(57)【要約】【課題】読取り対象物に均一な間接光を照射させると同時に、照明手段を反射光軸線に沿って複数段に配置させた装置の小型化を促進させるようにした撮像装置を提供する。【解決手段】この撮像装置１においては、読取り対象物６の所定の部位を照明手段１０によって照らし出し、この部位で反射した光は、レンズ手段１１，１２を介して撮像素子７，８上で結像する。そして、照明手段１０のうちで読取り対象物６に最も近い近接照明部３は、反射鏡１６を介した間接照明光として読取り対象物６を照らし出す。このとき、反射光軸線Ａを中心に環状に配列させた複数個の反射面１７を、各近接照明部３と一対一の関係をもって環状に配列させているので、均一な光を簡単かつ確実に作り出すことができ、これによって、照明光の無駄を可能な限り少なくして、近接照明部３の個数を削減しながら装置１自体の小型化を促進させることができる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
読取り対象物を照明光により照らすために筐体内に配置した照明手段と、前記照明手段により照らされた際に生じる前記読取り対象物からの反射光を受光して前記読取り対象物を撮像する撮像手段とを有する撮像装置において、
前記照明手段は、前記筐体内で前記撮像手段に至る前記読取り対象物からの反射光軸線に沿って複数段に配置され、前記照明手段のうちで前記読取り対象物に最も近い近接照明部は、前記筐体に固定した反射鏡を介して前記読取り対象物を照らし、前記反射鏡は、前記反射光軸線を中心に取り囲むように配列させた複数個の反射面を有し、前記各反射面は、ＬＥＤからなる前記各近接照明部と一対一の関係をもって前記反射光軸線を中心に取り囲むように配列させたことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記各反射面は、その全長にわたって均一な曲率半径の円弧面からなることを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項３】
前記反射鏡の前記各反射面は、その長さ方向において、中央に向かって曲率半径を連続的に小さくした円弧面からなることを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項４】
前記近接照明部の照明軸線が前記反射光軸線と平行になるように、前記近接照明部を前記筐体に固定したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特に、電子部品を回路基板上に実装する過程で利用される撮像装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、このような分野の技術として、特開平６−６１７００号公報がある。この公報に記載された撮像装置は、電子部品のリード部に対して照明光を照射するための照明手段を有し、この照明手段は、筐体内で環状に配列した複数の光源からの光を導く光ファイバからなる。そして、電子部品のリード部は、拡散面による内壁で反射する反射光を利用した間接照明によって照らされる。
【０００３】
【特許文献１】
特開平６−６１７００号公報（第１図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した従来の撮像装置には、次のような課題が存在している。すなわち、前述の反射面は、複数段が重ねられ、それぞれ一枚の大きな平面板からなる。これによって、間接照明は作り出されるが、拡散面で反射された光を用いるため、照明光に無駄が多くなる虞れがあった。
【０００５】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、特に、読取り対象物に均一な間接光を照射させると同時に、照明手段を反射光軸線に沿って複数段に配置させた装置の小型化を促進させるようにした撮像装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る撮像装置は、読取り対象物を照明光により照らすために筐体内に配置した照明手段と、照明手段により照らされた際に生じる読取り対象物からの反射光を受光して読取り対象物を撮像する撮像手段とを有する撮像装置において、照明手段は、筐体内で撮像手段に至る読取り対象物からの反射光軸線に沿って複数段に配置され、照明手段のうちで読取り対象物に最も近い近接照明部は、筐体に固定した反射鏡を介して読取り対象物を照らし、反射鏡は、反射光軸線を中心に取り囲むように配列させた複数個の反射面を有し、各反射面は、ＬＥＤからなる各近接照明部と一対一の関係をもって反射光軸線を中心に取り囲むように配列させたことを特徴とする。
【０００７】
この撮像装置においては、読取り対象物の所定の部位を照明手段によって照らし出し、この部位で反射した光は撮像素子上で結像する。そして、照明手段のうちで読取り対象物に最も近い近接照明部は、反射鏡を介した間接照明光として読取り対象物を照らし出す。このとき、反射光軸線を中心に取り囲むように配列させた複数個の反射面を、各近接照明部と一対一の関係をもって反射光軸線を中心に取り囲むように配列させているので、均一な光を簡単かつ確実に作り出すことができ、これによって、照明光の無駄を可能な限り少なくして、近接照明部の個数を削減しながら装置自体の小型化を促進させることができる。
