JPH11202164A - 光源モジュール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＬＥＤを使用して用途に応じた必要量の光強
度を得ることができ、かつ、装置全体を小型化できるよ
うにする。 【解決手段】 ドーナツ板状のプリント基板１１を多段
状に配置する。プリント基板１１に多数のＬＥＤ１５を
実装する。溶融接着法または透明接着剤による接着法に
より、ＬＥＤ１５に対応する多数の光ファイバ２６を固
着する。このように前段のプリント基板１１のＬＥＤ１
５と光的に１対１の関係で接続した光ファイバ２６を、
次段のプリント基板１１の挿通部１２に挿通すると共
に、当該次段のＬＥＤ１５と光的に接続した光ファイバ
２６と束ねて引き出す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は歯科用光照射器、レ
ジスト露光用光照射器等の種々の光照射器に適用可能な
光源モジュールに関し、特に、発光ダイオード（以下単
にＬＥＤという）を光源として使用した光源モジュール
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の光源モジュールとしては、歯科治
療で使用される光重合型樹脂（コンポジットレジン）を
重合硬化するための歯科用光照射器、半導体素子製造時
にレジストを露光するためレジスト露光用光照射器等が
ある。これらの光照射器は、光源として主にハロゲンラ
ンプを使用し、用途に応じた波長域の光を得るために、
所望波長域の光を透過するフィルタを使用している。例
えば、歯科用光照射器は、光源としてハロゲンランプの
光を、フィルタを通してコンポジットレジンの硬化に適
した波長域４１０〜５００ｎｍの光としている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のよう
に、従来の光源モジュールでは、ハロゲンランプが発す
る白色光を用途に応じた波長域の光とするために、その
波長域に応じた帯域のフィルタを必要とする。更に、ハ
ロゲンランプは発光時に高温になるため、その冷却装置
が必要となる。よって、光源モジュール全体が複雑化し
たり大型化する可能性がある。また、ハロゲンランプ
は、その発熱によるエネルギー損失が大きいため電力に
対する発光効率が低く、更に、その光がフィルタを透過
する際に減衰するため、更に発光効率が低くなる。よっ
て、必要な光強度を得るための消費電力が大きくなる。
加えて、ハロゲンランプはその構造上寿命が短く、特に
コードレスタイプの光照射器の光源として使用した場
合、一定時間使用後に急激な光強度の低下を引き起こす
可能性がある。即ち、使用時間に応じて適宜ハロゲンラ
ンプを新しく交換する必要があり、その交換作業が面倒
で、かつ、コストの点でも改善する余地がある。

【０００４】一方、近年、様々な装置に使用可能な光源
としてＬＥＤが注目を集めている。ＬＥＤは固有の発光
スペクトルを持つため、用途に応じた発光スペクトルの
ＬＥＤを使用すれば、フィルターを使用することなく所
望波長帯域の光を得ることができる。また、ＬＥＤは発
光に伴う発熱も少ないため、冷却装置を必要としない。
よって、装置全体を小型化する点で有利である。更に、
ＬＥＤは、エネルギー損失が少ないため、電力消費の点
で有利である。加えて、ＬＥＤの寿命が長いため、頻繁
な交換は不要で、コストの点でも有利である。

【０００５】しかし、ＬＥＤは、単体では光強度が弱い
ため、用途に応じた必要量の光強度を得るためには、多
数のＬＥＤを使用する必要があり、装置全体を小型化す
る点で解決すべき課題がある。

【０００６】そこで、本発明は、ＬＥＤを使用して用途
に応じた必要量の光強度を得ることができ、かつ、装置
全体を小型化することができる光源モジュールの提供を
課題とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１にかかる光源モ
ジュールは、挿通部を有するプリント基板と、前記プリ
ント基板に実装した多数のＬＥＤと、一端を前記多数の
ＬＥＤに固着されて光的に１対１の関係で接続された多
数の光ファイバとを具備し、前記プリント基板を多段状
に配置すると共に、前段のプリント基板のＬＥＤと光的
に接続した光ファイバを、次段のプリント基板の挿通部
に挿通すると共に、当該次段のプリント基板のＬＥＤと
光的に接続した光ファイバと束ねて引き出すものであ
る。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。

【０００９】図１は本発明の実施の形態１にかかる光源
モジュールの概略構成を説明する断面図である。図２は
本発明の実施の形態１にかかる光源モジュールのプリン
ト基板を示す平面図である。図３は本発明の実施の形態
１にかかる光源モジュールの光ファイバ位置決め板を示
す平面図である。図４は本発明の実施の形態１にかかる
光源モジュールのＬＥＤと光ファイバとの位置関係を示
す拡大断面図である。図５は本発明の実施の形態１にか
かる光源モジュールの基板回路を示す回路図である。

【００１０】図１に示すように、本実施の形態の光源モ
ジュールは、プリント基板１１と、プリント基板１１に
実装した多数のＬＥＤ１５と、一端を多数のＬＥＤ１５
と光的に１対１で接続された多数の光ファイバ２６とを
具備する。前記プリント基板１１は、図２に示すよう
に、中央に円形の挿通部１２を有する円形ドーナツ板状
をなしている。プリント基板１１は、外周側の所定角度
位置（図２中上側）に円形の貫通孔１３を有すると共
に、貫通孔１３と１８０度離れた角度位置（図２中下
側）にコネクタ１４を有している。コネクタ１４は、通
常の電源コネクタ３１，３２を接続するためのものであ
り、プリント基板１１の両側面にそれぞれ設けられてい
る。

