JP5905514B2 - Imaging device, mounting component imaging device - Google Patents

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本発明は、撮像装置、実装部品撮像装置に関する。   The present invention relates to an imaging device and a mounted component imaging device.

電子部品を回路基板に実装する際に、電子部品を撮像する撮像装置が知られている。例えば、2つ以上の異なる撮像範囲(撮像エリア)を撮影するために、レンズより物体側に角度の異なる反射ミラーを設け、撮像範囲(撮像エリア)からの光を撮像素子に結像する撮像装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1に記載の撮像装置などは、一般的に非テレセントリック光学系を有し、2つ以上の撮像範囲からの光を非テレセントリック光学系を介して撮像素子上に結像させている。例えば、物体面としての2つの撮像エリアからの光が、非テレセントリック光学系としてのレンズ群に入射され、撮像素子の結像面(撮像面)上の異なるエリアにそれぞれ結像される。   2. Description of the Related Art An imaging device that images an electronic component when the electronic component is mounted on a circuit board is known. For example, in order to photograph two or more different imaging ranges (imaging areas), an imaging device that provides reflection mirrors with different angles on the object side of the lens and images light from the imaging range (imaging area) on the imaging element Is known (see, for example, Patent Document 1). The imaging device described in Patent Document 1 generally has a non-telecentric optical system, and images light from two or more imaging ranges on an imaging element via the non-telecentric optical system. For example, light from two imaging areas serving as object surfaces is incident on a lens group serving as a non-telecentric optical system, and is imaged in different areas on the imaging surface (imaging surface) of the image sensor.

特開平10−68614号公報JP-A-10-68614

上述した非テレセントリック光学系を採用した撮像装置では、物体側に設けられる反射ミラーとレンズとの距離が十分取れない場合、例えば、撮像エリアA1,A2において反射ミラーによって光量が損失する領域が生じ、撮像素子(撮像部B21)の結像面(撮像面)上に結像された2つの画像(エリアPA1,PA2の画像)の間で最適な画像を得られない領域DAが生じる場合がある(図4(a)、図4(b)参照)。   In the imaging apparatus employing the above-described non-telecentric optical system, when the distance between the reflecting mirror provided on the object side and the lens is not sufficient, for example, an area in which the amount of light is lost by the reflecting mirror occurs in the imaging areas A1 and A2. There may be a region DA in which an optimum image cannot be obtained between two images (images of areas PA1 and PA2) formed on the imaging surface (imaging surface) of the imaging device (imaging unit B21) ( FIG. 4 (a) and FIG. 4 (b)).

また、特許文献1に記載の撮像装置において、反射ミラーによる光量の損失を無くすためには、物体に近い位置に配置される全反射ミラー(側面反射ミラー)と結像レンズ手段との距離を長くすることを要し、撮像装置が大型になる。この距離が短い場合、光量の損失が比較的大きくなり、撮像面上の有効画像が小さくなるため、撮像素子から取り出される画像が低分解能となり、低い認識精度となる。例えば、これを補うためには、高画素数の撮像素子を要するが、撮像装置が高価となる。   Further, in the imaging apparatus described in Patent Document 1, in order to eliminate the loss of light amount due to the reflection mirror, the distance between the total reflection mirror (side reflection mirror) disposed near the object and the imaging lens unit is increased. Therefore, the imaging apparatus becomes large. When this distance is short, the loss of light quantity becomes relatively large and the effective image on the imaging surface becomes small. Therefore, the image taken out from the imaging element has a low resolution and low recognition accuracy. For example, to compensate for this, an image sensor with a high number of pixels is required, but the image pickup apparatus becomes expensive.

また、複数の撮像領域(撮像エリア)と結像レンズ手段との間の光学距離が異なる場合、各撮像領域について、鮮明な画像を得ることができない場合がある。   In addition, when the optical distances between the plurality of imaging areas (imaging areas) and the imaging lens unit are different, it may be impossible to obtain a clear image for each imaging area.

本発明は、このような問題に対処することを課題の一例とするものである。すなわち、簡単な構成で、2つの撮像エリアそれぞれからの光を1つの撮像部の撮像面上の2つのエリアに分けて結像させ鮮明な画像を得ることができる撮像装置を提供すること、小型の撮像装置を提供すること、上記撮像装置を備える実装部品撮像装置を提供すること、などを目的とする。   This invention makes it an example of a subject to cope with such a problem. That is, to provide an imaging device capable of obtaining a clear image by dividing the light from each of the two imaging areas into two areas on the imaging surface of one imaging unit with a simple configuration, It is an object of the present invention to provide an image pickup apparatus, a mounting component image pickup apparatus including the image pickup apparatus, and the like.

