JP3139363U - Flat light source and surface light source using the same - Google Patents
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Abstract
【課題】 取付基板の汎用性を高めることができる扁平状光源を提供すること。
【解決手段】 配線パターン4には、複数の発光素子10を取り付けるための複数の第1及び第2取付部12,14が交互に電気的に直列接続されるように設けられるとともに、複数の抵抗素子8を取り付けるための複数の第3取付部16が複数の第2取付部14に電気的に並列接続されるように設けられている。複数の発光素子10が複数の第1及び第2取付部12,14に取り付けられる高照度形態と、複数の発光素子10が複数の第1取付部12のみに取り付けられ、複数の抵抗素子8が複数の第3取付部16に取り付けられる低照度形態とが選択可能になるよう配線パターン4が構成される。
【選択図】 図3PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a flat light source capable of enhancing versatility of a mounting substrate.
A wiring pattern 4 is provided with a plurality of first and second mounting portions 12 and 14 for mounting a plurality of light emitting elements 10 so as to be alternately electrically connected in series, and a plurality of resistors. A plurality of third attachment portions 16 for attaching the element 8 are provided so as to be electrically connected in parallel to the plurality of second attachment portions 14. A high illuminance configuration in which the plurality of light emitting elements 10 are attached to the plurality of first and second attachment portions 12, 14, the plurality of light emitting elements 10 are attached only to the plurality of first attachment portions 12, and the plurality of resistance elements 8 The wiring pattern 4 is configured such that a low illuminance form attached to the plurality of third attachment portions 16 can be selected.
[Selection] Figure 3
Description
本考案は、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扁平状光源及びこれを用いた面光源に関する。 The present invention relates to a flat light source used for illuminating an object to be inspected, for example, in an image processing inspection, and a surface light source using the flat light source.
従来より、プリント配線基板や半導体等の工業製品の品質、例えば、ハンダ付けの不良や異物の付着等、あるいは飲料用缶に印字される製造日等の印字ミス等を製造ライン上で検査する際に、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。この画像処理検査においては、照明領域に配置された被検査物を照明するための照明装置が用いられている。 Conventionally, when inspecting the quality of industrial products such as printed wiring boards and semiconductors, such as defective soldering, adhesion of foreign matter, or printing errors such as the date of manufacture printed on beverage cans on the production line In addition, an image processing inspection using imaging by a CCD camera or the like is performed. In this image processing inspection, an illumination device for illuminating an object to be inspected arranged in an illumination area is used.
この照明装置は、配線パターンを有する取付基板と、配線パターンに電気的に接続される複数の発光素子と、を備えている(例えば、特許文献1参照)。発光素子は、その上面に発光部を有するチップLEDから構成されている。取付基板の片面には、複数の取付部がライン状に並んで配設され、発光素子は複数の取付部にそれぞれ取り付けられて配線パターンに電気的に接続される。複数の発光素子がそれぞれ発光されると、各発光素子からの光は、照明領域に配置された被検査物に向けて照射され、これにより被検査物がライン状に照明される。 This illuminating device includes an attachment substrate having a wiring pattern, and a plurality of light emitting elements electrically connected to the wiring pattern (see, for example, Patent Document 1). The light emitting element is composed of a chip LED having a light emitting portion on the upper surface thereof. A plurality of attachment portions are arranged in a line on one side of the attachment substrate, and the light emitting elements are respectively attached to the plurality of attachment portions and electrically connected to the wiring pattern. When each of the plurality of light emitting elements emits light, the light from each light emitting element is irradiated toward the inspected object arranged in the illumination area, and thereby the inspected object is illuminated in a line shape.
