TWI651490B - 銜接型稜鏡片及附稜鏡片線型光照射裝置 - Google Patents
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Abstract
提供一種能夠藉由線型掃描相機等確實地檢測出檢查對象物的缺陷之銜接型稜鏡片及附稜鏡片線型光照射裝置。
稜鏡片(30、30)彼此被連接之連接部(30A)當中的連接端(32A、32B),係朝和單位稜鏡(31a)的長度方向交叉之方向被斜向切斷,且做成互相平行的切斷端(32A、32B),稜鏡片(30、30)彼此是以單位稜鏡(31a)的一部分(31b)會位於比該些切斷端間(S)還靠單位稜鏡(31a)的長度方向之至少一方之側的方式被連接,故能藉由線型掃描相機等確實地檢測出檢查對象物的缺陷。
Description
本發明係有關銜接型稜鏡片及能夠照射線型狀的光之附稜鏡片線型光照射裝置。
作為線型光照射裝置的一例,已知有專利文獻1所記載者。該線型光照射裝置,於外殼內,複數個LED沿著長度方向設置成列狀。外殼,具有左右一對的側板及底板,在頂板側形成有開口部,而以LED為光源之線型狀的光從該開口部朝向外部射出。
利用這樣的線型光照射裝置,對檢查對象物照射線型狀的光,以檢查有無損傷等缺陷之檢查裝置,例如如圖14(a)所示,其構成為具備線型光照射裝置1、及線型掃描相機4,從線型光照射裝置1對檢查對象物W照射線型狀的光,並以線型掃描相機4來檢測該光於缺陷K的散射光,藉此檢查有無損傷等缺陷K。另,檢查對象物W,被捲繞成輥狀,對於從該輥被退繞(unwinding)而被轉送至捲繞輥側之檢查對象物W的表面的規定範圍,從線型光照射裝置1照射線型狀的光。
這樣的檢查裝置中,針對朝和檢查對象物W的轉送(搬運)方向交叉之方向,亦即朝和從線型光照射裝置1射出的光H於俯視時交叉之方向延伸之缺陷K,能夠令從線型光照射裝置1射出的光H於該缺陷K散射,而以線型掃描相機4檢測出該散射光;相對於此,針對朝和檢查對象物W的轉送方向平行之方向,亦即朝和從線型光照射裝置1射出的光H於俯視時平行之方向延伸之缺陷K1,如圖14(b)所示,由於散射的光的方向不同,因此難以以線型掃描相機4檢測出該散射光H1。
鑑此,如圖1(a)、(b)所示,在線型光照射裝置1的光射出之射出面安裝稜鏡片30,藉由該稜鏡片30令從線型光照射裝置1射出的光往左右折射,而照射至缺陷K1,藉此便如圖1(b)所示,針對朝和從線型光照射裝置1射出的光H平行之方向延伸之缺陷K1,仍能令光於該缺陷K1散射,而以線型掃描相機4檢測出該散射光H1。像這樣,藉由稜鏡片30令直進光往左右折射之技術,例如記載於專利文獻2。
專利文獻1:日本特開2012-186015號公報
專利文獻2:日本特開2006-17487號公報
不過,稜鏡片,是使用形成為稜鏡形狀之模具來製造,但例如當檢查對象物的寬幅方向的長度達數公尺的情形下,若要製造具有和該長度相應長度的稜鏡片,必須將模具大型化,而有耗費勞力及成本之問題。
鑑此,可考慮將規定長度的複數個帶狀的稜鏡片於其長度方向連接,來製造出長的稜鏡片(銜接型稜鏡片),但會有以下問題。
亦即,首先如圖15所示,稜鏡片30,具有由多數個三角柱形狀的單位稜鏡31a平行並列而成之稜鏡列31,單位稜鏡31a的寬幅(於單位稜鏡31a的並列方向之截面三角形狀的單位稜鏡的邊的長度),例如為50μm左右。
