(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
各々の光軸をＸ方向に向け且つ前記Ｘ方向と交差するＹ方向に並んだ複数の発光素子と、
前記複数の発光素子にそれぞれ対応して設けられ、前記Ｙ方向に並び、且つ、前記複数の発光素子の前記光軸の方向に配置された複数のレンズと、
を備えた照明装置であって、
前記複数のレンズの各々は、
対応する前記発光素子の前記光軸に対して前記Ｙ方向に沿った一方と他方とにそれぞれ配置され、互いに一体的に設けられた第１レンズ部および第２レンズ部を有し、
前記第１レンズ部は、
前記Ｘ方向に沿った一方側と他方側とにそれぞれ凸曲面形状の第１入射面と凸曲面形状の第１出射面とを有し、
前記第１入射面の曲率中心は前記第１レンズ部の中央より前記第１出射面に近い位置にあり、
前記第１出射面の曲率中心は前記第１レンズ部の中央より前記第１入射面に近い位置にあり、
前記第２レンズ部は、
前記第１レンズ部から遠くなるほど相互の間隔が広くなる第２入射面および第２出射面と、前記第１レンズ部から遠い方の端面とを有し、
対応する発光素子から前記第２入射面へ入射した光が前記端面で全反射して前記第２出射面から外部へ照射されるように構成されていることを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記第１レンズ部のうち、前記第２レンズ部から遠い方で、且つ、前記Ｘ方向に沿って前記発光素子に近い方の部位には、光を少なくとも前記Ｘ方向および前記Ｙ方向に直交するＺ方向に拡散させる拡散部が設けられていることを特徴とする請求項１記載の照明装置。
【請求項３】
前記複数の発光素子の各々は、
対応する前記レンズの前記第１入射面と前記第２入射面との間の谷部に前記光軸が重なり、且つ、対応する前記レンズの前記第１出射面と前記第２出射面との間の谷部より前記光軸が前記端面寄りに位置するように配置されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の照明装置。
【請求項４】
Ｘ方向に光軸を向けた発光素子から光を入射するように想定されたレンズであって、
前記光軸に対して前記Ｘ方向と交差するＹ方向に沿った一方と他方とにそれぞれ配置され、互いに一体的に設けられた第１レンズ部および第２レンズ部を有し、
前記第１レンズ部は、
前記Ｘ方向に沿った一方側と他方側とにそれぞれ凸曲面形状の第１入射面と凸曲面形状の第１出射面とを有し、
前記第１入射面の曲率中心は前記第１レンズ部の中央より前記第１出射面に近い位置にあり、
前記第１出射面の曲率中心は前記第１レンズ部の中央より前記第１入射面に近い位置にあり、
前記第２レンズ部は、
前記第１レンズ部から遠くなるほど相互の間隔が広くなる第２入射面および第２出射面と、前記第１レンズ部から遠い方の端面とを有し、
前記発光素子から前記第２入射面へ入射した光が前記端面で全反射して前記第２出射面から外部へ照射されるように構成され、
前記第１レンズ部のうち、前記第２レンズ部から遠い方で、且つ、前記Ｘ方向に沿って前記発光素子に近い方の部位には、光を少なくとも前記Ｘ方向および前記Ｙ方向に直交するＺ方向に拡散させる拡散部が設けられていることを特徴とするレンズ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、傾斜した光を照射する照明装置および傾斜した光を生成するレンズに関する。
【背景技術】
【０００２】
以前より、板状またはシート状の被検査物に、ライン状に連なり且つ傾斜した光を照射して、被検査物にキズ等の欠陥がないか検査する検査装置が知られている（例えば特許文献１を参照）。
