JP2003337286A - 照明装置及び照明方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光源から発せられた光を的確に照射すること
ができるとともに、照射する対象物の形状や光沢等の属
性による影響を低減して照射することができる照明装置
及び照明方法を提供する。 【解決手段】 フライアイレンズとコレクタレンズとか
ら定まる倍率に発光領域の面積を乗じた値が、複数の出
射面の各々の面積よりも小さくなるように、ＬＥＤとコ
レクタレンズとフライアイレンズとを位置付ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、互いに離隔した位
置に設けられかつ複数の発光部を有するＬＥＤを光源と
して、照度の分布や入射角度のばらつきを低減した照明
装置及び照明方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従前において、照度ムラを低減した照明
方法として、ケーラ照明と称される照明方法が知られて
いる。

【０００３】このケーラ照明方法は、光源と、１つのコ
レクタレンズと、２つのリレーレンズとからなる光学系
を用いるものである。コレクタレンズの前側焦点位置に
光源を位置付けて光源から光を発する。コレクタレンズ
の後側焦点位置には視野絞り面が設定され、この視野絞
り面は、光源から発せられた光が均一に拡散されること
により照度ムラが最も少なくなる位置となる。

【０００４】更に、コレクタレンズの後側焦点位置が、
前側焦点位置となるように第１のリレーレンズを位置付
け、この第１のリレーレンズの後側焦点位置に開口絞り
を設定する。この開口絞り面においては、照度ムラの大
きな光源像が結像することとなる。さらに、第１のリレ
ーレンズの後側焦点位置が、前側焦点位置となるように
第２のリレーレンズを位置付け、この第２のリレーレン
ズの後側焦点位置を視野面とする。上述した第１のリレ
ーレンズと第２のリレーレンズとにより、視野絞りは、
視野面に結像することとなる。

【０００５】上述した視野絞りと視野面とは、共役の関
係にあるが故に、視野絞りを小さくしたときには、視野
面における小さい領域に光を照射することとなる。これ
により、視野絞りは、視野面における照射の領域の大き
さを定めることができるのである。

【０００６】また、光源は、コレクタレンズと第１のリ
レーレンズとにより、開口絞り面において結像すること
となる。この開口絞り面においては、光源が結像するが
故に、照度のムラが最も大きくなる位置となる。この開
口絞りを小さくしたときには、視野面に照射される光の
角度を小さくすることができるのである。これにより、
開口絞りは、視野面に照射される光の角度を定めること
ができるのである。

【０００７】一方、近年においては、発光強度の安定性
や取り扱いの容易さの観点から、複数の発光部を有する
発光ダイオード（以下、ＬＥＤと称する。）を光源とし
て用いる場合もある。この発光ダイオードは、複数の発
光部、例えば赤色と緑色と青色との各々の色を別個に発
光する発光部を別個に制御することができるものであ
る。このため、発光部の各々の輝度等の光量あるいは側
光量を別個に調節することができるため、発光部の全て
を同時に駆動したときに発光部の各々から発せられる光
を重畳して得られる白色光の色調整等の種々の調整を極
めて容易になすことができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た如きケーラ照明を用いた場合であっても、光の照射領
域の中央部は明るく照射され、照射領域の端部は暗く照
射される傾向は依然として残り、均一な明るさで照射す
ることが困難であった。

【０００９】また、光源として複数の発光部を有するＬ
ＥＤを用いた場合には、発光部の各々が別個に独立して
設けられているが故に、発光部同士を互いに近接して設
けたとしても赤色や緑色や青色の光は異なる位置から発
せられることとなり、照射面においては、赤色の入射角
度と、緑色の入射角度と、青色の入射角度とが全て異な
ることとなる。このため、ＬＥＤから発せられた光を凹
凸のある物体に照射したときには、凹凸により異なる色
の影が生じることとなる。例えば、凸面の一方の側には
赤色の影が生じ、凸面の他方の側には青色の影が生じる
という現象が起こることとなる。

【００１０】さらに、赤色や緑色や青色の光は異なる位
置から発せられたときに、光沢のある面にこれらの光が
照射された場合には、照射された領域の中央部は緑色が
強調されて視認され、照射された領域の一方の側では赤
色が強調されて視認され、照射された領域の他方の側で
は青色が強調されて視認されるという現象も起こり得
る。