このような目的を達成するために、本発明による撮像装置は、以下の構成を少なくとも具備するものである。
第1の撮像エリアおよび第2の撮像エリアからの光を1つの撮像部に結像させる撮像装置であって、
前記第2の撮像エリアからの光を反射する第1の反射光学素子と、
前記第1の撮像エリアからの光を前記撮像部の撮像面上の第1のエリアに結像させるとともに、前記第1の反射光学素子により反射された前記第2の撮像エリアからの光を前記撮像部の撮像面上の第2のエリアに結像させる物体側テレセントリック光学系とを有し、 前記第1の反射光学素子は、前記第1の撮像エリアから前記撮像部の撮像面上の前記第2のエリアへ至る光路を遮蔽するとともに、前記第1の撮像エリアからの光を前記撮像部の撮像面上の前記第1のエリアのみに結像させるように構成され、前記第2の撮像エリアからの光を反射して前記第1の反射光学素子を介して前記物体側テレセントリック光学系へ入射させるとともに、該第2の撮像エリアから前記物体側テレセントリック光学系を介して前記撮像部へ至る光路長を、前記第1の撮像エリアから前記物体側テレセントリック光学系を介して前記撮像部へ至る光路長に一致させるように移動自在に配置された第2の反射光学素子を備え、前記第2の撮像エリアから前記物体側テレセントリック光学系へ至る光路が、前記第1の撮像エリアから前記物体側テレセントリック光学系へ至る光路を交差するように反射光学素子が配置されていることを特徴とする。
In order to achieve such an object, an imaging apparatus according to the present invention includes at least the following configuration.
An imaging device that forms an image of light from a first imaging area and a second imaging area on a single imaging unit,
A first reflective optical element that reflects light from the second imaging area;
The light from the first imaging area is imaged on the first area on the imaging surface of the imaging unit, and the light from the second imaging area reflected by the first reflective optical element is An object-side telecentric optical system that forms an image on a second area on the imaging surface of the imaging unit, wherein the first reflective optical element is located on the imaging surface of the imaging unit from the first imaging area. thereby shielding the optical path to the second area, is configured to image the light only to the first area on the imaging surface of the imaging unit from the first imaging area, the second imaging Light from an area is reflected and incident on the object-side telecentric optical system via the first reflective optical element, and reaches the imaging unit from the second imaging area via the object-side telecentric optical system. The optical path length, A second reflective optical element movably disposed so as to coincide with an optical path length from the first imaging area to the imaging unit via the object-side telecentric optical system, and from the second imaging area A reflection optical element is disposed so that an optical path to the object side telecentric optical system intersects an optical path from the first imaging area to the object side telecentric optical system .

また、本発明の実装部品撮像装置は、上記本発明の撮像装置を有することを特徴とする。   The mounted component imaging apparatus of the present invention includes the imaging apparatus of the present invention.

本発明によれば、簡単な構成で、2つの撮像エリアそれぞれからの光を1つの撮像部の撮像面上の2つのエリアに分けて結像させ鮮明な画像を得ることができる撮像装置を提供することができる。小型の撮像装置を提供することができる。上記撮像装置を備える実装部品撮像装置を提供することができる。   According to the present invention, there is provided an imaging apparatus capable of obtaining a clear image by dividing the light from each of the two imaging areas into two areas on the imaging surface of one imaging unit with a simple configuration. can do. A small imaging device can be provided. A mounting component imaging device including the imaging device can be provided.

本発明の実施形態に係る撮像装置の一例を示す模式図。1 is a schematic diagram illustrating an example of an imaging apparatus according to an embodiment of the present invention. 撮像装置の撮像部における画像の一例を示す図。FIG. 3 is a diagram illustrating an example of an image in an imaging unit of an imaging apparatus. 本発明の他の実施形態に係る撮像装置の一例を示す模式図。The schematic diagram which shows an example of the imaging device which concerns on other embodiment of this invention. 従来の非テレセントリック光学系(レンズ群等)を有する撮像装置の一例を説明するための図、(a)は非テレセントリック光学系を介して撮像面(結像面)に結像された画像の一例を示す図、(b)は非テレセントリック光学系の模式図。The figure for demonstrating an example of the imaging device which has the conventional non-telecentric optical system (a lens group etc.), (a) is an example of the image imaged on the imaging surface (imaging surface) via the non-telecentric optical system (B) is a schematic diagram of a non-telecentric optical system.

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。
本発明の実施形態は図示の内容を含むが、これのみに限定されるものではない。なお、以後の各図の説明で、既に説明した部位と共通する部分は同一符号を付して重複説明を一部省略する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
The embodiment of the present invention includes the contents shown in the drawings, but is not limited to this. In the following description of each drawing, parts that are common to the parts that have already been described are assigned the same reference numerals, and duplicate descriptions are partially omitted.

図1は本発明の実施形態に係る撮像装置100の一例を示す模式図である。図2は撮像装置100の撮像部における画像の一例を示す図である。   FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an example of an imaging apparatus 100 according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram illustrating an example of an image in the imaging unit of the imaging apparatus 100.

本発明の実施形態に係る撮像装置100は、反射光学素子1(第1の反射光学素子)と、反射光学素子2(第2の反射光学素子)と、物体側テレセントリック光学系30と、撮像部21と、などを有する。
撮像部21は、遮光性の暗箱部12内に配置されている。撮像部21は、例えば、CCD、CMOS、MOSなどの撮像素子で構成されている。本実施形態では、2つの撮像エリアA1,A2からの光がそれぞれ、共通の物体側テレセントリック光学系30を介して1つの撮像部21の撮像面(結像面)上の2つのエリアPA1,PA2に分かれて結像される。本発明の実施形態に係る撮像装置100では、撮像部21の撮像面上において、2つの撮像エリアA1,A2からの光量が損失する部分Dが非常に小さくなるように、又は、光量が損失する部分Dがないように構成されている。
An imaging apparatus 100 according to an embodiment of the present invention includes a reflective optical element 1 (first reflective optical element), a reflective optical element 2 (second reflective optical element), an object-side telecentric optical system 30, and an imaging unit. 21 and the like.
The imaging unit 21 is disposed in the light-shielding dark box 12. The imaging unit 21 is configured by an imaging element such as a CCD, CMOS, or MOS, for example. In the present embodiment, the light from the two imaging areas A1 and A2 respectively passes through the common object-side telecentric optical system 30 and the two areas PA1 and PA2 on the imaging surface (imaging surface) of one imaging unit 21. The images are divided into two. In the imaging apparatus 100 according to the embodiment of the present invention, on the imaging surface of the imaging unit 21, the portion D where the light amount from the two imaging areas A1 and A2 is lost becomes very small, or the light amount is lost. It is configured so that there is no portion D.