従来、このような光を得るために、次のような方式が採用されていた。例えば、特許文献１の照明装置では、傾斜して配列された複数の光ファイバを用いて光を照射する方式が採用されている。また、特許文献２の照明装置では、複数のプリズムが形成されたプリズムシートを介して光を照射する方式が採用されている。その他、レンズ付きの狭い指向性を有する複数の発光ダイオードを一列に且つ傾斜させて実装し、これらから光を照射する方式、並びに導光体の一部に遮光マスクを設けて導光体から照射される光を傾斜方向の光に制限する方式などが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２１６１４８号公報
【特許文献２】特開２０１０−２０５５６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、複数の光ファイバを利用する方式では、複数の光ファイバを配列する実装工程が非常に煩雑であり、さらに、光ファイバへ光を入射させる際に光のロスが多く発生するという課題があった。
また、プリズムシートを用いる方式では、一つの光源から照射された光が複数のプリズムに到達して屈折されるため、外部へ照射する光に様々な傾斜方向の成分が混入し、所望の傾斜方向に配光の指向性を絞ることができないという課題があった。特に、高輝度で広い指向性を有する発光ダイオードとプリズムシートとを組み合わせると、発光ダイオードから照射された光が隣接する多くのプリズムに届いてしまい、外部へ照射する光の指向性を所望の傾斜方向に絞ることが難しかった。
【０００５】
また、複数の発光ダイオードを傾斜して配列する方式では、実装工程が非常に煩雑になり、さらに、発光ダイオードの放熱対策が難しくなることから、超高輝度の発光ダイオードを適用しにくいという課題があった。また、遮光マスクを利用する方法では、遮光により光のロスが生じるという課題、遮光部の発熱、遮光部の乱反射により照射する光に様々な傾斜方向の光が混入するという課題があった。
そこで、本発明者は、レンズを用いて、所望の傾斜方向に狭い指向性を有する光を高効率に生成することを検討した。具体的には、広い指向性を有する高輝度タイプの複数の発光ダイオードを一列に配列し、一つの発光ダイオードに一つのレンズを対応させて、複数のレンズをそれぞれ複数の発光ダイオードの光軸の方向に配列し、個々のレンズにより所望の傾斜方向に狭い指向性を有する光を生成するというものである。
【０００６】
しかしながら、発光ダイオードからは放射状に光が照射される。このため、単純な形状のレンズを単純に配置しただけでは、隣接するレンズへ光が多く混入してしまい、光の利用効率を低下させずに、所定の傾斜方向に狭い指向性を有するように光を照射することは容易でなかった。
さらに、レンズを樹脂から型成形する場合、レンズの設計形状に厚い部分があると、ヒケ等の歪みによって、レンズを所望の形状に成形することが難しくなるという課題も生じた。
本発明は、広い配光の指向性を有する発光素子を用いても、光の利用効率を低下させずに、ライン状に連なり且つ所定の傾斜方向に狭い指向性を有する光を照射することができる照明装置およびそのレンズを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る照明装置は、上記目的を達成するため、各々の光軸をＸ方向に向け且つ前記Ｘ方向と交差するＹ方向に並んだ複数の発光素子と、
前記複数の発光素子にそれぞれ対応して設けられ、前記Ｙ方向に並び、且つ、前記複数の発光素子の前記光軸の方向に配置された複数のレンズと、
を備えた照明装置であって、
前記複数のレンズの各々は、
対応する前記発光素子の前記光軸に対して前記Ｙ方向に沿った一方と他方とにそれぞれ配置され、互いに一体的に設けられた第１レンズ部および第２レンズ部を有し、
