(57)【要約】【課題】メカニカルな冷却ファンを設けることなく光源部の冷却を効率的に行うことが可能なハンドリングシステム及び照明方法を提供することを目的とする。【解決手段】発明の一実施の形態は、対象を照明する照明装置と、該照明装置の照明により該対象を測定する測定装置と、該測定装置により得られた上記対象の測定情報に基づいて上記対象を取り扱うハンドリング装置と、を有するハンドリングシステムであって、上記照明装置は、上記照明装置の筐体内に、上記対象を照明する発光素子と、上記発光素子をパルス駆動する発光素子制御部と、を有する。【選択図】図７
2018062031.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象を照明する照明装置と、該照明装置の照明により該対象を測定する測定装置と、該測定装置により得られた前記対象の測定情報に基づいて前記対象を取り扱うハンドリング装置と、を有するハンドリングシステムにおいて、
前記照明装置は、前記照明装置の筐体内に、
前記対象を照明する発光素子と、
前記発光素子をパルス駆動する発光素子制御部と、
を有する、
ことを特徴とするハンドリングシステム。
【請求項２】
前記発光素子制御部は、
前記測定装置が前記対象を撮像する露光期間に渡り前記発光素子を点灯し、該露光期間外に前記発光素子が消灯するように前記発光素子をパルス駆動する、
ことを特徴とする請求項１に記載のハンドリングシステム。
【請求項３】
前記発光素子をパルス駆動するパルス信号のタイミングを調節する操作部を有し、
前記発光素子制御部は、前記操作部からの前記調節に基づいて前記発光素子をパルス駆動する前記パルス信号のタイミングを調節する、
ことを特徴とする請求項１または２に記載のハンドリングシステム。
【請求項４】
前記照明装置は、前記筐体内に電源部を有し、
前記電源部は、前記照明装置が設置された状態において前記筐体内の上方に位置するよう配置されている、
ことを特徴とする請求項１または２に記載のハンドリングシステム。
【請求項５】
前記照明装置を前記筐体内において上方に電源部が位置する姿勢に設置する設置部を有する、
ことを特徴とする請求項１または２に記載のハンドリングシステム。
【請求項６】
前記照明装置の前記筐体内に、
電源部を有する第１の空間から、前記発光素子および前記発光素子制御部を少なくとも含む第２の空間への熱移動を遮断する隔壁を有する、
ことを特徴とする請求項１または２に記載のハンドリングシステム。
【請求項７】
前記照明装置は、
前記筐体に開口部を有し、
前記筐体内に、
前記開口部を介して少なくとも一部を前記筐体の外に露出する放熱板と、
前記発光素子と前記放熱板とを接続する電熱部材と、
を有する、
ことを特徴とする請求項１または２に記載に記載のハンドリングシステム。
【請求項８】
前記放熱板の外周部と前記筐体の前記開口部の隙間に密閉部材を有する、
ことを特徴とする請求項７に記載のハンドリングシステム。
【請求項９】
前記筐体は、略密閉構造を有する、
ことを特徴とする請求項８に記載のハンドリングシステム。
【請求項１０】
対象を照明する照明装置と、該照明装置の照明により該対象を測定する測定装置と、該測定装置により得られた前記対象の測定情報に基づいて前記対象を取り扱うハンドリング装置における、前記照明装置の照明方法であって、
前記照明装置が、前記測定装置から、前記測定装置が前記対象を撮像する露光期間を示す信号を受け付ける工程と、
前記照明装置が、前記受け付けた信号を基に、前記対象を照明する発光素子をパルス駆動する工程と、
を含む、
