JPH0795360A

JPH0795360A - 光源装置

Info

Publication number: JPH0795360A
Application number: JP5233252A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Ikeda; 仁池田; Terukazu Otsuki; 輝一大月; Kenji Nishinakagawa; 憲司西中川; Shinji Yamana; 真司山名; Masahiko Kimoto; 匡彦木本
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1993-09-20
Filing date: 1993-09-20
Publication date: 1995-04-07

Abstract

(57)【要約】【目的】リップルの無いリニアな光を得ることができる
ようにする。また、光源とレンズ等との接着ズレや、交
換時の無駄を防止することのできるようにする。【構成】透光部４ａ’の下方に、上方が広がった逆四角
錐台形状の導光部４ｂ’を複数個設けて光ガイド板４’
を構成する。各導光部４ｂ’の下端にはそれぞれ、ＬＥ
Ｄを搭載した光源部８を取り付けて、この光源部８に、
光ガイド板４’の表面に設けた配線パターン９によって
電流を供給する。光源部８はコネクタ構造で光ガイド板
４’に取り付ける。【作用】配線が既にされている光ガイド板４’にコネク
タ構造で光源部８を取り付けるため、位置ずれを生じ難
く、光源部８だけを簡単に交換することができる。光源
部８の光は、導光部４ｂ’の側面で反射されながら集光
され、光ガイド板４’の上面の光出力面４２’から出力
される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ファクシミリ、複写
機、イメージスキャナ等の原稿照明用光源等として使用
される光源装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ファクシミリ等の光源装置としては従
来、例えば図２４に示すように、アレイ状に実装された
ＬＥＤ１０１を有するＬＥＤアレイ基板１０２と、該Ｌ
ＥＤアレイ基板１０２の上方に配置された半円筒形状の
レンズ１０３とを備え、前記レンズ１０３によってＬＥ
Ｄ１０１のＸ軸方向の光を絞り、レンズ上方の原稿（不
図示）に対して光を照射するものが用いられていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図２４
に示したような光源装置では、光源装置のＹ軸方向にお
いてＬＥＤ１０１の配置間隔毎に照度のリップルが生じ
て、ファクシミリ等の光源装置として使用した場合に均
一に原稿面を照明出来ない問題があった。リップルを防
止するためにはＬＥＤ１０１を増やして配置間隔を小さ
くする方法があるが、コスト高になってしまう問題があ
った。光源装置を原稿面から離すことでリップルを小さ
くすることができるが、光は広がって放射されるので、
原稿をＬＥＤ１から遠ざけると光の利用効率が悪くなっ
てしまう問題があった。

【０００４】また、従来の構成では、複数個のＬＥＤ１
０１を実装したＬＥＤアレイ基板１０２にレンズ１０３
が接着固定されており、配線を引き回したＬＥＤアレイ
基板１０２とレンズ１０３との固定であるために、接着
精度がとり難い問題があった。

【０００５】さらに、ＬＥＤ１０１の不良が発生した場
合等にＬＥＤ１０１部分のみを交換出来ない、全てを一
体でしか交換出来ない問題があった。

【０００６】この発明の目的の一つは、リップルの無い
リニアな光を得ることができ、また、光源とレンズ等と
の接着ズレや、交換時の無駄を防止することのできる光
源装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、ＬＥＤ等からなる複数個の光源をアレイ状に配置し
た基板と、前記複数個の光源のそれぞれの発光天面側に
配置され、発光天面側が広がった形状の導光部と、前記
導光部の発光天面側に配置され、各導光部の光を導入し
た後光出力面から光を放出する透光部と、を備え、前記
光源からの直接光と、前記導光部の側壁面で反射された
光とを集積して前記光出力面から出力させることを特徴
とする。

【０００８】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の光源装置において、前記導光部の側壁面の傾斜角を、
光源の光を全反射する角度に設定したことを特徴とす
る。

【０００９】請求項３に記載の発明は、請求項１または
請求項２のいずれかに記載の光源装置において、前記光
源を配置した基板に、光源の光を発光天面側に反射する
光反射面を設けたことを特徴とする。

【００１０】請求項４に記載の発明は、光源の光を透明
な透光部材内を通過させて該透光部材の光出力面から出
力させる光源装置において、前記透光部材に光源装着部
と配線パターンを設け、前記配線パターンにより前記光
源装着部に装着された光源に電流を供給することを特徴
とする。

