TW201307931A - 光纖照射裝置 - Google Patents
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Abstract
[課題]提供可有效利用來自LED光源之光線，可照射充分照度之光線的光纖照射裝置。[解決手段]此光纖照射裝置，係具有光纖光源機構，該光纖光源機構係光纖以隔著在對於配置在LED基板上的光纖座未被拘束之狀態下中介存在於光纖與透鏡之間的間隔物，光射入端面與配置於LED基板上之LED光源的前面之透鏡對向之方式配置，間隔物抵接於LED光源的前面或透鏡之狀態中光纖被固定於光纖座，藉此，來規制LED光源的前面與光纖的光射入端面之間的離開距離之構造。
Description
本發明係關於例如將來自LED光源的紫外光經由光纖，對被照射物作點狀照射的光纖照射裝置。
例如，進行利用以365nm為中心的波長300nm~400nm之範圍的紫外光，使對該紫外光(波長)具有感度之接著劑、塗料、油墨、光阻劑硬化或乾燥，或者相反地熔融或者軟化等的光照射處理。
於此種光照射處理中，例如光碟用之拾取透鏡的接著及電子零件對基板的接著等，被要求對微小區域照射紫外光。作為用以進行此種光照射處理的紫外光照射裝置，公知有例如使從LED光源放射之紫外光經由聚光透鏡而射入至光纖，藉由該光纖對紫外光作導光，點狀照射至微小區域的構造者(參照專利文獻1、2)。
[專利文獻1]日本特開2006-176653號公報
[專利文獻2]日本特開平05-190910號公報
然而，對於使從LED光源放射之光線有效率地射入至光纖來說，必須正確配置LED光源與光纖的位置關係，實際上，有不少LED光源與光纖之光射入端面的距離產生不均之狀況。例如，作為LED光源，為了迴避LED元件之發光效率的降低而必須進行冷卻，例如，使用於由陶瓷材料所成的封裝基體內收納晶片狀的LED元件所成，具備適切冷卻機構的LED封裝，而封裝基體其本身易於成為公差較大者，故在光纖對於例如配置LED封裝之LED基板來定位配置時，LED光源與光纖之光射入端面的距離會產生不均。如此LED光源與光纖之光射入端面的距離產生不均的話，會有射入至光纖之光量的不均、在透鏡之聚光效率產生變化而無法有效利用來自LED光源的光線之問題。
又，對從LED光源放射之光線利用玻璃製的透鏡等作聚光，並射入至光纖的構造上，也會例如因為透鏡的位置偏離等而產生前述問題。
另一方面，為了迴避產生此種問題，也考慮抵接光纖與LED光源作配置，但是，根據光纖會根據用途來替換，於此種構造者中，易於產生因光纖的光射入端面損傷而射入之光線衰減之問題。
本發明係有鑑於以上情況所發明者，其目的係提供可有效利用來自LED光源之光線，可照射充分照度之光線的光纖照射裝置。
本發明的光纖照射裝置，係具備光纖光源機構，該光纖光源機構，係具有：LED基板；LED光源，係配置於該LED基板上；透鏡，係配置於該LED光源之光放射方向的前面；光纖，係對經由該透鏡射入之來自前述LED光源的光線作導光；及光纖座，係配置於前述LED基板上，在插入前述光纖的一部分之狀態下保持該光纖；其特徵為：前述光纖，係以隔著在對於前述光纖座未被拘束之狀態下中介存在於該光纖與前述透鏡之間的間隔物，光射入端面與前述透鏡對向之方式配置；藉由於前述間隔物抵接於前述LED光源的前面或前述透鏡之狀態中，前述光纖被固定於前述光纖座，來規制前述LED光源的前面與前述光纖的光射入端面之間的離開距離。
