JP2010203923A - 光照射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】放熱性に優れ、かつ、コンパクト化が可能な光照射装置を提供する。
【解決手段】基端面から導入された光が前記基端面に対向する先端面から導出される透明な中実の矩形板状をなす導光板と、射出した光が前記基端面から前記導光板内に導入される位置に設けた光源と、前記導光板の面板部に沿わせて設けた放熱フィンと、を備えているようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、インライン高速検査や、プリンタの露光等に好適に用いることができる光照射装置に関するものである。

従来、透光膜のインライン高速検査を行う場合、図６に示すように、ラインセンサカメラＣを用い、ローラＲで張設されながら運ばれていく透光膜Ｍの表面の画像情報を次々と連続的に取り込み、図示しない画像情報処理装置において明るさの違う部位を検出する等して表面欠陥等を検出するようにしている。その際に、例えば、特許文献１に示すような、中空で長尺な直方体形状をなすケーシング１１の内面に白色系の塗料を塗布する等して形成されたリフレクタ１２を導光部材として備え、当該ケーシング１１の内部に１列に複数並べたＬＥＤ１３から光を導入して、リフレクタ１２で反射・拡散しながら均一なライン光を導出する光照射装置１０が用いられており、当該光照射装置１０をローラＲ間に挿入して透光膜Ｍ表面に光を照射している。このような中空なケーシング１１の側壁は所定の形状を維持するために所定の厚さを有するものである。

ところで、ローラＲ間の距離Ｌが長いと透光膜Ｍが撓んで振動しやすくなり、鮮明な画像を得にくくなるので、ローラＲ間の距離Ｌは短い方が好ましい。しかしながら、ケーシング１１の内面に形成されたリフレクタ１２を導光部材として備える光照射装置１０では、ローラＲ間の距離Ｌを必要なライン光の幅よりもケーシングの側壁厚分だけ広く設定しなければならず、ローラＲ間の距離Ｌを充分に短くすることができない。なお、直径の短いローラＲを使用することによりローラＲ間の距離Ｌを短くすることが可能であるが、ローラＲの曲率が大きいと、張設された透光膜Ｍが切れやすくなるとともに、透光膜Ｍに大きなクセがつきやすくなり、品質劣化を招くという問題点がある。このため、所定以上の大きさのローラＲを用いることが必要である。

また、このような光照射装置１０は多数のＬＥＤ１３が敷設されているので、大光量を必要とする場合や、パワーＬＥＤと呼ばれる超高輝度タイプのＬＥＤを用いる場合等は、ＬＥＤ１３での発熱を無視できなくなり、放熱に難を生じるが、上述の光照射装置１０では元来、ローラＲ間の距離Ｌを充分に短くすることが困難なので、更にケーシング１１の外側面に放熱フィンを取り付けることはできない。このため、光照射装置１０は、図６に示すように、下部に放熱フィン１４を設け、ＬＥＤ１３で発した熱を放出している。しかしながら、このような構成を採用することにより光照射装置１０は極めて嵩高くなり、例えば、プリンタの露光用照明装置に転用しようとすると、プリンタのケーシングに収めることが困難である。

特開２００５−２８３５６３号公報

本発明はかかる問題点に鑑みなされたものであって、放熱性に優れ、かつ、コンパクト化が可能な光照射装置を提供することをその主たる所期課題としたものである。

すなわち本発明に係る光照射装置は、基端面から導入された光が前記基端面に対向する先端面から導出される透明な中実の矩形板状をなす導光板と、射出した光が前記基端面から前記導光板内に導入される位置に設けた光源と、前記導光板の面板部に沿わせて設けた放熱フィンと、を備えていることを特徴とする。

このようなものであれば、透明な中実の導光板を使用することより、導光部材の形状維持のための厚い側壁を有するケーシングが不要となるので、導光板の面板部に沿わせて放熱フィンを設けても、光照射装置の幅を所定の許容範囲内の狭さに抑えることができる。しかして、導光板の面板部に沿わせて放熱フィンを設けることにより、放熱フィンの面積を大きくすることができ、図３に示すような、下部の放熱フィン１４を設けなくとも、高い放熱効率を発現することができるので、高い放熱効率と、コンパクト化とを両立することが可能となる。

