WO2006129570A1 - 光照射装置 - Google Patents

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WO2006129570A1
WO2006129570A1 PCT/JP2006/310565 JP2006310565W WO2006129570A1 WO 2006129570 A1 WO2006129570 A1 WO 2006129570A1 JP 2006310565 W JP2006310565 W JP 2006310565W WO 2006129570 A1 WO2006129570 A1 WO 2006129570A1
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optical unit
led element
light irradiation
concave
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PCT/JP2006/310565
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Kenji Yoneda
Mitsuru Saito
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Ccs Inc.
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Definitions

  • the present invention relates to a light irradiation device using an LED as a light source, which is preferably used as spot lighting for product inspection, plant growth, or exhibits (pictures, foods, etc.). .
  • LEDs are attracting attention as a new light source for plant growth because they emit less heat and have excellent controllability.
  • the optical unit (referred to as an optical power blur) of Patent Document 1 is used mainly for dentistry to guide the emitted light to the light guide such as a transparent rod as much as possible without any waste of LED element power.
  • This optical coupler has a transparent solid bowl-shaped body, and a concave portion is provided on the base end surface of the body. Then, the LED element force arranged in the concave part is also reflected by the curved side surface of the body, or the front end surface force of the body is also emitted directly.
  • the front end surface of the body is flat, and the front end surface is closely connected to the light guide surface of the light guide so that almost all light emitted from the LED element is introduced into the light guide.
  • the optical unit (referred to as a lens body) described in Patent Document 2 includes a central prism portion and an outer ring prism portion, and receives all light from the LED element by the lens body. The light is projected in a predetermined direction.
  • the optical unit referred to as a lens body
  • the light irradiation efficiency is further improved.
  • all of the above-mentioned ones have the efficiency for projecting light from the LED element forward. 3 ⁇ 4 ⁇ Because of this focus, it is impossible to adjust the size of the light irradiation area by changing the distance between the LED element and the optical unit.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2003-227974
  • Patent Document 2 JP 2002-43629 A
  • the present invention can adjust the expansion / contraction of the light irradiation area so as to be suitable for spot illumination and the like, and can transmit almost all the light with the LED element force to the light irradiation area without loss.
  • Providing an irradiation apparatus is the main desired issue.
  • a light irradiation apparatus includes an LED element, and an integrated optical unit having a light transmission property that allows light of the LED element force to pass through the inside and emits a tip surface force.
  • the optical unit has a rotating body shape centered on the optical axis of the light emitted from the LED element force.
  • the base end recess for accommodating the LED element is opened at the center of the base end face, and the side surface thereof is opened.
  • a reflection surface that reflects light from the LED element substantially totally is formed.
  • the optical unit has an approach position in which a part or all of the element holding body is accommodated in the base end recess, and substantially all of the element holding body protrudes from the base end recess and a front end surface of the element holding body. It is characterized in that the optical unit is moved relative to the LED element between a position where the base end surface of the optical unit is substantially the same height.
  • the light irradiation area can be enlarged / reduced by the position adjusting mechanism, so that the product inspection that requires expansion / reduction of the irradiation light diameter by the work or the irradiation object grows and changes its size. Very suitable for plant growth.
  • the position adjustment mechanism will move the LED element to any position. Since the reflecting surface is always located on the side of the LED element, light from the LED element that is emitted within a range of ⁇ 90 ° from the optical axis can be reliably reflected and used effectively.
  • the position adjusting mechanism fits the element holding body and the base end concave portion almost in the direction perpendicular to the optical axis, and It is preferable to be configured to be slidable in the optical axis direction.
  • an ultra-high luminance type in which the LED element can continuously flow a current of 200 mA or more can be exemplified.
  • the optical unit In order to make the optical unit compact and to define a light passing area for light reflected by the reflecting surface of the optical unit and other light, and to facilitate optical design, the optical unit is made easy.
  • the knit has a central refracting portion at the central portion, and emits substantially all of the light emitted from the LED element that is totally reflected by the reflecting surface without passing through the central refracting portion. It is preferable that substantially all other light is configured to pass through the central refracting portion and be emitted.
  • the optical unit forms a central convex lens portion at the center of the tip surface, and has a different curvature on the peripheral tip surface of the central convex lens portion.
  • a ring-shaped convex lens portion is formed, and a curved bulging surface that is a reflecting surface is formed on the side surface, and the LED element force is also substantially all of the emitted light passing through the side surface of the proximal concave portion.
  • the light is totally reflected by the curved bulging surface and emitted to the outside through the ring-shaped convex lens portion as light in a direction close to each other, while substantially all the light passing through the bottom surface of the concave portion is emitted from the central convex lens.
  • the light can be emitted to the outside as light in a direction close to each other through the section.
  • the optical unit has a tip recess opened at the center of the tip surface and a ring on the peripheral tip surface of the tip recess.
  • a concave lens part is formed, and a curved bulging surface that is a reflecting surface is formed on the side surface.
  • substantially all of the light that passes through the tip concave part is obtained.
  • the light is emitted to the outside, and substantially all of the light that does not pass through the concave portion of the tip is totally reflected by the curved bulging surface, and is emitted to the outside as light that passes through the concave lens portion and spreads outward. Is desirable.
  • a central convex lens portion is formed on the bottom surface of the tip concave portion, an optical design without undue stress is facilitated.
  • a lens part or a lens is what has a lens effect including a Fresnel lens etc. in addition to a normal lens.
  • the element holding body includes a main body portion and a conductive protruding portion provided on the main body portion.
  • the LED element can be joined by using a gold-tin alloy, and the protruding portion can be soldered and joined to the main body portion.
  • the main body portion has a layer structure in which a wiring layer, an insulating layer, and a heat conductive layer are stacked in this order from the front end surface, and the projecting portion includes a thermal expansion coefficient of the LED element and the heat conductive layer. It is preferable to have a thermal expansion coefficient between the thermal expansion coefficients.
  • the light irradiation device has an LED element and a divergent rotating body centered on the optical axis of the light emitted from the LED element, and transmits the light of the LED element power inside.
  • a reflection surface that substantially totally reflects is formed, and further includes a position adjustment mechanism for setting the separation distance along the optical axis direction of the concave lens and the optical unit to be changeable. To do.
  • the optical unit has a base end concave portion that accommodates the LED element opened at a central portion of the base end surface thereof, and a central convex lens portion at the center portion of the front end surface thereof.
  • a ring-shaped convex lens portion having a curvature different from that of the central convex lens portion is formed at the periphery, and a curved bulging surface, which is a reflective surface that substantially totally reflects light from the LED element, is formed on the side surface thereof.
  • a curved bulging surface which is a reflective surface that substantially totally reflects light from the LED element
  • the position adjustment mechanism is a position at which the diameter of the light emitted from the optical unit is minimized or a position near the position, and further than the position. Examples include moving the concave lens relative to the optical unit between the approach positions set on the optical unit side.
  • the center of the concave lens may have a flat, uniform thickness, or a through hole may be formed near the center.
  • a through-hole it is possible to suppress the attenuation of light at a separated position where the light spreads most and the illuminance becomes small as described above, and the effect becomes remarkable.
  • a through hole or an equal thickness portion is provided in the center of the concave lens, and it is set so that substantially all of the light emitted from the optical unit passes through the through hole at the spaced position. Just keep it.
  • a through-hole or an equal thickness portion is provided in the center of the concave lens, It is necessary to set so that at least substantially all of the light emitted from the central convex lens portion passes through the through hole or the equal thickness portion.
  • a plurality of LED elements with different emission colors may be assembled and mounted in one optical unit, or when there are a plurality of optical units, the LED elements corresponding to each optical unit may have different colors. Then, the emission intensity ratio of each LED element may be changed depending on the illumination target, and for example, the illumination color may be adjusted in a plurality of stages. If this is the case, even with the same white, for example, the color can be changed slightly between an inorganic white and a warm white depending on the illumination target. It is particularly suitable as an illuminator.
  • the light irradiation area can be adjusted for expansion / contraction, and the light irradiation device capable of guiding almost all the light having the LED element force to the light irradiation area without loss. Can be provided.
  • FIG. 1 is a perspective view separately showing an LED package and an optical unit in a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a central longitudinal sectional view mainly showing an internal structure of the optical unit in the embodiment.
  • FIG. 3 is an enlarged sectional view showing an LED package in the embodiment.
  • FIG. 4 is a plan view of a substrate in the same embodiment.
  • FIG. 5 is a ray diagram when the optical unit is in the approach position in the embodiment.
  • FIG. 6 is an illuminance distribution diagram when the optical unit is in the approach position in the embodiment.
  • FIG. 7 is a ray diagram when the optical unit is in a separated position in the embodiment.
  • FIG. 8 is an illuminance distribution diagram when the optical unit is in the separated position in the embodiment.
  • FIG. 9 is a central longitudinal sectional view showing a light irradiation apparatus according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a perspective view showing a light irradiation apparatus in the embodiment.
  • FIG. 11 is a ray diagram when the concave lens is set at a separation position in the embodiment.
  • FIG. 12 is a ray diagram when a concave lens is set as an approach position in the embodiment.
  • FIG. 13 is a central longitudinal sectional view showing a light irradiation apparatus according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a plan view showing a light irradiation apparatus in the embodiment.
  • FIG. 15 is a central longitudinal sectional view showing a light irradiation apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 16 is a plan view showing a light irradiation apparatus in the embodiment.
  • FIG. 17 is a side view showing the light irradiation apparatus in the embodiment.
  • FIG. 18 is a bottom view showing the light irradiation apparatus according to the embodiment.
