JP6281416B2 - ライン状光照射装置およびライン状光照射装置の動作状態検査方法 - Google Patents

Description

本発明はライン状光照射装置および当該ライン状光照射装置の動作状態検査方法に関する。

現在、ライン状の光を被照射物に対して照射するライン状光照射装置は、種々の分野で利用されている。
ライン状光照射装置のある種のものは、例えば図１０に示すように、複数のＬＥＤ光源８６が一方向（Ｘ方向）に配列されてなる光源部８５を備えている。各々のＬＥＤ光源８６は、ＬＥＤ素子８７と、半球状レンズ８８とにより構成されている。そして、光源部８５の、ＬＥＤ光源８６の光軸Ｃ１が延びる方向（Ｚ方向）前方側の位置には、一方向に長尺な柱状の例えばシリンドリカルレンズ９０が配置されている。このような構成のライン状光照射装置は、例えば特許文献１に記載されている。
このライン状光照射装置においては、各々のＬＥＤ光源８６におけるＬＥＤ素子８７から半球状レンズ８８を介して出射される光は、シリンドリカルレンズ９０によって、Ｘ方向に広がるとともにＹ方向（ＬＥＤ光源８６の光軸Ｃ１に垂直な平面内においてＸ方向と直交する方向）に収束される。従って、光照射面Ｓにおいては、隣接するＬＥＤ光源８６による光照射領域（図１０（ｂ）において、便宜上、破線および二点鎖線で示す。）ＬａのＸ方向の端部部分が互いに重畳されて、Ｘ方向に延びるライン光が照射される。

国際公開第２０１０／１２５８３６号公報

而して、ＬＥＤ素子は、通常、光出力や使用に伴う光量低下の程度（劣化の程度）に個体差を有する。従って、複数のＬＥＤ光源からの光を重畳してライン状の光を照射するライン状光照射装置においては、例えば、一部のＬＥＤ素子の光量が低下すると、光照射面において照度ムラが生じて、所望の配光分布を維持することが困難である。
また、このようなライン状光照射装置における複数のＬＥＤ光源は、通常、一斉に点灯されるため、光量が低下したＬＥＤ素子を特定することが困難であった。

本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであって、所望の配光分布が得られる状態を安定して得ることのできるライン状光照射装置を提供することを目的とする。
また、複数の発光素子を備えたライン状光照射装置において、劣化した発光素子を容易に特定することができるライン状光照射装置の動作状態検査方法を提供することを目的とする。

本発明のライン状光照射装置は、一方向に沿って直線状に配列された複数の発光素子を備えた光源部と、前記一方向に沿って延びる長尺な柱状レンズとを備えており、
当該柱状レンズは、その周面に、前記発光素子の各々からの光が入射される入射面と、入射された光が出射される出射面とを有し、
当該柱状レンズの一端面には、前記発光素子から当該柱状レンズに入射された光を検知する光検知部が当該柱状レンズの一端面に対向して配置されていることを特徴とする。

本発明のライン状光照射装置においては、前記柱状レンズの周面には、前記発光素子から入射される光の一部を当該柱状レンズの一端面に向かって反射する反射部が、当該柱状レンズの長手方向に沿って延びるよう形成された構成とされていることが好ましい。
このような構成のものにおいては、前記反射部は、前記柱状レンズの周面における非有効領域に形成されていることが好ましい。

さらにまた、本発明のライン状光照射装置においては、前記柱状レンズの他端面には、当該他端面に向かって導光される光を当該柱状レンズの一端側に向かって反射する光反射部が形成された構成とされていることが好ましい。

さらにまた、本発明のライン状光照射装置においては、前記光源部は、互いに異なる波長域の光を出力する少なくとも２種以上の発光素子を備えた構成とすることができる。
このような構成のものにおいては、前記柱状レンズの一端面および他端面の各々には、各々前記発光素子のいずれかの発光波長特性に応じた感度を有する２以上の光検知部が前記柱状レンズの一端面または他端面に対向して配置された構成とされていることが好ましい。

本発明のライン状光照射装置の動作状態検査方法は、上記のライン状光照射装置の動作状態検査方法であって、
前記発光素子の各々を個別に点灯させて前記柱状レンズの端面から出射される光を検知光として前記光検知部によって検出し、当該光検知部の検出信号に基づいて、当該点灯された発光素子の状態を検査することを特徴とする。

