WO2013118898A1 - 検査照明装置 - Google Patents

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WO2013118898A1
WO2013118898A1 PCT/JP2013/053150 JP2013053150W WO2013118898A1 WO 2013118898 A1 WO2013118898 A1 WO 2013118898A1 JP 2013053150 W JP2013053150 W JP 2013053150W WO 2013118898 A1 WO2013118898 A1 WO 2013118898A1
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WO
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inspection
illumination device
inspection illumination
light
diffusion cover
Prior art date
Application number
PCT/JP2013/053150
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English (en)
French (fr)
Inventor
安男 中村
信夫 松川
範彦 小林
Original Assignee
株式会社小糸製作所
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/8803—Visual inspection
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/8806—Specially adapted optical and illumination features

Definitions

  • the present invention relates to an inspection illumination device used for surface inspection of articles.
  • Surface inspection is performed to check the presence or absence of defective parts on the surface of the vehicle, such as uneven coating, scratches, dents, and minute protrusions due to dust, etc. before, during or after the painting process of articles such as vehicles. .
  • the surface state is inspected by reflecting the light of the fluorescent lamp on the surface of the vehicle and observing the contour shape of the fluorescent lamp.
  • a straight tube fluorescent lamp is employed as an inspection illumination device, if there is no defective portion, a straight tube fluorescent lamp having a linear outline is reflected on the surface.
  • the outline of the straight tube fluorescent lamp will appear distorted.
  • a defective portion is detected by observing the disturbance of the outline with the naked eye or a camera (for example, see Patent Document 1).
  • the above-mentioned straight tube fluorescent lamp cannot adjust the light emission intensity, and an image having a constant luminance is always reflected on the surface of the vehicle. For this reason, the precision of surface inspection will fall depending on the contents of inspection. For example, when a high-luminance image is reflected on the surface of the vehicle, three-dimensional irregularities such as wrinkles can be detected with high accuracy, but it is difficult to detect subtle coating unevenness on the surface of the vehicle. On the other hand, it is difficult to detect unevenness when a low-luminance image is reflected on the surface of the vehicle in order to detect coating unevenness.
  • an object of the present invention is to provide an inspection illumination device capable of performing surface inspection with high accuracy regardless of the content of inspection.
  • An inspection illumination device used in a surface inspection process for inspecting the surface state of an article by observing an image of the inspection illumination device reflected on the surface of the article There is provided an inspection illumination device having a semiconductor light emitting element mounted on a substrate and a light diffusing member covering the semiconductor light emitting element.
  • the semiconductor light emitting device is mounted on the substrate such that the light emitting surface faces upward,
  • the light diffusing member is long, and its cross-sectional shape may be larger when viewed from the side than when viewed from above.
  • the light diffusing member is formed in a shape such that a width of the light diffusing member viewed from an angle of 20 ° with respect to a main light emitting surface of the semiconductor light emitting element is equal to or larger than a width of the light diffusing member viewed from above. It may be.
  • the substrate is attached to a light source attachment member,
  • a reflection suppression surface exposed to the outside and having a reduced reflectance may be provided at the boundary between the light source mounting member and the light diffusing member.
  • At least a portion adjacent to the light diffusing member may be a reflection suppressing surface with reduced reflectance.
  • the light diffusing member may be formed so as to protrude upward from the light source mounting member.
  • a ratio A / B of the luminance A of the light diffusing member and the luminance B of the reflection suppressing surface when the inspection illumination device is turned on may be 50 or more.
  • the inspection illumination device has a lamp body that supports the substrate, A ratio A / C between the luminance A of the light diffusing member and the luminance C of the lamp body when the inspection illumination device is turned on may be 50 or more.
  • Light having a color temperature of 4000 to 5000K may be emitted.
  • the surface state of the vehicle may be inspected by observing an image of the light diffusing member reflected on the surface of the vehicle.
  • an inspection illumination device in which the inspection accuracy is not easily lowered even on various surfaces of the article.
