CN104969369A - 紫外线发光装置 - Google Patents
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Abstract
本发明的紫外线发光装置(1)具备：发光体(3)，其设置在基板(2)上；光学系统(4)，其设置在与发光体(3)对置的位置处；金属筒(5)，其对光学系统(4)进行保持；以及保持构件(6)，其将金属筒(5)保持在基板(2)上。发光体(3)具有配置在基板(2)上的由金属筒(5)的基板(2)侧的端部包围的区域内的结构。由此，实现能够防止光学系统的畸变的产生，并且防止紫外线对保持构件(6)造成的影响的紫外线发光装置(1)。
Description
技术领域
本发明涉及一种使用产生紫外线的光源的紫外线发光装置。
背景技术
一直以来，公开有一种具备发光体、反射器、光学系统以及保持构件的发光装置(例如参照专利文献1)。发光体设置在基板上。反射器以包围发光体的方式设置在基板上。光学系统设置在与发光体对置的位置处。保持构件将光学系统保持在基板上。
近年来，提供有各种形态的发光装置。例如，作为发光装置之一，已知有使用产生紫外线的光源(例如UV-LED、准分子灯等)作为发光体的紫外线发光装置。
通常，紫外线发光装置受到自发光体产生的紫外线的影响，在光学系统中产生畸变或变色。为了防止这些情况，将光学系统由膨胀系数低的玻璃等材料构成。
然而，上述紫外线发光装置将光学系统用保持构件来保持。因此，在光学系统的膨胀系数与保持构件的膨胀系数不同的情况下，若例如在产生温度变化的环境中使用，则存在保持构件使光学系统中产生畸变的情况。
另外，上述紫外线发光装置的光学系统由保持构件保持在远离反射器的位置处。因此，自发光体产生的紫外线从光学系统与反射器之间扩散，而向保持构件等照射。其结果是，存在着由于照射的紫外线而产生保持构件的劣化、变质的课题。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2007-59378号公报
发明内容
因此，本发明提供一种防止光学系统的畸变的产生，且抑制自发光体产生的紫外线对保持构件的影响的紫外线发光装置。
即，本发明的紫外线发光装置具备：发光体，其设置在基板上；光学系统，其设置在与发光体对置的位置处；金属筒，其对光学系统进行保持；以及保持构件，其具有使金属筒保持在基板上的插入孔。并且，发光体构成为在基板上配置在由金属筒的基板侧的端部包围的区域内。
根据该结构，金属筒由保持构件保持在基板上。而且，发光体在基板上配置在由金属筒的基板侧的端部包围的区域内。因此，在自发光体产生的紫外线中，朝向金属筒的径向的外方前进的紫外线与金属筒的内部碰撞，由此改变行进方向并同时朝向光学系统前进。即，朝向金属筒的径向的外方前进的紫外线由金属筒遮挡。由此，能够防止自发光体产生的紫外线向保持构件照射。其结果是，能够防止保持构件的劣化、变质。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式的紫外线发光装置的立体图。
图2是该实施方式的紫外线发光装置的纵剖视图。
图3是本发明的第二实施方式的紫外线发光装置的纵剖视图。
图4是本发明的第三实施方式的紫外线发光装置的纵剖视图。
图5是本发明的第四实施方式的紫外线发光装置的纵剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。需要说明的是，本发明不受这些实施方式的限制。
(第一实施方式)
以下，参照图1以及图2对本发明的第一实施方式的紫外线发光装置进行说明。
图1是本发明的第一实施方式的紫外线发光装置的立体图，图2是该实施方式的紫外线发光装置的纵剖视图。
如图1和图2所示，本实施方式的紫外线发光装置1至少具备基板2、发光体3、光学系统4、金属筒5、保持构件6以及反射器7等。基板2包括基底基板8和内插板(interposer)9。发光体3设置在基板2的内插板9上。光学系统4设置在与发光体3对置的位置处。金属筒5具备筒主体部11和凸缘部12，并保持光学系统4。保持构件6将金属筒5保持在基板2上。反射器7设置在基板2的内插板9上，且具备包围发光体3的周围的反射面7a。
另外，在基板2的基底基板8上构筑有电路。而且，基板2的内插板9将发光体3与基底基板8电连接。具体而言，在基板2的基底基板8上配置有内插板9，基底基板8与内插板9通过布线部件10来电连接。由此，将配置在内插板9上的发光体3与基底基板8电连接。需要说明的是，基板2的内插板9例如通过Ag糊剂等导电性糊剂固定在基底基板8上。