【０００８】
また、各反射面は、その全長にわたって均一な曲率半径の円弧面からなると好適である。このような反射面の採用により、各反射面で偏平な断面楕円形の光が作り出され、これにより、各反射面で、電子部品のボールグリッドを側方から確実に照らすことができる。更に、このような形状の反射面は、ボールグリッドを浅い角度から照明するのに最適な面である。
【０００９】
また、反射鏡の各反射面は、その長さ方向において、中央に向かって曲率半径を連続的に小さくした円弧面からなると好適である。このような反射面の採用により、各反射面で更に偏平な断面楕円形の光が作り出され、これにより、各反射面で、電子部品のボールグリッドを側方から確実に照らすことができる。更に、このような形状の反射面は、ボールグリッドを更に浅い角度から照明したり、様々な方向から照明するのに有効である。
【００１０】
また、近接照明部の照明軸線が反射光軸線と平行になるように、近接照明部を筐体に固定すると好適である。このような構成を採用した場合、近接照明部は筐体の内壁面に沿うように配列させることができるので、筐体における読取り領域を大きくすることが可能となり、これにより、筐体の小型化を可能にしている。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明に係る撮像装置の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００１２】
図１及び図２に示す撮像装置１は、図示しない電子部品実装機の一部として組み込まれて利用されるものであり、回路基板（図示せず）上に電子部品６を実装する前の部品検査に利用される。そして、この電子部品６は、小型化、薄型化、多様化の要求によってパッケージ化されたものであり、このパッケージとしては、周辺リード型パッケージや表面実装型エリアアレイパッケージ、ＱＦＰ、ＳＯＰ、ＳＯＪ、ＱＦＪ、ＢＧＡ、ＣＳＰ等がある。このような電子部品６を撮像する撮像装置１は、暗箱を構成する筐体２を有し、この筺体２の上部は、略矩形の読取り領域Ｓを形成させるために開放されている。そして、この読取り領域Ｓには、読取り対象物の一例である電子部品６が吸着ノズル９によって搬送され、この電子部品６を照明手段１０によって照らしている。
【００１３】
この照明手段１０は、筐体２内に固定されると共に、ＬＥＤからなる第１〜第３の照明部３，４，５で構成され、各照明部３，４，５は、反射光軸線Ａ方向（鉛直方向）に３段になるように配置されている。そして、第１の照明部３は、電子部品（読取り対象物）６に最も近い近接照明部を構成し、比較的浅い角度をもって電子部品６のボールグリッド（リード部の一例）６ａを間接的に照らす。なお、この近接照明部３は、筐体２の内周に沿うように、反射光軸線Ａを取り囲むように配列させた多数のＬＥＤ（発光手段）からなる。
【００１４】
同様に、第２の照明部４は、電子部品６から離すような位置の中段照明部を構成し、比較的深い角度をもって電子部品６のボールグリッド６ａを直接的に照らす。そして、この中段照明部４は、筐体２内で環状に配列させた多数のＬＥＤからなる。更に、第３の照明部５は、電子部品６から最も離れた位置の下段照明部を構成し、深い角度をもって電子部品６のボールグリッド６ａを直接的に照らしている。この下段照明部５も同様に、筐体２内で環状に配列させた多数のＬＥＤからなる。
【００１５】
また、筐体２内には、上下２段にエリア型のＣＣＤ（撮像素子）７，８が固定されている。また、上段のＣＣＤ７と照明手段１０との間には、高倍率用結像レンズ部（レンズ手段）１１が固定され、下段のＣＣＤ８と照明手段１０との間には、低倍率用結像レンズ部（レンズ手段）１２が固定されている。更に、反射光軸線Ａを直角に折り曲げるために、筐体２内において、照明手段１０と結像レンズ部１１との間にハーフミラー１３を配置させ、このハーフミラー１３と結像レンズ部１２との間に全反射ミラー１４を配置させる。このようなミラー１３，１４の採用によって、撮像装置１をコンパクトなものにしている。
【００１６】
更に、近接照明部３からの光を間接照明として利用するために、筺体２の内壁面２ａには反射鏡１６が固定されている。図３に示すように、この反射鏡１６は、反射光軸線Ａを中心に取り囲むように配列させた複数個（例えば、４０個）の反射面１７を有している。そして、各反射面１７を、各近接照明部（ＬＥＤ）３と一対一の関係をもって反射光軸線Ａを中心に取り囲むように配列させる（図４参照）。このように、反射面１７と近接照明部３とを一対一の関係をもって、反射光軸線Ａを中心に取り囲むように配列させる結果、均一な光を簡単かつ確実に作り出すことができ、これによって、照明光の無駄を可能な限り少なくして、近接照明部３の個数を削減させながら撮像装置１自体の小型化を促進させることができる。
【００１７】