本実施形態では、第1の撮像エリアA1は物体側テレセントリック光学系30の前方(物体側)に配置されているとともに、物体側テレセントリック光学系30の光軸に略垂直な面内に位置する。第2の撮像エリアA2は第1の撮像エリアA1と物体側テレセントリック光学系30の間に配置されているとともに、物体側テレセントリック光学系30の光軸に対して傾斜した面内に位置する。
反射光学素子1,2は、第1の撮像エリアA1および第2の撮像エリアA2と、物体側テレセントリック光学系30との間に配置されている。反射光学素子1,2は、例えば、全反射ミラーなどで構成されている。
In the present embodiment, the first imaging area A1 is disposed in front of the object side telecentric optical system 30 (object side) and is located in a plane substantially perpendicular to the optical axis of the object side telecentric optical system 30. The second imaging area A2 is disposed between the first imaging area A1 and the object side telecentric optical system 30, and is located in a plane inclined with respect to the optical axis of the object side telecentric optical system 30.
The reflective optical elements 1 and 2 are disposed between the first imaging area A1 and the second imaging area A2 and the object side telecentric optical system 30. The reflective optical elements 1 and 2 are composed of, for example, a total reflection mirror.

物体側テレセントリック光学系30は、レンズなどの光学素子5〜8、開口絞りとしての絞り部9、レンズなどの光学素子10,11などを有する。詳細には、物体側から像面側に向けて、物体側及び像面側に凸面を向けた正の屈折力をもつ両凸形状の第1レンズとしての光学素子5、像面側に凹面を向けた正の屈折力をもつメニスカス形状の第2レンズとしての光学素子6、物体側及び像面側に凸面を向けた正の屈折力をもつ両凸形状の第3レンズとしての光学素子7、この第3レンズ(光学素子7)に接合され、物体側及び像面側に凹面を向けた負の屈折力をもつ両凹形状の第4レンズとしての光学素子8、像面側に凸面を向けた正の屈折力をもつ凸メニスカス形状の第5レンズとしての光学素子10、物体側及び像面側に凸面を向けた正の屈折力をもつ両凸形状の第6レンズとしての光学素子11が光軸に沿って順次に配列されている。第4レンズとしての光学素子8と第5レンズとしての光学素子10との間で、所定の口径をもつ開口絞りとしての絞り部9が配置されている。
尚、物体側テレセントリック光学系30は、上記形態に限られるものではなく、任意の形態であってもよく、被撮像体や外部環境などに応じた態様であってもよい。
The object side telecentric optical system 30 includes optical elements 5 to 8 such as lenses, an aperture portion 9 as an aperture stop, optical elements 10 and 11 such as lenses, and the like. Specifically, from the object side to the image surface side, the optical element 5 as a biconvex first lens having a positive refractive power with the convex surface facing the object side and the image surface side, and a concave surface on the image surface side. An optical element 6 as a meniscus second lens having a positive refractive power toward the optical element 7, and an optical element 7 as a biconvex third lens having a positive refractive power with a convex surface directed toward the object side and the image plane side, The optical element 8 as a bi-concave fourth lens having a negative refractive power, which is cemented to the third lens (optical element 7) and has concave surfaces directed to the object side and the image surface side, and has a convex surface directed to the image surface side. An optical element 10 as a convex meniscus fifth lens having positive refractive power, and an optical element 11 as a biconvex sixth lens having positive refractive power with the convex surfaces facing the object side and the image side. They are sequentially arranged along the optical axis. Between the optical element 8 as the fourth lens and the optical element 10 as the fifth lens, a diaphragm portion 9 as an aperture diaphragm having a predetermined aperture is disposed.
Note that the object-side telecentric optical system 30 is not limited to the above-described form, and may be in any form, and may be in a form according to an object to be imaged or an external environment.

本実施形態では、この配列構成において、物体側テレセントリック光学系30の第1レンズとしての光学素子5の前方(物体側)には、反射光学素子1、反射光学素子2が配置されている。物体側テレセントリック光学系30の第6レンズとしての光学素子10の後方(像面側)には、CCDなどの撮像部21の撮像面(像面)が配置されている。   In the present embodiment, in this arrangement configuration, the reflective optical element 1 and the reflective optical element 2 are arranged in front of the optical element 5 (object side) as the first lens of the object side telecentric optical system 30. An imaging surface (image surface) of the imaging unit 21 such as a CCD is disposed behind the optical element 10 as the sixth lens of the object side telecentric optical system 30 (image surface side).

