JP4001387B2 - 寸法の大きいマッチング面の表面性状を目視検査するための装置 - Google Patents

Description

本発明は、実質的に垂直及び水平なマッチング面を有する寸法の大きいマッチング面、特に塗装車体の表面性状を目視検査するための装置に関するものである。
先行技術により、小さな面の色を判定するための光学装置が公知であるが、しかしこれらの装置は大きな面、例えば自動車製造において車体全体を判定するのには利用可能でない。更に、表面欠陥を検知するためのさまざまな照明構造体が公知であり、それらでは困惑した作業員が直接にランプを覗き込まねばならず、眩惑されることになる。更に、表面欠陥を検知するための公知の配置は作業員による影を生じ、そのため欠陥の検知は相互に著しく離隔した特定位置でのみ可能である。表面欠陥を検知するための公知の装置では色欠陥を検知することが同時には可能でない。
そこで本発明の課題は、面積の大きい対象物、特に塗装車体において表面欠陥も色欠陥も検知することを可能とし、作業員が眩惑されることがなく、作業員による影が現れないようになった、寸法の大きいマッチング面の表面性状を目視検査するための装置を提供することである。
本発明によればこの課題は主請求の範囲に明示された特徴によって解決される。
マッチング面の目視検査は、色、色効果及び光沢のマッチングも塗装欠陥の検知も含む。さまざまな欠陥の検知はそれぞれ観測方向と照明方向との特殊な関係を必要とし、周囲の造形もきわめて重要である。色のマッチングには、例えば斜光入射を垂直観測と結び付けるのが好ましく、光沢あるマッチング面に映る空間境界の輝度の低いことが大切である。というのも、過度に強く重なり合う照明構造体が、又は空間境界の輝度が、色の印象に重なり合い、色差の検知を妨げるからである。これは、照明器具若しくはランプがマッチング面に映ってはならないことを意味する。
それに対して、表面欠陥の検知に関しては照明構造体の反映が有利である。というのも、適宜な反映明暗境界で分布の変化によって欠陥が目視可能となるからである。
光路と欠陥の種類若しくは目視課題とについて下記の関係が本発明に関して生じる：
照明構造体を結像する光路は、観測表面の幾何学的変形によって際立ってくる表面の検知を可能とする。更に、光沢の評価と樹脂塗料の効果の判定が可能となる。
照明構造体を結像しない光路は色の検知と比較、そして幾何学的表面変形を帰結しない表面欠陥の検知を可能とする。照明角度及び／又は観測角度の変更によってやはり色効果が目視可能となる。
さまざまな光路を区別するには視射角を考慮しなければならない。視射角とは、鏡面反射において観測角度が反射光線の方向から相違する角度と定義されている。こうして視射角の大きさに応じて２つの観測幾何学が生じる：
例えば約１５°の小さな視射角を生じる光路では照明構造体が結像され、表面検知が可能となる。
例えば約４５°の大きな視射角は照明構造体の結像を妨げる。このことは色のマッチング時に有益である。
上記認識を考慮して、本発明の根底にある課題は、検査すべきマッチング面の表面性状を目視検査するための装置において、それぞれが発光部と遮蔽体を有し照明配置に配置された複数の照明要素を備え、遮蔽体は、複数の照明要素から放射された光をマッチング面に対して斜めに放射する主放射方向で入射させ、複数の照明要素の主放射方向は、マッチング面に対する法線の方向近傍の角度からマッチング面を観察するときに発光部が映ることのないように、互いに同一であることによって解決される。マッチング面の法線方向から及び法線の周りでの或る角度範囲内で照明要素に入射する光線が直接に又は照明要素に付属した光偏向反射体で反射後に光吸収絞りに入射するように、照明要素は遮蔽されている。
照明要素が斜めに、好ましくは４５°でマッチング面に放射する本発明による装置によって、あらゆる種類の表面欠陥も色欠陥及びその他の表面効果も、例えばメタリック塗装におけるフロップも検知可能であり、観測者は好ましくは対象物のマッチング時に対象物と照明要素との間に位置し、その位置を変えることによって及び／若しくは目視方向を変更することによって所要のあらゆる光路及び観測路を実現することができる。照明要素はマッチング面の法線方向からの直接的目視に対して、そして法線の周りでの或る角度範囲内で直接的目視に対して遮蔽されており、こうしてこれらの方向では光の放射のないままである。観測者の眩惑と、色検査の場合に照明反射による観測範囲の重なりは生じない。
従属請求の範囲に明示された措置によって有利な諸構成、諸改良が可能である。
