JP6432160B2 - Light source unit and light source device - Google Patents
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Description
本発明は、光源ユニット、及び光源装置に関する。 The present invention relates to a light source unit and a light source device.
LEDを光源とした光源ユニットとして、反射鏡と、この反射鏡の反射面の対向位置に配置されたLEDとの複数の組を、横並びに配列したユニット構造が知られている(例えば、特許文献1参照)。 As a light source unit using an LED as a light source, there is known a unit structure in which a plurality of pairs of a reflecting mirror and an LED arranged at a position opposite to a reflecting surface of the reflecting mirror are arranged side by side (for example, Patent Documents). 1).
しかしながら、従来のユニット構造において、LED、及び反射鏡の組の配列方向のユニット幅を短縮する場合、次のような問題がある。
すなわち、LEDを反射鏡の反射面に近づけて距離を縮めることで、ユニット幅を短縮化が図られるものの、光制御面たる反射面に光源が近づくことでLEDの発光点の大きさ等の影響が大きくなり、反射面による光制御の正確性が低下する、という問題がある。
However, in the conventional unit structure, when the unit width in the arrangement direction of the set of the LED and the reflector is shortened, there are the following problems.
In other words, the unit width can be shortened by reducing the distance by bringing the LED closer to the reflecting surface of the reflecting mirror, but the influence of the size of the light emitting point of the LED and the like when the light source approaches the reflecting surface that is the light control surface. There is a problem that the accuracy of light control by the reflecting surface is lowered.
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、反射面による光制御に与える影響を抑えつつ、小型化を実現できる光源ユニット、及び光源装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object of the present invention is to provide a light source unit and a light source device that can realize downsizing while suppressing an influence on light control by a reflecting surface.
上記目的を達成するために、本発明は、反射鏡と、この反射鏡の反射面に対向配置された発光素子との複数の組を横並びに設けた光源ユニットにおいて、2つの前記反射鏡の反射面が互いに対向し、対向する各々の前記反射面に前記発光素子が収められ、前記反射面のそれぞれは、互いに同じ目標点に前記発光素子の光を集光し、前記発光素子の各々に、対向する前記反射面に合わせて光を配光する光制御部材を設け、前記光制御部材は、光出射面が凸状を成すレンズであり、前記反射面は、所定の曲率を有した曲面を成し、前記発光素子、及び前記レンズを収める反射面は、前記レンズを境に、出射側に近い第1反射面と、この第1反射面よりも出射側から遠い第2反射面とに分けられ、前記第1反射面は、前記レンズの光出射面の頂点を通る前記曲面に合わせて設けられ、前記第2反射面は、前記レンズの光出射面の縁部を通る前記曲面に合わせて設けられていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention provides a light source unit in which a plurality of sets of a reflecting mirror and a light emitting element arranged opposite to the reflecting surface of the reflecting mirror are provided side by side. The surfaces face each other, and the light emitting elements are housed in the respective reflecting surfaces facing each other, each of the reflecting surfaces condenses the light of the light emitting elements at the same target point, and on each of the light emitting elements, A light control member that distributes light according to the opposing reflection surface is provided, the light control member is a lens having a convex light output surface, and the reflection surface has a curved surface having a predetermined curvature. The reflecting surface for accommodating the light emitting element and the lens is divided into a first reflecting surface closer to the emitting side and a second reflecting surface farther from the emitting side than the first reflecting surface with the lens as a boundary. The first reflecting surface is a vertex of the light exit surface of the lens. That is provided in accordance with the said curved surface, the second reflective surface, characterized in that it is provided in accordance with the said curved surface passing through the edge of the light exit surface of the lens.
上記目的を達成するために、本発明は、上記のいずれかに記載の複数の光源ユニットを備え、前記光源ユニットの各々を、前記組の横並びの方向と直交する方向に配置したことを特徴とする光源装置を提供する。 In order to achieve the above object, the present invention comprises a plurality of the light source units according to any one of the above, and each of the light source units is arranged in a direction orthogonal to a horizontal direction of the set. A light source device is provided.
本発明によれば、反射鏡と、この反射鏡の反射面に対向配置された発光素子との複数の組を横並びに設けた光源ユニットにおいて、反射鏡と組を成す発光素子を、当該反射鏡の反射面に対向する他の組の反射鏡に収める構成とした。
この構成により、各組においては反射鏡と発光素子の間の距離が縮められることなく、発光素子の配置ペース分だけ、各組の横並び方向のユニット幅を短縮でき、光源ユニットの小型化が可能となる。
According to the present invention, in a light source unit in which a plurality of sets of a reflecting mirror and a light emitting element disposed opposite to the reflecting surface of the reflecting mirror are provided side by side, the light emitting element that forms a pair with the reflecting mirror is connected to the reflecting mirror. It was set as the structure accommodated in another set of reflecting mirrors which oppose the reflective surface.
With this configuration, the distance between the reflecting mirror and the light emitting element in each group is not shortened, and the unit width in the side-by-side direction of each group can be reduced by the arrangement pace of the light emitting elements, and the light source unit can be downsized. It becomes.
