JP2010122047A - 照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】検査対象物に光を照射する場合に、実装基板に多くのＬＥＤを取り付けて、すべてのＬＥＤからの光を検査ラインに向けられるようにする。
【解決手段】プリント基板４などの検査対象物に光を照射し、検査ライン５からの反射光をラインセンサ３で受光する検査装置１の照明装置２において、検査ライン５に沿った方向に第一列ＬＥＤ２１と第二列ＬＥＤ群２２を取り付けた一の実装基板２６と、この一の実装基板２６を取り付けるための平坦部２８を有する円弧状のブラケット２７とを備え、各実装基板２６における各列のＬＥＤ２３の光軸を検査ライン５に向けるようにする。また、第一列ＬＥＤ群２１と第二列ＬＥＤ群２２のＬＥＤ２３の光軸を、さらにそれぞれの列方向に沿ってそれぞれ異なる角度に設定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、プリント基板の検査装置などに実装される照明装置に関し、より詳しくは、プリント基板を始めとする検査対象物に対して、効率よく光を照射することができるようにした照明装置に関するものである。

一般に、プリント基板を検査する検査装置には、検査対象物に光を照射するための照明装置が取り付けられている。この照明装置は、検査対象物に向けた複数のＬＥＤを設けて構成されるものであり、これら複数のＬＥＤから検査対象物に光を照射し、その反射光をラインセンサで受光することでプリント基板から表面画像を取得できるようにしたものである。

ところで、このような照明装置に関しては、下記の特許文献１に記載されるようなものなどが存在する。

例えば、特許文献１には、細長い長方形状をなす実装基板に複数列のＬＥＤを埋設し、これらのＬＥＤからの光を集光するためのレンズとを設けるようにした照明装置が開示されている。

また、特許文献２には、実装基板に埋設された一列のＬＥＤを円弧状に並べ、これらのＬＥＤから中央部分に向けて光を照射させるようにした照明装置が開示されている。また、これらの特許文献以外にも、円弧状をなす中央部分に向けて複数のＬＥＤを取り付けるようにした照明装置が多数存在する。
特開２００７−０１０３８０号公報 特開２００６−０７５８３６号公報

ところで、このような照明装置にＬＥＤを取り付けるようにした場合、次に示すような問題を生ずる。

すなわち、前者のように一枚の実装基板に複数列のＬＥＤを取り付けてブラケットに円弧状に並べる方法では、一枚の実装基板内におけるＬＥＤがすべて一方向を向いているため、すべての光軸を円弧中心の検査ラインに向けることができない。このため、ラインセンサで反射光を受光する場合は、検査ラインにおける光度が不足するという問題を生ずる。

これに対して、後者のように一枚の実装基板に一列のＬＥＤを取り付け、これをブラケットに円弧状に並べる方法では、その実装基板のＬＥＤを検査ラインに向けることができる。しかしながら、実際には、各実装基板をブラケットに取り付けるための余分なスペースが必要になり、また、各ＬＥＤの左右幅方向に無駄なスペースができるために、実装基板一枚当たりのＬＥＤの個数密度が少なくなる。このため、実装基板へのＬＥＤの取り付け効率が悪くなって、検査ラインにおける光度不足を生じさせてしまう。さらには、実装基板の枚数が多くなるため、実装基板をブラケットに取り付けるための作業も大変なものとなってしまう。

そこで、本発明はかかる課題に着目してなされたもので、検査対象物に光を照射する場合に、各ＬＥＤからの光を効率よく検査ラインに向けられるようにするとともに、実装基板をブラケットに取り付けるための作業工程を簡略化できるようにした照明装置を提供することを目的とする。

すなわち、本発明は上記課題を解決するために、検査対象物に光を照射して検査対象物における検査ラインからの反射光をラインセンサで受光する検査装置の照明装置において、前記検査対象物の検査ラインに沿った方向に複数列のＬＥＤを取り付けた一の実装基板と、当該一の実装基板を複数枚取り付けるためのブラケットとを設け、前記各実装基板における各列のＬＥＤの光軸を前記検査ラインに向けるようにしたものである。

このようにすれば、一枚の実装基板上に多くのＬＥＤを密集させて取り付けることができるため、照射効率を向上させることができるとともに、すべての光軸を検査ラインに向けるため、検査ライン上において精度よい検査を行うことができる。また、一枚の実装基板に複数列のＬＥＤを取り付けているため、ブラケットに実装基板を取り付けるための作業工程を簡略化することができる。

また、このような発明において、第一列ＬＥＤ群と第二列ＬＥＤ群を、さらに列方向に沿ってそれぞれ異なる角度に設定する。

このようにすれば、第一列ＬＥＤ群と第二列ＬＥＤ群の列方向に沿った光軸を変えることができるため、種々の方向から光を照射することで、種々の方向に設けられた傷を検出することができるようになる。

