JP2013219205A - 光照射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＬＥＤモジュールを複数配列させて、高価なシリンドリカルレンズを用いることなく、照射面に、より均一で高強度のライン状の照射光を照射できる光照射装置を提供する。
【解決手段】ＬＥＤモジュール２０が、光を出射するＬＥＤチップ１０とこのＬＥＤチップからの出射光を照射面において楕円状に照射するレンズ１１とにより構成されて、このＬＥＤモジュールが複数配列する軸と、楕円状に照射される領域の長径方向の軸とが略一致するよう複数設けられることにより実現される。
【選択図】図４

Description

本発明は、複数の発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）を直線上に配置した、照射面に対してライン状に照射する光照射装置に関する。

従来、紫外光硬化樹脂の硬化用、あるいはＵＶ(Ultra-Violet)インクの定着などには、ロングアークランプによる紫外光照射装置が使用されている。このロングアークランプは、輝度の高い線光源として、露光用あるいは印刷用光源として利用される他、キズ検査用の光源としても利用されている。ロングアークランプを用いた紫外光照射装置の具体例として、環境試験分野での促進耐候性試験機（例えば、ウェザオメーター）、あるいは印刷物や塗装物等のインク・塗料を定着させるために使用されるＵＶ乾燥機を挙げることができる。

近年、強力な紫外光を発生させるＵＶ−ＬＥＤが開発され、使用電力が少ないこともあって、ＵＶ−ＬＥＤがロングアークランプの代替手段になり得るかどうかの検討が行われるようになった。ＵＶ−ＬＥＤチップは点光源であるため、このＵＶ−ＬＥＤチップをライン状に並べて、照射パターンをライン状とする必要があるが、点光源であるＵＶ−ＬＥＤチップを単にライン状に並べても、隣り合うＵＶ−ＬＥＤチップからの照射パターンの重なり具合によって、照射強度分布が波状になる傾向がある（図１０参照、例えば特許文献１参照）。

特に、照射面上の紫外光強度を上げるために、それぞれのＵＶ−ＬＥＤチップ毎に設けるレンズとして、図１０に示すような球形のレンズを用いると、照射面上で光が集光されるため、波状の照射強度分布になる傾向が強い。そこで、ＵＶ−ＬＥＤチップを並べるライン方向（これを「Ｘ方向」とする）に、より均一な照射光強度を得るために、Ｘ方向に焦点距離の長いレンズを用い、各ＵＶ−ＬＥＤチップの照射光を一部重ねることが考えられる。しかし、焦点距離の長いレンズでは、Ｘ方向の照射光強度は、比較的均一になっても、Ｘ方向と直交する方向（これを「Ｙ方向」という）の照射光が照射面上で光が集光されないため、照射エリアが広がってしまい、照射面での照射光強度が弱くなり、所望の光強度を得られないという問題を生じてしまう。

ＵＶ−ＬＥＤチップを線状に配列した光源では、Ｘ方向の照射強度分布の均一性と照射面での強い光強度が求められることから、Ｙ方向に光を集光する必要がある。このため、従来の線状光源では、図１０に示すようなＵＶ−ＬＥＤチップを配列させたライン上に、Ｘ方向には光を集光しないでＹ方向のみ光を集光する、いわゆるかまぼこ型のシリンドリカルレンズを設けるものが提案されている（特許文献２参照）。このシリンドリカルレンズを用いることで、ＵＶ−ＬＥＤチップの配列方向であるＸ方向と直交するＹ方向に発散する光のみが集光され、照射面上に、比較的均一でかつ強度の強い線状の光照射が可能となる。

特開平１０−３０８５３６号公報 特開２００４−１９１２１４号公報

しかし、紫外線を透過する石英ガラス製のシリンドリカルレンズは、長尺になればなるほど高価になり、大型印刷機に採用される長さ１ｍを超えるものは、製作すること自体、困難を伴い、勢い極めて高価なものとなる。また、装置の部品点数も増える。一方、シリンドリカルレンズを使わない場合には、図１０のように照射対象部位に、均一な紫外光照射が行えないため、紫外線硬化樹脂の硬化や印刷インクの定着にムラが発生し、品質が低下するという問題が起こる。また、照射部位の照射面上に光が集光されないと、紫外光照射後に十分な硬化状態や定着状態が得られるまでにより長い時間を必要とし、生産効率が悪化するなどの問題があった。

