(57)【要約】【課題】光量調整の度合いを大きくとることができ、光量調整時にもスペクトル分布の変化がなく、光量調整直後から直ちにその光源光を使用することができ、光量調整時に光強度の面内分布を均一に維持でき、しかも、スペクトル分布を調整した際に面内のスペクトル分布を均一に維持できる光照射装置及びこの光照射装置に用いられる光ファイバ路を提供する。【解決手段】光照射装置は、複数の光源と、複数の光源からの光をそれぞれ選択的に伝送可能な複数の光伝送路と、これら複数の光伝送路からの光がそれぞれ入射する複数の光入射端と単一の光出射端とを有する光ファイバ路とを備えている。光ファイバ路は複数の光ファイバ束を備えており、これら複数の光ファイバ束は入射端において上述の複数の光入射端をそれぞれ構成していると共に出射端において組み合わされて上述の単一の光出射端を構成している。複数の光ファイバ束を構成する多数の光ファイバは、単一の光出力端において、複数の光ファイバ束間で均一に分散して配置されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光源と、該複数の光源からの光をそれぞれ選択的に伝送可能な複数の光伝送路と、該複数の光伝送路からの光がそれぞれ入射する複数の光入射端と単一の光出射端とを有する光ファイバ路とを備えており、前記光ファイバ路は複数の光ファイバ束を備えており、該複数の光ファイバ束は入射端において前記複数の光入射端をそれぞれ構成していると共に出射端において組み合わされて前記単一の光出射端を構成しており、前記複数の光ファイバ束を構成する多数の光ファイバは、前記単一の光出力端において、前記複数の光ファイバ束間で均一に分散して配置されていることを特徴とする光照射装置。
【請求項２】
前記光ファイバ路の前記複数の光ファイバ束を構成する多数の光ファイバは、前記光出力端において、前記複数の光ファイバ束毎に放射状に並ぶことにより均一に分散配置されていることを特徴とする請求項１に記載の光照射装置。
【請求項３】
前記光ファイバ路の前記複数の光ファイバ束を構成する多数の光ファイバは、前記光出力端において、前記複数の光ファイバ束毎に渦巻状に並ぶことにより均一に分散して配置されていることを特徴とする請求項１に記載の光照射装置。
【請求項４】
前記光ファイバ路からの光を集光する第１の光学素子と、該第１の光学素子からの光を光学的に均一に分布させるインテグレータ素子と、該インテグレータ素子からの光を平行光に変換する第２の光学素子とをさらに備えていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に光照射装置。
【請求項５】
前記光ファイバ路の前記複数の光入射端の各々に入射する光を減光可能な減光手段をさらに備えていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の光照射装置。
【請求項６】
前記減光手段は、前記光源からの平行光を集光して前記光ファイバ路の前記光入射端に入射する第３の光学素子を光軸に沿って機械的に平行移動させる移動機構を備えていることを特徴とする請求項５に記載の光照射装置。
【請求項７】
前記減光手段は、前記光源からの平行光を集光した光又は前記光源からの集光光が入射する前記光ファイバ路の前記光入射端を光軸に沿って機械的に平行移動させる移動機構を備えていることを特徴とする請求項５に記載の光照射装置。
【請求項８】
前記複数の光伝送路の各々は、伝送する光を選択的に遮断可能なシャッタ手段を有していることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の光照射装置。
【請求項９】
前記複数の光伝送路それぞれの複数の前記シャッタ手段の遮断を制御することにより、前記光ファイバ路から出射される光の強度を制御する制御手段をさらに備えていることを特徴とする請求項８に記載の光照射装置。
【請求項１０】
前記複数の光伝送路の各々は、伝送する光のスペクトル分布を規定するスペクトル分布規定手段を有していることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の光照射装置。
【請求項１１】
前記スペクトル分布規定手段は、光学フィルタ素子であることを特徴とする請求項１０に記載の光照射装置。
【請求項１２】
前記複数の光源は、それぞれ複数の放電ランプから構成されていることを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載の光照射装置。
【請求項１３】
前記複数の光源は、それぞれ複数の固体発光素子から構成されていることを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載の光照射装置。
【請求項１４】
前記複数の固体発光素子の各々に供給する電流を調整することにより前記光ファイバ路の前記複数の光入射端の各々に入射する光の強度を制御するように構成されていることを特徴とする請求項１３に記載の光照射装置。
【請求項１５】
前記複数の固体発光素子は互いに異なるスペクトル分布の複数色の光を出射する固体発光素子を含んでおり、該複数色の光を出射する固体発光素子のうちの１色の光を出射する固体発光素子からの光を選択的に前記複数の光入射端に入射させることにより前記光ファイバ路から出射される光のスペクトル分布を制御するように構成されていることを特徴とする請求項１３又は１４に記載の光照射装置。
【請求項１６】
前記複数の固体発光素子は互いに異なるスペクトル分布の複数色の光を出射する固体発光素子を含んでおり、該複数色の光を出射する固体発光素子を組み合わせて発光させることにより前記光ファイバ路から出射される光のスペクトル分布を制御するように構成されていることを特徴とする請求項１３又は１４に記載の光照射装置。
【請求項１７】
複数の光入射端をそれぞれ構成する複数の入射口をそれぞれが有する複数の光ファイバ束を備えており、該複数の光ファイバ束は組み合わされることによって出射口において単一の光出射端を形成しており、前記複数の光ファイバ束を構成する多数の光ファイバは、前記単一の光出力端において、前記複数の光ファイバ束間で均一に分散して配置されていることを特徴とする、光照射装置に用いられる光ファイバ路。
【請求項１８】
前記複数の光ファイバ束を構成する多数の光ファイバは、前記光出力端において、前記複数の光ファイバ束毎に放射状に並ぶことにより均一に分散配置されていることを特徴とする請求項１７に記載の光ファイバ路。
【請求項１９】
前記複数の光ファイバ束を構成する多数の光ファイバは、前記光出力端において、前記複数の光ファイバ束毎に渦巻状に並ぶことにより均一に分散配置されていることを特徴とする請求項１７に記載の光ファイバ路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照射する光の強度又はスペクトル分布を可変制御できる光照射装置及びこの光照射装置に用いられる光ファイバ路に関する。
