JP2018107333A - 発光装置、及びその発光装置を備える光照射装置 - Google Patents

発光装置、及びその発光装置を備える光照射装置 Download PDF

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Abstract

【課題】複数のシリンドリカルレンズ部の並列方向における発光装置の光強度分布曲線の傾きを緩やかに変化させる。【解決手段】基板２と、基板２上に載置され、３列以上の発光素子列６を形成する複数の発光素子１と、発光素子列６上にそれぞれ配置されるように、３列以上のシリンドリカルレンズ部１０が並列された透光性部材３と、を備え、複数のシリンドリカルレンズ部１０は、横断面視において上面側に湾曲部１０ａを有する中央凸形状であって、複数のシリンドリカルレンズ部１０の頂部の高さが略等しく形成され、複数のシリンドリカルレンズ部１０の並列方向において、少なくとも両端の列に設けられた第１シリンドリカルレンズ部１１と、第１シリンドリカルレンズ部１１よりも内側の列に設けられた第２シリンドリカルレンズ部１２とを備え、第２シリンドリカルレンズ部１２の曲率半径は、第１シリンドリカルレンズ部１１の曲率半径よりも小さい。【選択図】図３

Description

本発明は、発光装置、及びその発光装置を備える光照射装置に関する。
発光ダイオード（Light Emitting Diode：以下「ＬＥＤ」ともいう。）を発光素子として用いたＣＯＢ（Chip On Board）タイプの発光装置が知られている。例えば、基板上に載置された複数の発光素子と、半円柱状のシリンドリカルレンズが複数連なってなる透光性の封止部材と、を有し、複数の発光素子からなる発光素子列上に、半円柱状のシリンドリカルレンズ部がそれぞれ配置されるように設けられた発光装置が知られている。
このような発光装置は、例えば、紫外線領域の光を発する発光素子が実装され、樹脂硬化や印刷用の光照射装置として使用されることがある。この種の光照射装置では、一般的に、均一な強い紫外光をインクや樹脂等の被照射物に対して当てて硬化させている。以降、紫外線領域の光を紫外光と記載することがある。
特開昭６３−２７６２８７号公報
しかしながら、上記のようにインクや樹脂等に急に強い紫外光が当たると、その表面のみが硬化して内部まで十分に硬化できない場合がある。
本発明の実施形態は、シリンドリカルレンズ部が複数並列された透光性部材を有する発光装置において、シリンドリカルレンズ部の並列方向における発光装置の光強度分布曲線の傾きが緩やかに変化する構成とすることを目的とする。また、被照射物に照射される光の強度を緩やかに変化させることが可能な光照射装置を提供することを目的とする。
本発明の実施形態にかかる発光装置は、基板と、前記基板上に載置され、３列以上の発光素子列を形成する複数の発光素子と、前記発光素子列上にそれぞれ配置されるように、３列以上のシリンドリカルレンズ部が並列された透光性部材と、を備え、前記複数のシリンドリカルレンズ部は、横断面視において上面側に湾曲部を有する中央凸形状であって、前記複数のシリンドリカルレンズ部の頂部の高さが略等しく形成され、前記複数のシリンドリカルレンズ部の並列方向において、少なくとも両端の列に設けられた第１シリンドリカルレンズ部と、前記第１シリンドリカルレンズ部よりも内側の列に設けられた第２シリンドリカルレンズ部と、を備え、前記第２シリンドリカルレンズ部の曲率半径は、前記第１シリンドリカルレンズ部の曲率半径よりも小さい。
本発明の実施形態にかかる光照射装置は、前記発光装置を複数備え、複数の前記発光装置の出射光を被照射物に照射する光照射装置であって、前記発光装置は、前記複数のシリンドリカルレンズ部の並列方向と同じ方向に並設されており、複数の前記発光装置の被照射物に対する相対的な移動方向が、前記複数のシリンドリカルレンズ部の並列方向と同じである。
上記構成の発光装置によれば、シリンドリカルレンズ部が複数並列された透光性部材を有する発光装置において、複数のシリンドリカルレンズ部の並列方向における発光装置の光強度分布曲線の傾きを緩やかに変化させることができる。また、上記構成の光照射装置によれば、被照射物に照射される光の強度を緩やかに変化させて、被照射物に対して急に強い光が当たるのを抑制できる。
実施形態１に係る発光装置を示す概略斜視図である。 図１に示される発光装置の複数の発光素子の配列を示す概略平面図である。 図１に示される発光装置のＩＩＩ−ＩＩＩ線における概略断面図である。 図３に示される概略断面図における発光装置の光強度分布曲線を示す図である。 図３に示される発光装置のＶ−Ｖ線における一部拡大概略断面図である。 実施形態２に係る発光装置の概略断面図である。 図６に示す発光装置の要部拡大断面図である。 実施形態３に係る発光装置の概略断面図である。 実施形態４に係る発光装置の概略断面図である。 実施形態５に係る発光装置の概略断面図である。 実施形態６に係る発光装置の概略断面図である。 実施形態７に係る発光装置の概略断面図である。 実施形態８に係る発光装置の概略断面図である。 発光装置を備える光照射装置の概略構成図である。
以下、実施形態に係る発光装置及びその発光装置を備える光照射装置について、図面を参照しながら説明する。なお、各図面が示す部材の寸法、形状、位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。更に以下の説明において、同一の名称、符号については、原則として同一もしくは同質の部材を示しており、詳細な説明を適宜省略する。以下に記載される実施形態は、各構成等を適宜組み合わせて適用できる。
（実施形態１）
実施形態１に係る発光装置１００を、図１〜図５に示す。図１は、実施形態１に係る発光装置を示す概略斜視図である。図２は、図１に示される発光装置の複数の発光素子の配列を示す概略平面図である。図３は、図１に示される発光装置のＩＩＩ−ＩＩＩ線における概略断面図である。図４は、図３に示される概略断面図における発光装置の光強度分布曲線を示す図である。図５は、図３に示される発光装置のＶ−Ｖ線における一部拡大概略断面図である。
発光装置１００は、基板２と、基板２上に載置され、３列以上の発光素子列６を形成する複数の発光素子１と、発光素子列６上にそれぞれ配置されるように、３列以上のシリンドリカルレンズ部１０が並列された透光性部材３と、を備えている。発光装置１００では、基板２上に６列の発光素子列６が所定の間隔で設けられており、該発光素子列６上にそれぞれ配置されるように、６列のシリンドリカルレンズ部１０が並列された透光性部材３が設けられている。
複数のシリンドリカルレンズ部１０は、その並列方向において、少なくとも両端の列に設けられた第１シリンドリカルレンズ部１１と、第１シリンドリカルレンズ部１１よりも内側の列に設けられた第２シリンドリカルレンズ部１２とを有する。第１シリンドリカルレンズ部１１と第２シリンドリカルレンズ部１２は、横断面形状が異なる構造であって、第２シリンドリカルレンズ部１２の上面側の湾曲部１２ａの曲率半径を、第１シリンドリカルレンズ部１１の上面側の湾曲部１１ａ、１１ｂの曲率半径よりも小さくしている。第１シリンドリカルレンズ部１１は、中央部より外側の第１シリンドリカルレンズ部１１Ａとさらに外側の第１シリンドリカルレンズ部１１Ｂとを有する。第１シリンドリカルレンズ部１１Ｂの上面側の湾曲部１１ｂ、第１シリンドリカルレンズ部１１Ａの上面側の湾曲部１１ａ、第２シリンドリカルレンズ部１２Ａの上面側の湾曲部１２ａの順に曲率半径が小さくなっている。
複数のシリンドリカルレンズ部１０は、横断面視において上面側に第１シリンドリカルレンズ部１１の湾曲部１１ａ、１１ｂ、第２シリンドリカルレンズ部１２の湾曲部１２ａを有する中央凸形状であって、全てのシリンドリカルレンズ部１０の頂部の高さ（ｈ）を略等しくしている。なお、本明細書において、全てのシリンドリカルレンズ部１０の頂部の高さ（ｈ）を略等しくするとは、透光性部材の高さ（ｈ）の全長に対して１／５の差、又は、シリンドリカルレンズ部の頂部の高さ（ｈ）の差が０．２〜１．０ｍｍ以下の微小なものを含むものとする。また、本明細書において、シリンドリカルレンズ部１０の横断面とは、平面視でシリンドリカルレンズ部の延伸方向に垂直な方向における垂直断面を意味するものとする。シリンドリカルレンズ部１０の高さ（ｈ）に対して幅（ａ）は０．２〜２．０倍、好ましくは０．２５〜１．５倍、より好ましくは０．３〜１．０倍である。
