ライトガイド及びこれを使用した光照射装置
【課題】気密容器に用いる多数の光ファイバ素線を束ねた大きな外径寸法を有する光ファイババンドルを用いたライトガイドにおいて、光ファイババンドルを貫通保持するライトガイド固定部材に高い気密性を備えたライトガイド及びこれを使用した光照射装置を提供する。
【解決手段】光ファイババンドル１２を分岐バンドル１２ａ〜１２ｍに分割し、それぞれの分岐バンドル１２ａ〜１２ｍをライトガイド固定部材１３における比較的小さい内径を有する貫通孔１３ａ〜１３ｍに挿通することで、光ファイバ素線間の空隙に均一に接着剤を充填する。
【解決手段】光ファイババンドル１２を分岐バンドル１２ａ〜１２ｍに分割し、それぞれの分岐バンドル１２ａ〜１２ｍをライトガイド固定部材１３における比較的小さい内径を有する貫通孔１３ａ〜１３ｍに挿通することで、光ファイバ素線間の空隙に均一に接着剤を充填する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気密性を要する容器に設置される、光ファイバを用いたライトガイドに関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明に係わる背景技術として、真空装置などの気密性を要する装置において、外部に配置した光源より放射される光を、光ファイバを用いて装置内部に導入するライトガイドが知られている。
【０００３】
このようなライトガイドにおいては、ライトガイドを真空装置に固定するためのライトガイド固定部材に貫通孔を設けて、この貫通孔を通して光ファイバを装置内に導入するが、この貫通孔を設けた領域には気密性を備える必要があり、このようなライトガイド固定部材に気密性を備えたライトガイドとしては、特許文献１に示すライトガイドがある。
【０００４】
特許文献１に示したライトガイド３１は、図５に示すように、被覆部材３２で覆われた光ファイバ束３３がライトガイド固定部材である円筒部材３４の軸方向に設けられている貫通孔３４ａに嵌挿され、円筒部材３４を密閉容器の密閉容器壁３５に設けられたライトガイド連通孔３５ａに挿入し固定されている。
【０００５】
円筒部材３４には、貫通孔３４ａの中央部の内周面に凹所３４ｂが形成されており、さらに、側面に凹所３４ｂに連通して該凹所３４ｂに適度な流動性および粘性を有する充填剤（例えばエポキシ系の樹脂）３６を注入するための導入ロ３４ｃが設けられている。
【０００６】
この円筒部材３４の貫通孔３４ａには、光ファイバ束３３が貫通孔３４ａ内の凹所３４ｂに位置する部分の被覆部材３２を剥離して嵌挿されている。
【０００７】
そして、円筒部材３４の導入ロ３４ｃから充填剤３６を注入して凹所３４ｂに充填する。
【０００８】
この充填剤３６は上述のように適度な流動性および粘性を有しているので、貫通孔３４ａ内の凹所３４ｂにおいて光ファイバ束３３の光フアイバ間の空隙に行渡ることになり、該光ファイバ束３３および貫通孔３４ａの内壁で形成すると考えられる空間を塞ぐことかできる。
【０００９】
このように、特許文献１に示したライトガイド３１は、光ファイバ束３３が嵌挿された貫通孔３４ａ内の凹所３４ｂに、凹所３４ｂに連通した導入ロ３４ｃより充填剤３６を注入することにより、光フアイバ間の空隙を塞いでおり、密閉容器内外の気密性を確保している。
【００１０】
特許文献２に示したライトガイド４１は、図６に示すように、複数の光ファイバ素線を束ねたその長手方向に直交する断面が概略円形である光ファイババンドル４２と、この光ファイババンドル４２を挿通させた筒状の挿通部４３ａを有する気密保持部材４３と、前記挿通部４３ａの内部における前記光ファイババンドル４２が占めていない空隙部４４に接着剤を充填して形成された気密シール部４５とを具えたライトガイドである。
【００１１】
このライトガイド４１に用いられている光ファイババンドル４２は、外径２３０μｍの光ファイバ素線を１８０本束ねたものであり、その外径寸法は３．４５ｍｍである。
【００１２】
【特許文献１】特開平４−８６７０５号公報
【特許文献２】特開２００５−６２７０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、上記した構造のライトガイドは、光ファイバ素線の本数が少なく光ファイババンドルの外径寸法が比較的小さい場合には、気密性の高い気密シール部を形成することができるが、多数の光ファイバ素線を束ねた大きな外径を有する光ファイババンドルの場合には、導入ロより貫通孔内へ注入された充填剤は、光ファイババンドルの軸方向の空隙を埋めるように移動するため、光ファイババンドルの中心付近や、導入口とは反対側の領域に対しては十分に充填されず、この結果これらの領域における光ファイバ素線間に気泡が残留し、気密シール部の気密性が低下するという問題があった。
【００１４】
