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JP2021085808A - Light irradiation device - Google Patents

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JP2021085808A
JP2021085808A JP2019216213A JP2019216213A JP2021085808A JP 2021085808 A JP2021085808 A JP 2021085808A JP 2019216213 A JP2019216213 A JP 2019216213A JP 2019216213 A JP2019216213 A JP 2019216213A JP 2021085808 A JP2021085808 A JP 2021085808A
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Japan
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light
light source
guide plate
light guide
substrate
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JP2019216213A
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Japanese (ja)
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芳樹 元家
Yoshiki Motoie
芳樹 元家
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CCS Inc
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CCS Inc
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Abstract

To further improve a light quantity and uniformity in a flat plate type omnidirectional light irradiation device.SOLUTION: A light irradiation device is constituted such that light from a light source 2 enters the inside of a lightguide plate 1 from its side face 1c, is reflected on one plate surface 1a of the lightguide plate 1, emitted to the outside from the other plate surface 1b of the lightguide plate 1 and radiated to a prescribed object W, the object W being observable through the lightguide plate from the one plate surface 1a side of the lightguide plate 1. A light source arrangement region S1 extending in the longitudinal direction and a light source non-arrangement region S2 outward of the light source arrangement region S1 in the longitudinal direction are provided on a substrate 3, a length L2 along the longitudinal direction of the light source non-arrangement region S2 being equal to a prescribed pitch p or longer.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本発明は、製品の表面検査などのために光を照射する光照射装置に関するものである。 The present invention relates to a light irradiating device that irradiates light for surface inspection of a product or the like.

従来、製品などの対象物(以下、ワークともいう。)に対し、その全方位から可及的に一様な光を照射して検査できるようにした光照射装置(以下、全方位光照射装置ともいう。)が知られている。このような全方位光照射装置は、ワークの検査部位に曲面や凸凹があってもそれによる影を作らず、例えばワーク表面の印字や色の違い等を浮きだたせることができるので、球体、R形状ワーク、半田部分などの検査に適している。 Conventionally, an object (hereinafter, also referred to as a work) such as a product is irradiated with light as uniform as possible from all directions to inspect the object (hereinafter, omnidirectional light irradiation device). Also known as). Such an omnidirectional light irradiation device does not create a shadow due to a curved surface or unevenness on the inspection site of the work, and can make, for example, the printing on the work surface or the difference in color stand out. Suitable for inspection of R-shaped workpieces, solder parts, etc.

こうした全方位光照射装置は、ドーム型のものが広く知られているが、高さ寸法がやや大きくなるため、近時では、特許文献1に示すように、平板矩形状の導光板を用いて薄型にした平板型全方位光照射装置が開発されている。 A dome-shaped light emitting device is widely known as such an omnidirectional light irradiation device, but since the height dimension is slightly large, recently, as shown in Patent Document 1, a flat plate rectangular light guide plate is used. A thin flat plate type omnidirectional light irradiation device has been developed.

この種の平板型全方位光照射装置は、平板矩形状の導光板と、該導光板の各側面それぞれに臨むように配置された基板と、基板上に列状に配置された複数のLEDと、これらのLED及び基板を収容するとともに導光板の周縁部を支持する枠体とを備えている。 This type of flat plate type omnidirectional light irradiation device includes a flat plate rectangular light guide plate, a substrate arranged so as to face each side surface of the light guide plate, and a plurality of LEDs arranged in a row on the substrate. , A frame body that accommodates these LEDs and a substrate and supports the peripheral edge of the light guide plate is provided.

そして、導光板の一方の板面には、多数の微細な拡散反射部が互いに隙間を空けて設けてある。これにより、光源から射出されて導光板の側面からその内部に入射した光を、導光板の対向する板面間で繰り返し全反射させて進行させつつ、その光のうち、前記拡散反射部に当たった光を反射させ、導光板の他方の板面から外部に射出する、つまり、導光板の他方の板面だけを面状に発光させるようにしてある。なお、本明細書でいう「拡散」とは、例えば球面で反射することにより光が拡がる態様も含むものである。 A large number of fine diffuse reflection portions are provided on one surface of the light guide plate with a gap from each other. As a result, the light emitted from the light source and incident on the inside of the light guide plate from the side surface is repeatedly totally reflected between the opposing plate surfaces of the light guide plate to proceed, and the light hits the diffuse reflection portion. The light is reflected and emitted to the outside from the other plate surface of the light guide plate, that is, only the other plate surface of the light guide plate is made to emit light in a planar manner. The term "diffusion" as used herein also includes a mode in which light spreads by being reflected by, for example, a spherical surface.

このように導光板の他方の板面を発光させる構成において、外部に射出される光は、導光板の他方の板面のうち、該導光板の周縁部を支持する枠体よりも内側を通過してくる光である。 In the configuration in which the other plate surface of the light guide plate is made to emit light, the light emitted to the outside passes through the other plate surface of the light guide plate inside the frame supporting the peripheral edge of the light guide plate. It is the coming light.

このことから、枠体の内側を通過してくる光の光量や均一性を向上させようとする場合、従来の本技術分野の固定概念や技術常識においては、枠体にマスクされている導光板の周縁部の周辺構造には着目してこなかった。 For this reason, when trying to improve the amount and uniformity of the light passing through the inside of the frame, the light guide plate masked by the frame is used in the conventional fixed concept and technical common sense in the present technical field. We have not paid attention to the peripheral structure of the peripheral part of.

