JP5110177B2 - 照明装置 - Google Patents

Description

本発明は、発光素子を有する照明装置に関し、特に、画像を取得する際に撮像対象物を照らすためのリング形状の照明装置に関する。

ＦＡ（Factory Automation）分野などにおいては、各種の画像処理技術が利用されている。典型的には、検査対象物を撮像して得られた画像データに基づいて、検査対象物に印字されている文字を認識したり、検査対象物の表面におけるキズの有無などを検査したりする画像処理技術が広く実用化されている。

このような画像処理技術を用いて検査対象物に対する各種計測処理を行う場合には、検査対象物を表す画像を適切に取得する必要がある。そのため、撮像時に適切な照度を確保するために、検査対象物を照らすための照明装置が設けられることが多い。このような照明装置としては、低消費電力でかつ長寿命な発光素子（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）を用いたものが実用化されている。

たとえば、特開２００８−１３９７０８号公報（特許文献１）に開示されるリング型照明装置では、複数のＬＥＤ列を同心円状に設けるとともに各ＬＥＤ列に対応させて複数の光学部材を同心円状に設け、各ＬＥＤ列によるワークへの照明態様が互いに異なるように構成する一方、各光学部材を連続させて一体構造とされている。これにより、複数種の対物レンズやワークに１台で対応することができる。

また、特開２００９−１４６８４１号公報（特許文献２）に開示されるＬＥＤ照明装置では、平坦なベース部に設けた位置決めピンを、複数のＬＥＤが実装された平坦なＬＥＤ基板に設けた貫通孔と、複数のレンズを保持する一体型のレンズホルダに設けた位置決めピン挿入穴とに挿入することにより、ＬＥＤ基板に対してレンズホルダが位置決めされる構造とされている。これにより、複数のＬＥＤ個々に対して個々のレンズを位置決めすることができる。

特開２００８−１３９７０８号公報 特開２００９−１４６８４１号公報

上述したようなＦＡ分野における画像処理技術においては、多種多様な検査対象物を計測できることが必要である。たとえば、検査対象物としては、小型の電子部品から自動車などの完成品まで多岐に渡っている。そのため、照明装置についても、多種多様なアプリケーションに対応できるように、照明視野や照明距離（設置距離：Work Distance）についての多数のバリエーション（製品群）をラインナップすることが好ましい。

このような多数のバリエーション（製品群）をラインナップするためには、発光素子と光路制御のためのレンズとを組合せることが好ましい。

また、照明装置の形状としては、中心孔の周囲に発光素子を同心円状に配置したリング形状がよく採用されている。このようなリング形状を採用することで、ワークに対して光を均等に照射することができ、より適切な撮像が可能となる。

一方、このようなリング形状の照明装置においては、中心孔の軸上に位置するワークに向けて光を照射させることになる、各発光素子の光軸を中心孔の軸に対して傾斜するように取り付ける必要がある。

特許文献１に開示されるリング型照明装置では、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２に開示されるＬＥＤ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。

そこで、本発明は、これらの問題を解決するためになされたものであり、その目的は、コストアップや信頼性低下を抑制しつつ仕様の異なる複数種類をラインナップできる、リング形状の照明装置を提供することである。

本発明の照明装置は、複数のレンズと、複数のレンズをそれぞれ独立して装着するための複数の窓部が環状に並べて設けられている照射面を有するとともに、当該照射面と対向する位置に開口部を有する第１の筐体と、複数のレンズの各々と対応付けて配置される第１の基板と、第１の筐体の開口部を塞ぐ第２の筐体とを含む。第１の基板の各々には、少なくとも１つの発光素子が実装されている。第１の筐体は、複数の窓部の各々に関連付けて設けられた保持部を含む。保持部の各々は、第１の筐体の開口部の側からのレンズの装着を許容するとともに、第１の筐体の照射面の側へのレンズの移動を規制し、かつ、レンズが装着された場合に、当該レンズの光軸方向が第１の筐体の中心軸に対して予め定められた角度を有するように構成される。

好ましくは、照明装置は、第１の基板の間を電気的に接続するための第２の基板をさらに含む。第１の基板は、剛体として構成され、第２の基板は、可撓性を有するように構成される。

さらに好ましくは、第２の基板は、複数の窓部の並びに沿って屈曲されており、第１の基板の各々は、第２の基板の対応する部分に対して、保持部に保持されるレンズの傾きに応じた角度に屈曲されている。

さらに好ましくは、保持部の各々は、さらに、レンズに対して予め定められた相対的な位置関係を維持できるように、第１の基板を保持する。

好ましくは、第２の筐体は、第１の筐体と結合された場合に、第１の筐体に装着された第１の基板の各々を照射面の向きに押付けるための押付け部を含む。

さらに好ましくは、押付け部の各々は、対応する第１の基板の両端を押付けるように構成される。

さらに好ましくは、照明装置は、第１の基板と第２の筐体の押付け部との間に介挿される、伝熱性および弾性を有するシートをさらに含む。

さらに好ましくは、シートは、略円状に形成されるとともに、第１の基板の配置形状に対応して区画させるように、切込み部が形成されている。

好ましくは、照明装置は、第１および第２の筐体を貫通して内部に導入される電源ケーブルをさらに含む。第２の基板は、電源ケーブルと電気的に接続するための一対のコネクタを含み、一対のコネクタは、電源ケーブルの導入位置に応じた向きに設けられている。

本発明によれば、コストアップや信頼性低下を抑制しつつ仕様の異なる複数種類をラインナップできる、リング形状の照明装置を提供することができる。

本発明の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の概要を示す模式図である。 本発明の実施の形態に係る照明装置の外観を示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係る照明装置の分解斜視図である。 本発明の実施の形態に係る照明装置の断面図である。 本発明の実施の形態に係る照明装置の組立手順を示す模式図である。 本発明の実施の形態に係る照明装置のベースの外観を示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係る照明装置のベースに形成された保持部の構造を説明するための図である。 本発明の実施の形態に係る照明装置のベースに形成された保持部の構造を説明するための図である。 本発明の実施の形態に係る照明装置のレンズの外観を示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係る照明装置の別形態のレンズの外観を示す斜視図である。 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構成について説明するための図である。 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に対する給電方法を説明するための図である。 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に装着される補助固定部材を説明するための図である。 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における配線パターンの例を説明するための図である。 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における配線パターンの例を説明するための図である。 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。 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に装着される補助固定部材を説明するための図である。 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における配線パターンの例を説明するための図である。 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における配線パターンの例を説明するための図である。 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。 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。 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。 本発明の実施の形態に係る照明装置の発光素子の実装例を説明するための図である。 本発明の実施の形態に係る照明装置の放熱シートの構成について説明するための図である。 本発明の実施の形態に係る照明装置のケースの外観を示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係る照明装置が一体化された状態における断面図である。 本発明の実施の形態の変形例に係る照明装置の外観を示す斜視図である。 本発明の実施の形態のさらに別の変形例に係る照明装置の外観を示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係る点灯用のコントローラの回路構成を示す模式図である。 本発明の実施の形態に係る点灯用のコントローラの回路構成を示す模式図である。 本発明の実施の形態に係る点灯用のコントローラの回路構成を示す模式図である。

本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰返さない。

《Ａ．システム構成》
図１は、本発明の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（ワーク）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（計測処理）を実行する。

より具体的には、視覚センサシステムＳＹＳは、画像処理装置３と、画像処理装置３に接続されたカメラ２と、カメラ２の視野範囲およびその近傍を照明するためのリング形状（ドーナツ形状）の照明装置１とを含む。カメラ２は、生産ライン４上を搬送されるワークＷを適切なタイミングで撮像して画像データを生成し、この生成した画像データを画像処理装置３へ出力する。