【００１１】前記ＬＥＤ１５はプリント基板１１の一側
面（図１中右側面）に多数個（図２では１５個）配置さ
れている。即ち、プリント基板１１の内周側の前記コネ
クタ１４と干渉しない位置に７個のＬＥＤ１５が等角度
間隔で配置されるとともに、外周側の前記貫通孔１３と
干渉しない位置に８個のＬＥＤ１５が等角度間隔で配置
されている。図５に示すように、各ＬＥＤ１５はプリン
ト基板１１の配線によりコネクタ１４と電気的に接続さ
れている。そして、図示しない電源をコネクタ１４に電
気的に接続することにより所定の電力を各ＬＥＤに供給
するようになっている。コネクタ１４には、プラス
（＋）極及びマイナス（−）極用の端子１４Ａ，１４Ｂ
が具備されており、多段重ねられた一方のプリント基板
１１のコネクタ１４をジャンパー接続することにより、
他方のプリント基板１１側で両端子１４Ａ，１４Ｂを電
源に接続することが可能である。

【００１２】本発明は、所定枚数の同一のプリント基板
１１をその軸方向に所定間隔を置いて多段状に平行配置
している。即ち、プリント基板１１の前記貫通孔１３に
は、貫通孔１３と同一直径の円柱状をなすスペーサ１が
貫通して挿入され、これらのプリント基板１１を前記所
定間隔で一体的に保持している。また、プリント基板１
１のＬＥＤ１５側に対向して、それぞれ、プリント基板
１１と略同一外形の円形ドーナツ板状をなす光ファイバ
位置決め板２１が対を成すよう配置されている。

【００１３】具体的には、図３に示すように、各光ファ
イバ位置決め板２１は、プリント基板１１の貫通孔１３
に対応する外周側の所定角度位置（図３中上側）に、貫
通孔１３と同一直径の円形をなす貫通孔２３を有してい
る。そして、光ファイバ位置決め板２１の貫通孔２３に
は前記スペーサ１が貫通して挿入され、これらの光ファ
イバ位置決め板２１をプリント基板１１に所定間隔で近
接するよう一体的に保持している。これにより、光ファ
イバ位置決め板２１は、プリント基板１１と対を成すよ
う、対応するプリント基板１１の一側面（図１中右側
面）に近接して平行に配置される。

【００１４】光ファイバ位置決め板２１は、プリント基
板１１の挿通部１２に対応する中央位置に、挿通部１２
と略同一直径の円形の挿通部２２を有している。また、
光ファイバ位置決め板２１は、貫通孔２３と１８０度離
れた角度位置（図３中下側）、即ち、プリント基板１１
のコネクタ１４と対応する位置に、横長長方形状の開口
２４を穿設している。

【００１５】各光ファイバ支持板２１には、各プリント
基板１１に配置したＬＥＤ１５と同数（図３では１５
個）の光ファイバ位置決め部２５が設けられている。光
ファイバ位置決め部２５は、プリント基板１１のＬＥＤ
１５と対応する位置にそれぞれ配置されている。そし
て、プリント基板１１及び光ファイバ位置決め板２１を
スペーサにより固定保持したときに、各光ファイバ位置
決め部２５が対応するＬＥＤ１５と正確に対面乃至対向
するようになっている。即ち、光ファイバ位置決め板２
１の内周側の前記開口２４と干渉しない位置には、７つ
の光ファイバ位置決め部２５が等角度間隔で配置される
とともに、外周側の前記貫通孔２３と干渉しない位置に
は、８つの光ファイバ位置決め部２５が等角度間隔で配
置されている。

【００１６】図４に示すように、本実施の形態のＬＥＤ
１５はレンズ付きチップＬＥＤからなり、所定色を発光
するＬＥＤチップ１６と、ＬＥＤチップ１６の発光側に
対向配置されたレンズ１７と、ＬＥＤチップ１６及びレ
ンズ１７を封止する樹脂モールド１８を備える。ＬＥＤ
１５は、ＬＥＤチップ１６をプリント基板１１に電気的
に接続し、レンズ１７を光ファイバ位置決め部２５側に
配置している。前記ＬＥＤチップ１６は、用途に応じて
所望色の光を発するものを使用する。

【００１７】例えば、歯科用光照射器に適用する場合、
コンポジットレジンを硬化するのに適した４７０ｎｍ付
近の波長域の青色光を発する青色ＬＥＤチップを使用す
る。また、半導体素子製造時のレジスト露光用光照射器
に適用する場合、レジストの感光に適した４０５ｎｍ付
近の波長域の紫色光を発する紫色ＬＥＤチップまたは３
８０ｎｍ付近の波長域の紫外（ＵＶ）光を発するＵＶ−
ＬＥＤチップを使用する。その他、用途に応じて、赤色
光を発するものや赤外光を発するもの等、任意のＬＥＤ
を使用可能である。

【００１８】一方、各光ファイバ位置決め部２５は、内
方に向かって縮径する円錐状のガイド孔２５ａと、ガイ
ド孔２５ａの内端に連続する円柱状の保持孔２５ｂより
なる漏斗状の貫通孔とされている。そして、前記保持孔
２５ｂの先端が、光ファイバ位置決め板２１の一側面
（図１及び４中左側面）に露出し、プリント基板１１上
の対応するＬＥＤ１５のレンズ１７の光出射面１７ａと
正確に対面乃至対向している。そして、光ファイバ位置
決め部２５には光ファイバ２６の一端が挿入固定され、
その先端の光入射面２６ａが光ファイバ位置決め板２１
の一側面と面一となった状態で、ＬＥＤ１５のレンズ１
７の光出射面１７ａと所定間隔を置いて正確に対面乃至
対向するようになっている。これにより、ＬＥＤ１５と
光ファイバ２６とが光的に１対１の関係で接続される。

