JP2879322B2 - 照明用光源群を備えた装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば電子部品実
装装置において電子部品の位置検出や欠損確認を行うた
めの撮像装置に用いられる照明用光源群を備えた装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来からある照明用光源群を備えた装置
（以下、照明装置と呼ぶ）として、特開平４−３７０９
９号公報に開示されるものがある。この照明装置は、離
して配置させた一対の照明用光源を有し、この照明用光
源間の上方に吸着ノズルで吸着させた電子部品を配置さ
せて、照明用光源により斜め下方から一定の照射仰角で
照明し、電子部品からの反射光をカメラ等で受光させる
ものであった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た照明装置は、電子部品に対して常に一定の照射仰角で
光を入射させているため、電子部品のリードの種類によ
っては、撮像しようとする部分からの反射光がカメラ等
に十分に受光されるよう照明することができず、電子部
品をカメラ等で確実に撮像させることができない場合が
あった。

【０００４】本発明は、前述した課題に鑑みてなされた
もので、多種多様な電子部品をエリアセンサで確実に撮
像させるよう照明することのできる照明装置を提供する
ことを目的とする。

【０００５】

【０００６】

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明による照明装置
は、読取対象物の像をエリアセンサで撮像するために読
取対象物に光を照射する照明用光源群を備えた装置にお
いて、照明用光源群を、読取対象物から延びる反射光軸
線に沿ってその周囲に三段に配置させ、各段の照明用光
源群の照射仰角を読取対象物側からそれぞれ、略Ｘ゜〜
（Ｘ゜＋１０゜）、略４５゜±１５゜、略７５゜±１５
゜とし、高さＴをもった半球状のリードをピッチＰで複
数個配列させた読取対象物を想定し、式 Ａ゜＝ｔａｎ^-1（（ｃｏｓＸ゜・Ｔ−ｓｉｎ（９０゜−
（（９０゜−Ｘ゜）／２））・Ｔ）／（Ｐ−（ｃｏｓ
（９０゜−（（９０゜−Ｘ゜）／２））・Ｔ＋ｓｉｎＸ
゜・Ｔ））） で定められた最適仰角Ａ゜に対し、前記Ｘ゜が、Ｘ゜≧
Ａ゜を満たし、且つ、前記最適仰角Ａ゜に最も近い値を
もつことを特徴とする。

【０００８】この照明装置は、照明用光源群を三段に配
置しているので、読取対象物に対して３つの異なる照射
仰角で照明することができ、読取対象物を最適な照射仰
角で照明することができる。例えば、半球状のリードを
もった電子部品を読取対象物とし、このリードのみを認
識する場合、読取対象物に近い第１段目の照明用光源群
を点灯させるのが有効である。この場合、電子部品はよ
り小さい照射仰角で照明され、リードからの反射光を反
射光軸線に沿うようにしてエリアセンサで撮像させるこ
とができる。また、例えばリード支持面の反射率が高く
且つリードの反射率が高い電子部品を読取対象物とし、
これに対して第２段目の照明用光源群を点灯させるのが
有効である。この場合、電子部品は大きい照射仰角で照
明され、反射光軸線に沿ったリードからの反射光の光量
は多くなり、リードの強調された電子部品像を撮像する
ことができる。また、例えばリード支持面の反射率が低
く且つリードの反射率が高い電子部品を読取対象物と
し、これに対して第３段目の照明用光源群を点灯させる
のが有効である。この場合、電子部品は、さらに大きい
照射仰角で照明され、反射光軸線に沿ったリードからの
反射光の光量は多くなり、リードの強調された電子部品
像を撮像することができる。

【０００９】また、読取対象物に最も近い第１段目の照
明用光源群の外方に設けられて、第１段目の照明用光源
群からの光を反射して、この反射光を読取対象物に向け
て照射させる反射手段を備えることが好ましい。この照
明装置によれば、第１段目の照明用光源から出射され、
反射手段で反射された反射光により読取対象物が照明さ
れる。このとき、直接照明の場合と比較して光路を長く
することができ、読取対象物が過度な光強度で照明され
ることがなくなる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、添付図面と共に本発明によ
る照明装置の好適な実施形態について詳細に説明する。

