CN1819761B - 照明装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及照明装置，特别是照明电子元器件和/或施加到元器件载体上的标记的照明装置，其具有第一照明单元(111e)和第二照明单元(111f)，第一照明单元具有至少一个设置在第一照明平面上的第一照明元件(120)，第二照明单元具有至少一个设置在第二照明平面上的第二照明元件。照明元件设置在一个共用的电路载体(110)上，该共用的电路载体具有至少一个平面的第一刚性区域(111e)和平面的第二刚性区域(111f)，这两个刚性区域通过共用的电路载体(110)上的一个挠性的中间区域(113e)彼此呈一定角度地连接。第一刚性区域为第一照明单元，第二刚性区域为第二照明单元，因此能从不同的照明方向照亮一照明场(135)。本发明可用于实现适合多种不同照明情况的照明装置，并可借助简单的安装来实现紧凑的结构形式。

Description

照明装置

技术领域

本发明涉及一种用于从不同的方向照明物体，特别是电子元器件和/或装在元器件载体上的标记的装置。

背景技术

当在所谓的元器件自动贴装机中自动贴装元器件时，元器件输送装置给预定的拾取位置提供元器件。在那里，贴装头或插装头拾起元器件，贴装头能借助定位系统自由定位在工作区域内。贴装头将所拾取的元器件送到装配位置并放置在待装配的元器件载体的由相应的连接面确定的装入位置上。

由于电子元器件变得越来越小，所以，在精确的元器件贴装过程中要求对由贴装头拾取的元器件进行精准的光学位置测量，从而使贴装头能够以高精度达到正确的贴装位置。元器件载体的位置测量通常借助专门在元器件载体上作出的标记来进行，该标记被照明装置照亮并由照相机以光学方式获取。

但是，现代的自动贴装机不仅以贴装精度高为特点，而且具有很高的贴装效率。这里所说的贴装效率是指在预定的单位时间内可由元器件输送装置接受并装在印刷电路板上或元器件载体上的元器件的最大数量

为了不仅获得高贴装精度，而且获得高贴装效率，必须非常准确而又迅速地对元器件和印刷电路板进行位置测量。为此，需要高级摄像系统和照明装置，照明装置以不同的照明角度和/或不同光谱分量的光并且以尽可能高的光强照亮被照物体。当采用这样灵活的照明装置时，可以用摄像系统可靠地拍摄下具有不同光学特性的多种不同的物体，并且在后续处理单元中进行处理。照射角度和照明光谱的选择取决于各待测物体的光学特性，必要时还取决于物体拍摄背景的光学特性。

DE10128476C2公开了一种光学传感装置，其中设置了三个不同的照明单元，它们分别从不同的角度照亮待测物体。上述照明单元中的几个具有至少两个在不同的光谱区内发光的照明元件。所有照明元件借助一个控制装置彼此独立地控制，使得照明光谱总是可以适应当前所需的光学性能。这种光学传感装置的缺点是，包括三个照明单元的照明装置只能以昂贵的方式方法制造，因为相应的发光元件必须安装在照明装置内的不同照明平面上的不同的位置上。

发明内容

本发明的基本任务在于提供一种照明装置，其可以从不同方向照明物体并可借助简单的安装性来制造。

该任务通过一种照明装置来完成，其设置在自动贴装机上，以便对电子元器件和/或施加在电子元器件载体上的标记照明，所述照明装置包括：

第一照明单元，其具有至少一个设置在第一照明平面内的第一照明元件；

第二照明单元，其具有至少一个设置在第二照明平面内的第二照明元件；

其中，这些照明元件设置在一个共用的电路载体上，所述电路载体具有至少一个平面的第一刚性区域和一个平面的第二刚性区域，它们通过所述共用的电路载体上的一个挠性的中间区域相互连接，

所述第一刚性区域为所述第一照明单元，所述第二刚性区域为所述第二照明单元，从而能从不同的照射方向照亮一照明场，并且所述中间区域为一个在所述共用的电路载体上形成的槽。

本发明的照明装置包括一个第一照明单元和一个第二照明单元，第一照明单元具有至少一个设置在第一照明平面上的第一发光元器件，第二照明单元具有至少一个设置在第二照明平面上的第二照明元件。按照本发明，这些照明元件设置在一个共用的电路载体上，该电路载体具有至少一个平面的第一刚性区域和一个平面的第二刚性区域，这两个刚性区域通过所述共用的电路载体上的一个挠性的中间区域彼此成一定角度地相互连接。按照本发明，第一刚性区域提供第一照明平面，第二刚性区域提供第二照明平面，因此可以在不同的照明方向上照亮一个照明场。

