JP2008002836A - Line type lighting system - Google Patents

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Sadaichi Ariga
貞一 有賀
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a line type lighting system capable of securing sufficient brightness, using an LED as a light source, and capable of providing sufficiently uniform line illumination. <P>SOLUTION: This line type lighting system uses the surface luminescent LED 32 as the light source, a cylindrical mirror 40 with an inner face formed of a material having high light reflectance is arranged to surround an emission face thereof, a base end part of an optical fiber bundle 50 is inserted into the cylindrical mirror 40, a tip part of the optical fiber bundle 50 is linearly arrayed and held, one side face of a light guide panel 70 is arranged in the tip part, and line light is emitted from the other side face of the light guide panel 70. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、例えば、液晶基板の検査等に用いられるライン型照明装置に関する。   The present invention relates to a line illumination device used for, for example, inspection of a liquid crystal substrate.

液晶基板等の工業製品の品質、例えば基板上の気泡の含有、欠損、異物の付着等を製造ライン上で検査する方法として、CCDカメラ等による撮像を利用する方法が普及している。この方法は、部品の特定個所を撮像し、正常な部品の撮像結果と比較することにより異常の有無を検査するというものである。このような検査法においては、CCDカメラで撮像する検査対象物の部位を照明装置によって、明るく均一に照らし出す必要がある。   As a method for inspecting the quality of industrial products such as a liquid crystal substrate, for example, the presence of bubbles on the substrate, defects, adhesion of foreign matters, etc. on a production line, a method using imaging by a CCD camera or the like is widespread. This method is to inspect the presence / absence of an abnormality by imaging a specific part of the component and comparing it with the imaging result of a normal component. In such an inspection method, it is necessary to illuminate the region of the inspection object imaged by the CCD camera brightly and uniformly by the illumination device.

従来、このような照明装置としては、光源としてハロゲン又はキセノンランプを用い、光の導光路として光ファイバーを用いた装置が使用されている。   Conventionally, as such an illuminating device, a device using a halogen or xenon lamp as a light source and an optical fiber as a light guide is used.

この一例として、下記特許文献1には、光源と、この光源から光を導く複数本の光ファイバーとを具備し、前記複数本の光ファイバーのうち、一部の光ファイバーの光出射端がリング状に配列されてなる第一の光出射端と、第1の光出射端と同心円状に他の光ファイバーの光出射端がリング状に配列されてなる第2の光出射端とを有し、第2の光出射端の光出射端面には第2の光出射端から出射された光の方向を第2の光出射端の中心軸側に偏向する光偏向手段が配置されている照明装置が開示されている。そして、上記光偏光手段として、光拡散板を備えた環状又は筒状の導光板が用いられており、第2の光出射端から照射された光が導光板を通して拡散して、照明対象に全方向から照射されるようにしている。   As an example of this, Patent Document 1 below includes a light source and a plurality of optical fibers that guide light from the light source, and among the plurality of optical fibers, the light emission ends of some of the optical fibers are arranged in a ring shape. And a second light emitting end in which the light emitting ends of the other optical fibers are arranged in a ring shape concentrically with the first light emitting end. An illumination device is disclosed in which light deflecting means for deflecting the direction of light emitted from the second light emitting end toward the central axis of the second light emitting end is disposed on the light emitting end surface of the light emitting end. Yes. An annular or cylindrical light guide plate provided with a light diffusion plate is used as the light polarization means, and the light irradiated from the second light exit end diffuses through the light guide plate and is entirely applied to the illumination target. Irradiate from the direction.

また、液晶基板等の検査のための照明装置としては、LED(発光ダイオード)を多数並べてライン照明装置としたものも使用され始めてきた。   In addition, as a lighting device for inspecting a liquid crystal substrate or the like, a line lighting device in which a large number of LEDs (light emitting diodes) are arranged has begun to be used.

一方、下記特許文献2には、光源をLEDとし、このLEDの出力側に複数の光ファイバーの受光端を収納配置するLEDホルダにおいて、相互に連結される短円筒と長円筒とを設け、この長円筒を光反射率の高い材料で構成すると共に、この長円筒の内面を所定精度の反射面となるように形成し、前記短円筒の内面側にLEDをその出力側を内方に向けて収納すると共に、この短円筒の内径よりも大径に形成した前記長円筒の空間部に前記短円筒内に配置したLEDと所定間隔を隔てて複数の光ファイバーを収納・装着し、前記LEDの発光光を前記長円筒の反射面による反射光も加えて光ファイバーに伝送することを特徴とするLEDホルダが開示されている。
特開2002−82058号公報 特開平10−39175公報
On the other hand, in Patent Document 2 below, a light source is an LED, and an LED holder that houses and arranges light receiving ends of a plurality of optical fibers on the output side of the LED is provided with a short cylinder and a long cylinder that are connected to each other. The cylinder is made of a material having high light reflectance, and the inner surface of the long cylinder is formed to be a reflecting surface with a predetermined accuracy, and the LED is stored on the inner surface side of the short cylinder with the output side facing inward. In addition, a plurality of optical fibers are housed and mounted at a predetermined distance from the LED arranged in the short cylinder in the space of the long cylinder formed to have a diameter larger than the inner diameter of the short cylinder. Is transmitted to the optical fiber by adding the light reflected by the reflecting surface of the long cylinder.
JP 2002-82058 A JP-A-10-39175

しかしながら、光源としてハロゲン又はキセノンランプを用い、光の導光路として光ファイバーを用いた従来の照明装置では、ランプ熱の冷却にファンを用いる必要があり、ファンによる空気流がクリーンルームの環境を損なうため、ファンにより空気流を吹付けて発生した温風を外部に放出する必要がある。このため半導体製造工場では、やむな<光源を囲いダクトにて温風を外部へ放出するか、光ファイバーを5m以上長くして光源を外部に設置せざるを得ず、光ファイバーの折損等のトラブルが発生していた。また、ランプの寿命が2000時間と短いため、頻繁に交換を行う必要があり、保守コストが高くなるという問題があった。   However, in a conventional lighting device that uses a halogen or xenon lamp as a light source and an optical fiber as a light guide, it is necessary to use a fan for cooling the lamp heat, and the air flow by the fan impairs the environment of the clean room. It is necessary to discharge the warm air generated by blowing an air flow with a fan to the outside. For this reason, in semiconductor manufacturing factories, it is unavoidable to evacuate the light source through the duct and emit hot air to the outside, or lengthen the optical fiber by 5 m or more and install the light source outside. It has occurred. In addition, since the lamp life is as short as 2000 hours, there is a problem that it is necessary to replace the lamp frequently and the maintenance cost becomes high.

また、LED(発光ダイオード)を多数並べたライン照明装置では、LEDが点光源であるため照明ムラが発生し、これを改善するために拡散度の大きい拡散板を併用する必要があり、光強度が減衰してしまうという問題があった。また、LEDを多数並べているため、LED自体の発熱によってLEDにダメージを与えてしまい、LEDの寿命が低下してしまうので、ランプの約10倍の20000時間程度の寿命を期待するユーザーの要望に答えられなかった。   Further, in a line illumination device in which a large number of LEDs (light emitting diodes) are arranged, illumination unevenness occurs because the LED is a point light source, and in order to improve this, it is necessary to use a diffuser plate with a large diffusion degree in combination with the light intensity. There was a problem that would be attenuated. In addition, since a large number of LEDs are arranged, the LEDs themselves are damaged by the heat generated by the LEDs themselves, and the lifetime of the LEDs is reduced. Therefore, there is a demand from users who expect a lifetime of about 20000 hours, about 10 times that of the lamp. I couldn't answer.