【背景技術】
【０００２】
キセノンランプ等の放電ランプを光源とした光照射装置において、照射する光の強度を段階的に低減させる場合、この放電ランプに供給されるランプ電流を段階的に低減させることが一般的に行われている。しかしながら、このようなランプ電流による減光制御は、光強度を最大の１／２程度に低減させることが限界であり、１／２未満に低減させる場合には、メッシュフィルタやパンチング板等の機械的減光手段を光路に挿入する必要がある。
【０００３】
この種の機械的減光手段に関して、特許文献１には、調光可能な光源装置と光ファイバ束との間に複数の貫通孔が形成された減光板を設け、光源装置から光ファイバ束に向かう光を減光することが記載されている。また、特許文献２には、光路中に、遮光板に複数の貫通孔を設けたパンチング式減光フィルタを挿入し、光源からの光束の一部を遮断して減光することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４４０６１４０号公報
【特許文献２】国際公開第２０１３/１３６８６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような機械的減光手段を用いれば、光源からの光を大きく減光させることが可能であるが、通過する光のスペクトル分布を変化させてしまうという問題点を有していることのみならず、面内の光強度分布の均一性も悪化させてしまう。
【０００６】
また、放電ランプにおいては、ランプ電流を変化させて光源光の減光（調光）を行うこと自体、光源から出射される光のスペクトル分布特性が変化するという大きな問題があり、さらに、ランプ電流を変化させた後にランプ電圧が安定して光束が安定するまでに１０分程度の待機時間が必要であり、減光直後にその減光光を使用することができないという問題もある。
【０００７】
本発明は、従来技術の上述した問題点を解消することのできる新規な構成の光照射装置及びこの光照射装置に用いられる光ファイバ路を提供するものである。
【０００８】
即ち、本発明の目的は、光量調整の度合い（光量調整率）を大きくとることのできる光照射装置及びこの光照射装置に用いられる光ファイバ路を提供することにある。
【０００９】
本発明の他の目的は、光量調整時にもスペクトル分布の変化がない光照射装置及びこの光照射装置に用いられる光ファイバ路を提供することにある。
【００１０】
本発明のさらに目的は、光量調整直後から直ちにその光源光を使用することのできる光照射装置及びこの光照射装置に用いられる光ファイバ路を提供することにある。
【００１１】
本発明のまたさらに他の目的は、光量調整時にも光強度の面内分布を均一に維持できる光照射装置及びこの光照射装置に用いられる光ファイバ路を提供することにある。
【００１２】
本発明のさらに目的は、スペクトル分布を調整した際にもスペクトル分布が面内で均一となる光照射装置及びこの光照射装置に用いられる光ファイバ路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明によれば、光照射装置は、複数の光源と、複数の光源からの光をそれぞれ選択的に伝送可能な複数の光伝送路と、これら複数の光伝送路からの光がそれぞれ入射する複数の光入射端と単一の光出射端とを有する光ファイバ路とを備えている。光ファイバ路は複数の光ファイバ束を備えており、これら複数の光ファイバ束は入射端において上述の複数の光入射端をそれぞれ構成していると共に出射端において組み合わされて上述の単一の光出射端を構成している。複数の光ファイバ束を構成する多数の光ファイバは、単一の光出力端において、複数の光ファイバ束間で均一に分散して配置されている。
【００１４】
複数の光源からの光が、光伝送路において選択的に伝送されて光ファイバ路の複数の光入射端に入射し、複数の光ファイバ束をそれぞれ通り、これら複数の光ファイバ束を組み合わされることによって形成された単一の光出射端から出射されるように構成されているため、光源からの光を光伝送路において適宜選択して組み合わせれば段階的な光量調整が可能となり、しかも、光量調整の度合いを大きくとることができる。また、機械的光量調整手段を用いて光量調整していないため、光量調整時にもスペクトル分布の変化が全くない。さらにまた、ランプ電流を変化させるのではなく複数の光源からの光を選択して光量調整するように構成されているため、光源が放電ランプである場合にも、光量調整直後から直ちにその光源光を使用することができる。
【００１５】
特に本発明によれば、複数の光ファイバ束を構成する多数の光ファイバが、光出力端において、複数の光ファイバ束間で均一に分散して配置されているので、複数の光ファイバ束の各々に入射した光が均一に分布して出射され、光量調整時にも光強度分布の均一性を良好に維持することができる。さらに、本発明によれば、複数の光ファイバ束を構成する多数の光ファイバが、光出力端において、複数の光ファイバ束間で均一に分散して配置されていることから、光ファイバ路の複数の光入射端に互いに異なる波長帯の光を入射してスペクトル分布を調整した場合にも、スペクトル分布が面内で均一となるようにすることができる。
【００１６】
光ファイバ路の複数の光ファイバ束を構成する多数の光ファイバは、光出力端において、複数の光ファイバ束毎に放射状に並ぶことにより均一に分散配置されているか、又は複数の光ファイバ束毎に渦巻状に並ぶことにより均一に分散配置されていることが好ましい。
【００１７】
光ファイバ路からの光を集光する第１の光学素子と、第１の光学素子からの光を光学的に均一に分布させるインテグレータ素子と、インテグレータ素子からの光を平行光に変換する第２の光学素子とをさらに備えていることが好ましい。光ファイバ路の光出力端からの光を第１の光学素子で集光してインテグレータ素子に入射させ、光学的に均一に分布させた後、第２の光学素子により平行光に変換しているので、光強度が均一な平行光を得ることができる。
【００１８】
光ファイバ路の複数の光入射端の各々を入射する光を減光可能な減光手段をさらに備えていることも好ましい。
【００１９】
この場合、減光手段は、光源からの平行光を集光して光ファイバ路の光入射端に入射する第３の光学素子を光軸に沿って機械的に平行移動させる移動機構を備えているか、又は、減光手段は、光源からの平行光を集光した光又は光源からの集光光が入射する光ファイバ路の光入射端を光軸に沿って機械的に平行移動させる移動機構を備えていることがより好ましい。
【００２０】
複数の光伝送路の各々は、伝送する光を選択的に遮断可能なシャッタ手段を有していることも好ましい。
【００２１】
