JP2018022097A - 光合成照射構造および光合成照射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ロッドレンズの低損失性を利用しながら、他方で柔軟性不備の欠点を補いながら光合成を実現する。【解決手段】複数個の光源（１３ａ，１３ｂ）からの出力光を合成して照射光として出力するための光合成照射構造（５１）において、光の入射面と射出面をそれぞれ長さ方向に有する１個のロッドレンズ（５３）と、光の入射面と射出面をそれぞれ長さ方向に有する光ファイバー束（５５）と、を有することを特徴とする。両者を組み合わせることにより、ロッドレンズの低損失性を利用しながら、他方で柔軟性不備の欠点を補いながら光合成を実現することができる。【選択図】 図１

Description

本発明は、複数の発光装置（光源）からの出力光を合成して照射するための光合成照射構造およびこの光合成照射構造を備える光合成照射装置に関する。

光を導く光学部品として光ファイバーが知られている。光ファイバーはコアとクラッドからなる円筒形状でかつフレキシブル（柔軟性）な特徴を持ち、一端から光を当てると、コアに入射した光がコアとクラッドの境界で反射しながら他方の端に届き、他端から光が射出されるようになっている。全長の長短、曲げ回数の多寡、曲げ角度の大小などによって異なるが一般的に導光時の損失も少ないので光通信分野などでよく使われている。

大光量の光を導く光学部品としては、多数の光ファイバーを束にして金属等の円筒形状のケースに格納したものがある。前述した光ファイバー単体に比べると光ファイバーの本数を増やして束を太くすることで光が通る断面積を大きくすることができる。これによれば一端に当てた光が光ファイバー束の入射口から漏れづらいので入射効率が良い。また、１本あたりの光ファイバーが受け持つ光エネルギーが分担低減されるので損失による発熱が少なくなる。

光ファイバー束を分割してそれぞれの一端に複数の発光装置のそれぞれの出力光を光学的に接続する。そして光を射出する他端側から束ねられた状態で光を射出すると複数の発光装置の光を合成して得ることが出来る（特許文献１参照）。

上述したような光ファイバの分岐を使った合成方法にも問題はある。光の通過損失である。図１３に光ファイバー束の断面を示す。光ファイバー束は複数の光ファイバ−１０１が束ねられてできている（光ファイバーの束全体を「光ファイバー束１０１」と呼ぶこともある）。光ファイバ−１０１の断面は円形であるため束ねると三角形状の隙間（以下、「ファイバー間隙間」という）１０７が生じる。光ファイバー１０１に入った光は射出側に運ばれて射出するがファイバー間隙間１０７に入った光は運ばれずに光ファイバー束１０１内で損失となる。入射側に入った光が全て射出側から出ることが理想的だが損失があると射出側から出る光が減ってしまう。また、損失が起きるとそのほとんどが熱に変わり光ファイバー束１０１の温度を上昇させる。温度上昇は光ファイバー束１０１を光学的および物理強度的に劣化させる。

一方、主に石英ガラス、光学ガラス、樹脂、岩塩などの導光性を有する素材で構成された透明な細長い素子（通常は円柱状もしくは多角柱状）から形成される光学素子およびデバイスとしてロッドレンズ（図示を省略）がある。その製造方法は、たとえば、特許文献２や特許文献３に開示されている。ロッドレンズには、上述したファイバー間隙間がないため、その分の損失が生じない点で同じ断面形状を持つ光ファイバー束より優れている。

特開2004-146793 特開2013-133277 特開2011-64965

上述したようにロッドレンズは、光ファイバー束に比べて損失は少ないのであるが、柔軟性を有しない点で光ファイバーに劣る。このためロッドレンズは、ほとんど光合成には使用されてこなかった。合成した光を取り出すためには、複数の光源からの光を合成してある範囲の一定箇所に導く必要があるが、そのために光ファイバーは使用できても（特許文献１参照）、複数の光源との相対位置との関係から柔軟性のないロッドレンズは使用することができないからである。本発明が解決しようとする課題は、このロッドレンズの低損失性を利用しながら、他方で柔軟性不備の欠点を補いながら光合成を実現しようとすることである。

上記課題を達成するため本発明は、次の特徴を備えている。なお、本欄において行う一の発明の定義等は記載順などにかかわらず、その性質上可能な範囲において他の発明にも適用があるものとする。

