JP2005277299A - Ultraviolet light irradiating device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ＬＥＤから放射される、例えば波長３６５ｎｍの紫外光を、被照射物にスポット状に照射して光処理する紫外光照射装置に関する。 The present invention relates to an ultraviolet light irradiation apparatus that performs light processing by irradiating an object to be irradiated with ultraviolet light having a wavelength of, for example, 365 nm emitted from an LED.
紫外光照射装置から出射される、３６５ｎｍを中心とした波長３００ｎｍ〜４００ｎｍの範囲の紫外光を、該波長に感度を有する接着剤、塗料、インク、レジスト等に照射して、硬化または乾燥させる、また逆に、溶融または軟化させるなど、さまざまな処理が行なわれている。
このような光処理には、光ディスク用のピックアップレンズの接着や、電子部品の基板への接着などのように、狭い領域に光を照射する場合がある。そのような場合、紫外光を、光ファイバを多数束ねて構成した導光ファイバで導いたり、集光レンズで集光したりして、スポット状の紫外光を用いて、微小域に照射する装置が知られている（例えば特許文献１等参照）。
Irradiating ultraviolet light in the wavelength range of 300 nm to 400 nm centered on 365 nm emitted from the ultraviolet light irradiation device to adhesives, paints, inks, resists, etc. sensitive to the wavelength, and curing or drying. Conversely, various treatments such as melting or softening are performed.
In such optical processing, there is a case where light is applied to a narrow area, such as adhesion of a pickup lens for an optical disk or adhesion of an electronic component to a substrate. In such a case, a device that irradiates a minute region using spot-shaped ultraviolet light by guiding ultraviolet light with a light guiding fiber configured by bundling a large number of optical fibers or condensing it with a condensing lens. Is known (see, for example, Patent Document 1).
従来、このような装置の紫外光を放射する光源として、キセノンランプや超高圧水銀ランプ等の放電ランプが使用されてきた。しかし、最近は、紫外光を高い出力で放射する、窒化ガリウム（ガリウムナイトライド ＧａＮ）などを発光材料に用いた発光ダイオード（ＬＥＤ ｌｉｇｈｔ−ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ）も開発されてきている（例えば非特許文献１参照）
そして、このような紫外光を放射するＬＥＤ（以下ＵＶ−ＬＥＤと呼ぶ）を光源として用いた紫外光照射装置も提案され始めている。例えば特許文献２には、複数のＵＶ−ＬＥＤからの光を、集光レンズによって集光し、導光ファイバに入射する紫外光照射装置が示されている。
ＬＥＤは、ランプに比べて長寿命である、点灯させる電源回路が簡単であるなどの利点がよく知られており、今後の適用が期待されている。
And the ultraviolet light irradiation apparatus using such LED which radiates | emits such ultraviolet light (henceforth UV-LED) as a light source has begun to be proposed. For example, Patent Document 2 discloses an ultraviolet light irradiation apparatus that collects light from a plurality of UV-LEDs using a condenser lens and enters the light guide fiber.
LEDs are well known for advantages such as a longer life than a lamp and a simple power circuit to be lit, and are expected to be applied in the future.
スポット状の紫外光を用いて、微小域に照射する紫外光照射装置（以下スポット光照射装置と呼ぶ場合がある）の光源としてＵＶ−ＬＥＤを使用する場合、次のような問題がある。
ＵＶ−ＬＥＤは、発光材料に特定の波長を含む±１５ｎｍ程度の波長範囲のみの光を放射する。例えば上記非特許文献１の図１（ｂ）に示されるように、発光波長領域は約３５０ｎｍ〜３８０ｎｍの範囲である。人の目は、光の波長が３８０ｎｍ以下になると非常に見えにくくなり、さらに波長が短くなると見えなくなる。したがって、発光の中心波長が３６５ｎｍのＬＥＤが紫外光を出射していても、可視光領域の光がほとんど出射しないので、肉眼ではそれがわからない。
従来の、光源として超高圧水銀ランプを用いたスポット光照射装置の場合、ランプからは、紫外光以外に可視光領域の光も放射されている。したがって、ランプが点灯して導光ファイバから紫外光が出射している時、光が照射されている部分は、可視光の影響で明るく見える。
When a UV-LED is used as a light source of an ultraviolet light irradiation apparatus (hereinafter sometimes referred to as a spot light irradiation apparatus) that irradiates a minute region using spot-shaped ultraviolet light, there are the following problems.