画像処理装置３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やメモリなどを含むコンピュータであり、図１に示す例においては、計測処理結果などを表示するためのディスプレイと一体的に形成されている。

本実施の形態に係る照明装置１は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）などの発光素子を光源とするものである。照明装置１の光源としてのＬＥＤは、その形状および実装形態などの違いに応じて、砲弾型ＬＥＤ、表面実装型チップＬＥＤ、ベアチップ実装型ＬＥＤなどを採用することができる。特に、本実施の形態に係る照明装置においては、表面実装型チップＬＥＤまたはベアチップ実装型ＬＥＤを採用する場合に好適である。

なお、図１には、照明装置１をカメラ２の周囲に装着する構成を示すが、照明装置１をカメラ２に対してワークＷの近傍または遠方に配置することもできる。

《Ｂ．照明装置の外観》
次に、図２を参照して、本実施の形態に係る照明装置１の外観について説明する。

図２は、本発明の実施の形態に係る照明装置１の外観を示す斜視図である。ここで、図２（ａ）は、照明装置１の照射面側を表したものであり、図２（ｂ）は、照明装置１の背面側を表したものである。

図２（ａ）および図２（ｂ）に示すように、照明装置１は、全体としてリング形状を有する。より具体的には、照明装置１は、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とを含む。後述するように、ベース１００とケース５００とは、スナップフィットなどによって互いに嵌合されることで、一体のリング形状として構成される。

ベース１００の照射面には、複数のレンズ２００が露出するように同心円状に配置されて装着される。このベース１００の照射面は、ベース１００およびケース５００を貫通するように形成された中心孔７００の中心軸に対して所定角度を有するように傾斜面として形成される。

ケース５００内には、レンズ２００の各々と対応付けて発光素子が実装されたユニット基板が配置されており、これらの発光素子に電力を供給するための電源ケーブル６００がケース５００の側面に形成された切欠部を通じて装着される。

《Ｃ．基本構造》
次に、図３および図４を参照して、照明装置１の基本構成について説明する。

図３は、本発明の実施の形態に係る照明装置１の分解斜視図である。図４は、本発明の実施の形態に係る照明装置１の断面図である。

図３を参照して、照明装置１では、リング形状のベース１００の背面側から、レンズ２００が装着される。後述するように、ベース１００のレンズ２００が装着される窓部には、レンズ２００を保持するとともに、ベース１００の照射面（露出面）側へのレンズ２００の移動を規制するための保持部が設けられる。

レンズ２００の配置形状に対応付けて、同心円状に形成されたリジッドフレキシブル基板３００が配置される。このリジッドフレキシブル基板３００は、同心円状に配置された複数のレンズ２００にそれぞれ対応付けられた発光素子が実装されたユニット基板を含む。このリジッドフレキシブル基板３００には、電源ケーブル６００を介して発光素子を駆動するための電力が供給される。

リジッドフレキシブル基板３００とケース５００との間には、リジッドフレキシブル基板３００の発光素子で発生する熱を放熱させるための略円状の放熱シート４００が介挿される。この放熱シート４００は、弾性を有する素材で形成されており、ベース１００とケース５００との間の空間に挿入されるレンズ２００およびリジッドフレキシブル基板３００に対する緩衝材あるいは押付け部としても機能する。

ケース５００には、そのベース１００側の表面において、レンズ２００と発光素子が実装されたユニット基板とからなる各セットを固定するための凸部が形成されている。

図４に示すように、レンズ２００の各々は、その配置位置において、その光軸がベース１００の照射面に対して略垂直となるように位置決めされる。そのため、レンズ２００の各々の光軸は、中心孔７００の中心軸とは平行とはならず、照射面の傾斜角に対応する所定角度をもって保持される。すなわち、レンズ２００の各々の光軸（光軸ＡＸ１およびＡＸ２）は、中心孔７００の中心軸（光軸ＡＸＣ）に対して非平行である。レンズ２００の各々の光軸（光軸ＡＸ１およびＡＸ２）の間についても非平行である。

《Ｄ．組立手順》
次に、図５を参照して、照明装置１の組立手順について説明する。

図５は、本発明の実施の形態に係る照明装置１の組立手順を示す模式図である。ここで、図５（ａ）は、ベース１００へのレンズ２００の装着段階を示し、図５（ｂ）は、レンズ２００に対応付けたリジッドフレキシブル基板３００の装着段階を示し、図５（ｃ）は、リジッドフレキシブル基板３００への電源ケーブルの装着段階を示し、図５（ｄ）は、放熱シート４００の装着段階を示し、図５（ｅ）は、ベース１００とケース５００との嵌合段階を示す。

図５（ａ）に示すように、第１段階として、ベース１００の背面側（開口部の側）からレンズ２００をそれぞれの窓部へ装着する。このとき、それぞれの窓部には、レンズ２００を保持するための保持部が形成されており、この保持部にレンズ２００を嵌め込むことでレンズ２００がベース１００に固定される。

続いて、図５（ｂ）に示すように、それぞれのレンズ２００にユニット基板を対応付けて、リジッドフレキシブル基板３００を装着する。このリジッドフレキシブル基板３００は、その表面にそれぞれチップＬＥＤが実装された複数のユニット基板を含む。ベース１００の窓部に形成された部材は、レンズ２００に加えて、リジッドフレキシブル基板３００の各ユニット基板についても保持できるように構成されている。この構造により、レンズ２００と発光素子（ユニット基板）との間の光学的な結合を確実に行うことができる。

続いて、図５（ｃ）に示すように、リジッドフレキシブル基板３００に形成された一対のコネクタ３５１，３５２に、電源ケーブル６００が接続される。なお、リジッドフレキシブル基板３００には、複数の発光素子が直列接続されるように配線パターンが形成されており、電源ケーブル６００を介して供給される＋電極をこの直列接続の一端に接続し、−電極をこの直列接続の他端に接続する。

続いて、図５（ｄ）に示すように、リジッドフレキシブル基板３００の上部に放熱シート４００が配置される。最終的に、図５（ｅ）に示すように、ベース１００に対してケース５００が装着されることで、照明装置１が完成する。このベース１００とケース５００との一体化は、接着剤などを用いて行ってもよいが、製作の手間を低減するために、スナップフィットなどを用いて、両者を嵌合することが好ましい。

以下、各構成部材の詳細について説明する。
《Ｅ．ベースの詳細》
次に、図６〜図８を参照して、本実施の形態に係る照明装置１のベース１００について説明する。

図６は、本発明の実施の形態に係る照明装置１のベース１００の外観を示す斜視図である。ここで、図６（ａ）は、ベース１００の照射面１６０側を表したものであり、図６（ｂ）は、ベース１００の背面側（開口部側）を表したものである。図７および図８は、本発明の実施の形態に係る照明装置１のベース１００に形成された保持部の構造を説明するための図である。

図６（ａ）に示すように、ベース１００の照射面１６０には、その傾斜面に沿ってレンズ２００を装着するための窓部１０２−１〜１０２−８が形成されている。この窓部１０２−１〜１０２−８は、中心孔７００の中心軸に対して同心円状に配置される。すなわち、第１の筐体であるベース１００は、複数のレンズ２００をそれぞれ独立して装着するための複数の窓部１０２−１〜１０２−８が環状に並べて設けられている照射面１６０を有するとともに、当該照射面１６０と対向する位置に開口部１７０を有する。

