KR20240104014A - 다양한 조명 구조에 대한 공통 렌즈 어레이를 갖춘 카메라 조명 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 물체(192)들을 검출하기 위한 카메라(130)에 관한 것이며, 상기 카메라(130)는 (a) 카메라(130)의 물체 평면(230a)에 위치하는 물체(192)를 조명하기 위한 조명 장치(240); 및 (b) 상기 조명 장치(240)에 의해 조명된 물체(192)의 이미지를 캡처하기 위한 카메라 센서(285)를 포함한다. 상기 조명 장치(240)는 (a1) 제 1 조명 각도에서 제 1 조명 광(352)으로 물체(192)를 조명하기 위한 다수의 제 1 광원(351)들을 갖는 제 1 조명 구조(350); (a2) 상기 제 1 조명 각도와는 다른 제 2 조명 각도에서 제 2 조명광(362)으로 물체(192)를 조명하기 위한 다수의 제 2 광원(361)들을 갖는 제 2 조명 구조(360); 및 (a3) 상기 제 1 조명광(352)을 시준하고 상기 제 2 조명광(362)을 시준하기 위한 다수의 개별 렌즈(355)들을 갖는 광학 렌즈 어레이(354)를 포함한다. 각각의 개별 렌즈(355)에는 적어도 하나의 제 1 광원(351)이 할당되고, 각각의 개별 렌즈(355)에는 적어도 2개의 제 2 광원(361)들이 할당된다. 본 발명은 또한 2개의 이러한 카메라(130)를 갖는 카메라 시스템(125) 및 적어도 하나의 이러한 카메라(130)를 갖는 배치 기계에 관한 것이다.

Description

다양한 조명 구조에 대한 공통 렌즈 어레이를 갖춘 카메라 조명 장치{CAMERA LIGHTING DEVICE WITH A COMMON LENS ARRAY FOR DIFFERENT LIGHTING STRUCTURES}

본 발명은 일반적으로 산업 생산 기술에서 자동화된 프로세스를 모니터링하는 카메라 기술 분야에 관한 것이다. 본 발명은 특히 전자 부품을 광학적으로 검출하기 위한 카메라에 관한 것이며, 상기 카메라는 (i) 전자 부품을 조명하기 위한 조명 장치 및 (ii) 상기 조명 장치에 의해 조명된 전자 부품의 이미지를 캡처하기 위한 카메라 센서를 갖는다. 본 발명은 또한 (적어도) 그러한 카메라를 갖는 부품 캐리어에 자동 배치를 위한 배치 헤드에 관한 것이다. 본 발명은 또한 (적어도) 그러한 배치 헤드를 갖는 배치 기계에 관한 것이다.

배치 기계를 이용한 부품 캐리어의 자동 배치 시, 전자 부품들은 배치 헤드에 의해 부품 공급장치로부터 픽업되어 배치 기계의 배치 영역으로 이송되고 거기서 해당 부품 캐리어의 미리 정해진 부품 설치 위치에 배치된다. 예를 들어, 부품 공급 장치로부터 배치 영역으로 이송되는 동안 배치 헤드의 부품 홀딩 장치에 의해 홀딩되는 부품의 위치와 각도 위치를 검출하기 위해, 배치 헤드에 부착된 카메라가 사용된다. 이러한 방식으로 각도 위치와 위치는 배치를 위한 추가 시간 손실 없이 검출될 수 있으며, 각도 위치는 관련 부품이 올바른 방향으로 부품 캐리어에 배치되도록 부품 홀딩 장치의 회전에 의해 조정될 수 있다.

배치 헤드에 부착된 카메라에는 일반적으로 검출할 부품을 조명하는 조명 장치가 있으므로 짧은 노출 지속 시간으로 부품의 충분히 밝은 이미지가 캡처될 수 있다. 적합한 조명 장치는 일반적으로 다수의 조명 구조들을 포함하며, 각 조명 구조는 특정 조명 각도에서 검출할 부품을 조명한다. 조명 구조는 적어도 하나의 광원, 일반적으로 적어도 하나의 발광 다이오드(LED), 및 일반적으로 상기 광원에 의해 방출된 조명 광을 시준하는 적어도 하나의 조명 광학 장치를 포함한다.

각각의 조명 각도와 그에 따른 각각의 조명 구조는 이미지 처리를 위해 다른 물체 특성을 강조해야 하는 과제를 갖는다. 물체, 즉 전자 부품과 관련하여 조명 구조들의 서로 다른 공간 배열에 의해 서로 다른 조명 각도가 생성될 수 있다. 예를 들어, 평평하고 먼 조명 구조는 적어도 약 0°의 각도로 물체에 닿는 가파른 조명을 생성한다. 적절한 조명 광학 장치들을 갖는, 물체로부터 서로 다른 거리에 배열된 링형 조명 구조들은 예를 들어 30°내지 80°의 각도를 갖는 "링 라이트(ring lights)"를 생성할 수 있다.

조명에 필요한 밝기는 그에 상응하는 많은 수의 광원들에 의해 달성될 수 있다.

비교적 작은 LED를 광원으로 사용하더라도, 고휘도를 위해서는 많은 수의 LED가 필요하기 때문에 비교적 큰 설치 공간이 필요하다. 또한, 다양한 조명 구조들의 조명 광학 장치들과 조명 광의 각각의 빔 경로도 조명 광을 물체에 효율적으로 "방향을 맞추기 위해" 비교적 큰 공간을 필요로 한다. 그 결과, 조명 장치를 갖춘 카메라의 전체 설치 공간이 커지고, 이 설치 공간은 전자 부품의 광학 검출을 위해 배치 헤드에 "예약"되어야 한다. 원형 링 캐리어에 배열되어 하나의 회전 축을 중심으로 함께 회전할 수 있는 다수의 부품 홀딩 장치들을 갖는 소위 터릿 배치 헤드에서, 카메라의 설치 공간이 크다는 것은 (i) 전자 부품들이 부품 공급 장치로부터 픽업될 수 있고 및/또는 (ii) 픽업된 전자 부품들이 관련 부품 캐리어에 배치될 수 있는, 원형 링 캐리어 상의 부품 홀딩 장치에 대한 회전 각도 범위가 감소된다는 것을 의미한다. 이는 배치 헤드의 배치 성능, 즉 특정 기간 내에 픽업하여 배치할 수 있는 전자 부품의 수에 부정적인 영향을 미칠 수 있다.

본 발명의 과제는 (i) 다양한 조명 각도에 대해 잘 시준된 밝은 조명을 가능하게 하는 조명 장치를 포함하며 (ii) 그럼에도 컴팩트한 설치 공간에서 실현될 수 있는 물체, 특히 전자 부품을 광학적으로 검출하기 위한 카메라를 제공하는 것이다.

상기 과제는 독립 청구항들의 대상들에 의해 해결된다. 본 발명의 바람직한 실시예들은 종속 청구항들에 기술되어 있다.

본 발명의 제 1 양태에 따르면, 물체들, 특히 전자 부품들을 광학적으로 검출하기 위한 카메라가 제공된다. 상기 카메라는 (a) 카메라의 물체 평면에 위치한 물체를 조명하기 위한 조명 장치; 및 (b) 상기 조명 장치에 의해 조명된 물체의 이미지를 캡처하기 위한 카메라 센서를 포함한다. 조명 장치는 (b1) 제 1 조명 각도에서 제 1 조명 광으로 물체를 조명하기 위한 다수의 제 1 광원들을 갖는 제 1 조명 구조; (b2) 상기 제 1 조명 각도와는 다른 제 2 조명 각도에서 제 2 조명광으로 물체를 조명하기 위한 다수의 제 2 광원들을 갖는 제 2 조명 구조; 및 (b3) 상기 제 1 조명광을 시준하고 상기 제 2 조명광을 시준하기 위한 다수의 개별 렌즈들을 갖는 광학 렌즈 어레이를 포함한다. 본 발명에 따르면, 각각의 개별 렌즈에는 적어도 하나의 제 1 광원이 할당되고, 각각의 개별 렌즈에는 적어도 2개의 제 2 광원들이 할당된다.

상기 카메라는, 서로 다른 각도에서 물체의 조명을 보장하는 제 1 조명광과 제 2 조명광을 모두 시준하기 위해 광학 렌즈 어레이의 개별 렌즈들을 공동으로 사용함으로써, 작은 설치 공간에서도 조명의 광빔들의 시준이 구현될 수 있다는 인식에 기초한다. 또한, 공통 렌즈 어레이를 사용하면 광학 구성요소들의 수, 특히 광빔의 시준에 필요한 광학 장치의 수가 줄어든다.

마이크로렌즈 어레이라고도 하는 상기 렌즈 어레이는 적어도 2개의 개별 렌즈들을 갖는다. 2개의 조명 광에 의해 2개의 공간 방향을 따라 특히 균일한 조명을 달성하기 위해, 렌즈 어레이는 제곱수의 개별 렌즈들을 가질 수 있다. 카메라의 광축에 수직인 방향을 따라, 상기 카메라의 작은 디자인은 정확히 4개의 개별 렌즈(및 4배의 적어도 하나의 제 1 광원)들을 갖는 렌즈 어레이에 의해 달성될 수 있다. 카메라의 광축은 제 1 및/또는 제 2 조명광에 대한 광축일 수 있다. 물론, 카메라의 광축은 측정광 또는 카메라 센서 상의 물체의 광학 이미지에 대한 것일 수도 있다.

