JP2012243547A

JP2012243547A - 線状照明装置

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Publication number: JP2012243547A
Application number: JP2011112039A
Authority: JP
Inventors: Kazuyuki Mori; 和幸森; Masaya Nishikino; 雅哉錦野
Original assignee: Kyoto Denkiki Co Ltd
Current assignee: Kyoto Denkiki Co Ltd
Priority date: 2011-05-19
Filing date: 2011-05-19
Publication date: 2012-12-10
Anticipated expiration: 2031-05-19
Also published as: CN102791058A; JP5382955B2; KR101510922B1; KR20120129749A

Abstract

【課題】線状光源部の長手方向における光量の均一性を確保することができる線状照明装置を提供する。
【解決手段】線状光源部２と、線状光源部２を点灯制御するための電源制御部と、を備える。線状光源部２は、所定方向に並んで配置された複数の光源ユニット１７と、複数の光源ユニット１７の各々に対応して設けられた複数の調光ユニット１８と、を有している。複数の光源ユニット１７の各々には、線状に配置された複数のＬＥＤ２２が設けられている。複数の調光ユニット１８の各々には、対応する光源ユニット１７の複数のＬＥＤ２２からの光の光量を調節するための調光回路２７が設けられている。電源制御部は、複数の調光ユニット１８の各々の調光回路２７を独立して個々に駆動制御するように構成されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、例えば画像処理検査等において被検査物を照明するために用いられる線状照明装置に関する。

従来より、シート状の紙やガラス基板、鋼板等の工業製品の品質、例えば、表面上の傷や凹凸異常、歪み、異物の付着、あるいは製品端面の状態等を製造ライン上で検査する際には、ＣＣＤカメラ等による撮像を利用した画像処理検査が行われている。この画像処理検査では、照射面に配置された被検査物を照明するための線状照明装置が用いられている。

従来の線状照明装置は、線状光源部と、線状光源部を点灯制御するための電源制御部と、を備えている（例えば、特許文献１参照）。線状光源部は、複数のＬＥＤと、このＬＥＤが線状に並んで実装されたプリント配線基板と、ＬＥＤの前方に配設されたシリンドリカル状の集光レンズと、を有している。電源制御部は、ＬＥＤからの光の光量を設定する光量設定手段と、この設定された光量でＬＥＤを点灯制御する調光手段と、を有している。

特開２００１−２１５１１５号公報

上述した調光手段は、複数のＬＥＤの全てを一つの光源とみなして、ＬＥＤ全体を一括して制御しており、このことに起因して次のような問題が生じる。第１に、ＬＥＤの個体差によって各ＬＥＤからの光の光量にバラツキが生じることにより、線状光源部の長手方向における光量にバラツキが生じる場合がある。この状態で複数のＬＥＤ全体の光量を増大させたとしても、光量の相対的なバラツキは生じたままとなり、線状光源部の長手方向における光量の均一性を確保することができない。第２に、ＬＥＤを線状に配設した線状光源方式においては、各ＬＥＤの個々の光量のバラツキに関係なく、長手方向の両端部においては光量が低下する。この状態において、ＬＥＤ全体の光量を増大させたとしても、両端部における光量は相対的に低下したままとなり、上述と同様に線状光源部の長手方向における光量の均一性を確保することができない。

本発明の目的は、線状光源部の長手方向における光量の均一性を確保することができる線状照明装置を提供することである。

本発明の線状照明装置では、線状光源部と、前記線状光源部を点灯制御するための電源制御部と、を備えた線状照明装置において、
前記線状光源部は、所定方向に並んで配置された複数の光源ユニットと、前記複数の光源ユニットの各々に対応して設けられた複数の調光ユニットと、を有し、前記複数の光源ユニットの各々には、線状に配置された複数のＬＥＤが設けられ、前記複数の調光ユニットの各々には、対応する前記光源ユニットの前記複数のＬＥＤからの光の光量を調節するための調光回路が設けられ、前記電源制御部は、前記複数の調光ユニットの各々の前記調光回路を独立して個々に駆動制御するように構成されていることを特徴とする。