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図1は、本実施形態に係る枚葉印刷機1の模式図である。
枚葉印刷機1は、図1に示されるように、給紙装置2、印刷ユニット5、コーティングユニット6、排紙装置7、及び紫外線照射器10を備えている。
当該枚葉印刷機1の基本構成は、特開2011−50909号公報に記載されているものと同様の構成である。すなわち、給紙装置2は、給紙台3に準備された枚葉紙4を給紙し、印刷ユニット5では、所望の絵柄でインキ(活性化エネルギー線硬化型インキ)が枚葉紙4に印刷され、さらに、コーティングユニット6で、枚葉紙4にニス(活性化エネルギー線硬化型ニス)が印刷される。インキ及びニスを印刷された枚葉紙4は、コーティングユニット6から排紙装置7に送られる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram of a sheet-fed
As shown in FIG. 1, the sheet-fed
The basic configuration of the sheet-fed
排紙装置7は、排紙台8と、コーティングユニット6から送られてきた枚葉紙4を排紙台8まで搬送する搬送手段9と、排紙台8への搬送経路の所定箇所を通過する枚葉紙4に紫外線を照射して、枚葉紙4に印刷されているインキ及びニスを硬化させる紫外線照射器10とを備えている。
搬送手段9は、排紙台8の上部に設けられるスプロケット9Aと、コーティングユニット6の枚葉紙4の送り口に対応する位置に設けられるスプロケット9Bと、スプロケット9A,9Bに巻きかけられてスプロケット9A,9Bの回転に連動して循環する排紙チェーン9Cとを備え、排紙チェーン9Cの循環により、コーティングユニット6から送られてきた枚葉紙4が、排紙台8に搬送される。
The paper discharge device 7 passes through a paper discharge table 8, a conveyance means 9 for conveying the
The transport means 9 is wound around the
排紙チェーン9Cの循環経路は、一方のスプロケット9Aから他方のスプロケット9Bに向かって枚葉紙4を移動させる往路と、往路の下方に、往路との間に等間隔を保って延在する復路と、往路から復路または復路から往路に、スプロケット9A,9Bの部位で反転される反転路とを有している。
排紙チェーン9Cの循環経路は、一部の区間で往路及び復路が水平方向に対して傾斜され、他の区間で、往路及び復路が水平方向に延在されている。
また排紙チェーン9Cの循環経路に沿ってグリッパ9Dが設けられ、グリッパ9Dが枚葉紙4を咥え排紙チェーン9Cの走行に連動して枚葉紙4を搬送する。この搬送時には、枚葉紙4は、インキ、及びニスが印刷された面を循環経路の内側に向けて搬送される。
The circulation path of the
In the circulation path of the
A
紫外線照射器10は、紫外線を照射する照射装置であり、排紙チェーン9Cの循環経路の内側に配置され、循環経路の往路のうち、水平方向に対して傾斜する部位を移動する枚葉紙4のインキ、及びニスの印刷面(照射面)に紫外線の照射口を向けて配置される。枚葉紙4の状態を上方から監視する際、直接紫外線が監視者に照射されないので、監視者は、眩しさを感じずに、枚葉紙4の状況を監視しやすくなる。照射口からの紫外線が枚葉紙4に当てられることで、ニス及びインキが硬化される。また、グリッパ9Dを設けるためのスペースが必要となることから、紫外線照射器10の照射口と枚葉紙4の照射面の間の照射距離が、比較的長い距離に設定されている。
なお、紫外線照射器10は、排紙チェーン9Cの循環移動に連動して搬送される枚葉紙4に紫外線を照射するものとして説明したが、印刷ユニット5やコーティングユニット6を経由した直後の枚葉紙4に紫外線を照射する位置に設けてもよい。
The
Although the
図2は紫外線照射器10の構成を示す図であり、図2(A)は平面図、図2(B)は正面図、図2(C)は底面図である。図3は紫外線照射器10の側面図である。また図4、及び図5は、紫外線照射器10の内部構造を示す図であり、図4は上側からみた透視図、図5は図2(C)のA−A矢視図である。
2A and 2B are diagrams showing a configuration of the
紫外線照射器10は、搬送路を横断する方向に延びるライン状に紫外線を照射する照射装置であり、略矩形の箱形のケース体11を有している。このケース体11の内部は、図4、及び図5に示すように、光源室12Aと中継室12Bに区分けされ、光源室12Aには紫外線LED光源装置30が収められている。
またケース体11の底面には、図2(C)に示すように、光源室12Aに対応して照射開口13が設けられている。照射開口13は、ケース体11に支持フレーム11Aで支持したカバープレート14で閉塞されており、このカバープレート14には、耐紫外線材から成る石英ガラスが好適に用いられている。
The
Further, as shown in FIG. 2C, an
中継室12Bは、ケース体11に電源、及びチラーユニット20(図3)を接続する各種部材を設けたユニットである。ケース体11の上面には、図2、及び図3に示すように、中継室12Bに対応した位置に電源コネクタ15、及び制御用コネクタ16が設けられ、ケース体11の底面には、中継室12Bに対応した位置に一対の継手17が設けられている。
電源コネクタ15は、ケース体11に収められた紫外線LED光源装置30に電力を供給する電力線の接続端子であり、制御用コネクタ16は当該紫外線LED光源装置30の点滅を制御する信号を伝送する制御線の接続端子である。継手17はチラーユニット20から延びる冷媒配管18を接続するものである。
