発光体モジュール
【課題】 耐環境性に優れた発光体モジュールを提供する。
【解決方法】 発光体モジュール１において、基板１０と、基板１０上に設置される１または複数の発光体３０と、基板１０上に設置されて１または複数の発光体３０の発光状態を制御する制御回路５０と、少なくとも基板１０、１または複数の発光体３０および制御回路５０を覆う樹脂４０とを有して構成される。これにより、劣悪な環境下においても、発光体、制御回路および基板が外部環境から受ける影響を大幅に低減することが可能となる。
【解決方法】 発光体モジュール１において、基板１０と、基板１０上に設置される１または複数の発光体３０と、基板１０上に設置されて１または複数の発光体３０の発光状態を制御する制御回路５０と、少なくとも基板１０、１または複数の発光体３０および制御回路５０を覆う樹脂４０とを有して構成される。これにより、劣悪な環境下においても、発光体、制御回路および基板が外部環境から受ける影響を大幅に低減することが可能となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、発光体モジュールに係り、特に発光体および当該発光体の制御回路等が設置された基板全体を樹脂内に封入して耐環境性を向上させた発光体モジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオードは、現在、エネルギー変換効率が高く省電力であることから光源として広く利用されている。この発光ダイオードは、通常、半導体から成る発光体を樹脂で覆うことにより構成され、一方向に光を照射する点光源としての構造を有している。
【特許文献１】特開２００６−０４９６５７
【特許文献２】特開２００５−０３３１１４
【特許文献３】特開２００６−０４９５３３
【特許文献４】特開２００６−１７９５７２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
発光ダイオードや、当該発光ダイオードの発光状態の制御等を実行する制御回路等を有して構成される発光体モジュールは、劣悪な環境下においては、使用が控えられることが多いという課題があった。例えば、船舶に取り付けられる照明として使用する場合には、水分や塩分に起因する回路の短絡や金属部品の腐食等により、耐用年数が短くなる可能性がある。また、塵埃の多い場所での使用、紫外線の多い場所での使用、燃焼可能性のある場所での使用等においても、同様の問題が生じることが想定され、使用が控えられることがあった。
【０００４】
本願発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、劣悪な環境下においても、十分な機能を発揮することができて、耐用年数を延ばすことができる発光体モジュール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】
上記の技術的課題を解決するために、本願発明に係る発光体モジュールは、基板と、基板上に設置される１または複数の発光体と、基板上に設置されて１または複数の発光体の発光状態を制御する制御回路と、少なくとも基板、１または複数の発光体および制御回路を覆う樹脂とを有して構成されるようにしたものである。
これにより、劣悪な環境下においても、発光体、制御回路および基板が外部環境から受ける影響を大幅に低減することが可能となり、発光体モジュールが十分にその機能を発揮することができるとともに、発光体モジュールの耐用年数を延ばすことができるという効果を奏する。また、発光体を樹脂内に封止することで、発光体モジュールを人間の手で取り扱い易い大きさとすることが可能となり、作業現場における操作性を向上することができるという効果を奏する。
【０００６】
また、本願発明に係る発光体モジュールは、１または複数の発光体の発光部に対向する樹脂の表面部に、凸状または凹状の１または複数の光拡散部が形成されるようにしたものである。
これにより、凸状の光拡散部の表面として与えられる凸面部の曲率または凹状の光拡散部の表面として与えられる凹面部の曲率を適宜設定することにより、発光体から出射される光の照射範囲が拡大されて、広い範囲にわたる視認性を得ることができるという効果を奏する。
【０００７】
また、本願発明に係る発光体モジュールは、１または複数の発光体の発光部に対向する樹脂の表面部に、複数の凸部および複数の凹部が形成されるようにしたものである。
これにより、複数の凸部および凹部により光が散乱されて、光の照射範囲が拡大され、広い範囲にわたる視認性を得ることができるという効果を奏する。また、照射範囲を広げるために、樹脂表面に凸状または凹状の光拡散部を所定の精度で形成する必要がないので、製造コストを低減することができる。
【０００８】
また、本願発明に係る発光体モジュールは、１または複数の発光体の発光部と、それらの発光部に対向する樹脂の表面部との間に存在する樹脂材料の屈折率が、段階的または連続的に変化するようにしたものである。
これにより、発光体から出射される光の照射範囲が拡大されて、広い範囲にわたる視認性を得ることができるという効果を奏する。また、照射範囲を広げるために、樹脂表面に凸状または凹状の光拡散部を所定の精度で形成する必要がないので、製造コストを低減することができる。
【０００９】
また、本願発明に係る発光体モジュールは、１または複数の発光体の発光部と、それらの発光部に対向する樹脂の表面部との間に存在する樹脂材料の少なくとも一部が着色されるようにしたものである。
これにより、照射される光のスペクトルを適宜設定することが可能となり、照射対象に適合したスペクトルを有する光を照射することができるという効果を奏する。
【００１０】
また、本願発明に係る発光体モジュールは、樹脂に、水酸化物の散乱材が混入されるようにしたものである。
これにより、発光体モジュールに難燃性を付与することが可能となり、燃焼可能性のある環境下においても、発光体モジュールが十分にその機能を発揮することができるとともに、発光体モジュールの耐用年数を延ばすことができるという効果を奏する。
【００１１】
また、本願発明に係る発光体モジュールは、基板、１または複数の発光体、あるいは制御回路に１または複数の放熱用部材が取り付けられ、１または複数の放熱用部材が樹脂内から外方へ突出するようにしたものである。
これにより、発光体モジュールを効率的に冷却することが可能となり、発熱に起因する発光体モジュールの故障を低減することができるという効果を奏する。
【００１２】
また、本願発明に係る発光体モジュールは、樹脂に、樹脂の表面部にそれぞれ１または複数の開口部を有する１または複数の孔部が形成されるようにしたものである。
これにより、発光体モジュールを効率的に冷却することが可能となり、発熱に起因する発光体モジュールの故障を低減することができるという効果を奏する。
【００１３】
また、本願発明に係る発光体モジュールは、１または複数の発光体の発光部に対向する樹脂の表面部の上側の空間を気密または水密に覆う筐体と、筐体内において１または複数の発光体の発光部に対向する樹脂の表面部の上側に設置され、発光体の発光部に対応する部位にそれぞれ開口部が形成される板状体と、板状体に形成されたそれぞれの開口部を覆うように設けられる１または複数のフィルムと、筐体内において板状体および１または複数のフィルムにより密封された空間内に気体または液体を流通させるために、筐体に設けられる流入口および流出口とをさらに有して構成されるようにしたものである。
これにより、筐体内を流通させられる流体（気体または液体）の圧力を制御することにより、発光部に対応する部位に形成された開口部に張られたフィルムが湾曲する際の湾曲面の曲率を変化させることが可能となり、発光体の発光部から出射される光の照射範囲を調整することができるという効果を奏する。
【００１４】
また、本願発明に係る発光体モジュールは、筐体内を流通する気体または液体が着色されるようにしたものである。
これにより、照射される光のスペクトルを適宜設定することが可能となり、照射対象に適合したスペクトルを有する光を照射することができるという効果を奏する。
【発明の効果】
【００１５】
