JP2003202294A - 検査用照明装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 暗くなる箇所が発生することなく、どの箇所
においても均等に照らすことができる表面検査用照明装
置を提供する点にある。 【解決手段】 多数の発光体が線状に配置された線状光
源１４の光照射側に集光手段１６を配置してなる照明部
３の複数のそれぞれを、検査対象物のほぼ同一箇所に対
して照射し、該照明部３の各発光体ＶＬ１が検査対象物
を照射するそれぞれの位置と該別の照明部３の各発光体
ＶＲ１が検査対象物を照射するそれぞれの位置とが照射
する線状の発光体群の長手方向において異なるように複
数の照明部３の各発光体ＶＬ１、ＶＲ１を配置したこと
を特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば工場等にお
いて検査対象物である製品に光を照射して反射してきた
反射光により製品の外観や傷の検査の他、プリント基板
上に実装した電子部品の半田付けの良否の検査を行う時
等に用いられる検査用照明装置の他、透明又は半透明な
材料、例えばプラスチックや紙等でなる検査対象物に照
射し、その検査対象物を透過してきた透過光により異物
検出等を行うために用いられる検査用照明装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】上記検査用照明装置として、分かり易く
説明するために、例えば本願発明の図１を用いて説明す
る。つまり、基板１５Ｌ、１５Ｒの長手方向（図におい
て紙面に対して垂直方向）に沿って発光ダイオードＶＬ
１，ＶＬ２，ＶＬ３、ＶＲ１，ＶＲ２，ＶＲ３の多数を
配置してなる線状光源１４の３列それぞれを該基板１５
Ｌ，１５Ｒに配置し、それら３つの線状光源１４，１
４，１４それぞれの光照射側に帯状に集光させるための
シリンドリカルレンズ１６，１６，１６を支持板１６Ａ
を介して配置してなる左右一対の第１照明部３，３を、
側面視においてハの字型をなすように配置することによ
り、検査対象物に対して斜め方向から光を照射して、例
えばハンダ付けした箇所等のように検査面がフラットで
ない場合でも光を確実に当てて検査が行えるようにして
いる。そして、前記一方の第１照明部３を構成する発光
ダイオードＶＬ１，ＶＬ２，ＶＬ３の長手方向における
取り付け位置と、該一方の第１照明部３から他方の第１
照明部３を見たときに他方の第１照明部３を構成する発
光ダイオードＶＲ１，ＶＲ２，ＶＲ３の長手方向におけ
る取り付け位置とが同一であるため、以下に述べる不都
合が発生していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】つまり、上記構成によ
れば、図１４に示すように、一方の各発光ダイオードＶ
Ｌ１，ＶＬ２，ＶＬ３からの光Ｈ１とこれに対応する他
方の各発光ダイオードＶＲ１，ＶＲ２，ＶＲ３からの光
Ｈ２とが同一箇所を照射するため、図に示すように、長
手方向で隣り合う発光ダイオードの光同士間に照らされ
ていない暗くなる箇所Ｂ（図では光間の上下２箇所）が
発生してしまい、その部分での検査が良好に行うことが
できないものであった。尚、多数の発光ダイオードを、
隣り合う発光ダイオードとの隙間が極力小さな密の状態
で配置したとしても、前記不都合を解消することができ
ないものであり、改善の余地があった。

【０００４】本発明が前述の状況に鑑み、解決しようと
するところは、暗くなる箇所が発生することなく、どの
箇所においても均等に照らすことができる検査用照明装
置を提供する点にある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、前述の課題解
決のために、多数の発光体が線状に配置された線状光源
の光照射側に集光手段を配置してなる照明部の複数のそ
れぞれを、検査対象物のほぼ同一箇所に対して照射し、
該照明部の各発光体が検査対象物を照射するそれぞれの
位置と該別の照明部の各発光体が検査対象物を照射する
それぞれの位置とが照射する線状の発光体群の長手方向
において異なるように該複数の照明部の各発光体を配置
して、検査用照明装置を構成した。従って、複数の照明
部からの光は、シリンドリカルレンズ等の集光手段によ
り集光されて帯状の光に変換されて検査対象物のほぼ同
一箇所に照射される。そして、前記複数の照明部の各発
光体からの光は、図４に示すように照射される。つま
り、特定の照明部の各発光体からのほぼ円形の光Ｈ１，
Ｈ１同士間に、別の照明部の各発光体からの光Ｈ２が一
部重複した状態で照射されることにより、ほぼ帯状の光
（ドットで囲まれる範囲）になり、図１４で示した上下
の暗い箇所Ｂ，Ｂを無くしてどの箇所においても明るさ
がほぼ均等になるように構成することができる。図４及
び図１４に示すＨ３，Ｈ４は、前記光Ｈ１，Ｈ２の両外
側に発生する光であり、この範囲において検査すること
がなく、実際には前記光Ｈ１，Ｈ２により描かれる帯状
の光によって検査されることになる。尚、前記検査対象
物を反射した光を例えばラインセンサカメラ等の撮像手
段にて撮像し、その撮像された画像を処理する画像処理
装置などを設けて自動的に検査を行うように構成する
他、ハーフミラーの上方から場合によっては目視により
検査を行うこともできる。本発明の検査用照明装置は、
反射光により検査対象物を検査するものにおいて最適で
あるが、紙やプラスチック等でなる検査対象物に照射し
た光が検査対象物を透過し、その透過光から異物検出等
を行う場合にも用いることができる。図１では、検査対
象物の検査面（表面）に対して垂直となる垂線Ｔを挟ん
で両側にそれぞれ、照明部を３列設けたものを示し、１
列や２列のものに比べて光量の増大を図る利点がある
が、１列や２列設けて実施することもできるし、４列以
上設けて更に光量を増大させるようにしてもよい。前記
照明部を複数列設ける場合には、全ての照明部の各発光
体の照射位置が線状に配置された発光体群の長手方向で
異なるように全ての発光体を配置することにより該長手
方向のどの箇所においても明るさが均等になる効果を一
層高めることができるのであるが、一部の照明部の各発
光体の照射位置のみが残る他の照明部の各発光体の照射
位置と異なるように全ての発光体を配置してもよい。前
記照射位置を異ならせる手段として、全ての照明部の各
発光体同士のピッチを同一に設定し、全ての照明部のう
ちの一部又は全部の照明部の各発光体の照射位置が発光
体配置方向（前記発光体群の長手方向）で異なるように
一部又は全部の照明部をずらして配置したり、特定の照
明部の各発光体同士のピッチを他の照明部の各発光体同
士のピッチと異ならせることにより一部又は全部の照明
部の各発光体の照射位置が他の照明部の各発光体の照射
位置と発光体配置方向で異なるようにしてもよい。

