JP2016024975A - ライン状照明装置、その製造方法および検査方法 - Google Patents

ライン状照明装置、その製造方法および検査方法 Download PDF

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Abstract

【課題】略平行な複数個所をそれぞれライン状に照明することができ、ライン状の照明位置同士の間隔をライン状の照明位置の長手方向に亘って一定又はほぼ一定とすることができるライン状照明装置、その製造方法および検査方法を提供する。【解決手段】このライン状照明装置は、複数のLED1がX方向に直線状に並ぶように実装されると共に照明装置本体10に取付けられた基板と、X方向に延びるように照明装置本体10に取付けられた長尺状の集光レンズ40とを備え、LED1の光軸方向およびX方向と直交する方向をY方向とした時、各LED1が、第1の発光部と、該第1の発光部に対し前記Y方向に離れた位置に配置された第2の発光部とを有し、集光レンズ40が、第1の発光部の光を第1の集光位置にライン状に集光し、第2の発光部の光を第1の集光位置と前記Y方向に離れた第2の集光位置にライン状に集光する。【選択図】図1

Description

本発明は、ラインセンサカメラ等の検査用センサの検出位置をライン状に照明するライン状照明装置、その製造方法および検査方法に関する。
この種のライン状照明装置は、例えば鋼鈑、板ガラス、食品、紙幣等の各種製造工程の製品検査において、ラインセンサカメラ等の検査用センサの検出位置を検査用センサの画角に合わせてライン状に照明する。また、製品検査の高速化や精度向上のため、検査用センサの検出位置をライン状照明装置によってできるだけ明るく均一に照明する必要がある(例えば、特許文献1参照。)。
上記ライン状照明装置は、直線状に並ぶように基板に実装された複数のLEDと、該複数のLEDの並設方向に延びるように設けられ、複数のLEDの光をライン状(線状)に集光するロッドレンズ(円柱状レンズ)と、前記基板およびロッドレンズを収容支持する照明装置本体とを備えている。また、ライン状の照射位置を均一に直線状に照明するために、1つ1つのLEDの精度の確保や、LEDの基板への組付精度や、基板の照明装置本体への組付精度や、ロッドレンズの照明装置本体への組付精度等に気を遣いながら製造されている。
また、この種のライン状照明装置を用いて鋼鈑等を検査する際、ある方向に連続的に搬送される鋼鈑の上方に、長手方向が鋼鈑の搬送方向と直交するようにライン状照明装置とラインセンサカメラを設置し、ラインセンサカメラで鋼鈑の上面を連続的に撮像し、ある時点において撮像された撮像データのうち前記長手方向の各位置の撮像データと、前記ある時点から所定時間(0コンマ数秒)後の前記各位置の撮像データとの差を、前記所定時間や、前記所定時間に対応する前記鋼鈑の移動距離で微分することにより、前記各位置における鋼鈑の表面の傷、欠陥等の有無やその程度等が求められている。
特開2007−225591号公報
近年では製品検査のさらなる高速化や精度向上が求められている。しかし、上記のように微分を伴う検査において、検査の高速化および精度向上のために、鋼鈑の搬送速度を上げ、前記長手方向における検査位置を増やし、ラインセンサカメラの1秒当たりの撮像回数を増やすと、前記微分の回数が膨大になる。この課題を解消するため、2つのライン状照明装置と2つのラインセンサカメラを用い、互いに鋼鈑の搬送方向に所定距離(例えば、数mm〜数十mm)離れた平行な2箇所をそれぞれライン状照明装置で照明すると共に、各照明位置をそれぞれラインセンサカメラで撮像し、一方のラインセンサカメラの前記長手方向の各位置の撮像データと他方のラインセンサカメラの前記各位置の撮像データとの差を用い、前記各位置における鋼鈑の表面の傷、欠陥等の有無やその程度等を求めることが考えられる。
しかし、上記のようにいかに気を遣ってライン状照明装置を製造しても、例えばロッドレンズの中心軸が長さ方向に亘って蛇行している場合や、外径が長さ方向に亘って均一ではないことにより外径にうねりがある場合は、当該蛇行やうねりが図面上の許容公差範囲内の小さいものであっても、ライン状の照射位置における所定照度以上のラインが蛇行する可能性がある。なお、上記蛇行やうねりはロッドレンズの図面公差範囲内におけるものであり、上記蛇行やうねり自体を無くすためにはロッドレンズの図面公差を非常に厳密なものにすることになるので、莫大なコストがかかり好ましくない。
また、近年では1〜3m、時には5m程度のライン状照明装置を用いた検査が多く行われるようになった。この場合に複数本のロッドレンズを軸方向に接続して使用すると、接続部がライン状の照射位置に映り込んで検査精度に影響を与えるので、1本のロッドレンズが用いられる。このため、ロッドレンズの長さ寸法が大きくなり、ロッドレンズが組付けられる照明装置本体も長くなるので、ロッドレンズ自体の精度を確保することがより難しくなる。さらに、納入先におけるライン状照明装置の取付角度は様々であり、取付角度に応じてロッドレンズや照明装置本体がその自重によりわずかに曲がり、その曲がりにより照射位置における所定値以上の照度のラインが蛇行する可能性もある。
さらに言えば、上記ライン状照明装置ではLEDからロッドレンズまでの距離M1が数mmであることが多く、場合によっては1mm以下であることもあるので、わずかな蛇行やうねりであっても、LEDからの光のレンズ入射角度の分布に与える影響が大きい。一方、ロッドレンズから照射位置までの距離M2は数十mmであることが多く、M2/M1が大きいので、上記の入射角分布のずれが照射位置で増幅される。
上記のように、各ライン状照明装置による照射位置を精度良く直線状とするには多大な労力と費用がかかり、これは上記2つのライン状照明装置と2つのラインセンサカメラを用いた測定を精度良く行う上での課題となる。また、上記の測定では、2つのライン状照明装置を用いるため、ライン状照明装置を1台増やす分だけコストが上がる。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、略平行な複数箇所をそれぞれライン状に照明することができ、ライン状の照明位置同士の間隔をライン状の照明位置の長手方向に亘って一定又はほぼ一定とすることができるライン状照明装置、その製造方法および検査方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明の第1の態様に係るライン状照明装置は、それぞれ複数の光源素子がX方向に直線状に並ぶように実装された複数の基板付きブロックと、前記複数の光源素子が前記X方向に一直線状に並ぶように、前記複数の基板付きブロックをそれぞれ照明装置本体に締結する複数の締結手段と、前記X方向に延びるように前記照明装置本体に取付けられた長尺状の集光レンズとを備え、前記光源素子の光軸方向および前記X方向と直交する方向をY方向とした時、前記各光源素子が、少なくとも1つの第1の発光部と、該第1の発光部に対し前記Y方向に離れた位置に配置された少なくとも1つの第2の発光部とを有し、前記集光レンズが、前記複数の光源素子の前記第1の発光部の光を第1の集光位置にライン状に集光し、前記複数の光源素子の前記第2の発光部の光を前記第1の集光位置に対して前記Y方向に離れた第2の集光位置にライン状に集光する。
上記第1の態様によれば、各光源素子の中に第1の発光部と第2の発光部が設けられ、複数の光源素子の第1の発光部の光が第1の集光位置にライン状に集光し、複数の光源素子の第2の発光部の光が第2の集光位置にライン状に集光する。
