JP2008277385A - 発光装置及び発光装置組立体 - Google Patents
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Abstract
【課題】基板と反射板との小型化を図ることができる発光装置及び発光装置組立体を提供する。
【解決手段】発光装置1は、発光素子2と、発光素子2が実装された基板3と、基板3上に配置された反射板4と、反射板4と基板3とを固定するネジ部材5とを有する。基板3は、第1の面7と、第1の面7の反対側の第2の面8と、発光素子2が実装された装着部とを有する。反射板4は、第1の面7に接する第3の面9と、第3の面9の反対側の第4の面10と、反射板4を貫通し第3の面9と第4の面10とに開口した開口部6とを有する。開口部6は、反射板4の第4の面10側の開口面積よりも反射板4の第3の面9側の開口面積の方が小さい形状を有する。ネジ部材5は、基板3の第2の面8から反射板4の開口部6が形成されていない、開口部6の近傍の領域に向かって、基板3の第1の面7と反射板4の第3の面9とを貫通し、基板3と反射板4とを固定している。
【選択図】図1
【解決手段】発光装置1は、発光素子2と、発光素子2が実装された基板3と、基板3上に配置された反射板4と、反射板4と基板3とを固定するネジ部材5とを有する。基板3は、第1の面7と、第1の面7の反対側の第2の面8と、発光素子2が実装された装着部とを有する。反射板4は、第1の面7に接する第3の面9と、第3の面9の反対側の第4の面10と、反射板4を貫通し第3の面9と第4の面10とに開口した開口部6とを有する。開口部6は、反射板4の第4の面10側の開口面積よりも反射板4の第3の面9側の開口面積の方が小さい形状を有する。ネジ部材5は、基板3の第2の面8から反射板4の開口部6が形成されていない、開口部6の近傍の領域に向かって、基板3の第1の面7と反射板4の第3の面9とを貫通し、基板3と反射板4とを固定している。
【選択図】図1
Description
本発明は発光装置及び発光装置組立体に関し、特に、液晶表示装置用バックライト、または画像スキャナや複写機などの画像読取装置用光源に使用される発光装置及び発光装置組立体に関する。
図5に示すように、照明光源用の発光ダイオード102を備えた発光装置101が開示されている(特許文献1参照)。発光装置101は、基板103内に発光素子102を実装し、その基板103に反射板104を載置して構成されている。これらの基板103と反射板104とを固定する方法として、基板103の表面と反射板104の表面との間に接着剤を塗布したり、これらの表面に両面テープを貼り付けるなどの“貼り合わせ”により、基板103と反射板104とを固定する方法が知られている。しかしながら、この貼り合わせの方法を選択した場合、基板103と反射板104との接合部分から接着剤がはみ出すことにより、基板103内に実装された発光素子102が汚損されてしまう問題があった。さらには、接着剤の劣化により基板103から反射板104が剥離することで、この剥離で生じた基板103の表面と反射板104の表面との隙間部分から発光素子102が発する光が発光装置101の外部に散逸し、発光装置101の光出力性能が低下しまう問題があった。
こうした問題を解決するために、例えば図6に示すような反射板114から基板113に向かって反射板114と基板113とをネジ止めする方法が提案されている。このネジ止めの方法を用いて構成された発光装置111においては、貼り合わせの方法により基板113と反射板114とを固定する方法に比べ、基板113の表面と反射板114の表面との密着性が増す。したがって、上記のような貼り合わせの方法により生じる発光素子102の汚損の問題及び基板103から反射板104が剥離する問題は、反射板114から基板113に向かって反射板114と基板113とをネジ止めする方法により解決することができる。
特開2003−45206号公報
反射板114から基板113に向かって反射板114と基板113とをネジ止めする方法の場合、ネジ部材115のネジ部および頭部が反射板114に設けられた開口部116に接触しないような位置に、ネジ部材115用の穴を反射板114内に配置する必要がある。しかしながら、この方法の場合、ネジ部材115の縁部が開口部116の縁部に接触しないようにネジ部材115用の穴を反射板114内に配置しようとすると、ネジ部材115用の穴の中心と開口部116の中心との間隔を比較的大きく取らなければならない。これにより、反射板114においてネジ部材115とネジ部材115用の穴とに必要とされるスペースが増大することで反射板114の大型化に繋がる。この反射板114の大型化に伴い反射板114が載置される基板113も大型化し、結局、発光装置111全体が大型化してしまうという問題があった。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、基板および反射板の小型化を図ることができる発光装置及び発光装置組立体を提供することを目的とする。