本発明のライン状光照射装置によれば、個々の発光素子の発光状態を光検知部の検出信号に基づいて監視することができるので、いずれかの発光素子に光量低下などの不具合（劣化）が生じた場合であっても、当該不具合の生じた発光素子を容易に特定することができる。従って、例えば、不具合の生じた発光素子の点灯条件を調整することなどによって、所望の配光分布、例えば発光素子の配列方向において照度の均一性の高い配光分布が得られる状態を安定して維持することができる。
また、柱状レンズの一端面から取り出される光を検知光として利用しているので、柱状レンズの出射面から出射される光の出力を低下させることなく、個々の発光素子の発光状態を確認することができる。しかも、必要とされる光検知部の数も少なくすることができるので、ライン状光照射装置自体のコンパクト化および構造の簡素化を図ることができる。

本発明のライン状光照射装置の動作状態検査方法によれば、使用に伴う発光状態の変化が生じた発光素子を容易に特定することができるので、ライン状光照射装置を、所望の配光分布が得られる状態が安定して維持されたものとすることができる。

本発明のライン状光照射装置の一例における構成を示す斜視図である。 図１に示すライン状光照射装置の要部の構成を概略的に示す図であって、（ａ）が正面図、（ｂ）が側面図である。 本発明のライン状光照射装置の他の例における要部の構成を概略的に示す図であって、（ａ）が正面図、（ｂ）が側面図である。 第１の柱状レンズにおける反射部の形成位置を示す概念図である。 本発明のライン状光照射装置のさらに他の例における要部の構成を概略的に示す正面図である。 本発明のライン状光照射装置のさらに他の例における要部の構成を概略的に示す正面図である。 本発明のライン状光照射装置のさらに他の例における要部の構成を概略的に示す正面図である。 実験例において作製したライン状光照射装置における各々のＬＥＤ素子についての、光センサによる検知光量を示すグラフである。 実験例において作製したライン状光照射装置におけるライン光の配光分布曲線を示す図である。 従来のライン状光照射装置の一例における要部の構成を概略的に示す正面図である。

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、本発明のライン状光照射装置の一例における構成を示す斜視図である。図２は、図１に示すライン状光照射装置の要部の構成を概略的に示す図であって、（ａ）が正面図、（ｂ）が側面図である。
このライン状光照射装置は、一方向に沿って直線状に配列された複数の発光素子を備えた光源部１５を有する。光源部１５は、一方向に長尺な平板状のＬＥＤ基板２２と、このＬＥＤ基板２２の一面上において、一方向に沿って直線状に配列された複数のＬＥＤ光源２１と、ＬＥＤ基板２２の他面に配置されたヒートシンク２０とを備えている。以下においては、便宜上、ＬＥＤ光源２１の配列方向（前記一方向）を「Ｘ方向」、ＬＥＤ光源２１の光軸方向を「Ｚ方向」、ＬＥＤ光源２１の光軸Ｃ１に垂直な平面内においてＬＥＤ光源２１の配列方向に直交する方向を「Ｙ方向」と定義するものとする。

ＬＥＤ光源２１は、例えばチップ状のＬＥＤ素子２１ａと、ＬＥＤ素子２１ａの上面に設けられた平凸レンズ２１ｂとにより構成されている。各々のＬＥＤ素子２１ａは、光軸がＬＥＤ基板２２に垂直な方向（Ｚ方向）に互いに平行に延びる状態で、互いに一定の間隔毎に離間して配置されている。ここに、ＬＥＤ光源２１（ＬＥＤ素子２１ａ）の配置ピッチ（隣接するＬＥＤ光源２１の光軸Ｃ１間の距離）Ｐｄは、例えば３〜１０ｍｍである。

ＬＥＤ素子２１ａは、目的に応じた発光波長特性を有するものを適宜選択することができる。この例においては、例えば、互いに同一の発光波長特性を有するものが用いられている。ＬＥＤ素子２１ａは、互いに異なる発光波長特性を有するものであってもよい。
複数のＬＥＤ素子２１ａが、互いに同一の発光波長特性を有するものであることにより、各々のＬＥＤ素子２１ａの光出力のバラツキを相互に補償することができる。

