特開 2024-8339 光源ユニット、光源装置及び光源ユニットの形成方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024008339

(43)【公開日】2024-01-19

(54)【発明の名称】光源ユニット、光源装置及び光源ユニットの形成方法

(51)【国際特許分類】

   F21S 2/00 20160101AFI20240112BHJP

   F21V 23/06 20060101ALI20240112BHJP

   F21V 29/503 20150101ALI20240112BHJP

   F21V 29/67 20150101ALI20240112BHJP

   F21V 29/76 20150101ALI20240112BHJP

   F21V 29/83 20150101ALI20240112BHJP

   B05C 9/12 20060101ALI20240112BHJP

   F21Y 115/10 20160101ALN20240112BHJP

   F21Y 115/30 20160101ALN20240112BHJP

【ＦＩ】

F21S2/00 375

F21S2/00 377

F21V23/06

F21V29/503

F21V29/67 100

F21V29/76

F21V29/83

B05C9/12

F21Y115:10

F21Y115:30

【審査請求】未請求

【請求項の数】15

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022110130

(22)【出願日】2022-07-08

(71)【出願人】

【識別番号】000102212

【氏名又は名称】ウシオ電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000729

【氏名又は名称】弁理士法人ユニアス国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】尾前 靖

(72)【発明者】

【氏名】金端 祥寛

【テーマコード（参考）】

3K014

4F042

【Ｆターム（参考）】

3K014AA01

3K014HA04

4F042AA02

4F042AA06

4F042BA06

4F042BA13

4F042BA19

4F042DB48

(57)【要約】

【課題】照度均一性を向上させた光源ユニットを提供する。
【解決手段】光源ユニットは、複数の光源装置が連結されている。前記複数の光源装置は、それぞれ、複数の固体光源が配置された基板と、前記基板に接合された接合面、他の光源装置と連結された連結部、及び、前記基板の熱を放熱するための放熱フィンを含む放熱器と、前記放熱フィンの近傍に、前記気体を流通させるための第一開口を有し、前記放熱フィンを収容する、筐体と、前記放熱器に前記筐体の外の気体を流通させるファンと、を備える。異なる光源装置間で対向配置される前記第一開口の間に、前記気体を流通させるための隙間を有する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の光源装置が連結された光源ユニットであって、
前記複数の光源装置は、それぞれ、
複数の固体光源が配置された基板と、
前記基板に接合された接合面、他の光源装置と連結された連結部、及び、前記基板の熱を放熱するための放熱フィンを含む放熱器と、
前記放熱フィンの近傍に気体を流通させるための第一開口を有し、前記放熱フィンを収容する、筐体と、
前記放熱フィンに前記気体を流通させるファンと、を備え、
異なる光源装置間で対向配置される前記第一開口の間に、前記気体を流通させるための隙間を有することを特徴とする、光源ユニット。

【請求項2】

前記放熱フィンは板材を含み、前記板材は、前記第一開口を有する前記側面に対して交差する方向に延びていることを特徴とする、請求項１に記載の光源ユニット。

【請求項3】

前記筐体は、互いに対向する二つの側面のそれぞれに前記第一開口を有することを特徴とする、請求項１に記載の光源ユニット。

【請求項4】

前記複数の光源装置の少なくとも一つの光源装置は、さらに、前記基板に接合された放熱器を避けて前記基板に接合された、給電コネクタを備えることを特徴とする、請求項１～３のいずれか一項に記載の光源ユニット。

【請求項5】

前記複数の光源装置の前記少なくとも一つの光源装置は、前記給電コネクタを複数備えることを特徴とする、請求項４に記載の光源ユニット。

【請求項6】

前記複数の光源装置の前記少なくとも一つの光源装置において、
前記複数の固体光源は第一方向及び前記第一方向に直交する第二方向に沿って配列され、前記第一方向の配列ピッチは前記第二方向の配列ピッチより大きく、前記複数の給電コネクタのうち少なくとも二つの給電コネクタは、前記第一方向に重なることを特徴とする、請求項５に記載の光源ユニット。

【請求項7】

前記複数の光源装置の前記少なくとも一つの光源装置は、前記筐体に、前記筐体に流入する気体と、前記筐体から排出される気体とが混入することを抑制する遮風部を備えていることを特徴とする、請求項１～３のいずれか一項に記載の光源ユニット。

