JPH0452730Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、光学的手段により物体表面の欠陥
を検知する場合等に用いられる線状光源装置に関
する。

〔従来の技術〕

物体の表面を光線で走査し、その反射光を観察
することによつて該物体表面上の欠陥を検知する
場合には、光軸方向に垂直な方向に線状の広がり
を持つ光源を用いることがしばしば行われる。何
故なら、スポツト状の光線を用いるときには物体
表面を二次元的に走査する必要があるが、線状光
線を用いるときには光軸方向と光線の広がり方向
の両方向に垂直な方向に一次元走査を行うのみで
足り、効率的に欠陥の検知を行うことが可能とな
るからである。

従来このような線状光線を実現する場合には、
蛍光灯・ハロゲンランプなどの柱状ランプが用い
られるか、あるいはシリンドリカルレンズを用い
てレーザビームを線状に変形する方法がとられて
いた。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかし、上記のようにして得られる線状光線は
光強度が弱いため、被検査物体表面上の微小な欠
陥は看過されてしまう可能性が大きかつた。ま
た、スポツト状の光線を得るための通常のランプ
光源と比較して光源装置が大型なものになり、取
扱いが不便であるという問題があつた。

この考案は上述の点に鑑みてなされたもので、
光強度の大きな線状光線を得ることができる小型
の線状光源装置を提供しようとするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

垂直及び水平方向に所定角度の広がりでレーザ
光を放射する複数の半導体レーザ装置を所定間隔
で並列に設け、シリンドリカルレンズ系を用い
て、各半導体レーザ装置の並列方向に関しては前
記レーザ光の広がりを保持するが、この並列方向
に垂直の方向に関しては前記レーザ光が平行ビー
ムとなるように前記各レーザ光を収束させる。ま
た、各半導体レーザ装置の配置間隔を調節するた
めの調節手段が設けられている。

〔作用〕

シリンドリカルレンズ系を通して平行ビーム化
された各レーザ光は、各レーザ装置の並列方向に
関しては夫々所定角度の広がりを持つものであ
る。従つて、レーザ光源から所定距離以上離れた
領域では隣接する各レーザ光が並列方向に重畳
し、この領域では全体として並列方向に線状に延
びた断面を持つレーザ光が形成される。この領域
において並列方向の光強度分布の包絡線が平坦に
なる位置を選び、該位置に被検査物体を配置する
ようにすれば、一様な光強度分布を持つ線状光ビ
ームを該被検査物体に照射することができる。こ
の場合、調節手段を用いて各レーザ装置の配置間
隔を調節することにより、それに応じて前記包絡
線の平坦になる位置を変化させることができる。

〔実施例〕

以下、添付図面を参照しながらこの考案の一実
施例を詳細に説明しよう。

半導体レーザユニツト７は、第１図Ａに示すよ
うに、移動部材２ａ〜２ｄに夫々支持されて等間
隔に並列に配置された複数の半導体レーザ装置１
ａ〜１ｄをケース６内に収納して成るものであ
り、同図ではケース６の上面が一部切欠いて示さ
れている。各レーザ装置１ａ〜１ｄは、所定角度
の広がり（例えば水平方向に±15°、垂直方向に
±30°）を持つレーザ光を放射するものである。

第１図Ｂに示すように、移動部材２ａ〜２ｄは
夫々下部に台形状の脚部２ａ１〜２ｄ１を具えて
おり、該脚部２ａ１〜２ｄ１は、ケース６の下部
内側でレーザ装置１ａ〜１ｄの並列方向に平行に
延びた逆Ｖ字溝状のガイドレール６ａに嵌合し、
スライド可能となつている。これにより、移動部
材２ａ〜２ｄを、ガイドレール６ａに沿つて横方
向に移動することが可能である。

