(57)【要約】【課題】  紫外線発光ダイオードが射出する紫外線を小さなスポットへ効率的に集光させることができるようにした、小型で軽量の紫外線照射装置を提供すること。【解決手段】  紫外線照射装置２０は、筒状で先端に至るにつれて内径が次第に小さくなる先細り状の金属製の筒体２２を備えている。筒体２２の基部２２Ａの内径は、発光ダイオード１０のボディ１４が嵌合される寸法で形成されている。筒体２２の先端には円形の開口２２Ｂが形成されている。筒体２２の内周面２２０２は、光を反射させる鏡面仕上げで形成されている。そして、出射面１４０４が開口２２Ｂに臨むように、ボディ１４が基部２２Ａに嵌合され装着され、筒体２２が紫外線発光ダイオード１０に固定されている。【選択図】        図１
2005150202.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光が出射される出射面が形成されたボディを有する発光ダイオードの集光装置であって、
筒状で先端に至るにつれて内径が次第に小さくなる先細り状の筒体を備え、
前記筒体の基部の内径は、前記ボディが挿入される寸法で形成され、
前記筒体の先端には開口が形成され、
前記筒体の内周面は鏡面仕上げで形成され、
前記出射面が前記開口に臨むように前記ボディは前記筒体の基部に挿入され固定されている、
ことを特徴とする発光ダイオードの集光装置。
【請求項２】
紫外線が出射される出射面が形成されたボディを有する紫外線発光ダイオードを用いた紫外線照射装置であって、
筒状で先端に至るにつれて内径が次第に小さくなる先細り状の筒体を備え、
前記筒体の基部の内径は、前記ボディが挿入される寸法で形成され、
前記筒体の先端には開口が形成され、
前記筒体の内周面は鏡面仕上げで形成され、
前記出射面が前記開口に臨むように前記ボディは前記筒体の基部に挿入され固定されている、
ことを特徴とする紫外線照射装置。
【請求項３】
光が出射される出射面が形成されたボディを有する発光ダイオードに装着される集光用の筒体であって、
前記筒体は、筒状で先端に至るにつれて内径が次第に小さくなる先細り状に形成され、
前記筒体の基部の内径は、前記ボディが挿入される寸法で形成され、
前記筒体の先端には開口が形成され、
前記筒体の内周面は鏡面仕上げで形成されている、
ことを特徴とする発光ダイオードの集光用筒体。
【請求項４】
紫外線が出射される出射面が形成されたボディを有する紫外線発光ダイオードに装着される集光用の筒体であって、
前記筒体は、筒状で先端に至るにつれて内径が次第に小さくなる先細り状に形成され、
前記筒体の基部の内径は、前記ボディが挿入される寸法で形成され、
前記筒体の先端には開口が形成され、
前記筒体の内周面は鏡面仕上げで形成されている、
ことを特徴とする紫外線発光ダイオードの集光用筒体。
【請求項５】
ケースと、
前記ケースに配設された紫外線発光ダイオードと、
前記ケースに装脱可能に収容されたバッテリと、
前記ケースに設けられた操作スイッチと、
前記バッテリと紫外線発光ダイオードとを接続し前記操作スイッチの操作に連動してバッテリの電力を紫外線発光ダイオードに供給する制御回路とを備え、
前記紫外線発光ダイオードは、紫外線が出射される出射面が形成されたボディを有し、
筒状で先端に至るにつれて内径が次第に小さくなる先細り状の筒体が設けられ、
前記筒体は、前記ケースにより前記先端をケースの外方に向けて支持され、
前記筒体の先端には開口が形成され、
前記筒体の内周面は鏡面仕上げで形成され、
前記紫外線発光ダイオードは、前記出射面が前記開口に臨むように前記ボディが前記筒体に挿入されて取着されている、
ことを特徴とする紫外線照射装置。
【請求項６】
前記ケースは把持可能な把持部を有することを特徴とする請求項５記載の紫外線照射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は発光ダイオードの集光装置および紫外線照射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
