JP5454528B2 - 光ファイバー照射装置 - Google Patents
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Description
本発明は、例えば、ＬＥＤ光源からの紫外光を光ファイバーを介して被照射物にスポット状に照射する光ファイバー照射装置に関する。
例えば３６５ｎｍを中心とした波長３００ｎｍ〜４００ｎｍの範囲の紫外光を利用して、当該紫外光（波長）に感度を有する接着剤、塗料、インク、レジストを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の光照射処理が行なわれている。
このような光照射処理においては、例えば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、微小域に紫外光を照射することが求められることがある。このような光照射処理を行うための紫外光照射装置としては、例えばＬＥＤ光源から放射される紫外光を集光レンズを介して光ファイバーに入射させ、当該光ファイバーにより紫外光を導光して微小域にスポット状に照射する構成のものが知られている（特許文献１、２参照。）。
このような光照射処理においては、例えば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、微小域に紫外光を照射することが求められることがある。このような光照射処理を行うための紫外光照射装置としては、例えばＬＥＤ光源から放射される紫外光を集光レンズを介して光ファイバーに入射させ、当該光ファイバーにより紫外光を導光して微小域にスポット状に照射する構成のものが知られている（特許文献１、２参照。）。
而して、ＬＥＤ光源から放射される光を光ファイバーに効率良く入射させるには、ＬＥＤ光源と光ファイバーとの位置関係を正確に配置することが必要とされるところ、実際上は、ＬＥＤ光源と光ファイバーの光入射端面との距離にバラツキが生ずることが少なくない。例えば、ＬＥＤ光源としては、ＬＥＤ素子の発光効率の低下を回避するために冷却されることが必要とされ、例えば、セラミック材料よりなるパッケージ基体内にチップ状のＬＥＤ素子が収納されてなり、適宜の冷却機構を具えたＬＥＤパッケージが用いられるが、パッケージ基体それ自体が公差が大きなものとなりやすいため、光ファイバーが例えばＬＥＤパッケージが配置されるＬＥＤ基板に対して位置決めされて配置される場合には、ＬＥＤ光源と光ファイバーの光入射端面との距離にバラツキが生ずることとなる。このようにＬＥＤ光源と光ファイバーの光入射端面との距離にバラツキが生じると、光ファイバーに入射する光量のバラツキや、レンズでの集光効率が変化し、ＬＥＤ光源からの光を有効に利用できない、という問題がある。
また、ＬＥＤ光源から放射される光をガラス製のレンズ等で集光して光ファイバーに入射させる構造上、例えばレンズの位置ずれ等が生ずることによっても、上記問題が生ずる。
一方、このような問題が生ずることを回避するために、光ファイバーとＬＥＤ光源とを当接させて配置することも考えられるが、光ファイバーは用途によって付け替えられることがあることから、このような構成のものにおいては、光ファイバーの光入射端面が損傷することにより入射する光が減衰するといった問題が生じやすくなる。
また、ＬＥＤ光源から放射される光をガラス製のレンズ等で集光して光ファイバーに入射させる構造上、例えばレンズの位置ずれ等が生ずることによっても、上記問題が生ずる。
一方、このような問題が生ずることを回避するために、光ファイバーとＬＥＤ光源とを当接させて配置することも考えられるが、光ファイバーは用途によって付け替えられることがあることから、このような構成のものにおいては、光ファイバーの光入射端面が損傷することにより入射する光が減衰するといった問題が生じやすくなる。
本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであって、その目的は、ＬＥＤ光源からの光を有効に利用することができて、十分な照度の光を照射することのできる光ファイバー照射装置を提供することにある。