  • FIG. 19 is a central longitudinal sectional view showing an optical unit in still another embodiment of the present invention.
  • FIG. 20 is a central longitudinal sectional view showing an optical unit in still another embodiment of the present invention.
  • FIG. 21 is a ray diagram illustrating a concave lens according to still another embodiment of the present invention, in which the concave lens is in a separated position.
  • FIG. 22 is a ray diagram when the concave lens is set to the approach position in the embodiment.
  • the light irradiation device includes an LED element 1 as a light source.
  • LED package 1 having 1, optical unit 2 that receives light emitted from LED element 11 and emits light from tip surface 21, and a casing (not shown) that holds and holds LED package 1 and optical unit 2 It is equipped with.
  • the LED package 1 includes an element holder 1A and an LED element 11 held on the front end face 1A1 of the element holder 1A, and is fixed to the casing.
  • the element holder 1A is composed of a body portion 1A2 having an equal thickness plate shape and a mount member 1A3 which is a protrusion provided on the body portion 1A2.
  • the main body 1A2 has, for example, a substantially circular shape in plan view and has a predetermined thickness, and has a layer structure in which the wiring layer Sl, the insulating layer S2, and the heat conduction layer S3 are stacked in this order from the front end surface.
  • the wiring layer S1 is a thin number / zm formed by applying gold (silver) plating to copper foil, and consists of a pair of positive and negative wiring patterns Sl (l) and Sl (2).
  • the insulating layer S2 is a thin film of several tens / zm made of polyimide resin or epoxy resin.
  • the heat conductive layer S3 is made of aluminum, and transfers heat released from the LED element 11 that is sufficiently thicker than the wiring layer S1 and the insulating layer S2 to, for example, a casing (not shown).
  • symbol S5 is a through-hole penetrating in the thickness direction of the element holding body 1A, and is for conducting the wiring patterns SI (1) and S1 (2) to the wiring board 4.
  • the mounting member 1A3 has a conductive block shape made of, for example, copper having a larger area in plan view than the LED element 11, and in the center of the main body 1A2, the wiring pattern S1 (1) Further, the first bonding material, for example, cream solder is used for bonding.
  • the first bonding material for example, cream solder is used for bonding.
  • the LED element 11 is a so-called “Noichiichi LED” surface-mounting type that can continuously pass a current of 200 mA or more, for example, has a PN junction structure, and has one semiconductor layer (for example, A very thin (several tens of meters) other semiconductor layer (for example, an N layer) is provided on the bottom surface of the P layer.
  • the LED element 11 emits light at the boundary KB between the P layer and the N layer, and the force that also generates heat at that part KB. This LED element 11 consumes less power and generates more heat than a normal LED element.
  • the surface close to the boundary KB that is, in this embodiment, the bottom surface TM is used as the bonding surface, contrary to a normal LED element.
  • the mount member 1A3 has a lower surface tension than the first bonding material, and is closely bonded using a gold-tin alloy as the second bonding agent.
  • Reference numeral 27 denotes a hemispherical transparent solid resin cover attached to protect the LED element 11.
  • the optical unit 2 includes a solid transparent body 23 having a rotating body shape formed so that the cross-sectional area gradually increases from the base end surface 22 to the front end surface 21 as the directional force increases.
  • the body 23 is provided with a flange 24 provided integrally with the outer periphery of the distal end surface 21 of the body 23.
  • a recess 25 (hereinafter referred to as a base end recess) for accommodating the LED element 11 is opened on the base end surface 22 of the body 23.
  • the base end recess 25 has a circular cross section and has substantially the same diameter as the outer diameter of the element holding body 1 A (more specifically, the main body 1A1).
  • the bottom surface 25a has a convex lens shape bulging toward the base end surface 22 side.
  • a central convex lens portion 21a is formed on the front end surface 21 of the body 23 by bulging the central portion, and a ring-shaped convex lens portion 2 having a curvature different from that of the central convex lens portion 21a is formed around the central convex lens portion 21a. lb is formed.
  • the flange portion 24 is provided continuously to the outer side 21bl of the ring-shaped convex lens portion 21b. Further, a curved bulging surface 26, which is a reflecting surface formed so that the cross-sectional outline forms a parabola from the base end 22 to the flange portion 24, is provided on the side surface 23a of the body 23.
  • the LED element actually has a certain area and emits surface light.
  • the LED element protrudes from the surface of the LED element 11, as particularly shown in Figs.
  • the LED element protrudes from the surface of the LED element 11, as particularly shown in Figs.
  • almost all of the light force that has passed through the side surface 25b of the concave portion 25 reaches the curved bulging surface 26, where it is totally reflected and passes through the ring-shaped convex lens portion 21b to approach each other toward the optical axis C. It is radiated to the outside as mushroom light.
  • This position adjustment mechanism is configured such that the optical unit 2 with respect to the LED element 11 has an approach position P1 (shown in FIG. 5) in which the entire element holding body 1A is accommodated in the base end recess 25, and the element holding Nearly all of the body 1A comes out of the base end recess 25, and the distance between the distal end surface 1A1 of the element holding body 1A and the base end surface 22 of the optical unit 2 is substantially the same height as shown in FIG. It is to be moved with.
  • P1 shown in FIG. 5
  • this position adjusting mechanism includes a positioning unit 31 that aligns the central axis C of the optical unit 2 with the optical axis C of the LED element 11, and the optical unit 2 in the optical axis C direction while maintaining the positioning state. It is equipped with an advancing / retreating part for advancing / retreating.
  • the positioning portion 31 is formed by fitting the outer circumference of the element holding body 1A (more precisely, the main body portion 1A2) and the inner circumference of the base end concave portion 25, and is optically aligned in the optical axis C direction. Movement of unit 2 is not obstructed.
  • the advancing / retreating part moves the optical unit 2 within the range between the approach position P1 and the separation position P2 by an external operating force, and is formed between the casing and the optical unit 2. is there
  • the optical unit 2 when the optical unit 2 is positioned at the approach position P1, as shown in FIGS. 5 and 6, the light irradiation area of the surface Ml separated from the LED element 11 by a predetermined distance is used.
  • the area is large and the illuminance per unit area is low (more precisely, the area above a certain illuminance is large), and the optical unit 2 is positioned at the separation position P2, FIG. 7 and FIG.
  • the area of the light irradiation area is small and the illuminance per unit area is high on the surface Ml separated from the LED element 11 by a predetermined distance (more precisely, the area above a certain illuminance is small).
  • the present embodiment it is very suitable for spot light illumination for product inspection that requires expansion and contraction of the light irradiation area, and the irradiation object grows and changes its size. It is also preferred for growing plants.
  • the LED element 11 is always in the proximal recess 25 and the curved bulging surface 26 is positioned on the side thereof, so that almost all the light emitted from the LED element 11 (optical axis)
  • the ring-shaped convex lens portion 21b or the central convex lens is almost all of the light in the range of ⁇ 90 ° from C). It will be injected forward through the part 21a, and the efficiency can be greatly improved.
  • the optical unit 2 may be fixed and the LED element 11 may be moved.
  • the light irradiation apparatus includes a base body 5, a plurality of light irradiation blocks 6 supported by the base body 5, and the same number of concave lenses 71, and the light irradiation. And a position adjusting mechanism 9 for setting a distance between the block 6 and the concave lens 71.
  • the base body 5 is made of a substantially cylindrical metal whose one end face is closed with a thick bottom plate 51, and the bottom plate 51 is provided with heat radiation fins F on the body.
  • the light irradiation block 6 includes an LED package 1 and an optical unit 2 fixed to the LED package 1.
  • a plurality of light irradiation blocks 6 are attached to the wiring board 4 at equal intervals in a circumferential shape. . Since these LED package 1 and optical unit 2 are the same as those in the first embodiment, description thereof will be omitted.
  • the mounting mode of the optical unit 2 with respect to the LED package 1 is the same as that in the approach position P1 in the above embodiment (shown in FIG. 5), and the light emission path is also the same.
  • the wiring substrate 4 has a circular shape, and is held on the bottom plate 51 of the base 5 via a heat conducting member 5A or the like.
  • the heat conducting member 5A is provided directly below each light irradiation block 6.
  • the concave lenses 71 are arranged so as to be separated from the light irradiation side of the light irradiation block 6, and a plurality (the same number as the optical unit 2) is integrally formed on the single lens holder 7.
  • This lens holding body 7 is composed of a disk-shaped plate body 75 in which a plurality of concave lenses 71 are integrally formed at equal intervals in a circumferential shape, and a side wall body 76 in which the peripheral edge force of the plate body 75 also stands vertically. is there.
  • the position adjusting mechanism 9 is for uniformly changing the position of the lens holder 7, that is, the relative separation distance along the optical axis C direction between the concave lens 71 and the optical unit 2.
  • the slide mechanism 91 that supports the (concave lens 71) so as to be movable in parallel along the optical axis C direction, and the lens holder 7 (concave lens 71) that is moved by the slide mechanism 91 are fixed from the fixing mechanism 92 that fixes the lens at a desired position. Become.
  • the slide mechanism 91 is configured so that the side wall body 76 constituting the lens holding body 7 is connected to the side peripheral wall 52 of the base body 5.
  • the lens holder 7 is slidably fitted to the inner peripheral surface without sliding, and the lens holder 7 is supported so that it can move forward and backward along the optical axis C direction in parallel with the wiring board 4 and with the central axis aligned.
  • Reference numerals Kl and ⁇ 2 denote a keyway and a key for suppressing the rotation of the lens holder 7 and slidingly moving each concave lens 71 with the corresponding light irradiation block 6 aligned with the optical axis. .
