JP7482050B2 - Light irradiation unit and light irradiation device - Google Patents
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Description
本発明は、光照射ユニット及びこの光照射ユニットを備える光照射装置に関する。 The present invention relates to a light irradiation unit and a light irradiation device equipped with this light irradiation unit.
特許文献１に示すような製品検査システム等に用いられる光照射装置においては、求められる発光面の大きさが、検査対象や目的等によって異なる。そのため、従来は、求められる発光面の大きさに応じて光照射装置を１つ１つ設計して製造している。
これに対して、小さい発光面を有する光照射ユニットを製造し、これを２次元的に複数並べてより大きな発光面を有する光照射装置を製造することができれば、小さい発光面を有する光照射ユニットだけを製造すればよいので、光照射装置の製造コストを従来よりも下げることができると考えられる。
In a light irradiation device used in a product inspection system such as that shown in Patent Document 1, the size of the light emitting surface required varies depending on the inspection target, purpose, etc. Therefore, conventionally, light irradiation devices are designed and manufactured one by one according to the required size of the light emitting surface.
On the other hand, if a light irradiation unit having a small light emitting surface can be manufactured and multiple of these can be arranged two-dimensionally to manufacture a light irradiation device having a larger light emitting surface, it is necessary to manufacture only the light irradiation unit having the small light emitting surface, and it is therefore possible to reduce the manufacturing costs of the light irradiation device compared to conventional methods.
しかしながら、単独で使用できるように光源等を収容する筐体を備えた光照射ユニットをそのまま並べて使用すると、前記筐体によって気流が遮られるので、周囲を他の光照射ユニットによって取り囲まれた中央部の光照射ユニットには外気が届きにくくなり、中央部に配置された光照射ユニットの放熱効率が大きく低下してしまうという問題がある。 However, if light irradiation units each have a housing that houses a light source and the like so that they can be used individually, and are used in a line, the housing blocks the airflow, making it difficult for outside air to reach the central light irradiation unit that is surrounded by other light irradiation units, resulting in a problem of a significant decrease in the heat dissipation efficiency of the centrally located light irradiation unit.
本発明は前述したような課題に鑑みてなされたものであり、複数個を並べて使用しても、中央部に配置された光照射ユニットの放熱部まで外気を届けることができる光照射ユニットを提供することを主な目的とする。 The present invention was made in consideration of the problems described above, and its main objective is to provide a light irradiation unit that can deliver outside air to the heat dissipation section of the light irradiation unit located in the center, even when multiple units are used side by side.
すなわち、本発明に係る光照射ユニットは、一端面に設けられた発光面と、該発光面の周囲に設けられた側周面とを有する筐体と、該筐体に保持されて前記発光面から光を射出する光源と、前記光源からの熱を放熱する放熱部とを備え、前記発光面を他の光照射ユニットの発光面と連続するように並べて使用することが可能なものであって、
前記筐体には、前記側周面を貫通するように前記放熱部に外気を供給する流路が形成されており、前記流路の一端である開口が、前記他の光照射ユニットの前記側周面に形成された前記開口と対向する位置に形成されていることを特徴とするものである。
That is, the light irradiation unit according to the present invention includes a housing having a light emitting surface provided on one end surface and a side peripheral surface provided around the light emitting surface, a light source that is held in the housing and emits light from the light emitting surface, and a heat dissipation part that dissipates heat from the light source, and the light emitting surface can be used by arranging it so that it is continuous with the light emitting surface of another light irradiation unit,
The housing is formed with a flow path that supplies outside air to the heat dissipation section so as to penetrate the side surface, and an opening at one end of the flow path is formed in a position opposite the opening formed in the side surface of the other light-irradiation unit.
このように構成した光照射ユニットによれば、複数の光照射ユニットを、前記開口同士を対向させるように並べることによって、前記流路を複数の光照射ユニットにわたって連続するように配置することが可能である。そのため、筐体同士を密接させて並べても、中央部に配置された光照射ユニットの放熱部に外気をできるだけ低い温度のまま届けることができる。その結果、中央部の光照射ユニットでも十分に放熱が可能である。 With the light irradiation unit configured in this way, by arranging the multiple light irradiation units so that the openings face each other, it is possible to arrange the flow path so that it is continuous across the multiple light irradiation units. Therefore, even if the housings are arranged closely together, it is possible to deliver outside air to the heat dissipation section of the light irradiation unit arranged in the center at the lowest possible temperature. As a result, even the light irradiation unit in the center can dissipate heat sufficiently.
より放熱効率を向上させるには、前記放熱部が、板状の放熱フィンを複数並べたものであって、該放熱フィンの側方に前記流路が形成されおり、前記放熱フィンが、前記流路に対して垂直に配置されていることが好ましい。このような構成にすれば、全ての放熱フィンの間に比較的低温なままの気流をできるだけ均一に送り込むことができるからである。 To further improve the heat dissipation efficiency, it is preferable that the heat dissipation section is made up of multiple plate-shaped heat dissipation fins arranged side by side, with the flow path formed on the side of the heat dissipation fins and the heat dissipation fins arranged perpendicular to the flow path. This is because with such a configuration, it is possible to send air that remains relatively cool as evenly as possible between all the heat dissipation fins.
前述したような構造の放熱部においては、放熱フィンの根本部分に気流を送り込むことができれば、より放熱効率を向上させることができる。そこで、複数の前記放熱フィンの側方端面に設けられ、前記発光面から離れた側の前記放熱フィン間の隙間の一部を遮蔽する遮蔽構造を備えていることが好ましい。 In a heat dissipation section having the above-mentioned structure, if airflow can be directed to the base of the heat dissipation fins, the heat dissipation efficiency can be improved. Therefore, it is preferable to provide a shielding structure on the side end surfaces of the heat dissipation fins, which shields part of the gap between the heat dissipation fins on the side away from the light emitting surface.