平凸レンズ２１ｂは、例えば、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により構成されている。これにより、ＬＥＤ素子２１ａから放射される光を、後述する第１の柱状レンズ２４の入射面２４ｂに効率よく導くことができる。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。

ＬＥＤ基板２２の一面側には、ＬＥＤ基板２２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の一面上に配置されている。保護部材２３の一面（上面）には、対応するＬＥＤ光源２１からの光を通過させるための複数の貫通穴２３ａよりなる開口部がＬＥＤ光源２１の配置ピッチＰｄに応じた間隔で形成されている。

この例におけるライン状光照射装置は、複数のＬＥＤ光源２１の各々からの光をＹ方向に集束（例えばコリメート）する第１の柱状レンズ２４、および、第１の柱状レンズ２４からの光をＹ方向に集束（例えばコリメート）する第２の柱状レンズ２８を備えている。

第１の柱状レンズ２４は、例えば、ＬＥＤ基板２２の長辺と同一の長さを有する、断面形状が円形状のロッドレンズにより構成されており、ＬＥＤ光源２１からの光が入射される入射面２４ｂと当該光が出射される出射面２４ｃとを同一円周上に有する。本発明においては、第１の柱状レンズ２４の出射面２４ｃの曲率中心Ｒ１を含む、第１の柱状レンズ２４の光軸Ｃ２に垂直な基準平面Ｈ１を境界として、光源部１５を臨む周面領域を入射面２４ｂ、当該入射面２４ｂと対向する周面領域を出射面２４ｃとする。ここに、第１の柱状レンズ２４は、断面形状が円形状のものに限定されず、出射面が例えば複数の曲面（レンズ要素）により構成されてもよい。このような構成のものにおいては、各々のレンズ要素の曲率中心のうち、Ｚ方向（ＬＥＤ光源２１の光軸方向）において最も光源部１５側に近いレンズ要素の曲率中心を含む平面を基準平面Ｈ１とする。また、出射面２４ｃは、その曲率中心Ｒ１が第１の柱状レンズ２４の光軸Ｃ２上に位置されるよう、形成されていることが望ましい。

第１の柱状レンズ２４は、その光軸Ｃ２が複数のＬＥＤ光源２１の各々の光軸Ｃ１と互いに平行に延び（Ｙ方向において一致する状態）、光源部１５に対するＺ方向の位置が位置決めされた状態で、保持機構２５により保持されて設けられている。第１の柱状レンズ２４を保持する保持機構２５は、第１の柱状レンズ２４を挟持して保持するカンチレバー２６によるカンチレバー構造を有する。

この例においては、第１の柱状レンズ２４の他端面２４ｄには、光反射部２９が形成されている。これにより、第１の柱状レンズ２４の周面と当該第１の柱状レンズ２４の周囲の空気層との境界面（以下、本明細書において「内周面」という。）で反射されて第１の柱状レンズ２４の他端側に向かってＸ方向に導光される光成分を、第１の柱状レンズ２４の一端側に向かって反射させることができ、検出光の利用効率を向上させることができる。

第２の柱状レンズ２８は、ＬＥＤ基板２２の長辺と同一の長さを有する断面形状が円形状のロッドレンズにより構成されており、第１の柱状レンズ２４からの光が入射される入射面２８ｂと当該光が出射される出射面２８ｃとを同一円周上に有する。第２の柱状レンズ２８についても第１の柱状レンズ２４と同様に、第２の柱状レンズ２８の出射面２８ｃの曲率中心Ｒ２を含む、第２の柱状レンズ２８の光軸Ｃ３に垂直な基準平面Ｈ２を境界として、第１の柱状レンズ２４を臨む周面領域を入射面２８ｂ、当該入射面２８ｂと対向する周面領域を出射面２８ｃとする。また、出射面２８ｃは、その曲率中心Ｒ２が第２の柱状レンズ２８の光軸Ｃ３上に位置されるよう形成されていることが望ましい。

第２の柱状レンズ２８は、その光軸Ｃ３が第１の柱状レンズ２４の光軸Ｃ２と一致し、第１の柱状レンズ２４に対するＺ方向の位置が位置決めされた状態で、保持機構３０により保持されて設けられている。
第２の柱状レンズ２８を保持する保持機構３０は、第２の柱状レンズ２８の両端部の各々を挟持して保持するカンチレバー３１によるカンチレバー構造を有する。

