JP2014235051A - 検査照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】上方の広い範囲の多方向からと略水平方向から物品に光を照射することができ、照明装置本体の高さが低く、かつ、小サイズでも製造が容易な検査照明装置を提供する。
【解決手段】この検査照明装置１は、照明装置本体２と、それに取り付けられ内壁の反射面で光を反射するドーム形状の光反射体３と、を備えるものにおいて、照明装置本体２は、薄肉の略円環状のプリント基板４を有して構成され、プリント基板４は、その上面には上方に光を放射する多数の表面実装トップビュー型ＬＥＤ７が円周状に実装され、その下面にはプリント基板４の半径方向の中心部に向かって光を放射する多数の表面実装サイドビュー型ＬＥＤ８が円周状に実装されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、検査のために物品に光を照射する検査照明装置に関する。

従来より、工場で生産された物品（製品）について、外観検査（欠陥、キズ、汚れ、異物などの検査）などを行うために、種々の検査照明装置が用いられてきた。その中には、図５に示す検査照明装置１０１のように、ドーム形状の光反射体１０３の内部において、その内壁の反射面によって照明用光源（多くの場合、多数のＬＥＤから成る。）の光を反射させ、上方の広い範囲（鉛直に近い角度から水平に近い角度に至る範囲）の多方向から物品に光を照射するものが有る（例えば、特許文献１、２）。図５において、符号１０２で示すのは、照明用光源及びそれの制御のための部品などが実装された照明装置本体である。また、符号１０３ｂで示すのは検視孔であり、検査時には、その直下に物品が配置され、その上方にカメラが設置される。このような検査照明装置１０１は、物品の表面における光の映り込みが少ないうえに、陰影が生じ難く、精細な検査がし易くなる。

ところで、物品によっては、例えば物品が比較的小さくて非常に精細に検査する必要などがある場合、上方からのみならず、極めて水平に近い方向からも物品に光を照射することが望まれる。この場合の検査照明装置１０１は、図６に示す構成とすることができる。この検査照明装置１０１は、中心部に空間を有する照明装置本体１０２において、略円環状の薄肉の第１のプリント基板１０４と、閉じたベルト状の薄肉の第２のプリント基板１０５と、が基部材１０６に固定して取り付けられている。ドーム形状の光反射体１０３は、基部材１０６の上面周辺部に取り付けられている。第１のプリント基板１０４には、上方に光を放射する多数の砲弾型ＬＥＤ１０７が、同心円状に複数列でもって実装されている。砲弾型ＬＥＤ１０７から上方に放射された光は、ドーム形状の光反射体１０３の内壁の反射面１０３ａによって反射され、上方の広い範囲の多方向から物品に照射される。また、閉じたベルト状の薄肉の第２のプリント基板１０５には、第２のプリント基板１０５の中心部、すなわち照明装置本体１０２の中心部に向かって光を放射する多数の砲弾型ＬＥＤ１０８が円周状に実装されている。砲弾型ＬＥＤ１０８から放射された光は、略水平方向に物品に照射される。なお、第２のプリント基板１０５は、薄肉であるが、砲弾型ＬＥＤ１０８及びそれの制御のための部品（図示せず）の放熱のため、ある程度の厚さは必要である。

特開２００４−１２５６４４号公報 ＷＯ２０１２／００５３３７公報

また、図７に示す検査照明装置１０１’は、検査照明装置１０１の砲弾型ＬＥＤ１０７、１０８にかえて表面実装型ＬＥＤ１０７’、１０８’を用いたものである。この検査照明装置１０１’は、中心部に空間を有する照明装置本体１０２’において、略円環状の薄肉の第１のプリント基板１０４’と、閉じたベルト状の薄肉の第２のプリント基板１０５’と、が基部材１０６’に取り付けられている。ドーム形状の光反射体１０３は、基部材１０６’の上面周辺部に取り付けられている。第１のプリント基板１０４’には、上方に光を放射する多数の表面実装型ＬＥＤ１０７’が、同心円状に複数列でもって実装されている。表面実装型ＬＥＤ１０７’から上方に放射された光は、ドーム形状の光反射体１０３の内壁の反射面１０３ａによって反射され、上方の広い範囲の多方向から物品に照射される。また、閉じたベルト状の薄肉の第２のプリント基板１０５’には、第２のプリント基板１０５’の中心部、すなわち照明装置本体１０２’の中心部に向かって光を放射する多数の表面実装型ＬＥＤ１０８’が円周上に実装されている。表面実装型ＬＥＤ１０８’から放射された光は、略水平方向に物品に照射される。ここで、表面実装型ＬＥＤ１０７’、１０８’は、それぞれが実装されるプリント基板１０４’、１０５’の表面に対して垂直方向を中心に、ある範囲の指向性を持って光が放射される。また、プリント基板１０５’は、薄肉であるが、表面実装型ＬＥＤ１０８’及びそれの制御のための部品（図示せず）の放熱のため、ある程度の厚さは必要である。