【００１９】具体的には、光ファイバ２６の先端部は、
漏斗状をなす光ファイバ位置決め部２５のガイド孔２５
ａに案内されて保持孔２５ｂに圧入、接着等して固定さ
れ、ＬＥＤ１５のレンズ１７の光出射面１７ａと正確に
対面乃至対向する位置に位置決めされる。そして、各光
ファイバ位置決め板２１には、光ファイバ位置決め部２
５に合計１５本の光ファイバ２６が保持固定される。な
お、レンズ１７の光出射面１７ａと光ファイバ２６の光
入射面２６ａとの間隔は、光の損失を防止するためでき
るだけ小さくすることが好ましく、接着することも可能
である。また、光ファイバ２６としては、通常、直径１
ｍｍの石英ガラス、多成分ガラス、プラスチック等の任
意の材料からなる光ファイバが使用される。

【００２０】上記のように対を成すプリント基板１１と
光ファイバ位置決め板２１は、スペーサ１の軸方向に沿
って所定間隔で多段状に配置されている。本実施の形態
では、プリント基板１５は図１中左側から右側に向かっ
て６段構成で配置され、対を成す光ファイバ位置決め板
２１も同様に６段構成とされている。よって、スペーサ
１に沿って合計６段のプリント基板１１及び光ファイバ
位置決め板２１の対が一定間隔で配置される。なお、ス
ペーサ１の両端はフランジ状に拡径されて止め部１ａ，
１ｂとされ、左側の止め部１ａが第１段のプリント基板
の他側面に当接して係止すると共に、右側の止め部１ｂ
が第６段の光ファイバ位置決め板２１の他側面に当接し
て係止し、それらのスペーサ１からの脱落を防止するよ
うになっている。また、各段のプリント基板１１及び光
ファイバ位置決め板２１も、図示しない位置決め手段に
よりスペーサ１の軸方向の所定位置に位置決め固定され
ている。かかる位置決め手段としては、例えば、プリン
ト基板１１及び光ファイバ位置決め板２１をスペーサ１
に対して凹凸の関係で係止してもよい。これにより、光
ファイバ２６をＬＥＤ１５に対してスペーサ１の軸方向
に位置決めして、ＬＥＤ１５のレンズ１７の光出射面１
７ａと光ファイバ２６の光入射面２６ａとの間隔を所望
値に決定することができる。

【００２１】そして、第１段の光ファイバ位置決め板２
１の光ファイバ２６は、光ファイバ位置決め板２１の他
側面（図１中右側面）側から、第２段のプリント基板１
１の挿通部１２及び光ファイバ位置決め板２１の挿通部
２２に束ねた状態で挿通され、その反対側（第３段側）
に引き出される。そして、第２段の光ファイバ位置決め
板２１の光ファイバ２６と一緒に束ねた状態で、更に、
第３段のプリント基板１１の挿通部１２及び光ファイバ
位置決め板２１の挿通部２２に束ねた状態で挿通され、
第３段の光ファイバ位置決め板２１の光ファイバ２６と
一緒に束ねられる。以下同様にして、前段のプリント基
板１１のＬＥＤ１５と光的に接続した光ファイバ２６
を、次段のプリント基板１１の挿通部１２及び光ファイ
バ位置決め板２１の挿通部２２に挿通すると共に、当該
次段のプリント基板１１のＬＥＤ１５と光的に接続した
光ファイバ２６と一緒に束ねて引き出す。

【００２２】これにより、第１段から第５段の光ファイ
バ位置決め板２１の光ファイバ２６が、一緒に束ねた状
態で第６段のプリント基板１１の挿通部１２及び光ファ
イバ位置決め板２１の挿通部２２に挿通され、第６段の
光ファイバ位置決め板２１の光ファイバ２６と一緒に束
ねられる。そして、本実施の形態は、これら６段分の合
計９０本（各段１５本）の光ファイバ２６の他端を一緒
に束ねた状態で、一体的に面一の光出射面を形成してい
る。

【００２３】前記プリント基板１１の一側面（図１中右
側面）のコネクタ１４及び次段のプリント基板１１の他
側面（図１中左側面）のコネクタ１４は、対応するコネ
クタ３１及びコネクタ３２によりコード３３を介して電
気的に接続される。また、多段（本実施の形態では６
段）重ねられた一方のプリント基板１１のコネクタ１４
をジャンパー接続し、他方のプリント基板１１側で両端
子１４Ａ，１４ＢをＤＣ電源に接続する。そして、電源
から電力を供給することにより、各段のＬＥＤ１５に直
流電流を同時に供給して通電するようになっている。な
お、コネクタ３２及びコード３３は、それぞれ第１段か
ら第５段の光ファイバ位置決め板２１の開口２５を通っ
て、対応する次段のプリント基板１１に引き出されてい
る。また、第６段のプリント基板１１に接続する電源コ
ードは、第６段の光ファイバ位置決め板２１の開口２５
を通って第６段のプリント基板１１に接続されている。

【００２４】次に、上記のように構成された本実施の形
態にかかる光源モジュールの作用を説明する。

【００２５】本実施の形態の光源モジュールは、適当な
ハウジングに内装して収容し、一緒に束ねて引き出した
合計９０本の光ファイバ２６の他端の光出射面を、その
ハウジングの光放射部から露出する。かかるハウジング
としては、光源モジュールの形状に対応して、円筒状の
ものを使用することができる。なお、ハウジング形状
は、使用者が把持でき、その作業性を損なわない形状で
あれば、任意のものとすることができる。

