JPH11220177A - Led unit and lighting system - Google Patents

Led unit and lighting system

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Publication number
JPH11220177A
JPH11220177A JP10022323A JP2232398A JPH11220177A JP H11220177 A JPH11220177 A JP H11220177A JP 10022323 A JP10022323 A JP 10022323A JP 2232398 A JP2232398 A JP 2232398A JP H11220177 A JPH11220177 A JP H11220177A
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JP
Japan
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led
led unit
lighting device
unit
case
Prior art date
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Pending
Application number
JP10022323A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yuzo Sato
雄三 佐藤
Kazunari Hirano
一成 平野
Setsuo Iwasaki
節夫 岩崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ono Sokki Co Ltd
Original Assignee
Ono Sokki Co Ltd
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Publication date
Application filed by Ono Sokki Co Ltd filed Critical Ono Sokki Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an LED unit and lighting system, which is manufactured easily at low cost and with which uniformly illuminated light is obtained. SOLUTION: A plurality of LED units 20 with a U-shaped sectional slender linear cases 21, an LED mounting substrates 22, which are installed on the internal bases of the cases 21 and in which chip-type LEDs are arranged in a line shape, and Fresnel lenses 23 which are arranged in the opening sections of the cases 21 and linear in a direction along the slender straight lines of the cases are disposed.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、パターン形成基板
の欠陥を検査する自動パターン検査装置などの照明に好
適に使用されるLEDユニットと照明装置に関するもの
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an LED unit and an illuminating device suitably used for illumination such as an automatic pattern inspection device for inspecting a defect of a pattern forming substrate.

【0002】[0002]

【従来の技術】図4は、自動パターン検査装置の一例を
示す図である。自動パターン検査装置40は、図4
(a)に示すように、判別装置41,CCDカメラ4
2,光学系43などを備え、基板51上にパターン52
が形成されたパターン形成基板50に、照明装置30か
ら照明光を照射して、光学系43を介して、CCDカメ
ラ41によってパターン52を撮像し、判別装置41に
よって、撮像されたパターン52と、予め記憶された標
準のパターンとが一致しているか否かを判別し、パター
ン形成基板50の欠陥を検査していた。
2. Description of the Related Art FIG. 4 shows an example of an automatic pattern inspection apparatus. FIG. 4 shows an automatic pattern inspection apparatus 40.
As shown in (a), the discriminating device 41 and the CCD camera 4
2, an optical system 43 and the like, and a pattern 52
The pattern forming substrate 50 on which is formed is irradiated with illuminating light from the illuminating device 30, an image of the pattern 52 is taken by the CCD camera 41 via the optical system 43, and the pattern 52 taken by the discriminating device 41, It is determined whether or not the pattern matches a standard pattern stored in advance, and the pattern forming substrate 50 is inspected for defects.

【0003】照明装置30は、中央に開口部31aを有
し、正面側に漏斗状の取付面31bが形成されたケース
31と、その取付面31bに実装された、レンズを一体
成形したランプパッケージ型のLED(発光ダイオー
ド)32等を備えたリング照明が使用されている。この
照明装置30は、方向性がなく、均一な照明光を得るた
めに、LED32が多数並べられており、照明するに当
たって、パターン52に影がでることがない。
A lighting device 30 has a case 31 having an opening 31a in the center and a funnel-shaped mounting surface 31b on the front side, and a lamp package integrally mounted with a lens mounted on the mounting surface 31b. A ring illumination including a type LED (light emitting diode) 32 or the like is used. In the illumination device 30, a large number of LEDs 32 are arranged in order to obtain uniform illumination light without directionality, and the pattern 52 does not have a shadow when illuminating.

【0004】この自動パターン検査装置は、CCDカメ
ラ42による撮像エリア(検出エリア)が1cm2 程度
であり、そのエリアを均一に照明するために、図4
(b)のリング状の照明装置30によって、四方八方か
らの照明光を与えて、パターン52の影をなすくように
し、中央の開口部31aからCCDカメラ42によって
撮像する。CCDカメラ42又はパターン形成基板50
を移動することにより、パターン形成基板50のすべて
のエリアを検査することができる。
In this automatic pattern inspection apparatus, the image pickup area (detection area) of the CCD camera 42 is about 1 cm 2 , and the area is uniformly illuminated.
Illumination light from all directions is given by the ring-shaped illumination device 30 of FIG. 2 (b) to make the pattern 52 shade, and an image is taken by the CCD camera 42 from the central opening 31a. CCD camera 42 or pattern forming substrate 50
Is moved, all the areas of the pattern forming substrate 50 can be inspected.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述した従来
の照明装置は、LED32がランプパッケージ型である
ので、外径5.0〜5.6mmであり、装置全体が大型
になって大きくなってしまう。
However, the above-mentioned conventional lighting device has an outer diameter of 5.0 to 5.6 mm because the LED 32 is a lamp package type, and the entire device becomes large and large. I will.

