光源装置
【課題】発光素子の発光を効率良く所定の焦点に集光させることができる光源装置を提供する。
【解決手段】円筒面２１を有する反射体２２と、円筒面２１の延びる方向に沿って円筒面２１の底部２１Ｃに配列された複数のＬＥＤ５とを備え、各ＬＥＤ５の発光を反射体２２の円筒面２１で反射させて照射するＬＥＤ光源装置１において、円筒面２１が照射方向に焦点Ｙを有する形状とされ、ＬＥＤ５のそれぞれを覆うように延在し、ＬＥＤ５の直射成分５Ｂを円筒面２１の焦点Ｙに集光するロッドレンズ２５を備える。
【解決手段】円筒面２１を有する反射体２２と、円筒面２１の延びる方向に沿って円筒面２１の底部２１Ｃに配列された複数のＬＥＤ５とを備え、各ＬＥＤ５の発光を反射体２２の円筒面２１で反射させて照射するＬＥＤ光源装置１において、円筒面２１が照射方向に焦点Ｙを有する形状とされ、ＬＥＤ５のそれぞれを覆うように延在し、ＬＥＤ５の直射成分５Ｂを円筒面２１の焦点Ｙに集光するロッドレンズ２５を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の発光素子を列状に配列してなる光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、円筒面（シリンドリカル面）を有する反射体と、この円筒面の延びる方向に沿って円筒面の底部に配列された複数の発光素子の一例たるＬＥＤを備え、各ＬＥＤの発光を反射体の円筒面で反射させてライン状の照射光を得るＬＥＤ光源装置が知られている（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２０１０−１８６６７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ライン状の照射光を集光する場合、反射体の円筒面の形状を変えて所定の焦点で集光するようにすれば良い。しかしながら、ＬＥＤの放射光には、円筒面に当たることなく放射される直射成分が含まれており、単に円筒面の形状を変えただけでは、ＬＥＤの直射成分を円筒面の焦点に集光させることができず、ＬＥＤの直射成分のエネルギーが無駄になる。
本発明は、上述した従来の技術が有する課題を解消し、発光素子の発光を効率良く所定の焦点に集光させることができる光源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】
上記目的を達成するために、本発明は、円筒面を有する反射体と、前記円筒面の延びる方向に沿って前記円筒面の底部に配列された複数の発光素子とを備え、各発光素子の発光を前記反射体の円筒面で反射させて照射する光源装置において、前記円筒面が照射方向に焦点を有する形状とされ、前記発光素子のそれぞれを覆うように延在し、前記発光素子の直射成分を前記円筒面の焦点に集光するロッドレンズを備える、ことを特徴とする。
【０００６】
また本発明は、上記光源装置において、前記反射体の円筒面の両側面に縁部が差し込み固定された平板の片面に、前記ロッドレンズを形成したことを特徴とする。
【０００７】
また本発明は、上記光源装置において、前記反射体を、前記円筒面の延在方向に沿って２分割して成る一方の体と、他方の体とを結合して構成し、前記一方の体、及び前記他方の体のそれぞれの円筒面には、前記平板の縁部が差し込まれる凹部を形成した、ことを特徴とする。
【０００８】
また本発明は、上記光源装置において、表面に前記発光素子が設けられた基板と、この基板の背面に直接密着して螺旋止めされる冷却モジュールとを有し、前記冷却モジュールは、前記基板の背面側に風路を形成し、当該風路の外側であって、前記冷却モジュールを前記基板に固定する螺子の内側に、前記風路の周囲を囲む溝を形成し、前記溝にパッキンを設けたことを特徴とする。
【０００９】
また本発明は、上記光源装置において、前記反射体は、角型支持体に支持され、前記角型支持体と前記基板とを結合するＬ字ブラケットを備え、前記Ｌ字ブラケットは、前記円筒面の延びる方向に沿って延在し、前記Ｌ字ブラケットで前記基板を前記冷却モジュールに上方から押しつけたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、円筒面を有する反射体と、前記円筒面の延びる方向に沿って前記円筒面の底部に配列された複数の発光素子とを備え、各発光素子の発光を前記反射体の円筒面で反射させて照射する光源装置において、前記円筒面が照射方向に焦点を有する形状とされ、前記発光素子のそれぞれを覆うように延在し、前記発光素子の直射成分を前記円筒面の焦点に集光するロッドレンズを備えるため、各発光素子の発光を円筒面の焦点に集光させることができるとともに、各発光素子の直射成分をロッドレンズで前記円筒面の焦点に集光させることができ、発光素子の直射成分のエネルギーも無駄にすることなく、焦点に集光させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係るＬＥＤ光源装置の平面、及び、正面図である。
【図２】ＬＥＤユニットの斜視図である。
【図３】ＬＥＤユニットの分解斜視図である。
【図４】ＬＥＤモジュールの分解斜視図である。
【図５】平板とロッドレンズの構造を示す斜視図である。
【図６】ＬＥＤ光源装置の光路を示す図である。
【図７】金属板材の平面、及び、正面図である。
【図８】別の実施形態の金属板材の平面、及び、正面図である。
【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、本発明を適用した実施形態に係るＬＥＤ光源装置１の平面、及び、正面を示す図である。ＬＥＤ光源装置１は、例えば、液晶ディスプレイの基板を張り合わせる際に、紫外線硬化樹脂などのシール材を硬化させるための紫外線を放射するためにクリーンルーム内で使用することができる。なお、図１において、正面図は、ＬＥＤ光源装置１の内部構造を示す透視図である。
【００１３】
図１に示すように、ＬＥＤ光源装置１は、細長い箱型の金属製の筐体２を有し、この筐体２の上面２Ａには、長手方向の細長い矩形状に開口した照射開口４が設けられている。照射開口４には、保護ガラス３が取り付けられている。保護ガラス３は、ガラスの他に、保護フィルムで構成されていても良い。ＬＥＤ光源装置１は、後述する多数のＬＥＤ５が照射開口４に一列に連続配置されて、ライン光を照射する線状光源として構成されている。筐体２の中には、一列に配置された５個のＬＥＤ５を備えるＬＥＤユニット２０が並べて複数配置されて、上記線状光源が構成されている。ＬＥＤ光源装置１は、例えば、この線上光源のライン光を液晶ディスプレイの横から基板の張り合わせ面に塗布されたシール材に照射することで、シール材を硬化させて、基板を張り合わせるために好適に用いることができる。
【００１４】
図２はＬＥＤユニット２０の構成を示す斜視図であり、図３はＬＥＤユニット２０の分解斜視図である。
図２に示すように、ＬＥＤユニット２０は、複数のＬＥＤ５を有するＬＥＤモジュール６と、これらのＬＥＤ５を冷却する冷却モジュール３０と、を備えている。ＬＥＤモジュール６は、矩形の金属製の基板７を備え、この基板７の表面７Ａには、上記のＬＥＤ５と、反射体２２が設けられている。
