JP2011210705A - 照明装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基板10は、可撓性を有する共通部分10Aと、共通部分10Aに対して屈曲可能な複数のユニット14とを含み、共通部分10Aは、紙面横方向に延在するとともに、予め定められた間隔毎に配置されたパッド12を含む。本製造方法では、発光素子が実装される基板10を第1の方向に切断して基板片を作成し基板片に含まれる共通部分10Aを、製造すべき照明装置に応じて成型し、成型後の共通部分10Aに対する個別部分10Bの相対位置をそれぞれ位置決めし、基板片に含まれるパッド12へ電力を供給するための配線を形成する。
【選択図】図10
Description
特許文献4に開示される照明装置では、視野およびワークディスタンスのバリエーションと同じ数だけレンズの種類を用意する必要があり、コストアップの要因になるという課題がある。また、特許文献5に開示される照明装置では、発光素子およびレンズを傾斜させることができないため、視野およびワークディスタンスについてとれるバリエーションには限りがある。また、レンズがレンズホルダに対して光照射面の側に配置されるため、レンズが落下してワークに向かう恐れがあり、FA用の視覚センサ用の照明装置としては不向きである。
好ましくは、第2の部分は、チップLEDが実装される。
本発明の別の局面によれば、発光素子を有する照明装置を製造するための製造方法を提供する。本製造方法は、発光素子が実装される基板を第1の方向に切断して基板片を作成するステップを含む。基板は、可撓性を有する第1の部分と、当該第1の部分に対して屈曲可能な複数の第2の部分とを含み、第1の部分は、第1の方向に直交する第2の方向に延在するとともに、第2の方向の予め定められた間隔毎に配置されたパッドを含む。第2の部分の各々は、連続する2つのパッドの間で第1の部分に接続されるとともに、実装される発光素子の端子を対応する2つのパッドとそれぞれ電気的に接続するための配線を含む。本製造方法は、基板片に含まれる第1の部分を、製造すべき照明装置に応じて成型するステップと、成型後の第1の部分に対する第2の部分の相対位置をそれぞれ位置決めするステップと、基板片に含まれるパッドへ電力を供給するための配線を形成するステップとを含む。
好ましくは、第1および第2の部分は、いずれもフレキシブルプリント基板である。
本実施の形態に係る照明装置を製造するための製造方法は、発光素子が実装される共通の基板を用いて、サイズや仕様の異なる複数種類の照明装置を製造するものである。典型的には、後述するように、基板はリールに巻取られた状態となっており、製造プロセスにおいては、製造すべき照明装置の大きさや仕様などに応じて、必要な長さに切断して基板片を作成し、当該基板片を用いて照明装置を製造する。
図1は、本実施の形態に係る照明装置を利用した視覚センサシステムSYSの概要を示す模式図である。図1を参照して、視覚センサシステムSYSは、典型的には、生産ラインなどに組込まれて検査対象物(以下、「ワーク」とも称す。)Wを撮像して得られる画像に基づいて、文字認識やキズ検査といった処理(以下、「計測処理」とも称す。)を実行する。
次に、本実施の形態に係る製造方法により製造可能な照明装置のラインナップについて説明する。図2〜図9は、本実施の形態に係る照明装置の外観を示す図である。
図2には、本実施の形態に係る照明装置の一例として、ダイレクトリング型の照明装置3Aを示す。この照明装置3Aは、ボウル状であって、中心部に円状の空隙部30dが形成されている筐体30bの内面に複数の発光素子30aが配置されている。より具体的には、筐体30bの内面が中心部に向けて傾斜して形成されており、この傾斜した内面の所定間隔で発光素子30aが整列配置される。空隙部30dは、図1に示すようにカメラ2を貫通して配置するための孔である。
