JPH04178541A - 外観検査用照明装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は物品の外観を観察して表面状態を検査するに際
して前記物品に光線を照射する照明装置に関する。

（従来の技術） 金属板材や金属棒材などの物品の表面に存在する傷など
の欠陥部を検査する方法として、物品の外観を観察して
表面状態を検査する外観検査法がある。この外観検査法
における観察手段としては、人間の目で物品表面を直接
観察するもの、テレビカメラが物品表面を撮影してその
画像をモニターに写し出し、検査者がモニター画像を見
て観察するものなどがあげられる。

この検査方法では、物品の表面に存在する欠陥部を容易
且つ確実に発見するために、照明装置により物品の表面
に光線を照射することが必要である。すなわち、物品の
表面に光線を照射すると、表面上の傷がある部分とない
部分とは明るさが異なるために傷の存在を明確に視認す
ることができるためである。

従来、外観観察法に用いる照明装置は、タングステンラ
ンプ、ハロゲンランプ、蛍光ランプなどを光源とし、第
４図ないし第７図に示すように明視野同軸照明法（第４
図）、斜方照明法（第５図）、正反射照明法（第６図）
、周囲−様照明法（第７図）などの照明方法を採用して
いる。なお、図中ａは物品、ｂは観察用テレビカメラで
ある。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、このような従来の外観検査用照明装置に
は次に述べる問題がある。

明視野同軸照明法、斜方照明法および正反射照明法では
、光源から照射された光線のもとでは物品の表面におい
て発見できる欠陥部の数には限界があり、欠陥部の発見
漏れを生じることがある。

このため、外観検査に際しては光源から発せられる光に
対して物品に位置を変えたり、向きを変えたりして、多
くの傷を発見できるようにしているが、それでも欠陥部
の発見漏れが生じることがあるとともに、外観検査に多
くの手間を要している。

また、１個の光源の照射範囲の大きさには限界があって
、光線を広い範囲にわたり一定の照度で照射することが
困難である。

本発明は前記事情に基いてなされたもので、多様な方向
の光線を広い範囲にわたって物品の表面に照射し、物品
の表面に存在する欠陥部を容易且つ確実に視認すること
かできる外観検査用照明装置を提供する目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段と作用） 本発明者は従来の外観検査用照明装置では、光源の光線
によって物品の表面に存在する欠陥部の一部しか視認で
きないという問題について種々研究を重ねてきた。

この結果、次のことがわかった。

物品の表面に存在する欠陥部は、夫々長さ、幅および深
さが様々に異なる。この欠陥部は、夫々の形態すなわち
長さ、幅および深さに応じた方向から入射する光線によ
って容易且つ確実に視認することができるように浮び上
らせることができる。

換言すれば物品の表面に照射する光線が特定の方向のみ
である場合には、この光線により照射されて欠陥部とし
て視認が可能なように明確に浮び上る欠陥部はその光線
の方向に応した特定の形態のものに限定され、それ以外
の形態をもった欠陥部は前記の方向の光線では容易且つ
確実に視認することができるように浮び上らせることが
ことが困難である。

しかし、明視野同軸照明法、斜方照明法および正反射照
明法では、１個の光源により物品に対して光源の位置に
応じた特定の方向から光線を照射している。このため、
これらの照明法では、その特定の方向から照射された光
線のもとでは前述の理由により物品の表面において発見
できる欠陥部の数には限界がある。

この対策として一度に多様な方向の光線を物品の表面に
照射することにより、各方向の光線により様々な形態の
欠陥部を一度に夫々視認が可能なように明確に浮び上が
らせることができる。そして、−度に多様な方向の光線
を物品の表面に照射するためには、複数の光源を用いて
物品の表面を照射することが可能である。しかし、それ
では多くの数の光源を設けなければならず大変不経済で
ある。

そこで、本発明者はこのような問題を解決するために湾
曲した発光面、半球面をなす発光面または球面をなす発
光面を持つ光源体に着目した。湾曲した発光面を持つ光
源体、半球面をなす発光面または球面をなす発光面を持
つ光源体では、発光面の各位置から夫々異なった方向に
光線を発することができる。また、湾曲した発光面を持
つ光源体、半球面をなす発光面または球面をなす発光面
を持つ面光源体は、発光面から一度に多様な方向の光線
を物品の表面に照射することにより、光線を広い範囲に
わたり一定の照度で照射することが容易になる。

