WO2021205671A1 - 光源装置 - Google Patents

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守 萩原
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株式会社Ｕｓｋテクノロジー
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    • F21V19/001—Fastening of light sources or lamp holders the light sources being semiconductors devices, e.g. LEDs
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    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]

Definitions

  • the present invention relates to a light source device.
  • a light source device in which a plurality of light emitting diodes are arranged on a plane is known (see, for example, Patent Document 1).
  • a light source device using a light emitting diode that emits ultraviolet rays is used in a fluid sterilizer that sterilizes a fluid such as water (inactivates bacteria) and a resin curing device that cures an ultraviolet curable resin.
  • an object of the present invention is to provide a light source device capable of improving the uniformity of the amount of light on the irradiation surface.
  • the present invention is a light source device in which a plurality of light emitting diodes are arranged on a plane for the purpose of solving the above problems, and the light distribution angle of each light emitting diode is less than 50 ° or larger than 80 °.
  • a light source device is provided.
  • the uniformity of the amount of light on the irradiated surface can be improved.
  • FIG. 1 It is a schematic block diagram of the light source apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. It is a graph which shows the relationship between the relative luminous intensity and the angle of the light emitting diode of light distribution angle 20 °. It is a graph which shows the relationship between the relative luminous intensity and the angle of the light emitting diode of light distribution angle 20 °. It is a graph which shows the relationship between the relative luminous intensity and the angle of the light emitting diode of light distribution angle 140 °. It is a graph which shows the relationship between the relative luminous intensity and the angle of the light emitting diode of light distribution angle 140 °. It is a figure which shows the arrangement of a light emitting diode. FIG.
  • FIG. 3A is a diagram showing a simulation result of a light amount distribution when the light distribution angle is 20 ° in FIG. 3A.
  • FIG. 3A is a diagram showing a simulation result of a light amount distribution when the light distribution angle is 50 ° in FIG. 3A. It is a figure which shows the simulation result of the light amount distribution when the light distribution angle is 140 ° in FIG. 3A. It is a graph which shows the relationship between the distance from the center where the amount of light becomes 60% or 80% of the peak value, and the light distribution angle. It is a figure which shows the simulation result of the light amount distribution when the optical distance from a light emitting diode to an irradiation surface is 50 mm when the light distribution angle is 20 °.
  • FIG. 5A is a graph showing a light amount distribution in a cross section passing through a central axis.
  • FIG. 5B is a graph showing a light amount distribution in a cross section passing through a central axis.
  • FIG. 5C is a graph showing a light amount distribution in a cross section passing through a central axis.
  • FIG. 5D it is a graph which shows the light amount distribution in the cross section passing through the central axis.
  • FIG. 5E it is a graph which shows the light amount distribution in the cross section passing through the central axis.
  • FIG. 5 is a graph showing the relationship between the distance from the center where the amount of light is 60% or 80% of the peak value and the optical distance from the light emitting diode to the irradiation surface when the light distribution angle is 20 °. It is a figure which shows the simulation result of the light amount distribution when the optical distance from a light emitting diode to an irradiation surface is 50 mm when the light distribution angle is 140 °. It is a figure which shows the simulation result of the light amount distribution when the optical distance from a light emitting diode to an irradiation surface is 80mm when the light distribution angle is 140 °.
  • FIG. 8A is a graph showing a light amount distribution in a cross section passing through the central axis.
  • FIG. 8B is a graph showing a light amount distribution in a cross section passing through the central axis.
  • FIG. 8C is a graph showing a light amount distribution in a cross section passing through the central axis.
  • FIG. 8D is a graph showing a light amount distribution in a cross section passing through the central axis.
  • FIG. 8E is a graph showing a light amount distribution in a cross section passing through the central axis.
  • FIG. 5 is a graph showing the relationship between the distance from the center where the amount of light is 60% or 80% of the peak value and the optical distance from the light emitting diode to the irradiation surface when the light distribution angle is 140 °. It is a figure explaining the arrangement of each light emitting diode when the LED pitch is 8.5 mm.
  • FIG. 11A is a diagram showing a simulation result of a light amount distribution when the light distribution angle is 20 °.
  • FIG. 11B is a diagram showing a simulation result of a light amount distribution when the light distribution angle is 20 °.
  • FIG. 11C is a diagram showing a simulation result of a light amount distribution when the light distribution angle is 20 °.
  • FIG. 11D is a diagram showing a simulation result of a light amount distribution when the light distribution angle is 20 °.
  • FIG. 11E is a diagram showing a simulation result of a light amount distribution when the light distribution angle is 20 °.
  • FIG. 12A it is a graph which shows the light amount distribution in the cross section passing through the central axis.
  • FIG. 12B it is a graph which shows the light amount distribution in the cross section passing through the central axis.
  • FIG. 12C it is a graph which shows the light amount distribution in the cross section passing through the central axis.
  • FIG. 12D it is a graph which shows the light amount distribution in the cross section passing through the central axis.
  • FIG. 12A it is a graph which shows the light amount distribution in the cross section passing through the central axis.
  • FIG. 12B it is a graph which shows the light amount distribution in the cross section passing through the central axis.
  • FIG. 12C it is a graph which shows the light amount distribution in the cross
  • FIG. 12E it is a graph which shows the light amount distribution in the cross section passing through the central axis.
  • FIG. 5 is a graph showing the relationship between the distance from the center where the amount of light is 60% or 80% of the peak value and the LED pitch when the light distribution angle is 20 °. It is a graph which shows the relationship between the LED pitch and the in-plane light amount distribution ratio when the light distribution angle is set to 20 °.
  • FIG. 11A is a diagram showing a simulation result of a light amount distribution when the light distribution angle is 140 °.
  • FIG. 11B is a diagram showing a simulation result of a light amount distribution when the light distribution angle is 140 °.
  • FIG. 11C is a diagram showing a simulation result of a light amount distribution when the light distribution angle is 140 °.
  • FIG. 11D is a diagram showing a simulation result of a light amount distribution when the light distribution angle is 140 °.
  • FIG. 11E is a diagram showing a simulation result of a light amount distribution when the light distribution angle is 140 °.
  • FIG. 15A is a graph showing a light amount distribution in a cross section passing through a central axis.
  • FIG. 15B is a graph showing a light amount distribution in a cross section passing through a central axis.
  • FIG. 15C is a graph showing a light amount distribution in a cross section passing through a central axis.
  • FIG. 15D is a graph showing a light amount distribution in a cross section passing through a central axis.
  • FIG. 15E is a graph showing a light amount distribution in a cross section passing through a central axis.
  • FIG. 5 is a graph showing the relationship between the distance from the center where the amount of light is 60% or 80% of the peak value and the LED pitch when the light distribution angle is 140 °. It is a graph which shows the relationship between the LED pitch and the in-plane light amount distribution ratio when the light distribution angle is 140 °.
