(57)【要約】  光のロスが少なく、ワークに対して効率良く光を照射することができ、また、導光板全体として見た場合に、光のムラが小さい光照射装置を提供する。光源と、表面、裏面及び側周面を有する板状をなし、前記表面が検査対象であるワークに向けて配置されているとともに、前記側周面から前記光源の光が導入される導光板とを備え、前記側周面から前記導光板に導入された光が内部で反射して、前記表面から射出されるように構成された光照射装置であって、前記導光板の裏面を覆うように配置されるとともに、所定箇所に貫通孔が設けられたカバー体をさらに備え、前記導光板の裏面において、前記貫通孔に対応する部位の周囲の第１領域には、前記側周面から当該導光板内に導入された光を拡散反射する拡散反射部が設けられているとともに、前記第１領域のさらに外側の第２領域には、前記側周面から当該導光板内に導入された光を全反射する全反射部を設ける。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
表面、裏面及び側周面を有する板状をなし、前記表面がワークに向けて配置されるとともに、前記側周面から前記光源の光が導入される導光板とを備え、
前記側周面から前記導光板に導入された光が内部で反射して、前記表面から射出されるように構成された光照射装置であって、
前記導光板の裏面を覆うように配置されるとともに、所定箇所に貫通孔が設けられたカバー体をさらに備え、
前記導光板の裏面において、前記貫通孔に対応する部位の周囲の第１領域には、前記側周面から当該導光板内に導入された光を拡散反射する拡散反射部が設けられるとともに、前記第１領域のさらに外側の第２領域には、前記側周面から当該導光板内に導入された光を全反射する全反射部が設けられることを特徴とする光照射装置。
【請求項２】
前記貫通孔を前記導光板の裏面と平行に切断した切断面の孔の大きさが前記導光板に向かうに従って小さくなっている請求項１記載の光照射装置。
【請求項３】
前記貫通孔がスリット状をなしている請求項１記載の光照射装置。
【請求項４】
前記拡散反射部が、前記第１領域全面に拡散反射層を積層したものである請求項１記載の光照射装置。
【請求項５】
前記導光板の拡散反射部と前記カバー体との間に、前記拡散反射部を透過した光を当該導光板側へ反射する反射部材をさらに備える請求項１記載の光照射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光照射装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ワークの欠陥を検査する検査装置に用いられる光照射装置として、例えば、特許文献１には、光源と、表面、裏面及び側周面を有する板状をなし、当該表面が検査対象であるワークに向けて配置されると共に、当該側周面から前記光源の光が導入される導光板とを備え、導光板の裏面に設けられた拡散反射部によって、導光板の側周面から導入された光を拡散反射して、表面から射出する構成のものが開示されている。【０００３】
なお、前記従来の光照射装置は、導光板の裏面を覆うように配置されたカバー体を備え、そのカバー体の中央に設けられた貫通孔を介してワークが観察される構造になっている。【０００４】
ところが、導光板の周縁部まで拡散反射部が形成された前記従来の光照射装置では、導光板の側周面から導入され、導光板の裏面側に向かう光の一部が拡散反射部の光源近傍部分で拡散反射されるため、導光板の光源近傍、すなわち、導光板の貫通孔から遠い端部側から射出される光が極端に強く、導光板の中央側から射出される光が弱くなる。その結果、ワークに対して効率良く光を照射できなかった。また、導光板全体として見た場合に、端部側と中央側とで光のムラが大きいという問題もあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１６−１３６１２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明は、ワークに対して効率良く光を照射することができ、また、導光板全体として見た場合に、光のムラが小さい光照射装置を提供することを主な課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
すなわち、本発明に係る光照射装置は、光源と、表面、裏面及び側周面を有する板状をなし、前記表面がワークに向けて配置されるとともに、前記側周面から前記光源の光が導入される導光板とを備え、前記側周面から前記導光板に導入された光が内部で反射して、前記表面から射出されるように構成された光照射装置であって、前記導光板の裏面を覆うように配置されるとともに、所定箇所に貫通孔が設けられたカバー体をさらに備え、前記導光板の裏面において、前記貫通孔に対応する部位の周囲の第１領域には、前記側周面から当該導光板内に導入された光を拡散反射する拡散反射部が設けられるとともに、前記第１領域のさらに外側の第２領域には、前記側周面から当該導光板内に導入された光を全反射する全反射部が設けられることを特徴とするものである。【０００８】