본 명세서에서 균일한 조명은 특히 카메라의 (조명 장치의) 광축에 수직으로 물체의 모든 부분 영역들이 적어도 거의 동일한 광 강도로 조명되는 방식으로 물체를 조명하는 조명을 의미하는 것으로 이해된다. 이를 통해 관련 물체가 특히 안정적으로 검출된다.

본 명세서에서 조명 각도는 반드시 정확하게 정의된 단일 각도를 의미하지는 않는다. 오히려, 두 조명 각도는 예를 들어 결코 완벽하지 않은 광학 시준으로 인해 목표 각도 주위의 특정 각도 범위 또는 특정 각도 스펙트럼을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 제 1 조명 광의 광빔들과 제 2 조명 광의 광빔들 사이에 중첩이 없도록, 2개의 각도 범위가 선택되고 2개의 조명 각도가 서로 다르다. 제 1 조명 광에 대한 상기 각도 범위는 예를 들어 ±3°(플러스/마이너스 3°), ±6°, 또는 필요한 경우 ±12"일 수 있다. 제 1 조명 광이 예를 들어 약 0°(0 도)의 제 1 조명 각도를 갖는 가파른 조명이고 제 2 조명 광이 예를 들어 약 30°의 제 2 조명 각도를 갖는 약간 더 평평한 조명인, 실시예에서, 제 2 조명 광에 대한 각도 범위가 제 1 조명 광에 대한 각도 범위보다 (훨씬) 더 큰 것이 바람직하다. 제 2 조명 광에 대한 각도 범위는 예를 들어 ±10°(플러스/마이너스 1°), ±15° 또는 필요한 경우 ±20°일 수 있다.

본 명세서에서 0°의 조명 각도는 카메라의 (조명 장치의) 광축에 평행하게 물체에 수직으로 닿는 조명 광빔을 의미한다. 따라서, 거의 90°의 조명 각도는 광축에 거의 수직인 조명에 해당하므로 매우 비스듬하거나 평평한 조명에 해당한다.

제 1 광원들 및/또는 제 2 광원들은 바람직하게는 발광 다이오드(LED)들이다. 더 바람직하게는 LED들은 각각 적어도 3.0루멘의 광속을 갖는 소위 고출력 발광 다이오드(High Power LED)이다. 특히 높은 광속을 달성하기 위해 청색 스펙트럼 범위의 LED가 사용될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 각각의 개별 렌즈의 광축에 관련하여, 할당된 적어도 하나의 제 1 광원은 할당된 적어도 2개의 제 2 광원보다 광축에 더 가깝게 배열된다. 결과적으로, 제 1 조명광에 의한 물체의 비교적 가파른 조명과 제 2 조명광에 의한 물체의 약간 더 평평한 조명이 (적어도 하나의) 제 1 광원을 사용하여 바람직하고 간단한 방식으로 이루어질 수 있다.

하나 이상의 제 1 광원, 예를 들어 4개의 제 1 광원이 사용되는 경우, 이들은 가능한 한 광축에 가깝게 배열되어야 하며 바람직하게는 각각의 개별 렌즈의 광축에 대칭적으로 배열되어야 한다. 이렇게 하면 물체에 가파른 조명이 생성될 수 있다.

본 발명의 추가 실시예에 따르면, 각각의 개별 렌즈에는 정확히 하나의 제 1 광원이 할당된다. 이는 제 1 광원이 광축 내에 또는 광축 상에 정확하게 배열될 수 있다는 이점을 갖는다. 이로 인해 물체에 매우 가파른 조명(0°의 각도에서도)이 생성될 수 있다.

본 발명의 추가 실시예에 따르면, 적어도 하나의 개별 렌즈는 비구면 렌즈, 특히 비회전대칭 렌즈이다.

표면이 구형 세그먼트 형상에서 벗어난 개별 렌즈를 사용하면, 두 조명 구조에 의해 특히 균일한 조명이 달성될 수 있다. 적합한 비구면 형상은 소위 자유형 렌즈에 의해 구현될 수 있으며, 이는 제 1 조명광과 제 2 조명광의 굴절 또는 시준이 전체(그리고 콤팩트하게 구현된) 조명 장치의 기하학적 구조에 최적으로 맞춰질 수 있게 한다.

바람직하게는, 모든 개별 렌즈들이 비구면 렌즈이다. 일부 실시예에서는 모든 비구면 렌즈가 동일하다. 이는 동일한 형상의 3차원( 굴절) 표면을 가지고 있음을 의미한다. 다른 실시예에서, 적어도 2개의 개별 렌즈들은 서로 다르다. 즉, 이들은 서로 다른 3차원 (굴절) 표면을 갖는다.

적절하게 설계되거나 형상화된 자유형 개별 렌즈를 사용하면, 제 1 조명광과는 달리, 제 2 조명광에 대해 비교적 넓은 각도 스펙트럼이 생성될 수 있다. 이는 예를 들어, 25°~ 35°범위, 20°~ 40° 범위 또는 10°~ 40°범위의 조명 각도를 가질 수 있다.

본 발명의 추가 실시예에 따르면, 제 1 광원과 제 2 광원은 모든 개별 렌즈들의 공통 초점면에 (적어도 대략적으로) 배열된다. 결과적으로, 조명 장치 및 전체 카메라는 카메라의 (조명 장치의) 광축에 평행한 방향을 따라 특히 컴팩트한 디자인으로 구현될 수 있다.

본 발명의 추가 실시예에 따르면, 제 1 광원과 제 2 광원은 공통 회로 기판에 배열되고 전기적으로 연결된다. 이는 설명된 카메라의 제조 공정을 바람직하게 단순화시킨다.

본 발명의 추가 실시예에 따르면, 렌즈 어레이는 공통 회로 기판에 직접 또는 간접적으로 조립된다. 렌즈 어레이는 광원과 마찬가지로 배치 기계를 이용한 자동 배치 공정을 통해 공통 회로 기판에 배치될 수 있다. 결과적으로, 카메라 생산이 단순화될 수 있을 뿐만 아니라, 특히 배치 기계의 일반적으로 높은 배치 정확도로 인해 렌즈 어레이와 개별 광원 사이의 매우 정확한 공간 정렬이 달성될 수 있다.

본 발명의 추가 실시예에 따르면, 제 1 광원은 각각 2차원의 규칙적인 그리드의 그리드 포인트에 배열되고, 제 2 광원은 2차원의 규칙적인 그리드의 추가 그리드 포인트에 적어도 대략 배열된다. 제 1 광원과 제 2 광원은 하나의 공통 평면에 배열된다. 공통 평면은 특히 전술한 공통 초점면일 수 있다.

이러한 맥락에서 규칙적인 그리드는 "단위 그리드 셀"을 갖는 그리드로 이해되어야 한다. 규칙적으로 서로 나란히 배열된 다수의 단위 그리드 셀은 규칙적인 그리드를 형성한다.

"단위 그리드 셀"은 예를 들어 5개의 그리드 포인트들로 구성될 수 있으며, 4개의 그리드 포인트들은 정사각형을 형성하고, 다른 중앙 그리드 포인트는 정사각형의 중앙에 면 중심에 위치한다. 중앙 그리드 포인트와 관련하여, 상기 4개의 그리드 포인트들은 (직접) 인접하는 그리드 포인드들이다.

대안적으로, 단위 그리드 셀은 순수한 정사각형 단위 셀일 수도 있다. 이 경우 공통 평면의 2차원 공간을 축에 평행한 정사각형 영역들로 완전히 분할하는 균일한 그리드이므로 인접한 두 그리드 포인트들 사이의 거리가 항상 동일하다. 이 경우 중앙 그리드 포인트는, 정사각형의 측면 가장자리를 따라, 4개의 가장 가까운 인접 그리드 포인트들을 갖고, 정사각형의 두 대각선을 따라, 중앙 그리드 포인트로부터 약간 더, 정확히는 2의 근만큼, 이격되어 있는 4개의 추가 인접 그리드 포인들을 갖는다.

2차원의 규칙적인 그리드에 제 1 광원과 제 2 광원을 배열하면 조명 장치의 빔 경로 계산이 용이해지는 이점이 있다. 이는 또한 전체 카메라의 구조적 구현을 용이하게 할 수 있다.

본 발명의 추가 실시예에 따르면, 하나의 제 1 광원의 그리드 포인트는 관련 제 1 광원에 할당된 개별 렌즈의 광축 상에 있는 중앙 그리드 포인트이다. 또한, 제 2 광원의 추가 그리드 포인트들은 각각 인접한 그리드 포인트이다. 규칙적인 그리드에서는 각 중앙 그리드 포인트에 대해 미리 정해진 수의 인접한 그리드 포인트들이 있으며, 이들은 중앙 그리드 포인트를 중심으로 서로 대칭으로 배열된다.

