JPWO2013118898A1

JPWO2013118898A1 - 検査照明装置

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Publication number: JPWO2013118898A1
Application number: JP2013557615A
Authority: JP
Inventors: 安男中村; 信夫松川; 範彦小林
Original assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2012-02-08
Filing date: 2013-02-08
Publication date: 2015-05-11
Anticipated expiration: 2033-02-08
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Abstract

様々な表面においても検査精度が落ちにくい検査照明装置を提供する。
物品１００の表面で反射された検査照明装置１の形状を観察することによって物品１００の表面状態を検査する、物品の表面検査工程で用いられる検査照明装置１であって、基板４に搭載された半導体発光素子５と、半導体発光素子５を覆う光拡散部材３と、を有する検査照明装置を提供する。

Description

本発明は、物品の表面検査に用いられる検査照明装置に関する。

車両などの物品の塗装工程前、工程中、あるいは塗装の終了後に、塗装ムラや傷、凹み、埃等の混入による微小突起などの車両表面の不良部の有無を調べる表面検査が行われている。

この表面検査は、車両の表面に蛍光灯の光を反射させ、その蛍光灯の輪郭形状を観察することにより、表面状態を検査している。例えば、直管型蛍光灯を検査照明装置として採用した場合、不良部がなければ、表面には直線状の輪郭を有する直管型蛍光灯が映りこんでいる。しかし、塗装ムラや傷、凹みが生じていれば、直管型蛍光灯の輪郭が乱れて映りこむ。この輪郭の乱れを目視やカメラなどによって観察することにより、不良部を検出している（例えば特許文献１参照）。

日本国特表平１０−５０９２３８号公報

ところで上述の直管型蛍光灯は発光強度を調節することができず、車両の表面には常に一定の輝度の像が映り込む。このため、検査の内容によっては表面検査の精度が低下してしまう。例えば、車両の表面に輝度の高い像を映り込ませると、疵などの三次元的な凹凸を高精度に検出することができるが、車両の表面の微妙な塗装ムラの検出が難しい。一方で、塗装ムラの検出をするために車両の表面に輝度の低い像を映り込ませると、凹凸を検出することが難しい。

そこで本発明は、検査の内容によらず高い精度で表面検査を行うことができる検査照明装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明によれば、
物品の表面に映りこんだ検査照明装置の像を観察することによって物品の表面状態を検査する、表面検査工程で用いられる検査照明装置であって、
基板に搭載された半導体発光素子と
前記半導体発光素子を覆う光拡散部材と、を有する、検査照明装置が提供される。

本発明によれば、上記本発明に係る検査照明装置において、
前記半導体発光素子は発光面が上方を向くように前記基板に搭載されており、
前記光拡散部材は長尺であり、その断面形状は上方から見るよりも側方から見た方が大きくされていてもよい。

本発明によれば、上記本発明に係る検査照明装置において、
前記光拡散部材は、前記半導体発光素子の主発光面に対して２０°をなす角度から見た前記光拡散部材の幅が、上方から見た前記光拡散部材の幅以上となる形状に形成されていてもよい。

本発明によれば、上記本発明に係る検査照明装置において、
前記基板は光源取付部材に取り付けられており、
前記光源取付部材と前記光拡散部材との境界には、外部に露出し反射率が低減された反射抑制面が設けられていてもよい。

本発明によれば、上記本発明に係る検査照明装置において、
前記光拡散部材と隣接し外部に露出する部材の表面のうち、少なくとも前記光拡散部材との隣接部位は反射率が低減された反射抑制面とされていてもよい。

本発明によれば、上記本発明に係る検査照明装置において、
前記光拡散部材は、前記光源取付部材から上方に突出するように形成されていてもよい。

本発明によれば、上記本発明に係る検査照明装置において、
前記検査照明装置を点灯させたときの、前記光拡散部材の輝度Ａと前記反射抑制面の輝度Ｂの比Ａ／Ｂが、５０以上としてもよい。

本発明によれば、上記本発明に係る検査照明装置において、
前記検査照明装置は、前記基板を支持する灯具ボディを有し、
前記検査照明装置を点灯させたときの、前記光拡散部材の輝度Ａと前記灯具ボディの輝度Ｃの比Ａ／Ｃが、５０以上としてもよい。

本発明によれば、上記本発明に係る検査照明装置において、
色温度４０００〜５０００Ｋの光を出射させてもよい。

本発明によれば、上記本発明に係る検査照明装置において、
前記半導体発光素子の発光強度を制御する制御部を備えてもよい。

本発明によれば、上記本発明に係る検査照明装置において、
車両の表面に映りこんだ前記光拡散部材の像を観察することによって車両の表面状態を検査してもよい。

本発明に係る検査照明装置によれば、物品の様々な表面においても検査精度の落ちにくい、検査照明装置が提供される。

本発明の実施形態に係る検査照明装置を用いた車両の表面検査の様子を示す図である。本発明の実施形態に係る検査照明装置を用いた車両の表面検査の様子を示す図である。本発明の実施形態に係る検査照明装置を用いた車両の表面検査の様子を示す図である。車両表面に映りこんだ検査照明装置の像を示す図である。本発明の実施形態に係る検査照明装置の斜視図である。拡散カバーを省略して示す図５に示した検査照明装置の上面図である。図５に示した検査照明装置の断面図である。図７の一部拡大図である。像のコントラスト比と見易さの関係を示した図である。本発明の変形例に係る検査照明装置の一部拡大断面図である。本発明の変形例に係る検査照明装置の一部拡大断面図である。