また、前記複数の調光ユニットの各々には更に、前記調光回路が実装されたプリント配線基板が設けられており、前記複数の調光ユニットの各々の前記プリント配線基板は、複数の制御用配線を介して前記電源制御部に対して数珠繋ぎ状に接続されていることを特徴とする。

また、前記電源制御部は、前記複数の調光ユニットのうち特定の調光ユニットを選択する調光ユニット選択手段と、前記特定の調光ユニットに対応する前記光源ユニットの前記複数のＬＥＤからの光の光量を設定する光量設定手段と、この設定された光量に対応する調光信号を生成する調光信号生成手段と、この調光信号を前記特定の調光ユニットの前記調光回路に出力する調光信号出力手段と、を有しており、
前記調光信号出力手段からの調光信号は、前記制御用配線を介して前記特定の調光ユニットの前記調光回路に出力されることを特徴とする。

本発明の線状照明装置によれば、線状光源部は、所定方向に並んで配置された複数の光源ユニットと、複数の光源ユニットの各々に対応して設けられた複数の調光ユニットと、を有している。電源制御部は、複数の調光ユニットの各々の調光回路を独立して個々に駆動制御するので、例えばＬＥＤの個体差による光量のバラツキによって、線状光源部の長手方向の所定部位におけるＬＥＤの光量が低い場合には、この所定部位に配設された調光ユニットの調光回路を駆動制御して光量を増大させて、線状光源部の長手方向における光量の均一性を確保し、照射面の照度を均一化させることができる。また、線状光源部の長手方向の両端部分の光源ユニットの光量を増大させることができるので、両端部分の光量の均一化を図ることができる。

また、本発明の線状照明装置によれば、複数の調光ユニットの各々のプリント配線基板は、複数の制御用配線を介して電源制御部に対して数珠繋ぎ状に接続されているので、線状光源部と電源制御部との間の配線数を減らすことができ、配線状態を簡略化することができる。

また、本発明の線状照明装置によれば、調光ユニット選択手段によって複数の調光ユニットのうち特定の調光ユニットを選択し、光量設定手段によってこの特定の調光ユニットに対応する光源ユニットのＬＥＤの光量を設定することにより、調光信号生成手段によってこの設定された光量に対応する調光信号が生成され、調光信号出力手段によって調光信号が特定の調光ユニットの調光回路に出力される。このようにして、光量の低い光源ユニットに対応する調光ユニットに対して、調光信号を確実に出力することができる。

本発明の一実施形態による線状照明装置を示す斜視図である。線状光源部の一部を分解して示す分解斜視図である。図２の線状光源部の一部を拡大して示す部分拡大斜視図である。図１中のＡ−Ａ線による線状光源部の断面図である。（ａ）は、照射面の長手方向における照度分布を示す図であり、（ｂ）は、図１中のＢ−Ｂ線による線状光源部の断面図である。線状光源部及び電源制御部の回路構成を簡略的に示すブロック図である。

以下、添付図面を参照して、本発明に従う線状照明装置の一実施形態について説明する。図１は、本発明の一実施形態による線状照明装置を示す斜視図であり、図２は、線状光源部の一部を分解して示す分解斜視図であり、図３は、図２の線状光源部の一部を拡大して示す部分拡大斜視図であり、図４は、図１中のＡ−Ａ線による線状光源部の断面図であり、図５（ａ）は、照射面の長手方向における照度分布を示す図であり、図５（ｂ）は、図１中のＢ−Ｂ線による線状光源部の断面図であり、図６は、線状光源部及び電源制御部の回路構成を簡略的に示すブロック図である。

本実施形態の線状照明装置１は、線状光源部２と、線状光源部２を点灯制御するための電源制御部３と、を備えている。これら線状光源部２と電源制御部３とは、ケーブル４を介して相互に接続されている（図１参照）。以下、線状照明装置１の構成について詳細に説明する。

