JP2020085619A - Light source for surface inspection - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、縞状のパターンに発光する表面検査用光源に関する。 The present invention relates to a light source for surface inspection, which emits light in a striped pattern.
表面が鏡面状の製品、たとえば塗装面や光沢めっき面を有した製品の外観検査を行う場合、光源の発光パターンを明暗の縞状パターンとし、その光源からの光を製品表面に照射して反射光を測定し、反射光のパターンと発光パターンとの相違を検出することにより、製品の表面状態を検査する方法が知られている。 When performing a visual inspection of a product with a mirror-like surface, such as a product with a painted surface or a glossy plated surface, the light emission pattern of the light source is a bright and dark striped pattern, and the light from the light source is applied to the product surface and reflected. There is known a method of inspecting a surface state of a product by measuring light and detecting a difference between a reflected light pattern and a light emission pattern.
特許文献１には、鋼板表面の凹凸を検出するための光源として、複数のＬＥＤをライン状に配列した線状光源を用いることが記載されている。また、ルーバフィルムを用いることで平行光とすることが記載されている。 Patent Document 1 describes that a linear light source in which a plurality of LEDs are arranged in a line is used as a light source for detecting irregularities on the surface of a steel sheet. Further, it is described that parallel light is obtained by using a louver film.
特許文献２には、細長いスリットを所定間隔で平行に設けたスリット板を用いて縞模様のパターンの光源とすることが記載されている。また、スリット板を透過させる光として平行光を用いることが記載され、これにより縞模様のエッジがはっきりすることが記載されている。 Patent Document 2 describes that a slit plate in which elongated slits are provided in parallel at a predetermined interval is used as a light source having a striped pattern. Further, it is described that parallel light is used as the light transmitted through the slit plate, and that it is clear that the edges of the striped pattern are clear.
しかし、スリット板によって縞状パターンとする場合、光源と被検査物との距離が短い場合には、縞状パターンの輪郭がぼけずに被検査物まで到達するが、光源と被検査物との距離が長くなると明暗の差が少なくなり、明確な縞状パターンとならない。特許文献２のように、スリット板を透過させる光を平行光とすればこれを抑制できるが、平行光とする具体的な手段は特許文献２には記載されていない。 However, in the case of forming a striped pattern by the slit plate, when the distance between the light source and the inspection object is short, the contour of the striped pattern reaches the inspection object without blurring. The longer the distance, the smaller the difference between light and dark, and the pattern does not become clear. If the light transmitted through the slit plate is made into parallel light as in Patent Document 2, this can be suppressed, but Patent Document 2 does not describe a specific means for making the light parallel.
そこで本発明の目的は、表面検査用光源の縞状の発光パターンを明瞭化することである。 Therefore, an object of the present invention is to clarify the striped light emission pattern of the light source for surface inspection.
本発明は、縞状の明暗の発光パターンを有し、披検査物の表面に光を照射してその反射光を測定するための表面検査用光源であって、線状の長尺な形状を有し、所定間隔でストライプ状に配列された複数の線状ＬＥＤ光源と、各線状ＬＥＤ光源の光放射側に設けられ、光透過部と遮光部とが交互に配列されたルーバ構造を有し、ルーバ構造のストライプ方向が線状ＬＥＤ光源の配列のストライプ方向と一致しているルーバフィルムと、ルーバフィルムの光透過側に設けられ、所定間隔でストライプ状に配列された複数の遮光板を有し、遮光板のストライプ方向が線状ＬＥＤ光源の配列のストライプ方向と一致しているルーバと、を有し、ルーバの遮光板の配列間隔は、ルーバフィルムのルーバ配列間隔よりも大きく、かつ、線状ＬＥＤ光源の配列間隔以下に設定されている、ことを特徴とする表面検査用光源である。 The present invention is a light source for surface inspection, which has a striped bright and dark light emission pattern and irradiates light on the surface of the object to be inspected and measures the reflected light, and has a long linear shape. And a louver structure in which a plurality of linear LED light sources arranged in a stripe pattern at a predetermined interval and light-emitting sides of the respective linear LED light sources are arranged, and light transmitting portions and light shielding portions are alternately arranged. , A louver film having a stripe direction of the louver structure that coincides with the stripe direction of the array of linear LED light sources, and a plurality of light-shielding plates provided on the light transmitting side of the louver film and arranged in stripes at predetermined intervals. And a louver in which the stripe direction of the light shielding plate matches the stripe direction of the array of the linear LED light sources, and the arrangement interval of the light shielding plate of the louver is larger than the louver arrangement interval of the louver film, and The surface inspection light source is characterized in that it is set to be equal to or less than the arrangement interval of the linear LED light sources.
