(57)【要約】【課題】金属製の円筒形容器のような一端が開口し他端が凹凸ある底板で閉塞された円筒管の内面検査を好適に行える検査光照射方法及び検査光照射装置を提供する。【解決手段】  検査光の光軸Ｌを、側方から見て前記円筒管４の中心軸Ｃに対し所定角度傾斜させるとともに、平面方向から見て前記中心軸Ｃを通らないような角度に設定し、前記円筒管４の開口から入射した検査光Ｌが、当該円筒管４の内側面で複数回反射しつつ前記底板に向かってスパイラル状に進行するようにした。【選択図】図１    
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端が開口し他端が底板により閉塞された円筒管の内側に検査光を照射する方法であって、複数の検査光射出部を設け、それら検査光射出部から射出される各検査光の光軸を、側方から見て前記円筒管の中心軸に対し所定角度傾斜させるとともに、平面方向から見て前記中心軸を通らないような角度に設定し、前記円筒管の開口から入射した検査光が、当該円筒管の内側面で複数回反射しつつ前記底板に向かってスパイラル状に進行するようにしたことを特徴とする検査光照射方法。
【請求項２】
一端が開口し他端が底板により閉塞された円筒管の内側に検査光を照射するものであって、前記検査光を射出する検査光射出部を備えてなり、その検査光射出部から射出される検査光の光軸を、側方から見て前記円筒管の中心軸に対し所定角度傾斜させるとともに、平面方向から見て前記中心軸を通らないような角度に設定し、前記円筒管の開口から入射した検査光が、当該円筒管の内側面で複数回反射しつつ前記底板に向かってスパイラル状に進行するようにしていることを特徴とする検査光照射装置。
【請求項３】
前記検査光射出部が、平面方向から見て前記中心軸を通る光軸の光又は前記中心軸と平行な光軸の光を発するＬＥＤと、そのＬＥＤからでた光を屈折又は反射し、前記検査光として射出する光路変更部とを備えたものである請求項２記載の記載の検査光照射装置。
【請求項４】
前記ＬＥＤを前記円筒管の開口に臨む周囲位置に間欠的に複数配置している請求項３記載の検査光照射装置。
【請求項５】
前記光路変更部が可撓性を有して湾曲可能なプリズムシートであり、そのプリズムシートを円環状に湾曲させて前記ＬＥＤの内側に配置している請求項４記載の検査光照射装置。
【請求項６】
前記検査光が紫外光である請求項２、３、４又は５記載の検査光照射装置。
【請求項７】
前記円筒管の内面が光沢面である請求項２、３、４、５、又は６記載の検査光照射装置。
【請求項８】
前記円筒管の底板が凹凸を有するものである請求項２、３、４、５、６又は７記載の検査光照射装置。
【請求項９】
ＬＥＤとこれを支持する基板との間に介在し、ＬＥＤのリード線を挿通させる挿通孔を有した柱状をなすものであって、少なくともいずれかの端面を、前記挿通孔の形成位置と相対的に一定の関係を保つように、軸線に対して傾斜させていることを特徴とするＬＥＤ搭載用台座
【請求項１０】
基板に接触する一端面を軸線に対して傾斜させ、ＬＥＤを搭載する他端面を軸線に対し垂直にしている請求項９記載のＬＥＤ搭載用台座。
【請求項１１】
対をなす挿通孔を複数箇所に形成し、どの挿通孔を用いるかでＬＥＤの取付位相角度を選択できるように構成している請求項９又は１０記載のＬＥＤ搭載用台座。
【請求項１２】
前記基板が、湾曲させて円環状に形成することが可能なフレキシブル基板である請求項９、１０又は１１記載のＬＥＤ搭載用台座。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば内容物を入れる前の金属製の円筒形容器、あるいは該容器の製造途中のような一端が開口し他端が底板により閉塞された円筒管内面の傷や異物を検出すべく、その内側に検査光を照射する検査光照射方法、検査光照射装置等に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、製品等（ワーク）の傷検査やマーク検出、記号読み取り等を自動で行う場合、ワークをＣＣＤカメラ等の撮像装置で撮像して画像データを得るとともに、画像処理装置によって前記画像データを２値化（白黒化）するといった画像処理を加え、前記傷や記号を自動で判別するようにしている。そしてその際には、その画像処理目的に応じた光を前記ワークに照射するようにしている。
【０００３】
