(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明材料よりなる筒状構造を有する内側ライトガイドと、
前記内側ライトガイドの外側に位置し、先端が前記内側ライドガイドの先端よりも突出し、かつ透明材料よりなる筒状構造を有する外側ライトガイドと、
前記内側および外側ライトガイドの基端側にそれぞれ設置され、それぞれの基端面を通して前記各ライトガイド内に光を入射する複数個の光源と、
前記光源を前記内側および外側ライトガイド毎にオンオフする切換手段とを有し、
前記内側および外側ライトガイドの各先端に互に異なる角度の傾斜面を形成し、
前記光源から前記各ライトガイド内を通って伝送されて来た光を前記各ライトガイドの中心方向に出力することを特徴とする照明装置。
【請求項２】
請求項１記載の照明装置であって、前記光源は発光ダイオードよりなり、それらの発光ダイオードの発光光度は可変であることを特徴とする照明装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の照明装置において、前記内側および外側ライトガイドはアクリル系等の樹脂材料よりなることを特徴とする照明装置。
【請求項４】
請求項１，２または３記載の照明装置において、前記内側および外側ライトガイドの照明対象物に対する位置は軸方向に可変調整できることを特徴とする照明装置。
【請求項５】
透明材料よりなる筒状構造を有する内側ライトガイドと、
前記内側ライトガイドの外側に位置し、先端が前記内側ライドガイドの先端よりも突出し、かつ透明材料よりなる筒状構造を有する外側ライトガイドと、
前記内側および外側ライトガイドの基端側にそれぞれ設置され、それぞれの基端面を通して前記各ライトガイド内に光を入射する複数個の光源と、
前記光源を前記内側および外側ライトガイド毎にオンオフする切換手段と、
前記光源の上方に設置され、前記内側ライトガイドの内側空間を通して照明対象物を認識するカメラと、
前記光源から前記各ライトガイド内を通って伝送されて来た光を前記各ライトガイドの中心方向に出力することを特徴とする電子部品等の組立・検査装置。
【請求項６】
請求項５記載の電子部品等の組立・検査装置において、前記内側および外側ライトガイドの各先端に互に異なる角度の傾斜面を形成することを特徴とする電子部品等の組立・検査装置。
【請求項７】
請求項５記載の電子部品等の組立・検査装置において、前記照明対象物は電子部品搭載用のプリント基板であり、
前記カメラは電子部品搭載装置に設けられていることを特徴とする電子部品等の組立・検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は照明装置およびそれを用いた電子部品等の組立・検査装置に適用して有効な技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
たとえばＩＣやチップ形抵抗あるいはコンデンサ等の電子部品をプリント基板の上に形成された電子回路に実装組立する場合、いわゆるチップマウンタと呼ばれる電子部品搭載装置を用いて自動で作業を行うのが通例である。
【０００３】
その場合、電子部品やその実装先のプリント基板の電子回路等をＣＣＤカメラの撮像装置を用いて撮像ないし認識しながら作業が実行される。
【０００４】
そして、この作業のために電子部品や電子回路をより良く撮像および認識するために照明装置が用いられる。
【０００５】
このような照明装置は電子部品等の検査装置においても同様の目的で用いられている。
【０００６】
ところで、このような照明装置の例として、単一の照明手段ないし光源で照明対象となるプリント基板を照明することが考えられている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、単一の照明手段で照明を行う場合、対象となるプリント基板の表面状態が非常に多様であるため、単一の照明手段で全ての基板に対応するのはかなり困難であり、光源の映りこみ（直接反射光）が有害な場合と、その逆に直線反射のコントラストを利用しないとマーク識別が困難なケースもある。
【０００８】
また、拡散光源の場合も直接反射光利用が有効な場合と、拡散反射光のみによるもの（光源の映りこみなし）が有効な場合が共存する。
【０００９】
この種の識別用マークに一般的に利用されているフィデュシャルマークについてのこの面での規格は存在せず、現状としては多種多様の状態に適応することが要求されている。
