JPS62129745A - 拡散光照明装置 - Google Patents

拡散光照明装置

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Publication number
JPS62129745A
JPS62129745A JP26968085A JP26968085A JPS62129745A JP S62129745 A JPS62129745 A JP S62129745A JP 26968085 A JP26968085 A JP 26968085A JP 26968085 A JP26968085 A JP 26968085A JP S62129745 A JPS62129745 A JP S62129745A
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JP
Japan
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light
optical fiber
fiber plate
angle
diffusion
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Pending
Application number
JP26968085A
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English (en)
Inventor
Kazuo Sano
和夫 佐野
Mitsuaki Uesugi
上杉 満昭
Ikuo Takahashi
郁夫 高橋
Hideya Tanabe
英也 田辺
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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Publication date
Application filed by NKK Corp, Nippon Kokan Ltd filed Critical NKK Corp
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Publication of JPS62129745A publication Critical patent/JPS62129745A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/89Investigating the presence of flaws or contamination in moving material, e.g. running paper or textiles
    • G01N21/892Investigating the presence of flaws or contamination in moving material, e.g. running paper or textiles characterised by the flaw, defect or object feature examined
    • G01N21/894Pinholes

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、エツジピンホール検出装置あるいは形状検査
装置のバックライト光源等として利用される拡散光照明
装置に係わり、特に光拡散面に垂直な方向には弱い光を
出射し、光拡散面に垂直な方向以外の方向には強い光を
出射する光拡散特性を有する拡散光照明装置に関する。
〔従来の技術〕
一般に、測定対客のシルエラl−像をテレビカメラなど
の光電変換装置を用いて1a倣し、その結果得られた画
像信号に所定の処理を施して上記測定対象の形状を検査
する形状検査装置においては、シルエット象を1qるた
めのバックライト光源として拡散光照明装置が利用され
ている。この拡散光照明装置は、一般に、発光光源から
の光をスリガラスやオパールガラス(完全拡散面)など
の拡散面にて散乱させて拡散光を出射させるものとなっ
ており、拡散面における各点の光拡散特性は、第8図(
a)に示すように拡散面としてスリガラス1を用いた場
合は楕円形状の特性を有し、同図(b>に示すように拡
散面としてオパールガラス2を用いた場合は円形状の特
性を有するものとなっている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
ところで、最近では、t14板、ブリ4:板等の帯状体
に発生するピンホール欠陥が製品の品質vi度において
致命的欠陥となるため、上記帯状体の特にエツジ部に形
成された微細なピンホール欠陥を高精度に検出する手段
として、第9図に示す如く、紙面表側から裏側に走行す
る帯状体3を挟んで拡散布4を有する拡散光照明装置5
と光電変換手段としてのテレビカメラ6とを対向配置し
、上記拡散光照明装置5から照射される拡散光による帯
状体3のシルエツト像をテレビカメラ6にて擾像し所定
の信号処理を施すことによりエツジ部近傍のピンホール
を検出するエツジピンホール検出装置が考えられている
しかるに、この場合、テレビカメラ6の撮像面はピンホ
ールからの透過光と拡散光照明装@5がらの直射光とを
同時に捕えるので、拡散光照明装置5として前記第8図
(a)(b)に示すような拡散特性を有する照明装置を
適用すると、上記直射光の光dレベルはピンホール透過
光の光ωレベルよりも非常に高くなってしまい、充分な
S/N比をもってピンホール欠陥を検出することは困難
であった。
ところで、上記ピンホール透過光は、ピンホールに入射
後、ピンホール内面にて散乱、多重反射したのちテレビ
カメラ6の県像面に到達する。したがって、ピンホール
の軸に対して大きな角度をもって入OJする光もその一
部はピンホール透過光として′@像而面到達するものと
なっている。これに対し、直q」光としてテレビカメラ
6の比像面に到達する光は、拡散光照明装置5の拡散面
4から上記テレビカメラ6の画角ψ以下の角度をもって
出射した光だけである。したがって、第10図に示すよ
うに、拡散面4に対しテレビカメラ6の画角Φ以下の出
射角度については出射光mレベルが低く、画角Φ以上の
出射角度については出射光量レベルが高くなるような拡
散特性を有する拡散光照明装置を上記エツジピンホール