なお、ベース１００の照射面には、図示しない拡散板を取り付けることができるように、ネジ穴１４０−１〜１４０−４が設けられている。

また、ベース１００の外周面には、ケース５００と係合するための嵌合穴１３０−１〜１３０−４が設けられている。この嵌合穴１３０−１〜１３０−４は、ケース５００に設けられたスナップフィットと係合することで、ケース５００をベース１００に固定する。すなわち、第２の筐体であるケース５００が第１の筐体であるベース１００の開口部を塞ぐように構成される。

図６（ｂ）に示すように、ベース１００の外周面の一部は切り欠かかれて、電源ケーブル６００をベース１００の内部に導入するための電源ケーブル通し用凹部１５０が設けられている。

次に、図６（ｂ）に示す、窓部１０２−１〜１０２−８の各々に関連付けて設けられた保持部１１０について、図７および図８を参照して説明する。

図７を参照して、窓部１０２−１〜１０２−８の各々に関連付けて設けられた保持部１１０は、レンズ２００およびリジッドフレキシブル基板３００（図８）の各ユニット基板３２０（図８）を保持するための構成を有する。

保持部１１０は、第１の筐体であるベース１００の開口部の側からのレンズ２００の装着を許容するとともに、ベース１００の照射面の側へのレンズ２００の移動を規制する。さらに、保持部１１０は、レンズ２００が装着された場合に、レンズ２００の光軸方向（図４に示す光軸ＡＸ１およびＡＸ２）がベース１００の中心軸（図４に示す光軸ＡＸＣ）に対して予め定められた角度を有するように構成される。なお、図４に示したように、レンズ２００の光軸ＡＸ１およびＡＸ２は、中心孔７００の光軸ＡＸＣに対して非平行となっている。

より具体的には、レンズ２００の位置決めを行う部材として、スナップフィット１１１と、底面保持部１１２および１１３と、側面規制部１１４および１１５と、底面保持部１１６−１，１１６−２と、軽圧入用爪１１７−１，１１７−２と、側面規制部１１８−１，１１８−２とを含む。

より具体的には、図７および図８（ａ）を参照して、スナップフィット１１１は、レンズ２００と係合し、レンズ２００の光軸方向への位置決めおよび移動の規制を行う。スナップフィット１１１と係合したレンズ２００は、底面保持部１１２および１１３によってその底面を保持される。これによって、レンズ２００がベース１００の露出面側へ移動することが規制される。また、スナップフィット１１１と係合したレンズ２００は、側面規制部１１４および１１５によってその側面を規制され、これによって、レンズ２００の光軸方向に直交する方向での位置決めがなされる。

また、図７および図８（ｂ）を参照して、軽圧入用爪１１７は、リジッドフレキシブル基板３００の各ユニット基板３２０と係合し、ユニット基板３２０の光軸方向への位置決めおよび移動の規制を行う。軽圧入用爪１１７と係合したユニット基板３２０は、底面保持部１１６−１，１１６−２によってその底面を保持される。これによって、ユニット基板３２０がベース１００の露出面側へ移動することが規制される。また、ユニット基板３２０は、側面規制部１１８−１，１１８−２によってその側面を規制され、これによって、レンズ２００の光軸方向に直交する方向での位置決めがなされる。

すなわち、保持部１１０は、レンズ２００に対して予め定められた相対的な位置関係を維持できるように、第１の基板であるユニット基板３２０を保持する。

本実施の形態に係る照明装置１においては、冷却などを行うために、レンズ２００とユニット基板３２０との間には所定の空間が形成されている。

このように、レンズ２００およびリジッドフレキシブル基板３００のユニット基板３２０の各々は、ベース１００を基準にして組み付けられるので、レンズ２００および発光素子の位置精度をベース１００の成形精度と同程度に維持することができる。すなわち、レンズ２００の位置およびベース１００に対するレンズ２００の取り付け角などは、ベース１００に設けられた保持部１１０によって位置決めされるので、ベース１００を適切な精度で成形することで、照明装置１の全体として所望の精度を確保することができる。

また、このような保持部１１０を設けた上で、ベース１００の背面（開口部の側）からレンズ２００を装着するとともに、照射面側へ移動しないように規制する。これにより、照明装置１は、その照射面が重力下向きとなるように設置されることが多いが、このような使用環境であっても、レンズ２００がワークの方向へ落下するといった事態を回避できる。

さらに、ベース１００の窓部１０２−１〜１０２−８に対してレンズ２００を装着した後、リジッドフレキシブル基板３００のユニット基板３２０を軽圧入することで、レンズ２００およびユニット基板３２０を保持させることができるので、その後の電源ケーブル６００の接続やベース１００に対するケース５００の係合といった組立作業を簡単化できる。

《Ｆ．レンズの詳細》
次に、図９および図１０を参照して、本実施の形態に係る照明装置１のレンズ２００について説明する。

図９は、本発明の実施の形態に係る照明装置１のレンズ２００の外観を示す斜視図である。図１０は、本発明の実施の形態に係る照明装置１の別形態のレンズ２００Ａの外観を示す斜視図である。

図９を参照して、レンズ２００は、その中心部に、リジッドフレキシブル基板３００のユニット基板３２０に実装された発光素子が収納される凹部２１０を有している。この凹部２１０は、図面上側に凸部２０２と連通しており、発光素子で発生した光は、この凸部２０２を通じて所定の方向に照射される。凸部２０２は、略四角形のベース部と一体的に形成されている。このベース部には各辺に対応付けて耳部が設けられている。

このうち一対の耳部は、図７および図８に示すスナップフィット１１１と係合する接面２０４−１，２０４−２に相当する。すなわち、これらの接面２０４−１および２０４−２は、それぞれスナップフィット１１１と係合する。さらに、この耳部は、接面２０８−１，２０８−２，２０６において、保持部１１０の底面保持部１１２および１１３と接合する。

また、レンズ２００のベース部の四隅には、保持部の側面規制部１１４，１１５と接合する接面２１２−１，２１２−２，２１４−１，２１４−２が設けられる。すなわち、ベース部の四隅には、接面２１２−１，２１２−２，２１４−１，２１４−２を形成する切欠部がそれぞれ形成される。

図９に示すレンズ２００に代えて、光の反射効率を高めたレンズ２００Ａを採用してもよい。このレンズ２００Ａは、凸部２０３と反対側の面において、基板側に所定の区画毎に複数の反射面２１４が形成される。凹部２１０に収納された発光素子から照射される光の多くは直接的に凸部２０３へ導かれる。残りの光のうち、光軸とは異なる方向に導かれた光は、反射面２１４で反射される。その結果、これらの光は、伝搬方向を変化させ、凸部２０３が形成された面（光出射面）の側へ導かれる。このような反射面２１４を設けることで、発光素子から照射される光をより効率的に光出射面から照射させることができる。

このレンズ２００Ａがベース１００の窓部１０２−１〜１０２−８に装着される場合には、その接面２０５−１，２０５−２においてスナップフィット１１１（図７および図８参照）とそれぞれ係合する。また、接面２０５−１，２０５−２に対向する接面２０９−１，２０９−２，２０７において、保持部１１０の底面保持部１１２および１１３と接合する。

さらに、レンズ２００Ａの四隅の切欠部に形成される接面２１３−１，２１３−２，２１５−１，２１５−２において、保持部の側面規制部１１４，１１５と接合する。

このレンズ２００Ａによれば、照明光を効率的に照射できるので、照明強度を高めることができる。照明強度（照明効率）を高めることで、計測精度を向上できるとともに、必要な照明強度をより少ない電力量で実現できるため、消費電力や発生熱を抑制することもできる。

