JP2014190868A - 光照射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高光出力のパワーＬＥＤを用いる場合であっても、放熱のための構造によるワークディスタンスの増大や光拡散面の大型化を原因としたドーム照明効果の低下を招くことなく、ドーム照明効果を最大限に発揮できる光照射装置を提供する。
【解決手段】光を射出する複数のＬＥＤ４と、凹型をなす光拡散面２１を内側に備えるとともに底部に開口を備えた光拡散部２と、前記光が前記光拡散面２１に反射するように前記開口２１ａの縁部下方に配置された反射面を備えた反射部３と、前記複数のＬＥＤ４の裏側に配置された放熱部５とを具備し、前記複数のＬＥＤ４は、前記開口の縁部２１ｂ近傍に配置され、前記反射面に向けて前記光を射出する位置に配置されており、前記複数のＬＥＤ４から射出された光が前記反射面で反射して前記光拡散面２１に照射され、該光拡散面２１で拡散した光が当該開口２１ａから射出されるように構成してある。
【選択図】図１

Description

本発明は、製品等の光照射対象（ワーク）にむらなく拡散光を照射し、その欠陥やマーク等を検出するために用いられる製品検査等のための光照射装置に関するものである。

従来、光照射装置を用いて載置されたワークにあらゆる方向から一様な光を照射し、その反射光を目視あるいは撮影して、そのワークの表面検査やアラインメントマークの検出を行うことが知られている。このようなものであれば、ワークの表面の凹凸による陰影等の影響を排除して、ワークの表面のマーク読み取りやはんだ不良等の検査を好適に行える。

例えば特許文献１に記載される光照射装置では、底部の開口の縁部内側にＬＥＤを配置し、更にその内側にドーム形の光拡散面を有する光拡散部を備えており、ＬＥＤから発せられた光を直接ワークに照射することなく光拡散面に反射させた後、前記開口の中央部分に配置したワークに光を照射するようにしている。これにより、ワークの撮像領域に対し、あらゆる方向から均一に光を当てることが可能である。長尺のワークに対しては、このような光拡散面から照射される光によるドーム照明効果を利用すべく、半円筒形の光拡散面、つまり断面形状がドーム状の光拡散面に、光拡散部の底部の開口の縁部に設けたＬＥＤが射出した光を反射させてから、ワークに光を照射する構成のものも開発されている。

このような光拡散面を備える光照射装置におけるドーム照明効果を得るためには、前述したようにワークの側方から上方にかけて満遍なく光を照射する必要がある。このためには、ワークの撮像領域と光拡散部開口の縁部内側とを結んだ光照射角が十分に大きいことが要求される。光照射角を広げるためには、光拡散部開口を可能な限りワークに近づけるか、ワークに光拡散部開口をあまり近づけられない場合は光拡散部の開口径を大きくすることが考えられる。

ところで近年にあっては、ワークの表面を撮像するカメラが高解像度になるとともに、高感度になることで露光時間を短くすることが可能になったことを受けて上記検査等の精度を上げるとともに検査速度を高めることが望まれている。そのようなカメラの性能を十分に活用するには、ワークに照射する放射照度を増大させる必要がある。このため、高光出力のいわゆるパワーＬＥＤを用いる傾向にある。このようなパワーＬＥＤは、一般的なＬＥＤに比較して発熱量が大きい。それゆえに、熱容量の大きなヒートシンクや放熱用ファンといった放熱要素が必要となる。

特許第４１３９７４３号公報

特許文献１に記載のもののように、光拡散部開口の縁部にＬＥＤを設ける構造にあっては、パワーＬＥＤを用いてそのパワーＬＥＤにヒートシンク等を取り付ける場合、放熱構造の一般的手法として、パワーＬＥＤの下側にヒートシンク等を配置させることが望ましい。しかしながら、ヒートシンク等より更に下方の位置にワークを載置させる場合にあっては、光拡散部開口からワークまでの距離であるワークディスタンスが必須となる。すなわちワークディスタンスがヒートシンク等の高さ分だけ余分に大きくなり、その結果、光照射角が小さくなる。そして、光照射角が小さくなることによってワークの側方を照射する光が少なくなる。したがって、撮像領域内のワーク表面の凹凸の陰影を排除できなくなり、ドーム照明の主目的を達成できない結果となる。