ことを特徴とする照明方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハンドリングシステム及び照明方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、対象物のピッキングや荷積みなどをロボット制御により行うハンドリングシステムが知られている。ハンドリングシステムでは、光源部が発した光を光学レンズ系を介してピッキングの対象や荷積みの対象などの対象物に照射する。その対象物からの反射光は三次元計測機が捉え、三次元計測機が反射光を基に対象物を三次元計測する。そして、その計測結果を基にロボットが対象物を把持し、対象物の向きや位置を変えるなどの取り扱いを行う。ハンドリングシステムの光源部は発熱量が多いため、周囲の部品への熱の影響が非常に大きい。そのため、光源部の熱を冷却するための冷却手段を設けることが必要である。
【０００３】
光源部を放熱板と冷却ファンとの組み合わせの冷却手段により冷却する画像投影装置を開示した文献がある。この文献には、プロジェクタを例に、プロジェクタが備える照明光源装置の光源部に放熱板を接続し、光源部の熱を放熱板を介して外気に放出する冷却手段の態様が示されている。この冷却手段では、冷却が不十分なため、放熱板に、冷却ファンにより冷却風を送り、放熱板の熱の冷却を促進する構成になっている（特許文献１参照）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来のように光源部の冷却手段に冷却ファンを使用すると、冷却ファンにメカニカルなトラブルなどが発生した場合に光源部の冷却スピードが格段に低下し、光源部の発熱に対して冷却が追い付かなくなるという事態が起こり得る。冷却ファンにトラブルが発生すると、光源部や周囲の部品などが熱の影響を受けて所望の機能を果たせなくなり、特にハンドリングシステムにあっては、対象物の計測を誤ったり、対象物を把持できなかったりと、正常な動作を維持できないという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、メカニカルな冷却ファンを設けることなく光源部の冷却を効率的に行うことが可能なハンドリングシステム及び照明方法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】
【０００６】
上述した課題を解決するために、発明の一実施の形態は、対象を照明する照明装置と、該照明装置の照明により該対象を測定する測定装置と、該測定装置により得られた上記対象の測定情報に基づいて上記対象を取り扱うハンドリング装置と、を有するハンドリングシステムであって、上記照明装置は、上記照明装置の筐体内に、上記対象を照明する発光素子と、上記発光素子をパルス駆動する発光素子制御部と、を有する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、メカニカルな冷却ファンを設けることなく光源の冷却を効率的に行うことが可能になるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、第１実施形態に係るハンドリングシステムの一例を示す図である。
【図２】図２は、パターン照射装置の外観構成の一例を示す斜視図である。
【図３】図３は、筐体内に設けたヒートシンクと光源部との接続状態の一例を示す斜視図である。
【図４】図４は、筐体内に設けた光源部の断面構造の一例を示す図である。
【図５】図５は、ヒートシンクと左側面パネルの開口部との配置の一例を示す図である。
【図６】図６は、パターン照射装置の制御基板のハードウエアブロックの一例を示す図である。
【図７】図７は、発光素子をオンおよびオフする回路の模式図である。
【図８】図８は、光源制御回路がスイッチに入力するパルス信号の一例を示す図である。
【図９】図９は、第２の実施の形態に係るパターン照射装置の電源基板の配置の一例を示す図である。
【図１０】図１０は、パターン照射装置を設置するための設置部の一例を示す図である。
【図１１】図１１は、第３の実施の形態に係るパターン照射装置の筐体の内部構造の一例を示す平面図である。
【図１２】図１２は、左側面パネルの開口部とヒートシンクとの隙間を密閉部材により密閉した場合の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付図面を参照しながら、本発明に係るハンドリングシステム及び照明方法の実施の形態を詳細に説明する。本実施の形態では、ロボットによりワーク（対象）を取り扱うハンドリングシステムへの適用例を示す。