前記光照射ユニットの発光面を複数並べて形成した複合発光面全体にわたって射出される光の強度を均一にするためには、前記光源が、複数のＬＥＤ又は複数のＬＥＤ群であり、前記光照射ユニットを複数並べて配置した場合に、隣り合う光照射ユニットと当該光照射ユニットとを跨ぐ前記ＬＥＤ又はＬＥＤ群の配設ピッチが、当該光照射ユニットの、複数の前記光照射ユニットが並んでいる方向における前記ＬＥＤ又は前記ＬＥＤ群の配設ピッチと等しくなるように構成されていることが好ましい。 In order to make the intensity of light emitted uniform across the entire composite light-emitting surface formed by arranging a plurality of the light-emitting surfaces of the light-irradiation units, it is preferable that the light source is a plurality of LEDs or a plurality of LED groups, and when a plurality of the light-irradiation units are arranged in a line, the arrangement pitch of the LEDs or LED groups that straddle adjacent light-irradiation units and the light-irradiation units themselves is configured to be equal to the arrangement pitch of the LEDs or LED groups in the light-irradiation unit in the direction in which the plurality of light-irradiation units are arranged.
前記発光面以外の部分を反射面とすれば、前記筐体の前記発光面が形成されている面における、外部から前記発光面の周囲に戻って来る反射光を再反射して前記発光面から射出される光の強度を補強することができるので好ましい。 It is preferable to use a portion other than the light-emitting surface as a reflective surface, since this can re-reflect the reflected light that returns from the outside to the periphery of the light-emitting surface on the surface of the housing on which the light-emitting surface is formed, thereby reinforcing the intensity of the light emitted from the light-emitting surface.
他の光照射ユニットと並べて配置した場合であっても、前記筐体内の空気をスムーズに外部に排出できるようにするには、前記放熱部を通過した空気を排出する排気口が、前記筐体の底板に形成されていることが好ましい。 Even when the light irradiation unit is placed next to other light irradiation units, in order to smoothly exhaust the air inside the housing to the outside, it is preferable that an exhaust port for exhausting the air that has passed through the heat dissipation section is formed in the bottom plate of the housing.
放熱効率をより向上させるためには、前記排気口に向かう気流の全てが前記放熱フィンの間を通過するように構成されていることが好ましい。 To further improve heat dissipation efficiency, it is preferable that all of the airflow toward the exhaust port passes between the heat dissipation fins.
前述したような光照射ユニットを複数備えた光照射装置において、光の均一度をより向上させ、かつ前記複合発光面全体から射出される光強度を補強するという観点から、前記複合発光面の外側に、該複合発光面を取り囲む反射部材が設けられていることが好ましい。 In a light irradiation device having a plurality of light irradiation units as described above, it is preferable that a reflective member is provided on the outside of the composite light-emitting surface so as to surround the composite light-emitting surface, in order to further improve the uniformity of the light and to reinforce the light intensity emitted from the entire composite light-emitting surface.
前記複数の光照射ユニットを連結する連結機構が、前記筐体の側面に形成された溝と、該溝内に配置されることで、光照射ユニットを位置決めする位置決め部材とを備えるものであることが好ましい。このような連結機構によれば、前記位置決め部材が前記溝内に配置されるので、前記光照射ユニットをマトリクス状に並べた場合であっても、前記光照射ユニットの前記筐体同士を隙間なく並べて使用することが可能である。 It is preferable that the connecting mechanism for connecting the plurality of light irradiation units includes a groove formed on the side of the housing, and a positioning member that is disposed in the groove to position the light irradiation unit. With such a connecting mechanism, since the positioning member is disposed in the groove, it is possible to use the housings of the light irradiation units by arranging them side by side without any gaps, even when the light irradiation units are arranged in a matrix.
光照射ユニットを、例えば、マトリクス状に複数並べて使用した場合であっても、中央部に配置された光照射ユニットについて充分な放熱が可能であるので、基本サイズとなる発光面を有する光照射ユニットを製造すれば、この光照射ユニットを複数個並べるだけで所望の大きさの発光面を有する光照射装置を簡単に製造することができる。 Even if multiple light irradiation units are used, for example, arranged in a matrix, the light irradiation unit located in the center can dissipate heat sufficiently, so if a light irradiation unit with a light emitting surface of a basic size is manufactured, a light irradiation device with a light emitting surface of the desired size can be easily manufactured simply by arranging multiple light irradiation units.
以下に、本発明に係る光照射ユニット１及び光照射装置１００の一実施形態について図面を参照して説明する。 Below, an embodiment of the light irradiation unit 1 and light irradiation device 100 according to the present invention will be described with reference to the drawings.
本実施形態に係る光照射ユニット１は、例えば、樹脂等を硬化させる紫外線照射装置等に用いられるものであり、図１又は図２に示すように、一端面に発光面１１ａが形成された筐体１１と、該筐体１１の内部に収容されて前記発光面１１ａに向けて光を射出する光源部１２と、前記筐体１１に保持されて、前記光源部１２からの熱を放熱する放熱部１３とを備える。 The light irradiation unit 1 according to this embodiment is used, for example, in an ultraviolet irradiation device for curing resin or the like, and as shown in FIG. 1 or FIG. 2, includes a housing 11 having a light emitting surface 11a formed on one end surface, a light source section 12 housed inside the housing 11 and emitting light toward the light emitting surface 11a, and a heat dissipation section 13 held in the housing 11 and dissipating heat from the light source section 12.
前記筐体１１は、例えば、図３～５に示すように、直方体状のものであり、前記発光面１１ａが形成された天板１１１と、前記天板１１１に対向するように配置された底板１１２と、これら天板１１１と底板１１２との間に配置されて、その外面が前記筐体１１の側周面１１ｂを形成する４つの側板１１３とを備えるものである。
前記発光面１１ａは、前記光源部１２からの光が前記筐体１１から外部へ射出される仮想面であり、本実施形態では、図２に示すように、前記天板１１１に形成されて、前記光源部１２からの光を透過させる複数の透過窓が前記発光面１１ａとなっている。前記天板１１１の外面のうち、前記透過窓が形成されている部分以外の面は、例えば鏡面加工が施される等して反射面となっている。
The housing 11 is, for example, rectangular, as shown in Figures 3 to 5, and includes a top plate 111 on which the light-emitting surface 11a is formed, a bottom plate 112 arranged opposite the top plate 111, and four side plates 113 arranged between the top plate 111 and the bottom plate 112, the outer surfaces of which form the side peripheral surfaces 11b of the housing 11.
