JP2014194918A - Linear light irradiation device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はライン状光照射装置に関する。 The present invention relates to a line light irradiation apparatus.
従来、複数の光源(例えば、LED)を1方向に沿って直線状に配列するとともに、これらの光源の光出射方向にロッドレンズを配置し、各光源からの光をロッドレンズによりそれぞれ楕円形状に集光してこれらを重ね合わせることにより、ライン状の光(以下、「ライン光」ともいう)を形成する光照射装置が知られている(例えば、特許文献1及び2参照)。
Conventionally, a plurality of light sources (for example, LEDs) are linearly arranged along one direction, and rod lenses are arranged in the light emission direction of these light sources, and light from each light source is made elliptical by the rod lenses. There has been known a light irradiation apparatus that forms line-shaped light (hereinafter also referred to as “line light”) by condensing and superimposing them (see, for example,
特許文献1の光照射装置では、ロッドレンズとして平凸のシリンドリカルレンズを用いている。また、長尺のライン光を形成するため、ロッドレンズの柱状方向に複数の平凸レンズを並べて配置している。このとき、複数の平凸レンズの平面部の向きが揃っていないと、光の集光位置が各平凸レンズでずれてしまう。そのため、特許文献1の光照射装置では、ロッドレンズの配置精度が求められ、わずかなレンズの傾き等が照射位置のズレとなり、精度良い照射が行なえなくなるといった問題があった。
In the light irradiation apparatus of
また、特許文献2の光照射装置では、ロッドレンズとして、断面形状が円形状のロッドレンズ(以下、「丸棒レンズ」ともいう)を用いている。ロッドレンズとして丸棒レンズを用いる場合、装置の大きさの制約上、レンズの直径を大きくすることができない。しかしながら、直径の小さい丸棒レンズを用いると、直径の小さい丸棒レンズは曲率が大きいため、光源から照射面までの距離(焦点距離)が短くなる。そのため、各光源からの光が充分に重なりあう前に光が照射面に到達することになる。その結果、ライン光における光源からの光軸上付近では照度が高くなる一方、光源と光源との間では照度が低くなり、ライン光の照度均一性が低下するといった問題があった。
In the light irradiation apparatus of
本発明は、上記の点に鑑み、レンズの位置合わせが容易であり、且つ、ライン光の照度均一性を向上させることが可能なライン状光照射装置を提供することにある。 In view of the above-described points, the present invention is to provide a line-shaped light irradiation device that can easily align a lens and can improve the illuminance uniformity of line light.
本発明のライン状光照射装置は、
1方向に沿って直線状に配列され、光軸が互いに平行な複数の光源と、
複数の前記光源からの光が入射する入射面及び当該光が出射する出射面を側面に有し、前記入射面と前記出射面とが同一円周上にあるロッドレンズとを有し、
前記ロッドレンズは、2つあり、互いに柱状方向に対して平行に配置されていることを特徴とする。
The line-shaped light irradiation apparatus of the present invention is
A plurality of light sources arranged linearly along one direction and having optical axes parallel to each other;
A light incident surface on which light from the plurality of light sources is incident and a light exit surface from which the light is emitted; and a rod lens having the incident surface and the light exit surface on the same circumference;
There are two rod lenses, which are arranged parallel to each other in the columnar direction.
上記構成によれば、ロッドレンズは、複数の光源からの光が入射する入射面及び当該光が出射する出射面を側面に有し、前記入射面と前記出射面とが同一円周上にある。ロッドレンズの円周方向のズレは、集光の精度に影響しないため、ロッドレンズの円周方向の位置決め精度は要求されない。その結果、ロッドレンズの位置合わせが容易となる。 According to the above configuration, the rod lens has an incident surface on which light from a plurality of light sources is incident and an exit surface from which the light is emitted on the side surface, and the incident surface and the exit surface are on the same circumference. . Since the displacement of the rod lens in the circumferential direction does not affect the accuracy of light collection, the positioning accuracy of the rod lens in the circumferential direction is not required. As a result, the rod lens can be easily aligned.
また、前記ロッドレンズは、2つあり、互いに柱状方向に対して平行に配置されている。従って、各ロッドレンズの入射面及び出射面の曲率が大きくても(例えば、直径の小さい丸棒レンズを用いる場合であっても)、2つのロッドレンズの離間距離、及び、各ロッドレンズの曲率の組み合わせを適宜設定することにより、光源から照射面までの距離を長くすることができる。その結果、各光源からの光をロッドレンズの柱状方向に充分に拡げてこれらを重ね合わることができ、ライン光の照度均一性を向上させることができる。 Further, there are two rod lenses, which are arranged parallel to each other in the columnar direction. Therefore, even if the curvature of the entrance surface and the exit surface of each rod lens is large (for example, even when a round rod lens having a small diameter is used), the separation distance between the two rod lenses and the curvature of each rod lens By appropriately setting the combination, it is possible to increase the distance from the light source to the irradiation surface. As a result, the light from each light source can be sufficiently expanded in the columnar direction of the rod lens and superimposed, and the illuminance uniformity of the line light can be improved.