特開2003−98093号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2003-98093

このような中、本願発明者は、上述した平板型全方位光照射装置における光量や均一性のさらなる向上を図るべく、平板矩形状の導光板において枠体にマスクされている四隅の角部に初めて着目し、これらの角部における周辺構造にさらなる改善の余地があることを見出した。 Under these circumstances, the inventor of the present application puts the corners of the four corners masked on the frame in the flat plate rectangular light guide plate in order to further improve the light intensity and uniformity in the above-mentioned flat plate type omnidirectional light irradiation device. Focusing for the first time, we found that there is room for further improvement in the peripheral structure at these corners.

すなわち、本願発明にかかる光照射装置は、平板矩形状の導光板と、前記導光板の各側面それぞれに臨む基板と、前記基板に所定ピッチで配置された複数の光源と、前記光源及び前記基板を収容するとともに前記導光板の周縁部を支持する枠体とを備え、前記光源からの光が前記導光板の前記側面からその内部に入射して、該導光板の一方の板面で反射し、該導光板の他方の板面から外部に射出されて、所定の対象物に照射されるとともに、該対象物を、該導光板の一方の板面側から該導光板を通じて観察できるように構成されたものである。 That is, the light irradiation device according to the present invention includes a flat plate rectangular light guide plate, a substrate facing each side surface of the light guide plate, a plurality of light sources arranged on the substrate at a predetermined pitch, the light source, and the substrate. A frame body that accommodates and supports the peripheral edge of the light guide plate is provided, and light from the light source enters the inside of the light guide plate from the side surface and is reflected by one plate surface of the light guide plate. , It is configured so that it is ejected from the other plate surface of the light guide plate to the outside to irradiate a predetermined object, and the object can be observed from one plate surface side of the light guide plate through the light guide plate. It was done.

そして、本発明にかかる光照射装置は、前記基板には、長手方向に延びる光源配置領域と、前記光源配置領域よりも長手方向外側の光源非配置領域とが設けられており、前記光源非配置領域の前記長手方向に沿った長さが、前記所定ピッチ以上であることを特徴とするものである。 In the light irradiation device according to the present invention, the substrate is provided with a light source arrangement region extending in the longitudinal direction and a light source non-arrangement region outside the light source arrangement region in the longitudinal direction, and the light source non-arrangement region is provided. The region is characterized in that the length along the longitudinal direction is equal to or greater than the predetermined pitch.

このように構成された光照射装置によれば、光源非配置領域の長手方向に沿った長さが所定ピッチ以上であり、従来の基板に比べて長手方向に長い基板を用いているので、この基板を導光板の角部まで延ばすことができる。これにより、導光板の内部に入射して角部に到達し光が、その角部から漏れ出ることを低減することができるようになる。その結果、光の利用効率が向上し、外部に射出される光の光量や均一性をこれまでよりも改善することが可能となる。 According to the light irradiation device configured in this way, the length of the light source non-arrangement region along the longitudinal direction is at least a predetermined pitch, and a substrate that is longer in the longitudinal direction than the conventional substrate is used. The substrate can be extended to the corners of the light guide plate. As a result, it is possible to reduce the amount of light incident on the inside of the light guide plate, reaching the corner portion, and leaking light from the corner portion. As a result, the efficiency of light utilization is improved, and the amount and uniformity of light emitted to the outside can be improved more than before.

前記光源非配置領域の反射率が、前記光源配置領域よりも高いことが好ましい。
これならば、導光板の角部から漏れ出た光を、光源非配置領域で導光板の側面に向けて反射し、再びその内部に入射させることができるので、外部に射出される光の光量や均一性のさらなる向上を図れる。
It is preferable that the reflectance of the light source non-arranged region is higher than that of the light source arranged region.
In this case, the light leaking from the corners of the light guide plate can be reflected toward the side surface of the light guide plate in the area where the light source is not arranged and then incident on the inside of the light guide plate again, so that the amount of light emitted to the outside can be reflected. And the uniformity can be further improved.

より具体的な反射率としては、前記光源非配置領域の反射率が50%以上であることが好ましい。 As a more specific reflectance, it is preferable that the reflectance of the light source non-arranged region is 50% or more.

導光板から漏れ出た光を上述したように反射させるための具体的な態様としては、前記基板における少なくとも前記光源非配置領域に白色ソルダーレジスト層が形成されている態様を挙げることができる。 As a specific mode for reflecting the light leaked from the light guide plate as described above, a mode in which a white solder resist layer is formed at least in the light source non-arranged region on the substrate can be mentioned.

このように白色ソルダーレジスト層を用いる場合、前記基板における前記光源配置領域及び前記光源非配置領域に白色ソルダーレジスト層が形成されていることが好ましい。
これならば、例えば白色ソルダーレジスト層が形成された従来の基板を延ばすことにより、光源非配置領域が設けられた基板を簡単に製造することができ、ひいては本光照射装置を、部品点数の増大や高コスト化を招くことなく製造することが可能となる。
When the white solder resist layer is used as described above, it is preferable that the white solder resist layer is formed in the light source arrangement region and the light source non-arrangement region in the substrate.
In this case, for example, by extending a conventional substrate on which a white solder resist layer is formed, a substrate provided with a light source non-arrangement region can be easily manufactured, and as a result, the number of parts of this light irradiation device can be increased. It is possible to manufacture the product without increasing the cost.

