JP3118503B2 - 照明装置 - Google Patents

照明装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、反射照明によって
製品検査をする場合等に好適に使用される照明装置に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】製品の表面検査等を行う方法として、下
面に発光部を有する照明装置を用いて製品の上部から照
光し、その反射光を該照明装置の近傍において目視ある
いは撮影等を行って検査する方法が従来より一般的に知
られている。この時検査面において光度ムラが存在する
と、検査面の微少な傷や仕上がり具合等の不具合を検出
できない場合が生じる。したがって、該発光部として、
複数のＬＥＤ等の発光体が下方向に発光し、同時に検査
面の光度をムラなく一定に保つように、該発光体を照明
装置の下面にくまなく敷設したものがよく使用されてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記のよう
な構成の照明装置であると、発光体を該照明装置の下面
にくまなく敷設するために、大量の発光体が必要とな
り、組み立て時間が相応に長くなる。また、検査面の光
度において、若干のムラができるのはもちろんのこと、
組み立ての際に生じる発光体個々の取り付け方向のムラ
によっても該光度ムラは助長されるため、組み立て精度
も要求される。さらに、検査面が光沢面の場合は、発光
体そのものが光沢面に写り込み、被検査体の表面状態が
検出できないという不具合も発生する。
【０００４】本発明は、このような実情に鑑みてなされ
たものであって、発光体の個数を減少させ、かつ発光体
の取り付け方法を容易にし、さらに検査面の光度ムラを
も減少させるような照明装置を提供することを目的とし
ている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の問題点を解決する
ために、本発明は、中心孔を有し回転体形状をなす光拡
散用の透明体内部に、複数の発光体から導光し、該中心
孔を包囲するように設けられた発光面より均一に面発光
を行わせている。そして、このように均一な面発光によ
り、検査面の光度ムラを減少させることができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】すなわち、本発明の製品表面検査
用の照明装置は、中心孔を有しこの中心孔を包囲するよ
うに発光面および導光面を設けてなる回転体形状をなす
光拡散用の透明体と、この透明体の発光面により面発光
を行わせるべく、導光面に開口するように透明体に設け
られた複数の凹部に、それぞれ一つずつ埋め込んだ複数
のＬＥＤとを具備してなり、前記発光面に微細な凹凸を
設け、この発光面をすりガラス面状にし、前記ＬＥＤと
透明体との隙間を透明シリコンによって充填しているこ
とを特徴とする。
【０００７】特に、導光面近傍の発光光度ムラを減少さ
せ光の拡散作用をより良好なものにすると同時に発光体
の取り付けを確実なものにするためには、前記発光体と
透明体との隙間が透明シリコンによって充填されている
とよい。また、効率のよい照明を行うためには、前記透
明体の導光面および発光面以外の任意の面に光を透明体
内へ戻すための反射層を設けているものが好適である。
【０００８】平面より面発光させるためには、透明体の
発光面が平面的なリング形状をなしているものが好まし
い。さらに、一方向からのみならず周囲方向からも被検
査体を覆うように照明するためには、透明体の発光面が
切頭円錐凹面形状をなしているものがよい。前記と同様
に、被検査体を覆うように全面から照明するためには、
透明体の発光面が椀凹面形状をなしているものも好適で
ある。
【０００９】上記のように構成された本発明の照明装置
によれば、それぞれの発光体より発し透明体の内部に導
かれた光は、透明体内部で複雑に反射散乱しながら進
み、透明体発光面から一様に射出され、発光面が均一な
光度で発光する。この結果、反射照明によって製品検査
をする場合等に好適な照明装置が得られる。特に透明体
を中心孔を有し回転体形状をなすものとしているため、
この中心孔を通じて被検査体の目視、撮影等ができる上
に、中心孔のないものに比べて発光面がより均一な光度
で発光する。
【００１０】そして、前記発光体と透明体との隙間が透
明シリコンによって充填されている構成のものならば、
透明シリコンによって、光は発光体から射出直後にさら
に複雑に屈折散乱し、光の指向性が軽減されるため、よ
り一様に発光面が発光する。また、透明体の導光面およ
