JP2007285935A - Lighting system - Google Patents

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JP2007285935A JP2006114836A JP2006114836A JP2007285935A JP 2007285935 A JP2007285935 A JP 2007285935A JP 2006114836 A JP2006114836 A JP 2006114836A JP 2006114836 A JP2006114836 A JP 2006114836A JP 2007285935 A JP2007285935 A JP 2007285935A
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Tadashi Suga
忠 須賀
Tomoya Yoshimura
朋也 吉村
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Mitsubishi Rayon Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a lighting system enabling with one system, quick detection of a different kind of defect over the whole surface of a sheet-like object by visual inspection. <P>SOLUTION: This lighting system 10 is constituted of three light guides 1 for illuminating an inspection object such as a film or a sheet; an inspection plate 2 arranged over the light guides 1, loaded with the inspection object, and having a function for diffusing light emitted from the light guides 1; and a stage 3 for fixing the three light guides 1. The stage 3 is moved up and down movably in the vertical direction by a lifting mechanism 5. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、フィルムやシートなどの透明性シート状の検査対象物の欠陥を検出するための照明装置に関する。   The present invention relates to an illumination device for detecting defects in a transparent sheet-like inspection object such as a film or a sheet.

従来より、フィルムやシートなどの透明性シート状物の欠陥検出には照明装置が用いられている。一般に、シート状物中に見られる欠陥の種類として、異物欠陥、汚れ欠陥、フィッシュアイ欠陥、凹凸欠陥等が挙げられ、シート状物中の異物欠陥や汚れ欠陥については、検査対象物に光を入射した際の透過光の明暗によって欠陥の有無を判別することができるものの、シート状物中のフィッシュアイ欠陥や凹凸欠陥は、照明装置の光源が欠陥の直下にある場合には確認することが困難である。しかしながら、光源からの出射光によってできる明暗の境界(エッジ部)においてはこれらの欠陥を検出できることは一般的に知られている。よって異物、汚れ欠陥の検出には、検査対象を移動することなく、全面にわたって素早く検査を行うことが可能な面状照明装置を使用し、一方でフィッシュアイ欠陥や凹凸欠陥の検出には光源からの出射光のエッジ部を使用するため幅の狭いライン状照明装置を使用するのが一般的である。   Conventionally, an illuminating device has been used for detecting a defect in a transparent sheet such as a film or a sheet. In general, the types of defects found in sheet-like materials include foreign matter defects, stain defects, fish eye defects, uneven defects, etc., and for foreign matter defects and stain defects in sheet-like materials, light is applied to the inspection object. Although the presence or absence of a defect can be determined by the brightness of the transmitted light when incident, the fish eye defect or irregularity defect in the sheet can be confirmed when the light source of the lighting device is directly under the defect. Have difficulty. However, it is generally known that these defects can be detected at a light / dark boundary (edge portion) formed by light emitted from a light source. Therefore, a surface illumination device that can quickly inspect the entire surface without moving the inspection object is used to detect foreign matter and dirt defects, while a fish-eye defect and uneven defect are detected from a light source. In general, a line-shaped illumination device having a narrow width is used because the edge portion of the emitted light is used.

ここで、光源に蛍光灯を使用した一般的な面状照明装置では、図5に示すように、光を散乱させつつ全体に光を導く導光板101の左右両辺に蛍光灯102を各々1本ずつ配置し、導光板内に光を入射することによって面状照明を実現している。
一方、照明光のエッジ部を使用した照明方法としては、ライン状照明装置を使用し、このライン状照明装置と検査対象物の間に遮光部を配置することによって、欠陥のサイズよりも幅の狭いライン状の照明を実現する技術が開示されている(例えば、特許文献1参照)。
Here, in a typical planar illumination device using a fluorescent lamp as a light source, as shown in FIG. 5, one fluorescent lamp 102 is provided on each of the left and right sides of the light guide plate 101 that guides the light while scattering the light. Surface illumination is realized by arranging them one by one and making light enter the light guide plate.
On the other hand, as an illumination method using an edge portion of illumination light, a line-shaped illumination device is used, and a light-shielding portion is arranged between the line-shaped illumination device and an inspection object so that the width is larger than the size of the defect. A technique for realizing narrow line-shaped illumination is disclosed (for example, see Patent Document 1).