另外，发光体3例如由UV-LED等构成，并产生紫外线。发光体3在基板2的内插板9上配置在由金属筒5的筒主体部11的基板2侧的端部11c包围的区域内(金属筒5的投影区域内)。需要说明的是，在本实施方式中，发光体3在基板2的内插板9上，配置在与金属筒5的筒主体部11的内表面抵接设置的反射器7所包围的区域内。
另外，如上所述，金属筒5具备筒状的筒主体部11和从筒主体部11朝向径向的外方延伸的凸缘部12，所述筒主体部11和凸缘部12在图2所示的剖视形状中形成为倒L字形状。而且，金属筒5由具有与光学系统4的膨胀系数相同或大致相同的膨胀系数的金属构成。具体而言，金属筒5由可伐合金(Kovar)构成。
金属筒5的筒主体部11在中心线方向上具有第一开口端11a(凸缘部12侧)和与第一开口端11a相反侧的第二开口端11b。在筒主体部11的第一开口端11a侧嵌入有光学系统4。而且，在筒主体部11的第二开口端11b侧的端部11c与基板2的内插板9之间设有间隙20。由此，筒主体部11的第二开口端11b侧的端部11c与内插板9以对置的方式配置。
金属筒5的凸缘部12设置在筒主体部11的第一开口端11a侧的外周整周上。
另外，光学系统4由膨胀系数低的玻璃等材料构成，嵌入到金属筒5的凸缘部12附近处，以堵塞第一开口端11a的方式设置。具体而言，光学系统4例如由石英玻璃等玻璃构成。
另外，保持构件6具备支承部13和固定部14，且与基板2的基底基板8以及内插板9)对置设置。支承部13从金属筒5的筒主体部11的外周侧支承金属筒5。固定部14与支承部13连结，且该固定部14固定在基板2的基底基板8上。
并且，保持构件6的支承部13如图1所示，从上方观察到的俯视形状形成为圆形状的板状，且在支承部13的中央部设有图2所示的在面正交方向(铅垂方向)上贯通的插入孔15。插入孔15的孔径设定在比金属筒5的筒主体部11的外周大，且比金属筒5的凸缘部12小的范围内。由此，在支承部13与插入到插入孔15中的筒主体部11之间形成有间隙21。
另外，当向支承部13的插入孔15插入金属筒5的筒主体部11时，在支承部13的插入孔15周围的部分之上以重叠的方式配置有金属筒5的凸缘部12。而且，在本实施方式中，至少在保持构件6的支承部13与金属筒5的凸缘部12重叠的区域，通过例如硅酮等具有弹性的粘接材料16将金属筒5的凸缘部12固定在保持构件6的支承部13(支承部13中的插入孔15周围的部分)上。由此，金属筒5的凸缘部12通过粘接材料16以相对于保持构件6能够稍微移动的方式固定在保持构件6的上部。
另一方面，保持构件6的固定部14设置在支承部13的外周缘整周上。而且，与支承部13同样地，固定部14也通过粘接材料16固定在基板2的基底基板8上。
另外，如图2所示，反射器7载置在基板2的内插板9上，并内嵌于金属筒5。由此，在反射器7整体中，至少反射面7a配置在基板2上的与金属筒5的内部对应的区域。更具体的说明如下，反射器7内嵌于金属筒5的筒主体部11的第二开口端11b侧附近的部分。此时，反射器7以堵塞金属筒5的筒主体部11的第二开口端11b与基板2的内插板9之间的间隙20的方式设置。由此，金属筒5的内部的空间与金属筒5的外部的空间被划分而隔开。
本实施方式的紫外线发光装置1如以上那样构成。
以下，在本实施方式的紫外线发光装置1中，参照图2对自发光体3产生的紫外线与紫外线发光装置1的各结构之间的关系进行说明。
首先，在自发光体3产生的紫外线中，朝向反射器7的紫外线由反射器7的反射面7a反射。然后，反射后的紫外线朝向金属筒5的筒主体部11的第一开口端11a侧前进。
另一方面，在自发光体3产生的紫外线中，朝向金属筒5的径向的外方前进的紫外线与金属筒5的内周面碰撞而发生反射、漫射，由此改变行进方向并同时朝向筒主体部11的第一开口端11a侧前进。
由此，自发光体3产生的紫外线不从金属筒5的内部向金属筒5的外部周边漏出地到达光学系统4。然后，紫外线通过光学系统4，从金属筒5的筒主体部11的第一开口端11a朝向外部的空间辐射。
如以上那样，根据本实施方式的紫外线发光装置1，使保持光学系统4的金属筒5由具有与光学系统4的膨胀系数相同或大致相同的膨胀系数的金属(例如可伐合金)构成。因此，即便在光学系统4、金属筒5受到因外部环境的变化所引起的温度变化的影响而发生了膨胀的情况下，金属筒5和光学系统4也会同程度地膨胀、收缩。其结果是，能够防止金属筒5的膨胀、收缩所引起的光学系统4的畸变的产生。
另外，根据本实施方式的紫外线发光装置1，金属筒5由保持构件6保持在基板2的内插板9上。并且，发光体3在基板2的内插板9上配置在由金属筒5的筒主体部11的基板2侧的端部11c包围的区域内。因此，能够将朝向金属筒5的径向的外方前进的紫外线用金属筒5遮挡。由此，能够防止向配置在金属筒5的外周侧的保持构件6照射紫外线。即，不需要像现有的紫外线发光装置那样，将保持构件由特殊的树脂、金属构成。其结果是，能够实现低成本的紫外线发光装置。并且，能够实现抑制紫外线对保持构件6的影响、例如变质或劣化等影响，且具有高可靠性的紫外线发光装置。
