JP5178610B2

JP5178610B2 - Light irradiation device

Info

Publication number: JP5178610B2
Application number: JP2009096982A
Authority: JP
Inventors: 紀人藤原; 功治南; 篤中村
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2009-04-13
Filing date: 2009-04-13
Publication date: 2013-04-10
Anticipated expiration: 2029-04-13
Also published as: JP2010251002A

Description

この発明は、光照射装置に関し、被照射物に対して指向性の高い光を強度分布を均一化して照射できる光照射装置に関する。 The present invention relates to a light irradiation apparatus, and more particularly to a light irradiation apparatus capable of irradiating light with high directivity to an object with uniform intensity distribution.

指向性の高い光を照明用途に利用する場合、光学系の設計が行い易く、制御が容易であり非常に有効である。 When using highly directional light for illumination, it is easy to design an optical system, easy to control, and very effective.

そこで、従来、バルブ状の光源を用いて指向性と光強度分布の両方を制御する手法として、インテグレータレンズと集光光学素子を用いた光強度の均一化手法が用いられてきた(特許文献１(特許第３５０８１９０号公報)参照)。また、特許文献２(特開平１０−１０６９２９号公報)に示される線状照明装置では、光源に平行度の高いレーザー光を用いた場合、円筒インテグレータレンズと球面インテグレータレンズと集光光学素子を用いて線状の照射領域を実現している。 Therefore, conventionally, as a method of controlling both directivity and light intensity distribution using a bulb-shaped light source, a method of uniforming light intensity using an integrator lens and a condensing optical element has been used (Patent Document 1). (See Japanese Patent No. 3508190). Further, in the linear illumination device disclosed in Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 10-106929), when laser light having a high degree of parallelism is used as a light source, a cylindrical integrator lens, a spherical integrator lens, and a condensing optical element are used. A linear irradiation area is realized.

ところで、上述した従来の照明装置では以下のような課題がある。特許文献１における照射領域の指向性と光強度分布の制御手法においては、照射領域が正方形となり、細長い導光体の端面に光を効率的に入射することが困難である。さらに、集光光学系を用いているので、光源のリフレクタ径より幅の広い照射領域が得られないことから、複数個の光照射装置を並べて所望の照射領域を得ることは困難である。また、特許文献２で開示されている照明装置による照射領域の制御方法においては、光源として平行度の非常に高いレーザー光を使用しており、バルブ光源のような指向性が一様でない光源では所望の照射領域と指向性を得ることは困難である。 By the way, the conventional lighting device described above has the following problems. In the method of controlling the directivity of the irradiation area and the light intensity distribution in Patent Document 1, the irradiation area is square, and it is difficult to efficiently make light incident on the end face of the elongated light guide. Furthermore, since a condensing optical system is used, an irradiation region having a width wider than the reflector diameter of the light source cannot be obtained. Therefore, it is difficult to obtain a desired irradiation region by arranging a plurality of light irradiation devices. In addition, in the method of controlling the irradiation area by the illumination device disclosed in Patent Document 2, a laser beam having a very high parallelism is used as a light source, and a light source with non-uniform directivity such as a bulb light source is used. It is difficult to obtain a desired irradiation area and directivity.

特許第３５０８１９０号公報Japanese Patent No. 3508190 特開平１０−１０６９２９号公報JP-A-10-106929

そこで、この発明の課題は、高い指向性を持ち、強度分布が均一化された光を広範囲に亘って照射できる光照射装置を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide a light irradiation apparatus that can irradiate light having a high directivity and a uniform intensity distribution over a wide range.

上記課題を解決するため、この発明の光照射装置は、光を出射する光源部と、
上記光源部から入射された光を屈折させて出射する光学素子と、
上記光学素子から出射した光が入射される端面と上記端面に入射された光を出射する出射面とを含む導光体とを備え、
上記光学素子は、
上記光源部からの光を拡散させる円筒形凹レンズ面と、
上記円筒形凹レンズ面からの光を集光する円筒形凸レンズ面とを有し、
上記円筒形凹レンズ面の円筒中心軸と上記円筒形凸レンズ面の円筒中心軸とが互いに垂直であることを特徴としている。 In order to solve the above problems, a light irradiation device of the present invention includes a light source unit that emits light,
An optical element that refracts and emits light incident from the light source unit;
A light guide including an end surface on which light emitted from the optical element is incident and an emission surface that emits light incident on the end surface;
The optical element is
A cylindrical concave lens surface for diffusing light from the light source unit;
A cylindrical convex lens surface for condensing light from the cylindrical concave lens surface;
The cylindrical central axis of the cylindrical concave lens surface and the cylindrical central axis of the cylindrical convex lens surface are perpendicular to each other.

この発明の光照射装置によれば、光源部から出射された光は、上記光学素子の円筒型凹レンズ面によりこの円筒形凹レンズ面の円筒中心軸と直交する第１の方向に光が拡散される。この円筒形凹レンズ面で第１の方向に拡散された光は、上記円筒形凸レンズ面で上記第１の方向と直交する第２の方向に集光される。したがって、上記第２の方向に高い指向性を持った光を上記第１の方向に広範囲に亘って照射できる。 According to the light irradiation apparatus of the present invention, the light emitted from the light source unit is diffused in the first direction orthogonal to the cylindrical central axis of the cylindrical concave lens surface by the cylindrical concave lens surface of the optical element. . The light diffused in the first direction by the cylindrical concave lens surface is condensed in the second direction orthogonal to the first direction by the cylindrical convex lens surface. Therefore, light having high directivity in the second direction can be irradiated over a wide range in the first direction.

よって、この発明の光照射装置によれば、光学素子の円筒型凹レンズ面と円筒形凸レンズ面の焦点距離を所望の指向性を満たすように設定することで、強度分布が均一化された指向性の高い光を導光体の端面に効率よく照射することが可能となる。これにより、上記導光体の出射面から強度分布が均一化された指向性の高い光を出射できる。 Therefore, according to the light irradiation apparatus of the present invention, by setting the focal lengths of the cylindrical concave lens surface and the cylindrical convex lens surface of the optical element so as to satisfy the desired directivity, the directivity with uniform intensity distribution can be obtained. It is possible to efficiently irradiate the end face of the light guide with high light. Thereby, light with high directivity with uniform intensity distribution can be emitted from the emission surface of the light guide.

