KR20130012559A - 광원 장치 - Google Patents

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KR20130012559A
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source device
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미쯔유끼 하따나까
히데아끼 이와다떼
노조무 가지와라
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이와사키 덴끼 가부시키가이샤
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Abstract

발광 소자의 발광을 효율적으로 소정의 초점에 집광시킬 수 있는 광원 장치를 제공한다. 원통면(21)을 갖는 반사체(22)와, 원통면(21)이 연장하는 방향을 따라 원통면(21)의 저부(21C)에 배열된 복수의 LED5를 구비하고, 각 LED5의 발광을 반사체(22)의 원통면(21)에서 반사시켜서 조사하는 LED 광원 장치(1)에 있어서, 원통면(21)이 조사 방향으로 초점 Y를 갖는 형상이 되고, LED5의 각각을 덮도록 연장하여, LED5의 직사 성분(5B)을 원통면(21)의 초점 Y에 집광하는 로드 렌즈(25)를 구비한다.

Description

광원 장치{LIGHT SOURCE DEVICE}
본 발명은, 복수의 예를 들어 LED(Light Emitting Diode) 등의 발광 소자를 열 형상으로 배열해서 이루어지는 광원 장치에 관한 것이다.
종래, 원통면(실린드리컬면)을 갖는 반사체와, 이 원통면이 연장하는 방향을 따라서 원통면의 저부에 배열된 복수의 발광 소자의 일례인 LED를 구비하고, 각 LED의 발광을 반사체의 원통면에서 반사시켜서 라인 형상의 조사광을 얻는 LED 광원 장치가 알려져 있다(예를 들어, 특허 문헌 1 참조).
일본 특허 출원 공개 제2010-186674호 공보
그런데, 라인 형상의 조사광을 집광하는 경우, 반사체의 원통면의 형상을 바꾸어서 소정의 초점에서 집광하도록 하면 된다. 그러나, LED의 방사광에는, 원통면에 접촉하는 일 없이 방사되는 직사 성분이 포함되어 있고, 단순히 원통면의 형상을 바꾼 것 만으로는, LED의 직사 성분을 원통면의 초점에 집광시킬 수 없어, LED의 직사 성분의 에너지가 낭비된다.
본 발명은, 상술한 종래의 기술이 갖는 과제를 해소하여, 발광 소자의 발광을 효율적으로 소정의 초점에 집광시킬 수 있는 광원 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은, 원통면을 갖는 반사체와, 상기 원통면이 연장하는 방향을 따라서 상기 원통면의 저부에 배열된 복수의 발광 소자를 구비하고, 각 발광 소자의 발광을 상기 반사체의 원통면에서 반사시켜서 조사하는 광원 장치에 있어서, 상기 원통면이 조사 방향으로 초점을 갖는 형상으로 되고, 상기 발광 소자의 각각을 덮도록 연장하여, 상기 발광 소자의 직사 성분을 상기 원통면의 초점에 집광하는 로드 렌즈를 구비하는 것을 특징으로 한다.
또 본 발명은, 상기 광원 장치에 있어서, 상기 반사체의 원통면의 양측면에 테두리부가 삽입해 고정된 평판의 편면에, 상기 로드 렌즈를 형성한 것을 특징으로 한다.
또 본 발명은, 상기 광원 장치에 있어서, 상기 반사체를, 상기 원통면의 연장 방향을 따라서 2분할해서 이루어지는 한쪽의 부재와, 다른 쪽의 부재를 결합해서 구성하고, 상기 한쪽의 부재 및 상기 다른 쪽의 부재 각각의 원통면에는, 상기 평판의 테두리부가 삽입되는 오목부를 형성한 것을 특징으로 한다.
또 본 발명은, 상기 광원 장치에 있어서, 표면에 상기 발광 소자가 설치된 기판과, 이 기판의 배면에 직접 밀착해서 나선 고정되는 냉각 모듈을 갖고, 상기 냉각 모듈은, 상기 기판의 배면 측에 풍로를 형성하고, 당해 풍로의 외측이며, 상기 냉각 모듈을 상기 기판에 고정하는 나사의 내측에, 상기 풍로의 주위를 둘러싸는 홈을 형성하여, 상기 홈에 패킹을 설치한 것을 특징으로 한다.
또 본 발명은, 상기 광원 장치에 있어서, 상기 반사체는, 각형 지지체에 지지되고, 상기 각형 지지체와 상기 기판을 결합하는 L자 브래킷을 구비하고, 상기 L자 브래킷은, 상기 원통면이 연장하는 방향을 따라서 연장하여, 상기 L자 브래킷으로 상기 기판을 상기 냉각 모듈에 상방으로부터 누른 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 원통면을 갖는 반사체와, 상기 원통면이 연장하는 방향을 따라서 상기 원통면의 저부에 배열된 복수의 발광 소자를 구비하고, 각 발광 소자의 발광을 상기 반사체의 원통면에서 반사시켜서 조사하는 광원 장치에 있어서, 상기 원통면이 조사 방향으로 초점을 갖는 형상이 되어, 상기 발광 소자의 각각을 덮도록 연장하고, 상기 발광 소자의 직사 성분을 상기 원통면의 초점에 집광하는 로드 렌즈를 구비하기 때문에, 각 발광 소자의 발광을 원통면의 초점에 집광시킬 수 있는 동시에, 각 발광 소자의 직사 성분을 로드 렌즈로 상기 원통면의 초점에 집광시킬 수 있고, 발광 소자의 직사 성분의 에너지도 낭비하는 일 없이, 초점에 집광시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 관한 LED 광원 장치의 평면 및, 정면도.
