專利名稱：光纖照射裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及例如將來自LED光源的紫外光經(jīng)由光纖對被照射物進行點狀照射的光纖照射裝置。
背景技術(shù)：
例如，進行如下的光照射處理利用以365nm為中心的波長300nm 400nm這一范圍的紫外光，使對該紫外光(波長)具有敏感度的粘接劑、涂料、墨水、抗蝕劑固化(硬化)或干燥、或者相反地熔融或軟化等。在這種光照射處理中，例如如光盤用的讀取透鏡(^ 7 〃 > <)的粘接及電子零件對基板的粘接等，往往要求對微小區(qū)域照射紫外光。作為用于進行這種光照射處理的紫外光照射裝置，已知有以下結(jié)構(gòu)的裝置例如使從LED光源放射的紫外光經(jīng)由聚光·透鏡射入光纖，通過該光纖對紫外光導(dǎo)光從而對微小區(qū)域進行點狀地照射(參照專利文獻1、2)?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(專利文獻)專利文獻I :日本特開2006-176653號公報專利文獻2 :日本特開平05-190910號公報然而，為了使從LED光源放射的光高效地射入光纖，需要正確地配置LED光源與光纖的位置關(guān)系，實際上，LED光源與光纖的光射入端面的距離產(chǎn)生偏差(〃 9 的情況不少。例如，作為LED光源，為了避免LED元件的發(fā)光效率降低需要進行冷卻，例如使用在由陶瓷材料構(gòu)成的封裝基體內(nèi)收納有芯片狀的LED元件，并具有適當(dāng)?shù)睦鋮s機構(gòu)的LED封裝，但由于封裝基體其本身易變得公差較大，因此在光纖相對于例如配置LED封裝的LED基板來定位配置時，LED光源與光纖的光射入端面的距離產(chǎn)生偏差。這樣,若LED光源與光纖的光射入端面的距離產(chǎn)生偏差，則射入光纖的光量的偏差及透鏡上的聚光效率變化，存在無法有效地利用來自LED光源的光這一問題。另外，在使從LED光源放射的光通過玻璃制的透鏡等聚光而射入光纖的結(jié)構(gòu)上，由于產(chǎn)生例如透鏡的位置偏移等，也產(chǎn)生上述問題。另一方面，為了避免產(chǎn)生這種問題，也考慮使光纖與LED光源抵接配置，但因為有時根據(jù)用途替換光纖，所以在這種結(jié)構(gòu)的裝置中，容易產(chǎn)生射入的光由于光纖的光射入端面損傷而衰減這一問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是基于以上所述的情況做出的，其目的在于，提供能夠有效地利用來自LED光源的光的、能夠照射足夠的照度的光的光纖照射裝置。本發(fā)明的光纖照射裝置是包括光纖光源機構(gòu)的光纖照射裝置，所述光纖光源機構(gòu)具有LED基板；LED光源,配置于該LED基板上；透鏡，配置于該LED光源的光放射方向的前表面；光纖，對經(jīng)由該透鏡射入的來自所述LED光源的光進行導(dǎo)光；以及光纖座，配置于所述LED基板上，在插入所述光纖的一部分的狀態(tài)下保持該光纖，所述光纖照射裝置的特征在于，所述光纖以如下方式配置，隔著在相對于所述光纖座未被約束的狀態(tài)下介于該光纖與所述透鏡之間的間隔物，光射入端面與所述透鏡相對。在所述間隔物與所述LED光源的前表面或所述透鏡抵接的狀態(tài)下，所述光纖固定于所述光纖座，由此限制所述LED光源的前表面與所述光纖的光射入端面之間的隔開距離。較為理想的是，為以下結(jié)構(gòu)在本發(fā)明的光纖照射裝置中，所述間隔物抵接于所述透鏡的周緣。 在這種結(jié)構(gòu)的裝置中，可以為以下結(jié)構(gòu)所述間隔物為圓筒狀，所述LED光源側(cè)的開口的內(nèi)徑比所述透鏡的孔徑(口徑)小。另外，可以為以下結(jié)構(gòu)在本發(fā)明的光纖照射裝置中，設(shè)置用于將所述間隔物固定于所述光纖座的固定機構(gòu)。另外，可以為以下結(jié)構(gòu)在本發(fā)明的光纖照射裝置中，所述光纖光源機構(gòu)具有配置于共用的LED基板上的、由封裝基體內(nèi)收納有各個LED元件而成的LED封裝構(gòu)成的多個LED光源，與各個LED光源相對應(yīng)的各個光纖由配置于所述LED基板上的共用的光纖座保持。