物体側テレセントリック光学系30は、第1の撮像エリアA1からの光を撮像部21の撮像面上の第1のエリアPA1に結像させるように構成されている。詳細には、第1の撮像エリアA1からの光は、物体側テレセントリック光学系30の第1のレンズとしての光学素子5の一部分に入射された後、撮像部21の撮像面上の第1のエリアPA1に結像させるように構成されている。   The object side telecentric optical system 30 is configured to form an image of light from the first imaging area A1 in the first area PA1 on the imaging surface of the imaging unit 21. Specifically, the light from the first imaging area A1 is incident on a part of the optical element 5 as the first lens of the object side telecentric optical system 30, and then the first on the imaging surface of the imaging unit 21. An image is formed on the area PA1.

第2の撮像エリアA2からの光は、全反射ミラーとしての反射光学素子2で反射され、且つ、全反射ミラーとしての反射光学素子1で反射された後、物体側テレセントリック光学系30に入射する。
また、反射光学素子1は、第1の撮像エリアA1から撮像部21の撮像面上の第2のエリアPA2へ至る光路を遮蔽する。具体的には、反射光学素子1は、第1の撮像エリアA1からの光を、物体側テレセントリック光学系30の第1のレンズの物体側の面のうち、第2の撮像エリアA2からの光の通る領域へ入射することを防止する位置に配置されている。反射光学素子1は、第1の撮像エリアA1からの光を、撮像部21の撮像面上の第1のエリアPA1のみに、結像させるように規制する構成となっている。つまり、反射光学素子1は、光学素子5側(像面側)の面が反射面であり、物体側の面が遮蔽部となっている。
また、反射光学素子1は、第1の撮像エリアA1からの光を、物体側テレセントリック光学系30の第1のレンズの物体側の面のうち、第2の撮像エリアA2からの光の通る領域以外の領域へ入射させるように配置されている。
The light from the second imaging area A2 is reflected by the reflection optical element 2 as a total reflection mirror, and after being reflected by the reflection optical element 1 as a total reflection mirror, enters the object side telecentric optical system 30. .
In addition, the reflective optical element 1 blocks an optical path from the first imaging area A1 to the second area PA2 on the imaging surface of the imaging unit 21. Specifically, the reflective optical element 1 converts light from the first imaging area A1 into light from the second imaging area A2 in the object-side surface of the first lens of the object-side telecentric optical system 30. It is arrange | positioned in the position which prevents injecting into the area | region which passes. The reflective optical element 1 is configured to restrict the light from the first imaging area A1 to form an image only in the first area PA1 on the imaging surface of the imaging unit 21. That is, in the reflecting optical element 1, the surface on the optical element 5 side (image surface side) is a reflecting surface, and the object side surface is a shielding part.
The reflective optical element 1 is a region through which light from the second imaging area A2 passes through light from the first imaging area A1 on the object side surface of the first lens of the object side telecentric optical system 30. It arrange | positions so that it may inject into area | regions other than.

また、反射光学素子1は、第2の撮像エリアA2からの光を、物体側テレセントリック光学系30の第1のレンズの物体側の面のうち、第1の撮像エリアA1からの光の通る領域へ入射することを防止する位置に配置されている。   The reflective optical element 1 is a region through which light from the first imaging area A1 passes through the object-side surface of the first lens of the object-side telecentric optical system 30 through the light from the second imaging area A2. It is arrange | positioned in the position which prevents entering.

本実施形態に係る撮像装置100は、第2の撮像エリアA2から物体側テレセントリック光学系30へ至る光路が、第1の撮像エリアA1から物体側テレセントリック光学系30へ至る光路を交差するように反射光学素子(反射光学素子1,反射光学素子2)が配置されている。
詳細には、反射光学素子1と反射光学素子2が所定の間隔をあけて配置され、且つ、反射光学素子1と反射光学素子2の間に、第1の撮像エリアA1から物体側テレセントリック光学系30の第1のレンズとしての光学素子5へ至る光路が位置するように構成されている。
第2の撮像エリアA2からの光は、第1の撮像エリアA1から物体側テレセントリック光学系30の光学素子5へ至る光路に交差して、反射光学素子2により反射され、再度、第1の撮像エリアA1から物体側テレセントリック光学系30の光学素子5へ至る光路に交差したのち反射光学素子1に入射し、反射光学素子1で反射されて、物体側テレセントリック光学系30の第1のレンズとしての光学素子5に入射される。
The imaging apparatus 100 according to the present embodiment reflects the optical path from the second imaging area A2 to the object side telecentric optical system 30 so that the optical path from the first imaging area A1 to the object side telecentric optical system 30 intersects. Optical elements (reflection optical element 1, reflection optical element 2) are arranged.
Specifically, the reflective optical element 1 and the reflective optical element 2 are arranged at a predetermined interval, and between the reflective optical element 1 and the reflective optical element 2, the first imaging area A1 to the object side telecentric optical system. The optical path to the optical element 5 as the first lens 30 is positioned.
The light from the second imaging area A2 intersects the optical path from the first imaging area A1 to the optical element 5 of the object side telecentric optical system 30, is reflected by the reflective optical element 2, and is again the first imaging. After crossing the optical path from the area A1 to the optical element 5 of the object side telecentric optical system 30, the light enters the reflection optical element 1, is reflected by the reflection optical element 1, and serves as the first lens of the object side telecentric optical system 30. The light enters the optical element 5.

