JP2005214688A - Light source device for inspection - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、検査用光源装置に関し、詳しくは、検査用光源装置の光量の改善と照度や色の均一化のための改良に関するものである。 The present invention relates to an inspection light source device, and more particularly, to an improvement in light amount and an improvement in illuminance and color uniformity of an inspection light source device.
従来、受光素子の検査では所定の光源を用いて被検査対象である受光素子に既知の色や光量の光を照射し、受光素子から出力された電気信号をモニタするという構成が用いられている。ここで用いられる検査用光源装置には、それぞれ波長の異なる光を放射する複数個の発光素子を用いて光の重ね合わせを行う構成のものがある。
このような検査用光源装置に関連する先行技術文献としては次のようなものがある。
Conventionally, in the inspection of a light receiving element, a configuration is used in which a predetermined light source is used to irradiate a light receiving element to be inspected with light of a known color or amount of light, and an electrical signal output from the light receiving element is monitored. . The inspection light source device used here includes a configuration in which light is superimposed using a plurality of light emitting elements that emit light having different wavelengths.
Prior art documents related to such an inspection light source device include the following.
図4は、従来の検査用光源装置の一例を示した構成図である。
図4において、発光部41,42は集光レンズ43,44と組み合わされて半透鏡またはバンドパスフィルタ45に光を入射できるように配置される。半透鏡またはバンドパスフィルタ45は、発光部41の光の半分を透過し、発光部42の光の半分を反射することにより、これらの光は同一光路で重なって被検査対象46に入射する。
FIG. 4 is a configuration diagram showing an example of a conventional inspection light source device.
In FIG. 4, the light emitting units 41 and 42 are combined with the condenser lenses 43 and 44 so as to allow light to enter the semi-transparent mirror or the band pass filter 45. The semi-transparent mirror or band-pass filter 45 transmits half of the light emitted from the light emitting unit 41 and reflects half of the light emitted from the light emitting unit 42, so that these lights are superimposed on the same optical path and incident on the inspection object 46.
図5は、従来の検査用光源装置の他の例を示した構成図である。
図5において、発光部51,52は集光レンズ53,54と組み合わされてバンドルファイバ55の受光端面に光を入射できるように配置される。2つの発光部51,52からバンドルファイバ55の受光端面に入射した光はバンドルファイバ55内で重ね合わせられ、レンズ56を介して被検査対象57に導かれる。
FIG. 5 is a configuration diagram showing another example of a conventional inspection light source device.
In FIG. 5, the light emitting portions 51 and 52 are combined with the condensing lenses 53 and 54 so as to allow light to enter the light receiving end face of the bundle fiber 55. Light incident on the light receiving end face of the bundle fiber 55 from the two light emitting units 51 and 52 is superimposed in the bundle fiber 55 and guided to the inspection object 57 through the lens 56.
しかしながら、従来例で示した検査用光源装置には以下のような問題がある。
図4で半透鏡を用いた構成の検査用光源装置では、合成する異なる波長の光が増えるたびに透過率の2乗に準じて透過率が減少し、半透鏡2枚を用いた3色の構成では、全く損失が無く透過率および反射率を50%とした場合でも(0.5)2=0.25となり、集光効率は著しく悪くなる。
However, the inspection light source device shown in the conventional example has the following problems.
In the inspection light source device having the configuration using the semi-transparent mirror in FIG. 4, the transmittance decreases according to the square of the transmittance each time the light of different wavelengths to be synthesized increases, and the three colors using the two semi-transparent mirrors. In the configuration, there is no loss at all, and even when the transmittance and the reflectance are 50%, (0.5) 2 = 0.25, and the light collection efficiency is significantly deteriorated.
また、図4において半透鏡の代わりにバンドパスフィルタを用いた構成の検査用光源装置では、透過率は、概ね良好となり、RGBのように波長の離れた光の合成には問題ない。しかし、波長の近い光を重ね合わせて波長的に連続な光を合成することが出来ず分光的に歯抜けの加算にしか使えない。さらに、高価なバンドパスフィルタを、重ね合わせる光の数分だけそれぞれ特性を変えて用意し、光学系を構成することは、コスト、光学系サイズとも増大する。 Further, in the inspection light source device having a configuration using a bandpass filter instead of the semi-transparent mirror in FIG. 4, the transmittance is generally good, and there is no problem in the synthesis of light with different wavelengths such as RGB. However, it is impossible to synthesize light that is continuous in wavelength by superimposing light having wavelengths close to each other, and it can only be used for addition of missing teeth spectrally. Furthermore, preparing an expensive bandpass filter with different characteristics corresponding to the number of light to be superimposed and configuring the optical system increases both cost and optical system size.