The UV-LED emits light only in a wavelength range of about ± 15 nm including a specific wavelength in the light emitting material. For example, as shown in FIG. 1B of Non-Patent Document 1, the emission wavelength region is in the range of about 350 nm to 380 nm. The human eye becomes very difficult to see when the wavelength of light is 380 nm or less, and disappears when the wavelength is further shortened. Therefore, even if an LED having a central wavelength of emission of 365 nm emits ultraviolet light, almost no light in the visible light region is emitted, and this cannot be seen with the naked eye.
In the case of a conventional spot light irradiation apparatus using an ultrahigh pressure mercury lamp as a light source, light in the visible light region is also emitted from the lamp in addition to ultraviolet light. Therefore, when the lamp is turned on and ultraviolet light is emitted from the light guide fiber, the portion irradiated with light appears bright due to the influence of visible light.
しかし、光源としてＵＶ−ＬＥＤを使用する場合、上記したようにＵＶ−ＬＥＤから可視光成分は出射しない。したがって、紫外光が照射されていても、肉眼では見えない。
そのため、作業者は、紫外光が、照射したい位置に正しく照射されているのか確認することが困難である。また、紫外光が出射していることに気がつかない場合も想定され、事故の原因にもなりかねない。
上記問題の対策として、例えば前記特許文献２に記載のものでは、複数のＵＶ−ＬＥＤの他に赤色ＬＥＤを設け、ＵＶ−ＬＥＤと赤色ＬＥＤを同時に点灯させている。
赤色ＬＥＤを設けることで、イメージガイド（ファイバ）には、ＵＶ−ＬＥＤからの紫外光とともに赤色ＬＥＤからの赤色光も入射する。したがって、イメージガイド（ファイバ）から出射した紫外光が照射されている部分には、赤色ＬＥＤからの赤色光も照射される。これにより、作業者は、紫外光の照射されている位置が特定でき、また紫外光が出射していることに気がつく。
However, when a UV-LED is used as the light source, no visible light component is emitted from the UV-LED as described above. Therefore, even if it is irradiated with ultraviolet light, it cannot be seen with the naked eye.
Therefore, it is difficult for the operator to confirm whether the ultraviolet light is correctly irradiated at the position to be irradiated. In addition, there is a case where the user does not notice that ultraviolet light is emitted, which may cause an accident.
As a countermeasure against the above problem, for example, in the device described in Patent Document 2, a red LED is provided in addition to a plurality of UV-LEDs, and the UV-LEDs and the red LEDs are turned on simultaneously.
By providing the red LED, the red light from the red LED enters the image guide (fiber) together with the ultraviolet light from the UV-LED. Accordingly, the portion irradiated with the ultraviolet light emitted from the image guide (fiber) is also irradiated with the red light from the red LED. As a result, the operator can specify the position where the ultraviolet light is irradiated and notice that the ultraviolet light is emitted.
しかし、上記特許文献２に記載の装置では、ＵＶ−ＬＥＤのほかに、紫外線処理には使用しない赤色ＬＥＤが必要となり、装置の小型化やＬＥＤ点灯電源の効率的な使用に問題が出てくる。
特に、特許文献２に記載の装置では、多数のＵＶ−ＬＥＤを使用しており、赤色ＬＥＤを１つ追加しても装置全体の大きさへの影響は少ないが、今後ＵＶ−ＬＥＤの性能が向上し、１個のＵＶ−ＬＥＤでも十分な紫外光照射量が確保できるようになれば、赤色ＬＥＤを使用せず、スポット光照射装置の小型化や、電源の高効率化を図る必要が出てくる。
本発明は上記事情を考慮してなされたものであって、光源としてＵＶ−ＬＥＤを使用する紫外光照射装置において、ＵＶ−ＬＥＤ以外の光源を用いずに、作業者が、紫外光の照射されている位置や、装置から出射していることを、確実に把握することができる紫外光照射装置を実現することを目的とする。
However, in the apparatus described in Patent Document 2, a red LED that is not used for ultraviolet treatment is required in addition to the UV-LED, which causes problems in miniaturization of the apparatus and efficient use of the LED lighting power source. .
In particular, the device described in Patent Document 2 uses a large number of UV-LEDs, and adding one red LED has little effect on the overall size of the device. If a single UV-LED can be used to secure a sufficient amount of UV light irradiation, it will be necessary to reduce the size of the spot light irradiation device and increase the efficiency of the power supply without using a red LED. Come.
The present invention has been made in consideration of the above circumstances. In an ultraviolet light irradiation apparatus using a UV-LED as a light source, an operator is irradiated with ultraviolet light without using a light source other than the UV-LED. It is an object of the present invention to realize an ultraviolet light irradiation device that can surely grasp the position and the light emitted from the device.