【０００６】前記照明部の複数のそれぞれを、検査対象
物の表面に対して垂直となる垂線を挟んで両側に振り分
けて該検査対象物のほぼ同一箇所に対して異なる斜め方
向から照射するように配置している。

【０００７】前記両側に振り分けた複数の照明部のうち
の一方側に振り分けられた照明部が、検査対象物のほぼ
同一箇所に対して照射するように前記線状光源を複数配
置したものから構成することによって、光量を増大させ
ることができる。

【０００８】前記線状光源を構成する各発光体のピッチ
をどの線状光源においても同一ピッチに構成し、前記特
定の線状光源を構成する各発光体同士間に前記残りの他
の特定の線状光源を構成する各発光体が位置するよう
に、該特定の線状光源に対して該残りの他の特定の線状
光源の位置を、該特定の線状光源から該残りの他の特定
の線状光源を見たときの方向においてずらせることによ
って、前記のように一方側に位置する照明部の各発光体
からの検査対象物に対する照射位置と他方側に位置する
照明部の各発光体からの検査対象物に対する照射位置と
を発光体の配置方向において異ならせて、前述のように
照明部の各発光体からの光が一部重複した状態で照射さ
れることになる。

【０００９】前記発光体を発光ダイオード又はチップ型
発光ダイオードから構成することによって、各種ランプ
により構成した場合に比べて消費電力及び発熱面におい
て有利になるだけでなく、寿命が飛躍的に長く、劣化ス
ピードが遅い利点がある。尚、砲弾型の発光ダイオード
を用いる場合が、チップ型発光ダイオードの場合に比べ
て集光手段により有効に集光させることができる利点が
ある。

【００１０】前記両側に振り分けた照明部同士間に形成
される隙間を通して下方に位置する検査対象物に対して
垂直方向から光を照射するために、該隙間の上方箇所に
配置したハーフミラーに集光手段を介在して照射する多
数の発光体が前記発光体の配置方向とほぼ平行の線状に
配置された第２線状光源からなる第２照明部を配置して
いる。上記のように構成することによって、第２照明部
からの光は、シリンドリカルレンズ等の集光手段により
集光されて帯状の光に変換されて検査対象物に対して垂
直方向から照射し、検査面がフラットな場合でも良好な
検査を行うことができる。

【００１１】多数の発光体が線状に配置された線状光源
の光照射側に集光手段を配置して構成してなる照明部の
複数のそれぞれを、検査対象物の表面に対して垂直とな
る垂線を挟んで両側に振り分けて検査対象物のほぼ同一
箇所に対して異なる斜め方向から照射するように配置
し、前記両側に振り分けた照明部同士の隙間を通して下
方に位置する検査対象物に対して垂直方向から光を照射
するために、該隙間の上方箇所に配置したハーフミラー
に集光手段を介在して照射する多数の発光体が前記発光
体の配置方向とほぼ平行の線状に配置された第２線状光
源からなる第２照明部を配置し、少なくとも前記特定の
第１照明部の各発光体が検査対象物を照射するそれぞれ
の位置と前記第２照明部の各発光体が検査対象物を照射
するそれぞれの位置とが異なるように該第１照明部の各
発光体と該第２照明部の各発光体を配置して、検査用照
明装置を構成することもできる。従って、一部（特定）
又は全部の照明部の各発光体からの検査対象物に対する
照射位置と第２照明部の各発光体からの検査対象物に対
する照射位置とを異ならせることによって、照明部の各
発光体からの光と第２照明部の各発光体からの光とが一
部重複した状態で照射されることになる。又、一部（特
定）の照明部の各発光体からの検査対象物に対する照射
位置と残りの照明部の各発光体からの検査対象物に対す
る照射位置とを異ならせることによって、照明部の各発
光体からの光の一部が重複した状態で照射されることに
なる。又、第２照明部を複数列設ける場合には、一部の
第２照明部の各発光体からの検査対象物に対する照射位
置と残りの第２照明部の各発光体からの検査対象物に対
する照射位置とを異ならせることによって、第２照明部
の各発光体からの光の一部が重複した状態で照射される
ことになる。

【００１２】前記集光手段と検査対象物との間に、前記
発光体からの光を拡散させるための拡散板を配置してい
る。集光手段により集光させている関係上、角度の異な
る複数の照明部の発光体からの光のうち、特定の照明部
の発光体からの正反射した強い光（発光体の光軸付近の
光）を撮像手段に取り込むことができるのであるが、別
の他の照明部の発光体からの正反射した強い光は、前記
撮像手段に取り込むことができず、複数の照明部にて照
明しているにも係わらず、撮像手段へ取り込まれる光が
暗くなってしまう。そこで、上記のように拡散板を設け
ることによって、取り込むことができなかった別の他の
照明部の発光体からの光をも撮像手段に取り込むことが
できることから、撮像手段へ取り込まれる光を明るくす
ることができる。

【００１３】前記照明部の複数のそれぞれを、該照明部
同士間に隙間が発生する状態で検査対象物の表面に対し
て垂直となる垂線を挟んで両側に配置し、前記照明部か
ら照射されて検査対象物の表面を反射した反射光を前記
照明部同士間の隙間を通して認識可能に構成している。

