JP2000276902A - 照明具及びそれを用いた表面検査方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 対象物に付けられた判別が難しい傷等の有無
や、けがき等を容易に確認することができる照明具及び
それを用いた表面検査方法を提供することを目的とす
る。 【解決手段】 本表面検査方法に用いる照明具は、略環
状の発光部と、該発光部内に設けられる視認部と、該発
光部及び該視認部を所定位置に支持する支持部と、を備
える。このような照明具を用いに、光を発する区画発光
部をＡ、Ｂ、Ｃ等と様々に変化させ、対象物を照らす方
向を変えることで、傷等のみが輝点となる方向から区画
発光部による発光を行い、輝点としてこれらを容易に判
別することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、対象物に付けられ
た判別が難しい傷等の有無や、けがき等を容易に確認す
ることができる照明具及びそれを用いた表面検査方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】製品検査として傷等の有無を検査したり
することがある。また、作業する部位を特定するけがき
を確認することがある。これらの傷、及びけがき等は他
の通常部位との判別が難しいことが多く、検査や確認を
容易にするために凸レンズ等を用いた拡大鏡の周囲に、
蛍光燈等の照明を設けた照明付拡大鏡を用いることがあ
る。また、独立した拡大鏡と照明具を併用して用いるこ
ともある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、照明の位置に
よって、判別を行う部位がはっきりと照らされない場合
があり、対象物や照明、拡大鏡等を動かすことで調節を
行わなければならない場合があった。本発明は、このよ
うな問題点を解決するものであり、傷等の有無やけがき
等を容易に判別することができる照明具及びそれを用い
た表面検査方法を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の照明具
は、略環状の発光部と、該発光部内に設けられる視認部
と、該発光部及び該視認部を所定位置に支持する支持部
と、を備える照明具であって、該発光部は２以上に区画
され、且つ、該視認部の略光軸上に配置される対象物を
照らすように配設される区画発光部を具備することを特
徴とする。

【０００５】上記「発光部」は、上記「対象物」を様々
な方向から照らす部位である。また、上記「略環状」と
は、上記発光部が上記視認部の周囲に位置する形状であ
れば任意の形状とすることができ、例として円環形状、
六角環形状、及び八角環形状等を挙げることができる。
また、この環状は断続した発光部の要素が、環状に配置
したものも含めることができる。

【０００６】上記「視認部」は、発光部によって照らさ
れた対象物を視認する部分であり、空隙としたり、ガラ
ス、樹脂板等の透明板を配設することができる。更に、
凸レンズや、平面状凸レンズ等の、任意の拡大鏡を用い
ることができる。これらのうち、凸レンズ等の拡大鏡
が、対象物を拡大して詳細を視認できるため好ましい。
上記「略光軸上」は、対象物の視認対象部位を視認部か
ら視認できる位置を表わし、視認部に拡大鏡を用いた場
合は屈折面の曲率中心を重ねる直線、視認部が空隙等の
場合はその中心を通過する垂線、を中心として一定の幅
を持つ位置である。つまり、対象物が視認部の光軸上に
交差する位置に配置する場合の他に、対象物が視認部の
光軸上に交差しない場合であっても視認部から対象物を
視認することができる位置（例えば、図３に示すＬ−
Ｌ’の範囲）に配置されていれば略光軸上に配置されて
いるとする。

【０００７】上記「区画発光部」は、上記発光部におい
て他の部位と異なる発光状態（例えば、発光状態と消光
状態。）とすることができる一区画である。この区画発
光部に用いる発光素子は、任意に選択することができ、
例として白熱電球、発光ダイオード、蛍光管、高輝度放
電管（メタルハライドランプ、水銀ランプ、高圧ナトリ
ウムランプ等）、エレクトロルミネッセンス等を使用す
ることができる。これらのうち、高輝度で演色性が良い
メタルハライドランプが好ましい。また、光ファイバを
区画発光部に配設し、上記発光素子（区画発光部内に配
設してもよいし、区画発光部外に配設してもよい）の光
をこの光ファイバで導光して、区画発光部より発光させ
ることもできる。