本発明においては、上記課題を解決するため、紫外線発光ダイオード（ＵＶ−ＬＥＤ）と、上記紫外線発光ダイオードからの紫外光を集光して出射端に導き、該出射端から出射するスポット状の紫外光を被照射物に照射する紫外線照射装置において、上記紫外線発光ダイオードと上記出射端の間であって、上記紫外光が照射される面に蛍光材料を塗布する。
具体的には、以下のように構成することができる。
（１）上記紫外線発光ダイオード（ＵＶ−ＬＥＤ）から出射される紫外光を集光するレンズを保持する筒状部材の内壁、あるいは、レンズの周辺部に蛍光部材を塗布する。
例えば、一方端に紫外線発光ダイオード（ＵＶ−ＬＥＤ）を有し、他方端から紫外線を出射する集光レンズを有する筒状体（胴部）の内壁、あるいは、集光レンズの周辺部に、紫外線を可視光に変換する蛍光体を塗布する。
あるいは、導光ファイバの出射端に設けられたレンズユニットや、出射する光を９０°折り返して集光するレンズユニット１２の内壁や集光レンズレンズの周辺部に蛍光体を塗布してもよい。
胴体部の内壁に照射される成分や、レンズの周辺部に照射される成分は、迷光となって、現実的には紫外線処理に利用できない。この紫外線処理に利用できない光を、上記蛍光材料により可視光に変換し、これにより出射する光を肉眼で確認できるようにする。
すなわち、上記胴体部等の内壁、または集光レンズの周辺部に照射された紫外光は、塗布されている蛍光材料の作用により可視光に変換され拡散する。変換され拡散した可視光は出射口から紫外光とともに出射する。これにより、紫外線をロスさせることなく、可視光を出射させることができる。
（２）上記蛍光体は、紫外線発光ダイオードと上記出射端の間であって、上記紫外光が照射される面であれば、その他の部分に塗布してもよく、例えば、導光ファイバの出射端に筒状体を設けて、その内壁に塗布してもよい。
In the present invention, in order to solve the above-mentioned problems, an ultraviolet light emitting diode (UV-LED), and a spot-like ultraviolet light that is collected from the ultraviolet light from the ultraviolet light emitting diode, led to the emission end, and emitted from the emission end. In an ultraviolet irradiation apparatus that irradiates an object to be irradiated with light, a fluorescent material is applied to a surface between the ultraviolet light emitting diode and the emission end and irradiated with the ultraviolet light.
Specifically, it can be configured as follows.
(1) A fluorescent member is applied to the inner wall of a cylindrical member that holds a lens that collects ultraviolet light emitted from the ultraviolet light emitting diode (UV-LED), or to the periphery of the lens.
For example, an ultraviolet light emitting diode (UV-LED) at one end and an inner wall of a cylindrical body (body) having a condensing lens that emits ultraviolet light from the other end, or an ultraviolet ray on a peripheral portion of the condensing lens A phosphor that converts the light into visible light is applied.
Alternatively, the phosphor may be applied to the lens unit provided at the exit end of the light guide fiber, the inner wall of the lens unit 12 that collects the emitted light by folding back 90 °, or the periphery of the condenser lens.
The component irradiated to the inner wall of the body part and the component irradiated to the peripheral part of the lens become stray light and cannot be practically used for ultraviolet treatment. The light that cannot be used for the ultraviolet treatment is converted into visible light by the fluorescent material so that the emitted light can be confirmed with the naked eye.
That is, the ultraviolet light applied to the inner wall of the body part or the peripheral part of the condenser lens is converted into visible light and diffused by the action of the applied fluorescent material. The converted and diffused visible light is emitted from the exit along with the ultraviolet light. Thereby, visible light can be emitted without losing ultraviolet rays.
(2) The phosphor may be applied to other portions as long as it is between the ultraviolet light emitting diode and the emitting end and is irradiated with the ultraviolet light. A cylindrical body may be provided at the end and applied to the inner wall.
以上説明したように、本発明においては、以下の効果を得ることができる。
（１）紫外線発光ダイオード（ＵＶ−ＬＥＤ）以外の光源を用いることなく、紫外光照射装置から、紫外光だけでなく、蛍光材料により変換された可視光を出射させることができる。このため、作業者は、紫外光照射装置のＵＶ−ＬＥＤが点灯している、即ち装置が動作しているということだけではなく、紫外光がどの位置に照射されているのかを知ることができる。
（２）紫外光を集光するレンズを保持する筒状部材の内壁、あるいは、レンズの周辺部に蛍光部材を塗布し、実際には紫外線として処理に使用できない光の成分を可視光に変換し、紫外光とともに出射させるようにしているので、紫外光の利用効率を低下させることがない。
As described above, the following effects can be obtained in the present invention.
