(57)【要約】【課題】紫外線光源などのように光源が放電によって発光する場合、均一なスポット径で、なおかつ光強度を細かく調光できる装置というのは、従来報告されていなかった。【解決手段】光源からの光強度を調節する光強度調節装置であって、前記光源の光を光軸に対して所定の角度に集中させる集光手段と、前記集光手段の出射端に入射端が接続されたバンドルファイバと、前記バンドルファイバの出射端の直後に配置された絞りを有する事を特徴とする光強度調節装置およびそれを用いた照射装置を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの光強度を調節する光強度調節装置であって、
前記光源の光を光軸に対して所定の角度に集中させる集光手段と、
前記集光手段の出射端に入射端が接続されたバンドルファイバと、
前記バンドルファイバの出射端の直後に配置された絞りを有する事を特徴とする光強度調節装置。
【請求項２】
前記集光手段は前記光源を一方の焦点に配置し、他方の焦点に出射端が形成された楕円面共振器であることを特徴とする請求項１に記載された光強度調節装置。
【請求項３】
前記バンドルファイバは、前記バンドルファイバの出射端が複数に分岐されていることを特徴とする請求項１または２の何れかに記載された光強度調節装置。
【請求項４】
前記絞りは、前記バンドルファイバの出射端後のニアフィールドに配置されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れかの請求項に記載された光強度調節装置。
【請求項５】
前記バンドルファイバはマルチモード光ファイバで構成されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れかの請求項に記載された光強度調節装置。
【請求項６】
光源と、請求項１乃至５のいずれかの光強度調節装置を用いた照射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光の強度を調節する装置に関し、特に紫外線の強度を数十％程度変更するといった精度の高い強度調節をする際に利用することのできる光強度調節装置と、それを用いた照射装置を提供する。
【背景技術】
【０００２】
化粧品業界では、紫外線の影響を低減した商品が開発されている。紫外線の影響はＳＰＦ（Ｓｕｎ  Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ  Ｆａｃｔｏｒ）という指標が用いられている。これは皮膚の紅斑反応を利用した方法である。より具体的には、ＳＰＦでは、最小紅斑量（Ｍｉｎｉｍａｌ  Ｅｒｙｔｈｅｍａ  Ｄｏｓｅ）を検査する。最小紅斑量とは、ヒト皮膚に紫外線を照射して１６〜２４時間後に被照射部位に２／３以上の面積に境界明瞭な僅かな紅斑を最初に惹起する最小の紫外線量と定義される。ここで紫外線量とは、紫外線強度と暴露時間の積として表され、単位面積当たりの照射エネルギーのことである。
【０００３】
ＳＰＦ試験では、紫外線量を１２％、２５％といった割合で増減させることで、最小紅斑量を求める。つまり、紫外線量を微妙に調節する必要がある。
【０００４】
光の強度を調節する装置はすでに提案されているものがある。図１１を参照して、内視鏡１０１のプローブ１０２に挿通されたライトガイド１０５を介して観察対象物に照射される照明光の調光を行うために、照明装置１０７に、光源１０９から所定の角度で拡散照射される光線束を制限して出力する固定絞り１１０を設けると共に、固定絞り１１０に対して前記光源１０９を近接離隔させるように移動させる調光機構１０６を設け、光源１０９を移動させることにより固定絞り１１０を通過する光量を増減できるようにした（特許文献１）。
【０００５】
すなわち、絞りの直前に光源を配置し、光源を絞りから遠ざけることで、絞りから射出される光の強度を調節する。
【０００６】
