WO2010007835A1 - 光照射装置 - Google Patents

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三浦　健司
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シーシーエス株式会社
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    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]

Definitions

  • the present invention relates to a light irradiation apparatus that uses a plurality of LEDs and can irradiate, for example, a line of light, and is particularly suitably used for inspection such as the presence or absence of scratches in a predetermined irradiation region of a work (product) and mark reading. It is about what can be done.
  • a light irradiation device such as a line light illumination device
  • a long LED substrate on which a plurality of LEDs are mounted a housing for housing the LED substrate, and the LED substrate and the housing are provided between the LED substrate and the LED.
  • Some include a heat transfer member for releasing heat generated by the substrate to the radiating fins provided in the housing.
  • the heat transfer member is formed of a material having viscoelasticity such as silicon rubber
  • the LED substrate is warped when the both ends in the longitudinal direction are pressed and fixed, and the LED substrate and the heat transfer member In addition to hindering the adhesion of the LED, the heat transfer efficiency is lowered, and the light irradiation directions of the LEDs are shifted from each other.
  • the present invention has been made to solve the above-mentioned problems all at once, reducing the number of parts and improving the heat dissipation efficiency by ensuring that the LED substrate and the heat transfer member are in close contact with each other with a simple configuration.
  • the main intended problem is that the LED and an optical element such as a lens provided in the housing can be reliably positioned.
  • the light irradiation apparatus includes a long LED board on which a plurality of LEDs are mounted, a housing having a housing recess for housing the LED board, a back surface of the LED board, and the housing.
  • a heat transfer member provided between the bottom surfaces of the recesses and a plurality of lens portions corresponding to the plurality of LEDs, and presses the long side end of the LED board toward the housing recess bottom surface of the housing
  • the fixing mechanism is provided on one side of the casing or the pressing member, provided on the first surface facing the bottom surface of the housing recess, and on the other side of the casing or the pressing member, Before contacting the surface of 1 A second surface facing the housing recess opening side, and the positioning mechanism is provided on one of the LED substrate or the pressing member, and on the other of the LED substrate or the pressing member, A first recess of the fixing mechanism in a state in which the pressing member presses the end on the long side of the LED board, and the back surface of the LED board and the heat transfer member are in close contact with each other.
  • the second surface and the second surface are in contact with each other, and the convex portion and the concave portion of the positioning mechanism are fitted to each other, whereby each of the plurality of lens portions is positioned for each of the plurality of LEDs.
  • the LED substrate, the heat transfer member, and the pressing member can be fixed to the housing with only the fixing mechanism, so the number of components can be reduced. Moreover, since the long side edge part of the LED board is pressed and fixed by the pressing member, the LED board can be easily and reliably adhered to the heat transfer member without warping in the longitudinal direction, and the heat dissipation efficiency can be improved. Can be improved. Furthermore, since the convex part and the concave part of the positioning mechanism are fitted in a state of being fixed by the fixing mechanism, the LED and the lens part can be reliably positioned only by fixing the pressing member to the housing. In addition, the effect of this light irradiation device becomes even more remarkable when a surface-mounted LED is used as the LED.
  • a bullet-type LED includes a light emitting element and a mold part that forms a bullet shape that holds the light-emitting element, and the mold part is formed of an epoxy resin.
  • the epoxy resin is deteriorated by blue light.
  • a mold part can also be shape
  • a light irradiation apparatus comprising: a long LED board on which a plurality of LEDs are mounted; a housing having a housing recess for housing the LED board; a back surface of the LED board; A heat transfer member provided between the bottom surfaces of the recesses and a through hole provided corresponding to each of the plurality of LEDs, with the long side end of the LED substrate facing the housing recess bottom surface of the housing A pressing member for pressing, a fixing mechanism for fixing the LED substrate, the heat transfer member and the pressing member to the housing; and a positioning mechanism for positioning the plurality of through holes with respect to the plurality of LEDs.
  • the fixing mechanism is provided on one side of the casing or the pressing member, provided on the first surface facing the bottom surface of the housing recess, and on the other side of the casing or the pressing member, The housing contacting the first surface And the positioning mechanism is provided on one of the LED substrate or the pressing member, and on the other of the LED substrate or the pressing member.
  • a first portion of the fixing mechanism in a state in which the pressing member presses the end on the long side of the LED substrate and the back surface of the LED substrate and the heat transfer member are in close contact with each other.
  • the surface and the second surface are in contact with each other, and the convex portion and the concave portion of the positioning mechanism are fitted together, and the plurality of through holes are positioned for each of the plurality of LEDs.
  • the LED board, the heat transfer member, and the pressing member can be fixed to the housing with only the fixing mechanism, as in the first aspect of the invention, so the number of components can be reduced. Moreover, since the long side edge part of the LED board is pressed and fixed by the pressing member, the LED board can be easily brought into close contact with the heat transfer member, and the heat radiation efficiency can be improved. Furthermore, since the convex part and the concave part of the positioning mechanism are fitted in a state of being fixed by the fixing mechanism, the LED and the through hole can be reliably positioned only by fixing the pressing member to the housing. It can be suitably used for a shell type.
  • the casing is formed by drawing or extruding.
  • Attaching claws provided on a diffusion plate for diffusing light from the LED or an optical filter for selecting and transmitting only a predetermined wavelength are engaged with both outer side surfaces of the housing, and the diffusion plate or the optical filter is engaged.
  • an electric cable for supplying power to the plurality of LEDs is extended to the outside from the corner of the housing.
  • the number of components is reduced, and the LED board and the heat transfer member are reliably brought into close contact with each other, while improving the heat radiation efficiency, and the lens provided in the LED and the casing. Positioning with an optical element such as a portion can be performed reliably.
  • the perspective view of the light irradiation apparatus of this invention Sectional drawing of the embodiment.
