JP2005203481A - Ultraviolet ray irradiator - Google Patents
Ultraviolet ray irradiator Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005203481A JP2005203481A JP2004006609A JP2004006609A JP2005203481A JP 2005203481 A JP2005203481 A JP 2005203481A JP 2004006609 A JP2004006609 A JP 2004006609A JP 2004006609 A JP2004006609 A JP 2004006609A JP 2005203481 A JP2005203481 A JP 2005203481A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ultraviolet
- light
- light emitting
- optical system
- ultraviolet irradiation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Led Device Packages (AREA)
- Led Devices (AREA)
Abstract
Description
本発明は、紫外線を出射する発光ダイオード(Light Emitting Diode、以下LEDという。)を光源とした紫外線照射装置に関する。 The present invention relates to an ultraviolet irradiation device using a light emitting diode (hereinafter referred to as LED) that emits ultraviolet light as a light source.
従来、紫外線照射装置は、バックライト照明、紫外線硬化樹脂の光硬化、殺菌、洗浄、半導体の製造過程等において使用されている。紫外線照射装置の光源としては、主に、高圧水銀、メタルハライドまたはキセノン等の放電ランプを用いている。 Conventionally, an ultraviolet irradiation device is used in backlight illumination, photocuring of ultraviolet curable resin, sterilization, cleaning, semiconductor manufacturing processes, and the like. As a light source of the ultraviolet irradiation device, a discharge lamp such as high pressure mercury, metal halide or xenon is mainly used.
この種の放電ランプの光源を使用して、樹脂を硬化させる場合、次のような工夫を必要としている。すなわち、放電ランプからは光硬化加工に必要な紫外線領域のみならず、深紫外から遠赤外までの広範囲のスペクトルの光が投射されるため、特許文献1記載のように、光源ランプの反射ミラーとして赤外光を通過させ紫外線を高効率で反射させるコールドミラーと、可視光や不必要な紫外線領域をカットするバンドパスフィルタ(コールドフィルタ)とを使用する必要が生じている。 When the resin is cured using the light source of this type of discharge lamp, the following devices are required. That is, since the discharge lamp projects not only the ultraviolet region necessary for photocuring processing but also a wide spectrum light from the deep ultraviolet to the far infrared, the reflection mirror of the light source lamp is disclosed in Patent Document 1. As a result, it is necessary to use a cold mirror that transmits infrared light and reflects ultraviolet rays with high efficiency, and a band-pass filter (cold filter) that cuts visible light and unnecessary ultraviolet regions.
従来の紫外線照射装置は、所定の紫外線を得るために、上述したような工夫、すなわち、コールドミラー、コールドフィルタという余分な部品の使用を必要としている。この問題に対して、最近出現してきている紫外線を出射するLED(以下、紫外線LEDという。)を使用する対策が考えられる。紫外線LEDを使用すれば、コールドミラー等の部材を使用する必要がなくなり、小型、軽量化が達成され得る。 In order to obtain predetermined ultraviolet rays, the conventional ultraviolet irradiation device requires the above-described device, that is, use of extra parts such as a cold mirror and a cold filter. For this problem, a countermeasure using an LED that emits ultraviolet rays that has recently appeared (hereinafter referred to as an ultraviolet LED) can be considered. If the ultraviolet LED is used, it is not necessary to use a member such as a cold mirror, and a reduction in size and weight can be achieved.
しかしながら、紫外線LEDは、単体では放射強度がきわめて小さく、光源としては不十分である。樹脂硬化やバックライトやその他の用途に使用するための光源として紫外線LEDを採用する場合、多数の紫外線LEDを並べて照射光量を増大させる必要がある。このように多数の紫外線LEDを単に並べて配置した場合、光源の実効的な表面積が大きくなってしまい、狭い領域に高強度の照射を必要とする用途では使用できなくなってしまう。 However, the ultraviolet LED alone has a very low radiation intensity and is not sufficient as a light source. When an ultraviolet LED is employed as a light source for use in resin curing, a backlight, or other applications, it is necessary to increase the amount of irradiation light by arranging a large number of ultraviolet LEDs. When a large number of ultraviolet LEDs are simply arranged side by side in this way, the effective surface area of the light source becomes large and cannot be used in applications that require high intensity irradiation in a narrow area.
本発明は、上述の問題点を解決するためになされたものであり、小型、軽量化を達成できると共に狭い領域に高強度の照射を行い得る紫外線照射装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an ultraviolet irradiation device that can achieve a reduction in size and weight and can perform high-intensity irradiation in a narrow region.
上述した課題を解決するために、本発明の紫外線照射装置は、紫外線を出射する複数の発光ダイオードと、各発光ダイオードに対応させて光の出射側に配置したコリメート光学系とを、有している。 In order to solve the above-described problems, an ultraviolet irradiation device of the present invention includes a plurality of light emitting diodes that emit ultraviolet light, and a collimating optical system that is disposed on the light emission side corresponding to each light emitting diode. Yes.