び発光面以外の任意の面に光を透明体内へ戻すための反
射層を設ければ、光が発光面のみから多く射出されるの
で，等光量の発光体を用いて照明光度を増大すること
や，逆に少光量の発光体で同光度の照明を行うといった
効率のよい照明が行える。
【００１１】さらに、透明体の発光面が平面的なリング
形状をなしていれば、一方向から被検査体に向かう良好
な面光源を得られる。また、透明体の発光面が、切頭円
錐凹面形状や椀凹面形状をなしている場合には、一方向
からのみならず周囲方向からも被検査体を覆うように照
明でき、被検査面が立体的であっても被検査面に光度差
の生じない良好な照明を行える。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の第１実施例を、図面を参照し
て説明する。図１および図２において、照明装置１は、
リング状の発光部保持体２と、発光部保持体２によりそ
の底面に密着保持される発光部３からなる。発光部３
は、発光部保持体２と同じ内径の中心孔１１を有するリ
ング状の透明体４と、導光面たる外周面４ｅに一列に周
設され透明体４の中心に向かって中心孔１１の軸心と直
交する方向に導光される複数のＬＥＤ等の発光体５から
構成される。そして、透明体４における発光部保持体２
の逆側の平面が発光面４ｃとなっている。本照明装置１
をリング形状にして中心孔１１を設けているのは本照明
装置１の上部から該中心孔１１をとおして、該照明装置
１の下方に設置される製品等の被検査体を目視あるいは
撮影などするためのものである。
【００１３】本実施例においては、発光体５はフレキシ
ブル基板等の屈曲可能な発光体取り付け基板７に搭載さ
れ透明体４の導光面４ｅに周設されており、透明体４と
発光体５の隙間には透明シリコン６が充填されている。
各発光体５には、前記発光体取り付け基板７を介して電
源ケーブル８から電力が供給される。また、導光面４ｅ
および発光面４ｃ以外の面、すなわち、保持体２側の面
４ａ、内周面４ｂおよび発光面４ｅの外縁面４ｄには白
色の反射層４１が塗着されている。そして、透明体４の
発光面４ｃには微細な凹凸を設け、すりガラス面状にし
ている。発光部保持体２上面にあるめねじ孔２１は本照
明装置１を取着するためのものである。
【００１４】このような構成において、本発明の照明装
置１を点灯した場合について図４をもとに説明する。各
発光体５を発した光は透明シリコン６によって散乱度を
高められて、導光面４ｅより透明体４内部に導かれ上下
左右方向に発散する。そして図４の光線ＢＭに示すよう
に、光は透明体４に塗着されている反射層４１や、一部
透明体４の発光面４ｃで反射散乱されて、最終的に透明
体４の発光面４ｃから一様に射出される。この時発光面
４ｃがすりガラス状であるため、光は射出時にさらに散
乱され、発光面４ｃ全体が均一な光度で面発光すること
となる。さらに、このような構成であれば、従来技術で
述べたような発光部全面に発光体を装着することに比べ
て、発光体５の総数を軽減することができ、また各発光
体５の向きに多少の狂いが生じても光は反射散乱して進
行しているため、発光面４ｃの光度にムラが生じにく
い。また、発光部３の厚さを発光体５の略外径寸法にで
きるので、照明装置１を嵩低くでき、コンパクトなもの
にできる。
【００１５】次に、本実施例における照明装置１の組み
立て方法について、特に発光体５の取り付けを中心に図
５および図６をもとに説明する。発光部３は、図５に示
すように、まず発光体取り付け基板７を直線状にして各
発光体５を該取り付け基板７に一列に搭載し、次に、該
取り付け基板７がフレキシブル基板等の屈曲可能な物質
によって作られていることを利用して、発光体５の搭載
された取り付け基板７ごと、透明体４の外周に発光面を
内側にして巻き付け取着し（図６、Ａ方向）、発光体５
と透明体４の隙間を透明シリコン６によって充填するこ
とによって組み立てられる。反射層４１は透明体４にあ
らかじめ塗着しておいてもよいし、発光体５の透明体４
への取着後塗着してもよい。また、電源ケーブル８は、
図５の段階で発光体５を搭載するのと同時に該取り付け
基板７に装着する。このように組みあがった発光部３を
発光部保持体２に挿着し、本発明による照明装置１は完
成する。したがって、発光体５の発光体取り付け基板７
への搭載が、従来どおり電子部品を通常の基板に搭載す
るのと同じ方法で可能になる。その上、前述したように
発光体５の総数が少なく、また各発光体５の搭載方向に
多少のばらつきが生じても本発明による照明装置１の性
能への影響が小さいので組み立てに対する制限が減少す
るため、組み立て時間が短くなり、かつ組み立ても容易
となる。
