(57)【要約】【課題】  放熱効果が高く、また製造の容易な照明装置、及びその製造方法を提供する。【解決手段】  絶縁性ケース１と、該ケース１に装着したシート状基板１０、２０と、シート状基板１０、２０に装着したチップＬＥＤ３と、からなる照明装置Ｌにおいて、シート状基板１０、２０は、チップＬＥＤ３を電気的に接続する配線パターン１０１からなる照射領域１０２と、配線パターン１０１と電気的且つ熱伝的に設けられ、チップＬＥＤ３の発熱が配線パターン１０１から伝熱されて大気に放熱する導電性放熱パターン１０３、２０８を設けた熱放散領域１０４、２０９とを備える。これにより、チップＬＥＤ３からの発熱を効果的に放熱でき、安定した照度の照明装置が得られる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
窓孔が設けられた絶縁性ケースと、該ケースに装着したシート状基板と、該シート状基板に装着したＬＥＤと、からなる照明装置において、前記シート状基板は、前記ＬＥＤと電気的に接続される配線パターンからなる照射領域と、前記配線パターンと電気的且つ熱伝的に設けられ、前記ＬＥＤの発熱が前記配線パターンから伝熱されて大気に放熱する導電性放熱パターンを設けた熱放散領域とを備えたことを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記導電性放熱パターンには、前記配線パターンに外部電源を供給する端子部が設けられてい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】
前記熱放散領域は、前記ケースから外部に露出してなることを特徴とする請求項１又は２に記載の照明装置。
【請求項４】
前記照射領域の中央部には前記窓孔に対向する多角形状の貫通口が設けられ、前記ＬＥＤがこの貫通口周縁部に配置されてい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】
前記シート状基板は可撓性を有する薄板から構成した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。
【請求項６】
前記可撓性を有する薄板の前記貫通口周縁部を、一方に折曲して突片を設けるとともに該突片を前記窓孔の内周面上に装着し、前記突片の表面には前記ＬＥＤが配置されることを特徴とする請求項５に記載の照明装置。
【請求項７】
前記照射領域は、前記貫通口周縁部に実装した前記ＬＥＤの配置位置の異なる前記シート状基板を複数枚重合して構成したことを特徴とする請求項４乃至６のいずれかに記載の照明装置。
【請求項８】
照射領域と熱放散領域とを備えた可撓性のシート状基板の該照射領域に多角形状の貫通口を設ける工程と、該照射領域にＬＥＤが電気的に接続される配線パターンを設ける工程と、前記熱放散領域に前記配線パターンと電気的且つ熱伝的に接続される導電性放熱パターンを設ける工程と、前記貫通口周縁部の前記配線パターンに前記ＬＥＤを実装する工程と、前記シート状基板を、窓孔が設けられた絶縁性ケースに前記貫通口が前記窓孔に対向するよう装着する工程と、前記ＬＥＤの発熱が前記配線パターンから伝熱されて前記導電性放熱パターンから大気に放熱させるために前記熱放散領域を前記絶縁性ケースから外部へ露出する工程と、前記シート状基板の前記貫通口周縁部を一方に折曲して前記ＬＥＤを前記窓孔の内周面上に装着する工程とを含むことを特徴とする照明装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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、及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、プリント基板や半導体等の工業製品の品質、例えば、はんだ付けの不良、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として、例えばリング型照明装置等が用いられている。
【０００３】
上述のようなリング型照明装置では、屈曲可能な、且つ切り欠きを有する円環状のプリント配線基板を平面状態に保持した上で、スルーホールに発光ダイオード（以下ＬＥＤという）のリードを挿入してはんだ付けし、その後プリント配線基板の両端部同士を接合し、その後プリント配線基板を湾曲させてリング状（切頭円錐形状）に構成していた。