その一方で、光拡散面の開口径を大きくすると、光照射角は大きくなるものの、光拡散面からワークまでの距離が大きくなることで、ワークが受ける照度が低下することになる。また、開口径を大きくすることで光拡散面の表面積も大きくなり、その結果装置全体が大型化することになる。

したがって、従来の技術では、パワーＬＥＤを用いたにもかかわらず、所望のドーム照明効果が得られず、高精度で高速な検査には使用できないものとなる。

本発明は、高光出力のパワーＬＥＤを用いる場合であっても、放熱のための構造によるワークディスタンスの増大や光拡散面の大型化を原因としたドーム照明効果の低下を招くことなく、ドーム照明効果を最大限に発揮できる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、光を射出する複数のＬＥＤと、凹型をなす光拡散面を内側に備えるとともに底部に開口を備えた光拡散部と、前記光が前記光拡散面に反射するように前記開口の縁部下方に配置された反射面を備えた反射部と、前記複数のＬＥＤの裏側に配置された放熱部とを具備し、前記複数のＬＥＤは、前記開口の縁部近傍に配置され、前記反射面に向けて前記光を射出する位置に配置されており、前記複数のＬＥＤから射出された光が前記反射面で反射して前記光拡散面に照射され、該光拡散面で拡散した光が当該開口から射出されるように構成してあることを特徴とする。

このような構成によれば、光拡散面の開口の縁部において光拡散面の方向に反射面が向いており、ＬＥＤは光射出方向をその反射面に向けて光拡散面の開口の縁部近傍に配置される。放熱部は、光反射面の上方向を向いているＬＥＤの裏側に配置されるので、光拡散面の光照射方向に放熱部を配置しないようにすることができる。したがって、ワークディスタンスを可及的に短くすることが可能になる。このため、光拡散面の開口を大きくすることなく、光照射角を大きくすることができ、ワークに高照度でより均一な光を照射することが可能になる。

放熱部による放熱効率をさらに向上させるためには、熱を放熱する放熱部材と、前記複数のＬＥＤに発生した熱を前記放熱部材に伝導する熱伝導部材とを備えてなるものが望ましい。

光拡散面を反射率の異なる部分を備えることなく均一に光を拡散させるためには、複数のＬＥＤと前記反射面との間に、前記複数のＬＥＤが射出した光を前記反射面に導く導光部をさらに備えてなるものが望ましい。導光部を設けることにより、反射面を小さくすることが可能になる。

導光部は、具体的には、前記複数のＬＥＤが射出した光を反射して前記反射面に導光する導光面を備えてなるものや、前記複数のＬＥＤが射出した光を前記反射面に導光する導光板を備えてなるものが挙げられる。

光拡散面からの拡散光の減少を抑制するためには、前記光拡散面側に配置されて前記開口に先端部が接続される第一導光面と、前記反射面側に配置されて前記反射面に先端部が接触する第二導光面とからなり、前記第一導光面が前記第二導光面より短い寸法を有するものが望ましい。このような構成によれば、反射面で反射した光を再びＬＥＤ側へ導く、すなわち、光の損失を抑制することができる。

複数のＬＥＤから射出された光のうち、反射面で反射されることなく直接に光拡散面の開口から外部に射出されることを抑制するためには、前記反射面が、前記光拡散面側の先端部に、前記ＬＥＤから前記開口を経て射出される光を遮断する光遮断部を備えものが望ましい。

このように本発明によれば、ＬＥＤの高光出力化に対応すべく放熱構造が大型化する場合においてもワークディスタンスの増加を考慮する必要がない為、放熱設計の自由度が格段に向上し、使用者が必要とする性能を備えた光照射装置を提供することが可能になる。

また、放熱構造の大型化に伴ってワークディスタンスの増加が発生しない為、本発明の光照射装置をワークに限りなく近づけることができ、装置を大型化することなく大きな光照射角でワークに光を照射することが可能になる。

したがって、高速検査に要求される高い光出力性能を備えたパワーＬＥＤを採用した場合においてもドーム照明効果の低下を招くことなく、ドーム照明効果を最大限に発揮することが可能となる。