また、一実施形態の光照射装置では、上記光源部は、光を出射する光源と上記光源が出射した光を一方向へ反射するリフレクタとを有し、
上記光源は、上記円筒形凸レンズ面の円筒中心軸と平行な方向にコイルが巻かれているフラットコイルフィラメントを含み、
上記導光体の端面は、上記円筒形凸レンズ面の円筒中心軸に沿って延在している。 In one embodiment, the light source unit includes a light source that emits light and a reflector that reflects light emitted from the light source in one direction.
The light source includes a flat coil filament in which a coil is wound in a direction parallel to the cylindrical central axis of the cylindrical convex lens surface,
The end surface of the light guide body extends along the cylindrical central axis of the cylindrical convex lens surface.

この実施形態の光照射装置によれば、上記光源は上記フラットコイルフィラメントによって上記円筒形凸レンズ面の円筒中心軸の方向(第１の方向)に光の出射領域が広くなる。よって、上記光学素子への照射領域を上記第１の方向に沿って延在している上記導光体の端面に光を入射させるのに最適な照射領域にすることができる。 According to the light irradiation apparatus of this embodiment, the light source has a light emission area widened in the direction of the cylindrical central axis (first direction) of the cylindrical convex lens surface by the flat coil filament. Therefore, the irradiation area to the optical element can be an optimal irradiation area for making light incident on the end face of the light guide body extending along the first direction.

また、一実施形態の光照射装置では、上記光源部と円筒形凹レンズ面の組の２組以上が上記円筒形凸レンズ面の円筒中心軸に沿って配置されており、
上記円筒形凹レンズ面は上記光源部から入射した光を上記光源部の外径よりも広い範囲に拡散させ、上記円筒形凸レンズ面は上記円筒形凹レンズ面からの光を集光する。 Moreover, in the light irradiation apparatus of one embodiment, two or more sets of the set of the light source unit and the cylindrical concave lens surface are arranged along the cylindrical central axis of the cylindrical convex lens surface,
The cylindrical concave lens surface diffuses light incident from the light source unit over a range wider than the outer diameter of the light source unit, and the cylindrical convex lens surface condenses light from the cylindrical concave lens surface.

この実施形態の光照射装置によれば、上記光学素子の上記円筒形凹レンズ面により、上記光源部の外径よりも幅の広い照射領域が得られるので、光源部(光源,リフレクタ),円筒形凹レンズ面の複数組の配置間隔を調整することで、各組による光照射領域を干渉させることなく導光体の細長い端面に光を入射させるのに適した照射領域を得ることが可能となる。 According to the light irradiation device of this embodiment, the cylindrical concave lens surface of the optical element provides an irradiation region wider than the outer diameter of the light source unit, so that the light source unit (light source, reflector), cylindrical shape By adjusting the arrangement interval of the plurality of sets of concave lens surfaces, it is possible to obtain an irradiation region suitable for allowing light to enter the elongated end surface of the light guide without interfering with the light irradiation region of each set.

また、一実施形態の光照射装置では、上記光源部から照射対象面までの光路中の少なくとも１箇所に配置されて上記光源部からの光の光量を調整する光量調整部材を有する。 Moreover, the light irradiation apparatus of one Embodiment has a light quantity adjustment member arrange | positioned in at least 1 place in the optical path from the said light source part to an irradiation object surface, and adjusting the light quantity of the said light source part.

この実施形態の光照射装置によれば、上記光量調整部材によって、被照射面における照度を調整できる。また、光源部(ランプ)の交換時などのメンテナンス時においても照度の調整を容易に行うことができる。 According to the light irradiation apparatus of this embodiment, the illuminance on the irradiated surface can be adjusted by the light amount adjusting member. In addition, it is possible to easily adjust the illuminance during maintenance such as when the light source unit (lamp) is replaced.

なお、上記光量調整部材が、仮想的に分割された複数の領域で光量の調整量を可変にした場合には、上記光学素子の作製誤差や、光源(ランプ)の個体差による発光照度ムラが生じたときに、上記光量調整部材の各領域の光量調整量を変えて被照射面における照度を均一化できる。 In addition, when the light amount adjustment member makes the light amount adjustment amount variable in a plurality of virtually divided regions, there is a manufacturing error of the optical element or uneven emission illuminance due to individual differences of the light source (lamp). When this occurs, the illuminance on the irradiated surface can be made uniform by changing the light amount adjustment amount of each region of the light amount adjusting member.

また、一実施形態の光照射装置では、上記光源部から照射対象面までの光路中の少なくとも１箇所に配置されて上記光源部からの光のスペクトル分布を調整して擬似的な太陽光のスペクトルにするスペクトル調整部材を有する。 Moreover, in the light irradiation apparatus of one Embodiment, it arrange | positions in the at least 1 place in the optical path from the said light source part to an irradiation object surface, adjusts the spectrum distribution of the light from the said light source part, and simulates the spectrum of sunlight. It has the spectrum adjustment member to make.

この実施形態の光照射装置によれば、上記スペクトル調整部材で上記光源部からの光のスペクトル分布を擬似的な太陽光のスペクトルにするので、放射角が一定の範囲内に納まった指向性の高い擬似太陽光を照射できる。 According to the light irradiation device of this embodiment, since the spectrum distribution of the light from the light source unit is made into a pseudo sunlight spectrum by the spectrum adjusting member, the directivity of the radiation angle within a certain range is obtained. High simulated sunlight can be irradiated.

この発明の光照射装置によれば、光学素子の円筒型凹レンズ面と円筒形凸レンズ面の焦点距離を所望の指向性を満たすように設定することで、強度分布が均一化された指向性の高い光を導光体の端面に効率よく照射することが可能となる。これにより、上記導光体の出射面から強度分布が均一化された指向性の高い光を出射できる。 According to the light irradiation device of the present invention, by setting the focal lengths of the cylindrical concave lens surface and the cylindrical convex lens surface of the optical element so as to satisfy the desired directivity, the intensity distribution is made uniform and the directivity is high. It is possible to efficiently irradiate the end face of the light guide with light. Thereby, light with high directivity with uniform intensity distribution can be emitted from the emission surface of the light guide.

この発明の光照射装置の第１実施形態が備える光源装置１００の側面図である。It is a side view of the light source device 100 with which 1st Embodiment of the light irradiation apparatus of this invention is provided. 上記光源装置１００の平面図である。2 is a plan view of the light source device 100. FIG. 上記第１実施形態の側面図である。It is a side view of the said 1st Embodiment. 上記第１実施形態におけるフィラメントと光学素子と導光体の最適配置を示す模式的な斜視図である。It is a typical perspective view which shows the optimal arrangement | positioning of the filament in the said 1st Embodiment, an optical element, and a light guide. 上記第１実施形態の光源装置１００から出射される光の放射角分布(ｚ軸方向)を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the radiation angle distribution (z-axis direction) of the light radiate | emitted from the light source device 100 of the said 1st Embodiment. 上記光源装置１００から出射される光の放射角分布(ｙ軸方向)を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the radiation angle distribution (y-axis direction) of the light radiate | emitted from the said light source device. 上記光源装置１００から出射される光の照度分布(ｙ軸方向)を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the illumination intensity distribution (y-axis direction) of the light radiate | emitted from the said light source device. この発明の光照射装置の第２実施形態の側面図である。It is a side view of 2nd Embodiment of the light irradiation apparatus of this invention. 上記第２実施形態の平面図である。It is a top view of the said 2nd Embodiment. この発明の光照射装置の第３実施形態としての擬似太陽光照射装置の側面図である。It is a side view of the simulated sunlight irradiation apparatus as 3rd Embodiment of the light irradiation apparatus of this invention.