The light-emitting surface 11a is a virtual surface through which light from the light source unit 12 is emitted to the outside from the housing 11, and in this embodiment, as shown in Fig. 2, a plurality of transmission windows that are formed in the top plate 111 and transmit the light from the light source unit 12 serve as the light-emitting surface 11a. Of the outer surface of the top plate 111, the surfaces other than the portions in which the transmission windows are formed are made into reflective surfaces by, for example, performing mirror finishing.
前記光源部１２は、図２に示すように、前記発光面１１ａに対して平行に配置された矩形状の基板１２１と、該基板１２１上に配置された光源１２２とを備えるものである。本実施形態では、前記光源１２２である前記複数のＬＥＤが、４つのＬＥＤからなるＬＥＤ群として配置されており、このＬＥＤ群が前記基板１２１の縦方向及び横方向において、それぞれ等ピッチになるように複数個配置されている。複数の前記ＬＥＤ群はそれぞれ、複数の前記透過窓の直下に位置するように配置されている。 As shown in FIG. 2, the light source unit 12 includes a rectangular substrate 121 arranged parallel to the light-emitting surface 11a, and a light source 122 arranged on the substrate 121. In this embodiment, the LEDs that are the light source 122 are arranged as an LED group consisting of four LEDs, and a plurality of these LED groups are arranged at equal pitches in the vertical and horizontal directions of the substrate 121. Each of the plurality of LED groups is arranged so as to be located directly below a plurality of the transmission windows.
前記ＬＥＤに電源を供給するために前記基板１２１上に配置された配線等は、前記透過窓の直下をできるだけ避けるように配置されている。 The wiring and other components arranged on the substrate 121 to supply power to the LEDs are arranged to avoid being directly below the transmission window as much as possible.
前記放熱部１３は、例えば、前記光源部１２とともに前記筐体１１に保持されているものであり、本実施形態では、図３～５に示すように、前記筐体１１の内部に配置されている。前記放熱部１３は、例えば、前記基板１２１に密着するように配置される面を有する板状のベース部材１３１と、このベース部材１３１の前記基板１２１が載置されている面とは反対側の面から起立するように複数並べられた板状の放熱フィン１３２とを備えるものである。前記光源部１２から前記板状のベース部材１３１に伝えられた熱は、前記放熱フィン１３２に伝えられ、これら放熱フィン１３２の間を空気が通過することによって、前記光源部１２において発生した熱が前記筐体１１の外部に放出されるようになっている。 The heat dissipation unit 13 is, for example, held in the housing 11 together with the light source unit 12, and in this embodiment, is disposed inside the housing 11 as shown in Figs. 3 to 5. The heat dissipation unit 13 includes, for example, a plate-shaped base member 131 having a surface disposed so as to be in close contact with the substrate 121, and a plurality of plate-shaped heat dissipation fins 132 arranged so as to stand up from the surface of the base member 131 opposite the surface on which the substrate 121 is placed. Heat transferred from the light source unit 12 to the plate-shaped base member 131 is transferred to the heat dissipation fins 132, and air passes between these heat dissipation fins 132, so that the heat generated in the light source unit 12 is released to the outside of the housing 11.
前記放熱フィン１３２の前記ベース部材１３１とは反対側の端部には、複数の前記放熱フィン１３２の流路１１ｅに面している側方端面に設けられ、前記放熱フィン１３２の間の隙間の一部を遮蔽する遮蔽構造１３３が設けられている。
この遮蔽構造１３３は、例えば、前記側方端面のうち、前記ベース部材１３１とは反対側の端から３分の２程度の高さまでを覆うように、該側方端面の間にかけ渡された板状の遮蔽部材を備えるものである。
At the end of the heat dissipation fin 132 opposite the base member 131, a shielding structure 133 is provided on the lateral end surface facing the flow path 11e of the multiple heat dissipation fins 132, which shields part of the gap between the heat dissipation fins 132.
This shielding structure 133, for example, comprises a plate-shaped shielding member that is stretched across the side end faces so as to cover approximately two-thirds of the height of the side end faces from the end opposite the base member 131.
前記放熱フィン１３２の間を流れる気流を発生させるために、前記筐体１１には、図４に示すように、前記筐体１１の内部に外気を取り込む吸気口１１ｃと、取り込まれた外気を前記筐体１１の外部に排出するための排気口１１ｄとが形成されている。 To generate an airflow that flows between the heat dissipation fins 132, the housing 11 is formed with an intake port 11c for taking in outside air into the housing 11, and an exhaust port 11d for discharging the taken-in outside air to the outside of the housing 11, as shown in FIG. 4.
また、前記筐体１１内には、図３～５に示すように、前記吸気口１１ｃから前記排気口１１ｄに向かう気流を発生させるファン１４が設けられている。
前記ファン１４は、例えば、前記放熱部１３と前記排気口１１ｄとの間に設けられて、前記放熱フィン１３２の間を通過した空気を前記排気口１１ｄから外部へ排出することによって前記筐体１１内に気流を発生させるものである。
As shown in FIGS. 3 to 5, a fan 14 is provided within the housing 11 to generate an air current from the intake port 11c toward the exhaust port 11d.
The fan 14 is, for example, provided between the heat dissipation section 13 and the exhaust port 11d, and generates an airflow within the housing 11 by discharging the air that has passed between the heat dissipation fins 132 to the outside through the exhaust port 11d.