【００１０】
したがって、光源は面積が大きく、かつ輝度むらのないものが好ましく、また対象物への照射角度および明るさが搭載作業中に任意に設定可能であることが望ましいことを本発明者は見い出した。
【００１１】
本発明の１つの目的は、対象物の表面状態等の条件が多様であっても、より正確に撮像ないし認識を行うことのできる照明装置を提供することにある。
【００１２】
本発明の他の１つの目的は、対象物の一例である電子部品ないし電子回路を精度良く撮像ないし認識できる照明装置を用いた電子部品等の組立・検査装置を提供することにある。
【００１３】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以下のとおりである。
【００１５】
すなわち、本発明の照明装置は、それぞれが透明な材料よりなる筒状のライトガイドを複数使用し、これらのライトガイドの基端から光を入射し、ライトガイド内を全反射現象により進行して来た光を先端から出力して対象部位に角度を持って照射するものである。外側ライトガイドの先端は内側ライトガイドの先端よりも先方に突出し、各ライトガイドの各先端は外周側から内周側に向けてテーパ状の傾斜面として形成され、複数個の光源から各ライトガイド内を通って伝送されて来た光を各ライトガイドの中心方向に向けて出力するようになっている。
【００１６】
ライトガイドは製造が容易でコストも低い円筒構造であってもよく、たとえばアクリル系の樹脂材料で作ることができる。
【００１７】
複数個の光源は、たとえば発光ダイオードよりなり、照明対象物に応じて各ライトガイド毎に切り替えてオン、オフしたり、発光ダイオードの発光光度を可変調整できる。
【００１８】
【作用】
上記した本発明の照明装置によれば、複数個の光源からの光は各ライトガイド内を全反射現象で反射しながら伝送され、先端の傾斜面から被照明部位に出力される。
【００１９】
その際、照明対象物の状態に応じて光源の発光光度ないし明るさは可変調整でき、またライトガイド毎に光源をオン、オフ制御することができ、さらに、ライトガイドの位置は照明対象物に対して変更することができる。
【００２０】
したがって、被照明部位の状態に応じて常に最適な条件で照明を行うことができる。
【００２１】
【実施例】
図１は本発明による照明装置を組み込んだ電子部品の組立・検査装置の概略説明図、図２は本発明の照明装置における光源の配置例を示す概略平面図、図３（ａ）  ，（ｂ）  はそれぞれ本発明に用いられる外側ライトガイドの平面図と縦断面図、図４（ａ）  ，（ｂ）  はそれぞれ本発明に用いられる内側ライトガイドの平面図と縦断面図、図５は内側および外側ライトガイドにおける光の出力状況の一例を説明する図、図６（ａ）  ，（ｂ）  ，（ｃ）  ，（ｄ）  ，（ｅ）  は内側ライトガイドにおける光の入射、伝送、出力の幾つかの例を説明する図である。
【００２２】
本実施例において、照明装置１はブラケット２に設けた長孔３とその長孔３に挿通される止めねじ４とにより、電子部品の組立・検査装置５に対して軸方向ないし高さ方向の位置調整可能に取り付けられている。
【００２３】
電子部品の組立・検査装置５の例としては、たとえばいわゆるチップマウンタと呼ばれる電子部品搭載装置や電子部品検査装置が考えられるが、他の装置でもよく、本実施例では電子部品搭載装置が選択されている。
【００２４】
照明装置１の下方には、照明を受ける対象物の一例としてのプリント基板６が位置され、このプリント基板６の上には電子部品を搭載するための電子回路（図示せず）がプリント配線等で形成されている。
【００２５】
一方、照明装置１の上側には、電子部品の組立・検査装置５の一部を構成する撮像装置としてのカメラ７が配設され、プリント基板６上の電子回路や搭載されるべき電子部品等を撮像し、画像処理により認識するようになっている。
【００２６】
照明装置１は、ブラケット２に取り付けられた外側支持リング８で支持された外側ライトガイド９と、同じくブラケット２に取り付けられた内側支持リング１１で支持された内側ライトガイド１２と、各ライトガイド９，１２の基端面に対して僅かな間隔をあけて上方に配置された複数個（本実施例では図２に示す如く円周方向に各１６個）の発光ダイオード（ＬＥＤ）よりなる光源１３，１４とを有している。
【００２７】
