JP7213792B2 - Light irradiation device - Google Patents

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Description

本発明は、製品検査や美術品の照明に好適に用いられる、LEDを光源とした光照射装置に関するものである。 BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light irradiation device using an LED as a light source, which is suitably used for product inspection and illumination of works of art.

この種の光照射装置においては、LEDの個体差や経年使用により、射出される光の色度にややばらつきが生じる場合がある。
他方、特定の製品検査や美術品照明などのように、射出光に一定色度が求められる場合は、前述したばらつきを抑制しなければならない。
そこで、例えば、色度のばらつきが大きい光照射装置については、色度変換フィルタをいれて、そのばらつきを軽減するといったことが単純には考えられる。
In this type of light irradiation device, the chromaticity of emitted light may vary slightly due to individual differences in LEDs and long-term use.
On the other hand, when the emitted light is required to have a constant chromaticity, such as for inspection of specific products or illumination of works of art, the aforementioned variations must be suppressed.
Therefore, for example, it is simply conceivable to reduce the variation by inserting a chromaticity conversion filter in a light irradiation device having a large variation in chromaticity.

しかしながら、実際には、色度のばらつきといってもそれほど大きいものではなく、市販されている色度変換フィルタでは、予めラインナップされているいくつかの品番からしか選択できないこともあって、色度が変わり過ぎるといった不具合が生じ得る。 However, in reality, the variation in chromaticity is not so large. may change too much.

特開2019-121451号公報JP 2019-121451 A

本発明はかかる課題に鑑みてなされたものであって、射出される光の色度を微妙に調整でき、かつその調整を簡便にできる光照射装置を提供すべく図ったものである。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such problems, and it is an object of the present invention to provide a light irradiating device capable of finely adjusting the chromaticity of emitted light and easily performing the adjustment.

すなわち、本発明に係る光照射装置は、LEDと、前記LEDから出た光の色度を変えて透過させる第1シートフィルタ及び第2シートフィルタと、前記各シートフィルタを重ねて保持する保持体とを具備し、
前記保持体が、いずれかのシートフィルタを、表裏逆又はあらかじめ定めた複数の設置角度のうちのいずれかの角度で保持可能に構成してあり、
前記各シートフィルタには、入射した光を色度変換することなく透過させる無変換領域と、入射した光を色度変換する変換領域とが設けてあり、
前記いずれかのシートフィルタの表裏又は設置角度を変えた場合に、該第1シートフィルタの無変換領域と第2シートフィルタの無変換領域との重なり度合いが変わるように構成してあることを特徴とする。
That is, the light irradiation device according to the present invention includes an LED, a first sheet filter and a second sheet filter that change the chromaticity of the light emitted from the LED and transmits the light, and a holder that holds the sheet filters in an overlapping manner. and
The holder is configured to be able to hold any one of the sheet filters upside down or at any one of a plurality of predetermined installation angles,
Each sheet filter is provided with a non-conversion region that transmits incident light without chromaticity conversion and a conversion region that converts the chromaticity of incident light,
It is characterized in that the degree of overlap between the non-conversion region of the first sheet filter and the non-conversion region of the second sheet filter is changed when the front and back or the installation angle of any one of the sheet filters is changed. and

このようなものであれば、シートフィルタにおける無変換領域の面積割合を増加させることによって、該シートフィルタの色度変換ベクトルの方向、向きを変えることなく、その長さだけ短くする方向に変えることができる。すなわち、シートフィルタによる色度変換の度合いを小さくなるように自在に変えることができる。したがって、従来のような、色度が変わり過ぎて調整できない、といった不具合を解消することができる。 In this case, by increasing the area ratio of the non-converted area in the sheet filter, the direction of the chromaticity conversion vector of the sheet filter can be shortened by the length without changing the direction. can be done. That is, it is possible to freely change the degree of chromaticity conversion by the sheet filter so as to decrease. Therefore, it is possible to solve the conventional problem that the chromaticity changes too much and cannot be adjusted.

他方、いずれかのシートフィルタの表裏又は設置角度を変えた場合に、該第1シートフィルタの無変換領域と第2シートフィルタの無変換領域との重なり度合いが変わるので、そのことによって2枚のシートフィルタによるトータルの色度変換ベクトルが変わる。このことは、上述した無変換領域のあるシートフィルタを予め作成さえしておけば、あとは、各シートフィルタの保持姿勢を、前記表裏逆又はあらかじめ定めた複数の設置角度のうちのいずれかに設定するという簡単な作業によって、2枚のシートフィルタによるトータルの色度変換特性を変化させることができるということである。 On the other hand, when the front and back or the installation angle of any of the sheet filters is changed, the degree of overlap between the non-conversion area of the first sheet filter and the non-conversion area of the second sheet filter changes. The sheet filter changes the total chromaticity conversion vector. This means that if the sheet filters having the non-convertible areas are prepared in advance, then the holding posture of each sheet filter can be changed to either the reversed front or back side or one of a plurality of predetermined installation angles. A simple setting operation can change the total chromaticity conversion characteristics of the two sheet filters.

