JP5555084B2 - 光源装置 - Google Patents

Description

本発明は、紫外光等の光を出射する光源装置に関する。

従来の光源装置として、例えば特許文献１には、複数のＬＥＤ（発光素子）を含む発光部が放熱板上に載置されると共に、当該放熱板がフレーム上に載置され、ファン（排気手段）による送風によってフレームが冷却されることで、放熱板及びフレームを介してＬＥＤが冷却されるものが記載されている。また、例えば特許文献２には、複数のＬＥＤが実装された基板がフィン状ヒートシンク上に取り付けられると共に、フィン状ヒートシンクの両端部にファンが取り付けられ、ファンによる送風によって空気がヒートシンク内に流通されることで、基板及びヒートシンクを介してＬＥＤが冷却されるものが記載されている。

特開２００９−２８９５１６号公報 特開２００７−１０１７６６号公報

ここで、上述したような光源装置においては、益々の高出力化及び高密度化の要求が高まる中、発光素子等の発熱部を充分に冷却することが困難となり、発光素子の輝度や寿命の低下等によって光源装置の動作安定性が損なわれてしまうおそれがある。特に、特許文献２に記載の構成では、前述のように、ヒートシンクの両端部にファンが直接取り付けられていることから、ヒートシンク内の空気の循環効率（放熱効率）がヒートシンクにて一様になり難く、ヒートシンクによる発光素子の放熱能が充分に発揮されず、充分な冷却効率が得られない場合がある。

そこで、本発明は、冷却効率を高め、高い動作安定性を得ることができる光源装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するため、本発明に係る光源装置は、少なくとも所定方向に沿って並列された複数の発光素子を含み、前方に向けて光を出射する発光部と、平板状を呈し且つ所定方向に沿って隙間を有して積層されるよう並列された複数のフィンを含み、発光部の後側に熱的に接続された放熱部と、発光部及び放熱部を収容する筐体と、筐体内において放熱部よりも後側に設けられ、筐体内の空気を外部へ排気する排気手段と、筐体において前後方向及び所定方向と交差する一方向側の壁部に設けられた開口部と、を備え、複数のフィンの前側において一方向側は、開口部から外部に露出して、隙間が外部から筐体内へ空気を導入するための空気導入口を構成し、複数のフィンの後側において一方向側には、隙間を閉塞するように覆う被覆部が設けられていることを特徴とする。

この本発明の光源装置では、複数のフィンの前側において一方向側が開口部から外部に露出して空気導入口を構成しており、この空気導入口から外部の空気が筐体内へ導入される。そして、導入された空気は、フィンでガイドされながら隙間内を後側へ向けて流れ、そして、外部へ排出される。このとき、複数のフィンの後側において一方向側に設けられた被覆部が空気導入口を狭めて絞るよう作用することから、筐体内を流通する空気にあっては、その流速が高められ、フィンの一方側と反対側の他方側へも積極的に導かれ、フィン全体に効率よく接触されることとなる。従って、本発明によれば、放熱部の放熱効率を向上させて光源装置の冷却効率を高め、高い動作安定性を得ることが可能となる。

また、発光素子の所定方向に沿った長さは、フィンの板厚と隙間との和以上であることが好ましい。この場合、１つの発光素子に１つ以上のフィンが対応するように複数のフィンが密に並列されることとなる。このようにフィンを密に並列することで、放熱部の熱容量を好適に高めると共に、隙間を通る空気の流速を一層高めることができ、放熱部の放熱効率を向上させて光源装置の冷却効率を高め、高い動作安定性を得ることが可能となる。

また、排気手段は、筐体における後側の壁部に取り付けられていることが好ましい。この場合、筐体の後側から空気が排出されるために当該空気の流れがスムーズとなり、放熱効率を向上させて光源装置の冷却効率を高め、高い動作安定性を得ることが可能となる。

また、排気手段は、筐体における一方向側の壁部に取り付けられていることが好ましい。この場合、熱が溜まって温度上昇し易い一方向側から空気が排出されるように一方側の壁部に排気手段が設けられるため、熱を外部へ放出し易くなる。よって、放熱効率を向上させて光源装置の冷却効率を高め、高い動作安定性を得ることが可能となる。

また、排気手段は、筐体における一方向と反対の他方向側の壁部に取り付けられていることが好ましい。この場合、筐体における他方側から空気が排出されるため、一方側の空気導入口に対して、排気手段で排気された空気の影響が及ぶのを抑制することができる。よって、放熱効率を向上させて光源装置の冷却効率を高め、高い動作安定性を得ることが可能となる。