遮光板は、線状ＬＥＤ光源の長尺方向を軸とする円筒状に湾曲していてもよい。遮光版の物理的強度を高めることができ、また遮光板の変形を抑制して表面検査用光源の発光パターンの変動を抑制することができる。 The light shielding plate may be curved in a cylindrical shape with the longitudinal direction of the linear LED light source as an axis. The physical strength of the light-shielding plate can be increased, and the deformation of the light-shielding plate can be suppressed to suppress the variation of the light emission pattern of the light source for surface inspection.
遮光板は、黒色であることが好ましい。遮光板により光が乱反射することが抑制され、表面検査用光源の縞状の明暗のパターンをより明瞭とすることができる。 The light shield plate is preferably black. Diffuse reflection of light is suppressed by the light shielding plate, and the striped bright and dark pattern of the surface inspection light source can be made clearer.
線状ＬＥＤ光源とルーバフィルムとの間、またはルーバフィルムとルーバとの間に、偏光フィルムをさらに設けてもよい。被検査物のより細かな表面状態を検査することができるようになる。偏光フィルムを設ける場合、偏光フィルムを透過する光の偏光方向と、線状ＬＥＤ光源の長尺方向とが一致するように偏光フィルムが配置されていることが好ましい。 A polarizing film may be further provided between the linear LED light source and the louver film or between the louver film and the louver. It becomes possible to inspect a finer surface condition of the inspection object. When the polarizing film is provided, it is preferable that the polarizing film is arranged so that the polarization direction of light passing through the polarizing film and the lengthwise direction of the linear LED light source coincide with each other.
また、隣接する線状ＬＥＤ光源間の位置に、遮光板が位置するようにルーバの遮光板の配列間隔が設定されていることが好ましい。ルーバを設けることによる光量の低下を抑制しつつ、表面検査用光源の縞状の明暗パターンを明瞭とすることができる。 Further, it is preferable that the arrangement interval of the light shielding plates of the louvers is set so that the light shielding plate is located between the adjacent linear LED light sources. It is possible to make the striped bright-dark pattern of the surface inspection light source clear while suppressing a decrease in the amount of light due to the provision of the louver.
線状ＬＥＤ光源は、太陽光ＬＥＤを所定間隔で直線状に配列した光源であることが好ましい。太陽光ＬＥＤを用いることで、日照条件下と同様の状態を再現でき、目視での被検査物の表面状態の検査精度を向上させることができる。 The linear LED light source is preferably a light source in which sunlight LEDs are linearly arranged at predetermined intervals. By using the solar LED, a state similar to that under the sunlight condition can be reproduced, and the visual inspection accuracy of the surface state of the inspection object can be improved.
本発明によれば、縞状の明暗パターンを明瞭とすることができ、被検査物が光源から離れていても明暗のエッジ部分がぼやけないようにすることができる。 According to the present invention, it is possible to make a striped light-dark pattern clear, and to prevent the bright and dark edge portions from being blurred even when the inspection object is far from the light source.
以下、本発明の具体的な実施例について図を参照に説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, specific examples of the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited to the examples.
図１は、実施例１の表面検査用光源の構成を示した図である。図１（ａ）は、光放射側から見た平面図であり、図１（ｂ）は側面図である。図１において、ｚ軸正方向は鉛直下方であり、ｘｙ平面は水平面である。また、図２は、実施例１の表面検査用光源の断面を拡大して示した図である。実施例１の表面検査用光源は、縞状の明暗の発光パターンを有した白色光源である。実施例１の表面検査用光源からの光を被検査物に照射してその反射光を測定し、発光パターンと反射光のパターンとの差異を目視やコンピュータによる画像解析で検出することにより、被検査物の表面状態を検査するための光源である。実施例１の表面検査用光源の大きさは、たとえば、（６００〜２４００）ｍｍ×（３００〜１２００）ｍｍの矩形の平板状であり、厚さは５０〜１００ｍｍである。 FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a surface inspection light source according to the first embodiment. FIG. 1A is a plan view seen from the light emitting side, and FIG. 1B is a side view. In FIG. 1, the positive direction of the z-axis is vertically downward, and the xy plane is the horizontal plane. FIG. 2 is an enlarged view of a cross section of the surface inspection light source of the first embodiment. The surface inspection light source of Example 1 is a white light source having a striped bright and dark light emission pattern. By irradiating the inspection object with light from the light source for surface inspection of Example 1, measuring the reflected light, and detecting the difference between the emission pattern and the pattern of the reflected light by visual inspection or image analysis by a computer, It is a light source for inspecting the surface condition of the inspection object. The size of the light source for surface inspection of Example 1 is, for example, a rectangular flat plate shape of (600 to 2400) mm×(300 to 1200) mm, and the thickness thereof is 50 to 100 mm.