したがって、この簡単な作業によって、光照射装置の器差や経年変化に起因する色度のばらつきを軽減して、照射光が一定の色度範囲となるように設定することができる。 Therefore, by this simple operation, it is possible to reduce variations in chromaticity due to instrumental errors and aging of the light irradiation device, and set the irradiation light to have a constant chromaticity range.

色度調整の幅を広げるには、前記第1シートフィルタの色度変換特性と前記第2シートフィルタの色度変換特性とが互いに異なるものが望ましく、より好適には、前記色度変換特性を色度座標における色度変換ベクトルで表したときに、前記第1シートフィルタによる色度変換ベクトルの方向と、前記第2シートフィルタによる色度変換ベクトルの方向とが互いに異なるものがよい。 In order to widen the range of chromaticity adjustment, it is preferable that the chromaticity conversion characteristics of the first sheet filter and the chromaticity conversion characteristics of the second sheet filter are different from each other. It is preferable that the direction of the chromaticity conversion vector by the first sheet filter and the direction of the chromaticity conversion vector by the second sheet filter are different from each other when represented by the chromaticity conversion vector in the chromaticity coordinates.

本発明の実現が容易な具体的実施態様としては、前記シートフィルタの外輪郭形状が正方形状をなし、保持体に対する設置角度を90°ずつ変えられるようにしてあるものを挙げることができる。 As a specific embodiment in which the present invention can be easily implemented, the outer contour of the sheet filter is square, and the installation angle with respect to the holder can be changed by 90°.

無変換領域と変換領域とをそれぞれ透過した光が混合されて射出されるようにするには、例えば、導光体をさらに具備し、前記LEDから出た光が、前記各シートフィルタ及び前記導光体を透過して外部に射出されるように構成してあるものが望ましい。 In order to mix and emit the light that has passed through the non-conversion region and the conversion region, for example, a light guide may be further provided, and the light emitted from the LEDs may pass through the sheet filters and the guide. It is desirable to have a structure in which the light passes through the light body and is emitted to the outside.

上述した本発明によれば、シートフィルタを用いながらも、無変換領域の増減だけで、従来のような、色度が変わり過ぎて調整できない、といった不具合を解消して微妙な色度調整が可能となる。しかも、各シートフィルタの保持姿勢を、前記表裏逆又はあらかじめ定めた複数の設置角度のうちのいずれかに設定するという簡単な作業によって、2枚のシートフィルタによるトータルの色度変換特性を変化させ、光照射装置の器差や経年変化に起因する色度のばらつきを軽減して、照射光が一定の色度範囲となるように設定することができるようになる。 According to the above-described present invention, while using a sheet filter, only by increasing or decreasing the non-converted area, it is possible to solve the conventional problem that the chromaticity changes too much and cannot be adjusted, and enables delicate chromaticity adjustment. becomes. Moreover, the total chromaticity conversion characteristics of the two sheet filters can be changed by a simple operation of setting the holding posture of each sheet filter to either the above-mentioned upside down or one of a plurality of predetermined installation angles. In addition, it is possible to reduce variations in chromaticity caused by instrumental errors and aging of the light irradiation device, and to set the irradiation light to have a constant chromaticity range.

本発明の一実施形態に係る光照射装置の縦断面図。1 is a longitudinal sectional view of a light irradiation device according to one embodiment of the present invention; FIG. 同実施形態における光照射装置の分解斜視図。The disassembled perspective view of the light irradiation apparatus in the same embodiment. 同実施形態における導光体及び保持体を縦に半割して内部を表示するようにした斜視断面図。FIG. 4 is a perspective cross-sectional view showing the inside of the light guide and the holder in the same embodiment, which are vertically split in half. 各シートフィルタの色度変換ベクトルと、これらシートフィルタを重ねたときのトータルでの色度変換ベクトル(合成色度変換ベクトル)を説明するための説明図。FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining a chromaticity conversion vector of each sheet filter and a total chromaticity conversion vector (composite chromaticity conversion vector) when these sheet filters are superimposed; 同実施形態において、シートフィルタの重ね方を変えた場合の、色度変換ベクトルの変化を示すシミュレーション結果。FIG. 10 is a simulation result showing changes in chromaticity conversion vectors when the sheet filter stacking method is changed in the same embodiment. FIG.

