(57)【要約】【課題】放熱部が剥き出しとならないようにしつつ、ＬＥＤ素子から生じる熱を的確に放散することのできる光源装置を提供する。【解決手段】ＬＥＤ素子を有する光源部３と、光源部３が接続される放熱板４１を有する放熱部４と、光源部３及び放熱部４と間隔をおいて形成される外壁５ａ，５ｃ、及び、外壁５ａ，５ｃに形成され放熱部４へ向かって突出し放熱部４と当接する凸部５ｂ，５ｄを有し、放熱部４よりも熱伝導率が小さいケース５と、を備えた。【選択図】図６
2009081091.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＥＤ素子を有する光源部と、
前記光源部が接続される放熱部と、
前記光源部及び前記放熱部と間隔をおいて形成される外壁、及び、前記外壁に形成され前記放熱部へ向かって突出し前記放熱部と当接する凸部を有し、前記放熱部よりも熱伝導率が小さいケースと、を備える光源装置。
【請求項２】
前記光源部は、前記ＬＥＤ素子を封止しガラスからなるガラス封止部を有する請求項１に記載の光源装置。
【請求項３】
前記光源部は、複数のＬＥＤ素子を有する請求項２に記載の光源装置。
【請求項４】
前記放熱部は、互いに平行な平板状の複数のフィンを有し、
前記凸部は、前記各フィンの延在方向と異なる方向へ延び、少なくとも２つの前記フィンを跨いで当該フィンの端部と当接する請求項３に記載の光源装置。
【請求項５】
前記放熱部は、前記光源部に端面が接続される放熱板を有する請求項４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、ＬＥＤ素子を有する光源部と、光源部に接続された放熱部と、を備えた光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ＬＥＤ素子を用いた光源装置として、ベースプレートに複数の放熱フィンを設けてなったヒートシンクと、ケーシングがヒートシンクと接触するようにヒートシンクの上面に載置された発光ダイオードユニットとから構成されたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この構成により、発光ダイオードユニットから発生した熱がヒートシンクを介して放熱することができると特許文献１に記載されている。
【０００３】
また、他の光源装置として、特許文献２に記載されたＬＥＤ信号灯具が知られている。このＬＥＤ信号灯具は、ＬＥＤランプを保持する基板を少なくともＬＥＤランプの点灯時の発熱を伝導するのに充分な板厚を有する金属板で自立構造として形成し、ＬＥＤランプが取付けられた状態とした基板を絶縁性熱伝導シートを介して放熱フィン上に載置し、基板と絶縁性熱伝導シートとを、反射鏡を兼ねる構成とした樹脂製のプレッシャープレートで放熱フィンに圧接挟持して取付けた構成となっている。この構成により、大電力化され一個あたりの発熱量が増加したＬＥＤランプを光源として採用するときにも、基板の小型化により集中する発熱を熱伝導にバラツキのない状態で放熱可能とし、もって、ＬＥＤランプ使用数の低減により部品数、組立工数の低減を可能とし、この種のＬＥＤ信号灯具の生産性の向上とコストダウンとに極めて優れた効果を奏すると特許文献２に記載されている。
【特許文献１】特開２００７−５９４４２号公報
【特許文献２】特開２００２−９３２０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１及び特許文献２に記載の光源装置は、いずれも放熱部が剥き出しとなっており、放熱部が他の部品に接触している場合は当該他の部品にまで熱が伝わってしまうし、装置を取り扱う際には放熱部に手を直接触れることとなり好ましくない。
【０００５】
本発明は前記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、放熱部が剥き出しとならないようにしつつ、ＬＥＤ素子から生じる熱を的確に放散することのでき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】
【０００６】
本発明によれば、ＬＥＤ素子を有する光源部と、前記光源部が接続される放熱部と、前記光源部及び前記放熱部と間隔をおいて形成される外壁、及び、前記外壁に形成され前記放熱部へ向かって突出し前記放熱部と当接する凸部を有し、前記放熱部よりも熱伝導率が小さいケースと、を備える光源装置が提供される。
【０００７】
また、上記光源装置において、前記光源部は、前記ＬＥＤ素子を封止しガラスからなるガラス封止部を有することが好ましい。
【０００８】
また、上記光源装置において、前記光源部は、複数のＬＥＤ素子を有することが好ましい。
【０００９】
また、上記光源装置において、前記放熱部は、互いに平行な平板状の複数のフィンを有し、前記凸部は、前記各フィンの延在方向と異なる方向へ延び、少なくとも２つの前記フィンを跨いで当該フィンの端部と当接することが好ましい。
【００１０】
また、上記光源装置において、前記放熱部は、前記光源部に端面が接続される放熱板を有することが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の光源装置によれば、放熱部が剥き出しとならないようにしつつ、ＬＥＤ素子から生じる熱を的確に放散することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１から図８は本発明の第１の実施形態を示し、図１は光源装置の外観斜視図である。
【００１３】
図１に示すように、光源装置１は、複数のガラス封止ＬＥＤ２（図１中不図示）が上面に搭載される線状光源部３と、線状光源部３の下面に接続され線状光源部３から下方向へ延びる放熱板４１を有する放熱部４と、線状光源部３及び放熱部４を収容するケース５と、を備えている。ケース５は、放熱部４よりも熱伝導率が小さく、線状光源部３及び放熱部４と間隔をおいて形成される一対の側壁５ａと、各側壁５ａに形成され放熱部４へ向かって突出し放熱部４と当接する凸部５ｂを有している。さらに、光源装置１は、ケース５の各側壁５ａに固定され線状光源部３から発せられる光を光学的に制御するレンズ７を備えている。各レンズ７は、線状光源部３及び放熱部４と離隔されるとともに、ケース５に直接的に固定されている。
【００１４】
図２は光源装置の分解斜視図である。図２では、説明のため、ケースについては省略して図示している。
図２に示すように、放熱部４は、金属からなり板面を左右に向けた放熱板４１と、金属からなり複数のフィン４２ａが形成された一対のフィン部材４２と、を有している。各フィン部材４２は、放熱板４１の左右外側に配置され、リベット６により放熱板４１に固定される。放熱板４１にはリベット６が挿通する挿通孔４１ａが、各フィン部材４２にはリベット６が挿通する挿通孔４２ｃが、それぞれ形成されている。線状光源部３は、放熱板４１と左右方向寸法が同じであり、放熱板４１の上側の端面にはんだ材（図示せず）を介して固定される。
【００１５】
図３は線状光源部の外観斜視図である。