図１、２のように、実施例１の表面検査用光源は、複数の線状ＬＥＤ光源１と、ルーバフィルム２と、ルーバ３と、によって構成されている。以下、各構成について説明する。 As illustrated in FIGS. 1 and 2, the surface inspection light source according to the first embodiment includes a plurality of linear LED light sources 1, a louver film 2, and a louver 3. Hereinafter, each configuration will be described.
（線状ＬＥＤ光源１について）
線状ＬＥＤ光源１は、直線状の発光パターンを有するＬＥＤ光源である。線状ＬＥＤ光源１の形状は、線状の長尺な形状であり、長尺方向（図１（ａ）中のｘ軸方向）に垂直な断面（ｙｚ平面）は陸上トラック状である。つまり、一対の長尺な長方形の平面１Ａ、１Ｂを有し、その両端は半円筒状となっている。平面１Ａ、１Ｂは、図１（ａ）中、ｘｙ平面と平行である。また、光は平面１Ｂ側から放射される。また、複数の線状ＬＥＤ光源１は、ストライプ状に配置されている。つまり、各線状ＬＥＤ光源１の長尺方向を揃え、短尺方向に所定の間隔を開けて平行に配置されている。また、図１（ｂ）に示すように、各線状ＬＥＤ光源１の平面１Ａは、同一の平面を成すように揃えられて配置されている。
(About linear LED light source 1)
The linear LED light source 1 is an LED light source having a linear light emitting pattern. The linear LED light source 1 has a linear long shape, and a cross section (yz plane) perpendicular to the long direction (x-axis direction in FIG. 1A) is a land track shape. That is, it has a pair of long rectangular flat surfaces 1A and 1B, and both ends thereof are semicylindrical. The planes 1A and 1B are parallel to the xy plane in FIG. Further, the light is emitted from the plane 1B side. Further, the plurality of linear LED light sources 1 are arranged in stripes. That is, the linear LED light sources 1 are arranged in parallel with each other in the long direction and at predetermined intervals in the short direction. Further, as shown in FIG. 1B, the planes 1A of the linear LED light sources 1 are aligned and arranged so as to form the same plane.
線状ＬＥＤ光源１は、複数のＬＥＤ１０を所定間隔で直線状に配列し、拡散カバー１１で覆った光源である。ＬＥＤ１０の配列は、実施例１では２列としている。しかし、直線状の配列であれば１列であっても複数列であってもよい。拡散カバー１１は、光拡散性を有した透光性の樹脂であり、各ＬＥＤ１０からの点状の発光を拡散し、全体として直線状の発光パターンとするためのものである。 The linear LED light source 1 is a light source in which a plurality of LEDs 10 are linearly arranged at predetermined intervals and covered with a diffusion cover 11. The arrangement of the LEDs 10 is two rows in the first embodiment. However, one line or a plurality of lines may be used as long as it is a linear array. The diffusion cover 11 is a translucent resin having a light diffusing property, and diffuses the point-like light emission from each LED 10 to form a linear light emission pattern as a whole.
線状ＬＥＤ光源１のＬＥＤ１０は、白色発光のものであれば任意であるが、太陽光ＬＥＤを用いることが好ましい。太陽光ＬＥＤは、複数種の蛍光体を組み合わせ、太陽光のスペクトルを模倣したＬＥＤである。たとえば、日中の昼白色〜昼光色の太陽光の場合、色温度が５０００〜６５００Ｋの太陽光を基準としたときの演色評価数Ｒｆ、ＲｇがそれぞれＲｆ≧９０、９５≦Ｒｇ≦１０５の光を発光するＬＥＤである。太陽光ＬＥＤを用いることで、日照条件下と同様の状態を再現でき、目視での被検査物の表面状態の検査精度を向上させることができる。なお、Ｒｆ、Ｒｇは、北米照明学会による「ＴＭ−３０−１５」で規定される指標である。Ｒｆは色の忠実度を表すパラメータであり、Ｒｆの上限は１００である。Ｒｆが１００に近いほど基準光に近い色であることを示す。また、Ｒｇは色の鮮やかさを表すパラメータであり、１００に近いほど基準光に色の鮮やかさが近いことを示す。 The LED 10 of the linear LED light source 1 is optional as long as it emits white light, but it is preferable to use a solar LED. A solar LED is an LED that imitates the spectrum of sunlight by combining multiple types of phosphors. For example, in the case of daytime white to daylight sunlight in the daytime, when the color temperature is 5000 to 6500K, the color rendering indices Rf and Rg are Rf≧90 and 95≦Rg≦105, respectively. It is an LED that emits light. By using the solar LED, a state similar to that under the sunshine condition can be reproduced, and the visual inspection accuracy of the surface state of the inspection object can be improved. Note that Rf and Rg are indices defined by "TM-30-15" by the American Society of Illumination. Rf is a parameter representing color fidelity, and the upper limit of Rf is 100. The closer the Rf is to 100, the closer the color is to the reference light. Further, Rg is a parameter indicating the color vividness, and the closer it is to 100, the closer the color vividness is to the reference light.