(1) Without using a light source other than an ultraviolet light emitting diode (UV-LED), visible light converted by a fluorescent material as well as ultraviolet light can be emitted from an ultraviolet light irradiation device. For this reason, the operator can know not only that the UV-LED of the ultraviolet light irradiation device is lit, that is, the device is operating, but also the position where the ultraviolet light is irradiated. .
(2) A fluorescent member is applied to the inner wall of the cylindrical member that holds the lens that collects ultraviolet light, or the periphery of the lens, and the light component that cannot actually be used for processing as ultraviolet light is converted to visible light. Since the light is emitted together with the ultraviolet light, the utilization efficiency of the ultraviolet light is not lowered.
図１は本発明の第１の実施例のスポット光照射装置（紫外光照射装置）の構成を示す部分断面図であり、図１は、本発明を、集光レンズを保持する筒状体から構成される胴部の一方端に紫外線発光ダイオード（ＵＶ- ＬＥＤ）を設け、該胴部の他方端に導光ファイバを取り付けたスポット光照射装置に適用した場合の構成例を示している。
図１（ａ）において、中空の筒である胴部１の一端に紫外線発光ダイオード（ＵＶ- ＬＥＤ）３が設けられ、他端に設けられた光出射口１ａに、導光ファイバ２の光入射端２ａが取り付けられている。
ＵＶ- ＬＥＤ３は、例えば図１（ｂ）の断面図に示すように、角型のパッケージ３ｂ内に、紫外光を放射するＬＥＤ３ａを収納したものであり、パッケージ３ｂの一面はＬＥＤからの紫外光を出射する窓部３ｃであり、窓部３ｃとは反対側のパッケージ３ｂ本体は、主にＬＥＤ３ａからの発熱を放熱する役目を果たす。
上記ＵＶ- ＬＥＤ３のパッケージ３ｂには、図１（ａ）に示すように、放熱のためのヒートシンク４とマイクロ・ファン５が取り付けられている。また、ＵＶ- ＬＥＤ３には、ＬＥＤを点灯させるためのＤＣ電源６が接続されている。
胴部１内部には、ＵＶ- ＬＥＤ３からの光を、導光ファイバ２の光入射端に集光させる集光レンズ７を備えている。胴部１の内壁は、光を反射する鏡面加工、または拡散するフロスト加工が施され、胴部１の内壁表面には紫外光を可視光に変換する蛍光材料１０（蛍光体１０という）が塗布されている。
FIG. 1 is a partial sectional view showing a configuration of a spot light irradiation device (ultraviolet light irradiation device) according to a first embodiment of the present invention. FIG. 1 shows the present invention from a cylindrical body holding a condenser lens. A configuration example is shown in which the present invention is applied to a spot light irradiating device in which an ultraviolet light emitting diode (UV-LED) is provided at one end of a configured barrel and a light guide fiber is attached to the other end of the barrel.
In FIG. 1A, an ultraviolet light emitting diode (UV-LED) 3 is provided at one end of a body 1 that is a hollow cylinder, and light incident on a light guide fiber 2 is incident on a light exit port 1a provided at the other end. The end 2a is attached.
For example, as shown in the cross-sectional view of FIG. 1B, the UV-LED 3 is a rectangular package 3b in which an LED 3a that emits ultraviolet light is housed, and one surface of the package 3b has ultraviolet light from the LED. The package 3b body opposite to the window 3c mainly serves to dissipate heat generated from the LED 3a.
A heat sink 4 and a micro fan 5 for heat dissipation are attached to the package 3b of the UV-LED 3 as shown in FIG. The UV-LED 3 is connected to a DC power source 6 for lighting the LED.
Inside the body portion 1, a condensing lens 7 that condenses the light from the UV-LED 3 at the light incident end of the light guide fiber 2 is provided. The inner wall of the body 1 is mirror-finished to reflect light or frosted to diffuse, and the surface of the inner wall of the body 1 is coated with a fluorescent material 10 (referred to as a phosphor 10) that converts ultraviolet light into visible light. Has been.
