JP2762420B2 - Ring light floodlight - Google Patents
Ring light floodlightInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、環状の物品にピンホール等の欠陥がある
か否かを検査する場合等を用いるのに好適なリング光投
光装置に関する。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a ring light projector suitable for use in inspecting a ring-shaped article for a defect such as a pinhole.
[発明がなされた背景] 例えば、第4図に示すような周縁部に深い凹陥部Bを
有する蓋体Aは、金属製の平板をプレス加工することに
よって製造されている。この場合、凹陥部Bの符号Cで
示す箇所およびその近傍には、深絞りによる亀裂が生じ
易い。このような亀裂が生じた蓋体Aを用いると、密封
性が損なわれるため、容器内部に収納した物品の種類に
よっては酸化等によって劣化するおそれがある。[Background of the Invention] For example, as shown in FIG. 4, a lid A having a deep recessed portion B at a peripheral portion is manufactured by pressing a flat metal plate. In this case, cracks due to deep drawing are likely to occur at the location indicated by the symbol C of the recess B and in the vicinity thereof. If the lid A having such a crack is used, the sealing property is impaired, and therefore, depending on the type of the article stored in the container, the lid A may be deteriorated by oxidation or the like.
そこで、蓋体Aについては、その製造後、亀裂の有無
を検査するようにしている。Therefore, the lid A is inspected for cracks after its manufacture.
従来、上記のような蓋体Aの亀裂検査は、第4図に示
すように、検査光を部分Cに入射させるとともに、その
検査光を蓋体Aを周方向に走査させ、蓋体Aを透過する
検査光が有るか否かを光センサDによって検出させ、こ
れによって亀裂の有無を検査している。Conventionally, in the crack inspection of the lid A as described above, as shown in FIG. 4, the inspection light is made incident on the portion C, and the inspection light is caused to scan the lid A in the circumferential direction, and the lid A is The presence or absence of transmitted inspection light is detected by the optical sensor D, and the presence or absence of a crack is inspected.
ところが、このような亀裂検査方法においては、検査
光を蓋体Aの全周に亙って走査しなければならないた
め、検査に時間がかかるという問題がある。However, in such a crack inspection method, the inspection light must be scanned over the entire circumference of the lid A, so that there is a problem that the inspection takes time.
そこで、この出願の発明者は、第5図に示すように、
光源Eの前方に環状の透明部Fを有する衝立Gを設け、
衝立Gの透明部Fを通過したリング状の光を検査光と
し、このリング状の検査光を蓋体Aの環状の深絞り部B
全体に同時に照射し、これによって検査時間の短縮を図
るようにした。Therefore, the inventor of the present application, as shown in FIG.
A screen G having an annular transparent portion F is provided in front of the light source E,
The ring-shaped light that has passed through the transparent portion F of the screen G is used as inspection light, and the ring-shaped inspection light is used as the annular deep drawing portion B of the lid A.
The whole was irradiated simultaneously, thereby shortening the inspection time.
ところが、このようにした場合には、光源Eから発せ
られる光の一部しか使用することができず、エネルギの
損失が大きいという問題があった。また、衝立Gが光源
Eによって加熱されて高温になるため、連続検査を行う
ことが困難になるという問題があった。However, in such a case, only a part of the light emitted from the light source E can be used, and there is a problem that the energy loss is large. Further, since the screen G is heated by the light source E and becomes high temperature, there is a problem that it is difficult to perform a continuous inspection.
この発明は、上記諸事情を考慮してなされたものであ
り、環状の部分にピンホールあるいは亀裂等が有るか否
かを同時に検出するために必要なリング光を、エネルギ
を損失することなく、しかも光源側に高温部が生じるこ
となく、発生させることができるリング光投光装置を提
供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and without losing energy, a ring light required to simultaneously detect whether or not a pinhole or a crack is present in an annular portion. Moreover, an object of the present invention is to provide a ring light projector capable of generating a high-temperature portion without generating a high-temperature portion on the light source side.