【００１１】本発明は、上述した如き課題に鑑みてなさ
れたものであり、光源から発せられた光を的確に照射す
ることができるとともに、照射する対象物の形状や光沢
等の属性による影響を低減して照射することができる照
明装置及び照明方法を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】以上のような目的を達成
するために、本発明においては、レンズ系にコレクタレ
ンズと、フライアイレンズと、を含み、かつ、フライア
イレンズとコレクタレンズとから定まる倍率に発光領域
の面積を乗じた値が、複数の出射面の各々の面積よりも
小さくなるように、ＬＥＤとコレクタレンズとフライア
イレンズとを位置付けることを特徴とする。また、本発
明においては、レンズ系に第１のコレクタレンズ及び第
２のコレクタレンズとロッドレンズと含み、かつ、第１
のコレクタレンズと第２のコレクタレンズとから定まる
倍率に発光領域の面積を乗じた値が、入射面の面積より
も小さくなるように、ＬＥＤと第１のコレクタレンズと
第２のコレクタレンズとを位置付けることを特徴とす
る。

【００１３】より具体的には、本発明は以下の如き照明
装置及び照明方法を提供する。 （１） 互いに離隔した位置に設けられかつ赤色と緑色
と青色との各々の光を別個に発する複数の発光部を、発
光領域として有するＬＥＤと、前記ＬＥＤから発せられ
た光の光路を制御するレンズ系と、を含む照明装置であ
って、前記レンズ系は、前記ＬＥＤから発せられた光を
所定の領域に集光するコレクタレンズと、複数の入射面
と前記複数の入射面の各々に各々が対応する複数の出射
面とを有しかつ前記複数の入射面の全面に前記所定の領
域が含まれるように設けられたフライアイレンズと、を
含み、かつ前記ＬＥＤと前記コレクタレンズと前記フラ
イアイレンズとは、前記フライアイレンズと前記コレク
タレンズとから定まる倍率に前記発光領域の面積を乗じ
た値が、前記複数の出射面の各々の面積よりも小さくな
る関係を満たす位置に位置付けられていることを特徴と
する照明装置。

【００１４】（２） 互いに離隔した位置に設けられか
つ赤色と緑色と青色との各々の光を別個に発する複数の
発光部を、発光領域として有するＬＥＤから発せられた
光の光路を制御する照明方法であって、前記ＬＥＤから
発せられた光をコレクタレンズによって所定の領域に集
光し、複数の入射面と前記複数の入射面の各々に各々が
対応する複数の出射面とを有しかつ前記複数の入射面の
全面に前記所定の領域が含まれるように設けられたフラ
イアイレンズによって前記所定の領域に集光された光を
前記出射面から出射し、かつ前記ＬＥＤと前記コレクタ
レンズと前記フライアイレンズとは、前記フライアイレ
ンズと前記コレクタレンズとから定まる倍率に前記発光
領域の面積を乗じた値が、前記複数の出射面の各々の面
積よりも小さくなる関係を満たす位置に位置付けられて
いることを特徴とする照明方法。

【００１５】上述した（１）又は（２）の発明によれ
ば、「前記ＬＥＤと前記コレクタレンズと前記フライア
イレンズとは、前記フライアイレンズと前記コレクタレ
ンズとから定まる倍率に前記発光領域の面積を乗じた値
が、前記複数の出射面の各々の面積よりも小さくなる関
係を満たす位置に位置付けられている」ので、フライア
イレンズを構成する全てのレンズの出射面の各々にＬＥ
Ｄの発光部を結像してから出射することとなるので、Ｌ
ＥＤから発せられた光の一様性を高めて的確に対象物に
照射することができる。また、照射すべき対象物におい
て複数の発光部から発せられた光の入射角度について均
等に入射させることとなるので、照射する対象物の形状
や光沢等の属性による影響を低減して照射することがで
きる。

【００１６】更に、複数のフライアイレンズの入射面が
１つのコンデンサーレンズによって照射面に結像するよ
うした場合には、照射面における一様性をより高めるこ
とができるとともに、フライアイレンズを構成する全て
のレンズの出射面の各々に結像されたＬＥＤの発光部の
像から全体の光束を作り出して照射面を照明することが
できる。