【００２６】そして、電源から第１段及び第６段のプリ
ント基板１１間に通電すると、各段のプリント基板１１
のＬＥＤ１５のＬＥＤチップ１６が通電され、所定色の
光を発する。この発光はレンズ１７により収束され、そ
の光出射面１７ａから出射し、対面する光ファイバ２６
の光入射面２６ａに入射する。これにより、各段１５個
のＬＥＤ１５の発光が対応する１５本の光ファイバ２６
に入射して、最終的に６段分の合計９０本の光ファイバ
２６が、合計９０個のＬＥＤ１５の光を集約して他端の
光出射面から出射する。よって、単一のＬＥＤ１５の９
０倍の光強度乃至光量の光が光ファイバ２６の他端から
出射するため、コンポジットレジン硬化、レジスト感光
等、所望の用途に応じた十分な強度乃至量の光を照射対
象に照射することができる。

【００２７】このように、上記実施の形態１の光源モジ
ュールは、所定位置（中央）に挿通部１２を有するプリ
ント基板１１と、前記プリント基板１１に実装した多数
のＬＥＤ１５と、一端を前記多数のＬＥＤ１５と光的に
１対１の関係で接続された多数の光ファイバ２６とを具
備し、前記プリント基板１１を多段状に配置すると共
に、前段のプリント基板１１のＬＥＤ１５と光的に接続
した光ファイバ２６を、次段のプリント基板１１の挿通
部１２に挿通すると共に、当該次段のプリント基板１１
のＬＥＤ１５と光的に接続した光ファイバ２６と束ねて
引き出すものである。

【００２８】したがって、１個のＬＥＤ１５に対して１
本の光ファイバ２６を光的に接続したため、集光効率が
良く、ＬＥＤ１５の個数の増加に比例して光強度を増大
することができる。また、ＬＥＤ１５を多数実装したプ
リント基板１１を多段状に並設するため、プリント基板
１１の枚数乃至段数の増加に比例して光強度を増大する
ことができる。即ち、上記実施の形態では、１枚のプリ
ント基板１１へのＬＥＤ１５の配置個数乃至プリント基
板１１の段数を変更することにより、最終的な光強度を
容易に変更調節することができ、用途に応じた最適な強
度の光を得ることができる。

【００２９】更に、ＬＥＤ１５を多段状に配置したプリ
ント基板１１にスペース効率良く実装できるため、電源
モジュール乃至光照射器全体を小型化することができ
る。更にまた、プリント基板１１としては、同一構成の
ものを必要枚数用意すれば良いため、部品の種類が少な
くてすみ、その製造が容易でコストを低減することがで
きる。そして、プリント基板１１の中央の挿通部１２に
前段の光ファイバ２６を挿通し、当該段の光ファイバ２
６と束ねて引き出すため、電源モジュール自体の外形を
大きくすることなく、多数の光ファイバ２６を実装する
ことができる。加えて、多段状に並設した板状のプリン
ト基板１１が全体としてフィン構造を形成するため、放
熱性が良く、ＬＥＤ１５の発熱を効率よく放射して、発
熱による影響を防止することができ、製品の信頼性を向
上することができる。特に、プリント基板１１はアルミ
ベース等の金属基板とすることができ、この場合、放熱
性を一層向上することができる。その他、本実施の形態
の電源モジュールは、光源としてＬＥＤ１５を使用した
ことによる上述の効果を奏する。その結果、ＬＥＤを使
用して用途に応じた必要量の光強度を得ることができ、
かつ、装置全体を小型化することができる。これによ
り、使用者乃至作業者が持ち易い小型形状の光照射器と
することができる。また、光照射部の面積乃至寸法を小
さくして、患者の口内に挿入する必要のある歯科用光照
射器等、一層小型化する必要のある光照射器にも適用す
ることができる。

【００３０】上記実施の形態の光源モジュールは、更
に、前記プリント基板１１の挿通部１２に対応する位置
に挿通部２２を有する板状の光ファイバ位置決め板２１
を、前記プリント基板１１のＬＥＤ１５側に対向して対
を成すよう配置すると共に、前記光ファイバ位置決め板
２１において前記対を成すプリント基板１１のＬＥＤ１
５と対面する位置に前記光ファイバ２６の一端を位置決
め保持し、更に、前段のプリント基板１１と対を成す光
ファイバ位置決め板２１の光ファイバ２６を、次段のプ
リント基板１１の挿通部１２及び光ファイバ位置決め板
２１の挿通部２２に挿通し、当該次段の光ファイバ位置
決め板２１の光ファイバ２６と束ねて引き出したもので
ある。

【００３１】したがって、光ファイバ位置決め板２１に
より多数の光ファイバ２６をＬＥＤ１５に対して精度良
く位置決めして実装することができ、集光効率を一層向
上することができる。また、プリント基板１１と同様、
光ファイバ位置決め板２１としては、同一構成のものを
必要枚数用意すれば良いため、部品の種類が少なくてす
み、その製造が容易でコストを低減することができる。
そして、プリント基板１１と同様、光ファイバ位置決め
板２１の中央の挿通部２２に前段の光ファイバ２６を挿
通し、当該段の光ファイバ２６と束ねて引き出すため、
電源モジュール自体の外形を大きくすることなく、多数
の光ファイバ２６を実装することができる。加えて、プ
リント基板１１と共に多段状に並設した板状の光ファイ
バ位置決め板２１が全体としてフィン構造を形成するた
め、放熱性が良く、ＬＥＤ１５の発熱を効率よく放射し
て、発熱による影響を防止することができ、製品の信頼
性を向上することができる。

【００３２】ところで、上記実施の形態１では、プリン
ト基板１１及び光ファイバ位置決め板２１を対応するド
ーナツ板状に形成し、中央の挿通部１２及び２２に光フ
ァイバ２６を挿通しているが、本発明を実施する場合の
プリント基板及び光ファイバ位置決め板の形状は、これ
に限定するものではなく、例えば、図６及び図７のよう
にして実施することもできる。図６は本発明の実施の形
態２にかかる光源モジュールのプリント基板を示す平面
図である。図７は本発明の実施の形態２にかかる光源モ
ジュールの光ファイバ位置決め板を示す平面図である。