  • the fixing mechanism 92 is provided between the lens holding body 7 and the base 5, and an elastic body (coil spring) 923 that elastically biases the lens holding body 7 in the light emission direction side, and the lens holding body 7.
  • a cylindrical engaging member 921 having an inward flange that holds the lens holder 7 by being sandwiched between the elastic body 923 and the engaging member 921 with the optical axis C.
  • a screw feed mechanism 922 that moves forward and backward along the direction.
  • the screw feed mechanism 922 is formed by screwing thread portions provided on the inner periphery of the engaging member 921 and the base-side peripheral wall 52, and the height of the engaging member 921 is changed by rotating the engaging member 921 forward and backward.
  • the lens holder 7 can be fixed at a desired position.
  • the elastic body (coil spring) 923 is provided in a position surrounding the outside of the light irradiation block group inside the base-side peripheral wall 52.
  • the movable range of the lens holder 7 by the position adjusting mechanism 9 is a position where the diameter of the light emitted from the optical unit 2 is minimum, as shown in Figs. 11 (a) and 12 (a). Or, it is between the separation position P4 (spot diameter maximum), which is a position slightly closer to the optical unit, and the approach position P3 (spot diameter minimum) set further on the optical unit side than the separation position P4.
  • Fig. 4 (b) 4 shows the difference in the light irradiation area at a further distance.
  • the light irradiation apparatus configured as described above, both the expansion and contraction of the light irradiation area and the efficient use of light can be satisfied. It is suitable for.
  • a plurality of LED packages 1 are arranged side by side on a plane, a wide range can be irradiated, and the effect is particularly remarkable when used for plant growth or plant light-up.
  • the position adjusting mechanism 9 can uniformly change the separation distance between each concave lens 71 and each optical unit 2, the convenience of adjusting the irradiation area is improved as compared with the case where the adjustment is performed one by one.
  • the light irradiation device includes a base body 5, a plurality of light irradiation blocks 6 supported by the base body 5, and the same number of concave lenses 71, and the light irradiation. And a position adjusting mechanism 9 for setting a distance between the block 6 and the concave lens 71.
  • the substrate 5 is, for example, a metal disk having heat conductivity and heat dissipation.
  • the light irradiation block 6 includes an LED package 1 and an optical unit 2 fixed to the LED package 1.
  • a plurality of light irradiation blocks 6 are attached to a single wiring board 4 at equal intervals in a circumferential manner. It is. Since these LED package 1 and optical unit 2 are the same as those in the first embodiment, description thereof will be omitted.
  • the mounting mode of the optical unit 2 with respect to the LED package 1 is the same as that in the approach position P1 in the above embodiment (shown in FIG. 5), and the light emission path is also the same.
  • the wiring board 4 has a circular shape and is held on the bottom plate 51 of the base body 5 via a heat conducting member 5A or the like.
  • the concave lens 71 is arranged so as to be separated from the light irradiation side of the light irradiation block 6, and a plurality (the same number as the optical unit 2) is a plurality of the plurality of concave lenses 71 erected in parallel with the optical axis C direction from the base body 5. It is held by, for example, a disk-shaped lens holder 7 supported by (for example, four) columns 911.
  • the lens holding body 7 has lens fitting holes 72 penetrating at a plurality of positions (here, six are provided radially at equal intervals), and the concave lens 71 is fitted into the lens fitting holes 72. Supported.
  • a step portion is provided on the side surface of the lens fitting hole 72, and the concave lens 71 has a ring-like shape attached to the lens holding body 7 while contacting one surface of the peripheral portion with the step portion.
  • the other surface at the peripheral edge is pressed by the pressing member 73 and fixed.
  • the position of each lens fitting hole 72 is set so that the center axis thereof coincides with the optical axis C of each optical unit 2.
  • the position adjusting mechanism 9 is the position of the lens holder 7, that is, the concave lens 71 and the optical unit.
  • the lens holding body 7 (concave lens 71) moved by the slide mechanism 91 is composed of a fixing mechanism 92 for fixing at a desired position.
  • the slide mechanism 91 is provided with a pillar insertion penetrating in the thickness direction provided at the peripheral edge of the lens holder 7.
  • Each of the columns 911 can be slidably inserted into the through-hole 912, and the lens holder 7 can be moved back and forth along the optical axis C direction in parallel with the wiring board 4 and with the central axis aligned. To support.
  • the fixing mechanism 92 includes a ring-shaped engaging member 921 that engages with the peripheral edge of the lens holding body 7, and a screw feed mechanism 922 that moves the engaging member 921 forward and backward along the optical axis C direction.
  • the height of the engaging member 921 can be changed by rotating the engaging member 921, and the lens holder 7 can be fixed at a desired position.
  • the lens holder 7 is further provided with an elastic member 923 that applies a directional force in the light irradiation direction, and the lens holder 7 is interposed between the engagement member 921 and the elastic member 923. I try to pinch without play.
  • the elastic member 923 is a coil spring that is externally fitted to each column 911.
  • the movable range of the lens holder 7 by the position adjusting mechanism 9 is the same as that of the second embodiment, and the ray diagrams thereof are also the same as those of Figs. Abbreviated.
  • the light irradiation apparatus includes a base body 5, a plurality of light irradiation blocks 6 supported by the base body 5, and the same number of concave lenses 71, and the light irradiation. And a position adjusting mechanism 9 for setting the distance between the block 6 and the concave lens 71.
  • the base body 5 is made of a substantially cylindrical metal whose one end face is closed with a thick bottom plate 51.
  • the bottom plate 51 is not provided with heat radiating fins, but as in the second embodiment. It may be provided as necessary.
  • the light irradiation block 6 includes the LED package 1 and the optical unit 2 fixed to the LED package 1.
  • a plurality of light irradiation blocks 6 are arranged on the wiring board 4 at equal intervals in a circumferential manner. Is attached. Details regarding the structure and arrangement of the LED package 1, the optical unit 2, and the wiring board 4 are substantially the same as those in the second embodiment, and a description thereof will be omitted.
  • Concave lenses 71 are arranged in a one-to-one correspondence with each light irradiation block 6, and a plurality of concave lenses 71 are spaced apart from the light irradiation side. Arranged. These concave lenses 71 are held by the lens holder 7!
  • the lens holder 7 has a substantially disc shape, and has lens fitting holes 72 penetrating at a plurality of locations (here, six are provided in a radially spaced manner).
  • the lens fitting hole 72 is fitted and supported.
  • a step portion is provided on the inner peripheral surface of the lens fitting hole 72, and the concave lens 71 fitted in the lens fitting hole 72 from the anti-light irradiation direction 71 is in contact with the step portion so that it does not come out to the other. It is like that.
  • the concave lens 71 fitted in the lens fitting hole 72 in this way has a disk shape with substantially the same diameter as the lens holding body 7, and penetrates a portion having a slightly smaller diameter than the concave lens 71 in a portion corresponding to each concave lens 71.
  • the peripheral portion is pressed and fixed by a pressing member 73 provided with a hole 73a through a waterproof means OR1 such as an O-ring.
  • the position adjusting mechanism 9 is for uniformly changing the position of the lens holder 7, that is, the relative separation distance along the optical axis C direction between the concave lens 71 and the optical unit 2.
  • the slide mechanism 91 that supports the (concave lens 71) so as to be movable in parallel along the optical axis C direction, and the lens holder 7 (concave lens 71) that is moved by the slide mechanism 91 are fixed from the fixing mechanism 92 that fixes the lens at a desired position. Become.
  • the slide mechanism 91 is configured such that the cylindrical body 912 projecting from the central force of the base body 5 and the cylindrical body 912 extending integrally as a result of the central force of the lens holding body 7 also directed toward the base body is fitted without looseness.
  • the lens holding body 7 is supported so as to be movable back and forth along the optical axis C direction in a state in which the lens holding body 7 is parallel to the wiring board 4 and the center axis coincides.
  • Reference numerals Kl and ⁇ 2 are a keyway and a key for suppressing the rotation of the lens holder 7 and slidingly moving each concave lens 71 with the corresponding light irradiation block 6 aligned with the optical axis.
  • the fixing mechanism 92 is provided between the lens holding body 7 and the base body 5, and an elastic body (coil spring) 923 that elastically biases the lens holding body 7 in the light emission direction side, and the lens holding body 7.
  • a cylindrical engaging member 921 having an inward flange 92 1 a that holds the lens holding body 7 by being sandwiched between the elastic body 923 and the engaging member 921.
  • a screw feed mechanism 922 that moves forward and backward along the optical axis C direction.
  • the screw feed mechanism 922 is formed by screwing the screw portions provided on the inner periphery of the engaging member 921 and the base-side peripheral wall 52, and the height of the engaging member 921 is changed by rotating the engaging member 921 forward and backward.
  • the lens holder 7 is fixed at a desired position.
  • the elastic body (coil spring) 923 is arranged at the center along the axis of the base body 5. More specifically, it is disposed around the cylindrical body 911 and inside each light irradiation block 6.
  • a waterproof member OR2 such as an O-ring is provided between the inner periphery of the engaging member 921 and the outer periphery of the base-side peripheral wall 52, and the light irradiation block 6 is accommodated together with the waterproof member OR1. It is configured so that water or the like does not enter the internal space. In this example, the introduction part of the electric cable CA is also waterproof.
  • the movable range of the lens holder 7 by the position adjusting mechanism 9 is the same as in the second embodiment, and the ray diagrams thereof are also the same as in Figs. Abbreviated.
  • the tip recess 21c is opened at the center of the tip end surface 21 of the body 23, and gradually gradually toward the center around the tip recess 21c.