【請求項8】

前記基板の光出射側に配置された透光部を有することを特徴とする、請求項１～３のいずれか一項に記載の光源ユニット。

【請求項9】

前記透光部を支持する支持部を有し、前記支持部の少なくとも一部は、前記固体光源からの出射光を反射する光反射機能を有することを特徴とする請求項８に記載の光源ユニット。

【請求項10】

前記透光部は、複数の前記光源装置に跨って配置される部材であることを特徴とする請求項８に記載の光源ユニット。

【請求項11】

複数の固体光源が配置された基板と、
前記基板に接合された接合面、他の光源装置と連結するための連結部、及び、前記基板の熱を放熱するための放熱フィンを含む放熱器と、
前記放熱器を収容する筐体と、
前記放熱器に前記筐体の外の気体を流通させるファンと、を備え、
前記筐体は、前記筐体の側面に前記放熱フィンの近傍に前記気体を流通させるための第一開口を有し、
前記第一開口は前記連結部の内側に位置することを特徴とする、光源装置。

【請求項12】

前記光源装置は、前記基板に接合された放熱器を避けて前記基板に接合された、給電コネクタを備えることを特徴とする、請求項１１に記載の光源装置。

【請求項13】

前記光源装置は、前記給電コネクタを複数備えることを特徴とする、請求項１２に記載の光源装置。

【請求項14】

前記光源装置において、
前記複数の固体光源は第一方向及び前記第一方向に直交する第二方向に沿って配列され、前記第一方向の配列ピッチは前記第二方向の配列ピッチより大きく、前記複数の給電コネクタのうち少なくとも二つの給電コネクタは、前記第一方向に重なることを特徴とする、請求項１３に記載の光源装置。

【請求項15】

請求項１１～１４のいずれか一項に記載の光源装置を複数準備し、
前記連結部を使用し複数の前記光源装置を相互に連結して、複数の光源装置が連結された光源ユニットを形成する、光源ユニットの形成方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、光源ユニット、光源装置及び光源ユニットの形成方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、ＬＥＤ等の光源を用いた光源装置が、印刷用インクの硬化やディスプレイ基板の貼合わせ用接着剤の硬化などに利用されている。印刷用紙やディスプレイ基板の大きさ及び形状は多種多様である。そのため、印刷用紙やディスプレイ基板等の照射対象物の大きさ及び形状に合わせて照射エリアを柔軟に変更できるように、複数の光源装置を連結した光源ユニットが知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１３－１７１８８２号公報

【特許文献2】特開２０１７－１７７０８８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

市場から、光源ユニットの照射エリアの照度均一性の向上が期待されている。本発明は、照度均一性を向上させた光源ユニットと、当該光源ユニットに含まれる光源装置と、光源ユニットの形成方法と、を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

光源ユニットは、複数の光源装置が連結された光源ユニットであって、
前記複数の光源装置は、それぞれ、
複数の固体光源が配置された基板と、
前記基板に接合された接合面、他の光源装置と連結された連結部、及び、前記基板の熱を放熱するための放熱フィンを含む放熱器と、
前記放熱フィンの近傍に、気体を流通させるための第一開口を有し、前記放熱フィンを収容する、筐体と、
前記放熱フィンに前記気体を流通させるファンと、を備え、
異なる光源装置間で対向配置される前記第一開口の間に、前記気体を流通させるための隙間を有する。

【0006】

本発明者は、連結された光源装置間における基板の温度ばらつきが、連結された光源装置間の光出力に影響を与えていることに着目し、上記光源ユニットを案出した。詳細は後述するが、光源ユニットにおいて、異なる光源装置間で対向配置される前記第一開口の間の隙間によって、連結された各光源装置のそれぞれに、冷却のための気体を供給できる。その結果、光源ユニットを構成するいずれの光源装置においても基板の熱を効果的に放熱でき、連結された光源装置間における基板の温度ばらつきを小さくできる。斯くして、光源装置間における光出力のばらつきが抑制され、光源ユニットの照射エリアの照度均一性が向上する。

【0007】

本明細書において、放熱器とは、複数の固体光源が配置された基板と接合され、前記基板の熱を受け取り放熱するための部材である。本明細書において、基板と放熱器本体との間に、例えば、熱伝導板、熱伝導シート、及び熱伝導グリス等の伝熱材料が存在する場合、これらの伝熱材料は、放熱器を構成する部材とみなす。