  • It is a figure explaining the arrangement of each light emitting diode when the number of light emitting diodes used is 7. It is a figure explaining the arrangement of each light emitting diode when the number of light emitting diodes used is 19. It is a figure explaining the arrangement of each light emitting diode when the number of light emitting diodes used is 37.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a light source device according to the present embodiment.
  • the light source device 1 is a device in which a plurality of light emitting diodes 2 are arranged on a plane.
  • the case where a resin-sealed type in which the light-emitting diode chip is resin-sealed is used as the light-emitting diode 2, but the specific configuration of the light-emitting diode 2 is not particularly limited.
  • the light emitting diode 2 may be a hollow package in which a light emitting diode chip is sealed by covering it with glass or the like, or a chip-on-board type that does not cover the chip. ..
  • the emission wavelength of the light emitting diode 2 is not particularly limited.
  • the plurality of light emitting diodes 2 are arranged at equal intervals in the circumferential direction and the radial direction with the central axis C perpendicular to the plane on which the plurality of light emitting diodes 2 are arranged as the center.
  • the arrangement pitch of the light emitting diodes in the radial direction is referred to as an LED pitch.
  • the irradiation surface 3 to which the light from the light source device 1 is irradiated is a surface parallel to the plane on which the plurality of light emitting diodes 2 are arranged.
  • the optical distance from each light emitting diode 2 to the irradiation surface 3 along the direction perpendicular to the plane is defined as D.
  • the object to which the light from the light source device 1 is irradiated is not particularly limited, and may be a gas, a liquid, or a solid.
  • the light distribution angle of each light emitting diode 2 is set to less than 50 ° or larger than 80 °. The reason will be described below.
  • the light distribution angle is also called a directivity angle, and is an angle range in which the light intensity (light intensity) of the light emitting diode 2 is at least half of the peak value or the maximum value.
  • the light distribution angle is measured by moving the light receiver while maintaining a constant distance from the light emitting diode 2 and measuring the light intensity at each angle. For example, as shown in FIGS.
  • the angle range of plus or minus 10 ° is more than half of the peak value. This is the area where light intensity can be obtained.
  • the angle range of plus or minus 70 ° is more than half of the maximum value when the front surface of the light emitting diode 2 is 0 °.
  • the means for adjusting the light distribution angle is not particularly limited.
  • it may have a reflection mechanism such as a concave mirror-shaped reflector, or may have a transmission type light collection mechanism such as a lens.
  • the light distribution angles of all the light emitting diodes 2 are the same, but some errors due to manufacturing tolerances and the like are allowed.
  • the LED pitch (arrangement pitch in the radial direction) is 10 mm, and the light emitting diode 2 is arranged in a range of 60 mm in diameter will be examined.
  • 36 light emitting diodes 2 are arranged at equal intervals in the circumferential direction on the circumference having a diameter of 60 mm, and a total of 127 light emitting diodes 2 are used.
  • the radius of the light source region that is, the radius of the region where the light emitting diode 2 is arranged is 60 mm.
  • the light distribution angle of each light emitting diode 2 was changed to simulate the light amount distribution on the irradiation surface 3.
  • the light amount distribution on the irradiated surface when the light distribution angles are 20 °, 50 °, and 140 ° is as shown in FIGS. 3B to 3D.
  • a graph showing the light amount distribution in three dimensions and a graph of the light amount distribution in the cross section passing through the central axis C are also shown.
  • the optical distance D between the light emitting diode 2 and the irradiation surface 3 was set to 100 mm. Further, even when the light distribution angles were different, the simulation was performed assuming that the brightness of one light emitting diode 2 (the total amount of light emitted) was constant. The calculation results at each light distribution angle are summarized in FIG. Here, an index for evaluating the uniformity of the light amount distribution on the irradiation surface 3 will be described. In applications that require uniformity of the light source such as water sterilization or resin curing, increasing the light output of ultraviolet light simply improves the water sterilization or resin curing performance (effect performance) as the light output increases. However, by increasing the area (depth) where the light is irradiated, the light output is improved more than increased.
  • the light source in order to obtain 67% of the uniformity of the effect performance (within 1.5 times the uniformity of the amount of light), the light source needs to have a uniformity of at least 80% or more, and the uniformity of the effect performance is 50% (within 1.5 times). To obtain the uniformity of the amount of light within 2.0 times), the light source needs to have a uniformity of at least 60% or more. Therefore, in the present embodiment, as an index for evaluating the uniformity of the light amount distribution on the irradiation surface 3, "distance from the center where the light amount is 80% of the peak value" and "60% of the light amount is the peak value". The distance from the center is used.
  • the “center” here means the center of the region where the light emitting diode 2 is arranged, that is, the position of the central axis C.
  • good results are obtained in the region where the light distribution angle is small and the region where the light distribution angle is large.
  • the intermediate region that is, the light distribution angles are 50 °, 60 °, and 80 °
  • the "distance from the center, which is%" is reduced, and the uniformity of the amount of light on the irradiation surface 3 is reduced.
  • the uniformity of the light amount on the irradiation surface 3 is passed.
  • the “distance from the center where the amount of light is 80% of the peak value” is 44 mm or more, and the amount of light on the irradiation surface 3 is uniform. The sex is improving.
  • the light distribution angle of each light emitting diode 2 is set to less than 50 ° or larger than 80 °. Further, from the graph of FIG. 4, when the "distance from the center where the amount of light is 80% of the peak value" is 44 mm or more, the “distance from the center where the amount of light is 60% of the peak value" is the light distribution angle. In the region of less than 50 °, it corresponds to 58 mm or more, and in the region of the light distribution angle of more than 80 °, it corresponds to 60 mm or more.
  • the "distance from the center where the light amount is 60% of the peak value” is 58 mm or more, and when the light distribution angle is larger than 80 °, the "light amount”.
  • the “distance from the center where is 60% of the peak value” is set to be 60 mm or more as a criterion for acceptance.
  • the light amount distribution on the irradiation surface 3 is simulated. I asked. The simulation results are shown in FIGS. 5A to 5E. Further, the light amount distribution in the cross section passing through the central axis C in each case is shown in FIGS. 6A to 6E. Further, from FIGS.
  • the "distance from the center where the amount of light is 60% of the peak value” and the “distance from the center where the amount of light is 80% of the peak value” are as the optical distance D increases. It is reduced, and when the optical distance D exceeds 200 mm, it is considered to be below the acceptance standard. Therefore, when the light distribution angle of each light emitting diode 2 is less than 50 °, it is desirable that the optical distance D from each light emitting diode 2 to the irradiation surface 3 is 200 mm or less. Next, when the light distribution angle of the light emitting diode 2 is made larger than 80 °, a suitable optical distance D will be examined.