另外，根据本实施方式的紫外线发光装置1，金属筒5的凸缘部12固定在保持构件6的上部。因此，凸缘部12与保持构件6之间没有空隙，因而能够抑制自发光体3产生的紫外线沿着金属筒5回绕而到达基板2的情况。由此，能够抑制紫外线对基板2的影响。
另外，根据本实施方式的紫外线发光装置1，金属筒5的凸缘部12通过具有弹性的粘接材料16例如弹性地固定在保持构件6的插入孔15附近的支承部13的上部。因此，能够在凸缘部12与保持构件6彼此能够稍微移动的状态下，将凸缘部12固定在保持构件6的上部。由此，即使保持构件6发生膨胀、收缩，也能够通过粘接材料16的变形等来吸收对金属筒5作用的应力。其结果是，能够有效地抑制由于保持构件6的变形、移动而产生的光学系统4的畸变。
并且，将金属筒5的凸缘部12固定于保持构件6的粘接材料16的上部成为由金属筒5的凸缘部12覆盖的状态。因此，能够抑制紫外线向粘接材料16照射的情况。由此，能够抑制紫外线对粘接材料16的影响、例如变质或劣化等影响。
另外，根据本实施方式的紫外线发光装置1，在金属筒5的筒主体部11与保持构件6之间设有间隙21。因此，即使保持构件6发生膨胀，也能够抑制保持构件6立即与金属筒5接触的情况。由此，即使保持构件6发生膨胀，也能够通过间隙21来吸收对金属筒5作用的应力。其结果是，能够有效地抑制由于保持构件6的变形、移动而产生的光学系统4的畸变。
另外，根据本实施方式的紫外线发光装置1，反射器7堵塞筒主体部11的第二开口端11b与内插板9之间的间隙20。因此，能够防止自发光体3产生的紫外线从基板2与金属筒5之间的间隙20漏出。由此，能够更可靠地防止紫外线向保持构件6照射。
另外，根据本实施方式的紫外线发光装置1，在基板2的内插板9上，在金属筒5的筒主体部11的基板2侧的端部11c所包围的区域内配置发光体3和反射器7的至少反射面7a。并且，金属筒5的筒主体部11的第一开口端11a由光学系统4堵塞。
即，发光体3与光学系统4之间的空间由金属筒5划分。因此，在自发光体3产生的紫外线中，朝向金属筒5的径向的外方前进的紫外线与金属筒5的内周面碰撞，改变行进方向并同时前进而到达光学系统4。由此，能够防止紫外线向保持构件6照射。其结果是，不需要将保持构件6由特殊的树脂、金属构成，因此能够实现低成本的紫外线发光装置1。并且，能够在不使紫外线发散的状态下将紫外线有效地向光学系统4引导。
另外，根据本实施方式的紫外线发光装置1，将反射器7内嵌并抵接于金属筒5而构成。由此，能够防止自发光体产生的紫外线的发散。并且，能够通过金属筒5来进行发光体3的散热。具体说明如下，由于金属筒5与反射器7抵接，因此由发光体3产生的热量通过辐射热而经由反射器7向金属筒5传递。因此，能够将发光体3的热量从金属筒5散出。
并且，不需要设置使发光体3的热量从基板2侧散出的结构就能进行发光体3的散热。由此，在例如将基板2构成为金属制的情况下，不需要实现基板2与发光体3之间的绝缘。其结果是，能够使基板2的结构简单。
(第二实施方式)
以下，参照图3对本发明的第二实施方式的紫外线发光装置100进行说明。
图3是本发明的第二实施方式的紫外线发光装置的纵剖视图。
即，本实施方式的紫外线发光装置100在不设置反射器、将金属筒5的筒主体部11的端部11c直接载置在基板2的内插板9上这一点上与第一实施方式的紫外线发光装置1不同。除此以外的结构与第一实施方式的紫外线发光装置1相同。因此，针对与第一实施方式的紫外线发光装置1相同的结构或相当的结构，使用同一符号且援引第一实施方式来进行说明。
即，如图3所示，本实施方式的紫外线发光装置100至少包括在基板2上设置的发光体3、设置在与发光体3对置的位置处的光学系统4、保持光学系统4的金属筒5、以及将金属筒5保持在基板2上的保持构件6。需要说明的是，基板2、发光体3、光学系统4、金属筒5以及保持构件6的基本结构是与在第一实施方式中说明的基板2、发光体3、光学系统4、金属筒5以及保持构件6相同的结构。
而且，金属筒5具备筒状的筒主体部11和从筒主体部11朝向径向的外方延伸的凸缘部12，所述筒主体部11和凸缘部12在图3所示的剖视形状中形成为倒L字形状。此时，金属筒5由具有与光学系统4的膨胀系数相同或大致相同的膨胀系数的例如可伐合金等金属构成。
并且，金属筒5的筒主体部11在中心线方向上具有第一开口端11a(凸缘部12侧)和与第一开口端11a相反侧的第二开口端11b。在筒主体部11的第一开口端11a侧嵌入有光学系统4。而且，筒主体部11的第二开口端11b侧的端部11c与基板2的内插板9抵接而被载置。
因此，在本实施方式中，在基板2的内插板9上，在金属筒5所包围的区域内配置有发光体3。