【0008】

本発明の光源装置は、複数の固体光源が配置された基板と、
前記基板に接合された接合面、他の光源装置と連結するための連結部、及び、前記基板の熱を放熱するための放熱フィンを含む放熱器と、
前記放熱器を収容する筐体と、
前記筐体の外の気体を前記放熱フィンに流通させるファンと、を備え、
前記筐体は、前記筐体の側面に前記放熱フィンの近傍に前記気体を流通させるための第一開口を有し、前記第一開口は前記連結部の内側に位置する。

【0009】

前記連結部の内側に位置する光源装置を連結したときに、前記第一開口は、連結した他の光源装置の前記第一開口に対向配置される。前記第一開口は、前記連結部の内側に位置するので、対向配置される二つの前記第一開口の間に、前記気体を流通させるための隙間が形成される。そのため、連結された光源装置間における基板の温度ばらつきが小さくなる。その結果、光源装置間で光出力のばらつきが抑制され、光源ユニットの照射エリアの照度均一性が向上する。

【0010】

前記放熱フィンは板材を含み、前記板材は、前記開口を有する前記側面に対して交差する方向に延びても構わない。

【0011】

前記筐体は、前記筐体の少なくとも一つの側面に前記第一開口を有していればよい。しかしながら、前記筐体は、前記筐体の相互に対向する二つの側面それぞれに、前記放熱フィンの近傍に前記第一開口を有しても構わない。また、前記筐体は、前記筐体の四つの側面それぞれに、前記第一開口を有しても構わない。

【0012】

前記光源装置の少なくとも一つは、さらに、前記基板に接合された放熱器を避けて前記基板に接合された、給電コネクタを備えても構わない。前記複数の光源装置の前記少なくとも一つの光源装置、又は、前記光源装置は、前記給電コネクタを複数備えても構わない。

【0013】

前記光源装置の少なくとも一つにおいて、
前記複数の固体光源は第一方向及び前記第一方向に直交する第二方向に沿って配列され、前記第一方向の配列ピッチは前記第二方向の配列ピッチより大きく、前記複数の給電コネクタのうち少なくとも二つの給電コネクタは、前記第一方向に重なっても構わない。前記第一方向の配列ピッチは前記第二方向の配列ピッチと同じであっても構わない。

【0014】

前記光源装置の少なくとも一つは、前記筐体に、前記筐体に流入する気体と、前記筐体から排出される気体とが混入することを抑制する遮風部を備えていても構わない。

【0015】

前記光源装置の少なくとも一つは、前記複数の固体光源の光出射側に透光部が存在しても構わない。前記透光部は、複数の光源装置に跨って配置される部材であっても構わない。前記透光部は、前記光源装置の各々に配置される部材であっても構わない。

【0016】

前記光源装置の少なくとも一つは、それぞれ、前記透光部と、前記透光部を支持する支持部とを有し、前記支持部の少なくとも一部、特に前記複数の固体光源からの出射光が入射する領域は、光反射機能を有しても構わない。

【0017】

前記光源ユニットの形成方法は、前記光源装置を複数準備し、
前記連結部を使用して複数の前記光源装置を相互に連結し、複数の光源装置が連結された光源ユニットを形成する方法である。

【発明の効果】

【0018】

光源装置を連結して形成した照射エリアにおいて照度均一性を向上させた光源ユニットと、当該光源ユニットに含まれる光源装置と、当該光源ユニットの形成方法と、を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】第一実施形態の光源ユニットの斜視図である。

【図2】図１に示される光源ユニットのＸＺ平面における断面図である。

【図3】一つの光源装置の出射側から基板を見た図を示す。

【図4】図３の線分Ｄ－Ｄにおける部分拡大断面図である。

【図5】第二実施形態の光源ユニットの断面図である。

【図6】第三実施形態の光源ユニットの断面図である。

【図7】第四実施形態の光源ユニットの斜視図である。

【図8】第四実施形態の光源ユニットの断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

図面を参照しながら光源ユニットの各実施形態を説明する。なお、本明細書に開示された各図面は、あくまで模式的に図示されたものである。すなわち、図面上の寸法比と実際の寸法比とは必ずしも一致しておらず、また、各図面間においても寸法比は必ずしも一致していない。

