CN106715999A - 光照射装置 - Google Patents

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Abstract

设置第1基板(11)，所述第1基板构成为配设有第1光源体(21)的光源体配设区域(11a)和配设有贯通孔(41)或者缺口(42)的中间区域(11b)在周向上交替形成，通过所述中间区域(11b)在厚度方向上弯曲或者弯折而形成内径逐渐扩大的筒状，并且在所述中间区域(11b)的深处配设第2光源体(22)，通过所述贯通孔(41)或者缺口(42)对检查对象物(W)照射该检查光。

Description

光照射装置
技术领域
本发明涉及一种在设为筒状或者部分筒状的基板上安装有多个表面安装型LED或者LED元件的光照射装置。
背景技术
作为所述光照射装置的一例，例如已知有专利文献1那样的环状检查照明装置，该照明装置通过如下方法制造:在平面状态下为部分圆环带状的柔性基板上敷设并软钎焊多个炮弹型的LED，以柔性基板的端缘彼此相对的方式在厚度方向上将该柔性基板卷起，由此变为内径逐渐扩大的圆筒形状。
根据该制造方法，由于在平面状态下软钎焊并搭载LED等必要部件之后，能够仅通过卷起基板就概略完成，因此可以获得能够尽可能地促进安装的自动化、简易化，并且能够高精度地设定各LED的光轴的效果。
另一方面，近年，伴随着照相机快门速度的高速化等，需要更高亮度的环形照明装置，考虑使用更高亮度的表面安装型LED来代替炮弹型LED搭载于环形照明装置上。
然而，实际上会产生以下那样的问题，没有被现实化。
即，和以往相同，如果将柔性基板设置为平板状并软钎焊表面安装型LED的话，由于基板上的软钎焊区域远远比将端子插入至通孔并软钎焊的炮弹型LED大，因此软钎料的刚性导致基板的柔性被损坏，发生在LED搭载后基板几乎不能卷起的不良情况。
但是，如果降低表面安装型LED的配设密度从而保证基板的柔性的话，或者发生检查对象(工件)的照射不均，或者导致照度的降低。
此外，也考虑在预先卷起柔性基板之后搭载表面安装型LED，但这几乎不可能。其原因在于，由于表面安装型LED是被回流焊，所以平坦的状态下的软钎焊是必须的。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2008-139708号公报
发明内容
发明要解决的课题
本发明是为了一举解决上述不良情况而做出的，其所期望的课题是提供一种光照射装置，所述光照射装置不损坏柔性基板的柔性，能够实质上紧密地配设表面安装型LED而不强制地谋求高亮度化，并且制造也简单。
解决课题的技术手段
即，本发明所涉及的光照射装置的特征在于，具备以下的构成要件。
a)第1基板
该第1基板在周向上交替地形成有光源体配设区域和中间区域，该第1基板构成为通过所述中间区域在厚度方向上弯曲或者弯折而形成筒状或者部分筒状。另外，此处所谓的“筒状”除了内径固定之外，也包括内径逐渐扩大或者缩小的锥状体，其截面不仅限于圆形，也包括多边形、椭圆形。
b)多个第1光源体
该第1光源体是表面安装型LED或者LED元件，被配置于所述光源体配设区域并对规定的对象物照射光。
c)多个第2光源体
该第2光源体是表面安装型LED或者LED元件，被配置于所述中间区域的深处，通过被设置于该中间区域的贯通孔或者缺口对所述对象物照射光。
然后，如果是这样的装置，由于使用表面安装型LED或者LED元件，因此与炮弹型LED相比能够谋求高亮度化。