また、発光素子を駆動するための駆動部を筐体内にさらに備え、駆動部は、放熱部よりも後側で、且つ筐体における一方向と反対の他方向側の壁部に配置されていることが好ましい。ここで、空気導入口から筐体内へと導入された空気は、フィンをガイドにして当該フィンの隙間を通り、筐体内の奥、すなわち、筐体の他方側の壁部まで至ることとなる。よって、この他方側の壁部に駆動部を配置することで、高温になり易い（光源装置内にて熱源になり易い）駆動部の熱をも充分に放熱することができ、光源装置の冷却効率を高め、高い動作安定性を得ることが可能となる。

また、フィンの板厚は、フィン間の隙間よりも小さいことが好ましい。この場合、複数のフィンの隙間に空気を流通させ易くでき、放熱効率を向上させて光源装置の冷却効率を高め、高い動作安定性を得ることが可能となる。

また、フィンの一方向に沿った長さは、フィンの前後方向に沿った長さよりも長いことが好ましい。これにより、フィンの一方向に沿った長さが前後方向に沿った長さよりも短い場合に比べ、発光部とフィンとの熱結合領域を容易に大きくすることができ、よって、放熱効率を向上させて光源装置の冷却効率を高め、高い動作安定性を得ることが可能となる。

また、上記作用効果を好適に奏する構成として、具体的には、被覆部は、筐体における一方向側の壁部で構成されている構成が挙げられる。

本発明によれば、光源装置の冷却効率を高め、高い動作安定性を得ることが可能となる。

本発明の第１実施形態に係る光源装置を前側から示す斜視図である。 図１の光源装置の平面図である。 図１の光源装置の底面図である。 図１の光源装置の正面図である。 図１の光源装置の背面図である。 図２のVI−VI線に沿っての断面図である。 図１の光源装置の前壁を外した状態を示す斜視図である。 図１の光源装置の紫外発光ＬＥＤアレイ及びヒートシンクを示す斜視図である。 図１の光源装置のＬＥＤユニットを下方側から示す斜視図である。 図１の光源装置のＬＥＤを後側から示す斜視図である。 図１の光源装置のヒートシンクを示す平面図である。 図１の光源装置のフィンを示す側面図である。 図１の光源装置のロッドレンズを示す背面図である。 図１３の一部を拡大して示す図である。 図１の光源装置における空気の流れを説明するための図６に対応した概略断面図である。 本発明の第２実施形態に係る光源装置を前側から示す斜視図である。 図１６の光源装置における空気の流れを説明するための図６に対応した概略断面図である。 本発明の第３実施形態に係る光源装置を前側から示す斜視図である。 図１８の光源装置における空気の流れを説明するための図６に対応した概略断面図である。

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明において同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。また、「前」「後」「上」「下」「左」「右」の語は、光源装置の状態に基づいており便宜的なものである。

まず、本発明の第１実施形態について説明する。図１〜５は本発明の第１実施形態に係る光源装置を示す各図、図６は図２のVI−VI線に沿っての断面図、図７は図１の光源装置の前壁を外した状態を示す斜視図、図８は図１の光源装置の紫外発光ＬＥＤアレイ及びヒートシンクを示す斜視図である。

図１〜６に示すように、本実施形態の光源装置１００は、紫外光等の光を照射し、例えば樹脂硬化やインク乾燥等を行うものである。この光源装置１００は、紫外発光ＬＥＤアレイ（発光部）１０、ヒートシンク（放熱部）２０、ファン（排気手段）３０及びロッドレンズ４０を備え、これらが筐体２内に収容されて構成されている。

筐体２は、光源装置１００の外囲を構成するものである。この筐体２は、その外形が左右方向（所定方向）に長尺状の直方体形状を呈しており、例えば、左右方向の長さが３００ｍｍ、前後方向の長さが１２０ｍｍ、上下方向の長さが６０ｍｍとされている。この筐体２は、矩形平板状の前壁２ａ，後壁（後側の壁部）２ｂ、側壁２ｃ，２ｃ、上壁２ｄ、及び下壁２ｅを含んで構成されている。

前壁２ａには、光を出射させる開口として、前方視にて左右方向に長尺状の矩形形状を呈する出射窓３が形成されている。この前壁２ａの内面における出射窓３の上側及び下側には、左右方向に延在するようにフランジ４１ｘ，４１ｙ（図６参照）がそれぞれ設けられている。一方、後壁２ｂには、筐体２内の空気を外部に導出する開口である空気導出口４が形成されている。

