(57)【要約】      （修正有）【課題】光源から出射された照明光の拡散光を低減することで、欠陥部分の発見がし易い照明光を出射することができる照明装置を提供する。【解決手段】検査対象物に対し検査用の照明光を照射する照明装置１において、光源から出射された照明光の拡散を低減する拡散低減手段を備えることとする。拡散低減手段としては、遮光部材および集光レンズを使用することができる、また、遮光部材としては、筒体３、遮光板を使用することができる。【選択図】図１
2010060411.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象物に対し検査用の照明光を照射する照明装置において、
光源から出射された照明光の拡散を低減する拡散低減手段を備える、
ことを特徴とする照明装置。
【請求項２】
請求項１に記載の照明装置において、前記拡散低減手段は、前記光源から出射された照明光の一部について通過させる光通過部を有する遮光部材であることを特徴とする照明装置。
【請求項３】
請求項２に記載の照明装置において、前記遮光部材は、前記光源から出射された照明光の一部について通過させる筒体であることを特徴とする照明装置。
【請求項４】
請求項２または３に記載の照明装置において、前記遮光部材と光源との間には、前記遮光部材の光通過部の側に反射面を向ける反射体が備えられていることを特徴とする照明装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の照明装置において、前記遮光部材の照明光の出射側には集光レンズが備えられていることを特徴とする照明装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載の照明装置において、前記光源は、発光ダイオードであることを特徴とする照明装置。
【請求項７】
検査対象物に対し検査用の照明光を照射し検査対象物を検査する検査方法において、検査対象物に対し、拡散が低減された照明光を照射することを特徴とする検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明装置および検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガラスまたは樹脂の成形品の表面についた傷やゴミ、汚れ等の付着物、内部に形成された泡や混入物等といったガラス等の成形品についての欠陥部分の有無を検査する方法の一つに、従来より、次のようなものが知られている。つまり、ガラス成形品に照明光を照射し、照射された照明光の欠陥部分における乱反射や透過光量の変化の有無を目視により検査する方法を採用することがある。係る検査に使用される照明光としては、例えば、スライドプロジェクタから照射される照明光が使用されている（特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２９６２０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記のように、検査対象物に照明光を照射することで欠陥部分が視認することができるのは、欠陥部分に照射された照明光が、欠陥部分で乱反射したり透過光量が変化するためと考えられる。したがって、光源から出射された照明光の拡散を低減し、欠陥部分に複数の方向から照明光が当らないようにすることで欠陥部分の発見をし易くすることができると考えられる。しかしながら、光源は一般に発光部分に面積を有し、出射される照明光は拡散状態となっている。
【０００５】
そこで、本発明は、光源から出射された照明光の拡散光を低減することで、欠陥部分の発見がし易い照明光を出射することができる照明装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、検査対象物に対し検査用の照明光を照射する照明装置において、光源から出射された照明光の拡散を低減する拡散低減手段を備えることとする。
【０００７】
拡散低減手段は、光源から出射された照明光の一部について通過させる光通過部を有する遮光部材とすることができる。
【０００８】
また、遮光部材は、光源から出射された照明光の一部について通過させる筒体とすることができる。