一方、図5のようにバンドルファイバを用いる構成では、受光端面入射する光の立体角はそのバンドルファイバの開口数(NA)で決まり、且つ、小断面積であるため多くの発光素子からの光を同時に取り込むことは出来ない。 On the other hand, in the configuration using the bundle fiber as shown in FIG. 5, the solid angle of the light incident on the light receiving end face is determined by the numerical aperture (NA) of the bundle fiber and has a small cross-sectional area. Cannot be imported at the same time.
さらに、バンドルファイバはファイバが束になっている構造のため、出射端面の色度や光度の分布は厳密にはファイバ1本1本の異なる色度や光度をもつ粒々の集合体であり、その端面を結像したのでは被検査対象の位置での照度分布は図6のようなる。 Further, since the bundle fiber is a structure in which the fibers are bundled, the distribution of chromaticity and luminous intensity at the emission end face is strictly an aggregate of grains having different chromaticity and luminous intensity for each fiber. When the end face is imaged, the illuminance distribution at the position of the inspection object is as shown in FIG.
図6は、バンドルファイバの端面を結像させた様子を示した図である。
図6のようにバンドルファイバの蜂の巣状端面が写り込み、色度、光量の異なるまだら模様になることは避けられず、レンズで平行光に近くすることはあっても被照射面に結像させることは出来ない。つまり、照明効率の最も良い結像光学系が使えないため効率を落としている。
FIG. 6 is a diagram illustrating a state where the end face of the bundle fiber is imaged.
As shown in FIG. 6, it is inevitable that the honeycomb end face of the bundle fiber is reflected and becomes a mottled pattern having different chromaticity and light amount, and the lens is imaged on the irradiated surface even if it is close to parallel light. I can't do that. That is, the efficiency is lowered because the imaging optical system having the best illumination efficiency cannot be used.
加えて、バンドルファイバに光を導き自由な距離を自在に引き回し対象物に照明する技術は一般的ではあるが、出射端での光量分布が一定とはならない。出射端での光量分布に差があるということは、波長の異なる光を放射する複数個の発光素子を用いて光の重ね合わせをすれば、照射部では色ムラ、照度ムラが発生し、受光素子の検査のような用途には使えない。 In addition, a technique for guiding light to a bundle fiber and illuminating an object by freely drawing a free distance is common, but the light amount distribution at the emission end is not constant. The difference in the light intensity distribution at the exit end means that if light is superimposed using a plurality of light emitting elements that emit light of different wavelengths, color unevenness and illuminance unevenness will occur in the irradiated area, and light reception will occur. It cannot be used for applications such as device inspection.
図7はバンドルファイバの出射端面での光量の分布を示した図である。
バンドルファイバに任意の入射角で導光し、出射端面で光量の分布を計算した結果を横軸に端面の径、縦軸に光量をとってグラフ化した。ランダムにファイバを交差させてため特定部のみ輝度が高くなることは無いが、凸凹の差は解消せず均一にならない。従来の導光部材を使った方式では、単に光を導くことはできるが、出射端面での均一化は図れない。
FIG. 7 is a view showing the distribution of the light quantity at the exit end face of the bundle fiber.
The result of calculating the distribution of the light quantity at the exit end face after being guided to the bundle fiber at an arbitrary incident angle was plotted with the diameter of the end face on the horizontal axis and the light quantity on the vertical axis. Since the fibers are randomly crossed, the luminance does not increase only in a specific portion, but the unevenness is not eliminated and does not become uniform. In the method using the conventional light guide member, it is possible to simply guide light, but it is not possible to equalize the emission end face.