於本發明的光纖照射裝置中，前述間隔物設為抵接於前述透鏡的周緣之構造為佳。
於此種構造者中，可設為前述間隔物為圓筒狀，前述LED光源側之開口的內徑比前述透鏡的口徑小之構造。
又，於本發明的光纖照射裝置中，可設為設置有用以將前述間隔物固定於前述光纖座的固定機構之構造。
又進而，於本發明的光纖照射裝置中，可設為前述光纖光源機構係具備由配置於共通的LED基板上，各LED元件被收納於封裝基體內所成的LED封裝所構成之複數
LED光源，對應各LED光源的各光纖藉由配置於前述LED基板上之共通的光纖座所保持之構造。
依據本發明的光纖照射裝置，具備光纖以隔著在對於光纖座未被拘束之狀態下中介存在於光纖與透鏡之間的間隔物，光射入端面與透鏡對向之方式配置，藉由於間隔物抵接於LED光源的前面或透鏡之狀態中，光纖被固定於光纖座，來規制LED光源的前面與光纖的光射入端面之間的離開距離之構造的光纖光源機構，藉此，於該光纖光源機構中，因為設為光纖在LED光源的前面與光纖的光射入端面之間的離開距離藉由間隔物被維持為一定大小之狀態下，對於LED光源配置於適正的位置之構造，可有效率使來自LED光源的光線經由透鏡而射入至光纖，所以，可對被照射物照射充分照度的光線。
又，光纖光源機構設為具備由配置於共通的LED基板上，各LED元件被收納於封裝基體內所成的LED封裝所構成之複數LED光源，對應各LED光源的各光纖藉由配置於LED基板上之共通的光纖座所保持，藉此，不拘於各LED封裝之尺寸的公差之不均，針對所有LED封裝，可有效率地利用來自LED封裝的光線，可對被照射物照射均勻照度的光線。
以下，針對本發明的實施形態，進行詳細說明。
本發明的光纖照射裝置係具備藉由透鏡對來自LED光源的光線作聚光並射入至光纖，藉由光纖對該光線作導光，進行線狀照射的光纖光源機構。
圖1係揭示關於本發明的光纖照射裝置之光纖光源機構的一例之構造概略的說明用剖面圖，圖2係放大揭示圖1所示之光纖光源機構的一部份的放大剖面圖。
此光纖光源機構係具有LED基板15、配置於此LED基板15之一面上的LED光源、將從LED光源放射之光線作聚光的透鏡18、對經由此透鏡18射入之來自LED光源的光線作導光的光纖20及保持光纖的光纖座25。
LED光源係如圖3所示，由放射紫外光之晶片狀的LED元件12被配置於形成在中央形成錐台狀空間之凹部11A的封裝基體11之該凹部11A內，並且板狀的紫外光透射窗13以封住封裝基體11的凹部11A之方式設置所成的LED封裝10所構成。在此，封裝基體11係例如藉由氮化鋁等之具有高熱導電性的陶瓷材料所構成。
又，於LED基板15的另一面，設置有用以冷卻LED封裝10的放熱構件(未圖示)。
透鏡18係例如由一方的表面為球面狀的凸面，並且另一方的表面為平面的凸透鏡所成，以另一方的表面對接於LED光源之光放射方向的前面，亦即，LED封裝10之紫外光透射窗13的外面之方式配置。
光纖座25係具有有底圓筒狀的基體26，於基體26
的底壁26A之中央位置形成有貫通並延伸於厚度方向之光纖插入用貫通孔27，並且形成有往開口於底壁26A之外周面的徑方向延伸之固定用螺絲安裝用孔28。
此光纖座25係以光纖插入用貫通孔27位於配置在LED基板15上的LED封裝10正上方的位置之方式對於LED封裝10定位之狀態下，配置於LED基板15的一面上。
於光纖20的外周面，在接近LED封裝10之位置側端部，設置有位於光纖座25之光纖插入用貫通孔27內且具有比藉由光纖座25保持之部分的外徑還要小之外徑的小徑前端部分21的套23。