前記放熱フィンが前記導光板より屈折率の高い材料からなる場合、前記放熱フィンと前記導光板とが接していると、前記導光板の基端面から導入した光は、前記導光板と前記放熱フィンとの界面で屈折して放熱フィンに吸収されてしまうので、光の伝達効率が低下する。このため、前記導光板と前記放熱フィンとの間には空隙が設けてあることが好ましい。

前記導光板の面板部をアルミ蒸着等により形成された反射膜で被覆して、当該反射膜に鏡の役割を担わせ、かつ、前記導光板と前記放熱フィンとの間に隙間を設けず接触させると、前記光源の放熱に加え、前記導光板の放熱も効率的に行える点で、尚一層好ましい。

本発明に係る光照射装置は高い放熱効率を奏するので、前記光源として連続して２００ｍＡ以上の電流を流すことが可能なパワーＬＥＤを使用することも可能となる。

このような構成の本発明によれば、放熱性とコンパクト化とを両立することができる。

本発明の第１実施形態に係る光照射装置の模式的縦断面図である。 同実施形態に係る光照射装置の斜視図である。 本発明の第２実施形態に係る光照射装置の模式的縦断面図である。 同実施形態に係る光照射装置の斜視図である。 他の実施形態に係る光照射装置の斜視図である。 従来の光照射装置の模式的縦断面図である。

以下に本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。

＜第１実施形態＞
本実施形態に係る光照射装置１は、図１及び図２に示すように、導光板２と、導光板２の基端面２１に対向して設けられたＬＥＤ３と、導光板２の面板部２３に沿わせて設けられた放熱フィン４と、を備えるライン光照射装置である。

各部を詳述する。
導光板２は、例えば透明な中実の薄い矩形板状をなす樹脂製のものであり、その基端面２１を光導入面とし、それと対向する先端面２２を光導出面とするものである。基端面２１から導入された光は、導光板２の面板部２３を含む外側面で外部との屈折率差によって全反射されながらほとんどロス無く上方向に向かって進み、先端面２２から導出される。先端面２２上には光拡散板２４が配置されていて、先端面２２から導出される光の輝度の均一化を図っている。

光拡散板２４としては、例えば、光透過性基板の表面にエンボス加工やシボ加工等により凹凸を設け、表面をすりガラス面状に構成したものや、光透過性基板表面に白色塗料を隙間を空けて塗布したもの、光透過性基板中に光散乱を生じさせる粒子を含有させたもの等の、光散乱を利用して光拡散性を付与した種々のものを用いることができる。

導光板２の外側面は光を全反射する内向きの反射面としての役割を担っている。そして、導光板２内を光が進行すると、前記外側面で光が内方に向かって反射して混じり合い、混合される。

ＬＥＤ３は、例えば表面実装型のパワーＬＥＤであり、導光板２の基端面２１に向けて光を射出するものである。なお、パワーＬＥＤとは連続して２００ｍＡ以上の電流を流すことが可能な高輝度タイプのＬＥＤである。かかるＬＥＤ３は、ユニット基板である帯状平板型の配線基板５上に所定の間隔をとって１列に複数並べ設けて、導光板２の基端面２１に臨むように配置されてあり、ＬＥＤ３から照射された光は、基端面２１から導光板２の内部に侵入し、そこで個々のＬＥＤ３から発した光が拡散・混合されることによりバラツキが低減され均一化される。しかして、導光板２の先端面２２からはライン状の均一光が発せられる。ＬＥＤ３を取り付けた配線基板５は、ケーシング６の底面６１に貼り付けてある。

放熱フィン４は、その外表面に、列方向に延びる複数段の凹溝Ｔを設けることにより、隣り合う凹溝Ｔと凹溝Ｔとの突条部分が放熱機能を奏するように構成してあるものである。放熱フィン４は、導光板２の面板部２３に沿わせて設けてあり、ケーシング６の上端面（光照射方向）に起立している。これによりＬＥＤ３から発した熱はケーシング６を介して放熱フィン４に伝わり、その外表面から放出される。