【特許文献１】特開２００２−１１７７０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献に記載の照明装置では、湾曲するプリント配線基板のＬＥＤ実装面の裏面に放熱構造を設けることは極めて難しく、そのためＬＥＤ実装面の裏面には何等放熱部材は設けられていなかった。その結果、ＬＥＤからの発熱が放熱されずＬＥＤの温度が上昇し、ＬＥＤの発光効率が低下してしまうため、照明装置の光出力が低下し所望の照度が得られないという問題が生じていた。また、アルミ放熱フィン等、別個な放熱部材をＬＥＤ実装面の裏面等に設けたとしても、放熱部材の大きさの分だけ筐体ケースを大きくしなければならず、その結果、照明装置が大型化してしまうという問題も生じていた。
【０００５】
また、例えばリング型の照明装置を製造する際、まず屈曲可能なプリント配線基板を平面状態に保った上で多数のＬＥＤをはんだ付けで実装し、その後プリント配線基板の一方の端部に配置されたＬＥＤのリードが他方の端部におけるスルーホールに挿入されるように重ね合わせ、ＬＥＤのリードとスルーホールの導電ランドとをはんだ付けさせてプリント配線基板をリング状に形成していたため、照明装置の製造が複雑になり、且つ手作業であるため非常に手間がかかっていた。
【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、その目的とするところは、従来のような放熱部材を用いることなくＬＥＤの発熱に対して大きな放熱効果が得られ、安定した照度が得られる照明装置を提供することにある。
【０００７】
また、本発明の他の目的は、製造が容易に行える照明装置の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記目的を達成するために、窓孔が設けられた絶縁性ケースと、該ケースに装着したシート状基板と、該シート状基板に装着したＬＥＤと、からなる照明装置において、前記シート状基板は、前記ＬＥＤと電気的に接続される配線パターンからなる照射領域と、前記配線パターンと電気的且つ熱伝的に設けられ、前記ＬＥＤの発熱が前記配線パターンから伝熱されて大気に放熱する導電性放熱パターンを設けた熱放散領域とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の第２の発明は、前記導電性放熱パターンには、前記配線パターンに外部電源を供給する端子部が設けられていることを特徴とし、第３の発明は、前記熱放散領域は、前記ケースから外部に露出してなることを特徴とし、第４の発明は、前記照射領域の中央部には前記ケースの窓孔に対向する多角形状の貫通口が設けられ、前記ＬＥＤがこの貫通口周縁部に配置されていることを特徴とし、第５の発明は、前記シート状基板は可撓性を有する薄板から構成したことを特徴とし、第６の発明は、前記可撓性を有する薄板の前記貫通口周縁部を、一方に折曲して突片を設けるとともに該突片を前記窓孔の内周面上に装着し、前記突片の表面には前記ＬＥＤが配置されることを特徴とし、第７の発明は、前記照射領域は、前記貫通口周縁部に実装した前記ＬＥＤの配置位置の異なる前記シート状基板を複数枚重合して構成したことを特徴とする。
【００１０】
照射領域と熱放散領域とを備えた可撓性のシート状基板の該照射領域に多角形状の貫通口を設ける工程と、該照射領域にＬＥＤが電気的に接続される配線パターンを設ける工程と、前記熱放散領域に前記配線パターンと電気的且つ熱伝的に接続される導電性放熱パターンを設ける工程と、前記貫通口周縁部の前記配線パターンに前記ＬＥＤを実装する工程と、前記シート状基板を、窓孔が設けられた絶縁性ケースに前記貫通口が前記窓孔に対向するよう装着する工程と、前記ＬＥＤの発熱が前記配線パターンから伝熱されて前記導電性放熱パターンから大気に放熱させるために前記熱放散領域を前記絶縁性ケースから外部へ露出する工程と、前記シート状基板の前記貫通口周縁部を一方に折曲して前記ＬＥＤを前記窓孔の内周面上に装着する工程とを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の照明装置によると、ＬＥＤの発熱に対して大きな放熱効果が得られるため、ＬＥＤの発光効率が上昇し、照明装置の安定した照度が得られ、また照明装置を小型化できる。さらに、シート状基板から直接大気へ放熱させるため、従来のように照明装置の筐体ケースを熱伝導性の高い金属で構成して筐体ケースに放熱機能を持たせなくても、ＬＥＤからの発熱を放熱できるので、筐体ケースを安価な樹脂等で形成することもできる等、筐体ケースの材質の選択範囲が広がる効果がある。