本発明の光ファイバー照射装置は、ＬＥＤ基板と、当該ＬＥＤ基板上に配置されたＬＥＤ光源と、当該ＬＥＤ光源における光放射方向の前面に配置されたレンズと、当該レンズを介して入射される前記ＬＥＤ光源からの光を導光する光ファイバーと、前記ＬＥＤ基板上に配置された、前記光ファイバーの一部が挿入された状態で当該光ファイバーを保持する光ファイバーホルダーとを有する光ファイバー光源機構を具えた光ファイバー照射装置において、
前記光ファイバーは、前記光ファイバーホルダーに対して拘束されない状態で当該光ファイバーと前記レンズとの間に介在されたスペーサとして機能する光ファイバー固定部材のＬＥＤ光源側の端部部分を介して、光入射端面が前記レンズと対向するよう配置されており、
前記光ファイバーホルダーは有底円筒状の基体を有し、この基体に形成された光ファイバー挿入用貫通孔に前記光ファイバーが挿入されていると共に、当該光ファイバーホルダーの基体の内部に、当該基体に対して軸方向に変位可能な状態で前記光ファイバー固定部材が挿入配置されており、
前記スペーサとして機能する光ファイバー固定部材のＬＥＤ光源側の端部部分が前記ＬＥＤ光源の前面または前記レンズに当接された状態において、前記光ファイバーが前記光ファイバーホルダーに固定されることにより、前記ＬＥＤ光源の前面と前記光ファイバーの光入射端面との間の離間距離が規制されていることを特徴とする。
前記光ファイバーは、前記光ファイバーホルダーに対して拘束されない状態で当該光ファイバーと前記レンズとの間に介在されたスペーサとして機能する光ファイバー固定部材のＬＥＤ光源側の端部部分を介して、光入射端面が前記レンズと対向するよう配置されており、
前記光ファイバーホルダーは有底円筒状の基体を有し、この基体に形成された光ファイバー挿入用貫通孔に前記光ファイバーが挿入されていると共に、当該光ファイバーホルダーの基体の内部に、当該基体に対して軸方向に変位可能な状態で前記光ファイバー固定部材が挿入配置されており、
前記スペーサとして機能する光ファイバー固定部材のＬＥＤ光源側の端部部分が前記ＬＥＤ光源の前面または前記レンズに当接された状態において、前記光ファイバーが前記光ファイバーホルダーに固定されることにより、前記ＬＥＤ光源の前面と前記光ファイバーの光入射端面との間の離間距離が規制されていることを特徴とする。
本発明の光ファイバー照射装置においては、前記スペーサとして機能する光ファイバー固定部材のＬＥＤ光源側の端部部分が、前記レンズの周縁に当接された構成とされていることが好ましい。
このような構成のものにおいては、前記スペーサとして機能する光ファイバー固定部材のＬＥＤ光源側の端部部分は円筒状であって、前記ＬＥＤ光源側の開口の内径が、前記レンズの口径よりも小さい構成とすることができる。
このような構成のものにおいては、前記スペーサとして機能する光ファイバー固定部材のＬＥＤ光源側の端部部分は円筒状であって、前記ＬＥＤ光源側の開口の内径が、前記レンズの口径よりも小さい構成とすることができる。
また、本発明の光ファイバー照射装置においては、前記光ファイバー固定部材を前記光ファイバーホルダーに固定するための固定機構が設けられた構成とすることができる。
さらにまた、本発明の光ファイバー照射装置においては、前記光ファイバー光源機構は、共通のＬＥＤ基板上に配置された、各々ＬＥＤ素子がパッケージ基体内に収納されてなるＬＥＤパッケージよりなる複数のＬＥＤ光源を具えており、各々のＬＥＤ光源に対応する各々の光ファイバーが前記ＬＥＤ基板上に配置された共通の光ファイバーホルダーによって保持された構成とすることができる。
本発明の光ファイバー照射装置によれば、光ファイバーが、光ファイバーホルダーに対して拘束されない状態で光ファイバーとレンズとの間に介在されたスペーサを介して、光入射端面がレンズと対向するよう、配置されており、スペーサがＬＥＤ光源の前面またはレンズに当接された状態において、光ファイバーが光ファイバーホルダーに固定されることにより、ＬＥＤ光源の前面と光ファイバーの光入射端面との間の離間距離が規制された構成とされた光ファイバー光源機構を具えていることにより、当該光ファイバー光源機構においては、光ファイバーが、ＬＥＤ光源の前面と光ファイバーの光入射端面との間の離間距離がスペーサによって一定の大きさに維持された状態で、ＬＥＤ光源に対して適正な位置に配置された構成とされるので、ＬＥＤ光源からの光を効率よくレンズを介して光ファイバーに入射させることができ、従って、十分な照度の光を被照射物に照射することができる。