（請求項１記載の発明の特徴）
請求項１記載の発明に係る光合成照射構造（以下、「請求項１の構造」という）は、複数個の光源（複数発光体をパッケージした発光アレイや、複数の単独発光体を集合して使っている形態も含まれる。以下、同じ）からの出力光を合成して照射光として出力するための光合成照射構造において、光の入射面と射出面をそれぞれ長さ方向に有する１個のロッドレンズと、光の入射面と射出面をそれぞれ長さ方向に有する光ファイバー束と、を有することを特徴とする。ロッドレンズと光ファイバー束の相対的位置関係に何ら制限はないが、少なくとも射出面側部位においてロッドレンズを囲むように光ファイバー束を配することが推奨される。用途にもよるが、両者を隣接配置する場合に比べ、照射エリア内の光エネルギーのバランスをとりやすいからである。なお、ロッドレンズは、あらゆる断面形状の棒状のレンズであるが、たとえば、長さ方向に渡るテーパーや製造上の誤差なども含まれる。

請求項１の構造によれば、ロッドレンズから照射される光と光ファイバー束から照射される光によって合成光が構成される。ロッドレンズを使用しているので、その分だけ光ファイバー束に比べ損失を少なく抑えることができ、その一方で柔軟性ある光ファイバー束を使用するので光ファイバー束とその光源の相対位置の自由度を確保することができる。このため、ロッドレンズ単体では得られない量的・質的に異なる合成光を得ることができる。

（請求項２記載の発明の特徴）
請求項２の発明に係る光合成照射構造（以下、「請求項２の構造」という）は、請求項１の構造の好ましい態様として、前記ロッドレンズの少なくとも射出面側部位の側面を囲むように前記光ファイバー束が配され、照射光の照射によって前記ロッドレンズの中心軸と直交する面に照射エリアが形成される際に、当該照射エリアの中心を通る当該照射エリア上の任意の直線上にあり、かつ、当該中心を挟んで等距離にある２点における光エネルギー量（ベクトル量及びスカラー量、もしくはいずれか一方）が等しくなるように構成されていることを特徴とする。言い換えると、ある点を中心の回りに回転させたときに照射エリア内にできる軌跡上の光エネルギー量が等しくなるように構成されている。なお、「等しい」と表現したが、光学的な誤差や製造上のバラつきがある場合も含まれる趣旨である。

請求項２の構造によれば、照射エリア内の中心から等距離にある直線上の２点の光エネルギー量が等量となるので、照射エリア内の光エネルギーのバランスが有効に保たれる。したがって、照射エリア内に置かれた被照射体を照射する際に、被照射体に対する照射光周方向の相対位置に無関係に照射を行うことができる。

（請求項３記載の発明の特徴）
請求項３の発明に係る光合成照射構造（以下、「請求項３の構造」という）は、請求項１の構造の好ましい態様として、前記ロッドレンズの少なくとも射出面側部位の側面を囲むように前記光ファイバー束が配され、当該射出面側部位を通り前記ロッドレンズの中心軸と直交する、前記ロッドレンズの断面と前記光ファイバー束の断面が合わさってなる合成断面の形状が、当該中心軸を対称中心とする実質的点対称な図形に形成されていることを特徴とする。なお、点対称な図形とは、対称中心を中心に１８０度回転させたとき，元の図形と一致する図形を点対称な図形のことをいう。また、「実質的」という表現は、光学的な誤差や製造上のバラつきがある場合も含まれることを意味する。

請求項３の構造によれば、照射エリア内の中心から等距離にある直線上の２点の光エネルギー量が等量となるので、照射エリア内の光エネルギーのバランスが有効に保たれる。したがって、照射エリア内に置かれた被照射体を照射する際に、被照射体に対する照射光周方向の相対位置に無関係に照射を行うことができる。

（請求項４記載の発明の特徴）
請求項４の発明に係る光合成照射構造（以下、「請求項４の構造」という）は、請求項１の構造の好ましい態様として、前記ロッドレンズの少なくとも射出面側部位の側面を囲むように前記光ファイバー束が配され、当該射出面側部位を通り前記ロッドレンズの中心軸と直交する、前記ロッドレンズの断面と前記光ファイバー束それぞれの断面外周形状が、中心を共通にする実質的相似形に形成されていることを特徴とする。ここで「相似形」とは、二つの図形の一方の図形を拡大または縮小したものと他方の図形が等しいことをいう。
また、「実質的」という表現は、光学的な誤差や製造上のバラつきがある場合も含まれることを意味する。

