(57)【要約】      （修正有）【課題】複数の光ファイバ素線を束ねて光ファイバ束としたライトガイドにおいて、出射光を集光して用いるような場合に出射端部を小型化することができ、製作が容易で、十分な照射強度を有するライトガイド、および該ライトガイドを含む光照射装置を提供する。【解決手段】複数の光ファイバ素線１０からなり少なくとも光出射側の端部である光出射端面３２が熱融着された光ファイバ束２を含み、前記熱融着された光出射端面における、光ファイバ束の中心軸３３より外側に位置する各光ファイバ素線の出射端面での中心軸１４が、光ファイバ束の中心軸に対して傾きを有するライトガイドである。【選択図】図１
2007178778.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光ファイバ素線からなり少なくとも光出射側の端部が熱融着された光ファイバ束を含み、
前記熱融着された光ファイバ束端部における、光ファイバ束の中心軸より外側に位置する各光ファイバ素線の出射端面での中心軸が、光ファイバ束の中心軸に対して傾きを有することを特徴とするライトガイド。
【請求項２】
前記熱融着された光ファイバ束端部の端面形状が、光ファイバ束の中心軸に対して、垂直に交わる平面である請求項１に記載のライトガイド。
【請求項３】
前記光ファイバ素線の少なくとも一部は、光出射側の端部における光ファイバ素線の中心軸と光ファイバ束の中心軸とにより形成される角度θが、
０＜θ≦ｓｉｎ-1（（ｎ２／ｎ１）ｓｉｎ（ｔａｎ-1（Ｒ／Ｌ）））
〔但し、Ｒは光出射端面における光ファイバ束の中心軸と各光ファイバ素線の中心軸との距離、Ｌは光出射端面と被照射物との距離、ｎ１は光ファイバ素線を構成するコアの屈折率であり、ｎ２は光ファイバ素線外部の空間の屈折率である。〕
を満たすように配置されたものである請求項２に記載のライトガイド。
【請求項４】
前記熱融着された光ファイバ束端部の端面形状が、凸面形状である請求項１に記載のライトガイド。
【請求項５】
前記熱融着された光ファイバ束端部の端面形状が、球面形状である請求項４に記載のライトガイド。
【請求項６】
光ファイバ素線が、石英、多成分ガラス、プラスチックから選ばれるいずれか１種以上からなるものである請求項１〜５のいずれかに記載のライトガイド。
【請求項７】
光を放射する発光体と、該発光体からの放射光を被照射物に照射するライトガイドを含む光照射装置であって、前記ライトガイドが請求項１〜６のいずれかに記載のライトガイドであることを特徴とする光照射装置。
【請求項８】
前記発光体がレーザ発振器である請求項７に記載の光照射装置。
【請求項９】
前記発光体がショートアークランプである請求項７に記載の光照射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光を伝達し被照射物を照射するライトガイドおよび該ライトガイドを含む光照射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、レーザ発振器やショートアークランプ等の発光体から放射された光を、被照射物の任意の位置に伝達するための手段としてライトガイドが用いられている。
【０００３】
こうしたライトガイドは、通常、光ファイバ素線を単体で用いる場合と、複数の光ファイバ素線を束ね光ファイバ束として用いる場合とがあり、発光体からの光エネルギーが大きい場合や、ライトガイドの入射端面に入射する光のビーム径が大きい場合には、複数の光ファイバ素線を束ねた光ファイバ束を用いることが多い（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
このようなライトガイドにより伝達した光を、被照射物の所定の範囲に照射するための方法としては、一般にライトガイドの出射端と被照射物との間に光学レンズを設ける方法が知られている。しかしながら、このように光学レンズを用いた方法においては、ライトガイドの出射端付近に光学レンズを設けるためのスペースが必要となるため、ライトガイドの出射端部が大型化してしまうなどの問題があった。
