ＬＥＤヘッドおよび光源装置
【課題】発光ダイオードが発生する熱を軸流送風機によって冷却しても配置が制限されず、小型化が可能なＬＥＤヘッドおよび光源装置を提供する。
【解決手段】光源装置用ＬＥＤヘッドは、光を放射する発光ダイオードと、発光ダイオードを冷却する軸流送風機と、発光ダイオードが一方端部側に配置され、軸流送風機が他方端部側に配置される略角筒状の筐体と、を備え、筐体は、軸流送風機が送風する気体が通過する開口部を備え、電気ケーブルが、発光ダイオードおよび軸流送風機を個別に駆動する電気信号を送受し、軸流送風機の略中心部から筐体の外側に向けて略軸方向に引き出されるように設けられる。軸流送風機の送風側のモーター直後の位置は、軸流送風機が送風する気体の通過量が少ない位置であり、この構成により、電気ケーブルを軸流送風機の送風を殆ど阻害することなく設けられ、電気ケーブルの引出位置の影響を受けることなく配置できる。
【解決手段】光源装置用ＬＥＤヘッドは、光を放射する発光ダイオードと、発光ダイオードを冷却する軸流送風機と、発光ダイオードが一方端部側に配置され、軸流送風機が他方端部側に配置される略角筒状の筐体と、を備え、筐体は、軸流送風機が送風する気体が通過する開口部を備え、電気ケーブルが、発光ダイオードおよび軸流送風機を個別に駆動する電気信号を送受し、軸流送風機の略中心部から筐体の外側に向けて略軸方向に引き出されるように設けられる。軸流送風機の送風側のモーター直後の位置は、軸流送風機が送風する気体の通過量が少ない位置であり、この構成により、電気ケーブルを軸流送風機の送風を殆ど阻害することなく設けられ、電気ケーブルの引出位置の影響を受けることなく配置できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオード、冷却ファン、発光ダイオードおよび冷却ファンが取り付けられる筐体を備えた光を照射するＬＥＤヘッドおよび光源装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体、液晶基板などの露光や検査に限らず、レンズや光学フィルタ等を接着する際や、注射針をハブへ固定する際に用いられる紫外線硬化樹脂を硬化させるために、光源装置を用いて被照射物に光を照射することが行われている。
【０００３】
この種の光源装置の光源として、従来、超高圧水銀ランプなどの放電ランプが使用されることが多かったが、近年、放電ランプに比べて消費電力が少ない、寿命が長い、素子自体の大きさが小さいなどの利点を有する発光ダイオードが使用されるように成って来た。
【０００４】
発光ダイオードを用いた光源装置として、例えば特許文献１や２に記載されているようなものがある。特許文献１には、発光ダイオードを搭載した光源装置が記載されており、特許文献２には、発光ダイオードの背面に配置した軸流送風機（電動ファン）によって発光ダイオードを冷却する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１７７６４８号公報
【特許文献２】特開２００５−２０９８６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載された光源装置は、冷却手段である軸流送風機を備えておらず、発光ダイオードを複数個搭載した際もしくは高出力化した際に、発光ダイオードから発生した熱を効率的に冷却することが困難であり、光源装置が大型化する問題があった。
一方、特許文献２に記載された光源装置は、軸流送風機を備えており、発光ダイオードから発生した熱を効率良く冷却することができ、光源装置を小型化することが可能であるが、発光ダイオードおよび軸流送風機を駆動する電気信号が、光源装置の筐体側面から引き出された電気ケーブルを介して送受されており、光源装置を機器の中に配置したり、複数個の光源装置を密接に配置した際、光源装置の配置・配列が電気ケーブルによって制限される問題があった。
【０００７】
本発明の目的は、上記の問題を考慮し、発光ダイオードが発生する熱を軸流送風機によって冷却しても配置が制限されず、小型化が可能なＬＥＤヘッドおよび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】
【０００８】
上記の課題を解決し、本発明の目的を達成するため、本発明の第１の側面に係る光源装置用ＬＥＤヘッドは、光を放射する発光ダイオードと、前記発光ダイオードを冷却する軸流送風機と、前記発光ダイオードが一方端部側に配置され、前記軸流送風機が他方端部側に配置される略角筒状の筐体と、を備え、前記筐体は、前記軸流送風機が送風する気体が通過する開口部を備え、電気ケーブルが、前記発光ダイオードおよび前記軸流送風機を個別に駆動する電気信号を送受し、前記軸流送風機の略中心部から前記筐体の外側に向けて略軸方向に引き出されるように設けられる。軸流送風機の送風側のモーター直後の位置は、軸流送風機が送風する気体の通過量が少ない位置であり、この構成により、電気ケーブルを軸流送風機の送風を殆ど阻害することなく設けられ、電気ケーブルの引出位置の影響を受けることなく配置できる。
【０００９】
また、本発明の第２の側面に係る光源装置用ＬＥＤヘッドの前記筐体は、前記軸流送風機の略中心部に筐体側コネクタが設けられ、前記電気ケーブルが、その一方端部に設けられるケーブル側コネクタと前記筐体側コネクタとが接続されて設けられる。この構成により、前記電気ケーブルの長さを、使用者の所望する任意の長さとすることができる。
【００１０】
さらにまた、本発明の第３の側面に係る光源装置用ＬＥＤヘッドの筐体は、その内部表面と外部表面のうち、少なくともいずれか一方に接するように、放熱器を更に備える。この構成により、発光時の発光ダイオードが発生する熱を放熱し易くなり、発光ダイオードを効率的に冷却することができる。
【００１１】
さらにまた、本発明の第４の側面に係る光源装置用ＬＥＤヘッドの筐体と放熱器が、一体で成形される。この構成により、発光時の発光ダイオードが発生する熱が放熱器に伝わり易くなる結果、発光時の発光ダイオードをさらに効率的に冷却することができる。
【００１２】
さらにまた、本発明の第５の側面に係る光源装置用ＬＥＤヘッドの筐体の内部表面および外部表面と、放熱器の表面とのうち、少なくとも一方はその全体または一部が黒色である。この構成により、筐体や放熱器の放射率が改善され、筐体や放熱器からの放熱性が高まる結果、発光時の発光ダイオードをさらに効率的に冷却することができる。
【００１３】
さらにまた、本発明の第６の側面に係る光源装置用ＬＥＤヘッドの筐体は、発光ダイオードと前記軸流送風機との内、少なくとも一方を制御する制御部品を備える。この構成により、光源装置用ＬＥＤヘッドに制御機能を持たせることができる。
【００１４】
さらにまた、本発明の第７の側面に係る光源装置用ＬＥＤヘッドの筐体内に備えられる制御部品は、温度センサ、回転センサ、光量センサ、ＤＣ−ＤＣコンバータ、発光ダイオード用ドライバ、軸流送風機用ドライバのうち、少なくともいずれか１つである。この構成により、発光ダイオードや軸流送風機などの動作状況に関する情報を得ることができ、得られた情報を内部の機器や外部の機器フィードバックすることによって、光源装置の稼働状態を制御できる。
【００１５】
さらにまた、本発明の第８の側面に係る光源装置用ＬＥＤヘッドに配置された発光ダイオードは、その発光時のジャンクション温度が、５０℃以上１００℃以下の温度範囲に制御される。この構成により、発光ダイオードの発光効率が高まり、照射光量を高くすることができる結果、作業時間が短くなり、製造コストを低くすることができる。また、発光ダイオードの寿命が長くなるため、ランニングコストを下げることもできる。
【００１６】
さらにまた、本発明の第９の側面に係る光源装置用ＬＥＤヘッドの筐体は、発光ダイオードの前面に光を制御する光学系をさらに備える。この構成により、発光ダイオードが放射した光の特性、形状、照射位置などを制御することができる。
【００１７】
さらにまた、本発明の第１０の側面に係る光源装置用ＬＥＤヘッドに備えられた光学系は、窓、光学フィルタ、レンズ、ミラー、ライトガイド、マスク、回折格子のうち、少なくとも１つである。この構成により、発光ダイオードに埃や汚れが付着することを防いだり、発光ダイオードが放射した光の波長特性を所望の特性としたりすることができる。また、発光ダイオードが放射した光を集光、反射、伝導ことにより所望の位置に光を照射することができる。さらにまた、発光ダイオードが放射した光の照射パターンを所望の形状に加工したり、発光ダイオードが放射した光を干渉させることもできる。
【００１８】
さらにまた、本発明の第１１の側面に係る光源装置用ＬＥＤヘッドの筐体は、前記一方端部側の端面に、光学系の位置決め部を備える。この構成により、光学系を光源装置の所定位置に精度良く取り付けることができる。
【００１９】
さらにまた、本発明の第１２の側面に係る光源装置用ＬＥＤヘッドの筐体の位置決め部は、少なくとも１つの凸部あるいは凹部で構成される。この構成により、光学系を簡便にまた所定の位置に精度良くまた簡便に取り付けることができる。
【００２０】
さらにまた、本発明の第１３の側面に係る光源装置用ＬＥＤヘッドに配置される発光ダイオードは、紫外線発光ダイオードである。この構成により、被照射物に紫外光を照射することができる。
【００２１】
さらにまた本発明の第１４の側面に係る光源装置は、光源装置用ＬＥＤヘッドと、発光ダイオードと軸流送風機に駆動信号を供給するＬＥＤコントローラを備える。この構成により、配置の自由度が高い光源装置用ＬＥＤヘッドを有する光源装置が実現される。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の光源装置によれば、発光ダイオード発光時に発生する熱は、軸流送風機によって効率的に冷却できる。そのため、光源装置を小型化することが可能である。また、発光ダイオード、軸流送風機を駆動する電気信号は、軸流送風機の中心部近傍から筐体の外側に向けて軸方向に設けられる電気ケーブルもしくはコネクタを介して送受される。そのため、光源装置は、電気ケーブルの影響を受けることなく、自由に配置することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、本発明の第１の実施の形態に係る光源装置の概略構成を示す図である。
【図２】図２は、本発明の第１の実施の形態に係るＬＥＤヘッドの正面から見た分解斜視図である。
【図３】図３は、本発明の第１の実施の形態に係るＬＥＤヘッドの正面図である。
【図４】図４は、本発明の第１の実施の形態に係るＬＥＤヘッドの背面図である。
【図５】図５は、本発明の第１の実施の形態に係るＬＥＤヘッドの右側面図である。
【図６】図６は、本発明の第１の実施の形態に係るＬＥＤヘッドの左側面図である。
【図７】図７は、本発明の第１の実施の形態に係るＬＥＤヘッドの平面図である。
【図８】図８は、本発明の第１の実施の形態に係るＬＥＤヘッドの底面図である。
【図９】図９は、本発明の第１の実施の形態に係る筐体蓋部の概略構成を示す図である。
【図１０】図１０は、本発明の第２の実施の形態に係るＬＥＤヘッドの概略構成を示す図である。
【図１１】図１１は、本発明の第３の実施の形態に係るＬＥＤヘッドの概略構成を示す図である。
【図１２】図１２は、本発明の第４の実施の形態に係るＬＥＤヘッドの概略構成を示す図である。
【図１３】〜
【図５３】図１３〜図５３は、本発明の第１の実施の形態に係る本体蓋部の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明のＬＥＤヘッドおよび光源装置の実施の形態例について、図１〜図５２を参照して説明する。なお、各図において共通の部材には、同一の符号を付している。また、本発明は、以下の形態に限定されるものではない。
また、説明は以下の順序で行う。
１．第１の実施形態
１）筐体
２）筐体本体部
３）筐体蓋部
４）電気ケーブル
５）発光ダイオード
６）軸流送風機
７）放熱器
８）制御部品
９）窓部
１０）位置決め部
１１）発光時のジャンクション温度
２．第２の実施形態
３．第３の実施形態
４．第４の実施形態
５．第１の実施形態の蓋部の変形例
１）スポーク部の形状
２）スポーク部と電気ケーブル引出部との接続位置
３）スポーク部の向き
４）スポーク部の稜線の形状
５）スポーク部の本数
６）筐体蓋部フレームの開口部の形状と位置
７）電気ケーブル引出部の形状と位置
８）仕切り
９）開口部の面取り加工
【００２５】
［第１の実施形態］
以下、図面を参照しながら、本発明の第１の実施形態に係る光源装置用ＬＥＤヘッドおよび光源装置用ＬＥＤヘッドを搭載した光源装置について説明する。
【００２６】
本発明の第１の実施形態に係る光源装置の概略構成を図１に示す。本実施例の光源装置１は、光源装置用ＬＥＤヘッドとして、ＬＥＤヘッド１０と、ＬＥＤコントローラとして、ＬＥＤコントローラ３０とによって構成される。光源装置１は、ＬＥＤヘッド１０から出射される光を被照射物に照射する装置である。
【００２７】
ＬＥＤヘッド１０は、ＬＥＤコントローラ３０に着脱可能に接続されており、筐体本体部１１ａおよび筐体蓋部１１ｂよって構成される略角筒状の筐体１１の一方端面部１１ｃ側に発光ダイオード１２を、筐体１１内に軸流送風機１３を、筐体１１の他方端面部１１ｄ側に開口部１４を、備え、他方端面部から電気ケーブル１５が引き出されている。
【００２８】
また、筐体１１内には、放熱器１６を備えている。さらにまた、筐体１１内には、温度センサ１７、軸流送風機回転センサ１８を備えている。
【００２９】
筐体１１の一方端面部１１ｃは、窓部２０を備えている。また、一方端面部１１ｃには、窓部２０の位置決め用凸部１１ｅが２カ所設けられている。
【００３０】
ＬＥＤコントローラ３０は、発光ダイオード１２および軸流送風機１３に電源を供給する電源回路３１と、発光ダイオード１２および軸流送風機１３の動作を制御する制御回路３２と、発光ダイオード１２および軸流送風機１３を駆動する駆動回路３３とを有する。