【0021】

図面はＸＹＺ座標系を参照して説明される。本明細書において、方向を表現する際に、正負の向きを区別する場合には、「＋Ｘ方向」、「－Ｘ方向」のように、正負の符号を付して記載される。また、正負の向きを区別せずに方向を表現する場合には、単に「Ｘ方向」と記載される。すなわち、本明細書において、単に「Ｘ方向」と記載されている場合には、「＋Ｘ方向」と「－Ｘ方向」の双方が含まれる。Ｙ方向及びＺ方向についても同様である。

【0022】

＜第一実施形態＞
［全体構成］
図１及び図２を参照しながら、光源ユニットの第一実施形態が説明される。図１は、光源ユニット１００の斜視図である。図１に示されるように、光源ユニット１００は複数の光源装置２０を有し、複数の光源装置２０は、Ｘ軸に沿って２列に並び、Ｙ軸に沿って３列に並ぶ。光源ユニット１００が有する光源装置２０の数は特に限定されない。光源ユニット１００は、例えば、光源装置２０がＸ軸に沿って６列に並び、Ｙ軸に沿って６列に並ぶ、３６個の光源装置２０を有しても構わない。複数の光源装置２０は、後述する放熱器の連結部を使用して互いに連結されている。光源ユニット１００の光は、－Ｚ方向に出射される。

【0023】

図２は、図１に示される光源ユニット１００のＸＺ平面における断面図である。図２は、Ｘ方向に並ぶ二つの光源装置２０の断面を示す。図２に示されるように、光源装置２０は、それぞれ、複数の固体光源１（図２では示していない。図３又は図４を参照されたい。）が配置された基板２と、基板２に接合された放熱器３と、放熱器３を収容する筐体４と、放熱器３に筐体４の外の気体を流通させるためのファン５とを含む。なお、図２では、基板２及びファン５に接続される電力線、光源装置２０の制御部及び筐体４の外と内を電気的に接続するためのコネクタ等の記載を省略している。

【0024】

放熱器３は、基板２に接合される本体３ａと、他の光源装置２０と連結するための連結部３ｂと、基板２の熱を放熱するための放熱フィン３ｃとを含む。本体３ａは、基板２に接合する接合面３ｓを有する。本実施形態において、各々の光源装置２０が備える放熱フィン３ｃは、複数の板材がＹ方向に並んで構成される。各板材は、それぞれ、ＸＺ平面に沿って延びている。

【0025】

連結部３ｂについて説明する。光源装置２０と他の光源装置２０とを連結する際、連結部３ｂを使用して、光源装置２０の本体３ａと、連結する他の光源装置２０の本体３ａとを互いに連結する。本実施形態において、連結部３ｂは、ネジ孔とネジから構成される。光源装置２０の本体３ａと、連結する他の光源装置２０の本体３ａは、それぞれにネジ孔を有しており、それぞれのネジ孔にニップル等のネジを取り付けることで連結できる。しかしながら、連結部３ｂは、これに限定されない。連結部３ｂは、例えば、隣接する本体３ａが互いに噛み合う凹凸構造を有するものでも構わない。連結部３ｂは、複数の光源装置２０を束ねて締め付け固定する型枠でも構わない。

【0026】

筐体４は、筐体４の内と外で気体を流通させるための、二種類の開口を有する。一つは、筐体４の側面に配置される第一開口（４ｈ，４ｉ）である。もう一つは、筐体４の上面（最も＋Ｚ側に位置する面）に配置される第二開口４ｊである。流通させる気体は、光源ユニット１００が配置される環境に含まれる気体である。「環境に含まれる気体」は、通常、空気である。しかしながら、光源ユニット１００自体を窒素ガスなどの不活性ガス雰囲気下に配置する場合があり、その場合において「環境に含まれる気体」は、不活性ガスとなる。

【0027】

第一開口（４ｈ，４ｉ）は、放熱フィン３ｃの近傍に存在する。第一開口（４ｈ，４ｉ）が放熱フィン３ｃの近傍にあるので、第一開口（４ｈ，４ｉ）から流入した気体を直ちに放熱フィン３ｃに接触させることができる。放熱フィン３ｃを構成する板材は、第一開口（４ｈ，４ｉ）を有する筐体４の側面に対して交差する方向に延びている。本実施形態では、放熱フィン３ｃを構成する板材はＸ方向に延び、第一開口（４ｈ，４ｉ）を有する側面はＹＺ面に延びている。よって、放熱フィン３ｃと第一開口（４ｈ，４ｉ）は、直角を成すように交差している。