（車両の表面検査）
まず、本発明の実施形態に係る検査照明装置１を車両の表面検査に用いた例を、図１から４を用いて説明する。図１は検査室１０４を後方から見た図であり、図２は検査室１０４の内部で車両１００を側方から見た図であり、図３は検査室１０４の内部で車両１００を上方から見た図であり、図４は車両１００の表面に映りこんだ検査照明装置１の像１Ａを示す図である。

車両１００の製造過程における塗装工程の前後あるいは塗装工程中に、車両１００の表面の不良部の有無を確認するために表面検査が行われている。この表面検査は、図１に示すように、検査対象の車両１００をベルトコンベア１０２などで検査室１０４に搬送し、検査室１０４の中で検査者１０３が車両１００の表面を確認することにより行われる。また、ここでいう塗装工程とは、表面仕上げ塗装工程のほか、防錆塗料などを用いた下地塗装工程を指す。

図１に示すように、検査室１０４は車両１００が収容できるトンネル状の空間を形成する支柱１０１で構成されている。また、この支柱１０１は図２に示すように、車両１００の搬送方向に沿って互いの間に所定間隔を隔てて複数本設けられている。１つの支柱１０１には２本の検査照明装置１が取り付けられている。

図２および図３に示すように、検査者１０３は支柱１０１の間に立ち、搬送される車両１００の表面に映りこんだ検査照明装置１の拡散カバー３（図５参照）の像１Ａを観察する。図４は車両１００の表面に映りこんだ検査照明装置１の拡散カバー３の像１Ａの一例を示す。図４の例においては、車両１００の表面に傷が生じているために、本来輪郭が直線状あるいは車両１００の表面に応じた曲線形状をしている検査照明装置１の拡散カバー３の像１Ａのうち、辺の一部Ｄが変形している。そこで、検査者１０３は、車両１００の表面に不良部が生じていることを確認し、再塗装や欠陥の除去など必要な措置を講じる。

このように、車両１００の表面に、塗装ムラや傷、凹み、埃等の混入による微小突起などの不良部が生じている場合は、車両１００の表面に映りこんだ検査照明装置１の拡散カバー３の像１Ａが本来の像から変化する。この現象を利用して、車両１００の表面に映りこんだ検査照明装置１の拡散カバー３の像１Ａを観察することによって不良部の有無を調べ、車両の表面状態を検査している。また、塗装工程前に表面検査を行う場合には、板金表面の凹凸による不良部を検査することができる。

（検査照明装置）
次に、このような表面検査に用いられる、本発明の実施形態に係る検査照明装置１を図５から図８を用いて説明する。図５は、本発明の実施形態に係る検査照明装置１の斜視図であり、拡散カバー３の一部を切り欠いて示している。図６は、拡散カバー３を省略して示す図５に示した検査照明装置１の上面図である。図７は図５に示した検査照明装置１の断面図である。図８は、拡散カバー３近傍を拡大して示す図７の一部拡大図である。なお、以下で言う上方とは、ＬＥＤチップ５のＬＥＤ素子の主発光方向であり、図７のＸ方向を指す。

図５に示したように、検査照明装置１は長尺の部材である。検査照明装置１は、上述した支柱１０１に取り付けられる灯具ボディ２と、灯具ボディ２との間に灯室Ｓを形成する拡散カバー３（光拡散部材）と、灯室Ｓ内に設けられＬＥＤチップ５が搭載された基板４と、灯具ボディ２の長手方向両端に設けられ灯室Ｓを閉塞する端板６とを備えている。検査照明装置１の点灯時には、拡散カバー３と端板６が発光する。

灯具ボディ２は長手方向に延びる部材であり、図７に示したように、その内部が中空の管状部材とされている。灯具ボディ２の上面は基板搭載面２１（光源取付部材）であり、基板搭載面２１はＬＥＤチップ５が搭載された基板４を支持している。灯具ボディ２の基板搭載面２１から延びる左右の肩部２３は傾斜面とされている。灯具ボディ２の下面は取付面２２であり、取付面２２を支柱１０１に向けて検査照明装置１が支柱１０１に取り付けられる。

拡散カバー３の内部には複数の基板４が設けられ、この基板４は灯具ボディ２の基板搭載面２１に搭載されている。この基板４の上面には、長手方向に沿って複数のＬＥＤ（ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ）チップ５が搭載されている。このＬＥＤチップ５は、その発光面が上方を向くように基板４の上に搭載されている。なお、ＬＥＤチップ５は、本発明の半導体発光素子の一例であり、ＬＤ（ＬａｓｅｒＤｉｏｄｅ）チップやＥＬ（ＥｌｅｃｔｒｏＬｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）チップなどを搭載しても良い。本実施形態では、ＬＥＤチップ５として、４０５ｎｍにピーク波長を有する紫外光を出射するＧａＮ系ＬＥＤチップ５を採用している。