両ライトガイド９と１２はいずれもアクリル系等の樹脂材料で作られた透明な円筒構造を有している（図３および図４参照）。したがって、前記光源１３，１４から各ライトガイド９，１２の中に入射された光は、いわゆる全反射現象によりその内部を伝送され先端から出力される。そして、前記カメラ７は内側ライトガイド１２の内側円筒空間を通して被照明部位を撮像できる。
【００２８】
外側ライトガイド９の先端は内側ライトガイド１２の先端と同じかあるいは後者よりも先方に突出している。
【００２９】
また、各ライトガイド９と１２の先端は、外周側から内周側に向けてテーパ状に傾斜面９ａと１２ａとを形成した構造となっている。その結果、各ライトガイド９，１２の先端の傾斜面９ａ，１２ａから出力される光は中心方向に向かうようになる。
【００３０】
本実施例においては、外側ライトガイド９の傾斜面９ａは先端面（軸線に対して直角な面）に対して約６３．４±０．５度の傾斜角度をなしている。
【００３１】
一方、本実施例の内側ライトガイド１２の傾斜面１２ａは先端面（軸線に対して直角な面）に対して約２６．６±０．１度の傾斜角度をなしている。
【００３２】
したがって、本実施例では、外側ライトガイド９と内側ライトガイド１２の各長さの他、各傾斜面９ａと１２ａとの傾斜角度が互いに異なる上に、照明対象物であるプリント基板６に対する位置を長孔３と止めねじ４とで可変調整できることにより、各ライトガイド９，１２から出力される光は互いに異なる照射角度で被照明部位に照射される。
【００３３】
また、光源１３，１４の各々は、被照明部位の状態に応じてその発光の光度ないし明るさを任意に可変調整できるように光度調整装置１５，１６（たとえば調整ボリューム）にそれぞれ接続されている。
【００３４】
さらに、各光源１３，１４は、被照明部位の状態に応じて、それぞれオン、オフ切り替えするための切替装置１７，１８（たとえば切替スイッチ）にも接続されている。
【００３５】
次に、本実施例の作用について説明する。
【００３６】
まず、照明装置１の照明対象物すなわちプリント基板６に対する高さを長孔３と止めねじ４とで所望の高さに調整して設定する。
【００３７】
そして、光源１３，１４をオンさせて点灯させると、各光源１３，１４からの照明はそれぞれ外側および内側ライトガイド９，１２の基端面から入射され、軸方向に伝送されて先端の各傾斜面９ａ，１２ａから図５に示す如く中心方向に向けて出力され、プリント基板６の被照明部位に照射される。
【００３８】
その際、各ライトガイド９，１２の中に入射された照明光は、一部は各ライトガイド９，１２の中をそのまま直接通過するか、または各ライトガイド９，１２の内側面あるいは外側面で全反射現象により反射されながら進行し、傾斜面９ａ，１２ａから出力される。この時の各ライトガイド９，１２中における照明光の伝送態様は図６（ａ）  〜（ｅ）  に内側ライトガイド１２を例として示されている。
【００３９】
すなわち、図６（ａ）  は内側ライトガイド１２の軸方向に直接通過する照明光の例を示し、（ｂ）  と（ｃ）  はそれぞれ外側面と内側面で１回全反射される照明光の例を示し、（ｄ）  と（ｅ）  はそれぞれ外側面と内側面で各１回、合計２回全反射される照明光の例を示している。なお、いずれの例においても、先端の傾斜面１２ａから出力される際の照明光は内側ライトガイド１２の樹脂材料と空気中との屈折率の差により屈折角度をもって空気中に出力される。
【００４０】
各ライトガイド９，１２から出力された照明光は中心方向に向かい、プリント基板６上の電子回路の如き被照明部位に照射される。
【００４１】
その際、各ライトガイド９，１２からの照明光は互いに異なる照射角度で照射されるので、たとえば照明対象物の形状や色等で影やハレーションが生じるような状況の下でも、２つ（またはそれ以上）の各ライトガイド９，１２を用いていることにより、各照明光は互いに影やハレーションの発生を阻止するよう有利に作用し合う。
【００４２】
その結果、本実施例においては、照明対象物の映像をカメラ７で正確に撮像できる。この撮像結果は画像処理装置１９で画像処理され、対象物の正確な認識が行われ、その認識結果に基づいて制御装置２０により組立・検査装置５等の自動制御が行われる。
【００４３】
また、照明対象物の状態（形状や色等）によっては、光度調整装置１５，１６を調整することにより光源１３，１４からの照明光の光度ないし明るさを最適に可変調整し、明瞭な映像を精度良く撮像できる。
【００４４】