また、上記特許文献2では、LEDを光源として、光ファイバー受光部に光を送信する部分までは開示されているが、光ファイバーで受光した光を出射する部分については詳細に開示されていない。   Moreover, in the said patent document 2, although LED is used as the light source and the part which transmits light to an optical fiber light-receiving part is disclosed, the part which radiate | emits the light received with the optical fiber is not disclosed in detail.

更に、上記特許文献2では、通常のLEDを用いているので中心部と周辺部とで光の強度が偏りやすく、円筒の内面で反射させても、結束された光ファイバーのそれぞれに入射される光の強度を均一にすることが難しいため、各光ファイバーの出力端から出射される光の強度にムラが生じてしまうという問題があった。   Furthermore, in the above-mentioned Patent Document 2, since normal LEDs are used, the light intensity tends to be biased between the central portion and the peripheral portion, and even if the light is reflected by the inner surface of the cylinder, it is incident on each of the bundled optical fibers. Since it is difficult to make the intensity uniform, there is a problem that the intensity of light emitted from the output end of each optical fiber becomes uneven.

したがって、本発明の目的は、LEDを光源として、十分な明るさを確保すると共に、十分に均一なライン照明を行うことができるようにしたライン型照明装置を提供することにある。   Accordingly, it is an object of the present invention to provide a line type illumination device that uses an LED as a light source to ensure sufficient brightness and to perform sufficiently uniform line illumination.

上記目的を達成するため、本発明は、光源部から光ファイバー束を介して供給された光を被検査体に線状に照射するライン型照明装置において、
前記光源部となる面発光型発光ダイオードと、
前記面発光型発光ダイオードの発光面を囲むように配置された、内面を光反射率の高い材料で形成された筒状ミラーと、
基端部を結束されて前記筒状ミラーの前記面発光型発光ダイオードの発光面に対向する開口部に挿入され、先端部は線状に配列されて保持された光ファイバー束と、
一側面が前記光ファイバー束の先端部に対面するように配置されて光入射面をなし、該一側面に対向する面が光出射面をなす導光板とを備えていることを特徴とするライン型照明装置を提供するものである。
In order to achieve the above object, the present invention provides a line type illumination device that linearly irradiates an object to be inspected with light supplied from a light source unit via an optical fiber bundle.
A surface-emitting light emitting diode serving as the light source,
A cylindrical mirror which is disposed so as to surround the light emitting surface of the surface-emitting light emitting diode, and whose inner surface is formed of a material having high light reflectance;
An optical fiber bundle in which a proximal end portion is bound and inserted into an opening portion facing the light emitting surface of the surface-emitting light emitting diode of the cylindrical mirror, and a distal end portion is linearly arranged and held;
A line type comprising: a light guide plate arranged so that one side surface faces the tip of the optical fiber bundle to form a light incident surface, and a surface facing the one side surface forms a light output surface An illumination device is provided.

本発明の照明装置によれば、光源から光を光ファイバーへ送信する際に、光源として面発光型発光ダイオード(以下「面発光LED」とする)を用い、かつ、該面発光LEDの発光面を囲むように配置された筒状ミラーにより光を均一化して、結束された光ファイバーの基端面に照射することにより、各光ファイバーに均一な強度の光を入射させることができる。   According to the illumination device of the present invention, when transmitting light from a light source to an optical fiber, a surface-emitting light emitting diode (hereinafter referred to as “surface emitting LED”) is used as the light source, and the light emitting surface of the surface emitting LED is used. By uniformizing the light with the cylindrical mirror arranged so as to surround and irradiating the base end face of the bundled optical fibers, light of uniform intensity can be incident on each optical fiber.

また、光ファイバーの先端部を線状に配列し、この光ファイバーの先端部に一側面が対面するように配置された導光板を通して、該導光板の上記一側面と対向する面から光を出射させるようにしたので、各光ファイバーから出射された光が導光板内で均一にミキシングされて、均一なライン状の光にして出力させることができる。この結果、拡散度の強い拡散板などを多用せずに、光の減衰を極力少なくしつつ、照明光のムラを抑制することができる。   Further, the optical fiber tip portion is linearly arranged, and light is emitted from the surface of the light guide plate facing the one side surface through the light guide plate arranged so that one side surface faces the optical fiber tip portion. Thus, the light emitted from each optical fiber is uniformly mixed in the light guide plate, and can be output as uniform line-shaped light. As a result, it is possible to suppress unevenness of illumination light while minimizing the attenuation of light without using a diffuser plate having a high diffusivity.

更に、面発光LEDと光ファイバーとを用い、光ファイバーの先端を線状に配列してライン照明を行うため、LEDどうしを近接して配置する必要がなく、温度上昇が生じにくくなるため、冷却手段としてファンを用いる必要がなく、LED自体の温度上昇によるダメージが少なくなるためLED寿命が長くなり、光源の交換作業などの回数を飛躍的に少なくすることができる。   Furthermore, since surface illumination LEDs and optical fibers are used and the tips of the optical fibers are arranged in a line to perform line illumination, it is not necessary to arrange the LEDs close to each other and the temperature rise is less likely to occur. There is no need to use a fan, and the damage due to the temperature rise of the LED itself is reduced, so that the life of the LED is extended, and the number of light source replacement operations can be dramatically reduced.

本発明のライン照明装置においては、前記光ファイバー束の基端部から先端部までの長さが5〜30cmであることが好ましい。これによれば、光ファイバーの長さが5〜30cmであるので、光ファイバーが折損しにくくなり、光の送信中の減衰を少なくすることができる。   In the line illuminating device of this invention, it is preferable that the length from the base end part of the said optical fiber bundle to a front-end | tip part is 5-30 cm. According to this, since the length of the optical fiber is 5 to 30 cm, the optical fiber is not easily broken, and attenuation during light transmission can be reduced.

また、前記光ファイバー束の先端が俵積み状に2列に配列されていることが好ましい。これによれば、光ファイバー束の先端を俵積み状2列にすることで、ライン方向における光の均一性を向上させることができ、光の強度も高めることができる。   Moreover, it is preferable that the front-end | tips of the said optical fiber bundle are arranged in 2 rows in a pile shape. According to this, by making the front ends of the optical fiber bundles into two rows, the uniformity of light in the line direction can be improved, and the light intensity can also be increased.

また、前記光ファイバー束の線状に配列された部分の厚さに対して、前記導光板の厚さが1〜1.5倍であり、前記光入射面から前記光出射面までの距離が前記導光板の厚さの10〜30倍であることが好ましい。これによれば、導光板の厚さ、光入射面から光出射面までの距離を上記範囲にすることで、光ファイバーから出射される光を、導光板内に効率的に入射させると共に、光損失を抑えつつ導光板を通して十分にミキシングし、均一な光を出射させることができる。   Further, the thickness of the light guide plate is 1 to 1.5 times the thickness of the linearly arranged portions of the optical fiber bundle, and the distance from the light incident surface to the light emitting surface is It is preferably 10 to 30 times the thickness of the light guide plate. According to this, by making the thickness of the light guide plate and the distance from the light incident surface to the light emitting surface within the above range, the light emitted from the optical fiber can be efficiently incident into the light guide plate and the light loss can be reduced. It is possible to emit uniform light by sufficiently mixing through the light guide plate while suppressing the above.

また、前記筒状ミラーの導光路の中間部に拡散板が配置されていることが好ましい。これによれば、拡散板により光が拡散され、結束された光ファイバーの基端面にムラのない光を入射することができる。   Moreover, it is preferable that a diffuser plate is disposed in an intermediate portion of the light guide path of the cylindrical mirror. According to this, the light is diffused by the diffusion plate, and the light having no unevenness can be incident on the base end face of the bundled optical fibers.