  • FIG. 6 is a top view of the inspection illumination device shown in FIG. 5 with a diffusion cover omitted. It is sectional drawing of the test
  • FIG. 8 is a partially enlarged view of FIG. 7. It is the figure which showed the relationship between the contrast ratio of an image, and easiness to see. It is a partial expanded sectional view of the test
  • FIGS. 1 is a view of the examination room 104 as viewed from the rear
  • FIG. 2 is a view of the vehicle 100 as viewed from the side inside the examination room 104
  • FIG. FIG. 4 is a view showing an image 1A of the inspection illumination device 1 reflected on the surface of the vehicle 100.
  • Surface inspection is performed in order to confirm the presence or absence of a defective portion on the surface of the vehicle 100 before or after the painting process in the manufacturing process of the vehicle 100 or during the painting process. As shown in FIG. 1, this surface inspection is performed by transporting the vehicle 100 to be inspected to the inspection room 104 by a belt conveyor 102 or the like, and the inspector 103 confirms the surface of the vehicle 100 in the inspection room 104. Is called.
  • the painting process here refers to a surface coating process, as well as a base coating process using a rust preventive paint.
  • the examination room 104 is composed of support columns 101 that form a tunnel-like space in which the vehicle 100 can be accommodated.
  • a plurality of support columns 101 are provided at predetermined intervals between each other along the conveyance direction of the vehicle 100.
  • Two inspection illumination devices 1 are attached to one column 101.
  • FIGS. 2 and 3 the inspector 103 stands between the columns 101 and observes an image 1 ⁇ / b> A of the diffusion cover 3 (see FIG. 5) of the inspection illumination device 1 reflected on the surface of the transported vehicle 100.
  • FIG. 4 shows an example of an image 1 ⁇ / b> A of the diffusion cover 3 of the inspection illumination device 1 reflected on the surface of the vehicle 100.
  • the image 1 ⁇ / b> A of the diffusion cover 3 of the inspection illumination device 1 that is originally linear or curved according to the surface of the vehicle 100. Among them, a part D of the side is deformed. Therefore, the inspector 103 confirms that a defective portion is generated on the surface of the vehicle 100 and takes necessary measures such as repainting and removal of defects.
  • FIG. 5 is a perspective view of the inspection illumination device 1 according to the embodiment of the present invention, in which a part of the diffusion cover 3 is cut away.
  • FIG. 6 is a top view of the inspection illumination apparatus 1 shown in FIG. 5 with the diffusion cover 3 omitted.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of the inspection illumination device 1 shown in FIG.
  • FIG. 8 is a partially enlarged view of FIG. 7 showing the vicinity of the diffusion cover 3 in an enlarged manner.
  • the upper direction said below is the main light emission direction of the LED element of LED chip 5, and points out the X direction of FIG.
  • the inspection illumination device 1 is a long member.
  • the inspection illumination device 1 includes a lamp body 2 attached to the above-described support column 101, a diffusion cover 3 (light diffusion member) that forms the lamp chamber S between the lamp body 2, and an LED chip provided in the lamp chamber S. 5 is mounted, and end plates 6 are provided at both ends in the longitudinal direction of the lamp body 2 and close the lamp chamber S. When the inspection illumination device 1 is turned on, the diffusion cover 3 and the end plate 6 emit light.
  • the lamp body 2 is a member extending in the longitudinal direction, and the inside thereof is a hollow tubular member as shown in FIG.
  • the upper surface of the lamp body 2 is a substrate mounting surface 21 (light source mounting member), and the substrate mounting surface 21 supports the substrate 4 on which the LED chip 5 is mounted.
  • the left and right shoulder portions 23 extending from the board mounting surface 21 of the lamp body 2 are inclined surfaces.
  • the lower surface of the lamp body 2 is a mounting surface 22, and the inspection lighting device 1 is mounted on the column 101 with the mounting surface 22 facing the column 101.