本発明は、このような従来の検査用光源装置が有していた問題を解決しようとするものであり、異なる波長の光を重ね合わせて生成した光により、高効率で色ムラや照度ムラの無い照明を行える検査用光源装置を実現することを目的とする。 The present invention is intended to solve the problems of such a conventional light source device for inspection, and the light generated by superimposing the light of different wavelengths is highly efficient in causing uneven color and illuminance. It aims at realizing the light source device for inspection which can perform no illumination.
本発明は次の通りの構成になった検査用光源装置である。 The present invention is an inspection light source device having the following configuration.
(1)複数の光源からの出射光を合成して被検査対象に所定の光信号を照射する検査用光源装置において、
入射光が内部のみを伝導するように形成された多角柱を備え、
前記複数の光源からの出射光を前記多角柱の一方の底面に入射し、前記多角柱の他方の底面からの出射光を前記被検査対象に照射することを特徴とする検査用光源装置。
(1) In an inspection light source device that synthesizes emitted light from a plurality of light sources and irradiates a predetermined optical signal to an inspection target,
It has a polygonal column formed so that incident light is conducted only inside,
An inspection light source device characterized in that light emitted from the plurality of light sources is incident on one bottom surface of the polygonal column, and light to be inspected is irradiated from the other bottom surface of the polygonal column.
(2)複数の光源からの出射光を合成して被検査対象に所定の光信号を照射する検査用光源装置において、
バンドルファイバと、
入射光が内部のみを伝導するように形成された多角柱と、
を備え、
前記バンドルファイバの他方の端面に前記多角柱の一方の底面を近接させ、前記複数の光源からの出射光を前記バンドルファイバの一方の端面に入射し、前記バンドルファイバの他方の端面からの出射光を前記多角柱の一方の底面に入射し、前記多角柱の他方の底面からの出射光を前記被検査対象に照射することを特徴とする検査用光源装置。
(2) In an inspection light source device that synthesizes light emitted from a plurality of light sources and irradiates a predetermined optical signal to an inspection target,
Bundle fiber,
A polygonal column formed so that incident light is conducted only inside,
With
One bottom surface of the polygonal column is brought close to the other end surface of the bundle fiber, light emitted from the plurality of light sources is incident on one end surface of the bundle fiber, and light emitted from the other end surface of the bundle fiber Is incident on one bottom surface of the polygonal column, and the inspection target light source device is irradiated with light emitted from the other bottom surface of the polygonal column.
(3)前記多角柱の出射側底面の像を前記被検査対象上に結像させる少なくとも1つの結像光学系を備えたことを特徴とする(1)または(2)に記載の検査用光源装置。 (3) The inspection light source according to (1) or (2), further comprising at least one imaging optical system that forms an image of the bottom surface on the exit side of the polygonal column on the inspection target. apparatus.
(4)前記複数の光源からの出射光を、前記多角柱または前記バンドルファイバに入射する際に集光する少なくとも1つの集光光学系を備えたことを特徴とする(1)乃至(3)のいずれかに記載の検査用光源装置。 (4) At least one condensing optical system for condensing emitted light from the plurality of light sources when entering the polygonal column or the bundle fiber is provided (1) to (3) The inspection light source device according to any one of the above.
(5)前記多角柱は、側面に平面鏡を設け反射面を内部に向けて構成したことを特徴とする(1)乃至(4)のいずれかに記載の検査用光源装置。 (5) The inspection light source device according to any one of (1) to (4), wherein the polygonal column is configured such that a plane mirror is provided on a side surface and a reflection surface faces inward.
(6)前記複数の光源は、発光ダイオードであることを特徴とする(1)乃至(5)のいずれかに記載の検査用光源装置。 (6) The inspection light source device according to any one of (1) to (5), wherein the plurality of light sources are light emitting diodes.
本発明によれば、以下のような効果がある。 The present invention has the following effects.
請求項1に記載の発明によれば、異なる波長の光を重ね合わせて生成した光束を多角柱に通すことにより、高照明効率で色ムラや照度ムラの無い照明を行える検査用光源装置を実現することができる。 According to the first aspect of the present invention, a light source device for inspection that can perform illumination without color unevenness and illuminance unevenness with high illumination efficiency is realized by passing light beams generated by superimposing lights of different wavelengths through a polygonal column. can do.