このため、湾曲した発光面を持つ光源体、半球面をなす
発光面または球面をなす発光面を持つ面光源体を用いる
ことにより、物品の外観検査に際して、物品の位置や向
きを様々に変化させたりする必要がなく、また多くの数
の光源を設けて物品を照射する必要がなく、物品の表面
に存在する様々な形態の欠陥部を明確に浮び上らせて容
易且つ正確に視認することができる。

本発明はこのような知見に基いてなされたちのである。

すなわち、本発明の外観検査用照明装置は、物品の外観
を観察して表面状態を検査するに際して前記物品に光線
を照射する照明装置において、−方の面が発光面とされ
たパネルを前記発光面が内周側となるように湾曲した湾
曲面光源体、半球面光源体または球面光源体をを備えた
ことを特徴とするものである。

各光源体は照射方向前方に配光性持つ光源を使用したも
のであり、このような特性を有するものであればその形
状はなんら限定されるものではない。また、その光源に
関してもなんら限定されるものではないが、例えばエレ
クトロルミネセンスを使用したもの、または多数の発光
ダイオードを並べたちの挙げられる。

（実施例） 以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。

本発明の外観検査用照明装置の一実施例について第１図
ないし第３図を参照して説明する。この実施例とは光源
体として湾曲面光源体を用いたものである。

本発明の外観検査用照明装置の構成について説明する。

図中１は湾曲面光源体、２は湾曲面光源体１を支持する
支持体である。

湾曲面光源体１はの光源はエレクトロルミネセンスを用
いたものである。この湾曲面光源体１であるエレクトロ
ルミネセンスは、背面電極層、誘電体層、蛍光体層、透
明電極層などを積層して構成したパネル形をなすもので
あり、パネル全面の各箇所で光線を発する面光源である
。このエレクトロルミネセンスは柔軟性を有するもので
あり、発光面を内側にして所定の曲率半径をもって上下
方向に湾曲した形状をなしている。なお、湾曲面光源体
１の大きさは対照とする物品の大きさに応じて設定する
。

この照明装置を用いて物品の外観検査を行う場合につい
て説明する。

物品の外観検査に際しては、まず湾曲面光源体１に通電
して点灯する。湾曲面光源体１はエレクトロルミネセン
スの発光作用によりパネル全面で発光する。湾曲面光源
体１は上下方向に沿う湾曲をなすもので、その内周面に
発光面がある。このため、発光面の湾曲方向の上端から
下端に至る各位置では夫々その位置に応じた方向に沿っ
て光線を発する。そして、湾曲方向の上端から下端に至
る各位置で発せられた光線は発光面の曲率に応してた規
定される焦点に集束する。

物品１１の表面には湾曲面光源体１から発せられた光線
が照射される。物品１１の表面に傷などの欠陥部１２が
存在する場合には、湾曲面光源体１から照射された光線
により欠陥部１２の部分が照らされて欠陥部１２がない
部分に比較して明るさが異なり（明るくなる、または暗
くなる）。このため、物品１１の表面を観察して明るさ
が異なる部分を発見することにより、物品１１の表面に
おける欠陥部１２の存在を認識することができる。

物品１１の表面を観察するために例えばテレビカメラ３
を使用する。テレビカメラ３は固体撮像素子を用いたも
ので、接写リング４およびズームレンズ５を介して物品
１１の表面を撮影する。テレビカメラ３で撮影した画像
はモニター６で表示する。この画像は物品の表面を拡大
したものである。検査者はモニター６で表示される画像
を見て物品１１の表面の状態を観察し欠陥部１２の存在
を検査する。

ここで、物品１１の表面に存在する欠陥部１２の検査に
ついて説明する。

物品１１の表面に存在する欠陥部（偏部）１２は長さ、
幅および深さが夫々異なる。湾曲面光源体１の発光面は
上下方向に湾曲しているので、発光面の湾曲方向の上端
から下端に至る各位置では夫々その位置に応じた方向に
沿って光線を発する。

すなわち、湾曲面光源体１は物品１１の表面に対して様
々な方向の光を照射する。第２図および第３図に示すよ
うに物品１１の表面に存在する欠陥部１２は、その欠陥
部１２の長さ、幅および深さに応じた特定角度方向の光
の照射に照射されて浮び上る。換言すれば湾曲面光源体
１の発光面から発した様々な方向の光はその光の方向に
対応した形態の各欠陥部１２を照射する。このようにし
て物品１１の表面に存在する様々な形態の各欠陥部１２
は湾曲面光源体１の光線に照らされて容易且つ正確に視
認できるように浮かび上る。