このように、上記構成によれば、複数の光源からの光が入射する入射面と当該光が出射する出射面とが同一円周上にあるロッドレンズを2つ用い、これらを互いに柱状方向に対して平行に配置するため、レンズの位置合わせが容易となり、且つ、ライン光の照度均一性を向上させることが可能となる。 As described above, according to the above configuration, two rod lenses in which the incident surface on which light from a plurality of light sources is incident and the emission surface from which the light is emitted are on the same circumference are used, and these are arranged in a columnar direction. Since they are arranged in parallel to each other, it is easy to align the lens, and it is possible to improve the illuminance uniformity of the line light.
上記構成において、前記ロッドレンズは、底面が光反射機能を有していても構わない。 The said structure WHEREIN: The bottom surface of the said rod lens may have a light reflection function.
これにより、前記底面方向に拡がった光をロッドレンズ中央方向側に戻すことができ、ライン光の両端部の光量の低下を抑制することができる。 Thereby, the light spread in the bottom surface direction can be returned to the center side of the rod lens, and a decrease in the light amount at both ends of the line light can be suppressed.
上記構成において、2つの前記ロッドレンズの同一側にある底面の間に反射板が設けられていても構わない。 In the above configuration, a reflector may be provided between the bottom surfaces on the same side of the two rod lenses.
これにより、2つの前記ロッドレンズの同一側にある底面の間部分に拡がった光を戻すことができ、ライン光の両端部の光量の低下をより抑制することができる。 Thereby, the light which spread to the portion between the bottom surfaces on the same side of the two rod lenses can be returned, and the decrease in the light amount at both ends of the line light can be further suppressed.
上記構成においては、前記ロッドレンズを保持する保持機構を有し、
前記保持機構は、前記ロッドレンズを挟持する挟持部と、たわみを形成することが可能なバー部とを有するカンチレバー構造であっても構わない。
In the above configuration, it has a holding mechanism for holding the rod lens,
The holding mechanism may be a cantilever structure having a holding portion for holding the rod lens and a bar portion capable of forming a deflection.
これにより、挟持部に挟持されたロッドレンズが、バー部のたわみにより調芯される。その結果、レンズの位置合わせがより容易となる。 Thereby, the rod lens clamped by the clamping part is aligned by the deflection of the bar part. As a result, lens alignment becomes easier.
本発明のライン状光照射装置によれば、レンズの位置合わせが容易であり、且つ、ライン光の照度均一性を向上させることが可能となる。 According to the line-shaped light irradiation device of the present invention, it is easy to align the lens, and it is possible to improve the illuminance uniformity of the line light.
本発明の一実施形態に係るライン状光照射装置につき、図面を参照して説明する。なお、各図において図面の寸法比と実際の寸法比は必ずしも一致しない。 A line light irradiation apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In each figure, the dimensional ratio in the drawing does not necessarily match the actual dimensional ratio.
図1は、本発明の一実施形態に係るライン状光照射装置を模式的に示す斜視図であり、図2(a)は、その左側面図であり、図2(b)は、その正面図である。 FIG. 1 is a perspective view schematically showing a line light irradiation apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 (a) is a left side view thereof, and FIG. 2 (b) is a front view thereof. FIG.
ライン状光照射装置10は、本体12と本体12の側面を覆う外カバー14とを備える。外カバー14は、本体12の左右側面を覆うカバー14aと正面及び背面を覆うカバー14bとから構成される。カバー14aは、ヒートシンク20の側面を覆わない態様で本体12の左右にネジ止めされている。カバー14a及びカバー14bは、板状の金属で形成されており、カバー14aの本体12側は、全面に鏡面処理が施されている。
The line
ライン状光照射装置10の上側は、第2のロッドレンズ28が露出しており、本体12で形成されたライン光が第2のロッドレンズ28から出射する。また、ライン状光照射装置10の下面は、ヒートシンク20が露出している。
The
図3は、図1に示したライン状光照射装置の外カバーを外した状態を示す斜視図であり、図4(a)は、その左側面図であり、図4(b)は、その正面図である。また、図5は、図4(b)に示したライン状光照射装置のA−A線断面図であり、図6は、正面図中央縦断面図である。 3 is a perspective view showing a state in which the outer cover of the linear light irradiation device shown in FIG. 1 is removed, FIG. 4 (a) is a left side view thereof, and FIG. It is a front view. FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line AA of the linear light irradiation apparatus shown in FIG. 4B, and FIG. 6 is a front longitudinal sectional view of the center.
