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公開番号2024070555
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-05-23
出願番号2022181124
出願日2022-11-11
発明の名称光照射装置及び撮像システム
出願人シーシーエス株式会社
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類G01N 21/84 20060101AFI20240516BHJP(測定;試験)
要約【課題】透明板から反射部に入射する光の透過や吸収を抑制し、反射部において拡散反射される光の量を増加させることができ、例えば外観検査等に好適な光照射装置、及び、それを用いた撮像システムを提供する。
【解決手段】第1面が光照射対象であるワークに対向するワーク対向面21aとなる透光板21と、前記透光板21の前記第1面と対向する第2面上において、互いに隙間が形成されるように設けられた多数の反射部22と、射出した光が前記透光板21内を通り前記多数の反射部22に到達する位置に設けられた光源部3とを備え、前記多数の反射部22で反射された光が前記ワークWに照射されるとともに、前記ワークWで反射された光が前記多数の反射22部の前記隙間Sを通して前記ワークWとは反対側に透過可能に構成されており、前記反射部22が、前記第2面上に塗布された、透明な反射粒子を含有する第1反射層221と、前記第1反射層221の外側に直接塗布された、非透明な反射粒子を含有する第2反射層222とを具備した。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
第１面が光照射対象であるワークに対向するワーク対向面となる透光板と、
前記透光板の前記第１面と対向する第２面上において、互いに隙間が形成されるように設けられた多数の反射部と、
射出した光が前記透光板内を通り前記多数の反射部に到達する位置に設けられた光源部とを備え、
前記多数の反射部で反射された光が前記ワークに照射されるとともに、前記ワークで反射された光が前記多数の反射部の前記隙間を通して前記ワークとは反対側に透過可能に構成されており、
前記反射部が、
前記第２面上に塗布された、透明な反射粒子を含有する第１反射層と、
前記第１反射層の外側に塗布された、非透明な反射粒子を含有する第２反射層とを具備することを特徴とする光照射装置。
続きを表示（約 170 文字）【請求項２】
前記透明な反射粒子が粒状をなし、前記非透明な反射粒子が鱗片状をなすものである請求項１に記載の光照射装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の光照射装置と、
前記ワークで反射し、前記隙間を通って前記透光板を通過した光を捕捉することにより、前記ワークを撮像する撮像装置とを備えた撮像システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば工場等において製品等の対象物（ワーク）に光を照射するものであって、その外観検査や、表面に記載された例えば文字や二次元コード等の記号読取の際に好適に用いられる光照射装置、及び、当該光照射装置を用いた撮像システムに関するものである。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、例えば製品等の対象物に光を照射して好適な照明環境を作り出した上で、当該対象物をＣＣＤカメラ等の撮像装置で撮像し、自動外観検査や自動記号読取を行うようにしたシステムが知られている。
【０００３】
このシステムに用いられる光照射装置としては、特許文献１に示すように、多数の微細な反射部を、互いの間に隙間が形成されるように、透明板の反対象物側の面に並べ設けるとともに、その透明板の側周端面からＬＥＤ光を導入するようにしたものがある。光は、透明板の中を全反射しながら進行するが、そのうちの一部は、反射部で反射されて透明板から対象物に向かって照射される。なお、撮像装置は、反射部の間に隙間があるため、網戸から明るい部屋の中を覗くように、反射部にほとんど影響されることなく、対象物を撮像することができる。
【０００４】
また、このような光照射装置における微細な多数の反射部は、透明板の表面に白色インキをドット状に塗布し、さらに白色インキの外側に黒色インキを被覆するように塗布して形成される。黒色インキは、透明板から白色インキに入射し、反射されずに透過してしまう光を吸収するので、対象物において反射又は散乱されていない透過光が直接ＣＣＤカメラに入射することを防ぐことができる。この結果、撮像画像中において対象物以外に反射部自体が白く写る白浮きが発生するのを防ぐことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２００３－９８０９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記のような反射部であれば白浮きは防ぐことができるものの、黒色インキにおいて光の吸収が発生しているため、ＬＥＤから射出された光の一部は無駄となってしまい、光照射装置としての明るさは低下してしまう。また、白色インキを用いることなく、例えば銀インキにより反射部を構成すると、透過光はほぼ生じないようになるが、白色インキで生じていたような配光特性がほぼ均等なミー散乱による拡散反射も生じにくくなる。そうすると反射部における反射光の配光特性に偏りが生じるため、透明板における対象物と対向する面から射出される光の均一性が悪くなり、外観検査や記号読取（以下において外観検査等ともいう）に適さない可能性がある。
【０００７】
本発明は上述したような問題に鑑みてなされたものであり、透明板から反射部に入射する光の透過や吸収を抑制し、反射部において拡散反射される光の量を増加させることができ、例えば外観検査等に好適な光照射装置、及び、それを用いた撮像システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
すなわち、本発明に係る光照射装置は、第１面が光照射対象であるワークに対向するワーク対向面となる透光板と、前記透光板の前記第１面と対向する第２面上において、互いに隙間が形成されるように設けられた多数の反射部と、射出した光が前記透光板内を通り前記多数の反射部に到達する位置に設けられた光源部とを備え、前記多数の反射部で反射された光が前記ワークに照射されるとともに、前記ワークで反射された光が前記多数の反射部の前記隙間を通して前記ワークとは反対側に透過可能に構成されており、前記反射部が、前記第２面上に塗布された、透明な反射粒子を含有する第１反射層と、前記第１反射層の外側に塗布された、非透明な反射粒子を含有する第２反射層とを具備することを特徴とする。
【０００９】
このようなものであれば、反射部において、例えば白色インキ等の透明な反射粒子を含有する第１反射層の外側を、例えば銀色インキ等の非透明な反射粒子を含有する第２反射層で覆っているので、第１反射層を透過した光を、そのまま外部に透過させることなく第２反射層によりワーク側に反射させることができる。これにより、例えば黒インキ等の光吸収層で第１反射層を被覆する場合に比べて、前記光源部から射出された光の透過や吸収による損失を低減し、前記透光板においてワーク対向面である前記第１面から射出される光量を増加させることができる。
また、前記第２反射層内の前記非透明な反射粒子による反射光の配光特性に偏りがあったとしても、前記第１反射層内を通過する際に透明な反射粒子により散乱されて配光特性の偏りを低減することができる。
したがって、前記反射部から前記透光板内へと反射される光はほぼ均等拡散反射に近い状態にでき、ワークに対して均一な光を照射することが可能となる。すなわち、均一性の高い光を前記透光板の前記第１面全体からワークに対して高光量で照射することが可能となるので、例えばワークの外観検査等を精度良く実施することができるようになる。
【００１０】
前記反射部は、前記透明な反射粒子が粒状をなし、前記非透明な反射粒子が鱗片状をなすものであるのが好ましい。
このようなものであれば、非透明な反射粒子が鱗片状をなすことにより、第２反射層における光の透過をより低減し、かつ反射効率を高めることができ、第１面から射出される光量をより増加できる。一方で、非透明な反射粒子が鱗片状をなすことにより、第２反射層からの反射光を占める正反射成分の割合が大きくなるが、第１反射層が含有する透明な反射粒子が粒状をなすことにより、第１反射層内の反射においてミー散乱による拡散反射成分を大きくすることができる。これにより、反射部全体として配光特性の偏りを抑えながら、第１面から射出される光量を一層増加することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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