Ｒｆ、Ｒｇが上記範囲の太陽光ＬＥＤは、ピーク波長が４１０〜４２５ｎｍの発光素子と、蛍光ピークが青色（４４５〜４９０ｎｍ）の蛍光体と、蛍光ピークが緑色〜黄色（４９１〜６００ｎｍ）の蛍光体と、蛍光ピークが赤色（６０１〜６７０ｎｍ）の蛍光体とを組み合わせ、蛍光体の種類や濃度などを調整することにより作製することができる。 The solar LED having Rf and Rg in the above range has a light emitting element having a peak wavelength of 410 to 425 nm, a phosphor having a blue fluorescent peak (445 to 490 nm), and a fluorescent peak having a green to yellow (491 to 600 nm) fluorescent light. It can be produced by combining a body and a phosphor having a red fluorescence peak (601 to 670 nm), and adjusting the type and concentration of the phosphor.
色温度が５０００〜６５００Ｋの太陽光を基準としたときのＲｆ、Ｒｇのより好ましい範囲は、Ｒｆ≧９５、９７≦Ｒｇ≦１０３であり、さらに好ましくはＲｆ≧９７、９９≦Ｒｇ≦１０２である。 A more preferable range of Rf and Rg based on sunlight having a color temperature of 5000 to 6500K is Rf≧95 and 97≦Rg≦103, and more preferably Rf≧97 and 99≦Rg≦102. ..
線状ＬＥＤ光源１の大きさは特に限定されないが、線状ＬＥＤ光源１の長尺方向（ｘ軸方向）の長さは、たとえば６００〜２４００ｍｍであり、短尺方向（ｙ軸方向）の長さは、たとえば３０〜１５０ｍｍであり、厚さ（ｚ軸方向の長さ）は、たとえば３０〜１００ｍｍである。また、線状ＬＥＤ光源１の本数は任意であるが、たとえば５〜１０本である。 The size of the linear LED light source 1 is not particularly limited, but the length of the linear LED light source 1 in the long-side direction (x-axis direction) is, for example, 600 to 2400 mm, and the length in the short-side direction (y-axis direction). Is, for example, 30 to 150 mm, and the thickness (length in the z-axis direction) is, for example, 30 to 100 mm. The number of linear LED light sources 1 is arbitrary, but is, for example, 5 to 10.
（ルーバフィルム２について）
ルーバフィルム２は、ルーバ構造を有した樹脂フィルム、つまり、光を透過しない領域（遮光部２ａ）と光を透過する領域（光透過部２ｂ）とが縞状（ストライプ状）に交互に設けられた樹脂フィルムである。ルーバフィルム２のルーバー角は０°に設定されていて、ルーバフィルム２に垂直に光が入射する場合に、ルーバフィルム２を透過する光の光量が最大となるように設定されている。
(About louver film 2)
The louver film 2 is a resin film having a louver structure, that is, a region that does not transmit light (light-shielding portion 2a) and a region that transmits light (light-transmitting portion 2b) are alternately provided in stripes. It is a resin film. The louver angle of the louver film 2 is set to 0°, and when the light is vertically incident on the louver film 2, the amount of light transmitted through the louver film 2 is maximized.
ルーバフィルム２は、各線状ＬＥＤ光源１の光放射側の平面１Ｂに接して設けられている。また、ルーバフィルム２は１枚のフィルムであり、配列された線状ＬＥＤ光源１全体と大きさをおよそ一致させている。また、ルーバフィルム２は、線状ＬＥＤ光源１の配列のストライプ方向と、ルーバフィルム２のルーバ配列のストライプ方向とが一致するように配置されている。つまり、線状ＬＥＤ光源１の短尺方向と、ルーバフィルム２のルーバの配列方向とが一致するように配置されており、ルーバフィルム２の光透過部２ｂと遮光部２ａは、図１（ａ）中ｙ軸方向に交互に設けられている。 The louver film 2 is provided in contact with the plane 1B on the light emitting side of each linear LED light source 1. Further, the louver film 2 is a single film, and its size is approximately the same as the size of the entire linear LED light sources 1 arranged. Further, the louver film 2 is arranged so that the stripe direction of the array of the linear LED light sources 1 and the stripe direction of the louver array of the louver film 2 coincide with each other. That is, the linear LED light source 1 is arranged so that the short direction of the linear LED light source 1 and the louver array direction of the louver film 2 coincide with each other, and the light transmitting portion 2b and the light shielding portion 2a of the louver film 2 are shown in FIG. They are provided alternately in the middle y-axis direction.