また、前記導光板の光入射面及び/又は光出射面には、粗面処理が施されていることが好ましい。これによれば、導光板の粗面処理された光入射面及び/又は光出射面を光が通過するときに光の拡散がなされるので、導光板を通して出射される光をより均一にすることができる。   Moreover, it is preferable that the light incident surface and / or the light emitting surface of the light guide plate are subjected to a rough surface treatment. According to this, since the light is diffused when the light passes through the light incident surface and / or the light exit surface subjected to the rough surface treatment of the light guide plate, the light emitted through the light guide plate is made more uniform. Can do.

また、前記導光板が導光路方向に沿って前後2枚に分割されており、前後の導光板の間に拡散板が配置されていることが好ましい。これによれば、導光板の光入射面から光出射面へ光が通過するときに拡散板により光が拡散されるので、導光板を通して出射される光をムラなく、均一にすることができる。   Moreover, it is preferable that the said light guide plate is divided | segmented into two front and back along the light guide path direction, and the diffusion plate is arrange | positioned between the front and back light guide plates. According to this, since light is diffused by the diffusion plate when light passes from the light incident surface of the light guide plate to the light output surface, the light emitted through the light guide plate can be made uniform and uniform.

また、前記導光板の前記光出射面の前方には集光レンズが設けられていることが好ましい。これによれば、導光板から出射された光を集光レンズで集光させて検査対象物に照射できるので、ライン照明の幅をより狭くして照射することができる。   Moreover, it is preferable that a condensing lens is provided in front of the light emitting surface of the light guide plate. According to this, since the light radiate | emitted from the light-guide plate can be condensed with a condensing lens and it can irradiate to a test object, it can irradiate by making the width | variety of line illumination narrower.

更に、前記面発光型発光ダイオードに放熱フィンが連設され、該放熱フィンが外部に露出していることが好ましい。これによれば、ファンを用いることなく面発光LEDを冷却することができ、クリーンルームの環境に適応することができる。   Furthermore, it is preferable that a radiation fin is connected to the surface-emitting light emitting diode, and the radiation fin is exposed to the outside. According to this, the surface emitting LED can be cooled without using a fan, and can be adapted to the environment of a clean room.

本発明によれば、光源として面発光LEDを用い、かつ、該面発光LEDの発光面を囲むように配置された筒状ミラーにより光を均一化して、結束された光ファイバーの基端面に入射させ、線状に配列された光ファイバーの先端面から導光板の一側面に入射させ、導光板の対向する側面から出射させるようにしたので、拡散板などを多用せずに、十分な光の強度を維持した状態で、均一なライン状の光にして出力させることができる。   According to the present invention, a surface-emitting LED is used as a light source, and the light is made uniform by a cylindrical mirror disposed so as to surround the light-emitting surface of the surface-emitting LED, and is incident on the proximal end surface of the bundled optical fibers. Because the light is incident on one side of the light guide plate from the front end surface of the optical fiber arranged in a line and is emitted from the opposite side of the light guide plate, sufficient light intensity can be obtained without using a large number of diffusers. In a maintained state, the light can be output in the form of a uniform line.

以下、図面を参照して本発明の一実施形態について説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

本発明のライン型照明装置1は、図6に示すようにライン状の光(ライン光L3a、L3b)を検査対象物120に照射し、検査対象物120の表面で反射及び透過された光L4を用いて、CCDカメラ110によって検査対象物120を撮像することで、検査対象物120の表面の傷や欠損、泡などを検査するために用いられるライン型照明装置である。ここで、検査対象物120としては、液晶基板などが好適であるが、表面の精度が求められる各種の基板の検査に利用することができる。   As shown in FIG. 6, the line-type lighting device 1 of the present invention irradiates the inspection object 120 with line-shaped light (line light L3a, L3b), and reflects and transmits light L4 on the surface of the inspection object 120. This is a line illumination device used for inspecting the surface of the inspection object 120 for scratches, defects, bubbles, etc. by imaging the inspection object 120 with the CCD camera 110. Here, the inspection object 120 is preferably a liquid crystal substrate or the like, but can be used for inspection of various substrates that require surface accuracy.

図1,2に示すように、本発明のライン型照明装置1は、光源としての面発光LED32と、この面発光LED32の光を集めて光ファイバー束50の基端面に入射させる筒状ミラー40と、基端面が上記筒状ミラー40に保持され、先端面が線状に配列されて光ファイバーホルダ60に保持された光ファイバー束50と、導光板ホルダ80に保持されて前記光ファイバー束50の先端面に一側面を対面して配置され、それと対向する他側面を出射面とされた導光板70と、この導光板70から出射される光を集光させて検査対象物に照射させる集光レンズ90とを備えている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the line illumination device 1 of the present invention includes a surface-emitting LED 32 as a light source, and a cylindrical mirror 40 that collects light from the surface-emitting LED 32 and makes it incident on a proximal end surface of an optical fiber bundle 50. The base end face is held by the cylindrical mirror 40, the tip end face is arranged in a line and the optical fiber bundle 50 is held by the optical fiber holder 60, and the light guide plate holder 80 is held on the tip end face of the optical fiber bundle 50. A light guide plate 70 which is disposed so as to face one side and whose other side opposite to it is an output surface; and a condensing lens 90 which collects light emitted from the light guide plate 70 and irradiates the inspection object It has.

これらの構成部品は、本体ハウジング2及び集光ハウジング3に収容されている。本体ハウジング2は、天壁10、側壁11、前壁12、及び後壁13で囲まれ、底面は開放されていて、両側壁11に対して、前壁12及び後壁13がより長く下方に延出された構造となっている。そして、この前壁12及び後壁13の間に、集光レンズ90を収容した集光ハウジング3が、上下スライド可能に装着されている。   These components are accommodated in the main body housing 2 and the light collecting housing 3. The main body housing 2 is surrounded by the top wall 10, the side wall 11, the front wall 12, and the rear wall 13, and the bottom surface is open, so that the front wall 12 and the rear wall 13 are longer and lower than the both side walls 11. It has an extended structure. A condensing housing 3 that houses a condensing lens 90 is mounted between the front wall 12 and the rear wall 13 so as to be slidable up and down.

この実施形態では、本体ハウジング2の内部に、面発光LED32、筒状ミラー40、光ファイバー束50、導光板70等で構成されるユニットが、図1に示すように並列して、二組収容されている。ただし、上記ユニットは、一組でもよく、三組以上並列して配置してもよい。   In this embodiment, two sets of units each including a surface emitting LED 32, a cylindrical mirror 40, an optical fiber bundle 50, a light guide plate 70, and the like are accommodated in the main body housing 2 in parallel as shown in FIG. ing. However, the unit may be one set or three or more sets may be arranged in parallel.

一方、前記本体ハウジング2の下方にある集光ハウジング3は、側壁21、前壁22、後壁23で構成された枠状をなし、上面は上面開口部20をなし、下面には集光レンズ90が装着されている。   On the other hand, the condensing housing 3 below the main body housing 2 has a frame shape composed of a side wall 21, a front wall 22, and a rear wall 23, the upper surface has an upper surface opening 20, and the lower surface has a condensing lens. 90 is installed.