図６は、拡散カバー３を取り外して示す検査照明装置１の上面図である。（ａ）は長手方向中央部を、（ｂ）は長手方向の端部を示している。
図６の（ａ）に示したように、基板４の長手方向端部において、幅方向の両端に一対のランド電極４１ａ，４１ｂが設けられている。このランド電極４１ａ，４１ｂは、基板４に設けた図示せぬ電極パターンによりＬＥＤチップ５と電気的に接続されている。隣り合う基板４のランド電極４１ａ同士、および隣り合う基板４のランド電極４１ｂ同士が、ボンディングワイヤ４２により電気的に接続されている。

また、図６の（ｂ）に示したように、長手方向の端部に配置された基板４においては、一対のランド電極４１ａ，４１ｂ同士がボンディングワイヤ４３により電気的に接続されている。このようにボンディングワイヤ４２，４３により、長手方向に配列された複数のＬＥＤチップ５が直列で接続されている。このように、長手方向に沿って同一の基板４を複数個配列することにより、検査照明装置１を構成できる。

また、図６の（ｂ）に示すように、隣り合うＬＥＤチップ５の相互の間隔（ＬＥＤチップ５の中心間の距離）Ｄ１は１０ｍｍ程度とされている。この間隔Ｄ１は、検査照明装置１を均一に発光させるために、１５ｍｍ以下とすることが好ましい。

また、拡散カバー３と同様に端板６もＬＥＤチップ５によって発光する。このため、端板６も拡散カバー３と均一に発光させるために、長手方向の最も端部に位置するＬＥＤチップ５の中心から端板６までの間隔Ｄ２は、１５ｍｍ程度とされている。この間隔Ｄ２は、５ｍｍ以上２０ｍｍ以下に設定することが好ましい。間隔Ｄ２が５ｍｍ未満であると、長手方向の端部に位置するＬＥＤチップ５から出射される光が十分に拡がる前に端板６に入射してしまう。このため、端板６に暗部と明部とが形成されて端板６が均一に発光しない。また、間隔Ｄ２が２０ｍｍより大きいと、長手方向の端部に位置するＬＥＤチップ５から端板６に入射する光量が少なくなり、端板６の全体の輝度が拡散カバー３の輝度よりも暗くなってしまう虞がある。

ＬＥＤチップ５の発光面の上面には蛍光層７が塗布されている。蛍光層７には、バインダと、第一蛍光体および第二蛍光体が含有されている。第一蛍光体および第二蛍光体はそれぞれ、ＬＥＤチップ５からの紫外光を吸収し青色および黄色の可視光を出射する。これにより、二種類の蛍光体が発する青色および黄色の可視光が混色され、蛍光層７は全体として白色光を出射する。この第一蛍光体および第二蛍光体は、白色光の色温度が４０００〜５０００Ｋとなる材料およびその含有比率が選択されている。

第一蛍光体は、４５０ｎｍ以上の可視光をほとんど吸収せず、ＬＥＤチップ５から出射される紫外光を吸収し、かつ、ドミナント波長が５６４ｎｍ以上５８２ｎｍ以下の黄色の可視光を発する蛍光体を採用することができる。本実施形態では、第一蛍光体として、ＳｉＯ_２・１．０（Ｃａ_０．５４，Ｓｒ_０．３６，Ｅｕ_０．１）Ｏ・０．１７ＳｒＣｌ_２で表される蛍光体を採用している。

第二蛍光体は、ＬＥＤチップ５から出射される紫外光を吸収し、ドミナント波長が４４０ｎｍ以上４７０ｎｍ以下の青色の可視光を発する蛍光体を採用することができる。本実施形態では、この第二蛍光体として、（Ｃａ_４．６７Ｍｇ_０．５）（ＰＯ_４）_３Ｃｌ：Ｅｕ_０．０８で表される蛍光体を採用している。

バインダは、ＬＥＤチップ５から出射される紫外光、第一蛍光体および第二蛍光体から出射される可視光に対する透過率が９０％以上であり、光耐性の高い材料を用いる。本実施形態では、バインダとしてジメチルシリコーン樹脂（東レ・ダウコーニング社製ＪＣＲ６１２６）を採用している。このほかに、バインダは、フッ素樹脂、ゾルゲルガラス、アクリル樹脂、無機バインダ、ガラス材料等を用いることができる。また、光を拡散させる拡散剤やチクソ剤として、二酸化珪素、二酸化チタン、酸化アルミニウム、チタン酸バリウムなどの微粒子を含有していてもよい。

中空状の灯具ボディ２の内部には、ブラケット９を介して給電ユニット８が設けられている。この給電ユニット８は、外部の商用電源から供給される交流電圧を直流電圧に変換し、リード線８１を介してＬＥＤチップ５に給電する。なお、上述したように複数の基板４は直列に接続されているため、検査照明装置１は、単一の給電ユニット８を備えている。

