(57)【要約】【課題】光ファイバーを必要とせず、発光部と照射部とが一体となった照明装置を提供する。【解決手段】発光ダイオード１ａからなる発光部８と、該発光部８からの光を入射し且つ外部へ導く光学系部９と、からなる照明装置Ｌにおいて、光学系部９は、発光部８からの光を入射し略平行な光を放射するコリメートレンズ２と、該コリメートレンズ２から放射された光を集光する集光レンズ３と、該集光レンズ３で集光された光を外部へ導く導光部５とから構成される。そして発光部８を基台部１に、光学系部９を本体部６にそれぞれ装着し、基台部１と本体部６は、発光ダイオード１ａとコリメートレンズ２との離間距離が調節可能であるように結合される。その結果、光ファイバーを必要としない照明装置Ｌが実現できる。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光ダイオードからなる発光部と、該発光部からの光を入射し且つ外部へ導く光学系部と、からなる照明装置において、前記光学系部は、前記発光部からの光を入射し略平行な光を放射するコリメートレンズと、該コリメートレンズから放射された光を集光する集光レンズと、該集光レンズで集光された光を外部へ導く導光部と、を含み、前記発光部を基台部に、また前記光学系部を本体部にそれぞれ装着し、前記基台部と前記本体部とを、前記発光ダイオードと前記コリメートレンズが近接対置するように結合したことを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記基台部と前記本体部は、前記発光ダイオードと前記コリメートレンズとの離間距離が調節可能であるように結合されることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記基台部および前記本体部は互いに螺合することにより結合されることを特徴とする請求項１または２に記載の照明装置。
【請求項４】
前記基台部と前記本体部との間には所定の厚みを有するスペーサが介挿されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の照明装置。
【請求項５】
前記本体部は、前記コリメートレンズおよび前記集光レンズを支持する筒部と、前記導光部を支持するガイド部と、を連結して構成されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば工場等において製品検査等に用いられる照明装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プリント基板や半導体等の工業製品の品質、例えば、半田付けの不良、欠損、異物の付着等、および飲用缶の製造日等の印字ミス等を製造ライン上で検査する方法として、ＣＣＤカメラ等による撮像を利用する方法が用いられている。この方法は、部品の特定箇所を撮像し、正常な部品の撮像結果と比較することにより異常の有無を検査するというものである。このような検査方法においては、ＣＣＤカメラの撮像部位を照明する必要があり、そのための照明装置の一つとして、ライトガイドが知られている。
【０００３】
上記ライトガイドは、多数本の光ファイバーを収束し、その基端を受光部として光源装置から発した光を入射させ、光ファイバーの先端を照射部とし、該照射部から出射される光を、ＣＣＤカメラを取付けた同軸落射照明部材を介して被検査物に照射するようにした照明装置である。
【０００４】
この種のライトガイドとして、例えば特開平１１−２１９６０８号公報や特開２０００−２１２０６号公報に記載のものが知られている。この文献に記載のライトガイドでは、発光ダイオードからなる発光部と、該発光部からの光を集光する集光部材と、発光ダイオードを点灯させるための電源と、が一体となった光源装置が使用される。この光源装置には、光ファイバーを接続するための光コネクタが設けられており、発光ダイオードの光を集光部材で集光して光コネクタに導入し、光ファイバーを介して光ファイバーの先端の照射部から光を出射させている。
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記文献のようなライトガイドでは、光ファイバーの屈曲性が低いため、光ファイバーの引き回しが制限されるという問題が生じてしまう。また、光ファイバーを極端に屈曲させた場合、出射光への影響が大きくなってしまう。また、光ファイバーは、受光部から光を入射し照射部から出射する間に光の伝達ロスが発生するので、基本的には光ファイバーの長さは短い方がよい。したがって、ライトガイドを用いた照明装置は、光源装置を被検査物に近い場所に設置しなければならないという制約も存在する。