マッチング面は水平に、垂直に、しかし斜めにも配置しておくことができる。塗装車体において生じるような実質的に垂直及び水平なマッチング面との用語は、僅かに湾曲した面も含むものと考えるべきであり、それが望ましい場合照明幾何学の適切な整合が可能である。
水平面、例えば車体ルーフ面のマッチング品質は、好ましくは光を斜めに放射し、有利には下から垂直な方向とこの方向の周りでの或る角度範囲内で遮蔽された天井照明によって改善することができる。垂直面、例えば車体側面の観測は、床近傍領域では、特に被観測面を横切って整列して上方に放射する床照明器具によって改善することができる。床照明要素と天井照明要素は側壁の照明幾何学を継続するために床又は天井の鏡によって補うことができる。
最も単純な場合、本発明によれば、照明配置の光分布と影は発光壁又は多数の個別照明器具によって、場合によっては光分布を既に集束して実現することができる。そのうち垂直に整列した薄板と斜めに整列した薄板と希望する主放射方向に対して実質的に平行に整列した薄板は、垂直マッチング面の法線の周りでの或る角度範囲内では直接的目視がもはや可能ではないように、互いに密に配置されている。
好ましくは単軸湾曲反射体を有する照明器具として照明要素が構成され、反射体の軸線に対して平行に配置される単数又は複数の縦長ランプ、好ましくは蛍光ランプの光をこの反射体がランプ軸線を横切る平面で集束し、好ましくは主放射方向に対して平行にランプの方に延ばして円板状絞りが配置されていることによって、減光装置を一体化した照明器具を有する高器具効率の平形構造の照明機構が利用される。更に、これらの照明器具は個別モジュールとして利用することができる。
更に、一方の反射体半片内に複数の絞りを第１の絞りに対して平行に配置することによって遮蔽は改善することができる。
少なくとも反射体部分に向き合って入射光線を反射する絞り表面が、吸収性で無彩色、例えば黒又は灰色であり、そのためマッチング時にグレア及び刺激を防止するのに十分な輝度低下が生じることによって、色のマッチングは改善され、一層可変に形成される。
観測者に向き合う一方の反射体半片が切断されており、この場合中央の絞りが反射体のハウジング壁となり得ることによって、照明器具の奥行寸法は更に減少する。更に、ランプの周りに集光反射体を設けるのが有利である。この集光反射体は、系の小さな基本拡散の作用で、但し低い効率で光をランプに送り戻すか、又は一層大きな基本拡散と一層高い効率の作用でランプを迂回することができる。有利な１構成では照明器具が調光可能であり、寿命に伴うランプの光束低下はランプが調光状態で作動され、光束低下の増加に伴って調光が低減されることによって補償される。調光性は更に、被検査面上に希望する照度分布を複数のマッチング照明器具によって調整することができるという利点を有する。
外面での吸収損を最小限に減らすために有利には照明器具ハウジングの側部外面に鏡面反射性外部反射体を取付け、好ましくはその横に配置される照明器具の反射体の継続部として実施することができ、これらの反射体は少なくとも部分的にハウジング形状に一体化することができる。
しかし他方で、反射を防止するために、これらの面は低い反射度で無彩色に実施することもできる。
本発明の実施例が図面に示してあり、以下に詳しく説明される。
図１は、マッチング対象物として車体を有する本発明による装置の平面図である。
図２は、本発明による装置の側面図である。
図３は、本発明による装置の第２の実施例の平面図である。
図４は、本発明による装置の第３の実施例の平面図である。
図５は、水平面、例えば車体ルーフと天井照明との側面図である。
図６は、車体の上側側面を天井照明器具で照明する様子の側面図である。
図７は、遮蔽体として薄板を前置した照明器具の平面図である。
図８は、本発明において使用される第１の照明器具と光路の断面図である。
図９は、使用される照明器具の第２の実施例の断面図である。
図１０は、照明器具の他の実施例と光路の断面図である。
図１１と図１２は、異なる実施態様の複数の絞りを有する他の照明器具の断面図である。
図１３は、吸収網目を有する絞りの表面を示す。
図１４は、ランプ軸線を横切って平行に配置される薄板又は円板を有する照明器具の断面図と平面図である。
図１５は、２つの並置された照明器具の断面図である。
図１６は、本発明で使用される照明器具の他の実施例の断面図である。
図１７は、本発明で使用される照明器具配置の２つの実施態様の一部の平面図である。
図１８と図１９は、さまざまな光路を有する本発明で使用される照明器具の他の実施例の断面図である。
図２０は、図５、図６の天井照明として使用される照明器具の断面図である。
図２１は、さまざまな光路を有する本発明で使用される他の照明器具の略示断面図である。
