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光源装置 - 東芝ライテック株式会社
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発明の名称 光源装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−179834(P2007−179834A)
公開日 平成19年7月12日(2007.7.12)
出願番号 特願2005−375945(P2005−375945)
出願日 平成17年12月27日(2005.12.27)
代理人 【識別番号】100058479
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴江 武彦
発明者 森山 厳與
要約 課題
複数の発光素子の放熱性能を向上して各発光素子の温度のばらつき及び基板の反りを抑制できるとともに薄型化に適する光源装置を提供する。

解決手段
発光装置3とケース本体11と装置3に対向する投光窓23を有したケースカバー21を具備する。装置3は、係止凹溝が両側縁部に形成された基板4、基板の表面に間隔的に配設された複数の発光素子、係止凹溝に引っ掛かる係止部7aを有して基板4に装着され、かつ、発光素子を個別に収容する複数の収容孔及びこれら収容孔間に基板の表面を露出させる複数のスリット7cが交互に設けられた反射部材7、各収容孔に発光素子を埋設して充填された透光性樹脂部材を有する。ケース本体11が有した受熱部13に基板4露出した裏面を密接させて装置3を本体11に固定し、受熱部13に前記裏面と対向して通気溝14を形成する。発光装置3が収められて外部及び通気溝14に連通するスペースSを、ケース本体11との間に形成して、ケースカバー21をケース本体11の前面に装着している。
特許請求の範囲
【請求項1】
表面に電極を有し、かつ、側面及び裏面に渡る係止凹溝が両側縁部に形成された基板、この基板の長手方向に沿って前記表面に間隔的に配設された複数の発光素子、前記係止凹溝に入り込んで引っ掛かる係止部を有して前記側面及び表面を覆って前記基板に装着され、かつ、前記発光素子を個別に収容する複数の収容孔及びこれら収容孔間に位置して前記基板の表面を露出させる複数のスリットが前記基板の長手方向に沿って交互に設けられた反射部材、及び前記各収容孔に前記発光素子を埋設して充填された透光性樹脂部材を有した発光装置と;
受熱部を有し、この受熱部に前記基板の露出した裏面を密接させて前記発光装置が固定され、かつ、通気溝が前記裏面と対向して前記受熱部に形成された金属製のケース本体と;
前記発光装置が収められ、かつ、外部及び前記通気溝に連通するスペースを前記ケース本体との間に形成して前記ケース本体の前面に装着されるとともに、前記発光装置と対向する投光窓を有したケースカバーと;
を具備したことを特徴とする光源装置。
【請求項2】
複数の前記発光装置がそれらの基板の長手方向と直交する方向に隙間なく連続して並べられた発光装置ユニットを備え、このユニットが固定される前記ケース本体に、前記各発光装置の基板の裏面に接する複数の受熱部と前記基板の裏面に対向する複数の通気溝とを交互に設けたことを特徴とする請求項1に記載の光源装置。
【請求項3】
前記発光装置ユニットの各発光装置が同一の構成であって、これら発光装置が有している前記スリットが前記発光装置の並び方向に連続したスリット列を形成しており、前記投光窓が前記発光装置ユニットの表面に接触するように設けられているとともに、前記ケース本体及びケースカバーの少なくとも一方に前記スリット列の端と連通する通気部を設けたことを特徴とする請求項2に記載の光源装置。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、照明装置等として用いられる光源装置に係り、特にチップ状の発光ダイオード(LED)等の微小な発光素子を多数備える光源装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、チップ状のLEDがマトリックス状に配置された基板をケース内に収容し、このケースにLED群を覆うレンズを装着してなる照明装置が知られている(例えば、特許文献1参照。)。
【0003】