  • a plurality of substrates 4 are provided inside the diffusion cover 3, and the substrates 4 are mounted on the substrate mounting surface 21 of the lamp body 2.
  • a plurality of LED (Light Emitting Diode) chips 5 are mounted on the upper surface of the substrate 4 along the longitudinal direction.
  • the LED chip 5 is mounted on the substrate 4 so that the light emitting surface faces upward.
  • the LED chip 5 is an example of the semiconductor light emitting device of the present invention, and an LD (Laser Diode) chip, an EL (Electro Luminescence) chip, or the like may be mounted thereon.
  • a GaN-based LED chip 5 that emits ultraviolet light having a peak wavelength at 405 nm is employed as the LED chip 5.
  • FIG. 6 is a top view of the inspection illumination apparatus 1 with the diffusion cover 3 removed.
  • (A) shows the center part in the longitudinal direction
  • (b) shows the end part in the longitudinal direction.
  • a pair of land electrodes 41 a and 41 b are provided at both ends in the width direction at the longitudinal ends of the substrate 4.
  • the land electrodes 41 a and 41 b are electrically connected to the LED chip 5 by an electrode pattern (not shown) provided on the substrate 4.
  • the land electrodes 41 a of the adjacent substrates 4 and the land electrodes 41 b of the adjacent substrates 4 are electrically connected by bonding wires 42.
  • the inspection illumination device 1 can be configured by arranging a plurality of the same substrates 4 along the longitudinal direction.
  • the distance between adjacent LED chips 5 (the distance between the centers of the LED chips 5) D1 is about 10 mm.
  • the distance D1 is preferably 15 mm or less in order to cause the inspection illumination device 1 to emit light uniformly.
  • the end plate 6 similarly to the diffusion cover 3, the end plate 6 also emits light by the LED chip 5.
  • the distance D2 from the center of the LED chip 5 located at the end in the longitudinal direction to the end plate 6 is about 15 mm.
  • This distance D2 is preferably set to 5 mm or more and 20 mm or less. If the distance D2 is less than 5 mm, the light emitted from the LED chip 5 located at the end in the longitudinal direction is incident on the end plate 6 before it is sufficiently spread. For this reason, a dark part and a bright part are formed in the end plate 6, and the end plate 6 does not emit light uniformly.
  • the distance D2 is greater than 20 mm, the amount of light incident on the end plate 6 from the LED chip 5 located at the end in the longitudinal direction decreases, and the overall luminance of the end plate 6 becomes darker than the luminance of the diffusion cover 3. There is a risk that.
  • the fluorescent layer 7 is applied on the upper surface of the light emitting surface of the LED chip 5.
  • the fluorescent layer 7 contains a binder, a first phosphor, and a second phosphor.
  • the first phosphor and the second phosphor respectively absorb ultraviolet light from the LED chip 5 and emit blue and yellow visible light.
  • the blue and yellow visible lights emitted from the two types of phosphors are mixed, and the fluorescent layer 7 emits white light as a whole.
  • a material having a white light color temperature of 4000 to 5000 K and a content ratio thereof are selected for the first phosphor and the second phosphor.
  • the first phosphor employs a phosphor that absorbs almost no visible light of 450 nm or more, absorbs ultraviolet light emitted from the LED chip 5, and emits yellow visible light having a dominant wavelength of 564 nm or more and 582 nm or less. can do.
  • a phosphor represented by SiO 2 ⁇ 1.0 (Ca 0.54 , Sr 0.36 , Eu 0.1 ) O ⁇ 0.17SrCl 2 is employed as the first phosphor. .
  • a phosphor that absorbs ultraviolet light emitted from the LED chip 5 and emits blue visible light having a dominant wavelength of 440 nm to 470 nm can be employed.
  • a phosphor represented by (Ca 4.67 Mg 0.5 ) (PO 4 ) 3 Cl: Eu 0.08 is used as the second phosphor.
