特許 7270530 光源ユニット及び光照射装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-04-27

(45)【発行日】2023-05-10

(54)【発明の名称】光源ユニット及び光照射装置

(51)【国際特許分類】

   F21S 2/00 20160101AFI20230428BHJP

   F21V 15/01 20060101ALI20230428BHJP

   F21V 19/00 20060101ALI20230428BHJP

   F21Y 115/10 20160101ALN20230428BHJP

【ＦＩ】

F21S2/00 110

F21V15/01 310

F21V19/00 450

F21Y115:10

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2019207224

(22)【出願日】2019-11-15

(65)【公開番号】P2021082423

(43)【公開日】2021-05-27

【審査請求日】2021-12-09

(73)【特許権者】

【識別番号】596099446

【氏名又は名称】シーシーエス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100121441

【弁理士】

【氏名又は名称】西村 竜平

(74)【代理人】

【識別番号】100154704

【弁理士】

【氏名又は名称】齊藤 真大

(74)【代理人】

【識別番号】100129702

【弁理士】

【氏名又は名称】上村 喜永

(74)【代理人】

【識別番号】100206151

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 惇志

(74)【代理人】

【識別番号】100218187

【弁理士】

【氏名又は名称】前田 治子

(72)【発明者】

【氏名】大島 提地

【審査官】下原 浩嗣

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１６／０１２３５６９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特許第５５００８９２（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】特開２０１９－００８８６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１１４４１４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２１Ｓ ２／００

Ｆ２１Ｖ １５／０１

Ｆ２１Ｖ １９／００

Ｆ２１Ｙ １１５／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

光照射用の複数のＬＥＤが搭載されたＬＥＤ搭載部分及び前記ＬＥＤ以外の他部品が搭載された他部品搭載部分を有する基板と、
該基板の両側にそれぞれ配置された一対の側板を有する筐体とを備え、
前記一対の側板間に設けられた光射出面から、前記ＬＥＤから出る光が射出されるように構成された光源ユニットであって、
前記側板に、前記基板における前記ＬＥＤ搭載部分の側端面を露出させる切り欠きが、前記光射出面側から形成されており、
前記側板が前記ＬＥＤ搭載部分の側方以外の部分を覆うものであることを特徴とする光源ユニット。

【請求項2】

他の光源ユニットを側方に連結して、これら各光源ユニットの基板の前記ＬＥＤ搭載部分同士が隣り合って並ぶように構成されたものであって、
他の光源ユニットの基板と当該光源ユニットの基板とを跨ぐＬＥＤの配設ピッチが、前記基板における連結方向のＬＥＤの配設ピッチと等しくなるように構成されている請求項１記載の光源ユニット。

【請求項3】

前記ＬＥＤ搭載部分が、前記他部品搭載部分よりも、側方に突出している形状のものであることを特徴とする請求項１又は２記載の光源ユニット。

【請求項4】

前記ＬＥＤ搭載部分と他部品搭載部分との間に配置されて、前記ＬＥＤからの光が該他部品搭載部分に照射されることを遮る区切部材をさらに備え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ユニット。

【請求項5】

請求項１乃至４のいずれか一項に記載の光源ユニットを複数備え、これら複数の光源ユニットが前記側板同士が対向するように連結されていることを特徴とする光照射装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光源ユニット及びこの光源ユニットを備える光照射装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、光源ユニットを連結して構成される光照射装置としては、特許文献１に記載されているように、ＬＥＤが複数搭載された基板と、この基板を収容する筐体とを備え、前記ＬＥＤからの光が前記筐体の上面から外部に射出されるように構成された光源ユニットを、前記筐体の側面同士を連結して構成されたものが知られている。

【0003】

しかしながら、このような光照射装置では、ＬＥＤが搭載されている基板の側方、すなわち、連結される２つの基板の間に、前記筐体の側面を構成する側板が存在する。そのため、前記ＬＥＤから射出される光が前記側板によって遮られてしまったり、屈折してしまったりする恐れがある。
その結果、特許文献１に記載されているように、光源ユニットの連結部分を跨いでＬＥＤが等ピッチに並ぶように配置したとしても、連結部分から射出される光が弱くなり、光照射装置から射出される光の均一性が低下してしまう場合がある。