本発明の目的は、上記問題点に鑑み、シリンドリカルレンズを用いることなく、紫外光照射する対象部位に、より均一でかつ強度の強い照射光を供給できる光照射装置を提供することである。

上記課題を解決し、本発明の目的を達成するため、本発明の第１の観点による光照射装置は、ＬＥＤモジュールを複数配列して、照射面においてライン状に照射する光照射装置であり、このＬＥＤモジュールは、光を出射するＬＥＤチップと、このＬＥＤチップからの出射光を前記した照射面において楕円状に照射するレンズとにより構成され、ＬＥＤモジュールが複数配列する軸と、楕円状に照射される領域の長径方向の軸とが略一致するよう複数設けられることにより実現される。

次に、第２の観点による光照射装置は、ＬＥＤチップを複数配列して、照射面においてライン状に照射する光照射装置であり、複数配列されたＬＥＤチップからのそれぞれの出射光を照射面においてそれぞれ楕円状に照射し、隣接する前記ＬＥＤチップからの出射光の一部をそれぞれ重畳させるレンズを設け、ＬＥＤチップが複数配列する軸と、それぞれ楕円状に照射される領域の長径方向の軸とが略一致するよう設けられることにより実現される。

なお、これら第１および第２の観点におけるＬＥＤチップとレンズは、直接、接合される形態に限定されず、相互に離間して光学的に結合されるよう配置する態様を含むものである。
また、本発明に係るレンズは、複数設けられるＬＥＤチップから出射される光を個別に構成されるレンズにより集光することを意図するばかりでなく、複数のＬＥＤチップから出射する光を一体化したレンズにより集光することを考慮してなされたものである。

さらに、第３の観点による光照射装置は、上述したレンズにおける、楕円状に照射される領域の長径方向の焦点距離が、これに直交する短径方向の焦点距離よりも長く構成されることにより実現される。

また、上述のレンズは、第１の観点における光照射装置においては、その材質がシリコーンによりなる非球面モールドレンズを採用することができ、第２の観点における光照射装置においては、フレネルレンズを採用することができる。

さらに、第１または第２の観点における光照射装置においては、ＬＥＤモジュールまたはＬＥＤチップが複数配列する軸を、直線または円弧とすることができる。また、上述のＬＥＤチップには、発光素子としてのＬＥＤダイに加えて、このＬＥＤダイを収納する収納容器を設けることができる。

また、上記収納容器には、封止剤が充填されることが好ましい。この封止剤は、ＬＥＤダイから放射される光を効率的に外部に取り出す作用を奏するものである。
なお、上記した光照射装置は、発光素子としてのＬＥＤダイを、ＵＶ−ＬＥＤダイとして構成することができる。

また、本発明の他の形態の光照射装置は、上述した種種の観点によるいずれかの光照射装置を複数用いて、一つの照射面に対してライン状に照射する光照射装置の態様を表している。すなわち、この他の形態の光照射装置は、これら光照射装置の個々の照射面が、楕円状に照射される、個々の照射面の領域の長径方向の中央線において、それぞれ重畳するよう配置されることにより実現される。

なお、この「（楕円状に照射される領域の）長径方向の中央線」とは、上述したいずれかの光照射装置から所定距離離間した照射面において、個々の光照射装置から照射される光が到達する領域のうち、楕円状の短径方向の領域の略中央を結ぶ長径方向に沿う直線を指すものである。さらに、他の形態による光照射装置は、複数の光照射装置が、重畳する前記した長径方向の中央線に対して、それぞれ略同一の円弧上に配置されることにより実現される。

本発明の光照射装置によれば、高価なシリンドリカルレンズを使わなくとも、照射部位の照射面において、より均一でかつ強い照射面への紫外光照射を行うことができるので、紫外線硬化樹脂の硬化を照射ラインＸ方向に沿って、ほぼ一様に行うことができる。また紫外光照射によるＵＶインクの定着においても、照射ラインＸ方向にほぼムラのない定着を行うことができ、定着品質の高い印刷を実現することができる。