拡散カバー３および端板６は、光拡散樹脂により樹脂成型された部材である。拡散カバー３および端板６は、例えばポリカーボネートに屈折率の異なる粒子や顔料などを練り込むことにより形成することができる。拡散カバー３および端板６は、蛍光層７から出射された光を拡散しながら外部に出射させることにより、その外表面が均一に発光する。拡散カバー３は、その内周面とＬＥＤチップ５との距離が２０ｍｍ以上となるように離間されている。これにより、拡散カバー３に明暗が生じることが防止されている。また、拡散カバー３および端板６の外表面には、ハードコート処理が施され、ハードコート層が設けられている。

図７に示したように、拡散カバー３の灯具ボディ２側の端部には係止爪３ａが形成されている。また、灯具ボディ２の基板搭載面２１と肩部２３との境界近傍には、この係止爪３ａに対応する係止穴２４（図５参照）が形成されている。拡散カバー３の係止爪３ａが灯具ボディ２の係止穴２４に嵌りこむことにより、拡散カバー３が灯具ボディ２に固定される。

また、拡散カバー３と灯具ボディ２の肩部２３との境界の外側には、長手方向に沿って延びる長尺の隙間覆い部材１０が設けられている。この隙間覆い部材１０は、拡散カバー３と肩部２３との境界に生じる隙間を覆い、この隙間から外部に出射する光を遮っている。また、この隙間覆い部材１０の外部に露出する面は、黒色に塗装されて反射率が低減された反射抑制面１１とされている。なお、本実施形態では隙間覆い部材１０は拡散カバー３の一部として、拡散カバー３と一体的に形成されている。

図８は、拡散カバー３近傍を拡大して示す図７の一部拡大図である。図８に示したように、拡散カバー３は基板搭載面２１から上方に突出し、ＬＥＤチップ５を覆う形状に形成されている。より具体的には、拡散カバー３は、半円筒状の曲面３１と、曲面３１から灯具ボディ２側まで連続する平板からなる側壁３２とを備え、曲面３１が灯具ボディ２から上方に突出する長尺の形状とされている。

拡散カバー３がこのような形状とされていることにより、拡散カバー３の長手方向に直交する断面（図８に示す断面）について、その断面は上方から見るよりも側方から見た方が大きくされている。より具体的には、ＬＥＤチップ５の主発光面Ｐ（基板４の表面と平行な面）に対して２０度をなす角度から見たときの拡散カバー３の幅Ｌ１が、上方（主発光面Ｐに対して９０度をなす角度）から見たときの拡散カバー３の幅Ｌ２以上（Ｌ１≧Ｌ２）とされており、主発光面Ｐに対して２０度から９０度をなす角度範囲において、拡散カバー３の幅が上方から見たときの幅Ｌ２以上とされている。また、２０度から９０度をなす角度範囲において拡散カバー３の幅が一定であることが好ましい。なお、本実施形態においては、上方から見たときの拡散カバー３の幅Ｌ２は、３５ｍｍに設定されている。なお、主発光面Ｐとは、ＬＥＤチップ５からの出射光のうち最も光束が大きい方向（主発光方向）と直交する面であり、面発光のＬＥＤチップ５においては、発光面と平行な面である。

また、図３に示したように、複数の検査照明装置１は、共通の商用電源５０に単一の制御部５１を介して電気的に接続されている。制御部５０によって、検査照明装置１に供給される電流量を調整することにより、複数の検査照明装置１のＬＥＤチップ５の発光強度を一括して調整可能とされている。

上述の本実施形態に係る検査照明装置１によれば、光源として半導体発光素子の一種であるＬＥＤチップ５を採用している。このため、ＬＥＤチップ５に流れる電流を制御することにより、ＬＥＤチップ５の発光強度を制御して、映り込ませる検査照明装置１の拡散カバー３の像の輝度を変えることができる。

これにより、検査の内容によって表面に映り込む拡散カバー３の像の輝度を調節することができ、検査精度を高めることができる。例えば、低い輝度の像を映り込ませて物品の表面の塗装ムラの検査を行い、高い輝度の像を物品の表面に映り込ませて三次元的な凹凸の検査を行うことができる。このように、検査の内容によって最適な輝度の像を検査対象の表面に映り込ませることができるため、検査精度を高めることができる。

また、高い輝度の像を用いて長時間検査を続けると、検査者の目の負担が大きくなり、時間の経過と共に検査精度が低下してしまうおそれがある。しかし、検査者のコンディションに応じて像の輝度を調節することにより、時間経過による検査精度の低下を抑制することができる。

例えば、黒、あるいはグレーなどの暗くてつやのない塗料が塗布された表面に対しては、ＬＥＤチップ５の発光強度を高く設定し、検査照明装置１の拡散カバー３の像の輝度を高くすると、検査精度が向上する。逆に、明るい面や光沢面には、輝度の低い検査照明装置１の拡散カバー３の像を映り込ませて、検査者の目の負担を軽減し、検査精度を高めることができる。これにより、物品の表面によらずに、検査精度を高めることができる。