【０００８】本照明具は、任意の順序及び速度で、任意
の区画発光部を発光させることができる。例えば、視認
部の周囲を回転するように順次発光（方向は特に問わな
い）するものとすることができる。また、順次発光とせ
ずに順序不定、即ち、１つとびや２つとび等と発光させ
て最終的には全ての区画発光部を発光させたり、特定の
区画発光部のみを発光させることができる。これらのう
ち、通常は順序発光とするのが好ましい。

【０００９】また、任意の区画発光部を発光させる方法
は任意に選択することができる。この例として、第５発
明に示すように発光素子の発光を制御による方法を挙げ
ることができる。この発光の制御方法としては、電子回
路やリレー等を用いて自動としたり、手動で変更するこ
と等を挙げることができる。更に、任意の区画発光部を
発光させる方法として、第６発明に示すように、発光素
子の他に、該発光素子の発光を制限する遮光板を設ける
ことを挙げることができる。この「遮光板」は全ての発
光状態の発光素子のうち、必要な部位以外を全て遮光す
るものであり、遮光部分を制御することで対象物を様々
な方向から照らす。

【００１０】更に、上記発光部の区画数は第１発明に示
すように、２以上とすることができるが、好ましくは３
〜６０（特に好ましくは４〜３０、更に好ましくは６〜
１５）程度に区画するのが好ましい。このような範囲と
することで十分に判別を行うことができるからである。

【００１１】また、発光させる区画発光部を切換える速
度は、判別対象の判別し易さ、及び観測の速度等によっ
て適宜設定することができる。例えば、拡大対象物の判
別のし易さを重視する場合は、切換え速度を０．５〜４
秒間隔（好ましくは、０．８〜２秒間隔）とすることを
挙げることができる。更に、観測速度を重視する場合、
１／１０〜１／１００秒間隔（好ましくは、１／２０〜
１／７０秒間隔）として、残像による判別を行うことを
挙げることができる。

【００１２】本照明具の区画発光部に用いる発光素子と
して光ファイバを使用する場合は、第２発明に示すよう
に、区画発光部に光ファイバを配列し、該光ファイバの
一端側は上記対象物に向けて配設され、該光ファイバの
他端側から導光される光を照射するように使用すること
ができる。

【００１３】この他端側から導光される光の光源として
は任意に選択することができ、白熱電球、発光ダイオー
ド、蛍光管、高輝度放電管、及びエレクトロルミネッセ
ンス等を例に挙げることができる。これらのうち、高輝
度で演色性が良い高輝度放電管である、メタルハライド
ランプが好ましい。また、上記光源は区画発光部内に配
設してもよいし、支持部等の別の部位に配設することも
できる。このうち、発光部を軽量として操作が容易とな
る点で、別部位に配設するのが好ましい。

【００１４】また、使用する光ファイバは第３発明に示
すように、光ファイバの一端側の先端はラッパ形状に形
成され、且つ、該先端を取り囲むように集光部が形成さ
れたものとすることができる。このような光ファイバ
は、集光部の形状を球面状としてレンズの機能を持たせ
たり、散光材を分散させたりすることで、集光又は散光
させ、対象物を鮮明に照らすことができる。

【００１５】更に、発光素子として光ファイバを使用す
る場合は、第４発明に示すように、光ファイバの上記他
端側又は上記一端側からの受光を制限する遮光板を設け
て、この遮光板を制御することで、任意の区画発光部を
発光させることができる。この遮光板は、光ファイバの
他端側に配置するのが、区画発光部を小型化できる点で
好ましい。

【００１６】各区画発光部の発光のさせ方は、任意の手
段を用いることができる。例えば、第５発明に示すよう
に上記区画発光部は略環状に配列し、個別に発光可能な
発光素子とすることができる。また、第６発明に示すよ
うに、記区画発光部は略環状に配設された発光素子と、
発光に制限し、上記発光部に沿って回転可能な遮光板と
を備えることができる。更に、発光部内で発光素子を任
意に移動させることによって、対象物を様々な方向から
照らすことができる。