以上において、第１の柱状レンズ２４および第２の柱状レンズ２８を構成する材料としては、ＬＥＤ素子２１ａから放射される光を透過する材料であればよく、例えば、アクリル樹脂などの樹脂材料や、ガラス材料を用いることができる。ＬＥＤ光源２１におけるＬＥＤ素子２１ａが、例えば紫外域の波長の光を発するものである場合には、例えば石英ガラスを用いることができる。

而して、上記のライン状光照射装置においては、第１の柱状レンズ２４の一端面２４ａに、ＬＥＤ素子２１ａから当該第１の柱状レンズ２４に入射された光を検知する光検知部３８が、第１の柱状レンズ２４の一端面２４ａに対向して配置されている。
この例における光検知部３８は、受光面３６が第１の柱状レンズ２４の一端面２４ａに対向して配置された光センサ３５を備えている。
光センサ３５としては、例えば光量を検出するフォトダイオードや、ＬＥＤ素子２１ａの発光波長特性に応じた分光強度を検知するセンサ装置などを用いることができる。

上記のライン状光照射装置においては、各々のＬＥＤ光源２１において、ＬＥＤ素子２１ａから平凸レンズ２１ｂを介して放射される光（図２において二点鎖線で示す。）は、第１の柱状レンズ２４における入射面２４ｂより入射される。第１の柱状レンズ２４においては、Ｘ方向に発散しながら進行する光成分はその一部が重畳され、Ｚ方向に発散しながら進行する光成分は例えばコリメート（平行光化）されて、出射面２４ｃから出射される。そして、第１の柱状レンズ２４から出射された光は、第２の柱状レンズ２８における入射面２８ｂより入射される。第２の柱状レンズ２８においては、Ｘ方向に発散しながら進行する光成分はその一部が重畳され、Ｚ方向に発散しながら進行する光成分は例えばコリメート（平行光化）されて、出射面２８ｃから出射される。これにより、第２の柱状レンズ２８の焦点位置が位置される光照射面Ｓ上においてＸ方向に延びるライン光が照射される。

而して、第１の柱状レンズ２４に入射される光は、その一部の光成分（図２（ａ）において破線で示す。）が第１の柱状レンズ２４の内周面において反射されて第１の柱状レンズ２４の長手方向に導光される。そして、第１の柱状レンズ２４の一端面２４ａから取り出される光が検知光として光センサ３５により検出され、すべてのＬＥＤ素子２１ａを点灯させたときの発光状態がモニタリングされる。
そして、光センサ３５により検出される光量が一定以上低下していることが検知された場合には、ＬＥＤ素子２１ａの各々を個別に（単独で）点灯させて当該点灯されたＬＥＤ素子２１ａの光量を光センサ３５により検出することにより各々のＬＥＤ素子２１ａの発光状態を検査する。これにより、光量が劣化したＬＥＤ素子が特定され、例えば、当該ＬＥＤ素子に供給する電力量が個別に調整されることによって所望の配光分布が得られる状態が維持される。

上記構成のライン状光照射装置によれば、ＬＥＤ素子２１ａの発光状態が光センサ３５により検出される光量に基づいて監視されるので、いずれかのＬＥＤ素子２１ａに光量低下などの不具合（劣化）が生じた場合であっても、不具合の生じたＬＥＤ素子を容易に特定することができる。従って、当該ＬＥＤ素子の点灯条件を調整することなどによって、所望の配光分布、例えばＬＥＤ光源２１の配列方向（Ｘ方向）において照度の均一性の高い配光分布が得られる状態を安定して維持することができる。
また、第１の柱状レンズ２４の一端面２４ａから出射される光を光センサ３５の検知光として利用しているので、第１の柱状レンズ２４の出射面２４ｃから出射される光出力を低下させることなく、ＬＥＤ素子２１ａの発光状態を確認することができる。しかも、必要とされる光センサは１つでよいので、ライン状光照射装置自体のコンパクト化および構造の簡素化を図ることができる。