ここでは、複数のシリンドリカルレンズ部１０の並列方向における両端の列及び両端の列に隣接する内側の列の計４列が第１シリンドリカルレンズ部１１であり、第１シリンドリカルレンズ部１１よりも内側の列に設けられた中央部の２列であって、湾曲部１２ａの曲率半径が外側の第１シリンドリカルレンズ部１１の湾曲部１１ａ、１１ｂの曲率半径よりも小さい２列が第２シリンドリカルレンズ部１２である。このような形状の透光性部材３を有することで、頂部の湾曲部の曲率半径が等しいシリンドリカルレンズ部が複数並列された形状の透光性部材を有する発光装置と比べて、並列方向の中央部の列における集光作用を高めて、複数のシリンドリカルレンズ部の並列方向における光強度分布曲線の傾きを緩やかに変化させることができる。言い換えると 頂部の湾曲部の曲率半径が等しいシリンドリカルレンズ部が複数並列された形状の透光性部材を有する発光装置では、両端のシリンドリカルレンズ部が被照射物に対して急に強い光を当てるようになってしまったり、両端のシリンドリカルレンズ部の光強度を抑えた場合は中央部のシリンドリカルレンズ部が被照射物に対して光の強度が不足してしまったりする。それに対し、発光装置１００のように第２シリンドリカルレンズ部１２の曲率と第１シリンドリカルレンズ部１１の曲率とを変えることによって、光の強度は落とさずに、かつ、被照射物に対して急な強い光を当てることもない。
以下、発光装置１００の構成部材について詳述する。
（透光性部材３）
透光性部材３は、基板２上に配置された複数の発光素子１を封止する。透光性部材３は、発光素子１を外部の埃や応力から保護するとともに、所望の配光特性の発光装置となるように配光を調整する。透光性部材３は、３列以上のシリンドリカルレンズ部１０がその下端側（基板側）の連結部１３によって連結された形状であり、隣接するシリンドリカルレンズ部１０の間には谷間７が形成されている。複数のシリンドリカルレンズ部１０は、平面視でその延伸方向に垂直な方向に並列されている。このように、アレイ状の複数のシリンドリカルレンズ部１０がそれらを連結する連結部１３によって一体に設けられていることで、複数のシリンドリカルレンズ部１０どうしが離間して設けられる場合に比べて、発光装置の光強度分布曲線を比較的滑らかな曲線とすることができる。なお、透光性部材は、複数のシリンドリカルレンズ部の他、シリンドリカルレンズ部の下端部から外側へ広がる鍔部を有していてもよい。
シリンドリカルレンズ部１０は、上面であるシリンドリカル面と、下面である平坦面とで構成される平凸タイプのレンズを有する。シリンドリカルレンズ部１０は、横断面形状が中央凸の略半楕円形状又は略半円形状である。シリンドリカルレンズ部１０は、その横断面形状を、楕円を短径方向にカットした略半楕円形状としており、楕円の長径方向がシリンドリカルレンズ部１０の高さ（ｈ）となるように発光素子１の光軸の方向と一致するように設けられている。複数のシリンドリカルレンズ部１０は、横断面視における断面形状を、各シリンドリカルレンズ部１０と対向する発光素子１の光軸を基準としてそれぞれ左右対称としている。
透光性部材３は、各々のシリンドリカルレンズ部１０が、複数の発光素子１が配列されてなる発光素子列６上にそれぞれ配置されるように、基板２上に設けられる。発光素子列６が基板２上に少なくとも３列以上設けられ、シリンドリカルレンズ部１０も少なくとも３列以上設けられる。シリンドリカルレンズ部１０は、中央凸であるその頂部が発光素子１の発光面の略中心上に位置するように配置される。
透光性部材３は、複数のシリンドリカルレンズ部１０の高さ（ｈ）を等しくするが、複数の発光素子１の出射光を透過させて所望の配光を得るために、横断面形状の異なるシリンドリカルレンズ部１０、すなわち、第１シリンドリカルレンズ部１１と第２シリンドリカルレンズ部１２とを備えている。透光性部材３では、第１シリンドリカルレンズ部１１は、複数のシリンドリカルレンズ部１０のうち、少なくとも両端の列を含んでおり、第２シリンドリカルレンズ部１２は、第１シリンドリカルレンズ部１１の内側の列に設けられている。第２シリンドリカルレンズ部１２の上面側の湾曲部１２ａは、第１シリンドリカルレンズ部１１の上面側の湾曲部１１ａ、１１ｂよりも、曲率半径が小さくなるように形成されている。第２シリンドリカルレンズ部１２は、上面側の湾曲部１２ａの曲率半径が小さくなることによる集光作用により、第１シリンドリカルレンズ部１１の上面側の湾曲部１１ａ、１１ｂよりも出射光の指向性が高くなる。
上面側を中央凸の湾曲面とするシリンドリカルレンズ部１０は、湾曲部１１ａ、１１ｂ、１２ａの曲率半径を調整することで、発光素子１からの出射光の指向性を調整できる。横断面形状が略半楕円形のシリンドリカルレンズ部１０の高さ（ｈ）を変えずに、下面側の幅（ａ）を小さくすることで、第２シリンドリカルレンズ部１２の曲率半径を第１シリンドリカルレンズ部１１よりも小さくしている。すなわち、複数のシリンドリカルレンズ部１０の高さ（ｈ）を等しくして、下面側を異なる幅（ａ）とすることにより、湾曲部１１ａ、１１ｂ、１２ａの曲率半径を変化させている。とくに、透光性部材３において、第２シリンドリカルレンズ部１２Ａの幅（ａ１）が第１シリンドリカルレンズ部１１Ａ、１１Ｂの幅（ａ２、ａ３）よりも小さく、複数のシリンドリカルレンズ部１０において第２シリンドリカルレンズ部１２Ａの幅（ａ１）が最も小さくなっている。このように、複数のシリンドリカルレンズ部１０を並列してなる透光性部材３は、中央部に配置される第２シリンドリカルレンズ部１２Ａの幅（ａ１）を最も小さくすることで、上面側の湾曲部１２ａの曲率半径を最も小さくして、中央部における出射光の指向性を高くできる。
第２シリンドリカルレンズ部１２は、複数のシリンドリカルレンズ部１０の並列方向において、中央部に設けられることが好ましい。「中央部」とは、複数のシリンドリカルレンズ部１０の並列方向における全長を１００とし、一端側を０、他端側を１００として表すと、中央寄りの２０〜８０、より好ましくは４０〜６０の領域のことを指す。より具体的には、シリンドリカルレンズ部１０が３列である場合は、「中央部」はその中央列であり、５列以上の奇数列である場合の「中央部」は、中央列に加えて、その両隣のうち少なくとも一つの列を含む列とすることができる。また、シリンドリカルレンズ部１０が４列である場合の「中央部」は、中央に位置する谷間を形成する２列であり、６列以上の偶数列である場合の「中央部」は、中央に位置する谷間を形成する２列に加えて、その両隣の少なくとも一つの列を含む列とすることができる。このような範囲に、前述のような指向性の高い第２シリンドリカルレンズ部１２を設けることで、光強度分布曲線の中央部において光強度が高い発光装置１００とすることができる。なお、「複数のシリンドリカルレンズ部１０の中央」とは、シリンドリカルレンズ部１０が３列以上の奇数列である場合は、複数のシリンドリカルレンズ部１０の並列方向における中央（真ん中）に位置する列であり、シリンドリカルレンズ部１０が３列以上の偶数列である場合は、複数のシリンドリカルレンズ部１０の並列方向における中央（真ん中）に位置する谷間７を指す。
透光性部材３は、６列のシリンドリカルレンズ部１０の両端の列及び両端の列に隣接する列の計４列が第１シリンドリカルレンズ部１１であり、それらの内側の２列、すなわち複数のシリンドリカルレンズ部１０の中央の谷間７を形成する２列が第２シリンドリカルレンズ部１２である。複数のシリンドリカルレンズ部１０は、第２シリンドリカルレンズ部１２の上面側の湾曲部１２ａの曲率半径を最も小さくしている。
透光性部材３は、第２シリンドリカルレンズ部１２Ａの幅（ａ１）が最も小さく、両端の第１シリンドリカルレンズ部１１Ｂの幅（ａ３）が最も大きい。また、第２シリンドリカルレンズ部１２Ａから外側に向かって幅（ａ）が次第に大きくなるように、第１シリンドリカルレンズ部１１Ａ、１１Ｂの幅（ａ２、ａ３）が設定されている。第１シリンドリカルレンズ部１１及び第２シリンドリカルレンズ部１２の幅（ａ）は、所望の配光特性、発光素子１の寸法や発光素子列６の間隔等によって適宜設定することができる。第１シリンドリカルレンズ部１１及び第２シリンドリカルレンズ部１２は、例えば、高さ（ｈ）を１．０ｍｍ〜４．０ｍｍとし、幅（ａ）を２．０〜１０．０ｍｍとすることが好ましく、６列のシリンドリカルレンズ部１０全体の幅は１０〜６０ｍｍであることが好ましい。