【００１７】本第７発明の照明具を用いた表面検査方法
は、略環状の発光部と、該発光部内に設けられる視認部
と、該発光部及び該視認部を所定位置に支持する支持部
と、を備える上記各発明のいずれか記載の照明具を用い
た表面検査方法であって、該視認部の略光軸上に対象物
を配置し、その後、順次又は順序不定に該区画発光部を
発光させることを特徴とする。

【００１８】上記「順次又は順序不定」は、任意の順序
で、任意の区画発光部を発光させることを表わす。即
ち、上記「順次」とは、視認部の周囲を回転するように
順次発光（方向は特に問わない）等を意味する。また、
上記「順序不定」とは、順次発光とせずに、１つとびや
２つとび等と発光させて最終的には全ての区画発光部を
発光させたり、更には特定の区画発光部のみを発光させ
ること等を広く意味する。これらのうち、通常は順序発
光とするのが好ましい。

【００１９】本表面検査方法は図７に示すように、特定
の方向から発せられた光が傷Ｐによって反射することで
視認できることを利用している。例えば、図８に示すよ
うに、ある方向の区画発光部Ｂから光が発せられた場
合、正常な部位によって反射した光は視認できるが、傷
Ｐによって反射された光が視認できないため、傷Ｐを視
認することができない。また、正常な部位、及び傷Ｐに
よって反射された光が同時に視認できる場合は、正常な
部位によって反射された光によって、傷Ｐによって反射
された光がまぎれてしまうため、視認することが困難で
ある。更に、図９に示すように、別方向の区画発光部Ｃ
から発せられた場合、正常な部位及び傷Ｐによって反射
された光のいずれも視認できない。

【００２０】しかし、図７に示すように、ある方向の区
画発光部Ａから光を発した場合、傷Ｐによる反射光のみ
を視認することができ、正常な部位による反射光は視認
されないため、傷Ｐを鮮明な輝点として視認することが
できる。即ち、視認部の周囲に、様々な方向から対象物
を照らす区画発光部を配置した場合、ある方向に配置さ
れた区画発光部によって図７に示すような傷Ｐを輝点と
して視認することができる。

【００２１】このように、本表面検査方法は光を発する
区画発光部をＡ、Ｂ、Ｃ等と様々に変化させ、対象物を
照らす方向を変えることができる照明具を用いることに
よって、傷等のみが輝点となる方向から区画発光部によ
る発光を行い、輝点としてこれらを容易に判別する方法
である。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、図１〜６を用いて本発明の
照明具とそれを用いた表面検査方法の実施の形態を説明
する。本照明具は図１に示すように、発光部１、視認部
２及び支持部３を備える。

【００２３】発光部１は図１、２及び３に示すように、
外径；約２８０ｍｍ、内径；約２００ｍｍの略円形状で
あり、図２に示すように、８区画に区画された区画発光
部１１（１１Ａ〜１１Ｈ）を備える。また、各区画発光
部１１には光ファイバ４が５本ずつ配設されている。こ
の光ファイバは発光部１の内周側に２本、外周側に３本
配設されており、図３に示すように、内周側と外周側と
で異なる角度となるように配設されている。このように
角度を変えて配設するのは、視認部２と対象物６との距
離が多少変化しても（約１００〜２００ｍｍ）、対象物
６及び６’が十分に照らされるようにするためである。

【００２４】光ファイバ４は直径約１．５ｍｍの合成樹
脂製であり、図６及び図３に示すように区画発光部１１
側である一端側には、端面が球面状となった円柱形状の
合成樹脂製集光部４２が設けられており、図４に示す支
持部３内に設けられている他端側４３から導かれる光
を、視認部２の視野全体を照らすように集光（または散
光）させている。

【００２５】また、光ファイバ４の他端側４３は図４に
示すように、支持部３の基台３１内に設けられたメタル
ハライドランプ５１に向けられており、ランプ５１から
発せられる光を光ファイバ本体４１を経由して集光部４
２に導く（図６参照）。更に、光ファイバ４の他端側４
３とランプ５１との間には、図４に示すように、電子回
路によって一定間隔で動作するステッピングモータ５３
によって回転する遮光板５２が設けられている。この遮
光板５２は図５に示すようにスリット５２１が設けられ
ており、各区画発光部１１Ａ〜Ｈのうちの一区画のみが
発光するように、各光ファイバ４の他端側４３の受光を
制限する。

