b is formed so as to have the relationship of the following equation (1) with the critical angle α of the material forming the core of the optical fiber 11. 90-θ> α (1) In the example of FIG. 1, each of the optical fiber end faces 11 a faces outward of the cylindrical optical fiber irradiator 10. Each of the fiber end faces 11a faces the inside of the cylindrical optical fiber irradiation body 10.
【００１４】図２に示す光ファイバ照射体１０において
も、角度θが上記式（１）を満たすように形成されてい
るので、光入射端部１４側から各光ファイバ１１内を伝
わってきた光の大部分は、各端面１１ａで図中矢印で示
す方向にいずれも反射される。そして、光ファイバ１１
の鞘および側面を透過して、各光ファイバ軸線１１ｂの
延長線よりも外側に分散する。したがって、このような
光ファイバ照射体１０を使用すると、各光ファイバ軸線
１１ｂの延長線よりも外側に各光ファイバからの光を分
散させ、広い範囲を光照射することができる。また、図
２ではθが３０°の場合を示したが、光ファイバ端面１
１ａにおいては光が反射され、光ファイバ１１の鞘およ
び側面においてはこの反射された光が透過されるよう
に、光ファイバ１１の材質に応じて上記式（１）の範囲
内でθを調節することにより、光ファイバ軸線１１ｂの
外側または光ファイバ軸線１１ｂの延長線の外側の所望
の位置に光を照射することができる。The optical fiber irradiation body 10 shown in FIG. 2 is also formed so that the angle θ satisfies the above expression (1), so that the light transmitted through each optical fiber 11 from the light incident end 14 side. Is reflected on each end face 11a in the direction indicated by the arrow in the figure. And the optical fiber 11
Through the sheath and side surfaces of the optical fiber 11b and dispersed outside the extension of each optical fiber axis 11b. Therefore, when such an optical fiber irradiator 10 is used, light from each optical fiber can be dispersed outside the extension of each optical fiber axis 11b, and light can be irradiated over a wide range. FIG. 2 shows the case where θ is 30 °.
1a is adjusted within the range of the above equation (1) according to the material of the optical fiber 11 so that the light is reflected and the reflected light is transmitted through the sheath and the side surface of the optical fiber 11. Thus, light can be applied to a desired position outside the optical fiber axis 11b or outside an extension of the optical fiber axis 11b.
【００１５】また、この場合にも、各光ファイバ端面１
１ａに金属被膜を設けて光を反射可能としてもよい。ま
た、各光ファイバ端面１１ａを十分研磨して平滑化した
上で金属被膜を設け、より高い照度で目的の領域を照ら
すようにしてもよい。Also in this case, each optical fiber end face 1
A metal coating may be provided on 1a to reflect light. Alternatively, the optical fiber end face 11a may be sufficiently polished and smoothed, and then a metal coating may be provided to illuminate the target area with higher illuminance.
【００１６】このような光ファイバ照射体１０において
は、光出射端部１５を構成している各光ファイバ端面１
１ａは、光を反射可能に形成されている。よって、光フ
ァイバ軸線１１ｂの延長線上以外の領域に光を照射する
ことができる。そして、各端面１１ａの各光ファイバ軸
線１１ｂに対する角度θを、光ファイバ１１を形成して
いる材料に応じて、少なくとも式（１）を満足するよう
に設定することによって、光ファイバ軸線１１ｂやその
延長線の内側や外側の広い領域を適宜選択し、照らすこ
とができる。また、特に各光ファイバ端面１１ｂに金属
被膜を設けて光を反射可能に形成することによって、各
端面１１ａの各光ファイバ軸線１１ｂに対する角度θ
が、上記式（１）を満たさない場合でも、光を端面１１
ａ反射させることができ、光ファイバ照射体１０の設計
の自由度が広がる。このような光ファイバ照射体１０
は、微小領域を高い照度で光照射する必要のある半導体
検査用照明や、比較的広い範囲を光照射する必要のある
配管内壁検査用の照明や光学顕微鏡の照明としての使用
に最適である。In such an optical fiber irradiation body 10, each of the optical fiber end faces 1 constituting the light emitting end 15 is formed.
1a is formed to be able to reflect light. Therefore, light can be applied to a region other than the extension of the optical fiber axis 11b. By setting the angle θ of each end face 11a with respect to each optical fiber axis 11b so as to satisfy at least Equation (1) in accordance with the material forming the optical fiber 11, the optical fiber axis 11b and its A wide area inside or outside the extension line can be appropriately selected and illuminated. In particular, by forming a metal coating on each optical fiber end face 11b so as to reflect light, the angle θ of each end face 11a with respect to each optical fiber axis 11b is obtained.
