JP3954135B2

JP3954135B2 - 照明装置

Info

Publication number: JP3954135B2
Application number: JP15643896A
Authority: JP
Inventors: 国尚志玉; 田勉窪
Original assignee: Moritex Corp
Current assignee: Moritex Corp
Priority date: 1996-06-18
Filing date: 1996-06-18
Publication date: 2007-08-08
Anticipated expiration: 2016-06-18
Also published as: JPH1012011A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、先端にリング状の光出射部が形成されたライトガイドに装着される照明装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
無人化された工場などでは、ＣＣＤカメラを用いたイメージセンシングによるパターン認識を行うことにより、コンベアで送られてきた製品の種類を自動的に識別したり、製品の品質管理を行ったりしている。この場合に、製品の外観を正しく捉えるためにはなるべく影のない照明を行うことが好ましい。
【０００３】
このため、従来はＣＣＤカメラで撮影しようとする製品に対して、当該ＣＣＤカメラの周囲に電球などの点光源や蛍光灯等の線光源を多数配置して、全方向から万遍なく光が照射されるようにしているが、例えば、多数の点光電を用いた場合にはその点光源の数だけ影ができてしまいかえってパターン認識が行ないにくくなる場合があり、また、点光源，線光源のいずれも各光源ごとにソケット及びその配線を設けなければならず、照明設備が大掛かりで複雑になるだけでなく、光源自体の発熱によりＣＣＤカメラなどの電子機器に悪影響を与えるという問題があった。
【０００４】
そこで、図５に示すように、平板状の導光体４０からなる４枚の平面状発光体４１を製品の周囲に斜め上方に配置して照明することが提案されている。
この平面状発光体４１は、ライトガイド４２の先端に形成された直線状の光出射部４３に装着される光入射面４４がその一端縁に形成され、表面が光照射面４６に形成されている。これによれば、４本のバンドルファイバ４２の光出射部４３の夫々に平面状発光体４１を装着して配置するだけでよく、設備自体が比較的簡素化されると共に、光源自体はＣＣＤカメラから離れたところに設置できるので、光源が発熱してもＣＣＤカメラに悪影響を及ぼすことがないというメリットがある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、４枚の平面状発光体４１を用いて照明する場合は４方向からしか照明することができないため、例えば、球状の製品を照明する場合は、平面状発光体４１に対向する４方向が明るくなってしまい、製品形状によっては明暗の分布を生じてパターン認識を行ないにくくなる場合があるという問題が残る。
これを解消するためには、平面状発光体４１の数を増やして正多角形となるように配置すればよいが、この場合は、平板状発光体４１の数分だけライトガイド４２が必要になるので、多数の点光源，線光源を配する場合にその数分だけソケットが必要になるのと同様に照明設備が大掛かりになってしまう。
【０００６】
すなわち、照明設備を簡素化しようとすればパターン認識を正確に行うことができず、パターン認識を正確に行えるように無影照明にしようとすれば照明設備が大掛かりになってしまうという。そこで、本発明は、大掛かりな照明設備を用いることなく、極めて簡素化された照明設備で無影照明を行うことを技術的課題としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために、本発明は、ライトガイドの先端に形成されたリング状の光出射部に装着されてその出射光を内部に導入するリング状光入射部が一端側に形成されると共に、その光を内周面から照射させる曲面状導光体を備えた照明装置であって、前記曲面状導光体は、リング状光入射部が形成された一端側から他端側に向って拡径して形成され、前記リング状光入射部には、前記ライトガイドの光出射部と対向する端面から導入された光を、前記曲面導光体の外周面に向かって反射させる反射面が形成されると共に、曲面状導光体は、外周面及び他端面がその内部を進行してきた光を内側に反射させる反射面で形成され、曲面状導光体の内周面には、前記反射面で反射されて当該導光体の内部を進行してきた光を当該導光体で囲まれた空間内に拡散照射させる照射面が形成されたことを特徴としている。
【０００８】
本発明によれば、曲面導光体の一端側に形成されたリング状光入射部をライトガイドの先端に形成されたリング状の光出射部に装着すると、当該光出射部からリング状に出射された光が曲面導光体内に入射される。
そして、この光は、当該導光体の一端側から他端側に向かって進み、外周面及び他端面に到達した光は導光体内に反射され、内周面に到達した光は当該内周面から導光体で囲まれた空間内に出射される。
このとき曲面導光体は、一端側から他端側に向かって拡径する円錐状又はドーム状の曲面導光体で形成されているので、照明しようとする製品の位置する下方に向かって製品を囲む３６０度の全方向から万遍なく光が照射されることとなる。
したがって、球状の製品を照明するときでも、明暗分布を生ずることなく均一な明るさで影のない照明ができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を伴って具体的に説明する。図１は本発明に係る照明装置を示す断面図、図２は導光体内部の光の進行状態を示す説明図、図３及び図４は他の実施の形態を示す断面図である。