基板７の上には、上述の通り、ＬＥＤ５が略等間隔で１列に並んで配置される。基板７は、図示は省略するが、アルミニウムやアルミニウム合金等の高熱伝導性材から形成されたベース金属板と、このベース金属板の面上に形成された絶縁層と、この絶縁層の上に形成された配線パターン回路と、を備える。基板７には、表面７Ａから絶縁層を取り除いてベース金属板を露出させた露出面が形成され、ＬＥＤ５は、基板７に対してこの露出面に実装されている。
【００１５】
反射体２２は、円筒面（シリンドリカル面）２１を有し、円筒面２１の底部２１Ｃには、５個のＬＥＤ５が円筒面２１の延びる方向に沿って配列されている。円筒面２１は、ＬＥＤ５の発光を反射させて照射する照射方向に照射開口４から所定距離の焦点を有する形状に形成される。円筒面２１は、装置によって要求される集光幅に応じた形状に適宜形成され、本実施形態では、円筒面２１は、断面楕円面の反射面を有する楕円反射鏡である。
ＬＥＤ５の上方には、ＬＥＤ５のそれぞれを覆うように円筒面２１の延びる方向に沿って延在する円筒面平凸レンズのロッドレンズ２５が凸側をＬＥＤ５に対向させて備えられる。反射体２２には、基板７と略水平に平板２６が架け渡されており、平板２６には、詳細については後述するが、ロッドレンズ２５が一体に設けられている。ロッドレンズ２５は、ＬＥＤ５の直射成分５Ｂを円筒面２１の焦点Ｙに集光するように形成される。
【００１６】
冷却モジュール３０は、ＬＥＤモジュール６に螺子で止められており、基板７の背面に直接密着させて固定されている。ＬＥＤモジュール６、及び、冷却モジュール３０は、角型支持体２３に支持されている。基板７は、反射体２２の円筒面２１の延びる方向に沿って延在するＬ字ブラケット２４で、この角型支持体２３に結合される。Ｌ字ブラケット２４は、延在方向に沿って設けられた板状部材４３によって角型支持体２３に対して押し付けられるようにして、不図示の螺子で固定される。また、Ｌ字ブラケット２４は、基板７の表面７Ａに当接される押付部材４１を一体に備え、この押付部材４１には、図示は省略するが、円筒面２１の延在方向に所定間隔で設けられた複数の螺子孔４２が形成される。Ｌ字ブラケット２４は、この螺子孔４２を介して挿入される螺子で基板７を冷却モジュール３０に対して押し付けられるように固定する。
【００１７】
角型支持体２３の下部には、Ｌ字状のブラケット２９が接続される。ブラケット２９は、ＬＥＤユニット２０を筐体２に固定するために設けられるとともに、筐体２と、ＬＥＤユニット２０との間に、後述する高圧のエアーが流通するチューブが通される空間Ｒを形成する。
【００１８】
またＬＥＤユニット２０は、発光量をフィードバック制御することで光出力を一定にするように構成されており、ＬＥＤ５が放射する光を受光する光受光素子５０と、光受光素子５０の受光量に基づき各ＬＥＤ５の光出力をフィードバック制御する回路基板５１とを備えている。
光受光素子５０は、ＬＥＤユニット２０の長手方向、すなわち、ＬＥＤ５の配列方向の略中央であって、反射体２２の円筒面２１の出射端５２を切欠いた切欠部５３に配設されている。光受光素子５０は、切欠部５３から反射体２２に入り込んだ位置に突出した位置に固定され、各ＬＥＤ５の光を受光する。
回路基板５１は、ブラケット２９に支持されて角型支持体２３の下方に配設される。この回路基板５１には、ＬＥＤ５に流す駆動電流を光受光素子５０の受光量に基づいて可変することでＬＥＤユニット２０の光出力を一定に維持するフィードバック回路が設けられている。
このＬＥＤ光源装置１においては、各ＬＥＤユニット２０の回路基板５１に光量（輝度）の指示が入力され、各ＬＥＤユニット２０が指示された光量を維持するように独立してフィードバック制御する。このとき、各ＬＥＤユニット２０にあっては、隣接するＬＥＤユニット２０の光量も光受光素子５０で受光され、この隣接するＬＥＤユニット２０からの光量を含んだ受光量に基づいて、当該受光量が一定となるようにフィードバック制御が行われる。したがって、ＬＥＤ５の寿命等により、あるＬＥＤユニット２０が減光した場合には、この減光による光量低下を補うように、隣接するＬＥＤユニット２０においてフィードバック制御が行われる。これにより、あるＬＥＤユニット２０が減光状態となった場合でも、ＬＥＤ光源装置１の光量は一定に維持されることから、均一な照度が必要な用途に使用したときでも、減光したＬＥＤユニット２０を直ぐに交換等せず、そのまま継続してＬＥＤ光源装置１を使用できる。
【００１９】
図４は、ＬＥＤモジュール６の分解斜視図である。反射体２２は、図４に示すように、円筒面２１の延在方向にそって底部２１Ｃで２分割して成る、一方の体２２Ａと、他方の体２２Ｂとを結合して構成されている。一方の体２２Ａ、及び、他方の体２２Ｂは、それぞれアルミニウム材から構成される。各一方の体２２Ａ、他方の体２２Ｂには、切削加工によって長手方向に沿って面２１Ａ、面２１Ｂが形成され、面２１Ａと面２１Ｂを結合して円筒面２１が形成される。各一方の体２２Ａ、他方の体２２Ｂには、円筒面２１の両側面の略同じ位置に円筒面２１の延びる方向に沿って横長に形成された凹部２８が所定間隔で１列に並べて複数設けられている。平板２６の縁部２７には、凹部２８に対応する位置に凸部２７Ａが形成される。
【００２０】
ＬＥＤモジュール６の組み立て時で、一方の体２２Ａと他方の体２２Ｂを組み合わせて反射体２２を製作する際に、各凹部２８には、平板２６の縁部２７に形成された凸部２７Ａが差し込み固定されて、反射体２２に、平板２６が一体に取り付けられる。ところで、ロッドレンズ２５は、ＬＥＤ５からの距離によってロッドレンズ２５を通過した光が集光させる位置が変わってくるため、ＬＥＤ５の直射成分５Ｂを円筒面２１の焦点Ｙに集光させるためには、ロッドレンズ２５の位置決めが重要である。本構成によれば、平板２６は、円筒面２１に対して、ロッドレンズ２５をＬＥＤ５から所定の距離に配置するように幅が設定され、平板２６は、ロッドレンズ２５の位置決めも兼ねた幅に形成されている。凹部２８は、所定の幅に形成された平板２６が、底部２１Ｃに対して平行に面２１Ａ，２１Ｂ間に架け渡される位置に予め設けられる。これにより、反射体２２を円筒面２１の延びる方向に沿って２分割して形成すると共に、反射体２２の組み立て時に、予め反射体２２に形成された凹部２８に平板２６の凸部２７Ａを嵌合させて、ロッドレンズ２５を狙った位置に容易に取り付けることができる。また、各一方の体２２Ａ、他方の体２２Ｂの底部２１Ｃには、略等間隔で１列に並んで形成された切欠き２２Ｃが設けられ、この切欠き２２Ｃを介してＬＥＤ５が基板７に実装される。
【００２１】
図５は、平板２６とロッドレンズ２５の構成を示す図である。平板２６とロッドレンズ２５とは、同じ材料（合成石英）から形成され、平板２６とロッドレンズ２５の接合面において急激な屈折率の変化が生じないように構成されている。
平板２６とロッドレンズ２５とは、図５（Ａ）に示すように、一枚の平板２６の片面に、円筒面平凸レンズのロッドレンズ２５を、ロッドレンズ２５の平面側を平板２６に当接させて、接着によって固定して一体に設けられる。平板２６の両端部には、平板２６の裏面に微細なスリット２６Ａが形成される。このスリット２６Ａ内には、平板２６、及び、ロッドレンズ２５と屈折率が略同じ接着材が流し込まれ、この接着材によってロッドレンズ２５は、平板２６に接着される。接着材には、例えばエポキシ系の樹脂等を用い得ることができる。