その一例として、周囲からローアングルで指向性の強い光（以下ローアングル光）を照射し、傷等の欠陥を検出できるようにしたものが知られている（特許文献１図３等）。このようなリング照明によれば、表面が光沢面状をなすものの場合、その表面に対し垂直方向（撮像方向）から観測すると、正常であれば斜め上からの照射光が反対側に正反射して黒く映り、欠陥のある部分でのみ光が散乱し、その部分のみが光って見えることとなるため、欠陥を検出することができる。その他にも、例えばワークの略直上から、すなわち撮像方向と略同一方向から平行光又は極めて平行に近い光（以下同軸平行光という）を照射し、マークの検出や記号読み取りを円滑に行えるようにしたものや、照射光の色を変えてワーク表面に記載された特定色の印字のみを浮立たせ読み取れるようにしたもの等が知られている。
【特許文献１】特開平１０−２１７２９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、従来円筒管の内側面検査をする場合、大きく分けて、底板からの反射光を使って行うか、上からの光を当てて行うかの２通りがある。
【０００５】
底板からの反射光を用いる場合は、円筒管の内側面に底板の明るい面が映り込むことを利用するため、底板は白い紙のような滑らかな拡散面であることが必要となる。この場合は、内側面全体が白く見え、傷や異物は黒い部分として認識できる。
【０００６】
一方、上からの光を利用する場合、底板がないか、あるいは底に黒いシートを入れて上から管内に導入した光が返ってこないようにし、傷や異物で散乱した光を検出するようにする。すなわちこの場合は、内側面全体が黒く見え、傷や異物は白い部分として認識できる。
【０００７】
しかしながら、例えばビール缶のように金属製の円筒形容器で、底面及び内側面が光沢面であったり、場合によっては底面が湾曲していたり、プルトップがついているなど、凹凸を有するものであると、前述した反射光を用いる方法では、底板に検査光の光源が映り込んだり、その底板自体が管の内側面に映り込んだりして、検査が非常に難しくなる。そこで、検査時に底面を隠すように黒或いは白色のシートを敷くことも考えられるが、シートの出し入れなど、余分な工程が発生するほか、内側面検査はできても底板そのものの検査はできないことになる。また上からの光を利用する方法でもやはりシートの出し入れが必要で、底板そのものの検査もできない。
【０００８】
本発明はかかる不具合に鑑みてなされたものであって、この種の円筒管の内面検査を好適に行える検査光照射方法、検査光照射装置、及びそのような検査光照射装置を製造するために好適なＬＥＤ搭載用台座を提供することをその主たる課題としたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
すなわち本発明は、一端が開口し他端が底板により閉塞された円筒管の内側に検査光を照射するものであって、検査光射出部から射出される前記検査光の光軸を、側方から見て前記円筒管の中心軸に対し所定角度傾斜させるとともに、平面方向から見て前記中心軸を通らないような角度に設定し、前記円筒管の開口から入射した検査光が、当該円筒管の内側面で複数回反射しつつ前記底板に向かってスパイラル状に進行するようにしたことを特徴とするようにした検査光照射方法及び検査光照射装置である。
【００１０】
このような構成の本発明によれば、検査光が円筒管の内側面で複数回反射しながらスパイラル状に底板に向かって進行するため、その間における検査光の減衰と散乱により、検査光が底板に到達する。その結果、例えば指向性の強い検査光を用いても、底板に届く頃には全体としてより均一な渦巻き状の拡散照射光となり、検査光が直接または１回程度内側面に反射した場合に生じる輝度ムラが抑制される。そしてその結果、底板での検査光光源の映り込みや、管内側面での映り込みによる陰影を可及的に排除でき、暗い背景となる側面及び底板の正常な面に対して、傷や異物からの散乱光のみを選択的に浮き上がらせ、これを効果的に抽出し検出することができる。
【００１１】
検査光射出部にＬＥＤを利用する場合、ＬＥＤから出る光をそのまま検査光として用いようとすると、ＬＥＤそのものの取付姿勢を前記検査光の光軸に合わせて捩れた姿勢に設定しなければならない。もちろんこのようにしても構わないが、より簡単な構成にして製造の容易化や品質の安定を図るには、前記検査光射出部を、平面方向から見て前記中心軸を通る光軸の光又は前記中心軸と平行な光軸の光を発するＬＥＤと、そのＬＥＤからでた光を屈折又は反射し、前記検査光として射出する光路変更部とを備えたものにすることが望ましい。