  • substantially all of the light that does not pass through the tip recess 21c is totally reflected by the curved bulging surface 26, and is emitted to the outside as light that passes through the concave lens part 21d and spreads outward. It may be what you are doing.
  • the base end recess 25 may be, for example, a force having a substantially hemispherical shape as in the above embodiment. Further, substantially the entire bottom surface 21cl of the tip recess 21c is expanded toward the front end surface 21 side to function as a convex lens portion, and gradually expands as the side surface 21c2 of the tip recess 2lc toward the tip surface side. 3 ⁇ 4 Tapered surface.
  • the optical unit 2 is formed into a simple bowl shape having a flat distal end surface 21, a curved bulging surface 26, and a proximal end surface 22, and the proximal end surface 22 has a proximal end. Even if the recess 25 is opened, the same effect as in the above embodiment can be obtained.
  • the mount member which is the protrusion, and the base end recess may be fitted together.
  • a Fresnel lens structure may be employed for the convex lens portion 21a, and a mirror surface is formed by, for example, depositing a metal thin film or the like on the curved bulging surface 26 to reflect light inwardly. You can do it.
  • a through hole 71a may be provided in the center, and at the separation position P4, almost all the light emitted from the optical unit may be set to pass through the through hole 71a.
  • the diameter of the through hole may be set so that at least substantially all the light emitted from the central convex lens portion passes through the through hole over the entire range in which the concave lens can move.
  • the light in the vicinity of the optical axis emitted from the D element is effective when the control by the central convex lens portion of the optical unit is sufficient because of the desired illuminance distribution in the light irradiation area.
  • the present invention it is possible to provide a light irradiation apparatus that can adjust the expansion and contraction of the light irradiation area, and can also guide almost all light to the light irradiation area without any loss. it can.

Abstract

　光照射エリアの拡縮調整が可能で、ＬＥＤ素子からでるほとんどの光をロス無く光照射エリアに導くことができる光照射装置を提供する。 　ＬＥＤ素子１１と、そのＬＥＤ素子１１からの光を通過させて先端面２１から射出する光学ユニット２とを備えたものであって、ＬＥＤ素子１１を先端面に保持する素子保持体１Ａと、前記光学ユニット２のＬＥＤ素子１１に対する相対位置を光軸Ｃ方向に沿って調整するための位置調整機構とをさらに備えてなり、その位置調整機構により、前記光学ユニット２を、その基端凹部２５に前記素子保持体１Ａの一部又は全部が収容される接近位置Ｐ１と、素子保持体１Ａの略全てが基端凹部２５から出て当該素子保持体１Ａの先端面と光学ユニット２の基端面２２とが略同じ高さとなる離間位置Ｐ２との間でＬＥＤ素子１１に対し相対的に移動させるようにした。  

Description

明 細 書
光照射装置
技術分野
[0001] 本発明は、 LEDを光源とする光照射装置であって、製品検査や植物育成、あるい は展示物 (絵画や食品等）のためのスポット照明として好適に用いられるものに関す る。
背景技術
[0002] 近時、パワー LEDと称される高輝度 LEDや青色 LED等が開発されるに伴い、 LE Dの用途が大きく拡大しつつある。例えば、製品の傷検出やマーク読み取りのために 用いられる製品検査用のスポット光照射装置として従来はハロゲンランプを光源とす るものが用いられていた力 近時では寿命、光度安定性、速応性、効率等において 優れた LEDを光源とするものが開発されてきている。さらに LEDは放出する熱量が 少なぐ制御性にも優れていることから新たに植物育成用の光源としても注目されて きている。
[0003] 一方、 LED素子からでた光を無駄なく前方に導くために、以下の特許文献 1、 2に 記載されて 、るような光学ユニットが開発されて 、る。
[0004] 特許文献 1の光学ユニット（光学力ブラ—と称している）は、 LED素子力も射出され た光をできるだけ無駄なく透明ロッド等のライトガイドに導くためのもので主として歯科 医療に用いられる。この光学カプラーは透明中実な椀状のボディを備えており、その ボディの基端面には凹部が設けられている。そして前記凹部内に配設した LED素子 力も出た光力 ボディの湾曲側面で全反射し、あるいは直接、ボディの先端面力も射 出される。ボディの先端面は平坦になっていて、その先端面をライトガイドの光導入 面に密着接続し、 LED素子から出る略全ての光がライトガイドに導入されるように構 成してある。
[0005] 特許文献 2記載の光学ユニット（レンズ体と称されて 、る）は、中央プリズム部と外輪 プリズム部とを備えており、 LED素子からの光をすベてレンズ体で受光して所定方向 に投光するようにしたものである。 [0006] ところで、このような光学ユニットをスポット光照射装置に内蔵させれば、さらに光照 射効率が向上するが、前述したものはいずれも LED素子からの光を前方へ投光する ための効率 ¾ ^このみ主眼がおかれており、 LED素子と光学ユニットとの間の距離を 可変にして光照射エリアの大きさを調整可能にするといつたことができない。
特許文献 1：特開 2003 - 227974号公報
特許文献 2 :特開 2002— 43629号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0007] そこで本発明は、スポット照明等に好適なように、光照射エリアの拡縮調整が可能 で、し力も LED素子力 でるほとんど全ての光をロス無く光照射エリアに導くことがで きる光照射装置を提供することをその主たる所期課題としたものである。
課題を解決するための手段
[0008] すなわち本発明に係る光照射装置は、 LED素子と、その LED素子力 の光を内部 を通過させて先端面力も射出する光透過性を有した一体型の光学ユニットとを備え、 前記光学ユニットが、 LED素子力 射出される光の光軸を中心とする回転体形状を なし、その基端面の中央部分に前記 LED素子を収容する基端凹部を開口させるとと もに、その側面に LED素子からの光を略全反射する反射面を形成したものであって
LED素子を先端面に保持する素子保持体と、前記光学ユニットの LED素子に対 する相対位置を光軸方向に沿って調整するための位置調整機構とをさらに備えてな り、その位置調整機構が、前記光学ユニットを、その基端凹部に前記素子保持体の 一部又は全部が収容される接近位置と、素子保持体の略全てが基端凹部から出て 当該素子保持体の先端面と光学ユニットの基端面とが略同じ高さとなる離間位置と の間で LED素子に対し相対的に移動させるものであることを特徴とする。
[0009] このようなものであれば、位置調整機構により光照射エリアを拡縮できるため、ヮー クによって照射光径の拡縮を要求される製品検査や、照射対象物が生育して大きさ の変わる植物育成のためのものとして非常に好適である。
[0010] し力も、位置調整機構により LED素子がどの位置に移動しょうが、光学ユニットの 反射面が LED素子の側方に必ず位置するため、最大でも光軸から ± 90° の範囲で 出る LED素子からの光を確実に反射して有効に活用することができる。