また、ＬＥＤチップ５を搭載した検査照明装置１は、放電型蛍光灯と比べて光源から生じる発熱量が小さい。このため、図１から図３に示したような複数の検査照明装置１が取り付けられる検査室１０４内部の温度が上昇しにくいので、検査環境が悪化しにくい。このため、車両１００の表面検査を実施する検査者１０３の負担が軽減される。

なお、上記実施形態の検査照明装置１とは異なり、平面状の発光面を備えた検査照明装置では、発光面が限られているため、見る角度によってその幅寸法が変化してしまう。このため、検査者から遠くに位置し、浅い角度をなして車両の表面に映りこんだ検査照明装置の拡散カバーの像は鋭く細い形状となってしまい、検査者から遠い位置を精度良く検査することが難しい。

そこで、本実施形態に係る検査照明装置１の拡散カバー３は、側方から見たときの幅が上方から見たときの幅以上となる形状とされている。したがって、図３に示したように、検査者の遠方に位置する検査照明装置１ａの拡散カバー３の像と、近傍に位置する検査照明装置１ｃの拡散カバー３の像とが、同じ幅を有するように見える。したがって、検査者１０３が遠方に位置する検査照明装置１ａを見てもまぶしく感じず、検査者の負担が軽減される。また、検査者１０３は例えば、遠方に位置する検査照明装置１ａと近傍に位置する検査照明装置１ｃ、およびその中間に位置する検査照明装置１ｂの３つを使って表面検査を実施することができる。このように、複数の検査照明装置を同時に使って検査を実施することができるため、表面検査の精度を向上させることができる。

特に本実施形態に係る検査照明装置１の拡散カバー３は、ＬＥＤチップ５の主発光面に対して２０度をなす角度から見た幅Ｌ１が上方から見た幅Ｌ２以上とされている。したがって、検査者１０３は、検査者１０３に対して２０度をなす検査対象の車両１００の表面を検査できることになる。つまり、図３に示したように、検査者１０３は、より遠方に位置する検査照明装置を用いて表面検査を実施することができるので、検査の精度を向上させることができる。

また、本実施形態に係る検査照明装置１によれば、灯具ボディ２の肩部２３が傾斜面とされている。これにより、側方から検査照明装置１を見たときに、灯具ボディ２が拡散カバー３を遮ることがない。このため、車両１００の表面に検査照明装置１の側方から見た拡散カバー３の像が映りこんだ場合でも、この像を利用して表面検査を実施することができる。

また、本実施形態に係る検査照明装置１によれば、拡散カバー３と灯具ボディ２との境界には隙間覆い部材１０が設けられ、この隙間覆い部材１０の外部に露出する表面が反射率の低い反射抑制面１１とされている。したがって、車両１００の表面に映りこんだ検査照明装置１の拡散カバー３の像１Ａの輪郭がぼやけることなく、明瞭な像１Ａとなる。したがって、車両１００の表面の不良部に起因する輪郭の乱れがより視認しやすくなり、検査の精度が向上する。

反射抑制面１１とは、被検査品に映り込んだときに、拡散カバー３の像の輪郭を明確に見せるための面である。例えば、灯具ボディ２と同じ金属板などにより反射抑制面１１を形成できるが、さらに上述した黒色などの暗色に塗装された面や、光沢が無く光を乱反射する非光沢面などにより好適に反射抑制面１１を形成できる。反射抑制面１１の反射率は、以下に説明するように、物品の表面に映り込んだ拡散カバー３の輪郭が明確になるように、物品の表面に映り込んだ拡散カバー３の像の輝度と、反射抑制面１１の像の輝度とのコントラスト比が一定の値以上となるように設定されている。

図９は、被検査品の表面に映り込んだ拡散カバー３の像の輝度Ａと、反射抑制面１１の輝度Ｂとの比Ａ／Ｂ（コントラスト比）と、表面に映り込んだ拡散カバー３の像の輪郭の見易さとの関係を示したものである。横軸はコントラスト比を対数で表示している。像の輪郭の見易さは、６段階で評価し、非常に見易いものを５、見易いものを４、普通の見易さを３、見難いものを２、非常に見難いものを１、全く見えないものを０と評価した。複数の検査者に評価してもらい、その評価の平均を図９に示している。また、図９には、直管型蛍光灯の像の発光領域と非発光領域のコントラスト比を点Ｘで示している。

図９に示したように、直管型蛍光灯のコントラスト比は低く、見難いと評価されている。一方で、本実施形態に係る検査照明装置１においては、コントラスト比が５０以上の領域で、普通の見易さよりも見易い、と評価する検査者が多いことがわかる。そこで本実施形態に係る検査照明装置１においては、検査照明装置１を点灯させたときの、拡散カバー３の輝度Ａと反射抑制面１１の輝度Ｂの比Ａ／Ｂが、５０以上となるように設定されている。なお、同様の理由により、検査照明装置１を点灯させたときの、拡散カバー３の輝度Ａと灯具ボディ２の外表面の輝度Ｃの比Ａ／Ｃが、５０以上となるように設定されている。

