JP6709405B1 - Light source device and lighting device including the same - Google Patents
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Abstract
【課題】光源装置の取付角度や取付位置がずれた場合であっても、インテグレータの出光面を照らす光の強度の低下を小さくすることのできる光源装置を提供する。【解決手段】光源装置100を、複数の光源120と、対応する光源120からの光を平行光にする複数の光学具130とで構成する。【選択図】図3PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light source device capable of reducing a decrease in intensity of light illuminating a light emitting surface of an integrator even when a mounting angle or a mounting position of the light source device is deviated. A light source device (100) includes a plurality of light sources (120) and a plurality of optical tools (130) for converting light from corresponding light sources (120) into parallel light. [Selection diagram] Fig. 3
Description
本発明は、複数の光源を有する光源装置に関する。 The present invention relates to a light source device having a plurality of light sources.
従前より、例えば特許文献1に示すように、ひとつ(ひとまとまり)の光源7を有する光源装置1を用意し、この光源装置1から放射された平行光Lを例えばフライアイレンズ等のインテグレータ2における受光面3全体に照射するようになっている照明装置4が開発されている(図8を参照)。
Conventionally, as shown in Patent Document 1, for example, a light source device 1 having one (collective) light source 7 is prepared, and collimated light L emitted from the light source device 1 is supplied to an
そして、放射された平行光Lがインテグレータ2の受光面3全体を照らすことができ、かつ、光源装置1からの光軸CLがインテグレータ2における受光面3の中央部に当たるように、光源装置1が必要な角度を付けてベース部材5に取りつけられている。
Then, the radiated parallel light L can illuminate the entire light-receiving
しかしながら、現実的には、各部材の加工精度や取付精度に問題があった場合、ベース部材5に対する光源装置1の取付角度や取付位置が計画値からずれてしまうおそれがあった。光源装置1の取付角度や取付位置が計画値からずれてしまうと、光源装置1から放射された平行光Lによる照射範囲が計画からずれてしまい、当該平行光Lの一部が照射面(例えばインテグレータの受光面3)から外れてしまう。この結果として、インテグレータ2の出光面6から出る光の強度が大きく低下してしまう場合があった。
However, in reality, if there is a problem in the processing accuracy or the mounting accuracy of each member, the mounting angle or the mounting position of the light source device 1 with respect to the
本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、光源装置の取付角度や取付位置がずれた場合であっても、照射面を照らす光の強度の低下を小さく抑えることのできる光源装置、およびそれを用いた照明装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to suppress a decrease in intensity of light that illuminates an irradiation surface to be small even when a mounting angle or a mounting position of a light source device is deviated. (EN) Provided is a light source device capable of performing, and an illuminating device using the same.
本発明の一局面によれば、
ベース部および内部空間を有する光源装置本体と、
複数の光源と、
複数の光学具とを備えており、
前記複数の光源は、前記ベース部の表面に実装されており、
前記複数の光学具は、それぞれ少なくとも2つのレンズで構成されており、かつ、前記内部空間に配置されており、
前記各光学具は、対応する前記光源からの光を平行光にする
光源装置が提供される。
According to one aspect of the invention,
A light source device body having a base portion and an internal space;
Multiple light sources,
Equipped with multiple optics,
The plurality of light sources are mounted on the surface of the base portion,
Each of the plurality of optical tools is composed of at least two lenses, and is arranged in the internal space,
A light source device is provided in which each of the optical tools collimates light from the corresponding light source.
好適には、前記各光学具によって平行光になった前記各光源からの光の光軸は、互いに平行である。 Preferably, the optical axes of the lights from the respective light sources, which are made into parallel lights by the respective optical tools, are parallel to each other.
好適には、前記各光学具によって平行光になった前記各光源からの光の光軸は、照射面上で互いに収束する。 Preferably, the optical axes of the light beams from the respective light sources, which are collimated by the respective optical tools, converge on the irradiation surface.
本発明の他の局面によれば、
複数の上述した光源装置と、
前記各光源装置からの光を受ける受光面を有するインテグレータとを備える
照明装置が提供される。
According to another aspect of the invention,
A plurality of light source devices described above,
An illuminating device is provided that includes an integrator having a light receiving surface that receives light from each of the light source devices.
好適には、前記各光源装置と前記インテグレータとの間に配設された光路補正部材をさらに備えている。 Suitably, it further comprises an optical path correcting member arranged between each of the light source devices and the integrator.
