JP2014017228A - Ｌｅｄ光源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 輝度分布の均一化を図ることが可能なＬＥＤ光源装置を提供すること。
【解決手段】 表面２０１および裏面２０２を有する細長状の基板２００と、基板２００の表面２０１に支持された複数のＬＥＤチップ３００と、複数のＬＥＤチップ３００に対して基板２００とは反対側に位置する部分を有し、複数のＬＥＤチップ３００からの光を拡散させつつ透過させる拡散カバー７００と、を備え、拡散カバー７００は、基板２００の長手方向における少なくとも一部を、ｚ方向全域において収容する収容空間７０２を有する。
【選択図】 図６

Description

本発明は、ＬＥＤ光源装置に関する。

従来より、ドキュメントスキャナ用の光源装置として、冷陰極管が広く用いられている。近年は、この冷陰極管の代替品として、ＬＥＤチップを有する光源が提案されている。特許文献１には、主走査方向に配列された複数のＬＥＤチップを備える光源装置が開示されている。各ＬＥＤチップからの光を合成することにより、主走査方向に広がる光を読み取り対象である原稿に照射する。

しかしながら、複数のＬＥＤチップを備える上記光源装置は、複数の点光源の集合である。このため、上記光源装置からの光の輝度分布は、主走査方向において複数のピークを有するものとなる。このような輝度分布の光によって照らされた原稿を読み取ると、読み取り画像データに不当なムラが生じるという問題が生じる。

特開２００９−２０１１４９号公報

本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、輝度分布を均一化することが可能なＬＥＤ光源装置を提供することをその課題とする。

本発明によって提供されるＬＥＤ光源装置は、表面および裏面を有する細長状の基板と、上記基板の上記表面に支持された複数のＬＥＤチップと、上記複数のＬＥＤチップに対して上記基板とは反対側に位置する部分を有し、上記複数のＬＥＤチップからの光を拡散させつつ透過させる拡散カバーと、を備え、上記拡散カバーは、上記基板の長手方向における少なくとも一部を、上記基板の厚さ方向全域において収容する収容空間を有することを特徴としている。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記拡散カバーは、上記基板の厚さ方向における上記収容空間の上記裏面側端を規定する底部を有する。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記拡散カバーは、上記収容空間内に向かって凸状である１以上の位置決め凸部を有する。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記１以上の位置決め凸部は、上記基板の短手方向に向かって凸状であるものを含む。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記拡散カバーは、上記基板を挟んで上記基板の短手方向両側に位置し、上記基板の短手方向に向かって凸状である２つの上記位置決め凸部を有する。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記１以上の位置決め凸部は、上記底部に設けられているものを含む。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記１以上の位置決め凸部は、上記基板の長手方向に延びるリブ状のものを含む。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記拡散カバーは、上記基板の短手方向に離間して平行に配置されている２つの上記位置決め凸部を有する。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記拡散カバーは、上記基板の長手方向に離間配置された複数の上記位置決め凸部を有する。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記拡散カバーは、上記基板の厚さ方向における上記収容空間の上記表面側端を規定する１以上の区画凸部を有する。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記拡散カバーは、上記基板の短手方向両側に離間配置された２つの上記区画凸部を有する。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記２つの区画凸部間の隙間は、上記基板の短手方向寸法よりも小である。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記２つの区画凸部は、上記基板の厚さ方向における位置が一致している。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記各区画凸部は、上記基板の長手方向に延びるリブ状である。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記複数のＬＥＤチップは、上記基板の短手方向において上記２つの区画凸部に挟まれた位置に設けられている。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記複数のＬＥＤチップは、上記基板の厚さ方向における位置が上記区画凸部と重なる。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記１以上の位置決め凸部は、上記区画凸部から厚さ方向に突出しているものを含む。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記底部は、上記基板の短手方向において繋がっている。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記底部は、上記基板の短手方向において分割されている。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記基板を取り外した場合の上記収容空間の上記基板の短手方向における寸法は、上記基板の短手方向寸法よりも小である。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記基板は、上記拡散カバーの内面に向かって凸状である基板側位置決め凸部を有する。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記拡散カバーは、上記基板とは反対側に位置する部分と上記区画凸部との間に、上記ＬＥＤチップからの光の拡散を促進するための拡散促進空間を有する。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記拡散カバーは、樹脂からなり、かつ押出成形によって形成されている。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記基板は、上記表面および上記裏面の間に位置し、上記基板の短手方向に膨出する１以上の短手方向膨出部を有する。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記基板は、短手方向両側に配置された２つの上記短手方向膨出部を有する。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記短手方向膨出部は、上記基板の長手方向全域に形成されている。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記短手方向膨出部は、上記基板の長手方向端に部分的に形成されている。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記短手方向膨出部は、上記表面側および上記裏面側に位置する２つの斜面を有する。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記短手方向膨出部は、上記２つの斜面の間に介在し、上記基板の短手方向を向く側面を有する。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記短手方向膨出部は、上記基板の長手方向視において円弧形状とされている。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記基板は、上記表面および上記裏面の間に位置し、上記基板の長手方向に膨出する１以上の長手方向膨出部を有する。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記長手方向膨出部は、上記表面側および上記裏面側に位置する２つの斜面を有する。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記長手方向膨出部は、上記２つの斜面の間に介在し、上記基板の長手方向を向く端面を有する。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記長手方向膨出部は、上記基板の短手方向視において円弧形状とされている。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記長手方向膨出部は、上記基板の長手方向端に向かうほど上記基板の短手方向寸法が小となる形状とされている。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記複数のＬＥＤチップは、上記基板に直接搭載されている。

本発明の好ましい実施の形態においては、各々が上記ＬＥＤチップおよび実装端子を備え、かつ上記基板に実装された複数のＬＥＤモジュールを備える。

このような構成によれば、上記複数のＬＥＤチップからの光を上記拡散カバーによって拡散させることにより、上記ＬＥＤ光源装置からの光に複数のピークが生じることを緩和することが可能である。したがって、上記ＬＥＤ光源装置の輝度分布の均一化を図ることができる。