  • transformation embodiment The perspective view of the light irradiation apparatus which concerns on other deformation
  • FIG. 1 is a perspective view showing the light irradiation device 1 of the present embodiment
  • FIG. 2 is a sectional view of the light irradiation device 1
  • FIG. 3 is an exploded view showing the LED substrate 2, the pressing member 5, and the positioning mechanism 7.
  • 4 is a cross-sectional view showing the positioning mechanism 7
  • FIG. 5 is a view showing an extended portion of the electric cable C of the housing 3
  • FIG. 6 is an exploded perspective view of the light irradiation device 1. is there.
  • the light irradiation device 1 irradiates, for example, a predetermined irradiation region of a test object (work) with line-shaped light, and is obtained by photographing the predetermined irradiation region with an imaging device (not shown).
  • the image data is used in a product inspection system or the like that takes in image data with an image processing apparatus (not shown) and performs automatic surface inspection for the presence or absence of scratches.
  • this device includes an LED substrate 2, a housing 3, a heat transfer member 4, and a pressing member 5.
  • the LED substrate 2 is a long substrate on which a plurality of LEDs 21 are mounted as shown in FIG.
  • the LED board 2 has a plurality of LEDs 21 on the surface of a long printed wiring board, and the LED 21 is arranged in one or more rows in the short side direction so that the optical axis is aligned in a substantially constant direction and linear in the long side direction. These are machine-mounted in rows (3 rows in the figure).
  • the LED 21 is of a surface mount type in which an LED element 212 is disposed at the center of a package 211 having a thin rectangular plate shape, for example.
  • the LEDs 21 are arranged such that the LED elements 212 are arranged at predetermined intervals in the long side direction and the short side direction.
  • the housing 3 has a housing recess 301 for housing the LED substrate 2, the heat transfer member 4, and the pressing member 5, as shown in FIG.
  • the housing 3 is made of a long metal and has a substantially U-shaped cross section orthogonal to the longitudinal direction (stretching direction).
  • the housing recess 301 is formed by the left and right side walls 31, 32 and the bottom wall 33. It is formed.
  • the housing 3 is an integral one formed by extrusion or pultrusion, and a plurality of grooves 3M extending in the longitudinal direction are provided on the outer peripheral surfaces of the left and right side walls 31, 32 and the bottom wall 33, and formed between them.
  • the protrusions serve as the radiation fins F.
  • the heat transfer member 4 is provided between the back surface 2 a of the LED substrate 2 and the bottom surface 301 a of the housing recess 301 (specifically, the inner surface 33 a of the bottom wall 33), and is generated by the LED substrate 2. Heat to be transferred to the housing 3.
  • the heat transfer member 4 is a belt-like flat plate having a width substantially the same as or slightly smaller than that of the LED substrate 2 and is formed of a material having predetermined viscoelasticity and insulating properties such as silicon.
  • the LED substrate 2 When the LED substrate 2 is pressed, the LED substrate 2 is deformed so as to be recessed by a component such as a resistor disposed on the back side of the LED substrate 2, and is ideally brought into surface contact with the back surface 2 a of the LED substrate 2 to be encased from the LED 21. It plays a role of increasing the efficiency of heat conduction to the bottom wall 33 of the body 3.
  • a component such as a resistor disposed on the back side of the LED substrate 2
  • It plays a role of increasing the efficiency of heat conduction to the bottom wall 33 of the body 3.
  • the pressing member 5 has a plurality of lens portions 501 corresponding to the plurality of LEDs 21, and the long-side end 201 of the LED substrate 2 is connected to the housing recess 301 of the housing 3. The pressure is pressed toward the bottom surface 301a.
  • two pressing members 5 are used in series in order to fix one LED board 2 to the housing recess 301.
  • the pressing member 5 has a substantially H-shaped cross section orthogonal to the longitudinal direction, and is formed at the lens forming portion 51 where the lens portion 501 is formed and at both ends of the long side of the lens forming portion 51.
  • the flange portion 52 orthogonal to the lens forming portion 51.
  • the flange portion 52 is disposed to face the left and right side walls 31 and 32 of the housing 3 when the pressing member 5 is housed in the housing recess 301. Then, the substantially entire surface of the lower end surface 521 of the flange portion 52 is in contact with the longer side end portion 201 of the LED substrate 2, specifically, the outer upper surface of the LED substrate 2 than the LED 21.
  • the flange portion 52 is set so that substantially all of the light emitted from the LED 21 passes through the lens portion 501 in a state where the lower end surface 521 of the flange portion 52 is in contact with the long side end portion 201 of the LED substrate 2. Has been.
  • the light irradiation device 1 of the present embodiment includes a fixing mechanism 6 for fixing the LED substrate 2, the heat transfer member 4, and the pressing member 5 to the housing 3, and a plurality of lens portions 501 with respect to the plurality of LEDs 21.
  • the fixing mechanism 6 is provided on one side of the housing 3 or the pressing member 5, and the first surface 61 facing the bottom surface 301 a side of the housing recess 301 and the housing 3 or the pressing member.
  • the second surface 62 is provided on the other side of the member 5 and faces the opening side of the housing recess 301 that contacts the first surface 61.
  • the first surface 61 is formed by a surface (downward surface) facing the bottom surface 301a side of the housing recess 301 of the recesses 31M and 32M provided in the left and right side walls 31 and 32 of the housing 3 and extending in the longitudinal direction.
  • the second surface 62 is formed by a surface (upward surface) of the locking projection 522 provided on the outer side surface of the flange portion 52 of the pressing member 5 that faces the opening side of the housing recess 301.
  • a plurality (three in FIG. 3) of locking projections 522 are provided on the outer surface of the flange portion 52 at regular intervals, for example.
  • the shape is a cross-sectional substantially right triangle shape which consists of a surface (the 2nd surface 62 is formed) orthogonal to the insertion direction of the press member 5, and the inclined surface which continues to the said surface and faces the insertion direction. It is what you make.
