JP4112064B2 - Optical path adjusting member and lighting device including the same - Google Patents

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JP4112064B2 JP04778198A JP4778198A JP4112064B2 JP 4112064 B2 JP4112064 B2 JP 4112064B2 JP 04778198 A JP04778198 A JP 04778198A JP 4778198 A JP4778198 A JP 4778198A JP 4112064 B2 JP4112064 B2 JP 4112064B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光源からの照明光を屈折させてその光路を調整し得る光路調整部材、及びかかる光路調整部材を備えた照明装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
周知のように、工業分野等において、例えば、CCDカメラやセンサを用いてプリント基板上のマークや電子部品等の対象物を認識する場合などには、当該対象物及びその近傍に光を照射して対象物を照明する照明装置が用いられる。
図9に、従来の照明装置の一例を示す。この照明装置50では、ケース42の上部中央に対象物39を認識するためのCCDカメラ41が取り付けられ、その下方に複数の光源34(例えば電球やLEDなど)を備えた照明光源部32が配置されている。この照明光源部32の中央部には、対象物からの反射光を取り込むための穴部32aが形成されている。
この従来例に係る照明装置では、図9において実線矢印で示されるように、上記照明光源部32の各光源34から出射された光の一部が、対象物39に照射され、その反射光が上記穴部32aを通過してCCDカメラ41に取り込まれる。尚、この従来の照明装置50では、使用時には、上記照明光源部32の全ての光源34が点灯され、上記対象物9に向かって均一に光が照射される。
【0003】
ところで、近年、対象物としてのプリント基板上のマーク部分や電子部品等には、様々な表面状態の材料が利用され、また、種々の表面処理が施されるようになってきた。そして、各種の対象物の色々な表面状態に対応して良好な認識ができるように、照明装置においても様々な改良が加えられている。
図10は、他の従来例に係る照明装置の照明光源部を示している。この照明光源部52には、多数の光源53が直径の異なる複数の円周上に(つまり同心円状に)配列され、同一円周上にある光源グループごとに、その光量が調節できるようになっている。そして、対象物の表面状態に応じて当該対象物を認識する上で最適の照明光を照射すべく、各円周単位で光源53の光量の調節が行われる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、かかる照明光源部52を備えた照明装置においても、点灯を選択された各光源53の光量が十分でなければ、対象物を認識するために必要な照度が得られず、認識率が低下したり誤検出したりする可能性がある。
また、全ての光源53が同一平面上に同じ方向に向けて取り付けられているため、光の照射角度は光源53の指向性に依存することとなり、所望の照射角度において十分な照度を得ることが難しい。このため、例えば光源53の個数や各光源53の光量を増やして照度を高めることが考えられるが、この場合には、消費電流が増加し光源53が発生する熱によって照度の安定性が低下したり、光源53の寿命が短くなるなどの問題を招来するおそれがある。
一方、光源53の取り付け角度を可変にして、照明角度を任意に設定できるようにすることも考えられるが、この場合には、装置の構造が複雑で大掛かりなものとなり、コストアップを招くことになる。また、照射角度の調整も、実際には煩雑で容易でなく、実用性に乏しいという難点があった。
【0005】
本発明は、上記技術的課題に鑑みてなされたもので、光源の個数や各光源の光量を増やすことなく、また、簡単な構造で、対象物に対して好適な照明光を照射することを可能とする光路調整部材及びそれを備えた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】
本願の請求項1に係る発明(以下、第1の発明という)は、光の入射面及び出射面の少なくとも一方が屈折率の異なる複数の小領域に区画され、照明光が照射されるべき対象物と該対象物に向かって照明光を照射する照明光源部との間に配置されて、該照明光源部から入射した照明光を上記各小領域でそれぞれ異なる屈折率で屈折させて出射させることにより、該出射光を上記対象物を含む所定領域に集光させ
上記照明光の入射面及び出射面の少なくとも一方が同心円をなす複数の帯状小領域に区画され、これら帯状小領域の出射側の屈折率は、中心に近いほど小さく設定されていることを特徴としたものである。
【0008】
更に、本願の請求項に係る発明(以下、第3の発明という)は、上記複数の小領域の光通過面は、各々曲率が異なる曲面の一部によりそれぞれ構成されていることを特徴としたものである。
【0009】
また更に、本願の請求項に係る発明(以下、第4の発明という)は、上記光の入射面及び出射面の両方が屈折率の異なる複数の小領域に区画され、各小領域の両方の光通過面は共に凸状曲面の一部により構成されていることを特徴としたものである。
【0010】
また、本願の請求項に係る発明(以下、第5の発明という)は、上記各小領域の光出射面が磨りガラス状に形成されていることを特徴としたものである。
【0011】
更に、本願の請求項に係る発明(以下、第6の発明という)は、少なくとも1個の光源を有する照明光源部を備え、該照明光源部からの照明光を所定の対象物の表面に照射する照明装置であって、上記請求項1〜請求項のいずれか一に記載された光路調整部材を備えたことを特徴としたものである。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、例えば、プリント基板への電子部品等の実装を行う電子部品実装装置における認識用照明装置に適用した場合を例にとって、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