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明的光纖照射裝置，通過具有以下結(jié)構(gòu)的光纖光源機構(gòu)光纖以隔著在相對于光纖座未被約束的狀態(tài)下介于光纖與透鏡之間的間隔物，光射入端面與透鏡相對的方式配置，在間隔物抵接于LED光源的前表面或透鏡的狀態(tài)下，光纖固定于光纖座，從而限制LED光源的前表面與光纖的光射入端面之間的隔開距離，由此，在該光纖光源機構(gòu)中，采用在LED光源的前表面與光纖的光射入端面之間的隔開距離根據(jù)間隔物維持于一定的大小的狀態(tài)下，光纖相對于LED光源配置于恰當(dāng)?shù)奈恢玫慕Y(jié)構(gòu)，所以能夠使來自LED光源的光高效率地經(jīng)由透鏡射入光纖，因此，能夠?qū)Ρ徽丈湮镎丈渥銐虻恼斩鹊墓狻Ａ硗?，通過采用光纖光源機構(gòu)具備配置于共用的LED基板上的、由封裝基體內(nèi)收納有各個LED元件而成的LED封裝構(gòu)成的多個LED光源，與各個LED光源相對應(yīng)的各個光纖由配置于LED基板上的共用的光纖座保持這一結(jié)構(gòu)，無論各個LED封裝的尺寸的公差的偏差如何，對于全部的LED封裝，能夠高效率地利用來自LED封裝的光，能夠?qū)Ρ徽丈湮镎丈渚鶆虻恼斩鹊墓狻?br>

圖I是表示本發(fā)明的光纖照射裝置的光纖光源機構(gòu)的一例的結(jié)構(gòu)的概略的說明用剖面圖。圖2是將圖I所示的光纖光源機構(gòu)的一部分放大表示的放大剖面圖。圖3是表示構(gòu)成圖I所示的光纖光源機構(gòu)的LED光源的一例的結(jié)構(gòu)的概略的說明用剖面圖。圖4是表示本發(fā)明的光纖照射裝置中的光纖光源機構(gòu)的另一例的結(jié)構(gòu)的概略的說明用剖面圖。符號說明10 : LED 封裝
11 :封裝基體IlA :凹部12 LED 元件13 :紫外光透過窗15 LED 基板18 :透鏡20 :光纖21 :小徑前端部分 22 :光射入端面23 :套(夕弋夕'7卜)25 :光纖座26 :基體26A :底壁27 :光纖插入用貫通孔28 固定用螺絲安裝用孔30:光纖固定構(gòu)件31 :段部32 :突出緣部35:固定用螺絲40 :光纖座41 :基體42:圓柱狀空間部43 :光纖插入用貫通孔44 固定用螺絲安裝用孔45:固定用螺絲
具體實施例方式以下，詳細地說明本發(fā)明的實施方式。本發(fā)明的光纖照射裝置具有光纖光源機構(gòu)，該光纖光源機構(gòu)使來自LED光源的光通過透鏡聚光并射入光纖，通過光纖對該光導(dǎo)光從而點狀地照射。圖I是表示本發(fā)明的光纖照射裝置中的光纖光源機構(gòu)的一例的結(jié)構(gòu)的概略的說明用剖面圖，圖2是將圖I所示的光纖光源機構(gòu)的一部分放大表示的放大剖面圖。該光纖光源機構(gòu)具有LED基板15、配置于該LED基板15的一面上的LED光源、將從LED光源放射的光聚光的透鏡18、將經(jīng)由該透鏡18射入的來自LED光源的光導(dǎo)光的光纖20以及保持光纖的光纖座25。如圖3所示，LED光源由LED封裝10構(gòu)成，該LED封裝10設(shè)置為，放射紫外光的芯片狀的LED元件12配置于形成有在中央形成錐臺狀空間的凹部IlA的封裝基體11的該凹部IlA內(nèi)，并且板狀的紫外光透過窗13封堵(塞C )封裝基體11的凹部11A。這里，封裝基體11例如由氮化鋁等具有高熱導(dǎo)電性的陶瓷材料構(gòu)成。
另外，在LED基板15的另一面上,設(shè)置有用于冷卻LED封裝10的散熱構(gòu)件(未圖示)。透鏡18例如由一方的表面呈球面狀的凸面，并且另一方的表面呈平面的凸透鏡構(gòu)成，另一方的表面抵接于LED光源的光放射方向的前表面、即LED封裝10的紫外光透過窗13的外表面而配置。光纖座25具有有底圓筒狀的基體26，在基體26的底壁26A的中央位置形成有在厚度方向上貫通延伸的光纖插入用貫通孔27，并且形成有在底壁26A的外周面開口的在徑向上延伸的固定用螺絲安裝用孔28。該光纖座25在以光纖插入用貫通孔27位于配置在LED基板15上的LED封裝10的正上方的位置的方式相對于LED封裝10定位的狀態(tài)下，配置于LED基板15的一面上。
