(57)【要約】【課題】不点灯状態を検出するためのコストを抑えること。【解決手段】Ｎａ（ただしＮａ≧２）個のＬＥＤチップ１８と、前記ＬＥＤチップ１８の不点灯状態を検出する不点灯検出回路２６と、を有し、ワークＷの平面状の被照射面に前記ＬＥＤチップ１８の光を照射する紫外線照射装置４において、前記不点灯検出回路２６は、Ｎｃ個のＬＥＤチップ１８に駆動用電力を供給する電力供給ラインＬの電流の低下に基づいて前記Ｎｃ個のＬＥＤチップ１８の中に生じた不点灯状態を検出する構成とした。【選択図】図４
2018153738.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｎａ（ただしＮａ≧２）個の発光素子と、
前記発光素子の不点灯状態を検出する不点灯検出回路と、を有し、
照射対象物の平面状の被照射面に前記発光素子の光を照射する光照射装置において、
前記不点灯検出回路は、
複数の発光素子に駆動用電力を供給する電力供給ラインの電流、或いは電圧の低下に基づいて前記複数の発光素子の中に生じた不点灯状態を検出する
ことを特徴とする光照射装置。
【請求項２】
前記発光素子が広角配光を有し、或いは、前記発光素子の各々の光を拡散する拡散部材を備え、
前記被照射面のいずれかの箇所に、Ｎｂ（ただし、Ｎａ≧Ｎｂ≧２）個の発光素子の光を重ねて照射する、
ことを特徴とする請求項１に記載の光照射装置。
【請求項３】
前記不点灯検出回路は、
前記Ｎａ個の発光素子が配置された発光面を区画した区画エリアに含まれるＮｃ（Ｎａ≧Ｎｃ≧Ｎｂ）個の発光素子ごとに前記不点灯状態を検出する
ことを特徴とする請求項２に記載の光照射装置。
【請求項４】
前記Ｎｃ個は、前記被照射面の同一箇所を照射する前記Ｎｂ個の発光素子の中に生じた不点灯状態によって前記被照射面の均斉度が所定値以上になる前記発光素子の個数である、
ことを特徴とする請求項３に記載の光照射装置。
【請求項５】
前記発光素子の配光は、半値角が３０°以上である
ことを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の光照射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光照射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
多数のＬＥＤが平面上に格子状に配置された光源部を備え、この光源部の光を対象物に照射する光照射装置が知られている。また、受光センサを用いて発光素子の不点灯状態を検出する技術も知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−２２４３２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記光照射装置において、受光センサを用いて発光素子の個々の不点灯状態を検出する場合、発光素子の数相当の受光センサを用いる必要があり、コストが高くなる。
本発明は、不点灯状態を検出するためのコストを抑えることができる光照射装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、Ｎａ（ただしＮａ≧２）個の発光素子と、前記発光素子の不点灯状態を検出する不点灯検出回路と、を有し、照射対象物の平面状の被照射面に前記発光素子の光を照射する光照射装置において、前記不点灯検出回路は、複数の発光素子に駆動用電力を供給する電力供給ラインの電流、或いは電圧の低下に基づいて前記複数の発光素子の中に生じた不点灯状態を検出することを特徴とする。
【０００６】
本発明は、上記光照射装置において、前記発光素子が広角配光を有し、或いは、前記発光素子の各々の光を拡散する拡散部材を備え、前記被照射面のいずれかの箇所に、Ｎｂ（ただし、Ｎａ≧Ｎｂ≧２）個の発光素子の光を重ねて照射する、ことを特徴とする。
【０００７】