本発明の光照射装置に用いられるレンズ付ＬＥＤチップ（以下、「ＬＥＤモジュール」という）を外側から見た三面図であり、（Ａ）は上面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は右側面図である。 本発明の光照射装置に用いられるＬＥＤモジュールの図１に示すＸ−Ｚ平面の断面図である。 従来のＬＥＤモジュールと本発明に用いられるＬＥＤモジュールのＸ軸方向及びＹ軸方向の照射強度分布の違いを説明するための図である。 本発明の実施の形態例（実施例１）の光照射装置に用いられるＬＥＤモジュールアレイを示す概念図である。 本発明の実施の形態例（実施例１）の光照射装置に用いられるＬＥＤモジュールアレイの照射強度分布を示す図である。 本発明の実施の形態例（実施例２）の光照射装置に用いられるＬＥＤモジュールアレイを３列に並べた光照射装置の一例を示す図である。 本発明の実施の形態例（実施例２）の光照射装置に用いられるＬＥＤモジュールアレイを３列に並べた光照射装置の変形例を示す図である。 本発明の実施の形態例（実施例３）の光照射装置に用いられるＬＥＤモジュールアレイの一例を示す概念図である。 本発明の実施の形態例（実施例４）の光照射装置に用いられるＬＥＤモジュールアレイの変形例を示す概念図である。 従来のライン状ＬＥＤモジュールアレイの照射強度分布を示す図である。

以下、図１〜図９を参照して本発明の光照射装置の作動原理とその実施の形態例について説明する。
図１は、本発明の光照射装置に用いられるＬＥＤモジュール（「ＵＶ−ＬＥＤモジュール」を含む。以下同じ）を外側からみた三面図である。図１（Ａ）はＬＥＤモジュールの上面図であり、長径方向がＸ軸、短径方向がＹ軸である。そして、このＸ−Ｙ平面に垂直な軸をＺ軸とする。

図１（Ｂ）（Ｃ）に示すように、ＬＥＤチップ１０は、ダイ収納容器１３内にＬＥＤダイ１２を収納したチップ（図２参照）であり、このＬＥＤチップ１０をレンズ１１で覆うことによってＬＥＤモジュール２０が構成される。すなわち、上述したように、ＬＥＤモジュール２０は、レンズ付きＬＥＤチップを言い換えた言葉でもある。

レンズ１１は、Ｘ方向（第１の方向）の曲率半径が大きく、Ｙ方向（第２の方向）の曲率半径が小さい。これは、レンズ１１のＸ方向の焦点距離ｆ_１が、Ｙ方向の焦点距離ｆ_２に比べて長い（ｆ_１＞ｆ_２）ことを意味する。

ＬＥＤモジュール２０から発する光の照射パターンは、対象部位の照射面においてＹ方向に狭く、Ｘ方向に広い楕円形状になる。

ここで、レンズ１１は、照射パターンが略楕円となるレンズとして楕円形状のレンズを例にして示したが、このレンズ１１の形状は必ずしも楕円形状である必要はない。直交する２軸（Ｘ方向とＹ方向）のそれぞれの方向で焦点距離が異なるレンズであれば、いかなるレンズでも用いることが可能である。例えば、Ｘ方向に焦点距離ｆ_１を持つ円筒型レンズ（Ｙ方向の焦点距離は無限大）と、Ｙ方向に焦点距離ｆ_２（但しｆ_２＜ｆ_１）を持つ円筒型レンズ（Ｘ方向の焦点距離は無限大）を直交させて貼り合わせて用いることもできる。また、一方向に縮小した映像を引き延ばすために用いられる、いわゆるアナモルフィックレンズなども、このレンズ１１として利用することが可能である。

さらに、レンズ１１は、フレネルレンズの原理を利用したシート状のレンズ（以下、「フレネルレンズ」という。）を採用することも可能である。より具体的には、Ｘ方向とＹ方向との焦点距離を異なるように構成するために、例えば、シート状のフレネルレンズの表面には、Ｘ方向の長い焦点距離の作用を得られるパターンを形成し、裏面には、Ｙ方向の短い焦点距離の作用を得られるパターンを形成する。このようなフレネルレンズを採用することにより、ＬＥＤモジュールアレイの奥行方向の寸法を小型化することが可能である。