本体12は、冷却水路を備えた水冷方式のヒートシンク20と、複数のLED21が1方向に沿って直線状に配列されたLED基板22と、複数のLED21からの光をライン状に集光させる第1のロッドレンズ24及び第2のロッドレンズ28とを備える。なお、本実施形態では、ヒートシンクが水冷方式の場合について説明するが、ヒートシンクは水冷方式に限定されず、例えば、フィンを備える空冷方式のヒートシンクであってもよい。その場合、自然空冷のみならずファンを用いた強制空冷方式のヒートシンクであってもよい。
The
LED基板22は、平面視で矩形状を有しており、長辺がヒートシンク20の長辺方向と平行となるように、ヒートシンク20上に配置されている。LED基板22上には、複数のLED21が長辺方向に一定の間隔で配置されている。各LED21は、光軸が互いに平行となるように配置されている。LED21は、発光体であるLED素子21aと、LED素子21aの上面に設けられた平凸レンズ21bとから構成されている(図6参照)。
The
LED素子21aは、ライン状光照射装置10から出射させたい光の波長に応じて適宜選択することができる。例えば、ライン状光照射装置10から紫外光を出射させる場合には、LED素子21aとして、紫外光を発する素子を採用すればよい。
The
本実施形態において、平凸レンズ21bは、各LED素子21aから出射された光の広がりをある程度抑制することが可能な集光レンズである。これによりLED等の光源から出射される光を効率よく第1のロッドレンズ24の入射面24b(図5参照)に導くことができる。なお、平凸レンズ21bとしてコリメートレンズを用いてもよい。
In the present embodiment, the plano-
また、LED基板22の上側には、基板23を保護するための保護部材23が設けられている。保護部材23は、平面視が矩形状で断面形状がコの字型(U字型)の金属製の部材であり、開放面を下面にしてLED基板22上に配置されている。保護部材23の上面には、LED21の間隔と対応させた複数の貫通穴23a(図3参照)が形成されており、各LED21からの光が各貫通穴23aを通過する。
Further, a
第1のロッドレンズ24は、LED基板22の長辺と同一の長さを有する断面形状円形状の集光レンズ(丸棒レンズ)である。第1のロッドレンズ24は、複数のLED21の光軸C1(図5参照)と第1のロッドレンズ24の光軸C2(図5参照)とが一致するように、LED基板22の上部に配置されている。なお、第1のロッドレンズ24は、断面が円形状であるため、LED21からの光が入射する入射面24b(図5参照)と当該光が出射する出射面24c(図5参照)とは同一円周上に形成される。
The
第1のロッドレンズ24は、保持機構25により保持されている。保持機構25は、同一の素材で形成された、一対のカンチレバー26(カンチレバー26−1、及び、カンチレバー26−2)からなるカンチレバー構造となっている(図5参照)。
The
カンチレバー26は、挟持部26a(挟持部26a−1、26a−2)と挟持部26aから延伸した、たわみを形成することが可能なバー部26b(バー部26b−1、26b−2)とを有する。カンチレバー26の素材としては、たわんで応力を発生させるものであれば特に限定されず、各種の金属等を用いることができる。
The cantilever 26 includes a clamping
カンチレバー26は、バー部26bの挟持部26aとは反対側において、ヒートシンク20にネジ止めされている。保持機構25は、2つのカンチレバー26により、第1のロッドレンズ24を両側(図5では左右側)から挟持している。具体的に、挟持部26aは、内側に第1のロッドレンズ24の曲率よりも僅かに小さい曲率を有する曲面27(曲面27−1、27−2)を有しており、バー部26bがヒートシンク20に固定された状態において、第1のロッドレンズ24が挟持部26a−1と挟持部26a−2の間に配置されると、バー部26b−1とバー部26b−2は、同程度たわんだ状態で、第1のロッドレンズ24が挟持部26a−1と挟持部26a−2との間に挟持される。カンチレバー26は同一の素材で形成されているため、バー部26bのたわみ量は同程度となる。そのため、第1のロッドレンズ24は、LED21の真上に配置されるように調芯される。このとき、挟持部26aの曲面27の曲率は、第1のロッドレンズ24の曲率よりも僅かに小さいため、第1のロッドレンズ24の側面が曲面27の中央に円柱方向に設けられているV溝に嵌まり込んだ状態で挟持部26a−1と挟持部26a−2との間に挟持される。従って、第1のロッドレンズ24が高さ方向に位置決めされて保持される。また、第1のロッドレンズ24は、断面が円形状である。そのため、円周方向のズレは、集光の精度に影響しない。従って、第1のロッドレンズ24の円周方向の位置決め精度は要求されない。その結果、第1のロッドレンズ24の位置合わせが容易となる。
The cantilever 26 is screwed to the
第1のロッドレンズ24は、両底面24aが焼き仕上げ等により透明となっている。これにより、底面24a方向に拡がった光を透過、又は、全反射させることができる。ここで、カバー14aの本体12側は、鏡面処理が施されている。従って、底面24aを透過した光は反射される。その結果、底面24a方向に拡がった光を全て戻すことができる。これにより、ライン光の両端部の光量の低下を抑制することができる。なお、透明な両底面24aに光源からの光に対して透明な透明接着剤を用いてミラーを貼り付けてもよい。
In the
第2のロッドレンズ28は、LED基板22の長辺と同一の長さを有する断面が円形状の集光レンズ(丸棒レンズ)である。第2のロッドレンズ28は、第1のロッドレンズ24と柱状方向に対して平行、且つ、第1のロッドレンズの光軸C2と第2のロッドレンズ28の光軸C3(図5参照)とが一致するように、第1のロッドレンズ24の上部に設けられている。なお、第2のロッドレンズ28は、断面が円形状であるため、LED21からの光が入射する入射面28bと当該光が出射する出射面28cとは同一円周上に配置される。
The
第2のロッドレンズ28は、第1のロッドレンズ24と同様、保持機構30により保持されている。保持機構30は、同一の素材で形成された、一対のカンチレバー31(カンチレバー31−1、及び、カンチレバー31−2)からなるカンチレバー構造となっている(図4(a)参照)。
Similar to the
カンチレバー31は、挟持部31a(挟持部31a−1、31a−2)と挟持部31aから延伸した、たわみを形成することが可能なバー部31b(バー部31b−1、31b−2)とを有する。カンチレバー31の素材としては、たわんで応力を発生させるものであれば特に限定されず、各種の金属等を用いることができる。
The cantilever 31 includes a clamping