また、反射光学素子2は、第2の撮像エリアA2からの光を反射して反射光学素子1(第1の反射光学素子)を介して物体側テレセントリック光学系30へ入射させるとともに、第2の撮像エリアA2から物体側テレセントリック光学系30を介して撮像部21へ至る光路長を、第1の撮像エリアA1から物体側テレセントリック光学系30を介して撮像部21へ至る光路長に一致させるように移動自在に配置されている。
また、反射光学素子2は、第2の撮像エリアA2からの光を反射して反射光学素子1(第1の反射光学素子)を介して物体側テレセントリック光学系30へ至る光路長と、第1の撮像エリアA1から物体側テレセントリック光学系30へ至る光路長と一致するように移動自在に配置されている。
本実施形態では、反射光学素子2は、その反射面が、第1の撮像エリアA1から物体側テレセントリック光学系30へ至る光路に対して略平行に配置されており、第1の撮像エリアA1から物体側テレセントリック光学系30へ至る光路に対して略直交する方向に移動自在に配置されている。こうすることにより、撮像部21の撮像面上の各エリアPA1,PA2に鮮明な画像を結像させることができる。
The reflective optical element 2 reflects light from the second imaging area A2 and makes it incident on the object-side telecentric optical system 30 via the reflective optical element 1 (first reflective optical element). The optical path length from the imaging area A2 to the imaging unit 21 via the object side telecentric optical system 30 is made to coincide with the optical path length from the first imaging area A1 to the imaging unit 21 via the object side telecentric optical system 30. It is arranged to move freely.
The reflective optical element 2 reflects the light from the second imaging area A2, and passes through the reflective optical element 1 (first reflective optical element) to the object side telecentric optical system 30 and the first optical path length. The optical path length from the imaging area A1 to the object side telecentric optical system 30 is movably arranged.
In the present embodiment, the reflecting optical element 2 has a reflecting surface disposed substantially parallel to the optical path from the first imaging area A1 to the object side telecentric optical system 30, and from the first imaging area A1. It is arranged so as to be movable in a direction substantially orthogonal to the optical path to the object side telecentric optical system 30. By doing so, it is possible to form a clear image in each of the areas PA1 and PA2 on the imaging surface of the imaging unit 21.

反射光学素子1(第1の反射光学素子)は、反射光学素子2の移動距離に応じて、反射光学素子2で反射した第2の撮像エリアA2からの光を、物体側テレセントリック光学系30へ入射させるように角度調整自在に構成されている。この場合、反射光学素子2の移動により光路が僅かにずれた場合であっても、反射光学素子2で反射した第2の撮像エリアA2からの光を、物体側テレセントリック光学系30へ入射させて撮像部21の第2のエリアPA2に確実に結像させることができる。   The reflective optical element 1 (first reflective optical element) transmits light from the second imaging area A2 reflected by the reflective optical element 2 to the object-side telecentric optical system 30 according to the moving distance of the reflective optical element 2. The angle is adjustable so as to be incident. In this case, even if the optical path is slightly shifted due to the movement of the reflective optical element 2, the light from the second imaging area A2 reflected by the reflective optical element 2 is incident on the object side telecentric optical system 30. An image can be reliably formed in the second area PA2 of the imaging unit 21.

上記実施形態の撮像装置100の動作を説明する。
第1の撮像エリアA1からの光は、1つの物体側テレセントリック光学系30に入射された後、1つの撮像部21の撮像面上の第1のエリアPA1に結像する。
第2の撮像エリアA2からの光は、全反射ミラーとしての反射光学素子2で反射され、且つ、全反射ミラーとしての反射光学素子1で反射された後、同一の物体側テレセントリック光学系30に入射された後、1つの撮像部21の撮像面上の第2のエリアPA2に結像する。
第1の撮像エリアA1から撮像部21の第1のエリアPA1に至る光路長と、第2の撮像エリアA2から撮像部21の第2のエリアPA2に至る光路長を一致させるように調整する場合、反射光学素子2を移動させることでこの調整を行うことができる。この場合、反射光学素子1の角度を微調整することで、光路のずれを補正する。
The operation of the imaging apparatus 100 of the above embodiment will be described.
Light from the first imaging area A1 is incident on one object-side telecentric optical system 30, and then forms an image on the first area PA1 on the imaging surface of one imaging unit 21.
The light from the second imaging area A2 is reflected by the reflection optical element 2 as a total reflection mirror and after being reflected by the reflection optical element 1 as a total reflection mirror, and then enters the same object side telecentric optical system 30. After being incident, an image is formed on the second area PA2 on the imaging surface of one imaging unit 21.
When adjusting so that the optical path length from the first imaging area A1 to the first area PA1 of the imaging unit 21 matches the optical path length from the second imaging area A2 to the second area PA2 of the imaging unit 21 This adjustment can be performed by moving the reflective optical element 2. In this case, the optical path deviation is corrected by finely adjusting the angle of the reflective optical element 1.

<本発明の他の実施形態>
図3は本発明の他の実施形態に係る撮像装置100Bの一例を示す模式図である。
本実施形態の撮像装置100Bは、直交する2つの撮像エリアA1,A2を同時に撮像するように光学系が構成されており、例えば、第1の撮像エリアA1および第2の撮像エリアA2に共通の1つの被撮像体を配置し、1つの被撮像体を異なる角度から撮像することができる。尚、第1の撮像エリアA1と第2の撮像エリアA2の角度が90°に設定された例を説明するが、この角度は任意の角度であってもよい。図1に示した実施形態と同じ構成などについては説明を省略する。
<Other Embodiments of the Present Invention>
FIG. 3 is a schematic diagram showing an example of an imaging apparatus 100B according to another embodiment of the present invention.
The imaging apparatus 100B of the present embodiment has an optical system configured to simultaneously capture two orthogonal imaging areas A1 and A2, and, for example, is common to the first imaging area A1 and the second imaging area A2. One object to be imaged can be arranged, and one object to be imaged can be imaged from different angles. Although an example in which the angle between the first imaging area A1 and the second imaging area A2 is set to 90 ° will be described, this angle may be an arbitrary angle. The description of the same configuration as that of the embodiment shown in FIG.