LEDは発光するに伴い熱を発生する。そして、LEDの点灯状態での明るさ、及び発光色、並びに寿命等は、温度依存性が高いことは知られている。
【0004】
この対策として、前記特許文献1の照明装置では、基板を、ケースの裏壁内面に立てられたリブで支えた状態に固定するとともに、ケースの裏壁に複数の放熱孔を設けて、これらの放熱孔を通じてLEDの熱をケース外に放出する構成を採用している。
【特許文献1】特開2003−281908号公報(段落0027−0030、図1−図6)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献1の放熱技術では、LEDにより加熱される基板の熱を、ケース裏壁の各放熱孔を通る空気の流れのみで外部に逃がしているに過ぎず、放熱のための気流を格別に制御していないので、放熱性能が低く、基板及びLEDの温度が上がり易い。特に、マトリックス状に配置されたLED群では、その中央領域に位置されたLED程、その周辺領域に位置するLEDの発熱の影響により温度が高くなる傾向がある。そして、こうしたLED間の温度のばらつきを原因として、明るさ、発光色、及び寿命がばらつく恐れがあり、その改善が求められている。
【0006】
更に、各LEDの温度のばらつきに応じて基板の各部の温度もばらつくから、それを原因として基板が反ることがある。基板に反りが発生することは、それに実装されたLEDやボンディングワイヤにストレスを与えるので、不点灯の原因となることがある。
【0007】
又、特許文献1の放熱技術では、LEDが実装された基板がケース裏壁に対してリブの高さ分浮いた状態に支持されているので、ケースの厚みが大きく、薄型化には適していない。
【0008】
本発明の目的は、複数の発光素子の放熱性能を向上して各発光素子の温度のばらつき及び基板の反りを抑制できるとともに薄型化に適する光源装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
請求項1の発明は、表面に電極を有し、かつ、側面及び裏面に渡る係止凹溝が両側縁部に形成された基板、この基板の長手方向に沿って前記表面に間隔的に配設された複数の発光素子、前記係止凹溝に入り込んで引っ掛かる係止部を有して前記側面及び表面を覆って前記基板に装着され、かつ、前記発光素子を個別に収容する複数の収容孔及びこれら収容孔間に位置して前記基板の表面を露出させる複数のスリットが前記基板の長手方向に沿って交互に設けられた反射部材、及び前記各収容孔に前記発光素子を埋設して充填された透光性樹脂部材を有した発光装置と;受熱部を有し、この受熱部に前記基板の露出した裏面を密接させて前記発光装置が固定され、かつ、通気溝が前記裏面と対向して前記受熱部に形成された金属製のケース本体と;前記発光装置が収められ、かつ、外部及び前記通気溝に連通するスペースを前記ケース本体との間に形成して前記ケース本体の前面に装着されるとともに、前記発光装置と対向する投光窓を有したケースカバーと;を具備している。
【0010】
この発明の光源装置は、単一の光源として使用することも、又、平面的に展開するように発光装置を複数組合せてより大きな平面状の発光面積を得る集合光源装置として使用することもできる。この発明で、発光素子には、チップ状の固体発光素子例えば半導体発光素子具体的には発光ダイオードを好適に使用できる。この発明で、基板には、金属基板例えば鉄及びその合金の鉄系基板、又はアルミニウム及びその合金のアルミニウム系基板を好適に使用できるが、ガラス粉末入りのエポキシ樹脂基板などの樹脂基板を用いてもよい。
【0011】
この発明で、反射部材には、ポリマーやポリカーボネイトなどの白色合成樹脂を好適に用いることができ、その収容孔には複数の発光素子が配設されていてもよい。この発明で、反射部材の収容孔は、丸孔又は角孔であってもよい。更に、これら収容孔は、基板に近づくに従いその径が小さくなるか幅が狭くなるテーパ状とすることが好ましい。
【0012】
この発明で、樹脂部材には、エポキシ樹脂又はシリコン樹脂等を用いることができるとともに、この樹脂部材が透光性を有するとは、半透明又は透明である場合を含んでいる。更に、樹脂部材は、発光色を規定する蛍光体、光拡散材、又は光反射材などを含んでいてもよい。この発明で、発光装置は、単一でも、複数並設して設けられていてもよい。
【0013】
