TW200907442A - Optical fiber bundle and light irradiating device - Google Patents

Description

200907442 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關使用光的傳送之光纖束，及使用此之光 照射裝置。 【先前技術】 使用光的傳送之光纖束的入射端部係將構成其光纖束 之複數條的光纖端部，作爲溶融一體化所形成（例如，參 照專利文獻1)。 一般，構成如此之光纖束的光纖係具有由純粹石英玻 璃而成之芯軸，和由較其芯軸，折射率爲小之氟添加石英 玻璃而成之包覆層。 對於如上述之芯軸’使用純粹石英玻璃之光纖係從其 製法上的限制，受光角（開口數）小，而只能傳送以i i。 ~14°程度之角度入射的光，因此，在如傳送從具有較光 纖知受光角爲大之廣角的光源所放射的光情況之中，有著 光源與光纖束之結合效率變低之問題。 另一方面，針對在許多的產業領域，做爲接著劑或塗 膜劑之硬化方法，使用紫外線硬化法，紫外線硬化法係於 紫外線硬化材料’照射紫外線而使光重合反應產生，使單 體（液體）變化成聚合物（固體）之技術。 從以往’在紫外線硬化法中，使用作爲光源而具備紫 外線等之紫外線照射裝置，但伴隨著可產生紫外線之發光 一極體（LED. Light Emitting Diode)之開發，實用有取代 200907442 於紫外線燈而使用紫外線LED之紫外線照射裝置。 作爲使用其紫外線LED於光源之紫外線照射裝置， 係爲例如揭示於專利文獻2之構成。 揭示於專利文獻2之紫外線照射裝置係於射出紫外線 的光照射頭’組裝有紫外線LED，如此，當於光照射頭之 中’設置亦成爲熱源之光源時’光照射頭的冷卻則爲困難 ，另外’有著經由在操作中，以手保持光照射頭之操作者 的體溫，或被照射體之發熱等，光照射頭之溫度亦上升之 虞。 並且，光照射頭之溫度上升而熱積存於紫外線LED 時，有著其光輸出，產生變化之問題。 [專利文獻1]日本特開2006-72025號公報 [專利文獻2]日本特開2006-281130號公報 本發明係爲有鑑於上述所做爲之構成，其目的爲提供 可提升與光源之結合效率的光纖束者。 另外，其目的爲提供使用其光纖束，可控制經由熱積 存於光源之情況的光輸出之變化的光照射裝置者。 【發明內容】 爲了達成上述目的，如根據本發明之一型態，提供屬 於綑紮複數條之光纖的光纖束，其特徵乃具備將前述複數 條之光纖的前端部，作爲一體化而形成之一體化部，前述 一體化部係具有伴隨進入於前端側，外徑變小之部分圓錐 形狀情況之光纖束。 -6- 200907442 如根據本發明之其他型態，提供一種光照射裝置，其 特徵乃具備放射光線之1個以上的發光元件，和具有對應 於前述各發光元件之入射端，傳送從前述各發光元件入射 於所對應之前述各入射端的光線之傳送部，和設置於其傳 送部之出射側的端部，將來自經由前述傳送部所傳送之前 述各發光元件的光，進行集光而射出於外部之出射部，和 接合於前述各發光元件，吸收在前述各發光元件所產生的 熱而進行放熱之放熱部，前述傳送部係由綑紮對應於前述 各發光元件之第1之光纖束的第2之光纖束而成，前述第 1之光纖束係由針對在上述之本發明之一型態的光纖束而 成之光照射裝置。 【實施方式】 [爲了實施發明之最佳型態] 以下，關於爲了實施本發明之最佳形態，參照圖面而 進行說明。 (第1實施形態） 圖1係爲表示有關本發明之第1實施形態之光纖束的 側面圖，如圖1所示，有關第1實施形態之光纖束1係具 備由規則性或隨機綑束複數條之光纖2的密集束所構成， 將其複數條所綑束之光纖2之前端部，作爲溶融一體化而 形成之一體化部3，而光纖束1係具有略圓柱狀形狀，一 體化部3係爲複數之光纖2乃溶融作爲一體化之部分，具 200907442 有伴隨進入於前端側，外徑變小之部分圓錐形狀，其前端 面3 a係成爲作爲硏磨之平面。 光纖束2係如圖2所示，由純粹石英玻璃而成，由傳 送所入射的光之芯軸2a，和呈被覆其芯軸2a之周圍地所 設置之被覆部2b而成，被覆部2b係亦作爲包覆層而發揮 機能，由具有較芯軸2a爲小之折射率的樹脂等之物質而 成。 針對在有關第1實施形態之光纖束1，係如圖3所示 ，從LED等而成之光源4所放射的光之至少一部分，在 一體化部3之前端面3a，經由斯奈爾定律，彎曲傳送方向 之後，在一體化部3之錐狀面3b反射，而入射至光纖2, 由此，可將對於光纖2之入射角，作爲較對於前端面3a 之入射角爲小，在圖3所示的例中，經由在錐狀面3 b的 反射，對於光纖束2之入射角則略成爲〇 ° 。 如此，如根據第1實施形態之光纖束1，由在一體化 部3之錐狀面3 b，反射從光源4之入射光之至少一部分情 況，可縮小從光源4之放射角而接近於光纖2之開口數， 由此，可提升與光源4之結合效率。 