特許 7329801 検査用面照明装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-08-10

(45)【発行日】2023-08-21

(54)【発明の名称】検査用面照明装置

(51)【国際特許分類】

   F21S 2/00 20160101AFI20230814BHJP

   H01L 33/60 20100101ALI20230814BHJP

   F21V 23/00 20150101ALI20230814BHJP

   F21V 15/01 20060101ALI20230814BHJP

   G01N 21/84 20060101ALI20230814BHJP

   F21Y 115/10 20160101ALN20230814BHJP

   F21Y 105/10 20160101ALN20230814BHJP

【ＦＩ】

F21S2/00 480

H01L33/60

F21V23/00 160

F21V15/01 350

G01N21/84 E

F21Y115:10 500

F21Y105:10

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2020107364

(22)【出願日】2020-06-22

(65)【公開番号】P2022002201

(43)【公開日】2022-01-06

【審査請求日】2022-08-30

(73)【特許権者】

【識別番号】300074101

【氏名又は名称】株式会社レイマック

(74)【代理人】

【識別番号】100121337

【弁理士】

【氏名又は名称】藤河 恒生

(72)【発明者】

【氏名】松本 直人

【審査官】塩治 雅也

(56)【参考文献】

【文献】再公表特許第２０１１／１５２０８２（ＪＰ，Ａ１）

【文献】登録実用新案第３１４２４９９（ＪＰ，Ｕ）

【文献】再公表特許第２００８／０１３０９７（ＪＰ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／０１４６２１７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１６－０７６４６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－２７９４８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０２１５８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国実用新案第２０５１１８７３６（ＣＮ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２１Ｓ ２／００

Ｆ２１Ｖ １／００－ ８／００

Ｆ２１Ｖ ９／００－１５／０４

Ｆ２１Ｖ ２３／００－９９／００

Ｈ０１Ｌ ３３／６０

Ｇ０１Ｎ ２１／８４

Ｆ２１Ｙ １１５／１０

Ｆ２１Ｙ １０５／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板に複数個の発光素子が２次元配列されて表面実装された発光素子配列部と前記基板に形成された２個の電源端子部を有し、該２個の電源端子部の近傍であって前記基板の端部の一部に第１の切り欠きが形成された発光基板体と、
前記発光素子配列部の周辺に設けられ、下部の一部に第２の切り欠きが形成された反射鏡と、
２本の電源配線コードと、
を備え、
前記２本の電源配線コードは、前記発光素子配列部から放射され前記反射鏡に反射されようとする光を妨げないように、前記反射鏡の前記第２の切り欠きと前記基板の前記第１の切り欠きを通って前記２個の電源端子部に接続されている検査用面照明装置。

【請求項2】

請求項１に記載の検査用面照明装置において、
前記第１の切り欠きは、前記基板の角部に形成されている検査用面照明装置。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の検査用面照明装置において、
少なくとも１本の前記電源配線コードは、前記第１の切り欠きに位置する部分の一部が前記反射鏡の下面に接している検査用面照明装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、物品を検査するために物品に面状の光を照射する検査用面照明装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来より、工場で生産された物品（製品）について、検査用照明装置により光を照射しカメラにより撮影して検査（欠陥、キズ、汚れ、異物などの外観検査）することが行われてきた。検査用照明装置の中には、複数個の発光素子（通常は、ＬＥＤ）が２次元配列された発光素子配列部を有する発光基板体を備えて、一定の均一性で面状の光を物品に照射するもの（検査用面照明装置）がある。

【0003】

例えば、特許文献１に示される検査用面照明装置は、物品である錠剤の全体に均一に面状の光を照射するものである。錠剤を透過した光は、カメラにより撮影され、それにより、錠剤の形状及び面積が基準データと比較されて欠陥品かどうかが判断される。また、特許文献２の例えば図６に示される検査用面照明装置は、皮膜が表面に形成された物品に面状の光を照射するものである。物品を反射した光は、カメラにより撮影され、それにより、皮膜の膜厚むらが検出される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開平８－２１８０５号公報

