(57)【要約】【課題】コストアップを最小限に抑えつつ、一部ユニットを交換するだけで種々の機能を発揮し得る光源保持装置を提供する。【解決手段】製品等の表面検査に用いられ、撮像装置で前記製品等の対象エリアＡＲを撮像するための観測孔Ｈを有するとともにその対象エリアＡＲに光を照射する光源体ＬＤ１を保持するものであって、撮像装置に結合される結合管２と、観測用レンズ３１を保持して対象エリアＡＲに臨んで配置されるレンズ保持用先端管３と、前記結合管２及びレンズ保持用先端管３の間に介在し、観測軸線Ｃと進む方向が合致する光を射出する光源体ＬＤ１を保持する光源保持用中間管４とを備え、少なくとも前記光源保持用中間管４を筒状のストレート型中間管４Ａに交換可能に構成した。【選択図】図１      
2005291884.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
製品等の表面検査に用いられ、撮像装置で前記製品等の対象エリアを撮像するための観測孔を有するとともにその対象エリアに光を照射する光源体を保持可能なものであって、
撮像装置に結合される結合管と、観測用レンズを保持して対象エリアに臨んで配置されるレンズ保持用先端管と、前記結合管及びレンズ保持用先端管の間に介在し、観測軸線と進む方向が合致する光を射出する光源体を保持する光源保持用中間管とを備え、
少なくとも前記光源保持用中間管を筒状のストレート型中間管に交換可能に構成していることを特徴とする光源保持装置。
【請求項２】
前記光源保持用中間管が、観測軸線に軸線を一致させて配置される筒状の本体と、その本体に側面に取り付けた光源ホルダとを備えたものであり、光源ホルダに保持させた光源体から、前記本体に設けた側孔を介して本体内部に照射された光が、前記本体の観測軸線上に斜めに配置したハーフミラーによって反射され、観測軸線に沿って対象エリアに向かって進むように構成している請求項１記載の光源保持装置。
【請求項３】
前記本体が、光源体とハーフミラーとの間に拡散板又は光平行化用レンズの少なくとも一方を取り外し可能に保持するものである請求項２記載の光源保持装置。
【請求項４】
筒状をなす距離変更管をさらに備え、この距離変更管をレンズ保持用先端管と中間管との間に選択的に取り付け得るように構成している請求項１、２又は３記載の光源保持装置。
【請求項５】
レンズ保持用先端管が前記観測用レンズよりも対象エリア側に絞りを取り外し可能に保持するものである請求項１、２、３又は４記載の光源保持装置。
【請求項６】
対象エリアに周囲から光を照射する第２光源体を取付可能に構成している請求項１、２、３、４又は５記載の光源保持装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製品等（以下ワークという）の表面の欠陥検出やマーク認識に用いられる光照射装置の構成部材である光源保持装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ワーク表面の検査等を行うための種々の照明装置（光照射装置）が開発されており、例えば特許文献１に示すように、周囲からローアングル光を照射するリング型の光照射装置や、これに組み合わせてライン光がワークに照射されるように構成したライン型の光照射装置等、ワークの態様やその照射目的に応じた種々のものが知られている。
【０００３】
このような光照射装置は、光を発する光源体とその光源体を保持する光源保持装置とを備えている。そしてこの光源保持装置には観測孔が設けられて、その観測孔を通じてワークを撮像装置にて撮像し、画像処理を施して検査を行う構成になっている。
【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】
しかしながら、前述した光照射装置は、基本的に１製品１態様であり、例えば、観測軸線と同一方向から光を照射するような照明（以下同軸照明といい、そのような光を同軸光という）を必要とする場合とそうでない場合とでは、光源保持装置が２種類必要となる。その結果、実質的に光照射装置そのものを２種類用意しなければならない。また、例えば、画像の倍率を設定するための観測用レンズを有するものであれば、倍率を異ならせるべくレンズ保持管の部分の長さを異なれば、それごとに違う種類の光源保持装置を用意しなければならなくなる。
【０００５】
このようなことから従来の構成では、機能や構成が少しでも異なれば、それ毎に異なる形態の光照射装置を用意しなければならなくなり、結果的に品種が極めて多くなって生産の小ロット化や製造の手間によるコストアップを招く恐れが生じる。
【０００６】
また、光源体の配置場所にも考慮が必要である。例えば光源体を先端側（対象エリア側）に配置したりすると、斜光照明用の第２光源体等、他の部品の取り付けに齟齬を生じる場合があり、その配置場所も考慮しておく必要がある。
