WO2015186675A1 - 接続型プリズムシートおよびプリズムシート付きライン光照射装置 - Google Patents

接続型プリズムシートおよびプリズムシート付きライン光照射装置 Download PDF

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WO2015186675A1
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prism sheet
light irradiation
line
line light
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龍 古
拓三 戸川
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シーシーエス株式会社
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    • F21SNON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S2/00Systems of lighting devices, not provided for in main groups F21S4/00 - F21S10/00 or F21S19/00, e.g. of modular construction
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21KNON-ELECTRIC LIGHT SOURCES USING LUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING ELECTROCHEMILUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING CHARGES OF COMBUSTIBLE MATERIAL; LIGHT SOURCES USING SEMICONDUCTOR DEVICES AS LIGHT-GENERATING ELEMENTS; LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21K2/00Non-electric light sources using luminescence; Light sources using electrochemiluminescence
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21VFUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V5/00Refractors for light sources
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    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/04Prisms

Definitions

  • the present invention relates to a connection type prism sheet and a line light irradiation device with a prism sheet that can irradiate line-shaped light.
  • the thing of patent document 1 is known as an example of a line light irradiation apparatus.
  • a line light irradiation device a plurality of LEDs are provided in a row in a longitudinal direction in a casing.
  • the casing has a pair of left and right side plates and a bottom plate.
  • An opening is formed on the top plate side, and line-shaped light having an LED as a light source is emitted from the opening toward the outside.
  • An inspection apparatus that uses such a line light irradiation apparatus to irradiate an inspection target with line-shaped light and inspects for the presence of defects such as scratches, for example, as shown in FIG.
  • the configuration includes an irradiation device 1 and a line scan camera 4.
  • the line light irradiation device 1 irradiates the inspection object W with line-shaped light, and performs a line scan on the scattered light at the defect K of this light. By detecting with the camera 4, the presence or absence of a defect K such as a scratch is inspected.
  • the inspection object W is wound in a roll shape, and the line light irradiation device 1 forms a line shape within a predetermined range on the surface of the inspection object W that is unwound from the roll and transferred to the take-up roll side.
  • the light is irradiated.
  • a prism sheet 30 is attached to the emission surface from which the light of the line light irradiation device 1 is emitted, and is emitted from the line light irradiation device 1 by the prism sheet 30.
  • the defect K1 extending in a direction parallel to the light H emitted from the line light irradiation device 1 is also Light can be scattered by the defect K1, and the scattered light H1 can be detected by the line scan camera 4.
  • Patent Document 2 discloses a technique for causing the prism sheet 30 to refract straight light to the left and right.
  • the prism sheet is manufactured using a mold in which a prism shape is formed.
  • the length in the width direction of the inspection object is several meters, the length corresponding to this length is used.
  • the mold In order to manufacture a prism sheet having a thickness, the mold must be enlarged, and there is a problem that it takes time and cost. Therefore, it is conceivable to manufacture a long prism sheet (connected prism sheet) by connecting a plurality of strip-shaped prism sheets having a predetermined length in the length direction, but there are the following problems.
  • the prism sheet 30 has a prism row 31 in which a large number of triangular prism-shaped unit prisms 31a are arranged in parallel, and the width of the unit prism 31a (in the parallel direction of the unit prisms 31a).
  • the side length of the unit prism having a triangular cross section is, for example, about 50 ⁇ m.
  • connection ends when the strip-shaped prism sheets 30 and 30 are connected in the longitudinal direction by abutting their opposing short sides (connection ends), a gap S is generated between these connection ends. This is because the prism sheet 30 is made of resin and easily expands and contracts due to heat, so it is difficult to completely eliminate the gap S.
  • a gap S is generated between the connecting ends of the prism sheets 30 and 30, as shown in FIG. 15.
  • This gap S is, for example, about 0.5 mm.
  • the width of the unit prism 31a is about 50 ⁇ m, about 10 pieces are missing, and when the width is about 25 ⁇ m, about 20 pieces are missing.
  • the gap (between the connecting ends) S a considerable number of unit prisms 31a are missing, and the light from the line light irradiation device 1 goes straight and is irradiated onto the inspection object without being refracted. Become. Therefore, if there is a defect parallel to this direction in the straight direction of this light, there is a problem that the scattered light of the light at this defect cannot be detected by the line scan camera, and the defect cannot be detected.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a connection type prism sheet and a line light irradiation device with a prism sheet that can reliably detect defects of an inspection object by a line scan camera or the like.
  • connection type prism sheet of the present invention is formed by connecting a plurality of prism sheets having a prism row in which a plurality of prisms are arranged in parallel in the parallel direction of the prisms,
  • the connecting portion to which the prism sheets are connected is characterized in that a part of the prism is positioned in a direction crossing the longitudinal direction of the prism.
  • the line light irradiation apparatus with a prism sheet of the present invention includes a line light irradiation apparatus capable of irradiating line-shaped light, and a connection type prism sheet provided on the light emission side of the line light irradiation apparatus. It is characterized by.
  • the “prism array” is not only a prism having the same shape arranged in parallel, but also a plurality of prisms of different sizes and similar shapes that are alternately arranged in parallel, or a plurality of different shapes and sizes. This means that prisms of different types are included at random.