図1は、本発明の実施の形態に係る電子部品実装装置1の全体構成を概略的に示す斜視図である。この電子部品実装装置1は、装置内に搬送されて来たプリント基板14上の所定位置に付された例えば位置決め用のマーク9を認識し、上記プリント基板14に部品実装を行うもので、上記マーク9の認識に際してそのマーク9を照明する認識用の照明装置10を備えている。尚、認識対象であるマーク9の表面状態としては、例えば、その表面にハンダがコーティングされたもの(いわゆる半田マーク)など種々の態様が考えられる。
この照明装置10は、上記マーク9を撮像するCCDカメラ(不図示)とともにヘッド部15に組み込まれる。該ヘッド部15は、xy2軸ロボットの一部を構成するx方向駆動部17と、そのx方向駆動部17をy軸方向に移動させるy方向駆動部18A及び18Bとにより制御される。上記照明装置10は、このヘッド部15の駆動に伴ってプリント基板14の上方で自在に移動できるようになっている。
【0013】
図2及び図3は、それぞれ、上記照明装置10の全体構成を示す縦断面図及び分解斜視図である。この照明装置10では、円筒形状のケース12の上部中央に対象物を認識するためのCCDカメラ11が取り付けられ、その下方に複数の光源3をベースプレート4上に備えた照明光源部2が配置されている。この照明光源部2に対向してその出射側では、上記光源3からの照射光の光路を調整するための光路調整板5が、ボルト部材13を用いて、上記ケース12の下部に取り付けられている。この実施の形態において、上記光路調整基板5は、上記光源3からの照明光を効率的に取り込むことができるように、上記照明光源部2に近接して配置されている。これら照明光源部2のベースプレート4及び光路調整板5の中央には、各々、装置使用時に、照明光が照射されるべき対象物としてのプリント基板上に付されたマーク(不図示)からの反射光を通過させるための穴部4a及び5aが形成されている。なお、図3では、図面の複雑化を回避するために、光源3を一部省略して示している。
【0014】
以上の構成を備えた照明装置10では、上記照明光源部2の各光源3からの光の一部が、上記プリント基板に照射され、その反射光が上記穴部4a及び5aを通過してCCDカメラ11に取り込まれる。このCCDカメラ11は、画像認識装置16に接続されるもので、CCDカメラ11に取り込まれた認識対象物からの反射光は、電気信号として画像認識装置16に伝送され、所定の画像処理が行われることにより画像として認識される。
【0015】
図4に、上記照明光源部2における複数の光源3の配列状態を示す。この実施の形態では、光源3として例えば白色LEDが用いられている。図から分かるように、これらの光源3は、円盤形のベースプレート4上で、直径の異なる複数の円周上に(つまり同心円状)に配列されて、4つの光源グループ3A,3B,3C及び3Dを構成している。このとき、最も内側の円周上に位置する光源グループ3Aは、上記ベースプレート4の中央に設けられた穴部4aに沿って配置され、最も外側の円周上に位置する光源グループ3Dは、ベースプレート4の周縁部に沿って配置されることになる。これら光源グループ3A〜3Dを構成する各光源3は、上記ベースプレート4に対して垂直に配設されて、上記照明光源部2の下側に取り付けられた光路調整板5に揃って指向する。
なお、上記照明光源部2では、CCDカメラ11の光軸に対して全ての方向から均等な照度の照明光が照射されるように、光源3を同心円状に配列するようにしたが、均等な照度の光が得られれば、いかなる様式で配列してもよい。
【0016】
図5a〜cに、本実施の形態で用いられる光路調整板5を示す。図5a〜cは、それぞれ、上記光路調整板5の平面図,斜視図及び断面説明図である。この光路調整板5は、例えば透明アクリル樹脂により円盤状に形成されたものである。その照明光の出射面は、同心円をなす3つの帯状小領域6,7及び8に区画されており、これら各小領域6,7及び8には、光路調整板5の平面方向に対して、互いに異なる角度をなす光通過面6a,7a及び8aが形成されている。また、この光路調整板5には、上記ケース12への取付け時にボルト部材13(図2参照)を受合うために、その周囲面から中心方向へ延びる穴部5bが設けられている。
【0017】
この光路調整板5では、上記光出射面において最も内側に位置する小領域6の光通過面6aが、光路調整板5の平面方向に略平行な面をなしている。一方、その外側に位置する小領域7及び8の光通過面7a及び8aが、各々、この光路調整板5の平面方向に対して所定の角度で傾斜している。本実施の形態では、小領域7における光通過面7aの傾斜角度が、その外側の小領域8における光通過面8aのそれよりも小さく設定されている。
なお、この実施の形態では、最も内側に位置する小領域6を除く小領域7及び8について、各々、その最大深さを1mm、その最大幅を3mm程度に設定した。また、上記光路調整板5として、透明アクリル製のものを用いたが、これに限定されることなく、例えば透明若しくは半透明のガラス又はプラスチックからなる光路調整板を用いてもよい。
【0018】
次に、図6を参照しながら、上記照明装置10の光路調整板5による集光作用について説明する。
図6に示すように、上記照明光源部2の全ての光源3を点灯させた場合、この照明装置10では、実線矢印で示されるように、上記光路調整板5の最も外側に位置する小領域6Cの真上方向から入射する光が、上記光通過面6cにおいて角度θだけ屈折する。また、上記小領域6Bの真上方向から入射する光は、上記光通過面6bにおいて角度φだけ屈折する。前述したように、この光路調整板5では、光通過面6bの傾斜角度が、その外側にある光通過面6cのそれよりも小さく設定されているため、この光通過面6bにおける屈折角度φは、光通過面6cにおける屈折角度θよりも小さくなる。
一方、上記光路調整板5の最も内側に位置する小領域6Aの真上方向から入射した光は、上記光通過面6aで屈折せずに(つまり屈折角度0°で)上記光路調整板5を通過する。