The
The
チラーユニット20は、枚葉印刷機1に内蔵、又は別置の水冷式の冷却器であり、冷媒配管18を通じて紫外線照射器10に冷却水を循環して当該紫外線照射器10に内蔵の紫外線LED光源装置30から熱を回収する。このチラーユニット20は、紫外線照射器10を循環して排出された冷却水を冷却し、この冷却にあっては、紫外線照射器10への供給時と、当該紫外線照射器10からの排出時の冷却水の温度差が所定の温度差(例えば3℃)に維持されるように冷却する。なお、紫外線照射器10を冷却する冷媒には、冷却水に限らず任意の冷媒(液体、又は気体)を用いることができる。
The
この紫外線照射器10のケース体11の両端には、作業者が把持する回動式の把持部19が設けられている。枚葉印刷機1のメンテナンス時には、作業者によって紫外線照射器10の把持部19が把持されて枚葉印刷機1の側壁から紫外線照射器10が出し入れされる。
At both ends of the
ケース体11の内部には、図4、及び図5に示すように、紫外線LED光源装置30を冷却する冷却管22が設けられている。具体的には、冷却管22は、ステンレス、又は銅等の高熱伝導性、及び耐食性を有する材料から形成され、内部を冷却水が流通するパイプであり、パイプの外周面の熱を内部の冷却水に伝えて回収する。
この冷却管22は、光源室12Aの長手方向に亘って直線状に延びる第1管体22A、及び第2管体22Bを有している。これら第1管体22A、及び第2管体22Bはそれぞれ、中継室12Bに接続された継手17、17に接続され、また光源室12Aの端部(中継室12Bと反対側の端部)で連結されることで、継手17、17の間を循環、流通する冷却水の循環路(往路、及び復路)を構成する。
As shown in FIGS. 4 and 5, a cooling
The cooling
この紫外線照射器10では、一対の上記冷却管22、22が互いに平行してケース体11に内設されており、それぞれの冷却管22が継手17,17に接続されることで、互いに並列な一対の循環路が形成されている。
In the
ケース体11の光源室12Aには、図4に示すように、幅方向(長手方向と直交する方向)の両側壁23、23の間に、パイプ固定金具24が架設されている。パイプ固定金具24は、冷却管22を支持、固定する部材であり、ケース体11の長手方向に所定間隔Fで設けられている。この所定間隔Fは、後述のLED光源ユニット31の長手方向の長さと略等しく設定されている。換言すれば、各LED光源ユニット31の両端のそれぞれにパイプ固定金具24が配置されている。
In the
これらパイプ固定金具24は、図5に示すように、ケース体11の天面25の側で、一対の冷却管22、22を支持、固定するように設けられている。
そして、この紫外線照射器10では、これら一対の冷却管22、22に、紫外線LED光源装置30を構成する各LED光源ユニット31が支持されている。
As shown in FIG. 5, these
In the
紫外線LED光源装置30は、図4、及び図5に示すように、複数(図示例では8個)のLED光源ユニット31を備え、これらのLED光源ユニット31が直線状に連結され、紫外線のライン光源が構成されている。
As shown in FIGS. 4 and 5, the ultraviolet LED
図6はLED光源ユニット31の構成を示す図であり、図6(A)は平面図、図6(B)は底面図、図6(C)は側面図である。図7は図6(C)のB−B断面図である。また図8はLED光源ユニット31の概略斜視図である。
なお、図6(B)、及び図6(C)には、LEDも併せて示している。また図7ではLED光源ユニット31の固定に係る部材をLED光源ユニット31と併せて示し、各部材の断面のうち冷却構造の主要部にハッチングを入れて示している。
6A and 6B are diagrams showing the configuration of the LED
Note that FIG. 6B and FIG. 6C also show LEDs. Further, in FIG. 7, the members related to fixing the LED
LED光源ユニット31は、図6〜図8に示すように、底面側が光出射口として開口した略矩形の箱形の外観形状を成し、複数のLED光源ユニット31が、図4、及び図5に示すように、隙間無く連なるように冷却管22、22に取付けられて、紫外線LED光源装置30が構成されている。
各々のLED光源ユニット31は、図7、及び図8に示すように、部品を組み付けるベース材として、樹脂等で形成された矩形板状のベース板33を備えている。このベース板33の面上(図中、底面側の面上)には、LED36と、レンズ41と、反射鏡34、及び補助反射鏡35が設けられており、反対側の面には、端子台37と熱伝導バー38が設けられている。
As shown in FIGS. 6 to 8, the LED
As shown in FIGS. 7 and 8, each LED
LED36は、紫外線を放射する発光素子であり、レンズ41は、耐紫外線材から形成されLED36の放射光を制御する光制御部材である。
このLED光源ユニット31では、図6(B)、及び図6(C)に示すように、複数のLED36が帯状のLED基板42に、その長手方向に並べて配置され、これらLED基板42、及びLED36によって、ライン状に光を放射するラインLED43が構成されている。
The
In this LED