前記筐体１１には、図４又は図６に示すように、前記吸気口１１ｃから取り込んだ外気を前記放熱部１３に供給するための流路１１ｅが形成されている。該流路１１ｅは、前記筐体１１が備える４つの側板１１３のうち、例えば、対向する２つの側板１１３を貫通するように形成されている。この流路１１ｅは、例えば、前記放熱フィン１３２の外縁と前記側板１１３の内面との間に形成されており、前記放熱フィン１３２の側方を、前記放熱フィン１３２に対して空気が垂直に流れるように形成されているものである。前記流路１１ｅの両端は、前記側板１１３にそれぞれ形成された開口１１ｆとなっており、これら開口１１ｆが前記吸気口１１ｃとしての機能を果たしている。なお、図６では、流路１１ｅを流れる気流の一部が放熱部に流れ込む様子を図示するために、光照射ユニットの一部を省略して記載している。 As shown in FIG. 4 or FIG. 6, the housing 11 is formed with a flow path 11e for supplying the outside air taken in from the air intake 11c to the heat dissipation section 13. The flow path 11e is formed to penetrate, for example, two opposing side plates 113 out of the four side plates 113 of the housing 11. For example, the flow path 11e is formed between the outer edge of the heat dissipation fin 132 and the inner surface of the side plate 113, and is formed so that air flows perpendicularly to the heat dissipation fin 132 along the sides of the heat dissipation fin 132. Both ends of the flow path 11e are openings 11f formed in the side plate 113, and these openings 11f function as the air intake 11c. Note that in FIG. 6, a part of the light irradiation unit is omitted in order to illustrate the state in which a part of the air flow flowing through the flow path 11e flows into the heat dissipation section.
前記流路１１ｅと前記排気口１１ｄとの間には、前記排気口１１ｄから排出される空気のほとんど全てが前記放熱フィン１３２の間を流れるように誘導するための隔壁１５が設けられている。この隔壁１５は、例えば、図３～５に示すように、前記ファン１４を内部に収容するファンベースが、各前記放熱フィン１３２の前記流路１１ｅに面する縁と前記側板１１３の内面との間を遮蔽するように配置されることによって、その機能を果たすようにしてある。 A partition 15 is provided between the flow path 11e and the exhaust port 11d to guide almost all of the air discharged from the exhaust port 11d to flow between the heat dissipation fins 132. This partition 15 performs its function by being positioned so that the fan base that houses the fan 14 therein shields the edge of each of the heat dissipation fins 132 that faces the flow path 11e from the inner surface of the side plate 113, as shown in Figures 3 to 5, for example.
前記排気口１１ｄは、前記筐体１１の前記底板１１２に形成されている。
前記底板１１２には、前記排気口１１ｄの他にも、外部の電源から前記ＬＥＤに電源を供給するためのケーブル等と前記筐体１１内部に配置された配線とを接続するコネクタ部１６が設けられている。前記筐体１１の内部には、図５に示すように、前記放熱部１３から前記排気口１１ｄへと向かう気流が通る空間と前記コネクタ部１６が配置されている空間とを隔てる仕切り板１７が設けられている。
The exhaust port 11 d is formed in the bottom plate 112 of the housing 11 .
In addition to the exhaust port 11d, the bottom plate 112 is provided with a connector section 16 that connects a cable or the like for supplying power from an external power source to the LEDs with wiring arranged inside the housing 11. As shown in Fig. 5, inside the housing 11, a partition plate 17 is provided that separates a space through which air flows from the heat dissipation section 13 to the exhaust port 11d from a space in which the connector section 16 is arranged.
以上に説明した光照射ユニット１は、それ自体を単独で使用することももちろん可能であるが、例えば、図６～８に示すように、複数の光照射ユニット１の各発光面１１ａを同一面上に連ねて並べることによって、より大きい複合発光面１００ａを形成することが可能である。 The light irradiation unit 1 described above can of course be used by itself, but it is also possible to form a larger composite light emitting surface 100a by arranging the light emitting surfaces 11a of multiple light irradiation units 1 in a row on the same plane, as shown in Figures 6 to 8.
このように複数の光照射ユニット１を並べて連結し光照射装置１００を構成する際には、前記開口１１ｆが形成された側周面１１ｂ同士が隣り合うように光照射ユニット１を並べる。図６に示すように、これら光照射ユニット１を一列に並べたときに前記流路１１ｅも一列に並んでつながるように、前記開口１１ｆは、隣り合う他の光照射ユニット１の開口１１ｆと対向する位置に形成されている。 When arranging and connecting a plurality of light irradiation units 1 in this way to construct the light irradiation device 100, the light irradiation units 1 are arranged so that the side circumferential surfaces 11b on which the openings 11f are formed are adjacent to each other. As shown in FIG. 6, the openings 11f are formed in a position facing the openings 11f of other adjacent light irradiation units 1 so that the flow paths 11e are also arranged in a row and connected when these light irradiation units 1 are arranged in a row.
以上に説明したような光照射ユニット１を複数備えた光照射装置１００は、図７～８に示すように、前記光照射ユニット１を複数並べて連結する連結機構１０１を備えている。 The light irradiation device 100 having a plurality of light irradiation units 1 as described above has a connecting mechanism 101 that connects the plurality of light irradiation units 1 in a line, as shown in Figures 7 to 8.
前記連結機構１０１は、例えば、前記光照射ユニット１の筐体１１の側板１１３に形成された溝１０２と、この溝１０２内に位置決めされる位置決め部材１０３と、この位置決め部材１０３同士をさらに結合する結合部１０４とを備えるものである。 The connecting mechanism 101 includes, for example, a groove 102 formed in the side plate 113 of the housing 11 of the light irradiation unit 1, a positioning member 103 positioned within the groove 102, and a connecting portion 104 that further connects the positioning members 103 together.
前記溝１０２は、本実施形態では、前記筐体１１の対向する前記側板１１３にそれぞれ形成されているものであり、複数の前記光照射ユニット１を、前記開口１１ｆが形成されている側周面１１ｂ同士が向かい合うように一列に並べて配置した場合に、隣接する複数の光照射ユニット１にわたって連続するように形成されている。さらに、この溝１０２は、複数の前記光照射ユニット１を前記溝１０２が形成されている側周面１１ｂ同士が向かい合うように並べて配置した場合に、前記溝１０２同士が対向するように形成されていることが好ましい。
前記溝１０２は、例えば、前記開口１１ｆが形成されていない１つの側板１１３に２本形成されており、この側板１１３に対向する側板１１３にも２本形成されていることが好ましい。
In this embodiment, the grooves 102 are formed on the opposing side plates 113 of the housing 11, and when the light irradiation units 1 are arranged in a row such that the side circumferential surfaces 11b on which the openings 11f are formed face each other, the grooves 102 are formed so as to be continuous across the adjacent light irradiation units 1. Furthermore, it is preferable that the grooves 102 are formed so as to face each other when the light irradiation units 1 are arranged in a row such that the side circumferential surfaces 11b on which the grooves 102 are formed face each other.