前記第１レンズ部は、
前記Ｘ方向に沿った一方側と他方側とにそれぞれ凸曲面形状の第１入射面と凸曲面形状の第１出射面とを有し、
前記第１入射面の曲率中心は前記第１レンズ部の中央より前記第１出射面に近い位置にあり、
前記第１出射面の曲率中心は前記第１レンズ部の中央より前記第１入射面に近い位置にあり、
前記第２レンズ部は、
前記第１レンズ部から遠くなるほど相互の間隔が広くなる第２入射面および第２出射面と、前記第１レンズ部から遠い方の端面とを有し、
対応する発光素子から前記第２入射面へ入射した光が前記端面で全反射して前記第２出射面から外部へ照射されるように構成されていることを特徴としている。
【０００８】
この構成によれば、先ず、各発光素子は、第１入射面と第２入射面との間の谷部へ対向するように配置されている。よって、発光素子から指向性の広い光が照射されても、照射光の大部分を第１入射面と第２入射面とに取り込むことができる。そして、第１入射面に取り込まれた光は、第１レンズ部により所定の傾斜方向へ屈折させて外部へ照射することができる。ここで、第１レンズ部は、放射状に広がる発光素子の光の全範囲でなく、半分の範囲の光に屈折作用を及ぼせばよい。よって、全範囲の光に屈折作用を及ぼす場合と比較して、第１レンズ部のサイズを大きくせず、且つ第１入射面と第１出射面の曲率をさほど大きくしなくても、入射光を所定の傾斜角度に屈折させて外部へ照射することができる。これにより、第１入射面の曲率中心および第１出射面の曲率中心を本構成のように設定して、第１レンズ部の厚みを低減できる。よって、レンズを樹脂の型成形により形成する場合でも、ヒケの発生等を回避して正確なレンズ形状の成形が可能となる。さらに、第２入射面に取り込まれた光は、第２レンズ部の端面で全反射されることで、第１レンズ部の屈折方向と同様の傾斜方向に照射することができる。
よって、このような複数のレンズと複数の発光素子とが並んで設けられることで、光の利用効率を低下させずに、ライン状に連なり且つ所定の傾斜方向に狭い指向性を有する光を照射することができる。
【０００９】
好ましくは、前記第１レンズ部のうち、前記第２レンズ部から遠い方で、且つ、前記Ｘ方向に沿って前記発光素子に近い方の部位には、光を少なくとも前記Ｘ方向および前記Ｙ方向に直交するＺ方向に拡散させる拡散部が設けられているとよい。
この構成によれば、第２入射面を外れて、隣接するレンズに混入してしまう発光素子の光を、第１レンズ部の拡散部によりＺ方向に拡散させることができる。よって、大きく傾斜方向が異なる光が、ライン状に連なる光の中に混入されてしまうことを低減できる。
【００１０】
より好ましくは、前記複数の発光素子の各々は、
対応する前記レンズの前記第１入射面と前記第２入射面との間の谷部に前記光軸が重なり、且つ、対応する前記レンズの前記第１出射面と前記第２出射面との間の谷部より前記光軸が前記端面寄りに位置するように配置されているとよい。
この構成によれば、光の利用効率をより向上することができる。すなわち、第１入射面と第２入射面との間の谷部に入射した光は、第１入射面で屈折する光と第２入射面で屈折する光とに分離され、光軸方向にそのまま進む光は殆ど生じない。よって、光軸の周囲に第１出射面があっても、第１レンズ部で屈折した光がこの部分を通過することがない。よって、第１出射面と前記第２出射面との間の谷部より光軸が端面寄りに位置するようにすることで、光軸より第１レンズ側へ第２出射面を広げて、第２レンズ部を通過して外部に照射される光を多くすることができる。よって、光の利用効率がより向上する。
【００１１】
また、本発明に係るレンズは、Ｘ方向に光軸を向けた発光素子から光を入射するように想定されたレンズであって、
