JP5835072B2 - 光源装置 - Google Patents
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本発明は、上述した従来の技術が有する課題を解消し、発光素子の発光を効率良く所定の焦点に集光させることができる光源装置を提供することを目的とする。
図1は、本発明を適用した実施形態に係るLED光源装置1の平面、及び、正面を示す図である。LED光源装置1は、例えば、液晶ディスプレイの基板を張り合わせる際に、紫外線硬化樹脂などのシール材を硬化させるための紫外線を放射するためにクリーンルーム内で使用することができる。なお、図1において、正面図は、LED光源装置1の内部構造を示す透視図である。
図2に示すように、LEDユニット20は、複数のLED5を有するLEDモジュール6と、これらのLED5を冷却する冷却モジュール30と、を備えている。LEDモジュール6は、矩形の金属製の基板7を備え、この基板7の表面7Aには、上記のLED5と、反射体22が設けられている。
基板7の上には、上述の通り、LED5が略等間隔で1列に並んで配置される。基板7は、図示は省略するが、アルミニウムやアルミニウム合金等の高熱伝導性材から形成されたベース金属板と、このベース金属板の面上に形成された絶縁層と、この絶縁層の上に形成された配線パターン回路と、を備える。基板7には、表面7Aから絶縁層を取り除いてベース金属板を露出させた露出面が形成され、LED5は、基板7に対してこの露出面に実装されている。
LED5の上方には、LED5のそれぞれを覆うように円筒面21の延びる方向に沿って延在する円筒面平凸レンズのロッドレンズ25が凸側をLED5に対向させて備えられる。反射体22には、基板7と略水平に平板26が架け渡されており、平板26には、詳細については後述するが、ロッドレンズ25が一体に設けられている。ロッドレンズ25は、LED5の直射成分5Bを円筒面21の焦点Yに集光するように形成される。
光受光素子50は、LEDユニット20の長手方向、すなわち、LED5の配列方向の略中央であって、反射体22の円筒面21の出射端52を切欠いた切欠部53に配設されている。光受光素子50は、切欠部53から反射体22に入り込んだ位置に突出した位置に固定され、各LED5の光を受光する。
回路基板51は、ブラケット29に支持されて角型支持体23の下方に配設される。この回路基板51には、LED5に流す駆動電流を光受光素子50の受光量に基づいて可変することでLEDユニット20の光出力を一定に維持するフィードバック回路が設けられている。
このLED光源装置1においては、各LEDユニット20の回路基板51に光量(輝度)の指示が入力され、各LEDユニット20が指示された光量を維持するように独立してフィードバック制御する。このとき、各LEDユニット20にあっては、隣接するLEDユニット20の光量も光受光素子50で受光され、この隣接するLEDユニット20からの光量を含んだ受光量に基づいて、当該受光量が一定となるようにフィードバック制御が行われる。したがって、LED5の寿命等により、あるLEDユニット20が減光した場合には、この減光による光量低下を補うように、隣接するLEDユニット20においてフィードバック制御が行われる。これにより、あるLEDユニット20が減光状態となった場合でも、LED光源装置1の光量は一定に維持されることから、均一な照度が必要な用途に使用したときでも、減光したLEDユニット20を直ぐに交換等せず、そのまま継続してLED光源装置1を使用できる。
平板26とロッドレンズ25とは、図5(A)に示すように、一枚の平板26の片面に、円筒面平凸レンズのロッドレンズ25を、ロッドレンズ25の平面側を平板26に当接させて、接着によって固定して一体に設けられる。平板26の両端部には、平板26の裏面に微細なスリット26Aが形成される。このスリット26A内には、平板26、及び、ロッドレンズ25と屈折率が略同じ接着材が流し込まれ、この接着材によってロッドレンズ25は、平板26に接着される。接着材には、例えばエポキシ系の樹脂等を用い得ることができる。
この構成によれば、円筒面平凸レンズのロッドレンズ25を、ロッドレンズ25の平面側を平板26に接着して取り付けるため、平面同士を接着させることができ、ロッドレンズ25の取付を容易に行うことができる。また、この構成によれば、ロッドレンズ25と、平板26と、の接着材が付着する範囲を平板26の両端部に形成されたスリット26Aの限られた範囲に限定することができ、このスリット26Aに流し込んだ接着材で、平板26と、ロッドレンズ25とを接着させることができる。これにより、接着材による、ロッドレンズ25の屈折率への影響を最小限にすることができる。
また、各LED5の発光には、円筒面21に当たることなく放射される直射成分5Bが含まれる。このLED5の直射成分5Bは、ロッドレンズ25を通って屈折し、円筒面21の焦点Yに集光される。
図7は、金属板材31の構造を示す図である。金属板材31には、基板7と密着する表面31Aに、溝32が形成されている。つまり、金属板材31の表面31AにLEDモジュール6の底面を密接させることで、金属板材31が、基板7の背面に直接当接し、溝32が、基板7の背面に沿って風路32Aを形成する。つまり、風路32Aを流れる空気が直接、高熱伝導性の金属で形成された基板7に当たるため、風路32Aを流れる空気によって基板7を効率よく冷却することができる。
溝32は、風路32A内を流れる空気の流れ方向が突然変わる部分が無いように、空気の流れ方向が変わる部分をRで連続させて形成されている。この構成によれば、風路32A内を流れる空気の空気抵抗を低減させることができ、空気流による良好な冷却性能を維持することができる。
また光源にはLED5に限らず例えば有機EL素子等の他の発光素子を用いても良い。
5 LED(発光素子)
5B 直射成分
7 基板
21 円筒面
21C 底部
22 反射体
23 角型支持体
24 L字ブラケット
25 ロッドレンズ
26 平板
27 凸部
28 凹部
30 冷却モジュール
31 金属板材
32、132 溝
32A、132A 風路
33 第2の溝(溝)
38 パッキン
41 押付部材
Y 焦点
Claims (5)
- 円筒面を有する反射体と、前記円筒面の延びる方向に沿って前記円筒面の底部に配列された複数の発光素子とを備え、各発光素子の発光を前記反射体の円筒面で反射させて照射する光源装置において、
前記円筒面が照射方向に焦点を有する形状とされ、
前記円筒面の中に配置され、前記発光素子のそれぞれを覆うように延在し、前記発光素子の直射成分を前記円筒面の焦点に集光するロッドレンズを備える、ことを特徴とする光源装置。 - 前記反射体の円筒面の両側面に縁部が差し込み固定された平板の片面に、前記ロッドレンズが形成されていることを特徴とする請求項1に記載の光源装置。
- 前記反射体は、前記円筒面の延在方向に沿って2分割して成る一方の体と、他方の体とが結合されて構成され、前記一方の体、及び前記他方の体のそれぞれの円筒面には、前記平板の縁部が差し込まれた凹部が形成されている、
ことを特徴とする請求項1または2に記載の光源装置。 - 表面に前記発光素子が設けられた基板と、この基板の背面に直接密着して螺旋止めされる冷却モジュールとを有し、前記冷却モジュールは、前記基板の背面側に風路を形成し、当該風路の外側であって、前記冷却モジュールを前記基板に固定する螺子の内側に、前記風路を囲む溝が形成されており、前記溝にパッキンが設けられていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の光源装置。
- 前記円筒面の延びる方向に沿って延在し、前記基板を前記冷却モジュールに押しつける押付部材を備えたことを特徴とする請求項4に記載の光源装置。
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- 2012-04-06 JP JP2012087705A patent/JP5835072B2/ja active Active
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