  • the prisms in the prism array in which prisms of the same size and shape are arranged may be referred to as “unit prisms”.
  • “Prism sheets are connected” means, for example, that the prism sheets are fixed to, for example, a case of a line-type light irradiation device or other substrate in a state where the prism sheets are brought into contact with or close to each other.
  • connection type prism sheet includes both those provided integrally with the line light irradiation device and those separately provided at a position away from the line light irradiation device. Including.
  • connection type prism sheet and the prism sheet connecting portion in the line light irradiation apparatus with a prism sheet of the present invention a part of the prism is provided in a direction intersecting with the longitudinal direction of the prism, and the entire prism is missing in the connection portion. Not. Therefore, the light emitted from the line light irradiation device toward the connecting portion of the prism sheet is refracted in a predetermined direction by the prism provided in the connecting portion and is irradiated to the defect of the inspection object.
  • the defect can be detected by detecting the scattered light of the light with a line scan camera.
  • connection end in the connection portion to which the prism sheets are connected is formed by cutting the prism sheet in a direction intersecting with the longitudinal direction of the prism.
  • the defect of the inspection object can be reliably detected by a line scan camera or the like.
  • the line light irradiation apparatus which concerns on embodiment of this invention is shown, (a) is the perspective view which showed the line light irradiation apparatus typically, (b) is A arrow view in (a). It is a perspective view of a line light irradiation apparatus. It is sectional drawing of a line light irradiation apparatus same as the above.
  • An example of the connection type prism sheet which concerns on embodiment of this invention is shown, (a) is a front view, (b) is a top view. It is a top view for demonstrating the 1st example of the connection method of a prism sheet equally. It is a top view for demonstrating the 2nd example of the connection method of a prism sheet equally.
  • Fig.1 (a) is the perspective view which showed typically the line light irradiation apparatus with a prism sheet which concerns on embodiment of this invention.
  • This line light irradiation device with a prism sheet includes a line light irradiation device 1 capable of irradiating line-shaped light and a connection type prism sheet 3.
  • the line light irradiation device 1 irradiates, for example, a predetermined irradiation region of the inspection object W with line-shaped light.
  • the imaging device 4 such as a line scan camera images the predetermined irradiation region and obtains the obtained image data.
  • the image processing apparatus (not shown) is used for a product inspection system that automatically inspects for defects such as scratches and dirt.
  • the line light irradiation device 1 includes a casing 5, a plurality of LED wiring boards 6 accommodated in the casing 5, and a rod-shaped lens accommodated in the casing 5.
  • a rod lens 7, a connection type prism sheet 3, and a translucent plate 8 as a protective plate are provided.
  • the casing 5 is made of a long metal and has a substantially U-shaped cross section perpendicular to the longitudinal direction.
  • the casing 5 extends in the longitudinal direction from the bottom wall portion 51 extending in the longitudinal direction and from both sides in the longitudinal direction of the bottom wall portion 51.
  • a pair of left and right side wall portions 52 and 53 are provided.
  • a plurality of heat radiation fins 5F for releasing heat from the LED wiring board 6 to the outside are provided along the longitudinal direction at a predetermined interval in a direction orthogonal to the longitudinal direction. Further, front and rear side walls 54 and 55 are fixed to one end and the other end in the longitudinal direction of the casing 5 by screws or the like. As a result, the casing 5 is formed with a substantially rectangular light exit 5H at the top.
  • An electrical cable 9 for supplying power to the LEDs extends from the rear side wall 55.
  • the LED wiring substrate 6 is a long substrate on which a plurality of LEDs 61 are mounted, and is fixed to the upper surface of the bottom wall portion 51 of the casing 5.
  • the LED wiring board 6 has a plurality of LEDs 61 on the surface of the long printed wiring board, arranged in a row in the short side direction so that the optical axis is aligned in a substantially constant direction and is linear in the long side direction. This is implemented in a plurality of rows (one row in FIG. 3).
  • the LED 61 is of a surface mount type in which an LED element is disposed in the center of a package having a thin rectangular plate shape, for example.
  • the rod lens 7 is a condensing lens having a substantially circular cross section having substantially the same length as the lengths of the left and right side wall portions 52 and 53 of the casing 5 in the longitudinal direction.
  • the rod lens 7 is provided in the casing 5 along the longitudinal direction above the LED wiring board 6. Further, the optical axis of the rod lens 7 coincides with the optical axes of the plurality of LEDs 61.
  • connection-type prism sheet 3 is formed by connecting a plurality of prism sheets 30 that diffuse line-shaped light emitted from the line light irradiation device 1 in the longitudinal direction.
  • 4A is a front view of the connection type prism sheet 3
  • FIG. 4B is a plan view thereof.
  • the prism sheet 30 is a belt-like sheet that is long in the right and left in FIG. 4, and includes a prism row 31 in which a large number of unit prisms (prisms) 31a are arranged in parallel.
  • the unit prisms 31 a have a triangular prism shape, extend in the short direction of the prism sheet 30, and are formed in large numbers at regular intervals in the longitudinal direction of the prism sheet 30.
  • the prism sheet 30 has a structure having a prism portion (prism array 31) having a sawtooth cross section in which peaks and valleys are continuous along the longitudinal direction.
