JP2005345418A - 光可視化装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ある位置に紫外線等の非可視光が確かに照射されているかどうかを視覚的に表示することができ、非可視光が照射されているか否かの確認作業を迅速に行うことのできる光可視化装置を提供すること。
【解決手段】 光可視化装置１は、光源２からの紫外線３を受ける受光部４、受光部４で受けた紫外線３の強度に応じて可視光５を生成する可視化手段６、生成された可視光５を放射する発光部７、導光体３０、及びその先端部３０ａに配置され、紫外線３を反射し可視光５を透過する帯域反射フィルタ８を備える。受光部４は帯域反射フィルタ８の反射面８ａ上にあり、発光部７は可視光５が帯域反射フィルタ８を透過して出射するその出射面８ｂ上にある。受光部４と発光部７は、帯域反射フィルタ８上におけるほぼ同一位置にある。発光部７を通ってプリズム１０から斜め上方へ放射される可視光５を観察することで、紫外線３の強度を可視光５の強度として認識できる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、紫外線等の非可視波長域の光を可視光に変換してその強度或いは強度分布を視覚的に表示する光可視化装置に関する。

従来、赤外線等の非可視光の強度を測定する装置として、紫外線強度計が知られている（例えば、特許文献１参照）。この紫外線強度計は、石英系光ファイバにより紫外線を受け、石英系光ファイバにより伝搬された紫外線をＵＶバンドパスフィルタに通して受光器へ導き、この受光器から出力される紫外線の強度に応じた電気信号（紫外線強度信号）を信号処理してその強度を表示装置で表示させるようになっている。

この紫外線強度計は、空間の１点において、紫外線の強度を測定することができる。また、この紫外線強度計は、石英系光ファイバを複数本用いることにより、空間の複数点において紫外線の強度を測定できる。
特開平９−３０４１７７号公報

ところで、紫外線等等の非可視光を製造工程等で使用する場合、所定の位置に非可視光が照射されているかを迅速に確認する必要がある場合がある。そのような目的に上記特許文献１の紫外線強度計を用いた場合、光ファイバ先端の位置を変えながら紫外線の照射位置を探す。このとき、測定位置とデータ読み取り位置が異なるので、作業者は光ファイバをある位置に置き、視線を表示装置に移して紫外線の強度を読むという作業を繰り返すことになり、作業性が悪いという問題点がある。また、このような目的の場合、光強度（紫外線の強度）の数値表示は直感性に欠け、迅速な作業の妨げになるという問題もある。

本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたもので、その目的は、ある位置に紫外線等の非可視光が確かに照射されているかどうかを視覚的に表示することができ、非可視光が照射されているか否かの確認作業を迅速に行うことのできる光可視化装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、対象物に照射される非可視光の強度を表示する光可視化装置において、前記非可視光を受ける受光部と、前記受光部で受けた前記非可視光の強度に応じて可視光を生成する可視化手段と、前記可視化手段で生成された可視光を放射する発光部と、を備えることを要旨とする。

これによれば、可視化手段により受光部で受けた非可視光の強度に応じて可視光が生成され、この可視光が発光部から放射されるので、この可視光により非可視光の強度を視覚的に表示することができる。例えば、可視化手段で生成する可視光の強度を、受光部で受けた非可視光の強度に比例させたり、或いは非可視光の強度がある一定値以上の場合にのみ一定の強度の可視光を可視化手段で生成するように構成することにより、可視光により非可視光の強度を視覚的に表示することができる。これにより、発光部から放射される可視光を観察することで、非可視光の強度を可視光の強度として認識することができる。したがって、ある位置に紫外線等の非可視光が確かに照射されているかどうかを可視光により視覚的に表示することができ、非可視光が照射されているか否かの確認作業を迅速に行うことができる。

また、非可視光の強度を表示するために上記従来技術のような表示装置が不要となるので、持ち運びが容易な可搬型の装置を作るのが容易となり、価格も安価になる。
なお、ここにいう「受光部」は、非可視光を受光する受光素子と、非可視光を受光素子へ向けて反射する反射部とを含む意味で用いる。また、「発光部」は、可視光を出射する光源と、光源から出射される可視光を出射する透過部或いは反射部とを含む意味で用いる。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の光可視化装置において、前記受光部及び前記発光部は同一或いは近接した位置に配置されており、前記受光部及び前記発光部を前記対象物に対して２次元に走査する走査手段を備えることを要旨とする。

ところで、上記従来技術では、上述したように、所定の位置に非可視光が照射されているかを確認する場合、作業者は光ファイバをある位置に置き、視線を表示装置に移して紫外線の強度を読むという作業を繰り返すことになり、作業性が悪い。これに対して、本発明によれば、作業者は、受光部と同一或いは近接した位置にある発光部を見ながら、ある位置に赤外線等の非可視光が照射されているか否かの確認作業を行えばよいので、作業性が向上する。

