JP3726150B2 - Micro-area illumination device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばプリント基板上に実装された電子部品等の半田付部の状態を検査する半田付外観検査装置において対象部品を照明したり、或いは顕微鏡で試料を観察する際にその試料を照明する場合などに用いる微細領域の照明装置に関し、特に、装置のコンパクト性を保ちつつ、対象物に照射する光の透過性が高く且つ高効率で拡散すると共に中心部から周辺部まで照明光を均一化することができる微細領域の照明装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば、発光体として1個の発光ダイオード(以下「LED」という)から照明の対象物に光を直接照射すると、そのときの照明光の強度分布は図17(a)に示すようになる。また、複数個のLEDから発生されコンボリューションされた光を照明の対象物に直接照射したとき、その光の一部を見る線像強度分布は図17(b)に示すようになる。このような直接照射の照明光で微細領域を照明した場合は、上記図17(a)又は(b)に示す強度分布又は線像強度分布では、横軸方向(x座標)において輝度が急激なカーブを描いており、中心部と周辺部とで大きな輝度差が出てしまう。したがって、照明の対象物の中心部と周辺部とで明るさの差が出て、例えば所要の検査が高精度で実施できないことがあった。
【0003】
これに対し、従来の微細領域の照明装置、例えば半田付外観検査装置の照明装置は、特開平7−243986号公報に示されるように、中央部に撮影用孔を有する円板状の取付部材の下面側に上記撮影用孔を中心として同心円状に多数の発光体(LED)を配置し、これらの発光体の下方にて該多数の発光体の光照射方向には上記取付部材の撮影用孔に対応する透孔を有する光拡散用のスモーク板を取り付け、このスモーク板で上記多数の発光体から照射される光を拡散して対象部品を照明するようになっていた。そして、これにより対象物に対する照明光の均一化はある程度実現可能であった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような従来の微細領域の照明装置においては、上記スモーク板で多数の発光体から照射される光を拡散して対象部品を照明するようになっていたので、図17(b)に示す線像強度分布において急激なカーブを抑えてフラットな分布特性とすることはできるが、該スモーク板は例えば半透明乳白色のプラスチック又はガラス製などの円形板から成るので、光の透過性がやや低く、上記発光体からの照射光の利用効率が低下することがあった。したがって、発光体が発生する光の強度をある程度大きくしなければならず、該発光体の寿命が低下することがあった。また、上記スモーク板による光の拡散では、透過した光の方向成分が殆どなくなり、対象物に対し照明光を一定の角度で照射することはできなかった。
【0005】
そこで、本発明は、このような問題点に対処し、装置のコンパクト性を保ちつつ、対象物に照射する光の透過性が高く且つ高効率で拡散すると共に中心部から周辺部まで照明光を均一化することができる微細領域の照明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】
上記目的を達成するために、第一の発明による微細領域の照明装置は、中央部に対象物を観察するための透孔を有する取付部材と、この取付部材の片面側にて上記透孔を中心としてリング状に設けられた発光体と、この発光体の光照射方向に設けられ一つの平面上に多数のシリンドリカルレンズを並列配置して形成されると共に上記取付部材の透孔に対応する部位には同じく透孔を有し入射光を散乱させる第一のレンチキュラーレンズと、この第一のレンチキュラーレンズの片面側に密接して設けられ該第一のレンチキュラーレンズと同様に構成されると共にそのシリンドリカルレンズの配列方向を上記第一のレンチキュラーレンズのシリンドリカルレンズの配列方向と交差させて配置した第二のレンチキュラーレンズと、この第二のレンチキュラーレンズの光路下流側に近接して設けられると共に上記取付部材の透孔に対応する部位には同じく透孔を有し上記第一及び第二のレンチキュラーレンズを透過した光を後方へ導くフレネルレンズとを備えて成るものである。
【0007】
そして、上記フレネルレンズは、全体としてプラス焦点のレンズの働きをするものである。