紫外線硬化型樹脂を硬化させるための紫外線照射装置としては、従来、紫外線発生源である紫外線ランプと、所望の紫外線照射部へ紫外線をスポット状に照射するための照射器と、紫外線ランプが発生した紫外線を照射器へ導くための可撓性を有するライトガイドとを備えた紫外線照射装置などが使用されていた。また、可撓性を有するライトガイドとしては光ファイバ束から成る光ファイバケーブルが使用されていた。
この種の従来の紫外線照射装置を開示した特許文献としては、例えば、特開平０５−１８０６９２号公報などがある。
【特許文献１】特開平０５−１８０６９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
この従来の紫外線照射装置は、紫外線ランプそれ自体がかなりの大きさを有する上に、その紫外線ランプが射出する光を集光して光ファイバへ入射させるための構造も大がかりであるため、装置が大型で重量の大きなものとなっていた。そのため、狭い作業現場でも使用することのできる、より小型で軽量の紫外線照射装置が求められていた。
そこで、紫外線発生源として、紫外線ランプよりはるかに小さくて軽い紫外線発光ダイオードを使用すれば、非常に小型で軽量の紫外線照射装置が構成できると考えられるのであるが、そのためには、紫外線発光ダイオードが射出する紫外線を小さなスポットへ効率的に集光させる必要がある。
しかしながら、図３に示すように、紫外線発光ダイオード１００が射出する紫外線ビームの射出角は比較的広く（例えば、紫外線発光ダイオード１００の軸心を中心として９０度〜１２０度の範囲）、また、その紫外線ビームのスペクトル幅も比較的広いことから、レンズを使用して紫外線を集光するという方法では、所望の紫外線照射部へ紫外線をスポット状に照射することは困難である。
また、大がかりな集光構造を用いれば、そのような集光を行える可能性があるが、その場合には、紫外線照射装置の全体が大型で重量の大きなものとなってしまうため、小型で軽量の装置を得るという当初の目的を達成できなくなる。
本発明は前記事情に鑑み案出されたものであって、本発明の目的は、発光ダイオードが射出する光を小さなスポットへ効率的に集光させることができる、小型で軽量の集光装置を提供することにある。
また、本発明の更なる目的は、紫外線発光ダイオードが射出する紫外線を小さなスポットへ効率的に集光させることができるようにした、小型で軽量の紫外線照射装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
前記目的を達成するため本発明は、光が出射される出射面が形成されたボディを有する発光ダイオードの集光装置であって、筒状で先端に至るにつれて内径が次第に小さくなる先細り状の筒体を備え、前記筒体の基部の内径は、前記ボディが挿入される寸法で形成され、前記筒体の先端には開口が形成され、前記筒体の内周面は鏡面仕上げで形成され、前記出射面が前記開口に臨むように前記ボディは前記筒体の基部に挿入され固定されていることを特徴とする。
また、本発明は、紫外線が出射される出射面が形成されたボディを有する紫外線発光ダイオードを用いた紫外線照射装置であって、筒状で先端に至るにつれて内径が次第に小さくなる先細り状の筒体を備え、前記筒体の基部の内径は、前記ボディが挿入される寸法で形成され、前記筒体の先端には開口が形成され、前記筒体の内周面は鏡面仕上げで形成され、前記出射面が前記開口に臨むように前記ボディは前記筒体の基部に挿入され固定されていることを特徴とする。
また、本発明は、光が出射される出射面が形成されたボディを有する発光ダイオードに装着される集光用の筒体であって、前記筒体は、筒状で先端に至るにつれて内径が次第に小さくなる先細り状に形成され、前記筒体の基部の内径は、前記ボディが挿入される寸法で形成され、前記筒体の先端には開口が形成され、前記筒体の内周面は鏡面仕上げで形成されていることを特徴とする。