制御回路３２は、筐体１１内に設けられた温度センサ１７および軸流送風機回転センサ１８の信号を受信し、駆動回路３３に制御信号を出力する。駆動回路３３は、制御回路３２が出力する制御信号を受信し、発光ダイオード１２の輝度やオン・オフを調整する発光ダイオード駆動信号を発光ダイオード１２に出力し、軸流送風機１３の回転数やオン・オフを調整する軸流送風機駆動信号を軸流送風機１３に出力する。
【００３１】
ＬＥＤコントローラ３０の電源が入れられ、駆動回路３２から発光ダイオード１２に発光ダイオード駆動信号が供給されると、発光ダイオード１２は供給された信号の電流に応じた光量の光を放射する。また、駆動回路３２から軸流送風機１３に軸流送風機駆動信号が供給されると、軸流送風機１３は供給された信号の電圧に応じた回転数でファンを回転する。
【００３２】
発光ダイオード１２から放射した光は、窓部２０のガラスを透過して、被照射物に照射される。被照射物に照射される照射光量は、使用者がＬＥＤコントローラ３０上の操作パネル（不図示）を操作することによって、変更可能に構成されている。使用者がＬＥＤコントローラ３０上の操作パネルを操作すると、制御回路３２の発光ダイオードの輝度設定値が変更され、駆動回路３３は、この輝度設定値に応じて発光ダイオード１２に供給する発光ダイオード駆動信号の電流を変更する。
【００３３】
制御回路３２が、温度センサ１７や軸流送風機回転センサ１８を介して、発光ダイオード１２の異常な発熱、軸流送風機１３の回転不良などの異常な状態を検知した場合、制御回路３２は駆動回路３３に停止信号を出力し、駆動回路３３は発光ダイオード１２および軸流送風機の駆動信号の供給を停止する。
【００３４】
次に、本実施形態のＬＥＤヘッド１０について、図２〜図８を参照しながら詳述する。本実施形態のＬＥＤヘッドを正面から見た分解斜視図を図２に、正面図を図３に、背面図を図４に、右側面図を図５に、左側面図を図６に、平面図を図７に、底面図を図８に示す。図２では、筐体内部の電気ケーブルの配線およびネジ類は、便宜上、省略している。
なお、図２〜図８において、図１と共通する構成には同一の符号を付している。
【００３５】
１）筐体
筐体１１は、筐体本体部１１ａと筐体蓋部１１ｂから構成されている。筐体１１の筐体の内部表面および外部表面のうち、少なくとも一方はその全体または一部が黒色であることが好ましい。表面の色を黒色とすることによって、筐体１１の放熱効率が向上し、発光時の発光ダイオード１２が発生する熱が、外気に放熱され易くなる結果、発光ダイオード１２を効率的に冷却することができるようになる。
ここで、筐体本体部１１ａと筐体蓋部１１ｂの構成をそれぞれ説明する。
【００３６】
２）筐体本体部
筐体本体部１１ａは、片方の端部が閉じた略角状の閉管構造をしており、筒状内部には、放熱器１６、温度センサ１７、軸流送風機回転センサ１８、軸流送風機１３が収納される。
閉管構造をした筐体本体部１１ａの閉じた面（一方端部側端面部１１ｃと同一）には、発光ダイオード１２が収納される凹み１１ｆが設けられており、基板２１に取り付けられた発光ダイオード１２が、凹み１１ｆに固定される。一方端面部１１ｃには、窓部２０を筐体１１に固定する際の位置決めに使用される位置決め凸部１１ｅが２カ所に設けられている。
また、筐体本体部１１ａの側面には、発光ダイオード１２を冷却するための外気の吸気口１１ｇが２カ所、ＬＥＤヘッド１０を外部の治具（不図示）などに取り付けるための固定ネジ穴１１ｈが２カ所、設けられている。
【００３７】
３）筐体蓋部
筐体蓋部１１ｂを図９に示す。図９（ａ）が筐体蓋部１１ｂの正面図、図９（ｂ）が背面図、図９（ｃ）が左側面図、図９（ｄ）が右側面図、図９（ｅ）が平面図、図９（ｆ）が底面図、図９（ｇ）が正面から見た斜視図、図９（ｈ）がＡ−Ａ’線断面図である。
【００３８】
筐体蓋部１１ｂは、概中心部に略円状の開口１１ｋを有する筐体蓋部フレーム１１ｍと、略円筒状の電気ケーブル引出部２３と、スポーク部２４とから構成されている。
筐体蓋部フレーム１１ｍとスポーク部２４は、一方接続部２４ａで接続し、一体化している。また、電気ケーブル引出部２３とスポーク部２４は、他方接続部２４ｂで接続し、一体化している。なお、図９（ａ）、（ｂ）では、一方接続部２４ａの位置を明確にするため、暫定的に、一方接続部２４ａを破線を用いて表している。
【００３９】
筐体蓋部フレーム１１ｍの開口１１ｋと、電気ケーブル引出部２３と、スポーク部２４で囲まれた空間が、開口部１４である。開口部１４は、軸流送風機１３が送風する気体の出口に相当し、その出口の最外部の面が開口面１４ａである。
開口面１４ａの形状は、筐体蓋部フレーム１１ｍの開口１１ｋの形状とスポーク部２４の稜線２４ｃの形状と電気ケーブル引出部２３の側面２３ａの形状とで決まる。
【００４０】
電気ケーブル引出部２３は、長手方向の中心軸が、軸流送風機１３が筐体蓋部１１ｂに配置された場合に、軸流送風機１３のモーターの回転軸を筐体外部方向に延長した軸（以下、”延長軸”と略記する）と略一致するように、筐体１１の外側に向けて配置されている。
【００４１】
４）電気ケーブル
電気ケーブル１５は、電気ケーブル引出部２３内において、電気ケーブル１５の長手方向の中心軸が延長軸と略一致するように、電気ケーブル引出部２３から引き出されている。
軸流送風機１３の送風側のモーター背面は、軸流送風機１３が送風する気体が殆ど通過することなく、この部分から電気ケーブル１５を引き出しても、軸流送風機１３の送風の障害とならず、発光時の発光ダイオード１２の冷却を阻害することがない。
電気ケーブル１５には、ＬＥＤコントローラ３０と接続するためのコネクタ２２が設けられており、発光ダイオード１２と軸流送風機１３を駆動する電気信号や、温度センサ１７と軸流送風回転センサ１８が検出した電気信号が、ＬＥＤヘッド１０とＬＥＤコントローラ３０との間で、電気ケーブル１５およびコネクタ２２を介して送受される。
電気ケーブル１５は、電気ケーブル固定ネジ穴２３ｂに螺合する電気ケーブル固定ネジ２５により、筐体１１に固定される。
【００４２】
スポーク部２４の筐体内面部には、筐体蓋部１１ｂと電気ケーブル引出部２３を結ぶように、筐体内面に開く凹溝２４ｆが設けられている。電気ケーブル１５の芯線は、スポーク部２４に設けられた凹溝２４ｆを通り、発光ダイオード１２、軸流送風機１３、温度センサ１７、軸流送風機回転センサ１８に各々接続されている。
【００４３】
５）発光ダイオード
本発明における「発光ダイオード」は、順方向に電圧を加えた際に発光する半導体素子、すなわち発光素子（本明細書においては、ＬＥＤダイという）を内包した光源であり、ＬＥＤ（エルイーディー：Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）とも呼ばれる。この発光ダイオードは、内包するＬＥＤダイのｐｎ接合部の禁制帯幅（バンドギャップ）の相違により紫外線、可視光、赤外線の波長を放射するものが存在し、本発明は、これら多様な波長の発光ダイオードに、何れも適用可能な技術思想である。
【００４４】
「発光ダイオード」は、１つのパッケージに、１つのＬＥＤダイを内包するもの、２つ以上のＬＥＤダイを内包して高強度化を図るもの、さらに基板上にＬＥＤダイを直接マウントして、このＬＥＤダイに封止体を設けてパッケージを兼ねて小型化を図るもの、この基板上に２つ以上のＬＥＤダイをマウントし同様に封止体を設けたり、ＬＥＤダイから効率的に光を取り出す光学デバイスとしての機構も兼ね備えたりして小型にして高強度化を図るもの、その他冷却機構を付加する等様々な形態のものが開発されており、本発明は、これらの多様な形態の発光ダイオードに適用可能である。
【００４５】
６）軸流送風機
軸流送風機１３は、軸流ファン、軸流ブロワとも呼ばれ、軸方向から気体を吸い込み、軸方向に気体を送風する送風機である。本発明では、固定翼式の軸流送風機を使用したが、翼は、可変翼であっても良い。
【００４６】
７）放熱器
放熱器１６は、ヒートシンクとも呼ばれる。本発明の放熱器１６は、アルミニウム製であり、放熱フィン１６ａの形状は板状であるが、放熱器の材質は、銅、グラファイト、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、銅モリブデン合金、アルミニウム・炭化ケイ素複合材であっても良く、放熱フィンの形状は、棒状、蛇腹状、ハニカム状であっても良い。
放熱器１６の表面の全体または一部が黒色であることが好ましい。表面の色を黒色とすることによって、放熱器１６の放熱効率が向上し、発光時の発光ダイオード１２が発生する熱が、外気に放熱され易くなる結果、発光ダイオード１２を効率的に冷却することができるようになる。
また、放熱フィン１６ａの一部には、温度センサ１７を固定する、温度センサ固定ネジ穴１６ｂが設けられている。
【００４７】
８）制御部品
本発明のＬＥＤヘッド１０は、発光ダイオード１２、軸流送風機１３の動作を制御する制御部品である温度センサ１７と軸流送風機回転センサ１８とを筐体内部に備えている。温度センサ１７、軸流送風機回転センサ１８は、電気ケーブル１５およびコネクタ２２を介して、ＬＥＤコントローラ３０に接続されている
【００４８】
温度センサ１７は、温度センサ固定ネジ穴１６ｂに螺合する不図示のネジにより放熱器１６に取り付けられており、放熱器１６を介して発光ダイオード１２の温度を検出している。温度センサ１７が検出した発光ダイオード１２の温度情報は、軸流送風機１３の回転数制御、発光ダイオード１２の寿命管理に使用される。また、温度センサ１７が、発光ダイオード１２の異常な発熱を検出した場合、ＬＥＤコントローラ３０は、発光ダイオード１２への発光ダイオード駆動信号の供給を停止する。
【００４９】
軸流送風機回転センサ１８は、軸流送風機１３に取り付けられており、軸流送風機１３のファンの回転数を検出している。軸流送風機回転センサ１８が検出した軸流送風機１３のファンの回転数の情報は、ＬＥＤコントローラ３０に伝えられ、軸流送風機１３の回転数の制御に使用される。また、軸流送風機回転センサ１８が、軸流送風機１３の回転異常（停止、低速回転など）を検出した場合、ＬＥＤコントローラ３０は、発光ダイオード１２への発光ダイオード駆動信号の供給を停止する。
【００５０】
温度センサ１７、流送風機回転センサ１８を、ＬＥＤヘッド１０の筐体１１に内蔵させることで、ＬＥＤヘッドが放射する光の強度の変動を抑制し、また安全に使用することができ、信頼性を高めることが可能と成る。
【００５１】
本実施例では、温度センサ１７、軸流送風機回転センサ１８を内蔵させたが、ＤＣ−ＤＣコンバータを内蔵させても良い。ＤＣ−ＤＣコンバータを内蔵させると、筐体１１内で発光ダイオード１２や軸流送風機１３を駆動する電源の電圧を変換することができ、電源の電圧を一元化できる。この結果、電気ケーブル１５の芯線の本数を減らせ、電気ケーブル１５の太さを細くすることができるため、ＬＥＤヘッド１０の配置の自由度を高めることができる。
また、発光ダイオード・ドライバ、軸流送風機ドライバなどを内蔵させても良い。これらを内蔵させることによって、ＬＥＤヘッドの機能性を高めることができる。
【００５２】
９）窓部
窓部２０は、フレーム、ガラス基板、ガラス押さえで構成されており、筐体１１の一方端部側端面に配置された発光ダイオード１２の前面に、ネジを用いて固定される。
【００５３】
発光ダイオード１２の前面に窓部２０を備えることにより、発光ダイオード１２に埃や汚れが付着するのを防ぐことができ、埃や汚れの付着に伴う照射光量の低下を抑制することが可能である。
【００５４】
なお、本実施例では、ガラス基板として、石英ガラスを使用したが、発光ダイオード１２が放射する光の吸収が少ない多成分ガラス（例えば、パイレックス（登録商標）や、ソーダ・ライム・シリケート・ガラスなど）や透明アルミナなどのセラミックス、有機樹脂などを使用しても良い。
【００５５】
１０）位置決め部
本実施例では、筐体１１の一方端面部側端面に、窓部２０の固定位置を決めるための位置決め凸部１１ｅが２カ所設けられており、窓部２０の筐体１１側には、２カ所の位置決め凸部１１ｅと嵌合するように、位置決め凹部が２カ所設けられている。
筐体１１の位置決め凸部１１ｅと窓部２０の位置決め凹部が嵌合することによって、窓部２０の筐体１１の一方端面部側端面に対する固定位置が決定する。
【００５６】
本実施例では、筐体側の位置決め部を２カ所の円盤状凸部（位置決め凸部１１ｅ）、窓部２０の位置決め部を円形の穴状凹部としたが、筐体１１に設けた位置決め部と、窓部に設けた位置決め部が嵌合する形状であれば、その形状および個数は不問である。
【００５７】
１１）発光時のジャンクション温度
本実施例では、発光時の発光ダイオードのジャンクション温度が５０℃以上１２０℃以下、好ましくは１１０℃以下、更に好ましくは１００℃以下の温度となるように、発光ダイオード１２の駆動信号の電流値と軸流送風機１３の回転数とが制御されている。
このジャンクション温度は、発光ダイオード１２が内包するＬＥＤダイ１２ａのｐｎ接合温度を意味しており、本発明では、熱抵抗測定器ＡＴ−２０５（福興システム株式会社製）を用いて測定した。
ジャンクション温度が１３０℃を超えると、発光ダイオードの放射効率が著しく低下し、また発光ダイオードの寿命が著しく短く成ることから１２０℃以下が好ましい。
【００５８】
このように、本発明の第１の実施形態の構成によれば、従来のＬＥＤヘッドと比較して、筐体の大きさを著しく小型化することが可能であり、配置の自由度が高い、ＬＥＤヘッドが実現される。
【００５９】
以上が、本発明の第１の実施形態の説明であるが、本発明は上記の構成の限定されるものではなく、発明の技術的思想の範囲内において様々な変形が可能である。
【００６０】
［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態について、図１０を参照しながら説明する。
図１０（ａ）は、ＬＥＤヘッド１００の正面斜視図である。また図１０（ｂ）は、ＬＥＤヘッド１００を構成する筐体本体部１１０ａの正面図であり、図１０（ｃ）は、筐体本体部１１０ａのＡ−Ａ’線断面図である。
【００６１】