複数のシリンドリカルレンズ部１０の幅（ａ）を、第２シリンドリカルレンズ部１２から外側に向かって次第に、１．１〜２．０倍、好ましくは１．２〜１．５倍の範囲で大きく設定することができる。具体的には、第１シリンドリカルレンズ部１１Ａの幅（ａ２）を第２シリンドリカルレンズ部１２Ａの幅（ａ１）よりも１．１〜２．０倍、好ましくは１．２〜１．５倍で大きく設定し、第１シリンドリカルレンズ部１１Ｂの幅（ａ３）を第１シリンドリカルレンズ部１１Ａの幅（ａ２）よりも１．１〜２．０倍、好ましくは１．２〜１．５倍で大きく設定することができる。このような構成とすることで、横断面形状の等しいシリンドリカルレンズ部が複数並列された形状の透光性部材を有する従来の発光装置の光強度分布曲線と比べて、光強度分布曲線の傾きが緩やかに変化し、その中央部付近で光強度が高くなる発光装置１００とすることができる。
図４に示されるグラフは、実施形態１の発光装置の光強度分布曲線を実線で、参考例の発光装置の光強度分布曲線を鎖線でそれぞれ示している。図４において実線で示されるグラフは、平面視１．４ｍｍ×１．４ｍｍ、厚さ０．３ｍｍの発光素子１を用い、横断面形状を略半楕円形状とする各シリンドリカルレンズ部１０の高さ（ｈ）が３．０ｍｍであり、第２シリンドリカルレンズ部１２Ａの幅（ａ１）に対して、第１シリンドリカルレンズ部１１Ａの幅（ａ２）が１．２５倍、第１シリンドリカルレンズ部１１Ａの幅（ａ２）に対して第１シリンドリカルレンズ部１１Ｂの幅（ａ３）が１．２倍である透光性部材３を有する発光装置１００の光強度分布曲線を示す。また、図４において鎖線で示されるグラフは、参考例として、複数のシリンドリカルレンズ部の横断面形状を全て等しく、すなわち、各シリンドリカルレンズ部１０の高さ（ｈ）と幅（ａ）を等しくして、曲率半径を全て等しくしてなる発光装置の光強度分布曲線を示す。この図に示されるように、参考例の発光装置においては、複数のシリンドリカルレンズ部の並列方向における両端部で光強度分布曲線が急激に立ち上がり、両端部から中央部にかけて光強度がほぼ均一でフラットになる曲線が得られるのに対し、実施形態１の発光装置では、複数のシリンドリカルレンズ部の並列方向における両端から中央部に向かって光強度が緩やかに増加し、その中央部付近で光強度がピークとなる曲線が得られる。
さらに、複数のシリンドリカルレンズ部１０で構成される透光性部材３の横断面形状は、その並列方向における中央谷間７を基準として、左右対称になっている。すなわち、中央部に設けられる２列の第２シリンドリカルレンズ部１２Ａの幅（ａ１）は略等しく、第２シリンドリカルレンズ部１２Ａの両隣に設けられる左右２列の第１シリンドリカルレンズ部１１Ａの幅（ａ２）は略等しく、さらにその両外側の列、すなわち両端の列に設けられる左右２列の第１シリンドリカルレンズ部１１Ｂの幅（ａ３）は略等しい。このように、複数のシリンドリカルレンズ部１０の幅（ａ）がその並列方向における中央を基準として左右対称であると、シリンドリカルレンズ部１０の並列方向における発光装置１００の光強度分布曲線を左右対称とすることができる。これにより、発光装置１００を基板等に固定して光照射装置を構成する際には、発光装置１００を左右の方向性なく能率良く配置して組み立てできる。なお、透光性部材は、複数のシリンドリカルレンズ部１０の幅（ａ）を、その並列方向の中央を基準として左右非対称にして所望の配光を実現してもよい。
透光性部材３の材料としては、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂等の樹脂、ガラス等を用いることができる。樹脂としては、例えば、耐久性、成形のしやすさ等の観点から、シリコーン樹脂等を使用することができる。透光性部材３は、圧縮成形、トランスファ成形、キャスティング成形等で設けることができ、例えば、複数の発光素子１が載置された基板２の上面を、複数のシリンドリカルレンズ部１０を形成可能な凹部を備えた金型で型閉すると共に、基板と金型とで形成された空間に液状の材料を注入した後、硬化させることで成形することができる。その他、粘度等の条件を調整することで、各発光素子列上に樹脂等の材料をライン状に描画して硬化することで形成してもよい。
ここで、基板２表面の凹凸状態や、注入する際の樹脂の粘度、温度、注入圧等を調整することで、透光性部材３にボイドが発生することを防止できる。基板２上の複数の発光素子１間に十分な間隔を確保しておくことで、注入される透光性部材３の流動性を向上させてボイドの発生を抑制することができる。また、透光性部材３を注入する前工程として、発光素子１が実装された基板２上を有機溶剤等で濡らすことによっても、成形時における透光性部材３の流動性を向上させることができる。有機溶剤としては、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）等を用いることができる。
（発光素子１）
発光素子１は、発光ダイオード等の半導体発光素子を用いることが好ましい。このような半導体発光素子としては、窒化物半導体等を形成させたものが好適に用いられる。発光素子１は、少なくとも発光層を含む半導体層と、正負の電極と、を有する。例えば、発光層の材料として、ＩｎXＡｌYＧａ1-X-YＮ（０≦Ｘ≦１、０≦Ｙ≦１、Ｘ＋Ｙ≦１）等が利用できる。本実施形態では、発光素子として紫外光から赤外光まで種々の発光波長のものを選択することができるが、特に紫外光を発するものを使用することができる。ここで、紫外光とは、発光波長４００ｎｍ以下のものを指し、特に、発光波長３３０ｎｍ〜３８０ｎｍの近紫外と言われる領域の光を発するものを好適に用いることができる。
発光素子１は、上面と下面に電極を備えており、下面電極が基板２上の導電層５に導電性接着剤等によって接合される。導電性接着剤としては、Ａｕ−Ｓｎ、Ａｕ−Ｉｎ等の半田が挙げられる。また、発光素子１の上面電極は、導電性ワイヤ４によって、下面電極が接続される導電層５に隣接する導電層５に通電される。発光素子１は、上面の中央部に電極が設けられており、この電極と導電層５とが１本の導電性ワイヤ４で接続されているが、これに限らず、電極の位置、電極及び導電性ワイヤの数等は適宜変更することができる。なお、発光素子は、同一面上に正負の電極が設けられたものでもよく、電極を有する面が導電性接着剤によって導電層に接合されていてもよいし、電極を有する面と反対側の面が絶縁性接着剤によって導電層と接続され、導電性ワイヤによってそれぞれの電極と導電層とが電気的に接続されていてもよい。
発光素子１は、チップタイプの発光ダイオードであって、平面視形状が四角形のダイス形状としている。四角形の例としては、正方形、矩形が挙げられる。ただし、発光素子の平面視形状はこれに限らず、例えば六角形等の多角形や円形、楕円形等とすることもできる。また、発光素子１の大きさ及び厚みは、適宜選択することができる。例えば、一例として平面視１．４ｍｍ×１．４ｍｍ、厚み０．３ｍｍの発光素子１を用いることができる。また、発光素子１は、ダイス上面を発光面１ｘとすると共に、この発光面１ｘの周囲に沿って光反射領域８を設けている。発光素子２は、ダイスの側面１ｙを白色樹脂等の光反射材８ａで直接被覆することで光反射領域８を設けている。この発光素子１は、ダイス側面１ｙから漏れる光を光反射領域８で反射することで、光軸方向への光の取り出し効率を向上できる。
複数の発光素子１は、ライン状に配置されて少なくとも３列以上の発光素子列６を形成すると共に、発光素子列６が複数並べられて縦横に配置されている。１列の発光素子列６に１２個の発光素子１が載置されており、発光素子列６が６列設けられている。したがって、発光装置１００は７２個の発光素子１を備えている。しかし、これに限らず、発光素子１の配列パターンや発光素子１の数、発光素子列６の数は適宜変更することができる。発光素子列６の発光素子１どうしは略等間隔で載置されている。このように略等間隔で発光素子１を載置することで、発光素子列６の列方向における出射光の斑を低減して均等に照射できる。また、発光素子１の載置が容易となるため好ましい。