It is preferable that, for example, two grooves 102 are formed in one side plate 113 in which the opening 11f is not formed, and two grooves 102 are also formed in the side plate 113 opposite to this side plate 113 .
前記位置決め部材１０３は、光照射ユニット１にわたって形成された前記溝１０２内に配置される真っすぐな板状のものであり、複数の前記光照射ユニット１を前記溝１０２が形成されている側周面１１ｂ同士が向かい合うように並べて配置した場合に、前記側周面１１ｂ同士を当接させることができるように、溝１０２同士を対向するように配置した場合の２つの溝１０２によって形成された空間の奥行と同じ厚みかそれ以下の厚みのものであることが好ましい。 The positioning member 103 is a straight plate-like member that is placed in the groove 102 formed across the light irradiation unit 1, and preferably has a thickness equal to or less than the depth of the space formed by the two grooves 102 when the grooves 102 are arranged facing each other so that the side surfaces 11b can be abutted against each other when multiple light irradiation units 1 are arranged side by side with the grooves 102 facing each other.
前記結合部１０４は、前記光照射ユニット１を複数個連結した位置決め部材１０３同士をさらに結合することによって、光照射ユニット１をマトリクス状に連結するためのものであり、例えば、前記位置決め部材１０３を固定する固定部１０４ａと、この固定部１０４ａを支持する棒状の枠体１０４ｂとを備えるものである。前記固定部１０４ａは、前記位置決め部材１０３と前記枠体１０４ｂとを繋ぐ、例えば、Ｌ字型の板状の部材である。 The connecting portion 104 is for connecting the light irradiation units 1 in a matrix by further connecting the positioning members 103, which connect a plurality of the light irradiation units 1, and includes, for example, a fixing portion 104a for fixing the positioning member 103 and a rod-shaped frame body 104b for supporting the fixing portion 104a. The fixing portion 104a is, for example, an L-shaped plate-shaped member that connects the positioning member 103 and the frame body 104b.
このような連結機構１０１を使用して、光照射ユニット１をマトリクス状に並べて連結する方法としては、例えば、前述したように、まず複数の光照射ユニット１を直列に並べた光照射ユニット１の列を作り、これらの列を並列に並べることが考えられる。
本実施形態では、光照射ユニット１をその側板１１３に形成された溝１０２が連続するように並べた状態で、これら光照射ユニット１を両側から挟むように前記溝１０２内に位置決め部材１０３を配置して、これら位置決め部材１０３を固定部１０４ａによって枠体１０４ｂに対して固定することによって、光照射ユニット１を連結している。
As a method of arranging and connecting the light irradiation units 1 in a matrix using such a connecting mechanism 101, for example, as described above, it is possible to first create rows of light irradiation units 1 in which a plurality of light irradiation units 1 are arranged in series, and then arrange these rows in parallel.
In this embodiment, the light irradiation units 1 are arranged so that the grooves 102 formed in their side plates 113 are continuous, and positioning members 103 are placed in the grooves 102 so as to sandwich the light irradiation units 1 from both sides. The positioning members 103 are fixed to the frame body 104b by fixing portions 104a, thereby connecting the light irradiation units 1.
本実施形態では、図９に示すように、前記光照射ユニット１を複数個連結したときに複数の光照射ユニット１の発光面１１ａによって形成された複合発光面１００ａ全体における前記ＬＥＤ群の配設ピッチが、縦方向及び横方向において、それぞれ等ピッチになっていることが好ましい。そのために、前記光照射ユニット１を跨ぐ前記ＬＥＤ群の縦方向の配設ピッチ１００ｂ及び横方向の配設ピッチ１００ｃが、前記光照射ユニット１の前記基板１２１における前記ＬＥＤ群の縦方向の配設ピッチ１２ａ、及び横方向の配設ピッチ１２ｂと同じピッチになるようにしてある。前記光照射ユニット１をマトリクス状に並べて使用する場合には、前記基板１２１における前記ＬＥＤ群の縦方向の配設ピッチ１２ａと横方向の配設ピッチ１２ｂとが互いに同じであることが好ましい。 In this embodiment, as shown in FIG. 9, when a plurality of the light irradiation units 1 are connected, it is preferable that the arrangement pitch of the LED group in the entire composite light-emitting surface 100a formed by the light-emitting surfaces 11a of the plurality of light irradiation units 1 is equal in both the vertical and horizontal directions. For this purpose, the vertical arrangement pitch 100b and the horizontal arrangement pitch 100c of the LED group straddling the light irradiation unit 1 are set to be the same as the vertical arrangement pitch 12a and the horizontal arrangement pitch 12b of the LED group on the substrate 121 of the light irradiation unit 1. When the light irradiation units 1 are used in a matrix arrangement, it is preferable that the vertical arrangement pitch 12a and the horizontal arrangement pitch 12b of the LED group on the substrate 121 are the same as each other.
本実施形態では、図８に示すように、前記光照射装置１００が、前記複合発光面１００ａをその側方から取り囲む反射部材１０５をさらに備えるようにしている。この反射部材１０５は、例えば、その表面が鏡面になっている。 In this embodiment, as shown in FIG. 8, the light irradiation device 100 further includes a reflecting member 105 that surrounds the composite light-emitting surface 100a from its sides. The reflecting member 105 has, for example, a mirror surface.