本発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。 An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1~図3に示すように、本実施形態に係る光照射装置100は、例えば製品等の光照射対象物(以下、ワークWという。)の検査に用いられるものであって、複数のLED1と、これらLED1を搭載する配線基板5と、LED1から出た光を導光して外部に射出する導光体4とを備えたものである。 As shown in FIGS. 1 to 3, the light irradiation device 100 according to the present embodiment is used for inspecting a light irradiation object such as a product (hereinafter referred to as a work W), and includes a plurality of LEDs 1 , a wiring board 5 on which these LEDs 1 are mounted, and a light guide 4 for guiding the light emitted from the LEDs 1 and emitting it to the outside.

各部について説明する。
LED1としては、ここでは表面実装型のものが用いられている。もちろん砲弾型やCOBタイプのものでも構わない。
Each part will be explained.
As the LED 1, a surface-mounted type is used here. Of course, a cannonball type or a COB type may be used.

配線基板5は、図2等に示すように、平面視において外周形状が正方形状をなすとともに、その中央には外周形状と同心の正方形状の中心孔5aが設けられた正方形環状をなすものである。前記LED1は、この配線基板5の一方の面(以下、LED搭載面ともいう。)に並べ設けられている。 As shown in FIG. 2 and the like, the wiring board 5 has a square outer peripheral shape in a plan view, and has a square annular shape in which a square center hole 5a concentric with the outer peripheral shape is provided in the center. be. The LEDs 1 are arranged on one surface of the wiring board 5 (hereinafter also referred to as an LED mounting surface).

導光体4は、図1~図3に示すように、光を透過する例えばアクリルやガラス等の部材で作られた角管状のものである。より具体的に説明すると、この導光体4は、横断面外周形状が略正方形状をなすとともに、その中央には外周形状と同心の正方形状の貫通孔4aが形成されたものである。 As shown in FIGS. 1 to 3, the light guide 4 is in the shape of a square tube made of a material that transmits light, such as acrylic or glass. More specifically, the light guide 4 has a substantially square outer peripheral shape in cross section, and a square through hole 4a concentric with the outer peripheral shape is formed in the center thereof.

この導光体4の一方の端面は、入光面4bとして設定されている。この入光面4bは正方形環状をなす。また、この導光体4の外側周面4dには白塗装が施されており、前記入光面4bから内部に導入された光は、そこで乱反射して、この導光体4の内側周面4cから射出されるようにしてある。 One end surface of the light guide 4 is set as a light incident surface 4b. This light entrance surface 4b forms a square ring. In addition, the outer peripheral surface 4d of the light guide 4 is painted white, and the light introduced into the inside from the light entrance surface 4b is diffusely reflected there, and the inner peripheral surface of the light guide 4 It is designed to be ejected from 4c.

前記配線基板5に搭載されたLED1は、図1に示すように、この導光体4の入光面4bに臨むように配置され、その内部に向かって光を照射するように構成されている。また、そのために、ここでは、配線基板5及びLED1を保持する保持体3がさらに設けられている。 As shown in FIG. 1, the LED 1 mounted on the wiring board 5 is arranged so as to face the light incident surface 4b of the light guide 4, and is configured to irradiate light toward the inside thereof. . Also, for this purpose, a holder 3 for holding the wiring board 5 and the LED 1 is further provided here.

この保持体3は、図1~図3に示すように、前記導光体4における入光面4bの内周縁から一体に突出する横断面正方形状をなす柱状体であり、その中央には、前記貫通孔4aと軸線が合致する挿通孔3aが貫通させてある。
この保持体3は、先端に向かうにつれ、外径が小さくなる複数段形状(ここでは3段形状)をなしている。
As shown in FIGS. 1 to 3, the holding body 3 is a columnar body having a square cross section integrally protruding from the inner peripheral edge of the light entrance surface 4b of the light guide body 4. An insertion hole 3a having an axis aligned with the through hole 4a is passed through.
The holder 3 has a multi-stage shape (three-stage shape in this case) in which the outer diameter becomes smaller toward the tip.

最も基端寄りの第1段部31は、導光体入光面4bの内周縁から立ち上がっており、その厚み寸法は前記LED1の厚み寸法よりもやや大きな寸法に設定してある。
次の第2段部32は、前記配線基板5の中心孔5aがガタなく嵌合する大きさに設定されたものである。
最も先端寄りの第3段部33は、前述したように、第2段部32よりも小径の正方角柱状をなすものである。
The first stepped portion 31 closest to the proximal end rises from the inner peripheral edge of the light entrance surface 4 b of the light guide, and its thickness dimension is set to be slightly larger than the thickness dimension of the LED 1 .
The next second stepped portion 32 is set to have a size that allows the center hole 5a of the wiring board 5 to be fitted therein without backlash.
The third stepped portion 33 closest to the tip has a square prism shape with a diameter smaller than that of the second stepped portion 32, as described above.