  • the binder is made of a material that has a transmittance of 90% or more for ultraviolet light emitted from the LED chip 5, visible light emitted from the first phosphor and the second phosphor, and has high light resistance.
  • dimethyl silicone resin JCR6126 manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd.
  • a fluorine resin, sol-gel glass, acrylic resin, an inorganic binder, a glass material, etc. can be used for a binder.
  • a power supply unit 8 is provided via a bracket 9.
  • the power supply unit 8 converts an AC voltage supplied from an external commercial power source into a DC voltage, and supplies the LED chip 5 with power via a lead wire 81.
  • inspection illuminating device 1 is provided with the single electric power feeding unit 8.
  • the diffusion cover 3 and the end plate 6 are members molded with a light diffusing resin.
  • the diffusion cover 3 and the end plate 6 can be formed, for example, by kneading particles or pigments having different refractive indexes into polycarbonate.
  • the diffusion cover 3 and the end plate 6 emit light emitted from the fluorescent layer 7 to the outside while diffusing, so that the outer surfaces thereof emit light uniformly.
  • the diffusion cover 3 is separated so that the distance between the inner peripheral surface of the diffusion cover 3 and the LED chip 5 is 20 mm or more. As a result, it is possible to prevent the diffusion cover 3 from being bright and dark. Further, the outer surface of the diffusion cover 3 and the end plate 6 is subjected to a hard coat process, and a hard coat layer is provided.
  • a locking claw 3a is formed at the end of the diffusion cover 3 on the lamp body 2 side.
  • a locking hole 24 (see FIG. 5) corresponding to the locking claw 3a is formed in the vicinity of the boundary between the board mounting surface 21 and the shoulder portion 23 of the lamp body 2.
  • the diffusion cover 3 is fixed to the lamp body 2 by fitting the locking claws 3 a of the diffusion cover 3 into the locking holes 24 of the lamp body 2.
  • a long gap covering member 10 extending along the longitudinal direction is provided outside the boundary between the diffusion cover 3 and the shoulder portion 23 of the lamp body 2.
  • the gap covering member 10 covers a gap generated at the boundary between the diffusion cover 3 and the shoulder 23 and blocks light emitted to the outside from the gap.
  • the surface exposed to the outside of the gap covering member 10 is a reflection suppressing surface 11 that is painted black and has a reduced reflectance.
  • the gap covering member 10 is formed integrally with the diffusion cover 3 as a part of the diffusion cover 3.
  • FIG. 8 is a partially enlarged view of FIG. 7 showing the vicinity of the diffusion cover 3 in an enlarged manner.
  • the diffusion cover 3 protrudes upward from the substrate mounting surface 21 and is formed in a shape that covers the LED chip 5. More specifically, the diffusion cover 3 includes a semi-cylindrical curved surface 31 and a side wall 32 made of a flat plate extending from the curved surface 31 to the lamp body 2 side, and the curved surface 31 protrudes upward from the lamp body 2.
  • the shape of the scale is a semi-cylindrical curved surface 31 and a side wall 32 made of a flat plate extending from the curved surface 31 to the lamp body 2 side, and the curved surface 31 protrudes upward from the lamp body 2.
  • the cross section perpendicular to the longitudinal direction of the diffusion cover 3 (the cross section shown in FIG. 8) is larger when viewed from the side than when viewed from above.
  • the width L1 of the diffusion cover 3 when viewed from an angle of 20 degrees with respect to the main light emitting surface P (surface parallel to the surface of the substrate 4) of the LED chip 5 is upward (main light emitting surface). It is set to be equal to or larger than the width L2 of the diffusion cover 3 when viewed from an angle of 90 degrees with respect to P) (L1 ⁇ L2).
  • the width of the diffusion cover 3 is not less than the width L2 when viewed from above.
  • variety of the diffusion cover 3 is constant in the angle range which makes 20 degree
  • the width L2 of the diffusion cover 3 when viewed from above is set to 35 mm.