【００１１】請求項５に記載の発明は、請求項４に記載
の光源装置において、前記光源を含む光源部と、光源の
光を通過させて光出力面から出力させる透光部材とを分
割して備えるとともに、前記光源部と透光部材の少なく
ともいずれか一方にコネクタ構造を設けて光源部と透光
部材とを電気的および機械的に着脱自在に構成したこと
を特徴とする。

【００１２】請求項６に記載の発明は、請求項４または
５のいずれかに記載の光源装置において、前記透光部材
の配線パターンに、電流制御手段を設けたことを特徴と
する。

【００１３】

【作用】請求項１に記載の発明においては、ＬＥＤ等か
らなる光源の発光光は導光部を介して透光部へ導かれ、
透光部の光出力面から出力されるが、このとき、光は次
のように集積される。まず、光源から発光天面側に向か
う光はそのまま導光部を介して透光部へ入り、光出力面
から出力される。一方、周囲に広がった光は導光部の側
壁面で反射されて光出力面側に向かう。これらの光が集
積されて光出力面の一定の範囲から出力される。このよ
うに広がった光が反射されて集光されるから光源の位置
を光出力面から離しても光の無駄が生じない。すなわ
ち、複数の光源を用いる場合に、光源と光照射面（原
稿）との距離を長くしてリップルを少なくした場合でも
光の無駄が生じない。

【００１４】請求項２に記載の発明においては、前記導
光部において光が全反射されるため、光が効率良く利用
される。

【００１５】請求項３に記載の発明においては、光源か
ら周囲に広がった光が上側に反射されるため、光が有効
に利用される。

【００１６】請求項４に記載の発明においては、透光部
材に配線パターンが設けられ、該透光部材に光源が装着
される構成であるため、光源部の交換を行っても配線は
そのまま使用できる。

【００１７】請求項５に記載の発明においては、光源部
がコネクタ構造によって透光部材に着脱自在であるた
め、光源部の交換や修理等を簡単に行うことができる。
このコネクタ構造により、電気的接続，機械的接続の両
方が同時に行われるため、交換や修理作業が非常に簡単
になる。

【００１８】請求項６に記載の発明においては、配線パ
ターンに電流制御手段を設けているため、複数の光源部
分を備える場合に、各光源部分への供給電流値を適宜設
定することができる。これによって、複数の光源部分の
発光光量を一定状態にすることが可能になる。

【００１９】

【実施例】＜請求項１〜３の実施例＞図１，図２は請求
項１〜３の実施例の光源装置の構成例を示す図であり、
図３，図４は該光源装置において光の進み方を説明する
ための図である。

【００２０】ＬＥＤ１が実装されるＬＥＤアレイ基板２
はガラスエポキシ基板等で構成されている。ＬＥＤアレ
イ基板２は、上面に逆四角錐台状の凹部２ａを形成し、
該凹部２ａの底にＬＥＤ１を実装している。凹部２ａ
は、実装するＬＥＤの個数分設けられ、各凹部２ａの底
にそれぞれ１個のＬＥＤ１が実装される。この凹部２ａ
が請求項３に記載の光反射面に対応する。凹部２ａは、
発光天面側に光を反射するために側壁面２１が発光天面
側に広がるように傾斜して設けられている。凹部２ａの
内壁は、メッキ，蒸着，スパッタリング等によって金属
鏡面加工されている。ＬＥＤ１が実装された後、凹部２
ａは透明樹脂または透明ガラス等で封止される。なお透
明樹脂としては例えば、アクリル、ポリカーボネート、
ポリオレフィン等が用いられる。

【００２１】ＬＥＤアレイ基板２の上方には、ＬＥＤ１
の光を導入する光ガイド板４が設けられる。光ガイド板
４は、アクリル、ポリカーボネート、ポリオレフィン等
の透明樹脂、または透明ガラス等でインジェクション成
形等によって形成される。光ガイド板４は、板状の透光
部４ａと、該透光部４ａから下方に突出形成された逆四
角錐台状の導光部４ｂと、を有している。導光部４ｂの
底面である導光面４１が、前記ＬＥＤアレイ基板２の凹
部２ａの封止部の上面と接着される（図２参照）。

【００２２】次に、この光源装置における光の進み方を
説明する。

【００２３】ＬＥＤアレイ基板２の凹部２ａの内壁は、
上記したように鏡面加工されており、図３に示すように
ＬＥＤ１の発光光は、直接または側壁面２１で反射され
て発光天面方向へ導かれ、光ガイド板４の導光部４ｂへ
と入射する。