【0028】

本実施形態では、互いに対向する二つの側面のそれぞれに第一開口（４ｈ，４ｉ）を有する。具体的には、放熱フィン３ｃを挟んで相互に対向配置される二つの側面のうち、一つの側面に第一開口４ｈを配置し、もう一つの側面に第一開口４ｉを配置する。第一開口４ｈは、連結された光源装置２０の外周に面する。第一開口４ｉは、連結された光源装置２０の内部に位置する。一つの光源装置２０の第一開口４ｉは、異なる光源装置２０の第一開口４ｉとの間で、対向配置される。第一開口４ｈと第一開口４ｉの間には、開口自体の構造的な違いがない。光源装置２０の配置の仕方によって、その開口が、連結された光源装置２０の外周に接する第一開口４ｈになるか、又は、連結された光源装置２０の内部に位置する第一開口４ｉになるか、が決定される。

【0029】

光源装置２０は、内部に気体を流通させるための、少なくとも一つの第一開口（４ｈ，４ｉ）と第二開口４ｊとを有する。一つの光源装置２０の中で、互いに対向する二つの側面のそれぞれに第一開口（４ｈ，４ｉ）を設けるとよい。これにより、光源装置２０の内部に流入する気体の量が増加して、光源装置２０の冷却効率が向上する。

【0030】

光源装置２０を一方向に３つ以上並べる場合には、光源ユニット１００の中で端に位置しない光源装置２０（即ち、他の光源装置２０に挟まれた光源装置２０）が存在することになる。「端に位置しない光源装置２０」が筐体４の内部に気体を流通させるためには、特に、互いに対向する二つの側面のそれぞれに、第一開口（４ｈ，４ｉ）を設けることが好ましい。

【0031】

図１は、第一開口４ｈが、それぞれ、単一開口によって構成されることを示す。図１は、第二開口４ｊが、大面積の単一開口が格子によって区切られた、複数の小開口によって構成されることを示す。このような第一開口４ｈ及び第二開口４ｊの形状の特徴は、例示にすぎない。第一開口（４ｈ，４ｉ）及び第二開口４ｊの開口の形状の特徴、各開口の大きさ、及び開口の数は、特に限定されない。

【0032】

図２に示されるように、説明の都合上、気体を、当該気体の流れる場所によって、気体Ｇ１、気体Ｇ２及び気体Ｇ３に区別して表現される。当然ながら、気体（Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３）は、同種の気体である。本実施形態のファン５は、放熱フィン３ｃ近傍の気体を吸引することにより気体の流れを作り出す。気体の流れとは、第一開口（４ｈ，４ｉ）から筐体４の外にある気体Ｇ１を流入させ、流入した気体Ｇ２を＋Ｚ方向に送り出し、第二開口４ｊから気体Ｇ３として筐体４の外に放出する、という流れである。筐体４の外の冷たい気体Ｇ２が放熱フィン３ｃに接触し、放熱フィン３ｃは冷却される。

【0033】

本実施形態の光源装置２０にとって、第一開口（４ｈ，４ｉ）は吸気口であり、第二開口４ｊは排気口である。変形例として、第二開口４ｊが吸気口となり、第一開口（４ｈ，４ｉ）が排気口となるように、ファン５を設計しても構わない。

【0034】

光源ユニット１００は、異なる光源装置間で相互に対向配置される第一開口４ｉの間に、気体を流通させるための隙間Ｃ１（図２参照）を有する。光源装置２０の単体で見たとき、第一開口４ｉが連結部３ｂの内側に位置することにより、隙間Ｃ１が形成される。光源ユニット１００の外の気体は、隙間Ｃ１を通って、第一開口４ｉより筐体４の内部に気体が流入する。なお、光源ユニット１００において、連結された光源装置２０の外周に面する第一開口４ｈは、隙間Ｃ１を通ることなく、気体Ｇ１を筐体４内に流入させる。

【0035】

隙間Ｃ１、第一開口（４ｈ，４ｉ）及び第二開口４ｊの寸法等は、気体のコンダクタンスに関係するパラメータである。これらのパラメータ及びファン５の出力は、所望の吸気量に基づいて設計できる。光源ユニット１００を構成する各光源装置２０は、前記パラメータ及びファン５の出力を、同じ値に設定しても構わない。また、光源ユニット１００を構成する各光源装置２０の照度分布又は温度分布に基づいて、前記パラメータ及びファン５の出力を光源装置２０ごとに個別設定しても構わない。