【００１６】次に、図３を参照して第２実施例について
説明する。図３には、第１実施例と略同構成で、発光面
４ｃが切頭円錐凹面形状をなす点のみ異なった照明装置
を示す。このような構成によると、被検査体を覆うよう
に、すなわち一方向からのみならず、周囲方向にからも
照明可能なため、立体的な被検査面をも影をつくらず被
検査面を等光度になるように照明することができる。
【００１７】次に、図７を参照して第３実施例について
説明する。図７に示された照明装置は、第２実施例にお
ける、透明体４の保持体２側の面４ａをも切頭円錐面形
状にし、被検査体への周囲方向からの照明をより強調し
て行いたい場合のものである。次に、図８を参照して第
４実施例について説明する。
【００１８】図８に示された照明装置は、第２実施例と
略同構成で、中心孔１１の軸心と直交する透明体４の保
持体２側の端面を導光面４ｅとしているものであり、中
心孔１１の軸心と略平行方向に透明体４内に光が導かれ
るものである。本実施例においては、第２実施例と同
様、被検査体を覆うように、すなわち一方向からだけで
なく、周囲方向からも照明可能である。さらに、取り付
け基板７が平面円環形状なので、フレキシブル基板等の
屈曲可能なものを使用する必要はなく、通常の配線基板
等を使用できるので、発光体の取り付けがさらに容易に
なる。
【００１９】最後に、図９を参照して第５実施例につい
て説明する。図９には、透明体４が中心孔１１の軸心と
略直交する開口端面を有した椀状のものであり、その開
口端面を導光面４ｅとしている照明装置１を示す。本実
施例においては、椀内側の凹面部を発光面４ｃとしてい
る。このような構成でも、第４実施例と同様の効果を奏
し、被検査体が球面である時などに特に好適である。
【００２０】なお、本発明は以上説明した実施例に限定
されるものではない。例えば、透明体４の形状について
言えば、透明体４をリング状にして、発光面４ｃのみを
椀凹面形状にするなど、前記実施例を組み合わせた形状
にするのは可能であるし、あるいは被検査体の照明部位
によっては、より好適な照明のために、まったく別形状
にすることもできる。また、任意の色に着色するのも可
能である。発光体５に関しても、ストロボ的に照明する
などして光度が必要なときに、一列だけでなく多列に周
設することもできるし、単色に限らず、赤色、青色、緑
色等を混合して使用し、その混合比によって発光面４ｃ
を任意の色に発光させることも可能である。導光面４ｅ
も実施例に示された部位、形状に限定されるものではな
い。反射層４１についても、白色に限ったものではな
い。さらにいえば、充填剤たる透明シリコン６も、材質
はシリコンに限らず、本発明の趣旨に沿うものであれば
よく、充填剤なしでも、透明体４の導光面４ｅ近傍に若
干の発光ムラを生じるが、検査対象によっては十分な照
明機能を持たせることが可能である。
【００２１】その他、各部の構成は図示例に限定される
ものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変
形が可能である。
【００２２】
【発明の効果】本発明は、以上説明したような形態で実
施され、以下に記載されるような効果を奏する。中心孔
を有しこの中心孔を包囲するように発光面および導光面
を設けてなる回転体形状をなす光拡散用の透明体と、こ
の透明体の発光面により面発光を行わせるべく、導光面
に開口するように透明体に設けられた複数の凹部に、そ
れぞれ一つずつ埋め込んだ複数のＬＥＤとを具備してな
り、前記発光面に微細な凹凸を設け、この発光面をすり
ガラス面状にし、前記ＬＥＤと透明体との隙間を透明シ
リコンによって充填しているため、それぞれの発光体よ
り発した光は透明体の内部を複雑に反射散乱しながら進
み、発光面より射出されるため発光面体が容易に均一な
光度で発光可能となる。したがって、検査面における光
度も一定でムラのないものになり、発光体の検査面への
写り込みもなく、検査面の微少な傷や仕上がり具合等の
不具合を検出できない場合が減少する。このとき、該発
光体の設置方向に少々の狂いを生じても光は反射散乱し
ながら進行するため、透明体の光度の均一さにはほとん
ど影響せず、発光体の組み立て精度の許容誤差が大きく
なり、組み立てが容易となる。また、発光体を透明体の
導光面に周設するだけでよいので、発光部下面に発光体
をくまなく敷設したものに比べ、使用部品点数が減少
し、組み立て時間も軽減される。さらに、透明体の形
状、すなわち、発光面や導光面の角度形状や発光色を容
易に変更可能であるので、被検査面に応じた最適の面発
光が可能な照明装置を得ることができる。
【００２３】そして、前記発光体と透明体との隙間が透