[0011] 前記位置調整機構を簡単な構成で実現するには、位置調整機構が、前記素子保 持体と基端凹部とを前記光軸と垂直な方向に略がたなく嵌合させ、かつ光軸方向に スライド可能に構成したものであることが好ましい。
[0012] 具体的な実施態様としては、前記 LED素子が 200mA以上の電流を連続して流す ことのできる超高輝度タイプのものを挙げることができる。
[0013] 光学ユニットのコンパクトィ匕を図るとともに、光学ユニットの反射面で反射される光と 、それ以外の光の通過領域を区成し、光学設計を容易にするためには、前記光学ュ ニットが、中央部に中央屈折部を有してなり、 LED素子から出る光のうち、前記反射 面で全反射する略全ての光を、前記中央屈折部を通過させることなく射出するととも に、それ以外の略全ての光を、中央屈折部を通過させて射出するように構成している ものが好ましい。
[0014] 特に集光型スポット照明に適したものとしては、前記光学ユニットが、その先端面中 央部に中央凸レンズ部を形成するとともに、その中央凸レンズ部の周囲先端面に異 なった曲率のリング状凸レンズ部を形成し、側面には反射面である湾曲膨出面を形 成してなるものであり、前記 LED素子力も射出された光のうち、前記基端凹部の側面 を通過する略全ての光を、前記湾曲膨出面で全反射させて前記リング状凸レンズ部 を介し互いに相寄る向きの光として外部に射出する一方、前記凹部の底面を通過す る略全ての光を、前記中央凸レンズ部を介し互いに相寄る向きの光として外部に射 出するように構成して 、るものを挙げることができる。
[0015] この構成において、前記基端凹部の底面に凸レンズ部を形成しておけば、中央凸 レンズ部での屈折度を小さくすることができ、無理のない光学設計が容易になる。
[0016] 植物育成等に用いることができる拡散型スポット照明に適したものとしては、前記光 学ユニットが、その先端面中央部に先端凹部を開口させるとともに、その先端凹部の 周囲先端面にリング状凹レンズ部を形成し、側面には反射面である湾曲膨出面を形 成してなるものであり、前記 LED素子力も射出された光のうち、前記先端凹部を通過 する光の略全てを、前記凹レンズ部を通過させることなく外側に拡がる光として外部 に放射する一方、前記先端凹部を通過しない光の略全てを、前記湾曲膨出面で全 反射し、前記凹レンズ部を通過させて外側に拡がる光として外部に射出するように構 成しているものが望ましい。
[0017] この構成において、前記先端凹部の底面に中央凸レンズ部を形成しておけば、や はり無理のない光学設計が容易になる。なお、レンズ部又はレンズとは、通常のレン ズの他にフレネルレンズ等を含むレンズ効果を有するもののことである。
[0018] 前記パワー LEDに好ましい態様としては、前記素子保持体が、本体部と、その本 体部上に設けた導電性を有する突出部とを備えたものであり、前記突出部上に前記 LED素子を金一すず合金を用いて接合するとともに、前記突出部を前記本体部上 に半田付けして接合するようにして ヽるものを挙げることができる。
[0019] 前記本体部が先端面から配線層、絶縁層、熱伝導層の順で重ねた層構造をなす ものであり、前記突出部が、前記 LED素子の熱膨張係数と前記熱伝導層の熱膨張 係数との間の熱膨張係数を有するものであることが好ましい。
[0020] また、本発明に係る光照射装置は、 LED素子と、前記 LED素子から射出される光 の光軸を中心とする末広がりの回転体形状をなし、当該 LED素子力 の光を内部を 通過させて先端面から射出する光透過性を有した中実の光学ユニットと、その光学 ユニットのさらに先端側に配置した凹レンズとを備え、前記光学ユニットが、その側面 に LED素子からの光を略全反射する反射面を形成したものであって、前記凹レンズ と光学ユニットとの光軸方向に沿った離間距離を変更可能に設定するための位置調 整機構をさらに備えていることを特徴とする。
[0021] さらに具体的には、前記光学ユニットが、その基端面の中央部分には、前記 LED 素子を収容する基端凹部を開口させ、その先端面には、その中央部に中央凸レンズ 部を形成するとともに周囲に前記中央凸レンズ部とは異なった曲率のリング状凸レン ズ部を形成し、その側面には、 LED素子からの光を略全反射する反射面である湾曲 膨出面を形成し、前記 LED素子力 射出された光のうち、前記基端凹部の側面を通 過する略全ての光を、前記湾曲膨出面で全反射させて前記リング状凸レンズ部を介 し互いに相寄る向きの光として外部に射出する一方、前記凹部の底面を通過する略 全ての光を、前記中央凸レンズ部を介し互いに相寄る向きの光として外部に射出す るように構成したものであることが好ま U、。
[0022] このようなものでも、光照射エリアの拡縮と光の効率的な活用との両方を満足できる ため、前記同様の効果を奏し得、特に製品検査用や植物育成用等に用いて好まし いものとなる。また位置調整のための可変範囲を広くとれ、これにより微調することも 容易になる。
[0023] 植物育成や植物ライトアップ等を考えた場合には、広範囲を照射できるものが要求 される。そのためには、並べ設けた複数の LEDと、それら LEDにそれぞれ対応する 複数の光学ユニットと、それら光学ユニットに対応する複数の凹レンズとを備え、前記 位置調整機構が各凹レンズと各光学ユニットとの離間距離を一律に変更するもので あることが望ましい。
[0024] 好適な位置調整機構の態様としては、前記位置調整機構が、光学ユニットから射 出される光の径が最小となる位置又はその近傍位置である離間位置と、その離間位 置よりもさらに光学ユニット側に設定した接近位置との間で、凹レンズを光学ユニット に対して相対的に移動させるものを挙げることができる。
[0025] 前記離間位置では、光学ユニットから射出された光の径がほぼ最小となって、凹レ ンズの中心付近の曲率力 S小さぐ屈折パワーが最小となる範隨こ集光され、そこから 凹レンズを屈折の影響をほとんど受けることなく通過しながらクロスし、最も広がる光と なる。したがって凹レンズの中央付近は、平らな等厚形状であってもよいし、あるいは その中央付近に貫通孔が形成されて ヽてもよ ヽ。特に貫通孔が形成されて ヽると、 上述したように光が最も広がって照度が小さくなる離間位置での光の減衰を抑制でき 、その効果が顕著なものとなる。
[0026] 具体的には、前記凹レンズの中央に貫通孔又は等厚部を設け、前記離間位置に おいて、光学ユニットから出た光の略全てが、当該貫通孔を通過するように設定して おけばよい。
[0027] 中央凸レンズ部をでた光の強度ロスを可及的に減少させたい場合や、凹レンズによ る制御が不要である場合は、前記凹レンズの中央に貫通孔又は等厚部を設け、少な くとも前記中央凸レンズ部から出た光の略全てが、前記貫通孔又は等厚部を通過す るように設定しておけばょ 、。 [0028] 一つの光学ユニットに発光色の異なる複数の LED素子を集合させて装着したり、あ るいは複数の光学ユニットを有する場合は、各光学ユニットに対応する LED素子の 色を異ならせたりして、照明対象により各 LED素子の発光強度比率を変え、例えば 複数段階に照明色を調整できるようにしてもよい。このようなものであれば、例えば同 じ白でも、照明対象によって無機質な白色と、暖色系の白色とに色を若干変化させる など、照明対象に応じた最適な照明を行えるようになり、スポット照明器として特に好 適なものとなる。
発明の効果
[0029] このように、本発明によれば、光照射エリアの拡縮調整が可能であり、し力も LED素 子力 でるほとんど全ての光をロス無く光照射エリアに導くことが可能な光照射装置 を提供することができる。
図面の簡単な説明
[0030] [図 1]本発明の第 1実施形態における LEDパッケージ及び光学ユニットを別個に示 す斜視図。
[図 2]同実施形態における光学ユニットの内部構造を主として示す中央縦断面図 [図 3]同実施形態における LEDパッケージを示す拡大断面図。
[図 4]同実施形態における基板の平面図。
[図 5]同実施形態において光学ユニットを接近位置とした場合の光線図。
[図 6]同実施形態において光学ユニットを接近位置とした場合の照度分布図。
[図 7]同実施形態において光学ユニットを離間位置とした場合の光線図。
[図 8]同実施形態において光学ユニットを離間位置とした場合の照度分布図。
[図 9]本発明の第 2実施形態における光照射装置を示す中央縦断面図。
[図 10]同実施形態における光照射装置を示す斜視図。
[図 11]同実施形態において凹レンズを離間位置とした場合の光線図。
[図 12]同実施形態において凹レンズを接近位置とした場合の光線図。
[図 13]本発明の第 3実施形態における光照射装置を示す中央縦断面図。
[図 14]同実施形態における光照射装置を示す平面図。
[図 15]本発明の第 4実施形態における光照射装置を示す中央縦断面図。 [図 16]同実施形態における光照射装置を示す平面図。
[図 17]同実施形態における光照射装置を示す側面図。
[図 18]同実施形態における光照射装置を示す底面図。
[図 19]本発明のさらに他の実施形態における光学ユニットを示す中央縦断面図。
[図 20]本発明のさらに他の実施形態における光学ユニットを示す中央縦断面図。
[図 21]本発明のさらに他の実施形態における凹レンズを示し、その凹レンズを離間位 置にした場合の光線図。
[図 22]同実施形態において凹レンズを接近位置にした場合の光線図。
符号の説明
[0031] 11· "LED素子
1Α···素子保持体
2···光学ユニット
21···先端面
21a' ··中央凸レンズ部
21b…リング状凸レンズ部
21c…先端凹部
21d…リング状レンズ部
22···基端面
25···基端凹部
26···湾曲膨出面
71· "凹レンズ
9···位置調整機構
Ρ1、 Ρ3···接近位置
Ρ2、 Ρ4···離間位置
発明を実施するための最良の形態
[0032] 以下に本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
[0033] <第 1実施形態 >