【００１１】図１に示すように、照明装置１０Ａは、撮
像装置１０の一部を構成している。照明装置１０Ａは、
開口部１を有し、この開口部１の上方を、吸着ノズル２
に吸着された電子部品３が高速で通過するときに、電子
部品３を下方から瞬間的に照明する。照明装置１０Ａ
は、開口部１を形成させた角筒状の光源支持部５を有
し、この光源支持部５内には、電子部品３から延びる反
射光軸線Ａ１の周囲に沿って、電子部品３に向けて光を
照射するための照明用光源群６，７，８が三段設けられ
ている。すなわち、光源支持部５の最上部には、内部に
第１段目の照明用光源群６が設けられ、この第１段目の
照明用光源群６の下方には、第２段目の照明用光源群７
が設けられ、この第２段目の照明用光源群７の下方に
は、第３段目の照明用光源群８が設けられている。

【００１２】この照明装置１０Ａでは、第１段目、第２
段目および第３段目の照明用光源群６，７，８が反射光
軸線Ａ１にほぼ平行に配置されているので、電子部品３
に対して照射される光の照射仰角は、電子部品３から離
れるにつれて漸増している。ここで、照射仰角とは、反
射光軸線Ａ１に直交する平面と、照明用光源群６，７，
８からの光線とのなす角をいうものとする。また、第１
段目、第２段目又は第３段目の照明用光源群６，７，８
は相互間の点灯を切り替えることができる。

【００１３】また、撮像装置１０において、反射光軸線
Ａ１上には、第３段目の照明用光源群８の下方位置にハ
ーフミラー９と反射鏡１１とが設けられている。ハーフ
ミラー９からは、ハーフミラー９で反射される光の方向
に反射光軸線Ａ２が延び、この反射光軸線Ａ２上には、
高倍率の結像レンズ１２と、エリアセンサ１３とが設け
られている。一方、反射鏡１１からは、反射鏡１１で反
射される光の方向に反射光軸線Ａ３が延び、この反射光
軸線Ａ３上には、低倍率の結像レンズ１４とエリアセン
サ１５とが設けられている。なお、電子部品３の照明
は、吸着ノズル２の上部に設けられた透過照明用光源４
により上方から行うこともできる。

【００１４】図２から図４に示すように、第１段目の照
明用光源群６は、均一照明のために、反射光軸線Ａ１に
対して四方に配置される四個の反射照明部１６を有し、
各反射照明部１６は、光源支持部５の４つの内壁面１８
にそれぞれ対応して配置されている。各反射照明部１６
は、各内壁面１８に固定された平板状の支持板１９上に
おいて反射照明用光源群２０を有し、反射照明用光源群
２０は、反射照明用光源２１（例えば発光ダイオード）
を各内壁面１８に沿って１０個ずつ配列することで、計
４０個の光源２１からなっている。各反射照明用光源２
１は、その出射光軸線Ｃ１を内壁面１８の方向に向けて
いる。また、反射照明用光源群２０と各内壁面１８との
間には、平板状の細長い反射鏡２２が固定されている。
この反射鏡２２は、反射照明用光源群２０から出射され
る光を軸線Ｃ２に沿って電子部品３に向けて照射させる
と共に、電子部品３に対して照射仰角α゜で光を照明さ
せる。このように間接照明方式を採ることで、反射照明
用光源群２０から電子部品３までの光路長を長くするこ
とができ、電子部品３が過度な光強度で照明されること
がなくなる。

【００１５】また、図４に示すように、第１段目の照明
用光源群６は、光源支持部５の最上部の４つのコーナー
部２３にそれぞれ補助照明部２４を有している。この補
助照明部２４は、電子部品３を照明する際に、反射照明
部１６による照明では十分に撮像できない部分に補助的
に光を照射させるためのものである。各補助照明部２４
は、起立板２６上において補助照明用光源群２５を有
し、この補助照明用光源群２５は、補助照明用光源２７
（例えば、発光ダイオード）を各コーナー部２３に５個
ずつ配列することで、計２０個の光源２７からなってい
る。各補助照明用光源２７は、その出射光軸線Ｄ１が電
子部品３に直接向けられ、前述した反射照明部１６の照
射仰角α゜と同じ照射仰角で電子部品３に向けて光を照
射する。このように、電子部品３１は対角方向からも照
明されるので、電子部品３に対する照明の均一性は更に
向上することになる。

【００１６】ここで、第１段目の照明用光源群６による
光の照射仰角α゜について説明する。第１段目の照明用
光源群６は、主として、図５に示す半球状のリード４１
を有する電子部品３を対象とし、特に、リード４１のみ
を認識するために設けられている。このため、照射仰角
α゜も、この種の電子部品３を想定して設定される。こ
の電子部品３は、リード支持面３ａ上に、特定面３ａか
らの高さＴの半球状のリード４１を一定のピッチＰで複
数個配列させている。このような電子部品３について、
照射仰角α゜は、以下のようにして設定される。