【００１２】
好ましい具体的実施態様としては、前記ＬＥＤを前記円筒管の開口に臨む周囲位置に間欠的に複数配置しているものを挙げることができる。
【００１３】
光路変更部を簡単で作りやすいものとするには、前記光路変更部が可撓性を有して湾曲可能なプリズムシートであり、そのプリズムシートを円環状に湾曲させて前記ＬＥＤの内側に配置しているものが好ましい。
【００１４】
前記検査光が紫外光であれば散乱率が高く、前記傷や異物からの散乱光強度が強くなるので、コントラストを高めることができ、検出精度を向上させることができる。
【００１５】
前記検査光の検査光射出部は、指向性、寿命、光度安定性、操作性、スイッチング特性、応答速度等の観点からＬＥＤを備えたものであることが好ましい。そしてその場合、そのＬＥＤを、前記円筒管の開口に臨む周囲位置に等間隔に複数配置しておけばよい。または、ＬＥＤの光を光ファイバ等を使用して適当な照射角度に導光して照射することでも同様の効果を得ることができる。
【００１６】
本発明の効果が特に顕著になる態様としては、前記円筒管の内面が光沢面であるもの、さらに言えば底板が凹凸を有するものを挙げることができる。
【００１７】
また、本発明は、ＬＥＤとこれを支持する基板との間に介在し、ＬＥＤのリード線を挿通させる挿通孔を有した柱状をなすものであって、少なくともいずれかの端面を、前記挿通孔の形成位置と相対的に一定の関係を保つように、軸線に対して傾斜させていることを特徴とするＬＥＤ搭載用台座である。
【００１８】
このようなものであれば、台座の端面が前記挿通孔の形成位置と一定の相対関係をもって傾斜しているため、台座を介して基板にＬＥＤを取り付けるだけで、各ＬＥＤを同一の傾斜角度、傾斜方向に簡単かつ確実に揃えることができる。したがって前述した検査光照射装置のように、ＬＥＤの取り付け姿勢が複雑なものに適用してその組み立ての簡単化等を大きく促進できる。
【００１９】
具体的には、基板に接触する一端面を軸線に対して傾斜させ、ＬＥＤを搭載する他端面を軸線に対し垂直にしているものが好ましい。ＬＥＤを搭載する他端面を軸線に対し傾斜させると、挿通孔が軸線と平行に貫通している場合に、ＬＥＤのリード線を基端で曲げざるを得ず、組み立てがその分だけ複雑になる。
【００２０】
好ましくは、対をなす挿通孔を複数箇所に形成し、どの挿通孔を用いるかでＬＥＤの取付位相角度を選択できるように構成しているものがよい。
【００２１】
前記基板が、湾曲させて円環状に形成することが可能なフレキシブル基板であれば、当該基板を平面状態にしたうえで、台座を介在させてＬＥＤを取り付け、その後、湾曲させることで、非常に簡単かつ確実に、例えば前記検査光照射装置に用いることができる検査光射出部を作成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下に本発明の実施形態について以下図面を参照して説明する。
【００２３】
＜第１実施形態＞本実施形態に係る検査光照射装置１は、図１、図２に示すように、円環状をなすケーシング２と、そのケーシング２の内周部に例えば等間隔で取り付けられた複数の紫外光ＬＥＤ３からなる検査光射出部３Ａとを備えており、一端が開口し他端が底板４１で閉塞された円筒管である例えば飲料缶やミルク缶、スプレー缶、缶詰用缶等の金属製の円筒形容器４の内面検査をする際に用いられるものである。この金属製の円筒形容器４は、内容物がはいる前の一方が開口した容器であり、この図では、プルトップ等の飲み口がついていない底側のものを例に挙げているが、もちろん、飲み口側のものが底板の場合でも構わない。この金属製の円筒形容器４の内面は光沢面状をなし、樹脂等でコーティングしてあるものでも構わない。また、この金属製の円筒形容器４は、略円筒形のもので底側が深絞り加工された側面と底が一体のもの、若しくは底側がじょうご状に狭く変形されたものでも構わない。
【００２４】