また移動部材２ａ〜２ｄには、夫々ベアリング
３ａ〜３ｄを介して位置調節用ダイヤル４ａ〜４
ｄが回転可能に取付けられている。ケース６の上
部には前記レール６ａと平行な方向に細長の開口
６ｂが設けられており、該開口６ｂの側面には平
行雌ネジ５が設けられている。ダイヤル４ａ〜４
ｄには、夫々開口６ｂにおいて平行雌ネジ５とか
み合う雄ネジが設けられており、その頭部を回す
ことにより軸方向とは直角に平行移動させること
ができるようになつている。これに伴ない、ダイ
ヤル４ａ〜４ｄに結合した移動部材２ａ〜２ｄ
は、脚部２ａ１〜２ｄ１を介してガイドレール６
ａに沿つて横方向に平行移動し、同様にして移動
部材２ａ〜２ｄに支持されたレーザ装置１ａ〜１
ｄも同じ距離だけ平行移動する。なおケース６の
上部には、平行移動させる際の指標とするための
目盛りが開口６ｂに沿つて設けられている。

半導体レーザユニツト７からレーザ光が放射さ
れる方向には収束用シリンドリカルレンズ８が設
けられている。このシリンドリカルレンズ８は、
水平方向に関してはレーザ光の広がりを保持する
が、垂直方向に関してはレーザ光を第２図に示す
ように所定の焦点に収束させる役割を果たすもの
である。シリンドリカルレンズ８を通過したレー
ザ光の焦点線位置における垂直方向の光強度分布
を示すと第３図のようである。同図によれば、焦
点線位置を中心とするごとく狭い範囲でのみ光強
度が大きくなつており、その他の場所の光強度は
殆んどゼロに等しいことが明らかである。

収束用シリンドリカルレンズ８の焦点線位置に
は、細長のスリツト９が設けられている。スリツ
ト９は、レンズ８によつて垂直方向に収束された
レーザ光のうち垂直方向の光強度の大きな部分の
みを通過させる役割を果す。

スリツト９を通過したレーザ光は、収束用シリ
ンドリカルレンズ８の反対側に設けられた平行ビ
ーム用シリンドリカルレンズ１０に入射する。こ
のシリンドリカルレンズ１０は、水平方向に関し
てはレーザ光の広がりを保持するが、垂直方向に
関してはレーザ光を第２図に示すように平行ビー
ムに変換する役割を果す。なお、上記レーザユニ
ツト７、レンズ８、スリツト９及びレンズ１０は
第２図に示すように全て光源ケース１１に収納さ
れており、レンズ１０を通過したレーザビームは
該ケース１１に設けられた出射窓１１ａから外部
に向けて放射されるようになつている。

以上のようにして得られるレーザビームは、垂
直方向に関しては平行ビーム化して光強度が増大
している。また水平方向に関しては、レーザユニ
ツト７から所定距離以上離れた領域では、各レー
ザ装置１ａ〜１ｄからの各レーザ光が隣接するも
の同士で一部重畳され、全体として水平方向に線
状に延びた断面を持つレーザ光が得られる。

ここで、等間隔で配置された複数のレーザ装置
１ａ〜１ｃから放射されるレーザ光の水平方向の
光強度分布を示すと、第４図Ａ，Ｂのようであ
り、レーザ装置１ａ〜１ｃの間隔はＡとＢとで異
なつている。同図から明らかなように、隣接する
レーザ光同士が各々の水平方向の幅の半分の長さ
だけ重畳する箇所では水平方向の光強度分布の包
絡線がほぼ平坦になつている。また、このように
水平方向の光強度分布がほぼ平坦になる箇所は、
各レーザ装置１ａ〜１ｃ間の間隔に応じて異なつ
ている。第４図ＡではP₃、第４図ＢではP₂がこ
れに該当する。

そこでこの実施例に係る光源装置によつて得ら
れるレーザビームを被検査物体に照射して該物体
の表面の欠陥を検知する場合には、ダイヤル４ａ
〜４ｄを回して該ダイヤル４ａ〜４ｄを所定目盛
り分だけ平行移動させることにより、水平方向の
光強度分布の包絡線が平坦になる箇所と被検査物
体の位置が一致するように、各レーザ装置１ａ〜
１ｄ間の間隔を調節する。そうすれば該物体に
は、水平方向に線状の広がりを持ち、光強度が大
きくかつ平坦なレーザビームが照射されることに
なる。従つて、該物体上をこの線状レーザビーム
を用いて一次元的に走査することによつて、微小
な欠陥をも見逃すことなく精度の高い検査を行う
ことが可能となる。