【００１７】すなわち、設定すべき照射仰角をＸ°とし
たとき、各リード４１について、リード４１の大部分を
撮像することのできる最適仰角Ａ°は、下記式 Ａ゜＝ｔａｎ^-1（（ｃｏｓＸ゜・Ｔ−ｓｉｎ（９０゜−
（９０゜−Ｘ゜）／２）・Ｔ）／（Ｐ−（ｃｏｓ（９０
゜−（９０゜−Ｘ゜）／２）・Ｔ＋ｓｉｎＸ゜・
Ｔ））） で表され、この最適仰角Ａ°に対して、Ｘ°≧Ａ°を満
たし、且つ、最適仰角Ａ°に最も近い値をもったＸ°を
決定する。そして、このＸ°に対し、Ｘ°〜（Ｘ°＋１
０°）の範囲で照射仰角α°が設定される。

【００１８】例えば、Ｔ＝０．６、Ｐ＝１．５の電子部
品３について、Ｘ゜＝８゜としたとき、最適仰角Ａ゜
は、Ａ゜＝７．８７゜となるが、Ｘ゜＝７゜とした場
合、Ａ゜＝８．０８゜となり、Ｘ゜＜Ａ゜となるので、
Ｘ゜＝７゜は不適となる。Ｘ゜を整数とした場合、この
電子部品３については、Ｘ゜＝８゜となる。このとき、
照射仰角α゜は、Ｘ゜〜Ｘ゜＋１０゜の範囲で設定され
るので、８゜〜１８゜の範囲で設定され、例えば、１１
゜に設定される。そして、この照射仰角で電子部品３を
照明する場合、リード４１のみが強調されて撮像される
ことになる。なお、Ｘ゜は、Ｘ゜＝Ａ゜となることが最
も好ましい。この場合、各リード４１を全体にわたって
撮像することができる。また、前述のようにして決定し
た照射仰角α゜は、前述した半球状のリード４１をもっ
た電子部品３以外に、円板状のリードを複数個配列させ
た電子部品などに対しても適用させることができる。

【００１９】また、図２、図３に示すように、第２段目
の照明用光源群７は、反射光軸線Ａ１に対して四方に四
個配置され、各照明用光源群７は、光源支持部５の４つ
の内壁面１８から斜め下方に延びる四個の斜板２８上に
配置されている。各照明用光源群７は、各内壁面１８に
沿って照明用光源２９（例えば、発光ダイオード）を各
内壁面１８側から３列２０個ずつ配列することで、計８
０個の光源２９からなっている。また、各照明用光源２
９は、その出射光軸線Ｅ１を直接電子部品３の方向に向
け、電子部品３に対して特定の照射仰角β゜で配置され
ている。ここで、照射仰角β゜は、前述した第１段目の
照明用光源群６による照射仰角α゜よりも大きく設定さ
れ、例えば４５゜に設定される。ただし、この照射仰角
β゜は、３０゜〜６０゜の範囲で任意に設定することも
できる。

【００２０】この第２段目の照明用光源群７は、主とし
て、リード支持面３ａの反射率が高く、且つ、リード４
１の反射率も高い電子部品３のリード４１を認識するの
に有効である。例えば、リード支持面３ａを金で形成さ
せた電子部品３を用いた場合、第２段目の照明用光源群
７を点灯させると、第２段目の照明用光源群７からの光
は、電子部品３のリード支持面３ａでは鏡面反射され、
反射光軸線Ａ１に沿って反射される反射光の光量は少な
くなる。一方、リード４１からは光が散乱反射され、反
射光軸線Ａ１に沿ってリード４１から反射される反射光
の光量が多くなる。この結果、リード４１の強調された
電子部品像が撮像される。

【００２１】また、第２段目の各照明用光源群７と電子
部品３との間で、各斜板２８に対峙する位置には、第２
段目の各照明用光源群７から出射される光を拡散させる
拡散板３０がそれぞれ設けられている。このため、第２
段目の照明用光源群７を点灯させた場合、第２段目の各
照明用光源群７から出射される光は拡散され、電子部品
３がほぼ均一に照明される。