このようなものであれば、導光板の裏面における拡散反射部の外側に全反射部が設けられるので、導光板の側周面から導入された光源の光のうち、導光板の裏面側へ向かう光の一部が、全反射部で反射されて導光板の中央側へと導かれるようになる。これにより、導光板の中央側へ導かれる光が増し、導光板の中央側から射出される光が強くなる。その結果、ワークに対して効率良く光を照射できるようになる。また、導光板の中央側から射出される光が強くなる一方、導光板の光源近傍（外側）から射出される光が弱まるため、導光板全体として見た場合に、端部側と中央側とのムラが小さくなる。【０００９】
また、前記貫通孔を前記導光板の裏面と平行に切断した切断面の孔の大きさが前記導光板に向かうに従って小さくなっているものであってもよい。このようなものであれば、導光板の裏面側に配置されるカメラのワークに対する設置領域が広がり、これにより、光照射装置に対してワーク及びカメラを配置する場合に、その配置に自由度が増して各機器の設置が容易となる。【００１０】
また、ワークを観察するカメラとして、ワーク全体を効率良く観察するためにライン状のものが使用されることがあるが、この場合、前記貫通孔がスリット状をなしているものが好適である。【００１１】
また、前記拡散反射部は、前記第１領域全面に拡散反射層を積層したものであってもよい。このようなものであれば、例えば、拡散反射層を印刷によって形成できるため、光照射装置を構成する部品の点数を削減することができ、生産性が向上する。また、拡散反射部の形状が複雑なものであっても容易に形成できる。【００１２】
また、例えば、前記拡散反射層が薄い場合には、拡散反射部へ入射した光の一部が透過し、拡散反射部を透過した光は、カバー体で吸収されて光のロスが生じる。そこで、前記導光板の拡散反射部と前記カバー体との間に、前記拡散反射部を透過した光を当該導光板側へ反射する反射部材をさらに設けるようにしてもよい。このようなものであれば、拡散反射部を透過した光が、反射部材で反射して導光板へ戻されるため、光のロスを低減できる。その結果、ワークに対してより効率良く光を照射できるようになる。
【発明の効果】
【００１３】
このような構成の光照射装置によれば、ワークに対して効率的に光を照射することができるとともに、導光板から射出される光の均一性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施形態に係る検査装置を模式的に示す断面図である。
【図２】同実施形態に係る光照射装置の導光板と光源との位置関係を示す模式図である。
【図３】同実施形態に係る光照射装置を導光板の表面側から見た模式的斜視図である。
【図４】同実施形態に係る光照射装置を導光板の裏面側から見た模式的斜視図である。
【図５】その他の実施形態に係る光照射装置の光源近傍の構造を模式的に示す断面図である。
【図６】その他の実施形態に係る貫通孔と第１領域との関係を示す模式図である。
【符号の説明】
【００１５】
１００  光照射装置
１０  光源
２０  導光板
２１  導光板の表面
２２  導光板の裏面
２３  導光板の側周面
２４  拡散反射部
２５  全反射部
３０  筐体
４０  反射部材
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、本発明に係る光照射装置及び当該光照射装置を備えた検査装置を図面に基づいて説明する。
【００１７】
本発明に係る検査装置Ａは、ワークＷの欠陥（傷、汚れ、異物の混入等）を検査するために使用されるものであり、例えば、工場等において、ワークＷを搬送する搬送ラインに設置されるものである。
【００１８】
＜実施形態＞
本実施形態に係る検査装置Ａは、図１に示すように、検査対象であるワークＷに光を照射する光照射装置１００と、ワークＷに対し、光照射装置１００を挟んで反対側に配置されるカメラＣと、を備えている。なお、カメラＣとしては、例えば、ＣＣＤカメラを用いることができる。本実施形態のカメラは、ラインカメラである。
【００１９】
前記光照射装置１００は、図１〜図４に示すように、光源１０と、表面２１、裏面２２及び側周面２３を有する板状をなし、表面２１がワークＷに向けて配置されると共に、側周面２３から光源１０の光が導入される導光板２０と、導光板２０及び光源１０を支持し、導光板２０の裏面２２を覆う筐体３０と、導光板２０の裏面２２と筐体３０との間に配置される反射部材４０と、を備えている。なお、筐体３０には、導光板２０の裏面２２を覆う所定箇所にカメラＣによってワークＷを観察するための貫通孔３０ａが設けられている。本実施形態の貫通孔３０ａは、ラインカメラの長手方向に沿って延びるスリット状をなしている（図４参照）。
【００２０】
