(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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ＣＣＤと、前記ＣＣＤの前方に配置した集光レンズとが筐体内に設けられた撮像装置において、
前記ＣＣＤと前記集光レンズとの間に配置され、前記読取り対象物からの反射光が透光して前記ＣＣＤに入射するように、前記筐体内に配置されたハーフミラーと、
前記ハーフミラーで前記集光レンズに向けて光が反射するように、前記ハーフミラーに光を入射させる面実装型ＬＥＤからなる第１の光源と、
前記ＬＥＤにおけるパッケージの光出射側の表面に密着して固定された第１の光拡散板と、
前記第１の光拡散板と前記ハーフミラーとの間に配置された第２の光拡散板とを備えたことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記筐体内に収容されると共に、前記集光レンズを通る光軸を中心に環状に配置されたＬＥＤからなる第２の光源と、前記第２の光源と前記筐体の撮像窓との間において、前記筐体の内壁面に形成された第２の反射面と、を更に備えたことを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項３】
前記第１の光拡散板と前記第２の光拡散板との間において、前記筐体の内壁面には、第１の反射面が形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、電子部品実装機において電子部品の認識や検査に利用される撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、基板用の撮像装置として、特開２００１−３２４４５０号公報の図１９がある。この公報に記載された撮像装置は、ＬＥＤから出射した光を拡散器によって均一すると共に、拡散器及び偏光素子を通過した光が全反射ミラーとハーフミラーとを介して物体に照射する照明系と、物体で反射した光をハーフミラーを介してカメラで撮像する撮像系とを備えている。また、ＬＥＤから出射された光を均一にするために、ＬＥＤの前方に磨りガラスなどの光拡散板を配置させることは、一般的に行われている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−３２４４５０号公報(図１９)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、照明光を均一にするにあたって、ＬＥＤの前方に光拡散板を単に配置すると、照明光をある程度、均一にすることはできるが、照明光の均一性を高めることが難しいといった問題点がある。また、照明光の均一性を出すために、ＬＥＤから単に遠ざけるように光拡散板を配置すると、照明時の光量が落ちる虞もある。
【０００５】
本発明は、特に、照明光の均一性を高めるようにした撮像装置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】
本発明に係る撮像装置は、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ＣＣＤと、ＣＣＤの前方に配置した集光レンズとが筐体内に設けられた撮像装置において、ＣＣＤと集光レンズとの間に配置され、読取り対象物からの反射光が透光してＣＣＤに入射するように、筐体内に配置されたハーフミラーと、ハーフミラーで集光レンズに向けて光が反射するように、ハーフミラーに光を入射させる面実装型ＬＥＤからなる第１の光源と、ＬＥＤにおけるパッケージの光出射側の表面に密着して固定された第１の光拡散板と、第１の光拡散板とハーフミラーとの間に配置された第２の光拡散板とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