【０００７】
本発明はかかる不具合を一挙に解決すべくなされたものであって、この種の光照射装置を構成する部品のうち、光源保持装置を交換可能な複数ユニットに分割することにより、部品の可及的な標準化を図ってコストアップを最小限に抑えつつ、一部ユニットを交換するだけで種々の機能を発揮し得るようにすることをその主たる課題としたものである。
【０００８】
また複数ユニット化した場合には、各部品の配置を考慮しなければ、取り替えや部品追加の際にその作業や構造に支障を来す場合があるため、本発明では、観測用レンズよりも撮像装置側に光源保持装置を配するなどして、斜光照明用の第２光源体等、他の部品の取り付けや交換をも容易にできるようにすることも同時に図っている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
すなわち本発明に係る光源保持装置は、製品等の表面検査に用いられ、撮像装置で前記製品等の対象エリアを撮像するための観測孔を有するとともにその対象エリアに光を照射する光源体を保持するものであって、撮像装置に結合される結合管と、観測用レンズを保持して対象エリアに臨んで配置されるレンズ保持用先端管と、前記結合管及びレンズ保持用先端管の間に介在し、観測軸線と進む方向が合致する光を射出する光源体を保持する光源保持用中間管とを備え、少なくとも前記光源保持用中間管を、観測軸線に軸線を一致させて配置される筒状のストレート型中間管に選択的に交換可能に構成していることを特徴とする。ここで「表面検査」とは、表面の欠陥検出やマーク認識のことをいう。また「観測軸線と進む方向が合致する光」とは前記同軸光をいい、平行光のみならず、観測軸線と光軸を合致させて拡がりながら進む光や拡散光も含まれる。
【００１０】
このようなものであれば、少なくとも同軸光を必要とする場合と必要としない場合とで、中間管のみを光源保持用のものとストレート型のものとに取り替えればよいので、他の部品を共通化することができ、部品の可及的な標準化を促進してコストアップを最小限に抑えることができる。
【００１１】
また、光源保持用中間管よりも対象エリア側にレンズ保持用先端管が配置されるので、この先端管を倍率を変えるべく違う長さのものと交換したり、あるいはその先端管に斜光照明用の第２光源体を取り付けるなど、他の部品を装着することも容易にできるようになる。
【００１２】
加えて観測用レンズが同軸光の集光作用をも営むので、十分な光量を対象エリアに照射することができる。
【００１３】
具体的な光源保持用中間管の実施態様としては、この光源保持用中間管が、観測軸線に軸線を一致させて配置される筒状の本体と、その本体に設けた側孔を介して側方から光を照射する光源体を保持する光源ホルダと、前記本体の観測軸線上に斜めに配置され、光源体からでた光を反射して観測軸線に沿って対象エリアに向かって進ませるハーフミラーとを備えているものを挙げることができる。
【００１４】
部品の標準化と多機能化を双方さらに推し進めるには、前記本体が、光源体とハーフミラーとの間に拡散板又は光平行化用レンズの少なくとも一方を取り外し可能に保持するものであることが望ましい。このようなものであれば、拡散板を用いた場合、光平行化用レンズを用いた場合、双方を光軸に沿って直列させた場合、という３態様を選択できるので、同一の光源体を用いながらも、複数種類の同軸光の中から検査目的に応じた１つの同軸光を選択し照射することができる。
【００１５】
対象エリアの像の倍率を変えるには、前述したように長さの異なる複数種類のレンズ保持用先端管を用意しておくことも考えられるが、部品の標準化によるコストダウンを推し進めるという観点からみれば、筒状をなす距離変更管をさらに備え、この距離変更管をレンズ保持用先端管と中間管との間に選択的に取り付け得るように構成しているものが好ましい。
【００１６】
被写界深度を大きくするには、レンズ保持用先端管が前記観測用レンズよりも対象エリア側に絞りを取り外し可能に保持するものが好適である。
【００１７】
例えば、対象エリアの周囲から斜光照明を行い、暗視野の中に欠陥を白く浮かび上がらせて欠陥検出を行うなど、同軸光の他に対象エリアに光を照射して更に多様な光照射を行えるようにするには、対象エリアに周囲から光を照射する第２光源体を取付可能に構成しているものが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
このように構成した本発明によれば、部品の可及的な標準化を図ってコストアップを最小限に抑えつつ、一部を交換、追加、削除するだけで種々の機能を発揮し得、しかも十分な光量を対象エリアに照射できる光源保持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】