ここで、製造コストを下げるためにＬＥＤの数を減らす場合は、各反射面１７と近接照明部（ＬＥＤ）３とを１対２の関係としても良い。また逆に、近接照明部３の光量を増加させたい場合は、近接照明部（ＬＥＤ）３の数を２倍にして、各反射面と近接照明部３と２対１の関係にしても良い。
【００１８】
また、図２及び図５に示すように、近接照明部３の照明軸線Ｂが反射光軸線Ａと平行になるように、近接照明部３を筐体２に固定する。これにより、近接照明部を、筺体２の内壁面２ａに沿うように配列させることができるので、筐体２における読取り領域Ｓを大きくすることが可能でき、これにより、筐体２の小型化が可能になる。
【００１９】
特に、均一な間接照明を達成させるために、図６に示すように、各反射面１７は、略反射光軸線Ａ方向における全長にわたって均一な曲率半径（例えば６ｍｍ）の円弧面で形成される。これにより、各反射面１７で、偏平な断面楕円形の光を作り出すことができる。よって、電子部品６のボールグリッド６ａを側方から適切に照らすことができる。更に、このような断面楕円形状の光を作り出す反射面１７は、ボールグリッド６ａを浅い角度から照射するのに最適な面といえる。そして、図５に示すように、ボールグリッド６ａを照射角度α（例えば１０度）をもって照らすために、各反射面１７は、照明軸線Ｂに対して傾斜角度β（例えば４０度）をもって筺体２に固定される。
【００２０】
また、他の変形例として、図７及び図８に示すように、反射鏡１９の反射面２０は、略反射光軸線Ａ方向における長さ方向において、中央に向かって曲率半径を連続的に小さくした円弧面からなる。例えば、反射面２０は、その両端２０ａにおいて６ｍｍの曲率半径を有し、中央部２０ｂにおいて５ｍｍの曲率半径を有する。このような反射面２０の採用により、反射面１７で作り出される照明光よりも更に偏平な断面楕円形の光が作り出される。これにより、電子部品６のボールグリッド６ａを側方から適切に照らすことができ、反射面１７に比べて、更に浅い角度からボールグリッド６ａをより光量の減衰なく照射することが可能となる。
【００２１】
本発明は、前述した実施形態に限定されるものではない。前述の実施形態では、装置１のコンパクト化を図るために読取り領域Ｓを略矩形に形成させ、これに伴って、反射面１７，２０を略矩形の環形状に配列させた（図３参照）。しかし、円形の読取り領域Ｓに対応させて、反射面１７，２０を円形に配列させてもよい。また、撮像の対象となる電子部品６のリード部としては、ボールグリッド６ａに限定されるものではない。また、この撮像装置１は、電子部品（読取り対象物）６の外形を撮像する場合にも利用される。
【００２２】
【発明の効果】
本発明による撮像装置は、以上のように構成されているため、次のような効果を得る。すなわち、読取り対象物を照明光により照らすために筐体内に配置した照明手段と、照明手段により照らされた際に生じる読取り対象物からの反射光を受光して読取り対象物を撮像する撮像手段とを有する撮像装置において、照明手段は、筐体内で撮像手段に至る読取り対象物からの反射光軸線に沿って複数段に配置され、照明手段のうちで読取り対象物に最も近い近接照明部は、筐体に固定した反射鏡を介して読取り対象物を照らし、反射鏡は、反射光軸線を中心に取り囲むように配列させた複数個の反射面を有し、各反射面は、ＬＥＤからなる各近接照明部と一対一の関係をもって反射光軸線を中心に取り囲むように配列させたことにより、読取り対象物に均一な間接光を照射させると同時に、照明手段を反射光軸線に沿って複数段に配置させた装置の小型化を促進させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る撮像装置の一実施形態を示す断面図である。
【図２】図１に示した撮像装置の要部拡大断面図である。
【図３】図１に示した撮像装置に適用する反射鏡を示す斜視図である。
【図４】図３に示した反射鏡の平面図である。
【図５】反射面と近接照明部との関係を示した概略図である。
【図６】図３に示した反射面の要部拡大斜視図である。
【図７】反射鏡の他の例を示した斜視図である。
【図８】図７に示した反射鏡の要部を示す平面図である。
【符号の説明】
１…撮像装置、２…筺体、３…近接照明部（ＬＥＤ）、６…電子部品（読取り対象物）、７，８…ＣＣＤ（撮像手段）、１０…照明手段、１１，１２…結像レンズ部（レンズ手段）、１６，１９…反射鏡、１７，２０…反射面、Ａ…反射光軸線、Ｂ…照明軸線。
【図１】
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【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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【図７】
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【図８】
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