この構成によれば、円筒面平凸レンズのロッドレンズ２５を、ロッドレンズ２５の平面側を平板２６に接着して取り付けるため、平面同士を接着させることができ、ロッドレンズ２５の取付を容易に行うことができる。また、この構成によれば、ロッドレンズ２５と、平板２６と、の接着材が付着する範囲を平板２６の両端部に形成されたスリット２６Ａの限られた範囲に限定することができ、このスリット２６Ａに流し込んだ接着材で、平板２６と、ロッドレンズ２５とを接着させることができる。これにより、接着材による、ロッドレンズ２５の屈折率への影響を最小限にすることができる。
【００２２】
或いは、平板２６と、ロッドレンズ２５とは、図５（Ｂ）に示すように、一枚の合成石英などの材料から一体に形成される構成であっても良い。この構成によれば、平板２６とロッドレンズ２５とを接着する必要がなく、組み立て作業性を向上することができるとともに、平板２６とロッドレンズ２５との接着面での屈折率の変化による影響を低減させることができる。
【００２３】
図６は、ＬＥＤ光源装置１の光路を示す図である。図６に示すように、各ＬＥＤ５の発光は、反射体２２の円筒面２１に当たる反射成分５Ａと、直射成分５Ｂと、を含む。反射成分５Ａは、円筒面２１で反射されて、照射開口４から保護ガラス３を介してＬＥＤ５の照射方向の焦点Ｙに照射される。円筒面２１は、焦点Ｙが、保護ガラス３からの距離Ｘが予め設定された所定の距離となるようなに形成されている。
また、各ＬＥＤ５の発光には、円筒面２１に当たることなく放射される直射成分５Ｂが含まれる。このＬＥＤ５の直射成分５Ｂは、ロッドレンズ２５を通って屈折し、円筒面２１の焦点Ｙに集光される。
【００２４】
この構成によれば、円筒面２１を有する反射体２２と、円筒面２１の延びる方向に沿って円筒面２１の底部２１Ｃに配列された複数のＬＥＤ５と、を備え、各ＬＥＤ５の発光を反射体２２の円筒面２１で反射させて照射するＬＥＤ光源装置１において、ＬＥＤ５の発光を照射方向の円筒面２１の焦点Ｙにライン上に集光することができると共に、ＬＥＤ５の直射成分５Ｂをロッドレンズ２５で円筒面２１の焦点Ｙに集光させることができるため、ＬＥＤ５の発光を直射成分５Ｂのエネルギーを無駄にすることなく焦点Ｙに集めることができる。
【００２５】
つまり、ＬＥＤ光源装置１は、並べて配置したＬＥＤユニット２０の数に応じて、長く、且つ、幅の狭い照射エリアにライン状にエネルギーを収集させることができる。そのため、近年の大型化されている液晶ディスプレイの基板の張り合わせに用いる場合には、液晶ディスプレイのサイズに応じて紫外線領域で発光するＬＥＤ５を備えるＬＥＤユニット２０を並べて複数配置することで、狙った焦点Ｙに対して、ＬＥＤ５の直射成分５Ｂを無駄にすることなく、狭い幅でライン状に紫外線のエネルギーを収集させることができ、効率よくシール材を硬化させることができる。
【００２６】
次に、冷却モジュール３０について詳述する。図２に示すように、冷却モジュール３０は、金属板材３１を備える。金属板材３１には、Ｌ字状の管継手３５が取り付けられている。
図７は、金属板材３１の構造を示す図である。金属板材３１には、基板７と密着する表面３１Ａに、溝３２が形成されている。つまり、金属板材３１の表面３１ＡにＬＥＤモジュール６の底面を密接させることで、金属板材３１が、基板７の背面に直接当接し、溝３２が、基板７の背面に沿って風路３２Ａを形成する。つまり、風路３２Ａを流れる空気が直接、高熱伝導性の金属で形成された基板７に当たるため、風路３２Ａを流れる空気によって基板７を効率よく冷却することができる。
溝３２は、風路３２Ａ内を流れる空気の流れ方向が突然変わる部分が無いように、空気の流れ方向が変わる部分をＲで連続させて形成されている。この構成によれば、風路３２Ａ内を流れる空気の空気抵抗を低減させることができ、空気流による良好な冷却性能を維持することができる。
【００２７】
溝３２の端部にはそれぞれ、吸気口３６及び排気口３７が開口し、それぞれに上記の管継手３５が取り付けられている。吸気口３６及び排気口３７の管継手３５のそれぞれには、図示は省略するが、筐体２の外から引き込まれる高圧のエアーが流通するエアーチューブが接続される。吸気口３６及び排気口３７の開口面積のそれぞれは、風路３２Ａの断面積と同程度とされている。これにより、風路３２Ａへの空気の導入／排出に伴う流路抵抗を小さくすることができるため、風路３２Ａ内の空気流が阻害されることなく、空気流による良好な冷却性能が維持される。
【００２８】
エアーチューブは、クリーンルームの外に設けられたエアサプライから、ＬＥＤ光源装置１に高圧のエアーを循環させるために、管継手３５によって筐体２内に設けられた複数のＬＥＤユニット２０に直列に接続されている。各ＬＥＤユニット２０には、吸気口３６の管継手３５に接続されたエアーチューブを介して冷却モジュール３０の中へ高圧のエアーが導入されることにより、溝３２による風路３２Ａに空気流が生じ、当該空気流によってＬＥＤモジュール６の底面が冷却される。上記のように、基板７と金属板材３１とは密着して備えられ、ともに金属材から形成され高熱伝導性を有するため、基板７及び、基板７に実装されたＬＥＤ５を効率よく冷却することができる。また、溝３２は、風路３２Ａ内を流れる空気の空気抵抗が小さくなるように、空気の流れ方向が変わる部分をＲで連続させて形成されているため、エアーチューブで複数のＬＥＤユニット２０を直列に連結しても、各ＬＥＤユニット２０での圧力損失を少なくすることができ、後ろのユニットまで効率よく空気を流す事ができる。
【００２９】
金属板材３１は、基板７にねじ孔３４を介して螺合される不図示の螺子で固定される。また、金属板材３１は、溝３２の外側であって、金属板材３１を基板７に固定する螺子の内側に、溝３２の周囲を囲む第２の溝３３が形成されている。第２の溝３３は、溝３２を囲むように、連続して形成され、第２の溝３３には、弾性部材により形成されるパッキン３８が嵌装されて設けられている。パッキン３８は、金属板材３１と基板７とを固定する螺子と、風路３２Ａとの間に設けられる。パッキン３８は、金属板材３１の風路３２Ａが形成される表面３１Ａと、基板７の背面とを直接密着させて取り付けた際には、金属板材３１と基板７との間で潰されて、金属板材３１の表面３１Ａと基板７の背面７Ｂとの間から風路３２Ａ内を流れる空気が逃げるのを防止する。
【００３０】
図２に示すように、基板７は、薄板形状に形成される。そのため、風路３２Ａに高圧のエアーを流した際に、基板７は、この高圧のエアーに押し上げられる場合がある。本実施形態では、基板７と金属板材３１とを間にパッキン３８を介して直接密着させたため、風路３２Ａに高圧のエアーを流した際にも基板７と金属板材３１との間に隙間が生じるのを防ぎ、この隙間を介してエアーが漏れるのを防止することができる。更に、基板７は、Ｌ字ブラケット２４の押付部材４１で金属板材３１に対して、押し付けるように固定されるため、風路３２Ａに高圧のエアーを流した際の基板７が浮き上がりを防止することができる。また、基板７と金属板材３１を螺子だけで固定した場合、風路３２Ａに高圧のエアーを流した際に基板７に係る圧力は螺子で固定されている部分に集中してしまうが、本構成によれば、押付部材４１で基板７を金属板材３１に対して押し付けた状態で、円筒面２１の延在方向に沿って複数箇所固定するため、風路３２Ａに高圧のエアーを流した際に基板７に係る圧力を、基板７の長手方向に均一にかけることができる。これにより、基板７が風路３２Ａ内を流れるエアーの圧力で変形するのを防ぐことができる。また、基板７の背面に多少の凸凹があった場合でも、パッキン３８が基板７の形状を吸収するため、基板７の形状による、基板７と金属板材３１の間から空気の漏れを防止することができる。