도 2는 LED 유닛의 사시도.
도 3은 LED 유닛의 분해 사시도.
도 4는 LED 모듈의 분해 사시도.
도 5는 평판과 로드 렌즈의 구조를 도시하는 사시도.
도 6은 LED 광원 장치의 광로를 도시하는 도면.
도 7은 금속 판재의 평면 및, 정면도.
도 8은 다른 실시 형태의 금속 판재의 평면 및, 정면도.
이하, 도면을 참조해서 본 발명의 실시 형태에 대해서 설명한다.
도 1은, 본 발명을 적용한 실시 형태에 관한 LED 광원 장치(1)의 평면 및, 정면을 나타내는 도면이다. LED 광원 장치(1)는, 예를 들어, 액정 디스플레이의 기판을 접합할 때에, 자외선 경화 수지 등의 시일재를 경화시키기 위한 자외선을 방사하기 위해서 클린룸 내에서 사용할 수 있다. 또한, 도 1에 있어서, 정면도는, LED 광원 장치(1)의 내부 구조를 나타내는 투시도이다.
도 1에 나타낸 바와 같이, LED 광원 장치(1)는, 가늘고 긴 박스형의 금속제의 하우징(2)을 갖고, 이 하우징(2)의 상면(2A)에는, 길이 방향의 가늘고 긴 직사각 형상으로 개방한 조사 개구(4)가 설치되어 있다. 조사 개구(4)에는, 보호 글래스(3)가 설치되어 있다. 보호 글래스(3)는, 글래스의 이외에, 보호 필름으로 구성되어 있어도 된다. LED 광원 장치(1)는, 후술하는 다수의 LED5가 조사 개구(4)에 일렬로 연속 배치되어, 라인 광을 조사하는 선 형상 광원으로서 구성되어 있다. 하우징(2) 중에는, 일렬로 배치된 5개의 LED5를 구비하는 LED 유닛(20)이 배열되어 복수 배치되고, 상기 선 형상 광원이 구성되어 있다. LED 광원 장치(1)는, 예를 들어, 이 선상 광원의 라인 광을 액정 디스플레이의 가로로부터 기판의 접합면에 도포된 시일재에 조사함으로써, 시일재를 경화시키고, 기판을 접합하기 위해서 적절하게 사용할 수 있다.
도 2는 LED 유닛(20)의 구성을 나타내는 사시도이며, 도 3은 LED 유닛(20)의 분해 사시도이다.
도 2에 나타낸 바와 같이, LED 유닛(20)은, 복수의 LED5를 갖는 LED 모듈(6)과, 이들의 LED5를 냉각하는 냉각 모듈(30)을 구비하고 있다. LED 모듈(6)은, 직사각형의 금속제의 기판(7)을 구비하고, 이 기판(7)의 표면(7A)에는, 상기의 LED5와, 반사체(22)가 설치되어 있다.
기판(7) 상에는, 상술한 바와 같이, LED5가 대략 등간격으로 1열로 배열되어 배치된다. 기판(7)은, 도시는 생략하지만, 알루미늄이나 알루미늄 합금 등의 고열 전도성재로 형성된 베이스 금속판과, 이 베이스 금속판의 면 상에 형성된 절연층과, 이 절연층 상에 형성된 배선 패턴 회로를 구비한다. 기판(7)에는, 표면(7A)으로부터 절연층을 제거해서 베이스 금속판을 노출시킨 노출면이 형성되고, LED5는, 기판(7)에 대하여 이 노출면에 실장되어 있다.
반사체(22)는, 원통면[(실린드리컬면)(21)]을 갖고, 원통면(21)의 저부(21C)에는, 5개의 LED5가 원통면(21)이 연장하는 방향을 따라서 배열되어 있다. 원통면(21)은, LED5의 발광을 반사시켜서 조사하는 조사 방향으로 조사 개구(4)로부터 소정 거리의 초점을 갖는 형상으로 형성된다. 원통면(21)은, 장치에 의해 요구되는 집광 폭에 따른 형상으로 적절하게 형성되고, 본 실시 형태에서는, 원통면(21)은, 단면 타원면의 반사면을 갖는 타원 반사경이다.