ここで、LED等の光源素子を高精度で製造する技術は確立されてきており、例えば、1つの光源素子の中における第1の発光部と第2の発光部との距離の誤差を極めて小さくすることも可能になってきている。また、光源素子を基板上に実装する技術も確立されてきており、例えば基板上における光源素子アレイの蛇行の幅を極めて小さくすることも可能になってきている。
このため、ライン状の照射位置の精度に影響を与えるのは長尺状の集光レンズの中心線のうねり、中心線の曲がり等である。しかし、各発光素子について、第1の発光部と第2の発光部とのY方向の距離の誤差はわずかである。このため、集光レンズの図面上の許容公差範囲のうねりにより、第1の発光部の光が照射される第1の集光位置に蛇行が発生しても、第2の発光部の光が照射される第2の集光位置もほぼ同じ形状で蛇行するので、ライン状の集光位置同士の間隔をライン状照明装置の長手方向に亘って一定又はほぼ一定とすることができる。
さらに、第1の集光位置と第2の集光位置の蛇行が大きい部分の基板付きブロックのY方向位置を調整することにより、ライン状の照明位置の精度を向上することもできる。
また、本発明の第2の態様に係るライン状照明装置は、複数の光源素子がX方向に直線状に並ぶように実装されると共に照明装置本体に直接又は他の部材を介して取付けられた基板と、前記X方向に延びるように前記照明装置本体に取付けられた長尺状の集光レンズとを備え、 前記光源素子の光軸方向および前記X方向と直交する方向をY方向とした時、前記各光源素子が、少なくとも1つの第1の発光部と、該第1の発光部に対し前記Y方向に離れた位置に配置された少なくとも1つの第2の発光部とを有し、前記集光レンズが、前記複数の光源素子の前記第1の発光部の光を第1の集光位置にライン状に集光し、前記複数の光源素子の前記第2の発光部の光を前記第1の集光位置に対して前記Y方向に離れた第2の集光位置にライン状に集光する。
第2の態様によれば、第1の態様と同様に、たとえ第1の発光部の光が照射される第1の集光位置に集光レンズの中心線うねりにより蛇行が発生しても、第2の発光部の光が照射される第2の集光位置もほぼ同じ形状で蛇行するので、ライン状の照明位置同士の間隔をライン状の照明位置の長手方向に亘って一定又はほぼ一定とすることができる。
また、本発明の第3の態様に係るライン状照明装置の製造方法は、それぞれ複数の光源素子がX方向に直線状に並ぶように実装された複数の基板付きブロックを該X方向に並ぶように照明装置本体に組付けると共に、前記X方向に延びるように設けられ前記複数の光源の光をライン状に集光する長尺状の集光レンズを前記照明装置本体に組付け、ライン状照明装置とする組付工程と、前記ライン状照明装置を支持部で支持する支持工程と、前記支持工程で支持された状態で、前記各光源の光軸および前記X方向と直交する方向をY方向とした時、前記ライン状の集光位置において、互いに前記Y方向に離れ各々前記X方向に延びる複数の仮想線上でそれぞれ複数の微小点照度又は微小点光量を測定する測定工程と、コンピュータが、前記測定工程で測定された前記複数の微小点照度又は微小点光量のデータをそのX方向およびY方向の測定位置と対応させた測定結果データを作成する測定結果データ作成工程と、前記測定結果データに基づき、基板付きブロックの前記Y方向の位置の調整の要否を判断する判断工程と、前記判断工程で調整要と判断された場合、前記測定結果データに基づき前記複数の基板付きブロックの少なくとも1つの前記Y方向の位置を調整する調整工程とを有し、前記各光源素子が、少なくとも1つの第1の発光部と、該第1の発光部に対し前記Y方向に離れた位置に配置された少なくとも1つの第2の発光部とを有するものであり、前記集光レンズが、前記複数の光源素子の前記第1の発光部の光を第1の位置にライン状に集光し、前記複数の光源素子の前記第2の発光部の光を前記第1の位置に対して前記Y方向に離れた第2の位置にライン状に集光するものであり、前記測定工程では、前記第1および第2のライン状の集光位置の両方が含まれる範囲において前記測定を行う。
ここで、あるY方向の位置の1本の仮想線上で複数の微小点照度や微小点光量を測定する場合、その測定結果を参照しても、そのY方向位置がライン状の集光位置で最も照度や光量が高くなっている位置であるか否かを確実に判定することはできない場合があり、また、所定照度以上や所定光量以上のラインにY方向への曲がりやうねりや光量のむらが発生している場合、その曲がりやうねりや光量のむらの状態を明確に知ることができない場合がある。一方、微小点照度や微小点光量ではなく、大きな範囲の照度や光量を測定する場合、測定する大きな範囲内で光の強弱の分布があったとしても、その光の強弱の分布は測定結果にあらわれない。
第3の態様によれば、1本の仮想線ではなく、Y方向に位置をずらした複数の仮想線上でそれぞれ複数の微小点照度や微小点光量を測定し、その測定データをX方向およびY方向の測定位置と対応させた測定結果データを作成するので、所定照度以上や所定光量以上のラインを確実に判定することができる。また、測定結果データに基づき基板付きブロックのY方向位置を調整するので、集光レンズに図面上の許容公差範囲で蛇行やうねりがあり、集光レンズや照明装置本体の自重により集光レンズにわずかな曲がりが生じていても、ライン状の照射位置の精度を確保することができる。例えば全製品について測定を行うことにより、納入先ではライン状照明装置の照射位置の精度に疑問を抱かずに設置作業を行うことができ、納入先での設置および調整を容易に行うことができる。
また、本発明の第4の態様に係る検査方法は、前記何れかのライン状照明装置により、ライン状である前記第1の集光位置と前記第2の集光位置で検査の対象物を照明するステップと、前記ライン状の集光位置の長手方向をX1方向とした時、前記第1の集光位置で照明される前記対象物上において前記X1方向に並んだ複数の検査位置と、前記第2の集光位置で照明される前記対象物上において前記複数の検査位置に前記X1方向の位置が対応した複数の検査位置を、少なくとも1つのラインセンサカメラで同時に撮像するステップと、前記第1の集光位置における撮像データと、当該撮像データと前記X1方向の位置が対応した前記第2の集光位置の撮像データとの差に基づき、該X1方向の位置における前記対象物の状態を判断する判断ステップとを有する。
第4の態様によれば、第1の態様と同様に、たとえ第1の発光部の光が照射される第1の集光位置に集光レンズの中心線うねりにより蛇行が発生しても、第2の発光部の光が照射される第2の集光位置もほぼ同じ形状でうねるので、ライン状の照明位置同士の間隔をライン状の照明位置の長手方向に亘って一定又はほぼ一定とすることができる。
このため、あるX1方向の位置において、第1の集光位置の撮像データと第2の集光位置の撮像データとの差を求めて検査の対象物の表面の欠陥等の有無やその程度や傾斜等を判断する際に、その判断を正確に行うことが可能となる。
本発明によれば、複数個所をそれぞれライン状に照明することができ、ライン状の照明位置同士の間隔をライン状の照明位置の長手方向に亘って一定又はほぼ一定とすることができる。
本発明の第1の実施形態に係るライン状照明装置の一部断面斜視図である。 前記ライン状照明装置のY方向断面図である。 図2のIII−III線断面図である。 前記ライン状照明装置の基板ブロックの平面図である。 前記ライン状照明装置の要部底面図である。 アライメント調整装置の概略平面図である。 前記アライメント調整装置の概略側面図である。 測定結果データである照度の等高線図の例である。 本発明の第2の実施形態において、測定結果データ中に範囲AR1,2や位置C1,C2を示す例である。 本発明の第4の実施形態に係るライン状照明装置の一例のY方向断面図である。 本発明の第4の実施形態に係るライン状照明装置の他の例のY方向断面図である。