【００１２】
また、本発明の照明装置の製造方法によると、可撓性を有するシート状基板を用いているため、シート状基板を折り曲げる等の加工が容易となり、その結果製造の容易な照明装置の製造方法が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明に係る照明装置の一実施例を図１乃至図５を用いて説明する。図１は、本発明による照明装置を示す概略斜視図、図２は、図１におけるＭ−Ｍ’線断面図、図３は、本発明の照明装置に使用する第１シート状基板を示す平面図、図４は、本発明の照明装置に使用する第２シート状基板を示す平面図、図５は本発明による照明装置の分解斜視図である。
【００１４】
図１に示すように、本発明の照明装置Ｌは、樹脂等からなる絶縁性のケース１と、ケース１に装着されたフレキシブル薄板からなる第１シート状基板１０及びフレキシブル薄板からなる第２シート状基板２０と、これらのシート状基板１０、２０のそれぞれに電気的に接続（すなわち実装）された複数のチップＬＥＤ３とで構成される。
【００１５】
樹脂等からなる絶縁性のケース１は、上方から見て長方形の板体から構成され、また長手方向における片寄った部分に八角形の窓孔１１が設けられている。そして、この窓孔１１の内周面は鉛直方向に対して少し傾斜して構成されている（図２参照）。さらに、ケース１の四隅には、第１シート状基板１０及び第２シート状基板２０（後述する）をケース１上に固定するための固定ピン２（後述する）が挿入される固定孔１２（図５参照）がそれぞれ設けられている。
【００１６】
第１シート状基板１０は、チップＬＥＤ３と電気的に接続される配線パターン１０１からなる照射領域１０２と、配線パターン１０１と電気的且つ熱伝的に設けられ、チップＬＥＤ３の発熱が配線パターン１０１から伝熱されてこれを大気中に放熱させる導電性放熱パターン１０３からなる熱放散領域１０４と、から構成され、しかも全体を可撓性を有するシート状のフレキシブル薄板で構成してある。（図３参照）。
【００１７】
フレキシブル薄板から構成した第１シート状基板１０は、ポリイミド樹脂からなるベースフィルムと、銅箔等の配線パターンと、カバーコート材としての薄膜レジスト材とから構成されている。フレキシブル薄板は可撓性を有しているため、折り曲げなどの加工が容易に行えるのが特徴である。
【００１８】
照射領域１０２には配線パターン１０１が配置されており、この配線パターン１０１にチップＬＥＤ３が実装されている。照射領域１０２の中央部には多角形状の貫通口１０５が設けられている。貫通口１０５の具体的な形状としては、矩形状の貫通口１０５の四辺から中心に向かってそれぞれ突片１０６が延出された形状に構成されている。そして、この各突片１０６、すなわち貫通口周縁部１０６における配線パターン１０１にはチップＬＥＤ３が計１２個実装されている（図３参照）。
【００１９】
熱放散領域１０４には、配線パターン１０１と電気的且つ熱伝的に設けられた導電性放熱パターン１０３を多数本密に且つ蛇行状に配置して、放熱面積を大きくしてある。但し、図１、図３、及び図５では、熱放散領域１０４は点線で囲まれた領域であり、また導電性放熱パターン１０３は、この点線で囲まれた領域内に実線で模式的に図示している。チップＬＥＤ３からの発熱が配線パターン１０１を介して導電性放熱パターン１０３に伝熱され、この熱を導電性放熱パターン１０３の表面から大気中へ放熱させる。この導電性配線パターン１０３のそれぞれの端部には、チップＬＥＤ３に電力を供給するための外部電源（図示せず）からのリード線（図示せず）が電気的に接続される端子部１０７が複数個設けられている。
【００２０】
また、第１シート状基板１０には、第１シート状基板１０及び第２シート状基板２０のそれぞれの配線パターン１０１、２０１同士を電気的に接続するための第１接続端子１０８が設けられている。さらに、第１シート状基板１０の照射領域１０２の四隅には、第１シート状基板１０をケース１に固定するための固定ピン２が挿入される固定孔１０９がそれぞれ設けられている。
【００２１】