【0008】
また、第二の発明による微細領域の照明装置は、中央部に対象物を観察するための透孔を有する取付部材と、この取付部材の片面側にて上記透孔を中心としてリング状に設けられた発光体と、この発光体の光照射方向にて該発光体に近接して設けられると共に上記取付部材の透孔に対応する部位には同じく透孔を有し発光体の照射光を後方へ導く第一のフレネルレンズと、この第一のフレネルレンズの光路下流側に近接して設けられると共に上記取付部材の透孔に対応する部位には同じく透孔を有し上記第一のフレネルレンズを透過した光を中心部に向けて平行に屈折させる第二のフレネルレンズとを備えて成るものである。
【0009】
そして、上記第一のフレネルレンズは、全体としてマイナス焦点のレンズの働きをするものである。
【0010】
さらに、第三の発明による微細領域の照明装置は、中央部に対象物を観察するための透孔を有する取付部材と、この取付部材の片面側にて上記透孔を中心としてリング状に設けられた発光体と、この発光体の光照射方向にて該発光体の位置に対応してリング状に設けられその照射光を後方へ導くシリンドリカルレンズと、このシリンドリカルレンズの光路下流側に近接して設けられると共に上記取付部材の透孔に対応する部位には同じく透孔を有し上記シリンドリカルレンズを透過した光を中心部に向けて平行に屈折させるフレネルレンズとを備えて成るものである。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図1は第一の発明による微細領域の照明装置の実施の形態を示す断面説明図である。図1の例は、例えばプリント基板1上に実装された電子部品等の半田付部の状態を検査する半田付外観検査装置において対象部品2を照明する照明装置を示しており、この照明装置は、図1に示すように、取付部材3と、発光体4と、第一のレンチキュラーレンズ5aと、第二のレンチキュラーレンズ5bと、フレネルレンズ6とを備えて成る。
【0012】
上記取付部材3は、この照明装置の発光体4を取り付けて配線する部材となるもので、図2に示すように適宜の直径(例えば200mm)の円板状に形成され、その中央部には検査対象のプリント基板1上に実装された電子部品等の対象部品2を上方から観察するための透孔7が形成されている。なお、図1において、符号8は上記プリント基板1上に実装された対象部品2の外観検査のために撮影するテレビカメラ又はCCDカメラ等の撮像装置を示し、符号9は上記対象部品2からの反射光を撮像装置8に結像させるレンズを示している。
【0013】
上記取付部材3の片面側(例えば下面側)にて同一平面内には、多数の発光体4が取り付けられている。この発光体4は、上記プリント基板1上に実装された電子部品等の半田付部の状態を検査するために対象部品2を照明する照明光を発するもので、例えば発光ダイオード(LED)から成り、図2に示すように上記透孔7を中心として複数の同心円状にリング状に配置されている。
【0014】
上記発光体4の光照射方向すなわち下方側には、第一のレンチキュラーレンズ5aが設けられている。この第一のレンチキュラーレンズ5aは、上記発光体4から発せられた光を入射して散乱させるもので、図3に示すように一つの平面上に多数のシリンドリカルレンズ(かまぼこ型に形成された棒状レンズ)10,10,…を並列配置して形成され、全体として図1に示す取付部材3と同程度の大きさの円板状に形成されると共に、上記取付部材3の透孔7に対応する部位には同じく透孔11が形成されている。この第一のレンチキュラーレンズ5aの特性としては、図3に示すように、点光源としての一つの発光体4から射出された光が透過することにより、オブジェクト面12には上記多数のシリンドリカルレンズ10,10,…の配列方向に沿って帯状に延びる光照射面13が形成されるという特性を有する。なお、上記第一のレンチキュラーレンズ5aは、図1において発光体4の下方にて所定の間隔(例えば約10mm程度の間隔)で近接して設けられている。これは、近接しすぎると第一のレンチキュラーレンズ5aによる拡散効果が薄れ、離しすぎると装置自体が大型化してしまうからである。
【0015】