在光纖20的外周面上，在相對于LED封裝10的近位側(cè)端部，設(shè)置有套23，該套23位于光纖座25的光纖插入用貫通孔27內(nèi)，并且具有小徑前端部分21，該小徑前端部分21具有比由光纖座25保持的部分的外徑小的外徑。在本發(fā)明的光纖照射裝置的光纖光源機構(gòu)中，光纖20以如下方式配置隔著在相對于光纖座25未被約束的狀態(tài)下介于光纖20與透鏡18之間的間隔物,光射入端面22在位于與透鏡18的光軸垂直的平面內(nèi)的狀態(tài)下與透鏡18的一方的表面(凸面)相對。在該例中，插入并固定有光纖20的小徑前端部分21的大致圓筒狀的光纖固定構(gòu)件30在相對于光纖座25的基體26沿軸向能夠移位的狀態(tài)下，插入并配置于光纖座25的內(nèi)部。這里，光纖固定構(gòu)件30例如由鋁等金屬材料構(gòu)成。在該光纖固定構(gòu)件30的內(nèi)周面，在軸向上的從LED封裝10側(cè)的端面起的規(guī)定的位置形成有段部31，光纖20在其小徑前端部分21插入于光纖固定構(gòu)件30內(nèi)部從而光射入端面22的外周緣部與光纖固定構(gòu)件30的段部31的平坦面對接的狀態(tài)下，固定于光纖固定構(gòu)件30。另外，在光纖固定構(gòu)件30的位于LED封裝10側(cè)的開口緣部的內(nèi)周面，隨著在軸向上的相對于LED封裝10向遠位側(cè)展開(拡開)地遍及周方向的整周地形成有與段部31連續(xù)的錐狀的突出緣部32。光纖固定構(gòu)件30的LED封裝10側(cè)的開口的內(nèi)徑比透鏡18的孔徑(外徑)小，因此，呈LED封裝10側(cè)的開口緣抵接于透鏡18的周緣的狀態(tài)，在該狀態(tài)下，光纖20相對于光纖座25由固定用螺絲35固定。這里，光纖固定構(gòu)件30的LED封裝10側(cè)的開口的內(nèi)徑例如被設(shè)為透鏡18的孔徑的90 99%的大小。因此，光纖固定構(gòu)件30的LED封裝10側(cè)的端部部分作為介于光纖20的光射入端面22與透鏡18的一方的表面之間的間隔物發(fā)揮功能，由此，LED封裝10的紫外光透過窗13的外表面與光纖20的光射入端面22之間的隔開距離(離間距離)被限制為一定的大小，由此光纖20相對于LED封裝10定位。然而，上述結(jié)構(gòu)的光纖光源機構(gòu)呈光纖20以LED封裝10的紫外光透過窗13的外表面為基準被定位配置的結(jié)構(gòu)，即如下結(jié)構(gòu)光纖20插入固定于以對于其LED封裝10的近位側(cè)端部部分(套23的小徑前端部分21)未被光纖座25約束的狀態(tài)設(shè)置的光纖固定構(gòu)件30，在該光纖固定構(gòu)件30的開口緣抵接于透鏡18的周緣的狀態(tài)，光纖20固定于光纖座25從而LED封裝10的紫外光透過窗13的外表面與光纖20的光射入端面22之間的隔開距離的大小被限制，由此光纖20相對于LED封裝10被定位配置。
因此，光纖固定構(gòu)件30在未被光纖座25約束的狀態(tài)下設(shè)置，所以在使光纖固定構(gòu)件30的開口緣抵接于透鏡18的周緣時，光纖20的光射入端面22的、例如與LED基板15的一面相對的標(biāo)準位置根據(jù)LED封裝10的封裝基體11的厚度(圖I及圖2中的上下方向尺寸)而變動，LED封裝10的封裝基體11的厚度的公差的偏差被吸收。由此，LED封裝10的紫外光線透過窗13的外表面與光纖20的光射入端面22之間的隔開距離的大小能夠根據(jù)作為間隔物發(fā)揮功能的光纖固定構(gòu)件30的LED封裝10側(cè)的端部部分來設(shè)為一定的大小，因此能夠使來自LED封裝10的光高效率地經(jīng)由透鏡18射入光纖20。