JPH08320450A - 暗視野照明装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 照度不足を起こすことなく照度ムラを低減し
て画像の読み込み不良を防止する暗視野照明装置を提供
する。 【構成】 この暗視野照明装置１は、撮像エリア４２内
のワーク８を照明する光源を円形状に配置した円形配置
光源３１とし、円形配置光源３１からの照射光をワーク
８に対して斜め方向から暗視野照明するように反射させ
る傾斜した円周状反射面３３を有する傾斜円周状反射ミ
ラー３２を用い、同傾斜円周状反射ミラー３２の反射面
３３を傾斜角の異なる複数面とし、反射面３３での反射
光を分散して撮像エリア４２内の周部４２ｂ，４２ｃに
も照射している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光源からの照射光をワ
ークに対して斜め方向から照射するように反射する傾斜
円周状反射ミラーを用いた暗視野照明装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】ワーク（被写体）に光源から照明光を照
射し、その反射光を受光側に配置した受光素子であるＣ
ＣＤで受光して画像を読み取る画像読み取り装置は既に
知られている。このような画像読み取り装置の照明装置
には、光源からの照射光を反射ミラーで反射してワーク
に対して斜め方向から照射し、被写体の凹凸部のエッジ
からの反射光だけを受光する暗視野照明が用いられてい
る。このような暗視野照明装置では、ワークに確実に照
射する目的から、光源からの照射光を反射面が単一傾斜
面とされた反射ミラーを用いてワークが通過する撮像エ
リアの中心部に照射している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このように
反射ミラーからの反射光を撮像エリアの中心部を中心に
照射すると、光源の光度分布と相まってエリア中央部が
明るく、エリア周部で暗くなるという照度ムラがある。
特に、光源に発光ダイオード等を用いた場合この現象が
顕著に現われる。また、単一傾斜面で光源からの照射光
を反射するので、ワークに対する反射光の照射角度が異
なり、ＣＣＤで受ける画像情報に影響がでる。さらに、
一般にガラス透過率は角度によって異なるので照度ムラ
の一要因となる。このような問題点を解決する対策とし
て、光源と反射ミラーの間に透過率を変化させる光学フ
ィルターを配置したり、反射ミラーの反射面に模様をプ
リントして反射率を変化させることにより照度ムラを低
減するという手法がある。しかし、これらの手法は、何
れも明るい部分を暗い部分に合わせるように反射率を変
化させているため、ワークに照射される光量を下げるこ
とになり、結果として撮像エリア内の照度不足による画
像の読み込み不良を招いてしまうおそれがある。本発明
の目的は、照度不足を起こすことなく照度ムラを低減し
て画像の読み込み不良を防止する暗視野照明装置を提供
することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】そこで、請求項１記載の
発明では、撮像エリア内のワークを照明する光源を円形
状に配置した円形配置光源とし、上記円形配置光源から
の照射光を、上記ワークに対して斜め方向から暗視野照
明するように反射させる傾斜した円周状反射面を有する
傾斜円周状反射ミラーを用いた暗視野照明装置におい
て、上記傾斜円周状反射ミラーの反射面を傾斜角度の異
なる複数面とした。請求項２記載の発明では、上記円形
配置光源をした同一円周状に配置した光源とし、上記傾
斜円周状反射ミラーの反射面を３段の傾斜角の異なる傾
斜円周状反射面に形成した。請求項３記載の発明では、
上記３段の傾斜円周状反射面における中段に位置する反
射面からの反射光が上記撮像エリアの中央部を主に照射
するように上記中段反射面の傾斜角を設定し、上記３段
の傾斜円周状反射面における上段に位置する反射面から
の反射光が上記中央部よりも上段反射面から遠方に位置
する上記撮像エリアの部位を主に照射するように上記上
段反射面の傾斜角を設定し、上記３段の傾斜円周状反射
面における下段に位置する反射面からの反射光が上記中
央部よりも下段反射面の近傍に位置する上記撮像エリア
の部位を主に照射するように上記下段反射面の傾斜角を
設定した。請求項４記載の発明では、上記円形配置光源
を内外２つの円周状に配置した広照射角の二重円周円形
配置光源とし、上記傾斜円周状反射ミラーの反射面を２
段の傾斜角の異なる傾斜円周状反射面に形成した。請求
項５記載の発明では、上記２つの円周状に配置した二重
円周円形配置光源のそれぞれの円周間に、上記二重円周
円形配置光源における外側に位置する円周円形配置光源
から上記ワークへの光路を遮るから円周状の遮蔽板を設
けた。請求項６記載の発明では、上記２段の傾斜円周状
反射面における上段に位置する反射面からの反射光を、
上記撮像エリアの中央部から同中央部よりも上段反射面
から遠方に位置する上記撮像エリアの部位までを主に照
射するように、上段反射面の傾斜角を設定し、上記２段
の傾斜円周状反射面における下段に位置する反射面から
の反射光を、上記下段反射面の近傍に位置する上記撮像
エリアの部位から上記撮像エリアの中央部までを主に照
射するように、上記下段反射面の傾斜角を設定した。請
求項７記載の発明では、上記ワークで反射されたワーク
反射画像光を受光する受光素子と、上記ワークと受光素
子の間に配置された対物レンズとを一体的に設けた受光
部フレームと、同受光機構部と上記円形配置光源との間
に配置され、上記暗視野照明装置の基部に固定されたベ
ースプレートと、上記受光部フレームを上記ベースプレ
ートに対して近接可能に支持する第１調整機構と、上記
対物レンズを受光素子に対して近接可能に支持する第２
調整機構とを有する受光機構部を、上記円形配置光源の
上方に配置した。