前記光軸に対して前記Ｘ方向と交差するＹ方向に沿った一方と他方とにそれぞれ配置され、互いに一体的に設けられた第１レンズ部および第２レンズ部を有し、
前記第１レンズ部は、
前記Ｘ方向に沿った一方側と他方側とにそれぞれ凸曲面形状の第１入射面と凸曲面形状の第１出射面とを有し、
前記第１入射面の曲率中心は前記第１レンズ部の中央より前記第１出射面に近い位置にあり、
前記第１出射面の曲率中心は前記第１レンズ部の中央より前記第１入射面に近い位置にあり、
前記第２レンズ部は、
前記第１レンズ部から遠くなるほど相互の間隔が広くなる第２入射面および第２出射面と、前記第１レンズ部から遠い方の端面とを有し、
前記発光素子から前記第２入射面へ入射した光が前記端面で全反射して前記第２出射面から外部へ照射されるように構成され、
前記第１レンズ部のうち、前記第２レンズ部から遠い方で、且つ、前記Ｘ方向に沿って前記発光素子に近い方の部位には、光を少なくとも前記Ｘ方向および前記Ｙ方向に直交するＺ方向に拡散させる拡散部が設けられていることを特徴としている。
【００１２】
この構成によれば、Ｙ方向に並んだ複数のレンズおよび複数の発光素子を組み合わせることで、光の利用効率を低下させずに、ライン状に連なり且つ所定の傾斜方向に狭い指向性を有する光を照射することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の照明装置およびレンズによれば、広い配光の指向性を有する発光素子を用いても、光の利用効率を低下させずに、ライン状に連なり且つ所定の傾斜方向を向いた狭い指向性を有する光を照射することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態の照明装置を示す斜視図である。
【図２】複数の発光素子が実装された基板とレンズ群とを示す側面図である。
【図３】レンズを示すもので、（ａ）は斜め下方から見た斜視図、（ｂ）は斜め上方から見た斜視図である。
【図４】レンズを示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は正面図である。
【図５】レンズの作用を説明する図で、（ａ）は全体的な作用を示す説明図、（ｂ）は第２レンズ部の作用を示す説明図、（ｃ）は第１レンズ部の作用を示す説明図である。
【図６】レンズの拡散部の作用を説明する図である。
【図７】変形例のレンズを示す斜視図である。
【図８】発光素子の照射光の強度分布とレンズを通過した光の強度分布とを示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の実施の形態の照明装置を示す斜視図である。図２は、複数の発光素子が実装された基板とレンズ群とを示す側面図である。図１において基板２０およびレンズ群３０は簡略化して表わしている。
本発明の実施の形態の照明装置１は、Ｙ方向にライン状に連なり、且つ所定の傾斜方向Ａ１に狭い指向性を有する光を照射する装置である。照明装置１は、例えば被検査物に光を照射して、キズ等の欠陥の有無を検査する検査装置に適用される。被検査物にキズ等の欠陥があると、照明装置１の傾斜した光により、欠陥が十分なコントラストで映しだされ、欠陥の有無を容易に検査することができる。傾斜方向Ａ１は、Ｘ方向からＹ方向へ向かって所定角度（例えば３０°）で傾斜した方向である。
照明装置１は、筐体１０と、基板２０と、レンズ群３０と、Ｚ方向の集光を行うシリンドリカルレンズ４０と、を備えている。
【００１６】
筐体１０は、基板２０、レンズ群３０、およびシリンドリカルレンズ４０を収容する。筐体１０は、上部に開口部１０ａを有し、開口部１０ａから外部へ光を照射する。