本発明は、上記した問題を鑑みてなされたものであり、気密容器に用いる多数の光ファイバ素線を束ねた大きな外径寸法を有する光ファイババンドルを用いたライトガイドにおいて、光ファイババンドルを貫通保持するライトガイド固定部材に高い気密性を備えたライトガイド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】
【００１５】
上記目的を達成するため、本発明は、
（１）気密容器の内外へ連通して取り付けられる気密性を備えたライトガイドであって、複数の光ファイバ素線を束ねた光ファイババンドルと、前記光ファイババンドルを分割して挿通する複数の貫通孔を有するライトガイド固定部材と、光ファイババンドルが挿通された前記貫通孔の空所に接着剤を充填して形成される複数の気密シール部とを備えることを特徴とするライトガイド、
（２）気密容器の内外へ連通して取り付けられる気密性を備えたライトガイドであって、
複数の光ファイバ素線を束ねた光ファイババンドルと、前記光ファイババンドルを挿通する貫通孔を有するライトガイド固定部材と、前記貫通孔の内部に前記貫通孔と略同軸に収容される柱状の気密シャフトと、前記貫通孔と前記気密シャフトにより形成されるリング状の間隙部と、光ファイババンドルが挿通された前記間隙部の空所に接着剤を充填して形成される気密シール部とを備えることを特徴とするライトガイド、
（３）光を放射するランプと、該ランプより放射した光を集光する手段と、前記集光した光を気密容器内に導光するためのライトガイドを備えた光照射装置であって、前記ライトガイドが（１）または（２）に記載のライトガイドを使用したことを特徴とする光照射装置、
により構成される。
【００１６】
以上の構成によれば、気密容器に用いる光ファイババンドルを用いたライトガイドにおいて、多数の光ファイバ素線を束ねた外径寸法を有する光ファイババンドルを採用した場合であっても、光ファイババンドルを貫通保持するライトガイド固定部材に高い気密性を備えたライトガイド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】
【００１７】
以下に、本発明に係る気密性を備えたライトガイドの実施形態を、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。
【００１８】
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気密シール部の構造を示す断面図であり、ライトガイド１１を気密容器９に取り付けた状態を示している。
【００１９】
図１（ｂ）は、図１（ａ）におけるライトガイド固定部材１３のＸ−Ｘ線箇所の断面図である。
【００２０】
図１（ａ）において、ライトガイド１１は、複数の光ファイバ素線１０からなる光ファイババンドル１２、ライトガイド固定部材１３および気密シール部１４ａ〜１４ｍ（図１（ａ）では気密シール部１４ｅ〜１４ｉのみ表示）により構成されている。
【００２１】
ライトガイド固定部材１３は、ステンレス製であって、外周部にフランジ部１３１を有する外径６５ｍｍ、厚さ２０ｍｍ円盤状の形状であり、図１（ｂ）に示すように、光ファイババンドル１２を挿通するための複数の貫通孔１３ａ〜１３ｍを設けている。なお、各貫通孔１３ａ〜１３ｍの内径は、３．７ｍｍである。
【００２２】
一方、光ファイババンドル１２は、高純度石英からなる外径１９０μｍのコアと、フッ素ドープを施した石英からなる外径２００μｍのクラッド層と、紫外線硬化樹脂からなる外径２３０μｍの被覆層とにより構成される光ファイバ素線１０を２３４０本集束したものであり、上記した貫通孔１３ａ〜１３ｍに挿通するため、所定の位置で分岐バンドル１２ａ〜１２ｍ（図１（ａ）では分岐バンドル１２ｅ〜１２ｉのみ表示）に１３分割されている。
【００２３】
ここで、集束された光ファイババンドル１２の外径寸法は約１３．５ｍｍであり、１３分割されたそれぞれの分岐バンドル１２ａ〜１２ｍの外径寸法は、概ね３．４５ｍｍである。
【００２４】
また、気密シール部１４ａ〜１４ｍは、ライトガイド固定部材１３の各貫通孔１３ａ〜１３ｍへ分岐バンドル１２ａ〜１２ｍを挿通した領域に、エポキシ系真空用接着剤（本例：アネルバ：（株）スーパーバックシール）を充填することにより形成されている。
【００２５】
以下に、分岐バンドル１２ａ〜１２ｍを貫通孔１３ａ〜１３ｍへ挿通し、気密シール部を形成する手順を、図２を用いて説明する。
【００２６】
分岐バンドル１２ｉは、光ファイババンドル１２を１３分割した分岐バンドルの中の一本であり、図２に示すように、予め貫通孔１３ｉへ挿通される領域Ｂに接着剤８が均一に塗布されている。
【００２７】
接着剤８を塗布した分岐バンドル１２ｉの端部１２１ｉを、貫通孔１３ｉの一方の開口へ挿入した後、接着剤８の塗布された領域Ｂが貫通孔１３ｉの所定の位置となるよう貫通孔１３ｉの他方の開口よりＹ方向へ引き出す。