本発明によると、小型、軽量化を達成できると共に狭い領域に高強度の照射を行い得る紫外線照射装置を得ることができる。 According to the present invention, it is possible to obtain an ultraviolet irradiation device that can achieve a reduction in size and weight and can perform high-intensity irradiation in a narrow region.
また、他の発明の紫外線照射装置は、1つの平面を形成するようにかつ装置主光軸から同心円上で互いに等間隔となるように並べられた紫外線を出射する複数の発光ダイオードと、各発光ダイオードに対応させて光の出射側に配置した発光ダイオードの数と同一の数のコリメート光学系と、複数の発光ダイオードおよび複数のコリメート光学系を保持する1つの光源筐体と、光源筐体を保持すると共にその高さ位置を調節するスタンドとを、有している。なお、光源筐体は、さらに、上述の複数のコリメート光を1つに束ねる単一の集光光学系をも保持するようにしても良い。 According to another aspect of the present invention, there is provided a plurality of light emitting diodes that emit ultraviolet rays that are arranged so as to be equidistant from each other on a concentric circle from a main optical axis of the device. A number of collimating optical systems equal to the number of light emitting diodes arranged on the light emitting side corresponding to the diodes, a single light source casing holding a plurality of light emitting diodes and a plurality of collimating optical systems, and a light source casing And a stand that holds and adjusts the height position thereof. Note that the light source casing may also hold a single condensing optical system that bundles the plurality of collimated lights into one.
本発明では、小型、軽量化を達成できると共に狭い領域に高強度の照射を行い得る紫外線照射装置を得ることができる。また、光源筐体によって光源の扱いが容易になると共に、高さ調節可能なスタンドによって出射される紫外線を適切な強度にて、紫外線が照射されるワーク、たとえば紫外線硬化樹脂が塗布された物体に照射することができる。 According to the present invention, it is possible to obtain an ultraviolet irradiation device that can achieve a reduction in size and weight and can perform high-intensity irradiation in a narrow region. In addition, the light source housing makes it easy to handle the light source, and the ultraviolet light emitted from the height-adjustable stand is irradiated with ultraviolet light at an appropriate intensity, for example, an object coated with ultraviolet curable resin. Can be irradiated.
さらに、他の発明の紫外線照射装置は、紫外線を出射する単一または複数の発光ダイオードと、各発光ダイオードに対応させて光の出射側に配置したコリメート光学系と、コリメート光学系からの出射光を集光する集光光学系と、集光光学系で集光された光を入射すると共に入射した光を照射すべきワークの位置付近までガイドし、ワーク方向に紫外線を出射するフレキシブルなライトガイドと、を有している。 Furthermore, the ultraviolet irradiation device according to another invention includes a single or a plurality of light emitting diodes that emit ultraviolet light, a collimating optical system disposed on the light emitting side corresponding to each light emitting diode, and light emitted from the collimating optical system. Condensing optical system that collects light, and a flexible light guide that enters the light collected by the condensing optical system, guides the incident light to the vicinity of the position of the work to be irradiated, and emits ultraviolet light in the work direction And have.
本発明の構成を採用すると、小型、軽量化を達成できると共に狭い領域に高強度の照射を行い得る紫外線照射装置を得ることができる。また、ライトガイドの使用によって、この紫外線照射装置の設置条件の制約を緩和することができる。 By adopting the configuration of the present invention, it is possible to obtain an ultraviolet irradiation device that can achieve a reduction in size and weight and can perform high-intensity irradiation in a narrow region. In addition, the use of a light guide can alleviate restrictions on the installation conditions of the ultraviolet irradiation device.
さらに、他の発明は、上述の各発明の紫外線照射装置に加え、コリメート光学系として1枚のレンズを配置または2枚のレンズを直列に配置している。このような簡単なコリメート光学系で十分な集光特性を得ることができる。 Furthermore, in another invention, in addition to the ultraviolet irradiation device of each of the above-described inventions, one lens is arranged as a collimating optical system or two lenses are arranged in series. With such a simple collimating optical system, sufficient light collecting characteristics can be obtained.
また、コリメート光学系として、1枚または複数のレンズを直列に配置したものとし、レンズのうち少なくとも1枚を非球面レンズとするのが好ましい。非球面レンズの使用によってコリメート光学系が簡素な構成となると共に、精度の良いコリメートが達成される。 Further, it is preferable that one or more lenses are arranged in series as the collimating optical system, and at least one of the lenses is an aspheric lens. By using an aspheric lens, the collimating optical system has a simple configuration, and highly accurate collimation is achieved.
また、発光ダイオードの駆動電流の直接変調で照射光量を変化させるのが好ましい。この構成を採用すると、従来使用していた照射光量変更用のフィルタが不要となる。 Further, it is preferable to change the irradiation light quantity by direct modulation of the drive current of the light emitting diode. When this configuration is adopted, a conventionally used filter for changing the amount of irradiation light becomes unnecessary.
さらに、発光ダイオードは、出射される最大量の波長が363nm〜367nmの範囲のものとするのが好ましい。このようにすると、工業用途に幅広く使用されている紫外線硬化樹脂を最も効率的に硬化できることとなる。 Furthermore, it is preferable that the light emitting diode has a maximum emitted wavelength in the range of 363 nm to 367 nm. If it does in this way, the ultraviolet curable resin currently widely used for the industrial use can be hardened most efficiently.