需要说明的是，金属筒5的凸缘部12以及保持构件6与第一实施方式中的凸缘部12以及保持构件6具有相同的结构。
本实施方式的紫外线发光装置100如以上那样构成。
以下，在本实施方式的紫外线发光装置100中，参照图3对自发光体3产生的紫外线与紫外线发光装置100的各结构之间的关系进行说明。
首先，在自发光体3产生的紫外线中，朝向金属筒5的径向的外方的紫外线与金属筒5的内周面碰撞而发生反射、漫射，由此改变行进方向并同时朝向筒主体部11的第一开口端11a侧前进。由此，紫外线通过光学系统4而朝向金属筒5的外部的空间辐射。
如以上那样，根据本实施方式的紫外线发光装置100，使保持光学系统4的金属筒5由具有与光学系统4的膨胀系数相同或大致相同的膨胀系数的金属(例如可伐合金)构成。因此，即便在光学系统4、金属筒5受到因外部环境的变化所引起的温度变化的影响而发生了膨胀的情况下，金属筒5和光学系统4也同程度地膨胀、收缩。其结果是，能够防止金属筒5的膨胀、收缩所引起的光学系统4的畸变的产生。
另外，根据本实施方式的紫外线发光装置100，金属筒5由保持构件6保持在基板2的内插板9上。并且，发光体3在基板2的内插板9上配置在由金属筒5的筒主体部11的基板2侧的端部11c包围的区域内。因此，能够将朝向金属筒5的径向的外方前进的紫外线用金属筒5遮挡。由此，能够防止向配置在金属筒5的外周侧的保持构件6照射紫外线。即，不需要像现有的紫外线发光装置那样将保持构件由特殊的树脂、金属构成。其结果是，能够实现低成本的紫外线发光装置。并且，能够实现抑制紫外线对保持构件6的影响、例如变质或劣化等影响，且具有高可靠性的紫外线发光装置。
另外，根据本实施方式的紫外线发光装置100，金属筒5的凸缘部12固定在保持构件6的上部。因此，凸缘部12与保持构件6之间没有空隙，因而能够抑制自发光体3产生的紫外线沿着金属筒5回绕而到达基板2的情况。由此，能够抑制紫外线对基板2的影响。
另外，根据本实施方式的紫外线发光装置100，金属筒5的凸缘部12通过具有弹性的粘接材料16例如弹性地固定在保持构件6的插入孔15附近的支承部13的上部。因此，能够在凸缘部12与保持构件6彼此能够稍微移动的状态下，将凸缘部12固定在保持构件6的上部。由此，即使保持构件6发生膨胀，也能够通过粘接材料的变形等来吸收对金属筒5作用的应力。其结果是，能够有效地抑制由于保持构件6的变形、移动而产生的光学系统4的畸变。
并且，将金属筒5的凸缘部12固定于保持构件6的粘接材料16的上部成为由金属筒5的凸缘部12覆盖的状态。因此，能够防止紫外线向粘接材料16照射的情况。由此，能够抑制紫外线对粘接材料16的影响、例如变质或劣化等影响。
另外，根据本实施方式的紫外线发光装置100，在金属筒5的筒主体部11与保持构件6之间设有间隙21。因此，即使保持构件6发生膨胀，也能够抑制保持构件6立即与金属筒5接触的情况。由此，即使保持构件6发生膨胀，也能够通过间隙21来吸收对金属筒5作用的应力其结果是，能够有效地抑制由于保持构件6的变形、移动而产生的光学系统4的畸变。
另外，根据本实施方式的紫外线发光装置100，金属筒5的筒主体部11的第二开口端11b侧的端部11c以抵接在基板2的内插板9上的方式由保持构件6保持。因此，能够防止自发光体3产生的紫外线从内插板9与金属筒5的筒主体部11的端部11c之间向基板2漏出。由此，能够更可靠地防止紫外线向保持构件6照射。
根据本实施方式的紫外线发光装置100，能够通过省略反射器而使结构简化。
(第三实施方式)
以下，参照图4对本发明的第三实施方式的紫外线发光装置200进行说明。
图4是本发明的第三实施方式的紫外线发光装置的纵剖视图。
即，本实施方式的紫外线发光装置200在使保持构件由树脂材料构成这一点上与第一实施方式的紫外线发光装置1不同。除此以外的结构与第一实施方式的紫外线发光装置1相同。因此，针对与第一实施方式的紫外线发光装置1相同的结构或相当的结构，使用同一符号且援引第一实施方式来进行说明。
即，如图4所示，本实施方式的紫外线发光装置200至少包括在基板2上设置的发光体3、设置在与发光体3对置的位置处的光学系统4、保持光学系统4的金属筒5、将金属筒5保持在基板2上的保持构件6、以及反射器7。
需要说明的是，基板2、发光体3、光学系统4、金属筒5以及反射器7的基本结构是与第一实施方式中的基板2、发光体3、光学系统4、金属筒5以及反射器7相同的结构。
即，本实施方式的保持构件6例如由Duracon等可成型的树脂构成。而且，保持构件6具备支承部13和固定部14，且与基板2的基底基板8以及内插板9对置设置。支承部13从金属筒5的筒主体部11的外周侧支承金属筒5。固定部14与支承部13连结，且该固定部14经由粘接材料16固定在基板2的基底基板8上。