【0006】また、通常、照明する対象物によって、ワ
ークディスタンスが決まっているので、そこに照明光が
向くように、取付面を漏斗状に傾斜(約30°位)させ
なければならず、そこにLED32を取り付けるので、
実装がむずかしかった。
[0006] Also, since the work distance is usually determined by the object to be illuminated, the mounting surface must be inclined in a funnel shape (about 30 °) so that the illuminating light is directed there. Because LED32 is attached to
Implementation was difficult.

【0007】さらに、LED32がレンズを一体成形し
たものであるので、レンズとチップとの位置関係が正確
でないと、外形基準でセットしても、光軸の向きがバラ
バラになってしまい、均一な照明光が得られなった。
Further, since the LED 32 is formed by integrally molding a lens, if the positional relationship between the lens and the chip is not accurate, the direction of the optical axis becomes uneven even when set on the basis of the outer shape. No illumination light was obtained.

【0008】このために、LED32を一個一個点灯さ
せて、光軸の向きを調整していたのでは、製造コストが
非常に高くついてしまう。このムラを解消するために、
光路上に拡散板を挿入することも考えられるが、照明光
が暗くなってしまう、という別の問題が発生する。
For this reason, if the direction of the optical axis is adjusted by turning on the LEDs 32 one by one, the manufacturing cost becomes extremely high. To eliminate this unevenness,
Although it is conceivable to insert a diffusion plate on the optical path, another problem that the illumination light becomes dark occurs.

【0009】本発明の課題は、製造が容易かつ安価で、
しかも、均一な照明光が得られるLEDユニットと照明
装置を提供することである。
An object of the present invention is to provide an easy and inexpensive manufacturing,
Moreover, it is an object of the present invention to provide an LED unit and a lighting device that can obtain uniform illumination light.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、請求項1の発明は、断面コの字型で細長い直線状若
しくは円弧状又は環状のケースと、前記ケースの内底面
に設けられ、チップ型のLEDをライン状に配置したL
ED実装基板と、前記ケースの開口部に配置され、その
ケースの細長い直線若しは円弧又は環に沿った方向にリ
ニアなフレネルレンズとを備えたLEDユニットであ
る。
In order to solve the above-mentioned problems, an invention according to claim 1 is provided with an elongated linear or arc-shaped or annular case having a U-shaped cross section and an inner bottom surface of the case. L in which chip-type LEDs are arranged in a line
An LED unit including an ED mounting substrate and a Fresnel lens disposed in an opening of the case and having a long and narrow line or a circular arc or a linear line in the case.

【0011】請求項2の発明は、請求項1に記載された
LEDユニットを用いた照明装置において、前記LED
ユニットは、長手方向及び/又は幅方向に複数配置され
たことを特徴とする照明装置である。
According to a second aspect of the present invention, there is provided an illumination device using the LED unit according to the first aspect, wherein
The lighting device is characterized in that a plurality of units are arranged in the longitudinal direction and / or the width direction.

【0012】請求項3の発明は、請求項1に記載された
LEDユニットを用いた照明装置において、前記LED
ユニットは、環状に及び/又は同心円状に複数配置され
たことを特徴とする照明装置である。
According to a third aspect of the present invention, in the lighting device using the LED unit according to the first aspect, the LED is provided.
The lighting device is characterized in that a plurality of units are arranged in a ring and / or concentrically.

【0013】請求項4の発明は、請求項2又は請求項3
に記載された照明装置において、前記LEDユニット
は、ユニットごとに光軸の調整が可能であることを特徴
とする照明装置である。
[0013] The invention of claim 4 is the invention of claim 2 or claim 3.
In the lighting device described in Item 1, the LED unit is capable of adjusting an optical axis for each unit.