また、上述したフレネルレンズをＸ方向に長尺化し、表面にＸ方向の長い焦点距離の作用を得られるパターンを設け、裏面にＹ方向の短い焦点距離の作用を得られるパターンを設けるようにする。これにより、ＬＥＤチップの配列ピッチに応じて連続的に形成し、複数のＬＥＤチップから出射される光を１葉のフレネルレンズによって、個別に楕円状に集光することが可能である。このようなフレネルレンズを採用することにより、ＬＥＤモジュール、ＬＥＤモジュールアレイの組立が容易になるとともに、コストを低減することができる。

さらに、長尺化したフレネルレンズには、ＬＥＤモジュール間に対応する照射領域に生じやすい、比較的軽度な照射パターンの凹部(暗部)や凸部(明部)を補完するためのパターンを形成したり、リニアフレネルレンズを採用したりすることにより、より均一な照射パターンを実現することができる。

上述したことからも明らかなとおり、本発明に係る実施例は、複数設けられるＬＥＤチップから出射される光を個別に構成されるレンズにより集光することを意図するばかりでなく、複数のＬＥＤチップから出射する光を、シリンドリカルレンズを除く一体化したレンズを採用することにより集光することも可能である。

図２（Ａ）、（Ｂ）は、図１に示すＬＥＤモジュール２０の内部構造を示したものである。（Ａ）は基本形状のＬＥＤモジュール、（Ｂ）はその変形例を示す。
図２（Ａ）に示すように、発光源である窒化ガリウム（ＧａＮ）製のＬＥＤダイ１２は、ダイ収納容器１３凹部内の略中央部分に配置される。ＬＥＤダイ１２は、ＬＥＤ収納容器１３の底部に設けられる、不図示の２つの電極とボンディング・ワイヤ１４を介して接続されている。そして、ＬＥＤダイ１２とダイ収納容器１３とでＬＥＤチップ１０が構成され、このＬＥＤチップ１０の上面にレンズ１１が搭載されて、ＬＥＤモジュール２０が構成される。

図２（Ｂ）は、ダイ収納容器１３内に封止剤１５を充填したＬＥＤチップ１０にレンズ１１を搭載したＬＥＤモジュール２０を示すものである。ここで封止剤１５としては、紫外線に耐性を持つシリコーン樹脂が用いられる。ダイ収納容器１３内に封止剤１５を充填することにより、ＬＥＤダイ１２の界面における屈折率の関係が、ＧａＮ｜空気からＧａＮ｜シリコーン樹脂に変化する（”｜”は、界面を示している）。

すなわち、界面での光の入出は、スネルの法則に従い、界面に対して臨界角θ_ｍ以内の入射角の光だけが界面を透過する。したがって、臨界角θ_ｍを超える入射角の光は界面で全反射するので、界面を通過することはできない。光の進行方向を、界面を形成している物質Ｂ（ＧａＮ）から物質Ａ（空気またはシリコーン樹脂）の方向にとると、臨界角θ_ｍは、物質Ａの屈折率ｎ_Ａと物質Ｂの屈折率ｎ_Ｂによって、式（１）で決まる。但し、（ｎ_Ａ＜ｎ_Ｂ）となる。
ｓｉｎθ_ｍ＝ｎ_Ａ／ｎ_Ｂ ・・・（１）

式（１）から分かるように、物質Ａの屈折率が大きければ大きいほど、臨界角θ_ｍは広くなり、より多くの光が物質Ｂから物質Ａの方向へ出て行くことになる。物質Ａは、図２（Ａ）では空気であり、図２（Ｂ）では封止剤１５として用いるシリコーン樹脂である。空気の屈折率は１．０、シリコーン樹脂の屈折率は約１．４であるから、図２（Ｂ）のように封止剤１５を充填することによって、ｎ_Ａ／ｎ_Ｂが大きくなり、その結果、臨界角θ_ｍが広がることになる。したがって、図２（Ｂ）のように封止剤１５を充填すると、ＬＥＤチップ１０から出射される光強度を増大させることができる。封止剤１５の具体例としては、例えば、信越化学社製のLPS-3419や東レ・ダウコーニング社製のOE-6085などが用いられる。