【０００５】

【作用】請求項１記載の発明によると、撮像エリア内の
ワークを照明する光源を円形状に配置した円形配置光源
とし、上記円形配置光源からの照射光を、上記ワークに
対して斜め方向から暗視野照明するように反射させる傾
斜した円周状反射面を有する傾斜円周状反射ミラーを用
いた暗視野照明装置において、上記傾斜円周状反射ミラ
ーの反射面を傾斜角度の異なる複数面としたので、上記
円形配置光源からの照射光が、傾斜円周状反射ミラーの
角反射面で撮像エリア内に分散されて反射されてワーク
に照射される。請求項２記載の発明によると、上記円周
配置光源を同一円周状に配置した光源とし、上記傾斜円
周状反射ミラーの反射面を３段の傾斜角の異なる傾斜円
周状反射面に形成したので、傾斜円周状反射ミラーへの
照射光が均一になると共に、同円周状反射ミラーの反射
面で反射される反射光が、３つの異なる傾斜角で撮像エ
リア内に分散されてワークに照射される。請求項３記載
の発明によると、上記３段の傾斜円周状反射面における
中段に位置する反射面からの反射光が上記撮像エリアの
中央部を主に照射するように上記中段反射面の傾斜角を
設定し、上記３段の傾斜円周状反射面における上段に位
置する反射面からの反射光が上記中央部よりも上段反射
面から遠方に位置する上記撮像エリアの部位を主に照射
するように上記上段反射面の傾斜角を設定し、上記３段
の傾斜円周状反射面における下段に位置する反射面から
の反射光が上記中央部よりも下段反射面の近傍に位置す
る上記撮像エリアの部位を主に照射するように上記下段
反射面の傾斜角を設定したので、従来光量が不足してい
た撮像エリアの周部に当たる撮像エリア中央部よりも下
段反射面の近傍に位置する上記撮像エリアの部位と、同
中央部よりも上段反射面から遠方に位置する上記撮像エ
リアの部位とに、上記下段反射面と上段反射面で反射さ
れる円周配置光源からの照射光が照射される。請求項４
記載の発明によると、上記円形配置光源を内外２つの円
周状に配置した広照射角の二重円周円形配置光源とし、
上記傾斜円周状反射ミラーの反射面を２段の傾斜角の異
なる傾斜円周状反射面に形成したので、傾斜円周状反射
ミラーへの照射光が多くなると共に、同円周状反射ミラ
ーの反射面で反射される反射光が、２つの異なる傾斜角
で撮像エリア内に分散されてワークに照射される。請求
項５記載の発明によると、上記２つの円周状に配置した
二重円周円形配置光源のそれぞれの円周間に、上記二重
円周円形配置光源における外側に位置する円周円形配置
光源から上記ワークへの光路を遮る円周状の遮蔽板を設
けたので、上記外側に位置する円周円形配置光源から照
射光が遮蔽板によって遮られて、上記ワークへの直接照
射が防止される。請求項６記載の発明によると、上記２
段の傾斜円周状反射面における上段に位置する反射面か
らの反射光を、上記撮像エリアの中央部から同中央部よ
りも上段反射面から遠方に位置する上記撮像エリアの部
位までを主に照射するように上段反射面の傾斜角を設定
し、上記２段の傾斜円周状反射面における下段に位置す
る反射面からの反射光を、上記下段反射面の近傍に位置
する上記撮像エリアの部位から上記撮像エリアの中央部
までを主に照射するように上記下段反射面の傾斜角を設
定したので、従来光量が不足していた撮像エリアの周部
に当たる撮像エリア中央部よりも下段反射面の近傍に位
置する上記撮像エリアの部位と、同中央部よりも上段反
射面から遠方に位置する上記撮像エリアの部位とに、上
記下段反射面と上段反射面で反射される二重円周円形配
置光源からの照射光が照射される。請求項７記載の発明
によると、上記ワークで反射されたワーク反射画像光を
受光する受光素子と、上記ワークと受光素子の間に配置
された対物レンズとを一体的に設けた受光部フレーム
と、同受光機構部と上記円形配置光源との間に配置さ
れ、上記暗視野照明装置の基部に固定されたベースプレ
ートと、上記受光部フレームを上記ベースプレートに対
して近接可能に支持する第１調整機構と、上記対物レン
ズを受光素子に対して近接可能に支持する第２調整機構
とを有する受光機構部を、上記円形配置光源の上方に配
置したので、傾斜円周状反射ミラーの異なる傾斜角度に
設定された複数の反射面で反射される円周配置光源また
は二重円周円形配置光源から照射光が撮像エリア内の周
部にも照射され、ワーク反射画像光が安定する。この安
定したワーク反射画像光は、受光素子によって受光され
る。受光部フレームが暗視野照明装置の基部に固定され
たベースプレートに対して第１調整機構により近接され
るので、基部に対して対物レンズの位置が移動して、ワ
ーク反射画像光の倍率調整が可能となる。対物レンズが
第２調整機構により受光素子に対して近接されて、受光
素子に対するワーク反射画像光の焦点調整が可能とな
る。