於本發明的光纖照射裝置之光纖光源機構中，光纖20係隔著在對於光纖座25不被拘束之狀態下中介存在於光纖20與透鏡18之間的間隔物，以在光射入端面22位在垂直於透鏡18的光軸之平面內之狀態下，與透鏡18之一方的表面(凸面)對向之方式配置。
於此範例中，被光纖20的小徑前端部分21插入並固定之略圓筒狀的光纖固定構件30，在對於光纖座25的基體26可軸方向變位之狀態下，插入配置於光纖座25的內部。在此，光纖固定構件30係例如藉由鋁等的金屬材料所構成。
於此光纖固定構件30的內周面，在靠軸方向之LED封裝10側的端面之所定位置形成段部31，光纖20在其小徑前端部分21插入光纖固定構件30的內部，而光射入
端面22的外周緣部對接於光纖固定構件30的段部31之平坦面之狀態下，固定於光纖固定構件30。又，於位在光纖固定構件30之LED封裝10側的開口緣部之內周面，對於軸方向之LED封裝10隨著朝向遠方側擴開且連續於段部31之錐狀的突出緣部32涵蓋圓周方向的全周來形成。
光纖固定構件30之LED封裝10側的開口之內徑，係比透鏡18的口徑(外徑)小，所以，LED封裝10側的開口緣成為抵接於透鏡18的周緣之狀態，於此狀態中，光纖20對於光纖座25藉由固定用螺絲35固定。在此，光纖固定構件30之LED封裝10側的開口之內徑，係例如設為透鏡18的口徑之90~99%的大小。
所以，光纖固定構件30的LED封裝10側的端部部分具有中介存在於光纖20的光射入端面22與透鏡18之一方的表面之間的間隔物之功能，藉此，藉由LED封裝10之紫外光透射窗13的外面與光纖20的光射入端面22之間的離開距離被規制成一定大小，光纖20對於LED封裝10定位。
然後，前述構造的光纖光源機構係為光纖20以LED封裝10之紫外光透射窗13的外面為基準來定位配置的構造，亦即，光纖20接近其LED封裝10側位置的端部部分(套23之小徑前端部分21)被插入固定於不被光纖座25拘束之狀態下所設置的光纖固定構件30，於該光纖固定構件30的開口緣抵接於透鏡18的周緣之狀態中，光纖
20被固定於光纖座25，LED封裝10之紫外光透射窗13的外面與光纖20的光射入端面22之間的離開距離的大小被規制，藉此，光纖20對於LED封裝10定位配置的構造。
所以，根據光纖固定構件30在不被光纖座25拘束之狀態下設置的狀況，在使光纖固定構件30的開口緣抵接於透鏡18的周緣時，光纖20的光射入端面22之例如對於LED基板15之一面的位準位置，會因應LED封裝10之封裝基體11的厚度(圖1及圖2之上下方向尺寸)而變動，吸收了LED封裝10之封裝基體11的厚度之公差的不均。藉此，LED封裝10之紫外光透射窗13的外面與光纖20的光射入端面22之間的離開距離之大小，可藉由具有間隔物的功能之光纖固定構件30的LED封裝10側之端部部分來設為一定大小，故可將來自LED封裝10的光線有效率地經由透鏡18來射入至光纖20。
所以，依據具備此種光纖光源機構的光纖照射裝置，可對被照射物照射充分照度的光線(紫外光)。
又，藉由設為光纖固定構件30的開口緣抵接於透鏡18之周緣的構造，可迴避光纖20與透鏡18的位置偏離所致之射入光纖20的光量不均之狀況及在透鏡18的聚光效率產生不均之狀況，可有效利用來自LED封裝10的光線。
以上，已針對本發明的實施形態進行說明，但是，本發明不限定於前述之實施形態者，可施加各種變更。
例如，光纖光源機構設為具備複數LED光源的構造亦可。
圖4係揭示關於本發明的光纖照射裝置之光纖光源機構的其他例之構造概略的說明用剖面圖。