【００３３】図６に示すように、実施の形態２のプリン
ト基板４１は、一部を切り欠き形状として挿通部４２と
している。即ち、プリント基板４１は、外周の所定角度
位置を所定形状に切り欠いた平板状としてもよい。図６
では、プリント基板４１は右方に開口する略四角切り欠
き状の挿通部４２を有する円板状をなしている。そし
て、プリント基板４１の多数所定位置に、上記実施の形
態と同様に、それぞれＬＥＤ１５が実装配置され、発光
制御自在とされている。一方、図７に示すように、実施
の形態２の別例の光ファイバ位置決め板５１は、プリン
ト基板４１の形状に対応して、一部を切り欠き形状とし
て挿通部５２としている。即ち、光ファイバ位置決め板
５１も、外周の所定角度位置を所定形状に切り欠いた平
板状とすることができる。図７では、光ファイバ位置決
め板５１は右方に開口する略四角切り欠き状の挿通部５
２を有する円板状をなしている。そして、光ファイバ位
置決め板５１の多数所定位置に、上記実施の形態１と同
様に、それぞれ前記ＬＥＤ１５と対向して光ファイバ２
６の一端が配置され、ＬＥＤ１５と光的に接続されてい
る。更に、各段の多数本の光ファイバ２６は、前記プリ
ント基板４１の挿通部４２及び光ファイバ位置決め板５
１の挿通部５２に束ねた状態で挿通され、反対側に引き
出される。したがって、実施の形態２でも、上記実施の
形態１と同様の作用及び効果が得られる。

【００３４】なお、前記プリント基板１１，４１及び光
ファイバ位置決め板２１，５１の形状は、ドーナツ板
状、円板状以外にも、略四角形のドーナツ板状、略四角
板状、略多角板状等、任意の形状とすることができる。
また、挿通部の形状も、円形状、四角切り欠き状以外に
も、略四角形状、多角形状等の任意の形状とすることが
できる。更に、挿通部１２，２２，４２，５２は、プリ
ント基板１１，４１及び光ファイバ位置決め板２１，５
１の中央または外周部の所定角度位置以外の任意の位置
に設けることができ、これに対応してＬＥＤ１５及び光
ファイバ２６を配置することができる。

【００３５】また、上記実施の形態１及び２では、光フ
ァイバ２６の位置決め用に光ファイバ位置決め板２１，
５１を使用しているが、本発明では、ＬＥＤ１５に対し
て光ファイバ２６を位置決めすることができる限りにお
いて、他の構成を採用することができる。例えば、図８
乃至図１１に示すように、光ファイバ位置決め板２１，
５１を省略し、前記光ファイバ２６の一端の光入射面２
６ａを直接ＬＥＤ１５に当接した状態で溶融接着、接着
剤等により固着して、これらを光的に接続してもよい。

【００３６】図８は本発明の実施の形態３にかかる光源
モジュールの概略構成を説明する部分断面図である。図
９は本発明の実施の形態３にかかる光源モジュールのプ
リント基板を示す平面図である。

【００３７】実施の形態３の光源モジュールは、実施の
形態１の光源モジュールの光ファイバ位置決め板２１を
省略すると共に、ＬＥＤ１５に光ファイバ２６を直接固
着したことを特徴とし、その他の構成は実施の形態１と
同様である。よって、実施の形態１と同一の部材及び部
分には同一の参照符号を付してその説明を省略する。即
ち、図８に示すように、実施の形態３は、所定枚数の同
一のプリント基板１１をその軸方向に所定間隔を置いて
多段状に平行配置している。プリント基板１１の貫通孔
１３には、貫通孔１３と同一直径の円柱状をなすスペー
サ１が貫通して挿入され、これらのプリント基板１１を
前記所定間隔で一体的に保持している。なお、光ファイ
バ位置決め板２１を省略したため、その分、実施の形態
１と比較して、プリント基板１１の配置間隔を短くする
ことができる。

【００３８】本実施の形態のＬＥＤ１５は、例えば、図
４に示すレンズ付きチップＬＥＤから構成することがで
き、用途に応じて所望色の光を発するものが使用され
る。光ファイバ２６は、先端の光入射面２６ａがＬＥＤ
１５のレンズ１７の光出射面１７ａに当接状態で固着さ
れ、ＬＥＤチップ１６と正確に対面乃至対向するように
なっている。これにより、ＬＥＤ１５と光ファイバ２６
とが光的に１対１の関係で接続される。即ち、各段のプ
リント基板１１では、合計１５個のＬＥＤに対応して合
計１５本の光ファイバ２６が固着される。

【００３９】ここで、ＬＥＤ１５に光ファイバ２６を固
着する手段としては、溶融接着法または透明接着剤によ
る接着法がある。溶融接着法は、ＬＥＤ１５の光ファイ
バ２６を固着する部分及び光ファイバ２６の先端面２６
ａを加熱溶融し、光ファイバ２６の先端面２６ａをＬＥ
Ｄ１５の光出射側の所定位置（レンズ１７の光出射面１
７ａ中央）に当接させ、その後冷却硬化して接着するも
のである。また、接着法は、エポキシ系接着剤等の透明
接着剤をＬＥＤ１５の光ファイバ２６を固着する部分及
び光ファイバ２６の先端面２６ａに塗布し、光ファイバ
２６の先端面２６ａをＬＥＤ１５の光出射面の所定位置
に当接させ、接着剤を硬化して接着するものである。か
かる透明接着剤としては、ＬＥＤ１５からの発光が接着
剤を介して光ファイバ２６のコアに全反射角以下の角度
で確実に入射するよう、屈折率が光ファイバ２６のコア
材の屈折率より小さいものを使用することが好ましい。

