JP4721733B2 - Imaging device - Google Patents
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Description
本発明は、特に、電子部品を回路基板上に実装する過程で利用される撮像装置に関するものである。 The present invention particularly relates to an imaging apparatus used in the process of mounting an electronic component on a circuit board.
従来、このような分野の技術として、特開平6−61700号公報がある。この公報に記載された撮像装置には、電子部品のリード部に照明光を照射するための照明手段が設けられ、この照明手段として光ファイバが利用されている。この光ファイバから出射した光によって電子部品のリード部が照らし出されるが、このとき、階段状に形成した反射面を利用した間接照明によって電子部品を下から照らすことができる。 Conventionally, there is JP-A-6-61700 as a technique in such a field. The imaging device described in this publication is provided with illumination means for irradiating illumination light to a lead portion of an electronic component, and an optical fiber is used as the illumination means. The light emitted from the optical fiber illuminates the lead part of the electronic component. At this time, the electronic component can be illuminated from below by indirect illumination using a reflecting surface formed in a staircase shape.
しかしながら、前述した従来の撮像装置においては、光ファイバからの光を階段状の反射面で反射させることにより、拡散した間接光を作り出して、広い範囲の照明を可能にし、1種類の光源によって広い範囲を均一に照らすことができるが、間接照明が単一的であるゆえに多種多様な電子部品に対応させ難いといった問題点がある。 However, in the conventional imaging device described above, the light from the optical fiber is reflected by the step-like reflecting surface, thereby creating diffused indirect light, enabling a wide range of illumination, and widening by one type of light source. Although the range can be illuminated uniformly, there is a problem that it is difficult to deal with a wide variety of electronic components because the indirect illumination is single.
本発明は、効率的な間接照明を作り出すと共に、読取り対象物の種類に応じた対応を容易にした撮像装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an imaging apparatus that creates efficient indirect illumination and facilitates handling according to the type of an object to be read.
本発明に係る撮像装置は、撮像窓から出射する照明光により読取り対象物を照らすために筐体内に配置した照明手段と、照明手段により照らされた際に生じる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撮像手段とを有する撮像装置において、
照明手段は、直接照明と間接照明とからなり、
間接照明は、撮像窓に近接して配置された第1の照明部と、撮像手段から撮像窓に至る撮像軸線に沿って、第1の照明部から離間するように撮像手段側に配置された第2の照明部と、筐体に固定されると共に、第1の照明部から出射される光を撮像窓に向けて反射させる第1の反射部と、筐体に固定されて、第2の照明部からの光を撮像窓に向けて反射させると共に、第1の照明部から出射される光のうち撮像軸線側に向かう迷光を遮蔽する第2の反射部とを備え、
直接照明は、第2の照明部から離間するように撮像手段側に配置されると共に、撮像軸線を中心に環状に配列されたLEDからなる第3の照明部と、第3の照明部の外方で周方向に等間隔に配置された第4の照明部とを備え、
第1の反射部は、筐体において撮像窓を囲むように設けられ、第2の反射部は、第1の照明部から出射される光のうち撮像軸線側に向かう迷光を遮蔽するように、第1の照明部側に倒れ込むようにして設けられていることを特徴とする。
An imaging apparatus according to the present invention receives illumination light arranged in a housing for illuminating a reading object with illumination light emitted from an imaging window, and reflected light from the reading object that is generated when illuminated by the illumination means. In an imaging apparatus having imaging means for imaging a reading object,
The lighting means consists of direct lighting and indirect lighting,
The indirect illumination is arranged on the imaging unit side so as to be separated from the first illumination unit along the imaging axis extending from the imaging unit to the imaging window along with the first illumination unit arranged in the vicinity of the imaging window. A second illuminator, a first reflector that is fixed to the housing and reflects light emitted from the first illuminator toward the imaging window; A second reflecting unit that reflects light from the illumination unit toward the imaging window and shields stray light from the first illumination unit toward the imaging axis,
The direct illumination is arranged on the imaging means side so as to be separated from the second illumination unit, and a third illumination unit composed of LEDs arranged in an annular shape around the imaging axis, and the outside of the third illumination unit And a fourth illumination unit arranged at equal intervals in the circumferential direction on the side ,
The first reflection unit is provided so as to surround the imaging window in the housing, and the second reflection unit is configured to shield stray light that travels toward the imaging axis from the light emitted from the first illumination unit. It is provided so that it may fall down to the 1st illumination part side .
