JP2000292124A - 照明装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ベッドＢ上の被測定物Ｗに測定用の光を照射す
る際、照射角度が連続して変化できないと被測定物Ｗ上
に陰ができ撮像カメラ１１で撮像できない箇所が生じ、
測定できない場合があった。 【解決手段】投光窓３１から光を射出する投光部３を上
下動自在に設け、投光窓３１の前方に、射出された光の
進路を曲げて被測定物Ｗに照射させるシリンドリカルレ
ンズ２１を配設した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば水平テーブ
ル上に載置された被測定物を上方から撮像して測定する
光学式測定装置に用いられ、被測定物に光ファイバから
の光を複数の照射角度で照射させる照明装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の照明装置として、被測定
物を四方から覆う固定式の支持部材を設け、例えば３０
°、４５°、６０°の照射角度で光が射出されるように
光ファイバを該支持部材に３段に取り付けたものが知ら
れている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の照明装置で
は被測定物に対する照射光の照射角度が予め定められて
おり、その定められた照射角度でしか被測定物に光を照
射できない。そのため、例えば被測定物が複雑な形状を
している場合などは、予め設定された照射角度のうちの
いずれの照射角度で光を被測定物に照射しても被測定物
に光が照射されない部分が生じるおそれがある。このよ
うに光が照射されない部分が生じると測定不能となり、
あるいは暗くなるので視認しづらくなりその結果位置誤
差を生じる。

【０００４】そこで本発明は、上記の問題点に鑑み、被
測定物に対する光の照射角度を連続して変更し、照射で
きない部分が生じない照明装置を提供することを課題と
する。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、光ファイバから射出される光を水平テーブ
ル上に載置された被測定物に対して複数の照射角度で照
射する照明装置において、水平テーブルに対して昇降自
在に設けた支持部材に光ファイバを支持させると共に、
該光ファイバから射出される光の進路を支持部材の昇降
に伴って連続して変更し、光ファイバから射出された光
を被測定物に常に照射させる光路変更手段を設けたこと
を特徴とする。

【０００６】支持部材を昇降させることにより被測定物
と光ファイバとの成す角度は連続して変化する。但し、
光ファイバを昇降させただけでは照射位置も連続して変
化するので光路変更手段により光を被測定物に常に照射
させるようにすれば被測定物に対する照射角度は光ファ
イバの昇降に伴って連続して変化することになる。

【０００７】尚、光ファイバの昇降に伴って光ファイバ
からの射出方向を常に被測定物に向くように回動させれ
ばよいが、昇降する支持部材に更に光ファイバを回動さ
せる回動機構を搭載させなければならず、機構が複雑に
なる。そこで、上記変更手段を、上記光ファイバと被測
定物との間に配置されたレンズと、支持部材の昇降に連
動して該レンズを支持部材に対して相対的に上下方向に
変位させる変位機構とから成るようにすれば、支持部材
とは別個に、支持部材を昇降させる機構と同様の機構を
用いてレンズを昇降させるだけで光を常に被測定物に照
射させることができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１を参照して、１は水平なベッ
ドＢに対して上方に所定間隔を存したまま紙面に対し直
角方向に移動自在なテーブルであり、該テーブル１に撮
像カメラ１１と、パルスモータ２３と、エンコーダ３３
と、タイミングベルト４と、ボールねじ２２、３２とが
取り付けられている。撮像カメラ１１は、パルスモータ
２３及びエンコーダ３３及びタイミングベルト４及びボ
ールねじ２２、３２と一体となって、テーブル１に対し
て図において左右方向に移動自在になっている。ベッド
Ｂ上には被測定物Ｗが載置されており、テーブル１の位
置及びテーブル１に対する撮像カメラ１１の位置を制御
して撮像カメラ１１を被測定物Ｗの上方に位置させ、被
測定物Ｗの測定を行う。該テーブル１には撮像カメラ１
１の視野を遮らないように中央部分が開放された環状の
リング板２が設けられている。該リング板２の下面には
等間隔を存して４個のシリンドリカルレンズ２１が取り
付けられている。各シリンドリカルレンズ２１の光軸は
ベッドＢに対して約４０度の角度で交わるように傾いて
保持されている。尚、該角度は約４０度に限定されるも
のではなく、必要に応じてシリンドリカルレンズ２１の
傾きを変更して任意の角度に設定し直してもよい。該リ
ング板２はボールねじ２２を介してテーブル１に連結さ
れており、セルフロック機構を備えたパルスモータ２３
が作動するとボールねじ２２が回転してリング板２は上
下動し、任意の高さで停止させることができるように構
成されている。一方、同じく撮像カメラ１１の視野を遮
らないように中央部分が開放され該開口部分の周囲に等
間隔を存して下方に延びる４本の脚状部を備えた投光部
３が設けられている。各脚状部の下端には投光窓３１が
設けられており、各投光窓３１は上記シリンドリカルレ
ンズ２１に対峙する位相になるようにリング板２と投光
部３との位相決めがされている。該投光部３はボールね
じ３２を介してテーブル１に連結されており、該ボール
ねじ３２にはエンコーダ３３が取り付けられている。該
ボールねじ３２は上記ボールねじ２２に対してタイミン
グベルト４により連結されており、ボールねじ２２とボ
ールねじ３２とは１つのパルスモータ２３により所定の
回転数比で連動して回動する。従って、投光部３の移動
量とリング板２の移動量とは相違する。