反射鏡34は、ラインLED43の光を所定の位置に集光するものであり、ラインLED43に対向配置されている。反射鏡34は、概略断面垂直三角形の柱状を成し、その傾斜面には樋状(シリンドリカル状)の反射面44が光制御面として形成され、この反射面44がラインLED43に対面する姿勢で、底面45がベース板33にネジ止め固定されている。反射面44は、第1焦点、及び第2焦点の2つの焦点を有する略楕円反射面であり、第1焦点にはラインLED43が配置され、ラインLED43の光を第2焦点に集光する。
The reflecting
レンズ41は凸レンズであり、LED36の放射光を、対面する反射面44の高さ(ベース板33から反射面44の頂点までの長さ)に合わせて拡げることで、反射面44の高さ方向の略全域に光を照射し、反射面44の全面が光制御に有効に利用されるようにする。
The
このLED光源ユニット31は、図7に示すように、反射鏡34と、この反射鏡34の反射面44に対向配置されたラインLED43との複数の組がベース板33に横並び(並列)に配置されている。
具体的には、LED光源ユニット31のベース板33には、ベース板33の中心線Cの両側のそれぞれに、反射鏡34とラインLED43の組が2組ずつ設けられており、各組においては、反射鏡34の反射面44を中心線Cに向けた姿勢で設けられている。
反射面44のそれぞれは、図9に示すように、この中心線Cの線上に設定された目標点Tを第2焦点とした楕円形状に形成され、これにより、各組のラインLED43の光が目標点Tに集められ、この目標点Tにライン状の照射野を形成する。
As shown in FIG. 7, the LED
Specifically, the
As shown in FIG. 9, each of the reflecting surfaces 44 is formed in an elliptical shape with the target point T set on the center line C as a second focal point, whereby the light from each set of
ここで、各組のラインLED43は、他の組の反射鏡34に収められている。
具体的には、各組の反射鏡34のうち、背面46の側に他の反射鏡34の反射面44が対面配置されているものは、その背面46の面内にラインLED43が収められている。
また、各組の反射鏡34のうち、反射面44に他の反射鏡34の反射面44が対面して配置されるものは、反射面44の面内にラインLED43が収められている。
このように、このLED光源ユニット31では、各組のラインLED43が他のいずれかの組の反射鏡34の背面46、又は反射面44に収められており、これにより、LED光源ユニット31の横幅(反射鏡34の並び方向)の長さが抑えられている。
Here, each set of
Specifically, among the reflecting mirrors 34 in each set, those in which the reflecting
Further, among each pair of reflecting
As described above, in this LED
なお、このLED光源ユニット31では、中心線Cの両側に、ラインLED43と反射鏡34の組を2組ずつ配置されているが、3組以上、又は1組のラインLED43と反射鏡34を配置しても良い。また、中心線Cの両側に配置する組数を異ならせても良い。
In this LED
補助反射鏡35は、略矩形板状の平面鏡である。
このLED光源ユニット31では、図6(B)、及び図8に示すように、柱状に延びる反射鏡34の両端部のそれぞれに補助反射鏡35が配置されている。これら一対の補助反射鏡35、35は、反射鏡34の長手方向(延在方向、LED光源ユニット31の前後方向)に向かう光を目標点Tに向けて反射し、これにより照射効率が高められている。
The
In this LED
端子台37は、LED36の各々から延びる配線と、紫外線照射器10内の配線とを接続する端子部材である。
The
熱伝導バー38は、ラインLED43を放熱して冷却する冷却構造体であり、ラインLED43の熱を冷却管22に伝熱し、当該冷却管22に熱を回収させることで冷却する。具体的には、この熱伝導バー38は、図7に示すように、取付係合部50と、冷却管係合部51と、LED取付部52とを備え、これらがアルミニウムや合金等の高熱伝導性材から一体に形成されている。
The
取付係合部50は、ラインLED43の長手方向に延びる矩形板状部であり、ベース板33に係合する部位である。冷却管係合部51は、取付係合部50の一方の面に一体に設けられ、上記冷却管22が嵌め込まれることで係合する部位である。またLED取付部52は、取付係合部50の他方の面に一体に設けられ、ラインLED43が取り付けられる部位ある。
この構成により、熱伝導バー38では、ラインLED43の熱がLED取付部52に伝えられ、取付係合部50、及び冷却管係合部51に伝わって、冷却管22に回収されることとなる。
The
With this configuration, in the
この熱伝導バー38は、ベース板33の面内に挿入して固定される。
すなわち、図7に示すように、ベース板33の面内には挿入孔49が設けられており、熱伝導バー38は、LED取付部52が反射鏡34の側に位置するように挿入孔49から挿入され、取付係合部50の縁に設けた段差が挿入孔49の縁部に引掛かり係止される。この状態で熱伝導バー38の冷却管係合部51がL字金具48等でベース板33に締結され、これによりベース板33に強固に固定される。
The
That is, as shown in FIG. 7, an
冷却管係合部51は、ベース板33を基準に冷却管22の側に配置され、この冷却管係合部51には冷却管22が嵌め込まれて係合する。