【０００６】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。図１に符号１で示す暗視野照明装置は、装置下方に
配置された搬送ベルト７によって搬送されるワークとし
てのコイン８の画像を照明する発光機構部３と、受光機
構部４とをそれぞれケース１００内に収納している。装
置の基部である底部１Ａには、図２にも示すように、軸
５，６を介してベースプレート２が固定されている。暗
視野照明装置１は、このベースプレート２によって発光
機構部３と受光機構部４とに分割されている。ベースプ
レート２の中央には、通過孔２ａが形成されている。底
板１Ａは、開口１０１を有するケース１００の底部１０
２に載せられており、開口１０１よりも大きい開口部１
Ｂが形成されている。この開口部１Ｂ内には、透明なガ
ラス板９が配置されていて開口１０１を塞いでいる。開
口１０１、開口部１Ｄ及び通過孔２ａは、同心状に配置
されている。

【０００７】受光機構部４は、ベースプレート２よりも
上方側に配置されていて、コイン８で反射された反射画
像光を受光する受光素子としてＣＣＤエリアセンサ１１
と、コイン８とＣＣＤエリアセンサ１１との間に配置さ
れた対物レンズ１２を保持するレンズホルダ１３とを一
体的に支持する受光部フレーム１４及び、第１調整機構
１５と第２調整機構１６とを備えている。

【０００８】ＣＣＤエリアセンサ１１は、ガラス板９の
中央部上方の定位置に、対物レンズ１２を介して受光部
フレーム１４の凹部１４ａ内に配備されている。ＣＣＤ
エリアセンサ１１には、後述する円形配置光源から照射
される照射光の、コイン８の突部８ａのエッジで反射す
る反射光の一部がレンズ１２を介して入射され、コイン
８の縮小像が結像されるようになっている。このＣＣＤ
エリアセンサ１１の電極１１Ａは、ＣＣＤ基板１７を介
して図示しない画像解析部に接続されている。画像解析
部は、ＣＣＤエリアセンサ１１に結像される光像からコ
イン８の種類を判別するもので、識別対称となるコイン
情報が記憶されている。ＣＣＤエリアセンサ１１は、中
間板１８を挟んでＣＣＤ基板１７にハンダ付けされてい
る。ＣＣＤ基板１７は、中間板１８にねじ１９で固定さ
れると共に、図示しないねじ等の手段により受光部フレ
ーム１４にに固定されている。

【０００９】レンズホルダ１３は、その両端を開口され
ていて、凹部１４ａと連通するように、ベースプレート
２に向かって突設した筒部１４ｂ内部に回転自在に挿入
されている。レンズホルダ１３の内部には、対物レンズ
１２が第２保持機構１６によりＣＣＤエリアセンサ１１
に対して近接可能に保持されている。この筒部１４ｂの
下端１４ｃは、開口されている。

【００１０】第１調整機構１５は、ベースプレート２に
向かって突設された受光部フレーム１４のスリーブ２
０，２１に、ベースプレート２に植設した軸２２，２３
を摺動自在に挿入して受光部フレーム１４をベースプレ
ート２に対して近接可能としている。スリーブ２０，２
１には、軸２２，２３に係合するイモねじ２４，２５が
螺合しており、このイモねじ２４，２５を締めて軸２
２，２３と係合させることで受光部フレーム１４の位置
固定を行なっている。すなわち、受光部フレーム１４を
ベースプレート２に対して摺動させて対物レンズ１２と
ワーク８との距離を変えることで、倍率調整可能となっ
ている。