【００２４】光ガイド板４においては、図４に示すよう
に、導入された光のうち、ＬＥＤ１の発光天面の垂線方
向付近に発せられた光はそのまま導光部４ｂ，透光部４
ａを通過して、光出力面４２から直接出力される。ま
た、広がりの大きい光は導光部４ｂの傾斜境界面（側壁
面）４３で反射され、光出力面４２から出力される。

【００２５】すなわち、この実施例の構成によれば、Ｌ
ＥＤ１と光の照射面（原稿）との距離が長くても、ＬＥ
Ｄ１から発せられた光は直接、または、凹部２ａの側壁
面２１や導光部４ｂの傾斜境界面４３で反射されながら
光出力面４２の所定の範囲内に集められる。したがっ
て、光が必要以上に広がって光量低下を招くことがな
い。そして、凹部２ａの側壁面２１、および導光部４ｂ
の傾斜境界面４３の傾斜角を適切な角度に設定すること
によって、光出力面４２における前記所定の範囲を任意
に設定することができる。

【００２６】例えば、凹部２ａの側壁面２１の角度は、
反射光がなるべく直接光出力面４２に達するような角度
に設定される。また、導光部４ｂの傾斜境界面４３の傾
斜角は、光を全反射するような角度に設定される。導光
部４ｂの傾斜境界面４３の傾斜角を、光を全反射する角
度に設定することにより、外部へ光を漏らすことがな
く、かつ、反射時の吸収損失無しに光出力面４２方向へ
光を反射させることができる。

【００２７】これによって、ＬＥＤの光を効率良く利用
できるので、ＬＥＤ１と光出力面４２との距離を長くす
ることができる。そして、ＬＥＤ１と光出力面４２との
距離を長くすることによりＹ軸方向における照度のリッ
プルを小さくすることができ、Ｙ軸方向においてリニア
な光を得ることができる。また、Ｘ軸方向においても導
光部４ｂの傾斜境界面４３での光反射によって、光が所
定の領域内に集中するので光の利用効率を向上させるこ
とができる。

【００２８】図５，図６は他の構成例を示す図である。

【００２９】この実施例は、ＬＥＤアレイ基板２には凹
部２ａを設けず、光ガイド板４の下端部にＬＥＤ１を嵌
め込む構成のものである。

【００３０】この実施例では図６に示すように、ＬＥＤ
アレイ基板２は、通常の基板と同様に平坦な板状のもの
で構成され、上面にＬＥＤ１のチップがアレイ状に実装
される。一方、光ガイド板４は上記の実施例と同様に、
透光部４ａ，導光部４ｂを備えているが、該導光部４ｂ
の下方にさらに、出光部４ｃを備えている。出光部４ｃ
は上記実施例の凹部２ａの形状とほぼ同様に構成されて
おり、光を発光天面側に反射させる側壁面４４を有し、
該側壁面４４の外面に金属鏡面加工を施している。出光
部４ｃの底面には、図６に示すように、ＬＥＤ１を嵌め
込むための凹部４５が形成されている。ＬＥＤアレイ基
板２上にＬＥＤ１を実装した後、ＬＥＤ１に前記出光部
４ｃの凹部４５が合うように、光ガイド板４をセット
し、その後、凹部４５を透明樹脂で封止する。

【００３１】上記のようにしてＬＥＤ１を搭載したＬＥ
Ｄアレイ基板２と光ガイド板４とが接着され、図１，図
２に示した実施例と同様に、ＬＥＤ１の光を光ガイド板
４の光出力面４２の所定の範囲内に集光させることがで
きる。

【００３２】次に、導光部４ｂの傾斜境界面４３の傾斜
角の設定方法を具体例を基に説明する。なおこの例は、
図１，図２に示した実施例のものであるが、図５，図６
に示した実施例の場合でも同様である。

【００３３】いま、光ガイド板４の透光部４ａを、厚さ
Ｔ：４mm、高さＨ：２５mm、長さＬ：２６０mmの板状、
導光部４ｂを、導光面４１の底部の幅ｄ：３mm、高さｔ
ｇ：２mmの四角錐台状に構成し、ＬＥＤアレイ基板２の
凹部２ａは導光面４１との接触面の幅ｄ：３mm、深さ
ｔ：０．８mmの四角錐台状に構成したとする。

【００３４】ここで、ＬＥＤ１の光を全て全反射させる
ためには、導光部４ｂの傾斜境界面４３の傾斜角θは以
下の条件を満たす必要がある（図７参照）。

【００３５】θ＜９０°＋ tan^-1（２ｔ／ｄ）− sin^-1
（ｎ₁／ｎ₂）ただし、ｔ：ＬＥＤアレイ基板の凹部２ａの深さ、ｄ：導光部４ｂの導光面の幅、ｎ₁：空気の屈曲率、ｎ₂：透明媒体の屈曲率。