However, even if the above expression (1) is not satisfied, light is emitted from the end face 11.
a, and the degree of freedom in designing the optical fiber irradiation body 10 is increased. Such an optical fiber irradiation body 10
It is most suitable for use as illumination for semiconductor inspection, which needs to irradiate a minute area with high illuminance, illumination for inspecting the inner wall of a pipe, which needs to irradiate a relatively wide area, or illumination for an optical microscope.
【００１７】[0017]
【実施例】以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明
する。 ［実施例１］芯材がポリメタクリル酸メチルで鞘材がフ
ッ化ビニリデン／テトラフルオロエチレン共重合体であ
る直径０．５ｍｍの光ファイバ１１を３０本引き揃え、
円筒状に形成し、ついで、これら光ファイバ１１を内口
金１２と外口金１３で固定して、図１に示す円筒状の光
ファイバ照射体１０を製造した。光ファイバ端面１１ａ
は、光ファイバ軸線１１ｂとなす角度θが３０°となる
ように切断した後、光学研磨した。この光ファイバ照射
体１０の光入射端部１４から１００ワットのハロゲン電
球の光を取り込んで、光出射端部１５から出射させたと
ころ、円筒状光ファイバ照射体１０の軸線の延長線上で
あって光出射端部１５より２ｍｍ離れた位置における照
度が２０００Ｌｘであった。The present invention will be specifically described below with reference to examples. [Example 1] 30 optical fibers 11 having a diameter of 0.5 mm and having a core material of poly (methyl methacrylate) and a sheath material of vinylidene fluoride / tetrafluoroethylene copolymer were arranged.
The optical fiber 11 was formed in a cylindrical shape, and the optical fiber 11 was fixed with an inner base 12 and an outer base 13, thereby producing a cylindrical optical fiber irradiation body 10 shown in FIG. Optical fiber end face 11a
Was optically polished after cutting so that the angle θ formed with the optical fiber axis 11b was 30 °. When light of a 100-watt halogen bulb was taken in from the light incident end 14 of the optical fiber irradiation body 10 and emitted from the light emission end 15, the light was on an extension of the axis of the cylindrical optical fiber irradiation body 10. The illuminance at a position 2 mm away from the light emitting end 15 was 2000 Lx.
【００１８】［実施例２］直径０．２５ｍｍの光ファイ
バ１１を３６０本使用した以外は実施例１と同様にし
て、光ファイバ照射体１０を製造した。この光ファイバ
照射体１０の光入射端部１４から実施例１と同様にして
光を取り込んで、光出射端部１５から出射させたとこ
ろ、円筒状光ファイバ照射体１０の軸線の延長線上であ
って光出射端部１５より５ｍｍ離れた位置における照度
が１４００Ｌｘであった。Example 2 An optical fiber irradiation body 10 was manufactured in the same manner as in Example 1 except that 360 optical fibers 11 having a diameter of 0.25 mm were used. Light was taken in from the light incident end 14 of the optical fiber irradiating body 10 in the same manner as in the first embodiment and emitted from the light emitting end 15. The light was on an extension of the axis of the cylindrical optical fiber irradiating body 10. The illuminance at a position 5 mm away from the light emitting end 15 was 1400 Lx.
【００１９】［実施例３］実施例１で製造した光ファイ
バ照射体１０における各光ファイバ端面１１ａに、アル
ミニウムを蒸着した。この光ファイバ照射体１０の光入
射端部１４から実施例１と同様にして光を取り込んで、
光出射端部１５から出射させたところ、円筒状光ファイ
バ照射体１０の軸線の延長線上であって光出射端部１５
より２ｍｍ離れた位置における照度が３０００Ｌｘであ
った。[Embodiment 3] Aluminum was vapor-deposited on each optical fiber end face 11a of the optical fiber irradiation body 10 manufactured in Embodiment 1. Light was taken in from the light incident end 14 of the optical fiber irradiation body 10 in the same manner as in Example 1, and
When the light is emitted from the light emitting end 15, the light is emitted from the light emitting end 15 on an extension of the axis of the cylindrical optical fiber irradiation body 10.
The illuminance at a position 2 mm further away was 3000 Lx.
【００２０】［実施例４］実施例２で製造した光ファイ
バ照射体１０における各光ファイバ端面１１ａに、アル
ミニウムを蒸着した。この光ファイバ照射体１０の光入
射端部１４から実施例１と同様にして光を取り込んで、
光出射端部１５から出射させたところ、円筒状光ファイ
バ照射体１０の軸線の延長線上であって光出射端部１５
より５ｍｍ離れた位置における照度が２０００Ｌｘであ
った。Example 4 Aluminum was vapor-deposited on each optical fiber end face 11a of the optical fiber irradiation body 10 manufactured in Example 2. Light was taken in from the light incident end 14 of the optical fiber irradiation body 10 in the same manner as in Example 1, and
When the light is emitted from the light emitting end 15, the light is emitted from the light emitting end 15 on an extension of the axis of the cylindrical optical fiber irradiation body 10.