図３に示すように、線状光源部３は、前後方向へ延びる実装基板３１と、実装基板３１の上面３ａに一列に実装される複数のガラス封止ＬＥＤ２と、を有している。本実施形態においては、計８つのガラス封止ＬＥＤ２が電気的に直列に実装されている。各ガラス封止ＬＥＤ２は、それぞれ、セラミック基板２１上に３つのＬＥＤ素子２２が前後方向に並んで搭載され、各ＬＥＤ素子２２が電気的に直列に接続されている。各ＬＥＤ素子２２は、順方向が４．０Ｖ、順電流が１００ｍＡの場合に、ピーク波長が４６０ｎｍの光を発する。この線状光源部３は、計２４個のＬＥＤ素子２２が直列に接続されていることから、家庭用のＡＣ１００Ｖの電源を利用すると、各ＬＥＤ素子２２に約４．０Ｖの順方向電圧が印加され、各ＬＥＤ素子２２が所期の動作をするようになっている。
【００１６】
図４は線状光源部の縦断面図である。
図４に示すように、ガラス封止ＬＥＤ２は、フリップチップ型のＧａＮ系半導体材料からなるＬＥＤ素子２２と、ＬＥＤ素子２２を搭載するセラミック基板２１と、セラミック基板２１に形成されＬＥＤ素子２２へ電力へ供給するための回路パターン２４と、ＬＥＤ素子２２をセラミック基板２１上にて封止するガラス封止部２３と、を備えている。
【００１７】
ＬＥＤ素子２２は、サファイア（Ａｌ２Ｏ３）からなる成長基板の表面に、III族窒化物系半導体をエピタキシャル成長させることにより、バッファ層と、ｎ型層と、ＭＱＷ層と、ｐ型層とがこの順で形成されている。このＬＥＤ素子２２は、７００℃以上でエピタキシャル成長され、その耐熱温度は６００℃以上であり、低融点の熱融着ガラスを用いた封止加工における加工温度に対して安定である。また、ＬＥＤ素子２２は、ｐ型層の表面に設けられるｐ側電極と、ｐ側電極上に形成されるｐ側パッド電極と、を有するとともに、ｐ型層からｎ型層にわたって一部をエッチングすることにより露出したｎ型層に形成されるｎ側電極を有する。ｐ側パッド電極とｎ側電極には、それぞれバンプ２５が形成される。本実施形態においては、ＬＥＤ素子２２は、厚さ１００μｍで３４６μｍ角に形成される。
【００１８】
セラミック基板２１は、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）の多結晶焼結材料からなり、厚さ方向（上下方向）寸法が０．２５ｍｍ、長手方向（前後方向）寸法が３．２５ｍｍ、幅方向（左右方向）寸法が０．９ｍｍに形成される。図４に示すように、回路パターン２４は、セラミック基板２１の上面に形成されてＬＥＤ素子２２と電気的に接続される上面パターン２４ａと、セラミック基板２１の下面に形成されて実装基板３１と電気的に接続される電極パターン２４ｂと、上面パターン２４ａと電極パターン２４ｂを電気的に接続するビアパターン２４ｃと、を有している。電極パターン２４ｂはセラミック基板２１の長手方向両端に形成され、一方が正電極、他方が負電極をなす。また、セラミック基板２１の裏面における各電極パターン２４ｂの間には、放熱パターン２６が形成される。
【００１９】
上面パターン２４ａ、電極パターン２４ｂ及び放熱パターン２６は、セラミック基板２１の表面に形成されるＷ層と、Ｗ層の表面を覆う薄膜状のＮｉメッキ層と、Ｎｉメッキ層の表面を覆う薄膜状のＡｇメッキ層と、を含んでいる。ビアパターン２４ｃは、Ｗからなり、セラミック基板２１を厚さ方向に貫通するビアホールに設けられる。本実施形態においては、電極パターン２４ｂ及び放熱パターン２６は、平面視にて矩形状に形成される。各電極パターン２４ｂは、セラミック基板２１の長手方向に０．４ｍｍ、セラミック基板２１の幅方向に０．６５ｍｍの寸法となるよう形成される。また、放熱パターン２６は、セラミック基板２１の長手方向に１．８ｍｍ、セラミック基板２１の幅方向に０．６５ｍｍの寸法となるよう形成される。各電極パターン２４ｂと放熱パターン２６は、セラミック基板２１の長手方向に０．２ｍｍ離れて形成されている。本実施形態においては、放熱パターン２６は、平面視にて各ＬＥＤ素子２２と重なるように、各ＬＥＤ素子２２の真下に形成されている。
【００２０】
ガラス封止部２３は、ＺｎＯ−Ｂ２Ｏ３−ＳｉＯ２−Ｎｂ２Ｏ５−Ｎａ２Ｏ−Ｌｉ２Ｏ系の熱融着ガラスからなる。尚、ガラスの組成はこれに限定されるものではなく、例えば、熱融着ガラスは、Ｌｉ２Ｏを含有していなくてもよいし、任意成分としてＺｒＯ２、ＴｉＯ２等を含んでいてもよい。図４に示すように、ガラス封止部２３は、セラミック基板２１上に直方体状に形成され、セラミック基板２１の上面からの高さが０．５ｍｍとなっている。ガラス封止部２３の側面は、ホットプレス加工によってセラミック基板２１と接着された板ガラスが、セラミック基板２１とともにダイサー(dicer)でカットされることにより形成される。また、ガラス封止部２３の上面は、ホットプレス加工によってセラミック基板２１と接着された板ガラスの一面である。この熱融着ガラスは、ガラス転移温度（Ｔｇ）が４９０℃、屈伏点（Ａｔ）が５２０℃、１００℃〜３００℃における熱膨張率（α）が６×１０−６／℃、屈折率が１．７となっている。
【００２１】
また、ガラス封止部２３には蛍光体２３ａが分散されている。蛍光体２３ａは、ＭＱＷ層から発せられる青色光により励起されると、黄色領域にピーク波長を有する黄色光を発する黄色蛍光体である。本実施形態においては、蛍光体２３ａとしてＹＡＧ(Yttrium Aluminum Garnet)蛍光体が用いられる。尚、蛍光体２３ａは、珪酸塩蛍光体や、ＹＡＧと珪酸塩蛍光体を所定の割合で混合したもの等であってもよい。
【００２２】
図４に示すように、実装基板３１は、金属からなる基板本体３２と、基板本体３２上に形成され樹脂からなる絶縁層３３と、絶縁層３３上に形成され金属からなる回路パターン３４と、回路パターン３４上に形成され樹脂からなるレジスト層３５と、を有している。
【００２３】
基板本体３２は、例えば銅（熱伝導率：３８０Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１）からなり、各ガラス封止ＬＥＤ２の放熱パターン２６とはんだ材３６を介して接続される。絶縁層３３は、例えばポリイミド樹脂、エポキシ樹脂等からなり、導電性を有する基板本体３２と回路パターン３４との絶縁を図る。回路パターン３４は、例えば表面（上面）に薄膜状の金を有する銅からなり、各ガラス封止ＬＥＤ２の電極パターン２４ｂとはんだ材３７を介して接続される。レジスト層３５は、例えば酸化チタンのフィラーが混入されたエポキシ系の樹脂からなり白色を呈する。これにより、線状光源部３の上面３ａの反射率の向上が図られている。
【００２４】
図５は実装基板の上面図である。
実装基板３１は、長手方向が８９．５ｍｍ、幅方向が１．０ｍｍ、厚さ方向が１．０ｍｍに形成される。すなわち、実装基板３１は、上面３ａに搭載されるガラス封止ＬＥＤ２よりも幅方向寸法が僅かに大きい。図５に示すように、実装基板３１は、長手方向（前後方向）両端に回路パターン３４が露出する第１パターン露出部３１ａを有する。本実施形態においては、実装基板３１の長手方向両端に、幅方向（左右方向）に間隔をおいて一対の第１パターン露出部３１ａが形成される。各第１パターン露出部３１ａは、前後方向へ延びる矩形状に形成される。
【００２５】
また、実装基板３１は、ガラス封止ＬＥＤ２が搭載される部位に、回路パターン３４が露出する第２パターン露出部３１ｂと、基板本体３２が露出する放熱用露出部３１ｃと、を有する。第２パターン露出部３１ｂはガラス封止ＬＥＤ２の電極パターン２４ｂに対応して形成され、放熱用露出部３１ｃはガラス封止ＬＥＤ２の放熱パターン２６に対応して形成される。放熱用露出部３１ｃは実装基板３１の幅方向中央にて長手方向へ延び、放熱用露出部３１ｃの長手方向外側に一対の第２パターン露出部３１ｂが形成されている。各放熱用露出部３１ｃ及び各第２パターン露出部３１ｂは、各ガラス封止ＬＥＤ２の放熱パターン２６及び各電極パターン２４ｂと平面視にて同寸法に形成される。本実施形態においては、隣接する放熱用露出部３１ｃ同士の中央部間の距離は１１．５ｍｍであり、長手方向両端の放熱用露出部３１ｃの中央部における実装基板３１の長手方向端部からの距離は４．５ｍｍである。