【００４０】光ファイバ２６としては、前述のように、
樹脂ファイバ、石英ファイバ等の任意の光ファイバを使
用できるが、樹脂ファイバを使用した場合、先端面２６
ａの端面仕上げ状態により、透過率に影響があり、この
場合において溶融接着法を使用した場合、約５０％の透
過率が得られた。更に、石英ファイバを使用した場合、
８０〜９０％の透過率が得られた。

【００４１】上記のように、プリント基板１１は、スペ
ーサ１の軸方向に沿って所定間隔で多段状に配置されて
いる。本実施の形態では、プリント基板１５は、実施の
形態１と同様、図８中左側から右側に向かって６段構成
で配置されている。しかし、実施の形態１のように光フ
ァイバ位置決め板２１を介装配置する必要がないため、
プリント基板１１をより多くの段数とすることにより、
光源モジュールの最終的な光量乃至光強度を容易に増大
することができる。

【００４２】そして、第１段のプリント基板１１の光フ
ァイバ２６は、当該プリント基板１１の他側面（図８中
右側面）側から、第２段のプリント基板１１の挿通部１
２に束ねた状態で挿通され、その反対側（第３段側）に
引き出される。そして、第２段のプリント基板１１の光
ファイバ２６と一緒に束ねた状態で、更に、第３段のプ
リント基板１１の挿通部１２に束ねた状態で挿通され、
第３段のプリント基板１１の光ファイバ２６と一緒に束
ねられる。以下同様にして、前段のプリント基板１１の
ＬＥＤ１５と光的に接続した光ファイバ２６を、次段の
プリント基板１１の挿通部１２に挿通すると共に、当該
次段のプリント基板１１のＬＥＤ１５と光的に接続した
光ファイバ２６と一緒に束ねて引き出す。

【００４３】これにより、第１段から第５段の光ファイ
バ位置決め板２１の光ファイバ２６が、一緒に束ねた状
態で第６段のプリント基板１１の挿通部１２に挿通さ
れ、第６段のプリント基板１１の光ファイバ２６と一緒
に束ねられる。そして、本実施の形態は、これら６段分
の合計９０本（各段１５本）の光ファイバ２６の他端を
一緒に束ねた状態で、一体的に面一の光出射面を形成し
ている。

【００４４】なお、実施の形態３の電気的構成は実施の
形態１と同様であり、プリント基板１１のコネクタ１
４、コネクタ３１及び３２、及びコード３３を使用し
て、隣接するプリント基板１１の対向側面のコネクタ１
４を対応するコネクタ３１及びコネクタ３２によりコー
ド３３を介して電気的に接続するようになっている。ま
た、多段（本実施の形態では６段）重ねられた一方のプ
リント基板１１のコネクタ１４をジャンパー接続し、他
方のプリント基板１１側で両端子１４Ａ，１４ＢをＤＣ
電源に接続する。そして、電源から電力を供給すること
により、各段のＬＥＤ１５に直流電流を同時に供給して
通電するようになっている。

【００４５】次に、上記のように構成された本実施の形
態にかかる光源モジュールの作用を説明する。

【００４６】本実施の形態の光源モジュールは、実施の
形態１と同様、適当なハウジングに内装して収容し、一
緒に束ねて引き出した合計９０本の光ファイバ２６の他
端の光出射面を、そのハウジングの光放射部から露出す
る。そして、電源から各段のプリント基板１１に通電す
ると、各段のプリント基板１１のＬＥＤ１５のＬＥＤチ
ップ１６が通電され、所定色の光を発する。この発光は
レンズ１７により収束され、その光出射面１７ａから出
射し、光出射面１７に直接当接して対面する光ファイバ
２６の光入射面２６ａに入射する。これにより、各段１
５個のＬＥＤ１５の発光が対応する１５本の光ファイバ
２６に直接入射して、最終的に６段分の合計９０本の光
ファイバ２６が、合計９０個のＬＥＤ１５の光を集約し
て他端の光出射面から出射する。よって、単一のＬＥＤ
１５の９０倍の光強度乃至光量の光が光ファイバ２６の
他端から出射するため、コンポジットレジン硬化、レジ
スト感光等、所望の用途に応じた十分な強度乃至量の光
を照射対象に照射することができる。

【００４７】図１０は実施の形態３にかかる光源モジュ
ールのＬＥＤと光ファイバとの第１の固着例を示す要部
断面図である。図１１は実施の形態３にかかる光源モジ
ュールのＬＥＤと光ファイバとの第２の固着例を示す要
部断面図である。

【００４８】図１０の固着例は、ＬＥＤとしてベアチッ
プＬＥＤ６１を使用している。このベアチップＬＥＤ６
１は、実施の形態１のＬＥＤ１５のようにＬＥＤチップ
１６の他にレンズ１７及び樹脂モールド１８を備えるこ
となく、チップＬＥＤのみから構成されるものである。
かかるベアチップＬＥＤ６１はプリント基板１１に電気
的に接続され、光出射面（図１０中右端の平坦面）を隣
接するプリント基板１１と平行に対向配置している。前
記ベアＬＥＤチップ６１は、用途に応じて所望色の光を
発するものを使用する。そして、ベアチップＬＥＤ６１
の光出射面に、前記溶融接着法または接着法により、光
ファイバ２６の先端面２６ａを固着している。これによ
り、ベアチップＬＥＤ６１からの光が直接光ファイバ２
６内に入射し、上述した所定の作用及び効果を有する。