【文献】特開２０１３－１０８７７５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、検査用面照明装置は、それから放射される光の縁部では強度が低下して行くため、発光素子配列部の周辺に反射鏡を設けて一定の均一性が得られる面積を増大させるようにすることも行われる。また、通常は、発光基板体への外部からの電源の配線は、一般的な電源配線コードが用いられる。また、発光素子は、薄型の表面実装型であることも少なくない。こうした場合、光が所定の指向性で放射される高さ（基板上の高さ）が低いため、検査用面照明装置から放射される光の一定の均一性を広い範囲で保つには、電源の配線を行うことが容易ではない場合も起こる。

【0006】

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、薄い表面実装型の発光素子を用いても、放射される光の一定の均一性を広い範囲で保ちつつ、電源の配線を容易に行うことができる検査用面照明装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を達成するために、請求項１に記載の検査用面照明装置は、基板に複数個の発光素子が２次元配列されて表面実装された発光素子配列部と前記基板に形成された２個の電源端子部を有し、該２個の電源端子部の近傍であって前記基板の端部の一部に第１の切り欠きが形成された発光基板体と、前記発光素子配列部の周辺に設けられ、下部の一部に第２の切り欠きが形成された反射鏡と、２本の電源配線コードと、を備え、前記２本の電源配線コードは、前記発光素子配列部から放射され前記反射鏡に反射されようとする光を妨げないように、前記反射鏡の前記第２の切り欠きと前記基板の前記第１の切り欠きを通って前記２個の電源端子部に接続されている。

【0008】

請求項２に記載の検査用面照明装置は、請求項１に記載の検査用面照明装置において、前記第１の切り欠きは、前記基板の角部に形成されている。

【0009】

請求項３に記載の検査用面照明装置は、請求項１又は２に記載の検査用面照明装置において、少なくとも１本の前記電源配線コードは、前記第１の切り欠きに位置する部分の一部が前記反射鏡の下面に接している。

【発明の効果】

【0010】

本発明の検査用面照明装置によれば、薄い表面実装型の発光素子を用いても、放射される光の一定の均一性を広い範囲で保ちつつ、電源の配線を容易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の実施形態に係る検査用面照明装置の平面図である。

【図2】同上の検査用面照明装置の図１のＡ－Ａで示した切断面で切断した断面図である。

【図3】同上の検査用面照明装置の発光基板体の第１の切り欠きの近傍を拡大して示す斜視図であって、（ａ）が２本の電源配線コード等の図示を省略していないもの、（ｂ）が２本の電源配線コード等の図示を省略したもの、である。

【図4】同上の検査用面照明装置の発光基板体の回路構成を示す回路図である。

【図5】同上の検査用面照明装置の発光基板体の第１の切り欠きの近傍を更に拡大して示す平面図であって、（ａ）が第１の切り欠きの縁部よりも内側で絶縁体が剥ぎ取られるようにしたもの、（ｂ）が第１の切り欠きの縁部よりも外側で絶縁体が剥ぎ取られるようにしたもの、（ｃ）が絶縁体の一部が反射鏡の下面に接するようにしたもの、である。

【図6】光の実験結果を示す輝度分布図（電源の配線が行われている角部に対応する部分の輝度分布図）であって、（ａ）が本発明の実施形態に係る検査用面照明装置によるもの、（ｂ）が比較用検査用面照明装置によるものである。

【発明を実施するための形態】

【0012】

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用面照明装置１は、図１に示すように、ハウジング２と発光基板体３と反射鏡４と２本の電源配線コード５Ａ、５Ｂを備えている。また、検査用面照明装置１は、通常、図２に示すような拡散板６を備えている。図１では、図示の都合上、発光基板体３等の手前側に位置する拡散板６を透過して示している。また、図１及び図２（及び後述する図３、図５）では、後述する電流制限用の抵抗３１ｂは図示を省略している。

【0013】

ハウジング２は、その内部に発光基板体３と反射鏡４が設けられている。ハウジング２は、様々な形状及び構造が可能である。ハウジング２は、側面から２本の電源配線コード５Ａ、５Ｂを外部被覆体（シース）５Ｃ（図３（ａ）参照）でまとめたケーブル５が出ている。ケーブル５の端部にはコネクタ５Ｄが取り付けられている。コネクタ５Ｄには、検査用面照明装置１の調光を制御する調光電源装置などが接続される。なお、図３（及び後述する図５）では、ハウジング２と拡散板６の図示を省略している。

