JP5634728B2

JP5634728B2 - 照明装置

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Publication number: JP5634728B2
Application number: JP2010075619A
Authority: JP
Inventors: 西村　明; 明西村
Original assignee: ジエイ・クオリティ株式会社
Priority date: 2010-03-29
Filing date: 2010-03-29
Publication date: 2014-12-03
Anticipated expiration: 2030-03-29
Also published as: JP2011209032A

Description

本発明は、均一な光の照射が行える照明装置に関し、例えば、３次元形状の立体物からなる被検査物の欠陥等を外観検査するために用いられる照明装置に関する。

成形工場等の製造現場でプラスチック成形品等の被検査物を外観検査する検査工程が行われるが、この検査の際に使用される照明機器としては、蛍光灯スタンド照明装置が多く使用されている。また、複数のＬＥＤを実装した基板に拡散反射部材を添設し、この拡散反射部材を階段状に配設することで照明ムラが生じるのを抑制するようにしたＬＥＤ面照明装置もある（特許文献１）。

特開２０１０−３６３３号公報

上記蛍光灯スタンド照明の下では、外乱光や照明のチラツキを抑制するのが困難なため、精度の高い検査の妨げになっていた。また、上記各照明装置は、一方向からの照明となり、３次元形状の立体物からなる被検査物に照射されると回折現象が発生し照明不足となる傾向がある。そのため、人手で目視検査する場合、作業者は、被検査物を照明に近づけて検査することがあり、眩しい照明に直接目を向けることとなり作業負荷が多くなる。また、一方向から照明される場合は、被検査物の複数の面ごとに照明角度を変えるため、被検査物を回転させる等の必要がある。そのため、人手で目視検査する場合、作業者は、被検査物の保持位置を変化させる回数が多くなり、検査時間も長くなり、その結果、検査効率が低下し検査精度も悪くなるおそれがある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、被検査物の略全周囲に向けて均一な照明を行うことができる照明装置を提供することを課題とする。

本発明に係る照明装置は、
３次元形状の立体物からなる被検査物の外観検査等に使用される照明装置であって、
発光面を内側に向けて屈曲された屈曲自在なシート状光源と、シート状光源を屈曲状態に保持すると共にその屈曲角度を調整する屈曲角度調整手段とを備え、
上記シート状光源は、可撓性を有するエレクトロルミネッセンスシートと、エレクトロルミネッセンスシート上に配置された屈曲可能な拡散シートとを備え、
上記拡散シートは、透明樹脂フィルムからなり、この拡散シート上に和紙が貼り付けられる。

上記シート状光源により発光面全体から均一な光の照射ができる。また、上記屈曲角度調整手段によりシート状光源の屈曲角度を調整することで、シート状光源の内側に配置する被検査物の略全周囲に向けて均一な照明を行うことができる。従って、外乱光に影響されず被検査物の欠陥、キズ等を明瞭にすることができ、高精度な検査が行える。

また、エレクトロルミネッセンスによって発光面全体から均一な光の照射ができ、また、照明のチラツキや眩しさが無く目に優しい照明を実現することができる。従って、被検査物に対して均一な照明効果が得られ、その結果、外乱光に影響されず被検査物の欠陥、キズ等を明瞭にすることができ、高精度な検査が行える。また、目に優しい照明であるから目視検査の場合の作業者の目への負荷を低減することができる。

また、拡散シート上の和紙により目に優しい柔らかな光（チラツキや眩しさが抑制された光）の照射を行うことができる。従って、目視検査の場合の作業者の目への負荷を一層低減することができる。

また、本発明に係る照明装置は、
３次元形状の立体物からなる被検査物の外観検査等に使用される照明装置であって、
発光面を内側に向けて屈曲された屈曲自在なシート状光源と、シート状光源を屈曲状態に保持すると共にその屈曲角度を調整する屈曲角度調整手段とを備え、
上記シート状光源は、展開形状が矩形形状であり、内側の発光面上の外周縁部に黒塗りされた無照射エリアが形成されている。
無照射エリアにより照度等が抑制されるので、被検査物を無照射エリアに適宜近づけることにより、微細、微淡な欠陥やキズ等の検出が容易となる。