《Ｇ．リジッドフレキシブル基板の詳細》
次に、図１１〜図２３を参照して、本実施の形態に係る照明装置１のリジッドフレキシブル基板３００について説明する。

［ｇ１：基本構成］
図１１は、本発明の実施の形態に係る照明装置１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。すなわち、図１１（ａ）は、製造直後のリジッドフレキシブル基板３００について示す図であり、図１１（ｂ）は、ベース１００に組み入れる前のリジッドフレキシブル基板３００の状態を示す図である。図１２は、本発明の実施の形態に係る照明装置１のリジッドフレキシブル基板３００に対する給電方法を説明するための図である。

図１１（ａ）を参照して、リジッドフレキシブル基板３００は、ベース１００に装着されるレンズ２００の数に対応する数のユニット基板３２０−１〜３２０−８（これらを総称して「ユニット基板３２０」とも称す。）を含む。このユニット基板３２０−１〜３２０−８の各々は、上述したような位置決めおよび固定を行うために、相対的に硬い材質からなる物体（剛体）として構成される。具体的には、ユニット基板３２０−１〜３２０−８は、ガラスエポキシ基板からなる。

このガラスエポキシ基板（ユニット基板３２０−１〜３２０−８）の上に、光を発生するための発光素子３３０−１〜３３０−８（これらを総称して「発光素子３３０」とも称す。）がそれぞれ実装される。より具体的には、発光素子３３０は、表面実装またはベアチップ実装によりユニット基板３２０の所定位置に実装される。さらに、発光素子３３０の各々に対応付けてマイクロレンズが実装される場合もある。なお、各ユニット基板３２０に実装される発光素子の数は、複数であってもよく、照明装置１に要求される設計値（照射強度）などに応じて、適宜設定される。

ユニット基板３２０としてこのような剛体の基板を用いることで、前述のようにベース１００に圧入固定しても基板が変形することがなく、発光素子をレンズに対して精度良く位置決めすることができる。

リジッドフレキシブル基板３００は、ユニット基板３２０−１〜３２０−８（の上に実装される発光素子３３０−１〜３３０−８）の間を電気的に接続するための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。）３４０を含む。このフレキシブル基板３４０には、発光素子３３０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、フレキシブル基板３４０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。

すなわち、照明装置１には、複数のレンズ２００の各々と対応付けて配置される第１の基板であるユニット基板３２０が組込まれる。ここで、ユニット基板３２０の各々には、少なくとも１つの発光素子が実装される。さらに、照明装置１には、第１の基板であるユニット基板３２０の間を電気的に接続するためのフレキシブル基板３４０が組込まれる。ここで、ユニット基板３２０は、剛体として構成され、フレキシブル基板３４０は、可撓性を有するように構成される。

このようなリジッドフレキシブル基板３００は、図１１（ｂ）に示すように同心円状に形成した上で、ベース１００に組み込まれる。すなわち、リジッドフレキシブル基板３００のフレキシブル基板３４０では、複数のユニット基板３２０に亘って直線的に形成される部分３４０ａと、部分３４０ａからそれぞれのユニット基板３２０に分岐する部分３４０ｂとが一体的に構成される。直線的に形成される部分３４０ａの破線で示す部分（図１１（ａ）参照）で、フレキシブル基板３４０をそれぞれ折り曲げることで、図１１（ｂ）に示すように、フレキシブル基板３４０が亀甲形状に成形される。さらに、ユニット基板３２０に分岐する部分３４０ｂの破線で示す部分（図１１（ａ）参照）で、フレキシブル基板３４０をそれぞれ外周側に折り曲げることで、フレキシブル基板３４０が構成する略円状（亀甲形状）が規定する平面に対して、ユニット基板３２０−１〜３２０−８が所定角度をもつように形成される。なお、フレキシブル基板３４０を屈曲させる場合には、ユニット基板３２０との関係で、図１１（ｂ）に示すような多角形形状となることが好ましい。この場合には、図１１（ａ）の波線で示す部分については折り曲げを容易にさせるための加工をすることが好ましい。但し、フレキシブル基板３４０を円状に屈曲させてもよい。このような場合には、図１１（ａ）の破線で示す部分で必ずしも折り曲げる必要はない。

ユニット基板３２０として剛体の基板を用いることで、図１１（ｂ）に示すようにフレキシブル基板３４０を屈曲させた状態であってもユニット基板３２０は変形しない。よってユニット基板３２０に表面実装される発光素子３３０には応力が加わらず、信頼性の低下を招かずにすむ。

このようにリジッドフレキシブル基板３００では、フレキシブル基板３４０については、所定の平面形状をベース１００の円周方向に沿って成形されており、ユニット基板３２０の各々は、フレキシブル基板３４０の対応する部分（複数のユニット基板３２０に亘って直線的に形成される部分３４０ａ）に対して、ベース１００の保持部１１０に保持されるレンズ２００の傾きに応じた角度に屈曲されている。すなわち、フレキシブル基板３４０は、複数の窓部１０２−１〜１０２−８の並びに沿って屈曲されている。

後述するように、フレキシブル基板３４０は、ユニット基板３２０−１〜３２０−８の上に実装される発光素子３３０−１〜３３０−８の間が直列接続されるように、配線パターンが形成されている。そのため、発光素子３３０を含むフレキシブル基板３４０によって形成される配線経路上の２点の間で給電することで、一群の発光素子３３０−１〜３３０−８を点灯駆動できる。

より具体的には、図１２に示すように、リジッドフレキシブル基板３００を構成するユニット基板３２０のうち、ベース１００およびケース５００を貫通して内部に導入される電源ケーブル６００（電源ケーブル通し用凹部１５０）の近傍に位置する２つのユニット基板３２０の上に、コネクタ３５３および３５４をそれぞれ実装するとともに、このコネクタ３５３および３５４に、電源ケーブル６００に含まれる＋電極および一電極の配線６０１および６０２の端部に装着されたコネクタ３５１および３５２を接続する。

なお、コネクタ３５３および３５４は、ユニット基板３２０の長手方向および短手方向のいずれとも非平行な向きに設けられる。すなわち、電源ケーブル６００からの配線６０１および６０２の取り回しがより容易化するように、コネクタ３５３および３５４に対して配線６０１および６０２がそれぞれ接続される向きが、電源ケーブル６００の方向を向くように設定される。言い換えれば、フレキシブル基板３４０は、電源ケーブル６００と電気的に接続するための一対のコネクタ３５３および３５４を含み、この一対のコネクタ３５３，３５４は、電源ケーブル６００の導入位置に応じた向きに設けられる。

後述するように、点灯すべき発光素子３３０の数が多い場合には、所定数の直列接続された発光素子３３０を必要な数だけ並列接続するような構成を採用することもできる。

また、各ユニット基板３２０の発光素子３３０が実装されない側の面には、発光素子３３０を駆動するための回路部品３５８が実装される。すなわち、各ユニット基板３２０においては、発光素子３３０以外の回路部品は、基本的には、発光素子３３０が実装された面とは反対側の面に実装される。これにより、スペース効率が高まり、各ユニット基板３２０の基板サイズを小さくできる。

［ｇ２：組立の容易化］
図３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。

そこで、図１３に示すような補助固定部材を用いることで、組立性をより改善することができる。

図１３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に装着される補助固定部材を説明するための図である。図１３（ａ）には、同心円状に形成されたリジッドフレキシブル基板３００に対して補助固定部材であるリング状部材３６０が装着されている状態を示し、図１３（ｂ）には、同心円状に形成されたリジッドフレキシブル基板３００に対して補助固定部材であるリング状部材３６０を装着する状態を示す。