【００２６】
図６は光源装置の正面断面図である。
図６に示すように、放熱部４の放熱板４１は左右方向寸法が実装基板３１と同じであり、実装基板３１及び放熱板４１の左右側面は面一となっている。具体的に、放熱板４１の厚さは１．０ｍｍである。実装基板３１と放熱板４１は、図示しないはんだ材により接合されている。また、放熱板４１の下端は、ケース５の底壁５ｃに形成された凸部５ｄ当接する。本実施形態においては、放熱板４１は銅により形成される。
【００２７】
各フィン部材４２は、例えばアルミニウム（熱伝導率：２００Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１）により形成される。各フィン部材４２は、放熱板４１の側面に密着する平板状の固定部４２ａと、固定部４２ａの外面から左右方向外側へ延びる複数のフィン４２ｂと、を有する。固定部４２ａは、上端が放熱板４１の上面と面一であり、下端が放熱板４１の下面よりも上側となっている。各フィン部材４２は、固定部４２ａの左右内側が放熱板４１と当接した状態で、リベット６により放熱板４１に固定される。また、各フィン４２ｂは、板面を前後に向けた平板状であり、左右外縁部分にてケース５の凸部５ｂと当接している。
【００２８】
ケース５は、放熱部４よりも熱伝導率の小さな部材により構成される。ケース５は、例えばステンレス鋼（熱伝導率：２５Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１）からなり、線状光源部３及び放熱部４の幅方向外側を覆う一対の外壁としての側壁５ａと、各側壁５ａの下端を連結し線状光源部３及び放熱部４の下側を覆う外壁としての底壁５ｃと、を有する。ケース５は、ガラス封止ＬＥＤ２の光がケース５から上方へ出射されるように上側が開放されている。底壁５ｃの幅方向中央には、各側壁５ａとの接続部分よりも放熱板４１の支持部分が上方となるように凸部５ｄが形成されている。本実施形態においては、凸部５ｄの上面は、放熱板４１を受容するよう溝状に形成されている。底壁５ｃの凸部５ｄは、放熱部４と直接接しているので熱が伝わり易いが、底壁５ｃの他の部分よりも上方に位置しているので、ケース５の外部から直接触れ難い構成となっている。
【００２９】
レンズ７は、例えばアクリル樹脂からなり、線状光源部３の長手方向に沿って延びるシリンドリカルタイプである。図６に示すように、レンズ７は、線状光源部３からの白色光が入射する入射部７１と、入射部７１からレンズ７内に入射した光を反射する反射面７２と、レンズ７内の光を外部へ出射する出射面７３と、ケース５の側壁５ａと係合する鍔部７４と、を有する。
【００３０】
入射部７１は、レンズ７の下部にて上方へ凹む凹状を呈し、線状光源部３の上方を覆うよう形成される。入射部７１は、線状光源部３の真上に形成され下方へ向かって凸の湾曲面７１ａと、湾曲面７１ａの幅方向両端から下方へ延びる一対の平坦面７１ｂと、を有する。反射面７２は、レンズ７の左右側部に形成され、正面視にて、ガラス封止ＬＥＤ２のＬＥＤ素子２２を焦点とする放物線形状を呈する。鍔部７４は、反射面７２の上端に左右方向外側へ突出するよう形成され、ケース５の側壁５ａの上端側に形成された凹部５ｅに嵌め込まれている。出射面７３は、レンズ７の上部にて平坦に形成される。本実施形態においては、レンズ７によりケース５の上側が塞がれ、レンズ７、各側壁５ａ及び底壁５ｃにより閉断面をなしている。
【００３１】
図７は図６のＡ−Ａ断面図である。
図７に示すように、各側壁５ａの一部が左右内側へ突出することにより、放熱部４と当接する複数の凸部５ｂが形成される。本実施形態においては、凸部５ｂは、前後方向に延びる突条であり、各側壁５ａに上下一対に形成される。各凸部５ｂは、各フィン４２ｂと直交し、各フィン４２ｂを跨いで各フィン４２ｂの端部と当接する。各凸部５ｂにより各フィン部材４２の上側及び下側が左右に位置決めされる。ここで、凸部５ｂは、各フィン４２ｂと直交せずとも各フィン４２ｂの延在方向と異なる方向へ延びていればよい。また、凸部５ｂは、全てのフィン４２ｂを跨がずとも少なくとも２つのフィンを跨げばよい。
【００３２】
以上のように構成された光源装置１では、線状光源部３の第１パターン露出部３１ａに電圧を印加すると、各ガラス封止ＬＥＤ２の各ＬＥＤ素子２２から青色光が発せられる。そして、青色光の一部が蛍光体２３ａにより黄色に変換され、各ガラス封止ＬＥＤ２からは青色光と黄色光の組合せにより白色光が発せられる。各ガラス封止ＬＥＤ２は実装基板３１に前後方向に並べられているので線状光源部３は線状に発光する。本実施形態においては、各ガラス封止ＬＥＤ２の内部においても複数のＬＥＤ素子２２が前後方向に並べられているので、線状光源部３をはじめ装置全体を左右方向に薄型とすることができる。
【００３３】
ガラス封止ＬＥＤ２から発して入射部７１からレンズ７内部へ進入した白色光のうち、レンズ７の反射面７２へ入射するものは当該反射面７２にて反射して上方へ向かうよう制御される。これにより、左右方向に所定の幅をもった白色光が光源装置１から外部へ照射される。尚、ガラス封止ＬＥＤ２から発せられた白色光のうち、僅かながら実装基板３１へ入射するものも存在するが、白色のレジスト層３４の表面で反射するので光学的な損失は殆どない。
【００３４】
ここで、ＬＥＤが従来のように樹脂封止であれば、光のみならず熱によっても黄変等の劣化が生じるため、経時的に光量低下や色度変化が生じる。また、封止材の熱膨張率が大きい（例えば、シリコーンでは１５０〜２００×１０−６／℃）ことにより、温度変化による膨張収縮が生じるため、ＬＥＤ素子等の電気接続箇所にて断線が生じてしまう。
これに対し、本実施形態のようなガラス封止であれば、光や熱に対して劣化がなく、また熱膨張率がＬＥＤ素子２２と比較的近い値であるため、電気的断線が生じない。尚、ガラスは低融点のガラスに限定されず、例えば、アルコキシドを出発原料として形成されるゾルゲルガラスであってもよい。
【００３５】
また、放熱部４に用いられる放熱板４１、各フィン部材４２等の金属部材の加工に加工油が用いられ、この加工油に含まれている有機成分が微量ながら放熱部４に残存している場合がある。この場合、光源装置１の使用時の発熱により、有機成分が揮発するが、ガラス封止ＬＥＤ２は封止部材がガラスであることから、有機成分が封止部材に浸透して封止部材が劣化するようなことはない。また、セラミック基板２１とガラス封止部２３とは酸化物を介した化学結合により接合されているので、これらの界面へ揮発した有機成分が侵入することはなく、セラミック基板２１とガラス封止部２３の界面における剥離は生じない。従って、本実施形態の光源装置１は、長期にわたって所期の特性が維持される。
これに対し、従来の樹脂封止のＬＥＤを用いた場合、揮発した有機成分が樹脂封止部材に浸透するため、封止部材の劣化が加速される。また、樹脂材料と基板とは、ガラス封止のような酸化物を介した接合ではなく、互いに密着しているのみの状態であるため、有機成分がこれらの界面に浸入し当該界面の剥離が促進される。すなわち、本実施形態の光源装置１は、樹脂封止のＬＥＤと金属の放熱部とを用いた際の従来の課題を解決したものである。