The illuminance at a position 5 mm away was 2000 Lx.
【００２１】［実施例５］芯材がポリメタクリル酸メチ
ルで鞘材がフッ化ビニリデン／テトラフルオロエチレン
共重合体である直径０．５ｍｍの光ファイバ１１を３０
本引き揃え、円筒状に形成し、ついで、これら光ファイ
バ１１を内口金１２と外口金１３で固定して、図２に示
す円筒状の光ファイバ照射体１０を製造した。光ファイ
バ端面１１ａは、光ファイバ軸線１１ｂとなす角度θが
１５０°となるように切断した後、光学研磨した。この
光ファイバ照射体１０を内径が５０ｍｍの筒体内に挿入
し、光入射端部１４から実施例１と同様にして光を取り
込んで、光出射端部１５から筒体内壁に向かって光を出
射させたところ、筒体内壁における照度が５００Ｌｘで
あった。Example 5 An optical fiber 11 having a diameter of 0.5 mm, in which the core material is polymethyl methacrylate and the sheath material is vinylidene fluoride / tetrafluoroethylene copolymer, is 30
The optical fiber 11 was fixed by an inner base 12 and an outer base 13 to form a cylindrical optical fiber irradiation body 10 shown in FIG. The optical fiber end face 11a was cut so that the angle θ formed with the optical fiber axis 11b was 150 °, and then optically polished. This optical fiber irradiator 10 is inserted into a cylinder having an inner diameter of 50 mm, light is taken in from the light incident end 14 in the same manner as in the first embodiment, and light is emitted from the light emitting end 15 toward the inner wall of the cylinder. As a result, the illuminance on the inner wall of the cylinder was 500 Lx.
【００２２】［実施例６］直径０．２５ｍｍの光ファイ
バ１１を３６０本使用した以外は実施例５と同様にし
て、光ファイバ照射体１０を製造した。この光ファイバ
照射体１０を内径が８０ｍｍの筒体内に挿入し、光入射
端部１４から実施例１と同様にして光を取り込んで、光
出射端部１５から筒体内壁に向かって光を出射させたと
ころ、筒体内壁における照度が３５０Ｌｘであった。Example 6 An optical fiber irradiation body 10 was manufactured in the same manner as in Example 5 except that 360 optical fibers 11 having a diameter of 0.25 mm were used. The optical fiber irradiator 10 is inserted into a cylinder having an inner diameter of 80 mm, light is taken in from the light incident end 14 in the same manner as in the first embodiment, and light is emitted from the light emitting end 15 toward the inner wall of the cylinder. As a result, the illuminance on the inner wall of the cylinder was 350 Lx.
【００２３】［実施例７］実施例５で製造した光ファイ
バ照射体１０における各光ファイバ端面１１ａに、さら
にアルミニウムを蒸着した。この光ファイバ照射体１０
を内径が５０ｍｍの筒体内に挿入し、光入射端部１４か
ら実施例１と同様にして光を取り込んで、光出射端部１
５から筒体内壁に向かって光を出射させたところ、筒体
内壁における照度が７００Ｌｘであった。Example 7 Aluminum was further vapor-deposited on each optical fiber end face 11a of the optical fiber irradiation body 10 manufactured in Example 5. This optical fiber irradiation body 10
Is inserted into a cylinder having an inner diameter of 50 mm, and light is taken in from the light incident end 14 in the same manner as in the first embodiment.
When light was emitted from No. 5 toward the inner wall of the cylinder, the illuminance on the inner wall of the cylinder was 700 Lx.
【００２４】［実施例８］実施例６で製造した光ファイ
バ照射体１０における各光ファイバ端面１１ａに、さら
にアルミニウムを蒸着した。この光ファイバ照射体１０
を内径が８０ｍｍの筒体内に挿入し、光入射端部１４か
ら実施例１と同様にして光を取り込んで、光出射端部１
５から筒体内壁に向かって光を出射させたところ、筒体
内壁における照度が５００Ｌｘであった。Example 8 Aluminum was further vapor-deposited on each optical fiber end face 11a of the optical fiber irradiation body 10 manufactured in Example 6. This optical fiber irradiation body 10
Is inserted into a cylinder having an inner diameter of 80 mm, and light is taken in from the light incident end 14 in the same manner as in the first embodiment.
When light was emitted from No. 5 toward the inner wall of the cylinder, the illuminance on the inner wall of the cylinder was 500 Lx.
【００２５】このように本実施例の光ファイバ照射体１
０を使用すると、従来のものでは十分な照度が得られな
かった領域を高い照度で光照射することができた。As described above, the optical fiber irradiation body 1 of this embodiment is
By using 0, it was possible to irradiate light with high illuminance in a region where sufficient illuminance could not be obtained with the conventional device.