また、前記本体ハウジング2の前壁12の下部には、図1及び図4に示すように、上下に伸びる長孔15と、この長孔15に挿入されたロックネジ105とで構成される光焦点調節部18が、左右にそれぞれ設けられている。そして、ロックネジ105を本体ハウジング2の前壁12から、長孔15に挿入し、集光ハウジング3の前壁22に締め付けることで、集光ハウジング3を本体ハウジング2に固定できるようになっている。   As shown in FIGS. 1 and 4, a light focus formed by a vertically extending elongated hole 15 and a lock screw 105 inserted in the elongated hole 15 is formed at the lower portion of the front wall 12 of the main body housing 2. Adjustment units 18 are provided on the left and right, respectively. Then, the light collecting housing 3 can be fixed to the main body housing 2 by inserting the lock screw 105 into the long hole 15 from the front wall 12 of the main body housing 2 and tightening the lock screw 105 to the front wall 22 of the light collecting housing 3. .

すなわち、図1の想像線130及び図4で示されるように、前記光焦点調節部18のロックネジ105を緩め、長孔15に沿ってロックネジ105を上下させ、所望の位置で集光ハウジング3を本体ハウジング2に固定できるので、集光ハウジング3の上面開口部20と本体ハウジング2に支持された導光板70の光出射面との距離を変更することができる。それによって、導光板70から出射された拡散光L2を、集光ハウジング3の底面部に配置された集光レンズ90で、検査対象物120の表面に正確に焦点がくるように集光させることができる。   That is, as shown in the imaginary line 130 of FIG. 1 and FIG. 4, the lock screw 105 of the light focus adjusting unit 18 is loosened, the lock screw 105 is moved up and down along the long hole 15, and the light collecting housing 3 is moved at a desired position. Since it can fix to the main body housing 2, the distance of the upper surface opening part 20 of the condensing housing 3 and the light-projection surface of the light-guide plate 70 supported by the main body housing 2 can be changed. Thereby, the diffused light L2 emitted from the light guide plate 70 is condensed by the condenser lens 90 disposed on the bottom surface of the condenser housing 3 so that the surface of the inspection target 120 is accurately focused. Can do.

図1において、本体ハウジング2の天壁10上部には、フィンを上方に向けた放熱フィン30が取付けられている。この放熱フィン30によって、面発光LED32の発熱等による過熱を防止すると共に、送風機等を使用することなく面発光LED32を冷却することができる。   In FIG. 1, heat radiation fins 30 with fins facing upward are attached to the top of the top wall 10 of the main body housing 2. The radiation fin 30 can prevent overheating due to heat generation of the surface emitting LED 32 and can cool the surface emitting LED 32 without using a blower or the like.

前記放熱フィン30の底面には、図2に示すように本体ハウジング2の天壁10と放熱フィン30を連結するためのネジ穴31が二つ設けられ、その二つのネジ穴31の中央部には、光源である面発光LED32が、その発光面を下に向けて取付けられている。本体ハウジング2の天壁10には、面発光LED32の発光面を露出させる開口10aと、その両側に配置されたネジ挿通孔10bとが設けられている。   As shown in FIG. 2, two screw holes 31 for connecting the top wall 10 of the main body housing 2 and the heat radiating fins 30 are provided on the bottom surface of the heat radiating fins 30. The surface emitting LED 32 which is a light source is attached with the light emitting surface facing downward. The top wall 10 of the main body housing 2 is provided with an opening 10a for exposing the light emitting surface of the surface emitting LED 32 and screw insertion holes 10b disposed on both sides thereof.

面発光LED32としては、市販の各種のものが使用でき、できるだけ高輝度で均一に発光するものが好ましく採用される。発光色は、赤、緑、黄、橙、青、白等のいずれでもよく、用途に応じて適宜選択すればよい。面発光LEDの市販品としては、例えば商品名「LL41」(IDECオプトデバイス株式会社製)、商品名「CL−L100−24WNP」(シチズン電子株式会社製)などが挙げられる。   As the surface emitting LED 32, various commercially available ones can be used, and those that emit light as uniformly as possible with high brightness are preferably employed. The emission color may be any of red, green, yellow, orange, blue, white, etc., and may be appropriately selected according to the application. As a commercial item of surface emitting LED, a brand name "LL41" (made by IDEC Opto Device Corporation), a brand name "CL-L100-24WNP" (made by Citizen Electronics Co., Ltd.), etc. are mentioned, for example.

また、本体ハウジング2の天壁10の下面には、図3に示すように、筒状ミラー40が面発光LED32を囲むように設置されている。この筒状ミラー40は、上部外周にフランジ46を有し、このフランジ46にネジ挿通孔47が設けられている。そして、図2に示されるネジ101を、上記フランジ46のネジ挿通孔47及び天壁10のネジ挿通孔10bを通して、放熱フィン30のネジ穴31に螺着させることにより、筒状ミラー40及び放熱フィン30が天壁10に固定されるようになっている。   Further, as shown in FIG. 3, a cylindrical mirror 40 is installed on the lower surface of the top wall 10 of the main body housing 2 so as to surround the surface emitting LED 32. The cylindrical mirror 40 has a flange 46 on the outer periphery of the upper portion, and a screw insertion hole 47 is provided in the flange 46. 2 is screwed into the screw hole 31 of the heat radiating fin 30 through the screw insertion hole 47 of the flange 46 and the screw insertion hole 10b of the top wall 10 to screw the cylindrical mirror 40 and the heat dissipation. The fin 30 is fixed to the top wall 10.

筒状ミラー40は、面発光LED32の発光面を囲む上部開口部41と、筒状の反射面42と、拡径された下部開口部43とを有している。そして、拡径された下部開口部43に、光ファイバー束50の基端部を結束する結束リング51が挿入され、この結束リング51を下部開口部43の側壁に形成したネジ孔44を通して挿入された図2に示す止めネジ102によって固定することにより、光ファイバー束50の結束部55が筒状ミラー40に保持されるようになっている。   The cylindrical mirror 40 has an upper opening 41 that surrounds the light emitting surface of the surface emitting LED 32, a cylindrical reflecting surface 42, and an expanded lower opening 43. Then, a bundling ring 51 for bundling the proximal end portion of the optical fiber bundle 50 is inserted into the expanded lower opening 43, and the bundling ring 51 is inserted through a screw hole 44 formed in the side wall of the lower opening 43. The bundled portion 55 of the optical fiber bundle 50 is held by the cylindrical mirror 40 by being fixed by the set screw 102 shown in FIG.

ここで、前記筒状ミラー40の反射面42は、例えば筒状ミラー40自体を光反射率の高い金属材料で形成し、その内面を研磨したもので構成してもよく、金属又は合成樹脂からなる筒体の内面に金属蒸着を施したり、金属箔を貼着したりして構成してもよい。   Here, the reflecting surface 42 of the cylindrical mirror 40 may be formed, for example, by forming the cylindrical mirror 40 itself from a metal material having a high light reflectivity and polishing the inner surface thereof. You may comprise by performing metal vapor deposition on the inner surface of the cylinder which becomes, or sticking metal foil.

ここで、面発光LED32から出力される光は、発光面の全体からほぼ均一な光が発光されて、該発光面から拡散して進行するが、上記筒状ミラー40内周の反射面42で反射されるため、外部に漏れることはなく、均一にミキシングされて、光ファイバー束50の基端部56に入射される。このため、光ファイバー束50の各ファイバーに、均一な強度の光が効率よく入射され、光損失が少なくなると共に、ファイバーどうしでの光強度のムラが少なくなる。   Here, the light emitted from the surface light emitting LED 32 is emitted from the entire light emitting surface and is diffused from the light emitting surface and travels, but is reflected by the reflecting surface 42 on the inner periphery of the cylindrical mirror 40. Since it is reflected, it does not leak to the outside, but is uniformly mixed and incident on the proximal end portion 56 of the optical fiber bundle 50. For this reason, light of uniform intensity is efficiently incident on each fiber of the optical fiber bundle 50, light loss is reduced, and unevenness in light intensity between the fibers is reduced.