LED5의 상방에는, LED5의 각각을 덮도록 원통면(21)이 연장하는 방향을 따라서 연장하는 원통면 평볼록 렌즈의 로드 렌즈(25)가 볼록 측을 LED5에 대향시켜서 구비된다. 반사체(22)에는, 기판(7)과 대략 수평하게 평판(26)이 가설되어 있고, 평판(26)에는, 상세에 대해서는 후술하지만, 로드 렌즈(25)가 일체로 설치되어 있다. 로드 렌즈(25)는, LED5의 직사 성분(5B)을 원통면(21)의 초점 Y에 집광하도록 형성된다.
냉각 모듈(30)은, LED 모듈(6)에 나사로 고정되어 있고, 기판(7)의 배면에 직접 밀착시켜서 고정되어 있다. LED 모듈(6) 및, 냉각 모듈(30)은, 각형 지지체(23)에 지지되어 있다. 기판(7)은, 반사체(22)의 원통면(21)이 연장하는 방향을 따라서 연장하는 L자 브래킷(24)으로, 이 각형 지지체(23)에 결합된다. L자 브래킷(24)은, 연장 방향을 따라서 설치된 판형상 부재(43)에 의해 각형 지지체(23)에 대하여 압박할 수 있도록 하고, 도시하지 않은 나사로 고정된다. 또한, L자 브래킷(24)은, 기판(7)의 표면(7A)에 접촉되는 압박 부재(41)를 일체로 구비하고, 이 압박 부재(41)에는, 도시는 생략하지만, 원통면(21)의 연장 방향으로 소정 간격으로 설치된 복수의 나사 구멍(42)이 형성된다. L자 브래킷(24)은, 이 나사 구멍(42)을 통해서 삽입되는 나사로 기판(7)을 냉각 모듈(30)에 대하여 압박되도록 고정한다.
각형 지지체(23)의 하부에는, L자 형상의 브래킷(29)이 접속된다. 브래킷(29)은, LED 유닛(20)을 하우징(2)에 고정하기 위해서 설치되는 동시에, 하우징(2)과, LED 유닛(20) 사이에, 후술하는 고압의 에어가 유통하는 튜브가 통과되는 공간 R을 형성한다.
또 LED 유닛(20)은, 발광량을 피드백 제어함으로써 광 출력을 일정하게 하도록 구성되어 있고, LED5가 방사하는 광을 수광하는 광 수광 소자(50)와, 광 수광 소자(50)의 수광량에 기초하여 각 LED5의 광 출력을 피드백 제어하는 회로 기판(51)을 구비하고 있다.
광 수광 소자(50)는, LED 유닛(20)의 길이 방향, 즉, LED5의 배열 방향의 대략 중앙이며, 반사체(22)의 원통면(21)의 출사 단부(52)를 절결한 절결부(53)에 배치되어 있다. 광 수광 소자(50)는, 절결부(53)로부터 반사체(22)로 들어간 위치에 돌출한 위치에 고정되어, 각 LED5의 광을 수광한다.
회로 기판(51)은, 브래킷(29)에 지지되어 각형 지지체(23)의 하방에 배치된다. 이 회로 기판(51)에는, LED5에 흐르게 하는 구동 전류를 광 수광 소자(50)의 수광량에 기초하여 가변함으로써 LED 유닛(20)의 광 출력을 일정하게 유지하는 피드백 회로가 설치되어 있다.
이 LED 광원 장치(1)에 있어서는, 각 LED 유닛(20)의 회로 기판(51)에 광량(휘도)의 지시가 입력되고, 각 LED 유닛(20)이 지시된 광량을 유지하도록 독립하여 피드백 제어한다. 이때, 각 LED 유닛(20)에 있어서는, 인접하는 LED 유닛(20)의 광량도 광 수광 소자(50)로 수광되고, 이 인접하는 LED 유닛(20)으로부터의 광량을 포함한 수광량에 기초하여, 당해 수광량이 일정해지도록 피드백 제어가 행해진다. 따라서, LED5의 수명 등에 의해, 어는 LED 유닛(20)이 감광되었을 경우에는, 이 감광에 의한 광량 저하를 보충하도록, 인접하는 LED 유닛(20)에 있어서 피드백 제어가 행해진다. 이에 의해, 어느 LED 유닛(20)이 감광 상태로 되었을 경우에서도, LED 광원 장치(1)의 광량은 일정하게 유지되기 때문에, 균일한 조도가 필요한 용도로 사용했을 경우라도, 감광된 LED 유닛(20)을 즉시 교환 등 하지 않고, 그대로 계속해서 LED 광원 장치(1)를 사용할 수 있다.