また、光ファイバー光源機構が、共通のＬＥＤ基板上に配置された、各々ＬＥＤ素子がパッケージ基体内に収納されてなるＬＥＤパッケージよりなる複数のＬＥＤ光源を具えており、各々のＬＥＤ光源に対応する各々の光ファイバーがＬＥＤ基板上に配置された共通の光ファイバーホルダーによって保持された構成とされていることにより、各々のＬＥＤパッケージにおける寸法の公差のバラツキに拘らず、すべてのＬＥＤパッケージについて、ＬＥＤパッケージからの光を効率よく利用することができて均一な照度の光を被照射物に照射することができる。
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
本発明の光ファイバー照射装置は、ＬＥＤ光源からの光をレンズにより集光して光ファイバーに入射させ、当該光を光ファイバーにより導光してスポット状に照射する光ファイバー光源機構を具えてなる。
本発明の光ファイバー照射装置は、ＬＥＤ光源からの光をレンズにより集光して光ファイバーに入射させ、当該光を光ファイバーにより導光してスポット状に照射する光ファイバー光源機構を具えてなる。
図１は、本発明の光ファイバー照射装置における光ファイバー光源機構の一例における構成の概略を示す説明用断面図、図２は、図１に示す光ファイバー光源機構の一部を拡大して示す拡大断面図である。
この光ファイバー光源機構は、ＬＥＤ基板１５と、このＬＥＤ基板１５の一面上に配置されたＬＥＤ光源と、ＬＥＤ光源から放射される光を集光するレンズ１８と、このレンズ１８を介して入射されるＬＥＤ光源からの光を導光する光ファイバー２０と、光ファイバーを保持する光ファイバーホルダー２５とを有する。
この光ファイバー光源機構は、ＬＥＤ基板１５と、このＬＥＤ基板１５の一面上に配置されたＬＥＤ光源と、ＬＥＤ光源から放射される光を集光するレンズ１８と、このレンズ１８を介して入射されるＬＥＤ光源からの光を導光する光ファイバー２０と、光ファイバーを保持する光ファイバーホルダー２５とを有する。
ＬＥＤ光源は、図３に示すように、紫外光を放射するチップ状のＬＥＤ素子１２が、中央に錐台状の空間を形成する凹所１１Ａが形成されたパッケージ基体１１における当該凹所１１Ａ内に配置されると共に、板状の紫外光透過窓１３がパッケージ基体１１の凹所１１Ａを塞ぐよう設けられてなるＬＥＤパッケージ１０により構成されている。ここに、パッケージ基体１１は、例えば窒化アルミニウムなどの高い熱導電性を有するセラミックス材料により構成されている。
また、ＬＥＤ基板１５の他面には、ＬＥＤパッケージ１０を冷却するための放熱部材（不図示）が設けられている。
また、ＬＥＤ基板１５の他面には、ＬＥＤパッケージ１０を冷却するための放熱部材（不図示）が設けられている。
レンズ１８は、例えば、一方の表面が球面状の凸面とされると共に他方の表面が平面とされた凸レンズよりなり、他方の表面がＬＥＤ光源における光放射方向の前面、すなわちＬＥＤパッケージ１０における紫外光透過窓１３の外面に対接されて配置されている。
光ファイバーホルダー２５は、有底円筒状の基体２６を有しており、基体２６の底壁２６Ａにおける中央位置に厚み方向に貫通して延びる光ファイバー挿入用貫通孔２７が形成されていると共に、底壁２６Ａにおける外周面に開口する径方向に延びる固定用螺子装着用孔２８が形成されている。
この光ファイバーホルダー２５は、ＬＥＤ基板１５上に配置されたＬＥＤパッケージ１０の直上の位置に光ファイバー挿入用貫通孔２７が位置されるようＬＥＤパッケージ１０に対して位置決めされた状態で、ＬＥＤ基板１５の一面上に配置されている。