【００１１】第２調整機構１６は、図１に２点鎖線で示
すレンズホルダ１３に設けた傾斜溝２６に、レンズ１２
に植設したピン２７を係合させていて、筒部１４ｂから
レンズホルダ１３まで達する調整孔２８に図示しない調
整棒を挿入し、レンズホルダ１３を回転させることで、
レンズ１２をＣＣＤエリアセンサ１１に対して近接可能
としている。そして、レンズホルダ１３を貫通するねじ
孔２９にイモねじ３０を締めこんでレンズ１２をレンズ
ホルダ１３に対して固定している。

【００１２】発光機構部３は、ベースプレート２とガラ
ス板９との間に配置されていて、円形配置光源としての
発光ダイオード（以下、「ＬＥＤ」と記す）３１、ＬＥ
Ｄ３１からの照明光をコイン８に対して斜め方向から暗
視野照明するように反射させる反射面３３を有する傾斜
円周状反射ミラー３２及び、ＬＥＤ３１からコイン８へ
の直接照射を遮断するカバー３４とを有している。

【００１３】カバー３４は、矢印Ｌで示す装置の上下方
向に位置する両側を開口された筒状部材であって、ベー
スプレート２にねじ３５で固定されており、ガラス板９
と対物レンズ１２との間に配置されている。固定側とな
るカバー３４の開口３４ａは、開口２ａと略同径の開口
径とされている。カバー３４の外周は、反射防止処理を
施されている。カバー３４の下方端３４ｂは、下方に向
かって末広がりに傾斜して形成されており、その先端に
鍔部３４ｃを形成している。この鍔部３４ｃには、上方
に延出するボス部３７が一体形成されている。

【００１４】ＬＥＤ３１は、ねじ３８でボス部３７に固
定されるリング状のホルダ板３６に、図２に示すように
円形に複数配置され、その光軸中心３１ａを底面１Ｃに
対して垂直に設けている。ＬＥＤ３１の電極３１ｃは、
ＬＥＤ制御基板３９と接続している。ＬＥＤ制御基板３
９は、スリーブ４０を介してホルダ板３６にねじ４１で
固定されている。また、各ＬＥＤ３１は、ホルダ板３６
からの突出量を略一定となるように固定されている。な
お、ＬＥＤ３１には、広照射角のもの、すなわち半値角
の大きいものを採用するのが好ましい。

【００１５】傾斜円周状反射ミラー３２は、ＬＥＤ３１
からの照射光をコイン８に対して斜めに照射するもの
で、ガラス板９の外側周部に環状に周設され、かつ、Ｌ
ＥＤ３１と対向配置されている。反射面３３は反射ミラ
ー３２の内周に、傾斜角の異なる複数面として設けられ
ており、ここでは、上段反射面３３ａ、中段反射面３３
ｂ、下段反射面３３ｃの３段とされている。上段反射面
３３ａ、中段反射面３３ｂ、下段反射面３３ｃは、図５
に示すように、その傾斜角θ１、θ２、θ３がそれぞれ
異なっていて、傾斜円周状反射面として形成されてい
る。

【００１６】中段反射面３３ｂの傾斜角θ２は、図４に
示すように、同反射面３３ｂからの反射光Ｂ２を開口１
０１の範囲内に位置する撮像エリア４２の中央部４２ａ
を主に照射するように設定されている。上段反射面３３
ａの傾斜角θ１は、図３に示すように、同反射面３３ａ
からの反射光Ｂ１を、中央部４２ａよりも上段反射面３
３ａから遠方に位置する撮像エリア４２の周部４２ｂを
主に照射するように設定されている。下段反射面３３ｃ
の傾斜角θ３は、同反射面３３ｃからの反射光Ｂ３を、
中央部４２ａよりも下段反射面３３ｃの近傍に位置する
撮像エリア４２の周部４２ｃを主に照射するように設定
されている。

【００１７】ここでの遠方側に位置する周部４２ｂ及び
近傍の周部４２ｃとは、図１において左方に位置する反
射面３３ａ，３３ｃを基準として述べているが、右方に
位置する反射面３３ａ，３３ｃを基準として場合反対と
なる。つまり、遠方側とは、各反射面と対向する側の撮
像エリア４２の部位を指し、近傍とは、各反射面側に位
置する撮像エリア４２の部位を指す。なお、本実施例で
は、図１の左方に示す反射面３３を基準として説明して
いく。

【００１８】上段反射面３３ａ、中段反射面３３ｂ、下
段反射面３３ｃは、それぞれ撮影エリア４２内に反射す
る反射光が互いに平行光に近くなるようにその傾斜角θ
１、θ２、θ３が設定されると共に、ワーク８の突起８
ａに対して反射光が１０°から２０°の照射角で照射さ
れるように設定されている。