上記第一のレンチキュラーレンズ5aの片面側すなわち下面側には、第二のレンチキュラーレンズ5bが密接して設けられている。この第二のレンチキュラーレンズ5bは、上記第一のレンチキュラーレンズ5aから射出された光を入射して散乱させるもので、図4に示すように一つの平面上に多数のシリンドリカルレンズ10,10,…を並列配置して第一のレンチキュラーレンズ5aと同様に構成され、図1に示すように上記取付部材3の透孔7に対応する部位には同じく透孔14が形成されると共に、そのシリンドリカルレンズ10,10,…の配列方向を上記第一のレンチキュラーレンズ5aのシリンドリカルレンズ10,10,…の配列方向と直交させて配置されている。この第二のレンチキュラーレンズ5bの特性は、図3に示す第一のレンチキュラーレンズ5aの特性と全く同じであり、図4に示すように、第一のレンチキュラーレンズ5aと第二のレンチキュラーレンズ5bとをそれぞれのシリンドリカルレンズ10,10,…の配列方向を互いに直交させて配置してあることから、点光源としての一つの発光体4から射出された光が透過することにより、オブジェクト面12には正方形の光照射面15が形成されるという特性を有する。なお、上記第一のレンチキュラーレンズ5aと第二のレンチキュラーレンズ5bのそれぞれのシリンドリカルレンズ10,10,…の配列方向は、互いに直交させることが好ましいが、90度以外の角度で交差させて透過光の拡散効果を調整するようにしてもよい。
【0016】
このような状態で、図1及び図2に示すように構成されたリング状の発光体4から照射される照明光は、図4に示すオブジェクト面12上で、強度分布は図5に示すようになり、線像強度分布は図6に示すようになる。この図6から明らかなように、図4に示すように組み合わせた第一のレンチキュラーレンズ5aと第二のレンチキュラーレンズ5bとを透過して散乱された光は、かなりフラットな線像強度分布を持つものとなり、オブジェクト面12ではかなり均一な輝度分布を形成することができる。
【0017】
上記第二のレンチキュラーレンズ5bの光路下流側には、フレネルレンズ6が近接して設けられている。このフレネルレンズ6は、上記第一のレンチキュラーレンズ5a及び第二のレンチキュラーレンズ5bを透過した光を後方へ導くもので、図7に示すように異なる屈折角を有する複数のプリズムを一つの平面上に同心円状に並べて構成され、全体として図1に示す取付部材3と同程度の大きさの円板状に形成されると共に、上記取付部材3の透孔7に対応する部位には同じく透孔16が形成されている。なお、図7の例では、上記フレネルレンズ6は、全体としてプラス焦点のレンズの働きをするものとされている。
【0018】
このような状態で、図1及び図2に示すように構成されたリング状の発光体4から照射される照明光は、図4に示すように組み合わせた第一のレンチキュラーレンズ5aと第二のレンチキュラーレンズ5bとを透過して散乱された光を、さらに図7に示すプラス焦点のフレネルレンズ6を透過して後方へ導くことにより、図8に示すようなフラットな線像強度分布を持つものとなり、照射対象面で均一な輝度分布を形成することができる。これにより、図1に示す対象部品2に照射する照明光を均一化することができる。ここで、レンチキュラーレンズによる光量均一性は高く、この均一化された光を検査部である中心部にプラス焦点のフレネルレンズ6を用いて集光させることにより、対象部品2をより明るく照明することができる。
【0019】
図9は第二の発明による微細領域の照明装置の実施の形態を示す断面説明図である。図9の例も、例えばプリント基板1上に実装された電子部品等の半田付部の状態を検査する半田付外観検査装置において対象部品2を照明する照明装置を示しており、この照明装置は、図9に示すように、取付部材3と、発光体4と、第一のフレネルレンズ17aと、第二のフレネルレンズ17bとを備えて成る。
【0020】
上記取付部材3及び発光体4は、図1に示す実施の形態と全く同様に形成されている。そして、上記発光体4の光照射方向すなわち下方側には、第一のフレネルレンズ17aが該発光体4に近接して設けられている。この第一のフレネルレンズ17aは、上記発光体4から発せられた照射光を後方へ導くもので、図10に示すように異なる屈折角を有する複数のプリズムを一つの平面上に同心円状に並べて構成され、全体として図9に示す取付部材3と同程度の大きさの円板状に形成されると共に、上記取付部材3の透孔7に対応する部位には同じく透孔18が形成されている。なお、図10の例では、上記第一のフレネルレンズ17aは、全体としてマイナス焦点のレンズの働きをするものとされている。このようなマイナス焦点の第一のフレネルレンズ17aを透過することにより、上記リング状の発光体4から照射された照明光が拡がる傾向となり、その結果、中心部の輝度に対し周辺部の輝度を相対的に上げることができる。なお、上記第一のフレネルレンズ17aは、図9において発光体4の下方にてほとんど隙間なく近接して設けられており、装置のコンパクト化が図られている。