また図１２を参照して、楕円反射鏡２１２と、当該楕円反射鏡２１２の第１の焦点近傍に光源２１１を配置して光源部２１０を設け、１本若しくは複数本の光ファイバからなるライトガイド２２０を、当該ライトガイド２２０の光入射端部周囲に設けた端部アダプタ２２３をファイバ取付金具２２２を介して筐体２５０に固定し、当該光源部２１０に駆動機構２３０を備え、光源部２１０とライトガイド入射端面との距離を可変に構成された照明装置２０１が開示されている（特許文献２）。
【０００７】
特許文献２に係る発明でも、光源とライトガイド入射端面との距離を変更することで、光の強度を調節する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−１０９８５１号公報
【特許文献１】特開２００２−２３１００８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１および２では、光強度の調節は、光源を遠ざけることで行っている。しかし、光源からの距離を変化させるとスポット径が変化する。ＳＰＦの測定等では、できるだけ均一なスポット径であるのが好ましい。照射面積が変化すると単位面積当たりのエネルギーも変化するからである。
【００１０】
つまり、均一なスポット径で、なおかつ光強度を細かく調節できる装置というのは、光源が放電によって発光する場合、従来報告されていなかった。放電での発光は、基底状態の電子が励起され、再び基底状態に落ちる際に放出される際のエネルギーによるので、電流の強弱によってその平均パワーは制御できるが、平均値のまわりのゆらぎが大きくなり、実質的に電流による制御は困難だからである。また、光源の位置を変化させるので、移動距離分を装置中に準備する必要があり、装置の大型化という課題も生じる。
【００１１】
そこで、ＳＰＦの測定では、照射強度を変化させるのではなく、照射時間を変更することで、紫外線量を調節することが行われていた。しかしながら、照射時間で紫外線量を調節すると、複数のスポットを測定する際には、紫外線量の増加に伴って照射時間が増加する。つまり、試験時間の長時間化という課題が生じる。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、以上のような状況に鑑み想到されたもので、光の照射強度を、数十％といった精度で変更することができ、なおかつスポット径が変化しない光強度調節装置を提供する。
【００１３】
より具体的に本発明に係る光強度調節装置は、
光源からの光強度を調節する光強度調節装置であって、
前記光源の光を光軸に対して所定の角度に集中させる集光手段と、
前記集光手段の出射端に入射端が接続されたバンドルファイバと、
前記バンドルファイバの出射端の直後に配置された絞りを有する事を特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る光強度調節装置は、絞りの調節によって、スポット径を変化させることなく光強度を調節することができる。したがって、同一照射時間で、異なる紫外線量を照射することができるので、ＳＰＦでの測定では、測定時間が短縮化される。また、本発明に係る光強度調節装置は、光源の位置を変化させる必要がないので、構造自体を小型化することができる。
【００１５】
また、本発明に係る光強度調節装置を用いた照射装置は、複数の枝部を有するバンドルファイバを利用することで、１つの光源で複数の照射面（スポット）を作ることができ、しかもそれぞれの出射端に配置した絞りを操作することで、別々に強度調節が可能になる。したがって、計測時間のさらなる短縮化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る照射装置の構成を示す図である。
【図２】光強度調節装置の集光手段の部分の拡大図である。
【図３】バンドルファイバの構成を示す図である。
【図４】絞りの付近の拡大図である。
【図５】測定系の構成を示す図である。
【図６】本発明の照射装置で絞りが無い場合の光強度分布を示すグラフである。
【図７】絞りを変化させた時の光強度分布を示すグラフである。
【図８】絞りを変化させた時の光強度分布を示すグラフである。
【図９】出射端からの距離と半値半幅の関係を示すグラフである。