本発明の第1の実施形態に係るライン状照明装置について図面を参照して以下に説明する。
このライン状照明装置は、ラインセンサカメラ等の検査用センサの検出位置をライン状(線状)に照明するものであり、照明装置本体10と、それぞれ複数のLED(光源素子)1が直線状に並ぶように実装された複数の基板付きのブロック20と、複数のLED1が一直線状に並ぶように各ブロック20をそれぞれ照明装置本体10に締結する複数のボルト(締結手段)30と、複数のLED1の並設方向に延びるように照明装置本体10に取付けられ、複数のLED1の光をライン状に集光するロッドレンズ(集光レンズ)40と、ロッドレンズ40から出た光を主にLED1の並設方向に拡散する拡散レンズ41とを備えている。以下の説明において、LED1の並設方向をX方向とし、各LED1の光軸およびX方向に直交する方向(各LEDの中心およびライン状の集光位置を含む仮想面に直交する方向)をY方向とし、X方向およびY方向に直交する方向をZ方向(光軸方向)とする。
各LED1は、図4に示すように、X方向に並んだ2つの第1の発光部1aとX方向に並んだ2つの第2の発光部1bとを有し、第1の発光部1aと第2の発光部1bとはY方向に所定距離(例えば数mm)だけ離れている。そして、図2に示すように、ロッドレンズ40は、複数のLED1の第1の発光部1aの光を第1の集光位置L1にライン状に集光し、複数のLED1の第2の発光部1bの光を第2の集光位置L2にライン状に集光する。各LEDとして、PHILIPS社製のLUXEON M(製品番号LXR7−SW57)や、紫外線光を用いる場合はナイトライド・セミコンダクター株式会社製の製品番号NS365L−6SMGやNS385L−6SMGを用いることが可能である。集光位置の光の幅は数mm程度であっても良く、十数mmであっても良く、場合によっては数十mmであっても良く、何れの場合もライン状である。集光レンズの幅(本実施形態の場合はロッドレンズの直径)が30mm以上の場合は、集光位置の光の幅が20mm以上になることもある。
図1〜3のように、照明装置本体10は、X方向に延びる長尺状の金属製のヒートシンク11と、ヒートシンク11におけるY方向の両側にそれぞれボルト13で取付けられた一対の金属製の側面板12とを有する。ヒートシンク11にはZ方向に貫通する複数の取付孔11aが形成されている。各ブロック20に対して2つずつ取付孔11aが形成され、各取付孔11aにはそれぞれボルト30が挿通しており、各ボルト30は対応するブロック20に螺合している。各ボルト30を締付けると、対応するブロック20がヒートシンク11に押付けられて固定され、これにより締結状態となる。一方、各ボルト30を緩めると、対応するブロック20のヒートシンク11への押付け力が弱まり、対応するブロック20のヒートシンク11に対する移動を可能とする移動可能状態となる。各取付孔11aはX方向よりもY方向の寸法が大きい孔であり、X方向における内径D1とボルト30の外径dとの差は小さい方が良く、0.3mm以下であることが好ましく、0.2mm以下であることがより好ましい。なお、照明装置の長手方向の寸法が1m以上の大きなものになる場合、前記X方向の径の差が0.3mmを超えることもある。一方、各取付孔11aのY方向における内径D2とボルト30の外径dとの差は、X方向における内径D1とボルト30の外径dとの差の2倍以上であり、3倍以上であることがより好ましい。つまり、X方向における前記径の差が0.3mmの時、Y方向における前記径の差が0.6mm以上であれば、上記の2倍以上になる。これにより、各ブロック20は、前記移動可能状態の際にX方向の移動量よりもY方向の移動量が2倍以上になるように、ボルト30を介して照明装置本体10のヒートシンク11に係合している。
各ブロック20はアルミニウム等の金属製のブロック本体21と、ブロック本体21の上面に固定された基板22とを有し、基板22の上面に複数のLED1がX方向に直線状に並ぶように実装されている。各ブロック20のX方向の寸法は例えば30〜50mm程度であり、100mm以下であることが好ましく、50mm以下であることがより好ましい。ブロック本体21の基板取付面にはX方向に延びる突起21aが形成され、基板22のY方向一方の辺が突起21aにY方向に当接するように、基板22がブロック本体21に固定されている。これにより、ブロック本体21と基板22との位置決め精度が向上する。各ブロック20は、上記のようにX方向に並べられてヒートシンク11に取付けられた際に、図5のように、各ブロック20の対の間にX方向の隙間GAが設けられるように、X方向の寸法が設定されている。隙間GAは0.1mm以上となるよう設定されていることが好ましい。例えば、20個のブロック20がヒートシンク11に取付けられる時、ヒートシンク11に取付けられた状態でブロック列のX方向の寸法は、20個のブロック20を互いにX方向に接触するように並べた際の寸法よりも、1.9mm以上大きくなるような設定が好ましい。つまり、ブロック20がn個並べてヒートシンク11に締結されたブロック列のX方向の寸法は、各ブロックのX方向の寸法を加算した数値に対し、{(n−1)×0.1}mm以上大きくなるよう、設定することが好ましい。これにより、あるブロック20を締結している2本のボルト30を緩めて前記移動可能状態にすると、当該ブロック20のZ方向の軸を中心とする回転方向への移動が許容される。X方向における前記径の差があるので、各ブロック20の位置にはヒートシンク11に対するX方向の遊びがある。このため、部分的に各ブロック対20の間のX方向の隙間が0.1mm以下となったり無くなったりするが、全体として上記のようにX方向の寸法が設定されており、また、X方向における前記径の差が上記のように小さく設定されていれば、ブロック20のZ方向の軸を中心とする回転方向への移動が許容される。また、X方向における前記径の差が大きい場合、いくつかのブロック20がX方向に偏って配置され、ブロック20の対の間のX方向の隙間が部分的に大きくなる状況が発生して、その部分に対応する集光位置の照度が低下する可能性がある。しかし、本実施形態では、各取付孔11aのY方向における内径D2のボルト30の外径dとの差は、X方向における内径D1のボルト30の外径dとの差の2倍以上であり、X方向の遊びが小さいことから、部分的にブロック20がX方向に偏って配置されることが抑制される。
本実施形態では前記隙間GAの設定により各ブロック20の回転方向の移動を許容しているが、他の方向で回転方向の移動を許容することも可能である。例えば、各ブロック20のX方向の両端部のY方向の中央部を当該X方向の両端部の他の部分よりもX方向に突出させ、隣り合うブロック20同士を当該突出しているY方向の中央部のみで接触させることも可能である。この場合前記隙間GAが無くなるが、前記突出部の分だけ、ブロック20のX方向の両端部における前記他の部分ではブロック20同士の間に隙間ができ、前記回転方向の移動が許容される。前記突出部は、ブロック20のX方向の端部におけるY方向の中央部に1mm程度のフエルト生地を貼り付けることでも設けられ、ブロック20のX方向の端部をX方向に突出する円弧状に形成することでも設けられる。