以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the illustrated embodiments.

(第１の実施の形態)
図１Ａの側面図に、この発明の光照射装置の第１実施形態が備える光源装置１００を側方から見た様子を示す。また、図１Ｂの平面図に、光源装置１００を上方から見た様子を示す。図１Ａおよび図１Ｂにおいて、ｚ軸方向を上方とし、ｙ軸方向を側方とし、ｘ軸方向を前方としている。なお、図１Ａ,図１Ｂにおいて、Ｊは光軸である。 (First embodiment)
FIG. 1A shows a side view of a light source device 100 provided in the first embodiment of the light irradiation device of the present invention as viewed from the side. Further, the plan view of FIG. 1B shows the light source device 100 as viewed from above. 1A and 1B, the z-axis direction is upward, the y-axis direction is lateral, and the x-axis direction is forward. In FIGS. 1A and 1B, J is the optical axis.

光源装置１００は、ランプ光源１０１と、このランプ光源１０１が出射した光を前方へ反射するリフレクタ１０２と、円筒形凹レンズ１０３と円筒形凸レンズ１０４を有する。上記ランプ光源１０１とリフレクタ１０２が光源部を構成している。上記円筒形凹レンズ１０３は円筒形凹レンズ面１０３Ａを含み、円筒形凸レンズ１０４は円筒形凸レンズ面１０４Ａを含んでいる。この円筒形凹レンズ面１０３Ａの円筒中心軸は円筒形凸レンズ面１０４Ａの円筒中心軸とは互いに垂直になっている。すなわち、円筒形凹レンズ面１０３Ａの円筒中心軸はｚ軸方向に延在しており、円筒形凸レンズ面１０４Ａの円筒中心軸はｙ軸方向に延在している。上記円筒形凹レンズ１０３と円筒形凸レンズ１０４が光学素子を構成している。なお、ここでは、円筒形凹レンズ１０３と円筒形凸レンズ１０４とを別体としたが、両者を一体にした光学素子を用いてもよい。 The light source device 100 includes a lamp light source 101, a reflector 102 that reflects light emitted from the lamp light source 101 forward, a cylindrical concave lens 103, and a cylindrical convex lens 104. The lamp light source 101 and the reflector 102 constitute a light source unit. The cylindrical concave lens 103 includes a cylindrical concave lens surface 103A, and the cylindrical convex lens 104 includes a cylindrical convex lens surface 104A. The cylindrical central axis of the cylindrical concave lens surface 103A is perpendicular to the cylindrical central axis of the cylindrical convex lens surface 104A. That is, the cylindrical central axis of the cylindrical concave lens surface 103A extends in the z-axis direction, and the cylindrical central axis of the cylindrical convex lens surface 104A extends in the y-axis direction. The cylindrical concave lens 103 and the cylindrical convex lens 104 constitute an optical element. Here, the cylindrical concave lens 103 and the cylindrical convex lens 104 are separated, but an optical element in which both are integrated may be used.

上記円筒形凹レンズ１０３は、図１Ｂに示すように、リフレクタ１０２で前方へ略平行な光として反射された光を円筒形凹レンズ面１０３Ａで側方へ屈折させ、ｘ‐ｙ平面において拡散させて平坦面１０３Ｂから、円筒形凸レンズ１０４の平坦面１０４Ｂに入射させる。そして、円筒形凸レンズ１０４は、図１Ａに示すように、平坦面１０４Ｂに入射した光を円筒形凸レンズ面１０４Ａで屈折させ、ｘ‐ｚ平面において集光させて前方へ出射する。なお、図１Ａおよび図１Ｂにおいて、符号１０５は照射面を表している。 As shown in FIG. 1B, the cylindrical concave lens 103 refracts the light reflected as substantially parallel light forward by the reflector 102 to the side by the cylindrical concave lens surface 103A, diffuses it in the xy plane, and is flat. The light is incident on the flat surface 104B of the cylindrical convex lens 104 from the surface 103B. Then, as shown in FIG. 1A, the cylindrical convex lens 104 refracts the light incident on the flat surface 104B by the cylindrical convex lens surface 104A, condenses it on the xz plane, and emits it forward. In FIGS. 1A and 1B, reference numeral 105 represents an irradiation surface.

次に、図２に、この第１実施形態が有する光源装置１００と光取り出し用導光体１０７を示す。この光取り出し用導光体１０７は、光源装置１００の円筒形凸レンズ１０４から出射した光が入射される端面１０７Ａを有する。この端面１０７Ａは、図１Ａ,図１Ｂの照射対象面１０５に相当している。この導光体１０７は、光源装置１００から端面１０７Ａに入射した光を、上方(ｚ軸方向)に向いた出射面１０７Ｂから照射対象面１０８に向かって出射する。 Next, FIG. 2 shows the light source device 100 and the light extraction light guide 107 included in the first embodiment. The light extraction light guide 107 has an end surface 107A on which light emitted from the cylindrical convex lens 104 of the light source device 100 is incident. The end face 107A corresponds to the irradiation target face 105 in FIGS. 1A and 1B. The light guide 107 emits the light incident on the end surface 107A from the light source device 100 toward the irradiation target surface 108 from the emission surface 107B directed upward (z-axis direction).