また、複数のコリメート光学系の直後にそれらをカバーする1つのフィールドレンズを配置し、紫外線が照射されるワークへの集光特性を向上させるのが好ましい。この構成では、集光特性が向上するため、ワークへの照射強度が上がり、作業能率が向上する。 In addition, it is preferable to arrange a single field lens that covers them immediately after the plurality of collimating optical systems to improve the light condensing characteristics to the workpiece irradiated with ultraviolet rays. In this configuration, since the light condensing characteristics are improved, the irradiation intensity to the workpiece is increased, and the work efficiency is improved.
また、フィールドレンズの直後に照射強度分布を均一にする拡散板を配置するのが好ましい。この構成を採用すると、照射強度分布が均一となり、たとえば樹脂硬化の場合は、ばらつきが無く安定した品質の硬化作用を得ることができる。 Further, it is preferable to arrange a diffuser plate that makes the irradiation intensity distribution uniform immediately after the field lens. When this configuration is adopted, the irradiation intensity distribution becomes uniform. For example, in the case of resin curing, there is no variation and a stable quality curing action can be obtained.
本発明によれば、小型、軽量化を達成できると共に狭い領域に高強度の照射を行い得る紫外線照射装置を得ることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the ultraviolet irradiation device which can achieve size reduction and weight reduction and can perform high intensity | strength irradiation to a narrow area | region can be obtained.
以下、本発明の実施の形態に係る紫外線照射装置を図を参照しながら説明する。まず、図1から図3に基づき、第1の実施の形態に係る紫外線照射装置1を説明する。 Hereinafter, an ultraviolet irradiation device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. First, the ultraviolet irradiation device 1 according to the first embodiment will be described with reference to FIGS.
この紫外線照射装置1は、平面状に並べられた、複数の紫外線LED2と、各紫外線LED2に対応させて光の出射側に配置した複数のコリメートレンズ3とから主に構成される。ここで、紫外線LED2とコリメートレンズ3の各数は同一で、この実施の形態ではそれぞれ4つとされている。また、コリメートレンズ3は、コリメート光学系となるもので、この実施の形態では、円形状の1つの平凸状非球面レンズとされている。
This ultraviolet irradiation device 1 is mainly composed of a plurality of
紫外線照射装置1は、さらに、コリメートレンズ3の光の出射側にそれら複数のコリメートレンズ3の全てをカバーするように(覆うように)配置された1つの円形状の凸平状レンズからなるフィールドレンズ4と、紫外線LED2の背面側に配置される放熱フィン5と、紫外線LED2およびコリメートレンズ3を保持すると共にそれらを覆う光源筐体6とを有している。なお、フィールドレンズ4は、集光光学系を形成する。
The ultraviolet irradiation device 1 further includes a field composed of one circular convex flat lens arranged so as to cover (cover) all of the plurality of collimating
紫外線LED2は、380nmの波長をメインで出射する、窒化ガリウム(GaN)からなる化合物半導体となっている。紫外線LED2としては、他の化合物半導体やダイヤモンドpn接合ダイヤモンド等を採用することもできる。現在、工業用途に幅広く採用されている紫外線硬化樹脂は、波長365nmの光で最も効率的(すばやく)かつ確実に硬化される。このため、紫外線LED2として、波長が365nmのものを使用するのがより好ましい。
The
なお、波長380nmを出射する紫外線LED2は、380nmの波長のみを出射するのではなく、380nmの波長が最も多くなるが、380nmの前後の波長の紫外線も出射する。よって、以下、紫外線LEDを特定する場合、出射する波長で行うが、光の波長は出射される波長分布のうち、最も光量が多いものを指している。なお、この実施の形態の紫外線LED2の波長半値幅は、15nmとなっている。
