JP2011216346A - 光照射装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】複数の発光素子から照射された照射光の強度分布のムラを改善することができるようにする。
【解決手段】光照射装置1は、支持台3と、複数の発光素子4aと、光制御手段5と、配光手段9とを備えている。また、光制御手段5は、複数の発光素子4aの照射方向の前方に配置され、複数の発光素子4aの照射光の進行方向を制御する。配光手段9は、光制御手段5の照射方向の前方に配置され、複数の発光素子4aの照射光を屈折させて複数の方向に配光する。また、配光手段9は、複数の列に並べられた複数の凸部17を有し、複数の凸部17によって第1の稜線方向pと第2の稜線方向qが形成されている。第1の稜線方向pと第2の稜線方向qは、配光手段を用いない場合に被照射物で最暗部になる箇所と、最暗部から直近の発光素子4aとを結んだ方向w,wと直交する方向に延在している。
【選択図】図4

Description

本発明は、複数の発光素子を支持台に面状に配置して光を照射する光照射装置に関するものである。
従来、光照射装置の一具体例としては、例えば紫外線照射装置が挙げられる。この紫外線照射装置は、半導体、液晶基板等の露光や、検査だけでなく、レンズやスピーカのボイスコイル等の電子部品を接着させる際に用いる紫外線硬化樹脂を硬化させるための装置として適用されている。
一般的に、紫外線照射装置の光源としては、発光ダイオード(LED)や半導体レーザ(LD)が用いられている。発光ダイオードは、放電ランプに比べて消費電力が少ない、寿命が長い、素子自体の大きさが小さい等の利点を有しており、スポット的に照射する用途に使用されることが多かった。近年、複数の発光ダイオードを2次元、すなわち面状に配置して、面状の光を照射する光源としても使用されてきている(例えば、特許文献1参照)。
次に、図27(a)及び27(b)を参照して従来の光照射装置について説明する。
図27(a)は、被照射物に照射された光の強度分布を説明する説明図であり、縦軸は、照射強度を示し、横軸は、被照射物の位置を示している。図27(b)は、従来の光照射装置の要部を示す模式図である。
図27(b)に示すように、光照射装置201は、4つの発光ダイオード202と、4つのレンズ203と、を有している。4つの発光ダイオード202は、一定の間隔を開けて一列に配列されている。この発光ダイオード202の照射方向の前方には、レンズ203が配置されている。
そして、4つの発光ダイオード202から照射された光線Lは、それぞれの発光素子を中心に放射状に出射される。すなわち、発光ダイオード202から照射される光線Lは、拡散光である。そのため、発光ダイオード202と、被照射物Gとの距離WDが長くなると、照射強度が弱くなり、必要な照射強度を得ることができなくなっていた。そして、従来の光照射装置201では、発光ダイオード202の照射方向の前方にレンズ203を配置し、光線Lを屈折させて光の拡散の度合いを抑制させている。
図27(a)の実線に示すように、この光照射装置201から被照射物Gに照射された光の強度分布は、4つの凸形の分布が形成される。この、4つのピークの間隔は、発光ダイオードの間隔の長さと同様となっている。そして、光が十分に照射されない箇所が発生し、照射強度の最も強いところと、最も弱いところの差が大きくなっていた。その結果、この従来の光照射装置201を紫外線照射装置に用いた場合、紫外線硬化樹脂の硬化や半導体、液晶基板等の露光にムラが生じ、紫外線硬化樹脂を硬化するための時間がかかったり、検査での不具合の見落としが生じたりするという問題を有していた。
また、特許文献1に記載された光照射装置には、強度分布の均一化を図るために、レンズの出射方向の前方に光を拡散させる拡散板を設ける技術が提案されている。図27(a)に示す点線及び一点鎖線は、拡散板を設けた際の被照射物Gに照射される光の照射強度の分布を表している。図27(a)に示すように、レンズ203から出射された光を拡散板によって拡散させることによって、照射強度の分布を改善している。ここで、点線は、拡散率の高い拡散板を用いたときの照射強度の分布を示しており、一点鎖線は、拡散率の低い拡散板を用いたときの照射強度の分布を示している。
特開2010−27252号公報
しかしながら、特許文献1に記載された技術では、照射強度の差を軽減させるために光を強く拡散させる必要があるが、被照射物Gに当たる光の領域が必要以上に拡大していた。図27(a)の点線で示すように、外側に配置された発光素子から照射された光は、使用者が要求する照射エリアHを超えて拡散され、照射エリアH内に効率よく照射することができていなかった。そのため、液晶基板等の露光や電子部品を接着させる際に使用者が要求していない無駄な箇所にまで光が照射される、という問題を有していた。
また、照射エリアHを超えて拡散される光を減らすために、拡散率の低い拡散板を用いて拡散の強さを弱めると、照射エリアHを超えて拡散される光は、軽減される。しかしながら、図27(a)の一点鎖線で示すように、照射強度の分布を改善させることができない、という問題があった。
本発明の目的は、上記の問題点を考慮し、所定の照射エリアに対して効率良く光を照射し、照射光の強度分布のムラを改善することができる光照射装置を提供することにある。
上記課題を解決し、本発明の目的を達成するため、本発明の光照射装置は、被照射物に対向する載置部を有する支持台と、支持台の載置部に搭載された複数の発光素子と、を備えている。また、複数の発光素子の照射方向の前方に配置され、複数の発光素子の照射光の進行方向を制御する光制御手段と、光制御手段の照射方向の前方に配置され、複数の発光素子の照射光を屈折させて複数の方向に配光する配光手段と、を備えている。そして、配光手段は、複数の列に並べられた複数の凸部を有し、複数の凸部によって互いに異なる方向に延在する複数の稜線が形成されている。また、複数の稜線の方向は、配光手段を用いない場合に被照射物で最暗部になる箇所と、最暗部から直近の発光素子とを結んだ線と直交する方向に延在している。
本発明の光照射装置によれば、照射光を屈折させてその光の複数の方向に配光する配光手段を設けている。そして、この配光手段に形成された複数の稜線の方向を、配光手段を用いない場合に被照射物で最暗部になる箇所と、最暗部から直近の発光素子とを結んだ線と直交させている。そのため、配光手段によって、配光手段を用いない場合に最暗部となる領域を補完するように、光を無駄に拡散させることなく配光することで、光が照射されない領域を無くすことができる。その結果、被照射物の所定の照射エリアに対して光を効率良く照射することができ、照射光の強度分布のムラを改善することが可能である。