この反射部材１０５は、例えば、前記複合発光面１００ａの４つの辺とそれぞれ同じ長さの辺を有する４枚の板材から形成されており、前述した同じ長さの辺同士が突き合わされるように、前記複合発光面１００ａを形成している光照射ユニット１のうち最も外側に配置されている筐体１１の側板１１３に、その鏡面が前記複合発光面１００ａの側を向くように取り付けられている。本実施形態では、前記反射部材１０５が前記複合発光面１００ａに対して垂直になるように取り付けられているが、この取り付け角度は用途等によって適宜変更することができる。 The reflecting member 105 is formed, for example, from four plates having sides of the same length as the four sides of the composite light-emitting surface 100a, and is attached to the side plate 113 of the housing 11 arranged on the outermost side of the light irradiation unit 1 that forms the composite light-emitting surface 100a so that the sides of the same length are butted against each other, with the mirror surface facing the composite light-emitting surface 100a. In this embodiment, the reflecting member 105 is attached perpendicular to the composite light-emitting surface 100a, but this attachment angle can be changed as appropriate depending on the application, etc.
このように構成された光照射ユニット１および光照射装置１００によれば、以下のような効果を奏することができる。
複数の前記光照射ユニット１を一列に並べたときに、前記流路１１ｅも一列に並んでつながるようにしてあるので、前記光照射ユニット１の列を並列して複数並べて、前記光照射ユニットをマトリクス状に並べた場合にも、中央部に位置する光照射ユニット１の放熱部１３にも外気を供給することができる。より具体的には、例えば図６に示すように、光照射ユニット１の開口１１ｆ同士を対向するように並べることができるので、流路１１ｅの一端である開口１１ｆから流路１１ｅ内に導入されて、放熱フィン１３２の間に流入せずに流路１１ｅ内を直進した気流は該流路１１ｅの他端に形成された開口１１ｆから外部へ流出し、隣接する光照射ユニット１の開口１１ｆから隣接する光照射ユニット１の流路１１ｅ内に導入される。このようにして、いくつもの光照射ユニット１の流路１１ｅを経由して、中央部に位置する光照射ユニット１の内部まで空気が流れ込んで行くので、放熱部１３にも外気をできるだけ低温のまま供給することができるのである。
According to the light irradiation unit 1 and the light irradiation device 100 configured in this manner, the following effects can be achieved.
When a plurality of the light irradiation units 1 are arranged in a row, the flow paths 11e are also arranged in a row and connected to each other, so that even when a plurality of rows of the light irradiation units 1 are arranged in parallel to arrange the light irradiation units in a matrix, outside air can also be supplied to the heat dissipation section 13 of the light irradiation unit 1 located in the center. More specifically, as shown in FIG. 6, for example, the openings 11f of the light irradiation units 1 can be arranged to face each other, so that the airflow that is introduced into the flow path 11e from the opening 11f at one end of the flow path 11e and moves straight through the flow path 11e without flowing between the heat dissipation fins 132 flows out to the outside from the opening 11f formed at the other end of the flow path 11e, and is introduced into the flow path 11e of the adjacent light irradiation unit 1 from the opening 11f of the adjacent light irradiation unit 1. In this way, the air flows into the inside of the light irradiation unit 1 located in the center through the flow paths 11e of several light irradiation units 1, so that outside air can also be supplied to the heat dissipation section 13 at the lowest possible temperature.
前記流路１１ｅが前記放熱フィン１３２の側方に形成されており、前記放熱フィン１３２が該流路１１ｅに対して垂直になるように配置されているので、複数の前記放熱フィン１３２の間に、前記流路１１ｅを流れる気流をできるだけ均一に流入させることができる。
前記放熱フィン１３２の流路１１ｅに面している側方端面のうち、前記ベース部材１３１とは反対側の端部にかけ渡された遮蔽構造１３３を備えているので、気流は前記放熱フィン１３２の前記ベース部材１３１側から放熱フィン１３２の間に流入する。その結果、前記放熱フィン１３２の付け根に外気を供給することができ、前記放熱部１３による放熱効率を向上させることができる。
Since the flow path 11e is formed on the side of the heat dissipation fin 132 and the heat dissipation fin 132 is arranged perpendicular to the flow path 11e, the airflow flowing through the flow path 11e can be made to flow as evenly as possible between the multiple heat dissipation fins 132.
Since the shielding structure 133 is provided across the end of the side end surface of the heat dissipating fin 132 facing the flow path 11e opposite to the base member 131, the airflow flows from the base member 131 side of the heat dissipating fin 132 into between the heat dissipating fins 132. As a result, outside air can be supplied to the base of the heat dissipating fin 132, and the heat dissipation efficiency of the heat dissipating section 13 can be improved.
前記放熱フィン１３２と前記ファン１４との間に、前記隔壁１５が形成されているので、前記排気口１１ｄへ向かう気流のほとんど全てが前記放熱フィン１３２の間を通るようにすることができ、放熱効率をより高めることができる。
また、隔壁１５が設けられていることにより、放熱フィン１３２の間を通過して温められた空気が再度流路１１ｅに戻ることを抑えて、流路１１ｅを通って、中央部に配置された光照射ユニット１に送りこまれる空気をできるだけ低温のまま保つことができる。
Since the partition 15 is formed between the heat dissipation fins 132 and the fan 14, almost all of the airflow heading toward the exhaust port 11d can pass between the heat dissipation fins 132, thereby further improving the heat dissipation efficiency.
In addition, by providing the partition 15, the air that has passed between the heat dissipation fins 132 and has been heated is prevented from returning to the flow path 11e, and the air that passes through the flow path 11e and is sent to the light irradiation unit 1 arranged in the center can be kept as cold as possible.
前記天板１１１に形成された透過窓以外の部分の外面、つまり透過窓の周囲が反射面になっているので、外部から前記天板１１１に戻って来る反射光を再度反射することができる。そのため、前記光照射ユニット１から射出される光の発光強度を補強することができる。 The outer surface of the portion of the top plate 111 other than the transmission window, i.e., the periphery of the transmission window, is a reflective surface, so that reflected light returning to the top plate 111 from the outside can be reflected again. Therefore, the emission intensity of the light emitted from the light irradiation unit 1 can be reinforced.