図3には、本実施の形態に係る照明装置の一例として、ドーム型の照明装置3Bを示す。この照明装置3Bにおいては、その内面がドーム(半球)状である筐体31bのドーム内下部(内面側の底部)に発光素子31aが配置されている。より具体的には、筐体31bのドーム内下部に発光素子31aを格納する格納空間31dが形成されており、この格納空間31dの全周にわたって発光素子31aが配置される。そして、発光素子31aから照射された光は、筐体31bの内面に形成された拡散反射面31eで拡散反射された後に、ワークへ照射される。これらの発光素子31aを点灯するための電力は、供給線31cによって供給される。
図4には、本実施の形態に係る照明装置の一例として、角型斜光式の照明装置3Cを示す。この照明装置3Cは、正方形の四隅を切り欠いた八角形のベースプレート32bに、当該正方形の4辺に相当する位置に発光素子32aが整列配置された発光部を配置したものである。ベースプレート32bの中心部には、略四角形状の空隙部32dが形成されている。この空隙部32dにカメラ2を貫通配置させて使用することもできる。
図5には、本実施の形態に係る照明装置の一例として、バー/ライン型の照明装置3Dを示す。この照明装置3Dは、直方体の筐体33bの内部に複数の発光素子33aを所定方向に整列配置したものである。図5には、発光素子33aが3列にわたって整列配置された例を示すが、1列または2列であってもよいし、発光素子33aがより多くの列にわたって整列配置されてもよい。典型的には、このバー/ライン型の照明装置3Dは、その長手方向が生産ライン4の搬送方向と平行または垂直となるように配置される。
図6には、本実施の形態に係る照明装置の一例として、直下式の照明装置3Eを示す。この照明装置3Eは、略正方形の筐体34bの表面に複数の発光素子(図示しない)が整列配置された上で、拡散透過部34aが発光素子の発光面を覆うように配置されたものである。これにより、複数の発光素子から照射される光は、拡散透過部34aで拡散されて、ワークを照明する。これらの発光素子を点灯するための電力は、供給線34cによって供給される。
図7には、本実施の形態に係る照明装置の一例として、8個のLEDを搭載したリング型の照明装置3Fを示す。ここで、図7(a)は、照明装置3Fの照射面側を表したものであり、図7(b)は、照明装置3Fの背面側を表したものである。
次に、本実施の形態に係る照明装置を製造するための基本構造について説明する。
図10は、本実施の形態に係る照明装置を製造するための基板10を示す模式図である。図10を参照して、図10に示す基板10は、全体がいわゆるフレキシブルプリント基板(以下、「フレキシブル基板」とも称す。)であって、発光素子(LED)や発光素子に電力を供給するための配線などが形成される。より具体的には、基板10は、フィルム状の絶縁体(ベースフィルム)上に配線パターンを示す導体箔が形成された上に、さらに絶縁体で覆われている。
図11は、本実施の形態に係る照明装置を製造するための別形態の基板20を示す模式図である。図11を参照して、基板20は、フレキシブル基板である共通部分20Aと、共通部分20Aと接続される個別部分20Bとからなる。個別部分20Bは、複数のユニット24を含み、ユニット24の各々には、光を発生するための発光素子(LED)23が1つ以上実装される。各ユニット24は、共通部分20Aの材質に比較してより硬い材質(典型的には、ガラスエポキシ基板)からなる。これにより、各ユニット24への発光素子23の実装をより容易化できる。なお、発光素子23は、表面実装またはベアチップ実装により、ユニット24(個別部分20B)の所定位置に実装される。さらに、発光素子23の各々に対応付けてレンズが実装される場合もある。
図12〜図15は、本実施の形態に係る照明装置の製造プロセスを説明するための図である。特に、図12には、必要な基板片を作成する第1番目のプロセスを示し、図13には、作成された基板片を成型する第2番目のプロセスを示し、図14には、成型後の基板片を筐体に物理的に接続する第3番目のプロセスを示し、図15には、筐体に接続された成型後の基板片を電気的に接続する第4番目のプロセスを示す。なお、図12〜図15に示す例では、図10に示す基板10を用いて照明装置を製造する場合の製造プロセスを一例として示すが、図11に示す基板20を用いた場合にも同様の製造プロセスを採用することができる。