【００３６】このことから、上記の実施例では、傾き角
θは８０deg 以下に設定される。なお最適な導光部４ｂ
の形状、およびＬＥＤチップを搭載するＬＥＤアレイ基
板２の凹部２ｂの形状の決定は、上記の角度範囲内で傾
き角を変えながら光学シュミレーションを行い、光の利
用効率が良く、リップルが小さい照度分布になる適切な
傾斜角度を求めることで行う。

【００３７】上記の様な構成の光源装置について、光学
シュミレーションを行い、照度分布を求めた結果を図８
（Ａ），（Ｂ）に示す。なお、この例では１３個のＬＥ
Ｄチップを用いた。同図（Ａ）にはＹ軸方向、（Ｂ）に
はＸ軸方向の分布をぞれぞれ、光出射端面４２と原稿と
の距離Ｈ＝１mm，３mm，６．５mmの場合について示して
いる。これより、光の利用効率，光照度分布のリップル
値を計算したところ、利用効率６５％、リップル値１０
％という値が得られた。この値は従来の構成による光源
装置による実測値に対して、利用効率が約３倍、リップ
ル値が２／３ほどに向上されている。

【００３８】なお、リップル値は以下の式によって求め
られる。

【００３９】（Ｉmax −Ｉmin ）／（Ｉmax ＋Ｉmin ）ただし、Ｉmax ：最大照度、Ｉmin ：最小照度。

【００４０】以上のように、発光天面側が広がった形状
の導光部４ｂを有する光ガイド板４によって光を集積す
ることによって、リップルのないリニアな光を得ること
ができた。

【００４１】なお、この光源装置を実際にＢ４サイズ対
応のファクシミリに適用した場合、使用するＬＥＤの個
数は従来と比較して２０個程度の削減となり、約１ｋｗ
の省電力化をはかることができた。

【００４２】＜請求項４の実施例＞図９〜１３は請求項
４に係る光源装置の構成例を示す図である。この実施例
の光源装置は、透光板５と、光源部６（６ａ，６ｂ）
と、コネクタ７ａおよび疑似コネクタ７ｂとを有してお
り、図９に示すように、透光板５の左右の端部に光源部
６ａ，６ｂを取り付けた後、図１０に示すように光源部
６ａ，６ｂを覆うようにコネクタ７ａおよび疑似コネク
タ７ｂを取り付けることによって構成される。

【００４３】以下、詳細に構成を説明する。

【００４４】図１１（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ
透光板５の正面図、背面図、側面図である。また、図１
２（Ｄ）は光源部６の外観図であり、図１２（Ａ）、
（Ｂ）、（Ｃ）はそのＡ−Ａ断面図、Ｂ−Ｂ断面図、Ｃ
−Ｃ断面図である。さらに図１３はコネクタ７ａの外観
図である。

【００４５】透光板５はポリカーボネート等の透明樹
脂、または透明ガラス等からなり、横長の四角柱形状に
構成されている。この透光板５の下面にはフレネルミラ
ー５１が形成されている。フレネルミラー５１は、透光
板５の下面部を鋸歯状に形成し、この鋸歯状部に光反射
率の高い材料、例えばアルミニウム等の金属膜を付加し
たものである。透光板５の左右の端面にはそれぞれ、光
源部６を取り付けるための凹状の挿入穴５３（５３ａ，
５３ｂ）が形成されている。この挿入穴５３に、図１２
に示す光源部６が挿入される。

【００４６】光源部６は、遮光性の高い樹脂液晶ポリマ
ー等の樹脂からなる基板６１上に、複数個のＬＥＤ１を
実装し、その上を、光透過性の良いエポキシ樹脂等でモ
ールドしたものである（モールド部６２）。このモール
ド部６２が凸状になっており、この凸状の部分が前記透
光板５の挿入穴５３に嵌入される。

【００４７】コネクタ７ａは、樹脂成形により光源部６
ａおよび透光板５の端部を覆うようにほぼ箱型に形成さ
れたものであり、透光板５に光源部６ａを取り付けた後
その上にはめ込まれる。なお、疑似コネクタ７ｂもほぼ
同様に構成される。

【００４８】上記のように構成される光源装置を点灯さ
せると、光源部６のＬＥＤ１から発せられた光は透光板
５のフレネルミラー５１で反射され、透光板５の上面の
光出力面５２から出力される。