図１に示すスポット光照射装置の動作について説明する。
ＤＣ電源７から電力を供給しＵＶ- ＬＥＤ３を点灯する。ＵＶ- ＬＥＤ３の窓部から出射した紫外光のうち、ある成分は、図１（ａ）の点線で示すように、集光レンズ７を介して導光ファイバ２の光入射端２ａに入射する。
しかし、ＵＶ- ＬＥＤ３の窓部からは広い角度で紫外光が出射されるため、集光レンズ７に入射せず、胴部１の内壁に照射される成分も存在する。そのような光は、迷光になり、紫外線処理には利用できない。
しかし、胴部１の内壁に、紫外光を可視光に変換する蛍光体１０が塗布されていると、紫外光は可視光に変換されて拡散し、拡散した一部の光が導光ファイバ２に入射する。 導光ファイバ２に入射した光は、その出射端２ｂから出射し、例えば図１（ａ）に示すように被照射物８に照射される。この時、出射する光は、ＵＶ- ＬＥＤ３から集光レンズ７を介して直接入射した紫外光と、変換された可視光が混ざり合った光となる。可視光の量は少ないが、視感度は高いので、肉眼では良く見える（すなわち明るく見える）。
したがって、紫外光が照射されている部分は、蛍光材料により変換された可視光により、肉眼で明るく認識できる。これにより、作業者は紫外光の照射されている位置を確認することができる。また、スポット光照射装置から紫外光が出射していることも確認することができる。
The operation of the spot light irradiation device shown in FIG. 1 will be described.
Power is supplied from the DC power source 7 to turn on the UV-LED 3. Among the ultraviolet light emitted from the window portion of the UV-LED 3, a certain component enters the light incident end 2 a of the light guide fiber 2 through the condenser lens 7 as indicated by the dotted line in FIG.
However, since ultraviolet light is emitted from the window portion of the UV-LED 3 at a wide angle, there is also a component that does not enter the condenser lens 7 and is irradiated on the inner wall of the body portion 1. Such light becomes stray light and cannot be used for ultraviolet treatment.
However, when the phosphor 10 that converts ultraviolet light into visible light is applied to the inner wall of the body 1, the ultraviolet light is converted into visible light and diffused, and part of the diffused light is guided by the light guide fiber 2. Is incident on. The light incident on the light guide fiber 2 exits from the exit end 2b, and is irradiated on the irradiated object 8, for example, as shown in FIG. At this time, the emitted light is light in which the ultraviolet light directly incident from the UV-LED 3 through the condenser lens 7 and the converted visible light are mixed. Although the amount of visible light is small, the visual sensitivity is high, so it looks good with the naked eye (ie looks bright).
Therefore, the portion irradiated with the ultraviolet light can be recognized brightly with the naked eye by the visible light converted by the fluorescent material. Thereby, the operator can confirm the position where the ultraviolet light is irradiated. It can also be confirmed that ultraviolet light is emitted from the spot light irradiation device.
図２は本発明の第１の実施例の変形例（その１）のスポット光照射装置の部分断面図であり、本実施例は、蛍光体１０を胴部１内部に設けられた集光レンズ７の周辺部に塗布したものである。その他の構成は、図１に示したものと同様であり、集光レンズ７を保持する胴部１の一方端にＵＶ- ＬＥＤ３が設けられ、該胴部１の他方端に導光ファイバ２が取り付けられている。
集光レンズ７の周辺部に入射した光は、レンズの収差の問題により、現実的には利用できない。そこで、本実施例においては、上記のように、集光レンズ７の周辺部に蛍光材料を塗布し、この光を可視光に変換する。これにより、図１に示した実施例と同様、紫外光と可視光が混ざり合った光を出射させることができる。このため、作業者は紫外光の照射されている位置を確認することができ、また、スポット光照射装置から紫外光が出射していることも確認することができる。
FIG. 2 is a partial cross-sectional view of a spot light irradiation apparatus according to a modification (part 1) of the first embodiment of the present invention. In this embodiment, a condensing lens in which the phosphor 10 is provided in the body 1 is shown. 7 is applied to the periphery. Other configurations are the same as those shown in FIG. 1, the UV-LED 3 is provided at one end of the body 1 that holds the condenser lens 7, and the light guide fiber 2 is provided at the other end of the body 1. It is attached.
The light incident on the periphery of the condenser lens 7 cannot be practically used due to the problem of lens aberration. Therefore, in this embodiment, as described above, a fluorescent material is applied to the periphery of the condenser lens 7 and this light is converted into visible light. Thereby, similarly to the embodiment shown in FIG. 1, it is possible to emit light in which ultraviolet light and visible light are mixed. For this reason, the operator can confirm the position where the ultraviolet light is irradiated, and can also confirm that the ultraviolet light is emitted from the spot light irradiation device.
