JP2002214146A - 疵検査用照明装置 - Google Patents
疵検査用照明装置Info
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- JP2002214146A JP2002214146A JP2001009077A JP2001009077A JP2002214146A JP 2002214146 A JP2002214146 A JP 2002214146A JP 2001009077 A JP2001009077 A JP 2001009077A JP 2001009077 A JP2001009077 A JP 2001009077A JP 2002214146 A JP2002214146 A JP 2002214146A
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- Japan
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- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 高照度かつ均一に照明することができ、廉価
な疵検査用照明装置を提供する。 【解決手段】 帯状または板状の被検査材１の表面に線
状の照明エリア３を形成する疵検査用照明装置におい
て、光源１０と、多数の光ファイバ２３が整列し、光源
１０からの入射光線を線状に揃えて出射する光ファイバ
ユニット２２と、光ファイバユニット２２の出射側に配
置されたフレネルレンズ３２とを備えている。
な疵検査用照明装置を提供する。 【解決手段】 帯状または板状の被検査材１の表面に線
状の照明エリア３を形成する疵検査用照明装置におい
て、光源１０と、多数の光ファイバ２３が整列し、光源
１０からの入射光線を線状に揃えて出射する光ファイバ
ユニット２２と、光ファイバユニット２２の出射側に配
置されたフレネルレンズ３２とを備えている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は疵検査用照明装
置、特に走行中の帯状または板状の被検査材の表面を照
明して疵を光学的に検出する疵検査用照明装置に関す
る。
置、特に走行中の帯状または板状の被検査材の表面を照
明して疵を光学的に検出する疵検査用照明装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】帯状または板材の疵検査装置の一つとし
て、光学式疵検査装置がある。光学式疵検査装置は、被
検査材の表面に線状の照明エリアを形成する照明装置を
備えている。例えば、冷延ストリップなどの鋼板を長手
方向に送りながら、照明装置で鋼板表面に線状の照明エ
リア（例えば、鋼板幅方向：２０００mm、鋼板長手方：
２０mm）を形成する。照明エリアをリニアアレイカメラ
で撮像し、その画像をモニタ画面上で目視により、また
はコンピュータで画像処理して疵を検出する。
て、光学式疵検査装置がある。光学式疵検査装置は、被
検査材の表面に線状の照明エリアを形成する照明装置を
備えている。例えば、冷延ストリップなどの鋼板を長手
方向に送りながら、照明装置で鋼板表面に線状の照明エ
リア（例えば、鋼板幅方向：２０００mm、鋼板長手方：
２０mm）を形成する。照明エリアをリニアアレイカメラ
で撮像し、その画像をモニタ画面上で目視により、また
はコンピュータで画像処理して疵を検出する。
【０００３】上記リニアアレイカメラを用いた照明で
は、 走行中の被検査材の表面に線状の照明エリアを形成せ
ねばならないこと 照明エリアの照度が高く、均一性が十分にあること 被検査材の振動に対する許容性があること 蛍光灯など輝度の低い光源は、照明エリアに近接で
きること が要求される。
は、 走行中の被検査材の表面に線状の照明エリアを形成せ
ねばならないこと 照明エリアの照度が高く、均一性が十分にあること 被検査材の振動に対する許容性があること 蛍光灯など輝度の低い光源は、照明エリアに近接で
きること が要求される。
【０００４】線状の照明エリアを形成するために、１）
長尺の蛍光灯や、２）筒状照明などを対象に近接する位
置で使用したり、３）高輝度ランプを光学系に組み込ん
で線状の照明エリアを形成する手段として、高輝度ラン
プ、光ファイバ束および円柱レンズを組み合わせた装置
が用いられていた。
長尺の蛍光灯や、２）筒状照明などを対象に近接する位
置で使用したり、３）高輝度ランプを光学系に組み込ん
で線状の照明エリアを形成する手段として、高輝度ラン