  • the cross section of the unit prism 31a is an isosceles triangle, and the top formed between the sides having the same length is directed to the light irradiation side, that is, the line light irradiation device 1 side.
  • the opposite sides are arranged in a straight line.
  • the short side length of one prism sheet 30 is, for example, about 25 mm
  • the long side length is, for example, about 3000 mm
  • the width of the unit prism 31a (the parallel direction of the unit prisms 31a (in FIG. 4)
  • the side length (P) of the unit prism 31a having a triangular cross section in the left-right direction) is about 50 ⁇ m, and the unit prism 31a is greatly exaggerated in FIG.
  • Such a prism sheet 30 is connected in the longitudinal direction to constitute the connection type prism sheet 3.
  • the prism sheet 30 intersects the parallel direction of the unit prisms 31 a at the connecting portion 30 A to which the prism sheets 30 and 30 are connected (
  • the prism sheets 30 and 30 are connected to each other such that a part of the unit prism 31a is positioned in the longitudinal direction (vertical direction in FIG. 4B) which is a direction orthogonal to each other.
  • the cut end 32A of one prism sheet 30 is an inclined side 32A inclined by a predetermined angle with respect to the longitudinal direction of the unit prism 31a, and the cut end 32B of the other prism sheet 30 is formed. Is an inclined side 32B that is inclined by a predetermined angle with respect to the longitudinal direction of the unit prism 31a.
  • the cut ends (cut sides) 32A and 32B are parallel to each other. For example, a gap S between these cut ends (a gap in a direction intersecting the longitudinal direction of the unit prism 31a) S is 0.5 mm to 1.. It is about 5 mm.
  • the protruding end 32A1 of the cut end 32A of one (left) prism sheet 30 is located closer to the other prism sheet 30 than the protruding end 32B1 of the cut end 32B of the other (right) prism sheet 30.
  • the protruding end 32B1 of the cut end 32B of the (right) prism sheet 30 is located closer to the one prism sheet 30 than the protruding end 32A1 of the cut end 32A of the one prism sheet 30. Therefore, the gap S does not penetrate in the longitudinal direction of the unit prism 31a (the vertical direction in FIG. 4B). For this reason, a part 31b of the unit prism 31a is positioned on at least one side of the gap S in the connection portion 30A.
  • the cut ends 32 ⁇ / b> A and 32 ⁇ / b> B are abutted with each other and the cut ends 32 ⁇ / b> A and 32 ⁇ / b> B are included so as to include the prism sheets 30 and 30.
  • the adhesive tape 35 may be attached only to one surface of the prism sheets 30 and 30 or may be attached to both surfaces.
  • the edges along the long side direction of the prism sheets 30 and 30 are straddled across the ends of the cut ends 32A and 32B.
  • Adjacent prism sheets 30, 30 may be connected to each other by being joined by the welding portion 36.
  • the cut ends including the cut ends 32 ⁇ / b> A and 32 ⁇ / b> B may be overlapped with each other in the thickness direction of the prism sheet 30, and this portion may be connected by welding.
  • connection type prism sheet 3 manufactured in this way is provided between a light transmitting plate 8 as a protective cover and an LSD (lens diffusion plate) 10 as shown in FIGS. 3 and 8, for example. . Then, after the rear side wall 55 is removed from the casing 5, the translucent plate 8, the connection type prism sheet 3 and the LSD 10 are overlapped, and are slid along the longitudinal direction of the casing 5 and inserted into the casing 5. By doing so, the connection type prism sheet 3 is attached to the casing 5. As shown in FIG. 9, the connection type prism sheet 3 is arranged with the top portion of the unit prism 31 a facing the light emission side, that is, the LED wiring board 6 side.
  • the light emitted from the LED 61 of the LED wiring board 6 is collected by the rod lens 7 and further reaches the connection-type prism sheet 3 via the LSD 10 and is refracted in a predetermined direction by the connection-type prism sheet 3. After passing through the light transmitting plate 8, the object to be inspected is irradiated.
  • the present embodiment even if there is a gap S between the connecting ends 32A, 32B of the prism sheets 30, 30, all of the unit prism 31a in the longitudinal direction is formed by the gap S. Is not lost, and there are portions 31b of the unit prism 31a on both sides of the gap (between the cut ends) S in the longitudinal direction of the unit prism 31a. Therefore, the light emitted from the line light irradiation device 1 toward the connection portion 30A of the connection type prism sheet 3 is refracted in a predetermined direction by the unit prism 31a in which the portions 31b are located on both sides of the gap S between the cut ends. The defect K1 of the inspection object W is irradiated.
  • the scattered light of the light at the defect K1 can be detected by the line scan camera 4, and the defect K1 can be detected. Since a part of the light emitted from the line light irradiation device 1 passes through the gap S, the amount of light refracted by the part 31b of the unit prism 31a is reduced correspondingly, but the defect K1 is detected. Is enough light.
  • connection type prism sheet 3 only needs to be cut by inclining the end of the belt-like prism sheet 30 with respect to the longitudinal direction, but the cut ends 32A and 32B are butted together and connected by the adhesive tape 35. Easy to manufacture.