【0004】

この問題を解決するために、例えば、特許文献２に記載されているように、側板を排除してしまうと、筐体の側面全体が開口してしまうので、この光源ユニットを連結させずに単体で使用する場合には、筐体内に異物が侵入しやすくなり、侵入した異物による電気回路のショート等を引き起こす恐れがある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特許第６１９８１２２号公報

【文献】特許第５５００８９２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、複数の光源ユニットを連結した場合に、連結部分に起因する射出光のムラを従来よりも抑え、かつ筐体内への異物の侵入をできるだけ抑えることができる光源ユニットを提供することを主な目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

すなわち、本発明に係る光源ユニットは、光照射用の複数のＬＥＤが搭載されたＬＥＤ搭載部分及び前記ＬＥＤ以外の他部品が搭載された他部品搭載部分を有する基板と、該基板の両側にそれぞれ配置された一対の側板を有する筐体とを備え、前記一対の側板間に設けられた光射出面から、前記ＬＥＤから出る光が射出されるように構成された光源ユニットであって、前記側板に、前記基板における前記ＬＥＤ搭載部分の側端面を露出させる切り欠きが、前記光射出面側から形成されていることを特徴とするものである。

【0008】

このように構成した光源ユニットによれば、前記側板に前記ＬＥＤ搭載部分の側端面を露出させる切り欠きが、前記光射出面側から形成されているので、前記側板を備えたまま前記光源ユニットを複数連結しても、前記ＬＥＤからの光が、前記側板によって遮られたり、屈折したりすることがない。そのため、連結時に側板をはずす手間を省き、かつ光源ユニットの連結部分に起因する射出光のムラを従来よりも抑えることができる。また、光源ユニットの製造後に、ユーザーが側板を外して連結することによるＬＥＤの配設ピッチの不測の変化を回避することができるという効果もある。
さらに、前記筐体が一対の側板を具備しているので、光源ユニットを単体で使用する場合にも、前記筐体の内部に異物が侵入することをできるだけ抑えることができる。

【0009】

他の光源ユニットを側方に連結して、これら各光源ユニットの基板が並ぶように構成されたものであって、他の光源ユニットの基板と当該光源ユニットの基板とを跨ぐＬＥＤの配設ピッチが、前記基板における連結方向のＬＥＤの配設ピッチと等しくしたものであれば、光源ユニットの連結部分における射出光の均一性をさらに向上させることができる。

【0010】

前記ＬＥＤ搭載部分が前記他部品搭載部分よりも、側方に突出している形状にすれば、前記光源ユニットを連結する場合に、前記基板における前記ＬＥＤ搭載部分同士を当接させることができる。その結果、前記連結部分を跨ぐＬＥＤの配設ピッチを短くすることができるので、ＬＥＤを密に配置することができる。また、前記ＬＥＤ搭載部分の面積をできるだけ大きくして、基板上の配線スペースをできるだけ広く確保することができる。

【0011】

前記ＬＥＤ搭載部分と前記他部品搭載部分との間に配置されて、前記ＬＥＤからの光が該他部品搭載部分に照射されることを遮る区切部材をさらに備えているものであれば、前記ＬＥＤが紫外光等を射出するものである場合であっても、前記ＬＥＤから射出される光によるコネクタ等の劣化を抑えることができる。

【発明の効果】

【0012】

複数の光源ユニットを連結した場合に、連結部分に起因する射出光のムラを従来よりも抑え、かつ筐体内への異物の侵入をできるだけ抑えることができる光源ユニットを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の一実施形態に係る光照射装置及び光源ユニットを表す模式図。

【図2】図１に示した光源ユニットのＡの部分の拡大図。

【図3】本実施形態に係る光源ユニットの断面模式図。

【図4】本実施形態に係る光源ユニットの基板を表す模式図。

【図5】本実施形態に係る光源ユニットを連結した場合の基板と側板との関係を表す模式図。

【図6】本実施形態に係る光源ユニットを背板側から見た断面模式図。

【図7】本実施形態に係る光源ユニットを光射出面側から見た断面模式図。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下に、本発明に係る光源ユニット１及び光照射装置１００の一実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下に説明する光源ユニット１及び光照射装置１００は本発明を具体化するためのものであって、特に記載がない限り本発明を限定するものではない。