また、導光板の角部から漏れ出た光を反射するための別の具体的な態様としては、前記基板における前記光源非配置領域に半田レベラーが設けられている態様を挙げることができる。 Further, as another specific embodiment for reflecting the light leaked from the corner portion of the light guide plate, an embodiment in which a solder leveler is provided in the light source non-arrangement region of the substrate can be mentioned.

前記光源非配置領域が、前記導光板の前記側面と対向するとともに、これらの間を光が遮られることなく通過することが好ましい。
これらならば、角部から漏れ出た光を導光板の側面により確実に反射させることができる。
It is preferable that the light source non-arranged region faces the side surface of the light guide plate and allows light to pass between them without being blocked.
In these cases, the light leaking from the corners can be reliably reflected by the side surface of the light guide plate.

このように構成した本願発明によれば、平板型全方位光照射装置における光量や均一性を従来よりも向上させることができる。 According to the present invention configured as described above, the amount of light and the uniformity of the flat plate type omnidirectional light irradiation device can be improved as compared with the conventional case.

本実施形態における光照射装置を含む検査システムを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the inspection system including the light irradiation apparatus in this embodiment. 同実施形態における光照射装置の縦断面図である。It is a vertical sectional view of the light irradiation apparatus in the same embodiment. 同実施形態における導光板の一方の板面側から見た平面図である。It is a top view seen from one plate surface side of the light guide plate in the same embodiment. 同実施形態における導光板及び基板の構成を示す簡略化した平面図である。It is a simplified plan view which shows the structure of the light guide plate and the substrate in the same embodiment. 同実施形態における光源配置領域及び光源非配置領域を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the light source arrangement area and the light source non-arrangement area in the same embodiment. 同実施形態における光源非配置領域を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the light source non-arrangement region in the same embodiment. 光源非配置領域に光源を配置した場合の現象を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the phenomenon when the light source is arranged in the light source non-arrangement area. 従来構成における基板の角部からの光漏れを説明するための斜視図である。It is a perspective view for demonstrating the light leakage from the corner part of the substrate in the conventional structure. その他の実施形態における光源非配置領域を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the light source non-arrangement region in other embodiment.

以下に本願発明に係る光照射装置の一実施形態について図面を参照して説明する。 Hereinafter, an embodiment of the light irradiation device according to the present invention will be described with reference to the drawings.

<装置構成>
本実施形態の光照射装置100は、図1に示すように、全体として薄い平板矩形状をなすものであり、背景技術でも述べたが、検査の対象物であるワークWに対し、そのほぼ全方位(ほぼ180°全天方向)から可及的に一様な光を照射することによって、ワークWの表面の曲面や多少の凸凹などによる影をキャンセルする機能を有している。
<Device configuration>
As shown in FIG. 1, the light irradiation device 100 of the present embodiment has a thin flat plate rectangular shape as a whole, and as described in the background art, almost all of the work W, which is the object to be inspected. By irradiating light as uniform as possible from the direction (almost 180 ° all-sky direction), it has a function of canceling shadows due to curved surfaces and slight irregularities on the surface of the work W.

より具体的に説明すると、この光照射装置100は、図1及び図2に示すように、平板状をなす導光板1と、導光板1の周囲に配置された光源たる複数のLED2と、LED2が搭載されるとともに導光板1の各側面それぞれに臨む基板3と、LED2及び基板3を収容するとともに導光板1の周縁部を支持する枠体4とを備えたものである。 More specifically, as shown in FIGS. 1 and 2, the light irradiation device 100 includes a flat light guide plate 1, a plurality of LEDs 2 as light sources arranged around the light guide plate 1, and an LED 2. A substrate 3 is provided so as to face each side surface of the light guide plate 1, and a frame body 4 that accommodates the LED 2 and the substrate 3 and supports the peripheral edge of the light guide plate 1.

導光板1は、図3に示すように、例えば等厚で正方形状や長方形状をなす樹脂製(ここでは、PMMA製)の透明板である。そして、図2に示すように、互いに対向する平行な板面のうちの一方の板面1aには光を反射させる拡散反射部5が形成してあり、他方の板面1bは平滑鏡面に形成してある。 As shown in FIG. 3, the light guide plate 1 is, for example, a transparent plate made of resin (here, made of PMMA) having an equal thickness and forming a square shape or a rectangular shape. Then, as shown in FIG. 2, a diffuse reflection portion 5 for reflecting light is formed on one of the parallel plate surfaces facing each other, and the other plate surface 1b is formed on a smooth mirror surface. It is done.

拡散反射部5は、導光板1内に入射した光を他方の板面1bに向けて拡散させるものであり、例えば一方の板面1aに形成された多数の微細な凹部である。なお、本明細書でいう「拡散」とは、例えば球面等で反射することにより光が拡がる態様も含むものである。 The diffuse reflection unit 5 diffuses the light incident on the light guide plate 1 toward the other plate surface 1b, and is, for example, a large number of fine recesses formed on one plate surface 1a. The term "diffusion" as used herein also includes a mode in which light spreads by being reflected by, for example, a spherical surface or the like.