도 4은, LED 모듈(6)의 분해 사시도이다. 반사체(22)는, 도 4에 나타낸 바와 같이, 원통면(21)의 연장 방향을 따라서 저부(21C)에서 2분할해서 이루어진다, 한쪽의 부재(22)A와, 다른 쪽의 부재(22B)를 결합해서 구성되어 있다. 한쪽의 부재(22A) 및, 다른 쪽의 부재(22B)는, 각각 알루미늄재로 구성된다. 각 한쪽의 부재(22A), 다른 쪽의 부재(22B)에는, 절삭 가공에 의해 길이 방향을 따라서 면(21A), 면(21B)이 형성되고, 면(21A)과 면(21B)을 결합해서 원통면(21)이 형성된다. 각 한쪽의 부재(22A), 다른 쪽의 부재(22B)에는, 원통면(21)의 양측면이 대략 동일한 위치에 원통면(21)이 연장하는 방향을 따라서 횡길이로 형성된 오목부(28)가 소정 간격으로 1열로 배열되어 복수 설치되어 있다. 평판(26)의 테두리부(27)에는, 오목부(28)에 대응하는 위치에 볼록부(27A)가 형성된다.
LED 모듈(6)의 조립 시, 한쪽의 부재(22A)와 다른 쪽의 부재(22B)를 조합해서 반사체(22)를 제작할 때에, 각 오목부(28)에는, 평판(26)의 테두리부(27)에 형성된 볼록부(27A)가 삽입 고정되고, 반사체(22)에, 평판(26)이 일체로 설치된다. 그런데, 로드 렌즈(25)는, LED5로부터의 거리에 의해 로드 렌즈(25)를 통과한 광이 집광시키는 위치가 변동되기 때문에, LED5의 직사 성분(5B)를 원통면(21)의 초점 Y 에 집광시키기 위해서는, 로드 렌즈(25)의 위치 결정이 중요하다. 본 구성에 따르면, 평판(26)은, 원통면(21)에 대하여, 로드 렌즈(25)를 LED5로부터 소정의 거리에 배치하도록 폭이 설정되고, 평판(26)은, 로드 렌즈(25)의 위치 결정도 겸한 폭으로 형성되어 있다. 오목부(28)는, 소정의 폭으로 형성된 평판(26)이, 저부(21C)에 대하여 평행하게 면(21A, 21B) 사이에 가교되는 위치에 미리 설치된다. 이에 의해, 반사체(22)를 원통면(21)이 연장하는 방향을 따라서 2분할해서 형성하는 동시에, 반사체(22)의 조립시에, 미리 반사체(22)에 형성된 오목부(28)에 평판(26)의 볼록부(27A)를 끼워 맞춰서, 로드 렌즈(25)를 원하는 위치에 용이하게 설치할 수 있다. 또한, 각 한쪽의 부재(22A), 다른 쪽의 부재(22B)의 저부(21C)에는, 대략 등간격으로 1열로 배열되어서 형성된 절결(22C)이 설치되고, 이 절결(22C)을 통해서 LED5가 기판(7)에 실장된다.
도 5은, 평판(26)과 로드 렌즈(25)의 구성을 나타내는 도면이다. 평판(26)과 로드 렌즈(25)는, 동일 재료(합성 석영)로 형성되고, 평판(26)과 로드 렌즈(25)의 접합면에 있어서 급격한 굴절률의 변화가 발생하지 않도록 구성되어 있다.
평판(26)과 로드 렌즈(25)는, 도 5의 (A)에 나타낸 바와 같이, 1매의 평판(26)의 편면에, 원통면 평볼록 렌즈의 로드 렌즈(25)를, 로드 렌즈(25)의 평면 측을 평판(26)에 접촉시켜서, 접착에 의해 고정해서 일체로 설치된다. 평판(26)의 양단부에는, 평판(26)의 이면에 미세한 슬릿(26A)이 형성된다. 이 슬릿(26A) 내에는, 평판(26) 및, 로드 렌즈(25)와 굴절률이 대략 동일한 접착재가 유입되고, 이 접착재에 의해 로드 렌즈(25)는, 평판(26)에 접착된다. 접착재에는, 예를 들어 에폭시계의 수지 등을 사용할 수 있다.
이 구성에 따르면, 원통면 평볼록 렌즈의 로드 렌즈(25)를, 로드 렌즈(25)의 평면 측을 평판(26)에 접착해서 설치하기 때문에, 평면끼리를 접착시킬 수 있고, 로드 렌즈(25)의 설치를 용이하게 행할 수 있다. 또한, 이 구성에 따르면, 로드 렌즈(25)와, 평판(26)의 접착재가 부착되는 범위를 평판(26)의 양단부에 형성된 슬릿(26A)이 한정된 범위로 한정할 수 있고, 이 슬릿(26A)에 유입한 접착재로, 평판(26)과, 로드 렌즈(25)를 접착시킬 수 있다. 이에 의해, 접착재에 의한, 로드 렌즈(25)의 굴절률로의 영향을 최소한으로 할 수 있다.
혹은, 평판(26)과, 로드 렌즈(25)는, 도 5의 (B)에 나타낸 바와 같이, 1매의 합성 석영 등의 재료로부터 일체로 형성되는 구성이어도 된다. 이 구성에 따르면, 평판(26)과 로드 렌즈(25)를 접착할 필요가 없어, 조립 작업성을 향상시킬 수 있는 동시에, 평판(26)과 로드 렌즈(25)의 접착면에서의 굴절률의 변화에 의한 영향을 저감시킬 수 있다.
