CN107923854A - 光照射装置 - Google Patents

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八木一乃大
宫武笃史
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Abstract

一种光照射装置(100)，为了能够不使照射到工件(W)的光量降低地从多个方向拍摄工件(W)表面，具有与工件(W)对置的发光面(11)，且形成有使由所述工件(W)反射的光从发光面侧向该发光面侧的相反侧通过的狭缝(S)，其中，狭缝(S)形成为宽度从发光面(11)侧向该发光面(11)的相反侧缓缓变宽的锥形状。

Description

光照射装置
技术领域
本发明例如涉及一种用于将光照射到产品等工件来进行有无损伤、标记读取等检查的光照射装置。
背景技术
作为这种光照射装置，如专利文献1所示，存在构成为配置于工件与拍摄工件的摄像装置之间而从与工件对置的发光面射出光的光照射装置。
更具体来说，该光照射装置构成为具备具有所述发光面的发光板，在该发光板形成多个狭缝，从而所述摄像装置能够经由这些狭缝从不同的方向拍摄工件表面。
然而，在所述结构中，由于在发光板形成有多个狭缝，所以，与形成有单个狭缝的结构相比，发光面的面积变小，产生导致照射到工件的光的光量降低、检查精度、检查速度降低这样的问题。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2011－69651号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
在此，本发明是为了解决所述问题点而完成的，其主要技术问题在于，提供一种能够不使照射到工件的光量降低而从多个方向拍摄工件表面的光照射装置。
解决技术问题的技术手段
即，本发明涉及一种光照射装置，其具备与工件对置的发光面，且在所述光照射装置上形成有使由所述工件反射的光从发光面侧向该发光面侧的相反侧通过的狭缝，所述光照射装置的特征在于，所述狭缝是宽度从发光面侧向该发光面侧的相反侧缓缓变宽的形状。
根据这样的光照射装置，使由工件反射的光从发光面侧向该发光面侧的相反侧通过的狭缝是宽度从发光面侧向该发光面侧的相反侧缓缓变宽的形状，所以，能够尽可能地抑制由于形成狭缝而导致的发光面的减少，能够不使照射到工件的光量降低地与狭缝的扩展相应地变更拍摄工件表面的方向。
由此，能够根据例如工件表面的粗糙状态、损伤的种类等，使摄像装置与工件正对而去除由工件表面反射的光的正反射分量地进行拍摄，或者使摄像装置倾斜而利用所述正反射分量来进行拍摄。
此外，作为狭缝的形状，只要是发光面侧的开口宽度与该发光面侧的相反面侧的开口宽度相比缓缓变窄的形状，则可以任意形状，作为其一个例子，可列举向与发光面侧相反的一侧展开的锥形形状。
作为发光面的具体的实施方式，可列举平面，如果是平面，则能够使发光面与工件接近，能够提升照射到工件的光的照度。
为了使照射到发光面的光的光量增加，优选还具备相对于所述发光面设置在与所述工件相反的一侧的多个LED光源。
作为用于形成上述狭缝的具体的实施方式，可列举如下结构，该结构还具备：形成有所述发光面的发光板；以及一对外壳，所述一对外壳具有由所述发光板堵塞的开口，收容与该开口对置地设置的多个LED光源，并且相互对置地设置，通过所述一对外壳的相互对置的对置面而形成所述狭缝。
另外，为了从发光面射出均匀的光，优选如下结构。
在该结构中，所述开口形成为大致矩形形状，在形成所述开口的所述外壳的侧壁中的狭缝侧的侧壁以及反狭缝侧的侧壁的内表面，设置有使所述LED光源的光向所述开口反射的反射构件，狭缝侧的所述反射构件与反狭缝侧的所述反射构件相比反射面的面积较大。
在该结构中，所述多个LED光源将狭缝夹在中间地设置于其两侧，并且，在狭缝侧比在反狭缝侧更密集地配置。
在该结构中，还具备LED基板，所述LED基板将狭缝夹在中间而在其两侧与所述发光板对置地设置，并且搭载有所述多个LED光源，所述LED基板以狭缝侧比反狭缝侧更远离所述发光板的方式倾斜地配置。
如果是这些结构，则来自LED光源的光在从发光板的狭缝侧跨及至反狭缝侧的整个范围都均匀到达，所以，能够防止例如发光面处的狭缝侧的一部分与其他部分相比变暗的情况。