ロッドレンズ40はライン状照明装置とほぼ同じ長さを有する円柱状レンズである。直径は十数mm〜数十mmであり、アクリル樹脂等の透明なプラスチックやガラス等から成る。ライン状照明装置は長いもので数mになり、3mを超えるものも多いので、ロッドレンズ40もライン状照明装置とほぼ同じ長さの数mとなる。なお、ロッドレンズ40を短く分断して接続すると、接続部が集光位置に映り込んでしまい好ましくない。ロッドレンズ40が上記のように長くなると、ロッドレンズ40自体をその長さ方向に亘って均一に成形することは難しくなる。特に、ロッドレンズ40の外径が大きくなると、ロッドレンズ40の外径をその長さ方向に亘って均一に成形することが難しくなる。均一な製造を求めるとロッドレンズ40の製造コストが大幅に上昇する。本実施形態では、照明装置本体10の一対の側面板12の対向面にそれぞれZ方向一対のレンズ支持部12aが設けられている。各レンズ支持部12aはX方向に延設された突起を形成し、Z方向一対のレンズ支持部12aがロッドレンズ40の外周面に当接してロッドレンズ40のZ方向の移動を規制する。本実施形態では、一方の側面板12をヒートシンク11にボルト13で固定した上で、Z方向一対のレンズ支持部12aがロッドレンズ40の外周面に当接するように一対の側面板12の間にロッドレンズ40を配置し、他方の側面板12をヒートシンク11にボルト13で固定することにより、ロッドレンズ40を照明装置本体10に組付ける。ここで、組付時にロッドレンズ40のY方向やZ方向の位置が若干ずれる場合があり、また、ロッドレンズ40や側面板12が自重によって撓み、ロッドレンズ40のY方向やZ方向の位置がずれる場合がある。ロッドレンズ40を組付けた後に拡散レンズ41が照明装置本体10に取付けられる。なお、各側面板12の対向面に突起状のレンズ支持部12aではなく、X方向に延びる窪みを設け、該窪みによってロッドレンズ40のZ方向の移動を規制することもできる。ロッドレンズ40に前記窪みに係合する凸部を設けることも可能である。
このライン状照明装置は、X方向の両端側に基準光源としてレーザー光源2を備えている。具体的には、照明装置本体10のX方向両端の端板14にそれぞれレーザー光源2が取付けられている。各レーザー光源2はロッドレンズ40を介さずに前記集光位置に向かって直径1mm程度の平行光を照射する。
上記のように複数のブロック20、ロッドレンズ40および拡散レンズ41を照明装置本体10に組付けてライン状照明装置とした後、図6および図7のように、当該ライン状照明装置をアライメント調整装置の支持部110によって支持する。アライメント調整装置は支持部110と後述する照度測定装置を有する。本実施形態では、実際に使用する場合に用いられる照明装置本体10のねじ孔10a等の相手側取付部を用いてライン状照明装置が支持部110に取付けられるが、相手側取付部を用いずに、支持部110にライン状照明装置を専用治具で押付けて取付けても良い。支持部110は、図7のように、支持部110の傾動取付孔111がベース112に傾動可能に支持されている。このため、支持部110の支持角度をX方向に延びる軸線(傾動取付孔111の中心を通る軸線)中心に変更し、これにより、支持部110によって支持されるライン状照明装置の支持角度をX方向に延びる軸線を中心に任意に設定することができる。本実施形態では、一例として、前記支持角度を納入先における実際の設置角度に設定している。この状態で、各LED1及び各レーザー光源2を点灯し、照度測定装置によって照度測定を行う。
照度測定装置は、図6および図7に示すように、支持部110に沿ってX方向に延びるレール121と、ステッピングモータ等のモータを有するセンサX方向位置移動手段(図示せず)によりレール121上を移動するセンサホルダ122と、センサホルダ122に保持された微小点照度センサ123と、センサホルダ122および微小点照度センサ123に接続された処理装置124と、処理装置124に接続された表示装置125と、処理装置124に接続されたプリンター126とを有する。処理装置124はCPU、メモリ等を有するコンピュータであり、照度測定および測定結果データ作成を行うように処理装置124を動作させる測定プログラムを格納している。レール121は支持部110に対してフレーム121aを介して支持され、支持部110に支持されたライン状照明装置と平行に延びるように設けられている。つまり、支持部110の配置角度が前記のように変えられると、レール121の位置も変わる。また、照度測定装置は、レール121をフレーム121a上でZ方向に移動させる図示しないステッピングモータ等の駆動手段を有し、これにより、図7に示すように微小点照度センサ123とライン状照明装置とのZ方向の距離を調整することができる。前記センサX方向位置移動手段は前記測定プログラムに基づく処理装置124からの指令によって動作し、これにより、前記プログラムに基づいて微小点照度センサ123がセンサホルダ122と共にレール上を移動する。センサホルダ122は、図7に示すように、前記測定プログラムに基づく処理装置124からの指令によって微小点照度センサ123の位置を前記Y方向に移動するステッピングモータ等のモータを有するセンサY方向移動手段122aを有する。
微小点照度センサ123は、直径1mm程度の導光孔123aを有する遮蔽板123bと、支持部110に支持されたライン状照明装置からの光を遮蔽板123bの導光孔123aを通して受光部123cで受光する照度センサ123dとを有する。つまり、微小点照度センサ123は、直径1mm程度の導光孔123aを通過する光の照度を測定する。本実施形態では、直径1mm程度の導光孔123aを用いて微小点照度の測定を行うが導光孔123aの直径はロッドレンズ(集光レンズ)40のY方向寸法(本実施形態の場合は直径)の1/10以下であれば、微小点照度の測定が可能である。しかし、導光孔123aが小さいほど精度の良い測定ができるので、前記数値は1/15以下であることが好ましく、1/20以下であることがより好ましい。
照度測定を行うためにライン状照明装置を支持部110によって支持し、処理装置124が測定の開始の命令を受付けると、前記測定プログラムにより照度測定が開始される。この時、処理装置124は、測定するライン状照明装置の製造シリアル番号も受付ける。以下では、前記測定プログラムに基づく処理装置124からの指令によってセンサホルダ122、微小点照度センサ123、表示装置125、及びプリンター126が動作する。
先ず、支持部110に支持されたライン状照明装置の集光位置において、X方向に延びる第1の仮想線上の複数位置で微小点照度を測定する。このために、センサホルダ122が微小点照度センサ123をY方向の所定位置(Y1)に保持した状態でセンサホルダ122をX方向に移動させ、微小点照度センサ123がX方向に数mm移動する毎に微小点照度を測定する。この測定は、X方向における各レーザー光源2による照射位置の範囲まで行う。
続いて、前記第1の仮想線と平行に延び前記第1の仮想線に対してY方向に所定距離(例えば1mm)だけ離れた第2の仮想線上(Y2の位置)の複数位置で微小点照度を測定する。このために、センサY方向移動手段122aが微小点照度センサ123をY方向に前記所定距離(1mm)移動させ、微小点照度センサ123がX方向に数mm移動する毎に微小点照度を測定する。
このように、第1の仮想線上で測定を行った後、nを1ずつ増やしながら、第n−1(nは2以上の整数)の仮想線と平行に延び前記n−1の仮想線に対してY方向に所定距離だけ離れた第nの仮想線上の複数位置で微小点照度を測定する。本実施形態ではnが9になるまで(Y1〜Y9の位置で)上記の測定を行う。本実施形態ではnが9になるまで測定するが、nは2以上であれば良い。また、nが数十〜100になるまで測定を行うと、より正確な測定を行うことができる。