此光纖光源機構係於共通的LED基板15的一面上，例如4個LED封裝10(於圖4中說明便利上僅揭示兩個LED封裝10)例如於周方向以等間隔並排配置在同一圓周上的位置，對應各LED封裝10的4個光纖20藉由共通的光纖座40保持。
此範例之光纖座40係具備圓柱狀的基體41，以形成有與開口於此基體41的另一面(於圖4中為下面)之各LED封裝10對應之位置且分別延伸於軸方向的4個圓柱狀空間部42，並且開口於各基體41的一面(於圖4中為上面)之4個光纖插入用貫通孔43連續於對應之圓柱狀空間部42之方式形成。然後，光纖座40係以光纖插入用貫通孔43位於配置在LED封裝10正上方的位置之方式對於LED封裝10定位之狀態下，配置於LED基板15的一面上。
於各圓柱狀空間部42的內部，被光纖20之接近其LED封裝10位置側端部部分(套23之小徑前端部分21)插入並固定之略圓筒狀的光纖固定構件30，以其外周面不被形成光纖座40的基體41之圓柱狀空間部42的內周面拘束之方式，插入至光纖座40之圓柱狀空間部42的內部來配置。
於各光纖固定構件30的內周面，在靠軸方向之LED封裝10側的端面之所定位置形成段部31，光纖20在接近其LED封裝10位置側端部部分(套23之小徑前端部分21)插入光纖固定構件30的內部，而光射入端面22的外周緣部對接於光纖固定構件30的段部31之平坦面之狀態下，固定於光纖固定構件30(參照圖2)。又，此光纖固定構件30之LED封裝10側的開口之內徑，係比透鏡18的口徑小，所以，LED封裝10側的開口緣成為抵接於透鏡18的周緣之狀態，於此狀態中，光纖20對於光纖座40藉由固定用螺絲35固定。所以，光纖固定構件30的LED封裝10側的端部部分具有中介存在於光纖20的光射入端面22與透鏡18之一方的表面之間的間隔物之功能，藉此，藉由LED封裝10之紫外光透射窗13的外面與光纖20的光射入端面22之間的離開距離被規制成一定大小，光纖20對於LED封裝10定位。
又，於此範例中，設置有將光纖固定構件30固定於光纖座40的固定機構。具體來說，開口於各光纖座40的基體41之外周面的往徑方向延伸之4個固定用螺絲安裝用孔44在連通於對應之圓柱狀空間部42之狀態下形成，藉由安裝於各固定用螺絲安裝用孔44的固定用螺絲45固定光纖固定構件30。各固定用螺絲安裝用孔44，係藉由收容固定用螺絲45之頭部的第1圓柱狀空間部，與被固定用螺絲45的軸部插入，內徑比連續於該第1圓柱狀空間部之該第1圓柱狀空間部還小的第2圓柱狀空間部所構
成，第1圓柱狀空間部及第2圓柱狀空間部，係分別具有比固定用螺絲45之頭部的外徑及固定用螺絲45之軸部的外徑還大的內徑。藉由設為此種構造，於將光纖固定構件30固定於光纖座40的基體41之狀態中，藉由光纖20被固定於光纖座40的基體41，可將光纖20確實配置在相對於LED封裝10的適切位置。
依據具備此種構造之光纖光源機構的光纖照射裝置，光纖光源機構設為與配置於共通的LED基板15上之複數LED封裝10對應之各光纖20藉由配置於LED基板15上之共通的光纖座40保持，與圖1及圖2所示構造者相同，各光纖20以LED封裝10之紫外光透射窗13的外面為基準來定位配置的構造，藉此，不拘於各LED封裝10之尺寸的公差不均，針對所有LED封裝10，可有效率地利用來自LED封裝10的光線，可對被照射物照射均勻照度的光線。