另外，优选与所述发光板对置的所述外壳的底壁以狭缝侧比反狭缝侧更远离所述发光板的方式倾斜，将所述LED基板设置于所述底壁的内表面，并且将散热构件设置于所述底壁的外表面。
如果是这样的结构，则由于使底壁以狭缝侧比反狭缝侧更远离所述发光板的方式倾斜，所以，能够将散热构件配置成不与狭缝重叠，从而能够防止散热构件成为光的障碍。
为了能够变更可拍摄区域，优选还具备将所述一对外壳连结的连结构件，所述连结构件具有变更所述一对外壳的间隔距离而变更所述狭缝的宽度的狭缝宽度变更机构。
发明效果
根据这样构成的本发明，能够不使照射到工件的光量降低而从多个方向拍摄工件表面。
附图说明
图1是示出本实施方式的光照射装置的结构的侧视图。
图2是示出该实施方式的光照射装置的结构的立体图。
图3是示出该实施方式的光照射装置的结构的剖视图。
图4是示出该实施方式的狭缝宽度变更机构的结构的示意图。
图5是示出其他实施方式中的光照射装置的结构的概略图。
图6是示出其他实施方式中的光照射装置的结构的概略图。
图7是示出其他实施方式中的狭缝的形状的示意图。
图8是示出其他实施方式中的发光板的结构的剖视图。
具体实施方式
下面，参照附图，说明本发明的光照射装置的一个实施方式。
如图1所示，本实施方式的光照射装置100将光照射到工件W(检查物)，例如用于产品检查系统X等，该产品检查系统X通过被称为线传感器摄像机的摄像装置C拍摄所述工件W的规定区域，通过图像处理装置(未图示)获取所得到的图像数据，进行有无损伤等的表面检查。
此外，本实施方式中的工件W例如是向规定方向以恒定速度流过的纸、膜等连续物、放置于输送机而连续输送的切膜、雕玻璃等单个产品。
该光照射装置100配置于工件W与摄像装置C之间，具体来说，如图1～图3所示，具备：具有与工件W对置的发光面11的发光板10、具有由发光板10堵塞的开口21的外壳20以及收容于外壳20内的光源单元30。
如图1～图3所示，发光板10被来自后述的光源单元30的光照射到背面12(与发光面11相反的一侧的面)，并且从发光面11向工件W射出光。
本实施方式的发光板10是具有透光性的例如矩形平板状的扩散板，所述发光面11是平面，由一对发光板元件14构成。
特别是如图3所示，所述各发光板元件14按同一平面状相互间隔开地配置，在它们之间形成由工件W反射的光的一部分从发光面11侧向该发光面11的相反侧通过的空间，在这里是相互相同的形状。在本实施方式中，各发光板元件14的一侧面141以使发光面11的面积比背面12的面积大的方式倾斜，将各发光板元件14配置成它们的一侧面141相互对置。
如图1～图3所示，外壳20具有被所述发光板10堵塞的开口21，配置成使所述发光板10与工件W对置。在本实施方式中，形成为长条状的一对外壳20相互间隔开地并排设置，将一个发光板元件14设置于一个外壳20的开口21，将另一个发光板元件14设置于另一个外壳20的开口21。
此外，在各发光板元件14的发光面11处的外周部，设置有将该各发光板元件14固定于外壳20的板料M1。
通过所述结构，在所述一对外壳20之间，形成有由工件W反射的光从发光面11侧向该发光面11的相反侧通过的狭缝S，经由该狭缝S，所述摄像装置C能够拍摄工件W的规定区域。
更具体来说，各外壳20具有在长边方向上延伸的大致矩形形状的底壁22、设置于底壁22的长边方向两边的侧壁(以下，也称为短侧壁23)以及设置于底壁22的宽度方向两边的侧壁(以下，也称为长侧壁24)，通过这些各侧壁23、24，与所述底壁22对置地形成大致矩形形状的开口21。
所述底壁22在其内表面设置有后述的光源单元30，并且，在外表面例如使用螺钉等而安装有散热器等散热构件50，在本实施方式中，底壁22以狭缝S侧比反狭缝侧更远离发光板元件14的方式倾斜。
所述短侧壁23中的、设置于一个外壳20的长边方向的一端侧的短侧壁23以及设置于另一个外壳20的长边方向的一端侧的短侧壁23被共同的连结构件40固定而连结。另外，设置于一个外壳20的长边方向的另一端侧的短侧壁23以及设置于另一个外壳20的长边方向的另一端侧的短侧壁23被共同的连结构件40固定而连结。
所述连结构件40例如形成为平板状，具有在厚度方向上贯通而形成的多个贯通孔41，通过插通于这些贯通孔41的螺栓等紧固件B而固定有所述短侧壁23。
特别是如图3所示，所述长侧壁24中的狭缝S侧的长侧壁24(以下，也称为狭缝侧侧壁24a)相互对置，并且在它们之间形成宽度从发光面11侧向该发光面11的相反侧缓缓变宽的锥形状的狭缝S。