この撮像装置において、第1の照明部から出射した光は、第1の反射部で反射させた後に読取り対象物を照らし、読取り対象物を照らす第1の間接照明を作り出している。また、第2の照明部から出射した光は、第2の反射部で反射した後に読取り対象物を照らし、読取り対象物を照らす第2の間接照明を作り出している。このような2つの間接照明のうち、撮像窓に近い第1の照明部で発生する迷光が、読取り対象物に直接当たると、このことが、撮像に悪影響を与えることになる。そこで、第1の照明部から出射される光のうちで撮像軸線側に向かう光を、前述した第2の反射部によって遮蔽させると、第1の照明部で発生する迷光が読取り対象物に直接当たり難くなる。従って、効率的な間接照明が作り出され、その結果として、読取り対象物の誤認識を引き起こす要因になっている照明ムラが発生し難くなる。このように、2種類の間接照明の点灯・消灯を適切に組み合わせることで、読取り対象物の種類に応じた適切な対応が容易になる。
さらに、この撮像装置における第3の照明部は、撮像軸線上に配置された読取り対象物の直接照明を可能にするが、複数の読取り対象物の同時撮像を可能にするために、撮像軸線を中心として配置された複数の読取り対象物を撮像する場合、第3の照明部だけでは照明のバラツキが生じ易くなる。そこで、直接照明は、第3の照明部とは別に、第3の照明部の外方で周方向に等間隔に配列された第4の照明部を有している。この第4の照明部によって、照明領域を周方向に等分割させることができ、各読取り対象物に照明を割り当てることができるので、複数の読取り対象物の同時撮像が可能になり、これによって、撮像効率を向上させ、読取り対象物の種類に応じた対応を容易にする。
In this imaging apparatus, the light emitted from the first illumination unit is reflected by the first reflection unit, and then illuminates the reading target, creating first indirect illumination that illuminates the reading target. The light emitted from the second illumination unit is reflected by the second reflection unit and then illuminates the object to be read, creating second indirect illumination that illuminates the object to be read. Of the two indirect illuminations, when stray light generated in the first illumination unit near the imaging window directly hits the object to be read, this adversely affects imaging. Therefore, if the light emitted from the first illumination unit and traveling toward the imaging axis is shielded by the second reflection unit described above, stray light generated in the first illumination unit is directly applied to the reading object. It becomes difficult to hit. Therefore, efficient indirect illumination is created, and as a result, illumination unevenness that causes erroneous recognition of an object to be read is less likely to occur. As described above, by appropriately combining the turning on / off of the two types of indirect illumination, it is possible to easily cope with an appropriate response according to the type of the object to be read.
Furthermore, the third illumination unit in the imaging apparatus enables direct illumination of the reading object arranged on the imaging axis, but in order to enable simultaneous imaging of a plurality of reading objects, the imaging axis line is set. When imaging a plurality of objects to be read arranged at the center, variations in illumination are likely to occur only with the third illumination unit. Therefore, the direct illumination has a fourth illumination unit arranged at equal intervals in the circumferential direction outside the third illumination unit, separately from the third illumination unit. With this fourth illumination unit, the illumination area can be equally divided in the circumferential direction, and illumination can be assigned to each reading object, thereby enabling simultaneous imaging of a plurality of reading objects. It improves imaging efficiency and facilitates handling according to the type of object to be read.