【００１４】多数の発光体が線状に配置された線状光源
の光照射側に集光手段を配置し、その集光手段の前方又
は後方に、前記線状光源からの光を発光体の配置方向に
拡散させるための拡散手段を設けて、検査用照明装置を
構成してもよい。上記のように拡散手段を集光手段の前
方又は後方に設けることによって、各発光体からの光が
集光される前、又は集光された後に発光体の配置方向に
拡散され、例えばバックライトとして直接光源を写した
り、光沢面を有する検査対象物の光沢面に正反射させて
見る場合、発光ダイオード等の発光体の球が直接見え、
発光体と発光体の間が光が途切れてしまうという現象を
解消することができる。具体的には、図２０（ａ）に示
すように、検査対象物１が紙の場合には、発光ダイオー
ド２５から紙１に照射して反射してきた光ｈを肉眼Ｉで
見ると、発光ダイオード２５の球が直接見えることがな
く、帯状に形成された状態の光ｈを見ることができる
が、図２０（ｃ）に示すように、検査対象物１が鏡面で
ある場合には、肉眼Ｉで見たとき、発光ダイオード２５
の球が直接見え、発光ダイオード２５と発光ダイオード
２５の間が光が途切れてしまうという現象を発生するこ
とになり、これを前記のように拡散手段を用いることに
よって、解消することができるのである。そして、図２
０（ｂ）に示すように、バックライトとして直接光源を
写す場合に、拡散板等からなる拡散手段２８を用いるこ
とによって、図２０（ｃ）で示した発光ダイオード２５
の球が粒だって見えるぶつぶつ状態ではなく、それら球
が連なった帯状に見えることになる。この場合、照明部
が単一であってもよいし、又、明るさを上げるために複
数設けて実施することもできる。前記拡散手段として
は、表面に発光体の配置方向と直交する一方向に沿う各
種の形状の凸部の多数を該発光体の配置方向に沿って形
成したり、透明体の内部に光ファイバー等の拡散部材を
備えたもので構成することができる。尚、図２０
（ａ），（ｂ），（ｃ）は、集光手段を省略したもので
ある。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１に、検査対象物としてのプリ
ント基板１の表面の凹凸や図示していないハンダ付けし
た箇所等を検査するために照明することができる検査用
照明装置が示されている。この検査用照明装置は、下方
が開放された矩形状で箱形のケーシング２内に、プリン
ト基板１の偏平な検査面（表面）に対して垂直となる垂
線Ｔを挟んで両側に振り分けてプリント基板１のほぼ同
一箇所に対して異なる斜め方向から照射する照明部であ
る第１照明部３の２つ（３つ以上であってもよい）を配
置している。ここでは、検査対象物の表面を反射した反
射光を取り込んで検査を行う表面検査用照明装置を示し
ているが、透明又は半透明な材料でなる検査対象物を透
過した透過光を取り込んで、異物検出などを行う場合に
用いる検査用照明装置であってもよい。前記検査対象物
に反射した反射光を、上板部５の長孔５Ａ（図８参照）
の上方に配置したラインセンサカメラ（図示せず）にて
捉えた画像を図示していない画像処理装置により画像処
理し、その画像の良否をコンピュータにより判定した
り、モニター等に映し出して人間が良否を判定するよう
にしてもよい。尚、場合によっては、前記ラインセンサ
カメラを省略し、目視により検査対象物を検査する構成
であってもよい。

【００１６】前記第１照明部３，３は、図１に示すよう
に、前記長孔５Ａの幅（長手方向と垂直となる方向の大
きさ）とほぼ同一の大きさの寸法の隙間Ｓを開けて配置
され、隙間Ｓから離れる側ほど下方に位置する傾斜姿
勢、つまり側面視においてハの字型をなすように配置さ
れている。前記第１照明部３，３のそれぞれは、同一構
成であるため、一方の第１照明部３のみ説明する。前記
第１照明部３は、斜め方向に所定間隔をおいて配設され
た３つの発光ダイオードＶＬ１，ＶＬ２，ＶＬ３のそれ
ぞれが図１では紙面と直交する方向に線状に多数配置さ
れた３列の第１線状光源１４，１４，１４を基板１５Ｌ
（他の基板１５Ｒには、ＶＲ１，ＶＲ２，ＶＲ３が取り
付けられている）に取り付けると共に、それら各第１線
状光源１４の光側に該発光ダイオードＶＬ１，ＶＬ２，
ＶＬ３とほぼ平行に３つの集光手段としてのシリンドリ
カルレンズ（集光させることができるものであればどの
ようなものでもよい）１６，１６，１６を透明な支持板
１６Ａを介して配置して、構成されている。尚、前記３
つのシリンドリカルレンズ１６，１６，１６と前記支持
板１６Ａとを一体形成したものを用いてもよい。

【００１７】図２に示すように、３列の第１線状光源１
４，１４，１４のうちの中央に配置された第１線状光源
１４の各発光ダイオードＶＬ２の光軸１３Ａに、これに
対応して配置した前記シリンドリカルレンズ１６の中心
部を合致させた状態にし、前記中央に位置する第１線状
光源１４に対して両側に位置する２列の第１線状光源Ｖ
Ｌ１，ＶＬ３までの距離（第１線状光源１４，１４同士
間の距離（ピッチ））Ｐ１に対して、前記中央に位置す
るシリンドリカルレンズ１６に対して両側に位置するシ
リンドリカルレンズ１６，１６までの距離（シリンドリ
カルレンズ１６，１６同士間の距離（ピッチ））Ｐ２を
小さくすることによって、３つのシリンドリカルレンズ
１６，１６，１６からの光軸１３Ａ，１３Ａ，１３Ａを
一箇所に集光させることができるようにしているが、発
光ダイオードＶＬ１，ＶＬ２，ＶＬ３に対するシリンド
リカルレンズ１６，１６，１６の位置はどれも同じにし
て、中央に位置する発光ダイオードＶＬ２及びシリンド
リカルレンズ１６に対して、両側に位置する発光ダイオ
ードＶＬ１，ＶＬ３及びシリンドリカルレンズ１６，１
６の角度を変更することにより、３つのシリンドリカル
レンズ１６，１６，１６からの光軸１３Ａ，１３Ａ，１
３Ａを一箇所に集光させることができるようにしてもよ
い。この場合、発光ダイオードＶＬ１，ＶＬ２，ＶＬ３
に対する基板１５Ｌを別々のもので構成してもよい。