【００２６】[0026]
【発明の効果】以上説明したように本発明の光ファイバ
照射体によれば、光出射端部を構成している各光ファイ
バ端面は、前記光を反射可能に形成されているので、従
来の光ファイバ照射体では光照射できなかった光ファイ
バ軸線やその延長線の内側や外側の領域を適宜照らすこ
とができる。したがって、微細な半導体検査用の照明、
配管内壁検査用の照明や光学顕微鏡の照明などの用途に
非常に有効である。As described above, according to the optical fiber irradiator of the present invention, the end face of each optical fiber constituting the light emitting end is formed so as to be able to reflect the light. The optical fiber irradiator can appropriately illuminate the area inside or outside the optical fiber axis or its extension that could not be irradiated with light. Therefore, illumination for fine semiconductor inspection,
It is very effective for applications such as illumination for inspection of the inner wall of pipes and illumination for optical microscopes.
【図１】 本発明の光ファイバ照射体の一形態を示す縦
断面図である。FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing one embodiment of an optical fiber irradiation body of the present invention.
【図２】 本発明の光ファイバ照射体の他の形態を示す
縦断面図である。FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing another embodiment of the optical fiber irradiation body of the present invention.
【図３】 従来の光ファイバ照射体の一形態を示す縦断
面図である。FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing one embodiment of a conventional optical fiber irradiation body.
【図４】 図３の光ファイバ照射体のＡ−Ａ’線に沿う
横断面図である。4 is a cross-sectional view of the optical fiber irradiation body of FIG. 3 along the line AA '.
１０…光ファイバ照射体、１１…光ファイバ、１１ａ…
光ファイバ端面、１１ｂ…光ファイバ軸線、１５…光出
射端部10: Optical fiber irradiation body, 11: Optical fiber, 11a ...
Optical fiber end face, 11b: Optical fiber axis, 15: Light emitting end
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岸川 龍広 愛知県豊橋市牛川通四丁目１番地の２ 三 菱レイヨン株式会社豊橋事業所内 Ｆターム(参考） 2H046 AA32 AA42 AA47 AA48 AB10 AD00 AZ08 4C061 AA00 BB00 CC00 DD00 FF40 FF46 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Tatsuhiro Kishikawa 2-1-1, Ushikawa-dori, Toyohashi-shi, Aichi F-term (reference) 2H046 AA32 AA42 AA47 AA48 AB10 AD00 AZ08 4C061 AA00 BB00 CC00 DD00 FF40 FF46
Claims (5)
内を伝送された光を出射する光出射端部は前記複数本の
光ファイバが引き揃えられて形成されている光ファイバ
照射体において、 この光出射端部を構成している各光ファイバ端面は、前
記光を反射可能に形成されていることを特徴とする光フ
ァイバ照射体。1. An optical fiber irradiator comprising a plurality of optical fibers, and a light emitting end for emitting light transmitted through the optical fibers, wherein the plurality of optical fibers are aligned. An optical fiber irradiator, wherein an end face of each optical fiber constituting the light emitting end is formed so as to reflect the light.
を特徴とする請求項１に記載の光ファイバ照射体。2. The optical fiber irradiator according to claim 1, wherein the light emitting end is formed in a cylindrical shape.
対する角度θ（ただし、０°＜θ＜９０°）と、光ファ
イバの芯を形成している材料の臨界角αとが、下記式
（１）を満足することを特徴とする請求項１または２に
記載の光ファイバ照射体。 ９０−θ＞α…（１）3. An angle θ (0 ° <θ <90 °) of each end face of each optical fiber with respect to each optical fiber axis, and a critical angle α of a material forming a core of the optical fiber are represented by the following formula: The optical fiber irradiator according to claim 1 or 2, wherein 1) is satisfied. 90−θ> α (1)
端面は、平滑化されていることを特徴とする請求項１な
いし３のいずれかに記載の光ファイバ照射体。4. The optical fiber irradiator according to claim 1, wherein an end surface of each optical fiber constituting the light emitting end is smoothed.
部の光ファイバの端面に、金属被膜が設けられているこ
とを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の光
ファイバ照射体。5. The optical fiber irradiation device according to claim 1, wherein a metal film is provided on an end face of at least a part of the optical fiber constituting the light emitting end portion. body.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001037375A JP2002245821A (en) | 2001-02-14 | 2001-02-14 | Optical fiber illuminator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001037375A JP2002245821A (en) | 2001-02-14 | 2001-02-14 | Optical fiber illuminator |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002245821A true JP2002245821A (en) | 2002-08-30 |
Family
ID=18900515
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001037375A Withdrawn JP2002245821A (en) | 2001-02-14 | 2001-02-14 | Optical fiber illuminator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002245821A (en) |
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- 2001-02-14 JP JP2001037375A patent/JP2002245821A/en not_active Withdrawn
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