カンチレバー31は、バー部31bの挟持部31aとは反対側において、ヒートシンク20にネジ止めされている。保持機構30は、2つのカンチレバー31により、第2のロッドレンズ28を両側(図4(a)では左右側)から挟持している。具体的に、挟持部31aは、内側に第2のロッドレンズ28の曲率よりも僅かに小さい曲率を有する曲面32(曲面32−1、32−2)を有しており、バー部31bがヒートシンク20に固定された状態において、第2のロッドレンズ28が挟持部31a−1と挟持部31a−2の間に配置されると、バー部31b−1とバー部31b−2は、同程度たわんだ状態で、第2のロッドレンズ28が挟持部31a−1と挟持部31a−2との間に挟持される。カンチレバー31は同一の素材で形成されているため、バー部31bのたわみ量は同程度となる。そのため、第2のロッドレンズ28は、第1のロッドレンズ24の真上に配置されるように調芯される。このとき、挟持部31aの曲面32の曲率は、第2のロッドレンズ28の曲率よりも僅かに小さいため、第2のロッドレンズ28の側面が曲面31の中央に円柱方向に設けられているV溝33に嵌まり込んだ状態で挟持部31a−1と挟持部31a−2との間に挟持される。従って、第2のロッドレンズ28が高さ方向に位置決めされ、確実に固定することができる。また、第2のロッドレンズ28は、断面が円形状である。そのため、円周方向のズレは、集光の精度に影響しない。従って、第2のロッドレンズ28の円周方向の位置決め精度は要求されない。その結果、第2のロッドレンズ28の位置合わせが容易となる。
The cantilever 31 is screwed to the
第2のロッドレンズ28は、両底面28aが焼き仕上げ等により透明となっている。これにより、底面28a方向に拡がった光を透過、又は、全反射させることができる。ここで、カバー14aの本体12側は、鏡面処理が施されている。従って、底面28aを透過した光は反射される。その結果、底面28a方向に拡がった光を全て戻すことができる。これにより、ライン光の両端部の光量の低下を抑制することができる。なお、透明な両底面28aに光源からの光に対して透明な透明接着剤を用いてミラーを貼り付けてもよい。
In the
以上、ライン状光照射装置10の構成について説明した。
The configuration of the line
次に、ライン状光照射装置10から出射されるライン光の照射態様について説明する。図7(a)及び図7(b)は、図1に示したライン状光照射装置から出射されるライン光を説明するための模式図である。図7(a)、図7(b)では、ライン状光照射装置10から出射されるライン光の照射態様を説明するために、LED21、第1のロッドレンズ24、第2のロッドレンズ28、及び、外カバー14を図示し、説明に必要ない部分は省略している。なお、図7(a)では、図中上下方向に複数のLED21が配列され、第1のロッドレンズ24、及び、第2のロッドレンズ28が図中上下方向を柱状方向にして配置されている様子を示しており、図7(b)では、図中奥手前方向に複数のLED21が配列され、第1のロッドレンズ24、及び、第2のロッドレンズ28が図中奥手前方向を柱状方向にして配置されている様子を示している。
Next, the irradiation mode of the line light emitted from the line
図7(b)に示すように、LED素子21aから放射される光は、ある程度の広がりを有している。コリメートレンズとしての平凸レンズ21bは、LED素子21aから放射される光を平行光にする。平凸レンズ21bから出射された光は、第1のロッドレンズ24に入射する。第1のロッドレンズ24では、光は、第1のロッドレンズ24の柱状方向に拡がる。そのため、各LED21からの光は、第1のロッドレンズ24の柱状方向に重なり合いながら第2のロッドレンズ28方向へ進行する。第2のロッドレンズ28は、第1のロッドレンズ24からの光がほぼ全て入射でき、且つ、当該光を集光可能な位置に配置されている。図7(b)では、第1のロッドレンズ24の焦点は、第1のロッドレンズ24と第2のロッドレンズ28との間にあるが、第1のロッドレンズ24から出射した光は、第2のロッドレンズ28により再び集光され、出射される。これにより、第2のロッドレンズ28の焦点位置(照射面)にライン光34を照射することができる。
As shown in FIG. 7B, the light emitted from the
このように、ライン状光照射装置10では、2つのロッドレンズを用いているため、1つのロッドレンズのみ(例えば、第1のロッドレンズ24のみ)を用いる場合よりも、LED21から照射面までの距離を長くすることができる。その結果、各LED21からの光をロッドレンズの柱状方向に充分に拡げてこれらを充分に重ね合わることができ、ライン光34の照度均一性を向上させることができる。
Thus, since the line-shaped
ここで、LED21の中心間の距離をd1とした場合、複数のLED21のうちの末端に位置するLED21とカバー14aまでの距離d2が、距離d1の1/2となるようにLED21が配置されている。距離d2が距離d1の1/2となっているため、鏡面処理が施されたカバー14aには、カバー14aの面を対象として、複数のLED21が面対象に存在するように映し出される。その結果、この映し出されたLEDから光が出射されているように光が反射される。これにより、ライン光34の両端部の光量の低下をさらに抑制することができる。
Here, when the distance between the centers of the
ライン状光照射装置10では、カバー14aの本体12側は、全面に鏡面処理が施されている。そのため、同一側にある、第1のロッドレンズ24の底面24aと第2のロッドレンズ28の底面28aの間部分14c(図2(a)参照)に拡がった光を戻すことができ、ライン光の両端部の光量の低下をより抑制することができる。なお、本実施形態では、カバー14aの全面に鏡面処理が施されている場合、すなわち、カバー14a自体が本発明の反射板に相当する場合について説明したが、本発明においてはこの例に限定されず、カバー14aとは別にミラー等の反射板が配置されていてもよい。
また、本実施形態では、カバー14aの全面に鏡面処理が施されている場合について説明したが、本発明においては、カバー14aの全面に鏡面処理が施されていなくてもよい。例えば、2つのロッドレンズの同一側にある底面の間部分のみに反射板が設けられていてもよい。このような構成であっても、2つのロッドレンズの同一側にある底面の間部分に拡がった光を拡がった光を戻すことができ、ライン光の両端部の光量の低下をより抑制することができるからである。
In the line
In the present embodiment, the case where the entire surface of the