另一方面,將帶狀的稜鏡片30、30彼此,將它們的相向的短邊(連接端)彼此相抵而於長度方向連接的情形下,於該些連接端間會產生間隙S。這是因為,稜鏡片30是由樹脂所形成,容易因熱而產生膨脹或收縮,因此難以完全消弭前述間隙S的緣故。
像這樣,若將稜鏡片30、30彼此連接,則如圖15所示,於稜鏡片30、30的連接端間會產生間隙S,而即使該間隙S例如只有0.5mm左右,例如當單位稜鏡31a的寬幅為50μm左右的情形下,便會欠缺10個左右,若為25μm左右的情形下則會欠缺20個左右。
像這樣,於間隙(連接端間)S,會欠缺相當個數的
單位稜鏡31a,來自線型光照射裝置1的光便不會折射而會直進照射至檢查對象物。是故,若於該光的直進方向有和該方向平行之缺陷,那麼便無法以線型掃描相機檢測出光於該缺陷的散射光,而有無法檢測出缺陷之問題。
本發明係有鑑於前述事態而研發,目的在於提供一種能夠藉由線型掃描相機等確實地檢測出檢查對象物的缺陷之銜接型稜鏡片及附稜鏡片線型光照射裝置。
為達成前述目的,本發明之銜接型稜鏡片,係將具有由稜鏡平行地並列複數個而成的稜鏡列之複數個稜鏡片彼此於前述稜鏡的並列方向連接而構成者,其特徵為,前述稜鏡片彼此被連接之連接部中,前述稜鏡的一部分,係位於和前述稜鏡的長度方向交叉之方向。
此外,本發明之附稜鏡片線型光照射裝置,其特徵為,具備:可照射線型狀的光之線型光照射裝置、及設於該線型光照射裝置的光射出側之銜接型稜鏡片。
此處,所謂「稜鏡列」,除了當然意指相同形狀的稜鏡並列而成之物外,還包含大小相異且相似形狀的大小稜鏡交互並列而成之物、形狀或大小相異之複數種類的稜鏡隨機地並列而成之物。
相同大小、形狀的稜鏡並列而成之稜鏡列當中的稜鏡或稱為「單位稜鏡」。
此外,所謂「稜鏡片彼此被連接」,意指包含例如將稜鏡片彼此抵接或令其在接近的狀態下將該稜鏡片固定於例如線型光照射裝置的框體或其他基板等,藉此稜鏡片彼此間接地被連接之情形;及將稜鏡片彼此抵接或令其在接近的狀態下它們藉由黏著膠帶或熔接等而直接被連接之情形這兩種。
此外,前述附稜鏡片線型光照射裝置中,銜接型稜鏡片,包含一體地設置於線型光照射裝置者、及在遠離線型光照射裝置之位置個別地設置者這兩種。
本發明之銜接型稜鏡片及附稜鏡片線型光照射裝置當中的稜鏡片的連接部中,稜鏡的一部分係設於和稜鏡的長度方向交叉之方向,於該連接部不會欠缺全部的稜鏡。是故,從線型光照射裝置朝向稜鏡片的連接部射出的光,會藉由設於該連接部之稜鏡而朝規定方向折射並照射至檢查對象物的缺陷,故藉由以線型掃描相機檢測出光於該缺陷的散射光,便能檢測出該缺陷。
本發明之前述構成中,較佳是,前述稜鏡片彼此被連接之前述連接部當中至少一方的連接端,係前述稜鏡片於和前述稜鏡的長度方向交叉之方向被切斷而形成。
按照這樣的構成,即使在稜鏡片彼此的連接端間產生了間隙,也不會欠缺全部的稜鏡,稜鏡的一部分會存在於比間隙(切斷端間)還靠至少一方側。是故,可獲得和上述同樣的效果。
按照本發明,在稜鏡片的連接部,稜鏡的一部分係位於和稜鏡的長度方向交叉之方向,故能夠藉由線型掃描相機等確實地檢測出檢查對象物的缺陷。
1‧‧‧線型光照射裝置
3、3A~3D‧‧‧銜接型稜鏡片