本願発明によれば、基板と、基板上に設置される１または複数の発光体と、基板上に設置されて１または複数の発光体の発光状態を制御する制御回路とを樹脂により覆うことで発光体モジュールを構成したので、劣悪な環境下においても、発光体、制御回路および基板が外部環境から受ける影響を大幅に低減することが可能となり、発光体モジュールが十分にその機能を発揮することができるとともに、発光体モジュールの耐用年数を延ばすことができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、添付の図面を参照して本願発明に係る実施の形態を説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による発光体モジュールの構成を概略的に示す斜視図である。図２は、この発明の実施の形態１による発光体モジュールの構成を示す断面図である。図１に示されるように、基板１０上には、アレイ状に配列される複数の発光体３０と、これらの発光体３０の点灯、消灯、出射光出力等に係る発光状態を制御する制御回路５０とが設置されている。基板１０の表面部または内部には、それぞれの発光体３０と制御回路５０とを接続する（図示されない）配線が設けられている。
【００１７】
基板１０、発光体３０および制御回路５０を樹脂４０内に封止することで、発光体モジュール１が構成される。樹脂４０内は、中空でなく中実状態となっている。すなわち、基板１０、発光体３０および制御回路５０の周りの空間は全て樹脂４０により充たされる。図１に示される実施の形態では、基板１の両面が樹脂４０により完全に覆われているが、外部環境から受ける影響の程度に応じて、例えば基板１０において発光体３０および制御回路５０が設置された側の面のみを樹脂４０で覆う構成を採ることもできる。また、図２に示されるように、発光体３０の発光部に対向する樹脂４０の表面部（以下、「樹脂４０の発光面」と称する）には、それぞれの発光部に対応する位置に、凸状の光拡散部４１が形成されている。なお、制御回路５０と外部に設置された電源部とを接続する電源用配線については、樹脂４０内から外方へ延びるように取り付けられる。但し、樹脂４０が電源用配線をも隙間無く覆うので、外気等が発光体モジュール内部に侵入して、発光体３０や制御回路５０に接触することはない。
【００１８】
発光体３０は、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）、有機ＥＬ発光体、冷陰極管、半導体レーザ素子等として与えられる。なお、発光体３０は樹脂４０内に埋め込むことができるものであればよく、白熱電球や蛍光灯を発光体として用いることも可能である。樹脂４０としては、ウレタン樹脂（ポリウレタン）を用いるのが好適である。また、樹脂４０の材料は、ウレタン樹脂に限定されるものではなく、電子デバイスを保護するために少なくとも絶縁性を有して、発光体３０または制御回路５０から発生する熱による悪影響を受けない材料であればよい。但し、熱可塑性を有するアクリル、メタクリル、ポリカーボネート等の材料は発光体の発熱により溶融、焦げ、変色等を生じる可能性があるので、これらの材料を樹脂４０として使用する場合には適切な放熱機構を設ける必要がある。なお、例えばウレタン樹脂から成る樹脂４０に水酸化物を混入することで、発光体モジュールに難燃性を付与することが可能である。また、制御回路５０は、通常、ＩＣ（集積回路）等を用いて構成される。
【００１９】
発光体モジュール１を製造する際には、所定の形状の型の内部に樹脂４０を流し込み、樹脂４０内に発光体３０および制御回路５０が設置された基板１０を埋設する。時間の経過とともに樹脂４０が固化して基板１０が樹脂４０内に封止されることで、発光体モジュール１が構成される。型に所定の形状を設けることで、凸状の光拡散部４１等を形成することが可能である。
【００２０】
図２に示されるように、発光体３０の発光部から出射された光３１は、凸状に形成された光拡散部４１の表面として与えられる凸面部において屈折して、矢印に示されるように拡散する。すなわち、凸状に形成された光拡散部４１は、レンズとして機能する。これにより、発光体３０から出射される光の照射範囲が拡大されるので、点光源である発光体３０をアレイ状に配列して構成される発光体モジュールは、面光源としての機能を有するようになる。なお、光拡散部４１の形状は凸状に限定されるものではなく、凹状であってもよい。この場合、出射された光は当初収束するが、焦点距離を越えれば拡散し、同様に広い照射範囲を得ることができる。
【００２１】
なお、発光体３０の発光部から出射される光を拡散する手段は、上記の手段に限定されるものではない。樹脂４０の発光面に、多数の微小な凸部および凹部を形成して、出射された光を散乱させる構成としてもよい。これにより、樹脂４０の発光面が曇りガラス（すりガラス）のような機能を有し、出射された光を拡散することができる。この場合、図２に示されるような凸状の光拡散部４１を形成する必要はない。また、樹脂４０内に散乱材としてラメを混入することにより、発光部から出射される光を散乱させて、光を拡散させることが可能である。また、樹脂４０内に微小な気泡を適量包含させても、発光部から出射される光を散乱させて、光を拡散させることが可能である。
【００２２】
発光体３０の発光部から出射される光を拡散するために、発光体３０の発光部と、樹脂４０の発光面との間の領域ａ（以下、「上部領域ａ」と称する）において、樹脂材料の屈折率を段階的にまたは連続的に変化させるように構成してもよい。発光部に対して近い側の樹脂の屈折率を高くするとともに、発光部に対して遠い側の樹脂の屈折率を低くすることで、凹レンズと同等の光学的性能を得ることができる。高屈折率を有する樹脂としては、例えば、ポリカーボネート（屈折率：１．５９）、変性アクリル（屈折率：１．５２）、メタクリル（屈折率：１．５０）、ウレタン（屈折率：１．５０）等が挙げられる。低屈折率を有する樹脂としては、ポリフッ化ビニリデン（屈折率：１．４０）、ＦＥＰ（屈折率：１．３４）等のフッ素系樹脂が挙げられる。
【００２３】
発光体モジュールから照射される光について所望のスペクトルを得るために、上部領域ａの全体または一部を、例えば色素を混入することで、着色するようにしてもよい。この場合には、例えば、発光体３０として白色光源を使用するのが好適である。所望のスペクトルを得るために、所定の波長の光を吸収または透過させる種々の着色材料を使用することが可能である。例えば、７３０ｎｍの波長を有する光（赤光）は種子の発芽を抑制する作用があるので、種子を低温環境に保存する低温保存庫内において７３０ｎｍの波長を有する光を照射する発光体モジュールを使用することにより、低温保存庫の消費電力を低減することが可能となる。その他にも、人間の目に生理的に適合するとされている月光のスペクトルに近似したスペクトルを有する光を照射することが考えられる。また、植物の栽培に適するように、特定の波長を透過させて生成される光を照射することが考えられる。
【００２４】
以上のように、この実施の形態１による発光体モジュールによれば、基板１０と、基板１０上にアレイ状に配列される発光体３０と、発光体３０の発光状態を制御する制御回路５０とを樹脂４０により覆うことで発光体モジュール１を構成したので、劣悪な環境下においても、発光体３０、制御回路５０および基板１０が外気に接触することがないので、発光体モジュール１が十分にその機能を発揮することができるとともに、発光体モジュール１の耐用年数を延ばすことができるという効果を奏する。例えば、水分や塩分に対して十分な耐性を有するので、実施の形態１に係る発光体モジュールを船舶に取り付けられる照明として使用することができる。また、樹脂４０として紫外線を遮断できるような材料を用いることで、屋外で使用される場合の耐用年数を延ばすことができる。さらに、耐衝撃性、耐埃性、難燃性等についても、優れた性能を発揮することができる。
【００２５】