【0021】
上記第一のフレネルレンズ17aの光路下流側には、第二のフレネルレンズ17bが近接して設けられている。この第二のフレネルレンズ17bは、上記第一のフレネルレンズ17aを透過した光を中心部に向けて平行に屈折させるもので、図11に示すように一つの平面上に同一の屈折角を有する複数のプリズムを一定の間隔で同心円状に並べて構成され、全体として図9に示す取付部材3と同程度の大きさの円板状に形成されると共に、上記取付部材3の透孔7に対応する部位には同じく透孔19が形成されている。なお、図11においては、図9に示す第二のフレネルレンズ17bの右半分の部分だけを表している。
【0022】
このような状態で、図9に示すように構成されたリング状の発光体4から照射される照明光は、その下方に近接して配置された第一のフレネルレンズ17aと第二のフレネルレンズ17bとを透過して後方へ導くことにより、図12に示すように中心部から周辺部までフラットな線像強度分布を持つものとなり、照射対象面で均一な輝度分布を形成することができる。また、図11に示すように、第二のフレネルレンズ17bの透過光は総て中心部に向けて平行に屈折されるので、図13に示すように、プリント基板1上の異なる位置に実装された個々の対象部品2,2に入射する光は、その入射角α,βがそれぞれ等しくなる(α=β)と共に、それに至る光路長l,sもそれぞれ等しくなる(l=s)。これにより、図9に示す対象部品2に照射する照明光を、その実装位置によらず照射角度及び光量を十分に均一化することができる。
【0023】
図14は第三の発明による微細領域の照明装置の実施の形態を示す断面説明図である。図14の例も、例えばプリント基板1上に実装された電子部品等の半田付部の状態を検査する半田付外観検査装置において対象部品2を照明する照明装置を示しており、この照明装置は、図14に示すように、取付部材3と、発光体4と、シリンドリカルレンズ20と、フレネルレンズ21とを備えて成る。
【0024】
上記取付部材3及び発光体4は、図1に示す実施の形態と同様に形成されているが、発光体4は図14の例ではリング状に1列だけ設けられている。そして、上記発光体4の光照射方向すなわち下方側にて上記発光体4の位置に対応する位置には、シリンドリカルレンズ20が設けられている。このシリンドリカルレンズ20は、上記発光体4から照射された光を後方へ導くもので、かまぼこ型の棒状レンズをリング状に形成して成る。したがって、上記シリンドリカルレンズ20の中央部には、取付部材3の透孔7に対応する空間部が形成されている。
【0025】
上記シリンドリカルレンズ20の光路下流側には、フレネルレンズ21が近接して設けられている。このフレネルレンズ21は、上記シリンドリカルレンズ20を透過した光を中心部に向けて平行に屈折させるもので、図11に示すと同様に一つの平面上に同一の屈折角を有する複数のプリズムを一定の間隔で同心円状に並べて構成され、全体として図14に示す取付部材3と同程度の大きさの円板状に形成されると共に、上記取付部材3の透孔7に対応する部位には同じく透孔22が形成されている。
【0026】
このような状態で、図14に示すように構成されたリング状の発光体4から照射される照明光は、その下方に近接して配置されたシリンドリカルレンズ20とフレネルレンズ21とを透過して後方へ導くことにより、照射対象面で均一な輝度分布を形成することができると共に、フレネルレンズ21の透過光は総て中心部に向けて平行に屈折されるので、図13に示すと同様に、プリント基板1上に実装された個々の対象部品2,2に入射する光は、その入射角α,βがそれぞれ等しくなる(α=β)と共に、それに至る光路長l,sもそれぞれ等しくなる(l=s)。これにより。図9に示す第二の発明による微細領域の照明装置とほとんど同様に、対象部品2に対する照明光の照射角度と光量の均一化の効果が得られる。
【0027】
図15は上記シリンドリカルレンズ20とフレネルレンズ21との組合せの変形例を示す説明図である。図15(a)は上記のシリンドリカルレンズ20と断面が三角形でリング状に形成されたプリズム23とを組み合わせたものを示し、図15(b)は上記(a)のシリンドリカルレンズ20とプリズム23とを組み合わせたものを製造時に一体的に同時成形したレンズ24を示している。