本发明基于这样的认识，即，通过使用一种用所谓刚柔技术制造的板或印刷电路板，尽可能将照明装置的全部照明元件安装在其上，由此能显著简化照明装置的机械结构。通过这种方法，不必再用很多单独的元器件来实现多个不同平面的照明。这样，可以借助一种简单的安装方式，在紧凑的构建形式中构造本发明的照明装置。因此，能够有利地放弃照明元件与镜围壁的交错配置，而在通常的构造紧凑型照明装置中，必须有这种配置才能从不同的角度照亮物体。

本发明的照明装置可以用简单的方法来制造，特别是当用所谓SMD(表面帖装技术)构件作为照明元件时。所以，发光二极管特别适合于作为照明元件，其价廉物美，并且只需很小电流就能提供很大的光量。

两个照明单元中的至少一个具有两个照明元件。这样就可以用简单的方法以很强的照明光线照亮照明场，而且光强均匀分布。随着一个照明单元所配属的照明元件的数量的增加，均匀性和光强逐渐增大。原则上讲，照明元件的数量没有上限，所以，在一个照明单元中应该采用尽可能多的照明元件。在实践中，照明元件的数量仅仅由场地要求或在一个相应的电流通量的情况下由每个独立的照明元件产生的热量所限制。

这样调节照明元件，即，使得可以发出在不同光谱区内的照明光线。通过对各照明单元的相应控制，照明光线可以最佳地适应很多不同的情况，这些情况可以由被照物体的光学性能来定，必要时可以由相应的背景来定。可以如此实现不同的光谱区，即，或是不同的照明元件发出不同光谱区的照明光线，或是不同的照明元件覆盖不同的光谱区。

中间区域是一个在所述共用的电路载体上形成的槽。这里的所谓槽包括任何种类的长条区域，在该区域内，电路载体的厚度减小，使得电路载体在该位置上具有一定的挠性。如果横向于长条形中间区域地设有一些导线轨，其例如用于接通装在一个相邻的刚性区域上的照明元件，则也可以形成一个槽。

电路载体上的两个刚性区域通过长槽如此相对布置，即这两个刚性区域具有两个彼此平行的边棱。因此，所述共用的电路载体为一个挠性体，其上的每两个刚性区域通过一个合叶状的中间区域彼此连接。

所述共用的电路载体具有至少三个刚性区域，它们通过至少两个挠性的中间区域彼此连接。这三个刚性区域围绕着一个光轴。通过这种方法，可以构成一种近似封闭的结构，使得照明场的光线尽可能来自各个方位角。此时，照明场设置在光轴的一端并且其取向垂直于光轴。这意味着，这种照明装置可以实现来自不同方向的照明，而且不同的方向相对光轴具有同样的照明角。

如果挠性区域的数量比刚性区域的数量少一个，则可以实现几乎封闭的结构。当然，照明装置也可以具有一个包含相同数量的中间区域和刚性区域的电路载体。在这种情况下，得到的不同的照明平面的分布已经不再是几乎封闭的，而且是真正封闭的了。

这种照明装置优选具有八个刚性区域，其由七个中间区域相互连接，因此构成一个几乎封闭的八边形。这样的照明装置以特别高的效率而著称，因为通过相当的机械成本就可以实现从很多不同的角度的照明，因而可以实现充分各向同性的照明。

所述共用的电路载体具有至少一个额外的刚性区域，其通过共用的电路载体的一个附加的挠性的中间区域成一定角度地与所述刚性区域中的一个相互连接。因此，这种照明装置不仅可以得到相对于光轴按不同方位角的照明，而且可以得到相对于光轴按不同倾斜角的照明。在此，不同的倾斜角指的是所述刚性区域与所述额外的刚性区域相对光轴具有不同的取向。优选的是，所述各刚性区域与一个所述额外的刚性区域相邻，所以，在所述具有八个刚性区域的优选实施形式中，总共有16个照明平面，它们从共16个不同的方向照亮照明场。也可以使所述额外的刚性区域相互之间经挠性的中间区域连接。这样，电路载体就包括一个由刚性区域构成的结构和一个由额外的刚性区域构成的另外的结构，两结构优选只通过一个单独的附加的挠性的中间区域彼此连接。