此外，即使将第1基板变为平面状态并在该光源体配设区域内例如通过回流焊的方式软钎焊第1光源体，也在其间形成充分宽度的中间区域，通过折弯该中间区域，第1基板能够容易地形成为筒状或者部分筒状。因此，能够谋求制造的容易化，由于不合理的弯曲力没有作用于光源体配设区域，因此也防止光源体的软钎焊部分剥离等的不良情况。
另一方面，由于成为在所述中间区域设置有贯通孔或者缺口，第2光源体从其深处射出光这样的光源体的双层配设结构，因此在从对象物观察时，能够提高光源体(第1光源体以及第2光源体)的配设密度，也不产生对象物的照射不均。另外，认为如果这样第1光源体和第2光源体与对象物的距离不同，则因为第1光源体和第2光源体的照射强度的差异而引起照射不均，但由于这种的光照射装置中的各LED构成为以包围对象物的方式照射光，因此照射不均主要是依存于LED的配设角度间距以及LED的配光方向，距离的差异对照射不均几乎没有影响。并且，本发明者首次注意到了这件事并完成了本发明。
为了还谋求所述第2光源体的安装容易性，优选地还具备以下的构成要件：
d)第2基板
该第2基板被配置于所述第1基板的外侧，该第2基板构成为通过在厚度方向上弯曲或者弯折，形成为内径相同或者逐渐扩大的筒状或者部分筒状。并且，在该第2基板上配置有所述第2光源体。
作为适当地保持所述第1基板以及第2基板的壳体，能够列举设为环状或者部分环状、其内周面为具有用于安装所述第1基板的表面和用于安装所述第2基板的里面的双层形状的壳体。
为了提高光源体的配设密度，优选的是在一个光源体配设区域中，多个第1光源体沿着与周向正交的方向被设置为队列状，并且在一个中间区域的深处，多个第2光源体沿着与周向正交的方向被设置为队列状。
另一方面，具备以下那样的构成要件也能得到同样的效果。
a)基板
该基板上交替形成有光源体配设区域和中间区域，该基板构成为通过所述中间区域在厚度方向上弯曲或者弯折而形成筒状或者部分筒状。
和从该基板的中心轴到第n个(n是1以上的奇数)的光源体配设区域为止的距离相比，从该基板的中心轴到第n+1个光源体配设区域为止的距离更长，第n个光源体配设区域和第n+1个光源体配设区域由在厚度方向上弯曲或者弯折的所述中间区域连接。
b)多个第1光源体
该第1光源体是表面安装型LED或者LED元件，被配置于所述第n个光源体配设区域并对规定的对象物照射光。
c)多个第2光源体
该第2光源体是表面安装型LED或者LED元件，被配置于所述第n+1个光源体配设区域，通过第n个和第n+2个的光源体配设区域的间隙对所述对象物照射光。
发明效果
根据以上所述的本发明，能够提供如下的光照射装置，即不损坏柔性基板的柔性，能够实质上紧密地配设表面安装型LED、LED元件而不强制地谋求高亮度化，并且制造简单的光照射装置。
附图说明
图1是本发明的第1实施方式的光照射装置的整体立体图。
图2是相同实施方式的光照射装置的纵截面图。
图3是相同实施方式中光照射装置的仰视图。
图4是示出相同实施方式的被组装的第1基板的立体图。
图5是示出相同实施方式的平面状态(组装前)的第1基板的俯视图。
图6是示出相同实施方式的平面状态(组装前)的第2基板的俯视图。
图7是示出相同实施方式的光照射装置中被组装的第2基板的立体图。
图8是相同实施方式的光照射装置的分解立体图。
图9是相同实施方式的变形例的光照射装置的立体截面图。
图10是示出本发明的第2实施方式的被组装的第1基板以及第2基板的立体图。
图11是示出本发明的第3实施方式的被组装的基板的立体图。
符号说明
100…光照射装置
W…检查对象物
1…基板
11…第1基板
11a…光源体配设区域
11b…中间区域
12…第2基板
12a…光源体配设区域
12b…中间区域
21…第1光源体
22…第2光源体
3…壳体
31…第1壳体元件
32…第2壳体元件
41…贯通孔