図３も第１の実施例の変形例（その２）のスポット光照射装置の部分断面図である。本実施例は、導光ファイバ２の出射端２ｂに、筒状体２ｃを設け、該筒状体２ｃの内壁に蛍光体１０を塗布したものであり、その他の構成は、図１に示したものと同様である。
上記のように、導光ファイバ２の出射端２ｂに設けた筒状体２ｃの内壁に蛍光体１０を塗布することで、導光ファイバ２の出射端２ｂから出射する紫外光の一部が、可視光に変換される。
これにより、図１に示した実施例と同様、紫外光と可視光が混ざり合った光を出射させることができる。このため、作業者は紫外光の照射されている位置を確認することができ、また、スポット光照射装置から紫外光が出射していることも確認することができる。
FIG. 3 is also a partial cross-sectional view of a spot light irradiation device of a modification (No. 2) of the first embodiment. In this embodiment, a cylindrical body 2c is provided at the exit end 2b of the light guide fiber 2, and the phosphor 10 is applied to the inner wall of the cylindrical body 2c. The other configuration is shown in FIG. It is the same as that.
As described above, by applying the phosphor 10 to the inner wall of the cylindrical body 2c provided at the emission end 2b of the light guide fiber 2, a part of the ultraviolet light emitted from the emission end 2b of the light guide fiber 2 is Converted to visible light.
Thereby, similarly to the embodiment shown in FIG. 1, it is possible to emit light in which ultraviolet light and visible light are mixed. For this reason, the operator can confirm the position where the ultraviolet light is irradiated, and can also confirm that the ultraviolet light is emitted from the spot light irradiation device.
図４は本発明の第２の実施例のスポット光照射装置の部分断面図であり、本実施例は、本発明を、導光ファイバ２の出射端２ｂにレンズユニット１１を設けたスポット光照射装置に適用した場合の構成例を示している。その他の構成は、図１に示したものと同様であり、集光レンズ７を保持する胴部１の一方端にＵＶ- ＬＥＤ３が設けられ、該胴部１の他方端に導光ファイバ２が取り付けられている。
図４に示すように、本実施例のスポット光照射装置は、より小さな照射領域に紫外光を照射するため、導光ファイバ２の出射端２ｂに、中空の筒状体１１ａ内に集光レンズ１１ｂを有するレンズユニット１１が設けられている。そして、該レンズユニット１１の筒状体１１ａの内壁に蛍光体１０が塗布されている。
上記のように筒状体１１ａの内壁に蛍光材料が塗布されていると、前記第１の実施例とと同様、筒状体１１ａの内壁に照射された紫外光は可視光に変換され、レンズユニット１１から出射する光は、紫外光と変換された可視光が混ざり合った光となる。これにより、作業者は紫外光の照射されている位置を確認することができ、また、スポット光照射装置から紫外光が出射していることも確認することができる。
FIG. 4 is a partial cross-sectional view of the spot light irradiation apparatus according to the second embodiment of the present invention. This embodiment is a spot light irradiation in which the lens unit 11 is provided at the exit end 2b of the light guide fiber 2. The example of a structure at the time of applying to an apparatus is shown. Other configurations are the same as those shown in FIG. 1, the UV-LED 3 is provided at one end of the body 1 that holds the condenser lens 7, and the light guide fiber 2 is provided at the other end of the body 1. It is attached.
As shown in FIG. 4, the spot light irradiation apparatus of the present embodiment irradiates ultraviolet light to a smaller irradiation region, and therefore, a condensing lens in the hollow
As described above, when the fluorescent material is applied to the inner wall of the
図５は、第２の実施例の変形例のスポット光照射装置の部分断面図であり、本実施例は、蛍光体１０を上記レンズユニット１１に設けられた集光レンズ１１ｂの周辺部に塗布したものである。その他の構成は、図４に示したものと同様である。
前記第１の実施例の変形例（その１）と同様、集光レンズ１１ｂの周辺部に入射した光が、上記蛍光体１０により可視光に変換され、集光レンズユニット１１から、紫外光と可視光が混ざり合った光が出射する。このため、作業者は紫外光の照射されている位置を確認することができ、また、スポット光照射装置から紫外光が出射していることも確認することができる。
FIG. 5 is a partial cross-sectional view of a spot light irradiation apparatus according to a modification of the second embodiment. In this embodiment, the phosphor 10 is applied to the peripheral portion of the condenser lens 11b provided in the lens unit 11. It is a thing. Other configurations are the same as those shown in FIG.
Similar to the modified example (No. 1) of the first embodiment, the light incident on the peripheral portion of the condenser lens 11b is converted into visible light by the phosphor 10, and the condenser lens unit 11 transmits ultraviolet light. Light mixed with visible light is emitted. For this reason, the operator can confirm the position where the ultraviolet light is irradiated, and can also confirm that the ultraviolet light is emitted from the spot light irradiation device.