本発明による装置がマッチング室１の平面図で図１に、そしてマッチング室の横断面図で図２に概略示してある。
被マッチング対象物がこの実施例では仕上塗装された車体１であり、実質的に垂直マッチング面と水平マッチング面とからなり、しかし僅かに膨らんだ面又は湾曲面も一緒に含まれているはずである。この対象物はマッチング室２の中央に位置し、マッチング室２の境界壁に設けられる照明配置３、４によって照らされる。照明配置３、４の間に存在する距離又は空隙は、少なくとも、観測者Ｂが空隙内で十分に移動できる大きさである。
照明配置３、４は垂直に配置される照明器具５からなり、この実施例の場合照明器具は空間を節約するために室隅に斜めに配置されており、照明配置３は照明配置４に向き合わせて配置されている。照明器具５の実施例は後に詳しく説明されるが、この照明器具が対象物の垂直面に対して斜角で放射し、放射方向が矢印６で示唆されている。放射角は好ましくは４５°であり、この放射方向は最も単純な場合、４５°の角度で互いに平行に且つ離間して発光壁又は任意に放射する照明器具５の前に配置される薄板によって達成される。しかしこれらの薄板は十分な奥行を有していなければならないので比較的大きな空間を必要とし、そのため後に説明するように特定の放射特性を有する特殊な照明器具５が使用される。
こうして対象物１の垂直部分面は常に斜に照射され、照明配置３、４は対象物の垂直部分面に対する法線の方向からの直接的目視が防止されるように構成されている。
図１では観測者Ｂが対象物１と照明配置３、４との間の空隙若しくは通路内に立ち、矢印Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３で示唆したさまざまな方向でサイドパネルを観測する。観測者がＲ２方向に見るとき観測者は車体サイドパネルを４５°の視射角で見ることになり、これにより色をマッチングすることができる。向かい合う照明配置３による直接的グレアは例えば図示しない薄板による遮蔽によって防止される。斜光入射の故に観測者Ｂは視野を影にしない。
観測者ＢがＲ１方向に見るとき、視射角が小さいので照明構造体、即ち照明器具の構造が結像され、これにより車体表面の表面欠陥及び構造効果を検知することができる。Ｒ３方向に観測することによって観測者Ｂは他の表面効果、例えばフロップを検知することができる。
こうして、それが望ましい場合、色に関しても表面欠陥及び構造欠陥に関してもマッチングを行うことができ、垂直に整列してマッチングする場合観測者は対象物と照明配置との間に位置する。
図１のマッチング室が図２に断面図で示してあり、この場合側部照明配置３、４を補足して天井に照明配置７が、床に照明配置８が設けられている。このような付加的照明配置７、８によって特に車体のルーフ領域と下部領域の表面欠陥を一層良好に検知することができ、これはエンジンフードとトランクリッド若しくは低い位置にある水平面にも同様に妥当する。
照明配置７は放射角の小さい狭照形天井照明器具からなり、又は片側又は両側で光を斜めに放射し且つ有利には下から垂直な方向から及びこの方向の周りで或る角度範囲内で遮蔽された天井照明器具からなる。図５と図６に天井用照明配置７が概略示してあり、放射方向は対象物１の表面に対してやはり４５°である。図６では天井照明配置７が上側側面を観測するのにも利用される。床の照明配置８は片側又は両側で光を斜に放射する床照明器具からなり、有利には上から垂直な方向から、そしてこの方向の周りで或る角度範囲内で遮蔽されている。床に設けられる照明配置の照明器具は望ましくは対象物１の表面を横切って配置されている。
他の実施例では天井及び床の照明配置７、８が、床と天井とに配置される鏡によって補われており、これらの鏡は側部照明配置３、４の照明幾何学を映す。場合によっては照明配置７、８は省くこともでき、その場合側部照明配置３、４がそれらの機能を引き受ける。
図１とは異なる幾何学を有する他の実施例が図３に示してあり、この場合側部照明配置３、４は相向き合った縦長側壁にのみ設けられている。対象物１、例えば車体は搬送ベルト９上にあり、この場合実質的に対象物の側面がマッチングされる。このような配置は例えば組立用照明装置としても適している。
本発明による装置の他の実施態様が図４に示してあり、照明配置４は照明配置４．１、４．２に分割されており、それに合わせて照明配置３は照明配置３．１、３．２に分割されている。照明配置４．１、４．２若しくは３．１、３．２の照明器具５は互いに直交する放射方向６にそれぞれ放射し、しかし両者は対象物１の垂直面に対して約４５°の角度にある。この配置では対象物の周りでマッチングを行うことができ、同時に照らす場合に方向に依存した色効果を防止しまた別々に照らす場合にはあらゆる効果を検知可能とするために垂直面はその都度２方向から順次又は同時に照らすことができる。