この結果、上記光路調整板5を通過した照明光源部2の光は、照明装置10に対向する面の所定領域に集光させられる。すなわち、この照明装置10では、上記照明光源部2からの光を光路調整板5を介して集光させることにより、照明装置10に対向して上記CCDカメラ11(図2参照)の光軸上に位置するプリント基板14及びその上に付されたマーク9に対して好適な照明光を照射することができる。また、この実施の形態では、上記光路調整板5が、照明光源部2に近接して配置されており、所定の個数若しくは光量の光源3から照明光を効率的に取り込んで上記マーク9に集光させることができる。
【0019】
このように、本実施の形態に係る照明装置10では、光源の個数や各光源の光量を増やすことなく、また、照明光の光路調整についての複雑な構造を要することなく、上記プリント基板14上に付されたマーク9等の対象物を認識する上で好適な照明光を照射することができる。
尚、この照明装置10では、プリント基板14及びそれに付されたマーク9の表面状態に応じて、上記照明光源部2における光源3の一部を点灯若しくは消灯したり、光源3の光量を変更したりすることが出来るような設定を行えるようにしてもよい。
【0020】
前述した実施の形態では、上記光路調整板5が、その光出射面において3つの小領域6,7及び8に区画されているが、これに限定されることなく、2つの若しくは3つより多い小領域に区画してもよい。特に、3つより多い小領域に区画した場合には、それら各小領域の光通過面についてそれぞれ異なる屈折率を設定し、照明光源部からの光を、各光通過面において異なる屈折角度で屈折させることにより、プリント基板及びその上に付されたマーク等の対象物に対して、照明光源部からの光をより効果的に集光させることができる。その結果、上記対象物を認識する上で好適な照明光を照射することができるようになる。
【0021】
図7に、光路調整板の一変形例を示す。この光路調整板25では、同心円をなす複数の帯状小領域26ごとに、その光通過面26aが、各々曲率が異なる曲面の一部により構成されている。これら小領域26の屈折率は、中心に近いほど小さく設定されている。この光路調整板25を用いた場合、照明光源部からの光は、各光通過面26aにおけるそれぞれの点で、それぞれプリント基板及びその上に付されたマーク等の対象物に対して指向するように屈折させられる。これにより、プリント基板及びその上に付されたマーク等の対象物に対して、照明光源部からの光をきめ細かく集光させることができる。
【0022】
図8には、光路調整板のまた別の変形例を示す。この光路調整板27では、照明光の入射面及び出射面の両方が、同心円をなす帯状小領域28,29,30に区画されている。これら各帯状小領域は、それぞれ、屈折率の異なる光通過面28a,29a,30aを有しており、そのうち、光通過面29a及び30aは、凸状曲面の一部により構成されている。各小領域28,29,30の屈折率は、中心に近いほど小さく設定されている。この光路調整板27は、片面にのみ小領域が形成されたものと比べて、その集光作用が大きく、プリント基板及びその上に付されたマーク等の対象物に対して、より効果的に照明光を集光させることができる。
また、特に図示しないが、光路調整板の各光通過面を梨地状(つまり表面のザラついた磨りガラス状)に加工してもよい。この場合には、照明光源部からの光を、所定の屈折率を有する各光通過面による集光効果を維持する範囲で拡散させた上で、上記対象物を含む所定領域に照射することができる。
【0023】
更に、前述した実施の形態では、上記照明光源部2の光源3として白色LEDを用いたが、これに限定されることはなく、蛍光灯又は電球を用いてもよい。また、上記光源3として、色や波長の異なる光を放射する光源を用いてもよい。この光源の選択に際しては、上記CCDカメラ11により鮮明な画像が得られるように、プリント基板又はその上に付されたマークの表面状態に応じた好適な色や波長の光源を選択するようにしても良い。
また更に、上記対象物と照明光源部との間に、例えば所望の色や波長を備えた照明光を得ることなどを目的としてフィルタ部材が配置される場合には、このフィルタ部材を加工して上記光路調整部材と兼用できるようにしても良い。
【0024】
尚、本発明は、例示された実施の形態に限定されるものでなく、その要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良あるいは設計上の変更が可能であることは言うまでもない。
【0025】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、上記第1の発明によれば、光路調整部材が、照明光の入射面及び出射面の少なくとも一方が屈折率の異なる複数の小領域に区画され、照明光が照射されるべき対象物と該対象物に向かって照明光を照射する照明光源部との間に配置されて、該照明光源部から入射した照明光を上記各小領域でそれぞれ異なる屈折率で屈折させて出射させることにより、該出射光を上記対象物を含む所定領域に集光させるので、光源の個数や各光源の光量を増やすことなく、また、照明光の光路調整についての複雑な構造を要することなく、上記対象物に対して複数の方向から照明光を集光させ、当該対象物を認識する上で好適な照明光を照射することができる。
【0026】
また、上記第の発明によれば、上記光の入射面及び出射面の少なくとも一方が同心円をなす複数の帯状小領域に区画され、これら帯状小領域の出射側の屈折率は、中心に近いほど小さく設定されているので、各小領域を通過する照明光を中心側に向かって集光させることができる。
【0027】
更に、上記第3の発明によれば、上記複数の小領域の光通過面が、各々曲率が異なる曲面の一部によりそれぞれ構成されているので、照明光源部からの光を、各光通過面におけるそれぞれの点で、それぞれ対象物に対して指向するように屈折させて、上記対象物に対してきめ細かく集光させることができる。
【0028】
また更に、上記第4の発明によれば、上記光の入射面及び出射面の両方が屈折率の異なる複数の小領域に区画され、各小領域の両方の光通過面は共に凸状曲面の一部により構成されているので、両面側での屈折を利用してより大きな集光効果を得ることが可能になる。
【0029】