【特許文献１】特開平４−１０５７８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、このような事情のもとで、複数の光ファイバ素線を束ねて光ファイバ束としたライトガイドにおいて、出射光を集光して用いるような場合に出射端部を小型化することができ、製作が容易で、十分な照射強度を有するライトガイド、および該ライトガイドを含む光照射装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成する、本発明は、
（１）複数の光ファイバ素線からなり少なくとも光出射側の端部が熱融着された光ファイバ束を含み、
前記熱融着された光ファイバ束端部における、光ファイバ束の中心軸より外側に位置する各光ファイバ素線の出射端面での中心軸が、光ファイバ束の中心軸に対して傾きを有することを特徴とするライトガイド、
（２）前記熱融着された光ファイバ束端部の端面形状が、光ファイバ束の中心軸に対して、垂直に交わる平面である上記（１）に記載のライトガイド、
（３）前記光ファイバ素線の少なくとも一部は、光出射側の端部における光ファイバ素線の中心軸と光ファイバ束の中心軸とにより形成される角度θが、
０＜θ≦ｓｉｎ-1（（ｎ２／ｎ１）ｓｉｎ（ｔａｎ-1（Ｒ／Ｌ）））
〔但し、Ｒは光出射端面における光ファイバ束の中心軸と各光ファイバ素線の中心軸との距離、Ｌは光出射端面と被照射物との距離、ｎ１は光ファイバ素線を構成するコアの屈折率であり、ｎ２は光ファイバ素線外部の空間の屈折率である。〕
を満たすように配置されたものである上記（２）に記載のライトガイド、
（４）前記熱融着された光ファイバ束端部の端面形状が、凸面形状である上記（１）に記載のライトガイド、
（５）前記熱融着された光ファイバ束端部の端面形状が、球面形状である上記（４）に記載のライトガイド、
（６）光ファイバ素線が、石英、多成分ガラス、プラスチックから選ばれるいずれか１種以上からなるものである上記（１）〜（５）のいずれかに記載のライトガイド、
（７）光を放射する発光体と、該発光体からの放射光を被照射物に照射するライトガイドを含む光照射装置であって、前記ライトガイドが上記（１）〜（６）のいずれかに記載のライトガイドであることを特徴とする光照射装置、
（８）前記発光体がレーザ発振器である上記（７）に記載の光照射装置、および
（９）前記発光体がショートアークランプである上記（７）に記載の光照射装置
からなるものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、複数の光ファイバ素線を束ねて光ファイバ束としたライトガイドにおいて、出射光を集光して用いるような場合に出射端部を小型化することができ、製作が容易で、十分な照射強度を有するライトガイド、および該ライトガイドを含む光照射装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下に、本発明に係るライトガイドおよび光照射装置の実施形態を、図面を用いて詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一の要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面の寸法比率は、本明細書において数値を挙げて説明したものと必ずしも一致していない。
【０００９】
本発明のライトガイドは、
複数の光ファイバ素線からなり少なくとも光出射側の端部が熱融着された光ファイバ束を含み、
前記熱融着された光ファイバ束端部における、光ファイバ束の中心軸より外側に位置する各光ファイバ素線の出射端面での中心軸が、光ファイバ束の中心軸に対して傾きを有することを特徴とする。
図１（ａ）は、本発明のライトガイドの、第１の実施態様におけるライトガイドの端末部構造を示す断面図である。
【００１０】
ライトガイド１は、多数の光ファイバ素線１０からなる光ファイバ束２およびスリーブ２０により構成されており、光出射側の端部を熱融着した後、融着部分を所定の位置で切断し、切断面に鏡面加工を施したライトガイド端末部３０を有している。