また、上記従来技術では、空間のある面内の紫外線強度分布を知りたいときには、光ファイバ先端を前記面内の測定したい複数の位置に順に置き、その都度紫外線の強度を表示装置上に表示させてその強度を読みとる必要があった。例えば、紫外線硬化樹脂等を紫外線を照射して硬化させる場合には、十分な紫外線強度が得られている範囲を見出さなくてはならない。この場合、上記従来技術では、十分な紫外線強度の得られている範囲を見出すには、光ファイバ先端を紫外線の照射範囲内で移動させながら、各移動位置での紫外線強度を表示装置上に表示させてその強度を順に読みとるといった煩雑な作業が必要となる。

これに対して、本発明によれば、同一或いは近接した位置に配置された受光部及び発光部を走査手段により対象物に対して２次元に走査することで、発光部から放射される可視光の残像により非可視光の強度を２次元的に表示することができる。

請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載の光可視化装置において、前記可視光を、前記受光部に入射する前記非可視光の入射方向と異なる方向に前記発光部から出射させるように構成したことを要旨とする。

これによれば、発光部から出射される可視光を観察する際に、非可視光が作業者の目に入るのが抑制され、可視光が見やすくなる。これにより、非可視光を直視せずに非可視光の強度或いは強度分布を可視光により認識することができるので、非可視光を用いた作業、例えば、紫外線硬化樹脂等を紫外線を照射して硬化させる作業を行う際の作業効率が向上する。

請求項４に係る発明は、請求項１〜３のいずれか１つに記載の光可視化装置において、ガラス製の導光体と、前記導光体の先端部に中心軸に対して４５°の角度で配置され、前記非可視光を反射するとともに前記可視光を透過させる非可視光反射フィルタとを備え、前記受光部は前記非可視光を反射する前記非可視光反射フィルタの反射面上にあり、前記発光部は前記可視光が透過して出射する前記非可視光反射フィルタの出射面上にあることを要旨とする。

これによれば、ガラス製の導光体の先端部に中心軸に対して垂直に非可視光を入射させ
ると、この非可視光は非可視光反射フィルタの反射面上の受光部で反射されて導光体内に導入され、その基端部側へ伝搬される。一方、可視光を基端部側から導光体内に導入させると、この可視光は導光体により先端部側へ伝搬され、非可視光反射フィルタを透過してその出射面上にある発光部から外部へ放射される。このため、非可視光を受光してその強度に応じた電気信号を出力する検出器や可視光を発する光源等、可視化手段の一部を構成する部材を導光体の先端部に設ける必要がなく、導光体に電気配線を設ける必要もない。その結果、信頼性が向上し、装置寿命が向上する。

また、受光部及び発光部が同一のガラス製の導光体の先端部に配置された非可視光反射フィルタの反射面上の同一位置にあるので、１つのガラス製の導光体を走査手段により２次元に走査することで、受光部及び発光部を対象物に対して２次元に走査することができる。

請求項５に係る発明は、請求項４に記載の光可視化装置において、非可視光反射フィルタの前記出射面には、前記非可視光反射フィルタを透過して前記出射面上の前記発光部から前記中心軸に沿った方向に放射される前記可視光を斜め上方へ向ける光学部材が配置されていることを要旨とする。

これによれば、非可視光反射フィルタを透過してその出射面上の発光部から中心軸に沿った方向に放射される可視光が光学部材により斜め上方へ向けられるので、可視光を観察し易くなり、上述したような紫外線硬化樹脂等を紫外線を照射して硬化させる作業等がし易くなり、作業効率が向上する。また、受光部及び発光部を走査手段により対象物に対して２次元に走査することで、発光部を通って光学部材から斜め上方へ放射される可視光の残像が直線状或いは楕円形状となり、非可視光の強度を２次元的に可視光で表示することができる。これにより、非可視光の強度分布を、直線状或いは楕円形状の残像として見える可視光の強度分布として認識することができるので、十分な非可視光の強度が得られている範囲を容易に見出すことができる。

請求項６に係る発明は、請求項５に記載の光可視化装置において、前記光学部材はプリズムであることを要旨とする。
これによれば非可視光反射フィルタを透過してその出射面上の発光部から中心軸に沿った方向に放射される可視光がプリズムの屈折作用により斜め上方へ向けられる。このため、導光体内をその先端部側に伝搬してきた可視光が全反射しない範囲でプリズムの角度をなるべく大きな角度にすることで、非可視光反射フィルタを透過してその出射面上の発光部から斜め上方へ出射される可視光がより観察し易くなる。

請求項７に係る発明は、請求項６に記載の光可視化装置において、前記プリズムの外面に無反射コートが施されていることを要旨とする。
これによれば、プリズムの外面での可視光の反射が低減されるので、プリズムにより斜め上方へ向けて放射される可視光の強度低下を抑制することができる。

請求項８に係る発明は、請求項１〜７のいずれか１つに記載の光可視化装置において、前記非可視光は紫外線であることを要旨とする。
これによれば、紫外線硬化樹脂等を紫外線を照射して硬化する際に、発光部から出射される可視光を観察することで、紫外線の強度を可視光の強度として認識することができる。

請求項９に係る発明は、請求項４〜８のいずれか１つに記載の光可視化装置において、前記可視化手段は、可視光を発する発光手段と、前記非可視光を受光しその強度に応じた電気信号を出力する受光手段と、前記発光手段からの前記可視光を前記導光体内にその基
端部側から入射させるとともに、前記基端部から出射する前記非可視光を前記受光手段に入射させる光学系と、前記電気信号に応じて前記発光手段の発光を制御する制御手段とを備えることを要旨とする。