上述した画像処理検査においては、検査の目的などに応じて、被検査物を照明する光の照度を適宜設定する必要がある。被検査物を高い照度で照明する場合には、発光素子の実装密度を高める必要があり、そのために取付部の配置間隔が小さい取付基板を用意し、この取付基板の複数の取付部にそれぞれ発光素子を取り付けることにより、発光素子が高い実装密度で取付基板に取り付けられる。また、被検査物を低い照度で照明する場合には、発光素子の実装密度を低くすればよく、そのために取付部の配置間隔が大きい取付基板を用意し、この取付基板の複数の取付部にそれぞれ発光素子を取り付けることにより、発光素子が低い実装密度で取付基板に取り付けられる。 In the image processing inspection described above, it is necessary to appropriately set the illuminance of light that illuminates the inspection object in accordance with the purpose of the inspection. When illuminating the inspected object with high illuminance, it is necessary to increase the mounting density of the light emitting elements. For this purpose, a mounting board with a small mounting portion arrangement interval is prepared, and light is emitted to each of the mounting parts of the mounting board. By attaching the element, the light emitting element is attached to the attachment substrate with a high mounting density. In addition, when illuminating the object to be inspected with low illuminance, it is only necessary to reduce the mounting density of the light-emitting elements. For this purpose, a mounting board with a large mounting portion arrangement interval is prepared, and a plurality of mounting parts of the mounting board are provided. By attaching the light emitting elements respectively, the light emitting elements are attached to the mounting substrate with a low mounting density.
しかしながら、従来の照明装置では、上述のように取付部の配置間隔が異なる取付基板を複数種類用意しなければならないため、照明装置の製造コストが上昇してしまうという問題がある。 However, the conventional lighting device has a problem in that the manufacturing cost of the lighting device increases because a plurality of types of mounting substrates with different mounting portion arrangement intervals must be prepared as described above.
本考案の目的は、取付基板の汎用性を高めることができる扁平状光源及びこれを用いた面光源を提供することである。 The objective of this invention is providing the flat light source which can improve the versatility of an attachment board | substrate, and a surface light source using the same.
本考案の請求項1に記載の扁平状光源では、配線パターンを有する取付基板と、前記配線パターンに取り付けられた複数の発光素子と、を含み、
前記配線パターンには、前記複数の発光素子を取り付けるための複数の第1取付部と複数の第2取付部とが交互に且つ電気的に直列接続されるように設けられるとともに、複数の抵抗素子を取り付けるための複数の第3取付部が前記複数の第2取付部に電気的に並列接続されるように設けられ、
前記複数の発光素子が前記複数の第1及び第2取付部に取り付けられる高照度形態と、前記複数の発光素子が前記複数の第1取付部のみに取り付けられ、前記複数の抵抗素子が前記複数の第3取付部に取り付けられる低照度形態とが選択可能になるよう前記配線パターンを構成したことを特徴とする。
The flat light source according to claim 1 of the present invention includes a mounting substrate having a wiring pattern, and a plurality of light emitting elements attached to the wiring pattern,
The wiring pattern is provided such that a plurality of first attachment portions and a plurality of second attachment portions for attaching the plurality of light emitting elements are alternately and electrically connected in series, and a plurality of resistance elements A plurality of third attachment portions for attaching the plurality of second attachment portions are electrically connected in parallel to the plurality of second attachment portions,
The high illuminance mode in which the plurality of light emitting elements are attached to the plurality of first and second attachment portions, the plurality of light emitting elements are attached only to the plurality of first attachment portions, and the plurality of resistance elements are the plurality of the plurality of resistance elements. The wiring pattern is configured such that a low illuminance form attached to the third attachment portion can be selected.