개별 렌즈의 광축 상에 제 1 광원을 배열함으로써, 제 1 조명광에 대해 물체의 균일한 조명이 달성될 수 있다. 제 1 광원 주변 또는 상기 광축 주변에 제 2 광원들을 서로 대칭으로 배열함으로써, 제 2 조명 광에 대해 물체의 균일한 조명이 달성될 수도 있다. 특히, 상기 대칭 배열은 광축을 중심으로 대칭 각도 분포를 가져올 수 있다.

상기 미리 정해진 수는 구체적인 그리드 구조에 따라 달라질 수 있다. 구체적으로, 미리 정해진 수는 단위 그리드 셀이 순수 정사각형(모든 그리드 포인트들이 각각 정사각형의 한 모서리에 위치함)인지 아니면 면 중심의 중앙 그리드 포인트를 갖는 인접한 그리드 포인트들의 정사각형인지에 따라 달라질 수 있다.

면 중심의 중앙 그리드 포인트들 갖는 정사각형의 경우, 중앙 그리드 포인트에 대해 정확히 4개의 가장 가까운 인접 그리드 포인트들이 있다. 이 경우, 각각의 개별 렌즈에 대해 4개의 가장 가까운 인접 제 2 광원들이 중앙의 제 1 광원에 할당될 수 있다. 이 경우 미리 정해진 수는 4이다. 순수 정사각형(면 중심의 중앙 그리드 포인트 없음)의 경우 제 1 광원에 대해 4개의 가장 가까운 인접 제 2 광원들이 있다. 또한, 위에서 설명한 대로, 중앙의 그리드 포인트로부터 약간 더, 정확히는 2의 근만큼 이격되어 있는 4개의 추가 인접 그리드 포인트들이 있다. 이 경우, 미리 정해진 수는 4 또는 8일 수 있다.

본 발명의 추가 실시예에 따르면, 제 2 광원들 중 적어도 일부의 실제 위치는 각각의 추가 그리드 포인트에 대해 공간적으로 이동된다. 해당 공간적 오프셋은 2개의 바로 인접한 그리드 포인트들 사이의 거리보다 적어도 5배, 바람직하게는 10배 더 작을 수 있다.

순전히 기하학적 광학적인 이유로 불리할 수 있는 상기 공간적 오프셋은, 광원이 순수한 SMD 구성 요소가 아니며 전기 접촉을 위해 본딩되어야 하는 특히 밝은 (적색) LED인 경우, 제 1 광원과 제 2 광원이 서로 가까이 배열될 수도 있다는(따라서, 카메라의 작은 크기에 기여할 수 있다는) 이점을 갖는다. 상기 공간적 오프셋을 통해 LED들 사이에 본딩에 필요한 (본드 패드용) 공간이 형성될 수 있다. 따라서 제 1 광원들 및/또는 제 2 광원들은 "본드 LED"에 비해 더 낮은 광도를 갖는 SMD LED들로 반드시 구현될 필요는 없다.

본 발명의 추가 실시예에 따르면, 조명 장치는 렌즈 어레이, 및/또는 제 1 광원들 및 제 2 광원들과 (ii) 렌즈 어레이 사이의 갭을 측방향으로 적어도 부분적으로 둘러싸는 (내부) 미러링된 경계를 더 포함한다. 상기 (내부) 미러링된 경계는 가능한 한 밝은 조명을 위해 조명 광의 손실, 특히 제 2 조명 광의 손실을 가능한 한 적게 하는 것에 바람직하게 기여할 수 있다.

본 발명의 추가 실시예에 따르면, 제 1 조명 각도는 0도의 각도를 포함하고 및/또는 제 2 조명 각도는 20도 내지 40도의 범위, 바람직하게는 25도 내지 35도 범위이다. 더 바람직하게는, 제 2 조명 각도는 적어도 대략 30도일 수 있다. 위에서 이미 설명한 바와 같이, 특히 제 2 조명 광은 더 큰 각도 범위, 예를 들어 25°내지 35°, 20°내지 40°, 또는 (30°에 비대칭으로) 10°내지 40°를 포함할 수 있다.

본 발명의 추가 실시예에 따르면, 카메라는 (i) 렌즈 어레이와 물체 평면 사이의 제 1 조명 광(및 제 2 조명 광)의 광학 조명 경로에 그리고 (ii) 물체 평면과 카메라 센서 사이의 측정 광의 광학 측정 경로에 배열된 빔 스플리터를 더 포함하고, 상기 측정 광은 물체에 대한 제 1 조명 광 및/또는 제 2 조명 광의 (역)산란에 의해 생성된다.

따라서, 상기 빔 스플리터는 두 광 경로의 부분 영역에서 측정광을 제 1 조명광 및/또는 제 2 조명광으로부터 공간적으로 분리한다. 이는 제 1 조명 각도가 정확히 0°일 때 카메라 센서에 의해 물체의 이미지가 갭처될 수 있음을 의미한다. 따라서, 관련 물체의 더 작은 구조에 대해서도 높은 수준의 검출 정확도가 달성될 수 있다.

본 발명의 추가 실시예에 따르면, 빔 스플리터는 렌즈 어레이와 물체 평면 사이의 직선 연결 라인을 따라 공간적으로 배열되어, 제 1 조명광과 제 2 조명광은 빔 스플리터를 투과하고 물체에서 방출된 측정 광은 반사 후에 카메라 센서에 닿는다. 이는 여기에 설명된 카메라들 중 (적어도) 2개를 갖는 아래 설명된 카메라 시스템에서, 두 카메라의 제 1 광원 및 제 2 광원이 공통 (평면) 회로 기판에 조립될 수 있다는 이점을 갖는다. 이는 두 카메라의 두 렌즈 어레이들에도 동일하게 적용된다.

그러나, 빔 스플리터가 물체 평면과 카메라 센서 사이의 직선 연결 라인을 따라 공간적으로 배열되는 본 명세서에 설명된 카메라의 실시예도 있다는 점에 유의해야 한다. 이 경우, (적어도) 2개의 카메라가 서로 나란히 배열된 카메라 시스템에서, 2개의 카메라 센서는 공통 (평면) 회로 기판에 조립될 수 있다.

본 발명의 추가 실시예에 따르면, 빔 스플리터는 빔 스플리터 큐브이며, 이는 제 2 조명광의 일부가 상기 빔 스플리터 큐브의 내부 측벽에서 전반사를 경험하는 방식으로 구성되고, 2개의 조명 구조 및 렌즈 어레이와 관련하여 상기 방식으로 배열된다. 상기 전반사 내부 측벽은 카메라 센서를 향하고 있다.

상기 전반사는 바람직하게는 (i) 제 2 조명 광의 각도 범위 또는 각도 스펙트럼을 확장하고 (ii) 특히 제 2 조명 광에 의해 조명을 특히 균일하게 하는데 기여할 수 있다. 또한, (iii) 물체의 밝은 조명을 위해, 전반사 내부 측벽에 평평하게 부딪히는 제 2 조명광의 광빔들이 손실되지 않게 한다. 동시에, 전반사는 제 2 조명광의 특히 경사진 광빔들이 카메라 센서에 의해 검출되는 것을 확실하게 방지할 수 있다.

명확히 말하면, 빔 스플리터 큐브는 전반사 내부 측벽과 관련하여 광 도파관의 기능을 갖고 있어 특히 제 2 조명 광의 손실을 줄인다.

본 발명의 추가 실시예에 따르면, 제 2 조명광의 추가 부분은 빔 스플리터 큐브의 추가 내부 측벽에서 전반사를 경험하고, 상기 전반사 추가 내부 측벽은 카메라 센서로부터 멀어지는 방향을 향하고 있다. 전반사 추가 내부 측벽은, 물체에 닿는 제 2 조명 광이 국부적 광 강도와 관련하여 큰 각도 범위, 높은 강도 및 높은 균일성을 갖는데 기여할 수 있다.

카메라 센서로부터 멀어지는 방향을 향하는 전반사 추가 내부 측벽은, 또한 빔 스플리터에 의해 조명 경로로부터 분리되어 매우 가파른 각도에서 전반사 추가 내부 측벽에 닿는 (제 1 및 제 2) 조명 광의 부분이 빔 스플리터를 벗어나 실수로 카메라 센서에 닿지 않는 것을 보장한다. 상기 분리된 (제 1 및 제 2) 조명 광의 바람직하지 않은 재진입은 전반사 추가 내부 측벽 "뒤에", 즉 빔 스플리터 큐브 외부에 광 흡수체를 배치함으로써 효율적으로 방지될 수 있다.

본 발명의 추가 실시예에 따르면, 빔 스플리터 큐브는 빔 스플리터 큐브의 외부면에서 미러링되는 적어도 하나의 반사 측벽을 갖는다.

상기 반사 측벽은 특히 제 2 조명 광이 물체의 영역에서 국부적 광 강도와 관련하여 큰 각도 범위, 높은 강도 및 높은 균일성을 갖는데 기여할 수 있다.