【００３１】
図８は、別の実施形態の金属板材３１を示す図であり、金属板材３１には、同図に示すように、複数本の溝１３２によって風路１３２Ａが形成される構成であっても良い。吸気口３６及び排気口３７の開口面積のそれぞれは、風路１３２Ａの断面積の和と同程度とされている。これにより、風路１３２Ａへの空気の導入／排出に伴う流路抵抗を小さくすることができるため、風路１３２Ａ内の空気流が阻害されることなく、空気流による良好な冷却性能が維持される。また、風路１３２Ａを金属板材３１の表面３１Ａの全面に亘って巡らせるように形成することができ、基板７の背面の広い領域に直接風路１３２Ａを流れる空気を当てることができるため、空気流による冷却性能を高めることができる。なお、この別の実施形態の金属板材３１においても、溝１３２の最も外側であって、金属板材３１を基板７に固定する螺子の内側に、溝１３２の周囲を囲む第２の溝３３を備え、この第２の溝３３には、パッキン３８が嵌装されて設けられる構成である。
【００３２】
以上説明したように、本発明を適用した実施形態によれば、円筒面２１を有する反射体２２と、円筒面２１の延びる方向に沿って円筒面２１の底部２１Ｃに配列された複数のＬＥＤ５とを備え、各ＬＥＤ５の発光を反射体２２の円筒面２１で反射させて照射するＬＥＤ光源装置１において、円筒面２１が照射方向に焦点Ｙを有する形状とされ、ＬＥＤ５のそれぞれを覆うように延在し、ＬＥＤ５の直射成分５Ｂを円筒面２１の焦点Ｙに集光するロッドレンズ２５を備える。このため、各ＬＥＤ５の直射成分５Ｂをロッドレンズ２５で円筒面２１の焦点Ｙに集光させることができる。よって、ＬＥＤ５の直射成分５Ｂのエネルギーを無駄にすることなく、複数のＬＥＤ５の発光を幅の狭い照射エリアにライン状に集光させることができる。
【００３３】
また、本発明を適用した実施形態によれば、反射体２２の円筒面２１の両側面２１Ａ，２１Ｂに縁部２７が差し込み固定された平板２６の片面に、ロッドレンズ２５を形成した。これにより、平板２６を円筒面２１の所定の位置に取り付けることができ、ＬＥＤユニット２０の個体間の製造誤差を小さくすることができ、また、平板２６の取り付け位置によりロッドレンズ２５が位置決めされるため、ロッドレンズ２５を狙った位置に容易に取り付けることができ、容易に、且つ、高精度に複数のＬＥＤ５の発光を幅の狭い照射エリアにライン状に集光させることができるＬＥＤ光源装置１を提供することができる。
【００３４】
また、本発明を適用した実施形態によれば、反射体２２を、円筒面２１の延在方向に沿って２分割して成る一方の体２２Ａと、他方の体２２Ｂとを結合して構成し、一方の体２２Ａ、及び他方の体２２Ｂのそれぞれの円筒面２１Ａ，２１Ｂには、平板２６の縁部２７が差し込まれる凹部２８を形成した。これにより、一方の体２２Ａと、他方の体２２Ｂとを結合する際に、平板２６の縁部２７を凹部２８に差し込んで、平板２６を反射体２２に一体に固定することができるため、平板２６を容易に、狙った円筒面２１の狙った位置に取り付けることができ、容易に、且つ、高精度に複数のＬＥＤ５の発光を幅の狭い照射エリアにライン状に集光させることができるＬＥＤ光源装置１を提供することができる。
【００３５】
また、本発明を適用した実施形態によれば、表面７ＡにＬＥＤ５が設けられた基板７と、この基板７の背面に直接密着して螺子止めされる冷却モジュール３０とを有し、冷却モジュール３０は、基板７の背面側に風路３２Ａを形成し、当該風路３２Ａの外側であって、冷却モジュール３０を基板７に固定する螺子の内側に、風路３２Ａを囲む溝３３を形成し、溝３３にパッキン３８を設けたため、パッキン３８により、基板７の背面と冷却モジュール３０との間から風路３２Ａ内を流れる高圧のエアーが漏れ出るのを防止することができる。
【００３６】
また、本発明を適用した実施形態によれば、円筒面２１の延びる方向に沿って延在し、基板７を冷却モジュール３０に押しつける押付部材４１を備えたため、風路３２Ａ内を流れる高圧のエアーによって基板７が冷却モジュール３０から浮き上がるのを防止することができ、さらに、基板７を冷却モジュール３０に対して均一な圧力で押し付けることができるため、風路３２Ａに供給される高圧のエアーが基板７と冷却モジュール３０の間から漏れ出るのを防止することができる。
【００３７】
なお、上述した実施の形態は、あくまでも本発明の一態様を示すものであり、本発明の範囲内で任意に変形および応用が可能である。例えば、本実施形態では、ロッドレンズ２５は、円筒面平凸レンズである構成を例示したが、これに限らず、ロッドレンズ２５は、両凸レンズである構成であっても良い。
また光源にはＬＥＤ５に限らず例えば有機ＥＬ素子等の他の発光素子を用いても良い。
【符号の説明】
【００３８】
１ ＬＥＤ光源装置
５ ＬＥＤ（発光素子）
５Ｂ 直射成分
７ 基板
２１ 円筒面
２１Ｃ 底部
２２ 反射体
２３ 角型支持体
２４ Ｌ字ブラケット
２５ ロッドレンズ
２６ 平板
２７ 凸部
２８ 凹部
３０ 冷却モジュール
３１ 金属板材
３２、１３２ 溝
３２Ａ、１３２Ａ 風路
３３ 第２の溝（溝）
３８ パッキン
４１ 押付部材
Ｙ 焦点
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の発光素子を列状に配列してなる光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、円筒面（シリンドリカル面）を有する反射体と、この円筒面の延びる方向に沿って円筒面の底部に配列された複数の発光素子の一例たるＬＥＤを備え、各ＬＥＤの発光を反射体の円筒面で反射させてライン状の照射光を得るＬＥＤ光源装置が知られている（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２０１０−１８６６７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ライン状の照射光を集光する場合、反射体の円筒面の形状を変えて所定の焦点で集光するようにすれば良い。しかしながら、ＬＥＤの放射光には、円筒面に当たることなく放射される直射成分が含まれており、単に円筒面の形状を変えただけでは、ＬＥＤの直射成分を円筒面の焦点に集光させることができず、ＬＥＤの直射成分のエネルギーが無駄になる。
本発明は、上述した従来の技術が有する課題を解消し、発光素子の発光を効率良く所定の焦点に集光させることができる光源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】
上記目的を達成するために、本発明は、円筒面を有する反射体と、前記円筒面の延びる方向に沿って前記円筒面の底部に配列された複数の発光素子とを備え、各発光素子の発光を前記反射体の円筒面で反射させて照射する光源装置において、前記円筒面が照射方向に焦点を有する形状とされ、前記発光素子のそれぞれを覆うように延在し、前記発光素子の直射成分を前記円筒面の焦点に集光するロッドレンズを備える、ことを特徴とする。