さらに、このように列方向への光軸角度を設定する場合、第二列のＬＥＤとＬＥＤの間に第一列のＬＥＤの頭部を位置させて寄せるようにする。

このようにすれば、各ＬＥＤを検査ラインに向ける際に、第一列のＬＥＤと第二列のＬＥＤの頭部がそれぞれ接触することがなくなり、第一列と第二列の隙間を狭くした場合であっても光軸を検査ラインに向けることができるようになる。

また、このように光軸を検査ラインに向ける場合、実装基板を円弧状のブラケットに沿って湾曲させて取り付けることによって光軸を検査ラインに向けるようにする。

このようにした場合、各ＬＥＤの光軸をそれぞれ設定する必要がなくなり、一度にすべてのＬＥＤの光軸を検査ラインに向けることができるようになる。

本発明によれば、検査対象物に光を照射して検査対象物における検査ラインからの反射光をラインセンサで受光する検査装置の照明装置において、前記検査対象物の検査ラインに沿った方向に複数列のＬＥＤを取り付けた一の実装基板と、当該一の実装基板を複数枚取り付けるためのブラケットとを設け、前記各実装基板における各列のＬＥＤの光軸を前記検査ラインに向けるようにしたので、一枚の実装基板上に多くのＬＥＤを密集させて取り付けることができ、照射効率を向上させることができる。さらに、すべての光軸を検査ラインに向けるため、検査ライン上において精度よい検査を行うことができるようになる。また、一枚の実装基板に複数列のＬＥＤを取り付けているため、ブラケットに実装基板を取り付けるための作業工程を簡略化することができる。

以下、本発明の一実施の形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施の形態であるプリント基板の検査装置１に実装される照明装置２の概略図を示したものであり、図２は、その実装基板２６の脚部取付孔２６ａの状態を示したものである。また、図３および図４は、図１における短手方向および長手方向からみた側面図、図５は、図１における実装基板２６の平面図を示したものである。

この実施の形態における照明装置２は、細長い長方形状をなす実装基板２６に複数列のＬＥＤ２３を取り付け、その実装基板２６を円弧状のブラケット２７の内側に取り付けてラインセンサ３の検査ライン５上に光軸を合わせられるようにしたものであり、具体的には、長方形状をなす実装基板２６の縦長方向に第一列ＬＥＤ群２１と第二列ＬＥＤ群２２を設け、これらＬＥＤ２３の脚部２４を屈曲させて光軸を円弧中心の検査ライン５上に向けるようにしたものである。そして、検査対象物であるプリント基板４からの反射光をラインセンサ３で受光してプリント基板４の形成状態を検査できるようにしている。以下、この照明装置２の具体的構成について詳細に説明する。

実装基板２６に取り付けられるＬＥＤ２３は比較的小型のものが用いられる。このＬＥＤ２３は、脚部２４が実装基板２６から立脚するように取り付けられ、そして、その立脚した脚部２４を屈曲させることによって光軸を検査ライン５に向けられるように取り付けられる。ところで、このようにＬＥＤ２３を実装基板２６に取り付ける場合、第一列ＬＥＤ群２１と第二列ＬＥＤ群２２の隙間が非常に狭くなると、それぞれのＬＥＤ２３の頭部２５が接触して光軸を検査ライン５に向けられなくなる。一方、第一列ＬＥＤ群２１と第二列ＬＥＤ群２２の隙間が大きくなると、実装基板２６に対するＬＥＤ２３の個数が少なくなり、スペースの無駄や照射効率が悪くなる。そこで、ＬＥＤ２３を取り付ける場合は、図５に示すように、第一列ＬＥＤ群２１におけるＬＥＤ２３とＬＥＤ２３の頭部２５の間に、第二列ＬＥＤ群２２のＬＥＤ２３の頭部２５を位置させるように傾斜させる。すなわち、ＬＥＤ２３を取り付ける場合は、第一列ＬＥＤ群２１と第二列ＬＥＤ群２２の脚部取付孔２６ａを図２に示すように同じ位置・方向に設定しておき、その脚部取付孔２６ａを中心として脚部２４を列方向および幅方向に屈曲させる。このようにすれば、第二列ＬＥＤ群２２におけるＬＥＤ２３とＬＥＤ２３の間に第一列ＬＥＤ群２１の頭部２５を位置させることができ、ＬＥＤ群の列方向の隙間を狭くした場合であっても幅方向および列方向へ脚部２４を屈曲させることができるようになる。