水平面で測定して両側で斜めに、好ましくは±４５°で放射し、その光学系に基づいて又は適宜な薄板配置によって垂直マッチング面の法線方向からの直接的目視に対して遮蔽された照明器具で垂直照明配置３、４を構成することもまったく可能である。この場合目視方向を変えることによって、照明構造体を結像する光路と結像しない光路をやはり実現することができるが、しかしメタリック塗装の場合フロップ効果はもはや検知することができない。
照明配置３、４では図７の薄板１０によって照明器具５と遮蔽装置を分離することは費用がかかり、照明要素がモジュール状に構成可能となった可変解決策を困難とする。更に、奥行寸法が比較的大きくなって不利である。それ故に、以下に説明する特殊に適合された照明器具が使用されねばならない。
照明器具５の光学系を寸法設計するための幾何学条件は、光学系内でその分布が考慮される試料光線の観測から明らかとなる。このような光路を有する照明器具５が図８に示してある。横断面図で示したこの照明器具５は単軸湾曲反射体１１と縦長ランプ１２、例えば蛍光ランプとからなる。本実施例の場合この反射体は放物線状に構成されており、しかし楕円形とすることもでき、又は多角形によって構成されている。反射体１１はランプ軸線を横切る平面で蛍光ランプ１２の光を集束する。照明器具５の主放射方向が矢印１７で示唆され、上に述べたように主放射方向１７は被マッチング対象物１の垂直側面に対して約４５°の角度にある。観測者Ｂの目視方向を照明器具５の放射から遮蔽するために、照明器具５の高さ全体にわたって好ましくは反射体１１の垂直対称面でランプ１２の前に絞り１３が配置されている。目視が主放射方向１７に対して斜めで、好ましくは４５°の場合にランプ１２を直接にも、また反射体の表面で反射したのちにも見ることができないように、反射体１１の奥行は絞り１３の幅及び位置に調整される。それ故に、主放射方向１７に対して斜めに位置取りした観測者の方向ですべての光線が絞り１３によって直接に受光されるか又は反射体１１で反射後に受光されるように、光学系の寸法設計は行われねばならない。このために、光路に基づいて説明する以下の条件を守らねばならない。主放射方向１７に対して斜めに前縁１１．１で反射体に入射する光線１６は絞り１３の後縁１３．１の前でこの絞りを直射しなければならない。光線１６と同じ方向からの光線１５は絞り１３の前縁１３．２の脇を通って反射体１１に入射し、そこで反射され、絞り１３に入射しなければならない。光線１５、１６と同じ方向からの光線１４は反射体１１の前縁１１．２に入射し、そこで反射され、絞り１３に入射しなければならない。これらの光路が図８に示してある。前記方向から反射体が常に絞りの色で−つまり暗く−現れることが、つまりランプの輝度も反射体内に入り込む周囲明度も方向１４、１５、１６に放射しないことが、この措置によって確保される。
反射体１１の表面が構造化され又は斜縁化されている場合光線が光束となって広がるので、この場合絞り１３はすべての光線が絞り１３によって受光されるまで拡大されねばならない。
上記条件を満たした場合、各観測方向からランプ１２の表面を目視することは直接にも、また反射体表面で反射後にももはや可能ではない。
絞り１３の表面は、一方でランプから直接に入射する光束が主放射方向１７に対して斜めな観測者の方向で僅かな明度を生じるように形成されていなければならず、しかし他方で良好なマッチング品質を可能としなければならない。絞り１３の両方の側面が吸収性に実施され、色をマッチングする場合無彩色に、例えば黒又は灰色に形成されるとき、これは与えられている。観測者から離れた方の絞り１３の表面で均一な明度分布を生じるために、他の実施例では、絞りはランプ近傍領域で一層太く実施される光吸収階調網目を備えている。このような吸収網目１８が図１３に示してある。その際、図示面の左側がランプ１２に向き合う側面である。
図９に断面図で示された他の照明器具５では放射光束を拡大するために２つのランプ１２が利用されている。グレア抑制を一層向上するために、ランプ１２は絞り１３を横切って配置される反射体１９によって覆われている。
照明器具５の他の実施例と光路が図１０に示してあり、この場合絞り１３は図８、図９とは異なり反射体１１の前側成端縁にまで達している。