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。

本発明の第１実施形態に基づくＬＥＤ光源装置を示す平面図である。 図１のＬＥＤ光源装置を示す要部拡大平面図である。 図１のＬＥＤ光源装置を示す要部拡大平面図である。 図１のＬＥＤ光源装置を示す要部拡大平面図である。 図１のＬＥＤ光源装置を示す要部拡大平面図である。 図３のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図である。 図３のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う断面図である 図３のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿う断面図である 図１のＬＥＤ光源装置の拡散カバーを示す要部斜視図である。 図１のＬＥＤ光源装置の概略回路図である。 本発明の第１実施形態に基づくＬＥＤ光源装置の変形例を示す断面図である。 図１１の変形例の基板およびＬＥＤモジュールを示す要部斜視図である。 図１２のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線に沿う断面図である。 本発明の第２実施形態に基づくＬＥＤ光源装置を示す断面図である。 本発明の第３実施形態に基づくＬＥＤ光源装置を示す断面図である。 本発明の第４実施形態に基づくＬＥＤ光源装置を示す断面図である。 本発明の第５実施形態に基づくＬＥＤ光源装置を示す断面図である。 本発明の第６実施形態に基づくＬＥＤ光源装置を示す断面図である。 本発明の第７実施形態に基づくＬＥＤ光源装置を示す断面図である。 図１９のＬＥＤ光源装置の拡散カバーを示す断面図である。 本発明の第８実施形態に基づくＬＥＤ光源装置を示す断面図である。 本発明の第９実施形態に基づくＬＥＤ光源装置を示す断面図である。 図２２に示すＬＥＤ光源装置の基板を示す要部斜視図である。 図２２に示すＬＥＤ光源装置の基板の変形例を示す要部斜視図である。 本発明の第１０実施形態に基づくＬＥＤ光源装置を示す断面図である。 本発明の第１１実施形態に基づくＬＥＤ光源装置を示す断面図である。 本発明の第１２実施形態に基づくＬＥＤ光源装置を示す断面図である。 本発明に係るＬＥＤ光源装置の基板の他の例を示す要部斜視図である。 図２８のＸＸＩＸ−ＸＸＩＸ線に沿う要部断面図である。 本発明に係るＬＥＤ光源装置の基板のさらに他の例を示す要部断面図である。 本発明に係るＬＥＤ光源装置の基板のさらに他の例を示す要部断面図である。 本発明に係るＬＥＤ光源装置の基板のさらに他の例を示す要部斜視図である。 本発明の第１３実施形態に基づくＬＥＤ光源装置を示す断面図である。

以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。

図１〜図８は、本発明の第１実施形態に基づくＬＥＤ光源装置を示している。本実施形態のＬＥＤ光源装置１０１は、基板２００、複数のＬＥＤチップ３００、リフレクタ４００、蛍光樹脂５００および拡散カバー７００を備えている。ＬＥＤ光源装置１０１は、たとえばドキュメントスキャナに用いられるものであり、読み取り対象である原稿に対して主走査方向に広がる白色光を照射する。なお、図３および図５においては、理解の便宜上、拡散カバー７００を省略している。

基板２００は、ＬＥＤ光源装置１０１の土台となるものであり、細長矩形状とされている。図中のｘ方向は、基板２００の長手方向であり、ＬＥＤ光源装置１０１がドキュメントスキャナに組み込まれるときには主走査方向となる。図中のｙ方向は、基板２００の短手方向であり、ＬＥＤ光源装置１０１がドキュメントスキャナに組み込まれるときには副走査方向となる。図中のｚ方向は、基板２００の厚さ方向である。基板２００は、表面２０１、裏面２０２および１対の側面２０３を有する。

基板２００は、基材２１０、配線パターン２２０およびレジスト層２３０を有する。なお、図２〜図５においては、レジスト層２３０を想像線で示している。基材２１０は、たとえばアルミナなどのセラミックスからなる、細長矩形状の板材である。配線パターン２２０は、複数のＬＥＤチップ３００に給電するための導通経路を構成するものであり、表面２０１側にある。配線パターン２２０は、基材２１０上に形成されたたとえばＡｇＰｔ層からなる。レジスト層２３０は、たとえば白色樹脂からなり、基材２１０および配線パターン２２０のうち複数のＬＥＤチップ３００およびリフレクタ４００から露出した部位を覆っている。なお、本実施形態の基板２００の構成はあくまで一例であり、たとえば基材２１０として表面に絶縁層が形成されたアルミなどの金属からなる板材を用いてもよい。あるいは、基材２１０の材質としては、ガラスエポキシ樹脂などの絶縁性樹脂を適宜選択できる。

複数のＬＥＤチップ３００は、基板２００に直接搭載されており、基板２００の表面２０１上においてｘ方向に配列されている。ＬＥＤチップ３００は、たとえばＧａＮ系半導体からなり、青色光を発する。本実施形態のＬＥＤチップ３００は、いわゆる２ワイヤタイプとして構成されているが、これに限定されない。

図１０は、ＬＥＤ光源装置１０１の回路図を示している。本実施形態においては、３５個のＬＥＤチップ３００が採用されている。これらのＬＥＤチップ３００は、７個ずつのＬＥＤチップ３００からなる５個のＬＥＤチップグループ３０１を構成している。各ＬＥＤチップグループ３０１に属する７個のＬＥＤチップ３００どうしは、互いに直列に接続されている。また、５個のＬＥＤチップグループ３０１どうしは、互いに並列に接続されている。図１０における符号Ｃは、カソード端子を示し、符号Ａは、アノード端子を示す。各ＬＥＤチップグループ３０１のカソード端子Ｃ側には、抵抗器３２０が直列に接続されている。図１〜図５に示すように、５個の抵抗器３２０が、基板２００のｘ方向両端寄り部分に搭載されている。また、図３および図５に示すように、各ＬＥＤチップ３００に隣接する位置には、ツェナーダイオード３１０が設けられている。ツェナーダイオード３１０は、ＬＥＤチップ３００に過大な逆電圧が印加されることを防ぐ機能を果たす。