本発明の光照射装置として適用した紫外線照射装置の第1の実施の形態例を示す正面図である。 本発明の光照射装置として適用した紫外線照射装置の第1の実施の形態例を示す断面図である。 本発明の光照射装置として適用した紫外線照射装置の第1の実施の形態例にかかる支持台に搭載した発光素子を示す斜視図である。 本発明の光照射装置として適用した紫外線照射装置の第1の実施の形態例にかかる発光素子及び配光手段を示す斜視図である。 本発明の光照射装置として適用した紫外線照射装置の第1の実施の形態例にかかる発光素子から照射された光線の向きを説明する模式図である。 本発明の光照射装置として適用した紫外線照射装置の第1の実施の形態例を示すもので、図6(a)は配光手段によって屈折される光線を示す説明図、図6(b)は被照射物に照射された光線の分布を示す説明図である。 本発明の光照射装置として適用した紫外線照射装置にかかる配光シートの頂角と配光角度を示すグラフである。 本発明の光照射装置として適用した紫外線照射装置の第1の実施の形態例を示すもので、図8(a)は紫外線照射装置から照射された光の強度分布を示すグラフ、図8(b)は紫外線照射装置から照射された光線の方向を示す模式図である。 配光手段を用いずに被照射物に照射された光の像を示す平面図である。 本発明の光照射装置として適用した紫外線照射装置の第1の実施の形態例にかかる第1の配光シートを透過して被照射物に照射された光の像を示す平面図である。 本発明の光照射装置として適用した紫外線照射装置の第1の実施の形態例にかかる配光手段を透過して被照射物に照射された光の像を示す平面図である。 本発明の光照射装置と比較するための光照射装置における発光素子と配光手段を示す斜視図である。 図12に示す光照射装置における1つの発光素子から照射された光の像を示す平面図である。 図12に示す光照射装置から照射された光の像を示す説明図である。 本発明の光照射装置として適用した紫外線照射装置の第1の実施の形態例から照射された光の像を示す説明図である。 本発明の光照射装置における配光手段の第2の実施の形態例にかかる発光素子と配光シートを示す斜視図である。 本発明の光照射装置における配光手段の第3の実施の形態例にかかる発光素子と配光シートを示す斜視図である。 本発明の光照射装置として適用した紫外線照射装置の第4の実施の形態例を示すもので、図18(a)は配光手段によって屈折される光線を示す説明図、図18(b)は被照射物に照射された光線の分布を示す説明図である。 配光手段を用いない従来の光照射装置の照射強度を示すグラフである。 本発明の光照射装置として適用した紫外線照射装置の第1の実施の形態例の照射強度を示すグラフである。 本発明の光照射装置として適用した紫外線照射装置の第4の実施の形態例の照射強度を示すグラフである。 本発明の光照射装置における配光手段の凸部の変形例を示す断面図である。 本発明の光照射装置における配光手段の凸部の変形例を示す断面図である。 本発明の光照射装置における配光手段の凸部の変形例を示す断面図である。 載置部に搭載される複数の発光素子の配列の変形例を示す模式である。 図25に示す発光素子の配列に対応した配光手段を示す平面図及び断面図である。 従来の光照射装置を示すもので、図27(a)は光照射装置から照射された光の強度分布を示すグラフ、図27(b)は光照射装置から照射された光線の方向を示す模式図である。
以下、本発明の光照射装置の実施形態例について、図1〜図26を参照して説明する。なお、各図において共通の部材には、同一の符号を付している。また、本発明は、以下の形態に限定されるものではない。
なお、説明は以下の順序で行う。
1.第1の実施の形態例
1−1.光照射装置の構成例
1−2.光照射装置の動作
2.第2の実施の形態例
3.第3の実施の形態例
4.第4の実施の形態例
5.凸部の変形例
6.発光素子の配列の変形例
<1.第1の実施の形態例>
1−1.光照射装置の構成例
まず、図1〜図15を参照して本発明の第1の実施の形態例(以下、「本例」という。)にかかる光照射装置について説明する。
本例の紫外線照射装置1は、紫外線発光ダイオード(UV LED)を光源として紫外線を照射するものである。紫外線照射装置1は、例えば、半導体や液晶の基板等の露光や、紫外線硬化樹脂に紫外線を照射して硬化させるために用いられている。
図1は、紫外線照射装置1の正面図、図2は、紫外線照射装置1の断面図である。
図1及び図2に示すように、紫外線照射装置1は、筐体2と、支持台3と、光源である複数の発光ダイオード4と、レンズ群5と、第1の配光シート7及び第2の配光シート8からなる配光手段9と、ヒートシンク6と、不図示の制御部とを有している。
筐体2は、中空の容器状に形成されている。また、筐体2の一面には、略四角形状に開口した開口窓11が形成されている。そして、この筐体2には、支持台3、発光ダイオード4、レンズ群5、ヒートシンク6及び制御部が収納されている。なお、本例では、開口窓11の形状を略四角形状に形成した例を説明したが、これに限定されるものではない。すなわち、開口窓11は、例えば、略六角形や略円形等その他各種の形状で開口したものであってもよい。
支持台3は、略平板状に形成されており、その一面は発光ダイオード4が搭載される載置部3aとなっている。この支持台3は、ヒートシンク6に取り付けられて筐体2に収納される。そして、支持台3は、筐体2に収納された際に、載置部3aが開口窓11に臨み、被照射物に対して対向する。また、支持台3の載置部3aには、発光ダイオード4が搭載されている。なお、支持台3は、基板として構成してもよい。なお、支持台3とヒートシンク6との間に熱伝導率が高いグラファイトシートを介在させてもよい。
図3は、発光ダイオードの配置の仕方を示す斜視図である。
図3に示すように、発光ダイオード4は、略四角形をなすチップ状に形成されている。この発光ダイオード4の略中心には、発光素子4aが設けられている。この発光素子4aが発光することによって、光が照射される。そして、発光ダイオード4は、不図示の配線を介して制御部に接続されている。
更に、この発光ダイオード4は、365nm〜405nm付近の波長の光、すなわち紫外線を照射するものである。そして、複数の発光ダイオード4から照射される紫外線は、全て同一の波長である。
また、略四角形状に形成された発光ダイオード4を用いた例を説明したが、略円柱状の発光ダイオード4を用いてもよい。そして、発光素子4aの発光面の形状は、略四角形に限定されるものではなく、発光素子4aの発光面の形状は、例えば略六角形や略円形に形成してもよい。