并且，保持构件6的支承部13与使用图1说明的支承部同样，从上方观察到的俯视形状形成为圆形状的板状，且在支承部13的中央部设有在面正交方向(铅垂方向)上贯通的插入孔15。插入孔15的孔径设定在比金属筒5的筒主体部11的外周大，且比金属筒5的凸缘部12小的范围内。由此，在支承部13与插入到插入孔15中的筒主体部11之间形成有间隙21。另外，当向支承部13的插入孔15插入金属筒5的筒主体部11时，在支承部13的插入孔15周围的部分之上以重叠的方式配置有金属筒5的凸缘部12。
而且，在本实施方式中，也至少在保持构件6的支承部13与金属筒5的凸缘部12重叠的区域，例如通过硅酮等具有弹性的粘接材料16将金属筒5的凸缘部12固定在保持构件6的支承部13(支承部13中的插入孔15周围的部分)上。由此，金属筒5的凸缘部12通过粘接材料16以相对于保持构件6能够稍微移动的方式固定在保持构件6的上部。
另一方面，保持构件6的固定部14设置在支承部13的外周缘整周上。而且，与支承部13同样地，固定部14也通过粘接材料16固定在基板2的基底基板8上。
本实施方式的紫外线发光装置200如以上那样构成。
以下，参照图4对本实施方式的紫外线发光装置200的自发光体3产生的紫外线与紫外线发光装置200的各结构之间的关系进行说明。
首先，与第一实施方式中的紫外线发光装置1同样，在自发光体3产生的紫外线中，朝向反射器7的紫外线由反射器7的反射面7a反射。然后，反射后的紫外线朝向金属筒5的筒主体部11的第一开口端11a侧前进。
另一方面，在自发光体3产生的紫外线中，朝向金属筒5的径向的外方前进的紫外线与金属筒5的内周面碰撞而发生反射、漫射，由此改变行进方向并同时朝向筒主体部11的第一开口端11a侧前进。
由此，自发光体3产生的紫外线不从金属筒5的内部向金属筒5的外部周边漏出地到达光学系统4。然后，紫外线通过光学系统4，从金属筒5的筒主体部11的第一开口端11a朝向外部的空间辐射。
如以上那样，根据本实施方式的紫外线发光装置200，使保持光学系统4的金属筒5由具有与光学系统4的膨胀系数相同或大致相同的膨胀系数的金属(例如可伐合金)构成。因此，即便在光学系统4、金属筒5受到因外部环境的变化所引起的温度变化的影响而发生了膨胀的情况下，金属筒5和光学系统4也同程度地膨胀、收缩。其结果是，能够防止金属筒5的膨胀、收缩所引起的光学系统4的畸变的产生。
另外，根据本实施方式的紫外线发光装置200，金属筒5由保持构件6保持在基板2的内插板9上。并且，发光体3在基板2的内插板9上配置在由金属筒5的筒主体部11的基板2侧的端部11c包围的区域内。因此，能够将朝向金属筒5的径向的外方前进的紫外线用金属筒5遮挡。由此，能够防止向配置在金属筒5的外周侧的保持构件6照射紫外线。并且，能够通过金属筒5将由发光体3产生的热量放散。即，不再需要使保持构件6由例如具有耐射线特性的特殊的树脂或特殊的金属构成。因此，能够将上述那样的廉价的树脂材料用作保持构件。其结果是，能够实现低成本的紫外线发光装置。并且，能够实现抑制紫外线对保持构件6的影响、例如变质或劣化等影响，且具有高可靠性的紫外线发光装置。
另外，根据本实施方式的紫外线发光装置200，使保持构件6由树脂材料构成。因此，与使保持构件6由金属材料构成的情况相比，能够进一步削减制造成本。
另外，根据本实施方式的紫外线发光装置200，金属筒5的凸缘部12固定在保持构件6的上部。因此，凸缘部12与保持构件6之间没有空隙，因而能够抑制自发光体3产生的紫外线沿着金属筒5回绕而到达基板2的情况。由此，能够抑制紫外线对基板2的影响。
另外，根据本实施方式的紫外线发光装置200，金属筒5的凸缘部12通过具有弹性的粘接材料16例如弹性地固定在保持构件6的插入孔15附近的支承部13的上部。因此，能够在凸缘部12与保持构件6彼此能够稍微移动的状态下，将凸缘部12固定在保持构件6的上部。由此，即使保持构件6发生膨胀、收缩，也能够通过粘接材料16的变形等来吸收对金属筒5作用的应力。其结果是，能够有效地抑制由于保持构件6的变形、移动而产生的光学系统4的畸变。
并且，将金属筒5的凸缘部12固定于保持构件6的粘接材料16的上部成为由金属筒5的凸缘部12覆盖的状态。因此，能够抑制紫外线向粘接材料16照射的情况。由此，能够抑制紫外线对粘接材料16的影响、例如变质或劣化等影响。
另外，根据本实施方式的紫外线发光装置200，在金属筒5的筒主体部11与保持构件6之间设有间隙21。因此，即使保持构件6发生膨胀，也能够抑制保持构件6立即与金属筒5接触的情况。由此，即使保持构件6发生膨胀，也能够通过间隙21来吸收对金属筒5作用的应力。其结果是，能够有效地抑制由于保持构件6的变形、移动而产生的光学系统4的畸变。