また、本発明に係る照明装置は、
３次元形状の立体物からなる被検査物の外観検査等に使用される照明装置であって、
発光面を内側に向けて屈曲された屈曲自在なシート状光源と、シート状光源を屈曲状態に保持すると共にその屈曲角度を調整する屈曲角度調整手段とを備え、
上記屈曲角度調整手段は、屈曲されたシート状光源の外側面下部に取り付けられた脚板からシート状光源の左右両側に立設された一対のスタンドポールと、スタンドポールに挿通され、スタンドポールの軸方向に沿って上下動自在となったスライダーと、スライダーに連結され、屈曲されたシート状光源の外側面上部に取り付けられた可動板と、可動板を角度調整自在に連結すると共に、シート状光源が屈曲する凸側に折れ曲り自在となった多関節アームとにより構成されている。
これにより、スライダーをスタンドポールの軸方向に沿って上下動させるとシート状光源の上辺がその下辺に接近・離反してシート状光源が上下に屈曲調整される。また、多関節アームにより可動板を角度調整することで可動板を取り付けたシート状光源の上部の開き角度が調整され、シート状光源の広角角度が調整される。さらに、多関節アームは、シート状光源が屈曲する凸側に折れ曲り自在となるので、多関節アームがシート状光源の側方で障害となることもない。

上記スタンドポールには、軸方向に沿って目盛り表示が付され、
上記スライダーには、スタンドポールにロック自在とするストッパーが取り付けられていることが望ましい。
これにより、スタンドポールの目盛り表示に合せてストッパーによりスライダーをロックすることで、シート状光源の屈曲位置を再現性よく調整することができる。

上記屈曲角度調整手段は、上記多関節アームの関節部をなすヒンジの１つに接続される電動モータと、電動モータを駆動制御する制御部とを備えるようにしてもよい。
これにより、制御部の指令によって電動モータを駆動して多関節アームのヒンジを回動させ多関節アームを屈曲駆動させると、スライダーが上下動してシート状光源の上辺がその下辺に接近・離反してシート状光源が上下に屈曲調整される。

以上のように、本発明に係る照明装置によれば、被検査物の略全周囲に向けて均一な照明を行うことができるので、被検査物の欠陥、キズ等が明瞭となるように照明することができ、高精度な検査が行える。

実施形態による照明装置の全体構成を示す側面図である。実施形態による照明装置の全体構成を示す正面図である。照明装置におけるシート状光源の屈曲状態を示す斜視図である。照明装置におけるシート状光源の展開状態を示す平面図である。照明装置におけるシート状光源の層構造を示す断面図である。他の実施形態による照明装置の全体構成を示す側面図である。

以下に、本発明の実施の形態について添付図面を参照しながら説明する。
図１、図２に示すように、照明装置１は、発光面２５を内側に向けて屈曲された屈曲自在なシート状光源２と、シート状光源２を屈曲状態に保持すると共にその屈曲角度を調整する屈曲角度調整機３とを備える。この照明装置１は、例えば、３次元形状の立体物からなる被検査物Ｗの外観検査に使用される。

屈曲角度調整機３は、屈曲されたシート状光源２の外側面下部に取り付けられた脚板４からシート状光源２の左右両側に立設された一対のスタンドポール５と、スタンドポール５に挿通され、スタンドポール５の軸方向に沿って上下動自在となったスライダー６と、スライダー６に連結され、屈曲されたシート状光源２の外側面上部に取り付けられた可動板７と、可動板７と脚板４との間に架設され、可動板７の角度を調整自在とすると共にシート状光源２が屈曲する凸側に折れ曲り自在となった多関節アーム８とにより構成される。

脚板４は、シート状光源２の左右両端部にそれぞれ設けられており、各脚板４は、シート状光源２の外側側方に延設されると共に、屈曲されたシート状光源２の後部に延設された大きさを有する。これら脚板４により、シート状光源２を安定して自立させることができる。なお、脚板４は、左右に２つ有するが、屈曲されたシート状光源２の外側面下部全体に取り付けられる１つの脚板４により構成してもよい。

各スタンドポール５は、屈曲されたシート状光源２の後部付近に配置されており、屈曲されたシート状光源２の左右領域が開放されている。従って、被検査物Ｗをシート状光源２の左右のいずれかの外側からシート状光源２の内側の光照射領域内に移動させる場合やその逆移動を行う場合にスタンドポール５が障害となることもない。

スライダー６は、板部６１と、この板部６１に貫通形成した筒体６２とを有する。この筒体６２がスタンドポール５に挿通され、スライダー６がスタンドポール５の軸方向に沿って上下動自在に構成される。そして、各スライダー６は、シート状光源２の左右端部にそれぞれ取り付けられた上記可動板７と連結軸７１により連結されている。すなわち、連結軸７１は、一端がスライダー６の板部６１の前側下面に取り付けた軸受部６０により回動自在に軸支され、他端が可動板７の上面の後方寄りに取り付けた軸受部７０により回動自在に軸支されている。これにより、スライダー６をスタンドポール５の軸方向に沿って上下動させるとシート状光源２の上辺がその下辺に接近・離反してシート状光源２が上下に屈曲調整される。なお、可動板７は、左右に２つ有するが、屈曲されたシート状光源２の外側面上部全体に取り付けられる１つの可動板７により構成してもよい。