また、このようにＬＥＤ２３の脚部２４を屈曲させる場合において、各ＬＥＤ２３の２本の脚部２４が左右に並ぶ方向に大きく屈曲させることができない場合がある。そこで、図６に示すように、ＬＥＤ２３の脚部取付孔２６ａを斜め方向に対向させるように設け、この脚部取付孔２６ａの方向と直交する方向にＬＥＤ２３を屈曲させるようにすることもできる。このようにすれば、屈曲させる際に、脚部２４に大きな負荷をかけなくても容易にＬＥＤ２３を屈曲させることができ、しかも、その斜め方向への一度の屈曲で幅方向と列方向に向けてＬＥＤ２３を屈曲させることができるようになる。

もしくは、このようにＬＥＤ２３を取り付けてから脚部２４を屈曲させるのではなく、実装基板２６への取り付けの際に、ＬＥＤ２３を傾斜させた状態で実装基板２６に取り付けることもできる。このように実装基板２６に取り付ける際には、脚部取付孔２６ａに斜め方向からＬＥＤ２３を挿入して半田付けし、その後、必要であれば、脚部２４を屈曲させて角度を微調整する。

さらに、実装基板２６にＬＥＤ２３を取り付ける場合、検査ラインとＬＥＤ２３の頭部２５の距離が一定となるように脚部２４の長さを揃えて取り付けるようにしてもよい。このような方法としては、検査ラインを中心線としたＬＥＤ２３までの曲率半径が小さい場合に有効となる。

このように構成された実装基板２６は、円弧状のブラケット２７の内側に取り付けられる。このブラケット２７は、実装基板２６の長手方向の両端を保持する一対のブラケット要素によって構成されるもので、円弧状をなす内側面に実装基板２６を取り付けるための平坦部２８を有している（図１）。この平坦部２８は、実装基板２６の短手方向の幅寸法とほぼ同じ幅寸法を有しており、ねじなどの固定部材を介して実装基板２６を取り付けた場合にその実装基板２６の法線方向を検査ライン５の方向に一致させる。このような平坦部２８は、円弧状をなす内周面のすべてに設けられ、頂天を除いた全ての部分に実装基板２６が取り付けられる。一方、頂天の上方にはＣＣＤのラインセンサ３が取り付けられており、円弧中心部分である検査ライン５からの反射光を受光する。このようなブラケット２７に実装基板２６を取り付ける際、実装基板２６の短手寸法が短いと、厚み寸法に誤差が生じた場合、その誤差の影響を大きく受けて法線方向が検査ライン５の方向を向かなくなる。しかし、本実施の形態のように２列のＬＥＤ２３を設けるようにすると短手方向の幅寸法が大きくなり、その厚み寸法の誤差を吸収して光軸のぶれを少なくすることができる。

このように構成された照明装置２から検査対象物であるプリント基板４に光が照射された場合について説明する。

まず、照明装置２の内側にプリント基板４が搬送されてくると、各実装基板２６のＬＥＤ２３から光を照射する。このとき、すべてのＬＥＤ２３から光を同時に照射するのではなく、各実装基板２６から順次光を照射し、もしくは、各実装基板２６内においても第一列ＬＥＤ群２１と第二列ＬＥＤ群２２とを順序を変えて光を照射する。このようにすると、例えば、図８（ａ）や図８（ｂ）に示すように光軸方向と垂直な傷や平行な傷が存在する場合であっても、検査ライン５上にすべてのＬＥＤ２３からの光軸を合わせることができるため、図８（ａ）に示すように、傷が暗くなったり、もしくは、特定方向の傷が検出できなくなるといったことがなくなる。すなわち、図８（ａ）や図８（ｂ）に示すように検査ライン５とは垂直な方向（図８において左右方向）に傷が存在した場合であっても、第一列ＬＥＤ群２１や第二列ＬＥＤ群２２の光軸が傾いているため、その傷を目立たせることができる。しかも、すべてのＬＥＤ２３の光軸が検査ライン５と合致しているため、傷の反射光も強くすることができる。

このように、上記実施の形態によれば、検査対象物の検査ライン５に沿った方向に複数列のＬＥＤ２３を取り付け、その各列のＬＥＤ２３の光軸を前記検査ライン５に向けるようにしたので、一枚の実装基板２６上に多くのＬＥＤ２３を密集させて取り付けることができる。これにより、照射効率を向上させ、さらには、すべての光軸を検査ライン５に向けるため、検査ライン５上において精度よい検査を行うことができる。また、一枚の実装基板２６に複数列のＬＥＤ２３を取り付けているため、ブラケット２７に実装基板２６を取り付けるための作業工程を簡略化することができる。

また、このような発明において、第一列ＬＥＤ群２１と第二列ＬＥＤ群２２を、さらに列方向に沿ってそれぞれ異なる角度に設定するようにしたので、検査ライン５における光量を強くした状態で種々の方向から光を照射させることができ、種々の方向の傷を検出することができるようになる。

