JPH0812300B2 - 光照射装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は近赤外線、可視光線あるいは紫外線等の光を
伝送するライトガイドと、このライトガイドを用いた光
照射装置に関するものである。

〔従来の技術〕

光ファイバ束により構成されるライトガイドは、照明
用（可視光線）、接着剤等の硬化用（紫外線）あるいは
温度測定用（赤外線）などに広く用いられている。かか
るライトガイドは光源からの光を絞り込んで入射端面に
集光することにより、光源が直線に入り込めない狭い部
位や、温度あるいは振動などのために劣悪となっている
環境下の物体に光を効率よく送ることができる。そし
て、接着剤硬化などのようにラインで使用される場合に
は、ラインの速度を上げるために光源を大型化すると共
に、ライドガイドの出射端と照射対象物との間の距離を
できるだけ小さくし、照射される光強度の向上を図って
いる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このように、ライトガイドと被照射物の間の距離は一
般に短いことが多く、また光出射端部は狭い部位に位置
させられる場合がほとんどである。このため、ライトガ
イドから出射させる光の強度やその変動等の情報を市販
の光量計で測定しようとしても、測定器のセンサが入り
込めなかったり、適切な向きが得られなかったりしたた
め、容易ではなかった。

これは、光源の劣化や環境の変化（温度など）による
光量の低下やバラツキといった品質に重大な影響を及ぼ
す因子を管理できないことにつながり、生産管理上はな
はだ不都合であった。なお、光ファイバ式の光量計など
も検討されているが、高価なことや較正が必要なこと、
またオンラインで測定する場合には光ファイバ式でも照
射の邪魔になることもあり、早急な改善が要望されてい
た。

そこで本発明は、光源からライトガイドへの入射光量
を、光源および光照射位置から離れた場所で遂次モニタ
し、これによって光源の発光量を制御することのできる
光照射装置を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明に係る光照射装置は、光源と、複数本の光ファ
イバを束ねて構成され光源からの光を入射端部から入射
して出射端部に伝送するライトガイドとを備え、出射端
部からの光を照射対象物に向けて出射する光照射装置で
あって、下記のものを備えることを特徴とする。すなわ
ち、光源からのモニタ光の光量を検出して検出信号を出
力する光量モニタ手段と、この検出信号にもとづいて光
源の発光量を増減させる発光量制御手段とを備え、ライ
トガイドを構成する複数本の光ファイバは入射端部でひ
とまとまりに束ねられ、そのうち少なくとも１本は出射
端部に至る途中で残余の光ファイバと分離されてその先
端はモニタ光を出射するモニタ光出射端部に導かれ、上
記残余の光ファイバは出射端部でひとまとまりに束ねら
れていることを特徴とする。

〔作用〕

本発明に係る光照射装置は、以下の通りに構成される
ので、光源からライトガイドの入射端部に入射された光
の大部分は出射端部に伝送されて照射対象物に照射され
ると共に、入射された光の一部は出射端部から離れたモ
ニタ光出射端部に導かれ、モニタ光出射端部から出射さ
れる光は光量モニタ手段によって検出され、この検出信
号によって光源の発光量が適切なレベルに制御される。

〔実施例〕

以下、添付図面を参照して、本発明のいくつかの実施
例を説明する。なお、図中において同一要素には同一符
号を付することにより、説明の重複を避けている。

第１図は実施例に係るライトガイドの斜視図であり、
同図（Ａ）は狭い領域に光を照射するときに適し、同図
（Ｂ）は比較的広い領域に光を照射するときに適してい
る。図示の通り、ライトガイドは図中の矢印方向から光
を入射するための入射端部１と、図中の矢印方向に光を
出射するための出射端部２と、これら両端部1,2の間に
延びるフレキシブルナメインガイド３と、このメインガ
イド３から分岐するフレキシブルなモニタガイド４と、
このモニタガイド４の先端に設けられ、モニタ光を図中
の矢印方向に出射するためのモニタ光出射端部５とを有
している。