【００１０】
図中１は、先端にリング状の光出射部２が形成されたライトガイド３に装着して使用される照明装置であって、一端側から他端側に向かって拡径する曲面状導光体４で形成され、前記一端側には前記ライトガイド３の光出射部２に装着されてその出射光を導入するリング状光入射部５が一体に形成されている。
曲面導光体４は、例えば透明なアクリル樹脂で形成され、前記光入射部５は内周面５Ａ及び外周面５Ｂとも反射面に形成されると共に、内周面５Ａ側の反射面が光出射方向に対して外側に傾斜したテーパ面で形成され、前記ライトガイド３の光出射部２から照射された光を、当該光出射部２と対向する端面５Ｃから導入して、拡径する曲面導光体４の外周面４Ａに向かって反射させるように成されている。
【００１１】
そして、曲面導光体４の外周面４Ａ及び他端面４Ｂは、前記光入射部２から入射されて当該導光体４の内部を進行する光を内周面４Ｃに向かって反射させる均一な面状反射面に形成されている。また、当該導光体４の内周面４Ｃは、その表面がブラスト加工されて粗され、当該導光体４の内部を進行する光を内周面４Ｃから当該導光体４で囲まれた空間内に拡散して照射するようになされている。
【００１２】
なお、前記リング状光入射部５の内周面５Ａ及び外周面５Ｂや、曲面導光体４の外周面４Ａ及び他端面４Ｂに形成された反射面は、その表面に反射用の白色塗料の塗膜６Ｗとこれを保護する黒色塗料の塗膜６Ｂが塗布されて形成されているが、この構造は本発明の実施形態の一例であって、これに限定されるものではない。また、７は製品を撮影するためのＣＣＤカメラであって、ライトガイド３のリング状の光出射部２の内側に配設されている。
【００１３】
以上が本発明の構成例であって、次にその作用について、図２を伴って説明する。まず、ライトガイド３を光源（図示せず）に接続し、その光出射部２に曲面導光体４を装着して光源を発光させると、光はライトガイド３に導かれてその光出射部２から曲面導光体４のリング状光入射部５に入射される。そして、光入射部５に入射された光は、光出射方向に対して外側に傾斜したテーパ面に形成された内周面５Ａ側の反射面で反射され、拡径する曲面導光体４の外周面４Ａに向かって反射する。
【００１４】
そして、曲面導光体４内に導かれた光は、その外周面４Ａ及び他端面４Ｂで反射しながら、当該導光体４内を進み、内周面４Ｃに到達した光は、そのほとんどが曲面導光体４で囲まれた空間内に照射されることとなる。このとき、当該導光体４の内周面４Ｃは、その表面がブラスト加工されて粗されているので、当該導光体４で囲まれた空間内に拡散して照射され、したがって、内周面４Ｃのどの部分からも明暗のばらつきがない輝度分布が均一な照明光が得られる。
【００１５】
また、曲面導光体４は、光入射部５が形成された一端側から他端側に向かって拡径する円錐面に形成されているので、導光体４の内周面４Ｃを下向きにしてその下方に置いた製品を照明しようとする場合、導光体４の内周面４Ｃから下方に向かって拡散光が照射されると共に、製品を囲む３６０度の全方向から万遍なく光が照射され、したがって、球状の製品を照明するときでも、明暗分布を生ずることなく明るさの均一な影のない照明ができる。これにより、ＣＣＤカメラ７で製品を撮影するときも、その製品形状を正確に把握することかでき、イメージセンシングによるパターン認識を行うときに誤動作を起こすこともない。
【００１６】
図３は他の実施形態を示す断面図である。本例の曲面導光体４は、光入射部５が形成された一端側から他端側に向かって拡径するドーム状曲面に形成されている。
この場合も、円錐面で曲面導光体を形成した場合と同様に、導光体４の内周面４Ｃから下方に向かって拡散光が照射されると共に、製品を囲む３６０度の全方向から万遍なく光が照射され、したがって、球状の製品を照明するときでも、明暗分布を生ずることなく均一な明るさで影のない照明ができる。
【００１７】
また、本例の照明装置１は、図４に示すようにリング状入射部５が形成された一端側から他端側に向かって延びる同一径の円筒形の曲面導光体８で形成されている場合であってもよい。
この場合は、曲面導光体８の外周面８Ａ及び他端面８Ｂがその内部を進行してきた光を内側に反射させる反射面で形成され、内周面８Ｃにはその内部を進行してきた光を当該導光体８で囲まれた空間内に拡散して照射させる照射面が形成されている。
【００１８】
そして、曲面形導光体８で囲まれた空間に照明しようとする製品をおいて、ライトガイド３を介して当該導光体８内に光を入射させれば、内周面８Ｃから拡散光が照射され、製品を囲む３６０度の全方向から万遍なく光が照射される。また、曲面導光体８の内周面８Ｃからは、拡散光が照射されるので、内周面８Ｃが製品の上面にも光が照射されることとなり、輝度分布が比較的均一な照明光が得られる。
【００１９】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、リング状の光出射部を有するライトガイドに曲面導光体を装着するという極めて簡単な構成で、照明しようとする製品を囲む３６０度の全方向から万遍なく光を照射することができるという大変優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る照明装置の一例を示す断面図。
【図２】導光体内部の光の進行状態の一例を示す説明図。
【図３】他の実施形態を示す断面図。
【図４】さらに他の実施形態を示す断面図。
【図５】従来装置を示す断面図。
【符号の説明】
１・・・照明装置
２・・・光出射部
３・・・ライトガイド
４・・・曲面状導光体
４Ａ・・外周面
４Ｂ・・他端面
４Ｃ・・内周面
５・・・リング状光入射部
８・・・円筒形導光体
８Ａ・・外周面
８Ｂ・・他端面
８Ｃ・・内周面