【0028】
図16は上記シリンドリカルレンズ20の変形例を示す説明図である。この変形例は、図14又は図15(a)に示すようにシリンドリカルレンズ20をリング状に形成するのではなく、市販の棒状のシリンドリカルレンズ20′をそのまま用いて、上記シリンドリカルレンズ20′を複数個円形に並べたものである。この場合は、シリンドリカルレンズの費用を安く抑えることができる。
【0029】
なお、図14においては、発光体4を1列のリング状に設けた場合を示したが、これに限らず、上記発光体4を複数列のリング状に設け、これに伴いフレネルレンズ21も上記発光体4に対応して複数列のリング状に設けてもよい。また、図14においては、発光体4を1列のリング状に設けられた多数のLEDとした場合を示したが、これに限らず、1本のリング状の蛍光管としてもよい。
【0030】
【発明の効果】
本発明は以上のように構成されたので、第一の発明によれば、リング状の発光体から照射される照明光は、第一のレンチキュラーレンズと第二のレンチキュラーレンズとを透過して散乱された光を、さらにプラス焦点のフレネルレンズを透過して後方へ導くことにより、図8に示すようなフラットな線像強度分布を持つものとなり、照射対象面で均一な輝度分布を形成することができる。これにより、対象部品に照射する照明光を均一化することができる。また、従来のような光拡散用のスモーク板を用いないので、高透過率を維持した状態で均一な照明光を得ることができる。したがって、装置のコンパクト性を保ちつつ、対象物に照射する光の透過性が高く且つ高効率で拡散すると共に中心部から周辺部まで照明光を均一化することができる。
【0031】
また、第二の発明によれば、第二のフレネルレンズの透過光は総て中心部に向けて平行に屈折されるので、図13に示すように、プリント基板上に実装された個々の対象部品に入射する光は、その入射角α,βがそれぞれ等しくなる(α=β)と共に、それに至る光路長l,sもそれぞれ等しくなる(l=s)。これにより、図9に示す対象部品に照射する照明光を十分に均一化することができると共に、照明光の照射位置によらず照射角度を略一定に保つことができる。
【0032】
さらに、第三の発明によれば、上記第二の発明による微細領域の照明装置とほとんど同様に、対象部品に対する照明光の照射角度と光量の均一化の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第一の発明による微細領域の照明装置の実施の形態を示す断面説明図である。
【図2】取付部材に対する発光体の取付状態を示す底面図である。
【図3】第一のレンチキュラーレンズによる光の散乱状態を示す説明図である。
【図4】上記第一のレンチキュラーレンズと第二のレンチキュラーレンズとを組み合わせたものによる光の透過状態を示す説明図である。
【図5】上記のように組み合わされた第一のレンチキュラーレンズと第二のレンチキュラーレンズとを透過した光のオブジェクト面上での強度分布を示すグラフである。
【図6】上記のように組み合わされた第一のレンチキュラーレンズと第二のレンチキュラーレンズとを透過した光のオブジェクト面上での線像強度分布を示すグラフである。
【図7】第一の発明におけるフレネルレンズの構造及び光の屈折状態を示す説明図である。
【図8】上記フレネルレンズを透過した光のオブジェクト面上での線像強度分布を示すグラフである。
【図9】第二の発明による微細領域の照明装置の実施の形態を示す断面説明図である。
【図10】第二の発明における第一のフレネルレンズの構造及び光の屈折状態を示す説明図である。
【図11】第二の発明における第二のフレネルレンズの構造及び光の屈折状態を示す説明図である。
【図12】上記第一及び第二のフレネルレンズを組み合わせたものを透過した光のオブジェクト面上での線像強度分布を示すグラフである。
【図13】上記第二のフレネルレンズにより対象部品に対し照射角度と光路長が略一定になることを示す説明図である。
【図14】第三の発明による微細領域の照明装置の実施の形態を示す断面説明図である。
【図15】第三の発明におけるシリンドリカルレンズとフレネルレンズとの組合せの変形例を示す断面説明図である。
【図16】第三の発明におけるシリンドリカルレンズの構造の変形例を示す平面図である。
【図17】従来例における直接照射の照明光で微細領域を照明した場合のオブジェクト面上での強度分布又は線像強度分布を示すグラフである。