【００１９】このような構成の暗視野照明装置１による
と、ＬＥＤ３１が発光して照射光が照射されると、図３
に示すように、上段反射面３３ａと下段反射面３３ｃと
で反射されて、反射光Ｂ１およびＢ３がそれぞれ撮影エ
リア４２の周部４２ｂと周部４２ｃに向かって反射され
る。また、中段反射面３３ｂでの反射光Ｂ２は、図４に
示すように、撮影エリア４２の中央部４２ａを中心に照
射されることになる。従って、従来、光源からの照射光
が不足しがちであった撮影エリア４２の周部４２ｂ，４
２ｃが照射されるので、撮像エリア４２内の光度分布が
図６に示すように、撮像エリア４２全体に及ぶことにな
り、撮像エリア４２内の照度ムラが低減されることにな
る。なお、図６に破線で示す曲線は、従来の撮像エリア
内の光度分布を示す。

【００２０】撮像エリア４２内に照射された反射光Ｂ
１、Ｂ２、Ｂ３は、それぞれ図１に示すコイン８の突起
８ａで反射され、反射画像光として鍔付円頭部材３４内
を通って対物レンズ１２を介しＣＣＤエリアセンサ１１
上に、対物レンズ１２の倍率に応じた光像として結像さ
れる。ＣＣＤエリアセンサ１１に取り込まれた光像は、
ＣＣＤエリアセンサ１１につながる図示しない画像解析
部によって解析され、コイン８の別類が判別される。こ
の時、ＬＥＤ３１からの照射光は、鍔部１２ｃによって
コイン８への直接照射が妨げられるので、コイン８から
のワーク反射画像光の誤差が少なくなり、コイン判別誤
差が少なくなる。

【００２１】このように、反射面３３を複数の傾斜角を
持つ反射面３３ａ、３３ｂ、３３ｃとすることで、ＬＥ
Ｄ３１からの照射光の撮像エリア４２に対する照射範囲
を広くすることができる。よって、ＬＥＤ３１と反射面
３３との間に透過率を変化させる光学フィルターを配置
したり、あるいは反射面３３に模様をプリントして反射
率を変化させる等の手法を用いなくとも撮像エリア４２
内の照度ムラを低減できる。

【００２２】本実施例では、照射光の透過率や反射率を
変化させるのではなく、照射光量はそのままで反射面３
３の反射角を変えて撮像エリア４２内の光度分布を均一
化することで照度ムラを低減するので、撮像エリア４２
内の照度不足が解消される。また、撮像エリア４２内に
対する反射光を互いにを平行光に近くなるように反射す
るので、従来の反射面が単一傾斜角度の反射ミラーを用
いる場合よりも、撮像エリア４２内のコイン８に対して
均一に照射光を照射できる。このことから、コイン８か
らＣＣＤエリアセンサ１１への反射画像光が安定して、
照度不足や照度ムラの発生による画像の読み込み不良を
低減することができる。なお、ここでは、受光素子をＣ
ＣＤエリアセンサ１１として説明したが、ラインセンサ
であっても構わない。

【００２３】次に本発明の第２実施例について説明す
る。図７に示す暗視野照明装置５０は、第１実施例にお
ける発光機構部３を変形したもので、他の構成は第１実
施例の暗視野照明装置１と同一構成を採る。従って、第
２実施例の受光機構部４を構成する部材には、第１実施
例と同一符号を付しその説明は省略する。また、発光機
構部においても、第１実施例と共通する部材には、第１
実施例と同一符号を付しその説明は省くこととする。

【００２４】暗視野照明装置５０は、装置の基部である
底部５０Ａに、図２にも示すように、軸５，６を介して
ベースプレート２が固定されている。底板５０Ａは、開
口１０１を有するケース１００の底部１０２に載せられ
ており、開口１０１よりも大きい開口部５１が形成され
ている。

【００２５】第２実施例における発光機構部３’は、ベ
ースプレート２とガラス板９との間に配置されていて、
二重円周円形配置光源としての発光ダイオード（以下、
「ＬＥＤ」と記す）３１０、３１１、同ＬＥＤ３１０、
３１１からの照明光をコイン８に対して斜め方向から暗
視野照明するように反射させる反射面３３０を有する傾
斜円周状反射ミラー３２０、ＬＥＤ３１１からコイン８
への直接照射を遮断する円周状の遮蔽板３４０とを有す
る点にその特徴がある。