  • the pressing member 5 presses the long side end 201 of the LED substrate 2, and the back surface 2 a and the heat transfer member 4 of the LED substrate 2 and the heat transfer member 4 and the bottom surface 301 a of the housing recess 301 are in close contact with each other.
  • the locking projections 522 are fitted into the concave grooves 31M and 32M, and the first surface 61 and the second surface 62 come into contact with each other.
  • the positioning mechanism 7 is provided on one of the LED substrate 2 or the pressing member 5 and the other of the LED substrate 2 or the pressing member 5. It consists of the recessed part 72 to fit.
  • One or plural convex portions 71 are provided on the lower end surface 521 of both flange portions 52 of the pressing member 5 (two in the figure). Each convex part 71 becomes thin as it goes to a front-end
  • the LED 21 and the lens portion 501 are positioned by fitting the base end portion of the convex portion 71 and the opening on the substrate surface side of the concave portion 72. At this time, since a plurality of the convex portions 71 and the concave portions 72 are provided in the long side direction and the short side direction, the LED 21 and the lens unit 501 are positioned in the long side direction and the short side direction.
  • the electric cable C that supplies power to the plurality of LEDs 21 extends from the corner 3 ⁇ / b> C of the housing 3 to the outside. That is, as shown in FIG. 5, it extends from the corner 3 ⁇ / b> C formed by the long side surface 302 and the short side surface 303.
  • the said electric cable C is comprised so that a deformation
  • the guide cable 81 provided in the block body 8 having a substantially rectangular parallelepiped shape fixed to the longitudinal end portion of the housing 3 is extended to the outside of the housing 3 and the electric cable C is disposed in the longitudinal direction. It is possible to deform or rotate in the direction along the direction or the direction along the short side direction.
  • the guide groove 81 extends toward the corner of the block body 8 and is formed so as to expand toward the corner of the block body 8.
  • the electric cable C is connected to the long side surface.
  • the outer peripheral surface of the electric cable C is substantially flush with the long side surface 302 so that it is on the inner side (case 3 side) than 302.
  • the outer peripheral surface of the electric cable C is arranged so that the electric cable C is on the inner side (housing 3 side) than the short side surface 303. It is made to be substantially flush with the short side surface 303.
  • the heat transfer member 4 is arranged in the housing recess 301 of the housing 3 which is drawn or extruded and subjected to predetermined processing for fixing the block body 8 at both ends, and the LED is placed on the heat transfer member 4.
  • the substrate 2 is placed in an overlapping manner.
  • the pressing member 5 is inserted into the housing recess 301 from the opening of the housing recess 301 until the locking projection 522 is fitted into the grooves 31M and 32M.
  • the locking protrusion 522 is fitted into the concave grooves 31M and 32M, the first surface 61 and the second surface 62 come into contact with each other.
  • the lower end surface 521 of the flange portion 52 of the pressing member 5 is in a state of being fixed by pressing the long side end portion 201 of the LED substrate 2 toward the bottom surface 301 a of the housing recess 301.
  • the convex portion 71 provided on the lower end surface 521 of the flange portion 52 is fitted into the concave portion 72 provided on the LED substrate 2, and the pressing member 5 sandwiches the LED substrate 2, and the LED 21 and the lens portion 501.
  • Positioning in the plane direction is performed.
  • the LED substrate 2, the heat transfer member 4, and the pressing member 5 can be fixed to the housing 3 only by fitting the locking protrusions 522 into the concave grooves 31 ⁇ / b> M and 32 ⁇ / b> M. Positioning can be performed.
  • the block body 8 is fixed to both ends of the housing 3 with screws. At this time, the block body 8 fixed to the end on the side where the electric cable C (not shown in FIG. 6) extends is a guide for extending the electric cable C from the corner of the housing 3. A groove 81 is formed.
  • the LED substrate 2, the heat transfer member 4, and the pressing member 5 can be fixed to the housing 3 with only one fixing mechanism 6. Can be reduced. Moreover, since the long side edge part 201 of the LED board 2 is pressed and fixed by the pressing member 5, the LED board 2 does not warp in the longitudinal direction, and the heat transfer member 4 is easily and reliably adhered. And the heat radiation efficiency can be improved. Furthermore, since the LED substrate 2, the heat transfer member 4 and the pressing member 5 are fixed by the fixing mechanism 6, the convex portion 71 and the concave portion 72 of the positioning mechanism 7 are fitted, so that the LED 21 and the lens portion 501 can be easily and easily connected. Positioning can be ensured.
  • the pressing member 5 of the embodiment includes a plurality of lens portions 501
  • the LED 21 mounted on the LED substrate 2 is a bullet type
  • the member 5 may have a through-hole 502 provided corresponding to each of the plurality of LEDs 21.
  • the mold part 213 of the bullet-type LED 21 can be inserted into the through hole 502, and the light emitted from the mold part 213 can be emitted to the outside as it is.
  • light emitted from the surface-mounted LED 21 can be emitted as it is.
  • the light irradiation device 1 of the embodiment may include a diffusion plate that diffuses light from the LED 21 or an optical filter that selects and transmits only a predetermined wavelength.
  • FIG. 8 is a perspective view of a light irradiation apparatus including a diffusion plate
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of the light irradiation apparatus.
  • the diffusing plate 9 has a substantially U-shaped cross section.
  • a mounting claw 91 is formed on the opposite wall of the diffusing plate 9, and the mounting claw 91 is formed in a groove 3 ⁇ / b> M (mounting recess) provided on the outer surface of the housing 3. Can be engaged and attached. Thereby, even if it is a case where the diffusion plate 9 is attached, a fixing screw is unnecessary and it can reduce a number of parts.
  • the length of the light irradiation device may be changed by associating the LED substrate with the pressing member and changing the number of the LED substrate and the pressing member in series.
