(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装置を製造するために好適なＬＥＤ搭載用台座を提供する。【解決手段】  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ようにした。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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２】
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１記載のＬＥＤ搭載用台座。
【請求項３】
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１又は２記載のＬＥＤ搭載用台座。
【請求項４】
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１、２又は３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装置を製造するために好適なＬＥＤ搭載用台座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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２１７２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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】
【００１０】
すなわち本発明は、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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【発明の効果】
【００１５】
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、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】
【００１６】
【図１】本発明の一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】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。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
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。
【００１８】
本実施形態に係る検査光照射装置１は、図１、図２、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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
以下に各部を詳述する。
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
さらに、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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【符号の説明】
【００４１】
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
【図１】
2009216720.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2009216720.tif 000006
【図５】
2009216720.tif 000007
【図６】
2009216720.tif 000008
【図７】
2009216720.tif 000009
【図８】
2009216720.tif 000010
【図９】
2009216720.tif 000011