因此，通過具有這種光纖光源機構(gòu)的光纖照射裝置，能夠?qū)Ρ徽丈湮镎丈渥銐虻恼斩鹊墓?紫外光)。另外，通過采用光纖固定構(gòu)件30的開口緣抵接于透鏡18的周緣的結(jié)構(gòu)，能夠避免產(chǎn)生由光纖20與透鏡18的位置偏移引起的射入光纖20的光量的偏差及透鏡18上的聚光 效率的偏差，能夠有效地利用來自LED封裝10的光。以上，說明了本發(fā)明的實施方式，但本發(fā)明不限定于上述的實施方式，能夠施加各種變更。例如，也可以米用光纖光源機構(gòu)具有多個LED光源的結(jié)構(gòu)。圖4是表示本發(fā)明的光纖照射裝置的光纖光源機構(gòu)的另一例的結(jié)構(gòu)的概略的說明用剖面圖。該光纖光源機構(gòu)是在共用的LED基板15的一面上，例如在同一圓周上的位置例如在周方向上每隔等間隔排列配置有四個LED封裝10 (在圖4中，為了方便，僅表示兩個LED封裝10)，與各個LED封裝10相對應(yīng)的四個光纖20由共用的光纖座40保持。該例中的光纖座40以如下方式形成具有圓柱狀的基體41，形成有在該基體41的另一面(在圖4中為下表面)的與各個LED封裝10相對應(yīng)的位置開口的、在各個軸向延伸的四個圓柱狀空間部42，并且，在各個基體41的一面(在圖4中為上表面)開口的四個光纖插入用貫通孔43與對應(yīng)的圓柱狀空間部42連續(xù)。并且，光纖座40在以光纖插入用貫通孔43位于LED封裝10的正上方的位置的方式相對于LED封裝10被定位的狀態(tài)下，配置于LED基板15的一面上。在各個圓柱狀空間部42的內(nèi)部，插入固定有光纖20的相對于其LED封裝10的近位側(cè)端部部分(套23的小徑前端部分21)的大致圓筒狀的光纖固定構(gòu)件30以其外周面未被光纖座40的基體41的、形成圓柱狀空間部42的內(nèi)周面約束的方式，插入配置于光纖座40的圓柱狀空間部42的內(nèi)部。在各個光纖固定構(gòu)件30的內(nèi)周面，在軸向上的從LED封裝10側(cè)的端面起的規(guī)定的位置形成有段部31，光纖20在相對于其LED封裝10的近位側(cè)端部部分(套23的小徑前端部分21)插入到光纖固定構(gòu)件30內(nèi)部從而光射入端面22的外周緣部對接于光纖固定構(gòu)件30的段部31的平坦面的狀態(tài)下，固定于光纖固定構(gòu)件30 (參照圖2)。另外，該光纖固定構(gòu)件30的LED封裝10側(cè)的開口的內(nèi)徑比透鏡18的孔徑小，因此，呈LED封裝10側(cè)的開口緣抵接于透鏡18的周緣的狀態(tài)，在該狀態(tài)下，光纖20相對于光纖座40由固定用螺絲35固定。因此，光纖固定構(gòu)件30的LED封裝10側(cè)的端部部分作為介于光纖20的光射入端面22與透鏡18的一方的表面之間的間隔物發(fā)揮功能，由此，LED封裝10的紫外光透過窗13的外表面與光纖20的光射入端面22之間的隔開距離被限制為一定的大小，由此光纖20相對于LED封裝10定位。另外，在該例中，設(shè)置有將光纖固定構(gòu)件30固定于光纖座40的固定機構(gòu)。具體而言，在各個光纖座40的基體41上的外周面開口的沿徑向延伸的四個固定用螺絲安裝用孔44與所對應(yīng)的圓柱狀空間部42連通的狀態(tài)下形成，通過安裝于各個固定用螺絲安裝用孔44的固定用螺絲45固定有光纖固定構(gòu)件30。各個固定用螺絲安裝用孔44由第一圓柱狀空間部和第二圓柱狀空間部構(gòu)成，該第一圓柱狀空間部收納固定用螺絲45的頭部，該第二圓柱狀空間部插入固定用螺絲45的軸部，與該第一圓柱狀空間部連續(xù)，并且內(nèi)徑比該第一圓柱狀空間部小，第一圓柱狀空間部及第二圓柱狀空間部分別具有比固定用螺絲45的頭部的外徑及固定用螺絲45的軸部的外徑大的內(nèi)徑。通過采用這種結(jié)構(gòu)，在將光纖固定構(gòu)件30固定于光纖座40的基體41的狀態(tài)下，光纖20固定于光纖座40的基體41，由此能夠可靠地將光纖20配置在相對于LED封裝10的恰當(dāng)?shù)奈恢?。