プ、光ファイバ束および円柱レンズを組み合わせた装置
が用いられていた。
【０００５】しかし、これら従来の装置では、 １）蛍光灯は、もともと発光光量が少なく暗い。 ２）筒状照明は、両端から高輝度ランプで照射するた
め、均一性が低い。また、１）、２）については、特に
被検査材が大きくばたつくプロセスである場合は、近接
できないため１m以上被検査材から離れた場所から照射
するしかなく、必要光量がとれない。 ３）高輝度ランプ、光ファイバ束および円柱レンズの組
合せでは、光ファイバ束から出射された光束は６０度程
度の広がり角で拡散するため、幅方向の光量ロスが問題
となる。また、円柱レンズは、短焦点レンズの成型が困
難であり、短焦点で用いると照射効率が低く、ガラス研
磨により製造するため、高価格となる。さらに、被検査
材の形状が変形しやすいプロセスでは指向性の高い光は
散乱してしまい、反射光によって被検査材の表面をリニ
アアレイカメラで捉えにくくなる。といった問題があ
る。
め、均一性が低い。また、１）、２）については、特に
被検査材が大きくばたつくプロセスである場合は、近接
できないため１m以上被検査材から離れた場所から照射
するしかなく、必要光量がとれない。 ３）高輝度ランプ、光ファイバ束および円柱レンズの組
合せでは、光ファイバ束から出射された光束は６０度程
度の広がり角で拡散するため、幅方向の光量ロスが問題
となる。また、円柱レンズは、短焦点レンズの成型が困
難であり、短焦点で用いると照射効率が低く、ガラス研
磨により製造するため、高価格となる。さらに、被検査
材の形状が変形しやすいプロセスでは指向性の高い光は
散乱してしまい、反射光によって被検査材の表面をリニ
アアレイカメラで捉えにくくなる。といった問題があ
る。
【０００６】なお、棒状光源を用いた照明装置として、
例えば特開２０００−６５７５５号公報で開示された表
面検査装置がある。光ファイバ束と集光レンズとを備え
た照明装置として、例えば特開２０００−１４９６０７
号公報で開示された照明装置がある。
例えば特開２０００−６５７５５号公報で開示された表
面検査装置がある。光ファイバ束と集光レンズとを備え
た照明装置として、例えば特開２０００−１４９６０７
号公報で開示された照明装置がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】この発明の課題は、高
照度かつ均一に照明することができ、廉価な疵検査用照
明装置を提供することである。
照度かつ均一に照明することができ、廉価な疵検査用照
明装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明の疵検査用照明
装置は、帯状または板状の被検査材の表面に線状の照明
エリアを形成する疵検査用照明装置において、光源と、
多数の光ファイバが整列し、光源からの入射光線を線状
に揃えて出射する光ファイバユニットと、光ファイバユ
ニットの出射側に配置されたフレネルレンズとを備えて
いる。
装置は、帯状または板状の被検査材の表面に線状の照明
エリアを形成する疵検査用照明装置において、光源と、
多数の光ファイバが整列し、光源からの入射光線を線状
に揃えて出射する光ファイバユニットと、光ファイバユ
ニットの出射側に配置されたフレネルレンズとを備えて
いる。
【０００９】上記疵検査用照明装置において、光源から
の照明光は光ファイバユニットで線状に整形される。線
状の照明光はフレネルレンズで集光され、被検査材面に
線状の照明エリアが形成される。フレネルレンズは円柱
レンズと同様、任意のサイズの製作が容易な上に、廉価
とすることができるので、大口径、長焦点のレンズを得
やすい。大口径、長焦点のフレネルレンズを用いること
により、フレネルレンズ−被検査材面間距離を大きくと
ることができる。また、フレネルレンズ通過により散乱
光に近い光となる。これらのことから、被検査材面を高
輝度かつ均一に照明することができる。反射光は指向性
がなくなるので、鏡面に近い部分からの強い反射光によ
る疵の見落しが防がれる。被検査材からの熱や被検査材
の衝撃等によってフレネルレンズが損傷することはな
い。被検査材が振動しても、被検査材面の撮像に与える
影響は小さい。また、被検査材の形状が変動しても前記
円柱レンズのような問題は生じない。
の照明光は光ファイバユニットで線状に整形される。線
状の照明光はフレネルレンズで集光され、被検査材面に
線状の照明エリアが形成される。フレネルレンズは円柱
レンズと同様、任意のサイズの製作が容易な上に、廉価
とすることができるので、大口径、長焦点のレンズを得
やすい。大口径、長焦点のフレネルレンズを用いること