次に、樹脂４０の発光面に、凸状または凹状の光拡散部４１が形成されるように構成したので、光拡散部４１の凸面部または凹面部の曲率を適宜設定することにより、発光体３０から出射される光の照射範囲が拡大されて、広い範囲にわたる視認性を得ることができる。次に、樹脂４０の発光面に、多数の微小な凸部および凹部が形成されるように構成したので、多数の凸部および凹部により光が散乱されて、光の照射範囲が拡大され、広い範囲にわたる視認性を得ることができる。また、照射範囲を広げるために、樹脂４０の表面部に凸状または凹状の光拡散部４１を所定の精度で形成する必要がないので、製造コストを低減することができる。
【００２６】
次に、上部領域ａに存在する樹脂材料の屈折率が段階的または連続的に変化するように構成したので、発光体３０から出射される光の照射範囲が拡大されて、広い範囲にわたる視認性を得ることができる。また、照射範囲を広げるために、樹脂４０の表面部に凸状または凹状の光拡散部４１を所定の精度で形成する必要がないので、製造コストを低減することができる。次に、上部領域ａに存在する樹脂材料の少なくとも一部が着色されるように構成したので、発光体モジュールから照射される光のスペクトルを適宜設定することが可能となり、照射対象に適合したスペクトルを有する光を照射することができる。次に、樹脂４０に、水酸化物の散乱材が混入されるように構成したので、発光体モジュールに難燃性を付与することが可能となり、燃焼可能性のある環境下においても発光体モジュールを使用することができる。
【００２７】
実施の形態２．
図３は、この発明の実施の形態２による発光体モジュールの構成を示す断面図である。図３において、図１および図２と同一符号は、同一の構成要素を示すものとする。この実施の形態２は、発光体３０または制御回路５０から発生する熱を放熱する構成を有する点で実施の形態１に対して差異を有する。図３に示されるように、基板１０において発光体３０が設置されている面と反対側の面上に、放熱板（放熱用部材）６０が取り付けられている。放熱板６０は、樹脂４０の内部から外方に突出するように、すなわち一部が樹脂４０の外部に露出するような大きさを有するように形成されている。なお、放熱板６０の取り付けについては、基板１０に取り付けられる形態に限定されるものではない。放熱板６０を１または複数の発光体３０、あるいは制御回路５０に取り付けるようにしてもよく、複数の上記構成要素に取り付けるようにしてもよい。また、放熱板６０の個数も１つに限定されるものではなく、複数の放熱板を取り付ける構成としてもよい。
【００２８】
この実施の形態による発光体モジュールは、樹脂４０が放熱板６０を隙間無く覆うように構成したので、外気等が発光体モジュール内に侵入して、発光体３０や制御回路５０に接触することはない。これにより、発光体３０や制御回路５０を外気に接触させることなく、発光体３０や制御回路５０から発生する熱を効率的に放熱することが可能となる。なお、放熱板６０は、金属から形成されるのが好適である。また、高い熱伝導率を有するプラスチックを用いてもよい。樹脂４０を高い熱伝導率を有する同一の材料から形成する場合には、放熱板６０と樹脂４０とを一体成形により形成することが可能である。
【００２９】
この実施の形態２による発光体モジュールによれば、基板１０、発光体３０、あるいは制御回路５０に放熱板６０が取り付けられ、放熱板６０が樹脂４０の内部から外方へ突出するように構成したので、発光体モジュールを効率的に冷却することが可能となり、発熱に起因する発光体モジュールの故障を低減することができる。なお、実施の形態２に記載された発光体モジュールに実施の形態１の発光体モジュールについて記載された技術的特徴を組み込むことにより、実施の形態１の発光体モジュールにより得られる効果をも同様に奏することが可能である。
【００３０】
実施の形態３．
図４は、この発明の実施の形態３による発光体モジュールの構成を示す断面図である。図４において、図１および図２と同一符号は、同一の構成要素を示すものとする。この実施の形態３は、発光体３０または制御回路５０から発生する熱を放熱する構成を有する点で実施の形態１に対して差異を有する。図４に示されるように、樹脂４０には、樹脂４０の表面部に１つの開口部を有する孔部４３が複数形成されるとともに、樹脂４０の表面部に２つの開口部を有する孔部４２が複数形成されている。
【００３１】
樹脂４０の周りに冷却用の流体を供給することで、発光体モジュールを冷却することができる。冷却用流体は、気体であっても液体であってもよい。樹脂４０の表面部に２つの開口部を有する孔部４２内には流体を流通させることが可能であり、冷却効率を高めることができる。なお、樹脂４０の表面部において、孔部が開口する数は３以上であってもよい。また、熱による冷却用流体の対流を促進させるような形状を有するように、孔部４２，４３を形成することが可能である。
【００３２】
この実施の形態３による発光体モジュールによれば、樹脂４０に、樹脂４０の表面部に１または２の開口部を有する複数の孔部４２，４３が形成されるように構成したので、発光体モジュールを効率的に冷却することが可能となり、発熱に起因する発光体モジュールの故障を低減することができる。なお、実施の形態３に記載された発光体モジュールに実施の形態１の発光体モジュールについて記載された技術的特徴を組み込むことにより、実施の形態１の発光体モジュールにより得られる効果をも同様に奏することができる。
【００３３】
実施の形態４．
図５は、この発明の実施の形態４による発光体モジュールの構成を示す断面図である。図５において、図１および図２と同一符号は、同一の構成要素を示すものとする。この実施の形態４は、発光体モジュールを構成する樹脂の発光面上の空間を覆うケース（筐体）内に形成された流路内を流通する流体の圧力を制御することにより、発光体の発光部に対応して設けられたフィルムが湾曲する程度を変化させて照射範囲を調整する構成を有する点で、実施の形態１に対して差異を有する。また、図６は、ケース内に設置される板状体を示す平面図である。
【００３４】
図５に示されるように、発光体３０等が設置された基板１０を内部に封止する樹脂４０の発光面の上側の空間を覆うように、ケース８０が設けられている。樹脂４０の発光面の上側の空間を覆うために、図５に示される実施の形態では樹脂４０をケース８０内に収容する構成を採っているが、例えば底部が開放されているケース８０を樹脂４０に上側から被せてケース８０の側面部を樹脂４０の側面部に接合する構成を採ることもできる。ケース８０は透明であるのが好適であるが、使用用途に応じて特定の波長を透過させる半透明材料から形成するようにしてもよい。
【００３５】
ケース８０内において、樹脂４０の発光面の上側には、板状体７０が設置されている。板状体７０より上側の空間を密封できるように、板状体７０の周縁部はケース８０の内側面に接合されている。板状体７０には、発光体３０の発光部に対応する部位に、それぞれ円形の開口部７１が形成されている。開口部７１の形状は円形に限定されるものではなく、三角形、四角形、星形等の他の形状を採用することも可能である。板状体７０の材料としては、プラスチックが好適であるが、金属等の他の材料を用いてもよい。また、板状体７０は、透明であるのが好適であるが、半透明であっても、白濁していても、あるいは不透明であってもよい。
【００３６】
板状体７０に形成されたそれぞれの開口部７１を覆うように、フィルム９０が固定される。開口部７１を覆うために、開口部７１周りにそれぞれフィルム９０を貼り付ける構成とすることができる。また、板状体７０の上面部全体にわたって１枚のフィルム９０を張る構成としてもよい。フィルム９０は、フィルム表面に作用する圧力に応じて湾曲する適度な材料を用いて形成される。フィルム９０の材料としては、例えばウレタンゲルが好適であるが、他のエラストマー材料を用いてもよい。なお、フィルム９０は板状体７０の上面部または下面部のいずれの側の面上にも固定することができる。固定する際の作業性を考慮すれば、板状体７０においてフィルム９０が張られる面は、平面状の形態を有するのが好適である。また、樹脂４０の発光面と板状体７０およびフィルム９０との間の空間には、例えば大気圧の空気が封入される。また、この空間に所定の圧力を有する気体または液体を封入する構成としてもよい。
【００３７】