  • Providing a light irradiation device that can improve the heat dissipation efficiency while having a simple configuration with a small number of parts, and that can reliably position the LED and an optical element such as a lens portion provided in the housing. it can.

Abstract

　ＬＥＤ基板２と伝熱部材４とを確実に密着させて放熱効率を向上し、さらに、ＬＥＤ２１と筐体３に設けられるレンズ部５０１等の光学素子との位置決めを確実に行うべく、長尺状のＬＥＤ基板２と、ＬＥＤ基板２を収容する収容凹部３０１を有する筐体３と、ＬＥＤ基板２及び収容凹部３０１の間に設けられる伝熱部材４と、レンズ部５０１を有し、ＬＥＤ基板２の長辺側端部２０１を筐体３の収容凹部３０１底面に向かって押圧する押圧部材５と、筐体３にＬＥＤ基板２、伝熱部材４及び押圧部材５を固定するための固定機構６と、レンズ部５０１をＬＥＤ２１に対して位置決めするための位置決め機構７と、を設けた。

Description

光照射装置
　本発明は、複数のＬＥＤを用い、例えばライン状の光を照射することができる光照射装置に関し、特にワーク（製品）の所定照射領域における傷の有無やマーク読み取り等の検査用として好適に用いられるものに関するものである。
　ライン光照明装置等の光照射装置として、複数のＬＥＤを搭載した長尺状のＬＥＤ基板と、このＬＥＤ基板を収容する筐体と、前記ＬＥＤ基板と筐体との間に設けられ、前記ＬＥＤ基板により発生する熱を筐体に設けられた放熱フィンに逃がすための伝熱部材とを備えたものがある。
　そして、従来、ＬＥＤ基板を筐体に固定する方法として、ＬＥＤ基板の長手方向の両端部を伝熱部材を介在させて筐体側に押圧することにより固定するものが考えられている。
　しかしながら、伝熱部材がシリコンゴム等の粘弾性を有する材料により形成されている場合、長手方向の両端部を押圧して固定するものでは、ＬＥＤ基板が反ってしまい、ＬＥＤ基板と伝熱部材との密着を妨げ、伝熱効率を低下させてしまうだけでなく、各ＬＥＤの光照射方向が互いにずれてしまうという問題がある。
　また、ＬＥＤ基板に搭載されるＬＥＤとしては、砲弾型ＬＥＤと表面実装型ＬＥＤとが考えられる。そして、表面実装型ＬＥＤを用いた場合には、特許文献１に示すように、このＬＥＤとは別体でレンズ部材を設ける必要があり、レンズ部材は筐体に固定される。
　しかしながら、ＬＥＤ基板及びレンズ部材をそれぞれ筐体に固定するので、ＬＥＤとレンズ部材との位置決めを行いながら固定する必要があり、作業性が極めて悪いという問題がある。
特開２００５－２５９６５３号公報
　そこで本発明は、上記問題点を一挙に解決するためになされたものであり、部品点数を減らし、簡単な構成でありながら、ＬＥＤ基板と伝熱部材とを確実に密着させて放熱効率を向上し、さらに、ＬＥＤと筐体に設けられるレンズ等の光学素子との位置決めを確実に行うことができることをその主たる所期課題とするものである。
　すなわち、請求項１の発明に係る光照射装置は、複数のＬＥＤを搭載した長尺状のＬＥＤ基板と、前記ＬＥＤ基板を収容する収容凹部を有する筐体と、前記ＬＥＤ基板の裏面及び前記収容凹部の底面の間に設けられる伝熱部材と、前記複数のＬＥＤ毎に対応する複数のレンズ部を有し、前記ＬＥＤ基板の長辺側端部を前記筐体の収容凹部底面に向かって押圧する押圧部材と、前記筐体に前記ＬＥＤ基板、前記伝熱部材及び前記押圧部材を固定するための固定機構と、前記複数のレンズ部を前記複数のＬＥＤに対して位置決めするための位置決め機構と、を備え、前記固定機構が、前記筐体又は前記押圧部材の一方に設けられ、前記収容凹部底面側を向く第１の面と、前記筐体又は前記押圧部材の他方に設けられ、前記第１の面に当接する前記収容凹部開口側を向く第２の面とからなり、前記位置決め機構が、前記ＬＥＤ基板又は前記押圧部材の一方に設けられた凸部と、前記ＬＥＤ基板又は前記押圧部材の他方に設けられ、前記凸部に嵌合する凹部とからなり、前記押圧部材が前記ＬＥＤ基板の長辺側端部を押圧して、前記ＬＥＤ基板裏面及び前記伝熱部材が密着する状態で、前記固定機構の第１の面及び第２の面が当接し、前記位置決め機構の凸部及び凹部が嵌合して、前記複数のレンズ部それぞれが前記複数のＬＥＤ毎に位置決めされることを特徴とする。
　このようなものであれば、固定機構のみで筐体に対してＬＥＤ基板、伝熱部材及び押圧部材を固定できるので部品点数を減らすことができる。また、押圧部材によりＬＥＤ基板の長辺側端部を押圧して固定しているので、長手方向にＬＥＤ基板を反らせること無く、簡単且つ確実に伝熱部材に密着させることができ、放熱効率を向上させることができる。さらに、固定機構により固定した状態で、位置決め機構の凸部及び凹部が嵌合するので、押圧部材を筐体に固定するだけで、ＬＥＤとレンズ部とを確実に位置決めすることができる。その上、この光照射装置は、ＬＥＤとして表面実装型ＬＥＤを用いる場合にその効果が一層顕著となる。