【0014】

発光基板体３は、発光素子配列部３１を有している。発光素子配列部３１は、複数個の発光素子（通常は、ＬＥＤ）３１ａが２次元配列（図１では、横（左右方向）８個で縦９個の２次元配列）されている。発光素子３１ａは、基板３０に表面実装されている。発光素子３１ａは、その表面から所定の指向性で光を放射する。発光素子３１ａは、その厚みは特に限定されるものではないが、例えば、約０．２５ｍｍ～約１ｍｍのものである。なお、発光素子３１ａの具体的な個数及び配列は、検査用面照明装置１の仕様に合わせて様々なものが可能である。

【0015】

発光素子配列部３１では、例えば、図４に示すように、所定数の発光素子３１ａが電流制限用の抵抗３１ｂとともに直列に接続され、その直列体が所定列だけ並列に接続される。発光素子３１ａの数は、特に限定されるものではなく、仕様に応じて決定される。

【0016】

また、発光基板体３は、図３（ｂ）及び図４に示すように、基板３０に形成された２個の電源端子部３２Ａ、３２Ｂを有しており、それらに２本の電源配線コード５Ａ、５Ｂが接続される。２個の電源端子部３２Ａ、３２Ｂは、通常、基板３０に形成された図３（ｂ）に示すようなランド、パッド、又はパターンの一部などである。電流は、一方の電源端子部３２Ａ、発光素子配列部３１の発光素子３１ａ、他方の電源端子部３２Ｂの順に流れる（図４参照）。検査用面照明装置１は、通常、この電流が流れる期間が調光電源装置などにより制御されることにより、調光される。

【0017】

また、発光基板体３は、基板３０の端部の一部に第１の切り欠き３３が形成されている（図３（ｂ）参照）。第１の切り欠き３３は、２個の電源端子部３２Ａ、３２Ｂの近傍に設けられている。第１の切り欠き３３は、図１においては、基板３０の角部の１つに形成されているが、ここには限定されず、基板３０の端部の中央部等でも可能であり、また、ケーブル５が複数個有る場合は、反射鏡４の後述する第２の切り欠き４１とともに、複数個形成されるようにすることが可能である。

【0018】

反射鏡４は、発光素子配列部３１の周辺に設けられている。詳細には、反射鏡４は、基板３０の端部に沿ってその内側に立てられており、発光素子配列部３１を囲っている。反射鏡４は、通常、４枚が発光素子配列部３１を囲っている。反射鏡４は、光の反射のために銀色や白色などの反射層を有するものが可能である。反射鏡４は、検査用面照明装置１から放射する光の一定の均一性が得られる面積を増大させることができる。

【0019】

また、反射鏡４は、その下部の一部に第２の切り欠き４１が形成されている（図３（ｂ）参照）。第２の切り欠き４１は、形状及び大きさは特に限定されるものではないが、ケーブル５の外部被覆体５Ｃに合わせた形状及び大きさでよい。

【0020】

２本の電源配線コード５Ａ、５Ｂは、導体５Ａａ、５Ｂａとそれを被覆する絶縁体５Ａｂ、５Ｂｂが設けられた構造である。２本の電源配線コード５Ａ、５Ｂの外径（太さ）は、例えば、約１ｍｍ～約２ｍｍである。２本の電源配線コード５Ａ、５Ｂは、通常、反射鏡４の第２の切り欠き４１の少し内側まで両方が外部被覆体５Ｃに被覆されてまとめられている（図３（ａ）参照）。２本の電源配線コード５Ａ、５Ｂは、反射鏡４の第２の切り欠き４１と発光基板体３の第１の切り欠き３３を通って、２個の電源端子部３２Ａ、３２Ｂに接続され、それにより電源の配線が行われている。