【０００６】
本発明は、このような従来技術が有していた問題を解決しようとするものであり、光ファイバーを不要とする照明装置を提供するものである。すなわち、光ファイバーを不要とすることによって、従来のような光ファイバーの引き回し方法を考慮することはなくなり、またその結果、照明装置の設置場所に自由度を持たせることも可能となる。さらに、発光部である発光ダイオードと、光学系部の構成要素の一つであるコリメートレンズとの離間距離を調節可能とすることにより、発光色の異なる発光ダイオード、あるいは異なる大きさの発光ダイオードを使用した場合でも、発光ダイオードとコリメートレンズとの離間距離を適宜最適値に設定することが可能となる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記目的を達成するために、発光ダイオードからなる発光部と、該発光部からの光を入射し且つ外部へ導く光学系部と、からなる照明装置において、前記光学系部は、前記発光部からの光を入射し略平行な光を放射するコリメートレンズと、該コリメートレンズから放射された光を集光する集光レンズと、該集光レンズで集光された光を外部へ導く導光部と、を含み、前記発光部を基台部に、また前記光学系部を本体部にそれぞれ装着し、前記基台部と前記本体部とを、前記発光ダイオードと前記コリメートレンズが近接対置するように結合したことを特徴とする。
【０００８】
この構成によれば、光源から光を導くための光ファイバーが不要となるため、照明装置の設置場所の自由度が大きくなる。また、光学系部を本体部にまとめて装着することにより、寸法的にばらつきのある発光ダイオードとは切り離して、光学系部だけの調整を行なうことが可能となり、品質の安定した照明装置を得ることができる。
【０００９】
また、本発明では、前記基台部と前記本体部は、前記発光ダイオードと前記コリメートレンズとの離間距離が調節可能であるように結合されることを特徴とする。
【００１０】
この構成によれば、発光色の異なる発光ダイオード、あるいは異なる大きさの発光ダイオードを使用した場合でも、発光ダイオードとコリメートレンズとの離間距離を適宜最適値に設定することが可能となる。発光ダイオードとコリメートレンズとの離間距離が変化すると、照射する光の明るさも変化するため、上記離間距離を最適値に設定することにより、最適な明るさの光を照射することができる。また、発光ダイオードとコリメートレンズとが接触した状態で基台部と本体部とを結合すると、発光ダイオードに圧力が加わり破損してしまう恐れがあるが、両者の離間距離を調節することにより、この問題を解決できる。また、発光ダイオードの種類に応じて、照明装置の外形寸法等を適宜変更するなどの必要もなくなる。
【００１１】
さらに、本発明では、前記基台部および前記本体部は互いに螺合することにより結合されることを特徴とする。また、前記基台部と前記本体部との間には所定の厚みを有するスペーサが介挿されることを特徴とする。
【００１２】
この構成によれば、発光色のいかなる種類、あるいは大きさの発光ダイオードを使用しても、発光ダイオードとコリメートレンズとの離間距離を簡単に最適値に設定することが可能となる。
【００１３】
また、本発明では、前記本体部は、前記コリメートレンズおよび前記集光レンズを支持する筒部と、前記導光部を支持するガイド部と、を連結して構成されることを特徴とする。
【００１４】
この構成によれば、筒部およびガイド部をそれぞれ加工し、両者を組み合わせることで本体部を形成するため、本体部の形成が容易となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例を図１および図２に基づいて説明する。図１は、本発明による照明装置を示す断面図、図２は、本発明による照明装置を示す分解断面図である。
【００１６】
まず、本発明による照明装置の構造を図１および図２に基づいて説明する。本発明の照明装置Ｌは、発光ダイオード１ａからなる発光部８と、コリメートレンズ２、集光レンズ３、および導光部５からなる光学系部９と、から構成される。さらに、発光部８は基台部１に、また光学系部９は本体部６にそれぞれ装着される。
【００１７】