第２の実施形態のＬＥＤヘッド１００は、筐体と放熱器が一体化している点で、第１の実施形態に係るＬＥＤヘッド１０と異なる。なお、第２の実施形態においても、ＬＥＤヘッド１００には、発光ダイオード１２、軸流送風機（不図示）、温度センサ（不図示）、軸流送風機回転センサ（不図示）、電気ケーブル１５、コネクタ２２が備えられ、発光ダイオード１２、軸流送風機１３を駆動する電気信号および温度センサ１７、軸流送風機回転センサ１８から出力される電気信号は、電気ケーブル１５とコネクタ２２を介して、ＬＥＤヘッド１００とＬＥＤコントローラ（不図示）の間で送受される。
【００６２】
図１０に示すように、第２の実施形態の筐体本体部１１０ａは、第１の実施形態のＬＥＤヘッド１０の筐体本体部１１ａと放熱器１６に該当する部分が一体に形成された構造をしており、筐体本体部１１０ａの内部に、放熱フィン１６０ａが直接配置されている。
【００６３】
第２の実施形態に係るＬＥＤヘッド１００では、第１の実施形態に係る筐体本体部１１ａと放熱器１６を一体に構成したことにより、発光時の発光ダイオード１２が発生する熱が、放熱フィン１６０ａに伝導し易くなり、発光ダイオードの冷却効率が大幅に向上する。
【００６４】
なお、第２の実施形態のＬＥＤヘッド１００においては、放熱フィン１６０ａは、形状を板状とし、筐体本体部１１０ａ内部の発光ダイオード１２の背後に当たる表面部分に配置したが、この構成に限定されるものではなく、放熱フィンの形状は、棒状、蛇腹状、ハニカム状であっても良く、配置される位置は筐体本体部１１０ａ内部の表面のいずれの部分に配置しても良い。
【００６５】
［第３の実施形態］
本発明の第３の実施形態について、図１１を参照しながら説明する。
図１１（ａ）は、ＬＥＤヘッド１０１の正面斜視図であり、図１０（ｂ）は、背面斜視図であり、図１０（ｃ）は右側面図である。
【００６６】
第３の実施形態のＬＥＤヘッド１０１は、筐体と放熱器が一体化している点で、第２の実施形態に係るＬＥＤヘッド１００と類似しているが、放熱フィン１６１ａが筐体本体部１１１ａの外表面に配置されている点および電気ケーブルの代わりにレセプタクル２６が配置されている点が異なる。
【００６７】
レセプタクル２６は、長手方向の中心軸が、軸流送風機１３が筐体蓋部１１１ｂに配置された場合に、軸流送風機１３のモーターの回転軸の延長軸と略一致するように、筐体１０１の外側に向けて配置されている。
【００６８】
なお、第３の実施形態においても、ＬＥＤヘッド１０１には、発光ダイオード１２、軸流送風機１３、温度センサ（不図示）、軸流送風機回転センサ（不図示）が備えられている。
発光ダイオード１２、軸流送風機１３を駆動する電気信号および温度センサ、軸流送風機回転センサから出力される電気信号は、不図示の両端にコネクタを有する電気ケーブルを介して、ＬＥＤヘッド１０１とＬＥＤコントローラ（不図示）との間で送受される。
【００６９】
第２の実施形態のＬＥＤヘッド１００は、放熱フィン１６０ａは筐体本体部１１０ａの内表面に配置されていたのに対し、第３の実施形態のＬＥＤヘッド１０１は、図１１で示すように、放熱フィン１６１ａは、筐体本体部１１１ａの外表面に直接配置され、筐体本体部１１１ａと放熱フィン１６１ａが一体化した構造をしている。
【００７０】
第３の実施形態に係るＬＥＤヘッド１０１では、放熱フィンを筐体本体部の外側面に、一体に構成したことにより、発光時の発光ダイオード１２が発生する熱が、放熱フィン１６１ａに伝導し易くなり、第２の実施形態と同様、発光ダイオードの冷却効率が大幅に向上する。
第１の実施形態のＬＥＤヘッド１０や第２の実施形態のＬＥＤヘッド１００のように、電気ケーブルがＬＥＤヘッドから直接引き出されておらず、筐体蓋部１１１ｂに配置されたレセプタクル（コネクタ）とＬＥＤコントローラとの間を、両端にコネクタを有する電気ケーブルで接続するため、任意の長さの電気ケーブルを使用することができる。
【００７１】
なお、第３の実施形態のＬＥＤヘッド１０１においては、放熱フィン１６１ａは、形状を板状とし、筐体本体部１１１ａの外側面に配置したが、この構成限定されるものではなく、放熱フィンの形状は、棒状、蛇腹状、ハニカム状であっても良く、配置される位置は筐体本体部１１１ａの外表面の全面であっても良く、一部であっても良い。
第３の実施形態では、放熱フィンは、筐体本体部１１１ａの外表面に配置したが、筐体本体部の外表面と内表面の両面に配置しても良い。
【００７２】
［第４の実施形態］
本発明の第４の実施形態について、図１２を参照しながら説明する。
図１２は、ＬＥＤヘッド１０２の正面斜視図である。
第４の実施形態のＬＥＤヘッド１０２は、窓部の代わりに第１光学レンズ４０ａおよび第２光学レンズ４０ｂから構成される光学ユニット４０を備えている点で、第１の実施形態に係るＬＥＤヘッド１０と異なる。なお、第４の実施形態においても、ＬＥＤヘッド１０２には、発光ダイオード１２、軸流送風機（不図示）、放熱器１６、温度センサ（不図示）、軸流送風機回転センサ（不図示）、電気ケーブル１５、コネクタ２２が備えられ、発光ダイオード１２、軸流送風機を駆動する電気信号および温度センサ、軸流送風機回転センサから出力される電気信号は、電気ケーブル１５とコネクタ２２を介して、ＬＥＤヘッド１０２とＬＥＤコントローラ（不図示）との間で送受されることに成る。
【００７３】
図１２に示すように、第４の実施形態のＬＥＤヘッド１０２は、第１の実施形態のＬＥＤヘッド１０では、窓部２０が、筐体１１の一方端部側の発光ダイオード１２の前面に備えられていたのに対し、光学レンズ２枚（４０ａ、４０ｂ）から構成される光学ユニット４０が備えられている。
なお、本実施例では、光学レンズの材料として、石英ガラスを使用したが、発光ダイオード１２が放射する光の吸収が少ない多成分ガラス（例えば、パイレックス（登録商標）や、ソーダ・ライム・シリケート・ガラスなど）、透明アルミナなどのセラミックスや有機樹脂などを使用しても良い。
【００７４】
第４の実施形態に係るＬＥＤヘッド１０２では、第１の実施形態の窓部２０の代わりに光学ユニット４０を備えたことにより、発光ダイオード１２の放射する光を被照射物に集光することができ、単位面積あたりの照射強度が第１の実施形態に比べ、大幅に向上する。
【００７５】
なお、第４の実施形態では、筐体１０２の一方端部側の発光ダイオードの前面に、レンズ２枚から成る光学ユニットを備えたが、この構成限定されるものではなく、レンズ２枚から成る光学ユニットの代わりに、光学フィルタ、レンズ、ミラー、ライトガイド、マスク、回折格子の内少なくとも１つから成る光学系を備えても良い。光学系を備えることにより、発光ダイオード１２が放射する光を制御することが可能と成る。
【００７６】
［第１の実施形態の蓋部の変形例］
第１の実施形態の蓋部の変形例について、図９および図１３から１７を参照しながら説明する。
複数のＬＥＤヘッドを使用した場合、いずれのＬＥＤヘッドの外観も同一であることから、個々のＬＥＤヘッドを識別することは困難であるが、各ＬＥＤヘッドの開口面の形状を変えることにより、複数のＬＥＤヘッドを、外観から容易に識別することができるようになる。また、開口面・開口部の形状を変えることにより、軸流送風機の送風を制御することも可能となる。
【００７７】
前述したように開口面１４ａの形状は、筐体蓋部フレーム１１ｍの開口１１ｋの形状とスポーク部２４の稜線２４ｃの形状と電気ケーブル引出部２３の側面２３ａの形状とで決まる。
【００７８】
以下に、開口部、開口面を構成するスポーク部、筐体蓋部フレームの開口、電気ケーブル引出部について説明する。
【００７９】
１）スポーク部の形状
１つのスポーク部の形状の変形例を図１３に示す。図１３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）が筐体蓋部を正面から見た斜視図、図１３（ａ’）、（ｂ’）、（ｃ’）が正面図である。図１３（ａ’’）、（ｂ’’）、（ｃ’’）は、各々Ａ−Ａ’線断面図、Ｂ−Ｂ’線断面図、Ｃ−Ｃ’線断面図である。図１３（ａ’’’）、（ｂ’’’）、（ｃ’’’）は、開口面を実線で表し、それ以外の部分を破線で表した正面図である。なお、図１３以降の図では、図１３と同様、図番を表す（）内のアルファベットの右肩に添え字のない図が正面から見た斜視図、添え字としてプライム（’）が付けられた図が正面図、ダブルプライム（’’）が付けられた図が断面図、トリプルプライム（’’’）が付けられた図が開口面を実線で表し、それ以外の部分を破線で表した正面図を意味している。
【００８０】
図１３（ａ）〜（ａ’’’）は、スポーク部の幅が筐体蓋部フレームとの接続部から電気ケーブル引出部との接続部に向かって直線的に狭まる、スポーク部の表面の形状が逆台形状の変形例を示している。
図１３（ｂ）〜（ｂ’’’）は、スポーク部の幅が筐体蓋部フレームとの接続部から電気ケーブル引出部との接続部に向かって一定のままである、スポーク部の表面の形状が長方形状の変形例を示している。
図１３（ｃ）〜（ｃ’’’）は、スポーク部の幅が筐体蓋部フレームとの接続部から電気ケーブル引出部との接続部に向かって直線的に広がる、スポーク部の表面の形状が台形状の変形例を示している。
スポーク部の表面の形状を変更することによって、筐体蓋部の開口部の形状に特徴を持たせることができ、ＬＥＤヘッドの識別性を向上させることが可能となる。
【００８１】
１つのスポーク部の表面の形状が、長方形状の変形例を図１４、１５に示す。スポーク部の幅は、図１４（ａ）〜（ａ’’’）、（ｂ）〜（ｂ’’’）で示すように、電気ケーブル引出部の直径未満でも良く、図１５（ａ）〜（ａ’’’）で示すように電気ケーブル引出部の直径と同じでも良く、図１５（ｂ）〜（ｂ’’’）で示すように電気ケーブル引出部の直径を超えていても良い。
スポーク部の表面の形状が長方形状のスポーク部の幅を変更することによって、筐体蓋部の開口部の形状に特徴を持たせることができ、ＬＥＤヘッドの識別性を向上させることが可能となる。
【００８２】
１つのスポーク部の表面の形状が逆台形状であり、スポーク部の稜線の延長線の交点が電気ケーブル引出部の中心軸と略一致する変形例を図１６、１７、一致しない変形例を図１８，１９に示す。
スポーク部の稜線のなす角θは、鋭角（θ＜９０°、例えば図１６（ａ）〜（ａ’’’））であっても良く、鈍角（９０°＜θ＜１８０°、例えば図１６（ｂ）〜（ｂ’’’））であっても良く、平角（θ＝１８０°、例えば、図１７（ａ）〜（ａ’’’）、優角（１８０°＜θ＜３６０°、例えば、図１７（ｂ）〜（ｂ’’’））であっても良い。図には示していないが、スポーク部の稜線のなす角θが直角（θ＝９０°）であっても良い。
【００８３】
スポーク部の稜線の延長線の交点が、電気ケーブル引出部の中心軸よりもスポーク部側（内側）に位置しても良いし（例えば、図１８（ａ）〜（ａ’’’））、スポーク部と逆側（外側）に位置しても良い（例えば、図１８（ｂ）〜（ｂ’’’）、図１９（ａ）〜（ｃａ’’’）、（ｂ）〜（ｂ’’’））。
スポーク部の稜線は、電気ケーブル引出部の外周の接線と一致しても良いし（例えば、図１９（ａ）〜（ａ’’’））、その接線の内側に位置しても良いし（例えば、図１６（ａ）〜（ａ’’’）、（ｂ）〜（ｂ’’’）、図１７（ａ）〜（ａ’’’）、（ｂ）〜（ｂ’’’）、図１８（ａ）〜（ａ’’’）、（ｂ）〜（ｂ’’’））、その接線の外側に位置しても良い（例えば、図１８（ｂ）〜（ｂ’’’））。
【００８４】
表面の形状が逆台形状のスポーク部の稜線の延長線の交点の位置と、その延長線のなす角の角度と、スポーク部の稜線が電気ケーブル引出部の外周と接する位置を適宜変更することによって、筐体蓋部の開口部の形状に特徴を持たせることができ、ＬＥＤヘッドの識別性を向上させることが可能となる。
【００８５】
１つのスポーク部の表面の形状が台形状である変形例を図２０に示す。スポーク部の稜線は、電気ケーブル引出部の外周の接線と一致しても良いし（例えば、図２０（ｂ）〜（ｂ’’’））、その接線の内側に位置しても良いし（例えば、図２０（ａ）〜（ａ’’’））、その接線の外側に位置しても良い（例えば、図２０（ｃ）〜（ｃ’’’））。
【００８６】
表面の形状が台形状のスポーク部の稜線の延長線が、電気ケーブル引出部の外周と接する位置を適宜変更することによって、筐体蓋部の開口部の形状に特徴を持たせることができ、ＬＥＤヘッドの識別性を向上させることが可能となる。
【００８７】
スポーク部の稜線が曲線の場合を図２１、２２に示す。
スポーク部の曲線状の稜線は、スポーク部から見て凹状（例えば、図２１（ａ）〜（ａ’’’））であっても良く、凸状（（例えば、図２１（ｂ）〜（ｂ’’’）、図２２（ａ）〜（ａ’’’）、（ｂ）〜（ｂ’’’））であっても良い。また、曲線状の稜線２本と筐体蓋部フレームとの接点の間の距離と、曲線状曲線状の稜線２本と電気ケーブル引出部との接点との間の距離は、前者と後者が等しくても良く（例えば、図２１（ａ）〜（ａ’’’）、（ｂ）〜（ｂ’’’））、前者に比べて後者が長くても良く（例えば、図２１（ａ）〜（ａ’’’））、前者に比べて後者が短くても良い（例えば、図２１（ｂ）〜（ｂ’’’））。
【００８８】
スポーク部の稜線を直線から曲線に変更することによって、筐体蓋部の開口部の形状に特徴を持たせることができ、ＬＥＤヘッドの識別性を向上させることが可能となる。
【００８９】
２）スポーク部と電気ケーブル引出部との接続位置
図１３〜２２では、スポーク部の表面の中心線と、電気ケーブル引出部の中心軸から筐体蓋部のフレームの辺に対して引いた垂線とが、略一致するようにスポーク部と電気ケーブル引出部を接続する変形例を示したが、図２３、２４に一致しない変形例を示す。
【００９０】
スポーク部の表面の中心線が前記垂線の左側に位置しても良く（例えば、図２３（ａ）〜（ａ’’’）、（ｂ）〜（ｂ’’’））、右側に位置しても良い（例えば、図２４（ａ）〜（ａ’’’）、（ｂ）〜（ｂ’’’））。また、２本あるスポーク部の稜線の内１本は、電気ケーブル引出部の外周の接線と一致しても良いし（例えば、図２３（ａ）〜（ａ’’’）、図２４（ｂ）〜（ｂ’’’））、２本の稜線ともその接線の内側に位置しても良い（例えば、図２３（ｂ）〜（ｂ’’’）、図２４（ａ）〜（ａ’’’））。
【００９１】
スポーク部と電気ケーブル引出部の接続位置を変更することによって、筐体蓋部の開口部の形状に特徴を持たせることができ、ＬＥＤヘッドの識別性を向上させることが可能となる。