ルーバフィルム２は、各線状ＬＥＤ光源１からの光を平行光とするために設けるものである。ルーバフィルム２のルーバ角が０°で、ルーバの配列方向がｙ軸方向であるため、線状ＬＥＤ光源１からの光のうち、ｚｘ平面に平行な光あるいはｚｘ平面に小さな角度を成す光はルーバフィルム２を透過し、ｚｘ平面に大きな角度を成す光はルーバフィルム２により遮断される。その結果、ルーバフィルム２を透過する光は、およそｚｘ平面に平行な平行光となる。 The louver film 2 is provided to convert the light from each linear LED light source 1 into parallel light. Since the louver angle of the louver film 2 is 0° and the arrangement direction of the louvers is the y-axis direction, of the light from the linear LED light source 1, the light parallel to the zx plane or the light forming a small angle to the zx plane is not generated. Light transmitted through the louver film 2 and forming a large angle with the zx plane is blocked by the louver film 2. As a result, the light transmitted through the louver film 2 becomes parallel light that is approximately parallel to the zx plane.
ルーバフィルム２のルーバの配列間隔Ｌ２（ある光透過部２ｂの中心から隣接する他の光透過部２ｂの中心までの距離）は、線状ＬＥＤ光源１の配列間隔Ｌ１（ある線状ＬＥＤ光源１の中心から隣接する他の線状ＬＥＤ光源１の中心までの距離）に比べて十分に小さければよい。たとえば、ルーバフィルム２のルーバの配列間隔Ｌ２は、線状ＬＥＤ光源１の配列間隔Ｌ１の１／１０以下であればよい。このようにルーバフィルム２のルーバの配列間隔Ｌ２を設定すれば、線状ＬＥＤ光源１からの光を十分に平行光とすることができる。より好ましいルーバフィルム２のルーバの配列間隔Ｌ２は、線状ＬＥＤ光源１の配列間隔Ｌ１の１／２０〜１／３００、さらに好ましくは１／１０１〜１／３００である。 The louver arrangement interval L2 of the louver film 2 (distance from the center of a certain light transmitting portion 2b to the center of another adjacent light transmitting portion 2b) is the arrangement distance L1 of the linear LED light sources 1 (a certain linear LED light source 1). It is sufficient that the distance is sufficiently smaller than the distance from the center to the center of another linear LED light source 1 adjacent thereto. For example, the louver array interval L2 of the louver film 2 may be 1/10 or less of the array interval L1 of the linear LED light sources 1. By setting the louver array interval L2 of the louver film 2 in this way, the light from the linear LED light source 1 can be made sufficiently parallel light. The louver array interval L2 of the louver film 2 is more preferably 1/20 to 1/300 of the array interval L1 of the linear LED light source 1, and more preferably 1/101 to 1/300.
また、ルーバフィルム２の光透過部２ｂと遮光部２ａとを合わせた幅に対する光透過部２ｂの幅の比は、１／５０〜１／２００とすることが好ましい。この範囲であれば、ルーバフィルム２による光量の低減を抑制しつつ、平行光とすることができる。 Further, the ratio of the width of the light transmitting portion 2b to the total width of the light transmitting portion 2b and the light shielding portion 2a of the louver film 2 is preferably 1/50 to 1/200. Within this range, parallel light can be obtained while suppressing reduction in the amount of light by the louver film 2.
（ルーバ３について）
ルーバ３は、ルーバフィルム２の光透過側の表面に設けられている。ルーバ３は、複数の長尺な長方形状の遮光板３０を、所定の姿勢、所定間隔でストライプ状に配列したものである。各遮光板３０は、中心軸を一致させて所定間隔で配置され、その中心軸の軸方向が線状ＬＥＤ光源１の配列方向（ｙ軸方向）に一致するように配置されている。ここで中心軸は、遮光板３０の主面中央に垂直な軸である。また、ｙ軸方向から見て各遮光板３０の長辺と短辺が揃うように配置されている。さらに、各遮光板３０の長辺と線状ＬＥＤ光源１の長尺方向（ｘ軸方向）とを揃えて配置されている。
(About louver 3)
The louver 3 is provided on the surface of the louver film 2 on the light transmitting side. The louver 3 is formed by arranging a plurality of elongated rectangular light shielding plates 30 in a stripe shape at a predetermined posture and at a predetermined interval. The respective light-shielding plates 30 are arranged at predetermined intervals so that their central axes coincide with each other, and the axial directions of the central axes coincide with the arrangement direction (y-axis direction) of the linear LED light sources 1. Here, the central axis is an axis perpendicular to the center of the main surface of the light shielding plate 30. Further, the long sides and the short sides of each light shielding plate 30 are arranged so as to be aligned when viewed from the y-axis direction. Furthermore, the long side of each light-shielding plate 30 and the long-side direction (x-axis direction) of the linear LED light source 1 are aligned.