【０００９】
また、遮光部材と光源との間には、遮光部材の光通過部の側に反射面を向ける反射体が備えられていることが好ましい。
【００１０】
また、遮光部材の照明光の出射側には集光レンズが備えられていることが好ましい。
【００１１】
また、光源は、発光ダイオードとすることができる。
【００１２】
上記目的を達成するため、検査対象物に対し検査用の照明光を照射し検査対象物を検査する検査方法において、検査対象物に対し、拡散が低減された照明光を照射することとする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明よれば、欠陥部分の有無の発見がし易い照明光を出射することができる照明装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
（第１の実施の形態）
以下に、本発明の第１の実施の形態に係る照明装置１について、図１から図４を参照しながら説明する。また、検査方法については、照明装置１の動作にあわせて説明を行う。
【００１５】
照明装置１は、光学レンズやミラー、液晶ガラス等の検査対象物に対し、検査用の照明光を照射するための照明装置である。図１から図３は、照明装置１の概略の構成を示す図であり、図１は、照明装置１を側面から見た側面構成図であり、図２は、照明装置１を上方から見た平面構成図である。また、図３は、照明装置１を前方から見た正面構成図である。
【００１６】
照明装置１は、光源としてのＬＥＤランプ２と、ＬＥＤランプ２から出射された照明光の拡散を低減する筒体としての乱反射防止筒３とを有している。ＬＥＤランプ２および乱反射防止筒３は、筐体４内に保持されている。筐体４内には、ＬＥＤランプ２および乱反射防止筒３の他に、ＬＥＤランプ２から発生した熱を放熱する放熱板５と、この放熱板５を筐体４の外部に排出するファン６と、ＬＥＤランプ２およびファン６の駆動用の電源７等が備えられている。
【００１７】
ＬＥＤランプ２は、基板８の上に実装され、本実施の形態では、図３に示すように縦横に４つずつ、合計１６個のＬＥＤ素子９を有している。ここでは、ＬＥＤランプ２を構成するＬＥＤ素子９の数を１６個としているが、１つ以上１６個未満、あるいは１７個以上のＬＥＤ素子９を設けるようにしてもよい。つまり、必要とする照明光の光量に基づいて適宜の個数のＬＥＤ素子９を設けることができる。
【００１８】
乱反射防止筒３は、内周面１０が円筒面に形成された筒体を呈している。また、乱反射防止筒３は、ＬＥＤランプ２の前方に配置され、ＬＥＤランプ２から出射した照明光は、乱反射防止筒３の一端側から入射し、他端側の開口部１１から出射する。乱反射防止筒３の一端側には、ＬＥＤランプ２の発光部が丁度嵌る開口部１２が形成され、開口部１２の周囲は壁面１３として閉じられている。乱反射防止筒３の内周面１０は、低反射の黒色の布で覆われ、反射防止処理が実現されている。反射防止処理は、内周面１０を低反射の黒色の布で覆う他、内周面１０に黒色の艶消し塗装を施したり、あるいは、遮光線を形成した上でさらに黒色の艶消し塗装を施すようにしてもよい。また、乱反射防止筒３を黒色の樹脂により形成することで、黒色塗装や遮光線を形成することなく、反射防止を実現することもできる。
【００１９】
乱反射防止筒３は、開口部１２の壁面１３において支持体１４に取り付けられ、支持体１４を介して筐体４に対して支持されている。ＬＥＤランプ２の各ＬＥＤ素子９は、互いに点対称の位置に配置されている。つまり、本実施の形態のＬＥＤランプ２は、図３に示すように、ＬＥＤ素子９が縦横に４つずつ等間隔で配置されることで、ＬＥＤ素子９が点対称に配置されたものとなっている。乱反射防止筒３は、支持体１４を介して筐体４に対して取り付けられた状態で、乱反射防止筒３の中心線Ｘに対してＬＥＤランプ２の各ＬＥＤ素子９が対称の位置になるように配置されている。このように、乱反射防止筒３とＬＥＤランプ２とを配置することで、開口部１１から中心線Ｘに対して照度に偏りのない、すなわち、中心線Ｘに対して対称な照度の照明光を出射することができる。
【００２０】