基板２０は、複数の発光素子２１を備えている（図２を参照）。複数の発光素子２１は、Ｙ方向に且つ一直線上に一定間隔で並ぶように配置され、基板２０に実装されている。各発光素子２１の光軸（配光の中心）は、Ｘ方向に向けられている。特に制限されないが、この実施の形態においては、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向は互いに直交した３軸方向を示している。
各発光素子２１は、例えば高輝度のＬＥＤ（発光ダイオード）であり、下部には熱放散部が設けられている。発光素子２１から発生した熱は、熱放散部から基板２０と筐体１０とを伝導して効率的に放熱される。発光素子２１は、例えば板状のＬＥＤチップの周囲を半球ドーム状の導光体ｄ（図５を参照）で覆って構成される。導光体ｄは、ＬＥＤチップから放射状に照射される光を少ない反射で外部へ導くための部材であり、集光作用のあるレンズとは異なる。このため、発光素子２１は比較的に広い配光の指向性を有している
【００１７】
レンズ群３０は、Ｙ方向に一定間隔で並ぶように配置された複数のレンズ３１を含んでいる。複数のレンズ３１は、互いに同一の形状および同一の大きさを有している。図２においてはレンズ３１の固定構造を省略している。複数のレンズ３１は、複数の発光素子２１と一対一に対応して設けられており、各レンズ３１は対応する発光素子２１の光の照射方向に配置されている。
【００１８】
図３は、レンズを示すもので、（ａ）は斜め下方から見た斜視図、（ｂ）は斜め上方から見た斜視図である。図４は、レンズを示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は正面図である。
【００１９】
レンズ３１は、第１レンズ部３２と、第２レンズ部３３と、固定用の張出部３４、３４とを有し、透明樹脂の射出成型により一体的に形成されている。図４（ｂ）において、張出部３４を除いて、仮想的な境界線Ｌ１より右の部分が第１レンズ部３２であり、境界線より左の部分が第２レンズ部３３である。第１レンズ部３２と第２レンズ部３３とは、対応する発光素子２１光軸Ｌ０（図５（ａ）を参照）を挟んで、Ｙ方向に沿った一方と他方とにそれぞれ配置されている。
【００２０】
第１レンズ部３２は、第１入射面３２ａ、第１出射面３２ｂ、および拡散部３２ｄを有している。
第１入射面３２ａは、Ｘ方向における発光素子２１側の面であり、凸曲面形状を有する。第１入射面３２ａは、例えばＺ方向に中心軸を有する円筒形の屈曲面としてもよいし、これに加えてＺ方向にも凸状の曲率を有する屈曲面としてもよい。第１入射面３２ａの曲率中心Ｏａ（図４（ｂ）を参照）は、第１レンズ部３２の中心Ｏよりも第１出射面３２ｂの近くに設定されている。なお、曲率中心Ｏａは、１点でなく、第１入射面３２ａの各部ごとに曲率中心の位置が異なってもよい。この場合でも、各曲率中心は上述の条件を満たすように設定される。
【００２１】
第１出射面３２ｂは、Ｘ方向における発光素子２１の反対側の面であり、凸曲面形状を有する。第１出射面３２ｂは、例えばＺ方向に中心軸を有する円筒形の屈曲面としてもよいし、これに加えてＺ方向にも凸状の曲率を有する屈曲面としてもよい。第１出射面３２ｂの曲率中心Ｏｂ（図４（ｂ）を参照）は第１レンズ部３２の中心Ｏよりも第１入射面３２ａの近くに設定されている。なお、曲率中心Ｏｂは、１点でなく、第１出射面３２ｂの各部ごとに曲率中心の位置が異なってもよい。この場合でも、各曲率中心は上述の条件を満たすように設定される。
拡散部３２ｄは、対応する発光素子２１に隣接した別の発光素子２１から混入される光をＺ方向に拡散する部分である。本実施の形態において拡散部３２ｄは、Ｚ方向に光を反射または屈折させる傾斜面により構成される。拡散部３２ｄは、第１レンズ部３２における第２レンズ部３３から遠い側で、且つ、Ｘ方向における発光素子２１に近い側の部位に設けられている。