更详细来说，所述各狭缝侧侧壁24a以间隔距离从工件W侧向摄像装置C侧缓缓变长的方式倾斜，由此，一对外壳20的对置面25从发光面11侧向该发光面11的相反侧展开。
在这里，所述对置面25的扩展角度设定为与上述一对发光板元件14的一侧面141的扩展角度大致相等，能够在该扩展角度的范围内变更摄像装置C的摄像方向。
具体来说，本实施方式的所述狭缝侧侧壁24a由反射构件241(以下，也称为第1反射板241)以及将所述第1反射板241固定于外壳20的板料M2构成，所述板料M2被螺纹紧固于底壁22。
所述长侧壁24中的、所述狭缝侧侧壁24a的相反侧的长侧壁24(以下，也称为反狭缝侧侧壁24b)与所述狭缝侧侧壁24a平行地设置，在其内表面设置有反射构件242(以下，也称为第2反射板242)。所述第2反射板242设置成覆盖所述反狭缝侧侧壁24b的内表面的一部分，面积比所述第1反射板241小。
光源单元30将光照射到发光板10的背面12，如图3所示，光源单元30分别收容于上述各外壳20内，并且相对于所述发光面11设置于工件W的相反侧。
此外，各光源单元30根据从未图示的控制部发送的ON/OFF信号、光量信号等控制信号而被进行调光控制，在这里，构成为能够分别独立地控制。
具体来说，各光源单元30具有与发光板元件14对置地设置的LED基板31以及搭载于LED基板31的多个LED光源32。
所述LED基板31例如螺纹紧固于所述底壁22，由此，与底壁22同样地，以狭缝S侧比反狭缝侧更远离发光板元件14的方式倾斜。
所述LED光源32沿着所述LED基板31的长边方向以及宽度方向铺设有多个，在这里，在狭缝S侧比在反狭缝侧更密集地配置。
此外，作为用于密集配置的具体的实施方式，例如可列举使沿着所述宽度方向设置的各LED光源32的间隔距离在狭缝S侧比在反狭缝侧更短的方式、使等间隔地排列的多个LED光源32整体上靠近LED基板31的狭缝S侧的方式等。
本实施方式的光照射装置100还具备变更上述狭缝S的宽度尺寸的狭缝宽度变更机构60。
具体来说，该狭缝宽度变更机构60由形成于上述短侧壁23或者连结构件40中的一方的沿着所述狭缝S的宽度方向延伸的滑动槽61以及固定于所述短侧壁23或者连结构件40中的另一方并在所述滑动槽61内进行滑动移动的滑动体62构成。
在本实施方式中，所述滑动槽61是形成于所述连结构件40的贯通孔41，所述滑动体62是螺栓等紧固件B，如图4所示，通过使所述紧固件B沿着贯通孔41进行滑动移动，能够使狭缝宽度在规定范围内变更。
根据这样构成的本实施方式的光照射装置100，使由工件W反射的光从发光面11侧向该发光面11的相反侧通过的狭缝S形成为宽度从发光面11侧向该发光面11的相反侧缓缓变宽的锥形状，所以，能够尽可能地抑制由于形成狭缝S而导致的发光面11的减少，能够不使照射到工件W的光量降低地、与狭缝S的扩展相应地变更对工件W表面进行拍摄的方向。
由此，能够例如根据工件W表面的粗糙状态、损伤的种类等，使摄像装置C与工件W正对，从而去除在工件W表面反射的光中的正反射分量而进行拍摄，或者使摄像装置C倾斜，从而利用所述正反射分量来进行拍摄。此外，当在工件W表面有光泽的情况下，如果使摄像装置C与工件W正对，则会拍入摄像装置C自身，所以，优选使摄像装置C倾斜而拍摄工件W表面。
另外，由于发光面11是平面，所以，能够使发光面11与工件W接近，能够将高的照度的光照射到工件W。
进一步地，LED基板31以狭缝S侧比反狭缝侧更远离发光板元件14的方式倾斜，搭载于该LED基板31的多个LED光源32在狭缝S侧比在反狭缝侧更密集地配置，所以，来自LED光源32的光在从发光板10的狭缝S侧跨及至反狭缝侧的整个范围都均匀到达。由此，能够防止例如发光面11的狭缝S侧的一部分与其他部分相比变暗等，能够从发光面11射出均匀的光。
上述作用效果是在第1反射板241大于第2反射板242的情况下也能够实现的作用效果。
此外，由于底壁22以狭缝S侧比反狭缝侧更远离发光板元件14的方式倾斜，所以，能够将设置于该底壁22的外表面的散热构件50配置成不重叠于狭缝S，于是通过狭缝S的光不会被散热构件50遮挡。由此，能够防止散热构件50阻碍工件W的摄像。
进一步地，此外，由于一对发光板元件14是相互相同的形状，所以能够使制造成本降低。