請求項４の構造によれば、照射エリア内の中心から等距離にある直線上の２点の光エネルギー量が等量となるので、照射エリア内の光エネルギーのバランスが有効に保たれる。したがって、照射エリア内に置かれた被照射体を照射する際に、被照射体に対する照射光周方向の相対位置に無関係に照射を行うことができる。

（請求項５記載の発明の特徴）
請求項５の発明に係る光合成照射構造（以下、「請求項５の構造」という）は、請求項２ないし４いずれかの構造の好ましい態様として、前記光ファイバー束は、前記ロッドレンズ側面上に直接載置（両者間にされ、かつ、バインド手段によって載置状態が保持されていることを特徴とする。バインド手段として、たとえば、光ファイバー束とロッドレンズの間に形成される接着層や光ファイバー束の外側に配された締め付けベルトなどを好適に使用することができる。必須ではないが、バインド手段の性質が許せば光ファイバー束に対しロッドレンズを抜き差し可能に構成してもよい。ロッドレンズの交換やメンテナンスを容易に行うことができるからである。

請求項５の構造によれば、載置された光ファイバー束とロッドレンズとの間には空気層が形成されることになるが、二つの媒質中の進行波の伝搬速度と入射角・屈折角の関係を表した法則であるスネルの法則により、ロッドレンズ内を進行する光が外部へ飛び出すことを有効に防止して（内部で反射されて）低損失を実現することができる。空気層（屈折率約１．０）以外の素材を媒質とすることを妨げる趣旨ではないが、空気層であればその屈折率の違いが大きいことから内部反射される可能性を高く保つことができる。

（請求項６記載の発明の特徴）
請求項６の発明に係る光合成照射構造（以下、「請求項６の構造」という）は、請求項２ないし４いずれかの構造の好ましい態様として、少なくとも射出面側部位における前記ロッドレンズと前記光ファイバー束の間に、前記ロッドレンズを抜き差し可能に被覆するパイプが配されていることを特徴とする。

請求項６の構造によれば、光ファイバー束とロッドレンズとの間をパイプが隔離させ、そのパイプに対しロッドレンズを抜き差し可能となっているため、光ファイバーの状態（たとえば、接着層などによって固定されている、また、単に締め付け固定されている）に関わらずロッドレンズの交換やメンテナンスを容易に行うことができる。

（請求項７記載の発明の特徴）
請求項７の発明に係る光合成照射装置（以下、「請求項７の装置」という）は、ロッドレンズ用の光源を少なくとも１個と、光ファイバー束用の光源を少なくとも１個と、請求項１ないし６いずれか記載の光合成照射構造と、を備え、前記ロッドレンズ用の光源が前記ロッドレンズに光学的に結合され、前記光ファイバー束用の光源が前記光ファイバー束に光学的に結合されていることを特徴とする。

請求項７の装置によれば、請求項１ないし６いずれかの光合成照射構造の作用効果を存分に発揮した合成光の照射を行うことができる。

本発明によれば、ロッドレンズの低損失性を利用しながら、他方で柔軟性不備の欠点を補いながら光合成を実現することができる。よって、光損失と発熱が少なく光を合成することができる。

光合成照射装置の概略平面図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 発光装置の電気的構成を示すブロック図である。 図１の矢印Ｂ方向に見たロッドレンズと光ファイバー束の側面図である。 図１の矢印Ｂ方向に見たロッドレンズと光ファイバー束の側面図である。 光エネルギーのバランスを説明するためのロッドレンズと光ファイバー束の断面図である。 合成光を被照射体に照射している状態を示す側面図である。 図７に示す光合成照射装置側から見た被照射体の正面図である。 本実施形態の変形例１に係るパイプの配置を示す断面図である。 図１に示す光合成照射装置の変形例を示す概略平面図である。 図１に示す光合成照射装置の変形例を示す概略平面図である。 図１に示す光合成照射装置の変形例を示す概略平面図である。 従来技術を説明するための光ファイバー束の断面図である。