本実施形態に係る光照射装置は、図 1、図 2に示すように、光源である LED素子 1 1を有した LEDパッケージ 1と、前記 LED素子 11から射出される光を受光して、先端 面 21から射出する光学ユニット 2と、これら LEDパッケージ 1及び光学ユニット 2を収 容保持する図示しないケーシングとを備えたものである。
[0034] 各部を詳述する。 LEDパッケージ 1は、素子保持体 1 Aと、その素子保持体 1 Aの 先端面 1A1に保持された LED素子 11とを具備し、前記ケーシングに固定されたもの である。
[0035] 素子保持体 1Aは、図 3及び図 4に示すように、等厚板状をなす本体部 1A2とその 本体部 1A2上に設けた突出部であるマウント部材 1A3とからなるもので配線基板 4 上に搭載されている。本体部 1A2は、例えば平面視略円形状をなす所定厚みを有 したもので、先端面から配線層 Sl、絶縁層 S2、熱伝導層 S3の順で重ねた層構造を なす。配線層 S1は、銅箔に金 (銀)メツキを施してなる数/ z mの薄いもので、正負一 対の配線パターン Sl (l)、 Sl (2)からなり、各パターンがそれぞれ前記 LED素子 11 の P層及び N層に接続してある。絶縁層 S2は、ポリイミド榭脂やエポキシ系榭脂等を 素材とした数十/ z mの薄いものである。熱伝導層 S3はアルミニウムを素材とするもの で、前記配線層 S1や絶縁層 S2に比して十分に厚ぐ LED素子 11から放出される熱 を例えば図示しないケーシングに伝達する。なお、符号 S5は、この素子保持体 1Aの 厚み方向に貫通するスルーホールで、前記配線パターン SI (1)、 S1 (2)を配線基 板 4に導通させるためのものである。
[0036] マウント部材 1A3は、 LED素子 11よりも平面視面積が大きい例えば銅を素材とす る導電性を有したブロック体状のもので、本体部 1A2の中央において、配線パターン S1 (1)に、第 1の接合材である例えばクリーム半田により接合してある。
[0037] LED素子 11は、例えば連続して 200mA以上の電流を流すことが可能ないわゆる ノ ヮ一 LEDと称される表面実装型のもので、 PN接合構造をなし、一方の半導体層（ 例えば P層）の底面に、極めて薄い (数十 m)他方の半導体層（例えば N層）を設け てなるものである。一般的に LED素子は、 P層と N層との境界部分 KBが発光し、力 つその部分 KBで発熱も生じる力 この LED素子 11は、通常の LED素子に比べ消 費電力や発生熱量が多いことから、放熱を効率よく行うため、通常の LED素子とは 逆に、前記境界部分 KBに近い面、すなわちこの実施形態では底面 TMを接合面に して前記マウント部材 1A3の先端面中央に第 1接合材とは異なってより表面張力が 小さ 、第 2の接合剤である金—スズ合金を用いて密着接合して ヽる。なお符号 27は 、 LED素子 11を保護するために取り付けられた半球状の透明中実榭脂カバーであ る。
[0038] 光学ユニット 2は、図 2に示すように、その基端面 22から先端面 21に向力 に連れ 徐々に断面積が拡がるように形成した回転体形状をなす中実透明なボディ 23と、そ のボディ 23の先端面 21外周に一体に設けた鍔部 24とを備えたものである。
[0039] ボディ 23の基端面 22には、前記 LED素子 11を収容するための凹部 25 (以下基端 凹部という）が開口させてある。この基端凹部 25は断面が円形状をなし、前記素子保 持体 1 A (より具体的にはその本体 1A1)の外径と略同一径を有するものである。そし てその底面 25aを、前記基端面 22側に向かって膨らませた凸レンズ形状にしてある 。一方、このボディ 23の先端面 21には、その中央部を膨出させることにより中央凸レ ンズ部 21aを形成するとともに、その周囲に中央凸レンズ部 21aとは異なる曲率のリン グ状凸レンズ部 2 lbを形成している。前記鍔部 24はこのリング状凸レンズ部 21bの外 側 21blに連続させて設けてある。また前記ボディ 23の側面 23aには、基端 22から 鍔部 24に亘つて断面輪郭が放物線をなすように形成した反射面である湾曲膨出面 2 6を設けている。
[0040] ところで、 LED素子は実際にはある程度の面積を有し、面発光するものであるが、 この実施形態では、図 5、図 7に特に示すように、 LED素子 11の面から出た光のうち 、凹部 25の側面 25bを通過した略全ての光力 前記湾曲膨出面 26に到達し、そこで 全反射されて前記リング状凸レンズ部 21bを介し、光軸 Cに向かって互いに相寄る向 きの光として外部に放射されるようにしてある。また一方で、前記 LED素子 11から射 出された光のうち、凹部 25の底面 25aを通過した略全ての光力 前記中央凸レンズ 部 21aを介し、やはり光軸 Cに向力つて互いに相寄る向きの光として外部に放射され るように設計してある。
[0041] なお、設計通りの経路を通らず、上述と異なった経路、例えば湾曲膨出面 26で反 射し、中央凸レンズ部 21aを通過して外側に拡がっていくような経路を通る光も実際 には、ごくわずかであるが存在する。 [0042] しかして本実施形態では、前記光学ユニット 2の LED素子 11に対する相対位置を 光軸 C方向に沿って調整するための位置調整機構をさらに設けている。
[0043] この位置調整機構は、前記光学ユニット 2を LED素子 11に対し、その基端凹部 25 に前記素子保持体 1Aの全部が収容される接近位置 P1 (図 5に示す)と、素子保持 体 1Aの略全てが基端凹部 25から出て当該素子保持体 1Aの先端面 1A1と光学ュ ニット 2の基端面 22とが略同じ高さとなる離間位置 P2 (図 7に示す)との間で移動させ るものである。
[0044] 具体的にこの位置調整機構は、光学ユニット 2の中心軸 Cを LED素子 11の光軸 C に一致させる位置決め部 31と、その位置決め状態を保ちつつ光学ユニット 2を光軸 C方向に進退させる進退部とを備えている。位置決め部 31は、前記素子保持体 1A ( より正確には本体部 1A2)の外周と基端凹部 25の内周との略がたのない嵌合により 形成したもので、光軸 C方向の光学ユニット 2の移動は阻害しない。進退部は、図示 しないが、光学ユニット 2を外部からの操作力により前記接近位置 P1と離間位置 P2と の間の範囲内で移動させるもので、ケーシングと光学ユニット 2との間に形成してある
[0045] このような構成において、光学ユニット 2を前記接近位置 P1に位置づけた場合には 、図 5、図 6に示すように、 LED素子 11から所定距離離間させた面 Mlにおいて光照 射エリアの面積が大きぐかつ単位面積あたりの照度は低くなり（より正確には、一定 照度以上のエリアが大きくなり）、光学ユニット 2を前記離間位置 P2に位置づけた場 合には、図 7、図 8に示すように、 LED素子 11から所定距離離間させた面 Mlにおい て光照射エリアの面積が小さぐかつ単位面積あたりの照度は高くなる（より正確には 、一定照度以上のエリアが小さくなる)。
[0046] したがって、本実施形態によれば、光照射エリアの拡縮を要求される製品検査用の スポット光照明に非常に好適なものになり、また照射対象物が生育して大きさの変わ る植物育成用としても好まし ヽものとなる。
[0047] し力も、いずれの場合も、 LED素子 11が常に基端凹部 25内にあってその側方に 湾曲膨出面 26が位置付けられることから、 LED素子 11からでる略全ての光 (光軸 C から ± 90° の範囲ででる光の略全て）が、リング状凸レンズ部 21b乃至中央凸レンズ 部 21aを通り、前方へ射出されることとなり、効率を大幅に向上させることができる。 なお、光学ユニット 2を固定し、 LED素子 11を移動させるようにしてもよい。
[0048] <第 2実施形態 >
以下に第 2実施形態を図面を参照して説明する。なお、前記第 1実施形態における 部材と対応する部材には同一の符号を付している。
[0049] 本実施形態に係る光照射装置は、図 9、図 10に示すように、基体 5と、その基体 5に 支持させた複数の光照射ブロック 6及び同数の凹レンズ 71と、前記光照射ブロック 6 及び凹レンズ 71間の距離を設定するための位置調整機構 9とを備えている。
[0050] 基体 5は、一方の端面を厚肉の底板 51で閉塞した概略円筒状の金属製のもので あり、底板 51には、放熱フィン Fがー体に設けてある。
[0051] 光照射ブロック 6は、 LEDパッケージ 1と、その LEDパッケージ 1に固定した光学ュ ニット 2とを備えたもので、複数が、配線基板 4に円周状に等間隔に取り付けられてい る。これら LEDパッケージ 1及び光学ユニット 2に関しては、前記第 1実施形態同様で あるので説明は省略する。また LEDパッケージ 1に対する光学ユニット 2の取付態様 は、前記実施形態における接近位置 P1における場合（図 5に示す）と同じであり、光 の射出経路も同じである。一方、前記配線基板 4は、円形状をなすもので、前記基体 5の底板 51上に熱伝導部材 5A等を介して保持されている。なお、熱伝導部材 5Aは 各光照射ブロック 6の直下に設けてある。
[0052] 凹レンズ 71は、光照射ブロック 6の光照射側に離間させて配置してあり、複数 (光学 ユニット 2と同数）が単一のレンズ保持体 7に一体に形成されている。このレンズ保持 体 7は、複数の凹レンズ 71を円周状に等間隔に一体に形成する円盤状の板体 75と 、板体 75の周縁部力も垂直に起立する側壁体 76とからなるものである。
[0053] 位置調整機構 9は、レンズ保持体 7の位置、すなわち凹レンズ 71及び光学ユニット 2間の光軸 C方向に沿った相対離間距離を一律に変更するためのものであり、レンズ 保持体 7 (凹レンズ 71)を光軸 C方向に沿って平行移動可能に支持するスライド機構 91と、そのスライド機構 91によって移動するレンズ保持体 7 (凹レンズ 71)を、所望の 位置で固定する固定機構 92からなる。
[0054] スライド機構 91は、レンズ保持体 7を構成する側壁体 76を、基体 5の側周壁 52の 内周面にガタなくかつスライド自在に嵌合させて、当該レンズ保持体 7を、前記配線 基板 4と平行かつ中心軸を一致させた状態で、光軸 C方向に沿って進退移動可能に 支持するものである。なお、符号 Kl、 Κ2は、レンズ保持体 7の回転を抑止し、各凹レ ンズ 71を、それぞれ対応する光照射ブロック 6と光軸を一致させてスライド移動させる ためのキー溝とキーである。