【0014】請求項5の発明は、請求項2から請求項4
までのいずれか1項に記載された照明装置において、前
記LEDユニットは、ユニットごとに点灯が可能である
ことを特徴とする照明装置である。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the second to fourth aspects of the present invention.
The lighting device according to any one of the above, wherein the LED unit can be turned on for each unit.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、図面等を参照して、本発明
の実施の形態について、さらに詳しくに説明する。 (第1実施形態)図1は、本発明によるLEDユニット
とそれを用いた照明装置の第1実施形態を示す図であ
る。この照明装置10は、ストレートタイプのものであ
り、照射口11aを備えた装置本体11と、その装置本
体11内に配置され、照明する対象物Oに向くように、
光軸が調整された4個のLEDユニット20−1〜20
−4と、装置本体11にハーフミラー12を介して、照
射対象物Oに向くように配置された1個のLEDユニッ
ト20−5とを備えており、対象物Oの画像を中央のハ
ーフミラー12を通して、自動パターン検査装置40
(ミラー44を備える以外は図4で説明したものと同様
であるので説明を省略する)に導く。
Embodiments of the present invention will be described below in more detail with reference to the drawings. (First Embodiment) FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of an LED unit according to the present invention and a lighting device using the same. The lighting device 10 is of a straight type, and has a device main body 11 provided with an irradiation port 11a, and is arranged in the device main body 11 so as to face an object O to be illuminated.
Four LED units 20-1 to 20 whose optical axes are adjusted
-4, and one LED unit 20-5 disposed on the apparatus main body 11 via the half mirror 12 so as to face the irradiation target O. The image of the target O is displayed on the center half mirror. 12 through the automatic pattern inspection device 40
(The description is omitted because it is the same as that described in FIG. 4 except that the mirror 44 is provided.)

【0016】LEDユニット20は、断面コの字型で細
長いアルミニウム製などの直方体状のケース21と、ケ
ース21の内底面に設けられ、チップ型のLED(発光
ダイオード)をライン状に配置したLED実装基板22
と、ケース21の開口部内側に形成された溝に挿入さ
れ、そのケースの長手方向にリニアなフレネルレンズ2
3等とを備えている。
The LED unit 20 has a rectangular parallelepiped case 21 made of aluminum or the like having a U-shaped cross section and an LED in which chip-type LEDs (light emitting diodes) are arranged in a line. Mounting board 22
And a Fresnel lens 2 which is inserted into a groove formed inside the opening of the case 21 and is linear in the longitudinal direction of the case.
And the like.

【0017】この実施形態では、LED実装基板22
は、0.8mmφのLEDチップを、1.25mmピッ
チで120個並べて実装してある。小さなLEDチップ
を狭いピッチで、多数並べてあるので、均一な光を得る
ことができる。このLED実装基板22は、ベアチップ
をプリント配線基板にボンディングにより平面状に実装
するので、製造が容易であり、また、チップ部品である
ので、面基準で精度よく取り付けることができる。
In this embodiment, the LED mounting board 22
Is mounted with 120 LED chips of 0.8 mmφ arranged at a pitch of 1.25 mm. Since many small LED chips are arranged at a narrow pitch, uniform light can be obtained. Since the LED mounting board 22 has a bare chip mounted on a printed wiring board in a planar shape by bonding, it is easy to manufacture, and since it is a chip component, it can be mounted accurately on a surface basis.

【0018】フレネルレンズ23は、ロッド(円柱状)
レンズと等価な集光レンズであり、ロッドレンズと比較
して、薄く軽量化できる利点がある。この照明装置10
は、あらゆる方向からの光を1点に集めることが望まし
いが、ある程度幅をもった光を集光すると、ロッドレン
ズの場合には、その形状が光の幅以上に大きくなり、重
いものになってしまう。そこで、本実施形態では、この
フレネルレンズ23を採用することとした。
The Fresnel lens 23 is a rod (column).
It is a condenser lens equivalent to a lens, and has the advantage of being thinner and lighter than a rod lens. This lighting device 10
It is desirable to collect light from all directions into one point, but if light with a certain width is collected, the shape of a rod lens becomes larger than the width of the light, making it heavier. Would. Therefore, in the present embodiment, this Fresnel lens 23 is adopted.

【0019】この実施形態では、750mmのLEDユ
ニット20を5本組み合わせて使用した。この場合に、
各LEDユニット20は、さらに、長手方向に150m
mのLEDユニットに分割しておいてもよい。このよう
にすれば、種々の寸法,形状の照明装置に対応すること
ができる。このときに、フレネルレンズ23は、LED
チップの実装方向に沿って、リニアなレンズ(シリンド
リカルレンズであり、ライン上には完全にアフォーカル
である)であるので、つなぎ目での不連続性が問題にな
らない。
In this embodiment, five 750 mm LED units 20 are used in combination. In this case,
Each LED unit 20 further extends 150 m in the longitudinal direction.
It may be divided into m LED units. In this way, it is possible to cope with lighting devices of various sizes and shapes. At this time, the Fresnel lens 23
Since the lens is a linear lens (a cylindrical lens and completely afocal on a line) along the chip mounting direction, discontinuity at a joint does not matter.