図１３（ｂ）に示すように、補助固定部材として、リング状部材３６０が採用される。このリング状部材３６０の内径は、同心円状に形成されたフレキシブル基板３４０の外接円より所定のマージン分だけ大きくなるように設計される。そして、リング状部材３６０は、同心円状に形成されたフレキシブル基板３４０の外周側に装着される。なお、リング状部材３６０としては、樹脂などの材料で形成されることが好ましい。

このように、リング状部材３６０でフレキシブル基板３４０を支えることで、フレキシブル基板３４０の変形（本来の位置より内側または外側に倒れること）を防止することができる。これによって、フレキシブル基板３４０が、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との間に噛み込むといった事態を回避できる。その結果、組立性を改善することができる。

［ｇ３：配線パターン］
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。

図１４および図１５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における配線パターンの例を説明するための図である。図１４には、１個のリジッドフレキシブル基板上に８個の発光素子３３０が実装されている例を示し、図１５には、１個のリジッドフレキシブル基板上に１２個の発光素子３３０が実装されている例を示す。特に、図１４および図１５には、電力供給に係るコネクタを１個に集約できる構成例を示す。

図１４に示すリジッドフレキシブル基板３００では、ユニット基板３２０−１〜３２０−８上にそれぞれ実装された発光素子３３０−１〜３３０−８を直列に接続するような供給ライン３３２がフレキシブル基板３４０上に形成されている。この供給ライン３３２の両端は、いずれもコネクタ３５６に接続されている。さらに、このコネクタ３５６を介して、後述するような発光素子３３０を点灯するためのコントローラに接続される。すなわち、供給ライン３３２の一端には、コネクタ３５６を介して＋電位が供給され、供給ライン３３２の他端には、コネクタ３５６を介して−電位が供給される。

図１５に示すリジッドフレキシブル基板３００Ａにおいては、供給ラインに印加する電圧が過剰に高くならないように、１２個の発光素子３３０に対して、２つの供給ライン３３２Ａおよび３３２Ｂを用いて６個づつ並列に給電する。すなわち、図１５において実線で示す供給ライン３３２Ａは、奇数番目のユニット基板３２０−１，３２０−３，３２０−５，３２０−７，３２０−９，３２０−１１を直列に接続するように形成され、図１５において破線で示す供給ライン３３２Ｂは、偶数番目のユニット基板３２０−２，３２０−４，３２０−６，３２０−８，３２０−１０，３２０−１２を直列に接続するように形成される。

後述するように、発光素子３３０に対しては、所定の大きさの一定電流を供給するように制御されるので、供給ラインを流れる電流の大きさがばらつかないように、それぞれの供給ライン３３２Ａおよび３３２Ｂは、互いに独立して供給電流が制御される。そのため、供給ライン３３２Ａおよび３３２Ｂの一端は、コネクタ３５６Ａを介して共通に＋電位が供給されるが、供給ライン３３２Ａおよび３３２Ｂのそれぞれの他端は、コネクタ３５６Ａを介して異なる−電位の端子に接続される。

なお、フレキシブル基板３４０上において、供給ライン３３２Ａと供給ライン３３２Ｂとを絶縁を保ちつつ交差させることができないので、一般的には、フレキシブル基板３４０の一方面上に供給ライン３３２Ａが形成され、フレキシブル基板３４０の他方面上に供給ライン３３２Ｂが形成される。この例を、図１５（ｂ）に示す。

［ｇ４：変形例１］
リジッドフレキシブル基板の構成としては、上述した図１１〜図１５に示す形態に代えて、図１６〜図１９に示すような構成を採用することもできる。

図１６は、本発明の実施の形態に係る照明装置１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１７は、本発明の実施の形態に係る照明装置１のリジッドフレキシブル基板の変形例に装着される補助固定部材を説明するための図である。図１８および図１９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における配線パターンの例を説明するための図である。

図１６を参照して、リジッドフレキシブル基板３００Ｂは、発光素子３３０が実装されるユニット基板３２０Ａを千鳥状に配置（両側交互配置）した構成を示す。これらのユニット基板３２０Ｂは、フレキシブル基板３４０Ｂを介して接続される。このリジッドフレキシブル基板３００Ｂについても、フレキシブル基板３４０Ｂを適宜折り曲げることで、図１２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。

より具体的には、紙面上側に配置されたユニット基板３２０Ｂと接続されるフレキシブル基板３４０Ｂの部分は、紙面下側に配置されたユニット基板３２０Ｂと接続されるフレキシブル基板３４０Ｂの部分に比較して長くなっている。そして、紙面上側に配置されたユニット基板３２０Ｂは、紙面上下方向に沿って折り曲げられることで、図１１（ａ）に示されるリジッドフレキシブル基板３００と同様の構造を実現できる。すなわち、紙面上側に配置された４個のユニット基板３２０Ｂは、破線で示される位置で折り曲げられ、さらに、フレキシブル基板３４０Ｂが略円状（亀甲形状）に屈曲される。そのため、フレキシブル基板３４０Ｂにおいては、紙面下側に位置するユニット基板３２０Ｂ上で発光素子３３０が実装される面と、紙面上側に位置するユニット基板３２０Ｂ上で発光素子３３０が実装される面とは反対となる。

すなわち、図１７に示すように、リジッドフレキシブル基板３００Ｂのうち４個のユニット基板３２０Ｂ（図１６において紙面上側に位置するもの）が外周側に折り曲げられた上で、リング状に形成される。この変形例においても、組立性をより改善するために、図１７（ｂ）に示すような補助固定部材を用いることが好ましい。図１７（ｂ）に示す補助固定部材であるリング状部材３６０Ｂは、基本的には、図１３（ｂ）に示すリング状部材３６０と同様であるが、外周側に折り曲げる４個のリジッドフレキシブル基板３００Ｂに対応する位置には、切欠部３６０１が設けられている。この切欠部３６０１は、フレキシブル基板３４０Ｂが折り返されることで生じる厚みを吸収するための部分である。

最終的には、図１７（ａ）に示すように、同心円状に形成されたリジッドフレキシブル基板３００Ｂに対して補助固定部材であるリング状部材３６０Ｂが装着され、その上で、ケースに組み込まれる。

上述のような構成を採用することで、図１１に示すようなフレキシブル基板３４０の長手方向の一方側にユニット基板が配置される構成（片側配置）に比較して、ユニット基板のピッチをより狭くすることができるので、最終的に形成される照明装置１のリング径をより小さくできる。また、リジッドフレキシブル基板自体も小型化できる。

次に、図１８および図１９を参照して、リジッドフレキシブル基板３００Ｂにおける配線パターンの例を説明するための図である。図１８には、１個のリジッドフレキシブル基板上に８個の発光素子３３０が実装されている例を示し、図１９には、１個のリジッドフレキシブル基板上に１６個の発光素子３３０が実装されている例を示す。

図１８に示すリジッドフレキシブル基板３００Ｂでは、８個のユニット基板３２０Ｂ上にそれぞれ実装された８個の発光素子３３０を直列に接続するような供給ライン３３３がフレキシブル基板３４０Ｂ上に形成されている。この供給ライン３３３の両端は、いずれもコネクタ３５６に接続されている。さらに、このコネクタ３５６を介して、後述するような発光素子３３０を点灯するためのコントローラに接続される。すなわち、供給ライン３３３の一端には、コネクタ３５６を介して＋電位が供給され、供給ライン３３３の他端には、コネクタ３５６を介して−電位が供給される。

図１９に示すリジッドフレキシブル基板３００Ｃにおいては、供給ラインに印加する電圧が過剰に高くならないように、１６個の発光素子３３０に対して、２つの供給ライン３３３Ａおよび３３３Ｂを用いて８個づつ並列に給電する。すなわち、供給ライン３３３Ａは、紙面下側に配置されたユニット基板３２０Ｃを直列に接続するように形成され、供給ライン３３３Ｂは、紙面上側に配置されたユニット基板３２０Ｃを直列に接続するように形成される。