これによれば、受光手段、発光手段、光学系及び制御手段等、可視化手段の構成部材を、受光部及び発光部のある導光体とは別にまとめて配置することができる。これにより、装置を簡単な構成で小型にすることができる。

請求項１０に係る発明は、請求項９に記載の光可視化装置において、前記制御手段は、前記受光手段で受光する前記非可視光の強度に応じた強度の可視光を前記発光手段により発光させることを要旨とする。

これによれば、非可視光の強度分布を可視光の強度分布として認識することができる。
請求項１１に係る発明は、請求項９に記載の光可視化装置において、前記制御手段は、前記受光手段で受光する前記非可視光の強度が所定の閾値以上の場合に、一定の強度の可視光を前記発光手段により発光させることを要旨とする。

これによれば、非可視光が十分な強度を持つ範囲を可視光が発光している範囲として認識することができる。
請求項１２に係る発明は、請求項４〜１１のいずれか１つに記載の光可視化装置において、前記導光体はその基端部側を支点にして揺動する片持ち梁式の振動系を構成し、前記導光体を、ＸＹ平面内の一方向に電磁駆動により振動させる振動手段を更に含むことを要旨とする。

これによれば、導光体を振動手段により前記一方向に高速に走査するとともに、走査手段により前記一方向と直交する方向に比較的低速に走査することにより、発光部から放射される可視光の残像が楕円形状となり、可視光がより見やすくなる。

また、制御手段が、受光手段で受光する非可視光の強度に応じた強度の可視光を発光手段により発光させる場合には、導光体先端部の発光部から放射される可視光の楕円形状の残像により、非可視光の強度分布を認識することができる。一方、制御手段が、非可視光の強度が所定の閾値以上の場合に、一定の強度の可視光を発光手段により発光させる場合には、可視光の楕円形状の残像により、非可視光が十分強度のある範囲を認識することができる。

以上説明したように、本発明によれば、ある位置に紫外線等の非可視光が確かに照射されているかどうかを視覚的に表示することができ、非可視光が照射されているか否かの確認作業を迅速に行うことのできる光可視化装置を実現できる。

以下、本発明の光可視化装置を具体化した各実施形態を図面に基づいて説明する。
[第１実施形態]
第１実施形態に係る光可視化装置を図１〜図５に基づいて説明する。

図１は第１実施形態に係る光可視化装置の概略構成を示す側面図であり、図２は光可視化装置全体の概略構成を示す斜視図である。
図１に示す光可視化装置１は、レンズ等の各種光学部品の加工やフラットパネルディスプレイ等の製造工程において、紫外線硬化樹脂に非可視光である紫外線を照射して硬化させるのに用いられる。この光可視化装置１は、ある位置に、例えば互いに接合されるレン
ズ等の光学部品間に塗布された紫外線硬化樹脂（以下、「対象物」という。）の有る位置に紫外線が確かに照射されているかどうかを、その照射位置付近での可視光の発光によって視覚的に表示する。紫外線が照射されている位置とは別の場所に設置されたディスプレイ（表示）装置上への表示ではないため、作業者は表示を見るために照射位置付近から視線を移動させる必要がなく、作業が効率的に行えるようになる。

この光可視化装置１は、図１及び図２に示すように、光源２から出射される紫外線３を受ける受光部４と、その受光部４で受けた紫外線３の強度に応じて可視光５を生成する可視化手段６と、その可視化手段６で生成された可視光５を放射する発光部７とを備える。

光可視化装置１は、ガラス製の導光体３０と、導光体３０の先端部３０ａにコア中心軸（中心軸）３０ｃに対して４５°の角度で配置され、紫外線３を反射するとともに可視光５を透過させる非可視光反射フィルタとしての帯域反射フィルタ８を備える。受光部４は紫外線３を反射する帯域反射フィルタ８の反射面８ａ上にあり、発光部７は可視光５が帯域反射フィルタ８を透過して出射するその出射面８ｂ上にある。このように、本例では、受光部４及び発光部７は、導光体３０の先端部３０ａに設けた帯域反射フィルタ８上におけるほぼ同一位置に配置されている。導光体３０は光ファイバで構成されている。

導光体３０の先端部３０ａは、コア中心軸３０ｃに対して４５°の角度で斜めに研磨されており、この研磨面に帯域反射フィルタ８が接合されている。
導光体３０の先端部３０ａにコア中心軸３０ｃに対して上方より垂直に入射する紫外線３は、帯域反射フィルタ８の反射面８ａ上の受光部４で反射されて導光体３０内に導入され、導光体３０によりその基端部３０ｂ側へ伝搬される。また、基端部３０ｂから導光体３０内に導入される可視光５は、導光体３０により先端部３０ａ側へ伝搬され、帯域反射フィルタ８を透過してその出射面８ｂ上の発光部７からコア中心軸３０ｃに沿った方向へ出射される。