本発明の第1の態様である発光装置は、少なくとも1つの発光素子と、発光素子が光を発する方向に位置する第1の面、第1の面の反対側に位置する第2の面、および発光素子が実装された少なくとも1つの装着部を有する基板と、基板上に配置された反射板であって、基板の第1の面に接する第3の面、第3の面の反対側に位置する第4の面、および反射板を貫通し第3の面と第4の面とに開口した少なくとも1つの開口部を有する反射板と、反射板と基板とを固定する少なくとも1つのネジ部材と、を有し、開口部は、発光素子が基板の装着部に実装される位置と一致する位置に反射板内に配置され、さらに、開口部は、反射板の第4の面側の開口面積よりも反射板の第3の面側の開口面積の方が小さい形状を有し、ネジ部材は、基板の第2の面から反射板の開口部が形成されていない領域であって、かつ開口部の近傍の領域に向かって、基板の第1の面と反射板の第3の面とを貫通し、基板と反射板とを固定している。
反射板の開口部が、上記のように反射板の第4の面側の開口面積よりも反射板の第3の面側の開口面積の方が小さい形状を有しているため、基板と反射板との固定の完了状態において、ネジ部材と反射板の開口部とが接触することなく、近接して配置されている。したがって、ネジ部材用の穴を反射板の開口部の近傍に設けることができることで反射板の小型化が図られ、反射板の小型化に伴い基板の小型化も達成することができる。
発光素子は、発光ダイオードであってもよい。
反射板の開口部の平面形状は、正方形、矩形、円形または楕円形であってもよい。
ネジ部材が挿入される穴が、反射板の第4の面まで達していてもよい。
ネジ部材は、皿ネジであってもよい。
また、ネジ部材は、平行ネジまたはテーパネジであってもよい。
本発明の第2の態様である発光装置組立体は、発光装置を複数個備えている。各発光装置は少なくとも2つの発光素子を有し、発光装置は、各発光装置の発光素子が互いに等間隔で一列に配列するように互いに連結されている。
本発明の発光装置及び発光装置組立体により、基板および反射板の小型化を図ることができる。
以下、図面を参照しながら本発明の発光装置及び発光装置組立体の実施形態を詳細に説明する。
(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態に係る発光装置を示す斜視図である。図1に示されるY方向は、基板3の第1の面7に反射板4の第3の面9が接して基板3に反射板4が載置される方向である。X方向は、Y方向と直交し、基板の装着部が延びている方向である。
図1は、本発明の第1の実施形態に係る発光装置を示す斜視図である。図1に示されるY方向は、基板3の第1の面7に反射板4の第3の面9が接して基板3に反射板4が載置される方向である。X方向は、Y方向と直交し、基板の装着部が延びている方向である。
発光装置1は、少なくとも1つの発光素子2と、発光素子2が実装された基板3と、基板3上に配置された反射板4と、反射板4と基板3とを固定する少なくとも1つのネジ部材5と、を備えている。
発光素子2は、不図示のアノード及びカソードと接続している。また、発光素子2同士は互いに電気的に接続していてもよい。さらに、発光素子2は、発光ダイオードであるのが望ましい。
基板3は、発光素子2が光を発する方向に位置する第1の面7と、第1の面7の反対側に位置する第2の面8と、発光素子2が実装された少なくとも1つの装着部11(図2参照)と、を備えている。第1の面7は第2の面8と平行であり、各側面が第1の面7および第2の面8と直交するように設けられている。基板3の表面を構成するこれらの上下面および各側面により、基板3は平板の形状を有する。各装着部11には、1つの発光素子2が配置される。また、装着部11は、溝状に延びるように基板3に設けられてもよい。なお、本発明の実施形態を示す図面では、装着部11は基板3内にくぼみ状に設けられているが、これに限らず、装着部11は基板3の第1の面7上に設置されてもよい。
反射板4は、基板3の第1の面7に接する第3の面9と、第3の面9の反対側に位置する第4の面10と、反射板4を貫通し第3の面9と第4の面10とに開口した少なくとも1つの開口部6と、を備えている。第3の面9は第4の面10と平行であり、各側面が第3の面9および第4の面10と直交するように設けられている。反射板4の表面を構成するこれらの上下面および各側面により、反射板4は平板の形状を有する。