【0020】図2は、第1実施形態に係るLEDユニッ
トとそれを用いた照明装置の変形例を示した図である。
LEDユニット20−1〜20−4は、照明する対象物
によっては、図2に示すように、平行に配置してもよ
い。
FIG. 2 is a view showing a modification of the LED unit according to the first embodiment and a lighting device using the same.
The LED units 20-1 to 20-4 may be arranged in parallel as shown in FIG. 2, depending on the object to be illuminated.

【0021】(第2実施形態)図3は、本発明によるL
EDユニットとそれを用いた照明装置の第2実施形態を
示す図である。この実施形態の照明装置10Bは、リン
グタイプのものであって、半径の異なるLEDユニット
20B−1〜20B−3を同心円状に配置したものであ
る。各ユニット20B−1〜20B−3の内部構造は、
第1実施形態と同様である。
(Second Embodiment) FIG.
It is a figure showing a 2nd embodiment of an ED unit and a lighting device using the same. The lighting device 10B of this embodiment is of a ring type, in which LED units 20B-1 to 20B-3 having different radii are arranged concentrically. The internal structure of each unit 20B-1 to 20B-3 is
This is the same as the first embodiment.

【0022】この場合にも、各LEDユニット20B−
1〜20B−3は、所定角度ごと(例えば、1/4ご
と)に分割するようにしてもよい。このようにすれば、
細分化された各ユニットごとに点灯の制御を行うことが
でき、以下のような用途に使用できる。
Also in this case, each LED unit 20B-
1 to 20B-3 may be divided every predetermined angle (for example, every 1/4). If you do this,
Lighting control can be performed for each of the subdivided units, and can be used for the following applications.

【0023】(1)照明光を当てる方向によって、画像
のコントラストが変わったり、対象とするワークによっ
て、照明光をどこから当てたらよいか異なる場合が多
い。このような場合に、各ユニットを点灯制御して、種
々の方向から照明光を照射できる構造にしておけば、最
適なコントラストを得ることが可能となる。
(1) In many cases, the contrast of an image changes depending on the direction in which the illumination light is applied, and where to apply the illumination light depends on the target work. In such a case, it is possible to obtain an optimum contrast by controlling the lighting of each unit so as to irradiate the illumination light from various directions.

【0024】(2)液晶のパネルは、スペーサ(粒子)
をふりまいて、液晶材を封入するための間隙を形成する
が、この粒子をCCDカメラ42を用いてカウントする
場合がある。この場合に、封止ガラスは、素ガラスでは
なく、パターンが形成されているので、周辺から照明光
を照射すると、本来、鏡面であるので、光軸方向(受光
軸方向)には光が入ってこない。パターンには、エッジ
が存在するので、白く光ってしまい、粒子とのコントラ
ストがつきにくい。
(2) The liquid crystal panel has spacers (particles).
To form a gap for enclosing the liquid crystal material, and the particles may be counted using the CCD camera 42 in some cases. In this case, since the sealing glass is not elementary glass but has a pattern formed, when illuminating light is irradiated from the periphery, light enters in the optical axis direction (light receiving axis direction) because it is originally a mirror surface. I won't. Since the pattern has an edge, it shines white, and it is difficult to obtain a contrast with particles.

【0025】そこで、一方側のLEDユニットを点灯さ
せ、他方側のLEDユニットを消灯させるように制御す
ればよい。なお、パターンは180°又は90°方向に
形成されているので、2方向からで十分であるが、3方
向、又は、4方向から照射するようにしてもよい。
Therefore, control may be performed so that one LED unit is turned on and the other LED unit is turned off. Note that since the pattern is formed in the 180 ° or 90 ° direction, it is sufficient to irradiate from two directions, but irradiation may be performed from three or four directions.

【0026】(3)チップ部品の実装検査機において、
半田がのっているか否かを検査する場合がある。この場
合には、各ユニットごとの点灯制御によって、照射角度
を変えるようにすればよい(光を切り換えて照明す
る)。この照明装置の照射角度によって、白く見える場
合と、見えない場合の画像を撮像して、半田の三次元形
状を推定することが簡単にできる。
(3) In a chip component mounting inspection machine,
In some cases, it is inspected whether or not solder has been applied. In this case, the irradiation angle may be changed by lighting control of each unit (light is switched for illumination). The three-dimensional shape of the solder can be easily estimated by capturing images of white and invisible, depending on the irradiation angle of the lighting device.