The
この実施の形態の紫外線LED2は、波長380nmの紫外線を出射するものであるが、上述したように樹脂硬化に最適な365nmのものを使用しても良い。波長365nmの紫外線を出射する紫外線LEDを樹脂硬化に使用する場合は、363〜367nmの範囲に入るいずれかとしても良い。この範囲の紫外線LEDであれば、365nmの紫外線LEDとほぼ同様な効果を得ることができる。また、殺菌を目的とする場合には殺菌効果が高い200〜280nmの範囲の紫外線を出射するものとしても良い。さらに、紫外線LED2としては、各紫外線LED2と一体的に設けられる固有のレンズを有するものとしても良い。
The
コリメートレンズ3は、上述したように1枚の非球面レンズとされ、平面側を紫外線LED2側に向けられ、非球面形状側を出力側に向けられて配置される。この実施の形態では、石英材からなる非球面レンズとしているが、波長380nmの場合には、BK7等のガラス材としても良い。また、1枚のレンズでコリメート光学系を構成しないで、2枚のレンズや3枚のレンズ等を直列に配置した複数のレンズでコリメート光学系を構成しても良い。1枚または2枚のレンズでコリメート光学系を構成した場合、コリメート光学系が簡単な構成となる。なお、この場合、少なくとも1枚のレンズを非球面レンズとすると、光学系が簡素な構成にもかかわらず、所望の精度を得ることができる。
As described above, the
フィールドレンズ4は、視野レンズとも呼ばれているもので、コリメートレンズ2で、コリメート(平行化)された紫外線をフィールドレンズ4から所定の距離にある照射面11(図3参照)に集光させるものである。すなわち、図3に示すように、各紫外線LED2から出射された紫外線の各光軸12は、照射面11で交わることとなる。なお、光学系全体の光軸13は、フィールドレンズ4の中心を貫いている。紫外線が集光されることで照射密度が上がり、樹脂を硬化させる場合、硬化速度がアップすることとなる。
The
この実施の形態では、フィールドレンズ4は、凸面側がコリメートレンズ3に向けられ、平面側が出力側に向けられて配置されている。凸面側は、一般的には非球面が好ましいとされているが、球面としても良い。非球面とした方が集光特性は向上するが、コスト的には球面とした方が安くなる。
In this embodiment, the
放熱フィン5は、円形の底面部14と、複数の直線状に形成された突起部15とから構成されている。紫外線LED2は、1つ1つでは発熱量が少ないが、複数、たとえば4つ以上となると合計の発熱量は無視できないものとなる。また、LEDの一般的な特性として、高温下での動作は効率低下を招くので、放熱フィン5によって、紫外線LED2を自然伝導空冷している。
The heat radiating fin 5 is composed of a circular
光源筐体6は、円筒状の円筒筐体21と、放熱フィン5が固定されると共に円筒筐体21の一方の開口部を塞ぐ端面筐体22と、コリメートレンズ3を保持するための内部筐体23と、フィールドレンズ4を保持するための保持筐体24とから主に構成されている。
The light source housing 6 includes a cylindrical
円筒筐体21の周面には、円柱状のスタンド取付用支持棒31が固定されている。端面筐体22の放熱フィン5の取付面とは反対側の面には、紫外線LED2を取り付けた四角形状の基板32と、内部筐体23の支持部33とが固定されている。支持部33には、コリメートレンズ3を保持する保持体34が固定され、保持体34には、狭持材35がコリメートレンズ3の外周平面部を挟み込むように固定されている。
A columnar stand mounting
保持体34は円板状で、コリメートレンズ3が配置される位置に対応して4つの貫通孔36を有している。また、狭持材35は、保持体34と同様、円板状で、コリメートレンズ3が配置される位置に4つの貫通孔37を有している。
The holding
なお、この実施の形態では、図2に示すように、4つの紫外線LED2は、互いに等間隔をもって四角状に配置されている。また、紫外線LED2の中心と、コリメートレンズ3の中心とが一致するように配置されている。さらに、この実施の形態では、フィールドレンズ4が円筒筐体21の他方の開口部を塞ぐように配置されている。また、この実施の形態では、コリメートレンズ3とフィールドレンズ4との間の光軸方向の距離を固定としているが、可変としても良い。
In this embodiment, as shown in FIG. 2, the four
第1の実施の形態の紫外線照射装置1は、出力波長は上述したとおり380nmで、波長半値幅は15nmとされる。最小集光領域は約30mmの径の円形となり、その際の紫外線強度は約17mW/cm2となる。また、この紫外線照射装置1の消費電力は、10Wとされている。 In the ultraviolet irradiation device 1 of the first embodiment, the output wavelength is 380 nm as described above, and the wavelength half width is 15 nm. The minimum condensing region is a circle with a diameter of about 30 mm, and the ultraviolet intensity at that time is about 17 mW / cm 2 . The power consumption of the ultraviolet irradiation device 1 is 10 W.