請求項2に記載の発明によれば、バンドルファイバの出射光を多角柱に通すことにより、バンドルファイバのみでは実現できない水準で色度や照度の均一化を実現することができる。 According to the second aspect of the present invention, it is possible to achieve uniform chromaticity and illuminance at a level that cannot be realized with only the bundle fiber by passing the emitted light of the bundle fiber through the polygonal column.
請求項3に記載の発明によれば、被検査対象上の照度を最も強くでき、照明効率を向上させることができる。 According to invention of Claim 3, the illumination intensity on to-be-inspected object can be made the strongest, and illumination efficiency can be improved.
請求項4に記載の発明によれば、LEDランプの光を集光レンズを介して多角柱に入射させることにより、入射効率を向上させることができる。 According to invention of Claim 4, incident efficiency can be improved by making the light of an LED lamp inject into a polygonal column via a condensing lens.
請求項5に記載の発明によれば、多角柱を角柱の内側面に平面鏡を設けて反射面を内部に向け、空洞とした構成にすることにより、簡単な構造で安価に多角柱が製作できる。 According to the fifth aspect of the present invention, a polygonal prism can be manufactured at a low cost with a simple structure by providing a plane mirror on the inner surface of the prism and providing a reflecting surface facing inward. .
請求項6に記載の発明によれば、光源としてLEDランプを用いることにより、長寿命となる。また、所望の色度、照度に瞬時に切換えが可能となる。さらに、分光フィルタを使わないことから、安価に構成できる。 According to invention of Claim 6, it becomes long life by using an LED lamp as a light source. In addition, instantaneous switching to desired chromaticity and illuminance is possible. Furthermore, since no spectral filter is used, it can be constructed at low cost.
以下図面を用いて本発明を詳細に説明する。
図1は本発明の検査用光源装置の一実施例を示す構成図である。図1では光源として発光素子であるLEDランプを用いた場合を示している。
なお、LEDランプの出射光を制御する手段として、例えば順方向電流を調整して各LEDランプに対して所望の輝度を発生させ、照明の色度や照度を制御する技術は周知であるため図示および説明を省略する。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an inspection light source device according to the present invention. In FIG. 1, the case where the LED lamp which is a light emitting element is used as a light source is shown.
As a means for controlling the emitted light of the LED lamp, for example, a technique for adjusting the forward current to generate a desired luminance for each LED lamp and controlling the chromaticity and illuminance of the illumination is well known. The description is omitted.
図1において、LEDランプ1Aから1Eは、異なる発光分光分布を持つ異なった種類のLEDランプを複数配置したものである。LEDランプは、分光分布の組み合わせにより可視光の波長範囲を隙間無く埋めるような発光波長のものが選択される。LED1Aから1Eは、後述するボールレンズ3に対向するようにボールレンズの中心を頂点とした円錐状に配置される。この場合、ボールレンズへの入射角がなるべく小さくなるように配置するほうが良い。
また、LEDランプの位置により入射効率が異なるため、被検査対象に照射される光量をモニタし、各LEDの光量が所望の光量になるように順方向電流を制御すれば良い。
In FIG. 1, LED lamps 1A to 1E are obtained by arranging a plurality of different types of LED lamps having different emission spectral distributions. An LED lamp having an emission wavelength that fills the wavelength range of visible light without a gap by a combination of spectral distributions is selected. The LEDs 1A to 1E are arranged in a conical shape with the center of the ball lens as a vertex so as to face a ball lens 3 described later. In this case, it is better to arrange so that the incident angle to the ball lens is as small as possible.
Further, since the incident efficiency varies depending on the position of the LED lamp, the amount of light applied to the object to be inspected is monitored, and the forward current may be controlled so that the amount of light of each LED becomes a desired amount of light.
集光レンズ2Aから2Eは、それぞれのLEDランプにより光束の発散角が異なるために個別に最適化した光学系であり、これらが必要に応じて配置され、ボールレンズ3にLEDランプの光束を集光し入射させる。これにより入射効率を向上させることができる。 The condensing lenses 2A to 2E are optical systems that are individually optimized because the divergence angles of the light beams differ depending on the LED lamps. These are arranged as necessary, and collect the light flux of the LED lamps on the ball lens 3. Light is incident. Thereby, the incident efficiency can be improved.