【００１０】
（第１の実施の形態）
図１は、第１実施形態に係るハンドリングシステムの一例を示す図である。図１に示すハンドリングシステム１は、トレイ１０と、パターン照射装置（「照明装置」の一例）１１と、三次元測定装置（「測定装置」の一例）１２と、ロボットハンド（「ハンドリング装置」の一例）１３とを備える。トレイ１０は、ワーク１４を積載するトレイである。パターン照射装置１１と、三次元測定装置１２とは、トレイ１０の上方において、フレーム１５に固定されている。
【００１１】
パターン照射装置１１は、ワーク１４が積載されているトレイ１０に対し、所定の画像パターンの第１の偏光を照射する。第１の偏光は青の単色光である。この照射により、ワーク１４のパターン照射装置１１側の露出部分に所定の画像パターンが描画される。なお、本実施の形態においては、青の単色光を使用する例を示すが、青に限らずどのような色であっても良い。
【００１２】
三次元測定装置１２は、パターン照射装置１１がワーク１４に第１の偏光を照射した状態において、ワーク１４の上記露出部分の各位置までの距離を測定する。具体的に、三次元測定装置１２は、第１の偏光を遮断し、第１の偏光以外の第２の偏光を透過する選択透過部やステレオカメラ（撮像部）などを有する。三次元測定装置１２は、ワーク１４から反射してきた第２の偏光を選択透過部において通過させ、それをステレオカメラにより撮像する。そして、三次元測定装置１２は、その撮像画像に基づきワーク１４の上記露出部分の各位置までの距離を計算し、当該露出部分の各位置までの距離を含む三次元情報（測定情報の一例）を生成する。
【００１３】
三次元測定装置１２は、更に認識装置を有する。認識装置は上記三次元情報に基づきワーク１４の位置および姿勢を認識して認識情報を生成する。一例として、認識装置は、３次元モデルとのマッチング処理またはサーフェースマッチング処理等のマッチング処理を実行し、ワーク１４の位置および姿勢を認識する。なお、認識装置は、更に照度情報に基づくエッジ抽出等の処理を行うなどしてマッチング処理を補完しても良い。
【００１４】
ロボットハンド１３は、多関節型のロボットであり、アーム１３−１の一端側に爪１３ａを開閉してワーク１４を挟む把持部（ワークの保持部の一例）１３−２を有する。ロボットハンド１３は、内蔵するモータにより、多関節を支点にアーム１３−１を回転させたり、把持部１３−２を駆動したりして、ワーク１４を把持部１３−２で把持して取り扱う。ロボットハンド１３によるワーク１４の取扱い（ハンドリング）は、例えばワーク１４を所定の方向を向けさせるための姿勢制御や、ワーク１４を指定された位置に移動させるための移動制御などであり、各モータを駆動するなどして制御する。なお、ロボットハンド１３は、上記の把持部１３−２に限らず、少なくともワーク１４を保持できるものであれば良い。例えば指関節の駆動によりワーク１４を把持する構成の把持部でも良いし、ワーク１４をエアーにより吸着する構成の吸着部でも良いし、ワーク１４を電磁力で引きつける構成のものでも良い。また、ワーク１４の形状や材質に応じて使用する保持部を変えられるようにアームの一端に保持部を脱着させる脱着機構を設けても良い。
【００１５】
ロボットハンド１３は、アーム１３−１や把持部１３−２を制御するロボットハンドコントローラ（不図示）を有する。ロボットハンドコントローラは、予め登録されている制御フローに従い、三次元測定装置１２の認識装置により出力される認識情報を読み取って各部のモータを駆動し、ロボットハンド１３を制御する。これにより、ロボットハンド１３が、トレイ１０上のワーク１４を把持して取り扱う。
【００１６】
パターン照射装置１１はトレイ１０上に複数のワーク１４がある場合、それらの全てに第１の偏光を照射する。三次元測定装置１２は、それぞれの三次元情報を生成し、これに基づいてロボットハンド１３が、トレイ１０に積載されたワーク１４を１つずつ把持して取り扱う。