도 6는, LED 광원 장치(1)의 광로를 나타내는 도면이다. 도 6에 나타낸 바와 같이, 각 LED5의 발광은, 반사체(22)의 원통면(21)에 접촉하는 반사 성분(5A)과, 직사 성분(5B)을 포함한다. 반사 성분(5A)은, 원통면(21)에서 반사되어, 조사 개구(4)로부터 보호 글래스(3)를 통해서 LED5의 조사 방향의 초점 Y에 조사된다. 원통면(21)은, 초점 Y가, 보호 글래스(3)로부터의 거리 X가 미리 설정된 소정의 거리가 되도록 형성되어 있다.
또한, 각 LED5의 발광에는, 원통면(21)에 접촉하는 일 없이 방사되는 직사 성분(5B)이 포함된다. 이 LED5의 직사 성분(5B)은, 로드 렌즈(25)를 통과해서 굴절하여, 원통면(21)의 초점 Y에 집광된다.
이 구성에 따르면, 원통면(21)을 갖는 반사체(22)과, 원통면(21)이 연장하는 방향을 따라서 원통면(21)의 저부(21C)에 배열된 복수의 LED5를 구비하고, 각 LED5의 발광을 반사체(22)의 원통면(21)으로 반사시켜서 조사하는 LED 광원 장치(1)에 있어서, LED5의 발광을 조사 방향의 원통면(21)의 초점 Y에 라인 상에 집광 할 수 있는 동시에, LED5의 직사 성분 5B를 로드 렌즈(25)로 원통면(21)의 초점 Y에 집광시킬 수 있기 때문에, LED5의 발광을 직사 성분(5B)의 에너지를 낭비하는 일 없이 초점 Y에 모을 수 있다.
즉, LED 광원 장치(1)는, 배열해서 배치한 LED 유닛(20)의 수에 따라, 길고, 또한, 폭이 좁은 조사 에어리어에 라인 형상으로 에너지를 수집시킬 수 있다. 그로 인해, 최근 대형화되고 있는 액정 디스플레이의 기판의 접합에 사용할 경우에는, 액정 디스플레이의 사이즈에 따라서 자외선 영역에서 발광하는 LED5를 구비하는 LED 유닛(20)을 배열해서 복수 배치함으로써, 원하는 초점 Y에 대하여, LED5의 직사 성분(5B)을 낭바하는 일 없이, 좁은 폭으로 라인 형상으로 자외선의 에너지를 수집시킬 수 있어, 효율적으로 시일재를 경화시킬 수 있다.
다음에, 냉각 모듈(30)에 대해서 상세하게 서술한다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 냉각 모듈(30)은, 금속 판재(31)를 구비한다. 금속 판재(31)에는, L자 형상의 관 조인트(35)가 설치되어 있다.
도 7은, 금속 판재(31)의 구조를 나타내는 도면이다. 금속 판재(31)에는, 기판(7)과 밀착하는 표면(31A)에, 홈(32)이 형성되어 있다. 즉, 금속 판재(31)의 표면(31A)에 LED 모듈(6)의 저면을 밀접시킴으로써, 금속 판재(31)가, 기판(7)의 배면에 직접 접촉하고, 홈(32)이, 기판(7)의 배면을 따라 풍로(32A)를 형성한다. 즉, 풍로(32A)를 흐르는 공기가 직접, 고열 전도성의 금속으로 형성된 기판(7)에 접촉하기 때문에, 풍로(32A)를 흐르는 공기에 의해 기판(7)을 효율적으로 냉각할 수 있다.
홈(32)은, 풍로(32A) 내를 흐르는 공기의 흐름 방향이 돌연 바뀌는 부분이 없도록, 공기의 흐름 방향이 바뀌는 부분을 R에서 연속시켜서 형성되어 있다. 이 구성에 따르면, 풍로(32A) 내를 흐르는 공기의 공기 저항을 저감시킬 수 있어, 공기류에 의한 양호한 냉각 성능을 유지할 수 있다.
홈(32)의 단부에는 각각, 흡기구(36) 및 배기구(37)가 개방되고, 각각에 상기의 관 조인트(35)가 설치되어 있다. 흡기구(36) 및 배기구(37)의 관 조인트(35)의 각각에는, 도시는 생략하지만, 하우징(2)의 밖으로부터 도입되는 고압의 에어가 유통하는 에어 튜브가 접속된다. 흡기구(36) 및 배기구(37)의 개구 면적의 각각은, 풍로(32A)의 단면적과 동일한 정도로 되어 있다. 이에 의해, 풍로(32A)로의 공기의 도입/배출에 수반하는 유로 저항을 작게 할 수 있기 때문에, 풍로(32A) 내의 공기류가 저해되는 일 없어, 공기류에 의한 양호한 냉각 성능이 유지된다.