この場合、光照射装置は、複数の光伝送路それぞれの複数のシャッタ手段の遮断を制御することにより、光ファイバ路から出射される光の強度を制御する制御手段をさらに備えていることがより好ましい。
【００２２】
複数の光伝送路の各々は、伝送する光のスペクトル分布を規定するスペクトル分布規定手段を有していることが好ましい。
【００２３】
この場合、スペクトル分布規定手段は、光学フィルタ素子であることがより好ましい。
【００２４】
複数の光源は、それぞれ複数の放電ランプから構成されていることも好ましい。
【００２５】
複数の光源は、それぞれ複数の固体発光素子から構成されていることも好ましい。
【００２６】
この場合、複数の固体発光素子の各々に供給する電流を調整することにより光ファイバ路の複数の光入射端の各々に入射する光の強度を制御するように構成されていることがより好ましい。
【００２７】
複数の固体発光素子は互いに異なるスペクトル分布の複数色の光を出射する固体発光素子を含んでおり、複数色の光を出射する固体発光素子のうちの１色の光を出射する固体発光素子からの光を選択的に複数の光入射端に入射させることにより光ファイバ路から出射される光のスペクトル分布を制御するように構成されていることがさらに好ましい。
【００２８】
複数の固体発光素子は互いに異なるスペクトル分布の複数色の光を出射する固体発光素子を含んでおり、複数色の光を出射する固体発光素子を組み合わせて発光させることにより光ファイバ路から出射される光のスペクトル分布を制御するように構成されていることがさらに好ましい。
【００２９】
本発明によれば、さらに、光照射装置に用いられる光ファイバ路は、複数の光ファイバ束を備えており、これら複数の光ファイバ束は入射端において複数の光入射端をそれぞれ構成していると共に出射端において組み合わされて単一の光出射端を構成している。複数の光ファイバ束を構成する多数の光ファイバは、単一の光出力端において、複数の光ファイバ束間で均一に分散して配置されている。
【００３０】
このため、光量調整時にも光強度分布の均一性を良好に維持することができる。また、光ファイバ路の複数の光入射端に互いに異なる波長帯の光を入射してスペクトル分布を調整した場合にも、スペクトル分布が面内で均一となるようにすることができる。
【００３１】
複数の光ファイバ束を構成する多数の光ファイバは、複数の光ファイバ束毎に放射状に並ぶことにより均一に分散配置されているか、又は複数の光ファイバ束毎に渦巻状に並ぶことにより均一に分散配置されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、
（１）複数の光源からの光が、光伝送路において選択的に伝送されて光ファイバ路の複数の光入射端に入射し、複数の光ファイバ束をそれぞれ通り、これら複数の光ファイバ束を組み合わされることによって形成された単一の光出射端から出射されるように構成されているため、光源からの光を光伝送路において適宜選択して組み合わせれば段階的な光量調整が可能となり、しかも、光量調整の度合いを大きくとることができる。
（２）機械的光量調整手段を用いて光量調整していないため、光量調整時にもスペクトル分布の変化が全くない。
（３）ランプ電流を変化させるのではなく複数の光源からの光を選択して光量調整するように構成されているため、光源が放電ランプである場合にも、光量調整直後から直ちにその光源光を使用することができる。
（４）複数の光ファイバ束を構成する多数の光ファイバが、光出力端において、複数の光ファイバ束間で均一に分散して配置されているので、複数の光ファイバ束の各々に入射した光が均一に分布して出射され、光量調整時にも光強度分布の均一性を良好に維持することができる。
（５）光出力端からの光を第１の光学素子で集光してインテグレータ素子に入射させ、光学的に均一に分布させた後、第２の光学素子により平行光に変換しているので、光強度が均一な平行光を得ることができる。
（６）複数の光ファイバ束を構成する多数の光ファイバが、光出力端において、複数の光ファイバ束間で均一に分散して配置されていることから、光ファイバ路の複数の光入射端に互いに異なる波長帯の光を入射してスペクトル分布を調整した場合にも、スペクトル分布が面内で均一となるようにすることができる。
（７）複数の光源を例えばＬＥＤ（発光ダイオード）等の固体発光素子で構成すれば、高温とならないことから、光ファイバに高価な石英ガラスファイバを用いる必要がなく、一般のガラスファイバを用いることにより、安価な光照射装置を提供できる。
（８）複数の光源を複数の固体発光素子で構成すれば、固体発光素子への電流供給のオンオフのみで瞬時に光の照射及び照射停止ができるため、伝送する光をシャッタ手段の使用なしで選択的に遮断することができる。その結果、装置構成が簡易化可能であり、製造コストの低減化をも図ることができる。
（９）光源を固体発光素子で構成すれば、固体発光素子への電流供給量を調整するのみで、スペクトル変化をさほど変化させずにかつ安定するまでに時間をかけることなく瞬時に調光を行うことができる。
（１０）固体発光素子は寸法が小さいため、互いに異なるスペクトル分布の複数色の光を出射する固体発光素子を設置することが可能となり、これら複数色の光を出射する固体発光素子のうちの１色の光を出射する固体発光素子を選択的に発光させることによって、スペクトル分布の異なる光を出力することが可能となる。さらに、これら複数色の光を出射する固体発光素子を組み合わせて発光させることにより、種々のスペクトル分布の光を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の光照射装置の一実施形態における全体構成を概略的に示す図である。
【図２】図１の光照射装置における光源の一例の構造を概略的に示す図である。
【図３】図１の光照射装置における減光機構の一例を概略的に示す図である。
【図４】図１の光照射装置の光ファイバ路の光出射端における多数の光ファイバの配置の一例を示す図である。
【図５】図１の光照射装置の光ファイバ路の光出射端における多数の光ファイバの配置の他の例を示す図である。
【図６】図１の光照射装置における照射面の照度測定点を示す図である。
【図７】本発明の光照射装置の他の実施形態における光源及び光伝送路の構造を概略的に示す図である。
【図８】本発明の光照射装置のさらに他の実施形態における減光機構の一例を概略的に示す図である。
【図９】本発明の光照射装置のまたさらに他の実施形態における光源及び光伝送路の構造を概略的に示す図である。
【図１０】図９の光照射装置における各光源から出射される光のスペクトル分布を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