然而，作爲構成光纖束1之光纖，可取代於圖2所示 之光纖2，而使用如圖4所示，由傳送所入射的光之芯軸 5a，和呈被覆其芯軸5a之周圍地所設置之包覆層5b，和 呈被覆其包覆層5b所設置之樹脂而成被覆部5c而成之光 纖5，而爲了封閉傳送於由純粹石英玻璃等而成之芯軸5 a 的光，包覆層5b係由較芯軸5a，折射率小之物質而成， -8- 200907442 例如由氟添加石英玻璃而成。 在由如圖2所示之芯軸2a與低折射率之被覆部2b而 成之光纖2中，爲玻璃之芯軸2a全體則可做爲光的傳送 路徑而使用，但由如圖4所示之芯軸5a與包覆層5b與被 覆部5c而成之光纖5中，包覆層5b係爲玻璃，但未做爲 傳送路徑而發揮機能，而包覆層5 b則成爲使結合效率下 降之要因，另外，圖2所示之光纖2’則因可加大作爲包 覆層而亦發揮機能之被覆部2b與芯軸2a之折射率差，故 可得到大的開口數，針對在上述的2點’係使用圖2所示 之光纖2之情況則爲有利。 另一方面，在圖2所示之光纖2之中’有著經由被覆 部2b吸收光的情況而引起光功率之損失或被覆部2b的劣 化成爲問題之情況，對此，在圖4所示之光纖5之中，係 因芯軸5 a則由玻璃之包覆層5 b所圍住，故如此之問題係 未產生而可確保安定之特性。 接著，關於製造有關第1實施形態之光纖束1之方法 的一例，參照圖5八~圖5C而進行說明。 首先，如圖5A所示，準備複數條去除端部之被覆部 2b ’引出芯軸2a之光纖2。 接著，如圖5B所示，綑束引出芯軸2a之複數的光纖 2 ’塡充於玻璃管8內，玻璃管8係由與芯軸2a相同物質 (例如’純粹石英玻璃）而成。 接著，如圖5C所示，將塡充光纖2之芯軸2a之玻璃 管8 ’例如安裝於玻璃旋盤（未圖示），使其旋轉於其軸的 -9- 200907442 周圍同時，以氫氧燃燒器9 ’加熱 玻璃管8及芯軸2a開始軟化之時 延伸，將芯軸2a之間及玻璃管8 ’ 玻璃管8垂直立起而延伸於垂直方 管8作爲一體化（以下，在各實施形 接著，切斷作爲溶融一體化之 之前端面3a之直徑及一體化部3 之刖Ιί而。 然而，使用圖4所示之光纖5 ，引出包覆層5b，已與上述同樣的 軸5 a，及包覆層5 b，作爲溶融一 融一體化之部分，硏磨切斷部之前 (第2實施形態） 圖6係爲表示有關本發明之第 側面圖，然而，在圖6之中，對於 複之部分，係附上同一之符號，而 ，關於其他的實施形態，亦作爲相 如圖6所示，有關第2實施形 規則性或隨機綑束複數條之光纖2 複數條所綑束之光纖2之前端部， 之一體化部7，而光纖束6係具有 部7係具有伴隨進入於前端側，外 ，其前端面7a係成爲曲面。 其中心附近，並且，在 ，將玻璃管8朝向兩端 作爲溶融一體化，或將 向，將光纖2，與玻璃 :態爲共通）。 部分，爲了得到所期望 之長度，而硏磨切斷部 之情況，去除被覆部5 c 工程，將玻璃管8，芯 體化之後，切斷作爲溶 端。 2實施形態之光纖束的 與上述第1實施形態重 省略重複之部分的說明 同。 態之光纖束6係具備由 的密集束所構成，將其 作爲溶融一體化而形成 略圓柱狀形狀，一體化 徑變小之部分圓錐形狀 -10- 200907442 針對在有關第2實施形態之光纖束6係如圖7(A)所示 ，從光源4所放射的光之一部分’則在一體化部7之前端 面7 a，經由透鏡效果，彎曲傳送方向之後，直接入射至光 纖2，另外，如圖7(B)所示，從光源4所放射的光之一部 分，則在前端面7 a，經由透鏡效果，彎曲傳送方向之後， 在一體化部7之椎狀面7b進行反射而入射至光纖2。 由此，亦與上述第1實施形態同樣地，可將對於光纖 2之入射角，作爲較對於前端面7a之入射角爲小，可提升 與光源4之結合效率。 然而，針對在第2實施形態，亦與上述第1實施形態 同樣地，可取代於圖2所示之光纖2，而使用如圖4所示 之光纖5。 關於製造有關第2實施形態之光纖束1之方法係以與 在上述第1實施形態所說明之製造方法同樣的工程，將玻 璃管8及芯軸2a作爲溶融一體化，在切斷作爲溶融一體 化之部分之後，直接加熱溶融切斷面，經由表面張力而形 成曲面。 (第3實施形態） 圖8係爲表示有關本發明之第3實施形態之光纖束的 側面圖，圖9係爲沿著圖8所示之光纖束的中心軸之縱剖 面圖。 如圖8，圖9所示，有關第3實施形態之光纖束1 1係 具備由規則性或隨機綑束複數條之光纖2的密集束所構成 -11 - 200907442 ，將其複數條所綑束之光纖2之前端部’作爲溶融一體化 而形成，伴隨進入於前端側’外徑變小之一體化部1 2。 