また、図3の想像線で示されるように、前記筒状ミラー40の導光路の中間部に拡散板140が配置されていてもよい。この拡散板140により、面発光LED32から出力される光が拡散され、結束された光ファイバーの基端面にムラのない光を入射することができる。   Further, as indicated by an imaginary line in FIG. 3, a diffusion plate 140 may be disposed in an intermediate portion of the light guide path of the cylindrical mirror 40. The light output from the surface emitting LED 32 is diffused by the diffusing plate 140, and uniform light can be incident on the base end face of the bundled optical fibers.

本発明に用いる光ファイバーとしては、ガラス、プラスチック等の各種材質のものが使用できるが、好ましくはプラスチックファイバーが用いられる。前記光ファイバーの長さは、5〜30cmが好ましく、7〜15cmがより好ましい。5cmより短いと、光ファイバー束の先端部を線状に広げることが困難となり、30cmより長いと光損失が増大すると共に光ファイバーが折損しやすくなるので好ましくない。また、1つの光ファイバー束50の光ファイバー結束数は、特に限定されないが、50〜1000本が好ましく、100〜700本がより好ましい。   As the optical fiber used in the present invention, various materials such as glass and plastic can be used, but plastic fiber is preferably used. The length of the optical fiber is preferably 5 to 30 cm, and more preferably 7 to 15 cm. If the length is shorter than 5 cm, it is difficult to linearly spread the tip of the optical fiber bundle, and if it is longer than 30 cm, the optical loss increases and the optical fiber is easily broken. Further, the number of optical fiber bundles of one optical fiber bundle 50 is not particularly limited, but is preferably 50 to 1000, and more preferably 100 to 700.

光ファイバー束50の中間部は、図2に示すように下方に向かって扇状に広がっており、光ファイバー束50の先端部57は、2列の直線状に配列されて、光ファイバーホルダ60によって挟み込まれて保持されている。この光ファイバーホルダ60は、図2、4に示すように、前ホルダ板61、後ホルダ板62からなり、光ファイバーの先端部57をそれらの2枚の板61,62で前後から挟み込こんで、光ファイバー束50を保持している。   As shown in FIG. 2, the intermediate portion of the optical fiber bundle 50 extends downward in a fan shape, and the front end portions 57 of the optical fiber bundle 50 are arranged in two lines and are sandwiched by the optical fiber holder 60. Is retained. As shown in FIGS. 2 and 4, the optical fiber holder 60 includes a front holder plate 61 and a rear holder plate 62. The optical fiber tip portion 57 is sandwiched from the front and rear by the two plates 61 and 62. An optical fiber bundle 50 is held.

また、前記前ホルダ板61、後ホルダ板62により挟まれた光ファイバー束50の先端部57は、図2及び図5に示されるように2列の直線状に配列されており、1つの列の光ファイバーどうしの間に、もう1つの列の光ファイバーが配置された俵積み状をなして配列されている。これによって、光ファイバー間の光のムラが少なくなり、より均一なライン状の光を照射させることができる。なお、光ファイバーの列は、1列でもよく、3列以上でもよいが、ライン照明の光の幅を狭くし、光強度を高めると共に、ライン方向に沿って均一な強度の光を得るようにするため、2列にすることが最も好ましい。   Further, the front end portion 57 of the optical fiber bundle 50 sandwiched between the front holder plate 61 and the rear holder plate 62 is arranged in two lines as shown in FIGS. Between the optical fibers, another row of optical fibers is arranged in a stacked pattern. Thereby, unevenness of light between the optical fibers is reduced, and more uniform line-shaped light can be irradiated. The number of optical fiber rows may be one or three or more, but the width of the light of the line illumination is narrowed to increase the light intensity and obtain light of uniform intensity along the line direction. Therefore, it is most preferable to use two rows.

前記光ファイバーホルダ60の材質は、金属でも樹脂でもよく、光ファイバー束50を固定できる一定の強度があれば、特に限定されない。更に、図2及び図4に示すように前ホルダ板61の前面部には、ネジ穴63が設けられており、本体ハウジング2の前壁12外側からネジ103でネジ止めされている。   The material of the optical fiber holder 60 may be metal or resin, and is not particularly limited as long as it has a certain strength capable of fixing the optical fiber bundle 50. Further, as shown in FIGS. 2 and 4, a screw hole 63 is provided in the front portion of the front holder plate 61 and is screwed with a screw 103 from the outside of the front wall 12 of the main body housing 2.

また、前記光ファイバーホルダ60は、複数の光ファイバー束50の先端部を横方向に並べて、より長い照明ラインを得ようとする場合には、図5に示すように、隣接する光ファイバーホルダ65と光ファイバーホルダ68とを接合して、一つの光ファイバーホルダ60を構成することができる。この場合、光ファイバー束50が収容された一方の光ファイバーホルダ65の端部は、2列目最端の光ファイバー54aが、1列目最端にある光ファイバー53aよりも、光ファイバー半個分突出している。また、それに伴い2列目の前ホルダ板61は、1列目の後ホルダ板62よりも突出している。それに対して、光ファイバー束50が収容されたもう一方の光ファイバーホルダ68は、1列目最端にある光ファイバー53bが、2列目最端にある光ファイバー54bよりも、光ファイバー半個分突出しており、後ホルダ板62が前ホルダ板61よりも突出している。そして、これらの光ファイバーホルダ65,68を接合することにより、光ファイバーの並びが連続した状態でライン幅を広げることができる。また、上記のような光ファイバーホルダ65,68が分かれたものではなく一つの連続した光ファイバーホルダ60に、光ファイバー束50を収容してもよい。   Further, when the optical fiber holder 60 is intended to obtain a longer illumination line by arranging the tip portions of the plurality of optical fiber bundles 50 in the lateral direction, as shown in FIG. 5, the adjacent optical fiber holder 65 and the optical fiber holder 68 can be joined to form one optical fiber holder 60. In this case, at the end of one optical fiber holder 65 in which the optical fiber bundle 50 is accommodated, the optical fiber 54a at the end of the second row protrudes by half of the optical fiber from the optical fiber 53a at the end of the first row. Accordingly, the front holder plate 61 in the second row protrudes from the rear holder plate 62 in the first row. On the other hand, in the other optical fiber holder 68 in which the optical fiber bundle 50 is accommodated, the optical fiber 53b at the end of the first row protrudes by half of the optical fiber from the optical fiber 54b at the end of the second row, The rear holder plate 62 protrudes from the front holder plate 61. Then, by joining these optical fiber holders 65 and 68, the line width can be expanded in a state where the optical fibers are continuously arranged. Further, the optical fiber bundle 50 may be accommodated in one continuous optical fiber holder 60 instead of the optical fiber holders 65 and 68 as described above.

図2,4に示すように、前記光ファイバーホルダ60に保持された光ファイバー束50の先端部57には、導光板ホルダ80に保持された導光板70の一側面75が対面するように配置されている。これによって、光ファイバー束50の先端部57から出射された光が導光板70の一側面75に入射されるようになっている。こうして、光ファイバー束50の先端部57から出射される光を、導光板70を通してミキシングし、その反対側の側面76から出射させることにより、光の損失を防いで、より均一なライン光として出射させることができる。   As shown in FIGS. 2 and 4, the front end portion 57 of the optical fiber bundle 50 held by the optical fiber holder 60 is arranged so that one side surface 75 of the light guide plate 70 held by the light guide plate holder 80 faces. Yes. As a result, the light emitted from the distal end portion 57 of the optical fiber bundle 50 enters the one side surface 75 of the light guide plate 70. In this way, the light emitted from the tip portion 57 of the optical fiber bundle 50 is mixed through the light guide plate 70 and emitted from the opposite side surface 76, thereby preventing light loss and emitting the light as more uniform line light. be able to.