各遮光板３０の一方の長辺は、図１（ｂ）、図２に示すように、ルーバフィルム２の光透過側の面（線状ＬＥＤ光源１配置側とは反対側の面）に、図示しない金具を用いて吊り下げるようにして接続されている。また、隣接する遮光板３０の他方の長辺同士、および隣接する遮光板３０の中央同士は、図示しない金具を用いて連結されている。これにより、各遮光板３０同士の間隔が変動しないように固定し、実施例１の表面検査用光源の発光パターンの変動がないようにしている。 As shown in FIGS. 1B and 2, one long side of each light-shielding plate 30 is on the surface of the louver film 2 on the light transmitting side (the surface opposite to the side on which the linear LED light source 1 is arranged). It is connected so as to be suspended by using a metal fitting (not shown). Further, the other long sides of the adjacent light shielding plates 30 and the centers of the adjacent light shielding plates 30 are connected to each other by using a metal fitting (not shown). As a result, the intervals between the respective shading plates 30 are fixed so as not to change, and the light emission pattern of the light source for surface inspection according to the first embodiment does not change.
各遮光板３０は、アルミニウムからなる厚さ０．３〜０．５ｍｍの長尺な長方形状の平板である。長辺は線状ＬＥＤ光源１の長尺方向の長さとおよそ一致させている。短辺は２０〜５０ｍｍである。また、各遮光板３０は、線状ＬＥＤ光源１の長尺方向（ｘ軸方向）を軸とする円筒状に湾曲させていて、湾曲方向は各遮光板３０で揃えられている。遮光板３０を湾曲させることにより、遮光板３０の物理的な強度を高めている。また、遮光板の変形などが生じないようにして、実施例１の表面検査用光源の発光パターンの変動を抑制している。湾曲の曲率半径は強度が十分に高められる範囲であれば任意であるが、たとえば４０〜１００ｍｍである。また、実施例１の表面検査用光源の明暗の発光パターンにおける暗部の幅を、遮光板３０の湾曲によって調整してもよい。 Each light shielding plate 30 is a long rectangular flat plate made of aluminum and having a thickness of 0.3 to 0.5 mm. The long side is approximately matched with the length of the linear LED light source 1 in the longitudinal direction. The short side is 20 to 50 mm. Further, each light shielding plate 30 is curved in a cylindrical shape having the longitudinal direction (x-axis direction) of the linear LED light source 1 as an axis, and the curved direction is aligned with each light shielding plate 30. By curving the light blocking plate 30, the physical strength of the light blocking plate 30 is increased. In addition, the light-shielding plate is prevented from being deformed and the like, so that the variation of the light emission pattern of the surface inspection light source of the first embodiment is suppressed. The radius of curvature of the curve is arbitrary as long as the strength is sufficiently increased, but is 40 to 100 mm, for example. Further, the width of the dark portion in the bright and dark emission pattern of the light source for surface inspection of Example 1 may be adjusted by the curve of the light shielding plate 30.
このルーバ３によって、ルーバフィルム２からの光のうち、ｚｘ平面に角度を成す光が遮られることで、ルーバ３を透過する光のパターンは縞状の明暗のパターンとなる。ここで、ルーバフィルム２を透過する光は平行光であるため、ルーバ３を通過する光もおよそ平行光である。その結果、縞状の明暗のパターンは明瞭となり、明暗のエッジ部分がはっきりする。したがって、実施例１の表面検査用光源を用いれば、被検査物の表面状態を高精度に検査することができ、たとえば表面の傷、凹凸などを高精細に検出することができる。 The louver 3 blocks light from the louver film 2 that forms an angle with the zx plane, so that the pattern of light that passes through the louver 3 becomes a striped light-dark pattern. Here, since the light that passes through the louver film 2 is parallel light, the light that passes through the louver 3 is also approximately parallel light. As a result, the striped bright and dark pattern becomes clear, and the bright and dark edge portions become clear. Therefore, if the surface inspection light source of Example 1 is used, the surface condition of the object to be inspected can be inspected with high accuracy, and for example, surface scratches, irregularities, etc. can be detected with high precision.