42…缺口
1A…光源体配设区域
1B…中间区域
具体实施方式
＜第1实施方式＞
如图1～图3所示，本实施方式所涉及的光照射装置100被称为所谓的环型表面检查用光照射装置，该光照射装置100具备：基板1，其设为内径逐渐扩大的大致圆筒形状(以下，也称为平截空心圆锥形状)；多个的光源体2，其被安装于该基板1的内周面、从检查对象物W的周围斜上方照射检查光；以及壳体3，其在中心具有用于通过照相机、目视从上方检查所述检查对象物W的观察孔H，在该观察孔H的内周保持安装有所述光源体2的基板1。
对各部进行说明。
所述基板1被称为预先印刷有配线的在厚度方向上能够弯曲的柔性配线基板，在平面状态下，如图5、6所示设为部分圆环带状。并且，如图4、7所示，通过以使其端缘彼此相对的方式在厚度方向上弯曲，该基板1形成为平截空心圆锥形状。
如图1等所示，所述光源体2是在设为矩形(方形)板状的封装件上搭载了LED元件的所谓表面安装型LED。另外，该实施方式下的LED也具备设置于所述封装件上的聚光透镜。
然后，在该实施方式下，作为上述的设为平截空心圆锥形状的基板1，如图1、图2所示，直径不同的两个被设置于同轴上的内侧和外侧。另外，在下文中，在这些区别是必要的情况下，内侧的基板1称为第1基板11，外侧的基板1称为第2基板12，搭载于第1基板11的光源体2称为第1光源体21，搭载于第2基板12的光源体2称为第2光源体22。
如图3～图5等所示，在第1基板11上，安装有所述第1光源体21的光源体配设区域11a和没有安装所述第1光源体21的中间区域11b沿着所述周向交替形成。
在所述各光源体配设区域11a中，多个第1光源体21(此处为3个)在与所述周向垂直的方向上配设为一列(或者多列)。
如图6、7等所示，同样地在第2基板12上，安装有所述第2光源体22的光源体配设区域12a和没有安装所述第2光源体22的中间区域12b沿着周向交替形成，在所述各光源体配设区域12a中，多个第2光源体22(此处为3个)与所述周向垂直的方向上配设为一列(或者多列)。
然而，在第1基板11的各中间区域11b中，多个(此处为3个)的贯通孔41以及缺口42形成为在与所述周向垂直的方向上串联为一列。此处，例如从外周侧开始2个是贯通孔41，剩余的1个为在内周缘开口的缺口42。这些贯通孔41以及缺口42用于通过配置于其外侧(里侧)的第2光源体22的检查光。
另外，在第2基板12的中间区域12b中没有设置贯通孔41、缺口42。此外，在该第1基板11上，第1光源体21和贯通孔41以及缺口42的位置关系为交错状。
如图1～图3、图8所示，所述壳体3构成为，在其内周保持所述第1基板11，并且在其外侧的规定位置使相互的中心轴线一致地保持第2基板12，来自搭载于所述第1基板11的内周面的第1光源体21的检查光以及搭载于其里面的所述第2基板12的内周面的第2光源体22的检查光通过设置于所述第2基板11上的贯通孔41以及缺口42，从设置于所述观察孔H的大径侧的检查对象物W周围被倾斜照射。另外，在此，如图2所示，相对于中心轴线的第2基板12的内周面的倾斜角度小于第1基板11的内周面的倾斜角度，与来自第1光源体21的检查光相比来自第2光源体22的检查光被照射至稍许外侧，由此，检查对象物W的检查光的照射均匀性提高。
更具体地对该壳体3的构成进行说明。
如图2、图8等所示，该壳体3是使保持所述第1基板11的第1壳体元件31、保持所述第2基板12的第2壳体元件32在轴向上结合了的金属制的壳体。