  • the light amount distribution on the irradiation surface 3 is simulated. I asked. The simulation results are shown in FIGS. 8A to 8E. Further, the light amount distribution in the cross section passing through the central axis C in each case is shown in FIGS. 9A to 9E. Further, from FIGS.
  • the results of calculating the "distance from the center where the amount of light is 60% of the peak value” and the “distance from the center where the amount of light is 80% of the peak value” are shown in FIG. Shown together.
  • the "distance from the center where the amount of light is 60% of the peak value” and the “distance from the center where the amount of light is 80% of the peak value” are when the optical distance D is 50 mm. It is rejected, and it is passed when the optical distance D is 80 mm or more.
  • the LED pitch that is, the arrangement pitch in the radial direction of the light emitting diode 2 will be examined.
  • FIGS. 11A to 11E the cases where the LED pitch was set to 8.5 mm, 10 mm, 12 mm, 15 mm, and 20 mm were examined.
  • the region (light source region) in which the light emitting diode 2 is arranged is constant at a diameter of 60 mm, and the LED pitch is adjusted by increasing or decreasing the number of the light emitting diodes 2 to be arranged to adjust the density.
  • the number of light emitting diodes 2 used is 169 when the LED pitch is 8.5 mm, 127 when the LED pitch is 10 mm, 91 when the LED pitch is 12 mm, 61 when the LED pitch is 15 mm, and 37 when the LED pitch is 20 mm. be. Since these have different total numbers of light emitting diodes 2, the simulation was performed assuming that the total amount of light was the same.
  • the light amount distribution on the irradiation surface 3 was obtained by simulation when the light distribution angle of the light emitting diode 2 was 20 ° and the LED pitch was 8.5 mm, 10 mm, 12 mm, 15 mm, and 20 mm.
  • the simulation results are shown in FIGS. 12A to 12E.
  • the light amount distribution in the cross section passing through the central axis C in each case is shown in FIGS. 13A to 13E. Further, from FIGS.
  • FIG. 14A the results of calculating the "distance from the center where the amount of light is 60% of the peak value" and the “distance from the center where the amount of light is 80% of the peak value” are shown in FIG. 14A. Shown together. As shown in FIG. 14A, the “distance from the center where the amount of light is 60% of the peak value” is 58 mm or more, which is the acceptance standard, in each case. Further, as shown in FIG. 14A, the "distance from the center where the amount of light is 80% of the peak value” is also 44 mm or more, which is the acceptance standard, in each case. Further, from the tendency of FIG.
  • the LED pitch when the LED pitch is less than 8.5 mm, it is considered that the "distance from the center where the amount of light is 60% of the peak value" is less than the pass value of 58 mm. Therefore, when the light distribution angle of each light emitting diode 2 is less than 50 °, it can be said that the LED pitch is preferably 8.5 mm or more.
  • the LED pitch when the LED pitch is less than 50 °, it can be said that the LED pitch is preferably 8.5 mm or more.
  • the in-plane light amount distribution ratio of the irradiation surface 3 was used as an evaluation standard.
  • the in-plane light intensity distribution ratio was calculated by the bottom value / peak value using the peak value and the bottom value at the drop in the light intensity immediately before the peak in the light intensity distributions of FIGS. 13A to 13E.
  • the acceptance criterion is that the in-plane light amount distribution ratio is 80% (0.8) or more.
  • the calculation results of the in-plane light amount distribution ratio are summarized in FIG. 14B. As shown in FIG. 14B, when the LED pitch is 20 mm, it can be seen that the in-plane light amount distribution ratio is less than 80%. Therefore, it can be said that it is desirable that the LED pitch is less than 20 mm, more preferably 15 mm or less.
  • the LED pitch is 8.5 mm or more and less than 20 mm, more preferably 8.5 mm or more and 15 mm or less.
  • the light amount distribution on the irradiation surface 3 was obtained by simulation when the light distribution angle of the light emitting diode 2 was 140 ° and the LED pitch was 8.5 mm, 10 mm, 12 mm, 15 mm, and 20 mm. The simulation results are shown in FIGS. 15A to 15E.
  • FIGS. 16A to 16E the light amount distribution in the cross section passing through the central axis C in each case is shown in FIGS. 16A to 16E.
  • FIGS. 16A to 16E the results of calculating the "distance from the center where the amount of light is 60% of the peak value" and the “distance from the center where the amount of light is 80% of the peak value” are shown in FIG. 17A. Shown together. As shown in FIG. 17A, the "distance from the center where the amount of light is 60% of the peak value" is 60 mm or more, which is the acceptance standard, in each case. Further, as shown in FIG.
  • the "distance from the center where the amount of light is 80% of the peak value” is also 44 mm or more, which is the acceptance standard, in each case. Further, from the tendency of FIG. 17A, when the LED pitch is much lower than 8.5 mm, "distance from the center where the amount of light is 60% of the peak value” and “distance from the center where the amount of light is 80% of the peak value” and “distance from the center where the amount of light is 80% of the peak value”. Is considered to be below the passing value. Therefore, when the light distribution angle of each light emitting diode 2 is larger than 80 °, it is desirable that the LED pitch is 8.5 mm or more.
  • the in-plane light intensity distribution ratio was determined in each of the light intensity distributions of FIGS. 16A to 16E.
  • the calculation results of the in-plane light amount distribution ratio are summarized in FIG. 17B.
  • the LED pitch is preferably 20 mm or less. From the above results, when the light distribution angle of each light emitting diode 2 is larger than 80 °, it is desirable that the LED pitch is 8.5 mm or more and 20 mm or less.
  • the LED pitch is constant and the number of light emitting diodes 2 used is changed.
  • the LED pitch is constant at 10 mm, and the light emitting diodes 2 arranged in a circle around the central light emitting diode 2 are arranged in a circle, one round, two rounds, three rounds, and four rounds.
  • the cases of 5, 6, and 7 laps were examined.
  • the number of light emitting diodes 2 used is 7 for 1 lap, 19 for 2 laps, 37 for 3 laps, 61 for 4 laps, 91 for 5 laps, and 127 for 6 laps.
  • the number is 169.
  • the vertical axis is the amount of light standardized by the peak value.
  • the diameter of the light source used in the actual simulation was used for plotting.
  • the horizontal axis was standardized by dividing the distance from the center, which is the horizontal axis of FIG. 19A, by the radius of the light source region (the radius of the region where the light emitting diode 2 is arranged). As shown in FIGS.
  • the radius of the light source region is 10 mm for one lap, 20 mm for two laps, 30 mm for three laps, 40 mm for four laps, 50 mm for five laps, and six laps. In the case of, it is 60 mm, and in the case of 7 laps, it is 70 mm.