本発明の実施形態に係る撮像装置100Bは、全反射ミラーなどの反射光学素子3、全反射ミラーなどの反射光学素子4を有する。
反射光学素子4はその反射面が像面側に形成され、第1の撮像エリアA1からの光を反射して、反射光学素子3に入射するように配置されている。反射光学素子3は、反射光学素子4からの光を反射して、物体側テレセントリック光学系30に入射するように配置されている。
つまり、上記実施形態の撮像装置100と比較すると、撮像装置100Bでは第2の撮像エリアA2の位置またはその近傍位置の第1の撮像エリアA1からの光を、全反射ミラーなどの反射光学素子4、反射光学素子3により物体側テレセントリック光学系30に入射することができる。
このように、撮像装置100Bは、撮像装置100と比較して、物体側テレセントリック光学系30の軸方向に沿った長さを短くすることができ、小型の撮像装置100Bを提供することができる。
The imaging apparatus 100B according to the embodiment of the present invention includes a reflection optical element 3 such as a total reflection mirror and a reflection optical element 4 such as a total reflection mirror.
The reflection optical element 4 has a reflection surface formed on the image plane side, and is disposed so as to reflect light from the first imaging area A1 and enter the reflection optical element 3. The reflective optical element 3 is disposed so as to reflect the light from the reflective optical element 4 and to enter the object side telecentric optical system 30.
That is, as compared with the imaging apparatus 100 of the above embodiment, the imaging apparatus 100B converts the light from the first imaging area A1 at the position of the second imaging area A2 or a position near the second imaging area A2 into the reflective optical element 4 such as a total reflection mirror. The reflecting optical element 3 can enter the object side telecentric optical system 30.
As described above, the imaging apparatus 100B can shorten the length along the axial direction of the object-side telecentric optical system 30 as compared with the imaging apparatus 100, and can provide a small-sized imaging apparatus 100B.

<実装部品撮像装置>
上記本発明に係る撮像装置100,100Bは、例えば、基板等に実装される部品を実装前に撮像し、その部品の正誤を確認する、部品の位置を確認する、などの処理を行うために用いられる。詳細には、吸着ノズルにより電子部品などの部品を吸着してピックアップし、その部品を基板等の所定位置に移動させて実装する部品実装装置に、実装部品撮像装置として本発明に係る撮像装置100,100Bを採用している。部品実装装置は、撮像装置により部品や吸着ノズルなどを撮像し、得られた画像データに基づいて部品と吸着ノズルとの相対的な位置関係を特定し、部品の僅かな位置ずれを補正することで、部品を基板等に高精度に実装することができる。
<Mounted component imaging device>
For example, the imaging devices 100 and 100B according to the present invention image a component mounted on a board or the like before mounting, and perform processing such as checking the correctness of the component or checking the position of the component. Used. Specifically, the imaging device 100 according to the present invention is used as a mounting component imaging device in a component mounting device that picks up and picks up a component such as an electronic component by a suction nozzle and moves the component to a predetermined position such as a substrate. , 100B is adopted. The component mounting apparatus captures an image of a component, a suction nozzle, and the like with an imaging device, specifies the relative positional relationship between the component and the suction nozzle based on the obtained image data, and corrects a slight positional deviation of the component. Thus, the component can be mounted on the substrate or the like with high accuracy.

以上、説明したように、本発明に係る撮像装置は、第1の撮像エリアA1および第2の撮像エリアA2からの光を1つの撮像部21の撮像面上の別々のエリアPA1,PA2に結像させる。この撮像装置は、第2の撮像エリアA2からの光を反射する全反射ミラーとしての反射光学素子1と、第1の撮像エリアA1からの光を撮像部21の撮像面上の第1のエリアPA1に結像させるとともに、反射光学素子1により反射された第2の撮像エリアA2からの光を撮像部21の撮像面上の第2のエリアPA2に結像させる物体側テレセントリック光学系30とを有する。反射光学素子1は、第1の撮像エリアA1から撮像部21の撮像面上の第2のエリアPA2へ至る光路を遮蔽するとともに、第1の撮像エリアA1からの光を撮像部21の撮像面上の第1のエリアPA1のみに結像させるように規制する構成となっている。
つまり、各撮像エリアA1,A2からの光を、1つの物体側テレセントリック光学系30を介して1つの撮像部21の撮像面上の2つのエリアPA1,PA2に分けて結像させ鮮明な画像を得ることができる小型の撮像装置を提供することができる。
詳細には、撮像部21の撮像面上において、光量が損失する部分Dを非常に小さくすることができ、各エリア毎に鮮明な画像を得ることができる。
As described above, the imaging apparatus according to the present invention couples light from the first imaging area A1 and the second imaging area A2 to the separate areas PA1 and PA2 on the imaging surface of one imaging unit 21. Let me image. The imaging apparatus includes a reflective optical element 1 as a total reflection mirror that reflects light from the second imaging area A2, and a first area on the imaging surface of the imaging unit 21 that reflects light from the first imaging area A1. An object-side telecentric optical system 30 that forms an image on the PA 1 and forms an image on the second area PA 2 on the imaging surface of the imaging unit 21 with the light from the second imaging area A 2 reflected by the reflective optical element 1. Have. The reflective optical element 1 shields the optical path from the first imaging area A1 to the second area PA2 on the imaging surface of the imaging unit 21, and also reflects the light from the first imaging area A1 on the imaging surface of the imaging unit 21. It is configured to restrict the image to be formed only in the upper first area PA1.
That is, the light from each imaging area A1, A2 is divided into two areas PA1, PA2 on the imaging surface of one imaging unit 21 via one object-side telecentric optical system 30 to form a clear image. A small imaging device that can be obtained can be provided.
Specifically, on the imaging surface of the imaging unit 21, the portion D where the amount of light is lost can be made extremely small, and a clear image can be obtained for each area.