またこの光源装置では光源として半導体レーザ
装置１ａ〜１ｄを用いているので、装置を小型化
することができる。従つて例えば光源ケース１１
を持運びができるように構成すれば、どのような
対象物に対しても通常のランプ光源と同様に簡易
に取付け、取外しを行うことが可能である。

なおこの実施例では、各レーザ装置１ａ〜１ｄ
間の間隔を変化させる手段としてダイヤル４ａ〜
４ｄ及び平行雌ネジ５等を用いているが、他の適
当な手段を用いるものであつてもよい。またレン
ズ１０によつて得られた平行ビームを更に収束レ
ンズを追加して絞り、光強度を増大させることも
できる。

〔考案の効果〕

以上のとおりこの考案に係る半導体線状光源装
置によれば、各半導体レーザ装置から放射される
レーザ光は、垂直方向に収束されて平行ビーム化
されるとともに、各レーザ装置の並列方向では隣
接するレーザ光と重畳されるので、比較的長い線
状の広がりを持つた光強度の大きなレーザビーム
が得られる。そして各レーザ装置間の間隔を等間
隔を保持しながら調節することにより、該レーザ
ビームの光強度が平坦となる箇所が被検査物体の
位置と一致するように調節することが可能になつ
ている。従つて、光強度が大きくかつ光強度分布
が平坦な線状に延びたレーザビームを被検査物体
に照射することができるので、該レーザビームを
一次元的に走査することにより、微小な欠陥をも
看過することなく高精度な検査を行うことが可能
になる。

またこの半導体線状光源装置によれば、半導体
レーザ装置を光源として用いているので、装置を
小型に構成することが可能である。

なおこの半導体線状光源装置が可搬式のケース
に収納されるものであるときには、一体化した小
型光源装置を形成することができるので、どのよ
うな対象物に対しても通常のランプ光源と同様に
簡易に取付け及び取外しを行うことが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａはこの考案に係る半導体線状光源装置
の一実施例を示す平面図、第１図Ｂは第１図Ａの
Ｂ−Ｂ線断面図、第２図は同実施例の側面図、第
３図は同実施例における半導体レーザ装置から放
射されるレーザ光の収束用シリンドリカルレンズ
の焦点線位置における垂直方向の光強度分布を示
す図、第４図Ａ及びＢは夫々異なる等間隔で配置
された複数の半導体レーザ装置から放射されるレ
ーザ光の水平方向の光強度分布を夫々示す図であ
る。 １ａ〜１ｄ……半導体レーザ装置、２ａ〜２ｄ
……移動部材、２ａ１〜２ｄ１……移動部材の脚
部、３ａ〜３ｄ……ベアリング、４ａ〜４ｄ……
位置調節用ダイヤル、５……平行雌ネジ、６……
ケース、６ａ……ガイドレール、６ｂ……開口、
７……半導体レーザユニツト、８……収束用シリ
ンドリカルレンズ、９……スリツト、１０……平
行ビーム用シリンドリカルレンズ、１１……光源
ケース、１１ａ……出射窓。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 所定間隔で並列に配され、各々が垂直及び水平
   方向に所定角度の広がりでレーザ光を放射する複
   数の半導体レーザ装置と、 前記各半導体レーザ装置の配置間隔を調節する
   ための調節手段と、 前記各半導体レーザ装置の並列方向に関しては
   前記レーザ光の広がりを保ち、この並列方向に垂
   直の方向に関しては前記レーザ光が平行ビームと
   なるように前記各レーザ光を収束させるシリンド
   リカルレンズ系と、 を具え、前記並列方向の広がりによつて、前記平
   行ビーム化された各レーザ光が一部重畳し、全体
   として前記並列方向に線状に延びた断面を持つレ
   ーザ光が得られるようにした半導体線状光源装
   置。