光可視化装置１は、受光部４及び発光部７を上記対象物に対して２次元に走査する走査手段としてのＸＹステージ２０を備える。
また、光可視化装置１は、可視光５を、受光部４に入射する紫外線３の入射方向と異なる方向に発光部７から出射させるように構成されている。本例では、光源２から出射される紫外線３は、上記対象物を上方から照射するようになっているので、その紫外線３は、導光体３０の先端部３０ａにコア中心軸３０ｃに対して垂直に入射する。帯域反射フィルタ８の出射面８ｂには、帯域反射フィルタ８を透過して出射面８ｂ上の発光部７からコア中心軸３０ｃに沿った方向へ出射される可視光５を斜め上方へ向ける光学部材としての台形のプリズム１０が接合されている。

こうして、本例の光可視化装置１は、紫外線３は導光体３０の先端部３０ａに対して上方から入射し、一方、可視光５は帯域反射フィルタ８を透過して発光部７からコア中心軸３０ｃに沿った方向へ出射し、さらにプリズム１０により斜め上方へ向けて外部に放射されるようになっている。このプリズム１０の外面には、無反射コート１１が施されている。

可視化手段６は、図１に示すように、可視光５を発する発光手段としての発光素子４１と、紫外線３を受光しその強度に応じた電気信号を出力する受光手段としての検出器４２とを備える。また、可視化手段６は、発光素子４１からの可視光５を導光体３０内にその基端部３０ｂ側から入射させるとともに、基端部３０ｂから出射する紫外線３を検出器４２に入射させる光学系５０と、検出器４２から出力される電気信号に応じて発光素子４１の発光を制御する制御手段としてのＣＰＵ６０とを備える。

また、可視化手段６は、検出器４２から出力される電気信号（電流信号）を増幅する増幅器６３と、この増幅器６３で増幅された検出器４２からの電気信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器６４とを備える。

ＣＰＵ６０は、検出器４２で受光する紫外線３の強度に対応してＡ／Ｄ変換器６４から出力されるデジタル信号の値に対して、様々なモードで発光素子４１の発光、非発光を制御するデジタル信号を出力する。例えば、本例では、ＣＰＵ６０は、検出器４２で受光する紫外線３の強度に応じた強度の可視光５を発光素子４１により発光させるためのデジタル信号を出力するように構成されている。すなわち、ＣＰＵ６０は、検出器４２で受光する紫外線３の強度に対応するＡ／Ｄ変換器６４から出力されるデジタル信号の値に応じた大きさのデジタル信号を出力するようになっている。

さらに、可視化手段６は、ＣＰＵ６０から出力されるデジタル信号をアナログ電圧信号に変換するＤ／Ａ変換器６５と、このＤ／Ａ変換器６５から出力されるアナログ電圧信号を増幅する増幅器６６とを備える。

光学系５０は、図１及び図２に示すように、発光素子４１から出射される可視光５を透過させるとともに、導光体３０の基端部３０ｂから出射される光のうち、紫外線３のみを反射させる帯域反射フィルタ４３を備える。さらに、光学系５０は、発光素子４１から出射される可視光５を帯域反射フィルタ４３を介して導光体３０の基端部３０ｂに結合させる球レンズ（図示省略）と、基端部３０ｂから出射されて帯域反射フィルタ４３で反射される紫外線３を検出器４２に集光する集光レンズ（図示省略）と、バンドパスフィルタ４６とを備える。このバンドパスフィルタ４６は、紫外線３以外の波長の光をカットして紫外線３のみを透過させるためのフィルタである。

帯域反射フィルタ４３は、図２に示すように、ＸＹステージ２０の移動テーブル２１上に固定されている。帯域反射フィルタ４３以外の光学系５０の各構成部材は、移動テーブル２１上に固定して設けられた保持部材（図示省略）により保持されている。

ＸＹステージ２０は、図４に示すように、移動テーブル２１と、この移動テーブル２１をＹ軸方向に摺動可能に支持するＹテーブル２２と、このＹテーブル２２をＸ軸方向に摺動可能に支持するＸテーブル２３とを備える。Ｘテーブル２３には、Ｘ方向モータ２４と、Ｘ軸方向に延びるねじ軸２５とが設けられており、Ｘ方向モータ２４によりねじ軸２５を回転させると、Ｙテーブル２２がＸテーブル２３上でＸ軸方向に摺動するように構成されている。また、Ｙテーブル２２には、Ｙ方向モータ２６と、Ｙ軸方向に延びるねじ軸（図示省略）とが設けられており、Ｙ方向モータ２６によりそのねじ軸を回転させると、移動テーブル２１がＹテーブル２２上でＹ軸方向に摺動するように構成されている。

さらに、受光部４と発光部７をＸＹ平面内で走査する走査手段として、ＸＹステージ２０の他に、移動テーブル２１のＸＹ座標位置を検出するエンコーダ２７と、ＣＰＵ６０と、モータドライバ２８，２９とが設けられている（図５参照）。ＣＰＵ６０は、エンコーダ２７で検出した移動テーブル２１のＸＹ座標位置を表わす位置信号に応じたモータ制御信号をモータドライバ２８，２９へそれぞれ出力してＸ方向モータ２４及びＹ方向モータ２６をそれぞれ駆動制御するようになっている。例えば、ＣＰＵ６０は、受光部４及び発光部７を、上記対象物に対して２次元に走査するように、Ｘ方向モータ２４及びＹ方向モータ２６をそれぞれ駆動制御するようになっている。