에어 튜브는, 클린룸 외에 설치된 에어 서플라이로부터, LED 광원 장치(1)에 고압의 에어를 순환시키기 위해서, 관 조인트(35)에 의해 하우징(2) 내에 설치된 복수의 LED 유닛(20)에 직렬로 접속되어 있다. 각 LED 유닛(20)에는, 흡기구(36)의 관 조인트(35)에 접속된 에어 튜브를 통해서 냉각 모듈(30) 안에 고압의 에어가 도입됨으로써, 홈(32)에 의한 풍로(32A)에 공기류가 발생하고, 당해 공기류에 의해 LED 모듈(6)의 저면이 냉각된다. 상기와 같이, 기판(7)과 금속 판재(31)는 밀착해서 구비되고, 또한 금속재로부터 형성되어 고열 전도성을 갖기 때문에, 기판(7) 및, 기판(7)에 실장된 LED5를 효율적으로 냉각할 수 있다. 또한, 홈(32)은, 풍로(32A) 내를 흐르는 공기의 공기 저항이 작아지도록, 공기의 흐름 방향이 바뀌는 부분을 R에서 연속시켜서 형성되어 있기 때문에, 에어 튜브로 복수의 LED 유닛(20)을 직렬로 연결해도, 각 LED 유닛(20)에서의 압력 손실을 적게 할 수 있어, 다음의 유닛까지 효율적으로 공기를 흐르게 할 수 있다.
금속 판재(31)는, 기판(7)에 나사 구멍(34)을 통해서 나사 결합되는 도시하지 않은 나사로 고정된다. 또한, 금속 판재(31)는, 홈(32)의 외측이며, 금속 판재(31)를 기판(7)에 고정하는 나사의 내측에, 홈(32)의 주위를 둘러싸는 제2 홈(33)이 형성되어 있다. 제2 홈(33)은, 홈(32)을 둘러싸도록, 연속해서 형성되고, 제2 홈(33)에는, 탄성 부재에 의해 형성되는 패킹(38)이 끼움 장착되어 설치되어 있다. 패킹(38)은, 금속 판재(31)와 기판(7)을 고정하는 나사와, 풍로(32A) 사이에 설치된다. 패킹(38)은, 금속 판재(31)의 풍로(32A)가 형성되는 표면(31A)과, 기판(7)의 배면을 직접 밀착시켜서 설치했을 때는, 금속 판재(31)와 기판(7) 사이로부터 찌부러뜨려져, 금속 판재(31)의 표면(31A)과 기판(7)의 배면(7B) 사이에서 풍로(32A) 내를 흐르는 공기가 릴리프하는 것을 방지한다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 기판(7)은, 박판 형상으로 형성된다. 그로 인해, 풍로(32A)에 고압의 에어를 흐르게 했을 때에, 기판(7)은, 이 고압의 에어에 밀어 올려지는 경우가 있다. 본 실시 형태에서는, 기판(7)과 금속 판재(31) 사이에 패킹(38)을 통해서 직접 밀착시켰기 때문에, 풍로(32A)에 고압의 에어를 흘렸을 때에도 기판(7)과 금속 판재(31) 사이에 간극이 발생하는 것을 방지하고, 이 간극을 통해서 에어가 누설되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 기판(7)은, L자 브래킷(24)의 압박 부재(41)로 금속 판재(31)에 대하여, 압박하도록 고정되기 때문에, 풍로(32A)에 고압의 에어를 흘렸을 때의 기판(7)이 부상하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 기판(7)과 금속 판재(31)를 나사만으로 고정한 경우, 풍로(32A)에 고압의 에어를 흐르게 했을 때에 기판(7)에 관한 압력은 나사로 고정되어 있는 부분에 집중해 버리지만, 본 구성에 따르면, 압박 부재(41)로 기판(7)을 금속 판재(31)에 대하여 압박한 상태에서, 원통면(21)의 연장 방향을 따라서 복수 개소 고정하기 때문에, 풍로(32A)에 고압의 에어를 흐르게 했을 때에 기판(7)에 관한 압력을, 기판(7)의 길이 방향으로 균일하게 가할 수 있다. 이에 의해, 기판(7)이 풍로(32A) 내를 흐르는 에어의 압력으로 변형하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 기판(7)의 배면에 다소의 요철이 있었던 경우라도, 패킹(38)이 기판(7)의 형상을 흡수하기 때문에, 기판(7)의 형상에 의한, 기판(7)과 금속 판재(31) 사이로부터 공기의 누설을 방지할 수 있다.