[目的を達成するための手段] この発明は、上記の目的を達成するために、光束を発
生する光束発生手段と、円柱状をなし、前記光束が外周
面に傾斜した状態で入射される光学素子とを備えてお
り、前記光学素子は、円柱柱をなすクラッドと、このク
ラッドよりも大きな屈折率を有し、クラッドの内部にそ
の軸線と平行に配置された多数の光ファイバとからなる
ことを特徴とするものである。[Means for Achieving the Object] In order to achieve the above object, the present invention provides a light beam generating means for generating a light beam, and an optical device having a columnar shape, wherein the light beam is incident on the outer peripheral surface while being inclined. Element, the optical element comprises a clad forming a cylindrical column, and a number of optical fibers having a refractive index greater than the clad and arranged inside the clad parallel to the axis thereof. It is characterized by the following.
[作用] 光束発生手段から発せられた光束は、光学素子の外周
面に所定の傾斜角度をもって入射される。光学素子の外
周面に入射された光は、多数の光ファイバによって屈折
および反射されることにより、光学素子の周方向へ拡散
される。したがって、光学素子の外周面から出射される
光はリング状になる。このリング状の光は、入射角度と
等しい角度をもって光学素子から出射される。[Operation] The light beam emitted from the light beam generating means is incident on the outer peripheral surface of the optical element at a predetermined inclination angle. Light incident on the outer peripheral surface of the optical element is diffused in the circumferential direction of the optical element by being refracted and reflected by many optical fibers. Therefore, light emitted from the outer peripheral surface of the optical element has a ring shape. This ring-shaped light is emitted from the optical element at an angle equal to the incident angle.
[実施例] 以下、この発明の実施例について第1図ないし第3図
を参照して説明する。Embodiment An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 3.
第1図および第2図は、この発明の一実施例を示すも
のであり、この実施例のリング光投光装置は、2つの光
束発生手段1,2と、光学素子3とを備えている。FIG. 1 and FIG. 2 show an embodiment of the present invention. The ring light projector of this embodiment includes two light beam generating means 1 and 2 and an optical element 3. .
光束発生手段1は、共通光軸L1を有する半導体レーザ
ーダイオード11およびコリメータレンズ12と、反射鏡13
とから構成されている。半導体レーザーダイオード11
は、レーザー光を円錐状に発するものであり、その前方
にはレーザー光を断面円形の平行な光束とするコリメー
タレンズ12が配置されている。このコリメータレンズ12
の前方には、反射鏡13が配置されている。この反射鏡13
は、光軸L1に対して角度θ(0゜<θ<45゜)だけ傾斜
せしめられている。したがって、反射鏡13によって反射
された光束14は、光軸L1に対して2θだけ傾斜すること
になる。Light beam generating means 1 includes a semiconductor laser diode 11 and collimator lens 12 having a common optical axis L 1, reflective mirror 13
It is composed of Semiconductor laser diodes11
The laser beam emits a laser beam in a conical shape, and a collimator lens 12 that converts the laser beam into a parallel light beam having a circular cross section is disposed in front of the laser beam. This collimator lens 12
A reflection mirror 13 is arranged in front of the camera. This reflector 13
It is provided slant angle theta (0 ° <theta <45 °) with respect to the optical axis L 1. Therefore, the light beam 14 reflected by the reflecting mirror 13 will be inclined with respect to the optical axis L 1 by 2 [Theta].
光束発生手段2も、光束発生手段1と同様に構成され
ており、共通光軸L2を有する半導体レーザーダイオード
21およびコリメータレンズ22と、反射鏡23とを備えてい
る。この場合、光軸L2は光軸L1と平行であり、また光束
24は光束14と同一直径になされている。また、反射鏡23
は、光軸L2に対し、反射鏡13の傾斜角度θと同一角度
で、反射鏡13と逆向きに傾斜せしめられている。この結
果、反射鏡13,23によってそれぞれ反射された光束14と
光束24とは、光軸L1と光軸L2との間の中央部において交
差するようになっている。Light beam generating means 2 is also configured similarly to the light beam generating means 1, a semiconductor laser diode having a common optical axis L 2
21, a collimator lens 22 and a reflecting mirror 23 are provided. In this case, the optical axis L 2 is parallel to the optical axis L 1, also the luminous flux
24 has the same diameter as the light flux 14. In addition, reflecting mirror 23
Is the optical axis L 2, at an inclination angle θ and the same angle of the reflecting mirror 13, it is slant to the reflecting mirror 13 and opposite. As a result, the light beam 14 and the light beam 24 reflected respectively by the reflecting mirror 13 and 23 are to be crossed at the center between the optical axis L 1 and the optical axis L 2.