また、コントラスト比が１００以上の領域で、ほとんどの検査者が見易いと感じている。そこで、本実施形態に係る検査照明装置１においては、検査照明装置１を点灯させたときの、拡散カバー３の輝度Ａと反射抑制面１１の輝度Ｂの比Ａ／Ｂが、１００以上となるように設定されていることが好ましい。また、検査照明装置１を点灯させたときの、拡散カバー３の輝度Ａと灯具ボディ２の外表面の輝度Ｃの比Ａ／Ｃが、１００以上となるように設定されていることが好ましい。

また、本実施形態に係る検査照明装置１によれば、拡散カバー３から色温度４０００〜５０００Ｋの白色光が出射される。色温度が４０００Ｋ未満の光は、人間が暗く感じてしまう色であり、拡散カバー３の像の輪郭を区別しにくい。また、色温度が５０００Ｋより大きいと、人間がまぶしく感じてしまい、検査者に残像感を与えてしまう。上述の如く検査照明装置１は色温度４０００〜５０００Ｋの白色光を出射するので、検査者にとって被検査品の表面に映りこんだ拡散カバー３の像を視認しやすく、精度の高い表面検査を実施することができる。

また、本実施形態にかかる検査照明装置１は、図２に示したように、二本の検査照明装置１が並列された状態で支柱１０１に取り付けられている。これにより、検査者１０３は二本の拡散カバー３が映りこんだ４本の輪郭を用いて表面検査を実施することができる。したがって、複数本の輪郭を用いて精度の高い検査を実施することができる。

（端部の発光輝度）
ここで、車両の表面検査において、検査照明装置１の拡散カバー３の像が車両の上面および側面に亘って連続するように形成することが好ましい。表面の傷などの見落としがなくなるためである。
なお、直管型蛍光灯や一般家庭用の直管型ＬＥＤ蛍光灯は給電部分が両端に存在するため、直管型蛍光灯を長手方向に連結すると、連結領域が発光しない。このため、車両に映り込む直管型蛍光灯の像にも、像と像との間に光が当たらない隙間ができてしまい、この隙間においては検査ができない。このため、隣り合う直管型蛍光灯の端部で像を連続させるために、複数の直管型蛍光灯を長手方向に直交する方向にずらしながら長手方向端部が長手方向に重複するように配列させていた。

しかし、本実施形態に係る検査照明装置１は、端板６も、拡散カバー３と同一の材料により形成されている。このため、端板６も拡散カバー３と同程度の輝度で発光する。したがって、端部が重複するように配列しなくても、単に長手方向に沿って複数の検査照明装置１を並べれば、車両の表面に隙間無く連続した検査照明装置１の拡散カバー３の像が映り込む。このため、少ない本数の検査照明装置１によって見落とし無く車両の表面検査を実施することができる。また、検査照明装置１を設置するスペースが大型化することもない。さらに、本実施形態に係る検査照明装置１によれば、ＬＥＤチップ５の数や拡散カバー３の長さを変えることにより、複数の検査照明装置を連結しなくても、自在に検査照明装置１の長さを設定することができる。

（基板の反射面処理）
上記実施形態では、拡散カバー３の材質として、拡散透過率が５０％と低いが、光の吸収率の低いものを使用している。また、ＬＥＤチップ５と拡散カバー３との間隔が２０ｍｍより小さくならないように設定されている。このような条件下では、拡散カバー３の透過率よりも、基板４や基板搭載面２１の反射率が検査照明装置１の明るさに大きく影響する。そこで本実施形態では、基板４や基板搭載面２１の反射率を高めるために、基板４や基板搭載面２１に白色シルク（白色塗料）で反射面処理がされている。他に、基板４や基板搭載面２１に反射シートを貼ったり、反射カバーを被せたりしてもよい。これにより、高い輝度で発光する検査照明装置１が得られる。

（埃対策）
従来の放電型蛍光管の寿命は１年程度であるのに対し、ＬＥＤの寿命は７〜８年程度と、放電型蛍光管の寿命よりも長い。このため、光源の寿命が延びたことにより、検査照明装置の取替え頻度が低下する。すると、検査照明装置に埃がたまってしまうという問題が生じやすい。そこで、従来のような放電型蛍光管を用いた検査照明装置では、天井（検査照明装置の取付面）と検査照明装置との間に隙間があり、この隙間に埃がたまってしまう。しかし、本実施形態に係る検査照明装置１においては、取付面（支柱１０１）と検査照明装置１との間に隙間が無いので、埃がたまらない。したがって、取替えの間隔が長くなっても、埃がたまってしまうことがないので、光源にＬＥＤを用いた装置に本実施形態に係る検査照明装置１は好適である。

（ソケットの大きさと検査照明装置の大きさ）
現在、蛍光管のソケットとして、直径φが２５ｍｍのＨＦ用蛍光管（高周波点灯式蛍光管）のソケットと、直径φが３５ｍｍのグロースタート式蛍光管のソケットが混在している。

