JP6753719B2

JP6753719B2 - 照明装置

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Publication number: JP6753719B2
Application number: JP2016146889A
Authority: JP
Inventors: 忠洋松下
Original assignee: CCS Inc
Current assignee: CCS Inc
Priority date: 2016-07-27
Filing date: 2016-07-27
Publication date: 2020-09-09
Anticipated expiration: 2036-07-27
Also published as: JP2018017564A

Description

本発明は、製品の表面検査等における照明として使用される照明装置に関する。

製品の表面検査等における照明として使用される照明装置の一例として特許文献１に記載のものが知られている。
この照明装置は、光源が設けられる底板と、前記光源を囲むように底板に固定される複数の側板と、前記複数の側板の内面に形成された取付溝に端縁部が係合することにより、前記光源の光射出側前方に配置される拡散板とを備えている。
拡散板は、底板および側板により形成される概略箱形状をなすケーシングの開口全面を塞ぎ、光源から出射した光を拡散、均一化して製品表面に照射するようになっている。

特開２０１１−２４７７７９号公報

ところで、上述したような照明装置の略中央部に貫通孔を設ける場合がある。これは、照明装置の拡散板が設けられた面と逆側の面側に前記貫通孔の延長上にカメラを配置して、ワーク（製品）の表面に照射された光の反射光を貫通孔を通してカメラで捉えるためである。
しかし、照明装置に貫通孔を設けた場合、光源から出射した光が拡散板によって拡散、均一化されてワークに照射される以外に、光源から出射した光が直接光として貫通孔を通ってワークに照射されるため、照射光が不均一となる虞がある。
また、光源から出射した光が拡散板で反射して、貫通孔を通って直接光としてカメラに入るため正確な撮像を行えない虞がある。
さらに、貫通孔から照明装置の内部にゴミや埃等の異物が侵入する虞があるばかりか、貫通孔の存在によって拡散板の剛性が低下して当該拡散板が撓む虞もある。

本発明は、前記事情に鑑みてなされたもので、光源から出射された光が直接光として、ワークやカメラに照射されるのを防止するとともに、異物の侵入や拡散板の撓みを防止できる照明装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明の照明装置は、基板と、この基板に設けられた光源と、前記光源を挟んで対向して設けられた拡散板とを備えた照明装置であって、
前記基板の前記光源配置側とは反対側の表面から、前記拡散板の前記基板側とは反対側の表面まで貫通する貫通孔と、
光拡散部を有し、前記貫通孔の、少なくとも前記基板および拡散板の各対向面間に渡って設けられる筒状部材とを備えたことを特徴とする。

本発明においては、前記貫通孔に、光拡散部を有する筒状部材を設けたので、光源から出射した光はこの光拡散部により拡散され、拡散板によって拡散、均一化された光とともにワークに照射される。したがって、光源から出射した光が直接光として貫通孔を通ってワークに照射されたり、拡散板で反射して、貫通孔を通って直接光としてカメラに入るのを防止できる。
また、筒状部材の光拡散部により光が拡散されてワークに照射されることで、検査範囲を広げつつドーム効果（ワークに対し様々な方向から拡散光を照射し、検査面の凹凸を打ち消した撮像が可能になること）を得ることもできる。

また、貫通孔の基板と拡散板の間が筒状部材によって塞がれるので、照明装置の内部に異物が侵入するのを防止できるとともに、貫通孔の両端部において筒状部材により拡散板が補強されて剛性が高められ、拡散板の撓みを防止できる。

本発明の前記構成において、前記光拡散部は、前記筒状部材の内周面を白塗装してなる白塗装面から形成されていてもよい。

このような構成によれば、筒状部材の内周面を白塗装するだけで、光拡散部を容易に形成することができる。

本発明の前記構成において、前記筒状部材は、筒状の本体と、この本体の一端部に設けられたフランジ部とを備え、
前記基板と前記拡散板のうちの一方に前記本体の他端部が当接または埋設され、他方に前記フランジ部が係合していてもよい。

このような構成によれば、基板と拡散板とのうちの他方にフランジ部が係合することによって、貫通孔に筒状部材を周方向および軸方向に位置決めして強固に固定できる。また、基板と拡散板とのうちの他方にフランジ部が係合し、一方に本体の他端部が当接または埋設されることによって、貫通孔と照明装置の内部とを本体により確実に遮断して、照明装置の内部への異物の侵入を確実に防止できる。