また、本発明は、紫外線が出射される出射面が形成されたボディを有する紫外線発光ダイオードに装着される集光用の筒体であって、前記筒体は、筒状で先端に至るにつれて内径が次第に小さくなる先細り状に形成され、前記筒体の基部の内径は、前記ボディが挿入される寸法で形成され、前記筒体の先端には開口が形成され、前記筒体の内周面は鏡面仕上げで形成されていることを特徴とする。
また、本発明は、ケースと、前記ケースに配設された紫外線発光ダイオードと、前記ケースに装脱可能に収容されたバッテリと、前記ケースに設けられた操作スイッチと、前記バッテリと紫外線発光ダイオードとを接続し前記操作スイッチの操作に連動してバッテリの電力を紫外線発光ダイオードに供給する制御回路とを備え、前記紫外線発光ダイオードは、紫外線が出射される出射面が形成されたボディを有し、筒状で先端に至るにつれて内径が次第に小さくなる先細り状の筒体が設けられ、前記筒体は、前記ケースにより前記先端をケースの外方に向けて支持され、前記筒体の先端には開口が形成され、前記筒体の内周面は鏡面仕上げで形成され、前記紫外線発光ダイオードは、前記出射面が前記開口に臨むように前記ボディが前記筒体に挿入されて取着されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明では、光がボディの出射面から出射されると、光は筒体の内周面により反射され、集光されつつ開口から出射されるので、発光ダイオードから発せられる光をスポット状に絞り込むことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本発明は、筒体を発光ダイオードに装着させることで上記の目的を達成した。
【実施例１】
【０００７】
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。
図１は紫外線発光ダイオードの集光装置の断面正面図を示す。
１０は紫外線発光ダイオード、２０は集光装置（紫外線照射装置）を示し、発光ダイオード１０は、基板１１に搭載されたＬＥＤチップ１２と、ＬＥＤチップ１２を封止する樹脂製のボディ１４と、ＬＥＤチップ１２に接続されたリード線１６を備えている。
ボディ１４は均一外径の円柱状に形成され、ボディ１４の先部は球面状の出射面１４０４として形成され、ＬＥＤチップ１２からの光が出射面１４０４のみから出射されるように構成されている。
【０００８】
集光装置２０は、筒状で先端に至るにつれて内径が次第に小さくなる先細り状の金属製の筒体２２を備えている。
筒体２２の基部２２Ａの内径は、発光ダイオード１０のボディ１４が嵌合される寸法で形成されている。
筒体２２の先端には円形の開口２２Ｂが形成されている。
筒体２２の内周面２２０２は、光を反射させる鏡面仕上げで形成されている。
そして、出射面１４０４が開口２２Ｂに臨むように、ボディ１４が基部２２Ａに嵌合され装着され、これによりボディ１４の軸心と筒体２２の軸心がほぼ合致された状態で筒体２２が紫外線発光ダイオード１０に固定されている。なお、ボディ１４の基部２２Ａへの装着は、嵌合に限定されず、基部２２Ａの内径をボディ１４の外径よりも大きい寸法に形成しておき、ボディ１４を基部２２Ａに挿入した後、接着剤やシール材などを用いて固定するなど任意である。
【０００９】
本実施例では、ＬＥＤチップ１２からの紫外線がボディ１４の出射面１４０４から出射されると、紫外線は拡散されずに筒体２２の内周面２２０２により反射され、集光されつつ開口２２Ｂから出射され、開口２２Ｂの前方箇所Ｐにおいてスポット状に絞り込まれる。
したがって、例えば、ボディ１４の外径が５ｍｍで、開口２２Ｂの直径が１〜２ｍｍとした場合に、紫外線を直径が約１〜２ｍｍのスポットに絞り込み、紫外線を局所的に照射できるようになる。
したがって、集光装置２０によれば、紫外線硬化型樹脂を用いた接着作業を狭い作業現場でも使用でき、また、小型で軽量であるため接着作業の効率を高める上でも極めて有利となる。