【００２２】
第２レンズ部３３は、第２入射面３３ａ、第２出射面３３ｂ、および端面３３ｃを有している。
端面３３ｃは、第２入射面３３ａから入射した発光素子２１の光を第２出射面３３ｂの方へ全反射するように設けられている。端面３３ｃは、中心軸Ｌ３（図５（ｂ）を参照）が発光素子２１と交差する放物面状に形成されている。ここで放物面状とは、完全な放物面に加え、断面線が放物線でありＺ方向に曲率を有さない曲面、或いは、同様の作用を及ぼす程度に、これらに近似した曲面又は平面を含む形状を意味する。
第２入射面３３ａと第２出射面３３ｂとは、第１レンズ部３２の側から端面３３ｃの側にかけて互いの距離が次第に大きくなるように傾斜している。第２入射面３３ａは、例えばＺ方向に中心軸を有する円筒面状、或いは、これにＺ方向の曲率を加えた凸曲面形状である。第２出射面３３ｂは、例えば平面形状である。
【００２３】
ここで、第２レンズ部３３の理想的な形状の一例について説明する。
理想的な形状としては、端面３３ｃの放物面は、図５（ｂ）に示すように、その焦点Ｐ３が発光素子２１の発光中心に設定され、その中心軸Ｌ３の傾斜角度θ１が光を照射する傾斜角度θと同一になるように設定するとよい。
また、第２入射面３３ａは、発光素子２１から入射された光が端面３３ｃに至るまでに、焦点Ｐ３を中心とする放射状に進行する光となるように曲面を形成するとよい。
また、第２出射面３３ｂは、図５（ｂ）に示すように、傾斜角度θの光の照射方向に直交する傾斜角度とするとよい。
【００２４】
このような形状とすることで、発光素子２１の発光中心から照射された光は、放射状に広がって端面３３ｃまで直進状に進行し、端面３３ｃにより傾斜角度θに反射され、これにより平行光となって第２出射面３３ｂから外部に照射される。
なお、端面３３ｃの曲面と、第２出射面３３ｂの傾斜角とは、次の条件を満たすように相互に変更してもよい。すなわち、放物面である端面３３ｃの中心軸Ｌ３の傾斜角度θ１を、光を照射する傾斜角度θに任意の変分Δθを付加した角度（θ＋Δθ）へ変更し、且つ、この変分Δθの影響が第２出射面３３ｂでの屈折により相殺されるように第２出射面３３ｂの傾斜角を変更する。これらの変更を行っても、上述した理想的な形状の場合と同様に、傾斜角度θに照射される光を得ることができる。
【００２５】
同様に、第２入射面３３ａの曲面と、端面３３ｃの曲面とは、次の条件を満たすように相互に変更してもよい。すなわち、第２入射面３３ａから端面３３ｃまで進行する光の中心点が、発光素子２１の発光中心から任意の変分Δｖだけ変位した点（Ｐ３＋Δｖ）となるように、第２入射面３３ａの曲面を変更した場合、端面３３ｃの曲面を、点（Ｐ３＋Δｖ）を焦点とする放物面状へ変更する。このように変更しても、上記の理想的な形状の場合と同様に傾斜角度θに照射される平行光を得ることができる。
なお、実際には、発光素子２１の発光部は面状の広がりを有し、且つ、導光体ｄと第２入射面３３ａとにおいても光の屈折が生じる。このため、第２レンズ部３３を上述した理想的な形状としても、その配光は理想からずれるが、この場合でも、理想に近似した配光を得ることができる。
【００２６】
第１レンズ部３２と第２レンズ部３３との境界には、２つの異なる曲面が交わることで谷部が形成されている。第１入射面３２ａと第２入射面３３ａとの境界には入射側の谷部３６が形成され、第１出射面３２ｂと第２出射面３３ｂとの境界には出射側の谷部３７が形成されている。
発光素子２１は、光の照射方向を正面として、入射側の谷部３６に対向するように配置されている。具体的には、発光素子２１の光軸Ｌ０が入射側の谷部３６に重なるように配置されるとよい（図５（ａ）を参照）。一方、発光素子２１の光軸Ｌ０は、出射側の谷部３７と重ならず、第２レンズ部３３の方へずれて第２出射面３３ｂに重なるように配置されるとよい（図５（ａ）を参照）。この作用については後述する。