次に、第2の実施の形態に係る紫外線照射装置41を図4に基づいて説明する。なお、この紫外線照射装置41は、第1の実施の形態に係る紫外線照射装置1を光源モジュールとしてスタンド42に取り付けたものであり、紫外線照射装置1の部分についての説明は省略する。
Next, the
この紫外線照射装置41は、紫外線を照射することで硬化する樹脂(以下、紫外線硬化樹脂という。)の硬化に利用される加工装置である。紫外線硬化樹脂は、一般的に透明体の接着剤として使用される。紫外線硬化樹脂を被照射物(ワーク)43の接着させたい部分に塗布した後、紫外線をその塗布部分に照射することで部材を接着する。ワーク43は、図4に示すように、ワーク台44上に配置される。なお、紫外線硬化樹脂をシート状にし、補修に使用したり、粘着剤として使用する際にも、紫外線照射装置41を利用できる。
The
スタンド42は、スタンド取付用支持棒31を取り付ける第1の取付部45と、拡散板46を保持している保持棒47を取り付ける第2の取付部48と、マグネットが内部に配置され外部の操作ツマミ49の操作でマグネットの磁力が台部50との間で働くようにしたり、働かないようにすることで、台部50に取り付け可能となる固定機能部51とを有している。
The
このスタンド42は、第1の取付部45を上下動させることで光源モジュールとなる紫外線照射装置1のワーク43からの高さ位置を調節できる。また、第2の取付部48を上下動させることで拡散板46のワーク43からの高さ、位置を調節できると共に、紫外線照射装置1との間の距離を調節できる。なお、拡散板46は、照射強度分布の均一性を改善するものである。
This stand 42 can adjust the height position from the workpiece | work 43 of the ultraviolet irradiation device 1 used as a light source module by moving the
この紫外線照射装置41では、紫外線LED2から出射した紫外線をコリメートレンズ3で平行化し、フィールドレンズ4で集光し、ワーク43の紫外線硬化樹脂が塗布されている部分に、集光化(スポット化)された紫外線を当てる。ワーク43の所望位置にスポット化された紫外線が当たらないときは、第1の取付部45を操作して光源モジュールとしての紫外線照射装置1の高さ位置を調節し、スポット化された紫外線がワーク43の所望位置(=紫外線硬化樹脂が塗布されている部分)に当てるようにする。
In this
以上の第1、第2の実施の形態に係る紫外線照射装置1,41は、集光レンズとなるコリメート光学系(コリメートレンズ3)のレンズ径が小口径であるにも拘わらず、各紫外線LED2に対して1対1に対応しているため、光源全体をカバーする大口径のフィールドレンズ4とこれらコリメート光学系とを組み合わせることにより、照射面11やワーク43上への集光を高効率かつ均一に実現できるものとなる。また、拡散板46をさらに組み合わせることにより、集光の均一性はさらに向上する。
In the
また、紫外線照射装置1,41は、従来の紫外線照射装置に比べ、小型、軽量となり、長寿命となる。また、低熱化も達成される。さらに、紫外線LED2に対して1対1に対応するコリメート光学系を配置しているため、発光チップ面積が広い高出力タイプの複数の紫外線LEDに対しても、高い集光効率と、照射面11やワーク43上でのより均一な照射強度分布が達成される。
Further, the
次に、第3の実施の形態に係る紫外線照射装置61を図5に基づいて説明する。なお、図5は、紫外線照射装置61の光学系を現している。
Next, an
紫外線LED2は、図5では1つのみ示されているが、複数配置される。この各紫外線LED2には、従来と同様の集光用の固有のレンズ62がそれぞれ配置されている。固有のレンズ62の光の進行方向から見て直後にはコリメート光学系となるコリメートレンズ3が各紫外線LED2に対応するように1つのみ配置されている。このコリメートレンズ3の直後には集光光学系となる集光レンズ7が1つのみ配置されている。これらのコリメートレンズ3と集光レンズ7とで入射光学系63を形成している。なお、コリメートレンズ3と集光レンズ7との間の距離は固定となっているが、可変としても良い。また、紫外線LED2を複数配置するのではなく、1つとしても良い。
Although only one
入射光学系63で絞り込まれた紫外線は、集光レンズ7の直後に配置されたフレキシブルなライトガイド64の入射端65に集められライトガイド64中に入り込む。この実施の形態では、ライトガイド64は、コア径8mmの液体封止ライトガイドとしているが、コア径を異ならせたり、液体封止構造以外のもの、たとえば石英ファイバをバンドルした光ファイバとしても良い。多量の紫外線を取り込みたい場合は、口径がさらに大きなものを採用し、一方、ライトガイド64の機械的な柔軟性を必要とする場合は、コア径が8mm未満のものを採用するのが好ましい。
The ultraviolet rays narrowed down by the incident
ライトガイド64にガイドされながらその内部を通過した紫外線は、ライトガイド64の出射端66から放射される。そして、放射された紫外線は、ライトガイド64の出射端66の直後に配置されるコリメートレンズ67でコリメートされた後、フィールドレンズ68で集光され、ワークエリアとなる照射面11に照射される。コリメートレンズ67と、その直後に配置される集光レンズ68とで、出射光学系69を形成している。なお、コリメートレンズ67と集光レンズ68との間の距離はこの実施の形態では固定となっているが、可変としても良い。
The ultraviolet rays that have passed through the
なお、コリメート光学系は、1枚のコリメートレンズ3で構成するのではなく、直列に配置した2枚または3枚以上のレンズで構成しても良く、また少なくとも1枚のレンズを非球面レンズとするのが好ましい。また、コリメートレンズ3を1つとするのではなく、第1や第2の実施の形態に係る紫外線照射装置1,41のように、各紫外線LED2の1つ1つに対応して紫外線LED2と同数のコリメートレンズを配置するようにしても良い。また、集光レンズ68の直後に拡散板46を配置しても良い。
Note that the collimating optical system is not composed of one
この第3の実施の形態に係る紫外線照射装置61は、フレキシブルなライトガイド64の採用により、設置条件が厳しい場所にもこの紫外線照射装置61を設置できることとなる。すなわち、製造現場などではワークとなる被照射物が他の物の背後となる等により、先の紫外線照射装置1,41では被照射物に適切に紫外線を照射できないことが度々生ずるが、この紫外線照射装置61を使用すればそのような場合でも被照射物に紫外線を適切に照射することが可能となる。換言すれば、この紫外線照射装置61は、設置条件の制約を大幅に緩和できることとなる。