【００２２】また、図２、図３に示すように、第３段目
の照明用光源群８は、反射光軸線Ａ１に対して四方に四
個配置され、各照明用光源群８は、光源支持部５の各内
壁面１８から垂直方向に延びる突出板３１上にそれぞれ
配置されている。この第３段目の照明用光源群８は、各
内壁面１８に沿って照明用光源３２（例えば、発光ダイ
オード）を内壁面１８側から３列３０個ずつ配列させる
ことで、計１２０個からなっている。

【００２３】各照明用光源３２は、その出射光軸線Ｆ１
が電子部品３の方向に向けられ、電子部品３に対して特
定の照射仰角γ゜で配置されている。ここで、この照射
仰角γ゜は、前述した第２段目の照明用光源群７による
照射仰角β゜よりも大きく設定され、例えば７５゜に設
定される。ただし、この照射仰角γ゜は、使用する電子
部品３の種類に応じて、６０゜〜９０゜の範囲で任意に
設定することができる。

【００２４】この第３段目の照明用光源群８は、主とし
て、リード支持面３ａの反射率が低く、且つ、リード４
１の反射率が高い電子部品３のリード４１を認識するの
に有効である。この場合、第３段目の照明用光源群８を
点灯させると、この照明用光源群８から出射光軸線Ｆ１
に沿って出射される。このとき、リード４１からの反射
光量は多くなり、反射率の低い電子部品３のリード支持
面３ａからの反射光量は少なくなる。この結果、リード
４１の強調された電子部品像が撮像される。

【００２５】なお、図２、図３に示すように、電子部品
３から最も遠い段に配置されている第３段目の照明用光
源群８の直前には、撮像装置１０内へのごみの侵入を防
止する防塵ガラス３３が設けられ、この防塵ガラス３３
は、例えば透明ガラスで構成されている。この防塵ガラ
ス３３は、第３段目の照明用光源群８から出射される光
を反射させても、この反射光を２点鎖線で示される光路
Ｂ１および実線で示される光路Ｂ２内に導くことがな
い。このため、第３段目の照明用光源群８の像がエリア
センサ１３，１５で撮像されることがなくなる。また、
防塵ガラス３３には減反射コーティングを施す必要がな
いので、コストを低減することができ、この防塵ガラス
３３を通過する光を減光させることなく、十分な出射光
を得ることができる。

【００２６】また、前述した第１段目〜第３段目の照明
用光源群６，７，８は、光路Ｂ１，Ｂ２外に配置されて
いるので、各段の明用光源群６，７，８の像は、光路Ｂ
１，Ｂ２を通ってエリアセンサ１３，１５で撮像される
ことがなくなる。

【００２７】なお、図６に示すように、前述した第１段
目〜第３段目の照明用光源群６，７，８は、切替コント
ロール回路３４により相互間でその点灯の切替えが可能
となっている。この切替コントロール回路３４では、第
１段目、第２段目および第３段目の照明用光源群６，
７，８に対する照明用回路部３５，３６，３７が並列に
接続され、各照明用回路部３５，３６，３７につき、そ
れぞれ切替スイッチ３８，３９，４０が直列に接続され
ている。そして、この切替スイッチ３８，３９，４０の
ＯＮ・ＯＦＦにより照明用光源群６，７，８がそれぞれ
独立に点灯／消灯される。なお、各照明用回路部３５，
３６，３８は、直列につなげた同数の照明用光源（発光
ダイオード）を並列に接続することで構成されている。

【００２８】また、切替スイッチ３８は、図７に示すよ
うに、抵抗Ｒ，ｒ（Ｒ＞ｒ）を並列に接続させた複数個
（例えば２個）の端子４２，４３と、この端子４２，４
３に接続されるスイッチレバー４４とで構成されてい
る。スイッチレバー４４を端子４２と接続させる場合、
端子４２は大きい抵抗を接続させているので、照明用光
源に流れる電流は小さくなる。これに対して、スイッチ
レバー４４を端子４３に接続させる場合、端子４３は小
さい抵抗を接続させているので、照明用光源に流れる電
流は大きくなる。従って、照明用光源の発光光量を二段
に調整することができる。また、切替スイッチ３９，４
０も、前述した切替スイッチ３８と同一構成となってい
る。なお、このように発光光量を調整できるようにした
のは、電子部品３を撮像するにあたって、過剰な発光光
量により、リード４１および電子部品３のリード支持面
３ａの双方から光が強く反射されることでリード４１と
リード支持面３ａとの区別がつきにくくなるのを防止す
るためである。