以上，已針對光纖固定構件在其開口緣抵接於透鏡的周緣之狀態下配置的構造進行說明，但是，光纖固定構件在透鏡位於LED封裝側的開口內，開口端面抵接於LED封裝之紫外光透射窗的外面之狀態下配置的構造亦可。
又，於圖1及圖2所示之光纖光源機構中，設置有用以將光纖固定構件固定於光纖座的固定機構亦可。又，固定機構並不限定於螺絲所致之固定方法。
又進而，LED封裝的具體構造，係可因應目的來適切變更，例如具備複數LED元件者亦可。
10‧‧‧LED封裝
11‧‧‧封裝基體
11A‧‧‧凹部
12‧‧‧LED元件
13‧‧‧紫外光透射窗
15‧‧‧LED基板
18‧‧‧透鏡
20‧‧‧光纖
21‧‧‧小徑前端部分
22‧‧‧光射入端面
23‧‧‧套
25‧‧‧光纖座
26‧‧‧基體
26A‧‧‧底壁
27‧‧‧光纖插入用貫通孔
28‧‧‧固定用螺絲安裝用孔
30‧‧‧光纖固定構件
31‧‧‧段部
32‧‧‧突出緣部
35‧‧‧固定用螺絲
40‧‧‧光纖座
41‧‧‧基體
42‧‧‧圓柱狀空間部
43‧‧‧光纖插入用貫通孔
44‧‧‧固定用螺絲安裝用孔
45‧‧‧固定用螺絲
[圖1]揭示關於本發明的光纖照射裝置之光纖光源機構的一例之構造概略的說明用剖面圖。
[圖2]放大揭示圖1所示之光纖光源機構的一部份的放大剖面圖。
[圖3]揭示構成圖1所示之光纖光源機構之LED光源的一例之構造概略的說明用剖面圖。
[圖4]揭示關於本發明的光纖照射裝置之光纖光源機構的其他例之構造概略的說明用剖面圖。
10‧‧‧LED封裝
15‧‧‧LED基板
18‧‧‧透鏡
20‧‧‧光纖
21‧‧‧小徑前端部分
22‧‧‧光射入端面
23‧‧‧套
25‧‧‧光纖座
26‧‧‧基體
26A‧‧‧底壁
27‧‧‧光纖插入用貫通孔
28‧‧‧固定用螺絲安裝用孔
30‧‧‧光纖固定構件
32‧‧‧突出緣部
35‧‧‧固定用螺絲
Claims (5)
- 一種光纖照射裝置，係具備光纖光源機構；該光纖光源機構，係具有：LED基板；LED光源，係配置於該LED基板上；透鏡，係配置於該LED光源之光放射方向的前面；光纖，係對經由該透鏡射入之來自前述LED光源的光線作導光；及光纖座，係配置於前述LED基板上，在插入前述光纖的一部分之狀態下保持該光纖；其特徵為：前述光纖，係以隔著在對於前述光纖座未被拘束之狀態下中介存在於該光纖與前述透鏡之間的間隔物，光射入端面與前述透鏡對向之方式配置；藉由於前述間隔物抵接於前述LED光源的前面或前述透鏡之狀態中，前述光纖被固定於前述光纖座，來規制前述LED光源的前面與前述光纖的光射入端面之間的離開距離。
- 如申請專利範圍第1項所記載之光纖照射裝置，其中，前述間隔物係抵接於前述透鏡的周緣。
- 如申請專利範圍第2項所記載之光纖照射裝置，其中，前述間隔物為圓筒狀，前述LED光源側之開口的內 徑比前述透鏡的口徑小。
- 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所記載之光纖照射裝置，其中，設置有用以將前述間隔物固定於前述光纖座的固定機構。
- 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所記載之光纖照射裝置，其中，前述光纖光源機構，係具備由配置於共通的LED基板上，各LED元件被收納於封裝基體內所成的LED封裝所構成之複數LED光源，對應各LED光源的各光纖藉由配置於前述LED基板上之共通的光纖座所保持。
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