(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光ファイバを束ねた光ファイバ束の一端において前記光ファイバを集束して光入射端を形成し、前記光ファイバ束の他端において前記光ファイバをライン状に整列させて光出射端を形成してなるライン型ライトガイドと、該ライン型ライトガイドの光入射端に向けて光を発する光源装置とを備え、
前記ライン型ライトガイドの光出射端に隣接して該光出射端と整列したシート状光伝送体が配置され、該シート状光伝送体は前記ライン型ライトガイドの光出射端と対向する入光端面と該入光端面の反対側の出光端面とを有し、前記シート状光伝送体の入光端面と前記ライン型ライトガイドの光出射端とが整列しており、
前記シート状光伝送体は、コア部の外周をクラッド層で覆ってなる構成を有し、前記ライン型ライトガイドの光出射端における前記光ファイバのライン状配列の方向と直交する断面の形状が湾曲していることを特徴とするライン照明装置。
【請求項２】
前記シート状光伝送体は、前記断面の形状が前記コア部の厚み以上の変位をもって湾曲していることを特徴とする、請求項１に記載のライン照明装置。
【請求項３】
前記シート状光伝送体は、前記断面の形状がＳ字状に湾曲していることを特徴とする、請求項１〜２のいずれか一項に記載のライン照明装置。
【請求項４】
前記シート状光伝送体は、前記コア部の外周を前記クラッド層で覆ってなる光伝送単位シートを複数積層してなることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のライン照明装置。
【請求項５】
前記シート状光伝送体は、その両面側から伝送体ホルダにより挟持されていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載のライン照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバを用いた照明装置に関し、特に各種製品の検査等に好適に用いられるライン照明装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバを用いたライン照明装置として、ライン型ライトガイドと光源装置とを含んでなるものが提供されている。ここで、ライン型ライトガイドは、複数の光ファイバを束ねて光ファイバ束を構成し、該光ファイバ束の一方の端部において光ファイバを集束して光ファイバ束の光入射端を形成し且つ光ファイバ束の他方の端部において光ファイバをライン状に配列して光ファイバ束の光出射端を形成したものである。
【０００３】
この様なライン照明装置の照射光量の均一化を図るべく、例えば特開平６−１４８４４２号公報（特許文献１）には、光ファイバ束のライン状光出射端から間隔を開けて光拡散板を配置し、更にライン状光出射端と光拡散板との間に内側反射面を有する中空体を設けることが開示されている。
【特許文献１】特開平６−１４８４４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示されている手法では、光ファイバ束のライン状光出射端と光拡散板との間に中空の領域が介在し、しかも反射が中空体の内側反射面によるものであるため、明るさ低下が生ずるという問題があった。
【０００５】
本発明の目的は、以上のような技術的課題に鑑み、明るさ低下が少なく且つ照射光量の均一性を向上させたライン照明装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によれば、上記の目的を達成するものとして、
複数の光ファイバを束ねた光ファイバ束の一端において前記光ファイバを集束して光入射端を形成し、前記光ファイバ束の他端において前記光ファイバをライン状に整列させて光出射端を形成してなるライン型ライトガイドと、該ライン型ライトガイドの光入射端に向けて光を発する光源装置とを備え、
前記ライン型ライトガイドの光出射端に隣接して該光出射端と整列したシート状光伝送体が配置され、該シート状光伝送体は前記ライン型ライトガイドの光出射端と対向する入光端面と該入光端面の反対側の出光端面とを有し、前記シート状光伝送体の入光端面と前記ライン型ライトガイドの光出射端とが整列していることを特徴とするライン照明装置、