本発明の表面検査用照明装置の第一実施形態における内部構造を示す断面図。 同実施形態の外形を示す斜視図。 同実施形態の要部を示す部分拡大図。 本発明の第二実施形態の外形を示す斜視図。 本発明の第三実施形態における内部構造を示す断面図。 本発明の第四実施形態における内部構造を示す断面図。 本発明の第五実施形態における内部構造を示す断面図。

以下に本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

第一実施形態に係る光照射装置１は、例えばコンベアに載置されて連続してワークＷが搬送される生産ラインにおいて使用される。図１〜図３に示すように、光照射装置１は、底部に光拡散部開口２１ａを備える凹型をなす光拡散面２１を備えた光拡散部２と、光拡散部開口２１ａの縁部２１ｂにおいて光拡散面２１を向くように配置された反射面３１と、反射部開口３２を有する反射部３と、光拡散部開口２１ａの縁部２１ｂ外側に配置され、反射面３１に向かって一次光Ｌ１を射出する複数のＬＥＤ４と、複数のＬＥＤ４の裏側に配置された放熱部５と、それぞれのＬＥＤ４が射出した一次光Ｌ１を反射面３１に導光する導光部６とを具備している。なお、図２にあっては、内部構造が確認できるように光照射装置１を図示しているが、後述する熱伝導部材５２の両端部を熱伝導部材５２の形状に対応する台形形状の遮蔽板（図示しない）により閉鎖されるものである。

以下、各構成要素について詳述する。

まず、光拡散部２は、その内部に光拡散面２１を備えるもので、光拡散面２１は、円筒をその直径部分で二分して得られる半円筒の内面で形成される凹曲面からなる形状をしており、底部の光拡散部開口２１ａは、ワークＷに正対するように配置されるもので、ワークＷの検査領域の大きさに対応する長さ及び幅を有する。光拡散面２１は、反射面３１が反射した反射光Ｌ２が複数回反射し得るように、例えば艶消し白塗装が施してある。光拡散面２１の頂上部２１ｃには、ワークＷの表面をラインセンサによるカメラＣで撮影するために、ワークＷの表面で反射した光を通すための撮影開口２１ｄが設けてある。

光拡散面２１の光拡散部開口２１ａの両縁部２１ｂの外側にはそれぞれ、斜め上方、例えば水平に対して４５度の方向に向かって延びる導光部６が接続される。それぞれの導光部６は、光拡散面２１の縁部２１ｂに一体に形成される第一傾斜壁６ａと、反射面３１の反光拡散面２側、言い換えれば反射面３１の外側の端部から延びるように反射面３１と一体に第一傾斜壁６ａに平行に形成される第二傾斜壁６ｂとで構成される。第二傾斜壁６ｂは、第一傾斜壁６ａに比較して長くしてある。第一傾斜壁６ａはその内側全面に第一導光面６ｃを、また第二傾斜壁６ｂはその内側全面に第二導光面６ｄを備えている。第一導光面６ｃと第二導光面６ｄとは、ＬＥＤ４が射出した一次光Ｌ１を反射して反射面３１に導光する鏡面からなる。第二傾斜壁６ｂは、取付部材７により底板８に取り付けられるもので、取付部材７は、底板８の下側から雄ねじ９により固定される。

このように、第一導光面６ｃが、第二導光面６ｄより短く、光拡散部開口２１ａの縁部２１ｂに接続されて、その先端が光拡散部開口２１ａの内側にまで延出していないことにより、反射面３１からの反射光Ｌ２が確実に光拡散面２１に到達するものとなる。第一導光面６ｃが第二導光面６ｄと同じ長さで、光拡散部開口２１ａの縁部２１ｂの内側にまで延出している場合、一部の反射光Ｌ２がその延出部分に入射して反射することにより、一部の反射光Ｌ２がＬＥＤ４を備えた方向に戻ることがある。このような現象が生じるとその分の光がそのまま損失となり、光拡散面２１により拡散される拡散光Ｌ３が少なくなる。したがって、第一導光面６ｃが第二導光面６ｄより短くしておくことで、このような拡散光Ｌ３の減少を防止することができる。