【００３６】
また、各ガラス封止ＬＥＤ２の各ＬＥＤ素子２２にて生じた熱は、放熱パターン２６を介して基板本体３２に伝達される。このとき、ガラス封止ＬＥＤ２の各ＬＥＤ素子２２は、放熱パターン２６の形成部位の真上に位置しており、さらに熱抵抗が大きな絶縁層２３を介さず基板本体３２と接合されているので、各ＬＥＤ素子２２にて生じた熱は的確に放熱パターン２６から基板本体３２へ伝達される。そして、基板本体３２へ伝達された熱は、放熱部４の放熱板４１へ伝達される。このとき、基板本体３２及び放熱板４１は、ともに熱伝導率の比較的高い銅により形成され金属材料で接合されていることから、これらの間でスムースに熱が伝達される。放熱板４１へ伝達された熱は、さらにフィン部材４２へと伝達されて各フィン４２ｂの表面から空気中に放散される。このとき、ＬＥＤ素子２２とフィン部材４２との間で熱抵抗が小さくＬＥＤ素子２２とフィン部材４２との温度差が小さいため、各フィン４２ｂは高温になっているし、さらに、各フィン４２ｂにより放熱部４と空気との接触面積を大きくすることができるので、高い放熱効果を得ることができる。
【００３７】
ここで、放熱板４１は、板面を線状光源部３の幅方向（左右方向）に向けているため、光源装置１の幅方向寸法を拡げることなく、ケース５内に放熱用の空間が確保される。従って、装置全体を幅方向に狭いコンパクトな構成としつつ、所定の放熱性能が担保されている。
【００３８】
また、各フィン４２ｂにより形成される空隙は、上方及び下方が開放されているため上下方向に空気が流通しやすい。これにより、空隙内の空気が各フィン４２ｂとの熱交換により加熱されると、加熱された空気が上昇して空隙から上方へ流出し、比較的低い温度の空気が下方から空隙に流入する。
【００３９】
このように、本実施形態の光源装置１によれば、放熱部４が剥き出しとならないようにしつつ、線状光源部３の放熱性能を格段に向上させて、線状に配置された複数のガラス封止ＬＥＤ２から生じる熱を的確に放散することができる。従って、各ＬＥＤ素子２２の光量を増大させたり各ＬＥＤ素子２２を密集させるなど発熱量が増大する構成をとることができ、各ＬＥＤ素子２２の性能を十分に引き出すことができる。
【００４０】
ここで、仮に放熱板４１が存在しない構成とすると、ＬＥＤ素子２２の温度が信頼性に影響を及ぼす程度に上昇するおそれがある。信頼性に影響を及ぼす温度は、ＬＥＤ素子２２によって異なるが、例えば１５０℃以上、２００℃以上等である。また、実装基板３１そのもので放熱性能を確保しようとしても、実装基板３１の厚さは製造上の要件により制限される（例えば、幅寸法の２倍程度）ので、放熱面積が小さくなってしまう。これにより、ＬＥＤ素子２２への供給電力が制限され、大光量を得ることができない。
これに対し、本実施形態のように放熱板４１を備えることにより、ＬＥＤ素子２２自体の信頼性に影響が生じず大光量を得るものとできる。尚、放熱板４１は、ＬＥＤ素子２２自体の信頼性に影響がない範囲で高温になっており、雰囲気温度との差によって放熱効果を得ている。
【００４１】
また、レンズ７が線状光源部３及び放熱部４と離隔されているので、レンズ７にガラス封止ＬＥＤ２にて生じた熱が直接伝わることはない。また、レンズ７が熱伝導率の比較的小さいケース５に固定されるので、レンズ７に熱が殆ど伝わることはない。従って、ガラス封止ＬＥＤ２の発熱に起因するレンズ７の変形及び劣化を抑制することができる。
【００４２】
また、ケース５の各側壁５ａは線状光源部３と間隔をおいて配置されているので、線状光源部３から直接的に熱が伝わることはない。また、各フィン４２ｂの形成方向と、これに当接する凸部５ｂの形成方向とが直交していることから、各フィン４２ｂと凸部５ｂの接触面積が小さく、放熱部４から各側壁５ａへの熱の伝達が抑制される。さらに、凸部５ｂが各フィン４２ｂよりも熱伝導率の小さいステンレス鋼により形成されていることからも、放熱部４から各側壁５ａへの熱の伝達が抑制される。従って、ケース５の温度上昇を抑制することができ、例えば、ケース５を手で直接把持しても安全である。
【００４３】
さらに、凸部５ｂによりケース５の側壁５ａと放熱部４とが接続されるので、放熱部４を側壁５ａに対して左右方向について位置決めすることができる。また、各フィン４２ｂの形成方向とこれに当接する凸部５ｂの形成方向とが直交していることから、製造時に各フィン４２ｂと凸部５ｂとの噛み合いを防止することができる。さらに、凸部５ｂを側壁５ａの一部を突出させることにより形成したので、部品点数を低減するとともに、ケース５を簡単容易に作製することができ、製造コストの低減を図ることができる。
【００４４】
尚、前記実施形態においては、放熱板４１として銅板を示したが、例えばアルミ板、真鍮板のような他の金属材からなる板材を用いてもよい。また、放熱板４１が矩形状を呈するものを示したが、放熱板４１の形状は任意である。さらに、放熱部４の構成も任意であり、例えば放熱板４１に接続されるフィン等を有していてもよく、要は線状光源部３を端面に搭載する放熱板４１を有していればよい。
【００４５】
また、前記実施形態においては、実装基板３１として基板本体３２が銅である銅ベース基板を示したが、実装基板は例えばアルミベース基板のように他の金属をベースとした基板であってもよい。さらに、実装基板を、ポリイミドや液晶ポリマーをベースとしたフレキシブル基板とし、ガラス封止ＬＥＤ２と放熱板４１との間に配置してもよい。実装基板として比較的薄いフィルム状の基板を用いる場合、ガラス封止ＬＥＤ２の放熱パターン２６に対応した位置に孔を形成する等により、ガラス封止ＬＥＤ２の放熱パターン２６と放熱板４１とをはんだ等を介して直接接合することが、放熱性の観点から好ましい。ここで、銅やアルミニウムなどの金属ベース基板の絶縁層や、ポリイミドや液晶ポリマーなどの比較的薄いフィルム状の絶縁部は、ガラスエポキシ基板などの板厚が比較的大きい絶縁部に比べると、孔形成のための形状制約が小さい。このため、前記実施形態のように、サイズが比較的小さいガラス封止ＬＥＤの放熱パターンや、幅が比較的狭い実装基板に対応した孔形成をすることができる。
また、各ガラス封止ＬＥＤ２が電気的に直列に接続されるものを示したが、各ガラス封止ＬＥＤ２が並列に接続されるものであってもよい。また、ガラス封止ＬＥＤ２と放熱板４１とが絶縁層２３を介さずに接合されている例を示したが、通電電流等の制約は大きくなるものの、絶縁層やフレキシブル基板を介したものであってもよい。
【００４６】
図８から図１０は本発明の第２の実施形態を示し、図８は光源装置の正面断面図である。
図８に示すように、光源装置１０１は、ガラス封止ＬＥＤ１０２が上面に搭載される光源部１０３と、光源部１０３の下面に接続され光源部１０３から下方向へ延びる放熱板１４１を有する放熱部１０４と、光源部１０３及び放熱部１０４を収容するケース１０５と、を備えている。ケース１０５は、放熱部１０４よりも熱伝導率が小さく、上面視にて正方形状に形成されている。ケース１０５は、光源部１０３及び放熱部１０４と間隔をおいて形成される４つの側壁１０５ａと、光源部１０３及び放熱部１０４と間隔をおいて形成され各側壁１０５ａと連続的に形成される底壁１０５ｃと、底壁１０５ｃに形成され放熱部１０４へ向かって突出し放熱部１０４と当接する凸部１０５ｄと、を有している。さらに、光源装置１０１は、ケース１０５の各側壁１０５ａに固定され光源部１０３から発せられる光を光学的に制御するレンズ１０７を備えている。
