JP2013109101A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】比較的数の少ない光源であっても撮像視野領域の全域を均一に照明する。
【解決手段】照明ユニットはレンズ本体22、リフレクタ本体24、６つの赤外線ＬＥＤ26を搭載した基板10cで構成されている。レンズ本体22の基板10c側の第１の面22aに６つのフレネル面領域28が形成されている。第１の面22aとは反対側の第２の面22bには６つのフライアイレンズ領域34が形成されている。６つのフライアイレンズ領域34は矩形のレンズエレメントのレンズアレイで構成され、レンズエレメントの縦横の境界線は、撮像装置の矩形の撮像視野を規定する縦横線と平行である。
【選択図】図４

Description

本発明は撮像装置に関する。

照明用の光源を備えた撮像装置が知られている。特許文献１は、視覚センサに関し、それまで別体であったＣＣＤカメラとＬＥＤ照明器具を一体化することを提案している。特許文献２は、カメラのレンズホルダの前端にＬＥＤ基板を配置し、このＬＥＤ基板に数多くのＬＥＤを配置した撮像装置を開示している。この種の撮像装置は例えば工場設備のＦＡセンサとして用いられている。例えばベルトコンベアで次々と流れてくる検査対象物（ワーク）を検査するのに撮像装置が用いられる。

撮像装置は、撮像視野内でパターンサーチ等によってワークの検出を行うのが一般的であり、そして、このワークの検出位置は時々刻々と変化することから、撮像視野領域をムラ無く照明することが求められる。

上記の特許文献２の図８、図１７、図１８から最も良く分かるように、撮像装置に設置したＬＥＤ基板には数多くのＬＥＤが設置されている。この数多くのＬＥＤの各々の光が撮像視野領域で互いにオーバーラップすることで撮像視野領域の全域を均一に照明することができる。

特開平１０−３２０５３８号公報 特開２００７−２１４６８２号公報

ＬＥＤを数多く設置すれば、それだけコストアップ要因になるのは言うまでもない。このことから、少ない数のＬＥＤで撮像視野領域を均一に照明することが技術的課題として浮上する。これに対して、個々のＬＥＤの前方に拡散板を配置することが考えられるが、拡散板は光透過率が低いため、撮像視野領域での光量が減少するという問題が発生する。

ところで、ＬＥＤは歴史的に当初は電極が光学素子の中心に設置されていたが、近時は、光学素子の周辺に電極を設置したものが普及している。しかし、赤外線ＬＥＤは、これを製造しているメーカーが限定されることもあって電極を光学素子の中心に設置したものが普及している。このように、光学チップの中心付近（略中央）に電極が設置されたＬＥＤも、以前から広く普及している。

この光学チップの中心付近に電極が設置されたＬＥＤを組み込んだ撮像装置では、各ＬＥＤが発する光の中心部分が相対的に暗いため、複数のＬＥＤで照明しても照明ムラが発生し易いことから、少ない数のＬＥＤで撮像視野領域を均一に照明することが一層難しくなる。

本発明の目的は、比較的数の少ない光源であっても撮像視野領域を均一に照明しながら撮像できる撮像装置を提供することにある。

本発明の更なる目的は、照明用の光源として、光学チップの中心付近に電極が設置されたＬＥＤを組み込んだ撮像装置において、ＬＥＤ光源が比較的少ない数であっても撮像視野領域を均一に照明しながら撮像できる撮像装置を提供することにある。

上記の技術的課題は、本発明によれば、
カメラを含む撮像部の周囲に照明用の光源を備えた撮像装置であって、
該光源の前方に当該光源に対応して設置された照明用レンズを有し、
該照明用レンズが前記光源側の第１の面と、該第１の面とは反対側の第２の面とを有するレンズ本体で構成され、
該レンズ本体の前記第１の面に、前記光源からの光を該光源の光軸に対して略平行な光にする機能を備えた面領域を有し、
前記レンズ本体の前記第２の面に、前記光源からの光を略平行な光にする面領域に対応して、複数のレンズエレメントを配列したレンズアレイで構成された面領域を有していることを特徴とする撮像装置を提供することにより達成される。

本発明によれば、レンズ本体の第１の面に、光源の光軸に対して略平行な光にする機能を備えた面領域を形成し、他方、レンズ本体の第２の面に、複数のレンズエレメントを配列したレンズアレイで構成された面領域を形成することにより、レンズ本体を通過した光を散乱光にすることができ、これによりレンズ本体の肉厚の増大を招くことなく撮像視野領域の全域を均一に照明することができる。