複数のＬＥＤ４は、長尺の基板１０の長手方向に所定のピッチで実装してある。複数のＬＥＤ４が実装された基板１０は、それぞれのＬＥＤ４の光軸が導光部６の傾斜角度と同じになるようにして、導光部６の上端６ｅを塞ぐようにして熱伝導部材１１に取り付けられる。したがって、複数のＬＥＤ４は、光拡散部開口２１ａの外側で、かつ上方に配置されるものである。ＬＥＤ４は、基板１０の幅（短寸法）方向には、使用するＬＥＤ４の光出力の大きさに応じて１個であっても複数であってもよい。個々のＬＥＤ４としては、大電流での駆動が可能なパワーＬＥＤが望ましい。

反射部３は、鏡面からなる反射面３１を備えるとともに、光拡散部開口２１ａより下方に位置して光照射角の外側に縁部３２ａが位置するように形成される反射部開口３２を備える。反射面３１は、ＬＥＤ４より下側に位置し、導光部６により導かれた一次光Ｌ１を光拡散面２１方向に反射するもので、導光部６の第二傾斜壁６ｂと一体に形成してあり、底板８の上面８ａに密着して固定してある。反射面３１は、導光部６の第二傾斜壁６ｂから延びる水平部３１ａと、水平部３１ａの光拡散面２１側の先端から斜め上方に向かって傾斜して設けられる光遮断部３１ｂと、光遮断部３１ｂの光拡散面２１側の先端から下方に向かって延びる垂下部３１ｃとを備える。反射面３１の水平部３１ａは、光拡散部開口２１ａの縁部２１ｂの直下より外側の位置から、縁部２１ｂの内側にまで延びて形成される。反射面３１の光遮断部３１ｂは、水平部３１ａに連続して水平部３１ａの先端に形成され、ＬＥＤ４からの一次光Ｌ１の内、水平部３１ａで反射されずに導光部６から光拡散部開口２１ａを経て直接ワークＷに照射される可能性のある光を、ワークＷに到達しないようにして光拡散面２１に向けて反射するために設けてある。また、反射面３１の垂下部３１ｃは、光拡散部開口２１ａの縁部２１ｂに近い部分で反射された光の内、底板８の側面に照射されることになるような光を、ワークＷ方向に反射させるために設けている。このように、光遮断部３１ｂ及び垂下部３１ｃにおいて一次光Ｌ１を反射することにより、ワークＷの表面を検査する際に検査に寄与しない無駄な一次光Ｌ１の発生を抑制することができる。また、垂下部３１ｃから拡散光Ｌ３がワークＷに照射されることにより、実質的に光照射角を大きくすることができる。

放熱部５は、ＬＥＤ４に発生した熱を放熱する放熱部材５１と、放熱部材５１に前記熱を伝導する熱伝導部材５２とからなる。

熱伝導部材５２は、アルミニウムのような熱伝導性に優れた金属製で、複数のＬＥＤ４に発生した熱を放熱部材５１に伝導するものである。熱伝導部材５２は、断面形状を等脚台形とする光拡散面２１と同じ長さのもので、ＬＥＤ４を実装した基板１０が取り付けられる傾斜側壁５２ａと、傾斜側壁５２ａ同士を連結する天井壁５２ｂとを備えている。それぞれの傾斜側壁５２ａは、底板８から光拡散面２１の上側まで延びており、天井壁５２ｂが光拡散面２１の頂上部２１ｃを覆うように形成される。熱伝導部材５２は、傾斜側壁５２ａの下端近傍に雌ねじ孔５２ｃが設けてあり、傾斜側壁５２ａの下端を底板８の上面８ａに接触させた状態でその雌ねじ孔５２ｃに雄ねじ１２を捩じ込んで底板８に固定される。天井壁５２ｂには、光拡散面２１の撮影開口２１ｄに対応した位置に、撮影開口２１ｄと同じ大きさで撮影開口２１ｄに連通する貫通孔５２ｄが設けてある。

それぞれの傾斜側壁５２ａの外面には、複数の放熱フィン５１ａを備える放熱部材５１が、ＬＥＤ４の裏側、つまりＬＥＤ４を実装する基板１０の実装面１０ｃの裏側となる位置に取り付けられる。したがって、放熱部材５１は、光拡散部開口２１ａより外側で、かつ上方の位置に取り付けられるものである。この第一実施形態では、光拡散面２１が長尺でＬＥＤ４も長尺の基板１０に実装されていることから、光拡散面２１の全長の１／３の長さの放熱部材５１を３個使用して、基板１０の全てのＬＥＤ４に対応させている。