4‧‧‧線型掃描相機
30、301~305‧‧‧稜鏡片
30A、30B、30C、30D、30E‧‧‧連接部
31a‧‧‧單位稜鏡(稜鏡)
32A、32B、3a~3h‧‧‧切斷端(連接端)
〔圖1〕揭示本發明實施形態之線型光照射裝置,(a)為線型光照射裝置模型示意立體圖、(b)為(a)當中的A箭視圖。
〔圖2〕同線型光照射裝置的立體圖。
〔圖3〕同線型光照射裝置的截面圖。
〔圖4〕揭示本發明實施形態之銜接型稜鏡片的一例,(a)為正面圖、(b)為俯視圖。
〔圖5〕同稜鏡片的連接方法的第1例說明用俯視圖。
〔圖6〕同稜鏡片的連接方法的第2例說明用俯視圖。
〔圖7〕同稜鏡片的連接方法的第3例說明用俯視圖。
〔圖8〕將同稜鏡片安裝至外殼之方法說明用立體圖。
〔圖9〕重疊至同稜鏡片的各種片之說明用截面圖。
〔圖10〕本發明實施形態之銜接型稜鏡片的其他複數個例示意俯視圖。
〔圖11〕用來說明線型光與稜鏡片切斷端間(間隙)之關係的一例,(a)為發生檢查漏失之情形說明用圖、(b)為不發生檢查漏失之情形說明用圖。
〔圖12〕用來說明線型光與稜鏡片切斷端間(間隙)之關係的另一例,(a)為發生檢查漏失之情形說明用圖、(b)為不發生檢查漏失之情形說明用圖。
〔圖13〕本發明實施形態之稜鏡片的其他複數個例示意正面圖。
〔圖14〕揭示習知之線型光照射裝置的一例,(a)為線型光照射裝置模型示意立體圖、(b)為(a)當中的A箭視圖。
〔圖15〕揭示習知之稜鏡片的一例,(a)為正面圖、(b)為俯視圖。
以下參照圖面,說明本發明之實施形態。
圖1(a)為本發明實施形態之附稜鏡片線型光照射裝置模型示意立體圖。該附稜鏡片線型光照射裝置,具備:可照射線型狀的光之線型光照射裝置1、及銜接型稜鏡片3。
線型光照射裝置1,例如為對檢查對象物W的規定照射區域照射線型狀的光之物,藉由線型掃描相機
等攝像裝置4拍攝前述規定照射區域,並將獲得的圖像資料放入圖像處理裝置(未圖示),例如用於進行有無損傷或污染等缺陷之自動檢查的製品檢查系統等。
具體而言,線型光照射裝置1,如圖2及圖3所示,具備:外殼5、及收容於該外殼5之複數個LED配線基板6、及收容於外殼5之棒狀透鏡亦即透鏡棒(rod lens)7、及銜接型稜鏡片3、及作為保護板之透光板8。
外殼5,為長型金屬製,其和長度方向正交之截面呈概略ㄇ字形狀,具有朝長度方向延伸之底壁部51及從該底壁部51的長度方向兩邊朝上部延伸之一對左右側壁部52、53。
在底壁部51的背面,用來將來自LED配線基板6的熱逸散至外部之散熱鰭片5F,係沿著長度方向,且於和長度方向正交之方向以規定間隔設置複數片。此外,在外殼5的長度方向一端部及另一端部,係藉由螺絲等而固定有前後側壁54、55。藉此,外殼5,於上部形成有概略矩形狀的光射出口5H。另,從後側壁55延伸而出有用來對LED供給電力之電氣連接線9。
LED配線基板6,為裝載有複數個LED61之長型狀的基板,被固定於外殼5的底壁部51的上面。此外,LED配線基板6,是在長型狀的印刷配線基板的表面將複數個LED61於短邊方向組裝1列或複數列(圖3中為1列)而成,而使得光軸大略對齊一定方向並於長邊方向成為直線狀。LED61,例如為在呈薄矩形板狀之封裝的
中央配設有LED元件而成之表面組裝型。