上記測定が終わると、前記測定プログラムにより処理装置124は、測定された複数の微小点照度のデータをそのX方向およびY方向の測定位置と対応させた測定結果データを製造シリアル番号と関連付けて作成し、表示装置125に表示する。例えば、図7に示すように、横軸がX方向に対応し縦軸がY方向に対応する照度の等高線図(マップデータ)を前記測定結果データとして作成する。この照度の等高線図には、レーザー光源2による照射位置2aが示されている。ここで、レーザー光源2の光の波長がLED1に対して特殊である場合、その波長に基づいて処理装置124はレーザー光源2による照射位置を求め、照度の等高線図に示す。一方、レーザー光源2を各LED1と別に点灯した上で、上記測定を行い、その測定結果に基づいてレーザー光源2による照射位置(測定したレーザー光の照度データそのものでも可)を照度の等高線図に示すことも可能である。なお、本実施形態では、照度の等高線図を用いているが、X軸がX方向に対応し、Y軸がY方向に対応し、Z軸が照度に対応する3次元グラフ(グラフデータ)や、その他のグラフで前記測定結果データを作成することも可能である。
上記照度の等高線図には、例えば図8に示すように、複数のLED1の第1の発光部1aの光により、照度が所定値以上のライン状の範囲(例えば図8で最も色が濃い2つのラインのうち上側;第1の集光位置L1に対応)と、複数のLED1の第2の発光部1bの光により、照度が所定値以上のライン状の範囲(例えば図8で最も色が濃い2つのラインのうち下側;第2の集光位置L2に対応)があらわれる。上記照度の等高線図を参照し、照度が所定値以上の範囲がX方向の一部でY方向にずれて蛇行している場合等は、そのX方向位置に対応する少なくとも1つのブロック20のボルト30を緩めて前記移動可能状態とし、移動可能状態としたブロック20のY方向の位置を調整する。前記測定プログラムに基づいて、処理装置124が表示装置125に前記Y方向のずれ(蛇行)が基準範囲外であることや、そのX方向の範囲や調整すべきブロック20の並び番号を処理装置124が前記プログラムに基づき判断し表示させることもできる。一方、作業者が照度の等高線図を参照してブロック20のY方向の位置調整の要否を判断しても良い。図8では、ブロック2〜8が基準範囲外であることが示されている。また、図8に示すように、照度の等高線図にブロック20の並び番号を表示することも可能である。また、図8におけるブロック2〜4とブロック6〜8の範囲では、照度が所定値以上の範囲が傾いているので、このX方向位置に対応するブロック20はZ方向軸まわりの回転方向に位置が調整される。この調整もブロック20のY方向の位置調整に含まれる。
本実施形態では、上記調整はブロック移動部材としての押しねじ15および引きねじ16を用いて行われる。照明装置本体10の一対の側面板12のうち一方には複数の孔12b及び孔12cが設けられ、各孔12b,12cは側面板12をY方向に貫通している。孔12bの内周面には雌ねじが形成されている。また、各孔12b、12cは各ブロック20に対応した位置に設けられ、各ブロック20には1つの孔12bと2つの孔12cが対応している。孔12bは各ブロック20のX方向の略中央位置に配置され、孔12cは各ブロック20のX方向の端部側の位置に配置されている。各孔12bには押しねじ15が螺合すると共に挿通し、各孔12cには引きねじ16が挿通している。各引きねじ16はそれぞれ対応するブロック20に螺合している。つまり、前記移動可能状態としたブロック20に対し、押しねじ15および引きねじ16を回転させることにより、当該ブロック20のY方向の位置を調整することができる。
なお、押しねじ15および引きねじ16の代わりに、ブロック20のY方向の位置を調整するための調整装置(図示せず)を支持部110に取付け、当該調整装置によって前記調整を行っても良い。この場合、例えば両方の側面板12に孔12bおよび12cを設ける。また、調整装置は、各孔12b,12cに挿通するブロック移動部材としてのブロック押しロッドと、ブロック押しロッドをその軸方向に進退させるアクチュエータとを備える。
これら調整が終わった後、全てのブロック20を再び締結状態にし、上記測定および上記照度の等高線図の作成および表示を再び行う。この結果、照度が所定値以上の範囲のY方向へのずれ(蛇行)が基準範囲内であれば、処理装置124の指令でプリンター126が照度の等高線図を印刷し、作業者がライン状照明装置を支持部110から取外し、他の所定の検査等を行った後、所定の梱包容器に梱包する。取外した後に完成品とするための工程を行っても良い。
前記印刷される照度の等高線図には前記製造シリアル番号も記載されている。上記の1回目の照度の等高線図を参照し、照度が所定値以上の範囲のY方向へのずれ(蛇行)が基準範囲内であれば、前記ブロック20のY方向位置の調整をせずに、処理装置124がプリンター126によって照度の等高線図を印刷し、作業者がライン状照明装置を支持部110から取外し、他の所定の検査や、完成品とするための工程を行った後、所定の梱包容器に梱包する。そして、梱包したライン状照明装置を前記印刷した照度の等高線図と共に納入先に送る。なお、照度の等高線図を電子データで納入先に送ることも可能である。納入先に送る測定結果データは、照度の等高線図ではなく、上記グラフであっても良く、測定した微小点照度測定値をX方向およびY方向の測定位置と対応させた数値データであっても良い。
ここで、上記調整が終わった後、照度が所定値以上の範囲のY方向のずれが完全に修正しきれない場合や、照度が所定値以上の範囲が真っ直ぐではあるが全体的にY方向にずれている場合に、レーザー光源2の照射方向を、側面板12に螺合し先端がレーザー光源2に当接するネジ等の照射方向調整手段により、Y方向に調整することも可能である。例えば、図8では2つのレーザー光源2の照射位置2aがY5の付近にあらわれているが、各レーザー光源2の照射方向をY方向に調整し、各照射位置2aがY4の位置等にあらわれるようにしても良い。
なお、上記の測定、測定結果データの作成、必要に応じたブロック20のY方向位置の調整、調整後の再度の測定、および測定結果データの再度の作成は、ロッドレンズ40が長い場合や、ロッドレンズ40の直径が大きい場合は、製造する製品の全数に対して行わないと製品を高精度とすることができない。納入先において求められる仕様にもよるが、一般的に、ロッドレンズ40の長さが1000mm以上の場合に製品全数に対して行うことが好ましく、800mm以上の場合に製品全数に対して行うことがより好ましい。また、ロッドレンズ40の直径が40mm以上の場合に製品全数に対して行うことが好ましく、30mm以上の場合に製品全数に対して行うことがより好ましい。なお、納入先で特に精度が要求される場合は、上記の長さや直径以下の場合にも、製造する製品の全数に対して上記を行うことが好ましい。
なお、上記では、拡散レンズ41を取付けた状態で上記測定を行ったが、拡散レンズ41を取付ける前に上記測定を行うことも可能である。
本実施形体では、各LED1の中に第1の発光部1aと第2の発光部1bが設けられ、複数のLED1の第1の発光部1aの光が第1の集光位置L1にライン状に集光し、複数のLED1の第2の発光部1bの光が第2の集光位置L2にライン状に集光する。
ここで、LEDを高精度で製造する技術は確立されてきており、例えば、1つのLED1の中における第1の発光部1aと第2の発光部1bとの距離の誤差を極めて小さくすることも可能になってきている。また、LEDを基板上に実装する技術も確立されてきており、例えば基板上におけるLEDアレイの蛇行の幅を極めて小さくすることも可能になってきている。
このため、ライン状の照射位置L1,L2の精度に影響を与えるのは長尺状のロッドレンズ40の中心線のうねり、中心線の曲がり等である。しかし、各LED1について、第1の発光部1aと第2の発光部1bとのY方向の距離の誤差はわずかである。このため、ロッドレンズ40の図面上の許容公差範囲のうねりにより、第1の発光部1aの光が照射される第1の集光位置L1に蛇行が発生しても、第2の発光部1bの光が照射される第2の集光位置L2もほぼ同じ形状で蛇行するので、ライン状の集光位置同士の間隔をライン状照明装置の長手方向に亘って一定又はほぼ一定とすることができる。