第２シート状基板２０は、可撓性を有するシート状のフレキシブル薄板で構成され、第１シート状基板１０と同様にチップＬＥＤ３が電気的に接続される配線パターン２０１からなる照射領域２０２と、配線パターン２０１と電気的且つ熱伝的に設けられ、チップＬＥＤ３の発熱が配線パターン２０１から伝熱されてこれを大気中に放熱させる導電性放熱パターン２０８からなる熱放散領域２０９とを備えている。また、照射領域２０２の中央部には多角形状の貫通口２０３が設けられているが、貫通口周縁部２０４に実装したチップＬＥＤ３は、第１シート状基板１０とは異なった配置位置を構成している（図４参照）。つまり、貫通口２０３の具体的な形状としては、矩形状の貫通口２０３の各頂点部分から中心に向かってそれぞれ突片２０４（すなわち貫通口周縁部２０４）が延出された形状に構成されている。そして、この各突片２０４における配線パターン２０１にはチップＬＥＤ３が計１２個実装されている。
【００２２】
熱放散領域２０９には、配線パターン２０１と電気的且つ熱伝的に設けられた導電性放熱パターン２０８を多数本密に且つ蛇行状に配置して、放熱面積を大きくしてある。但し、図１、図３、及び図５では、熱放散領域２０９は点線で囲まれた領域であり、また導電性放熱パターン２０８は、この点線で囲まれた領域内に実線で模式的に図示している。チップＬＥＤ３からの発熱が配線パターン２０１を介して導電性放熱パターン２０８に伝熱され、この熱を導電性放熱パターン２０８の表面から大気中へ放熱させる。この導電性配線パターン２０８のそれぞれの端部には、チップＬＥＤ３に電力を供給するための外部電源からのリード線が電気的に接続される端子部２０７が複数個設けられている。
【００２３】
さらに、第２シート状基板２０には、第１シート状基板１０及び第２シート状基板２０のそれぞれの配線パターン１０１、２０１同士を電気的に接続するための第２接続端子２０５が設けられている。また、第２シート状基板２０の四隅には、第２シート状基板２０をケース１に固定するための固定ピン２が挿入される固定孔２０６がそれぞれ設けられている。さらに、第２シート状基板２０の長手方向の長さは、第１シート状基板１０の長手方向の長さよりも長く構成してある。
【００２４】
ここで、本発明の照明装置Ｌの製造方法について図１乃至図５に基づいて説明する。但し、図１、図３乃至図５では、配線パターン１０１、２０１はその一部のみを図示してある。また、チップＬＥＤ３以外の電子回路部品（抵抗等）は図示しない。
【００２５】
予め、照射領域１０２及び熱放散領域１０４を備えた第１シート状基板１０と、照射領域２０２及び熱放散領域２０９を備えた第２シート状基板２０とを製造しておく。具体的には、まず、第１シート状基板１０及び第２シート状基板２０の、それぞれの照射領域１０２、２０２の中央部にそれぞれ多角形状の貫通口１０５、２０３を設けておき、さらに、照射領域１０２、２０２にそれぞれ所定の配置を有する配線パターン１０１、２０１を設ける。そして、第１シート状基板１０及び第２シート状基板２０の熱放散領域１０４、２０９にそれぞれ、該配線パターン１０１、２０１とそれぞれ電気的且つ熱伝的に接続される導電性放熱パターン１０３、２０８を構成し、配線パターン１０１、２０１の所定箇所にそれぞれチップＬＥＤ３を、電子部品実装装置等を用いてはんだ付けにより実装する。この時、導電性放熱パターン１０３、２０８はそれぞれ、蛇行（屈曲）させる等して熱放散領域１０４、２０９の全領域に亘り密に配置させるのが好ましい。さらに、照射領域１０２、２０２のそれぞれの四隅には、固定孔１０９、２０６をそれぞれ設ける。さらにまた、導電性放熱パターン１０３、２０８のそれぞれの端部には、端子部１０７、２０７を設ける。
【００２６】
次に、ケース１、第１シート状基板１０、及び第２シート状基板２０のそれぞれの４つの固定孔１２、１０９、２０６の位置が略合致するように、ケース１上に第２シート状基板２０、第１シート状基板１０の順で重合し載置する（図５参照）。この時、貫通口１０５、２０３はそれぞれ窓孔１１に対向し、またチップＬＥＤ３の実装されている面が上面となるようにする。そして、４つの固定ピン２を４つの固定孔１２のそれぞれに挿嵌し、第１シート状基板１０及び第２シート状基板２０をケース１に固定する。またこの時、第１シート状基板１０及び第２シート状基板２０のそれぞれの第１、第２接続端子１０８、２０５同士が電気的に接続され、その結果、第１シート状基板１０及び第２シート状基板２０のそれぞれの配線パターン１０１、２０１同士が電気的に接続される。さらに、各シート状基板１０、２０の長手方向の長さがそれぞれ異なるため、各シート状基板１０、２０を重合した際に、熱放散領域２０９は第１シート状基板１０に覆われることなく、大気中に露出される。
【００２７】