【０００６】
また本発明は、上記光源装置において、前記反射体の円筒面の両側面に縁部が差し込み固定された平板の片面に、前記ロッドレンズを形成したことを特徴とする。
【０００７】
また本発明は、上記光源装置において、前記反射体を、前記円筒面の延在方向に沿って２分割して成る一方の体と、他方の体とを結合して構成し、前記一方の体、及び前記他方の体のそれぞれの円筒面には、前記平板の縁部が差し込まれる凹部を形成した、ことを特徴とする。
【０００８】
また本発明は、上記光源装置において、表面に前記発光素子が設けられた基板と、この基板の背面に直接密着して螺旋止めされる冷却モジュールとを有し、前記冷却モジュールは、前記基板の背面側に風路を形成し、当該風路の外側であって、前記冷却モジュールを前記基板に固定する螺子の内側に、前記風路の周囲を囲む溝を形成し、前記溝にパッキンを設けたことを特徴とする。
【０００９】
また本発明は、上記光源装置において、前記反射体は、角型支持体に支持され、前記角型支持体と前記基板とを結合するＬ字ブラケットを備え、前記Ｌ字ブラケットは、前記円筒面の延びる方向に沿って延在し、前記Ｌ字ブラケットで前記基板を前記冷却モジュールに上方から押しつけたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、円筒面を有する反射体と、前記円筒面の延びる方向に沿って前記円筒面の底部に配列された複数の発光素子とを備え、各発光素子の発光を前記反射体の円筒面で反射させて照射する光源装置において、前記円筒面が照射方向に焦点を有する形状とされ、前記発光素子のそれぞれを覆うように延在し、前記発光素子の直射成分を前記円筒面の焦点に集光するロッドレンズを備えるため、各発光素子の発光を円筒面の焦点に集光させることができるとともに、各発光素子の直射成分をロッドレンズで前記円筒面の焦点に集光させることができ、発光素子の直射成分のエネルギーも無駄にすることなく、焦点に集光させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係るＬＥＤ光源装置の平面、及び、正面図である。
【図２】ＬＥＤユニットの斜視図である。
【図３】ＬＥＤユニットの分解斜視図である。
【図４】ＬＥＤモジュールの分解斜視図である。
【図５】平板とロッドレンズの構造を示す斜視図である。
【図６】ＬＥＤ光源装置の光路を示す図である。
【図７】金属板材の平面、及び、正面図である。
【図８】別の実施形態の金属板材の平面、及び、正面図である。
【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、本発明を適用した実施形態に係るＬＥＤ光源装置１の平面、及び、正面を示す図である。ＬＥＤ光源装置１は、例えば、液晶ディスプレイの基板を張り合わせる際に、紫外線硬化樹脂などのシール材を硬化させるための紫外線を放射するためにクリーンルーム内で使用することができる。なお、図１において、正面図は、ＬＥＤ光源装置１の内部構造を示す透視図である。
【００１３】
図１に示すように、ＬＥＤ光源装置１は、細長い箱型の金属製の筐体２を有し、この筐体２の上面２Ａには、長手方向の細長い矩形状に開口した照射開口４が設けられている。照射開口４には、保護ガラス３が取り付けられている。保護ガラス３は、ガラスの他に、保護フィルムで構成されていても良い。ＬＥＤ光源装置１は、後述する多数のＬＥＤ５が照射開口４に一列に連続配置されて、ライン光を照射する線状光源として構成されている。筐体２の中には、一列に配置された５個のＬＥＤ５を備えるＬＥＤユニット２０が並べて複数配置されて、上記線状光源が構成されている。ＬＥＤ光源装置１は、例えば、この線上光源のライン光を液晶ディスプレイの横から基板の張り合わせ面に塗布されたシール材に照射することで、シール材を硬化させて、基板を張り合わせるために好適に用いることができる。
【００１４】
図２はＬＥＤユニット２０の構成を示す斜視図であり、図３はＬＥＤユニット２０の分解斜視図である。
図２に示すように、ＬＥＤユニット２０は、複数のＬＥＤ５を有するＬＥＤモジュール６と、これらのＬＥＤ５を冷却する冷却モジュール３０と、を備えている。ＬＥＤモジュール６は、矩形の金属製の基板７を備え、この基板７の表面７Ａには、上記のＬＥＤ５と、反射体２２が設けられている。
基板７の上には、上述の通り、ＬＥＤ５が略等間隔で１列に並んで配置される。基板７は、図示は省略するが、アルミニウムやアルミニウム合金等の高熱伝導性材から形成されたベース金属板と、このベース金属板の面上に形成された絶縁層と、この絶縁層の上に形成された配線パターン回路と、を備える。基板７には、表面７Ａから絶縁層を取り除いてベース金属板を露出させた露出面が形成され、ＬＥＤ５は、基板７に対してこの露出面に実装されている。
【００１５】
反射体２２は、円筒面（シリンドリカル面）２１を有し、円筒面２１の底部２１Ｃには、５個のＬＥＤ５が円筒面２１の延びる方向に沿って配列されている。円筒面２１は、ＬＥＤ５の発光を反射させて照射する照射方向に照射開口４から所定距離の焦点を有する形状に形成される。円筒面２１は、装置によって要求される集光幅に応じた形状に適宜形成され、本実施形態では、円筒面２１は、断面楕円面の反射面を有する楕円反射鏡である。
ＬＥＤ５の上方には、ＬＥＤ５のそれぞれを覆うように円筒面２１の延びる方向に沿って延在する円筒面平凸レンズのロッドレンズ２５が凸側をＬＥＤ５に対向させて備えられる。反射体２２には、基板７と略水平に平板２６が架け渡されており、平板２６には、詳細については後述するが、ロッドレンズ２５が一体に設けられている。ロッドレンズ２５は、ＬＥＤ５の直射成分５Ｂを円筒面２１の焦点Ｙに集光するように形成される。
【００１６】
冷却モジュール３０は、ＬＥＤモジュール６に螺子で止められており、基板７の背面に直接密着させて固定されている。ＬＥＤモジュール６、及び、冷却モジュール３０は、角型支持体２３に支持されている。基板７は、反射体２２の円筒面２１の延びる方向に沿って延在するＬ字ブラケット２４で、この角型支持体２３に結合される。Ｌ字ブラケット２４は、延在方向に沿って設けられた板状部材４３によって角型支持体２３に対して押し付けられるようにして、不図示の螺子で固定される。また、Ｌ字ブラケット２４は、基板７の表面７Ａに当接される押付部材４１を一体に備え、この押付部材４１には、図示は省略するが、円筒面２１の延在方向に所定間隔で設けられた複数の螺子孔４２が形成される。Ｌ字ブラケット２４は、この螺子孔４２を介して挿入される螺子で基板７を冷却モジュール３０に対して押し付けられるように固定する。
【００１７】
角型支持体２３の下部には、Ｌ字状のブラケット２９が接続される。ブラケット２９は、ＬＥＤユニット２０を筐体２に固定するために設けられるとともに、筐体２と、ＬＥＤユニット２０との間に、後述する高圧のエアーが流通するチューブが通される空間Ｒを形成する。
【００１８】
またＬＥＤユニット２０は、発光量をフィードバック制御することで光出力を一定にするように構成されており、ＬＥＤ５が放射する光を受光する光受光素子５０と、光受光素子５０の受光量に基づき各ＬＥＤ５の光出力をフィードバック制御する回路基板５１とを備えている。