【００４９】図１１の固着例は、ＬＥＤとして実施の形
態１とほぼ同様のチップＬＥＤ７１を使用している。こ
のチップＬＥＤ７１は、実施の形態１のＬＥＤ１５のよ
うに、所定色を発光するＬＥＤチップ７２と、ＬＥＤチ
ップ７２の発光側に対向配置されたレンズ７３と、ＬＥ
Ｄチップ７２及びレンズ７３を封止する樹脂モールド７
４を備える。チップＬＥＤ７１は、ＬＥＤチップ７２を
プリント基板１１に電気的に接続し、レンズ７３を隣接
するプリント基板１１に対向配置している。前記ＬＥＤ
チップ７２は、用途に応じて所望色の光を発するものを
使用する。また、前記チップＬＥＤ７１のレンズ７３の
周囲には、略半球状のレンズ７３に対応した空間乃至凹
部が形成されている。かかるチップＬＥＤ７１のレンズ
７３の光出射側（図１１中右側）に、前記接着法によ
り、光ファイバ２６の先端面２６ａを固着している。具
体的には、まず、チップＬＥＤ７１のレンズ７３の周囲
の空間乃至凹部に前記透明接着剤を充填し、光ファイバ
２６の先端面２６ａをＬＥＤチップ７２の光出射面（図
１１中右端の平坦面）と平行となるようレンズ７３の頂
部に当接する。なお、透明接着剤を光ファイバ２６の先
端面２６ａに同時に塗布してもよい。そして、透明接着
剤を硬化してこれらを接着する。これにより、チップＬ
ＥＤ７１からの光が直接光ファイバ２６内に入射し、上
述した所定の作用及び効果を有する。

【００５０】このように、上記実施の形態３の光源モジ
ュールは、所定位置（中央）に挿通部１２を有するプリ
ント基板１１と、前記プリント基板１１に実装した多数
のＬＥＤ１５と、一端を前記多数のＬＥＤ１５，６１，
７１に溶融接着法または接着法により固着されて光的に
１対１の関係で接続された多数の光ファイバ２６とを具
備し、前記プリント基板１１を多段状に配置すると共
に、前段のプリント基板１１のＬＥＤ１５と光的に接続
した光ファイバ２６を、次段のプリント基板１１の挿通
部１２に挿通すると共に、当該次段のプリント基板１１
のＬＥＤ１５と光的に接続した光ファイバ２６と束ねて
引き出すものである。

【００５１】したがって、１個のＬＥＤ１５，６１，７
１に対して１本の光ファイバ２６を光的に直接接続した
ため、集光効率が良く、ＬＥＤ１５，６１，７１の個数
の増加に比例して光強度を増大することができる。ま
た、ＬＥＤ１５，６１，７１を多数実装したプリント基
板１１を多段状に並設するため、プリント基板１１の枚
数乃至段数の増加に比例して光強度を増大することがで
きる。即ち、上記実施の形態では、１枚のプリント基板
１１へのＬＥＤ１５，６１，７１の配置個数乃至プリン
ト基板１１の段数を変更することにより、最終的な光強
度を容易に変更調節することができ、用途に応じた最適
な強度の光を得ることができる。

【００５２】更に、ＬＥＤ１５，６１，７１を多段状に
配置したプリント基板１１にスペース効率良く実装でき
るため、電源モジュール乃至光照射器全体を小型化する
ことができる。更にまた、プリント基板１１としては、
同一構成のものを必要枚数用意すれば良いため、部品の
種類が少なくてすみ、その製造が容易でコストを低減す
ることができる。そして、プリント基板１１の中央の挿
通部１２に前段の光ファイバ２６を挿通し、当該段の光
ファイバ２６と束ねて引き出すため、電源モジュール自
体の外形を大きくすることなく、多数の光ファイバ２６
を実装することができる。加えて、多段状に並設した板
状のプリント基板１１が全体としてフィン構造を形成す
るため、放熱性が良く、ＬＥＤ１５，６１，７１の発熱
を効率よく放射して、発熱による影響を防止することが
でき、製品の信頼性を向上することができる。特に、プ
リント基板１１はアルミベース等の金属基板とすること
ができ、この場合、放熱性を一層向上することができ
る。その他、本実施の形態の電源モジュールは、光源と
してＬＥＤ１５，６１，７１を使用したことによる上述
の効果を奏する。その結果、ＬＥＤを使用して用途に応
じた必要量の光強度を得ることができ、かつ、装置全体
を小型化することができる。これにより、使用者乃至作
業者が持ち易い小型形状の光照射器とすることができ
る。また、光照射部の面積乃至寸法を小さくして、患者
の口内に挿入する必要のある歯科用光照射器等、一層小
型化する必要のある光照射器にも適用することができ
る。

【００５３】更に、ＬＥＤ１５，６１，７１に光ファイ
バ２６の先端面２６ａを直接固着して光的に接続するた
め、ＬＥＤ１５，６１，７１の発光を漏らさず光ファイ
バ２６に入射することができ、光ファイバ２６の１本当
たりの光強度を増大し、最終的な光源モジュールの光強
度を大幅に向上することができる。

【００５４】なお、実施の形態３のプリント基板として
実施の形態２のプリント基板４１を使用することもで
き、更に、その形状は、ドーナツ板状、円板状以外に
も、略四角形のドーナツ板状、略四角板状、略多角板状
等、任意の形状とすることができる。また、挿通部の形
状も、円形状、四角切り欠き状以外にも、略四角形状、
多角形状等の任意の形状とすることができる。更に、挿
通部１２，２２，４２，５２は、プリント基板１１，４
１の任意の位置に設けることができ、これに対応してＬ
ＥＤ１５，６１，７１及び光ファイバ２６を配置するこ
とができる。