另外，根据本实施方式的紫外线发光装置200，反射器7堵塞筒主体部11的第二开口端11b与内插板9之间的间隙20。因此，能够防止自发光体3产生的紫外线从基板2与金属筒5之间的间隙20漏出。由此，能够更可靠地防止紫外线向保持构件6照射。
(第四实施方式)
以下，参照图5对本发明的第四实施方式的紫外线发光装置300进行说明。
图5是本发明的第四实施方式的紫外线发光装置的纵剖视图。
即，本实施方式的紫外线发光装置300在使金属筒5在图5所示的剖视形状中为L字形状，且将凸缘部12与基板2的内插板9对置配置，同时去掉布线部件10而构成这一点上与第一实施方式的紫外线发光装置1不同。除此以外的结构与第一实施方式的紫外线发光装置1相同。因此，针对与第一实施方式的紫外线发光装置1相同的结构或相当的结构，使用同一符号且援引第一实施方式来进行说明。
即，如图5所示，本实施方式的紫外线发光装置300包括在基板2上设置的发光体3、设置在与发光体3对置的位置处的光学系统4、保持光学系统4的金属筒5、将金属筒5保持在基板2上的保持构件6、以及反射器7。
需要说明的是，发光体3、光学系统4以及反射器7的基本结构是与第一实施方式中的发光体3、光学系统4以及反射器7相同的结构。
基板2包括基底基板8和内插板9。在基板2的基底基板8上构筑有电路。另一方面，内插板9将发光体3与基底基板8电连接。此时，虽然在图5中未图示，但在构成基板2的基底基板8与内插板9相互对置的部分处，基底基板8与内插板9电连接。由此，将在基板2的内插板9上配置的发光体3与基底基板8电连接。需要说明的是，基板2的内插板9例如通过Ag糊剂等导电性糊剂固定在基底基板8上。
另外，金属筒5具备筒状的筒主体部11和从筒主体部11朝向径向的外方延伸的凸缘部12，所述筒主体部11和凸缘部12在图5所示的剖视形状中形成为L字形状。而且，金属筒5由具有与光学系统4的膨胀系数相同或大致相同的膨胀系数的例如可伐合金等金属构成。
金属筒5的筒主体部11在中心线方向上具有第一开口端11a和与第一开口端11a相反侧(光学系统4侧)的第二开口端11b。在筒主体部11的第二开口端11b侧嵌入有光学系统4。而且，在筒主体部11的第一开口端11a侧的凸缘部12的下表面12b与基板2的内插板9之间设有间隙20。由此，筒主体部11的凸缘部12与内插板9以对置的方式配置。
需要说明的是，金属筒5的凸缘部12设置在筒主体部11的第一开口端11a侧的外周整周上。
另外，保持构件6例如由Duracon等树脂或金属等构成。而且，保持构件6具备支承部13和固定部14，且与基板2的基底基板8以及内插板9对置设置。支承部13从金属筒5的筒主体部11的外周侧支承金属筒5。固定部14与支承部13连结，且该固定部14经由粘接材料16固定在基板2的基底基板8上。
并且，保持构件6的支承部13与使用图1说明的支承部同样，从上方观察到的俯视形状形成为圆形状的板状，且在支承部13的中央部设有在面正交方向(铅垂方向)上贯通的插入孔15。插入孔15的孔径设定在比金属筒5的筒主体部11的外周大，且比金属筒5的凸缘部12小的范围内。由此，在支承部13与插入到插入孔15中的筒主体部11之间形成有间隙21。
另外，当沿着金属筒5的筒主体部11的外周面从第二开口端11b侧经由支承部13的插入孔15将保持构件6插入时，在支承部13的插入孔15周围的部分之下以重叠的方式配置有金属筒5的凸缘部12。而且，至少在保持构件6的支承部13与金属筒5的凸缘部12重叠的区域，例如通过硅酮等具有弹性的粘接材料16将金属筒5的凸缘部12固定在保持构件6的支承部13(支承部13中的插入孔15周围的部分)上。由此，金属筒5的凸缘部12通过粘接材料16以相对于保持构件6稍微能够移动的方式固定在保持构件6的上部。
另一方面，保持构件6的固定部14设置在支承部13的外周缘整周上。而且，与支承部13同样地，固定部14也通过粘接材料16固定在基板2的基底基板8上。
本实施方式的作为发光装置的紫外线发光装置300如以上那样构成。
以下，参照图5对本实施方式的紫外线发光装置300的自发光体3产生的紫外线与紫外线发光装置300的各结构之间的关系进行说明。
首先，与第一实施方式中的紫外线发光装置1同样，在自发光体3产生的紫外线中，朝向反射器7的紫外线由反射器7的反射面7a反射。然后，反射后的紫外线朝向金属筒5的筒主体部11的第二开口端11b侧前进。
另一方面，在自发光体3产生的紫外线中，朝向金属筒5的径向的外方的紫外线与金属筒5的内周面碰撞而发生反射、漫射，由此改变行进方向并同时朝向筒主体部11的第二开口端11b侧前进。
由此，自发光体3产生的紫外线不从金属筒5的内部向金属筒5的外部周边漏出地到达光学系统4。然后，紫外线通过光学系统4，从金属筒5的筒主体部11的第二开口端11b朝向外部的空间辐射。