通過具有這種結(jié)構(gòu)的光纖光源機構(gòu)的光纖照射裝置，光纖光源機構(gòu)采用與配置于共用的LED基板15上的多個LED封裝10相對應(yīng)的各個光纖20由配置于LED基板15上的·共用的光纖座40保持，與圖I及圖2所示的結(jié)構(gòu)同樣地，各個光纖20以LED封裝10的紫外光透過窗13的外表面為基準被定位配置的結(jié)構(gòu)，由此無論各個LED封裝10的尺寸的公差的偏差如何，對于全部LED封裝10，都能夠高效率地利用來自LED封裝10的光，能夠?qū)Ρ徽丈湮镎丈渚鶆虻恼斩鹊墓?。以上，對光纖固定構(gòu)件在其開口緣抵接于透鏡的周緣的狀態(tài)下配置的結(jié)構(gòu)進行了說明，但光纖固定構(gòu)件也可以采用在透鏡位于LED封裝側(cè)的開口內(nèi)并且開口端面抵接于LED封裝的紫外光透過窗的外表面的狀態(tài)下配置的結(jié)構(gòu)。另外，在圖I及圖2所示的光纖光源機構(gòu)中，也可以設(shè)置有固定機構(gòu)，該固定機構(gòu)用于將光纖固定構(gòu)件固定于光纖座。另外，固定機構(gòu)不限定于螺絲的固定方法。另外，LED封裝的具體的結(jié)構(gòu)能夠根據(jù)目的適當(dāng)?shù)刈兏?，例如可以具有多個LED元件。
權(quán)利要求
1.一種光纖照射裝置，具有光纖光源機構(gòu)，所述光纖光源機構(gòu)具有LED基板；LED光源，配置于該LED基板上；透鏡,配置于該LED光源的光放射方向的前表面；光纖，對經(jīng)由該透鏡射入的來自所述LED光源的光進行導(dǎo)光；以及光纖座，配置于所述LED基板上，在插入所述光纖的一部分的狀態(tài)下保持該光纖， 所述光纖照射裝置的特征在干， 所述光纖以如下方式配置隔著在相對于所述光纖座未被約束的狀態(tài)下介于該光纖與所述透鏡之間的間隔物，光射入端面與所述透鏡相対， 在所述間隔物抵接于所述LED光源的前表面或所述透鏡的狀態(tài)下，所述光纖固定于所述光纖座，由此限制所述LED光源的前表面與所述光纖的光射入端面之間的隔開距離。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光纖照射裝置，其特征在干， 所述間隔物抵接于所述透鏡的周緣。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光纖照射裝置，其特征在干， 所述間隔物為圓筒狀，所述LED光源側(cè)的開ロ的內(nèi)徑比所述透鏡的孔徑小。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3中任一項所述的光纖照射裝置，其特征在干， 設(shè)置有固定機構(gòu)，所述固定機構(gòu)用于將所述間隔物固定于所述光纖座。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至3中任一項所述的光纖照射裝置，其特征在干， 所述光纖光源機構(gòu)具有配置于共用的LED基板上的、由封裝基體內(nèi)收納有各個LED元件而成的LED封裝構(gòu)成的多個LED光源，與各個LED光源相對應(yīng)的各個光纖由配置于所述LED基板上的共用的光纖座保持。
全文摘要
本發(fā)明提供能夠有效利用來自LED光源的光線，能夠照射足夠照度的光線的光纖照射裝置，該光纖照射裝置包括光纖光源機構(gòu)，該光纖光源機構(gòu)為以下結(jié)構(gòu)光纖以隔著在相對于配置在LED基板上的光纖座未被約束的狀態(tài)下介于光纖與透鏡之間的間隔物，光射入端面與配置于LED基板上的LED光源的前表面的透鏡相對的方式配置，在間隔物抵接于LED光源的前表面或透鏡的狀態(tài)下，光纖被固定于光纖座，由此，來限制LED光源的前表面與光纖的光射入端面之間的隔開距離。
文檔編號F21V19/00GK102954371SQ20121027908
公開日2013年3月6日 申請日期2012年8月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月9日
發(fā)明者松島竹夫, 村上悟司 申請人:優(yōu)志旺電機株式會社