そして、図1等に示すように、このような保持体3の第2段部32に、前記配線基板5の中心孔5aがガタなく嵌合し、かつ、該保持体3の第1段部31の表面にLED搭載面の内側部分が当接した状態で、配線基板5が保持体3に保持されている。 Then, as shown in FIG. 1 and the like, the center hole 5a of the wiring board 5 is fitted into the second stepped portion 32 of the holding member 3 without backlash, and the first stepped portion of the holding member 3 is fitted. The wiring board 5 is held by the holder 3 with the inner portion of the LED mounting surface in contact with the surface of the wiring board 31 .

さらに、この実施形態では、LED1と導光体入光面4bとの間に、シート状をなす2枚の色度変換フィルタ(第1シートフィルタ21及び第2シートフィルタ22)が重ねて配置されている。 Furthermore, in this embodiment, two sheet-like chromaticity conversion filters (first sheet filter 21 and second sheet filter 22) are arranged in an overlapping manner between the LED 1 and the light guide body light entrance surface 4b. ing.

各シートフィルタ21、22は、図2等に示すように、それぞれ、平面視においてその外周形状が前記導光体4の横断面外周形状とほぼ等しい正方形状をなすとともに、その中央に、前記第1段部31の外周と接する大きさの正方形状の中心孔21c、22cが設けられた、正方形環状をなすものである。 As shown in FIG. 2 and the like, each of the sheet filters 21 and 22 has a square shape whose outer peripheral shape is substantially the same as the outer peripheral shape of the light guide 4 in a plan view. It has a square annular shape with square central holes 21c and 22c that are sized to contact the outer periphery of the first stepped portion 31. As shown in FIG.

そして、該第1段部31に、各シートフィルタ21、22の中心孔21c、22cが順次嵌め込まれることによって、各シートフィルタ21、22が、当該第1段部31にガタなく、重なって保持される。 By sequentially fitting the center holes 21c and 22c of the sheet filters 21 and 22 into the first stepped portion 31, the sheet filters 21 and 22 are overlapped and held by the first stepped portion 31 without looseness. be done.

このような構成によって、LED1から出た光は、各シートフィルタ21、22による色度変換を経た後、導光体4の入光面4bからその内部に導入され、白塗装によって内側に乱反射して、導光体4の内側周面4cから均一な拡散光として射出される。 With such a configuration, the light emitted from the LED 1 is introduced from the light incident surface 4b of the light guide 4 after passing through chromaticity conversion by the sheet filters 21 and 22, and diffusely reflected inward by the white coating. As a result, the light is emitted from the inner peripheral surface 4c of the light guide 4 as uniform diffused light.

ワークWは、図1に示すように、この導光体4の軸線上におけるやや下方、すなわち、導光体4の他方の端面よりもやや外側に配置されており、前記導光体4の内側周面4cから内側に射出される拡散光によって、周囲からローアングル照明される。 As shown in FIG. 1, the work W is arranged slightly below the axis of the light guide 4, that is, slightly outside the other end surface of the light guide 4, and is positioned inside the light guide 4. Low-angle illumination from the surroundings is provided by diffused light emitted inward from the peripheral surface 4c.

そして、カメラ等の観察手段Vを、導光体4の軸線上における上方、すなわち、導光体4の一方の端面よりも外側に配置することにより、ローアングル照明された前記ワークWを、前記挿通孔3a及び貫通孔4aを介して上方から観察することができる。 An observation means V such as a camera is arranged above the axis of the light guide body 4, that is, outside one end surface of the light guide body 4, so that the work W illuminated at a low angle can be viewed as described above. It can be observed from above through the insertion hole 3a and the through hole 4a.

しかして、この実施形態では、図2、図3等に示すように、前記第1シートフィルタ21及び第2シートフィルタ22として、カラーシート21b、22bに複数(多数)の孔21a、22aを空けたものを用いている。 Thus, in this embodiment, as shown in FIGS. 2 and 3, color sheets 21b and 22b are provided with a plurality of (many) holes 21a and 22a as the first sheet filter 21 and the second sheet filter 22. I am using something else.