第1壳体元件31通过设为平截空心圆锥形状的第1支承体311和设为从该第1支承体311的大径开口缘朝外侧一体地延伸的圆环状的凸缘状体312构成。在所述第1支承体311中，在与第1基板11的贯通孔41相对应的位置形成贯通孔31a。另外，第1支承体311不具有到与第1基板11的缺口42相对应的位置为止的宽度，第1基板11的缺口42没有被第1支承体311覆盖。
并且，使所述第1基板11的贯通孔和第1支承体311的贯通孔31a一致，该第2基板11通过具有充分的绝缘性以及导热性的薄壁的粘弹性片材(未图示)与形成于第1支承体311的内周面的第1平截圆锥凹面3a粘结。
第2壳体元件32具备：圆筒状的第2支承体321，其具有内径逐渐扩大的中心孔；以及薄壁的周壁体322，其从该第2支承体321的外边缘一体地在轴向上延伸。并且，通过具有充分的绝缘性以及导热性的薄壁的粘弹性片材，所述第2基板12与形成于所述第2支承体321的内周面的第2平截圆锥凹面3b粘结。另一方面，所述周壁体322是无松动地外嵌于第1壳体元件31的凸缘状体312的周壁体，通过例如螺旋夹将该周壁体322从侧周面固定于所述凸缘状体312，由此第1壳体元件31和第2壳体元件32被结合。
接着，对上述光照射装置100的组装方法进行说明。
首先，使设为部分圆环带状的各基板11、12为平面状态并搭载光源体21、22，进入回焊炉进行软钎焊。
接着，以使各基板11、12的端缘彼此分别相对的方式在厚度方向上弯曲各基板11、12并做成平截空心圆锥形状。此时，各基板11、12中的光源体配设区域11a、12a因为软钎料而几乎不弯曲，主要是中间区域11b、12b弯曲。因此，正确地来说，基板11、12的形状变为平面和弯曲面交替显现的大致平截空心圆锥形状。
接着，通过粘弹性片材将第1基板11的外周面粘贴于在第1壳体元件31上形成的所述第1平截圆锥凹面3a。此时，第1基板11的贯通孔41与设置于第1支承体311的贯通孔31a一致。
另一方面，通过粘弹性片材将第2基板12粘贴于在第2壳体元件32上形成的所述第2平截圆锥凹面3b。此时，在接下来的工序也就是结合壳体元件31、32彼此时，使得搭载于第2基板12的内周面的各第2光源体22处于面对第1基板11的贯通孔以及缺口42(以及第1支承体311的贯通孔31a)的位置。
最后，使第2壳体元件32的周壁体322从第1壳体元件31的小径开口侧外嵌，将第2壳体元件32的周壁体322螺旋固定于第1壳体元件31的凸缘状体312，由此结合第1壳体元件31和第2壳体元件32。
根据这样构成的光照射装置100，可以获得以下这样的效果。
由于使用表面安装型LED或者LED元件作为光源体2，因此能够相比炮弹型LED谋求高亮度化。
此外，由于通过回流焊将光源体2软钎焊于平面状的各基板11、12上，因此能够简单地而合理地地进行软钎焊。并且，在该软钎焊之后，在以基板11、12的端缘彼此结合的方式使基板11、12弯曲而变为平截空心圆锥形状的工序中，虽然配设有光源体2的光源体配设区域11a、12a几乎没有弯曲，但在其之间形成有充分宽度的中间区域11b、12b，该中间区域11b、12b弯曲，因此能够容易地将基板11、12做成平截空心圆锥形状，由于过大的弯曲力、残留应力没有作用于光源体配设区域11a、12a，因此能够可靠地防止软钎焊部分的剥离等。
另一方面，由于是光源体21、22这样的两层配设结构，即在所述中间区域11b形成有贯通孔41或者缺口42，第2光源体22从其深处射出检查光的两层配设结构，因此在从检查对象物W来看时，能够提高光源体2(第1光源体21以及第2光源体22)的配置密度，也不发生检查对象物W的照射不均。