しかしてこの検査光照射装置１は、検査対象となる円筒形容器４の内周径が、検査光射出部３Ａの内周径よりも少なくとも小さいものに用いることができる。具体的には、検査光照射装置１を、円筒形容器４の開口４２の外側やや上方であって、当該検査光照射装置１の中心軸Ｃ’が円筒形容器４の中心軸Ｃに一致するように配置する。このことにより、各ＬＥＤ３が、前記開口４２の外側から例えば指向性の強い検査光を金属製の円筒形容器４の内部に照射するように設定される。検査光の光軸Ｌは、図２に示すように、側方、すなわち円筒形容器４の中心軸Ｃと直交する方向から見て当該中心軸Ｃに対し所定角度傾斜するとともに、図１に示すように、平面方向、すなわち中心軸Ｃと同方向から見て当該中心軸Ｃを通らないような角度、すなわち接線方向成分を含むような角度に設定してあり、前記金属製の円筒形容器４の開口４２から入射した検査光が、当該金属製の円筒形容器４の内側面４ａに斜めに照射され、更に内側面４ａで複数回（具体的には３〜４回以上）反射しつつ前記底板４１に向かってスパイラル状に進行するように構成してある。なお各検査光は、前記金属製の円筒形容器４の中心軸Ｃを中心として互いに回転対称の関係となるようにしている。
【００２５】
このようにして、金属製の円筒形容器４の開口４２から検査光を入射させた状態で、その開口４２の上方からケーシング２の中心孔を介して当該金属製の円筒形容器４の内面をＣＣＤカメラ等の撮像装置６で撮像し、画像処理を施して傷や異物混入に係る自動検査を行う。
【００２６】
このように構成した本検査光照射装置１によれば、検査光が金属製の円筒形容器４の内側面４ａで複数回反射しながらスパイラル状に底板４１に向かって進行するため、その間における検査光の減衰と散乱により、検査光の底板４１での輝度差の大きな反射が抑制される。そしてその結果、底板４１での映り込みや、管内側面での映り込みによる陰影を可及的に排除でき、暗い背景となる側面及び底板の正常な面に対して、傷や異物からの散乱光を選択的に浮き上がらせ、それら傷や異物を効果的に抽出し検出することができる。
【００２７】
例えば、本検査光照射装置１を用いて得られた画像（図示しない）と、従来のリング照明等を行った場合に得られる画像（図示しない）とを比較した場合、従来のものでは異物や傷がほとんど判別できないのに対し、この実施形態の検査光照射装置１によるものでは、異物や傷を明るいコントラストとして認識可能である。
【００２８】
また前記検査光が、可視光に比べ散乱率の高い紫外光であるため、前記傷や異物からの散乱光強度が強くなって、コントラストを高めることができ、検出精度を向上させることができる。
【００２９】
＜第２実施形態＞次に、より具体化した検査光照射装置について説明する。なお、この実施形態において前記第１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。
【００３０】
この検査光照射装置１は、図３、図４に示すように、円環状をなすケーシング２と、そのケーシング２に保持させた検査光射出部３Ａとを備えている。
【００３１】
ケーシング２は、例えば金属製のもので、図４に示すように、内周面に開口する保持溝２ａを有している。より具体的にこのケーシング２は、中心孔２ｂを形成する円環状の本体２１と、断面が概略Ｌ字型をなし前記本体２１の側部に取り付けられて、前記本体２１との間で前記保持溝２ａを形成する蓋部２２とを備えている。
【００３２】
検査光射出部３Ａは、前記ケーシング２の内周に設けた保持溝２ａに保持させた基板５（図３では図示していない）と、その基板５の内面に台座６を介して取り付けた複数（例えば、２列）のＬＥＤ３とを備えている。
【００３３】
基板５は、フレキシブルプリント配線基板であり、平面状態では、図５に示すように一定幅の部分円弧状をなすものである。そしてその一方の端辺５ａと他方の端辺５ｂとを近接又は当接させるように湾曲させることにより、この基板５が切頭円錐形状となるように構成してある。なお、基板５の円周方向の長さを適宜変更することにより、検査光照射装置１におけるケーシング２の中心孔の大きさを任意に設定することができ、また、検査光照射装置１における検査光射出部３Ａの基板５の傾斜角を任意に設定することができる。これにより、種々の内径を有する検査光照射装置１に対応することができる。
【００３４】
ＬＥＤ３は、図９に示すように、例えば図示しない発光素子を周囲から金属製の円筒カン３１１で覆いその先端にレンズ３１２を装着したＬＥＤ本体３１と、そのＬＥＤ本体３１の底から延出した２本のリード線３２を備えたものである。もちろん、通常の砲弾型のタイプのものでも構わない。