【0027】(変形形態)以上説明した実施形態に限定
されることなく、種々の変形や変更が可能であって、そ
れらも本発明の均等の範囲内である。例えば、フレネル
レンズの前に、プリズムレンズなどの他の光学系を一体
又は別に設けるようにしてもよい。また、LEDは、パ
ルス点灯せることにより、ハロゲンランプ等の使用した
場合と比較して、制御が容易である。
(Modifications) Various modifications and changes are possible without being limited to the embodiment described above, and they are also within the equivalent scope of the present invention. For example, another optical system such as a prism lens may be provided integrally or separately before the Fresnel lens. In addition, the LEDs are easier to control by pulse lighting than in the case where a halogen lamp or the like is used.

【0028】[0028]

【発明の効果】以上詳しく説明したように、本発明によ
れば、製造が容易かつ安価で、しかも、均一な照明光が
得られる、という効果がある。
As explained in detail above, according to the present invention, there is an effect that it is easy and inexpensive to manufacture, and uniform illumination light can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明によるLEDユニットとそれを用いた照
明装置の第1実施形態を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of an LED unit and a lighting device using the same according to the present invention.

【図2】第1実施形態に係るLEDユニットとそれを用
いた照明装置の変形例を示した図である。
FIG. 2 is a view showing a modification of the LED unit according to the first embodiment and a lighting device using the same.

【図3】本発明によるLEDユニットとそれを用いた照
明装置の第2実施形態を示す図である。
FIG. 3 is a view showing a second embodiment of an LED unit and a lighting device using the same according to the present invention.

【図4】自動パターン検査装置の一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an example of an automatic pattern inspection apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 照明装置 11 装置本体 12 ハーフミラー 20 LEDユニット 21 ケース 22 LED実装基板 23 フレネルレンズ 40 自動パターン検査装置 42 CCDカメラ DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Illumination apparatus 11 Device main body 12 Half mirror 20 LED unit 21 Case 22 LED mounting board 23 Fresnel lens 40 Automatic pattern inspection apparatus 42 CCD camera

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 断面コの字型で細長い直線状若しくは円
弧状又は環状のケースと、 前記ケースの内底面に設けられ、チップ型のLEDをラ
イン状に配置したLED実装基板と、 前記ケースの開口部に配置され、そのケースの細長い直
線若しは円弧又は環に沿った方向にリニアなフレネルレ
ンズとを備えたLEDユニット。
1. An elongated linear, arc-shaped, or annular case having a U-shaped cross section, an LED mounting board provided on an inner bottom surface of the case, and a chip-type LED arranged in a line, An LED unit having an Fresnel lens disposed in the opening, the case being elongated in a straight line or in a direction along an arc or ring.
【請求項2】 請求項1に記載されたLEDユニットを
用いた照明装置において、 前記LEDユニットは、長手方向及び/又は幅方向に複
数配置されたことを特徴とする照明装置。
2. The lighting device using the LED unit according to claim 1, wherein a plurality of the LED units are arranged in a longitudinal direction and / or a width direction.
【請求項3】 請求項1に記載されたLEDユニットを
用いた照明装置において、 前記LEDユニットは、環状に及び/又は同心円状に複
数配置されたことを特徴とする照明装置。
3. The lighting device using the LED unit according to claim 1, wherein a plurality of the LED units are arranged in a ring and / or concentrically.
【請求項4】 請求項2又は請求項3に記載された照明
装置において、 前記LEDユニットは、ユニットごとに光軸の調整が可
能であることを特徴とする照明装置。
4. The lighting device according to claim 2, wherein the LED unit is capable of adjusting an optical axis for each unit.
【請求項5】 請求項2から請求項4までのいずれか1
項に記載された照明装置において、 前記LEDユニットは、ユニットごとに点灯が可能であ
ることを特徴とする照明装置。
5. One of claims 2 to 4
The lighting device according to any one of claims 1 to 3, wherein the LED unit can be turned on for each unit.
JP10022323A 1998-02-03 1998-02-03 Led unit and lighting system Pending JPH11220177A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006251571A (en) * 2005-03-11 2006-09-21 Fuji Photo Film Co Ltd Light source unit for alignment, alignment apparatus, exposure apparatus, digital exposure apparatus, alignment method, exposure method, and method for setting condition of illumination device
US9097957B2 (en) 2001-09-07 2015-08-04 Litepanels, Ltd Versatile lighting apparatus and associated kit

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