さらに、第1の反射部は、筐体において撮像窓を囲むように設けられ、第2の反射部は、第1の照明部から出射される光のうち撮像軸線側に向かう迷光を遮蔽するように、第1の照明部側に倒れ込むようにして設けられている。このように、第1の反射部が撮像窓を囲むことで、第1の反射部を筐体と一体に形成することができ、第2の反射部が第1の照明部側に倒れ込むことで、第1の照明部から発生する迷光を適切に阻止することができる。そして、第1の反射部と第2の反射部との反射角度を適切に調整することで、間接照明において、第1の間接照明と第2の間接照明とが互いに補完し合うように照明調整でき、照明ムラの発生を抑制することができる。 In addition, the first reflection unit is provided so as to surround the imaging window in the housing, and the second reflection unit shields stray light that travels toward the imaging axis from the light emitted from the first illumination unit. in, that provided so as to fall down in the first illumination unit side. As described above, the first reflecting portion surrounds the imaging window, so that the first reflecting portion can be formed integrally with the housing, and the second reflecting portion falls to the first illumination portion side. The stray light generated from the first illumination unit can be appropriately prevented. Then, by adjusting the reflection angle between the first reflecting portion and the second reflecting portion appropriately, the illumination adjustment is performed so that the first indirect illumination and the second indirect illumination complement each other in the indirect illumination. And the occurrence of uneven illumination can be suppressed.
また、第2の照明部と第2の反射部との協働によって作り出される第2の間接照明の照明仰角は、第1の照明部と第1の反射部との協働によって作り出される第1の間接照明の照明仰角より大きいと好適である。浅い角度の第1の間接照明と深い角度の第2の間接照明とを利用することによって、広範囲で均一な照明を可能にしている。 In addition, the illumination elevation angle of the second indirect illumination created by the cooperation of the second illumination unit and the second reflection unit is the first produced by the cooperation of the first illumination unit and the first reflection unit. It is preferable that it is larger than the illumination elevation angle of the indirect illumination. By using the first indirect illumination at a shallow angle and the second indirect illumination at a deep angle, uniform illumination over a wide range is possible.
本発明によれば、効率的な間接照明を作り出すと共に、読取り対象物の種類に応じた対応を容易にする。 According to the present invention, efficient indirect illumination is created, and correspondence according to the type of an object to be read is facilitated.
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。 Hereinafter, preferred embodiments of an imaging apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1〜図4に示すように、撮像装置1は、電子部品実装機(図示せず)の一部として組み込まれて利用されるものであり、回路基板(図示せず)上に電子部品(撮像対象物)6を実装する前段階において、電子部品6の検査に利用される。この電子部品6は、小型化、薄型化、多様化の要求によってパッケージ化されたものであり、このパッケージとしては、周辺リード型パッケージや表面実装型エリアアレイパッケージ、QFP、SOP、SOJ、QFJ、BGA、CSP等がある。このような電子部品6を撮像する撮像装置1は、縦長の筐体2を有し、この筺体2の上部には、略8角形の撮像窓Sが設けられている。そして、読取り対象物の一例である電子部品6は吸着ノズル(図示せず)によって撮像窓Sの位置まで搬送され、この電子部品6は照明手段10によって下方から照らされる。