リフレクタ４００は、たとえば白色樹脂であり、ｘ方向に延びる細長枠状である。リフレクタ４００は、ｘ方向に配列されたＬＥＤチップ３００をｚ方向視において囲んでいる。リフレクタ４００は、ｘ方向において複数の抵抗器３２０の内側に配置されている。また、リフレクタ４００は、ｙ方向における寸法が基板２００よりも小であり、基板２００のｙ方向中央付近に配置されている。リフレクタ４００は、１対の反射面４１０、複数の中間リブ４２０、２つの端部リブ４３０および２つの追加リブ４４０を有している。リフレクタ４００は、たとえば接着剤（図示略）によって基板２００の表面２０１に接合されている。

１対の反射面４１０は、各々がｘ方向に延びており、複数のＬＥＤチップ３００を挟んでｙ方向に離間している。１対の反射面４１０は、ｚ方向において基板２００から遠ざかるほど互いの距離が大となるように傾斜している。これにより、１対の反射面４１０は、ＬＥＤチップ３００からｙ方向に出射された光をｚ方向上方へと向かわせる機能を果たす。複数の中間リブ４２０は、ｘ方向に離間配置されており、各々がｙ方向において１対の反射面４１０を連結している。図７に示すように、各中間リブ４２０は、ｚ方向における高さが反射面４１０よりも小である。２つの端部リブ４３０は、リフレクタ４００のｘ方向両端に位置している。各端部リブ４３０は、ｙ方向において１対の反射面４１０を連結しており、ｚ方向における高さが反射面４１０よりも小である。２つの追加リブ４４０は、２つの端部リブ４３０上に形成されており、たとえば白色のシリコーン樹脂からなる。各追加リブ４４０は、１対の反射面４１０と端部リブ４３０とによって形成される凹部を埋めている。

ＬＥＤ光源装置１０１の製造工程においては、たとえば、リフレクタ４００を形成するための中間品として、複数のリフレクタ４００がｘ方向に連結された部材を用いることができる。この中間品には、複数の中間リブ４２０に該当するものがｘ方向の適所に形成されている。この中間品をｘ方向において分割するように切断することにより、リフレクタ４００を形成する。ｘ方向両端に位置することとなった中間リブ４２０が端部リブ４３０となる。そして、端部リブ４３０の上面にたとえばノズルから白色のシリコーン樹脂材料を塗布することにより、追加リブ４４０が得られる。

蛍光樹脂５００は、リフレクタ４００に囲まれた空間に充填されており、たとえば透明樹脂に蛍光材料が混入されたものである。上記蛍光材料としては、たとえばＬＥＤチップ３００からの青色光によって励起されることにより黄色光を発するものが採用される。なお、上記蛍光材料としては、ＬＥＤチップ３００からの青色光によって励起されることにより赤色光を発するものと緑色光を発するものとを混ぜて採用してもよい。図６および図７に示すように、蛍光樹脂５００のｚ方向上面は、リフレクタ４００のｚ方向上端とほぼ同じ高さとなっている。また、蛍光樹脂５００は、中間リブ４２０を跨いでおり、中間リブ４２０によってはｘ方向において分割されていない。

拡散カバー７００は、ｘ方向に延びる細長状であり、天板部７１０、２つの側板部７２０および底部７３０を有している。本実施形態においては、底部７３０がｙ方向にわたって分割されていない。このため、拡散カバー７００のｙｚ平面における断面形状は、閉じた略矩形環状とされている。拡散カバー７００は、収容空間７０２および拡散促進空間７０１を有している。収容空間７０２は、基板２００を収容し、これを保持する空間である。拡散促進空間７０１は、複数のＬＥＤチップ３００と天板部７１０との間に所定の距離を確保することにより、拡散カバー７００による光の拡散を促進するために設けられている。拡散カバー７００は、たとえばポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ＡＢＳ樹脂（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合合成樹脂）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂などからなり、半透明な乳白色とされている。なお、拡散カバー７００を透明な筒状体によって形成し、天板部７１０に拡散機能を発揮する拡散シートを貼りつけた構成としてもよい。この場合、樹脂の成形体自体に拡散機能はないが、透明の樹脂成型体に拡散シートを貼り付けた構成を、便宜上、拡散カバーと称する。あるいは、天板部７１０のみを拡散機能を発揮しうる構成とし、側板部７２０および底部７３０を白色樹脂または透明樹脂などによって形成してもよい。これは例えば二色成形により拡散機能部分と透明樹脂部分と一体的に形成することも可能であるし、拡散機能部分と透明樹脂部分とを別に成形し、組み合わせてもよい。また、本実施形態においては、天板部７１０の厚さは、側板部７２０の厚さよりも厚い。

拡散カバー７００は、２つの区画凸部７４０を有している。２つの区画凸部７４０は、側板部７２０からｙ方向内方に向かって凸状である。２つの区画凸部７４０は、ｚ方向における位置が一致している。２つの区画凸部７４０どうしの隙間は、基板２００の幅（ｙ方向寸法）よりも小である。２つの区画凸部７４０の間に、ＬＥＤチップ３００が配置されている。また、ｚ方向において（ｙ方向視において）２つの区画凸部７４０とＬＥＤチップ３００とが重なっている。なお、基板２００の大きさによっては、ｚ方向において（ｙ方向視において）２つの区画凸部７４０とＬＥＤチップ３００とが重ならない場合もある。２つの区画凸部７４０は、収容空間７０２のｚ方向上端を規定している。また、底部７３０は、収容空間７０２のｚ方向下端を規定している。２つの区画凸部７４０は、拡散促進空間７０１のｚ方向下端を規定している。