上記光学素子3は、第2図に示すように、円柱状をな
すクラッド31と、このクラッド31の内部に互いに平行に
配置された断面円形の多数の光ファイバ32と、クラッド
31の外部を覆う保護ガラス33とから構成されている。ク
ラッド31の直径は、光束14,24の直径よりも大きくなさ
れている。また、クラッド31、光ファイバ32、保護ガラ
ス33の各屈折率n1,n2,n3は、 n3≦n1<n2 になっている。As shown in FIG. 2, the optical element 3 includes a clad 31 having a columnar shape, a plurality of optical fibers 32 having a circular cross section disposed parallel to each other inside the clad 31, and a clad 31.
31 and a protective glass 33 covering the outside. The diameter of the clad 31 is made larger than the diameter of the light fluxes 14,24. Further, the refractive indices n 1 , n 2 , and n 3 of the clad 31, the optical fiber 32, and the protective glass 33 satisfy n 3 ≦ n 1 <n 2 .
このように構成された光学素子3は、その軸線Lが光
軸L1,L2と平行で、しかも光束14の光軸と光束24の光軸
との交点を通るように配置されている。したがって、光
学素子3の外周面には、光束14,24が角度2θ(0゜<
2θ<90゜)だけ傾斜した状態で入射されている。ま
た、クラッド31の直径が光束14,24よりも大きいから、
光束14,24は、それぞれの全体が光学素子3に入射され
ることになる。The optical element 3 thus configured is disposed so that its axis L is parallel to the optical axes L 1 and L 2 and passes through the intersection of the optical axis of the light flux 14 and the optical axis of the light flux 24. Therefore, on the outer peripheral surface of the optical element 3, the luminous fluxes 14 and 24 have angles 2θ (0 ° <
(2θ <90 °). Also, since the diameter of the cladding 31 is larger than the luminous fluxes 14, 24,
The entire light fluxes 14 and 24 are incident on the optical element 3.
なお、第2図においては、光ファイバ32を百数十本し
か記載していないが、光ファイバ32はその直径が図示の
ものよりも大幅に細く、実際には数万本配置されてい
る。Although FIG. 2 shows only one hundred and several tens of optical fibers 32, the diameter of the optical fibers 32 is much smaller than that shown in the figure, and tens of thousands are actually arranged.
上記のように構成されたリング光投光装置において
は、光学素子3の外周面に入射した光束14の一部が光フ
ァイバ32によって反射され、他の一部が光ファイバ32の
内部に入射して屈折せしめられる。このような反射と屈
折が各光ファイバ32において行われる。この結果、光束
14は、光学素子3の周方向の全方向に散乱せしめられ
る。ただし、光学素子3に対する光束14の入射角度と、
光束素子3からの出射する出射光の出射角度は同一であ
る。したがって、光束14を光学素子3に入射することに
より、光束14の直径と同一の幅を有するリング光4が得
られる。In the ring light projector configured as described above, a part of the light beam 14 incident on the outer peripheral surface of the optical element 3 is reflected by the optical fiber 32, and another part enters the optical fiber 32. Be refracted. Such reflection and refraction are performed in each optical fiber 32. As a result, the luminous flux
14 are scattered in all circumferential directions of the optical element 3. However, the angle of incidence of the light beam 14 on the optical element 3 and
The emission angles of the emitted light emitted from the light beam element 3 are the same. Therefore, by causing the light beam 14 to enter the optical element 3, the ring light 4 having the same width as the diameter of the light beam 14 is obtained.