一體化部1 2係如圖9所示’其側面1 2 b乃針對在沿 著具有略圓柱形狀之光纖束11之中心軸1 3的縱剖面，成 爲較連結其前端面1 2 a側之端點1 4和後端側之端點1 5的 直線1 6，於徑方向外側，成爲凸狀之弧狀，且較對於構成 光纖束11之一體化部1 2以外之部分的輪廓線之一體化部 1 2側之延長線1 7，成爲徑方向內側地所形成’而垂直交 叉於一體化部1 2之中心軸1 3之剖面係爲略圓形，前端面 12a係成爲作爲硏磨之平面。 針對在有關第3實施形態之光纖束1 1係如圖1 0所示 ，從光源4所放射的光之一部分，則在一體化部1 2之前 端面12a，經由斯奈爾定律，彎曲傳送方向之後，在一體 化部12之錐狀面12b反射，而入射至光纖2，由此，可將 對於光纖2之入射角，作爲較對於前端面1 2a之入射角爲 小。 在第3實施形態之中，一體化部12之側面12b則因 針對在縱斷面，於徑方向外側，呈描繪凸狀弧度地所形成 ，故與上第1實施形態做比較，入射於前端面1 2a的光之 中，可增加成爲以少反射次數而結合於光纖2之入射角的 光的比例，作爲結果，可提升光源4與光纖束1 1之結合 效率。 然而，針對在第3實施形態，亦與上述第1實施形態 同樣地，可取代於圖2所示之光纖2，而使用如圖4所示 -12- 200907442 之光纖5。 另外，與上述第2實施形態同樣地，亦可經 構成一體化部1 2之前端面1 2 a。 有關第3實施形態之光纖束11的製造方法 上述第1實施形態所說明之製造方法同樣，但經 調整經由氫氧燃燒器9之加熱時的溫度或加熱位 可形成如圖8，圖9所示之一體化部12者。 (第4實施形態） 圖1 1係爲表示有關本發明之第4實施形態 的側面圖。 如圖1 1所示，有關第4實施形態之光纖束： 由規則性或隨機綑束複數條之光纖2的密集束所 其複數條所綑束之光纖2之前端部’作爲溶融一 成之一體化部22，一體化部22之前端面22a係 硏磨之平面。 光纖束21係具有略圓柱形狀，一體化部22 隨進入於前端側，外徑變小之部分圓錐形狀之第 22b，和連接於其第1椎狀面22b之前端部，伴 前端側，外徑變小之部分圓錐形狀之第2椎狀面 1椎狀面22b，第2椎狀面22c係呈第1椎狀面 光纖束21之中心軸23所成角度θλ，較第2椎狀 與中心軸2 3所成角度0 2爲小地所形成。 針對在有關第4實施形態之光纖束21係如ϋ 由曲面而 係爲與在 由適當地 置情況， 之光纖束 ί 1係具備 構成，將 體化而形 成爲作爲 係具有伴 1椎狀面 隨進入於 2 2c 5 第 22b乃與 面2 2 c乃 E 1 2 A 所 -13- 200907442 示，從光源4所放射的光之一部分’則在前端面22a ’經 由斯奈爾定律，彎曲傳送方向之後’在一體化部22之第1 椎狀面22b反射，而入射至光纖2 ’另外，如圖12B所示 ，從光源4所放射的光之一部分’則在一體化部22之前 端面2 2 a，經由斯奈爾定律，彎曲傳送方向之後，在一體 化部22之第2椎狀面22c反射，而入射至光纖2。 在第4實施形態之中，因於一體化部22，形成有第！ 椎狀面22b，第2椎狀面22c，故與上第1實施形態做比 較，入射於前端面22a的光之中，可增加成爲以少反射次 數而結合於光纖2之入射角的光的比例，作爲結果，可提 升光源4與光纖束21之結合效率。 然而，針對在第4實施形態，亦與上述第1實施形態 同樣地，可取代於圖2所示之光纖2，而使用如圖4所示 之光纖5。 另外，與上述第2實施形態同樣地，亦可經由曲面而 構成一體化部22之前端面22a。 有關第4實施形態之光纖束21的製造方法係爲與在 上述第1實施形態所說明之製造方法同樣，但經由適當地 調整經由氫氧燃燒器9之加熱時的溫度或加熱位置，加熱 時間’加熱面積’氫氧燃燒器之數量，氫氧燃燒器之方向 (力口熱方向）等之條件情況，可形成如圖1 1所示之一體化部 22者。 然而，爲了形成適當形狀之一體化部，而需要選擇上 述條件之適當情況係針對在本發明，爲共通者，但在其他 -14- 200907442 實施形態中，爲方便上記載只需要加熱溫度與加熱位置之 適當的調整。 另外，如周知地，以燃燒器而將玻璃加熱之情況，對 於工業生產性，將一體化部之形狀，作爲嚴密地呈同一形 狀地製作情況，並不容易。 隨之，各實施形態之一體化部的形狀係做爲表示最具 代表性之實施形態的構成。 (第5實施形態） 圖1 3係爲表示有關本發明之第5實施形態之光纖束 的側面圖，圖1 4係爲沿著圖1 3所示之光纖束的中心軸之 縱剖面圖。 如圖1 3，圖14所示，有關第5實施形態之光纖束3 1 係具備由規則性或隨機綑束複數條之光纖2的密集束所構 成，將其複數條所綑束之光纖2之前端部，作爲溶融一體 化而形成，伴隨進入於前端側’外徑變小之一體化部3 2。 