具体的にこれらの拡散反射部5は、例えば導光板1の一方の板面1aに穿たれた部分凹球状のものであり、この実施形態では、図3に示すように、正方格子点上に規則正しく整列させてある。なお、拡散反射部5の形状や配置はこれに限らず、種々の態様に変更して構わない。 Specifically, these diffuse reflection portions 5 are, for example, partially concave spherical objects formed in one plate surface 1a of the light guide plate 1, and in this embodiment, as shown in FIG. 3, they are on square grid points. It is arranged regularly. The shape and arrangement of the diffuse reflection unit 5 are not limited to this, and may be changed to various modes.

LED2は、図2に示すように、例えば表面実装型のものであり、発光色のラインナップとしては、白色、赤色、青色など、複数色が取り揃えられているが、ここでは白色のものを用いている。 As shown in FIG. 2, the LED 2 is, for example, a surface mount type, and a lineup of emission colors includes a plurality of colors such as white, red, and blue, but here, a white one is used. There is.

基板3は、LED2が搭載されるプリント配線基板であり、図4に示すように、導光板1の四辺それぞれに対応して設けられている。各基板3は、導光板1の側面1cに沿って延びる長尺状のものであり、ここでは複数のLED2が、1列に所定ピッチで、より具体的には等ピッチpで配置されている。なお、図4においては、基板3やLED2の理解を容易にするべく、枠体4の内部構造の一部を省略してある。 The substrate 3 is a printed wiring board on which the LED 2 is mounted, and is provided corresponding to each of the four sides of the light guide plate 1 as shown in FIG. Each substrate 3 has a long shape extending along the side surface 1c of the light guide plate 1, and here, a plurality of LEDs 2 are arranged in a row at a predetermined pitch, more specifically at an equal pitch p. .. In FIG. 4, a part of the internal structure of the frame body 4 is omitted in order to facilitate understanding of the substrate 3 and the LED 2.

枠体4は、図1、図2に示すように、4つの辺部材41からなる矩形枠状をなすものであり、各辺部材41には、長手方向に沿って端から端まで延び、導光板1が載置されて該導光板1の周縁部を支持する段部4aが設けてある。これによって導光板1の周縁部が枠体4によりマスクされて(覆われて)いる。また、この段部4aは、前記基板3をも保持しており、この基板3に搭載されたLED2の発光面が導光板1の側面1cに臨むように構成されている。このような構成によって、LED2から射出された光が、導光板1の四辺側面1cからその内部に導入されるようにしてある。 As shown in FIGS. 1 and 2, the frame body 4 has a rectangular frame shape composed of four side members 41, and each side member 41 extends from end to end along the longitudinal direction and is guided. A step portion 4a on which the light plate 1 is placed and supports the peripheral edge portion of the light guide plate 1 is provided. As a result, the peripheral edge of the light guide plate 1 is masked (covered) by the frame body 4. Further, the step portion 4a also holds the substrate 3, and the light emitting surface of the LED 2 mounted on the substrate 3 is configured to face the side surface 1c of the light guide plate 1. With such a configuration, the light emitted from the LED 2 is introduced into the inside of the light guide plate 1 from the side surfaces 1c on all four sides.

このような構成の光照射装置100においては、LED2から射出された光は、導光板1の側面1cから入射し、該導光板1の対向する板面間で繰り返し全反射しながら内部を進行する。そして、その光の多くは、進行中に拡散反射部5に当たり、そこで拡散反射して、導光板1の他方の板面1bから外側に射出される。より具体的には、上述したように、導光板1の周縁部が枠体4により覆われていることから、導光板1の他方の板面1bにおける枠体4の内側から光が射出される。これにより、他方の板面1bが発光面となる。 In the light irradiation device 100 having such a configuration, the light emitted from the LED 2 is incident from the side surface 1c of the light guide plate 1 and travels inside while being repeatedly totally reflected between the opposing plate surfaces of the light guide plate 1. .. Then, most of the light hits the diffuse reflection unit 5 during the process, is diffusely reflected there, and is emitted to the outside from the other plate surface 1b of the light guide plate 1. More specifically, as described above, since the peripheral edge of the light guide plate 1 is covered with the frame body 4, light is emitted from the inside of the frame body 4 on the other plate surface 1b of the light guide plate 1. .. As a result, the other plate surface 1b becomes a light emitting surface.

なお、図2中、符号6は、導光板1の一方の板面1a上を覆う透明なカバー板6である。符号7は、配線基板3の裏面と枠体4との間に介在するとともに双方に密着して、LED2の熱を枠体4に伝導し放熱させる、粘弾性を有する熱伝導体7である。また、同図中符号8は、配線基板3の表面と導光板1の側面1cとの間に介在して、これらの間の距離を一定に保つスペーサ8である。 In FIG. 2, reference numeral 6 is a transparent cover plate 6 that covers one plate surface 1a of the light guide plate 1. Reference numeral 7 is a viscoelastic heat conductor 7 that is interposed between the back surface of the wiring substrate 3 and the frame body 4 and is in close contact with both of them to conduct heat of the LED 2 to the frame body 4 and dissipate heat. Further, reference numeral 8 in the figure is a spacer 8 interposed between the surface of the wiring board 3 and the side surface 1c of the light guide plate 1 to keep the distance between them constant.

このスペーサ8は、本実施形態では、図2に示すように、その外側に設けられた弾性体9(コイルばねや板バネ)によって、内側(LED2の光射出方向)に向かって付勢してあり、このことによって、スペーサ8の表側当たり面が導光板1の側面1cに密接するようにしてある。 In the present embodiment, as shown in FIG. 2, the spacer 8 is urged toward the inside (light emitting direction of the LED 2) by an elastic body 9 (coil spring or leaf spring) provided on the outside thereof. By doing so, the front contact surface of the spacer 8 is brought into close contact with the side surface 1c of the light guide plate 1.