【００４７】
図９は光源装置の分解斜視図である。図９では、説明のため、ケース及びレンズについては省略して図示している。
図９に示すように、光源部１０３は、上面視にて正方形に形成され、上面にガラス封止ＬＥＤ１０２が搭載される。ガラス封止ＬＥＤ１０２は、１つのＬＥＤ素子２２をガラスにより封止して構成される。光源部１０３は、金属からなる基板本体と、基板本体上に形成され樹脂からなる絶縁層と、絶縁層上に形成され金属からなる回路パターンと、回路パターン上に形成され樹脂からなるレジスト層と、を有する実装基板１３１を備えている。
【００４８】
放熱部１０４は、金属からなり板面を左右に向けた第１放熱板１４１と、金属からなり下端から左右方向外側へ延びる延在部１４１ｂが形成された第２放熱板１４２及び第３放熱板１４３と、を有している。第２放熱板１４２及び第３放熱板１４３は、第１放熱板１４１の左右外側に配置され、リベット６により第１放熱板１４１に固定される。第１放熱板１４１にはリベット６が挿通する挿通孔１４１ａが、第２放熱板１４２にはリベット６が挿通する挿通孔１４２ｃが、第３放熱板１４３にはリベット６が挿通する挿通孔１４３ｃが、それぞれ形成されている。光源部１０３は、上面視にて正方形状に形成された実装基板１３１と、実装基板１３１の上面中央に搭載されるガラス封止ＬＥＤ１０２と、を有し、第１放熱板１４１の上側の端面にはんだ材（図示せず）を介して固定される。
【００４９】
第２放熱板１４２及び第３放熱板１４３は、例えばアルミニウムにより形成される。第２放熱板１４２及び第３放熱板１４３は、第１放熱板１４１と平行に形成される平板状の固定部１４２ａ，１４３ａと、固定部１４２ａ，１４３ａの下端から左右方向外側へ延びる延在部１４２ｂ，１４３ｂと、を有する。第２放熱板１４２及び第３放熱板１４３は、第１放熱板１４１の左右外側に一対に配置されている。各第２放熱板１４２の固定部１４２ａは、上端が第１放熱板１４１の上面よりも下側であり、下端が第１放熱板１４１の下面よりも上側となっている。各第３放熱板１４３の固定部１４３ａは、上端が隣接する第２放熱板１４２と面一に形成され、下端は第２放熱板１４２の下端よりも上側となっている。第２放熱板１４２の固定部１４２ａ及び第３放熱板１４３の固定部１４３ａは、挿通孔１４２ｃ，１４３ｃが形成され、リベット６により第１放熱板１４１に固定される。
【００５０】
図１０は光源装置の側面断面図である。
図１０に示すように、第１放熱板１４１が第２放熱板１４２及び第３放熱板１４３よりも下方へ突出して、底壁１０５ｃの凸部１０５ｄと当接している。本実施形態においては、凸部１０５ｄは、前後方向に延びる突条であり、底壁１０５ｃの左右中央に形成される。凸部１０５ｄは、上面が平坦に形成され、この平坦な部分で第１放熱板１４１の下端を支持している。凸部１０５ｄにより放熱部１０４が上下に位置決めされる。底壁１０５ｃの凸部１０５ｄは、放熱部１０４と直接接しているので熱が伝わり易いが、底壁１０５ｃの他の部分よりも上方に位置しているので、ケース１０５の外部から直接触れ難い構成となっている。
【００５１】
ケース１０５は、例えばステンレス鋼からなり、光源部１０３及び放熱部１０４の左右方向外側を覆う一対の側壁１０５ａに加え、光源部１０３及び放熱部１０４の前後方向外側を覆う一対の側壁１０５ａを有するとともに、各側壁１０５ａの下端を連結し光源部１０３及び放熱部１０４の下側を覆う底壁１０５ｃを有する。ケース１０５は、ガラス封止ＬＥＤ２の光がケース１０５から上方へ出射されるように上側が開放されている。底壁１０５ｃの左右方向中央には、各側壁１０５ａとの接続部分よりも第１放熱板１４１の支持部分が上方となるように凸部１０５ｄが形成されている。
【００５２】
ケース１０５の前後の各側壁１０５ａには、放熱部１０４へ向かって突出し放熱部１０４と当接する凸部１０５ｂがそれぞれ形成される。本実施形態においては、各凸部１０５ｂは、左右方向に延びる突条であり、各放熱板１４１，１４２，１４３と当接する。本実施形態においては、各放熱板１４１，１４２，１４３には、各凸部１０５ｂの先端を受容するよう切欠１４１ｂ，１４２ｄ，１４３ｄが形成されている。各凸部１０５ｂにより放熱部１０４が前後に位置決めされる。
【００５３】
レンズ１０７は、例えばアクリル樹脂からなり、上面視にて光源部１０３のガラス封止ＬＥＤ１０２を中心とした円形に形成される。レンズ１０７は、光源部１０３からの白色光が入射する入射部１７１と、入射部１７１からレンズ１０７内に入射した光を反射する反射面１７２と、レンズ１０７内の光を外部へ出射する出射面１７３と、ケース１０５の側壁１０５ａと係合する鍔部１７４と、を有する。
【００５４】
入射部１７１は、レンズ１０７の下部にて上方へ凹む凹状を呈し、ガラス封止ＬＥＤ１０２の上方を覆うよう形成される。入射部１７１は、下方へ向かって凸の球面をなし光源部１０３の真上に形成される湾曲面１７１ａと、湾曲面１７１ａの周縁から下方へ延びる円筒面１７１ｂと、を有する。反射面１７２は、ガラス封止ＬＥＤ１０２のＬＥＤ素子２２を焦点とする放物面形状を呈する。鍔部１７４は、反射面１７２の上端に径方向外側へ突出するよう形成され、ケース１０５の側壁１０５ａの上端側に形成された凹部１０５ｅに嵌め込まれている。出射面１７３は、レンズ１０７の上部にて平坦に形成される。
【００５５】
以上のように構成された光源装置１０１では、ガラス封止ＬＥＤ１０２から発して入射部１７１からレンズ１０７内部へ進入した白色光のうち、レンズ１０７の反射面１７２へ入射するものは当該反射面１７２にて反射して上方へ向かうよう制御される。これにより、平面視にて円形の白色光が光源装置１０１から外部へ照射される。
【００５６】
ガラス封止ＬＥＤ１０２のＬＥＤ素子２２にて生じた熱は、放熱パターンを介して光源部１０３の基板本体を介して放熱部１０４の各放熱板１４１，１４２，１４３へ伝達され、各放熱板１４１，１４２，１４３の表面から空気中に放散される。
【００５７】
このように、本実施形態の光源装置１０１によれば、放熱部１０４が剥き出しとならないようにしつつ、光源部１０３の放熱性能を格段に向上させて、ガラス封止ＬＥＤ１０２から生じる熱を的確に放散することができる。従って、各ＬＥＤ素子２２の光量を増大させる等の発熱量が増大する構成をとることができ、各ＬＥＤ素子２２の性能を十分に引き出すことができる。
【００５８】
また、ケース１０５の各側壁１０５ａは光源部１０３と間隔をおいて配置されているので、光源部１０３から直接的に熱が伝わることはない。また、各放熱板１４１，１４２，１４３の形成方向と、これに当接する凸部１０５ｂの形成方向とが直交していることから、各放熱板１４１，１４２，１４３と凸部１０５ｂの接触面積が小さく、放熱部１０４から各側壁１０５ａへの熱の伝達が抑制される。さらに、凸部１０５ｂが各放熱板１４１，１４２，１４３よりも熱伝導率の小さいステンレス鋼により形成されていることからも、放熱部１０４から各側壁１０５ａへの熱の伝達が抑制される。従って、ケース１０５の温度上昇を抑制することができ、例えば、ケース１０５を手で直接把持しても安全である。
【００５９】
さらに、凸部１０５ｂによりケース１０５の側壁１０５ａと放熱部１０４とが接続されるので、放熱部１０４を側壁１０５ａに対して前後方向について位置決めすることができる。また、凸部１０５ｂを側壁１０５ａの一部を突出させることにより形成したので、部品点数を低減するとともに、ケース１０５を簡単容易に作製することができ、製造コストの低減を図ることができる。