As shown in FIGS. 1 to 4, the imaging device 1 is used by being incorporated as a part of an electronic component mounting machine (not shown), and electronic components (not shown) are mounted on a circuit board (not shown). It is used for the inspection of the
さらに、この撮像装置1は、電子部品6の底面で反射した光を受光して電子部品6を撮像するための撮像手段5を有している。この撮像手段5は、CCDカメラにより構成されると共に、この撮像軸線Lが撮像窓Sの中心を通るように照明手段10の真下に配置されている。この撮像手段5は、結像レンズ部8とエリア型CCD9とを備えると共に、筐体2に固定された駆動回路基板49に形成した開口部2bから結像レンズ部8が覗くように配置されている。
Further, the imaging apparatus 1 includes imaging means 5 for receiving the light reflected from the bottom surface of the
この撮像手段5の照明として利用される照明手段10は、間接照明10Aと直接照明10Bとを有し、ユニット化して小型化を図りつつ多種多様な電子部品6への対応を可能にしている。この間接照明10Aは、上段の第1の間接照明20と下段の第2の間接照明30からなり、直接照明10Bは、上段の第1の直接照明40と下段の第2の直接照明50とからなる。
The illumination means 10 used as the illumination of the imaging means 5 has an
先ず、間接照明10Aについて説明する。
First, the
上段側に位置する第1の間接照明20は、撮像窓Sに最も近く配置された第1の照明部21と、筐体2の上部に一体的に形成されて第1の照明部21からの光を電子部品6に向けて反射させる第1の反射部22とからなる。第1の間接照明20は、撮像窓Sに最も近い近接照明を構成し、比較的小さな照明仰角α(例えば8〜30度)すなわち浅い角度αをもって、例えば電子部品6Aのボールグリッド(リード部の一例)6aを側方から間接的に照らす。これに対し、下段側に位置する第2の間接照明30は、撮像軸線Lに沿って第1の照明部21から離間するように撮像手段5側に配置された第2の照明部31と、筐体2に固定されて第2の照明部31からの光を撮像窓Sに向けて反射させる第2の反射部32とからなる。この第2の間接照明30は、比較的大きな照明仰角β(例えば30〜60度)すなわち深い角度βをもって、例えば電子部品6Aのボールグリッド(リード部の一例)6aを斜め下方から間接的に照らす。
The first
撮像窓Sを画成するように配置された第1の間接照明20における第1の反射部22は、平板状で長い反射板22aと平板状で短い反射板22bとからなり、これら2種類の反射板22a,22bを組み合わせることにより、筐体2の上端において八角形の撮像窓Sが形成される(図1及び図2参照)。そして、各反射板22a,22bは、撮像軸線Lに対して所定の角度を有し、比較的小さな照明仰角αをもって光を反射させ、例えば電子部品6Aのボールグリッド6aは間接的に照らされる。
The first reflecting
また、第1の間接照明20における第1の照明部21は、筐体2の側壁2aに沿わせるようにして撮像軸線Lを取り囲むように配列した多数のLED21aからなる。この第1の照明部21の各LED21aは、各反射板22a,22bの真下に配置されると共に、筐体2に固定された環状なベース板33上で一列に並べられている。そして、各LED21aは、第1の反射部22に向けて撮像軸線Lに対し平行な光を出射する。
Further, the
これに対し、第2の間接照明30における第2の照明部31の各LED31aは、筐体2の側壁2aにネジ止めされた駆動回路基板35に固定される。各LED21aは、第2の反射部32の一部として形成された平板状の反射板34に向けて光を出射し、4枚の反射板34は、撮像軸線Lに対して所定の角度を有し、比較的大きな照明仰角βをもって光を反射させ、例えば電子部品6Aのボールグリッド6aは間接的に照らされる。
On the other hand, each LED 31 a of the
また、このような2つの間接照明20,30のうち、第1の照明部21で発生する不必要な光すなわち迷光Pは、第1の照明部21が撮像窓Sに近いゆえに、電子部品6に直接当たると撮像に与える影響が大きい。そこで、図4及び図5に示すように、第2の反射部32において、各反射板34は、クランク状に折り曲げられたベース部36の上端に一体的に固定されていると共に、第1の照明部21の各LED21aから出射される光のうち撮像軸線L側に向かう迷光Pを遮蔽するように、第1の照明部21側に倒れ込むようにして配置される。そして、この遮光を達成するために、反射板34は、第1の照明部21に近接し且つ対向して配置されると共に、撮像軸線Lに対し所定の角度を有するように倒れ込んでいる。そして、第1の反射部22と第2の反射部32とで形成される開口部Rを通過する光のみが電子部品6に照射される。