【００１１】
なお、光ファイバ素線１０は、図１（ｂ）に示すように高純度石英からなる外径１９０μｍのコア１１、石英にフッ素ドープを施した外径２００μｍのクラッド層１２、及び紫外線硬化樹脂からなる外径２２０μｍの被覆層１３とにより構成されており、一方、スリーブ２０には、光ファイバ素線１０に用いられた石英と熱膨張係数、軟化温度が略等しい外径１２ｍｍ、内径１０ｍｍ、全長５０ｍｍの石英管を用いている。
【００１２】
次に、図１（ａ）のライトガイドにおける光出射端部の形成方法を、図２を用いて説明する。
図２に示すように、スリーブ２０に、端部付近の被覆層１３を溶剤により溶解除去した約２０００本の光ファイバ素線１０を挿入した後、スリーブ２０の先端部にバキューム装置３１０を接続し、スリーブ２０の長手方向の中間部分を酸水素バーナー３００で加熱する。
【００１３】
酸水素バーナー３００は、スリーブ２０の長手方向Ｘ１軸に沿って１０ｍｍの範囲で往復運動をするとともに、光ファイバ束２の中心軸３３を中心として、スリーブ２０の外周面に沿って旋転し、光ファイバ束２およびスリーブ２０を均一に加熱する。
【００１４】
同時に、スリーブ２０の先端部に接続したバキューム装置３１０を作動させ、スリーブ２０内を大気圧より２０ＫＰa低い圧力に減圧する。その結果、各光ファイバ素線１０は軟化して相互に融着し、中心軸方向に収縮したスリーブ２０とともに融着一体化して、外周面にテーパ部２１を有するライトガイド端末部３０を形成する。
【００１５】
以上の工程により、光ファイバ束２の長手方向に対する垂直断面積は、非融着部から融着部３１方向に向かって小さくなり、スリーブ２０内の光ファイバ束２は、各光ファイバ素線１０の中心軸１４が上記のテーパ部２１の形状に従って非融着部から融着部３１の範囲にかけて、光ファイバ束２の中心軸３３の方向に傾きを有した状態で固着され、先細り状になっている。また、融着部３１の各光ファイバ素線１０は、その断面積がほとんど変化することなく熱融着されているため、コア内を進行する光が外部に漏出して光出力を減少させる現象を抑えることができる。
【００１６】
本実施態様におけるライトガイド１の光出射端部は、図２に示す融着後のライトガイド１の融着部３１を破線Ａの位置で切断し、その切断面に対して研磨加工を施し、図１（ａ）に示されるような、光ファイバ束２の中心軸３３に垂直に交わる光出射端面３２を形成したものであり、ここで破線Ａの位置としては、融着部３１のスリーブ２０の外径が約１１ｍｍとなる位置としている。
【００１７】
この結果、光ファイバ素線１０の中心軸１４は、図１（ａ）に示すように、ライトガイド端末部３０の光出射端面３２において、光ファイバ束２の中心軸３３の方向に傾斜角θ１を有した状態となり、この傾斜角θ１は、光ファイバ束２の外周付近に配置された光ファイバ素線１０ほど大きく、逆に光ファイバ束２の中心軸３３へ近づくほど小さくなり、中心軸３３付近の光ファイバ素線の中心軸１４は、ライトガイド端末部３０における光ファイバ束２の中心軸３３とほぼ平行になる。
【００１８】
なお、融着部３１は、酸水素バーナー３００で加熱した領域のうち中心部に近い領域ほど各光ファイバ素線１０相互の融着が密に行われているため堅牢性が高くなるが、このような領域では、光ファイバ素線１０のコア１１とクラッド層１２の境界が軟化により不明瞭となる可能性があり、光を入射した際に、入射した光がコア１１およびクラッド層１２の界面において乱反射し、ライトガイドとしての光の伝達効率が低下してしまう虞がある。
このため、融着部３１の切断位置は、スリーブ２０内部の光ファイバ素線１０が相互に融着した範囲で最も光入射端部に近い位置で行われることが好ましい。
また、この位置を切断位置とした場合には、より大きな光ファイバ素線の中心軸１４の傾斜角θ１を得ることができる。
【００１９】