【図１０】絞りの開口径と半値半幅の関係を示すグラフである。
【図１１】従来の光強度調節装置を示す図である。
【図１２】従来の光強度調節装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。以下の説明は本発明の一実施形態を例示するのであり、本発明の趣旨を逸脱しないかぎりにおいて、変更することができる。
【００１８】
本照射装置は、ＳＰＦの測定に用いる紫外線照射装置を例にして説明を行う。図１には本発明に係る光強度調節装置１０を用いた照射装置１の構成を示す。本発明に係る照射装置１は、光源２と、集光手段１２と、バンドルファイバ１６と、絞り１８を有する。また、光路２２中に光学フィルタ２０を有していてもよい。光強度調節装置１０は、集光手段１２とバンドルファイバ１６と絞り１８を含む。
【００１９】
光源２は、キセノンランプを利用することができる。キセノンランプはキセノンガスを封入したガラス管の中で放電させるものであり、通常はキセノンアークランプを指す。しかし、紫外線を得ることができれば特にタイプを限定する必要はない。また、ＬＥＤを使用してもよい。青色ＬＥＤの実用化によって、ＬＥＤからの紫外線も利用可能になってきているからである。また、特にキセノンランプは対向した電極（２ｓと２ｔ）を光軸２ａ方向に配置させるのが好適である。このようにすることで、キセノンランプの光放出特性は、光軸２ａに対して直角方向（これを「水平方向」と呼ぶ。）が主となる。その方向に後述する集光手段１２を配置することで、容易に光軸２ａからα（図２参照）の角度成分にピークを持つ光を得ることができるからである。もちろん、光源２はキセノンランプに限定されないのはいうまでもない。また、光軸２ａ方向に光が放射される光源を用いることもできる。なお、以下の説明では光源２はキセノンランプであるとして説明を続ける。
【００２０】
集光手段１２は、光源２からの光をバンドルファイバ１６の入射端１６ｉｎに集光させる。ここでは、楕円鏡面１３とこの楕円鏡面１３に連設された球面鏡面１４で構成された集光手段１２を例示する。図２には図１の集光手段１２の拡大図を示す。光源２には２つの電極２ｓ、２ｔが対向して設けられ、電極２ｓ、２ｔが光軸２ａと重なるように配置される。そして、電極２ｓ、２ｔの間の放電領域のほぼ中心が楕円鏡面１３の第１焦点１３ａに配置される。楕円鏡面１３には、もう１つの焦点が存在する。よく知られているように、第１焦点１３ａから発した光は、楕円鏡面１３に反射し、第２焦点１３ｂに集光する。集光手段１２は、このように楕円鏡面１３の第１焦点１３ａと第２焦点１３ｂを利用する楕円面共振器である。
【００２１】
楕円鏡面１３は第１焦点１３ａから所定長１３Ｌ離れた位置まで曲面を有する。そして、楕円鏡面１３の縁部１３ｔから第２焦点１３ｂ方向には、第１焦点１３ａからの距離ｒを半径とする球面鏡面１４が配置される。球面鏡面１４には、第２焦点１３ｂに向かって半径Ｒの開口１４ｏが設けられる。なお、縁部１３ｔと球面鏡面１４は、連続的に接続していなくてもよい。また、所定長１３Ｌは、楕円鏡面１３と球面鏡面１４の大きさおよび配置の関係でゼロであってもよい。
【００２２】
集光手段１２では、光源２からの光をバンドルファイバ１６への入射角度αを光軸２ａに対して所定の角度になるように集光する。後述する光ファイバ１７（図３参照）への最大入射角度θｍａｘ以下にしなければ光ファイバ１７に光を通せないからである。光源２にキセノンランプを用い、電極２ｓ、２ｔを光軸２ａに一致させるように配置すると、光源２からの光は、主に光軸２ａに対して直角方向（水平方向）に放出される。そして、それらの光は楕円鏡面１３で反射される。光軸２ａ上の光線量は原理的に零である。従って、集光手段１２では、最大入射角度θｍａｘ付近の光線量が多い光線が作製される。光源２と球面鏡面１４および楕円鏡面１３で作製された光線は、出射端１２ｏｕｔから出射される。
【００２３】