【００１７】
本実施の形態において、パターン照射装置１１はパターン照射装置１１の筐体内の光源部や電子部品などの温度を最適な温度範囲に抑えるようにするための「熱量分散手段」を有する。以下、その「熱量分散手段」について以下に詳しく説明する。
【００１８】
図２は、パターン照射装置１１の外観構成の一例を示す斜視図である。図２に示すパターン照射装置１１は、略直方体形状の６面パネル（前面パネル１１０−１、背面パネル１１０−２、上面パネル１１０−３、底面パネル１１０−４、右側面パネル１１０−５、左側面パネル１１０−６）からなる筐体１１０内に電子基板やレンズ等の光学系を収めた形態のものである。
【００１９】
筐体１１０の前面パネル１１０−１には、光の投射口１１１を設けている。この投射口１１１に、内部の光学系を通じて照明光が導かれ、投射口１１１から照明光が外部へ投射される。本実施の形態においては、その投射口１１１にズームレンズ（偏光フィルタ１１２の背面側に配置）や、当該偏光フィルタ１１２を装着した状態の装着カバー１１３を配置しており、照明光は、それらのズームレンズや偏光フィルタ１１２を介して外部へと投射される。
【００２０】
筐体１１０の右側面パネル１１０−５には、筐体１１０内部に設けた操作基板の操作パネル（「操作部」の一例）１１５を外部に露出させるためのパネル嵌め込み口１１４を設けている。当該パネル嵌め込み口１１４は、筐体１１０内部から操作パネル１１５を嵌め込むことによって塞がれている。
【００２１】
操作パネル１１５には、投射のオン／オフをユーザが切り換える投射スイッチ１１６や、投射する光の光量等をユーザが調節する調節ダイヤル１１７や、表示用のインジケータ１１８などを設けている。右側面パネル１１０−５の下部には、筐体１１０内部に設けた制御基板と通信する入出力端子１１９を設けている。本例では、Ｄｉｇｉｔａｌ  ＩＯ端子１１９−１、ＲＳ２３２Ｃ端子１１９−２、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）端子１１９−３を設けており、各端子は筐体１１０内部の制御基板に接続されている。図２には、それぞれの端子（Ｄｉｇｉｔａｌ  ＩＯ（Input/Output）端子１１９−１、ＲＳ２３２Ｃ端子１１９−２、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ端子１１９−３）に外部接続用の接続ケーブル１２０−１、１２０−２、１２０−３が接続された状態を示している。
【００２２】
筐体１１０の背面パネル１１０−２には、筐体１１０内部に設けた電源基板（電源部）と接続した電源アダプタプラグ端子１２１を設けている。図２には、電源アダプタプラグ端子１２１に対して電源ケーブル１２２が接続された状態を示している。
【００２３】
筐体１１０の左側面パネル１１０−６には、筐体１１０内に設けたヒートシンク（放熱板）１２３の一部を露出させるための開口部がある。ヒートシンク１２３は、筐体１１０内において照明光の光源部１３０に接続されている。図中には、筐体１１０内のヒートシンク１２３および光源部１３０を破線により示している。なお、ヒートシンク１２３や光源部１３０の構成については後述する。
【００２４】
更に、筐体１１０の左側面パネル１１０−６には、筐体１１０外に露出させたヒートシンク１２３の露出部分を覆うヒートシンクカバー１２４を設けている。ヒートシンクカバー１２４には、ヒートシンク１２３により熱せられた空気とヒートシンクカバー１２４の外部の空気との交換を行いやすくするために多数の孔（通気口１２５）を設けている。
【００２５】
図３は、筐体１１０内に設けたヒートシンク１２３と光源部１３０との接続状態の一例を示す斜視図である。図３に示すヒートシンク１２３と光源部１３０の構成について図４および図５を参照して説明する。
【００２６】