また、本考案の請求項2に記載の扁平状光源では、前記配線パターンは、前記取付基板の側縁部に沿って形成され、前記複数の発光素子のそれぞれは、その取付面に対して実質上平行に発光する発光部を有するサイドビュー型のチップLEDから構成され、前記複数の発光素子はその前記発光部が前記取付基板の側縁部の外方を向くようにして前記複数の第1及び第2取付部に取り付けられることを特徴とする。
In the flat light source according to
さらに、本考案の請求項3に記載の面光源では、請求項2に記載の扁平状光源がその厚さ方向に複数枚近接配置され、且つ前記扁平状光源の前記複数の発光素子とこれに隣接する前記扁平状光源の前記複数の発光素子とが千鳥状に配置されるように各扁平状光源を配置することを特徴とする。
Furthermore, in the surface light source according to claim 3 of the present invention, a plurality of flat light sources according to
本考案の扁平状光源によれば、高照度形態と低照度形態とが選択可能になるよう配線パターンを構成したので、複数の発光素子が高い実装密度で取付基板に取り付けられる高照度形態の扁平状光源と、複数の発光素子が低い実装密度で取付基板に取り付けられる低照度形態の扁平状光源とを選択的に得ることができる。従って、同一の配線パターンを有する一種類の取付基板を用意しておくだけで、高照度形態の扁平状光源と低照度形態の扁平状光源とを選択的に製造することができ、取付基板の汎用性を高めることができる。 According to the flat light source of the present invention, since the wiring pattern is configured so that a high illuminance form and a low illuminance form can be selected, a flat form of a high illuminance form in which a plurality of light emitting elements can be attached to the mounting substrate with a high mounting density. And a low-illuminance flat light source in which a plurality of light-emitting elements are attached to a mounting substrate with a low mounting density can be selectively obtained. Therefore, it is possible to selectively manufacture a flat light source with a high illuminance form and a flat light source with a low illuminance form simply by preparing one type of attachment board having the same wiring pattern. Versatility can be improved.
また、本考案の扁平状光源によれば、サイドビュー型のチップLEDから構成される複数の発光素子は、その発光部が取付基板の側縁部の外方を向くようにして複数の第1及び第2取付部に取り付けられるので、扁平状光源の厚さ方向の大きさを小さく抑えることができ、これにより扁平状光源全体の大きさを小型化することができる。 In addition, according to the flat light source of the present invention, the plurality of light emitting elements including the side-view type chip LED have a plurality of first light sources so that the light emitting portions face outward of the side edges of the mounting substrate. And since it attaches to the 2nd attachment part, the magnitude | size of the thickness direction of a flat light source can be restrained small, and, thereby, the magnitude | size of the whole flat light source can be reduced in size.
さらに、本考案の面光源によれば、扁平状光源がその厚さ方向に複数枚近接配置され、且つ扁平状光源の複数の発光素子とこれに隣接する扁平状光源の複数の発光素子とが千鳥状に配置されるように各扁平状光源を配置するので、複数の発光素子をほぼ均一な実装密度で面状に配置することができ、これにより被検査物をほぼ均一な照度で面状に照明することができる。 Furthermore, according to the surface light source of the present invention, a plurality of flat light sources are arranged close to each other in the thickness direction, and a plurality of light emitting elements of the flat light source and a plurality of light emitting elements of the flat light source adjacent thereto are provided. Since each flat light source is arranged so as to be arranged in a staggered manner, a plurality of light emitting elements can be arranged in a plane shape with a substantially uniform mounting density, which makes the object to be inspected a plane with a substantially uniform illuminance. Can be illuminated.
以下、添付図面を参照して、本考案に従う扁平状光源及びこれを用いた面光源の一実施形態について説明する。図1は、本考案の一実施形態による扁平状光源の取付基板を示す図であり、図2は、高照度形態での扁平状光源を示す図であり、図3は、低照度形態での扁平状光源を示す図であり、図4は、面光源を搭載した照明装置ユニットを示す概略断面図であり、図5は、図4の面光源を示す概略斜視図であり、図6は、図2の高照度形態の扁平状光源により構成された面光源を示す平面図であり、図7は、図3の低照度形態の扁平状光源により構成された面光源を示す平面図である。 Hereinafter, an embodiment of a flat light source according to the present invention and a surface light source using the same will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a view showing a flat light source mounting substrate according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a view showing a flat light source in a high illuminance form, and FIG. 3 is a view in a low illuminance form. 4 is a diagram showing a flat light source, FIG. 4 is a schematic sectional view showing an illuminating device unit equipped with a surface light source, FIG. 5 is a schematic perspective view showing the surface light source of FIG. 4, and FIG. FIG. 7 is a plan view showing a surface light source constituted by a flat light source having a high illuminance form shown in FIG. 2, and FIG. 7 is a plan view showing a surface light source constituted by a flat light source having a low illuminance form shown in FIG.