図３に示すように、上記ランプ光源１０１は、ｙ軸方向に沿ってコイルが巻かれているフラットコイルフィラメント１０１Ａを有する。したがって、ランプ光源１０１は、ｙ軸方向に光の出射領域が広くなる。また、上記導光体１０７の端面１０７Ａは、ｙ軸方向に細長い長方形状になっている。そして、このｙ軸方向に出射領域が広いランプ光源１０１からの光はリフレクタ１０２でｘ方向へ反射され、円筒形凹レンズ１０３の円筒形凹レンズ面１０３Ａでｙ軸方向に拡散される。このｙ軸方向に拡散された光は、円筒形凸レンズ１０４の円筒形凸レンズ面１０４Ａでｚ軸方向に集光されて、照射領域がｙ軸方向に長くて光強度の大きな照射光となってｙ軸方向に細長い端面１０７Ａに照射される。つまり、強度分布が均一化された指向性の高い光を導光体１０７の端面１０７Ａに効率よく照射することが可能となる。 As shown in FIG. 3, the lamp light source 101 has a flat coil filament 101A around which a coil is wound along the y-axis direction. Therefore, the lamp light source 101 has a wide light emission area in the y-axis direction. Further, the end face 107A of the light guide 107 has a rectangular shape elongated in the y-axis direction. The light from the lamp light source 101 having a wide emission area in the y-axis direction is reflected by the reflector 102 in the x-direction and diffused in the y-axis direction by the cylindrical concave lens surface 103A of the cylindrical concave lens 103. The light diffused in the y-axis direction is condensed in the z-axis direction by the cylindrical convex lens surface 104A of the cylindrical convex lens 104, and the irradiation area is long in the y-axis direction and becomes irradiation light with high light intensity. The end surface 107A is elongated in the axial direction. That is, it becomes possible to efficiently irradiate the end face 107 </ b> A of the light guide body 107 with highly directional light having a uniform intensity distribution.

また、上記導光体１０７に入射した光は、導光体１０７の内部を伝播し、導光体内に出射面１０７Ｂの反対側の面１０７Ｃに設置された光路変換構造体１０９Ａからなる光取り出し構造部１０９によって屈折,反射され、照射対象面１０８に向けて放射される。これにより、導光体１０７の出射面１０７Ｂの広い範囲にわたって、出射面１０７Ｂから上方(ｚ軸方向)に向けて指向性が高くて強度分布が均一化された光を出射させることが可能になる。 Further, the light incident on the light guide 107 propagates through the light guide 107, and is a light extraction structure comprising an optical path conversion structure 109A installed on the surface 107C opposite to the exit surface 107B in the light guide. The light is refracted and reflected by the portion 109 and emitted toward the irradiation target surface 108. As a result, light having a high directivity and a uniform intensity distribution can be emitted from the emission surface 107B upward (z-axis direction) over a wide range of the emission surface 107B of the light guide 107. .

なお、この実施形態では、光取り出し構造部１０９を構成する光路変換構造体１０９Ａとして、先端角および傾斜角を有する略三角柱形状のプリズム構造を採用したが、光取り出し用導光体に形成した溝や窪み、あるいは、透明樹脂からなる線状や点状の構造体による光取り出し構造を採用してもよい。 In this embodiment, a substantially triangular prism-shaped prism structure having a tip angle and an inclination angle is adopted as the optical path changing structure 109A constituting the light extraction structure 109, but the groove formed in the light extraction light guide Alternatively, a light extraction structure using a linear or dot-like structure made of a transparent resin or a hollow may be employed.

次に、図４Ａ,図４Ｂに、円筒形凸レンズ面１０４Ａから導光体１０７の端面１０７Ａに入射する光の端面１０７Ａにおける放射角分布を示す。ここでは、一例として、円筒形凹レンズ１０３と円筒形凸レンズ１０４は、屈折率が１.５１のガラス材料で作製した。また、円筒形凹レンズ１０３の円筒形凹レンズ面１０３Ａの曲率Ｒを２５０ｍｍとし、円筒形凸レンズ１０４の円筒形凸レンズ面１０４Ａの曲率Ｒを１２０ｍｍとし、リフレクタ１０２の開口の直径を１１０ｍｍとした。 Next, FIGS. 4A and 4B show the radiation angle distribution on the end surface 107A of light incident on the end surface 107A of the light guide 107 from the cylindrical convex lens surface 104A. Here, as an example, the cylindrical concave lens 103 and the cylindrical convex lens 104 are made of a glass material having a refractive index of 1.51. Further, the curvature R of the cylindrical concave lens surface 103A of the cylindrical concave lens 103 was 250 mm, the curvature R of the cylindrical convex lens surface 104A of the cylindrical convex lens 104 was 120 mm, and the diameter of the opening of the reflector 102 was 110 mm.

図４Ａは、上記ｘ軸を０度とし、ｚ軸に±９０度を設定した場合の放射角分布であり、縦軸は規格化照度を表している。図４Ａでは、全照度の９８％がｚ軸方向の±１５度以内に収まっている。また、図４Ｂは、上記ｘ軸を０度、ｙ軸を±９０度にした場合の放射角分布であり、縦軸は規格化照度を表している。図４Ｂでは全照度の９０％が±１５度以内に収まっている。 FIG. 4A is a radiation angle distribution when the x-axis is 0 degree and the z-axis is set to ± 90 degrees, and the vertical axis represents normalized illuminance. In FIG. 4A, 98% of the total illuminance is within ± 15 degrees in the z-axis direction. FIG. 4B is a radiation angle distribution when the x-axis is 0 degree and the y-axis is ± 90 degrees, and the vertical axis represents normalized illuminance. In FIG. 4B, 90% of the total illuminance falls within ± 15 degrees.

また、図５に、この実施形態における導光体１０７の端面１０７Ａにおけるｙ軸方向の照度分布である。この実施形態では、リフレクタ１０２の開口直径１１０ｍｍに対して、ｙ軸方向の約１８０ｍｍの照射領域が得られている。 FIG. 5 shows the illuminance distribution in the y-axis direction on the end face 107A of the light guide 107 in this embodiment. In this embodiment, an irradiation area of about 180 mm in the y-axis direction is obtained with respect to the opening diameter of 110 mm of the reflector 102.

このように、この実施形態の光照射装置では、上記構成の光源装置１００を備えたことによって、指向性が高く、照度が均一化された光を照射対象面１０５としての導光体１０７の端面１０７Ａに照射することが可能になる。よって、この実施形態によれば、導光体１０７の出射面１０７Ｂから強度分布が均一化された指向性の高い光を出射できる。 Thus, in the light irradiation apparatus of this embodiment, by providing the light source device 100 having the above-described configuration, light with high directivity and uniform illuminance is used as an end surface of the light guide 107 as the irradiation target surface 105. 107A can be irradiated. Therefore, according to this embodiment, light with high directivity with uniform intensity distribution can be emitted from the emission surface 107B of the light guide 107.

(第２の実施の形態)
次に、図６Ａ,図６Ｂを参照して、この発明の光照射装置の第２実施形態を説明する。図６Ａは、この実施形態の光照射装置を側方(ｙ軸方向)から見た様子を示す側面図であり、図６Ｂは、この実施形態の光照射装置を上方(ｚ軸方向)から見た様子を示す平面図である。なお、図６Ａ,図６Ｂにおいて、Ｊは光軸である。 (Second embodiment)
Next, with reference to FIG. 6A and FIG. 6B, 2nd Embodiment of the light irradiation apparatus of this invention is described. FIG. 6A is a side view showing the light irradiation apparatus of this embodiment viewed from the side (y-axis direction), and FIG. 6B shows the light irradiation apparatus of this embodiment viewed from above (z-axis direction). FIG. In FIGS. 6A and 6B, J is the optical axis.