【００５５】更に、上記各実施の形態は、プリント基板
１１，４１を６段に配置しているが、本発明では、必要
な強度の光を得るために必要な個数のＬＥＤ１５，６
１，７１を配置できる限りにおいて、その段数は５段以
下でも良い。逆に、その段数を増加するほど光強度を増
大できるため、全体の寸法を必要以上に大型化しない限
りにおいて、７段以上とすることもできる。特に、実施
の形態３ではプリント基板１１を一層多段に設け、光量
を飛躍的に増加することができる。

【００５６】そして、上記実施の形態１はＬＥＤ１５と
してレンズ付きチップＬＥＤを使用し、実施の形態３は
ベアチップＬＥＤ６１またはチップＬＥＤ７１を使用し
ているが、本発明では、レンズ無しのチップＬＥＤ、砲
弾型（ドーム型）ＬＥＤランプ、ベアチップ等、他のＬ
ＥＤを適宜選択して使用することができる。そして、Ｌ
ＥＤとしては、用途に応じた所望波長域の光を発するも
のを使用すれば良く、紫外領域から赤外領域までの間の
任意の色のＬＥＤを使用することができる。

【００５７】加えて、本発明の電源モジュールは、歯科
用光照射器、レジスト露光用光照射器以外にも、医療用
に使用される手術時の局部照射用の光照射器、顕微鏡用
光照射器等、任意のものに適用することができる。

【００５８】

【発明の効果】以上のように、請求項１にかかる光源モ
ジュールは、中央に挿通部を有するプリント基板と、前
記プリント基板に実装した多数のＬＥＤと、一端を前記
ＬＥＤに固着されて光的に１対１の関係で接続された多
数の光ファイバとを具備し、前記プリント基板を多段状
に配置すると共に、前段のプリント基板のＬＥＤと光的
に接続した光ファイバを、次段のプリント基板の挿通部
に挿通すると共に、当該次段のプリント基板のＬＥＤと
光的に接続した光ファイバと束ねて引き出すものであ
る。

【００５９】したがって、１個のＬＥＤに対して１本の
光ファイバを光的に直接接続したため、集光効率が良
く、ＬＥＤの個数の増加に比例して光強度を増大するこ
とができる。また、ＬＥＤを多数実装したプリント基板
を多段状に配置するため、プリント基板の枚数乃至段数
の増加に比例して光強度を増大することができる。即
ち、１枚のプリント基板へのＬＥＤの配置個数乃至プリ
ント基板の段数を変更することにより、最終的な光強度
を容易に変更調節することができ、用途に応じた最適な
強度の光を得ることができる。更に、ＬＥＤを多段状の
プリント基板にスペース効率良く実装できるため、電源
モジュール全体を小型化することができる。更にまた、
プリント基板として、同一構成のものを必要枚数使用す
れば、部品の種類が少なくてすみ、その製造が容易でコ
ストを低減することができる。そして、プリント基板の
中央の挿通部に前段の光ファイバを挿通し、当該段の光
ファイバと束ねて引き出すため、電源モジュール自体の
外形を大きくすることなく、多数の光ファイバを実装す
ることができる。加えて、多段状に並設した板状のプリ
ント基板が全体としてフィン構造を形成するため、放熱
性が良く、ＬＥＤの発熱を効率よく放射して、発熱によ
る影響を防止することができ、製品の信頼性を向上する
ことができる。その結果、ＬＥＤを使用して用途に応じ
た必要量の光強度を得ることができ、かつ、装置全体を
小型化することができる。更に、ＬＥＤに光ファイバを
直接固着して光的に接続するため、ＬＥＤの発光を漏ら
さず光ファイバに入射することができ、光ファイバの１
本当たりの光強度を増大し、最終的な光源モジュールの
光強度を大幅に向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１は本発明の実施の形態１にかかる光源モ
ジュールの概略構成を説明する断面図である。

【図２】 図２は本発明の実施の形態１にかかる光源モ
ジュールのプリント基板を示す平面図である。

【図３】 図３は本発明の実施の形態１にかかる光源モ
ジュールの光ファイバ位置決め板を示す平面図である。

【図４】 図４は本発明の実施の形態１にかかる光源モ
ジュールのＬＥＤと光ファイバとの位置関係を示す拡大
断面図である。

【図５】 図５は本発明の実施の形態１にかかる光源モ
ジュールの基板回路を示す回路図である。

【図６】 図６は本発明の実施の形態２にかかる光源モ
ジュールのプリント基板を示す平面図である。

【図７】 図７は本発明の実施の形態２にかかる光源モ
ジュールの光ファイバ位置決め板を示す平面図である。

【図８】 図８は本発明の実施の形態３にかかる光源モ
ジュールの概略構成を説明する部分断面図である。

【図９】 図９は本発明の実施の形態３にかかる光源モ
ジュールのプリント基板を示す平面図である。

【図１０】 図１０は本発明の実施の形態３にかかる光
源モジュールのＬＥＤと光ファイバとの第１の固着例を
示す要部断面図である。

【図１１】 図１１は本発明の実施の形態３にかかる光
源モジュールのＬＥＤと光ファイバとの第２の固着例を
示す要部断面図である。

【符号の説明】

１１，４１ プリント基板 １２，４２ 挿通部 １５，６１，７１ ＬＥＤ ２６ 光ファイバ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 挿通部を有するプリント基板と、前記プ
   リント基板に実装した多数の発光ダイオードと、一端を
   前記多数の発光ダイオードに固着されて光的に１対１の
   関係で接続された多数の光ファイバとを具備し、 前記プリント基板を多段状に配置すると共に、前段のプ
   リント基板の発光ダイオードと光的に接続した光ファイ
   バを、次段のプリント基板の挿通部に挿通すると共に、
   当該次段のプリント基板の発光ダイオードと光的に接続
   した光ファイバと束ねて引き出すことを特徴とする光源
   モジュール。