すなわち、これらシートフィルタ21、22には、入射した光を色度変換することなく透過させる無変換領域(前記孔21a、22a)と、入射した光を色度変換する変換領域(前記カラーシート21b、22b)とが交互に形成されている。なお、この実施形態での孔21a、22aは、いずれも円形状であり、規則的にあるいは不規則に間欠的に設けられている。なお、図2、図4、図5で、孔21a、22aの大きさや位置は、例示のため、合致させていない。
次に、このような構成のシートフィルタ21、22の色度変換特性について説明する。
That is, these sheet filters 21 and 22 have non-conversion areas (the holes 21a and 22a) that transmit incident light without chromaticity conversion, and conversion areas (the color sheet 21b) that convert the chromaticity of incident light. , 22b) are formed alternately. The holes 21a and 22a in this embodiment are both circular and intermittently provided regularly or irregularly. 2, 4, and 5, the sizes and positions of the holes 21a and 22a are not matched for illustrative purposes.
Next, the chromaticity conversion characteristics of the sheet filters 21 and 22 having such configurations will be described.

例えば第1シートフィルタ21を透過した光には、前記孔21aを透過した色度変換されない光と、カラーシート21bを透過して色度変換された光とが含まれることとなる。第2シートフィルタ22も同様である。この実施形態では、これらシートフィルタ21、22を透過した光は、前記導光体4で混ざり合うようにしてあるので、ここでのシートフィルタ21(又は22)の色度変換特性とは、透過前の光の色度に対する、透過して混ざり合った光の色度の変化をいうものとする。 For example, the light that has passed through the first sheet filter 21 includes the light that has passed through the holes 21a and has not been chromaticity-converted and the light that has passed through the color sheet 21b and has been chromaticity-converted. The second sheet filter 22 is also the same. In this embodiment, the light transmitted through these sheet filters 21 and 22 is mixed in the light guide 4, so the chromaticity conversion characteristic of the sheet filter 21 (or 22) It refers to the change in chromaticity of transmitted and mixed light with respect to the chromaticity of the previous light.

これを前提理解として、この実施形態では、各シートフィルタ21、22の色度変換特性を互いに異ならせている。より具体的に説明すると、色度変換特性とは、XY色度座標で説明すれば、透過前の光の色度座標から透過後の光の色度座標に移動させる色度変換ベクトルで表されるところ、この実施形態では、第1シートフィルタ21による色度変換ベクトルの方向と、第2シートフィルタ22による色度変換ベクトルの方向とが少なくとも異なるようにしてある。 Based on this assumption, in this embodiment, the sheet filters 21 and 22 have different chromaticity conversion characteristics. More specifically, in terms of XY chromaticity coordinates, the chromaticity conversion characteristic is represented by a chromaticity conversion vector that moves from the chromaticity coordinates of light before transmission to the chromaticity coordinates of light after transmission. However, in this embodiment, the direction of the chromaticity conversion vector by the first sheet filter 21 and the direction of the chromaticity conversion vector by the second sheet filter 22 are at least different.

ここで、色度変換ベクトルの方向は、カラーシート21b、22bの素材で決まり、他方、孔21a、22aの全体に対する面積比で、色度変換ベクトルの長さが決まる。孔21a、22aの面積比を大きくすれば、色度変換ベクトルの長さが短くなる。 Here, the direction of the chromaticity conversion vector is determined by the materials of the color sheets 21b and 22b, while the length of the chromaticity conversion vector is determined by the area ratio of the holes 21a and 22a to the entire area. Increasing the area ratio of the holes 21a and 22a shortens the length of the chromaticity conversion vector.

ところで、上述したように、各シートフィルタ21、22は、正方形環状をなすから、左右対称であり、上下対称であり、かつ、90°毎の回転対称でもある。したがって、各シートフィルタ21、22を元の姿勢から、左右反転(左右に表裏逆転)、上下反転(上下に表裏逆転)、90°180°または270°回転させたいずれの変更姿勢に変えても、外形的に変わることなく、前記保持体3に取り付けることができる。 By the way, as described above, since the sheet filters 21 and 22 form a square ring, they are symmetrical in the left-right direction, symmetrical in the vertical direction, and also rotationally symmetrical at every 90°. Therefore, even if each of the sheet filters 21 and 22 is changed from the original posture to any changed posture such as left-right reversal (horizontal reversal), vertical reversal (vertical reversal), 90°, 180° or 270° rotation. , can be attached to the holding body 3 without changing its shape.

すなわち、第2シートフィルタ22に対して、第1シートフィルタ21を、元の姿勢及び7つの変更姿勢を含めた8つの相対的に異なる姿勢で重ねることができる。 That is, the first sheet filter 21 can be stacked on the second sheet filter 22 in eight relatively different orientations including the original orientation and seven modified orientations.