なお、厳密には、光束14によって得られるリング光4
は、第1図において下側の半分が明るく、上側の半分が
若干暗くなる。そこで、この実施例においては、光束14
とは逆側から光束24を光学素子3に入射させ、これによ
って全体が均一な明るさを有するリング光4を得てい
る。しかも、この実施例においては、光束14,24がコヒ
ーレントな光であるレーザー光からなるものであり、光
ファイバ32によって拡散された光は互いに干渉する。こ
の結果、リング光4の各部の明るさがより一層均一なも
のとされている。Strictly speaking, the ring light 4 obtained by the light beam 14
In FIG. 1, the lower half is bright and the upper half is slightly dark in FIG. Therefore, in this embodiment, the light flux 14
A light beam 24 is made incident on the optical element 3 from the opposite side to obtain the ring light 4 having uniform brightness as a whole. Moreover, in this embodiment, the light beams 14 and 24 are made of laser light which is coherent light, and the lights diffused by the optical fiber 32 interfere with each other. As a result, the brightness of each part of the ring light 4 is made more uniform.
このように、この発明のリング光投光装置において
は、光学素子3の外周面に入射される光束14,24の全体
を用いてリング光4を得ているから、エネルギの損失が
ほとんどない。また、光束14,24の一部を遮ることがな
いから、装置の一部が高温になることもない。したがっ
て、検査等に用いる場合に、連続して使用することがで
きる。さらに、この発明のリング光投光装置を用いるこ
とにより、蓋体等における環状の被検査部分を同時に照
射することができるので、検査を短時間で行うことがで
きる。As described above, in the ring light projector of the present invention, since the ring light 4 is obtained by using the entire light beams 14, 24 incident on the outer peripheral surface of the optical element 3, there is almost no energy loss. In addition, since a part of the light fluxes 14 and 24 is not blocked, a part of the device does not become hot. Therefore, when used for inspection or the like, they can be used continuously. Furthermore, by using the ring light projecting device of the present invention, it is possible to simultaneously irradiate an annular portion to be inspected on a lid or the like, so that the inspection can be performed in a short time.
また、第3図に示す実施例は、コリメータレンズ12と
反射鏡13との間、およびコリメータレンズ22と反射鏡23
との間に互いに焦点距離の等しい集光レンズ15,25をそ
れぞれ配置し、これによって光束14,24を光学素子3の
軸線L上の1点において交差させるとともに、光学素子
3の前方にコリメータレンズ5を配置したものであり、
コリメータレンズ5は、光束14,24の交差点からその焦
点距離だけ離間せしめられている。In addition, the embodiment shown in FIG. 3 shows a structure between the collimator lens 12 and the reflecting mirror 13 and a structure between the collimating lens 22 and the reflecting mirror 23.
And converging lenses 15 and 25 having the same focal length are arranged between them so that the light beams 14 and 24 intersect at one point on the axis L of the optical element 3 and a collimator lens is provided in front of the optical element 3. 5 are arranged,
The collimator lens 5 is separated from the intersection of the light beams 14 and 24 by its focal length.
このものにおいては、前述した実施例のリング光4の
直径が光学素子3から離間するにしたがって漸次大きく
なったのに対し、幅一定の円筒状をなすリング光6が得
られる。In this case, while the diameter of the ring light 4 in the above-described embodiment gradually increases as the distance from the optical element 3 increases, a ring light 6 having a cylindrical shape with a constant width is obtained.
なお、上記の実施例においては、2つの光束発生手段
1,2を用いているが、1つの光束発生手段から出射され
る光束をハーフミラー等を用いて2つに分けるようにす
れば、1つの光束発生手段で事足りる。また、2つの光
束14,24を用いることなく、1つの光束だけを用いるよ
うにしてもよく、3つ以上の光束を用いるようにしても
よい。3つ以上の光束を用いる場合にも、上記の実施例
を同様、各光束の光学素子3に対する入射角を互いに等
しくする必要があり、また各光束を光学素子3の周方向
に等間隔をもって配置するのが望ましい。In the above embodiment, two light beam generating means are used.
Although 1 and 2 are used, if a light beam emitted from one light beam generating means is divided into two using a half mirror or the like, one light beam generating means is sufficient. Further, only one light beam may be used without using two light beams 14 and 24, or three or more light beams may be used. Even when three or more light beams are used, similarly to the above embodiment, it is necessary to make the incident angles of the respective light beams to the optical element 3 equal to each other, and to arrange the light beams at equal intervals in the circumferential direction of the optical element 3. It is desirable to do.