【符号の説明】
1…プリント基板
2…対象部品
3…取付部材
4…発光体
5a…第一のレンチキュラーレンズ
5b…第二のレンチキュラーレンズ
6…第一の発明におけるフレネルレンズ
7,11,14,16,18,19,22…透孔
8…撮像装置
9…レンズ
17a…第二の発明における第一のフレネルレンズ
17b…第二の発明における第二のフレネルレンズ
20,20′…第三の発明におけるシリンドリカルレンズ
21…第三の発明におけるフレネルレンズ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention illuminates a target component in a soldering appearance inspection apparatus that inspects the state of a soldered part such as an electronic component mounted on a printed circuit board, or illuminates the sample when observing the sample with a microscope. In particular, the illumination device for a fine area used in the case of, for example, maintains a compact size of the device, has a high transmittance of the light irradiated to the object, and diffuses with high efficiency, and uniform illumination light from the center to the periphery The present invention relates to a lighting device of a fine area that can be made.
[0002]
[Prior art]
For example, when light is directly emitted from a single light emitting diode (hereinafter referred to as “LED”) as a light emitter, the intensity distribution of the illumination light at that time is as shown in FIG. In addition, when a convolved light generated from a plurality of LEDs is directly irradiated onto an object to be illuminated, a line image intensity distribution for viewing a part of the light is as shown in FIG. When a fine region is illuminated with such direct illumination light, in the intensity distribution or line image intensity distribution shown in FIG. 17 (a) or (b), the luminance is abrupt in the horizontal axis direction (x coordinate). A curve is drawn, and a large luminance difference appears between the center and the periphery. Therefore, there is a difference in brightness between the central part and the peripheral part of the object to be illuminated, and for example, a required inspection cannot be performed with high accuracy.