上述した実施形態では、第1のロッドレンズ24の径が第2のロッドレンズ28の径よりも小さい場合について説明した。しかしながら、本発明において、2つのロッドレンズの径の関係は、この例に限定されない。すなわち、本発明において、光源から照射面までの距離は、2つのロッドレンズの離間距離、及び、各ロッドレンズの曲率の組み合わせを適宜選択することにより、設定することができる。
In the embodiment described above, the case where the diameter of the
図8(a)、及び、図8(b)は、他の実施形態に係るライン状光照射装置から出射されるライン光を説明するための模式図である。図8(a)、及び、図8(b)に示す例では、第1のロッドレンズと第2のロッドレンズの径が同一である点で異なり、他の点でライン状光照射装置10と共通する。従って、第1のロッドレンズと第2のロッドレンズ以外は、ライン状光照射装置10と同一の符号を付して説明する。
FIG. 8A and FIG. 8B are schematic views for explaining line light emitted from a line light irradiation apparatus according to another embodiment. The example shown in FIGS. 8A and 8B is different in that the diameters of the first rod lens and the second rod lens are the same, and the line-shaped
図8(a)、図8(b)では、他の実施形態に係るライン状光照射装置から出射されるライン光の照射態様を説明するために、LED21、第1のロッドレンズ40、第2のロッドレンズ42、及び、カバー14aのみを図示している。図8(b)に示すように、LED素子21aから放射される光は、ある程度の広がりを有している。平凸レンズ21bは、LED素子21aから放射される光の広がりを制限する。平凸レンズ21bから出射された光は、第1のロッドレンズ40に入射する。第1のロッドレンズ40では、光は、第1のロッドレンズ40の柱状方向に拡がる。そのため、各LED21からの光は、第1のロッドレンズ40の柱状方向に重なり合いながら第2のロッドレンズ42方向へ進行する。図8(b)では、第1のロッドレンズ40に入射した光は、略平行光となって第2のロッドレンズ方向へ進行する。そして、第2のロッドレンズ42に入射した光は、集光され、出射される。これにより、第2のロッドレンズ42の焦点位置(照射面)にライン光44を照射することができる。この例では、第1のロッドレンズ40に入射した光が略平行光となるため、LED21から照射面までの距離が所望の距離となるように、第2のロッドレンズ42を配置することができる。
8A and 8B, in order to explain the irradiation mode of the line light emitted from the line light irradiation device according to another embodiment, the
次に、ライン状光照射装置の一使用例について説明する。以下では、液晶ディスプレイパネルの外周側面に紫外線のライン光を照射する使用例について説明する。 Next, a usage example of the line light irradiation apparatus will be described. Below, the usage example which irradiates the ultraviolet-ray line light to the outer peripheral side surface of a liquid crystal display panel is demonstrated.
図9は、ライン状光照射装置の一使用例を説明するための平面模式図である。液晶ディスプレイパネル50は、導光板、偏光板、液晶パネル、カラーフィルター等の各種部材が透明な紫外線硬化性接着剤により貼り合わされて積層される。なお、液晶ディスプレイパネル50には、さらに、タッチパネルが積層されてもよい。液晶ディスプレイパネル50の製造工程においては、1の部材上に液状の紫外線硬化性接着剤を塗布するか又はシート状の紫外線硬化樹脂性接着剤を配置し、その上に他の部材を裁置した後、上方から紫外線を照射することにより、貼り合わせが行なわれている。しかしながら、貼り合わせの外周部分においては、接着剤が染み出している場合が多い。このような染み出した接着剤は、積層体の外周部分に付着しているため、上方からの紫外線照射では効率よく硬化させることができない。また、特に、積層する部材が、紫外線を透過しないフレーム51を有している場合には、外周部分に紫外線を照射することはできない。従って、各種部材を面方向に積層して上方から紫外線照射した後、外周部分に対して側面方向から紫外線を照射する必要がある。
FIG. 9 is a schematic plan view for explaining an example of use of the line light irradiation device. The liquid
図9に示すように、ライン状光照射装置10は、液晶ディスプレイパネル50を配置する位置52を囲むように、各側面に対して1つずつ配置されている。ライン状光照射装置10から出射されるライン光は、両端部では照度が低下するため、必要なライン光の長さ(図9の例では、液晶ディスプレイパネル50の一辺の長さ)よりも長いライン光を照射する必要がある。このため、照射面までの距離d3が短いと、隣り合うライン状光照射装置10同士が隅部分55において接触することにより配置できなくなるおそれがある。しかしながら、ライン状光照射装置10では、2つのロッドレンズの径や離間距離を調整することにより、照射面までの距離を長くすることがきる。その結果、隣り合うライン状光照射装置10同士が接触して配置できなくなることを防止することが可能になる。
As shown in FIG. 9, one line-shaped
上述した実施形態では、本発明の光源がLEDである場合について説明した。しかしながら、本発明における光源は、この例に限定されず、例えば、光ファイバーの出射端であってもよい。 In the above-described embodiment, the case where the light source of the present invention is an LED has been described. However, the light source in the present invention is not limited to this example, and may be, for example, an output end of an optical fiber.