  • connection type prism sheet 3 is not limited to the above-described embodiment, and the following connection type prism sheets 3A to 3D may be used. Even in this case, a part 31b of the unit prism 31a is positioned in the longitudinal direction of the unit prism 31a in the connection portions 30B, 30C, 30D, and 30E.
  • connection end of the prism sheet 30 is cut in a direction intersecting (orthogonal) with the longitudinal direction of the unit prism 31a, and the cut end
  • the prism sheets 30 and 30 are connected by the cut ends 3a, 3b, and 3b.
  • the cut ends 3b and 3b are cut from the both ends of the unit prism 31a in the longitudinal direction of the unit prism 31a.
  • connection end of the prism sheet 30 is constituted by a cut end 3c cut in a curved shape in a direction intersecting the longitudinal direction of the unit prism 31a.
  • the prism sheets 30, 30 are connected to each other at the cut end 3c.
  • connection end of the prism sheet 30 is connected to the cut ends 3d and 3d cut in the longitudinal direction of the unit prism 31a and the cut ends 3d and 3d.
  • the prism sheets 30 and 30 are connected to each other by the cut ends 3d, 3d, and 3e.
  • connection end of the prism sheet 30 is cut in a direction intersecting (orthogonal) with the longitudinal direction of the unit prism 31a, and the unit prism 31a.
  • a stepped cut end is formed by the cut end 3g cut in the longitudinal direction, and a cut end 3h cut in a direction obliquely intersecting the longitudinal direction of the unit prism 31a is provided at the end of the cut end.
  • reference characters L1 and L2 indicate line lights having predetermined widths h1 and h2, respectively.
  • the line lights L1 and L2 pass through the connection type prism sheets 3C and 3D at the portions indicated by oblique chain lines.
  • a portion where the cut end 3e constituting a part of the arc intersects the line light L1 is substantially parallel to the unit prism 31a.
  • the portion where the cut end 3g cut in the longitudinal direction of the unit prism 31a intersects the line light L1 is substantially parallel to the unit prism 31a. Therefore, in this part, there is no part 31b of the unit prism 31a on both sides thereof, and the line light L1 advances straight in the gap in this part of the cut end 3g (a part substantially parallel to the unit prism 31a), so that the inspection leakage occurs. Occurs.
  • the portion where the cut end 3g cut in the longitudinal direction of the unit prism 31a intersects the line light L2 is substantially parallel to the unit prism 31a.
  • the connecting prism sheet having a cutting end (connection end) substantially parallel to the unit prism