また、ルーバ３の厚さ（ｚ軸方向の長さ）を大きくすることなく明暗のパターンを明瞭とすることができ、ルーバ３を設けることによる光量の低下も抑制されている。よって、実施例１の表面検査用光源を薄型とすることができる。 Further, the bright and dark pattern can be made clear without increasing the thickness (length in the z-axis direction) of the louver 3, and the decrease in the light amount due to the provision of the louver 3 is suppressed. Therefore, the surface inspection light source of Example 1 can be made thin.
また、各遮光板３０は、黒色に塗装されている。これにより、遮光板３０によって光が乱反射してしまうのを抑制し、より縞状の明暗パターンが明瞭となり、明暗のエッジがはっきりするようにしている。 Further, each light shielding plate 30 is painted black. As a result, irregular reflection of light by the light shielding plate 30 is suppressed, and a more striped bright-dark pattern is made clearer, so that bright and dark edges are made clearer.
隣接する遮光板３０の配列間隔Ｌ３（ある遮光板３０の中心から隣接する他の遮光板３０の中心までの距離）は、ルーバフィルム２のルーバの配列間隔Ｌ２に比べて大きく、かつ、線状ＬＥＤ光源１の配列間隔Ｌ１以下であれば任意である。たとえば、隣接する遮光板３０の配列間隔Ｌ３がルーバフィルム２のルーバの間隔Ｌ２の１０倍以上である。より好ましくは５０〜５００倍、さらに好ましくは２０１〜５００倍である。また、たとえば隣接する遮光板３０の配列間隔Ｌ３は１０〜３０ｍｍである。 The arrangement interval L3 between adjacent light shielding plates 30 (the distance from the center of a certain light shielding plate 30 to the center of another adjacent light shielding plate 30) is larger than the arrangement interval L2 of the louvers of the louver film 2 and linear. It is arbitrary as long as it is equal to or less than the arrangement interval L1 of the LED light sources 1. For example, the arrangement interval L3 between the adjacent light shielding plates 30 is 10 times or more the interval L2 between the louvers of the louver film 2. It is more preferably 50 to 500 times, and further preferably 201 to 500 times. Further, for example, the arrangement interval L3 of the adjacent light shielding plates 30 is 10 to 30 mm.
また、遮光板３０の配列間隔Ｌ３を、線状ＬＥＤ光源１の配列間隔Ｌ１の１／ｎ（ここでｎは自然数）とし、隣接する線状ＬＥＤ光源１の間の位置に遮光板３０が配置されるようにすることが好ましい。より好ましくはｎ＝１〜５、さらに好ましくはｎ＝２〜４である。実施例１では、遮光板３０の配列間隔Ｌ３を、線状ＬＥＤ光源１の配列間隔Ｌ１の１／２としてこれを満たすように設定している。このように遮光板３０の配列間隔Ｌ３と配置を設定することで、ルーバ３を設けることによる光量の低下を抑制しつつ、縞状の明暗パターンを明瞭とすることができる。 Further, the arrangement interval L3 of the light shielding plates 30 is set to 1/n (where n is a natural number) of the arrangement interval L1 of the linear LED light sources 1, and the light shielding plates 30 are arranged at positions between the adjacent linear LED light sources 1. Preferably. More preferably, n=1 to 5, and even more preferably n=2 to 4. In the first embodiment, the arrangement interval L3 of the light shielding plates 30 is set to 1/2 of the arrangement interval L1 of the linear LED light sources 1 so as to satisfy this. By setting the arrangement interval L3 and the arrangement of the light blocking plates 30 in this manner, it is possible to make the striped bright-dark pattern clear while suppressing the decrease in the light amount due to the louver 3.
なお、線状ＬＥＤ光源１とルーバフィルム２との間、あるいは、ルーバフィルム２とルーバ３との間に、偏光フィルム４を設けてもよい（図３、図４参照）。偏光フィルム４を設けて直線偏光とすることにより、被検査物表面の細かな傷などを検出可能となる。この場合、偏光方向（電場の振動方向）は任意でよいが、偏光方向と線状ＬＥＤ光源１の長尺方向（ｘ軸方向）とが一致するように偏光フィルム４を配置することが好ましい。被検査物表面のより細かな傷などを検出可能となる。 A polarizing film 4 may be provided between the linear LED light source 1 and the louver film 2 or between the louver film 2 and the louver 3 (see FIGS. 3 and 4). By providing the polarizing film 4 for linearly polarized light, it becomes possible to detect fine scratches on the surface of the inspection object. In this case, the polarization direction (vibration direction of the electric field) may be arbitrary, but it is preferable to arrange the polarizing film 4 so that the polarization direction and the lengthwise direction (x-axis direction) of the linear LED light source 1 coincide with each other. It becomes possible to detect finer scratches on the surface of the inspection object.