【００１８】前記同一ピッチで同一の取り付け位置に取
り付けられた発光ダイオードＶＬ１，ＶＬ２，ＶＬ３、
ＶＲ１，ＶＲ２，ＶＲ３の配置状態を図３に示し、それ
ら発光ダイオードＶＬ１，ＶＬ２，ＶＬ３、ＶＲ１，Ｖ
Ｒ２，ＶＲ３による光の状態を図５に示している。つま
り、左側に位置する基板１５Ｌ（図３では下側に配置し
ている）に取り付けられた３列の第１線状光源１４の長
手方向で隣り合う発光ダイオードＶＬ１，ＶＬ２，ＶＬ
３からの検査対象物に対する光Ｈ１，Ｈ１の間に右側に
位置する基板１５Ｒ（図３では上側に配置している）に
取り付けられた３列の第１線状光源１４の長手方向に沿
って配置された各発光ダイオードＶＲ１，ＶＲ２，ＶＲ
３からの検査対象物に対する光Ｈ２が重複して位置する
ように、左側の基板１５Ｌに対して右側の基板１５Ｒの
位置を一方の基板１５Ｌから他方の基板１５Ｒを見たと
きの方向において発光ダイオード１３，１３同士のピッ
チ（間隔）の半ピッチ分だけ移動させた位置に位置させ
て、帯状に照射される光がどの箇所においても暗い箇所
のない均一な光量になるようにしている。図３では、前
記左右の基板１５Ｌ，１５Ｒの位置をずらしたが、一方
の基板１５Ｌ内に配置する発光ダイオードＶＬ１，ＶＬ
２，ＶＬ３の取付位置と他方の基板１５Ｒ内に配置する
発光ダイオードＶＲ１，ＶＲ２，ＶＲ３の取付位置とを
異ならせる（ずらす）ことによって、前記のように帯状
に照射される光がどの箇所においても暗い箇所のない均
一な光量になるように構成してもよい。図では、３列の
第１線状光源１４を示しているが、１列又は２列あるい
は４列以上の第１線状光源を設けて実施することもでき
る。又、複数列の第１線状光源１４を同一の基板１５Ｌ
又は１５Ｒに取り付ける他、一列ずつ専用の基板に取り
付けて実施することもできる。

【００１９】前記発光ダイオードＶＬ１，ＶＬ２，ＶＬ
３、ＶＲ１，ＶＲ２，ＶＲ３を、図４に示すように配置
して実施することもできる。前記左側に位置する基板１
５Ｌ（図４では下側に配置している）に、発光ダイオー
ドＶＬ１，ＶＬ２，ＶＬ３のそれぞれを同一ピッチＰＡ
で、かつ、各発光ダイオードの配置方向（発光ダイオー
ド群の長手方向）と直交する方向において異なるように
取り付けている。又、前記右側に位置する基板１５Ｒ
（図４では上側に配置している）に、発光ダイオードＶ
Ｒ１，ＶＲ２，ＶＲ３を同一ピッチＰＡで、かつ、各発
光ダイオードの配置方向と直交する方向において異なる
ように取り付けている。尚、発光ダイオードＶＬ２とＶ
Ｒ３とが発光ダイオードの配置方向発光ダイオード群の
長手方向）と直交する方向において同一位置になってい
るが、異ならせて実施することもできる。前記のように
発光ダイオードＶＬ１，ＶＬ２，ＶＬ３、ＶＲ１，ＶＲ
２，ＶＲ３を配置することによって、左側の発光ダイオ
ードＶＬ１，ＶＬ２，ＶＬ３から右側の発光ダイオード
ＶＲ１，ＶＲ２，ＶＲ３を見たときに、両者の取り付け
位置が一部重複するものの、ほとんどが異なる状態とな
り、これら発光ダイオードＶＬ１，ＶＬ２，ＶＬ３、Ｖ
Ｒ１，ＶＲ２，ＶＲ３を照射したときの光が一部重複さ
せることができる、例えばＶＬ２とＶＬ３やＶＬ３とＶ
Ｒ１との間で重複させることができるようにしている。
尚、発光ダイオードの配置を分かり易くするために図
４、後述する図１１、図１２では、発光ダイオードの間
を大きく空けた状態を示したが、実際には図３のように
肉眼では密の状態に配置されていることになる。

【００２０】図６に示すように、前記ケーシング２の下
面開口部を中心部にプリント基板１からの反射光を通過
させるための貫通孔Ｋ１が形成された拡散板Ｋを設けて
実施することによって、発光ダイオードＶＬ１，ＶＬ
２，ＶＬ３、ＶＲ１，ＶＲ２，ＶＲ３からの光の照射ム
ラを緩和することができ、プリント基板１に照射され、
反射してきた該光をできるだけ垂線Ｔに沿って上方の撮
像手段に取り込むことができるように構成してもよい。
前記拡散板Ｋを設けることにより、輝度がほぼ半分に下
がると仮定すると、６列の発光ダイオードＶＬ１，ＶＬ
２，ＶＬ３、ＶＲ１，ＶＲ２，ＶＲ３では、３列の発光
ダイオードの光の輝度しか得られないが、前記のように
反射してきた該光をできるだけ垂線Ｔに沿って上方の撮
像手段に取り込むことができることから、実際には拡散
板Ｋを設けた場合の方が拡散板Ｋを設けない場合に比べ
て照射ムラ及び取り込まれる光の明るさにおいて有利に
なる。又、前記拡散板Ｋを薄くしてプリント基板１にで
きるだけ近づけることによって、照射ムラ及び取り込ま
れる光の明るさにおいて更に有利にすることができる。
しかも、前記のように左側の発光ダイオードＶＬ１，Ｖ
Ｌ２，ＶＬ３から右側の発光ダイオードＶＲ１，ＶＲ
２，ＶＲ３を見たときに、両者の取り付け位置が一部重
複するものの、ほとんどが異なる状態とすることによっ
て、前記照射ムラにおいて更に有利になる。前記斜めに
配置された発光ダイオードＶＬ１，ＶＬ２，ＶＬ３、Ｖ
Ｒ１，ＶＲ２，ＶＲ３に対して拡散板Ｋを水平に配置し
たが、拡散板Ｋも発光ダイオードＶＬ１，ＶＬ２，ＶＬ
３、ＶＲ１，ＶＲ２，ＶＲ３と平行になるように斜めに
配置してもよい。

