(57)【要約】【課題】本発明は、発光効率を向上させることのできる紫外線発光装置を得る。【解決手段】本発明の紫外線発光装置１は、基板２上に設けられる発光体３と、基板２上に設けられ、該発光体３の周囲を取り囲む反射面４を有するリフレクター５と、該発光体３と対向する位置に設けられる光学系６と、該光学系６を保持する金属筒７と、該金属筒７を基板２上で保持する保持部材８とを備え、リフレクター５は、少なくとも反射面４が基板２上における、金属筒７の基板２側の端部が取り囲む領域と対向する領域内に配置され、光学系６は、金属筒７が有する開口を塞ぐようにして設けられる構成を有している。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に設けられる発光体と、基板上に設けられ、該発光体の周囲を取り囲む反射面を有するリフレクターと、該発光体と対向する位置に設けられる光学系と、該光学系を保持する金属筒と、該金属筒を基板上で保持する保持部材とを備え、リフレクターは、少なくとも反射面が基板上における、金属筒の基板側の端部が取り囲む領域と対応する領域内に配置され、光学系は、金属筒が有する開口を塞ぐようにして設けられることを特徴とする紫外線発光装置。
【請求項２】
前記金属筒は、リフレクターに当接することを特徴とする請求項１に記載の紫外線発光装置。
【請求項３】
前記保持部材は、樹脂によって構成されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の紫外線発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紫外線を発生させる光源が用いられる紫外線発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、基板上に設けられる発光体と、基板上に設けられ、該発光体の周囲を取り囲むリフレクターと、発光体と対向する光学系と、該光学系をリフレクターから離れた位置で保持する保持部材とを備えている発光装置が提供されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
そして、このような発光装置には、種々の態様のものが提供されており、その一つに、発光体に紫外線を発生させる光源（例えば、ＵＶ−ＬＥＤや、エキシマランプ等）が用いられている紫外線発光装置がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−５９３７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述の紫外線発光装置では、発光体が発生させる紫外線の影響で光学系に歪みが生じたり、変色したりすることを防止すべく、光学系が膨張係数の低いガラス等の材料で構成されており、さらに、光学系が保持部材に保持されている。そうすると、光学系の膨張係数と保持部材の膨張係数とが異なると、例えば、温度変化が生じたときに、保持部材が光学系に歪みを生じさせてしまう虞がある。
【０００６】
また、紫外線発光装置では、光学系が保持部材によってリフレクターから離れた位置に保持されているため、発光体が発生させた紫外線が光学系とリフレクターとの間から発散し、その紫外線の影響で保持部材が変質したり、劣化したりする虞もある。
【０００７】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、発光体が発生させる光を発散させることなく光学系に導くことのできる紫外線発光装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の紫外線発光装置は、基板上に設けられる発光体と、基板上に設けられ、該発光体の周囲を取り囲む反射面を有するリフレクターと、該発光体と対向する位置に設けられる光学系と、該光学系を保持する金属筒と、該金属筒を基板上で保持する保持部材とを備え、光学系とリフレクターの少なくとも反射面とは、基板上における、金属筒の基板側の端部が取り囲む領域と対向する領域内に配置され、光学系は、金属筒が有する開口を塞ぐようにして設けられることを特徴とする。
【０００９】
かかる構成によれば、基板上における、金属筒の基板側の端部が取り囲む領域と対向する領域内には、発光体とリフレクターの少なくとも反射面とが配置され、さらに、金属筒の開口が光学系によって塞がれる。
【００１０】