另外，如果像这样第1光源体21和第2光源体22离检查对象物W的距离不同的话，则认为因为第1光源体21和第2光源体22的照射强度的差异而引起照射不均，但由于该种的光照射装置100中的各光源体2构成为以包围检查对象物W的方式照射检查光，因此照射不均主要是依存于光源体2的配设角度间距以及光源体2的配光方向，距离的差异对照射不均几乎没有影响。其效果在表面检查用途中具有特别大的意义。
除此之外，在本实施方式中，由于使各基板11、12热地贴紧至金属制的壳体3，因此能够经由壳体3合理地进行光源体2的冷却。
接着，叙述本实施方式的变形例。
例如，尽管在图中未示，但可以在轴向上将外径以及配光角不同的环型光照射装置多个层叠(更具体地说，越上层外径越小且配光角越接近垂直)，构成近似的圆顶型光照射装置。
此外，用于长条状的检查对象物W的如图9所示那样的半圆筒型光照射装置100也可以适用本发明。
在该半圆筒型光照射装置100的情况下，例如第1光源体21以及第2光源体22分别通过基板11、12被搭载于图中未示的设置于壳体的第1半圆筒凹面和设置于其外侧的第2半圆筒凹面上。第1基板11以及第2基板12分别设为矩形，并以沿着横向交替呈现光源体配设区域11a、12a和中间区域11b、12b的方式而形成。在第1基板11的中间区域11b中，和所述实施方式同样地设置有贯通孔41，第2光源体22的检查光通过该贯通孔51被照射至检查对象物W。
＜第2实施方式＞
在第2实施方式中，主要对基板1的形状进行说明，省略了壳体的说明。
如图10所示，在该实施方式中，通过一块基板1构成，所述一块基板1由保持第1光源体21的第1基板11和保持第2光源体22的第2基板12一体地连接而成。
具体来说，在第1基板11的中间区域11b设置有从其小径侧内周缘朝外侧半径方向延伸的缺口42，第1基板11的各光源体配设区域11a构成为长方形状。各光源体配设区域11a被紧密保持于未图示的形成于壳体的第1平截圆锥凹面上。
第2基板12通过基端部121以及长方形状的搭载部122构成，所述基端部121一边从所述第1基板11的中间区域11b朝向里侧弯曲或者弯折一边延伸，所述搭载部122从该基端部121开始连续延伸，搭载有第2光源体22，所述搭载部122被紧密保持于图中未示的形成于壳体3的第2平截圆锥凹面。该第2平截圆锥凹面和所述第1实施方式同样地，形成于第1平截圆锥凹面的外侧。
根据该构成，来自搭载于所述第1基板11的内周面的第1光源体21的检查光以及搭载于其里面的所述第2基板12的内周面的第2光源体22的检查光都通过设置于所述第1基板11的缺口42，从设置于所述观察孔H的大径侧的检查对象物W的周围被倾斜照射。
根据该第2实施方式，也能得到和所述第1实施方式本质上相同的效果。进而在该实施方式中也获得了采用一块基板即可这样的好处。
另外，和第1实施方式同样地，本实施方式所涉及的光照射装置的结构也能够适用于圆顶型检查用光照射装置、半圆筒型检查用光照射装置。
＜第3实施方式＞
如图11所示，在该实施方式中，一块基板1保持第1光源体21和第2光源体22。
该基板1在平面状态下(未图示)设为大致部分圆环带状。光源体配设区域1A和中间区域1B交替形成。并且，使所述中间区域1B在厚度方向上弯曲或者弯折，通过使该基板1的端缘彼此相接而形成为大致平截空心圆锥形状。
更具体来说，和第n个(n为1以上的奇数)的光源体配设区域1An与成为平截空心圆锥形状的基板1的中心轴的距离相比，第n+1个的光源体配设区域1An+1与成为平截空心圆锥形状的基板1的中心轴的距离更长，所述光源体配设区域1An和光源体配设区域1An+1由在厚度方向上弯曲或者弯折的所述中间区域1B连接。
第1光源体21构成为被配置于所述第n个的光源体配设区域1A并对规定的检查对象物W照射检查光。