図１を再び参照して、集光手段１２と第２焦点１３ｂの間には光学フィルタ２０が配置される。所望の波長の光（ここでは紫外線）以外の波長を減衰させるためである。なお、ここで光学フィルタ２０はＵＶＡ（Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ−Ａ）およびＵＶＢ（Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ−Ｂ）を通過させるフィルタである。ＵＶＡは波長が３２０〜４００ｎｍであり、ＵＶＢは波長が２９０〜３２０ｎｍの紫外線である。それぞれ紫外線Ａ波、紫外線Ｂ波とも呼ばれる。以後、紫外線Ａ波、紫外線Ｂ波をまとめて単に紫外線とよぶ。
【００２４】
楕円鏡面１３の第２焦点１３ｂからさらに離れた位置にはバンドルファイバ１６の入射端１６ｉｎが配置される。なお、バンドルファイバ１６の入射端１６ｉｎは、集光手段１２の出射端１２ｏｕｔである。つまり、集光手段１２の出射端１２ｏｕｔはバンドルファイバ１６の入射端１６ｉｎに接続されている。この第２焦点１３ｂから入射端１６ｉｎ（出射端１２ｏｕｔ）までの距離Ｌ１は、第２焦点１３ｂで集光された光が入射端１６ｉｎの面積程度に広がる距離であればよい。入射端１６ｉｎ全体に光を入射させるためである。
【００２５】
図３にバンドルファイバ１６の概念図を示す。図３（ａ）には、全体図を示し、図３（ｂ）には１本の光ファイバ１７の断面図を示す。バンドルファイバ１６は千本以上の光ファイバ１７を束ねたものである。全ての光ファイバ１７を束ねた面が入射端１６ｉｎである。入射端１６ｉｎの直径はＢｄとする。また、バンドルファイバ１６の全長をＬｂとする。
【００２６】
バンドルファイバ１６は途中から３本に分岐する。分岐する枝の数は３に限定されるものではなく、複数の分岐であればよい。分岐していない部分を本体部１６ａ、分岐した各枝を枝部１６ｂと呼ぶ。バンドルファイバ１６の入射端１６ｉｎは本体部１６ａにあり、出射端１６ｏｕｔは枝部１６ｂにある。出射端１６ｏｕｔの直径をＴｄとする。本発明に係る照射装置１は、枝部１６ｂに出射端１６ｏｕｔを設けるので、同時に３つの光源となりえる。なお分岐は無くてもよい。すなわち、本体部１６ａと枝部１６ｂが同一であってもよい。
【００２７】
図３（ｂ）を参照して、光ファイバ１７はコア１７ａの周囲にクラッド１７ｂが設けられ、周囲を被覆膜１７ｃで覆った構成となっている。ここでコア１７ａの直径をＣｄとし、クラッド１７ｂを含めた直径をＫｄとし、被覆膜７ｃを含めた直径をＭｄとする。コア１７ａの材質は石英が好適に用いられるが、これに限定されるものではない。また光ファイバ１７の開口数をＦｎａとし、最大入射角度をθｍａｘとすると、ｓｉｎ（θｍａｘ）＝Ｆｎａの関係が成立する。すなわち、光ファイバ１７に光を入射させるためには、最大入射角度θｍａｘ（＝ｓｉｎ−１（Ｆｎａ））以下の入射角度で光を入射させなければならない。
【００２８】
コア１７ａの直径Ｃｄは特に限定されるものではないが、入射光が光ファイバ１７を通過する際に、マルチモードの伝搬が可能であるようにする。つまり、α＜θｍａｘの入射条件の下で、高次モードでの通過を可能にする。例えば、コア１７ａの直径Ｃｄは５０μｍ以上であれば、通常の使用でほとんどマルチモードとしての伝搬が可能である。
【００２９】
バンドルファイバ１６は、複数の光ファイバ１７を束ね、途中から複数に分岐させたものであるが、本体部１６ａと枝部１６ｂを構成する光ファイバ１７の配置に特徴がある。バンドルファイバ１６では、１つの分岐の出射端１６ｏｕｔに出ている光ファイバ１７は、本体部１６ａの入射端１６ｉｎ上では、ランダムに配置されている。
【００３０】
より具体的には、枝部１６ｂをそれぞれ第１枝部１６ｂ１、第２枝部１６ｂ２、第３枝部１６ｂ３とすると、それぞれの枝部１６ｂに配置された光ファイバ１７は、入射端１６ｉｎ上のほぼ全域にわたってランダムに配置され、入射端１６ｉｎ上のどこかに集中して配置されてはいない。また、枝部１６ｂの出射端１６ｏｕｔでの各光ファイバ１７の配置の相対関係は入射端１６ｉｎ上での配置の相対関係と全く無相関のランダムなものである。このため、入射端１６ｉｎからバンドルファイバ１６に像を入射しても、いずれの枝部１６ｂの出射端１６ｏｕｔでも、像を見ることはできない。