導光体３０の基端部３０ｂは、図２に示すように、移動テーブル２１上に固定された一対の支持部材６１，６２間に挟持されている。これにより、導光体３０は、その基端部３０ｂを支点にしてＹ軸方向に揺動する片持ち梁式の振動系を構成している。

さらに、光可視化装置１は、図２に示すように。導光体３０を上記対象物に対してＸＹ平面内でＹ軸方向（一方向）に電磁駆動により振動させる振動手段としてのＹ軸方向駆動手段７０を備えている。

このＹ軸方向駆動手段７０は、図２及び図５に示すように、導光体３０の基端部３０ｂの近傍に固定された永久磁石７１と、この永久磁石７１の両側に配置されて移動テーブル２１上に固定された駆動コイル７２と、駆動コイル７２に駆動電流を供給する駆動電流供給部７３とを備える。

駆動コイル７２に流す駆動電流の向きをＣＰＵ６０により変えることによって、永久磁石７１の駆動コイル７２と対向する側の磁極が切り替わり、導光体３０が、図２の二点鎖線で示すように、基端部３０ｂ側を支点にしてＹ軸方向に振動（揺動）するようになっている。

このような構成を有する光可視化装置１では、光源２から紫外線３が出射され、この紫外線３が上記対象物に対して上方より照射される。この対象物と光源２との間に導光体３０の先端部３０ａを位置させることで、光源２から出射される紫外線３が、導光体３０の先端部３０ａにコア中心軸３０ｃに対して上方より垂直に入射する。

この紫外線３は、帯域反射フィルタ８の反射面８ａ上の受光部４で反射されて導光体３０内に導入され、導光体３０によりその基端部３０ｂ側へ伝搬され、基端部３０ｂから出射される。

基端部３０ｂから出射した紫外線３は、帯域反射フィルタ４３で反射されて下方へ進む。この紫外線３は、バンドパスフィルタ４６を透過して検出器４２に入射する。この検出器４２は受光した紫外線３の強度に応じた電気信号を出力する。検出器４２から出力される電気信号は増幅器６３により増幅された後、Ａ／Ｄ変換器６４によりデジタル信号に変換される。

ＣＰＵ６０は、検出器４２で受光する紫外線３の強度に応じた強度の可視光５を発光素子４１により発光させるために、Ａ／Ｄ変換器６４から出力されるデジタル信号の値に応じた大きさのデジタル信号を出力する。

ＣＰＵ６０から出力されるデジタル信号はＤ／Ａ変換器６５でアナログ電圧信号に変換された後、増幅器６６で増幅される。この増幅されたアナログ電圧信号により、発光素子４１が発光し可視光５を出力する。このとき、発光素子４１は、入力されるアナログ電圧信号の電圧値に応じた強度の可視光５を発光する。

発光素子４１から出射された可視光５は、帯域反射フィルタ４３を透過して基端部３０ｂから導光体３０内に導入される。この可視光５は、導光体３０により先端部３０ａ側へ伝搬され、帯域反射フィルタ８を透過してその出射面８ｂ上の発光部７からコア中心軸３０ｃに沿った方向に出射される。発光部７から出射される可視光５は、台形のプリズム１０により屈折して斜め上方へ向けられ、プリズム１０の外面から無反射コート１１を介して外部へ放射される。

台形のプリズム１０の角度α（図３参照）は、導光体３０内を伝搬してきた可視光５が全反射しない範囲でなるべく大きな角度であることが、プリズム１０の外面から無反射コート１１を介して斜め上方へ放射される可視光５が観察し易いので好ましい。例えば、プリズム１０の角度αを、１０〜３０°の範囲内にするのが好ましい。

こうして発光部７から出射されプリズム１０により屈折した可視光５は、無反射コート１１を透過して、斜め上方（図１の紙面上方）へ向かう。この可視光５を作業者の目１００で認識できる。こうして導光体３０の先端部３０ａの発光部７から放射される可視光５によって、上記対象物に紫外線が確かに照射されているかどうかを視覚的に表示することができる。

なお、目１００の前には、光源２から出射され乱反射してくる紫外線３を除去する保護眼鏡等のフィルタ１１０を配置するのが好ましい。
このようにして可視光５を作業者の目１００で観察する際に、導光体３０を上記対象物に対してＸＹ平面内でＹ軸方向にＹ軸方向駆動手段７０により高速に振動走査するとともに、ＸＹステージ２０によりＸ軸方向に比較的低速に走査すると、発光部７を通って外部へ放射される可視光５の残像が楕円形状となり、可視光がより見やすくなる。なお、Ｙ軸方向駆動手段７０を用いずに、ＸＹステージ２０のみによって、導光体３０を上記対象物に対してＸＹ平面内でＹ軸方向に高速に走査するとともに、Ｘ軸方向に比較的低速に走査するようにしても良い。

以上のように構成された第１実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
○可視化手段６により受光部４で受けた紫外線３の強度に応じて可視光５が生成され、この可視光５が発光部７を通ってプリズム１０から放射されるので、この可視光５により紫外線３の強度を視覚的に表示することができる。これにより、発光部７を通ってプリズム１０から放射される可視光５を観察することで、紫外線３の強度を可視光５の強度として認識することができる。したがって、ある位置（上記対象物の有る位置）に紫外線３が確かに照射されているかどうかを可視光５により視覚的に表示することができ、紫外線３が照射されているか否かの確認作業を迅速に行うことができる。