により、フレネルレンズ−被検査材面間距離を大きくと
ることができる。また、フレネルレンズ通過により散乱
光に近い光となる。これらのことから、被検査材面を高
輝度かつ均一に照明することができる。反射光は指向性
がなくなるので、鏡面に近い部分からの強い反射光によ
る疵の見落しが防がれる。被検査材からの熱や被検査材
の衝撃等によってフレネルレンズが損傷することはな
い。被検査材が振動しても、被検査材面の撮像に与える
影響は小さい。また、被検査材の形状が変動しても前記
円柱レンズのような問題は生じない。
【００１０】光源は、メタルハライドランプなどの高輝
度小型ランプと凹面鏡とから構成することが好ましい。
光輝度小型ランプからの光は凹面鏡で集光されて光ファ
イバユニットに導かれるので、従来使用されていた蛍光
灯に比べ高い照度で被検査材面を照明することができ
る。
度小型ランプと凹面鏡とから構成することが好ましい。
光輝度小型ランプからの光は凹面鏡で集光されて光ファ
イバユニットに導かれるので、従来使用されていた蛍光
灯に比べ高い照度で被検査材面を照明することができ
る。
【００１１】前記フレネルレンズは長方形とし、フレネ
ルレンズの長辺は被検査材の幅にほぼ等しく、短辺は長
辺の1/100程度とし、長辺側のファセット数を短辺側の
ファセット数より少なくすることが好ましい。これによ
り、被検査材の側端部を光量ロスなく照明することがで
きる。
ルレンズの長辺は被検査材の幅にほぼ等しく、短辺は長
辺の1/100程度とし、長辺側のファセット数を短辺側の
ファセット数より少なくすることが好ましい。これによ
り、被検査材の側端部を光量ロスなく照明することがで
きる。
【００１２】
【発明の実施の形態】図１および図２は、この発明の照
明装置を模式的に示している。照明装置は、主として光
源１０、ライトガイド部２０、および集光部３０から構
成されている。
明装置を模式的に示している。照明装置は、主として光
源１０、ライトガイド部２０、および集光部３０から構
成されている。
【００１３】光源１０は、高輝度小型ランプ１２と凹面
鏡１４とを備えている。光輝度小型ランプ１２として例
えばメタルハライドランプ、ハロゲンランプなどが用い
られる。凹面鏡１４として楕円面鏡、または放物面鏡が
適している。
鏡１４とを備えている。光輝度小型ランプ１２として例
えばメタルハライドランプ、ハロゲンランプなどが用い
られる。凹面鏡１４として楕円面鏡、または放物面鏡が
適している。
【００１４】ライトガイド部２０は、光源１０から光フ
ァイバユニット２１まで延びる光ファイバケーブル２５
を備えている。光ファイバケーブル２５は、多数の光フ
ァイバ２３が束ねられ、プラスチックシースで被覆され
ている。光ファイバユニット２１は、複数の光ファイバ
束からなっている。光ファイバユニット２１内において
は、光ファイバは、光ファイバケーブル２５の先端部か
ら分岐して光ファイバ２３の光軸に対し垂直方向（横方
向）に整列し、複数段積み重ねられている。横方向に隣
り合う光ファイバ２３どうしは、側端部が被検査材１の
幅に合わせて接着剤（例えば紫外線硬化樹脂）でつなぎ
合わされ、横方向に延びる帯状となっている。光ファイ
バユニット２１は、光ファイバ保持フレーム２７に保持
されている。
ァイバユニット２１まで延びる光ファイバケーブル２５
を備えている。光ファイバケーブル２５は、多数の光フ
ァイバ２３が束ねられ、プラスチックシースで被覆され
ている。光ファイバユニット２１は、複数の光ファイバ
束からなっている。光ファイバユニット２１内において
は、光ファイバは、光ファイバケーブル２５の先端部か
ら分岐して光ファイバ２３の光軸に対し垂直方向（横方
向）に整列し、複数段積み重ねられている。横方向に隣
り合う光ファイバ２３どうしは、側端部が被検査材１の
幅に合わせて接着剤（例えば紫外線硬化樹脂）でつなぎ
合わされ、横方向に延びる帯状となっている。光ファイ
バユニット２１は、光ファイバ保持フレーム２７に保持
されている。
【００１５】集光部３０は、図３に示すように長方形の
フレネルレンズ３２を備えている。フレネルレンズ３２
は、アクリル樹脂、ポリカーボネートなどの樹脂を成型
して製作される。フレネルレンズ３２の長辺は被検査材
１の幅にほぼ等しく、短辺の長さ（被検査材の長手方向
に沿う長さ）は長辺の長さの１／１００程度である。短
辺側のファセット数は長辺側のファセット数より多い。
短辺側のファセット３４の数は、長辺側のファセット３
６の数の１００倍程度である。したがって、短辺側のフ
ァセットピッチは長辺側のファセットピッチより小さ