透鏡棒7,和外殼5的左右側壁部52、53的長度方向的長度具有大略同一長度,為呈截面概略圓形狀之聚光透鏡。該透鏡棒7,於外殼5內在LED配線基板6的上方沿著長度方向設置。此外,透鏡棒7的光軸,和複數個LED61的光軸一致。
前述銜接型稜鏡片3,如圖4所示,為將令從線型光照射裝置1射出的線型狀的光擴散之複數個稜鏡片30於長度方向連接而成之物。另,圖4(a)為銜接型稜鏡片3的正面圖、(b)為同俯視圖。
稜鏡片30,於圖4中為左右長型的帶狀片,具有由單位稜鏡(稜鏡)31a平行地並列多數個而成之稜鏡列31。單位稜鏡31a為三角柱形狀之物,朝稜鏡片30的短邊方向延伸,且於稜鏡片30的長度方向以一定間隔形成有多數個。是故,稜鏡片30,其構造為具有由峰及谷沿著其長度方向接續而成之截面鋸齒狀的稜鏡部(稜鏡列31)。另,單位稜鏡31a的截面呈等腰三角形狀,形成於長度相等之邊彼此間的頂部,係面向光照射之側,亦即線型光照射裝置1側,而和該頂部相向之邊則配置於一直線上。
此外,一片稜鏡片30的短邊長度,例如為25mm左右,長度方向的長度為例如3000mm左右,相對於此,單位稜鏡31a的寬幅(於單位稜鏡31a的並列方向(圖4中的左右方向)之截面三角形狀的單位稜鏡31a的
邊的長度)P為50μm左右,圖4中,係將單位稜鏡31a予以放大誇張描繪。
這樣的稜鏡片30於長度方向被連接,藉此構成銜接型稜鏡片3,而在稜鏡片30、30彼此被連接之連接部30A,稜鏡片30、30彼此係被連接成,單位稜鏡31a的一部分位於和單位稜鏡31a的並列方向交叉(正交)之方向亦即長度方向(圖4(b)中的上下方向)。
具體而言,一方的稜鏡片30的切斷端32A,相對於單位稜鏡31a的長度方向而言係呈以規定角度傾斜而成之傾斜邊32A,另一方的稜鏡片30的切斷端32B,相對於單位稜鏡31a的長度方向而言係呈以規定角度傾斜而成之傾斜邊32B。又,該些切斷端(切斷邊)32A、32B互相平行,例如該些切斷端間的間隙(於和單位稜鏡31a的長度方向交叉之方向的間隙)S,為0.5mm~1.5mm左右。
此外,一方(左方)的稜鏡片30的切斷端32A的突出端32A1,係比另一方(右方)的稜鏡片30的切斷端32B的突出端32B1還位於另一方的稜鏡片30側,另一方(右方)的稜鏡片30的切斷端32B的突出端32B1,係比一方的稜鏡片30的切斷端32A的突出端32A1還位於一方的稜鏡片30側。是故,於單位稜鏡31a的長度方向(圖4(b)的上下方向),間隙S並不貫通。因此,於連接部30A,單位稜鏡31a的一部分31b會位於間隙S的至少一方之側。
當將鄰接的稜鏡片30、30彼此連接時,例如如圖5所示,係將切斷端32A、32B互相相抵後,以涵括該切斷端32A、32B之方式,在稜鏡片30、30的表面貼附透明的黏著膠帶35,藉此進行。黏著膠帶35可僅貼附於稜鏡片30、30的一方的表面,亦可貼附於雙方的表面。
此外,亦可如圖6所示,將切斷端32A、32B互相相抵後,以橫跨該切斷端32A、32B的端之方式,將沿著稜鏡片30、30的長邊方向之邊緣部彼此藉由熔接部36結合,藉此將鄰接的稜鏡片30、30彼此連接。
又,亦可如圖7所示,將涵括切斷端32A、32B之切斷端部彼此於稜鏡片30的厚度方向疊合後,將該部分熔接藉此連接。