このように、本実施態様におけるライトガイド１は、スリーブ２０内を減圧しながら光ファイバ束２に対して熱融着処理を行うことにより、ライトガイド端末部３０の光出射端面３２における光ファイバ束２の中心軸３３より外側に位置する光ファイバ素線１０の中心軸１４が、光ファイバ束２の中心軸３３の方向に同心円状に傾斜角θ１を有して配列するように加工したものであるため、製作が容易であり、集束部分の寸法を大型化することなく、その出射端での各光ファイバ素線をライトガイドの中心軸方向に精度良く傾けたライトガイドとすることができる。
【００２０】
なお、この各光ファイバ素線１０の中心軸１４の傾斜角θ１は、酸水素バーナー３００により加熱する際の、真空ポンプ３１０の減圧力を、以下に示すように操作することにより制御することができる。
【００２１】
傾斜角θ１の角度を大きくする場合には、スリーブ２０内の減圧を高くすることで可能であり、反対に、傾斜角θ１の角度を小さくする場合には、スリーブ２０内の減圧を小さくすることで、上述のテーパ部２１はなだらかとなるため、各光ファイバ素線１０の中心軸１４の傾斜角θ１も小さくすることができる。
【００２２】
また、ライトガイド端末部３０の融着方法としては、本実施態様で説明した酸水素バーナーを用いる方法の他、高周波電力を用いるものを挙げることができる。
【００２３】
さらに、熱融着処理の際にテーパ部２１を形成する方法としては、真空ポンプによりスリーブ２０内を吸引する方法に代わって、非融着部の光ファイバ束２をスリーブ２０とともに中心軸方向に引き伸ばす方法もあるが、この場合には各光ファイバ素線の融着部分での断面積が非融着部と比較して小さくなり、コア内を進行する光が外部に漏出して光出力を減少させる虞があるため、入射する光の特性に応じて引き伸ばす量を加減する必要がある。
【００２４】
なお、図１（ａ）に示すように、本実施態様におけるライトガイド１は、光ファイバ素線１０の中心軸１４が光出射端面３２と傾きをもって交わるため、光出射端面３２より出射する光は、各光ファイバ素線１０の中心軸１４の傾斜角θ１に応じて、さらに光ファイバ束２の中心軸３３の方向に屈折して出射される。
【００２５】
以下に、この光出射端面３２より出射する光の屈折による出射角度への影響について図３を用いて説明する。
図３は、光ファイバ素線１０の光入射端面３６より光ファイバ素線１０の中心軸１４に平行に入射した光５１が、光出射端面３２から出射する際の屈折する方向を示す断面図である。
【００２６】
図３における光ファイバ素線１０の光入射端面３６は、図１（ａ）に示すライトガイド１の図示しない光入射側端部を集束し接着剤により固着した後、これを光入射側端部の中心軸に対して垂直に切断し研磨加工を施した平面であり、光ファイバ素線１０の中心軸１４と直交している。
【００２７】
図３に示すように、光入射端面３６に垂直に入射した光５１は、光ファイバ素線１０の中心軸１４に沿って伝播し、光出射端面３２において、出射光５２として光出射端面３２と直交する直線１６に対して屈折角θ２の角度で出射する。
この光出射端面３２における出射前の光５１と出射光５２の関係はスネルの法則より、
ｎ１ｓｉｎθ１＝ｎ２ｓｉｎθ２
（但し、ｎ１はコアの屈折率、ｎ２は光ファイバ素線１０外部の空間の屈折率）
が成り立ち、屈折角θ２は、
θ２＝ｓｉｎ-1（（ｎ１／ｎ２）×ｓｉｎθ１）・・・式１
により表すことができる。
上記の式１は、屈折角θ２が概ね傾斜角θ１の屈折率比（ｎ１／ｎ２）倍されることを意味している。
【００２８】
上述のように、本実施態様におけるライトガイド１は、光出射端面３２が光ファイバ素線１０の中心軸１４と傾きをもって交わるため、光出射端面３２からの出射光５２は、この傾斜角θ１に応じて光ファイバ束２の中心軸３３の方向に傾くこととなり、さらに光出射端面３２において光ファイバ束２の中心軸３３の方向に屈折して、合わせてθ２だけ傾くことになるため、結果的に、光ファイバ素線１０の中心軸１４の傾きを、一層大きくしたことと同様の効果を得ることができる。
【００２９】
ここで、本実施態様におけるライトガイド１に平行光を入射した際の、光出射端面３２から出射する出射光５２の方向について説明する。
【００３０】
図４（ａ）は、光出射端面３２における光ファイバ束の中心より半径方向に１ｍｍ、２ｍｍ、３ｍｍ、および４ｍｍ離れた位置から出射する光の出射方向を図示したものである。