また、上記第5の発明によれば、光路上記各小領域の光出射面が磨りガラス状に形成されているので、照明光源部からの光を、所定の屈折率を有する各光通過面による集光効果を維持する範囲で拡散させた上で、対象物を含む所定領域に照射することができる。
【0030】
更に、上記第6の発明によれば、請求項1〜請求項のいずれか一に記載された光路調整部材を備えているので、対象物に対して照明光を効果的に集光させ、上記対象物を認識する上で適正な照明光を照射することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態に係る電子部品実装装置の全体構成を示す概略斜視図である。
【図2】 上記実装装置に装備された照明装置の縦断面説明図である。
【図3】 上記照明装置の斜視図である。
【図4】 上記照明装置における照明光源部の平面図である。
【図5】 (a) 上記照明装置における光路調整部材の平面図である。
(b) 上記光路調整部材の斜視図である。
(c) 図5aにおけるX−X線に沿った断面説明図である。
【図6】 上記照明装置による認識対象物の照明中の該認識対象物への集光状態を示す断面説明図である。
【図7】 小領域ごとに湾曲した光通過面を備えた光路調整部材の部分断面説明図である。
【図8】 両面において複数の小領域に区画された光路調整部材の断面説明図である。
【図9】 従来の照明装置による認識対象物の照明中の認識対象物への集光状態を示す断面説明図である。
【図10】 また別の従来の照明装置における照明光源部の平面図である。
【符号の説明】
1…実装装置
2…照明光源部
3…光源
5…光路調整部材
6,7,8,26,28,29,30…小領域
6a,7a,8a,26a,28a,29a,30a…光通過面
9…対象物
10…照明装置
14…プリント基板
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical path adjusting member capable of adjusting an optical path by refracting illumination light from a light source, and an illumination device including the optical path adjusting member.
[0002]
[Prior art]
As is well known, in the industrial field, for example, when a CCD camera or sensor is used to recognize an object such as a mark or electronic component on a printed circuit board, light is applied to the object and its vicinity. An illumination device that illuminates the object is used.
FIG. 9 shows an example of a conventional lighting device. In the illumination device 50, a CCD camera 41 for recognizing the object 39 is attached to the upper center of the case 42, and an illumination light source unit 32 having a plurality of light sources 34 (for example, light bulbs and LEDs) is disposed below the CCD camera 41. Has been. At the center of the illumination light source 32, a hole 32a for taking in reflected light from the object is formed.
In the illumination device according to this conventional example, as indicated by solid line arrows in FIG. 9, a part of the light emitted from each light source 34 of the illumination light source unit 32 is irradiated to the object 39, and the reflected light thereof is reflected. The light passes through the hole 32a and is taken into the CCD camera 41. In this conventional illumination device 50, when used, all the light sources 34 of the illumination light source unit 32 are turned on, and light is uniformly irradiated toward the object 9.
[0003]
By the way, in recent years, materials having various surface states have been used and various surface treatments have been applied to mark portions, electronic parts, and the like on printed circuit boards as objects. And various improvement is added also in the illuminating device so that favorable recognition can be performed corresponding to various surface states of various objects.