ケース８０内において板状体７０およびフィルム９０により密封された空間内に気体または液体を流通させるために、ケース８０の一方の側面部には流入口８１が設けられ、ケース８０の他方の側面部には流出口８２が設けられている。流入口８１に連結される管路には、流体の圧力または流量を調整する入口バルブ８３が取り付けられている。流出口８２に連結される管路には、流体の圧力または流量を調整する出口バルブ８４が取り付けられている。入口バルブ８３は、連結される管路を介して、例えば加圧タンクに接続される。出口バルブ８４は、連結される管路を介して、例えば減圧タンクに接続される。入口バルブ８３および出口バルブ８４を共に開放することで、矢印に示されるように、流入口から流出口に向けて、密封された空間内を流体が流通する。なお、染料等を使用して、流体を着色する構成としてもよい。
【００３８】
図７は、流体の圧力の変化に応じたフィルム９０の形状の変化を示す図である。図７（ａ）に示されるように、流体の圧力が小さい際には、板状体７０の開口部７１に張られたフィルム９０は、ほとんど湾曲することはない。この場合、フィルム９０はレンズ効果を有しない。次に、例えば入口バルブ８３に接続される加圧タンクを駆動して、流入口８１から流入する流体の圧力を大きくすると、図７（ｂ）に示されるように、フィルム９０は湾曲して、流体とともに凸レンズとしての機能を有するようになる。これにより、発光体３０から出射される光を収束することが可能となる。また、流体の圧力をさらに大きくすると、図７（ｃ）に示されるように、湾曲面の曲率がさらに大きくなる。これにより、フィルム９０をレンズ面とした場合の焦点距離が短くなり、光をさらに収束させることが可能となる。
【００３９】
また、樹脂４０の発光面と板状体７０およびフィルム９０との間の空間に所定の圧力を有する気体または液体が封入される構成を採る場合には、例えば出口バルブ８４に接続される減圧タンクを駆動して、流体の圧力を小さくすることにより、図７（ｂ）や図７（ｃ）に示される湾曲方向と逆の方向にフィルム９０を湾曲させることが可能である。この場合においても、フィルム９０はレンズ面として機能し、圧力を制御することで照射範囲を調整することが可能となる。
【００４０】
この実施の形態４による発光体モジュールによれば、樹脂４０の発光面の上側の空間を気密または水密に覆うケース８０と、ケース８０内において樹脂４０の発光面の上側に設置されて発光体３０の発光部に対応する部位にそれぞれ開口部７１が形成される板状体７０と、板状体７０に形成されたそれぞれの開口部７１を覆うように設けられたフィルム９０と、ケース８０内において流体を流通させるようにケース８０に設けられた流入口８１および流出口８２とを有するように構成したので、ケース８０内を流通させられる流体の圧力を制御することで、湾曲させられるフィルム９０の曲率を変化させることが可能となり、発光体３０の発光部から出射される光の照射範囲を調整することができる。
【００４１】
次に、この実施の形態による発光体モジュールは、ケース８０内を流通する気体または液体が着色されるように構成したので、照射される光のスペクトルを適宜設定することが可能となり、照射対象に適合したスペクトルを有する光を照射することができる。なお、実施の形態４に記載された発光体モジュールに、実施の形態１、実施の形態２または実施の形態３の発光体モジュールについて記載された技術的特徴を組み込むことにより、実施の形態１、実施の形態２または実施の形態３の発光体モジュールにより得られる効果をも同様に奏することができる。
【００４２】
なお、上記の実施の形態１から実施の形態４により説明される発光体モジュールは、本願発明を限定するものではなく、例示することを意図して開示されているものである。本願発明の技術的範囲は特許請求の範囲の記載により定められるものであり、特許請求の範囲に記載された発明の技術的範囲内において種々の設計的変更が可能である。例えば、実施の形態４においては、ケース８０の上側部分と板状体７０およびフィルム９０との間の密封空間内に流体を流通させる構成を採っているが、樹脂４０の発光面と板状体７０およびフィルム９０との間の密封空間内に流体を流通させる構成としてもよい。また、湾曲したフィルム９０が開口部７１から外方へ突出することのないように板状体７０が十分な厚みを有する場合には、ケース８０内において板状体７０を樹脂４０の発光面に当接するように設置する構成を採ることもできる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本願発明は、船舶用照明器具等の種々の照明器具に幅広く適用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】この発明の実施の形態１による発光体モジュールの構成を示す斜視図である。
【図２】この発明の実施の形態１による発光体モジュールの構成を示す断面図である。
【図３】この発明の実施の形態２による発光体モジュールの構成を示す断面図である。
【図４】この発明の実施の形態３による発光体モジュールの構成を示す断面図である。
【図５】この発明の実施の形態４による発光体モジュールの構成を示す断面図である。
【図６】筐体内に設置される板状体を示す平面図である。
【図７】流体の圧力の変化に応じたフィルムの形状の変化を示す図である。
【符号の説明】
【００４５】
１ 発光体モジュール、１０ 基板、３０ 発光体、３１ 光、４０ 樹脂、４１ 光拡散部、４２，４３ 孔部、５０ 制御回路、６０ 放熱板（放熱用部材）、７０ 板状体、７１ 開口部、８０ ケース（筐体）、８１ 流入口、８２ 流出口、８３ 入口バルブ、８４ 出口バルブ、９０ フィルム
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、発光体モジュールに係り、特に発光体および当該発光体の制御回路等が設置された基板全体を樹脂内に封入して耐環境性を向上させた発光体モジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオードは、現在、エネルギー変換効率が高く省電力であることから光源として広く利用されている。この発光ダイオードは、通常、半導体から成る発光体を樹脂で覆うことにより構成され、一方向に光を照射する点光源としての構造を有している。
【特許文献１】特開２００６−０４９６５７
【特許文献２】特開２００５−０３３１１４
【特許文献３】特開２００６−０４９５３３
【特許文献４】特開２００６−１７９５７２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
発光ダイオードや、当該発光ダイオードの発光状態の制御等を実行する制御回路等を有して構成される発光体モジュールは、劣悪な環境下においては、使用が控えられることが多いという課題があった。例えば、船舶に取り付けられる照明として使用する場合には、水分や塩分に起因する回路の短絡や金属部品の腐食等により、耐用年数が短くなる可能性がある。また、塵埃の多い場所での使用、紫外線の多い場所での使用、燃焼可能性のある場所での使用等においても、同様の問題が生じることが想定され、使用が控えられることがあった。
【０００４】
本願発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、劣悪な環境下においても、十分な機能を発揮することができて、耐用年数を延ばすことができる発光体モジュール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】
上記の技術的課題を解決するために、本願発明に係る発光体モジュールは、基板と、基板上に設置される１または複数の発光体と、基板上に設置されて１または複数の発光体の発光状態を制御する制御回路と、少なくとも基板、１または複数の発光体および制御回路を覆う樹脂とを有して構成されるようにしたものである。
これにより、劣悪な環境下においても、発光体、制御回路および基板が外部環境から受ける影響を大幅に低減することが可能となり、発光体モジュールが十分にその機能を発揮することができるとともに、発光体モジュールの耐用年数を延ばすことができるという効果を奏する。また、発光体を樹脂内に封止することで、発光体モジュールを人間の手で取り扱い易い大きさとすることが可能となり、作業現場における操作性を向上することができるという効果を奏する。