【００２８】
分岐バンドル１２ｉに塗布された接着剤８は、分岐バンドル１２ｉとともに貫通孔１３ｉへ引き込まれることにより貫通孔１３ｉへ充填されるが、このとき接着剤８は、貫通孔１３ｉの内周面より分岐バンドル１２ｉの中心軸方向への力を受け、分岐バンドル１２ｉ全体に浸透し、内部の気泡が排除された状態となる。
【００２９】
その他の分岐バンドルに対しても同様に接着剤８を均一に塗布し、上記の手順により対応する貫通孔に挿通することにより、貫通孔内部の光ファイバ素線間に接着剤が均一に充填される。
【００３０】
ライトガイド固定部材１３は、全ての貫通孔に分岐バンドルを挿通後、充填された接着剤が常温で硬化され、図１（ａ）に示す気密シール部１４ａ〜１４ｍが形成される。
【００３１】
なお、光ファイババンドル１２の図示しない両端の端部は、それぞれが集束され、接着剤により固化された後、切断研磨され、光入射端面および光出射端面を形成している。
【００３２】
上述のライトガイド１１の気密シール部１４ａ〜１４ｍに対して、図示しないヘリウムリーク測定器（東京スペクトロン（株）製スペクトロン３０００Ｅ）によりヘリウムリーク量を測定したところ、ヘリウムリーク量は、このヘリウムリーク測定器の測定限界である１×１０−１１Ｐａ・ｍ３／ｓ以下であり、ライトガイド１１の気密シール部１４ａ〜１４ｍは、高い気密性を有することを確認した。
【００３３】
以上説明したように、本実施態様のライトガイド１１における光ファイババンドル１２の集束部の外径寸法は１３．５ｍｍであり、特許文献２に示すライトガイド４１の光ファイババンドル４２の外径寸法３．４５ｍｍに対して約４倍となるが、光ファイババンドル１２を分岐バンドル１２ａ〜１２ｍに分割しその外径寸法を３．４５ｍｍとし、それぞれの分岐バンドル１２ａ〜１２ｍを貫通孔１３ａ〜１３ｍに挿通することで、光ファイバ素線間の空隙に均一に接着剤を充填することができるため、各分岐バンドル１２ａ〜１２ｍ内部の気泡が排除され、高い気密性を有する気密シール部を備えたライトガイドを得ることが出来る。
【００３４】
次に、本発明に係るライトガイドの第２の実施形態を説明する。
【００３５】
図３（ａ）は、本発明のライトガイドの、第２の実施態様における気密シール部の構造を示す断面図である。
【００３６】
ライトガイド２１は、多数の光ファイバ素線１０からなる光ファイババンドル２２、ライトガイド固定部材２３、気密シール部２４、および気密シャフト２６により構成されている。
なお、図３（ｂ）は、図３（ａ）におけるライトガイド固定部材２３と気密シャフト２６のＺ−Ｚ線箇所の断面図である。
【００３７】
ここで、光ファイババンドル２２は、第１の実施態様におけるライトガイド１１と同様の高純度石英からなる光ファイバ素線１０を、１９００本集束して構成されており、集束した部分の外径寸法は１０ｍｍである。
【００３８】
一方、ライトガイド固定部材２３は、ステンレス製であって、外周部にフランジ部２３１と、光ファイババンドル２２を挿通する内径２０ｍｍの貫通孔２３ａとを有している。
【００３９】
また、気密シャフト２６は、ステンレス製であって、外径１６ｍｍ、長さ３０ｍｍの円柱形状であり、ライトガイド固定部材２３の貫通孔２３ａの内部に、貫通孔２３ａと同軸に配置されている。
【００４０】
気密シール部２４は、光ファイババンドル２２を、上記の貫通孔２３と気密シャフト２６により形成されるリング状の間隙２７に挿通した後、光ファイババンドル２２の光ファイバ素線１０が占めていない空隙部に、接着剤８としてエポキシ系真空用接着剤（本例：アネルバ：（株）スーパーバックシール）を充填することにより形成されている。
【００４１】
なお、上記接着剤８の充填方法は、第１の実施態様におけるライトガイド１と同様に、予め光ファイババンドル２２が貫通孔２３ａに挿通される領域に対して接着剤８を均一に塗布した後、光ファイババンドル２２とともに貫通孔２３ａに引き込む方法が用いられる。
【００４２】
このような充填方法を採ることにより、光ファイババンドル２２に塗布された接着剤８は、貫通孔２３ａの内周面と気密シャフト２６の外周面２６ａによる２ｍｍのリング状の間隙２７を通過する際に、それぞれの面より力を受けることにより、バンドル全体に浸透し、内部の気泡が排除された状態となる。
【００４３】
接着剤８は、上記の手順により光ファイババンドル２２とともに貫通孔２３ａに充填された後、常温での硬化され、気密性の高い気密シール部２４を形成する。
【００４４】
なお、光ファイババンドル２２の図示しない両端の端部は、それぞれが集束され、接着剤により固化された後、切断研磨され、光入射端面および光出射端面を形成している。
【００４５】