複数の発光素子１は、導電層５と導電性ワイヤ４を介して１２直列６並列に接続されている。ただし、接続パターンはこれに限らず、適宜変更することができる。また、直列に接続された複数の発光素子１の並列方向と、シリンドリカルレンズ部１０の延伸方向とが一致するように設けられている。このようにすることで、透光性部材３の厚みが比較的薄くなる谷間７と、発光素子１に接続する導電性ワイヤ４と導電層５との接続部とが重ならないように設けやすいため、接続部に外部からの応力がかかりにくく、導電性ワイヤ４の断線を抑制することができる。
複数の発光素子１は、シリンドリカルレンズ部１０の延伸方向においては等間隔で直線上に配列されている。また、並列方向に配列される複数の発光素子列６は、上側に配置されるシリンドリカルレンズ部１０の幅（ａ）に対応してその間隔（ｄ）を変化させている。発光装置１００は、発光素子列６の真上の位置に各シリンドリカルレンズ部１０の中心線が位置するように配置している。したがって、複数列の発光素子列６を被覆する透光性部材３として、幅（ａ）が異なる複数のシリンドリカルレンズ部１０をその下端部において並列方向に連結する構造は、複数のシリンドリカルレンズ部１０の中心間距離が変化するため、これに対応する発光素子列６の間隔（ｄ）も変化するようにしている。すなわち、中央部に第２シリンドリカルレンズ部１２を配置して、その両側に第１シリンドリカルレンズ部１１を配置する構造は、中央部に配置される発光素子列６から両側に配置される発光素子列６に向かって間隔（ｄ）が広くなるようにしている。
複数の発光素子列６どうしの間隔（ｄ）は、これらと対向する複数のシリンドリカルレンズ部１０の中心間距離と等しくなるように構成されている。複数のシリンドリカルレンズ部１０は、第２シリンドリカルレンズ部１２Ａの幅（ａ１）を、第１シリンドリカルレンズ部１１Ａの幅（ａ２）よりも小さくし、第１シリンドリカルレンズ部１１Ｂの幅（ａ３）を第１シリンドリカルレンズ部１１Ａの幅（ａ２）よりも大きくしている。したがって、発光装置１００は、第２シリンドリカルレンズ部１２Ａと対向する２列の発光素子列６Ａの間隔（ｄ１）を、第２シリンドリカルレンズ部１２Ａと対向する発光素子列６Ａと、第１シリンドリカルレンズ部１１Ａと対向する発光素子列６Ｂとの間隔（ｄ２）よりも小さくすると共に、第１シリンドリカルレンズ部１１Ｂと対向する発光素子列６Ｃと、第１シリンドリカルレンズ部１１Ａと対向する発光素子列６Ｂとの間隔（ｄ３）を、第２シリンドリカルレンズ部１２Ａと対向する発光素子列６Ａと、第１シリンドリカルレンズ部１１Ａと対向する発光素子列６Ｂとの間隔（ｄ２）よりも大きくしている。すなわち、発光装置１００は、複数の発光素子列６どうしの間隔（ｄ）を外側から中央部に向かって次第に小さくしている。
各シリンドリカルレンズ部１０の幅（ａ１、ａ２、ａ３）、及び各発光素子列６の間隔（ｄ１、ｄ２、ｄ３）は、ａ１＜ａ２＜ａ３、かつｄ１＜ｄ２＜ｄ３であって、以下のように特定される。
ｄ１＝ａ１
ｄ２＝（ａ１＋ａ２）／２
ｄ３＝（ａ２＋ａ３）／２
以上のように、複数列の発光素子列６の間隔（ｄ）が外側から中央部に向かって次第に小さくなる構造は、複数のシリンドリカルレンズ部１０の並列方向において、中央部における出射光の強度を両端部よりも強くできる。このことは、複数のシリンドリカルレンズ部１０の並列方向における中央部に第２シリンドリカルレンズ部１２を配置することにより、中央部における出射光の指向性を高くすることとの相乗効果により、複数のシリンドリカルレンズ部１０の並列方向における発光装置の光強度分布曲線をより理想的に変化させることができる。
（基板２）
基板２は、絶縁性の基材２Ａと、基材２Ａ上に設けられ、発光素子１に給電するための導電層５と、を有する。基板２は、その両端側に、固定具１９を用いて発光装置１００を実装基板に固定するための孔１８を有していてもよい。孔１８は閉口しているものだけでなく、一部が開口しているものであってもよい。
基材２Ａの材料としては、セラミックス、樹脂、ガラス等の絶縁性材料が挙げられる。特に、放熱性の観点から、無機材料であるセラミックスが好ましい。セラミックスとしては、特に放熱性の高いＡｌＮが好ましい。
導電層５の材料は、発光素子１と電気的に接続可能なものであれば特に限定されず、当該分野で公知の材料によって形成することができる。例えば、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｗ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ａｌ、Ａｇ、Ａｕ又はそれらの合金等を用いることができる。特に、放熱性の観点から、Ｃｕ又はＣｕ合金が好ましい。なお、導電層５の表面には、Ａｇ、Ｐｔ、Ｓｎ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｒｄ、又はこれらの合金や、酸化物の被膜が形成されていてもよい。導電層５は、めっき、スパッタ、その他の公知の方法で形成してもよいし、リードフレームを用い、リードフレームに樹脂等の基材を成形して基板２としてもよい。
（導電性ワイヤ４）
導電性ワイヤ４は、発光素子１の上面電極と、該発光素子１が載置される導電層５に隣接する導電層５とを電気的に接続する。導電性ワイヤ４は金属線であり、所定のループ形状を形成するように接続されている。導電性ワイヤ４の材料としては、例えばＡｕが挙げられる。
その他、発光装置１００は、保護素子等の電子部品を備えていてもよい。保護素子としては、例えば、ツェナーダイオード、コンデンサ、バリスタ等が挙げられる。特に発光装置１００に保護素子としてツェナーダイオードを載置することで、駆動における信頼性が高い発光装置１００を提供することができる。
（実施形態２）
実施形態２に係る発光装置について図面を用いて説明する。図６は、実施形態２に係る発光装置２００の概略断面図である。図７は、図６に示す発光装置の要部拡大断面図である。
実施形態２の発光装置２００は、透光性部材２３の形状が、実施形態１の透光性部材３の形状と異なる。透光性部材２３は、実施形態１の透光性部材３と同様に６列のシリンドリカルレンズ部１０が連結部１３によって連結された形状であって、複数のシリンドリカルレンズ部１０の並列方向において、両端の列及び両端の列に隣接する内側の列の計４列が第１シリンドリカルレンズ部１１Ｃ、１１Ｄであり、第１シリンドリカルレンズ部１１Ｃ、１１Ｄよりも内側の列に設けられた中央部の２列が第２シリンドリカルレンズ部１２Ｂである。第１シリンドリカルレンズ部１１Ｃ、１１Ｄと第２シリンドリカルレンズ部１２Ｂは、横断面形状が異なる構造であって、第２シリンドリカルレンズ部１２Ｂの上面側の湾曲部１２ｂの曲率半径を、第１シリンドリカルレンズ部１１Ｃ、１１Ｄの上面側の湾曲部１１ｃ、１１ｄの曲率半径よりも小さくしている。また、中央部に近い第１シリンドリカルレンズ部１１Ｃの上面側の湾曲部１１ｃの方が、第１シリンドリカルレンズ部１１Ｄの上面側の湾曲部１１ｄの方よりも曲率半径が小さくなっている。
シリンドリカルレンズ部１０は、横断面形状が中央凸の略半長円形状、又は略半円形状である。横断面形状が略半長円形状であるシリンドリカルレンズ部１０は、横断面形状が略半円形状の湾曲部１１ｃ、１１ｄ、１２ｂの下方に、シリンドリカルレンズ部１０の高さ方向に幅（ａ）が均一な柱状部１０ｔを連結してなる形状としている。このシリンドリカルレンズ部１０は、柱状部１０ｔの幅（ａ）を変化させることにより、柱状部１０ｔの上側に形成される略半円状の湾曲部１１ｃ、１１ｄ、１２ｂの曲率半径を変化させている。複数のシリンドリカルレンズ部１０は、発光素子１の光軸が略半円形状の湾曲部１１ｃ、１１ｄ、１２ｂの中心を通るように設けられており、横断面視における断面形状を、各シリンドリカルレンズ部１０と対向する発光素子１の光軸を基準としてそれぞれ左右対称としている。