　従来、砲弾型ＬＥＤは、発光素子と、この発光素子を保持する砲弾型をなすモールド部とを備えており、モールド部はエポキシ樹脂より形作られている。しかしながら、エポキシ系樹脂は、青色光により劣化してしまうという問題がある。また、モールド部をポリカーボネート又はアクリル樹脂により形作ることもできるが、これらの樹脂は、熱に弱いという問題がある。そこで、青色光により劣化せず、さらに熱に強いシリコンを用いることが考えられるが、シリコンは軟らかいので、レンズとしての役割を果たす砲弾型のモールド部を形成することができない。そこで、シリコンを発光素子の封止樹脂として用いた表面実装型ＬＥＤがある。この表面実装型ＬＥＤは、ＬＥＤの他に別にレンズを設ける必要があり、さらに、ＬＥＤとレンズとの位置決めを正確に行う必要があるが、本発明によれば、ＬＥＤとレンズ部との位置決めを簡単且つ正確に行うことができる。
　また、請求項２の発明に係る光照射装置は、複数のＬＥＤを搭載した長尺状のＬＥＤ基板と、前記ＬＥＤ基板を収容する収容凹部を有する筐体と、前記ＬＥＤ基板の裏面及び前記収容凹部底面の間に設けられる伝熱部材と、前記複数のＬＥＤ毎に対応して設けられた貫通孔を有し、前記ＬＥＤ基板の長辺側端部を前記筐体の収容凹部底面に向かって押圧する押圧部材と、前記筐体に前記ＬＥＤ基板、前記伝熱部材及び前記押圧部材を固定するための固定機構と、前記複数の貫通孔を前記複数のＬＥＤに対して位置決めするための位置決め機構と、を備え、前記固定機構が、前記筐体又は前記押圧部材の一方に設けられ、前記収容凹部底面側を向く第１の面と、前記筐体又は前記押圧部材の他方に設けられ、前記第１の面に当接する前記収容凹部開口側を向く第２の面とからなり、前記位置決め機構が、前記ＬＥＤ基板又は前記押圧部材の一方に設けられた凸部と、前記ＬＥＤ基板又は前記押圧部材の他方に設けられ、前記凸部に嵌合する凹部とからなり、前記押圧部材が前記ＬＥＤ基板の長辺側端部を押圧して、前記ＬＥＤ基板裏面及び前記伝熱部材が密着した状態で、前記固定機構の第１の面及び第２の面が当接し、前記位置決め機構の凸部及び凹部が嵌合して、前記複数の貫通孔が前記複数のＬＥＤ毎に位置決めされることを特徴とする。
　このようなものであれば、上記請求項１の発明と同様に、固定機構のみで筐体に対してＬＥＤ基板、伝熱部材及び押圧部材を固定できるので部品点数を減らすことができる。また、押圧部材によりＬＥＤ基板の長辺側端部を押圧して固定しているので、簡単にＬＥＤ基板を確実に伝熱部材に密着させることができ、放熱効率を向上させることができる。さらに、固定機構により固定した状態で、位置決め機構の凸部及び凹部が嵌合するので、押圧部材を筐体に固定するだけで、ＬＥＤと貫通孔とを確実に位置決めすることができ、ＬＥＤが砲弾型のものに好適に用いることができる。
　筐体の製造工数を削減するとともに、ライン光照明装置に好適に用いることができるためには、前記筐体が、引き抜き加工又は押し出し加工により形成されていることが望ましい。
　前記筐体の両外側面に、前記ＬＥＤからの光を拡散する拡散板又は所定波長のみを選択して透過する光学フィルタに設けられた取付爪が係合して、前記拡散板又は前記光学フィルタを取り付け可能にする取付凹部が設けられていることにより、筐体への拡散板又は光学フィルタの装着を簡単に行うことができるようになる。
　光照射装置の取り付け自由度を向上させるためには、前記複数のＬＥＤへ電力を供給する電気ケーブルが、前記筐体の角部から外部に延出されていることが望ましい。
　このように本発明によれば、部品点数を減らし、簡単な構成でありながら、ＬＥＤ基板と伝熱部材とを確実に密着させて放熱効率を向上し、さらに、ＬＥＤと筐体に設けられるレンズ部等の光学素子との位置決めを確実に行うことができる。
本発明の光照射装置の斜視図。 同実施形態の断面図。 同実施形態の押圧部材、ＬＥＤ基板及び位置決め機構を示す図。 主として位置決め機構を示す断面図。 同実施形態の電気ケーブルの延出部分を示す図。 同実施形態における光照射装置の分解斜視図。 その他の変形実施形態に係る光照射装置の断面図。 その他の変形実施形態に係る光照射装置の斜視図。 その他の変形実施形態に係る光照射装置の断面図。
　次に、本発明に係る光照射装置１の一実施形態について図面を参照して説明する。なお、図１は本実施形態の光照射装置１を示す斜視図であり、図２は光照射装置１の断面図であり、図３はＬＥＤ基板２、押圧部材５及び位置決め機構７を示す分解斜視図であり、図４は位置決め機構７を示す断面図であり、図５は筐体３の電気ケーブルＣの延出部分を示す図であり、図６は光照射装置１の分解斜視図である。
　＜装置構成＞
　本実施形態に係る光照射装置１は、例えば検査物（ワーク）の所定照射領域にライン状の光を照射するもので、撮像装置（図示しない）で前記所定照射領域を撮影し、得られた画像データを、画像処理装置（図示しない）で取り込んで傷等の有無の自動表面検査を行う製品検査システム等に用いられる。
　具体的にこのものは、図１及び図２に示すように、ＬＥＤ基板２と、筐体３と、伝熱部材４と、押圧部材５と、を備えている。
　ＬＥＤ基板２は、図３に示すように、複数のＬＥＤ２１を搭載した長尺状の基板である。具体的にＬＥＤ基板２は、長尺状のプリント配線基板の表面に複数のＬＥＤ２１を光軸を略一定方向に揃えて長辺方向に直線状となるように、短辺方向に１列又は複数列（図においては３列）に機械実装したものである。ＬＥＤ２１は、例えば薄い矩形板状をなすパッケージ２１１の中央にＬＥＤ素子２１２を配設した表面実装型のものである。かかるＬＥＤ２１は、例えば、前記ＬＥＤ素子２１２が、長辺方向及び短辺方向それぞれにおいて所定の間隔で並ぶように配置される。