【００２１】前記拡散板Ｋを設けた場合と拡散板Ｋを設
けていない場合の違いについて簡単に説明すれば、図７
（ａ）に示すように、図示していない検査対象物に対し
て垂直となる垂線Ｔに対して図の左側に角度θだけ傾け
た位置に撮像手段２３を設け、図の右側に発光ダイオー
ド２２，２２が前記と同様に紙面に対して垂直な方向に
多数取り付けられた線状光源の２列（説明を簡単にする
ためにここでは２列を示しているが、１列又は３列以上
であってもよい）を配置し、それら線状光源の照射面側
にシリンドリカルレンズ１６を配置したものを示してい
る。図において右側の線状光源が前記垂線Ｔに対して右
側に角度θだけ傾けた位置に配置している。従って、そ
れぞれの発光ダイオード２２，２２から検査対象物の偏
平な検査面に照射された光のうち、右側の発光ダイオー
ド２２からの直接反射光（正反射光）のみが、撮像手段
２３に取り込まれるが、左側の発光ダイオード２２から
の直接反射光（正反射光）は取り込めない。そのため、
撮像手段２３に１つの線状光源からの光しか取り込め
ず、暗くなってしまうのに対して、図７（ｂ）に示すよ
うに、拡散板Ｋを配置することによって、全ての線状光
源からの光を撮像手段２３に少なからず反映させること
ができ、図７（ａ）のように暗くなることを回避するこ
とができる。尚、線状光源の個数が多くなればなるほど
拡散板Ｋを設けることによる効果が顕著になる。図５、
図１３、図１４は、線状光源の直接反射光（正反射光）
を示すものではなく、プリント基板１の表面で散乱した
散乱光を示したものである。

【００２２】図１では、第１照明部３，３のみで検査用
照明装置を構成することによって、小型化を図ることが
できる利点があるが、図８〜図１０に、第２照明部４を
設けたものであってもよい。この検査用照明装置は、下
方が開放された矩形状で箱形のケーシング２内に、プリ
ント基板１の検査面に対して垂直となる垂線Ｔを挟んで
両側に振り分けてプリント基板１のほぼ同一箇所に対し
て異なる斜め方向から照射する照明部である第１照明部
３の２つ（３つ以上であってもよい）及び第２照明部４
を収納して構成されている。前記ケーシング２は、前後
方向ほぼ中央に左右方向に長い検査用の長孔５Ａが形成
された上板部５と、左右を覆う左右板部６，７と、前後
を覆う前後板部８，９からなっているが、図に示される
構成以外のものであってもよい。図８及び図９に示す１
０，１１，１２は、前記第１照明部３，３及び第２照明
部４に電力を供給するためのケーブルである。ここで
は、一対の第１照明部３，３及び第２照明部４を備えた
ものを示しているが、第２照明部４を省略して、一対の
第１照明部３，３のみを設けたもので構成してもよい。
前述同様に、前記検査対象物に反射した反射光を、上板
部５の長孔５Ａの上方に配置したラインセンサカメラ
（図示せず）にて捉えた画像を図示していない画像処理
装置により画像処理し、その画像の良否をコンピュータ
により判定したり、モニター等に映し出して人間が良否
を判定するようにしてもよい。尚、場合によっては、前
記ラインセンサカメラを省略し、目視により検査対象物
を検査する構成であってもよい。

【００２３】図１１に示すように、前記左側に位置する
基板１５Ｌ（図１１では下側に配置している）に、発光
ダイオードＶＬ１，ＶＬ２，ＶＬ３のそれぞれを同一ピ
ッチＰＡで、かつ、各発光ダイオードの配置方向と直交
する方向において異なるように取り付けている。又、前
記右側に位置する基板１５Ｒ（図１１では上側に配置し
ている）に、発光ダイオードＶＲ１，ＶＲ２，ＶＲ３を
同一ピッチＰＡで、かつ、各発光ダイオードの配置方向
と直交する方向において異なるように取り付けている。
尚、発光ダイオードＶＬ２とＶＲ３とが発光ダイオード
の配置方向と直交する方向において同一位置になってい
るが、異ならせて実施することもできる。前記のように
発光ダイオードＶＬ１，ＶＬ２，ＶＬ３、ＶＲ１，ＶＲ
２，ＶＲ３を配置することによって、左側の発光ダイオ
ードＶＬ１，ＶＬ２，ＶＬ３から右側の発光ダイオード
ＶＲ１，ＶＲ２，ＶＲ３を見たときに、両者の取り付け
位置が一部重複するものの、ほとんどが異なる状態とな
り、これら発光ダイオードＶＬ１，ＶＬ２，ＶＬ３、Ｖ
Ｒ１，ＶＲ２，ＶＲ３を照射したときの光が一部重複さ
せることができる、例えばＶＬ２とＶＬ３やＶＬ３とＶ
Ｒ１との間で重複させることができるようにしている。
図１１に示す１９は、前記第２照明部４の発光ダイオー
ドを示し（第１照明部の発光ダイオードと容易に区別す
るために四角形にて表示している）、前記発光ダイオー
ドＶＬ１，ＶＬ２，ＶＬ３、ＶＲ１，ＶＲ２，ＶＲ３と
同一ピッチにしているが、異なるピッチであってもよ
い。又、図１２では、前記第１照明部３の発光ダイオー
ドＶＬ１，ＶＬ２，ＶＬ３、ＶＲ１，ＶＲ２，ＶＲ３
は、図１１と同様であるが、前記第２照明部４の発光ダ
イオード１９の取り付け位置のみ変更した場合を示して
いる（第１照明部の発光ダイオードと容易に区別するた
めに四角形にて表示している）。