なお、基板10の切断については、必ずしも自動化されている必要ではなく、手動で実現してもよい。
次に、上述のような製造方法を提供して製造される照明装置の一例について説明する。
図16は、本実施の形態に係る製造方法を用いて製造されるダイレクトリング型の照明装置を説明するための図である。すなわち、図16には、上述の図2に示すようなダイレクトリング型の照明装置3Aを製造する場合のプロセスの一例を示す。
図17は、本実施の形態に係る製造方法を用いて製造される照明強度をより高めたダイレクトリング型の照明装置を説明するための図である。特に、図17(a)には、成形された2つの基板片10−1および10−2の位置関係を示し、図17(b)には、本照明装置の照明範囲について示す。
図18は、本実施の形態に係る製造方法を用いてより照明範囲を調整したダイレクトリング型の照明装置を説明するための図である。特に、図18(a)には、成形された2つの基板片10−1および10−2の位置関係を示し、図18(b)には、本照明装置の照明範囲について示す。
図19は、本実施の形態に係る製造方法を用いて製造されるより照明範囲を変更可能なダイレクトリング型の照明装置を説明するための図である。特に、図19(a)には、本照明装置の構造を示し、図19(b)には、本照明装置の照明範囲について示す。
図20は、本実施の形態に係る製造方法を用いて製造される照明強度を均一化したダイレクトリング型の照明装置を説明するための図である。特に、図20(a)には、図20(a)には、本照明装置の構造を示し、図20(b)には、本照明装置の照明範囲について示す。
図21は、本実施の形態に係る製造方法を用いて製造されるカメラへの迷光を低減したダイレクトリング型の照明装置を説明するための図である。
図22は、本実施の形態に係る製造方法を用いて製造されるドーム型の照明装置を説明するための図である。すなわち、図22(a)には、1つの基板片を用いてドーム型の照明装置を製造するプロセスの例を示し、図22(b)には、複数の基板片を用いてドーム型の照明装置を製造するプロセスの例を示す。
図23は、本実施の形態に係る製造方法を用いて製造される角型斜光式の照明装置を説明するための図である。
図24は、本実施の形態に係る製造方法を用いてバー/ライン型の照明装置を製造するプロセスを説明するための図である。
図25は、本実施の形態に係る製造方法を用いて直下式の照明装置を製造するプロセスを説明するための図である。
次に、発光素子の列数を変更可能な基板の構造について説明する。すなわち、短冊状のユニットの長さを変更できるような基板構造を例示する。
次に、図11に示す基板(基本構造その2)を用いてリング型の照明装置を構成する場合の例について説明する。
図27は、本発明の実施の形態に係る照明装置3Fの分解斜視図である。
図28は、本発明の実施の形態に係る照明装置3Fのリジッドフレキシブル基板300の構成について説明するための図である。図27に示す照明装置3Fにより適した基板20として、図28に示すようなリジッドフレキシブル基板300を採用することが好ましい。
図27を参照して説明したように、リジッドフレキシブル基板300は、同心円状に形成された上で、第1の筐体に対応するベース100と、第2の筐体に対応するケース500との間に挿入される。このようなケースへの組込作業時に、屈曲させた状態にあるフレキシブル基板340が変形して、第1の筐体に対応するベース100と、第2の筐体に対応するケース500との間に噛み込む恐れがある。すなわち、フレキシブル基板340が本来の位置より、内側または外側に倒れることで、ベース100またはケース500と干渉する可能性がある。
次に、リジッドフレキシブル基板における配線パターンの例について説明する。
リジッドフレキシブル基板の構成としては、上述した図28〜図32に示す形態に代えて、図33〜図36に示すような構成を採用することもできる。