この第２実施形態は、次の(ｉ)〜(iｖ)の点だけが、前述の第１実施形態と異なる。よって、この第２実施形態では、前述の第１実施形態と異なる点を主に説明する。 The second embodiment is different from the first embodiment only in the following points (i) to (iv). Therefore, in the second embodiment, differences from the first embodiment will be mainly described.

(ｉ) 前述の第１実施形態の円筒形凹レンズ面１０３Ａと同じ形状であると共にｙ軸方向に配列された２つの円筒形凹レンズ面２０３Ａを有する円筒形凹レンズ２０３を有する点。 (i) A cylindrical concave lens 203 having the same shape as the cylindrical concave lens surface 103A of the first embodiment and having two cylindrical concave lens surfaces 203A arranged in the y-axis direction.

(ii) 前述の第１実施形態のランプ光源１０１,リフレクタ１０２および円筒形凹レンズ面２０３Ａからなる組が、ｙ軸方向に２組配列されている点。 (ii) Two sets of the lamp light source 101, the reflector 102, and the cylindrical concave lens surface 203A of the first embodiment are arranged in the y-axis direction.

(iii) 前述の第１実施形態の円筒形凸レンズ１０４をｙ軸方向に延長してｙ軸方向の寸法が円筒形凸レンズ１０４の約２倍である円筒形凸レンズ２０４を有する点。 (iii) The cylindrical convex lens 104 of the first embodiment described above is extended in the y-axis direction, and has a cylindrical convex lens 204 whose dimension in the y-axis direction is about twice that of the cylindrical convex lens 104.

(iｖ) 前述の第１実施形態の導光体１０７をｙ軸方向に延長してｙ軸方向の寸法が上記導光体１０７の約２倍である導光体２０７を有する点。 (iv) The light guide 107 of the first embodiment described above is extended in the y-axis direction, and has a light guide 207 whose dimension in the y-axis direction is about twice that of the light guide 107.

図６Ｂに示すように、この第２実施形態では、上記ランプ光源１０１とリフレクタ１０２と円筒形凹レンズ面２０３Ａからなる組が、円筒形凸レンズ２０４の円筒形凸レンズ面２０４Ａの円筒中心軸に沿って２組配置されている。そして、ｙ軸方向に並んだ２つの円筒形凹レンズ面２０３Ａを有する円筒形凹レンズ２０３は、円筒形凸レンズ２０４にｘ軸方向に対向している。また、図６Ｂに示すように、円筒形凹レンズ２０３は、リフレクタ１０２,１０２から円筒形凹レンズ面２０３Ａ,２０３Ａに入射した光を屈折させてｘ‐ｙ平面においてリフレクタ１０２,１０２の外径よりも広い範囲に拡散させる。そして、図６Ａに示すように、円筒形凸レンズ２０４は、円筒形凹レンズ２０３の２つの円筒形凹レンズ面２０３Ａ,２０３Ａからの光をｘ‐ｚ平面において集光して前方へ出射し、導光体２０７の端面２０７Ａに入射させる。 As shown in FIG. 6B, in the second embodiment, a set of the lamp light source 101, the reflector 102, and the cylindrical concave lens surface 203A is arranged along the cylindrical central axis of the cylindrical convex lens surface 204A of the cylindrical convex lens 204. A set is arranged. The cylindrical concave lens 203 having two cylindrical concave lens surfaces 203A arranged in the y-axis direction faces the cylindrical convex lens 204 in the x-axis direction. Further, as shown in FIG. 6B, the cylindrical concave lens 203 refracts light incident on the cylindrical concave lens surfaces 203A and 203A from the reflectors 102 and 102, and is wider than the outer diameter of the reflectors 102 and 102 in the xy plane. Spread to range. Then, as shown in FIG. 6A, the cylindrical convex lens 204 condenses the light from the two cylindrical concave lens surfaces 203A and 203A of the cylindrical concave lens 203 on the xz plane and emits the light forward. The light is incident on the end face 207A of the 207.

この第２実施形態の光照射装置によれば、上記ｙ軸方向の寸法が、前述の第１実施形態の円筒形凸レンズ１０４の約２倍である円筒形凸レンズ２０４から、ｙ軸方向の寸法が前述の第１実施形態の導光体１０７の約２倍である導光体２０７の端面２０７Ａに強度分布が均一化された指向性の高い光を入射させることができる。したがって、導光体２０７の出射面２０７Ｂの広い範囲にわたって、出射面２０７Ｂから上方(ｚ軸方向)の照射対象面２０８に向けて指向性が高くて強度分布が均一化された光を出射させることが可能になる。 According to the light irradiation apparatus of the second embodiment, the dimension in the y-axis direction is from the cylindrical convex lens 204 whose dimension in the y-axis direction is about twice that of the cylindrical convex lens 104 in the first embodiment. Light with high directivity having a uniform intensity distribution can be incident on the end face 207A of the light guide 207, which is about twice as large as the light guide 107 of the first embodiment. Therefore, light having a high directivity and a uniform intensity distribution is emitted from the emission surface 207B toward the irradiation target surface 208 above (z-axis direction) over a wide range of the emission surface 207B of the light guide 207. Is possible.

また、上記円筒形凹レンズ２０３が有する２つの円筒形凹レンズ面２０３Ａ,２０３Ａにより、各リフレクタ１０２,１０２の外径より幅の広い照射領域が得られるので、光源１０１,リフレクタ１０２,円筒形凹レンズ面２０３Ａの２組の配置間隔を調整することで、各組による光照射領域を干渉させることなく導光体２０７の細長い端面２０７Ａに光を入射させるための最適な照射領域を得ることが可能となる。 In addition, since the two cylindrical concave lens surfaces 203A and 203A of the cylindrical concave lens 203 provide an irradiation area wider than the outer diameter of each reflector 102 and 102, the light source 101, the reflector 102, and the cylindrical concave lens surface 203A. By adjusting the arrangement interval of the two sets, it is possible to obtain an optimal irradiation region for making light incident on the elongated end surface 207A of the light guide 207 without causing interference of the light irradiation region of each set.