上述のライトガイド２１の気密シール部２４に対して、第１の実施態様におけるライトガイド１１と同様に、図示しないヘリウムリーク測定器（東京スペクトロン（株）製スペクトロン３０００Ｅ）によりヘリウムリーク量を測定したところ、ヘリウムリーク量は、このヘリウムリーク測定器の測定限界である１×１０−１１Ｐａ・ｍ３／ｓ以下であり、ライトガイド２１の気密シール部２４は、高い気密性を有することを確認した。
【００４６】
以上説明したように、本実施態様のライトガイド２１における光ファイババンドル２２の集束部の外径寸法は約１０ｍｍであり、特許文献２に示すライトガイド４１の光ファイババンドル４２の外径３．４５ｍｍに対して約３倍となるが、光ファイババンドル２２をライトガイド固定部材２３内部でリング状に配列することにより、光ファイバ素線１０の積層されている領域を薄くすることができる。
【００４７】
この結果、光ファイバ素線間の空隙に均一に接着剤を充填することが可能となるため、気密シール部分の接着剤内に残留する気泡が排除され、高い気密性を有するライトガイドを得ることが出来る。
【００４８】
図４には、以上に述べた構造のライトガイドを使用した光照射装置を、気密容器へ用いた際の構成例を示している。
【００４９】
図４において、光照射装置５０は、光源ユニット５２に収容された放電ランプ５３から放射された光を、回転楕円ミラー５４によりライトガイド５１の光入射側端面に集光して入射する。
【００５０】
ライトガイド５１は、その光入射端部と光出射端部の間にライトガイド固定部材５１ａを有しており、ライトガイド固定部材５１ａは気密容器５９に設けられた開口５９ａに気密に固定されている。
【００５１】
本構成の光照射装置５０によれば、ライトガイド５１を大口径のライトガイドとすることができるため、気密容器５９の内部を十分な明るさで照明することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
以上説明したように、本発明のライトガイドは、多数の光ファイバ素線を束ねた大きな外径寸法を有する光ファイババンドルを用いた場合であっても、気密シール部における気密性を高めることが可能となるため、該ライトガイドを含む真空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気密シール部の構造を示す図である。図１（ａ）は断面を示し、図１（ｂ）は、図１（ａ）におけるライトガイド固定部材のＸ−Ｘ線箇所の断面を示す。
【図２】第１の実施態様における気密シール部の形成手順を示す図である。
【図３】本発明のライトガイドの、第２の実施態様における気密シール部の構造を示す図である。図２（ａ）は断面を示し、図２（ｂ）は、図２（ａ）におけるライトガイド固定部材のＺ−Ｚ線箇所の断面を示す。
【図４】本発明にかかるライトガイドを使用した光照射装置の構成例を示す図である。
【図５】従来のライトガイドの一例を示す断面図である。
【図６】従来のライトガイドの一例を示す図である。図６（ａ）は断面を示し、図６（ｂ）は、図６（ａ）におけるライトガイドのＡ−Ａ線箇所の断面を示す。
【符号の説明】
【００５４】
８ 接着剤
９、５９ 気密容器
１０ 光ファイバ素線
１１、２１、３１、４１、５１ ライトガイド
１２、２２、３２、４２ 光ファイババンドル
１２ａ〜１２ｍ 分岐バンドル
１３、２３、５１ａ ライトガイド固定部材
１３ａ〜１３ｍ、２３ａ 貫通孔
１４ａ〜１４ｍ、２４ 気密シール部
２６ 気密シャフト
２７ 間隙
５０ 光照射装置
５２ 光源ユニット
５３ 放電ランプ
５４ 回転楕円ミラー
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気密性を要する容器に設置される、光ファイバを用いたライトガイドに関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明に係わる背景技術として、真空装置などの気密性を要する装置において、外部に配置した光源より放射される光を、光ファイバを用いて装置内部に導入するライトガイドが知られている。
【０００３】
このようなライトガイドにおいては、ライトガイドを真空装置に固定するためのライトガイド固定部材に貫通孔を設けて、この貫通孔を通して光ファイバを装置内に導入するが、この貫通孔を設けた領域には気密性を備える必要があり、このようなライトガイド固定部材に気密性を備えたライトガイドとしては、特許文献１に示すライトガイドがある。
【０００４】
特許文献１に示したライトガイド３１は、図５に示すように、被覆部材３２で覆われた光ファイバ束３３がライトガイド固定部材である円筒部材３４の軸方向に設けられている貫通孔３４ａに嵌挿され、円筒部材３４を密閉容器の密閉容器壁３５に設けられたライトガイド連通孔３５ａに挿入し固定されている。
【０００５】
円筒部材３４には、貫通孔３４ａの中央部の内周面に凹所３４ｂが形成されており、さらに、側面に凹所３４ｂに連通して該凹所３４ｂに適度な流動性および粘性を有する充填剤（例えばエポキシ系の樹脂）３６を注入するための導入ロ３４ｃが設けられている。