さらにまた、上記構成のライン状光照射装置においては、次のような効果を得ることができる。すなわち、このライン状光照射装置においては、各々ロッドレンズよりなる第１の柱状レンズ２４および第２の柱状レンズ２８の２つの柱状レンズを備えた構成とされていることにより、１つの柱状レンズのみ（例えば、第１の柱状レンズ２４のみ）を備えた構成のものよりも、ＬＥＤ光源２１から光照射面Ｓまでの距離を長く設定することができる。その結果、各々のＬＥＤ光源２１からの光がＸ方向において重畳される範囲が拡がるため、各々のＬＥＤ素子２１ａの光出力のバラツキを確実に相互に補償することができ、ライン光の照度均一性を向上させることができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、種々の変更を加えることができる。
例えば、図３に示すように、第１の柱状レンズ２４の外周面における特定の領域に、第１の柱状レンズ２４の長手方向（Ｘ方向）に沿って延びる反射部４５が形成された構成とされていてもよい。ここでいう「反射」とは、拡散反射も含む。また、「反射部」とは、例えば、高反射率の金属材料が塗布ないしは蒸着する手段、プリズム面となる凹凸加工を施す手段、柱状レンズの外周面に拡散シートを張り付ける手段、あるいはフロスト加工を施す手段などによって、形成されるものをいう。

上述したように、第１の柱状レンズ２４に入射された光は、Ｙ方向に集束されて出射されることから、第１の柱状レンズ２４の軸中心に垂直な断面において、光取り出し効率の高い有効出射領域が、第１の柱状レンズ２４の光軸Ｃ２に対する所定の角度範囲の周面領域に存在する。従って、反射部４５は、図４にも示すように、第１の柱状レンズ２４の軸中心に垂直な断面において、出射面２４ｃにおける有効出射領域以外の非有効領域に形成されていることが好ましい。ここに、図４（ａ）は、第１の柱状レンズ２４が円柱形状のロッドレンズにより構成される場合の反射部４５の形成位置の一例を示し、図４（ｂ）は、第１の柱状レンズ２４が平凸形状のシリンドリカルレンズにより構成される場合の反射部４５の形成位置の一例を示している。

具体的には、この第１の柱状レンズ２４においては、その出射面２４ｃにおける光軸Ｃ２方向を０°としたとき、出射面２４ｃの曲率中心Ｒ１を中心とする、光軸Ｃ２に対して例えば±１０°の角度範囲γの周面領域が有効出射領域とされている。特に、出射面２４ｃの曲率中心Ｒ１を中心とする、光軸Ｃ２に対して例えば±５°の角度範囲θの周面領域が最有効出射領域とされている。従って、反射部４５は、出射面２４ｃの曲率中心Ｒ１を中心とする、光軸Ｃ２に対して−１０°〜−９０°の角度範囲α内の周面領域により構成される非有効領域、または、＋１０°〜＋９０°の角度範囲β内の周面領域により構成される非有効領域の一方または両方に形成されていることが好ましい。
反射部４５が第１の柱状レンズ２４の出射面２４ｃにおける特定の領域（非有効領域）に形成された構成とされていることにより、第１の柱状レンズ２４の出射面２４ｃからの光出力を低下させることなく、第１の柱状レンズ２４に入射されて特定方向に進行する所望の光成分を反射部４５によって反射または拡散させて第１の柱状レンズ２４の端部に向かってＸ方向に導光することができる。従って、第１の柱状レンズ２４の一端面２４ａから取り出される検知光の光量を、ＬＥＤ素子２１ａの出力光量や光センサ３５の感度に応じて調整することが可能となる。また、入射面２４ｂにおける光源部１５からの光の受光面積を狭めないという点においても、第１の柱状レンズ２４の出射面２４ｃからの光出力が低下することを回避することができる。
ここに、検知光の光量は、反射部４５の材質や形状、あるいは、反射部４５の形成領域の面積（大きさ）や形成位置などを、目的に応じて適宜変更することにより、調整することができる。

さらにまた、本発明のライン状光照射装置においては、上述したように、複数のＬＥＤ素子２１ａの各々が、互いに同一の発光波長特性を有するものである必要はなく、光源部１５が、互いに発光波長特性が異なる少なくとも２種以上のＬＥＤ素子を備えた構成とされていてもよい。