【００３１】
図３では、３つの枝部１６ｂを１６ｂ１、１６ｂ２、１６ｂ３とし、枝部１６ｂ１の光ファイバ１７を四角印、枝部１６ｂ２の光ファイバ１７をプラス印、枝部１６ｂ３の光ファイバ１７を丸印で表した。この時入射端１６ｉｎには、それぞれの光ファイバ１７がランダムに配置されている。
【００３２】
再び図１を参照して、枝部１６ｂの出射端１６ｏｕｔには絞り１８が配置される。図４には、１つの枝部１６ｂの出射端１６ｏｕｔ付近の拡大図を示す。絞り１８は、出射端１６ｏｕｔからの光の通過面積を縮小するためのものである。通常のカメラ等で使用されている複数枚の絞り羽１８ｆによって、円形の通過面積が小さくなるものが好適に利用できる。ただし、これに限定されるものではない。絞り１８の配置位置は、出射端１６ｏｕｔから所定の距離Ｌａの位置に配置する。ここで所定の距離Ｌａとは、出射端１６ｏｕｔからの光が実質的にニアフィールドとみなせる間の距離である。
【００３３】
以上の構造を有する照射装置１の動作について説明する。再度図１を参照して、光源２から水平方向を中心に放射された光は楕円鏡面１３で反射し、第２焦点１３ｂに向かう。また、球面鏡面１４に当たった光は、第１焦点１３ａに戻り、反対側の楕円鏡面１３で反射して、やはり第２焦点１３ｂに向かう。したがって、集光手段１２の開口１４ｏ（図２参照）から放出される光は第２焦点１３ｂを頂点として、開口１４ｏの半径Ｒ（図２参照）の付近に最大強度を持つ円錐殻として第２焦点１３ｂに集光されるため、光軸２ａに対して入射角度αで入射する角度成分が最大の強度を持つ。
【００３４】
また、途中の光学フィルタ２０によって、光源２からの光線の内、紫外線だけが第２焦点１３ｂで収束される。
【００３５】
第２焦点１３ｂに収束された光は、その後デフォーカスされ、集光面積が広がり、出射端１２ｏｕｔから放射される。このデフォーカス径Ｌｄｄが入射端１６ｉｎの直径Ｂｄとほぼ同一になる位置にバンドルファイバ１６の入射端１６ｉｎが配置されている。つまり、バンドルファイバ１６の各光ファイバ１７には、入射角度がαに最大値を持つ光が入射される。これは各光ファイバ１７の最大入射角θｍａｘより小さい角度に設定される。したがって、光源２からの光は、ほぼ損失無く光ファイバ１７に入射させることができる。
【００３６】
光ファイバ１７自体の直径Ｃｄ（図３参照）が大きければ、入射光は、高次モードの伝搬角度で光ファイバ１７中を通過する。多モードファイバ中の伝送では、入射端で基本モードのみを励振しても長距離を伝搬する間にモード変換が生じ、高次モードにまで均等に光パワーが分配される。その結果、各モード間で遅れや干渉が生じるので、通信用途ではその使用が避けられる。しかし、光の照射という観点では、伝搬距離が短いためモード変換が起こらず、入射角度αがそのまま出口まで維持されるためむしろ好ましい。そこで、本発明に係る照射装置１では、バンドルファイバ１６を構成する各光ファイバ１７中に高次モードを励起させ、そのまま出口まで伝搬角度を維持したまま伝達する。
【００３７】
入射端１６ｉｎから入射した光は、枝部１６ｂの出射端１６ｏｕｔから出射される。この光は絞り１８によって絞られる。絞り１８が配置されている位置は、出射端１６ｏｕｔに対してニアフィールド内である。ここでニアフィールドとは、光の出射方向から出射端１６ｏｕｔを見た時に、個々の光ファイバ１７からの光を分離認識できる範囲である。
【００３８】
このニアフィールド内の光を絞り１８で絞っても、絞り１８以後の光の広がりは変化しない。出射端１６ｏｕｔから出た光は、高次モードが励起された光が通過してきているので、各光ファイバ１７から出射される光も光軸２ａ（光ファイバ１７の中心軸）に対して入射角度αに光パワーが集中している。したがって、出射端１６ｏｕｔの面積を絞っても、常に入射角度αの出力光成分が存在する。しかし、出射端１６ｏｕｔ上の各光ファイバ１７は、絞り１８に覆われていくので、絞り１８以後の光量は減少する。
【００３９】