上壁２ｄは、左右方向及び前後方向と直交（交差）する上方向（一方向）側の壁部であり、上壁２ｄの内面（裏面）において後側には、光源装置１００の動作を制御するための制御基板６が固定されている。他方、下壁２ｅは、下方向（他方向）側の壁部であり、下壁２ｅの内面（裏面）においては、紫外発光ＬＥＤアレイ１０に給電するための給電用基板５が前側に延びるように固定されている。

図７に示すように、紫外発光ＬＥＤアレイ１０は、前方に向けて光を出射するものであり、少なくとも左右方向に並列された複数のＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光素子）１１を有している。つまり、紫外発光ＬＥＤアレイ１０では、ＬＥＤ１１が左右方向に延びる列を有するよう複数配置されている。この紫外発光ＬＥＤアレイ１０は、複数のＬＥＤ１１がユニット化されたＬＥＤユニット１５が、左右方向に近接するように並設されて構成されている。なお、ここでの紫外発光ＬＥＤアレイ１０は、上下２列で左右４５個（合計９０個）のＬＥＤ１０が並設されて成り、左右方向に長尺状とされている。

図９はＬＥＤユニットを下方側から示す斜視図、図１０はＬＥＤを後側から示す斜視図である。図９に示すように、ＬＥＤユニット１５は、基板１２と、基板１２の前面１２ａ側に複数並設されたＬＥＤ１１と、基板１２の後面１２ｂ側に固定された伝熱板１３と、を有している。ＬＥＤ１１は、直方体外形を呈する筐体内に半導体結晶１４ｘを収容し、ガラス板１４ｙで封止した紫外発光チップ型発光素子であり、高出力の紫外光を出射する。このＬＥＤ１１は、紫外光が出射される前面１２ａ視で正方形形状とされ、例えば縦７ｍｍ×横７ｍｍの幅とされている。ＬＥＤ１１は、互いの側面を近接するようにして基板１２の前面１２ａに２行４列で配置され固定されている。

図１０に示すように、ＬＥＤ１１の後面１１ｂの両端部には、平行に延在するカソード端子１６ａ及びアノード端子１６ｂが設けられている。後面１１ｂにおいて、カソード端子１６ａとアノード端子１６ｂとの間には、ＬＥＤ１１を放熱するためのものとして、矩形状を呈する金属製の放熱面１７が設けられている。

図９に戻り、伝熱板１３は、基板１２毎に１枚設けられ、ＬＥＤユニット１５における複数のＬＥＤ１１の熱をまとめてヒートシンク２０へ伝える伝熱部材として機能するものである。伝熱板１３は、例えば銅等の熱伝導性の高い金属材料で形成されている。この伝熱板１３は、基板１２の貫通孔１２ｘに進入してＬＥＤ１１の放熱面１７に当接すると共に、放熱面１７にロウ付けされて固定される。これにより、ＬＥＤ１１、基板１２及び伝熱板１３が一体化されつつ、ＬＥＤ１１の後面１１ｂの放熱面１７（図６参照）が伝熱板１３に熱的に接続される。

また、基板１２の下部には、給電配線部１８が設けられている。この給電配線部１８は、ＬＥＤ１１に電気的に接続する電気配線パターン（不図示）をまとめたものであり、ＬＥＤ１１に対する給電部を統一化する。図６に示すように、この給電配線部１８は、給電用基板５と電気的に接続されている。

図６，８に示すように、ヒートシンク２０は、ＬＥＤ１１の熱を放熱するものであり、該紫外発光ＬＥＤアレイ１０に対応するように左右方向に長尺状を呈している。ヒートシンク２０は、筐体２内にて紫外発光ＬＥＤアレイ１０の後側に配置され、紫外発光ＬＥＤアレイ１０に熱的に接続されるよう当該紫外発光ＬＥＤアレイ１０に固定されている。また、ヒートシンク２０は、上壁２ｄの内面に当接されながら該上壁２ｄに固定されている（詳しくは、後述）。

図１１はヒートシンクを示す平面図、図１２はフィンを示す側面図である。図１１，１２に示すように、このヒートシンク２０は、矩形平板状を呈する複数のフィン２１と、これらフィン２１を固定すると共に紫外発光ＬＥＤアレイ１０に熱的に接続される接続部２２と、を含んで構成されている。フィン２１は、隙間Ｓを有して左右方向に積層するように並列されている。換言すると、フィン２１は、上下に立設するようにして左右方向に並べられ、これにより、フィン２１間には、板状空間領域である隙間Ｓが画成されている。つまり、複数のフィン２１は、左右方向において等間隔で互いに近接したドミノ状に並んでいる。