放熱フィン４と導光板２との間には空隙Ｓが設けてあり、放熱フィン４は導光板２と凸部４１の先端のみで接触している。本実施形態では凸部４１は放熱フィン４の上下にそれぞれ１つずつ設けてあり、いずれも同じ大きさであって、これにより空隙Ｓの大きさが規定される。

このような実施形態に係る光照射装置１であれば、透明な中実の導光板２を使用することより、導光部材の形状維持のための厚い側壁を有するケーシングが不要となるので、導光板２の面板部２３に沿わせて放熱フィン４を設けても、光照射装置１の幅を所定の狭さに抑えることができる。しかして、導光板２の面板部２３に沿わせて放熱フィン４を設けることにより、放熱フィン４の面積を大きくすることができ、図６に示すような、下部の放熱フィン１４を設けなくとも、高い放熱効率を発現することができるので、高い放熱効率と、コンパクト化とを両立することが可能となる。

また、導光板２と放熱フィン４との間には空隙Ｓが設けてあるので、基端面２１から導光板２内に導入された光は全反射しつつ上方向に向けて進行し、先端面２２から導出される。このため、基端面２１から導入した光をほとんどロス無く導出することができ、高い光度の均一光を一様に照射することができる。

本実施形態に係る光照射装置の用途としては、例えば、インライン高速検査用の照明装置や、プリンタ用の露光装置等が挙げられる。

＜第２実施形態＞
本実施形態では、図３及び図４に示すように、導光板２の面板部２３がアルミ蒸着等を施してなる反射膜２５で被覆されており、かつ、導光板２と放熱フィン４との間には隙間が設けられておらず、導光板２は反射膜２５を介して放熱フィン４と接触している。

このような実施形態に係る光照射装置１であれば、導光板２と放熱フィン４との接触面積が大きいので、ＬＥＤからの熱に加え、導光板２に蓄積された熱も効率的に放熱することができる。一方、導光板２と放熱フィン４との間には鏡の役割をする反射膜２５が介在しているので、基端面２１から導入した光をほとんどロス無く導出することができる。従って、本実施形態によれば、効率的な放熱と高い光度の均一光を効果的に実現できる。

なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。

例えば、図５に示すように、放熱フィン４のフィン突出方向の幅（導光板２の面板部２３に直交する方向の幅）は、ケーシング６の幅を超えない範囲で広くてもよく、放熱フィン４の凹溝Ｔが深い方が、すなわち突出するフィンが長い方が、放熱面でより好ましい。なお、図５に示す実施形態は前記第２実施形態と同様に、導光板２の面板部２３が反射膜２５で被覆されており、導光板２が反射膜２５を介して放熱フィン４と接触している態様であるが、前記第１実施形態と同様に、導光板２と放熱フィン４との間に隙間が設けられている場合も同様に、フィンが長い方が放熱面でより好ましい。

また、第１実施形態の導光板２の外側面にもアルミ蒸着等が施されて反射膜が形成されていてもよく、これにより反射膜が鏡として作用し、導光板２の外側面からの光の漏出をより堅固に防ぐことができる。

その他、本発明は上記の各実施形態に限られず、本発明の趣旨を逸脱しない限り、前述した種々の構成の一部又は全部を適宜組み合わせて構成してもよい。

１・・・光照射装置
２・・・導光板
２１・・・基端面
２２・・・先端面
２３・・・面板部
３・・・ＬＥＤ
４・・・放熱フィン

Claims (4)

1. 基端面から導入された光が前記基端面に対向する先端面から導出される透明な中実の矩形板状をなす導光板と、
   射出した光が前記基端面から前記導光板内に導入される位置に設けた光源と、
   前記導光板の面板部に沿わせて設けた放熱フィンと、を備えていることを特徴とする光照射装置。
2. 前記導光板と前記放熱フィンとの間に空隙が設けてある請求項１記載の光照射装置。
3. 前記導光板の面板部が反射膜で被覆されている請求項１又は２記載の検査用照明装置。
4. 前記光源が、連続して２００ｍＡ以上の電流を流すことが可能なパワーＬＥＤである請求項１、２又は３記載の光照射装置。