このようにして、発光体と光学系との間の空間が金属筒で区画されるため、発光体が発生させた紫外線のうち、金属筒の径方向外方に向かって進むものは、金属筒の内周に衝突して進行方向を変化させながら進み、光学系に到達する。
【００１１】
従って、発光体が発生させた紫外線を発散させることなく光学系に導くことができる。
【００１２】
また、請求項２記載の発明において、前記金属筒は、リフレクターに当接するようにすることができる。
【００１３】
かかる構成によれば、金属筒がリフレクターに当接するため、発光体が発生させた紫外線が発散することを防止しつつ、金属筒によって発光体の放熱を行うことができる。より具体的に説明すると、金属筒がリフレクターに当接するため、発光体に生じた熱がリフレクターを介して金属筒に伝達される。そのため、発光体の熱を金属筒から放出することができる。
【００１４】
また、請求項３記載の発明において、前記保持部材は、樹脂によって構成されるようにすることができる。
【００１５】
かかる構成によれば、金属筒によって発光体の放熱を行うことができるようになっているため、保持部材を樹脂によって構成することができ、製造コストを低減させることができる。
【発明の効果】
【００１６】
以上のように、本発明によれば、発光効率を向上させることができるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第一の実施形態の紫外線発光装置の斜視図
【図２】同実施形態の紫外線発光装置の縦断面図
【図３】本発明の第二の実施形態の紫外線発光装置の縦断面図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の第一の実施形態の紫外線発光装置について、図１及び図２を参照しつつ、説明を行う。
【００１９】
紫外線発光装置１は、基板２上に設けられる発光体３と、基板２上に設けられ、該発光体３の周囲を取り囲む反射面４を有するリフレクター５と、該発光体３と対向する位置に設けられる光学系６と、該光学系６を保持する金属筒７と、該金属筒７を基板上で保持する保持部材８とを備えている。
【００２０】
基板２は、電気回路が構築されているベース基板９と、発光体３とベース基板９とを電気的に接続するインターポーザー１０とを備える。基板２では、ベース基板９上にインターポーザー１０が配置されており、ベース基板９とインターポーザー１０とが配線部材１１によって電気的に接続されている。これにより、インターポーザー１０上に配置した発光体３とベース基板９とを電気的に接続できるようになっている。なお、基板２では、例えば、導電性ペースト（例えば、Ａｇペースト）によってベース基板９上にインターポーザー１０を固定することができる。
【００２１】
発光体３は、紫外線を発生させるようになっている。すなわち、発光体３は、所謂、ＵＶ−ＬＥＤである。また、発光体３は、基板２（インターポーザー１０）上における、金属筒７の基板２側の端部が取り囲む領域と対向する領域内（金属筒７の投影領域内）に配置されている。すなわち、発光体３は、基板２上における、金属筒７がリフレクター５を介して取り囲んでいる領域内に配置されている。
【００２２】
リフレクター５は、少なくとも反射面４が基板２上における金属筒７の内部と対応する領域に配置されている。より具体的に説明すると、リフレクター５には、金属筒７が外嵌されている。そのため、リフレクター５は、当該リフレクター５全体が基板２上における金属筒７の内部と対応する領域に配置されている。また、リフレクター５は、発光体３と同様に、インターポーザー１０上に配置されている。
【００２３】
光学系６は、金属筒７が有する開口を塞ぐようにして設けられている。なお、光学系６は、膨張係数の低いガラス等の材料で構成することができる。
【００２４】
金属筒７は、筒状の筒本体部１２と、該筒本体部１２から径方向外方に向かって延びるフランジ部１３とを有する。そして、金属筒７は、光学系６の膨張係数と同一又は略同一の膨張係数を有する金属で構成されている。本実施形態では、金属筒７がコバールによって構成されている。
【００２５】
筒本体部１２は、中心線方向で第一の開口端と、該第一の開口端とは反対側の第二の開口端とを有する。筒本体部１２の第一の開口端側には、光学系６が嵌め込まれている。
【００２６】
