JPWO2020017639A1 - 光照射装置 - Google Patents
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Abstract
Description
光束を照射して照射対象の凝固又は焼灼を行う光照射装置であって、
前記光束を出射する光源と、
前記光束を全反射する反射面が設けられた内周側面壁を有し、前記光源から出射された前記光束を一端から前記内周側面壁で囲まれた部分に入射して他端に送る光導波路と、
前記光導波路の他端に送られた前記光束を反射して前記照射対象に集光する反射光学系と、
を備える。
こととしてもよい。
前記反射光学系の反射面は、
前記光導波路の光軸の方向から、前記楕円弧上の各点に入射した光線を前記楕円弧の焦点に集光する、
こととしてもよい。
前記反射光学系の反射面は、
前記光軸に平行な方向から、前記円弧上の各点に入射した光線を前記焦点に集光する、
こととしてもよい。
前記反射光学系の反射面は、
前記光軸に平行な方向から、前記直線又は前記凸状の曲線上の各点に入射した光線を、前記照射対象における前記焦点を含む線状の領域に向けて反射する、
こととしてもよい。
法線方向が互いに異なる複数の平面が連結されることにより形成されている、
こととしてもよい。
こととしてもよい。
こととしてもよい。
前記光導波路の光軸の方向の長さが、
前記第1の位置と前記第2の位置との間の前記光軸に関する距離の整数倍である、
こととしてもよい。
前記金属材料膜の表面には、二酸化ケイ素から成る膜が形成されている、
こととしてもよい。
こととしてもよい。
こととしてもよい。
こととしてもよい。
こととしてもよい。
前記第2の集光光学系の焦点位置が、前記放物線の焦点に位置している、
こととしてもよい。
前記内周側面壁が、角柱状に形成されている、
こととしてもよい。
こととしてもよい。
こととしてもよい。
こととしてもよい。
前記光導波路及び前記反射光学系の外周を囲む外装カバーと、
前記光導波路及び前記反射光学系と、前記外装カバーとの間に空隙を設けるために、前記光導波路及び前記反射光学系と前記外装カバーとの間に挿入されたスペーサと、
を備える、
こととしてもよい。
前記光導波路及び前記反射光学系と対向する部分と、前記外装カバーと対向する部分との少なくとも一方に、複数の突起が設けられている、
こととしてもよい。
こととしてもよい。
こととしてもよい。
ハロゲンランプ、キセノンランプ、赤外線発熱ヒーター及び赤外線レーザのいずれかである、
こととしてもよい。
まず、本発明の実施の形態1について説明する。図1に示すように、本実施の形態1に係る光照射装置1Aは、細長い円柱状の部材である。図2に示すように、光照射装置1Aは、光源10Aと、光導波路20Aと、反射光学系30Aと、を備える。
次に、本発明の実施の形態2について説明する。本実施の形態に係る光照射装置1Bは、図8A、図8B及び図8Cに示すように、反射光学系30Aの代わりに、反射光学系30Bを備えている点が、上記実施の形態1に係る光照射装置1Aと異なる。
次に、本発明の実施の形態3について説明する。図12A、図12B及び図12Cに示すように、本実施の形態に係る光照射装置1Cは、光導波路20Aの代わりに、光導波路20Bを用いる点が、上記各実施の形態に係る光照射装置1A,1Bと異なる。
次に、本発明の実施の形態4について説明する。図14に示すように、本実施の形態に係る光照射装置1Dは、光導波路20Aの代わりに光導波路20Dを用いる点が、上記実施の形態1に係る光照射装置1Aと異なる。さらに、本実施の形態では、光導波路20Dは、光源10Aには直接接続されておらず、光ファイバ40を介して接続されている。
次に、本発明の実施の形態5について説明する。図15AのE−E線断面図である図15Bに示すように、本実施の形態に係る光照射装置1Eは、断熱部50を備える点が、上記各実施の形態と異なっている。
次に、本発明の実施の形態6について説明する。図19に示すように、本実施の形態に係る光照射装置1Fでは、光源10Bが、光導波路20Aに直接接続されていない点が、上記実施の形態1と異なる。
次に、本発明の実施の形態7について説明する。上記各実施の形態に係る光照射装置1A〜1Fでは、反射光学系30A,30Bの反射面の形状は、曲面であった。このような反射面は製造に高い技術を必要とするうえ、製造後の反射面の評価にも高い技術を必要とする。そこで、本実施の形態では、高い製造技術及び評価技術を必要としない反射面を有する光照射装置を提供する。
次に、本発明の実施の形態8について説明する。図28に示すように、本実施の形態に係る光照射装置1Hは、光源10Dと、光導波路20Eと、反射光学系30Cと、を備える。この光照射装置1Hは、さらに、第1の集光光学系5、フィルタ6及び第2の集光光学系7を備える。なお、図28、図29、図30A、図30B、図31及び図32では、光源10D及び光導波路20Eは、光軸AX1を含みxz面に平行な断面で示されている。
Claims (24)
- 光束を照射して照射対象の凝固又は焼灼を行う光照射装置であって、
前記光束を出射する光源と、