透光性部材２３は、各シリンドリカルレンズ部１０の横断面形状が略半長円形であり、シリンドリカルレンズ部１０の高さ（ｈ）を変えずに、下面側である柱状部１０ｔの幅（ａ）を小さくすることで、第２シリンドリカルレンズ部１２の湾曲部１２ｂの曲率半径を第１シリンドリカルレンズ部１１Ｃ、１１Ｄの湾曲部１１ｃ、１１ｄの曲率半径よりも小さくしている。すなわち、複数のシリンドリカルレンズ部１０の高さ（ｈ）を等しくして、柱状部１０ｔの幅（ａ）を変化させることにより、略半円形状の湾曲部１１ｃ、１１ｄ、１２ｂの曲率半径を変化させている。とくに、第２シリンドリカルレンズ部１２Ｂの柱状部１０ｔの幅（ａ１）が第１シリンドリカルレンズ部１１Ｃ、１１Ｄの柱状部１０ｔの幅（ａ２、ａ３）よりも小さく、複数のシリンドリカルレンズ部１０において第２シリンドリカルレンズ部１２Ｂの柱状部１０ｔの幅（ａ１）が最も小さくなっている。このように、複数のシリンドリカルレンズ部１０を並列してなる透光性部材３は、中央部に配置される第２シリンドリカルレンズ部１２Ｂの柱状部１０ｔの幅（ａ１）を最も小さくすることで、上面側の湾曲部１２ｂの曲率半径を最も小さくして、中央部における出射光の指向性を高くできる。
透光性部材２３では、複数のシリンドリカルレンズ部１０の並列方向における中央部の２列の第２シリンドリカルレンズ部１２Ｂの上面側の湾曲部１２ｂの曲率半径が最も小さく、第２シリンドリカルレンズ部１２Ｂから外側に向かって上面側の湾曲部１１ｃ、１１ｄの曲率半径が次第に大きくなっている。このように、複数のシリンドリカルレンズ部１０の並列方向において、外側から中央部に向かって、横断面視が略半円形状の湾曲部１１ｄ、１１ｃ、１２ｂの曲率半径が次第に小さくなるように設定された透光性部材２３を設けることで、複数のシリンドリカルレンズ部１０の並列方向における発光装置２００の光強度分布曲線の傾きを外側から中央部に向かって緩やかに変化させることができる。
さらに、複数のシリンドリカルレンズ部１０で構成される透光性部材２３の横断面形状は、その並列方向における中央、真ん中の谷間７を基準として、左右対称になっている。すなわち、中央部に設けられる２列の第２シリンドリカルレンズ部１２Ｂの幅（ａ１）は略等しく、第２シリンドリカルレンズ部１２Ｂの両隣に設けられる２列の第１シリンドリカルレンズ部１１Ｃの幅（ａ２）は略等しく、第１シリンドリカルレンズ部１１Ｃの外側の列、すなわち複数のシリンドリカルレンズ部１０の両端の列に設けられる第１シリンドリカルレンズ部１１Ｄの幅（ａ３）は略等しい。
さらに、複数の発光素子列６どうしの間隔（ｄ）は、これらと対向する複数のシリンドリカルレンズ部１０の中心間距離と等しくなるように構成されている。発光装置２００は、中央部に配置される２列の第２シリンドリカルレンズ部１２Ｂの左右の外側に第１シリンドリカルレンズ部１１Ｃを配置し、さらにその両外側に第１シリンドリカルレンズ部１１Ｄを配置している。複数のシリンドリカルレンズ部１０は、第２シリンドリカルレンズ部１２Ｂの幅（ａ１）を、第１シリンドリカルレンズ部１１Ｃの幅（ａ２）よりも小さくし、第１シリンドリカルレンズ部１１Ｄの幅（ａ３）を第１シリンドリカルレンズ部１１Ｃの幅（ａ２）よりも大きくしている。したがって、発光装置２００は、第２シリンドリカルレンズ部１２Ｂと対向する２列の発光素子列６Ａの間隔（ｄ１）を、第２シリンドリカルレンズ部１２Ｂと対向する発光素子列６Ａと、第１シリンドリカルレンズ部１１Ｃと対向する発光素子列６Ｂとの間隔（ｄ２）よりも小さくすると共に、第１シリンドリカルレンズ部１１Ｄと対向する発光素子列６Ｃと、第１シリンドリカルレンズ部１１Ｃと対向する発光素子列６Ｂとの間隔（ｄ３）を、第２シリンドリカルレンズ部１２Ｂと対向する発光素子列６Ａと、第１シリンドリカルレンズ部１１Ｃと対向する発光素子列６Ｂとの間隔（ｄ２）よりも大きくしている。すなわち、発光装置２００は、複数の発光素子列６どうしの間隔（ｄ）を外側から中央部に向かって次第に小さくしている。
さらに、透光性部材２３は、互い隣接するシリンドリカルレンズ部１０の間であって、対向する柱状部１０ｔの間に幅の狭い溝１４を設けている。溝１４は、隣接するシリンドリカルレンズ部１０の湾曲部１１ｃ、１１ｄ、１２ｂで形成される谷間７の下端が、基板２に向かって接近させるように深く切り込まれた形状になっている。これにより、シリンドリカルレンズ部１０の柱状部１０ｔを設けつつ、シリンドリカルレンズ部１２の指向性を高めることができる。それは、隣接するシリンドリカルレンズ部１０の間に形成される溝１４によって、シリンドリカルレンズ部１０の間に形成される連結部１３の高さを低くして、連結部１３の方向への光漏れや、隣接する発光素子列６間での干渉を抑制することができるからである。
さらに、複数のシリンドリカルレンズ部１０の間であって、シリンドリカルレンズ部１０の側面に、発光素子１から照射される光を反射させる光反射領域８を設けている。このように、光反射領域８をシリンドリカルレンズ部１０の側面に設けることで、シリンドリカルレンズ部１０の側面への光の漏れを抑制でき、これにより光軸方向への光の取り出し特性を向上できる。透光性部材２３は、シリンドリカルレンズ部１２Ｂの柱状部１０ｔの側面であって、隣接するシリンドリカルレンズ部１０の間に設けた溝１４に光反射部材８ｂを充填して光反射領域８としている。このような光反射部材８ｂとして、白色塗料や金属粉末を含有する塗料、金属膜、金属箔、金属板等が使用できる。
透光性部材２３は、互いに隣接する第２シリンドリカルレンズ部１２どうしの間、または互いに隣接する第１シリンドリカルレンズ部１１と第２シリンドリカルレンズ部１２との間に光反射領域８を設けている。このように、複数のシリンドリカルレンズ部１０の中央部に配置される第２シリンドリカルレンズ部１２Ｂの側面に光反射領域８を設けて、両端部に配置される第１シリンドリカルレンズ１１Ｄの側面に光照射領域８を設けない構造は、中央部の第２シリンドリカルレンズ部１２Ｂでは、発光素子１の光を光反射領域８により湾曲部１２ｂ側へ効果的に反射させ、両端の第１シリンドリカルレンズ部１１Ｄでは、発光素子１の光を湾曲部１１ｄ側へ反射させることなく透過させる。このため、第２シリンドリカルレンズ部１２Ｂの指向性をより高くして発光装置の配光をより理想的にできる。
以上の実施形態の発光装置１００、２００は、複数の発光素子列６の間隔（ｄ）を、複数のシリンドリカルレンズ部１０の並列方向において外側から中央部に向かって次第に小さくしている。ただ、他の実施形態における発光装置は、複数の発光素子列の間隔を等しくすることもできる。以下、複数の発光素子列を等間隔に配置する実施形態を示す。
（実施形態３）
実施形態３について、図面を用いて説明する。図８は、実施形態３に係る発光装置の概略断面図である。
発光装置３００は、基板２上に配置される複数の発光素子列６を等間隔で設けて、発光素子列６上にそれぞれ配置されるように複数のシリンドリカルレンズ部１０が並列された透光性部材３３を設けている。このように略等間隔で発光素子列６を設ける構造は、発光素子１の載置を容易にできる。なお、略等間隔とは、その間隔の差が２．０ｍｍ以下の微小なものを含むものとする
実施形態３の発光装置３００は、透光性部材３３を構成する複数のシリンドリカルレンズ部１０の個数、及び各シリンドリカルレンズ部１０の横断面形状を、実施形態１に示されるシリンドリカルレンズ部１０の横断面形状と略等しくするが、これらのシリンドリカルレンズ部１０の下端部を連結する連結部１３の形状が異なっている。基板２上に等間隔に配置された発光素子列６の上に複数のシリンドリカルレンズ部１０を配置すると共に、隣接するシリンドリカルレンズ部１０の中心間距離（ｋ）と隣接する発光素子列６の間隔（ｄ）とを等しくしている。透光性部材３３では、複数のシリンドリカルレンズ部１０の幅（ａ）を中央部の第２シリンドリカルレンズ部１２Ｃから外側の第１シリンドリカルレンズ部１１Ｅ、１１Ｆに向かって次第に大きくしている。図においては、ａ１＜ａ２＜ａ３としている。したがって、これらのシリンドリカルレンズ部１０を下端で連結する連結部１３の幅（ｂ）を、複数のシリンドリカルレンズ部１０の外側から中央部に向かって次第に大きくしている。図においては、ｂ３＜ｂ２＜ｂ１としている。連結部１３は、基板２の表面に対して所定の高さとなるように、水平姿勢で形成されている。第１シリンドリカルレンズ部１１Ｆの上面側の湾曲部１１ｆ、第１シリンドリカルレンズ部１１Ｅの上面側の湾曲部１１ｅ、第２シリンドリカルレンズ部１２Ｃの上面側の湾曲部１２ｃの順に曲率半径が小さくなっている。