【００２６】視認部２は直径が約２００ｍｍでガラス又
は合成樹脂製の凸レンズであり、発光部１の内周側に設
けられている。また、支持部３は基台３１とパイプ３２
とからなり、基台３１内にはランプ５１や遮光板５２等
が納められ、自在に位置を固定することができるパイプ
３２は、その内部に光ファイバ４を納めている。

【００２７】このような照明具は図３に示すように、視
認部２の下方に対象物６を配置することで、ランプ５１
で発せられた光が光ファイバ４を経由して区画発光部１
１Ａ〜１１Ｈから発せられ、対象物６を照らす。また、
区画発光部１１Ａ〜１１Ｈは、遮光板５２によりいずれ
か１区画に制限され、且つ、モータ５３によって一定間
隔で遮光板５２が回転するため、スリット５２１と重な
った区画発光部１１が発光する。この順番はＡ、Ｂ、
Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ａ…の順である。尚、この順
番はモータ５３の制御を変えることで、逆転にすること
ができるし、２つとび等とすることもできる。更には、
Ａ、Ｅ、Ｂ、Ｆ、Ｃ、Ｇ、Ｄ、Ｈ、Ａ…等とすることも
できる。

【００２８】上記のように照明具を表面検査に用いるこ
とで、異なる方向より対象物６を照らし、図７に示すよ
うな傷Ｐのみが輝点として視認部２から視認できる状態
が生ずる。このため、略同色で判別が難しい傷やけがき
等を容易に発見することができる。また、本照明具は支
持部３の基台３１にランプ５１を設け、その光を光ファ
イバ４によって発光部１に導く構造とすることで、発光
部１を軽量にすることができる。また、発光部１での発
熱がなく、視認する像の揺らぎや、作業者や対象物６へ
の影響等を防ぐことができる。

【００２９】尚、対象物６を視認部２下方に配置する位
置は、図９に示すように、いずれの区画発光部１１によ
る発光においても、正常部位からの反射光が視認できな
いようにするのが好ましい。このようにすることで、傷
Ｐ等による輝点を視認し易くなるし、作業者の目の負担
を軽減することができるからである。

【００３０】また、本実施例の照明具を用いてアルミニ
ウム板の表面検査試験を行った。この表面検査試験は、
対象物６である平滑なアルミニウム平板にけがき針によ
って長さ約１ｃｍ、深さ約０．３ｍｍの直線状傷を設
け、その表面を本照明具を用いて観察した。次の表１
に、その結果を示す。

【００３１】表１ ――――――――――――――――――――――― 方向 Ａ Ｂ Ｃ Ｄ Ｅ Ｆ Ｇ Ｈ ――――――――――――――――――――――― 識別性 × × △ ○ △ × × × ――――――――――――――――――――――― ×：識別困難 △：僅かに輝点が見分けられる ○：容易に輝点が見分けられる

【００３２】表１に示すように、Ａ〜Ｈの８列のうちＣ
〜Ｅの３列（好ましくはＤ列）で、直線状傷を輝点とし
て容易に判別することができた。

【００３３】尚、本発明においては、上記実施例に限ら
ず、目的、用途に応じて本発明の範囲内で種々変更した
実施例とすることができる。即ち、実施例に示す照明具
は、傷やけがき等の形状の視認ばかりではなく、変色等
の検査にも使用することができる。また、表面検査の用
途ばかりではなく、閲覧、加工、取付等の作業用途にも
使用することができる。これらの用途であっても、任意
の方向から対象物を照らすことができるので、不要な照
り返しを避けたり、影を生じにくく、視認が容易とな
る。

【００３４】また、実施例に示す光ファイバ以外でも発
光部に発光ダイオードや白熱電球等の発光素子を配列
し、これら発光素子の点滅を半導体やリレー等で制御し
て区画発光部とした照明具とすることができる。このよ
うな照明具においても、実施例に示した照明具と同様の
効果を得ることができるし、発光部内のみで区画発光部
を構成することが容易となる。