この光ファイバーホルダー２５は、ＬＥＤ基板１５上に配置されたＬＥＤパッケージ１０の直上の位置に光ファイバー挿入用貫通孔２７が位置されるようＬＥＤパッケージ１０に対して位置決めされた状態で、ＬＥＤ基板１５の一面上に配置されている。
光ファイバー２０の外周面には、ＬＥＤパッケージ１０に対する近位側端部に、光ファイバーホルダー２５における光ファイバー挿入用貫通孔２７内に位置されて光ファイバーホルダー２５によって保持される部分の外径より小さい外径を有する小径先端部分２１を有するジャケット２３が設けられている。
本発明の光ファイバー照射装置における光ファイバー光源機構においては、光ファイバー２０は、光ファイバーホルダー２５に対して拘束されない状態で光ファイバー２０とレンズ１８との間に介在されたスペーサを介して、光入射端面２２がレンズ１８の光軸に垂直な平面内に位置された状態で、レンズ１８の一方の表面（凸面）と対向するよう配置されている。
この例においては、光ファイバー２０の小径先端部分２１が挿入されて固定される略円筒状の光ファイバー固定部材３０が、光ファイバーホルダー２５の基体２６に対して軸方向に変位可能な状態で、光ファイバーホルダー２５の内部に挿入されて配置されている。ここに、光ファイバー固定部材３０は、例えばアルミニウムなどの金属材料により構成されている。
この光ファイバー固定部材３０の内周面には、軸方向におけるＬＥＤパッケージ１０側の端面より所定の位置に段部３１が形成されており、光ファイバー２０が、その小径先端部分２１が光ファイバー固定部材３０の内部に挿入されて光入射端面２２の外周縁部が光ファイバー固定部材３０の段部３１における平坦面に対接された状態で、光ファイバー固定部材３０に固定されている。また、光ファイバー固定部材３０におけるＬＥＤパッケージ１０側に位置される開口縁部の内周面には、軸方向におけるＬＥＤパッケージ１０に対して遠位側に向かうに従って拡開して段部３１に連続するテーパー状の突出縁部３２が周方向の全周にわたって形成されている。
この光ファイバー固定部材３０の内周面には、軸方向におけるＬＥＤパッケージ１０側の端面より所定の位置に段部３１が形成されており、光ファイバー２０が、その小径先端部分２１が光ファイバー固定部材３０の内部に挿入されて光入射端面２２の外周縁部が光ファイバー固定部材３０の段部３１における平坦面に対接された状態で、光ファイバー固定部材３０に固定されている。また、光ファイバー固定部材３０におけるＬＥＤパッケージ１０側に位置される開口縁部の内周面には、軸方向におけるＬＥＤパッケージ１０に対して遠位側に向かうに従って拡開して段部３１に連続するテーパー状の突出縁部３２が周方向の全周にわたって形成されている。
光ファイバー固定部材３０におけるＬＥＤパッケージ１０側の開口の内径は、レンズ１８の口径（外径）より小さく、従って、ＬＥＤパッケージ１０側の開口縁がレンズ１８の周縁に当接された状態とされており、この状態において、光ファイバー２０が光ファイバーホルダー２５に対して固定用螺子３５により固定されている。ここに、光ファイバー固定部材３０におけるＬＥＤパッケージ１０側の開口の内径は、例えばレンズ１８の口径の９０〜９９％の大きさとされている。
従って、光ファイバー固定部材３０のＬＥＤパッケージ１０側の端部部分が光ファイバー２０の光入射端面２２とレンズ１８の一方の表面との間に介在されるスペーサとして機能し、これにより、ＬＥＤパッケージ１０の紫外光透過窓１３の外面と光ファイバー２０の光入射端面２２との間の離間距離が一定の大きさに規制されることにより光ファイバー２０がＬＥＤパッケージ１０に対して位置決めされている。
而して、上記構成の光ファイバー光源機構は、光ファイバー２０がＬＥＤパッケージ１０における紫外光透過窓１３の外面を基準として位置決めされて配置された構成、すなわち、光ファイバー２０がそのＬＥＤパッケージ１０に対する近位側端部部分（ジャケット２３における小径先端部分２１）が光ファイバーホルダー２５に拘束されない状態で設けられた光ファイバー固定部材３０に挿入されて固定されており、当該光ファイバー固定部材３０の開口縁がレンズ１８の周縁に当接された状態において、光ファイバー２０が光ファイバーホルダー２５に固定されてＬＥＤパッケージ１０における紫外光透過窓１３の外面と光ファイバー２０の光入射端面２２との間の離間距離の大きさが規制されることにより、光ファイバー２０がＬＥＤパッケージ１０に対して位置決めされて配置された構成とされている。