しかしながら、蛍光灯と導光板を使用した面状照明装置では出射光のエッジ部を使用することができないため、フィッシュアイ欠陥や凹凸欠陥の検査が行うことが困難であり、異物欠陥および汚れ欠陥と、フィッシュアイ欠陥および凹凸欠陥とを共に行うためには、面状照明装置とは別にライン状照明装置が必要となり、逆に特許文献1に開示された幅の狭いライン状の照明では、フィッシュアイ欠陥や凹凸欠陥の検出は比較的容易であるが、シート状物の全面にわたり素早く欠陥を検出することができないので、異物欠陥および汚れ欠陥を検査するためには別途異物や汚れ欠陥の確認のために面状照明装置による検査が必要となる。
このため、装置の費用や維持費用が増大するとともに、装置設置ために大きいスペースが必要となり、製造コストが増加する一因となっている。
特開2005−49291号公報
However, since the edge portion of the emitted light cannot be used in the planar illumination device using the fluorescent lamp and the light guide plate, it is difficult to inspect the fish eye defect and the concavo-convex defect. In order to perform both the fisheye defect and the concavo-convex defect, a line-shaped illumination device is required in addition to the planar illumination device. Conversely, in the narrow line-shaped illumination disclosed in Patent Document 1, Although it is relatively easy to detect defects and uneven defects, it is not possible to quickly detect defects over the entire surface of the sheet material. In addition, an inspection by a surface illumination device is required.
For this reason, the cost of the apparatus and the maintenance cost increase, and a large space is required for installing the apparatus, which contributes to an increase in manufacturing cost.
JP 2005-49291 A

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、シート状物の全面にわたって素早く異物欠陥や汚れ欠陥を目視検査でき、かつ、フィッシュアイ欠陥や凹凸欠陥も目視によって同一の装置で検出することが可能である照明装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is possible to quickly inspect a foreign object defect and a dirt defect over the entire surface of a sheet-like material, and to detect a fish eye defect and a concavo-convex defect visually with the same apparatus. An object is to provide a lighting device that is possible.

上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を提供している。
本発明に係る照明装置は、フィルム状またはシート状の検査対象物の欠陥を検出する照明装置であって、光出射面が同一平面状にあるとともに、平行に配置された複数のライン状光源と、前記複数のライン状光源の光出射面の上部に位置し、光拡散機能を有するシート状の板からなる検査板と、前記光出射面と前記検査板との間の距離を調節可能に変化させる間隔可変手段とを備えることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the present invention provides the following means.
An illuminating device according to the present invention is an illuminating device that detects defects in a film-like or sheet-like inspection object, and has a plurality of line-shaped light sources arranged in parallel with the light emission surface being in the same plane. An inspection plate made of a sheet-like plate having a light diffusing function located above the light emission surfaces of the plurality of line-shaped light sources, and the distance between the light emission surface and the inspection plate is adjustable. And an interval changing means for making it possible.

また、前記光出射面と前記検査板との間の距離の最大値y、および最小値yは、以下の式で表わされる範囲内にあることを特徴とする。
>x/(2tanθ)+p
<x/(2tanθ)−q
p=y−y
q=y−y
θ:前記ライン状光源の出射角
x:前記ライン状光源の光源間距離
:前記検査板2に投影された前記各ライン状光源からの出射光のエッジ同士が当接するときの前記光出射面と前記検査板との間の距離
:前記検査板2上でほぼ均一な輝度を確保するために必要な前記光出射面と前記検査板との間の距離
:前記検査板2上で十分に明瞭な暗部と明部とのエッジを形成するために必要な前記光出射面と前記検査板との間の距離
In addition, the maximum value y H and the minimum value y L of the distance between the light exit surface and the inspection plate are within the range represented by the following expressions.
y H > x / (2 tan θ) + p
y L <x / (2 tan θ) −q
p = y 1 −y 0
q = y 0 −y 2
θ: emission angle of the linear light source x: distance between light sources y 0 of the linear light source: the light emission when edges of the emitted light from the linear light sources projected on the inspection plate 2 come into contact with each other Distance y 1 between the surface and the inspection plate: distance y 2 between the light exit surface and the inspection plate necessary to ensure substantially uniform luminance on the inspection plate 2 : the inspection plate 2 The distance between the light emitting surface and the inspection plate necessary to form a sufficiently clear edge between the dark part and the bright part above

さらに、本発明に係る照明装置において、前記間隔可変手段は、前記ライン状光源が固定されるステージと、このステージと前記検査板とを支持する脚部との間に設けられ、前記ステージを上下方向に進退自在に移動させる昇降機能であることを特徴とする。   Further, in the illumination device according to the present invention, the distance varying means is provided between a stage to which the line light source is fixed and a leg portion that supports the stage and the inspection plate, and moves the stage up and down. It is characterized by an elevating function that can move forward and backward in a direction.

本発明によれば、目視検査によって、検査対象物全面にわたって素早く、異なる種類の欠陥を一台の装置で検出することができる照明装置を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the illumination apparatus which can detect a defect of a different kind with the single apparatus quickly over the whole inspection target object by visual inspection can be provided.

本発明の一実施形態である照明装置10を図1および図2を参照しながら説明する。
本発明に係る照明装置10は、図1に示すように、フィルムやシートなどの検査対象物を照明するための3ラインのライトガイド1と、これらライトガイド1の上方に配置され、検査対象物を載せるとともに、ライトガイド1から出射された光を拡散する機能を備えた薄板状の検査板2と、3ラインのライトガイド1を固定し、上下方向に進退可動に昇降させる昇降機構5を併せ持つステージ3と、前記検査板2および前記ステージ3を保持するための脚部4とを備えている。
A lighting device 10 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
As shown in FIG. 1, the illumination device 10 according to the present invention is arranged above the light guide 1 with three lines of light guides 1 for illuminating an inspection object such as a film or a sheet. In addition, a thin plate-shaped inspection plate 2 having a function of diffusing light emitted from the light guide 1 and a lifting mechanism 5 for fixing the three-line light guide 1 and moving up and down in a vertical direction are also provided. A stage 3 and a leg 4 for holding the inspection plate 2 and the stage 3 are provided.