本発明の他の目的及び作用効果は後の実施例の詳しい説明から明らかになろう。

実施例の撮像装置の分解斜視図であって斜め後方から見た図である。 実施例の撮像装置の分解斜視図であって斜め前方から見た図である。 実施例の撮像装置に含まれる照明ユニットの分解斜視図であって斜め前方から見た図である。 図３の照明ユニットの部分断面図である。 レンズ本体の正面図である。 有効ワーキングディスタンスを念頭に置いた照明ユニットの設計を説明するための図である。 図６の波線で囲んだ部分の拡大図である。 照明ユニットを直径に沿って切断した断面図である。 （ａ）は各レンズエレメントから出た矩形の光の束が互いにオーバーラップした明るい領域が形成されることを説明する図であり、そして（ｂ）は複数のレンズ本体から出た矩形の光の束が互いにオーバーラップして撮像視野領域を均一に照明することを説明するための図である。 照明ユニットの組み立て手順を説明する図であって、レンズ本体とリフレクタ本体との組み立てを説明するための図であって、レンズ本体側から見た図である。 図１０に対応する図であって、リフレクタ本体側から見た図である。 照明ユニットの組み立て手順を説明する図であって、レンズ本体及びリフレクタ本体の組立体をＬＥＤ基板と合体させる工程を説明するための図であり、レンズ本体及びリフレクタ本体の組立体側から見た図である。 図１２に対応する図であって、ＬＥＤ基板側から見た図である。 照明ユニットをケース内に固定する工程を説明するための図である。 図１４に対応して照明ユニットをネジでケースに固定する方法を説明するための図である。 実施例のレンズ本体の側面図である。 比較例のレンズ本体の側面図である。 実施例の撮像装置で取得した画像である。 光学チップの中心付近に電極が設置された赤外線ＬＥＤを備えた従来の撮像装置で取得した画像である。

以下に、添付の図面に基づいて本発明の好ましい実施例を説明する。

図１、図２は実施例の撮像装置の分解斜視図である。図１は撮像装置を斜め後方から見た図であり、図２は撮像装置を斜め前方から見た図である。図１、図２を参照して、実施例の撮像装置１００は、エンド部材２を含むＣＭＯＳカメラユニット４及びレンズユニット６と、照明ユニット８と、複数の基板１０と、前端止めリング１２とを有する。複数の基板１０のうち、電源基板１０ａ（図２）と制御基板１０ｂはＣＭＯＳカメラユニット４及びレンズユニット６の２つの側面にＬ字状に配置されている。電源基板１０ａの前端縁部には、レンズユニット６から前方を臨む位置に第１コネクタ１４（図２）が固設されており、この第１コネクタ１４はレンズユニット６の前端面の前方且つこれに隣接して位置している。

図１において、参照符号１０ｃはＬＥＤ基板を示す。このＬＥＤ基板１０ｃは照明ユニット８の後端面を構成しており、このＬＥＤ基板１０ｃの後ろ側（レンズユニット６側）の面に第２コネクタ１８が固設されている。この第２コネクタ１８は前述した第１コネクタ１４に対応した位置に位置決めされている。

撮像装置１００のケース１６は、その後側でＣＭＯＳカメラユニット４及びレンズユニット６を包囲するケースを構成している。ケース１６は、また、その前端部に照明ユニット６を収容する照明ユニット６のためのケースを構成している。

撮像装置１００は次のようにして組み立てることができる。ケース１６を中心に説明すると、ユニット１６の後端側にＣＭＯＳカメラユニット４及びこれに隣接して且つ前方に位置するレンズユニット６を挿入し、また、ケース１６の前端に照明ユニット８を装着してエンド部材２及び前端止めリング１２をケース１６にネジ止めすることで撮像装置１００を組み立てることができる。図１、図２において、参照符号２０は、ケース１６に設けられたネジ挿入穴であり、このネジ挿入穴２０にネジ（図示せず）を差し込むことで上述したエンド部材２及び前端止めリング１２の相対的な位置決めを行いつつこれらがケース１６にネジ止めされる。また、この組み立て作業に伴って上記の第１、第２のコネクタ１４、１８がコネクタ連結され、これにより照明ユニット８のＬＥＤ基板１０ｃが電源基板１０ａと電気的に接続され、また、電源基板１０ａを介して制御基板１０ｂと接続される。