線状光源部２は、ケーシング５と、ケーシング５に着脱自在に装着される断面コの字状のカバー６と、を有している。ケーシング５は、横長の底板７と、底板７の一側端部より略垂直に延びる側板８と、底板７の他側端部より略垂直に延びる複数の支持板９と、底板７の両端部より略垂直に延びる一対の端板１０と、を有している。複数の支持板９は、底板７の長手方向に間隔を置いて配置されている。ケーシング５は、これら底板７、側板８、複数の支持板９及び一対の端板１０によって、上面が開口されたボックス状に構成されている。底板７の外面には、長手方向に放熱フィン群１１が設けられている。なお、ケーシング５は、アルミニウム等の放熱性の高い金属から形成されている。

カバー６は、横長の天板１２と、天板１２の両側端部より略垂直に延びる一対の側板１３，１４と、を有している。天板１２には、横長且つ矩形状の照射窓１５が設けられている。一方の側板１３の高さは、他方の側板１４の高さよりも高く構成されている。カバー６がケーシング５に装着されると、天板１２によってケーシング５の開口された上面が覆われるとともに、一方の側板１３によってケーシング５の一側面（即ち、複数の支持板９が設けられた面）が覆われる。カバー６は、放熱性及び耐久性を考慮して、アルミや鉄等の金属材の薄板が用いられている。

上述したケーシング５には、集光レンズ１６、複数の光源ユニット１７及び複数の調光ユニット１８が収容されている。集光レンズ１６はシリンドリカル状に構成され、その射出側には凸レンズ面１９が形成されている。また、集光レンズ１６の両側部には、左右外方に延びる一対の支持片２０が設けられている。これら一対の支持片２０は、集光レンズ１６をケーシング５内に収容した際に、ケーシング５の開口上縁部（具体的には、側板８及び複数の支持板９の各上端部）に載置される。また、集光レンズ１６の凸レンズ面１９は、カバー６の照射窓１５を通して外部に幾分突出されている。

光源ユニット１７は、プリント配線基板２１と、プリント配線基板２１に直線状に一列に並べて実装された複数のＬＥＤ２２と、を有している。ＬＥＤ２２は、高輝度型のパワーＬＥＤから構成されている。プリント配線基板２１は、アルミニウムから形成されている。各光源ユニット１７のプリント配線基板２１は、ケーシング５の底板７の内面に相互に隣接して取り付けられている（図５（ｂ）参照）。これにより、線状光源部２の複数のＬＥＤ２２は、全体として直線状に配置される。ＬＥＤ２２からの熱は、プリント配線基板２１を介してケーシング５の底板７に伝達され、放熱フィン群１１によりケーシング５の外部に放熱される。

また、相互に隣接する一対のプリント配線基板２１は、一対の電源用配線２３を介して電気的に接続されている（図３参照）。最も上流側（図５（ｂ）において最も右側）のプリント配線基板２１から延びる一対の電源用配線２４は、ケーシング５の端板１０を貫通して電源制御部３の電力供給手段３７（図６参照）に電気的に接続されている。これにより、各光源ユニット１７の複数のＬＥＤ２２は、電力供給手段３７に対して電気的に並列接続されている。電力供給手段３７からの駆動電力が一対の電源用配線２３，２４を通して各光源ユニット１７に供給されると、各光源ユニット１７のＬＥＤ２２が点灯される。

調光ユニット１８は、各光源ユニット１７に対応して設けられている。調光ユニット１８は、プリント配線基板２５と、プリント配線基板２５に実装された複数の電子部品２６と、を有している。これら複数の電子部品２６によって、ＬＥＤ２２からの光の光量を調節するための調光回路２７（図６参照）が構成される。各調光ユニット１８のプリント配線基板２５は、ケーシング５の側板８の内面に相互に隣接して取り付けられている。光源ユニット１７のプリント配線基板２１とこれに対応する調光ユニット１８のプリント配線基板２５とは、接続用配線２８を介して電気的に接続されている。また、相互に隣接するプリント配線基板２５は、制御用配線を２９介して電気的に接続されている。最も上流側のプリント配線基板２５から延びる制御用配線３０は、ケーシング５の端板１０を貫通して電源制御部３の調光信号出力手段４０（図６参照）に電気的に接続されている。これにより、各調光ユニット１８のプリント配線基板２５は、複数の制御用配線２９を介して調光信号出力手段４０に対して数珠繋ぎ状に接続され、各調光ユニット１８の調光回路２７は、調光信号出力手段４０に対して電気的に並列接続されている。なお、上述した一対の電源用配線２４及び制御用配線３０は、ケーブル４の内部に束ねられた状態で収容されている。