一體化部3 2係如圖1 4所示，其側面乃由針對在沿著 具有略圓柱形狀之光纖束31之中心軸33的縱剖面，成爲 較連結其前端面32a側之端點34和後端側之端點35的直 線3 6，於徑方向外側，成爲凸狀之第1之弧狀3 2 b，和連 接於其第1之弧狀32b之前端側，較直線36，於徑方向內 側，成爲凸狀之第2之弧狀32c而成之略S狀，且較對於 構成光纖束3 1之一體化部32以外之部分的輪廓線之一體 化部3 2側之延長線3 7 ’成爲徑方向內側地所形成，針對 -15- 200907442 在此情況，一體化部3 2之前端的外徑係因較光纖束3 1之 一體化開始部分之口徑爲小，故可具有伴隨進入於前端側 ，外徑逐漸變小之部分圓錐形狀情況，而垂直交叉於一體 化部32之中心軸33之剖面係爲略圓形，前端面32a係成 爲作爲硏磨之平面。 針對在有關第5實施形態之光纖束31係如圖1 5 A所 示，從光源4所放射的光之至少一部分，則在一體化部3 2 之前端面32a，經由斯奈爾定律，彎曲傳送方向之後，在 對應於一體化部3 2之第1之弧狀3 2b的曲面進行反射， 入射於光纖2，另外，如圖1 5 B所示，從光源4所放射的 光之至少一部分，則在一體化部3 2之前端面3 2a，經由斯 奈爾定律，彎曲傳送方向之後，在對應於一體化部3 2之 第2之弧狀32c的曲面進行反射’入射於光纖2。 如根據第5實施形態之光纖束3 1，由在一體化部3 2 之側面，反射從光源4之入射光之至少一部分情況，可縮 小從光源4之放射角而接近於光纖2之開口數，由此，可 提升與光源4之結合效率。 然而，針對在第5實施形態，亦與上述第1實施形態 同樣地，可取代於圖2所示之光纖2，而使用如圖4所示 之光纖5。 另外，與上述第2實施形態同樣地，亦可經由曲面而 構成一體化部32之前端面32a。 有關第5實施形態之光纖束31的製造方法係爲與在 上述第1實施形態所說明之製造方法同樣’但經由適當地 -16- 200907442 調整經由氫氧燃燒器9之加熱時的溫度或加熱位置之情況 ，可形成如圖13，圖14所示之一體化部32者。 於以下，關於本發明之具體的實施例，進行說明。 (實施例1〜8 ) 綑束320條之光纖2而作爲光纖束1，將其前端部， 作爲溶融一體化而形成伴隨進入於前端側，外徑變小之部 分圓錐形狀之一體化部3，將其一體化部3之前端面3 a， 作爲硏磨平面，光纖2之開口數係使用0.2之構成，在實 施例1之中，一體化部3之前端面3 a的口徑係作爲 A = 2.5mm，一體化部3之最大口徑係做爲B = 4.3mm，一體 化部3之長度（錐狀長度）係做爲C = 1 .0mm(參照圖1 6)，在 實施例2〜8之中，只變更一體化部3之長度C。 作爲光源4，使用波長365nm，發射極尺寸lmmxlmm 之紫外線LED，使光源4之中心與一體化部3之中心，作 爲一致（以下，針對在各實施例爲共通），一體化部3之前 端面3 a與光源4之間隔係做爲D = 1 . 5 m m，測定光源4與 光纖束1之結合效率。 (實施例9) 綑束3 20條之光纖2而作爲光纖束6，將其前端部， 作爲溶融一體化而，形成伴隨進入於前端側，外徑變小之 部分圓錐形狀之一體化部7，將其一體化部7之前端面7a ，作爲曲面，在實施例9之中，一體化部7之前端面7a -17- 200907442 的口徑係作爲A = 2.0 m m，一體化部7之最大口徑係做爲 B = 4.3mm，一體化部3之錐狀部長度係做爲C = 5.0mm(參 照圖1 6)。 使用與實施例1相同之光源4，一體化部7之前端面 7 a與光源4之間隔係做爲D = 1 . 5 mm ’測定光源4與光纖 束6之結合效率。 (比較例） 綑束3 20條之光纖而作爲光纖束，將其前端部，作爲 溶融一體化而，將一體化部之前端面’作爲硏磨平面，在 此比較例中，一體化部並非爲錐狀’前端面的口徑係作爲 A = 4.3mm，一體化部之口徑係做爲B = 4.3mm之圓柱狀。 使用與實施例1相同之光源4 ’ 一體化部之前端面與 光源4之間隔係做爲D = 1 .5 mm ’測定光源4與光纖束之結 合效率。 將針對在實施例1〜9 ’比較例之一體化部之尺寸及結 合效率的測定結果，彙整表示於表1 ’另外，將針對在實 施例1〜8之錐狀長度c與結合效率之關係’表示於圖17 -18- 200907442 [表i] 前端面構造 A(mm) B(mm) C(mm) D(mm) 結合效率 (%) 實施例1 平面 2.5 4.3 1.0 1.5 15.5 實施例2 平面 2.5 4.3 2.0 1.5 18.0 實施例3 平面 2.5 4.3 3.0 1.5 22.0 實施例4 平面 2.5 4.3 4.0 1.5 29.0 實施例5 平面 2.5 4.3 5.0 1.5 30.0 實施例6 平面 2.5 4.3 6.0 1.5 29.8 實施例7 平面 2.5 4.3 7.0 1.5 29.5 實施例8 Γ平面 2.5 4.3 8.0 1.5 29.4 實施例9 曲面 2.0 4.3 5.0 1.5 24.0 比較例 平面 4.3 4.3 - 1.5 14.0 如表1之測定結果所示，在經由實施例1〜9之光纖束 中，與經由比較例之光纖束做比較，得到高的結合效率。 