熱伝導部材５２の天井壁５２ｂには、撮影開口２１ｄに合わせて、内部に光拡散面２１の長手方向に延びるハーフミラー１３ａを備えるとともに、側壁１３ｂに採光開口１３ｃ、下壁１３ｄに下画像開口１３ｅ及び上壁１３ｆに上画像開口１３ｇを備える、光拡散部２と同じ長さのミラー室１３が設けてある。このミラー室１３は、光拡散面２１の頂上部２１ｃには撮影開口２１ｄが存在することで、カメラＣ側からワークＷに向かう光が光拡散面２１では作れていないことを補うために設けられるものである。すなわち、ミラー室１３の採光開口１３ｃから入射した光は、ハーフミラー１３ａによりワークＷ側に反射されて、カメラＣの光軸に沿う光となってワークＷの表面に照射される。これにより、カメラＣがカメラＣ自体を撮影する映り込みを防止することができる。下画像開口１３ｅと上画像開口１３ｇとは、撮影開口２１ｄと同じ大きさであり、しかもそれぞれの中心軸が撮影開口２１ｄの中心を通るように形成してある。

以上の構成において、それぞれのＬＥＤ４が射出した一次光Ｌ１は、図１に点線の矢印で示すように、導光部６の内部を第一及び第二傾斜壁６ａ、６ｂの第一及び第二導光面６ｃ、６ｄで反射を繰り返しながら進み、反射面３１で光拡散面２１の方向に反射される。反射面３１により反射された反射光Ｌ２は、光拡散面２１の内側空間に進み、光拡散面２１で受光されて拡散され、光拡散部開口２１ａからワークＷ側に照射される。光拡散面２１は、受光した反射光Ｌ２を拡散することにより、ワークＷの幅方向からワークＷの全長を包み込むような拡散光Ｌ３を、光拡散部開口２１ａ及び反射部開口３２を経てワークＷに照射する。この結果、ワークＷの表面の微妙な凹凸に起因する陰影や反射ムラがキャンセルされ、例えばワークＷの表面に施されたマークや傷等を良好に検出することができる。

このように拡散光Ｌ３をワークＷに照射する場合、ＬＥＤ４は発熱するが、熱は熱伝導部材５２を介して放熱部材５１に到達することで、ＬＥＤ４の発熱は継続するが放熱フィン５１ａから熱が放散することにより、ＬＥＤ４の温度は所定温度以上、つまりその動作温度上限以上には上昇しない。放熱部材５１は、その放熱フィン５１ａをＬＥＤ４より上の位置において上向きにして取り付けられているので、放熱部材５１に伝達された熱は、放熱フィン５１ａから大気中に発散される。したがって、ＬＥＤ４は高光出力での安定した動作が保証される。

しかも、放熱部材５１は、導光部６の上端６ｅに取り付けられる基板１０に実装されたＬＥＤ４の基板１０の実装面１０ｃの裏側に位置しているので、光拡散部開口２１ａとワークＷまでの間の空間には放熱部材５１が配置されない。したがって、放熱部材５１の存在により光拡散部開口２１ａからワークＷまでの距離であるワークディスタンスが大きくなるといった放熱構造による制約を取り除くことができ、放熱設計の自由度を向上させることができる。このように、ワークディスタンスを最短にすることができるので、照光拡散部開口２１ａを大きくすることなく光照射角を大きくすることができる。したがって、ＬＥＤ４が射出した光の強度を低下させることなく、高照度でより均一にワークＷに光を照射することができる。

また、この実施形態では、断面等脚台形の熱伝導部材５２にＬＥＤ４の基板１０を取り付けているので、基板１０の取付スペースを広く確保することができるとともに、幅の広い放熱フィン５１ａの数が多い放熱部材５１を取り付けることができる。しかも、熱伝導部材５２を介して、ＬＥＤ４に発生した熱を放熱部材５１に伝導しているので、効率よく熱を放熱部材５１に伝達することができ、発熱によりＬＥＤ４の寿命が低下することを抑制することができる。