【００３５】
台座６は、図６〜図９に示すように、基板５に接する側の一端面６ａが軸線６ｃに対して斜めに傾斜し、ＬＥＤ３が搭載される側の他端面６ｂが軸線６ｃに垂直な円柱状をなすもので、例えば熱伝導性のよい絶縁体（窒化アルミニウム等）で形成してある。そしてこの台座６には、軸線６ｃに平行に貫通する挿通孔６１、６２が複数設けてあり、ＬＥＤ３のリード線３２をこの挿通孔６１、６２に略がたなく挿通させることができるように構成してある。この挿通孔６１、６２の形成位置と前記一端面６ａの傾斜方向とは、一定の相対関係が保たれるように形成している。挿通孔６１、６２は、ＬＥＤ３の２本のリード線３２を挿通させるべく、軸線６ｃを中心として点対称の位置に一対が設けてある。本実施形態では、この対をなす挿通孔６１、６２が複数箇所（例えば、２箇所）に設けてあり、どの挿通孔６１、６２を用いるかでＬＥＤ３の取付位相角度を選択できるようにしている。第１の対をなす挿通孔６１は、互いに繋がり、断面形状がラジアル方向に延びる横長のものとなっている。第２の対をなす挿通孔６２は、それぞれの断面形状が前記第１の挿通孔６１に直交するように外周から切り欠いた形状をなす。そして２本のリード線３２を第１の挿通孔６１に貫通させた場合と、第２の挿通孔６２に貫通させた場合とで、ＬＥＤ３の取付位相角度を９０度異ならせることができるようにするとともに、これら挿通孔６１、６２の配置構成により、３本乃至４本のリード線を有したＬＥＤをも取り付け得るようにしている。
【００３６】
次に、この検査光照射装置１の組み立て方法について説明する。
【００３７】
まず、ＬＥＤ３のリード線３２を台座６の例えば前記第１の挿通孔６１に貫通させて、ＬＥＤ本体３１を台座６に搭載しておく。その一方で平面状態に保持した前記プリント配線基板５の図示しないスルーホールに、台座６の一端面６ａから飛び出たＬＥＤ３のリード線３２を貫通させ半田付けする。このようにして、基板５上に複数のＬＥＤ３をそれぞれ台座６を介して取り付ける。この結果、各ＬＥＤ３は、基板面に垂直な方向に対し傾斜した一定の方向を向くこととなる。なおこの実施形態ではＬＥＤ３は２列に配列している。
【００３８】
次に、基板５の一方の端辺５ａと他方の端辺５ｂとを、ＬＥＤ３が内側を向くように接合または近接させて湾曲させる。このことにより、該プリント基板２は必然的に切頭円錐型となり、その内面が切頭円錐凹面となって、そこにＬＥＤ３が配置されることとなる。
【００３９】
その後、このＬＥＤ３が搭載された基板３を、ケーシング本体２１の保持溝２ａに嵌め込み、蓋部２２を取り付けることで、組み立てを終了する。
【００４０】
この結果、各ＬＥＤ３の光軸（検査光の光軸Ｌ）方向は、側方、すなわちケーシング２の中心軸Ｃ’と直交する方向から見て当該中心軸Ｃ’に対し所定角度傾斜するとともに、平面方向、すなわち前記中心軸Ｃ’と同方向から見て当該中心軸Ｃ’を通らないような角度、すなわち接線方向成分を含むような角度に設定される。
【００４１】
したがってこのようなものであれば、台座６の一端面６ａが前記挿通孔６１の形成位置と一定の相対関係をもって傾斜しているため、台座６を介して基板５にＬＥＤ３を取り付けるだけで、各ＬＥＤ３を同一の傾斜角度、傾斜方向に簡単かつ確実に揃えることができる。
【００４２】
また、外力が加わってもＬＥＤ３の角度が容易に変わることがなく、基板５をリング状（切頭円錐形状）に湾曲させてもＬＥＤ３の姿勢が均一に保たれるため、各ＬＥＤ３からの照射光にムラができず、品質の高い検査を行うことができる。
【００４３】
その他に、基板５の半田付け部分とＬＥＤ本体２１との間の距離を充分に取ることが出来るため、半田付け時の熱による破損・劣化等を抑制することができるという付随的な効果も得られる。
【００４４】
なお、例えば、台座を複数個まとめて一体成形することで、製造時の手間を省き、信頼性を上げることが可能である。また、台座そのものにフィンを形成するなどして絶縁性の放熱部材とすれば、ＬＥＤ本体の直近で点灯時に発生する熱を直接、効率的に放熱することが可能となる。加えてフレキシブル基板を直線帯状のものとしてもよい。台座の取り付け角度を適宜定めることによりスパイラル照明は可能である。
【００４５】