【００２７】
張出部３４、３４は、レンズ３１を筐体１０または基板２０に対して固定するための部位である。張出部３４、３４は、第１レンズ部３２および第２レンズ部３３に対して、Ｚ方向に沿った一方と他方とに張り出すように設けられている。張出部３４、３４には、例えば、固定用の孔部３４ａが設けられ、図示略の固定用のピンが孔部３４ａに挿入され、これによりレンズ３１が固定される。
シリンドリカルレンズ４０（図１を参照）は、Ｚ方向の集光を行う。レンズ群３０を通過した光は、Ｘ−Ｚ平面上で放射状に広がる成分を残しており、シリンドリカルレンズ４０を通過することでＸ−Ｚ平面上でも平行に近い光を生成する。
【００２８】
＜レンズ群の作用＞
続いて、レンズ３１の作用について説明する。
図５（ａ）はレンズ３１の全体的な作用を示す説明図、図５（ｂ）は第２レンズ部の作用を示す説明図、図５（ｃ）は第１レンズ部の作用を示す説明図である。図６は、レンズの拡散部の作用を示す説明図である。
発光素子２１は光軸Ｌ０を中心に放射状に光を照射する。発光素子２１は、光軸Ｌ０が入射側の谷部３６に重なるように配置されており、放射状に広がる光の半分の範囲が第１レンズ部３２の方へ照射され、半分の範囲が第２レンズ部３３の方へ照射される。第２入射面３３ａは幅が狭いため、第２レンズ部３３の方へ照射される光の一部は隣接するレンズ３１へ入射する。
【００２９】
先ず、第１レンズ部３２の方へ照射される光について説明する。
図５（ｃ）に示すように、Ｘ−Ｙ平面上において、第１レンズ部３２に入射した光は、第１入射面３２ａと第１出射面３２ｂとで屈折して、大部分が所定の傾斜角度θで平行光にされて外部へ照射される。平行光Ｓ１〜Ｓ３は、第１出射面３２ｂのＸ−Ｙ平面上の一端から他端にわたる全範囲から外部へ照射される。
第１レンズ部３２に入射する光のうち、谷部３６の極近傍を通る光Ｓ１は、第１入射面３２ａで屈折して光軸Ｌ０からずれた光路を進行する。このため、出射面側の谷部３７は、光軸Ｌ０からずらされて、光Ｓ１の光路に重なるように設けられている。これにより、隣接する第２出射面３３ｂの面積を増やして、光の利用効率が向上する。
第１レンズ部３２に入射する光のうち、光軸Ｌ０から離れた強度の低い光（例えば図５（ａ）の光Ｓ４を参照）は、拡散部３２ｄに進入して拡散される。拡散部３２ｄの拡散作用については後述する。
【００３０】
次に、第２レンズ部３３の方へ照射される光について説明する。
図５（ａ）および図５（ｂ）に示すように、Ｘ−Ｙ平面上において、第２レンズ部３３に入射した光の大部分は、第２入射面３３ａによる屈折、および、放物面である端面３３ｃでの全反射により、所定の傾斜角度θで平行光にされ、第２出射面３３ｂから外部へ照射される。このうち、光軸Ｌ０に近い高強度の光Ｓ１１は、第２入射面３３ａで屈折して端面３３ｃの上端部に進み、端面３３ｃにより全反射して外部へ照射される。光軸Ｌ０から遠い第２入射面３３ａの一端部に入射する光Ｓ１３は、端面３３ｃの下端部で全反射するが、第２出射面３３ｂを外れて第１レンズ部３２へ進入して拡散される。このように、第２入射面３３ａに入射される光のうち、一部は第２出射面３３ｂから外れて拡散されるが、拡散される光の強度は低い。一方、光軸Ｌ０に近い高強度の光は、第２出射面３３ｂから外れないようになっている。
図５（ａ）に示すように、第２レンズ部３３の側へ進行する光のうち、光軸Ｌ０から遠くを進行し、第２入射面３３ａを外れる光Ｓ１４は、隣接するレンズ３１の拡散部３２ｄに入射する。
【００３１】
次に、拡散部３２ｄに入射する光について説明する。