また、列方向への光軸角度を設定する場合、第二列のＬＥＤ２３とＬＥＤ２３の間に第一列のＬＥＤ２３の頭部２５を位置させるようにしたので、各ＬＥＤ２３を検査ライン５に向けて屈曲させる際に、第一列のＬＥＤ２３と第二列のＬＥＤ２３の頭部２５を接触させることがなく、第一列と第二列の隙間を狭くした場合であっても検査ライン５に向けた角度形成を行うことができるようになる。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。

例えば、上記実施の形態では、第一列ＬＥＤ群２１と第二列ＬＥＤ群２２を設けるようにしたが、２列に限定されるものではなく、一枚の実装基板２６の上に３列以上のＬＥＤ群を設けるようにしてもよい。この場合において、中央列のＬＥＤ群は実装基板２６に対して垂直に設けておき、左右のＬＥＤ群は中央列側に向けて傾斜させておくようにするとよい。また、この場合においても、左右のＬＥＤ群の列方向の角度をそれぞれ異なるように設定しておくとよい。

また、上記実施の形態では、円弧状をなすブラケット２７に実装基板２６を取り付けるようにしたが、円弧状に限らず、実装基板２６を検査ライン５に向けて取り付けられるようにしたものであればどのような形状のものであってもよい。

また、上記実施の形態では、ＬＥＤ２３を屈曲もしくは傾斜させて検査ライン５に向けるようにしたが、図９に示すように、実装基板２６自体をブラケット２７ｂに沿って湾曲させ、これによって光軸を統一するようにしてもよい。このような方法としては、実装基板２６を可撓性を有する基板で構成し、これをブラケット２７ｂの円弧状をなす内側面に沿って取り付けるようにしてもよい。この場合、実装基板２６の両端だけを固定するだけでは、実装基板２６の長手方向の中央部分における湾曲を形成することができない。このため、実装基板２６の全面もしくは間欠的にブラケット要素を設け、これによって実装基板２６を強制的に湾曲させるようにするとよい。このようにすれば、複数のＬＥＤ２３の光軸を一度に統一させることができ、作業工程を簡素化することができるようになる。

さらに、上記実施の形態では、プリント基板４を検査する場合について説明したが、プリント基板４に限定されるものではなく、液晶基板、半導体ウエハ、その他の外観画像から傷や形成状態を検査できるようなすべての検査対象物にも適用することができる。

本発明の実施の形態における照明装置の概略図 同形態における実装基板のＬＥＤの脚部取付孔を示す図 同形態におけるＬＥＤを取り付けた基板の短手方向から見た側面図 同形態におけるＬＥＤを取り付けた基板の長手方向から見た側面図 同形態におけるＬＥＤを取り付けた実装基板の平面図 他の実施の形態における実装基板のＬＥＤの脚部取付孔を示す図 同形態における照明装置から光を照射した状態を示す図 同形態における照明装置から光を照射した状態を示す図 他の実施の形態における照明装置の例

符号の説明

１・・・プリント基板検査装置
２・・・照明装置
２１・・・第一列ＬＥＤ群
２２・・・第二列ＬＥＤ群
２３・・・ＬＥＤ
２４・・・脚部
２５・・・頭部
２６・・・実装基板
２６ａ・・・脚部取付孔
２７・・・ブラケット
２７ａ・・・ブラケット要素
２８・・・平坦部
３・・・ラインセンサ
４・・・プリント基板
５・・・検査ライン

Claims (4)

1. 検査対象物に光を照射し、検査対象物における検査ラインからの反射光をラインセンサで受光する検査装置の照明装置において、
   前記検査対象物の検査ラインに沿った方向に複数列のＬＥＤを取り付けた一の実装基板と、
   当該一の実装基板を複数枚取り付けるためのブラケットとを備え、
   前記各実装基板における各列のＬＥＤの光軸を前記検査ラインに向けるようにしたことを特徴とする照明装置。
2. 前記検査ラインに向けた第一列ＬＥＤ群と、前記検査ラインに向けた第二列ＬＥＤ群とを備え、前記第一列ＬＥＤ群と第二列ＬＥＤ群をさらにそれぞれの列方向に沿ってそれぞれ異なる角度に設定した請求項１に記載の照明装置。
3. 前記異なる角度が、第二列のＬＥＤとＬＥＤの間に第一列のＬＥＤの頭部を位置させるようにしたものである請求項２に記載の照明装置。
4. 前記実装基板を円弧状のブラケットに沿って湾曲させて取り付けることによって光軸を検査ラインに向けるようにした請求項１に記載の照明装置。

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