ボールレンズ3は、角柱ロッド4の端面4A(角柱の一方の底面)の直前に配置される。このボールレンズ3は、その断面積の最大部が角柱ロッドの断面積より2倍程度大きいボールレンズとする。これにより、LEDランプの光束はボールレンズの出射直後の位置で絞られ、角柱ロッド4に効率よく入射される。 The ball lens 3 is disposed immediately before the end face 4A of the prismatic rod 4 (one bottom surface of the prism). The ball lens 3 is a ball lens whose maximum cross-sectional area is about twice as large as that of the prismatic rod. As a result, the luminous flux of the LED lamp is narrowed at a position immediately after the ball lens is emitted, and is efficiently incident on the prismatic rod 4.
角柱ロッド4は、硝材(光学ガラス材料)やプラスチック(例えば透明な塩化ビニールやアクリル)などで製作し端面4A,4Bを鏡面研磨した多角柱状のもので、ボールレンズ3から出射された光束を端面4Aから取り込み、端面4B(角柱の他方の底面)から出射する。角柱ロッド4に入った光束は、柱の側面で反射を繰り返し、出射面では光束の分布が空間的に均一になるため、色度および照度の分布が均一となる。結像光学系5は、例えば凸レンズであり、角柱ロッド4の出射端4Bを受光素子である被検査対象6に結像させる。このときの光量分布を図2に示す。
なお、角柱ロッドは、角柱の内側面に平面鏡を設けて反射面を内部に向け、空洞とした構成のものであっても良い。この様に構成すると、簡単な構造で安価に角柱ロッドが製作できる。
The prismatic rod 4 is made of a glass material (optical glass material) or plastic (for example, transparent vinyl chloride or acrylic) and is a polygonal columnar shape whose end surfaces 4A and 4B are mirror-polished, and the light beam emitted from the ball lens 3 is reflected on the end surface. The light is taken in from 4A and emitted from the end face 4B (the other bottom face of the prism). The light beam entering the prismatic rod 4 is repeatedly reflected on the side surface of the column, and the distribution of the light beam is spatially uniform on the exit surface, so that the chromaticity and illuminance distribution are uniform. The imaging optical system 5 is, for example, a convex lens, and images the exit end 4B of the prismatic rod 4 on the inspection target 6 that is a light receiving element. The light quantity distribution at this time is shown in FIG.
The prism rod may have a configuration in which a plane mirror is provided on the inner side surface of the prism and the reflecting surface is directed inward to form a cavity. If comprised in this way, a prismatic rod can be manufactured cheaply with a simple structure.
図2は角柱ロットの出射端面での光量の分布を示した図である。前出の図7に示したものと同条件で計算した。光量分布の差が1/3以下に減少しており、光量分布が一定であることがわかる。 FIG. 2 is a diagram showing the distribution of light quantity at the exit end face of the prismatic lot. The calculation was performed under the same conditions as those shown in FIG. It can be seen that the difference in the light amount distribution is reduced to 1/3 or less, and the light amount distribution is constant.
光量分布が一定であるということは、色ムラが発生しないことであり、ひいては被検査対象上で色ムラ、照度ムラのない完全に均一な照明を得ることが出来、受光素子の検査に対しても最適なものとなる。 The fact that the light distribution is constant means that color unevenness does not occur, and as a result, completely uniform illumination without color unevenness and illuminance unevenness can be obtained on the object to be inspected. Will also be optimal.
以上により、色度および照度が均一な照明部が周辺の隅々まで得られ、余裕照明部を削減することができ、分布、照明エリアともに最大値を得られる。ここで、余裕照明部とは、検査エリア内を均一に照明するために、不均一な周辺部は検査エリア外に追い出すように光束を大きめに設定した結果、検査エリア外に出た光束のことをいう。 By the above, an illumination part with uniform chromaticity and illuminance can be obtained in every corner, margin illumination parts can be reduced, and maximum values can be obtained for both distribution and illumination area. Here, the surplus illumination part is a light beam that has gone out of the inspection area as a result of setting the light flux so that the non-uniform peripheral part is driven out of the inspection area in order to uniformly illuminate the inside of the inspection area. Say.