これは要するに、第1シートフィルタ21と第2シートフィルタ22との重ね合わせ方を8つ選べるということであるが、この実施形態では、前記各シートフィルタ21、22にそれぞれ設けられた孔21a、22aの位置、数、大きさ又は形状の設定によって、前記8つの重ね合わせ方のうちの少なくとも2つの重ね合わせ方において、第1シートフィルタ21の孔21aと、第2シートフィルタ22の孔22aとの重なり度合いが変化するようにして、第1シートフィルタ21と第2シートフィルタ22とによるトータルの色度変換特性(合成色度変換ベクトル)が変わるようにしてある。 In short, this means that eight ways of superimposing the first sheet filter 21 and the second sheet filter 22 can be selected. By setting the position, number, size or shape of the holes 22a, the holes 21a of the first sheet filter 21 and the holes 22a of the second sheet filter 22 are arranged in at least two of the eight ways of overlapping. are changed so that the total chromaticity conversion characteristic (composite chromaticity conversion vector) of the first sheet filter 21 and the second sheet filter 22 is changed.

シミュレーションした具体例を図5に示す。ここでは、(1)そのままの重ね合わせ、(2)左右反転、(3)上下反転、(4)180°回転の4つの重ね合わせ方で、第1シートフィルタ21と第2シートフィルタ22とを重ね合わせた場合の合成色度変換ベクトルがどのように変化するかをシミュレーションした。 A simulated concrete example is shown in FIG. Here, the first sheet filter 21 and the second sheet filter 22 are superimposed in four ways: (1) superimposition as it is, (2) horizontal reversal, (3) vertical reversal, and (4) 180° rotation. We simulated how the synthetic chromaticity transformation vector changes when superimposed.

図5のグラフから明らかように、(1)~(3)の合成色度変換ベクトルを比較すると、それぞれの方向及び向きは変わらないが、長さが変わっている。このことから、色度変換の度合いを重ね合わせ方によって変えることができることがわかる。なお、(3)と(4)は、重なり方は異なるが重なり度合いが等しいので、合成色度変換ベクトルは等しくなる。 As can be seen from the graph in FIG. 5, when the composite chromaticity transformation vectors (1) to (3) are compared, their directions and orientations are unchanged, but their lengths are changed. From this, it can be seen that the degree of chromaticity conversion can be changed depending on the superimposition method. Note that (3) and (4) overlap differently but have the same degree of overlap, so the synthetic chromaticity transformation vectors are the same.

次に、このようなシートフィルタ21、22の作成方法及び使用方法について説明する。
光照射装置100における器差や経年変化による色度のばらつき範囲は、LED1の仕様や実測により、ある程度予測できるから、そのばらつき範囲を抑制し、要求されている色度範囲にするために必要な色度変換特性も、計算により求めることができる。
Next, a method for producing and using such sheet filters 21 and 22 will be described.
The variation range of chromaticity due to instrumental error and aging in the light irradiation device 100 can be predicted to some extent based on the specifications and actual measurements of the LED 1. Chromaticity conversion characteristics can also be obtained by calculation.

そこで、まず、色度変換ベクトルの方向が異なる2つの素材(カラーシート21b、22b)をそれぞれ選択する。そして、各カラーシート21b、22bに穿孔し、シートフィルタ21、22を作成する。 Therefore, first, two materials (color sheets 21b and 22b) having different directions of chromaticity conversion vectors are selected. Then, the color sheets 21b and 22b are perforated to form the sheet filters 21 and 22. As shown in FIG.

このとき、前述したように、穿孔によっては元々の色度変換ベクトルの方向は変わらず、孔21a、22aの面積割合によって、色度変換ベクトルの長さだけが変わるので、シートフィルタ21、22による合成色度変換ベクトルが所望の色度変換特性の近傍となるように、孔21a、22aの面積割合を定める。
次に、重ね合わせ方によって、色度変換の所望の調整範囲が得られるように、各孔21a、22aの数、位置、大きさをシミュレーションなどによって定める。
At this time, as described above, the direction of the original chromaticity conversion vector does not change depending on the perforation, and only the length of the chromaticity conversion vector changes depending on the area ratio of the holes 21a and 22a. The area ratio of the holes 21a and 22a is determined so that the combined chromaticity conversion vector is close to the desired chromaticity conversion characteristics.
Next, the number, positions, and sizes of the holes 21a and 22a are determined by simulation or the like so that a desired adjustment range for chromaticity conversion can be obtained depending on the superposition method.