前記光源１０は、導光板２０の側周面２３に沿って等間隔に配置された複数のＬＥＤを備え、その光射出方向が当該側周面２３に向いている。また、光源１０は、その光射出方向に当該側周面２３に沿って延びるレンズを更に備えている。なお、本実施形態では、光源１０は、導光板２０に対し、導光板２０の長手方向に沿った側周面２３と対向して配置され、導光板２０の幅方向に沿った側周面２３には配置されていない。
【００２１】
前記導光板２０は、平面視矩形状をした透明板であり、例えば、アクリル板やガラス板等から構成され、表面２１には、無反射コーティングが施されている。導光板２０は、その長手方向がスリット状の貫通孔３０ａの長手方向と平行に配置される。図２に示すように、導光板２０の裏面２２において、貫通孔３０ａに対応する部位を挟んだ両側の領域である第１領域２２ａには、その側周面２３から導光板２０内に導入された光を拡散反射する拡散反射部２４が貫通孔３０ａの長手方向に沿って設けられている。また、導光板２０の裏面２２において、第１領域２２ａよりも端部側の領域である第２領域２２ｂには、その側周面２３から導光板２０内に導入された光を全反射する全反射部２５が貫通孔３０ａの長手方向に沿って設けられている。すなわち、第２領域２２ｂは、導光板２０の裏面２２における第１領域２２ａと側周面２３との間の領域であり、言い換えれば、導光板２０の裏面２２における周縁部の領域である。
【００２２】
前記拡散反射部２４は、第１領域２２ａに拡散反射層２４ａを積層したものである。拡散反射部２４は、導光板２０の幅方向において光源１０から１０〜２０ｍｍ離間させて設けることが好ましく、また、貫通孔３０ａを挟むように２〜２０ｍｍの間隔を空けて一対形成される。なお、本実施形態の拡散反射層２４ａは、第１領域２２ａ全面に隙間なくインキを印刷して形成されている。インキとしては、白色インキを用い、これを２０〜２５μｍの厚みで形成している。この他、インキに限らず、塗料を導光板２０上に塗布して積層しても良い。
【００２３】
前記筐体３０は、平面視矩形状に形成され、導光板２０及び光源１０を支持するものである。具体的には、筐体３０は、導光板２０の裏面２２を覆うように配置されるカバー体３１と、導光板２０の側周面２３を囲むように配置される枠状の側板３２と、を備えている。
【００２４】
前記カバー体３１は、前記貫通孔３０ａを備え、この貫通孔３０ａはカバー体３１の幅方向の中央部に、当該カバー体３１の長手方向に沿って形成されている。また、この貫通孔３０ａは、断面略Ｖ字状であり、具体的には、導光板２０の裏面２２と平行に切断したときの切断面における孔の大きさが導光板２０の裏面２２に向かって徐々に小さくなる形状である。また、カバー体３１には、その側縁部に側板３２に接続するための接続片３１ａが設けられている。なお、カバー体３１は、接続片３１ａを除いて導光板２０の裏面２２と対向する部分が同一厚みになっている。
【００２５】
前記側板３２は、導光板２０の側周面２３と対向する内側面に設けられた凹部３２ａに光源１０を支持している。また、側板３２は、その内側面から導光板２０の表面２１を覆うカバー部３２ｂが内側へ向かって延設されている。また、側板３２は、その外側面に光照射装置１００を設置する場合に使用する取付溝３２ｃが設けられている。
【００２６】
そして、前記筐体３０は、側板３２の枠内に嵌め込まれた導光板２０を、その側板３２のカバー部３２ｂとカバー体３１によって挟んで支持している。この状態において、側板３２のカバー部３２ｂは、導光板２０の表面２１における全反射部２５と反対側の面を覆うように配置される。なお、筐体３０は、例えば、遮光性を有し、また、放熱性を有する材料で形成することが好ましい。具体的には、アルミ合金等の金属によって形成することが好ましい。
【００２７】
前記反射部材４０は、カバー体３１の内面に取り付けられた薄板状のものである。本実施形態では導光板２０の裏面２２に設けられた拡散反射部２４とカバー体３１との間に配置されるが、全反射部２５の一部又は全部と対向していても良い。また、反射部材４０は、例えば反射ミラーから構成され、その反射面を拡散反射部２４側へ向けた状態で配置される。そして、反射部材４０は、導光板２０内に導入された光のうちで、拡散反射部２４を透過した光を導光板２０側へ反射する役割を果たす。
【００２８】
なお、本実施形態においては、導光板２０とカバー体３１との間に拡散反射部２４及び反射部材４０が挟まれた状態となり、導光板２０の裏面２２における全反射部２５とカバー体３１との間に空気層ＡＬが形成されている。
【００２９】
このように構成された本実施形態に係る検査装置Ａによれば、先ず、導光板２０の表面２１がワークＷ側に向くように光照射装置１００を設置すると共に、導光板２０の裏面２２側にカメラＣを設置する。なお、光照射装置１００の貫通孔３０ａが断面略Ｖ字状になっていることから、図１に示すように、ワークＷに対するカメラＣの設置領域が広くなる。
【００３０】