拡散カバー７００には、２つの位置決め凸部７５１が設けられている。２つの位置決め凸部７５１は、側板部７２０のうち底部７３０と区画凸部７４０とに挟まれた部分に形成されており、ｙ方向内方に向かって凸状である。２つの位置決め凸部７５１は、互いのｚ方向位置が一致しており、ｚ方向において（ｙ方向視において）基板２００と重なっている。

図９に示すように、本実施形態においては、区画凸部７４０および位置決め凸部７５１が、ｘ方向に延びるリブ状とされており、拡散カバー７００の全長にわたって形成されている。なお、区画凸部７４０および位置決め凸部７５１は、必ずしも拡散カバー７００の全長にわたって形成されている必要はない。

次に、ＬＥＤ光源装置１０１の作用について説明する。

本実施形態によれば、複数のＬＥＤチップ３００からの光を拡散カバー７００によって拡散させることにより、ＬＥＤ光源装置１０１からの光にｘ方向における複数のピークが生じることを緩和することが可能である。したがって、ＬＥＤ光源装置１０１のｘ方向における輝度分布の均一化を図ることができる。

収容空間７０２に基板２００を収容することにより、基板２００を拡散カバー７００に対して容易かつ確実に固定することができる。たとえば、ＬＥＤ光源装置１０１の製造工程においては、ＬＥＤチップ３００の実装などを終えた基板２００を収容空間７０２に向けて、ｘ方向にスライドさせることにより、基板２００を拡散カバー７００に取り付けることができる。

たとえば、拡散カバー７００を押出成形によって形成した場合、側板部７２０と底部７３０との継ぎ目、あるいは側板部７２０と区画凸部７４０との継ぎ目に、曲面が形成されることが一般的である。図６に示した状態となるように基板２００の寸法を設定しても、基板２００の製造公差から基板２００が図示された大きさよりも大きくなったり、小さくなったりする可能性がある。基板２００が図示された大きさよりも大きくなっても、基板２００の側面２０３が位置決め凸部７５１と当接することとなる。このため、基板２００が上述した曲面と過大に干渉することを回避することができる。一方、基板２００の大きさが図示された大きさよりも小さくなる場合は、想定される基板２００の最小幅よりも２つの区画凸部７４０どうしの隙間を小さくしておけば、基板２００が容易に外れてしまうことを抑制することができる。

２つの区画凸部７４０を拡散カバー７００のｘ方向全長にわたって形成することにより、拡散カバー７００に対して基板２００を挿入する際に、２つの区画凸部７４０が基板２００をガイドする機能を果たす。これにより、ＬＥＤ光源装置１０１をより効率よく製造することができる。２つの位置決め凸部７５１を拡散カバー７００のｘ方向全長にわたって形成することにより、基板２００をよりスムーズに挿入することができる。

天板部７１０を側板部７２０よりも厚くすることにより、天板部７１０による拡散効果を高めつつ、拡散カバー７００がｙ方向において不当に大きいものとなってしまうことを回避することができる。

ＬＥＤチップ３００を基板２００に直接搭載することにより、ＬＥＤチップ３００からの熱を基板２００へと速やかに伝えることができる。基板２００の基材２１０をアルミナなどのセラミックスによって形成すれば、ＬＥＤチップ３００からの放熱を促進することができる。

リフレクタ４００に複数の中間リブ４２０を設けることにより、１対の反射面４１０どうしの間隔が変化してしまうことを抑制することができる。中間リブ４２０の高さが反射面４１０よりも低く、蛍光樹脂５００が中間リブ４２０上を跨ぐ構成であることにより、蛍光樹脂５００をｘ方向全域にわたって光らせることが可能である。これは、ＬＥＤ光源装置１０１のｘ方向輝度分布を均一にするのに適している。

図１１〜図３３は、本発明の変形例あるいは他の実施形態を示している。なお、これらの図において、上記実施形態と同一または類似の要素には、上記実施形態と同一の符号を付している。

図１１は、ＬＥＤ光源装置１０１の変形例を示している。本変形例のＬＥＤ光源装置１０１は、複数のＬＥＤモジュール３０５を備えている。複数のＬＥＤモジュール３０５は、図１２に示すように、基板２００の表面２０１上に搭載されており、たとえばｘ方向に等ピッチで配置されている。なお、図１２においては、配線パターン２２０およびレジスト層２３０を理解の便宜上省略している。

図１３に示すように、ＬＥＤモジュール３０５は、ＬＥＤチップ３００を有する小片の電子部品として構成されている。同図に例示されたＬＥＤモジュール３０５は、ＬＥＤチップ３００の他に、２つのリード３３０、リフレクタ３４０、蛍光樹脂３５０を備えている。本例のＬＥＤチップ３００は、サブマウント基板３０７および半導体層３０８からなり、いわゆる２ワイヤタイプのＬＥＤチップとして構成されている。なお、本発明に用いられるＬＥＤチップは、１ワイヤタイプ、２ワイヤタイプ、フリップチップタイプなど、様々な態様をとりうる。２つのリード３３０は、金属からなり、ワイヤを介してＬＥＤチップ３００に導通している。２つのリード３３０の図中下面は、ＬＥＤモジュール３０５を基板２００の配線パターン２２０に実装するための実装端子となっている。リフレクタ３４０は、たとえば白色樹脂からなり、ＬＥＤチップ３００を囲んでいる。リフレクタ３４０は、反射面３４１を有しており、ＬＥＤチップ３００から側方に出射された光を上方に向けて反射する。蛍光樹脂３５０は、上述した蛍光樹脂５００と同様の構成である。

このような変形例によっても、上述したＬＥＤ光源装置１０１と同様に、ｘ方向における輝度分布の均一化を図ることができる。また、本例から理解されるように、本発明に係るＬＥＤ光源装置においては、ＬＥＤチップを基板に直接搭載するChip On Board（ＣＯＢ）タイプの構成や、複数のＬＥＤモジュールを備える構成など、様々な構成を取りうる。