他方、基板3は、前記熱伝導体7によって、内側(LED2の光射出方向)に向かって付勢してあり、このことによって、スペーサ8の裏側当たり面に密接させてある。 On the other hand, the substrate 3 is urged toward the inside (the light emitting direction of the LED 2) by the heat conductor 7, so that the substrate 3 is brought into close contact with the back side contact surface of the spacer 8.

この構造によって、スペーサ8が基板3の表面と導光板1の側面1cとの間に密接介在することとなり、その間の距離が一定に保たれるわけである。 With this structure, the spacer 8 is closely interposed between the surface of the substrate 3 and the side surface 1c of the light guide plate 1, and the distance between them is kept constant.

次に、このような構成の光照射装置100を用いた検査システム200について簡単に説明する。この検査システム200は、図1、図2に示すとおり、光照射装置100の他に、カメラCを備えている。そして、前記導光板1の他方の板面1bがワークWを向くように配置されて、該他方の板面1bから射出される拡散光によりワークWが照明される一方、このようにして照明されたワークWを、導光板1を挟んで逆側から、すなわち導光板1の一方の板面1a側からカメラCによって撮像し、その撮像画像が検査に供されるようにしてある。 Next, the inspection system 200 using the light irradiation device 100 having such a configuration will be briefly described. As shown in FIGS. 1 and 2, the inspection system 200 includes a camera C in addition to the light irradiation device 100. Then, the other plate surface 1b of the light guide plate 1 is arranged so as to face the work W, and the work W is illuminated by the diffused light emitted from the other plate surface 1b, while being illuminated in this way. The work W is imaged by the camera C from the opposite side of the light guide plate 1, that is, from one plate surface 1a side of the light guide plate 1, and the captured image is used for inspection.

然して、本実施形態の基板3には、図5及び図6に示すように、長手方向に延びる光源配置領域S1と、光源配置領域S1よりも長手方向外側の光源非配置領域S2とが設けられており、光源非配置領域S2の長手方向に沿った長さL2を、LED2のピッチp以上にしてある。なお、ここでいうピッチpとは、長手方向に沿って互いに隣り合うLED2の対応する箇所同士の間隔であり、例えば対応する辺同士の間隔や中心同士の間隔(離間距離)である。 Therefore, as shown in FIGS. 5 and 6, the substrate 3 of the present embodiment is provided with a light source arrangement region S1 extending in the longitudinal direction and a light source non-arrangement region S2 outside the light source arrangement region S1 in the longitudinal direction. The length L2 along the longitudinal direction of the light source non-arrangement region S2 is set to be equal to or greater than the pitch p of the LED2. The pitch p referred to here is the distance between the corresponding portions of the LEDs 2 adjacent to each other along the longitudinal direction, for example, the distance between the corresponding sides and the distance between the centers (separation distance).

より詳細に説明すると、光源配置領域S1は、図6に示すように、導光板1の側面1cに対面するとともに、LED2が所定ピッチpで配置されている領域であり、言い換えれば、基板3に搭載されているLED2の全てが、光源配置領域S1に配置されていることになる。
ここでの光源配置領域S1は、図5に示すように、基板3の表面において、両端に位置するLED2の一方から他方に亘って設定されており、その長手方向に沿った長さL1は、LED2の長手方向に沿った寸法をz、互いに隣り合うLED2の長手方向に沿った間隔をd、基板3に搭載されたLED2の個数をnとした場合に、L1=z×n+d×(n−1)で表される。なお、間隔dは、ピッチpからLED2の寸法zを差し引いた長さである。
More specifically, as shown in FIG. 6, the light source arrangement area S1 is an area facing the side surface 1c of the light guide plate 1 and the LEDs 2 are arranged at a predetermined pitch p, in other words, on the substrate 3. All of the mounted LEDs 2 are arranged in the light source arrangement area S1.
As shown in FIG. 5, the light source arrangement region S1 here is set from one of the LEDs 2 located at both ends to the other on the surface of the substrate 3, and the length L1 along the longitudinal direction thereof is set. L1 = z × n + d × (n−), where z is the dimension along the longitudinal direction of the LED 2, d is the distance along the longitudinal direction of the adjacent LEDs 2, and n is the number of LEDs 2 mounted on the substrate 3. It is represented by 1). The interval d is the length obtained by subtracting the dimension z of the LED 2 from the pitch p.