さらに、例えば、ＬＥＤは紫外光に限られず、状況によっては可視光でも使用可能であるし、各ＬＥＤの色を変え、それらの組み合わせや光度調整により、検出に最適な色、光度に設定すればなお好ましい。もちろん、ＬＥＤから光ファイバ等のライトガイドを介して検査光を射出するようにするなどしてもよいし、検査光射出部が台座６とＬＥＤ３以外の光源とを備えたものであってもよいのは言うまでもない。
【００４６】
また、光源は必ずしも複数必要ではなく、１つでも構わないし、各検査光が、互いに異なる角度、方向に進行するようにしてもよい。検査対象も金属製の円筒形容器に限られないのはもちろんである。
【００４７】
＜第３実施形態＞次に、本発明の第３実施形態について説明する。なお、この実施形態において前記各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。
【００４８】
この検査光照射装置１は、図１０、図１１に示すように、円環状をなすケーシング２と、そのケーシング２に保持させた検査光射出部３Ａとを備えている。
【００４９】
ケーシング２は、第２実施形態のものとほぼ同様な形状の円環状をなすものであり、内周面に開口して円周状に延伸する保持溝２ａを有している。具体的には、図１０に示すように、中心孔２ｂを形成する円環状の本体２１と、断面が概略Ｌ字型をなし前記本体２１の側部に取り付けられて、前記本体２１との間で前記保持溝２ａを形成する蓋部２２とを備えている。
【００５０】
検査光射出部３Ａは、前記ケーシング２の保持溝２ａに保持させた基板５（図１１では図示していない）と、その基板５に直接配設した複数（例えば、１列）のＬＥＤ３と、それらＬＥＤ３の内側に配置したプリズムシート７とを備えている。
【００５１】
基板５は第２実施形態と同様のものであり、平面状態では、前記第２実施形態で説明した図５のように、一定幅の部分円弧状をなすものである。また、ＬＥＤ３も前記第２実施形態と同様であるので、ここでは説明を省略する。
【００５２】
プリズムシート７は、図１２に示すように、可撓性を有して湾曲させることが可能な帯状をなすものであって、ＬＥＤ３より射出された光を屈折させる光路変更部に相当する。より具体的にこのものは、図１１、図１３等に示すように、一方の面が平面であり、他方の面が断面三角波形状をなす凹凸面である。凹凸面は尾根７ｍと谷７ｖの稜線が互いに平行で、なおかつそれらがプリズムシートの７の長手方向に直交するように構成してあり、隣り合う谷７ｖの間の部分がプリズム要素７ｐとしての機能を果たすようにしてある。言い換えればこのプリズムシート７は、前記プリズム要素７ｐを複数（多数）連続させたものであるとも言える。なお、このプリズム要素７ｐの一方の傾斜面７ａと他方の傾斜面７ｂとはプリズムシート面の尾根７ｍを通る法線を中心に対称である。このプリズムシート７の材質としては、光をより大きく屈折することができ、しかも紫外光により硬化しない樹脂製のものが好適である。この実施形態では例えばシリコンを用いているが、もちろんアクリル、ポリエステル等の樹脂であってもかまわない。
【００５３】
次に、この検査光照射装置１の組み立て方法について説明する。
【００５４】
まず、基板５を平面状態にしておいて、ＬＥＤ３をその光軸が基板面に垂直な方向を向くように直接取り付ける。次に、基板５の一方の端辺５ａと他方の端辺５ｂとを、ＬＥＤ３が内側を向くように接合または近接させて湾曲させ、図１０に示すように、その基板５をケーシング２の保持溝２ａの奥側に嵌め込み係合させる。このことにより、該プリント基板５は必然的に切頭円錐型となり、その内面が切頭円錐凹面となる一方、各ＬＥＤ３は、その光軸が、側方から見て前記中心軸Ｃ’に対し所定角度傾斜するとともに、平面方向から見て該中心軸Ｃ’と交わるように設定される（図１１参照。）。
【００５５】
一方、プリズムシート７を、凹凸面が外面（凹凸面がＬＥＤ３と対向する側）になるように、かつ短辺同士が接触又は近接するように長手方向に湾曲させて円筒形状にし、図１０に示すように、各長辺を、保持溝２ａの開口近傍に設けた円周状に延伸する一対のプリズムシート係合部２ａ’に係合保持させる。このことにより、基板５に搭載されたＬＥＤ３の更に内側（発光方向側）にプリズムシート７が配置される。
【００５６】
このように構成した検査光照射装置１は、検査対象となる円筒形容器４の内周径が、検査光射出部３Ａの内周径（より具体的にはプリズムシート７の内周径）よりも少なくとも小さいものに用いることができる。すなわち、検査光照射装置１を、円筒形容器４の開口４２の外側やや上方であって、当該検査光照射装置１の中心軸Ｃ’が円筒形容器４の中心軸Ｃに一致するように配置する。