従って、光ファイバー固定部材３０が光ファイバーホルダー２５に拘束されない状態で設けられていることから、光ファイバー固定部材３０の開口縁をレンズ１８の周縁に当接させるときに、光ファイバー２０の光入射端面２２の、例えばＬＥＤ基板１５の一面に対するレベル位置は、ＬＥＤパッケージ１０におけるパッケージ基体１１の厚み（図１および図２における上下方向寸法）に応じて変動することとなり、ＬＥＤパッケージ１０におけるパッケージ基体１１の厚みの公差のバラツキが吸収される。これにより、ＬＥＤパッケージ１０における紫外光線透過窓１３の外面と光ファイバー２０の光入射端面２２との間の離間距離の大きさは、スペーサとして機能する光ファイバー固定部材３０のＬＥＤパッケージ１０側の端部部分によって一定の大きさとすることができるため、ＬＥＤパッケージ１０からの光を効率よくレンズ１８を介して光ファイバー２０に入射させることができる。
従って、このような光ファイバー光源機構を具えた光ファイバー照射装置によれば、十分な照度の光（紫外光）を被照射物に照射することができる。
従って、光ファイバー固定部材３０が光ファイバーホルダー２５に拘束されない状態で設けられていることから、光ファイバー固定部材３０の開口縁をレンズ１８の周縁に当接させるときに、光ファイバー２０の光入射端面２２の、例えばＬＥＤ基板１５の一面に対するレベル位置は、ＬＥＤパッケージ１０におけるパッケージ基体１１の厚み（図１および図２における上下方向寸法）に応じて変動することとなり、ＬＥＤパッケージ１０におけるパッケージ基体１１の厚みの公差のバラツキが吸収される。これにより、ＬＥＤパッケージ１０における紫外光線透過窓１３の外面と光ファイバー２０の光入射端面２２との間の離間距離の大きさは、スペーサとして機能する光ファイバー固定部材３０のＬＥＤパッケージ１０側の端部部分によって一定の大きさとすることができるため、ＬＥＤパッケージ１０からの光を効率よくレンズ１８を介して光ファイバー２０に入射させることができる。
従って、このような光ファイバー光源機構を具えた光ファイバー照射装置によれば、十分な照度の光（紫外光）を被照射物に照射することができる。
また、光ファイバー固定部材３０の開口縁がレンズ１８の周縁に当接された構成とされていることにより、光ファイバー２０とレンズ１８との位置ずれによる光ファイバー２０に入射される光量のバラツキやレンズ１８での集光効率のバラツキが生ずることを回避することができてＬＥＤパッケージ１０からの光を有効に利用することができる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、種々の変更を加えることができる。
例えば、光ファイバー光源機構が複数のＬＥＤ光源を具えた構成とされていてもよい。
例えば、光ファイバー光源機構が複数のＬＥＤ光源を具えた構成とされていてもよい。
図４は、本発明の光ファイバー照射装置における光ファイバー光源機構の他の例における構成の概略を示す説明用断面図である。
この光ファイバー光源機構は、共通のＬＥＤ基板１５の一面上において、例えば４つのＬＥＤパッケージ１０（図４においては、便宜上、２つのＬＥＤパッケージ１０のみが示されている。）が同一円周上の位置に例えば周方向に等間隔毎に並んで配置されており、各々のＬＥＤパッケージ１０に対応する４つの光ファイバー２０が共通の光ファイバーホルダー４０によって保持されている。
この例における光ファイバーホルダー４０は、円柱状の基体４１を具え、この基体４１の他面（図４において下面）における各々のＬＥＤパッケージ１０に対応する位置に開口する各々軸方向に延びる４つの円柱状空間部４２が形成されていると共に、各々基体４１の一面（図４において上面）に開口する４つの光ファイバー挿入用貫通孔４３が対応する円柱状空間部４２に連続するよう形成されている。そして、光ファイバーホルダー４０は、ＬＥＤパッケージ１０の直上の位置に光ファイバー挿入用貫通孔４３が位置されるようＬＥＤパッケージ１０に対して位置決めされた状態で、ＬＥＤ基板１５の一面上に配置されている。