上述の通り、冷却管22は、図7に示すように、断面略矩形の管形状に形成された上記第1管体22A、及び第2管体22Bを有し、冷却管係合部51には、これら第1管体22A、及び第2管体22Bの断面形状に合わせた断面コ字状の2つの溝部55が並列に設けられ、こられの溝部55に第1管体22A、及び第2管体22Bが嵌め込まれて収められる。第1管体22A、及び第2管体22Bといった複数の複数の管体が冷却管係合部51に収められて係合することで、冷却能力の向上が図られている。
The cooling
As described above, the cooling
冷却管係合部51には、図7に示すように、高熱伝導性材から形成された取付金具60が固定ネジ59によって固定される。取付金具60は、溝部55の開放端を閉じる蓋体として機能し、取付金具60によって溝部55が閉じられることで冷却管係合部51を貫通して冷却管22が延びる。これにより、冷却管22に冷却管係合部51が脱落不能に支持され、この結果、LED光源ユニット31が冷却管22に支持されることとなる。
As shown in FIG. 7, a mounting
このように、紫外線照射器10にあっては、内部を延びる冷却管22、22がLED光源ユニット31の支持と冷却の両方を担うことから、別途に支持部材を設ける必要がない。また、複数のLED光源ユニット31を冷却管22、22に支持させることで、これらのLED光源ユニット31を冷却管22、22に沿ったライン状に簡単に連結配置させることができ、ライン状光源が容易に得られる。
Thus, in the
ところで、冷却管22による熱回収効率には、第1管体22A、及び第2管体22Bのそれぞれと溝部55の接触面積が大きく作用する。そこで、この溝部55は、その深さが、断面矩形の第1管体22A、及び第2管体22Bの高さと同じ、又は高さ以上に形成されている。これにより、これら第1管体22A、及び第2管体22Bが溝部55の中に収まることで、その底面のみならず、側面の全面が溝部55と接触することとなり接触面積の増大が図られている。
By the way, the contact area between each of the
ただし、溝部55の溝寸法は、設計公差を考慮し、第1管体22A、及び第2管体22Bの断面寸法よりも大きく作られており、このため、溝部55と、第1管体22A、及び第2管体22Bの周面との間には、図7に示すように、隙間δが生じる。この隙間δを埋め、かつ第1管体22A、及び第2管体22Bの周面と溝部55の接触性を高めるために、取付金具60には、取付時に隙間δを埋めるように入り込み、スペーサとして機能する板状部61が一体に形成されている。
However, the groove size of the
これにより、第1管体22A、及び第2管体22Bの周面と溝部55の接触性が高められ、熱回収効率が大きく高められる。これに加え、隙間δが埋められることで、溝部55と第1管体22A、及び第2管体22Bとの間の緩みやグラツキが抑制されることから、LED光源ユニット31を冷却管22に支持、固定したときの位置決め精度も高められる。
Thereby, the contact property of the circumferential surface of the first
なお、溝部55と、第1管体22A、及び第2管体22Bの周面との接触性を高めるために、熱伝導性グリス等を溝部55に塗布しても良い。
In addition, in order to improve the contact property between the
LED取付部52は、図7に示すように、熱伝導バー38の取付係合部50に対して略垂直な厚板状で、かつラインLED43の長手方向に延びる部位であり、その側面52Aに、ラインLED43のLED基板42がネジ止め固定され、ラインLED43のレンズ41を押さえるレンズ押さえ部材57がネジ止め固定されている。
なお、ラインLED43のLED基板42を高熱伝導性材で形成し、又は/及びLED基板42とLED取付部52の間に熱伝導剤や熱伝導シートを介在させることで、伝熱性を更に高めることもできる。
As shown in FIG. 7, the
In addition, the heat conductivity is further enhanced by forming the
ここで、LED光源ユニット31にあっては、上述の通り、反射鏡34の背面46、及び反射面44にラインLED43が収められることから、図7に示すように、熱伝導バー38のLED取付部52が反射鏡34に挿入され、この反射鏡34からラインLED43が露出される構成となっている。
具体的には、LED取付部52が挿入される反射鏡34は、ベース板33の挿入孔49を覆う位置に設けられ、この反射鏡34にあっては、図7、及び図8に示すように、背面46、及び反射面44のそれぞれに背面側露出部63、及び反射面側露出部64が設けられている。
熱伝導バー38は、これら背面側露出部63、及び反射面側露出部64に側面52AのラインLED43が臨むようにLED取付部52を反射鏡34に挿入してベース板33に取付けられる。これにより、背面側露出部63、及び反射面側露出部64のそれぞれからラインLED43が露出し、他の反射鏡34の反射面44に対向した所定の位置に配置されることとなる。
Here, in the LED
Specifically, the reflecting
The
ここで、この構造においては、反射鏡34の反射面44に対面するラインLED43を、当該反射面44に対向する他の反射鏡34に収めるように設けることで、LED光源ユニット31の横幅の寸法が抑えられる。これに加え、目標点Tでの集光性の向上が図られるという効果が得られている。
以下、これらの効果について具体的に説明する。
Here, in this structure, the
Hereinafter, these effects will be specifically described.