主放射方向１７の外側の方向から照明器具５を斜めに目視する場合反射体１１の両側で異なる遮蔽が生じることがわかる。これらの事情が図１０に示してあり、目視を模擬する試料光線２０は図示面で上側の反射体側面で反射後に吸収絞り１３に入射する一方、同じ方向からの試料光線２１はランプ１２に入射して照射する。反射体１１の前縁１１．１の脇を通過する試料光線２２は絞り１３に入射し、暗いままである。こうして、観測者Ｂから一層離れた方の、図示面で上側の反射体半片に関するグレア抑制は、観測者に近い側の、図示面で下側の反射体半片に関するものよりも一層好ましい。この認識が図１１、図１２で考慮されており、そこでは絞り１３に対して平行に一方の反射体半片内に他の絞り２３が配置されており、これらの他の絞りは例えば図１０の光線２１に相当する光線を遮蔽する。それらの奥行は、光線２２が境界として役立つように形成しておくことができる。これらの他の絞り２３は、反射体１１の放射を極力妨げることのないように中央絞り１３に対して平行に整列しており、それらの安定性を高めるために、図１２に示すように、ランプ１２に近い方のそれらの末端を折り曲げておくことができる。薄板２３の折り曲げ部分２４のランプに向き合う側面は好ましくは反射性に、特に高光沢に形成されており、これにより器具効率が最高となる。中央絞り１３も適切に折り曲げておくことができる。
図示しない他の実施例ではすべての絞り１３、２３がくさび形に、それらの幅広末端をランプの方に向けて構成されており、機械的安定性が大きいという利点を有する。
表面の問題に関しては、中央絞り１３についてと同じことが他の絞りにも妥当する。但し、ランプに向き合う絞り２３の側面は反射性に、特に高光沢に実施しておくことができる。
照明器具５の光放射を最適にするための他の措置が図１４に示してある。縦長ランプ１２の場合反射体１１の集束は常に、ランプ軸線を横切る平面に関係している。相互に平行にランプ軸線を横切って反射体の前又は反射体の内部に配置されるそれ自体公知の光吸収薄板又は放物線状に湾曲した鏡面反射性薄板によって、垂直面でも光線の集束による更なる最適化は達成することができる。特別多くの光を車体に向けるためにこのような薄板は斜めに配置し、同時にランプ軸線を横切って整列させることもできる。これは、照明器具を頭上に垂直に配置し、その有効光束を下に向けた場合にも有利である。薄板の作用は、図１４に示したように角柱状円板によって実現し又は補うことができる。この実施態様では円板２５は湾曲し、ランプと絞り１３との間でランプ１２の直前に、高さ全体にわたって配置されている。図１４の上部に照明器具５の断面が、下部には側面図が示してある。円板２５は、光出射面に向き合う側面に配置されてランプ軸線を横切って延びる好ましくは１２°の鋭角の三角形角柱体を備えておくことができる。なぜならば、それらはランプ軸線を横切る光分布を邪魔しないからである。
図１５では２つの照明器具５が並置されており、それらの主放射方向は被マッチング対象物１の側面に対してやはり４５°である。大きな面を照らす場合、図１に示すように数多くのこのような照明器具５がモジュール照明器具として並べて配置される。照明器具５の外面での吸収損を最小限に減らすために、照明器具ハウジングの側部外面に鏡面反射性反射体２６が配置されており、これらの反射体はいわば照明器具５の内部反射体１１の延長部となる。これらの反射体２６は少なくとも部分的にハウジング形状に一体化することができる。
しかし色のマッチング時と同様に周囲の反射を抑制しなければならない場合、好ましくは面２６は無彩色で光を吸収し、例えば黒又は灰色に実施されている。
遮蔽を向上するために図１１、図１２では観測者に近い方の反射体半片に多数の絞り２３が配置されており、そのためグレア抑制が著しく向上するが、しかし器具効率も低下する。こうしてグレア抑制の考えを進めて、但し器具効率を向上して、照明配置全体の奥行寸法を付加的に低減することのできる照明器具５の他の実施態様が図１６に示してある。観測者に近い方の反射体半片が”切断”されており、照明器具５を構成する弧状反射体２７は反射体１１と同様に連続的に形成しておくことができ、又は平坦な帯材又は湾曲帯板で構成し、その表面を高光沢に、又は光放射の均一性を高めるために僅かに構造化しておくことができ、横断面で弧状の部分に実質的に円弧状の反射体部分２８が続き、ランプ１２は横断面で円弧状のこの部分２８に収容される。円弧状部分２８の末端に続く絞り１３は同時に外部に対する境界面となる。横断面で円弧状の反射体部分２８は集光反射体となり、系の小さな基本拡散と低効率の作用で光をランプに送り戻し、又は大きな基本拡散と高効率の作用で光をランプの周りに送る。反射体の材料は、好ましくは、鏡面反射の反射度が極力高い高光沢である。