この光ファイバー光源機構は、共通のＬＥＤ基板１５の一面上において、例えば４つのＬＥＤパッケージ１０（図４においては、便宜上、２つのＬＥＤパッケージ１０のみが示されている。）が同一円周上の位置に例えば周方向に等間隔毎に並んで配置されており、各々のＬＥＤパッケージ１０に対応する４つの光ファイバー２０が共通の光ファイバーホルダー４０によって保持されている。
この例における光ファイバーホルダー４０は、円柱状の基体４１を具え、この基体４１の他面（図４において下面）における各々のＬＥＤパッケージ１０に対応する位置に開口する各々軸方向に延びる４つの円柱状空間部４２が形成されていると共に、各々基体４１の一面（図４において上面）に開口する４つの光ファイバー挿入用貫通孔４３が対応する円柱状空間部４２に連続するよう形成されている。そして、光ファイバーホルダー４０は、ＬＥＤパッケージ１０の直上の位置に光ファイバー挿入用貫通孔４３が位置されるようＬＥＤパッケージ１０に対して位置決めされた状態で、ＬＥＤ基板１５の一面上に配置されている。
各々の円柱状空間部４２の内部には、光ファイバー２０の、そのＬＥＤパッケージ１０に対する近位側端部部分（ジャケット２３における小径先端部分２１）が挿入されて固定される略円筒状の光ファイバー固定部材３０が、その外周面が光ファイバーホルダー４０の基体４１における円柱状空間部４２を形成する内周面によって拘束されないよう、光ファイバーホルダー４０の円柱状空間部４２の内部に挿入されて配置されている。
各々の光ファイバー固定部材３０の内周面には、軸方向におけるＬＥＤパッケージ１０側の端面より所定の位置に段部３１が形成されており、光ファイバー２０が、そのＬＥＤパッケージ１０に対する近位側端部部分（ジャケット２３における小径先端部分２１）が光ファイバー固定部材３０の内部に挿入されて光入射端面２２の外周縁部が光ファイバー固定部材３０の段部３１における平坦面に対接された状態で、光ファイバー固定部材３０に固定されている（図２参照。）。また、この光ファイバー固定部材３０におけるＬＥＤパッケージ１０側の開口の内径はレンズ１８の口径より小さく、従って、ＬＥＤパッケージ１０側の開口縁がレンズ１８の周縁に当接された状態とされており、この状態において、光ファイバー２０が光ファイバーホルダー４０に対して固定用螺子３５により固定されている。従って、光ファイバー固定部材３０のＬＥＤパッケージ１０側の端部部分が光ファイバー２０の光入射端面２２とレンズ１８の一方の表面との間に介在されるスペーサとして機能し、これにより、ＬＥＤパッケージ１０の紫外光透過窓１３の外面と光ファイバー２０の光入射端面２２との間の離間距離が一定の大きさに規制されることにより光ファイバー２０がＬＥＤパッケージ１０に対して位置決めされている。
また、この例においては、光ファイバー固定部材３０を光ファイバーホルダー４０に固定する固定機構が設けられている。具体的には、各々光ファイバーホルダー４０の基体４１における外周面に開口する径方向に延びる４つの固定用螺子装着用孔４４が対応する円柱状空間部４２に連通する状態で形成されており、各々の固定用螺子装着用孔４４に装着された固定用螺子４５により光ファイバー固定部材３０が固定されている。各々の固定用螺子装着用孔４４は、固定用螺子４５の頭部が収容される第１の円柱状空間部と、固定用螺子４５の軸部が挿入される、当該第１の円柱状空間部に連続する当該第１の円柱状空間部より内径の小さい第２の円柱状空間部とにより構成されており、第１の円柱状空間部および第２の円柱状空間部は、それぞれ、固定用螺子４５の頭部の外径および固定用螺子４５の軸部の外径より大きい内径を有する。このような構成とされていることにより、光ファイバー固定部材３０を光ファイバーホルダー４０の基体４１に固定した状態において、光ファイバー２０が光ファイバーホルダー４０の基体４１に固定されることにより、光ファイバー２０をＬＥＤパッケージ１０に対する適正な位置に確実に配置することができる。