また、前記天板１１１の透過窓以外の部分によって前記基板１２１上に配置された配線などが覆われているので、前記基板１２１上に配置された配線等を前記反射光から保護することができる。 In addition, since the wiring and the like arranged on the substrate 121 are covered by the portion of the top plate 111 other than the transmission window, the wiring and the like arranged on the substrate 121 can be protected from the reflected light.
前記排気口１１ｄ及び前記コネクタ部１６が前記筐体の底板１１２に形成されているので、前記光照射ユニット１を並べて使用する場合に、前記側板１１３同士を当接させて隙間なく並べることができる。 The exhaust port 11d and the connector portion 16 are formed on the bottom plate 112 of the housing, so that when the light irradiation units 1 are used side by side, the side plates 113 can be abutted against each other to line them up without gaps.
前記排気口１１ｄへ向かう気流が通る空間と、前記コネクタ部１６が配置されている空間とを仕切る仕切り板１７が設けられているので、前記排気口１１ｄへ向かう気流が前記コネクタ部１６周辺で滞留することを防いで、気流を前記排気口１１ｄから前記筐体１１の外部へスムーズに導くことができる。 A partition plate 17 is provided to separate the space through which the airflow toward the exhaust port 11d passes from the space in which the connector portion 16 is disposed, so that the airflow toward the exhaust port 11d is prevented from stagnating around the connector portion 16, and the airflow can be smoothly guided from the exhaust port 11d to the outside of the housing 11.
前述したように、光照射ユニット１の各側板１１３には２本の溝１０２が形成されているので、位置決め部材１０３と結合部１０４によって固定された光照射ユニット１の列を、さらに並列に並べる際に、隣り合う列において、位置決め部材１０３が内部に配置されている溝１０２と、位置決め部材が内部に配置されていない溝１０２とを対向させるように光照射ユニット１の列を並べることができる。そうすると、前記光照射ユニット１の列をさらに並列に並べる際に、位置決め部材１０３を溝１０２の内部に収容することができる。その結果、これら光照射ユニットを列の方向にも、これら列を並列させた方向にも隙間なく並べることができる。 As described above, two grooves 102 are formed in each side plate 113 of the light irradiation unit 1. Therefore, when the rows of light irradiation units 1 fixed by the positioning members 103 and the connecting parts 104 are further arranged in parallel, the rows of light irradiation units 1 can be arranged so that the grooves 102 in which the positioning members 103 are arranged face each other in adjacent rows, and the grooves 102 in which the positioning members are not arranged face each other. In this way, when the rows of light irradiation units 1 are further arranged in parallel, the positioning members 103 can be accommodated inside the grooves 102. As a result, these light irradiation units can be arranged without gaps in the row direction and in the direction in which these rows are arranged in parallel.
前記複合発光面１００ａ全体にわたって、前記ＬＥＤ群がその縦方向及び横方向にそれぞれ等ピッチで配設されるようにしてあるので、前記複合発光面１００ａ全体から射出される光をできるだけ均一にすることができる。 The LED groups are arranged at equal pitches in both the vertical and horizontal directions across the entire composite light-emitting surface 100a, making it possible to make the light emitted from the entire composite light-emitting surface 100a as uniform as possible.
前記複合発光面１００ａを側方から取り囲む反射部材１０５をさらに備えているので、前記複合発光面１００ａの周辺における光のムラを抑えて、照射対象の表面における光の均一性をより向上させることができる。 The device further includes a reflective member 105 that surrounds the composite light-emitting surface 100a from the sides, which reduces unevenness in the light around the composite light-emitting surface 100a and further improves the uniformity of the light on the surface of the object to be irradiated.
本発明に係る光照射ユニット及び光照射装置は、前述した実施形態に限られるものではない。
前記流路は、前記筐体の側周面を形成している前記側板を貫通するように形成されていればよく、必ずしも対向する２つの側板を貫通するものでなくても良い。この場合には、前記開口が対向するように、前記光照射ユニットの向きを適宜変えて並べることによって、前記流路が蛇行するように連続してもよい。
The light irradiation unit and the light irradiation device according to the present invention are not limited to the above-described embodiments.
The flow path may be formed so as to penetrate the side plate forming the side peripheral surface of the housing, and does not necessarily have to penetrate two opposing side plates. In this case, the flow path may be continuous in a meandering manner by appropriately changing the orientation of the light irradiation units so that the openings face each other.
前記発光面は、複数の透過窓で形成されたものに限らず、１つの透過窓で形成されていても良いし、前記筐体の一端面すべてが発光面となっていても良い。 The light-emitting surface is not limited to being formed by multiple transmission windows, but may be formed by a single transmission window, or one entire end surface of the housing may be the light-emitting surface.
前記光源は、１つのＬＥＤであってもよく、前述したように複数のＬＥＤを備えたＬＥＤ群であっても良い。ＬＥＤ群を構成するＬＥＤの数は４つに限られず、２つや３つであってもよいし、５つ以上であっても良い。また、光源は、必ずしもその全体が筐体の内部に収容されている必要はなく、例えば、光源の外表面が発光面を形成するように筐体に保持されていても良い。 The light source may be a single LED, or may be an LED group having multiple LEDs as described above. The number of LEDs constituting the LED group is not limited to four, but may be two, three, or five or more. In addition, the light source does not necessarily have to be entirely housed inside the housing, and may be held in the housing such that the outer surface of the light source forms the light-emitting surface.
前記放熱部は、前述したように、その全体が筐体の内部に収容されているものに限らず、その一部又は全部が前記筐体の外側に配置されているものであっても良い。 As mentioned above, the heat dissipation unit is not limited to being entirely housed inside the housing, but may be partially or entirely located outside the housing.
前記遮蔽構造は、前記放熱フィンとは別に形成して取り付けられたものであっても良いし、放熱フィンの余剰部分を折り込むことによって形成されたものであっても良い。 The shielding structure may be formed separately from the heat dissipation fins and attached to them, or may be formed by folding in the excess portion of the heat dissipation fins.