非対称に光を分布する照明器具５がさまざまな光路と共に図１６に示してあり、この照明器具は観測者に向き合う側で鋭く切断されており、観測者から離れた方の側では任意の幅で放射することができる。方向２９からの試料光線は、上記実施例の絞りと同様に構成された絞り１３に入射することによって、希望する遮蔽条件を満たす。試料光線の方向は、ランプ１２から派生する光線によって決まる反射体１の光分布３０の外側にある。絞り１３の外面に向き合う方向からランプ１２を直接に見ることは不可能である。反射体部分２８はランプ光を集めてそれをランプ内に反射し、こうしてランプの平均輝度が高まる。この場合、ランプ１２の大きさから生じる基本拡散は維持される。
図１８と図１９に示された他の実施例では反射体部分２８がランプ１２から一層離れており、これによりランプ１２が光学的に拡大される。この場合、特定範囲内でランプ１２の背後で反射体部分２８に入射する光線３１とランプ１２の前でこの反射体部分に入射する光線３２が反映後にランプ１２に達するように、横断面で部分円形の反射体部分２８は形成されている。これによりランプ１２が見掛け上拡大され、反射体の一層大きな基本拡散が達成される。光線はランプ内に反射して戻されることがなく、従って吸収されることもないので、この反射体は効率が高い。望ましくは、３１と３２との間にそれ自体完結した照射が発生するように、そして好ましくはすべての光線が絞りの初端点１３．２の脇を通って反射されるように、弧状反射体部分２７の形状は決定される。他方で半円形反射体部分２８は、好ましくは、絞り１３がランプ１２によって照射されない程度にランプの周りに配置され且つ絞り１３から引き出されている。絞り１３の終端縁１３．１は反射体部分２８の影内に任意に配置することができるが、しかしそれに直接に続けるべきであろう。
図１９には他の光路が示してあり、光線３３、３４、３５の減光角が示される。これらの光線は横断面で部分円形の反射体部分２８に接触するのではあるが、しかしランプ１２に入射することなく反射体部分２８から再び導出され、試料光線がランプ１２の輝度となることはない。暗い試料光線３３、３４、３５は光束３６の外側にある。
集光反射体部分２８の内部で光路が中断されるように、補助的に反射体部分２８とランプ１２との間でこの反射体部分の面に垂直に絞りを設けることができる。この補助絞りの光吸収特性によって照明器具５のグレア抑制が更に改善される。
覆い円板の表面での邪魔な反射を防止するために、照明器具５は好ましくは主放射方向１７を少なくとも近似的に横切って成端円板で密閉されている。このような成端円板は好ましくは非拡散性に実施されている。隣接する照明器具の光分布の間で円滑な移行を達成するために、成端円板を僅かに拡散性に実施するのが好ましい場合がある。特別な場合、グレア境界があまり重要ではないとき、強い拡散を選定することができる。
図１７では図１６、図１８、図１９に相当する照明器具５が多数斜めに並べて配置されており、それらの主放射方向１７はマッチング面に対して４５°の角度で整列している。認めることができるように、奥行寸法ｄは”１つの”反射体半片によって決定されているだけであり、そのため小さい。覆い円板Ａ付きと無しとの２つの実施態様が示してある。
図２０に示した他の実施例の照明器具では絞り１３が省かれており、そのため減光特性が低下しており、周囲は反射体内で映ることができる。ランプ１２の光が光放射束３７の内部で放射される一方、破線で示した光線は暗いままである。両側での光放射を達成するために、適宜な照明器具を鏡像対称に反射体部分２８又は２７に続け、天井照明用に使用するのが有意義な場合がある。
このような照明器具は、車体若しくはマッチング面の横に配置されて周囲明度の反射を邪魔しない天井照明器具用に特別適しており、更には、色のマッチングが従属的意味しかなく又は何ら重要ではない照明用に適している。
図２１に横断面図で示された照明器具５の他の実施態様は、色のマッチングが従属的意味を有し又はまったく重要でない場合に、図１の側部照明配置３、４用に利用可能である。対称面３８を基準に対称に形成された反射体３９、４０が設けられており、各１つの平坦な反射体部分３９が対称面３８に対して約７５°の角度に配置されており、僅かに湾曲した反射体部分４０がこれに続いている。対称面上に若しくは対称面内にやはり縦長のランプ１２が配置されており、このランプは、ランプ１２に向き合う側面を高光沢性に実施された絞り４１によって、対称面３８を横切って覆われている。
図２１ではランプ１２及び絞り４１の反射部が仮想光源１２’、１２”及び仮想絞り４１’として示してある。まず絞り４１で結像され、次に反射体部分３９で結像されるランプ１２、即ち仮想ランプ１２”の境界光線４２を反射体部分４０は、対称面３８に対して３０〜４０°の減光角４３よりも大きな方向に反射する。ランプ１２とすべての結像１２’、１２”がまず減光角４３よりも大きな角度で目視可能となるように、反射体３９、４０の幅は選定されている。