　筐体３は、図２等に示すように、ＬＥＤ基板２、伝熱部材４及び押圧部材５を収容する収容凹部３０１を有するものである。具体的に筐体３は、長尺金属製で、長手方向（延伸方向）に直交する断面が概略コの字形状をなすものであり、左右側壁３１、３２及び底壁３３により収容凹部３０１が形成される。また、筐体３は、押し出し又は引き抜き成型した一体ものであり、左右側壁３１、３２及び底壁３３の外周面には、長手方向に延びる複数の溝３Ｍが設けてあり、その間に形成された突条が放熱フィンＦとしての役割を果たすようにしてある。
　伝熱部材４は、図２に示すように、ＬＥＤ基板２の裏面２ａ及び収容凹部３０１の底面３０１ａ（具体的には、底壁３３の内面３３ａ）の間に設けられ、ＬＥＤ基板２により発生する熱を筐体３に伝熱するものである。この伝熱部材４は、ＬＥＤ基板２と略同じ又は若干小さい幅を有する帯状の平板でシリコン等の所定の粘弾性及び絶縁性を有する素材で形成してある。そして、ＬＥＤ基板２が押圧されたときに、ＬＥＤ基板２の裏側に配設された抵抗等の部品により凹むように変形し、ＬＥＤ基板２の裏面２ａに理想的に面接触してＬＥＤ２１から筐体３の底壁３３への熱伝導効率を高める役割を果たす。
　押圧部材５は、図２～図４に示すように、複数のＬＥＤ２１毎に対応する複数のレンズ部５０１を有し、ＬＥＤ基板２の長辺側端部２０１を筐体３の収容凹部３０１の底面３０１ａに向かって押圧するものである。なお、本実施形態では、１枚のＬＥＤ基板２を収容凹部３０１に固定するために２つの押圧部材５を直列に連続させて用いている。
　具体的に押圧部材５は、長手方向に直交する断面が概略Ｈ形状をなすものであり、レンズ部５０１が形成されるレンズ形成部５１と、当該レンズ形成部５１の長辺側両端に形成され、当該レンズ形成部５１と直交するフランジ部５２とからなる。フランジ部５２は、押圧部材５が収容凹部３０１に収容されると筐体３の左右側壁３１、３２に対向配置される。そして、フランジ部５２の下端面５２１の略全面が、ＬＥＤ基板２の長辺側端部２０１、詳細にはＬＥＤ基板２におけるＬＥＤ２１よりも外側上面に接触する。これにより、ＬＥＤ基板２の長辺側端部２０１には略均一の力が加えられ、ＬＥＤ基板２が長手方向に反ってしまうことを防ぐことができる。また、フランジ部５２の下端面５２１がＬＥＤ基板２の長辺側端部２０１に接触した状態において、ＬＥＤ２１から射出された光の略全てがレンズ部５０１を通過するように、フランジ部５２が設定されている。
　しかして本実施形態の光照射装置１は、筐体３にＬＥＤ基板２、伝熱部材４及び押圧部材５を固定するための固定機構６と、複数のレンズ部５０１を複数のＬＥＤ２１に対して位置決めするための位置決め機構７と、を備えている。
　以下、固定機構６及び位置決め機構７について説明する。
　固定機構６は、図２の部分拡大図に示すように、筐体３又は押圧部材５の一方に設けられ、収容凹部３０１の底面３０１ａ側を向く第１の面６１と、筐体３又は押圧部材５の他方に設けられ、第１の面６１に当接する収容凹部３０１の開口側を向く第２の面６２とからなる。
　第１の面６１は、筐体３の左右側壁３１、３２それぞれに設けられた長手方向に延びる凹溝３１Ｍ、３２Ｍの収容凹部３０１の底面３０１ａ側を向く面（下向き面）により形成されている。第２の面６２は、押圧部材５のフランジ部５２の外側面に設けられた係止突起５２２の収容凹部３０１開口側を向く面（上向き面）により形成されている。係止突起５２２は、フランジ部５２の外側面に例えば等間隔に複数個（図３においては３個）設けられている。そして、その形状は、押圧部材５の挿入方向に直交する面（第２の面６２を形成する。）と、当該面に連続し、挿入方向を向く傾斜面とからなる断面概略直角三角形状をなすものである。
　そして、押圧部材５がＬＥＤ基板２の長辺側端部２０１を押圧して、ＬＥＤ基板２の裏面２ａ及び伝熱部材４並びに伝熱部材４及び収容凹部３０１の底面３０１ａが密着した状態で、凹溝３１Ｍ、３２Ｍに係止突起５２２が嵌合して、第１の面６１及び第２の面６２が当接する。
　位置決め機構７は、図３及び図４に示すように、ＬＥＤ基板２又は押圧部材５の一方に設けられた凸部７１と、ＬＥＤ基板２又は押圧部材５の他方に設けられ、凸部７１に嵌合する凹部７２とからなる。
　凸部７１は、押圧部材５の両フランジ部５２の下端面５２１に１又は複数個（図においては２個）設けられている。各凸部７１は、先端に行くに従って細くなるものであり、延伸方向に直交する断面が概略半円状をなすものである。また、凹部７２は、ＬＥＤ基板２の長辺側端部２０１に、凸部７１に対応して１又は複数個形成されている。各凹部７２は、ＬＥＤ基板２の両側面から内側に凹んだ形状をなすものであり、平面視において、概略半円状をなす。
　そして、固定機構６の第１の面６１及び第２の面６２が当接した状態において、凸部７１及び凹部７２が嵌合して、複数のレンズ部５０１の中心軸と複数のＬＥＤ２１毎の光軸とが一致するように位置決めされる。具体的には、凸部７１の基端部と凹部７２の基板表面側開口とが嵌合することにより、ＬＥＤ２１とレンズ部５０１とが位置決めされるようにしている。このとき、各凸部７１及び各凹部７２が、長辺方向及び短辺方向に複数個設けられているので、ＬＥＤ２１とレンズ部５０１とが長辺方向及び短辺方向に位置決めされる。
