(57)【要約】【課題】出射効率が低下することなく、構造が簡単で寸法形状がコンパクトにしてなお且つ、高照度の下に均一な照度分布が得られるライトガイドを提供する。【解決手段】光ファイバ素線群からなるライトガイド（２）の出射端（２ｂ）に端面に凹面レンズ加工が施されたロッドレンズ（３）を装着する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバ素線群からなるライトガイドの出射端面に、少なくとも一方の端面に凹面レンズ加工が施されたロッドレンズが装着され、これにより均一光化された出射光を得るようにしたことを特徴とするレンズ付ライトガイド。
【請求項２】
該ロッドレンズが石英ガラスまたは多成分ガラスからなる請求項１に記載のレンズ付ライトガイド。
【請求項３】
該ロッドレンズの端面形状が円形または多角形である請求項１または２に記載のレンズ付ライトガイド。
【請求項４】
該ロッドレンズの長さが１０ｍｍ  〜５０ｍｍである請求項１〜３のいずれかに記載のレンズ付ライトガイド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光源から射出された光を、光ファイバライトガイドを通して所望の部位に照射する照明装置に関し、さらに詳しくは、特に高照度で均一な照明が要求される画像処理の照明等に利用されるライトガイドの改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の照明装置の例としては、図３に示すように、楕円ミラー（４）で集光された、ハロゲンランプにより代表される光源（５）の光をそのままライトガイド（２）の入射端面（２ａ）に導入してから出射端面（２ｂ）へ伝送する方式が知られている。この場合、該ライトガイドの出力光は、該図３の右端のグラフに示すように、中心近傍の照度が大きく他方、周囲の照度は小さいという、いわゆる山なり特性の不均一な照度分布になるという問題があった。
そこで、上記の問題に対応するため、光ファイバライトガイドの外部で出射端面の近傍に凹レンズを空間配置することで、出射光を均一光化する方式が提案されている。しかし、この方式では、別体の凹レンズを空間配置させるため、挿入損失が生じて、出射照度が低下するという問題、さらには凹レンズの取り付具が不可欠なことから、構成の複雑化に伴って装置全体の寸法が大きくなるという欠点がある。
上記の問題に対応するため、ライトガイドの入射端面に、該ガイドへの入射光を均一に分散させる透明体を付設する方式も提案されている。（特許文献１参照）ところが、この方式では、均一化の精度が低いという問題に加えて、透明体は入射光の均一分散のために一定以上の長さ、特に５０ｍｍを超える長さを必要とし必ずしも、装置全体のコンパクト化にはつながらないという欠点もある。
【０００３】
【特許文献１】特開平９−１７８９４６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明の課題は、従来の問題点を解消するとともに、複数本の光ファイバ素線からなるライトガイドを採用しながらも、構造が簡単で、寸法・形状がコンパクトにして尚且つ、高照度の下に均一な照度分布が得られるライトガイドを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、ライトガイドの出射端面に、少なくとも一方の端面に凹面レンズ加工を施したロッドレンズを装着するという極めて簡単な構成を採ることにより、上記の課題を一挙に解決するに至った。
【０００６】
かくして、本発明によれば、光ファイバ素線群からなるライトガイドの出射端面に、少なくとも一方の端面に凹面レンズ加工が施されたロッドレンズが装着され、これにより均一光化された出射光を得るようにしたことを特徴とするレンズ付ライトガイドが提供される。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明のレンズ付ライトガイドの側面図である。
図２は本発明に従い、ライトガイドの出射端面に、少なくとも一方の端面に凹面レンズ加工が施されたロッドレンズを装着したことにより、出射光が均一化されることを示す説明図である。
図１および図２において、（１）はロッドレンズ付ライトガイド、（２）は光ファイバ素線群からなるライトガイド、（２ａ）および（２ｂ）はそれぞれ、該ライトガイド（２）の入射端面および出射端面、（３）は少なくとも一方の端面に凹面レンズ加工が施されたロッドレンズ、（３ａ）および（３ｂ）はそれぞれ、該ロッドレンズ（３）の入射端面および出射端面である。また、（４）および（５）は、図３の場合と同じである。
【０００８】