上述した図１、図２の撮像装置１００は、照明ユニット８を動作させて撮像視野領域を照明しながら検査対象物を撮像し、そして撮像データの画像処理を実行して、その結果を出力する。つまり、本実施例に係る撮像装置１００は、筐体内に、検査対象物を撮像する撮像部（ＣＭＯＳカメラユニット４等）と、撮像部により撮像される撮像領域を照明するための照明手段（照明ユニット８等）と、撮像部を用いて照明手段により照らされた検査対象物を撮像し、得られた画像データを用いて画像処理を実行する画像処理実行部（図示しないＣＰＵ等）とを有し、画像処理実行部の実行結果に基づいて、検査対象物の良否を判定する画像処理センサ（画像処理装置）と言い換えることもできる。

図３は照明ユニット８を斜め前方から見た分解斜視図である。照明ユニット８は正面視円形の輪郭を有し、照明用のレンズ本体２２とリフレクタ本体２４とそして前述したＬＥＤ基板１０ｃの３つの構成要素で作られており、前方から後方に向けてレンズ本体２２、リフレクタ本体２４、ＬＥＤ基板１０ｃの順に位置決めされている。

円形のリング状の形状のＬＥＤ基板１０ｃには、ＣＭＯＳカメラユニット４に含まれるＣＭＯＳカメラを阻害しない状態で周方向に略等間隔に６つのＬＥＤ２６が位置決めされている。実施例では、ＬＥＤ２６は、中心電極２６ａ（図３）を備えた赤外線ＬＥＤで構成されている。赤外線ＬＥＤ２６は、従来と同様に、電流供給を受けて光を発する光源チップと、この光源チップに電流を供給するための導電性部材と、この光源チップの前面側に配置された接続電極とを有し、接続電極を介して導電性部材が光源チップに電気的に接続されている。この赤外線ＬＥＤ２６は光軸を横断する方向に広がりを有する平面視矩形の面光源ということができる（図３）。なお、本実施例では赤外線ＬＥＤを用いているが、本発明は赤外線ＬＥＤ以外のＬＥＤにも適用が可能である。すなわち、赤外線ＬＥＤ以外にも、ＬＥＤ２６内で発光源となる光源チップに対して大電流を供給するため、或いは、効率よく電流供給をするために、光源チップの前面側（中央付近前方）に接続電極が配置されたＬＥＤが存在する。このようなＬＥＤは、接続電極の存在に起因して、照明領域の中央付近が少し暗くなって、照明ムラが生じやすい。しかし、詳細は後述する照明ユニット８の機能によって、この照明ムラを低減することができる。要するに、電流供給を受けて光を発する光源チップ、光源チップに電流を供給するための導電性部材（ワイヤボンディング）、導電性部材を光源チップに電気的に接続するための接続電極を有する光源に対しても、本発明は適用可能である。

図３並びに照明ユニット８の部分断面図である図４を参照してレンズ本体２２について説明すると、照明用のレンズ本体２２は、ＬＥＤ２６側の第１の面２２ａと、これとは反対側つまり検査対象側の第２の面２２ｂとを有しており、この第１の面２２ａと第２の面２２ｂは異なる機能を有している。これについて具体的に説明すると、ＬＥＤ２６つまり光源側の第１の面２２ａには、６つのＬＥＤ２６の各々のＬＥＤ２６に対応した位置にフレネル面領域２８が形成されており、各フレネル面領域２８は円形輪郭で囲まれた領域で構成されている。

図５はレンズ本体２２の正面図である。この図５を含めて参照すると、第１の面２２ａとは反対側つまり検査対象側の第２の面２２ｂには、第１の面２２ａの各フレネル面領域２８に対応した位置に、数多くのレンズエレメント３０のレンズアレイ３２で構成されたフライアイレンズ領域３４が形成されており、各フライアイレンズ領域３４は直径約10mmの円形輪郭で囲まれた領域で構成されている。そして、各レンズエレメント３０は平面視矩形の形状を有している。

レンズ本体２２とＬＥＤ基板１０ｃとの間に前述したリフレクタ本体２４が配設されている。リフレクタ本体２４は、各ＬＥＤ２６に対応した位置に開口３６が形成されており、各開口３６はリフレクタ本体２４の厚み方向に貫通し、開口３６の後端がＬＥＤ２６側に開放し、他方、開口３６の前端がレンズ本体２２側に開放している（図４）。この開口３６は、ＬＥＤ２６からレンズ本体２２に向けて徐々に拡開したすり鉢状の形状を有し、開口３６の周囲壁３６ａが反射面で構成されている。