The
以上、各実施の形態に係る紫外線照射装置1,41,61は、光源部に高効率なコリメート光学系を採用したことにより、紫外線LED2からの放射光(=紫外線)を効率よく後段の光学系に取り込むことができる。さらに光軸に略平行な成分の多い光束として前方へ投射することができるので、後段の光学系での光の取り回しにおいて損失が少なく、集光用途の紫外線照射装置として好適となる。また、集光用途の光源モジュールとしても好適となる。
As described above, the
また、紫外線照射装置1,41,61の光源はLEDであるため、低電圧駆動であり、従来の紫外線光源電源のような高電圧は不要となり、電源自体も構成がより安全でシンプルとなる。この結果、メンテナンス回数も従来の紫外線照射装置に比べ減らすことができ、実験室や作業現場での取り扱いの作業性が大幅に向上する。
Further, since the light source of the
さらに、紫外線照射装置1,41,61に使用される紫外線LED2からの放射としては、不必要な赤外や可視域のスペクトルを含まないようにできるので、従来のランプ装置の場合のような各種フィルターが不要となる。また、LEDは、半導体素子であるため、注入電流変調により放射光の強度変調が容易に可能となるので、紫外線の照射量の変調制御を取り入れた照射モードを付加することにより、被照射物に最適な照射を行うことができることとなる。すなわち、紫外線LED2の駆動電流の直接変調によって照射光量を変化させることができる。注入電流変調としては、電流のオンオフのデューティを替えることや、電流のミニマム値、マクシマム値のいずれか一方または両者を変えること等が採用され得る。
Furthermore, since the radiation from the
以上、各実施の形態は本発明の好適な実施例であるが、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更実施可能である。たとえば、紫外線LED2を4つとしているが、3つとし、正三角形状に配置したり、5つとし正五角形状に配置したり、6つ以上としても良い。また、紫外線LED2は、平板状の基板32上に配置されることで各放射部をつなぐことで形成される面が1つの完全な平面を形成するように並べられているが、球面等の湾曲面を形成するように配置したり、複数の紫外線LED2の一部が光軸13方向で他のものの前または後にくるように配置しても良い。
As described above, each embodiment is a preferred embodiment of the present invention, but various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. For example, although the number of the
また、紫外線LED2としては、放射する最大光量が380nmや365nmのものとしたが、その用途によって他の紫外領域のものを放射する紫外線LEDとしても良い。たとえば400nm、395nm、370nmの紫外線LEDとしても良い。380nm等のように可視光に近い波長の紫外線LEDを使用すると、発光の一部を目で確認でき、操作性が良くなる。
The
フィールドレンズ4としては1つが好ましいが、2つ並列に配置したり、3つ以上並列に配置したりしても良い。また、集光光学系として2つ以上のレンズを直列に配置しても良い。また、集光光学系としては、フィールドレンズ4の他に、フレネルレンズや両凸レンズ等を使用したりしても良い。
One
また、紫外線照射装置1,41,61は、紫外線硬化樹脂の硬化に適しているが、その用途以外に、紫外線硬化インクの硬化、バックライト光源、水その他のものの殺菌、空気清浄、ガラスその他のものの洗浄、熱可塑性樹脂フィルムの製造、電荷消去、紙幣認識装置、光化学反応等他の用途、他の装置にも使用できる。
The
1 紫外線照射装置
2 紫外線LED(紫外線を出射するダイオード)
3 コリメートレンズ(コリメート光学系)
4 フィールドレンズ(集光光学系)
5 放熱フィン
6 光源筐体
7 集光レンズ
41 紫外線照射装置
42 スタンド
46 拡散板
61 紫外線照射装置
64 ライトガイド
1
3 Collimating lens (collimating optical system)
4 Field lens (condensing optical system)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 5 Radiation fin 6 Light source housing 7
Claims (9)
上記各発光ダイオードに対応させて光の出射側に配置したコリメート光学系と、 を有することを特徴とする紫外線照射装置。 A plurality of light emitting diodes emitting ultraviolet light;
A collimating optical system disposed on the light emitting side corresponding to each of the light emitting diodes;
上記各発光ダイオードに対応させて光の出射側に配置した上記発光ダイオードの数と同一の数のコリメート光学系と、
上記複数の発光ダイオードおよび上記複数のコリメート光学系を保持する1つの光源筐体と、
上記光源筐体を保持すると共にその高さ位置を調節するスタンドと、
を有することを特徴とする紫外線照射装置。 A plurality of light emitting diodes emitting ultraviolet rays arranged so as to form one plane and equidistant from each other on a concentric circle from the apparatus main optical axis;
The same number of collimating optical systems as the number of the light emitting diodes arranged on the light emitting side corresponding to each of the light emitting diodes;
One light source housing holding the plurality of light emitting diodes and the plurality of collimating optical systems;
A stand for holding the light source housing and adjusting its height position;
The ultraviolet irradiation device characterized by having.