この検査照明装置１０１’は、表面実装型ＬＥＤ１０７’が実装された第１のプリント基板１０４’及びその下側部分を薄くして、第２のプリント基板１０５’のために高く（厚く）なる傾向にある照明装置本体１０２’の高さを抑えている。そうすると、光反射体１０３の内壁の反射面１０３ａから物品までの距離が長くなって照度が低下することや、光反射体１０３の内壁の反射面１０３ａの裾部（高度の低い部分）からの光が遮られたりすることを抑えることができる。

しかしながら、検査照明装置１０１’の第２のプリント基板１０５’は、開いたベルト状のときに表面実装型ＬＥＤ１０８’を実装してから、曲げて両端を接着して製造することになる。そうすると、検査照明装置１０１’が小サイズの場合、第２のプリント基板１０５’の曲げの曲率が大きくなり、曲げるのが困難になる。また、曲げの曲率が大きくなると、表面実装型ＬＥＤ１０８’の実装部にクラック等が発生することも懸念される。

本発明は、係る事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、上方の広い範囲の多方向からと略水平方向から物品に光を照射することができ、照明装置本体の高さが低く、かつ、小サイズでも製造が容易な検査照明装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の検査照明装置は、照明装置本体と、それに取り付けられ内壁の反射面で光を反射するドーム形状の光反射体と、を備える検査照明装置において、前記照明装置本体は、薄肉の略円環状のプリント基板を有して構成され、該プリント基板は、その上面には上方に光を放射する多数の表面実装トップビュー型ＬＥＤが円周状に実装され、その下面には該プリント基板の半径方向の中心部に向かって光を放射する多数の表面実装サイドビュー型ＬＥＤが円周状に実装されていることを特徴とする。

請求項２に記載の検査照明装置は、請求項１に記載の検査照明装置において、前記表面実装トップビュー型ＬＥＤは、前記表面実装サイドビュー型ＬＥＤよりも前記プリント基板の半径方向の中心部から離れる側に配置されており、前記表面実装トップビュー型ＬＥＤの直下の前記プリント基板の下面には、高熱伝導率の基部材が接していることを特徴とする。

請求項３に記載の検査照明装置は、請求項１又は２に記載の検査照明装置において、前記照明装置本体は、表面実装サイドビュー型ＬＥＤが放射する光を拡散させる拡散板を更に有して構成され、前記拡散板は、少なくともその一部が前記表面実装サイドビュー型ＬＥＤよりも前記プリント基板の半径方向の中心部に近い側に位置していることを特徴とする。

請求項４に記載の検査照明装置は、請求項３に記載の検査照明装置において、前記拡散板は、その他部が前記表面実装サイドビュー型ＬＥＤよりも下方に位置していることを特徴とする。

本発明によれば、プリント基板の上面に表面実装トップビュー型ＬＥＤ、下面に表面実装サイドビュー型ＬＥＤを実装することで、上方の広い範囲の多方向からと略水平方向から物品に光を照射することができ、照明装置本体の高さが低く、かつ、小サイズでも製造が容易な検査照明装置を提供することができる。

本発明の実施形態に係る検査照明装置の断面図である。 同上の検査照明装置の検査時の構成を示す断面図である。 同上の検査照明装置の照明装置本体の平面図である。 同上の検査照明装置のプリント基板の底面図である。 一般的な検査照明装置の外観図である。 従来の検査照明装置の断面図である。 従来の検査照明装置の砲弾型ＬＥＤにかえて表面実装型ＬＥＤを用いた検査照明装置の断面図である。