[0003]
On the other hand, a conventional illumination device for a fine area, for example, an illumination device for a soldering appearance inspection device, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-243986, has a disk-shaped mounting member having a photographing hole at the center. A large number of light emitters (LEDs) are arranged concentrically around the photographing hole on the lower surface side of the light emitter, and the light emitting direction of the large number of light emitters is below the light emitters for photographing the mounting member. A light diffusing smoke plate having through holes corresponding to the holes is attached, and the light emitted from the plurality of light emitters is diffused by the smoke plate to illuminate the target component. As a result, the illumination light with respect to the object can be made uniform to some extent.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in such a conventional fine area illumination device, the smoke plate diffuses light emitted from a number of light emitters to illuminate the target part. In the line image intensity distribution shown, it is possible to suppress a steep curve and obtain a flat distribution characteristic. However, since the smoke plate is made of a circular plate made of, for example, translucent milky white plastic or glass, the light transmittance is somewhat low. The utilization efficiency of the irradiation light from the said light-emitting body may fall. Therefore, the intensity of light generated by the light emitter must be increased to some extent, and the lifetime of the light emitter may be reduced. Further, in the light diffusion by the smoke plate, the direction component of the transmitted light is almost lost, and the illumination light cannot be irradiated to the object at a certain angle.
[0005]
Therefore, the present invention addresses such problems and maintains the compactness of the apparatus while diffusing the light irradiated to the object with high transmittance and high efficiency and illuminating light from the center to the periphery. An object of the present invention is to provide a lighting device for a fine region that can be made uniform.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an illumination device for a fine region according to a first invention includes a mounting member having a through hole for observing an object at a central portion, and the through hole on one side of the mounting member. A light emitting body provided in a ring shape as the center, and a portion corresponding to the through hole of the mounting member formed in parallel with a plurality of cylindrical lenses provided on one plane provided in the light irradiation direction of the light emitting body Includes a first lenticular lens that also has a through hole and scatters incident light, and is provided in close contact with one side of the first lenticular lens, and is configured similarly to the first lenticular lens and its cylindrical A second lenticular lens arranged such that the lens arrangement direction intersects the cylindrical lens arrangement direction of the first lenticular lens, and the second wrench A Fresnel lens that is provided close to the downstream side of the optical path of the modular lens and that also has a through hole at a portion corresponding to the through hole of the mounting member and guides light transmitted through the first and second lenticular lenses to the rear. Is provided.
[0007]
The Fresnel lens functions as a positive focus lens as a whole.
[0008]
The illumination device for a fine region according to the second invention is provided in a ring shape with a through hole for observing an object at the center and a ring surface around the through hole on one side of the mounting member. The light emitting body is provided in the vicinity of the light emitting body in the light irradiation direction of the light emitting body, and the portion corresponding to the through hole of the mounting member also has a through hole, and the irradiation light of the light emitting body is rearward. A first Fresnel lens that leads to the first Fresnel lens and the first Fresnel lens that is provided close to the downstream side of the optical path of the first Fresnel lens and that has a through hole in a portion corresponding to the through hole of the mounting member. And a second Fresnel lens that refracts the light transmitted through the lens parallel to the central portion.
[0009]
The first Fresnel lens functions as a negative focus lens as a whole.
[0010]
Furthermore, the illumination device for a fine area according to the third invention is provided in a ring shape with a through hole for observing the object at the center, and on the one side of the mounting member with the through hole as a center. A light-emitting body, a cylindrical lens provided in a ring shape corresponding to the position of the light-emitting body in the light irradiation direction of the light-emitting body, and guiding the irradiation light backward, and on the downstream side of the optical path of the cylindrical lens In addition, a portion corresponding to the through hole of the mounting member is provided with a Fresnel lens that similarly has a through hole and refracts the light transmitted through the cylindrical lens in parallel toward the central portion.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional explanatory view showing an embodiment of an illumination device for a fine region according to the first invention. The example of FIG. 1 shows an illuminating device that illuminates a
[0012]
The
[0013]
A large number of
[0014]
A first
[0015]
A second
[0016]
In this state, the illumination light emitted from the ring-shaped