が提供される。
【０００７】
本発明の一態様においては、前記シート状光伝送体は、コア部の外周をクラッド層で覆ってなる構成を有する。本発明の一態様においては、前記シート状光伝送体は、前記コア部の外周を前記クラッド層で覆ってなる光伝送単位シートを複数積層してなる。本発明の一態様においては、前記シート状光伝送体は、前記ライン型ライトガイドの光出射端における前記光ファイバのライン状配列の方向と直交する断面の形状が湾曲している。本発明の一態様においては、前記シート状光伝送体は、その両面側から伝送体ホルダにより挟持されている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のライン照明装置によれば、ライン型ライトガイドの光出射端より出射された光は、シート状光伝送体の入光端面から該シート状光伝送体内へと導かれ、ここで効率良く内面反射を繰返しながら伝送され、出光端面から出射し、これにより明るく且つ照射光量の均一性が向上したライン照明光が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１０】
図１は本発明に係るライン照明装置の一実施形態の構成を示す模式図であり、図２はその模式的部分底面図であり、図３はシート状光伝送体の模式的縦断面図であり、図４は光伝送単位シートの模式的底面図である。
【００１１】
複数の光ファイバ（１）を束ねることで光ファイバ束（１Ａ）が形成されている。光ファイバ（１）としては、公知の有機系または無機系の光ファイバを用いることができる。光ファイバ束（１Ａ）の一端において、光ファイバ（１）を円形状に集束して光入射端が形成されている。この光入射端には集束口金（３）が付されている。光ファイバ束（１Ａ）の他端において、光ファイバ（１）をライン状に整列させて（図１では左右方向に整列させて）光出射端が形成されている。該光出射端において、各光ファイバ（１）の光出射端面は、図１中で下向きに配置されている。光出射端において、光ファイバ（１）を１列に配列してもよいが、照明設計に応じて、適宜複数列たとえば２〜４列に多段積に配列しても良い。
【００１２】
このような光出射端での光ファイバ（１）の配列を維持するために、光出射端には筐体（２）が付されている。筐体（２）は、ライン口金と側板とからなる。ライン口金は光ファイバ（１）の先端部に係合してそのライン状配列を確保するものであり、側板はライン口金を保持し光ファイバ束の光出射端及びその近傍部分を保護し適切に収納するものである。筐体（２）は、装置への取付け易さを考慮して、軽量で剛性の高いアルミニウム板を用いて箱型に形成されている。筐体（２）と集束口金（３）との間において、光ファイバ束（１Ａ）は傷付き防止のための可撓性保護管（保護フレキ管）（４）で保護されている。以上によりライン型ライトガイド（１１１）が構成される。
【００１３】
ライン型ライトガイド（１１１）の光入射端に隣接して、光源装置（７）が配置されている。光源装置（７）は、ハロゲンランプなどからなる光源（８）を備えており、ライン型ライトガイド（１１１）の光入射端に向けて光を発する。
【００１４】
ライン型ライトガイド（１１１）の光出射端に隣接して、該光出射端と整列したシート状光伝送体（５）が配置されている。シート状光伝送体（５）は、ライン型ライトガイド（１１１）の光出射端と対向する入光端面（図１では上端面）と該入光端面の反対側の出光端面（図１では下端面）とを有する。シート状光伝送体（５）の入光端面とライン型ライトガイド（１１１）の光出射端とは、何れも図１における左右方向に延びており、互いに整列せしめられている。シート状光伝送体（５）は、入光端面と出光端面との間の距離すなわち長さがＬである。
【００１５】