次に、第１シート状基板１０及び第２シート状基板２０の、それぞれの貫通口周縁部１０６、２０４、すなわち突片１０６、２０４をケース１の窓孔１１内部に折り曲げ、この突片１０６、２０４を窓孔１１の内周面上にテープや接着剤（図示せず）等を用いて固定する。この時、各チップＬＥＤ３は窓孔１１の内周面上のほぼ全周域に亘って配置される。
【００２８】
そして、第１シート状基板１０及び第２シート状基板２０の導電性放熱パターン１０３、２０８に設けられた端子部１０７、２０７にそれぞれ、外部電源（図示せず）から引き出され、電力を各チップＬＥＤ３に供給するためのリード線（図示せず）をはんだ付けやネジ止め等にて電気的に接続する。
【００２９】
以上のようにして構成された照明装置Ｌの動作について説明する。外部電源からリード線を介して端子部１０７、２０７へ電力が供給されると、該電力は第１シート状基板１０及び第２シート状基板２０の導電性放熱パターン１０３、２０８及び配線パターン１０１、２０１を介して各チップＬＥＤ３に供給され、第１シート状基板１０及び第２シート状基板２０の各チップＬＥＤ３が発光する。こうして、窓孔１１の内周面上から、窓孔１１の中心を通る鉛直線上の一点（各シート状基板１０、２０が設けられている側）に向かって各チップＬＥＤ３からの光が照射される。各チップＬＥＤ３の発光に伴い、各チップＬＥＤ３は発熱するが、この熱が第１シート状基板１０及び第２シート状基板２０の配線パターン１０１、２０１を介して導電性放熱パターン１０３、２０８に伝熱されて、導電性放熱パターン１０３、２０８の表面から大気中へと放熱される。第１シート状基板１０及び第２シート状基板２０の熱放散領域１０４、２０９はそれぞれケース１の外部に露出して（すなわち大気中に露出されて）設けられるため、熱がケース１上で篭もることがなく、効果的に放熱が行える。
【００３０】
本発明の照明装置Ｌを用いた画像処理検査方法について、図６を用いて簡単に説明する。照明装置Ｌの窓孔１１の下方にワーク５が位置し、且つ各チップＬＥＤ３からの照明光がそれぞれワーク５の表面に向くべく照明装置Ｌを設置し、ワーク５の斜め上方よりワーク５の表面を照明する。ワーク５の上部にはＣＣＤカメラ６が設置されており、ＣＣＤカメラ６を用いて照明されたワーク５を撮像し、撮像して得た画像信号をパソコン等（図示せず）へ送信して画像処理検査を行う。
【００３１】
上記実施例は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。例えば、本実施例ではシート状基板を２枚重合して使用したが、１枚のみで、あるいは３枚以上重合して使用してもよい。
【００３２】
また、貫通口周縁部を折り曲げる角度を調整してチップＬＥＤの照射方向を可変できる角度可変手段をケースに設けてもよい。具体的には、図７に示すように、窓孔１１の内周部に蝶番４の一方の蝶片を取付け、この蝶番４の他方の蝶片に第１シート状基板１０及び第２シート状基板２０のそれぞれの突片１０６、２０４を固定する。そして、所望の照射角度が得られるように、蝶番４の開度を調整する。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施例による照明装置を示す概略斜視図。
【図２】図１におけるＭ−Ｍ’線断面図。
【図３】本発明の一実施例による第１シート状基板を示す平面図。
【図４】本発明の一実施例による第２シート状基板を示す平面図。
【図５】本発明の一実施例による照明装置を示す分解斜視図。
【図６】本発明の一実施例による照明装置を用いた画像処理検査方法を示す概略図。
【図７】本発明の他の実施例による照明装置を示すＭ−Ｍ’線断面図。
【符号の説明】
【００３４】
Ｌ      照明装置
１      ケース
１１    窓孔
１２、１０９、２０６  固定孔
２      固定ピン
３      チップＬＥＤ
４      蝶番
５      ワーク
６      ＣＣＤカメラ
１０    第１シート状基板
１０１、２０１  配線パターン
１０２、２０２  照射領域
１０３、２０８  導電性放熱パターン
１０４、２０９  熱放散領域
１０５、２０３  貫通口
１０６、２０４  貫通口周辺部、突片
１０７、２０７  端子部
１０８  第１接続端子
２０    第２シート状基板
２０５  第２接続端子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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