第2光源体22构成为被配置于所述第n+1个光源体配设区域1An+1，通过第n个光源体配设区域1An和第n+2个光源体配设区域1An+2的间隙对所述检查对象物W照射检查光。
根据该第3实施方式，也能获得和所述第1、第2实施方式本质上相同的效果。进而在该实施方式中也获得了采用一块基板即可这样的好处。
另外，和第1实施方式同样地，本实施方式所涉及的光照射装置的结构也能够适用于圆顶型检查用光照射装置、半圆筒型检查用光照射装置。
而且，在上述的实施方式中，本发明所涉及的光照射装置适用于表面检查用，但并不仅限于此，例如，也可以使用对光源体发射紫外线的装置，来使紫外线硬化树脂硬化。
此外，例如即使是基板上搭载有LED元件本身来代替表面安装型LED，也能够和本发明同样地获得效果，使所述实施方式、变形例的一部分彼此结合等，本发明可以在不脱离该宗旨的范围内进行种种变形。
产业上的可利用性
根据以上所述的本发明，能够提供一种不损坏柔性基板的柔性，能够紧密配设表面安装型LED、LED元件而合理地谋求高亮度化，并且制造也简单的光照射装置。

Claims (6)

1.一种光照射装置，其特征在于，包括如下构成要件：
a)第1基板，所述第1基板构成为在周向上交替地形成有光源体配设区域和中间区域，通过所述中间区域在厚度方向上弯曲或者弯折而形成内径相同或者逐渐扩大的筒状或者部分筒状；
b)多个第1光源体，所述第1光源体是表面安装型LED或者LED元件，被配置于所述光源体配设区域并对规定的对象物照射光；以及
c)多个第2光源体，所述第2光源体是表面安装型LED或者LED元件，被配置于所述中间区域的深处，通过被设置于该中间区域的贯通孔或者缺口对所述对象物照射光。
2.根据权利要求1所述的光照射装置，其特征在于，还包括如下构成要件：
d)第2基板，在所述第2基板上配置有所述第2光源体，所述第2基板形成为通过在厚度方向上弯曲或者弯折而形成内径相同或者逐渐扩大的筒状或者部分筒状，并被配置于所述第1基板的外侧。
3.根据权利要求2所述的光照射装置，其特征在于，还包括如下构成要件：
e)壳体，所述壳体形成环状或者部分环状，其内周安装有所述第1基板以及所述第2基板。
4.根据权利要求3所述的光照射装置，其特征在于，
所述壳体具备：第1壳体元件，所述第1壳体元件形成环状或者部分环状；以及第2壳体元件，所述第2壳体元件形成与所述第1壳体元件同轴连接的环状或者部分环状，在所述第1壳体元件的内周安装有所述第1基板，在所述第2壳体元件的内周安装有所述第2基板。
5.根据权利要求1所述的光照射装置，其特征在于，
在一个光源体配设区域中，多个第1光源体沿着与周向正交的方向被设置为队列状，并且在一个中间区域的深处，多个第2光源体沿着与周向正交的方向被设置为队列状。
6.一种光照射装置，其特征在于，包括如下构成要件：
a)基板，在所述基板上交替形成有光源体配设区域和中间区域，所述基板构成为通过所述中间区域在厚度方向上弯曲或者弯折而变为筒状或者部分筒状，和从该基板的中心轴到第n个的光源体配设区域为止的距离相比，从该基板的中心轴到第n+1个光源体配设区域为止的距离更长，第n个光源体配设区域和第n+1个光源体配设区域由在厚度方向上弯曲或者弯折的所述中间区域连接，其中，n是1以上的奇数；
b)多个第1光源体，所述第1光源体是表面安装型LED或者LED元件，被配置于所述第n个光源体配设区域并对规定的对象物照射光；以及
c)多个第2光源体，所述第2光源体是表面安装型LED或者LED元件，被配置于所述第n+1个光源体配设区域，通过第n个和第n+2个的光源体配设区域的间隙对所述对象物照射光。
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