【０００６】
この円筒部材３４の貫通孔３４ａには、光ファイバ束３３が貫通孔３４ａ内の凹所３４ｂに位置する部分の被覆部材３２を剥離して嵌挿されている。
【０００７】
そして、円筒部材３４の導入ロ３４ｃから充填剤３６を注入して凹所３４ｂに充填する。
【０００８】
この充填剤３６は上述のように適度な流動性および粘性を有しているので、貫通孔３４ａ内の凹所３４ｂにおいて光ファイバ束３３の光フアイバ間の空隙に行渡ることになり、該光ファイバ束３３および貫通孔３４ａの内壁で形成すると考えられる空間を塞ぐことかできる。
【０００９】
このように、特許文献１に示したライトガイド３１は、光ファイバ束３３が嵌挿された貫通孔３４ａ内の凹所３４ｂに、凹所３４ｂに連通した導入ロ３４ｃより充填剤３６を注入することにより、光フアイバ間の空隙を塞いでおり、密閉容器内外の気密性を確保している。
【００１０】
特許文献２に示したライトガイド４１は、図６に示すように、複数の光ファイバ素線を束ねたその長手方向に直交する断面が概略円形である光ファイババンドル４２と、この光ファイババンドル４２を挿通させた筒状の挿通部４３ａを有する気密保持部材４３と、前記挿通部４３ａの内部における前記光ファイババンドル４２が占めていない空隙部４４に接着剤を充填して形成された気密シール部４５とを具えたライトガイドである。
【００１１】
このライトガイド４１に用いられている光ファイババンドル４２は、外径２３０μｍの光ファイバ素線を１８０本束ねたものであり、その外径寸法は３．４５ｍｍである。
【００１２】
【特許文献１】特開平４−８６７０５号公報
【特許文献２】特開２００５−６２７０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、上記した構造のライトガイドは、光ファイバ素線の本数が少なく光ファイババンドルの外径寸法が比較的小さい場合には、気密性の高い気密シール部を形成することができるが、多数の光ファイバ素線を束ねた大きな外径を有する光ファイババンドルの場合には、導入ロより貫通孔内へ注入された充填剤は、光ファイババンドルの軸方向の空隙を埋めるように移動するため、光ファイババンドルの中心付近や、導入口とは反対側の領域に対しては十分に充填されず、この結果これらの領域における光ファイバ素線間に気泡が残留し、気密シール部の気密性が低下するという問題があった。
【００１４】
本発明は、上記した問題を鑑みてなされたものであり、気密容器に用いる多数の光ファイバ素線を束ねた大きな外径寸法を有する光ファイババンドルを用いたライトガイドにおいて、光ファイババンドルを貫通保持するライトガイド固定部材に高い気密性を備えたライトガイド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】
【００１５】
上記目的を達成するため、本発明は、
（１）気密容器の内外へ連通して取り付けられる気密性を備えたライトガイドであって、複数の光ファイバ素線を束ねた光ファイババンドルと、前記光ファイババンドルを分割して挿通する複数の貫通孔を有するライトガイド固定部材と、光ファイババンドルが挿通された前記貫通孔の空所に接着剤を充填して形成される複数の気密シール部とを備えることを特徴とするライトガイド、
（２）気密容器の内外へ連通して取り付けられる気密性を備えたライトガイドであって、
複数の光ファイバ素線を束ねた光ファイババンドルと、前記光ファイババンドルを挿通する貫通孔を有するライトガイド固定部材と、前記貫通孔の内部に前記貫通孔と略同軸に収容される柱状の気密シャフトと、前記貫通孔と前記気密シャフトにより形成されるリング状の間隙部と、光ファイババンドルが挿通された前記間隙部の空所に接着剤を充填して形成される気密シール部とを備えることを特徴とするライトガイド、
（３）光を放射するランプと、該ランプより放射した光を集光する手段と、前記集光した光を気密容器内に導光するためのライトガイドを備えた光照射装置であって、前記ライトガイドが（１）または（２）に記載のライトガイドを使用したことを特徴とする光照射装置、
により構成される。
【００１６】
以上の構成によれば、気密容器に用いる光ファイババンドルを用いたライトガイドにおいて、多数の光ファイバ素線を束ねた外径寸法を有する光ファイババンドルを採用した場合であっても、光ファイババンドルを貫通保持するライトガイド固定部材に高い気密性を備えたライトガイド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】
【００１７】
以下に、本発明に係る気密性を備えたライトガイドの実施形態を、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。