빔 스플리터 큐브는 바람직하게는 반사 측벽 반대편에 있는 추가 반사 측벽을 갖는다. 이는 상기 반사 측벽과 동일한 기술적 이점을 가질 수 있다.

빔 스플리터가 렌즈 어레이와 물체 평면 사이의 직선 연결 라인을 따라 공간적으로 배열되는 위에 설명된 실시예에서, 4개의 상기 측벽은 조명 경로와 관련하여 측방향 측벽이다. 이는 렌즈 어레이 또는 물체 평면을 향하는 두 개의 전면 측벽이 전반사되지도 않고(이는 제 1 및 제 2 조명 광의 가파른 입사각으로 인해서도 불가능함) 미러링되지도 않음을 의미한다. 조명광은 가능한 한 광 유입 또는 광 유출 손실 없이 상기 두 측벽을 통과해야 한다.

4개의 측방향 측벽들 중, 2개의 측벽은 바람직하게는 전반사성이고 다른 2개의 측벽은 외부 미러링으로 인해 (완전) 반사성이다.

외부에서 미러링되는 측벽들은 빔 스플리터 큐브를 카메라 섀시에 기계적으로 고정하고 및/또는 제 1 및 제 2 광원에 대해 위에서 설명한 회로 기판에 간접적으로 고정하는데 바람직한 방식으로 사용될 수 있다. 이러한 기계적 고정은 빔 스플리터 큐브의 광학적 기능을 손상시키지 않고 적절한 접착을 통해 실현될 수 있다.

본 발명의 추가 실시예에 따르면, 조명 장치는 제 1 조명 각도 및 제 2 조명 각도에 비해 더 평평한 제 3 조명 각도에서 제 3 조명 광으로 물체를 조명하기 위한 다수의 제 3 광원을 갖는 제 3 조명 구조를 더 포함한다. 또한, 조명 장치는 제 3 조명광을 시준하기 위한 광학 시준 장치를 포함한다.

광학 시준 장치와 관련하여 설명된 제 3 조명 구조는 또한 물체가 추가의, 특히 평평한 조명 광으로 조명될 수 있다는 이점을 갖는다. 이를 통해 관련 물체가 더욱 안정적이고 정확하게 광학적으로 검출될 수 있다. 또한 카메라 센서의 하류에 연결된 데이터 처리 장치를 사용하여 이미지 평가의 일부로 물체의 여러 광학적 특성들이 안정적으로 검출될 수 있다.

본 발명의 추가 실시예에 따르면, 광학 시준 장치는 적어도 하나의 굴절 광학 구성요소 및/또는 적어도 하나의 반사 광학 구성요소를 갖는다. 상기 구성 요소(들)의 적절한 광학 설계를 통해, 평평한 제 3 조명에 대해서도 국부 조도와 관련하여 높은 수준의 균일성이 바람직하게 달성될 수 있다.

광학 시준 장치는 바람직하게는 적어도 하나의 굴절 광학 구성 요소와 적어도 하나의 반사 광학 구성 요소를 모두 갖는다. 결과적으로, 조명 장치의 다양한 디자인에 대해 낮은 광 손실로 우수한 시준이 달성될 수 있다.

굴절 광학 구성요소는 예를 들어 원통형 렌즈일 수 있다. 원통형 렌즈는 바람직하게는 선형 방향을 따라 일렬로 나란히 배열되는 다수의 제 3 광원들에 할당되는 긴 원통형 렌즈일 수 있다. 반사 광학 구성요소는, 예를 들어 길이 방향을 따라 일정한 곡률을 갖고 선형 방향을 따라 배열된 다수의 제 3 광원으로부터의 제 3 조명 광을 시준할 수 있는 오목 거울일 수 있다.

물론, 각각의 제 3 광원에도 별도의 굴절 광학 구성요소 및/또는 별도의 반사 광학 구성요소가 사용될 수 있다. 이를 통해, 광학 시준 장치는 조명 장치 또는 전체 카메라의 구체적인 설계에 더 정확하게 맞춰지고 광도, 각도 범위 및 균일성의 면에서 최적화될 수 있다.

일부 실시예에서, 적어도 하나의 굴절 광학 구성요소는 자유형 렌즈이다. 대안적으로 또는 조합하여, 적어도 하나의 반사 광학 구성요소는 자유형 거울이다. 자유 형상을 (각각의 경우) 적절하게 형상화함으로써, 제 3 조명광에 의해 제공되는 조명이 더욱 향상될 수 있다.

본 발명의 추가 실시예에 따르면, 물체 평면은 빔 스플리터의 조명 경로의 일부를 따라 공간적으로 이격되어 있다. 또한, 광학 시준 장치는 물체 평면과 빔 스플리터 사이의 간격으로 인해 발생하는 설치 공간 주위에 배열된다. 이는 평평한 각도로 물체를 향하는 제 3 조명광의 간단한 "커플링"을 바람직하게 가능하게 한다.

본 발명의 추가 실시예에 따르면, 조명 장치는 상기 설치 공간을 측방향으로 적어도 부분적으로 둘러싸는 추가의 (내부) 미러링된 경계를 더 포함한다. 이는 빔 스플리터로부터 나오는 제 1 조명 광 및 특히 빔 스플리터로부터 나오는 제 2 조명 광이 측방향으로 나올 수 없거나 아주 적은 정도로만 나올 수 있다는 이점을 갖는다. 이는 특히 가능한 가장 밝은 조명을 달성하기 위해 가능한 한 적은 양의 제 2 조명 광이 손실되는 것을 간단하고 효과적인 방식으로 방지한다. 또한, 조명 광의 균일성이 더욱 향상된다.

이러한 맥락에서, "측방향으로" 라는 용어는 특히 물체 평면과 빔 스플리터 사이의 조명 경로 부분에 수직으로 조명 경로의 광축으로부터 이격된 공간 영역을 의미하는 것으로 이해된다. 이 간격은 제 1 및/또는 제 2 조명 광의 광빔들이 추가의 (내부) 미러링된 경계 외부에서 또는 옆에서 진행되어 물체의 조명에서 손실되지 않을 정도로 커야 한다.

이러한 맥락에서 "적어도 부분적으로 둘러싼다"라는 표현은 조명 경로의 광축에 평행한 방향을 따른 추가 경계로 인해 미러링이 완전하지 않음을 의미하는 것으로 이해될 수 있다. 대안적으로 또는 조합하여, 미러링은 조명 경로의 광축을 따라 완전하지 않다는 것이 이해될 수 있다. 조명 경로의 광축을 따라 미러링이 없는 영역을 사용하여, 외부로부터 평평한 각도로 입사하는 제 3 조명 광이 물체 평면에 닿을 수 있다.

본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 위에서 설명한 카메라들 중 2개를 포함하는 카메라 시스템이 제공되며, 상기 2개의 카메라들은 서로에 대해 공간적으로 고정된 방식으로 공통 지지 구조에 부착된다.

상기 카메라 시스템은, 두 물체들 사이의 거리가 두 물체가 두 물체 검출 영역들 중 하나에 위치할 수 있을 만큼 크다면, 두 물체가 동시에 광학적으로 검출될 수 있다는 인식에 기초한다. 이는 예를 들어 (a) 제 1 원형 링 캐리어에 배열된 다수의 제 1 부품 홀딩 장치들과 (b) 제 2 원형 링 캐리어에 배열된 다수의 제 2 부품 홀딩 장치들을 갖는 소위 터릿 배치 헤드의 경우이다. 각 경우, 부품 홀딩 장치는 물체에 해당하는 전자 부품을 일시적으로 홀딩하도록 구성되고 2개의 원형 링 캐리어들은 공통 회전축을 중심으로 회전 가능하다. 이러한 터릿 배치 헤드는 예를 들어 독일 특허 DE 10 2020 116385 B3에 자세히 설명되어 있다.

공통 지지 구조는 두 카메라 모두에 대한 공통 섀시일 수도 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 카메라 시스템은 2개의 카메라들 사이에 배열되는 광 흡수체를 더 포함한다. 광 흡수체는 두 카메라 간의 "크로스토크"를 안정적으로 방지하는데 효과적으로 기여할 수 있다. 이는 다양한 "조명등"의 광빔들뿐만 아니라 측정 광에도 적용될 수 있다. 이는 설명된 카메라 시스템을 사용하면, 두 카메라 사이에 간섭이 없이 두 부품의 광학적 검출이 실현될 수 있음을 의미한다.

두 카메라들이 각각 빔 스플리터를 갖고 두 빔 스플리터들이 서로 나란히 배열되어 있는 실시예에서, 광 흡수체는 특히, 해당 물체나 부품에서의 산란이 해당 카메라 센서로 들어가지 않는 제 1 조명 광 및/또는 제 2 조명 광의 광빔 흡수에 기여할 수 있다.

본 발명의 추가 실시예에 따르면, 제 1 카메라의 제 1 광원 및 제 2 광원뿐만 아니라 제 2 카메라의 제 1 광원 및 제 2 광원도 공통 (초점)면에, 특히 공통 회로 기판에 배열된다. 이는 설명된 카메라 시스템의 제조 공정을 바람직하게 단순화시킨다.