【００５７】
そしてＬＥＤ３を発光させると、その光はまず側方から見て斜めに、かつ平面方向から見て中心軸Ｃに向かって進む。そしてプリズムシート７を通過する過程で、プリズム要素７ｐの各傾斜面７ａ，７ｂにおいて、側方から見た角度はそのままを保ちつつ（図１０参照）、平面方向から見てそれぞれ逆向きに屈折して２つに分かれ、プリズムシート７の内周面でさらに屈折して、２つの検査光として射出される（図１１、図１３参照）。各検査光の光軸Ｌは平面方向から見て中心軸Ｃを通らない接線方向成分を含むものであり、一方は時計回りに、また他方は反時計回りに円筒形容器４の内側面４ａで複数回反射しながらスパイラル状に底板４１に向かって進行する。
【００５８】
したがって、このような検査光照射装置１であれば、前記第１実施形態のような基本的な効果を得られるのはもちろん、１つのＬＥＤ３から光が２つに分かれて検査光となり、図１３に示すように、ＬＥＤ３が２つに分かれた虚像３’となるため、実質的にＬＥＤ３の実装密度を２倍にして斜めに配置した場合と同じ態様になる。なお、各虚像３’からの光強度はＬＥＤ３からの光強度の半分にはなる。
そのため、二方向（時計回りおよび反時計回り）から光が照射されることによって、一方の照射方向（例えば、時計回り）の光に対して略平行な位置関係となる円筒管内面の傷や異物等は、その一方の照射方向の光のみによっては検出されにくくなるおそれがあるが、他方の照射方向（例えば、反時計回り）の光に対しては略交差する位置関係となるので、その他方の照射方向の光が拡散されやすくなる。この結果、この実施形態においては、どのような傷であっても、容易に検出することが可能となる。また、輝度ムラを減少させることにもなるので、この点からもより効果的に傷や異物を検出できる。さらに輝度ムラを減少させるべく拡散板を介在させる場合でも、元々の輝度ムラがＬＥＤから直接光を受ける場合よりも小さいため、拡散板に拡散作用の小さいもの、すなわち光透過効率の高いものを用いることができるようになり、全体としての光照射に係る効率向上を図れる。
加えて、連続して２００ｍＡ以上の電流を流すことのできるパワーＬＥＤと称される超高輝度タイプのＬＥＤを用いる場合には、発熱の関係からＬＥＤとＬＥＤとをある程度離間させておかなければならないが、そうすると輝度ムラが発生して検査に不具合が生じる場合があるところ、上述したように実質的にＬＥＤ３の実装密度を２倍にした効果を得られるため、各ＬＥＤ２を離間させて発熱の問題を回避しつつ、輝度ムラの問題をも解決できる。
【００５９】
また、ＬＥＤ３を基板５に直接、しかも通常通り基板面に垂直に搭載すればよいので、この点における製造工程を、第２実施形態のように台座をひとつひとつ介在させるものなどと比べさらに簡略化できる。また、光路変更部には湾曲可能なプリズムシート７を用いており、これを丸めてＬＥＤ３の内側に配置すればよいだけなので、この点でも製造工程に大きな負担をかけることがない。しかも、このように製造が容易であるにも拘わらず、ＬＥＤ３を搭載する基板５やプリズムシート７が、保持溝２ａで正確に位置決めされ、組み込み誤差が生じにくい構成であるため、検査光の角度が一定に保たれ、高い品質を維持できる。
【００６０】
なお、プリズムシート７には、他にも種々の変形が考えられる。例えば、図１４に示すように、プリズム要素７ｐの一方の傾斜面７ａが半径方向に延び（この場合もはや傾斜面とは言えないかもしれないが）、他方の傾斜面７ｂのみで実質的な光路変更作用を営むようにしたものでも構わない。このようなものであれば、第１、第２実施形態同様、検査光は時計回り又は反時計回りのいずれか一方向にのみ射出される。
【００６１】
また図１５に示すように、プリズムシート７は、各ＬＥＤ３に対して、それぞれ同じ相対位置関係で１つ乃至数個ずつのプリズム要素７ｐが対応するような粗いものでも構わない。このようにしておけば、プリズムシート７の取付角度を変えるだけで、図１６に示すように、プリズム要素７ｐとＬＥＤの相対位置を変化させ、時計回り方向ヘ進む検査光と、反時計回りに進む検査光との光量比等を変えることができる。つまり、このように検査光照射態様を柔軟に変化させることができるため、検査対象となる欠陥の形態等に応じたより好適な検査をできるようになる。