このような構成の照明装置10の昇降機構5を作動させることによってステージ3を下降させ、検査板2とライトガイド1との距離を遠ざける。すると、ライトガイド1から出射され、一定の出射角度Θを有する光L1は、ライトガイド1から出射されて検査板2の表面に達するまでの途中で、図1にハッチングを施したように広がり、検査板2のやや広い範囲に到達する。検査板2に到達する光L1の輝度はライトガイド1の中心軸から外側に行くほど低下するが、照明装置10には3ラインのライトガイド1が備えられているので、各ライトガイド1からの出射光L1が互いに重なり合うことによって、検査板2到達する光の輝度は全体として均一化される。検査板2に到達した光は検査板2内で拡散し、ほぼ均一な強度で検査対象物を下から照明する。   The stage 3 is lowered by operating the lifting mechanism 5 of the illumination device 10 having such a configuration, and the distance between the inspection plate 2 and the light guide 1 is increased. Then, the light L1 emitted from the light guide 1 and having a constant emission angle Θ spreads as hatched in FIG. 1 in the middle of being emitted from the light guide 1 and reaching the surface of the inspection plate 2. The inspection plate 2 reaches a slightly wide range. Although the brightness of the light L1 reaching the inspection plate 2 decreases as it goes outward from the central axis of the light guide 1, the illumination device 10 is provided with the three-line light guides 1; When the emitted lights L1 overlap each other, the luminance of the light reaching the inspection plate 2 is made uniform as a whole. The light reaching the inspection plate 2 diffuses in the inspection plate 2 and illuminates the inspection object from below with a substantially uniform intensity.

また、昇降機構5を作動させることによってステージ3を上昇させ、図1に点線で示したように、ライトガイド1を検査板2に近づけると、ライトガイド1から出射された光L2はあまり拡がることなく検査板2に到達する。この場合には、検査板2には3ラインのライトガイド1から出射された光L2の明部と暗部とのエッジが鋭く現出することになる。
すなわち、本発明の照明装置10は、ライトガイド1と検査板2との距離を遠ざけた場合には面状の照明装置として機能し、ライトガイド1と検査板2との距離を近づけた場合にはライン状の照明装置として機能する。
Further, when the stage 3 is raised by operating the elevating mechanism 5 and the light guide 1 is brought close to the inspection plate 2 as shown by a dotted line in FIG. 1, the light L2 emitted from the light guide 1 spreads so much. It reaches the inspection plate 2 without. In this case, the bright and dark edges of the light L2 emitted from the three-line light guide 1 appear sharply on the inspection plate 2.
That is, the illumination device 10 of the present invention functions as a planar illumination device when the distance between the light guide 1 and the inspection plate 2 is increased, and when the distance between the light guide 1 and the inspection plate 2 is reduced. Functions as a line lighting device.

ライトガイド1は検査対象物に光を照射する光源であり、図1および図2に示すように、光出射端面6が略円形状をした多数本の光ファイバ7が、光出射端面6が検査板2の方向を向き、かつ、同一平面上にあるように並べられており、このように形成された単数または場合により複数ラインのライトガイド1が、平行に並列してステージ3上に配置されて照明部分8が形成される。ライトガイド1のライン数は照明装置10および検査対象物の大きさによって決定される。本実施形態の照明装置10では3ラインのライトガイド1が使用されている。   The light guide 1 is a light source for irradiating light to an inspection object. As shown in FIGS. 1 and 2, a plurality of optical fibers 7 having a light emitting end face 6 having a substantially circular shape, and the light emitting end face 6 are inspected. The light guides 1 are arranged so as to face the direction of the plate 2 and be on the same plane, and the light guides 1 formed in this way or possibly plural lines are arranged on the stage 3 in parallel in parallel. Thus, the illumination part 8 is formed. The number of lines of the light guide 1 is determined by the size of the illumination device 10 and the inspection object. In the illumination device 10 of the present embodiment, a three-line light guide 1 is used.