図１は本発明の光照射装置の一実施形態における全体構成を概略的に示している。この実施形態は、一端に４つの光ファイバ束の入射端が形成され、他端に単一の光出射端が形成された光ファイバ路を用いた場合（４分岐）である。一端に４つとは異なる複数の光ファイバ束の入射端が形成され、他端に単一の光出射端が形成された光ファイバ路を用いた場合（異なる分岐数）であっても本実施形態の場合と同様の構成をとることができる。
【００３５】
図１において、１０ａ〜１０ｄは４つの互いに独立した光源、１１ａ〜１１ｄは光源１０ａ〜１０ｄから光軸１２ａ〜１２ｄに沿ってそれぞれ出射される平行光をそれぞれ集光する４つの凸レンズ素子、１３ａ〜１３ｄは開閉によって凸レンズ素子１１ａ〜１１ｄからの光をそれぞれ通過又は遮断する４つのシャッタ機構（本発明のシャッタ手段に対応する）、１４ａ〜１４ｄはシャッタ機構１３ａ〜１３ｄを介して伝送される光のスペクトル分布をそれぞれ規定する４つの波長選択フィルタ（本発明のスペクトル分布規定手段に対応する）、１５は波長選択フィルタ１４ａ〜１４ｄを通過した光がそれぞれ入射される４つの光入射端１５１〜１５４と単一の光出射端１５５とを有する光ファイバ路、１６はこの光ファイバ路１５からの光を集光する凸レンズ素子（本発明の第１の光学素子に対応する）、１７は凸レンズ素子１６からの光を光学的に均一に分布させるインテグレータ素子、１８はインテグレータ素子１７からの光を平行光に変換するコリメーションレンズ素子（本発明の第２の光学素子に対応する）、１９はコリメーションレンズ素子１８からの光が照射される照射面、２０はシャッタ機構１３ａ〜１３ｄの開閉を個別に制御可能な制御回路（本発明の制御手段に対応する）をそれぞれ示している。
【００３６】
本実施形態においては、４つの凸レンズ素子１１ａ〜１１ｄ、４つのシャッタ機構１３ａ〜１３ｄ及び４つの波長選択フィルタ１４ａ〜１４ｄが、本発明の複数の光伝送路を構成している。
【００３７】
光ファイバ路１５は、４つの光ファイバ束１５ａ〜１５ｄを備えており、これら４つの光ファイバ束１５ａ〜１５ｄはそれらの入射端において４つの光入射端１５１〜１５４をそれぞれ構成していると共にその出射端において組み合わされて上述の単一の光出射端１５５を構成している。４つの光ファイバ束１５ａ〜１５ｄを構成する多数の光ファイバは、単一の光出力端１５５において、４つの光ファイバ束１５ａ〜１５ｄが均一に分散して配置されている。
【００３８】
本実施形態においては、４つの光ファイバ束１５ａ〜１５ｄの４つの光入射端１５１〜１５４をそれらの光軸に沿って機械的に平行移動させる図示しない移動機構が設けられており、これによって４つの光入射端１５１〜１５４に入射される光量をそれぞれ調整（減光調整）する減光機構（本発明の減光手段に対応する）が構成されている。
【００３９】
図２は本実施形態の光照射装置における光源１０ａ〜１０ｄの各々の一例の構造を概略的に示している。
【００４０】
同図に示すように、本実施形態の各光源は一体的に製造されたランプユニット１００から構成されており、このランプユニット１００は、セラミック材料による反射鏡部材１０１と、この反射鏡部材１０１の前面に設けられた例えばサファイア材料による透明窓部材１０２と、反射鏡部材１０１及び透明窓部材１０２によって囲まれて密封形成されており、数気圧の高圧キセノンガスが封入されているランプ室１０３と、ランプ室１０３内に先端が設けられたタングステン材料によるアノード１０４と、ランプ室１０３内に設けられた先鋭端がアノード１０４の先端に対向しているカソード１０５と、カソード１０５を固定支持するカソード支持部材１０６とを備えている。
【００４１】
アノード１０４及びカソード１０５は、光軸上において短い間隙で先端が互いに対向するように配置され、反射鏡部材１０１に一体化されている。これらアノード１０４及びカソード１０５間に電圧が印加され、キセノンショートアークが生成されることにより、このショートアーク部分が発光部１０７となる。
【００４２】
反射鏡部材１０１の内側表面は放物線の軸断面を有する反射鏡１０８となっており、この放物線軸断面形状の反射鏡１０８の焦点にショートアークによる発光部１０７が位置するように構成されている。このように、このランプユニット１００においては、発光部１０７及び反射鏡１０８間の位置関係が固定されているため、発光部１０７の軸出し作業が不要となる。さらに、反射鏡１０８の放物線焦点に発光部１０７が配置されているため、反射鏡１０８によって反射され、前面に出射される光は、光軸に沿った平行光となる。
【００４３】
なお、このようなランプユニット１００は、エクセリタス社より、ＣＥＲＭＡＸ（登録商標）ランプとして市販されている。
【００４４】
光伝送路における４つのシャッタ機構１３ａ〜１３ｄの各々は、制御回路２０からの開閉指示信号に応じて光伝送路を伝送する光を通過又は遮断する機械的なシャッタであり、アクチュエータとシャッタ板との組合せで構成される。アクチュエータとしては、必要とされる開閉速度に応じてパルスモータ又はロータリーソレノイドが用いられる。単なる一例であるが、パルスモータとしては、オリエンタルモーター株式会社製のＰＫ５６６ＮＡＷ（ドライバ：ＣＲＤ５１１４Ｐ）が適用可能であり、ロータリーソレノイドとしては、直方機工株式会社製の３Ｔ−４−０４−ＤＣ２４又は５Ｔ−４−０４−ＤＣ２４が適用可能である。シャッタ板は、この種のアクチュエータの作動によって光軸を横切る方向に移動し光路の開閉を行う例えばアルミ板である。
【００４５】
光伝送路における４つの波長選択フィルタ１４ａ〜１４ｄは、互いに異なる波長帯の光を通過させる光学フィルタ素子であり、例えば石英ガラスによる多層膜フィルタで構成される。これら波長選択フィルタ１４ａ〜１４ｄは、全てが互いに異なる波長帯の光を通過させるものである必要はなく、その一部又は全てが同じ波長帯の光を通過させるものであっても良い。４つの波長選択フィルタ１４ａ〜１４ｄの通過波長帯をそれぞれ例えば３００〜５００ｎｍ、５００〜７００ｎｍ、７００〜９００ｎｍ及び９００〜１２００ｎｍとすれば、３００〜１２００ｎｍの波長帯の光量を自由にかつ微細に調整し、任意のスペクトル分布を有する光を出射することができる。このような光伝送路及び光ファイバ束の数（分岐数）を４つより増大すれば、さらにきめ細かい波長調整も可能となる。
【００４６】
図３は本実施形態の光照射装置における減光機構の一例を概略的に示している。なお、以下の説明は光ファイバ束１５ａの光路における減光機構について説明するが、他の光ファイバ束１５ｂ〜１５ｄの光路においても同様な構成の減光機構が設けられている。
【００４７】