该照明装置具有一个共用的电连接器，其与全部照明元件电连接。因此，有利的是，为了控制多个照明元件而无需多个插接装置。这样，整个照明装置就可以用一个共用的连接器供电，从而可以尽量减少昂贵且占用很大结构空间的多个插接装置的安装。

所述共用的连接器可以具有多个电连接导线，这样就可以单独地控制不同的照明元件。但也可以通过一个不仅有供电功能而且带有数据线的共用连接器来控制照明元件，通过该数据线，可以传递多种不同的照明状况并启动相应的照明元件。

用于控制照明元件的电子驱动电路也安装在共用的电路载体上。这样做的优点是，照明装置所需的所有电子元件和光电元件都安装在所述共用的电路载体上，这样，就不需要附加的印刷电路板以实施对不同照明单元的电子控制。

所述共用的电路载体上带有固定件，用于将电路载体固定在照明装置的壳体上。因此，可以用简单方法固定刚性区域的角位置，从而使照明装置的机械结构具有很高的稳定性。在最简单的情况下，各固定件为在一个或多个刚性区域或一个或多个额外的刚性区域上的掏空部分或孔。

附图说明

从下面以举例的方式对目前优选的实施形式的描述中可以看出本发明的其它的优点和特征。

图1表示带有呈八边形的共用电路载体的照明装置。

图2是图1所示照明装置的截面图。

具体实施方式

在此要注意的是，在附图中，相应构件的编号只是第一个数字不同。

图1表示照明装置100，其具有一电路载体110，其上装有多个不同的发光二极管120。电路载体110呈八边形，其中的刚性区域111a、111b、111c、111d、111e、111f、111g、111h通过七个挠性的中间区域113a、113b、113c、113d、113e、113f、113g连接起来。每两个相邻的刚性区域111彼此成一定角度，刚性区域111h的右边与刚性区域111a的左边至少几乎挨上。这样，电路载体110的刚性区域111a就构成一个绕光轴130对称的几乎封闭的八边形。在光轴130上有一个照明场135，其通过照明装置100以充分均匀的光强从不同的照明角度被照亮。

在每个刚性区域111上，通过相应的一个附加的挠性区域设置一个额外的刚性区域112，刚性区域111与所属的额外的刚性区域112按照相对光轴130的不同的角位来定向。在所述额外的刚性区域112上，也设置多个发光二极管120，所以照明场135不仅从不同的方位角，而且从相对光轴130的不同倾斜角被照亮。

按照在此示出的实施例，各刚性区域111呈矩形。为了能使所述额外的刚性区域112相对所述刚性区域111在光轴130的方向上折入，所述额外的刚性区域112为梯形。梯形的长下边与相邻的刚性区域111相邻。

需要指出的是，刚性区域111也可以为梯形，使得经挠性的中间区域113彼此连接的刚性区域111已经相对光轴130倾斜。

为了可以用简单的方法将照明装置100保持在未示出的壳体内，在所述共用的电路载体110的额外的刚性区域112中的几个上形成孔117，在图1中只能看到其中的孔117a、117b、117e、117f、117h。借助这些孔117，所述额外的刚性区域112可以以一个相对光轴130是固定的角位被固定在未示出的壳体上。照明装置100还带有一个保持件115，其也用于将共用的电路载体110固定在壳体上。

八边形的电路载体110带有相对于光轴130成第一倾斜角的刚性区域111和相对光轴130成第二倾斜角的额外的刚性区域112，第一倾斜角与第二倾斜角是不同的，这样的角度设置的优点是，可以以结构紧凑的形式实现照明装置100，并且其能通过简单的安装被装配起来。通过以多个不同的发光二极管120直接对照明场135照明，省去了镜子和其它光学元器件。尽管如此，仍然可以从不同的照明角度照明，光线不仅均匀，而且很强。