【００４９】この光源装置はコネクタ７ａにより外部電
源に接続され、コネクタ７ａから透光板５を介して光源
部６ａ，６ｂへ電流が供給される。この構成を詳細に説
明する。

【００５０】透光板５には、コネクタ７ａに電気的に接
続される外部電源端子５４（５４ａ，５４ｂ）と、光源
部６ａ，６ｂへ電流を供給するための配線パターン５５
（５５ａ，５５ｂ）と、が設けられている。なお、この
実施例では光源部６ａへは外部電源端子５４から直接電
流が供給されている。この実施例では表面側にマイナス
側の外部電源端子５４ａおよび配線パターン５５ａが設
けられ、裏面側にプラス側の外部電源端子５４ｂおよび
配線パターン５５ｂが設けられている。

【００５１】外部電源端子５４や配線パターン５５の形
成方法として最も一般的な作製方法は、銀や銅等の導電
性粉末が混入された導電性ペーストを印刷法により印刷
して方法である。しかし他の方法を用いてもよく、例え
ば、透光板５を金型で成形する前に、銅箔等の配線パタ
ーン材を予め金型側に入れておき、そこへ透光板の材料
である樹脂を流し込んで、前記配線パターン転写し作製
する成形転写法や、予め成形された透光板５に銀や銅等
のメッキを行うために、塩化パラジウム等の触媒を印刷
しておき、無電解メッキ法により形成する方法、粘着性
のある導電テープ等を配線パターンに貼り付ける方法等
を用いてもよい。また、この実施例では外部電源端子５
４，配線パターン５５の両方を透光板５の表面に形成し
ているが、配線パターン５５については透光板５の内部
に埋め込むように形成してもよい。

【００５２】ところで、配線パターン５５を形成する場
合には、光出力面５２から離れた位置に作製することが
望ましい。透光板５内では、光源部６から出力した光が
全反射を利用して光出力面５２から出力されため、配線
パターン５５を光出力面５２の近くに作製すると配線パ
ターン５５が光の伝搬に及ぼす影響が大きくなってしま
うからである。この実施例の場合、マイナス極性の配線
パターン５５ｂは図１１（Ｂ）に示すように、光出力面
５２に近い側（上端側）で光源部６に電流を供給する
が、透光板５の中央部では配線パターン５５を下端側に
設けて、配線パターン５５ｂが光の伝搬に影響を及ぼす
のを防止している。

【００５３】光源部６の基板６１上には図１２に示すよ
うに、配線パターン６３（６３ａ，６３ｂ）が設けられ
ている。配線パターン６３は、金，アルミニウム，銅等
の導電性材からなりメッキ，蒸着等の方法で形成され
る。配線パターン６３ａは基板６１の長方形状の上面の
２辺に沿って設けられたＬ字型のパターンである。ま
た、配線パターン６３ｂは、上記配線パターン６３ａと
異なる他の２辺に沿って設けられたＬ字型のパターンで
ある。配線パターン６３ａ上に数個のＬＥＤ１が搭載さ
れ、ＬＥＤ１のマイナス電極が接続されている。ＬＥＤ
１のプラス電極は、ワイヤボンディングにより配線パタ
ーン６３ｂに接続されている。なおこの例では、ＬＥＤ
１は全て並列に接続されているが、数個もしくは全ての
ＬＥＤを直列に接続してもよい。

【００５４】このようにＬＥＤ１が実装された基板は、
前記したように、エポキシ樹脂等でモールドされてい
る。このモールドにより、ＬＥＤ１に接続されている金
線等のワイヤの保護、ＬＥＤ１の外部量子効率の向上と
いう効果を得ることができるとともに、光源部６を透光
板５の挿入穴５３に嵌入させるための凸型を形成するこ
とができる。

【００５５】モールド部６２は、図１２（Ａ），（Ｃ）
に示すように、配線パターン６３の周面部を残すように
（露出するように）形成されている。この露出部分が透
光板５側の外部電源端子５４または配線パターン５５に
接続される。なお、この実施例では、表面側のマイナス
極性の外部電源端子５４ａ，配線パターン５５ａに配線
パターン６３ａを接続し、裏面側のプラス極性の外部電
源端子５４，配線パターン５５ｂに配線パターン６３ｂ
を接続する。

【００５６】透光板５の外部電源端子５４，配線パター
ン５５と、光源部６の配線パターン６３との接続につい
ては、透光板５の外部電源端子５４，配線パターン５５
に半田ペーストや銀ペースト等を付加しておき、光源部
６を接続および接着することも可能である。この場合、
前記導電性ペーストとして熱硬化型のものを用いるので
あれば、透光板５の材料として耐熱性の高いポリカーボ
ネート等を使用する必要があるが、低温硬化型の導電性
ペーストあるいは紫外線硬化型の導電性ペーストを用い
るのであれば、アクリル等の耐熱性が低い材料を用いる
ことも可能である。