図２１に示す照明器具５は、作業範囲、特に搬送ベルトの移動作業範囲を斜めに、従って僅かな影で照らしながら光沢車体で欠陥を検知するのに特に適している。またそれは有利には搬送方向に対して垂直な床埋込形照明器具として、そして天井照明器具として利用可能である。それらは所要の照度に応じて狭く並置され、また離間して配置しておくこともできる。
好ましくは、好適なスペクトル光分布を有する蛍光ランプがランプ１２として使用される。このようなランプは、匹敵する自然光源、通常の昼光に極力類似したものとすべきであろう。蛍光ランプの適性は、そのいわゆる条件等色指数が０．７よりも大きいときに与えられている。かかるランプでは欠点として寿命と共にその光束が強く低下する。それ故に、制御回路と調光装置が設けられており、この調光装置を介してランプは調光状態で作動させることができ、寿命と共に強まる低下を検出して制御回路に通知し、これにより調光が減退される。調光装置を介して多数の照明器具用に、被検査面にとって有利な特定の照度分布も調整することができる。
以上述べたすべての照明器具は、多数の反射体若しくは光学系が平行に直接に並べて又は離間して並べてハウジング内に配置されているように構成しておくことができる。
更に、すべての照明器具若しくは反射体は、±４５°の放射に適しているように例えばそれぞれ互いに鏡像対称に構成することができ、これにより、特に組立のために例えば組立ライン上で均一な照射が達成される。
上記説明においてランプ１２は”縦長”ランプ、即ち直線形ランプのことである。線状に配置される適宜な反射体を有する実質的に点状のランプもこの用語に含まれる。光分布が１つの平面、例えば水平面でのみ集束するのでなく、あらゆる空間方向で集束する可能性がこれによって得られる。
上で述べた照明器具５は色のマッチング及び表面検査に、特に例えば実験室内の小試料用に使用することもでき、この場合、観測者が対象物若しくは試料と照明器具との間を移動可能であることは不可欠ではない。
例えば試料は４５°の角度で照らすことができ、観測者は０°の一般的観測方向から試料を観測する。この観測方向から僅かに外れた場合でも試料は観測者にとって、強いカットオフを有する前記光分布曲線に基づいて暗いままであり、即ち直接グレアが存在する。水平に、斜角に又は垂直に配置される試料を照明器具は上又は横から、好ましくは４５°の角度で照射することができ、それに応じて観測者は試料を試料に対して垂直な１方向から、検査上許容されている角度偏差で観測する。

Claims (23)

1. 検査すべきマッチング面の表面性状を目視検査するための装置において、それぞれが発光部と遮蔽体を有し照明配置に配置された複数の照明要素を備え、前記遮蔽体は、前記複数の照明要素から放射された光を前記マッチング面に対して斜めに放射する主放射方向で入射させ、
   前記複数の照明要素の主放射方向は、前記マッチング面に対する法線の方向近傍の角度から前記マッチング面を観察するときに前記発光部が映ることのないように、互いに同一であることを特徴とする検査装置。
2. 前記マッチング面の法線の方向及びこの法線の周りでの或る角度範囲の方向から前記照明要素に入射する光線が直接に又は前記照明要素に付属した光偏向反射体で反射後に光吸収絞りに入射するように、前記照明要素用遮蔽体が構成されていることを特徴とする、請求項１記載の検査装置。
3. 被マッチング面全体と少なくとも同じ大きさの面を前記照明要素が覆うことを特徴とする、請求項１又は２に記載の検査装置。
4. 前記照明要素が前記マッチング面に対して約４５°の角度で放射することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項記載の検査装置。
5. 前記マッチング面と前記照明要素が垂直に相互に離間して配置されており、観測位置が前記マッチング面と前記照明要素との間の空間内にあることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項記載の検査装置。
6. 付加的に水平なマッチング面が設けられており、前記マッチング面の上方の面が天井として、及び／又は前記マッチング面の下方の面が床として、鏡を備えており、これらの鏡に前記照明要素が映ることを特徴とする、請求項５記載の検査装置。
7. 前記照明要素が、光偏向反射体と前記反射体の軸線に対して平行に配置される少なくとも１つのランプとを有する縦長照明器具として構成されており、ランプ軸線を横切る平面で前記反射体が放射を集束することを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項記載の検査装置。