图2示出了照明装置100的截面，在此以编号200表示该照明装置。在该截面图中，只能看到共用的电路载体210的刚性区域211d、211e、211f和211g，它们通过挠性的中间区域213彼此连接。至于挠性的中间区域213，在图2中只能清楚地看到挠性的中间区域213d和213e，而挠性的中间区域213f则只能在仔细观察时才看得出来。刚性区域211与额外的刚性区域212通过附加的挠性的中间区域214连接，在图中只能看出额外的刚性区域212d、212e、212f、212g以及附加的挠性的中间区域214d、214e、214f、214g。还可以看出的是固定孔217d、217e和217f，它们形成在所述额外的刚性区域212d、212e、212f上。

所有的发光二极管220由一个中央连接器230供电，因此，照明装置200只需一根单独的连接电缆，这是有利的。此外，还通过共16个驱动电路240简化了发光二极管220的电连接。各驱动电路设置在一个刚性区域或一个所述额外的刚性区域上。中央连接器230与驱动电路240以及驱动电路240与发光二极管220之间的连接结构(导线轨)在图2中没有示出。

当然，也可以将在不同的两个或多个刚性区域上形成的驱动电路240合并在一起。在所述共用的电路载体210上形成驱动电路的优点是，虽然中央连接器230只需提供电流并包括一根或多根数据线路，但却可以对不同的发光二极管实现单独的控制。这种单独控制的优点是，如果要用一个设置在光轴130上但在图2中未示出的照相机来测量物体，则可以使光强、光谱分布以及光线方向在光学上适应所需的照明情况。

附图标记一览表

100                   照明装置

110                   电路载体

111                   刚性区域

111a/b/c/d/e/f/g/h    刚性区域

112                   额外的刚性区域

112a/b/c/d/e/f/g/h    额外的刚性区域

113                   挠性的中间区域

113a/b/c/d/e/f/g/h    挠性的中间区域

115                   保持件

117                   孔

117a/b/e/f/h          孔

120                   发光二极管

130                   光轴

135                   照明场

200                   照明装置

210                   电路载体

211                   刚性区域

211d/e/f/g            刚性区域

212                   额外的刚性区域

212d/e/f/g            额外的刚性区域

213                   挠性的中间区域

213d/e/f              挠性的中间区域

214                   附加的挠性的中间区域

214d/e/f/g            附加的挠性的中间区域

217d/e/f              孔

220                   发光二极管

230                   中央连接器

240                   驱动电路

Claims (8)

1.照明装置，其设置在自动贴装机上，以便对电子元器件和/或施加在电子元器件载体上的标记照明，所述照明装置包括：

第一照明单元(111e，211e)，其具有至少一个设置在第一照明平面内的第一照明元件(120，220)；

第二照明单元(111f，211f)，其具有至少一个设置在第二照明平面内的第二照明元件(120，220)；

其中，这些照明元件(120，220)设置在一个共用的电路载体(110，210)上，所述电路载体具有至少一个平面的第一刚性区域(111e，211e)和一个平面的第二刚性区域(111f，211f)，它们通过所述共用的电路载体(110，210)上的一个挠性的中间区域(113e，213e)相互连接，

所述第一刚性区域(111e，211e)为所述第一照明单元(111e，211e)，所述第二刚性区域(111f，211f)为所述第二照明单元(111f，211f)，从而能从不同的照射方向照亮一照明场(135)；并且

所述中间区域(113)为一个在所述共用的电路载体(110，210)上形成的槽。

2.如权利要求1所述的照明装置，其特征在于：至少一个照明单元(111)具有至少两个照明元件(120)。

3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于：调准所述照明元件(120)，以发出在不同光谱区内的光线。

4.如权利要求1所述的照明装置，其特征在于：所述共用的电路载体(110)具有至少三个由挠性的中间区域(113)相互连接的刚性区域(111)，它们绕光轴(130)分布。

5.如权利要求4所述的照明装置，其特征在于：所述共用的电路载体(210)具有至少一个额外的刚性区域(212e)，其通过所述共用的电路载体(210)上的附加的挠性的中间区域(214e)成一定角度地与所述刚性区域(211e)连接。

6.如权利要求1所述的照明装置，其特征在于：还包括一个电连接器(230)，其与多个照明元件(220)电连接。

7.如权利要求1所述的装置，其特征在于：包括用于控制所述照明元件(220)的电子驱动电路(240)，所述驱动电路(240)也设置在所述共用的电路载体(210)上。

8.如权利要求1所述的装置，其特征在于：在所述共用的电路载体(110)上设有固定件(117、115)，用于将所述共用的电路载体(110)固定在一个壳体上。

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