ここでのフィン２１は、例えば、アルミ又は銅で形成され、板厚Ｌ１が０．８ｍｍ、前後長さＬ２が４０ｍｍ、上下長さＬ３が４５ｍｍ、ピッチＬｐが１．８ｍｍ、隙間Ｓが１ｍｍで構成されている。すなわち、本実施形態では、ＬＥＤ１１の左右方向長さが、複数のフィン２１のピッチＬｐよりも大きくされ、フィン２１の板厚Ｌ１が、フィン２１，２１間の隙間Ｓよりも小さくされ、フィン２１の上下長さＬ３が、前後長さＬ２よりも長くされている。なお、前後長さＬ２は、フィン２１の前後方向に沿った長さであり、上下長さＬ３は、フィン２１の上下方向に沿った長さである。ピッチＬｐは、隣接するフィン２１，２１の配置間隔であり、フィン２１の１枚分の板厚Ｌ１及び１つの隙間Ｓの合計である。

接続部２２には、フィン２１が差し込まれよう固定され、これにより、接続部２２は、フィン２１と熱的に接続されている。また、図６に示すように、接続部２２は、伝熱性の高い樹脂（グリース）を介してＬＥＤユニット１５の伝熱板１３に当接されている。また接続部２２は、ＬＥＤユニット１５の貫通孔Ｈ（図９参照）に挿通されたネジによって該ＬＥＤユニット１５にネジ止めされ、これにより、ヒートシンク２０とＬＥＤユニット１５とが互いに接合される。以上により、ヒートシンク２０では、ＬＥＤ１１に対しフィン２１が熱的に接続され、ＬＥＤ１１で生じた熱がフィン２１へと伝播（伝熱）されることとなる。

図２，６に示すように、ファン３０は、筐体２内の空気を外部（筐体２外）へ送風して排出する送風機構であり、筐体２内の雰囲気を置換して冷却するものである。ファン３０は、筐体２内においてヒートシンク２０よりも後側に設けられている。具体的には、ファン３０は、筐体２内において左右方向に沿って並列するように後壁２ｂに複数設けられている。このファン３０によれば、筐体２内の空気が後壁２ｂの空気導出口４を介して外部へ圧送されて排気される。

図１３はロッドレンズを示す背面図、図１４は図１３の一部を拡大して示す図である。図６，１３，１４に示すように、ロッドレンズ４０は、左右方向に長尺状の直方体外形を呈する光透過部材であり、石英で形成されている。このロッドレンズ４０は、レンズ或いはミキシング部材としての機能を有するものであり、ＬＥＤ１１から出射した光を内部で繰り返し全反射させ、光のピーク光量を高めつつ光量を均一化する。ロッドレンズ４０の外面には、鏡面研磨が施されている。

このロッドレンズ４０は、筐体２の前壁２ａの内面（裏面）側に装着されている。具体的には、ロッドレンズ４０は、その外周にＯリング４２が固定され、この状態で前壁２ａのフランジ４１ｘ，４１ｙ間によって挟持されるよう前壁２ａに取り付けられている。つまり、ロッドレンズ４０は、前壁２ａのフランジ４１ｘ，４１ｙとの間でＯリング４２を挟むようにして取り付けられ、フランジ４１ｘ，４１ｙに保持されて前壁２ａに固定されている。これにより、図６に示すように、ロッドレンズ４０は、ＬＥＤ１１の前側に対向するようにＬＥＤ１１に当接されつつ、出射窓３に固定される。その結果、ＬＥＤ１１は、ロッドレンズ４０を介して出射窓３から外部に臨むこととなる。

また、本実施形態は、ＬＥＤ１１を駆動するための駆動部５０を筐体２内に備えている。駆動部５０は、ヒートシンク２０よりも後側に位置するように下壁２ｅの後側に配設されており、駆動部用ヒートシンク５１及びパワートランジスタ５２を含んでいる。

駆動部用ヒートシンク５１は、例えばアルミで形成され、左右方向に長尺状で且つ左右方向視で後方に開口するコの字状を呈している。この駆動部用ヒートシンク５１は、下壁２ｅに固定されている。パワートランジスタ５２は、ＬＥＤ１１を駆動させる電気回路素子を構成するものである。このパワートランジスタ５２は、左右方向に沿って並列されるように駆動部用ヒートシンク５１の上面に複数配置されて固定され、該駆動部用ヒートシンク５１に熱的に接続されている。