図10は、LED光源ユニット31の比較構成例に係る光源ユニットEを示す図である。
図10の比較構成例に示すように、ラインLED43と反射鏡34の複数の組を、それぞれ独立してベース板33に横並びに配置することで、光源ユニットEを構成することができる。
しかしながら、この光源ユニットEにおいては、反射鏡34とラインLED43を個別にベース板33に配置することから、ラインLED43の配置スペースSを要し、この分、光源ユニットEのユニット幅Wが大きくなる、という問題がある。
FIG. 10 is a diagram showing a light source unit E according to a comparative configuration example of the LED
As shown in the comparative configuration example of FIG. 10, the light source unit E can be configured by arranging a plurality of sets of
However, in this light source unit E, since the reflecting
そこで例えば、ラインLED43と反射鏡34の間の距離Gを縮めれば、ユニット幅Wの短縮を図ることが可能である。
しかしながら、距離Gが縮まるほど、ラインLED43の発光点の大きさが反射鏡34の反射面44の光制御に与える影響が大きくなって光制御の精度が低下することから、目標点Tでの集光性が低下するという、新たな問題が生じる。
Therefore, for example, if the distance G between the
However, as the distance G decreases, the size of the light emitting point of the
この問題に対し、このLED光源ユニット31にあっては、各組のラインLED43が他の組の反射鏡34に収めて配置する構成としていることから、ラインLED43の配置スペースSが不要となってユニット幅Wの短縮化が図られる。
これに加え、反射鏡34の反射面44と、それに対面するラインLED43までの距離Gが縮められることがないため、反射面44による光制御の精度が維持され、目標点Tでの集光性を良好にできるのである。
With respect to this problem, the LED
In addition, since the distance G between the reflecting
図11はLED光源ユニット31と光源ユニットEの目標点Tにおける照度分布を示す図であり、図11(A)はLED光源ユニット31の照度分布を示し、図11(B)は光源ユニットEの照度分布を示す。
光源ユニットEでは、図11(B)に示すように、反射鏡34の反射面44による光制御が十分ではなく集光性が低下しているため、比較的広い範囲に光量が分散されている。
これに対して、LED光源ユニット31では、図11(A)に示すように、反射面44による光制御が十分に機能して高い集光性が得られることで、光源ユニットEよりも光量の分散が抑制され、これにより、ピーク照度も高められている。
FIG. 11 is a diagram showing the illuminance distribution at the target point T of the LED
In the light source unit E, as shown in FIG. 11B, the light control by the reflecting
On the other hand, in the LED
ここで、LED光源ユニット31にあっては、ラインLED43の各LED36にはレンズ41が設けられ、対面の反射面44に合わせてレンズ41がLED36の光を制御することで、反射面44における光制御を良好にしている。
しかしながら、反射面44の面内にラインLED43を収める構成においては、レンズ41が反射面44から突出すると、このレンズ41によって反射面44に入射する光が遮蔽されてしまう。
そこで、この反射鏡34の反射面44に反射面側露出部64が設けられている場合、反射面44を次のように構成している。
Here, in the LED
However, in the configuration in which the
Therefore, when the reflecting surface side exposed
図12は、反射面44の反射面側露出部64の構成を拡大して示す図である。
この図に示すように、反射面44は、反射面側露出部64に露出するラインLED43を境にして、目標点Tの側(出射側)に近い第1反射面44Aと、この第1反射面44Aよりも目標点Tから通い第2反射面44Bとに分けられ、この反射面側露出部64にラインLED43のレンズ41が配置されている。
FIG. 12 is an enlarged view showing the configuration of the reflecting surface side exposed
As shown in this figure, the reflecting
このとき、レンズ41は光出射面41Aが反射面44よりも奥まって配置されると、当該レンズ41を通って出射される光が反射面44によって遮られてしまう。そこで、図12に示すように、反射面44の第2反射面44Bは、レンズ41の光出射面41Aの縁部P2を通る楕円面M2に合わせて形成されている。これにより、レンズ41の凸状の光出射面41Aが楕円面M2たる第2反射面44Bから突出し、この第2反射面44Bによる出射光の遮蔽が防止される。
At this time, if the
一方、出射側の第1反射面44Aには、対向のラインLED43より、水平方向よりも目標点Tの側に傾斜した角度の光線K1が入射するため、レンズ41が第1反射面44Aよりも突出すると、このようにレンズ41の側から第1反射面44Aに入射する角度の光線K1が当該レンズ41によって遮蔽され、目標点Tでの照度低下や集光性の劣化を招く。
そこで、図12に示すように、第1反射面44Aは、レンズ41の光出射面41Aの頂点P1を通る楕円面M1に合わせて形成され、光線K1がレンズ41に遮蔽されずに第1反射面44Aに入射されるようになっており、目標点Tでの照度低下や集光性の劣化が生じないようなっている。
On the other hand, the light ray K1 having an angle inclined toward the target point T with respect to the horizontal direction is incident from the opposing
Therefore, as shown in FIG. 12, the first reflecting
以上説明したように、本実施形態によれば、ラインLED43を取付けるLED取付部52と、冷却水が流通する冷却管22が収まる溝部55を有した冷却管係合部51と、を備え、ラインLED43の熱をLED取付部52、及び冷却管係合部51を通じて冷却管22に伝えて冷却水に回収させる熱伝導バー38を構成した。