図４は、筐体１１０内に設けた光源部１３０の断面構造の一例を示す図である。図４には、図３に示す光源部１３０のＡ−Ａ方向の断面構造を示している。図３および図４に示すように、本例では、光源として上下に２組の発光素子１３１を設けており、更に、上下の２組の各発光素子１３１の図４の奥行側に、複数の発光素子１３１を配列させている。ここで使用する発光素子は、青色波長帯域光を発する半導体発光素子である。なお、半導体発光素子としては、指向性の高い光線束を出射可能な半導体レーザダイオードであることが好ましい。
【００２７】
各発光素子１３１は、発光素子保持部材（「電熱部材」の一例）１３２により一体に保持されている。発光素子保持部材１３２は、熱伝導率の高い金属材料である。発光素子保持部材１３２の、発光素子１３１の出射面側には各発光素子１３１の出射光を個々に平行光束に変換する集光レンズのコリメータレンズ１３３を有し、各コリメータレンズ１３３はコリメータレンズ保持部材１３４により保持されている。
【００２８】
各コリメータレンズ保持部材１３４は、各コリメータレンズ１３３からの出射光を通過させる構成のものとなっている。例えば、各コリメータレンズ保持部材１３４は、出射光側に透明部材または貫通孔を有する。各コリメータレンズ保持部材１３４は、発光素子保持部材１３２と発光素子１３１およびコリメータレンズ１３３との間の隙間に嵌入されるなどして固定され、各コリメータレンズ１３３をその光軸がコリメータレンズ１３３の中心領域を通るように保持する。
【００２９】
各発光素子１３１の背面（照射面とは反対の面）からは各発光素子を駆動するためのリード線１３１ａを引き出し、各リード線１３１ａを制御基板へと導く。
【００３０】
なお、発光素子保持部材１３２にはコリメータレンズ保持部材１３４よりも熱伝導率が高い材料を用いることが好ましい。この場合、発光素子１３１の熱がコリメータレンズ保持部材１３４へ伝播することを抑制することができると共に、熱の多くを発光素子保持部材１３２からヒートシンク１２３側へ伝播するように制御することができる。
【００３１】
図５は、ヒートシンク１２３と左側面パネル１１０−６の開口部との配置の一例を示す図である。図５には、図３に示すＡ−Ａ方向のヒートシンク１２３と左側面パネル１１０−６の断面構造を示している。図５に示すヒートシンク１２３は、金属材料の基部１２３ａに放熱用のフィン１２３ｂを多数枚設けたものを示している。フィン１２３ｂは、冷却効果を高めるため、表面積の大きな金属材料を使用し、基部１２３ａに所定間隔で配置している。
【００３２】
図５に示す構成においては、主にヒートシンク１２３のフィン１２３ｂを配置した部分を左側面パネル１１０−６の開口部１１０ａから筐体１１０の外部へと露出させている。筐体１１０内には基部１２３ａの一部を残し、その一部と発光素子保持部材１３２（図４参照）と固定する。基部１２３ａと発光素子保持部材１３２との固定は熱をフィン１２３ｂに効率良く導くためにそれぞれの金属表面同士を接触させるなどして固定する。これにより、発光素子１３１の熱を発光素子保持部材１３２からヒートシンク１２３のフィン１２３ｂへと導く熱の流れを作る。
【００３３】
図６は、パターン照射装置１１の制御基板のハードウエアブロックの一例を示す図である。図６に示す制御基板は、制御ユニット５０、操作表示ユニット５１、入出力Ｉ／Ｆ５２、光源制御回路（発光素子制御部に相当）５３などを有する。
【００３４】
制御ユニット５０は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）やＲＯＭ（Read  Only  Memory）やＲＡＭ（Random  Access  Memory）などにより構成されるプログラマブルコンピュータである。制御ユニット５０は、ＣＰＵがＲＯＭのプログラムを所定手順で実行するなどして全体を制御する。
【００３５】
操作表示ユニット５１は、操作基板上の投射スイッチや、調節ダイヤルや、インジケータなどとの信号を入出力する入出力インタフェースである。操作表示ユニット５１は、操作基板上の投射スイッチや、調節ダイヤルなどからの操作入力を操作データにして制御ユニット５０に出力する。また、操作表示ユニット５１は、制御ユニット５０から出力された表示のオン／オフを示すデータを基にインジケータを点灯／消灯する信号を出力する。