본 발명의 또다른 양태에 따르면, 부품 캐리어에 배치하기 위한 배치 헤드가 제공된다. 상기 배치 헤드는 (a) 섀시; (b) 전자 부품을 일시적으로 홀딩하기 위해 섀시에 부착된 적어도 하나의 부품 홀딩 장치; (c) 위에 설명된 유형의 섀시 장착형 카메라 및/또는 위에 설명된 유형의 섀시 장착형 카메라 시스템을 포함한다.

설명된 배치 헤드는, 위에 설명된 카메라 및/또는 위에 설명된 카메라 시스템이 특히 제 1 및 제 2 조명 광의 높은 강도 및/또는 높은 균일성과 같은 바람직한 광학 특성으로 인해 전자 부품을 매우 짧은 노출 시간으로 검출하는데 사용될 수 있다는 인식에 기초한다. 위에 설명된 카메라/카메라 시스템의 특히 컴팩트한 구현 가능성으로 인해, 전체 배치 헤드가 컴팩트하게 구현될 수 있다. 특히 카메라나 카메라 시스템을 위해 예약되어야 하는 배치 헤드의 설치 공간은 상대적으로 작기 때문에, 배치 헤드의 실제 기계적 과제, 즉 전자 부품들을 픽업하고 픽업된 부품들을 부품 캐리어에 배치하는 과제에는 더 많은 설치 공간이 "남아 있거나" 사용 가능하다. 이는 배치 성능, 즉 특정 기간 내에 픽업하여 배치할 수 있는 전자 부품들의 수에 긍정적인 영향을 미칠 수 있다.

본 발명의 추가 실시예에 따르면, 전자 부품들을 부품 캐리어를 배치하기 위한 배치 기계가 제공된다. 설명된 배치 기계는 (a) 프레임 구조; (b) 배치될 부품 캐리어를 배치 영역 내로 공급하고 적어도 부분적으로 배치된 부품 캐리어를 상기 배치 영역으로부터 배출하기 위해 상기 프레임 구조에 부착된 운송 장치; (c) 상기 프레임 구조에 고정적으로 부착된 적어도 하나의 고정 구성 요소와 상기 고정 구성 요소에 대해 포지셔닝 가능한 가동 구성 요소를 갖는 포지셔닝 시스템; (d) 위에 설명된 유형의 배치 헤드로서, 상기 배치 헤드는 상기 가동 구성 요소에 부착되고, 부품들을 픽업하여 가동 구성 요소의 적절한 포지셔닝 후에 상기 부품들을 부품 캐리어에 배치하도록 구성되고, 각 부품은 부품 캐리어 상의 미리 정해진 배치 위치에 조립되는, 상기 배치 헤드를 포함한다.

여기에 설명된 배치 기계는 위에 설명된 배치 헤드를 사용하여 높은 배치 성능을 달성할 수 있다는 인식에 기초한다. 이는 배치 헤드의 카메라(들)가 매우 컴팩트하게 구현될 수 있다는 사실 때문만은 아니다. 카메라(들)의 무게가 특히 가볍기 때문에 배치 성능이 향상될 수도 있다. 카메라(들)의 무게와 배치 헤드의 무게가 감소하면 배치 작업 중에 포털 시스템에 의해 상대적으로 작은 (관성) 질량만 왕복 이동되면 된다.

본 발명의 추가 이점들 및 특징들은 바람직한 실시예에 대한 다음의 예시적인 설명에 나타난다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배치 기계를 도시한다.
도 2는 서로 고정된 거리를 두고 공통 지지 구조에 부착된 각각의 부품을 광학적으로 검출하기 위한 2개의 카메라를 갖춘 카메라 시스템의 사시도를 도시한다.
도 3은 두 카메라의 조명 장치의 단면도를 도시한다.
도 4는 카메라용 조명 장치의 확대 사시도를 도시한다.
도 5는 공통 회로 기판에 조립된 발광 다이오드들을 도시하며, 상기 발광 다이오드들은 제 1 광원과 제 2 광원을 형성하고 본딩 와이어에 의해 접촉되어 있으며, 상기 발광 다이오드 중 일부는 본딩 와이어를 위한 충분한 공간을 만들기 위해 2차원의 규칙적인 그리드의 각 그리드 포인트에 대해 오프셋되어 있다.

다음의 상세한 설명에서, 다른 실시예의 해당 특징 또는 구성요소와 동일하거나 적어도 기능적으로 동일한 여러 실시예들의 특징들 또는 구성요소들은 동일한 도면 번호 또는 해당 동일하거나 적어도 기능적으로 동일한 특징들 또는 구성요소들의 도면 번호와 마지막 두 자리가 같은 도면 번호로 표시된다는 점에 유의해야 한다. 불필요한 반복을 피하기 위해, 이전에 설명된 실시예를 사용하여 이미 설명한 특징들이나 구성요소들은 이후에 더 이상 자세히 설명되지 않는다.

또한, 아래에 설명된 실시예들은 본 발명의 가능한 변형 실시예들에 대한 제한된 선택만을 나타낸다는 점에 유의해야 한다. 특히, 개별 실시예의 특징들을 적합한 방식으로 서로 결합하는 것이 가능하므로, 여기에 명시적으로 설명된 변형 실시예들과 함께 다수의 다양한 실시예들이 당업자에게 명백하게 공개된 것으로 간주될 수 있다.

또한, "앞"과 "뒤", "위"와 "아래", "왼쪽"과 "오른쪽" 등과 같은 공간 용어는 도면에 도시된 바와 같이, 한 요소와 다른 요소(들)의 관계를 설명하기 위해 사용된다는 점에 유의해야 한다. 따라서, 공간 용어들은 도면에 도시된 방향과는 다른 방향에 적용될 수 있다. 그러나 이러한 모든 공간 용어는 설명의 편의를 위해 도면에 도시된 방향에 대한 것이며 반드시 제한적이지는 않다라는 점을 이해해야 한다. 왜냐하면 각 경우에 도시된 장치, 구성요소 등은 사용 시 도면에 도시된 방향과는 다른 방향을 취할 수 있기 때문이다.

도 1은 부품 캐리어 또는 회로 기판(190)에 전기 부품(192)들을 배치하기 위한 배치 기계(100)의 개략도를 도시한다. 배치 기계(100)는 프레임 구조(101)를 갖는다. 2개의 고정 지지 레일(105a)들이 프레임 구조(101)에 부착되며, 상기 지지 레일(105a)들은 각각 y 방향을 따라 연장된다. 2개의 지지 레일(105a)들은 포지셔닝 시스템(105)의 일부이고 본 명세서에서는 고정 구성요소(105a)라고 한다.

x 방향을 따라 연장되는 가동 지지 암(105b)은 2개의 고정 구성요소(105a)에 부착된다. 본 명세서에 설명된 기술의 맥락에서, 가동 지지 암은 가동 구성요소(105b)라고 한다. 가동 구성요소(105b)는 선형 모터로 설계된 도시되지 않은 구동 모터에 의해 구동되어 y 방향을 따라 이동될 수 있다. 해당 이동 방향은 이중 화살표 "Y"로 표시되어 있다.

조립 구성요소(105c)는 가동 구성요소(105b)에 부착되고, 예를 들어 가동 구성요소(105b)의 도시되지 않은 선형 가이드 상에 유지되며 마찬가지로 도시되지 않은 추가 선형 모터에 의해 x 방향을 따라 이동될 수 있는 슬라이드일 수 있다. 해당 이동 방향은 이중 화살표 "X"로 표시되어 있다. 배치 헤드(120)는 알려진 방식으로 조립 구성요소(105c)에 부착된다.

2개의 고정 구성요소(105a)들, 가동 구성요소(105b) 및 조립 구성요소(105c)는 선형 모터(도 1에는 도시되지 않음) 및 선형 가이드(또한 도시되지 않음)와 함께 포지셔닝 시스템(105)을 형성하며, 이 포지셔닝 시스템(105)을 통해 배치 헤드(120)는 xy 평면 내에서 이동되거나 포지셔닝될 수 있다.

부품 캐리어(190)에 배치는 배치 기계(100)의 배치 영역(102)에서 이루어진다. 배치 전에, 배치될 부품 캐리어(190)는 예를 들어 컨베이어 벨트와 같은 운송 장치(103)에 의해 배치 영역(102)으로 운송된다. 부품(192)을 적어도 부분적으로 배치한 후, 부품 캐리어(190)는 운송 장치(103)에 의해 운송된다. 해당 운송 방향들은 도 1에서 각각 화살표 T로 표시되어 있다.