後述するように、発光素子３３０に対しては、所定の大きさの一定電流を供給するように制御されるので、供給ラインを流れる電流の大きさがばらつかないように、それぞれの供給ライン３３３Ａおよび３３３Ｂは、互いに独立して供給電流が制御される。そのため、供給ライン３３３Ａおよび３３３Ｂの一端は、コネクタ３５６Ａを介して共通に＋電位が供給されるが、供給ライン３３３Ａおよび３３３Ｂのそれぞれの他端は、コネクタ３５６Ｂを介して異なる−電位の端子に接続される。

図１９に示すリジッドフレキシブル基板３００Ｃでは、供給ライン３３３Ａと供給ライン３３３Ｂとは交差することなく形成できるので、フレキシブル基板３４０の一方面上に２つの供給ライン３３３Ａおよび３３３Ｂを形成できる。

［ｇ５：変形例２］
図２０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２０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２０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１２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。

［ｇ６：変形例３］
図２１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２１を参照して、リジッドフレキシブル基板３００Ｅは、図２０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２１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。

また、ユニット基板３２０Ｅの各々は、フレキシブル基板３４０Ｅを介して両隣に位置するユニット基板３２０Ｅと電気的に接続される。このリジッドフレキシブル基板３００Ｅについても、フレキシブル基板３４０Ｅを適宜折り曲げることで、図１２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。

［ｇ７：変形例４］
図２２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２２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２２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。

このように、より少ないユニット基板３２０からなるリジッドフレキシブル基板を複数組合せる方法を採用することで、多数のバリエーション（製品群）をラインナップする場合であっても、リジッドフレキシブル基板の種類を低減することができる。

［ｇ８：発光素子の実装形態］
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。

図２３は、本発明の実施の形態に係る照明装置の発光素子の実装例を説明するための図である。図２３を参照して、発光素子３３０は、ユニット基板３２０上に形成されたランド３２２ａおよび３２２ｂの上に配置される。このランド３２２ａおよび３２２ｂは、それぞれ＋電位および−電位を供給するための電極（パッド）に相当する。

ランド３２２ａおよび３２２ｂは、その間を所定の距離だけ離して配置される。さらに、本実施の形態に係る照明装置１においては、ユニット基板３２０上の、ランド３２２ａおよび３２２ｂの間の空隙に対応する領域に、フラックスを放出するための孔部３２４が形成される。このフラックスは、発光素子３３０をランド３２２ａおよび３２２ｂに実装する際に利用された半田に含まれていた成分であり、製造工程では、完全には取り除くことが難しい。

ランド３２２ａとランド３２２ｂとの間にフラックスの揮発成分が充填された状態で、発光素子３３０へ供給される電圧が印加され、かつ、発光素子３３０による発熱によって高温環境にさらされると、発光素子３３０とランド３２２ａおよび３２２ｂとを電気的に接続するための半田がランド表面またはユニット基板表面を移動する。この半田の移動によって、デンドライトが発生し、この発生したデンドライトによって、ランド３２２ａとランド３２２ｂとの間が絶縁不良となる。

そこで、本実施の形態に係る照明装置１のユニット基板３２０においては、製造工程で完全には除去できないフラックス（の揮発成分）を逃がすための孔部３２４（スリットまたは窪み）が、ユニット基板３２０上のランド間に設けられる。

孔部３２４は、主として、発光素子３３０によって形成される空間にフラックスを充填させないことを目的として設けられるので、孔部３２４の長手方向の長さは、ユニット基板３２０の上面視にて発光素子３３０からはみ出る部分が生じる程度までとすることが好ましい。すなわち、ユニット基板３２０の上面視にて、発光素子３３０によって孔部３２４のすべてが隠れないように構成することが好ましい。

このように構成することで、ユニット基板３２０の下面側が放熱シート４００等で覆われたとしても、フラックスを上面方向へ十分に逃がすことができる。なお、ユニット基板３２０の撓みを防止するために、孔部３２４とユニット基板３２０の端部とは十分に間隔を設けることが好ましい。

典型的な実装例としては、ランド３２２ａおよび３２２ｂは、その厚みが１８μｍ程度に構成され、孔部３２４の短手方向の幅ｄ１は０．８ｍｍ程度に構成される。さらに、ランド３２２ａとランド３２２ｂとの間の空隙部３２６の幅は、１ｍｍ程度に構成される。なお、空隙部３２６の幅ｄ１と空隙部３２６の幅との差ｄ２は０．１ｍｍ程度であり、発光素子３３０の底面に形成されているパッドの剥がれを防止するための隙間である。

このように発光素子３３０を実装することで、実装工程によって残留したフラックスによる影響を低減でき、その結果、本実施の形態に係る照明装置の信頼性を高めることができる。

《Ｈ．放熱シートの詳細》
次に、図２４を参照して、本実施の形態に係る照明装置１の放熱シート４００について説明する。

図２４は、本発明の実施の形態に係る照明装置１の放熱シート４００の構成について説明するための図である。図２４を参照して、放熱シート４００は、基本的には、レンズ２００に対応付けて配置される発光素子３３０から発生する熱を伝達して、発光素子３３０の周辺が加熱することを抑制する。より具体的には、放熱シート４００は、シリコーンゲルを主体としたシートであり、相対的に高い熱伝導性を有している。放熱シート４００の表面には、セパレータおよび離型フィルムが形成されており、柔軟性を有している。すなわち、放熱シート４００は、凹凸面へのフィット性に優れており、このような特性を利用して、ベース１００とケース５００との間の空間に挿入されるレンズ２００およびリジッドフレキシブル基板３００（発光素子３３０）に対する緩衝材あるいは押付け部としても機能する。すなわち、放熱シート４００は、ユニット基板３２０とケース５００の押付け部との間に介挿される、伝熱性および弾性を有するシートである。

上述したような目的を達するため、この放熱シート４００としては、ベース１００に装着されるリジッドフレキシブル基板３００を構成するそれぞれのユニット基板３２０の位置を少なくともカバーするような形状が採用される。

さらに、本実施の形態に係る照明装置１では、レンズ２００およびユニット基板３２０（発光素子３３０）が中心孔７００の中心軸（光軸ＡＸＣ）に対して所定の角度をもった状態で位置決めされるので、それぞれのユニット基板３２０の面は同一面には存在しない。すなわち、ユニット基板３２０の背面は、照明装置１の照射面に対応して凹形状となる。

そこで、このような非平面ではない面により密着させるために、放熱シート４００には、所定角度毎に切込み部４０２が設けられる。このような切込み部４０２によって、放熱シート４００の全体をより容易に凹状に変形させることができ、発光素子３３０との密着性を高めることができる。より具体的には、放熱シート４００は、切込み部４０２によって区分されたそれぞれのユニット基板３２０に対応する複数の片を含む。すなわち、放熱シート４００は、略円状に形成されるとともに、ユニット基板３２０の配置形状に対応して区画させるように、切込み部４０２が形成されている。

《Ｉ．ケースの詳細》
次に、図２５を参照して、本実施の形態に係る照明装置１のケース５００について説明する。

図２５は、本発明の実施の形態に係る照明装置１のケース５００の外観を示す斜視図である。すなわち、図２５（ａ）は、ケース５００の照射面側を表したものであり、図２５（ｂ）は、ケース５００の背面側を表したものである。