【００９２】
３）スポーク部の向き
図１３〜２４では、スポーク部の表面の中心軸が筐体蓋部フレームの上辺に対する垂線となる変形例を示したが、図２５、２６にスポーク部の表面の中心軸が筐体蓋部フレームの上辺に対する垂線とならない変形例を示す。
スポーク部の表面の中心線は、筐体蓋部フレームの下辺に対する垂線であっても良く（例えば、図２５（ａ）〜（ａ’’’））、左辺に対する垂線であっても良く（例えば、図２５（ｂ）〜（ｂ’’’））、右辺に対する垂線であっても良い（例えば、図２５（ｃ）〜（ｃ’’’））。また、スポーク部の表面の中心軸は、筐体蓋部フレームの角に向かっていても良く（例えば、図２６（ａ）〜（ａ’’’））、スポーク部の表面の中心軸と筐体蓋部フレームの各辺のなす角の角度が任意の角度であっても良い（例えば、図２６（ｂ）〜（ｂ’’’）、（ｃ）〜（ｃ’’’））。
【００９３】
スポーク部と筐体蓋部フレームとの接続位置を変更することによって、筐体蓋部の開口部の形状に特徴を持たせることができ、ＬＥＤヘッドの識別性を向上させることが可能となる。
【００９４】
４）スポーク部の稜線の形状
図１３〜２６では、２本のスポーク部の稜線が、同種の線を組み合わせた場合（直線と直線、曲線と曲線）であり、スポーク部の表面形状がスポーク部の表面の中心軸に対して線対称の変形例を示したが、図２７、２８に、非線対称の変形例を示す。
２本の稜線が直線であっても良く（例えば、図２７（ａ）〜（ａ’’’）、（ｂ）〜（ｂ’’’））、曲線であっても良い（例えば、図２８（ａ）〜（ａ’’’））。また、スポーク部の２本の稜線は、直線と曲線の組み合わせであっても良い（図２８（ｂ）〜（ｂ’’’））。
【００９５】
スポーク部の表面形状の対称性を変更することによって、筐体蓋部の開口部の形状に特徴を持たせることができ、ＬＥＤヘッドの識別性を向上させることが可能となる。
【００９６】
図１３〜２８では、スポーク部の各稜線が、１本の直線あるいは１本の曲線である変形例を示したが、図２９〜３２に、スポーク部の稜線の１本あるいは２本が、複数の直線、複数の曲線、あるいは複数の直線と曲線で構成された変形例を示す。
【００９７】
スポーク部の稜線の形状を変更することによって、筐体蓋部の開口部の形状に特徴を持たせることができ、ＬＥＤヘッドの識別性を向上させることが可能となる。
【００９８】
５）スポーク部の本数
図１３〜３２では、スポーク部の本数が、１本である変形例を示したが、図３３〜３６に、スポーク部の本数が、複数本である変形例を示す。スポーク部の本数は、２本であっても良く（例えば、３３（ａ）〜（ａ’’’））、３本であっても良く（例えば、３３（ｂ）〜（ｂ’’’））、４本以上であっても良い（例えば、図３４（ａ）〜（ａ’’’）、（ｂ）〜（ｂ’’’）、図３５（ａ）〜（ａ’’’）、（ｂ）〜（ｂ’’’）、図３６（ａ）〜（ａ’’’））。
スポーク部は、前述の変形例では、複数本のスポーク部を対称的に配置したが、非対称
に配置させても良い（例えば、図３６（ｂ）〜（ｂ’’’））。
【００９９】
スポーク部の本数や、配置する対称性を変更することによって、筐体蓋部の開口部の形状に特徴を持たせることができ、ＬＥＤヘッドの識別性を向上させることが可能となる。
【０１００】
また、複数本のスポーク部を配置させる場合、同じ形状のスポーク部を配置させても良いし、各々形状の異なったスポーク部を配置させても良い。
【０１０１】
６）筐体蓋部フレームの開口部の形状と位置
図１３〜３６では、筐体蓋部フレームに設けられた開口が略円状である変形例を示したが、図３７〜４１に、前記開口の形状の変形例を示す。
開口の形状は、円形でなくて良く、四角形（例えば、図３７（ａ）〜（ａ’’’））、五角形以上の多角形であっても良い（例えば、図３７（ｂ）〜（ｂ’’’）、図３８（ａ）〜（ａ’’’）、（ｂ）〜（ｂ’’’））。
【０１０２】
円形あるいは多角形を分割して、任意の位置に配置して、開口を構成しても良い。その円形あるいは多角形は、同一の大きさであっても良く（例えば、図３９（ａ）〜（ａ’’’））、大きさを変えても良い（例えば、図３９（ｂ）〜（ｂ’’’））。また、開口は、分割した円形と分割した多角形を組み合わせて構成しても良い（例えば、図４０（ａ）〜（ａ’’’）、（ｂ）〜（ｂ’’’））。
【０１０３】
開口の外周は、直線や曲線ではなく、直線と曲線を組み合わせであっても良く、波状、鋸の歯状、矩形波状などであっても良い（例えば、図４１（ａ）〜（ａ’’’）、（ｂ）〜（ｂ’’’））。
【０１０４】
開口が多角形状の場合、例えば、図３７（ａ）〜（ａ’’’）では、開口の辺の向きと筐体蓋部フレームの辺の向きを揃えて配置したが、任意の方向で配置しても良い（例えば、図４２（ａ）〜（ａ’’’））。
【０１０５】
前述の変形例では、開口の形状の中心位置と筐体蓋部フレームの形状の中心位置を略一致させて配置した変形例を示したが、開口は、開口の形状の中心位置と筐体蓋部フレームの形状の中心位置を略一致させて配置しなくても良い（例えば、図４２（ｂ）〜（ｂ’’’））。
【０１０６】
開口の形状や配置方法を変更することによって、筐体蓋部の開口部の形状に特徴を持たせることができ、ＬＥＤヘッドの識別性を向上させることが可能となる。
【０１０７】
７）電気ケーブル引出部の形状と位置
図１３〜４２では、電気ケーブル引出部の形状が略円筒状である変形例を示したが、図４３〜４７に、電気ケーブル引出部の形状が非円筒状の変形例を示す。
電気ケーブル引出部の筐体蓋部フレームの正面の面に沿って切断した断面形状（以下、断面形状）は、円形でなくて良く、四角形（例えば、図４３（ａ）〜（ａ’’’））、五角形以上の多角形であっても良い（例えば、図４３（ｂ）〜（ｂ’’’）、図４４（ａ）〜（ａ’’’）、（ｂ）〜（ｂ’’’））。
【０１０８】
円形あるいは多角形を分割して、任意の位置に配置して、電気ケーブル引出部の断面形状を構成しても良い。その円形あるいは多角形は、同一の大きさであっても良く（例えば、図４５（ａ）〜（ａ’’’））、大きさを変えても良い（例えば、図４５（ｂ）〜（ｂ’’’））。また、電気ケーブル引出部の断面形状は、分割した円形と分割した多角形を組み合わせて構成しても良い（例えば、図４６（ａ）〜（ａ’’’）、（ｂ）〜（ｂ’’’））。
【０１０９】
電気ケーブル引出部の断面形状の外周は、直線や曲線ではなく、直線と曲線を組み合わせであっても良く、波状、鋸の歯状、矩形波状などであっても良い（例えば、図４７（ａ）〜（ａ’’’）、（ｂ）〜（ｂ’’’））。
【０１１０】
電気ケーブル引出部の断面形状が多角形状の場合、例えば、図４３（ａ）〜（ａ’’’）では、電気ケーブル引出部の断面形状の辺の向きと筐体蓋部フレームの辺の向きとを揃えて配置したが、任意の方向で配置しても良い（例えば、図４８（ａ）〜（ａ’’’））。
【０１１１】
前述の変形例では、電気ケーブル引出部の断面形状の中心位置と筐体蓋部フレームの形状の中心位置を略一致させて配置した変形例を示したが、電気ケーブル引出部は、電気ケーブル引出部の断面形状の中心位置と筐体蓋部フレームの形状の中心位置を略一致させて配置しなくとも良い（例えば、図４８（ｂ）〜（ｂ’’’））。
【０１１２】
また、上述の変形例では、電気ケーブル引出部の断面形状が一様である変形例を示したが、図４８（ｃ）〜（ｃ’’’）で示すように、途中で断面形状が変わっても良い。断面形状の変化は、図４８（ｃ）〜（Ｃ’’’）で示したように、不連続に変化しても良いし、連続的に滑らかに変化しても良い。
【０１１３】
電気ケーブル引出部の断面形状や配置方法を変更することによって、筐体蓋部の開口部の形状に特徴を持たせることができ、ＬＥＤヘッドの識別性を向上させることが可能となる。
【０１１４】
８）仕切り
また、開口部を分ける仕切りを設け、開口部を複数の直線上のスリット状（例えば、図４９（ａ）〜（ａ’’’））や曲線状のスリット（例えば、図４９（ｂ）〜（ｂ’’’））としても良く、複数の多角形状としても良く（例えば、図５０（ａ）〜（ａ’’’））、複数の円形状としても良い（例えば、図５０（ｂ）〜（ｂ’’’））。
【０１１５】
筐体蓋部の開口部に仕切りを設けることにより、開口部の形状に特徴を持たせることができ、ＬＥＤヘッドの識別性を向上させることが可能となる。
【０１１６】
９）開口部の面取り加工
開口部の各縁を面取り加工した変形例を図５１、５２に示す。
筐体蓋部フレームの開口部の外縁をＲ面取りしても良く（例えば、図５１（ａ）〜（ａ’’’））、スポーク部の稜線をＲ面取りしても良く（例えば、図５１（ｂ）〜（ｂ’’’））、筐体蓋部フレームとスポーク部の接続する箇所をＲ面取りしても良く（例えば、図５２（ａ）〜（ａ’’’））、スポーク部と電気ケーブル引出部が接続する箇所をＲ面取りしても良い（例えば、図５２（ｂ）〜（ｂ’’’））。
面取り量を、少なくしても良く（例えば、図５３（ａ）〜（ａ’’’））、多くしても良い（例えば、図５３（ｂ）〜（ｂ’’’））。
面取りは、Ｒ面取りではなく、Ｃ面取りであっても良い。
面取り加工は、開口部を構成する縁の１カ所に施しても良く、複数箇所に施しても良く、全てに施しても良い。個々の辺に施す面取り加工の条件（面取り加工の種類、面取り量）は、同一であっても良く、個々の縁で変更しても良い。
筐体蓋部の開口部の縁に面取り加工を施すことにより、開口部の形状に特徴を持たせることができ、ＬＥＤヘッドの識別性を向上させることが可能となる。
【０１１７】
上で説明した
・スポーク部の形状
・スポーク部と電気ケーブル引出部との接続位置
・スポーク部の向き
・スポーク部の稜線の形状
・スポーク部の本数
・筐体蓋部フレームの開口部の形状
・電気ケーブル引出部の形状
・仕切りの有無
・開口部の面取り加工
を任意に組み合わせることにより、様々な形状の開口部を筐体蓋部に設けることができ、その結果、多数のＬＥＤヘッドの識別を容易に行うことが可能となる。
【符号の説明】
【０１１８】
１ 光源装置
１０、１００、１０１、１０２ ＬＥＤヘッド
１１ 筐体
１１ａ、１１０ａ、１１１ａ 筐体本体部
１１ｂ 筐体蓋部
１１ｃ 一方端面部
１１ｄ 他方端面部
１１ｅ、１１０ｅ 位置決め用凸部
１１ｆ、１１０ｆ 凹み
１１ｇ、１１０ｇ、１１１ｇ 吸気口
１１ｈ 固定ネジ穴
１１ｋ 開口
１１ｍ 筐体蓋部フレーム
１２ 発光ダイオード
１２ａ ＬＥＤダイ
１３ 軸流送風機
１３ａ 羽根
１４ 開口部
１４ａ 開口面
１５ 電気ケーブル
１６ 放熱器
１６ａ、１６０ａ、１６１ａ 放熱フィン
１６ｂ、１６０ｂ 温度センサ固定ネジ穴
１７ 温度センサ
１８ 軸流送風機回転センサ
２０ 窓部
２１ 基板
２２ コネクタ
２３ 電気ケーブル引出部
２３ａ （電気ケーブル引出部）側面
２３ｂ 電気ケーブル固定ネジ穴
２４ スポーク部
２４ａ （スポーク部）一方接続部
２４ｂ （スポーク部）他方接続部
２４ｃ （スポーク部）稜線
２４ｄ （スポーク部）表面
２４ｅ （スポーク部）側面
２４ｆ （スポーク部）凹溝
２５ 電気ケーブル固定ネジ
２６ レセプタクル
３０ ＬＥＤコントローラ
３１ 電源回路
３２ 制御回路
３３ 駆動回路
４０ 光学ユニット
４０ａ 第１光学レンズ
４０ｂ 第２光学レンズ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオード、冷却ファン、発光ダイオードおよび冷却ファンが取り付けられる筐体を備えた光を照射するＬＥＤヘッドおよび光源装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体、液晶基板などの露光や検査に限らず、レンズや光学フィルタ等を接着する際や、注射針をハブへ固定する際に用いられる紫外線硬化樹脂を硬化させるために、光源装置を用いて被照射物に光を照射することが行われている。
【０００３】
この種の光源装置の光源として、従来、超高圧水銀ランプなどの放電ランプが使用されることが多かったが、近年、放電ランプに比べて消費電力が少ない、寿命が長い、素子自体の大きさが小さいなどの利点を有する発光ダイオードが使用されるように成って来た。
【０００４】
発光ダイオードを用いた光源装置として、例えば特許文献１や２に記載されているようなものがある。特許文献１には、発光ダイオードを搭載した光源装置が記載されており、特許文献２には、発光ダイオードの背面に配置した軸流送風機（電動ファン）によって発光ダイオードを冷却する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１７７６４８号公報
【特許文献２】特開２００５−２０９８６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載された光源装置は、冷却手段である軸流送風機を備えておらず、発光ダイオードを複数個搭載した際もしくは高出力化した際に、発光ダイオードから発生した熱を効率的に冷却することが困難であり、光源装置が大型化する問題があった。
一方、特許文献２に記載された光源装置は、軸流送風機を備えており、発光ダイオードから発生した熱を効率良く冷却することができ、光源装置を小型化することが可能であるが、発光ダイオードおよび軸流送風機を駆動する電気信号が、光源装置の筐体側面から引き出された電気ケーブルを介して送受されており、光源装置を機器の中に配置したり、複数個の光源装置を密接に配置した際、光源装置の配置・配列が電気ケーブルによって制限される問題があった。
【０００７】
本発明の目的は、上記の問題を考慮し、発光ダイオードが発生する熱を軸流送風機によって冷却しても配置が制限されず、小型化が可能なＬＥＤヘッドおよび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】
【０００８】