另外，在前端面爲平面之情況，針對在一體化部3之 長度C至4.0mm爲止之範圍（實施例1〜4)，一體化部3之 長度C變越大程度，而得到高的結合效率，對於此理由， 參照圖1 8而進行說明。 針對在圖18，在錐狀長度山之錐狀面41中，以實線 箭頭所示的光，及以點線箭頭所示的光，因未同時反射， 故未得到縮小經由反射的光之進行角的效果，對此，在錐 狀長度C2(>c!)之錐狀面42中，因以實線箭頭所示的光 則爲反射，但以點線箭頭所示的光之反射產生，故較錐狀 面41，經由反射而改善結合效率，更加地，在錐狀長度 C3(> C3)之錐狀面43中，因以實線箭頭所示的光，及以點 線箭頭所示的光，同時反射，故與錐狀面41，42做比較 -19- 200907442 ，所反射的光的比例則增加，更加改善結合效率。 如此，隨著錐狀長度變長，在錐狀面進行反射之後， 到達至光纖的光之存在的比例則變大，也就是，經由反射 而入射至光纖的角度變小之光的比例變多，由此，結合效 率則變高。 另一方面’針對在圖1 8，對於以點線箭頭所示的光之 光纖的入射角，較光鮮的受光角（開口數）爲小之情況，以 點線箭頭所示的光係無論於在錐狀面之反射的有無，而接 和於光纖，也就是，在錐狀面42與錐狀面43，因對於錐 狀面的角度有著不同，故雖嚴謹而言，產生差，但對於以 點線箭頭所示的光之不同則幾乎未出現，如此，當錐狀長 度，較某種程度變長時，因光的進行角則對對於芯軸之結 合而言，變相當小，故未顯現反射之效果，而結合效率則 幾乎未產生變化。 因此，在前端面爲平面情況之一體化部3之長度C爲 0.5〜8.0mm之範圍（實施例5〜8)中，但均得到與實施例4 同樣之高結合效率。 (實施例1〇~27) 關於對於實施例1而言，變更一體化部3之長度C ’ 及一體化部3之前端面3 a與光源4之間隔D而製造實施 例1 0〜2 7之光纖束1，測定與和實施例1同樣之光源4的 結合效率。 將針對在實施例1 0〜27之一體化部之尺寸及結合效率 -20- 200907442 的測定結果，彙整表示於表2，另外，將針對在實施例 1 0〜2 7之間隔D與結合效率之關係，表示於圖1 9。 [表2] 前端面構造 A(mm) B(mm) C(mm) D(mm) 結合效率 (%) 實施例10 平面 2.5 4.3 4.0 0.5 28.6 實施例11 平面 2.5 4.3 6.0 0.5 28.6 實施例12 平面 2.5 4.3 8.0 0.5 28.3 實施例13 平面 2.5 4.3 4.0 1.0 30.0 實施例14 平面 2.5 4.3 6.0 1.0 29.9 實施例15 平面 2.5 4.3 8.0 1.0 29.6 實施例16 平面 2.5 4.3 4.0 1.5 29.0 實施例17 平面 2.5 4.3 6.0 1.5 29.8 實施例18 平面 2.5 4.3 8.0 1.5 29.4 實施例19 平面 2.5 4.3 4.0 2.0 26.6 實施例20 平面 2.5 4.3 6.0 2.0 28.4 實施例21 平面 2.5 4.3 8.0 2.0 27.5 實施例22 平面 2.5 4.3 4.0 2.5 23.2 實施例23 平面 2.5 4.3 6.0 2.5 25.8 實施例24 平面 2.5 4.3 8.0 2.5 25.0 實施例25 平面 2.5 4.3 4.0 3.0 20.6 實施例26 平面 2.5 4.3 6.0 3.0 22.7 實施例27 平面 2.5 4.3 6.0 3.0 22.7 如表2及圖19之測定結果所示，錐狀長度C爲 4.0 m m，6 · 0 m m，8 · 0 m m之任一情況，針對在間隔 D爲 2 _ 0mm以上之範圍（實施例19〜27)，間隔D變越大程度’ 結合效率則下降，此係因間隔D變越大程度，未入射至一 體化部3之前端面3 a而漏出至外部的光變多，而對於爲 -21 - 200907442 了得到良好之結合效率’係必須某種程度縮小間隔D，而 針對在間隔D爲1 · 5 mm以下之範圍（實施例1 〇〜1 8 )，係均 得到良好之結合效率。 (實施例2 8 ~ 3 6 ) 綑束320條之光纖2而作爲光纖束21，將其前端部， 作爲溶融一體化而形成具有第1椎狀面22b與第2椎狀面 22c之一體化部22，將其一體化部22之前端面22a，作爲 硏磨平面，光纖2之開口數係使用0.22之構成，在實施 例2 8之中，一體化部2 2之前端面2 2 a的口徑係作爲 A = 2.5mm，一體化部22之最大口徑係做爲B = 4.3mm，第2 椎狀面22c之最大口徑係做爲Bmid = 3.4mm，一體化部22 之長度（錐狀長度）係做爲C = 3.0mm，形成有第2椎狀面 22c之部分的長度係做爲Cmid=1.4mm(參照圖20)，而實施 例29~36之中，係變更一體化部22之長度C，及形成有 第2椎狀面22c之部分的長度Cmid。 