明シリコンによって充填されている構成のものならば、
透明シリコンによって、光は発光体から射出直後にさら
に複雑に屈折散乱し、光の指向性が軽減されるため、よ
り一様に発光面を発光させることができ、さらに良好な
検査面光度が得られる。また、透明体の導光面および発
光面以外の任意の面に光を透明体内へ戻すための反射層
を設ければ、光が発光面のみから多く射出されるので，
等光量の発光体を用いて照明光度を増大することや，逆
に少光量の発光体で同光度の照明を行うといった効率の
よい照明が行える。
【００２４】さらに、透明体の発光面が平面的なリング
形状をなしていれば、一方向から被検査体に向かう良好
な面光源となり、被検査面が平面である場合などに好適
である。そのうえ、透明体の発光面が、切頭円錐凹面形
状や椀凹面形状をなしている場合には、一方向からのみ
ならず周囲方向からも被検査体を覆うように照明でき、
被検査面が立体的であっても被検査面に光度差の生じな
い良好な照明を行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示す照明装置の横断面
図。
【図２】第１実施例の照明装置の下面図。
【図３】本発明の第２実施例を示す照明装置の横断面
図。
【図４】第１実施例の点灯時の光の概略進行を示した照
明装置の横断面図。
【図５】第１実施例の組み立て前の、発光体を搭載した
発光体取り付け基板を示す正面図。
【図６】第１実施例の発光体取り付け基板を屈曲し、円
状にして透明体外周に取着する際の発光体取り付け基板
を示す正面図。
【図７】本発明の第３実施例を示す照明装置の横断面
図。
【図８】本発明の第４実施例を示す照明装置の横断面
図。
【図９】本発明の第５実施例を示す照明装置の横断面
図。
【符号の説明】
１・・・照明装置 １１・・・中心孔 ４ｃ・・・発光面 ４ｅ・・・導光面 ４・・・透明体 ４１・・・反射層 ５・・・発光体 ６・・・透明シリコン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−167788（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−6704（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−312111（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−241476（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−21729（ＪＰ，Ａ) 実開 平７−1426（ＪＰ，Ｕ) 実開 平５−38627（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F21S 2/00 F21V 8/00 601 G01N 21/84 H01L 33/00

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】中心孔を有しこの中心孔を包囲するように
    発光面および導光面を設けてなる回転体形状をなす光拡
    散用の透明体と、 この透明体の発光面により面発光を行わせるべく、導光
    面に開口するように透明体に設けられた複数の凹部に、
    それぞれ一つずつ埋め込んだ複数のＬＥＤとを具備して
    なり、 前記発光面に微細な凹凸を設け、この発光面をすりガラ
    ス面状にし、前記ＬＥＤと透明体との隙間を透明シリコ
    ンによって充填していることを特徴とする製品表面検査
    用の照明装置。
  2. 【請求項２】前記透明体の導光面および発光面以外の任
    意の面に光を透明体内へ戻すための反射層を設けている
    請求項１記載の製品表面検査用の照明措置。
  3. 【請求項３】透明体の発光面が平面的なリング形状をな
    していることを特徴とする請求項１または２記載の製品
    表面検査用の照明装置。
  4. 【請求項４】透明置体の発光面が切頭円錐形状をなして
    いることを特徴とする請求項１または２記載の製品検査
    用の照明装置。
  5. 【請求項５】透明体の発光面が椀凹面形状をないしてい
    ることを特徴とする請求項１または２記載の製品表面検
    査用の照明装置。
JP08178033A 1996-07-08 1996-07-08 照明装置 Expired - Fee Related JP3118503B2 (ja)

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