本発明によれば、複数の光源から放射された光がそれぞれ対応する光学具によって平行光になるので、ひとつの光源装置に備わる「平行光を照射する光学部」を複数にすることができる。これにより、光源装置の取付角度や取付位置がずれた場合であっても、照射面から外れてしまう光が複数の光源のうちのいずれかひとつの光源から放射された光にとどめることができる。これにより、照射面を照らす光の強度の低下を小さく抑えることができる光源装置、およびそれを用いた照明装置を提供できた。 According to the present invention, the light emitted from a plurality of light sources is converted into parallel light by the corresponding optical tools, so that it is possible to provide a plurality of “optical units for irradiating parallel light” provided in one light source device. Thus, even if the mounting angle or mounting position of the light source device is deviated, the light that deviates from the irradiation surface can be limited to the light emitted from any one of the plurality of light sources. As a result, it is possible to provide a light source device that can suppress a decrease in the intensity of light that illuminates the irradiation surface, and an illumination device that uses the light source device.
(照明装置10の構成)
以下、図面を用いて、本発明が適用された照明装置10の構成について説明する。なお、本発明が適用された照明装置10は、例えば、露光装置等の産業用途に使用されてもよいし、舞台照明や道路照明等の一般照明用途に使用されてもよい。
(Structure of the lighting device 10)
Hereinafter, the configuration of the
図1に示すように、照明装置10は、大略、光源装置100と、インテグレータ12と、光路補正部材14とを備えている。
As shown in FIG. 1, the
光源装置100は、図2に示すように、光源装置本体110と、複数の光源120と、複数の光学具130とを備えている。
As shown in FIG. 2, the
本実施形態に係る光源装置本体110はベース部112を有する略角筒状に形成されており、その内部空間114に光学具130が配置されている。また、ベース部112の表面116に光源120が実装されている。もちろん、光源装置本体110の形状は角筒状に限定されるものではなく、丸筒状であってもよいし、あるいは、必要な数の光源120および光学具130を所定の位置に配置および保持できるものであれば、側方(光源120の光軸CLに直交する方向)が覆われておらず、光源装置100の側方から、内部の光源120や光学具130が目視できるような形状であってもよい。
The light
なお、本実施形態では、複数の光源120が実装されるベース部112の表面116は平らに形成されており、当該表面116に実装された各光源120の光軸CLは互いに平行となっている。
In this embodiment, the
光源120は、所定の光量および波長の光を放射する部材であり、本実施形態では、発光ダイオード(LED)が使用されている。もちろん、光源120の種類は発光ダイオードに限定されるものではなく、有機ELや白熱灯、レーザーランプ、あるいは、放電灯等であってもよい。
The
光学具130は、それぞれ互いに異なる光源120に対応しており、この対応する光源120からの光を平行光にする役割を有している。
The
なお、本明細書全体を通じて、「平行光」とは幾何学的な意味合いで完全な平行(=0°)に限定されるものではなく、±10°までは許容されるものであり、±5°以下となるのが好適である。 Throughout the present specification, “parallel light” is not limited to perfect parallel (=0°) from a geometrical point of view, and ±10° is allowed, and ±5° is allowed. It is preferably less than or equal to °.
本実施形態では、光学具130として2つのレンズが使用されている。具体的には、第1レンズ132が光源120の近傍に配置されており、第2レンズ134が光源装置本体110の開口118の近傍に配置されている。光源120から出た光は、これら2つのレンズ132,134を透過する際に屈折し、第2レンズ134を出た段階でほぼ平行光Lになっている。
In this embodiment, two lenses are used as the
なお、上述のように、本実施形態に係る光学具130は2つのレンズ132,134で構成されているが、光学具130の態様はこれに限定されるものではなく、1つ、あるいは3つ以上のレンズで構成してもよいし、反射面を有するリフレクターやミラー等であってもよい。さらには、レンズ、リフレクター、ミラー等を適宜組み合わせたものであってもよい。
As described above, the
また、上述のように、本実施形態では、光源装置本体110のベース部112の表面116に光軸CLが互いに平行となるように各光源120が配置されているので、図3に示すように、各光源120から放射される光全体が互いに平行な光Lになっている。
Further, as described above, in the present embodiment, since the
図1に戻り、インテグレータ12は、複数の光源装置100からの光を受光面16で受け、これら光の均斉度を高めて出光面18から放射する役割を有する部材である。本実施形態では、インテグレータ12として、その表面上に多数の小さいレンズ体が形成されたフライアイレンズが使用されている。
Returning to FIG. 1, the
なお、上述した役割を果たすものであればインテグレータ12はフライアイレンズに限定されるものではなく、例えば、ロッドレンズ等を使用してもよい。
The
光路補正部材14は、対応する光源装置100からの光Lの平行度が足りない場合等において、当該光Lの平行度をより高めるために用いられる部材であり、対応する光源装置100とインテグレータ12との間に配置される。なお、光路補正部材14は、図示するように、光源装置100と同じ数を準備して、1つの光源装置100に対応して1つの光路補正部材14を使用してもよいし、1つの光路補正部材14ですべての光源装置100からの光に対応してもよい。
The optical
また、本実施形態では光路補正部材14としてレンズが使用されている。もちろん、光路補正部材14はレンズに限定されるものではなく、例えば、反射鏡等を光路補正部材14として使用してもよい。
Further, in the present embodiment, a lens is used as the optical
なお、光路補正部材14は本発明の必須構成要素ではないことから、照明装置10としては光路補正部材14を含まない態様も考えられる。
Since the optical
(光源装置100および照明装置10の特徴)