同図に示すように、本実施形態の減光機構は、光ファイバ束１５ａの光入射端１５１をその光軸に沿って機械的に平行移動させることにより、この光入射端１５１に入射される集光光の面積比を調整して光量を調整（減光）するものである。この場合、凸レンズ素子１１ａ、シャッタ機１３ａ及び波長選択フィルタ１４ａは静止位置に固定されており、動かない。例えば、単なる一例であるが、図示しない光学ベンチ用キャリアと、光軸方向にスライド移動可能にこの光学ベンチ用キャリアに係合している図示しない光学ベンチとを用意し、この光学ベンチに光ファイバ束１５ａをクランプし、その光入射端１５１が光軸１２ａに沿ってスライド移動できるように構成する。光学ベンチは薄型の例えばアルミニウム材料製の光学ベンチであり、単なる一例であるがシグマ光機株式会社のアルミ光学ベンチＯＢＴ-５００ＬＨを用いることができる。光学ベンチ用キャリアは、光学ベンチ上を光軸１２ａと平行な方向にスライド可能に装着された例えばアルミニウム材料製のキャリアであり、単なる一例であるがシグマ光機株式会社のアルミ光学ベンチ用キャリアＣＡＡ-１２０Ｌを用いることができる。光学ベンチ用キャリアのスライド移動をロックするクランプ用つまみを設けても良い。
【００４８】
図３に示すように、光源１０ａから出射される平行光は凸レンズ素子１１ａによって集光され、シャッタ機構１３ａ及び波長選択フィルタ１４ａを通って光ファイバ束１５ａの光入射端１５１に入射されるが、この光入射端１５１が光軸１２ａに沿ってスライド移動することにより、光入射端１５１に入射される光量が減光調整される。
【００４９】
なお、上述の説明ではシャッタ機構１３ａが凸レンズ素子１１ａと波長選択フィルタ１４ａとの間に設けられているが、図３に破線で示すように、光源１０ａと凸レンズ素子１１ａとの間にシャッタ機構１３ａ′を設けても良く、また、波長選択フィルタ１４ａと光ファイバ束１５ａとの間にシャッタ機構１３ａ″を設けても良い。
【００５０】
光ファイバ路１５の光ファイバは、透過率の非常に高い石英ガラスを用いた光ファイバである。上述したように、光ファイバ路１５の４つの光ファイバ束１５ａ〜１５ｄはそれらの入射端において４つの互いに独立した光入射端１５１〜１５４をそれぞれ構成しているが、その出射端においては４つの光ファイバ束１５ａ〜１５ｄの多数の光ファイバが組み合わされて単一の光出射端１５５を構成している。即ち、これら多数の光ファイバは、単一の光出力端１５５において、４つの光ファイバ束１５ａ〜１５ｄ間で均一に分散するように配置されている。
【００５１】
図４は本実施形態の光照射装置の光ファイバ路１５の光出射端１５５における多数の光ファイバの配置の一例を光軸方向から見た断面で示している。なお、同図において、ａ〜ｄは光ファイバ束１５ａ〜１５ｄにそれぞれ含まれる光ファイバをそれぞれ示している。
【００５２】
同図から分かるように、４つの光ファイバ束１５ａ〜１５ｄを構成する多数の光ファイバは、光出力端１５５において、光ファイバ束毎の列で放射方向に並ぶことによって均一に分散配置されている。この例では、各光ファイバ束間の光ファイバは互いに１１．２５°の角度間隔をもって放射状に配列されている。例えば、光ファイバ束１５ａの光ファイバａと光ファイバ束１５ｂの光ファイバｂとは１１．２５°の角度間隔で放射状に配列されている。これにより、４つの光ファイバ束１５ａ〜１５ｄの光入射端１５１〜１５４に入射した光は、単一の光出射端１５５から互いに均一に分布して出射されることとなる。
【００５３】
図５は本実施形態の光照射装置の光ファイバ路１５の光出射端１５５における多数の光ファイバの配置の他の例を光軸方向から見た断面で示している。なお、同図において、ａ〜ｄは光ファイバ束１５ａ〜１５ｄに含まれる光ファイバをそれぞれ示している。
【００５４】
同図から分かるように、この例では、４つの光ファイバ束１５ａ〜１５ｄを構成する多数の光ファイバは、光出力端１５５において、光ファイバ束毎の列で渦巻方向に並ぶことによって均一に分散配置されている。この例では、各光ファイバ束間の光ファイバは円周端部で互いに１０°の角度間隔をもって渦巻状に配列されている。例えば、光ファイバ束１５ａの光ファイバａと光ファイバ束１５ｂの光ファイバｂとは渦巻状に配置され、その円周端部で１０°の角度間隔を有するように構成されている。これにより、４つの光ファイバ束１５ａ〜１５ｄの光入射端１５１〜１５４に入射した光は、単一の光出射端１５５から互いに均一に分布して出射されることとなる。
【００５５】
凸レンズ素子１６は、光ファイバ路１５の光出力端１５５から出射される光を集光してインテグレータ素子１７に入射する。インテグレータ素子１７は、複眼レンズ（フライアイレンズ）式のインテグレータ光学系であり、この技術分野では周知の光学素子である。このインテグレータ光学系は、複数のレンズにより生成した多数の光源像を位置ずれさせて重畳することにより均一な光分布を作成するように構成されている。
【００５６】
コリメーションレンズ１８は、入射光を平行光に変換するためのこの技術分野では周知の光学素子である。
【００５７】
次に本実施形態の光照射装置における光量調整制御について説明する。
【００５８】
光量調整制御は、まず、４つの光伝送路における減光機構を調整し、光ファイバ束１５ａ〜１５ｄに入射される光量が元の光量のそれぞれ１０％、２０％、４０％及び６０％となるように減光調整する。即ち、光ファイバ束１５ａには１０％光量、光ファイバ束１５ｂには２０％光量、光ファイバ束１５ｃには４０％光量、光ファイバ束１５ｄには６０％光量が入射するように減光調整する。なお、これら光ファイバ束１５ａ〜１５ｄに入射される減光値は、単なる一例であって、他の値であっても良いことはもちろんである。
【００５９】
次いで、制御回路２０によりシャッタ機構１３ａ〜１３ｄをそれぞれ制御し、光ファイバ束１５ａ〜１５ｄに入射される光を選択する。これにより光ファイバ路１５の光出射端１５５においてこれら選択された光が組み合わされて出射光量が調整され、光量調整制御が行われる。この光量調整制御は、具体的には、シャッタ機構１３ａ〜１３ｄの開閉を制御して以下のように光を通過させて行われる。ただし、光量調整量は照射面１９における照度で表現するものとする。照度１０％が元の光量の１０％の光量に光量調整したことに対応する。
【００６０】
（照度１０％）１０％光量の光ファイバ束１５ａの光のみを通過、
（照度２０％）２０％光量の光ファイバ束１５ｂの光のみを通過、
（照度３０％）１０％光量の光ファイバ束１５ａの光と２０％光量の光ファイバ束１５ｂの光とを通過、
（照度４０％）４０％光量の光ファイバ束１５ｃの光のみを通過、
（照度５０％）１０％光量の光ファイバ束１５ａの光と４０％光量の光ファイバ束１５ｃの光とを通過、
（照度６０％）６０％光量の光ファイバ束１５ｄの光のみを通過、
（照度７０％）１０％光量の光ファイバ束１５ａの光と２０％光量の光ファイバ束１５ｂの光と４０％光量の光ファイバ束１５ｃの光とを通過、
（照度８０％）２０％光量の光ファイバ束１５ｂの光と６０％光量の光ファイバ束１５ｄの光とを通過、
（照度９０％）１０％光量の光ファイバ束１５ａの光と２０％光量の光ファイバ束１５ｂの光と６０％光量の光ファイバ束１５ｄの光とを通過、