電源制御部３はハウジング３１を有し、このハウジング３１の前面パネルには、調光ユニット選択スイッチ３３（調光ユニット選択手段を構成する）、光量設定スイッチ３４（光量設定手段を構成する）、表示パネル３５及び電源スイッチ３６が設けられている（図１参照）。調光ユニット選択スイッチ３３は、複数の調光ユニット１８のうち、光量を調節すべき光源ユニット１７に対応する特定の調光ユニット１８を選択するためのものである。光量設定スイッチ３４は、選択された特定の調光ユニット１８について、ＬＥＤ２２からの光の光量を設定するためのものである。この光量設定スイッチ３４を操作することにより、光量レベルが例えば０〜１００の範囲で設定される。表示パネル３５には、調光ユニット選択スイッチ３３により選択された調光ユニット１８のユニット番号（例えば「ＣＨ１」）や、光量設定スイッチ３４により設定された光量レベル（例えば「５０」）等がデジタル表示される。

また、ハウジング３１には、電力供給手段３７及びコントローラ３８が内蔵されている（図６参照）。電力供給手段３７は、駆動電力（例えば２４Ｖの直流電力）を一対の電源用配線２３，２４を介して各光源ユニット１７のＬＥＤ２２に供給する。電源スイッチ３６をオンにすると、電源供給手段３７からの駆動電力が各光源ユニット１７のＬＥＤ２２に供給され、また電源スイッチ３６をオフにすると、電源供給手段３７からの駆動電力の供給が遮断される。

コントローラ３８は、調光信号生成手段３９及び調光信号出力手段４０を有している。調光信号生成手段３９は、光量設定スイッチ３４により設定された光量に対応する調光信号を生成する。この調光信号は、例えば０〜５Ｖの直流電圧信号から構成され、設定された光量が最大値（例えば光量レベルが１００）のときには調光信号は５Ｖとなり、設定された光量が最小値（例えば光量レベルが０）のときには調光信号は０Ｖとなる。調光信号出力手段４０は、調光信号を制御用配線２９，３０を介して特定の調光ユニット１８の調光回路２７に出力する。

次に、本実施形態の線状照明装置１によるＬＥＤ２２の調光について説明する。電源スイッチ３６をオンにすると、電源供給手段３７からの駆動電力が各光源ユニット１７のＬＥＤ２２に供給され、ＬＥＤ２２が点灯される。この初期状態では、調光信号生成手段３９は、例えば光量レベル５０に対応する調光信号（２．５Ｖ）を生成し、調光信号出力手段４０は、この調光信号を各調光ユニット１８の調光回路２７に出力する。これにより、各光源ユニット１７のＬＥＤ２２は、光量レベル５０の光量で点灯される。ＬＥＤ２２から発する光は、集光レンズ１６によって照射面３２に帯状に収束されて照射される（図５（ａ）参照）。

例えば、図５（ａ）中に一点鎖線で示したように、照射面３２の長手方向の両端部における照度が低いときには、次のようにして調光を行う。まず、調光ユニット選択スイッチ３３を操作して最も上流側の調光ユニット１８を選択し、光量設定スイッチ３４を操作して光量レベルを例えば５０から７０に上昇させる。これにより、調光信号生成手段３９は、光量レベル７０に対応する調光信号を生成し、調光信号出力手段４０は、この調光信号を最も上流側の調光ユニット１８の調光回路２７に出力する。