図６、図７の矢印はＬＥＤ２６が発した光が進行する光路を示す。図７は図６の破線で囲んだ部分を抽出した図である。この図７及び図８を参照して、リフレクタ本体２４の開口３６の軸線と、レンズ本体２２のフレネル面領域２８及びフライアイレンズ領域３４の軸線は、ＬＥＤ基板１０ｃの鉛直線に対して角度θだけ撮像領域に向けて傾斜して設計されており、この実施例では角度θは２°である。

図７から最もよく分かるように、ＬＥＤ２６が発した光は、レンズ本体２２の第１の面２２ａを構成するフレネル面領域２８によって略平行光となってレンズ本体２２を通過し、そして第２の面２２ｂを構成するフライアイレンズ領域３４で散乱される。上述したようにフレネル面領域２８及びフライアイレンズ領域３４が上述したように傾斜して位置決めされていることから、フライアイレンズ領域３４の矩形の各レンズエレメント３０から矩形の光の束が撮像視野領域に向けて照射される。そして、隣接するレンズエレメント３０の矩形の光の束同士が互いに重複した状態で撮像視野領域を照射することから、撮像視野領域ではその全域に亘って均一な光量となる。また、実施例では、複数のフライアイレンズ領域３４を通過した光が撮像視野領域でオーバーラップすることから撮像視野領域での均一照明が確実なものとなる。したがって中心電極２６ａを備えた赤外線ＬＥＤ２６を使用しても撮像視野領域での均一照明を確保することができる。

フライアイレンズ領域３４の各々を通過した矩形の光が互いにオーバーラップすることにより撮像視野領域での照明ムラが改善され、撮像視野領域の均一照明が実現さされることを図９を参照して説明する。図９（ａ）において、破線で示す矩形の枠は、個々のレンズエレメント３０による光の照射領域を示している。この照射領域は、前記図５を用いて説明したように個々のレンズエレメントが平面視略長方形であることから、略矩形状になる。本来、破線の矩形枠の数はレンズエレメント３０の数と一致するが、図９（ａ）では説明の便宜上、一部省略している。また、図９（ａ）の斜線を付加した実線枠は、複数のレンズエレメント３０によって構成される１個のレンズ本体２２によって比較的明るくなる領域を示している。つまり、個々のレンズエレメント３０による光の照射領域を合成した結果、実線枠（斜線部）付近が周囲と比べて相対的に明るくなる。なお、実線枠（斜線部）が略矩形状になるように、レンズエレエレメント３０の大きさ、位置、数を調整すればよい。

次に、本実施例ではレンズ本体２２を円環状に６個設けているため（図５参照）、撮像視野領域では、図９（ｂ）に示すように図９（ａ）の実線枠が６個重なった状態になる。そして、この重なった領域（斜線部）が均一な照明領域となる。本実施例では、図７及び図８を用いて上述したように、６個のレンズ本体２２の光軸（フライアイレンズ領域３４の軸線）の各々を、ＬＥＤ２６の光軸（図７の上下方向）に対して傾けた状態で設置して、６個のレンズ本体２２の各々がＣＭＯＳカメラユニット４前方に位置する撮像視野領域を照明するようにしている。また、上述したように、レンズ本体２２の第２の面２２ｂによって、レンズ本体２２の中央付近を通過する光（赤外線ＬＥＤを使用した場合には接続電極の影になってやや暗くなる）と、レンズ本体２２の端付近を通過する光（赤外線ＬＥＤを使用した場合でも明るい）とを、撮像視野領域では重ねあわせるようにしている。これにより、例えば赤外線ＬＥＤを使用した場合であっても、撮像視野領域における照明ムラを効果的に低減することができる。

さらに、撮像視野領域を照明する際に、図９（ｂ）に示すように、略矩形状の照明領域（実線枠）を重ね合わせるようにしている。一般に、撮像視野領域は略矩形状であるため、略円形状の照明領域を重ね合わせる場合に比べて、撮像視野領域の外に漏れる光が少なくて済む。したがって、外観検査に使用されない無駄な光を省き、撮像視野領域を効率的に照明することができる。