一方、ファーフィールドでは、出射端１６ｏｕｔは点光源と見える。結果、ファーフィールドにおいては、光の広がりは変化せず、見かけ上の光強度だけが減少するように見える。つまり、絞り１８を絞るという操作で、照射領域（スポット径）は変化せず、照射強度だけを変化させることができる。図１において、光源２を除いた部分が光強度調節装置１０であり、これに光源２を加えたものが照射装置１である。なお、光源２の電源やスイッチなど図示していないが、照射装置１には装備される。
【実施例】
【００４０】
実際に作製した照射装置１について説明する。集光手段１２を構成する楕円鏡面１３は、短軸が５２．０ｍｍ、長軸が１０３．９ｍｍの楕円鏡面である。第１焦点１３ａから縁部１３ｔまでの距離１３Ｌは０ｍｍであり、球面鏡面１４の半径ｒは３１ｍｍである。また開口１４ｏの半径Ｒは４３．８ｍｍである。
【００４１】
この集光手段１２によって、光源２からの光は、光軸２ａに対して７．４度（実測値）になった。つまり、集光手段１２による入射角度αが７．４度ということである。
【００４２】
第２焦点１３ｂからバンドルファイバ１６の入射端１６ｉｎまでの距離Ｌ１は３３ｍｍである。バンドルファイバ１６は約１４００本の光ファイバ１７を束ねたもので、入射端１６ｉｎの直径Ｂｄは８．６ｍｍである。つまり、集光手段１２の出射端１２ｏｕｔとバンドルファイバ１６の入射端１６ｉｎの径は８．６ｍｍである。また、分岐は３本で、それぞれ約４７０本ずつの光ファイバ１７が束ねられている。各枝部１６ｂの出射端１６ｏｕｔの直径Ｔｄは５ｍｍである。
【００４３】
バンドルファイバ１６の全長Ｌｂは７２０ｍｍである。１本の光ファイバ１７は、コア１７ａの直径Ｃｄが１９０μｍ、クラッド１７ｂを含めた直径Ｋｄが２００μｍ、被覆膜１７ｃを含めた直径Ｍｄが２３０μｍである。この光ファイバ１７は、マルチモード光ファイバである。開口数Ｆｎａは０．２、入射最大角度θｍａｘは１１．５度である。したがって、入射角度α（７．４度）が入射最大角度θｍａｘより小さい。
【００４４】
絞り１８は、９枚の絞り羽１８ｆによって、通過面積は、直径８ｍｍから直径１ｍｍまで連続的に変更することができる。また、絞り１８は、出射端１６ｏｕｔからの距離Ｌａが３．５ｍｍの位置に配置した。
【００４５】
出射端１６ｏｕｔからの出射ビームの進行方向に垂直な面内での光強度分布を測定するための測定系概念図を図５に示す。紙面、左から右へｚ軸を設け、紙面上でｚ軸と直角方向にｘ軸、紙面裏から表側にｙ軸を設ける。バンドルファイバ１６の１つの出射端１６ｏｕｔをｚ＝０の地点でｚ軸と直角に配置する。ｚ＝Ｚの地点にピンホール４１付のフォトダイオード４２から成る光パワー測定器４０を配置する。ピンホール４１の直径はφ３００μｍである。したがって、ピンホール４１の面積当たりの光パワーを測定することができる。
【００４６】
この状態で、１００Ｗのキセノンランプ(光源２：図１参照)を点灯させ、絞り１８を通過した光のパワーを、光パワー測定器４０の位置を変えながら測定し、その分布を調べた。
【００４７】
図６には、絞り１８を開放した時の光の強度分布を示す。横軸は水平方向距離を表し、中央にｘ＝０の点を記載した。図５では、光パワー測定器４０が紙面上でＸ方向に動いたことに対応する。また、縦軸は光強度であり、φ３００μｍのピンホール４１における紫外線パワー（μＷ）を表す。また、グラフ中のそれぞれの線は、ｚ方向の距離を示す。
【００４８】
これを見ると、ｚ＝５ｍｍの点すなわち、出射面に非常に近接した地点においては、ｘ幅方向の光強度プロファイルにピークが２つ見える。ｚ方向に１０ｍｍ以上離れると、プロファイルはなだらかになり、ピークは１つとなった。
【００４９】
図７（ａ）から（ｄ）には、絞り１８の開口径（直径）が５ｍｍ、４．５ｍｍ、４ｍｍ、３．５ｍｍの場合のプロファイルを示す。また、図８（ｅ）から（ｇ）には、開口径が３ｍｍ、２ｍｍ、１ｍｍの場合のプロファイルを示す。なお、それぞれの絞り１８の開口径の時に、光パワー測定器４０側から見た光ファイバ１７の本数をそれぞれ示す。絞り１８の開口径が５ｍｍ（図７（ａ））の時は、光ファイバ１７の本数は４７０本であった。また、絞り１８の開口径が４．５ｍｍ（図７（ｂ））、４．０ｍｍ（図７（ｃ））、３．５ｍｍ（図７（ｄ））の時はそれぞれ、３８０本、３００本、２３０本であった。また、絞り１８の開口径が３ｍｍ（図８（ｅ））、２ｍｍ（図８（ｆ））、１ｍｍ（図８（ｇ））の時は、それぞれ１７０本、７５本、２０本であった。