此外，由于能够通过狭缝宽度变更机构60变更狭缝宽度，所以能够变更工件W表面处的可拍摄区域，能够与各种损伤、缺陷对应地进行检查。
此外，本发明不限于所述实施方式。
例如，在所述实施方式中，发光板10形成为平板状，其发光面11是平面，但如图5所示，发光板10也可以形成为例如半圆筒形状，发光面11也可以是从狭缝S的延伸方向看、向与工件W相反的方向弯曲的曲面。
另外，所述实施方式的狭缝S由一对外壳20的对置面25形成，但也可以如图6所示，狭缝S在1张发光板10的中央部在厚度方向上贯通而形成。
进一步地，如图6所示，发光板10也可以形成为例如俯视时的大致正方形形状，在内部具有多个LED光源32。如果是这样的结构，则能够省去所述实施方式中的外壳20，能够使装置整体在厚度方向上进一步紧凑化。
此外，发光板10的形状也可以是例如俯视时的大致长方形形状、俯视时的圆盘形状等，进行各种变更。
此外，狭缝S也可以是如图7的上部所示的从狭缝S的延伸方向看左右非对称的形状、如图7的下部所示的从发光面11侧向该发光面11的相反侧一边弯曲一边宽度缓缓变宽的形状，虽然未图示，但也可以是从狭缝S的延伸方向看呈阶梯状的形状。
进一步地，此外，如图8所示，构成发光板10的各发光板元件14也可以在一侧面141形成有台阶部15。
如果是这样的结构，则能够将第1反射板241经由例如双面胶等粘接构件推压并固定到所述台阶部15，能够容易地进行第1反射板241的安装。
此外，在图8所示的结构中，板料M2的发光面侧端部P与第1反射板241的发光面侧端部Q相比更远离发光面11，第1反射板241的发光面侧端部Q露出。
此外，所述实施方式的发光板元件14是一侧面141倾斜的结构，但特别是在发光板元件14的厚度尺寸较小等情况下，发光板元件14的一侧面141不一定需要倾斜。
另外，本发明不限于所述实施方式，在不脱离其主旨的范围内能够进行各种变形。
产业上的可利用性
根据这样构成的本发明，能够不使照射到工件的光量降低地从多个方向拍摄工件表面。
符号说明
100···光照射装置
S···狭缝
10···发光板
11···发光面
14···发光板元件
20···外壳
21···开口
25···对置面
32···LED光源
C···摄像装置
W···工件。

Claims (9)

1.一种光照射装置，其具备与工件对置的发光面，且在所述光照射装置上形成有使由所述工件反射的光从发光面侧向该发光面侧的相反侧通过的狭缝，所述光照射装置的特征在于，
所述狭缝是宽度从发光面侧向该发光面侧的相反侧缓缓变宽的形状。
2.根据权利要求1所述的光照射装置，其特征在于，
所述发光面是平面。
3.根据权利要求2所述的光照射装置，其特征在于，
还具备相对于所述发光面设置在与所述工件相反的一侧的多个LED光源。
4.根据权利要求2所述的光照射装置，其特征在于，还具备：
形成有所述发光面的发光板；以及
一对外壳，所述一对外壳具有由所述发光板堵塞的开口，收容与该开口对置地设置的多个LED光源，并且相互对置地设置，
通过所述一对外壳的相互对置的对置面而形成所述狭缝。
5.根据权利要求4所述的光照射装置，其特征在于，
所述开口形成为大致矩形形状，
在形成所述开口的所述外壳的侧壁中的狭缝侧的侧壁以及反狭缝侧的侧壁的内表面，设置有使所述LED光源的光向所述开口反射的反射构件，
狭缝侧的所述反射构件与反狭缝侧的所述反射构件相比反射面的面积较大。
6.根据权利要求3所述的光照射装置，其特征在于，
所述多个LED光源将所述狭缝夹在中间地设置于其两侧，并且，在狭缝侧比在反狭缝侧更密集地配置。
7.根据权利要求4所述的光照射装置，其特征在于，
还具备LED基板，所述LED基板将所述狭缝夹在中间而在其两侧与所述发光板对置地设置，并且搭载有所述多个LED光源，
所述LED基板以狭缝侧比反狭缝侧更远离所述发光板的方式倾斜地配置。
8.根据权利要求7所述的光照射装置，其特征在于，
与所述发光板对置的所述外壳的底壁以狭缝侧比反狭缝侧更远离所述发光板的方式倾斜，
将所述LED基板设置于所述底壁的内表面，并且将散热构件设置于所述底壁的外表面。
9.根据权利要求4所述的光照射装置，其特征在于，
还具备将所述一对外壳连结的连结构件，
所述连结构件具有变更所述一对外壳的间隔距离而变更所述狭缝的宽度的狭缝宽度变更机构。
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