光受光素子５０は、ＬＥＤユニット２０の長手方向、すなわち、ＬＥＤ５の配列方向の略中央であって、反射体２２の円筒面２１の出射端５２を切欠いた切欠部５３に配設されている。光受光素子５０は、切欠部５３から反射体２２に入り込んだ位置に突出した位置に固定され、各ＬＥＤ５の光を受光する。
回路基板５１は、ブラケット２９に支持されて角型支持体２３の下方に配設される。この回路基板５１には、ＬＥＤ５に流す駆動電流を光受光素子５０の受光量に基づいて可変することでＬＥＤユニット２０の光出力を一定に維持するフィードバック回路が設けられている。
このＬＥＤ光源装置１においては、各ＬＥＤユニット２０の回路基板５１に光量（輝度）の指示が入力され、各ＬＥＤユニット２０が指示された光量を維持するように独立してフィードバック制御する。このとき、各ＬＥＤユニット２０にあっては、隣接するＬＥＤユニット２０の光量も光受光素子５０で受光され、この隣接するＬＥＤユニット２０からの光量を含んだ受光量に基づいて、当該受光量が一定となるようにフィードバック制御が行われる。したがって、ＬＥＤ５の寿命等により、あるＬＥＤユニット２０が減光した場合には、この減光による光量低下を補うように、隣接するＬＥＤユニット２０においてフィードバック制御が行われる。これにより、あるＬＥＤユニット２０が減光状態となった場合でも、ＬＥＤ光源装置１の光量は一定に維持されることから、均一な照度が必要な用途に使用したときでも、減光したＬＥＤユニット２０を直ぐに交換等せず、そのまま継続してＬＥＤ光源装置１を使用できる。
【００１９】
図４は、ＬＥＤモジュール６の分解斜視図である。反射体２２は、図４に示すように、円筒面２１の延在方向にそって底部２１Ｃで２分割して成る、一方の体２２Ａと、他方の体２２Ｂとを結合して構成されている。一方の体２２Ａ、及び、他方の体２２Ｂは、それぞれアルミニウム材から構成される。各一方の体２２Ａ、他方の体２２Ｂには、切削加工によって長手方向に沿って面２１Ａ、面２１Ｂが形成され、面２１Ａと面２１Ｂを結合して円筒面２１が形成される。各一方の体２２Ａ、他方の体２２Ｂには、円筒面２１の両側面の略同じ位置に円筒面２１の延びる方向に沿って横長に形成された凹部２８が所定間隔で１列に並べて複数設けられている。平板２６の縁部２７には、凹部２８に対応する位置に凸部２７Ａが形成される。
【００２０】
ＬＥＤモジュール６の組み立て時で、一方の体２２Ａと他方の体２２Ｂを組み合わせて反射体２２を製作する際に、各凹部２８には、平板２６の縁部２７に形成された凸部２７Ａが差し込み固定されて、反射体２２に、平板２６が一体に取り付けられる。ところで、ロッドレンズ２５は、ＬＥＤ５からの距離によってロッドレンズ２５を通過した光が集光させる位置が変わってくるため、ＬＥＤ５の直射成分５Ｂを円筒面２１の焦点Ｙに集光させるためには、ロッドレンズ２５の位置決めが重要である。本構成によれば、平板２６は、円筒面２１に対して、ロッドレンズ２５をＬＥＤ５から所定の距離に配置するように幅が設定され、平板２６は、ロッドレンズ２５の位置決めも兼ねた幅に形成されている。凹部２８は、所定の幅に形成された平板２６が、底部２１Ｃに対して平行に面２１Ａ，２１Ｂ間に架け渡される位置に予め設けられる。これにより、反射体２２を円筒面２１の延びる方向に沿って２分割して形成すると共に、反射体２２の組み立て時に、予め反射体２２に形成された凹部２８に平板２６の凸部２７Ａを嵌合させて、ロッドレンズ２５を狙った位置に容易に取り付けることができる。また、各一方の体２２Ａ、他方の体２２Ｂの底部２１Ｃには、略等間隔で１列に並んで形成された切欠き２２Ｃが設けられ、この切欠き２２Ｃを介してＬＥＤ５が基板７に実装される。
【００２１】
図５は、平板２６とロッドレンズ２５の構成を示す図である。平板２６とロッドレンズ２５とは、同じ材料（合成石英）から形成され、平板２６とロッドレンズ２５の接合面において急激な屈折率の変化が生じないように構成されている。
平板２６とロッドレンズ２５とは、図５（Ａ）に示すように、一枚の平板２６の片面に、円筒面平凸レンズのロッドレンズ２５を、ロッドレンズ２５の平面側を平板２６に当接させて、接着によって固定して一体に設けられる。平板２６の両端部には、平板２６の裏面に微細なスリット２６Ａが形成される。このスリット２６Ａ内には、平板２６、及び、ロッドレンズ２５と屈折率が略同じ接着材が流し込まれ、この接着材によってロッドレンズ２５は、平板２６に接着される。接着材には、例えばエポキシ系の樹脂等を用い得ることができる。
この構成によれば、円筒面平凸レンズのロッドレンズ２５を、ロッドレンズ２５の平面側を平板２６に接着して取り付けるため、平面同士を接着させることができ、ロッドレンズ２５の取付を容易に行うことができる。また、この構成によれば、ロッドレンズ２５と、平板２６と、の接着材が付着する範囲を平板２６の両端部に形成されたスリット２６Ａの限られた範囲に限定することができ、このスリット２６Ａに流し込んだ接着材で、平板２６と、ロッドレンズ２５とを接着させることができる。これにより、接着材による、ロッドレンズ２５の屈折率への影響を最小限にすることができる。
【００２２】
或いは、平板２６と、ロッドレンズ２５とは、図５（Ｂ）に示すように、一枚の合成石英などの材料から一体に形成される構成であっても良い。この構成によれば、平板２６とロッドレンズ２５とを接着する必要がなく、組み立て作業性を向上することができるとともに、平板２６とロッドレンズ２５との接着面での屈折率の変化による影響を低減させることができる。
【００２３】
図６は、ＬＥＤ光源装置１の光路を示す図である。図６に示すように、各ＬＥＤ５の発光は、反射体２２の円筒面２１に当たる反射成分５Ａと、直射成分５Ｂと、を含む。反射成分５Ａは、円筒面２１で反射されて、照射開口４から保護ガラス３を介してＬＥＤ５の照射方向の焦点Ｙに照射される。円筒面２１は、焦点Ｙが、保護ガラス３からの距離Ｘが予め設定された所定の距離となるようなに形成されている。
また、各ＬＥＤ５の発光には、円筒面２１に当たることなく放射される直射成分５Ｂが含まれる。このＬＥＤ５の直射成分５Ｂは、ロッドレンズ２５を通って屈折し、円筒面２１の焦点Ｙに集光される。
【００２４】
この構成によれば、円筒面２１を有する反射体２２と、円筒面２１の延びる方向に沿って円筒面２１の底部２１Ｃに配列された複数のＬＥＤ５と、を備え、各ＬＥＤ５の発光を反射体２２の円筒面２１で反射させて照射するＬＥＤ光源装置１において、ＬＥＤ５の発光を照射方向の円筒面２１の焦点Ｙにライン上に集光することができると共に、ＬＥＤ５の直射成分５Ｂをロッドレンズ２５で円筒面２１の焦点Ｙに集光させることができるため、ＬＥＤ５の発光を直射成分５Ｂのエネルギーを無駄にすることなく焦点Ｙに集めることができる。
【００２５】
つまり、ＬＥＤ光源装置１は、並べて配置したＬＥＤユニット２０の数に応じて、長く、且つ、幅の狭い照射エリアにライン状にエネルギーを収集させることができる。そのため、近年の大型化されている液晶ディスプレイの基板の張り合わせに用いる場合には、液晶ディスプレイのサイズに応じて紫外線領域で発光するＬＥＤ５を備えるＬＥＤユニット２０を並べて複数配置することで、狙った焦点Ｙに対して、ＬＥＤ５の直射成分５Ｂを無駄にすることなく、狭い幅でライン状に紫外線のエネルギーを収集させることができ、効率よくシール材を硬化させることができる。