この発明で、ケース本体及びケースカバーの投光窓を除いた部位は、金属例えば熱伝導性に優れたアルミニウム合金や黄銅等で好適に作ることができるが、ケースカバーの前記部位は合成樹脂製とすることも可能である。更に、ケース本体の表面は樹脂コーテングが施されていてもよい。又、ケースカバーの投光窓は、透光性のアクリル樹脂、ポリカーボネイト樹脂、エポキシ樹脂などの合成樹脂、又はガラスなどの無機材料で形成できるとともに、レンズ機能を有していても、いなくてもよい。
【0014】
この発明で、ケース本体の受熱部とは、基板の露出した裏面が接触する部位を指して、反射部材がケース本体に投影される領域より大きく形成することが望ましい。同様に、通気溝の端部は反射部材がケース本体に投影される領域の外に位置するように設けることが望ましい。又、通気溝は、光源装置の例えば上下方向等に真っ直ぐ延びて設けることが好ましいが、曲がっていてもよい。
【0015】
この発明で、ケース本体とケースカバーとの間のスペースは、光源装置が収められた状態で通気溝と連通するものであり、又、光源装置の外部にも連通するものである。このスペースと光源装置の外部とは吸気部及び排気部により連通される。吸気部としては、発光装置に接続される絶縁被覆電線がケース本体などを通る通線部を利用できる他、それ用の孔や溝をケース本体とケースカバーのいずれかに設けることができる。又、排気部としては、それ用の孔や溝をケース本体とケースカバーのいずれかに設けることができる。
【0016】
請求項1の発明では、発光装置の合成樹脂製反射部材に設けた係止部が基板の係止凹溝に入り込んで機械的に引っ掛かっているので、発光素子の点灯・消灯に伴う基板と反射部材との熱膨張差に拘わらず、基板から反射部材が剥がれないようにできる。
【0017】
そして、発光素子の熱が直接伝導される基板上の電極を覆った反射部材が、電極からの放熱を抑制するにも拘わらず、反射部材に形成された複数のスリットを通してケース本体とケースカバーとの間に形成されて外気が流通するスペースに、電極の熱を放出できる。更に、点灯した発光素子で加熱された基板の熱が、この基板の露出した裏面とケース本体の受熱部との接触部を経てケース本体全体に伝導されるから、ケース本体をヒートスプレッダとして機能させることができる。その上、スペースを通る外気の一部が受熱部に設けた通気溝を流れるので、基板及び受熱部からの放熱を促進できる。
【0018】
したがって、発光装置から効率よく放熱できる。それに伴い発光素子の温度上昇を抑制できるので、発光素子がマトリックス状に配設されている場合であっても、それら発光素子の温度のばらつきを抑制できる。
【0019】
更に、既述のように発光装置の温度上昇を抑制できることと相まって、基板の主として表面側を覆っている反射部材の熱膨張を、この部材の表面側に設けた複数のスリットで吸収できることにより、基板と反射部材の熱膨張の違いを原因として、発光装置が反ることを抑制できる。
【0020】
その上、既述のように発光装置をケース本体に熱伝導するように接触させたので、発光装置とケース本体の内面との間に厚み方向の間隙が形成されることがない。したがって、ケース本体とケースカバーとの発光装置を収めた部分を薄型にできる。
【0021】
請求項2の発明では、複数の前記発光装置がそれらの基板の長手方向と直交する方向に隙間なく連続して並べられた発光装置ユニットを備え、このユニットが固定される前記ケース本体に、前記各発光装置の基板の裏面に接する複数の受熱部と前記基板の裏面に対向する複数の通気溝とを交互に設けている。
【0022】
この発明では、発光装置ユニットを備えたので、面状に発光する光源装置とすることができる。これとともに、発光装置ユニットをなす複数の発光装置が隙間なく並んでいるので、コンパクトでありながら発光素子の配設密度を高くできる。更に、請求項1の発明と同様に、複数の発光素子の放熱性能を向上して各発光素子の温度のばらつき及び基板の反りを抑制できるとともに、薄型化に適する光源装置を提供できる。
【0023】
請求項3の発明は、前記発光装置ユニットの各発光装置が同一の構成であって、これら発光装置が有している前記スリットが前記発光装置の並び方向に連続したスリット列を形成しており、前記投光窓が前記発光装置ユニットの表面に接触するように設けられているとともに、前記ケース本体及びケースカバーの少なくとも一方に前記スリット列の端と連通する通気部を設けている。