い。フレネルレンズ３２の焦点距離は、２００mm程度で
ある。フレネルレンズ３２と光ファイバユニット２１と
の間隔は、１４０〜１５０mm程度である。フレネルレン
ズ３２と被検査材１との距離は、１．５mm程度である。
フレネルレンズ３２を備えている。フレネルレンズ３２
は、アクリル樹脂、ポリカーボネートなどの樹脂を成型
して製作される。フレネルレンズ３２の長辺は被検査材
１の幅にほぼ等しく、短辺の長さ（被検査材の長手方向
に沿う長さ）は長辺の長さの１／１００程度である。短
辺側のファセット数は長辺側のファセット数より多い。
短辺側のファセット３４の数は、長辺側のファセット３
６の数の１００倍程度である。したがって、短辺側のフ
ァセットピッチは長辺側のファセットピッチより小さ
い。フレネルレンズ３２の焦点距離は、２００mm程度で
ある。フレネルレンズ３２と光ファイバユニット２１と
の間隔は、１４０〜１５０mm程度である。フレネルレン
ズ３２と被検査材１との距離は、１．５mm程度である。
【００１６】上記のように構成された装置において、高
輝度小型ランプ１２からの照明光は凹面鏡１４で光ファ
イバケーブル２５の入射端に集光される。照明光は、光
ファイバケーブル２５を介して光ファイバユニット２１
に導かれる。光ファイバユニット２１を通って出射した
照明光は、フレネルレンズ３２で集光されて被検査材面
に線状の照明エリア３を形成する。被検査材１はこれの
長手方向Ｓに移動しており、疵Ｆはリニアアレイカメラ
４０で撮像される。疵Ｆは、例えばモニタ(図示しない)
の画面で目視により、または映像信号を画像処理して検
出される。
輝度小型ランプ１２からの照明光は凹面鏡１４で光ファ
イバケーブル２５の入射端に集光される。照明光は、光
ファイバケーブル２５を介して光ファイバユニット２１
に導かれる。光ファイバユニット２１を通って出射した
照明光は、フレネルレンズ３２で集光されて被検査材面
に線状の照明エリア３を形成する。被検査材１はこれの
長手方向Ｓに移動しており、疵Ｆはリニアアレイカメラ
４０で撮像される。疵Ｆは、例えばモニタ(図示しない)
の画面で目視により、または映像信号を画像処理して検
出される。
【００１７】
【発明の効果】この発明の疵検査用照明装置では、集光
レンズとしてフレネルレンズを用いるので、レンズ−被
検査材面間距離を大きくとることができ、フレネルレン
ズ通過により散乱光に近い光となり、反射光は指向性が
なくなる。これより、被検査材面を光輝度かつ均一に照
明することができる。フレネルレンズはアクリル樹脂な
どを成型して作製するので、大口径、長焦点のレンズを
低価格で容易に得ることができる。
レンズとしてフレネルレンズを用いるので、レンズ−被
検査材面間距離を大きくとることができ、フレネルレン
ズ通過により散乱光に近い光となり、反射光は指向性が
なくなる。これより、被検査材面を光輝度かつ均一に照
明することができる。フレネルレンズはアクリル樹脂な
どを成型して作製するので、大口径、長焦点のレンズを
低価格で容易に得ることができる。
【図１】この発明の実施の形態である疵検査用照明装置
を模式的に示す斜視図である。
を模式的に示す斜視図である。
【図２】図１の照明装置の光学系を模式的に示す図面で
ある。
ある。
【図３】この発明の照明装置に用いられるフレネルレン
ズの例を示す平面図および断面図である。
ズの例を示す平面図および断面図である。
１ 被検査材 ３ 照明エリア １０ 光源 １２ 光輝度小型ランプ １４ 凹面鏡 ２０ ライトガイド部 ２１ 光ファイバユニット ２３ 光ファイバ ２５ 光ファイバケーブル ２７ 光ファイバ保持フレーム ３０ 集光部 ３２ フレネルレンズ ３４ ファセット ３６ ファセット ４０ リニアアレイカメラ Ｆ 疵
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 尊道 千葉県富津市新富20−１ 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内 (72)発明者 内藤 修治 千葉県富津市新富20−１ 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内 Ｆターム(参考） 2G051 AA32 BB11 BB17 CA03 CC09 DA06 2G059 AA05 BB10 BB15 GG10 JJ11 JJ14 JJ17 KK04 PP10
Claims (3)
- 【請求項１】 帯状または板状の被検査材の表面に線状
の照明エリアを形成する疵検査用照明装置において、光
源と、多数の光ファイバが整列し、光源からの入射光線