以下、本発明を実施するための形態を説明する。本発明の実施形態に係る検査照明装置１は、図１に示すように、照明装置本体２と、それに取り付けられ内壁の反射面３ａによって光を反射するドーム形状の光反射体３と、を備えている。ドーム形状とは、検査する物品を覆い得るような、例えば、外観が略半球状又は略半オーバル状などの形状のことである。ドーム形状の光反射体３の内壁は、凹曲面となっている。なお、図１において、符号３ｂで示すのは検視孔である。検査時には、図２に示すように、検視孔３ｂの直下に検査される物品Ｍが配置され、検視孔３ｂの上方にカメラＣが設置される。図２においては、光を破線で示している。また、図２においては、物品Ｍの載置台、検査照明装置１の支持台、カメラＣの支持台は省略している。

照明装置本体２は、後述する照明用光源及びそれの制御のための部品などが実装された薄肉の略円環状のプリント基板４を有している。このプリント基板４は、基部材６の上面側にネジなどにより取り付けられている。ドーム形状の光反射体３は、基部材６の上面周辺部にネジなどにより取り付けられている。基部材６は、照明装置本体２の力学的強度を保つために、硬質の材質であり、また、プリント基板４に実装される部品の放熱のために、高熱伝導率の材質である。基部材６は、例えば、アルミニウムを材質とすることができる。

プリント基板４は、図３に示すように、その上面には照明用光源として上方に光を放射する多数の表面実装トップビュー型ＬＥＤ７が、円周状に、具体的には、同心円状に複数列（この例では２列）でもって実装されている。表面実装トップビュー型ＬＥＤ７から上方に放射された光は、図２に示すように、ドーム形状の光反射体３の内壁の反射面３ａによって反射され、上方の広い範囲（鉛直に近い角度から水平に近い角度に至る範囲）の多方向から物品Ｍに光を照射する。この表面実装トップビュー型ＬＥＤ７からの光の照射により、物品の表面における光の映り込みが少なく、陰影が生じ難く、精細な検査がし易くなる。

表面実装トップビュー型ＬＥＤ７は、表面実装トップビュー型ＬＥＤとして公知のものを用いることができ、それが表面実装されるプリント基板４の表面（実装面）に対して垂直方向を中心に、ある範囲の指向性を持って光が放射される。表面実装トップビュー型ＬＥＤ７は、図３に示すような平面視が略正方形のもので、厚さが１ｍｍ以下のものを用いることができる。また、多数の表面実装トップビュー型ＬＥＤ７は、物品で必要とされる照度を確保できれば、円周状に１列でもって実装されてもよい。

プリント基板４は、図４に示すように、その下面には照明用光源としてプリント基板４の半径方向の中心部に向かって光を放射する多数の表面実装サイドビュー型ＬＥＤ８が１列で円周状に実装されている。表面実装サイドビュー型ＬＥＤ８から放射された光は、直接に、或いは、後述するように拡散板９を設けた場合はそれを介して、物品Ｍに略水平方向から照射される（図２参照）。この表面実装サイドビュー型ＬＥＤ８からの光の照射により、例えば、物品の表面のエッジの強調などがなされて、物品の側面近傍を精細に検査し易くなる。

表面実装サイドビュー型ＬＥＤ８は、表面実装サイドビュー型ＬＥＤとして公知のものを用いることができ、それが表面実装されるプリント基板４の表面（実装面）に対して平行方向を中心に、ある範囲の指向性を持って光が放射される。表面実装サイドビュー型ＬＥＤ８は、図４に示すような平面視が大略長方形で長辺部分から光を放射するもので、厚さが１ｍｍ以下のものを用いることができる。

プリント基板４は、図示は省略しているが、表面実装トップビュー型ＬＥＤ７、表面実装サイドビュー型ＬＥＤ８の他に、その制御のための部品（例えば、抵抗など）が実装されている。

このように、この検査照明装置１では、プリント基板４の上面に表面実装トップビュー型ＬＥＤ７、下面に表面実装サイドビュー型ＬＥＤ８を実装することで、上方の広い範囲（鉛直に近い角度から水平に近い角度に至る範囲）の多方向からと略水平方向から物品に光を照射することができる。また、表面実装トップビュー型ＬＥＤ７と表面実装サイドビュー型ＬＥＤ８を実装するのは１個の薄肉のプリント基板４であるので、照明装置本体２の高さを低くすることができ、それにより、光反射体３の内壁の反射面３ａから物品までの距離が短くなって照度が増し、また、光反射体３の内壁の反射面３ａの裾部（高度の低い部分）からの光が遮られ難くなる。また、プリント基板４は、曲げるような製造工程は必要としないので、検査照明装置１が小サイズでも製造が容易なものとなる。