次に、図４を参照して第二実施形態を説明する。なお、この第二実施形態は、第一実施形態における等脚台形形の熱伝導部材５２を除いて第一実施形態と同じ構成にしている。したがって、第一実施形態と同じ構成要素については同じ符号を付すとともに、光拡散面２、反射板３、放熱部材５１、導光部６及びミラー室１３の説明は省略する。

この第二実施形態では、放熱部材５１を、光拡散面２の長手方向の両端に配置する固定部材１１により挟みこんで固定する構成である。すなわち、対をなす固定部材１１は、半円板形状の熱伝導性に優れた金属からなる。それぞれの固定部材１１には、所定の位置に長尺のボルト１１２を挿入するための固定用貫通孔１１ａが設けてある。この固定用貫通孔１１ａに対応して、放熱フィン５１ａの基端側にも放熱部材５１の長手方向にボルト挿通孔１１３が設けてある。この第二実施形態では、固定用貫通孔１１ａ及びボルト挿通孔１１３はそれぞれ、２個が設けてあるが、３個以上であってもよい。

放熱部材５１は、その両端に固定部材１１を配置した状態で、一方の固定部材１１側から固定用貫通孔１１ｆ及びボルト挿入孔１１３にボルト１１２を挿入する。他方の固定部材１１の固定用貫通孔１１ｆから出たボルト１１２にナット１１４を取り付け、ナット１１４を締めつけて放熱部材５１に固定部材１１が密着するようにして、放熱部材５１を固定部材１１間に固定する。そして、固定部材１１を底板８に固定することにより、ＬＥＤ４を実装する基板１０の裏側に放熱部材５１が密着する。

上記第一及び第二実施形態にあっては、半円筒形の光拡散面２を備える光照射装置１を説明したが、第三実施形態は、光拡散面が半球形状をしたものである。以下に、図５を参照して第三実施形態を説明する。なお、第三実施形態において、上記第一実施形態と同じ構成要素については同じ符号を付して説明を省略する。

図５において、光拡散面２２１は、底部に例えば円形の光拡散部開口２２１ａを備える半球形状の凹面である。光拡散面２２１は、その頂上部２２１ｃに、撮影開口２２１ｄを備えるとともに、ハーフミラー２１３ａを内蔵したミラー室２１３をその外側に搭載するものである。ミラー室２１３は立方体形状であってよく、上記した実施形態と同様に、側壁２１３ｂに採光開口２１３ｃ、下壁２１３ｄに下画像開口２１３ｅ及び上壁２１３ｆに上画像開口２１３ｇを備える。

光拡散部開口２２１ａの縁部２２１ｂには、第一実施形態と同様に、例えば４５度上方に向けて傾斜して光拡散部開口２２１ａを取り囲むように平面視円環状に形成される導光部２０６が設けてある。導光部２０６の上端２０６ｅは、水平に形成してある。導光部２０６は、その内面が鏡面である。

複数のＬＥＤ４は、所定幅の円環状の基板２１０に、周方向に所定のピッチで実装してある。基板２１０がＬＥＤ４を下方に向けて導光部２０６の上端２０６ｅに固定されることで、ＬＥＤ４が内部方向に向けて取り付けられる。

このように、複数のＬＥＤ４が基板２１０により円形に配置されるので、放熱部材２５１も平面視円環形状をしている。放熱部材２５１は、ＬＥＤ４の基板２１０の実装面２１０ｃの裏側に基板２１０に密着して取り付けられるもので、放熱フィン２５１ａを上側にして取り付けられる。

次に、反射面２３１は、その断面形状を上記第一実施形態と同じ形状をしており、光拡散面２２１の光拡散部開口２２１ａの下方に位置し、水平部２３１ａと傾斜部２３１ｂと垂下部２３１ｃとを備えるものである。反射面２３１は、光拡散部開口２２１ａの形状に合わせて、平面視環状形状をしており、垂下部２３１ｃの下端に反射部開口２３２を備え、同じく平面視円環形状の底板２０８に固定される。

この第三実施形態にあっても、放熱部材２５１が、光拡散面２２１の外側でかつ上側に位置するので、第一実施形態と同じに、光拡散部開口２２１ａからワークＷまでのワークディスタンスを短くすることができ、光照射角を大きくしてワークＷに光をより均一に照射することができる。また、光拡散面２２１が半球状をしているので、あらゆる方向から包み込むような光をワークＷに照射することができる。