如以上那样，根据本实施方式的紫外线发光装置300，使保持光学系统4的金属筒5由具有与光学系统4的膨胀系数相同或大致相同的膨胀系数的金属(例如可伐合金)构成。因此，即便在光学系统4、金属筒5受到因外部环境的变化所引起的温度变化的影响而发生了膨胀的情况下，金属筒5和光学系统4也同程度地膨胀、收缩。其结果是，能够防止金属筒5的膨胀、收缩所引起的光学系统4的畸变的产生。
另外，根据本实施方式的紫外线发光装置300，金属筒5由保持构件6保持在基板2的内插板9上。并且，发光体3在基板2的内插板9上配置在由金属筒5的筒主体部11的基板2侧的凸缘部12包围的区域内。因此，能够将朝向金属筒5的径向的外方前进的紫外线用金属筒5遮挡。由此，能够防止向配置在金属筒5的外周侧的保持构件6照射紫外线。即，不再需要使保持构件6由特殊的树脂或特殊的金属构成。其结果是，能够实现低成本的紫外线发光装置。并且，能够实现抑制紫外线对保持构件6的影响、例如变质或劣化等影响，且具有高可靠性的紫外线发光装置。
另外，根据本实施方式的紫外线发光装置300，金属筒5的凸缘部12的上表面12a通过具有弹性的粘接材料16例如弹性地固定在保持构件6的插入孔15附近的支承部13的下部。因此，能够在凸缘部12与保持构件6彼此能够稍微移动的状态下，将凸缘部12固定在保持构件6的下部。由此，即使保持构件6发生膨胀，也能够通过粘接材料的变形等来吸收对金属筒5作用的应力，其结果是，能够抑制由于保持构件6的变形、移动而产生的光学系统4的畸变。
另外，根据本实施方式的紫外线发光装置300，在金属筒5的筒主体部11与保持构件6之间设有间隙21。因此，即使保持构件6发生膨胀，也能够抑制保持构件6立即与金属筒5接触的情况。由此，即使保持构件6发生膨胀，也能够通过间隙21来吸收对金属筒5作用的应力。其结果是，能够有效地抑制由于保持构件6的变形、移动而产生的光学系统4的畸变。
另外，根据本实施方式的紫外线发光装置300，反射器7堵塞筒主体部11的第一开口端11a与内插板9之间的间隙20。因此，能够防止自发光体3产生的紫外线从基板2与金属筒5之间的间隙20漏出。由此，能够更可靠地防止紫外线向保持构件6照射。
需要说明的是，本发明的紫外线发光装置不受上述第一实施方式、第二实施方式、第三实施方式、第四实施方式的限制，当然可以在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种变更。
例如，在上述第一实施方式至第四实施方式中，对使发光体3由UV-LED构成的例子进行了说明，但并不限于此。例如，也可以将准分子灯等产生紫外线的光源作为发光体3。由此，由于不限定光源，因此能够根据所需的光源的大小、光的强度来选择适当的光源。
另外，在上述第一实施方式至第四实施方式中，以将凸缘部12设置在筒主体部11的外周整周上的情况为例进行了说明，但并不限于此。例如，凸缘部12也可以断续或离散地设置在筒主体部11的外周整周上。由此，凸缘部的加工变得容易。
另外，在上述第一实施方式至第四实施方式中，以将固定部14设置在支承部13的外周缘整周上的情况为例进行了说明，但并不限于此。例如，也可以将固定部14相对于支承部13的外周缘断续或离散地设置。由此，凸缘部的加工变得容易。然而，为了可靠地保护布线部件10等不受紫外线的照射，优选将固定部14设置在支承部13的外周缘整周上。
另外，在上述第一实施方式至第四实施方式中，以插入孔15的孔径设定在比金属筒5的筒主体部11的外周大，且比金属筒5的凸缘部12小的范围内的情况为例进行了说明，但并不限于此。例如，插入孔15的孔径也可以设定为与金属筒5的筒主体部11的外周大致相同(包括相同)的大小。然而，为了避免膨胀后的保持构件6立即与金属筒5接触的情况(膨胀后的保持构件6使应力作用于金属筒5的情况)，优选插入孔15的孔径设定在比金属筒5的筒主体部11的外周大，且比金属筒5的凸缘部12小的范围内。
另外，在上述第一实施方式至第四实施方式中，以将凸缘部12设置在筒主体部11的第一开口端11a侧为例进行了说明，但并不限于此。例如，也可以将凸缘部12设置在金属筒5的筒主体部11的第二开口端11b侧。由此，能够如下所示那样不使用布线部件地进行连接。
在该情况下，在上述第一实施方式至第三实施方式中，在将凸缘部12设置在筒主体部11的第二开口端11b侧的情况下，需要像第四实施方式那样，不使用布线部件10地将基底基板8与内插板9电连接。
另外，在上述第四实施方式中，没有特别提及将基底基板8与内插板9电连接的方法。因此，以下对具体的连接方法进行例示。例如，首先在内插板9上设置插头(pin)，且在基底基板8上设置能够供内插板9的插头嵌入的插口(socket)。然后，通过将内插板9的插头向基底基板8的插口嵌入，由此能够应用使彼此电连接的方法。需要说明的是，上述插头与插口也可以彼此调换地设置，同样能够进行连接。