（光合成照射装置の概略構造）
図１及び２に示すように、光合成照射装置１は、発光装置３と光学部品（光合成照射構造）５１とから概略構成される。発光装置３は、前面パネル３ｂを有する矩形のケーシング３ａを備えている。前面パネル３ｂには、ロッドレンズ５３のために光を射出する第１発光口５ａと光ファイバー束５５のために第２発光口５ｂの２つの発光口が設けられ、さらに、操作者が動作状況を確認するための表示部７と、操作を行うための操作部９が備えられている。第１発光口５ａと第２発光口５ｂはそれぞれリング状の外観を持ち、その中空部にはロッドレンズ５３（後述）の一端を覆うロッド用ケース５４と光ファイバー束５５（後述）の一端を覆うファイバー用ケース５６を取り外し可能に差し込み、その上で好ましくはネジ固定できる構造になっている（図２）。これらの差し込みにより、後述する発光装置３の各光源のそれぞれとロッドレンズ５３及び光ファイバー束５５とが光学的に接続されることになる。

図１乃至３を用いて発光装置３の詳細構成を説明する。ケーシング３ａ内において、ロッド用発光口５ａの奥には第１光学部１１ａが、ファイバー用発光口５ｂの奥には第２光学部１１ｂが設けられている。これら２つの光学部は、詳細の図示は省略するが、光を通過や遮断するためのシャッター機構、調光を行う為の絞り機構、スペクトルを変化させるカラーフィルター機構などの光を調整する機能を持っている。２つの光学部は後述する制御部１７の制御に従って光を調整する。

第１光学部１１ａのロッド用発光口５ａから見てさらに後ろにはロッドレンズ５３用の第１発光部（光源）１３ａが、第２光学部１１ｂのファイバー用発光口５ｂから見てさらに後ろには光ファイバー束５５用の第２発光部（光源）１３ｂが設けられている。２つの発光部は、本実施形態では半導体光源を採用しており、複数発光体をパッケージした発光アレイや、複数の単独発光体を集合して使っている形態も含まれる。第１発光部１３ａ（第２発光部１３ｂ）は、それぞれ半導体光源１４ａとその周辺部品である放熱器１４ｂを含めて構成されている。半導体光源の代わりに、たとえば図１０に符号１４´ａで示すアーク灯などの放電ランプやハロゲン灯などのフィラメントランプなどの光源とその周辺部品から構成することもできる。すなわち図１０に示すように、ランプ１４´ａとその周辺部品である反射鏡１４´ｂの配置を示している。ランプ１４´ａは全方向に光を発するので反射鏡１４´ｂを用いて光を集光して光学部の方向に集める。反射鏡１４´ｂは楕円鏡や放物線鏡などが使われることが一般的である。さらに、光ファイバー束５５は、図１１に示すように、ファイバー用ケース５６からロッドレンズ５３に至るまでの部位を蛇腹パイプ６１などで被覆するとよい。保護と形状維持のために便利だからである。

図２および３に示されるように、第１発光部１３ａは第１駆動部１５ａが駆動する。第２発光部１３ｂは第２駆動部１５ｂが駆動する。第１駆動部１５ａ及び第２駆動部１５ｂは、制御部１７の制御に従って第１発光部１３ａ及び第２発光部１３ｂを駆動して操作者が希望する光量やスペクトルの発光を行わせる。

操作部９はスイッチやボリュームといった操作者が操作する機構を備え、その操作を制御部１７に伝達する機能を持つマンマシンインターフェース機器である。表示部７はディスプレイや表示ランプといった操作者に情報を表示する機構を備え、制御部１７からの制御により表示を行う機能を持つマンマシンインターフェース機器である。電源部１９は発光装置３を動作させる電源を供給する機能を持つ。

上記構成において操作者は表示部７に表示される情報を見ながら、操作部９を操作することで第１発光部１３ａと第２発光部１３ｂから射出される光を制御する。制御の内容は光の強度、光のスペクトル、およびそれらの時間的変化などである。操作者は表示部７と操作部９を使って直接制御するに限らず、図示しない通信回線を使って遠隔制御したり、シーケンサーなどの自動制御装置を用いたりしてもよい。

図１に示す発光装置３は２個の発光口を持っているが発光口は２個に限らない。たとえば図１２に示すように３個、またはそれ以上の個数の発光口を持っていても良い。図１２では、図１で使用する符号と同じ符号を使用してある。また、発光口が１つの発光装置を２台以上使用することで本発明は成り立つことはいうまでもない。