そして、筒本体部１２の第二の開口端側は、リフレクター５に外嵌させている。これにより、金属筒７は、リフレクター５に当接するようになっている。また、筒本体部１２の第二の開口端と基板２（インターポーザー１０）との間には、隙間が形成されているが、当該隙間は、リフレクター５によって塞がれるようになっている。従って、金属筒７は、当該金属筒７の内部の空間と、当該金属筒７の外部の空間とが仕切られるようにして設けられている。
【００２７】
フランジ部１３は、筒本体部１２の外周全周に亘って設けられている。また、フランジ部１３は、筒本体部１２の第一の開口端側に設けられている。
【００２８】
保持部材８は、基板２（ベース基板９及びインターポーザー１０）と対向し、且つ金属筒７を支持する支持部１４と、該支持部１４と繋がり、基板２（ベース基板９）上に固定される固定部１５とを有する。
【００２９】
支持部１４は、平面視形状が円形状の板状に形成されている。そして、支持部１４の中央部には、面直交方向で貫通する挿込穴１６が形成されている。
【００３０】
挿込穴１６の穴径は、金属筒７の筒本体部１２の外周よりも大きく、金属筒７のフランジ部１３よりも小さくなる範囲で設定されている。そのため、支持部１４では、挿込穴１６に筒本体部１２を挿し込むと、支持部１４における挿込穴１６周りの部分上にフランジ部１３が重なるようになっている。
【００３１】
そして、本実施形態では、接着材料１７によって、金属筒７のフランジ部１３が保持部材８の支持部１４（支持部１４における挿込穴１６周りの部分）に固定されている。すなわち、本実施形態では、フランジ部１３が接着材料１７によって保持部材８の上部に固定されている。
【００３２】
固定部１５は、支持部１４の外周縁全周に亘って設けられている。また、固定部１５も、接着材料１７によってベース基板９に固定されている。
【００３３】
本実施形態の紫外線発光装置１は、以上の通りである。続いて、紫外線発光装置１の発光体３が発生させる紫外線と、紫外線発光装置１の各構成との関係について図２を参照しつつ説明を行う。
【００３４】
発光体３で発生させる紫外線のうち、リフレクター５に向かって進むものは、リフレクター５で反射し、筒本体部１２の第一の開口端側に向かって進む。そして、発光体３で発生させる紫外線のうち、金属筒７の径方向外方に向かって進むものは、金属筒７の内周に衝突することで進行方向を変化させながら筒本体部１２の第一の開口端側に向かって進む。
【００３５】
このように、発光体３が発生させた紫外線は、金属筒７の内部の空間から金属筒７の外部の空間に漏れることなく、光学系６に到達する。
【００３６】
以上のように、紫外線発光装置１によれば、光学系６を保持する金属筒７が光学系６の膨張係数と同一又は略同一の膨張係数を有する金属（本実施形態では、コバール）で構成されているため、温度変化等の影響で光学系６や金属筒７が膨張したときに、金属筒７が光学系６に歪みを生じさせることを防止することができる。
【００３７】
そして、基板２上における、金属筒７の基板２側の端部が取り囲む領域と対向する領域内に、発光体３と、リフレクター５の少なくとも反射面４とが配置され、さらに、金属筒７の開口が光学系６によって塞がれている。
【００３８】
このようにして、発光体３と光学系６との間の空間が金属筒７で区画されるため、発光体３が発生させた紫外線のうち、金属筒７の径方向外方に向かって進むものは、金属筒７の内周に衝突して進行方向を変化させながら進み、光学系６に到達する。
【００３９】
これにより、保持部材８に発光体３が発生させる紫外線が照射されることを防止することができ、従来の紫外線発光装置のように、保持部材を特殊な樹脂や金属で構成する必要がなくなる。
【００４０】
従って、紫外線発光装置１では、製造コストを抑えることができ、また、発光体３が発生させた紫外線を発散させることなく光学系６に導くことができるという優れた効果を奏する。
【００４１】
また、紫外線発光装置１では、発光体３が発生させた紫外線を発散させることなく光学系６に導くことができるため、発光体３が発生させた紫外線が保持部材８に照射されることを防止するとこができる。
【００４２】
これにより、紫外線発光装置１では、金属筒７が光学系６に歪みを生じさせることを防止すべく、金属筒７を光学系６の膨張係数と同一又は略同一の膨張係数を有する金属（本実施形態では、コバール）で構成する一方で、保持部材８を特殊な樹脂や金属で構成する必要がないため、製造コストを抑えることができる。
【００４３】