  • the cutting end (connection end) substantially parallel to the unit prism (prism) of the prism sheet. It is necessary to fit at least one side from the end of the parallel cut ends within the width (range) of the line light at a portion where the line light intersects with the line light.
  • the prism sheet 30 is a unit prism 31a having an isosceles triangular prism shape arranged in parallel, but in addition to this, unit units as shown in FIGS. 13 (a) to (e) are used. Prism sheets 301 to 305 having prisms may be used.

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Abstract

 検査対象物の欠陥をラインスキャンカメラ等によって確実に検出できる接続型プリズムシートおよびプリズムシート付きライン光照射装置を提供する。 プリズムシート30,30どうしが接続される接続部30Aにおける接続端32A、32Bが、単位プリズム31aの長手方向と交差する方向に斜めに切断され、かつ互いに平行な切断端32A、32Bとされ、プリズムシート30、30どうしは、これらの切断端間Sより単位プリズム31aの長手方向における少なくとも一方の側に、単位プリズム31aの一部31bが位置するようにして、接続されているので、検査対象物の欠陥をラインスキャンカメラ等によって確実に検出できる。

Description

接続型プリズムシートおよびプリズムシート付きライン光照射装置
 本発明は、接続型プリズムシートおよびライン状の光を照射できるプリズムシート付きライン光照射装置に関する。
 ライン光照射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。このライン光照射装置は、ケーシング内に複数のLEDが長手方向に沿って列状に設けられている。ケーシングは、左右一対の側板および底板を有し、頂板側に開口部が形成され、この開口部からLEDを光源とするライン状の光が外部に向けて出射されるようになっている。
 このようなライン光照射装置を利用して、検査対象物にライン状の光を照射し、傷等の欠陥の有無を検査する検査装置は、例えば図14(a)に示すように、ライン光照射装置1と、ラインスキャンカメラ4とを備えた構成となっており、ライン光照射装置1からライン状の光を検査対象物Wに照射し、この光の欠陥Kでの散乱光をラインスキャンカメラ4で検出することによって、傷等の欠陥Kの有無を検査している。なお、検査対象物Wは、ロール状に巻かれており、このロールから巻き出されて巻取りロール側に転送される検査対象物Wの表面の所定の範囲にライン光照射装置1からライン状の光を照射している。
 このような検査装置では、検査対象物Wの転送(搬送)方向と交差する方向、つまり、ライン光照射装置1から出射される光Hと平面視において交差する方向に延びる欠陥Kに対しては、ライン光照射装置1から出射される光Hを当該欠陥Kで散乱させ、この散乱光をラインスキャンカメラ4で検出することはできるのに対し、検査対象物Wの転送方向と平行な方向、つまり、ライン光照射装置1から出射される光Hと平面視において平行な方向に延びる欠陥K1に対しては、図14(b)に示すように、散乱する光の方向が異なるため、当該散乱光H1をラインスキャンカメラ4で検出することは困難である。
 そこで、図1(a)、(b)に示すように、ライン光照射装置1の光が出射される出射面にプリズムシート30を取り付け、このプリズムシート30によってライン光照射装置1から出射される光を左右に屈折させて、欠陥K1に照射することで、図1(b)に示すように、ライン光照射装置1から出射される光Hと平行な方向に延びる欠陥K1に対しても、当該欠陥K1で光を散乱させ、この散乱光H1をラインスキャンカメラ4で検出することができる。このように、プリズムシート30によって、直進する光を左右に屈折させる技術については、例えば特許文献2に記載されている。
特開2012-186015号公報 特開2006-17487号公報
 ところで、プリズムシートは、プリズム形状が形成された金型を使用して製造されるが、例えば、検査対象物の幅方向の長さが、数メートルになった場合、この長さに応じた長さを有するプリズムシートを製造するには、金型を大型化しなければならず、手間とコストがかかるという問題がある。
 そこで、所定長さの複数の帯状のプリズムシートをその長さ方向に接続して、長いプリズムシート(接続型プリズムシート)を製造することが考えられるが、以下のような問題がある。
 すなわちまず、図15に示すように、プリズムシート30は、三角柱形状の単位プリズム31aが平行に多数並列されたプリズム列31を有しており、単位プリズム31aの幅(単位プリズム31aの並列方向における断面三角形状の単位プリズムの辺の長さ)は、例えば50μm程度である。
 一方、帯状のプリズムシート30、30どうしを、それらの対向する短辺(接続端)どうしを突き合わせて長手方向に接続する場合、これら接続端間に隙間Sが発生してしまう。なぜなら、プリズムシート30は樹脂によって形成されており、熱に起因して膨張や収縮が生じ易いため、前記隙間Sを完全に無くすことは困難であるからである。
 このように、プリズムシート30、30どうしを接続すると、図15に示すように、プリズムシート30、30の接続端間に隙間Sが生じてしまうが、この隙間Sが例えば0.5mm程度であっても、例えば、単位プリズム31aの幅が50μm程度である場合は10個程度欠落してしまい、25μm程度である場合は20個程度欠落してしまう。
 このように、隙間(接続端間)Sにおいては、相当個数の単位プリズム31aが欠落し、ライン光照射装置1からの光が屈折せずに、直進して検査対象物に照射されることになる。したがって、この光の直進方向に、当該方向と平行な欠陥があると、この欠陥での光の散乱光をラインスキャンカメラで検出することができず、欠陥を検出できないという問題がある。