Claims

ライトガイド（３）の先端に形成されたリング状の光出射部（２）に装着されてその出射光を内部に導入するリング状光入射部（５）が一端側に形成されると共に、その光を内周面（４Ｃ）から照射させる曲面状導光体（４）を備えた照明装置であって、
前記曲面状導光体（４）は、リング状光入射部（５）が形成された一端側から他端側に向って拡径して形成され、
前記リング状光入射部（５）には、前記ライトガイド（３）の光出射部（２）と対向する端面（５Ｃ）から導入された光を、前記曲面導光体（４）の外周面（４Ａ）に向かって反射させる反射面（５Ｂ）が形成されると共に、
曲面状導光体（４）は、外周面（４Ａ）及び他端面（４Ｂ）がその内部を進行してきた光を内側に反射させる反射面で形成され、
曲面状導光体（４）の内周面（４Ｃ）には、前記反射面で反射されて当該導光体（４）の内部を進行してきた光を当該導光体（４）で囲まれた空間内に拡散照射させる照射面が形成されたことを特徴とする照明装置。
前記反射面は、その表面に反射用の白色塗料の塗膜（６Ｗ）とこれを保護する黒色塗料の塗膜（６Ｂ）が塗布されると共に、照射面がブラスト加工されて形成された請求項１記載の照明装置。