（照度１００％）４０％光量の光ファイバ束１５ｃの光と６０％光量の光ファイバ束１５ｄの光とを通過、
（照度１２０％）２０％光量の光ファイバ束１５ｂの光と４０％光量の光ファイバ束１５ｃの光と６０％光量の光ファイバ束１５ｄの光とを通過。
【００６１】
図１に示す構成の光照射装置を用いてこのような光量調整制御を実際に行った場合に照射面１９の中心点で得られる照度を測定し、その測定値と計算値とを比較した。その結果を表１に示す。ただし、光源１０ａ〜１０ｄにはエクセリタス社製の放物面反射鏡を有するＣＥＲＭＡＸ（登録商標）ランプ３００Ｗを使用し、波長選択フィルタ１４ａ〜１４ｄには同じ波長帯の光学フィルタ素子を使用し、インテグレータ素子１７には３ｍｍ角２５本組のものを使用し、コリメーションレンズ素子１８にはＦ＝１５０ｍｍ、平行度±４°のものを使用した。照度は、照射面積４０ｍｍ角かつ有効面積２０ｍｍ角の照射面１９の光軸位置にサーモパイルによる照度計（エスエスシー株式会社製のＭＩＲ-１０１Ｑ）を設置して測定した。サーモパイルを用いたのは、波長に対してフラットな検出特性を有しているためである。この照度計の出力が９．５ｍＶとなる照度を照度１００％として校正した。誤差は、誤差＝（測定値−計算値）／計算値で算出した。
【００６２】
【表１】
2017224461.tif 000003
【００６３】
表１から分かるように、上述のごとき光量調整制御を行うことにより、機械的光量調整手段を用いたり、ランプ電流を変化させたりすることなく、照度を１０％〜１２０％の範囲で確実に変化させることができた。しかも、その場合、０．５％以内の誤差範囲で照度調整を行うことができた。
【００６４】
図１に示す構成の光照射装置を用いて光照射を実際に行った場合の照射面１９における照度の面内分布を測定した。その結果を表２に示す。この測定は、照度６０％、照度４０％、照度２０％及び照度１０％の光量調整制御をそれぞれ行った場合に、照射面１９の図６に示すような照度測定点１〜１３における照度をそれぞれ測定したものである。照度計としてはピンポイントで測定するために、４３６ｎｍ照度計(受光面積φ１ｍｍ）であるウシオ電機株式会社製のＵＩＴ−１０１を用いた。その他の測定条件は、上述した表１の場合と同様である。面内分布のバラツキは、照度計の出力について（最大値−最小値）／（最大値＋最小値）で算出した。
【００６５】
【表２】
2017224461.tif 000004
【００６６】
表２から分かるように、上述のごとき光ファイバ路１５を用いて光照射を行うことにより面内分布のバラツキが±３．００％以下となるため、光軸の微調整が必要性ではあるが、照射面１９の面内均一性が保たれ、ほぼ満足できる結果となっている。
【００６７】
次に本実施形態の光照射装置におけるスペクトル分布の調整について説明する。
【００６８】
スペクトル分布の調整は、４つの波長選択フィルタ１４ａ〜１４ｄの通過波長帯をそれぞれ互いに異なる波長帯、例えば３００〜５００ｎｍ、５００〜７００ｎｍ、７００〜９００ｎｍ及び９００〜１２００ｎｍとし、これら波長帯の光の通過光量を４つの減光機構で調整すること、及びこれら波長帯の光の通過及び遮断を４つのシャッタ機構１３ａ〜１３ｄで制御することにより、３００〜１２００ｎｍの波長帯の光量を自由にかつ微細に調整し、最終的に得られる光のスペクトル分布を任意に調整することができる。
【００６９】
以上詳細に説明したように、本実施形態によれば、４つの光源１０ａ〜１０ｄからの光が４つの凸レンズ素子１１ａ〜１１ｄ、互いに異なる波長帯の光を通過させる４つの波長選択フィルタ１４ａ〜１４ｄ、及び減光機構を介して伝送され、さらに４つのシャッタ機構１３ａ〜１３ｄによって選択され、４つの光入射端１５１〜１５４を介して４つの光ファイバ束１５ａ〜１５ｄに入射された後、その出射端において組み合わされて単一の光出射端１５５から出射されるように構成されているため、光源１０ａ〜１０ｄからの光を光伝送路において適宜選択して組み合わせれば段階的な光量調整が可能となり、しかも、光量調整の度合いを大きくとることができる。また、機械的光量調整手段を用いて光量調整していないため、光量調整時にもスペクトル分布の変化が全くない。さらにまた、ランプ電流を変化させるのではなく光源１０ａ〜１０ｄからの光を選択して光量調整するように構成されているため、光量調整直後から直ちにその光源光を使用することができる。
【００７０】
さらに、本実施形態によれば、４つの光ファイバ束１５ａ〜１５ｄを構成する多数の光ファイバが、光出力端１５４において、４つの光ファイバ束１５ａ〜１５ｄ間で均一に分散して配置されているので、これら光ファイバ束１５ａ〜１５ｄの各々に入射した光が均一に分布して出射され、光量調整時にも光強度分布の均一性を良好に維持することができる。また、光出力端１５１からの光を凸レンズ素子１６で集光してインテグレータ素子１７に入射させ、光学的に均一に分布させた後、コリメーションレンズ１８により平行光に変換しているので、光強度が均一な平行光を得ることができる。
【００７１】
さらにまた、本実施形態によれば、４つの光ファイバ束１５ａ〜１５ｄを構成する多数の光ファイバが、光出力端１５４において、光ファイバ束１５ａ〜１５ｄ間で均一に分散して配置されていることから、光ファイバ路１５の４つの光入射端１５１〜１５４に互いに異なる波長帯の光を入射してスペクトル分布を調整した場合にも、スペクトル分布が照射面１９の面内で均一となるようにすることができる。
【００７２】
図７は本発明の光照射装置の他の実施形態における光源及び光伝送路の構造を概略的に示している。本実施形態においては、各光源が同図に示すランプユニット７０で構成されている。なお、以下の説明は光ファイバ束１５ａの光路における光源及び光伝送路について説明するが、他の光ファイバ束１５ｂ〜１５ｄの光路においても同様な構成の光源及び光伝送路が設けられている。
【００７３】
ランプユニット７０は、内側表面が楕円の軸断面を有する反射鏡７１の焦点にショートアークキセノンランプ７２の発光部７３が位置するように、これら反射鏡７１とショートアークキセノンランプ７２とが組み込まれて構成されている。
【００７４】
反射鏡７１の楕円焦点に発光部７３が配置されているため、反射鏡７１によって反射され、前面に出射される光は、光軸１２ａに沿った集光光となる。このため、本実施形態では、光源光を集光するための凸レンズ素子が不要であり、ランプユニット７０からの集光光を通過又は遮断させるシャッタ機構１３ａと、波長選択フィルタ１４ａとが光ファイバ束１５ａの光入射端１５１の手前の光軸１２ａ上に設けられている。
【００７５】
なお、上述の説明ではシャッタ機構１３ａがランプユニット７０と波長選択フィルタ１４ａとの間に設けられているが、図７に破線で示すように、波長選択フィルタ１４ａと光ファイバ束１５ａとの間にシャッタ機構１３ａ″を設けても良い。