 本発明は、前記事情に鑑みてなされたもので、検査対象物の欠陥をラインスキャンカメラ等によって確実に検出できる接続型プリズムシートおよびプリズムシート付きライン光照射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、本発明の接続型プリズムシートは、プリズムが平行に複数並列されたプリズム列を有する複数のプリズムシートどうしを前記プリズムの並列方向に接続してなるものであって、
 前記プリズムシートどうしが接続される接続部は、前記プリズムの長手方向と交差する方向に前記プリズムの一部が位置するようになっていることを特徴とする。
 また、本発明のプリズムシート付きライン光照射装置は、ライン状の光を照射可能なライン光照射装置と、このライン光照射装置の光射出側に設けられる接続型プリズムシートとを備えていることを特徴とする。
 ここで、「プリズム列」とは、同じ形状のプリズムが並列されたものは勿論のこと、大きさが異なりかつ相似形の大小のプリズムが交互に並列されたもの、形状や大きさの異なる複数種類のプリズムがランダムに並列されたものを含む意味である。
 同じ大きさ、形状のプリズムが並列されたプリズム列におけるプリズムは「単位プリズム」と称する場合もある。
 また、「プリズムシートどうしが接続されている」とは、例えばプリズムシートどうしを突き当てまたは近接させた状態で当該プリズムシートを例えばライン型光照射装置の筐体やその他の基板等に固定することによって、プリズムシートどうしが間接的に接続されている場合と、プリズムシートどうしを突き当てまたは近接させた状態でこれらが接着テープや溶着等によって直接接続されている場合の双方を含む意味である。
 また、前記プリズムシート付きライン光照射装置において、接続型プリズムシートは、ライン光照射装置に一体的に設けられたものと、ライン光照射装置から離れた位置に別体に設けられたものの双方を含む。
 本発明の接続型プリズムシートおよびプリズムシート付きライン光照射装置におけるプリズムシートの接続部では、プリズムの長手方向と交差する方向にプリズムの一部が設けられ、当該接続部においてプリズムの全部が欠落していない。
 したがって、ライン光照射装置からプリズムシートの接続部に向けて出射された光は、当該接続部に設けられたプリズムで所定の方向に屈折して検査対象物の欠陥に照射されるので、この欠陥での光の散乱光をラインスキャンカメラで検出することによって、当該欠陥を検出することができる。
 本発明の前記構成において、前記プリズムシートどうしが接続される前記接続部における少なくとも一方の接続端は、前記プリズムシートが前記プリズムの長手方向と交差する方向に切断されて形成されているのが好ましい。
 このような構成によれば、プリズムシートどうしの接続端間に隙間が生じていたとしても、プリズムの全部が欠落することはなく、隙間(切断端間)より少なくとも一方側にプリズムの一部が存在する。したがって、上記と同様の効果が得られる。
 本発明によれば、プリズムシートの接続部では、プリズムの長手方向と交差する方向にプリズムの一部が位置しているので、検査対象物の欠陥をラインスキャンカメラ等によって確実に検出できる。
本発明の実施の形態に係るライン光照射装置を示すもので、(a)はライン光照射装置を模式的に示した斜視図、(b)は(a)におけるA矢視図である。 同、ライン光照射装置の斜視図である。 同、ライン光照射装置の断面図である。 本発明の実施の形態に係る接続型プリズムシートの一例を示すもので、(a)は正面図、(b)は平面図である。 同、プリズムシートの接続方法の第1例を説明するための平面図である。 同、プリズムシートの接続方法の第2例を説明するための平面図である。 同、プリズムシートの接続方法の第3例を説明するための平面図である。 同、プリズムシートをケーシングに取り付ける方法を説明するための斜視図である。 同、プリズムシートに重ねる各種シートを説明するための断面図である。 本発明の実施の形態に係る接続型プリズムシートの他の複数の例を示す平面図である。 ライン光とプリズムシート切断端間(隙間)との関係の一例を説明するためのもので、(a)は検査漏れが生じる場合を説明するための図、(b)は検査漏れが生じない場合を説明するための図である。 ライン光とプリズムシート切断端間(隙間)との関係の他の例を説明するためのもので、(a)は検査漏れが生じる場合を説明するための図、(b)は検査漏れが生じない場合を説明するための図である。 本発明の実施の形態に係るプリズムシートの他の複数の例を示す正面図である。 従来のライン光照射装置の一例を示すもので、(a)はライン光照射装置を模式的に示した斜視図、(b)は(a)におけるA矢視図である。 従来のプリズムシートの一例を示すもので、(a)は正面図、(b)は平面図である。
 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。
 図1(a)は、本発明の実施の形態に係るプリズムシート付きライン光照射装置を模式的に示した斜視図である。このプリズムシート付きライン光照射装置は、ライン状の光を照射可能なライン光照射装置1と、接続型プリズムシート3とを備えている。
 ライン光照射装置1は、例えば検査対象物Wの所定照射領域にライン状の光を照射するもので、ラインスキャンカメラ等の撮像装置4で前記所定照射領域を撮影し、得られた画像データを、画像処理装置(図示しない)に取り込んで例えば傷や汚れ等欠陥の有無の自動検査を行う製品検査システム等に用いられる。
 具体的には、ライン光照射装置1は、図2および図3に示すように、ケーシング5と、このケーシング5に収容される複数のLED配線基板6と、ケーシング5に収容される棒状レンズであるロッドレンズ7と、接続型プリズムシート3と、保護板としての透光板8とを備えている。
 ケーシング5は、長尺金属製で、長手方向に直交する断面が概略コの字形状をなすものであり、長手方向に延びる底壁部51およびこの底壁部51の長手方向両辺から上部に延びる一対の左右側壁部52、53を有している。
 底壁部51の裏面には、LED配線基板6からの熱を外部に放出するための放熱フィン5Fが長手方向に沿い、かつ長手方向と直交する方向に所定間隔で複数枚設けられている。また、ケーシング5の長手方向一端部および他端部には、前後側壁54、55がねじ等により固定さている。これにより、ケーシング5は、上部に概略矩形状の光射出口5Hが形成されている。なお、後側壁55からはLEDに電力を供給するための電気ケーブル9が延出している。