  • the main light emitting surface P is a surface orthogonal to the direction (main light emitting direction) in which the luminous flux is the largest among the emitted light from the LED chip 5, and the surface emitting LED chip 5 is a surface parallel to the light emitting surface. It is.
  • the plurality of inspection lighting devices 1 are electrically connected to a common commercial power supply 50 via a single control unit 51.
  • the control unit 50 By adjusting the amount of current supplied to the inspection illumination device 1 by the control unit 50, the emission intensity of the LED chips 5 of the plurality of inspection illumination devices 1 can be collectively adjusted.
  • the LED chip 5 which is a kind of semiconductor light emitting element is employed as the light source. For this reason, by controlling the current flowing through the LED chip 5, it is possible to change the luminance of the image of the diffusion cover 3 of the inspection illumination device 1 to be reflected by controlling the emission intensity of the LED chip 5.
  • the brightness of the image of the diffusion cover 3 reflected on the surface can be adjusted according to the contents of the inspection, and the inspection accuracy can be increased.
  • the inspection accuracy can be improved.
  • the emission intensity of the LED chip 5 is set high, and the brightness of the image of the diffusion cover 3 of the inspection illumination device 1 is increased. Inspection accuracy is improved. On the contrary, an image of the diffusion cover 3 of the inspection illumination device 1 having a low luminance is reflected on a bright surface or a glossy surface, so that the burden on the eye of the inspector can be reduced and the inspection accuracy can be increased. Thereby, the inspection accuracy can be increased regardless of the surface of the article.
  • the inspection illumination device 1 equipped with the LED chip 5 generates less heat from the light source than the discharge fluorescent lamp. For this reason, since the temperature inside the inspection chamber 104 to which the plurality of inspection illumination devices 1 as shown in FIGS. 1 to 3 are attached is unlikely to rise, the inspection environment is unlikely to deteriorate. For this reason, the burden of the inspector 103 who performs the surface inspection of the vehicle 100 is reduced.
  • the inspection illumination device provided with a planar light emitting surface
  • the light emitting surface is limited, and thus the width dimension changes depending on the viewing angle. For this reason, the image of the diffusion cover of the inspection illumination device that is located far from the inspector and reflected on the surface of the vehicle at a shallow angle has a sharp and thin shape, and accurately inspects a position far from the inspector. It is difficult.
  • the diffusion cover 3 of the inspection illumination device 1 has a shape in which the width when viewed from the side is equal to or larger than the width when viewed from above. Therefore, as shown in FIG. 3, the image of the diffusion cover 3 of the inspection illumination device 1a located far from the inspector and the image of the diffusion cover 3 of the inspection illumination device 1c located in the vicinity have the same width. looks like. Therefore, even if the inspector 103 looks at the inspection illumination device 1a located far away, it does not feel dazzling, and the burden on the inspector is reduced. Further, the inspector 103 can perform surface inspection using, for example, the inspection illumination device 1a located in the distance, the inspection illumination device 1c located in the vicinity, and the inspection illumination device 1b located in the middle thereof. . Thus, since inspection can be performed using a plurality of inspection illumination devices at the same time, the accuracy of surface inspection can be improved.
  • the width L1 viewed from an angle of 20 degrees with respect to the main light emitting surface of the LED chip 5 is equal to or larger than the width L2 viewed from above. Therefore, the inspector 103 can inspect the surface of the vehicle 100 to be inspected at 20 degrees with respect to the inspector 103. That is, as shown in FIG. 3, the inspector 103 can perform the surface inspection using the inspection illumination device located farther away, so that the accuracy of the inspection can be improved.
  • the shoulder portion 23 of the lamp body 2 is inclined. Therefore, when the inspection illumination device 1 is viewed from the side, the lamp body 2 does not block the diffusion cover 3. Therefore, even when an image of the diffusion cover 3 viewed from the side of the inspection illumination device 1 is reflected on the surface of the vehicle 100, the surface inspection can be performed using this image.