シート状光伝送体（５）は、図４に示されるようなコア部（１０）の外周をクラッド層（１１）で覆ってなる１枚の光伝送単位シートからなるものでもよく、或いはそのような光伝送単位シートを複数たとえば２〜４枚積層（単なる重畳をも含む）してなるものであってもよい。この光伝送単位シートの積層数は、照明設計に応じて適宜選択することができる。シート状光伝送体（５）は、ライン型ライトガイド（１１１）の光出射端の厚みと同程度の厚みにすることができるが、それより１ｍｍほど厚くなるようにすると、ライン型ライトガイド（１１１）の光出射端とシート状光伝送体（５）の入光端面との間に軸ズレが生じたとしても、シート状光伝送体（５）へと効率よく光を取込むことができるので好ましい。
【００１６】
光伝送単位シートのコア部（１０）及びクラッド層（１１）は合成樹脂からなるものとすることができ、そのような合成樹脂としては、メタクリル酸メチル共重合体（ＰＭＭＡ）、ポリスチレン系樹脂、フッ素化メタクリレート系重合体、フッ化ビニリデン系重合体などの公知の材料を用いることができ、コア部（１０）とクラッド層（１１）とで所要の屈折率差が得られるような材料の組合せが用いられる。
【００１７】
シート状光伝送体（５）は、その両面側から伝送体ホルダ（６）により挟持されている。伝送体ホルダ（６）は、シート状光伝送体（５）のライン状配列を維持すると共に、外からの保護やライン型ライトガイド（１１１）との接続を考慮して、軽量で剛性の高いアルミニウム板で箱型に形成することができる。
【００１８】
シート状光伝送体（５）は、ライン型ライトガイド（１１１）の光出射端における光ファイバ（１）のライン状配列の方向と直交する断面の形状が、図３に示されるようにストレート状であってもよいが、図５に示されるようにたとえばＳ字状に湾曲しているものであってもよい。Ｓ字状などに湾曲させると、照射光量の均一性は更に良くなるが漏光のため照射光量が少なくなる傾向にある。湾曲の程度としては、少なくともコア部（１０）の厚み以上の変位をさせたものが好ましい。屈曲の回数は、Ｓ字状の場合には２回であるが、その他の適宜の回数が可能である。湾曲させるかどうか、及び湾曲させる場合にはどの程度及び何回湾曲させるかについては、照明設計に応じて適宜設定すれば良い。
【００１９】
シート状光伝送体（５）の長さＬは、その断面形状がストレート状（図３）である場合には、短くなると照射光量均一性を損なう傾向にあるため、３０ｍｍ以上であることが好ましい。シート状光伝送体（５）の長さＬは、その断面形状がＳ字状（図５）に湾曲している場合には、ストレート状である場合に比べて、短くなっても照射光量均一性を損なうことが少ない傾向にあるため、より短いものとすることができる。
【００２０】
本発明のライン照明装置は、たとえば次のような方法で製造することができる。
【００２１】
長尺の光ファイバを専用のドラムに巻付けてシート状に配列したあと、テープを用いてシート状配列を崩さないよう光ファイバを仮止めする。仮止めされた光ファイバを、所定の位置でカットし、これにより得られる光ファイバシート（光ファイバ束）をドラムより取り外す。
【００２２】
光ファイバシートの一端縁部であって各光ファイバの一端面に対応する端縁部をライン口金に接着しライン状配列の光出射端を形成したあと、該光出射端の光ファイバ端面を耐水ペーパーを用いて鏡面仕上げする。次いで、ライン口金に接着固定された光ファイバ束の光出射端を筐体側板取り付けて収納する。
【００２３】
次いで、筐体より出た光ファイバ束をランダムに集束し、熱融着により光ファイバ同士を強固に固着した後、光ファイバ束に保護フレキ管を固定し更に集束口金を固定して光ファイバ束の光入射端を形成する。その後、光ファイバ束の光入射端面を耐水ペーパーを用いて光学研磨仕上げする。
【００２４】
以上のようにしてライン型ライトガイドを得る。
【００２５】
一方、シート状光伝送体を、伝送体ホルダに接着し、耐水ペーパーを用いて端面の鏡面仕上げを行う。
【００２６】
次に、ライン型ライトガイドと伝送体ホルダ付きのシート状光伝送体とを所要の位置関係に配置し、所望により接続して、光学的に結合させ、ライン照明装置を得る。
【実施例】
【００２７】
以下実施例により具体的に説明する。
【００２８】
本発明のライン照明装置を次のような方法で製造した。
【００２９】
直径φ０．５ｍｍの長尺の光ファイバを、周長２ｍの専用ドラムに巻き付けて仮止めし、所定の位置でカットすることで、長さ２ｍの多数の光ファイバからなる幅３００ｍｍの光ファイバシートを２枚作成した。