また、上記の実施例においては、反射鏡13,23を用い
ているが、これに代えてプリズムを用いてもよい。ま
た、光軸L1,L2を角度2θだけ傾けるようにすれば、反
射鏡13,23またはプリズムは不要である。さらに、この
発明のリング光投光装置は、蓋体の欠陥検査のみなら
ず、容器の環状をなす開口部の欠陥の検査等にも用いる
ことができる。Further, in the above embodiment, the reflecting mirrors 13 and 23 are used, but a prism may be used instead. Further, if the optical axes L 1 and L 2 are inclined by the angle 2θ, the reflecting mirrors 13 and 23 or the prism is unnecessary. Further, the ring light projecting device of the present invention can be used not only for inspecting defects of the lid, but also for inspecting defects of the annular opening of the container.
[発明の効果] 以上説明したように、この発明のリング光投光装置に
よれば、クラッドと光ファイバとからなる円柱状の光学
素子の外周面に光束を傾斜角度をもって入射させるよう
にしたものであるから、エネルギを損失したり、装置の
一部が過熱することなくリング光が得られる。また、環
状の物品の検査に用いることにより、検査を短時間で行
うことができる等の効果が得られる。[Effects of the Invention] As described above, according to the ring light projector of the present invention, a light beam is made incident on the outer peripheral surface of a cylindrical optical element composed of a clad and an optical fiber at an oblique angle. Therefore, ring light can be obtained without losing energy or overheating a part of the device. In addition, by using the present invention for inspection of a ring-shaped article, it is possible to obtain effects such as that inspection can be performed in a short time.
第1図および第2図はこの発明の一実施例を示すもの
で、第1図はその概略構成を示す図、第2図は光学素子
を示す拡大断面図、第3図はこの発明の他の実施例の概
略構成を示す図、第4図は蓋体の従来の検査方法を示す
図、第5図はリング光を用いる場合の蓋体の検査方法を
示す図である。 1,2……光束発生手段、14,24……光束、3……光学素
子、31……クラッド、32……光ファイバ、4,6……リン
グ光。1 and 2 show an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration thereof, FIG. 2 is an enlarged sectional view showing an optical element, and FIG. FIG. 4 is a view showing a conventional inspection method of a lid, and FIG. 5 is a view showing an inspection method of a lid when ring light is used. 1,2 ... light beam generating means, 14,24 ... light beam, 3 ... optical element, 31 ... cladding, 32 ... optical fiber, 4,6 ... ring light.
Claims (1)
なし、前記光束が外周面に傾斜した状態で入射される光
学素子とを備えており、前記光学素子は、円柱状をなす
クラッドと、このクラッドよりも大きな屈折率を有し、
クラッドの内部にその軸線と平行に配置された多数の光
ファイバとからなることを特徴とするリング光投光装
置。1. An optical device comprising: a light beam generating means for generating a light beam; and an optical element which has a cylindrical shape and which is incident on the outer peripheral surface in a state where the light beam is inclined, wherein the optical element has a cylindrical clad shape. Has a higher refractive index than this cladding,
A ring light projector comprising a number of optical fibers arranged inside a clad in parallel with its axis.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13025689A JP2762420B2 (en) | 1989-05-25 | 1989-05-25 | Ring light floodlight |
US07/526,136 US5115349A (en) | 1989-05-25 | 1990-05-22 | Projector system and system for detecting flaw |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13025689A JP2762420B2 (en) | 1989-05-25 | 1989-05-25 | Ring light floodlight |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH02309312A JPH02309312A (en) | 1990-12-25 |
JP2762420B2 true JP2762420B2 (en) | 1998-06-04 |
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ID=15029909
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP13025689A Expired - Fee Related JP2762420B2 (en) | 1989-05-25 | 1989-05-25 | Ring light floodlight |
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1989
- 1989-05-25 JP JP13025689A patent/JP2762420B2/en not_active Expired - Fee Related
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