  • the gap cover member 10 is provided at the boundary between the diffusion cover 3 and the lamp body 2, and the surface exposed to the outside of the gap cover member 10 has a reflectance.
  • the reflection suppressing surface 11 is low. Therefore, the outline of the image 1A of the diffusion cover 3 of the inspection illumination device 1 reflected on the surface of the vehicle 100 is not blurred and becomes a clear image 1A. Therefore, the disturbance of the contour due to the defective portion on the surface of the vehicle 100 becomes easier to visually recognize, and the inspection accuracy is improved.
  • the reflection suppression surface 11 is a surface for clearly showing the outline of the image of the diffusion cover 3 when reflected on the inspected product.
  • the reflection suppressing surface 11 can be formed by the same metal plate as the lamp body 2, but the reflection suppressing surface 11 is preferably suppressed by the above-described dark painted surface such as black or a non-glossy surface that does not have gloss and diffuses light. Surface 11 can be formed.
  • the reflectance of the reflection suppressing surface 11 is determined so that the brightness of the image of the diffusion cover 3 reflected on the surface of the article is clear so that the outline of the diffusion cover 3 reflected on the surface of the article becomes clear.
  • the contrast ratio with the brightness of the image of the reflection suppressing surface 11 is set to be a certain value or more.
  • FIG. 9 shows the ratio A / B (contrast ratio) between the luminance A of the image of the diffusion cover 3 reflected on the surface of the inspected product and the luminance B of the reflection suppressing surface 11 and the diffusion cover 3 reflected on the surface.
  • This shows the relationship with the visibility of the contour of the image.
  • the horizontal axis displays the contrast ratio in logarithm.
  • the visibility of the contour of the image is evaluated in 6 stages, 5 is very easy to see, 4 is easy to see, 3 is easy to see, 2 is hard to see, 1 is hard to see Those that were not visible were rated as 0.
  • the average of the evaluation is shown in FIG.
  • the contrast ratio between the light emitting area and the non-light emitting area of the image of the straight tube fluorescent lamp is indicated by a point X.
  • the straight tube fluorescent lamp has a low contrast ratio and is evaluated as difficult to see.
  • the inspection illumination device 1 according to the present embodiment it can be seen that there are many inspectors who evaluate that the contrast ratio is 50 or more and that it is easier to see than normal visibility. Therefore, in the inspection illumination device 1 according to the present embodiment, the ratio A / B of the luminance A of the diffusion cover 3 and the luminance B of the reflection suppressing surface 11 when the inspection illumination device 1 is turned on is 50 or more. Is set to For the same reason, the ratio A / C between the luminance A of the diffusion cover 3 and the luminance C of the outer surface of the lamp body 2 when the inspection illumination device 1 is turned on is set to be 50 or more. Yes.
  • the ratio A / B between the luminance A of the diffusion cover 3 and the luminance B of the reflection suppressing surface 11 when the inspection illumination device 1 is turned on is 100 or more. It is preferable that they are set as follows. Moreover, it is preferable that the ratio A / C between the luminance A of the diffusion cover 3 and the luminance C of the outer surface of the lamp body 2 when the inspection illumination device 1 is turned on is set to 100 or more.
  • white light having a color temperature of 4000 to 5000 K is emitted from the diffusion cover 3.
  • Light having a color temperature less than 4000K is a color that humans feel dark, and it is difficult to distinguish the contour of the image of the diffusion cover 3.
  • the color temperature is higher than 5000K, the human will feel dazzling and give the inspector an afterimage.
  • the inspection illumination device 1 emits white light having a color temperature of 4000 to 5000 K, it is easy for the inspector to visually recognize the image of the diffusion cover 3 reflected on the surface of the inspected product, and the surface inspection is performed with high accuracy. can do.
  • the inspection illumination device 1 is attached to the support column 101 in a state where the two inspection illumination devices 1 are arranged in parallel. Thereby, the inspector 103 can perform the surface inspection using the four contours in which the two diffusion covers 3 are reflected. Therefore, a highly accurate inspection can be performed using a plurality of contours.