[0017]
A Fresnel lens 6 is provided close to the downstream side of the optical path of the second
[0018]
In this state, the illumination light irradiated from the ring-shaped
[0019]
FIG. 9 is a cross-sectional explanatory view showing an embodiment of an illumination device for a fine region according to the second invention. The example of FIG. 9 also shows an illuminating device that illuminates the
[0020]
The mounting
[0021]
A second Fresnel lens 17b is provided close to the downstream side of the optical path of the
[0022]
In such a state, the illumination light emitted from the ring-shaped
[0023]
FIG. 14 is a cross-sectional explanatory view showing an embodiment of an illumination device for a fine region according to the third invention. The example of FIG. 14 also shows an illuminating device that illuminates the
[0024]
The mounting
[0025]
A
[0026]
In such a state, the illumination light emitted from the ring-shaped
[0027]
FIG. 15 is an explanatory view showing a modified example of the combination of the
[0028]
FIG. 16 is an explanatory view showing a modification of the
[0029]
FIG. 14 shows the case where the
[0030]
【The invention's effect】
Since the present invention is configured as described above, according to the first invention, the illumination light emitted from the ring-shaped illuminant passes through the first lenticular lens and the second lenticular lens and is scattered. The light is further transmitted through a plus-focus Fresnel lens and guided rearward, so that it has a flat line image intensity distribution as shown in FIG. 8 and forms a uniform luminance distribution on the irradiation target surface. Can do. Thereby, the illumination light with which the target component is irradiated can be made uniform. In addition, since a conventional light diffusion smoke plate is not used, uniform illumination light can be obtained while maintaining a high transmittance. Therefore, while maintaining the compactness of the apparatus, the light irradiating the object has high transparency and can be diffused with high efficiency, and the illumination light can be made uniform from the central part to the peripheral part.
[0031]
In addition, according to the second invention, all the light transmitted through the second Fresnel lens is refracted in parallel toward the central portion, so that the individual objects mounted on the printed circuit board as shown in FIG. The light incident on the component has the same incident angles α and β (α = β), and the optical path lengths l and s reaching the same are also equal (l = s). As a result, the illumination light applied to the target component shown in FIG. 9 can be made sufficiently uniform, and the irradiation angle can be kept substantially constant regardless of the illumination light irradiation position.
[0032]
Furthermore, according to the third invention, the effect of uniformizing the illumination angle of the illumination light and the amount of light on the target component can be obtained in almost the same manner as the illumination device for a fine region according to the second invention.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional explanatory view showing an embodiment of an illumination device for a fine region according to a first invention.
FIG. 2 is a bottom view showing a mounting state of a light emitter with respect to a mounting member.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a light scattering state by a first lenticular lens.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a light transmission state by a combination of the first lenticular lens and the second lenticular lens.
FIG. 5 is a graph showing the intensity distribution on the object surface of light transmitted through the first lenticular lens and the second lenticular lens combined as described above.
FIG. 6 is a graph showing a line image intensity distribution on the object surface of light transmitted through the first lenticular lens and the second lenticular lens combined as described above.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a structure of a Fresnel lens and a light refraction state in the first invention.
FIG. 8 is a graph showing a line image intensity distribution on an object surface of light transmitted through the Fresnel lens.
FIG. 9 is an explanatory cross-sectional view showing an embodiment of an illumination device for a fine region according to a second invention.
FIG. 10 is an explanatory diagram showing the structure of the first Fresnel lens and the light refraction state in the second invention.
FIG. 11 is an explanatory diagram showing a structure and a light refraction state of a second Fresnel lens in the second invention.
FIG. 12 is a graph showing a line image intensity distribution on an object surface of light transmitted through a combination of the first and second Fresnel lenses.
FIG. 13 is an explanatory diagram showing that an irradiation angle and an optical path length are substantially constant with respect to a target component by the second Fresnel lens.
FIG. 14 is an explanatory cross-sectional view showing an embodiment of an illumination device for a fine region according to a third invention.
FIG. 15 is an explanatory cross-sectional view showing a modification of the combination of the cylindrical lens and the Fresnel lens in the third invention.
FIG. 16 is a plan view showing a modification of the structure of the cylindrical lens in the third invention.
FIG. 17 is a graph showing an intensity distribution or a line image intensity distribution on an object surface when a fine region is illuminated with direct illumination light in a conventional example.
[Explanation of symbols]
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