【００５７】上記のように、透光板５の左右の端部に光
源部６ａ，６ｂが取り付けられた後、コネクタ７ａおよ
び疑似コネクタ７ｂが取り付けられる。

【００５８】疑似コネクタ７ｂはケーシングのみの構成
であるが、コネクタ７ａには透光板５の外部電源端子５
４ａ，５４ｂに電流を供給するための端子７１ａ，７１
ｂが設けられている。マイナス側の端子７１ａが表面側
の外部電極端子５４ａに接続され、プラス側の端子７１
ｂが裏面側の外部電極端子５４ｂに接続される。これに
よって光源装置に電流が供給される。

【００５９】図１８〜図１９は請求項４に係る他の実施
例を示す図であり、光ガイド板を用いた光源装置に該請
求項４の構成を適用した例である。図１８はこの実施例
の光源装置の外観を示す図、図１９（Ａ），（Ｂ），
（Ｃ）は光ガイド板の正面図，背面図，底面図、図２０
（Ｃ）は光源を備える光源部の外観図であり、図２０
（Ａ），（Ｂ）はそのＡ−Ａ断面図，Ｂ−Ｂ断面図であ
る。

【００６０】光ガイド板４’の導光面４１’には、挿入
穴４６が形成され、光源部８が装着される。光ガイド板
４’には複数の導光部４ｂ’が形成されており、各導光
部４ｂ’にそれぞれ光源部８が装着される。

【００６１】光源部８は基板８１上に、マイナス側の配
線パターン８３ａ，プラス側の配線パターン８３ｂを形
成し、ＬＥＤ１を実装した後、モールドを行ったもので
ある（モールド部８２）。モールド部８２は箱型に形成
されており、前記光ガイド板４’の挿入穴４６に嵌入さ
れる。

【００６２】光源部８を光ガイド板４’に装着したとき
に配線パターン８３ａ，８３ｂが当接する部分に、端子
９ａ，９ｂが形成されている。端子９ａ，９ｂは、図１
９（Ａ）に示すように、光ガイド板４’の表面に形成さ
れた配線パターン９によって、各導光部４ｂ’の端子を
直列に接続しており、端子９ａはマイナス極性の外部電
源端子１０ａ側に接続され、端子９ｂはプラス極性の外
部電源端子１０ｂ側に接続されている。したがって、各
導光部４ｂ’の挿入穴４６に光源部８を装着した場合
に、各光源部８が直列に接続されて点灯する。なお、配
線パターン９による端子９ａ，９ｂの接続の仕方によっ
て、光源部８の全部、若しくは一部を並列に接続するこ
とも可能である。

【００６３】＜請求項５の実施例＞上記のように透光板
５の配線パターン５５と、光源部６の配線パターン６３
ａ，６３ｂとを導電性ペーストで接着すると透光板５と
光源部６との着脱がやや困難となる。そこで、光源部６
または透光板の少なくともいずれか一方をコネクタ構造
とすることによって両者の着脱を容易に行うことができ
るようになる。この構成例を説明する。

【００６４】図１４はフレネルミラーを備える光源装置
に請求項５を適用した場合の実施例を示す図である。

【００６５】同図（Ａ）に示すように、透光板５’の表
面には配線パターン５６ａ（図示しない裏面側は５６
ｂ）が形成され、端部には外部電源端子５７ａ，５７ｂ
が形成されている。また透光板５’の端部には挟持部５
８が設けられている。挟持部５８は断面がほぼコ字型に
形成された切り欠き部であり、その解放端側が若干狭ま
るように形成されている。一方、光源部６’は同図
（Ｃ）に示すようにほぼ四角柱形状に形成されており、
表面に配線パターン６４ａ，６４ｂが設けられている。
この光源部６’を前記透光板５’の挟持部５８に嵌め込
むことで、同図（Ｂ）に示すように光源部６’が挟持部
５８に挟持される。この上に図１３に示すようなコネク
タ７ａが装着される。なお、図では左側の光源部のみを
示しているが、右側の光源部は外部電源端子は備えない
もののほぼ同様に構成される。