各々の光ファイバー固定部材３０の内周面には、軸方向におけるＬＥＤパッケージ１０側の端面より所定の位置に段部３１が形成されており、光ファイバー２０が、そのＬＥＤパッケージ１０に対する近位側端部部分（ジャケット２３における小径先端部分２１）が光ファイバー固定部材３０の内部に挿入されて光入射端面２２の外周縁部が光ファイバー固定部材３０の段部３１における平坦面に対接された状態で、光ファイバー固定部材３０に固定されている（図２参照。）。また、この光ファイバー固定部材３０におけるＬＥＤパッケージ１０側の開口の内径はレンズ１８の口径より小さく、従って、ＬＥＤパッケージ１０側の開口縁がレンズ１８の周縁に当接された状態とされており、この状態において、光ファイバー２０が光ファイバーホルダー４０に対して固定用螺子３５により固定されている。従って、光ファイバー固定部材３０のＬＥＤパッケージ１０側の端部部分が光ファイバー２０の光入射端面２２とレンズ１８の一方の表面との間に介在されるスペーサとして機能し、これにより、ＬＥＤパッケージ１０の紫外光透過窓１３の外面と光ファイバー２０の光入射端面２２との間の離間距離が一定の大きさに規制されることにより光ファイバー２０がＬＥＤパッケージ１０に対して位置決めされている。
また、この例においては、光ファイバー固定部材３０を光ファイバーホルダー４０に固定する固定機構が設けられている。具体的には、各々光ファイバーホルダー４０の基体４１における外周面に開口する径方向に延びる４つの固定用螺子装着用孔４４が対応する円柱状空間部４２に連通する状態で形成されており、各々の固定用螺子装着用孔４４に装着された固定用螺子４５により光ファイバー固定部材３０が固定されている。各々の固定用螺子装着用孔４４は、固定用螺子４５の頭部が収容される第１の円柱状空間部と、固定用螺子４５の軸部が挿入される、当該第１の円柱状空間部に連続する当該第１の円柱状空間部より内径の小さい第２の円柱状空間部とにより構成されており、第１の円柱状空間部および第２の円柱状空間部は、それぞれ、固定用螺子４５の頭部の外径および固定用螺子４５の軸部の外径より大きい内径を有する。このような構成とされていることにより、光ファイバー固定部材３０を光ファイバーホルダー４０の基体４１に固定した状態において、光ファイバー２０が光ファイバーホルダー４０の基体４１に固定されることにより、光ファイバー２０をＬＥＤパッケージ１０に対する適正な位置に確実に配置することができる。
このような構成の光ファイバー光源機構を具えた光ファイバー照射装置によれば、光ファイバー光源機構が、共通のＬＥＤ基板１５上に配置された複数のＬＥＤパッケージ１０に対応する各々の光ファイバー２０がＬＥＤ基板１５上に配置された共通の光ファイバーホルダー４０によって保持されており、図１および図２に示す構成のものと同様に、各々の光ファイバー２０がＬＥＤパッケージ１０における紫外光透過窓１３の外面を基準として位置決めされて配置された構成とされていることにより、各々のＬＥＤパッケージ１０における寸法の公差のバラツキに拘らず、すべてのＬＥＤパッケージ１０について、ＬＥＤパッケージ１０からの光を効率よく利用することができて均一な照度の光を被照射物に照射することができる。
以上においては、光ファイバー固定部材がその開口縁がレンズの周縁に当接された状態で配置された構成のものについて説明したが、光ファイバー固定部材が、ＬＥＤパッケージ側の開口内にレンズが位置され、開口端面がＬＥＤパッケージにおける紫外光透過窓の外面に当接された状態で配置された構成とされていてもよい。
また、図１および図２に示す光ファイバー光源機構において、光ファイバー固定部材を光ファイバーホルダーに固定するための固定機構が設けられていてもよい。また、固定機構は、螺子による固定方法に限定されない。
さらにまた、ＬＥＤパッケージの具体的構成は、目的に応じて適宜に変更することができ、例えば複数のＬＥＤ素子を具えたものであってもよい。
また、図１および図２に示す光ファイバー光源機構において、光ファイバー固定部材を光ファイバーホルダーに固定するための固定機構が設けられていてもよい。また、固定機構は、螺子による固定方法に限定されない。