また、発光ダイオード4は、載置部3aと平行をなす横方向xと、この横方向xと直交する縦方向yに略等間隔に搭載されている。そして、発光ダイオード4は、横方向xに6個、縦方向yに6個ずつ並べられており、全体で36個の発光ダイオード4が用いられている。
更に、上述したように、横方向xに隣り合う2つの発光ダイオード4,4xにおける発光素子4aの第1の間隔Txの長さと縦方向yに隣り合う2つの発光ダイオード4,4yにおける発光素子4aの第2の間隔Tyの長さは、同じ長さに設定されている(図6参照)。そして、支持台3の一面と平行で且つ横方向x及び縦方向yから約45°傾いた第1の斜め方向wに隣り合う2つの発光ダイオード4,4wにおける発光素子4aの第3の間隔Twの長さは、第1の間隔Tx及び第2の間隔Tyよりも長く設定されている(図6参照)。
なお、第1の斜め方向wに直交する第2の斜め方向wに隣り合う2つの発光ダイオード4,4wにおける発光素子4aの第4の間隔Twの長さは、第3の間隔Twと同じ長さに設定されている。そして、本例では、第1の斜め方向wと第2の斜め方向wが、隣り合う4つの発光ダイオード4で囲んだ際に形成される領域の対角線となっている。
更に、図2に示すように、発光ダイオード4は、支持台3の載置部3aに搭載された状態で、筐体2に収納されている。このとき、発光ダイオード4の発光素子4aは、筐体2の開口窓11の開口に向けられている。そのため、発光ダイオード4から照射された光は、筐体2の開口窓11を通過して出射される。そして、36個の発光ダイオード4の光軸方向Rは、それぞれ略平行に設定されている。
なお、本例では、36個の発光ダイオード4を用いた例を説明したが、これに限定されるものではなく、発光ダイオード4の数は、2個あるいは37個以上用いてもよく、使用する用途に応じて種々に設定されるものである。
また、図2に示すように、この発光ダイオード4の照射方向の前方には、光制御手段であるレンズ群5が設けられている。レンズ群5は、第1のレンズ12と、第2のレンズ13とから構成されている。この第1のレンズ12及び第2のレンズ13は、それぞれ凸レンズである。
そして、第1のレンズ12は、載置部3aに搭載された36個の発光ダイオード4の照射方向の前方に一つずつ配置されている。すなわち、36個の第1のレンズ12が設けられている。また、第2のレンズ13は、発光ダイオード4の照射方向の前方に配置された第1のレンズ12の光の出射側に一つずつ配置されている。すなわち、この第2のレンズ13も36個用いられている。
図5は、発光ダイオード4から照射された光線Lの向きについて説明する模式図である。なお、便宜的に、図5では、第1のレンズ12及び第2のレンズ13を一つのレンズとして図示している。
この図5に示すように、発光ダイオード4から照射される光は、発光素子4aを中心に放射状に拡散する拡散光である。そのため、紫外線照射装置1から被照射物Gまでの距離WDの長さ(図8参照)が長い場合、光が拡散してしまい、必要な照射強度の光を被照射物Gの照射エリアHに照射することができない。そのため、本例では、レンズ群5によって、発光ダイオード4から照射された光の拡散の度合いを抑制し、光の進行方向を所定の方向に制御している。これにより、光が拡散することで照射強度が低下することを防ぐことができる。
また、図2に示される第1のレンズ12は、第1のレンズホルダ14に保持されて筐体2の開口窓11に固定されている。この第1のレンズホルダ14には、発光ダイオード4から照射された光が通過する貫通孔14aが設けられている。また、第2のレンズ13は、第2のレンズホルダ15に保持されて筐体2の開口窓11における第1のレンズホルダ14の前方に固定されている。この第2のレンズホルダ15には、第1のレンズ12から出射された光が通過する貫通孔15aが設けられている。
なお、本例では、レンズ群5を第1のレンズ12及び第2のレンズ13の2つの種類のレンズによって構成した例を説明したが、これに限定されるものではない。レンズ群5は、1つの種類のレンズによって構成してもよく、また3種類以上のレンズによって構成してもよい。
また、光制御手段として第1のレンズ12及び第2のレンズ13からなるレンズ群5を適用した例を説明したが、これに限定されるものではない。光制御手段としては、発光ダイオードの発光素子から照射された光の拡散を抑制し、光の進行方向を所定の方向に制御するものであれば、ミラー等その他各種の光学系を適用できるものである。
更に、発光ダイオードを砲弾型のLEDとして構成することで、発光ダイオード自体に光制御手段を付与してもよい。このように、発光ダイオードを砲弾型のLEDとすることで、レンズ群等の部品点数の削減を図ることができる。
更に、レンズ群5における光の出射方向の前方には、第1の配光シート7と、第2の配光シート8が配置されている。第1の配光シート7と第2の配光シート8は、積層した状態で筐体2の開口を閉じるように開口窓11に嵌め込まれている。なお、第1の配光シート7及び第2の配光シート8における筐体2への固定方法は、嵌合に限定されるものではなく、接着や固定ねじを用いたその他各種の固定方法によって筐体2に固定してもよい。そして、この第1の配光シート7と第2の配光シート8は、配光手段9を構成している。
図4は、発光ダイオード4と第1の配光シート7及び第2の配光シート8との位置関係を示す斜視図である。なお、図4では、図2に示されたレンズ群5を省略している。
図4に示すように、第1の配光シート7及び第2の配光シート8は、発光ダイオード4及びレンズ群5から入射された光を屈折させて、光の光軸方向を複数(本例では2つ)に分けて被照射物Gに光を配るプリズムシートである。なお、以下、光の光軸方向を複数に分けて被照射物Gに光を配ることを「配光」という。また、第1の配光シート7及び第2の配光シート8は、それぞれ同一の構成を有するものであるため、ここでは、第1の配光シート7について説明する。
第1の配光シート7の一面には、複数の凸部17が形成されている。凸部17は、断面形状が略三角形の突条である。また、凸部17の断面形状は、左右対称に形成されている。そして、この凸部17は、2つの斜面17aを有している。この複数の凸部17は、その延在する方向を同一方向に向けて第1の配光シート7の一面上に平行に形成されている。そのため、第1の配光シート7の一面には、複数の凸部17が複数の列に並べて配置されている。
この第1の配光シート7及び第2の配光シート8としては、透明で紫外光を透過する材質が好ましく、例えば有機樹脂、有機−無機複合体、石英ガラスや、多成分系ガラス、これらのガラスの上に有機樹脂や有機−無機複合体でプリズムやレンズを形成したものが適用できる。