また、本実施形体では、各基板付きブロック20がボルト30により照明装置本体に締結されているので、ボルト30を緩めて第1の集光位置L1と第2の集光位置L2の蛇行が大きい部分の基板付きブロック20のY方向位置を調整することにより、ライン状の照明位置の精度をより向上することができる。
ここで、あるY方向の位置の1本の仮想線上で複数の微小点照度や微小点光量を測定する場合、その測定結果を参照しても、そのY方向位置がライン状の集光位置で最も照度や光量が高くなっている位置であるか否かを確実に判定することはできない場合があり、また、所定照度以上や所定光量以上のラインにY方向への曲がりやうねりや光量のむらが発生している場合、その曲がりやうねりや光量のむらの状態を明確に知ることができない場合がある。一方、微小点照度や微小点光量ではなく、大きな範囲の照度や光量を測定する場合、測定する大きな範囲内で光の強弱の分布があったとしても、その光の強弱の分布は測定結果にあらわれない。
本実施形態では、1本の仮想線ではなく、Y方向に位置をずらした複数の仮想線上でそれぞれ複数の微小点照度を測定し、その測定データをX方向およびY方向の測定位置と対応させた測定結果データを作成するので、所定照度以上のラインを確実に判定することができる。また、測定結果データに基づき基板付きブロック20のY方向の位置を調整するので、ロッドレンズ40に図面上の許容公差範囲で蛇行やうねりがあり、ロッドレンズ40や照明装置本体10の自重によりロッドレンズ40にわずかな曲がりが生じていても、ライン状の照射位置の精度を確保することができる。前記のように全製品について測定を行うことにより、納入先ではライン状照明装置の照射位置の精度に疑問を抱かずに設置作業を行うことができ、納入先での設置および調整を容易に行うことができる。
また、基板付きブロック20のY方向の位置を調整した後の測定結果データをライン状照明装置の製品を納入した納入先に納入するので、納入したライン状照明装置が照射位置に許容範囲内のわずかな曲がり等を有する場合であっても、納入先ではその特性を考慮しながらライン状照明装置の設置作業を行うことができる。このため、わずかな曲がり等の特性があることに気付かずに設置作業を行う場合に比べ、作業効率が大幅に向上する。
また、測定結果データから、第1の集光位置L1と第2の集光位置L2とのY方向の実際の距離を知ることができるので、納入先ではそのY方向の実際の距離を考慮しながらライン状照明装置の設置作業を行うことができ、この点でも設置作業の作業効率が大幅に向上する。
また、ライン状照明装置が納入先における設置角度に設置された状態で測定および測定結果データの作成を行うので、納入先における設置状態での集光レンズや照明装置本体のわずかな撓みも加味した測定結果データとなり、納入先における設置作業の容易化に極めて有用である。
また、納入先でライン状照明装置の設置作業を行う時に、例えばレーザー光源2の照射位置を基準にラインセンサカメラを仮止めし、レーザー光源2の照射位置が示されたマップデータ又はグラフデータを参照しながらライン状照明装置又はラインセンサカメラの位置を微調整することができる。すなわち、レーザー光源2の照射位置を目印に設置作業を行うことができるので、作業効率がより向上する。
また、レーザー光源2の光はロッドレンズ40を介さずに集光位置に照射されるので、ロッドレンズ40のわずかなうねり等により乱されることが無く、設置作業を行う際の目印としてより信頼することができる。
また、本実施形態では、複数の基板付きブロック20と集光レンズであるロッドレンズ40とを照明装置本体10に取付けた後、ライン状の集光位置の精度を測定した結果、集光レンズの許容公差範囲内の蛇行やうねり等により照射位置に許容範囲内のわずかな曲がり等を有する場合、各基板付きブロック20は、移動可能状態の際にX方向の移動量よりもY方向の移動量が2倍以上となるように照明装置本体10に係合しているので、基板付きブロック20がX方向に無用にずれて光量のむらが生ずることを心配せずに、基板付きブロック20のY方向の位置を調整し、前記曲がり等を低減又は解消することができる。このため、納入先ではライン状照明装置の照射位置の精度に疑問を抱かずに設置作業を行うことができ、納入先での設置および調整を容易に行うことができる。
また、照明装置本体10には複数の孔12b,12cが設けられ、当該孔12b,12cは、前記移動可能状態の際に対応する基板付きブロック20をY方向に押すおよび/又は引くブロック移動部材としての押しねじや引きねじが挿通する。このため、ライン状照明装置を分解せずに基板付きブロック20のY方向の位置調整を行うことができる。従って、調整作業を容易に行うことができ、また、無用に分解および再組付けを行わないので照射位置の精度を向上することができる。
また、照射位置の最も照度が高いラインの中に斜めになっている部分がある場合、当該部分に対応する基板付きブロック20をZ方向軸まわりに回転移動させて、前記斜めになっている部分の傾斜を低減又は解消することができ、照射位置の精度をより向上することができる。
また、上記実施形態では、孔12b,12cに挿通するボルトによりブロック20のY方向位置の調整をしている。これに対し、ヒートシンク11にZ方向に貫通する孔を設け、この孔に先端が円錐形状である押し治具やねじを挿入し、押し治具やねじの先端の円錐形状の斜面をブロック20の下面の角等に当接させ、押し治具やねじのZ方向の移動によりブロック20が前記斜面によってY方向に押される構成としても良い。
また、上記測定、測定結果データの作成、測定結果データに基づくブロック20のY方向位置の調整、再測定、および再測定データの測定結果データの作成は、前記移動可能状態の際にX方向の移動量よりもY方向の移動量が2倍以上になるように、ブロック20が照明装置本体10のヒートシンク11に係合していなくても、ブロック20のY方向位置の調整で少し気を遣うが、実施することができる。
また、レーザー光源2は、照明装置本体10のヒートシンク11等の他の場所に取付けることも可能であり、ブロック20の基板22上に実装することも可能であり、ロッドレンズ40を介して照射位置に光を照射するように設けることも可能であり、これらの場合でも上記と同様の効果を得ることは可能である。また、基準光源としてレーザー光源2の代わりに指向性の強いLED光源や他の公知の光源を設けることも可能である。また、基準光源としてのレーザー光源2を、ライン状照明装置のX方向の両端側だけではなく、中央付近にも設けることが可能である。
本発明の第2の実施形態について以下に説明する。
第2の実施形態では、第1の実施形態に対し、レーザー光源2を設けずに、ライン状照明装置のX方向の一端および他端のブロック20に実装された複数のLED1を基準光源として活用する点が異なり、その他のライン状照明装置の構成は同様である。
第2の実施形態では、先ず、X方向の一端および他端のブロック20に実装された複数のLED1のみを点灯させた状態で、第1の実施形態のように複数の仮想線上の複数位置で微小点照度を測定し、この測定結果に基づき、図9のように、X方向の一端および他端のブロック20に実装された複数のLED1の照射位置の所定照度以上の範囲AR1,AR2又はその中心位置C1,C2を測定結果データ上に示す。続いて、全てのLED1を点灯させて、第1の実施形態と同様の測定および測定結果データの作成を行い、前記AR1,AR2又は中心位置C1,C2も示された測定結果データの作成を行う。これに基づき、ブロック20のY方向位置の調整を行うと、その調整作業を容易になる。また、当該測定結果データを納入先に納入すると、納入先での設置作業が容易になる。