【００２６】
次に、冷却モジュール３０について詳述する。図２に示すように、冷却モジュール３０は、金属板材３１を備える。金属板材３１には、Ｌ字状の管継手３５が取り付けられている。
図７は、金属板材３１の構造を示す図である。金属板材３１には、基板７と密着する表面３１Ａに、溝３２が形成されている。つまり、金属板材３１の表面３１ＡにＬＥＤモジュール６の底面を密接させることで、金属板材３１が、基板７の背面に直接当接し、溝３２が、基板７の背面に沿って風路３２Ａを形成する。つまり、風路３２Ａを流れる空気が直接、高熱伝導性の金属で形成された基板７に当たるため、風路３２Ａを流れる空気によって基板７を効率よく冷却することができる。
溝３２は、風路３２Ａ内を流れる空気の流れ方向が突然変わる部分が無いように、空気の流れ方向が変わる部分をＲで連続させて形成されている。この構成によれば、風路３２Ａ内を流れる空気の空気抵抗を低減させることができ、空気流による良好な冷却性能を維持することができる。
【００２７】
溝３２の端部にはそれぞれ、吸気口３６及び排気口３７が開口し、それぞれに上記の管継手３５が取り付けられている。吸気口３６及び排気口３７の管継手３５のそれぞれには、図示は省略するが、筐体２の外から引き込まれる高圧のエアーが流通するエアーチューブが接続される。吸気口３６及び排気口３７の開口面積のそれぞれは、風路３２Ａの断面積と同程度とされている。これにより、風路３２Ａへの空気の導入／排出に伴う流路抵抗を小さくすることができるため、風路３２Ａ内の空気流が阻害されることなく、空気流による良好な冷却性能が維持される。
【００２８】
エアーチューブは、クリーンルームの外に設けられたエアサプライから、ＬＥＤ光源装置１に高圧のエアーを循環させるために、管継手３５によって筐体２内に設けられた複数のＬＥＤユニット２０に直列に接続されている。各ＬＥＤユニット２０には、吸気口３６の管継手３５に接続されたエアーチューブを介して冷却モジュール３０の中へ高圧のエアーが導入されることにより、溝３２による風路３２Ａに空気流が生じ、当該空気流によってＬＥＤモジュール６の底面が冷却される。上記のように、基板７と金属板材３１とは密着して備えられ、ともに金属材から形成され高熱伝導性を有するため、基板７及び、基板７に実装されたＬＥＤ５を効率よく冷却することができる。また、溝３２は、風路３２Ａ内を流れる空気の空気抵抗が小さくなるように、空気の流れ方向が変わる部分をＲで連続させて形成されているため、エアーチューブで複数のＬＥＤユニット２０を直列に連結しても、各ＬＥＤユニット２０での圧力損失を少なくすることができ、後ろのユニットまで効率よく空気を流す事ができる。
【００２９】
金属板材３１は、基板７にねじ孔３４を介して螺合される不図示の螺子で固定される。また、金属板材３１は、溝３２の外側であって、金属板材３１を基板７に固定する螺子の内側に、溝３２の周囲を囲む第２の溝３３が形成されている。第２の溝３３は、溝３２を囲むように、連続して形成され、第２の溝３３には、弾性部材により形成されるパッキン３８が嵌装されて設けられている。パッキン３８は、金属板材３１と基板７とを固定する螺子と、風路３２Ａとの間に設けられる。パッキン３８は、金属板材３１の風路３２Ａが形成される表面３１Ａと、基板７の背面とを直接密着させて取り付けた際には、金属板材３１と基板７との間で潰されて、金属板材３１の表面３１Ａと基板７の背面７Ｂとの間から風路３２Ａ内を流れる空気が逃げるのを防止する。
【００３０】
図２に示すように、基板７は、薄板形状に形成される。そのため、風路３２Ａに高圧のエアーを流した際に、基板７は、この高圧のエアーに押し上げられる場合がある。本実施形態では、基板７と金属板材３１とを間にパッキン３８を介して直接密着させたため、風路３２Ａに高圧のエアーを流した際にも基板７と金属板材３１との間に隙間が生じるのを防ぎ、この隙間を介してエアーが漏れるのを防止することができる。更に、基板７は、Ｌ字ブラケット２４の押付部材４１で金属板材３１に対して、押し付けるように固定されるため、風路３２Ａに高圧のエアーを流した際の基板７が浮き上がりを防止することができる。また、基板７と金属板材３１を螺子だけで固定した場合、風路３２Ａに高圧のエアーを流した際に基板７に係る圧力は螺子で固定されている部分に集中してしまうが、本構成によれば、押付部材４１で基板７を金属板材３１に対して押し付けた状態で、円筒面２１の延在方向に沿って複数箇所固定するため、風路３２Ａに高圧のエアーを流した際に基板７に係る圧力を、基板７の長手方向に均一にかけることができる。これにより、基板７が風路３２Ａ内を流れるエアーの圧力で変形するのを防ぐことができる。また、基板７の背面に多少の凸凹があった場合でも、パッキン３８が基板７の形状を吸収するため、基板７の形状による、基板７と金属板材３１の間から空気の漏れを防止することができる。
【００３１】
図８は、別の実施形態の金属板材３１を示す図であり、金属板材３１には、同図に示すように、複数本の溝１３２によって風路１３２Ａが形成される構成であっても良い。吸気口３６及び排気口３７の開口面積のそれぞれは、風路１３２Ａの断面積の和と同程度とされている。これにより、風路１３２Ａへの空気の導入／排出に伴う流路抵抗を小さくすることができるため、風路１３２Ａ内の空気流が阻害されることなく、空気流による良好な冷却性能が維持される。また、風路１３２Ａを金属板材３１の表面３１Ａの全面に亘って巡らせるように形成することができ、基板７の背面の広い領域に直接風路１３２Ａを流れる空気を当てることができるため、空気流による冷却性能を高めることができる。なお、この別の実施形態の金属板材３１においても、溝１３２の最も外側であって、金属板材３１を基板７に固定する螺子の内側に、溝１３２の周囲を囲む第２の溝３３を備え、この第２の溝３３には、パッキン３８が嵌装されて設けられる構成である。
【００３２】
以上説明したように、本発明を適用した実施形態によれば、円筒面２１を有する反射体２２と、円筒面２１の延びる方向に沿って円筒面２１の底部２１Ｃに配列された複数のＬＥＤ５とを備え、各ＬＥＤ５の発光を反射体２２の円筒面２１で反射させて照射するＬＥＤ光源装置１において、円筒面２１が照射方向に焦点Ｙを有する形状とされ、ＬＥＤ５のそれぞれを覆うように延在し、ＬＥＤ５の直射成分５Ｂを円筒面２１の焦点Ｙに集光するロッドレンズ２５を備える。このため、各ＬＥＤ５の直射成分５Ｂをロッドレンズ２５で円筒面２１の焦点Ｙに集光させることができる。よって、ＬＥＤ５の直射成分５Ｂのエネルギーを無駄にすることなく、複数のＬＥＤ５の発光を幅の狭い照射エリアにライン状に集光させることができる。
【００３３】
また、本発明を適用した実施形態によれば、反射体２２の円筒面２１の両側面２１Ａ，２１Ｂに縁部２７が差し込み固定された平板２６の片面に、ロッドレンズ２５を形成した。これにより、平板２６を円筒面２１の所定の位置に取り付けることができ、ＬＥＤユニット２０の個体間の製造誤差を小さくすることができ、また、平板２６の取り付け位置によりロッドレンズ２５が位置決めされるため、ロッドレンズ２５を狙った位置に容易に取り付けることができ、容易に、且つ、高精度に複数のＬＥＤ５の発光を幅の狭い照射エリアにライン状に集光させることができるＬＥＤ光源装置１を提供することができる。