【００１８】
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気密シール部の構造を示す断面図であり、ライトガイド１１を気密容器９に取り付けた状態を示している。
【００１９】
図１（ｂ）は、図１（ａ）におけるライトガイド固定部材１３のＸ−Ｘ線箇所の断面図である。
【００２０】
図１（ａ）において、ライトガイド１１は、複数の光ファイバ素線１０からなる光ファイババンドル１２、ライトガイド固定部材１３および気密シール部１４ａ〜１４ｍ（図１（ａ）では気密シール部１４ｅ〜１４ｉのみ表示）により構成されている。
【００２１】
ライトガイド固定部材１３は、ステンレス製であって、外周部にフランジ部１３１を有する外径６５ｍｍ、厚さ２０ｍｍ円盤状の形状であり、図１（ｂ）に示すように、光ファイババンドル１２を挿通するための複数の貫通孔１３ａ〜１３ｍを設けている。なお、各貫通孔１３ａ〜１３ｍの内径は、３．７ｍｍである。
【００２２】
一方、光ファイババンドル１２は、高純度石英からなる外径１９０μｍのコアと、フッ素ドープを施した石英からなる外径２００μｍのクラッド層と、紫外線硬化樹脂からなる外径２３０μｍの被覆層とにより構成される光ファイバ素線１０を２３４０本集束したものであり、上記した貫通孔１３ａ〜１３ｍに挿通するため、所定の位置で分岐バンドル１２ａ〜１２ｍ（図１（ａ）では分岐バンドル１２ｅ〜１２ｉのみ表示）に１３分割されている。
【００２３】
ここで、集束された光ファイババンドル１２の外径寸法は約１３．５ｍｍであり、１３分割されたそれぞれの分岐バンドル１２ａ〜１２ｍの外径寸法は、概ね３．４５ｍｍである。
【００２４】
また、気密シール部１４ａ〜１４ｍは、ライトガイド固定部材１３の各貫通孔１３ａ〜１３ｍへ分岐バンドル１２ａ〜１２ｍを挿通した領域に、エポキシ系真空用接着剤（本例：アネルバ：（株）スーパーバックシール）を充填することにより形成されている。
【００２５】
以下に、分岐バンドル１２ａ〜１２ｍを貫通孔１３ａ〜１３ｍへ挿通し、気密シール部を形成する手順を、図２を用いて説明する。
【００２６】
分岐バンドル１２ｉは、光ファイババンドル１２を１３分割した分岐バンドルの中の一本であり、図２に示すように、予め貫通孔１３ｉへ挿通される領域Ｂに接着剤８が均一に塗布されている。
【００２７】
接着剤８を塗布した分岐バンドル１２ｉの端部１２１ｉを、貫通孔１３ｉの一方の開口へ挿入した後、接着剤８の塗布された領域Ｂが貫通孔１３ｉの所定の位置となるよう貫通孔１３ｉの他方の開口よりＹ方向へ引き出す。
【００２８】
分岐バンドル１２ｉに塗布された接着剤８は、分岐バンドル１２ｉとともに貫通孔１３ｉへ引き込まれることにより貫通孔１３ｉへ充填されるが、このとき接着剤８は、貫通孔１３ｉの内周面より分岐バンドル１２ｉの中心軸方向への力を受け、分岐バンドル１２ｉ全体に浸透し、内部の気泡が排除された状態となる。
【００２９】
その他の分岐バンドルに対しても同様に接着剤８を均一に塗布し、上記の手順により対応する貫通孔に挿通することにより、貫通孔内部の光ファイバ素線間に接着剤が均一に充填される。
【００３０】
ライトガイド固定部材１３は、全ての貫通孔に分岐バンドルを挿通後、充填された接着剤が常温で硬化され、図１（ａ）に示す気密シール部１４ａ〜１４ｍが形成される。
【００３１】
なお、光ファイババンドル１２の図示しない両端の端部は、それぞれが集束され、接着剤により固化された後、切断研磨され、光入射端面および光出射端面を形成している。
【００３２】
上述のライトガイド１１の気密シール部１４ａ〜１４ｍに対して、図示しないヘリウムリーク測定器（東京スペクトロン（株）製スペクトロン３０００Ｅ）によりヘリウムリーク量を測定したところ、ヘリウムリーク量は、このヘリウムリーク測定器の測定限界である１×１０−１１Ｐａ・ｍ３／ｓ以下であり、ライトガイド１１の気密シール部１４ａ〜１４ｍは、高い気密性を有することを確認した。
【００３３】
以上説明したように、本実施態様のライトガイド１１における光ファイババンドル１２の集束部の外径寸法は１３．５ｍｍであり、特許文献２に示すライトガイド４１の光ファイババンドル４２の外径寸法３．４５ｍｍに対して約４倍となるが、光ファイババンドル１２を分岐バンドル１２ａ〜１２ｍに分割しその外径寸法を３．４５ｍｍとし、それぞれの分岐バンドル１２ａ〜１２ｍを貫通孔１３ａ〜１３ｍに挿通することで、光ファイバ素線間の空隙に均一に接着剤を充填することができるため、各分岐バンドル１２ａ〜１２ｍ内部の気泡が排除され、高い気密性を有する気密シール部を備えたライトガイドを得ることが出来る。
【００３４】
次に、本発明に係るライトガイドの第２の実施形態を説明する。
【００３５】
図３（ａ）は、本発明のライトガイドの、第２の実施態様における気密シール部の構造を示す断面図である。