【００２４】前記全ての発光ダイオードＶＬ１，ＶＬ
２，ＶＬ３、ＶＲ１，ＶＲ２，ＶＲ３の照射位置が同一
箇所になるように発光ダイオードＶＬ１，ＶＬ２，ＶＬ
３、ＶＲ１，ＶＲ２，ＶＲ３の取り付け位置を発光ダイ
オードの配置方向と直交する方向で同一に設定し、前記
発光ダイオードＶＬ１，ＶＬ２，ＶＬ３、ＶＲ１，ＶＲ
２，ＶＲ３の照射位置と前記第２照明部４の発光ダイオ
ード１９の照射位置とが発光ダイオードの配置方向にお
いて異なるように配置して実施してもよい。この場合、
図１３に示すように、発光ダイオードＶＬ１，ＶＬ２，
ＶＬ３、ＶＲ１，ＶＲ２，ＶＲ３の光同士Ｈ１（Ｈ
２），Ｈ１（Ｈ２）間に発光ダイオード１９の光Ｈ５が
重複した状態で照射されることになり、暗くなる箇所が
発生することを抑制することができる。

【００２５】前記第２照明部４は、前記一対の第１照明
部３，３同士の隙間Ｓを通して下方に位置する検査対象
物１に対して垂直方向から光を照射するように構成され
ており、具体的には、図８〜図１０に示すように、隙間
Ｓの上方箇所、換言すれば長孔５Ａの下方箇所に配置し
たハーフミラー１７とこのハーフミラー１７へ集光手段
としてのシリンドリカルレンズ（集光させることができ
るものであればどのようなものでもよい）１８を介在し
て照射する多数の発光ダイオード１９が前記発光ダイオ
ード１３の配置方向とほぼ平行の線状に基板２０を介し
て配置された第２線状光源２１とからなっている。図で
は、発光ダイオード１９を一列のみ設けて実施している
が、複数列設けて実施することもできる。

【００２６】前記発光ダイオード１３として、砲弾型の
ものを用いる場合が集光させる場合に有効であるが、実
装密度を高めることができるチップ型の発光ダイオード
であってもよい。

【００２７】前記検査用照明装置を、図１４（ａ），
（ｂ）に示すように構成することもできる。つまり、一
方側が開放された箱型のケーシング２４の内部に、一直
線上に所定間隔を置いて多数の発光ダイオード２５の多
数が支持された基板２６と、前記発光ダイオード２５か
らの光を発光ダイオード２５の配置方向Ｘに拡散させる
ための拡散手段としての拡散板（透明なアクリル板等で
構成してもよいし、シート上のものでもよい）２８と、
この拡散板２８にて拡散した光を集光させるためにケー
シング２４の開放端に位置させた集光手段としてのシリ
ンドリカルレンズ２７とを配置している。ここでは、拡
散板２８をシリンドリカルレンズ２７の後方、つまり発
光ダイオード２５側の後（背）面に接近又は接触した状
態で配置しているが、図１５に示すように、発光ダイオ
ード２５側の後方位置のうちの後（背）面以外の位置
（図では後面を含めて全部で３つの位置を示している
が、図に示す位置以外でもよい）に拡散板２８を配置し
てもよいし、又、シリンドリカルレンズ２７の前方に拡
散板２８を配置して実施することもできるし、場合によ
っては、シリンドリカルレンズ２７の前方及び後方の両
方に配置してもよい。前記拡散板２８の透過率は、８０
％以上に設定することが光の透過による明るさの低下を
招くことが少なく好ましい。

【００２８】前記拡散板２８は、例えば図１６に示すよ
うに、前記発光ダイオード２５からの光が入射する表面
（上面）に前記発光ダイオード２５の配置方向Ｘに沿っ
て断面形状がほぼ半円状の凸部２８ａの多数を形成した
もので構成されている。そして、前記各凸部２８ａは、
前記発光ダイオード２５の配置方向Ｘと直交する方向
（紙面と直交する方向）に長い形状に構成されている。
このように構成された拡散板２８に前記発光ダイオード
２５から入射してきた光（図面において下方から入射す
る光）が表面から前記配置方向Ｘに拡散するようになっ
ている。前記凹凸の形状として、例えば図１７に示すよ
うに、断面形状が波形状、つまり半円状の凸部２８Ａと
半円状の凹部２８Ｂとが前記配置方向Ｘに交互に位置す
る形状であってもよい。

【００２９】前記拡散手段としては、前記のように拡散
板２８の表面（光入射側面）に、発光ダイオード２５の
配置方向Ｘと直交する一方向に沿う各種の形状の凸部の
多数を該発光ダイオード２５の配置方向Ｘに沿って形成
したものの他、図１８（ａ）に示すように、透明体の内
部に、光ファイバー等の円柱状（形状はどのような形状
でもよい）の拡散部材２９を等間隔を置いて前記発光ダ
イオード２５の配置方向Ｘに沿って備えさせたものから
拡散板２８を構成してもよい。又、図１８（ｂ）では、
図１８（ａ）で示した拡散部材２９の他に直径の異なる
もう１種類（２種類以上であってもよい）を透明体の内
部に備えさせる、つまり２種類の拡散部材２９，３０を
前記発光ダイオード２５の配置方向Ｘに沿って交互に備
えさせて拡散板２８を構成したものを示し、又、図１８
（ｃ）では、光ファイバー等の円柱状（形状はどのよう
な形状でもよい）の拡散部材３１を表面（上面）に一部
が突出した状態で、かつ、隣り合う拡散部材３１，３１
同士間に隙間の無い密の状態で備えさせて拡散板２８を
構成したものを示している。

【００３０】このように図１６〜図１８の拡散板２８を
用いることによって、前記発光ダイオード２５から拡散
板２８、シリンドリカルレンズ２７を介して検査対象物
１に照射される光ｈが、図１９に示すように拡散される
ことになる。そして、図２０（ｂ）に示すように、バッ
クライトとして直接光源を写したり、図２０（ｃ）に示
すように、光沢面を有する検査対象物１の光沢面に正反
射させて見る場合、発光ダイオード２５の球が直接見
え、発光ダイオード２５と発光ダイオード２５の間が光
が途切れてしまうという現象を解消することができるの
である。尚、前記拡散板２８を用いないで照射した比較
例として図２０（ｃ）に示している。又、前記拡散板
（手段）２８を、図１や図８の検査用照明装置に取り付
けて実施することもできる。図１や図８の場合には、前
述のように、照明部３の各発光ダイオードＶＬ１，ＶＬ
２，ＶＬ３が検査対象物１を照射するそれぞれの位置と
別の照明部３の各発光ダイオードＶＲ１，ＶＲ２，ＶＲ
３が検査対象物１を照射するそれぞれの位置とが照射す
る線状の発光ダイオード群の長手方向において異なるよ
うに該複数の照明部３，３の各発光ダイオードＶＬ１，
ＶＬ２，ＶＬ３、ＶＲ１，ＶＲ２，ＶＲ３を配置してい
るから、暗い箇所が発生することがなく、どの箇所にお
いても均等に照らすことができるという利点（効果）が
あり、拡散板２８の拡散作用との相乗効果によりその利
点をより一層顕著にすることができる。