ここで、照明装置10が面状およびライン状の照明として機能するためには、ライドガイド1から出射される光の出射角θは20°から40°の範囲とすることが好ましい。すなわち、出射角θが20°より小さいと、出射光の指向性がより強まり照射面の照度を非常に高くすることができ、エッジ部分のコントラストを鮮明にできる一方で、面状照明として用いるには照明部分8の単位面積当りのライトガイド1の数を増やす必要があることから、照明装置10の筐体を膨大化する必要が生じる。他方、出射角が40°より大きくなると、検査板2に光が到達したときの照度が不十分になる傾向があり、フィッシュアイ欠陥や凹凸欠陥の検出には、エッジ部分が不鮮明になるため好ましくない。   Here, in order for the illuminating device 10 to function as planar and line-shaped illumination, the emission angle θ of the light emitted from the ride guide 1 is preferably in the range of 20 ° to 40 °. That is, when the outgoing angle θ is smaller than 20 °, the directivity of outgoing light becomes stronger and the illuminance of the irradiated surface can be made extremely high, and the contrast of the edge portion can be made clear, while being used as planar illumination. Since it is necessary to increase the number of light guides 1 per unit area of the illumination part 8, it is necessary to enlarge the housing of the illumination device 10. On the other hand, when the emission angle is larger than 40 °, the illuminance when the light reaches the inspection plate 2 tends to be insufficient, and the edge portion becomes unclear for detection of fish eye defects and concavo-convex defects. Absent.

出射角θを上記範囲に規制するために、各ライトガイド1のライトガイド端面11にレンズを装着してもよい。
尚、ライトガイド1から出射された光は拡散機能を備えた検査板2での拡散により照度が減少することも考慮し、欠陥の検出を行うために十分輝度の高い光源を用いる必要がある。このようなライトガイド1の光源として例えばハロゲンランプを用いることができる。
In order to restrict the emission angle θ to the above range, a lens may be mounted on the light guide end face 11 of each light guide 1.
In consideration of the fact that the light emitted from the light guide 1 is reduced in illuminance due to diffusion on the inspection plate 2 having a diffusion function, it is necessary to use a light source having a sufficiently high luminance in order to detect defects. For example, a halogen lamp can be used as the light source of such a light guide 1.

ここで、検査板2に投影された各ライトガイド1からの出射光のエッジ同士が当接する状態において、複数のライトガイド1の中心間距離x、ライトガイド端面11と拡散板2との間の距離y、および出射角θの間の関係は、式(1)により定められる。
x/2=y×tanθ ・・・(1)
式(1)から定められた中心間距離xでライトガイド1を配置した場合、各ライトガイド1からの出射光は検査板2上でエッジ同士を当接し、面状の照明を形成するが、実際にはライトガイド1の中心軸から外側にいくほど出射光の輝度は低下する傾向にあるため、検査板2上でほぼ均一な輝度を確保した面状の照明を得るためには、各ライトガイド1からの出射光の重なりが必要となる。
Here, in the state where the edges of the light emitted from each light guide 1 projected onto the inspection plate 2 abut, the distance x between the centers of the plurality of light guides 1, the distance between the light guide end surface 11 and the diffusion plate 2. The relationship between the distance y 0 and the emission angle θ is determined by equation (1).
x / 2 = y 0 × tan θ (1)
When the light guides 1 are arranged at the center distance x determined from the equation (1), the emitted light from each light guide 1 abuts the edges on the inspection plate 2 to form a planar illumination. Actually, the brightness of the emitted light tends to decrease as it goes outward from the central axis of the light guide 1. Therefore, in order to obtain a planar illumination that ensures substantially uniform brightness on the inspection plate 2, each light It is necessary to overlap light emitted from the guide 1.

ゆえに、各ライトガイド1からの出射光の重なりを考慮して、ライトガイド1を複数個並列してステージ3に配置する際には、ライトガイド1の中心間距離xが式(2)の範囲内となるようにステージ上に配置すればよい。
x<2(y−p)×tanθ ・・・(2)
ここで、pは、各ライトガイド1からの出射光が重なり、ほぼ均一な検査板2上の輝度を確保するために必要な、ライトガイド端面11と拡散板2との間の距離yとyとの差である。
Therefore, when the plurality of light guides 1 are arranged in parallel on the stage 3 in consideration of the overlapping of the emitted light from each light guide 1, the distance x between the centers of the light guides 1 is within the range of the formula (2). What is necessary is just to arrange | position on a stage so that it may become inside.
x <2 (y 0 −p) × tan θ (2)
Here, p is a distance y 1 between the light guide end surface 11 and the diffusion plate 2 that is necessary for ensuring that the light emitted from the light guides 1 overlaps and the luminance on the inspection plate 2 is substantially uniform. which is the difference between the y 0.

検査板2はライトガイド1の上方に配置し、ライトガイド1から出射された光を拡散板2内で拡散することで輝度斑がより低減された検査面を得るためのものである。より具体的には、アクリル樹脂等の透明樹脂製の板に、拡散材を添加する等の方法によって光拡散機能を付与した樹脂板を用いることが好ましい。   The inspection plate 2 is disposed above the light guide 1 and diffuses the light emitted from the light guide 1 in the diffusion plate 2 to obtain an inspection surface with reduced brightness spots. More specifically, it is preferable to use a resin plate provided with a light diffusion function by a method such as adding a diffusion material to a transparent resin plate such as an acrylic resin.