また、図４（ｂ）は、光出射端面３２のそれぞれの位置での光ファイバ素線の傾斜角θ１、出射光５２の屈折角θ２、および出射光５２が光ファイバ束２の中心軸３３と交差する点までの距離Ｌを数値で表したものである。
図４（ａ）より、光出射端面３２のそれぞれの位置より出射した光は、光出射端面３２より概ね２０ｍｍ離れた位置でビームウエストを形成していることが分かる。
ここで、距離Ｌは、出射光５２が光出射端面３２において、半径Ｒの位置より出射したとすると、
Ｌ＝Ｒ／ｔａｎθ２
と、表すことができるため、これに式１を代入した下記の式２で求めることができる。
Ｌ＝Ｒ／ｔａｎ（ｓｉｎ-1（（ｎ１／ｎ２）×ｓｉｎθ１））・・・式２
従って、光ファイバ束２を構成する各光ファイバ素線のθ１が既知である場合には、式２により距離Ｌを求めることにより、光ファイバ束２から被照射物（集光レンズを含む）に光を照射するための最適な距離を調整することができる。
【００３１】
上記式２は光ファイバ素線の傾斜角θ１が既知である場合の、出射光５２が光ファイバ束２の中心軸３３と交差する点までの距離Ｌを求める式であるが、被照射物（集光レンズを含む）までの距離Ｌが既知である場合には、式３により最適な光ファイバ素線の傾斜角θ１を求めることができる。
θ１＝ｓｉｎ-1（（ｎ２／ｎ１）ｓｉｎ（ｔａｎ-1（Ｒ／Ｌ）））・・・式３
すなわち、式３により各光ファイバ素線の傾斜角θ１を求めることにより、光ファイバ束２の光出射側の端部において、対応する光ファイバ素線の傾きを最適な角度に調整することができる。
また、本発明に係るライトガイドにおいては、光出射端面における各光ファイバ素線の傾斜角θ１が、上記式３で求めた値と必ずしも等しい値である必要はなく、光ファイバ束を構成する光ファイバ素線の少なくとも一部が式３で求めた値以下、すなわち、
０＜θ１≦ｓｉｎ-1（（ｎ２／ｎ１）ｓｉｎ（ｔａｎ-1（Ｒ／Ｌ）））・・・式４
の範囲であっても、出射光を光ファイバ束の中心軸の方向に傾ける機能を有することができる。光ファイバ束を構成する光ファイバ素線の内、光ファイバ束の中心軸３３より外側に位置する全光ファイバ素線の４７〜１００％が上記式４を満たしていることが好ましく、５５〜９５％が上記式４を満たしていることがより好ましい。
【００３２】
以上、本実施態様のライトガイド１のライトガイド端末部３０に施した加工形状と、光出射端面３２からの出射光５２の出射方向との関係について説明を行ったが、次に、実際に上記ライトガイドの光入射端面全面に光を入射した際の、出射端面より出射される光の強度分布について、光出射端部を接着処理によって固着した従来のライトガイドとの比較により説明する。
【００３３】
図５は、ライトガイドより出射される光の強度分布を測定するための、装置構成を示している。
この装置は、Ｈｅ−Ｃｄレーザ発振器１１０からの放射光を、ビームエキスパンダ１５０によりライトガイド１０１の光入射端面１０１ａに均一に入射し、光出射端面１０１ｂより距離Ｌ離れた位置の光強度分布を測定するための装置であり、光強度の測定位置に光強度計１３０を有し、この光強度計１３０をライトガイド１の中心軸に直交するＸ２軸に沿って移動させることにより、光強度分布を測定するものであり、以下の測定においては、Ｌ＝２５ｍｍにおける光強度分布を測定した。
【００３４】
図６は、上記装置により測定したライトガイドからの出射光の強度分布を示すものであり、実線は、光出射端面に熱融着を施したライトガイド（光ファイバ束を構成する光ファイバ素線の内、光ファイバ束の中心軸より外側に位置する全光ファイバ素線の約７０％が上記式４を満たすもの）にレーザ光を入射した際の出射光の強度分布を示し、破線は、光出射端面を接着剤により固着した従来のライトガイドにレーザ光を入射した際の出射光の強度分布を示している。
【００３５】
なお、光出射端面に熱融着を施したライトガイドの光入射端面は、熱融着に代わって有機系の接着剤により固着し、光出射端面と同様に平面研磨を施してある。
また、従来のライトガイドは、光出射端部を接着剤で固着したこと以外は、光出射端面に熱融着を施したライトガイドと同様の構造を有している。