このようにシートフィルタ21、22を作成した後、例えば、色度のばらつきが小さい光照射装置100に対しては、色度変換ベクトルが小さい重ね合わせ方(図5であれば(1))にして、色度のばらつきが大きい光照射装置100に対しては、色度変換ベクトルが大きい重ね合わせ方(図5であれば(3)又は(4))にする。このことによって、器差による色度のばらつきを低減できる。また、経年変化の度合いによっても、シートフィルタ21、22の重ね合わせ方を変えるだけで、経年変化による色度の変化を補正できる。 After the sheet filters 21 and 22 are prepared in this way, for example, for the light irradiation device 100 with small chromaticity variation, a superposition method with a small chromaticity conversion vector ((1) in FIG. 5) is selected. Therefore, for the light irradiation device 100 having a large chromaticity variation, a superimposing method with a large chromaticity conversion vector ((3) or (4) in FIG. 5) is used. As a result, variations in chromaticity due to instrumental errors can be reduced. In addition, changes in chromaticity due to aging can be corrected by simply changing the way the sheet filters 21 and 22 are superimposed depending on the degree of aging.

以上の光照射装置100によれば、シートフィルタ21、22における孔21a、22aの面積割合が大きくなれば、色度変換ベクトルの長さが短くなる方向に変わる、すなわち、色度変換の度合いが小さくなるように変わるので、各シートフィルタ21、22の基本となる色度変換特性を、色度が変わり過ぎないような、所望の特性範囲となるように自在の調整できる。 According to the light irradiation device 100 described above, when the area ratio of the holes 21a and 22a in the sheet filters 21 and 22 increases, the length of the chromaticity conversion vector changes in the direction of shortening. Since the chromaticity conversion characteristics of the sheet filters 21 and 22, which are the basis of the sheet filters 21 and 22, can be freely adjusted so as to fall within a desired characteristic range in which the chromaticity does not change too much.

そして、このようなシートフィルタ21、22を予め作成さえしておけば、あとは、各シートフィルタ21、22の重ね合わせ方を、予め定めた複数通りのうちのいずれかに設定するという簡単な作業だけで、光照射装置100の器差や経年変化に起因する色度のばらつきを軽減して、その照射光が一定の色度範囲となるように設定することができる。 As long as such sheet filters 21 and 22 are prepared in advance, all that is left to do is to simply set the stacking method of the sheet filters 21 and 22 to one of a plurality of predetermined patterns. It is possible to reduce variations in chromaticity due to instrumental errors and aging of the light irradiation device 100 and to set the irradiation light to have a certain chromaticity range only by the work.

なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。
例えば、無変換領域は、前記実施形態では、カラーシートに穿孔して設けていたが、透明シートに、部分的に色度変換塗料を塗布してその部分を変換領域とするとともに、塗布していない部分を無変換領域としてもよい。その場合、前記実施形態では無変換領域である孔が変換領域中に点在していたが、その逆となってもよい。
It should be noted that the present invention is not limited to the above embodiments.
For example, in the above-described embodiment, the non-conversion areas are formed by perforating the color sheet, but the chromaticity conversion paint is partially applied to the transparent sheet to form the conversion areas. A non-transformed portion may be set as a non-transformed region. In that case, in the above embodiment, holes, which are non-transformed areas, are scattered in the transformed area, but the opposite may be true.

異なる重ね合わせ方の全てにおいて、各シートフィルタの合成色度変換ベクトルがそれぞれ異なるようにする必要はなく、少なくともいずれか2つの異なる重ね合わせ方で、合成色度変換ベクトルが変わればよい。 It is not necessary to make the synthetic chromaticity transformation vector of each sheet filter different in all of the different superposition methods, and it is sufficient that the synthetic chromaticity transformation vector is different in at least any two different superposition methods.

各シートフィルタの色度変換特性は、同一でもよいが、異なっていてもよい。特に、色度変換ベクトルの方向が互いに異なっていれば、合成色度変換ベクトルを自在に作成できるので非常に好適である。
無変換領域及び変換領域の形状は、円形のみならず、四角形状や多角形状、星形、又はその他の異形状であってもよいし、線状などであってもよい。
The chromaticity conversion characteristics of each sheet filter may be the same or different. In particular, if the directions of the chromaticity conversion vectors are different from each other, it is possible to freely create a composite chromaticity conversion vector, which is very suitable.
The shape of the non-converted area and the converted area is not limited to a circular shape, but may be rectangular, polygonal, star-shaped, other irregular shapes, or linear.