前述した図６の斜線で示す領域は撮像装置１００の有効ワーキングディスタンスＷＤを示す。実施例の撮像装置１００の有効ワーキングディスタンスＷＤは撮像装置１００から数百mmから数千mmである。図５に戻って、レンズ本体２２の６つのフライアイレンズ領域３４に形成された各レンズエレメント３０は、その全てが互いに平行な縦横の境界線で区画された矩形の形状を有していることに注目されたい。矩形のレンズエレメント３０を規定する縦横の境界線は、撮像装置１００の矩形の撮像領域を規定する縦横線と平行である。

レンズ本体２２の各フライアイレンズ領域３４に属する各レンズエレメント３０は矩形の光を照射し、そして各フライアイレンズ領域３４はこれに属する複数のレンズエレメント３０から出る矩形の光の束が照射される。上述したように撮像装置１００の有効ワーキングディスタンスＷＤは数百mmから数千mmである。各フライアイレンズ領域３４は、有効ワーキングディスタンスＷＤが数百mmである近位(near)の撮像視野領域Ｓ１と有効ワーキングディスタンスＷＤが数千mmである遠位(far)の撮像視野領域Ｓ２とを念頭に入れて設計されている。この点について図６を参照して説明すると、図６の左側に位置するフライアイレンズ領域３４Ｌは、その照射範囲が近位(near)の撮像視野領域Ｓ１の右端と遠位(far)の撮像視野領域Ｓ２の左端で規定されるように設計されている。他方図６の右側のフライアイレンズ領域３４Ｒは、その照射範囲が近位(near)の撮像視野領域Ｓ１の左端と遠位(far)の撮像視野領域Ｓ２の右端で規定されるように設計されている。この規則はレンズ本体２２の他のフライアイレンズ領域３４についても同じである。

したがって、レンズ本体２２の全てのフライアイレンズ領域３４から出る矩形の光の束は、数百mmから数千mmの有効ワーキングディスタンスＷＤでの矩形の撮像視野領域で互いにオーバーラップするだけでなく、撮像視野領域以外の周辺領域を照射する無駄を合理的に無くすることができる。したがって、ＬＥＤ２６が発する光を無駄なく撮像視野領域の照明に使うことができるだけでなく、撮像視野領域で光量のムラ無く均一に照明することができる。したがって中心電極を備えた赤外線ＬＥＤを採用しても光量の減少を招くことなく均一な照明を確保することができる。

図１０〜図１５は照明ユニット８の組み立て工程を説明するための図である。図１０はレンズ本体２２とリフレクタ本体２４をレンズ本体２２側から見た分解斜視図であり、図１１はリフレクタ本体２４側から見た図１０に対応する分解斜視図である。これら図１０、図１１を参照して、レンズ本体２２は円形のリング形状を有し、その外周縁部に直径方向に離間した２つの第１貫通孔４０を有している。また、レンズ本体２２の後側の面つまり第１の面２２ａには後方に向けて起立した位置決めピン４４が形成されている。

リフレクタ本体２４には、レンズ本体２２の第１貫通孔４０に対応した位置にネジ穴５０が形成されている。また、レンズ本体２２の位置決めピン４４を受け入れる位置決め孔５４が形成されている（図１０）。

レンズ本体２２とリフレクタ本体２４とを組み立てる際に、位置決めピン４４とこれを受け入れる位置決め孔５４によってレンズ本体２２とリフレクタ本体２４との相対的な回転位置が規定される。次いで、レンズ本体２２とリフレクタ本体２４は、レンズ本体２２の第１貫通孔４０とリフレクタ本体２４のネジ穴５０に挿入したネジ４６（図１０）によって固定され、レンズ本体２２とリフレクタ本体２４が一体化される。

レンズ本体２２とリフレクタ本体２４との適正な離間距離は次の手段により容易に確保することができる。すなわち、レンズ本体２２は、その第１挿入孔４０のリフレクタ本体２４側の開口端の周囲に円周突起４８（図１１）を有し、この高さを規定することによってレンズ本体２２とリフレクタ本体２４との適正な離間距離を確保してもよい。あるいはリフレクタ本体２４のネジ穴５０の開口端の周囲に円周凹所５４（図１０）又は円周突起を設け、これらの高さ寸法を規定することによってレンズ本体２２とリフレクタ本体２４との適正な離間距離を確保してもよい。もちろん、第１挿入孔４０のリフレクタ本体２４側の開口端の円周突起４８とリフレクタ本体２４のネジ穴５０の開口端の円周凹所５４又は円周突起との組み合わせによってレンズ本体２２とリフレクタ本体２４との適正な離間距離を確保してもよい。