【００２６】ＬＥＤ３１０，３１１は、ねじ３８でボス
部３７に固定されるリング状のホルダ板３６０に、それ
ぞれ内外２つの円周状に複数配置され、かつ、その光軸
中心３１０ａ、３１１ａを底部５０Ａに垂直となるよう
に設けられていている。各ＬＥＤ３１０、３１１は、ホ
ルダ板３６０からの突出量を略一定とされて、ＬＥＤ制
御基板３９と接続している。ＬＥＤ制御基板３９は、ス
リーブ４０を介してホルダ板３６０にねじ４１で固定さ
れている。また、ＬＥＤ３１１は、ＬＥＤ３１０よりも
多く配置されている。なお、ＬＥＤ３１０，３１１に
は、広照射角のものを採用するのが好ましい。

【００２７】遮蔽板３４０は連続する環状部材であっ
て、内側に円周状に配置されたＬＥＤ３１０とその外側
に円周状に配置されたＬＥＤ３１１との円周間に位置す
るホルダ板３６０に、底部５０Ａ側に向かって突設され
ている。この遮蔽板３４０の突出量ｈは、図９に示すよ
うに、ＬＥＤ３１１からコイン８への直接照射光の光路
上に設けられている。

【００２８】傾斜円周状反射ミラー３２０は、ＬＥＤ３
１０、３１１からの照射光をコイン８に対して斜めに照
射するもので、ガラス板９の外側周部に環状に周設され
ている。反射面３３０は、反射ミラー３２０の内周に上
段反射面３３０ａと下段反射面３３０ｃの２段に形成さ
れており、ＬＥＤ３１０，３１１に対向配置されてい
る。上段反射面３３０ａと下段反射面３３０ｃとは平坦
面３３０ｂを介して連続しており、図１１に示すよう
に、上段反射面３３０ａの傾斜角θ４及び下段反射面３
３０ｃの傾斜角θ５を異なる傾斜角に設定されている。

【００２９】上段反射面３３０ａの傾斜角θ４は図９に
示すように、同反射面３３０ａからの反射光Ｂ４を開口
１０１の範囲内に位置する撮像エリア４２の中央部４２
ａから同中央部４２ａよりも遠方に位置する撮像エリア
の周部４２ｂまでを主に照射するように設定されてい
る。下段反射面３３０ｃの傾斜角θ５は図１０に示すよ
うに、同反射面３３０ｃからの反射光Ｂ５を、中央部４
２ａから同中央部４２ａよりも下段反射面３３０ｃの近
傍に位置する撮像エリアの周部４２ｃまでを主に照射す
るように設定されている。

【００３０】ここでの遠方側に位置する周部４２ｂ及び
近傍の周部４２ｃとは、図７において左方に位置する反
射面３３０ａ，３３０ｃを基準として述べているが、右
方に位置する反射面３３０ａ，３３０ｃを基準として場
合反対となる。つまり、遠方側とは、各反射面と対向す
る側の撮像エリア４２の部位を指し、近傍とは、各反射
面側に位置する撮像エリア４２の部位を指す。なお、本
実施例では、図７の左方に示す反射面３３０を基準とし
て説明をしている。

【００３１】上段反射面３３０ａ、下段反射面３３０ｃ
は、それぞれ撮影エリア４２に反射する反射光Ｂ４、Ｂ
５が互いに平行光に近くなるようにその傾斜角θ４、θ
５が設定されると共に、コイン８の突起８ａに対して反
射光が１０°から２０°の照射角で照射されるように設
定されている。

【００３２】このような構成の暗視野照明装置５０によ
ると、ＬＥＤ３１０、３１１が発光して照射光が照射さ
れると、図９に示すように、ＬＥＤ３１１からの照射光
が上段反射面３３０ａで反射されて、反射光Ｂ４が撮影
エリア４２の中央部４２ａから周部４２ｂに向かって反
射される。また、ＬＥＤ３１０からの照射光は、下段反
射面３３０ｃで反射されて、図１０に示すように、反射
光Ｂ５として撮影エリア４２の中央部４２ａから周部４
２ｃを中心に照射されることになる。従って、従来、光
源からの照射光が不足しがちであった撮影エリア４２の
周部４２ｂ，４２ｃが照射されるので、撮像エリア４２
内の光度分布が図１２に示すように、撮像エリア４２全
体に及ぶことになり、撮像エリア４２内の照度ムラが低
減されることになる。図１２に破線で示す曲線は、従来
の光度分布を示す。

【００３３】特にここでは、内側ＬＥＤ３１０からの照
射光を、撮像エリア４２の中央部４２ａから下段反射面
３３０ｃに近い周部４２ｃにかけて照射するので、ＬＥ
Ｄ３１０の比較的透過率の多い部分が照射され、周部４
２ｃに十分な照度を与えることができる。また、撮像エ
リア４２の中央部４２ａから上段反射面３３０ａから遠
い周部４２ｄにかけては、内側のＬＥＤ３１０よりも数
多く配置した外側のＬＥＤ３１１の照射光を照射するの
で、反射面３３０ａから離れた周部４２ｂにも十分な照
度を与えることができる。