図３は、図１に示すような、照射パターンが略楕円となるレンズとして上面からみた形状が楕円形状に構成されたレンズと、従来の照射パターンがＸ方向とＹ方向とで同じ広がりの、例えば、球レンズの照射強度分布の違いを説明するための図である。なお、図１で説明したようにレンズ１１自体が楕円形状に形成されなくても、Ｘ方向の焦点距離とＹ方向の焦点距離が異なるレンズであればよいので、ここでは、Ｘ方向の焦点距離とＹ方向の焦点距離が異なるレンズをまとめて「楕円レンズ」と呼ぶことにする。このような楕円レンズを用いると、少なくともレンズを透過して照射面に集光される光の形状は、楕円形状になる。

図３（Ａ）に示すように、楕円レンズでは、焦点距離が相対的に長いＸ方向で、従来の照射パターンがＸ方向とＹ方向とで同じ広がりのレンズに比べて、広がりを持つ照射強度分布となる。一方、図３（Ｂ）に示すように、焦点距離が相対的に短いＹ方向では、従来の照射パターンがＸ方向とＹ方向とで同じ広がりのレンズに比べて急峻な立ち上がりを示し、従来の照射パターンがＸ方向とＹ方向とで同じ広がりのレンズに比べて狭まった照射強度分布となる。

図３（Ａ）、（Ｂ）に示すような照射強度分布になるのは、従来の照射パターンがＸ方向とＹ方向とで同じ広がりのレンズがＸ方向、Ｙ方向とも同じ焦点距離を持つレンズであるのに対して、本発明の光照射装置に用いられる楕円レンズはＸ方向の焦点距離が、Ｙ方向の焦点距離よりも長いレンズであるからである。

図４は、本発明の実施形態例（以下、「本例」ということもある。）の光照射装置を示す。図４に示すように、本例の光照射装置は、図１に示した楕円レンズを持つＬＥＤモジュール２０を、Ｘ方向に直線的に多数配列したライン状ＬＥＤモジュールアレイ３０により構成される。
上述したように、本例のＬＥＤモジュールアレイ３０に使われるＬＥＤモジュール２０は、Ｘ方向の焦点距離ｆ_１がＹ方向の焦点距離ｆ_２に比べて長いので、隣接するＬＥＤモジュール２０から発する光同士がＸ方向で重畳される。このため、照射面に照射される光のＸ方向のどの点を取っても、ほぼ均一な照射強度に設定することができる。このＸ方向のライン上における、ほぼ均一な照射強度の設定は、各ＬＥＤモジュール２０のＸ方向の焦点距離ｆ_１、ＬＥＤモジュール２０と対象部位の照射面までの距離Ｈ及び複数のＬＥＤモジュール２０の配置間隔を適宜設定することにより、実現することできるものである。

図５は、図４に示した、本例の光照射装置のＸ方向の照射強度分布を示したものである。図５と図１０を比較すると分かるが、図１０のレンズを用いたＬＥＤモジュールアレイに比べて、本例のように照射パターンが楕円となるレンズを用いたライン状のＬＥＤモジュールアレイ３０では、Ｘ方向により均一な照射光強度が得られる。

ここで、図１、図２に示すＬＥＤモジュール２０と図４に示すライン状のＬＥＤモジュールアレイ３０を製造する方法について簡単に説明しておく。最初にＬＥＤモジュール２０の製造法であるが、まず、ベースとなるダイ収納容器１３凹部内に接着剤（例えば、銀ペースト）を塗布する。その後、別途製造したＬＥＤダイ１２を接着剤に載せて接着し、ＬＥＤダイ１２とＬＥＤ収納容器１３の凹部内表面に設けられた配線パターンとをダイボンディング・ワイヤ１４によってボンディングし、ＬＥＤチップ１０を製造する。なお、ＬＥＤ収納容器内１３の凹部内表面のパターンは、ＬＥＤ収納容器１３の底面に設けられた配線パターンと接続している。このＬＥＤ収納容器１３の底面に設けられた配線パターンが、ＬＥＤチップ１０やＬＥＤモジュール２０の通電部となる。
次に、封止剤１５を使用する場合、ＬＥＤチップ１０内部に封止剤１５を充填する。
このＬＥＤチップ１０に接着剤を用いてレンズ１１を接着することによって、ＬＥＤモジュール２０を製造する。ここで、レンズ１１の材料として、シリコーン樹脂が用いられる。具体的には、例えば信越化学社製のLPS-5400やLPS-5538などが用いられる。