上記の課題を解決し、本発明の目的を達成するため、本発明の第１の側面に係る光源装置用ＬＥＤヘッドは、光を放射する発光ダイオードと、前記発光ダイオードを冷却する軸流送風機と、前記発光ダイオードが一方端部側に配置され、前記軸流送風機が他方端部側に配置される略角筒状の筐体と、を備え、前記筐体は、前記軸流送風機が送風する気体が通過する開口部を備え、電気ケーブルが、前記発光ダイオードおよび前記軸流送風機を個別に駆動する電気信号を送受し、前記軸流送風機の略中心部から前記筐体の外側に向けて略軸方向に引き出されるように設けられる。軸流送風機の送風側のモーター直後の位置は、軸流送風機が送風する気体の通過量が少ない位置であり、この構成により、電気ケーブルを軸流送風機の送風を殆ど阻害することなく設けられ、電気ケーブルの引出位置の影響を受けることなく配置できる。
【０００９】
また、本発明の第２の側面に係る光源装置用ＬＥＤヘッドの前記筐体は、前記軸流送風機の略中心部に筐体側コネクタが設けられ、前記電気ケーブルが、その一方端部に設けられるケーブル側コネクタと前記筐体側コネクタとが接続されて設けられる。この構成により、前記電気ケーブルの長さを、使用者の所望する任意の長さとすることができる。
【００１０】
さらにまた、本発明の第３の側面に係る光源装置用ＬＥＤヘッドの筐体は、その内部表面と外部表面のうち、少なくともいずれか一方に接するように、放熱器を更に備える。この構成により、発光時の発光ダイオードが発生する熱を放熱し易くなり、発光ダイオードを効率的に冷却することができる。
【００１１】
さらにまた、本発明の第４の側面に係る光源装置用ＬＥＤヘッドの筐体と放熱器が、一体で成形される。この構成により、発光時の発光ダイオードが発生する熱が放熱器に伝わり易くなる結果、発光時の発光ダイオードをさらに効率的に冷却することができる。
【００１２】
さらにまた、本発明の第５の側面に係る光源装置用ＬＥＤヘッドの筐体の内部表面および外部表面と、放熱器の表面とのうち、少なくとも一方はその全体または一部が黒色である。この構成により、筐体や放熱器の放射率が改善され、筐体や放熱器からの放熱性が高まる結果、発光時の発光ダイオードをさらに効率的に冷却することができる。
【００１３】
さらにまた、本発明の第６の側面に係る光源装置用ＬＥＤヘッドの筐体は、発光ダイオードと前記軸流送風機との内、少なくとも一方を制御する制御部品を備える。この構成により、光源装置用ＬＥＤヘッドに制御機能を持たせることができる。
【００１４】
さらにまた、本発明の第７の側面に係る光源装置用ＬＥＤヘッドの筐体内に備えられる制御部品は、温度センサ、回転センサ、光量センサ、ＤＣ−ＤＣコンバータ、発光ダイオード用ドライバ、軸流送風機用ドライバのうち、少なくともいずれか１つである。この構成により、発光ダイオードや軸流送風機などの動作状況に関する情報を得ることができ、得られた情報を内部の機器や外部の機器フィードバックすることによって、光源装置の稼働状態を制御できる。
【００１５】
さらにまた、本発明の第８の側面に係る光源装置用ＬＥＤヘッドに配置された発光ダイオードは、その発光時のジャンクション温度が、５０℃以上１００℃以下の温度範囲に制御される。この構成により、発光ダイオードの発光効率が高まり、照射光量を高くすることができる結果、作業時間が短くなり、製造コストを低くすることができる。また、発光ダイオードの寿命が長くなるため、ランニングコストを下げることもできる。
【００１６】
さらにまた、本発明の第９の側面に係る光源装置用ＬＥＤヘッドの筐体は、発光ダイオードの前面に光を制御する光学系をさらに備える。この構成により、発光ダイオードが放射した光の特性、形状、照射位置などを制御することができる。
【００１７】
さらにまた、本発明の第１０の側面に係る光源装置用ＬＥＤヘッドに備えられた光学系は、窓、光学フィルタ、レンズ、ミラー、ライトガイド、マスク、回折格子のうち、少なくとも１つである。この構成により、発光ダイオードに埃や汚れが付着することを防いだり、発光ダイオードが放射した光の波長特性を所望の特性としたりすることができる。また、発光ダイオードが放射した光を集光、反射、伝導ことにより所望の位置に光を照射することができる。さらにまた、発光ダイオードが放射した光の照射パターンを所望の形状に加工したり、発光ダイオードが放射した光を干渉させることもできる。
【００１８】
さらにまた、本発明の第１１の側面に係る光源装置用ＬＥＤヘッドの筐体は、前記一方端部側の端面に、光学系の位置決め部を備える。この構成により、光学系を光源装置の所定位置に精度良く取り付けることができる。
【００１９】
さらにまた、本発明の第１２の側面に係る光源装置用ＬＥＤヘッドの筐体の位置決め部は、少なくとも１つの凸部あるいは凹部で構成される。この構成により、光学系を簡便にまた所定の位置に精度良くまた簡便に取り付けることができる。
【００２０】
さらにまた、本発明の第１３の側面に係る光源装置用ＬＥＤヘッドに配置される発光ダイオードは、紫外線発光ダイオードである。この構成により、被照射物に紫外光を照射することができる。
【００２１】
さらにまた本発明の第１４の側面に係る光源装置は、光源装置用ＬＥＤヘッドと、発光ダイオードと軸流送風機に駆動信号を供給するＬＥＤコントローラを備える。この構成により、配置の自由度が高い光源装置用ＬＥＤヘッドを有する光源装置が実現される。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の光源装置によれば、発光ダイオード発光時に発生する熱は、軸流送風機によって効率的に冷却できる。そのため、光源装置を小型化することが可能である。また、発光ダイオード、軸流送風機を駆動する電気信号は、軸流送風機の中心部近傍から筐体の外側に向けて軸方向に設けられる電気ケーブルもしくはコネクタを介して送受される。そのため、光源装置は、電気ケーブルの影響を受けることなく、自由に配置することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、本発明の第１の実施の形態に係る光源装置の概略構成を示す図である。
【図２】図２は、本発明の第１の実施の形態に係るＬＥＤヘッドの正面から見た分解斜視図である。
【図３】図３は、本発明の第１の実施の形態に係るＬＥＤヘッドの正面図である。
【図４】図４は、本発明の第１の実施の形態に係るＬＥＤヘッドの背面図である。
【図５】図５は、本発明の第１の実施の形態に係るＬＥＤヘッドの右側面図である。
【図６】図６は、本発明の第１の実施の形態に係るＬＥＤヘッドの左側面図である。
【図７】図７は、本発明の第１の実施の形態に係るＬＥＤヘッドの平面図である。
【図８】図８は、本発明の第１の実施の形態に係るＬＥＤヘッドの底面図である。
【図９】図９は、本発明の第１の実施の形態に係る筐体蓋部の概略構成を示す図である。
【図１０】図１０は、本発明の第２の実施の形態に係るＬＥＤヘッドの概略構成を示す図である。
【図１１】図１１は、本発明の第３の実施の形態に係るＬＥＤヘッドの概略構成を示す図である。
【図１２】図１２は、本発明の第４の実施の形態に係るＬＥＤヘッドの概略構成を示す図である。
【図１３】〜
【図５３】図１３〜図５３は、本発明の第１の実施の形態に係る本体蓋部の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明のＬＥＤヘッドおよび光源装置の実施の形態例について、図１〜図５２を参照して説明する。なお、各図において共通の部材には、同一の符号を付している。また、本発明は、以下の形態に限定されるものではない。
また、説明は以下の順序で行う。
１．第１の実施形態
１）筐体
２）筐体本体部
３）筐体蓋部
４）電気ケーブル
５）発光ダイオード
６）軸流送風機
７）放熱器
８）制御部品
９）窓部
１０）位置決め部
１１）発光時のジャンクション温度
２．第２の実施形態
３．第３の実施形態
４．第４の実施形態
５．第１の実施形態の蓋部の変形例
１）スポーク部の形状
２）スポーク部と電気ケーブル引出部との接続位置
３）スポーク部の向き
４）スポーク部の稜線の形状
５）スポーク部の本数
６）筐体蓋部フレームの開口部の形状と位置
７）電気ケーブル引出部の形状と位置
８）仕切り
９）開口部の面取り加工
【００２５】
［第１の実施形態］
以下、図面を参照しながら、本発明の第１の実施形態に係る光源装置用ＬＥＤヘッドおよび光源装置用ＬＥＤヘッドを搭載した光源装置について説明する。
【００２６】
本発明の第１の実施形態に係る光源装置の概略構成を図１に示す。本実施例の光源装置１は、光源装置用ＬＥＤヘッドとして、ＬＥＤヘッド１０と、ＬＥＤコントローラとして、ＬＥＤコントローラ３０とによって構成される。光源装置１は、ＬＥＤヘッド１０から出射される光を被照射物に照射する装置である。
【００２７】
ＬＥＤヘッド１０は、ＬＥＤコントローラ３０に着脱可能に接続されており、筐体本体部１１ａおよび筐体蓋部１１ｂよって構成される略角筒状の筐体１１の一方端面部１１ｃ側に発光ダイオード１２を、筐体１１内に軸流送風機１３を、筐体１１の他方端面部１１ｄ側に開口部１４を、備え、他方端面部から電気ケーブル１５が引き出されている。
【００２８】
また、筐体１１内には、放熱器１６を備えている。さらにまた、筐体１１内には、温度センサ１７、軸流送風機回転センサ１８を備えている。
【００２９】
筐体１１の一方端面部１１ｃは、窓部２０を備えている。また、一方端面部１１ｃには、窓部２０の位置決め用凸部１１ｅが２カ所設けられている。
【００３０】
ＬＥＤコントローラ３０は、発光ダイオード１２および軸流送風機１３に電源を供給する電源回路３１と、発光ダイオード１２および軸流送風機１３の動作を制御する制御回路３２と、発光ダイオード１２および軸流送風機１３を駆動する駆動回路３３とを有する。
制御回路３２は、筐体１１内に設けられた温度センサ１７および軸流送風機回転センサ１８の信号を受信し、駆動回路３３に制御信号を出力する。駆動回路３３は、制御回路３２が出力する制御信号を受信し、発光ダイオード１２の輝度やオン・オフを調整する発光ダイオード駆動信号を発光ダイオード１２に出力し、軸流送風機１３の回転数やオン・オフを調整する軸流送風機駆動信号を軸流送風機１３に出力する。
【００３１】
ＬＥＤコントローラ３０の電源が入れられ、駆動回路３２から発光ダイオード１２に発光ダイオード駆動信号が供給されると、発光ダイオード１２は供給された信号の電流に応じた光量の光を放射する。また、駆動回路３２から軸流送風機１３に軸流送風機駆動信号が供給されると、軸流送風機１３は供給された信号の電圧に応じた回転数でファンを回転する。
【００３２】
発光ダイオード１２から放射した光は、窓部２０のガラスを透過して、被照射物に照射される。被照射物に照射される照射光量は、使用者がＬＥＤコントローラ３０上の操作パネル（不図示）を操作することによって、変更可能に構成されている。使用者がＬＥＤコントローラ３０上の操作パネルを操作すると、制御回路３２の発光ダイオードの輝度設定値が変更され、駆動回路３３は、この輝度設定値に応じて発光ダイオード１２に供給する発光ダイオード駆動信号の電流を変更する。
【００３３】
制御回路３２が、温度センサ１７や軸流送風機回転センサ１８を介して、発光ダイオード１２の異常な発熱、軸流送風機１３の回転不良などの異常な状態を検知した場合、制御回路３２は駆動回路３３に停止信号を出力し、駆動回路３３は発光ダイオード１２および軸流送風機の駆動信号の供給を停止する。
【００３４】
次に、本実施形態のＬＥＤヘッド１０について、図２〜図８を参照しながら詳述する。本実施形態のＬＥＤヘッドを正面から見た分解斜視図を図２に、正面図を図３に、背面図を図４に、右側面図を図５に、左側面図を図６に、平面図を図７に、底面図を図８に示す。図２では、筐体内部の電気ケーブルの配線およびネジ類は、便宜上、省略している。
なお、図２〜図８において、図１と共通する構成には同一の符号を付している。
【００３５】
１）筐体
筐体１１は、筐体本体部１１ａと筐体蓋部１１ｂから構成されている。筐体１１の筐体の内部表面および外部表面のうち、少なくとも一方はその全体または一部が黒色であることが好ましい。表面の色を黒色とすることによって、筐体１１の放熱効率が向上し、発光時の発光ダイオード１２が発生する熱が、外気に放熱され易くなる結果、発光ダイオード１２を効率的に冷却することができるようになる。
ここで、筐体本体部１１ａと筐体蓋部１１ｂの構成をそれぞれ説明する。
【００３６】
２）筐体本体部
筐体本体部１１ａは、片方の端部が閉じた略角状の閉管構造をしており、筒状内部には、放熱器１６、温度センサ１７、軸流送風機回転センサ１８、軸流送風機１３が収納される。
閉管構造をした筐体本体部１１ａの閉じた面（一方端部側端面部１１ｃと同一）には、発光ダイオード１２が収納される凹み１１ｆが設けられており、基板２１に取り付けられた発光ダイオード１２が、凹み１１ｆに固定される。一方端面部１１ｃには、窓部２０を筐体１１に固定する際の位置決めに使用される位置決め凸部１１ｅが２カ所に設けられている。
また、筐体本体部１１ａの側面には、発光ダイオード１２を冷却するための外気の吸気口１１ｇが２カ所、ＬＥＤヘッド１０を外部の治具（不図示）などに取り付けるための固定ネジ穴１１ｈが２カ所、設けられている。
【００３７】
３）筐体蓋部
筐体蓋部１１ｂを図９に示す。図９（ａ）が筐体蓋部１１ｂの正面図、図９（ｂ）が背面図、図９（ｃ）が左側面図、図９（ｄ）が右側面図、図９（ｅ）が平面図、図９（ｆ）が底面図、図９（ｇ）が正面から見た斜視図、図９（ｈ）がＡ−Ａ’線断面図である。
【００３８】
筐体蓋部１１ｂは、概中心部に略円状の開口１１ｋを有する筐体蓋部フレーム１１ｍと、略円筒状の電気ケーブル引出部２３と、スポーク部２４とから構成されている。
筐体蓋部フレーム１１ｍとスポーク部２４は、一方接続部２４ａで接続し、一体化している。また、電気ケーブル引出部２３とスポーク部２４は、他方接続部２４ｂで接続し、一体化している。なお、図９（ａ）、（ｂ）では、一方接続部２４ａの位置を明確にするため、暫定的に、一方接続部２４ａを破線を用いて表している。
【００３９】
筐体蓋部フレーム１１ｍの開口１１ｋと、電気ケーブル引出部２３と、スポーク部２４で囲まれた空間が、開口部１４である。開口部１４は、軸流送風機１３が送風する気体の出口に相当し、その出口の最外部の面が開口面１４ａである。
開口面１４ａの形状は、筐体蓋部フレーム１１ｍの開口１１ｋの形状とスポーク部２４の稜線２４ｃの形状と電気ケーブル引出部２３の側面２３ａの形状とで決まる。