ところで、紫外光照射装置を被照射物の近くに配置し、比較的広い領域に紫外光を照射する場合、導光ファイバを使用しないことがある。
図６は本発明の第３の実施例のスポット光照射装置の断面図であり、本実施例は、本発明を、上記導光ファイバを使用しないスポット光照射装置に適用した場合の構成例を示している。
導光ファイバを有しない点を除き、その他の構成は、図１に示したものと同様であり、集光レンズ７を保持する胴部１の一方端にＵＶ- ＬＥＤ３が設けられ、該胴部１の他方端から紫外光を出射する。
本実施例においては、胴部１の内壁表面には紫外光を可視光に変換する蛍光体１０が塗布されているため、第１の実施例と同様、ＵＶ- ＬＥＤ３から出射する紫外光の一部が、可視光に変換されてスポット光照射装置から出射する。
これにより、図１に示した実施例と同様、紫外光と可視光が混ざり合った光を出射させることができ、作業者は紫外光の照射されている位置を確認することができ、また、スポット光照射装置から紫外光が出射していることも確認することができる。
By the way, when the ultraviolet light irradiation device is disposed near the object to be irradiated and the ultraviolet light is irradiated to a relatively wide area, the light guide fiber may not be used.
FIG. 6 is a cross-sectional view of a spot light irradiation apparatus according to a third embodiment of the present invention. In this embodiment, the present invention is applied to a spot light irradiation apparatus that does not use the light guide fiber. Show.
Except for not having the light guiding fiber, the other configuration is the same as that shown in FIG. 1, and the UV-LED 3 is provided at one end of the body 1 holding the condenser lens 7. Ultraviolet light is emitted from the other end of 1.
In the present embodiment, since the phosphor 10 for converting ultraviolet light into visible light is applied to the inner wall surface of the body portion 1, as in the first embodiment, one of the ultraviolet light emitted from the UV-LED 3 is used. The portion is converted into visible light and emitted from the spot light irradiation device.
Thereby, similarly to the embodiment shown in FIG. 1, it is possible to emit light in which ultraviolet light and visible light are mixed, and the operator can confirm the position where the ultraviolet light is irradiated, It can also be confirmed that ultraviolet light is emitted from the spot light irradiation device.
図７は本発明の第３の実施例の変形例のスポット光照射装置の断面図であり、本実施例は、蛍光体１０を胴部１内部に設けられた集光レンズ７の周辺部に塗布したものである。その他の構成は、図６に示したものと同様である。
本実施例においても、集光レンズ７の周辺部に蛍光体１０が塗布されているため、第１の実施例の変形例（その１）と同様、集光レンズ７の周辺部に塗布した蛍光体１０により紫外光の一部を可視光に変換し、紫外光と可視光が混ざり合った光をスポット光照射装置から出射させることができ、作業者は紫外光の照射されている位置を確認することができ、また、スポット光照射装置から紫外光が出射していることも確認することができる。
FIG. 7 is a cross-sectional view of a spot light irradiation apparatus according to a modification of the third embodiment of the present invention. In this embodiment, the phosphor 10 is disposed on the periphery of the condenser lens 7 provided in the body 1. It has been applied. Other configurations are the same as those shown in FIG.
Also in this embodiment, since the phosphor 10 is applied to the peripheral portion of the condensing lens 7, the fluorescent material applied to the peripheral portion of the condensing lens 7 is the same as the first modification of the first embodiment (part 1). The body 10 can convert a part of the ultraviolet light into visible light, and the mixed light of the ultraviolet light and the visible light can be emitted from the spot light irradiation device, and the operator confirms the position where the ultraviolet light is irradiated. It can also be confirmed that ultraviolet light is emitted from the spot light irradiation device.
図８は本発明の第４の実施例のスポット光照射装置の断面図であり、本実施例は、本発明を、出射する光を９０°折り返して集光するレンズユニット１２を設けたスポット光照射装置に適用した場合の構成例を示している。
レンズユニット１２は、反射ミラー１２ａと、集光レンズ１２ｂ保持する筒状体１２ｃから構成されており、本実施例では、上記筒状体１２ｃの内壁に蛍光体１２を塗布している。その他の構成は前記第３の実施例と同様である。
本実施例においても、集光レンズ１２ｂ保持する筒状体１２ｃの内壁に、紫外光を可視光に変換する蛍光体１０が塗布されているため、前記したように、スポット光照射装置から紫外光と可視光が混ざり合った光を出射させることができる。このため、作業者は紫外光の照射されている位置を確認することができ、また、スポット光照射装置から紫外光が出射していることも確認することができる。
FIG. 8 is a cross-sectional view of a spot light irradiation apparatus according to the fourth embodiment of the present invention. In this embodiment, the present invention is a spot light provided with a lens unit 12 that folds the emitted light by 90 ° to collect it. The example of a structure at the time of applying to an irradiation apparatus is shown.