図1〜図3を参照して、図示の扁平状光源2は、配線パターン4を有する取付基板6と、この配線パターン4に電気的に接続される複数の抵抗素子8及び複数の発光素子10と、を含んでいる。以下、扁平状光源2の各構成要素について詳細に説明する。
1 to 3, the illustrated
取付基板6は、横長の薄板状のアルミニウムから構成されている。この取付基板6の一側縁部を含む片面には配線パターン4が設けられている。取付基板6の一側縁部に位置する配線パターン4には、複数の第1及び第2取付部12,14が交互に電気的に直列接続されて設けられ、また複数の第3取付部16が複数の第2取付部14に対して電気的に並列接続されて設けられている。これら複数の第1〜第3取付部12,14,16はそれぞれ一対の電極パッドから構成されている。配線パターン4に電気的に接続された一対の電極端子部18が取付基板6に設けられ、この一対の電極端子部18には、電力供給装置(図示せず)からの電力ケーブル(図示せず)が電気的に接続される。また、取付基板6の他側縁部には、この取付基板6をその厚さ方向に複数枚近接配置して面光源30(後述する)を構成する際の取付用となる長孔20が設けられている。
The
発光素子10は、その取付面(即ち、取付基板の片面)に対して実質上平行に発光する発光部22を有するサイドビュー型のチップLEDから構成されている。発光部22が発光されると、その光は光軸を中心に立体角状に拡がった配光をなし、発光部22からの光のうち、光軸を中心とした所定範囲の立体角(即ち、有効発光角)内にその大部分が放射される。また、抵抗素子8は、例えば約0Ωの抵抗値を有するチップ抵抗から構成されている。
The
この扁平状光源2では、複数の発光素子10が複数の第1及び第2取付部12,14に取り付けられる高照度形態(図2参照)と、複数の発光素子10が複数の第1取付部12のみに取り付けられ、複数の抵抗素子8が複数の第3取付部16に取り付けられる低照度形態(図3参照)とが選択可能になるよう配線パターン4が構成されている。
In the
高照度形態においては、複数の第1及び第2取付部12,14の各々の一対の電極パッドに発光素子10の一対のリードフレーム部がハンダ付けにより電気的に接続される。これにより、複数の発光素子10は電気的に直列接続され、発光部22が取付基板6の側縁部の外方(図2において上側)を向くようにして、間隔L1(例えば、約1mm)でもってライン状に配設される。この高照度形態では、複数の発光素子10の実装密度が高くなり、これにより後述する低照度形態の場合よりも複数の発光素子10からの光の照度が高くなる。
In the high illuminance form, the pair of lead frame portions of the
また、低照度形態においては、複数の第1取付部12の各々の一対の電極パッドに発光素子10の一対のリードフレーム部がハンダ付けにより電気的に接続されるとともに、複数の第3取付部16の各々の一対の電極パッドに抵抗素子8の一対のリードフレーム部がハンダ付けにより電気的に接続される。これにより、図3に示すように、上記間隔L1よりも大きい間隔L2(例えば、約5mm)でもってライン状に配設され、複数の発光素子10及び複数の抵抗素子8が電気的に直列接続される。この低照度形態では、複数の発光素子10の実装密度が低くなり、これにより上述した高照度形態の場合よりも複数の発光素子10からの光の照度が低くなる。
In the low illuminance mode, the pair of lead frame portions of the
次に、上述した扁平状光源2による照明方法について説明すると、次の通りである。扁平状光源2が高照度形態で構成されたときには、電力供給装置からの所定の電力が電力ケーブルを通して取付基板6の一対の電極端子部18に供給されると、複数の第1及び第2取付部12,14を介して複数の発光素子10に供給され発光される。
Next, the illumination method using the
また、扁平状光源2が上記低照度形態で構成されたときには、電力供給装置からの所定の電力が複数の第1及び第3取付部12,16を介して複数の発光素子10及び複数の抵抗素子8にそれぞれ供給される。この低照度形態では、被検査物(図示せず)を上記高照度形態よりも低い照度の光で照明することができる。