ステージ3は、各ライトガイド1を固定し、かつ上下に移動する昇降機構5を有するものである。
昇降機構5は、例えば、脚部4に沿ってラックを配置し、このラックに噛み合うピニオンをステージ3に設けて、モータ等で回転させることによってステージ3を昇降させるラックピニオン方式、スクリューを脚部4に設け、これに螺合するナット部材をステージ3に設け、スクリューをモータ等で回転させることによってステージ3を昇降させるリードスクリュー方式、ステージ3と検査板2との間に配置した流体シリンダー等によって構成される。
The stage 3 has an elevating mechanism 5 that fixes each light guide 1 and moves up and down.
The elevating mechanism 5 is, for example, a rack and pinion system in which a rack is arranged along the leg 4, a pinion that meshes with the rack is provided on the stage 3, and the stage 3 is moved up and down by rotating with a motor or the like. 4, a nut member that is screwed to the stage 3 is provided on the stage 3, a lead screw system that moves the stage 3 up and down by rotating the screw with a motor or the like, a fluid cylinder disposed between the stage 3 and the inspection plate 2, etc. Consists of.

この昇降機構5でステージ3を上下させることによって、検査板2とライトガイド端面11との間の距離yを変化させて照射範囲を可変させることができる。また脚部4は検査板2およびステージ3を保持するものである。   By moving the stage 3 up and down by the lifting mechanism 5, the irradiation range can be varied by changing the distance y between the inspection plate 2 and the light guide end surface 11. The leg 4 holds the inspection plate 2 and the stage 3.

ここで、図1において、ライトガイド1の中心間距離xをaとしたときに、各ライトガイド1からの出射光が検査板2上でそのエッジ同士を当接する場合のライトガイド端面11と拡散板2との間の距離yは、式(1)を変換した式(3)によって求められる。
=a/(2tanθ) ・・・(3)
Here, in FIG. 1, when the distance x between the centers of the light guides 1 is a, the light guide end surface 11 diffuses when the light emitted from each light guide 1 abuts the edges on the inspection plate 2. The distance y 0 between the plate 2 and the plate 2 is obtained by Expression (3) obtained by converting Expression (1).
y 0 = a / (2 tan θ) (3)

式(2)より、各ライトガイド1からの出射光の重なりを考慮した場合の、照明装置10が面上の照明装置として機能するyの範囲は、式(4)の範囲となる。
1>a/(2tanθ)+p ・・・(4)
また、式(3)より、yが式(5)で表わされる範囲にある場合には各ライトガイド1の出射光は検査板2上で面状にはならず、明部と暗部との間にエッジを形成する状態となる。
y<a/(2tanθ) ・・・(5)
From the equation (2), the range of y in which the illumination device 10 functions as the illumination device on the surface when the overlapping of the emitted light from each light guide 1 is considered is the range of the equation (4).
y 1 > a / (2 tan θ) + p (4)
Further, from the equation (3), when y is in the range represented by the equation (5), the light emitted from each light guide 1 does not become planar on the inspection plate 2, but between the bright part and the dark part. The edge is formed.
y <a / (2 tan θ) (5)

しかしながら、この状態におけるライトガイド1からの出射光は拡散板2に到達する途中で拡がることにより輝度が低下しているので、ライン状の照明として機能させるためには明部と暗部との間のエッジの明瞭性を考慮して、ライトガイド端面11と拡散板2との間の距離yを式(6)となるように狭める必要がある。
<a/(2tanθ)−q ・・・(6)
ここで、qは、各ライトガイド1からの出射光が検査板2上で十分に明瞭なエッジを形成するために必要な、ライトガイド端面11と拡散板2との間の距離yとyとの差である。
However, since the emitted light from the light guide 1 in this state spreads in the middle of reaching the diffuser plate 2, the luminance is lowered. Therefore, in order to function as line-shaped illumination, the light between the bright part and the dark part is used. In consideration of the clarity of the edge, it is necessary to narrow the distance y 2 between the light guide end face 11 and the diffusion plate 2 so as to satisfy Expression (6).
y 2 <a / ( 2 tan θ) −q (6)
Here, q is a distance y 2 and y between the light guide end face 11 and the diffusion plate 2 that are necessary for the light emitted from each light guide 1 to form a sufficiently clear edge on the inspection plate 2. This is the difference from zero .

すなわち、面状の照明とライン状の照明を切り替えるためには、ライトガイド1の中心間距離をx、ライトガイド1の出射光の出射角をθ、各ライトガイド1からの出射光同士が検査板2上で重なり、検査板2上でほぼ均一な輝度を確保するために必要な、ライトガイド端面11と拡散板2との間の距離yとyとの差をp、および各ライトガイド1からの出射光が検査板2上で十分に明瞭なエッジを形成するために必要な、ライトガイド端面11と拡散板2との間の距離yとyとの差をqとしたときに、検査板2を昇降機能5によって昇降させて得られる、検査板2とライトガイド端面11との間の距離の最大値yと最小値yはそれぞれ以下の式で表わされる範囲にあることが必要である。
x/(2tanθ)+p<y、かつ y<x/(2tanθ)−q ・・・(6)
That is, in order to switch between planar illumination and line illumination, the distance between the centers of the light guides 1 is x, the emission angle of the emitted light of the light guide 1 is θ, and the emitted light from each light guide 1 is inspected. P is the difference between the distances y 2 and y 0 between the light guide end face 11 and the diffusion plate 2 that are necessary to ensure a substantially uniform brightness on the inspection plate 2 and overlapping on the inspection plate 2. The difference between the distances y 2 and y 0 between the light guide end face 11 and the diffusion plate 2 required for the light emitted from the guide 1 to form a sufficiently clear edge on the inspection plate 2 is defined as q. Sometimes, the maximum value y H and the minimum value y L of the distance between the inspection plate 2 and the light guide end surface 11 obtained by moving the inspection plate 2 up and down by the elevating function 5 are in the ranges represented by the following equations, respectively. It is necessary to be.
x / (2 tan θ) + p <y H and y L <x / (2 tan θ) −q (6)