また、第1の配光シート7は、複数の凸部17が形成された面と反対側の面を発光ダイオード4及びレンズ群5に対向させて配置される。また、第2の配光シート8は、複数の凸部17が形成された面と反対側の面を第1の配光シート7に対向させている。
更に、第1の配光シート7は、複数の凸部17によって形成される第1の稜線方向pを載置部3aに載置された発光ダイオード4の横方向x及び縦方向yに対して略45°傾けて配置されている。すなわち、第1の配光シート7の第1の稜線方向pは、隣り合う2つの発光ダイオード4における発光素子4aの第1〜第4の間隔Tx〜Twのうち最もその距離が長い第3の間隔Tw又は第4の間隔Twの方向と直交している。本例では、第1の稜線方向pは、第1の斜め方向wと直交している。
また、第2の配光シート8は、複数の凸部17によって形成される第2の稜線方向qを第1の稜線方向pに対して光軸回りに略90°回転させて配置されている。そのため、第1の稜線方向pと第2の稜線方向qは、直交している。すなわち、第2の稜線方向qは、第2の斜め方向wと直交している。
そして、第1の配光シート7は、被照射物Gに対して第1の稜線方向pと直交する方向に沿って光を配光し、第2の配光シート8は、被照射物Gに対して第2の稜線方向qと貯光する方向に沿って光を配光するものである。
1−2.光照射装置の動作
次に、図5〜図7を参照して光照射装置1の動作について説明する。
図5は、発光ダイオード4から照射された光線Lの向きについて説明する模式図、図6は、凸部17に入射された光線Lの向きと被照射物に照射された光線Lについて説明する説明図である。なお、便宜的に、図5では、レンズ群を省略して図示し、図6(b)では、被照射物に照射される光の照射中心と発光素子4aの位置関係とを重ねて図示している。
図5に示すように、発光ダイオード4の発光素子4aから光線Lは、発光ダイオード4の発光素子4aを基点として放射状に出射される。すなわち、発光ダイオード4から照射される光は、発散光である。そして、この光線Lは、光制御手段であるレンズ群5を通過すると屈折し、その拡散の度合いが抑制され、光線Lの進行方向が制御される。
そして、進行方向が制御された光線Lは、第1の配光シート7に入射する。図6(a)に示すように、第1の配光シート7に入射した光線Lは、凸部17を透過することによって屈折角度θ2で屈折する。以下、この屈折角度θ2を配光角度θ2という。この配光角度θ2は、凸部17の頂角θ1、第1の配光シート7及び第2の配光シート8の屈折率によって変更することができる。ここで、凸部17には、2つの斜面17aを有しているため、光の光軸方向は、2つの方向に分けられる。
図6(b)に示すように、発光素子4aから照射された光は、凸部17によって2つに配光されて、被照射物Gに照射されて、第1の照射中心K1と第2の照射中心K2の2つに分けられる。このとき、2つに配光された光の照射中心K1,K2の位置は、発光素子4aを挟んで第1の斜め方向w上となる。また、第1の発光素子4aから照射された光の照射中心K1は、第3の間隔Twの中心Oから照射中心K1までの長さdと、第1の発光素子4aから照射中心K1までの長さcが略等しくなるように設定されている。また、第1の斜め方向wに隣り合う第2の発光ダイオード4wから照射された2つの光の照射中心も同一に設定されている。
そして、この条件となるように、凸部17の頂角θ1は、紫外線照射装置1から被照射物Gまでの距離WDの長さ(図8参照)に応じて調整されている。
ここで、図7及び表1を参照して、凸部17の頂角θ1と配光角度θ2の関係について説明する。
図7及び下記の表1は、凸部17の頂角θ1と配光角度θ2の関係を示す図である。なお、第1の配光シート7を構成する材料として、例えばアクリル樹脂やエポキシ樹脂を用いた例を説明している。そして、アクリル樹脂の屈折率は、1.49であり、エポキシ樹脂の屈折率は、1.58である。また、光線Lは、光制御手段であるレンズ群5によってその拡散の度合いが抑制され、光の進行方向が互いに略平行となるように制御されている。そのため、本例では、光線Lは、第1の配光シート7への入射角をほぼ0°として考える。
表1及び図7に示すように、配光角度θ2は、凸部17の頂角θ1が大きくなるとその角度が小さくなることが分かる。すなわち、凸部17の頂角θ1を変更することによって、配光角度θ2が変化することが分かる。
そして、この凸部17の頂角θ1は、紫外線照射装置1から被照射物Gまでの距離WDの長さ(図8参照)によって設定される。例えば、距離WDが長い場合は、光の広がりを抑えるために頂角θ1の角度を大きくして配光角度θ2を小さくすることが好ましい。また、距離WDが短い場合は、短い距離で光を広げる必要があるため、頂角θ1の角度を小さくして配光角度θ2を大きくする必要がある。これにより、発光素子4aから照射された光を所定の照射エリアH内に照射することができる。
なお、第2の配光シート8に入射された光も第1の配光シート7と同様であるため、その説明は省略する。第2の配光シート8では、被照射物上で第2の斜め方向wに沿って2つに配光される。
次に、図8〜図15を参照して、本例の紫外線照射装置1によって被照射物に投影される光の像について説明する。
図8(a)は、被照射物Gに照射された光の強度分布を示し、図8(b)は、紫外線照射装置1から照射された光線Lの方向を示す模式図である。なお、図8(b)では、紫外線照射装置1を第1の斜め方向wに断面し、且つ便宜的に第2の配光シート8を省略している。
図8(b)に示すように、発光素子4aから照射された光線Lは、光制御手段であるレンズ群5及び配光手段9である第1の配光シート7を透過して距離WD離れた被照射物Gに照射される。
図9は、配光手段を用いずにレンズ群5から被照射物Gに照射された光の像を示す平面図である。図10は、第1の配光シート7を透過して被照射物Gに照射された光の像を示し、図11は、配光手段9を透過して被照射物Gに照射された光の像を示している。なお、被照射物に照射される光の照射中心と発光素子4aの位置関係とを重ねて図示している。
図9に示すように、配光手段を透過せずに被照射物Gに照射された光の照射中心Kは、発光素子4a上に位置している。そして、光が当たる領域(以下、「光像」という。)Mは、照射中心Kを中心に略円形に形成される。
これに対し、図10に示すように、第1の配光シート7を透過した光の照射中心は、第1の配光シート7によって、第1の照射中心K1と第2の照射中心K2の2つに分けられる。そして、第1の照射中心K1と第2の照射中心K2は、発光素子4aを間に挟んで第1の斜め方向w上に位置している。また、被照射物Gには、第1の照射中心K1を中心とした略円形の第1の光像m1と、第2の照射中心K2を中心とした略円形の第2の光像m2が投影される。第1の光像m1と第2の光像m2は、第1の斜め方向wに沿って隣り合う。