【００７６】
本実施形態における光源及び光伝送路を除くその他の構成及び作用効果は図１の実施形態の場合と同様である。
【００７７】
図８は本発明の光照射装置のさらに他の実施形態における減光機構の一例を概略的に示している。本実施形態においては、４つの凸レンズ素子１１ａ〜１１ｄをそれらの光軸に沿って機械的に平行移動させる図示しない移動機構が設けられており、これによって４つの光ファイバ束１５ａ〜１５ｄの４つの光入射端１５１〜１５４に入射される光量をそれぞれ減光調整する減光機構（本発明の減光手段に対応する）が構成されている。この場合、シャッタ機１３ａ、波長選択フィルタ１４ａ及び光ファイバ束１５ａは静止位置に固定されており、動かない。なお、以下の説明は光ファイバ束１５ａの光路における減光機構について説明するが、他の光ファイバ束１５ｂ〜１５ｄの光路においても同様な構成の減光機構が設けられている。
【００７８】
同図に示すように、本実施形態の減光機構は、凸レンズ素子１１ａをその光軸に沿って機械的に平行移動させることにより、光ファイバ束１５ａの光入射端１５１に入射される集光光の面積比を調整して光量を減光調整するものである。例えば、単なる一例であるが、図示しない光学ベンチ用キャリアと、光軸方向にスライド移動可能にこの光学ベンチ用キャリアに係合している図示しない光学ベンチとを用意し、この光学ベンチに凸レンズ素子１１ａをクランプして光軸１２ａに沿ってスライド移動できるように構成する。光学ベンチは薄型の例えばアルミニウム材料製の光学ベンチであり、単なる一例であるがシグマ光機株式会社のアルミ光学ベンチＯＢＴ-５００ＬＨを用いることができる。光学ベンチ用キャリアは、光学ベンチ上を光軸１２ａと平行な方向にスライド可能に装着された例えばアルミニウム材料製のキャリアであり、単なる一例であるがシグマ光機株式会社のアルミ光学ベンチ用キャリアＣＡＡ-１２０Ｌを用いることができる。光学ベンチ用キャリアのスライド移動をロックするクランプ用つまみを設けても良い。
【００７９】
図８に示すように、光源１０ａから出射される平行光は凸レンズ素子１１ａによって集光され、シャッタ機構１３ａ及び波長選択フィルタ１４ａを通って光ファイバ束１５ａの光入射端１５１に入射されるが、この凸レンズ素子１１ａが光軸１２ａに沿ってスライド移動することにより、光入射端１５１に入射される光量が減光調整（減光）される。
【００８０】
なお、上述の説明ではシャッタ機構１３ａが凸レンズ素子１１ａと波長選択フィルタ１４ａとの間に設けられているが、図８に破線で示すように、波長選択フィルタ１４ａと光ファイバ束１５ａとの間にシャッタ機構１３ａ″を設けても良い。また、同図に破線で示すように、光源１０ａと凸レンズ素子１１ａとの間にシャッタ機構１３ａ′及び波長選択フィルタ１４ａ′を設けても良い。
【００８１】
本実施形態における減光機構を除くその他の構成及び作用効果は図１の実施形態の場合と同様である。
【００８２】
図９は本発明の光照射装置のまたさらに他の実施形態における光源及び光伝送路の構造を概略的に示しており、図１０は図９の光照射装置における各光源から出射される光のスペクトル分布を概略的に示している。ただし、図９（Ａ）は光源部を光軸方向から見た状態を表しており、図９（Ｂ）は光伝送路を光軸と垂直の方向から見た状態を表している。本実施形態においては、４つの互いに独立した光源が１２個のＬＥＤリフレクタユニット９０ａ１〜９０ｄ３のうちの選択された４つのＬＥＤリフレクタユニット、例えばＬＥＤリフレクタユニット９０ａ１〜９０ｄ１から構成される。本実施形態においては、ＬＥＤリフレクタユニット９０ａ１〜９０ｄ１から光軸に沿ってそれぞれ出射される平行光をそれぞれ集光する４つの凸レンズ素子９１ａ〜９１ｄは設けられているが、シャッタ機構及び波長選択フィルタは不要であるため設けられていない。なお、光ファイバ路１５の構成及び光ファイバ路１５の下流の光学系の構成は、図１に示した実施形態の場合と同様であるため、詳細な説明を省略する。
【００８３】
図９に示すように、本実施形態の光源は、指示された角度位置に回動可能な支持板９３上に円周方向に沿って３０度間隔で取付けられた１２個のＬＥＤリフレクタユニット９０ａ１〜９０ｄ３から構成されている。これらＬＥＤリフレクタユニット９０ａ１〜９０ｄ３の各々は、ハイパワーＬＥＤ素子と、放物面反射鏡と、ＬＥＤレンズホルダと、ＬＥＤコネクタとを組み合わせて構成されるＬＥＤ光源であり、例えば株式会社秋月電子通商から市販されているパワーＬＥＤリフレクターキットである。ＬＥＤリフレクタユニット９０ａ１〜９０ｄ３は、駆動及び制御回路９８に接続されており、この駆動及び制御回路９８から供給される駆動電流に応じてその発光のオンオフ及び放射強度が選択的に制御される。
【００８４】
本実施形態のＬＥＤリフレクタユニット９０ａ１〜９０ｄ３は、３種類の互いに異なるスペクトル分布の光を出射する異色のＬＥＤ素子によるＬＥＤリフレクタユニット９０ａ１〜９０ｄ１、９０ａ２〜９０ｄ２、及び９０ａ３〜９０ｄ３から構成されており、各種類のＬＥＤリフレクタユニットは、同図に示すように、支持板９３上に互いに９０度間隔で配置されている。
【００８５】
支持板９３は、その中心を回動軸として所定角度（本実施形態では３０度）毎、回動できるように構成されている。具体的には、支持板９３は、図示しないステッピングモータによって３０度ずつ回動するように構成されている。図示しないロータリエンコーダをこの回動軸に設けて回動角度をより正確に制御しても良い。
【００８６】
図１０に示すように、ＬＥＤリフレクタユニット９０ａ１〜９０ｄ１は昼光色と称されるスペクトル分布の光Ｓ１を出射し、ＬＥＤリフレクタユニット９０ａ２〜９０ｄ２は昼白色Ｓ２と称されるスペクトル分布の光を出射し、ＬＥＤリフレクタユニット９０ａ３〜９０ｄ３は電球色Ｓ３と称されるスペクトル分布の光を出射する。
【００８７】
支持板９３が図示しないステッピングモータによって回動され、図９に示した位置に停止している場合、光源であるＬＥＤリフレクタユニット９０ａ１〜９０ｄ１から出射される、光軸９２ａ〜９２ｄに沿った昼光色の平行光は、凸レンズ素子９１ａ〜９１ｄによってそれぞれ集光され、光ファイバ束１５ａ〜１５ｄの光入射端１５１〜１５２に入射される。
【００８８】