【0024】
この発明で、通気部は孔又は溝などで作ることができるとともに、これらの通気部はスリット列の端に対向するように設けることが好ましい。
【0025】
請求項3の発明では、ケースカバーの投光窓と発光装置ユニットの表面との間に外気が通るための間隙を形成する必要がないので、ケース本体とケースカバーとの発光装置を収めた部分の薄型化を促進できる。それにも拘らず、スリット列の端に連通する通気部を通じて、スリット列に外気を通すことができるので、スリットによる電極からの放熱性が確保されて各発光装置の温度上昇を抑制できる。
【発明の効果】
【0026】
請求項1の発明によれば、複数の発光素子の放熱性能を向上して各発光素子の温度のばらつき及び基板の反りを抑制できるとともに薄型化に適する光源装置を提供できる。
【0027】
請求項2の発明によれば、複数の発光素子の放熱性能を向上して各発光素子の温度のばらつき及び基板の反りを抑制できるとともに、薄型化に適する面状発光の光源装置を提供できる。
【0028】
請求項3の発明によれば、スリットによる電極からの放熱性を確保しつつ、ケース本体とケースカバーとの発光装置を収めた部分の薄型化を促進できる光源装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0029】
図1〜図10を参照して本発明の第1実施形態を説明する。この第1実施形態に係る光源装置1は例えばショーケース内に陳列された商品を照明する照明装置として使用されるものである。
【0030】
光源装置1は、図2及び図4等に示すように面発光光源をなす発光装置ユニット2と、ケース本体11と、ケースカバー21と、支持装置31とを具備している。
【0031】
発光装置ユニット2は、図8に示す発光装置3を複数並べて例えば図7等に示すように長四角形状に作られている。
【0032】
まず、図8〜図10を参照して発光装置3について説明する。発光装置3は、基板4、複数の発光素子6、反射部材7、及び樹脂部材8を備えている。
【0033】
基板4は、金属例えばアルミニウム合金製であって、細長く平らな板状をなしている。この基板4の表面にレジスト層4Rを介して複数の電極5がエッチング等により設けられている。これらの電極5は、非連続に、かつ、基板4の長手方向に沿って所定間隔毎に形成されている。基板4の両側縁部には、この基板4の側面及び裏面に渡る係止凹溝4aが夫々形成されている。係止凹溝4aは基板4の長手方向全長に渡って連続して設けられている。基板4の長手方向両端部は夫々端子部4b、4cとして用いられている。これら端子部4b、4cの端面には、半円状等の凹状溝からなる固定溝4dが夫々形成されている。
【0034】
発光素子6には例えばチップ状の発光ダイオード(LED)が用いられている。これら発光素子6は基板4の長手方向に沿って一定間隔毎に基板4の表面に配設されている。各発光素子6はダイボンディングにより各電極5に個別に電気的に接続されているとともに、隣接した電極5に対してボンディングワイヤを介して接続されている。したがって、基板4の長手方向に間隔的に配設された複数の発光素子6は電気的に直列接続されている。
【0035】
反射部材7には電気絶縁性合成樹脂例えば白色系のポリカーボネイト樹脂が用いられている。図9及び図10に示すように反射部材7は、基板4の端子部4b、4cを除く側面及び表面を覆って基板4に装着されている。この装着状態を保持するために反射部材7の両側縁に係止部7aが夫々一体に形成されている。図9に示すように係止部7aは基板4の係止凹溝4aに夫々入り込んだ状態に引掛けられている。係止凹溝4aに入り込んだ夫々の係止部7aの先端部間において基板4の裏面の大部分は露出されていて、この露出された裏面と係止部7aとは面一に連なっている。この反射部材7は、成形型内に基板4をセットした上で成形型内に樹脂を注入するインサート成形によって基板4に装着されたものである。
【0036】
反射部材7は、その長手方向に沿って間隔的に設けられて発光素子6を個別に収容する複数の収容孔7bを有している。これらの収容孔7bは、反射部材7の表面から基板4側に行くほど次第に小径となるテーパ孔をなしていて、その孔底は基板4で塞がれている。収容孔7bを形作る例えばテーパ状の周面は光反射面として機能する。