ここで、yが式(7)の範囲にあるときには、検査板2上の輝度の均一性が不十分、または、明部と暗部との間のエッジの明瞭性が不十分となる可能性がある。
x/(2tanθ)+p>y>x/(2tanθ)−q ・・・(7)
Here, when y is in the range of the expression (7), the uniformity of the luminance on the inspection plate 2 may be insufficient, or the clarity of the edge between the bright part and the dark part may be insufficient. is there.
x / (2 tan θ) + p>y> x / (2 tan θ) −q (7)

以下に本発明にかかる照明装置10の好適な一例を示す。
検査板2として、内部に光拡散材としての酸化チタンが添加された板厚2.0mmの乳白色のアクリル樹脂製拡散板(三菱レイヨン社製アクリライト)を使用した。
ライトガイド1としてプラスチック光ファイバ7を多数本束ねた構成の光ファイバライトガイド(三菱レイヨン社製PL300−1000)を使用した。この光ファイバライトガイドは出射幅300mm、出射角30度に設定されている。
光ファイバライトガイドの光源としては100Wのハロゲンランプを用いたハロゲンランプ光源装置(三菱レイヨン社製ハロゲンランプ光源装置ELI−100G)を使用した。
Below, a suitable example of the illuminating device 10 concerning this invention is shown.
As the inspection plate 2, a 2.0 mm thick milky white acrylic resin diffusion plate (Acrylite manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd.) having titanium oxide added as a light diffusion material inside was used.
As the light guide 1, an optical fiber light guide (PL300-1000 manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd.) having a configuration in which many plastic optical fibers 7 are bundled is used. This optical fiber light guide is set to have an emission width of 300 mm and an emission angle of 30 degrees.
As a light source of the optical fiber light guide, a halogen lamp light source device using a 100 W halogen lamp (halogen lamp light source device ELI-100G manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd.) was used.

図4は上記構成の照明装置10を用い、ライトガイド端面11と検査板2との間の距離yを150mmに、また、ライトガイド1間の距離xを100mmに設定し、検査板2を上面からラインCCDカメラ(解像度0.1mm/pixel)で撮像したときの相対輝度を表したグラフである。   In FIG. 4, the illumination device 10 having the above-described configuration is used, the distance y between the light guide end surface 11 and the inspection plate 2 is set to 150 mm, the distance x between the light guides 1 is set to 100 mm, and the inspection plate 2 is placed on the upper surface. 5 is a graph showing the relative luminance when captured by a line CCD camera (resolution: 0.1 mm / pixel).

ライトガイド端面11と検査板2との間の距離yが150mmの場合では、最大輝度の視野位置はライトガイド1の軸の中心付近で約45mmの位置(図3の“A”)である。ライトガイド1間での最小輝度の視野位置は、ライトガイド1間の中間付近で約90mmの位置(図3の“B”)で、最大輝度1.0に対して相対輝度0.85であった。最小輝度は最大輝度に対して約15%の落ち込みである。この差は目視検査用の均一な面状照明装置として問題なく使用でき、異物欠陥や汚れ欠陥の検査において検査対象を移動することなく、全面をすばやく検査することができる程度のものである。   When the distance y between the light guide end face 11 and the inspection plate 2 is 150 mm, the visual field position with the maximum luminance is a position of about 45 mm (“A” in FIG. 3) near the center of the axis of the light guide 1. The visual field position of the minimum luminance between the light guides 1 is about 90 mm near the middle between the light guides 1 (“B” in FIG. 3), and the relative luminance is 0.85 with respect to the maximum luminance of 1.0. It was. The minimum brightness is about 15% lower than the maximum brightness. This difference can be used as a uniform surface illumination device for visual inspection without any problem, and is capable of quickly inspecting the entire surface without moving the inspection object in the inspection of foreign matter defects and dirt defects.

この状態で実際に照明装置10を用い透明なアクリル樹脂製シートの異物欠陥、フィッシュアイ欠陥の目視検査を行ったところ、異物欠陥はシート上のどこの位置においても確認することができたが、フィッシュアイ欠陥は確認する事ができなかった。   In this state, when the visual inspection of the foreign matter defect and fish eye defect of the transparent acrylic resin sheet was actually performed using the lighting device 10, the foreign matter defect could be confirmed at any position on the sheet. Fish eye defects could not be confirmed.