【００３１】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、複数の照明部
からの光により検査面がフラットでない検査対象物に対
して帯状に照射することによって、特にハンダ付けした
箇所等のような形状のものでも、良好な検査が行える検
査用照明装置を提供することができる。しかも、複数の
照明部からの照射位置を変更するだけで、暗い箇所が発
生することがなく、どの箇所においても均等に照らすこ
とができる検査用照明装置を構成することができる。
又、検査対象物を透過した透過光を取り込んで異物検査
等を行う場合においても前記同様の効果を得ることがで
きる。又、請求項１０のように、多数の発光体が線状に
配置された線状光源の光照射側に集光手段を配置し、そ
の集光手段の前方又は後方に、線状光源からの光を発光
体の配置方向に拡散させるための拡散手段を設けること
によって、バックライトとして直接光源を写したり、光
沢面を有する検査対象物の光沢面に正反射させて見る場
合、発光ダイオード等の発光体の球が直接見え、発光体
と発光体の間が光が途切れてしまうという現象を解消す
ることができる、つまり請求項１と同様に、暗い箇所が
発生することがなく、どの箇所においても均等に照らす
ことができる効果を得ることができる。又、請求項１の
ように発光体の配置を変更することが不要であり、既存
の検査用照明装置に拡散手段を取り付けるだけの簡単な
改造で前記効果を奏することができる利点がある。

【００３２】請求項３の発明によれば、両側に振り分け
た複数の照明部のうちの一方側に振り分けられた照明部
が、検査対象物のほぼ同一箇所に対して照射するように
前記線状光源を複数配置したものから構成することによ
って、光量を増大させることができ、見つけにくい小さ
な傷を検査する場合等において有利になり、検査対象物
の拡大を図ることができる。

【００３３】請求項５の発明によれば、発光体を発光ダ
イオード又はチップ型発光ダイオードから構成すること
によって、各種ランプにより構成した場合に比べて消費
電力及び発熱面において有利になるだけでなく、寿命が
飛躍的に長く、劣化スピードが遅い利点がある。しか
も、チップ型発光ダイオードの場合には、砲弾型の発光
ダイオードに比べて実装密度を高めることができ、どの
箇所においても光度を均一にすることができる効果を更
に高めることができる。

【００３４】請求項６の発明によれば、第２照明部を配
置することによって、検査対象物に対して垂直方向から
照射することができるから、検査面がフラットな場合で
も良好な検査を行うことができ、前記一対の照明部と併
用することにより、どのような形状の検査対象物であっ
ても、良好な検査を行うことができる検査用照明装置を
提供することができる。又、検査対象物を透過した透過
光を取り込んで異物検査等を行う場合においても有効に
なる。

【００３５】請求項７の発明によれば、請求項５と同様
に、第２照明部を配置することによって、検査対象物に
対して垂直方向から照射することができるから、検査面
がフラットな場合でも良好な検査を行うことができ、前
記一対の照明部と併用することにより、どのような形状
の検査対象物であっても、良好な検査を行うことができ
るものでありながら、照明部の各発光体の配置を変更す
る、又は第２照明部の各発光体の配置を変更する、又は
照明部の各発光体と第２照明部の各発光体の配置を変更
することによって、請求項１と同様に、暗い箇所が発生
することがなく、どの箇所においても均等に照らすこと
ができ、検査用照明装置の設計の自由度を高めることが
できる利点がある。又、検査対象物を透過した透過光を
取り込んで異物検査等を行う場合においても有効にな
る。

【００３６】請求項８の発明によれば、集光手段と検査
対象物との間に、前記発光体からの光を拡散させるため
の拡散板を配置することによって、取り込むことができ
ない照明部からの光をも取り込むことができ、検査精度
を高めることができる利点がある。前記照明部の個数が
多ければ多いほど取り込むことができる光量を増大させ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】検査用照明装置の縦断側面図である。

【図２】発光ダイオードとシリンドリカルレンズの取り
付け部の構造を示す要部の説明図である。

【図３】図１の照明装置の発光ダイオードの配置を示す
説明図である。

【図４】発光ダイオードの他の配置を示す説明図であ
る。

【図５】図１で示した第１照明部の発光ダイオードによ
る光の画像サンプルを示す説明図である。

【図６】拡散板を取り付けた別の検査用照明装置の縦断
側面図である。

【図７】撮像手段と発光ダイオードの別の配置を示し、
（ａ）は拡散板のない場合を示し、（ｂ）は拡散板のあ
る場合を示している。

【図８】別の検査用照明装置の縦断側面図である。

【図９】別の検査用照明装置の平面図である。

【図１０】別の検査用照明装置の縦断側面図である。

【図１１】図８の照明装置の発光ダイオードの配置を示
す説明図である。

【図１２】図８の照明装置の発光ダイオードの別の配置
を示す説明図である。

【図１３】第１照明部の光と第２照明部の光とが重複し
ている状態の画像サンプルを示す説明図である。

【図１４】別の検査用照明装置を示し、（ａ）は発光ダ
イオードの配置方向で切断した断面図、（ｂ）は発光ダ
イオードの配置方向と直交する方向で切断した断面図で
ある。