○紫外線３の強度を表示するために上記従来技術のような表示装置が不要となるので、持ち運びが容易な可搬型の装置を作るのが容易となり、装置の価格も安価になる。
○作業者は、受光部４とほぼ同一位置にある発光部７を通ってプリズム１０から放射される可視光５を見ながら、上記対象物の有る位置に紫外線３が照射されているか否かの確認作業を行えばよいので、作業性が向上する。つまり、ある位置に紫外線３が確かに照射されているかどうかを、その照射位置付近での可視光５の発光によって視覚的に表示する。紫外線３が照射されている位置とは別の場所に設置されたディスプレイ（表示）装置上への表示ではないため、作業者は表示を見るために紫外線３の照射位置付近から視線を移動させる必要がなく、作業が効率的に行えるようになる。

○導光体３０の先端部３０ａの帯域反射フィルタ８上におけるほぼ同一位置に配置された受光部４及び発光部７をＸＹステージ２０とＹ軸方向駆動手段７０により或いはＸＹステージ２０のみにより対象物に対して２次元に走査する。これにより、発光部７を通ってプリズム１０から放射される可視光５の残像により紫外線３の強度を２次元的に表示することができる。

○可視光５を、受光部４に入射する紫外線３の入射方向と異なる方向に発光部７から出射させるようにしている。本例では、紫外線３は導光体３０の先端部３０ａに対して上方から入射し、一方、可視光５は帯域反射フィルタ８を透過して発光部７からコア中心軸３０ｃに沿った方向へ出射し、さらにプリズム１０により斜め上方へ向けて外部に放射されるようにしている。このため、発光部７を通ってプリズム１０から出射される可視光５を作業者の目１００で観察する際に、紫外線３が目１００に入るのが抑制され、可視光５が見やすくなる。これにより、作業者は紫外線３を直視せずにその強度或いは強度分布を可視光５により認識することができるので、紫外線３を用いた作業、例えば、紫外線硬化樹
脂等を紫外線を照射して硬化させる作業を行う際の作業効率が向上する。

○受光部４及び発光部７をＸＹステージ２０とＹ軸方向駆動手段７０により或いはＸＹステージ２０のみにより対象物に対して２次元に走査することで、発光部７を通ってプリズム１０から斜め上方へ放射される可視光の残像が楕円形状となり、非可視光の強度を２次元的に可視光で表示することができる。これにより、非可視光の強度分布を、楕円形状の残像として見える可視光の強度分布として認識することができるので、十分な非可視光の強度が得られている範囲を容易に見出すことができる。

○光可視化装置１は、ガラス製の導光体３０と、その先端部３０ａにコア中心軸３０ｃに対して４５°の角度で配置され、紫外線３を反射するとともに可視光５を透過させる帯域反射フィルタ８を備える。受光部４は帯域反射フィルタ８の反射面８ａ上にあり、発光部７は帯域反射フィルタ８を透過して出射するその出射面８ｂ上にある。これにより、導光体３０の先端部３０ａにコア中心軸３０ｃに対して上方から垂直に紫外線３を入射させると、この紫外線３は帯域反射フィルタ８の反射面８ａ上の受光部で反射されて導光体３０内に導入され、その基端部３０ｂ側へ伝搬される。一方、可視光５を基端部３０ｂ側から導光体３０内に導入させると、この可視光５は導光体３０により先端部３０ａ側へ伝搬され、帯域反射フィルタ８を透過してその出射面８ｂ上にある発光部７を通ってプリズム１０から外部へ放射される。このため、紫外線を受光する検出器４２や可視光を発する発光素子（光源）４１等、可視化手段６の一部を構成する部材を導光体３０の先端部３０ａに設ける必要がなく、導光体３０に電気配線を設ける必要もない。その結果、信頼性が向上し、装置寿命が向上する。

○受光部４及び発光部７は、導光体３０の先端部３０ａに設けた帯域反射フィルタ８上におけるほぼ同一位置に配置されているので、１つのガラス製の導光体３０をＸＹステージ２０とＹ軸方向駆動手段７０により或いはＸＹステージ２０のみにより２次元に走査することで、受光部４及び発光部７を上記対象物に対して２次元に走査することができる。これにより、装置をより簡単な構成でより小型にすることができる。

○帯域反射フィルタ８の出射面８ｂには、帯域反射フィルタ８を透過して出射面８ｂ上の発光部７からコア中心軸３０ｃに沿った方向へ出射される可視光５を斜め上方へ向ける台形のプリズム１０が接合されている。これにより、帯域反射フィルタ８を透過してその出射面８ｂ上の発光部７からコア中心軸３０ｃに沿った方向に放射される可視光５がプリズム１０により斜め上方へ向けられるので、可視光５を観察し易くなる。そのため、上述したような紫外線硬化樹脂等を紫外線を照射して硬化させる作業等がし易くなり、作業効率が向上する。