도 8은, 다른 실시 형태의 금속 판재(31)를 나타내는 도면이며, 금속 판재(31)에는, 동 도면에 나타낸 바와 같이, 복수개의 홈(132)에 의해 풍로(132A)가 형성되는 구성이어도 된다. 흡기구(36) 및 배기구(37)의 개구 면적의 각각은, 풍로(132A)의 단면적의 합과 동일한 정도로 되어 있다. 이에 의해, 풍로(132A)로의 공기의 도입/배출에 수반하는 유로 저항을 작게 할 수 있기 때문에, 풍로(132A) 내의 공기류가 저해되는 일 없이, 공기류에 의한 양호한 냉각 성능이 유지된다. 또한, 풍로(132A)를 금속 판재(31)의 표면(31A)의 전체면에 걸쳐서 둘러싸도록 형성할 수 있고, 기판(7)의 배면이 넓은 영역에 직접 풍로(132A)가 흐르는 공기를 접촉할 수 있기 때문에, 공기류에 의한 냉각 성능을 높일 수 있다. 또한, 다른 실시 형태의 금속 판재(31)에 있어서도, 홈(132)의 가장 외측이며, 금속 판재(31)를 기판(7)에 고정하는 나사의 내측에, 홈(132)의 주위를 둘러싸는 제2 홈(33)을 구비하고, 이 제2 홈(33)에는, 패킹(38)이 끼움 장착되어 설치되는 구성이다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명을 적용한 실시 형태에 따르면, 원통면(21)을 갖는 반사체(22)와, 원통면(21)이 연장하는 방향을 따라서 원통면(21)의 저부(21C)에 배열된 복수의 LED5를 구비하고, 각 LED5의 발광을 반사체(22)의 원통면(21)에서 반사시켜서 조사하는 LED 광원 장치(1)에 있어서, 원통면(21)이 조사 방향으로 초점 Y를 갖는 형상이 되고, LED5의 각각을 덮도록 연장하여, LED5의 직사 성분 5B를 원통면(21)의 초점 Y에 집광하는 로드 렌즈(25)를 구비한다. 이로 인해, 각 LED5의 직사 성분 5B를 로드 렌즈(25)로 원통면(21)의 초점 Y에 집광시킬 수 있다. 따라서, LED5의 직사 성분 5B의 에너지를 낭비하는 일 없이, 복수의 LED5의 발광을 폭이 좁은 조사 에어리어에 라인 형상으로 집광시킬 수 있다.
또한, 본 발명을 적용한 실시 형태에 따르면, 반사체(22)의 원통면(21)의 양측면(21A, 21B)에 테두리부(27)가 삽입해 고정된 평판(26)의 편면에, 로드 렌즈(25)를 형성했다. 이에 의해, 평판(26)을 원통면(21)의 소정의 위치에 설치할 수 있고, LED 유닛(20)의 개체 간의 제조 오차를 작게 할 수 있으며, 또한, 평판(26)의 설치 위치에 의해 로드 렌즈(25)가 위치 결정되기 때문에, 로드 렌즈(25)를 겨냥한 위치에 용이하게 설치할 수 있고, 용이하고, 또한, 고정밀도로 복수의 LED5의 발광을 폭이 좁은 조사 에어리어에 라인 형상으로 집광시킬 수 있는 LED 광원 장치(1)를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명을 적용한 실시 형태에 따르면, 반사체(22)를, 원통면(21)의 연장 방향을 따라서 2분할해서 이루어지는 한쪽의 부재(22A)와, 다른 쪽의 부재(22B)를 결합해서 구성하고, 한쪽의 부재(22A) 및 다른 쪽의 부재(22B)의 각각의 원통면(21A, 21B)에는, 평판(26)의 모서리부(27)가 삽입되는 오목부(28)를 형성했다. 이에 의해, 한쪽의 부재(22A)와, 다른 쪽의 부재(22B)를 결합할 때에, 평판(26)의 테두리부(27)를 오목부(28)에 삽입하여, 평판(26)을 반사체(22)에 일체로 고정할 수 있기 때문에, 평판(26)을 용이하게, 원하는 원통면(21)의 원하는 위치에 설치할 수 있고, 용이하고, 또한, 고정밀도로 복수의 LED5의 발광을 폭이 좁은 조사 에어리어에 라인 형상으로 집광시킬 수 있는 LED 광원 장치(1)를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명을 적용한 실시 형태에 따르면, 표면(7A)에 LED5가 설치된 기판(7)과, 이 기판(7)의 배면에 직접 밀착해서 나사로 체결되는 냉각 모듈(30)을 갖고, 냉각 모듈(30)은, 기판(7)의 배면 측에 풍로(32A)를 형성하고, 당해 풍로(32A)의 외측이며, 냉각 모듈(30)를 기판(7)에 고정하는 나사의 내측에, 풍로(32A)를 둘러싸는 홈(33)을 형성하고, 홈(33)에 패킹(38)을 설치했기 때문에, 패킹(38)에 의해, 기판(7)의 배면과 냉각 모듈(30) 사이에서 풍로(32A) 내를 흐르는 고압의 에어가 누출되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명을 적용한 실시 형태에 따르면, 원통면(21)이 연장하는 방향을 따라서 연장하고, 기판(7)을 냉각 모듈(30)에 누르는 압박 부재(41)를 구비했기 때문에, 풍로(32A) 내를 흐르는 고압의 에어에 의해 기판(7)이 냉각 모듈(30)로부터 부상하는 것을 방지할 수 있고, 또한, 기판(7)을 냉각 모듈(30)에 대하여 균일한 압력으로 압박할 수 있기 때문에, 풍로(32A)에 공급되는 고압의 에어가 기판(7)과 냉각 모듈(30) 사이로부터 누출되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상술한 실시 형태는, 어디까지나 본 발명의 일 형태를 나타내는 것이며, 본 발명의 범위 내에서 임의로 변형 및 응용이 가능하다. 예를 들어, 본 실시 형태에서는, 로드 렌즈(25)는, 원통면 평볼록 렌즈인 구성을 예시했지만, 이에 한정되지 않고, 로드 렌즈(25)는, 양쪽 볼록 렌즈인 구성이어도 된다.