また、連結軸７１の他端が可動板７の上面の後方寄りに回動自在に軸支されているので、シート状光源２は、上辺が前方斜め上を向き、内側の発光面２５が斜め上に向けて広く開放された姿勢となる。これにより、シート状光源２の発光面２５となる内側内に被検査物Ｗを保持した状態で、照明装置１の前方位置の斜め上から見下ろすように被検査物Ｗを見ることができる。従って、例えば、目視検査する場合の作業者は、被検査物Ｗを手に持って楽な姿勢で目視検査を行うことができ、作業者に大きな負担をかけることもない。

また、スライダー６の筒体６２の下部には、レバー６４を備えたストッパー６３が設けられている。このストッパー６３は、例えば、その内部にスタンドポール５に押圧・押圧解除自在となったボールブッシュ機構（図示せず）が設けられ、レバー６４をロック側に操作すると内部のボールブッシュがスタンドポール５に押圧され、これにより、スライダー６がスタンドポール５の所定高さ位置に保持されるようになっている。

また、上記スタンドポール５には、軸方向に沿って目盛り表示が付されていてもよい。これにより、スタンドポール５の目盛り表示に合せてストッパー６３によりスライダー６をロックすることで、シート状光源２の屈曲位置を再現性よく調整することができる。

多関節アーム８は、３つのガイド板８１，８２，８７と、関節部となる各折れ曲り部分に取り付けられた４つのヒンジ部８３，８４，８５，８６とにより構成されている。従って、各ガイド板８１，８２，８７は、各ヒンジ部８３，８４，８５，８６により折曲自在に連結されている。なお、上部のガイド板８７は、スライダー６の板部６１により構成されており、また、このガイド板８７と可動板７とを連結するヒンジ部８６は、連結軸７１及び軸受部６０，７０により構成されている。

各ヒンジ部８３，８４，８５，８６は、蝶番構造となっており、可動板７と連結するヒンジ部８６は、その連結軸７１が軸受部６０，７０と強嵌合されている。これにより、可動板７を手などで揺動させるとヒンジ部８６の強嵌合作用により可動板７が所定角度に保持される。このようにして、可動板７を角度調整することで可動板７を取り付けたシート状光源２の上部の開き角度が調整され、シート状光源２の広角角度が調整される。従って、被検査物Ｗの目視検査する場合は作業者が楽な姿勢で目視検査を行え、作業者への負担を軽減することができる。

また、２つのガイド板８１，８２同士を連結する真ん中のヒンジ部８４も、その軸が蝶番の軸受部分と強嵌合されている。これにより、多関節アーム８を構成する２つのガイド板８１，８２が折れ曲り自在となると共に軸が強嵌合された真ん中のヒンジ部８４により所定の折れ曲り状態に保持される。

また、２つのガイド板８１，８２は、シート状光源２が屈曲する凸側にく字状に折れ曲り自在となるので、これらガイド板８１，８２が屈曲されたシート状光源２の左右領域に出張ることがない。従って、被検査物Ｗをシート状光源２の左右のいずれかの外側からシート状光源２の内側の光照射領域内に移動させる場合やその逆移動を行う場合にガイド板８１，８２で構成する多関節アーム８が障害となることもない。

図３、図４に示すように、シート状光源２は、展開形状が矩形形状であり、その上辺と下辺とが接近されるように発光面２５を内側に向けて上下に屈曲されている。そして、図５をも参照して、このシート状光源２は、可撓性を有するエレクトロルミネッセンスシート２１と、エレクトロルミネッセンスシート２１上に配設された屈曲可能な拡散シート２２と、拡散シート２２上に貼り付けられた和紙２３との３層構造によりにより構成される。

エレクトロルミネッセンスシート２１は、無機ＥＬシート又は有機ＥＬシートのいずれも使用可能であり、例えば、透明基材上に、透明電極層、発光体層、誘電体層、背面電極層等を順次形成し、これを透明樹脂で全体にコーティングした構造を備える。そして、発光体層は、無機又は有機の各種の発光物質が使用される。拡散シート２２は、透明性、光学特性が優れる透明樹脂フィルムが使用され、例えば、ＰＥＴフィルム、ＰＣフィルム等が挙げられる。この拡散シート２２を青色透明に構成することで発光色が淡青色となり、作業者の目に優しい照明とすることができる。