ところでＬＥＤを用いた照明装置は、基板や電流制御部などが搭載されているので、灯具全体の重量が重くなりがちである。そこで、現在は、照明装置全体の軽量化を図るべく、φ２５ｍｍのソケットを使うことが推奨されている。つまり、ＬＥＤ光源の普及に伴い、今後は徐々にφ２５ｍｍのソケットが多数派になっていくと想定されている。

しかし、このφ２５ｍｍのソケットの大きさに合う形状に、検査照明装置の大きさもそのままφ２５ｍｍ程度に設定（例えば上記実施形態では拡散カバーの寸法Ｌ１をφ２５ｍｍ程度に設定）することも考えられる。しかしこれでは、前述したように、検査対象に映り込む検査照明装置の拡散カバーの像が小さくなり、検査者がまぶしく感じてしまう。そこで本実施形態の照明器具は、φ２５ｍｍのソケットを用いながらも、拡散カバー３の寸法Ｌ１が３５ｍｍ以上に設定されている。

（拡散カバーのハードコート）
車両の塗装工程ではシンナーなどの有機溶剤が多量に使われている。このため、表面検査工程において、ポリカーボネート製の拡散カバー３や端板６がダメージを受ける虞がある。そこで本実施形態の検査照明装置１では、拡散カバー３や端板６にハードコート層が設けられているので、耐溶剤性を向上させている。

また、検査工程において、検査照明装置１が工具などと接触する虞がある。工具によって、拡散カバー３や端板６が損傷したり変形したりすると、車両表面に映り込む検査照明装置１の拡散カバー３の像がゆがんでしまい、検査効率が低下してしまう。しかし本実施形態の検査照明装置１によれば、拡散カバー３や端板６にハードコート層が設けられ、強度が補強されているので、損傷や変形の虞が少ない。

また、制御部５１は、直列に接続された複数の検査照明装置１に直列に接続されている。これにより、直列に接続された複数の検査照明装置１を一括してその電流量を調節できる。車両の表面に映り込んだ複数の検査照明装置１の拡散カバー３の像の輝度を一括して調整できるので、作業効率を向上させることができる。

なお、上述の実施形態では検査照明装置１を四輪や二輪などの車両の表面検査に用いる例を挙げて説明したが、本発明はこれに限られない。例えば、航空機の表面や、携帯電話やテレビ、冷蔵庫、洗濯機などの電化製品の表面、机など家具の表面、窓ガラスやタイル、壁材などの表面などの物品の検査に用いることができる。

もっとも、車両の製造ラインにおいては、一台ごとに様々な色に着色された複数の車両が同一の製造ラインに流れてくることがある。このため、半導体発光素子の発光強度を変更可能な検査照明装置１を車両の表面検査に用いると、車両の色に合せて映り込む検査照明装置１の拡散カバー３の像の輝度を変更することができ、検査精度を高められるので好ましい。

また、検査照明装置１の発光色も、車両の色に応じて検査しやすい色に発光させることができる。例えば発光色の異なる複数のＬＥＤチップ５を搭載し（例えば赤、緑、青色）、それぞれのＬＥＤチップ５の発光のＯＮ／ＯＦＦを切り替えることにより、発光色を自在に変えることができる。

なお、上述の説明では検査者１０３が直接車両１００の表面を観察する例を挙げて説明したが、検査室１０４内部に車両１００の表面を観察するカメラ１０５（図３参照）を配置し、このカメラ１０５で得られた画像を検査者１０３あるいは検査プログラムなどにより確認し、車両１００の表面状態を検査するように構成してもよい。この場合でも、本発明に係る検査照明装置１によれば、検査室１０４内を車両１００が搬送されても、車両１００の表面に映りこむ検査照明装置１の大きさおよび輝度が変化しないので、正確な表面検査を実施することができる。

また、拡散カバー３の形状は上述した実施形態の例に限られない。図１０は本発明の第一変形例に係る検査照明装置１の拡散カバー３３を拡大して示す断面図であり、図１１は本発明の第二変形例に係る検査照明装置１の拡散カバー３４を拡大して示す断面図である。

図１０に示したように、拡散カバー３３を中空三角柱形状としてもよい。このような形状としても、側方から見た拡散カバー３３の幅を上方から見た幅以上とすることができる。なお、三角柱に限らず、拡散カバー３３を多角柱形状に形成してもよい。

また、図１１に示したように、拡散カバー３４を略円柱状に形成し、その内部に照射範囲が３２０度となるＬＥＤチップ５４および拡散層７４を形成してもよい。なお、ＬＥＤチップ５４を搭載した基板４は、中心角が４０度をなす基板保持部材４１の上面に取り付けられて、灯具ボディ２に固定されている。図１１に示した例においては、主発光面Ｐに対して２０度をなす角度からみた幅Ｌ３と、主発光方向から見た（上方から見た）幅Ｌ１とが同一となる。