【0036】

［固体光源と基板］
図３は、一つの光源装置２０について、出射側（－Ｚ側）から基板２を見た図を示す。図３は、後述する透光部１１及び支持部１２を示していない。基板２の－Ｚ側の主面である表面には、複数の固体光源１がＸ方向及びＹ方向に配列されている。本実施形態において、固体光源１は、紫外光を発するＬＥＤである。

【0037】

固体光源１はＬＥＤでなくても構わない。固体光源１として、例えば、半導体レーザ素子を使用しても構わない。本実施形態の固体光源１の発光波長は、例えば、２５０ｎｍ～４５０ｎｍである。固体光源１の発光波長は、紫外域でなくても構わない。

【0038】

一つの基板２における固体光源１の数は特に限定されないが、例えば、１００個以上であるとよく、２００個以上であると好ましく、８００個以下であるとよく、５００個以下であると好ましい。

【0039】

本実施形態において、固体光源１は、ベアチップ品（基板上にＬＥＤ素子を配置しただけの製品で、保護部材で覆われていない製品）を使用している。固体光源１は、パッケージ品（ＬＥＤ素子が保護部材で覆われた製品）を使用しても構わない。

【0040】

基板２の寸法は、Ｘ／Ｙ方向それぞれに５０ｍｍ以上であるとよく、８０ｍｍ以上であるとより好ましい。基板２の寸法は、Ｘ／Ｙ方向それぞれに１５０ｍｍ以下であるとよく、１２０ｍｍ以下であるとより好ましい。

【0041】

固体光源１は、一方向に一定のピッチで配列されている。本実施形態の固体光源１では、Ｘ方向の配列ピッチＰ１が、Ｙ方向の配列ピッチＰ２より大きい。例えば、Ｘ方向の配列ピッチＰ１が、Ｙ方向の配列ピッチに対して、１．１倍以上であるとよく、１．３倍以上であると更によい。Ｘ方向の配列ピッチＰ１が、Ｙ方向の配列ピッチに対して、２倍以下であるとよく、１．７倍以下であると更によい。固体光源１は、Ｘ方向では疎に配置され、Ｙ方向では密に配置される。なお、Ｘ方向の配列ピッチＰ１とＹ方向の配列ピッチＰ２とが実質的に同じ（例えば、ピッチの違いが５％以下）であっても構わない。

【0042】

［放熱器］
図４は、図３の線分Ｄ－Ｄにおける部分拡大断面図である。図４に示されるように、基板２の＋Ｚ側の主面である裏面には、放熱器３の本体３ａと、給電コネクタ７と、温度センサ８とが配置される。給電コネクタ７及び温度センサ８には、それぞれ電力線９が接続されている。電力線９は電気エネルギー又は電気信号を伝達する。

【0043】

図３には、放熱器３の本体３ａの接合面３ｓと、給電コネクタ７と、温度センサ８とが破線で示されている。接合面３ｓは、基板２の裏面の面積の大部分（例えば、基板の裏面の面積の９０％以上）を占有する。これにより、基板２を効果的に放熱できる。図３では、接合面３ｓの大きさが、基板２の大きさに比べて僅かに小さいように示されているが、接合面３ｓの大きさと基板２の大きさが同じであっても構わない。接合面３ｓの大きさが、基板２の大きさに比べて僅かに大きくても構わない。給電コネクタ７及び温度センサ８は、それぞれ、放熱器３の本体３ａの接合面３ｓを避けて、基板２の裏面に接合される。

【0044】

本実施形態において、光源装置２０は、各固体光源１に電力を供給するための給電コネクタ７を複数備える。複数の給電コネクタ７を基板２上に分散して配置することで、一つの給電コネクタ７が供給する電流量を低下させて、給電コネクタ７の近傍における基板２の発熱量を低下させることができる。その結果、温度上昇による固体光源１の照度低下を抑制でき、照度均一性が向上する。ただし、斯かる給電コネクタ７の分散配置は必須ではなく、給電コネクタ７は一つであっても構わない。

【0045】

複数の給電コネクタ７のそれぞれは、基板２の裏面に接合された放熱器３の本体３ａを避けて、基板２の裏面に接合される。本実施形態では、３つの給電コネクタ７が、基板２の裏面に接続されている。給電コネクタ７がＸ方向において重なる固体光源１の数は、給電コネクタ７がＹ方向において重なる固体光源１の数より多いと好ましい。本実施形態において、給電コネクタ７は、それぞれ、給電コネクタ７の長手方向がＸ方向に沿うように配置される。その結果、給電コネクタ７は、Ｘ方向において複数の固体光源１と重なり、Ｙ方向において一つの固体光源１と重なる。