  • the simulation result of normalization on the horizontal axis is shown in FIG. 19B. As shown in FIG. 19B, it can be seen that the distance (distance from the center / radius of the light source region) at which the amount of light is 60% of the peak value is almost constant regardless of the number of light emitting diodes used. Similarly, the simulation result when the light distribution angle is 140 ° is shown in FIG.
  • FIG. 20B the graph in which the horizontal axis is standardized is shown in FIG. 20B.
  • the light distribution angle is 140 °
  • the relationship between the standardized light amount and the distance (distance from the center / radius of the light source region) is almost the same. From the above, it was found that when the LED pitch is constant, the number of light emitting diodes 2 used does not contribute to the uniformity of the amount of light on the irradiation surface 3. In other words, the evaluation according to the present embodiment was found to be effective regardless of the number of light emitting diodes 2 used.
  • each light emitting diode is less than 50 °
  • the optical distance D from each light emitting diode 2 to the irradiation surface 3 is 200 mm or less
  • the LED pitch is 8.5 mm or more and less than 20 mm. Is.
  • the light source device 1 is a device in which a plurality of light emitting diodes 2 are arranged on a plane, and the light distribution angle of each light emitting diode 2 is less than 50 ° or 80 °. Greater. This makes it possible to improve the uniformity of the amount of light on the irradiation surface 3.
  • the position of the irradiation surface 3 (optical distance D from the light emitting diode 2 to the irradiation surface 3) is defined, but the light irradiation to the object is performed at the position including the irradiation surface 3. It may be performed, and for example, the object may be irradiated with light in the regions before and after the irradiation surface 3.
  • the running water is also irradiated with ultraviolet light before and after the set irradiation surface 3.
  • Such cases are also included in the present invention.
  • the application of the light source device 1 is not limited to the sterilization application, and can be applied to, for example, a resin curing device that cures an ultraviolet curable resin, lighting that irradiates visible light, and the like.
  • a resin curing device that cures an ultraviolet curable resin, lighting that irradiates visible light, and the like.
  • the pitch of the light emitting diode may be appropriately changed within a range in which the uniformity of the amount of light on the irradiation surface 3 can be maintained.
  • the light emitting diodes 2 do not have to be arranged in a circular shape as a whole, and may be arranged in a rectangular shape as a whole, for example.

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Abstract

複数の発光ダイオード（２）を平面上に配列した光源装置（１）であって、各発光ダイオード（２）の配光角が、５０°未満、あるいは８０°より大きい。

Description

光源装置
　本発明は、光源装置に関する。
　従来、複数の発光ダイオードを平面上に配列した光源装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。例えば、紫外線を発光する発光ダイオードを用いた光源装置は、水等の流体を殺菌する（細菌を不活化する）流体殺菌装置や、紫外線硬化樹脂を硬化させる樹脂硬化装置に用いられている。
特許第５７３２１５７号公報