本発明は、上記光照射装置において、前記不点灯検出回路は、前記Ｎａ個の発光素子が配置された発光面を区画した区画エリアに含まれるＮｃ（Ｎａ≧Ｎｃ≧Ｎｂ）個の発光素子ごとに前記不点灯状態を検出することを特徴とする。
【０００８】
本発明は、上記光照射装置において、前記Ｎｃ個は、前記被照射面の同一箇所を照射する前記Ｎｂ個の発光素子の中に生じた不点灯状態によって前記被照射面の均斉度が所定値以上になる前記発光素子の個数である、ことを特徴とする。
なお、均斉度（％）は次式で定義される値であり、この数値が小さいほど均斉度は高い。
均斉度（％）＝（照度最大値−照度最小値）／（照度最大値＋照度最小値）×１００
【０００９】
本発明は、上記光照射装置において、前記発光素子の配光は、半値角が３０°以上であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、不点灯状態を検出するためのコストが抑えられる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係る光硬化処理装置の構成を示す図である。
【図２】光硬化処理時の光硬化処理装置を示す図であり、（Ａ）は全体図、（Ｂ）は一部拡大図である。
【図３】紫外線照射装置の構成を示す図であり、（Ａ）は紫外線照射装置の全体斜視図、（Ｂ）は（Ａ）のＸ部拡大図である。
【図４】光硬化処理装置の電気的構成を示す図である。
【図５】紫外線照射装置の均斉度のシミュレーション結果を示す図であり、ＬＥＤチップ１８の半値角が２９度の場合を示す。
【図６】紫外線照射装置の均斉度のシミュレーション結果を示す図であり、ＬＥＤチップの半値角が６０度(いわゆる、ランバート配光)の場合を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１は本実施形態に係る光硬化処理装置１の構成を示す図である。
本実施形態の光硬化処理装置１は、液晶滴下（ＯＤＦ：Ｏｎｅ  Ｄｒｏｐ  Ｆｉｌｌ）用の装置であり、液晶滴下（ＯＤＦ）工法を用いた液晶パネルの張り合わせ工程において、平面状の被照射面を有したワークＷである液晶パネルに紫外線を均一に照射し、シール材を光硬化処理（より正確には仮硬化処理）する。係る光硬化処理装置１は、図１に示すように、支持材２と、紫外線を照射する複数の紫外線照射装置４と、を備えている。
支持材２は、紫外線照射装置４ごとに一対の脚６を備え、当該脚６によって紫外線照射装置４を支持する部材であり、それぞれの紫外線照射装置４の発光面２０（図３）を同一面内に揃えて支持する。
【００１３】
図２は、光硬化処理時の光硬化処理装置１を示す図であり、図２（Ａ）は全体図、図２（Ｂ）は一部拡大図である。
光硬化処理装置１の直下には、平面状の載置ステージ３が設けられており、この載置ステージ３の載置面に、紫外線照射装置４ごとに、１枚のワークＷが対面配置されている。
光硬化処理装置１は、支持材２が昇降機構によってワークＷに対して昇降可能に構成されており、光硬化処理時には、図２（Ａ）に示すように、昇降機構によって支持材２が降下し、各紫外線照射装置４の発光面２０が、対面するワークＷに距離ｄ（図２（Ｂ））まで近付けられ、この状態で、それぞれの紫外線照射装置４が一斉にワークＷに紫外線を照射し、これらのワークＷを一度に光硬化処理する。
【００１４】
図３は紫外線照射装置４の構成を示す図であり、図３（Ａ）は紫外線照射装置４の全体斜視図、図３（Ｂ）は図３（Ａ）のＸ部拡大図である。
紫外線照射装置４は、平面視矩形の箱形の筐体１２を備え、筐体１２の矩形（図示例では正方形）の底面１２Ａに発光部７が設けられ、また、筐体１２の天面には、内部の熱を外部に排気するための排気口１４（図１）が設けられている。
【００１５】
発光部７は、実装基板１６と、Ｎａ個（図示例では３１×３１個）のＬＥＤチップ１８とを備えている。