【００１７】（３） 互いに離隔した位置に設けられか
つ赤色と緑色と青色との各々の光を別個に発する複数の
発光部を、発光領域として有するＬＥＤと、前記ＬＥＤ
から発せられた光の光路を制御するレンズ系と、を含む
照明装置であって、前記レンズ系は、前記ＬＥＤから発
せられた光を所定の領域に集光する第１のコレクタレン
ズ及び第２のコレクタレンズと、入射面と出射面と側面
とを有し、かつ前記入射面から入射した光を前記出射面
に至るまでに前記側面において反射し得、かつ長尺な柱
状のロッドレンズと、を含み、かつ、前記ＬＥＤと前記
第１のコレクタレンズと前記第２のコレクタレンズと
は、前記第１のコレクタレンズと前記第２のコレクタレ
ンズとから定まる倍率に前記発光領域の面積を乗じた値
が、前記入射面の面積よりも小さくなる関係を満たす位
置に位置付けられていることを特徴とする照明装置。

【００１８】（４） 互いに離隔した位置に設けられか
つ赤色と緑色と青色との各々の光を別個に発する複数の
発光部を、発光領域として有するＬＥＤと、前記ＬＥＤ
から発せられた光の光路を制御するレンズ系と、を含む
照明方法であって、前記ＬＥＤから発せられた光を第１
のコレクタレンズ及び第２のコレクタレンズとにより所
定の領域に集光し、入射面と出射面と側面とを有しかつ
長尺な柱状のロッドレンズにより、前記入射面から入射
した光を前記側面において反射せしめつつ前記出射面に
至らしめ、かつ、前記ＬＥＤと前記第１のコレクタレン
ズと前記第２のコレクタレンズとは、前記第１のコレク
タレンズと前記第２のコレクタレンズとから定まる倍率
に前記発光領域の面積を乗じた値が、前記入射面の面積
よりも小さくなる関係を満たす位置に位置付けられてい
ることを特徴とする照明方法。

【００１９】上述した（３）又は（４）の発明によれ
ば、「前記ＬＥＤと前記第１のコレクタレンズと前記第
２のコレクタレンズとは、前記第１のコレクタレンズと
前記第２のコレクタレンズとから定まる倍率に前記発光
領域の面積を乗じた値が、前記入射面の面積よりも小さ
くなる関係を満たす位置に位置付けられている」ので、
ロッドレンズに入射した光は、ロッドレンズ内で反射を
繰り返して出射面に至るので、ロッドレンズの出射面に
おいては入射した光が重畳し合うこととなり、ロッドレ
ンズ出射面からは一様性の高い光が出射されることとな
るので、ＬＥＤから発せられた光の一様性を高めて的確
に対象物に照射することができる。

【００２０】また、ロッドレンズ出射面をフィールドレ
ンズとコンデンサーレンズにより照射面に結像する構成
とした場合にには、より一様性の高い光を照射面に照射
することが可能となる。

【００２１】尚、上述した（１）〜（４）の発明におい
ては、「赤色と緑色と青色との各々の光を別個に発する
複数の発光部を、発光領域として有するＬＥＤ」を用い
る場合を示したが、「異なる色の光を別個に発する３つ
以上の発光部を、発光領域として有するＬＥＤ」を用い
ることととしてもよい。

【００２２】例えば、４つ以上の発光部を発光領域とし
たＬＥＤを用いることとしてもよい。具体的には、赤色
と緑色の中間波長帯である黄色の光を発するＬＥＤを別
個に加え、赤色と緑色と青色と黄色との光を発する４つ
の発光部を発光領域とすることとしてもよい。このよう
な構成にすることで色分解能を高めることができるので
ある。

【００２３】さらに、青色よりも短い波長の紫色の光を
発するＬＥＤをも加え、発光領域に５つの発光部を設け
ることとしてもよい。このようにすることで、色分解能
を高めることのみならず色分解波長帯域を広げることも
できるのである。