図１４は、本発明の第２実施形態に基づくＬＥＤ光源装置を示している。本実施形態のＬＥＤ光源装置１０２は、２つの位置決め凸部７５２が形成されている。２つの位置決め凸部７５２は、底部７３０に形成されており、ｚ方向上方に向けて凸状とされている。また、位置決め凸部７５２は、図９に示した位置決め凸部７５１と同様にｘ方向に延びるリブ状とされている。２つの位置決め凸部７５２は、ｙ方向に離間しており、互いに平行である。

このような実施形態によれば、２つの位置決め凸部７５２によって基板２００を底部７３０から離間させることができる。これにより、基板２００の図中左下および右下の角部が、底部７３０と側板部７２０との継ぎ目の曲面に干渉することをより確実に回避することができる。リブ状とされた２つの位置決め凸部７５２を平行に配置することにより、拡散カバー７００に対して基板２００を挿入する際に、２つの位置決め凸部７５２が基板２００をガイドする機能を果たす。これにより、ＬＥＤ光源装置１０２をより効率よく製造することができる。

図１５は、本発明の第３実施形態に基づくＬＥＤ光源装置を示している。本実施形態のＬＥＤ光源装置１０３は、拡散カバー７００に２つの位置決め凸部７５１と２つの位置決め凸部７５２との双方が形成されている。このような実施形態によれば、基板２００と拡散カバー７００の上述した曲面との干渉をより確実に回避することができる。

図１６は、本発明の第４実施形態に基づくＬＥＤ光源装置を示している。本実施形態のＬＥＤ光源装置１０４は、拡散カバー７００に２つずつの位置決め凸部７５１，７５２に加えて、２つの位置決め凸部７５３が形成されている。各位置決め凸部７５３は、区画凸部７４０からｚ方向下方に向かって凸となっている。位置決め凸部７５３は、ｘ方向に延びるリブ状とされており、拡散カバー７００の全長にわたって形成されている。

このような実施形態によれば、基板２００と拡散カバー７００の上述した曲面との干渉をより確実に回避することができる。ＬＥＤ光源装置１０１〜１０４を参照した説明から理解される通り、位置決め凸部７５１，７５２，７５３は、それぞれが独立して構成されたものであり、これらのいかなる組み合わせであっても本発明に係るＬＥＤ光源装置に含まれることはもちろんである。

図１７は、本発明の第５実施形態に基づくＬＥＤ光源装置を示している。本実施形態のＬＥＤ光源装置１０５は、基板２００に２つずつの位置決め凸部２７１，２７２が形成されている。２つずつの位置決め凸部２７１，２７２は、本発明で言う基板側位置決め凸部に相当する。２つの位置決め凸部２７１は、基板２００の裏面２０２に形成されており、各々がｚ方向下方に凸状である。２つの位置決め凸部２７２は、基板２００の表面２０１に形成されており、各々がｚ方向上方に凸状である。２つの位置決め凸部２７１は、拡散カバー７００の底部７３０に当接することが意図されている。２つの位置決め凸部２７２は、２つの区画凸部７４０に各別に当接することが意図されている。２つずつの位置決め凸部２７１，２７２は、ｘ方向に長く延びており、基板２００の全長にわたって形成されている。これとは異なり、位置決め凸部２７１，２７２をｘ方向において複数片に分離した構成としてもよい。２つずつ位置決め凸部２７１，２７２は、たとえば基板２００の所望部分に液状の樹脂材料を塗布し、これを硬化させることによって形成することができる。

このような実施形態によっても、基板２００と拡散カバー７００の上述した曲面との干渉をより確実に回避することができる。なお、上述した位置決め凸部７５１，７５２，７５３と本実施形態の位置決め凸部２７１，２７２とを適宜組み合わせた構成としてもよい。

図１８は、本発明の第６実施形態に基づくＬＥＤ光源装置を示している。本実施形態のＬＥＤ光源装置１０６は、拡散カバー７００に複数ずつの位置決め凸部７５４，７５５が形成されている。複数ずつの位置決め凸部７５４，７５５は、拡散カバー７００の外側から内側に向けて、たとえば十分に熱せられた金属ツールを押し当てることによって形成されており、ｘ方向において間隔をおいて配列されている。複数の位置決め凸部７５４は、２つの側板部７２０に形成されており、収容空間７０２への突出断面形状が、位置決め凸部７５１と類似している。複数の位置決め凸部７５５は、底部７３０に形成されており、収容空間７０２への突出断面形状が、位置決め凸部７５２と類似している。

このような実施形態によっても、基板２００と拡散カバー７００の上述した曲面との干渉を回避することができる。本実施形態から理解されるように、本発明で言う位置決め凸部は、拡散カバーの全長にわたって形成されるものに限定されず、拡散カバーの長手方向において部分的に、あるいは離散的に形成されたものであってもよい。

図１９は、本発明の第７実施形態に基づくＬＥＤ光源装置を示している。本実施形態のＬＥＤ光源装置１０７は、拡散カバー７００の底部７３０がｙ方向において分割されている点が、上述した実施形態と異なっている。これにより、拡散カバー７００のｙｚ平面における断面形状は、ｚ方向下方に開いた形状となっており、閉じた形状ではない。拡散カバー７００には、ＬＥＤ光源装置１０１と同様に、２つの位置決め凸部７５１が形成されている。

図２０に示すように、基板２００が拡散カバー７００に取り付けられていない状態（同図中における実線で示された状態）においては、２つの位置決め凸部７５１どうしのｙ方向における間隔は、基板２００の幅（ｙ方向寸法）よりも若干小とされている。ＬＥＤ光源装置１０７の製造においては、拡散カバー７００に基板２００を挿入すると、同図において想像線で示すように、基板２００が拡散カバー７００を押し広げながら進行する格好となる。これにより、ＬＥＤ光源装置１０７においては、拡散カバー７００が発揮する弾性力によって基板２００が挟まれた状態となる。

