(57)【要約】      （修正有）【課題】工業用検査の分野において、ハロゲンランプなどを用いて高輝度スポット照明を製作していたが、発熱が大きく、寿命が短く、ランプを交換する度に焦点位置などの調整が必要であるなどの欠点があった。【解決手段】円周上に複数個のＬＥＤ１と凸レンズ２を組合せた照明ユニットを配置して疑似平行光を作り、反射鏡を２枚３，４使用して光の加算を行い、集光された光を凸レンズ５で平行光にして出射することにより、従来からのハロゲンランプを使用した照明装置よりも明るく、発熱が少ない長寿命の照明装置とすることができる構造である。【選択図】図−１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
回転放物表面反射鏡の回転中心軸に対し回転中心軸以外の円周上に複数個のＬＥＤ発光体と凸レンズを組合せた照明ユニットを配置して疑似平行光を作り、回転放物表面反射鏡の凹面部に回転中心軸上で焦点を結ぶように照射し、反射した光を回転双曲表面反射鏡の凸面部に照射し回転放物表面反射鏡を貫通する回転中心軸上に焦点を結ばせ、その焦点位置から凸レンズの焦点と合致する距離に凸レンズを置き高照度の平行光を得ることのできる光加算照明装置の構造。
【請求項２】
第１球型凹表面反射鏡の回転中心軸に対し回転中心軸以外の円周上に複数個のＬＥＤ発光体と凸レンズを組合せた照明ユニットを配置して疑似平行光を作り、第１球型凹表面反射鏡の凹面部に照射し回転中心軸上に第１焦点を結ばせた後に、第２球型凹表面反射鏡の凹面部に照射し第２焦点を第１球型凹表面反射鏡を貫通する回転中心軸上に結ばせ、その焦点位置から凸レンズの焦点と合致する距離に凸レンズを置き高照度の平行光を得ることのできる光加算照明装置の構造。
【請求項３】
回転放物表面反射鏡の回転中心軸に対し回転中心軸以外の円周上に複数個のＬＥＤ発光体と凸レンズを組合せた照明ユニットを配置して疑似平行光を作り、回転放物表面反射鏡の凹面部に回転中心軸上で焦点を結ぶように照射し、反射された光を平面表面反射鏡に照射し回転中心軸と直交する位置に焦点を結ばせ、その焦点位置から凸レンズの焦点と合致する距離に凸レンズを置き高照度の平行光を得ることのできる光加算照明装置の構造。
【考案の詳細な説明】
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本考案は工業用検査工程に於ける高輝度照明の構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  従来、工業用検査の分野において、高輝度スポット照明はハロゲンランプ、メタルハライドランプやキセノンランプを用いており、これらのランプから出た光を凸レンズで集光して高輝度スポット照明としていた。しかし、これらの照明は構造が大きくなるとともに、発熱が大きく、ランプの寿命が短く、頻繁にランプを交換する必要があり、交換する度に焦点位置などを調整しなければならないなどの欠点があった。
【考案が解決しようとする課題】
【０００３】  本考案は複数個のＬＥＤ発光体を光源とし、これらの光を複数個の表面反射鏡により色収差の無い光加算を行い、寿命が長く、発熱の少ない高輝度スポット照明を作ることができる構造である。
【課題を解決するための手段】
【０００４】  これらの解決手段を図面を用いて説明する。
（Ａ）  複数個のＬＥＤ発光体と凸レンズを組合せた照明ユニットを円周上に配置して疑似平行光を作り回転放物凹面鏡に照射する。回転放物凹面鏡で反射した光が焦点を結ぶ前に回転双曲凸面鏡で反射し焦点を結ばせる。焦点距離ａの凸レンズを焦点位置からａの距離に設置することにより、高輝度スポット状の平行光を作ることができる。図１参照。
（Ｂ）  複数個のＬＥＤ発光体と凸レンズを組合せた照明ユニットを円周上に配置して疑似平行光を作り第１球型凹面鏡に照射する。第１球型凹面鏡で反射した光が第１焦点を結んだ後に、第２球型凹面鏡で反射し第２焦点を結ばせる。焦点距離ａの凸レンズを焦点位置からａの距離に設置することにより、高輝度スポット状の平行光を作ることができる。図２参照。
（Ｃ）  複数個のＬＥＤ発光体と凸レンズを組合せた照明ユニットを円周上に配置して疑似平行光を作り回転放物凹面鏡に照射する。回転放物凹面鏡で反射した光が焦点を結ぶ前に平面鏡で反射し焦点を結ばせる。焦点距離ａの凸レンズを焦点位置からａの距離に設置することにより、高輝度スポット状の平行光を作ることができる。図３参照。
（Ｄ）  複数個のＬＥＤ発光体と凸レンズを組合せた照明ユニットを円周上に配置して疑似平行光（入射光）を作り、入射光を遮断しない位置に焦点を結ぶ凹面鏡に照射する。焦点距離ａの凸レンズを焦点位置からａの距離に設置することにより、高輝度スポット状の平行光を作ることができる。図示なし。
これらの構成からなる光加算型高輝度スポット照明である。
【考案を実施するための最良の形態】