本発明によれば、光源から出射された光が直接光として、ワークやカメラに照射されるのを防止するとともに、異物の侵入や拡散板の撓みを防止できる。

本発明の第１の実施の形態に係る照明装置の斜視図である。同、照明装置の正面図である。同、図２におけるＡ−Ａ線断面図である。同、図３におけるＢ円部の拡大図である。同、筒状部材の斜視図である。同、照明装置を斜め上方から見た要部の一部切欠き斜視図である。同、照明装置を斜め下方から見た要部の一部切欠き斜視図である。本発明の第２の実施の形態に係る照明装置の要部の拡大断面図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
（第１の実施の形態）
本実施形態に係る照明装置１は、ライン上を流れる製品（ワーク）の表面欠陥や異物検査等を行う製品検査システム等に用いられる概略矩形状のフラットな発光面を有する面照明装置である。

照明装置１は、図１〜図３に示すように、光源である複数のＬＥＤ２が配置される概略矩形平板状をなす底板（基板）３と、当該底板３の４辺に固定された４つの側板４と、当該側板４に支持された概略矩形平板状をなす拡散板５とを備えている。なお、ＬＥＤ２に電力を供給するための電源ケーブル６が１つの側板４から延設されている。

底板３は、複数のＬＥＤ２が配列されたＬＥＤ基板が載置され、または複数のＬＥＤ２が直接載置されるものである。なお、ＬＥＤ２は例えば縦横に等間隔にマトリックス状に配置されている。また。底板３は、図１および図２において上下方向に沿う辺が長辺、左右方向に沿う辺が短辺となる矩形平板状に形成されている。底板３の上下端縁部は、それぞれ側板４より上下方向に突出しており、この突出した部分に複数の円形の孔３ａが左右に所定間隔でかつ底板３を貫通して形成されている。

側板４は、底板３の各辺に沿って長尺な断面矩形の角棒状をなすものである。なお、図２において、左右の側板４は、底板３の縦辺より短くなっており、上下の側板４は左右の側板間に配置され、その端面が左右の側板４の端部に当接されたうえで当該左右の側板４に固定されている。
また、底板３は、図１および図３に示すように、ねじ７を底板３から側板４の底面にねじ込むことによって側板４に固定されている。

また、図３に示すように、各側板４の内面における上側所定位置には、内側に開口する断面コ字形の取付溝４１が側板４の長手方向に沿って形成されており、この取付溝４１に拡散板５の端縁部が嵌め込まれている。これによって、拡散板５は底板３にＬＥＤ２を挟んで対向して設けられている。また、拡散板５と底板３との間には所定幅の隙間が設けられている。
拡散板５は、ＬＥＤ２の光射出側前方に固定されており、底板３および側板４によって形成される概略箱形状をなすケーシングの開口全面を塞ぎ、複数のＬＥＤ２から出射した光を拡散、均一化して前方（図３において上方）に射出できるようになっている。

また、照明装置１の中央部には、当該照明装置１をその厚さ方向に貫通する貫通孔１０が形成されている。この貫通孔１０は、図４に示すように、底板３のＬＥＤ２配置側と反対側の表面（外面）３１から、拡散板５の底板３側とは反対側の表面（外面）５１まで貫通して形成されている。具体的には、底板３と拡散板５との間には隙間が設けられているので、貫通孔１０は、底板３に形成された貫通孔３２と、拡散板５に貫通孔３２と同軸に形成された貫通孔５２と、これら貫通孔３２，５２間に位置する空洞部１０Ａとから構成されている。

貫通孔３２の内径は貫通孔５２の内径より小さくなっており、これによって、底板３の内面（対向面）３４には、貫通孔３２の周囲において、後述する筒状部材１１の本体１１ａの他端部が当接される当接面３２ａが設けられている。
貫通孔５２の上端部（拡散板５の外面５１に近い部分）には、後述する筒状部材１１のフランジ部１１ｂが係合する係合部５３が形成されている。この係合部５３は拡散板５を貫通孔５２と同軸に座ぐることによって形成されており、環状の平面部５３ａと、この平面部５３ａの外周側に形成された円筒面５３ｂとから構成されている。