Further, when the flat
従って、同一の配線パターン4を有する一種類の取付基板6を用意しておくだけで、高照度形態の扁平状光源2と低照度形態の扁平状光源2とを選択的に製造することができ、取付基板6の汎用性を高めることができる。
Therefore, it is possible to selectively manufacture the flat
次に、図4〜図7をも参照して、上述した扁平状光源2の使用方法について説明する。図4に示す照明装置ユニット24は、開口部26を有するハウジング28と、ハウジング28の内部に搭載された面光源30と、ハウジング28の開口部26に設けられたシリンドリカルレンズ32と、を備えている。
Next, the usage method of the flat
面光源30は、上述した複数の扁平状光源2と、これら複数の扁平状光源2を保持するための取付部材34と、を備えている。取付部材34はブロック状に構成され、その一側端部には、複数の扁平状光源2(取付基板6)の各他側端部が挿脱自在に装着されるスリット状の複数の取付凹部36が設けられている。また、この取付部材34には、取付基板6に設けられた長孔20に対応して取付孔38が設けられている。
The
取付凹部36に取付基板6の他側端部を挿入し、取付部材34の取付孔38及び複数の取付基板6の長孔20を通して固定用ネジ40を挿通し、この固定用ネジ40の先端部にナット42を螺着させることにより、複数の扁平状光源2がその厚さ方向に近接配置して(即ち、相互に略平行に対向して)保持される。このように保持されると、複数の扁平状光源2の複数の発光素子10は格子状に配設され、高照度形態の面光源30が構成される(図6参照)。
The other end of the mounting
また、扁平状光源2を使用して低照度形態の面光源30を作るときには、隣接する扁平状光源2が長手方向に所定距離だけ偏倚されるようにして、上述と同様に複数の扁平状光源2がその厚さ方向に近接配置して保持される。これにより、複数の扁平状光源2から構成される面光源30の複数の発光素子10は千鳥状に配設される(図7参照)。
When the flat
図4の照明装置ユニット24において、各扁平状光源2の複数の発光素子10が発光されると、発光素子10の発光部22からの光がシリンドリカルレンズ32に入射され、このシリンドリカルレンズ32によりその光軸に近付く方向に屈曲されてシリンドリカルレンズ32より出射される。これによりシリンドリカルレンズ32からの光は特定領域に向けて集光され、照明領域に配設された被検査物が照明される。また、複数の発光素子10がそれぞれ発光される際に発生する熱は、アルミニウムから形成された取付基板6に伝達され放熱される。
In the
次に、図8を参照して、本考案に従う扁平状光源を使用した面光源の他の実施形態について説明する。図8は、本考案の他の実施形態による面光源を示す概略断面図である。なお、この他の実施形態において、上記実施形態の構成要素と実質上同一の構成要素には同一の符号を付してその説明を省略する。 Next, another embodiment of a surface light source using a flat light source according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a schematic cross-sectional view illustrating a surface light source according to another embodiment of the present invention. In other embodiments, components that are substantially the same as those in the above embodiment are given the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted.