　上述の殺菌装置や樹脂硬化装置等に用いられる光源装置では、例えば、殺菌をもれなく行う、あるいは樹脂を均一に硬化させるといった目的のために、発光ダイオードからの光を照射する照射面において、均一な光を照射することが望まれる場合がある。
　そこで、本発明は、照射面での光量の均一性を向上させることが可能な光源装置を提供することを目的とする。
　本発明は、上記課題を解決することを目的として、複数の発光ダイオードを平面上に配列した光源装置であって、前記各発光ダイオードの配光角が、５０°未満、あるいは８０°より大きい、光源装置を提供する。
　本発明によれば、照射面での光量の均一性を向上させることができる。
本発明の一実施の形態に係る光源装置の概略構成図である。 配光角２０°の発光ダイオードの相対光度と角度との関係を示すグラフ図である。 配光角２０°の発光ダイオードの相対光度と角度との関係を示すグラフ図である。 配光角１４０°の発光ダイオードの相対光度と角度との関係を示すグラフ図である。 配光角１４０°の発光ダイオードの相対光度と角度との関係を示すグラフ図である。 発光ダイオードの配置を示す図である。 図３Ａにおいて配光角を２０°としたときの光量分布のシミュレーション結果を示す図である。 図３Ａにおいて配光角を５０°としたときの光量分布のシミュレーション結果を示す図である。 図３Ａにおいて配光角を１４０°としたときの光量分布のシミュレーション結果を示す図である。 光量がピーク値の６０％あるいは８０％となる中心からの距離と配光角との関係を示すグラフ図である。 配光角を２０°とした場合において、発光ダイオードから照射面までの光学的距離を５０ｍｍとした際の光量分布のシミュレーション結果を示す図である。 配光角を２０°とした場合において、発光ダイオードから照射面までの光学的距離を８０ｍｍとした際の光量分布のシミュレーション結果を示す図である。 配光角を２０°とした場合において、発光ダイオードから照射面までの光学的距離を１００ｍｍとした際の光量分布のシミュレーション結果を示す図である。 配光角を２０°とした場合において、発光ダイオードから照射面までの光学的距離を１５０ｍｍとした際の光量分布のシミュレーション結果を示す図である。 配光角を２０°とした場合において、発光ダイオードから照射面までの光学的距離を２００ｍｍとした際の光量分布のシミュレーション結果を示す図である。 図５Ａにおいて、中心軸を通る断面での光量分布を示すグラフ図である。 図５Ｂにおいて、中心軸を通る断面での光量分布を示すグラフ図である。 図５Ｃにおいて、中心軸を通る断面での光量分布を示すグラフ図である。 図５Ｄにおいて、中心軸を通る断面での光量分布を示すグラフ図である。 図５Ｅにおいて、中心軸を通る断面での光量分布を示すグラフ図である。 配光角を２０°とした場合において、光量がピーク値の６０％あるいは８０％となる中心からの距離と、発光ダイオードから照射面までの光学的距離との関係を示すグラフ図である。 配光角を１４０°とした場合において、発光ダイオードから照射面までの光学的距離を５０ｍｍとした際の光量分布のシミュレーション結果を示す図である。 配光角を１４０°とした場合において、発光ダイオードから照射面までの光学的距離を８０ｍｍとした際の光量分布のシミュレーション結果を示す図である。 配光角を１４０°とした場合において、発光ダイオードから照射面までの光学的距離を１００ｍｍとした際の光量分布のシミュレーション結果を示す図である。 配光角を１４０°とした場合において、発光ダイオードから照射面までの光学的距離を１５０ｍｍとした際の光量分布のシミュレーション結果を示す図である。 配光角を１４０°とした場合において、発光ダイオードから照射面までの光学的距離を２００ｍｍとした際の光量分布のシミュレーション結果を示す図である。 図８Ａにおいて、中心軸を通る断面での光量分布を示すグラフ図である。 図８Ｂにおいて、中心軸を通る断面での光量分布を示すグラフ図である。 図８Ｃにおいて、中心軸を通る断面での光量分布を示すグラフ図である。 図８Ｄにおいて、中心軸を通る断面での光量分布を示すグラフ図である。 図８Ｅにおいて、中心軸を通る断面での光量分布を示すグラフ図である。 配光角を１４０°とした場合において、光量がピーク値の６０％あるいは８０％となる中心からの距離と、発光ダイオードから照射面までの光学的距離との関係を示すグラフ図である。 ＬＥＤピッチを８．５ｍｍとした際の各発光ダイオードの配置を説明する図である。 ＬＥＤピッチを１０ｍｍとした際の各発光ダイオードの配置を説明する図である。 ＬＥＤピッチを１２ｍｍとした際の各発光ダイオードの配置を説明する図である。 ＬＥＤピッチを１５ｍｍとした際の各発光ダイオードの配置を説明する図である。 ＬＥＤピッチを２０ｍｍとした際の各発光ダイオードの配置を説明する図である。 図１１Ａにおいて、配光角を２０°とした際の光量分布のシミュレーション結果を示す図である。 図１１Ｂにおいて、配光角を２０°とした際の光量分布のシミュレーション結果を示す図である。 図１１Ｃにおいて、配光角を２０°とした際の光量分布のシミュレーション結果を示す図である。 図１１Ｄにおいて、配光角を２０°とした際の光量分布のシミュレーション結果を示す図である。 図１１Ｅにおいて、配光角を２０°とした際の光量分布のシミュレーション結果を示す図である。 図１２Ａにおいて、中心軸を通る断面での光量分布を示すグラフ図である。 図１２Ｂにおいて、中心軸を通る断面での光量分布を示すグラフ図である。 図１２Ｃにおいて、中心軸を通る断面での光量分布を示すグラフ図である。 図１２Ｄにおいて、中心軸を通る断面での光量分布を示すグラフ図である。 図１２Ｅにおいて、中心軸を通る断面での光量分布を示すグラフ図である。 配光角を２０°とした場合において、光量がピーク値の６０％あるいは８０％となる中心からの距離と、ＬＥＤピッチとの関係を示すグラフ図である。 配光角を２０°とした場合において、ＬＥＤピッチと面内光量分布比との関係を示すグラフ図である。 図１１Ａにおいて、配光角を１４０°とした際の光量分布のシミュレーション結果を示す図である。 図１１Ｂにおいて、配光角を１４０°とした際の光量分布のシミュレーション結果を示す図である。 図１１Ｃにおいて、配光角を１４０°とした際の光量分布のシミュレーション結果を示す図である。 図１１Ｄにおいて、配光角を１４０°とした際の光量分布のシミュレーション結果を示す図である。 図１１Ｅにおいて、配光角を１４０°とした際の光量分布のシミュレーション結果を示す図である。 図１５Ａにおいて、中心軸を通る断面での光量分布を示すグラフ図である。 図１５Ｂにおいて、中心軸を通る断面での光量分布を示すグラフ図である。 図１５Ｃにおいて、中心軸を通る断面での光量分布を示すグラフ図である。 図１５Ｄにおいて、中心軸を通る断面での光量分布を示すグラフ図である。 図１５Ｅにおいて、中心軸を通る断面での光量分布を示すグラフ図である。 配光角を１４０°とした場合において、光量がピーク値の６０％あるいは８０％となる中心からの距離と、ＬＥＤピッチとの関係を示すグラフ図である。 配光角を１４０°とした場合において、ＬＥＤピッチと面内光量分布比との関係を示すグラフ図である。 発光ダイオードの使用数を７個とした際の各発光ダイオードの配置を説明する図である。 発光ダイオードの使用数を１９個とした際の各発光ダイオードの配置を説明する図である。 発光ダイオードの使用数を３７個とした際の各発光ダイオードの配置を説明する図である。 発光ダイオードの使用数を６１個とした際の各発光ダイオードの配置を説明する図である。 発光ダイオードの使用数を９１個とした際の各発光ダイオードの配置を説明する図である。 発光ダイオードの使用数を１２７個とした際の各発光ダイオードの配置を説明する図である。 発光ダイオードの使用数を１６９個とした際の各発光ダイオードの配置を説明する図である。 配光角を２０°とした場合において、中心軸を通る断面での光量分布のシミュレーション結果を示すグラフ図である。 図１９Ａの横軸を光源領域の半径で規格化したグラフ図である。 配光角を１４０°とした場合において、中心軸を通る断面での光量分布のシミュレーション結果を示すグラフ図である。 図２０Ａの横軸を光源領域の半径で規格化したグラフ図である。