このような貫通孔１０には、図３および図４に示すように、筒状部材１１が挿入されている。この筒状部材１１は、透明なアクリル樹脂によって形成されたものであり、図５に示すように、円筒状の本体１１ａと、この本体１１ａの一端部に当該本体１１ａと一体的に設けられたフランジ部１１ｂとを備えている。フランジ部１１ｂは平板リング状に形成されており、本体１１ａと同軸に設けられている。
筒状部材１１の内周面は、白塗装が施された白塗装面１１ｃからなる光拡散部となっている。この白塗装面１１ｃは、例えばアクリルラッカー塗料等の塗料を筒状部材１１の内周面に吹き付け塗装することによって形成される。

また、本体１１ａの外径は、拡散板５に形成された貫通孔５２の内径と等しいか若干小さめに形成されている。また、フランジ部１１ｂの外径は拡散板５に形成された円筒面５３ｂの内径と等しいか若干小さめに形成されている。さらに、筒状部材１１の軸方向の高さ寸法は、拡散板５の外面５１と、底板３の内面３４との間の距離とほぼ等しくなっている。

そして、このような構成の筒状部材１１は、貫通孔１０に拡散板５の外面５１側から挿入され、本体１１ａの下端部（他端部）が底板３の当接面３２ａに当接されるとともに、フランジ部１１ｂが拡散板５に形成された係合部５３に係合している。この状態において、フランジ部１１ｂの上面は、図４および図６に示すように、拡散板５の外面５１とほぼ面一となり、フランジ部１１ｂの外周面および下面は、係合部５３の円筒面５３ｂおよび平面部５３ａに当接している。
このようにして、貫通孔１０に挿入された筒状部材１１は、図７に示すように、底板３の外面（底面）３１でかつ貫通孔３２の周囲に形成された座ぐり部３１ｂから図示しないねじを本体１１ａの端面にねじ込むことによって、貫通孔１０に固定されている。

以上のように、本実施の形態によれば、照明装置１に設けられた貫通孔１０に、光拡散部（塗装面１１ｃ）を有する筒状部材１１を設けたので、ＬＥＤ２から出射した光は塗装面１１ｃで拡散されて、拡散板５により拡散、均一化された光とともにワークに照射される。したがって、ＬＥＤ２から出射した光が直接光として貫通孔１０を通ってワークに照射されたり、拡散板５で反射して、貫通孔１０を通って直接光としてカメラに入るのを防止できる。

また、筒状部材１１の内周面を白塗装することによって、光拡散部を容易に形成することができる。
また、筒状部材１１の光拡散部により光が拡散されてワークに照射されることで、検査範囲を広げつつドーム効果（ワークに対し様々な方向から拡散光を照射し、検査面の凹凸を打ち消した撮像が可能になること）を得ることもできる。
さらに、拡散板５の係合部５３に筒状部材１１のフランジ部１１ｂが係合することで、貫通孔１０に筒状部材１１を周方向および軸方向に位置決めして強固に固定できるとともに、筒状部材１１のフランジ部１１ｂが拡散板５に係合し、本体１１ａの他端部が底板３に当接することで、貫通孔１０の両端部において筒状部材１１により拡散板５を補強して剛性を高めることができる。したがって、拡散板５の撓みを防止できる。
また、拡散板５の係合部５３にフランジ部１１ｂが係合し、底板３の内面３４に本体１１ａの他端部が当接して、貫通孔１０の底板３と拡散板５の間が筒状部材１１により塞がれるので、貫通孔１０と照明装置１の内部とを本体１１ａにより確実に遮断して、照明装置１の内部への異物の侵入を確実に防止できる。

（第２の実施の形態）
図８は第２の実施の形態を示すものである。
この図に示す第２の実施の形態が前記第１の実施の形態と主に異なる点は、貫通孔１０への筒状部材１１の取付構造であるので、以下ではこの点について詳しく説明し、第１の実施の形態と同一構成には同一符号を付して、その説明を省略または簡略化する。

図８に示すように、本実施の形態では、筒状部材１１は、貫通孔１０に底板３の外面３１側から挿入されている。
すなわちまず、筒状部材１１は、第１の実施の形態の筒状部材１１に比してフランジ部１１ｂの直径が大きくなっている。なお、本体１１ａの内径および外径は第１の実施の形態とそれぞれ等しくなっている。