この撮像装置の照明系は同軸落射照明として利用され、第１の光拡散板を、ＬＥＤにおける光出射側のパッケージの表面に密着して固定し、さらに、第２の光拡散板を、第１の光拡散板とハーフミラーとの間に配置している。このように構成すると、第１の光拡散板が面実装型ＬＥＤの発光部に極めて近づけられることになり、光量損失無く光の均一性を発揮させることができる。このとき、発光部に近い部分と他の部分とで多少の光ムラが発生しているが、第２の光拡散板によって、光の均一性は更に高められることになる。このような構成を採用することで、汎用の光拡散板を利用することができ、コスト的に有利である。特に、読取り対象物の観察面が光の反射率の高い素材で形成されている場合、同軸落射照明には、均一性の高い照明光が求められることになり、同軸落射照明に前述の第１及び第２の拡散板を利用するメリットは極めて大きくなる。
【０００８】
また、筐体内に収容されると共に、集光レンズを通る光軸を中心に環状に配置されたＬＥＤからなる第２の光源と、第２の光源と筐体の撮像窓との間において、筐体の内壁面に形成された第２の反射面と、を更に備えると好適である。このような構成を採用すると、ＬＥＤから出射した光は、撮像窓を通って読取り対象物を照らし出すことになるが、このとき、第２の反射面で反射した光は間接光を作り出し、第２の反射面に当たらない光は直接光を作り出しているので、光の均一性の高い間接光と輝度の高い直接光により読取り対象物を照らすことができる。従って、第１の光源と第２の光源とを併用することで、状況に応じたより高度な照明が可能となる。
【０００９】
また、第１の光拡散板と第２の光拡散板との間において、筐体の内壁面には、第１の反射面が形成されていると好適である。このような構成によって、第１の光拡散板と第２の光拡散板との間で起こり得る光の損失を極めて少なくすることができ、それと同時に、第１の光拡散板と第２の光拡散板との間で更なる光の拡散を図ることができ、照明光の均一性を更に高めることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、照明光の均一性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
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に示すように、撮像装置１は、図示しない電子部品実装装置に組込まれて利用されるものであり、回路基板に電子部品（読取り対象物）Ｓを実装する前工程において、吸着ノズルの先端に電子部品Ｓを吸着させた状態で、電子部品Ｓの欠損などを下から撮像させるものである。
【００１３】
撮像装置１は、樹脂製の筐体２を有し、この筐体２の中央には、第１の光路Ｒ１が設けられている。この光路Ｒ１を通る光軸Ｌ１上には、筐体２の先端部に形成された撮像窓Ｗを閉鎖する防塵ガラス３と、集光レンズ４と、ハーフミラー５と、ＣＣＤ６とが配置されている。集光レンズ４は、撮像窓Ｗに近い側に配置され、ＣＣＤ６は、撮像窓Ｐから最も離れて配置されている。集光レンズ４は、ＣＣＤ６の前方に配置され、ＣＣＤ６は、電子部品Ｓからの反射光を受光して電子部品Ｓを撮像する。
【００１４】
さらに、ハーフミラー５は、集光レンズ４とＣＣＤ６との間に配置されると共に、電子部品Ｓからの反射光が透光してＣＣＤ６に入射するように、筐体内２において光軸Ｌ１に対して斜め４５度の角度をもって配置されている。そして、後述する照明系によって照らし出された電子部品Ｓは、撮像窓Ｗ、集光レンズ４及びハーフミラー５を介してＣＣＤ６によって撮像される。
【００１５】
この撮像装置１には、２種類の照明手段１０，２０が設けられており、第１の照明手段１０は、光軸Ｌ１に沿って電子部品Ｓに光を照射するための同軸落射照明であり、第２の照明手段２０は、電子部品Ｓに対して斜め方向から光を照射するためのリング照明である。第２の照明手段２０は、集光レンズ４の近傍で光路Ｒ１を作り出すための円筒状の隔壁１２と筐体２との間に形成されている円筒状の空間Ｃ内に配置されている。さらに、第２の照明手段２０は、光軸Ｌ１を中心に環状に配置されたＬＥＤ１３からなる第２の光源１５と、すり鉢状に形成された反射ミラー（第２の反射面）１４とによって構成されている。
【００１６】
この反射ミラー１４は、防塵ガラス３とＬＥＤ１３との間で筐体２の内壁面に形成されている。この反射ミラー１４は、光軸Ｌ１に対して７０度傾けられており、ＬＥＤ１３から出射される光のうちで外側に逃げる光を反射させ、反射ミラー１４で反射した光は、間接光として電子部品Ｓの中央部分を照らし、電子部品Ｓの中央部分では光の均一性が高められている。さらに、ＬＥＤ１３から出射される光のうちで内側の光は、直接光として電子部品Ｓの周縁部分を照らす。