導光板70は、導光板ホルダ80の前ホルダ板81と後ホルダ板82とで挟まれて保持されており、前ホルダ板81前面に設けられたネジ穴83に、本体ハウジング2の前壁12外側から挿入された止めネジ103を螺合させることによって、ネジ止めされている。   The light guide plate 70 is sandwiched and held between the front holder plate 81 and the rear holder plate 82 of the light guide plate holder 80. Screwing is performed by screwing a set screw 103 inserted from the outside.

なお、光ファイバー束50から照射された光が、導光板70の一側面75に漏れなく入射できる範囲であれば、導光板70の一側面75と、光ファイバー束50の先端部57とが一定の距離を空けて配置されていてもよい。更に、光ファイバー束50の先端部57から出射された光を拡散させて均一化するために、導光路方向に導光板70を前後2枚設け、これら前後2枚の導光板の間に、図7の想像線で示すように拡散板141を配置してもよい。   In addition, if the light irradiated from the optical fiber bundle 50 can enter the one side surface 75 of the light guide plate 70 without leakage, the one side surface 75 of the light guide plate 70 and the distal end portion 57 of the optical fiber bundle 50 are at a certain distance. It may be arranged with a gap. Further, in order to diffuse and make uniform the light emitted from the front end portion 57 of the optical fiber bundle 50, two front and rear light guide plates 70 are provided in the direction of the light guide path, and the two front and rear light guide plates shown in FIG. A diffusion plate 141 may be arranged as shown by an imaginary line.

導光板70の材質としては、光伝送性に優れたものであればよく、例えば、透明なガラス板や、メタクリル樹脂、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、塩化ビニル系樹脂などの樹脂板が用いられる。特に、メタクリル樹脂板が、光透過率、耐候性、力学的特性、成形加工性に優れており最適である。   The material of the light guide plate 70 may be any material as long as it has an excellent light transmission property. For example, a transparent glass plate or a resin plate such as a methacrylic resin, an acrylic resin, a polycarbonate resin, or a vinyl chloride resin is used. . In particular, a methacrylic resin plate is optimal because it has excellent light transmittance, weather resistance, mechanical properties, and moldability.

更に、図7に示すように導光板70の光入射側及び/又は光出射側の側面に、研磨材等によって形成した粗面79を形成してもよい。この粗面79によって、光が分散されるので、光強度の均一性をより高めることができる。   Furthermore, as shown in FIG. 7, a rough surface 79 formed of an abrasive or the like may be formed on the light incident side and / or the light emitting side of the light guide plate 70. Since the rough surface 79 disperses light, the uniformity of light intensity can be further improved.

また、導光板70の厚さは、図5に示すように光ファイバー束50の線状に配列された部分の厚さ(t)に対して、導光板70の厚さ(h)が1〜1.5倍であることが好ましい。前記のような厚さにすることで、光を十分にミキシングすることができると共に、光の損失を少なくすることが可能となる。   Further, as shown in FIG. 5, the thickness (h) of the light guide plate 70 is 1 to 1 with respect to the thickness (t) of the portions of the optical fiber bundle 50 arranged in a line as shown in FIG. .5 times is preferable. By setting the thickness as described above, it is possible to mix light sufficiently and to reduce light loss.

更に、図7に示すように一側面75から反対側の側面76までの距離(b)が導光板の厚さ(h)の10〜30倍であることが好ましい。上記のような長さとすることによって、光損失の増大を招くことなく、光のミキシング効果を高めて、均一な強度のライン光を出射させることが可能となる。また、導光路方向に導光板70を前後2枚設け、これら前後2枚の導光板の間に、図7に示すように拡散板141を配置した場合には、前後の導光板の長さと拡散板141の長さを足した合計の長さ(b)が、導光板の厚さ(h)の10〜30倍であることが好ましい。   Furthermore, as shown in FIG. 7, it is preferable that the distance (b) from the one side surface 75 to the opposite side surface 76 is 10 to 30 times the thickness (h) of the light guide plate. By setting the length as described above, it is possible to enhance the light mixing effect without causing an increase in light loss and to emit line light with uniform intensity. Further, when two light guide plates 70 are provided in the direction of the light guide path and a diffusion plate 141 is disposed between the two front and rear light guide plates as shown in FIG. 7, the length of the front and rear light guide plates and the diffusion plate The total length (b) obtained by adding the length 141 is preferably 10 to 30 times the thickness (h) of the light guide plate.

また、導光板70の下方には、図4に示すように集光ハウジング3の上面開口部20が設けられており、更にその集光ハウジング3の底面に集光レンズ90が設けられている。この集光レンズ90を用いることで、図4に示すように導光板70で拡散された拡散光L2を集光レンズ90で集光し、明るくかつ均一なライン光L3として、検査対象物120に照射することができる。また、集光レンズ90の向きは、拡散光L2を集光できればよく、レンズの凸面又は凹面どちらの面を導光板70に向けてもよい。   Further, below the light guide plate 70, as shown in FIG. 4, an upper surface opening 20 of the light collecting housing 3 is provided, and a light collecting lens 90 is further provided on the bottom surface of the light collecting housing 3. By using this condensing lens 90, the diffused light L2 diffused by the light guide plate 70 is condensed by the condensing lens 90 as shown in FIG. Can be irradiated. Moreover, the direction of the condensing lens 90 should just be able to condense the diffused light L2, and either the convex surface or the concave surface of a lens may face the light-guide plate 70. FIG.

ここで用いる集光レンズ90の種類としては、フレネルレンズ、シリンドリカルレンズ、ロッドレンズ等が挙げられ、材質としてはガラスや、アクリル樹脂、ポリカーボネート等の透明な合成樹脂が好ましく採用される。   Examples of the condensing lens 90 used here include Fresnel lenses, cylindrical lenses, rod lenses, and the like, and transparent synthetic resins such as glass, acrylic resin, and polycarbonate are preferably employed.

次に、この照明装置の使用方法について説明する。   Next, the usage method of this illuminating device is demonstrated.

図6に示すように、本発明のライン型照明装置1a、1bの2基を使用し、ライン型照明装置1aを、そのライン光L3aが検査対象物120に対して斜めの角度で照射されるように配置し、残りのライン型照明装置1bを、そのライン光L3bが検査対象物120に対して真下から照射されるように配置する。また、検査対象物120を撮像するCCDカメラ110は、ライン型照明装置1bのライン光L3bが真下からレンズ部分に当たるように、レンズを下に向けて、検査対象物120の真上に配置する。   As shown in FIG. 6, two line illumination devices 1a and 1b of the present invention are used, and the line illumination device 1a is irradiated with the line light L3a at an oblique angle with respect to the inspection object 120. The remaining line type illumination device 1b is arranged so that the line light L3b is irradiated onto the inspection object 120 from directly below. Further, the CCD camera 110 that images the inspection object 120 is arranged directly above the inspection object 120 with the lens facing downward so that the line light L3b of the line illumination device 1b hits the lens portion from directly below.