拡散部３２ｄに入射する光は、図６に示すように、拡散部３２ｄの傾斜面による屈折により、Ｚ方向に分散される。この分散はシリンドリカルレンズ４０を外れるか、或いは、シリンドリカルレンズ４０で集光されない程度の大きさであり、これにより拡散部３２ｄに入射した光は、照明装置１の開口部１０ａから外部に照射される光に混入されず、筐体１０内で拡散される。
図７は、変形例のレンズを示す斜視図である。
なお、図７の変形例のレンズ３１ｚに示すように、拡散部３２ｄ２は、第１レンズ部３２の該当する範囲の表面を、すりガラス状など全体に細かい凹凸を有する面として構成してもよい。このような構成であっても、拡散部３２ｄ２に入射した光を散乱させて、照明装置１から照射される光に異なる傾斜方向の光が混入してしまうことを低減できる。
【００３２】
図８は、発光素子の照射光の強度分布とレンズを通過した光の強度分布とを示したグラフである。図８のグラフの横軸はＸ方向をゼロ度としたＸ−Ｙ平面上の傾斜角度を示している。縦軸は、最高強度を１００％としたときの光の強度の割合を示している。
本実施の形態のレンズ３１によれば、図８のグラフに示すように、発光素子２１の広い指向性を有する光から、所定角度（例えば−３０°）で傾斜した狭い指向性を有する光を生成することができる。
【００３３】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、上記実施の形態では、基板２０の実装面に対して垂直な方向に光軸Ｌ０が向くように複数の発光素子２１と複数のレンズ３１とが設けられている。しかしながら、本発明は、この形態に限られるものではなく、例えば、複数の発光素子２１の各々を基板２０の実装面に対して所定角度α傾斜させて実装し、これに対応して、複数のレンズ３１の各々も同様の角度αで傾斜させて固定するようにしてもよい。この場合でも、対応する個々の発光素子２１およびレンズ３１の配置関係は、実施の形態の場合と同様にする。このように構成することで、複数の発光素子２１の光軸Ｌ０が基板２０に対して角度αで傾斜した、さらに複数のレンズ３１が発光素子２１の光をさらに角度θで傾斜させて外部に照射する。よって、光の照射方向をより角度θ＋αで傾斜させることができる。また、発光素子の発光色としては白色を適用してよいし、或いは、被検査物の欠陥コントラストをより際立たせるために、白色以外、例えば青色、緑色、赤色、近紫外光、または近赤外光などを適用することができる。
その他、実施の形態で示した細部は、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
さらに、本発明は、被検査物の欠陥を検査する検査装置に照明装置を適用する例を示したが、例えばライトアップ用の照明など、様々な用途において本発明の照明装置を適用してもよい。
【符号の説明】
【００３４】
１  照明装置
１０  筐体
２０  基板
２１  発光素子
ｄ  導光体
３０  レンズ群
３１，３１ｚ  レンズ
３２  第１レンズ部
３２ａ  第１入射面
３２ｂ  第１出射面
３２ｄ  拡散部
３３  第２レンズ部
３３ａ  第２入射面
３３ｂ  第２出射面
３３ｃ  端面
３４  張出部
３６、３７  谷部
４０  シリンドリカルレンズ
Ｏａ、Ｏｂ  曲率中心
Ｏ  第１レンズ部の中心
【図１】
0006567370.tif 000002
【図２】
0006567370.tif 000003
【図３】
0006567370.tif 000004
【図４】
0006567370.tif 000005
【図５】
0006567370.tif 000006
【図６】
0006567370.tif 000007
【図７】
0006567370.tif 000008
【図８】
0006567370.tif 000009