図37は、本発明の実施の形態に係る照明装置のリジッドフレキシブル基板の変形例を示す図である。図37を参照して、リジッドフレキシブル基板300Dは、発光素子が実装されるユニット基板320Dを同心円状(放射状)に配置した構成を示す。図37に示すリジッドフレキシブル基板300Dでは、フレキシブル基板340Dが中心側に位置しており、その外周側にユニット基板320Dが位置することになる。これらのユニット基板320Dの各々は、フレキシブル基板340Dを介して両隣に位置するユニット基板320Dと電気的に接続される。このリジッドフレキシブル基板300Dについても、フレキシブル基板340Dを適宜折り曲げることで、図29に示すようなベース100への組み込みに適した形状に構成することができる。
図38は、本発明の実施の形態に係る照明装置のリジッドフレキシブル基板の変形例を示す図である。図38を参照して、リジッドフレキシブル基板300Eは、図37に示すリジッドフレキシブル基板300Dと同様に、発光素子が実装されるユニット基板320Eが同心円状(放射状)に配置される。但し、図38に示すリジッドフレキシブル基板300Eでは、フレキシブル基板340Eが外周側に位置しており、その内周側にユニット基板320Eが位置することになる。
図39は、本発明の実施の形態に係る照明装置のリジッドフレキシブル基板の変形例を示す図である。図39を参照して、複数のリジッドフレキシブル基板300Fを組合せることで、発光素子を同心円状に形成されたリング形状を構成してもよい。たとえば、図39に示すように、4個のユニット基板320からなるリジッドフレキシブル基板300Fを、略円状(亀甲形状)の一部(半周分)を構成するように屈曲させ、さらに、それらを2個組合せることで、発光素子がリンク形状に構成された照明モジュールを構成する。
本実施の形態に係る照明装置においては、ユニット基板320上に発光素子330が実装される。この発光素子330は、典型的には、チップLEDである。このようなチップLEDを実装する際には、チップLED自体から発生する熱などによる劣化を抑制するように以下に説明するような実装形態を採用することが好ましい。
次に、上述したような照明装置3Fを点灯するためのコントローラ(電源供給部)について説明する。図41〜図43は、本発明の実施の形態に係る点灯用のコントローラ800の回路構成を示す模式図である。
本実施の形態に係る製造方法によれば、共通のパターンを有する基板を用いて、多種多様な照明装置を製造することができる。すなわち、製造すべき照明装置のサイズや仕様に応じて、基板を必要な長さの基板片に切断するとともに、所定の形状に成型することで、任意のサイズや形状をもつ照明装置を実現することができる。このように、共通の基板を用意すればよいので、製造コストを抑制しつつ、照明視野や照明距離についてのバリエーション(製品群)をラインナップすることができる。
Claims (5)
- 複数の発光素子が実装された基板を成形して構成された照明装置であって、
前記基板は、
第1の方向に延びる形状を有し、かつ、可撓性を有する第1の部分と、
前記第1の部分に比較してより硬い材質からなり、かつ、各々が前記第1の方向とは異なる方向に延びる複数の第2の部分とを含み、前記第2の部分の各々には、少なくとも1つの発光素子が実装され、前記基板はさらに、
前記第1の部分および前記複数の第2の部分に亘って、前記複数の発光素子を接続する配線を含み、
前記第1の部分は、前記照明装置に応じて予め定められた方向およびサイズに成型され、
前記第2の部分の各々は、実装されている発光素子の照射方向に応じて位置決めされる、照明装置。 - 前記第1の部分は、前記第1の方向に沿って同心円状に形成され、
前記第2の部分の各々は、前記第1の部分が構成する同心円状の軸方向に折り曲げられる、請求項1に記載の照明装置。 - 前記第2の部分と前記第1の部分との接続部において折り曲げられる、請求項2に記載の照明装置。
- 前記第2の部分は、チップLEDが実装される、請求項1に記載の照明装置。
- 前記第2の部分は、ガラスエポキシからなる、請求項1に記載の照明装置。
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