【００６６】図１５はフレネルミラーを備えた光源装置
に請求項５を適用した場合の他の実施例を示す図であ
る。

【００６７】この実施例の透光板５は図１１に示す透光
板５と同一形状に構成される。一方光源部６''は、同図
（Ｃ）に示すように基板６１''の上下の端部に突出片６
４ａ，６４ｂを設けることによってコ字型に形成されて
いる。この突出片６４ａ，６４ｂは解放端側が狭まるよ
うに形成されている。基板６１''上には、図１２に示す
光源部６と同様にＬＥＤ１が実装され、モールド部６２
が形成されている。このように構成される光源部６''を
透光板５に装着すると、同図（Ｃ）に示すように透光板
５の上下が光源部６''の突出片６４ａ，６４ｂで挟持さ
れる。なおこの実施例の光源部６''には外部電源が接続
されており、透光板５に光源部６''を接続すると、他方
の光源部（不図示）へも電流が供給される。

【００６８】なお、図１８に示すような光ガイド板を用
いた光源装置の場合も同様に、光ガイド板４’の導光部
４ｂ’、光源部８の両方または一方をコネクタ構造とす
ることによって、光ガイド板４’と光源部８とを着脱自
在に構成することが可能になる。

【００６９】＜請求項６の実施例＞図１６はフレネルミ
ラーを備えた光源装置に請求項６を適用した場合の実施
例を示す図である。

【００７０】コネクタ７ａ（不図示）から外部電源端子
５４に供給された電流は配線パターン５９を介して光源
部６へ供給されるが、このとき、光源部６ａの方が光源
部６ｂよりも近いために、光源部６ａの電流値と光源部
６ｂの電流値とが変わってしまうことがある。そこでこ
の実施例では、光源部６ａへつながる配線パターン５９
ａに抵抗６０ａを付加し、また、光源部６ｂへつながる
配線パターン５９ｂに抵抗６０ｂを付加して、抵抗６０
ｂ側の抵抗値を高くすることにより、両者６ａ，６ｂの
電流値が同等値となるようにしている。これによって両
光源６ａ，６ｂの発光光量のばらつきを無くすことがで
きる。

【００７１】図１７はフレネルミラーを備えた光源装置
に請求項６を適用した場合の他の実施例を示す図であ
る。

【００７２】この実施例では、光源部６ａへ電流を供給
する配線パターン１１ａを細くし、光源部６ｂへ電源供
給する配線パターン１１ｂを太くすることによって、光
源部６ａ，６ｂの電流値がほぼ同等になるようにしてい
る。

【００７３】また、図２１〜２３は請求項６のさらに他
の実施例を示す図であり、光ガイド板４’を用いた光源
装置の実施例を示す図である。

【００７４】図２３はこの実施例の等価回路図であり、
図示するように、複数個装着される光源部（ＬＥＤ１）
を３個一組で直列に接続し、この３個一組の光源部を並
列に接続したものであり、３個の光源部ごとに異なる抵
抗値の抵抗９１ａ，９１ｂ・・・（または９２ａ，９２
ｂ・・・）を接続している。

【００７５】具体的な構成例を図２１および図２２に示
している。図２１は配線パターン９’の中に実際に抵抗
９１ａ，９２ａ・・・を組み込んだ例であり、図２２は
配線パターン９''の幅を抵抗部９２ａ，９２ｂ・・・で
変えることによって抵抗値を変えるようにした例であ
る。

【００７６】なお、配線パターンの抵抗値は、厚みを変
えることによっても変えることができる。

【００７７】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、光源の
光が導光部によって反射されて集光されるから、光源の
位置を光出力面から離しても光の無駄が生じない。この
ため、複数の光源をアレイ状にした場合に、光源と光照
射面との距離を長くしても十分な光量を得ることができ
る。そして、距離を長くすることにより、光源の個数を
少なくしてもリップルのないほぼ均一な照度分布の照明
光を得ることができるから光源個数を削減することがで
き、省電力化，コストダウンをはかることができる。

【００７８】請求項２に記載の発明によれば、導光部に
おいて光を効率良く反射して（全反射して）透光部の光
出力面側へ導くことができるため、光利用効率が高く、
光源と光照射面とを十分に長く設定することができる。

【００７９】請求項３に記載の発明によれば、光源部分
において周囲に広がった光を有効に利用することがで
き、光出力面に到達する光量を上げることができる。

【００８０】請求項４に記載の発明によれば、透光部材
に配線パターンが設けられ該配線パターンにより光源部
への電流供給がされる構成であるため、光源を交換して
も配線はそのまま使用することができ、交換時の無駄を
少なくできる。