反射板4の開口部6は、発光素子2が基板3の装着部11に実装される位置と一致する位置に、反射板4内に配置されている。さらに、開口部6は、反射板4の第4の面10側の開口面積よりも反射板4の第3の面9側の開口面積の方が小さい形状を有する(図2参照)。開口部6の平面形状は、正方形、矩形、円形または楕円形の形状を採ることができる。また、開口部6の壁面は、ベース部(不図示)と、ベース部上に配置され、発光素子2が発する光を反射させる反射層(不図示)と、反射層上に配置され、反射層で反射された光を屈折、回折および散乱作用により広域に拡散させる拡散層(不図示)と、を有するような構成にすることができる。ベース部の材料は、ポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂などの熱可塑性樹脂から成る。反射層の材料は、Al、Ag、Zn、Niなどから成る。拡散層の材料は、酸化チタン(TiO2)、酸化シリコン(SiO2)、酸化ジルコニウム(ZrO2)などから成る。さらに、ベース部に反射層を被覆させる成膜方法および反射層に拡散層を被覆させる成膜方法には、真空蒸着法、スパッタ法などの物理蒸着法が用いられる。
ネジ部材5は、基板3の第2の面8から反射板4の開口部6が形成されていない領域であって、かつ開口部6の近傍の領域に向かって、基板3の第1の面7と反射板4の第3の面9とを貫通し、基板3と反射板4とを固定している。また、基板3と反射板4との固定完了状態において、ネジ部材5の先端部が反射板4の第4の面10まで達していない構成であり、かつ、ネジ部材5が挿入される穴であって、基板3の第2の面8から基板3の第1の面7を貫通し、さらに反射板4の第3の面9を貫通する穴が、反射板4の第4の面10まで達している構成を採ることが望ましい。また、ネジ部材5は、頭部(第1の端部)の上面が平坦である皿ネジであるのが望ましい。さらに、ネジ部材5は、ネジ部の径が一定である平行ネジ、または頭部に近いネジ部の一端部から頭部から遠いネジ部の他端部(第2の端部)へ向かって先細り形状を有するテーパネジであるのが望ましい。
次に、図2を参照して、発光装置1の基板3と反射板4との固定方法を説明する。まず、基板3の装着部11に発光素子2を実装する。次に、基板3における発光素子2の配置位置と反射板4における開口部6の配置位置とが一致するように反射板4を基板3に載置する。続いて、ネジ部材5の第2の端部が、基板3の第2の面8から基板3の第1の面7に向かって基板3内を貫通した後、反射板4の第3の面9を通る。その後、ネジ部材5の第2の端部が反射板4の開口部6が形成されていない領域に進入するのに伴い、ネジ部材5の第1の端部の上面が基板3の第1の面7に接近する。最終的に、ネジ部材5の第1の端部の上面と基板3の第1の面7とが一致し、これら上面と第1の面7とが一平面を形成した時点で、基板3と反射板4との固定は完了する。一方、反射板4の開口部6が、上記のように第4の面10側の開口面積よりも第3の面9側の開口面積の方が小さい形状を有している。そのため、基板3と反射板4との固定の完了状態において、ネジ部材5と反射板4の開口部6とが接触することなく、近接して配置される。この時、図3に示すように、ネジ部材5の中心と反射板4の開口部6の中心との間隔が従来に比べ小さくなる。
したがって、ネジ部材5用の穴を反射板4の開口部6の近傍に設けることができることで反射板4の小型化が図られ、反射板4の小型化に伴い基板3の小型化も達成することができる。
(第2の実施形態)
以上説明した発光装置を複数個組合せて発光装置組立体を作成することができる。この発光装置組立体は、例えば、画像スキャナや複写機などの画像読取装置に用いることができる。発光装置組立体の実施形態を説明するに先立ち、まず従来の発光装置組立体について説明する。
以上説明した発光装置を複数個組合せて発光装置組立体を作成することができる。この発光装置組立体は、例えば、画像スキャナや複写機などの画像読取装置に用いることができる。発光装置組立体の実施形態を説明するに先立ち、まず従来の発光装置組立体について説明する。
従来の発光装置組立体121は、図7(a)に示すように、複数の発光装置101a、101bにより構成されている。発光装置101a、101bの発光素子102a、102b、102c、102dが一列に並んで位置するように、発光装置101a、101bは一列に並んで配置されている。さらに、発光装置101a、101bは、反射板104a、104bの第4の面110a、110bから基板103a、103bに向かって反射板104a、104bと基板103a、103bとをネジ105a、105bで固定する方法により形成されている。この形態では、反射板104aの最端部に配置された開口部106aと、この反射板104aに隣接する別の反射板104bの最端部に配置された開口部106bとの間に、反射板104a、104bの第4の面110a、110b側に反射板ネジ部材105a、105b用の穴を設ける必要が生じる。これにより、反射板104aの最端部に配置された開口部106aの中心と反射板104aに隣接する反射板104bの最端部に配置された開口部106bの中心との間隔bが、同一反射板104a、104b内での開口部106a、106c、106b、106dの中心間の間隔aよりも大きくなる。