一方、光源非配置領域S2は、導光板1の側面1cに対面するとともに、光源たるLED2が配置されていない領域である。
ここでの光源非配置領域S2は、図5に示すように、光源配置領域S1よりも長手方向に沿った一方の外側及び他方の外側の双方に設定されている。これらの各光源非配置領域S2は、図5及び図6に示すように、基板3の表面において、両端に位置するLED2よりも長手方向外側の全領域であり、長手方向に沿った長さL2が、上述したピッチp以上である。本実施形態においては、各光源非配置領域S2の長手方向に沿った長さL2は、ピッチpよりもさらに長く、且つ、各光源非配置領域S2の全面が導光板1の側面1cに対面する寸法としてある。これにより、本実施形態の基板3は、導光板1の側面1cの長手方向に沿った長さと略等しい或いは若干短い長さである。
On the other hand, the light source non-arrangement region S2 is an region facing the side surface 1c of the light guide plate 1 and in which the LED 2 as a light source is not arranged.
As shown in FIG. 5, the light source non-arrangement region S2 here is set on both one outer side and the other outer side along the longitudinal direction from the light source arrangement region S1. As shown in FIGS. 5 and 6, each of these light source non-arranged regions S2 is the entire region on the surface of the substrate 3 outside the longitudinal direction of the LEDs 2 located at both ends, and has a length L2 along the longitudinal direction. However, it is equal to or higher than the pitch p described above. In the present embodiment, the length L2 along the longitudinal direction of each light source non-arrangement region S2 is longer than the pitch p, and the entire surface of each light source non-arrangement region S2 faces the side surface 1c of the light guide plate 1. It is as a dimension. As a result, the substrate 3 of the present embodiment has a length substantially equal to or slightly shorter than the length along the longitudinal direction of the side surface 1c of the light guide plate 1.

ここで、本光照射装置100から照射される光の光量を向上させるためには、一見すると、図7に示すように、光源非配置領域S2にもLED2’を配置したほうが良いようにも思われる。 Here, in order to improve the amount of light emitted from the main light irradiation device 100, at first glance, as shown in FIG. 7, it seems better to arrange the LED 2'also in the light source non-arrangement region S2. Is done.

しかしながら、このLED2’から導光板1までの距離にも依ろうが、光源非配置領域S2に配置されたLED2’から射出される光の一部は、同図7に示すように、導光板1の側面1cよりも外側に拡がってしまい導光板1の内部には入射しない。このことから、部品点数を増やしたにもかかわらず、光量の向上は少なく、思うような費用対効果が得られない。 However, although it depends on the distance from the LED 2'to the light guide plate 1, a part of the light emitted from the LED 2'arranged in the light source non-arranged region S2 is a part of the light emitted from the light guide plate 1 as shown in FIG. It spreads outward from the side surface 1c of the light guide plate 1 and does not enter the inside of the light guide plate 1. For this reason, despite the increase in the number of parts, the improvement in the amount of light is small, and the desired cost-effectiveness cannot be obtained.

一方、光源非配置領域S2にLED2を設けないのであれば、基板3が不必要に長くなるだけであり、単に材料費の増大を招来するに過ぎないとの考えに到りがちであり、この考えこそが本技術分野における固定概念といえる。 On the other hand, if the LED 2 is not provided in the light source non-arrangement region S2, it is easy to think that the substrate 3 is unnecessarily long and merely causes an increase in material cost. It can be said that the idea is a fixed concept in this technical field.

ところが、光源非配置領域S2を設けていない従来の構成であると、図8に示すように、導光板1内に入射して導光板1の角部1xに到達した光は、この角部1xから導光板1の外部に漏れてしまい、光の利用効率の低下や、導光板1の四隅が暗くなることに起因する照射光の均一性の低下を招来する。 However, in the conventional configuration in which the light source non-arrangement region S2 is not provided, as shown in FIG. 8, the light incident on the light guide plate 1 and reaching the corner portion 1x of the light guide plate 1 is the corner portion 1x. Leaks to the outside of the light guide plate 1 and causes a decrease in light utilization efficiency and a decrease in uniformity of irradiation light due to darkening of the four corners of the light guide plate 1.

そこで、本実施形態では、上述したように光源非配置領域S2を設けつつ、この光源非配置領域S2に、導光板1の少なくとも角部1xから漏れ出た光を、導光板1の側面1cや角部1xに向かって反射し、再び導光板1内に入射させる反射面としての機能を備えさせている。 Therefore, in the present embodiment, while providing the light source non-arrangement region S2 as described above, the light leaking from at least the corner portion 1x of the light guide plate 1 is transmitted to the light source non-arrangement region S2 on the side surface 1c of the light guide plate 1. It has a function as a reflecting surface that reflects toward the corner portion 1x and is incident on the light guide plate 1 again.

詳述すると、光源非配置領域S2は、上述したように基板3の側面1cと対向しており、これらの間を光が遮られることなく通過するように配置されている。そして、この光源非配置領域S2は、光源配置領域S1よりも反射率が高く、具体的には反射率が50%以上であり、本実施形態では80%以上である。 More specifically, the light source non-arrangement region S2 faces the side surface 1c of the substrate 3 as described above, and is arranged so that light passes between them without being blocked. The light source non-arranged region S2 has a higher reflectance than the light source arranged region S1, specifically, the reflectance is 50% or more, and in the present embodiment, it is 80% or more.

ここで、本実施形態の反射率は、光源たるLED2から射出される光の波長、言い換えれば、本光照射装置100の照射光の波長に対する反射率であり、具体的には、ある領域に入射した入射光の全エネルギーに対する、同領域で反射した反射光の全エネルギーの割合である。なお、上述したように、本実施形態では光源として白色LEDを用いており、本実施形態の反射率は、白色光の波長に対する反射率である。 Here, the reflectance of the present embodiment is the wavelength of the light emitted from the LED 2 as a light source, in other words, the reflectance with respect to the wavelength of the irradiation light of the main light irradiation device 100, and specifically, it is incident on a certain region. It is the ratio of the total energy of the reflected light reflected in the same region to the total energy of the incident light. As described above, the white LED is used as the light source in this embodiment, and the reflectance of this embodiment is the reflectance with respect to the wavelength of white light.