なお、ボールレンズを使用しない場合は、角柱ロッド入口での効率を考え、角柱ロッドの断面積をある程度大きくすればよい。しかし、この場合は被検査対象が比較的小さく導光した光を縮小して使う場合においては、結像光学系で被検査対象に照明する際に照射効率が著しく悪くなることから、両者のバランスを取って角柱ロット入射効率を犠牲にせざるを得ない。 When the ball lens is not used, the cross-sectional area of the prismatic rod may be increased to some extent in consideration of the efficiency at the entrance of the prismatic rod. However, in this case, when the light to be inspected is relatively small and the light guided is reduced, the irradiation efficiency is remarkably deteriorated when the imaging optical system illuminates the object to be inspected. The prismatic lot incident efficiency must be sacrificed.
また、本実施例ではボールレンズを角柱ロットの直前に配した光学系としたが、フィッシュアイレンズのような広角レンズで集光するものであっても良い。この時広角レンズの結像面に角柱ロットの入射端を置くことが好ましく最も効率よく入射できる。いずれにしても直接斜めからの光を角柱ロットに入れる場合には、角柱ロット入射面の投影断面積は入射角をθとするとCOSθに準じて小さくなり、入射角が大きくなるに連れて集光効率が悪くなるが、ボールレンズ、広角レンズなどにより投影断面積の減少を抑えロス無く集光が可能となる。 In this embodiment, the ball lens is an optical system arranged immediately before the prismatic lot, but it may be condensed by a wide angle lens such as a fish eye lens. At this time, it is preferable to place the incident end of the prismatic lot on the imaging surface of the wide-angle lens so that the most efficient incidence can be achieved. In any case, when direct oblique light enters the prism lot, the projected cross-sectional area of the incident surface of the prism lot becomes smaller according to COSθ when the incident angle is θ, and is condensed as the incident angle increases. Although the efficiency is lowered, a reduction in the projected cross-sectional area is suppressed by a ball lens, a wide-angle lens, etc., and condensing can be performed without loss.
さらに、ボールレンズには角柱ロットに入る光を効率よく拡散させる効果があるため、角柱ロットの短小化に貢献している。拡散的な意味では拡散板、単レンズ、撮影レンズなど屈折作用のある素子はボールレンズと同等と見なすことができる。 Furthermore, since the ball lens has an effect of efficiently diffusing light entering the prismatic lot, it contributes to shortening the prismatic lot. In a diffusive sense, an element having a refractive action such as a diffusing plate, a single lens, and a photographing lens can be regarded as equivalent to a ball lens.
一方、ハロゲンランプのように点光源と見なせないランプで、ある程度の絶対光量が必要な場合は、バンドルファイバを用いることが多いが、入射端の光量分布を保ったまま出射端に到達するため、出射端では均一な照度分布が得られない。 On the other hand, when a lamp that cannot be regarded as a point light source, such as a halogen lamp, requires a certain amount of absolute light, a bundle fiber is often used, but it reaches the exit end while maintaining the light intensity distribution at the entrance end. A uniform illuminance distribution cannot be obtained at the exit end.
そこで、ファイバ素線をランダムに編むことで出射端の照度分布を均一化することが一般的となっている。これにより分布の均一化の多少の改善は見られるものの、波長の異なる光の重ね合わせをした上で光量も均一化する必要のある場合は、ファイバ素線それぞれで色、光量が異なっていたのでは均一化は図れない。この問題を解決するための構成を図を用いて以下に説明する。 Therefore, it is common to make the illuminance distribution at the exit end uniform by randomly knitting fiber strands. Although some improvement in the uniformity of the distribution can be seen as a result of this, if it is necessary to make the amount of light uniform after superimposing the light with different wavelengths, the color and the amount of light were different for each fiber strand. Then, uniformization cannot be achieved. A configuration for solving this problem will be described below with reference to the drawings.