Further, of the two
従って、反射板34と反射板22a,22bとの協働により、第1の照明部21から第1の反射部22に至る光路が確保されると同時に、第1の照明部21で発生する迷光Pが電子部品6に直接当たり難くなり、その結果として、電子部品6の誤認識を引き起こす要因になっている照明ムラが発生し難くなる。また、反射板34の反射角度を変えることで、照明仰角βを簡単かつ確実に変更することができ、その結果として、撮像領域Wにおいて、第1の間接照明20を第2の間接照明30で簡単に補完させることができる。そして、小さい照明仰角αの第1の間接照明20と大きい照明仰角βの第2の間接照明30とを利用すると、広範囲で均一な照明が可能となり、効率的な間接照明を作り出すことができる。さらに、2種類の間接照明20,30の点灯・消灯を適切に組み合わせることで、電子部品などの読取り対象物6の種類に応じた対応が容易になる。
Therefore, the light path from the
次に、直接照明10Bについて説明する。
Next, the
図1〜図3及び図6に示すように、直接照明10Bは、上段の第1の直接照明40と下段の第2の直接照明50とからなる。
As shown in FIGS. 1 to 3 and 6, the
上段に位置する第1の直接照明40は、筐体2の側壁2aに沿うようにして撮像軸線Lを取り囲むように配列させた多数のLED41aからなる第5の照明部41で構成される。この第5の照明部41の各LED41aは駆動回路基板35に固定され、各LED41aは、所定の照明仰角(例えば30〜60度)をもって、電子部品6を斜め下方から照らす。
The first
さらに、下段に位置する第2の直接照明50は、筐体2の底板をなす駆動回路基板49上で撮像軸線Lを取り囲むように環状に配列させた多数のLED51aからなる第3の照明部51と、第3の照明部51の外方で周方向で等間隔に配置された第4の照明部52とで構成される。この第3の照明部51は、第2の照明部31から離間するように撮像手段5側に配置されている。各LED51aは、指向性の低いものが利用され、2重のリング状に配置されると共に、所定の照明仰角(例えば60〜90度)をもって電子部品6を略真下から照らす。
Furthermore, the second
この第3の照明部51は、撮像軸線L上に配置された電子部品6A(図3参照)の照明を可能にするが、撮像軸線Lを中心に環状に配置された複数(6個)の電子部品6B(図3参照)を撮像する場合、第3の照明部51だけでは照明のバラツキが生じ易くなる。特に、電子部品6Bの表面反射率が高い場合に問題となる。
The
そこで、直接照明10Bには、第3の照明部51とは別の第4の照明部52が設けられ、この第4の照明部52は、6個一組の電子部品6Bに対応するように、5個一組のLED52aを6組有し、各電子部品6Bに対応するように、振り分け角度60度をもって配置されている。このLED52aは、指向性の高いものが利用され、スポット的な照明を可能にしている。従って、この第4の照明部52によって、照明領域を等分割させることができ、各電子部品6B毎に均等に照明を割り当てることができるので、複数(この場合6個)の電子部品6Bの同時撮像が可能になる。これによって、撮像効率を向上させ、電子部品6Bの表面反射率が高い場合でも、電子部品6Bの種類に応じた対応が容易になる。
Therefore, the
なお、電子部品6のうちでワーク領域が広い電子部品6A(図3参照)のような場合、直接照明10Bにおいては、第3の照明部51と第4の照明部52とを同時点灯させることで、ワーク領域全体をカバーするような直接照明が可能となる。また、この場合、間接照明10Aも必要に応じて適宜点灯される。
In the case of an
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く、第1の照明部(間接照明)21と第2の照明部(間接照明)31と第3の照明部(直接照明)51と第4の照明部(直接照明)52と第5の照明部(直接照明)41の同時点灯又は選択点灯は、電子部品のタイプによって適宜選択される。 Needless to say, the present invention is not limited to the embodiment described above, and the first illumination unit (indirect illumination) 21, the second illumination unit (indirect illumination) 31, the third illumination unit (direct illumination) 51, and the first illumination unit. The simultaneous lighting or selective lighting of the fourth illumination unit (direct illumination) 52 and the fifth illumination unit (direct illumination) 41 is appropriately selected depending on the type of electronic component.