【００３４】撮像エリア４２内に照射された反射光Ｂ
４、Ｂ５は、それぞれ図７に示すコイン８の突起８ａで
反射され、反射画像光として鍔付円頭部材３４内を通っ
て対物レンズ１２を介しＣＣＤエリアセンサ１１上に、
対物レンズ１２の倍率に応じた光像として結像される。
ＣＣＤエリアセンサ１１に取り込まれた光像は、ＣＣＤ
エリアセンサ１１につながる図示しない画像解析部によ
って解析され、コイン８の別類が判別される。この時、
内側のＬＥＤ３１０からの照射光は鍔部１２ｃによっ
て、外側のＬＥＤ３１１からの照射光は遮蔽板３４０に
よってそれぞれコイン８への直接照射が妨げられるの
で、コイン８からのワーク反射画像光の誤差が少なくな
り、コイン判別誤差が少なくなる。

【００３５】このように、反射面３３０を複数の傾斜角
を持つ反射面３３０ａ、３３０ｃとすることで、ＬＥＤ
３１０、３１１からの照射光の撮像エリア４２に対する
照射範囲を広くすることができ、従来のように、ＬＥＤ
３１０、３１１と反射面３３０との間に、透過率を変化
させる光学フィルターを配置したり、あるいは反射面３
３０に模様をプリントして反射率を変化させる等の手法
を用いなくとも撮像エリア４２内の照度ムラを低減でき
る。

【００３６】本実施例では、照射光の透過率や反射率を
変化させるのではなく、照射光量はそのままで反射面３
３０の反射角を変えて撮像エリア４２内の光度分布を均
一化することで照度ムラを低減するので、撮像エリア４
２内の照度不足が解消される。また、撮像エリア４２内
に対する反射光Ｂ４、Ｂ５を互いにを平行光に近くなる
ように反射するので、従来の反射面が単一傾斜角度の反
射ミラーを用いる場合よりも、撮像エリア４２内のコイ
ン８に対して均一に照射光を照射できる。このことか
ら、コイン８からＣＣＤエリアセンサ１１への反射画像
光が安定して、照度不足や照度ムラの発生による画像の
読み込み不良を低減することができる。なお、ここで
は、受光素子をＣＣＤエリアセンサ１１として説明した
が、ラインセンサであっても構わない。

【００３７】

【発明の効果】請求項１、２、４記載の発明によれば、
円形配置光源からの照射光が、傾斜円周状反射ミラーの
各反射面で撮像エリア内の異なる方向に向かって反射さ
れてワークに照射されるので、撮像エリアの照度ムラを
同撮像エリアに照射される照射光量を低減することなく
実現でき、同撮像エリアにおける照度不足を改善するこ
とができる。請求項３、６記載の発明によれば、従来光
量が不足していた撮像エリアの周部に当たる撮像エリア
中央部よりも下段反射面の近傍に位置する上記撮像エリ
アの部位と、同中央部よりも上段反射面から遠方に位置
する上記撮像エリアの部位とに、円周配置光源からの照
射光が照射される。従って、撮像エリア内に照射される
照射光量を低減することなく、同撮像エリアにおける照
度不足を改善することができる。請求項５記載の発明に
よれば、外側に位置する円周円形配置光源から照射光が
遮蔽板によって遮られて、上記ワークへの直接照射が防
止されるので、ワークで反射されるワーク反射画像光が
安定し、読み取り不良の低減につながる。請求項７記載
の発明によれば、傾斜円周状反射ミラーの異なる傾斜角
度に設定された複数の反射面で反射される円周配置光源
または二重円周円形配置光源から照射光が、撮像エリア
内の周部にも照射されるので、受光素子に入射するワー
ク反射画像光が安定し、画像読み込み不良の低減につな
がる。また、第１調整機構により受光部フレームがベー
スプレートに対して近接されて装置の基部に対して対物
レンズの位置が移動するので、ワーク反射画像光の倍率
が変化できる。さらに、対物レンズが第２調整機構によ
り受光素子に対して近接するので、受光素子に対するワ
ーク反射画像光の焦点を調整できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す暗視野照明装置の構
成図である。