次に、図１２と図１３は、レンズ本体２２及びリフレクタ本体２４の組立体と、ＬＥＤ基板１０ｃとの組み付けを説明するための図である。図１２はレンズ本体２２側から見た分解斜視図であり、図１３はリフレクタ本体２４側から見た図１２に対応する分解斜視図である。図１３を参照して、ＬＥＤ基板１０ｃは、その外周縁に第１の切欠き６０を有し、また、その外周部分に円周方向に離間した３つのネジ挿入孔６２を有する。

引き続き図１３を参照して、リフレクタ本体２４のＬＥＤ基板１０ｃと対抗する面つまり後面には、ＬＥＤ基板１０ｃの上記の第１の切欠き６０に対応して第２の位置決めピン５６が形成されている。また、リフレクタ本体２４のＬＥＤ基板１０ｃと対抗する面つまり後面には、ＬＥＤ基板１０ｃの上記３つのネジ挿入孔６２に対応した位置にネジ孔５８が形成されている。

図１０、図１１を参照して説明したレンズ本体２２及びリフレクタ本体２４の組立体に対してＬＥＤ基板１０ｃの上記第１の切欠き６０に第２の位置決めピン５６を受け入れさせることにより、レンズ本体２２及びリフレクタ本体２４の組立体に対してＬＥＤ基板１０ｃの相対的な回転位置を位置決めすることができる。そして、この位置決めによって、ＬＥＤ基板１０の３つのネジ挿入孔６２とリフレクタ本体２４のネジ穴５８が整合され、ＬＥＤ基板１０ｃ側からネジ挿入孔６２にネジ６４を挿入してこのネジ６４をリフレクタ本体２４のネジ穴５８にねじ込むことにより、レンズ本体２２及びリフレクタ本体２４の組立体に対してＬＥＤ基板１０ｃが固定され、これにより照明ユニット８ができあがる（図１３）。

照明ユニット８は、図１４から最も良くわかるように、円周方向に延びる側面に２つの位置決め溝７０が形成され、この２つの位置決め溝７０は、レンズ本体２２、リフレクタ本体２４、ＬＥＤ基板１０ｃに亘って真っ直ぐに延びている。更に図１４を参照して、ケース１６の前端には、前方に向けて開放した周方向にリング状に延びる凹所７２が形成されており、この凹所７２に照明ユニット８が収容される。凹所７２には、照明ユニット８の上記位置決め溝７０に受け入れられる突起７４が形成されている。照明ユニット８をケース１６の凹所７２に挿入し且つ凹所７２の突起７４（図１）と照明ユニット８の溝７０を係合させることにより照明ユニット８をケース１６の凹所７２に位置決めすることができる。

ここに図１４等に見られる参照符号３８は鏡筒を示す。鏡筒３８はケース１６の前端部分の中央に形成され、この鏡筒３８を通じて撮像視野領域の反射光がレンズユニット６、ＣＭＯＳカメラユニット４に導かれる。上記の凹所７２はこの鏡筒３８の周囲に形成されている。照明ユニット８は中央開口８ａを有し、この中央開口８ａを鏡筒３８が貫通した状態で照明ユニット８が位置決めされ る。

引き続き図１４を参照して、照明ユニット８には、周方向に離間して位置する３つの追加の縦溝７６が形成され、これに対応してケース１６には台座７５が形成されている。この追加の縦溝７６はレンズ本体２２、リフレクタ本体２４、ＬＥＤ基板１０ｃに亘って延びているが、この追加の縦溝７６に対応するＬＥＤ基板１０ｃの切欠き７８は相対的に幅狭であり（図１５）、このＬＥＤ基板１０ｃの切欠き７８の幅方向の対向する２つの縁部７８ａ（図１５には作図上の理由で一つの縁部しか現れていない）がネジヘッドの受け部を構成している。すなわち、ケース１６の凹所７２内に照明ユニット８を位置決めした後に、照明ユニット８の追加の縦溝７６に沿って３本のネジ８０を挿入して 、このネジ８０を台座７５の頂面のネジ穴７５ａにネジ止めしたときに、ネジ８０のヘッドがＬＥＤ基板１０ｃの切欠き７８の縁部に着座することにより照明ユニット８が台座７５によってケース１６の底面から離間した状態で固定される。なお、図１２及び図１４では、レンズ本体２２とリフレクタ本体２４とを連結するネジ４６の図示が省略されている。