（光学部品の構造）
図１及び４を参照しながら、光学部品について説明する。光学部品はロッドレンズの射出光と光ファイバー束の射出光を合成して照射光とするものであって、ロッドレンズおよび光ファイバー束の断面形状に格別な制限はない。このため、図４（ａ）に例示するような半円状のロッドレンズ５３ａと半円状に束ねた光ファイバー束５５ａを互いに隣接させて締め付けベルト５９ａで一体化してなる光学部品５１ａ、図４（ｂ）に示すような三角形状のロッドレンズ５３ｂの回りに直接載置された光ファイバー束５５ｂを締め付けベルト５９ｂで外郭を六角形に束ねてなる光学部品５１ｂ、さらに角柱状のロッドレンズ５３ｃの回りに光ファイバー束５５ｃを直接載置して締め付けベルト５９ｃで外郭を円形に整えてなる光学部品５１ｃなどが、本発明に係る光学部品の射程圏内である。なお、図１に示す符号５７は、ロッドレンズ５３の射出面５３ａの近傍部位である射出面側部位を示す。また、符号５５ａは、光ファイバー束５５の射出面を示す。射出面側部位５７を少なくとも含むロッドレンズ５３の外周面には、光ファイバー束５５の射出面５５ａの近傍部位が位置することになる。

さらに、ロッドレンズの回りを光ファイバー束が囲むという位置関係を逆にし、たとえば、図５（ａ）において、角柱状にくり抜いた中空状のロッドレンズ５３ｄの中空部の中に光ファイバー束５５ｄを差し込んでなる光学部品５１ｄや、図５（ｂ）に示すように、断面（射出面）が任意に選択した非幾何学的形状のロッドレンズ５３ｅと同じく非幾何学的形状に束ねられた光ファイバー束５５ｅの組み合わせも本発明の想定内である。特に、ロッドレンズの回りに配したときの光ファイバー束の射出面の形状は非幾何学的になりやすい。なお、たとえば図４に示した光ファイバー束５５ａ，５５ｂ，５５ｃの射出面形状に見るように、それが射出面（断面）円形の光ファイバーの束によって構成されるものであるため、外郭形状が凹凸のない直線や曲線になるわけではなく光ファイバー間にＶ字状の隙間ができることを避けられない。このため、たとえば、図４（ａ）に示す光ファイバー束５５ａの外郭を半円形状と、また、図４（ｂ）に示す光ファイバー束５５ｂの外郭を六角形状、さらに、図４（ｃ）に示す光ファイバー束５５ｃの外郭を円形などと呼ばざるを得ないことに留意されたい。

一方、ロッドレンズからの射出光と光ファイバー束からの射出光は、その通過損失や、光が通過する長さや、光ファイバー束であれば曲げ状態により光エネルギーの差が生じる。よって、単にロッドレンズと光ファイバー束を隣接して並べただけの配置では光エネルギーの強い方と弱い方があるバランスの悪い合成光となる場合がある。これを回避して光学部品から照射された照射光の光エネルギーのバランスをとうろとするのであれば、図６に示す光学部品５１のような射出面に形成することが好ましい（図４（ｃ）の光学部品５１ｃ、図５（ａ）の光学部品５１ｄも同じ）。以下、その理由を説明する。

すなわち、図６に加え図７に示す光学部品５１は、射出面円形（円柱形状）のロッドレンズ５３の少なくとも射出面側部位５７の回りを囲むように（接着層などを設けず）直接載置された光ファイバー束５５をバインド手段である締め付けベルト５９によって外郭が円形となるように締め付け固定してなるものである。

射出面側部位５７を通り前記ロッドレンズの中心軸Ｌ２と直交する、前記ロッドレンズ５３の断面と光ファイバー束５５の断面が合わさってなる合成断面の形状（図７のたとえばＣ−Ｃ断面、合成断面：図６）が、中心軸Ｌ２を対称中心Ｃとする実質的点対称な図形に形成されている。すなわち、図６の点Ｐ１（Ｑ１）を対称中心Ｃとして１８０度回転させるとＰ２（Ｑ２）のあった箇所に位置し、同様にしてＰ１（Ｑ１）のあった箇所にＰ２（Ｑ２）が位置することになる。このことを換言すると、対称中心Ｃを通過する任意の直線Ｌ１上にあり、かつ、対称中心Ｃを挟んで等距離にある２点（Ｐ１とＰ２、Ｑ１とＱ２）における照射光の光エネルギー量が等しくなるように構成されている。これによって、対称中心Ｃを中心に放射方向等距離にある位置の光エネルギーのバランスが保たれることになる。