ＬＥＤランプ２が実装された基板８は、放熱板５に対して取り付けられ、ＬＥＤランプ２で発生した熱は、放熱板５に放熱される。放熱板５は、支持体１４に取り付けられ、支持体１４を介して筐体４に支持されている。放熱板５の後側には、ファン６が備えられ、放熱板５から放熱された熱は、ファン６により、筐体４の後面に形成された通風口１５から筐体４の外部に放出される。
【００２１】
上記のように照明装置１を構成することで、ＬＥＤランプ２から出射した照明光を、乱反射防止筒３を通過させることにより拡散の低減を図って出射させることができる。
【００２２】
図４を参照しながら、ＬＥＤランプ２から出射した照明光の拡散が乱反射防止筒３により低減される構成について説明する。図４において、ＬＥＤランプ２から出射される照明光の一部を矢印線ＬＡで示している。
【００２３】
図３に示すようにＬＥＤランプ２は複数のＬＥＤ素子９を有する。また、各ＬＥＤ素子９の発光部から面発光にて照明光の出射が行われる。そのため、図４の矢印線ＬＡで示すように、ＬＥＤランプ２からは、照明装置１の前方側のあらゆる方向に照明光が出射され、ＬＥＤランプ２の前方では、ＬＥＤランプ２から出射した照明光が、互いに交差する状態である拡散状態となる。
【００２４】
これに対し、例えば、点光源から出射した照明光は、光源を中心に放射状に照明光が出射し、出射した照明光は互いに交差することなく、拡散状態とはならない。しかしながら、ＬＥＤランプ２の各ＬＥＤ素子９からは、前方側のあらゆる方向に照明光が出射されるため、異なるＬＥＤ素子９から出射した照明光が交差する部分ができる。また、各ＬＥＤ素子９は、面発光している。そのため、ＬＥＤ素子９の発光面の異なる部分から前方側のあらゆる方向に出射された光同士についても互いに交差する部分ができる。このようにＬＥＤランプ２から出射した照明光は、互いに交差する部分を生じる拡散状態となる。
【００２５】
拡散状態の照明光が出射されるＬＥＤランプ２の前方に乱反射防止筒３を配置することで、ＬＥＤランプ２から出射した照明光の一部を乱反射防止筒３の開口部１１から出射させることができる。つまり、ＬＥＤランプ２から出射した照明光のうち、乱反射防止筒３の開口部１１よりもＬＥＤランプ２側に向けて出射されたＬＥＤランプ２の照明光は、反射防止処理が施された内周面１０に入射し内周面１０に吸収される。そのため、乱反射防止筒３の開口部１１からは出射しない。すなわち、ＬＥＤランプ２から出射された照明光のうち、乱反射防止筒３の開口部１１よりも中心線Ｘ側となる内側に向けて出射された照明光のみが、開口部１１から出射する。そのため、開口部１１から出射する照明光の中心線Ｘに対する角度は、角度θ１以下となる。
【００２６】
この角度θ１は、ＬＥＤランプ２の発光部の縁部２Ｅから、この縁部２Ｅに対して中心線Ｘを挟んで反対側にある開口部１１の内周縁１１Ｅに向けて出射された照明光の中心線Ｘと交差する角度である。角度θ１は、ＬＥＤランプ２から出射され、開口部１１から出射する照明光の中で、中心線Ｘに対する角度が最も大きな角度である。つまり、開口部１１から出射する照明光の中心線Ｘに対する角度は、全て角度θ１以下となる。
【００２７】
ＬＥＤランプ２からは、中心線Ｘに対して角度θ１よりも大きな角度を成す照明光も出射されるが、乱反射防止筒３を備えることにより、開口部１１からは、中心線Ｘに対して角度θ１以下の角度を成す照明光、すなわち、ＬＥＤランプ２から出射した照明光に比べて、平行な照明光線束に近づけられた照明光が出射する。ＬＥＤランプ２から出射した照明光を乱反射防止筒３に入射させることにより、ＬＥＤランプ２から出射した照明光の拡散状態よりも拡散状態の低減が図られた照明光を開口部１１から出射させることができる。
【００２８】
上記のように、拡散状態の低減が図られ、平行な光線束に近づけられた照明光により検査対象物を照明すると、欠陥部分に入射する照明光の入射方向のばらつきの範囲を小さくすることができるので、欠陥部分をより鮮明に見えるようにすることができる。
【００２９】
なお、乱反射防止筒３は、開口部１１の直径が小さいほど、また、筒の長さが長いほど、ＬＥＤランプ２から出射された照明光の拡散状態の低減をより図ることができる。
【００３０】
（第２の実施の形態）