使用與實施例1相同之光源4，一體化部22之前端面 2 2 a與光源4之間隔係做爲D = 1 . 5 m m，測定光源4與光纖 束2 1之結合效率。 (實施例37~45) 關於對於實施例1而言，將構成光纖束1之光纖2的 開口數，變更成0.22，變更一體化部3之長度C，而製造 實施例3 7〜45之光纖束1，測定與和實施例1同樣之光源 -22- 200907442 4的結合效率。 將針對在實施例2 8〜4 5之一體化部之尺寸及結合效率 %測定結果，彙整表示於表3，另外，將針對在實施例 2 8〜45之錐狀長度c與結合效率之關係，表示於圖2 1。 [袠3] 前端面構造 A(mm) B(_) C(mm) Cmid(mm) D(mm) 結合效率 (%) 平面 2.5 4.3 3.4 3.0 1.4 1.5 31.8 _平面 2.5 4.3 3.4 3.4 1.4 1.5 34.0 平面 2.5 4.3 3.4 3.8 1.6 1.5 35.2 平面 2.5 4.3 3.4 4.2 1.6 1.5 36.5 平面 2.5 4.3 3.4 4.6 1.6 1.5 37.1 1^33 平面 2.5 4.3 3.4 5.0 1.6 1.5 37.4 ^^[34 平面 2.5 4.3 3.4 6.0 2.0 1.5 38.0 平面 2.5 4.3 3.4 7.0 2.0 1.5 38.1 ^^[36 平面 2.5 4.3 3.4 8.0 2.0 1.5 37/7 ~ϊ^!}_37 平面 2.5 4.3 3.0 1.5 31.5 平面 2.5 4.3 3.4 1.5 32.7 平面 2.5 4.3 3.8 1.5 33.3 平面 2.5 4.3 4.2 1.5 33.5 平面 2.5 4.3 4.6 1.5 33.6 平面 2.5 4.3 5.0 1.5 33.6 平面 2.5 4.3 6.0 1.5 33.3 平面 2.5 4.3 7.0 1.5 32.9 L5%f〇45 平面 2.5 4.3 8.0 • 1.5 32.5 如表3之測定結果所示，在經由實施例28〜45之光纖 <中’均得到良好之結合效率，特別是在實施例28〜3 6 中’與實施例35〜45做比較，因在所入射的光之中，可 -23- 200907442 增加變換爲以少的反射次數，結合於光纖束2之入射角之 光的比例’故得到更良好之結合效率。 圖22係爲表示使用有關本發明之光纖束的光照射裝 置之構成圖。 如圖22所示，光照射裝置5 〇係具備1個以上之光源 5 1 a，5 1 b，…，5 1 n，和對應於各光源5 i a，5 } b，…，5 i n 之光纖束52a，52b，…，52η，和綑束光纖束52a，52b， …’ 52η之光纖束53，和光照射頭54，和控制基板55， 和散熱板5 6，和冷卻風扇5 7。 光源5 1 a，5 1 b，…，5 1 η係例如由放射紫外線之紫外 線LED而成，熱接合設置於散熱板56。 各光纖束52a，52b，…，52η係由數百條程度綑束直 徑數百㈣程度之光纖的密集束所構成，各光纖束52a，52b ，…’ 52η的直徑係爲數mm程度，而光纖束52a，52b， …’ 52η之一端係個光結合於光源51a，51b，…，51η， 成爲從其前端入射光線。 作爲光纖束52a，52b，…，52η係可使用在上述第1〜 第5實施形態所說明之光纖束1，6，1 1，21，3 1之任一 〇 光纖束53係將光纖束52a，52b，…，52η作爲密集 束所構成，從光源5 1 a，5 1 b，…，5 1 η傳送入射於光纖束 52a，52b，…，52η的光，光纖束53的周圍係由爲了保護 之金屬可撓性管所被覆。 對於光照射頭54，係插入有光纖束53之出射側的端 -24- 200907442 部，光照射頭54係將從由光纖束5 3之出射側所出射之各 光源51a，51b，…，51η的光，經由內藏之無圖示的複數 透鏡，進行集光而射出。 插入於光照射頭54之光纖束53係因經由多數之光纖 之密集束所構成，故可將其出射側之端部的外形’作爲各 種形狀。 圖2 3 Α係爲表示光纖束5 3之出射側之端部的外形爲 圓形情況之光照射頭54之端面54A的圖’此情況’經由 光纖束53所傳送的光乃從圓形之出射口 54b射出於外部 ，圖2 3 B係爲表示光纖束5 3之出射側之端部的外形爲矩 形情況之光照射頭54之端面54a的圖’經由光纖束53所 傳送的光乃從矩形之出射口 54c射出於外部。 