【０００５】  本考案の実施の形態を図１の構造で説明する。回転放物表面反射鏡（第１反射鏡）の回転中心軸の同心円周上に複数個のＬＥＤ発光体と凸レンズを組合せた照明ユニットを配置して疑似平行光を作るが、発光した光を最大限凸レンズに導くためにＬＥＤ発光体と凸レンズの間に透明導光体を挿入したり、ＬＥＤ発光体と凸レンズの間の光路の外周に円筒状の反射板を設けると外部への散乱光が減少し輝度向上に効果がある。この疑似平行光を回転放物表面反射鏡（第１反射鏡）の凹面部に焦点が結ぶように照射し、第１反射鏡と第１反射鏡の焦点位置の間に回転双曲表面反射鏡（第２反射鏡）を配置し、第２反射鏡の凸面部に照射し焦点を結ばせる。これら反射鏡は金属やガラスの鏡面に耐腐食性のある金、銀、アルミニウムなどの金属を蒸着すると経時変化が少なく高効率で色収差の無い表面反射鏡とすることができる。回転双曲表面反射鏡（第２反射鏡）からの光が焦点を結んだ後、焦点距離ａの凸レンズを焦点位置からａの距離に設置することにより、平行光を作ることができる。凸レンズを介した後の平行光には光のムラがあるため、ビーム整形ディフューザなどで光の拡散整形を行うと、より均一度の高い高輝度スポット照明を作ることができる。光を取出す部分（出射部）には効率良く光を導いたり、より積極的に平行光とするため、光ファイバーを円筒状に多数束ねたり、ロッドレンズを用いたライトガイドを挿入することがある。これらの高輝度スポット照明を作るためには、外部からの光を遮断する必要がある。外光を遮断するためには円筒型などの密閉容器に入れるとともに、ＬＥＤ発光体への電力供給用電線が必要である（図示なし）。また、ＬＥＤ発光体や凸レンズ、第１反射鏡、第２反射鏡、ライトガイドなどは回転中心軸に平行、直交又は同心円周上になるように配置して固定するが具体的方法は図示していない。これらの機能を具備した光加算照明装置の構造である。
【実施例】
【０００６】  以下、本考案の一実施例を、図１を参照して説明する。複数のＬＥＤ発光体１と凸レンズ２が組み合わされた状態で回転中心軸の同心円上に配置して疑似平行光を作る。この疑似平行光を第１反射鏡（回転放物表面反射鏡）３に照射して回転中心軸上に焦点を結ぶように第１反射鏡３を配置する。第２反射鏡（回転双曲表面反射鏡）４は第１反射鏡３からの光が焦点を結ぶ前の回転中心軸上に配置する。第２反射鏡４から反射した光が第１反射鏡を貫通する回転中心軸上に焦点を結んだ後、焦点距離ａの凸レンズ５を焦点位置からａの距離に設置することにより、平行光を作ることができる。凸レンズ５を介した後の平行光をビーム整形ディフューザ８などで光の拡散整形を行い均一度の高い高輝度スポット照明としている。出射部には光ファイバーを円筒状に多数束ねたり、ロッドレンズを用いたライトガイド６を挿入することがある。これらの照明を作るためには、外部からの光を遮断する必要があり、外光を遮断するために円筒型などの密閉容器７に入れている。
図２は第１反射鏡が球型凹表面反射鏡、第２反射鏡が球型凹表面反射鏡を用いた場合の構造を示す。
図３は第１反射鏡が回転放物表面反射鏡、第２反射鏡が平面表面反射鏡を用いた場合の構造を示している。【０００７】  本考案の変形例としては、第１反射鏡と第２反射鏡を組合せて入射光路の外に焦点を結ばせ、集光された光を外部へ取り出す構造が考えられる。【０００８】  本考案の変形例としては、第２反射鏡の後に凸レンズを置かず第２反射鏡の焦点位置に直接光ファイバーを円筒状に多数束ねたり、ロッドレンズを用いたライトガイドを配置して光を取出す構造も考えられる。【０００９】  本考案の変形例としては、第２反射鏡で焦点を結んだ後、焦点距離ａの凸レンズを焦点位置からａの距離に設置することにより、平行光を作ることができ、この平行光をライトガイドを介さずに直接出射させる構造も考えられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  回転放物表面反射鏡と回転双曲表面反射鏡の組合せによる高輝度スポット照明の構造を示す。
【図２】  第１球型凹表面反射鏡と第２球型凹表面反射鏡の組合せによる高輝度スポット照明の構造を示す。
【図３】  回転放物表面反射鏡と平面表面反射鏡の組合せによる高輝度スポット照明の構造を示す。
【符号の説明】
１      ……    ＬＥＤ発光体
２      ……    凸レンズ
３      ……    回転放物表面反射鏡（凹面鏡）（第１反射鏡）
４      ……    回転双曲表面反射鏡（凸面鏡）（第２反射鏡）
５      ……    凸レンズ
６      ……    ライトガイド
７      ……    密閉容器
８      ……    光拡散整形板
１３      ……    球型凹表面反射鏡（第１反射鏡）
１４      ……    第２球型凹表面反射鏡（第２反射鏡）
１５      ……    凸レンズ
１６      ……    ライトガイド
１７      ……    密閉容器
１８      ……    光拡散整形板
２３      ……    回転放物表面反射鏡（凹面鏡）（第１反射鏡）
２４      ……    平面表面反射鏡（第２反射鏡）
２５      ……    凸レンズ
２６      ……    ライトガイド
２７      ……    密閉容器
２８      ……    光拡散整形板
【図−１】
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【図−２】
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【図−３】
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