実装基板１６は、ＬＥＤチップ１８を実装する矩形状の基板であり、筐体１２の底面１２Ａの開口に嵌め込まれる。この実装基板１６の実装面に多数のＬＥＤチップ１８が配置されることで、紫外線照射装置４の発光面２０が形成され、この発光面２０から面状に紫外線が放射される。
ＬＥＤチップ１８は、紫外線を放射する発光素子の一態様であるＬＥＤと、配光を制御する光学素子と、を備えている。
【００１６】
本実施形態の発光部７は、光硬化処理時に、ワークＷの被照射面のいずれの箇所にも、Ｎｂ個以上（ただし、Ｎａ≧Ｎｂ≧２）のＬＥＤチップ１８の光を重ねて照射するように構成されている。
具体的には、ＬＥＤチップ１８のそれぞれは、その半値角が３０度以上となっており、いわゆる広角配光を有する。そして、係るＬＥＤチップ１８が、光硬化処理時（すなわち、発光面２０と被照射面の離間距離が上記距離ｄのとき）に、ワークＷの面内のどの箇所においてもＮｂ個のＬＥＤチップ１８の紫外線が重畳する配置間隔αで格子状に実装基板１６に配置されている。
【００１７】
このように、一定の配置間隔αで実装基板１６に格子状にＬＥＤチップ１８が配置されることで、発光面２０から均一に紫外線が照射される。
これに加えて、ワークＷの被照射面のどの箇所においても、Ｎｂ個のＬＥＤチップ１８の紫外線が重畳することで、Ｎｂ個の中のいずれかのＬＥＤチップ１８が不点状態になった場合でも、そのＬＥＤチップ１８に対面する被照射面上の箇所での照度の低下が抑えられ、均斉度が維持される。
【００１８】
なお、本実施形態では、ＬＥＤチップ１８が格子状に配置されているが、そのうちの１つが不点灯状態になった場合でも、ワークＷの均斉度が光硬化処理の所定要求値を維持可能な配置であれば、格子状に限らず千鳥配置などの任意の配置を採用できる。
【００１９】
図４は、光硬化処理装置１の電気的構成を示す図である。
同図に示すように、光硬化処理装置１は、商用電源などの電力を紫外線照射装置４のそれぞれに供給する電源線２１を備えている。
また紫外線照射装置４のそれぞれは、電源装置２３と、不点灯検出回路２６とを備えている。
【００２０】
電源装置２３は、電源線２１を通じて供給される電力に基づいて、ＬＥＤチップ１８の駆動電力を生成する電力変換装置であり、この電源装置２３には、電力供給ラインＬを介して、各ＬＥＤチップ１８が電気的に接続されている。
より具体的には、紫外線照射装置４のそれぞれは、複数のＬＥＤグループＧを有し、各ＬＥＤグループＧが電力供給ラインＬに電気的に並列に接続されている。ＬＥＤグループＧは、Ｎａ個のＬＥＤチップ１８をＮｃ（Ｎｃ≧Ｎｂ≧２）個毎に分けたグループである。
各ＬＥＤグループＧでは、それぞれのＬＥＤチップ１８が電力供給ラインＬに電気的に直列ではなく、並列に接続されており、あるＬＥＤチップ１８の不点灯状態になったときに、他のＬＥＤチップ１８まで不点灯状態になるのを防止している。
【００２１】
不点灯検出回路２６は、ＬＥＤチップ１８の不点灯状態を検出する回路である。
本実施形態では、電力供給ラインＬを通じてＬＥＤグルーブＧに流れる電流を検出するカレントセンサ２４がＬＥＤグループＧごとに設けられており、不点灯検出回路２６は、カレントセンサ２４の電流値に基づいて、ＬＥＤグループＧごとに、ＬＥＤチップ１８の不点灯を検出する。
また不点灯検出回路２６は、不点灯状態を検討した場合、光硬化処理装置１の外部に設けられた制御盤などに不点灯警告信号を出力し、ＬＥＤチップ１８の不点灯状態を検出した旨を通知する。
【００２２】
次いで、不点灯検出回路２６の不点灯検出動作について詳述する。
【００２３】
本実施形態の不点灯検出回路２６は、カレントセンサ２４の電流値が定常値Ｉｏから所定値Ｉｔｈ以上に低下した場合に、ＬＥＤチップ１８の不点灯状態を検出する。
定常値Ｉoは、ＬＥＤグループＧの全てのＬＥＤチップ１８が点灯しているときに当該ＬＥＤグループＧに電力供給ラインＬに流れる電流値であり、各ＬＥＤチップ１８の駆動電流Ｉｄの合算値に概ね一致する。
【００２４】
所定値Ｉｔｈは、ＬＥＤチップ１８の不点灯状態によって低下する電流値である。