【００２４】また、上述した（１）〜（４）の発明で
は、３つの発光部として赤色と緑色と青色との各々の光
を発するＬＥＤを用いる場合を示したが、赤色と緑色と
青色との組合せだけでなくその他の色を組み合わせるこ
ととしてもよい。このようにすることで、所望とする帯
域内での色分解能を高めることができるのである。例え
ば、赤色と黄色と黄緑色との各々の光を別個に発する３
つの発光部を発光領域としたＬＥＤを用いた場合には、
銅板や金メッキ等の黄色に近い色の対象物に光を照射し
て検査する際における色分解能を高めることができ、対
象物を的確に検査することができるのである。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施例について
図面に基づいて説明する。 （第１の実施形態）図１及び図２に、本発明の第一実施
例による照明装置の概略を示す図を示す。

【００２６】光源である発光ダイオード（以下、ＬＥＤ
と称する。）１０は、コレクタレンズ２０の前側焦点の
位置に設けられている。このＬＥＤ１０は、図３に示す
如く、複数の発光部、例えば、赤色の光を発光する発光
部１２ａと、緑色の光を発光する発光部１２ｂと、青色
の光を発光する発光部１２ｃと、を有する。

【００２７】後述する如く、発光部１２ａ、１２ｂ及び
１２ｃの各々は、独立に駆動可能である。各々の発光部
を単独に駆動したときには、その各々に対応する単色の
光が発せられる。また、発光部を同時に駆動したときに
は、赤色の光と緑色の光と青色の光とが各々の発光部か
ら発せられ、これらの光が互いに重畳し合うことによ
り、白色の光としてＬＥＤ１０から発光されることとな
る。

【００２８】尚、図１及び図２においては、発光部１２
ａから発せられる赤色の光の光路を実線で示し、発光部
１２ｂから発せられる緑色の光の光路は破線で示し、発
光部１２ｃから発せられる青色の光の光路を一点鎖線で
示した。

【００２９】コレクターレンズ２０の後側焦点の位置に
は、フライアイレンズ３０の入射面３２が位置付けられ
るようにフライアイレンズ３０が設けられている。フラ
イアイレンズ３０は、複数の長尺なレンズからなり、複
数の入射面３２と、これらの複数の入射面の各々に対応
する複数の出射面３６と、を有することとなる。

【００３０】ＬＥＤ１０と、コレクターレンズ２０と、
フライアイレンズ３０とを、上述したように位置付ける
ことにより、発光部１２ａから発せられた赤色の光と、
発光部１２ｂから発せられた緑色の光と、発光部１２ｃ
から発せられた青色の光と、は、図１に示す如く、フラ
イアイレンズ３０の入射面３２における点３４ｋ、３４
ｌ及び３４ｍにおいて集光することとなる。また、図２
に示す場合には、発光部１２ａ、１２ｂ及び１２ｃから
発せられた光は、フライアイレンズ３０の入射面３２に
おける点３４ｋ′、３４ｌ′及び３４ｍ′において集光
することとなる。

【００３１】上述した如き構成とすることにより、フラ
イアイレンズ３０の入射面３２におけるあらゆる点にお
いて、発光部１２ａ、１２ｂ及び１２ｃから発せられた
光を集光することできる。このため、ＬＥＤ１０から発
せられる光の強度分布が一様であるときには、フライア
イレンズ３０の入射面３２のおける照度の分布を一様に
することができるのである。

【００３２】また、フライアイレンズ３０の後側焦点
は、フライアイレンズ３０の出射面３６となるようにな
されている。このため、図１に示す如く、出射面３６に
おいては、コレクターレンズ２０とフライアイレンズ３
０とにより、出射点３８ｋａ、３８ｋｂ及び３８ｋｃ、
３８ｌａ、３８ｌｂ及び３８ｌｃ、並びに３８ｍａ、３
８ｍｂ及び３８ｍｃのように光源像が結像することとな
る。

【００３３】さらに、図２に示す如く、出射面３６にお
いては、コレクターレンズ２０とフライアイレンズ３０
とにより、出射点３８ｋａ′、３８ｋｂ′及び３８ｋ
ｃ′、３８ｌａ′、３８ｌｂ′及び３８ｌｃ′、並びに
３８ｍａ′、３８ｍｂ′及び３８ｍｃ′のように光源像
が結像することとなる。