本発明の第3の実施形態について以下に説明する。
第3の実施形態では、複数のブロック20ではなく、単一のブロック上の基板に複数のLED1がX方向に並ぶように実装されている。つまり、複数のブロック20を単一のブロックに置き換えた点が異なっており、その他は第1の実施形態と同様である。
この場合でも、各LED1及び各レーザー光源2を点灯し、第1の実施形態と同様に複数の仮想線上の複数位置で微小点照度を測定し、この測定結果に基づき、レーザー光源2の照射位置が示された測定結果データの作成を行うことできる。また、測定結果データを納入先に納入することにより、納入先での設置作業が容易になる。
また、ロッドレンズ40の図面上の許容公差範囲のうねりにより、第1の発光部1aの光が照射される第1の集光位置L1に蛇行が発生しても、第2の発光部1bの光が照射される第2の集光位置L2もほぼ同じ形状で蛇行するので、ライン状の集光位置同士の間隔をライン状照明装置の長手方向に亘って一定又はほぼ一定とすることができる。
本発明の第4の実施形態について以下に説明する。
第4の実施形態のライン状照明装置は、各ブロック20のZ方向の位置を調整するZ方向位置調整手段をさらに有し、その他の構成は第1の実施形態と同様である。
前記Z方向位置調整手段は、複数のブロック20のうち少なくとも一部を照明装置本体10に対してZ方向に移動させること、又は、集光レンズであるロッドレンズ40のX方向の一部を照明装置本体10に対してZ方向に移動させることにより、複数のLED1のうち少なくとも一部とロッドレンズ40とのZ方向の距離を調整する。
具体的には、図10に示すように、ヒートシンク11と各ブロック20との間にそれぞれ調整ブロック50を配置し、調整ブロック50のY方向の位置を調整可能なブロックY方向位置調整手段としての押しボルト17を設ける。各調整ブロック50のZ方向一方の面がヒートシンク11の上面に接触すると共にZ方向他方の面が各ブロック20の底面に接触している。また、Z方向一方の面は他方の面に対してY方向に傾斜している。
このため、ボルト30を緩めることで対応するブロック20を移動可能状態とし、各調整ブロック50のY方向の位置を押しボルト17等で調整することにより、当該ブロック20のLED1とロッドレンズ40とのZ方向の距離を調整することができる。
他の例としては、一対の側面板12のうち例えば一方の側面板12のレンズ支持部を側面板12に対しZ方向に移動可能に設けることができる。具体的には、図11のように、一方の側面板12の他方に対する対向面に凹部12gを設け、当該凹部12g内に複数のレンズ支持部12fを設ける。各レンズ支持部12fはX方向に並ぶように凹部12g内に配置されている。また、各レンズ支持部12fに対応するように複数の支持部位置調整部材12h,12iを照明装置本体10に設ける。各支持部位置調整部材12h,12iはZ方向の延びる円柱状部材であり、それぞれ一端が対応するレンズ支持部12fにZ方向に当接し、それぞれの他端には各支持部位置調整部材12h,12iを回転させるため六角穴等の工具係合部(図示せず)が設けられている。そして、各支持部位置調整部材12h,12iは照明装置本体10に螺合している。また、第1の実施形態で説明したように一対の側面板12の間にロッドレンズ40が配置されるように各側面板12のボルト13を締付けると、レンズ支持部材12fがロッドレンズ40と側面耐12との間に挟まれた状態になる。この状態で、各支持部位置調整部材12h,12iを回転させると、対応するレンズ支持部材12fが上下方向に移動し、これにより、複数のLED1の一部とロッドレンズ40とのZ方向の距離を調整することができる。なお、両方の側面板12のレンズ支持部を側面板12に対しZ方向に移動可能に設けることも可能である。
前記第1〜第4の実施形態では光源としてLEDを用いたが、他の光源素子を用いることも可能である。
また、集光レンズとしてロッドレンズ40を用いたが、断面蒲鉾型のシリンドリカルレンズや、リニアフレネルレンズや、複数のLED1の光をY方向に集光可能なその他の集光レンズを用いることも可能である。集光レンズは1つでなく2つ以上設けてもよい。
また、照度センサ123dの代わりに、光量(光度、光束、輝度等の光の量)を測定する他のセンサを用いても良い。
また、レール121、センサホルダ122、および微小点照度センサ123の代わりに、ラインセンサカメラを設け、先ず、第1の仮想線上で集光位置の照度や輝度を測定し、続いて第nの仮想線上で集光位置の照度や輝度を測定し、この測定結果に基づいて測定結果データの作成を行っても良い。ラインセンサカメラを用いる場合、ラインセンサカメラ自体の撓みの問題が発生するので、レール121、センサホルダ122、および微小点照度センサ123を用いた測定の方が正確且つ安価な測定が可能である。
また、前記第1〜第4の実施形態では、2つの第1の発光部1aがX方向に並び、2つの第2の発光部1bがX方向に並ぶLED1を用いた。これに対し、LED1をZ軸を中心に45°回転させて配置することも可能である。この場合、1つの発光部がLED1においてY方向の一端側に配置され、2つの発光部がLED1においてY方向の中央部に配置され、1つの発光部がLED1においてY方向の他端側に配置される。このように各LED1を配置すると、集光レンズによって集光位置に3本のライン状に集光され、複数のライン状に集光されることから、上記と同様の作用効果を奏する。
前記第1〜第4の実施形態で行う複数の仮想線上の複数位置での微小点照度の測定、測定結果データの作成、測定結果データに基づくブロック20のY方向位置の調整、再測定、および再測定データの測定結果データの作成は、納入先で行っても良い。この場合、納入先に上記アライメント調整装置を持ち込んで、本製品の製造の最終工程を行うことになる。現地で上記測定、測定結果データの作成、測定結果データに基づくブロック20のY方向位置の調整、再測定、再測定データの測定結果データの作成を行うことにより、搬送時にロッドレンズや各ブロック20のアライメントが変化する可能性を排除できるので、より高精度なライン状照明装置を製造し納入することができる。
なお、納入先で上記測定を行う場合、納入先でライン状照明装置を実際に取付ける取付部を本願発明の支持部として使用することができる。この場合、支持部に支持した状態で納入先に納入することが可能である。これにより、実際の使用条件に近い状態で上記測定、測定結果データの作成、測定結果データに基づくブロック20のY方向位置の調整、再測定、再測定データの測定結果データの作成を行うことができるので、より実機に則したライン状照明装置を製造し納入することができる。
つまり、第1〜第4の実施形態とあわせると、納入とは、記支持部に支持した状態で、又は、前記支持部から前記照明装置本体を取外し、又は、前記ライン状照明装置を取外すと共に所定の工程を行うことにより完成品として納入先に納入することを意味し、出荷も納入に含まれる。
なお、ライン状照明装置の寸法や仕様は、検査対象や納入先の要望に応じて変化し、完全に同一の製品を複数の納入先に収めることは少ない。このような製品では、上記のように納入先で製造の最終工程を行うことが好ましい場合が多い。
また、納入先でライン状照明装置とラインセンサカメラとの位置を再調整する場合も、マップデータ又はグラフデータを参照しながらライン状照明装置又はラインセンサカメラの位置を微調整することにより、再調整を容易且つ確実に行うことができる。