図５は、実施例１の表面検査用光源の発光の様子を撮影した写真である。図５のように、発光パターンは明暗の縞状パターンであり、明暗のエッジがはっきりしていることが見て取れる。 FIG. 5 is a photograph of the light emission of the light source for surface inspection of Example 1. As shown in FIG. 5, the light emission pattern is a bright and dark striped pattern, and it can be seen that the bright and dark edges are clear.
以上、実施例１の表面検査用光源によれば、ルーバフィルム２によって平行光とした後、ルーバ３によって遮光して縞状パターンとしているため、縞状の明暗のパターンを明瞭とすることができる。よって、実施例１の表面検査用光源を用いて披検査物の表面を検査すれば、高精細に表面状態を検査することができる。また、披検査物が実施例１の表面検査用光源から離れていても、縞状の明暗のパターンが明瞭となり、明暗のエッジがはっきりしているため、表面状態の検査を良好に行うことができる。 As described above, according to the surface inspection light source of Example 1, since the louver film 2 forms parallel light and then the louver 3 shields it to form a striped pattern, the striped bright and dark pattern can be made clear. .. Therefore, if the surface of the object to be inspected is inspected by using the light source for surface inspection of Example 1, the surface condition can be inspected with high precision. Further, even if the inspection object is far from the surface inspection light source of Example 1, the striped bright and dark pattern is clear and the bright and dark edges are clear, so that the surface condition can be satisfactorily inspected. it can.
また、ルーバ３の厚さ（ｚ軸方向の長さ）を大きくすることなく明暗のパターンを明瞭にすることができるので、薄型の表面検査用光源を実現することができる。 Further, since the bright and dark pattern can be made clear without increasing the thickness of the louver 3 (length in the z-axis direction), a thin surface inspection light source can be realized.
なお、実施例１の表面検査用光源では、ルーバ３の遮光板３０の配列間隔Ｌ３を一定として、表面検査用光源の発光パターンを縞の間隔が一定のパターンとしているが、縞の間隔は必ずしも一定である必要はなく、増減していてもよい。 In the surface inspection light source of the first embodiment, the light-shielding plate 30 of the louver 3 has a constant arrangement interval L3 and the light emission pattern of the surface inspection light source has a constant stripe interval, but the stripe interval is not always required. It does not have to be constant and may be increased or decreased.
本発明の表面検査用光源は、製品の鏡面状の塗装面やめっき面などの外観検査を行う際の光源として利用することができる。 The surface inspection light source of the present invention can be used as a light source when performing an appearance inspection on a mirror-finished coated surface or plated surface of a product.
１：線状ＬＥＤ光源
２：ルーバフィルム
３：ルーバ
４：偏光フィルム
１０：ＬＥＤ
１１：拡散カバー
３０：遮光板
1: linear LED light source 2: louver film 3: louver 4: polarizing film 10: LED
11: Diffusion cover 30: Light shield
Claims (7)
線状の長尺な形状を有し、所定間隔でストライプ状に配列された複数の線状ＬＥＤ光源と、
各前記線状ＬＥＤ光源の光放射側に設けられ、光透過部と遮光部とが交互に配列されたルーバ構造を有し、前記ルーバ構造のストライプ方向が前記線状ＬＥＤ光源の配列のストライプ方向と一致しているルーバフィルムと、
前記ルーバフィルムの光透過側に設けられ、所定間隔でストライプ状に配列された複数の遮光板を有し、前記遮光板のストライプ方向が前記線状ＬＥＤ光源の配列のストライプ方向と一致しているルーバと、
を有し、
前記ルーバの前記遮光板の配列間隔は、前記ルーバフィルムのルーバ配列間隔よりも大きく、かつ、前記線状ＬＥＤ光源の配列間隔以下に設定されている、
ことを特徴とする表面検査用光源。 A light source for surface inspection, which has a striped bright and dark light emission pattern and irradiates the surface of the object to be inspected with light and measures the reflected light,
A plurality of linear LED light sources having a linear elongated shape and arranged in stripes at predetermined intervals;
The louver structure is provided on the light emitting side of each of the linear LED light sources, and the light transmitting portions and the light shielding portions are alternately arranged, and the stripe direction of the louver structure is the stripe direction of the arrangement of the linear LED light sources. Louver film that matches
The light-transmitting side of the louver film has a plurality of light-shielding plates arranged in a stripe pattern at a predetermined interval, and the stripe direction of the light-shielding plate coincides with the stripe direction of the array of the linear LED light sources. With a louver,
Have
The arrangement interval of the light shielding plates of the louver is set to be larger than the arrangement interval of the louver of the louver film and equal to or smaller than the arrangement interval of the linear LED light sources.
A light source for surface inspection, which is characterized in that
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-
2018
- 2018-11-22 JP JP2018219277A patent/JP2020085619A/en active Pending
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