［実施の形態］
　以下、本発明の実施の形態を添付図面にしたがって説明する。
　図１は、本実施の形態に係る光源装置の概略構成図である。図１に示すように、光源装置１は、複数の発光ダイオード２を平面上に配列した装置である。
　ここでは、発光ダイオード２として、発光ダイオードチップを樹脂封止した樹脂封止型のものを用いる場合を示しているが、発光ダイオード２の具体的な構成はとくに限定されるものではない。例えば、発光ダイオード２は、発光ダイオードチップを中空パッケージにガラス等で蓋をすることにより封入したものであってもよいし、チップオンボードのようなチップを覆うものがないものであってもよい。また、発光ダイオード２の発光波長についても、特に限定されるものではない。
　複数の発光ダイオード２は、複数の発光ダイオード２が配置されている平面に対して垂直な中心軸Ｃを中心として、周方向及び径方向に等間隔に配置されている。以下、径方向における発光ダイオードの配置ピッチをＬＥＤピッチと呼称する。具体的な発光ダイオード２の数や、好適な配置ピッチ等については、後に検討する。
　また、光源装置１からの光が照射される照射面３は、複数の発光ダイオード２が配置されている平面に対して平行な面であるとする。以下、各発光ダイオード２から照射面３までの、上記平面に垂直な方向（照射面３に垂直な方向）に沿った光学的距離を、Ｄとする。光学的距離とは、光が進む経路に沿った距離をｄ、光が通過する媒体の屈折率をｎとしたとき、Ｄ＝ｄ×ｎで表されるものである。光源装置１からの光が照射される対象物については、特に限定されず、気体、液体、あるいは固体のいずれであってもよい。
　（好適な配光角の検討）
　本実施の形態に係る光源装置１では、各発光ダイオード２の配光角を、５０°未満、あるいは８０°より大きくする。以下、その理由について説明する。
　配光角は、指向角とも呼ばれるものであり、発光ダイオード２の光強度（光量）がピーク値あるいは最大値の半分以上となる角度範囲である。配光角の測定は、発光ダイオード２からの距離を一定に維持しつつ受光器を移動させ、各角度での光強度を測定することにより行う。例えば、図２Ａ，図２Ｂに示すように、配光角２０°の発光ダイオード２では、発光ダイオード２の正面を０°とした場合、プラスマイナス１０°の角度範囲が、ピーク値の半分以上の光強度が得られる領域となる。同様に、図２Ｃ，図２Ｄに示すように、配光角１４０°の発光ダイオード２では、発光ダイオード２の正面を０°とした場合、プラスマイナス７０°の角度範囲が、最大値の半分以上の光強度が得られる領域となる。なお、本明細書において、ピーク値は正面（０°）での光強度、最大値は光強度が最大となる値を表すものとする。
　なお、発光ダイオード２において、配光角を調整する手段については、特に限定するものではない。例えば、凹面鏡形状のリフレクタ等の反射機構を有していてもよいし、レンズ等の透過型の集光機構を有していてもよい。以下のシミュレーションでは、全ての発光ダイオード２の配光角が同じであると仮定するが、製造上の公差等による多少の誤差は許容される。
　以下、図３Ａに示すように、中心に１つの発光ダイオード２を配置すると共に、ＬＥＤピッチ（径方向における配置ピッチ）を１０ｍｍとし、直径６０ｍｍの範囲に発光ダイオード２を配置した場合について検討する。直径１０ｍｍの円周上には６個、直径２０ｍｍの円周上には１２個、直径３０ｍｍの円周上には１８個、直径４０ｍｍの円周上には２４個、直径５０ｍｍの円周上には３０個、直径６０ｍｍの円周上には３６個の発光ダイオード２がそれぞれ周方向に等間隔に配置されており、合計１２７個の発光ダイオード２が用いられている。光源領域の半径、すなわち発光ダイオード２が配置されている領域の半径は、６０ｍｍとなる。
　図３Ａのように発光ダイオード２を配置した場合について、各発光ダイオード２の配光角を変化させて、照射面３での光量分布をシミュレーションした。配光角を２０°、５０°、及び１４０°とした場合における照射面での光量分布は、図３Ｂ~図３Ｄのようになる。図３Ｂ~図３Ｄでは、光量分布を三次元表示したグラフと併せて、中心軸Ｃを通る断面における光量の分布のグラフも併せて示している。なお、発光ダイオード２と照射面３との光学的距離Ｄは１００ｍｍとした。また、配光角を異ならせた場合であっても、１つの発光ダイオード２の明るさ（発光される全体の光量）は一定であるとして、シミュレーションを行った。各配光角での演算結果をまとめて図４に示す。
　ここで、照射面３での光量分布の均一性を評価する指標について説明しておく。水殺菌あるいは樹脂硬化などの光源の均一性が必要な応用において、紫外光の光出力を増加させると、水殺菌あるいは樹脂硬化性能（効果性能）は、単に光出力の増加に応じて向上するだけでなく、光が照射される領域（深度）が増すことにより光出力を増加させた以上に向上する。そのために、効果性能の均一性を６７％（光量の均一性１．５倍以内）得ようとすると、光源には少なくとも８０％以上の均一性が必要となり、効果性能の均一性を５０％（光量の均一性２．０倍以内）得ようとすると、光源には少なくとも６０％以上の均一性が必要となる。
　そこで、本実施の形態では、照射面３での光量分布の均一性を評価する指標として、「光量がピーク値の８０％となる中心からの距離」、及び、「光量がピーク値の６０％となる中心からの距離」を用いた。なお、ここでいう「中心」とは、発光ダイオード２が配置されている領域の中心、すなわち中心軸Ｃの位置を意味する。これらの距離の値が大きいほど、照射面３の広い範囲が均一に照射されていることとなり、照射面３にて良好な光量の均一性が得られていることになる。
　図４に示すように、配光角が小さい領域、及び大きい領域については良好な結果が得られている。しかし、その中間領域、すなわち配光角を５０°、６０°、及び８０°とした場合には、「光量がピーク値の８０％となる中心からの距離」、及び「光量がピーク値の６０％となる中心からの距離」が低下し、照射面３での光量の均一性が低下していることが分かる。
　本実施の形態では、光源領域の半径が６０ｍｍである場合、「光量がピーク値の８０％となる中心からの距離」が４４ｍｍ以上となる場合に、照射面３での光量の均一性について合格であるとする。図４に示すように、配光角が５０°未満、もしくは８０°より大きい場合に、「光量がピーク値の８０％となる中心からの距離」が４４ｍｍ以上となり、照射面３における光量の均一性が向上している。そこで、本実施の形態に係る光源装置１においては、各発光ダイオード２の配光角を、５０°未満、あるいは８０°より大きく設定した。