【0015】

前記光源ユニット１は、図１、図２及び図３に示すように、例えば、紫外線を射出する表面実装型のＬＥＤ１１を複数搭載した基板１２と、前記基板１２を内部に収容する筐体１３とを備えるものである。

【0016】

前記基板１２は、平板状をなし、例えば、図４に示すように、前記ＬＥＤ１１を搭載するＬＥＤ搭載部分１２１と、前記ＬＥＤ以外の他部品を搭載する他部品搭載部分１２２との二部分から構成されている。以下では、前記ＬＥＤ搭載部分１２１をＬＥＤ搭載板１２１といい、前記他部品搭載部分１２２を他部品搭載板１２２という。

【0017】

前記ＬＥＤ搭載板１２１は、長方形状をなすものである。
このＬＥＤ搭載板１２１には、図４に示すように、前記ＬＥＤ搭載板１２１の長辺に沿って等ピッチで一列に並べられた前記ＬＥＤ１１からなるＬＥＤ列１１Ａが設けられている。この実施形態では、前記ＬＥＤ列１１Ａが、前記ピッチと同じ又は異なるピッチで平行に複数並べられている。

【0018】

前記他部品搭載板１２２は、例えば、前記ＬＥＤ搭載板１２１の長辺よりも短い長辺を有する長方形状のものであり、その一方の長辺が前記ＬＥＤ搭載板１２１の一方の長辺に一体に接続されている。この実施形態では、前記他部品搭載板１２２には、前記他部品であるコネクタ１４が搭載されている。このコネクタ１４は、図示しない外部電源から延伸する電源ケーブルを接続するためのものである。

【0019】

より具体的には、前記ＬＥＤ搭載板１２１の短辺側の端面である側端面１２１ａは、前記他部品搭載板１２２の側端面１２２ａよりも側方に突出するようにしてある。本実施形態では、ＬＥＤ搭載板１２１の各側端面１２１ａが、前記他部品搭載板１２２の各側端面１２２ａよりも側方に同じ長さだけ突出するようにしてあり、前記基板１２がＴ字状となるようにしてある。

【0020】

前記筐体１３は、図示しない底板と、一対の側板１３１と、背板１３２と、前板１３３とを備えた直方体状をなす金属製のものであり、前記底板に対向する面は開口している。前記基板１２は、該開口から光を射出できるように該筐体１３の内部に収容されている。この開口には、前記ＬＥＤ搭載板１２１以外の部分を覆う遮光カバー１３４が取り付けられているとともに、前記ＬＥＤ搭載板１２１に対応する部分、すなわち光射出面１３５には、光を透過する透明板１３６が設けられている。

【0021】

また、前記基板１２の前記ＬＥＤ搭載板１２１と前記他部品搭載板１２２とを区切る区切部材１３７がさらに設けられている。
前記区切部材１３７は、図６及び図７に示すように、前記基板１２の前記ＬＥＤ搭載板１２１と前記他部品搭載板１２２との間に配置された細長い帯状の部材である。該区切部材１３７は、前記ＬＥＤ搭載板１２１の両側端にわたる部分から起立して前記遮光カバー１３４の裏面に密着するようにしてある。この区切部材１３７は、例えば、紫外線を遮蔽するものであり、金属板などで形成されている。

【0022】

しかして、この実施形態では、前記ＬＥＤ搭載板１２１の側端面を外部に露出させる切り欠き１５が形成されている。該切り欠き１５は、前記側板１３１に前記光射出面１３５側から形成されたものである。

【0023】

前記切り欠き１５は、例えば、図１及び図２に示すように、側板１３１を形成する長方形状の板の前記ＬＥＤ搭載板１２１に近い角の部分を長方形状に切り取るように形成したものである。なお、この実施形態では、前記側板１３１は、前述した切り欠き１５の部分を除いて、前記光源ユニット１の側面全体を覆うようにしてある。

【0024】

さらに、前記ＬＥＤ搭載板１２１の側端部は、前記光射出面１３５側から見たときに、前記切り欠き１５の底面１５ａ上に位置するように設定されている。

【0025】

次に、前述したような光源ユニット１を複数並べて構成した光照射装置１００について説明する。

【0026】

前記光源ユニット１は、前記背板１３２の側面１３２ａを連結の基準面として該背板１３２の側面１３２ａ同士が当接するように前記光源ユニット１を並べた状態で、前記連結板２を各光源ユニット１の背板１３２に固定することによって連結される。