図５は、本発明のライン状光照射装置のさらに他の例における要部の構成を概略的に示す正面図である。
このライン状光照射装置は、光源部１５が、互いに発光波長域の異なるＬＥＤ素子を備えた複数の第１のＬＥＤ光源２１１および複数の第２のＬＥＤ光源２１２が、一方向に沿って直線状に交互に配列されて構成されていると共に、第１の柱状レンズ２４の他端面２４ｄに光反射部が形成されていない構成とされていることの他は、図３に示すライン状光照射装置と同一の構成を有する。

第１のＬＥＤ光源２１１におけるＬＥＤ素子２１ａ１および第２のＬＥＤ光源２１２におけるＬＥＤ素子２１ａ２の組み合わせとしては、特に限定されるものではく、例えば発光波長域が互いに大きく異なるものであってもよい。具体的には例えば、第１のＬＥＤ光源２１１におけるＬＥＤ素子２１ａ１が、例えば４００〜８００ｎｍの可視光域の光を放射するものである場合において、第２のＬＥＤ光源２１２におけるＬＥＤ素子２１ａ２としては、例えば４００ｎｍよりも短波長の紫外域の光を放射するＬＥＤ素子、あるいは、例えば８００ｎｍより長波長の赤外域の光を放射するＬＥＤ素子などを用いることもできる。

第１のＬＥＤ光源２１１におけるＬＥＤ素子２１ａ１および第２のＬＥＤ光源２１２におけるＬＥＤ素子２１ａ２が、発光波長特性が互いに大きく異なるものである場合には、単一の光センサで光量を検知することが難しい。このため、第１の柱状レンズ２４の一端面２４ａおよび他端面２４ｄの各々に、各々ＬＥＤ素子２１ａ１，２１ａ２のいずれかの発光波長特性に応じた感度を有する２つの光検知部３８ａ１，３８ａ２が第１の柱状レンズ２４の一端面２４ａまたは他端面２４ｄに対向して配置された構成とされていることが好ましい。
一方の光検知部３８ａ１は、第１のＬＥＤ光源２１１におけるＬＥＤ素子２１ａ１の発光波長特性に応じた感度を有する光センサ３５ａ１を備えており、この光センサ３５ａ１は、その受光面３６が第１の柱状レンズ２４の一端面２４ａに対向して配置されている。
他方の光検知部３８ａ２は、第２のＬＥＤ光源２１２におけるＬＥＤ素子２１ａ２の発光波長特性に応じた感度を有する光センサ３５ａ２を備えており、この光センサ３５ａ２は、その受光面３６が第１の柱状レンズ２４の他端面２４ｄに対向して配置されている。
このような構成とされていることにより、第１のＬＥＤ光源２１１および第２のＬＥＤ光源２１２のいずれのＬＥＤ素子に光量低下などの発光状態の変化（劣化）が生じた場合であっても、光量が低下したＬＥＤ素子を確実に特定することができる。

以上においては、光源部１５が２種類のＬＥＤ素子２１ａ１，２１ａ２を備えた構成とされる場合について説明したが、光源部１５は、互いに発光波長特性が異なる３種以上のＬＥＤ素子を備えた構成とされていてもよい。このような構成のものにおいては、互いに異なる感度を有する３以上の光検知部が設けられた構成とすることができる。

さらにまた、本発明のライン状光照射装置においては、２つの柱状レンズを備えた構成とされる必要はなく、単一の柱状レンズを備えた構成とされていてもよい。また、柱状レンズは、入射された光をＹ方向において集光させて出射する機能を有するものであっても、入射された光をＹ方向においてコリメート（平行光化）して出射する機能を有するものであっても、いずれであってもよい。
また、２つの柱状レンズを備えた構成のものにおいては、２つの柱状レンズの光軸方向（Ｚ方向）の離間距離および各柱状レンズの出射面の曲率の大きさの両者の組み合わせを適宜選択することによって、光源部から光照射面までの距離を設定することができるので、第１の柱状レンズおよび第２の柱状レンズのレンズ径などの具体的な構成は、上記実施例に係るものに限定されない。

さらにまた、本発明のライン状光照射装置における光検知部は、例えば図６および図７に示すように、第１の柱状レンズ２４の一端面２４ａから出射される光が、適宜の光学部材を介して、光センサ３５の受光面３６に入射される構成とされていてもよい。