また、湾曲面光源体１は面光源体であり、−個でも物品
１１の表面の広い範囲にわたり光を一定の照度で照射す
る。

このため、湾曲面光源体１は一度に物品１１の表面の広
い範囲にわたって光線を照射し、表面に存在する形態が
異なる多くの欠陥部１２を容易且つ正確に視認できるよ
うに浮かび上らせることができる。従って、検査者はモ
ニターに表示される物品１１の表面の画像を見ながら広
い範囲にわたり形態が異なる多くの欠陥部１２を容易且
つ正確に発見することができる。

そして、物品１１の外観検査に際して、物品１１の位置
や向きを様々に変化させたりする必要がなく、また多く
の数の光源を設けて物品を照射する必要がなく、物品の
表面に存在する様々な形態の欠陥部を明確に浮び上らせ
て容易且つ正確に視認することができる。

具体的な例について説明する。

比較例として、第８図に示すように光源として直管形蛍
光ランプ７を用いて物品の外観検査を行った。直管形蛍
光ランプ７は１５Ｗのものを１本用いた。物品１１は材
料がニッケル合金て、圧延加工したものである。物品１
１の数は６個である。

検査方法は直管形蛍光ランプ７を物品１１の表面に対し
て３０度、４５度および６０度の各位置に置いて物品１
１の表面を照射し、各物品１１の表面に存在する欠陥部
１２を検査した。

この検査結果を第１表に示す。なお、この表において丸
印は欠陥部が良く見える、三角印は欠陥部が見えるが見
えにくい、Ｘ印は見えないを表している。この表によれ
ば欠陥部には夫々様々な形態があり、光線の角度によっ
て視認できなかったり、視認できたりする。従って、物
品の外観検査の信頼性が低い。第８図はこの状態を示し
ている。

第　　　　１　　　　表 本発明例として、エレクトロルミネセンスからなる湾曲
面光源体を用いて物品の外観検査を行った。物品の条件
は前記比較例の場合と同じである。

この検査結果を第２表に示す。この表によれば各物品と
もに全て欠陥部の存在を視認できることがわかる。

第　　　　２　　　　表 この比較例で発見できる欠陥部の大きさは、深さ３μ■
×幅１６０μ刊が限度であるか、本発明例では深さ２μ
ｌＸ幅４３μ印であり検査精度が高い。また、比較例に
おいて本発明例のエレクトロルミネセンスからなる湾曲
面光源体の光の照射範囲と同じ大きさの照射範囲を確保
するためには、３本の蛍光灯が必要であった。

前述した実施例では、湾曲面光源体には光源としてエレ
クトロルミネセンスを用いているが、これに限定されず
に照射方向前方に強い配光特性を持つ面状光源、例えば
多くの発光ダイオードを並べて設けた面状光源を用いる
ことができる。

本発明の照明装置は広い範囲の物品の外観検査に用いる
ことができる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明の外観検査用照明装置によれ
ば、１個の湾曲面光源体、半球面光源体または球面光源
体により多様な方向の光線を広い範囲にわたって物品の
表面に照射でき、物品の表面に存在する欠陥部を容易且
つ確実に視認することができ、物品の外観検査を容易且
つ精度良く行え経済性を高めることができる。

光源体の光源としては、照射方向前方に配光特性を持つ
光源を使用したもの、例えばエレクトロルミネセンスを
使用したもの、または多数の発光ダイオードを並べたも
のが適している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の外観検査用照明装置の一実施例を示す
概略的構成図、第２図および第３図は本発明の一実施例
において湾曲面光源体が物品に光線を照射する状態を示
す図、第４図ないし第７図は照明方法の例を示す図、第
８図は従来の外観検査用照明装置において光源が物品に
光線を照射する状態の例を示す図である。 １・・・湾曲面光源体、１１・・・物品。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 １１　件勿品 第１図 第４図　　　　第５図 第６図　　　　第７図 第８図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）物品の外観を観察して表面状態を検査するに際し
   て前記物品に光線を照射する照明装置において、一方の
   面に発光面を有するパネルを前記発光面が内周側となる
   ように湾曲した湾曲面光源体、半球面光源体または球面
   光源体を備えたことを特徴とする外観検査用照明装置。
2. （２）光源体は照射方向前方に配光特性を持つ光源を使
   用したものである請求項１記載の外観検査用照明装置。