FIG. 10 shows an illumination light source unit of an illumination apparatus according to another conventional example. In the illumination light source section 52, a large number of light sources 53 are arranged on a plurality of circumferences having different diameters (that is, concentrically), and the light quantity can be adjusted for each light source group on the same circumference. ing. Then, the light amount of the light source 53 is adjusted for each circumferential unit in order to irradiate the illumination light optimal for recognizing the target object according to the surface state of the target object.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, even in an illuminating device including such an illumination light source unit 52, if the light amount of each light source 53 selected to be lit is not sufficient, the illuminance necessary for recognizing the object cannot be obtained, and the recognition rate decreases. Or misdetection.
Further, since all the light sources 53 are mounted in the same direction on the same plane, the light irradiation angle depends on the directivity of the light source 53, and sufficient illuminance can be obtained at the desired irradiation angle. difficult. For this reason, for example, it is conceivable to increase the illuminance by increasing the number of light sources 53 or the light quantity of each light source 53. In this case, however, the current consumption increases and the stability of the illuminance decreases due to the heat generated by the light source 53. Or the life of the light source 53 may be shortened.
On the other hand, it is conceivable that the mounting angle of the light source 53 can be made variable so that the illumination angle can be set arbitrarily. In this case, however, the structure of the apparatus becomes complicated and large, leading to an increase in cost. Become. In addition, the adjustment of the irradiation angle is actually complicated and not easy, and there is a problem that it is not practical.
[0005]
The present invention has been made in view of the above technical problem, and it is possible to irradiate an object with suitable illumination light with a simple structure without increasing the number of light sources and the light quantity of each light source. It is an object of the present invention to provide an optical path adjusting member that can be used and an illumination device including the same.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In the invention according to claim 1 of the present application (hereinafter referred to as the first invention), at least one of the light entrance surface and the light exit surface is divided into a plurality of small regions having different refractive indexes, and the object to be irradiated with illumination light. It is arranged between an object and an illumination light source unit that irradiates illumination light toward the object, and the illumination light incident from the illumination light source unit is refracted at different refractive indexes in each of the small regions and emitted. By condensing the emitted light to a predetermined area including the object ,
At least one of the incident surface and the exit surface of the illumination light is partitioned into a plurality of small strip-shaped regions that are concentric, and the refractive index on the exit side of these strip-shaped small regions is set to be smaller toward the center. It is a thing.
[0008]
Furthermore, an invention according to claim 2 of the present application (hereinafter referred to as a third invention) is characterized in that the light passage surfaces of the plurality of small regions are each constituted by a part of a curved surface having a different curvature. It is a thing.
[0009]
Furthermore, in the invention according to claim 3 of the present application (hereinafter referred to as the fourth invention), both the incident surface and the exit surface of the light are partitioned into a plurality of small regions having different refractive indices, Both of the light passing surfaces are constituted by a part of a convex curved surface.
[0010]
The invention according to claim 4 of the present application (hereinafter referred to as the fifth invention) is characterized in that the light exit surface of each of the small regions is formed in a polished glass shape.
[0011]
Furthermore, an invention according to claim 5 of the present application (hereinafter referred to as a sixth invention) includes an illumination light source unit having at least one light source, and the illumination light from the illumination light source unit is applied to the surface of a predetermined object. An illumination device for irradiating, comprising the optical path adjusting member according to any one of claims 1 to 4 .
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, taking as an example a case where the embodiment is applied to a recognition illumination device in an electronic component mounting apparatus that mounts electronic components or the like on a printed circuit board. .
FIG. 1 is a perspective view schematically showing an overall configuration of an electronic component mounting apparatus 1 according to an embodiment of the present invention. The electronic component mounting apparatus 1 recognizes, for example, a positioning mark 9 attached to a predetermined position on the printed circuit board 14 that has been conveyed into the apparatus, and performs component mounting on the printed circuit board 14. A recognition illumination device 10 for illuminating the mark 9 when the mark 9 is recognized is provided. As the surface state of the mark 9 to be recognized, various modes such as a solder coated on the surface (so-called solder mark) can be considered.
The illumination device 10 is incorporated in the head unit 15 together with a CCD camera (not shown) that images the mark 9. The head unit 15 is controlled by an x-direction drive unit 17 constituting a part of the xy two-axis robot and y-direction drive units 18A and 18B that move the x-direction drive unit 17 in the y-axis direction. The illuminating device 10 can freely move above the printed circuit board 14 as the head unit 15 is driven.
[0013]
2 and 3 are a longitudinal sectional view and an exploded perspective view showing the overall configuration of the lighting device 10, respectively. In this illuminating device 10, a CCD camera 11 for recognizing an object is attached to an upper center of a cylindrical case 12, and an illuminating light source unit 2 including a plurality of light sources 3 on a base plate 4 is disposed below the CCD camera 11. ing. An optical path adjusting plate 5 for adjusting the optical path of the irradiation light from the light source 3 is attached to the lower part of the case 12 using a bolt member 13 on the emission side facing the illumination light source unit 2. Yes. In this embodiment, the optical path adjustment substrate 5 is disposed in the vicinity of the illumination light source unit 2 so that illumination light from the light source 3 can be taken in efficiently. At the center of the base plate 4 and the optical path adjusting plate 5 of the illumination light source unit 2, reflection from a mark (not shown) attached on a printed circuit board as an object to which illumination light is irradiated when the apparatus is used. Holes 4a and 5a for allowing light to pass through are formed. In FIG. 3, in order to avoid complication of the drawing, the light source 3 is partially omitted.