【００８１】請求項５に記載の発明によれば、光源部分
がコネクタ構造によって透光部材に着脱自在であるた
め、光源部分の交換や修理等を簡単に行うことができ、
その固定の精度も正確になる。また、このようにコネク
タ構造としたことにより、光源部分と透光部材とが着脱
自在であるので、一方のみを交換することが可能にな
り、交換時のコストの削減を図ることができる。

【００８２】請求項６に記載の発明によれば、複数の光
源への配線の長さがそれぞれ異なる場合でも各光源部分
の電流値を調整して一定にすることができ、ばらつきの
ない安定した光量を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１〜３に係る実施例を示す図であり、光
源装置の外観を示す図である。

【図２】同光源装置の要部を示す図である。

【図３】同光源装置の光源部分の光の進み方を示す図で
ある。

【図４】同光源装置の光の進み方を示す図である。

【図５】請求項１〜３に係る他の実施例を示す図であ
り、光源装置の構成および光の進み方を示す図である。

【図６】同光源装置の要部を示す図である。

【図７】請求項２の実施例に係る図であり、導光部の傾
斜角の設定方法を説明するための図である。

【図８】同光源装置の光のリップル状態を示す図であ
る。

【図９】請求項４に係る実施例を示す図であり、光源装
置の外観を示す図である。

【図１０】同光源装置の外観を示す図である。

【図１１】同光源装置の透光板の構成を示す図である。

【図１２】同光源装置の光源部の構成を示す図である。

【図１３】同光源装置のコネクタの外観を示す図であ
る。

【図１４】請求項５に係る実施例を示す図であり、透光
板および光源部の構成を示す図である。

【図１５】請求項５に係る他の実施例を示す図であり、
透光板および光源部の構成を示す図である。

【図１６】請求項６に係る実施例を示す図であり、透光
板の正面図である。

【図１７】請求項６に係る他の実施例を示す図であり、
透光板の正面図である。

【図１８】請求項４に係る他の実施例を示す図であり、
光源装置の外観図である。

【図１９】同光源装置の光ガイド板の構成を示す図であ
る。

【図２０】同光源装置の光源部の構成を示す図である。

【図２１】請求項６に係る他の実施例を示す図であり、
光ガイド板の正面図および背面図である。

【図２２】請求項６に係る他の実施例を示す図であり、
光ガイド板の背面図である。

【図２３】図２１，図２３に示す光ガイド板の配線パタ
ーンの等価回路図である。

【図２４】従来の光源装置の構成を示す図である。１ＬＥＤ２基板２ａ凹部４光ガイド板４ａ透光部４ｂ導光部５透光板２１側壁面（光反射面）４２，５２光出力面４３側壁面（傾斜境界面）９，５５，５６配線パターン６，８光源部６０ａ，６０ｂ，９１ａ，９１ｂ抵抗（電流制御手
段）１１ａ，１１ｂ，９２ａ，９２ｂ配線パターン（電流
制御手段）

フロントページの続き (72)発明者山名真司大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内 (72)発明者木本匡彦大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ＬＥＤ等からなる複数個の光源をアレイ状
に配置した基板と、前記複数個の光源のそれぞれの発光
天面側に配置され、発光天面側が広がった形状の導光部
と、前記導光部の発光天面側に配置され、各導光部の光
を導入した後光出力面から光を放出する透光部と、を備
え、前記光源からの直接光と、前記導光部の側壁面で反射さ
れた光とを集積して前記光出力面から出力させることを
特徴とする光源装置。
【請求項２】請求項１に記載の光源装置において、前記導光部の側壁面の傾斜角を、光源の光を全反射する
角度に設定したことを特徴とする光源装置。
【請求項３】請求項１または２のいずれかに記載の光源
装置において、前記光源を配置した基板に、光源の光を発光天面側に反
射する光反射面を設けたことを特徴とする光源装置。
【請求項４】光源の光を透明な透光部材内を通過させて
該透光部材の光出力面から出力させる光源装置におい
て、前記透光部材に光源装着部と配線パターンを設け、前記
配線パターンにより前記光源装着部に装着された光源に
電流を供給することを特徴とする光源装置。
【請求項５】請求項４に記載の光源装置において、前記光源を含む光源部と、光源の光を通過させて光出力
面から出力させる透光部材とを分割して備えるととも
に、前記光源部と透光部材の少なくともいずれか一方に
コネクタ構造を設けて光源部と透光部材とを電気的およ
び機械的に着脱自在に構成したことを特徴とする光源装
置。
【請求項６】請求項４または５のいずれかに記載の光源
装置において、前記透光部材の配線パターンに、電流制御手段を設けた
ことを特徴とする光源装置。