The lens unit 12 includes a reflecting mirror 12a and a cylindrical body 12c that holds the condenser lens 12b. In this embodiment, the phosphor 12 is applied to the inner wall of the cylindrical body 12c. Other configurations are the same as those of the third embodiment.
Also in the present embodiment, since the phosphor 10 that converts ultraviolet light into visible light is applied to the inner wall of the cylindrical body 12c that is held by the condenser lens 12b, the ultraviolet light from the spot light irradiation device is applied as described above. And visible light can be emitted. For this reason, the operator can confirm the position where the ultraviolet light is irradiated, and can also confirm that the ultraviolet light is emitted from the spot light irradiation device.
図９は、第４の実施例の変形例のスポット光照射装置の断面図であり、本実施例は、レンズユニット１２の集光レンズ１２ｂの周辺部に、紫外光を可視光に変換する蛍光体１０を塗布したものであり、その他の構成は図８と同様である。
本実施例においても、集光レンズ１２ｂの周辺部に蛍光体１０が塗布されているため、前記したように、スポット光照射装置から紫外光と可視光が混ざり合った光を出射させることができ、作業者は紫外光の照射されている位置を確認することができ、また、スポット光照射装置から紫外光が出射していることも確認することができる。
FIG. 9 is a cross-sectional view of a spot light irradiation apparatus according to a modification of the fourth embodiment. In this embodiment, fluorescence that converts ultraviolet light into visible light is disposed around the condenser lens 12b of the lens unit 12. The body 10 is applied, and other configurations are the same as those in FIG.
Also in the present embodiment, since the phosphor 10 is applied to the peripheral portion of the condenser lens 12b, as described above, light in which ultraviolet light and visible light are mixed can be emitted from the spot light irradiation device. The operator can confirm the position where the ultraviolet light is irradiated, and can also confirm that the ultraviolet light is emitted from the spot light irradiation device.
なお、上記実施例では、蛍光体１０を、集光レンズを保持する筒状体、集光レンズ周辺部等のいずれか一箇所に塗布する場合について説明したが、これらを組み合わせてもよい。例えば、前記図１において、図２に示すように集光レンズ７の周辺部にも蛍光体を塗布したり、さらに、図３に示すように、導光ファイバの出射端２ｂに筒状体２ｃを設け、該筒状体２ｃの内壁に蛍光体１０を塗布するなど、種々の変形をすることができる。 In addition, although the said Example demonstrated the case where the fluorescent substance 10 was apply | coated to any one place, such as a cylindrical body holding a condensing lens, and a condensing lens periphery part, you may combine these. For example, in FIG. 1, a phosphor is applied to the peripheral portion of the condenser lens 7 as shown in FIG. 2, and further, as shown in FIG. 3, a cylindrical body 2c is formed at the exit end 2b of the light guide fiber. And various modifications such as applying the phosphor 10 to the inner wall of the cylindrical body 2c can be made.
１ 胴部
２ 導光ファイバ
３ 紫外線発光ダイオード（ＵＶ−ＬＥＤ）
４ ヒートシンク
５ マイクロ・ファン
６ ＤＣ電源
７ 集光レンズ
８ 被照射物
１０ 蛍光体
１１ レンズユニット
１２ レンズユニット
1 Body 2 Light guiding fiber 3 Ultraviolet light emitting diode (UV-LED)
4 Heat sink 5 Micro fan 6 DC power supply 7 Condensing lens 8 Object to be irradiated 10 Phosphor 11 Lens unit 12 Lens unit
Claims (2)
上記紫外線発光ダイオードからの紫外光を集光して出射端に導き、該出射端から出射するスポット状の紫外光を被照射物に照射する紫外線照射装置であって、
上記紫外線発光ダイオードと上記出射端の間であって、上記紫外光が照射される面に蛍光材料が塗布されている
ことを特徴とする紫外光照射装置。 An ultraviolet light emitting diode,
An ultraviolet irradiation device that collects ultraviolet light from the ultraviolet light emitting diode and guides it to the emission end, and irradiates the irradiated object with spot-like ultraviolet light emitted from the emission end,
An ultraviolet light irradiation apparatus, wherein a fluorescent material is applied to a surface between the ultraviolet light emitting diode and the emission end and irradiated with the ultraviolet light.
ことを特徴とする請求項１記載の紫外光照射装置。 2. The ultraviolet light irradiation apparatus according to claim 1, further comprising a lens that collects the ultraviolet light, and a fluorescent member is applied to an inner surface of a cylindrical member that holds the lens.
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