上記各発光ダイオードに対応させて光の出射側に配置したコリメート光学系と、
上記コリメート光学系からの出射光を集光する集光光学系と、
上記集光光学系で集光された光を入射すると共に入射した光を照射すべきワークの位置付近までガイドし、上記ワーク方向に紫外線を出射するフレキシブルなライトガイドと、
を有することを特徴とする紫外線照射装置。 A single or a plurality of light emitting diodes emitting ultraviolet light;
A collimating optical system disposed on the light emitting side corresponding to each of the light emitting diodes;
A condensing optical system that condenses the light emitted from the collimating optical system;
A flexible light guide that guides the light collected by the condensing optical system to near the position of the workpiece to be irradiated with the incident light, and emits ultraviolet rays in the workpiece direction;
The ultraviolet irradiation device characterized by having.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004006609A JP2005203481A (en) | 2004-01-14 | 2004-01-14 | Ultraviolet ray irradiator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004006609A JP2005203481A (en) | 2004-01-14 | 2004-01-14 | Ultraviolet ray irradiator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005203481A true JP2005203481A (en) | 2005-07-28 |
Family
ID=34820523
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004006609A Pending JP2005203481A (en) | 2004-01-14 | 2004-01-14 | Ultraviolet ray irradiator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2005203481A (en) |
Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007007083A (en) * | 2005-06-29 | 2007-01-18 | Univ Of Tokushima | Ultraviolet sterilizer |
JP2007265688A (en) * | 2006-03-27 | 2007-10-11 | Harison Toshiba Lighting Corp | Collimation lens and lighting fixture using this |
JP2008076840A (en) * | 2006-09-22 | 2008-04-03 | Bridgestone Corp | Method of manufacturing information display panel |
JP2010199435A (en) * | 2009-02-26 | 2010-09-09 | Hoya Candeo Optronics株式会社 | Light irradiation device |
JP2010234729A (en) * | 2009-03-31 | 2010-10-21 | U-Vix Corp | Ultraviolet irradiation apparatus |
JP2010258457A (en) * | 2009-04-23 | 2010-11-11 | Ipc Korea Co Ltd | Light emitting device |
WO2011045968A1 (en) * | 2009-10-15 | 2011-04-21 | 浜松ホトニクス株式会社 | Led light source device |
WO2011086416A1 (en) | 2010-01-18 | 2011-07-21 | パナソニック電工株式会社 | Led unit |
WO2014068912A1 (en) | 2012-10-30 | 2014-05-08 | 株式会社トクヤマ | Ultraviolet light-emitting module and ultraviolet light irradiation device |
WO2014118835A1 (en) * | 2013-01-29 | 2014-08-07 | パナソニック株式会社 | Ultraviolet light emitting device |
CN106827518A (en) * | 2017-04-10 | 2017-06-13 | 云南增材佳维科技有限公司 | A kind of tandem is used for the photosensitive resin 3D printing all-in-one of medical equipment printing |
JP2017526552A (en) * | 2014-06-06 | 2017-09-14 | エアバス ディフェンス アンド スペース ゲーエムベーハーAirbus Defence and Space GmbH | Heating devices using light for binder activation and their integration in preform devices |
JP2020042147A (en) * | 2018-09-10 | 2020-03-19 | セイコーエプソン株式会社 | Light source device and projector |
KR20220021192A (en) * | 2020-08-13 | 2022-02-22 | 김형우 | An oral care apparatus using near-infrared light |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6324858U (en) * | 1986-08-01 | 1988-02-18 | ||
JP2001314424A (en) * | 2000-05-10 | 2001-11-13 | Toei Denki Kk | Resin hardening equipment and optical unit |
JP2003124528A (en) * | 2001-08-09 | 2003-04-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Led illumination device and card led illumination light source |
JP2003243723A (en) * | 2002-02-14 | 2003-08-29 | Hamamatsu Photonics Kk | Ultraviolet irradiation device |
WO2004003971A2 (en) * | 2002-06-26 | 2004-01-08 | Innovations In Optics, Inc. | Scanning light source system |
-
2004
- 2004-01-14 JP JP2004006609A patent/JP2005203481A/en active Pending
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6324858U (en) * | 1986-08-01 | 1988-02-18 | ||
JP2001314424A (en) * | 2000-05-10 | 2001-11-13 | Toei Denki Kk | Resin hardening equipment and optical unit |
JP2003124528A (en) * | 2001-08-09 | 2003-04-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Led illumination device and card led illumination light source |
JP2003243723A (en) * | 2002-02-14 | 2003-08-29 | Hamamatsu Photonics Kk | Ultraviolet irradiation device |
WO2004003971A2 (en) * | 2002-06-26 | 2004-01-08 | Innovations In Optics, Inc. | Scanning light source system |
Cited By (26)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007007083A (en) * | 2005-06-29 | 2007-01-18 | Univ Of Tokushima | Ultraviolet sterilizer |
JP2007265688A (en) * | 2006-03-27 | 2007-10-11 | Harison Toshiba Lighting Corp | Collimation lens and lighting fixture using this |