透光性部材３３は、下端側の幅（ａ）の異なる複数のシリンドリカルレンズ部１０を幅（ｂ）の異なる連結部１３で連結することにより、隣接するシリンドリカルレンズ部１０同士の中心間距離（ｋ）を等しくしている。これにより、等間隔で配置される複数の発光素子列６の真上であって、発光素子１の発光面の略中心上に各シリンドリカルレンズ部１０の頂部が位置するように配置している。なお、透光性部材３３は、複数のシリンドリカルレンズ部１０の並列方向における両端のシリンドリカルレンズ部１０の下端部から外側へ広がる鍔部１５を設けている。
（実施形態４）
実施形態４について、図面を用いて説明する。図９は、実施形態４に係る発光装置の概略断面図である。
実施形態３と同様、実施形態４の発光装置４００は、基板２上に配置される複数の発光素子列６を等間隔で設けて、発光素子列６上にそれぞれ配置されるように複数のシリンドリカルレンズ部１０が並列された透光性部材４３を設けている。
実施形態４の発光装置４００は、透光性部材４３を構成する複数のシリンドリカルレンズ部１０の個数、及び各シリンドリカルレンズ部１０の上面側の湾曲部１１ｇ、１１ｈ、１２ｄの曲率半径を、実施形態１に示されるシリンドリカルレンズ部１０と等しくするが、複数のシリンドリカルレンズ部１０の中心間距離（ｋ）を等しくするために、第１シリンドリカルレンズ部１１の横断面形状を実施形態１の第１シリンドリカルレンズ部１１とは異なる形状としている。
透光性部材４３は、複数のシリンドリカルレンズ部１０の並列方向における両端の列及び両端の列に隣接する内側の列の計４列を第１シリンドリカルレンズ部１１Ｇ、１１Ｈとしているが、隣接する第１シリンドリカルレンズ部１１Ｇ、１１Ｈどうしの中心間距離（ｋ）を小さくするために、第１シリンドリカルレンズ部１１Ｇ、１１Ｈを発光素子１の光軸を基準として左右非対称としている。具体的には、隣接する第１シリンドリカルレンズ部１１Ｇ、１１Ｈどうしの境界部分では、湾曲部１１ｇ、１１ｈの下方を互いに接近させて、第１シリンドリカルレンズ部１１Ｇ、１１Ｈどうしの中心間距離（ｋ）を小さくしている。ここで、隣接する第１シリンドリカルレンズ部１１Ｇ、１１Ｈどうしは、境界部分を一体的に連結することで、その連結部１３を第２シリンドリカルレンズ部１２Ｄの連結部１３よりも高くすることができる。この場合、第１シリンドリカルレンズ部１１Ｇ、１１Ｈと対向する発光素子１から照射される光が連結部１３を通過することで、第１シリンドリカルレンズ部１１Ｇ、１１Ｈを透過する光の集光特性が低下する。これにより、複数のシリンドリカルレンズ部１０の並列方向における光強度分布曲線の傾きをより効果的に変化させることができる。第１シリンドリカルレンズ部１１Ｈの上面側の湾曲部１１ｈ、第１シリンドリカルレンズ部１１Ｇの上面側の湾曲部１１ｇ、第２シリンドリカルレンズ部１２Ｄの上面側の湾曲部１２ｄの順に曲率半径が小さくなっている。
なお、透光性部材４３は、両外側に設けた２列ずつの第１のシリンドリカルレンズ部１１Ｇ、１１Ｈの境界に、幅の狭い溝１７を設けている。溝１７は、隣接する第１のシリンドリカルレンズ部１１Ｇ、１１Ｈの湾曲部１１ｇ、１１ｈで形成される谷間７の下端が、基板２に向かって接近させるように深く切り込まれた形状になっている。溝１７の深さは、発光素子１を基準に基板２から３０°、より好ましくは２０°の角度より下側であることが好ましい。この溝１７は、その深さを調整することで、第１シリンドリカルレンズ部１１Ｇ、１１Ｈの間に形成される連結部１３の高さを調整して、連結部１３の方向への光漏れや、隣接する発光素子列６間での干渉を抑制でき、また、両側に位置する第１シリンドリカルレンズ部１１Ｇ、１１Ｈの指向性をコントロールすることができる。
実施形態４の発光装置４００は、実施形態１や実施形態３の発光装置１００、３００と比較して、複数のシリンドリカルレンズ部１０の数を６列と等しくしながら、並列方向の全長を短く、言い換えると発光装置を小型化して、複数のシリンドリカルレンズ部１０の並列方向における光強度分布曲線の傾きを緩やかに変化させることができる。
（実施形態５）
実施形態５について、図面を用いて説明する。図１０は、実施形態５に係る発光装置の概略断面図である。
実施形態３と同様、実施形態５の発光装置５００は、基板２上に配置される複数の発光素子列６を等間隔で設けて、発光素子列６上にそれぞれ配置されるように複数のシリンドリカルレンズ部１０が並列された透光性部材５３を設けている。
実施形態５の発光装置５００は、透光性部材５３の形状が、実施形態１〜４の透光性部材の形状と異なる。具体的には、実施形態５の発光装置５００の透光性部材５３は、奇数列、ここでは５列のシリンドリカルレンズ部１０を備えており、複数のシリンドリカルレンズ部１０の並列方向における中央列及びその両隣の列からなる３列を第２シリンドリカルレンズ部１２Ｅとし、その外側である両端の２列を第１シリンドリカルレンズ部１１Ｉとしている。複数の各シリンドリカルレンズ部１０は、中央凸の湾曲部１１ｉ、１２ｅを有しており、湾曲部１２ｅの曲率は、湾曲部１１ｉの曲率よりも小さい。
透光性部材５３は中央部の３列の第２シリンドリカルレンズ部１２Ｅの横断面形状を等しくすると共に、外側の２列の第１シリンドリカルレンズ部１１Ｉの横断面形状を等しくしており、その並列方向における中央列である第２シリンドリカルレンズ部１２Ｅを基準として左右対称になっている。第２シリンドリカルレンズ部１２Ｅは、横断面形状が略半楕円形状であって、第１シリンドリカルレンズ部１１Ｉは、横断面形状が略半長円形状である。複数のシリンドリカルレンズ部１０は、略半楕円形状の第２シリンドリカルレンズ部１２Ｅの幅（ａ１）と、略半長円形状の第１シリンドリカルレンズ部１１Ｉの柱状部１０ｔの幅（ａ３）とを等しくして、隣接するシリンドリカルレンズ部１０どうしの中心間距離（ｋ）を等しくしている。透光性部材５３は、５列のシリンドリカルレンズ部１０が下端側において連結部１３で一体的に連結されている。
この発光装置５００は、中央部に設けた３列の第２シリンドリカルレンズ部１２Ｅにより、複数のシリンドリカルレンズ部１０の並列方向において、中央部の光強度分布を広い範囲で強くできる。また、３列の第２シリンドリカルレンズ部のうち、中央列の第２シリンドリカルレンズ部の側面に前述の光反射領域を設けることで、中央列の第２シリンドリカルレンズ部の指向性を、隣接する両側の第２シリンドリカルレンズ部よりも高めることもできる。
（実施形態６）
実施形態６について、図面を用いて説明する。図１１は、実施形態６に係る発光装置の概略断面図である。
実施形態３と同様、実施形態６の発光装置６００は、基板２上に配置される複数の発光素子列６を等間隔で設けて、発光素子列６上にそれぞれ配置されるように複数のシリンドリカルレンズ部１０が並列された透光性部材６３を設けている。
実施形態６の発光装置６００は、透光性部材６３のシリンドリカルレンズ部１０を５列の奇数列とし、複数のシリンドリカルレンズ部１０の並列方向における中央列を第２シリンドリカルレンズ部１２Ｆとし、外側である両端側の２列ずつを第１シリンドリカルレンズ部１１Ｊ、１１Ｋとしている。実施形態６の透光性部材６３は、各シリンドリカルレンズ部１０の横断面形状が、実施形態１〜５のシリンドリカルレンズ部１０の横断面形状と異なる。具体的には、複数の各シリンドリカルレンズ部１０は、中央凸の湾曲部１１ｊ、１１ｋ、１２ｆの下方に柱状部１０ｔを連結してなる横断面形状としている。複数の各シリンドリカルレンズ部１０は、中央凸の湾曲部１１ｊ、１１ｋ、１２ｆを有しており、湾曲部１２ｆの曲率は、湾曲部１１ｊ、１１ｋの曲率よりも小さい。第１シリンドリカルレンズ部１１Ｋの上面側の湾曲部１１ｋ、第１シリンドリカルレンズ部１１Ｊの上面側の湾曲部１１ｊ、第２シリンドリカルレンズ部１２Ｆの上面側の湾曲部１２ｆの順に曲率半径が小さくなっている。