依此製造出的銜接型稜鏡片3,例如如圖3及圖8所示,係設於作為保護蓋之透光板8與LSD(透鏡擴散板)10之間。又,將後側壁55從外殼5拆卸後,在將透光板8、銜接型稜鏡片3及LSD10予以重疊的狀態下,沿著外殼5的長度方向令其滑動而***至該外殼5內,藉此銜接型稜鏡片3便被安裝至外殼5。
此外,如圖9所示,銜接型稜鏡片3,係配置成使單位稜鏡31a的頂部面向光射出之側,亦即LED配線基板6側。是故,從LED配線基板6的LED61射出的光,會藉由透鏡棒7而聚光,再透過LSD10而到達銜接型稜鏡片3,藉由該銜接型稜鏡片3朝規定方向折射,穿透透光板
8後,照射至檢查對象物。
按照本實施形態,如圖4所示,即使在稜鏡片30、30彼此的連接端32A、32B間產生了間隙S,藉由該間隙S,不會欠缺單位稜鏡31a的長度方向的全部,單位稜鏡31a的一部分31b會存在於單位稜鏡31a的長度方向之間隙(切斷端間)S的兩側。是故,從線型光照射裝置1朝向銜接型稜鏡片3的連接部30A射出的光,會藉由一部分31b位於切斷端間S的兩側之單位稜鏡31a朝規定方向折射而照射至檢查對象物W的缺陷K1。藉此,便能以線型掃描相機4檢測出光於該缺陷K1的散射光,而檢測出該缺陷K1。另,從線型光照射裝置1射出的光的一部分會從前述間隙S穿過,故在單位稜鏡31a的一部分31b被折射光的光量會相應地變少,但對於檢測缺陷K1而言已為足夠的光量。
此外,銜接型稜鏡片3,只要將帶狀的稜鏡片30的端部相對於長度方向而言傾斜切斷,將其切斷端32A、32B相抵,並以黏著膠帶35連接即可,故能容易地製造。
另,銜接型稜鏡片3,不限於上述態樣,亦可使用如下般的銜接型稜鏡片3A~3D。按此,同樣地,在連接部30B,30C,30D,30E,單位稜鏡31a的一部分31b會位於單位稜鏡31a的長度方向。
銜接型稜鏡片3A中,如圖10(a)所示,將稜鏡片30的連接端,由朝和單位稜鏡31a的長度方向交
叉(正交)之方向被切斷之切斷端3a、及從該切斷端3a的兩端分別朝單位稜鏡31a的長度方向被切斷之切斷端3b,3b來構成,而藉由該切斷端3a、3b、3b將稜鏡片30、30彼此連接。
銜接型稜鏡片3B中,如圖10(b)所示,將稜鏡片30的連接端,藉由朝和單位稜鏡31a的長度方向交叉之方向曲線狀地被切斷之切斷端3c來構成,而藉由該切斷端3c將稜鏡片30、30彼此連接。
銜接型稜鏡片3C中,如圖10(c)所示,將稜鏡片30的連接端,藉由朝單位稜鏡31a的長度方向被切斷之切斷端3d、3d、及接續該切斷端3d、3d且構成圓弧的一部分之切斷端3e來構成,而藉由該切斷端3d、3d、3e將稜鏡片30、30彼此連接。
銜接型稜鏡片3D中,如圖10(d)所示,將稜鏡片30的連接端,藉由朝和單位稜鏡31a的長度方向交叉(正交)之方向被切斷之切斷端3f、及朝單位稜鏡31a的長度方向被切斷之切斷端3g來構成階梯狀的切斷端,並在該切斷端的端部設置朝和單位稜鏡31a的長度方向斜向交叉之方向被切斷之切斷端3h。
在此,參照圖11及圖12,說明從線型光照射裝置1照射的線型狀的光(線型光)與切斷端間(間隙)之關係。
圖11及圖12中,符號L1、L2分別表示具有規定寬幅h1、h2之線型光。另,線型光L1、L2分別在斜向鏈線
所示之部分通過銜接型稜鏡片3C、3D。