【００３６】
ライトガイド２１は、多数の光ファイバ素線１０からなる光ファイババンドル２２、ライトガイド固定部材２３、気密シール部２４、および気密シャフト２６により構成されている。
なお、図３（ｂ）は、図３（ａ）におけるライトガイド固定部材２３と気密シャフト２６のＺ−Ｚ線箇所の断面図である。
【００３７】
ここで、光ファイババンドル２２は、第１の実施態様におけるライトガイド１１と同様の高純度石英からなる光ファイバ素線１０を、１９００本集束して構成されており、集束した部分の外径寸法は１０ｍｍである。
【００３８】
一方、ライトガイド固定部材２３は、ステンレス製であって、外周部にフランジ部２３１と、光ファイババンドル２２を挿通する内径２０ｍｍの貫通孔２３ａとを有している。
【００３９】
また、気密シャフト２６は、ステンレス製であって、外径１６ｍｍ、長さ３０ｍｍの円柱形状であり、ライトガイド固定部材２３の貫通孔２３ａの内部に、貫通孔２３ａと同軸に配置されている。
【００４０】
気密シール部２４は、光ファイババンドル２２を、上記の貫通孔２３と気密シャフト２６により形成されるリング状の間隙２７に挿通した後、光ファイババンドル２２の光ファイバ素線１０が占めていない空隙部に、接着剤８としてエポキシ系真空用接着剤（本例：アネルバ：（株）スーパーバックシール）を充填することにより形成されている。
【００４１】
なお、上記接着剤８の充填方法は、第１の実施態様におけるライトガイド１と同様に、予め光ファイババンドル２２が貫通孔２３ａに挿通される領域に対して接着剤８を均一に塗布した後、光ファイババンドル２２とともに貫通孔２３ａに引き込む方法が用いられる。
【００４２】
このような充填方法を採ることにより、光ファイババンドル２２に塗布された接着剤８は、貫通孔２３ａの内周面と気密シャフト２６の外周面２６ａによる２ｍｍのリング状の間隙２７を通過する際に、それぞれの面より力を受けることにより、バンドル全体に浸透し、内部の気泡が排除された状態となる。
【００４３】
接着剤８は、上記の手順により光ファイババンドル２２とともに貫通孔２３ａに充填された後、常温での硬化され、気密性の高い気密シール部２４を形成する。
【００４４】
なお、光ファイババンドル２２の図示しない両端の端部は、それぞれが集束され、接着剤により固化された後、切断研磨され、光入射端面および光出射端面を形成している。
【００４５】
上述のライトガイド２１の気密シール部２４に対して、第１の実施態様におけるライトガイド１１と同様に、図示しないヘリウムリーク測定器（東京スペクトロン（株）製スペクトロン３０００Ｅ）によりヘリウムリーク量を測定したところ、ヘリウムリーク量は、このヘリウムリーク測定器の測定限界である１×１０−１１Ｐａ・ｍ３／ｓ以下であり、ライトガイド２１の気密シール部２４は、高い気密性を有することを確認した。
【００４６】
以上説明したように、本実施態様のライトガイド２１における光ファイババンドル２２の集束部の外径寸法は約１０ｍｍであり、特許文献２に示すライトガイド４１の光ファイババンドル４２の外径３．４５ｍｍに対して約３倍となるが、光ファイババンドル２２をライトガイド固定部材２３内部でリング状に配列することにより、光ファイバ素線１０の積層されている領域を薄くすることができる。
【００４７】
この結果、光ファイバ素線間の空隙に均一に接着剤を充填することが可能となるため、気密シール部分の接着剤内に残留する気泡が排除され、高い気密性を有するライトガイドを得ることが出来る。
【００４８】
図４には、以上に述べた構造のライトガイドを使用した光照射装置を、気密容器へ用いた際の構成例を示している。
【００４９】
図４において、光照射装置５０は、光源ユニット５２に収容された放電ランプ５３から放射された光を、回転楕円ミラー５４によりライトガイド５１の光入射側端面に集光して入射する。
【００５０】
ライトガイド５１は、その光入射端部と光出射端部の間にライトガイド固定部材５１ａを有しており、ライトガイド固定部材５１ａは気密容器５９に設けられた開口５９ａに気密に固定されている。
【００５１】
本構成の光照射装置５０によれば、ライトガイド５１を大口径のライトガイドとすることができるため、気密容器５９の内部を十分な明るさで照明することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
以上説明したように、本発明のライトガイドは、多数の光ファイバ素線を束ねた大きな外径寸法を有する光ファイババンドルを用いた場合であっても、気密シール部における気密性を高めることが可能となるため、該ライトガイドを含む真空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気密シール部の構造を示す図である。図１（ａ）は断面を示し、図１（ｂ）は、図１（ａ）におけるライトガイド固定部材のＸ−Ｘ線箇所の断面を示す。