この構成によれば、冷却水が冷却管22に封じられて漏れ出ることがないため、当該冷却水の漏れを防止してラインLED43を良好に冷却できる。
As described above, according to the present embodiment, the
According to this configuration, since the cooling water is sealed by the cooling
また本実施形態によれば、冷却管係合部51には、冷却管22が備える第1管体22A、及び第2管体22Bの各々が係合する複数の溝部55を設けた。これにより、それぞれの溝部55で熱回収が生じ、冷却能力が高められる。
Further, according to the present embodiment, the cooling
また本実施形態によれば、溝部55の開放端を取付金具60によって閉じて、熱伝導バー38を含むLED光源ユニット31を冷却管22に脱落不能に支持する構成とした。
これにより、紫外線照射器10にLED光源ユニット31を支持するための支持構造を簡略化することができ、また、冷却管22に沿って複数のLED光源ユニット31を支持させることで、これらLED光源ユニット31を繋げた紫外線LED光源装置30を簡単に構成できる。
Further, according to the present embodiment, the open end of the
Thereby, the support structure for supporting the LED
また本実施形態によれば、溝部55の開放端を閉じる取付金具60が、溝部55と冷却管22の隙間δを埋めるスペーサとして機能する板状部61を備えるため、溝部55と冷却管22の接触性が高められて冷却性能が向上する。これに加え、冷却管22に支持した複数のLED光源ユニット31の各々のガタ付きも抑えられる。
Further, according to the present embodiment, the mounting
また本実施形態によれば、熱伝導バー38は、反射鏡34を組み付けるベース板33に係合する取付係合部50を備え、ベース板33と取付係合部50の係合により、ラインLED43が反射鏡34に対して所定の位置に配置される構成とした。
これにより、熱伝導バー38をベース板33に組み付けるだけで、光源たるラインLED43の位置決めされるから、LED光源ユニット31の組立作業が容易となる。
Further, according to the present embodiment, the
As a result, the
また本実施形態によれば、ベース板33よりも高い熱伝導率を有する材料で熱伝導バー38が形成さているため、熱伝導バー38からベース板33への熱伝導が抑えられ、これにより、ベース板33に組み付けた反射鏡34等の他の光学備品への熱的影響を抑制できる。
Further, according to the present embodiment, since the
また本実施形態によれば、反射鏡34と、この反射鏡34の反射面44に対向配置されたラインLED43との複数の組を横並びに設けたLED光源ユニット31において、反射鏡34と組を成すラインLED43を、当該反射鏡34の反射面44に対向する他の組の反射鏡34に収める構成とした。
この構成により、反射鏡34とラインLED43の各組において、反射鏡34とラインLED43の間の距離Gが縮められることなく、またラインLED43の配置スペースSの分だけ、各組の横並び方向のユニット幅Wを短縮でき、LED光源ユニット31の小型化が可能となる。
Further, according to the present embodiment, in the LED
With this configuration, in each pair of the reflecting
また本実施形態によれば、2組の反射鏡34の反射面44が互いに対向し、対向する各々の反射面44にラインLED43を収める構成とした。
この構成によれば、2組の反射鏡34、及びラインLED43が、各組の反射鏡34の反射面44を互いに対向配置することで、両組の間に設定した共通の目標点Tへの照射が容易となる。
Further, according to the present embodiment, the reflecting
According to this configuration, the two sets of reflecting
また本実施形態によれば、ラインLED43の各々に、対向する反射面44に合わせて光を配光するレンズ41を設ける構成としたため、反射面44が光制御に有効に利用される。
Further, according to the present embodiment, each of the
また本実施形態によれば、レンズ41は、光出射面41Aが凸状を成すレンズ41を収める反射面44は、レンズ41を境に、出射側に近い第1反射面44Aと、この第1反射面44Aよりも出射側から遠い第2反射面44Bとに分けられ、第1反射面44Aは、レンズ41の光出射面41Aの頂点P1を通る上記楕円面M1に合わせて設けられ、第2反射面44Bは、レンズ41の光出射面41Aの縁部P2を通る上記楕円面M2に合わせて設けられる構成とした。
この構成によれば、レンズ41の光出射面41Aから出射する光が第2反射面44Bで遮蔽されるのを防止しつつ、対向側のラインLED43から第1反射面44Aに入射する光がレンズ41に遮蔽されるのを抑制でき、LED光源ユニット31における光の利用効率が高められる。
Further, according to the present embodiment, the
According to this configuration, light incident from the light-emitting
また本実施形態によれば、複数のLED光源ユニット31の各々を、反射鏡34とラインLED43の組の横並びの方向と直交する方向に繋げて紫外線LED光源装置30を構成した。
この構成によれば、高精度な光制御が成されているLED光源ユニット31により、高品位なライン光源が得られる。
According to the present embodiment, each of the plurality of LED
According to this configuration, a high-quality line light source can be obtained by the LED
なお、上述した実施形態は、あくまでも本発明の一実施の態様を例示するものであって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で任意に変形、及び応用が可能である。 It should be noted that the above-described embodiments are merely illustrative of one embodiment of the present invention, and can be arbitrarily modified and applied without departing from the spirit of the present invention.