[0014]
In the illuminating device 10 having the above configuration, a part of the light from each light source 3 of the illumination light source unit 2 is irradiated onto the printed circuit board, and the reflected light passes through the hole portions 4a and 5a and is then CCD. Captured by the camera 11. The CCD camera 11 is connected to the image recognition device 16, and the reflected light from the recognition object captured by the CCD camera 11 is transmitted to the image recognition device 16 as an electric signal to perform predetermined image processing. Is recognized as an image.
[0015]
FIG. 4 shows an arrangement state of a plurality of light sources 3 in the illumination light source unit 2. In this embodiment, for example, a white LED is used as the light source 3. As can be seen from the drawing, these light sources 3 are arranged on a disc-shaped base plate 4 on a plurality of circumferences having different diameters (that is, concentric circles), so that four light source groups 3A, 3B, 3C and 3D are arranged. Is configured. At this time, the light source group 3A located on the innermost circumference is disposed along the hole 4a provided in the center of the base plate 4, and the light source group 3D located on the outermost circumference is the base plate. 4 will be arranged along the peripheral edge. The light sources 3 constituting the light source groups 3A to 3D are arranged perpendicular to the base plate 4 and are aligned with the optical path adjusting plate 5 attached to the lower side of the illumination light source unit 2.
In the illumination light source unit 2, the light sources 3 are arranged concentrically so that illumination light with uniform illuminance is emitted from all directions with respect to the optical axis of the CCD camera 11. As long as illuminance light is obtained, the light may be arranged in any manner.
[0016]
5a to 5c show the optical path adjusting plate 5 used in the present embodiment. 5a to 5c are a plan view, a perspective view, and a cross-sectional explanatory view of the optical path adjusting plate 5, respectively. The optical path adjusting plate 5 is formed in a disk shape with a transparent acrylic resin, for example. The exit surface of the illumination light is partitioned into three concentric strip-like small regions 6, 7 and 8, and each of these small regions 6, 7 and 8 has a plane direction of the optical path adjusting plate 5. Light passing surfaces 6a, 7a and 8a having different angles are formed. Further, the optical path adjusting plate 5 is provided with a hole 5b extending in the center direction from the peripheral surface in order to receive the bolt member 13 (see FIG. 2) when attached to the case 12.
[0017]
In the optical path adjusting plate 5, the light passage surface 6 a of the small region 6 located on the innermost side on the light emitting surface forms a surface substantially parallel to the planar direction of the optical path adjusting plate 5. On the other hand, the light passing surfaces 7 a and 8 a of the small regions 7 and 8 located outside the surface are inclined at a predetermined angle with respect to the planar direction of the optical path adjusting plate 5. In the present embodiment, the inclination angle of the light passage surface 7a in the small region 7 is set smaller than that of the light passage surface 8a in the small region 8 outside.
In this embodiment, the maximum depth of each of the small regions 7 and 8 excluding the innermost small region 6 is set to 1 mm and the maximum width is set to about 3 mm. Moreover, although the thing made from a transparent acrylic was used as the said optical path adjustment board 5, it is not limited to this, For example, you may use the optical path adjustment board which consists of transparent or translucent glass or plastics.
[0018]
Next, the light condensing action by the optical path adjusting plate 5 of the illumination device 10 will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 6, when all the light sources 3 of the illumination light source unit 2 are turned on, in the illumination device 10, as shown by a solid line arrow, a small region located on the outermost side of the optical path adjustment plate 5. The light incident from directly above 6C is refracted by the angle θ at the light passage surface 6c. In addition, light incident from above the small region 6B is refracted by an angle φ on the light passage surface 6b. As described above, in this optical path adjusting plate 5, since the inclination angle of the light passage surface 6b is set smaller than that of the light passage surface 6c on the outer side, the refraction angle φ at this light passage surface 6b is , Smaller than the refraction angle θ at the light passage surface 6c.
On the other hand, light incident from directly above the small area 6A located on the innermost side of the optical path adjusting plate 5 is not refracted by the light passage surface 6a (that is, at a refraction angle of 0 °). pass.
As a result, the light of the illumination light source unit 2 that has passed through the optical path adjusting plate 5 is condensed on a predetermined region on the surface facing the illumination device 10. That is, in this illuminating device 10, the light from the illumination light source unit 2 is condensed via the optical path adjusting plate 5, so as to face the illuminating device 10 and on the optical axis of the CCD camera 11 (see FIG. 2). It is possible to irradiate a suitable illumination light to the printed circuit board 14 and the mark 9 attached thereon. Further, in this embodiment, the optical path adjusting plate 5 is disposed in the vicinity of the illumination light source unit 2, and the illumination light is efficiently taken in from the predetermined number or light amount of the light sources 3 and collected in the mark 9. Can be lighted.