ここで、本実施形態の光源装置１００では、筐体２の上壁２ｄに開口部８が形成されている。開口部８は、上下方向視において左右方向に長尺状の矩形形状を呈しており、上壁２ｄの内外を連通する。この開口部８は、複数のフィン２１の前側において上面２１ａを外部に臨むように露出させる。これにより、複数のフィン２１の前側において上方側は、そのフィン２１間の隙間Ｓによって、外部から筐体２内へ空気を導入するための空気導入口９を構成する。換言すると、複数のフィン２１の前端を含む所定部分における上方側は、開口部８を介して筐体２外へ露出し、その隙間Ｓが空気導入口９となるように開口部８を塞いで配置されている。

一方、複数のフィン２１の後側において上方側は、その隙間Ｓの上方側が閉塞されるように筐体２の上壁２ｄによって覆われている。具体的には、複数のフィン２１の後側では、その上面２１ａを構成する上方側端面に対し上壁２ｄが被覆部７として蓋をするように当接され、これにより、隙間Ｓの上方側端部が、筐体２の外部から内部へ空気を導入させる空気導入部とならないように（空気導入口９を構成しないように）封止されている。換言すると、複数のフィン２１は、後側上部に筐体２によって覆われる領域を有している。

つまり、複数のフィン２１にあっては、開口部８に対して塞ぐように対向し、その上面２１ａ側が開口部８を介して筐体２外に露出することによって、当該露出部分の隙間Ｓが空気導入口９とされている領域と、開口部８よりも後側（ファン３０配置側）に延びると共に、その上方側端部に筐体２が当接することによって、当該当接部分の隙間Ｓが筐体２の外部から内部へ空気を導入させる空気導入部とならないよう（空気導入口９を構成しないよう）覆われている領域と、を備えている。

ここでは、複数のフィン２１における上面２１ａの前端から２５ｍｍ（前後長さＬ２の約６０％）後側の部分が、開口部８から露出して空気導入口９を構成している。つまり、複数のフィン２１における上面２１ａの後端から１５ｍｍ（前後長さＬ２の約４０％）前側の部分が、被覆部７としての上壁２ｄによって覆われて隙間Ｓの上方側が閉塞されている。

以上のように構成された光源装置１００においては、図１５に示すように、外部の空気（冷却空気、冷却風とも称される）Ａが、筐体２の上壁２ｄの開口部８を介して空気導入口９、すなわち、複数のフィン２１の前端側上部の隙間Ｓから導入される。そして、この空気Ａは、その流れがフィン２１によってガイドされながら、隙間Ｓ内において後側へ向けて流通される。

このとき、複数のフィン２１の後側上部を覆う上壁２ｄにあっては、空気導入口９を狭めて絞るよう作用する。よって、隙間Ｓ内を流通する空気Ａは、その流速及び指向性が高められ、フィン２１の下部側へと積極的に導かれる。その結果、空気Ａがフィン２１全体に効率よく接触され、フィン２１全体が充分に冷却されることとなる。従って、本実施形態によれば、ヒートシンク２０の放熱効率を向上させ、ＬＥＤ１１で生じた熱をフィン２１によって充分に放熱・拡散させて冷却することが可能となる。その結果、ＬＥＤ１１の発光効率低下及び輝度低下を抑制できると共に、ＬＥＤ１１ひいては光源装置１００の動作安定性を向上でき、さらには、ＬＥＤ１１ひいては光源装置１００の長寿命化が実現される。

ここで、フィン２１の下部側へ導かれた空気Ａは、上記のようにその流速及び指向性が高められていると共にフィン２１をガイドにして流通されることから、その後、下壁２ｅ（つまり、筐体２内の奥側）まで至り、パワートランジスタ５２及び駆動部用ヒートシンク５１に対し充分に接触しつつ後方（ファン３０側）へ向けて流れ、そして、空気導出口４から外部へ排気される。よって、下壁２ｅ配置され光源装置１００の高発熱熱源となる駆動部５０の熱をも、充分に放熱・拡散させて冷却することが可能となる。

また、本実施形態では、上述したように、ファン３０が筐体２の後壁２ｂに取り付けられていることから、空気Ａが後側から排出されるため、筐体２内の空気Ａの流れをスムーズにすることができ、光源装置１００における放熱効率を向上させることが可能となる。

また、本実施形態におけるＬＥＤ１１の左右方向に沿った長さは、上述したように、複数のフィン２１のピッチＬｐ（板厚Ｌ１と隙間Ｓとの和）以上とされており、特に本実施形態では、ピッチＬｐよりも大きくなっている。そのため、１つのＬＥＤ１１に対し少なくとも１つのフィンが対応するよう（特に本実施形態では、２つ以上の複数のフィン２１が対応するよう）フィン２１が密に並列されることとなる。このようにフィン２１を密に並列することで、ヒートシンク２０の熱容量を好適に高めると共に、隙間Ｓを通る空気Ａの流速を一層高めることができ、ヒートシンク２０の放熱効率を一層向上させることが可能となる。