【0037】
反射部材7の表面側には基板4及び反射部材7の長手方向に沿って収容孔7bと交互に複数のスリット7cが設けられている。これらスリット7cは、基板4及び反射部材7の長手方向に直交する方向(幅方向)に延びて形成されていて、基板4の表面の一部、つまり、電極5の一部を露出させている。
【0038】
樹脂部材8は透光性合成樹脂例えば蛍光体入りのエポキシ樹脂等からなる。この樹脂部材8は、反射部材7の各収容孔7bに未硬化の状態で発光素子6を埋設した状態に充填され、その後に加熱処理されることにより固化されている。
【0039】
発光装置ユニット2をなす各発光装置3は、同一の構成であって、既述のように構成されている。これらの発光装置3は、その幅方向(基板4の長手方向に直交する方向)寸法を短くするために、好ましい例として図5及び図7(A)(B)等に示すように係止部7aを接触させた状態に隙間なく連続して並べられた発光装置ユニット2を形成しており、この発光装置ユニット2の多数の発光素子6は縦横に整列したマトリックス状に配列されている。したがって、図2、図3、及び図7(A)等に示すように各発光装置3の同一高さ位置にあるスリット7cは、発光装置ユニット2の幅方向に一列に並んだスリット列7Lを形成している。
【0040】
なお、並び方向に隣接した発光装置3の端子部4b同士は図示しない渡り線などの電気的接続手段を介して電気的に並列接続されているとともに、並び方向に隣接した発光装置3の端子部4c同士も図示しない渡り線などの電気的接続手段を介して電気的に並列接続されている。これら渡り線によって各発光装置3は互いに分離しないように一体化されている。したがって、マトリックス状に配列された各発光素子6は、前記渡り線とボンディングワイヤとにより、電気的に直並列回路をなして接続されている。そして、発光装置ユニット2の対角線上に位置する一方の基板4の端子部4bと、同対角線上に位置する他方の基板4の端子部4cとの夫々には、給電のための絶縁被覆電線(図示しない)が接続されている。
【0041】
ケース本体11は金属製例えばダイキャスト製品であり、図2〜図6に示すように前面が開放された凹部11aを有している。凹部11aの幅は発光装置ユニット2の幅と略同じであり、凹部11aの長さは発光装置ユニット2の縦方向の長さ(長手方向の長さ)より大きい。発光装置ユニット2はケース本体11の両側縁11bに位置決めされて凹部11aに収容されている。収容された発光装置ユニット2は、その各基板4の固定溝4dの夫々に沿ってケース本体11にねじ込まれたねじ12により、ケース本体11の内面に固定されている。各ねじ12のねじ頭は、ねじ12が通された対応位置の端子部4b又は4cを押えており、それによって各基板4の露出した裏面が凹部11aの内底面に密接されている。
【0042】
複数の受熱部13と複数の通気溝14とが、ケース本体11の幅方向に沿って凹部11aの内底面に交互に設けられている。これら受熱部13と通気溝14とは、いずれも基板4の全長より短く、かつ、反射部材7の全長より長くケース本体11の長手方向に延びて形成されている。なお、図2、図4、及び図6中符号15,16は渡り溝を示しており、一方の渡り溝15は各通気溝14の一端間に渡ってこれらを連通して前記内底面に形成され、他方の渡り溝16は各通気溝14の他端間に渡ってこれらを連通して前記内底面に形成されている。
【0043】
図5に示すように各受熱部13の夫々には、ケース本体11への発光装置ユニット2のねじ止めに伴い各基板4の露出した裏面が密接されているとともに、これらの裏面と個別に対向して通気溝14が位置されている。又、既述の長さ関係により、各基板4の端子部4b,4cと渡り溝15,16とは交差する位置関係にある。そのため、図7(A)(B)に示す隣接した基板4の端子部4b間の隙間Aは、下側位置の渡り溝15と対向し、同じく隣接した基板4の端子部4c間の隙間Bは、上側位置の渡り溝16と対向している。したがって、隙間A、B、及び渡り溝15,16を通して、通気溝14に対する空気の出入り経路が確保されている。又、各基板4のねじ止めは受熱部13から外れた位置でなされている。
【0044】