【０００９】図２及び図３を参照して、投光部３には光
ファイバユニット５と反射鏡５１とが内蔵されている。
１つの光ファイバユニット５は複数本の光ファイバ５２
を束ねたものであり、各光ファイバ５２は図外の光源に
連結され、該光源からの光を光ファイバユニット５の下
端まで導く。該光ユニット５は例えば直径５０μ程度の
約４０００本の光ファイバを１ｍｍ×８ｍｍの長方形の
枠内に束ねたものである。図２に示す状態では光ユニッ
ト５は長手方向が紙面直角方向に一致するように配置さ
れている。光ファイバユニット５の下端から射出された
光は反射鏡５１で反射され、シリンドリカルレンズ２１
の光軸に平行な４０度の角度で投光窓３１から投光さ
れ、シリンドリカルレンズ２１に照射される。投光部３
とリング板２との上下方向の位置関係が、投光窓３１が
シリンドリカルレンズ２１の光軸上に位置するような関
係である場合には、反射鏡５１で反射された光はシリン
ドリカルレンズ２１の光軸に沿って進み、シリンドリカ
ルレンズ２１で屈折されることなく４０度の角度で被測
定物Ｗに照射される。パルスモータ２３を作動させると
リング板２及び投光部３は共に上下動するが、投光部３
の上下動距離の方がリング板２の上下動距離より大きく
なるように設定されている。

【００１０】図４を参照して、パルスモータ２３を作動
させて投光部３を下降させて反射鏡が５１Ｌに示す位置
まで下がるとシリンドリカルレンズ２１の中心はＣＬに
示す位置まで下降している。すると反射鏡で反射された
光はシリンドリカルレンズ２１に対して光軸より下側の
位置に照射されるので焦点Ｆを通るように屈折され被測
定物Ｗに対して１５°の角度で照射される。一方、反射
鏡を５１Ｕに示す位置まで上昇させるとシリンドリカル
レンズ２１の中心はＣＵに示す位置まで上昇している。
すると反射鏡で反射された光は同じくシリンドリカルレ
ンズ２１で屈折され焦点Ｆを通って被測定物Ｗに対し６
０°の角度で照射される。このように、反射鏡５１を５
１Ｌに示す位置と５１Ｕに示す位置との間で上下動させ
ることによりシリンドリカルレンズ２１は中心がＣＬに
示す位置からＣＵに示す位置まで上下動し、反射鏡５１
で反射された光は１５°から６０°の角度の間で連続し
て変化して被測定物Ｗに照射される。

【００１１】ところで、上記実施の形態ではボールねじ
２２とボールねじ３２との回転数比を一定にした。その
ため、図４にも示したが反射鏡５１で反射された光は被
測定物Ｗに対して厳密に１点に照射されない。但し、反
射された光はある程度の広がりを有しており、厳密に１
点に照射させる必要は必ずしもなく、実用上問題はな
い。尚、厳密に１点に光を照射したい場合には、シリン
ドリカルレンズ２１を単焦点レンズではなく多焦点の非
球面レンズにすればよく、あるいは、ボールねじ２２と
ボールねじ３２とを別個のパルスモータで制御するか、
または、両ボールねじを適宜のカムや楕円ギヤ等の公知
の連動手段によりで連結させればよい。