　さらに、本実施形態の光照射装置１は、図１及び図５に示すように、複数のＬＥＤ２１へ電力を供給する電気ケーブルＣが、筐体３の角部３Ｃから外部に延出されている。つまり、図５に示すように、長手方向側面３０２及び短手方向側面３０３とから形成される角部３Ｃから延出されている。そして、当該電気ケーブルＣが、長手方向に沿った方向又は短手方向に沿った方向に変形又は回転可能に構成している。具体的には、筐体３の長手方向端部に固定される概略直方体形状をなすブロック体８に設けられた案内溝８１により筐体３外部に延出されるとともに、電気ケーブルＣが、長手方向に沿った方向又は短手方向に沿った方向に変形又は回転可能に構成している。案内溝８１は、ブロック体８の角部に向かって延びるものであり、ブロック体８の角部に行くに従って拡開するように形成されている。
　具体的には、角部を形成する２つの面（長辺側側面３０２及び短辺側側面３０３）において、例えば短辺側側面３０３に延出させる場合には、電気ケーブルＣが長辺側側面３０２よりも内側（筐体３側）となるように、本実施形態では電気ケーブルＣの外周面が長辺側側面３０２と略面一となるようにしている。逆に、長辺側側面３０２に延出させる場合には、電気ケーブルＣが短辺側側面３０３よりも内側（筐体３側）となるように、本実施形態では電気ケーブルＣの外周面が短辺側側面３０３と略面一となるようにしている。これにより、光照射装置１の取り付け自由度を向上させている。
　次に、このように構成した光照射装置１の組み立て手順について図６を参照して説明する。
　まず、引き抜き又は押し出し成型し、両端部にブロック体８を固定するための所定の加工を施した筐体３の収容凹部３０１に伝熱部材４を配置するとともに、当該伝熱部材４上にＬＥＤ基板２を重ねて配置する。
　そして、押圧部材５を収容凹部３０１の開口から収容凹部３０１内に、係止突起５２２が凹溝３１Ｍ、３２Ｍに嵌合するまで挿入する。係止突起５２２が凹溝３１Ｍ、３２Ｍに嵌合すると、第１の面６１及び第２の面６２が当接する。このとき、押圧部材５のフランジ部５２の下端面５２１がＬＥＤ基板２の長辺側端部２０１を収容凹部３０１の底面３０１ａ側に押圧して固定された状態となる。
　また、このとき、フランジ部５２の下端面５２１に設けた凸部７１が、ＬＥＤ基板２に設けた凹部７２に嵌合し、押圧部材５がＬＥＤ基板２を挟み込む状態となり、ＬＥＤ２１とレンズ部５０１との平面方向の位置決めがなされる。このように、係止突起５２２を凹溝３１Ｍ、３２Ｍに嵌合させるだけで、ＬＥＤ基板２、伝熱部材４及び押圧部材５を筐体３に固定できるだけでなく、ＬＥＤ２１とレンズ部５０１との位置決めを行うことができる。
　その後、筐体３の両端部にブロック体８をねじ固定する。このとき、電気ケーブルＣ（図６において図示しない。）が延出している側の端部に固定されるブロック体８は、当該電気ケーブルＣを筐体３の角部から延出させるための案内溝８１が形成されたものである。
　＜本実施形態の効果＞
　このように構成した本実施形態に係る光照射装置１によれば、１つの固定機構６のみで筐体３に対してＬＥＤ基板２、伝熱部材４及び押圧部材５を固定できるので部品点数を減らすことができる。また、押圧部材５によりＬＥＤ基板２の長辺側端部２０１を押圧して固定しているので、ＬＥＤ基板２が長手方向に反ることが無く、簡単且つ確実に伝熱部材４に密着させることができ、放熱効率を向上させることができる。さらに、固定機構６によってＬＥＤ基板２、伝熱部材４及び押圧部材５が固定されると同時に、位置決め機構７の凸部７１及び凹部７２が嵌合するので、ＬＥＤ２１とレンズ部５０１とを簡単且つ確実に位置決めすることができる。
　＜その他の変形実施形態＞
　なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。以下の説明において前記実施形態に対応する部材には同一の符号を付すこととする。
　例えば、前記実施形態の押圧部材５は複数のレンズ部５０１を備えるものであったが、ＬＥＤ基板２に搭載されるＬＥＤ２１が砲弾型のものである場合には、図７に示すように、押圧部材５が、複数のＬＥＤ２１毎に対応して設けられた貫通孔５０２を有するものであっても良い。これならば、砲弾型ＬＥＤ２１のモールド部２１３が貫通孔５０２内に挿入可能な構造となり、モールド部２１３から射出される光をそのまま外部に射出することができる。あるいは、表面実装型ＬＥＤ２１の場合であっても、当該表面実装型ＬＥＤ２１から射出される光をそのまま外部に射出できるようになる。
　また、前記実施形態の光照射装置１は、ＬＥＤ２１からの光を拡散する拡散板又は所定波長のみを選択して透過する光学フィルタを備えるものであっても良い。図８に拡散板を備える光照射装置の斜視図、図９に当該光照射装置の断面図を示す。拡散板９は、断面概略コの字形状をなすものであり、その対向壁に取付爪９１が形成され、当該取付爪９１を筐体３の外側面に設けられた溝３Ｍ（取付凹部）に係合させて取り付けることができる。これにより、拡散板９を取り付ける場合であっても固定ねじを不要にし、部品点数を削減することができる。