また、紫外線を必要な箇所のみに照射できるので、作業員が不用な紫外線を受けることもなくなり、この点からも接着作業の効率を高める上で有利となる。
【００１０】
次に、本発明の具体例について説明する。
図２は具体例に係る紫外線照射装置の断面正面図を示す。
図１と同様な箇所、部材に同一の符号を付して説明すると、紫外線照射装置３０は、円筒状のケース３２と、ケース３２の先部に配設された紫外線発光ダイオード１０と、ケース３０に装脱可能に収容されたバッテリ３６と、ケース３２に設けられた操作スイッチ３８と、バッテリ３６と紫外線発光ダイオード１０とを接続し操作スイッチ３８の操作に連動してバッテリ３６の電力を紫外線発光ダイオード１０に供給する制御回路４０とを備えている。
ケース３２は、把持し易い寸法の直径からなる大径部（把持部）３２０２と、大径部３２０２の前端から前方に延在する大径部３２０２よりも小径な小径部３２０４とを備え、操作スイッチ３８は小径部３２０４に配設されている。
大径部３２０２の後部にはヒンジを介して開閉可能に蓋体４２が設けられ、電池収容室３４に対してバッテリ３６（充電式電池や乾電池）が装脱できるように構成されている。
【００１１】
制御回路４０は、ケース３０の内部で支持された基板４４上に搭載された種々の電子部品、素子により構成されている。
そして、上述した集光装置２０が、小径部３２０４の先端に設けられている。
すなわち、出射面１４０４が開口２２Ｂに臨むように、ボディ１４が基部２２Ａに嵌合され固定され、筒体２２により紫外線発光ダイオード１０が支持されており、この筒体２２の基部２２Ａが小径部３２０４と同軸上で小径部３２０４の先端で支持されている。
本具体例によれば、狭い作業現場でも使用することのできる、より小型で軽量の紫外線照射装置３０が得られる。
【００１２】
なお、本発明の具体例は、ケース３２を用いた上記の例に限定されない。
例えば、上記のケース３２を使用できない極めて狭いところでマイクロスコープやルーペを用いて紫外線硬化型樹脂で光ファイバの接続作業を行なう場合などには、マイクロスコープやルーペの照明用電源にリード線１６を接続させ、紫外線発光ダイオード１０が装着された筒体２２をマイクロスコープやルーペの視野内に入るようにそれらのフレームを介して取り付けておき、マイクロスコープやルーペで接続箇所を視認しながら紫外線を紫外線硬化型樹脂に照射させることが可能となる。
したがって、従来、紫外線を照射することができなかった極めて狭いところでの各種の作業に本発明は好適となる。
【００１３】
また、実施例ではボディ１４が円柱状の場合について説明したが、ボディ１４が四角柱状の場合には、筒体２２の基部２２Ａにボディ１４を嵌合させたのち、それらの間に生じる隙間にシール材を埋め込んでもよく、あるいは、筒体２２をその断面を四角枠状に形成してもよく、ボディの断面形状は円筒状に限定されない。
また、実施例では、本発明を用いて紫外線硬化型樹脂に紫外線を照射させる場合について説明したが、本発明の用途は紫外線硬化型樹脂を硬化させる場合のみに限定されず、その他の各種の用途に適用可能である。
また、実施例では、紫外線発光ダイオードに本発明を適用した場合について説明したが、本発明は、紫外線以外の発光ダイオードの集光装置、光照射装置としても無論適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】紫外線発光ダイオードの集光装置の断面正面図である。
【図２】紫外線発光ダイオードの集光装置の具体例の断面正面図である。
【図３】紫外線発光ダイオードの説明図である。
【符号の説明】
【００１５】
１０……紫外線発光ダイオード、１２……ＬＥＤチップ１２、１４……ボディ、２０……集光装置、２２……筒体。
【図１】
2005150202.tif 000003
【図２】
2005150202.tif 000004
【図３】
2005150202.tif 000005