次に説明する第四実施形態及び第五実施形態は、導光部を備えない構成のものである。なお、第四実施形態及び第五実施形態において、上記第一実施形態と同じ構成要素については同じ符号を付して説明を省略する。

図６に示す第四実施形態は、光拡散面２は凹型の半円筒形状のもので、ＬＥＤ４を実装した基板１０が、光拡散部開口２１ａの縁部２１ｂに接して取り付けられる構成である。すなわち、光拡散部開口２１ａの縁部２１ｂの下方に縁部２１ｂから距離を空けて、水平部３１ａと光遮断部３１ｂと垂下部３１ｃとを有する反射面３１が配置され、その反射面３１と光拡散部開口２１ａの縁部２１ｂとの間にＬＥＤ４が取り付けられる。

具体的には、反射面３１の水平部３１ａに対して、ＬＥＤ４の光軸が水平部３１ａとなす角度を例えば４５度となるようにして、基板１０の上側の上縁１０ａを光拡散部開口２１ａの縁部２１ｂに隙間なく当接させるとともに、基板１０の下縁１０ｂを反射面３１の水平部３１ａに載置して基板１０を固定する。したがって、それぞれのＬＥＤ４は、光射出方向を反射面３１に向けて、光拡散面２１の光拡散部開口２１ａの縁部２１ｂの外側に配置されて反射面３１の上方に位置するものとなる。そして、ＬＥＤ４の裏側、つまり基板１０の実装面１０ｃの裏側に放熱部材５１を密着させて固定する。この場合、放熱部材５１は例えば、第二実施形態の固定部材１１を用いて取り付けるものであってよい。

このような構成によれば、放熱部材５１は、ＬＥＤ４の裏側に取り付けられて光拡散部開口２１ａの縁部２１ｂの外側に配置されることになるので、放熱部材５１が大型になってもワークディスタンスを最短にすることができ、それにより光照射角を大きくすることができる。

第四実施形態では、厳密には、基板１０の実装面１０ｃが光拡散面２１と反射面３１との間で光拡散面側に露出しているために、実装面１０ｃ自体が光拡散面２１の一部を構成することになる。このため、光拡散面２１の一部が残りの部分と異なる反射率を有する面となることで、ワークＷに照射する拡散光Ｌ３の照度が異なってくるので、基板１０の幅を小さくすることが望ましい。このような観点に基づいた構成を、第五実施形態により説明する。

図７に示す第五実施形態は、光拡散面２１は凹型の半円筒形状のもので、第四実施形態と同様に、導光部は具備しない構成である。この第五実施形態では、ＬＥＤ４を実装した基板３１０は、ＬＥＤ４が実装される部分の幅が狭い基板本体部３１０ｍと、基板本体部３１０ｍに連続して基板本体部３１０ｍを支持する基板ベース部３１０ｎとを備えている。そして、基板本体部３１０ｍの先端が、光拡散部開口２１ａの縁部２１ｂの下方に縁部２１ｂと反射面３１の水平部３１ａとの間に形成される間隙に配置されることで、ＬＥＤ４が反射面３１と光拡散部開口２１ａの縁部２１ｂとの間にＬＥＤ４が取り付けられる構造である。基板本体部３１０ｍの先端つまりＬＥＤ４が実装されている面は、拡散光Ｌ３を反射する面積が少ない幅寸法に形成される。したがって、ＬＥＤ４を反射面３１の水平部３ａに接触する程度までの近傍位置に配置することが可能になり、これにより光遮断部３１ｂを省略することも可能になる。また基板ベース部３１０ｎの外側面には、放熱部材５１が密着して固定される。第四実施形態と同様に、放熱部材５１の取付は、第二実施形態における固定部材１１によるものであってよい。

このような構成によれば、ＬＥＤ４は反射面３１の近傍に配置され、光拡散面２１の一部として機能する基板本体部３１０ｍの先端の面積を少なくすることができる。したがって、光拡散面２１が拡散した拡散光Ｌ３に反射むらがなくなり、ワークＷを均一な明るさで照明することができる。