次いで、調光ユニット選択スイッチ３３を操作して最も下流側（図５（ｂ）において最も左側）の調光ユニット１８を選択し、光量設定スイッチ３４を操作して光量レベルを例えば５０から７０に上昇させる。これにより、調光信号生成手段３９は、光量レベル７０に対応する調光信号を生成し、調光信号出力手段４０は、この調光信号を最も下流側の調光ユニット１８の調光回路２７に出力する。

このようにして、最も上流側の光源ユニット１７及び最も下流側の光源ユニット１７のＬＥＤ２２はそれぞれ光量レベル７０の光量で点灯され、中間の２つの光源ユニット１７のＬＥＤ２２はそれぞれ光量レベル５０の光量で点灯される。これにより、図５（ａ）中に実線で示したように、照射面３２の長手方向の両端部における照度が高められる。従って、本実施形態の線状照明装置１では、線状光源部２の長手方向における光量の均一性を確保することができる。

以上、本発明に従う線状照明装置の一実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形乃至修正が可能である。

上記実施形態では、照射面３２の長手方向の両端部における照度が低い場合について説明したが、例えばＬＥＤ２２の個体差による光量のバラツキによって照射面３２の長手方向の中央部付近の照度が低い場合には、調光ユニット選択スイッチ３３を操作して中間の２つの調光ユニット１８をそれぞれ選択し、これら中間の２つの調光ユニット１８のＬＥＤ２２の光量を増大させればよい。

また、上記実施形態では、光源ユニット１７及び調光ユニット１８をそれぞれ４個ずつ用いたが、線状照明装置１の用途等に応じて、これらの数を適宜設定することができる。これにより、種々の長さを有する線状光源部２を容易に製造することができる。

また、上記実施形態では、ＬＥＤ２２をチップ型のパワーＬＥＤから構成したが、砲弾型のＬＥＤから構成してもよい。

また、上記実施形態では、ケーシング５にシリンドリカル状の集光レンズ１６を収容するように構成したが、この集光レンズ１６に代えて、フレネルレンズや透光板等を収容するように構成してもよい。

１線状照明装置
２線状光源部
３電源制御部
１７光源ユニット
１８調光ユニット
２２ＬＥＤ
２５プリント配線基板
２７調光回路
２９，３０制御用配線
３３調光ユニット選択スイッチ
３４光量設定スイッチ
３９調光信号生成手段
４０調光信号出力信号

Claims

線状光源部と、前記線状光源部を点灯制御するための電源制御部と、を備えた線状照明装置において、
前記線状光源部は、所定方向に並んで配置された複数の光源ユニットと、前記複数の光源ユニットの各々に対応して設けられた複数の調光ユニットと、を有し、前記複数の光源ユニットの各々には、線状に配置された複数のＬＥＤが設けられ、前記複数の調光ユニットの各々には、対応する前記光源ユニットの前記複数のＬＥＤからの光の光量を調節するための調光回路が設けられ、前記電源制御部は、前記複数の調光ユニットの各々の前記調光回路を独立して個々に駆動制御するように構成されていることを特徴とする線状照明装置。
前記複数の調光ユニットの各々には更に、前記調光回路が実装されたプリント配線基板が設けられており、前記複数の調光ユニットの各々の前記プリント配線基板は、複数の制御用配線を介して前記電源制御部に対して数珠繋ぎ状に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の線状照明装置。
前記電源制御部は、前記複数の調光ユニットのうち特定の調光ユニットを選択する調光ユニット選択手段と、前記特定の調光ユニットに対応する前記光源ユニットの前記複数のＬＥＤからの光の光量を設定する光量設定手段と、この設定された光量に対応する調光信号を生成する調光信号生成手段と、この調光信号を前記特定の調光ユニットの前記調光回路に出力する調光信号出力手段と、を有しており、
前記調光信号出力手段からの調光信号は、前記制御用配線を介して前記特定の調光ユニットの前記調光回路に出力されることを特徴とする請求項２に記載の線状照明装置。