このような実施形態によれば、基板２００を拡散カバー７００に対してより確実に取り付けることができる。製造公差に起因して基板２００の幅にばらつきがあっても、このばらつきをあらかじめ考慮して拡散カバー７００の寸法を決定しておけば、拡散カバー７００によって基板２００を好適に保持することができる。なお、本実施形態においては、２つの位置決め凸部７５１を採用した構成を示しているが、上述した位置決め凸部７５２，７５３，７５４，７５５や基板側の位置決め凸部２７１，２７２を適宜採用してよいことはもちろんである。

また、ＬＥＤ光源装置１０７のように拡散カバー７００の底部７３０が分割されている形状の場合、ＬＥＤ光源装置１０１のような底部７３０が分割されていない形状に比べて、拡散カバー７００を押し出し成形により成形する際の成型性が安定する。特に、拡散ケース７００の形状がより複雑になることにより肉厚がさらに不均一になった場合に、底部７３０を分割した構造を採用することにより拡散カバー７００をより安定して成形することができる。

図２１は、本発明の第８実施形態に基づくＬＥＤ光源装置を示している。本実施形態のＬＥＤ光源装置１０８は、拡散カバー７００の断面形状が閉じていない点が上述したＬＥＤ光源装置１０７と共通するものの、拡散カバー７００の具体的な断面形状がＬＥＤ光源装置１０７における拡散カバー７００とは異なっている。本実施形態においては、拡散カバー７００は、２つずつの側板部７２０，７２１と２つの中板部７４１とを有している。拡散カバー７００のｙ方向片側には、１つの側板部７２０と１つの側板部７２１と、これらの間に介在する１つの中板部７４１が設けられている。側板部７２０，７２１は、いずれもｚｘ平面に平行であり、側板部７２０が側板部７２１に対してｙ方向内方に位置している。中板部７４１は、ｘｙ平面に平行な細板状であり、ｘ方向に長く延びている、このような構造をｙ方向両側に設けることにより、２つの側板部７２０間の距離は、２つの側板部７２１間の距離よりも小となっている。

このような実施形態によっても、ＬＥＤ光源装置１０７と同様に基板２００を拡散カバー７００に対してより確実に取り付けることができる。中板部７４１を設けることにより、拡散カバー７００のｙ方向に延びる軸周り、あるいはｚ方向に延びる軸周りの曲げ剛性を高めることが可能であり、拡散カバー７００の不当な変形を防止することができる。

図２２は、本発明の第９実施形態に基づくＬＥＤ光源装置を示している。本実施形態のＬＥＤ光源装置１０９は、基板２００の構成が上述した実施形態と異なっている。なお、図２２〜図３２は、基板２００の構成例を示すものであり、これらの図に示された基板２００は、ＬＥＤ光源装置１０１〜１０８に示された拡散カバー７００の構成あるいはこれらの部分的な組み合わせと、適宜組み合わせることができる。

本実施形態の基板２００は、２つの短手方向膨出部２５０を有している。短手方向膨出部２５０は、基板２００のｙ方向端においてｙ方向外方に膨出している。本実施形態の短手方向膨出部２５０は、２つの斜面２５１を有している。一方の斜面２５１は表面２０１に繋がっており、他方の斜面２５１は裏面２０２に繋がっている。図２３に示すように、２つの短手方向膨出部２５０は、典型的には、基板２００のｘ方向全長にわたって形成されている。

このような実施形態によれば、基板２００と上述した拡散カバー７００の曲面との干渉をより確実に回避することができる。たとえば、ある基板材料を分割することにより複数の基板２００を形成する場合、この基板材料の表裏面に断面三角形状の複数の溝を形成する。そして、この溝に沿ってこの基板材料を分割することにより、複数の基板２００（基材２１０）を得る。このような手法によれば、２つの斜面２５１を有する短手方向膨出部２５０を適切に形成することができる。

なお、図２４に示すように、短手方向膨出部２５０は、基板２００のｘ方向端部付近にのみ形成されていてもよい。これは、図２５〜図２７に示す構成においても同様である。このような構成であっても、基板２００を拡散カバー７００に挿入する際に、基板２００のｘ方向一端における角部が拡散カバー７００の曲面に干渉することを回避することができる。基板２００の一部を拡散カバー７００に挿入できれば、その後は短手方向膨出部２５０が形成されていない部分であっても、拡散カバー７００に比較的スムーズに挿入可能である。

図２５は、本発明の第１０実施形態に基づくＬＥＤ光源装置を示している。本実施形態のＬＥＤ光源装置１１０においては、基板２００の短手方向膨出部２５０の形状が上述した実施形態と異なっている。本実施形態においては、各短手方向膨出部２５０は、２つの斜面２５１と側面２５２とを有している。側面２５２は、２つの斜面２５１の間に介在しており、ｙ方向を向いている。このような実施形態によっても、基板２００と上述した拡散カバー７００の曲面との干渉をより確実に回避することができる。

図２６は、本発明の第１１実施形態に基づくＬＥＤ光源装置を示している。本実施形態のＬＥＤ光源装置１１１においては、各短手方向膨出部２５０が断面円弧形状とされている。このような実施形態によっても、基板２００と上述した拡散カバー７００の曲面との干渉をより確実に回避することができる。

図２７は、本発明の第１２実施形態に基づくＬＥＤ光源装置を示している。本実施形態のＬＥＤ光源装置１１２においては、側面２５２のｚ方向寸法が基板２００（基材２１０）の厚さ（ｚ方向寸法）よりも小とされており、側面２５２が基板２００（基材２１０）のｚ方向中央に配置されている。側面２５２と表面２０１との間、また側面２５２と裏面２０２との間には、断面矩形状の段差部が形成されている。このような実施形態によっても、基板２００と上述した拡散カバー７００の曲面との干渉をより確実に回避することができる。