【０００６】
また、本願発明に係る発光体モジュールは、１または複数の発光体の発光部に対向する樹脂の表面部に、凸状または凹状の１または複数の光拡散部が形成されるようにしたものである。
これにより、凸状の光拡散部の表面として与えられる凸面部の曲率または凹状の光拡散部の表面として与えられる凹面部の曲率を適宜設定することにより、発光体から出射される光の照射範囲が拡大されて、広い範囲にわたる視認性を得ることができるという効果を奏する。
【０００７】
また、本願発明に係る発光体モジュールは、１または複数の発光体の発光部に対向する樹脂の表面部に、複数の凸部および複数の凹部が形成されるようにしたものである。
これにより、複数の凸部および凹部により光が散乱されて、光の照射範囲が拡大され、広い範囲にわたる視認性を得ることができるという効果を奏する。また、照射範囲を広げるために、樹脂表面に凸状または凹状の光拡散部を所定の精度で形成する必要がないので、製造コストを低減することができる。
【０００８】
また、本願発明に係る発光体モジュールは、１または複数の発光体の発光部と、それらの発光部に対向する樹脂の表面部との間に存在する樹脂材料の屈折率が、段階的または連続的に変化するようにしたものである。
これにより、発光体から出射される光の照射範囲が拡大されて、広い範囲にわたる視認性を得ることができるという効果を奏する。また、照射範囲を広げるために、樹脂表面に凸状または凹状の光拡散部を所定の精度で形成する必要がないので、製造コストを低減することができる。
【０００９】
また、本願発明に係る発光体モジュールは、１または複数の発光体の発光部と、それらの発光部に対向する樹脂の表面部との間に存在する樹脂材料の少なくとも一部が着色されるようにしたものである。
これにより、照射される光のスペクトルを適宜設定することが可能となり、照射対象に適合したスペクトルを有する光を照射することができるという効果を奏する。
【００１０】
また、本願発明に係る発光体モジュールは、樹脂に、水酸化物の散乱材が混入されるようにしたものである。
これにより、発光体モジュールに難燃性を付与することが可能となり、燃焼可能性のある環境下においても、発光体モジュールが十分にその機能を発揮することができるとともに、発光体モジュールの耐用年数を延ばすことができるという効果を奏する。
【００１１】
また、本願発明に係る発光体モジュールは、基板、１または複数の発光体、あるいは制御回路に１または複数の放熱用部材が取り付けられ、１または複数の放熱用部材が樹脂内から外方へ突出するようにしたものである。
これにより、発光体モジュールを効率的に冷却することが可能となり、発熱に起因する発光体モジュールの故障を低減することができるという効果を奏する。
【００１２】
また、本願発明に係る発光体モジュールは、樹脂に、樹脂の表面部にそれぞれ１または複数の開口部を有する１または複数の孔部が形成されるようにしたものである。
これにより、発光体モジュールを効率的に冷却することが可能となり、発熱に起因する発光体モジュールの故障を低減することができるという効果を奏する。
【００１３】
また、本願発明に係る発光体モジュールは、１または複数の発光体の発光部に対向する樹脂の表面部の上側の空間を気密または水密に覆う筐体と、筐体内において１または複数の発光体の発光部に対向する樹脂の表面部の上側に設置され、発光体の発光部に対応する部位にそれぞれ開口部が形成される板状体と、板状体に形成されたそれぞれの開口部を覆うように設けられる１または複数のフィルムと、筐体内において板状体および１または複数のフィルムにより密封された空間内に気体または液体を流通させるために、筐体に設けられる流入口および流出口とをさらに有して構成されるようにしたものである。
これにより、筐体内を流通させられる流体（気体または液体）の圧力を制御することにより、発光部に対応する部位に形成された開口部に張られたフィルムが湾曲する際の湾曲面の曲率を変化させることが可能となり、発光体の発光部から出射される光の照射範囲を調整することができるという効果を奏する。
【００１４】
また、本願発明に係る発光体モジュールは、筐体内を流通する気体または液体が着色されるようにしたものである。
これにより、照射される光のスペクトルを適宜設定することが可能となり、照射対象に適合したスペクトルを有する光を照射することができるという効果を奏する。
【発明の効果】
【００１５】
本願発明によれば、基板と、基板上に設置される１または複数の発光体と、基板上に設置されて１または複数の発光体の発光状態を制御する制御回路とを樹脂により覆うことで発光体モジュールを構成したので、劣悪な環境下においても、発光体、制御回路および基板が外部環境から受ける影響を大幅に低減することが可能となり、発光体モジュールが十分にその機能を発揮することができるとともに、発光体モジュールの耐用年数を延ばすことができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、添付の図面を参照して本願発明に係る実施の形態を説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による発光体モジュールの構成を概略的に示す斜視図である。図２は、この発明の実施の形態１による発光体モジュールの構成を示す断面図である。図１に示されるように、基板１０上には、アレイ状に配列される複数の発光体３０と、これらの発光体３０の点灯、消灯、出射光出力等に係る発光状態を制御する制御回路５０とが設置されている。基板１０の表面部または内部には、それぞれの発光体３０と制御回路５０とを接続する（図示されない）配線が設けられている。
【００１７】
基板１０、発光体３０および制御回路５０を樹脂４０内に封止することで、発光体モジュール１が構成される。樹脂４０内は、中空でなく中実状態となっている。すなわち、基板１０、発光体３０および制御回路５０の周りの空間は全て樹脂４０により充たされる。図１に示される実施の形態では、基板１の両面が樹脂４０により完全に覆われているが、外部環境から受ける影響の程度に応じて、例えば基板１０において発光体３０および制御回路５０が設置された側の面のみを樹脂４０で覆う構成を採ることもできる。また、図２に示されるように、発光体３０の発光部に対向する樹脂４０の表面部（以下、「樹脂４０の発光面」と称する）には、それぞれの発光部に対応する位置に、凸状の光拡散部４１が形成されている。なお、制御回路５０と外部に設置された電源部とを接続する電源用配線については、樹脂４０内から外方へ延びるように取り付けられる。但し、樹脂４０が電源用配線をも隙間無く覆うので、外気等が発光体モジュール内部に侵入して、発光体３０や制御回路５０に接触することはない。
【００１８】
発光体３０は、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）、有機ＥＬ発光体、冷陰極管、半導体レーザ素子等として与えられる。なお、発光体３０は樹脂４０内に埋め込むことができるものであればよく、白熱電球や蛍光灯を発光体として用いることも可能である。樹脂４０としては、ウレタン樹脂（ポリウレタン）を用いるのが好適である。また、樹脂４０の材料は、ウレタン樹脂に限定されるものではなく、電子デバイスを保護するために少なくとも絶縁性を有して、発光体３０または制御回路５０から発生する熱による悪影響を受けない材料であればよい。但し、熱可塑性を有するアクリル、メタクリル、ポリカーボネート等の材料は発光体の発熱により溶融、焦げ、変色等を生じる可能性があるので、これらの材料を樹脂４０として使用する場合には適切な放熱機構を設ける必要がある。なお、例えばウレタン樹脂から成る樹脂４０に水酸化物を混入することで、発光体モジュールに難燃性を付与することが可能である。また、制御回路５０は、通常、ＩＣ（集積回路）等を用いて構成される。
【００１９】
発光体モジュール１を製造する際には、所定の形状の型の内部に樹脂４０を流し込み、樹脂４０内に発光体３０および制御回路５０が設置された基板１０を埋設する。時間の経過とともに樹脂４０が固化して基板１０が樹脂４０内に封止されることで、発光体モジュール１が構成される。型に所定の形状を設けることで、凸状の光拡散部４１等を形成することが可能である。