【0027】

このように光源ユニット１を連結することによって、前記基板１２がこれら光源ユニット１の連結方向に沿ってその側端面同士が対向して並ぶように構成されており、これら基板１２上の前記ＬＥＤ列１１Ａが複数の基板１２を跨いで一列につながるようにしてある。

【0028】

本実施形態では、さらに、図５に示すように、隣り合う基板１２を跨ぐＬＥＤ１１の配設ピッチ１１ａが、前記ＬＥＤ列１１Ａにおける連結方向のＬＥＤ１１の配設ピッチ１１ｂと等しくなるように構成されている。

【0029】

また、前記ＬＥＤ搭載板１２１の側端面は、連結時にＬＥＤ搭載板１２１の側端面同士が隙間なく当接するように、前記基板１２に垂直な方向から見て、前記背板１３２の側面１３２ａと揃う位置に配置されている。なお、前記ＬＥＤ搭載板１２１の側端面は、前記基板１２に垂直な方向から見て、前記背板１３２の側面１３２ａよりも内側に配置されるようにしても良い。

【0030】

前記透明板１３６についても、連結方向に隙間なく当接して並ぶように、前記基板１２に垂直な方向から見て、前記透明板１３６の連結方向の端面が、前記背板１３２の側面１３２ａと揃う位置に配置されている。

【0031】

なお、本実施形態では、光源ユニット１を連結させた状態において、対向する前記側板１３１の外面同士の間に隙間が形成されるように、前記基板１２に垂直な方向から見て、前記側板１３１の外面が前記背板１３２の側面１３２ａよりも内側に位置するようにしてある。このようなものに限らず、前記基板１２に垂直な方向から見て、前記側板１３１の外面が前記背板１３２の側面１３２ａと揃うようにして、前記側板１３１の外面同士を当接させるようにしても良い。

【0032】

このように構成した光源ユニット１及び光照射装置１００によれば、以下のような効果を奏することができる。
前記側板１３１に、ＬＥＤ搭載板１２１の側端面を外部に露出させる切り欠き１５が形成されているので、前記光源ユニット１を他の光源ユニット１と連結して使用する場合に、隣り合うＬＥＤ搭載板１２１の間には側板１３１が存在しない。

【0033】

そのため光源ユニット１の連結部分においてＬＥＤ１１から連結部分に向かって射出される光の一部が前記側板１３１によって遮られてしまったり、屈折してしまったりすることを抑えることができる。

【0034】

前記区切部材１３７が、前記ＬＥＤ搭載板１２１から前記他部品搭載板１２２に向けて射出される紫外線などの光を遮蔽するものであるので、前記ＬＥＤ１１から射出される紫外線によるコネクタ１４等の劣化を抑えることができる。
また、前記区切部材１３７によって、前記切り欠き１５の部分から異物が侵入したとしても、この異物が前記他部品搭載板１２２に侵入することを抑えることができる。

【0035】

さらに、光源ユニット１の側面は、前記ＬＥＤ搭載板１２１の側方以外の部分が前記側板１３１によって覆われているので、異物が前記筐体１３の内部に侵入することをできるだけ抑えることができる。

【0036】

また、隣り合う前記透明板１３６同士が当接するようになっているので、前記切り欠き１５の部分から前記筐体１３の内部に外部からの異物が侵入することを抑えることができる。

【0037】

さらに、他の光源ユニット１と連結したときの前記基板１２同士の連結部分を跨ぐＬＥＤ１１の配設ピッチ１１ａが、前記ＬＥＤ列１１Ａにおける連結方向のピッチ１１ｂと等しくなるようにしてあるので、光源ユニット１の連結部分における射出光の均一性をより向上させることができる。