【0021】

２本の電源配線コード５Ａ、５Ｂは、第１の切り欠き３３の縁部（輪郭線部）３３Ａ、３３Ｂの近傍で絶縁体５Ａｂ、５Ｂｂが剥ぎ取られて、導体５Ａａ、５Ｂａが２個の電源端子部３２Ａ、３２Ｂにハンダ付け等により接続されている。そうすると、２本の電源配線コード５Ａ、５Ｂは、絶縁体５Ａｂ、５Ｂｂが剥ぎ取られていない状態で基板３０の上を長く延びることがないので、基板３０から離れて浮き上がることがほぼなくなり、そのため、基板３０からの高さを下げ易くなる。

【0022】

絶縁体５Ａｂ、５Ｂｂが剥ぎ取られる位置は、図５（ａ）（及び図５（ｃ））に示すように、第１の切り欠き３３の縁部３３Ａ、３３Ｂよりも内側（基板３０の内側）であってもよいし、図５（ｂ）に示すように、第１の切り欠き３３の縁部３３Ａ、３３Ｂよりも外側であってもよい。第１の切り欠き３３の縁部３３Ａ、３３Ｂよりも外側で絶縁体５Ａｂ、５Ｂｂが剥ぎ取られるようにすると（つまり、絶縁体５Ａｂ、５Ｂｂが基板３０上ではすべて剥ぎ取られているようにすると）、基板３０上では導体５Ａａ、５Ｂａだけが残ることになるので、電源配線コード５Ａ、５Ｂ全体として、基板３０からの高さを下げることが可能である。

【0023】

また、２本の電源配線コード５Ａ、５Ｂの両方又は片方（図５（ｃ）では両方）は、第１の切り欠き３３に位置する部分の一部（詳しくは、絶縁体５Ａｂ、５Ｂｂの一部）が反射鏡４の下面に接するようにすることで、基板３０から離れて浮き上がることが更になくなり、そのため、基板３０からの高さを更に下げ易くなる。なお、反射鏡４の下面は、第１の切り欠き３３では基板３０に接していない（第１の切り欠き３３以外では基板３０に接している）。

【0024】

以上説明した構成の検査用面照明装置１は、発光素子配列部３１から放射される光は、直接に又は反射鏡４に反射されてハウジングから放射する。ここで、２本の電源配線コード５Ａ、５Ｂは、一般的な電源配線コードを用いて容易に電源の配線を行うことができ、それでも基板３０からの高さを下げることができる。そうすると、２本の電源配線コード５Ａ、５Ｂは、発光素子３１ａが薄い場合でも発光素子配列部３１から放射され反射鏡４に反射されようとする光を妨げないようにすることができ、それにより、検査用面照明装置１から放射される光の一定の均一性を広い範囲で保つことができる。

【0025】

本願発明者は、検査用面照明装置１を試作してそれから放射される光の実験を行った。また、比較のために、第１の切り欠き３３を有さない以外は検査用面照明装置１と同様の比較用検査用面照明装置にて同様の実験を行った。使用した発光基板体３は、発光素子３１ａが横８個で縦９個の２次元配列しているものであり、発光素子３１ａの厚みが０．６５ｍｍで、２本の電源配線コード５Ａ、５Ｂの外径は、１．０５ｍｍである。

【0026】

実験の結果、検査用面照明装置１では、図６（ａ）に示すように、電源の配線が行われている角部でも光の一定の均一性を広い範囲で保っている。一方、比較用検査用面照明装置では、図６（ｂ）に示すように、光は、当該角部では一定の均一性の範囲が狭まっている。

【0027】

以上、本発明の実施形態に係る検査用面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。

【0028】

１ 検査用面照明装置
２ ハウジング
３ 発光基板体
３０ 基板
３１ 発光素子配列部
３１ａ 発光素子
３１ｂ 抵抗
３２Ａ、３２Ｂ 電源端子部
３３ 第１の切り欠き
３３Ａ、３３Ｂ 第１の切り欠きの縁部
４ 反射鏡
４１ 第２の切り欠き
５ ケーブル
５Ａ、５Ｂ 電源配線コード
５Ａａ、５Ｂａ 導体
５Ａｂ、５Ｂｂ 絶縁体
５Ｃ 外部被覆体
５Ｄ コネクタ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】