また、本実施形態では、上述したように、フィン２１の板厚Ｌ１が隙間Ｓよりも小さくされているため、空気Ａを隙間Ｓに流通させ易くできる。また、フィン２１の上下長さＬ３がフィン２１の前後長さＬ２よりも長いため、フィン２１の上下長さＬ３が前後長さＬ２よりも短い場合に比べ、ＬＥＤ１１とフィン２１との熱結合領域を容易に大きくすることができ、ＬＥＤ１１の熱を容易且つ充分に放熱することが可能となる。

また、本実施形態では、上述したように、左右方向に長尺状の筐体２において左右方向に長尺状の開口部８を上壁２ｄに設けていることから、多くの空気Ａを筐体２内に導入させることが可能となっている。さらに、フィン２１が流れ方向に沿って延在している（左右方向に積層するよう並列されている）ため、左右方向において、空気Ａの流通のバラツキを抑制することができ、複数のフィン２１の温度バラツキ、ひいてはヒートシンク２０の放熱効率バラツキを抑制することが可能となる。

なお、本実施形態では、紫外発光ＬＥＤアレイ１０、ヒートシンク２０及び駆動部５０は、互いに左右方向を長手方向とする長尺状に構成されており、その発熱及び放熱に関して左右方向に一つの単位（ユニット）となっているといえる。これにより、次の作用効果が奏される。すなわち、光源装置１００を大面積化する際、かかる単位を増やすことにより対応可能であり、設計及び製造容易化が可能となる。また、左右方向において放熱効率に違い（バラツキ）が生じることを抑制することができる。

また、本実施形態では、上述したように、パワートランジスタ５２が下壁２ｅに直接固定されるのではなく、駆動部用ヒートシンク５１を介して下壁２ｅから離間されて固定されている。よって、筐体２内にてパワートランジスタ５２に接触するように空気Ａを流通させ易くすることが可能となる。さらに、駆動部用ヒートシンク５１を断面コの字状としているため、その放熱面積を増加させて放熱効率を向上させることができる。このとき、駆動部用ヒートシンク５１の断面コの字状の開口側を後側（ファン３０側）にしており、放熱面積の大きい側をファン３０に対向させているため、その放熱効率をさらに向上させることが可能となる。

また、本実施形態では、開口部８から露出するフィン２１の上面２１ａは、上壁２ｄに対し該上壁２ｄの厚さ分内側に窪むことになることから、かかる窪みによってフィン２１への外部接触を抑制し、適切なフィン２１間隔を保持することができ、その結果、隙間Ｓの変化によって放熱効率の偏りが発生するのを抑制することが可能となる。

以上、本実施形態の光源装置１００について放熱性を確認する試験を行った結果、代表的な熱源であるＬＥＤ１１の温度は、被覆部７を備えない場合（すなわち、複数のフィン２１全体が外部に露出して空気導入口９を構成する場合）には、約５０℃程度であったのに対し、本実施形態では、約４５℃程度であった。また、もう一つの代表的な熱源であるパワートランジスタ５２の温度は、被覆部７を備えない場合には、約７０℃程度であったのに対し、本実施形態では、約６５℃程度であった。これにより、光源装置１００における主な熱源であるＬＥＤ１１やパワートランジスタ５２で生じた熱を充分に放熱させ、冷却するという上記作用効果を確認することができた。

ちなみに、複数のフィン２１の前側上部のみにおいて隙間Ｓを同程度に閉塞するよう覆う場合、本実施形態とは逆に、却って冷却効率が低下してしまった。これにより、冷却効率の向上のためには、少なくとも複数のフィン２１の後側上部の隙間Ｓを閉塞するよう覆うことが必要であると判断される。

次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、本実施形態の説明では、上記第１実施形態と異なる点を主に説明する。

図１６は本発明の第２実施形態に係る光源装置を前側から示す斜視図、図１７は図１６の光源装置における空気の流れを説明するための図６に対応した概略断面図である。図６，１６に示すように、本実施形態の光源装置２００が上記光源装置１００と異なる点は、筐体２の後壁２ｂに取り付けられたファン３０に代えて、筐体２の上壁２ｄに取り付けられたファン２３０を備え、空気導出口４が上壁２ｄに形成されている点である。