【００１９】
以下に本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。
【００２０】
本実施形態に係る光源保持装置１は、ワークの表面検査に用いられる光照射装置の構成要素であって、ワークの対象エリアＡＲを撮像するために観測軸線Ｃに沿って貫通させた観測孔Ｈを有するとともに、当該対象エリアＡＲに光を照射する光源体ＬＤ１を保持するものである。
【００２１】
具体的にこのものは、図１に示すように、前記対象エリアＡＲを撮像するための撮像装置（例えばＣＣＤカメラやＣＭＯＳカメラ等、図示しない）に連結される円環状の結合管２と、観測用レンズ３１を保持して対象エリアＡＲに臨んで配置されるレンズ保持用先端管３と、前記結合管２及びレンズ保持用先端管３の間に介在する光源保持用中間管４とを備え、それらをそれぞれ分離して交換可能に構成したものである。
【００２２】
各部を詳述する。
【００２３】
結合管２は、円環状をなすもので、その基端部外周面にはおねじ部２１が形成してあり、そのおねじ部２１を利用して撮像装置のボディに着脱可能に取り付けられる。また先端部内周面には、光源保持用中間管４の基端部を嵌合させて取り付けるように構成してあり、その固定には、例えばラジアル方向に貫通させた止めねじを利用するようにしている。
【００２４】
光源保持用中間管４は、観測軸線Ｃに軸線を一致させて配置される円筒状の本体４１と、その本体４１の側面に取り付けた光源ホルダ４２とを備えている。
【００２５】
本体４１は、前述したようにその先端部外周面を前記結合管２の先端部内周面に嵌合させて当該結合管２に抜脱可能に取り付けられるもので、先端部内周面には、後述するレンズ保持用先端管３を取り付けるためのめねじ部４３が形成してある。また、本体４１の内部には、中心軸線（観測軸線Ｃ）上に４５°の角度で取り付けたハーフミラ５が固定してあって、そのハーフミラ５の側方にはラジアル方向に貫通する側孔４４が設けてある。
【００２６】
光源ホルダ４２は、ＬＥＤを利用した同軸照明用の光源体ＬＤ１を保持する円筒状をなすもので、前記本体４１の側孔４４に軸線Ｃ１を一致させて、すなわち本体４１とは直交するように、当該本体４１の側面にねじ等を利用して着脱可能に取り付けてある。この光源ホルダ４２には、その先端部内周に例えば段部４５を設けることにより、拡散板６と光平行化用レンズ７とを取り付けるための拡散板取付部及びレンズ取付部を形成している。そして拡散板６と光平行化用レンズ７との両方を軸線Ｃ１に沿って直列に取り付け、又はそのいずれか一方を取り付け、又はいずれも取り付けないという３つの態様を選択できるようにしている。
【００２７】
レンズ保持用先端管３は、前記本体４１と同径の円筒状をなし、内部に複数（ここでは３枚）の観測用レンズ３１を、中心軸線（観測軸線Ｃ）上に直列させて保持するもので、その基端部外周に設けたおねじ部３２を、前記本体４１の先端部に設けためねじ部４３に螺合させることにより、当該本体４１に着脱可能に取り付けられる。より具体的に説明すると、このレンズ保持用先端管３の内周面に大径部が設けてあり、その大径部に前記複数のレンズ３１を嵌め入れられるようにしてある。各レンズ３１間には、円環状スペーサ３３を介在させてそれらが互いに所定距離離間するようにしてある。また嵌め入れた前記複数のレンズ３１に対し、先端から押さえリング３４をねじ込み等により取り付けることにより、これらレンズ３１が固定されるようにしている。さらに、押さえリング３４とレンズ３１との間には、被写界深度を大きくすべく、円環状スペーサ３３をさらに介在させて絞り板８を嵌め入れ得るように構成してある。
【００２８】
しかしてこの実施形態では、光源保持用中間管４を、図２に示すように、ストレート型中間管４Ａと交換可能に構成している。より具体的に説明すると、このストレート型中間管４Ａは、前記光源保持用中間管４の本体４１と同じ長さ、同じ径の円筒管で、その基端部に設けた結合管２に対する取付構造及びその先端部に設けたレンズ保持用先端管３に対する取付構造を、光源保持用中間管４と共通化してある。そしてこのことにより前記ストレート型中間管４Ａを光源保持用中間管４と取り替えて、観測軸線Ｃにその中心軸を一致させて配置できるようにしている。
【００２９】
また本実施形態では、図３〜図６に示すように、前記中間管４、４Ａとレンズ保持用先端管３との間に距離変更管９を介在させられるようにしている。この距離変更管９は中間管４、４Ａと同径の円筒状をなすもので、その基端部には、前記中間管４、４Ａの先端部に取り付けるためのおねじ部９１が形成してあり、その先端部には、レンズ保持用先端管３の基端部に取り付けるためのめねじ部９２が形成してある。この例では、距離変更管９に２種類の長さのものを用意し、長いタイプのもの９（ａ）を装着した場合（図３、図４参照）は倍率が２倍、短いタイプのもの９（ｂ）を装着した場合（図５、図６参照）は倍率が等倍、装着しなかった場合（図１、図２参照）は倍率が０．５倍になるように設定している。