この他の実施形態による面光源30Aの扁平状光源2Aa〜2Aeでは、取付基板6Aa〜6Aeの他面(即ち、複数の発光素子10が取り付けられていない側の面)には、熱伝導シート(図示せず)を介してアルミニウムや銅などから形成された放熱板48が取り付けられている。また、取付部材34Aの一側端部には、複数の取付基板6Aa〜6Aeの各々の他側端部が挿脱自在に装着される複数の取付凹部36Aa〜36Aeが設けられている。取付部材34Aの一側端部における中央部には、取付凹部36Acが取付部材34Aの一側端部に対してほぼ垂直に延びて設けられ、またこの取付凹部36Acの両側には、一対の取付凹部36Ab,36Adが取付部材34Aの一側端部に対して所定角度θ1だけ傾斜して延びて設けられ、更にこの一対の取付凹部36Ab,36Adの両側には、一対の取付凹部36Aa,36Aeが取付部材34Aの一側端部に対して上記所定角度θ1よりも大きい所定角度θ2だけ傾斜して延びて設けられている。また、取付部材34Aはアルミニウムから形成され、その他側端部には複数のフィン部50が設けられている。
In the flat light sources 2Aa to 2Ae of the
複数の取付基板6Aa〜6Aeがそれぞれ複数の取付凹部36Aa〜36Aeに装着されると、複数の扁平状光源2Aa〜2Aeは、複数の発光素子10の各発光部22が特定領域を向くようにして配置されるので、複数の発光素子10からの光は特定領域に向かって集光され、これによりこの特定領域に配置された被検査物(図示せず)をほぼ均一な照度で且つ高い照度で照明することができる。
When the plurality of mounting substrates 6Aa to 6Ae are respectively mounted in the plurality of mounting recesses 36Aa to 36Ae, the plurality of flat light sources 2Aa to 2Ae are arranged so that the
また、複数の発光素子10からの熱は、熱伝導シートを介して放熱板48に伝達され、この放熱板48より放熱されるとともに、放熱板48を介して取付部材34Aに伝達され、取付部材34Aの複数のフィン部50より放熱される。
Further, heat from the plurality of
以上、本考案に従う扁平状光源及びこれを用いた面光源の各種実施形態について説明したが、本考案はかかる実施形態に限定されるものではなく、本考案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。 Although various embodiments of the flat light source and the surface light source using the flat light source according to the present invention have been described above, the present invention is not limited to such embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. Or it can be modified.
例えば、上記各実施形態では、取付基板6(6Aa〜6Ae)の片面に複数の発光素子10を取り付けるようにしたが、取付基板6(6Aa〜6Ae)の両面にそれぞれ複数の発光素子10を取り付けるようにしてもよい。
For example, in each of the above embodiments, the plurality of
また例えば、上記各実施形態では、発光素子10をサイドビュー型のチップLEDから構成したが、これに限られず、上面に発光部を有するタイプのチップLEDや砲弾型のLEDなどから構成してもよい。
Further, for example, in each of the embodiments described above, the
2,2Aa〜2Ae 扁平状光源
4 配線パターン
6,6Aa〜6Ae 取付基板
8 抵抗素子
10 発光素子
12 第1取付部
14 第2取付部
16 第3取付部
22 発光部
30 面光源
2, 2 Aa to 2 Ae Flat
Claims (3)
前記配線パターンには、前記複数の発光素子を取り付けるための複数の第1取付部と複数の第2取付部とが交互に且つ電気的に直列接続されるように設けられるとともに、複数の抵抗素子を取り付けるための複数の第3取付部が前記複数の第2取付部に電気的に並列接続されるように設けられ、
前記複数の発光素子が前記複数の第1及び第2取付部に取り付けられる高照度形態と、前記複数の発光素子が前記複数の第1取付部のみに取り付けられ、前記複数の抵抗素子が前記複数の第3取付部に取り付けられる低照度形態とが選択可能になるよう前記配線パターンを構成したことを特徴とする扁平状光源。 An attachment board having a wiring pattern, and a plurality of light emitting elements attached to the wiring pattern,
The wiring pattern is provided such that a plurality of first attachment portions and a plurality of second attachment portions for attaching the plurality of light emitting elements are alternately and electrically connected in series, and a plurality of resistance elements A plurality of third attachment portions for attaching the plurality of second attachment portions are electrically connected in parallel to the plurality of second attachment portions,
The high illuminance mode in which the plurality of light emitting elements are attached to the plurality of first and second attachment portions, the plurality of light emitting elements are attached only to the plurality of first attachment portions, and the plurality of resistance elements are the plurality of the plurality of resistance elements. A flat light source characterized in that the wiring pattern is configured so that a low illuminance form attached to the third attachment portion can be selected.
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