そして、面発光LED32に電流を流して発光させると、図3に示すように、面発光LED32の比較的広い発光面から均一な光が出射され、発光面の各部分から拡散されて進行する。こうして拡散した光は、その多くは、図3の出力光L1aのように、光ファイバー束50の基端部56に直接照射されるが、その一部は、同図出力光L1bのように、筒状ミラー40の反射面42に反射されて、筒状ミラー40内で均一にミキシングされながら、光ファイバー束50の基端部56に照射される。その結果、光ファイバー束50の各光ファイバーの基端部に均一な強度の光が入射される。なお、面発光LED32の発光で生じる熱は、放熱フィン30によって放熱され、面発光LED32が冷却される。   Then, when a current is passed through the surface emitting LED 32 to emit light, uniform light is emitted from a relatively wide light emitting surface of the surface emitting LED 32 and diffused from each part of the light emitting surface as shown in FIG. Most of the diffused light is directly applied to the base end portion 56 of the optical fiber bundle 50 as in the output light L1a in FIG. 3, but a part of the light is circulated in the tube as in the output light L1b in FIG. The light is reflected on the reflecting surface 42 of the mirror 40 and irradiated to the base end portion 56 of the optical fiber bundle 50 while being uniformly mixed in the cylindrical mirror 40. As a result, light having a uniform intensity is incident on the base end portion of each optical fiber of the optical fiber bundle 50. In addition, the heat | fever which arises by light emission of surface emitting LED32 is thermally radiated by the radiation fin 30, and surface emitting LED32 is cooled.

光ファイバー束50の基端部56で受光された光は、図4に示すように、光ファイバー束50を介して光ファイバーホルダ60で保持された先端部57より、導光板70に向けて照射される。そして、導光板70に照射された光は、導光板70を通して均一にミキシングされ、集光ハウジング3に向かって拡散光L2のような広がり角で、均一に集光ハウジング3内に照射される。   As shown in FIG. 4, the light received by the base end portion 56 of the optical fiber bundle 50 is irradiated toward the light guide plate 70 from the distal end portion 57 held by the optical fiber holder 60 via the optical fiber bundle 50. The light irradiated to the light guide plate 70 is uniformly mixed through the light guide plate 70 and is uniformly irradiated into the light collecting housing 3 toward the light collecting housing 3 with a spread angle like the diffused light L2.

導光板70より拡散された拡散光L2は、図4で示すように、集光レンズ90によってライン光L3のように集光され、検査対象物120にライン状の光で照射される。   As shown in FIG. 4, the diffused light L <b> 2 diffused from the light guide plate 70 is condensed like a line light L <b> 3 by the condenser lens 90, and is irradiated on the inspection target 120 with line-shaped light.

このように、面発光LED32から発光された光は、筒状ミラー40、光ファイバー束50によって効率よく送信され、導光板70を通ることでムラなく均一に拡散される。そして、最後に集光レンズ90を通ることによって、ライン光L3のように集光され、ライン型照明装置1a、1bから斜め方向及び真下方向から明るく均一に検査対象物120を照射することができる。   As described above, the light emitted from the surface emitting LED 32 is efficiently transmitted by the cylindrical mirror 40 and the optical fiber bundle 50 and is uniformly diffused by passing through the light guide plate 70. And finally, by passing through the condensing lens 90, it is condensed like the line light L3, and it is possible to irradiate the inspection object 120 brightly and uniformly from the line type illumination devices 1a, 1b from the oblique direction and directly below. .

また、図1の想像線130で示されるように、光焦点調節部18のロックネジ105を緩め、長孔15に沿ってロックネジ105を上下させ、集光ハウジング3を所望の位置で固定することで、集光レンズ90によって集光させたライン光L3の焦点を正確に検査対象物120に合せることができる。   Further, as indicated by an imaginary line 130 in FIG. 1, the lock screw 105 of the light focus adjusting unit 18 is loosened, the lock screw 105 is moved up and down along the long hole 15, and the light collecting housing 3 is fixed at a desired position. The line light L3 condensed by the condenser lens 90 can be accurately focused on the inspection object 120.

そして、ライン光L3で検査対象物120の表面を照射し、反射及び透過された光(光L4)を用いて、CCDカメラ110で検査対象物120を撮像し、その撮像データを検査コンピュータに送り、正常な検査対象物120の撮像結果等と比較して、検査対象物120上の傷や欠損、泡含有などの検査を行うことができる。ここで、検査対象物120に欠損部分あるいは異物等があると、ライン型照明装置1により照らし出された光によって、通常とは異なる光輝点等が現れ、それがCCDカメラ110によって撮像され、その撮像データが検査コンピュータに送られ、欠損部分や異物等の検出がなされる。また、検査対象物120に欠損部分や、異物等ない場合には、検査済みとして検査対象物120は、ベルトコンベアーによって次の工程へ移送され、次の検査対象物120がCCDカメラ110の真下にくるように配置される。このような検査の流れによって、検査対象物120の欠損部分や、異物等の検査が行われる。   Then, the surface of the inspection object 120 is irradiated with the line light L3, the CCD camera 110 images the inspection object 120 using the reflected and transmitted light (light L4), and the image data is sent to the inspection computer. Compared with the imaging result or the like of the normal inspection target 120, it is possible to perform inspections such as scratches and defects on the inspection target 120 and the inclusion of bubbles. Here, if there is a defect or foreign matter on the inspection object 120, a bright spot or the like that is different from the normal appears due to the light illuminated by the line illumination device 1, and this is picked up by the CCD camera 110. The imaging data is sent to the inspection computer, and a defective portion or a foreign object is detected. If the inspection object 120 has no defect or foreign matter, the inspection object 120 is transferred to the next process by the belt conveyor as being inspected, and the next inspection object 120 is directly below the CCD camera 110. It is arranged so that According to such a flow of inspection, inspection of a defective portion of the inspection object 120, foreign matters, and the like is performed.

このように、本発明のライン型照明装置を用いることで、光源から光を効率よく送信できると共に、ライン状の光をムラなく、均一に照射することができる。   Thus, by using the line type illumination device of the present invention, it is possible to efficiently transmit light from the light source and to irradiate the line-shaped light uniformly without unevenness.

<実施例1>
図1〜5に示した本発明のライン型照明装置を試験装置として、照射する光の強度、及び均一性を確認した。
<Example 1>
The line illumination device of the present invention shown in FIGS. 1 to 5 was used as a test device, and the intensity and uniformity of the irradiated light were confirmed.

面発光LEDとして、商品名「LL41」(IDECオプトデバイス株式会社製)を用い、内面をAl蒸着ミラーとされた筒状ミラーを使用し、光ファイバーとしては、基端部から先端部までの長さが10cmであるプラスチックファイバーを400本使用し、導光板は、厚さが1mmのアクリル製のものを使用した。また、集光レンズは、フレネルレンズを使用した。また、前記光ファイバー束の先端部は、俵積み状をなして直線状に2列に配列されている。また、導光板の光入射面から光出射面までの長さが10mmであるライン型照明装置を用いた。   As a surface emitting LED, a product name “LL41” (made by IDEC Opto Device Co., Ltd.) is used, and a cylindrical mirror whose inner surface is an Al vapor deposition mirror is used. As an optical fiber, the length from the proximal end to the distal end is used. 400 plastic fibers having a thickness of 10 cm were used, and an acrylic light guide plate having a thickness of 1 mm was used. Moreover, the condensing lens used the Fresnel lens. Moreover, the front-end | tip part of the said optical fiber bundle is arranged in 2 rows in the shape of a pile in a straight line. Moreover, the line type illuminating device whose length from the light-incidence surface of a light-guide plate to a light-projection surface is 10 mm was used.