【００６０】
図１１及び図１２は第２の実施形態の変形例を示し、図１１は光源装置の正面断面図、図１２は図１１のＢ−Ｂ断面図である。
図１１に示すように、この光源装置２０１は、放熱部２０４及び凸部２０５ｄの構成を第２の実施形態と異にしている。尚、ケース１０５の側壁１０５ａには凸部は形成されていない。図１２に示すように、放熱部２０４は、前後方向内側に配置される前後一対の第１放熱板２４１と、前後方向外側に配置される前後一対の第２放熱板２４２と、を有する。各放熱板２４１，２４２は、ケース１０５の中央にて板面を前後に向けて互いに重ねられる固定部２４１ａ，２４２ａと、固定部２４１ａ，２４２ａの左右両端から左右方向に傾斜して前後方向外側へ延びる延在部２４１ｂ，２４２ｂと、を有する。第１放熱板２４１の延在部２４１ｂの前後方向に対する傾斜角度は、第２放熱板２４２の延在部２４２ｂの傾斜角度よりも大きく、各延在部２４１ｂ，２４２ｂ同士が干渉しないようになっている。凸部２０５ｄ、は底壁１０５ｃの中央にて上面視円形に形成され、放熱部２０４の下端と当接している。尚、放熱部２０４と側壁１０５ａとの間には前後一対のばね材２０６が介装され、これによって放熱部２０４がケース１０５に対して位置決めされる。
【００６１】
図１３から図１６は本発明の第３の実施形態を示し、図１３は光源装置の上面図である。
図１３に示すように、光源装置３０１は、上面視にて正方形状に形成され、７つのレンズ１０７を有している。各レンズ１０７のうち、１つが上面視中央に配置され、他の６つが中央に配置されたものと外接して配置される。各レンズ１０７は、レンズ保持板３０８を介してケース３０５に固定される。レンズ保持板３０８は、上面視にて正方形状に形成され、ケース３０５の側壁３０５ａに嵌め込まれている。レンズ保持板３０８は、レンズ１０７を保持する保持孔３０８ａが形成されている。
【００６２】
図１４は図１３のＣ−Ｃ断面図である。
図１４に示すように、光源装置３０１は、複数のガラス封止ＬＥＤ３０２が上面に搭載される光源部３０３と、光源部３０３の下面に接続され光源部３０３に接続される放熱部３０４と、光源部３０３及び放熱部３０４を収容するケース３０５と、を備えている。ケース３０５は、放熱部３０４よりも熱伝導率が小さく、光源部３０３及び放熱部３０４と間隔をおいて形成される側壁３０５ａと、光源部３０３及び放熱部３０４と間隔をおいて形成され各側壁３０５ａと連続的に形成される底壁３０５ｃと、底壁３０５ｃに形成され放熱部３０４へ向かって突出し放熱部３０４と当接する凸部３０５ｄと、を有している。さらに、光源装置３０１は、ケース３０５の各側壁３０５ａに固定され光源部３０３から発せられる光を光学的に制御する複数のレンズ１０７を備えている。各レンズ１０７は、光源部３０３及び放熱部３０４と離隔されるとともに、ケース３０５に間接的に固定され、複数のガラス封止ＬＥＤ３０２ごとに独立して形成される。
【００６３】
光源部３０３は、上面視にて四角形に形成される実装基板３３１と、実装基板３３１の上面に実装される複数のガラス封止ＬＥＤ３０２と、を有している。実装基板３３１は、金属からなる基板本体と、基板本体上に形成され樹脂からなる絶縁層と、絶縁層上に形成され金属からなる回路パターンと、回路パターン上に形成され樹脂からなるレジスト層と、を有している。各ガラス封止ＬＥＤ３０２は、フリップチップ型のＧａＮ系半導体材料からなるＬＥＤ素子と、ＬＥＤ素子を搭載するセラミック基板と、セラミック基板に形成されＬＥＤ素子へ電力へ供給するための回路パターンと、ＬＥＤ素子をセラミック基板上にて封止し蛍光体が分散されたガラス封止部と、を備えている。本実施形態においては、１つのガラス封止ＬＥＤ３０２に、前後及び左右に３列ずつ並ぶ計９つのＬＥＤ素子が搭載される。
【００６４】
放熱部３０４は、実装基板３３１の下面に図示しないはんだ材を介して接続されるフィン部材３４１からなる。フィン部材３４１は、例えばアルミニウムからなり、実装基板３３１の下面と接続される接続板部３４１ａと、接続板部３４１ａから下方へ延びる複数のフィン３４１ｂと、を有する。各フィン３４１ｂは所定間隔で互いに平行に並べられ、並び方向外側に位置する各フィン３４１ｂには、当該フィン３４１ｂと平行な側壁３０５ａに形成された凸部３０５ｂが当接する。また、各フィン３４１ｂの下端は、ケース３０５の底壁３０５ｃの凸部３０５ｄと当接している。凸部３０５ｄは、フィン３４１ｂの並び方向に延びる突条をなし、各フィン３４１ｂを跨いで各フィン３４１ｂと当接する。
【００６５】
図１５は図１３のＤ−Ｄ断面図である。
図１５に示すように、ケース３０５は、例えばステンレス鋼からなり、ガラス封止ＬＥＤ３０２の光がケース３０５から上方へ出射されるように上側が開放されている。各フィン３４１ｂと直交する側壁３０５ａにも凸部３０５ｂが形成され、各凸部３０５ｂが一部のフィン３４１ｂと当接する。底壁３０５ｃの前後外側には、各側壁３０５ａとの接続部分よりもフィン部材３４１の支持部分が上方となるように一対の凸部３０５ｄが形成されている。各凸部３０５ｄは、放熱部３０４と直接接しているので熱が伝わり易いが、底壁３０５ｃの他の部分よりも上方に位置しているので、ケース３０５の外部から直接触れ難い構成となっている。
【００６６】
図１６はケースの展開図である。
ケース３０５は、１枚のステンレス鋼板に折り曲げ加工を施すことにより形成される。図１６に示すように、底壁３０５ｃの各辺に４つの側壁３０５ａが連結されている。また、各側壁３０５ａには凸部３０５ｂが予め形成され、底壁３０５ｃには凸部３０５ｄが予め形成されている。
【００６７】
以上のように構成された光源装置３０１では、レンズ１０７がガラス封止ＬＥＤ３０２ごとに設けられているので、各ガラス封止ＬＥＤ３０２から発せられた光をガラス封止ＬＥＤ３０２ごとに独立して光学的に制御することができ、照射領域内における光の強度のばらつきを抑制することができる。また、各ガラス封止ＬＥＤ３０２ごとに制御されることから、各ガラス封止ＬＥＤ３０２から発せられた光を効率よく取り出すことができる。
【００６８】
また、各ガラス封止ＬＥＤ３０２にて生じた熱は、実装基板３３１を介して放熱部３０４のフィン部材３４１へ伝達される。このとき、基板本体及びフィン部材３４１は、ともに熱伝導率の比較的高い金属により形成され金属材料で接合されていることから、これらの間でスムースに熱が伝達される。フィン部材３４２へ伝達された熱は、各フィン３４２ｂの表面から空気中に放散される。
【００６９】
このように、本実施形態の光源装置３０１によれば、放熱部３０４が剥き出しとならないようにしつつ、光源部３０３の放熱性能を格段に向上させて、複数のガラス封止ＬＥＤ３０２から生じる熱を的確に放散することができる。従って、各ＬＥＤ素子の光量を増大させたり各ＬＥＤ素子を密集させるなど発熱量が増大する構成をとることができ、各ＬＥＤ素子の性能を十分に引き出すことができる。
【００７０】
また、レンズ１０７が光源部３０３及び放熱部３０４と離隔されているので、レンズ１０７にガラス封止ＬＥＤ３０２にて生じた熱が直接伝わることはない。また、レンズ１０７が熱伝導率の比較的小さいケース３０５に固定されるので、レンズ１０７に熱が殆ど伝わることはない。従って、ガラス封止ＬＥＤ３０２の発熱に起因するレンズ１０７の変形及び劣化を抑制することができる。