[0019]
As described above, in the illumination device 10 according to the present embodiment, the number of light sources and the amount of light of each light source are not increased, and a complicated structure for adjusting the optical path of illumination light is not required. Illumination light suitable for recognizing an object such as the mark 9 attached to can be irradiated.
In the illumination device 10, a part of the light source 3 in the illumination light source unit 2 is turned on or off, or the light amount of the light source 3 is changed according to the surface state of the printed circuit board 14 and the mark 9 attached thereto. It is also possible to make settings that can be performed.
[0020]
In the above-described embodiment, the optical path adjusting plate 5 is partitioned into three small regions 6, 7 and 8 on the light exit surface, but is not limited to this, and there are two or more than three. You may divide into a small area. In particular, when the light is divided into more than three small regions, different refractive indexes are set for the light passage surfaces of the small regions, and the light from the illumination light source unit is refracted at different refraction angles on each light passage surface. By doing, the light from an illumination light source part can be more effectively condensed with respect to objects, such as a printed circuit board and the mark attached | subjected on it. As a result, illumination light suitable for recognizing the object can be emitted.
[0021]
FIG. 7 shows a modification of the optical path adjusting plate. In this optical path adjusting plate 25, for each of a plurality of small strip-like regions 26 that form concentric circles, the light passing surface 26a is constituted by a part of a curved surface having a different curvature. The refractive indexes of these small regions 26 are set to be smaller as they are closer to the center. When this optical path adjusting plate 25 is used, the light from the illumination light source unit is directed to the printed circuit board and an object such as a mark provided thereon at each point on each light passage surface 26a. Refracted into Thereby, the light from an illumination light source part can be finely condensed with respect to objects, such as a mark attached | subjected on the printed circuit board and it.
[0022]
FIG. 8 shows another modification of the optical path adjusting plate. In this optical path adjusting plate 27, both the incident surface and the exit surface of the illumination light are partitioned into strip-shaped small regions 28, 29, and 30 that form concentric circles. Each of the band-like small regions has light passing surfaces 28a, 29a, and 30a having different refractive indexes. Of these, the light passing surfaces 29a and 30a are constituted by a part of a convex curved surface. The refractive indexes of the small regions 28, 29, and 30 are set to be smaller as they are closer to the center. The light path adjusting plate 27 has a larger light collecting effect than a plate having a small area formed only on one side, and is more effective for a printed circuit board and an object such as a mark attached thereon. Illumination light can be condensed.
Although not particularly shown, each light passage surface of the optical path adjusting plate may be processed into a satin finish (that is, a polished glass with a rough surface). In this case, after diffusing the light from the illumination light source part within a range in which the light collection effect by each light passage surface having a predetermined refractive index is maintained, the predetermined region including the object may be irradiated. it can.
[0023]
Furthermore, although white LED was used as the light source 3 of the said illumination light source part 2 in embodiment mentioned above, it is not limited to this, You may use a fluorescent lamp or a light bulb. Further, as the light source 3, a light source that emits light having different colors and wavelengths may be used. In selecting the light source, a light source having a suitable color and wavelength corresponding to the surface state of the printed circuit board or the mark attached thereto is selected so that a clear image can be obtained by the CCD camera 11. Also good.
Furthermore, when a filter member is disposed between the object and the illumination light source unit for the purpose of obtaining illumination light having a desired color or wavelength, for example, the filter member is processed. The optical path adjusting member may also be used.
[0024]
Needless to say, the present invention is not limited to the illustrated embodiment, and various improvements and design changes can be made without departing from the scope of the invention.
[0025]
【The invention's effect】
As is clear from the above description, according to the first invention, the optical path adjusting member is divided into a plurality of small regions having different refractive indexes at least one of the incident surface and the exit surface of the illumination light, and the illumination light is Arranged between an object to be irradiated and an illumination light source unit that irradiates illumination light toward the object, and refracts illumination light incident from the illumination light source unit with a different refractive index in each of the small regions. Since the emitted light is condensed on a predetermined region including the target object, a complicated structure for adjusting the optical path of the illumination light can be obtained without increasing the number of light sources and the light quantity of each light source. Without requiring, it is possible to collect illumination light from a plurality of directions with respect to the object and irradiate with illumination light suitable for recognizing the object.
[0026]
According to the first aspect of the invention, at least one of the light incident surface and the light exit surface is partitioned into a plurality of small band-like regions that are concentric, and the refractive index on the emission side of these belt-like small regions is close to the center. Since it is set so small, illumination light passing through each small region can be condensed toward the center side.
[0027]
Furthermore, according to the third invention, the light passage surfaces of the plurality of small regions are each constituted by a part of a curved surface having a different curvature, so that the light from the illumination light source unit is transmitted to each light passage surface. At each point, the light can be refracted so as to be directed toward the object, and the light can be finely focused on the object.