【００３０】
次いで、外形３５０ｍｍ×２０ｍｍで厚さ５ｍｍのアルミニウム製のライン口金を用意し、２枚の光ファイバシートの光ファイバ（１）をライン口金でサンドイッチするように接着剤で固定したあと、耐水ペーパーを用いて光出射端の光学研磨を行い光出射端面を仕上げた。次いで、ライン口金に接着された光ファイバシート［光ファイバ束］（１Ａ）の光出射端を側板に固定することで筐体（２）へ収納した。
【００３１】
筐体（２）より出た光ファイバ束（１Ａ）をランダムに集束した後、熱融着により光ファイバ同士を強固に固着し、保護フレキ管（４）へ光ファイバ束（１Ａ）を通し、集束口金（３）へ接着固定した。その後、耐水ペーパーを用いて集束口金（３）の付された光ファイバ束（１Ａ）の光入射端面を光学研磨仕上げして、３００ｍｍ幅のライン型ライトガイド（１１１）を製作した。
【００３２】
次に幅３００ｍｍ×長さ６５ｍｍ×厚み０．３ｍｍの、断面形状がストレート状の光伝送単位シート４枚を重畳してなる光伝送体（５）を用意した。
【００３３】
次いで幅３５０ｍｍ×長さ６０ｍｍ×厚さ２０ｍｍのアルミニウム製の伝送体ホルダ（６）を用意し、光伝送体を伝送体ホルダでサンドイッチするように接着剤で固定したあと、耐水ペーパーを用いて入出射端面の光学研磨を行い端面仕上げし、ライン型ライトガイド（１１１）と光伝送体ホルダ（６）を接続し、ライン照明装置を製作した。
【００３４】
尚、光伝送単位シートとして断面形状がＳ字状に湾曲しているものを使用して、同様にして照明装置を製作した。
【００３５】
ここで、本発明のストレート断面形状の光伝送体を用いたライン照明装置（「光伝送体」と略記）と、本発明のＳ字状に湾曲した断面形状の光伝送体を用いたライン照明装置（「Ｓ字光伝送体」と略記）と、従来の拡散板を用いたライン照明装置（「従来方式」と略記）と、拡散機能を持たない従来のライン型ライトガイドを用いたライン照明装置（「ライン型ライトガイド」と略記）との照射光量を比較した。測定方法としては、装置のライン状出射端面から２０ｍｍ離したところにφ１ｍｍの受光計を置き、厚み方向のライン中央部を長手方向の右端から左端へスキャンするようにして照度を測定した。図６に照射光量班の測定結果のグラフに示す。
【００３６】
ライン幅における光量のＭＡＸ値とＭＩＮ値とに基づき、平均光量及び、（ＭＡＸ−ＭＩＮ）／（ＭＡＸ＋ＭＩＮ）×１００％の式で算出される光量斑を、上記ライン照明装置につき比較したところ、下記表１のような結果が得られた。すなわち、本発明実施例のものでは、従来のものに比べて、明るく且つ均一性の高いライン照明が得られた。
【００３７】
【表１】
0005063413.tif 000002
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明に係るライン照明装置の一実施形態の構成を示す模式図である。
【図２】図１のライン照明装置の模式的部分底面図である。
【図３】図１のライン照明装置のシート状光伝送体の模式的縦断面図である。
【図４】図１のライン照明装置の光伝送単位シートの模式的底面図である。
【図５】本発明に係るライン照明装置の他の実施形態におけるシート状光伝送体の模式的縦断面図である。
【図６】ライン照明装置の照射光量斑の測定結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３９】
１  光ファイバ
１Ａ  光ファイバ束
２  筐体
３  集束口金
４  保護フレキ管
５  シート状光伝送体
６  伝送体ホルダ
７  光源装置
８  光源
１０  コア部
１１  クラッド層
１１１  ライン型ライトガイド
【図１】
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【図２】
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【図３】
0005063413.tif 000005
【図４】
0005063413.tif 000006
【図５】
0005063413.tif 000007
【図６】
0005063413.tif 000008