【００５０】
このプロファイルを見ると、絞り１８の開口径を小さくするほど、光の強度は低下する。一方、光の広がり具合については、絞り１８の開口径を変化させてもほとんど変化しない。
【００５１】
図９には、図６乃至図８の結果を書き換えたグラフを示す。横軸は出射端１６ｏｕｔからの距離ｚである。また縦軸は、図６乃至８の光強度プロファイルにおいて、ピーク値の半分となる幅の半分（半値半幅）をプロットしたものである。各印は、絞り１８の開口径を表す。出射端１６ｏｕｔからの距離ｚが大きくなると（出射端１６ｏｕｔから離れれば）、光の半値半幅（光ビーム半径）は大きくなる。
【００５２】
しかし、図９から明らかなように、この関係は絞り１８の開口径を小さくしていっても、まったく同じライン上に乗った。これは、出射端１６ｏｕｔからのある距離（例えば６０ｍｍの地点）で見ると、絞り１８の開口径を小さくしても、スポット径の大きさは変化しないことを意味している。
【００５３】
図１０には、これをさらに明確にするグラフを示す。横軸は絞り１８の開口径であり、縦軸には半値半幅を示す。各印は出射端１６ｏｕｔからの距離である。例えば、出射端１６ｏｕｔからの距離が５０ｍｍの場合（「○」印）では、半値半幅が約６ｍｍであるが、絞り１８の直径を変化させても、半値半幅はほとんど変化しない。
【００５４】
なお、図９を再度参照して、出射端１６ｏｕｔからの距離と半値半幅の関係は、およそ７．４度の関係であった。これは、バンドルファイバ１６に入射させた光の入射角度αに一致する角度であった。また、絞り１８がない場合（「×」印）において、出射端１６ｏｕｔからの距離が２０ｍｍまでは半値半幅に変化がなかった。この区間は、出射端１６ｏｕｔの光ファイバが識別できる範囲と考えられ、この区間がニアフィールドであると言える。したがって、この場合、絞り１８はこの区間（０から２０ｍｍ）の間に配置するのがよい。
【００５５】
以上のように本発明に係る光強度調節装置１０を用いた照射装置１は、絞り１８の開口径を変更するだけで、スポット径を変化させることなく光強度を変更することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明は、ＳＰＦの測定に用いる放電タイプの光源を利用する照射装置、特に紫外線光源として好適に利用できるほか、フィラメントに電流を流すことで発光させる光源を用いる胃カメラの光源や光源一般として、光の照射範囲を変えずに、光強度を調節する必要がある場合に広く利用することができる。
【符号の説明】
【００５７】
１  照射装置
２  光源
２ａ  光軸
１０  光強度調節装置
１２  集光手段
１２ｏｕｔ  (集光手段の)出射端
１３  楕円鏡面
１３ａ  第１焦点
１３ｂ  第２焦点
１３ｔ  縁部
１３Ｌ  第１焦点と縁部の距離
１４  球面鏡面
１４ｏ  開口
１６  バンドルファイバ
１６ａ  本体部
１６ｂ  枝部
１６ｉｎ  （バンドルファイバの）入射端
１６ｏｕｔ  （バンドルファイバの）出射端
１７  光ファイバ
１７ａ  コア
１７ｂ  クラッド
１７ｃ  被覆膜
１８  絞り（アパーチャー）
１８ｆ  絞り羽
２０  光学フィルタ
２２  光路
４０  光パワー測定器
４１  ピンホール
４２  フォトダイオード
α  入射角度
ｒ  球面鏡面の半径
Ｒ  開口１４ｏの半径
Ｃｄ  コア直径
Ｋｄ  クラッドを含めた直径
Ｍｄ  被覆膜を含めた直径
Ｌａ  出射端から絞りまでの距離
Ｌｂ  バンドルファイバの全長
Ｌｄｄ  デフォーカス径
Ｌ１  第２焦点と入射端の距離
Ｂｄ  入射端の直径
Ｔｄ  出射端の直径
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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