図６Ｂでは、隣り合う２つのリフレクタ１０２から前方に出射される光線同士は離隔しているように見えるが、リフレクタ１０２の形状を調整して最適化することによって、２つの円筒形凹レンズ面２０３Ａで屈折され拡散されて円筒形凹レンズ２０３から前方に出射される光線を隣接させることができる。これにより、円筒形凸レンズ２０４から導光体２０７の端面２０７Ａにｙ軸方向に連続した照射領域で光を入射させることができる。 In FIG. 6B, the light beams emitted forward from the two adjacent reflectors 102 appear to be separated from each other. However, by adjusting and optimizing the shape of the reflector 102, the two cylindrical concave lens surfaces 203A can be used. Light rays that are refracted and diffused and emitted forward from the cylindrical concave lens 203 can be made adjacent to each other. Thereby, light can be incident on the end surface 207A of the light guide 207 from the cylindrical convex lens 204 in an irradiation region continuous in the y-axis direction.

尚、この実施形態においては、２つの円筒形凹レンズ面２０３Ａを有する１つの円筒形凹レンズ２０３を採用したが、１つの円筒形凹レンズ面２０３Ａを有する円筒形凹レンズを２つ備えてもよい。また、上記１つの円筒形凸レンズ２０４に替えて、前述の第１実施形態の円筒形凸レンズ１０４をｙ軸方向に２つ配列してもよい。また、上記実施形態では、ランプ光源,リフレクタおよび円筒形凹レンズ面からなる組を２組備えたが、３組以上備えてもよい。また、円筒形凹レンズと円筒形凸レンズを一体形成した光学素子を複数配列してもよい。 In this embodiment, one cylindrical concave lens 203 having two cylindrical concave lens surfaces 203A is employed, but two cylindrical concave lenses having one cylindrical concave lens surface 203A may be provided. Instead of the one cylindrical convex lens 204, two cylindrical convex lenses 104 of the first embodiment described above may be arranged in the y-axis direction. Moreover, in the said embodiment, although 2 sets which consist of a lamp light source, a reflector, and a cylindrical concave lens surface were provided, you may provide 3 or more sets. A plurality of optical elements in which a cylindrical concave lens and a cylindrical convex lens are integrally formed may be arranged.

(第３の実施の形態)
次に、図７を参照して、この発明の光照射装置の第３実施形態を説明する。図７は、この第３実施形態の光照射装置を側方(ｙ軸方向)から見た様子を示す側面図である。この第３実施形態は、次の(ｉ)〜(iii)の点だけが、前述の第２実施形態と異なる。よって、この第３実施形態では、前述の第２実施形態と異なる点を主に説明する。 (Third embodiment)
Next, a third embodiment of the light irradiation apparatus of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a side view showing the light irradiation apparatus of the third embodiment as viewed from the side (y-axis direction). The third embodiment differs from the second embodiment only in the following points (i) to (iii). Therefore, in the third embodiment, differences from the second embodiment will be mainly described.

(ｉ) 前述の第２実施形態の円筒形凸レンズ２０４と光取り出し用導光体２０７の端面２０７Ａとの間にスペクトル調整用光学素子３０１と光量調整用フィルタ３０２を配置した点。 (i) The spectral adjustment optical element 301 and the light amount adjustment filter 302 are arranged between the cylindrical convex lens 204 of the second embodiment and the end face 207A of the light extraction light guide 207.

(ii) ｙ軸方向に配列されたランプ光源１０１とリフレクタ１０２の２つの組と円筒形凹レンズ２０３と円筒形凸レンズ２０４およびスペクトル調整用光学素子３０１と光量調整用フィルタ３０２を収容する筐体３０３を有し、この筐体３０３内の内部および内部に収容された各部品を冷却する冷却装置３０６を有する点。 (ii) A housing 303 that houses two sets of the lamp light source 101 and the reflector 102 arranged in the y-axis direction, a cylindrical concave lens 203, a cylindrical convex lens 204, a spectrum adjusting optical element 301, and a light amount adjusting filter 302. And having a cooling device 306 for cooling the inside of the housing 303 and each component housed therein.

(iii) ランプ光源１０１をハロゲンランプとした点。 (iii) The lamp light source 101 is a halogen lamp.

この第３実施形態の光照射装置は、指向性が高く強度分布が均一化された光を広範囲に照射する疑似太陽光照射装置である。上記２つのランプ光源１０１と２つのリフレクタ１０２と円筒形凹レンズ２０３と円筒形凸レンズ２０４およびスペクトル調整用光学素子３０１と光量調整用フィルタ３０２と筐体３０３とが光源装置３０５を構成している。 The light irradiation apparatus according to the third embodiment is a pseudo-sunlight irradiation apparatus that irradiates light having a high directivity and a uniform intensity distribution over a wide range. The two lamp light sources 101, the two reflectors 102, the cylindrical concave lens 203, the cylindrical convex lens 204, the spectrum adjusting optical element 301, the light amount adjusting filter 302, and the housing 303 constitute a light source device 305.

はじめに、光源装置３０５の筐体３０３内に配置された２つランプ光源１０１から出射した光は２つのリフレクタ１０２によって円筒形凹レンズ２０３の２つの円筒形凹レンズ面２０３Ａに向けて出射される。この２つの円筒形凹レンズ面２０３Ａで屈折,拡散された光線は、円筒形凸レンズ２０４で集光されて光取り出し用導光体２０７の端面２０７Ａに集光される。この端面２０７Ａは光源装置３０５の照射面３０５Ａに対向している。 First, the light emitted from the two lamp light sources 101 arranged in the housing 303 of the light source device 305 is emitted toward the two cylindrical concave lens surfaces 203 </ b> A of the cylindrical concave lens 203 by the two reflectors 102. The light beams refracted and diffused by the two cylindrical concave lens surfaces 203A are collected by the cylindrical convex lens 204 and collected on the end surface 207A of the light extraction light guide 207. This end face 207A faces the irradiation face 305A of the light source device 305.

また、この実施形態では、上記２つのランプ光源１０１と光源装置３０５の照射面３０５Ａとの間には、スペクトル調整用光学素子３０１が配置されている。このスペクトル調整用光学素子３０１は、上記２つのランプ光源１０１からの放射光の波長帯のうちの特定波長帯の透過率が低くなっている。よって、スペクトル調整用光学素子３０１は、上記２つのランプ光源１０１からの放射光の波長帯のうちの特定波長帯の成分を減衰させる。よって、このスペクトル調整用光学素子３０１は、上記放射光の波長帯のうちの特定波長帯の成分を減衰させたスペクトル分布の光を光量調整用フィルタ３０２に入射させる。この光量調整用フィルタ３０２は、光源装置３０５の照射面３０５Ａに入射させる照度分布を均一にすべく、入射光の光量を調整する。 In this embodiment, a spectrum adjusting optical element 301 is disposed between the two lamp light sources 101 and the irradiation surface 305 </ b> A of the light source device 305. The spectrum adjusting optical element 301 has low transmittance in a specific wavelength band of the wavelength bands of the emitted light from the two lamp light sources 101. Therefore, the spectrum adjusting optical element 301 attenuates a component in a specific wavelength band of the wavelength bands of the emitted light from the two lamp light sources 101. Therefore, the spectrum adjusting optical element 301 makes the light of the spectral distribution in which the component of the specific wavelength band in the wavelength band of the radiated light is attenuated enter the light quantity adjusting filter 302. The light amount adjustment filter 302 adjusts the amount of incident light so as to make the illuminance distribution incident on the irradiation surface 305A of the light source device 305 uniform.