【００３６】
実線で表した、光出射端面に熱融着を施したライトガイド１の光強度分布と、破線で示した、光出射端部を接着剤により固着した従来のライトガイドの光強度分布を比較すると、光出射端面に熱融着を施したライトガイドは、出射光の拡散が少なく比較的狭い範囲を照射していることが分かる。
また、照射されている中心部分の光強度も光出射端面を接着剤により固着した従来のライトガイドより約２倍高いことが分かる。
【００３７】
以上説明した通り、本実施態様のライトガイドによれば、光学レンズなどの光部品を用いることなく、また、ライトガイド端末部を大型化することなく出射する光の拡散を抑制し、出射光をライトガイド端末部の中心軸上に集めることができる。
【００３８】
なお、本実施態様においては、光ファイバ素線の光入射面への入射光を、光ファイバ束の中心軸と平行に入射する光を用いて説明したが、本発明のライトガイドにおける入射光は、必ずしも光ファイバ束の中心軸と平行に入射する光に限られるものではなく、光ファイバ束の中心軸に対して傾きを持った光や、光ファイバ素線の光入射面に集光される多くの角度成分を含む光である場合においても、同様の効果を得ることができる。
【００３９】
図７は、本発明のライトガイドの、第２の実施態様におけるライトガイドの端末部構造を示す断面図である。
【００４０】
本実施態様におけるライトガイドの光出射端面形状は、光ファイバ束融着後の切断面を、半径５０ｍｍの球面形状３５になるように凸面加工を施したものであり、ライトガイドを構成する光ファイバ素線１０およびスリーブ２０は、第１の実施態様に示したものと同一のものを用いている。
【００４１】
ライトガイドの光出射端面をこのような形状に加工することにより、出射光は光出射端面の曲率に応じて屈折するため、上述の第１の実施態様に示した光出射端面が平面のライトガイドと比較して、出射光を一層光出射端面に近い位置に集光することができる。
光ファイバ束端部の端面形状は、凸面形状のほか、出射光を集光し得る限り、凹面形状とすることもできる。
光ファイバ束端部の端面形状の加工は、例えばＥＬＩＤ研削法により行うことができる。
【００４２】
なお、第１の実施態様および第２の実施態様で示したライトガイドにおいては、何れも石英から成る光ファイバ素線を用いたが、本発明のライトガイドは、多成分ガラスあるいはプラスチックからなる光ファイバ素線を用いることもできる。
また、第１の実施態様では、光を放射する発光体としてレーザ発振器を用いて説明したが、これに限定されるものではなく、本発明のライトガイドは、発光体としてショートアークランプあるいはハロゲンランプ等を用いることもできる。
【００４３】
次に、本発明の光照射装置について説明する。
本発明の光照射装置は、光を放射する発光体と、該発光体からの放射光を被照射物に照射するためのライトガイドとを含むものであって、上記ライトガイドが本発明のライトガイドであることを特徴とする。
【００４４】
図８は、本発明の光照射装置の第１の実施態様を示す図である。
本実施態様において、光照射装置はレーザ光を発振するレーザ発振器２１０と、レーザ光を集光するレンズ２２０と、集光された光を伝送するライトガイド２３０と、ライトガイド２３０より出射した光を被照射物Ｗに集光するための集光レンズ２４１と、この集光レンズ２４１を含む加工ヘッド部２４０により構成されている。
【００４５】
レーザ発振器２１０としてはフラッシュランプを励起光源とする紫外光を放射するＱスイッチＹＡＧレーザが使用される。
【００４６】
この光照射装置では、ライトガイド２３０に、本発明の第１の実施態様におけるライトガイドと同様に、石英製光ファイバ素線からなる光ファイバ束の光出射端部を融着したライトガイドが用いられており、ライトガイド２３０の光出射端面２３０ａは、図１に示すように平面形状に加工され、光出射端部の光ファイバ素線は、光ファイバ束の中心軸方向に傾きを有している。
【００４７】