【００１７】
このように、第２の照明手段２０は、電子部品Ｓを照らし出すにあたって、光軸Ｌ１を中心にして内側に間接光、外側に直接光を振り分けている。従って、このような第２の照明手段２０を利用すると、ＣＣＤ６での照明光の写り込みが起こり易い領域Ａを間接光で照らし、ＣＣＤ６での写り込みし難い領域Ｂを直接光で照らすことができる。そして、第２の照明手段２０による間接光は、後述する第１の照明手段１０との関係においても重要である。
【００１８】
この第１の照明手段１０は、筐体２から側方に突出して筐体２の一部分をなす筒部２ａ内に設けられていると共に、光軸Ｌ２上に配置されている。この光軸Ｌ２は、ハーフミラー５のミラー面と光軸Ｌ１とが交差する点から光軸Ｌ１に対して直交する方向に延在する。さらに、第１の照明手段１０の第１の光源２１は、ハーフミラー５で反射した光が集光レンズ４に入射するように、光軸Ｌ２上に配置されている。
【００１９】
図２及び図３に示すように、第１の光源２１は３個の面実装型ＬＥＤ２２からなり、それぞれのＬＥＤ２２は、基板２３に固定されている。各ＬＥＤ２２は、パッケージＰの内部に発光部２２ａが封入されており、各発光部２２ａは基板２３上で正三角点配置がなされている。さらに、第１の照明手段１０は、全てのＬＥＤ２２のパッケージＰの光出射側表面Ｐａに密着する第１の光拡散板２４と、第１の光拡散板２４とハーフミラー５との間に配置された第２の光拡散板２５とを備えている。そして、第１及び第２の光拡散板２４，２５は、樹脂シートにシルク（白）を印刷したものからなると共に、筐体２に固定されている。
【００２０】
このように構成すると、第１の光拡散板２４が面実装型ＬＥＤ２２の発光部２２ａに極めて近づけられることになり、光量損失無く光の均一性を発揮させることができる。このとき、発光部２２ａに近い部分と他の部分とで多少の光ムラが発生しているが、第２の光拡散板２５によって、光の均一性が更に高められることになる。このような構成は、汎用の光拡散板を利用することができ、コスト的に有利である。特に、電子部品Ｓの観察面が光の反射率の高い素材で形成されている場合、領域Ａ（図１参照）を照らす同軸落射照明には、均一性の高い照明光が求められることになり、同軸落射照明に第１及び第２の拡散板２４，２５を利用するメリットは極めて大きくなる。
【００２１】
さらに、第１の光拡散板２４と第２の光拡散板２５との間において、筐体２の一部分をなす筒部２ａの内壁面には、反射ミラー（第１の反射面）２６が全面に渡って形成されている。第１の反射面２６の採用によって、第１の光拡散板２４と第２の光拡散板２５との間で起こり得る光の損失を極めて少なくすることができ、それと同時に、第１の光拡散板２４と第２の光拡散板２５との間で更なる光の拡散を図ることができ、照明光の均一性を更に高めることができる。
【００２２】
なお、読取り対象物Ｓの種類に応じて、第１の照明手段１０と第２の照明手段２０は、同時点灯又は選択点灯の制御が可能になっている。
【００２３】
本発明は、前述した実施形態に限定されないことは言うまでもない。例えば、読取り対象物Ｓとしては、電子部品に限らず、他の部品や製品の一部であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【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】要部拡大斜視図である。
【符号の説明】
【００２５】
１…撮像装置、２…筐体、４…集光レンズ、５…ハーフミラー、６…ＣＣＤ、１３…ＬＥＤ、１４…第２の反射面、１５…第２の光源、２１…第１の光源、２２…ＬＥＤ、２４…第１の光拡散板、２５…第２の光拡散板、２６…第１の反射面、Ｓ…電子部品（読取り対象物）、Ｐ…パッケージ、Ｗ…撮像窓、Ｌ１，Ｌ２…光軸。
【図１】
0004606316.tif 000002
【図２】
0004606316.tif 000003
【図３】
0004606316.tif 000004