并且，在上述第一实施方式至第三实施方式中，以使用布线部件10将基底基板8与内插板9电连接的情况为例进行了说明，但并不限于此。例如，也可以与上述说明的第四实施方式同样地使用插头和插口进行电连接。由此，不需要布线部件，能够避免断线等风险。
另外，在上述第一实施方式、第三实施方式以及第四实施方式中，以将反射器7内嵌于金属筒5为例进行了说明，但并不限于此。例如，只要能够将金属筒5的内部的空间与金属筒5的外部的空间隔开，也可以仅将反射器7的反射面7a配置在基板2上的金属筒5的内部的区域内。具体而言，例如可以将金属筒5与除反射面7a以外的反射器7的上表面重叠地配置。由此，金属筒5的直径不受反射器7的大小的限制。
工业实用性
本发明能够在要求防止光学系统的畸变、防止保持构件的变质、变形的紫外线发光装置等的用途中应用。
符号说明：
1、100、200、300 紫外线发光装置
2 基板
3 发光体
4 光学系统
5 金属筒
6 保持构件
7 反射器
7a 反射面
8 基底基板
9 内插板
10 布线部件
11 筒主体部
11a 第一开口端
11b 第二开口端
11c 端部
12 凸缘部
12a 上表面
12b 下表面
13 支承部
14 固定部
15 插入孔
16 粘接材料
20、21 间隙
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种紫外线发光装置，其具备：
发光体，其设置在基板上；
光学系统，其设置在与所述发光体对置的位置处；
金属筒，其具有对所述光学系统进行保持的开口；以及
保持构件，其具有使所述金属筒保持在所述基板上的插入孔，
所述发光体在所述基板上配置在由所述金属筒的所述基板侧的端部包围的区域内。
2.根据权利要求1所述的紫外线发光装置，其中，
所述金属筒具有筒状的筒主体部和从所述筒主体部朝向径向的外方延伸的凸缘部，
所述凸缘部固定于所述保持构件。
3.根据权利要求2所述的紫外线发光装置，其中，
所述凸缘部通过粘接材料固定于所述保持构件。
4.根据权利要求2所述的紫外线发光装置，其中，
在所述金属筒的所述筒主体部与所述保持构件的所述插入孔之问设置间隙。
5.根据权利要求1所述的紫外线发光装置，其中，
所述金属筒的所述基板侧的所述端部与所述基板抵接。
6.根据权利要求1所述的紫外线发光装置，其中，
还具备反射器，所述反射器具有包围所述发光体的周围的反射面，
所述反射器在所述金属筒的所述基板侧的所述端部附近与所述金属筒抵接设置。
7.(修改后)根据权利要求1所述的紫外线发光装置，其中，
还具备反射器，所述反射器具有包围所述发光体的周围的反射面，
所述反射器的至少所述反射面设置在所述基板上的由所述金属筒的所述基板侧的端部包围的区域内。
8.根据权利要求1所述的紫外线发光装置，其中，
所述保持构件由树脂构成。
9.根据权利要求1所述的紫外线发光装置，其中，
所述光学系统以堵塞所述金属筒的所述开口的方式设置。
Claims (9)
1.一种紫外线发光装置，其具备：
发光体，其设置在基板上；
光学系统，其设置在与所述发光体对置的位置处；
金属筒，其具有对所述光学系统进行保持的开口；以及
保持构件，其具有使所述金属筒保持在所述基板上的插入孔，
所述发光体在所述基板上配置在由所述金属筒的所述基板侧的端部包围的区域内。
2.根据权利要求1所述的紫外线发光装置，其中，
所述金属筒具有筒状的筒主体部和从所述筒主体部朝向径向的外方延伸的凸缘部，
所述凸缘部固定于所述保持构件。
3.根据权利要求2所述的紫外线发光装置，其中，
所述凸缘部通过粘接材料固定于所述保持构件。
4.根据权利要求2所述的紫外线发光装置，其中，
在所述金属筒的所述筒主体部与所述保持构件的所述插入孔之问设置间隙。
5.根据权利要求1所述的紫外线发光装置，其中，
所述金属筒的所述基板侧的所述端部与所述基板抵接。
6.根据权利要求1所述的紫外线发光装置，其中，
还具备反射器，所述反射器具有包围所述发光体的周围的反射面，
所述反射器在所述金属筒的所述基板侧的所述端部附近与所述金属筒抵接设置。
7.根据权利要求1所述的紫外线发光装置，其中，
所述反射器的至少所述反射面设置在所述基板上的由所述金属筒的所述基板侧的端部包围的区域内。
8.根据权利要求1所述的紫外线发光装置，其中，
所述保持构件由树脂构成。
9.根据权利要求1所述的紫外线发光装置，其中，
所述光学系统以堵塞所述金属筒的所述开口的方式设置。
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| US20150372204A1 (en) | 2015-12-24 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20151007 |