上述の通り、本実施形態では、光硬化処理時に、ワークＷの面内のどの箇所においてもＮｂ個のＬＥＤチップ１８の紫外線が重畳しており、これらＮｂ個の全てのＬＥＤチップ１８が不点灯状態になるまでは、その箇所での極端な照度低下は回避される。このとき、不点灯状態によって、光硬化照射処理に必要な均斉度が維持されなくなるＬＥＤチップ１８の数をＮｄ個（ただし、Ｎｂ≧Ｎｄ≧２）とすると、少なくともＮｄ個が不点灯状態になるまでは、光硬化処理に支障を来すことがない。
【００２５】
そこで、所定値Ｉｔｈには、Ｎｄ個のＬＥＤチップ１８の分の駆動電流Ｉｄ（すなわち、Ｉｔｈ＝Ｎｂ×Ｉｄ）が設定され、不点灯検出回路２６は、Ｎｄ個のＬＥＤチップ１８が不点灯状態となった場合、すなわち均斉度が維持されなくなった場合に、ＬＥＤグループＧに生じた不点灯状態を検出する。不点灯検出回路２６は、不点灯状態を検出すると、その旨を外部の制御盤などに通知する。制御盤は、係る通知を受信した場合、光硬化処理を停止し、液晶パネルの光硬化不良の発生を抑える。
【００２６】
これにより、不点灯状態になったＬＥＤチップ１８の個数が、各ＬＥＤグループＧにおいて少なくともＮｄ個に達するまでは、光硬化処理が正常に行われるので、不点灯状態に起因した光硬化処理の停止回数が抑えられる。
【００２７】
また、Ｎａ個のＬＥＤチップ１８を、Ｎｃ個ごとのＬＥＤグループＧに分けて電流値の低下を検出ことで、カレントセンサ２４による検出精度が高められる。
各ＬＥＤグループＧは、実装基板１６を格子状に区画したときに同一の区画エリア３０（図３（Ｂ））に含まれるＬＥＤチップ１８で構成されている。これにより、ワークＷの被照射面の同一箇所を照射しないＬＥＤチップ１８だけが不点灯状態になった場合を、不点灯検出回路２６が検出することがないので、ＬＥＤチップ１８の不点灯状態による光硬化処理の停止回数を、さらに抑えることができる。
【００２８】
なお、所定値Ｉｔｈは、少なくともカレントセンサ２４の分解能によって計測可能な電流値を超えるように設定されることは勿論である。
【００２９】
図５、及び図６は、紫外線照射装置４の均斉度のシミュレーション結果を示す図であり、図５はＬＥＤチップ１８の半値角が２９度の場合を示し、図６はＬＥＤチップ１８の半値角が６０度（いわゆる、ランバート配光）の場合を示す。
シミュレーションにおいて、ＬＥＤチップ１８の配置間隔αは５ｍｍであり、紫外線照射装置４とワークＷの距離ｄは１０ｍｍである。そして、ワークＷの被照射面の同一箇所を照射するＮｂ個のＬＥＤチップ１８のうち、０個（全点灯）、３個、及び５個を消灯させたときの各々の均斉度をシミュレーションによって求めている。
なお、均斉度（％）は次式で定義される値であり、この数値が小さいほど均斉度は高い。
均斉度（％）＝（照度最大値−照度最小値）／（照度最大値＋照度最小値）×１００
【００３０】
図５、及び図６に示すように、ＬＥＤチップ１８の消灯数が０個、すなわち全点灯の場合、被照射面の均斉度は０〜５％の範囲に高く維持されており、一方、消灯数が増加するほど、それらが照射している箇所での均斉度が劣化し、また半値角が小さいほど少ない消灯数で均斉度が劣化することが分かる。
【００３１】
また一般に、ＯＤＦの光硬化処理において、好ましい均斉度の上限値は２０％である。
均斉度が２０％以下に抑えられる消灯数、すなわち、不点灯検出回路２６が検出すべき不点灯状態のＬＥＤチップ１８の数Ｎｄは、半値角が６０度である場合には少なくとも５個未満であり、半値角が２９度である場合には少なくとも３個未満である。
不点灯検出回路２６が検出する上記所定値Ｉｔｈは、Ｎｄが大きいほど大きくなるのでカレントセンサ２４による検出精度が向上し、またＮｄが大きいほどカレントセンサ２４の数が減りコストが抑えられることに鑑み、Ｎｄは３個以上、すなわち半値角が３０度以上であることが好ましい。
【００３２】
以上説明したように、本実施形態によれば次のような効果を奏する。