シリンドリカルレンズ部１０は、柱状部１０ｔの横断面形状を上方に向かって幅が小さくなる等脚台形状としており、柱状部１０ｔの側面を傾斜面１１ｚ、１１ｘ、１２ｚとしている。各シリンドリカルレンズ部１０の柱状部１０ｔの傾斜面１１ｚ、１１ｘ、１２ｚの傾斜角（基板２の表面に対する傾斜角）は、中央列である第２シリンドリカルレンズ部１２Ｆの傾斜角１２ｚから両外側の第１シリンドリカルレンズ部１１Ｊの傾斜角１１ｚさらに外側の第１シリンドリカルレンズ部１１Ｋの傾斜角１１ｘに向かって次第に大きくしている。これにより、等脚台形状の柱状部１０ｔの上端側の幅を、複数のシリンドリカルレンズ部１０の並列方向において、外側から中央に向かって次第に小さくし、上に形成される湾曲部１１ｋ、１１ｊ、１２ｆの曲率半径を外側から中央に向かって次第に小さくしている。また、各シリンドリカルレンズ部１０の柱状部１０ｔの傾斜面１１ｘ、１１ｚ、１２ｚの傾斜角を、並列方向の外側から中央に向かって次第に小さくすることで、傾斜面１２ｚにおける屈折光による集光特性を外側よりも中央側で高めることができる。
さらに、シリンドリカルレンズ部１０は、並列方向の両端に位置する第１シリンドリカルレンズ部１１Ｋの上端側に湾曲部１１ｋを設けている。湾曲部１１ｋは上面が平坦な部分を有しているが、説明の便宜上、湾曲部と表現する。このように、シリンドリカルレンズ部１０の湾曲部１１ｋが上面に平坦な部分を有することで、その部分の光を拡散させることができるので、発光装置の光強度分布曲線の傾きをより緩やかに変化させることが可能である。このように、第１シリンドリカルレンズ部１１Ｋは、上端側に平坦な部分を有する湾曲部１１ｋを設けることもできる。この場合、第１シリンドリカルレンズ部１１Ｋの湾曲部１１ｋの曲率半径は、湾曲部１１ｋの下端の幅に対する湾曲部１１ｋの高さの比から平均的に演算された値として求めることができる。
（実施形態７）
実施形態７について、図面を用いて説明する。図１２は、実施形態７に係る発光装置の概略断面図である。
実施形態１〜６では、透光性部材が基板２上の発光素子１を直接被覆する形態を示したが、これに限らず、実施形態７においては透光性部材７３と発光素子１との間に空間を有する形態としてもよい。透光性部材７３は、偶数列、ここでは６列のシリンドリカルレンズ部１０を備えており、複数のシリンドリカルレンズ部１０の並列方向における中央列の２列を第２シリンドリカルレンズ部１２Ｇとし、その外側の１列を第１シリンドリカルレンズ部１１Ｌ、さらにその外側である両端の１列を第１シリンドリカルレンズ部１１Ｍとしている。第１シリンドリカルレンズ部１１Ｍの上面側の湾曲部１１ｍ、第１シリンドリカルレンズ部１１Ｌの上面側の湾曲部１１ｌ、第２シリンドリカルレンズ部１２Ｇの上面側の湾曲部１２ｇの順に曲率半径が小さくなっている。発光素子１を被覆する透光性部材７３は、例えば金型を用いた成形等により設けることができる。例えば、下面に予め発光素子１を収納可能な凹部１６を設けた透光性部材７３を準備し、基板２上の発光素子１がそれぞれ収納されるように、基板２上に載置する。このように透光性部材７３を設けることで、透光性部材７３と発光素子１とを離間させることができるので、透光性部材７３が発光素子１の光や熱で劣化することを抑制することができる。また、予め準備した透光性部材７３を基板２上に載置することで、発光素子が載置された基板上に透光性部材を直接成形する場合に比べて、基板２や発光素子１にかかる熱による影響を減らすことができる。予め所定の形状に形成された透光性部材７３は、接着等により基板２上に固定することができる。発光素子６はそれぞれの列において複数個配置されており、第２シリンドリカルレンズ部１２Ｇに配置される発光素子６Ａ、第１シリンドリカルレンズ部１１Ｌに配置される発光素子６Ｂ、第１シリンドリカルレンズ部１１Ｍに配置される発光素子６Ｃの順に発光ピーク波長が長くなるものを用いてもよい。
（実施形態８）
実施形態８について、図面を用いて説明する。図１３は、実施形態８に係る発光装置の概略断面図である。
発光装置８００の透光性部材８３は、隣接する複数のシリンドリカルレンズ部１０がそれぞれ離間して並列されており、連結部を有さない。具体的には、発光装置８００は、上面側に中央凸の湾曲部１１ｎ、１１ｏ、１２ｈを有する複数のシリンドリカルレンズ部１０をそれぞれ独立して基板２上に設けている。透光性部材７３は、偶数列、ここでは６列のシリンドリカルレンズ部１０を備えており、複数のシリンドリカルレンズ部１０の並列方向における中央列の２列を第２シリンドリカルレンズ部１２Ｈとし、その外側の１列を第１シリンドリカルレンズ部１１Ｎ、さらにその外側である両端の１列を第１シリンドリカルレンズ部１１Ｏとしている。第１シリンドリカルレンズ部１１Ｏの上面側の湾曲部１１ｏ、第１シリンドリカルレンズ部１１Ｎの上面側の湾曲部１１ｎ、第２シリンドリカルレンズ部１２Ｈの上面側の湾曲部１２ｈの順に曲率半径が小さくなっている。複数のシリンドリカルレンズ部１０は、横断面形状を高さ（ｈ）の等しい略半楕円形状としており、その並列方向において、外側から中央部に向かって下端部の幅（ａ）を小さくしている。
また、複数のシリンドリカルレンズ部１０は、その並列方向における中央の２列の第２シリンドリカルレンズ部１２Ｈの中間を基準として、左右対称になっている。すなわち、中央部に設けられる２列の第２シリンドリカルレンズ部１２Ｈの横断面形状は略等しく、その両隣に設けられる２列の第１シリンドリカルレンズ部１１Ｎの横断面形状は略等しく、さらに外側の列、すなわち複数のシリンドリカルレンズ部１０の両端に設けられる第１シリンドリカルレンズ部１１Ｏの横断面形状は略等しい。また、発光装置８００は、基板２上に配置される複数の発光素子列６を等間隔で設けて、発光素子列６上にそれぞれ配置されるように複数のシリンドリカルレンズ部１０を並列している。
上記構成により、複数のシリンドリカルレンズ部１０の並列方向における発光装置８００の光強度分布曲線の傾きを緩やかに変化させることができると共に、隣接する複数のシリンドリカルレンズ部１０がそれぞれ離間して並列されることで、発光装置の光強度分布曲線において複数の谷部を形成することが可能である。
なお、発光装置８００では、基板２上に配置される複数の発光素子列６を等間隔で配置しているが、複数の発光素子列の間隔（ｄ）は、中央部に向かって次第に小さくすることもでき、この場合は、基板２上に独立して形成されるシリンドリカルレンズ部１０の幅（ａ）に応じて決定することができる。
以上の実施形態１〜８において、６列のシリンドリカルレンズ部を備え、中央の谷間の両隣の列を第２シリンドリカルレンズ部１２とした透光性部材を有する発光装置、あるいは、５列のシリンドリカルレンズ部を備え、中央列、または、中央列及びその両隣の列の計３列を第２シリンドリカルレンズ部１２とした透光性部材を有する発光装置を示したが、シリンドリカルレンズ部の列の数は３列以上であれば特に限定されない。例えば、６列のシリンドリカルレンズ部を備える透光性部材において、中央の谷間の両隣の列及びその両隣の列の計４列を第２シリンドリカルレンズ部１２としてもよい。
（光照射装置）
以上のような発光装置を、所定の配列で複数並設することで、光照射装置として用いることができる。図１４は、発光装置を備える光照射装置の概略構成図である。なお、光照射装置において、複数の発光装置は基板２０等に実装された状態であり、発光装置の下に図示された矢印のいずれかの方向（図中では左右）に移動する。また、被照射物Ｓも同様に、被照射物Ｓの上に図示される矢印のいずれかの方向に移動する。なお、光照射装置は、発光装置又は被照射物Ｓのいずれか一方が移動する形態であってもよいし、両方が移動する形態であってもよい。
光照射装置は、２個の発光装置１００を備えており、これらの発光装置１００が、複数のシリンドリカルレンズ部１０の並列方向が一致するように並設されている。また、光照射装置の２つの発光装置１００は、その出射光が下方に向かって照射されるように下向きに配置されている。さらに、この光照射装置は、複数の発光装置１００の被照射物Ｓに対する相対的な移動方向が、複数のシリンドリカルレンズ部の並列方向と同じとなるように設けられている。
光照射装置に、前述のような構成のシリンドリカルレンズ部を有する発光装置を用いることで、被照射物に照射される光の強度を緩やかに変化させることができる。さらに、このような発光装置を複数並設することで、緩やかに強度が大きくなる光を繰り返し照射させることができ、例えばインク等を確実に硬化することが可能である。