また、図11に示すように、第1の配光シート7と第2の配光シート8を透過した光の照射中心は、第1の照射中心K1、第2の照射中心K2、第3の照射中心K3及び第4の照射中心K4の4つに分けられる。第1の照射中心K1と第2の照射中心K2は、図10と同一であるためその説明は、省略する。第3の照射中心K3と第4の照射中心K4は、発光素子4aを間に挟んで第2の斜め方向w上に位置している。
また、被照射物Gには、第1の光像m1及び第2の光像m2だけでなく、第3の照射中心K3を中心とした略円形の第3の光像m3と、第4の照射中心K4を中心とした略円形の第4の光像m4が投影される。第3の光像m3と、第4の光像m4は、第2の斜め方向wに沿って隣り合う。そして、1つの発光素子4aから照射された光像Mは、第1の光像m1、第2の光像m2、第3の光像m3及び第4の光像m4を合わせたものとなる。
図12は、本例の紫外線照射装置1と比較するための光照射装置における発光ダイオードと配光シートとの配置の一例を示す斜視図である。本図では、図2で示されたレンズ群5を省略して示している。また、図13は、図12に示す光照射装置の1つの発光素子から照射された光の像を示す説明図、図14は、図12に示す光照射装置によって被照射物に投影される光の像を示す説明図である。
なお、発光ダイオード104、第1の配光シート107及び第2の配光シート108の構成は、本例の紫外線照射装置1にかかる発光ダイオード4と第1の配光シート7及び第2の配光シート8と同一であるため、その説明は省略する。また、載置部に搭載される発光ダイオード104の配列の仕方も本例の紫外線照射装置1と同一である。
まず、図12に示すように、光照射装置101の第1の配光シート107は、第1の稜線方向pを載置部に載置された複数の発光ダイオード104の横方向xの列と平行になるように配置されている。また、第2の配光シート108は、第2の稜線方向qを発光ダイオード104の縦方向yの列と平行になるように配置されている。
図13に示すように、光照射装置101の1つの発光素子104aから照射された光は、第1の配光シート107及び第2の配光シート108によって、横方向xと縦方向yと平行に4つに配光される。そして、第1の光像n1と第2の光像n2は、発光素子104aを間に挟んで縦方向yに沿って隣り合い、第3の光像n3と第4の光像n4は、発光素子104aを間に挟んで横方向xに沿って隣り合う。そして、光照射装置101では、第1の光像n1、第2の光像n2、第3の光像n3及び第4の光像n4を合わせたものが1つの発光素子104aから照射された光の光像Nとなる。
そして、図14に示すように、被照射物Gには、複数の発光素子104aの光像Nが合わさり、全体光像NAが投影される。ここで、光照射装置101も本例の紫外線照射装置1と同様に、隣り合う2つの発光ダイオード104の間隔は、第1の間隔Txと第2の間隔Tyが、第3の間隔Tw及び第4の間隔Twよりも短く設定されている。
そして、光照射装置101では、対角線に位置する発光ダイオード104、すなわち2つの斜め方向w,wに隣り合う発光ダイオード104の間に光が照射されない領域Sが生じている。なお、隣り合う4つの発光ダイオード104で囲まれた領域の対角線の中心は、配光手段を用いない場合も同様に光が照射されない領域となり、最も照射強度の弱い最暗部となる。
図15は、本例の紫外線照射装置1によって被照射物Gに投影される光の像を示す説明図である。なお、光の像と発光素子4aの位置関係とを重ねて図示している。
図15に示すように、被照射物Gには、図11に示す光像Mが複数合わさり全体光像MAが投影されている。
上述したように、配光手段9の2つの稜線方向p,qは、配光手段を用いない場合に最暗部となる箇所と直近の発光素子4aとを結んだ線である第1の斜め方向w及び第2の斜め方向wと直交するように設定している。そのため、光像Mは、第1の配光シート7によって、第1の稜線方向pと直交する第1の斜め方向wに沿って2つの配光されており、第2の配光シート8によって、第2の稜線方向qと直交する第2の斜め方向wに2つの配光されている。すなわち、隣り合う4つの発光ダイオード4で囲まれた領域(本例では、正方形)の対角線の中心に向けて光を配光している。
このように、配光手段を用いない場合に最暗部となる領域を補完するように、光を配光することで、光が照射されない領域を無くすことができる。その結果、本例の紫外線照射装置1のほうが光照射装置101よりも照射強度の弱い領域を減少させることができ、照射光の強度分布のムラを改善できていることがわかる。
また、図8(a)及び図8(b)に示すように、レンズ群5によって光の拡散の度合いを抑制し、且つその光を配光手段9によって配光することで、照射強度の分布を照射エリアH内で明瞭に分けることができる。そのため、外側に配置された発光素子4aから照射された光が照射エリアHを超えて照射されることなく、全体光像MAの輪郭を明瞭にすることが可能である。
更に、被照射物Gとの距離WDによって凸部17の頂角θ1の角度を適宜設定することで、光の配光する方向を調整して、照射中心Kの間隔を調整している。これにより、斜め方向に隣り合う2の発光ダイオード4,4w間での強度分布の均一化を図ることが可能となると共に全体光像MAを照射エリアH内に納めることができる。
<2.第2の実施の形態例>
次に、図16を参照して本発明の光照射装置に適用した紫外線照射装置の第2の実施の形態例について説明する。
図16は、第2の実施の形態の紫外線照射装置における発光ダイオードと配光シートを示す斜視図である。なお、図16では、図2で示されたレンズ群5を省略している。
この第2の実施の形態例にかかる紫外線照射装置21が第1の実施の形態例に係る紫外線照射装置1と異なるところは、1枚の配光シートで複数の稜線方向を有する配光手段を構成した点である。そのため、ここでは、配光シートについて説明し、紫外線照射装置1と共通する部分には同一の符号を付して重複した説明を省略する。
図16に示すように、発光ダイオード4の照射方向の前方には、一枚の配光シート23が配置されている。配光手段25を構成する配光シート23の一面には、断面形状が略三角形からなる突条の複数の凸部24が形成されている。そして、この複数の凸部24によって形成される第1の稜線方向pは、第1の斜め方向wと直交するように設定されている。また、配光シート23の他面にも同様に、凸部24が形成されている。これにより、一枚の配光シート23によって、二方向の稜線方向を有する配光手段25が構成される。