例えば、撮像部21に低画素数の撮像素子を採用した場合であっても、各画像の認識に必要な分解能を確保することができ、高画質の撮像素子を使用する必要がなく、高性能で安価な撮像装置を提供することができる。   For example, even when a low-pixel-number image sensor is used for the image pickup unit 21, the resolution necessary for recognizing each image can be ensured, and it is not necessary to use a high-quality image sensor. And an inexpensive imaging device can be provided.

また、本発明の実施形態に係る撮像装置は、物体側テレセントリック光学系30と、全反射ミラーなどの反射光学素子2,1の位置関係を調整可能に構成されている。詳細には、反射光学素子2は、第2の撮像エリアA2からの光を反射して反射光学素子1(第1の反射光学素子)を介して物体側テレセントリック光学系30へ入射させるとともに、第2の撮像エリアA2から物体側テレセントリック光学系30を介して撮像部21へ至る光路長を、第1の撮像エリアA1から物体側テレセントリック光学系30を介して撮像部21へ至る光路長に一致させるように移動自在に配置されている。また、反射光学素子1の角度を微調整することで、光路のずれを補正する。
このように、各光路長が一致するように容易に調整することができ、第1の撮像エリアA1,第2の撮像エリアA2からの光を、1つの物体側テレセントリック光学系30を介して1つの撮像部21の撮像面上の2つのエリアPA1,PA2に分けて結像させ鮮明な画像を得ることができる。
In addition, the imaging apparatus according to the embodiment of the present invention is configured to be able to adjust the positional relationship between the object side telecentric optical system 30 and the reflective optical elements 2 and 1 such as a total reflection mirror. Specifically, the reflective optical element 2 reflects the light from the second imaging area A2 and enters the object-side telecentric optical system 30 via the reflective optical element 1 (first reflective optical element). The optical path length from the second imaging area A2 to the imaging unit 21 via the object side telecentric optical system 30 is made to coincide with the optical path length from the first imaging area A1 to the imaging unit 21 via the object side telecentric optical system 30. It is arranged so that it can move freely. Further, the optical path shift is corrected by finely adjusting the angle of the reflective optical element 1.
As described above, the optical path lengths can be easily adjusted so as to coincide with each other, and light from the first imaging area A1 and the second imaging area A2 is transmitted through the single object-side telecentric optical system 30 as 1. A clear image can be obtained by forming an image in two areas PA1 and PA2 on the imaging surface of one imaging unit 21.

また、本発明の実施形態に係る撮像装置では、第2の撮像エリアA2からの光が、第1の撮像エリアA1から物体側テレセントリック光学系30の光学素子5へ至る光路に交差して、反射光学素子2により反射され、再度、第1の撮像エリアA1から物体側テレセントリック光学系30の光学素子5へ至る光路に交差したのち反射光学素子1に入射し、反射光学素子1で反射されて、物体側テレセントリック光学系30の第1のレンズとしての光学素子5に入射される。
このため、物体側テレセントリック光学系30の軸方向に沿った長さを短くすることができ、小型の撮像装置を提供することができる。
In the imaging device according to the embodiment of the present invention, the light from the second imaging area A2 intersects the optical path from the first imaging area A1 to the optical element 5 of the object side telecentric optical system 30, and is reflected. After being reflected by the optical element 2 and again intersecting the optical path from the first imaging area A1 to the optical element 5 of the object side telecentric optical system 30, it is incident on the reflective optical element 1 and is reflected by the reflective optical element 1. The light enters the optical element 5 as a first lens of the object side telecentric optical system 30.
For this reason, the length along the axial direction of the object side telecentric optical system 30 can be shortened, and a small imaging device can be provided.

また、上記本発明に係る撮像装置100,100Bを、電子部品などの部品を基板に実装する部品実装装置における実装部品撮像装置として採用することで、部品を基板などに実装する前に、撮像した部品の正誤を確認する、部品の位置を確認する、などの処理を容易行うことができる。   Further, by using the imaging devices 100 and 100B according to the present invention as a mounting component imaging device in a component mounting device that mounts a component such as an electronic component on a substrate, imaging is performed before the component is mounted on the substrate or the like. It is possible to easily perform processing such as checking the correctness of the parts, checking the position of the parts, and the like.

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。
また、上述の各図で示した実施形態は、その目的及び構成等に特に矛盾や問題がない限り、互いの記載内容を組み合わせることが可能である。
また、各図の記載内容はそれぞれ独立した実施形態になり得るものであり、本発明の実施形態は各図を組み合わせた一つの実施形態に限定されるものではない。
As described above, the embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to these embodiments, and there are design changes and the like without departing from the gist of the present invention. Is included in the present invention.
Further, the embodiments described in the above drawings can be combined with each other as long as there is no particular contradiction or problem in the purpose and configuration.
Moreover, the description content of each figure can become independent embodiment, respectively, and embodiment of this invention is not limited to one embodiment which combined each figure.