上記エレクトロルミネッセンスシート２１により、発光面２５全体から均一な光の照射ができ、また、照明のチラツキや眩しさが無く目に優しい照明を実現することができる。従って、屈曲されたシート状光源２の内側に保持した被検査物Ｗに対して均一な照明効果が得られ、その結果、外乱光に影響されず被検査物Ｗの欠陥、キズ等を明瞭にすることができ、高精度な検査が行える。また、目に優しい照明であるから目視検査の場合の作業者の目への負荷を低減することができる。さらには、シート状光源２の表面に配置された和紙２３により、目に優しい柔らかな光（チラツキや眩しさが抑制された光）の光照射を行うことができる。従って、目視検査の場合の作業者の目への負荷を一層低減することができる。

シート状光源２の内側の発光面２５上の外周縁部には、黒塗りされた無照射エリア２４が形成されている（図３、図４を参照）。この無照射エリア２４は、例えば、樹脂フィルム製、紙製等の矩形枠状の黒色テープを貼り付けて形成してもよいし、黒色塗料等により塗布形成してもよい。この無照射エリア２４により、照度等が抑制されるので、被検査物Ｗを無照射エリア２４に適宜近づけることにより、微細、微淡な欠陥やキズ等の検出が容易となり得る。

なお、シート状光源２のエレクトロルミネッセンスシート２１と拡散シート２２とは、図４、図５を参照して、エレクトロルミネッセンスシート２１を屈曲状態の上部（２１ａ）と下部（２１ｂ）に対応して２枚並設し、これに１枚の拡散シート２２を貼り合せた構造としてもよい。これにより、大面積のシート状光源２を容易に製造することができ、また、拡散シート２２を１枚ものとすることで、複数のエレクトロルミネッセンスシート２１ａ，２１ｂ間の継ぎ目による影の発生を防止することができる。また、エレクトロルミネッセンスシート２１を複数枚で構成することで各々を容易に独立制御することができる。

また、シート状光源２には、図示しないが、電源回路や制御回路が接続されている。電源回路には、商用電源や電池等の電源に接続されてシート状光源２に電源供給する。制御回路には、操作部が接続されてこの操作部からの操作によりシート状光源２の照明オン・オフ、照度調整等を行うことができる。また、このシート状光源２は、例えば、図４、図５を参照して、エレクトロルミネッセンスシート２１の上部２１ａと下部２１ｂとを独立に制御できるように構成し、上記操作部からの操作によりシート状光源２の上部と下部とを各別に、照明オン・オフ、照度調整等を行うことができる。これにより、被検査物Ｗの形状や色等の特徴、欠陥・キズ等の特徴等に応じて、シート状光源２による照明状態を必要に応じて調整することができ、被検査物Ｗの特徴に応じて精度の高い検査を行うことができる。

上記照明装置１により照明される被検査物Ｗとしては、３次元形状の立体物が該当し、その色や形を問わず、また、その材質も鉄、アルミ等の金属製、セラミック製、プラスチック製、ガラス製等の各種のものを含む。この被検査物Ｗの具体例として、例えば、携帯電話の筐体部品（カバー、バッテリー等）、自動車の外観部品（ドアミラー、ドアロック、バンパー等）、柱形の容器・キャップ類、電化製品の外観部品（筐体カバー、操作パネル等）、楽器の外観部品（筐体フレーム、鍵盤等）、パソコンやプリンター等のＯＡ機器の外観部品（筐体部品、スイッチ類等）などが挙げられる。

そして、このような被検査物Ｗを上記照明装置１を使用して人手で目視検査する場合、予め作業者がスライダー６を上下操作してシート状光源２の屈曲角度を所定角度に調節した状態とした後、被検査物Ｗを手にとって屈曲されたシート状光源２の発光面２５側である内側内に配置させる。そうすると、シート状光源２が屈曲されているので、被検査物Ｗの略全周囲に向けて均一な照明が行われる。従って、被検査物Ｗの欠陥、キズ等が明瞭となるように照明され、その結果、高精度な検査が行える。