そして、光照射装置１００からワークＷに光を照射する。このとき、光源１０から射出された光は、導光板２０の側周面２３から導光板２０内へと入射し、導光板２０の裏面２２側へ向かう一部の光が、全反射部２５で全反射されて導光板２０の中央側へと導かれる。そして、導光板２０の表面２１の内面で全反射され、拡散反射部２４（拡散反射層２４ａ）で拡散反射された後、導光板２０から外部に射出されてワークＷへ照射される。導光板２０の裏面２２側へ向かう光の中には、拡散反射部２４に直接入射して拡散反射されるものもあり、このような光も導光板２０から外部に射出されてワークＷへ照射される。なお、拡散反射部２４へ入射した光のうちで、拡散反射部２４を透過した光も、反射部材４０によって導光板２０側へ反射されてワークＷへ照射される。
【００３１】
そして、このようにして光が照射されたワークＷを貫通孔３０ａを介してカメラＣで撮像し、その撮像によって得られた画像等に基づきワークＷを検査する。
【００３２】
斯くして、本実施形態の検査装置Ａによれば、導光板２０の裏面２２における拡散反射部２４の外側に全反射部２５が設けられているので、導光板２０の側周面２３から導入された光源の光のうち、導光板２０の裏面２２側へ向かう一部の光がこの全反射部２５で反射されて導光板２０の中央側へと導かれるようになる。したがって、導光板２０の光源１０近傍（端部）から射出される光は弱まるものの、導光板２０の内側から射出される光が強くなる。これにより、ワークＷに対し、導光板２０の全面からムラのない光を効率的に照射することができる。
【００３３】
また、拡散反射部２４をインキの印刷により形成したので、容易に形成することができる。また、拡散反射部２４を透過した光を反射部材４０により導光板２０側へ反射させるようにしたので、光のロスをさらになくすことができる。
【００３４】
さらに、このようなものであれば、カメラＣとワークＷとの間に導光板２０が介在した状態になるため、カメラＣ側からワークＷ側へ埃等のゴミが落ちることを防止できる。
【００３５】
＜その他の実施形態＞
その他の実施形態としては、図５に示すようなカバー体３１を挙げることができる。具体的には、図５に示すカバー体３１は、側板３２側が貫通孔３０ａ側よりも分厚くなっている。なお、カバー体３１の分厚く形成された側板３２側と、導光板２０の裏面２２（具体的には、全反射部２５）との間には、空気層ＡＬが形成されている。このようなものであれば、カバー体３１の光源１０近傍の厚みが増し、これにより、光源１０で生じた熱がより効率良く放熱されるようになる。
【００３６】
また、前記実施形態においては、第１領域２２ａに拡散反射層２４ａを積層して拡散反射部２４を形成しているが、例えばブラスト加工により第１領域２２ａの全面に傷を付けることによって拡散反射部２４を形成してもよい。さらに、第１領域２２ａに導光板２０とは別体の光を拡散反射する部材を設置して拡散反射部２４を形成してもよい。
【００３７】
また、前記実施形態においては、貫通孔３０ａをラインカメラに合わせてスリット状をなすものとしたが、これに限定されず、例えば、円形状や矩形状等のものとしてもよい。貫通孔３０ａを円形状や矩形状とする場合、第１領域２２ａは、導光板２０の裏面２２において、貫通孔３０ａに対応する部位の周囲に形成し、第２領域２２ｂは、その外側に形成する。さらに、光源１０は、導光板２０の側周面２３の全周に配置される。また、同様に、前記実施形態においては、導光板２０を矩形状のものとしたが、これに限定されず、例えば、円形状等のものとしてもよい。
【００３８】
なお、前記実施形態における導光板２０の裏面２２は、貫通孔３０ａから導光板２０を介してワークＷが観察できるように、貫通孔３０ａに対応する部位に拡散反射部２４のない領域が含まれていればよい。よって、例えば、貫通孔３０ａが円形状であるとすると、第１領域２２ａは、図６（ａ）に示すように、貫通孔３０ａに対応する部位の内側まで形成されていても、図６（ｂ）に示すように、貫通孔３０ａに対応する部位の外側に形成されていてもよい。
【００３９】
また、前記実施形態においては、カバー体３１の中央部に貫通孔３０ａを形成したが、カバー体３１の中央部以外に貫通孔３０ａを形成してもよい。
【００４０】
その他、本発明は前記各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のは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明に係る光照射装置よれば、ワークに対して効率的に光を照射することができるとともに、導光板から射出される光の均一性を高めることができる。
【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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【国際調査報告】
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