なお、この他面側に設けられた複数の凸部24によって形成される第2の稜線方向qは、第1の稜線方向と直交している。そのため、第2の稜線方向qは、第2の斜め方向wと直交する。
その他の構成は、上述した第1の実施の形態例にかかる紫外線照射装置1と同様であるため、それらの説明は省略する。このような構成を有する紫外線照射装置21によっても、上述した第1の実施の形態例にかかる紫外線照射装置1と同様の作用及び効果を得ることができる。
<3.第3の実施の形態例>
次に、図17を参照して本発明の光照射装置に適用した紫外線照射装置の第3の実施の形態例について説明する。
図17は、第3の実施の形態の紫外線照射装置における発光ダイオードと配光シートを示す斜視図である。なお、本図では、図2で示されたレンズ群5が省略されている。
この第3の実施の形態例にかかる紫外線照射装置31は、1枚の配光シートの一面に複数の稜線を形成したものである。そのため、ここでは、配光シートについて説明し、紫外線照射装置1と共通する部分には同一の符号を付して重複した説明を省略する。
図17に示すように、発光ダイオード4の照射方向の前方には、一枚の配光シート33が配置されている。この配光シート33における発光ダイオード4と対向する面と反対側の一面には、略四角錐状の凸部34が形成されている。凸部34は、載置部3aに配置された発光ダイオード4の第1の斜め方向wと第2の斜め方向wに沿って並べられている。そのため、配光シート33の一面には、略四角錐状の凸部34を形成する4つの斜面p’、p”、q’、q”が形成されている。そして、この配光シート33によって配光手段35が構成される。
なお、第3の実施の形態例にかかる紫外線照射装置31では、配光シート33に形成された複数の凸部34の頂点を結んだ線又は、複数の凸部34によって形成される谷部が延在する方向を本発明の稜線の方向としている。
その他の構成は、上述した第1の実施の形態例にかかる紫外線照射装置1と同様であるため、それらの説明は省略する。このような構成を有する紫外線照射装置31によっても、上述した第1の実施の形態例にかかる紫外線照射装置1と同様の作用及び効果を得ることができる。
なお、第2及び第3の実施の形態例にかかる紫外線照射装置21,31によれば、第1の実施の形態例にかかる紫外線照射装置1よりも配光シートの数を減らすことができ、装置全体の部品点数の削減を図ることが可能である。
<4.第4の実施の形態例>
次に、図18を参照して本発明の光照射装置に適用した紫外線照射装置の第4の実施の形態例について説明する。
図18は、第4の実施の形態例にかかる紫外線照射装置における光線の屈折と進行を示すものである。
第4の実施の形態例にかかる紫外線照射装置41が第1の実施の形態例に係る紫外線照射装置1と異なるところは、凸部の形状である。そのため、ここでは、凸部について説明し、紫外線照射装置1と共通する部分には同一の符号を付して重複した説明を省略する。
図18(a)に示すように、紫外線照射装置41における凸部42は、異なる傾斜角の斜面42aを4つ有している。そのため、この凸部42に入射された光線Lは、4つの斜面42aによって4方向に配光される。そして、図18(b)に示すように、被照射物Gには、第1の斜め方向wに沿って照射された第1の照射中心D1,第2の照射中心D2,第3の照射中心D3及び第4の照射中心D4を有する光が照射される。
ここで、第3の間隔Twの中心Oから発光ダイオード4の発光素子4aまでの距離の中心を基準点Fとする。そして、第1の照射中心D1は、基準点Fと発光素子4aとの中間の地点に位置している。また、第2の照射中心D2は、基準点Fと中心Oの中間の地点に位置している。なお、第3の照射中心D3及び第4の照射中心D4は、第1の斜め方向wに沿って、且つ発光素子4aを間に挟んで第1の照射中心D1及び第2の照射中心D2と対称となる位置に照射される。また、第1の斜め方向wに隣り合う第2の発光ダイオード4wから照射された光線L1も同一に設定されている。
これにより、隣り合う2つの発光ダイオード4,4w間での、照射強度の分布の均一化を更に向上することが可能である。その結果、照射強度のムラの改善を更に向上することが可能である。なお、第2の斜め方向wについても同様であるため、その説明は省略する。
その他の構成は、上述した第1の実施の形態例にかかる紫外線照射装置1と同様であるため、それらの説明は省略する。このような構成を有する紫外線照射装置41によっても、上述した第1の実施の形態例にかかる紫外線照射装置1と同様の作用及び効果を得ることができる。
次に、図19、図20及び図21を参照して、第1の実施の形態例にかかる紫外線照射装置1の照射強度の分布と第4の実施の形態例にかかる紫外線照射装置41の照射強度の分布の違いについて説明する。
図19は、配光手段を用いない従来の光照射装置の照射強度を示すグラフである。図20は、第1の実施の形態例にかかる紫外線照射装置1の一方向の配光手段による照射強度を示すグラフであり、図21は、第4の実施の形態例にかかる紫外線照射装置41の一方向の配光手段による照射強度を示すグラフである。なお、縦軸は、従来の光照射装置の最も照射強度が強いところを1.00とした照射強度の割合を示している。また、横軸は、第1の方向wに隣り合う2つの発光ダイオード4,4wの間の位置を示している。
更に、第1の発光ダイオード4から照射された光の強度分布は、丸で示し、隣り合う第2の発光ダイオード4wから照射された光の強度分布は、四角で示している。そして、実線が隣り合う2つの発光ダイオード4,4wの光を足し合わせた実際の照射強度を示している。
図19に示すように、配光手段を用いない従来の光照射装置では、第1の方向wに隣り合う2つの発光ダイオード4,4wの中心O、すなわち対角線の中心が最も照射強度が弱くなっており、発光ダイオード4,4w上が最も照射強度が強くなっている。
図20に示すように、第1の実施の形態例にかかる紫外線照射装置1では、照射強度のピークが2つの発光ダイオード4,4wの間に2箇所形成されている。そして、最も強い照射強度の値は、図19に示す従来の光照射装置よりも小さくなっているが、最も弱い照射強度の値は、図19に示す従来の光照射装置よりも大きくなっている。更に、照射強度の差が、従来の光照射装置よりも小さくなっていることがわかる。そのため、図19に示す従来の光照射装置よりも第1の実施の形態例にかかる紫外線照射装置1のほうが光の照射強度が均一化されていることがわかる。