以下に、本発明の第２の実施の形態に係る照明装置２０について、図５から図８を参照しながら説明する。図５から図８、および後述する変形例を説明する図面において、上述の第１の実施の形態と同様な構成については、同一の符号を付しその説明を省略する。
【００３１】
第２の実施の形態に係る照明装置２０は、乱反射防止筒３とＬＥＤランプ２との間に、乱反射防止筒３の開口部１１の側に反射面を向ける反射体２１を有している。
【００３２】
反射体２１は、内周面２２が反射面として形成され、ＬＥＤランプ２側となる一端から乱反射防止筒３側となる他端側に貫ける中空部２３を有する筒体を呈している。反射体２１は、例えば、円柱形のアルミブロックに中空部２３を切削により形成し、内周面２２を反射面として形成することができる。また、樹脂等の円筒部材の内周面にアルミ蒸着等を施すことで鏡面加工し反射面（内周面２２）として形成してもよい。反射体２１の一端側には開口部２４が形成され、他端側には開口部２５が形成されている。反射体２１の内周面２２は、開口部２４の側から開口部２５の側に向かって直径が大きくなる円錐面を呈している。つまり、内周面２２は、開口部２４の側から開口部２５の側に向かって、内周の直径が徐々に大きくなるように形成され、内周面２２は乱反射防止筒３の開口部１１の側に向いた状態となっている。
【００３３】
反射体２１は、開口部２５の周囲の壁面２６において支持体１４に取り付けられ、支持体１４を介して筐体４に支持されている。開口部２５の後方にはＬＥＤランプ２が配置され、ＬＥＤランプ２から出射した照明光は、反射体２１内に入射する。反射体２１の前端には乱反射防止筒３が連結されている。
【００３４】
このように照明装置２０を構成することで、ＬＥＤランプ２から出射した照明光の拡散の低減を図りながら、乱反射防止筒３から出射する照明光の光量を増やすことができる。
【００３５】
つまり、反射体２１を備えない場合には、第１の実施の形態に示したように、乱反射防止筒３の開口部１１よりもＬＥＤランプ２側に向けて出射されたＬＥＤランプ２の照明光は、乱反射防止筒３の内周面１０に吸収され開口部１１から出射しない。
【００３６】
しかしながら、反射体２１を備えることで、図８に示すように、」ＬＥＤランプ２から出射した照明光のうち、内周面２２で反射する照明光は、中心線Ｘに対する角度が、ＬＥＤランプ２から出射したときの角度よりも小さな角度となるように内周面２２で反射される。例えば、ＬＥＤランプ２から出射した照明光ＬＢについて見ると、ＬＥＤランプ２から出射し内周面２２に入射するまでの照明光ＬＢの中心線Ｘに対する角度よりも、内周面２２で反射された後の照明光ＬＢが中心線Ｘに対する角度の方が小さくなっている。
【００３７】
このように、反射体２１を備えることで、ＬＥＤランプ２から出射し反射体２１の内周面２２に入射する照明光は、中心線Ｘに対する角度が内周面２２に入射する前よりも小さな角度となるように内周面２２で反射させられる。そのため、ＬＥＤランプ２から出射し内周面２２に入射する照明光の一部を、開口部１１から出射させることができる。すなわち、反射体２１の部分を、上述の第１の実施の形態に示したように乱反射防止筒３で構成した場合には、乱反射防止筒３の内周面１０に吸収され開口部１１から出射させることができない照明光が、反射体２１を設けることで内周面２２で反射される。そして、反射体２１で反射された照明光の一部が開口部１１から出射させられる。これにより、乱反射防止筒３により照明光の拡散の低減を図りながら、照明光の光量を増やすことができる。
【００３８】
（変形例１）
上述の第１の実施の形態では、遮光部材として乱反射防止筒３を用いたが、図９に示す照明装置３０のように、乱反射防止筒３に換えて、光通過部としての開口部３１を有する遮光板３２用いることもできる。照明装置３０の支持体１４には、ＬＥＤランプ２から出射した照明光が通過することができるように開口部１４Ａが形成されている。
（変形例２）
また、図５から図８に示す照明装置２０に示す乱反射防止筒３に換えて、図１０に示す照明装置４０のように、光通過部としての開口部３１有する遮光板３２用いることもできる。
【００３９】
図９、図１０において、遮光板３２は、ＬＥＤランプ２から距離を隔てて配置することで、ＬＥＤランプ２から出射した照明光は、開口部３１より外側の部分においては遮光され、開口部３１については通過するため、乱反射防止筒３と同様に、ＬＥＤランプ２から出射された照明光の拡散状態の低減を図ることができる。