○プリズム１０の外面に無反射コート１１が施されている。これにより、プリズム１０の外面での可視光５の反射が低減されるので、プリズム１０により斜め上方へ向けて放射される可視光５の強度低下を抑制することができる。

○光源２から照射される非可視光を紫外線３としているので、紫外線硬化樹脂等を紫外線を照射して硬化する際に、発光部７を通ってプリズム１０から出射される可視光５を観察することで、紫外線３の強度を可視光の強度として認識することができる。

○可視化手段６は、可視光５を発する発光素子４１と、紫外線３を受光する検出器４２と、発光素子４１からの可視光５を導光体３０内にその基端部３０ｂ側から入射させ、基端部３０ｂからの紫外線３を検出器４２に入射させる光学系５０と、検出器４２からの電気信号に応じて発光素子４１の発光を制御するＣＰＵ６０とを備える。これら可視化手段６の構成部材を、受光部４及び発光部７のある導光体３０とは別にまとめて配置すること
ができる。例えば、それらの構成部材を、ＸＹステージ２０の移動テーブル２１上に配置することにより、装置をより簡単な構成でより小型にすることができる。

○ＣＰＵ６０は、検出器４２で受光する紫外線３の強度に応じた強度の可視光５を発光素子４１により発光させるためのデジタル信号を出力するように構成されている。これにより、導光体３０の先端部３０ａの発光部７を通ってプリズム１０から放射される可視光５の楕円形状の残像により、紫外線３の強度分布を可視光５の強度分布として認識することができる。

[第２実施形態]
次に、第２実施形態に係る光可視化装置を説明する。
この光可視化装置では、ＣＰＵ６０は、Ａ／Ｄ変換器６４から出力されるデジタル信号の値が所定の閾値以上と判断されると、発光素子４１を動作状態にして可視光５を発光させるためのオン信号（デジタル信号）を出力するようになっている。また、ＣＰＵ６０は、検出器４２の出力値が所定の閾値未満と判断されると、発光素子４１を非動作状態にして可視光５を非発光にするためのオフ信号（デジタル信号）を出力するようになっている。その他の構成は、上記第１実施形態と同様である。

以上のように構成された第２実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
○ＣＰＵ６０は、検出器４２で受光する紫外線３の強度が所定の閾値以上の場合に、一定の強度の可視光５を発光素子４１により発光させるので、導光体３０の先端部３０ａの発光部７を通ってプリズム１０から放射される可視光５の楕円形状の残像により、紫外線３が十分強度のある範囲を認識することができる。

なお、この発明は以下のように変更して具体化することもできる。
・上記第１実施形態では、受光部４及び発光部７を、同一のガラス製の導光体３０の先端部３０ａの帯域反射フィルタ８上におけるほぼ同一位置に配置した構成について説明したが、本発明はこのような構成に限定されない。例えば、先端部に受光部４と同様の受光部を設けた１つのガラス製の導光体と、先端部に発光部７と同様の発光部を設けた別のガラス製の導光体の２つを用いる。そして、受光部のある一方の導光体の基端部から出射される紫外線を検出器４２に入射させ、発光素子４１から出射される可視光５を別の導光体の基端部に入射させるようにした構成にも、本発明は適用可能である。この構成では、受光部と発光部は近接した位置に配置されることになる。

・上記第１実施形態では、受光部４及び発光部７を、同一のガラス製の導光体３０の先端部３０ａに設けた構成について説明したが、本発明はこのような構成に限定されない。例えば、導光体３０に代えて細長い棒状の剛体或いは振動体を用い、この剛体或いは振動体の先端部に受光部としての検出器と、発光部としての発光素子（光源）とを設けた構成にも本発明は適用可能である。この場合、その剛体或いは振動体上には、検出器と発光素子にそれぞれ接続される電気配線が設置される。

・上記各実施形態では、ガラス製の導光体３０をコアとクラッドとからなる光ファイバで構成したが、ガラス製の導光体は中空構造の導光体であっても良い。
・上記各実施形態では、ガラス製の導光体３０を用いているが、導光体として透明な樹脂製の導光体を用いても良い。

・上記第１実施形態において、光学系５０、図１及び図５に示すＣＰＵ６０等を含む電子回路、導光体３０の基端部３０ｂを支持する支持部材６１，６２、駆動コイル７２等を一体化して１つのモジュールとし、このモジュールを移動テーブル２１上に固定するように構成しても良い。このような構成により、組立が容易になり、量産化に適した構成を実
現できる。

・上記第１実施形態では、帯域反射フィルタ８の外面に発光部７から出射される可視光５を上方へ向けるプリズム１０を設け、受光部４及び発光部７を２次元に走査することで、発光部７を通ってプリズム１０から斜め上方へ放射される可視光５の残像が楕円形状となるようにしているが、本発明はこのような構成に限定されない。例えば、プリズム１０を用いない構成でっても良い。この場合、受光部４及び発光部７を２次元に走査すると、発光部７から直接出射される可視光５の残像は細長い直線状となり、可視光５の見やすさは上記第１実施形態よりも多少劣るが、この点を除いて上記第１実施形態と同様の作用効果が得られる。