なお、この第五実施形態にあっては、放熱部材５１を、放熱フィン５１ａとは反対方向に延びる突出部を具備する、つまり基板本体部３１０ｍを放熱部材の一部分とする形状とし、その突出部の先端にＬＥＤ４を実装した幅の狭い基板１０を固定する構成としてもよい。また、第四及び第五実施形態は、半球形つまりドーム形の光拡散面を備える光照射装置に適用することができる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。

上記第一及び第二実施形態においては、導光部６は第一及び第二傾斜壁６ａ、６ｂの内面を鏡面にした第一及び第二導光面６ｃ、６ｄを備えるものを説明したが、第一及び第二導光面６ｃ、６ｄに替えて、第一及び第二傾斜壁６ａ、６ｂで囲まれる空間にＬＥＤ４が射出した光を反射面３１まで導光する導光板を挿入するものであってもよい。導光板の端部から射出される、つまり導光板を通過した一次光Ｌ１は、導光板と大気との屈折率の違いにより拡散するように射出され、光拡散面２にてさらに拡散されてワークＷに照射される。導光板については、第三実施形態においても適用可能である。

上記それぞれの実施形態にあっては、放熱部材５１は自然に熱を放散する形式のものを説明したが、ＬＥＤ４から能動的に放熱する構成のものを含むものであってよい。具体的には、放熱フィン５１ａに対して送風する放熱ファンや、ＬＥＤ４の裏側に基板１０に密着させて設け冷却水又は冷媒を照明中常時循環させることによりＬＥＤ４を冷却する冷却管（パイプ）等が挙げられる。冷却管の場合にあっては、別途、熱交換器を接続して、冷却管と熱交換器の間を冷却水又は冷媒を循環させることで、ＬＥＤ４を放熱させる。

その他、本発明は上記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であるのは言うまでもない。

１・・・・光照射装置
２・・・・光拡散部
２１・・・光拡散面
２１ａ・・光拡散部開口
２１ｂ・・縁部
３・・・・反射部
３１・・・反射面
３１ａ・・水平部
３１ｂ・・光遮断部
３１ｃ・・垂下部
４・・・・ＬＥＤ
５・・・・放熱部
５１・・・・放熱部材
５１ａ・・・放熱フィン
５２・・・熱伝導部材
６・・・・導光部
６ｃ・・・第一導光面
６ｄ・・・第二導光面
１０・・・基板

Claims (7)

1. 光を射出する複数のＬＥＤと、
   凹型をなす光拡散面を内側に備えるとともに底部に開口を備えた光拡散部と、
   前記光が前記光拡散面に反射するように前記開口の縁部下方に配置された反射面を備えた反射部と、
   前記複数のＬＥＤの裏側に配置された放熱部とを具備し、
   前記複数のＬＥＤは、前記開口の縁部近傍に配置され、前記反射面に向けて前記光を射出する位置に配置されており、
   前記複数のＬＥＤから射出された光が前記反射面で反射して前記光拡散面に照射され、該光拡散面で拡散した光が当該開口から射出されるように構成してあることを特徴とする光照射装置。
2. 前記放熱部は、熱を放熱する放熱部材と、前記複数のＬＥＤに発生した熱を前記放熱部材に伝導する熱伝導部材とを備えてなる請求項１記載の光照射装置。
3. 前記複数のＬＥＤと前記反射面との間に、前記複数のＬＥＤが射出した光を前記反射面に導く導光部をさらに備えてなる請求項１又は２記載の光照射装置。
4. 前記導光部が、前記複数のＬＥＤが射出した光を反射して前記反射面に導光する導光面を備えてなる請求項３記載の光照射装置。
5. 前記導光部が、前記複数のＬＥＤが射出した光を前記反射面に導光する導光板を備えてなる請求項３記載の光照射装置。
6. 前記導光面が、前記光拡散面側に配置されて前記開口に先端部が接続される第一導光面と、前記反射面側に配置されて前記反射面に先端部が接触する第二導光面とからなり、前記第一導光面が前記第二導光面より短い寸法を有する請求項４記載の光照射装置。
7. 前記反射面が、前記光拡散面側の先端部に、前記ＬＥＤから前記開口を経て射出される光を遮断する光遮断部を備える請求項１、２、３、５又は６記載の光照射装置。