【0046】

Ｙ方向は、Ｘ方向に比べて固体光源１が密に配置される方向である（以降、「Ｙ方向」を「密の方向」ということがある）。Ｘ方向は、Ｙ方向に比べて固体光源１が疎に配置される方向である（以降、「Ｘ方向」を「疎の方向」ということがある）。そして、給電コネクタ７が配置されている場所は、放熱器３の本体３ａを配置できないために温度上昇しやすい場所である。そうすると、基板２において放熱器３の本体３ａと接していない領域を、疎の方向に長く、かつ、密の方向に短くすることになり、固体光源１による基板２の温度上昇を抑制できる。

【0047】

図３に示されるように、給電コネクタ７は、密の方向に互いに重ならないようにするとよい。密の方向においては、放熱器３の本体３ａを配置できない領域を短くする。これにより、固体光源１の温度上昇を抑制できる。図３では、給電コネクタ７は、疎の方向に、互いに重なっている。しかしながら、給電コネクタ７を、疎の方向においても互いに重ならないようにしても、構わない。

【0048】

上述したように、本実施形態では、固体光源１は一方向に一定のピッチで配列されているが、必ずしも、一方向に一定のピッチで配列されていなくてもよい。基板２において放熱器３の本体３ａと接していない領域において固体光源１のピッチが大きくなるように（疎に配置されるように）しても構わない。また、固体光源１は、Ｘ方向の配列ピッチとＹ方向の配列ピッチが同じピッチであっても構わない。

【0049】

［ファン］
ファン５には様々な種類のファンが使用され得る。例えば、プロペラファン、シロッコファン、ターボファン又はその他のファンを使用しても構わない。本実施形態では、軸流冷却ファンを使用している。本実施形態において、ファン５は、筐体４の内に配置されるが、筐体４の外に配置されるファンを使用しても構わない。ファン５の回転数は、例えば、５，０００ｒｐｍ以上であるとよく、１０，０００ｒｐｍ以上であるとより好ましい。ファン５の回転数は、例えば、３０，０００ｒｐｍ以下であるとよく、２０，０００ｒｐｍ以下であるとより好ましい。

【0050】

ファン５の回転数は、光源装置２０の間で同じでもよく、意図的に異ならせてもよい。気体のコンダクタンスの相対的に低い光源装置２０におけるファン５の回転数を、気体のコンダクタンスの相対的に高い光源装置２０におけるファン５の回転数より高くしてもよい。また、温度センサ８で検出される温度に応じてファン５の回転数を制御し得るものでも構わない。

【0051】

［温度センサ］
図４に示される温度センサ８は、基板２の温度を測定するためのセンサである。温度センサ８は、熱電対であっても構わないし、測温抵抗体であっても構わない。

【0052】

［支持部と透光部］
図２及び図４に示されるように、光源ユニット１００は、基板２の光出射側（－Ｚ側）に透光部１１を有する。透光部１１は、固体光源１及び基板２を保護するカバーである。透光部１１は、固体光源１からの出射光を透過する。透光部１１は、支持部１２によって支持される。本実施形態の場合、透光部１１は、複数の光源装置２０に跨って配置される共有部材である。

【0053】

本実施形態において、支持部１２の内側面１２ｓ（図４参照）は、固体光源１からの出射光を反射する光反射機能を有する。内側面１２ｓの正反射率は、５０％以上であるとよく、好ましくは６０％以上あるとよく、より好ましくは、７０％以上あるとよい。支持部１２にアルミニウム系材料を使用しても構わないが、支持部１２の材料は特に限定されない。光反射機能は、例えば、内側面１２ｓを鏡面研磨することによって形成しても構わないし、内側面１２ｓに反射コーティング層を形成しても構わない。

【0054】

＜第二実施形態＞
第二実施形態の光源ユニットを説明する。第一実施形態の光源ユニットと相違する事項を中心に説明する。以下に説明の無い事項については、第一実施形態の光源ユニットと同様の特徴を有する。第三実施形態以降も同様に、既出の光源ユニットと同様の特徴を有する事項については、説明を省略する。