　また、図４のグラフより、「光量がピーク値の８０％となる中心からの距離」が４４ｍｍ以上となる場合、「光量がピーク値の６０％となる中心からの距離」は、配光角５０°未満の領域では５８ｍｍ以上、配光角８０°超の領域では６０ｍｍ以上に対応することになる。よって、配光角が５０°未満の場合には、「光量がピーク値の６０％となる中心からの距離」が５８ｍｍ以上であること、配光角が８０°より大きい場合には、「光量がピーク値の６０％となる中心からの距離」が６０ｍｍ以上であることを、合格の基準に設定した。
　（発光ダイオード２と照射面３との光学的距離Ｄの検討）
　まず、発光ダイオード２の配光角を５０°未満とした場合において、好適な光学的距離Ｄについて検討する。発光ダイオード２の配光角を２０°とし、発光ダイオード２と照射面３との光学的距離Ｄを５０ｍｍ、８０ｍｍ、１００ｍｍ、１５０ｍｍ、及び２００ｍｍとした場合の照射面３での光量分布をシミュレーションにより求めた。シミュレーション結果を図５Ａ~図５Ｅに示す。また、それぞれの場合の中心軸Ｃを通る断面での光量分布を図６Ａ~図６Ｅに示す。
　また、図６Ａ~図６Ｅより、「光量がピーク値の６０％となる中心からの距離」、及び「光量がピーク値の８０％となる中心からの距離」を演算した結果を、図７にまとめて示す。図７に示すように、「光量がピーク値の６０％となる中心からの距離」は、いずれの場合も合格基準の５８ｍｍ以上となっている。また、図７に示すように、「光量がピーク値の８０％となる中心からの距離」についても、いずれの場合も合格基準の４４ｍｍ以上となっている。ただし、図７の傾向から、「光量がピーク値の６０％となる中心からの距離」、及び「光量がピーク値の８０％となる中心からの距離」は、光学的距離Ｄが増加するほど低下しており、光学的距離Ｄが２００ｍｍを超えると、合格基準を下回ると考えられる。
　よって、各発光ダイオード２の配光角が５０°未満である場合、各発光ダイオード２から照射面３までの光学的距離Ｄは、２００ｍｍ以下であることが望ましい。
　次に、発光ダイオード２の配光角を８０°より大きくした場合において、好適な光学的距離Ｄについて検討する。発光ダイオード２の配光角を１４０°とし、発光ダイオード２と照射面３との光学的距離Ｄを５０ｍｍ、８０ｍｍ、１００ｍｍ、１５０ｍｍ、及び２００ｍｍとした場合の照射面３での光量分布をシミュレーションにより求めた。シミュレーション結果を図８Ａ~図８Ｅに示す。また、それぞれの場合の中心軸Ｃを通る断面での光量分布を図９Ａ~図９Ｅに示す。
　また、図９Ａ~図９Ｅより、「光量がピーク値の６０％となる中心からの距離」、及び「光量がピーク値の８０％となる中心からの距離」を演算した結果を、図１０にまとめて示す。図１０に示すように、「光量がピーク値の６０％となる中心からの距離」、及び「光量がピーク値の８０％となる中心からの距離」は、光学的距離Ｄが５０ｍｍの場合に不合格となっており、光学的距離Ｄが８０ｍｍ以上の場合に合格となっている。
　よって、各発光ダイオード２の配光角が８０°より大きい場合、各発光ダイオード２から照射面３までの光学的距離Ｄは、８０ｍｍ以上であることが望ましい。
　（ＬＥＤピッチの検討）
　次に、ＬＥＤピッチ、すなわち発光ダイオード２の径方向における配置ピッチについて検討する。ここでは、図１１Ａ~図１１Ｅに示すように、ＬＥＤピッチを８．５ｍｍ、１０ｍｍ、１２ｍｍ、１５ｍｍ、及び２０ｍｍとした場合について検討を行った。いずれの場合も、発光ダイオード２を配置する領域（光源領域）は直径６０ｍｍで一定とし、配置する発光ダイオード２の数を増減して密度を調整することによって、ＬＥＤピッチを調整した。発光ダイオード２の使用数は、ＬＥＤピッチ８．５ｍｍの場合１６９個、ＬＥＤピッチ１０ｍｍの場合１２７個、ＬＥＤピッチ１２ｍｍの場合９１個、ＬＥＤピッチ１５ｍｍの場合６１個、ＬＥＤピッチ２０ｍｍの場合３７個である。これらは発光ダイオード２の総数が異なるため、シミュレーションは総光量が同じとして行った。
　まず、発光ダイオード２の配光角を５０°未満とした場合について検討する。発光ダイオード２の配光角を２０°とし、ＬＥＤピッチを８．５ｍｍ、１０ｍｍ、１２ｍｍ、１５ｍｍ、及び２０ｍｍとした場合の照射面３での光量分布をシミュレーションにより求めた。シミュレーション結果を図１２Ａ~図１２Ｅに示す。また、それぞれの場合の中心軸Ｃを通る断面での光量分布を図１３Ａ~図１３Ｅに示す。
　また、図１３Ａ~図１３Ｅより、「光量がピーク値の６０％となる中心からの距離」、及び「光量がピーク値の８０％となる中心からの距離」を演算した結果を、図１４Ａにまとめて示す。図１４Ａに示すように、「光量がピーク値の６０％となる中心からの距離」は、いずれの場合も合格基準の５８ｍｍ以上となっている。また、図１４Ａに示すように、「光量がピーク値の８０％となる中心からの距離」についても、いずれの場合も合格基準の４４ｍｍ以上となっている。また、図１４Ａの傾向から、ＬＥＤピッチが８．５ｍｍ未満となると、「光量がピーク値の６０％となる中心からの距離」が合格値である５８ｍｍを下回ると考えられる。よって、各発光ダイオード２の配光角が５０°未満である場合、ＬＥＤピッチは８．５ｍｍ以上であることが望ましいといえる。
　ここで、図１２Ａ~図１２Ｅのシミュレーション結果を参照すると、ＬＥＤピッチが大きくなるほど照射面３内での光量のばらつきが大きくなっていることがわかる。そこで、この光量のばらつきを評価するために、評価基準として照射面３の面内光量分布比を用いた。面内光量分布比は、図１３Ａ~図１３Ｅの光量分布において、ピーク値と、ピーク直近の光量の落ち込みにおけるボトム値を用い、ボトム値／ピーク値により演算した。本実施の形態では、面内光量分布比が８０％（０．８）以上であることを、合格基準とした。
　面内光量分布比の演算結果をまとめて図１４Ｂに示す。図１４Ｂに示すように、ＬＥＤピッチを２０ｍｍとした場合には、面内光量分布比が８０％を下回っていることが分かる。よって、ＬＥＤピッチは、２０ｍｍ未満、より好ましくは１５ｍｍ以下とすることが望ましいといえる。
　以上の結果より、各発光ダイオード２の配光角が５０°未満である場合、ＬＥＤピッチは８．５ｍｍ以上２０ｍｍ未満、より好ましくは８．５ｍｍ以上１５ｍｍ以下とすることが望ましい。
　次に、発光ダイオード２の配光角を８０°より大きくした場合について検討する。発光ダイオード２の配光角を１４０°とし、ＬＥＤピッチを８．５ｍｍ、１０ｍｍ、１２ｍｍ、１５ｍｍ、及び２０ｍｍとした場合の照射面３での光量分布をシミュレーションにより求めた。シミュレーション結果を図１５Ａ~図１５Ｅに示す。また、それぞれの場合の中心軸Ｃを通る断面での光量分布を図１６Ａ~図１６Ｅに示す。
　また、図１６Ａ~図１６Ｅより、「光量がピーク値の６０％となる中心からの距離」、及び「光量がピーク値の８０％となる中心からの距離」を演算した結果を、図１７Ａにまとめて示す。図１７Ａに示すように、「光量がピーク値の６０％となる中心からの距離」は、いずれの場合も合格基準の６０ｍｍ以上となっている。また、図１７Ａに示すように、「光量がピーク値の８０％となる中心からの距離」についても、いずれの場合も合格基準の４４ｍｍ以上となっている。また、図１７Ａの傾向から、ＬＥＤピッチが８．５ｍｍを大きく下回ると、「光量がピーク値の６０％となる中心からの距離」、及び「光量がピーク値の８０％となる中心からの距離」が合格値を下回ると考えられる。よって、各発光ダイオード２の配光角が８０°より大きい場合、ＬＥＤピッチは８．５ｍｍ以上であることが望ましいといえる。