発光部８は、１個の発光ダイオード１ａをアルミベースプリント基板１ｂに実装して構成される。アルミベースプリント基板１ｂは、発光ダイオード１ａのリード線を半田付けするためのパッドと、各パッドを接続するパターン配線とが形成されている。発光ダイオード１ａのリード線をそのパッドに半田付けすることにより、アルミベースプリント基板１ｂ上に実装される。
【００１８】
発光ダイオード１ａは、発光体であるチップが樹脂やガラス等の透明体でモールドされたものであって、その発光ダイオード１ａから放射される光の光軸が軸Ｃと平行になるように、絶縁性樹脂等で構成される取付ネジ１ｅを用いてアルミベースプリント基板１ｂに固定されている。また、発光ダイオード１ａからは、光軸に対して大きな角度を持って放射される光が多数存在する。
【００１９】
基台部１は、発光ダイオード１ａで発生する熱を効率よく放散させるために、例えばアルミニウム等の熱伝導性の高い金属で構成される。発光ダイオード１ａが実装されたアルミベースプリント基板１ｂは、基台部１の内底部にその底面を熱伝的に密接させた状態で樹脂製ネジ１ｅにて固定される。その結果、発光ダイオード１ａから発生する熱は、アルミベースプリント基板１ｂから基台部１へ伝達した後、基台部１、及び基台部１から伝達された本体部６（後述する）から大気中へと放散される。
【００２０】
さらに、基台部１の開口端部の外周には、本体部６（後述する）と螺合するための雄ネジ部１ｄが設けてある。また、発光ダイオード１ａに電力を供給するための電線１ｃが基台部１の外底部より挿通され、アルミベースプリント基板１ｂの実装面上に半田付けにより接続される。
【００２１】
コリメートレンズ２は、発光ダイオード１ａから様々な方向へ拡がりつつ放射される光を集光して、軸Ｃに沿ったほぼ平行な光となるように光を屈曲させる作用を有している。これにより、コリメートレンズ２からは、軸Ｃにほぼ平行な光が放射される。また、コリメートレンズ２の、光が出射される側の外周には、支持台４（後述する）に固定するための鍔片２ａが設けられている。
【００２２】
集光レンズ３は、光を集光させる機能を有し、入射した光を軸Ｃ上に設定された焦点に集光させる。また、集光レンズ３の、光が出射される側の外周には、支持台４（後述する）に固定するための鍔部３ａが設けられている。
【００２３】
支持台４は、アルミや樹脂材によって筒状に構成され、内壁部には係止片４ａおよび係止部４ｂが設けられている。コリメートレンズ２は、その鍔片２ａが係止片４ａに係止するように支持台４に取り付けられ、また、集光レンズ３は、その鍔部３ａが係止部４ｂに係止するように支持台４に取り付けられる。また、コリメートレンズ２および集光レンズ３を支持台４に取り付けて固定する際に、接着剤等を用いてもよい。
【００２４】
導光部５は、光ファイバーと同様の原理で、ガラスあるいは合成樹脂材から構成され、入射端面５ａより入射した光をその円柱状の透明媒質中で全反射を繰り返しながら伝達し、出射端面５ｂより外部へと光を出射させる。
【００２５】
本体部６は、支持台４の外径よりも小さい内径を有する筒部６ａと、光を出射させるための開口端を有するガイド部６ｂと、から構成される。筒部６ａ内部には、コリメートレンズ２および集光レンズ３が取り付けられた支持台４が挿入され、締着ネジ６ｄにより支持台４は筒部６ａに固定される。また、ガイド部６ｂ内部には、その開口端より導光部５が挿入され、ネジ６ｅにより導光部５はガイド部６ｂ内に固定される。筒部６ａ側の開口端部の内壁には、基台部１と螺合するための雌ネジ部６ｃが設けてある。
【００２６】
発光ダイオード１ａが実装されたアルミベースプリント基板１ｂを取り付けた基台部１と、コリメートレンズ２および集光レンズ３を取り付けた支持台４、および導光部５を装着した本体部６とを、それぞれの雄ネジ部１ｄと雌ネジ部６ｃとを螺合することにより結合させる。このとき、発光ダイオード１ａから放射される光の光軸は、軸Ｃと平行になるように構成される。
【００２７】
上記構成を有する本実施例の照明装置Ｌの動作を図１に基づいて説明する。発光ダイオード１ａから放射された放射光Ｘはコリメートレンズ２で軸Ｃにほぼ平行な光とされる。したがって、コリメートレンズ２の出射面から出た光は略平行光Ｙとなる。この略平行光Ｙは集光レンズ３へと入射され、軸Ｃ上に設定された焦点に集光するように、集光レンズ３を通過する際に軸Ｃから離れた光ほど軸Ｃに向く方向に大きく屈曲される。そして、その焦点の近傍に配置されている導光部５の入射端面５ａへ無駄なく光Ｚが到達し、導光部５内部に導入されて導光部５の出射端面５ｂから光が出射される。