【００３４】コンデンサーレンズ４０は、コンデンサー
レンズ４０の前側焦点の位置がフライアイレンズ３０の
出射面３６の位置となるように位置付けられている。フ
ライアイレンズ３０とコンデンサーレンズ４０とによ
り、コンデンサーレンズ４０の後側焦点の位置は、フラ
イアイレンズ３０の入射面３２が重複して結像する照射
面５０となる。これにより、照射面５０には、図１に示
す場合には、フライアイレンズ３０の入射面３２におけ
る入射点３４ｋ、３４ｌ及び３４ｍは、点５２に重なり
結像することとなる。また、図２に示す場合には、フラ
イアイレンズ３０の入射面３２における入射点３４
ｋ′、３４ｌ′及び３４ｍ′は、点５２′に重なり結像
することとなる。

【００３５】上述した図１及び図２においては、フライ
アイレンズ３０を構成する複数のレンズのうち３つだけ
選択したレンズについて示したものであるが、フライア
イレンズ３０から上述した点５２及び点５２′までに至
る光束は、フライアイレンズ３０を構成する全てのレン
ズから発せられた光束が重畳されたものとなる。このた
め、照射面５０において入射し得る角度の範囲内におい
て、赤色の光、緑色の光及び青色の光の各々の光を入射
角度について均等に入射させることができるとともに、
照度も略一様にすることができるのである。

【００３６】上述した図３に、ＬＥＤ１０の一つの具体
例を示す。

【００３７】赤色の光を発光する発光部１２ａと、緑色
の光を発光する発光部１２ｂと、青色の光を発光する発
光部１２ｃとは、二等辺直角三角形の頂点の位置となる
ように設けられている。これらの発光部１２ａ、１２ｂ
及び１２ｃとの全てを含む領域、例えば図３に示す如き
点線で示した円の内部の領域が、ＬＥＤ１０の発光領域
１４としてなすのである。

【００３８】コレクタレンズ２０とフライアイレンズ３
０とからなるレンズ系の倍率は、フライアイレンズ３０
の焦点距離をコレクタレンズ２０の焦点距離で除算した
もの、即ち、（倍率）＝（フライアイレンズ３０の焦点
距離）／（コレクタレンズ２０の焦点距離）なる式で得
られる。

【００３９】これにより、上述したフライアイレンズ３
０を構成する全てのレンズの出射面３６において、発光
部１２ａ、１２ｂ及び１２ｃとを結像させるためには、
コレクタレンズ２０とフライアイレンズ３０とからなる
レンズ系の倍率に、発光領域１４の面積を乗じたもの
が、フライアイレンズ３０の出射面３６の各々の面積よ
り小さくすればよい。即ち、（レンズ系の倍率）×（発
光領域１４の面積）＜（出射面３６の各々の面積）なる
関係を満たすように、ＬＥＤ１０とコレクタレンズ２０
とフライアイレンズ３０とを位置付ければよいのであ
る。上述した如き関係を満たさないとき、例えば、青色
の光が出射面３６から外れるように、ＬＥＤ１０とコレ
クタレンズ２０とフライアイレンズ３０とが位置付けら
れた場合には、照射面５０においては、緑色の光と赤色
の光だけが照射されることとなるのである。

【００４０】上述した如き構成としたことにより「前記
ＬＥＤと前記コレクタレンズと前記フライアイレンズと
は、前記フライアイレンズと前記コレクタレンズとから
定まる倍率に前記発光領域の面積を乗じた値が、前記複
数の出射面の各々の面積よりも小さくなる関係を満たす
位置に位置付けられていること」をなし得るのである。

【００４１】これにより、光源から発せられた光を的確
に対象物に照射することができるとともに、照射する対
象物の形状や光沢等の属性による影響を低減して照射す
ることができるのである。

【００４２】（第２の実施形態）図４に、本発明の第二
実施例による照明装置の概略を示す図を示す。尚、図４
に示した例においては、図１及び図２と同様の構成要素
には同一の符号を付して示した。また、図１及び図２と
同様に、発光部１２ａから発せられる赤色の光の光路を
実線で示し、発光部１２ｂから発せられる緑色の光の光
路は破線で示し、発光部１２ｃから発せられる青色の光
の光路を一点鎖線で示した。