[0055] 固定機構 92は、レンズ保持体 7と基体 5との間に設けられて、レンズ保持体 7を光 射出方向側に弾性付勢する弾性体 (コイルばね) 923と、レンズ保持体 7の周縁部に 係合し、弾性体 923との間で挟み込むことでレンズ保持体 7を保持する、内向き鍔を 有した円筒状の係合部材 921と、この係合部材 921を光軸 C方向に沿って進退移動 させるねじ送り機構 922とを備えている。ねじ送り機構 922は、係合部材 921の内周 と前記基体側周壁 52とにそれぞれ設けたねじ部を螺合させたもので、係合部材 921 を正逆回転させることでその高さを変え、前記レンズ保持体 7を所望の位置で固定す ることができる。なお、弾性体 (コイルばね） 923は、基体側周壁 52の内側で、光照射 ブロック群の外側を取り囲む位置に設けられている。
[0056] この位置調整機構 9によるレンズ保持体 7の可動範囲は、図 11 (a)、図 12 (a)に示 すように、光学ユニット 2から射出される光の径が最小となる位置又はそれよりもやや 光学ユニット側の位置である離間位置 P4 (スポット径最大）と、その離間位置 P4よりも さらに光学ユニット側に設定した接近位置 P3 (スポット径最小）との間である。なお、 同図（b) 4にさらに遠方での光照射エリアの違いを図示する。
[0057] このように構成した本実施形態に係る光照射装置によれば、光照射エリアの拡縮と 光の効率的な活用との両方を満足できるため、製品検査用や植物育成用等に非常 に好適なものとなる。また、複数の LEDパッケージ 1を平面上に並べ設けているので 、広範囲を照射でき、特に植物育成や植物ライトアップ等に用いてその効果が顕著 なものとなる。し力も位置調整機構 9が、各凹レンズ 71と各光学ユニット 2との離間距 離を一律に変更できるため、一つ一つ調整するものと比べ、照射エリアの調整作業 の利便性が向上する。
[0058] <第 3実施形態 >
以下に第 3実施形態を図面を参照して説明する。なお、前記第 1、第 2実施形態に おける部材と対応する部材には同一の符号を付している。
[0059] 本実施形態に係る光照射装置は、図 13、図 14に示すように、基体 5と、その基体 5 に支持させた複数の光照射ブロック 6及び同数の凹レンズ 71と、前記光照射ブロック 6及び凹レンズ 71間の距離を設定するための位置調整機構 9とを備えている。
[0060] 基体 5は、例えば、熱伝導性及び放熱性を有する金属製の円板状をなすものある。
[0061] 光照射ブロック 6は、 LEDパッケージ 1と、その LEDパッケージ 1に固定した光学ュ ニット 2とを備えたもので、複数が、 1枚の配線基板 4に円周状に等間隔に取り付けら れている。これら LEDパッケージ 1及び光学ユニット 2に関しては、前記第 1実施形態 同様であるので説明は省略する。また LEDパッケージ 1に対する光学ユニット 2の取 付態様は、前記実施形態における接近位置 P1における場合（図 5に示す)と同じで あり、光の射出経路も同じである。一方、前記配線基板 4は、円形状をなすもので、前 記基体 5の底板 51上に熱伝導部材 5 A等を介して保持されて ヽる。
[0062] 凹レンズ 71は、光照射ブロック 6の光照射側に離間させて配置してあり、複数 (光学 ユニット 2と同数)が、前記基体 5から光軸 C方向と平行に立設した複数本 (例えば 4 本）の支柱 911に支えられた、例えば円盤状のレンズ保持体 7に保持されて 、る。
[0063] レンズ保持体 7は、その複数箇所 (ここでは 6つが等間隔放射状に設けてある）にレ ンズ嵌合孔 72を貫通させてあり、凹レンズ 71は、このレンズ嵌合孔 72に嵌め込まれ て支持される。この例では、レンズ嵌合孔 72の側面に段部が設けてあり、凹レンズ 71 は、その周縁部における一方の面を前記段部に当接させるとともに、レンズ保持体 7 に取り付けたリング状の押さえ部材 73によって、周縁部における他方の面を押さえつ けられることによって、固定される。各レンズ嵌合孔 72の位置は、前記各光学ユニット 2の光軸 Cにそれぞれその中心軸が一致するように設定してある。
[0064] 位置調整機構 9は、レンズ保持体 7の位置、すなわち凹レンズ 71及び光学ユニット
2間の光軸 C方向に沿った相対離間距離を一律に変更するためのものであり、レンズ 保持体 7 (凹レンズ 71)を光軸 C方向に沿って平行移動可能に支持するスライド機構 91と、そのスライド機構 91によって移動するレンズ保持体 7 (凹レンズ 71)を、所望の 位置で固定する固定機構 92からなる。
[0065] スライド機構 91は、レンズ保持体 7の周縁部に設けた厚み方向に貫通する支柱挿 通孔 912に、前記各支柱 911をスライド自在に挿通させ、当該レンズ保持体 7を、前 記配線基板 4と平行かつ中心軸を一致させた状態で、光軸 C方向に沿って進退移動 可能に支持するものである。
[0066] 固定機構 92は、レンズ保持体 7の周縁部に係合するリング状の係合部材 921と、こ の係合部材 921を光軸 C方向に沿って進退移動させるねじ送り機構 922とを備えて おり、前記係合部材 921を回転させることでその高さを変え、前記レンズ保持体 7を 所望の位置で固定することができる。この実施形態では、前記レンズ保持体 7に対し 、光照射方向に向力 力を付与する弾性部材 923をさらに設け、前記係合部材 921 とこの弾性部材 923との間で、レンズ保持体 7をガタなく挟み込むようにしている。弹 性部材 923は、各支柱 911にそれぞれ外嵌させたコイルばねである。
[0067] この位置調整機構 9によるレンズ保持体 7の可動範囲は、前記第 2実施形態と同様 であり、その光線図も図 11、図 12と同様であるので、これに関する詳細な説明は省 略する。
[0068] <第 4実施形態 >
以下に第 4実施形態を図面を参照して説明する。なお、前記第 1、第 2、第 3実施形 態における部材と対応する部材には同一の符号を付している。
[0069] 本実施形態に係る光照射装置は、図 15〜図 18に示すように、基体 5と、その基体 5に支持させた複数の光照射ブロック 6及び同数の凹レンズ 71と、前記光照射ブロッ ク 6及び凹レンズ 71間の距離を設定するための位置調整機構 9とを備えている。
[0070] 基体 5は、一方の端面を厚肉の底板 51で閉塞した概略円筒状の金属製のもので あり、ここでは底板 51に放熱フィンを設けていないが、第 2実施形態のように、必要に 応じて設けてもよい。
[0071] 光照射ブロック 6は、第 2実施形態同様、 LEDパッケージ 1と、その LEDパッケージ 1に固定した光学ユニット 2とを備えたもので、複数が、配線基板 4に円周状に等間隔 に取り付けられている。これら LEDパッケージ 1、光学ユニット 2及び配線基板 4の構 造や配置関係等に関する詳細は、前記第 2実施形態とほぼ同様であるので説明は 省略する。
[0072] 凹レンズ 71は、各光照射ブロック 6に 1対 1に対応させて複数が光照射側に離間さ せて配置してある。これら凹レンズ 71はレンズ保持体 7に保持されて!ヽる。
[0073] このレンズ保持体 7は、概略円盤状をなすもので、その複数箇所 (ここでは 6つが等 間隔放射状に設けてある）にレンズ嵌合孔 72を貫通させてあり、凹レンズ 71は、この レンズ嵌合孔 72に嵌め込まれて支持される。この例では、レンズ嵌合孔 72の内周面 に段部が設けてあり、レンズ嵌合孔 72に反光照射方向から嵌め込んだ凹レンズ 71 力 その段部に当接することにより、他方に抜けないようにしてある。このようにしてレ ンズ嵌合孔 72に嵌め込まれた凹レンズ 71は、レンズ保持体 7と略同径の円盤状をな し、各凹レンズ 71に対応する部位に、それぞれ凹レンズ 71より若干小径の貫通孔 73 aを設けた押さえ部材 73によって、周縁部を Oリング等の防水手段 OR1を介して押さ えつけられ固定される。
[0074] 位置調整機構 9は、レンズ保持体 7の位置、すなわち凹レンズ 71及び光学ユニット 2間の光軸 C方向に沿った相対離間距離を一律に変更するためのものであり、レンズ 保持体 7 (凹レンズ 71)を光軸 C方向に沿って平行移動可能に支持するスライド機構 91と、そのスライド機構 91によって移動するレンズ保持体 7 (凹レンズ 71)を、所望の 位置で固定する固定機構 92からなる。
[0075] スライド機構 91は、基体 5の中央力 突出させた円柱体 911に対し、レンズ保持体 7の中央力も基体側に向力つて一体に延出した円筒体 912がガタなく外嵌することに より、当該レンズ保持体 7を、前記配線基板 4と平行かつ中心軸を一致させた状態で 、光軸 C方向に沿って進退移動可能に支持するものである。なお、符号 Kl、 Κ2は、 レンズ保持体 7の回転を抑止し、各凹レンズ 71を、それぞれ対応する光照射ブロック 6と光軸を一致させてスライド移動させるためのキー溝とキーである。
[0076] 固定機構 92は、レンズ保持体 7と基体 5との間に設けられて、レンズ保持体 7を光 射出方向側に弾性付勢する弾性体 (コイルばね) 923と、レンズ保持体 7の周縁部に 係合し、弾性体 923との間で挟み込むことでレンズ保持体 7を保持する、内向き鍔 92 1 aを有した円筒状の係合部材 921と、この係合部材 921を光軸 C方向に沿って進退 移動させるねじ送り機構 922とを備えている。ねじ送り機構 922は、係合部材 921の 内周と前記基体側周壁 52とにそれぞれ設けたねじ部を螺合させたもので、係合部材 921を正逆回転させることでその高さを変え、前記レンズ保持体 7を所望の位置で固 定することができる。弾性体 (コイルばね） 923は、基体 5の軸線に沿って中央に配置 してある。より具体的には、円柱体 911の周囲であって各光照射ブロック 6よりも内側 に配置してある。なお、係合部材 921の内周と基体側周壁 52の外周との間には、 Oリ ング等の防水部材 OR2が設けてあり、前記防水部材 OR1と併せて、光照射ブロック 6が収容される内部空間に外部力も水等が侵入しないように構成している。この例で は電気ケーブル CAの導入部分にも防水タイプのものを用いて 、る。