このようにして製造したＬＥＤモジュール２０を、基板上に並べて配置し、ハンダあるいは導電性接着剤を用いて、これを不図示のリフロー炉などの熱処理炉の中に入れて熱処理を行い、ＬＥＤモジュール２０を基板に固定することによって、ＬＥＤモジュールアレイ３０を製造する。

ここで、ハンダを用いた場合の固定について説明する。ここでは、熱処理炉としてリフロー炉を使用し、熱処理（ハンダ付け）温度は、例えばハンダの融点が２３０℃である場合、ハンダの融点のより数十℃高い２４０〜２５０℃の温度として熱処理を行い、ＬＥＤモジュール２０を基板に固定する。
しかし、レンズ１１や封止剤１５の素材の耐熱性が低く、リフロー炉での加熱にレンズ１１や封止剤１５が耐えられない場合には、リフロー炉でＬＥＤチップ１０を基板に固定した後に、ＬＥＤチップ１０内部に封止剤１５を充填したり、レンズ１１を接着することになる。

このハンダあるいは導電性接着剤を用いた固着により、ＬＥＤモジュール２０の通電部と基板に設けた配線パターンとが電気的に接続され、ＬＥＤモジュール２０への給電が可能になる。

図６は、本発明の光照射装置の他の実施形態例（変形例）を示すものである。図４と異なる点は、ライン状ＬＥＤモジュールアレイ３０を３列平行に並べた点である。
Ｘ方向の側面からみた断面図（図６（Ｃ）参照）に示されるように、３列のＬＥＤモジュールアレイのうちＬＥＤモジュールアレイ３０ａ、３０ｃは、Ｙ方向には水平に配置されていない。つまり、３列のＬＥＤアレイ３０ａ〜３０ｃが配置される載置台（基板）４０は、Ｙ方向に所定の曲率を持つように形成されている。言い換えると、ＬＥＤモジュールアレイ３０ａと３０ｃは、ＬＥＤモジュールアレイ３０ｂを間に挟むように配置され、しかもそのＹ方向の集光点は、ＬＥＤアレイ３０ｂのＹ方向の集光点と同じライン上に結ばれるように円弧状の載置台４０が設けられている。なお、この載置台４０は、複数のＬＥＤモジュールアレイ３０が、それぞれＹ方向の集光点と同じライン上に結ばれるように配置することができれば、載置される面の断面形状は、円弧状に限定されない。例えば、図７に示すような載置面の断面が天板部と二つの傾斜面から構成される載置台４１を採用することができる。

図６及び図７に示す他の実施形態例によれば、照射部位の照射面において、図４に示す光照射装置の３倍の照射光強度を得ることができることはいうまでもない。

図８（Ａ）に示すＬＥＤモジュールアレイ３００は、本発明の光照射装置の他の実施形態例（変形例）を示すものである。図４で示したＬＥＤモジュールアレイ３０と異なる点は、ＬＥＤダイ１２を、配線パターンを設けた基板に直線上に配列し、基板に直接固定した点、ＬＥＤダイ１２と基板上のパターンとを直接ダイボンディングした点、及びレンズ１１０を基板上に直接設けた点である。

図８（Ｂ）のＸ−Ｚ断面図に示されるように、ＬＥＤダイ１２とボンディング・ワイヤ１４は、レンズ１１０内にモールドされている。
ここで、図８に示すＬＥＤモジュールアレイ３００を製造する方法について簡単に説明しておく。まず、配線パターンを設けた基板に、ＬＥＤダイ１２を並べて配置し、ハンダあるいは接着剤を用いて、基板上に直接固定する。固定の方法および条件は、実施例１と同様である。

次に、ＬＥＤダイ１２と基板上の配線パターンとをボンディング・ワイヤ１４によってボンディングする。その次に、上述の工程で製造されたＬＥＤダイ１２が固定・接続された基板を、不図示のレンズ成型用金型にセットした後、金型と基板がなす空間にシリコーン樹脂を注入し、加熱硬化させることによって、ＬＥＤモジュールアレイ３００を製造する。

本実施例のＬＥＤモジュールアレイ３００に使われるレンズ１１０は、実施例１と同様、Ｘ方向の焦点距離ｆ_１がＹ方向の焦点距離ｆ_２に比べて長く設定されており、隣接するＬＥＤダイ１２から発せられた光は、レンズ１１０を通り光同士がＸ方向で重畳される。このため、実施例１と同様（図５参照）、照射面でのＸ方向の照射強度分布が、ほぼ均一となる。