　また、図１６Ａ~図１６Ｅの各光量分布において、面内光量分布比を求めた。面内光量分布比の演算結果をまとめて図１７Ｂに示す。図１７Ｂに示すように、この例では、ＬＥＤピッチにかかわらず良好な結果が得られている。また、図１７Ｂの傾向から、ＬＥＤピッチが２０ｍｍを大きく上回ると、面内光量分布比が合格値を下回ると考えられる。よって、ＬＥＤピッチは、２０ｍｍ以下とすることが望ましいといえる。
　以上の結果より、各発光ダイオード２の配光角が８０°より大きい場合、ＬＥＤピッチは８．５ｍｍ以上２０ｍｍ以下とすることが望ましい。
　（発光ダイオード２の使用数の検討）
　次に、ＬＥＤピッチを一定とし、使用する発光ダイオード２の数を変えた場合について検討する。ここでは、図１８Ａ~図１８Ｇに示すように、ＬＥＤピッチを１０ｍｍで一定とし、中心の発光ダイオード２の周囲に円状に配置する発光ダイオード２を、１周、２周、３周、４周、５周、６周、及び７周とした場合について検討した。使用される発光ダイオード２の数は、１周の場合７個、２周の場合１９個、３周の場合３７個、４周の場合６１個、５周の場合９１個、６周の場合１２７個、７周の場合１６９個である。
　配光角を２０°とした場合について、中心軸Ｃを通る断面での光量分布をシミュレーションにより求めた。シミュレーション結果を図１９Ａにまとめて示す。なお、図１９Ａでは、縦軸をピーク値で規格化した光量としている。
　図１９Ａのシミュレーション結果では、光源について実際のシミュレーションに用いた直径を用いてプロットした。これを、図１９Ａの横軸である中心からの距離を、光源領域の半径（発光ダイオード２を配置する領域の半径）で除することにより、横軸の規格化を行った。なお、図１８Ａ~図１８Ｇに示されるように、光源領域の半径は、１周の場合１０ｍｍ、２周の場合２０ｍｍ、３周の３０ｍｍ、４周の場合４０ｍｍ、５周の場合５０ｍｍ、６周の場合６０ｍｍ、７周の場合７０ｍｍである。
　横軸の規格化を行ったシミュレーション結果を図１９Ｂに示す。図１９Ｂに示すように、発光ダイオードの使用数にかかわらず、光量がピーク値の６０％となる距離（中心からの距離／光源領域の半径）はほぼ一定となっていることが分かる。
　同様に、配光角を１４０°とした場合のシミュレーション結果を図２０Ａに示し、その横軸を規格化したグラフを図２０Ｂに示す。図２０Ｂに示すように、配光角を１４０°とした場合には、規格化された光量と距離（中心からの距離／光源領域の半径）との関係がほぼ一致することが分かる。
　以上より、ＬＥＤピッチが一定である場合には、使用する発光ダイオード２の数は、照射面３の光量の均一性に寄与しないことが分かった。換言すれば、本実施の形態による評価は、使用する発光ダイオード２の数によらず有効であることが分かった。
　（より望ましい条件）
　以上のシミュレーション結果をまとめると、照射面３での光量の均一性をより向上させるためには、以下の（１），（２）のいずれかの条件を満たすことが望ましいといえる。
　（１）各発光ダイオードの配光角が５０°未満であり、かつ、各発光ダイオード２から照射面３までの光学的距離Ｄが２００ｍｍ以下であり、かつ、ＬＥＤピッチが８．５ｍｍ以上２０ｍｍ未満である。
　（２）各発光ダイオードの配光角が８０°より大きく、かつ、各発光ダイオード２から照射面３までの光学的距離Ｄが８０ｍｍ以上であり、かつ、ＬＥＤピッチが８．５ｍｍ以上２０ｍｍ以下である。
　（実施の形態の作用及び効果）
　以上説明したように、本実施の形態に係る光源装置１は、複数の発光ダイオード２を平面上に配列した装置であって、各発光ダイオード２の配光角が、５０°未満、あるいは８０°より大きい。これにより、照射面３での光量の均一性を向上させることが可能になる。
　以上、本発明の実施の形態を説明したが、上記に記載した実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。
　本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変形して実施することが可能である。例えば、上記実施の形態では、各発光ダイオード２の配光角が一定であると仮定してシミュレーションを行ったが、発光ダイオード２の配光角が一定であることは必須ではない。
　また、上記実施の形態では、照射面３の位置（発光ダイオード２から照射面３までの光学的距離Ｄ）を規定したが、対象物への光の照射は、照射面３を含んだ位置で行われていればよく、例えば、照射面３の前後の領域においても対象物への光の照射が行われていてもよい。一例として、流水に発光ダイオード２からの紫外光を照射して殺菌（あるいは細菌の不活化）を行う場合、設定した照射面３の前後においても流水に紫外光が照射されることになるが、このような場合も本発明に含まれる。この例では、設定したある照射面３において紫外光の光量を均一にすることで、殺菌のもれを抑制することが可能になる。光源装置１の用途は、殺菌用途に限定されず、例えば、紫外線硬化樹脂を硬化させる樹脂硬化装置や、可視光を照射する照明等にも適用することができる。
　上記実施の形態では、複数の発光ダイオード２が周方向及び径方向に等間隔に配置する場合について説明したが、必ずしも発光ダイオード２を等間隔に配置することは必須ではなく、上記実施の形態で述べたように、照射面３での光量の均一性を維持できる範囲で発光ダイオードのピッチを適宜変化させても構わない。また、発光ダイオード２は全体として円形状に配置されている必要はなく、例えば全体として矩形状に配置されていてもよい。
１　光源装置
２　発光ダイオード
３　照射面

Claims (6)

  1. 　複数の発光ダイオードを平面上に配列した光源装置であって、
    前記各発光ダイオードの配光角が、５０°未満、あるいは８０°より大きい、
    光源装置。
  2. 　前記各発光ダイオードの配光角が５０°未満であり、
    前記各発光ダイオードから、前記平面と平行な面であって前記各発光ダイオードからの光が照射される照射面までの、前記平面に垂直な方向に沿った光学的距離が、２００ｍｍ以下である、
    請求項１に記載の光源装置。
  3. 　前記各発光ダイオードの配光角が５０°未満であり、
    前記発光ダイオードの前記径方向の配置ピッチが、８．５ｍｍ以上２０ｍｍ未満である、
    請求項１または２に記載の光源装置。
  4. 　前記各発光ダイオードの配光角が８０°より大きく、
    前記各発光ダイオードから、前記平面と平行な面であって前記各発光ダイオードからの光が照射される照射面までの、前記平面に垂直な方向に沿った光学的距離が、８０ｍｍ以上である、
    請求項１に記載の光源装置。
  5. 　前記各発光ダイオードの配光角が８０°より大きく、
    前記発光ダイオードの前記径方向の配置ピッチが、８．５ｍｍ以上２０ｍｍ以下である、
    請求項１または４に記載の光源装置。
  6. 　前記複数の発光ダイオードは、前記平面に垂直な中心軸を中心とした周方向及び径方向に等間隔に配置されている、
    請求項１乃至５の何れか１項に記載の光源装置。
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