を線状に揃えて出射する光ファイバユニットと、光ファ
イバユニットの出射側に配置されたフレネルレンズとを
備えたことを特徴とする疵検査用照明装置。 - 【請求項２】 前記光源が高輝度小型ランプと凹面鏡と
からなる請求項１記載の疵検査用照明装置。 - 【請求項３】 前記フレネルレンズは長方形をしてお
り、フレネルレンズの長辺は被検査材の幅にほぼ等し
く、短辺は長辺の1/100程度であり、長辺側のファセッ
ト数は短辺側のファセット数より少ない請求項１または
請求項２記載の疵検査用照明装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001009077A JP2002214146A (ja) | 2001-01-17 | 2001-01-17 | 疵検査用照明装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001009077A JP2002214146A (ja) | 2001-01-17 | 2001-01-17 | 疵検査用照明装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002214146A true JP2002214146A (ja) | 2002-07-31 |
Family
ID=18876618
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001009077A Pending JP2002214146A (ja) | 2001-01-17 | 2001-01-17 | 疵検査用照明装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002214146A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20040017912A (ko) * | 2002-08-22 | 2004-03-02 | 주식회사 두산 | 용기 외관 검사용 조명기구 |
| JP2007147309A (ja) * | 2005-11-24 | 2007-06-14 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | 照明装置 |
| JP2010117322A (ja) * | 2008-11-14 | 2010-05-27 | Nippon Steel Corp | 表面疵検査装置、表面疵検査方法及びプログラム |
-
2001
- 2001-01-17 JP JP2001009077A patent/JP2002214146A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20040017912A (ko) * | 2002-08-22 | 2004-03-02 | 주식회사 두산 | 용기 외관 검사용 조명기구 |
| JP2007147309A (ja) * | 2005-11-24 | 2007-06-14 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | 照明装置 |
| JP2010117322A (ja) * | 2008-11-14 | 2010-05-27 | Nippon Steel Corp | 表面疵検査装置、表面疵検査方法及びプログラム |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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|
| A977 | Report on retrieval |
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|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20071204 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080131 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080325 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080512 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20080617 |