また、本実施形態において、光源配置領域S1の反射率や光源非配置領域S2の反射率は、それぞれ各領域全体における反射率の平均値であり、光源配置領域S1の反射率は、LED2の反射率を含めた反射率の平均値である。 Further, in the present embodiment, the reflectance of the light source arrangement region S1 and the reflectance of the light source non-arrangement region S2 are the average values of the reflectances in the entire region, and the reflectance of the light source arrangement region S1 is the reflection of the LED 2. It is the average value of the reflectance including the rate.

本実施形態では、図5に示すように、基板3の少なくとも光源非配置領域S2に白色ソルダーレジスト層R(図中の二重斜線で示したもの)を形成してあり、ここでは光源非配置領域S2のみならず光源配置領域S1にも白色ソルダーレジスト層Rを形成してある。 In the present embodiment, as shown in FIG. 5, a white solder resist layer R (shown by double diagonal lines in the figure) is formed at least in the light source non-arranged region S2 of the substrate 3, and here the light source is not arranged. A white solder resist layer R is formed not only in the region S2 but also in the light source arrangement region S1.

この白色ソルダーレジスト層Rは、白色のレジストインキにより基板3の表面を覆う絶縁膜であり、ここでは反射率が例えば85以上90%以下のものである。具体的に白色ソルダーレジスト層Rは、例えばシリコンや酸化チタン等からなるものであり、例えば真っ白なものや、青みがかった白色や、乳白色のものなどであっても良い。 The white solder resist layer R is an insulating film that covers the surface of the substrate 3 with white resist ink, and has a reflectance of, for example, 85 or more and 90% or less. Specifically, the white solder resist layer R is made of, for example, silicon, titanium oxide, or the like, and may be, for example, a pure white one, a bluish white one, or a milky white one.

<作用効果>
このように構成された光照射装置100によれば、光源非配置領域S2の長手方向に沿った長さが、LED2のピッチp以上であり、しかも光源非配置領域S2が反射面としての機能を備えているので、導光板1の内部に入射して角部1xから漏れた光を再び導光板1の内部に入射させることができる。
これにより、導光板1の角部1xからの光漏れを低減させることができ、光の利用効率が向上し、照射光の光量や均一性をこれまでよりも改善することができる。
<Effect>
According to the light irradiation device 100 configured in this way, the length of the light source non-arranged region S2 along the longitudinal direction is equal to or greater than the pitch p of the LED2, and the light source non-arranged region S2 functions as a reflecting surface. Therefore, the light incident on the inside of the light guide plate 1 and leaking from the corner portion 1x can be incident on the inside of the light guide plate 1 again.
As a result, light leakage from the corner portion 1x of the light guide plate 1 can be reduced, light utilization efficiency can be improved, and the amount and uniformity of the irradiation light can be improved more than before.

さらに、本実施形態の基板3は、光源非配置領域S2のみならず、光源配置領域S1にも白色ソルダーレジスト層Rが形成されているので、例えば白色ソルダーレジスト層が形成された従来の基板を光源非配置領域S2が形成される程度の長さに延ばすことで簡単に製造することができる。これにより、本光照射装置100を、部品点数の増大や高コスト化を招くことなく製造することが可能となる。 Further, in the substrate 3 of the present embodiment, since the white solder resist layer R is formed not only in the light source non-arrangement region S2 but also in the light source arrangement region S1, for example, a conventional substrate on which a white solder resist layer is formed can be used. It can be easily manufactured by extending the length so that the light source non-arrangement region S2 is formed. This makes it possible to manufacture the light irradiation device 100 without increasing the number of parts and increasing the cost.

<その他の実施形態>
なお、本願発明は前記実施形態に限られるものではない。
<Other Embodiments>
The invention of the present application is not limited to the above-described embodiment.

例えば、前記実施形態では、基板3の表面に白色ソルダーレジスト層Rを形成していたが、基板3が例えば緑色ソルダーレジスト層が形成されたガラスエポキシ基板の場合に、光源非配置領域S2に半田レベラーを設けても良い。このように半田レベラーを用いた場合、光源配置領域S1の反射率は60〜70%となり、光源配置領域S1の反射率より高くなる。なお、前記実施形態のように、基板3の表面に白色ソルダーレジスト層Rを形成した構成において、光源非配置領域S2に半田レベラーを設けても良い。 For example, in the above embodiment, the white solder resist layer R is formed on the surface of the substrate 3, but when the substrate 3 is a glass epoxy substrate on which, for example, a green solder resist layer is formed, solder is soldered to the light source non-arrangement region S2. A leveler may be provided. When the solder leveler is used in this way, the reflectance of the light source arrangement region S1 is 60 to 70%, which is higher than the reflectance of the light source arrangement region S1. In the configuration in which the white solder resist layer R is formed on the surface of the substrate 3 as in the above embodiment, a solder leveler may be provided in the light source non-arrangement region S2.

また、基板3の長さ寸法は、前記実施形態では、導光板1の側面1cの長手方向に沿った長さと略等しい或いは若干短かったが、図9に示すように、導光板1の側面1cの長手方向に沿った長さよりも長くても良い。
このような構成であれば、互いに隣り合う基板3が、隙間を介さずに或いは殆ど隙間なく配置されるので、前記実施形態に比べて材料費が上がるものの、導光板1の角部1xからの光漏れをより抑制することができる。
Further, in the above-described embodiment, the length dimension of the substrate 3 is substantially equal to or slightly shorter than the length along the longitudinal direction of the side surface 1c of the light guide plate 1, but as shown in FIG. 9, the side surface 1c of the light guide plate 1 It may be longer than the length along the longitudinal direction of.
In such a configuration, since the substrates 3 adjacent to each other are arranged without gaps or with almost no gaps, the material cost is higher than that of the above embodiment, but the light guide plate 1 is formed from the corner 1x. Light leakage can be further suppressed.