また、拡散板５の貫通孔５２には、拡散板５を貫通孔５２と同軸に座ぐることによって、座ぐり部５５が形成されており、この座ぐり部５５には、本体１１ａの他端部（図８において上端部）が嵌め込まれている。これによって、拡散板５の内面５４に本体１１ａの他端部が埋設されている。
また、底板３の貫通孔３２の下端部（底板３の外面３１に近い部分）には、筒状部材１１のフランジ部１１ｂが係合する係合部３３が形成されている。この係合部３３は底板３の外面３１を貫通孔３２と同軸に座ぐることによって形成されており、環状の平面部３３ａと、この平面部３３ａの外周側に形成された円筒面３３ｂとから構成されている。

そして、このような構成の筒状部材１１は、貫通孔１０に底板３の外面３１側から挿入され、その本体１１ａの上端部（他端部）が拡散板５の座ぐり部５５に嵌め込まれることで、拡散板５の内面５４に埋設されるとともに、フランジ部１１ｂが底板３に形成された係合部３３に係合する。この状態において、フランジ部１１ｂの下面は、底板３の外面３１とほぼ面一となり、フランジ部１１ｂの外周面および上面は、係合部３３の円筒面３３ｂおよび平面部３３ａに当接している。なお、本体１１ａの他端部と座ぐり部５５の底面との間には隙間が設けられている。

本実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる他、本体１１ａの上端部が拡散板５の内面５４に埋設されているので、第１の実施の形態に比して、筒状部材１１を貫通孔１０に強固に固定できるとともに、貫通孔１０から照明装置１の内部に異物が侵入するのをより効果的に防止できる。
また、筒状部材１１のフランジ部１１ｂが底板３の係合部３３に係合し、本体１１ａの他端部が拡散板５の内面５４に埋設されているので、貫通孔１０の上下端部の周囲において筒状部材１１によって拡散板５および底板３を補強して剛性を高めることができる。したがって、拡散板５および底板３の撓みを防止できる。

なお、上述した２つの実施の形態では、底板３と拡散板５のうちの一方に本体１１ａの他端部を当接または埋設し、他方にフランジ部１１ｂを係合したが、筒状部材１１は、少なくとも底板３の内面３４と拡散板５の内面５４との間に渡って設ければよい。この場合、本体１１ａに、フランジ部１１ｂを形成しなくてもよいし、本体１１ａの両端部にフランジ部１１ｂを形成してもよい。
また、２つの実施の形態では、本発明の照明装置を面照明装置に適用した場合を例にとって説明したが、本発明の照明装置は、平板リング状の拡散板を有するリング照明装置に適用してもよい。また、白塗装面１１ｃは、筒状部材１１の内周面でなく、外周面に設けても良い。

１照明装置
２ＬＥＤ（光源）
３底板（基板）
３１外面
３４内面
５拡散板
５１外面
５４内面
１０貫通孔
１１筒状部材
１１ａ本体
１１ｂフランジ部
１１ｃ白塗装面
３３，５３係合部

Claims

基板と、この基板に設けられた光源と、前記光源を挟んで前記基板と対向して設けられた拡散板とを備えた照明装置であって、
前記基板の前記光源配置側とは反対側の表面から、前記拡散板の前記基板側とは反対側の表面まで貫通する貫通孔と、
光拡散部を有し、前記貫通孔の、少なくとも前記基板および拡散板の各対向面間に渡って設けられる筒状部材とを備え、
前記拡散板は、前記光源から出射した光を拡散、均一化してワークに照射し、
前記光拡散部は、前記光源から出射した光を拡散、均一化して、前記拡散板によって拡散、均一化された光とともに前記ワークに照射することを特徴とする照明装置。
前記光拡散部は、前記筒状部材の内周面を白塗装してなる白塗装面から形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
前記筒状部材は、筒状の本体と、この本体の一端部に設けられたフランジ部とを備え、
前記基板と前記拡散板のうちの一方に前記本体の他端部が当接または埋設され、他方に
前記フランジ部が係合していることを特徴とする請求項１または２に記載の照明装置。