検出装置のバックライト光源として適用すれば、ピンホ
ール透過光の光量レベルを下げることなく直射光の光量
レベルを抑制することができるので、S / N比が良
好となりピンホール欠陥の検出開度向上をはかり得るも
のとなる。
そこで本発明は、光拡散面上の全ての場所にて拡散面垂
直方向については出射光量レベルが低く、拡散面垂直方
向以外の方向については出射光υレベルが高い拡散特性
を有する拡散光照明装置を提供することを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、上記問題点を解決し目的を達成するために、
オプティカルファイバプレートと、このオプティカルフ
ァイバプレートの入射光軸に対してOoでない入射角度
でオプティカルファイバプレー1−面に平行光を照射す
る平行光源とから構成するようにしたものである。
〔作用) このような手段を講じたことにより、オプティカルファ
イバプレートのプレート面からは光フアイバ光軸を軸と
して平行光入射角度の2倍の角度を有する円錐面上にほ
ぼ沿って拡散光が出射される。
〔実施例〕
第1図は本発明をエツジピンホール検出装置に適用した
一実施例を示す構成図である。なお、第9図と同一部分
には同一符号を付し、詳しい説明は省略する。第1図に
おいて、帯状体3は紙面表側から裏側に向かって走行す
るものとなっており、この帯状体3を挟んでテレビカメ
ラ6と本発明の拡散光照明装置10が対向配置されてい
る。上記テレビカメラ6は、帯状体エツジ部3aを視野
に含みかつ所定のピンホールを十分に検出しつるだけの
分解能を有するように視野サイズが設定されている。
能力、拡散光照明装置10は、帯状体3に対して平行に
かつ帯状体3のエツジ部を跨いで配設されたオプティカ
ルファイバプレート11を帯状体3に面する側の一部な
いし全部に取付け、このオプティカルファイバプレート
11に平行光を照射するためのコリメーションレンズ1
2と、このコリメーションレンズ12の焦点距離に配設
されたストロボ光源13とを内蔵した構成となっている
上記オプティカルファイバプレート11の面サイズは前
記テレビカメラ6の視野サイズよりも十分に大きく、ま
た、コリメーションレンズ12の面サイズもオプティカ
ルファイバプレーl〜11の全面にわたって十分均一に
照射しうるように必要十分な大きさに設定されている。
また、上記コリメ−ジョンレンズ12の光MLは、オプ
ティカルファイバプレート11の面に対しテレビカメラ
6の画角やよりも大ぎな角度θに設定されており、スト
ロボ光源13からの出射光はこのコリメーションレンズ
12にて平行光に変換された後、θなる角度でオプティ
カルファイバプレート11に役割されるものとなってい
る。なお、拡散光照明装置10の外面および内面は、外
光および迷光を防ぐために、つや消し等の黒色塗装が施
されている。
ここで、上記オプティカルファイバプレート11につい
て説明する。第2図は上記オプティカルファイバプレー
トの外観図であって、このファイバプレート]1は、直
径数μmの光ファイバを故千万本ないし数億本にわたり
束ねて融着し、これを光フアイバ断面方向(第2図中矢
印α方向)に数mm程度の厚さでスライスし、このスラ
イスされた両端面を平1テに光学研磨して作製した光学
素子であり、直径Rは数十mm程度となる。そして、第
3図に示す如く上記オプティカルファイバプレー1・1
1の一方のプレート面に平行光!20から入射角度θで
平11光が入射すると、この入射光は、第4図に示す如
く各々の光フアイバ21中を全反射しながらPJFJ状
に伝搬し、入射面と反対側のプレート面における各々の
点から光フアイバ光軸に対し頂角2θを有する円錐面に
沿って出射する。ただし、実際にはマイクロベンドと呼
ば机る光ファイバFの内面に生じる微小な凹凸等の影響
により入射光が光ファイバF内を伝搬する際に多少の拡
散を生じるので、頂角2θの円錐面近傍にも出射光が漏
れる。したがって、上記オプティカルファイバプレート
11から出射される光は、第5図(a)で示すような特
性を有することになり、これは第10図に示したエツジ
ピンホール検出装置におけるバックライト光源として好
適な拡散光照明装置の拡散特性に極似したものとなる。
なお、第5図(b)(c)は一般的な拡散板として用い
られるスリガラス1とオパールガラス2の平行光入射角
度θに対する拡散特性を示している。同図に示すように
スリガラス1の場合は平行光入射角度θと同一の出射角
度方向に対し楕円形状に光量レベルが広くなっており、
オパールカラス2の場合はガラス面垂直方向に対し円形
状に光量レベルが広がっている。
第6図は厚さ4mmおよび1mmのオプティカルファイ
バプレート11(曲線AおよびB)、スリガラス1(曲
線C)、オパールガラス2(曲線D)について、入射角
度θ=30″に対するそれぞれの出射角度実測値(横軸
)と相対出射強度<縦軸)との関係を示す一図である。
同図からも明らかなように、オプティカルファイバプレ
ー1−11は入射角度θに等しい出射角度±30°近傍
にて最大の出射強度が得られており、前述したオプティ
カルファイバプレート11の拡散特性が照明されている
また、第7図は厚さ4mmのオプティカルファイバプレ
ート11に対し入射される平行光の入射角度θを00〜
45°まで15°間隔で変化させた場合の出射角度(横
軸)と出射強度(縦軸)とを示す図である。同図に示す
ように、入射角度θの変化に対応して拡散光の広がりが
変化している。
さて、本実施例における拡散光照明装置10は、上述し
たような拡散特性を有するオプティカルファイバプレー
ト11の一方のプレート面に、テレビカメラ6の画角ψ
よりも大きな入射角度θをもってストロボ光FA13お
よびコリメーションレンズ12により平行光を照射して
いる。したがって、この拡散光照明装置10の全拡散面
から帯状体3に出射される拡散光は、上記画角ψよりも
大きな角度方向には高レベルで出射され、画角φよりも
小ざな角度方向には低レベルで出射される。その結果、
テレビカメラ6の画像面に到達する拡散光照明装置10
からの直射光はピンホール透過光に比して強すぎること
はなく、良好なS 、/ N比でエツジピンホール欠陥
を検出することができる。
また、上記拡散光照明装置10をエツジピンホール検出
装置に適用することにより、この検出装置の光学系の構
成を簡略化し得、かつ低コスト化をはかり1りるといっ
た効果をも奏する。かくして、本実施例の拡散光照明装