さらに、LED2は等間隔に配置されている必要はなく、例えば中央部よりも外側の方を密に配置したり、その逆の関係で配置したりしても良い。要は、LED2は基板3の長手方向に沿って規則的に配置されていれば良い。この場合の光源非配置領域S2は、前記実施形態のように光源配置領域S1よりも長手方向外側の領域であって、LED2の配置規則に従った場合にLED2を配置可能な長さを有し、且つ、LED2が配置されていない領域である。 Further, the LEDs 2 do not have to be arranged at equal intervals, and for example, the LEDs 2 may be arranged closer to the outside than the central portion, or may be arranged in the opposite relationship. In short, the LEDs 2 may be regularly arranged along the longitudinal direction of the substrate 3. In this case, the light source non-arrangement region S2 is a region outside the light source arrangement region S1 in the longitudinal direction as in the above embodiment, and has a length capable of arranging the LED 2 when the arrangement rules of the LED 2 are obeyed. Moreover, it is an area where the LED 2 is not arranged.

その他、本願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。 In addition, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

100・・・光照射装置
1 ・・・導光板
1a ・・・一方の板面
1b ・・・他方の板面
1c ・・・側面
1x ・・・角部
2 ・・・LED
3 ・・・基板
4 ・・・枠体
S1 ・・・光源配置領域
S2 ・・・光源非配置領域
100 ... Light irradiation device 1 ... Light guide plate 1a ... One plate surface 1b ... The other plate surface 1c ... Side surface 1x ... Corner 2 ... LED
3 ・ ・ ・ Substrate 4 ・ ・ ・ Frame body S1 ・ ・ ・ Light source arrangement area S2 ・ ・ ・ Light source non-arrangement area

Claims (7)

平板矩形状の導光板と、前記導光板の各側面それぞれに臨む基板と、前記基板に所定ピッチで配置された複数の光源と、前記光源及び前記基板を収容するとともに前記導光板の周縁部を支持する枠体とを備え、
前記光源からの光が前記導光板の前記側面からその内部に入射して、該導光板の一方の板面で反射し、該導光板の他方の板面から外部に射出されて、所定の対象物に照射されるとともに、該対象物を、該導光板の一方の板面側から該導光板を通じて観察できるように構成されたものであって、
前記基板には、長手方向に延びる光源配置領域と、前記光源配置領域よりも長手方向外側の光源非配置領域とが設けられており、
前記光源非配置領域の前記長手方向に沿った長さが、前記所定ピッチ以上であることを特徴とする光照射装置。
A flat plate rectangular light guide plate, a substrate facing each side surface of the light guide plate, a plurality of light sources arranged on the substrate at a predetermined pitch, the light source and the substrate, and a peripheral portion of the light guide plate are accommodated. Equipped with a supporting frame
Light from the light source enters the inside of the light guide plate from the side surface, is reflected by one plate surface of the light guide plate, and is emitted to the outside from the other plate surface of the light guide plate to be a predetermined object. It is configured so that an object can be irradiated and the object can be observed from one plate surface side of the light guide plate through the light guide plate.
The substrate is provided with a light source arrangement region extending in the longitudinal direction and a light source non-arrangement region outside the light source arrangement region in the longitudinal direction.
A light irradiation device characterized in that the length of the light source non-arranged region along the longitudinal direction is equal to or greater than the predetermined pitch.
前記光源非配置領域の反射率が、前記光源配置領域の反射率よりも高い請求項1記載の光照射装置。 The light irradiation device according to claim 1, wherein the reflectance of the light source non-arranged region is higher than the reflectance of the light source arranged region. 前記光源非配置領域の反射率が50%以上である請求項1又は2記載の光照射装置。 The light irradiation device according to claim 1 or 2, wherein the reflectance of the light source non-arranged region is 50% or more. 前記基板における少なくとも前記光源非配置領域に白色ソルダーレジスト層が形成されている請求項1乃至3のうち何れか一項に記載の光照射装置。 The light irradiation device according to any one of claims 1 to 3, wherein a white solder resist layer is formed at least in the light source non-arranged region on the substrate. 前記基板における前記光源配置領域及び前記光源非配置領域に白色ソルダーレジスト層が形成されている請求項4記載の光照射装置。 The light irradiation device according to claim 4, wherein a white solder resist layer is formed in the light source arrangement region and the light source non-arrangement region in the substrate. 前記基板における前記光源非配置領域に半田レベラーが設けられている請求項1乃至5のうち何れか一項に記載の光照射装置。 The light irradiation device according to any one of claims 1 to 5, wherein a solder leveler is provided in the light source non-arrangement region of the substrate. 前記光源非配置領域が、前記導光板の前記側面と対向するとともに、これらの間を光が遮られることなく通過する請求項1乃至6のうち何れか一項に記載の光照射装置。 The light irradiation device according to any one of claims 1 to 6, wherein the light source non-arrangement region faces the side surface of the light guide plate and passes between them without being blocked by light.
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