【００６２】
さらに、プリズムシートは所定幅を有する円弧状のものを湾曲させることで切頭円錐型としたものであっても構わない。
【００６３】
光路変更部は、プリズムシート等の屈折要素に限られず、反射板等の反射要素を利用したり、あるいは屈折要素と反射要素とを併用しても構わない。
【００６４】
例えばＬＥＤを、その光軸が半径方向に合致するように配置したり、その光軸が中心軸と平行になるように配置したりして、ＬＥＤからでた光を、反射板で１乃至複数回反射させ、検査光を射出するようにした構成が考えられる。
【００６５】
また、図１７、図１８の模式図に示すように、ＬＥＤ３を外向きにし、さらにその外側に前記プリズムシートと同様な凹凸面を内周面に有した円環状の反射部材７’を配置しても構わない。
【００６６】
その他、基板のＬＥＤ取付面を白色又は鏡状等とすることで反射面としたり、保持溝の内面を反射面とすることで、ＬＥＤの光を効率よく検査光として射出できるようにしても構わない。逆に、検査光に強い指向性が必要な場合は、基板のＬＥＤ取付面や保持溝の内面を、できるだけ反射が起こらないつや消し黒色等の非反射面にしておくことが好ましい。
【００６７】
その他、本発明は前記各実施形態に限られるものではなく、また前述した各構成の一部又は全部を適宜組み合わせるなどして、本発明の趣旨を逸脱しない範囲での種々の変形が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
このように本発明に係る検査光照射装置又は検査光照射方法によれば、検査光が円筒管の内側面で複数回の反射による減衰と散乱を繰り返しながらスパイラル状に底板に向かって進行するため、輝度ムラを抑制でき、傷や異物からの散乱光のみを選択的に浮き上がらせ、これを効果的に抽出し検出することができる。
【００６９】
また、本発明に係るＬＥＤ搭載用台座によれば、台座を介して基板にＬＥＤを取り付けるだけで、各ＬＥＤを同一の傾斜角度、傾斜方向に簡単かつ確実に揃えることができる。したがって前述した検査光照射装置のように、ＬＥＤの取り付け姿勢が複雑なものに適用してその組み立ての簡単化等を大きく促進できる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の第１実施形態における検査光照射装置の全体を示す模式的平面図。
【図２】同実施形態における検査光照射装置の全体を示す模式的側面図。
【図３】本発明の第２実施形態における検査光照射装置の全体を示す平面図。
【図４】同実施形態における検査光照射装置の全体を示す側面図。
【図５】同実施形態における基板の平面状態を示す平面図。
【図６】同実施形態の台座の軸線方向からみた平面図。
【図７】図６におけるＡ−Ａ断面図。
【図８】同実施形態における台座の斜視図。
【図９】同実施形態における台座にＬＥＤを搭載して基板に取り付けた状態を示す部分側面図。
【図１０】本発明の第３実施形態における検査光照射装置の全体を示す側面図。
【図１１】同実施形態における検査光照射装置の全体を示す平面図。
【図１２】同実施形態におけるプリズムシートの展開状態を示す全体図。
【図１３】同実施形態における平面からみたプリズムシートの要部拡大図。
【図１４】同実施形態の変形例における平面からみたプリズムシートの要部拡大図。
【図１５】同実施形態の他の変形例における平面からみたプリズムシートの要部拡大図。
【図１６】同実施形態のさらに他の変形例における平面からみたプリズムシートの要部拡大図。
【図１７】同実施形態のさらに他の変形例における検査光照射装置の全体を示す模式的側面図。
【図１８】同変形例における検査光照射装置の全体を示す模式的平面図。
【符号の説明】
【００７１】
１…検査光照射装置
３…ＬＥＤ
４…円筒管（金属製の円筒形容器）
４１…底板
４２…開口
４ａ…内側面
Ｌ…検査光の光軸
Ｃ…円筒管の中心軸
５…基板
６１、６２…挿通孔
Ｃ’…軸線
６…ＬＥＤ搭載用台座
６ａ…一端面
６ｂ…他端面
７…光路変更部（プリズムシート）
７’…光路変更部（反射部材）
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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