次に、光量調整用フィルタ３０２の特性について説明する。 Next, characteristics of the light amount adjustment filter 302 will be described.

前述の第１実施形態では、光量調整用フィルタ３０２を有しておらず、１組のランプ光源１０１,リフレクタ１０２および円筒形凸レンズ２０３,円筒形凹レンズ２０４による導光体２０７の端面２０７Ａへのｙ軸方向の照度分布は、図５に示すような分布であった。この図５に示す照度分布では、ｙ軸方向の中心部分と周辺部分の照度が相対的に高くなっている。 In the first embodiment described above, the light amount adjusting filter 302 is not provided, and the y light applied to the end surface 207A of the light guide 207 by the pair of lamp light source 101, reflector 102, cylindrical convex lens 203, and cylindrical concave lens 204 is provided. The illuminance distribution in the axial direction was as shown in FIG. In the illuminance distribution shown in FIG. 5, the illuminance at the central portion and the peripheral portion in the y-axis direction is relatively high.

そこで、この第３実施形態では、図５の照度分布のような照度ムラを改善するため、光量調整用フィルタ３０２を有している。この光量調整用フィルタ３０２は、入射領域を仮想的に分割し、分割した各領域の透過率を制限することによって出射光の照度分布の均一化を図った。具体的には、図５の照度分布から上記照射面における各領域の規格化照度を求め、出射光の照度分布を均一化するように上記入射領域で分割した各領域の透過率を算出した。なお、光量調整用フィルタ３０２を構成する部材としては、上記分割した各領域について透過率を制限できる部材であればよく、例えば遮光網、遮光テープ、遮光シート、遮光フィルタなどを用いることができる。 Therefore, in the third embodiment, the light amount adjustment filter 302 is provided in order to improve the illuminance unevenness such as the illuminance distribution of FIG. This light quantity adjustment filter 302 virtually divides the incident area and limits the transmittance of each divided area to make the illuminance distribution of the emitted light uniform. Specifically, the normalized illuminance of each region on the irradiation surface was obtained from the illuminance distribution of FIG. 5, and the transmittance of each region divided by the incident region was calculated so as to make the illuminance distribution of the emitted light uniform. The member constituting the light quantity adjustment filter 302 may be any member that can limit the transmittance for each of the divided areas, and for example, a light shielding net, a light shielding tape, a light shielding sheet, a light shielding filter, or the like can be used.

上記光源装置３０５は、上記スペクトル調整用光学素子３０１で所望のスペクトルを有する光とし、光量調整用フィルタ３０２で強度分布を均一化した光として、導光体２０７の端面２０７Ａに照射することが可能である。また、スペクトル調整用光学素子３０１としてエアマスフィルタを利用することによって、指向性が高く、強度分布が均一化された擬似太陽光を照射面３０５Ａから導光体２０７の端面２０７Ａに照射することが可能となる。 The light source device 305 can irradiate the end face 207A of the light guide 207 as light having a desired spectrum by the spectrum adjusting optical element 301 and light having a uniform intensity distribution by the light amount adjusting filter 302. It is. Further, by using an air mass filter as the spectrum adjusting optical element 301, it is possible to irradiate the end surface 207A of the light guide 207 from the irradiation surface 305A with high directivity and uniform intensity distribution. It becomes.

ところで、この第３実施形態では、擬似太陽光照射装置としたので、スペクトル調整用光学素子３０１は主にハロゲンランプの短波長側帯域を遮断して、照射面３０５Ａへの照射光のスペクトルを太陽光のスペクトルに近似させている。なお、照射光のスペクトルと太陽光のスペクトルとの合致度を高めるために、ハロゲンランプに加えキセノンランプを用いてもよい。 By the way, in this 3rd Embodiment, since it was set as the pseudo | simulation sunlight irradiation apparatus, the optical element 301 for spectrum adjustment mainly cut | disconnects the short wavelength side zone | band of a halogen lamp, and the spectrum of the irradiated light to the irradiation surface 305A is solar. It approximates the spectrum of light. Note that a xenon lamp may be used in addition to the halogen lamp in order to increase the degree of coincidence between the spectrum of irradiated light and the spectrum of sunlight.

また、この実施形態においては、光源装置３０５からの出射光を光取り出し用導光体２０７の端面２０７Ａに直接集光したが、反射面や結合用プリズムを用いて、光源装置３０５からの出射光を光取り出し用導光体２０７の端面２０７Ａに間接的に集光させてもよい。この場合、光源装置３０５と導光体２０７の配置の自由度を向上できる。また、光取り出し用導光体２０７の端面２０７Ａの周囲には、必要に応じて遮光手段を配置しても構わない。 In this embodiment, the light emitted from the light source device 305 is directly condensed on the end surface 207A of the light extraction light guide 207. However, the light emitted from the light source device 305 is used by using a reflection surface or a coupling prism. May be indirectly condensed on the end surface 207A of the light extraction light guide 207. In this case, the freedom degree of arrangement | positioning of the light source device 305 and the light guide 207 can be improved. Further, light shielding means may be disposed around the end face 207A of the light extraction light guide 207 as necessary.

上記光取り出し用導光体２０７の端面２０７Ａに入射した光は、導光体内部を伝播し、導光体２０７内に設けられた光路変換構造体２０９Ａからなる光取り出し構造部２０９によって、照射対象面２０８に向けて放射される。なお、この第３実施形態においては、光取り出し構造部２０９をなす光路変換構造体２０９Ａとして、先端角および傾斜角を有する略三角柱形状のプリズム構造を採用している。そして、上記光量調整用フィルタ３０２に加えて、光取り出し構造部２０９の配置間隔を制御することによって、照射対象面２０８へ放射する光の光束密度の制御を行った。 The light incident on the end surface 207A of the light extraction light guide 207 propagates through the light guide and is irradiated by the light extraction structure 209 including the optical path conversion structure 209A provided in the light guide 207. Radiated toward the surface 208. In the third embodiment, a substantially triangular prism-shaped prism structure having a tip angle and an inclination angle is employed as the optical path changing structure 209A forming the light extraction structure 209. Then, in addition to the light quantity adjustment filter 302, the light flux density of the light emitted to the irradiation target surface 208 was controlled by controlling the arrangement interval of the light extraction structure portion 209.