【００３６】
入出力Ｉ／Ｆ５２は、三次元測定装置１２など、外部機器と通信するための通信インタフェースである。本実施の形態において、入出力Ｉ／Ｆ５２は、三次元測定装置１２から撮像部の駆動タイミング信号を受信する。駆動タイミング信号は、信号の立上がりと立下りによりＣＣＤ（Charge  Coupled  Device）やＣＭＯＳ（Complementary  MOS）等のイメージセンサの露光期間を示す信号である。
【００３７】
光源制御回路５３は、三次元測定装置１２の撮像に要求される光が出射されるように発光素子を制御する。具体的に、光源制御回路５３は、制御ユニット５０によりタイミングを調節されたパルス信号を出力して発光素子を制御する。
【００３８】
各部には、不図示の電源基板から電力が供給される。
【００３９】
図７は、発光素子１３１をオンおよびオフする回路の模式図である。図７に示すスイッチ６０は、ＦＥＴ（Field  Effect  Transistor）やバイポーラトランジスタなどの電子スイッチである。制御ユニット５０は、測定装置から撮像部の駆動タイミング信号を入出力Ｉ／Ｆ５２を介して受信する。そして、制御ユニット５０は、受信した駆動タイミング信号に基づいて光源制御回路５３が出力するパルス信号の立上がり（発光素子を点灯させるタイミング）と立下り（発光素子を消灯させるタイミング）のそれぞれのタイミングを調節する。
【００４０】
各調節幅は、予め設定した調節幅でも良いし、操作表示ユニット５１の調節ダイヤルの操作により入力されたそれぞれの調節値を用いても良い。
【００４１】
光源制御回路５３が出力したパルス信号は、スイッチ６０に入力され、パルス信号の立上がりでスイッチ６０がオンし、パルス信号の立下りでスイッチ６０がオフする。例えばバイポーラトランジスタの場合、ベース電流がロウレベルからハイレベルへ立上がる際にバイポーラトランジスタがオンし、コレクタ−エミッタ間に電流が流れ、発光素子１３１が発光する。また、ベース電流がハイレベルからロウレベルへ立下る際にバイポーラトランジスタがオフし、コレクタ−エミッタ間に電流が流れなくなり、発光素子１３１が消灯する。
【００４２】
パルス信号の立上がりと立下りのそれぞれのタイミングは、パルス信号の立上がりから立下りまでの期間に撮像部の露光期間が含まれるようなタイミングになるように調節する。例えば発光素子１３１の発光開始とイメージセンサの露光開始とのタイムロスがない場合であれば、パルス信号の立ち上がりのタイミングを駆動タイミング信号の立上がりのタイミングに調節し、パルス信号の立下がりのタイミングを駆動タイミング信号の立下りのタイミングに調節する。
【００４３】
図８は、光源制御回路５３がスイッチ６０に入力するパルス信号の一例を示す図である。図８に示すパルス信号Ａ１は、９００ｍｓの無信号間隔置きに１００ｍｓ幅のパルスを出力する合計１０００ｍｓの周期で発光素子１３１の点灯と消灯を繰り返す信号である。パルス信号のハイレベルの期間（１００ｍｓ）が発光素子のオンの状態を表し、パルス信号のロウレベルの期間（９００ｍｓ）が発光素子１３１のオフの状態を表す。一例では、パルスの立ち上がりが駆動タイミング信号の立上がりのタイミングに調節され、パルスの立ち下がりが駆動タイミング信号の立下がりのタイミングに調節される。
【００４４】
このように、本実施の形態では、発光素子１３１をイメージセンサの露光期間に渡って点灯させ、露光期間以外は消灯させるように、発光素子１３１を間欠駆動する。こうして、発光素子１３１に単位時間当たりに発生する平均熱量を減らす「熱量分散手段」を構成する。これにより、本実施の形態では、発光素子１３１の発熱スピードを抑えた効率的な冷却が可能になる。
【００４５】