表面実装トップビュー型ＬＥＤ７と表面実装サイドビュー型ＬＥＤ８の配置に関しては、表面実装トップビュー型ＬＥＤ７は、表面実装サイドビュー型ＬＥＤ８よりもプリント基板４の半径方向の中心部から離れる側に配置されており、表面実装トップビュー型ＬＥＤ７の直下のプリント基板４の下面には、基部材６が接しているのが好ましい。この構成により、表面実装トップビュー型ＬＥＤ７から発生した熱は、プリント基板４の厚さ方向に伝導し、高熱伝導率の基部材６を通って効率良く放熱される。また、表面実装サイドビュー型ＬＥＤ８から発生した熱は、プリント基板４の平面方向（厚さ方向に対して直行方向）に伝導し、表面実装トップビュー型ＬＥＤ７よりもプリント基板４の半径方向の中心部に近い位置で、高熱伝導率の基部材６を通って効率良く放熱される。よって、プリント基板４及び基部材６において、表面実装トップビュー型ＬＥＤ７から発生した熱と表面実装サイドビュー型ＬＥＤ８から発生した熱とが混じり合って局所的に高温となることが適切に阻止され、適切な放熱が達成し易くなる。

また、照明装置本体２は、表面実装サイドビュー型ＬＥＤ８が放射する光を拡散させる（多方向化させる）拡散板９を設けることができる。この拡散板９は、少なくともその一部が表面実装サイドビュー型ＬＥＤ８よりもプリント基板４の半径方向の中心部に近い側に位置する。拡散板９は、周知の材質を用いることができ、例えば、アクリルやポリカボネートを用いることができる。

拡散板９は、折り曲げた形状にして、その他部が表面実装サイドビュー型ＬＥＤ８よりも下方に位置するようにするのが好ましい。これにより、表面実装サイドビュー型ＬＥＤ８の指向性がかなり弱い場合であっても、それを用いることが可能になる。

以上、本発明の実施形態に係る検査照明装置について説明したが、本発明は、実施形態に記載したものに限られることなく、特許請求の範囲に記載した事項の範囲内でのさまざまな設計変更が可能である。例えば、基部材６が何個かの部材から成る場合、放熱に関係する部材だけ高熱伝導率の材質とすることも可能である。

１ 検査照明装置
２ 照明装置本体
３ 光反射体
３ａ 光反射体の反射面
４ プリント基板
６ 基部材
７ 表面実装トップビュー型ＬＥＤ（照明用光源）
８ 表面実装サイドビュー型ＬＥＤ（照明用光源）
９ 拡散板

Claims (4)

1. 照明装置本体と、それに取り付けられ内壁の反射面で光を反射するドーム形状の光反射体と、を備える検査照明装置において、
   前記照明装置本体は、薄肉の略円環状のプリント基板を有して構成され、
   該プリント基板は、その上面には上方に光を放射する多数の表面実装トップビュー型ＬＥＤが円周状に実装され、その下面には該プリント基板の半径方向の中心部に向かって光を放射する多数の表面実装サイドビュー型ＬＥＤが円周状に実装されていることを特徴とする検査照明装置。
2. 請求項１に記載の検査照明装置において、
   前記表面実装トップビュー型ＬＥＤは、前記表面実装サイドビュー型ＬＥＤよりも前記プリント基板の半径方向の中心部から離れる側に配置されており、
   前記表面実装トップビュー型ＬＥＤの直下の前記プリント基板の下面には、高熱伝導率の基部材が接していることを特徴とする検査照明装置。
3. 請求項１又は２に記載の検査照明装置において、
   前記照明装置本体は、表面実装サイドビュー型ＬＥＤが放射する光を拡散させる拡散板を更に有して構成され、
   前記拡散板は、少なくともその一部が前記表面実装サイドビュー型ＬＥＤよりも前記プリント基板の半径方向の中心部に近い側に位置していることを特徴とする検査照明装置。
4. 請求項３に記載の検査照明装置において、
   前記拡散板は、その他部が前記表面実装サイドビュー型ＬＥＤよりも下方に位置していることを特徴とする検査照明装置。

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