図２５（ａ）に示すように、ケース５００には、上述したような、レンズ２００およびリジッドフレキシブル基板３００（厳密には、ユニット基板３２０に実装される発光素子３３０）をベース１００に対して位置決めするための保持／規制部が設けられている。より具体的には、ケース５００には、複数のレンズ２００（発光素子３３０）の各々に対して、一対の押付け部５１２−１，５１２−２が設けられる。この一対の押付け部５１２−１，５１２−２は、ベース１００とケース５００とが係合されたときに、対応するユニット基板３２０の両端を押付けるように構成される。これにより、押付け部５１２−１，５１２−２は、対応するユニット基板３２０をその両端において押付けることで、ベース１００に対する位置決めおよび固定を行う。

より具体的には、押付け部５１２−１，５１２−２の接面（押さえ面）は、ベース１００におけるレンズの光軸方向についての位置決め面に平行となる。言い換えれば、押付け部５１２−１，５１２−２は、照明装置１の対応する照射面と平行な方向に、レンズ２００およびユニット基板３２０を押し込むことになる。すなわち、ケース５００は、ベース１００と結合された場合に、ベース１００に装着されたユニット基板３２０の各々を照射面の向きに押付けるための押付け部５１２−１，５１２−２を含む。

なお、ユニット基板３２０とケース５００との間には、放熱シート４００が介挿されるので、押付け部５１２−１，５１２−２の大きさ（光軸方向の長さ）については、この放熱シート４００の厚みなどを考慮して決定される。

ベース１００とケース５００とが一体化された状態において、ユニット基板３２０と押付け部５１２−１，５１２−２との間に、放熱シート４００の厚みより小さい隙間を設けることが好ましい。

図２６は、本発明の実施の形態に係る照明装置１が一体化された状態における断面図である。ここで、図２６（ａ）は、照明装置１を径方向に切断した場合の断面図であり、図２６（ｂ）は、照明装置１を周方向に切断した場合（図２６（ａ）に示す破断線Ａ−Ａ）の断面図である。

図２６を参照して、まず、押付け部５１２−１，５１２−２などからの押圧によって、放熱シート４００を弾性変形させてユニット基板３２０に押付けることで、ベース１００およびケース５００の寸法公差を吸収する。同時に、レンズ２００およびユニット基板３２０の固定を図るとともに、ユニット基板３２０を放熱させる。

このとき、ベース１００とケース５００とが一体化された状態において、ユニット基板３２０と押付け部５１２−１，５１２−２との間に、放熱シート４００の厚みより小さい隙間１８０を設けることが好ましい。このとき、ユニット基板３２０に実装された発光素子３３０およびそれを駆動する回路などの部品は、押付け部５１２−１と押付け部５１２−２との間に位置するように配置することが好ましい。そのため、押付け部５１２−１，５１２−２は、対応するユニット基板３２０の両端と接触するように構成される。

ケース５００には、リジッドフレキシブル基板３００のフレキシブル基板３４０を収納するための収納スペース５２０が設けられる。すなわち、リジッドフレキシブル基板３００は、図１１に示すように、フレキシブル基板３４０を亀甲形状に形成するとともに、それぞれのユニット基板３２０を外周側に折り曲げた状態で、ベース１００に挿入する。このリジッドフレキシブル基板３００の亀甲形状に形成されたフレキシブル基板３４０は、内周面を構成する部材に沿って形勢された収納スペース５２０に収納される。

ケース５００の外周面の一部は切り欠かかれて、電源ケーブル６００をケース５００の内部に導入するための電源ケーブル通し用凹部５５０が設けられている。図６に示すベース１００の電源ケーブル通し用凹部１５０と図２５に示すケース５００の電源ケーブル通し用凹部５５０とが組み合わされて、電源ケーブル６００を貫通させるための円状の孔が形成される。

また、ケース５００の背面側には、照明装置１を取り付け治具等に固定するためのネジ穴５４０−１〜５４０−４が設けられる。

ベース１００とケース５００との間は、スナップフィットを用いて互いを係合することで、一体化される。より具体的には、ケース５００には、スナップフィットの嵌合爪５３０−１〜５３０−４が設けられており、これらがベース１００の対応する嵌合穴１３０−１〜１３０−４と嵌合することで、ベース１００に対するケース５００が位置決めされる。

《Ｊ．照明装置のバリエーション》
上述の説明では、主として、照射面に８つのレンズが装着された照明装置１について例示したが、これらの構成に代えて、より多くのレンズまたはより少ないレンズを装着した構成を採用することもできる。

図２７は、本発明の実施の形態の変形例に係る照明装置１Ａの外観を示す斜視図である。図２８は、本発明の実施の形態のさらに別の変形例に係る照明装置１Ｂの外観を示す斜視図である。ここで、図２７（ａ）および図２８（ａ）は、照明装置の照射面側を表したものであり、図２７（ｂ）および図２８（ｂ）は、照明装置の背面側を表したものである。

図２７に示すように、図２に示す照明装置１に比較して、より多くのレンズ２００（および発光素子３３０）を装着した構成を採用してもよい。図２７に示す例では、基本的には、中心孔７００Ａの径は図２に示す照明装置１の中心孔７００の径に比較して大きくなっている。但し、レンズ２００については、図２に示す照明装置１において用いられていたレンズ２００と同じものを利用することができるものとする。

一方、図２８に示すように、図２に示す照明装置１に比較して、より少ないレンズ２００（および発光素子３３０）を装着した構成を採用してもよい。図２８に示す例では、基本的には、中心孔７００Ｂの径は図２に示す照明装置１の中心孔７００の径に比較して大きくなっている。但し、レンズ２００については、図２に示す照明装置１において用いられていたレンズ２００と同じものを利用することができるものとする。

《Ｋ．点灯用のコントローラ》
次に、上述したような照明装置１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２９〜図３１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。

図２９を参照して、コントローラ８００は、制御回路８１０と、昇圧回路８２０と、過電流検出回路８３０と、定電流回路８４０と、定電圧回路８５０とを含む。制御回路８１０は、外部からの入力信号に従って、各回路に対して制御信号を与えることで、要求された電流を照明装置１（発光素子３３０）へ供給する。また、制御回路８１０は、現在の電流供給の状態などを示す表示信号を外部出力する。

昇圧回路８２０は、入力電圧（２４Ｖ）を予め指定された電圧に変換して出力する。この昇圧回路８２０は、入力ノードと接地ノードとの間に直列配置されたトランジスタ（典型的には、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ：Field Effective Transistor））に対して、基準電位発生回路から出力すべき電圧に対応する指令値が与えられる。

過電流検出回路８３０は、接続される発光素子３３０を流れる電流が過大にならないように制限する回路である。具体的には、過電流検出回路８３０は、電流の供給路上に抵抗素子が挿入されており、供給電流がこの抵抗素子を流れることで生じる電位差がトランジスタのベース−エミッタ間に与えられようになっている。この抵抗素子の両端に予め定められたしきい値を超える電圧が発生すると、トランジスタが導通状態になり、このトランジスタの状態変化が制御回路８１０へ伝えられる。制御回路８１０は、この過電流検出回路８３０からの信号に応答して、コントローラ８００による電流供給を停止または一時的に遮断する。

定電流回路８４０は、接続される発光素子３３０に対して、予め定められた一定値に電流を供給する。図２９に示す定電流回路８４０は、２系統（１ｃｈおよび２ｃｈ）の電力供給が可能となっている。さらに、定電流回路８４０では、各系統において、より多くの発光素子３３０群に対して電流を供給できるように、電流を制御するためのトランジスタ（典型的には、ＦＥＴ）が並列に接続されている。すなわち、１ｃｈには、定電流ドライバ８４１ａおよび８４１ｂが並列に接続されており、２ｃｈには、定電流ドライバ８４２ａおよび８４２ｂが並列に接続されている。