図６に示すライン状光照射装置における光検知部３８は、光学部材としての集光レンズ３７ａを備えた構成とされている。集光レンズ３７ａは、第１柱状レンズ２４の一端面２４ａと、当該第１柱状レンズ２４の一端面２４ａに対向して配置された光センサ３５の受光面３６との間の位置において、その光軸が第１柱状レンズ２４の中心軸と一致する状態で、配置されている。
このような構成のものにおいては、光センサ３５の受光面３６のサイズが第１の柱状レンズ２４の一端面２４ａの面積より相対的に小さい場合であっても、第１の柱状レンズ２４の一端面２４ａから出射される光を確実に光センサ３５の受光面３６に入射させることができる。

図７に示すライン状光照射装置における光検知部３８は、光学部材としての反射ミラー３７ｂを備えており、第１の柱状レンズ２４の一端面２４ａから出射される光が反射ミラー３７ｂによって反射されて光センサ３５の受光面３６に入射される構成とされている。反射ミラー３７ｂは、その反射面３７ｂ１が第１柱状レンズ２４の一端面２４ａおよび光センサ３５の受光面３６の各々に対向するよう、反射面３７ｂ１が第１柱状レンズ２４の一端面２４ａおよび光センサ３５の受光面３６に対して傾斜して延びる姿勢で、配置されている。

以下、本発明の効果を確認するために行った実験例について説明する。

＜実験例１＞
図３に示す構成に従って、本発明に係るライン状光照射装置を作製した。
光源部（１５）は、６０個の白色ＬＥＤ光源（２１）を直線状に配列して構成した。ＬＥＤ光源の配置ピッチ（Ｐｄ）は５ｍｍである。
第１の柱状レンズ（２４）としては、アクリル樹脂よりなり、長さ（Ｘ方向寸法）が３００ｍｍ、直径がφ１０ｍｍであるロッドレンズを用いた。そして、第１の柱状レンズの軸中心に垂直な断面において、出射面（２４ｃ）の曲率中心（Ｒ１）を中心とする、光軸（Ｃ２）に対して３０°〜４０°の角度範囲の周面領域に長手方向の全域にわたって反射部（４５）を形成した。反射部は、白色塗料をスクリーン印刷することにより形成した。
第１の柱状レンズの一端面に配置される光センサ（３５）としては、受光面（３６）のサイズが１０ｍｍ角であるフォトダイオードを用いた。
第２の柱状レンズ（２８）としては、アクリル樹脂よりなり、長さ（Ｘ方向寸法）が３００ｍｍ、直径がφ２５ｍｍであるロッドレンズを用いた。
このライン状光照射装置においては、第２の柱状レンズの光軸上において第２の柱状レンズの出射面から５０ｍｍ離間した位置において、Ｙ方向の幅が４ｍｍであるライン光が照射される。

このライン状光照射装置を用い、各々のＬＥＤ光源を互いに同一の点灯条件で単独で点灯させ、個々のＬＥＤ素子について、第１の柱状レンズの一端面から出射される光（検知光）の光量を光センサによって測定した。結果を、図８において破線（菱形のプロット）で示す。なお、図８においては、便宜上、任意に選択されたＬＥＤ光源におけるＬＥＤ素子についての検出結果のみを示してある。

次いで、ＬＥＤ光源の配列方向（Ｘ方向）において、第１の柱状レンズの一端面が位置されるＸ方向位置（０ｍｍ）より他端側に１００ｍｍ離間したＸ方向位置に配置されたＬＥＤ光源を、ＬＥＤ素子の光量が他のＬＥＤ素子より低下したものに変更し、上記と同様の方法により、個々のＬＥＤ素子について、第１の柱状レンズの一端面から出射される光の光量を光センサによって測定した。結果を、図８において実線（四角形のプロット）で示す。
さらに、すべてのＬＥＤ光源を互いに同一の点灯条件で一斉に点灯させて、第２の柱状レンズの光軸上において出射面から５０ｍｍ離間した位置に配置されたスクリーン上に照射されるライン光におけるＸ方向の配光分布（照度分布）を調べた。結果を図９において破線の曲線で示す。