図3は、本発明の検査用光源装置の他の実施例を示した構成図である。図3で前出の図1と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。
図3において、ボールレンズ3は、バンドルファイバ7の一方の端面(入射端面)の直前に配置され、LEDランプの光束はボールレンズの出射直後の位置で絞られ、バンドルファイバ7の入射端面に効率よく入射され、他方の端面(出射端面)から出射される。角柱ロッド4は、その入射端面(角柱の一方の底面)がバンドルファイバ7の出射端面に近接して配置され、出射端面(角柱の他方の底面)から均一分布の色度および照度で被検査対象6を照明する。
バンドルファイバ7の出射端面と角柱ロッド4の入射端面とは、接触している状態が望ましいが、許容できる入射効率に応じて距離をとっても良い。
FIG. 3 is a block diagram showing another embodiment of the inspection light source device of the present invention. In FIG. 3, the same components as those in FIG. 1 described above are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
In FIG. 3, the ball lens 3 is disposed immediately before one end face (incident end face) of the bundle fiber 7, and the luminous flux of the LED lamp is narrowed at a position immediately after the emission of the ball lens, and the efficiency is applied to the incident end face of the bundle fiber 7. It is often incident and emitted from the other end face (exit end face). The prismatic rod 4 is arranged so that its incident end face (one bottom face of the prism) is close to the exit end face of the bundle fiber 7 and is inspected with uniform distribution of chromaticity and illuminance from the exit end face (the other bottom face of the prism). Illuminate 6.
The exit end face of the bundle fiber 7 and the entrance end face of the prismatic rod 4 are preferably in contact with each other, but may take a distance depending on the allowable incidence efficiency.
以上のように、バンドルファイバ7で光を容易に導ける利点を残し、正確に均一化を得るためにボールレンズ3と角柱ロット4の中間にバンドルファイバ7を挿入することで、設計的な自由度を大幅に改善し、正確な均一性は損なわない光学系とすることができる。 As described above, the advantage that the light can be easily guided by the bundle fiber 7 is left, and the bundle fiber 7 is inserted between the ball lens 3 and the prismatic lot 4 in order to obtain uniform accuracy. Can be greatly improved, and an optical system that does not impair accurate uniformity can be obtained.
また、従来はバンドルファイバの端面を結像させると前出の図6のように結像してしまうことから、意図的に結像させないようにしていたが、硝材やプラスチックで製作し端面を鏡面研磨した角柱ロットを中間に入れることで照度が均一な出射端を結像関係で被検査対象物に照明できることにより、均一精度、効率ともに最大値を得られる。 Conventionally, if the end face of the bundle fiber is imaged, the image is formed as shown in FIG. 6 above, so that the image is not intentionally formed. However, the end face is made of glass or plastic and the end face is mirrored. By placing a polished prismatic lot in the middle, the object to be inspected can be illuminated in an imaging relationship with a light emitting end with uniform illuminance, so that a maximum value can be obtained for both uniform accuracy and efficiency.
さらに、角柱ロッドは断面寸法に対して15倍程度以上の長さを有するものであれば均一化が図られるため、一般的に市販されているバンドルファイバφ4、φ6mm程度のものであれば100mm程度の角柱ロッドで足りることになり、既存のバンドルファイバを改造して先端に角柱ロットを一体で形成することでサイズアップなしで質の高い均一照明が得られることになる。既に入射端、出射端に硝材で円柱のエンドキャップをしたような形態のものもあるが、これは本発明が意図する目的の効用は無く、角柱にすることに意義がある。照射エリアを円形で欲しい場合は四角形にこだわることなく底面を多角形とした多角柱にすれば良い。 Further, since the prismatic rod is uniform if it has a length of about 15 times or more of the cross-sectional dimension, it is about 100 mm if it is a bundle fiber φ4, φ6 mm generally commercially available. Therefore, it is possible to obtain high quality uniform illumination without increasing the size by remodeling an existing bundle fiber and integrally forming a prismatic lot at the tip. There is already a form in which a cylindrical end cap is made of a glass material at the entrance end and the exit end, but this does not have the intended purpose of the present invention, and is meaningful for making a prism. When the irradiation area is desired to be circular, it is sufficient to use a polygonal column with a polygonal bottom without sticking to a quadrangle.
加えて、バンドルファイバは光源部との接続が簡単であることがその他の光学系に対して大きな特徴となっているが、本発明においてもそのユーティリティー性は兼ね備えており、被検査対象に照明装置の設置が容易になる。 In addition, the bundle fiber has a great feature with respect to other optical systems in that it can be easily connected to the light source section. Is easy to install.