本実施の形態では、ヒートシンク１２３との組み合わせにより、光源の冷却効果を高めているが、発光素子１３１に単位時間に発生する平均熱量が十分に少ない場合や、筐体１１０の大きさや構造などに応じて、ヒートシンク１２３を設けなくとも良い。
【００４６】
また、パターン照射装置１１の筐体１１０内の光源部１３０の配置や、電源基板の配置や、パターン照射装置１１の設置方向などは、適宜設定しても良い。
【００４７】
また、本実施の形態において、パターン照射装置１１は、三次元測定装置１２から撮像部の駆動タイミング信号を受信する構成を示したが、パターン照射装置１１から三次元測定装置１２へパルス駆動に基づく駆動タイミング信号を送信するようにしても良い。
【００４８】
また、本実施の形態では、ワーク１４の露出面に所定の画像パターンを描画させる態様を一例としたため、発光素子１３１に指向性の高い半導体レーザダイオードを用いることが好ましいものとした。しかし、その他のハンドリングシステムにおいては、ワーク１４の測定方法に応じて、半導体レーザダイオードをＬＥＤなどのその他の発光素子に適宜変更しても良い。
【００４９】
（第２の実施の形態）
第１の実施の形態では、「熱量分散手段」として、発光素子１３１を間欠的に駆動する手段やヒートシンク１２３を設けたものについて示した。第２の実施の形態では、更に、上記「熱量分散手段」として、電源基板が上部側（上方）に位置するようにパターン照射装置１１の設置姿勢を固定するための構造について示す。
【００５０】
図９は、第２の実施の形態に係るパターン照射装置１１の電源基板の配置の一例を示す図である。図９は、パターン照射装置１１の上面パネル１１０−３を取り外して示した平面図であり、筐体１１０内部の構成について模式的に示している。
【００５１】
図９に示すパターン照射装置１１は、前面パネル１１０−１寄りの左側面パネル１１０−６側にヒートシンク１２３や、ヒートシンク１２３に発光素子保持部材１３２により接続する発光素子（間欠駆動される発光素子）１３１を配置している。また、発光素子１３１から出射する光線束を図中の破線矢印が示すコの字型の経路で投稿口まで導く光学系１４０を前面パネル１１０−１の中央寄りに配置している。更に、その光学系１４０の下部に制御基板１５０を配置し、右側面パネル１１０−５寄りの制御基板１５０上の専用差込口には操作基板１５１を差している。
【００５２】
これに対し、各部に電力を供給する電源基板１６０は、背面パネル１１０−２寄りに筐体１１０内に配置している。
【００５３】
図中に示す光学系１４０は、複数の反射ミラー、ライトトンネル、マスクパターン板、拡散板などを備える導光光学系や、固定レンズ群や可動レンズ群の投射光学系を有する。光学系１４０は、発光素子１３１から出射する光線束を導光光学系や投射光学系を介して照明光として投射する。
【００５４】
図１０は、パターン照射装置１１を設置するための設置部の一例を示す図である。図１０に示すように、パターン照射装置１１は、設置側のフレーム１５に対し前面パネル１１０−１の投射口１１１を下向きにして固定するためのねじ穴１９０と保持具（設置部の一例）１９１とを有する。
【００５５】
ねじ穴１９０は、パターン照射装置１１が投射口１１１が下向きの設置向きとなるように、底面パネル１１０−４に設けられている。保持具１９１は、フレーム１５側にねじ１９２により固定され、パターン照射装置１１は、その保持具１９１に対してねじ１９３によりねじ止めされて固定される。パターン照射装置１１が正しい向きに固定されることにより、パターン照射装置１１が保持具１９１内に収まる。
【００５６】
なお、保持具１９１は、パターン照射装置１１を正しい向きに配置した場合にパターン照射装置１１が収容できる構造であることが好ましい。例えば、間違った向きに配置した場合に、パターン照射装置１１のねじ穴１９０と合わないようにしたり、パターン照射装置１１と保持具１９１との接合を突起部などによりブロックしたり、適宜構造を変形して良い。
【００５７】