前記実施形態では、前記ファンベースが、前記隔壁としての機能を果たす場合を説明したが、これに限られず、例えば、前記筐体の側板の内面と前記放熱フィンの外縁との間に形成されている板状の部材を別途設けることによって、前記排気口から排出される気流の全てが前記放熱部を通過するようにしても良い。 In the above embodiment, the fan base functions as the partition wall, but this is not limited thereto. For example, a separate plate-like member may be provided between the inner surface of the side panel of the housing and the outer edge of the heat dissipation fin, so that all of the airflow discharged from the exhaust port passes through the heat dissipation section.
その他、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であることは言うまでもない。 It goes without saying that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications are possible without departing from the spirit of the invention.
１００ ・・・光照射装置
１ ・・・光照射ユニット
１１ ・・・筐体
１１ａ ・・・発光面
１１ｂ ・・・側周面
１１２ ・・・底板
１１ｄ ・・・排気口
１２１ ・・・光源
１３ ・・・放熱部
１３２ ・・・放熱フィン
１３３ ・・・遮蔽構造
１１ｅ ・・・流路
１１ｆ ・・・開口
１００ａ・・・複合発光面
１０１ ・・・連結機構
１０２ ・・・溝
１０３ ・・・位置決め部材
１０５ ・・・反射部材
Reference Signs List 100 Light irradiation device 1 Light irradiation unit 11 Housing 11a Light emitting surface 11b Side surface 112 Bottom plate 11d Exhaust port 121 Light source 13 Heat dissipation section 132 Heat dissipation fin 133 Shielding structure 11e Flow path 11f Opening 100a Composite light emitting surface 101 Connection mechanism 102 Groove 103 Positioning member 105 Reflecting member
Claims (9)
前記筐体には、前記側周面のうちの互いに対向する２つの側周面に開口した２つの開口の間に前記筐体を貫通するように形成されて前記放熱部に外気を供給する流路が形成されており、
前記流路の開口が、前記他の光照射ユニットの側周面に形成された開口と対向する位置に形成されており、
前記放熱部が、板状の放熱フィンを前記発光面に対して垂直に複数並べたものであり、
該放熱フィンと前記側周面との間に前記流路が形成されており、
前記発光面に対して垂直な方向からみた場合に、前記放熱フィンが、前記流路に対して垂直に配置されていることを特徴とする光照射ユニット。 a rectangular parallelepiped housing having a light-emitting surface provided on one end surface and a side peripheral surface provided around the light-emitting surface, a light source held in the housing and emitting light from the light-emitting surface, and a heat dissipation section held in the housing and dissipating heat from the light source, the light-emitting unit being connected to another light-emitting unit such that the light-emitting surface is continuous with the light-emitting surface provided on one end surface of the other light-emitting unit,
a flow path is formed in the housing between two openings that are opened in two opposing side surfaces of the side surfaces, the flow path being formed so as to penetrate the housing and supplying outside air to the heat dissipation section;
an opening of the flow path is formed at a position facing an opening formed on a side peripheral surface of the other light irradiation unit,
The heat dissipation portion is a plurality of plate-shaped heat dissipation fins arranged perpendicular to the light emitting surface ,
The flow path is formed between the heat dissipation fin and the side peripheral surface,
A light irradiation unit, characterized in that the heat dissipation fins are disposed perpendicular to the flow path when viewed from a direction perpendicular to the light emitting surface.
前記放熱フィンは、前記ベース部材の前記光源と密着する面とは反対側の面から前記発光面とは反対側に向けて起立するように設けられており、
複数の前記放熱フィンの側方端面に設けられ、前記放熱フィンの前記ベース部材とは反対側の端部において、前記放熱フィン間の隙間の一部を遮蔽する遮蔽構造を備えている請求項１に記載の光照射ユニット。 The heat dissipation unit further includes a base member having a surface that is in close contact with the light source,
the heat dissipation fins are provided to stand upright from a surface of the base member opposite to a surface that is in close contact with the light source toward an opposite side to the light emitting surface,
The light irradiation unit according to claim 1 , further comprising a shielding structure provided on a side end surface of each of the plurality of heat dissipation fins, the shielding structure shielding a portion of the gap between the heat dissipation fins at an end of the heat dissipation fin opposite the base member.
前記光照射ユニットを複数並べて配置した場合に、
前記光照射ユニットの、複数の前記光照射ユニットが並んでいる方向における前記ＬＥＤ又は前記ＬＥＤ群の配設ピッチと、隣り合う光照射ユニットと当該光照射ユニットとを跨ぐ前記ＬＥＤ又は前記ＬＥＤ群の配設ピッチとが等しくなるように構成されている請求項１又は２に記載の光照射ユニット。 The light source is an LED or an LED group including a plurality of LEDs,
When a plurality of the light irradiation units are arranged in a row,
3. The light irradiation unit according to claim 1, wherein the arrangement pitch of the LEDs or the LED groups in the direction in which the plurality of light irradiation units are arranged is equal to the arrangement pitch of the LEDs or the LED groups straddling an adjacent light irradiation unit and the light irradiation unit.
前記底板に前記放熱部を通過した空気を排出する排気口が形成されている請求項１乃至４の何れか一項に記載の光照射ユニット。 the housing includes a bottom plate disposed opposite the light emitting surface,
The light irradiation unit according to claim 1 , wherein the bottom plate is provided with an exhaust port for discharging air that has passed through the heat dissipation portion.
前記複合発光面を側方から取り囲む反射部材とを備えている請求項７記載の光照射装置。 a composite light-emitting surface formed by the light-emitting surfaces of a plurality of the light-irradiation units;
8. The light irradiation device according to claim 7, further comprising a reflecting member surrounding said composite light emitting surface from a side thereof.
前記連結機構が、前記筐体の側周面に形成された溝と、該溝内に配置される位置決め部材とを備える請求項７又は８記載の光照射装置。 A coupling mechanism is provided for coupling a plurality of the light irradiation units,
9. The light irradiation device according to claim 7, wherein the connecting mechanism comprises a groove formed in a side peripheral surface of the housing, and a positioning member disposed in the groove.
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