【００３４】
また、本発明を適用した実施形態によれば、反射体２２を、円筒面２１の延在方向に沿って２分割して成る一方の体２２Ａと、他方の体２２Ｂとを結合して構成し、一方の体２２Ａ、及び他方の体２２Ｂのそれぞれの円筒面２１Ａ，２１Ｂには、平板２６の縁部２７が差し込まれる凹部２８を形成した。これにより、一方の体２２Ａと、他方の体２２Ｂとを結合する際に、平板２６の縁部２７を凹部２８に差し込んで、平板２６を反射体２２に一体に固定することができるため、平板２６を容易に、狙った円筒面２１の狙った位置に取り付けることができ、容易に、且つ、高精度に複数のＬＥＤ５の発光を幅の狭い照射エリアにライン状に集光させることができるＬＥＤ光源装置１を提供することができる。
【００３５】
また、本発明を適用した実施形態によれば、表面７ＡにＬＥＤ５が設けられた基板７と、この基板７の背面に直接密着して螺子止めされる冷却モジュール３０とを有し、冷却モジュール３０は、基板７の背面側に風路３２Ａを形成し、当該風路３２Ａの外側であって、冷却モジュール３０を基板７に固定する螺子の内側に、風路３２Ａを囲む溝３３を形成し、溝３３にパッキン３８を設けたため、パッキン３８により、基板７の背面と冷却モジュール３０との間から風路３２Ａ内を流れる高圧のエアーが漏れ出るのを防止することができる。
【００３６】
また、本発明を適用した実施形態によれば、円筒面２１の延びる方向に沿って延在し、基板７を冷却モジュール３０に押しつける押付部材４１を備えたため、風路３２Ａ内を流れる高圧のエアーによって基板７が冷却モジュール３０から浮き上がるのを防止することができ、さらに、基板７を冷却モジュール３０に対して均一な圧力で押し付けることができるため、風路３２Ａに供給される高圧のエアーが基板７と冷却モジュール３０の間から漏れ出るのを防止することができる。
【００３７】
なお、上述した実施の形態は、あくまでも本発明の一態様を示すものであり、本発明の範囲内で任意に変形および応用が可能である。例えば、本実施形態では、ロッドレンズ２５は、円筒面平凸レンズである構成を例示したが、これに限らず、ロッドレンズ２５は、両凸レンズである構成であっても良い。
また光源にはＬＥＤ５に限らず例えば有機ＥＬ素子等の他の発光素子を用いても良い。
【符号の説明】
【００３８】
１ ＬＥＤ光源装置
５ ＬＥＤ（発光素子）
５Ｂ 直射成分
７ 基板
２１ 円筒面
２１Ｃ 底部
２２ 反射体
２３ 角型支持体
２４ Ｌ字ブラケット
２５ ロッドレンズ
２６ 平板
２７ 凸部
２８ 凹部
３０ 冷却モジュール
３１ 金属板材
３２、１３２ 溝
３２Ａ、１３２Ａ 風路
３３ 第２の溝（溝）
３８ パッキン
４１ 押付部材
Ｙ 焦点
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒面を有する反射体と、前記円筒面の延びる方向に沿って前記円筒面の底部に配列された複数の発光素子とを備え、各発光素子の発光を前記反射体の円筒面で反射させて照射する光源装置において、
前記円筒面が照射方向に焦点を有する形状とされ、
前記発光素子のそれぞれを覆うように延在し、前記発光素子の直射成分を前記円筒面の焦点に集光するロッドレンズを備える、ことを特徴とする光源装置。
【請求項２】
前記反射体の円筒面の両側面に縁部が差し込み固定された平板の片面に、前記ロッドレンズを形成したことを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項３】
前記反射体を、前記円筒面の延在方向に沿って２分割して成る一方の体と、他方の体とを結合して構成し、前記一方の体、及び前記他方の体のそれぞれの円筒面には、前記平板の縁部が差し込まれる凹部を形成した、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の光源装置。
【請求項４】
表面に前記発光素子が設けられた基板と、この基板の背面に直接密着して螺旋止めされる冷却モジュールとを有し、前記冷却モジュールは、前記基板の背面側に風路を形成し、当該風路の外側であって、前記冷却モジュールを前記基板に固定する螺子の内側に、前記風路を囲む溝を形成し、前記溝にパッキンを設けたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の光源装置。
【請求項５】
前記円筒面の延びる方向に沿って延在し、前記基板を前記冷却モジュールに押しつける押付部材を備えたことを特徴とする請求項４に記載の光源装置。
【請求項１】
円筒面を有する反射体と、前記円筒面の延びる方向に沿って前記円筒面の底部に配列された複数の発光素子とを備え、各発光素子の発光を前記反射体の円筒面で反射させて照射する光源装置において、
前記円筒面が照射方向に焦点を有する形状とされ、
前記発光素子のそれぞれを覆うように延在し、前記発光素子の直射成分を前記円筒面の焦点に集光するロッドレンズを備える、ことを特徴とする光源装置。
【請求項２】
前記反射体の円筒面の両側面に縁部が差し込み固定された平板の片面に、前記ロッドレンズを形成したことを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項３】
前記反射体を、前記円筒面の延在方向に沿って２分割して成る一方の体と、他方の体とを結合して構成し、前記一方の体、及び前記他方の体のそれぞれの円筒面には、前記平板の縁部が差し込まれる凹部を形成した、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の光源装置。
【請求項４】
表面に前記発光素子が設けられた基板と、この基板の背面に直接密着して螺旋止めされる冷却モジュールとを有し、前記冷却モジュールは、前記基板の背面側に風路を形成し、当該風路の外側であって、前記冷却モジュールを前記基板に固定する螺子の内側に、前記風路を囲む溝を形成し、前記溝にパッキンを設けたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の光源装置。
【請求項５】
前記円筒面の延びる方向に沿って延在し、前記基板を前記冷却モジュールに押しつける押付部材を備えたことを特徴とする請求項４に記載の光源装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−４８０７９（Ｐ２０１３−４８０７９Ａ）
【公開日】平成２５年３月７日（２０１３．３．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−８７７０５（Ｐ２０１２−８７７０５）
【出願日】平成２４年４月６日（２０１２．４．６）
【出願人】（００００００１９２）岩崎電気株式会社 (533)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月７日（２０１３．３．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年４月６日（２０１２．４．６）
【出願人】（００００００１９２）岩崎電気株式会社 (533)
【Ｆターム（参考）】
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