【００３３】
本実施形態の紫外線照射装置４では、不点灯検出回路２６が、Ｎｃ個のＬＥＤチップ１８に駆動用電力を供給する電力供給ラインＬの電流値の低下に基づいて、これらＮｃ個のＬＥＤチップ１８の中に生じた不点灯状態を検出する構成とした。
これにより、個々のＬＥＤチップ１８ごとに受光センサを設けて不点灯状態を検出する構成に比べ、センサの数を減らすことができるのでコストが抑えられる。
【００３４】
本実施形態の紫外線照射装置４では、ＬＥＤチップ１８が広角配光を有し、ワークＷの被照射面のいずれの箇所に対してもＮｂ（ただし、Ｎａ≧Ｎｂ≧２）個のＬＥＤチップ１８の光を重ねて照射する構成とした。
これにより、同一箇所を照射するＮｂ個の全てのＬＥＤチップ１８が不点灯状態になるまで、その箇所での極端な照度低下を回避できる。
【００３５】
本実施形態の紫外線照射装置４では、不点灯検出回路２６は、発光面２０を区画した区画エリア３０に含まれるＮｃ（Ｎａ≧Ｎｃ≧Ｎｂ）個のＬＥＤチップ１８ごとに不点灯状態を検出する構成とした。
これにより、ワークＷの被照射面の同一箇所を照射しないＬＥＤチップ１８だけが不点灯状態になった場合、換言すれば、照度の極端な落ち込みを生じさせない不点灯状態を、不点灯検出回路２６が検出することを防止できる。
【００３６】
本実施形態の紫外線照射装置４では、Ｎｃの個数を、被照射面の均斉度が所定値以上になるＬＥＤチップ１８の個数とした。
これにより、被照射面の均斉度が所定値以上になるような不点灯状態の発生を、確実に検出できる。
【００３７】
本実施形態の紫外線照射装置４では、ＬＥＤチップ１８配光を、半値角が３０°以上とした。
これにより、コストを抑えつつ適切な検出精度でＬＥＤチップ１８の不点灯状態を検出できる。
【００３８】
なお、上述した実施形態は、あくまでも本発明の一態様を例示したものであって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で任意に変形、及び応用が可能である。
【００３９】
上述した実施形態において、不点灯検出回路２６は、電力供給ラインＬに流れる電流値を検出したが、ＬＥＤチップ１８が電圧駆動される場合などには電圧値を検出してもよい。
【００４０】
上述した実施形態では、ＬＥＤチップ１８が広角配光を有する構成としたが、これに限らない。例えばＬＥＤチップ１８が備える光学素子が、ＬＥＤの光を拡散する拡散部材として機能することで、ＬＥＤチップ１８が比較的広い範囲に光を放射する構成としてもよい。また、複数のＬＥＤチップ１８を拡散板で覆い、当該拡散板がＬＥＤチップ１８の光を拡散する構成でもよい。
【００４１】
上述した実施形態において、光照射装置の例として、紫外線を照射する紫外線照射装置４を例示したが、照射光の波長は、紫外線に限らず可視光線などの他の波長でもよい。
またＬＥＤチップ１８の代わりに例えば有機ＥＬなどの他の発光素子を用いてもよい。
【００４２】
上述した実施形態では、光硬化処理に用いられる紫外線照射装置４を例示したが、本発明は、任意の光処理用の光照射装置に適用できる。
【符号の説明】
【００４３】
１  光硬化処理装置
４  紫外線照射装置（光照射装置）
７  発光部
１６  実装基板
１８  ＬＥＤチップ（発光素子）
２０  発光面
２１  電源線
２３  電源装置
２４  カレントセンサ
２６  点灯検出回路
３０  区画エリア
Ｉｄ  駆動電流
Ｉｏ  定常値
Ｉｔｈ  所定値
Ｌ  電力供給ライン
Ｗ  ワーク（照射対象物）
ｄ  距離
α  配置間隔
【図１】
2018153738.tif 000003
【図２】
2018153738.tif 000004
【図３】
2018153738.tif 000005
【図４】
2018153738.tif 000006
【図５】
2018153738.tif 000007
【図６】
2018153738.tif 000008