本発明において特徴的なことは、図１あるいは図２にも示すように、ライトガイド（２）の出射端面（２ａ）に、少なくとも一方の端面に凹面レンズ加工を施したロッドレンズ（３）を装着させていることである。こうすることにより、ロッドレンズ（３）の出射端面（３ｂ）からの出射光が拡散されてフラットな照度分布を呈するので、照度が均一化され、併せて、照度ロスの減少に伴って照度自体も高くなる。
ここで、ロッドレンズ（３）の端部に凹面レンズ加工を施す際には、該ロッドレンズ（３）の入射端面（３ａ）または出射端面（３ｂ）のいずれか一方に加工するか、あるいは入射端面（３ａ）と出射端面（３ｂ）の両方に加工すればよい。この場合、加工性と装着性とを考慮すると、図示したように、出射端面（３ｂ）側に加工するのが望ましい。また、凹面の度合い（曲率）は、光源の特性と照度特性、さらには加工性との関係から、適宜設定すればよい。次に、光ロッドレンズ（３）の端面形状は円形のみでなく、四角形や六角形等の多角形のいずれであってもよく、加工性や出射特性を考慮しながら適宜選択すればよい。他方、その長さについては、挿入損失や加工性の観点から１０ｍｍ〜５０ｍｍの範囲にあるのが望ましい。
このようなロッドレンズ（３）の材質としては、石英ガラスまたは多成分ガラスあるいはプラスチックが挙げられるが、挿入損失と耐熱性との観点からすれば、ガラスが特に好ましい。また、ロッド自体は、前記材質を直接溶融成形してなる棒状体あるいはファイバ束を熱融着させたものであってもよい。
本発明において、ロッドレンズ（３）をライトガイド（２）の出射端面（２ｂ）に装着する際には、接着、熱融着、あるいはコネクタ接続等各種の方法が採用される。このとき、出射特性等の仕様変更が頻繁に要求される場合には、アダプタ形式として脱着自在にしておくことが望ましい。ここに、“装着”とは、図２にも示すように、ロッドレンズ（３）をライトガイド（２）の出射端面（２ｂ）に対して空間配置するのではなく、前者の入射端面（３ａ）を後者の出射端面（２ｂ）に実質的に接触させた状態で接着あるいは接続具にて固定することを言う。以上の説明では、凹面加工については、その一例について述べたが、本発明の趣旨から逸脱しない限り、それらを変形した各種の態様が採用されることは言うまでもないことである。
なお、ライトガイド（２）は複数本の光ファイバ素線から構成される。例えば、常用されている素線径が０．０３〜０．０８ｍｍの場合、これら素線を３０００本〜８０００本程度束ねて構成される。光ファイバ素線の材質としては、ロッドレンズ同様、ガラスファイバまたは多成分ガラスファイバあるいはプラスチックファイバが採用される。このとき、挿入損失と耐熱性とを考慮すると、ガラスファイバが好ましく採用される。また、このライトガイド（２）は、出射端部がテーパ加工された、いわゆるテーパ付ライトガイドであってもよい。
さらに、このようなライトガイドの出射端面を凹面加工しても、出射光の均一化は実現されるが、ライトガイドが仕様が限定される点で不利である。
以下、本発明の実施例を示す。
【０００９】
（Ａ）ライトガイド（２）の作成
素線径が０．０５ｍｍのガラスファイバ素線３１２５本を熱融着炉にて熱融着して、外径３ｍｍ、長さ２０００ｍｍのライトガイド（２）を作成した。
（Ｂ）ロッドレンズ（３）の作成
外径３ｍｍのガラス母材を長さ２０ｍｍに切断して得たガラスロットの出射端面（３ａ）に曲率４ｍｍの凹面加工を施して、ロッドレンズ（３）を作成した。
（Ｃ）ロッドレンズ付ライトガイドの作成
（Ａ）項で作成したライトガイド（２）の出射端面（２ａ）に、（Ｂ）項で作成したロッドレンズ（３）の入射端面（３ｂ）をエポキシ系接着剤にて接着して、本発明のレンズ付ライトガイドが完成した。
【発明の効果】
本発明によれば、複数本の光ファイバ素線からなるライトガイドの出射端面に、少なくとも一方の端面に凹面レンズ加工を施した光ロッドレンズを装着するという、極めて簡単な工夫により、高照度で且つ均一な照度分布を与えるライトガイドが提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のライトガイドの側面図である。
【図２】本発明に従い、ライトガイドの出射端にロッドレンズを装着したことにより、出射光が均一化されることを示す説明図である。
【図３】従来の照明装置の一例を示す側面図である。
【符号の説明】
１        ロッドレンズ付ライトガイド
２        ライトガイド
２ａ            ライトガイドの入射端面
２ｂ            ライトガイドの出射端面
３              凹面加工されたロッドレンズ
３ａ      ロッドレンズの入射端面
３ｂ      ロッドレンズの出射端面
４                楕円ミラー
５                ハロゲンランプ（光源）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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