【００２８】
図３は、本発明の他の実施例による照明装置の断面図である。本図において、図１および図２と同一な構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００２９】
この実施例による照明装置Ｌでは、上記の実施例で使用したものとは種類の異なる、すなわち大きさの異なる発光ダイオード１ａを使用している。このとき、上記の実施例と同様の方法で照明装置Ｌを組み立てると、基台部１と本体部６とを螺合した際に、発光ダイオード１ａがコリメートレンズ２と接触して、発光ダイオード１ａに圧力が加わり破損してしまう恐れがある。そのため、基台部１と本体部６とを螺合する際、基台部１と本体部６との間に所定の厚みを有する中空円盤状のスペーサ７を介挿させる。これにより、発光ダイオード１ａとコリメートレンズ２は接触することなく、最適な離間距離を保つことが可能となる。したがって、発光色のいかなる種類、あるいは大きさの発光ダイオード１ａを使用しようとも、発光ダイオード１ａの種類あるいは大きさに応じた厚みを有するスペーサ７を基台部１と本体部６との間に介挿することにより、発光ダイオード１ａとコリメートレンズ２との離間距離を常に最適値に保つことが可能となる。
【００３０】
図４は、本実施例の更に他の実施例による本体部の分解断面図である。本図において、図１および図２と同一な構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。この実施例では、筒部６ａとガイド部６ｂとをそれぞれ別々に製造し、両者を結合することにより本体部６を構成する。筒部６ａとガイド部６ｂとの結合は、例えば接着剤を用いた結合でもよいし、ネジ止めによる結合でもよい。
【００３１】
更にまた、上記実施例はいずれも本発明の単に一例に過ぎず、本発明の趣旨の範囲で適宜変形や修正を加えても、本願の特許請求の範囲に包含されることは明らかである。
【００３２】
【発明の効果】
本発明の照明装置では、光源から光を導くための光ファイバーが不要となるため、照明装置の設置場所の自由度が大きくなる。また、光学系部を本体部にまとめて装着することにより、寸法的にばらつきのある発光ダイオードとは切り離して、光学系部だけの調整を行なうことが可能となり、品質の安定した照明装置を得ることができる。
【００３３】
また、異なる発光色、あるいは異なる大きさの発光ダイオードを使用した場合でも、発光ダイオードとコリメートレンズとの離間距離を適宜最適値に設定することが可能となる。発光ダイオードとコリメートレンズとの離間距離が変化すると、照射する光の明るさも変化するため、上記離間距離を最適値に設定することにより、最適な明るさの光を照射することができる。また、発光ダイオードとコリメートレンズとが接触した状態で基台部と本体部とを結合すると、発光ダイオードに圧力が加わり破損してしまう恐れがあるが、両者の離間距離を調節することにより、この問題を解決できる。また、発光ダイオードの種類に応じて、照明装置の外形寸法等を適宜変更するなどの必要もなくなる。
【００３４】
さらに、発光色のいかなる種類、あるいは大きさの発光ダイオードを使用しても、発光ダイオードとコリメートレンズとの離間距離を簡単に最適値に設定することが可能となる。また、筒部およびガイド部をそれぞれ加工し、両者を組み合わせることで本体部を形成するため、本体部の形成が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例による照明装置を示す断面図。
【図２】同じく照明装置を示す分解断面図。
【図３】本発明の他の実施例による照明装置を示す断面図。
【図４】本発明の更に他の実施例による本体部の分解断面図。
【符号の説明】
Ｌ　　照明装置
１　　基台部
１ａ　発光ダイオード
１ｂ　アルミベースプリント基板
１ｃ　電線
１ｄ　雄ネジ部
１ｅ　樹脂製ネジ
２　　コリメートレンズ
２ａ　鍔片
３　　集光レンズ
３ａ　鍔部
４　　支持台
４ａ　係止片
４ｂ　係止部
５　　導光部
５ａ　入射端面
５ｂ　出射端面
６　　本体部
６ａ　筒部
６ｂ　ガイド部
６ｃ　雌ネジ部
６ｄ　締着ネジ
６ｅ　ネジ
７　　スペーサ
８　　発光部
９　　光学系部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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