【００１２】尚、上記実施の形態では、投光窓３１から
照射される光の角度をシリンドリカルレンズ２１の光軸
に平行な４０度にするため、光ファイバユニット５の下
端からの光を反射鏡５１で反射させている。そのため、
光が反射鏡５１で反射される際の反射損によって被測定
物Ｗに照射される光量が小さくなってしまう。そこで、
図５に示すように、光ファイバ５２の下端からの光がシ
リンドリカルレンズ２１の光軸と平行になるように光フ
ァイバユニット５を設置してもよい。この場合、光ファ
イバユニット５の下端からの光は反射鏡５１を介さずに
直接シリンドリカルレンズ２１に照射されるので、被測
定物Ｗに照射される光量が小さくなることはない。

【００１３】ところで、上記実施の形態では、４本の脚
状部と４つのシリンドリカルレンズ２１とにより被測定
物Ｗに対して４方向から光を照射するようにしたが、脚
状部の数及びシリンドリカルレンズ２１の数を増減する
ことにより照射方向を適宜増減してもよい。例えば投光
部３の脚状部の数を８本にするとともにシリンドリカル
レンズ２１の数を８個にし、被測定物Ｗに対して８方向
から光を照射してもよい。また、各照射方向からの照度
は全て同じに設定してもよいが、被測定物Ｗの形状等に
応じて個別に調整することができるようにしてもよい。

【００１４】また、照射方向を増やす場合には、脚状部
の数を増やした投光部３を用いるかわりに、図６及び図
７に示すように、撮像カメラ１１の視野を遮らないよう
に中央部分が開放された環状のリング板３４と、下端に
投光窓３１を有する円筒状の筒状部３５とを備えた投光
部３´を用いてもよい。リング板３４は上下に貫通する
孔を有し、その孔に複数本の光ファイバ５２を束ねた状
態で挿通し、該光ファイバ５２を筒状部３５に導いてい
る。リング板３４はボールねじ３２を介してテーブル１
に連結されている。各光ファイバ５２は図外の光源に連
結され、該光源からの光を光ファイバ５２の下端まで導
く。各光ファイバ５２の下端は、図８に示すように、上
記投光窓３１のほぼ中央に、複数列で環状に配置されて
おり、該光ファイバ５２から射出された光が被測定物Ｗ
に対して４０度の角度で照射されるように固定されてい
る。この場合、図９に示すように、両端が所定の角度で
切断加工された複数のシリンドリカルレンズ２１を、互
いに接するようにして略環状に配置することにより、光
ファイバ５２の光をシリンドリカルレンズ２１に漏れな
く照射できるようにした。また、シリンドリカルレンズ
２１を略環状に配置する代わりに、図１０に示すよう
に、上記シリンドリカルレンズ２１の断面と同じ形状の
断面を有するリング状のレンズ２４を用いてもよい。

【００１５】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
は、被測定物に照射する光の照射角度を所定角度範囲で
連続して変更し得るので被測定物を上方から撮像して測
定する際に全く光が当たらず測定不能になる箇所や、暗
くなるため位置誤差が発生する箇所が生じない。また、
投光部及びレンズを被測定物に対して全方向に渡って設
けることで、さらに明るく、均一な照明を得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態の構成を示す図

【図２】反射鏡とシリンドリカルレンズとの相対位置を
示す図

【図３】光ファイバユニットにおける光ファイバの状態
を示す底面図

【図４】反射鏡の上下動による照射角度の変化を示す図

【図５】第２の実施の形態の構成を示す図

【図６】第３の実施の形態の構成を示す図

【図７】投光部を示す下面斜視図

【図８】筒状部内部の光ファイバの状態を示す図

【図９】シリンドリカルレンズの配置を示す図

【図１０】リング状のレンズを示す図

【符号の説明】

１ テーブル ２ リング板 ３ 投光部 ４ タイミングベルト ２１ シリンドリカルレンズ ２３ パルスモータ ２４ リング状レンズ ５２ 光ファイバ

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F065 BB05 FF42 FF67 GG16 GG17 HH05 HH12 HH14 HH18 LL02 LL03 LL08 LL12 PP02 PP03 PP11

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ファイバから射出される光を水平テ
   ーブル上に載置された被測定物に対して複数の照射角度
   で照射する照明装置において、水平テーブルに対して昇
   降自在に設けた支持部材に光ファイバを支持させると共
   に、該光ファイバから射出される光の進路を支持部材の
   昇降に伴って連続して変更し、光ファイバから射出され
   た光を被測定物に常に照射させる光路変更手段を設けた
   ことを特徴とする照明装置。
2. 【請求項２】 上記変更手段は、上記光ファイバと被
   測定物との間に配置されたレンズと、支持部材の昇降に
   連動して該レンズを支持部材に対して相対的に上下方向
   に変位させる変位機構とから成ることを特徴とする請求
   項１記載の照明装置。