  • Luminance Luminance In the surface inspection of the vehicle, it is preferable to form the image of the diffusion cover 3 of the inspection illumination device 1 so as to continue over the upper surface and the side surface of the vehicle. This is because there are no oversights such as scratches on the surface.
  • pipe type LED fluorescent lamp for home use have a feeding part in both ends, if a straight tube
  • the end plate 6 is also formed of the same material as the diffusion cover 3. For this reason, the end plate 6 also emits light with the same luminance as the diffusion cover 3. Therefore, even if the plurality of inspection illumination devices 1 are arranged along the longitudinal direction even if they are not arranged so that the end portions overlap, an image of the diffusion cover 3 of the inspection illumination device 1 that is continuous without gaps on the surface of the vehicle can be obtained. Reflect. For this reason, the surface inspection of a vehicle can be implemented without oversight by a small number of inspection lighting devices 1. Further, the space for installing the inspection illumination device 1 does not increase in size. Furthermore, according to the inspection illumination device 1 according to the present embodiment, by changing the number of LED chips 5 and the length of the diffusion cover 3, the inspection illumination device 1 can be freely connected without connecting a plurality of inspection illumination devices. The length of can be set.
  • the diffusion cover 3 is made of a material having a low diffusion transmittance as low as 50% but a low light absorption rate.
  • the distance between the LED chip 5 and the diffusion cover 3 is set so as not to be smaller than 20 mm.
  • the reflectance of the substrate 4 and the substrate mounting surface 21 has a greater influence on the brightness of the inspection illumination device 1 than the transmittance of the diffusion cover 3. Therefore, in the present embodiment, in order to increase the reflectivity of the substrate 4 and the substrate mounting surface 21, the substrate 4 and the substrate mounting surface 21 are subjected to a reflective surface treatment with white silk (white paint).
  • a reflective sheet may be pasted on the substrate 4 or the substrate mounting surface 21 or a reflective cover may be put thereon. Thereby, the test
  • HF fluorescent tube high frequency lighting type fluorescent tube
  • glow start type fluorescent tube sockets with a diameter ⁇ of 35 mm.
  • the weight of the entire lamp tends to be heavy. Therefore, it is currently recommended to use a ⁇ 25 mm socket in order to reduce the weight of the entire lighting device. That is, with the spread of LED light sources, it is assumed that ⁇ 25 mm sockets will gradually become the majority in the future.
  • the size of the inspection illumination device is to about 25 mm in a shape that matches the size of this 25 mm socket (for example, in the above embodiment, the dimension L1 of the diffusion cover is set to about 25 mm).
  • the dimension L1 of the diffusion cover 3 is set to 35 mm or more while using a ⁇ 25 mm socket.
  • the inspection lighting device 1 may come into contact with a tool or the like. If the diffusion cover 3 or the end plate 6 is damaged or deformed by a tool, the image of the diffusion cover 3 of the inspection illumination device 1 reflected on the vehicle surface is distorted, and the inspection efficiency is lowered. However, according to the inspection illumination device 1 of the present embodiment, since the hard cover layer is provided on the diffusion cover 3 and the end plate 6 and the strength is reinforced, there is little risk of damage or deformation.
  • control part 51 is connected in series with the some test
  • inspection illuminating devices 1 connected in series can be adjusted collectively. Since the brightness of the image of the diffusion cover 3 of the plurality of inspection illumination devices 1 reflected on the surface of the vehicle can be adjusted at once, the working efficiency can be improved.
  • the inspection illumination device 1 is used for the surface inspection of a vehicle such as a four-wheel or two-wheel vehicle.
  • a vehicle such as a four-wheel or two-wheel vehicle
  • it can be used for inspecting articles such as surfaces of aircraft, surfaces of electrical appliances such as mobile phones, televisions, refrigerators and washing machines, surfaces of furniture such as desks, surfaces such as window glass, tiles and wall materials.