シートフィルタも、中央に孔が空いた形状のみならず、光照射装置の発光面の種類に合わせて、四角い形状であってもよいし、多角形状や円形状であってもよい。ただし、保持体による保持態様として、段階的に姿勢を変えられるものに限られる。というのも、連続的に姿勢を変化させて取り付けられるものは、再現性が悪く、調整に手間取るという不具合が生じるからである。 The sheet filter may also have a square shape, a polygonal shape, or a circular shape in accordance with the type of the light emitting surface of the light irradiation device, instead of being limited to a shape with a hole in the center. However, the mode of holding by the holding body is limited to that in which the posture can be changed in stages. This is because a device that can be attached while continuously changing its posture has poor reproducibility and takes time to adjust.

導光体は、必ずしも必要ないが、シートフィルタを透過した、色度を変換された光と色度を変換されていない光とが混ざり合うことが好ましいので、導光体に代表される光混合手段を設けておくことが好ましい。
その他、本発明の趣旨に反しない限りにおいて様々な変形や実施形態の組み合わせを行ってもかまわない。
Although the light guide is not always necessary, it is preferable that the chromaticity-converted light transmitted through the sheet filter and the non-chromaticity-converted light are mixed. It is preferable to provide means.
In addition, various modifications and combinations of embodiments may be made as long as the gist of the present invention is not violated.

100・・・光照射装置
1・・・LED
21・・・第1シートフィルタ
22・・・第2シートフィルタ
3・・・保持体
21a、22a・・・孔(無変換領域)
21b、22b・・・カラーシート(変換領域)
4・・・導光体
100... Light irradiation device 1... LED
21... First sheet filter 22... Second sheet filter 3... Holding bodies 21a, 22a... Holes (non-converting regions)
21b, 22b...color sheet (conversion area)
4... light guide

Claims (5)

LEDと、
前記LEDから出た光の色度を変えて透過させる第1シートフィルタ及び第2シートフィルタと、
前記各シートフィルタを重ねて保持する保持体とを具備し、
前記保持体が、いずれかのシートフィルタを、表裏逆に変更して、又は、いずれかのシートフィルタの設置角度を段階的に変更して保持可能に構成してあり、
前記各シートフィルタには、入射した光を色度変換することなく透過させる無変換領域と、入射した光を色度変換する変換領域とが設けてあり、
前記いずれかのシートフィルタの表裏又は設置角度を変えた場合に、該第1シートフィルタの無変換領域と第2シートフィルタの無変換領域との重なり度合いが変わるように構成してあることを特徴とする光照射装置。
an LED;
a first sheet filter and a second sheet filter that change the chromaticity of the light emitted from the LED and transmit it;
a holding body for holding the sheet filters in an overlapping manner,
The holding body is configured to be able to hold any one of the sheet filters by turning them inside out or changing the installation angle of any of the sheet filters in stages ,
Each sheet filter is provided with a non-conversion region that transmits incident light without chromaticity conversion and a conversion region that converts the chromaticity of incident light,
It is characterized in that the degree of overlap between the non-conversion region of the first sheet filter and the non-conversion region of the second sheet filter is changed when the front and back or the installation angle of any one of the sheet filters is changed. and a light irradiation device.
前記第1シートフィルタの色度変換特性と前記第2シートフィルタの色度変換特性とが互いに異なる請求項1記載の光照射装置。 2. The light irradiation device according to claim 1, wherein chromaticity conversion characteristics of said first sheet filter and chromaticity conversion characteristics of said second sheet filter are different from each other. 前記色度変換特性を色度座標における色度変換ベクトルで表したときに、前記第1シートフィルタによる色度変換ベクトルの方向と、前記第2シートフィルタによる色度変換ベクトルの方向とが互いに異なる請求項2記載の光照射装置。 When the chromaticity conversion characteristic is represented by a chromaticity conversion vector on chromaticity coordinates, the direction of the chromaticity conversion vector by the first sheet filter and the direction of the chromaticity conversion vector by the second sheet filter are different from each other. The light irradiation device according to claim 2. 前記シートフィルタの外周形状が正方形状をなし、保持体に対する設置角度を90°ずつ変えられるようにしてある請求項1乃至3いずれか記載の光照射装置。 4. The light irradiation device according to any one of claims 1 to 3, wherein the outer peripheral shape of said sheet filter is square, and the installation angle with respect to the holder can be changed by 90 degrees. 導光体をさらに具備し、前記LEDから出た光が、前記各シートフィルタ及び前記導光体を透過して外部に射出されるように構成してある請求項1乃至4いずれか記載の光照射装置。 5. The light according to any one of claims 1 to 4, further comprising a light guide, wherein the light emitted from said LED is transmitted through each of said sheet filters and said light guide and emitted to the outside. Irradiation device.
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