また、図21に示すように、第4の実施の形態例にかかる紫外線照射装置41では、照射強度のピークが2つの発光ダイオード4,4wの間に4箇所形成されている。また、照射強度の落ち込みが、図19に示す従来の光照射装置や第1の実施の形態例にかかる紫外線照射装置1よりも少なくなっていることが分かる。これにより、光を4つに配光させた第4の実施の形態例にかかる紫外線照射装置41によれば、第1の実施の形態例にかかる紫外線照射装置1よりも照射強度分布の均一化を向上させることができる。
<5.凸部の変形例>
次に、図22〜図24を参照して凸部の変形例について説明する。
図22〜図24は、配光シートを稜線方向に断面した断面図である。
図22に示す配光シート51の凸部52は、その断面形状が略台形に形成されている。そのため、この凸部52は、3つの斜面52aを有している。その結果、この配光シート51に入射された光線Lは、3方向に配光される。
図23に示す配光シート61は、レンチキュラーレンズである。そして、この凸部62の断面形状は、略半円状に形成されている。そのため、この凸部62の斜面62aは、湾曲している。その結果、この配光シート61に入射された光線Lは、多方向に配光され、このようなシートを用いても第1の実施の形態例に係る紫外線照射装置1と同様の効果を得ることができる。
また、図24に示す配光シート71は、凸部72と凸部72との間が略半円状に凹んでいる。そして、この凸部72の斜面72aは、図23に示した凸部62とは反対方向に湾曲している。
このような構成を有する3つの凸部52,62,72によっても、上述した第1の実施の形態例にかかる紫外線照射装置1の凸部17と同様の作用及び効果を得ることができる。なお、凸部の形状は、上述したものに限定されるものではなく、その他各種の形状を適用することができる。また、被照射物に照射される光線の分布の均一化を図るために、その稜線方向に断面した断面形状は、左右対称に形成されていることが好ましい。
<6.発光ダイオードの配列の変形例>
次に、図25及び図26を参照して支持台に搭載される発光ダイオードの配列の変形例について説明する。
図25は、発光ダイオードの配列を示す正面図、図26は、配光手段を示す正面図及び断面図である。
また、図25に示す配置例では、横方向xに隣り合う2つの発光ダイオード4,4xの第1の間隔Txの長さと、縦方向yに隣り合う2つの発光ダイオード4,4yの第2の間隔Tyの長さが異なっている。しかしながら、第1の斜め方向wに隣り合う2つの発光ダイオード4,4wの第3の間隔Twの長さは、第1の間隔Tx及び第2の間隔Tyよりも長く設定されている。また、第1の斜め方向wと第2の斜め方向wは、光軸回りに角度θで交差している。
また、図26に示すように、配光手段85は、複数の略四角錐状の凸部82によって構成されている。そして、配光手段85における凸部82の谷部83が延在する方向が、第1の稜線方向p、第2の稜線方向qとなる。
更に、配光手段85における第1の稜線方向pは、第1の斜め方向wと直交している。そのため、被照射物Gに対して第1の斜め方向wに沿って2つの光像J1、J2が照射される。また、配光手段85における第2の稜線方向qは、第2の斜め方向wと直交している。そのため、被照射物Gに対して第2の斜め方向wに沿って2つの光像J3、J4が照射される。
すなわち、隣り合う4つの発光ダイオード104で形成された長方形の対角線の中心に向けて光を配光している。なお、図25に示す配置例では、配光手段を用いない場合、隣り合う4つの発光ダイオード104で囲まれた長方形の対角線の中心が最暗部となる。
これにより、図25に示すような発光ダイオード4の配列によっても、隣り合う発光ダイオードの間隔の長さ及び発光ダイオードの配列に応じて配光手段の稜線方向を変えることで、上述した第1の実施の形態例にかかる紫外線照射装置1と同様の作用及び効果を得ることができる。
また、図26では、配光手段85を複数の略四角錘状の凸部82によって構成した例を説明したが、これに限定されるものではなく、第1の実施の形態例にかかる紫外線照射装置1と同様に、第1の配光シート7と第2の配光シート8で配光手段を構成してもよい。すなわち、第1の配光シート7は、その凸部17の第1の稜線方向pが第1の斜め方向wと直交するように配置され、第2の配光シート8は、その凸部17の第2の稜線方向qが第2の斜め方向wと直交するように配置される。
なお、本発明は上述しかつ図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形実施が可能である。光照射装置として紫外線照射装置を用いた例を説明したが、本発明は、照明装置、その他各種の複数の発光素子を備える光照射装置に適用できるものである。
更に、発光素子を有する光源として紫外線を照射する発光ダイオードを用いた例を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、可視光を照射する発光ダイオードを用いてもよく、または半導体レーザ(LD)や有機EL等のその他各種の発光素子を用いてもよい。
また、発光素子を千鳥格子状に配列してもよい。その場合、配光手段を用いないときに光が照射されない最暗部と直近の発光素子とを結ぶ方向と直交するように配光手段の稜線方向を向けることが好ましい。なお、この場合、稜線は3つの方向に延在するが、稜線が延在する方向は、発光素子の配列によって3つ以上あってもよい。
更に、発光手段における光の照射方向の前方に、拡散率が低い拡散板を設けてもよい。これにより、照射強度の最も強く箇所と、弱い箇所の差を軽減することができ、照射強度の分布の均一化を向上させることが可能である。
1,21,31,41…紫外線照射装置(光照射装置)、 2…筐体、 3…支持台、 3a…載置部、 4,4w,4w,4x,4y…発光ダイオード、 4a…発光素子、 5…レンズ群(光制御手段)、 6…ヒートシンク、 7,23,33,51,61,71…第1の配光シート、 8…第2の配光シート、 9,25,35,85…配光手段、 17,24,34,42,52,62,72,82…凸部、 83…谷部、 17a,42a,52a…斜面、 G…被照射物、 H…照射エリア、 K,K1,K2,K3,K4…照射中心、 L,L1…光線, M,m1,m2,m3,m4…光像、MA…全体光像、 x…横方向、 y…縦方向、 w…第1の斜め方向、 w…第2の斜め方向、 p…第1の稜線方向、 q…第2の稜線方向、 Tx…第1の間隔、 Ty…第2の間隔、 Tw…第3の間隔、 Tw…第4の間隔

Claims (10)

  1. 被照射物に対向する載置部を有する支持台と、
    前記支持台の前記載置部に配列して搭載された複数の発光素子と、
    前記複数の発光素子の照射方向の前方に配置され、前記複数の発光素子の照射光の進行方向を制御する光制御手段と、
    前記光制御手段の前記照射方向の前方に配置され、前記複数の発光素子の前記照射光を屈折させて複数の方向に配光する配光手段と、を備え、