図２８〜図３２は、基板２００（基材２１０）のｘ方向端部に長手方向膨出部２６０が形成された構成を示している。長手方向膨出部２６０は、ｘ方向外方に膨出している。以下に説明する長手方向膨出部２６０と上述した短手方向膨出部２５０とは、適宜組み合わせて採用することができる。

図２８および図２９に示された例においては、長手方向膨出部２６０は、２つの斜面２６１を有している。一方の斜面２６１は表面２０１に繋がっており、他方の斜面２６１は裏面２０２に繋がっている。このような２つの斜面２６１は、上述した斜面２５１と同様に基板材料を分割することにより基材２１０を形成する過程で形成することができる。

このような実施形態によれば、基板２００を拡散カバー７００へとよりスムーズに挿入することができる。とくに、基板２００の製造公差が比較的大きい場合や、拡散カバー７００の収容空間７０２を大きく設定することが困難な場合に、基板２００が拡散カバー７００へと挿入不可能となる事態を回避することができる。

図３０は、長手方向膨出部２６０の他の例を示している。本例においては、長手方向膨出部２６０は、２つの斜面２６１と端面２６２とを有している。端面２６２は、２つの斜面２６１の間に介在しており、ｘ方向を向いている。このような実施形態によっても基板２００を拡散カバー７００へとよりスムーズに挿入することができる。

図３１は、長手方向膨出部２６０の他の例を示している。本例においては、長手方向膨出部２６０は、断面円弧形状とされている。このような実施形態によっても基板２００を拡散カバー７００へとよりスムーズに挿入することができる。

図３２は、長手方向膨出部２６０の他の例を示している。本例においては、長手方向膨出部２６０は、２つの斜面２６１と２つの傾斜側面２６５とを有している。なお、２つの斜面２６１を有することに代えて、図３０または図３１に示された形状を採用してもよい。２つの傾斜側面２６５は、基材２１０のｙ方向両側に配置されており、基材２１０のｘ方向端部付近に形成されている。２つの傾斜側面２６５が形成されていることにより、本例の長手方向膨出部２６０は、ｘ方向端部に向かうほどｙ方向寸法が小となる形状とされている。

このような実施形態によっても基板２００を拡散カバー７００へとよりスムーズに挿入することができる。とくに、拡散カバー７００に位置決め凸部７５１が形成されている場合に、傾斜側面２６５を有する構成は有効である。なお、傾斜側面２６５は、上述した基板材料の分割工程で形成することが困難であり、たとえば基板材料を分割した後に、個々の基材２１０に対して切削加工を施すことなどによって形成される。

図３３は、本発明の第１３実施形態に基づくＬＥＤ光源装置を示している。本実施形態のＬＥＤ光源装置１１３においては、基板２００に位置決め凹部２８０が形成されており、拡散カバー７００に位置決め凸部７５６が形成されている。位置決め凸部７５６は、たとえば十分に熱せられた金属ツールを押し当てることによって形成されており、ｚ方向視円形状の小突起である。位置決め凹部２８０は、基板２００の基材２１０にたとえば切削加工を施すことなどによって形成されており、ｚ方向視円形状である。位置決め凸部７５６は、位置決め凹部２８０内に進入している。位置決め凸部７５６および位置決め凹部２８０は、たとえば基材２１０および拡散カバー７００のｘ方向一端付近部分に形成されている。このような実施形態によれば、基板２００を拡散カバー７００に対してｘ方向において確実に位置決めし、かつ基板２００と拡散カバー７００とを確実に固定することができる。

本発明に係るＬＥＤ光源装置は、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係るＬＥＤ好転装置の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。

ｘ （長手）方向
ｙ （短手）方向
１０１〜 １１３ ＬＥＤ光源装置
２００ 基板
２０１ 表面
２０２ 裏面
２０３ 側面
２１０ 基材
２２０ 配線パターン
２３０ レジスト層
２５０ 短手方向膨出部
２５１ 斜面
２５２ 側面
２６０ 長手方向膨出部
２６１ 斜面
２６２ 端面
２６５ 傾斜側面
２７１，２７２ （基板側）位置決め凸部
２８０ 位置決め凹部
３００ ＬＥＤチップ
３０１ ＬＥＤチップグループ
３０５ ＬＥＤモジュール
３１０ ツェナーダイオード
３２０ 抵抗器
３３０ リード
３４０ リフレクタ
３５０ 蛍光樹脂
４００ リフレクタ
４１０ 反射面
４２０ 中間リブ
４３０ 端部リブ
４４０ 追加リブ
４９０ 接着剤
５００ 蛍光樹脂
７００ 拡散カバー
７０１ 拡散促進空間
７０２ 収容空間
７１０ 天板部
７２０ 側板部
７３０ 底部
７４０ 区画凸部
７５１，７５２，７５３，７５４，７５５，７５６ 位置決め凸部

Claims (37)