例えば上述した実施形態において、発光素子にはLED36に限らず、任意の発光素子を用いることができる。
また例えば、反射鏡34の反射面43の曲面は楕円面に限らず、所望の照射野や配光に応じた曲面が用いられる。
For example, in the above-described embodiment, the light emitting element is not limited to the
For example, the curved surface of the reflecting
また上述した実施形態において、熱伝導バー38には、第1管体22A、及び第2管体22Bが互いに離間するように2つの溝部55を設ける構成としたが、これに限らない。
すなわち、図13に示すLED光源ユニット131のように、熱伝導バー138の冷却管係合部151に、第1管体22A、及び第2管体22Bを重ねた深さの溝部155を設け、この溝部155に、冷却水の循環路の往路と復路となる第1管体22A、及び第2管体22Bを重ねて収めても良い。図13では省略されているが、第1管体22A、及び第2管体22Bと溝部155との間には、上述した実施形態と同様に隙間δが設けられ、この隙間δには、スペーサとして機能する板状部61が入り込むようになっている。
In the above-described embodiment, the
That is, as in the LED
30 紫外線LED光源装置(光源装置)
31、131 LED光源ユニット(光源ユニット)
34 反射鏡(光学部品)
36 LED(発光素子)
41 レンズ(光制御部材)
41A 光出射面
44 反射面
43 ラインLED
44A 第1反射面
44B 第2反射面
63 背面側露出部
64 反射面側露出部
C 中心線
G 距離
M1、M2 楕円面(曲面)
P1 頂点
P2 縁部
S 配置スペース
T 目標点
W ユニット幅
30 UV LED light source device (light source device)
31, 131 LED light source unit (light source unit)
34 Reflector (optical component)
36 LED (light emitting device)
41 Lens (light control member)
41A
44A 1st
P1 vertex P2 edge S placement space T target point W unit width
Claims (2)
2つの前記反射鏡の反射面が互いに対向し、対向する各々の前記反射面に前記発光素子が収められ、
前記反射面のそれぞれは、互いに同じ目標点に前記発光素子の光を集光し、
前記発光素子の各々に、対向する前記反射面に合わせて光を配光する光制御部材を設け、
前記光制御部材は、光出射面が凸状を成すレンズであり、
前記反射面は、所定の曲率を有した曲面を成し、
前記発光素子、及び前記レンズを収める反射面は、前記レンズを境に、出射側に近い第1反射面と、この第1反射面よりも出射側から遠い第2反射面とに分けられ、
前記第1反射面は、前記レンズの光出射面の頂点を通る前記曲面に合わせて設けられ、
前記第2反射面は、前記レンズの光出射面の縁部を通る前記曲面に合わせて設けられている
ことを特徴とする光源ユニット。 In a light source unit provided side by side with a plurality of sets of a reflecting mirror and a light emitting element disposed opposite to the reflecting surface of the reflecting mirror,
The reflecting surfaces of the two reflecting mirrors face each other, and the light emitting element is housed in each of the opposing reflecting surfaces,
Each of the reflecting surfaces condenses the light of the light emitting element at the same target point,
Each of the light emitting elements is provided with a light control member that distributes light in accordance with the opposing reflecting surface,
The light control member is a lens whose light exit surface is convex.
The reflective surface has a curved surface with a predetermined curvature,
The light-emitting element and the reflection surface that houses the lens are divided into a first reflection surface that is closer to the emission side and a second reflection surface that is farther from the emission side than the first reflection surface, with the lens as a boundary.
The first reflecting surface is provided in accordance with the curved surface passing through the apex of the light emitting surface of the lens,
The light source unit, wherein the second reflecting surface is provided in accordance with the curved surface passing through an edge portion of the light emitting surface of the lens .
前記光源ユニットの各々を、前記組の横並びの方向と直交する方向に配置した
ことを特徴とする光源装置。 A plurality of light source units according to claim 1 ,
Each of the said light source units is arrange | positioned in the direction orthogonal to the horizontal direction of the said group. The light source device characterized by the above-mentioned.
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