次に、検査対象物の照度を測定するために、集光レンズから50mm離れた位置に光強度計としてラインセンサーを置いて光強度を測定した。面発光LEDの発光時の電流はそれぞれ750mAとした。暗室中で面発光LEDを発光させ、光強度計のラインセンサーによってライン方向の光強度を測定した。その結果を図8(a)、(b)に示す。   Next, in order to measure the illuminance of the inspection object, the light intensity was measured by placing a line sensor as a light intensity meter at a position 50 mm away from the condenser lens. The electric current at the time of light emission of surface emitting LED was 750 mA, respectively. A surface emitting LED was caused to emit light in a dark room, and the light intensity in the line direction was measured by a line sensor of a light intensity meter. The results are shown in FIGS. 8 (a) and 8 (b).

図8(a)及び(b)から、光はライン状に均一に照射されていると共に、光強度が一定に保たれており、本発明のライン型照明装置によって、均一でムラのなく光が照射されていることがわかった。   8 (a) and 8 (b), the light is uniformly irradiated in a line shape, and the light intensity is kept constant. With the line type illumination device of the present invention, the light is even and uniform. It turned out that it was irradiated.

本発明のライン型照明装置の一部切り欠き正面図である。It is a partially cutaway front view of the line type illumination device of the present invention. 本発明のライン型照明装置の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the line type illuminating device of this invention. 同ライン型照明装置の光源部分の要部拡大断面図である。It is a principal part expanded sectional view of the light source part of the same line type illuminating device. 同ライン型照明装置の光出射部分の要部拡大断面図である。It is a principal part expanded sectional view of the light emission part of the same line type illuminating device. 同ライン型照明装置の光ファイバーホルダの部分底面図である。It is a partial bottom view of the optical fiber holder of the same line type illuminating device. 同ライン型照明装置の使用方法の説明図である。It is explanatory drawing of the usage method of the same line type illuminating device. 同ライン型照明装置の他の実施形態の説明図である。It is explanatory drawing of other embodiment of the same line type illuminating device. 光強度試験の結果を示す図であり、(a)は同ライン型照明装置のライン状照射光を撮影した写真、(b)は光の強度試験の測定結果を示す図表である。It is a figure which shows the result of a light intensity test, (a) is the photograph which image | photographed the linear irradiation light of the same line type illuminating device, (b) is a graph which shows the measurement result of a light intensity test.

符号の説明Explanation of symbols

1 ライン型照明装置
2 本体ハウジング
3 集光ハウジング
15 長孔
18 光焦点調節部
20 上面開口部
30 放熱フィン
32 面発光LED
40 筒状ミラー
46 フランジ
50 光ファイバー束
51 結束リング
53a、53b 光ファイバー
54a、54b 光ファイバー
55 結束部
56 基端部
57 先端部
60 光ファイバーホルダ
70 導光板
75 一側面
76 反対側の側面
79 粗面
80 導光板ホルダ
90 集光レンズ
105 ロックネジ
110 CCDカメラ
120 検査対象物
L1a、L1b 出力光
L2 拡散光
L3、L3a、L3b ライン光
L4 光
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Line type illuminating device 2 Main body housing 3 Condensing housing 15 Long hole 18 Optical focus adjustment part 20 Upper surface opening part 30 Radiation fin 32 Surface emitting LED
40 cylindrical mirror 46 flange 50 optical fiber bundle 51 bundling rings 53a and 53b optical fibers 54a and 54b optical fiber 55 bundling portion 56 base end portion 57 distal end portion 60 optical fiber holder 70 light guide plate 75 one side surface 76 opposite side surface 79 rough surface 80 light guide plate Holder 90 Condensing lens 105 Lock screw 110 CCD camera 120 Inspection object L1a, L1b Output light L2 Diffused light L3, L3a, L3b Line light L4 light

Claims (9)

光源部から光ファイバー束を介して供給された光を被検査体に線状に照射するライン型照明装置において、
前記光源部となる面発光型発光ダイオードと、
前記面発光型発光ダイオードの発光面を囲むように配置された、内面を光反射率の高い材料で形成された筒状ミラーと、
基端部を結束されて前記筒状ミラーの前記面発光型発光ダイオードの発光面に対向する開口部に挿入され、先端部は線状に配列されて保持された光ファイバー束と、
一側面が前記光ファイバー束の先端部に対面するように配置されて光入射面をなし、該一側面に対向する面が光出射面をなす導光板とを備えていることを特徴とするライン型照明装置。
In the line type illumination device that linearly irradiates the object to be inspected with light supplied from the light source unit via the optical fiber bundle,
A surface-emitting light emitting diode serving as the light source,
A cylindrical mirror which is disposed so as to surround the light emitting surface of the surface-emitting light emitting diode, and whose inner surface is formed of a material having high light reflectance;
An optical fiber bundle in which a proximal end portion is bound and inserted into an opening portion facing the light emitting surface of the surface-emitting light emitting diode of the cylindrical mirror, and a distal end portion is linearly arranged and held;
A line type comprising: a light guide plate arranged so that one side surface faces the tip of the optical fiber bundle to form a light incident surface, and a surface facing the one side surface forms a light output surface Lighting device.
前記光ファイバー束の基端部から先端部までの長さが5〜30cmである請求項1記載のライン型照明装置。   The line type illumination device according to claim 1, wherein a length from a base end portion to a tip end portion of the optical fiber bundle is 5 to 30 cm. 前記光ファイバー束の先端が俵積み状に2列に配列されている請求項1又は2に記載のライン型照明装置。   The line type illuminating device according to claim 1 or 2, wherein tips of the optical fiber bundles are arranged in two rows in a stacked manner. 前記光ファイバー束の線状に配列された部分の厚さに対して、前記導光板の厚さが1〜1.5倍であり、前記光入射面から前記光出射面までの距離が前記導光板の厚さの10〜30倍である請求項1〜3のいずれか1つに記載のライン型照明装置。   The thickness of the light guide plate is 1 to 1.5 times the thickness of the linearly arranged portions of the optical fiber bundle, and the distance from the light incident surface to the light output surface is the light guide plate. The line type illumination device according to any one of claims 1 to 3, wherein the thickness is 10 to 30 times the thickness of the line type illumination device. 前記筒状ミラーの導光路の中間部に拡散板が配置されている請求項1〜4のいずれか1つに記載のライン型照明装置。   The line type illuminating device according to any one of claims 1 to 4, wherein a diffusion plate is disposed in an intermediate portion of the light guide path of the cylindrical mirror. 前記導光板の光入射面及び/又は光出射面には、粗面処理が施されている請求項1〜5のいずれか1つに記載のライン型照明装置。   The line type illumination device according to any one of claims 1 to 5, wherein the light incident surface and / or the light emitting surface of the light guide plate is subjected to a rough surface treatment. 前記導光板が導光路方向に沿って前後2枚に分割されており、前後の導光板の間に拡散板が配置されている請求項1〜6のいずれか1つに記載のライン型照明装置。   The line type illumination device according to any one of claims 1 to 6, wherein the light guide plate is divided into two front and rear along the light guide path direction, and a diffusion plate is disposed between the front and rear light guide plates. 前記導光板の前記光出射面の前方には集光レンズが設けられている請求項1〜7のいずれか1つに記載のライン型照明装置。   The line type illumination device according to claim 1, wherein a condensing lens is provided in front of the light emitting surface of the light guide plate. 前記面発光型発光ダイオードに放熱フィンが連設され、該放熱フィンが外部に露出している請求項1〜8のいずれか1つに記載のライン型照明装置。   The line type illumination device according to any one of claims 1 to 8, wherein a radiation fin is connected to the surface-emitting light emitting diode, and the radiation fin is exposed to the outside.
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