図10は、他の実施形態に係るライン状光照射装置の側面図縦断面図であり、図11は、その正面図中央縦断面図である。図10、及び、図11に示すライン状光照射装置60は、光源として光ファイバーを用いた点、及び、ロッドレンズを挟持する挟持部の形状が曲面のないV溝である点でライン状光照射装置10と異なり、他の点で共通する。従って、異なる点以外は、ライン状光照射装置10と同一の符号を付し、共通する部分の説明は省略することとする。なお、図10及び図11では、外カバーの図示を省略している。
FIG. 10 is a side view longitudinal sectional view of a line light irradiation apparatus according to another embodiment, and FIG. 11 is a front view central longitudinal sectional view thereof. The linear
本体62は、冷却水路を備えた水冷方式のヒートシンク20と、1方向に沿って直線状に配列された複数の光ファイバー出射端82と、複数の光ファイバー出射端82からの光をライン状に集光させる第1のロッドレンズ24及び第2のロッドレンズ28とを備える。光ファイバー出射端82は、光ファイバー80の出射端であり、光ファイバー80の入射端(図示せず)から入射された光が出射される。なお、光ファイバー出射端82から出射される光は、ある程度平行化されたものであるため、ライン状光照射装置10が備える集光レンズとしての平凸レンズ21b等を用いない構成とすることができる。
The
本実施形態に係るライン状光照射装置60であっても、ライン状光照射装置10と同様、2つのロッドレンズを用いているため、1つのロッドレンズのみを用いる場合よりも、光源としての光ファイバー出射端82から照射面までの距離を長くすることができる。その結果、各光ファイバー出射端82からの光を充分に重ね合わることができ、ライン光の照度均一性を向上させることができる。
Even in the line
第1のロッドレンズ24は、保持機構65により保持されている。保持機構65は、同一の素材で形成された、一対のカンチレバー66(カンチレバー66−1、及び、カンチレバー66−2)からなるカンチレバー構造となっている(図10参照)。
The
カンチレバー66は、挟持部66a(挟持部66a−1、66a−2)と挟持部66aから延伸した、たわみを形成することが可能なバー部66b(バー部66b−1、66b−2)とを有する。カンチレバー66の素材としては、たわんで応力を発生させるものであれば特に限定されず、各種の金属等を用いることができる。
The cantilever 66 includes a sandwiching
カンチレバー66は、バー部66bの挟持部66aとは反対側において、ヒートシンク20にネジ止めされている。保持機構65は、2つのカンチレバー66により、第1のロッドレンズ24を両側(図10では左右側)から挟持している。具体的に、挟持部66aは、内側にV溝67(V溝67−1、67−2)を有しており、バー部66bがヒートシンク20に固定された状態において、第1のロッドレンズ24が挟持部66a−1と挟持部66a−2の間に配置されると、バー部66b−1とバー部66b−2は、同程度たわんだ状態で、第1のロッドレンズ24が挟持部66a−1と挟持部66a−2との間に挟持される。カンチレバー66は同一の素材で形成されているため、バー部66bのたわみ量は同程度となる。そのため、第1のロッドレンズ24は、光ファイバー出射端82の真上に配置されるように調芯される。また、挟持部66aは、内側にV溝67(V溝67−1、67−2)を有しているため、第1のロッドレンズ24は高さ方向に位置決めされて保持される。
The cantilever 66 is screwed to the
第2のロッドレンズ28は、第1のロッドレンズ24と同様、保持機構70により保持されている。保持機構70は、同一の素材で形成された、一対のカンチレバー71(カンチレバー71−1、及び、カンチレバー71−2)からなるカンチレバー構造となっている(図10参照)。
Similar to the
カンチレバー71は、挟持部71a(挟持部71a−1、71a−2)と挟持部71aから延伸した、たわみを形成することが可能なバー部71b(バー部71b−1、71b−2)とを有する。カンチレバー71の素材としては、たわんで応力を発生させるものであれば特に限定されず、各種の金属等を用いることができる。
The cantilever 71 includes a pinching
カンチレバー71は、バー部71bの挟持部71aとは反対側において、ヒートシンク20にネジ止めされている。保持機構70は、2つのカンチレバー71により、第2のロッドレンズ28を両側(図10では左右側)から挟持している。具体的に、挟持部71aは、内側にV溝72(V溝72−1、72−2)を有しており、バー部71bがヒートシンク20に固定された状態において、第2のロッドレンズ28が挟持部71a−1と挟持部71a−2の間に配置されると、バー部71b−1とバー部71b−2は、同程度たわんだ状態で、第2のロッドレンズ28が挟持部71a−1と挟持部71a−2との間に挟持される。カンチレバー71は同一の素材で形成されているため、バー部71bのたわみ量は同程度となる。そのため、第2のロッドレンズ28は、第1のロッドレンズ24の真上に配置されるように調芯される。また、挟持部71aは、内側にV溝72(V溝72−1、72−2)を有しているため、第1のロッドレンズ24は高さ方向に位置決めされて保持される。
The cantilever 71 is screwed to the
上述した実施形態では、本発明のロッドレンズが、断面形状円形状の丸棒レンズである場合について説明した。しかしながら、本発明のロッドレンズはこの例に限定されず、複数の光源からの光が入射する入射面と当該光が出射する出射面とが同一円周上にあればよい。このようなロッドレンズとしては、例えば、丸棒レンズの側面2箇所を、入射面及び出射面にかからない程度に面取りしたものを挙げることができる。 In the above-described embodiment, the case where the rod lens of the present invention is a round bar lens having a circular cross-sectional shape has been described. However, the rod lens of the present invention is not limited to this example, and the incident surface on which light from a plurality of light sources enters and the exit surface from which the light exits may be on the same circumference. As such a rod lens, there can be mentioned, for example, one in which two side surfaces of a round rod lens are chamfered to the extent that they do not cover the entrance surface and the exit surface.