【００２０】
図２に示されるように、発光体３０の発光部から出射された光３１は、凸状に形成された光拡散部４１の表面として与えられる凸面部において屈折して、矢印に示されるように拡散する。すなわち、凸状に形成された光拡散部４１は、レンズとして機能する。これにより、発光体３０から出射される光の照射範囲が拡大されるので、点光源である発光体３０をアレイ状に配列して構成される発光体モジュールは、面光源としての機能を有するようになる。なお、光拡散部４１の形状は凸状に限定されるものではなく、凹状であってもよい。この場合、出射された光は当初収束するが、焦点距離を越えれば拡散し、同様に広い照射範囲を得ることができる。
【００２１】
なお、発光体３０の発光部から出射される光を拡散する手段は、上記の手段に限定されるものではない。樹脂４０の発光面に、多数の微小な凸部および凹部を形成して、出射された光を散乱させる構成としてもよい。これにより、樹脂４０の発光面が曇りガラス（すりガラス）のような機能を有し、出射された光を拡散することができる。この場合、図２に示されるような凸状の光拡散部４１を形成する必要はない。また、樹脂４０内に散乱材としてラメを混入することにより、発光部から出射される光を散乱させて、光を拡散させることが可能である。また、樹脂４０内に微小な気泡を適量包含させても、発光部から出射される光を散乱させて、光を拡散させることが可能である。
【００２２】
発光体３０の発光部から出射される光を拡散するために、発光体３０の発光部と、樹脂４０の発光面との間の領域ａ（以下、「上部領域ａ」と称する）において、樹脂材料の屈折率を段階的にまたは連続的に変化させるように構成してもよい。発光部に対して近い側の樹脂の屈折率を高くするとともに、発光部に対して遠い側の樹脂の屈折率を低くすることで、凹レンズと同等の光学的性能を得ることができる。高屈折率を有する樹脂としては、例えば、ポリカーボネート（屈折率：１．５９）、変性アクリル（屈折率：１．５２）、メタクリル（屈折率：１．５０）、ウレタン（屈折率：１．５０）等が挙げられる。低屈折率を有する樹脂としては、ポリフッ化ビニリデン（屈折率：１．４０）、ＦＥＰ（屈折率：１．３４）等のフッ素系樹脂が挙げられる。
【００２３】
発光体モジュールから照射される光について所望のスペクトルを得るために、上部領域ａの全体または一部を、例えば色素を混入することで、着色するようにしてもよい。この場合には、例えば、発光体３０として白色光源を使用するのが好適である。所望のスペクトルを得るために、所定の波長の光を吸収または透過させる種々の着色材料を使用することが可能である。例えば、７３０ｎｍの波長を有する光（赤光）は種子の発芽を抑制する作用があるので、種子を低温環境に保存する低温保存庫内において７３０ｎｍの波長を有する光を照射する発光体モジュールを使用することにより、低温保存庫の消費電力を低減することが可能となる。その他にも、人間の目に生理的に適合するとされている月光のスペクトルに近似したスペクトルを有する光を照射することが考えられる。また、植物の栽培に適するように、特定の波長を透過させて生成される光を照射することが考えられる。
【００２４】
以上のように、この実施の形態１による発光体モジュールによれば、基板１０と、基板１０上にアレイ状に配列される発光体３０と、発光体３０の発光状態を制御する制御回路５０とを樹脂４０により覆うことで発光体モジュール１を構成したので、劣悪な環境下においても、発光体３０、制御回路５０および基板１０が外気に接触することがないので、発光体モジュール１が十分にその機能を発揮することができるとともに、発光体モジュール１の耐用年数を延ばすことができるという効果を奏する。例えば、水分や塩分に対して十分な耐性を有するので、実施の形態１に係る発光体モジュールを船舶に取り付けられる照明として使用することができる。また、樹脂４０として紫外線を遮断できるような材料を用いることで、屋外で使用される場合の耐用年数を延ばすことができる。さらに、耐衝撃性、耐埃性、難燃性等についても、優れた性能を発揮することができる。
【００２５】
次に、樹脂４０の発光面に、凸状または凹状の光拡散部４１が形成されるように構成したので、光拡散部４１の凸面部または凹面部の曲率を適宜設定することにより、発光体３０から出射される光の照射範囲が拡大されて、広い範囲にわたる視認性を得ることができる。次に、樹脂４０の発光面に、多数の微小な凸部および凹部が形成されるように構成したので、多数の凸部および凹部により光が散乱されて、光の照射範囲が拡大され、広い範囲にわたる視認性を得ることができる。また、照射範囲を広げるために、樹脂４０の表面部に凸状または凹状の光拡散部４１を所定の精度で形成する必要がないので、製造コストを低減することができる。
【００２６】
次に、上部領域ａに存在する樹脂材料の屈折率が段階的または連続的に変化するように構成したので、発光体３０から出射される光の照射範囲が拡大されて、広い範囲にわたる視認性を得ることができる。また、照射範囲を広げるために、樹脂４０の表面部に凸状または凹状の光拡散部４１を所定の精度で形成する必要がないので、製造コストを低減することができる。次に、上部領域ａに存在する樹脂材料の少なくとも一部が着色されるように構成したので、発光体モジュールから照射される光のスペクトルを適宜設定することが可能となり、照射対象に適合したスペクトルを有する光を照射することができる。次に、樹脂４０に、水酸化物の散乱材が混入されるように構成したので、発光体モジュールに難燃性を付与することが可能となり、燃焼可能性のある環境下においても発光体モジュールを使用することができる。
【００２７】
実施の形態２．
図３は、この発明の実施の形態２による発光体モジュールの構成を示す断面図である。図３において、図１および図２と同一符号は、同一の構成要素を示すものとする。この実施の形態２は、発光体３０または制御回路５０から発生する熱を放熱する構成を有する点で実施の形態１に対して差異を有する。図３に示されるように、基板１０において発光体３０が設置されている面と反対側の面上に、放熱板（放熱用部材）６０が取り付けられている。放熱板６０は、樹脂４０の内部から外方に突出するように、すなわち一部が樹脂４０の外部に露出するような大きさを有するように形成されている。なお、放熱板６０の取り付けについては、基板１０に取り付けられる形態に限定されるものではない。放熱板６０を１または複数の発光体３０、あるいは制御回路５０に取り付けるようにしてもよく、複数の上記構成要素に取り付けるようにしてもよい。また、放熱板６０の個数も１つに限定されるものではなく、複数の放熱板を取り付ける構成としてもよい。
【００２８】
この実施の形態による発光体モジュールは、樹脂４０が放熱板６０を隙間無く覆うように構成したので、外気等が発光体モジュール内に侵入して、発光体３０や制御回路５０に接触することはない。これにより、発光体３０や制御回路５０を外気に接触させることなく、発光体３０や制御回路５０から発生する熱を効率的に放熱することが可能となる。なお、放熱板６０は、金属から形成されるのが好適である。また、高い熱伝導率を有するプラスチックを用いてもよい。樹脂４０を高い熱伝導率を有する同一の材料から形成する場合には、放熱板６０と樹脂４０とを一体成形により形成することが可能である。
【００２９】
この実施の形態２による発光体モジュールによれば、基板１０、発光体３０、あるいは制御回路５０に放熱板６０が取り付けられ、放熱板６０が樹脂４０の内部から外方へ突出するように構成したので、発光体モジュールを効率的に冷却することが可能となり、発熱に起因する発光体モジュールの故障を低減することができる。なお、実施の形態２に記載された発光体モジュールに実施の形態１の発光体モジュールについて記載された技術的特徴を組み込むことにより、実施の形態１の発光体モジュールにより得られる効果をも同様に奏することが可能である。
【００３０】
実施の形態３．