置10は、エツジピンホール検出装置におけるバックラ
イト光源として大変好適である。
なお、本発明は前記実施例に限定されるものではない。
例えば、前記実施例ではエツジピンホール検出装置に適
用した場合を示したが、これに限定されるものではなく
、第1Q図に示すような拡散特性を有する拡散光照明装
置を必要とする装置に適用できるのは言うまでもない。
また、前記実施例ではオプティカルファイバプレート1
1のプレート面に入射角θを有する平行光を照射する平
行光源としてストロボ光源13とコリメーションレンズ
12とを組合わせてなる1粗の平行光源を適用した場合
を示したが、オプティカルファイバプレート11におけ
る光入射面の中心法線を軸として頂角2θを有する円錐
面上に、この円錐面に沿って頂角方向に平行光を照射す
る複数台の光源を配設するようにしてもよい。また、拡
散面垂直方向以外の角度において、より広い角度で強い
拡散光を得るために、オプティカルファイバプレー1・
11に種々の角度から平行光が入射するように入射角度
θの異なる平行光源を複数台配設するよのほか本発明の
要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能であるのは勿
論である。
〔発明の効果〕
以上詳述したように、本発明は、オプティカルファイバ
プレートと、このオプティカルファイバプレートの入射
光軸に対して00でない入射角度でオプティカルファイ
バプレート面に平行光を照射する平行光源とから構成す
るようにしたものである。
したがって、本発明によれば、オプティカルファイバプ
レートのプレート面からは光フアイバ光軸を軸として平
行光入射角度の2倍の角度を有する円錐面上にほぼ沿っ
て拡散光が出q1されるので、光拡散面上の全ての場所
にて拡散面垂直方向については出射元旦レベルが低く、
拡散面垂直方向以外の方向については出射光りレベルが
高い拡散特性を有する拡散光照明装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明をエツジピンホール検出装置に適用した
一実施例を示す構成図、第2図はオプティカルファイバ
プレートの構造図、第3図〜第7図はオプティカルファ
イバプレートの拡散特性を説明するための図であって、
第3図はオプティカルファイバプレートと平行光源との
関係を示す図、第4図は入射光に対する出射光の状態図
、第5図(a)〜(C)および第6図はオプティカルフ
ァイバプレート、スリガラス、オパールガラスそれぞれ
の拡散特性を示す図、第7図は入射角の変化に対する拡
散特性の変化を示す図、第8図(a)(b)〜第10図
は従来例を説明するための図であって、第8図<a>(
b)は拡散板としてのスリガラス、オパールガラスの拡
散特性を示す図、第9図は従来のエツジピンホール検出
装置を説明するための図、第10図はエツジビンボール
検出装置に使用される拡散光源の理想的な拡散特性を示
す図である。 3・・・帯状体、6・・・テレビカメラ、10・・・拡
散光照明装置、11・・・オプティカルファイバプレー
ト、12・・・コリメーションレンズ、13・・・スト
ロボ光源、20・・・平行光源、21・・・光ファイバ
。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第1図 第2因 第3図 第4図 (a)        (b)       (c)第
5図 工軒町友(0) 第6図 工財角及じ) 第7図 (a) 第8 第9図 (b) 図 第10図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. オプティカルファイバプレートと、このオプティカルフ
    ァイバプレートの入射光軸に対して0°でない入射角度
    でオプティカルファイバプレート面に平行光を照射する
    平行光源とからなることを特徴とする拡散光照明装置。
JP26968085A 1985-11-30 1985-11-30 拡散光照明装置 Pending JPS62129745A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP26968085A JPS62129745A (ja) 1985-11-30 1985-11-30 拡散光照明装置

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JP26968085A JPS62129745A (ja) 1985-11-30 1985-11-30 拡散光照明装置

Publications (1)

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JPS62129745A true JPS62129745A (ja) 1987-06-12

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ID=17475694

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JP26968085A Pending JPS62129745A (ja) 1985-11-30 1985-11-30 拡散光照明装置

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JP (1) JPS62129745A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009198241A (ja) * 2008-02-20 2009-09-03 Yamatake Corp 計測器
JP2017504811A (ja) * 2013-12-27 2017-02-09 センソファー メディカル, エセ.エレ. ステント状物体を光学的に検査・分析する装置および方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009198241A (ja) * 2008-02-20 2009-09-03 Yamatake Corp 計測器
JP2017504811A (ja) * 2013-12-27 2017-02-09 センソファー メディカル, エセ.エレ. ステント状物体を光学的に検査・分析する装置および方法

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