또 광원에는 LED5에 한정되지 않고 예를 들어 유기 EL 소자 등 다른 발광 소자를 사용해도 된다.
1 : LED 광원 장치
5 : LED(발광 소자)
5B : 직사 성분
7 : 기판
21 : 원통면
21C : 저부
22 : 반사체
23 : 각형 지지체
24 : L자 브래킷
25 : 로드 렌즈
26 : 평판
27 : 볼록부
28 : 오목부
30 : 냉각 모듈
31 : 금속 판재
32, 132 : 홈
32A, 132A : 풍로
33 : 제2 홈(홈)
38 : 패킹
41 : 압박 부재
Y : 초점

Claims (9)

  1. 원통면을 갖는 반사체와, 상기 원통면이 연장하는 방향을 따라서 상기 원통면의 저부에 배열된 복수의 발광 소자를 구비하고, 각 발광 소자의 발광을 상기 반사체의 원통면에서 반사시켜서 조사하는 광원 장치에 있어서,
    상기 원통면이 조사 방향으로 초점을 갖는 형상이 되고,
    상기 발광 소자의 각각을 덮도록 연장하여, 상기 발광 소자의 직사 성분을 상기 원통면의 초점에 집광하는 로드 렌즈를 구비하는 것을 특징으로 하는, 광원 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 반사체의 원통면의 양측면에 테두리부가 삽입 고정된 평판의 편면에, 상기 로드 렌즈를 형성한 것을 특징으로 하는, 광원 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 반사체를, 상기 원통면의 연장 방향을 따라서 2분할해서 이루어지는 한쪽의 부재와, 다른 쪽의 부재를 결합해서 구성하고, 상기 한쪽의 부재 및 상기 다른 쪽의 부재의 각각의 원통면에는, 상기 평판의 테두리부가 삽입되는 오목부를 형성한 것을 특징으로 하는, 광원 장치.
  4. 제1항에 있어서, 표면에 상기 발광 소자가 설치된 기판과, 이 기판의 배면에 직접 밀착해서 나선 고정되는 냉각 모듈을 갖고, 상기 냉각 모듈은, 상기 기판의 배면측에 풍로를 형성하고, 당해 풍로의 외측이며, 상기 냉각 모듈을 상기 기판에 고정하는 나사의 내측에, 상기 풍로를 둘러싸는 홈을 형성하여, 상기 홈에 패킹을 설치한 것을 특징으로 하는, 광원 장치.
  5. 제2항에 있어서, 표면에 상기 발광 소자가 설치된 기판과, 이 기판의 배면에 직접 밀착해서 나선 고정되는 냉각 모듈을 갖고, 상기 냉각 모듈은, 상기 기판의 배면 측에 풍로를 형성하고, 당해 풍로의 외측이며, 상기 냉각 모듈을 상기 기판에 고정하는 나사의 내측에, 상기 풍로를 둘러싸는 홈을 형성하여, 상기 홈에 패킹을 설치한 것을 특징으로 하는, 광원 장치.
  6. 제3항에 있어서, 표면에 상기 발광 소자가 설치된 기판과, 이 기판의 배면에 직접 밀착해서 나선 고정되는 냉각 모듈을 갖고, 상기 냉각 모듈은, 상기 기판의 배면 측에 풍로를 형성하고, 당해 풍로의 외측이며, 상기 냉각 모듈을 상기 기판에 고정하는 나사의 내측에, 상기 풍로를 둘러싸는 홈을 형성하여, 상기 홈에 패킹을 설치한 것을 특징으로 하는, 광원 장치.
  7. 제4항에 있어서, 상기 원통면이 연장하는 방향을 따라서 연장하고, 상기 기판을 상기 냉각 모듈로 누르는 압박 부재를 구비한 것을 특징으로 하는, 광원 장치.
  8. 제5항에 있어서, 상기 원통면이 연장하는 방향을 따라서 연장하고, 상기 기판을 상기 냉각 모듈로 누르는 압박 부재를 구비한 것을 특징으로 하는, 광원 장치.
  9. 제6항에 있어서, 상기 원통면이 연장하는 방향을 따라서 연장하고, 상기 기판을 상기 냉각 모듈로 누르는 압박 부재를 구비한 것을 특징으로 하는, 광원 장치.
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