【００７１】
また、ケース３０５の各側壁３０５ａは光源部３０３と間隔をおいて配置されているので、光源部３０３から直接的に熱が伝わることはない。また、フィン部材３４１の各フィン３４１ｂの形成方向と、これに当接する凸部３０５ｄの形成方向とが直交していることから、フィン部材３４１と凸部３０５ｄの接触面積が小さく、放熱部３０４から底壁３０５ｃへの熱の伝達が抑制される。さらに、凸部３０５ｄがフィン部材２４１よりも熱伝導率の小さいステンレス鋼により形成されていることからも、放熱部３０４から底壁３０５ｃへの熱の伝達が抑制される。従って、ケース３０５の温度上昇を抑制することができ、例えば、ケース３０５を手で直接把持しても安全である。
【００７２】
さらに、凸部３０５ｄによりケース３０５の底壁３０５ｃと放熱部３０４とが接続されるので、放熱部３０４を底壁３０５ｃに対して上下方向について位置決めすることができる。また、凸部３０５ｄを底壁３０５ｃの一部を突出させることにより形成したので、部品点数を低減するとともに、ケース２０５を簡単容易に作製することができ、製造コストの低減を図ることができる。
【００７３】
尚、第３の実施形態においては、ケース３０５が上面視にて四角形状を呈する光源装置３０１を示したが、ケース３０５が上面視にて六角形状を呈するようにしてもよい。また、各レンズ１０７が各ガラス封止ＬＥＤ３０２ごとに別個に形成されたものを示したが、例えば、図１７に示すように、レンズ４０７が連続的に形成されたものであってもよい。図１７の光源装置４０１では、レンズ保持板を設けることなく、レンズ４０７が直接的に側壁３０５ａに固定されている。
【００７４】
図１８から図２０は本発明の第４の実施形態を示し、図１８は光源装置の上面図である。
図１８に示すように、光源装置５０１は、ガラス封止ＬＥＤ３０２が下面に搭載される光源部５０３（図１８中不図示）と、光源部５０３の上面に接続され光源部５０３に接続される放熱部５０４と、光源部５０３及び放熱部５０４を収容するケース５０５と、を備えている。光源装置５０１は、上面視にて正方形状に形成され、ガラス封止ＬＥＤ３０２から下方へ出射した光を上方へ反射させる反射鏡５０７を有している。反射鏡５０７は、例えばアルミニウムからなり、放熱部５０４の放熱板５４１に固定される。
【００７５】
ケース５０５は、放熱部５０４よりも熱伝導率が小さく、光源部５０３及び放熱部５０４と間隔をおいて形成される側壁５０５ａと、各側壁５０５ａと連続的に形成され光源部５０３及び放熱部５０４と間隔をおいて形成される底壁５０５ｃと、を有している。外壁としての側壁５０５ａには、放熱部５０４へ向かって突出し放熱部５０４と当接する凸部５０５ｂ，５０５ｆが形成される。本実施形態においては、前後の側壁５０５ａと左右の側壁５０５ａとで、凸部５０５ｂ，５０５ｆの形状が異なっている。また、外壁としての底壁５０５ｃには、放熱部５０４へ向かって突出し放熱部５０４と当接する凸部５０５ｄが形成される。
【００７６】
図１９は図１８のＥ−Ｅ断面図である。
図１９に示すように、光源部５０３は、所定方向へ延びる実装基板５３１と、実装基板５３１の下面に実装されるガラス封止ＬＥＤ３０２と、を有している。実装基板５３１は、金属からなる基板本体と、基板本体上に形成され樹脂からなる絶縁層と、絶縁層上に形成され金属からなる回路パターンと、回路パターン上に形成され樹脂からなるレジスト層と、を有している。本実施形態においては、１つの実装基板５３１に１つのガラス封止ＬＥＤ３０２が搭載される。ガラス封止ＬＥＤ３０２は、第３の実施形態のものと同様であるので、ここでは詳述しない。
【００７７】
放熱部５０４は、実装基板５３１の上面に図示しないはんだ材を介して接続される放熱板５４１と、放熱板５４１に固定され複数のフィン５４１ｂが形成された一対のフィン部材５４２と、を有している。放熱板５４１は、例えば銅からなり、板面を左右に向け、前後中央に下端から上方へ向かって切り欠かれた切欠５４１ａが形成される。切欠５４１ａは側面視にて矩形状を呈し、切欠５４１ａによって形成される下面に光源部５０３が図示しないはんだ材により接続される。本実施形態においては、光源部５０３は、切欠５４１ａと前後方向寸法が同じである。
【００７８】
各フィン部材５４２は、例えばアルミニウムからなり、放熱板５４１の下部における左右外側に配置される。各フィン部材５４２、リベット６により放熱板５４１に固定される固定部５４１ａと、固定部５４１ａから左右方向外側へ延びる複数のフィン５４１ｂと、を有する。各フィン５４１ｂは所定間隔で互いに平行に並べられ、各フィン５４１ｂの下端はケース５０５の底壁５０５ｃの凸部５０５ｄと当接している。凸部５０５ｄは、フィン５４１ｂの並び方向に延びる突条をなし、各フィン５４１ｂを跨いで各フィン５４１ｂと当接する。
【００７９】
ケース５０５は、例えばステンレス鋼からなり、ガラス封止ＬＥＤ３０２の光がケース５０５から上方へ出射されるように上側が開放されている。ケース５０５の前後の各側壁５０５ａには、放熱部５０４へ向かって突出し放熱部５０４と当接する凸部５０５ｆがそれぞれ形成される。各凸部５０５ｆは左右方向に延びる突条であり、放熱板５４１には各凸部５０５ｆの先端を受容するよう切欠５４１ｂが形成されている。各凸部５０５ｆにより放熱部５０４が前後に位置決めされる。
【００８０】
図２０は図１８のＦ−Ｆ断面図である。
図２０に示すように、光源部５０３は、放熱板５４１と左右方向寸法が同じであり、放熱板５４１の下面にはんだ材（図示せず）を介して固定される。ケース５０５の左右の各側壁５０５ａには、放熱部５０４へ向かって突出し放熱部５０４と当接する凸部５０５ｂがそれぞれ形成される。各凸部５０５ｂは、前後方向に延びる突条であり、各フィン部材５４２と当接する。各凸部５０５ｂにより放熱部５０４が左右に位置決めされる。本実施形態においては、各凸部５０５ｂは、１つの側壁５０５ａに上下に間隔をおいて２箇所形成されている。
【００８１】
底壁５０５ｃの前後方向中央には、各側壁５０５ａとの接続部分よりもフィン部材５４１の支持部分が上方となるように凸部５０５ｄが形成されている。各凸部５０５ｄは、放熱部５０４と直接接しているので熱が伝わり易いが、底壁５０５ｃの他の部分よりも上方に位置しているので、ケース５０５の外部から直接触れ難い構成となっている。また、底壁５０５ｃの中央には、ケース５０５の内外を連通する連通孔５０５ｇが設けられている。
【００８２】
反射鏡５０７は、厚さ１．０ｍｍのアルミニウム板により形成され、内面がガラス封止ＬＥＤ３０２を焦点とする放物面形状に形成された反射部５７２と、反射部５７２の上端から水平方向に延び放熱板５４１に固定される鍔部５７４と、を有する。これにより、ガラス封止ＬＥＤ３０２から出射された光のうち、反射部５７２の内面へ入射するものについては上方へ向かうよう反射する。鍔部５７４は、切欠５４１ａによって形成された放熱板５４１の前後の端面に固定される。
【００８３】
以上のように構成された光源装置５０１では、ガラス封止ＬＥＤ３０２から下方へ発した光は、反射鏡５０７により上方へ向かうよう制御される。これにより、平面視にて円形の白色光が光源装置５０１から外部へ照射される。
【００８４】
ガラス封止ＬＥＤ５０２のＬＥＤ素子２２にて生じた熱は、放熱パターンを介して光源部５０３の基板本体を介して放熱部５０４の放熱板５４１及びフィン部材５４２へ伝達され、放熱板５４１及びフィン部材５４２の表面から空気中に放散される。