また、光照射装置において、発光装置１００ごとに、発光波長の異なる発光素子が載置されていてもよい。例えば、２つの発光装置１００のうち、光が被照射物Ｓに先に照射される位置に配置される第１発光装置１００Ａに載置される複数の発光素子１の発光波長を２９０ｎｍ〜３３０ｎｍとし、光が第１発光装置１００Ａよりも後に被照射物Ｓに照射される位置に配置される第２発光装置１００Ｂに載置される複数の発光素子の発光波長を３４５ｎｍ〜４３０ｎｍとすることができる。より具体的には、第１発光装置１００Ａに載置される複数の発光素子１の発光波長を３１０ｎｍとし、第２発光装置１００Ｂに載置される複数の発光素子１の発光波長を３６５ｎｍとすることができる。このような構成とすることで、第１発光装置１００Ａの光によって被照射物Ｓ、より具体的にはインクの内部を硬化させた後、第２発光装置１００Ｂの光によってインクの表面を緩やかに硬化させることができる。したがって、光照射装置によって、より確実にインクを硬化させることが可能な光照射装置とすることができる。
なお、光照射装置は、２つの発光装置１００が、複数のシリンドリカルレンズ部１０の並列方向が一致するように並設されているが、並列方向に配置される発光装置は１つであってもよいし、２つ以上であってもよい。すなわち、光照射装置は、複数のシリンドリカルレンズ部の並列方向に並設される発光装置の個数を、所望の配光や被照射物Ｓの大きさ等によって適宜を変更することができる。また、光照射装置は、複数のシリンドリカルレンズ部の並列方向と同じ方向に発光装置を並設させるだけでなく、シリンドリカルレンズ部の延伸方向と同じ方向に発光装置を配列してもよい。
１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００ 発光装置
１００Ａ 第１発光装置
１００Ｂ 第２発光装置
１ 発光素子
１ｘ 発光面
１ｙ 側面
２ 基板
２Ａ 基材
３、２３、３３、４３、５３、６３、７３、８３ 透光性部材
４ 導電性ワイヤ
５ 導電層
６、６Ａ、６Ｂ、６Ｃ 発光素子列
７ 谷間
８ 光反射領域
８ａ 光反射材
８ｂ 光反射部材
９ 発光ユニット
１０ シリンドリカルレンズ部
１０ｔ 柱状部
１１、１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄ、１１Ｅ、１１Ｆ、１１Ｇ、１１Ｈ、１１Ｉ、１１Ｊ、１１Ｋ、１１Ｌ、１１Ｍ、１１Ｎ、１１Ｏ 第１シリンドリカルレンズ部
１２、１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ、１２Ｅ、１２Ｆ、１２Ｇ、１２Ｈ 第２シリンドリカルレンズ部
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ、１１ｆ、１１ｇ、１１ｈ、１１ｉ、１１ｊ、１１ｋ、１１ｌ、１１ｍ、１１ｎ、１１ｏ、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅ、１２ｆ、１２ｇ、１２ｈ 湾曲部
１１ｘ、１１ｚ、１２ｚ 傾斜面
１３ 連結部
１４ 溝
１５ 鍔部
１６ 凹部
１７ 溝
１８ 孔
１９ 固定具
２０ 基板
Ｓ 被照射物

Claims (19)

  1. 基板と、
    前記基板上に載置され、３列以上の発光素子列を形成する複数の発光素子と、
    前記発光素子列上にそれぞれ配置されるように、３列以上のシリンドリカルレンズ部が並列された透光性部材と、を備え、
    前記複数のシリンドリカルレンズ部は、横断面視において上面側に湾曲部を有する中央凸形状であって、前記複数のシリンドリカルレンズ部の頂部の高さが略等しく形成され、
    前記複数のシリンドリカルレンズ部の並列方向において、少なくとも両端の列に設けられた第１シリンドリカルレンズ部と、前記第１シリンドリカルレンズ部よりも内側の列に設けられた第２シリンドリカルレンズ部とを備え、
    前記第２シリンドリカルレンズ部の曲率半径は、前記第１シリンドリカルレンズ部の曲率半径よりも小さい発光装置。
  2. 前記複数のシリンドリカルレンズ部の並列方向において、前記第２シリンドリカルレンズ部は、中央部の列に設けられる請求項１に記載の発光装置。
  3. 前記複数のシリンドリカルレンズ部は、５以上の奇数列であり、
    前記複数のシリンドリカルレンズ部の並列方向において、前記第２シリンドリカルレンズ部は、中央部の列及びその中央部の列の両隣の列に設けられる請求項１または２に記載の発光装置。
  4. 前記複数のシリンドリカルレンズ部は、６以上の偶数列であり、
    前記複数のシリンドリカルレンズ部の並列方向において、前記第２シリンドリカルレンズ部は、中央部の列及びその中央部の列の両隣の列に設けられる請求項１または２に記載の発光装置。
  5. 前記複数のシリンドリカルレンズ部は、横断面視における断面形状が、各シリンドリカルレンズ部と対向する前記発光素子の光軸を基準としてそれぞれ左右対称である請求項１乃至４のいずれか一項に記載の発光装置。
  6. 前記複数のシリンドリカルレンズ部は、その並列方向において、前記第２シリンドリカルレンズ部から外側に向かって曲率半径が大きくなるように設けられている請求項１乃至５のいずれか一項に記載の発光装置。
  7. 前記複数のシリンドリカルレンズ部は、その並列方向における中央を基準として、横断面視における断面形状が左右対称になるように設けられている請求項１乃至６のいずれか一項に記載の発光装置。
  8. 前記複数のシリンドリカルレンズ部は、横断面形状が略半楕円形であり、前記第２シリンドリカルレンズ部の下面側の幅は、前記第１シリンドリカルレンズ部の下面側の幅よりも小さい請求項１乃至７のいずれか一項に記載の発光装置。
  9. 前記複数のシリンドリカルレンズ部は、その並列方向における中央を基準として、下面側の幅が左右対称になるように設けられている請求項８に記載の発光装置。
  10. 前記第２シリンドリカルレンズ部は、前記シリンドリカルレンズ部の並列方向において中央部に設けられており、
    前記発光素子列の間隔が、外側から中央部へ向かって次第に小さくなる請求項１乃至９のいずれか一項に記載の発光装置。
  11. 前記発光素子列は略等間隔に設けられている請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の発光装置。
  12. 前記発光素子列の複数の発光素子は、それぞれ略等間隔で載置されている請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の発光装置。
  13. 隣接する前記シリンドリカルレンズ部は、下端側が連結部によって連結している請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の発光装置。
  14. 隣接する前記シリンドリカルレンズ部は、それぞれ離間している請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の発光装置。
  15. 前記発光素子は、上面を発光面とすると共に、前記発光面の周囲に光反射領域を設けてなる請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の発光装置。
  16. 前記複数の発光素子は、紫外光を発する請求項１乃至１５のいずれか一項に記載の発光装置。
  17. 請求項１乃至１６のいずれか一項に記載の発光装置を複数備え、複数の前記発光装置の出射光を被照射物に照射する光照射装置であって、
    前記発光装置は、前記複数のシリンドリカルレンズ部の並列方向と同じ方向に並設されており、
    複数の前記発光装置の被照射物に対する相対的な移動方向が、前記複数のシリンドリカルレンズ部の並列方向と同じである光照射装置。
  18. 発光装置ごとに、発光波長の異なる発光素子が載置されている請求項１７に記載の光照射装置。
  19. 出射光が被照射物に先に照射される位置に設けられる第１発光装置と、出射光が前記第１発光装置よりも後に被照射物に照射される位置に設けられる第２発光装置と、を有し、前記第１発光装置に載置される複数の前記発光素子の発光波長が２９０ｎｍ〜３３０ｎｍであり、前記第２発光装置に載置される複数の前記発光素子の発光波長が３４５ｎｍ〜３８５ｎｍである請求項１８に記載の光照射装置。
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