위에서 이미 언급한 바와 같이, 배치 헤드(120)는 조립 구성요소(105c)에 부착된다. 선형 모터(미도시)를 적절히 제어함으로써, 배치 헤드(120)는 부품 공급 시스템(104)의 부품 픽업 위치(104a)와 배치 영역(102) 사이에서 이동될 수 있다. 배치 프로세스를 제어하는 데이터 처리 장치(106)는 도시되지 않은 데이터 라인을 통해 다양한 선형 모터들 및 배치 헤드(120)에 통신 가능하게 결합된다. 배치 프로세스 동안, 배치 헤드(120)는 부품(192)이 픽업되는 부품 픽업 위치(104a)로 이동된다. 그런 다음, 배치 헤드(120)는 픽업된 부품(192)들과 함께 배치 영역(102)으로 이동되고, 여기서 부품(192)들은 제공된 부품 캐리어(190)에 배치된다. 그런 다음, 배치 헤드(120)는 부품 공급 시스템(104)으로 다시 "빈" 상태로 이동되고, 여기서 부품(192)들이 다시 픽업된다.

여기에 도시된 실시예에 따르면, 배치 헤드(120)는 섀시(120a)와 2개의 원형 링 캐리어, 즉 제 1 원형 링 캐리어(121)와 제 2 원형 링 캐리어(122)를 갖는 소위 이중 터릿 헤드이다. 2개의 원형 링 캐리어들은 서로 동심으로 배열되며 공통 회전축(미도시)을 중심으로 회전 가능하다. 다수의 부품 홀딩 장치(123)들이 두 원형 링 캐리어(121, 122)에 부착되어 전자 부품(192)을 홀딩할 수 있다. 부품 홀딩 장치(123)는 선형 드라이브(미도시)에 의해 길이방향 축을 따라, 즉 도면 평면에 수직으로, 이동될 수 있다. 결과적으로, 알려진 방식으로, 전체 배치 헤드(120)는 부품(192)을 픽업할 때나 부품 캐리어(190) 상에 부품(192)을 배치할 때 수직 방향으로, 즉 도면 평면에 수직으로, 이동될 필요가 없다. 배치 헤드의 기계적 구조에 대한 자세한 내용은 독일 특허 DE 10 2020 116385 B3에 나타난다.

각 부품 홀딩 장치(123)의 하단면에 위치하는 홀딩된 부품(192)들은 명확성을 이유로 도 1에는 도시되어 있지 않다.

배치 헤드(120)는 여기에 도시된 실시예에 따라 2개의 카메라(130)들을 포함하는 카메라 시스템(125)을 더 포함한다. 2개의 카메라(130)들 중 하나는 제 1 원형 링 캐리어(121)에 할당되고, 제 1 원형 링 캐리어(121)의 부품 홀딩 장치(123)에 의해 홀딩되는 부품(192)들을 측정하는 역할을 한다. 2개의 카메라(130)들 중 다른 하나는 제 2 원형 링 캐리어(122)에 할당되고, 제 2 원형 링 캐리어(122)의 부품 홀딩 장치(123)에 의해 홀딩되는 부품(192)들을 측정하는 역할을 한다. 부품을 측정할 때, 예를 들어 픽업되거나 홀딩된 부품(192)의 정확한 각도 위치가 측정될 수 있다. 또한, (각각의 부품 홀딩 장치(123)와 관련하여) 홀딩된 부품(192)의 정확한 위치도 결정될 수 있다. 관련 부품(192)을 배치할 때, 각도 위치의 편차는 알려진 방식으로 (i) 관련 부품 홀딩 장치(123)의 적절한 회전에 의해 그리고 (ii) 전체 배치 헤드(120)의 적절한 포지셔닝에 의해 적절한 방식으로 보상되어, 관련 부품(192)은 정확한 각도 위치로 부품 캐리어(190) 상의 배치 위치에 정확히 배치될 수 있다.

도 2는 각각의 카메라(130)의 물체 평면(230a)에 위치하는 부품(192)을 광학적으로 검출하기 위한 2개의 카메라(130)를 갖춘 카메라 시스템(125)의 사시도를 도시한다. 2개의 카메라(130)는 공통 지지 구조(226)를 갖고, 서로 고정된 공간적 거리를 두고 배열된다. 도시되지 않은 실시예에서, 2개의 카메라(130)들 사이의 거리는 가변적이다.

2개의 카메라(130)는 적어도 실질적인 광학 특성에 관해서는 동일하게 구성된다. 따라서, 이하에서 "카메라" 또는 "카메라들"이라고 말할 때에는 다른 카메라(130)도 의미한다.

카메라(130)는 관련 부품(192)을 아래로부터 조명하는 조명 장치(240)를 포함한다. 아래에 더 자세히 설명되는 것처럼, 이 조명은 서로 다른 조명 구조와 서로 다른 조명 각도로, 즉 (i) 부품(192)에 수직으로 입사하는 제 1 조명 광, (ii) 부품(192)에 급경사각으로 입사하는 제 2 조명 광, 및 (iii) 부품(192)에 평평한 경사각으로 입사하는 제 3 조명광으로 수행된다. 수직으로 입사한 제 1 조명광과 가파르게 입사한 제 2 조명광은 빔 스플리터를 투과하여 부품에 도달한다.

카메라(130)는 또한 조명 장치(240)에 의해 조명된 부품(192)의 이미지를 캡처하기 위한 카메라 센서(285)를 더 포함한다. 실질적으로 부품(192)에 의해 후방 산란된 조명 광인 해당 측정 광은 빔 스플리터 내에서 또는 상에서의 반사를 통해 카메라 센서(285)에 도달한다. 카메라 센서(285)의 상류에 광학적으로 연결된 카메라 광학 장치(286)는 카메라 센서(285)에 부품(192)의 적절한 광학 이미징을 보장한다. 여기에 도시된 실시예에 따라 다수의 렌즈들을 갖는 렌즈 시스템인 카메라 광학 장치(286)는 빔 스플리터와 카메라 센서(285) 사이의 거리가 가능한 한 작은 방식으로 구성된다. 따라서 카메라(130) 및 전체 카메라 시스템(125)은 공간적으로 컴팩트한 설계로 카메라 센서(285)의 광축을 따라 구현될 수 있다.

투명한 덮개판(227)은 2개의 카메라(130)의 광학 시스템 전체를 위에서부터 폐쇄한다. 이는 먼지와 오물이 부품(192)의 조명이나 카메라 센서(285) 상에 부품(192)의 이미징에 부정적인 영향을 미치지 않는 것을 보장한다.

도 3은 두 카메라(130)들의 두 조명 장치(240)들의 단면도를 도시한다. 두 조명 장치(240)들 중 하나는 두 카메라(130)들 중 하나에 할당되고, 두 조명 장치(240)들 중 다른 하나는 두 카메라(130)들 중 다른 하나에 할당된다.

2개의 카메라(130)들과 마찬가지로, 2개의 조명 장치(240)들도 적어도 실질적인 광학 특성에 관해서는 동일하게 구성된다. 따라서, 이하에서 "조명 장치" 또는 "조명 장치들"이라고 말할 때에는 다른 조명 장치(240)도 의미한다.

조명 장치(240)는 여기에 도시된 실시예에 따라 수직 조명 각도인 제 1 조명 각도에서 제 1 조명 광(352)으로 관련 부품(192)을 조명하는 다수의 제 1 광원(351)들을 갖는 제 1 조명 구조(350)를 포함한다. 이는 도 3에서 제 1 조명 광(352)이 아래에서부터 수직으로 부품(192)에 닿는다는 것을 의미한다. 조명 장치(240)는 제 2 조명 각도에서 제 2 조명 광(362)으로 부품(192)을 조명하는 다수의 제 2 광원(361)들을 갖는 제 2 조명 구조(360)를 더 포함한다. 제 2 조명 각도는 부품(192)의 평평한 밑면에 대해 가파른 경사각, 예를 들어 부품(192)의 밑면의 표면 법선에 대해 30°의 경사각이다. 제 2 조명 각도는 바람직하게는 상대적으로 넓은 각도 스펙트럼 또는 중앙의 제 2 조명 각도를 중심으로 예를 들어 10°, 20° 또는 심지어 30°의 상대적으로 넓은 각도 분포를 포함한다.

여기에 도시된 실시예에 따르면, 모든 제 1 광원(351)과 모든 제 2 광원(361)은 발광 다이오드이다. 이들은 공통 회로 기판(364)에 조립되고 전기적으로 접촉되며, 공통 회로 기판(364)은 제 1 조명 구조(350)의 제 1 발광 다이오드(351)뿐만 아니라 제 2 조명 구조(360)의 제 2 발광 다이오드(361)도 지지한다.

조명 장치(240)는 제 1 조명광(352)을 시준하고 제 2 조명광(362)을 시준하기 위한 다수의 개별 렌즈(355)들을 갖는 광학 렌즈 어레이(354)를 더 포함한다. 각각의 개별 렌즈(355)는 정확히 하나의 제 1 광원(351)에 할당되고 각각의 개별 렌즈(355)에는 적어도 2개의 제 2 광원(361)들이 할당된다. 공통 회로 기판(364)에 조립된 제 1 광원(351)과 제 2 광원(361)은 모두 광학 렌즈 어레이(354)의 공통 초점면(364a)에 위치한다.