それに伴い、開口部106aの反射板104a内位置と一致した位置に基板103a内に配置された発光素子102aが発する光の出力ピークの位置と、開口部106bの反射板104b内位置と一致した位置に基板103b内に配置された発光素子102bが発する光の出力ピークの位置との間隔が、同一発光装置101a、101b内での発光素子102a、102c、102b、102dが発する光の出力ピークの位置間の間隔より大きくなる。結果として、図7(b)に示すように、発光装置組立体121の発光素子102a、102b、102c、102dが発する光の出力の分布に不規則性が生じてしまう。したがって、この発光装置組立体121を画像読取装置用の光源として用いた場合、光源が照らし出す画像上の照度に不均一性が生じることで画像上に明暗ができてしまい、画像読取装置が画像を認識し、読み取る性能が低下するという問題があった。
一方、図4(a)に示すように、本発明の第2の実施形態である発光装置組立体21は、第1の実施形態の発光装置1a、1bを複数個用いて構成されている。発光装置1a、1bは、少なくとも2つの発光素子2a、2c、2b、2dを有する。さらに、発光装置1a、1bの発光素子2a、2b、2c、2dが互いに等間隔で一列に配列するように、発光装置1a、1bは互いに連結されている。
この発光装置組立体21では、基板3a、3bの第2の面8から反射板4a、4bの開口部6a、6bが形成されていない領域に向かって基板3a、3bと反射板4a、4bとがネジ止めされている。そのため、反射板4aの最端部に配置された開口部6aと、反射板4bの最端部に配置された開口部6bとの間に、反射板4a、4bの第4の面10a、10b側にネジ部材5用の穴を設ける必要がない。これにより、各発光素子2a、2b、2c、2d間の間隔が等しくなる。結果として、図4(b)に示すように、発光装置組立体21の発光素子2a、2b、2c、2dが発する光の出力の分布が規則的になる。したがって、この発光装置組立体21を画像読取装置用の光源として用いた場合、従来に比べ、光源が照らし出す画像上の照度の均一性が増すことで画像上に明暗が生じることは無くなり、画像読取装置が画像を認識し、読み取る性能が向上する。
なお、本実施形態では複数の発光装置1a、1bを一列に並べた発光装置組立体21により直線状の光源をなすことができるので、この発光装置組立体21を照明器具用光源または液晶表示装置用バックライトとして使用してもよい。
1、1a、1b 発光装置
2、2a、2b、2c、2d 発光素子
3、3a、3b 基板
4、4a、4b 反射板
5 ネジ部材
6、6a、6b、6c、6d 開口部
7 第1の面
8 第2の面
9 第3の面
10、10a、10b 第4の面
11 装着部
21 発光装置組立体
2、2a、2b、2c、2d 発光素子
3、3a、3b 基板
4、4a、4b 反射板
5 ネジ部材
6、6a、6b、6c、6d 開口部
7 第1の面
8 第2の面
9 第3の面
10、10a、10b 第4の面
11 装着部
21 発光装置組立体
Claims (7)
- 少なくとも1つの発光素子と、
前記発光素子が光を発する方向に位置する第1の面と、該第1の面の反対側に位置する第2の面と、該発光素子が実装された少なくとも1つの装着部と、を有する基板と、
前記基板上に配置された反射板であって、該基板の前記第1の面に接する第3の面と、該第3の面の反対側に位置する第4の面と、該反射板を貫通し該第3の面と該第4の面とに開口した少なくとも1つの開口部と、を有する反射板と、
前記反射板と前記基板とを固定する少なくとも1つのネジ部材と、
を有し、
前記開口部は、前記発光素子が前記基板の前記装着部に実装される位置と一致する位置に前記反射板内に配置され、該開口部は、該反射板の前記第4の面側の開口面積よりも該反射板の前記第3の面側の開口面積の方が小さい形状を有し、
前記ネジ部材は、前記基板の前記第2の面から前記反射板の前記開口部が形成されていない領域であって、かつ該開口部の近傍の領域に向かって、該基板の前記第1の面と該反射板の前記第3の面とを貫通し、該基板と該反射板とを固定している、
発光装置。 - 前記発光素子は、発光ダイオードである、請求項1に記載の発光装置。
- 前記反射板の前記開口部の平面形状は、正方形、矩形、円形または楕円形である、請求項1または2に記載の発光装置。
- 前記ネジ部材が挿入される穴が、前記反射板の前記第4の面まで達している、請求項1から3のいずれか1項に記載の発光装置。
- 前記ネジ部材は、皿ネジである、請求項1から4のいずれか1項に記載の発光装置。
- 前記ネジ部材は、平行ネジまたはテーパネジである、請求項1から5のいずれか1項に記載の発光装置。
- 請求項1から6のいずれか1項に記載の前記発光装置を複数個備えた発光装置組立体であって、
各発光装置は少なくとも2つの前記発光素子を有し、
前記発光装置は、各発光装置の前記発光素子が互いに等間隔で一列に配列するように互いに連結されている、
発光装置組立体。
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