さらにまた、ＬＥＤパッケージの具体的構成は、目的に応じて適宜に変更することができ、例えば複数のＬＥＤ素子を具えたものであってもよい。
１０ ＬＥＤパッケージ
１１ パッケージ基体
１１Ａ 凹所
１２ ＬＥＤ素子
１３ 紫外光透過窓
１５ ＬＥＤ基板
１８ レンズ
２０ 光ファイバー
２１ 小径先端部分
２２ 光入射端面
２３ ジャケット
２５ 光ファイバーホルダー
２６ 基体
２６Ａ 底壁
２７ 光ファイバー挿入用貫通孔
２８ 固定用螺子装着用孔
３０ 光ファイバー固定部材
３１ 段部
３２ 突出縁部
３５ 固定用螺子
４０ 光ファイバーホルダー
４１ 基体
４２ 円柱状空間部
４３ 光ファイバー挿入用貫通孔
４４ 固定用螺子装着用孔
４５ 固定用螺子
１１ パッケージ基体
１１Ａ 凹所
１２ ＬＥＤ素子
１３ 紫外光透過窓
１５ ＬＥＤ基板
１８ レンズ
２０ 光ファイバー
２１ 小径先端部分
２２ 光入射端面
２３ ジャケット
２５ 光ファイバーホルダー
２６ 基体
２６Ａ 底壁
２７ 光ファイバー挿入用貫通孔
２８ 固定用螺子装着用孔
３０ 光ファイバー固定部材
３１ 段部
３２ 突出縁部
３５ 固定用螺子
４０ 光ファイバーホルダー
４１ 基体
４２ 円柱状空間部
４３ 光ファイバー挿入用貫通孔
４４ 固定用螺子装着用孔
４５ 固定用螺子
Claims (5)
- ＬＥＤ基板と、当該ＬＥＤ基板上に配置されたＬＥＤ光源と、当該ＬＥＤ光源における光放射方向の前面に配置されたレンズと、当該レンズを介して入射される前記ＬＥＤ光源からの光を導光する光ファイバーと、前記ＬＥＤ基板上に配置された、前記光ファイバーの一部が挿入された状態で当該光ファイバーを保持する光ファイバーホルダーとを有する光ファイバー光源機構を具えた光ファイバー照射装置において、
前記光ファイバーは、前記光ファイバーホルダーに対して拘束されない状態で当該光ファイバーと前記レンズとの間に介在されたスペーサとして機能する光ファイバー固定部材のＬＥＤ光源側の端部部分を介して、光入射端面が前記レンズと対向するよう配置されており、
前記光ファイバーホルダーは有底円筒状の基体を有し、この基体に形成された光ファイバー挿入用貫通孔に前記光ファイバーが挿入されていると共に、当該光ファイバーホルダーの基体の内部に、当該基体に対して軸方向に変位可能な状態で前記光ファイバー固定部材が挿入配置されており、
前記スペーサとして機能する光ファイバー固定部材のＬＥＤ光源側の端部部分が前記ＬＥＤ光源の前面または前記レンズに当接された状態において、前記光ファイバーが前記光ファイバーホルダーに固定されることにより、前記ＬＥＤ光源の前面と前記光ファイバーの光入射端面との間の離間距離が規制されていることを特徴とする光ファイバー照射装置。 - 前記スペーサとして機能する光ファイバー固定部材のＬＥＤ光源側の端部部分が、前記レンズの周縁に当接されていることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバー照射装置。
- 前記スペーサとして機能する光ファイバー固定部材のＬＥＤ光源側の端部部分は円筒状であって、前記ＬＥＤ光源側の開口の内径が、前記レンズの口径よりも小さいことを特徴とする請求項２に記載の光ファイバー照射装置。
- 前記光ファイバー固定部材を前記光ファイバーホルダーに固定するための固定機構が設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の光ファイバー照射装置。
- 前記光ファイバー光源機構は、共通のＬＥＤ基板上に配置された、各々ＬＥＤ素子がパッケージ基体内に収納されてなるＬＥＤパッケージよりなる複数のＬＥＤ光源を具えており、各々のＬＥＤ光源に対応する各々の光ファイバーが前記ＬＥＤ基板上に配置された共通の光ファイバーホルダーによって保持されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の光ファイバー照射装置。
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