前記光束を全反射する反射面が設けられた内周側面壁を有し、前記光源から出射された前記光束を一端から前記内周側面壁で囲まれた部分に入射して他端に送る光導波路と、
前記光導波路の他端に送られた前記光束を反射して前記照射対象に集光する反射光学系と、
を備える光照射装置。 - 前記反射光学系の反射面は、前記光導波路の光軸の方向から入射する光線の入射面に沿った方向に関して、反射した前記光束を集光する、
請求項1に記載の光照射装置。 - 前記光導波路の光軸に沿って入射する光線の入射面で切断されたときの前記反射光学系の反射面の断面形状が、凹状の楕円弧であり、
前記反射光学系の反射面は、
前記光導波路の光軸の方向から、前記楕円弧上の各点に入射した光線を前記楕円弧の焦点に集光する、
請求項2に記載の光照射装置。 - 前記光導波路の光軸に沿って入射する光線の入射位置を含み前記光導波路の光軸に直交する平面で切断されたときの前記反射光学系の反射面の断面形状が、前記焦点を中心とする凹状の円弧であり、
前記反射光学系の反射面は、
前記光軸に平行な方向から、前記円弧上の各点に入射した光線を前記焦点に集光する、
請求項3に記載の光照射装置。 - 前記光導波路の光軸に沿って入射する光線の入射位置を含み前記光導波路の光軸に直交する平面で切断されたときの前記反射光学系の反射面の断面形状が、直線又は凸状の曲線であり、
前記反射光学系の反射面は、
前記光軸に平行な方向から、前記直線又は前記凸状の曲線上の各点に入射した光線を、前記照射対象における前記焦点を含む線状の領域に向けて反射する、
請求項3に記載の光照射装置。 - 前記反射光学系の反射面は、
法線方向が互いに異なる複数の平面が連結されることにより形成されている、
請求項1に記載の光照射装置。 - 前記光導波路の光軸に直交する平面で切断されたときの前記反射光学系の反射面の断面が、折れ線となっている、
請求項6に記載の光照射装置。 - 前記光導波路の光軸に沿って入射する光線の入射面で切断されたときの前記反射光学系の反射面の断面が、折れ線となっている、
請求項6又は7に記載の光照射装置。 - 前記光導波路の光軸に対する前記光源からの出射角度が最大である光線が、前記内周側面壁上の第1の位置で反射した後に、前記内周側面壁の第2の位置で反射する場合に、
前記光導波路の光軸の方向の長さが、
前記第1の位置と前記第2の位置との間の前記光軸に関する距離の整数倍である、
請求項1から8のいずれか一項に記載の光照射装置。 - 前記光導波路の反射面は、前記内周側面壁に形成された金属材料膜の表面であり、
前記金属材料膜の表面には、二酸化ケイ素から成る膜が形成されている、
請求項1から9のいずれか一項に記載の光照射装置。 - 前記二酸化ケイ素からなる膜の厚みは、前記光源から出射される光束に含まれる一部の光線の波長の1/4である、
請求項10に記載の光照射装置。 - 前記光源から出射された前記光束を集光して前記光導波路の一端に入射する第1の集光光学系が設けられている、
請求項1から11のいずれか一項に記載の光照射装置。 - 前記光導波路の他端から出射された前記光束を集光して前記反射光学系に入射させる第2の集光光学系が設けられている、
請求項1から12のいずれか一項に記載の光照射装置。 - 前記第2の集光光学系から前記反射光学系までの距離が、前記第2の集光光学系の焦点距離よりも大きい、
請求項13に記載の光照射装置。 - 前記光導波路の光軸に沿って入射する光線の入射面で切断されたときの前記反射光学系の凹状の反射面の断面形状を、放物線で近似した場合に、
前記第2の集光光学系の焦点位置が、前記放物線の焦点に位置している、
請求項14に記載の光照射装置。 - 前記光導波路では、
前記内周側面壁が、角柱状に形成されている、
請求項1から15のいずれか一項に記載の光照射装置。 - 前記光導波路は、中空管である、
請求項1から16のいずれか一項に記載の光照射装置。 - 前記光導波路は、石英ロッドである、
請求項1から16のいずれか一項に記載の光照射装置。 - 前記光導波路及び前記反射光学系の外周に、断熱部が設けられている、
請求項1から18のいずれか一項に記載の光照射装置。 - 前記断熱部は、
前記光導波路及び前記反射光学系の外周を囲む外装カバーと、
前記光導波路及び前記反射光学系と、前記外装カバーとの間に空隙を設けるために、前記光導波路及び前記反射光学系と前記外装カバーとの間に挿入されたスペーサと、
を備える、
請求項19に記載の光照射装置。 - 前記スペーサでは、
前記光導波路及び前記反射光学系と対向する部分と、前記外装カバーと対向する部分との少なくとも一方に、複数の突起が設けられている、
請求項20に記載の光照射装置。 - 前記光導波路の光軸の方向から見たときに、前記反射光学系の反射面の大きさは、前記光導波路から前記反射光学系に入射する光束の断面の大きさ以上である、
請求項1から21のいずれか一項に記載の光照射装置。 - 前記光源から出射される光束は、赤外線を含む、
請求項1から22のいずれか一項に記載の光照射装置。 - 前記光源は、
ハロゲンランプ、キセノンランプ、赤外線発熱ヒーター及び赤外線レーザのいずれかである、
請求項23に記載の光照射装置。
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