[0077] この位置調整機構 9によるレンズ保持体 7の可動範囲は、前記第 2実施形態と同様 であり、その光線図も図 11、図 12と同様であるので、これに関する詳細な説明は省 略する。
[0078] なお、本発明は前記各実施形態に限られるものではない。
[0079] まず、光学ユニット 2に関して言えば、図 19に示すように、ボディ 23の先端面 21中 央部に先端凹部 21cを開口させるとともに、その先端凹部 21cの周囲に中央に行く ほど徐々に凹むリング状凹レンズ部 21dを形成し、前記 LED素子 11から射出された 光のうち、前記先端凹部 21cを通過する光の略全てを、前記凹レンズ部 21dを通過さ せることなく外側に拡がる光として外部に射出する一方、前記先端凹部 21cを通過し ない光の略全てを、前記湾曲膨出面 26で全反射し、前記凹レンズ部 21dを通過させ て外側に拡がる光として外部に射出するように構成しているものでもよい。
[0080] この構成において基端凹部 25は例えば概略半球状をなすものとしている力 前記 実施形態のような形状でもよい。また、前記先端凹部 21cの底面 21clの略全体を先 端面 21側に向力つて膨らませ、凸レンズ部として機能させるとともに、この先端凹部 2 lcの側面 21c2を先端面側に向力うにつれ徐々に拡カ ¾テーパ面としている。
[0081] また、例えば図 20に示すように、光学ユニット 2を、平坦な先端面 21、湾曲膨出面 2 6、基端面 22を有した単純な椀型形状にし、その基端面 22に基端凹部 25を開口さ せたようなものにしても前記実施形態と同様の効果を奏し得る。
[0082] さらに、図示しないが、突出部であるマウント部材と基端凹部とを嵌合させるようにし てもよい。
[0083] また、凸レンズ部 21aにフレネルレンズ構造を採用してもよいし、例えば湾曲膨出面 26に金属薄膜等を蒸着するなどしてミラー面を形成し、光を内向きに反射するように してちよい。
[0084] 次に、第 2、第 3実施形態で適用した凹レンズ 71について言えば、図 21 (a)、図 22
(a)に示すように、中央に貫通孔 71aを設け、前記離間位置 P4において、光学ュニ ットから出た光の略全て力 当該貫通孔 71aを通過するように設定してもよい。
[0085] 前記離間位置 P4では、たとえ貫通孔 71aが形成されていなくとも、光学ユニット 2か ら射出された光の径がほぼ最小となって、凹レンズ 71の中心付近の曲率が小さぐ 屈折パワーが最小となる範隨こ集光され、そこから凹レンズ 71を屈折の影響をほとん ど受けることなく通過しながらクロスし、最も広がる光となる。したがって、凹レンズ 71 の中央付近に前記貫通孔 71aが形成されていても特段の不具合はなぐ逆に、貫通 孔 71aが形成されていると、上述したように光が最も広がって照度が小さくなる離間位 置 P4での光の減衰を抑制できるという格別な効果を得ることができる。もちろん、光 の減衰を抑制できる効果は得られないものの、この貫通孔 71aの代わりに等厚部を 設けておいてもよい。同図（b)では、さらに遠方での光照射エリアの違いを図示して いる。
[0086] また、貫通孔の径を、凹レンズが可動できる全範囲に亘つて、少なくとも前記中央 凸レンズ部から出た光の略全て力 当該貫通孔を通過するように設定してもよい。 LE
D素子から出た光軸近傍の光は、光照射エリアで望まれる照度分布の関係から、光 学ユニットの中央凸レンズ部での制御で十分な場合に有効となる。
[0087] その他、本発明は、前記実施形態を含む前述した各構成を適宜組み合わせるよう にしてもよぐその趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
産業上の利用可能性
[0088] 本発明によれば、光照射エリアの拡縮調整が可能であり、し力も LED素子力 でる ほとんど全ての光をロス無く光照射エリアに導くことが可能な光照射装置を提供する ことができる。

Claims

請求の範囲
[1] LED素子と、その LED素子からの光を内部を通過させて先端面力 射出する光透 過性を有した光学ユニットと、前記 LED素子を先端面に配設した素子保持体とを備 え、前記光学ユニットが、 LED素子力 射出される光の光軸を中心とする回転体形 状をなし、その基端面の中央部分に前記 LED素子を収容する基端凹部を開口させ るとともに、その側面に LED素子からの光を略全反射する反射面を形成したもので あって、
前記 LED素子と光学ユニットとの相対位置を光軸方向に沿って調整するための位 置調整機構とをさらに備えてなり、
その位置調整機構が、前記光学ユニットを、その基端凹部に前記素子保持体の一 部又は全部が収容される接近位置と、素子保持体の略全てが基端凹部から出て当 該素子保持体の先端面と光学ユニットの基端面とが略同じ高さとなる離間位置との 間で LED素子に対し相対的に移動させるものであることを特徴とする光照射装置。
[2] 位置調整機構が、前記素子保持体と基端凹部とを前記光軸と垂直な方向に略がた なく嵌合させ、かつ光軸方向にスライド可能に構成したものである請求項 1記載の光 照射装置。
[3] 前記 LED素子が 200mA以上の電流を連続して流すことのできる超高輝度タイプ のものである請求項 1乃至 2いずれかに記載の光照射装置。
[4] 前記光学ユニットが、中央部に中央屈折部を有してなり、 LED素子から出る光のう ち、前記反射面で全反射する略全ての光を前記中央屈折部を通過させることなく射 出するとともに、それ以外の略全ての光を中央屈折部を通過させて射出するように構 成して!/、る請求項 1記載の光照射装置。
[5] 前記光学ユニットが、その先端面中央部に中央凸レンズ部を形成するとともに、そ の中央凸レンズ部の周囲先端面に異なった曲率のリング状凸レンズ部を形成し、側 面には反射面である湾曲膨出面を形成してなるものであり、少なくとも前記接近位置 において、前記 LED素子力 射出された光のうち、前記基端凹部の側面を通過する 略全ての光を、前記湾曲膨出面で全反射させて前記リング状凸レンズ部を介し互い に相寄る向きの光として外部に射出する一方、前記凹部の底面を通過する略全ての 光を、前記中央凸レンズ部を介し互いに相寄る向きの光として外部に射出するように 構成して!/ヽる請求項 1記載の光照射装置。
[6] 前記基端凹部の底面に凸レンズ部を形成している請求項 5記載の光照射装置。
[7] 前記光学ユニットが、その先端面中央部に先端凹部を開口させるとともに、その先 端凹部の周囲先端面にリング状凹レンズ部を形成し、側面には反射面である湾曲膨 出面を形成してなるものであり、前記 LED素子力 射出された光のうち、前記先端凹 部を通過する光の略全てを、前記凹レンズ部を通過させることなく外側に拡がる光と して外部に放射する一方、前記先端凹部を通過しない光の略全てを、前記湾曲膨出 面で全反射し、前記凹レンズ部を通過させて外側に拡がる光として外部に射出する ように構成して!/、る請求項 1記載の光照射装置。
[8] 前記先端凹部の底面に中央凸レンズ部を形成している請求項 7記載の光照射装 置。
[9] LED素子と、前記 LED素子力 射出される光の光軸を中心とする末広がりの回転 体形状をなし、当該 LED素子力 の光を内部を通過させて先端面力 射出する光透 過性を有した中実の光学ユニットと、その光学ユニットのさらに先端側に配置した凹レ ンズとを備え、前記光学ユニットが、その側面に LED素子力 の光を略全反射する 反射面を形成したものであって、前記凹レンズと光学ユニットとの光軸方向に沿った 離間距離を変更可能に設定するための位置調整機構をさらに備えていることを特徴 とする光照射装置。
[10] 前記光学ユニットが、
その基端面の中央部分には、前記 LED素子を収容する基端凹部を開口させ、 その先端面には、その中央部に中央凸レンズ部を形成するとともに周囲に前記中 央凸レンズ部とは異なった曲率のリング状凸レンズ部を形成し、
その側面には、 LED素子力 の光を略全反射する反射面である湾曲膨出面を形 成し、
前記 LED素子力 射出された光のうち、前記基端凹部の側面を通過する略全ての 光を、前記湾曲膨出面で全反射させて前記リング状凸レンズ部を介し互いに相寄る 向きの光として外部に射出する一方、前記凹部の底面を通過する略全ての光を、前 記中央凸レンズ部を介し互いに相寄る向きの光として外部に射出するように構成した ものである請求項 9記載の光照射装置。
[11] 複数の LEDと、それら LEDにそれぞれ対応する複数の光学ユニットと、それら光学 ユニットに対応する複数の凹レンズとを備え、前記位置調整機構が各凹レンズと各光 学ユニットとの離間距離を一律に変更するものである請求項 9記載の光照射装置。
[12] 前記位置調整機構が、光学ユニットから射出される光の径が最小となる位置又はそ の近傍である離間位置と、その離間位置よりもさらに光学ユニット側に設定した接近 位置との間で、凹レンズを光学ユニットに対して相対的に移動させるものである請求 項 9記載の光照射装置。
[13] 前記凹レンズの中央に貫通孔を設け、前記離間位置において、光学ユニットから出 た光の略全てが、当該貫通孔を通過するように設定している請求項 12記載の光照 射装置。
[14] 前記凹レンズの中央に貫通孔を設け、少なくとも前記中央凸レンズ部から出た光の 略全てが、当該貫通孔を通過するように設定している請求項 10記載の光照射装置。
[15] 前記凹レンズの中央に等厚部を設け、前記離間位置において、光学ユニットから出 た光の略全てが、当該等厚部を通過するように設定している請求項 12記載
[16] 前記凹レンズの中央に等厚部を設け、少なくとも前記中央凸レンズ部から出た光の 略全てが、当該等厚部を通過するように設定している請求項 10記載の光照射装置。
[17] 発光色の異なる複数の LED素子を有して 、る請求項 1又は 9記載の光照射装置。
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