JP2008076840A (en) * | 2006-09-22 | 2008-04-03 | Bridgestone Corp | Method of manufacturing information display panel |
JP2010199435A (en) * | 2009-02-26 | 2010-09-09 | Hoya Candeo Optronics株式会社 | Light irradiation device |
JP2010234729A (en) * | 2009-03-31 | 2010-10-21 | U-Vix Corp | Ultraviolet irradiation apparatus |
JP2010258457A (en) * | 2009-04-23 | 2010-11-11 | Ipc Korea Co Ltd | Light emitting device |
CN102596529B (en) * | 2009-10-15 | 2014-11-12 | 浜松光子学株式会社 | Led light source device |
WO2011045968A1 (en) * | 2009-10-15 | 2011-04-21 | 浜松ホトニクス株式会社 | Led light source device |
US9029814B2 (en) | 2009-10-15 | 2015-05-12 | Hamamatsu Photonics K.K. | LED light source device |
CN102596529A (en) * | 2009-10-15 | 2012-07-18 | 浜松光子学株式会社 | Led light source device |
JP5373920B2 (en) * | 2009-10-15 | 2013-12-18 | 浜松ホトニクス株式会社 | LED light source device |
CN104319334A (en) * | 2009-10-15 | 2015-01-28 | 浜松光子学株式会社 | Led light source device |
US9434151B2 (en) | 2010-01-18 | 2016-09-06 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | LED unit |
JP2011146646A (en) * | 2010-01-18 | 2011-07-28 | Panasonic Electric Works Co Ltd | Led unit |
WO2011086416A1 (en) | 2010-01-18 | 2011-07-21 | パナソニック電工株式会社 | Led unit |
WO2014068912A1 (en) | 2012-10-30 | 2014-05-08 | 株式会社トクヤマ | Ultraviolet light-emitting module and ultraviolet light irradiation device |
US9303841B2 (en) | 2012-10-30 | 2016-04-05 | Tokuyama Corporation | Ultraviolet light-emitting module and ultraviolet irradiation device |
JP2014146689A (en) * | 2013-01-29 | 2014-08-14 | Panasonic Corp | Ultraviolet ray generator |
WO2014118835A1 (en) * | 2013-01-29 | 2014-08-07 | パナソニック株式会社 | Ultraviolet light emitting device |
US10759094B2 (en) | 2014-06-06 | 2020-09-01 | Airbus Defence and Space GmbH | Thermal heating device using light for binder activation and its integration in preforming device |
JP2017526552A (en) * | 2014-06-06 | 2017-09-14 | エアバス ディフェンス アンド スペース ゲーエムベーハーAirbus Defence and Space GmbH | Heating devices using light for binder activation and their integration in preform devices |
CN106827518A (en) * | 2017-04-10 | 2017-06-13 | 云南增材佳维科技有限公司 | A kind of tandem is used for the photosensitive resin 3D printing all-in-one of medical equipment printing |
JP2020042147A (en) * | 2018-09-10 | 2020-03-19 | セイコーエプソン株式会社 | Light source device and projector |
JP7110851B2 (en) | 2018-09-10 | 2022-08-02 | セイコーエプソン株式会社 | Light source device and projector |
KR20220021192A (en) * | 2020-08-13 | 2022-02-22 | 김형우 | An oral care apparatus using near-infrared light |
KR102553640B1 (en) * | 2020-08-13 | 2023-07-10 | 김형우 | An oral care apparatus using near-infrared light |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8235556B2 (en) | Condensing element, array, and methods thereof | |
US6932599B1 (en) | Irradiation unit | |
JP2005203481A (en) | Ultraviolet ray irradiator | |
US20060199144A1 (en) | High Efficiency LED Curing Light System | |
US20070195548A1 (en) | Light Emitting Panel for Medical Applications | |
JP2011014535A (en) | Lighting system | |
JP2007041467A (en) | Light source for exposure device | |
US10775606B2 (en) | Light source module, optical device, and method for producing light source module | |
KR101404851B1 (en) | Ultra violet spot cure apparatus using a led | |
JP6130982B1 (en) | Light emitting diode lamp | |
JP2015114633A (en) | Light irradiation apparatus | |
CN108072009B (en) | Vehicle lamp | |
TWI615580B (en) | Wrap-around window for lighting module | |
US8465172B2 (en) | Lighting module with diffractive optical element | |
US11806988B2 (en) | Pivoted elliptical reflector for large distance reflection of ultraviolet rays | |
JP7071928B2 (en) | Methods and systems for the emission of narrow radiation and the resulting curing | |
CN209911599U (en) | Distributed high-power laser and LED hybrid coupling light source system | |
KR20170041359A (en) | An illumination appratus | |
CN219809826U (en) | Lighting device | |
CN218702080U (en) | UV printing ink printing solidification light source module | |
RU115963U1 (en) | LIGHT-Emitting DIODE MODULE | |
JP2014203604A (en) | Lighting device | |
CN217281607U (en) | Laser light source system | |
RU180666U1 (en) | LED OPTICAL DEVICE | |
KR102310905B1 (en) | Radiation Energy Controller for Ultraviolet Light Emitting Diode |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20061221 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090728 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100907 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20110111 |