そして、金属筒７がリフレクター５に当接しているため、発光体３が発生させた紫外線が発散することを防止しつつ、金属筒７によって発光体３の放熱を行うことができる。より具体的に説明すると、金属筒７がリフレクター５に当接するため、発光体３に生じた熱がリフレクター５を介して金属筒７に伝達される。従って、発光体３の熱を金属筒７から放出させることができる。
【００４４】
さらに、発光体３の熱を金属筒７から放出することができるため、発光体３の熱を基板２側から放出させるように構成することなく、発光体３の放熱を行うことができる。従って、例えば、基板２を金属製にしたうえで、基板２と発光体３との絶縁を図るようにすることなく、発光体３の放熱を行うことができる。
【００４５】
本発明の第一の実施形態の紫外線発光装置１についての説明は、以上の通りである。続いて、本発明の第二の実施形態の紫外線発光装置について、図３を参照しつつ、説明を行う。なお、第一の実施形態の紫外線発光装置と同一の構成又は相当する構成については、同一の符号を付して説明を行うこととする。また、同一の構成又は相当する構成については、第一の実施形態における説明を援用することがある。
【００４６】
紫外線発光装置１は、基板２上に設けられる発光体３と、基板２上に設けられ、該発光体３の周囲を取り囲む反射面４を有するリフレクター５と、該発光体３と対向する位置に設けられる光学系６と、該光学系６を保持する金属筒７と、該金属筒７を基板上で保持する保持部材８とを備えている。
【００４７】
基板２、発光体３、反射面４、リフレクター５、光学系６、金属筒７は、上記第一実施形態の基板２、発光体３、反射面４、リフレクター５、光学系６、金属筒７と同様の構成である。
【００４８】
保持部材８は、樹脂によって構成されている。より具体的に説明すると、保持部材８は、基板２（ベース基板９及びインターポーザー１０）と対向し且つ金属筒７を支持する支持部１４と、該支持部１４と繋がり、基板２（ベース基板９）上に固定される固定部１５とを有する。
【００４９】
支持部１４は、平面視形状が円形状の板状に形成されている。そして、支持部１４の中央部には、面直交方向で貫通する挿込穴１６が形成されている。
【００５０】
挿込穴１６の穴径は、金属筒７の筒本体部１２の外周よりも大きく、金属筒７のフランジ部１３よりも小さくなる範囲で設定されている。そのため、支持部１４では、挿込穴１６に筒本体部１２を挿し込むと、支持部１４における挿込穴１６周りの部分上にフランジ部１３が重なるようになっている。
【００５１】
そして、本実施形態では、接着材料１７によって、金属筒７のフランジ部１３が保持部材８の支持部１４（支持部１４における挿込穴１６周りの部分）に固定されている。すなわち、本実施形態では、フランジ部１３が接着材料１７によって保持部材８の上部に固定されている。
【００５２】
固定部１５は、支持部１４の外周縁全周に亘って設けられている。また、固定部１５も、接着材料１７によってベース基板９に固定されている。
【００５３】
本実施形態の紫外線発光装置１は、以上の通りである。続いて、紫外線発光装置１の発光体３が発生させる紫外線と、紫外線発光装置１の各構成との関係について図３を参照しつつ説明を行う。
【００５４】
発光体３で発生させる紫外線のうち、リフレクター５に向かって進むものは、リフレクター５で反射し、筒本体部１２の第一の開口端側に向かって進む。そして、発光体３で発生させる紫外線のうち、金属筒７の径方向外方に向かって進むものは、金属筒７の内周に衝突することで進行方向を変化させながら筒本体部１２の第一の開口端側に向かって進む。
【００５５】
このように、発光体３が発生させた紫外線は、金属筒７の内部の空間から金属筒７の外部の空間に漏れることなく、光学系６に到達する。
【００５６】
以上のように、紫外線発光装置１によれば、光学系６を保持する金属筒７が光学系６の膨張係数と同一又は略同一の膨張係数を有する金属（本実施形態では、コバール）で構成されているため、温度変化等の影響で光学系６や金属筒７が膨張したときに、金属筒７が光学系６に歪みを生じさせることを防止することができる。
【００５７】
そして、基板２上における、金属筒７の基板２側の端部が取り囲む領域と対向する領域内に、発光体３と、リフレクター５の少なくとも反射面４とが配置され、さらに、金属筒７の開口が光学系６によって塞がれている。
【００５８】
このようにして、発光体３と光学系６との間の空間が金属筒７で区画されるため、発光体３が発生させた紫外線のうち、金属筒７の径方向外方に向かって進むものは、金属筒７の内周に衝突して進行方向を変化させながら進み、光学系６に到達する。