ここで、ライトガイドを構成するｎ本（ｎは２以上の
整数）の光ファイバは全て入射端部１で束ねられ、接着
剤等により成形されている。そして、その入射端面は鏡
面に研磨され、光が入射しやすいようになっている。か
かるｎ本の光ファイバのうちの一部として、例えばｋ本
（ｋは１≦ｋ＜ｎの整数）の光ファイバは他のｎ−ｋ本
の光ファイバと分岐され、モニタガイド４を介してモニ
タ光出射端部５に導かれる。そして、ここで接着剤等に
より束ねられている。一方、残余のｎ−ｋ本の光ファイ
バはメインガイド３を介して出射端部２に導かれ、ここ
で束れられて接着剤等により成形されている。

次に、上記実施例に係るライトガイドの作用を説明す
る。

第１図には示されていない光源からの光は、入射端部
１から複数本の光ファイバのそれぞれに入射され、大部
分の光は出射端部２に伝送される。従って、出射端部２
の前方に照射対象物を配置しておけば、紫外線による殺
菌などを従来と同様に行なうことができる。

一方、入射された光の一部はモニタガイド４およびモ
ニタ光出射端部５を介して出射される。そこで、モニタ
光出射端部５からの光（モニタ光）を第１図では示され
ていないセンサで受ければ、光源の発光量の変動あるい
は点滅を検知することができる。ここで、モニタガイド
４に送る光ファイバとしてはｎ本の光ファイバのうちの
任意のものを、任意の本数で選ぶことができる。従っ
て、光源の型式やセンサの性能等に応じて、適切な構成
とすることができる。

次に、実施例に係る光照射装置について説明する。

第２図はその構成および使用状態を説明するための装
置の斜視図である。図示の通り、ライトガイドの入射端
部１は光源装置11に光接続され、モニタ光出射端部５は
光パワーメーター12に附備されたセンサ13に光接続され
ている。そして、ライトガイドの出射端部２はライン14
上の照射対象物15に向けられている。なお、光パワーメ
ーター12の出力信号（電気信号）は信号線16を介して光
源装置11に与えられている。

第３図は第２図に示す光照射装置の内部構成を説明す
るためのブロック図である。図示の通り、光パワーメー
ター12はセンサ13に接続されたアンプ21と、このアンプ
21にそれぞれ接続されたコンパレータC1〜C3と、コンパ
レータC1〜C3のそれぞれに接続されたリレーR1〜R3を有
している。そして、リレーR1〜R3は信号線を16を介して
光源装置11のコントローラ22に接続され、リレーR3は信
号線を介して警報器24に接続されている。ここで、コン
パレータC1〜C3にはそれぞれH,M,L（但しＨ＞Ｍ＞Ｌ）
の基準レベルが設定されており、アンプ21からの検出信
号レベルがこの基準レベルを越え又は下回ると、リレー
R1〜R3を作動させる信号を出力するようになっている。

次に上記光照射装置の作用を、第４図の参照して説明
する。第４図は光照射装置の光量モニタレベル（検出信
号レベル）と基準レベルの関係を示す図である。

まず、光源23を点灯するとその光はモニタガイド４を
介してセンサ13に送られる。そして、ここで光電変換さ
れた電気信号はアンプ21で増幅され、検出信号としてコ
ンパレータC1〜C3に与えられる。そこで、コンパレータ
C1〜C3はそれぞれの有する基準レベルM,H,Lと検出信号
レベルＳとを比較する。

ここで、時点t₁以前にはアンプ21からの検出信号レベ
ル（光量モニタレベル）Ｓは基準レベルＭとＨとの間と
なっており、従ってリレーR1,R2の出力にもとづいてコ
ントローラ22は光源23の発光量をこの状態に維持する。

次いで、時点t₁において検出信号レベルＳがコンパレ
ータC2の基準レベルＭを下回ると、リレーR2が作動して
コントローラ22は光源23の発光量を増加させる。これに
より、検出信号レベルＳが基準レベルＭ以下とならない
ように制御される。しかる後、時点t₂において検出信号
レベルＳがコンパレータC1の基準レベルＨを越えると、
リレーR1が作動してコントローラ22は光源23の発光量を
減少させる。これにより、検出信号レベルＳが基準レベ
ルＨ以上とならないように制御される。