控制基板 5 5係爲控制光源 5 1 a，5 1 b ’…’ 5 1 η之 Ο Ν / Ο F F，或驅動電流等之電性基板。 散熱板5 6係吸收在光源5 1 a ’ 5 1 b，…’ 5 1 η所產生 的熱而進行放熱，冷卻風扇5 7係送風於控制基板5 5及散 熱板56而進行冷卻，然而，亦可作爲未設置冷卻風扇57 ，而止經由放熱而進行冷卻。 針對在如上述所構成之光照射裝置5 0，因應經由操作 者之無圖示的操作部之操作，從控制基板5 5，供給驅動電 流於光源 5 1 a，5 1 b ’…’ 5 1 η ’而光源 5 1 a，5 1 b，…’ 5 1 η係當從控制基板5 5供給驅動電流時，放射光線，而從 光源5 1 a，5 1 b，…，5 1 η所放射的光係從光纖束5 2 a，5 2 b ，…，5 2n之一端，進行射入。 -25- 200907442 光纖束52a，52b,…，52η，及光纖束53 纖束52a，52b，…，52η之一端所入射的光， 射頭54係將從由光纖束53之出射側之端部所 源5 1 a，5 1 b，…，5 1 η的光，，經由內藏的複 行集光而射出，操作者係保持其光照射頭5 4 ’ 線於光硬化性樹脂等之被照射物之作業。 光源5 1 a，5 1 b，…，5 1 η係在其驅動中產 其熱係由散熱板5 6所吸收，散熱板5 6係將其 進行放熱，並且，散熱板5 6及冷卻風扇5 7係 卻風扇5 7的送風所冷卻。 如此，如根據光照射裝置5 0係因作爲將從 5 1b，…，51η所放射的光，經由光纖束 52a， 5 2η，53而傳送，分離光源51a，51b，…，51 頭54，故可經由散熱板56及冷卻風扇57，有 源5 1 a，5 1 b，…，5 1 η之冷卻，由此，可控制 於光源5 1 a，5 1 b，…，5 1 η情況的光輸出之變 另外，因可將光纖束5 3之出射側之端部 爲各種形狀，故可因應照射光線之對象範圍之 光纖束5 3之出射側之端部的外形，例如，如圖 ，經由將光纖束5 3之出射側之端部的外形， 情況，可一次照射光線於塗佈在矩形之範圍的 脂而使其硬化。 如專利文獻2之紫外線照射裝置，直接使 出射光的情況’其光輸出的光功率分佈係成爲 係傳送從光 並且，光照 射出的各光 數透鏡，進 進行照射光 生發熱，但 吸收的熱， 經由來自冷 光源5 1 a， 52b，…， η與光照射 效地進行光 經由熱積存 匕。 的外形，作 形狀，形成 I! 23Β所示 作爲矩形之 光硬化性樹 用LED之 I如圖24， -26- 200907442 LED之發光部的照射圖案則某種程度殘留’光功率分佈係 未成爲均一。 對此，在光照射裝置5 0之中’由使用將多數的光纖 ，作爲密集束之光纖束5 3之情況’即使各光纖的光功率 不同，亦可得到鈞一之光功率分布’圖2 5係表示光照射 裝置50之光輸出的光功率分布之模型圖’在圖25之中’ 光功率分佈係成爲大禮帽形狀，而未看到如圖24所示之 LED的照射圖案。 【圖式簡單說明】 [圖1]係爲表示有關本發明之第1實施形態之光纖束 的側面圖。 [圖2 ]係表示構成圖1所示之光纖束的光纖之一例的 縱剖面圖。 [圖3]係表示入射於圖1所示之光纖束的光之光路圖 〇 [圖4]係表示構成圖1所示之光纖束的光纖之其他一 例的縱剖面圖。 [圖5 A]係表示製造圖1所示之光纖束的工程圖。 [圖5B]係表示製造圖1所示之光纖束的工程圖。 [圖5C]係表示製造圖1所示之光纖束的工程圖。 [圖6]係爲表示有關本發明之第2實施形態之光纖束 的側面圖。 [圖7A]係表示入射於圖6所示之光纖束的光之光路圖 -27- 200907442 [圖7B]係表示入射於圖6所示之光纖束的光之光路圖 〇 [圖8]係爲表示有關本發明之第3實施形態之光纖束 的側面圖。 [圖9]係爲沿著圖8所示之光纖束的中心軸之縱剖面 圖。 [圖1〇]係表示入射於圖8所示之光纖束的光之光路圖 〇 [圖1 1]係爲表示有關本發明之第4實施形態之光纖束 的側面圖。 [圖12A]係表示入射於圖11所示之光纖束的光之光路 圖。 [圖12B]係表示入射於圖η所示之光纖束的光之光路 圖。 [圖13]係爲表示有關本發明之第5實施形態之光纖束 的側面圖。 [圖1 4]係爲沿著圖1 3所示之光纖束的中心軸之縱剖 面圖。 [圖15Α]係表示入射於圖13所示之光纖束的光之光路 圖。 [圖15Β]係表示入射於圖13所示之光纖束的光之光路 圖。 [圖16]係爲爲了說明一體化部之尺寸的圖。 -28- 200907442 [圖17]係爲表示針對在實施例卜8之錐狀長度與結合 效率之關係圖。 [圖18]係爲爲了說明錐狀長度與結合效率之模式圖。 [圖19]係爲表示針對在實施例1〇〜27之一體化部的前 端面與和光源之間隔與結合效率之關係圖。 [圖20]係爲爲了說明針對在實施例28〜36之一體化部 之尺寸的圖。 [圖2 1]係爲表示針對在實施例28〜45之錐狀長度與結 合效率之關係圖。 [圖22]係爲表示有關本發明之光照射裝置之構成圖。 [圖23 A]係爲表示光照射頭之端面的一例圖》 [圖2 3 B ]係爲表示光照射頭之端面的其他一例圖。 [圖24]係爲表示針對在直接使用LED之出射光的光 照射裝置之光輸出的光功率之模型圖。 [圖25]係表示圖22所示之光照射裝置之光輸出的光 功率分布之模型圖。 【主要元件符號說明】 1 :光纖束 2 :光纖 2a :芯軸 2b :被覆部 3 : —體化部 3 a :前端部 -29- 200907442 3 b :錐狀面 4 ： 光源 5 :光纖 5 a :芯軸 5b :包覆層 5 c :被覆部 6 :光纖束 7 : —體化部 7a :前端部 7b :錐狀面 8 ·· 玻璃管 9 : 氫氧加熱器 1 1 :光纖束 1 2 : —體化部 1 2 a :前端部 1 2 b :側面 1 3 :中心軸 21 :光纖束 22 : —體化部 22a :前端部 22b :第1之錐狀面 22c :第2之錐狀面 3 1 :光纖束 3 2 : —體化部 -30- 200907442 3 2 a :前端部 3 3 :中心軸 5 0 :光照射裝置 5 1a，51b，···，51η:光源 52a，52b，···，52η，53 :光纖束 54 :光照射頭 5 5 :控制基板 5 6 :散熱板 5 7 :冷卻風扇 -31

Claims (1)

1. 200907442 十、申請專利範圍 1. 一種光纖束，屬於綑紮複數條之光纖的光纖束，其 特徵乃具備； 將前述複數條之光纖的前端部，作爲一體化而形成之 一體化部， 前述一體化部係具有伴隨進入於前端側，外徑變小之 部分圓錐形狀者。 2. 如申請專利範圍第1項所記載之光纖束，其中，前 述一體化部之側面乃針對在沿著該光纖束之中心軸的縱剖 面，成爲較連結前述一體化部之前端面側之端點和後端側 之端點的直線，於徑方向外側，成爲凸狀之弧狀，且較構 成該光纖束之前述一體化部以外之部分的輪廓線之往前述 一體化部側之延長線，成爲徑方向內側地所形成。 3 .如申請專利範圍第1項所記載之光纖束，其中，前 述一體化部係具有伴隨進入於前端側，外徑變小之第1錐 狀面，和連接於其第1錐狀面之前端部，伴隨進入於前端 側，外徑變小之部分圓錐形狀之第2錐狀面，前述第1錐 狀面乃與該光纖束之中心軸所成角度，較前述第2錐狀面 乃與前述中心軸所成角度爲小者。 4 ·如申請專利範圍第1項所記載之光纖束，其中，前 述一體化部之側面乃針對在沿著該光纖束之中心軸的縱剖 面，成爲較連結前述一體化部之前端面側之端點和後端側 之端點的直線，於徑方向外側，成爲凸狀之第1之弧狀’ 和連接於其第〗之弧狀之前端側，較前述直線，於徑方向 -32- 200907442 內側，成爲凸狀之第2之弧狀而成之略S狀，且較構成該 光纖束之前述一體化部以外之部分的輪廓線之往前述一體 化部側之延長線，成爲徑方向內側地所形成。 5 .如申請專利範圍第1項乃至第4項之任一項記載之 光纖束，其中，前述一體化部之前端面乃平面者。 6. 如申請專利範圍第1項乃至第4項之任一項記載之 光纖束，其中，前述一體化部之前端面乃曲面者。 7. 如申請專利範圍第1項乃至第6項之任一項記載之 光纖束，其中，前述光纖係具備傳送入射光的芯軸，和呈 被覆其芯軸之周圍地所設置，具有較前述芯軸爲小之折射 率的被覆部。 8 ·如申請專利範圍第1項乃至第6項之任一項記載之 光纖束，其中，前述光纖係具備傳送入射光的芯軸，和呈 被覆其芯軸之周圍地所設置，具有較前述芯軸爲小之折射 率的包覆層，和呈被覆其包覆層地所設置之被覆部。 9 · 一種光照射裝置，其特徵乃具備放射光線之1個以 上的發光元件， 和具有對應於前述各發光元件之入射端，傳送從前述 各發光元件入射於所對應之前述各入射端的光線之傳送部 > 和設置於其傳送部之出射側的端部，將來自經由前述 傳送部所傳送之前述各發光元件的光，進行集光而射出於 外部之出射部， 和接合於前述各發光元件’吸收在前述各發光元件所 -33- 200907442 產生的熱而進行放熱之放熱部， 前述傳送部係由綑紮對應於前述各發光元件之第1之 光纖束的第2之光纖束而成， 前述第1之光纖束係由如申請專利範圍第1項乃至第 8項任一項記載之光纖束而成。 1 〇 _如申請專利範圍第9項所記載之光照射裝置，其 中’更加具備將冷卻風送風至前述放熱部之送風部。 1 1 ·如申請專利範圍第9項或第1 0項所記載之光照射 裝置’其中’前述第2之光纖束之出射側的端部之外形乃 因應照射光線之對象範圍之形狀所形成者。 12.如申請專利範圍第9項乃至第丨丨項之任一項記載 之光照射裝置，其中，前述各發光元件乃放射紫外線之％ 外線發光二極體。 -34 -