　さらに、ＬＥＤ基板と押圧部材とを対応させて、それらＬＥＤ基板及び押圧部材の直列させる数を変更して、光照射装置の長さを変更するようにして良い。
　その上、曲率の異なるレンズ部を有する押圧部材を複数用意し、筐体に固定される押圧部材を変更することで、レンズ部の曲率を変更することができ、種々の目的に応じた指向性を有する光照射装置を製造することができる。
　その他、前述した実施形態や変形実施形態の一部又は全部を適宜組み合わせてよいし、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であることは言うまでもない。
　部品点数の少ない簡単な構成でありながら、放熱効率を向上させることができ、さらに、ＬＥＤと筐体に設けられるレンズ部等の光学素子との位置決めを確実に行うことができる光照射装置を提供できる。
１　　　・・・光照射装置
２　　　・・・ＬＥＤ基板
２１　　・・・ＬＥＤ
２０１　・・・長辺側端部
２ａ　　・・・ＬＥＤ基板の裏面
３　　　・・・筐体
３０１　・・・収容凹部
３０１ａ・・・収容凹部の底面
４　　　・・・伝熱部材
５　　　・・・押圧部材
５０１　・・・レンズ部
５０２　・・・貫通孔
６　　　・・・固定機構
６１　　・・・第１の面
６２　　・・・第２の面
７　　　・・・位置決め機構
７１　　・・・凸部
７２　　・・・凹部
Ｃ　　　・・・電気ケーブル
９　　　・・・拡散板
９１　　・・・取付爪

Claims (8)

  1. 　複数のＬＥＤを搭載した長尺状のＬＥＤ基板と、
    　前記ＬＥＤ基板を収容する収容凹部を有する筐体と、
    　前記ＬＥＤ基板の裏面及び前記収容凹部の底面の間に設けられる伝熱部材と、
    　前記複数のＬＥＤ毎に対応する複数のレンズ部を有し、前記ＬＥＤ基板の長辺側端部を前記筐体の収容凹部底面に向かって押圧する押圧部材と、
    　前記筐体に前記ＬＥＤ基板、前記伝熱部材及び前記押圧部材を固定するための固定機構と、
    　前記複数のレンズ部を前記複数のＬＥＤに対して位置決めするための位置決め機構と、を備え、
    　前記固定機構が、前記筐体又は前記押圧部材の一方に設けられ、前記収容凹部底面側を向く第１の面と、前記筐体又は前記押圧部材の他方に設けられ、前記第１の面に当接する前記収容凹部開口側を向く第２の面とからなり、
    　前記位置決め機構が、前記ＬＥＤ基板又は前記押圧部材の一方に設けられた凸部と、前記ＬＥＤ基板又は前記押圧部材の他方に設けられ、前記凸部に嵌合する凹部とからなり、
    　前記押圧部材が前記ＬＥＤ基板の長辺側端部を押圧して、前記ＬＥＤ基板裏面及び前記伝熱部材が密着する状態で、前記固定機構の第１の面及び第２の面が当接し、前記位置決め機構の凸部及び凹部が嵌合して、前記複数のレンズ部それぞれが前記複数のＬＥＤ毎に位置決めされる光照射装置。
  2. 　複数のＬＥＤを搭載した長尺状のＬＥＤ基板と、
    　前記ＬＥＤ基板を収容する収容凹部を有する筐体と、
    　前記ＬＥＤ基板の裏面及び前記収容凹部底面の間に設けられる伝熱部材と、
    　前記複数のＬＥＤ毎に対応して設けられた貫通孔を有し、前記ＬＥＤ基板の長辺側端部を前記筐体の収容凹部底面に向かって押圧する押圧部材と、
    　前記筐体に前記ＬＥＤ基板、前記伝熱部材及び前記押圧部材を固定するための固定機構と、
    　前記複数の貫通孔を前記複数のＬＥＤに対して位置決めするための位置決め機構と、を備え、
    　前記固定機構が、前記筐体又は前記押圧部材の一方に設けられ、前記収容凹部底面側を向く第１の面と、前記筐体又は前記押圧部材の他方に設けられ、前記第１の面に当接する前記収容凹部開口側を向く第２の面とからなり、
    　前記位置決め機構が、前記ＬＥＤ基板又は前記押圧部材の一方に設けられた凸部と、前記ＬＥＤ基板又は前記押圧部材の他方に設けられ、前記凸部に嵌合する凹部とからなり、
    　前記押圧部材が前記ＬＥＤ基板の長辺側端部を押圧して、前記ＬＥＤ基板裏面及び前記伝熱部材が密着した状態で、前記固定機構の第１の面及び第２の面が当接し、前記位置決め機構の凸部及び凹部が嵌合して、前記複数の貫通孔が前記複数のＬＥＤ毎に位置決めされる光照射装置。
  3. 　前記筐体が、引き抜き加工又は押し出し加工により形成されている請求項１記載の光照射装置。
  4. 　前記筐体が、引き抜き加工又は押し出し加工により形成されている請求項２記載の光照射装置。
  5. 　前記筐体の両外側面に、前記ＬＥＤからの光を拡散する拡散板又は所定波長のみを選択して透過する光学フィルタに設けられた取付爪が係合して、前記拡散板又は前記光学フィルタを取付可能にする取付凹部が設けられている請求項１記載の光照射装置。
  6. 　前記筐体の両外側面に、前記ＬＥＤからの光を拡散する拡散板又は所定波長のみを選択して透過する光学フィルタに設けられた取付爪が係合して、前記拡散板又は前記光学フィルタを取付可能にする取付凹部が設けられている請求項２記載の光照射装置。
  7. 　前記複数のＬＥＤへ電力を供給する電気ケーブルが、前記筐体の角部から外部に延出されている請求項１記載の光照射装置。
  8. 　前記複数のＬＥＤへ電力を供給する電気ケーブルが、前記筐体の角部から外部に延出されている請求項２記載の光照射装置。
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