図4に示すようにケース本体11の下端部には、取付け溝17が形成されているとともに、この取付け溝17に連通して凹部11aの下端内面に開放する開口18が設けられている。取付け溝17はケース本体11の下面及び後面に夫々開放されている。これら取付け溝17及び開口18は凹部11aへ外気を導入する吸気部をなしている。又、開口18は図示しない前記絶縁被覆電線の通線部を兼ねている。
【0045】
図1、図2、図5等に示すようにケースカバー21は、カバー枠22と、これに装着された投光窓23とを備えている。カバー枠22は金属製例えばダイキャスト製品である。投光窓23は裏縁材24によりカバー枠22に取付けられている。この投光窓23は、各発光素子6から放射される光が透過されるように例えば透明アクリル樹脂で作られていて、その大きさは、発光装置ユニット2の各反射部材7が占める領域に正対する大きさとなっている。
【0046】
ケースカバー21はケース本体11とともにケース体20を構成する。ケースカバー21は、ケース本体11の前面にねじ25により装着されて、凹部11aの前面開口を覆ってケース本体11との間に発光装置ユニット2を収めるスペースSを形成している。このスペースSにより例えば図4に示すように発光装置ユニット2の前面に対して投光窓23は非接触となっている。スペースSの下端部は前記開口18を介して取付け溝17に連通されている。
【0047】
ケースカバー21の上端部には排気部26が設けられている。排気部26は、複数の通気小孔で形成され、スペースSの上部をケース体20の外部と連通している。
【0048】
支持装置31は、ケース体20を支持するものであって、例えばいずれも金属製の支柱32と、連結部材35と、設置部材33,34とを備えている。
【0049】
支柱32は、パイプからなり、例えば外周が幾分小径となった下部の外周にねじ溝を設けて、この下部を雄ねじ部32aとしている。支柱32の上端部にはその外面から突出する枢軸からなる一対の連結部材35(一方のみ図4に示す。)が接続されている。支柱32の上端部をケース本体11の取付け溝17に密に嵌入させるとともに、ケース本体11に形成された図示しない軸受穴に連結部材35を夫々嵌合させることによって、これら枢軸をなす連結部材35を中心にケース本体11が回転できるように支柱32に支持されている。支柱32の上端部と取付け溝17との嵌合は密であるので、それらの間の摩擦係合力により支柱32に対するケース体20の任意の回転位置を保持でき、それにより光源装置1の投光方向を任意に調節できるようになっている。
【0050】
設置部材33は雄ねじ部32aとその上側のパイプ部分との間の段差に位置決めされる板状の部材である。設置部材34は雄ねじ部32aに螺合されるナットからなる。図4及び図6中符号36は雄ねじ部32aが貫通する装置設置部を示している。この装置設置部36の上面に設置部材33を重ねるとともに、設置部材34を締め付けて装置設置部36の下面に当てることにより、これら設置部材33,34で装置設置部36を挟んで光源装置1を装置設置部36に取付けることができる。又、支柱32内には前記開口18を通って電源部に至る図示しない前記絶縁被覆電線が通されるようになっている。
【0051】
光源装置1は、そのケース体20を上下方向に沿わせた姿勢、又は任意な角度に手で傾けた姿勢で、使用される。
【0052】
そして、この光源装置1が備える発光装置ユニット2は、その各発光装置3の基板4をケース本体11に熱伝導するように密接させたので、発光装置ユニット2とケース本体11の内面との間に厚み方向の間隙が形成されることがない。そのため、ケース本体11とケースカバー21との発光装置ユニット2を収めた部分が薄型となり、光源装置1をコンパクトに構成できる。
【0053】
その上、複数の発光装置3をそれらの基板4の長手方向と直交する幅方向に隙間なく連続して並べた構成であるので、隣接した発光装置3間に隙間を設けた場合に比較して、光源装置1の幅方向寸法が小さくなりコンパクトにできる。これとともに、複数の発光装置3を隙間なく並べたので、面状に発光する光源装置1が有した多数の発光素子6の配設密度を高くできる。そのため、これら発光素子6の同時点灯によって、必要とされる明るさの光を投光できる。
【0054】