上記構成に伴い、照射光が形成する照射エリアにおいても、上記同様のことがいえる。これを図７および図８を参照しながら説明する。すなわち、図７に示す状態で照射光の照射を行うと、その照射によってロッドレンズ５３の中心軸Ｌ２と直交する被照射体１１１の被照射面１１１ａに照射エリア１１３が形成される（図８）。もちろん、このときのロッドレンズ５３と被照射体１１１の距離は、照射光が拡散しない程度に十分に近い距離である。この際に、照射エリア１１３の中心Ｃｒを通る照射エリア１１３上の任意の直線Ｌ３上にあり、かつ、中心Ｃｒを挟んで等距離にある２点（たとえば図８おいてＰｒ１とＰｒ２、Ｑｒ１とＱｒ２、これらの点も中心Ｃｒを対称中心とする線対称になる）における光エネルギー量が等しくなることになる。すなわち、中心Ｃｒを挟んでバランスのとれた照射を行うことができる。

一方、図６に示す合成断面を別の言い方で表現すると、射出面側部位５７を通りロッドレンズの５３の中心軸Ｌ２（図７）と直交する、ロッドレンズ５３の断面（たとえば、図７のＣ−Ｃ断面）と光ファイバー束５５それぞれの断面外周形状（すなわち、それぞれの円周）が、対称中心Ｃを共通にする実質的相似形に形成されていることといえる。ここではいずれの外周形状も円形であるが、上記条件を満たす形状であれば円形である必要はない。

（本実施形態の変形例１）
図９に基づき、本実施形態の変形例１を説明する。変形例１に係る光学部品７１は、基本構造とそれによる作用効果を図６に示す光学部品５１と共通にする。両者の違いは、光学部品７１が有するパイプ７３を光学部品５１が有しない点である。そこで光学部品７１の説明に当たり、ロッドレンズ５３（射出面側部位５７）と光ファイバー束５５については、図６に示す符号と同じ符号を図９で用い、これらの部材の説明を省略する。

パイプ７３は、射出面側部位５７におけるロッドレンズ５３と光ファイバー束５５の間に配されている。パイプ７３は、たとえば、合成樹脂やステンレスのような金属により構成した文字通り中空状に形成されている。パイプ７３の肉厚は、好ましくは０．１ｍｍ〜０．３ｍｍの範囲で、より好ましくは０．１５ｍｍ〜０．２５ｍｍの範囲がパイプ７３の範囲で適宜設定することができるが、この寸法にこだわらないものの光が透過しないことによる損失を小さくするため製造事情・材料強度などが許す範囲でなるべく薄くすることがよい。また、パイプ７３の長さは射出面側部位５７の長さと同じかそれ以上とするとよい。

パイプ７３の外周には光ファイバー束５５を直接載置してもよいが、接着層（図示を省略）を介して固定とすることができる。接着層を用いると、光ファイバー束５５をパイプ７３に対する固定作業が楽である。一方、パイプ７３はロッドレンズ５３には固定されず、ロッドレンズ５３を長さ方向に抜き差し可能に被覆している。抜き差し可能ということは両者間に空気層が形成され、これは屈折率が高いのでロッドレンズ５３内の光が外部に漏れづらくする。また、抜き差し可能であるから、抜いたロッドレンズ５３を別のロッドレンズ（図示を省略）に交換したり、抜いたロッドレンズ５３を他の用途に転用したりすることができる。すなわち、ロッドレンズのメンテナンス性を高めることができる。

（本実施形態の変形例２）
図１２に示す光合成照射装置１Ａは、図１に示す光合成照射装置１と基本構造が同じである。図１２に示す光合成照射装置１Ａが図１に示す光合成照射装置１と異なる点は、後者では分岐していなかった光ファイバー束の入射側が前者では複数（変形例２では２か所の分岐束５５Ａｃ、３カ所以上でもよい）に分岐している点である。それぞれの分岐束５５Ａｃの入射面には光源となる第２発光部１３Ａｂが光学的に接続されている。両分岐束５５Ａｃは射出端（射出面５５Ａａ）側に向かうにつれ一つに束ねられロッドレンズ５３Ａの射出面側部位５７Ａの側面を囲むように直接配置されている。射出面側部位５７Ａの回りに配された光ファイバー束５５の射出端側部位は締め付けベルト（バインド手段）５９Ａによって保持されている。以上の構成により、射出面側で第１発光部１３Ａａからの出力光と複数の第２発光部１３Ａｂからの射出光を効率よく、かつ、バランスよく合成することができる。なお、符号１３Ａａはロッドレンズの入射面に光学的に接続された第１発光部を示す。