    前記配光手段は、複数の列に並べられた複数の凸部を有し、前記複数の凸部によって互いに異なる方向に延在する複数の稜線が形成されており、
    前記複数の稜線の方向は、前記配光手段を用いない場合に前記被照射物で最暗部になる箇所と、前記最暗部から直近の発光素子とを結んだ線と直交する方向に延在している
    光照射装置。
  2. 前記配光手段の前記複数の稜線の方向は、前記複数の発光素子における縦方向、横方向及び斜め方向に隣り合う発光素子との間隔のうち、最もその間隔が長い方向と直交している
    請求項1に記載の光照射装置。
  3. 前記配光手段の前記複数の稜線の方向は、前記複数の発光素子における隣り合う発光素子で囲んだ際に形成される領域の対角線と直交している
    請求項1又は2に記載の光照射装置。
  4. 前記複数の凸部は、前記稜線の方向と直交する方向に断面した形状が左右対称である
    請求項1〜3に記載の光照射装置。
  5. 前記複数の凸部には、それぞれ複数の斜面が形成されている
    請求項1〜4のいずれかに記載の光照射装置。
  6. 前記配光手段は、
    第1の稜線方向を有する第1の配光シートと、
    前記第1の稜線方向に対して光軸回りに所定の角度をもって回転した第2の稜線方向を有する第2の配光シートと、を有する
    請求項1〜5のいずれかに記載の光照射装置。
  7. 前記配光手段は、一枚の配光シートで構成され、
    前記配光シートの一面には、第1の稜線方向が形成され、
    前記配光シートの他面には、前記第1の稜線方向に対して光軸回りに所定の角度をもって回転した第2の稜線方向が形成されている
    請求項1〜5のいずれかに記載の光照射装置。
  8. 前記配光手段は、一枚の配光シートで構成され、
    前記配光シートの一面には、第1の稜線方向と、前記第1の稜線方向に対して光軸回りに所定の角度をもって回転した第2の稜線方向が形成されている
    請求項1〜5のいずれかに記載の光照射装置。
  9. 前記複数の発光素子は、前記載置部に縦方向及び横方向に隣り合う発光素子との間隔が略等間隔に配置され、
    前記1の稜線方向は、前記複数の発光素子の配列方向に対して45°傾けて設定されており、
    前記第2の稜線方向は、前記第1の稜線方向と直交するように設定されている
    請求項6〜8のいずれかに記載の光照射装置。
  10. 前記複数の凸部の頂角は、前記配光手段から前記被照射物の距離に応じて設定されている
    請求項1〜9のいずれかに記載の光照射装置。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015500568A (ja) * 2011-12-07 2015-01-05 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ ビーム成形発光モジュール
JP2016066754A (ja) * 2014-09-25 2016-04-28 東芝ライテック株式会社 光源装置
JP2018085463A (ja) * 2016-11-24 2018-05-31 スタンレー電気株式会社 半導体発光装置及び半導体発光ユニット
JP2019220507A (ja) * 2018-06-15 2019-12-26 日機装株式会社 半導体発光装置

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105114833B (zh) * 2015-07-22 2018-01-23 武汉华星光电技术有限公司 聚光led、背光模组及聚光led的制造方法
DE102016115918A1 (de) 2016-08-26 2018-03-01 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches Bauteil mit einem Streuelement
CN110177668B (zh) * 2017-01-13 2022-07-12 Lg伊诺特有限公司 固化装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008158505A (ja) * 2006-11-29 2008-07-10 Hitachi Maxell Ltd バックライト装置に用いられる光学シート、バックライト装置及び表示装置
WO2008099834A1 (ja) * 2007-02-13 2008-08-21 Sony Corporation 光学シートパッケージ体、光学シートユニット、照明装置および表示装置
JP2008294309A (ja) * 2007-05-25 2008-12-04 Showa Denko Kk 発光装置、表示装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008158505A (ja) * 2006-11-29 2008-07-10 Hitachi Maxell Ltd バックライト装置に用いられる光学シート、バックライト装置及び表示装置
WO2008099834A1 (ja) * 2007-02-13 2008-08-21 Sony Corporation 光学シートパッケージ体、光学シートユニット、照明装置および表示装置
JP2008294309A (ja) * 2007-05-25 2008-12-04 Showa Denko Kk 発光装置、表示装置

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015500568A (ja) * 2011-12-07 2015-01-05 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ ビーム成形発光モジュール
JP2016066754A (ja) * 2014-09-25 2016-04-28 東芝ライテック株式会社 光源装置
JP2018085463A (ja) * 2016-11-24 2018-05-31 スタンレー電気株式会社 半導体発光装置及び半導体発光ユニット
JP2019220507A (ja) * 2018-06-15 2019-12-26 日機装株式会社 半導体発光装置
JP7245003B2 (ja) 2018-06-15 2023-03-23 日機装株式会社 半導体発光装置

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