[0028]
Still further, according to the fourth aspect of the invention, both the light incident surface and the light exit surface are partitioned into a plurality of small regions having different refractive indexes, and both light passing surfaces of the small regions are both convex curved surfaces. Since it is constituted by a part, it is possible to obtain a larger light collection effect by utilizing refraction on both sides.
[0029]
According to the fifth aspect of the invention, since the light exit surface of each small region of the optical path is formed in a polished glass shape, the light from the illumination light source unit is transmitted by each light passage surface having a predetermined refractive index. It is possible to irradiate a predetermined region including the object after diffusing within a range in which the light collecting effect is maintained.
[0030]
Further, according to the sixth aspect is provided with the optical path adjusting member described in any one of claims 1 to 4, effectively condenses the illumination light to the object, Appropriate illumination light can be applied to recognize the object.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic perspective view showing an overall configuration of an electronic component mounting apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory view of a longitudinal section of a lighting device provided in the mounting apparatus.
FIG. 3 is a perspective view of the lighting device.
FIG. 4 is a plan view of an illumination light source unit in the illumination device.
FIG. 5A is a plan view of an optical path adjusting member in the illumination device.
(B) It is a perspective view of the said optical path adjustment member.
(C) It is sectional explanatory drawing along the XX line in FIG. 5a.
FIG. 6 is a cross-sectional explanatory view showing a light collection state on the recognition target object during illumination of the recognition target object by the illumination device.
FIG. 7 is a partial cross-sectional explanatory view of an optical path adjusting member having a light passage surface curved for each small region.
FIG. 8 is an explanatory cross-sectional view of an optical path adjusting member partitioned into a plurality of small regions on both sides.
FIG. 9 is a cross-sectional explanatory view showing a light collection state on a recognition target object during illumination of the recognition target object by a conventional illumination device.
FIG. 10 is a plan view of an illumination light source unit in another conventional illumination device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Mounting apparatus 2 ... Illumination light source part 3 ... Light source 5 ... Optical path adjustment member 6, 7, 8, 26, 28, 29, 30 ... Small area | region 6a, 7a, 8a, 26a, 28a, 29a, 30a ... Light passage surface 9 ... object 10 ... lighting device 14 ... printed circuit board

Claims (5)

光の入射面及び出射面の少なくとも一方が屈折率の異なる複数の小領域に区画され、照明光が照射されるべき対象物と該対象物に向かって照明光を照射する照明光源部との間に配置されて、該照明光源部から入射した照明光を上記各小領域でそれぞれ異なる屈折率で屈折させて出射させることにより、該出射光を上記対象物を含む所定領域に集光させ
上記照明光の入射面及び出射面の少なくとも一方が同心円をなす複数の帯状小領域に区画され、これら帯状小領域の出射側の屈折率は、中心に近いほど小さく設定されていることを特徴とする光路調整部材。
At least one of the light incident surface and the light exit surface is partitioned into a plurality of small regions having different refractive indexes, and between an object to be irradiated with illumination light and an illumination light source unit that emits illumination light toward the object The illumination light incident from the illumination light source unit is refracted and emitted at different refractive indexes in the respective small regions, thereby condensing the emitted light on a predetermined region including the object ,
At least one of the incident surface and the exit surface of the illumination light is partitioned into a plurality of small strip-shaped regions that are concentric, and the refractive index on the exit side of these strip-shaped small regions is set to be smaller toward the center. An optical path adjusting member.
上記複数の小領域の光通過面は、各々曲率が異なる曲面の一部によりそれぞれ構成されていることを特徴とする請求項1に記載の光路調整部材。  2. The optical path adjusting member according to claim 1, wherein the light passage surfaces of the plurality of small regions are each constituted by a part of a curved surface having a different curvature. 上記照明光の入射面及び出射面の両方が屈折率の異なる複数の小領域に区画され、各小領域の両方の光通過面は共に凸状曲面の一部により構成されていることを特徴とする請求項2記載の光路調整部材。Both the incident surface and the exit surface of the illumination light are divided into a plurality of small regions having different refractive indexes, and both light passing surfaces of each small region are both formed by a part of a convex curved surface. optical path adjusting member according to claim 2 Symbol mounting to. 上記各小領域の光出射面が磨りガラス状に形成されていることを特徴とする請求項1から3のいずれか一に記載の光路調整部材。The light path adjusting member according to any one of claims 1 to 3 , wherein the light exit surface of each of the small regions is formed in a polished glass shape. 少なくとも1個の光源を有する照明光源部を備え、該照明光源部からの照明光を所定の対象物の表面に照射する照明装置であって、上記請求項1から4のいずれか一に記載された光路調整部材を備えたことを特徴とする照明装置。It is an illuminating device provided with the illumination light source part which has at least 1 light source, and irradiates the illumination light from this illumination light source part on the surface of a predetermined target object, Comprising: It is described in any one of the said Claim 1 to 4 An illumination device comprising an optical path adjusting member.
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