図１７に示すように、本実施形態おいてフィン２１の下部側へ導かれた空気Ａにあっては、その後、下壁２ｅまで至り、駆動部５０に対し充分に接触しつつ上方（ファン２３０側）へ向けて流れ、そして、空気導出口４から外部へ排気されることとなる。

以上、本実施形態でも、上記作用効果と同様な効果、すなわち、ＬＥＤ１１の熱及び駆動部５０の熱を充分に放熱し、冷却させることが可能となるという効果を奏する。また、本実施形態では、熱が溜まって温度上昇し易い筐体２の上方側から空気Ａが排出されるように上壁２ｄにファン２３０が取り付けられているため、熱を外部へ放出し易くなり、光源装置２００の放熱効率を向上させることが可能となる。

次に、本発明の第３実施形態について説明する。なお、本実施形態の説明では、上記第１実施形態と異なる点を主に説明する。

図１８は本発明の第３実施形態に係る光源装置を前側から示す斜視図、図１９は図１８の光源装置における空気の流れを説明するための図６に対応した概略断面図である。図６，１８に示すように、本実施形態の光源装置３００が上記光源装置１００と異なる点は、筐体２の後壁２ｂに取り付けられたファン３０に代えて、筐体２の下壁２ｅに取り付けられたファン３３０を備え、空気導出口４が下壁２ｅに形成されている点である。

図１９に示すように、本実施形態おいてフィン２１の下部側へ導かれた空気Ａにあっては、その後、下壁２ｅまで至り、駆動部５０に対し充分に接触しつつ下方（ファン２３０側）へ向けて流れ、そして、空気導出口４から外部へ排気されることとなる。

以上、本実施形態でも、上記作用効果と同様な効果、すなわち、ＬＥＤ１１の熱及び駆動部５０の熱を充分に放熱し、冷却させることが可能となるという効果を奏する。また、本実施形態では、筐体２の下壁２ｅにファン３３０が取り付けられていることから、空気Ａが筐体２の下方側から排出されるため、筐体２の上方側の空気導入口９に対して排気された空気の悪影響が及ぶのを抑制することができ、光源装置３００の放熱効率を向上させることが可能となる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲で変形し、又は他のものに適用したものであってもよい。

例えば、上記実施形態では、紫外発光ＬＥＤアレイ１０においてＬＥＤ１１が上下２列で配置されているが、上下１列で配置されていてもよいし、上下３列以上で配置されていてもよく、要は、ＬＥＤ１１は、少なくとも左右方向（所定方向）に沿って並列されていればよい。

また、被覆部７の前後方向長さ、及び開口部８から露出する複数のフィン２１の前後方向長さについては、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記作用効果を好適に奏する上で好ましい範囲として、複数のフィン２１における後端から前後長さＬ２の４０％〜６０％の部分が、上壁２ｄによって覆われて隙間Ｓが閉塞されていてもよい。

また、フィン２１の形状についても上記実施形態に限定されるものではなく、例えば、上記作用効果を好適に奏する上で好ましいとして、板厚Ｌ１が０．３ｍｍ〜２ｍｍとされ、ピッチＬｐが１ｍｍ〜５ｍｍとされていてもよい。

また、上記実施形態では、複数のフィン２１の後側において上方側が、筐体２の上壁２ｄで構成された被覆部７によって覆われているが、空気の流入を抑制できるような筐体２とは別部材（例えば、筐体２とは別個の板状部材やテープ材等）の被覆部７によって覆われていてもよい。

２…筐体、２ｂ…後壁（後側の壁部）、２ｄ…上壁（一方向側の壁部）、２ｅ…下壁（他方向側の壁部）、７…被覆部、８…開口部、９…空気導入口、１０…紫外発光ＬＥＤアレイ（発光部）、１１…ＬＥＤ（発光素子）、２０…ヒートシンク（放熱部）、２１…フィン、３０，２３０，３３０…ファン（排気手段）、５０…駆動部、１００，２００，３００…光源装置、Ｌ１…フィンの板厚、Ｌ２…フィンの前後長さ（前後方向に沿った長さ）、Ｌ３…フィンの上下長さ（一方向に沿った長さ）、Ｓ…隙間。

Claims (8)