本発明において、ロッドレンズを保持する保持機構は、保持機構25、保持機構30、保持機構65及び保持機構70のように、カンチレバー構造となっていることが好ましい。しかしながら、本発明における保持機構は、ロッドレンズを保持できればこの例に限定されない。例えば、ロッドレンズを挟持する挟持部と、前記挟持部から延伸した、たわみを形成できないバー部とからなる部材を用い、挟持部にゴムや発泡材等の弾性体を設置してロッドレンズを保持する保持機構としてもよい。
In the present invention, the holding mechanism for holding the rod lens preferably has a cantilever structure like the
上述した実施形態では、挟持部が内側に曲面を有している場合、及び、曲面のないV溝を有している場合について説明した。しかしながら、本発明における挟持部の形状は、ロッドレンズを挟持することができれば、これらの例に限定されない。 In the above-described embodiment, the case where the sandwiching portion has a curved surface inside and the case where the holding portion has a V groove without a curved surface have been described. However, the shape of the clamping part in the present invention is not limited to these examples as long as the rod lens can be clamped.
上述した実施形態では、2つのロッドレンズの長さが同一である場合について説明したが、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば、長さを異ならせてもよい。 In the above-described embodiments, the case where the lengths of the two rod lenses are the same has been described. However, the lengths may be different as long as they do not depart from the spirit of the present invention.
上述した実施形態では、ロッドレンズを2つ用いる場合について説明したが、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば、さらに1又は複数のロッドレンズを用いてもよい。すなわち、本発明は、少なくとも2つのロッドレンズを用いることを特徴とする。 In the embodiment described above, the case where two rod lenses are used has been described. However, one or more rod lenses may be used as long as they do not depart from the spirit of the present invention. That is, the present invention is characterized by using at least two rod lenses.
上述した実施形態では、複数の光源が直線状に1列配列されている場合について説明した。しかしながら、本発明において複数の光源の配列はこれに限定されず、例えば、2列以上であってもよい。 In the above-described embodiment, the case where a plurality of light sources are arranged in a line in a straight line has been described. However, in the present invention, the arrangement of the plurality of light sources is not limited to this, and may be two or more rows, for example.
なお、本発明は、
1方向に沿って直線状に配列され、光軸が互いに平行な複数の光源と、
複数の前記光源からの光が入射する入射面及び当該光が出射する出射面を側面に有するロッドレンズと、
前記ロッドレンズを保持する保持機構とを有し、
前記保持機構は、前記ロッドレンズを挟持する挟持部と、たわみを形成することが可能なバー部とを有するカンチレバー構造からなるライン状光照射装置を含む(以下、第2の本発明に係るライン状光照射装置ともいう)。
In the present invention,
A plurality of light sources arranged linearly along one direction and having optical axes parallel to each other;
A rod lens having a light incident surface on which light from the plurality of light sources is incident and a light exit surface from which the light is emitted;
A holding mechanism for holding the rod lens;
The holding mechanism includes a line-shaped light irradiation device having a cantilever structure having a holding portion for holding the rod lens and a bar portion capable of forming a deflection (hereinafter referred to as a line according to a second aspect of the present invention). Also called a light irradiation device).