如圖11(a)所示,構成圓弧的一部分之切斷端3e與線型光L1交叉之部分,係和單位稜鏡31a呈大略平行。是故,在該部分,於其兩側不存在單位稜鏡31a的一部分31b,在該切斷端3e的此部分(和單位稜鏡31a呈大略平行之部分)之間隙,線型光L1會直進,因此會發生檢查漏失。
相對於此,如圖11(b)所示,構成圓弧的一部分之切斷端3e與線型光L2交叉之部分,係和單位稜鏡31a呈大略平行。但,在該部分,於其兩側(圖11(b)中的上下側)存在單位稜鏡31a的一部分31b,在該切斷端3e的此部分(和單位稜鏡31a呈大略平行之部分)之間隙,線型光L2會在一部分31b折射,因此不會發生檢查漏失。
此外,如圖12(a)所示,朝單位稜鏡31a的長度方向被切斷之切斷端3g與線型光L1交叉之部分,係和單位稜鏡31a呈大略平行。是故,在該部分,於其兩側不存在單位稜鏡31a的一部分31b,在該切斷端3g的此部分(和單位稜鏡31a呈大略平行之部分)之間隙,線型光L1會直進,因此會發生檢查漏失。
相對於此,如圖12(b)所示,朝單位稜鏡31a的長度方向被切斷之切斷端3g與線型光L2交叉之部分,係和單位稜鏡31a呈大略平行。但,在該部分,於其一方之側(圖12(b)中的下側)存在單位稜鏡31a的一部分31b,在該切斷端3g的此部分(和單位稜鏡31a呈大略平
行之部分)之間隙,線型光L2會在一部分31b折射,因此不會發生檢查漏失。
如上述般,若要藉由具有和單位稜鏡大略平行的切斷端(連接端)之銜接型稜鏡片來消弭檢查漏失,那麼在和稜鏡片的單位稜鏡(稜鏡)大略平行的切斷端(連接端)與線型光交叉之部分,必須將比該平行的切斷端的端還靠至少一方之側收在線型光的寬幅(範圍)內。
另,本實施形態中,作為稜鏡片30,係使用將等腰三角柱形狀的單位稜鏡31a平行並列而成者,但除此之外,亦可使用具有如圖13(a)~(e)所示般的單位稜鏡之稜鏡片301~305。
Claims (2)
- 一種銜接型稜鏡片,係將具有由稜鏡平行地並列複數個而成的稜鏡列之複數個稜鏡片彼此於前述稜鏡的並列方向連接而構成之銜接型稜鏡片,其特徵為,前述稜鏡片彼此被連接之連接部中,在和彼此被連接之一方的稜鏡片的長度方向交叉之方向,係位有另一方的稜鏡片的稜鏡的一部分,前述稜鏡片彼此被連接之連接部中的連接端,朝和前述稜鏡的長邊方向斜向交叉之方向被切斷,且包含相互平行的切斷端,前述稜鏡片彼此,設計成前述稜鏡的一部分位於比該些切斷端間還靠前述稜鏡的長邊方向之至少一方側而被連接。
- 一種附稜鏡片線型光照射裝置,係具備:可照射線型狀的光之線型光照射裝置;及將使從此線型光照射裝置射出的線型狀的光擴散之複數個稜鏡片予以連接而成之銜接型稜鏡片;該附稜鏡片線型光照射裝置,其特徵為,前述稜鏡片具有由稜鏡平行地並列複數個而成的稜鏡列,於前述稜鏡的並列方向前述稜鏡片彼此被連接之連接部中,在和彼此被連接之一方的稜鏡片的長度方向交叉之方向,係位有另一方的稜鏡片的稜鏡的一部分,前述稜鏡片彼此被連接之連接部中的連接端,朝和前述稜鏡的長邊方向斜向交叉之方向被切斷,且包含相互平行的切斷端,前述稜鏡片彼此,設計成前述稜鏡的一部分位於比該些切斷端間還靠前述稜鏡的長邊方向之至少一方側而被連接。
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