【００４０】
電気ケーブル引出部２３は、長手方向の中心軸が、軸流送風機１３が筐体蓋部１１ｂに配置された場合に、軸流送風機１３のモーターの回転軸を筐体外部方向に延長した軸（以下、”延長軸”と略記する）と略一致するように、筐体１１の外側に向けて配置されている。
【００４１】
４）電気ケーブル
電気ケーブル１５は、電気ケーブル引出部２３内において、電気ケーブル１５の長手方向の中心軸が延長軸と略一致するように、電気ケーブル引出部２３から引き出されている。
軸流送風機１３の送風側のモーター背面は、軸流送風機１３が送風する気体が殆ど通過することなく、この部分から電気ケーブル１５を引き出しても、軸流送風機１３の送風の障害とならず、発光時の発光ダイオード１２の冷却を阻害することがない。
電気ケーブル１５には、ＬＥＤコントローラ３０と接続するためのコネクタ２２が設けられており、発光ダイオード１２と軸流送風機１３を駆動する電気信号や、温度センサ１７と軸流送風回転センサ１８が検出した電気信号が、ＬＥＤヘッド１０とＬＥＤコントローラ３０との間で、電気ケーブル１５およびコネクタ２２を介して送受される。
電気ケーブル１５は、電気ケーブル固定ネジ穴２３ｂに螺合する電気ケーブル固定ネジ２５により、筐体１１に固定される。
【００４２】
スポーク部２４の筐体内面部には、筐体蓋部１１ｂと電気ケーブル引出部２３を結ぶように、筐体内面に開く凹溝２４ｆが設けられている。電気ケーブル１５の芯線は、スポーク部２４に設けられた凹溝２４ｆを通り、発光ダイオード１２、軸流送風機１３、温度センサ１７、軸流送風機回転センサ１８に各々接続されている。
【００４３】
５）発光ダイオード
本発明における「発光ダイオード」は、順方向に電圧を加えた際に発光する半導体素子、すなわち発光素子（本明細書においては、ＬＥＤダイという）を内包した光源であり、ＬＥＤ（エルイーディー：Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）とも呼ばれる。この発光ダイオードは、内包するＬＥＤダイのｐｎ接合部の禁制帯幅（バンドギャップ）の相違により紫外線、可視光、赤外線の波長を放射するものが存在し、本発明は、これら多様な波長の発光ダイオードに、何れも適用可能な技術思想である。
【００４４】
「発光ダイオード」は、１つのパッケージに、１つのＬＥＤダイを内包するもの、２つ以上のＬＥＤダイを内包して高強度化を図るもの、さらに基板上にＬＥＤダイを直接マウントして、このＬＥＤダイに封止体を設けてパッケージを兼ねて小型化を図るもの、この基板上に２つ以上のＬＥＤダイをマウントし同様に封止体を設けたり、ＬＥＤダイから効率的に光を取り出す光学デバイスとしての機構も兼ね備えたりして小型にして高強度化を図るもの、その他冷却機構を付加する等様々な形態のものが開発されており、本発明は、これらの多様な形態の発光ダイオードに適用可能である。
【００４５】
６）軸流送風機
軸流送風機１３は、軸流ファン、軸流ブロワとも呼ばれ、軸方向から気体を吸い込み、軸方向に気体を送風する送風機である。本発明では、固定翼式の軸流送風機を使用したが、翼は、可変翼であっても良い。
【００４６】
７）放熱器
放熱器１６は、ヒートシンクとも呼ばれる。本発明の放熱器１６は、アルミニウム製であり、放熱フィン１６ａの形状は板状であるが、放熱器の材質は、銅、グラファイト、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、銅モリブデン合金、アルミニウム・炭化ケイ素複合材であっても良く、放熱フィンの形状は、棒状、蛇腹状、ハニカム状であっても良い。
放熱器１６の表面の全体または一部が黒色であることが好ましい。表面の色を黒色とすることによって、放熱器１６の放熱効率が向上し、発光時の発光ダイオード１２が発生する熱が、外気に放熱され易くなる結果、発光ダイオード１２を効率的に冷却することができるようになる。
また、放熱フィン１６ａの一部には、温度センサ１７を固定する、温度センサ固定ネジ穴１６ｂが設けられている。
【００４７】
８）制御部品
本発明のＬＥＤヘッド１０は、発光ダイオード１２、軸流送風機１３の動作を制御する制御部品である温度センサ１７と軸流送風機回転センサ１８とを筐体内部に備えている。温度センサ１７、軸流送風機回転センサ１８は、電気ケーブル１５およびコネクタ２２を介して、ＬＥＤコントローラ３０に接続されている
【００４８】
温度センサ１７は、温度センサ固定ネジ穴１６ｂに螺合する不図示のネジにより放熱器１６に取り付けられており、放熱器１６を介して発光ダイオード１２の温度を検出している。温度センサ１７が検出した発光ダイオード１２の温度情報は、軸流送風機１３の回転数制御、発光ダイオード１２の寿命管理に使用される。また、温度センサ１７が、発光ダイオード１２の異常な発熱を検出した場合、ＬＥＤコントローラ３０は、発光ダイオード１２への発光ダイオード駆動信号の供給を停止する。
【００４９】
軸流送風機回転センサ１８は、軸流送風機１３に取り付けられており、軸流送風機１３のファンの回転数を検出している。軸流送風機回転センサ１８が検出した軸流送風機１３のファンの回転数の情報は、ＬＥＤコントローラ３０に伝えられ、軸流送風機１３の回転数の制御に使用される。また、軸流送風機回転センサ１８が、軸流送風機１３の回転異常（停止、低速回転など）を検出した場合、ＬＥＤコントローラ３０は、発光ダイオード１２への発光ダイオード駆動信号の供給を停止する。
【００５０】
温度センサ１７、流送風機回転センサ１８を、ＬＥＤヘッド１０の筐体１１に内蔵させることで、ＬＥＤヘッドが放射する光の強度の変動を抑制し、また安全に使用することができ、信頼性を高めることが可能と成る。
【００５１】
本実施例では、温度センサ１７、軸流送風機回転センサ１８を内蔵させたが、ＤＣ−ＤＣコンバータを内蔵させても良い。ＤＣ−ＤＣコンバータを内蔵させると、筐体１１内で発光ダイオード１２や軸流送風機１３を駆動する電源の電圧を変換することができ、電源の電圧を一元化できる。この結果、電気ケーブル１５の芯線の本数を減らせ、電気ケーブル１５の太さを細くすることができるため、ＬＥＤヘッド１０の配置の自由度を高めることができる。
また、発光ダイオード・ドライバ、軸流送風機ドライバなどを内蔵させても良い。これらを内蔵させることによって、ＬＥＤヘッドの機能性を高めることができる。
【００５２】
９）窓部
窓部２０は、フレーム、ガラス基板、ガラス押さえで構成されており、筐体１１の一方端部側端面に配置された発光ダイオード１２の前面に、ネジを用いて固定される。
【００５３】
発光ダイオード１２の前面に窓部２０を備えることにより、発光ダイオード１２に埃や汚れが付着するのを防ぐことができ、埃や汚れの付着に伴う照射光量の低下を抑制することが可能である。
【００５４】
なお、本実施例では、ガラス基板として、石英ガラスを使用したが、発光ダイオード１２が放射する光の吸収が少ない多成分ガラス（例えば、パイレックス（登録商標）や、ソーダ・ライム・シリケート・ガラスなど）や透明アルミナなどのセラミックス、有機樹脂などを使用しても良い。
【００５５】
１０）位置決め部
本実施例では、筐体１１の一方端面部側端面に、窓部２０の固定位置を決めるための位置決め凸部１１ｅが２カ所設けられており、窓部２０の筐体１１側には、２カ所の位置決め凸部１１ｅと嵌合するように、位置決め凹部が２カ所設けられている。
筐体１１の位置決め凸部１１ｅと窓部２０の位置決め凹部が嵌合することによって、窓部２０の筐体１１の一方端面部側端面に対する固定位置が決定する。
【００５６】
本実施例では、筐体側の位置決め部を２カ所の円盤状凸部（位置決め凸部１１ｅ）、窓部２０の位置決め部を円形の穴状凹部としたが、筐体１１に設けた位置決め部と、窓部に設けた位置決め部が嵌合する形状であれば、その形状および個数は不問である。
【００５７】
１１）発光時のジャンクション温度
本実施例では、発光時の発光ダイオードのジャンクション温度が５０℃以上１２０℃以下、好ましくは１１０℃以下、更に好ましくは１００℃以下の温度となるように、発光ダイオード１２の駆動信号の電流値と軸流送風機１３の回転数とが制御されている。
このジャンクション温度は、発光ダイオード１２が内包するＬＥＤダイ１２ａのｐｎ接合温度を意味しており、本発明では、熱抵抗測定器ＡＴ−２０５（福興システム株式会社製）を用いて測定した。
ジャンクション温度が１３０℃を超えると、発光ダイオードの放射効率が著しく低下し、また発光ダイオードの寿命が著しく短く成ることから１２０℃以下が好ましい。
【００５８】
このように、本発明の第１の実施形態の構成によれば、従来のＬＥＤヘッドと比較して、筐体の大きさを著しく小型化することが可能であり、配置の自由度が高い、ＬＥＤヘッドが実現される。
【００５９】
以上が、本発明の第１の実施形態の説明であるが、本発明は上記の構成の限定されるものではなく、発明の技術的思想の範囲内において様々な変形が可能である。
【００６０】
［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態について、図１０を参照しながら説明する。
図１０（ａ）は、ＬＥＤヘッド１００の正面斜視図である。また図１０（ｂ）は、ＬＥＤヘッド１００を構成する筐体本体部１１０ａの正面図であり、図１０（ｃ）は、筐体本体部１１０ａのＡ−Ａ’線断面図である。
【００６１】
第２の実施形態のＬＥＤヘッド１００は、筐体と放熱器が一体化している点で、第１の実施形態に係るＬＥＤヘッド１０と異なる。なお、第２の実施形態においても、ＬＥＤヘッド１００には、発光ダイオード１２、軸流送風機（不図示）、温度センサ（不図示）、軸流送風機回転センサ（不図示）、電気ケーブル１５、コネクタ２２が備えられ、発光ダイオード１２、軸流送風機１３を駆動する電気信号および温度センサ１７、軸流送風機回転センサ１８から出力される電気信号は、電気ケーブル１５とコネクタ２２を介して、ＬＥＤヘッド１００とＬＥＤコントローラ（不図示）の間で送受される。
【００６２】
図１０に示すように、第２の実施形態の筐体本体部１１０ａは、第１の実施形態のＬＥＤヘッド１０の筐体本体部１１ａと放熱器１６に該当する部分が一体に形成された構造をしており、筐体本体部１１０ａの内部に、放熱フィン１６０ａが直接配置されている。
【００６３】
第２の実施形態に係るＬＥＤヘッド１００では、第１の実施形態に係る筐体本体部１１ａと放熱器１６を一体に構成したことにより、発光時の発光ダイオード１２が発生する熱が、放熱フィン１６０ａに伝導し易くなり、発光ダイオードの冷却効率が大幅に向上する。
【００６４】
なお、第２の実施形態のＬＥＤヘッド１００においては、放熱フィン１６０ａは、形状を板状とし、筐体本体部１１０ａ内部の発光ダイオード１２の背後に当たる表面部分に配置したが、この構成に限定されるものではなく、放熱フィンの形状は、棒状、蛇腹状、ハニカム状であっても良く、配置される位置は筐体本体部１１０ａ内部の表面のいずれの部分に配置しても良い。
【００６５】
［第３の実施形態］
本発明の第３の実施形態について、図１１を参照しながら説明する。
図１１（ａ）は、ＬＥＤヘッド１０１の正面斜視図であり、図１０（ｂ）は、背面斜視図であり、図１０（ｃ）は右側面図である。
【００６６】
第３の実施形態のＬＥＤヘッド１０１は、筐体と放熱器が一体化している点で、第２の実施形態に係るＬＥＤヘッド１００と類似しているが、放熱フィン１６１ａが筐体本体部１１１ａの外表面に配置されている点および電気ケーブルの代わりにレセプタクル２６が配置されている点が異なる。
【００６７】
レセプタクル２６は、長手方向の中心軸が、軸流送風機１３が筐体蓋部１１１ｂに配置された場合に、軸流送風機１３のモーターの回転軸の延長軸と略一致するように、筐体１０１の外側に向けて配置されている。
【００６８】
なお、第３の実施形態においても、ＬＥＤヘッド１０１には、発光ダイオード１２、軸流送風機１３、温度センサ（不図示）、軸流送風機回転センサ（不図示）が備えられている。
発光ダイオード１２、軸流送風機１３を駆動する電気信号および温度センサ、軸流送風機回転センサから出力される電気信号は、不図示の両端にコネクタを有する電気ケーブルを介して、ＬＥＤヘッド１０１とＬＥＤコントローラ（不図示）との間で送受される。
【００６９】
第２の実施形態のＬＥＤヘッド１００は、放熱フィン１６０ａは筐体本体部１１０ａの内表面に配置されていたのに対し、第３の実施形態のＬＥＤヘッド１０１は、図１１で示すように、放熱フィン１６１ａは、筐体本体部１１１ａの外表面に直接配置され、筐体本体部１１１ａと放熱フィン１６１ａが一体化した構造をしている。
【００７０】
第３の実施形態に係るＬＥＤヘッド１０１では、放熱フィンを筐体本体部の外側面に、一体に構成したことにより、発光時の発光ダイオード１２が発生する熱が、放熱フィン１６１ａに伝導し易くなり、第２の実施形態と同様、発光ダイオードの冷却効率が大幅に向上する。
第１の実施形態のＬＥＤヘッド１０や第２の実施形態のＬＥＤヘッド１００のように、電気ケーブルがＬＥＤヘッドから直接引き出されておらず、筐体蓋部１１１ｂに配置されたレセプタクル（コネクタ）とＬＥＤコントローラとの間を、両端にコネクタを有する電気ケーブルで接続するため、任意の長さの電気ケーブルを使用することができる。
【００７１】
なお、第３の実施形態のＬＥＤヘッド１０１においては、放熱フィン１６１ａは、形状を板状とし、筐体本体部１１１ａの外側面に配置したが、この構成限定されるものではなく、放熱フィンの形状は、棒状、蛇腹状、ハニカム状であっても良く、配置される位置は筐体本体部１１１ａの外表面の全面であっても良く、一部であっても良い。
第３の実施形態では、放熱フィンは、筐体本体部１１１ａの外表面に配置したが、筐体本体部の外表面と内表面の両面に配置しても良い。
【００７２】
［第４の実施形態］
本発明の第４の実施形態について、図１２を参照しながら説明する。
図１２は、ＬＥＤヘッド１０２の正面斜視図である。