図5は同様にしてライトガイド端面11と検査板2との間の距離yを30mmになるようにステージ3を上げたときの相対輝度のグラフである。
ライトガイド端面11と検査板2との間の距離yが距離30mmの場合では、ライトガイド1の照明幅はラインCCDカメラの視野位置20mm(図4の“A”)から約65mm(図4の“C”)の範囲であり、照明幅は約45mmとなる。最大輝度は照明幅の中心位置約45mmの位置(図4の“B”)である。最大輝度から相対輝度0になるまでの間に輝度は1mmあたり約4.5%ずつ下がっていることになる。この差があれば照明の明部と暗部とのエッジ部としてフィッシュアイ欠陥や凹凸欠陥の検出を十分に行うことができるものである。
この照明装置10により上記と同様の透明なアクリル樹脂製シートの目視検査を行ったところ、照明のエッジ部においてフィッシュアイ欠陥の存在を確認することができた。
FIG. 5 is a graph of relative luminance when the stage 3 is raised so that the distance y between the light guide end face 11 and the inspection plate 2 is 30 mm.
When the distance y between the light guide end face 11 and the inspection plate 2 is 30 mm, the illumination width of the light guide 1 is about 65 mm (see FIG. 4) from the visual field position 20 mm (“A” in FIG. 4) of the line CCD camera. “C”), and the illumination width is about 45 mm. The maximum luminance is a position (“B” in FIG. 4) of about 45 mm in the center position of the illumination width. The luminance decreases by about 4.5% per mm until the relative luminance becomes 0 from the maximum luminance. If there is this difference, it is possible to sufficiently detect fish eye defects and irregularities as the edge portions between the bright and dark portions of the illumination.
When the same transparent acrylic resin sheet as described above was visually inspected by the lighting device 10, the presence of fish eye defects could be confirmed at the edge of the lighting.

以上のように、本実施形態にかかる照明装置10によれば、複数のライトガイド1の位置を昇降させて検査板2とライトガイド端面11との間の距離を調節可能な構造にし、検査板2とライトガイド端面11との間の距離を小さくして各々のライトガイド1から出射された光が検査板2に投影されてできる明部と暗部のエッジを鋭く出すようにできるとともに、検査板2とライトガイド1との間の距離を大きくして隣り合うライトガイド1から出射された光を重ね合わせつつ検査板2によって均一に拡散し、検査板2を全面にわたって明るくできるので、ライン状照明の状態と面状照明の状態とを切り替えることができ、1台で全面にわたって異物欠陥や汚れ欠陥を検査する機能と、フィッシュアイ欠陥や凹凸欠陥を検査する機能を実現できる。そして、装置の費用や維持費用による製造コストを低減するとともに、装置設置のためのスペースを削減することができる。   As described above, according to the illuminating device 10 according to the present embodiment, the position of the plurality of light guides 1 is raised and lowered so that the distance between the inspection plate 2 and the light guide end surface 11 can be adjusted. The distance between the light guide end face 11 and the light guide 1 can be reduced so that the light emitted from each light guide 1 is projected onto the inspection plate 2 so that the edges of the bright and dark portions are sharply formed. The distance between the light guide 1 and the light guide 1 is increased, and the light emitted from the adjacent light guides 1 is uniformly diffused by the inspection plate 2 while being superimposed, so that the inspection plate 2 can be brightened over the entire surface, so that the line illumination Can be switched between the state of light and the state of planar illumination, and the function to inspect foreign matter defects and dirt defects over the entire surface and the function to inspect fish eye defects and uneven defects can be realized with one unit . And while reducing the manufacturing cost by the expense and maintenance cost of an apparatus, the space for apparatus installation can be reduced.

また、ライトガイド1を固定したステージ3を、式(6)の範囲で変化させることによって、面状照明の状態で異物欠陥や汚れ欠陥を、ライン照明の状態でフィッシュアイ欠陥や凹凸欠陥を、感度良く検査することができる。
さらに、検査板2の位置を固定して面状照明の状態とライン状照明の状態とを切り替えられるので、検査対象物の高さが変わらない状態で、異物欠陥や汚れ欠陥の検査と、フィッシュアイ欠陥や凹凸欠陥の検査とを行うことができ、検査効率を上げることができる。
Further, by changing the stage 3 to which the light guide 1 is fixed within the range of the expression (6), foreign matter defects and dirt defects in the state of planar illumination, fish eye defects and unevenness defects in the state of line illumination, Inspection can be performed with high sensitivity.
Furthermore, since the position of the inspection plate 2 is fixed and the state of the planar illumination and the state of the line illumination can be switched, the inspection of the foreign object defect and the dirt defect and the fish can be performed without changing the height of the inspection object. Inspection of eye defects and irregularities can be performed, and inspection efficiency can be increased.