また、拡散カバー３は中空の部材に限られず、拡散カバー３に拡散剤を含有させるなどして、蛍光層７から出射する白色光を十分に拡散することができれば、中実の部材を用いてもよい。

また、上述の実施形態では、反射抑制面１１を隙間覆い部材１０に形成した例を挙げて説明したが、本発明はこの例に限られない。例えば、隙間覆い部材１０を設けない場合でも、外部に露出して拡散カバー３と隣接する灯具ボディ２の肩部２３の表面を反射抑制面としてもよい。

あるいは、拡散カバー３の表面上に長手方向に延びる部材を設け、その表面を反射抑制面として形成してもよい。このように拡散カバー３と隣接し外部に露出する線状の部材の表面を反射率が低減された反射抑制面とすることにより、被検査品に映り込んだときに、黒色の線状の反射抑制面の像が暗いので拡散カバー３の像の輪郭が明確に見える。あるいは長手方向に延びる部材を形成することなく、拡散カバー３の表面上に直接、反射抑制面として黒色塗料を塗布しても良い。この場合には塗料の層が拡散カバーに隣接する部材となる。このように長手方向に延びる線状の反射抑制面を設けることにより、拡散カバー３の像を複数個に分割することができ、複数個の像の輪郭を使って更に検査精度を高めることができる。

また、上述の実施形態では、紫外線を出射するＬＥＤチップ５と、紫外線を吸収して青色光および黄色光を出射する第一蛍光体および第二蛍光体を備える蛍光層７とにより、拡散カバー３から色温度４０００〜５０００Ｋの白色光を出射する構成を例に挙げて説明したが、本発明はこの例に限られない。例えば、光拡散部材に第一蛍光体および第二蛍光体を含有させても良い。また、青色を出射するＬＥＤチップ５と、青色光を吸収して黄色光を出射する蛍光体により、色温度４０００〜５０００Ｋの白色光を出射する検査照明装置１を構成してもよい。また、上述した蛍光体およびバインダの材料は一例であって、上記の例に限られない。また、ＬＥＤチップ５の発光色は白色に限られない。

以上、本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。
本出願は、2012年2月8日出願の日本特許出願（特願2012-24973）および2013年1月28日出願の日本特許出願（特願2013-13525）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。

本発明によれば、物品の様々な表面においても検査精度の落ちにくい、検査照明装置が提供される。

１００：被検査車両、１０１：支柱、１０２：ベルトコンベア、１０３：検査者、１０４：検査室、１：検査照明装置、２：灯具ボディ、２１：基板搭載面、２２：取付面、２３：肩部、２４：係止穴、３：拡散カバー、３ａ：係止爪、４：基板、５：ＬＥＤチップ（半導体発光素子）、Ｐ：主発光面、７：蛍光層、６：端板、８：給電ユニット、８１：リード線、９：ブラケット、１０：隙間覆い部材

Claims

物品の表面に映りこんだ検査照明装置の像を観察することによって物品の表面状態を検査する、表面検査工程で用いられる検査照明装置であって、
基板に搭載された半導体発光素子と
前記半導体発光素子を覆う光拡散部材と、を有する、検査照明装置。
前記半導体発光素子は発光面が上方を向くように前記基板に搭載されており、
前記光拡散部材は長尺であり、その断面形状は上方から見るよりも側方から見た方が大きい、請求項１に記載の検査照明装置。
前記光拡散部材は、前記半導体発光素子の主発光面に対して２０°をなす角度から見た前記光拡散部材の幅が、上方から見た前記光拡散部材の幅以上となる形状に形成されている、請求項２に記載の検査照明装置。
前記基板は光源取付部材に取り付けられており、
前記光源取付部材と前記光拡散部材との境界には、外部に露出し反射率が低減された反射抑制面が設けられている、請求項１から３のいずれか一項に記載の検査照明装置。
前記光拡散部材と隣接し外部に露出する部材の表面のうち、少なくとも前記光拡散部材との隣接部位は反射率が低減された反射抑制面とされている、請求項１から３のいずれか一項に記載の検査照明装置。
前記光拡散部材は、前記光源取付部材から上方に突出するように形成されている、請求項４または５に記載の検査照明装置。
前記検査照明装置を点灯させたときの、前記光拡散部材の輝度Ａと前記反射抑制面の輝度Ｂの比Ａ／Ｂが、５０以上である、請求項４から６のいずれか一項に記載の検査照明装置。
前記検査照明装置は、前記基板を支持する灯具ボディを有し、
前記検査照明装置を点灯させたときの、前記光拡散部材の輝度Ａと前記灯具ボディの輝度Ｃの比Ａ／Ｃが、５０以上である、請求項１から７のいずれか一項に記載の検査照明装置。
色温度４０００〜５０００Ｋの光を出射する、請求項１から８のいずれか一項に記載の検査照明装置。
前記半導体発光素子の発光強度を制御する制御部を備えた、請求項１から９のいずれか一項に記載の検査照明装置。
車両の表面に映りこんだ前記光拡散部材の像を観察することによって車両の表面状態を検査する、請求項１から１０のいずれか一項に記載の検査照明装置。