以上のようにして、光源23の発光量はあらかじめ設定
された範囲内にあるように自動的に制御され、従って照
射対象物への光照射量も一定の範囲内に維持される。と
ころが、光源の寿命が近づいてくると発光量はしだいに
減少してくる。そして、時点t₃において検出信号レベル
Ｓが基準レベルＭ以下となっても発光量の増加制御が行
なわれても、発光量を所定範囲に維持することができな
くなる。

その結果、時点t₄において遂に検出信号レベルＳが基
準レベルＬを下回ると、コンパレータC3の出力によりリ
レーR3が作動する。そして、リレーR3の出力により警報
器24が作動され、警報が発せられることになる。従って
本実施例によれば、発光量の制御だけでなく、その寿命
や故障等をも検知することができる。

本発明に係る光照射装置は、上記実施例のものに限定
されることなく、種々の変形が可能である。

例えば、モニタガイドに導く光ファイバは光ファイバ
の束の中心のものでも周辺のものでもよく、これらを２
本以上組み合せてもよい。また、ライドガイドはフレキ
シブルな被覆でカバーされるが、その材料はいかなるも
のでもよい。

また、光パワーメーターはマイクロコンピュータ等に
よりコントローラと一体に構成することもでき、基準レ
ベルの数も３つに限定されるものではない。また、光源
は紫外線用の高圧水銀ランプに限られるものではない。

さらに、警報機の代りあるいはこれと共にライン停止
回路を設け、光量低下の検出と同時にラインを停止させ
るようにしてもよい。さらにまた、検出光量レベルに応
じてラインの速度を変えるようにしてもよく、ライン上
の照射対象物に応じて光量制御の範囲を可変にしてもよ
い。

〔発明の効果〕

以上、詳細に説明した通り、本発明に係る光照射装置
によれば、光源からライトガイドの入射端部に入射され
た光の大部分は出射端部に伝送されて照射対象物にな照
射されると共に、入射された光の一部は出射端部から離
れたモニタ光出射端部に導かれ、モニタ光出射端部から
出射される光量は光量モニタ手段によって検出され、こ
の検出信号によって光源の発光量が適切なレベルに制御
される。従って、光源からライトガイドへの入射光量
を、光源および光照射位置から離れた場所で遂次モニタ
し、これによって光源の発光量を制御するこができる効
果がある。

本発明は生産ラインを自動的に管理するのに特に適し
ている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係るライトガイトの斜視図、
第２図は実施例に係る光照射装置の斜視図、第３図は第
２図に示す光照射装置のブロック構成図、第４図は第２
図および第３図に示す光照射装置の光量モニタレベルと
基準レベルの関係の説明図である。 １……入射端部、２……出射端部、３……メインガイ
ド、４……モニタガイド、５……モニタ光出射端部、11
……光源装置、12……光パワーメーター、13……セン
サ、14……ライン、15……照射対象物、24……警報器、
C1〜C3……コンパレータ、R1〜R3……リレー、H,M,L…
…基準レベル。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光源と、複数本の光ファイバを束ねて構成
   され前記光源からの光を入射端部から入射して出射端部
   に伝送するライトガイドとを備え、前記出射端部からの
   光を照射対象物に向けて出射する光照射装置おいて、 前記光源からのモニタ光の光量を検出して検出信号を出
   力する光量モニタ手段と、 前記検出信号にもとづいて前記光源の発光量を増減させ
   る発光量制御手段とを備え、 前記ライトガイドを構成する前記複数本の光ファイバは
   前記入射端部でひとまとまりに束ねられ、前記複数本の
   光ファイバのうち少なくとも１本は前記出射端部に至る
   途中で残余の前記光ファイバと分離されてその先端は前
   記モニタ光を出射するモニタ光出射端部に導かれ、前記
   残余の光ファイバは前記出射端部でひとまとまりに束ね
   られていることを特徴とする光照射装置。
2. 【請求項２】前記発光量制御手段は前記検出信号のレベ
   ルがあらかじめ設定された第１の基準レベルを越えると
   きは前記光源の発光量を減少させるよう制御し、前記検
   出信号のレベルが前記第１の基準レベル以下の第２の基
   準レベルを越えないときは前記光源の発光量を増加させ
   るように制御し、前記検出信号のレベルが前記第２の基
   準レベルより低い第３の基準レベルを越えないときは所
   定の光量低下検知信号を出力する特許請求の範囲第１項
   記載の光照射装置。