【００３５】更に、丸型蛍光管等の発光素子を発光部に
配設し、これらから発せられる光を遮光板にて制限する
ことで区画発光部とした照明具とすることができる。こ
れらの照明具においても、実施例に示した照明具と同様
の効果を得ることができるし、発光部の構造を簡素なも
のとし、容易に製造することができる。また、発光素子
自体を発光部内を周回させるようにした照明具とするこ
ともできる。このような照明具においても、実施例に示
した照明具と同様の効果を得ることができる。また、上
記区画発光部にカラーフィルタ等を設け、対象物を照ら
す光を適宜調節することができる。

【００３６】

【発明の効果】本第１発明の照明具によれば、対象物を
様々な方向から照らす区画発光部を具備することで、傷
等の有無や、けがき等を容易に視認することができる。
また、本第２発明の照明具とすることで発光部を軽量に
することで操作が容易となり、発熱を抑えることで熱に
よる像の揺らぎ等を防ぐことができる。更に、第３発明
の照明具とすることで十分な明るさを得ることができ
る。また、第４発明の照明具とすることで発光部の構造
を簡素なものとすることができる。

【００３７】更に、本第５発明の照明具は発光部内各発
光素子を個別に発光させることで、発光部内のみで区画
発光部を構成することが容易となる。また、本第６発明
の照明具は、簡素で製造が容易な照明具とすることがで
きる。本第７発明の照明具を用いた表面検査方法によれ
ば、本第１〜６発明の照明具を用いることで、傷等の形
状や、けがき等を容易に確認することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本照明具の説明斜視図である。

【図２】発光部、区画発光部及び視認部の構造を説明す
るための底面図である。

【図３】発光部、区画発光部及び視認部の構造を説明す
るための断面図である。

【図４】本支持部の基台内を説明するための模式断面図
である。

【図５】遮光板及び光ファイバの他端部の配置を説明す
るための模式図である。

【図６】光ファイバとその集光部の構造を説明するため
の側面図である。

【図７】本照明具及びそれを用いた表面検査方法の効果
を説明するための模式図である。

【図８】本照明具及びそれを用いた表面検査方法の効果
を説明するための模式図である。

【図９】本照明具及びそれを用いた表面検査方法の効果
を説明するための模式図である。

【符号の説明】

１；発光部、１１、１１Ａ〜１１Ｈ；区画発光部、２；
視認部、３；支持部、３１；基台、３２；パイプ、４、
４Ａ〜４Ｈ；光ファイバ、４１；光ファイバ本体、４
２；集光部、４３；他端部、５１；ランプ、５２；遮光
板、５２１；スリット、５３；モータ、６；対象物。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 略環状の発光部と、該発光部内に設けら
   れる視認部と、該発光部及び該視認部を所定位置に支持
   する支持部と、を備える照明具であって、 該発光部は２以上に区画され、且つ、該視認部の略光軸
   上に配置される対象物を照らすように配設される区画発
   光部を具備することを特徴とする照明具。
2. 【請求項２】 上記区画発光部は光ファイバを配列して
   なり、該光ファイバの一端側は上記対象物に向けて配設
   され、該光ファイバの他端側から導光される光を照射す
   る請求項１記載の照明具。
3. 【請求項３】 上記光ファイバの上記一端側の先端はラ
   ッパ形状に形成され、且つ、該先端を取り囲むように集
   光部が形成されている請求項２記載の照明具。
4. 【請求項４】 上記光ファイバの上記他端側又は上記一
   端側には、該他端側からの受光を制限する遮光板が設け
   られている請求項２又は３記載の照明具。
5. 【請求項５】 上記区画発光部は発光を制御された発光
   素子である請求項１記載の照明具。
6. 【請求項６】 上記区画発光部は発光素子と、該発光素
   子の発光を制限する遮光板とを備える請求項１又は５記
   載の照明具。
7. 【請求項７】 請求項１乃至６のいずれか一項に記載の
   照明具を用いた表面検査方法であって、 該視認部の略光軸上に対象物を配置し、その後、順次又
   は順序不定に該区画発光部を発光させることを特徴とす
   る照明具を用いた表面検査方法。