図４は、この発明の実施の形態３による発光体モジュールの構成を示す断面図である。図４において、図１および図２と同一符号は、同一の構成要素を示すものとする。この実施の形態３は、発光体３０または制御回路５０から発生する熱を放熱する構成を有する点で実施の形態１に対して差異を有する。図４に示されるように、樹脂４０には、樹脂４０の表面部に１つの開口部を有する孔部４３が複数形成されるとともに、樹脂４０の表面部に２つの開口部を有する孔部４２が複数形成されている。
【００３１】
樹脂４０の周りに冷却用の流体を供給することで、発光体モジュールを冷却することができる。冷却用流体は、気体であっても液体であってもよい。樹脂４０の表面部に２つの開口部を有する孔部４２内には流体を流通させることが可能であり、冷却効率を高めることができる。なお、樹脂４０の表面部において、孔部が開口する数は３以上であってもよい。また、熱による冷却用流体の対流を促進させるような形状を有するように、孔部４２，４３を形成することが可能である。
【００３２】
この実施の形態３による発光体モジュールによれば、樹脂４０に、樹脂４０の表面部に１または２の開口部を有する複数の孔部４２，４３が形成されるように構成したので、発光体モジュールを効率的に冷却することが可能となり、発熱に起因する発光体モジュールの故障を低減することができる。なお、実施の形態３に記載された発光体モジュールに実施の形態１の発光体モジュールについて記載された技術的特徴を組み込むことにより、実施の形態１の発光体モジュールにより得られる効果をも同様に奏することができる。
【００３３】
実施の形態４．
図５は、この発明の実施の形態４による発光体モジュールの構成を示す断面図である。図５において、図１および図２と同一符号は、同一の構成要素を示すものとする。この実施の形態４は、発光体モジュールを構成する樹脂の発光面上の空間を覆うケース（筐体）内に形成された流路内を流通する流体の圧力を制御することにより、発光体の発光部に対応して設けられたフィルムが湾曲する程度を変化させて照射範囲を調整する構成を有する点で、実施の形態１に対して差異を有する。また、図６は、ケース内に設置される板状体を示す平面図である。
【００３４】
図５に示されるように、発光体３０等が設置された基板１０を内部に封止する樹脂４０の発光面の上側の空間を覆うように、ケース８０が設けられている。樹脂４０の発光面の上側の空間を覆うために、図５に示される実施の形態では樹脂４０をケース８０内に収容する構成を採っているが、例えば底部が開放されているケース８０を樹脂４０に上側から被せてケース８０の側面部を樹脂４０の側面部に接合する構成を採ることもできる。ケース８０は透明であるのが好適であるが、使用用途に応じて特定の波長を透過させる半透明材料から形成するようにしてもよい。
【００３５】
ケース８０内において、樹脂４０の発光面の上側には、板状体７０が設置されている。板状体７０より上側の空間を密封できるように、板状体７０の周縁部はケース８０の内側面に接合されている。板状体７０には、発光体３０の発光部に対応する部位に、それぞれ円形の開口部７１が形成されている。開口部７１の形状は円形に限定されるものではなく、三角形、四角形、星形等の他の形状を採用することも可能である。板状体７０の材料としては、プラスチックが好適であるが、金属等の他の材料を用いてもよい。また、板状体７０は、透明であるのが好適であるが、半透明であっても、白濁していても、あるいは不透明であってもよい。
【００３６】
板状体７０に形成されたそれぞれの開口部７１を覆うように、フィルム９０が固定される。開口部７１を覆うために、開口部７１周りにそれぞれフィルム９０を貼り付ける構成とすることができる。また、板状体７０の上面部全体にわたって１枚のフィルム９０を張る構成としてもよい。フィルム９０は、フィルム表面に作用する圧力に応じて湾曲する適度な材料を用いて形成される。フィルム９０の材料としては、例えばウレタンゲルが好適であるが、他のエラストマー材料を用いてもよい。なお、フィルム９０は板状体７０の上面部または下面部のいずれの側の面上にも固定することができる。固定する際の作業性を考慮すれば、板状体７０においてフィルム９０が張られる面は、平面状の形態を有するのが好適である。また、樹脂４０の発光面と板状体７０およびフィルム９０との間の空間には、例えば大気圧の空気が封入される。また、この空間に所定の圧力を有する気体または液体を封入する構成としてもよい。
【００３７】
ケース８０内において板状体７０およびフィルム９０により密封された空間内に気体または液体を流通させるために、ケース８０の一方の側面部には流入口８１が設けられ、ケース８０の他方の側面部には流出口８２が設けられている。流入口８１に連結される管路には、流体の圧力または流量を調整する入口バルブ８３が取り付けられている。流出口８２に連結される管路には、流体の圧力または流量を調整する出口バルブ８４が取り付けられている。入口バルブ８３は、連結される管路を介して、例えば加圧タンクに接続される。出口バルブ８４は、連結される管路を介して、例えば減圧タンクに接続される。入口バルブ８３および出口バルブ８４を共に開放することで、矢印に示されるように、流入口から流出口に向けて、密封された空間内を流体が流通する。なお、染料等を使用して、流体を着色する構成としてもよい。
【００３８】
図７は、流体の圧力の変化に応じたフィルム９０の形状の変化を示す図である。図７（ａ）に示されるように、流体の圧力が小さい際には、板状体７０の開口部７１に張られたフィルム９０は、ほとんど湾曲することはない。この場合、フィルム９０はレンズ効果を有しない。次に、例えば入口バルブ８３に接続される加圧タンクを駆動して、流入口８１から流入する流体の圧力を大きくすると、図７（ｂ）に示されるように、フィルム９０は湾曲して、流体とともに凸レンズとしての機能を有するようになる。これにより、発光体３０から出射される光を収束することが可能となる。また、流体の圧力をさらに大きくすると、図７（ｃ）に示されるように、湾曲面の曲率がさらに大きくなる。これにより、フィルム９０をレンズ面とした場合の焦点距離が短くなり、光をさらに収束させることが可能となる。
【００３９】
また、樹脂４０の発光面と板状体７０およびフィルム９０との間の空間に所定の圧力を有する気体または液体が封入される構成を採る場合には、例えば出口バルブ８４に接続される減圧タンクを駆動して、流体の圧力を小さくすることにより、図７（ｂ）や図７（ｃ）に示される湾曲方向と逆の方向にフィルム９０を湾曲させることが可能である。この場合においても、フィルム９０はレンズ面として機能し、圧力を制御することで照射範囲を調整することが可能となる。
【００４０】
この実施の形態４による発光体モジュールによれば、樹脂４０の発光面の上側の空間を気密または水密に覆うケース８０と、ケース８０内において樹脂４０の発光面の上側に設置されて発光体３０の発光部に対応する部位にそれぞれ開口部７１が形成される板状体７０と、板状体７０に形成されたそれぞれの開口部７１を覆うように設けられたフィルム９０と、ケース８０内において流体を流通させるようにケース８０に設けられた流入口８１および流出口８２とを有するように構成したので、ケース８０内を流通させられる流体の圧力を制御することで、湾曲させられるフィルム９０の曲率を変化させることが可能となり、発光体３０の発光部から出射される光の照射範囲を調整することができる。
【００４１】
次に、この実施の形態による発光体モジュールは、ケース８０内を流通する気体または液体が着色されるように構成したので、照射される光のスペクトルを適宜設定することが可能となり、照射対象に適合したスペクトルを有する光を照射することができる。なお、実施の形態４に記載された発光体モジュールに、実施の形態１、実施の形態２または実施の形態３の発光体モジュールについて記載された技術的特徴を組み込むことにより、実施の形態１、実施の形態２または実施の形態３の発光体モジュールにより得られる効果をも同様に奏することができる。
【００４２】