図９に示すＬＥＤモジュールアレイ３０１は、本発明の光照射装置の他の実施形態例（変形例）を示すものである。図４で示したＬＥＤモジュールアレイ３０と異なる点は、レンズ１１１がＬＥＤチップ１０に密着して配置されておらず、レンズ１１１は、不図示のレンズ保持機構によって、ＬＥＤダイ１２の光軸上、ＬＥＤチップから離れた位置に配置されている点である。

本実施例のＬＥＤモジュールアレイ３０１に使われるレンズ１１１は、実施例１と同様、Ｘ方向の焦点距離ｆ_１がＹ方向の焦点距離ｆ_２に比べて長く設定されており、隣接するＬＥＤチップ１０から発せられた光はレンズ１１１を通り、光同士がＸ方向で重複される。このため、実施例１と同様（図５参照）、照射面でのＸ方向の照射強度分布が均一となる。
なお、ＬＥＤチップ１０の凹部内には、封止剤を充填することが好ましい。

以上、図１〜図９を参照して、本発明の実施の形態例について説明したが、本発明は上述した実施形態例に限るものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、種々の変形例、応用例を含むものである。

１０・・・ＬＥＤチップ（紫外線発光ダイオード）、１１、１１０、１１１・・・レンズ、１２・・・ＬＥＤダイ、１３・・・ダイ収納容器、１４・・・ボンディング・ワイヤ、１５・・・封止剤、２０、２０１・・・ＬＥＤモジュール、３０、３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３００、３０１・・・ＬＥＤモジュールアレイ、４０、４１・・・載置台

Claims (12)

1. ＬＥＤモジュールを複数配列して、照射面においてライン状に照射する光照射装置であって、
   前記ＬＥＤモジュールは、
   光を出射するＬＥＤチップと、
   前記ＬＥＤチップからの出射光を前記照射面において楕円状に照射するレンズと、
   により構成され、
   前記ＬＥＤモジュールは、前記複数配列する軸が、前記楕円状に照射される領域の長径方向の軸と略一致するよう複数設けられることを特徴とする光照射装置。
2. ＬＥＤチップを複数配列して、照射面においてライン状に照射する光照射装置であって、
   前記複数配列されたＬＥＤチップからのそれぞれの出射光を前記照射面においてそれぞれ楕円状に照射し、隣接する前記ＬＥＤチップからの出射光の一部をそれぞれ重畳させるレンズを設け、
   前記ＬＥＤチップは、前記複数配列する軸が、前記それぞれ楕円状に照射される領域の長径方向の軸と略一致するよう設けられることを特徴とする光照射装置。
3. 前記レンズは、前記長径方向の焦点距離が、これに直交する短径方向の焦点距離よりも長く構成されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光照射装置。
4. 前記レンズは、その材質がシリコーンによりなる非球面モールドレンズである請求項１〜請求項３いずれか一項に記載の光照射装置。
5. 前記レンズは、フレネルレンズにより構成される請求項１〜請求項３いずれか一項に記載の光照射装置。
6. 前記複数配列する軸が、直線であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光照射装置。
7. 前記複数配列する軸が、円弧であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光照射装置。
8. 前記ＬＥＤチップは、ＬＥＤダイとこのＬＥＤダイが収納されるダイ収納容器とを含む請求項１または請求項２に記載の光照射装置。
9. 前記ダイ収納容器に、封止剤が充填される請求項８に記載の光照射装置。
10. 前記ＬＥＤチップは、紫外線を照射するＵＶ-ＬＥＤチップである請求項１〜請求項９のいずれか一項に記載の光照射装置。
11. 請求項１〜請求項１０いずれか一項に記載の光照射装置を複数用いて、一の照射面に対してライン状に照射する光照射装置であって、
    これら光照射装置の個々の照射面が、前記個々の照射面の前記長径方向の中央線において、それぞれ重畳するよう配置されることを特徴とする光照射装置。
12. 前記複数の光照射装置ユニットが、重畳する前記長径方向の中央線に対して、それぞれ略同一の円弧上に配置される請求項１１に記載の光照射装置。

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