さらに、照明対象物の状態によっては、両光源１３と１４からの照明光よりもいずれか一方の光源１３または１４からの照明光のみの方が正確な撮像を行える場合もある。したがって、その場合には、切替装置１７，１８により各光源１３，１４をオン、オフ制御しながら照明を行うことで、より精度の良い撮像を行うことができる。
【００４５】
このような照明対象物の形状や、表面状態等の条件に応じて照明装置１の光源１３，１４等の各種使用条件を自動搭載作業の前にティーチングしてコンピュータに記憶させておくことにより、最適な状態でカメラ７による撮像を行いながら、電子部品の自動搭載を正確に実行することができる。
【００４６】
以上、本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【００４７】
たとえば、光源の個数、ライトガイドの個数やその先端の傾斜角度、さらにはライトガイドの材料や形状等も他のものにすることができる。
【００４８】
以上の説明では主として本発明者によってなされた発明をその利用分野である電子部品の組立・検査技術に適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、たとえば他の照明対象物への照明にも適用できる。
【００４９】
【発明の効果】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、以下のとおりである。
【００５０】
（１）．複数の透明な筒状のライトガイドと複数の光源を用いることで、照明対象物の表面状態や形状等に左右されずに、照射面積を大きくし、また輝度むらを抑制し、常に最適な条件で精度の良い撮像を行うことができる。
【００５１】
（２）．ライトガイドの長さや先端の傾斜角度を適宜選択することにより、常に最適な条件で最適な撮像を行うことができる。
【００５２】
（３）．各ライトガイドについての光源の光度を可変調整したり、あるいは両方または一方をオン、オフ制御したりすることによって、照明対象物の条件に応じた最適な撮像を行うことができる。
【００５３】
（４）．ライトガイドを円筒構造とすることにより、他の形状のものに比べて製造が容易かつ安価であり、通常の透明パイプ等も利用できて便利である。
【００５４】
（５）．ライトガイドをアクリル系等の樹脂材料で作ることにより、所望の品質のものを安価に製造できる。
【００５５】
（６）．照明対象物に対するライトガイドの位置を軸方向に可変調整できるようにすることにより、常に最適な撮像を行うことができる。
【００５６】
（７）．各ライトガイドの各々の先端の傾斜面の角度を互いに異ならせることにより、対象物への照明光の照射面積や照射角度を大きく、あるいはバランス良くすることができる。
【００５７】
（８）．前記（１）  〜（７）  により、精度の良い撮像およびそれに基づく画像処理ならびに認識による電子部品の正確な搭載や検査等が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による照明装置を組み込んだ電子部品の組立・検査装置の概略説明図である。
【図２】図２は本発明の照明装置における光源の配置例を示す概略平面図である。
【図３】（ａ）  ，（ｂ）  はそれぞれ本発明に用いられる外側ライトガイドの平面図と縦断面図である。
【図４】（ａ）  ，（ｂ）  はそれぞれ本発明に用いられる内側ライトガイドの平面図と縦断面図である。
【図５】内側および外側ライトガイドにおける光の出力状況の一例を説明する図である。
【図６】（ａ）  ，（ｂ）  ，（ｃ）  ，（ｄ）  ，（ｅ）  は内側ライトガイドにおける光の入射、伝送、出力の幾つかの例を説明する図である。
【符号の説明】
１        照明装置
２        ブラケット
３        長孔
４        止めねじ
５        電子部品の組立・検査装置
６        プリント基板
７        カメラ
８        外側支持リング
９        外側ライトガイド
９ａ      傾斜面
１１        内側支持リング
１２        内側ライトガイド
１２ａ      傾斜面
１３，１４  光源
１５，１６  光度調整装置
１７，１８  切替装置
１９        画像処理装置
２０        制御装置
【図１】
0003580592.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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