第2の本発明に係るライン状光照射装置によれば、挟持部に挟持されたロッドレンズが、バー部のたわみにより調芯される。その結果、レンズの位置合わせがより容易となる。なお、第2の本発明においては、ロッドレンズは、1つであってもよく、複数であってもよい。ロッドレンズが1つの場合にも、上記保持機構によりロッドレンズは好適に調芯され、光源の真上にロッドレンズを位置させることができるからである。 According to the line light irradiation apparatus according to the second aspect of the present invention, the rod lens sandwiched by the sandwiching portion is aligned by the deflection of the bar portion. As a result, lens alignment becomes easier. In the second aspect of the present invention, the number of rod lenses may be one or plural. This is because even when there is only one rod lens, the rod lens is suitably aligned by the holding mechanism, and the rod lens can be positioned directly above the light source.
また、第2の本発明においては、ロッドレンズは、入射面と出射面とが同一円周上になくてもよい。このようなロッドレンズとしては、例えば、平凸レンズを挙げることができる。入射面と出射面とが同一円周上にないロッドレンズであっても、上記保持機構によりロッドレンズは好適に調芯され、光源の真上にロッドレンズを位置させることができるからである。ただし、ロッドレンズの円周方向の位置決め精度を要求されない点で、入射面と出射面とが同一円周上にあるロッドレンズを用いることが好ましい。 In the second aspect of the present invention, the rod lens may not have the entrance surface and the exit surface on the same circumference. An example of such a rod lens is a plano-convex lens. This is because even if the entrance surface and the exit surface are rod lenses that are not on the same circumference, the rod lens is suitably aligned by the holding mechanism, and the rod lens can be positioned directly above the light source. However, it is preferable to use a rod lens in which the entrance surface and the exit surface are on the same circumference in that the accuracy of positioning the rod lens in the circumferential direction is not required.
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上述した例に限定されるものではなく、本発明の構成を充足する範囲内で、適宜設計変更を行うことが可能である。 The embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to the above-described example, and it is possible to make design changes as appropriate within a range that satisfies the configuration of the present invention.
10、60 ライン状光照射装置
12、62 本体
14 外カバー
14a カバー
14b カバー
20 ヒートシンク
21 LED
21a LED素子
21b 平凸レンズ
22 LED基板
24、40 第1のロッドレンズ
24a (第1のロッドレンズ24の)底面
24b 入射面
24c 出射面
25、30 保持機構
26(26−1、26−2)、31(31−1、31−2) カンチレバー
26a(26a−1、26a−2)、31a(31a−1、31a−2) 挟持部
26b(26b−1、26b−2)、31b(31b−1、31b−2) バー部
27(27−1、27−2) (挟持部26aの)曲面
32(32−1、32−2) (挟持部31aの)曲面
28、42 第2のロッドレンズ
28a (第2のロッドレンズ28の)底面
28b 入射面
28c 出射面
34 ライン光
65、70 保持機構
66(66−1、66−2)、71(71−1、71−2) カンチレバー
66a(66a−1、66a−2)、71a(71a−1、71a−2) 挟持部
66b(66b−1、66b−2)、71b(71b−1、71b−2) バー部
67(67−1、67−2)、72(72−1、72−2) V溝
C1 LED21の光軸
C2 第1のロッドレンズ24の光軸
C3 第2のロッドレンズ28の光軸
10, 60 Line-shaped
21a LED element 21b Plano-convex lens 22 LED substrate 24, 40 First rod lens 24a (on the first rod lens 24) bottom surface 24b entrance surface 24c exit surface 25, 30 holding mechanism 26 (26-1, 26-2), 31 (31-1, 31-2) Cantilever 26a (26a-1, 26a-2), 31a (31a-1, 31a-2) Nipping part 26b (26b-1, 26b-2), 31b (31b-1) 31b-2) Bar portion 27 (27-1, 27-2) Curved surface 32 (32-1, 32-2) (of pinching portion 26a) Curved surface 28, 42 (of pinching portion 31a) Second rod lens 28a Bottom surface 28b (of second rod lens 28) Incident surface 28c Emission surface 34 Line light 65, 70 Holding mechanism 66 (66-1, 66-2), 71 (71-1, 71-2) Cantilever 66a 66a-1, 66a-2), 71a (71a-1, 71a-2) Nipping part 66b (66b-1, 66b-2), 71b (71b-1, 71b-2) Bar part 67 (67-1, 67-2), 72 (72-1, 72-2) V-groove C1 Optical axis C2 of LED 21 Optical axis C3 of first rod lens 24 Optical axis of second rod lens 28
Claims (4)
複数の前記光源からの光が入射する入射面及び当該光が出射する出射面を側面に有し、前記入射面と前記出射面とが同一円周上にあるロッドレンズとを有し、
前記ロッドレンズは、2つあり、互いに柱状方向に対して平行に配置されていることを特徴とするライン状光照射装置。 A plurality of light sources arranged linearly along one direction and having optical axes parallel to each other;
A light incident surface on which light from the plurality of light sources is incident and a light exit surface from which the light is emitted; and a rod lens having the incident surface and the light exit surface on the same circumference;
There are two rod lenses, and they are arranged in parallel to each other in the columnar direction.
前記保持機構は、前記ロッドレンズを挟持する挟持部と、たわみを形成することが可能なバー部とを有するカンチレバー構造からなることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1に記載のライン状光照射装置。 A holding mechanism for holding the rod lens;
The line according to any one of claims 1 to 3, wherein the holding mechanism includes a cantilever structure having a holding part that holds the rod lens and a bar part that can bend. Light irradiation device.
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