【００８５】
また、各フィン５４２ｂにより形成される空隙は、上方及び下方が開放されているため上下方向に空気が流通しやすい。これにより、空隙内の空気が各フィン５４２ｂとの熱交換により加熱されると、加熱された空気が上昇して空隙から上方へ流出し、比較的低い温度の空気が下方から空隙に流入する。これに加えて、ケース５０５の底壁５０５ｃに連通孔５０５ｇが形成されていることから、ケース５０５の内側と外側とで空気が流出入しやすく、放熱部５０４における空気との熱交換を促進することができる。
【００８６】
このように、本実施形態の光源装置５０１によれば、放熱部５０４が剥き出しとならないようにしつつ、光源部５０３の放熱性能を格段に向上させて、ガラス封止ＬＥＤ３０２から生じる熱を的確に放散することができる。従って、各ＬＥＤ素子２２の光量を増大させる等の発熱量が増大する構成をとることができ、各ＬＥＤ素子２２の性能を十分に引き出すことができる。
【００８７】
また、ケース５０５の各側壁５０５ａ及び底壁５０５ｃは光源部５０３と間隔をおいて配置されているので、光源部５０３からケース５０５に直接的に熱が伝わることはない。また、放熱板５４１の形成方向とこれに当接する凸部５０５ｆの形成方向とが直交していることから、放熱板５４１と凸部５０５ｆの接触面積が小さく、放熱部５０４から各側壁５０５ａへの熱の伝達が抑制される。さらに、各フィン５４２ｂの形成方向とこれらに当接する凸部５０５ｂ，５０５ｄの形成方向とが直交していることから、各フィン部材５４２と凸部５０５ｂ，５０５ｄとの接触面積が小さく、放熱部５０４から各側壁５０５ａ及び底壁５０５ｃへの熱の伝達が抑制される。さらに、各凸部５０５ｂ，５０５ｄ，５０５ｆが放熱部５０４よりも熱伝導率の小さいステンレス鋼により形成されていることからも、放熱部５０４から各側壁５０５ａ及び底壁５０５ｃへの熱の伝達が抑制される。従って、ケース５０５の温度上昇を抑制することができ、例えば、ケース５０５を手で直接把持しても安全である。
【００８８】
さらに、各凸部５０５ｂ，５０５ｄ，５０５ｆによりケース５０５と放熱部５０４とが接続されるので、放熱部５０４をケース５０５に対して前後、左右、上下の各方向について位置決めすることができる。また、各凸部５０５ｂ，５０５ｄ，５０５ｆを側壁５０５ａ又は底壁５０５ｃの一部を突出させることにより形成したので、部品点数を低減するとともに、ケース５０５を簡単容易に作製することができ、製造コストの低減を図ることができる。
【００８９】
また、第１から第４の実施形態においては実装基板３１，１３１，３３１，５３１の厚さ方向を上下方向として説明し、第１、第２及び第４の実施形態においては実装基板３１，１３１，５３１の長手方向を前後方向、実装基板３１，１３１，５３１の幅方向を左右方向として説明しているが、光源装置１，１０１，２０１，３０１，５０１は任意の姿勢で使用することができ、例えば下方向、水平方向等に光を出射する姿勢としてもよいことは勿論である。
【００９０】
また、前記各実施形態においては、ケース５，１０５，３０５，５０５としてステンレス鋼を用いたものを示したが、例えば樹脂材を用いてもよく、ケース５，１０５，３０５，５０５の材質は任意である。要は、ケースは放熱部よりも熱伝導率が小さければよい。
【００９１】
また、前記各実施形態においては、実装基板３１，１３１，３３１，５３１として基板本体が銅である銅ベース基板を示したが、実装基板は例えばアルミベース基板、ガラスエポキシ基板等であってもよい。また、ガラス封止ＬＥＤ２，１０２，３０２の個数や実装基板上の配置状態は任意であり、例えば複数のガラス封止ＬＥＤが実装基板に搭載される場合、各ガラス封止ＬＥＤは電気的に直列であっても並列であってもよい。
【００９２】
また、前記各実施形態においては、ガラス封止ＬＥＤ２，１０２，３０２から白色光が発せられるものを示したが、例えば、ガラス封止部２３に蛍光体２３ａが含まれない構成として、ガラス封止ＬＥＤから青色光が発せられるようにしてもよい。また、ＬＥＤ素子２２をフリップチップ型としたものを示したが、フェイスアップ型としてもよい。さらに、１つのガラス封止ＬＥＤ２，１０２，３０２に搭載されるＬＥＤ素子２２の個数、ＬＥＤ素子２２の配置状態は任意である。このように、ガラス封止ＬＥＤの細部構成、発光色等については適宜に変更が可能である。さらにまた、ガラス封止のＬＥＤより信頼性等が劣るものの、樹脂封止のＬＥＤを用いてもよい。
【００９３】
また、前記各実施形態においては、レンズ７，１０７又は反射鏡５０７が、断面にて放物線形状を呈するものを示したが、これらの表面形状は例えば断面直線状であってもよいし、その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す光源装置の外観斜視図である。
【図２】光源装置の分解斜視図である。
【図３】線状光源部の外観斜視図である。
【図４】線状光源部の縦断面図である。
【図５】実装基板の上面図である。
【図６】光源装置の正面断面図である。
【図７】図６のＡ−Ａ断面図である。
【図８】本発明の第２の実施形態を示す光源装置の正面断面図である。
【図９】光源装置の分解斜視図である。
【図１０】光源装置の側面断面図である。
【図１１】第２の実施形態の変形例を示す光源装置の正面断面図である。
【図１２】図１１のＢ−Ｂ断面図である。
【図１３】本発明の第３の実施形態を示す光源装置の上面図である。
【図１４】図１３のＣ−Ｃ断面図である。
【図１５】図１３のＤ−Ｄ断面図である。
【図１６】ケースの展開図である。
【図１７】第３の実施形態の変形例を示す光源装置の断面図である。
【図１８】本発明の第４の実施形態を示す光源装置の上面図である。
【図１９】図１８のＥ−Ｅ断面図である。
【図２０】図１８のＦ−Ｆ断面図である。
【符号の説明】
【００９５】
１        光源装置
２        ガラス封止ＬＥＤ
３        線状光源部
４        放熱部
５        ケース
５ａ      側壁
５ｂ      凸部
５ｃ      底壁
５ｄ      凸部
４１      放熱板
４２      フィン部材
１０１    光源装置
１０２    ガラス封止ＬＥＤ
１０３    線状光源部
１０４    放熱部
１０５    ケース
１０５ａ  側壁
１０５ｂ  凸部
１０５ｃ  底壁
１０５ｄ  凸部
１４１    第１放熱板
１４２    第２放熱板
１４３    第３放熱板
２０１    光源装置
２０４    放熱部
２０５ｄ  凸部
２４１    第１放熱板
２４２    第２放熱板
３０１    光源装置
３０２    ガラス封止ＬＥＤ
３０３    光源部
３０４    放熱部
３０５    ケース
３０５ａ  側壁
３０５ｂ  凸部
３０５ｃ  底壁
３０５ｄ  凸部
３４１    フィン部材
４０１    光源装置
５０１    光源装置
５０３    光源部
５０４    放熱部
５０５    ケース
５０５ａ  側壁
５０５ｂ  凸部
５０５ｃ  底壁
５０５ｄ  凸部
５０５ｆ  凸部
５４１    放熱板
５４２    フィン部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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