【図１５】図１４の照明装置に３枚の拡散板を備えさせ
た断面図である。

【図１６】別の拡散板の断面図である。

【図１７】別の拡散板の断面図である。

【図１８】（ａ），（ｂ），（ｃ）は別の拡散板の断面
図である。

【図１９】図１４で示した検査用照明装置を用いて照射
したときの光の画像サンプルを示す説明図である。

【図２０】（ａ），（ｂ），（ｃ）は、発光ダイオード
からの光を見たときの光の状態を示す説明図である。

【図２１】従来の照明部による光の画像サンプルを示す
説明図である。

【符号の説明】

１ プリント基板（検査対象物） ２ ケーシング ３ 第１照明部 ４ 第２照明部 ５ 上板部 ５Ａ 長孔 ６，７ 左右板部 ８，９ 前後板部 １０，１１，１２ ケーブル １３Ａ 光軸 １４ 第１線状光源 １５Ｌ，１５Ｒ 基板 １６ シリンドリカルレンズ １６Ａ 支持板 １７ ハーフミラー １８ シリンドリカルレンズ １９ 発光ダイオード ２０ 基板 ２１ 第２線状光源 ２２ 発光ダイオード ２３ 撮像手段 ２４ ケーシング ２５ 発光ダイオード ２６ 基板 ２７ シリンドリカルレンズ（集光手段） ２８ 拡散板（拡散手段） ２８Ａ 凸部 ２８Ｂ 凹部 ２８ａ 凸部 ２９〜３１ 拡散部材 ３２，３３ 領域 Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３，Ｈ４ 光 Ｐ１，Ｐ２，ＰＡ ピッチ Ｋ 拡散板 Ｋ１ 貫通孔 Ｓ 隙間 Ｔ 垂線 ＶＬ１，ＶＬ２，ＶＬ３ 発光ダイオード ＶＲ１，ＶＲ２，ＶＲ３ 発光ダイオード Ｘ 発光ダイオードの配置方向

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杉田 隆 京都市上京区烏丸通下立売上ル桜鶴円町 374番地 シーシーエス株式会社内 Ｆターム(参考） 2F065 AA49 AA53 BB02 CC01 CC26 DD05 FF04 FF26 FF41 GG07 GG14 HH12 HH14 HH15 JJ02 JJ14 JJ25 LL00 LL02 LL08 QQ31 SS02 SS13 UU01 2G051 AA65 AB14 BA01 BA20 BB01 BB09 CB01 CB02 5E319 AC01 CC22 CD53 GG15

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多数の発光体が線状に配置された線状光
   源の光照射側に集光手段を配置してなる照明部の複数の
   それぞれを、検査対象物のほぼ同一箇所に対して照射
   し、該照明部の各発光体が検査対象物を照射するそれぞ
   れの位置と該別の照明部の各発光体が検査対象物を照射
   するそれぞれの位置とが照射する線状の発光体群の長手
   方向において異なるように該複数の照明部の各発光体を
   配置したことを特徴とする検査用照明装置。
2. 【請求項２】 前記照明部の複数のそれぞれを、検査対
   象物の表面に対して垂直となる垂線を挟んで両側に振り
   分けて該検査対象物のほぼ同一箇所に対して異なる斜め
   方向から照射するように配置してなる請求項１記載の検
   査用照明装置。
3. 【請求項３】 前記両側に振り分けた複数の照明部のう
   ちの一方側に振り分けられた照明部が、検査対象物のほ
   ぼ同一箇所に対して照射するように前記線状光源を複数
   配置したものでなる請求項２記載の検査用照明装置。
4. 【請求項４】 前記線状光源を構成する各発光体のピッ
   チをどの線状光源においても同一ピッチに構成し、前記
   特定の線状光源を構成する各発光体同士間に前記残りの
   他の特定の線状光源を構成する各発光体が位置するよう
   に、該特定の線状光源に対して該残りの他の特定の線状
   光源の位置を、該特定の線状光源から該残りの他の特定
   の線状光源を見たときの方向においてずらせてなる請求
   項１又は２記載の検査用照明装置。
5. 【請求項５】 前記発光体が発光ダイオード又はチップ
   型発光ダイオードからなる請求項１〜４のいずれかに記
   載の検査用照明装置。
6. 【請求項６】 前記両側に振り分けた照明部同士間に形
   成される隙間を通して下方に位置する検査対象物に対し
   て垂直方向から光を照射するために、該隙間の上方箇所
   に配置したハーフミラーに集光手段を介在して照射する
   多数の発光体が前記発光体の配置方向とほぼ平行の線状
   に配置された第２線状光源からなる第２照明部を配置し
   てなる請求項１〜４のいずれかに記載の検査用照明装
   置。
7. 【請求項７】 多数の発光体が線状に配置された線状光
   源の光照射側に集光手段を配置して構成してなる照明部
   の複数のそれぞれを、検査対象物の表面に対して垂直と
   なる垂線を挟んで両側に振り分けて検査対象物のほぼ同
   一箇所に対して異なる斜め方向から照射するように第１
   照明部を配置し、前記両側に振り分けた照明部同士の隙
   間を通して下方に位置する検査対象物に対して垂直方向
   から光を照射するために、該隙間の上方箇所に配置した
   ハーフミラーに集光手段を介在して照射する多数の発光
   体が前記発光体の配置方向とほぼ平行の線状に配置され
   た第２線状光源からなる第２照明部を配置し、前記第１
   照明部を構成する少なくとも１つの照明部の各発光体が
   検査対象物を照射するそれぞれの位置と前記第２照明部
   の各発光体が検査対象物を照射するそれぞれの位置とが
   異なるように該第１照明部の各発光体と該第２照明部の
   各発光体を配置したことを特徴とする検査用照明装置。
8. 【請求項８】 前記集光手段と検査対象物との間に、前
   記発光体からの光を拡散させるための拡散板を配置して
   なる請求項１又は７記載の検査用照明装置。
9. 【請求項９】 前記照明部の複数のそれぞれを、該照明
   部同士間に隙間が発生する状態で検査対象物の表面に対
   して垂直となる垂線を挟んで両側に配置し、前記照明部
   から照射されて検査対象物の表面を反射した反射光を前
   記照明部同士間の隙間を通して認識可能に構成してなる
   請求項１〜８のいずれか１項に記載の検査用照明装置。
10. 【請求項１０】 多数の発光体が線状に配置された線状
    光源の光照射側に集光手段を配置し、その集光手段の前
    方又は後方に、前記線状光源からの光を発光体の配置方
    向に拡散させるための拡散手段を設けたことを特徴とす
    る検査用照明装置。