【００４３】光源であるＬＥＤ１０は、コレクタレンズ
６０の前側焦点の位置に設けられている。コレクタレン
ズ６０の後側焦点の位置が、コレクタレンズ７０の前側
焦点の位置となるように、コレクタレンズ７０が設けら
れている。このようにＬＥＤ１０と、コレクタレンズ６
０と、コレクタレンズ７０とを位置付けることにより、
ＬＥＤ１０の結像位置は、コレクタレンズ７０の後側焦
点の位置となる。このコレクタレンズ７０の後側焦点の
位置が、ロッドレンズ８０の入射面８２となるようにロ
ッドレンズ８０は位置付けられている。ロッドレンズ８
０は、長尺な形状であり、ロッドレンズ８０の断面形状
は、所望とする照射面の形状に適合した形状、例えば、
正方形、長方形、正六角形、円形等の形状を選択するこ
とができる。また、ロッドレンズ８０の入射面と、出射
面と、入射した光を反射し得る側面とは、研磨されてお
り、ロッドレンズ８０は、透明な材料、例えば、ガラ
ス、石英、プラスチック等の材料からなる。

【００４４】ロッドレンズ８０の入射面８２に対して大
きい角度で入射した光は、ロッドレンズ８０の内側の側
面において全反射し、所定の回数だけ全反射を繰り返し
て出射面に至る。尚、側面において全反射をする回数
は、入射面８２に光が入射する角度に応じて異なる。例
えば、例えば、入射面８２における入射の角度が０度か
ら±５度までの場合には、側面での反射回数は０回とな
る。また、入射の角度が、＋５度から＋１０度までの場
合と、−５度から−１０度までの場合には、側面での反
射回数は１回となる。さらに、入射の角度が、＋１０度
から＋１５度までの場合と、−１０度から−１５度まで
の場合には、側面における反射回数は２回となり、入射
の角度が、＋１５度から＋２０度までの場合と、−１５
度から−２０度までの場合には、反射回数は２回とな
る。同様にして、入射の角度が２５度までの場合には、
反射回数は３回となり、入射の角度が３０度までの場合
には、反射回数は４回となる。

【００４５】このように、ロッドレンズ８０に入射した
光がその内部において反射を繰り返すことにより、ロッ
ドレンズ８０の出射面８４においては、照度が略一様と
なった光が出射されるとともに、出射面８４における出
射点、例えば出射点８６ｃや８６ｄにおいては、赤色、
緑色、青色の光が、反射回数だけ重畳した光となって出
射されることとなる。

【００４６】ロッドレンズ８０の出射面８４がフィール
ドレンズ９０の前側焦点となるようにフィールドレンズ
９０を位置付け、フィールドレンズ９０の後側焦点の位
置がコンデンサーレンズ１００の前側焦点の位置となる
ようにコンデンサーレンズ１００を位置付ける。このよ
うに位置付けることにより、コンデンサーレンズ１００
の後側焦点の位置が、ロッドレンズ８０の出射面８４の
像が結像する位置となる。上述した如く、ロッドレンズ
８０の出射面８４においては、照度が略一様となってい
るが故に、コンデンサーレンズ１００の後側焦点の位置
を照射面５０として、照射面５０に入射し得る角度の範
囲内において、赤色の光、緑色の光及び青色の光の各々
の光を入射角度について均等に入射させることができる
とともに、照度も略一様にすることができるのである。

【００４７】コレクタレンズ６０とコレクタレンズ７０
とからなるレンズ系の倍率は、コレクタレンズ６０の焦
点距離をコレクタレンズ７０の焦点距離で除算したも
の、即ち、（倍率）＝（コレクタレンズ７０の焦点距
離）／（コレクタレンズ６０の焦点距離）なる式で得ら
れる。