このように光出射端部が加工されているライトガイドを用いた場合には、ライトガイドから出射する光２５０は、出射端面が従来通り接着剤により固着したライトガイドと比較して、より小さな出射角度となるため、集光レンズ２４１もこの出射角度φに応じた小口径のものを用いることができ、加工ヘッド部２４０の大きさも、より小型化することができる。
【００４８】
図９は、本発明の光照射装置の第２の実施態様を示す図である。
本実施態様において、光照射装置は、ショートアークランプ２６１を内蔵した光源装置２６０と、光源装置２６０から出射する光を被照射物Ｗへ伝達するためのライトガイド２３０とにより構成されており、ライトガイド２３０の出射端面より２５ｍｍ離れた位置に設置された紫外線硬化接着剤を塗布した被照射物Ｗへ、紫外光を照射する用途で使用される。
【００４９】
この光照射装置では、ライトガイド２３０に、上述の光照射装置の実施態様におけるライトガイドと同様に、石英製光ファイバ素線からなる光ファイバ束の光出射端部を融着したライトガイドが用いられており、光ファイバ素線は、図１に示すように光ファイバ束の中心軸方向に傾きを有している。
【００５０】
本実施態様においては、このように光出射端部を加工しているライトガイドを用いたため、ライトガイドから出射する光２５０は、従来の接着剤により光出射端部を固着したライトガイドより出射される光と比較して、約１．５倍の照射強度を得ることが出来た。
このため、光学レンズを用いずにライトガイドより直接被照射物に出射光を照射した場合であっても、十分に紫外線硬化接着剤を硬化させることが出来た。
【００５１】
なお、本発明の光照射装置の実施態様としては、光を放射する発光体としてレーザ発振器およびショートアークランプを用いたが、これに限定されるものではなく、発光体としてハロゲンランプ等を用いることもできる。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明のライトガイドは、出射光を集光して用いるような場合に出射端部を小型化することができ、製作が容易で、十分な照射強度を有するものであるため、該ライトガイドを含む光照射装置に好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明のライトガイドの、第１の実施態様におけるライトガイドの端末部構造を示す断面図（ａ）、および光ファイバ素線の断面図（ｂ）である。
【図２】光ファイバ束端末の融着方法と、光出射端面を形成するために、切断、研磨する位置Ａを示す図である。
【図３】光出射面加工後の光ファイバ素線における入射光と出射光を示す図である。
【図４】光ファイバ束の中心軸から所定距離離れた位置における各出射光の方向を示す図（ａ）、および各位置における傾斜角θ１、屈折角θ２および光出射端面より集光点までの距離Ｌの数値データを示す図（ｂ）である。
【図５】ライトガイドにレーザ光を入射した際の出射光の強度分布を測定するための装置を示す図である。
【図６】ライトガイドにレーザ光を入射した際の出射光の強度分布を示す図である。
【図７】本発明のライトガイドの、第２の実施態様における端末部構造を説明するための図である。
【図８】本発明の光照射装置の、第１の実施態様を示す図である。
【図９】本発明の光照射装置の、第２の実施態様を示す図である。
【符号の説明】
【００５４】
１    ライトガイド
２    光ファイバ束
１０    光ファイバ素線
１１    コア
１２    クラッド層
１３    被覆層
１４    光ファイバ素線の中心軸
１６    光出射面と直交する直線
２０    スリーブ
２１    テーパ部
３０    ライトガイド端末部
３１    融着部
３２    光出射端面
３３    光ファイバ束の中心軸
３５    球面
３６    光入射端面
１０１    ライトガイド
１０１ａ  光入射端面
１０１ｂ  光出射端面
１１０、２１０    レーザ発振器
１３０    光強度計
１５０    ビームエキスパンダ
２６０    光源装置
【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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