【００４０】
なお、遮光板３２は、開口部３１の直径が小さいほど、また、配置する位置がＬＥＤランプ２から離れるほど、ＬＥＤランプ２から出射された照明光の拡散状態の低減をより図ることができる。
【００４１】
（変形例３）
図１１に示す照明装置５０のように、光通過部としてのピンホール５１を有する遮光板５２を、ＬＥＤランプ２の前方に配置するようにしてもよい。ＬＥＤランプ２から出射した照明光を、ピンホール５１を通過させることで、極めて拡散の程度が少ない照明光とすることができる。
【００４２】
（変形例４）
図１２に示す照明装置６０のように、乱反射防止筒３の開口部１１から出射する照明光を集光レンズ６１により集光させることで、より照明光の拡散状態を低減させることができる。なお、集光レンズ６１は、図５から図８に示す照明装置２０において、反射体２１を備える乱反射防止筒３の前方に備えるようにしてもよい。また、集光レンズ６１は、図９、図１０に示す照明装置３０，４０の遮光板３２の開口部３１から出射する照明光を集光させる位置に備えるようにしてもよい。また、図１１に示す遮光板５２のピンホール４５から出射する照明光を集光させる位置に集光レンズ６１を備えるようにしてもよい。
【００４３】
上述の各実施の形態および変形例では、光源としてＬＥＤランプ２を用いたが、光源としては、ハロゲンランプ、メタルハライドランプ、あるいは蛍光灯等の各種の光源を用いることができる。
【００４４】
光源としてＬＥＤランプ２を用いることで、ハロゲンランプ、メタルハライドランプ、あるいは蛍光灯に比べて消費電力を小さくすることができる。また、検査の内容に応じた波長の設定を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る照明装置の概略構成を示す側面構成図である。
【図２】図１に示す照明装置の概略構成を示す平面構成図である。
【図３】図１に示す照明装置の概略構成を示す正面構成図である。
【図４】図１に示す乱反射防止筒に入射したＬＥＤランプの照明光の通過と吸収の状態を示す図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る照明装置の概略構成を示す側面構成図である。
【図６】図５に示す照明装置の概略構成を示す平面構成図である。
【図７】図５に示す照明装置の概略構成を示す正面構成図である。
【図８】図５に示す反射体および乱反射防止筒に入射したＬＥＤランプの照明光の通過と反射と吸収の状態を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態に係る変形例１を示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態に係る変形例２を示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態に係る変形例３を示す図である。
【図１２】本発明の実施の形態に係る変形例４を示す図である。
【符号の説明】
【００４６】
１，２０，３０，４０，５０，６０  ・・・  照明装置
２  ・・・  ＬＥＤランプ（光源，発光ダイオード）
３  ・・・  乱反射防止筒（拡散低減手段，筒体）
３１  ・・・  遮光板（拡散低減手段，遮光部材）
５２  ・・・  遮光板（拡散低減手段，遮光部材）
２１  ・・・  反射体
６１  ・・・  集光レンズ（拡散低減手段）
【図１】
2010060411.tif 000003
【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】
2010060411.tif 000009
【図８】
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【図９】
2010060411.tif 000011
【図１０】
2010060411.tif 000012
【図１１】
2010060411.tif 000013
【図１２】
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