  • the emission color of the inspection lighting device 1 can be made to emit light that is easy to inspect according to the color of the vehicle.
  • a plurality of LED chips 5 having different emission colors are mounted (for example, red, green, and blue), and the emission color can be freely changed by switching ON / OFF of the emission of each LED chip 5.
  • FIG. 10 is an enlarged sectional view showing the diffusion cover 33 of the inspection illumination device 1 according to the first modification of the present invention
  • FIG. 11 shows the diffusion cover 34 of the inspection illumination device 1 according to the second modification of the present invention. It is sectional drawing which expands and shows.
  • the diffusion cover 33 may have a hollow triangular prism shape. Even in such a shape, the width of the diffusion cover 33 viewed from the side can be made equal to or larger than the width viewed from above.
  • the diffusion cover 33 may be formed in a polygonal prism shape, not limited to the triangular prism.
  • the diffusion cover 34 may be formed in a substantially cylindrical shape, and the LED chip 54 and the diffusion layer 74 having an irradiation range of 320 degrees may be formed therein.
  • the substrate 4 on which the LED chip 54 is mounted is attached to the upper surface of the substrate holding member 41 having a central angle of 40 degrees and is fixed to the lamp body 2.
  • the width L3 viewed from an angle of 20 degrees with respect to the main light emitting surface P and the width L1 viewed from the main light emitting direction (viewed from above) are the same.
  • the diffusion cover 3 is not limited to a hollow member. If the white light emitted from the fluorescent layer 7 can be sufficiently diffused by adding a diffusion agent to the diffusion cover 3, a solid member is used. Also good.
  • the reflection suppressing surface 11 is formed on the gap covering member 10 .
  • the present invention is not limited to this example.
  • the surface of the shoulder portion 23 of the lamp body 2 exposed to the outside and adjacent to the diffusion cover 3 may be used as a reflection suppressing surface.
  • a member extending in the longitudinal direction may be provided on the surface of the diffusion cover 3, and the surface may be formed as a reflection suppressing surface.
  • the surface of the linear member that is adjacent to the diffusion cover 3 and is exposed to the outside is used as a reflection suppressing surface with reduced reflectivity, so that the black linear reflection when reflected on the inspected product. Since the image of the suppression surface is dark, the outline of the image of the diffusion cover 3 can be clearly seen.
  • a black paint may be applied directly as a reflection suppressing surface on the surface of the diffusion cover 3 without forming a member extending in the longitudinal direction. In this case, the paint layer becomes a member adjacent to the diffusion cover.
  • the diffusion cover 3 includes the LED chip 5 that emits ultraviolet rays and the fluorescent layer 7 that includes the first phosphor and the second phosphor that absorb the ultraviolet rays and emit blue light and yellow light.
  • the configuration for emitting white light having a color temperature of 4000 to 5000 K is described as an example, but the present invention is not limited to this example.
  • the light diffusing member may contain a first phosphor and a second phosphor.
  • the inspection illumination device 1 that emits white light having a color temperature of 4000 to 5000 K may be configured by the LED chip 5 that emits blue light and the phosphor that absorbs blue light and emits yellow light.
  • the phosphor and binder materials described above are examples, and are not limited to the above examples. Further, the emission color of the LED chip 5 is not limited to white.

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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

検査照明装置
　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（Ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ）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（Ｌａｓｅｒ　Ｄｉｏｄｅ）チップやＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ　Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）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、ＳｉＯ２・１．０（Ｃａ０．５４，Ｓｒ０．３６，Ｅｕ０．１）Ｏ・０．１７ＳｒＣｌ２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、（Ｃａ４．６７Ｍｇ０．５）（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｅｕ０．０８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 (11)

  1. 　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。
  2. 　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。
  3. 　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。
  4. 　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。
  5. 　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。
  6. 　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。
  7. 　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。
  8. 　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。
  9. 　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。
  10. 　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。
  11. 　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。
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