第４の実施形態のＬＥＤヘッド１０２は、窓部の代わりに第１光学レンズ４０ａおよび第２光学レンズ４０ｂから構成される光学ユニット４０を備えている点で、第１の実施形態に係るＬＥＤヘッド１０と異なる。なお、第４の実施形態においても、ＬＥＤヘッド１０２には、発光ダイオード１２、軸流送風機（不図示）、放熱器１６、温度センサ（不図示）、軸流送風機回転センサ（不図示）、電気ケーブル１５、コネクタ２２が備えられ、発光ダイオード１２、軸流送風機を駆動する電気信号および温度センサ、軸流送風機回転センサから出力される電気信号は、電気ケーブル１５とコネクタ２２を介して、ＬＥＤヘッド１０２とＬＥＤコントローラ（不図示）との間で送受されることに成る。
【００７３】
図１２に示すように、第４の実施形態のＬＥＤヘッド１０２は、第１の実施形態のＬＥＤヘッド１０では、窓部２０が、筐体１１の一方端部側の発光ダイオード１２の前面に備えられていたのに対し、光学レンズ２枚（４０ａ、４０ｂ）から構成される光学ユニット４０が備えられている。
なお、本実施例では、光学レンズの材料として、石英ガラスを使用したが、発光ダイオード１２が放射する光の吸収が少ない多成分ガラス（例えば、パイレックス（登録商標）や、ソーダ・ライム・シリケート・ガラスなど）、透明アルミナなどのセラミックスや有機樹脂などを使用しても良い。
【００７４】
第４の実施形態に係るＬＥＤヘッド１０２では、第１の実施形態の窓部２０の代わりに光学ユニット４０を備えたことにより、発光ダイオード１２の放射する光を被照射物に集光することができ、単位面積あたりの照射強度が第１の実施形態に比べ、大幅に向上する。
【００７５】
なお、第４の実施形態では、筐体１０２の一方端部側の発光ダイオードの前面に、レンズ２枚から成る光学ユニットを備えたが、この構成限定されるものではなく、レンズ２枚から成る光学ユニットの代わりに、光学フィルタ、レンズ、ミラー、ライトガイド、マスク、回折格子の内少なくとも１つから成る光学系を備えても良い。光学系を備えることにより、発光ダイオード１２が放射する光を制御することが可能と成る。
【００７６】
［第１の実施形態の蓋部の変形例］
第１の実施形態の蓋部の変形例について、図９および図１３から１７を参照しながら説明する。
複数のＬＥＤヘッドを使用した場合、いずれのＬＥＤヘッドの外観も同一であることから、個々のＬＥＤヘッドを識別することは困難であるが、各ＬＥＤヘッドの開口面の形状を変えることにより、複数のＬＥＤヘッドを、外観から容易に識別することができるようになる。また、開口面・開口部の形状を変えることにより、軸流送風機の送風を制御することも可能となる。
【００７７】
前述したように開口面１４ａの形状は、筐体蓋部フレーム１１ｍの開口１１ｋの形状とスポーク部２４の稜線２４ｃの形状と電気ケーブル引出部２３の側面２３ａの形状とで決まる。
【００７８】
以下に、開口部、開口面を構成するスポーク部、筐体蓋部フレームの開口、電気ケーブル引出部について説明する。
【００７９】
１）スポーク部の形状
１つのスポーク部の形状の変形例を図１３に示す。図１３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）が筐体蓋部を正面から見た斜視図、図１３（ａ’）、（ｂ’）、（ｃ’）が正面図である。図１３（ａ’’）、（ｂ’’）、（ｃ’’）は、各々Ａ−Ａ’線断面図、Ｂ−Ｂ’線断面図、Ｃ−Ｃ’線断面図である。図１３（ａ’’’）、（ｂ’’’）、（ｃ’’’）は、開口面を実線で表し、それ以外の部分を破線で表した正面図である。なお、図１３以降の図では、図１３と同様、図番を表す（）内のアルファベットの右肩に添え字のない図が正面から見た斜視図、添え字としてプライム（’）が付けられた図が正面図、ダブルプライム（’’）が付けられた図が断面図、トリプルプライム（’’’）が付けられた図が開口面を実線で表し、それ以外の部分を破線で表した正面図を意味している。
【００８０】
図１３（ａ）〜（ａ’’’）は、スポーク部の幅が筐体蓋部フレームとの接続部から電気ケーブル引出部との接続部に向かって直線的に狭まる、スポーク部の表面の形状が逆台形状の変形例を示している。
図１３（ｂ）〜（ｂ’’’）は、スポーク部の幅が筐体蓋部フレームとの接続部から電気ケーブル引出部との接続部に向かって一定のままである、スポーク部の表面の形状が長方形状の変形例を示している。
図１３（ｃ）〜（ｃ’’’）は、スポーク部の幅が筐体蓋部フレームとの接続部から電気ケーブル引出部との接続部に向かって直線的に広がる、スポーク部の表面の形状が台形状の変形例を示している。
スポーク部の表面の形状を変更することによって、筐体蓋部の開口部の形状に特徴を持たせることができ、ＬＥＤヘッドの識別性を向上させることが可能となる。
【００８１】
１つのスポーク部の表面の形状が、長方形状の変形例を図１４、１５に示す。スポーク部の幅は、図１４（ａ）〜（ａ’’’）、（ｂ）〜（ｂ’’’）で示すように、電気ケーブル引出部の直径未満でも良く、図１５（ａ）〜（ａ’’’）で示すように電気ケーブル引出部の直径と同じでも良く、図１５（ｂ）〜（ｂ’’’）で示すように電気ケーブル引出部の直径を超えていても良い。
スポーク部の表面の形状が長方形状のスポーク部の幅を変更することによって、筐体蓋部の開口部の形状に特徴を持たせることができ、ＬＥＤヘッドの識別性を向上させることが可能となる。
【００８２】
１つのスポーク部の表面の形状が逆台形状であり、スポーク部の稜線の延長線の交点が電気ケーブル引出部の中心軸と略一致する変形例を図１６、１７、一致しない変形例を図１８，１９に示す。
スポーク部の稜線のなす角θは、鋭角（θ＜９０°、例えば図１６（ａ）〜（ａ’’’））であっても良く、鈍角（９０°＜θ＜１８０°、例えば図１６（ｂ）〜（ｂ’’’））であっても良く、平角（θ＝１８０°、例えば、図１７（ａ）〜（ａ’’’）、優角（１８０°＜θ＜３６０°、例えば、図１７（ｂ）〜（ｂ’’’））であっても良い。図には示していないが、スポーク部の稜線のなす角θが直角（θ＝９０°）であっても良い。
【００８３】
スポーク部の稜線の延長線の交点が、電気ケーブル引出部の中心軸よりもスポーク部側（内側）に位置しても良いし（例えば、図１８（ａ）〜（ａ’’’））、スポーク部と逆側（外側）に位置しても良い（例えば、図１８（ｂ）〜（ｂ’’’）、図１９（ａ）〜（ｃａ’’’）、（ｂ）〜（ｂ’’’））。
スポーク部の稜線は、電気ケーブル引出部の外周の接線と一致しても良いし（例えば、図１９（ａ）〜（ａ’’’））、その接線の内側に位置しても良いし（例えば、図１６（ａ）〜（ａ’’’）、（ｂ）〜（ｂ’’’）、図１７（ａ）〜（ａ’’’）、（ｂ）〜（ｂ’’’）、図１８（ａ）〜（ａ’’’）、（ｂ）〜（ｂ’’’））、その接線の外側に位置しても良い（例えば、図１８（ｂ）〜（ｂ’’’））。
【００８４】
表面の形状が逆台形状のスポーク部の稜線の延長線の交点の位置と、その延長線のなす角の角度と、スポーク部の稜線が電気ケーブル引出部の外周と接する位置を適宜変更することによって、筐体蓋部の開口部の形状に特徴を持たせることができ、ＬＥＤヘッドの識別性を向上させることが可能となる。
【００８５】
１つのスポーク部の表面の形状が台形状である変形例を図２０に示す。スポーク部の稜線は、電気ケーブル引出部の外周の接線と一致しても良いし（例えば、図２０（ｂ）〜（ｂ’’’））、その接線の内側に位置しても良いし（例えば、図２０（ａ）〜（ａ’’’））、その接線の外側に位置しても良い（例えば、図２０（ｃ）〜（ｃ’’’））。
【００８６】
表面の形状が台形状のスポーク部の稜線の延長線が、電気ケーブル引出部の外周と接する位置を適宜変更することによって、筐体蓋部の開口部の形状に特徴を持たせることができ、ＬＥＤヘッドの識別性を向上させることが可能となる。
【００８７】
スポーク部の稜線が曲線の場合を図２１、２２に示す。
スポーク部の曲線状の稜線は、スポーク部から見て凹状（例えば、図２１（ａ）〜（ａ’’’））であっても良く、凸状（（例えば、図２１（ｂ）〜（ｂ’’’）、図２２（ａ）〜（ａ’’’）、（ｂ）〜（ｂ’’’））であっても良い。また、曲線状の稜線２本と筐体蓋部フレームとの接点の間の距離と、曲線状曲線状の稜線２本と電気ケーブル引出部との接点との間の距離は、前者と後者が等しくても良く（例えば、図２１（ａ）〜（ａ’’’）、（ｂ）〜（ｂ’’’））、前者に比べて後者が長くても良く（例えば、図２１（ａ）〜（ａ’’’））、前者に比べて後者が短くても良い（例えば、図２１（ｂ）〜（ｂ’’’））。
【００８８】
スポーク部の稜線を直線から曲線に変更することによって、筐体蓋部の開口部の形状に特徴を持たせることができ、ＬＥＤヘッドの識別性を向上させることが可能となる。
【００８９】
２）スポーク部と電気ケーブル引出部との接続位置
図１３〜２２では、スポーク部の表面の中心線と、電気ケーブル引出部の中心軸から筐体蓋部のフレームの辺に対して引いた垂線とが、略一致するようにスポーク部と電気ケーブル引出部を接続する変形例を示したが、図２３、２４に一致しない変形例を示す。
【００９０】
スポーク部の表面の中心線が前記垂線の左側に位置しても良く（例えば、図２３（ａ）〜（ａ’’’）、（ｂ）〜（ｂ’’’））、右側に位置しても良い（例えば、図２４（ａ）〜（ａ’’’）、（ｂ）〜（ｂ’’’））。また、２本あるスポーク部の稜線の内１本は、電気ケーブル引出部の外周の接線と一致しても良いし（例えば、図２３（ａ）〜（ａ’’’）、図２４（ｂ）〜（ｂ’’’））、２本の稜線ともその接線の内側に位置しても良い（例えば、図２３（ｂ）〜（ｂ’’’）、図２４（ａ）〜（ａ’’’））。
【００９１】
スポーク部と電気ケーブル引出部の接続位置を変更することによって、筐体蓋部の開口部の形状に特徴を持たせることができ、ＬＥＤヘッドの識別性を向上させることが可能となる。
【００９２】
３）スポーク部の向き
図１３〜２４では、スポーク部の表面の中心軸が筐体蓋部フレームの上辺に対する垂線となる変形例を示したが、図２５、２６にスポーク部の表面の中心軸が筐体蓋部フレームの上辺に対する垂線とならない変形例を示す。
スポーク部の表面の中心線は、筐体蓋部フレームの下辺に対する垂線であっても良く（例えば、図２５（ａ）〜（ａ’’’））、左辺に対する垂線であっても良く（例えば、図２５（ｂ）〜（ｂ’’’））、右辺に対する垂線であっても良い（例えば、図２５（ｃ）〜（ｃ’’’））。また、スポーク部の表面の中心軸は、筐体蓋部フレームの角に向かっていても良く（例えば、図２６（ａ）〜（ａ’’’））、スポーク部の表面の中心軸と筐体蓋部フレームの各辺のなす角の角度が任意の角度であっても良い（例えば、図２６（ｂ）〜（ｂ’’’）、（ｃ）〜（ｃ’’’））。
【００９３】
スポーク部と筐体蓋部フレームとの接続位置を変更することによって、筐体蓋部の開口部の形状に特徴を持たせることができ、ＬＥＤヘッドの識別性を向上させることが可能となる。
【００９４】
４）スポーク部の稜線の形状
図１３〜２６では、２本のスポーク部の稜線が、同種の線を組み合わせた場合（直線と直線、曲線と曲線）であり、スポーク部の表面形状がスポーク部の表面の中心軸に対して線対称の変形例を示したが、図２７、２８に、非線対称の変形例を示す。
２本の稜線が直線であっても良く（例えば、図２７（ａ）〜（ａ’’’）、（ｂ）〜（ｂ’’’））、曲線であっても良い（例えば、図２８（ａ）〜（ａ’’’））。また、スポーク部の２本の稜線は、直線と曲線の組み合わせであっても良い（図２８（ｂ）〜（ｂ’’’））。
【００９５】
スポーク部の表面形状の対称性を変更することによって、筐体蓋部の開口部の形状に特徴を持たせることができ、ＬＥＤヘッドの識別性を向上させることが可能となる。
【００９６】
図１３〜２８では、スポーク部の各稜線が、１本の直線あるいは１本の曲線である変形例を示したが、図２９〜３２に、スポーク部の稜線の１本あるいは２本が、複数の直線、複数の曲線、あるいは複数の直線と曲線で構成された変形例を示す。
【００９７】
スポーク部の稜線の形状を変更することによって、筐体蓋部の開口部の形状に特徴を持たせることができ、ＬＥＤヘッドの識別性を向上させることが可能となる。
【００９８】
５）スポーク部の本数
図１３〜３２では、スポーク部の本数が、１本である変形例を示したが、図３３〜３６に、スポーク部の本数が、複数本である変形例を示す。スポーク部の本数は、２本であっても良く（例えば、３３（ａ）〜（ａ’’’））、３本であっても良く（例えば、３３（ｂ）〜（ｂ’’’））、４本以上であっても良い（例えば、図３４（ａ）〜（ａ’’’）、（ｂ）〜（ｂ’’’）、図３５（ａ）〜（ａ’’’）、（ｂ）〜（ｂ’’’）、図３６（ａ）〜（ａ’’’））。
スポーク部は、前述の変形例では、複数本のスポーク部を対称的に配置したが、非対称
に配置させても良い（例えば、図３６（ｂ）〜（ｂ’’’））。
【００９９】
スポーク部の本数や、配置する対称性を変更することによって、筐体蓋部の開口部の形状に特徴を持たせることができ、ＬＥＤヘッドの識別性を向上させることが可能となる。
【０１００】
また、複数本のスポーク部を配置させる場合、同じ形状のスポーク部を配置させても良いし、各々形状の異なったスポーク部を配置させても良い。
【０１０１】
６）筐体蓋部フレームの開口部の形状と位置
図１３〜３６では、筐体蓋部フレームに設けられた開口が略円状である変形例を示したが、図３７〜４１に、前記開口の形状の変形例を示す。
開口の形状は、円形でなくて良く、四角形（例えば、図３７（ａ）〜（ａ’’’））、五角形以上の多角形であっても良い（例えば、図３７（ｂ）〜（ｂ’’’）、図３８（ａ）〜（ａ’’’）、（ｂ）〜（ｂ’’’））。
【０１０２】
円形あるいは多角形を分割して、任意の位置に配置して、開口を構成しても良い。その円形あるいは多角形は、同一の大きさであっても良く（例えば、図３９（ａ）〜（ａ’’’））、大きさを変えても良い（例えば、図３９（ｂ）〜（ｂ’’’））。また、開口は、分割した円形と分割した多角形を組み合わせて構成しても良い（例えば、図４０（ａ）〜（ａ’’’）、（ｂ）〜（ｂ’’’））。
【０１０３】
開口の外周は、直線や曲線ではなく、直線と曲線を組み合わせであっても良く、波状、鋸の歯状、矩形波状などであっても良い（例えば、図４１（ａ）〜（ａ’’’）、（ｂ）〜（ｂ’’’））。
【０１０４】