여기에 설명된 실시예에 따르면, 도 4를 참조하여 그리고 특히 도 5를 참조하여 아래에서 설명된 바와 같이, 개별 렌즈(355)에는 단일 제 1 광원(351) 외에 정확히 8개의 제 2 광원(361)이 할당된다. 8개의 제 2 광원(361)들은 하나의 제 1 광원(351) 주위에 배열된다. 여기에 도시된 실시예에 따르면, 렌즈 어레이(354)(각 조명 장치(240)에 대해)는 정사각형 배열의 정확히 4개의 개별 렌즈(355)들을 갖고, 도면에서는 명확성을 이유로 최대 2개의 개별 렌즈(355)만 도시되어 있다.

각각의 개별 렌즈(355)의 광축(355a)에 관련하여, 제 1 광원은 상기 광축(355a) 상에 적어도 대략 위치한다. 제 2 광원(361)들은 위에서 이미 언급한 바와 같이, 제 1 광원(351) 주위에 배열된다. 개별 렌즈(355)는, 제 1 조명 광(352)과 제 2 조명 광(362)이 시준되는 방식으로 구성되고, 할당된 광원(351, 361)과 관련하여 상기 방식으로 배열된다.

제 1 광원(351)이 광축(355a) 상에 배치됨에 따라, 제 1 조명광(352)의 전체 광선은 광축(355a)을 중심으로 대칭을 이룬다. 제 1 조명 광(352)의 선택된 조명 빔들이 도 3의 왼쪽 조명 장치(240)에 도시되어 있다. 제 1 조명광(352)은 도 2의 설명에서 이미 언급한 빔 스플리터 큐브(365)를 투과하고, 물체 평면(230)에 위치한 부품(192)의 밑면에 정확히 아래로부터 부딪친다.

부품(192)에서 산란된 제 1 조명 광(352)은 도시되지는 않았지만 명백한 방식으로 빔 스플리터 큐브(365)로 들어가고, 빔 스플리터 큐브(365)를 통해 90°반사된 후 도 3에 개략적으로 도시된 카메라 센서(285)에 부딪친다.

제 2 광원(361)이 광축에 대해 오프셋되어 배열되어 있기 때문에, 각 제 2 광원(361)에 대한 제 2 조명 광(362)의 광빔들은 경사 광빔들이다. 2개의 서로 다른 제 2 광원(361)들로부터의 제 2 조명 광(362)의 선택된 조명 빔들이 도 3의 오른쪽 조명 장치(240)에 도시되어 있다. 이러한 맥락에서, 일부 특히 경사진 광빔들이 빔 스플리터 큐브(365)의 내부 측벽에 부딪히는 것을 볼 수 있다. 제 2 조명 광(362)의 손실을 최소화하여 부품(192)의 가장 밝고 가장 균일한 조명을 보장하기 위해, 여기에 도시된 실시예에 따르면, 제 2 광원(361), 광학 렌즈 어레이(354) 및 빔 스플리터 큐브(365)로 구성된 광학 시스템은, 전반사가 제 2 조명광(362)의 경사 광빔들을 위한 2개의 반대편 내부 측벽들, 즉 (제 1) 내부 측벽(365a) 및 제 2 내부 측벽(365b)에서 발생하도록 설계된다. 카메라 센서(285)를 향하는 내부 측벽(365a)은 매우 평평한 입사각으로 인해 제 2 조명광(362)을 반사시킨다. 동시에, 측정 광은 빔 스플리터 큐브(365)에서 반사된 후, 매우 가파른 각도로 내부 측벽(365a)에 닿고 (전반사 없이) 빔 스플리터 큐브(365)의 관련 측벽을 관통하여 카메라 센서(285)에 닿는다.

이에 대응하여, 추가 내부 측벽(365b)에 부딪히는 제 2 조명광(362)도 전반사된다. 동시에, 제 2 광원(361)에 의해 방출되고 빔 스플리터 큐브(365)에서 반사되는 광의 일부는 추가 내부 측벽(365b)을 관통하여, 두 조명 장치(240)들 사이에 배치된 광 흡수체(342)에 부딪힌다. 그러면 광 흡수체(342)는 이 광이 더 이상 카메라 센서(285)에 닿을 수 없게 한다.

조명 장치(240)는 또한 제 3 조명 구조(370)를 갖는다. 제 3 조명 구조(370)는 제 1 조명 각도 및 제 2 조명 각도와 비교하여 훨씬 더 평평한 제 3 조명 각도에서 제 3 조명 광(372)으로 부품(192)을 조명하기 위한 다수의 제 3 광원(371)을 포함한다. 제 3 조명광(372)의 광빔들은 도 3의 왼쪽 조명 장치(240)에 도시되어 있다. 여기에 도시된 실시예에 따르면, (두 조명 장치(240)들의) 모든 제 3 광원(371)은 추가 공통 회로 기판(376)에 위치한다. 이 공통 추가 회로 기판(376)은 제 1 광원(351) 및 제 2 광원(361)에 대한 공통 회로 기판(364)과 마찬가지로 설명된 카메라 시스템(125)의 구조를 용이하게 하고 높은 광학 이미징 품질에 기여할 수 있다. 상기 높은 광학 이미징 품질은 발광 다이오드로 설계된 다수의 광원(351, 361, 371)들의 높은 공간 배치 정확도와 관련될 수 있다.

제 3 조명 구조(370)는 제 3 조명광(372)을 시준하기 위한 광학적 시준 장치를 더 포함한다. 제 3 조명 구조(370)에 대한 자세한 내용은 도 4를 참조하여 후술된다.

도 4는 2개의 카메라(130)들 중 하나에 대한 조명 장치(240)의 확대된 사시도를 도시한다. 명확성을 위해, 도 4는 단면도이며, 선택된 부분은 정확히 2개의 개별 렌즈(355)들 사이에서 그리고 모든 개별 렌즈(355)들의 광축(도시되지 않음)에 평행하게 선택된다.

제 1 광원(351)과 제 2 광원(361)은 아래에 도시된 공통 회로 기판(364)에 배열된다. 도 4에서는 제 1 광원(351)의 2 부분만 볼 수 있다. 도 4의 사시도에서는, 제 1 광원(351)을 둘러싸는 제 2 광원(361)들 중 모든 제 2 광원(361)이 보이지는 않는다.

렌즈 어레이(354) 주위에는 본 명세서에서 미러 샤프트라고도 하는 미러링된 어셈블리(456)가 있다. 미러 샤프트(456)는, 제 1 광원(351)과 일측에서 제 2 광원(361)과 타측에서 빔 스플리터 큐브(365)의 밑면 사이에서 개별 렌즈(355)의 광축을 따라 연장되는 갭을 둘러싼다. 미러 샤프트(456)는 조명 광, 특히 제 2 광원(361)으로부터의 제 2 조명 광(362)이 가능한 한 적게 측방향으로 손실되는 것을 보장한다.

렌즈 어레이(354) 위에는 위에서 자세히 설명한 빔 스플리터 큐브(365)가 있다. 명확성을 위해, 빔 스플리터 큐브(365)의 오른쪽에 위치하는 카메라 센서(285)는 도 4에 도시되어 있지 않다. 도 4에 도시된 빔 스플리터 큐브(365)의 후방 부분은 그 후면에 반사 측벽(365c)을 갖는다. 상기 반사 측벽(365c)은 특히 제 2 조명광(362)의 손실을 줄이는데에도 기여한다. 도 4의 단면도에 도시되지 않은 빔 스플리터 큐브(365)의 전방 부분은 그 전면에도 반사 측벽을 가지며, 이 반사 측벽도 (제 2) 조명 광(362)의 손실을 줄이는 역할을 한다. 미러링 측벽들은 또한 빔 스플리터 큐브(365)를 예를 들어 공통 지지 구조(226)에 직접 또는 간접적으로 고정하는데 사용될 수 있다. 이를 위해, 예를 들어, 2개의 미러링 측벽들 중 적어도 하나의 외부에 제공되어 빔 스플리터 큐브(365)를 적절한 홀딩 구조(자세히 도시되지 않음)에 기계적으로 연결하는 접착제가 사용될 수 있다.

도 4에서 볼 수 있는 바와 같이, 빔 스플리터 큐브(365)의 상단과 덮개판(227)의 밑면 사이에 (개별 렌즈(355)의 광축을 따라) 추가의 갭이 있으며, 이 갭은 이 명세서에서 추가 미러 샤프트라고 하는 추가의 미러링된 경계(475)로 둘러싸여 있다. 추가 미러 샤프트(475)는 제 1 조명 광(652) 및 특히 제 2 조명 광(362)의 원하지 않는 측방향 손실을 방지하거나 적어도 감소시키는 역할을 한다.