1. 少なくとも所定方向に沿って並列された複数の発光素子を含み、前方に向けて光を出射する発光部と、
   平板状を呈し且つ前記所定方向に沿って隙間を有して積層されるよう並列された複数のフィンを含み、前記発光部の後側に熱的に接続された放熱部と、
   前記発光部及び前記放熱部を収容する筐体と、
   前記筐体内において前記放熱部よりも後側に設けられ、前記筐体内の空気を外部へ排気する排気手段と、
   前記筐体において前後方向及び前記所定方向と交差する一方向側の壁部に設けられた開口部と、を備え、
   前記複数のフィンの前側において前記一方向側は、前記開口部から外部に露出して、前記隙間が外部から前記筐体内へ空気を導入するための空気導入口を構成し、
   前記複数のフィンの後側において前記一方向側には、前記隙間を閉塞するように覆う被覆部が設けられており、
   前記発光素子の前記所定方向に沿った長さは、前記フィンの板厚と前記隙間との和以上であり、
   前記排気手段は、前記筐体における前記一方向側の壁部に取り付けられていることを特徴とする光源装置。
2. 少なくとも所定方向に沿って並列された複数の発光素子を含み、前方に向けて光を出射する発光部と、
   平板状を呈し且つ前記所定方向に沿って隙間を有して積層されるよう並列された複数のフィンを含み、前記発光部の後側に熱的に接続された放熱部と、
   前記発光部及び前記放熱部を収容する筐体と、
   前記筐体内において前記放熱部よりも後側に設けられ、前記筐体内の空気を外部へ排気する排気手段と、
   前記筐体において前後方向及び前記所定方向と交差する一方向側の壁部に設けられた開口部と、を備え、
   前記複数のフィンの前側において前記一方向側は、前記開口部から外部に露出して、前記隙間が外部から前記筐体内へ空気を導入するための空気導入口を構成し、
   前記複数のフィンの後側において前記一方向側には、前記隙間を閉塞するように覆う被覆部が設けられており、
   前記発光素子の前記所定方向に沿った長さは、前記フィンの板厚と前記隙間との和以上であり、
   前記排気手段は、前記筐体における前記一方向と反対の他方向側の壁部に取り付けられていることを特徴とする光源装置。
3. 少なくとも所定方向に沿って並列された複数の発光素子を含み、前方に向けて光を出射する発光部と、
   平板状を呈し且つ前記所定方向に沿って隙間を有して積層されるよう並列された複数のフィンを含み、前記発光部の後側に熱的に接続された放熱部と、
   前記発光部及び前記放熱部を収容する筐体と、
   前記筐体内において前記放熱部よりも後側に設けられ、前記筐体内の空気を外部へ排気する排気手段と、
   前記筐体において前後方向及び前記所定方向と交差する一方向側の壁部に設けられた開口部と、を備え、
   前記複数のフィンの前側において前記一方向側は、前記開口部から外部に露出して、前記隙間が外部から前記筐体内へ空気を導入するための空気導入口を構成し、
   前記複数のフィンの後側において前記一方向側には、前記隙間を閉塞するように覆う被覆部が設けられており、
   前記発光素子を駆動するための駆動部を前記筐体内にさらに備え、
   前記駆動部は、前記放熱部よりも後側で、且つ前記筐体における前記一方向と反対の他方向側の壁部に配置されていることを特徴とする光源装置。
4. 少なくとも所定方向に沿って並列された複数の発光素子を含み、前方に向けて光を出射する発光部と、
   平板状を呈し且つ前記所定方向に沿って隙間を有して積層されるよう並列された複数のフィンを含み、前記発光部の後側に熱的に接続された放熱部と、
   前記発光部及び前記放熱部を収容する筐体と、
   前記筐体内において前記放熱部よりも後側に設けられ、前記筐体内の空気を外部へ排気する排気手段と、
   前記筐体において前後方向及び前記所定方向と交差する一方向側の壁部に設けられた開口部と、を備え、
   前記複数のフィンの前側において前記一方向側は、前記開口部から外部に露出して、前記隙間が外部から前記筐体内へ空気を導入するための空気導入口を構成し、
   前記複数のフィンの後側において前記一方向側には、前記隙間を閉塞するように覆う被覆部が設けられており、
   前記フィンの板厚は、前記フィン間の前記隙間よりも小さいことを特徴とする光源装置。
5. 前記発光素子の前記所定方向に沿った長さは、前記フィンの板厚と前記隙間との和以上であることを特徴とする請求項３又は４記載の光源装置。
6. 前記排気手段は、前記筐体における後側の壁部に取り付けられていることを特徴とする請求項３〜５の何れか一項記載の光源装置。
7. 前記フィンの前記一方向に沿った長さは、前記フィンの前後方向に沿った長さよりも長いことを特徴とする請求項１〜６の何れか一項記載の光源装置。
8. 前記被覆部は、前記筐体における前記一方向側の壁部で構成されていることを特徴とする請求項１〜７の何れか一項記載の光源装置。

Images