8. 前記遮蔽体が、前記照明要素の前に斜に配置される薄板として構成されていることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項記載の検査装置。
9. 前記主放射方向に対して斜角で前記遮蔽体に入射する光線が直接に又は前記遮蔽体の表面で反射後に絞りによって受光されるように、前記遮蔽体の前記主放射方向に対して平行に、前記発光部の方向に、円板状の第１の光吸収絞りが配置されていることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項記載の検査装置。
10. 前記遮蔽体の少なくとも一部内に前記第１の絞りに対して平行に少なくとも１つの他の複数の光吸収絞りが配置されていることを特徴とする、請求項９記載の検査装置。
11. 前記ランプ軸線を横切って前記遮蔽体の内部に又は前記遮蔽体の前の角柱構造の薄板又は透明円板が配置されていることを特徴とする、請求項７記載の検査装置。
12. 絞りが前記主放射方向を横切って前記発光部の前に配置されていることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか１項記載の検査装置。
13. 前記照明要素の遮蔽体が、前記発光部の光を前記主放射方向で集束する第１の反射体部分と、前記発光部の近傍に且つ部分的にはその周りに配置されて集光する第２の反射体部分と、前記第１の反射体部分に向き合う吸収及び／又は光拡散絞りとからなり、この絞りが前記主放射方向に対して平行に整列しており、前記第１の反射体部分と前記第２の反射体部分が互いに移行し合い、前記絞りが前記第２の反射体部分に続いてこの反射体部分と光射出面との間に配置されていることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか１項記載の検査装置。
14. 前記発光部の光の主要部分が前記第２の反射体部分に反射されるように、前記第２の反射体部分がこの発光部の周りで直接的近傍に配置されていることを特徴とする、請求項１３記載の検査装置。
15. 前記第２の反射体部分が直接に前記発光部上に配置されていることを特徴とする、請求項１４記載の検査装置。
16. 前記発光部の光の主要部分がこの発光部に直接に続く空間に映るように、前記第２の反射体部分がこの発光部から距離を置いて配置されていることを特徴とする、請求項１３記載の検査装置。
17. 前記照明要素が点状ランプ配置によって実現可能であることを特徴とする、請求項１〜１６のいずれか１項記載の検査装置。
18. 前記照明要素が垂直及び／又は水平なマッチング面に対して±４５°の角度で放射することを特徴とする、請求項１〜１７のいずれか１項記載の検査装置。
19. 前記発光部は少なくとも１つのランプからなり、
    前記照明要素が、前記発光部の背後に配置されてそれぞれ斜めに前記発光部に接近する２つの平坦な反射体部分と前記発光部から遠い方の末端でこの反射体部分に続く僅かに湾曲した反射体部分とから対称に形成される各１つの反射体を有し、この反射体の対称面を横切って配置される片面高反射性絞りが前記少なくとも１つのランプの前に配置されていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項記載の検査装置。
20. 前記照明要素とは異なる照明要素が天井及び／又は床にあることを特徴とする、請求項１〜１９のいずれか１項記載の検査装置。
21. 前記照明要素が調光装置に接続されており、この調光装置によって前記照明配置の照度分布が調整可能であることを特徴とする、請求項１〜２０のいずれか１項記載の検査装置。
22. 前記調光装置が、前記発光部の輝度を測定するためのセンサを有する制御回路の一部であり、前記発光部の光効率が動作時間に起因して減少するのにかかわりなく発光部光束が一定に留まるように、前記発光部が調光されることを特徴とする、請求項２１記載の検査装置。
23. 前記発光部は少なくとも１つのランプからなり、
    前記主放射方向に対して斜角で前記遮蔽体に入射する光線が直接に又は前記遮蔽体の表面で反射後に絞りによって受光されるように、前記遮蔽体の前記主放射方向に対して平行に、前記少なくとも１つのランプの方向に、円板状の第１の光吸収絞りが配置されていることを特徴とする、請求項１記載の検査装置。

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