【0055】

図５は、第二実施形態の光源ユニット２００の断面図である。光源ユニット２００は複数の光源装置２０を有する。光源装置２０は、それぞれ、遮風部２２を有する。遮風部２２は、筐体４と隣の光源装置２０の筐体４との間に配置される。遮風部２２の作用について、図２と図５を比較しながら説明する。図２に示されるように、隙間Ｃ１に流入する気体は、比較的同じ高さから流入する気体Ｇ１だけでなく、第二開口４ｊ付近から流入する気体Ｇ１ｘが存在する。気体Ｇ１ｘには、光源装置２０の内部を既に通過した比較的高温の気体Ｇ３が混入するおそれがある。

【0056】

そこで、図５に見られるように、気体Ｇ１ｘの流路を塞ぐ遮風部２２を、気体Ｇ１ｘの流路に配置して、第二開口４ｊ付近の気体が第一開口４ｉ間の隙間Ｃ１に流入することを妨げる。これにより、光源装置２０の内部を既に通過した比較的高温の気体Ｇ３が、再び光源装置２０の内部に流入する気体Ｇ１に混入することを抑制できる。筐体４内に流入する気体Ｇ１の温度を低下できるので、冷却効率が向上する。

【0057】

遮風部２２は、Ｚ方向の気体の流れを妨げるが、Ｙ方向の気体の流れを妨げないものであると好ましい。遮風部２２を設けた場合においても、第一開口４ｉ間の隙間Ｃ１において、Ｙ方向の流れを有する気体Ｇ１を第一開口４ｉから流入させ得る。

【0058】

第二実施形態の光源装置２０では、それぞれの光源装置２０が、個別に透光部１１を有している。各透光部１１は、それぞれ、個別の支持部１２に支持される。このように、必ずしも、各光源装置２０が、共有の透光部１１を有しなくても構わない。

【0059】

＜第三実施形態＞
図６は、第三実施形態の光源ユニット３００の断面図である。光源ユニット３００は、複数の光源装置３０を有する。光源装置３０は、隣の光源装置３０の筐体４と接するように、第二開口４ｊ付近の筐体４が突出している。これにより、遮風部２２を筐体４の外周に配置しなくても、筐体４が、第二開口４ｊ付近から流入する気体Ｇ１ｘ（図２参照）の流路を塞ぐ。

【0060】

＜第四実施形態＞
図７は、第四実施形態の光源ユニット４００の斜視図である。図８は、光源ユニット４００の断面図である。光源ユニット４００は、複数の光源装置４０を有する。光源装置４０は、それぞれ、筐体４の４つの側面全てに第一開口（４ｈ，４ｉ）を有する。そして、光源装置４０は、ストリップ状の放熱フィン３ｃを有する。ストリップ状の放熱フィン３ｃは、Ｘ方向及びＹ方向から流入する気体に接触できる。放熱フィン３ｃは、柱状、又は針状でも構わない。

【0061】

第一開口４ｉは、互いにＸ方向に対向する筐体４の間だけでなく、互いにＹ方向に対向する筐体４の間にも存在する。よって、気体Ｇ１は、Ｘ方向に隣り合う光源装置４０との隙間のみならず、Ｙ方向に隣り合う光源装置４０との隙間からも流入できる。これにより、光源装置４０に流入可能な気体Ｇ１の量を増やすことができる。

【0062】

第四実施形態では、各光源装置４０が有する第二開口４ｊは、格子状に形成されておらず、単一開口を形成する。格子がないために気体のコンダクタンスが向上する。

【0063】

以上で第一実施形態～第四実施形態と変形例を説明した。しかしながら、本発明は、上述した各実施形態及び変形例に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、上述の各実施形態又は変形例を組み合わせることができる。さらに、各実施形態及び変形例に対して、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、種々の変更又は改良を加えても構わない。

【符号の説明】

【0064】

１ ：固体光源
２ ：基板
３ ：放熱器
３ａ ：本体
３ｂ ：連結部
３ｃ ：放熱フィン
３ｓ ：接合面
４ ：筐体
４ｈ，４ｉ：第一開口
４ｊ ：第二開口
５ ：ファン
７ ：給電コネクタ
８ ：温度センサ
９ ：電力線
１１ ：透光部
１２ ：支持部
１２ｓ ：（支持部の）内側面
２０，３０，４０：光源装置
２２ ：遮風部
１００，２００，３００，４００：光源ユニット
Ｃ１ ：隙間
Ｇ１、Ｇ１ｘ、Ｇ２、Ｇ３：気体

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】