【００５９】
これにより、保持部材８に発光体３が発生させる紫外線が照射されることを防止することができ、従来の紫外線発光装置のように、保持部材を特殊な樹脂や金属で構成する必要がなくなる。
【００６０】
従って、紫外線発光装置１では、製造コストを抑えることができ、また、発光体３が発生させた紫外線を発散させることなく光学系６に導くことができるという優れた効果を奏する。
【００６１】
また、紫外線発光装置１では、発光体３が発生させた紫外線を発散させることなく光学系６に導くことができるため、発光体３が発生させた紫外線が保持部材８に照射されることを防止するとこができる。
【００６２】
これにより、紫外線発光装置１では、金属筒７が光学系６に歪みを生じさせることを防止すべく、金属筒７を光学系６の膨張係数と同一又は略同一の膨張係数を有する金属（本実施形態では、コバール）で構成する一方で、保持部材８を樹脂で構成することができる（特殊な樹脂や金属で構成する必要がない）ため、製造コストを抑えることができる。
【００６３】
さらに、本実施形態では、保持部材８を樹脂で構成しているため、保持部材８を金属で構成する場合に比してさらに製造コストを抑えることができる。
【００６４】
そして、金属筒７がリフレクター５に当接しているため、発光体３が発生させた紫外線が発散することを防止しつつ、金属筒７によって発光体３の放熱を行うことができる。より具体的に説明すると、金属筒７がリフレクター５に当接するため、発光体３に生じた熱がリフレクター５を介して金属筒７に伝達される。従って、発光体３の熱を金属筒７から放出させることができる。
【００６５】
さらに、発光体３の熱を金属筒７から放出することができるため、発光体３の熱を基板２側から放出させるように構成することなく、発光体３の放熱を行うことができる。従って、例えば、基板２を金属製にしたうえで、基板２と発光体３との絶縁を図るようにすることなく、発光体３の放熱を行うことができる。
【００６６】
尚、本発明の紫外線発光装置は、上記第一の実施形態、第二の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変更を行うことは勿論である。
【００６７】
上記第一実施形態、及び第二実施形態において、発光体３には、ＵＶ−ＬＥＤが採用されていたが、これに限定されるものではなく、例えば、発光体３には、エキシマランプ等の紫外線を発生させる光源を採用することもできる。
【００６８】
また、上記第一の実施形態、第二の実施形態において、挿込穴１６の穴径は、金属筒７の筒本体部１２の外周よりも大きく且つ金属筒７のフランジ部１３よりも小さくなる範囲で設定されていたが、これに限定されるものではなく、例えば、挿込穴１６の穴径は、金属筒７の筒本体部１２の外周と略同一の大きさとなるように設定することもできる。
【００６９】
また、上記第一実施形態及び第二実施形態では、金属筒７をリフレクター５に外嵌させていたが、これに限定されるものではなく、例えば、金属筒７の内部の空間と、当該金属筒７の外部の空間とが仕切られていれば、リフレクター５の反射面４のみが基板２上における金属筒７の内部と対応する領域に配置されるようにすることもできる。
【００７０】
より具体的に説明すると、例えば、金属筒７の内部の空間と、当該金属筒７の外部の空間とが仕切られていれば、金属筒７をリフレクター上に重ねて配置することができる。
【００７１】
また、上記第一の実施形態、第二の実施形態において、フランジ部１３は、筒本体部１２の外周全周に亘って設けられていたが、これに限定されるものではなく、例えば、フランジ部１３は、筒本体部１２の外周全周に断続的に設けられていてもよい。
【００７２】
また、上記第一の実施形態、第二の実施形態において、固定部１５は、支持部１４の外周縁全周に亘って設けられていたが、これに限定されるものではなく、例えば、支持部１４の外周縁に対して断続的に設けられていてもよい。ただし、配線部材１１等を保護するうえでは、固定部１５は、支持部１４の外周縁全周に亘って設けることが好ましい。
【符号の説明】
【００７３】
１     紫外線発光装置
２     基板
３     発光体
４     反射面
５     リフレクター
６     光学系
７     金属筒
８     保持部材
【図１】
2014150095.tif 000003
【図２】
2014150095.tif 000004
【図３】
2014150095.tif 000005