これらの定電流回路８４０は、ＦＥＴドライバ８６０からの指令に応じた電流値を流す。このＦＥＴドライバ８６０を駆動するための電力は、定電圧回路８５０により供給される。定電圧回路８５０は、制御回路８１０からの指令信号に従って、制御電圧（１．５Ｖ）を指定された電圧まで降下させてＦＥＴドライバ８６０へ出力する。

上述したように、本実施の形態に係るコントローラ８００は、発光素子３３０を駆動するための電流を２系統で出力することができる。そのため、図２９に示すように、発光素子３３０が４個ずつ直列に接続されたリジッドフレキシブル基板３００をそれぞれ独立に駆動させることができる。発光素子３３０の順方向電圧にも依存するが、その順方向電圧の合計値がコントローラ８００から出力可能な電圧値を超えない数だけ、発光素子３３０を直列に接続することができる。

たとえば、図３０には、それぞれ８個の発光素子３３０が直列接続されたリジッドフレキシブル基板３００を２個駆動する例を示す。より多くの発光素子３３０を同時に駆動する場合には、図３１に示すように、１個のリジッドフレキシブル基板３００において、上限値以下の数だけ直列接続した発光素子３３０のストリングを複数実装するようにしてもよい。なお、この場合には、各ストリングを流れる電流のアンバランスを抑制するために、各ストリングに制限抵抗３２１を挿入しておくことが好ましい。

上述のように、複数の発光素子３３０を直列接続して、それを流れる電流の大きさを制御することで、各発光素子３３０が発生する明るさを適切に制御することができる。この結果、リング状の照明装置１を構成した場合であっても、部分的な明るさのムラの発生などを抑制できる。

《Ｌ．利点》
本実施の形態によれば、ベース１００側に設けられた保持部１１０によって、それぞれのレンズ２００および対応する発光素子３３０を実装したユニット基板３２０を位置決めおよび固定できる。このように、筐体を基準として、光の照射に必要な光学部品を装着できるので、信頼性を高めることができるとともに、光学的な精度を維持することができる。

また、本実施の形態によれば、ベース１００側に設けられた保持部１１０によって、レンズ２００およびユニット基板３２０を略固定できるので、これらの光学部品を背面側から固定するための構造を簡略化できる。これによって、部品点数を減らしてコストを低減できるとともに、組立工数を削減できる。さらに、組立工数が減少することで、信頼性を高めることもできる。

また、本実施の形態によれば、ベース１００側に設けられた保持部１１０がレンズ２００の照射面側への移動を規制するので、レンズ２００がワークなどの方向へ落下するといった可能性を排除できる。この意味においても、信頼性を高めることができる。

また、本実施の形態によれば、相対的に硬い材質からなる物体（剛体）として構成されるユニット基板３２０上に発光素子３３０が実装されるとともに、ユニット基板３２０と接続された、相対的に柔らかい材質からなるフレキシブル基板３４０を同心円状に形成することで、発光素子３３０を位置決めする。そのため、発光素子３３０に対して機械的なストレスを与えることを抑制できる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１，１Ａ，１Ｂ 照明装置、２ カメラ、３ 画像処理装置、４ 生産ライン、１００ ベース、１０２ 窓部、１１０ 保持部、１１１ スナップフィット、１１２，１１６ 端面規制部、１１４，１１５，１１８ 側面規制部、１１７ 軽圧入用爪、１３０ 嵌合穴、１４０，５４０ ネジ穴、１５０，５５０ 電源ケーブル通し用凹部、１６０ 照射面、１７０ 開口部、１８０ 隙間、２００，２００Ａ レンズ、２０２，２０３ 凸部、２０４，２０５，２０８，２０９，２１２，２１３ 接面、２１０ 凹部、２１４ 反射面、３００，３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｃ，３００Ｄ，３００Ｅ，３００Ｆ リジッドフレキシブル基板、３２０，３２０Ａ，３２０Ｂ，３２０Ｃ，３２０Ｄ，３２０Ｅ ユニット基板、３２１ 制限抵抗、３２２ａ，３２２ｂ ランド、３２４ 孔部、３２６ 空隙部、３３０ 発光素子、３４０，３４０Ａ，３４０Ｂ，３４０Ｄ，３４０Ｅ フレキシブル基板、３５１，３５２，３５３，３５４ コネクタ、４００ 放熱シート、４０２ 切込み部、５００ ケース、５１２ 押付け部、５２０ 収納スペース、５３０ 嵌合爪、６００ 電源ケーブル、６０１ 配線、７００，７００Ａ，７００Ｂ 中心孔、８００ コントローラ、８１０ 制御回路、８２０ 昇圧回路、８３０ 過電流検出回路、８４０ 定電流回路、８４１ａ，８４２ａ 定電流ドライバ、８５０ 定電圧回路、８６０ ＦＥＴドライバ、ＳＹＳ 視覚センサシステム、Ｗ ワーク。

Claims (9)

1. 照明装置であって、
   複数のレンズと、
   前記複数のレンズをそれぞれ独立して装着するための複数の窓部が環状に並べて設けられている照射面を有するとともに、当該照射面と対向する位置に開口部を有する第１の筐体と、
   前記複数のレンズの各々と対応付けて配置される第１の基板とを備え、前記第１の基板の各々には、少なくとも１つの発光素子が実装されており、
   前記第１の筐体の前記開口部を塞ぐ第２の筐体を備え、
   前記第１の筐体は、前記複数の窓部の各々に関連付けて設けられた保持部を含み、
   前記保持部の各々は、
   前記第１の筐体の前記開口部の側からの前記レンズの装着を許容するとともに、前記第１の筐体の前記照射面の側への前記レンズの移動を規制し、かつ、
   前記レンズが装着された場合に、当該レンズの光軸方向が前記第１の筐体の中心軸に対して予め定められた角度を有するように構成される、照明装置。
2. 前記第１の基板の間を電気的に接続するための第２の基板をさらに備え、
   前記第１の基板は、剛体として構成され、
   前記第２の基板は、可撓性を有するように構成される、請求項１に記載の照明装置。
3. 前記第２の基板は、前記複数の窓部の並びに沿って屈曲されており、
   前記第１の基板の各々は、前記第２の基板の対応する部分に対して、前記保持部に保持される前記レンズの傾きに応じた角度に屈曲されている、請求項２に記載の照明装置。
4. 前記保持部の各々は、さらに、前記レンズに対して予め定められた相対的な位置関係を維持できるように、前記第１の基板を保持する、請求項３に記載の照明装置。
5. 前記第２の筐体は、前記第１の筐体と結合された場合に、前記第１の筐体に装着された前記第１の基板の各々を前記照射面の向きに押付けるための押付け部を含む、請求項２〜４のいずれか１項に記載の照明装置。
6. 前記押付け部の各々は、対応する前記第１の基板の両端を押付けるように構成される、請求項５に記載の照明装置。
7. 前記第１の基板と前記第２の筐体の前記押付け部との間に介挿される、伝熱性および弾性を有するシートをさらに備える、請求項５または６に記載の照明装置。
8. 前記シートは、略円状に形成されるとともに、前記第１の基板の配置形状に対応して区画させるように、切込み部が形成されている、請求項７に記載の照明装置。
9. 前記第１および第２の筐体を貫通して内部に導入される電源ケーブルをさらに備え、
   前記第２の基板は、前記電源ケーブルと電気的に接続するための一対のコネクタを含み、
   前記一対のコネクタは、前記電源ケーブルの導入位置に応じた向きに設けられている、請求項２〜８のいずれか１項に記載の照明装置。

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