上述した本実施形態に係る照明装置10によれば、図3に示したように、各光源装置100における各光源120から放射された光はそれぞれ対応する光学具130によって互いに平行な複数の平行光Lとなり、インテグレータ12の受光面16を照射する。
(Characteristics of the
According to the above-described
これにより、図4に示すように、ひとつのインテグレータ12をあたかも複数の小さな(高さ方向の長さが小さな)インテグレータ12であるかのように個別の光源120から出た光が互いに重複することなく受光面16を照らす(図中の「光強度」を参照)。つまり、ひとつの光源装置100に備わる「平行光Lを照射する光学部140」(図4における一点鎖線)を複数にすることができる。これにより、光源装置100の取付角度や取付位置がずれた場合であっても、インテグレータ12の受光面16から外れてしまう光が複数の光源120のうちのいずれかひとつの光源120から放射された光にとどめることができる。これにより、インテグレータ12の出光面18から出る光の強度の低下をより小さくすることができる。
As a result, as shown in FIG. 4, the lights emitted from the individual
また、この結果、図5に示すように、インテグレータ12の中央部から端部近傍における照度の均一性をより高めることができる(図中の「全体光強度」を参照)。
Further, as a result, as shown in FIG. 5, it is possible to further improve the uniformity of the illuminance from the central portion of the
(変形例1)
上述した実施形態では、複数の光源120が実装されるベース部112の表面116は平らに形成されており、当該表面116に実装された各光源120の光軸CLは互いに平行となっていたが、これに代えて、図6に示すように、各光源120の光軸CLがインテグレータ12の中央部で互いに収束(一致)するように各光源120および光学具130を互いに角度を付けて配置してもよい(なお、同図では、光学具130を第1レンズ132のみで構成する場合を示している。)。例えば、同図に示すようにベース部112における表面116に対して所定の角度を付けて光源120等を配置してもよいし、図7に示すように、各光源120に対応する複数の小ベース部113を設け、これら小ベース部113を互いに角度を付けて配置してもよい。
(Modification 1)
In the above-described embodiment, the
これにより、同図に示すように、インテグレータ12の中央部における照度をより高めることができる。
Thereby, as shown in the figure, the illuminance in the central portion of the
(変形例2)
上述した実施形態では、光源装置100が照射する対象はインテグレータ12であったが、光源装置100による照射の対象はインテグレータ12に限定されるものではなく、より広い概念の「照射面」であればよい。
(Modification 2)
In the above-described embodiment, the object to be illuminated by the
今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiments disclosed this time are to be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description but by the claims, and is intended to include meanings equivalent to the claims and all modifications within the scope.
10…照明装置、12…インテグレータ、14…光路補正部材、16…受光面、18…出光面
100…光源装置
110…光源装置本体、112…ベース部、113…小ベース部、114…内部空間、116…(ベース部112の)表面、118…開口
120…光源
130…光学具、132…第1レンズ、134…第2レンズ
140…光学部
10... Illuminating device, 12... Integrator, 14... Optical path correction member, 16... Light receiving surface, 18...
Claims (5)
複数の光源と、
複数の光学具とを備えており、
前記複数の光源は、前記ベース部の表面に実装されており、
前記複数の光学具は、それぞれ少なくとも2つのレンズで構成されており、かつ、前記内部空間に配置されており、
前記各光学具は、対応する前記光源からの光を平行光にする
光源装置。 A light source device body having a base portion and an internal space;
Multiple light sources,
Equipped with multiple optics,
The plurality of light sources are mounted on the surface of the base portion,
Each of the plurality of optical tools is composed of at least two lenses, and is arranged in the internal space,
A light source device in which each of the optical tools collimates light from the corresponding light source.
請求項1に記載の光源装置。 The light source device according to claim 1, wherein the optical axes of the lights from the respective light sources, which are made into parallel light by the respective optical tools, are parallel to each other.
請求項1に記載の光源装置。 The light source device according to claim 1, wherein the optical axes of the lights from the respective light sources, which are made into parallel lights by the respective optical tools, converge on each other on the irradiation surface.
前記各光源装置からの光を受ける受光面を有するインテグレータとを備える
照明装置。 A light source device according to any one of claims 1 to 3;
An illuminator comprising: an integrator having a light-receiving surface that receives light from each of the light source devices.
請求項4に記載の照明装置。
The illumination device according to claim 4, further comprising an optical path correction member disposed between each of the light source devices and the integrator.
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