 LED配線基板6は、複数のLED61を搭載した長尺状の基板であり、ケーシング5の底壁部51の上面に固定されている。また、LED配線基板6は、長尺状のプリント配線基板の表面に複数のLED61を、光軸を略一定方向に揃えて長辺方向に直線状となるように、短辺方向に1列または複数列(図3においては1列)に実装したものである。LED61は、例えば薄い矩形板状をなすパッケージの中央にLED素子を配設した表面実装型のものである。
 ロッドレンズ7は、ケーシング5の左右側壁部52、53の長手方向の長さと略同一長さを有する、断面概略円形状をなす集光レンズである。このロッドレンズ7は、ケーシング5内においてLED配線基板6の上方に長手方向に沿って設けられている。また、ロッドレンズ7の光軸は、複数のLED61の光軸と一致している。
 前記接続型プリズムシート3は、図4に示すように、ライン光照射装置1から出射されるライン状の光を拡散させる複数のプリズムシート30を長手方向に接続してなるものである。なお、図4(a)は接続型プリズムシート3の正面図、(b)は同平面図である。
 プリズムシート30は、図4において左右に長尺な帯状のシートであり、単位プリズム(プリズム)31aが平行に多数並列されたプリズム列31を有している。単位プリズム31aは三角柱形状のものであり、プリズムシート30の短手方向に延在し、かつプリズムシート30の長手方向に一定間隔で多数形成されている。したがって、プリズムシート30は、その長手方向に沿って山と谷が連続してなる断面鋸歯状のプリズム部(プリズム列31)を有した構造となっている。なお、単位プリズム31aの断面は二等辺三角形状となっており、長さが等しい辺どうし間に形成される頂部が、光が照射される側、つまりライン光照射装置1側に向き、この頂部と対向する辺が一直線上に配置されている。
 また、1枚のプリズムシート30の短辺長さは、例えば25mm程度、長辺の長さは例えば3000mm程度であるのに対し、単位プリズム31aの幅(単位プリズム31aの並列方向(図4において左右方向)における断面三角形状の単位プリズム31aの辺の長さ)Pは50μm程度であり、図4では、単位プリズム31aを大きく誇張して描いている。
 このようなプリズムシート30は長手方向に接続されることで、接続型プリズムシート3を構成するが、プリズムシート30、30どうしが接続される接続部30Aに、単位プリズム31aの並列方向と交差(直交)する方向である長手方向(図4(b)において上下方向)において、単位プリズム31aの一部が位置するようにして、プリズムシート30、30どうしが接続されている。
 具体的には、一方のプリズムシート30の切断端32Aは、単位プリズム31aの長手方向に対して所定の角度だけ傾斜してなる傾斜辺32Aとなっており、他方のプリズムシート30の切断端32Bは、単位プリズム31aの長手方向に対して所定の角度だけ傾斜してなる傾斜辺32Bとなっている。そして、これら切断端(切断辺)32A、32Bは互いに平行となっており、例えばこれら切断端間の隙間(単位プリズム31aの長手方向と交差する方向における隙間)Sは、0.5mm~1.5mm程度となっている。
 また、一方(左方)のプリズムシート30の切断端32Aの突出端32A1は、他方(右方)のプリズムシート30の切断端32Bの突出端32B1より他方のプリズムシート30側に位置し、他方(右方)のプリズムシート30の切断端32Bの突出端32B1は、一方のプリズムシート30の切断端32Aの突出端32A1より一方のプリズムシート30側に位置している。したがって、単位プリズム31aの長手方向(図4(b)の上下方向)において、隙間Sは貫通していない。このため、接続部30Aにおいて、隙間Sの少なくとも一方の側には、単位プリズム31aの一部31bが位置することになる。
 隣接するプリズムシート30、30どうしを接続する場合、例えば、図5に示すように、切断端32A、32Bを互いに突き合わせたうえで、当該切断端32A、32Bを含むようにして、プリズムシート30、30の表面に透明な接着テープ35を貼り付けることによって行う。接着テープ35はプリズムシート30、30の一方の表面にのみ貼り付けてもよいし、両方の表面に張り付けてもよい。
 また、図6に示すように、切断端32A、32Bを互いに突き合わせたうえで、当該切断端32A、32Bの端を跨ぐようにして、プリズムシート30、30の長辺方向に沿う縁部どうしを溶着部36によって結合することによって、隣接するプリズムシート30、30どうしを接続してもよい。
 さらに、図7に示すように、切断端32A、32Bを含む切断端部どうしをプリズムシート30の厚さ方向に重ね合わせたうえで、この部分を溶着によって接続してもよい。
 このようにして製造された接続型プリズムシート3は、例えば、図3および図8に示すように、保護カバーとしての透光板8とLSD(レンズ拡散板)10との間に設けられている。そして、ケーシング5から後側壁55を取り外したうえで、透光板8、接続型プリズムシート3およびLSD10を重ねた状態で、ケーシング5の長手方向に沿ってスライドさせて、当該ケーシング5内に挿入することによって、接続型プリズムシート3がケーシング5に取り付けられる。
 また、図9に示すように、接続型プリズムシート3は、単位プリズム31aの頂部を、光が出射される側、つまりLED配線基板6側に向けて配置されている。
 したがって、LED配線基板6のLED61から出射された光は、ロッドレンズ7で集光され、さらにLSD10を介して接続型プリズムシート3に至り、この接続型プリズムシート3で所定の方向に屈折して、透光板8を透過したうえで、検査対象物に照射される。
 本実施の形態によれば、図4に示すように、プリズムシート30、30どうしの接続端32A、32B間に隙間Sが生じていたとしても、この隙間Sによって単位プリズム31aの長手方向の全部が欠落することはなく、単位プリズム31aの長手方向における隙間(切断端間)Sの両側に単位プリズム31aの一部31bが存在する。
 したがって、ライン光照射装置1から接続型プリズムシート3の接続部30Aに向けて出射された光は、切断端間Sの両側に一部31bが位置する単位プリズム31aで所定の方向に屈折して検査対象物Wの欠陥K1に照射される。これにより、この欠陥K1での光の散乱光をラインスキャンカメラ4で検出し、当該欠陥K1を検出することができる。