【００４８】これにより、上述したロッドレンズ８０の
入射面８２において、発光部１２ａ、１２ｂ及び１２ｃ
とから発せられた光を入射させるためには、コレクタレ
ンズ６０とコレクタレンズ７０とからなるレンズ系の倍
率に、発光領域１４の面積を乗じたものが、ロッドレン
ズ８０の入射面８２の面積より小さくすればよい。即
ち、（レンズ系の倍率）×（発光領域１４の面積）＜
（入射面８２の面積）なる関係を満たすように、ＬＥＤ
１０とコレクタレンズ６０とコレクタレンズ７０とを位
置付ければよいのである。上述した如き関係を満たさな
いとき、例えば、青色の光が入射面８２から外れるよう
に、ＬＥＤ１０とコレクタレンズ６０とコレクタレンズ
７０とが位置付けられた場合には、照射面５０において
は、緑色の光と赤色の光だけが照射されることとなるの
である。また、図４に示した如く、ロッドレンズ８０へ
の入射条件については、主光線が入射面８２に対して垂
直になるように入射させることが、照射面５０において
赤色、緑色及び青色の光の各々の光を入射角度について
均等に入射させることとなり、入射角の一様性から最も
望ましい条件である。

【００４９】上述した如き構成としたことにより、「前
記ＬＥＤと前記第１のコレクタレンズと前記第２のコレ
クタレンズとは、前記第１のコレクタレンズと前記第２
のコレクタレンズとから定まる倍率に前記発光領域の面
積を乗じた値が、前記入射面の面積よりも小さくなる関
係を満たす位置に位置付けられていること」をなし得る
のである。

【００５０】これにより、光源から発せられた光を的確
に対象物に照射することができるとともに、照射する対
象物の形状や光沢等の属性による影響を低減して照射す
ることができるのである。

【００５１】上述した第２の実施例においては、フィー
ルドレンズ９０とコンデンサーレンズ１００とを互いの
焦点位置となるように位置付け、照射面５０に至る主光
線が照射面５０に対して垂直となるような場合を示した
が、コンデンサーレンズ１００の位置をずらすことによ
り、照射面５０において主光線を集光させたり発散させ
たりすることもできる。

【００５２】尚、上述した実施例においては、赤色と緑
色と青色との各々の光を別個に発する３つの発光部を発
光領域としたＬＥＤを用いる場合を示したが、４つ以上
の発光部を発光領域としたＬＥＤを用いることとしても
よい。例えば、赤色と緑色の中間波長帯である黄色の光
を発するＬＥＤを別個に加え、赤色と緑色と青色と黄色
との光を発する４つの発光部を発光領域とすることとし
てもよい。このようにすることで色分解能を高めること
ができるのである。さらに、青色よりも短い波長の紫色
の光を発するＬＥＤをも加え、発光領域に５つの発光部
を設けることとしてもよい。このようにすることで、色
分解能を高めることのみならず色分解波長帯域を広げる
こともできるのである。

【００５３】さらにまた、上述した実施例では、３つの
発光部として赤色と緑色と青色との各々の光を発するＬ
ＥＤを用いる場合を示したが、赤色と緑色と青色との組
合せだけでなくその他の色の組み合わせのＬＥＤを用い
ることとしてもよい。このようにすることで、所望とす
る帯域内での色分解能を高めることができるのである。
例えば、赤色と黄色と黄緑色との各々の光を別個に発す
る３つの発光部を発光領域としたＬＥＤを用いた場合に
は、銅板や金メッキ等の黄色に近い色の対象物に光を照
射して検査する際における色分解能を高めることがで
き、対象物を的確に検査することができるのである。

【００５４】

【発明の効果】本発明によれば、光源から発せられた光
を的確に照射することができるとともに、照射する対象
物の形状や光沢等の属性による影響を低減して照射する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施例による照明装置の概略を示
す概略図であり、照射面の中心に至る光路を示す。

【図２】本発明の第一実施例による照明装置の概略を示
す概略図であり、照射面の周辺に至る光路を示す。

【図３】ＬＥＤ１０の一つの具体例を示す正面図であ
る。

【図４】本発明の第二実施例による照明装置の概略を示
す概略図である。

【符号の説明】

１０ 発光ダイオード（ＬＥＤ） １２ａ、１２ｂ、１２ｃ 発光部 ２０ コレクタレンズ ３０ フライアイレンズ ３２、８２ 入射面 ３６、８４ 出射面 ６０ コレクタレンズ ７０ コレクタレンズ ８０ ロッドレンズ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ｆ２１Ｙ 101:02