【図２】第１の実施態様における気密シール部の形成手順を示す図である。
【図３】本発明のライトガイドの、第２の実施態様における気密シール部の構造を示す図である。図２（ａ）は断面を示し、図２（ｂ）は、図２（ａ）におけるライトガイド固定部材のＺ−Ｚ線箇所の断面を示す。
【図４】本発明にかかるライトガイドを使用した光照射装置の構成例を示す図である。
【図５】従来のライトガイドの一例を示す断面図である。
【図６】従来のライトガイドの一例を示す図である。図６（ａ）は断面を示し、図６（ｂ）は、図６（ａ）におけるライトガイドのＡ−Ａ線箇所の断面を示す。
【符号の説明】
【００５４】
８ 接着剤
９、５９ 気密容器
１０ 光ファイバ素線
１１、２１、３１、４１、５１ ライトガイド
１２、２２、３２、４２ 光ファイババンドル
１２ａ〜１２ｍ 分岐バンドル
１３、２３、５１ａ ライトガイド固定部材
１３ａ〜１３ｍ、２３ａ 貫通孔
１４ａ〜１４ｍ、２４ 気密シール部
２６ 気密シャフト
２７ 間隙
５０ 光照射装置
５２ 光源ユニット
５３ 放電ランプ
５４ 回転楕円ミラー
【特許請求の範囲】
【請求項１】
気密容器の内外へ連通して取り付けられる気密性を備えたライトガイドであって、
複数の光ファイバ素線を束ねた光ファイババンドルと、
前記光ファイババンドルを分割して挿通する複数の貫通孔を有するライトガイド固定部材と、
光ファイババンドルが挿通された前記複数の貫通孔の空所にそれぞれ接着剤が充填され形成される複数の気密シール部と
を備えることを特徴とするライトガイド。
【請求項２】
気密容器の内外へ連通して取り付けられる気密性を備えたライトガイドであって、
複数の光ファイバ素線を束ねた光ファイババンドルと、
前記光ファイババンドルを挿通する貫通孔を有するライトガイド固定部材と、
前記貫通孔の内部に前記貫通孔と同軸に収容される柱状の気密シャフトと、
前記貫通孔と前記気密シャフトにより形成されるリング状の間隙部と、
光ファイババンドルが挿通された前記間隙部の空所に接着剤が充填され形成される気密シール部と
を備えることを特徴とするライトガイド。
【請求項３】
光を放射するランプと、該ランプより放射した光を集光する手段と、前記集光した光を気密容器内に導光するためのライトガイドを備えた光照射装置であって、前記ライトガイドが請求項１または請求項２に記載のライトガイドを使用したことを特徴とする光照射装置。
【請求項１】
気密容器の内外へ連通して取り付けられる気密性を備えたライトガイドであって、
複数の光ファイバ素線を束ねた光ファイババンドルと、
前記光ファイババンドルを分割して挿通する複数の貫通孔を有するライトガイド固定部材と、
光ファイババンドルが挿通された前記複数の貫通孔の空所にそれぞれ接着剤が充填され形成される複数の気密シール部と
を備えることを特徴とするライトガイド。
【請求項２】
気密容器の内外へ連通して取り付けられる気密性を備えたライトガイドであって、
複数の光ファイバ素線を束ねた光ファイババンドルと、
前記光ファイババンドルを挿通する貫通孔を有するライトガイド固定部材と、
前記貫通孔の内部に前記貫通孔と同軸に収容される柱状の気密シャフトと、
前記貫通孔と前記気密シャフトにより形成されるリング状の間隙部と、
光ファイババンドルが挿通された前記間隙部の空所に接着剤が充填され形成される気密シール部と
を備えることを特徴とするライトガイド。
【請求項３】
光を放射するランプと、該ランプより放射した光を集光する手段と、前記集光した光を気密容器内に導光するためのライトガイドを備えた光照射装置であって、前記ライトガイドが請求項１または請求項２に記載のライトガイドを使用したことを特徴とする光照射装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００７−２７２１４７（Ｐ２００７−２７２１４７Ａ）
【公開日】平成１９年１０月１８日（２００７．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１００９６９（Ｐ２００６−１００９６９）
【出願日】平成１８年３月３１日（２００６．３．３１）
【出願人】（５９２０３２４３０）ＨＯＹＡ ＣＡＮＤＥＯ ＯＰＴＲＯＮＩＣＳ株式会社 (44)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１０月１８日（２００７．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年３月３１日（２００６．３．３１）
【出願人】（５９２０３２４３０）ＨＯＹＡ ＣＡＮＤＥＯ ＯＰＴＲＯＮＩＣＳ株式会社 (44)
【Ｆターム（参考）】
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