開口が多角形状の場合、例えば、図３７（ａ）〜（ａ’’’）では、開口の辺の向きと筐体蓋部フレームの辺の向きを揃えて配置したが、任意の方向で配置しても良い（例えば、図４２（ａ）〜（ａ’’’））。
【０１０５】
前述の変形例では、開口の形状の中心位置と筐体蓋部フレームの形状の中心位置を略一致させて配置した変形例を示したが、開口は、開口の形状の中心位置と筐体蓋部フレームの形状の中心位置を略一致させて配置しなくても良い（例えば、図４２（ｂ）〜（ｂ’’’））。
【０１０６】
開口の形状や配置方法を変更することによって、筐体蓋部の開口部の形状に特徴を持たせることができ、ＬＥＤヘッドの識別性を向上させることが可能となる。
【０１０７】
７）電気ケーブル引出部の形状と位置
図１３〜４２では、電気ケーブル引出部の形状が略円筒状である変形例を示したが、図４３〜４７に、電気ケーブル引出部の形状が非円筒状の変形例を示す。
電気ケーブル引出部の筐体蓋部フレームの正面の面に沿って切断した断面形状（以下、断面形状）は、円形でなくて良く、四角形（例えば、図４３（ａ）〜（ａ’’’））、五角形以上の多角形であっても良い（例えば、図４３（ｂ）〜（ｂ’’’）、図４４（ａ）〜（ａ’’’）、（ｂ）〜（ｂ’’’））。
【０１０８】
円形あるいは多角形を分割して、任意の位置に配置して、電気ケーブル引出部の断面形状を構成しても良い。その円形あるいは多角形は、同一の大きさであっても良く（例えば、図４５（ａ）〜（ａ’’’））、大きさを変えても良い（例えば、図４５（ｂ）〜（ｂ’’’））。また、電気ケーブル引出部の断面形状は、分割した円形と分割した多角形を組み合わせて構成しても良い（例えば、図４６（ａ）〜（ａ’’’）、（ｂ）〜（ｂ’’’））。
【０１０９】
電気ケーブル引出部の断面形状の外周は、直線や曲線ではなく、直線と曲線を組み合わせであっても良く、波状、鋸の歯状、矩形波状などであっても良い（例えば、図４７（ａ）〜（ａ’’’）、（ｂ）〜（ｂ’’’））。
【０１１０】
電気ケーブル引出部の断面形状が多角形状の場合、例えば、図４３（ａ）〜（ａ’’’）では、電気ケーブル引出部の断面形状の辺の向きと筐体蓋部フレームの辺の向きとを揃えて配置したが、任意の方向で配置しても良い（例えば、図４８（ａ）〜（ａ’’’））。
【０１１１】
前述の変形例では、電気ケーブル引出部の断面形状の中心位置と筐体蓋部フレームの形状の中心位置を略一致させて配置した変形例を示したが、電気ケーブル引出部は、電気ケーブル引出部の断面形状の中心位置と筐体蓋部フレームの形状の中心位置を略一致させて配置しなくとも良い（例えば、図４８（ｂ）〜（ｂ’’’））。
【０１１２】
また、上述の変形例では、電気ケーブル引出部の断面形状が一様である変形例を示したが、図４８（ｃ）〜（ｃ’’’）で示すように、途中で断面形状が変わっても良い。断面形状の変化は、図４８（ｃ）〜（Ｃ’’’）で示したように、不連続に変化しても良いし、連続的に滑らかに変化しても良い。
【０１１３】
電気ケーブル引出部の断面形状や配置方法を変更することによって、筐体蓋部の開口部の形状に特徴を持たせることができ、ＬＥＤヘッドの識別性を向上させることが可能となる。
【０１１４】
８）仕切り
また、開口部を分ける仕切りを設け、開口部を複数の直線上のスリット状（例えば、図４９（ａ）〜（ａ’’’））や曲線状のスリット（例えば、図４９（ｂ）〜（ｂ’’’））としても良く、複数の多角形状としても良く（例えば、図５０（ａ）〜（ａ’’’））、複数の円形状としても良い（例えば、図５０（ｂ）〜（ｂ’’’））。
【０１１５】
筐体蓋部の開口部に仕切りを設けることにより、開口部の形状に特徴を持たせることができ、ＬＥＤヘッドの識別性を向上させることが可能となる。
【０１１６】
９）開口部の面取り加工
開口部の各縁を面取り加工した変形例を図５１、５２に示す。
筐体蓋部フレームの開口部の外縁をＲ面取りしても良く（例えば、図５１（ａ）〜（ａ’’’））、スポーク部の稜線をＲ面取りしても良く（例えば、図５１（ｂ）〜（ｂ’’’））、筐体蓋部フレームとスポーク部の接続する箇所をＲ面取りしても良く（例えば、図５２（ａ）〜（ａ’’’））、スポーク部と電気ケーブル引出部が接続する箇所をＲ面取りしても良い（例えば、図５２（ｂ）〜（ｂ’’’））。
面取り量を、少なくしても良く（例えば、図５３（ａ）〜（ａ’’’））、多くしても良い（例えば、図５３（ｂ）〜（ｂ’’’））。
面取りは、Ｒ面取りではなく、Ｃ面取りであっても良い。
面取り加工は、開口部を構成する縁の１カ所に施しても良く、複数箇所に施しても良く、全てに施しても良い。個々の辺に施す面取り加工の条件（面取り加工の種類、面取り量）は、同一であっても良く、個々の縁で変更しても良い。
筐体蓋部の開口部の縁に面取り加工を施すことにより、開口部の形状に特徴を持たせることができ、ＬＥＤヘッドの識別性を向上させることが可能となる。
【０１１７】
上で説明した
・スポーク部の形状
・スポーク部と電気ケーブル引出部との接続位置
・スポーク部の向き
・スポーク部の稜線の形状
・スポーク部の本数
・筐体蓋部フレームの開口部の形状
・電気ケーブル引出部の形状
・仕切りの有無
・開口部の面取り加工
を任意に組み合わせることにより、様々な形状の開口部を筐体蓋部に設けることができ、その結果、多数のＬＥＤヘッドの識別を容易に行うことが可能となる。
【符号の説明】
【０１１８】
１ 光源装置
１０、１００、１０１、１０２ ＬＥＤヘッド
１１ 筐体
１１ａ、１１０ａ、１１１ａ 筐体本体部
１１ｂ 筐体蓋部
１１ｃ 一方端面部
１１ｄ 他方端面部
１１ｅ、１１０ｅ 位置決め用凸部
１１ｆ、１１０ｆ 凹み
１１ｇ、１１０ｇ、１１１ｇ 吸気口
１１ｈ 固定ネジ穴
１１ｋ 開口
１１ｍ 筐体蓋部フレーム
１２ 発光ダイオード
１２ａ ＬＥＤダイ
１３ 軸流送風機
１３ａ 羽根
１４ 開口部
１４ａ 開口面
１５ 電気ケーブル
１６ 放熱器
１６ａ、１６０ａ、１６１ａ 放熱フィン
１６ｂ、１６０ｂ 温度センサ固定ネジ穴
１７ 温度センサ
１８ 軸流送風機回転センサ
２０ 窓部
２１ 基板
２２ コネクタ
２３ 電気ケーブル引出部
２３ａ （電気ケーブル引出部）側面
２３ｂ 電気ケーブル固定ネジ穴
２４ スポーク部
２４ａ （スポーク部）一方接続部
２４ｂ （スポーク部）他方接続部
２４ｃ （スポーク部）稜線
２４ｄ （スポーク部）表面
２４ｅ （スポーク部）側面
２４ｆ （スポーク部）凹溝
２５ 電気ケーブル固定ネジ
２６ レセプタクル
３０ ＬＥＤコントローラ
３１ 電源回路
３２ 制御回路
３３ 駆動回路
４０ 光学ユニット
４０ａ 第１光学レンズ
４０ｂ 第２光学レンズ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を放射する発光ダイオードと、
前記発光ダイオードを冷却する軸流送風機と、
前記発光ダイオードが一方端部側に配置され、前記軸流送風機が他方端部側に配置される略角筒状の筐体と、を備え
前記筐体は、
前記軸流送風機が送風する気体が通過する開口部を備え、
電気ケーブルが、前記発光ダイオードおよび前記軸流送風機を個別に駆動する電気信号を送受し、前記軸流送風機の略中心部から前記筐体の外側に向けて略軸方向に引き出されるように設けられる
光源装置用ＬＥＤヘッド。
【請求項２】
前記筐体は、前記軸流送風機の略中心部に筐体側コネクタが設けられ、前記電気ケーブルが、その一方端部に設けられるケーブル側コネクタと前記筐体側コネクタとが接続されて設ける
請求項１に記載の光源装置用ＬＥＤヘッド。
【請求項３】
前記筐体は、その内部表面と外部表面のうち、少なくともいずれか一方に接するように、放熱器を更に備える請求項１または２に記載の光源装置用ＬＥＤヘッド。
【請求項４】
前記筐体と前記放熱器が、一体で成形される請求項３に記載の光源装置用ＬＥＤヘッド。
【請求項５】
（
前記筐体の内部表面および外部表面と、前記放熱器の表面とのうち、少なくとも一方はその全体または一部が黒色である請求項１から４のいずれか一項に記載の光源装置用ＬＥＤヘッド。
【請求項６】
前記筐体は、前記発光ダイオードと前記軸流送風機との内、少なくとも一方を制御する制御部品を備える請求項１から５のいずれか一項に記載の光源装置用ＬＥＤヘッド。
【請求項７】
前記制御部品は、温度センサ、回転センサ、光量センサ、ＤＣ−ＤＣコンバータ、発光ダイオード用ドライバ、軸流送風機用ドライバのうちから、少なくともいずれか１つが選択される請求項６に記載の光源装置用ＬＥＤヘッド。
【請求項８】
前記発光ダイオードは、その発光時のジャンクション温度が、室温以上１２０℃以下の温度範囲に制御される請求項１から７のいずれか一項に記載の光源装置用ＬＥＤヘッド。
【請求項９】
前記筐体は、前記発光ダイオードの前面に前記光を制御する光学系をさらに備える請求項１から８のいずれか一項に記載の光源装置用ＬＥＤヘッド。
【請求項１０】
前記光学系は、窓、光学フィルタ、レンズ、ミラー、ライトガイド、マスク、回折格子のうち、少なくとも１つである請求項９に記載の光源装置用ＬＥＤヘッド。
【請求項１１】
前記筐体は、前記一方端部側の端面に、前記光学系の位置決め部を備える請求項９または１０に記載の光源装置用ＬＥＤヘッド。
【請求項１２】
前記位置決め部は、少なくとも１つの凸部あるいは凹部で構成される請求項１１に記載の光源装置用ＬＥＤヘッド。
【請求項１３】
前記発光ダイオードが、紫外線発光ダイオードである請求項１から１２のいずれか一項に記載の光源装置用ＬＥＤヘッド
【請求項１４】
請求項１から請求項１３のいずれか一項に記載の光源装置用ＬＥＤヘッドと、前記発光ダイオードと前記軸流送風機に駆動湯信号を供給するＬＥＤコントローラを備えたことを特徴とする光源装置。
【請求項１】
光を放射する発光ダイオードと、
前記発光ダイオードを冷却する軸流送風機と、
前記発光ダイオードが一方端部側に配置され、前記軸流送風機が他方端部側に配置される略角筒状の筐体と、を備え
前記筐体は、
前記軸流送風機が送風する気体が通過する開口部を備え、
電気ケーブルが、前記発光ダイオードおよび前記軸流送風機を個別に駆動する電気信号を送受し、前記軸流送風機の略中心部から前記筐体の外側に向けて略軸方向に引き出されるように設けられる
光源装置用ＬＥＤヘッド。
【請求項２】
前記筐体は、前記軸流送風機の略中心部に筐体側コネクタが設けられ、前記電気ケーブルが、その一方端部に設けられるケーブル側コネクタと前記筐体側コネクタとが接続されて設ける
請求項１に記載の光源装置用ＬＥＤヘッド。
【請求項３】
前記筐体は、その内部表面と外部表面のうち、少なくともいずれか一方に接するように、放熱器を更に備える請求項１または２に記載の光源装置用ＬＥＤヘッド。
【請求項４】
前記筐体と前記放熱器が、一体で成形される請求項３に記載の光源装置用ＬＥＤヘッド。
【請求項５】
（
前記筐体の内部表面および外部表面と、前記放熱器の表面とのうち、少なくとも一方はその全体または一部が黒色である請求項１から４のいずれか一項に記載の光源装置用ＬＥＤヘッド。
【請求項６】
前記筐体は、前記発光ダイオードと前記軸流送風機との内、少なくとも一方を制御する制御部品を備える請求項１から５のいずれか一項に記載の光源装置用ＬＥＤヘッド。
【請求項７】
前記制御部品は、温度センサ、回転センサ、光量センサ、ＤＣ−ＤＣコンバータ、発光ダイオード用ドライバ、軸流送風機用ドライバのうちから、少なくともいずれか１つが選択される請求項６に記載の光源装置用ＬＥＤヘッド。
【請求項８】
前記発光ダイオードは、その発光時のジャンクション温度が、室温以上１２０℃以下の温度範囲に制御される請求項１から７のいずれか一項に記載の光源装置用ＬＥＤヘッド。
【請求項９】
前記筐体は、前記発光ダイオードの前面に前記光を制御する光学系をさらに備える請求項１から８のいずれか一項に記載の光源装置用ＬＥＤヘッド。
【請求項１０】
前記光学系は、窓、光学フィルタ、レンズ、ミラー、ライトガイド、マスク、回折格子のうち、少なくとも１つである請求項９に記載の光源装置用ＬＥＤヘッド。
【請求項１１】
前記筐体は、前記一方端部側の端面に、前記光学系の位置決め部を備える請求項９または１０に記載の光源装置用ＬＥＤヘッド。
【請求項１２】
前記位置決め部は、少なくとも１つの凸部あるいは凹部で構成される請求項１１に記載の光源装置用ＬＥＤヘッド。
【請求項１３】
前記発光ダイオードが、紫外線発光ダイオードである請求項１から１２のいずれか一項に記載の光源装置用ＬＥＤヘッド
【請求項１４】
請求項１から請求項１３のいずれか一項に記載の光源装置用ＬＥＤヘッドと、前記発光ダイオードと前記軸流送風機に駆動湯信号を供給するＬＥＤコントローラを備えたことを特徴とする光源装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図４１】
【図４２】
【図４３】
【図４４】
【図４５】
【図４６】
【図４７】
【図４８】
【図４９】
【図５０】
【図５１】
【図５２】
【図５３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図４１】
【図４２】
【図４３】
【図４４】
【図４５】
【図４６】
【図４７】
【図４８】
【図４９】
【図５０】
【図５１】
【図５２】
【図５３】
【公開番号】特開２０１３−５８５４３（Ｐ２０１３−５８５４３Ａ）
【公開日】平成２５年３月２８日（２０１３．３．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９４９９０（Ｐ２０１１−１９４９９０）
【出願日】平成２３年９月７日（２０１１．９．７）
【出願人】（５９２０３２４３０）ＨＯＹＡ ＣＡＮＤＥＯ ＯＰＴＲＯＮＩＣＳ株式会社 (44)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月２８日（２０１３．３．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月７日（２０１１．９．７）
【出願人】（５９２０３２４３０）ＨＯＹＡ ＣＡＮＤＥＯ ＯＰＴＲＯＮＩＣＳ株式会社 (44)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]