【００２９】次に、前述した構成に基づき、照明装置１
０Ａを適用する撮像装置１０の作用について簡単に説明
する。

【００３０】まず、照明装置１０Ａの第１段目の照明用
光源群６を点灯させて、電子部品３に光を照射させる。
このとき、第１段目の照明用光源群６は、反射光軸線Ａ
１の周囲に配置されているので、電子部品３は、第１段
目の照明用光源群６により周囲からほぼ均一に照明され
る。そして、電子部品３の下面で反射光軸線Ａ１に沿っ
て反射される光が、光路Ｂ１を形成しながらハーフミラ
ー９で反射され、この反射光が反射光軸線Ａ２に沿って
高倍率の結像レンズ１２に入射し、この結像レンズ１２
によりエリアセンサ１３に結像される。このとき、エリ
アセンサ１３では、電子部品３の局部像が撮像される。

【００３１】一方、電子部品３のリード支持面３ａで反
射光軸線Ａ１に沿って反射される光が、光路Ｂ２を形成
しながらハーフミラー９を透過し、反射鏡１１で反射さ
れて、この反射光が反射光軸線Ａ３に沿って低倍率の結
像レンズ１４に入射し、この結像レンズ１４によりエリ
アセンサ１５に結像される。このとき、エリアセンサ１
５では、電子部品３の全体像が撮像される。また、電子
部品３は、照明装置１０Ａの第１段目の照明用光源群６
を第２段目の照明用光源群７に切り替える場合、第２段
目の照明用光源群により更に大きい照射仰角で照射され
る。なお、いずれの段の照明用光源群を点灯させるか
は、対象となる電子部品３の形状又は性質による。

【００３２】

【００３３】本発明は、前述した一実施形態に限定され
ない。例えば、照明用光源群６，７，８は、反射光軸線
Ａ１に対して四方に配置されているが、照明用光源群
６，７，８は、環状に配置されてもよい。この場合で
も、電子部品３を均一に照明することができる。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように本発明による照明装
置は、照明用光源群を、読取対象物から延びる反射光軸
線に沿ってその周囲に三段に配置させ、各段の照明用光
源群の照射仰角を特定のものとし、かつ読取対象物から
遠ざかるにつれて漸増する構成としたので、多種多様な
電子部品をエリアセンサで確実に撮像させるよう照明す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る照明装置を適用する撮像装置の好
適な実施形態を示す端面図である。

【図２】図１の照明装置を示す断面図である。

【図３】図１の照明装置を示す一部切欠き斜視図であ
る。

【図４】読取対象物側から第１段目の照明用光源群を示
す平面図である。

【図５】半球状のリードをもった電子部品の側面図であ
る。

【図６】切替コントロール回路を示す回路図である。

【図７】切替スイッチの内部構成を示す回路図である。

【符号の説明】

３…電子部品（読取対象物）、６，７，８…照明用光源
群、１３，１５…エリアセンサ、２２…反射鏡（反射手
段）、３３…防塵ガラス、４１…リード、α゜，β゜，
γ゜…照射仰角、Ａ゜…最適仰角。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 読取対象物の像をエリアセンサで撮像す
   るために前記読取対象物に光を照射する照明用光源群を
   備えた装置において、 前記照明用光源群を、前記読取対象物から延びる反射光
   軸線に沿ってその周囲に三段に配置させ、各段の前記照
   明用光源群の前記照射仰角を前記読取対象物側からそれ
   ぞれ、略Ｘ゜〜（Ｘ゜＋１０゜）、略４５゜±１５゜、
   略７５゜±１５゜とし、高さＴをもった半球状のリード
   をピッチＰで複数個配列させた前記読取対象物を想定
   し、式 Ａ゜＝ｔａｎ^-1（（ｃｏｓＸ゜・Ｔ−ｓｉｎ（９０゜−
   （（９０゜−Ｘ゜）／２））・Ｔ）／（Ｐ−（ｃｏｓ
   （９０゜−（（９０゜−Ｘ゜）／２））・Ｔ＋ｓｉｎＸ
   ゜・Ｔ））） で定められた最適仰角Ａ゜に対し、前記Ｘ゜が、Ｘ゜≧
   Ａ゜を満たし、且つ、前記最適仰角Ａ゜に最も近い値を
   もつことを特徴とする照明用光源群を備えた装置。
2. 【請求項２】 前記読取対象物に最も近い第１段目の前
   記照明用光源群の外方に設けられて、前記第１段目の照
   明用光源群からの光を反射して、この反射光を前記読取
   対象物に向けて照射させる反射手段を備えたことを特徴
   とする請求項１に記載の照明用光源群を備えた装置。