また、設置部の一例としてねじ穴１９０や保持具１９１などを示したが、設置部をこれに限定するものではない。例えば、フレーム１５の上面をパターン照射装置１１の前面パネル１１０−１の外枠が嵌る構造に変形し、パターン照射装置１１の前面パネル１１０−１を下向きにしてフレーム１５上の設置部に前面パネル１１０−１をはめ込むようにして設置しても良い。また、これにねじ止めをしても良い。
【００５８】
以上により、第２の実施の形態に係るパターン照射装置１１では、所定の保持具によるフレーム１５への固定により、電源基板１６０が上方に配置された向きでパターン照射装置１１を固定することが可能になる。従って、電源基板１６０が発する熱を上方に逃がすことができるので、電源基板１６０の発熱による前面パネル１１０−１側の各部品への熱の影響を抑制することが可能になる。
【００５９】
（第３の実施の形態）
続いて、パターン照射装置１１の電源基板１６０のある空間を壁で仕切る構成について示す。
【００６０】
図１１は、第３の実施の形態に係るパターン照射装置１１の筐体１１０の内部構造の一例を示す平面図である。図１１に示すように、電源基板１６０のある第１の空間２００とそれ以外の部品のある第２の空間２０１とを物理的に壁２０２により仕切る。壁材には、熱伝導率の低い断熱材料を使用する。
【００６１】
以上より、第３の実施の形態に係るパターン照射装置１１では、電源基板１６０を有する第１の空間２００からそれ以外の部品を有する第２の空間２０１への熱の移動が抑止され、電源基板１６０の発熱によるその他の部品への熱の影響を抑制することが可能になる。
【００６２】
なお、第２の実施の形態に示すパターン照射装置１１の構成に第３の実施の形態に示すパターン照射装置１１の構成を適用することにより、電源基板１６０の発熱による発光素子１３１等のその他の部品への熱の影響をより小さくすることが可能になる。従って、その他の部品の熱の影響は、光源部１３０が発する熱が主となり、発光素子１３１の間欠駆動により発熱する熱量を低く維持することができるため、各部品の熱の影響を抑えることが可能になる。更に、筐体１１０やヒートシンクカバー１２４などをアルミニウム等の金属材料にすることにより、光源部１３０が発する熱をパターン照射装置１１の表面全体に分散させることも可能になる。
【００６３】
（第４の実施の形態）
続いて、パターン照射装置１１の筐体１１０を略密閉構造にする例を示す。
図１２は、左側面パネル１１０−６の開口部１１０ａとヒートシンク１２３との隙間を密閉部材により密閉した場合の例を示す図である。図１２に示すように、ヒートシンク１２３の外周（外周部）に沿って左側面パネル１１０−６の開口部１１０ａとの間に生じる隙間を部材（密閉部材）２１０で密閉する。密閉部材２１０は、耐熱性の弾性部材（例えばシリコーンゴム等）などである。筐体１１０は、吸排気口を設けていない。筐体１１０の６面パネルのその他の隙間についても弾性部材で埋めることにより、筐体１１０は略密閉構造となる。この場合、水が掛かる場所や、埃が多い場所などでの使用に有利になる。
【符号の説明】
【００６４】
５０    制御ユニット
５２    入出力Ｉ／Ｆ
５３    光源制御回路
６０    スイッチ
１３１  発光素子
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６５】
【特許文献１】特開２０１５−０９４８６０号公報
【図１】
2018062031.tif 000003
【図２】
2018062031.tif 000004
【図３】
2018062031.tif 000005
【図４】
2018062031.tif 000006
【図５】
2018062031.tif 000007
【図６】
2018062031.tif 000008
【図７】
2018062031.tif 000009
【図８】
2018062031.tif 000010
【図９】
2018062031.tif 000011
【図１０】
2018062031.tif 000012
【図１１】
2018062031.tif 000013
【図１２】
2018062031.tif 000014