1…撮像装置、2…筐体、5…撮像手段、6,6A,6B…電子部品(読取り対象物)、10…照明手段、10A…間接照明、10B…直接照明、20…第1の間接照明、21…第1の照明部、22…第1の反射部、30…第2の間接照明、31…第2の照明部、32…第2の反射部、51…第3の照明部、52…第4の照明部、α,β…照明仰角、L…撮像軸線、S…撮像窓、P…迷光。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Imaging device, 2 ... Housing, 5 ... Imaging means, 6, 6A, 6B ... Electronic component (reading object), 10 ... Illuminating means, 10A ... Indirect illumination, 10B ... Direct illumination, 20 ... First indirect Illumination, 21 ... first illumination unit, 22 ... first reflection unit, 30 ... second indirect illumination, 31 ... second illumination unit, 32 ... second reflection unit, 51 ... third illumination unit, 52: Fourth illumination unit, α, β: illumination elevation angle, L: imaging axis, S: imaging window, P: stray light.
Claims (2)
前記照明手段は、直接照明と間接照明とからなり、
前記間接照明は、
前記撮像窓に近接して配置された第1の照明部と、
前記撮像手段から前記撮像窓に至る撮像軸線に沿って、前記第1の照明部から離間するように前記撮像手段側に配置された第2の照明部と、
前記筐体に固定されると共に、前記第1の照明部から出射される光を前記撮像窓に向けて反射させる第1の反射部と、
前記筐体に固定されて、前記第2の照明部からの光を前記撮像窓に向けて反射させると共に、前記第1の照明部から出射される光のうち前記撮像軸線側に向かう迷光を遮蔽する第2の反射部とを備え、
前記直接照明は、
前記第2の照明部から離間するように前記撮像手段側に配置されると共に、前記撮像軸線を中心に環状に配列されたLEDからなる第3の照明部と、
前記第3の照明部の外方で周方向に等間隔に配置された第4の照明部とを備え、
前記第1の反射部は、前記筐体において前記撮像窓を囲むように設けられ、
前記第2の反射部は、前記第1の照明部から出射される光のうち前記撮像軸線側に向かう迷光を遮蔽するように、前記第1の照明部側に倒れ込むようにして設けられていることを特徴とする撮像装置。 Illumination means arranged in a housing to illuminate the reading object with illumination light emitted from the imaging window, and reflected light from the reading object generated when illuminated by the illuminating means to receive the reading object In an imaging apparatus having imaging means for imaging
The illumination means comprises direct illumination and indirect illumination,
The indirect lighting is
A first illumination unit disposed in proximity to the imaging window;
A second illumination unit disposed on the imaging unit side so as to be separated from the first illumination unit along an imaging axis extending from the imaging unit to the imaging window;
A first reflection unit fixed to the housing and reflecting light emitted from the first illumination unit toward the imaging window;
Fixed to the housing, reflects light from the second illumination unit toward the imaging window and shields stray light from the first illumination unit toward the imaging axis. And a second reflecting portion that
The direct illumination is
A third illuminating unit that is arranged on the imaging means side so as to be separated from the second illuminating unit, and is formed of LEDs arranged in an annular shape around the imaging axis;
A fourth illumination unit arranged at equal intervals in the circumferential direction outside the third illumination unit ,
The first reflecting portion is provided so as to surround the imaging window in the housing,
The second reflecting portion is provided so as to fall down to the first illuminating portion side so as to shield stray light traveling toward the imaging axis side among the light emitted from the first illuminating portion. An imaging apparatus characterized by that.
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2005
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