（他の実施形態）
図６に示すように、上記屈曲角度調整機３において、多関節アーム８に接続される電動モータと、電動モータを駆動制御する制御部（図示せず）とを備えるように構成してもよい。例えば、下のガイド板８１と脚板４とを連結するヒンジ部８３に電動モータＭ１を接続する。そして、このヒンジ部８３には、電動モータＭ１の駆動により回動されるギヤを設け、このギヤの回動に応じて多関節アーム８が屈曲自在となるように構成される。これにより、制御部の指令によって電動モータＭ１を駆動して多関節アーム８の一番下のヒンジ部８３を回動させ多関節アーム８を屈曲駆動させることにより、スライダー６が上下動してシート状光源２の上辺がその下辺に接近・離反してシート状光源２が上下に屈曲調整される。また、スライダー６の板部をも構成している上のガイド板６１と可動板７とを連結するヒンジ部８６に電動モータＭ２を接続する。そして、このヒンジ部８６には、電動モータＭ２の駆動により回動されるギヤを設け、このギヤの回動に応じて可動板７が角度調整自在となるように構成される。これにより、制御部の指令によって電動モータＭ２を駆動して多関節アーム８のヒンジ部８６を回動させ可動板７を角度調整することにより、シート状光源２の上部の広角が自動調整される。

また、上記照明装置１は、被検査物Ｗを撮像装置（例えば、カメラ）１０で撮像し、その撮像画像に基づいて外観検査を行う場合に使用するようにしてもよい。例えば、図６に示すように、照明装置１におけるシート状光源２の発光面２５側となる内側内に、ロボットハンド９で把持した被検査物Ｗを配置させ、この被検査物Ｗをシート状光源２の発光面２５と対向配置するカメラ１０より撮像する。このとき、被検査物Ｗの撮像画像を表示装置（図示せず）に表示させ、この表示装置の側に遠隔操作用のコントローラ（図示せず）を配置し、このコントローラから屈曲角度調整機３の制御部に指令信号を送り、被検査物Ｗの欠陥、キズ等が明瞭に写されるようにシート状光源２の屈曲角度を適宜に調節するように構成する。また、上記コントローラからの遠隔操作により、照明装置１の制御部に指令信号を送ってシート状光源２の照度を調整したり、ロボットハンド９の制御部に指令信号を送ってロボットハンド９を制御しロボットハンド９で把持した被検査物Ｗの向きや角度をも調整するように構成してもよい。

なお、本発明は、上記実施形態のみに限定されず、本発明の要旨の範囲内で適宜に変更することができ、例えば、シート状光源２の形状や屈曲の向き等は、適宜に変更することができる。

１照明装置
２シート状光源
３屈曲角度調整機
４脚板
５スタンドポール
６スライダー
７可動板
８多関節アーム
２１エレクトロルミネッセンスシート
２２拡散シート
２３和紙
２４無照射エリア
２５発光面
６３ストッパー
Ｍ電動モータ
Ｗ被検査物

Claims

３次元形状の立体物からなる被検査物の外観検査等に使用される照明装置であって、
発光面を内側に向けて屈曲された屈曲自在なシート状光源と、シート状光源を屈曲状態に保持すると共にその屈曲角度を調整する屈曲角度調整手段とを備え、
上記シート状光源は、可撓性を有するエレクトロルミネッセンスシートと、エレクトロルミネッセンスシート上に配置された屈曲可能な拡散シートとを備え、
上記拡散シートは、透明樹脂フィルムからなり、この拡散シート上に和紙が貼り付けられる照明装置。
３次元形状の立体物からなる被検査物の外観検査等に使用される照明装置であって、
発光面を内側に向けて屈曲された屈曲自在なシート状光源と、シート状光源を屈曲状態に保持すると共にその屈曲角度を調整する屈曲角度調整手段とを備え、
上記シート状光源は、展開形状が矩形形状であり、内側の発光面上の外周縁部に黒塗りされた無照射エリアが形成されている照明装置。
３次元形状の立体物からなる被検査物の外観検査等に使用される照明装置であって、
発光面を内側に向けて屈曲された屈曲自在なシート状光源と、シート状光源を屈曲状態に保持すると共にその屈曲角度を調整する屈曲角度調整手段とを備え、
上記屈曲角度調整手段は、屈曲されたシート状光源の外側面下部に取り付けられた脚板からシート状光源の左右両側に立設された一対のスタンドポールと、スタンドポールに挿通され、スタンドポールの軸方向に沿って上下動自在となったスライダーと、スライダーに連結され、屈曲されたシート状光源の外側面上部に取り付けられた可動板と、可動板を角度調整自在に連結すると共に、シート状光源が屈曲する凸側に折れ曲り自在となった多関節アームとにより構成されている照明装置。
請求項３に記載の照明装置において、
上記スタンドポールには、軸方向に沿って目盛り表示が付され、
上記スライダーには、スタンドポールにロック自在とするストッパーが取り付けられている照明装置。
請求項３又は４記載の照明装置において、
上記屈曲角度調整手段は、上記多関節アームの関節部をなすヒンジの１つに接続される電動モータと、電動モータを駆動制御する制御部とを備える照明装置。