 なお、ライン光照射装置1から出射された光の一部は前記隙間Sから抜けるので、その分、単位プリズム31aの一部31bで屈折される光の光量は少なくなるが、欠陥K1を検出するには十分な光量である。
 また、接続型プリズムシート3は、帯状のプリズムシート30の端部を長手方向に対して傾斜して切断し、その切断端32A、32Bを突き合わせて、接着テープ35で接続するだけでよいので、容易に製造できる。
 なお、接続型プリズムシート3は、上述の態様に限られず、以下のような接続型プリズムシート3A~3Dを使用してもよい。このようにしても、接続部30B,30C,30D,30Eには、単位プリズム31aの長手方向に単位プリズム31aの一部31bが位置することになる。
 接続型プリズムシート3Aでは、図10(a)に示すように、プリズムシート30の接続端を、単位プリズム31aの長手方向と交差(直交)する方向に切断された切断端3aと、この切断端3aの両端からそれぞれ単位プリズム31aの長手方向に切断された切断端3b,3bとから構成し、この切断端3a、3b、3bでプリズムシート30、30どうしを接続している。
 接続型プリズムシート3Bでは、図10(b)に示すように、プリズムシート30の接続端を、単位プリズム31aの長手方向と交差する方向に曲線状に切断された切断端3cによって構成し、この切断端3cでプリズムシート30、30どうしを接続している。
 接続型プリズムシート3Cでは、図10(c)に示すように、プリズムシート30の接続端を、単位プリズム31aの長手方向に切断された切断端3d、3dと、この切断端3d、3dを繋ぎ、かつ円弧の一部を構成するような切断端3eによって構成し、この切断端3d、3d、3eでプリズムシート30、30どうしを接続している。
 接続型プリズムシート3Dでは、図10(d)に示すように、プリズムシート30の接続端を、単位プリズム31aの長手方向と交差(直交)する方向に切断された切断端3fと、単位プリズム31aの長手方向に切断された切断端3gとによって階段状の切断端を構成し、この切断端の端部に単位プリズム31aの長手方向と斜めに交差する方向に切断された切断端3hを設けている。
 ここで、ライン光照射装置1から照射されるライン状の光(ライン光)と切断端間(隙間)との関係について、図11および図12を参照して説明する。
 図11および図12において、符号L1,L2はそれぞれ所定幅h1,h2を有するライン光を示す。なお、ライン光L1,L2はそれぞれ斜めの鎖線で示す部分において接続型プリズムシート3C,3Dを通る。
 図11(a)に示すように、円弧の一部を構成するような切断端3eがライン光L1と交差する部分は単位プリズム31aと略平行となる。したがって、この部分ではその両側に単位プリズム31aの一部31bは存在せず、この切断端3eのこの部分(単位プリズム31aと略平行となる部分)における隙間においてライン光L1は直進するため検査漏れが生じる。
 これに対して図11(b)に示すように、円弧の一部を構成するような切断端3eがライン光L2と交差する部分は単位プリズム31aと略平行となる。しかし、この部分ではその両側(図11(b)において上下側)に単位プリズム31aの一部31bが存在し、この切断端3eのこの部分(単位プリズム31aと略平行となる部分)における隙間においてライン光L2は一部31bで屈折するため、検査漏れが生じることがない。
 また、図12(a)示すように、単位プリズム31aの長手方向に切断された切断端3gがライン光L1と交差する部分は単位プリズム31aと略平行となる。したがって、この部分ではその両側に単位プリズム31aの一部31bは存在せず、この切断端3gのこの部分(単位プリズム31aと略平行となる部分)における隙間においてライン光L1は直進するため検査漏れが生じる。
 これに対して図12(b)に示すように、単位プリズム31aの長手方向に切断された切断端3gがライン光L2と交差する部分は単位プリズム31aと略平行となる。しかし、この部分ではその一方の側(図12(b)において下側)に単位プリズム31aの一部31bが存在し、この切断端3gのこの部分(単位プリズム31aと略平行となる部分)における隙間においてライン光L2は一部31bで屈折するため、検査漏れが生じることがない。
 以上のように、単位プリズムと略平行な切断端(接続端)を有する接続型プリズムシートによって検査漏れを無くするには、プリズムシートの単位プリズム(プリズム)と略平行な切断端(接続端)がライン光と交差する部分において、この平行な切断端の端より少なくとも一方の側をライン光の幅(範囲)に収める必要がある。
 なお、本実施の形態では、プリズムシート30として、二等辺三角柱形状の単位プリズム31aを平行に並列したものを使用したが、この他、図13(a)~(e)に示すような、単位プリズムを有するプリズムシート301~305を使用してもよい。
1 ライン光照射装置
3、3A~3D 接続型プリズムシート
4 ラインスキャンカメラ
30、301~305 プリズムシート
30A、30B、30C、30D、30E 接続部
31a 単位プリズム(プリズム)
32A、32B、3a~3h 切断端(接続端)

Claims (4)

  1.  プリズムが平行に複数並列されたプリズム列を有する複数のプリズムシートどうしを前記プリズムの並列方向に接続してなる接続型プリズムシートであって、
     前記プリズムシートどうしが接続される接続部は、前記プリズムの長手方向と交差する方向に前記プリズムの一部が位置するようになっていることを特徴とする接続型プリズムシート。
  2.  前記プリズムシートどうしが接続される前記接続部における少なくとも一方の接続端は、前記プリズムシートが前記プリズムの長手方向と交差する方向に切断されて形成されていることを特徴とする請求項1に記載の接続型プリズムシート。
  3.  ライン状の光を照射可能なライン光照射装置と、
     このライン光照射装置の光射出側に設けられる、請求項1に記載の接続型プリズムシートとを備えていることを特徴とするプリズムシート付きライン光照射装置。
  4.  ライン状の光を照射可能なライン光照射装置と、
     このライン光照射装置の光射出側に設けられる、請求項2に記載の接続型プリズムシートとを備えていることを特徴とするプリズムシート付きライン光照射装置。
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