また、従来、ライトガイド(バンドルファイバ)を用いた照明器具が目視検査、自動検査、画像検査、ラボユースと幅広く一般的に用いられている。この種の照明器具はライトガイドを交換することで多目的に対応し、操作性が良いためLED照明と並んで支持されている。一方、自動検査、画像検査においては、より微細化、高機能化、高生産性(閾値の厳しい管理)が求められ、より均一で安定した照明装置が必要とされている。このため、従来の一般的な安価な照明装置では不十分となり、高額な特殊照明を必要とする被検査対象に対しては多額の検査コストが発生している。 Conventionally, lighting fixtures using light guides (bundle fibers) have been widely used for visual inspection, automatic inspection, image inspection, and laboratory use. This type of lighting fixture is supported alongside LED lighting because it is versatile by exchanging the light guide and has good operability. On the other hand, in automatic inspection and image inspection, further miniaturization, high functionality, and high productivity (strict threshold management) are required, and a more uniform and stable lighting device is required. For this reason, the conventional general inexpensive illuminating device is insufficient, and a large inspection cost is generated for an inspection target that requires expensive special illumination.
ライトガイドを用いた照明装置の大きな特徴は、バンドルファイバと光源部の接続、分離が容易であり、対象物に応じて交換できることにある。そこで、高価な光源部はそのままで本発明を用いたバンドルファイバに置き換えるだけで均一性が改善され、市場の要求に合致した高精度なファイバユニットが実現できる。 A major feature of the illumination device using the light guide is that the bundle fiber and the light source unit can be easily connected and separated, and can be exchanged according to the object. Therefore, by simply replacing the expensive light source unit with the bundle fiber using the present invention as it is, the uniformity is improved, and a highly accurate fiber unit meeting the market requirements can be realized.
なお、本発明は、上記実施例に限定されることなく、その本質から逸脱しない範囲で更に多くの変更、変形をも含むものである。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes many changes and modifications without departing from the essence thereof.
1A、1B、1C、1D、1E LEDランプ
2A、2B、2C、2D、2E 集光レンズ
3 ボールレンズ
4 角柱ロッド
5 結像光学系
6 被検査対象
1A, 1B, 1C, 1D,
Claims (6)
入射光が内部のみを伝導するように形成された多角柱を備え、
前記複数の光源からの出射光を前記多角柱の一方の底面に入射し、前記多角柱の他方の底面からの出射光を前記被検査対象に照射することを特徴とする検査用光源装置。 In an inspection light source device that synthesizes emitted light from a plurality of light sources and irradiates a predetermined optical signal to an inspection target,
It has a polygonal column formed so that incident light is conducted only inside,
An inspection light source device characterized in that light emitted from the plurality of light sources is incident on one bottom surface of the polygonal column, and light to be inspected is irradiated from the other bottom surface of the polygonal column.
バンドルファイバと、
入射光が内部のみを伝導するように形成された多角柱と、
を備え、
前記バンドルファイバの他方の端面に前記多角柱の一方の底面を近接させ、前記複数の光源からの出射光を前記バンドルファイバの一方の端面に入射し、前記バンドルファイバの他方の端面からの出射光を前記多角柱の一方の底面に入射し、前記多角柱の他方の底面からの出射光を前記被検査対象に照射することを特徴とする検査用光源装置。 In an inspection light source device that synthesizes emitted light from a plurality of light sources and irradiates a predetermined optical signal to an inspection target,
Bundle fiber,
A polygonal column formed so that incident light is conducted only inside,
With
One bottom surface of the polygonal column is brought close to the other end surface of the bundle fiber, light emitted from the plurality of light sources is incident on one end surface of the bundle fiber, and light emitted from the other end surface of the bundle fiber Is incident on one bottom surface of the polygonal column, and the inspection target light source device is irradiated with light emitted from the other bottom surface of the polygonal column.
The inspection light source device according to claim 1, wherein the plurality of light sources are light emitting diodes.
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---|---|---|---|
JP2004019238A JP2005214688A (en) | 2004-01-28 | 2004-01-28 | Light source device for inspection |
Applications Claiming Priority (1)
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009110787A (en) * | 2007-10-30 | 2009-05-21 | Aitec System:Kk | Illuminating apparatus and its manufacturing method |
JP2011127841A (en) * | 2009-12-18 | 2011-06-30 | Eiko:Kk | Sunlight collector |
-
2004
- 2004-01-28 JP JP2004019238A patent/JP2005214688A/en not_active Withdrawn
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