図８に示す結果より明らかなように、すべてのＬＥＤ素子が初期状態にあることを想定した場合の、個々のＬＥＤ素子についての検出光量（菱形のプロット）に基づいて、光量が低下したＬＥＤ素子を容易に特定することができることが理解される。
そして、光量が低下したＬＥＤ素子に対する供給電流量を他のＬＥＤ素子より大きく設定（調整）してすべてのＬＥＤ素子を一斉に点灯させ、上記と同様の方法により、光照射領域におけるＸ方向の配光分布（照度分布）を調べたところ、図９において実線で示す配光分布曲線が得られた。このように、光センサによって検出される個々のＬＥＤ素子の発光状態に基づいて各々のＬＥＤ素子の点灯条件が互いに独立して制御されることにより、所望の配光分布、具体的には、Ｘ方向において均一性の高い配光分布が得られる状態を維持することができることが確認された。

１５ 光源部
２０ ヒートシンク
２１ ＬＥＤ光源
２１１ 第１のＬＥＤ光源
２１２ 第２のＬＥＤ光源
２１ａ，２１ａ１，２１ａ２ ＬＥＤ素子
２１ｂ 平凸レンズ
２２ ＬＥＤ基板
２３ 保護部材
２３ａ 貫通穴
２４ 第１の柱状レンズ
２４ａ 一端面
２４ｂ 入射面
２４ｃ 出射面
２４ｄ 他端面
２５ 保持機構
２６ カンチレバー
２８ 第２の柱状レンズ
２８ｂ 入射面
２８ｃ 出射面
２９ 光反射部
３０ 保持機構
３１ カンチレバー
３５，３５ａ１，３５ａ２ 光センサ
３６ 受光面
３７ａ 集光レンズ
３７ｂ 反射ミラー
３７ｂ１ 反射面
３８，３８ａ１，３８ａ２ 光検知部
４５ 反射部
８５ 光源部
８６ ＬＥＤ光源
８７ ＬＥＤ素子
８８ 半球状レンズ
９０ シリンドリカルレンズ
Ｒ１ 第１の柱状レンズの出射面の曲率中心
Ｒ２ 第２の柱状レンズの出射面の曲率中心
Ｃ１ ＬＥＤ光源の光軸
Ｃ２ 第１の柱状レンズの光軸
Ｃ３ 第２の柱状レンズの光軸
Ｓ 光照射面
Ｌａ 光照射領域

Claims (7)

1. 一方向に沿って直線状に配列された複数の発光素子を備えた光源部と、前記一方向に沿って延びる長尺な柱状レンズとを備えており、
   当該柱状レンズは、その周面に、前記発光素子の各々からの光が入射される入射面と、入射された光が出射される出射面とを有し、
   当該柱状レンズの一端面には、前記発光素子から当該柱状レンズに入射された光を検知する光検知部が当該柱状レンズの一端面に対向して配置されていることを特徴とするライン状光照射装置。
2. 前記柱状レンズの周面には、前記発光素子から入射される光の一部を当該柱状レンズの一端面に向かって反射する反射部が、当該柱状レンズの長手方向に沿って延びるよう形成されていることを特徴とする請求項１に記載のライン状光照射装置。
3. 前記反射部は、前記柱状レンズの周面における非有効領域に形成されていることを特徴とする請求項２に記載のライン状光照射装置。
4. 前記柱状レンズの他端面には、当該他端面に向かって導光される光を当該柱状レンズの一端側に向かって反射する光反射部が形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のライン状光照射装置。
5. 前記光源部は、互いに異なる波長域の光を出力する少なくとも２種以上の発光素子を備えていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のライン状光照射装置。
6. 前記柱状レンズの一端面および他端面の各々には、各々前記発光素子のいずれかの発光波長特性に応じた感度を有する２以上の光検知部が前記柱状レンズの一端面または他端面に対向して配置されていることを特徴とする請求項５に記載のライン状光照射装置。
7. 請求項１乃至請求項６のいずれかに記載のライン状光照射装置の動作状態検査方法であって、
   前記発光素子の各々を個別に点灯させて前記柱状レンズの端面から出射される光を検知光として前記光検知部によって検出し、当該光検知部の検出信号に基づいて、当該点灯された発光素子の状態を検査することを特徴とするライン状光照射装置の動作状態検査方法。
   

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