この光源装置1の使用状態では各発光素子6は発熱し、この発熱は光源装置1の消灯により停止する。こうした各発光素子6の点灯・消灯に伴い金属製の基板4と合成樹脂製の反射部材7とは、互いに異なる熱膨張率にしたがって膨張・収縮を繰り返す。しかし、反射部材7に設けた係止部7aが基板4の係止凹溝4aに入り込んで機械的に引っ掛かっているので、各発光素子6の点灯・消灯に伴う基板4と反射部材7との熱膨張差を原因として、基板4から反射部材7が剥がれないようにできる。
【0055】
そして、光源装置1の使用状態での各発光素子6の温度上昇は以下の理由で効果的に抑制でき、これら発光素子6の温度のばらつきを抑制できる。
【0056】
すなわち、発光素子6の熱が直接伝わる基板4上の電極5を覆った合成樹脂製の反射部材7には、その長手方向に沿って間隔的に複数のスリット7cが形成されていて、これらにより発光素子6の熱が直接伝熱される基板4上の電極5の一部が露出されている。このため、反射部材7が電極5からの放熱を抑制する部材として機能するにも拘わらず、各スリット7cを通して電極5の熱を、発光装置ユニット2とケースカバー21との間の空隙部に放出できる。
【0057】
この空隙部はケース本体11とケースカバー21との間に形成されたスペースSの一部であり、このスペースSの下端部は開口18及び取付け溝17からなる吸気部を経てケース体20の外部に連通され、スペースSの上端部は排気部26を経てケース体20の外部に連通されている。そのため、発光装置ユニット2の温度が上昇することに伴い、スペースSには外気が流通する。つまり、外気は、吸気部を経てスペースSに流入し、その一部が前記空隙部を通ってから排気部26よりケース体20外に流出される。それにより、空隙部に放出された熱をケース体20外に排出できる。
【0058】
更に、点灯した発光素子6で加熱される基板4の熱は、この基板4の露出した裏面が密接した受熱部13との接触を経て金属製のケース本体11全体に伝導される。つまり、ケース本体11をヒートスプレッダとして機能させて、その外表面から大気中に放熱して、各発光素子6の均熱化を図ることができる。しかも、この実現において単独にヒートスプレッダとして機能する部材が不要であり、光源装置1の構成が簡単となる。
【0059】
その上、スペースSに流入した外気の一部が、発光装置ユニット2の下側位置の端子部4b間の隙間Aから下側位置の渡り溝15を経由して通気溝14に流入する。この空気は、発光装置ユニット2の上側位置の渡り溝16から同じく上側位置の端子部4c間の隙間Bを通って前記空隙部に流出し、更に、排気部26よりケース体20外に流出される。
【0060】
こうした気流によって、基板4の裏面が空冷されるとともに、基板4の熱が伝導された受熱部13が空冷されて、基板4及び受熱部13からの放熱が促進される。
【0061】
以上の諸理由により、ケース体20内の発光装置ユニット2から効率よく放熱させることができる。それに伴い各発光素子6の温度上昇を抑制できるとともに、これら発光素子6を均熱化できる。
【0062】
したがって、マトリックス状に配設された各発光素子6の内、中央領域に配設されている各発光素子6の温度が、周辺領域に配置されている各発光素子6の温度より高くならないようにでき、各発光素子6の温度のばらつきが抑制される。このため、温度依存性が高いLED製の各発光素子6の温度のばらつきを原因とする、各発光素子6の明るさ、発光色、及び寿命のばらつきを抑制できる。
【0063】
又、各発光装置3の構成によれば、その基板4の主として表面側を覆っている反射部材7の熱膨張を、この反射部材7の表面側に間隔的に設けた複数のスリット7cで吸収できる。そのため、既述のように発光装置ユニット2をなす各発光装置3の温度上昇を抑制できることと相まって、基板4と反射部材7の熱膨張の違いを原因として、各発光装置3が反ることを抑制できる。しかも、仮に、反っても、各発光装置3は同一の構成であるので、それらの反りがばらつくことがない。したがって、基板4の反りを原因として、この基板4に実装された複数の発光素子6やボンディングワイヤ等に過大なストレスを与えないようにできるので、各発光素子6の不点灯とならないようにできる。
【0064】
図11〜図14を参照して本発明の第2実施形態を説明する。第2実施形態は基本的に第1実施形態と同じであるので、第1実施形態と同じ部分には同一符号を付してその説明を省略する。
【0065】