なお、本実施形態では検査板2を水平方向に横に設置しているが、検査板2は水平方向に限られず、例えば縦に立てた状態で設置しても良い。   In this embodiment, the inspection plate 2 is installed horizontally in the horizontal direction. However, the inspection plate 2 is not limited to the horizontal direction, and may be installed in a vertically standing state, for example.

また、本実施形態ではステージ3を移動させてライトガイド端面11と検査板2との間の距離を変化させているが、検査板2を昇降させても良いし、検査板2とステージ3との双方を昇降させても良い。   In this embodiment, the stage 3 is moved to change the distance between the light guide end face 11 and the inspection plate 2. However, the inspection plate 2 may be moved up and down, or the inspection plate 2 and the stage 3 Both may be raised and lowered.

本発明に係る照明装置の一実施形態を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows one Embodiment of the illuminating device based on this invention. 本発明に用いられるライトガイドを示す図である。It is a figure which shows the light guide used for this invention. ライトガイド端面−拡散板間の距離を150mmに配置し、拡散板を上面からCCDカメラで撮像したときの視野位置と相対輝度の関係を表したグラフである。It is a graph showing the relationship between the visual field position and relative luminance when the distance between the light guide end surface and the diffusion plate is 150 mm and the diffusion plate is imaged from the upper surface with a CCD camera. ライトガイド端面−拡散板間の距離を30mmに配置し、拡散板を上面からCCDカメラで撮像したときの視野位置と相対輝度の関係を表したグラフである。It is the graph showing the relationship between a visual field position and relative brightness | luminance when arrange | positioning the distance between a light guide end surface and a diffusion plate to 30 mm, and imaging a diffusion plate with a CCD camera from the upper surface. 蛍光灯を使用した従来の一般的な面状照明装置である。This is a conventional general surface illumination device using a fluorescent lamp.

符号の説明Explanation of symbols

1 ライトガイド(ライン状光源)
2 検査板
3 ステージ
4 脚部
5 昇降機構
6 光出射端面
7 光ファイバ
8 照明部分
10 照明装置
11 ライトガイド端面(光出射面)

1 Light guide (Line light source)
2 Inspection plate 3 Stage 4 Leg 5 Lift mechanism 6 Light exit end face 7 Optical fiber 8 Illumination portion 10 Illumination device 11 Light guide end face (light exit face)

Claims (3)

フィルム状またはシート状の検査対象物の欠陥を検出する照明装置であって、
光出射面が同一平面上にあるとともに、平行に配置された複数のライン状光源と、
前記複数のライン状光源の光出射面の上部に位置し、光拡散機能を有するシート状の板からなる検査板と、
前記光出射面と前記検査板との間の距離を調節可能に変化させる間隔可変手段とを備える照明装置。
An illumination device for detecting defects in a film-like or sheet-like inspection object,
A plurality of line-shaped light sources arranged in parallel with the light emission surface being on the same plane;
An inspection plate made of a sheet-like plate located above the light emitting surface of the plurality of line-shaped light sources and having a light diffusion function;
An illuminating device comprising: an interval variable unit that adjustably changes a distance between the light emitting surface and the inspection plate.
前記光出射面と前記検査板との間の距離の最大値y、および最小値yは、以下の式の範囲内にあることを特徴とする請求項1に記載の照明装置。
>x/(2tanθ)+p
<x/(2tanθ)−q
p=y−y
q=y−y
θ:前記ライン状光源の出射角
x:前記ライン状光源の光源間距離
:前記検査板2に投影された、前記各ライン状光源からの出射光のエッジ同士が当接するときの前記光出射面と前記検査板との間の距離
:前記検査板2上でほぼ均一な輝度を確保するために必要な前記光出射面と前記検査板との間の距離
:前記検査板2上で十分に明瞭な、暗部と明部とのエッジを形成するために必要な前記光出射面と前記検査板との間の距離
Maximum y H, and the minimum value y L of the distance between the test plate and the light exit surface, the illumination device according to claim 1, characterized in that within the scope of the following equation.
y H > x / (2 tan θ) + p
y L <x / (2 tan θ) −q
p = y 1 −y 0
q = y 0 −y 2
θ: emission angle of the linear light source x: distance between light sources y 0 of the linear light source: the light projected on the inspection plate 2 when the edges of the emitted light from the linear light sources come into contact with each other Distance y 1 between the exit surface and the inspection plate: Distance y 2 between the light exit surface and the inspection plate necessary to ensure substantially uniform brightness on the inspection plate 2 : The inspection plate 2 The distance between the light emitting surface and the inspection plate necessary to form a dark and bright edge sufficiently clear on 2
前記間隔可変手段は、前記ライン状光源が固定されるステージと、このステージと前記検査板とを保持する脚部との間に設けられ、前記ステージを上下方向に進退自在に移動させる昇降機能であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の照明装置。

The interval varying means is provided between a stage to which the line-shaped light source is fixed and a leg portion that holds the stage and the inspection plate, and has a lifting function for moving the stage in a vertically movable manner. The lighting device according to claim 1, wherein the lighting device is provided.

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