この実施形態によれば、光源装置３０５によって光取り出し用導光体２０７へ指向性の高い光が導入されているので、光取り出し構造部２０９の形状を統一することによって、出射面２０７Ｂから照射対象面２０８の方向へ指向性の高い光を照射することが可能になる。また、この実施形態では、冷却装置３０６によって、光源装置３０５の内部および内部に配設された構成部品などを冷却して、筐体３０３内の過熱を防いでいる。 According to this embodiment, since light having a high directivity is introduced into the light extraction light guide 207 by the light source device 305, by unifying the shape of the light extraction structure portion 209, the irradiation target is irradiated from the emission surface 207B. Light with high directivity can be irradiated in the direction of the surface 208. In this embodiment, the cooling device 306 cools the inside of the light source device 305 and the components disposed in the light source device 305 to prevent overheating in the housing 303.

尚、この第３実施形態では、１つの光源装置３０５から導光体２０７の片側端面２０７Ａに光を入射させたが、２つ以上の光源装置から導光体２０７の２箇所以上の端面に光を入射させても構わない。また、この実施形態においては、スペクトル調整用光学素子３０１と光量調整用フィルタ３０２は、円筒形凸レンズ２０４の出射側に配置したが、ランプ光源１０１から光源装置３０５の照射面３０５Ａまでの経路内のどこに配置しても構わない。 In the third embodiment, light is incident on one end surface 207A of the light guide 207 from one light source device 305, but light is incident on two or more end surfaces of the light guide 207 from two or more light source devices. May be incident. In this embodiment, the spectral adjustment optical element 301 and the light amount adjustment filter 302 are arranged on the emission side of the cylindrical convex lens 204. However, in the path from the lamp light source 101 to the irradiation surface 305A of the light source device 305, It can be placed anywhere.

この発明は、指向性が高くて照度のコントロールも容易な光を照射する用途に適しており、一例として、コピー機、スキャナなどに用いられる画像読取装置、コピー、プリンタなど感光体上の電荷を光により制御する除電などの光源、インテリア用薄型光源、誘導灯など、その他の光源に幅広く用いることができる。また、この発明は、擬似太陽光照射装置にも適し、太陽電池パネルのＩ−Ｖ特性を評価するためのソーラーシミュレータ用光源としても利用できる。また、各種太陽エネルギー利用機器の測定試験や加速劣化試験、および農作物用の擬似太陽光照射装置などへの応用が可能である。 The present invention is suitable for the application of light having high directivity and easy illuminance control. As an example, the charge on a photoconductor such as an image reading device, a copy, or a printer used in a copying machine or a scanner is used. It can be widely used for other light sources such as a light source for static elimination controlled by light, a thin light source for interiors, and a guide light. The present invention is also suitable for a pseudo-sunlight irradiation device, and can be used as a light source for a solar simulator for evaluating the IV characteristics of a solar cell panel. In addition, it can be applied to measurement tests and accelerated deterioration tests of various solar energy utilization devices, and simulated solar irradiation devices for agricultural products.

１００光源装置
１０１Ａフラットコイルフィラメント
１０１ランプ光源
１０２リフレクタ
１０３,２０３円筒形凹レンズ
１０３Ａ,２０３Ａ円筒形凹レンズ面
１０４,２０４円筒形凸レンズ
１０４Ａ,２０４Ａ円筒形凸レンズ面
１０５照射面
１０７,２０７光取り出し用導光体
１０７Ａ,２０７Ａ端面
１０７Ｂ,２０７Ｂ出射面
１０７Ｃ反対側の面
１０８,２０８照射対象面
１０９,２０９光取り出し構造部
１０９Ａ,２０９Ａ光路変換構造体
３０１スペクトル調整用光学素子
３０２光量調整用フィルタ
３０３筐体
３０５光源装置
３０５Ａ照射面
３０６冷却装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Light source device 101A Flat coil filament 101 Lamp light source 102 Reflector 103,203 Cylindrical concave lens 103A, 203A Cylindrical concave lens surface 104,204 Cylindrical convex lens 104A, 204A Cylindrical convex lens surface 105 Irradiation surface 107,207 Light extraction light guide 107A, 207A End surface 107B, 207B Emission surface 107C Opposite surface 108, 208 Irradiation target surface 109, 209 Light extraction structure 109A, 209A Optical path conversion structure 301 Spectrum adjustment optical element 302 Light amount adjustment filter 303 Housing 305 Light source Device 305A Irradiation surface 306 Cooling device

Claims

A light source that emits light;
An optical element that refracts and emits light incident from the light source unit;
A light guide including an end surface on which light emitted from the optical element is incident and an emission surface that emits light incident on the end surface;
The optical element is
A cylindrical concave lens surface for diffusing light from the light source unit;
A cylindrical convex lens surface for condensing light from the cylindrical concave lens surface;
The light irradiation apparatus, wherein a cylindrical central axis of the cylindrical concave lens surface and a cylindrical central axis of the cylindrical convex lens surface are perpendicular to each other.

In the light irradiation apparatus of Claim 1,
The light source unit includes a light source that emits light and a reflector that reflects light emitted from the light source in one direction,
The light source includes a flat coil filament in which a coil is wound in a direction parallel to the cylindrical central axis of the cylindrical convex lens surface,
An end face of the light guide extends along a cylindrical central axis of the cylindrical convex lens surface.

In the light irradiation apparatus of Claim 1 or 2,
Two or more sets of the light source unit and the cylindrical concave lens surface are arranged along the cylindrical central axis of the cylindrical convex lens surface,
The cylindrical concave lens surface diffuses light incident from the light source unit over a range wider than the outer diameter of the light source unit, and the cylindrical convex lens surface condenses light from the cylindrical concave lens surface. A light irradiation device.

In the light irradiation apparatus as described in any one of Claim 1 to 3,
A light irradiation apparatus comprising: a light amount adjusting member that is disposed in at least one position in an optical path from the light source unit to an irradiation target surface and adjusts a light amount of light from the light source unit.

In the light irradiation apparatus as described in any one of Claim 1 to 4,
It has a spectrum adjusting member which is arranged in at least one place in the optical path from the light source part to the irradiation target surface and adjusts the spectrum distribution of light from the light source part to make a pseudo sunlight spectrum. A light irradiation device.