【0038】

光源ユニット１を連結した時に、前記ＬＥＤ搭載板１２１の側端面同士が当接するようにしてあるので、前記ＬＥＤ搭載板１２１の連結方向の一番端のＬＥＤ１１同士の距離を小さくすることができる。その結果、前述したように連結部分を跨ぐＬＥＤ１１の配設ピッチ１１ａと、前記ＬＥＤ列１１Ａにおける連結方向のピッチ１１ｂとを等しくする場合に、ＬＥＤ１１の配設密度をできるだけ高くすることができる。また、前記基板１２の前記ＬＥＤ搭載板１２１の面積をできるだけ大きくして、基板１２上の配線スペースをできるだけ広く確保することができる。

【0039】

本発明に係る光源ユニット及び光照射装置は、前述した実施形態に限られるものではない。
前記光照射装置は、同一形状の前記光源ユニットを複数個連結したものに限らず、例えば、異なる複数種類の光源ユニットを連結したものであってもよい。

【0040】

前記光源ユニット同士の連結方法は、前述したものに限らず、例えば、前記側板同士を連結するようにしても良い。

【0041】

前記ＬＥＤ搭載板の側端面が、前記背板の側面と揃っているものに限らず、前記背板の側面よりも内側にあるようにしても良い。
このように構成しておけば、もし前記基板を前記筐体に固定する時にずれが生じたとしても、前記基板が前記背板の側面よりも側方に飛び出してしまうことを抑えることができる。その結果、光源ユニットを連結する場合に、前記背板の側面同士をガタなく当接させることができる。

【0042】

前記切り欠きが形成された光源ユニットを連結させずに１つだけで使用する場合には、前記側板の外側から前記光源ユニットの側面全体を覆う外側板をさらに重ねて使用することが考えられる。
この場合にも、前記外側板を前記背板の側面に固定するので、前記ＬＥＤ搭載板が、前記背板の側面よりも側方に突出しないようにしておくことによって前記背板の側面に前記外側板をガタなく当接させることができる。
なお、前記外側板は、必ずしも前記光源ユニットの側面全体を覆うものである必要はなく、少なくとも前記切り欠きの部分を覆うものであればよい。

【0043】

前記ＬＥＤは、紫外線を射出するものに限らず、どのような波長の光を射出するものであっても良い。
前記ＬＥＤは表面実装型のものに限らず、チップオンボード型のもの等であっても良い。

【0044】

単体のＬＥＤの代わりに、ＬＥＤ群を連結方向に沿って等ピッチに並べても良い。
また、ＬＥＤの配設ピッチは、必ずしも一定でなくても良い。

【0045】

前記ＬＥＤ搭載板及び前記他部品搭載板は、連結方向を長辺とする長方形状のものに限らず、連結方向を短辺とする長方形状のものであっても良いし、正方形状のものであっても良いし、その他の四角形状、多角形状、円形状又は異形状のもの等であっても良い。

【0046】

また、前記ＬＥＤ搭載板又は前記他部品搭載板は、必ずしも一体に接続されていなくてもよく、前記ＬＥＤ搭載板のみが前記基板を構成し、前記他部品搭載板は別に設けられていてもよい。

【0047】

前記筐体や前記区切部材は、不透明で紫外線や光を完全に遮断するものであっても良いが、このようなものに限られず、半透明又は透明なもの等であってもよい。例えば、透明な素材であり、可視光は透過させるが紫外線は遮断するというように波長を選択して透過させるものであってもよい。

【0048】

前記側板に形成されている切り欠きは、前記基板における前記ＬＥＤ搭載板の位置によって、適宜変化させても良い。例えば、前記切り欠きが前記側板の中ほどに形成されていても良いし、１つの前記側板に複数の切り欠きが形成されていても良い。
また、前記切り欠きは、光源ユニット同士を連結する時に隣接する光源ユニットの側板と対向する側板に形成されて入ればよく、例えば、一対の側板の両方に切り欠きが形成されていても良いし、一方の側板だけに切り欠きが形成されていても良い。

【0049】

その他、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であることは言うまでもない。

【符号の説明】

【0050】

１００・・・光照射装置
１ ・・・光源ユニット
１１ ・・・ＬＥＤ
１２ ・・・基板
１２１・・・ＬＥＤ搭載板（ＬＥＤ搭載部分）
１２２・・・他部品搭載板（他部品搭載部分）
１３ ・・・筐体
１３１・・・側板
１３５・・・光射出面
１３７・・・区切部材
１５・・・切り欠き

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】