１，１Ａ 光合成照射装置
３ 発光装置
３ａ ケーシング
３ｂ 前面パネル
５ａ 第１発光口（ロッド用発光口）
５ｂ 第２発光口（ファイバー用発光口）
７ 表示部
９ 操作部
１１ａ 第１光学部
１１ｂ 第２光学部
１３ａ，１３´ａ，１３Ａａ 第１発光部（光源）
１３ｂ，１３´ｂ，１３Ａｂ 第２発光部（光源）
１４ａ 半導体光源
１４´ａ ランプ
１４ｂ 放熱器
１４´ｂ 反射器
１５ａ 第１駆動部
１５ｂ 第２駆動部
１７ 制御部
１９ 電源部
５１ 光学部品（光合成照射構造）
５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄ，５１ｅ 光学部品（光合成照射構造）
５３，５３Ａ ロッドレンズ
５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄ，５３ｅ ロッドレンズ
５４ ロッド用ケース
５５，５５Ａ 光ファイバー束（光ファイバー）
５５ａ，５５Ａａ 光ファイバー束
５５Ａａ 射出面
５５Ａｃ 分岐束
５５ｂ，５５ｃ，５５ｄ，５５ｅ 光ファイバー束（光ファイバー）
５６ ファイバー用ケース
５７，５７Ａ 射出面側部位
５９，５９Ａ 締め付けベルト（バインド手段）
５９ａ，５９ｂ，５９ｃ，５９ｄ，５９ｅ 締め付けベルト（バインド手段）
６１ 蛇腹パイプ
７１ 光学部品（光合成照射構造）
７３ パイプ
１０１ 光ファイバー（光ファイバー束）
１０３ コア
１０５ クラッド
１０７ ファイバー間隙間
１１１ 被照射体
１１１ａ 被照射面
１１３ 照射エリア

Claims (7)

1. 複数個の光源からの出力光を合成して照射光として出力するための光合成照射構造において、
   光の入射面と射出面をそれぞれ長さ方向に有する１個のロッドレンズと、光の入射面と射出面をそれぞれ長さ方向に有する光ファイバー束と、を有する
   ことを特徴とする光合成照射構造。
2. 前記ロッドレンズの少なくとも射出面側部位の側面を囲むように前記光ファイバー束が配され、
   照射光の照射によって前記ロッドレンズの中心軸と直交する面に照射エリアが形成される際に、当該照射エリアの中心を通る当該照射エリア上の任意の直線上にあり、かつ、当該中心を挟んで等距離にある２点における光エネルギー量が等しくなるように構成されている
   ことを特徴とする請求項１記載の光合成照射構造。
3. 前記ロッドレンズの少なくとも射出面側部位の側面を囲むように前記光ファイバー束が配され、
   当該射出面側部位を通り前記ロッドレンズの中心軸と直交する、前記ロッドレンズの断面と前記光ファイバー束の断面が合わさってなる合成断面の形状が、当該中心軸を対称中心とする実質的点対称な図形に形成されている
   ことを特徴とする請求項１記載の光合成照射構造。
4. 前記ロッドレンズの少なくとも射出面側部位の側面を囲むように前記光ファイバー束が配され、
   当該射出面側部位を通り前記ロッドレンズの中心軸と直交する、前記ロッドレンズの断面と前記光ファイバー束それぞれの断面外周形状が、中心を共通にする実質的相似形に形成されている
   ことを特徴とする請求項１記載の光合成照射構造。
5. 前記光ファイバー束は、前記ロッドレンズ側面上に直接載置され、かつ、
   バインド手段によって載置状態が保持されている
   ことを特徴とする請求項２ないし４いずれか記載の光合成照射構造。
6. 少なくとも射出面側部位における前記ロッドレンズと前記光ファイバー束の間に、前記ロッドレンズを抜き差し可能に被覆するパイプが配されている
   ことを特徴とする請求項２ないし４いずれか記載の光合成照射構造。
7. ロッドレンズ用の光源を少なくとも１個と、光ファイバー束用の光源を少なくとも１個と、請求項１ないし６いずれか記載の光合成照射構造と、を備え、
   前記ロッドレンズ用の光源が前記ロッドレンズに光学的に結合され、
   前記光ファイバー束用の光源が前記光ファイバー束に光学的に結合されている
   ことを特徴とする光合成照射装置。

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