・上記第１実施形態において、プリズム１０に代えて、発光部７から出射される可視光５の光点を広げるような光学部材を帯域反射フィルタ８の出射面８ｂに設けるようにしても良い。この構成によっても、発光部７から出射される可視光５の光点がその光学部材により広げられ、可視光５の一部が斜め上方へ放射されることになる。このため、上記第１実施形態と同様に、受光部４及び発光部７を２次元に走査することで、発光部７を通ってその光学部材から斜め上方へ放射される可視光の残像を楕円形状にすることができる。

・上記第１実施形態では、レンズ等の各種光学部品の加工やフラットパネルディスプレイ等の製造工程において、紫外線硬化樹脂を紫外線を照射して硬化させるのに用いられる光可視化装置１について一例として説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、紫外線３を発する光源２に代えて、非可視光としての赤外線を発する光源を用い、互いに接合されるレンズ等の光学部品間に塗布された赤外線硬化樹脂に照射される赤外線の強度を、ディスプレイ（表示）装置上にではなく、可視光によって視覚的に表示する光可視化装置にも、本発明は適用可能である。

第１実施形態に係る光可視化装置の概略構成を示す側面図。 同光可視化装置全体の概略構成を示す斜視図。 図１の紫外線効果装置で用いる導光体先端部の拡大図。 同光可視化装置で用いるＸＹステージを示す斜視図。 図４のＸＹステージ等を駆動する回路の電気的構成を示すブロック図。

符号の説明

α…角度、１…光可視化装置、３…紫外線、４…受光部、５…可視光、６…可視化手段、７…発光部、８…非可視光反射フィルタとしての帯域反射フィルタ、８ａ…反射面、８ｂ…出射面、１０…プリズム、１１…無反射コート、２０…走査手段としてのＸＹステージ、３０…導光体、３０ａ…先端部、３０ｂ…基端部、３０ｃ…コア中心軸（中心軸）、４１…発光手段としての発光素子、４２…受光手段としての検出器、５０…光学系，６０…制御手段としてのＣＰＵ、７０…振動手段としてのＹ軸方向駆動手段。

Claims (12)

1. 対象物に照射される非可視光の強度を表示する光可視化装置において、
   前記非可視光を受ける受光部と、
   前記受光部で受けた前記非可視光の強度に応じて可視光を生成する可視化手段と、
   前記可視化手段で生成された可視光を放射する発光部と、
   を備えることを特徴とする光可視化装置。
2. 請求項１に記載の光可視化装置において、
   前記受光部及び前記発光部は同一或いは近接した位置に配置されており、
   前記受光部及び前記発光部を前記対象物に対して２次元に走査する走査手段を備えることを特徴とする光可視化装置。
3. 請求項１又は２に記載の光可視化装置において、
   前記可視光を、前記受光部に入射する前記非可視光の入射方向と異なる方向に前記発光部から出射させるように構成したことを特徴とする光可視化装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１つに記載の光可視化装置において、
   ガラス製の導光体と、前記導光体の先端部に中心軸に対して４５°の角度で配置され、前記非可視光を反射するとともに前記可視光を透過させる非可視光反射フィルタとを備え、
   前記受光部は前記非可視光を反射する前記非可視光反射フィルタの反射面上にあり、前記発光部は前記可視光が透過して出射する前記非可視光反射フィルタの出射面上にあることを特徴とする光可視化装置。
5. 請求項４に記載の光可視化装置において、
   非可視光反射フィルタの前記出射面には、前記非可視光反射フィルタを透過して前記出射面上の前記発光部から前記中心軸に沿った方向に放射される前記可視光を斜め上方へ向ける光学部材が配置されていることを特徴とする光可視化装置。
6. 請求項５に記載の光可視化装置において、
   前記光学部材はプリズムであることを特徴とする光可視化装置。
7. 請求項６に記載の光可視化装置において、
   前記プリズムの外面に無反射コートが施されていることを特徴とする光可視化装置。
8. 請求項１〜７のいずれか１つに記載の光可視化装置において、
   前記非可視光は紫外線であることを特徴とする光可視化装置。
9. 請求項４〜８のいずれか１つに記載の光可視化装置において、
   前記可視化手段は、可視光を発する発光手段と、前記非可視光を受光しその強度に応じた電気信号を出力する受光手段と、前記発光手段からの前記可視光を前記導光体内にその基端部側から入射させるとともに、前記基端部から出射する前記非可視光を前記受光手段に入射させる光学系と、前記電気信号に応じて前記発光手段の発光を制御する制御手段とを備えることを特徴とする光可視化装置。
10. 請求項９に記載の光可視化装置において、
    前記制御手段は、前記受光手段で受光する前記非可視光の強度に応じた強度の可視光を前記発光手段により発光させることを特徴とする光可視化装置。
11. 請求項９に記載の光可視化装置において、
    前記制御手段は、前記受光手段で受光する前記非可視光の強度が所定の閾値以上の場合に、一定の強度の可視光を前記発光手段により発光させることを特徴とする光可視化装置。
12. 請求項４〜１１のいずれか１つに記載の光可視化装置において、
    前記導光体はその基端部側を支点にして揺動する片持ち梁式の振動系を構成し、前記導光体を、ＸＹ平面内の一方向に電磁駆動により振動させる振動手段を更に含むことを特徴とする光可視化装置。

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