なお、上記の実施の形態１から実施の形態４により説明される発光体モジュールは、本願発明を限定するものではなく、例示することを意図して開示されているものである。本願発明の技術的範囲は特許請求の範囲の記載により定められるものであり、特許請求の範囲に記載された発明の技術的範囲内において種々の設計的変更が可能である。例えば、実施の形態４においては、ケース８０の上側部分と板状体７０およびフィルム９０との間の密封空間内に流体を流通させる構成を採っているが、樹脂４０の発光面と板状体７０およびフィルム９０との間の密封空間内に流体を流通させる構成としてもよい。また、湾曲したフィルム９０が開口部７１から外方へ突出することのないように板状体７０が十分な厚みを有する場合には、ケース８０内において板状体７０を樹脂４０の発光面に当接するように設置する構成を採ることもできる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本願発明は、船舶用照明器具等の種々の照明器具に幅広く適用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】この発明の実施の形態１による発光体モジュールの構成を示す斜視図である。
【図２】この発明の実施の形態１による発光体モジュールの構成を示す断面図である。
【図３】この発明の実施の形態２による発光体モジュールの構成を示す断面図である。
【図４】この発明の実施の形態３による発光体モジュールの構成を示す断面図である。
【図５】この発明の実施の形態４による発光体モジュールの構成を示す断面図である。
【図６】筐体内に設置される板状体を示す平面図である。
【図７】流体の圧力の変化に応じたフィルムの形状の変化を示す図である。
【符号の説明】
【００４５】
１ 発光体モジュール、１０ 基板、３０ 発光体、３１ 光、４０ 樹脂、４１ 光拡散部、４２，４３ 孔部、５０ 制御回路、６０ 放熱板（放熱用部材）、７０ 板状体、７１ 開口部、８０ ケース（筐体）、８１ 流入口、８２ 流出口、８３ 入口バルブ、８４ 出口バルブ、９０ フィルム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、該基板上に設置される１または複数の発光体と、前記基板上に設置されて前記１または複数の発光体の発光状態を制御する制御回路と、少なくとも前記基板、前記１または複数の発光体および前記制御回路を覆う樹脂とを有して構成されることを特徴とする発光体モジュール。
【請求項２】
前記１または複数の発光体の発光部に対向する前記樹脂の表面部に、凸状または凹状の１または複数の光拡散部が形成されることを特徴とする請求項１に記載の発光体モジュール。
【請求項３】
前記１または複数の発光体の発光部に対向する前記樹脂の表面部に、複数の凸部および複数の凹部が形成されることを特徴とする請求項１に記載の発光体モジュール。
【請求項４】
前記１または複数の発光体の発光部と、それらの発光部に対向する前記樹脂の表面部との間に存在する樹脂材料の屈折率が、段階的または連続的に変化することを特徴とする請求項１に記載の発光体モジュール。
【請求項５】
前記１または複数の発光体の発光部と、それらの発光部に対向する前記樹脂の表面部との間に存在する樹脂材料の少なくとも一部が着色されることを特徴とする請求項１に記載の発光体モジュール。
【請求項６】
前記樹脂には、水酸化物の散乱材が混入されることを特徴とする請求項１に記載の発光体モジュール。
【請求項７】
前記基板、前記１または複数の発光体、あるいは前記制御回路に１または複数の放熱用部材が取り付けられ、該１または複数の放熱用部材が前記樹脂内から外方へ突出することを特徴とする請求項１に記載の発光体モジュール。
【請求項８】
前記樹脂に、該樹脂の表面部にそれぞれ１または複数の開口部を有する１または複数の孔部が形成されることを特徴とする請求項１に記載の発光体モジュール。
【請求項９】
前記１または複数の発光体の発光部に対向する前記樹脂の表面部の上側の空間を気密または水密に覆う筐体と、
該筐体内において前記１または複数の発光体の発光部に対向する前記樹脂の表面部の上側に設置され、前記発光体の前記発光部に対応する部位にそれぞれ開口部が形成される板状体と、
該板状体に形成された前記それぞれの開口部を覆うように設けられる１または複数のフィルムと、
前記筐体内において前記板状体および前記１または複数のフィルムにより密封された空間内に気体または液体を流通させるために、前記筐体に設けられる流入口および流出口とを、さらに有して構成されることを特徴とする請求項１に記載の発光体モジュール。
【請求項１０】
前記筐体内を流通する気体または液体が着色されることを特徴とする請求項９に記載の発光体モジュール。
【請求項１】
基板と、該基板上に設置される１または複数の発光体と、前記基板上に設置されて前記１または複数の発光体の発光状態を制御する制御回路と、少なくとも前記基板、前記１または複数の発光体および前記制御回路を覆う樹脂とを有して構成されることを特徴とする発光体モジュール。
【請求項２】
前記１または複数の発光体の発光部に対向する前記樹脂の表面部に、凸状または凹状の１または複数の光拡散部が形成されることを特徴とする請求項１に記載の発光体モジュール。
【請求項３】
前記１または複数の発光体の発光部に対向する前記樹脂の表面部に、複数の凸部および複数の凹部が形成されることを特徴とする請求項１に記載の発光体モジュール。
【請求項４】
前記１または複数の発光体の発光部と、それらの発光部に対向する前記樹脂の表面部との間に存在する樹脂材料の屈折率が、段階的または連続的に変化することを特徴とする請求項１に記載の発光体モジュール。
【請求項５】
前記１または複数の発光体の発光部と、それらの発光部に対向する前記樹脂の表面部との間に存在する樹脂材料の少なくとも一部が着色されることを特徴とする請求項１に記載の発光体モジュール。
【請求項６】
前記樹脂には、水酸化物の散乱材が混入されることを特徴とする請求項１に記載の発光体モジュール。
【請求項７】
前記基板、前記１または複数の発光体、あるいは前記制御回路に１または複数の放熱用部材が取り付けられ、該１または複数の放熱用部材が前記樹脂内から外方へ突出することを特徴とする請求項１に記載の発光体モジュール。
【請求項８】
前記樹脂に、該樹脂の表面部にそれぞれ１または複数の開口部を有する１または複数の孔部が形成されることを特徴とする請求項１に記載の発光体モジュール。
【請求項９】
前記１または複数の発光体の発光部に対向する前記樹脂の表面部の上側の空間を気密または水密に覆う筐体と、
該筐体内において前記１または複数の発光体の発光部に対向する前記樹脂の表面部の上側に設置され、前記発光体の前記発光部に対応する部位にそれぞれ開口部が形成される板状体と、
該板状体に形成された前記それぞれの開口部を覆うように設けられる１または複数のフィルムと、
前記筐体内において前記板状体および前記１または複数のフィルムにより密封された空間内に気体または液体を流通させるために、前記筐体に設けられる流入口および流出口とを、さらに有して構成されることを特徴とする請求項１に記載の発光体モジュール。
【請求項１０】
前記筐体内を流通する気体または液体が着色されることを特徴とする請求項９に記載の発光体モジュール。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００８−１４１１８９（Ｐ２００８−１４１１８９Ａ）
【公開日】平成２０年６月１９日（２００８．６．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２９０２４３（Ｐ２００７−２９０２４３）
【出願日】平成１９年１１月８日（２００７．１１．８）
【出願人】（５０４０４９７３０）株式会社光フィジクス研究所 (20)
【出願人】（５０１３０４６７４）有限会社アキュートエッグ (2)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年６月１９日（２００８．６．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１１月８日（２００７．１１．８）
【出願人】（５０４０４９７３０）株式会社光フィジクス研究所 (20)
【出願人】（５０１３０４６７４）有限会社アキュートエッグ (2)
【Ｆターム（参考）】
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