1. 表面および裏面を有する細長状の基板と、
   上記基板の上記表面に支持された複数のＬＥＤチップと、
   上記複数のＬＥＤチップに対して上記基板とは反対側に位置する部分を有し、上記複数のＬＥＤチップからの光を拡散させつつ透過させる拡散カバーと、を備え、
   上記拡散カバーは、上記基板の長手方向における少なくとも一部を、上記基板の厚さ方向全域において収容する収容空間を有することを特徴とする、ＬＥＤ光源装置。
2. 上記拡散カバーは、上記基板の厚さ方向における上記収容空間の上記裏面側端を規定する底部を有する、請求項１に記載のＬＥＤ光源装置。
3. 上記拡散カバーは、上記収容空間内に向かって凸状である１以上の位置決め凸部を有する、請求項２に記載のＬＥＤ光源装置。
4. 上記１以上の位置決め凸部は、上記基板の短手方向に向かって凸状であるものを含む、請求項３に記載のＬＥＤ光源装置。
5. 上記拡散カバーは、上記基板を挟んで上記基板の短手方向両側に位置し、上記基板の短手方向に向かって凸状である２つの上記位置決め凸部を有する、請求項４に記載のＬＥＤ光源装置。
6. 上記１以上の位置決め凸部は、上記底部に設けられているものを含む、請求項３ないし５のいずれかに記載のＬＥＤ光源装置。
7. 上記１以上の位置決め凸部は、上記基板の長手方向に延びるリブ状のものを含む、請求項３ないし６のいずれかに記載のＬＥＤ光源装置。
8. 上記拡散カバーは、上記基板の短手方向に離間して平行に配置されている２つの上記位置決め凸部を有する、請求項３ないし７のいずれかに記載のＬＥＤ光源装置。
9. 上記拡散カバーは、上記基板の長手方向に離間配置された複数の上記位置決め凸部を有する、請求項３ないし８のいずれかに記載のＬＥＤ光源装置。
10. 上記拡散カバーは、上記基板の厚さ方向における上記収容空間の上記表面側端を規定する１以上の区画凸部を有する、請求項３ないし９のいずれかに記載のＬＥＤ光源装置。
11. 上記拡散カバーは、上記基板の短手方向両側に離間配置された２つの上記区画凸部を有する、請求項１０に記載のＬＥＤ光源装置。
12. 上記２つの区画凸部間の隙間は、上記基板の短手方向寸法よりも小である、請求項１１に記載のＬＥＤ光源装置。
13. 上記２つの区画凸部は、上記基板の厚さ方向における位置が一致している、請求項１２に記載のＬＥＤ光源装置。
14. 上記各区画凸部は、上記基板の長手方向に延びるリブ状である、請求項１３に記載のＬＥＤ光源装置。
15. 上記複数のＬＥＤチップは、上記基板の短手方向において上記２つの区画凸部に挟まれた位置に設けられている、請求項１４に記載のＬＥＤ光源装置。
16. 上記複数のＬＥＤチップは、上記基板の厚さ方向における位置が上記区画凸部と重なる、請求項１５に記載のＬＥＤ光源装置。
17. 上記１以上の位置決め凸部は、上記区画凸部から厚さ方向に突出しているものを含む、請求項１０ないし１６のいずれかに記載のＬＥＤ光源装置。
18. 上記底部は、上記基板の短手方向において繋がっている、請求項２ないし１７のいずれかに記載のＬＥＤ光源装置。
19. 上記底部は、上記基板の短手方向において分割されている、請求項２ないし１７のいずれかに記載のＬＥＤ光源装置。
20. 上記基板を取り外した場合の上記収容空間の上記基板の短手方向における寸法は、上記基板の短手方向寸法よりも小である、請求項１９に記載のＬＥＤ光源装置。
21. 上記基板は、上記拡散カバーの内面に向かって凸状である基板側位置決め凸部を有する、請求項１ないし２０のいずれかに記載のＬＥＤ光源装置。
22. 上記拡散カバーは、上記基板とは反対側に位置する部分と上記区画凸部との間に、上記ＬＥＤチップからの光の拡散を促進するための拡散促進空間を有する、請求項１０ないし２０のいずれかに記載のＬＥＤ光源装置。
23. 上記拡散カバーは、樹脂からなり、かつ押出成形によって形成されている、請求項１ないし２２のいずれかに記載のＬＥＤ光源装置。
24. 上記基板は、上記表面および上記裏面の間に位置し、上記基板の短手方向に膨出する１以上の短手方向膨出部を有する、請求項１ないし２３のいずれかに記載のＬＥＤ光源装置。
25. 上記基板は、短手方向両側に配置された２つの上記短手方向膨出部を有する、請求項２４に記載のＬＥＤ光源装置。
26. 上記短手方向膨出部は、上記基板の長手方向全域に形成されている、請求項２４または２５に記載のＬＥＤ光源装置。
27. 上記短手方向膨出部は、上記基板の長手方向端に部分的に形成されている、請求項２４または２５に記載のＬＥＤ光源装置。
28. 上記短手方向膨出部は、上記表面側および上記裏面側に位置する２つの斜面を有する、請求項２４ないし２７のいずれかに記載のＬＥＤ光源装置。
29. 上記短手方向膨出部は、上記２つの斜面の間に介在し、上記基板の短手方向を向く側面を有する、請求項２８に記載のＬＥＤ光源装置。
30. 上記短手方向膨出部は、上記基板の長手方向視において円弧形状とされている、請求項２４ないし２７のいずれかに記載のＬＥＤ光源装置。
31. 上記基板は、上記表面および上記裏面の間に位置し、上記基板の長手方向に膨出する１以上の長手方向膨出部を有する、請求項１ないし３０のいずれかに記載のＬＥＤ光源装置。
32. 上記長手方向膨出部は、上記表面側および上記裏面側に位置する２つの斜面を有する、請求項３１に記載のＬＥＤ光源装置。
33. 上記長手方向膨出部は、上記２つの斜面の間に介在し、上記基板の長手方向を向く端面を有する、請求項３２に記載のＬＥＤ光源装置。
34. 上記長手方向膨出部は、上記基板の短手方向視において円弧形状とされている、請求項３１に記載のＬＥＤ光源装置。
35. 上記長手方向膨出部は、上記基板の長手方向端に向かうほど上記基板の短手方向寸法が小となる形状とされている、請求項３１ないし３４のいずれかに記載のＬＥＤ光源装置。
36. 上記複数のＬＥＤチップは、上記基板に直接搭載されている、請求項１ないし３５のいずれかに記載のＬＥＤ光源装置。
37. 各々が上記ＬＥＤチップおよび実装端子を備え、かつ上記基板に実装された複数のＬＥＤモジュールを備える、請求項１ないし３５のいずれかに記載のＬＥＤ光源装置。

Images