図12及び図14に示すようにケースカバー21の投光窓23が接着され、この投光窓23の裏面は、発光装置ユニット2の前面、つまり、各発光装置3の反射部材7の表面に接触されている。これにより、ケース体20の発光装置ユニット2を収容した部分の厚みを更に薄くできる点で好ましい。しかも、この構成により、スペースSに導入された外気の殆どが、通気溝14を流通して、排気部26から排出されるので、基板4及びケース本体11に対する空冷効果をより向上できる点でも好ましい。
【0066】
そして、以上の投光窓23の接触によりスリット列7Lから前方への放熱性が妨げられるので、その代わりとして、図11、図13、及び図14に示すように、ケース本体11の両側縁11bの夫々にスリット列7Lの端と連通する通気部11c、11dが複数設けられている。通気部11c、11dはいずれも側縁11bを横切る溝からなる。なお、この溝からなる通気部はケースカバー21の両側縁に夫々設けてもよく、或いはケース本体11及びケースカバー12の双方の両側縁に設けてもよい。更に、通気部11c、11dは、溝ではなく側縁を貫通する孔で形成することもできる。
【0067】
ケース本体11の一方の側縁11bに形成された各通気部11cは、いずれも発光装置ユニット2に形成された複数のスリット列7Lの一端に対向するように設けられている。同様に、ケース本体11の他方の側縁11bに形成された各通気部11dは、いずれも発光装置ユニット2に形成された複数のスリット列7Lの他端に対向するように設けられている。
【0068】
この構成により、通気部11c,11dを通じて外気を各スリット列7Lの夫々に流して、これらスリット列7Lに露出された各基板4の熱の放出を促すことができる。
【0069】
更に、本実施形態ではケース体20の長手方向に延びる狭い空隙Cを、図13及び図14に示すようにケース本体11の側縁11bと発光装置ユニット2の側縁との間に夫々設けている。これらの空隙Cによって、通気部11c、11dを通った外気がより容易に各スリット列7Lに出入りできるようにしているとともに、発光装置ユニット2の幅方向の熱膨張を吸収して、発光装置ユニット2の幅方向に熱膨張によるストレスを与えないようにしている。
【0070】
以上説明した事項以外は、図11〜図14に示されない事項を含めて第1実施形態と同じである。したがって、この第2実施形態でも、第1実施形態と同様な作用を得て、複数の発光素子6の放熱性能を向上して各発光素子6の温度のばらつき及び基板4の反りを抑制できるとともに薄型化に適する光源装置1を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0071】
【図1】(A)は本発明の第1実施形態に係る光源装置を表側から見て示す斜視図。(B)は同光源装置を裏側から見て示す斜視図。
【図2】図1の光源装置を分解して示す斜視図。
【図3】ケースカバーを外した状態で図1の光源装置の一部を拡大して示す正面図。
【図4】図1の光源装置を示す縦断側面図。
【図5】図4中F5−F5線に沿って示す断面図。
【図6】図1の光源装置のケース本体を示す正面図。
【図7】(A)は図1の光源装置が備える発光装置ユニットを示す正面図。(B)は同発光ユニットを示す裏面図。
【図8】図7の発光装置ユニットを構成する発光装置の一つを示す正面図。
【図9】図8中F9−F9線に沿って示す断面図。
【図10】図8中F10−F10線に沿って示す断面図。
【図11】(A)は本発明の第2実施形態に係る光源装置を表側から見て示す斜視図。(B)は同光源装置を裏側から見て示す斜視図。
【図12】図11の光源装置を示す縦断側面図。
【図13】ケースカバーを外した状態で図11の光源装置の一部を拡大して示す正面図。
【図14】図12中F14−F14線に沿って示す断面図。
【符号の説明】
【0072】
1…光源装置、2…発光装置ユニット、3…発光装置、4…基板、4a…係止凹溝、5…電極、6…発光素子、7…反射部材、7a…係止部、7b…収容孔、7c…スリット、7L…スリット列、8…樹脂部材、11…ケース本体、11a…ケース本体の凹部、11b…ケース本体の側縁、11c、11d…通気部、13…受熱部、14…通気溝、17…取付け溝(吸気部)、18…開口(吸気部)、20…ケース体、21…ケースカバー、23…投光窓、S…スペース、26…排気部




 

 


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