図１の実施形態の場合と同様に、本実施形態においても減光機構として、光ファイバ束１５ａ〜１５ｄの光入射端１５１〜１５４をそれらの光軸に沿って機械的に平行移動させることにより、光入射端１５１〜１５４に入射される集光光の面積比を調整して光量を調整（減光）するように構成されている。本実施形態では、さらに、駆動及び制御回路９８からＬＥＤリフレクタユニット９０ａ１〜９０ｄ３に供給される駆動電流を制御することにより、光量調整（調光）することが可能である。ＬＥＤ素子を用いているため、駆動電流を調整することにより、スペクトル変化をさほど変化させずにかつ安定するまでに時間をかけることなく瞬時に１００％〜２５％の範囲の調光が可能である。ただし、２５％まで減光すると、４００〜４５０ｎｍの波長帯域において４〜６％のスペクトル変化が生じるが、その他の波長帯域では１〜２％のスペクトル変化にとどまる。５０％の減光においては、全ての波長帯域において１％以内のスペクトル変化にとどまることから、本実施形態では、駆動電流の調整による５０％までの減光であればスペクトル変化は無視できるといえる。従って、１００〜５０％の範囲の調光については、ＬＥＤリフレクタユニット９０ａ１〜９０ｄ３に供給される駆動電流を制御し、５０％未満の調光については、光ファイバ束１５ａ〜１５ｄの光入射端１５１〜１５４をそれらの光軸に沿って機械的に平行移動させる減光機構を用いることにより減光を図る。図８に示したごとき減光機構を用いても良い。また、このような減光機構として、連続可変のＮＤ（ニュートラルデンシティ）フィルタを用いても良い。
【００８９】
さらに、本実施形態によれば、駆動及び制御回路９８からＬＥＤリフレクタユニット９０ａ１〜９０ｄ３に供給される駆動電流をオンオフ制御することにより、その光の照射及び遮断を瞬時に行うことができ、従ってシャッタ機構が不要となるから構成が簡単となり、安価に製造することが可能となる。
【００９０】
さらにまた、本実施形態によれば、光源がＬＥＤ素子で構成されているため高温とならないことから、光ファイバ束に高価な石英ガラスファイバを用いる必要がなく、一般のガラスファイバを用いることにより、光照射装置を安価に提供することができる。
【００９１】
支持板９３を図９（Ａ）において反時計方向に３０度回動させることにより、光源であるＬＥＤリフレクタユニット９０ａ２〜９０ｄ２から出射される、光軸９２ａ〜９２ｄに沿った昼白色の平行光が、凸レンズ素子９１ａ〜９１ｄによってそれぞれ集光され、光ファイバ束１５ａ〜１５ｄの光入射端１５１〜１５２に入射される。さらに、反時計方向に３０度回動させることにより、光源であるＬＥＤリフレクタユニット９０ａ３〜９０ｄ３から出射される、光軸９２ａ〜９２ｄに沿った電球色の平行光が、凸レンズ素子９１ａ〜９１ｄによってそれぞれ集光され、光ファイバ束１５ａ〜１５ｄの光入射端１５１〜１５２に入射される。このように、本実施形態によれば、寸法の小さいＬＥＤ素子を光源として用いていることから、互いにスペクトル分布の異なる複数色のＬＥＤリフレクタユニットを設置することができ、これらを選択的に発光させることにより、複数色のうちの１色の光を出力することが可能となる。さらに、図には示されていないが、互いにスペクトル分布の異なる複数色のＬＥＤリフレクタユニットの支持板９３上への取り付け位置を、支持板９３のある回動位置において、例えばＬＥＤリフレクタユニット９０ａ１が光軸９２ａ上に位置し、ＬＥＤリフレクタユニット９０ａ２が光軸９２ｂ上に位置し、ＬＥＤリフレクタユニット９０ａ３が光軸９２ｃ上に位置するように配置し、これら光源からの光が混合されるように組み合わせて発光させることにより、所望のスペクトル分布の光を得ることが可能となる。
【００９２】
本実施形態におけるその他の構成及び作用効果は図１の実施形態の場合と同様である。
【００９３】
なお、上述した図９の実施形態においては、４つの光ファイバ束の入射端が円周方向に等角度間隔（９０度間隔）で配置され（４分岐）、これら光ファイバ束の入射端に円周方向に等角度間隔（３０度間隔）で配置された３色のスペクトル分布のＬＥＤリフレクタユニットが対向するように構成されているが、これとは異なる色数のＬＥＤリフレクタユニットが対向するように構成しても良い。単なる一例であるが、例えば、４つの光ファイバ束の入射端に円周方向に等角度間隔（１８度間隔）で配置された５色のスペクトル分布のＬＥＤリフレクタユニットが対向するように構成しても良い。また、３つの光ファイバ束の入射端を円周方向に等角度間隔（１２０度間隔）で配置し（３分岐）、これら光ファイバ束の入射端に円周方向に等角度間隔（３０度間隔）で配置された４色のスペクトル分布のＬＥＤリフレクタユニットが対向するように構成しても良い。さらにまた、６つの光ファイバ束の入射端を円周方向に等角度間隔（６０度間隔）で配置し（６分岐）、これら光ファイバ束の入射端に円周方向に等角度間隔（３０度間隔）で配置された２色のスペクトル分布のＬＥＤリフレクタユニットが対向するように構成しても良い。その他の分岐数及び色数の組み合わせが可能であることはいうまでもない。
【００９４】
また、ＬＥＤリフレクタユニットの発光源として、ＬＥＤ素子に代えて有機又は無機のエレクトロルミネッセンス発光素子を用いても良いことは明らかである。
【００９５】
以上述べた実施形態は全て本発明を例示的に示すものであって限定的に示すものではなく、本発明は他の種々の変形態様及び変更態様で実施することができる。従って本発明の範囲は特許請求の範囲及びその均等範囲によってのみ規定されるものである。
【産業上の利用可能性】
【００９６】
本発明は、ソーラシミュレータやその他の種々の光学装置における光照射装置及びその光ファイバ路として適用可能である。
【符号の説明】
【００９７】
１０ａ〜１０ｄ  光源
１１ａ〜１１ｄ、１６、９１ａ〜９１ｄ  凸レンズ素子
１２ａ〜１２ｄ  光軸
１３ａ〜１３ｄ、１３ａ′、１３ａ″  シャッタ機構
１４ａ〜１４ｄ、１４ａ′  波長選択フィルタ
１５  光ファイバ路
１５ａ〜１５ｄ  光ファイバ束
１５１〜１５４  光入射端
１５５  光出射端
１７  インテグレータ素子
１８  コリメーションレンズ素子
１９  照射面
２０  制御回路
７０、１００  ランプユニット
７１、１０８  反射鏡
７２  ショートアークキセノンランプ
７３、１０７  発光部
９０ａ１〜９０ｄ３  ＬＥＤリフレクタユニット
９３  支持板
９８  駆動及び制御回路
１０１  反射鏡部材
１０２  透明窓部材
１０３  ランプ室
１０４  アノード
１０５  カソード
１０６  カソード支持部材
【図１】
2017224461.tif 000005
【図２】
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【図３】
2017224461.tif 000007
【図４】
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【図５】
2017224461.tif 000009
【図６】
2017224461.tif 000010
【図７】
2017224461.tif 000011
【図８】
2017224461.tif 000012
【図９】
2017224461.tif 000013
【図１０】
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