【図２】発光機構部の構成を示す一部破断平面図であ
る。

【図３】傾斜円周状反射ミラーの構成と、同ミラーにお
ける上段と下段の反射面の作用を示す部分拡大図であ
る。

【図４】傾斜円周状反射ミラーを構成する中段反射面の
作用を示す部分拡大図である。

【図５】傾斜円周状反射ミラーの反射面とその傾斜角を
示す拡大図である。

【図６】第１実施例による撮像エリア内の光度分布の特
性を示す図である。

【図７】本発明の第２実施例を示す暗視野照明装置の構
成図である。

【図８】第２実施例の要部である二重円周円形配置光源
を有する発光機構部の構成を示す一部破断平面図であ
る。

【図９】第２実施例の要部である傾斜円周状反射ミラー
の構成と同ミラーの上段反射面の作用を示す部分拡大図
である。

【図１０】第２実施例の要部である傾斜円周状反射ミラ
ーの下段反射面の作用を示す部分拡大図である。

【図１１】第２実施例における傾斜円周状反射ミラーの
反射面とその傾斜角を示す拡大図である。

【図１２】第２実施例による撮像エリア内の光度分布の
特性を示す図である。

【符号の説明】

１、５０ 暗視野照明装置 ２ ベースプレート ３、３’ 発光機構部 ４ 受光機構部 ８ ワーク １１ 受光素子（ＣＣＤエリアセン
サ） １２ 対物レンズ １３ レンズホルダ １４ 受光部フレーム １５ 第１調整機構 １６ 第２調整機構 ３１ 円形配置光源（発光ダイオー
ド） ３１０ 内側円形配置光源（発光ダイ
オード） ３１１ 外側円形配置光源（発光ダイ
オード） ３２、３２０ 傾斜円周状反射ミラー ３３、３３０ 反射面 ３３ａ、３３０ａ 上段反射面 ３３ｂ 中段反射面 ３３ｃ、３３０ｃ 下段反射面

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】撮像エリア内のワークを照明する光源を円
   形状に配置した円形配置光源とし、上記円形配置光源か
   らの照射光を、上記ワークに対して斜め方向から暗視野
   照明するように反射させる傾斜した円周状反射面を有す
   る傾斜円周状反射ミラーを用いた暗視野照明装置であっ
   て、 上記傾斜円周状反射ミラーの反射面を傾斜角度の異なる
   複数面としたことを特徴とする暗視野照明装置。
2. 【請求項２】上記円形配置光源を同一円周状に配置した
   の光源とし、上記傾斜円周状反射ミラーの反射面を３段
   の傾斜角の異なる傾斜円周状反射面に形成したことを特
   徴とする請求項１記載の暗視野照明装置。
3. 【請求項３】上記３段の傾斜円周状反射面における中央
   段に位置する反射面からの反射光が上記撮像エリアの中
   央部を主に照射するように、上記中段反射面の傾斜角を
   設定し、 上記３段の傾斜円周状反射面における上段に位置する反
   射面からの反射光が上記中央部よりも、同上段反射面か
   ら遠方に位置する上記撮像エリアの部位を主に照射する
   ように、上記上段反射面の傾斜角を設定し、 上記３段の傾斜円周状反射面における下段に位置する反
   射面からの反射光が上記中央部よりも、同下段反射面の
   近傍に位置する上記撮像エリアの部位を主に照射するよ
   うに、上記下段反射面の傾斜角を設定したことを特徴と
   する請求項２記載の暗視野照明装置。
4. 【請求項４】上記円形配置光源を内外２つの円周状に配
   置した広照射角の二重円周円形配置光源とし、上記傾斜
   円周状反射ミラーの反射面を２段の傾斜角の異なる傾斜
   円周状反射面に形成したことを特徴とする請求項１記載
   の暗視野照明装置。
5. 【請求項５】上記２つの円周状に配置した二重円周円形
   配置光源のそれぞれの円周間に、上記二重円周円形配置
   光源における外側に位置する円周円形配置光源から上記
   ワークへの光路を遮る円周状の遮蔽板を設けたことを特
   徴とする請求項４記載の暗視野照明装置。
6. 【請求項６】上記２段の傾斜円周状反射面における上段
   に位置する反射面からの反射光が上記撮像エリアの中央
   部から同中央部よりも上段反射面から遠方に位置する上
   記撮像エリアの部位までを主に照射するように、上段反
   射面の傾斜角を設定し、 上記２段の傾斜円周状反射面における下段に位置する反
   射面からの反射光が上記下段反射面の近傍に位置する上
   記撮像エリアの部位から上記撮像エリアの中央部までを
   主に照射するように、上記下段反射面の傾斜角を設定し
   たことを特徴とする請求項４または５記載の暗視野照明
   装置。
7. 【請求項７】上記ワークで反射されたワーク反射画像光
   を受光する受光素子と、上記ワークと受光素子の間に配
   置された対物レンズとを一体的に設けた受光部フレーム
   と、同受光機構部と上記円形配置光源との間に配置さ
   れ、上記暗視野照明装置の基部に固定されたベースプレ
   ートと、上記受光部フレームを上記ベースプレートに対
   して近接可能に支持する第１調整機構と、上記対物レン
   ズを受光素子に対して近接可能に支持する第２調整機構
   とを有する受光機構部が、上記円形配置光源の上方に配
   置されたことを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記
   載の暗視野照明装置。