【００３０】
このように構成した本実施形態に係る光源保持装置１によれば、同軸光を必要とする場合と必要としない場合とで、中間管のみを光源保持用のもの４とストレート型のもの４Ａとに取り替えればよいので、他の部品を共通化することができ、部品の可及的な標準化を促進してコストアップを最小限に抑えることができる。
【００３１】
また、光源保持用中間管４よりも対象エリアＡＲ側にレンズ保持用先端管３が配置されるので、光源保持用中間管４が邪魔になることなくその先端管３に、例えば図７に示すように、斜光照明用の第２光源体ＬＤ２を取り付けるなど、他の部品を装着することも容易にできるようになる。
【００３２】
さらに観測用レンズ３１が同軸光の集光作用をも営むので、十分な光量を対象エリアＡＲに照射することができる。
【００３３】
また、前記本体４１が、光源体ＬＤ１とハーフミラ５との間に拡散板６又は光平行化用レンズ７の少なくとも一方を取り外し可能に保持するものであるため、前述したように、拡散板６のみを用いた場合、光平行化用レンズ７のみを用いた場合、双方を光軸に沿って直列させた場合、という３態様を選択でき、同一の光源体ＬＤ１を用いながらも、複数種類の同軸光の中から検査目的に応じた１つの同軸光を選択し照射することができる。
【００３４】
加えて、距離変更管９をレンズ保持用先端管３と中間管との間に選択的に取り付け得るように構成しているため、レンズ保持用先端管３をも標準化できる。
【００３５】
なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。
【００３６】
例えば、対象エリアＡＲの周囲から斜光照明を行い、暗視野の中に欠陥を白く浮かび上がらせて欠陥検出を行うなど、同軸光の他に対象エリアＡＲに光を照射して更に多様な光照射を行えるようにするには、図７に示すように、対象エリアＡＲに周囲から光を照射する第２光源体ＬＤ２を取付可能に構成しているものが好ましい。この図では第２光源体ＬＤ２が、ＬＥＤを利用した発光源ＬＤ２１、光ファイバＬＤ２２、ヘッドＬＤ２３、ブラケットＬＤ２４を備えるものであり、前記ブラケットＬＤ２４を介して距離変更管９に発光源ＬＤ２１を取り付けておき、その発光源ＬＤ２１からでた光を複数の光ファイバＬＤ２２を通してレンズ保持用先端管３の周囲先端部に取り付けたヘッドＬＤ２３に導き、このヘッドＬＤ２３からローアングル光を照射する構成としている。もちろん第２光源体はこのようなものに限られないのは言うまでもない。
【００３７】
もちろん、光源体の異なる中間管やレンズ保持用先端管を複数種取り揃えて、これらを交換可能に構成することもできる。距離変更管をテレスコピック型にして、自在に倍率を変えうるようにしてもよい。
【００３８】
その他、本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変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の一実施形態における光源保持装置の一態様例を示す縦断面図。
【図２】同実施形態における光源保持装置の他の態様例を示す縦断面図。
【図３】同実施形態における光源保持装置のさらに他の態様例を示す縦断面図。
【図４】同実施形態における光源保持装置のさらに他の態様例を示す縦断面図。
【図５】同実施形態における光源保持装置のさらに他の態様例を示す縦断面図。
【図６】同実施形態における光源保持装置のさらに他の態様例を示す縦断面図。
【図７】本発明の他の実施形態における光源保持装置を示す縦断面図。
【符号の説明】
【００４０】
ＡＲ・・・対象エリア
Ｈ・・・観測孔
ＬＤ１・・・光源体
Ｃ・・・観測軸線
２・・・結合管
３・・・レンズ保持用先端管
３１・・・観測用レンズ
４・・・光源保持用中間管
４Ａ・・・ストレート型中間管
４１・・・本体
４２・・・光源ホルダ
４４・・・側孔
５・・・ハーフミラ
６・・・拡散板
７・・・光平行化用レンズ
８・・・絞り（絞り板）
９・・・距離変更管
ＬＤ２・・・第２光源体
【図１】
2005291884.tif 000003
【図２】
2005291884.tif 000004
【図３】
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【図４】
2005291884.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
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