図１６はフレネル面領域２８及びフライアイレンズ領域３４を備えた実施例のレンズ本体２２の側面図であり、次の図１７は比較例としてフレネル面領域の代わりに非球面レンズ９０を採用したレンズ本体９２の側面図である。図１６と図１７を対比すると分かるように、実施例のレンズ本体２２がフレネル面領域２８及びフライアイレンズ領域３４を備えることによりレンズ本体２２の肉厚Ｄpを薄くすることができる。

以上、本発明の実施例を説明したが、実施例の撮像装置１００が均一照明を確保できることを明確にするために図１８に実施例の撮像装置１００で撮像した画像を添付すると共に、比較例として赤外線ＬＥＤを備えた従来の撮像装置で撮像した画像を図１９に添付した。

１００ 実施例の撮像装置
４ ＣＭＯＳカメラユニット
６ レンズユニット
８ 照明ユニット
１０ｃ ＬＥＤ基板
２２ レンズ本体
２４ リフレクタ本体
２６ 赤外線ＬＥＤ
２８ フレネル面領域
３０ レンズエレメント
３２ レンズアレイ
３４ フライアイレンズ領域

Claims (11)

1. カメラを含む撮像部の周囲に照明用の光源を備えた撮像装置であって、
   該光源の前方に当該光源に対応して設置された照明用レンズを有し、
   該照明用レンズが前記光源側の第１の面と、該第１の面とは反対側の第２の面とを有するレンズ本体で構成され、
   該レンズ本体の前記第１の面に、前記光源からの光を該光源の光軸に対して略平行な光にする機能を備えた面領域を有し、
   前記レンズ本体の前記第２の面に、前記光源からの光を略平行な光にする面領域に対応して、複数のレンズエレメントを配列したレンズアレイで構成された面領域を有していることを特徴とする撮像装置。
2. 前記光源は、電流供給を受けて光を発する光源チップと、該光源チップに電流を供給するための導電性部材と、該光源チップの前面側に配置され且つ前記導電性部材を該光源チップに電気的に接続するための接続電極とを有する、請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記光源が、赤外光を発するＬＥＤである、請求項２に記載の撮像装置。
4. 前記照明用レンズは、前記撮像部の前方で前記照明用レンズの光軸が前記撮像部の光軸と略交差するように、前記照明用レンズの光軸を前記光源の光軸に対して傾けた状態で設置されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の撮像装置。
5. 前記複数の光源が配置された光源用基板と、
   前記光源用基板に配置された各々の光源の前方に位置決めされた前記照明用レンズ及びリフレクタからなる組立体と、を備えている、請求項１〜４のいずれか一項に記載の撮像装置。
6. 前記照明用レンズ本体及びリフレクタからなる組立体が貫通した中心孔を有し、
   前記撮像装置は、前記照明用レンズ本体及びリフレクタからなる組立体を収容するケースを有し、
   該ケースは、その中心に延びる鏡筒の周囲に前方に向けて開放したリング状の凹所を備え、該凹所に前記照明用レンズ本体及びリフレクタからなる組立体が収容され、
   前記鏡筒を通じて前記撮像部に撮像視野領域の反射光が導かれる、請求項５に記載の撮像装置。
7. 前記光源からの光を略平行な光にする面領域と、複数のレンズエレメントを配列したレンズアレイで構成された面領域が、前記レンズ本体の周方向に離間して複数形成されている、請求項１〜６のいずれか一項に記載の撮像装置。
8. 前記光源からの光を略平行な光にする面領域がフレネル面で構成されている、請求項７に記載の撮像装置。
9. 前記レンズアレイで構成された面領域がフライアイレンズで構成されている、請求項８又は９に記載の撮像装置。
10. 前記レンズエレメントが平面視矩形である、請求項９に記載の撮像装置。
11. 前記フライアイレンズ領域が、該フライアイレンズ領域を縦横に延びる境界線によってレンズアレイが形成され、該レンズアレイに含まれる矩形の各レンズエレメントの境界線が、前記撮像装置の矩形の撮像視野を規定する縦横線と平行である、請求項１０に記載の撮像装置。

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