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに離隔した位置に設けられかつ赤色
   と緑色と青色との各々の光を別個に発する複数の発光部
   を、発光領域として有するＬＥＤと、前記ＬＥＤから発
   せられた光の光路を制御するレンズ系と、を含む照明装
   置であって、 前記レンズ系は、前記ＬＥＤから発せられた光を所定の
   領域に集光するコレクタレンズと、 複数の入射面と前記複数の入射面の各々に各々が対応す
   る複数の出射面とを有しかつ前記複数の入射面の全面に
   前記所定の領域が含まれるように設けられたフライアイ
   レンズと、を含み、かつ前記ＬＥＤと前記コレクタレン
   ズと前記フライアイレンズとは、前記フライアイレンズ
   と前記コレクタレンズとから定まる倍率に前記発光領域
   の面積を乗じた値が、前記複数の出射面の各々の面積よ
   りも小さくなる関係を満たす位置に位置付けられている
   ことを特徴とする照明装置。
2. 【請求項２】 互いに離隔した位置に設けられかつ赤色
   と緑色と青色との各々の光を別個に発する複数の発光部
   を、発光領域として有するＬＥＤから発せられた光の光
   路を制御する照明方法であって、 前記ＬＥＤから発せられた光をコレクタレンズによって
   所定の領域に集光し、 複数の入射面と前記複数の入射面の各々に各々が対応す
   る複数の出射面とを有しかつ前記複数の入射面の全面に
   前記所定の領域が含まれるように設けられたフライアイ
   レンズによって前記所定の領域に集光された光を前記出
   射面から出射し、かつ前記ＬＥＤと前記コレクタレンズ
   と前記フライアイレンズとは、前記フライアイレンズと
   前記コレクタレンズとから定まる倍率に前記発光領域の
   面積を乗じた値が、前記複数の出射面の各々の面積より
   も小さくなる関係を満たす位置に位置付けられているこ
   とを特徴とする照明方法。
3. 【請求項３】 互いに離隔した位置に設けられかつ赤色
   と緑色と青色との各々の光を別個に発する複数の発光部
   を、発光領域として有するＬＥＤと、前記ＬＥＤから発
   せられた光の光路を制御するレンズ系と、を含む照明装
   置であって、 前記レンズ系は、前記ＬＥＤから発せられた光を所定の
   領域に集光する第１のコレクタレンズ及び第２のコレク
   タレンズと、 入射面と出射面と側面とを有し、かつ前記入射面から入
   射した光を前記出射面に至るまでに前記側面において反
   射し得、かつ長尺な柱状のロッドレンズと、を含み、か
   つ、 前記ＬＥＤと前記第１のコレクタレンズと前記第２のコ
   レクタレンズとは、前記第１のコレクタレンズと前記第
   ２のコレクタレンズとから定まる倍率に前記発光領域の
   面積を乗じた値が、前記入射面の面積よりも小さくなる
   関係を満たす位置に位置付けられていることを特徴とす
   る照明装置。
4. 【請求項４】 互いに離隔した位置に設けられかつ赤色
   と緑色と青色との各々の光を別個に発する複数の発光部
   を、発光領域として有するＬＥＤと、前記ＬＥＤから発
   せられた光の光路を制御するレンズ系と、を含む照明方
   法であって、 前記ＬＥＤから発せられた光を第１のコレクタレンズ及
   び第２のコレクタレンズとにより所定の領域に集光し、 入射面と出射面と側面とを有しかつ長尺な柱状のロッド
   レンズにより、前記入射面から入射した光を前記側面に
   おいて反射せしめつつ前記出射面に至らしめ、かつ前記
   ＬＥＤと前記第１のコレクタレンズと前記第２のコレク
   タレンズとは、前記第１のコレクタレンズと前記第２の
   コレクタレンズとから定まる倍率に前記発光領域の面積
   を乗じた値が、前記入射面の面積よりも小さくなる関係
   を満たす位置に位置付けられていることを特徴とする照
   明方法。