また、納入先において、上記のように納入された測定結果データを参照しながら、ラインセンサカメラ等の検査用センサと前記納入されたライン状照明装置との位置を調整し、このように調整された状態で前記検査用センサを用いた検査を行うことが可能である。測定結果データに基づき検査用センサとライン状照明装置との位置を調整できるので、検査用センサはライン状の照明位置において照度が高いラインを確実に狙うことができ、検査精度を向上することができる。
また、納入先において、ライン状照明装置の第1の集光位置L1で照明される検査の対象物を検査用センサとしての第1のラインセンサカメラで撮像し、第2の集光位置L2で照明される検査の対象物を検査用センサとしての第2のラインセンサカメラで撮像し、検査を行うことができる。
この検査では、集光位置L1,L2の長手方向をX1方向とした時、第1のラインセンサカメラは、対象物上においてX1方向に並んだ複数の検査位置を撮像し、第2のラインセンサカメラは、対象物上において前記複数の検査位置にX1方向に位置が対応した複数の検査位置を第1のラインセンサカメラと同時に撮像する。そして、第1の集光位置L1における撮像データと、当該撮像データとX1方向に位置が対応した第2の集光位置L2における撮像データとの差に基づき、X1方向の各位置における対象物の傷、欠陥等の有無やその程度や凹凸等の状態を判断する。
このため、対象物の状態を判断するために、X1方向の各位置の撮像データに微分処理等を行う必要がなく、検査の高速化を図る上で極めて有利である。
2台のラインセンサカメラでそれぞれ第1の集光位置L1と第2の集光位置L2を撮像せずに、1台のラインセンサカメラで第1の集光位置L1と第2の集光位置L2を同時に撮像して画像処理を行い、上記の検査を行うことも可能である。
また、各LED1の第2の発光部1bに通電せずに第1の発光部1aだけに通電して、第1の集光位置L1のみ照明することも可能であり、逆に第2の集光位置L2のみ照明することも可能である。
1…LED、1a…第1の発光部、1b…第2の発光部、2…レーザー光源、2a…照射位置、10…照明装置本体、10a…ねじ孔、11…ヒートシンク、11a…取付孔、12…側面板、12a…レンズ支持部、12b…孔、12c…孔、13…ボルト、14…端板、15…押しねじ、16…引きねじ、20…ブロック、21…ブロック本体、22…基板、30…ボルト、40…ロッドレンズ、41…拡散レンズ、110…支持部、111…傾動取付孔、112…ベース、121…レール、122…センサホルダ、123…微小点照度センサ、124…処理装置、125…表示装置、126…プリンター

Claims (7)

  1. それぞれ複数の光源素子がX方向に直線状に並ぶように実装された複数の基板付きブロックと、
    前記複数の光源素子が前記X方向に一直線状に並ぶように、前記複数の基板付きブロックをそれぞれ照明装置本体に締結する複数の締結手段と、
    前記X方向に延びるように前記照明装置本体に取付けられた長尺状の集光レンズとを備え、
    前記光源素子の光軸方向および前記X方向と直交する方向をY方向とした時、前記各光源素子が、少なくとも1つの第1の発光部と、該第1の発光部に対し前記Y方向に離れた位置に配置された少なくとも1つの第2の発光部とを有し、
    前記集光レンズが、前記複数の光源素子の前記第1の発光部の光を第1の集光位置にライン状に集光し、前記複数の光源素子の前記第2の発光部の光を前記第1の集光位置と前記Y方向に離れた第2の集光位置にライン状に集光するライン状照明装置。
  2. 前記各締結手段は、対応する基板付きブロックを、前記照明装置本体に押付け固定される締結状態と、前記締結状態よりも押付け力が弱められて前記対応する基板付きブロックの前記照明装置本体に対する移動が可能になる移動可能状態にすることができるものである請求項1に記載のライン状照明装置。
  3. 前記照明装置本体には複数の孔又はねじ孔が設けられており、
    前記各孔又はねじ孔が、前記移動可能状態の際に対応する基板付きブロックを前記Y方向に押すおよび/又は引くブロック移動部材が挿通するものである請求項2に記載のライン状照明装置。
  4. 複数の光源素子がX方向に直線状に並ぶように実装されると共に照明装置本体に直接又は他の部材を介して取付けられた基板と、前記X方向に延びるように前記照明装置本体に取付けられた長尺状の集光レンズとを備え、
    前記光源素子の光軸方向および前記X方向と直交する方向をY方向とした時、前記各光源素子が、少なくとも1つの第1の発光部と、該第1の発光部に対し前記Y方向に離れた位置に配置された少なくとも1つの第2の発光部とを有し、
    前記集光レンズが、前記複数の光源素子の前記第1の発光部の光を第1の集光位置にライン状に集光し、前記複数の光源素子の前記第2の発光部の光を前記第1の集光位置と前記Y方向に離れた第2の集光位置にライン状に集光するライン状照明装置。
  5. 前記X方向における両端側のそれぞれに、前記ライン状の集光位置またはその近傍に向けて光を照射する基準光源をさらに備える請求項1〜4の何れかに記載のライン状照明装置。
  6. それぞれ複数の光源素子がX方向に直線状に並ぶように実装された複数の基板付きブロックを該X方向に並ぶように照明装置本体に組付けると共に、前記X方向に延びるように設けられ前記複数の光源の光をライン状に集光する長尺状の集光レンズを前記照明装置本体に組付け、ライン状照明装置とする組付工程と、
    前記ライン状照明装置を支持部で支持する支持工程と、
    前記支持工程で支持された状態で、前記各光源の光軸および前記X方向と直交する方向をY方向とした時、前記ライン状の集光位置において、互いに前記Y方向に離れ各々前記X方向に延びる複数の仮想線上でそれぞれ複数の微小点照度又は微小点光量を測定する測定工程と、
    コンピュータが、前記測定工程で測定された前記複数の微小点照度又は微小点光量のデータをそのX方向およびY方向の測定位置と対応させた測定結果データを作成する測定結果データ作成工程と、
    前記測定結果データに基づき、基板付きブロックの前記Y方向の位置の調整の要否を判断する判断工程と、
    前記判断工程で調整要と判断された場合、前記測定結果データに基づき前記複数の基板付きブロックの少なくとも1つの前記Y方向の位置を調整する調整工程とを有し、
    前記各光源素子が、少なくとも1つの第1の発光部と、該第1の発光部に対し前記Y方向に離れた位置に配置された少なくとも1つの第2の発光部とを有するものであり、
    前記集光レンズが、前記複数の光源素子の前記第1の発光部の光を第1の位置にライン状に集光し、前記複数の光源素子の前記第2の発光部の光を前記第1の位置と前記Y方向に離れた第2の位置にライン状に集光するものであり、
    前記測定工程では、前記第1および第2のライン状の集光位置の両方が含まれる範囲において前記測定を行うライン状照明装置の製造方法。
  7. 請求項1〜5の何れかに記載のライン状照明装置により、ライン状である前記第1の集光位置と前記第2の集光位置で検査の対象物を照明するステップと、
    前記ライン状の集光位置の長手方向をX1方向とした時、前記第1の集光位置で照明される前記対象物上において前記X1方向に並んだ複数の検査位置と、前記第2の集光位置で照明される前記対象物上において前記複数の検査位置に前記X1方向の位置が対応した複数の検査位置を、少なくとも1つのラインセンサカメラで同時に撮像するステップと、
    前記第1の集光位置における撮像データと、当該撮像データと前記X1方向の位置が対応した前記第2の集光位置の撮像データとの差に基づき、該X1方向の位置における前記対象物の状態を判断する判断ステップとを有する検査方法。
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