上述した実施形態の撮像装置は、2つの撮像エリアA1,A2からの光が反射光学系テレセントリック光学系を通って、撮像部の撮像面(結像面)に結像するように構成されていたが、この形態に限られるものではない。例えば、複数の撮像エリアからの光を撮像するように、撮像装置を構成してもよい。   The imaging device of the above-described embodiment is configured such that light from the two imaging areas A1 and A2 passes through the reflective optical system telecentric optical system and forms an image on the imaging surface (imaging surface) of the imaging unit. However, it is not limited to this form. For example, the imaging device may be configured to capture light from a plurality of imaging areas.

1…反射光学素子(全反射ミラー;第1の反射光学素子)、2…反射光学素子(全反射ミラー;第2の反射光学素子)、3…反射光学素子(全反射ミラー)、4…反射光学素子(全反射ミラー)、5…光学素子(第1のレンズ)、6…光学素子(第2のレンズ)、7…光学素子(第3のレンズ)、8…光学素子(第4のレンズ)、9…絞り部(開口絞り)、10…光学素子(第5のレンズ)、11…光学素子(第6のレンズ)、21…撮像部(撮像素子)、30…物体側テレセントリック光学系、100,100B…撮像装置。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Reflection optical element (total reflection mirror; 1st reflection optical element), 2 ... Reflection optical element (total reflection mirror; 2nd reflection optical element), 3 ... Reflection optical element (total reflection mirror), 4 ... Reflection Optical element (total reflection mirror), 5 ... Optical element (first lens), 6 ... Optical element (second lens), 7 ... Optical element (third lens), 8 ... Optical element (fourth lens) ), 9 ... Aperture part (aperture stop), 10 ... Optical element (fifth lens), 11 ... Optical element (sixth lens), 21 ... Imaging part (imaging element), 30 ... Object side telecentric optical system, 100, 100B: Imaging device.

Claims (3)

第1の撮像エリアおよび第2の撮像エリアからの光を1つの撮像部に結像させる撮像装置であって、
前記第2の撮像エリアからの光を反射する第1の反射光学素子と、
前記第1の撮像エリアからの光を前記撮像部の撮像面上の第1のエリアに結像させるとともに、前記第1の反射光学素子により反射された前記第2の撮像エリアからの光を前記撮像部の撮像面上の第2のエリアに結像させる物体側テレセントリック光学系と、を有し、
前記第1の反射光学素子は、前記第1の撮像エリアから前記撮像部の撮像面上の前記第2のエリアへ至る光路を遮蔽するとともに、前記第1の撮像エリアからの光を前記撮像部の撮像面上の前記第1のエリアのみに結像させるように構成され、
前記第2の撮像エリアからの光を反射して前記第1の反射光学素子を介して前記物体側テレセントリック光学系へ入射させるとともに、該第2の撮像エリアから前記物体側テレセントリック光学系を介して前記撮像部へ至る光路長を、前記第1の撮像エリアから前記物体側テレセントリック光学系を介して前記撮像部へ至る光路長に一致させるように移動自在に配置された第2の反射光学素子を備え、
前記第2の撮像エリアから前記物体側テレセントリック光学系へ至る光路が、前記第1の撮像エリアから前記物体側テレセントリック光学系へ至る光路を交差するように反射光学素子が配置されていることを特徴とする
撮像装置。
An imaging device that forms an image of light from a first imaging area and a second imaging area on a single imaging unit,
A first reflective optical element that reflects light from the second imaging area;
The light from the first imaging area is imaged on the first area on the imaging surface of the imaging unit, and the light from the second imaging area reflected by the first reflective optical element is An object-side telecentric optical system that forms an image on a second area on the imaging surface of the imaging unit,
The first reflective optical element shields an optical path from the first imaging area to the second area on the imaging surface of the imaging unit, and transmits light from the first imaging area to the imaging unit. Configured to form an image only in the first area on the imaging surface of
The light from the second imaging area is reflected and incident on the object side telecentric optical system via the first reflective optical element, and from the second imaging area via the object side telecentric optical system. A second reflective optical element movably disposed so as to match the optical path length to the imaging unit with the optical path length from the first imaging area to the imaging unit via the object side telecentric optical system; Prepared,
A reflective optical element is disposed so that an optical path from the second imaging area to the object side telecentric optical system intersects an optical path from the first imaging area to the object side telecentric optical system. An imaging device.
前記第1の反射光学素子は、前記第2の反射光学素子の移動距離に応じて、前記第2の反射光学素子で反射した前記第2の撮像エリアからの光を、前記物体側テレセントリック光学系へ入射させるように角度調整自在に構成されていることを特徴とする請求項に記載の撮像装置。 The first reflective optical element reflects light from the second imaging area reflected by the second reflective optical element according to a moving distance of the second reflective optical element, to the object side telecentric optical system. The image pickup apparatus according to claim 1 , wherein the image pickup apparatus is configured to be adjustable in angle so as to enter the light. 請求項1または請求項のいずれかに記載の撮像装置を備えた実装部品撮像装置。
Mounting component imaging device having an imaging device according to claim 1 or claim 2.
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