그러나, 도 4에 나타나는 바와 같이, 미러링된 경계(475)는 덮개판(227) 바로 아래까지 연장되지 않는다. 오히려, 광학 시준 장치(474)가 미러링된 경계(475) 위에, 덮개판(227)의 밑면으로부터 약간 이격되어 제공된다. 광학 시준 장치(474)는 제 3 조명 구조(370)에 의해, 더 정확하게는 제 3 조명 구조(370)의 제 3 광원(371)에 의해 생성된 제 3 조명 광(372)(도 3에 도시됨)이 매우 평평한 각도로 상기 추가 갭 내로 들어갈 수 있고 이 평평한 각도로, 필요한 경우 적절한 각도 분포로 도 5에 도시되지 않은 부품(192)에 아래로부터 측방향으로 부딪히게 한다. 제 3 광원(371)도 발광 다이오드인 것이 바람직하다.

여기에 도시된 실시예에 따르면, 제 3 광원(371(i))들은 미러링된 경계(475)를 둘러싸는 방식으로 추가 공통 회로 기판(376)에 조립(및 접촉)된다. 도 4에서 볼 수 있는 바와 같이, 미러링된 경계(475)는 추가 공통 회로 기판(376)의 적절한 리세스에 위치한다.

제 3 광원(371)의 개수는 구체적인 실시예에 따라 달라질 수 있다. 적어도 제 3 조명 구조(370)는 미러링된 경계(475)의 2개의 서로 반대편 측면에 배열된 2개의 제 3 광원(371)들을 가져야 한다. 그러나 바람직하게는 미러링된 경계(475)의 도 4에 도시된 4개의 측면 각각에 적어도 하나의 제 3 광원(371)이 있다. 더욱 바람직하게는, 미러링된 경계(475)의 각 측면에 다수의 제 3 광원(371)들이 순차적으로 그리고 서로 짧은 거리를 두고 배열된다.

여기에 도시된 실시예에 따르면, 광학 시준 장치(474)는 제 3 조명 광(372)이 가능한 한 균일하게, 즉 공간적으로 일정한 강도로, 관련 부품(192)에 닿도록 설계된 다수의 광학 구성요소들을 갖는다. 구체적으로, 여기에 도시된 실시예에서, 광학 시준 장치(474)는 굴절 광학 구성요소(474a)들과 반사 광학 구성요소(474b)들을 포함한다. 여기에 설명된 실시예에서, 제 3 광원(371)들은 미러링된 경계(475)의 4개의 측면을 따라 각각 작은 간격으로 배열되므로, 여기에 도시된 실시예에 따르면 굴절 광학 구성 요소는 원통형 렌즈(474a)이고, 반사 광학 구성 요소는 "원통형 거울"이라고도 할 수 있는 단순한 곡선의 오목 거울(474b)이다. 반사 광학 구성요소(474b)들은 제 3 광원(371)에 의해 방출된 제 3 조명 광(372)의 가능한 한 많은 부분이 굴절 광학 구성요소(474a)로 향하도록 한다. 즉, 반사 광학 구성요소(474b)에 의해 조명광의 손실이 감소된다.

도 4에서 볼 수 있는 바와 같이, 여기에 도시된 실시예에 따르면, 추가 미러 샤프트(475)와 적어도 굴절 광학 구성요소(474a), 그리고 바람직하게는 반사 광학 구성요소(474b)도 소위 하이브리드 광학 장치로서 일체형으로 설계된다. 이러한 일체형 설계는 한편으로는 조명 장치(240), 나아가 카메라(130) 전체의 조립을 용이하게 한다. 다른 한편으로, 광학 시준 장치(474)의 광학 구성요소(474a, 474b)들은 추가 미러 샤프트(475)와 함께 높은 공간적 정확도, 그에 따라 높은 광학적 정확도로 제조될 수 있다.

전술한 바와 같이, 제 3 조명광(372)은 매우 평평한 각도로 도 4에 도시되지 않은 부품(192)에 부딪혀야 한다. 그러나 이는 제 3 조명광(372)이 평평한 각도로 덮개판(227)을 통과해야 함을 의미하며, 상기 덮개판(227)은 일반적으로 먼지가 카메라(130) 내부로 들어가는 것을 방지하기 위해 필요하다. 이러한 상황에서 여기에 바람직하지 않는 전반사를 방지하려면, 적어도 덮개판(227)의 밑면에는 적절한 반사 방지 코팅이 제공된다. 또한, 덮개판(227)의 원하지 않는 정전기 대전을 방지하기 위해, 덮개판의 상부면에 소위 ESD 코팅("ElectroStatic Discharge" 코팅)이 제공될 수 있다.

여기에 도시된 실시예에 따르면, 개별 렌즈(355)들과 광학 시준 장치(474)의 광학 구성요소들은 소위 자유형 광학 장치이다. 이는 개별 렌즈(355)들의 (굴절) 표면들이 비구면 표면들임을 의미한다. 또한, 굴절 광학 구성요소(474a)들의 굴절 표면들과 반사 광학 구성요소(474b)들의 반사 표면들은 순수한 원통형 형상에서 벗어난다. 모든 자유형 광학 장치들의 개방 영역들은 각각이 공간적으로 일정한 광 강도로 부품(192)의 균일한 조명에 기여하는 방식으로 3차원적으로 설계된다. 그러나, 다른 실시예들에서는 자유형 광학 장치가 사용되지 않거나 자유형 광학 장치들이 하나 또는 2개의 조명 구조(350, 360, 370)에만 사용된다는 점에 유의해야 한다.

도 5는 공통 회로 기판(364)에 조립된 발광 다이오드들을 도시하며, 이들은 제 1 광원(351)들 또는 제 2 광원(361)들을 형성한다. 발광 다이오드(351, 361)들은 접촉 패드(미도시)를 통해 공통 회로기판(364)에 아래로부터 직접 전기적으로 연결되어 있는 소위 고성능 발광다이오드들이다. 발광 다이오드(351, 361)들의 상부면들에서 제 1 본딩 와이어(551a) 또는 제 2 본딩 와이어(561a)를 통해 접촉이 이루어진다. 본딩 와이어(551a, 561a)들의 단부들은 공통 회로 기판(364)의 상부면 상의 도 5에 도시되지 않은 연결 접점에 알려진 방식으로 전기적으로 연결된다. 본딩 와이어(551a, 561a)와 회로 기판(364) 사이의 이러한 연결을 위해서는 회로 기판(364)에 일정량의 공간이 필요하다. 이러한 공간을 생성하기 위해, 여기에 도시된 실시예에 따르면, 개별 발광 다이오드(351, 361)들이 2차원의 규칙적인 그리드의 이상적인 그리드 포인트로부터 약간 오프셋되어 있다. 바람직하게는, 제 1 광원들 또는 발광 다이오드(351)들은 각각의 개별 렌즈의 광축에 의해 정의되거나 정확히 이 광축에 놓이는 (최적의) 그리드 위치에 정확하게 위치한다. 개별 발광 다이오드(351, 361)들 사이의 본딩에 필요한 공간은 제 2 광원들 또는 발광 다이오드(361)들 중 적어도 일부를 이동시킴으로써 생성된다. 이는 제 2 조명광(352)(만)의 광학 이미징을 열화시키지만 이러한 열화는 제 1 광원(351) 및/또는 제 2 광원(361)에 특히 밝거나 강력한 발광 다이오드를 사용함으로써 보상되거나 심지어 과잉 보상될 수 있다. 상기 발광 다이오드는 적어도 현재는 본딩 와이어를 사용하여 전기적으로 접촉되어야 하는 발광 다이오드로서만 이용 가능하다.

"포함하다"라는 용어는 다른 요소를 배제하지 않으며, "a"는 다수를 배제하지 않는다는 점에 유의해야 한다. 상이한 실시예들과 관련하여 설명된 요소들은 결합될 수 있다. 또한, 청구범위의 도면 번호들은 청구범위의 보호 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다는 점에 유의해야 한다.

100: 배치 기계
101: 프레임 구조
102: 배치 영역
103: 운송 장치
104: 부품 공급 시스템
104a: 부품 픽업 위치
105: 포지셔닝 시스템
105a: 고정 구성요소/고정 지지 레일
105b: 가동 구성요소/가동 지지 암
105c: 조립 구성요소
106: 데이터 처리 장치/제어 장치
120: 배치 헤드
120a: 섀시
121: 제 1 원형 링 캐리어
122: 제 2 원형 링 캐리어
123: 부품 홀딩 장치
125: 카메라 시스템
130: 카메라
190: 부품 캐리어/회로 기판
192: 전자 부품/물체
T: 운송 방향
226: 지지 구조
227: 덮개판
230a: 물체 평면
240: 조명 장치
285: 카메라 센서
286: 카메라 광학 장치
342: 광흡수체
350: 제 1 조명 구조
351: 제 1 광원
352: 제 1 조명 광
354: 렌즈 어레이
355: 개별 렌즈
355a: 광축
360: 제 2 조명 구조
361: 제 2 광원
362: 제 2 조명 광
364: 공통 회로 기판
364a: 공통 초점면
365: 빔 스플리터 큐브
365a: (제 1) 내부 측벽 (전반사용)
365b: 추가 내부 측벽(전반사용)
370: 제 3 조명구조
371: 제 3 광원
372: 제 3 조명 광
376: 추가 공통 회로 기판
456: 미러링된 경계/미러 샤프트
465c: 반사 측벽
474: 광학 시준 장치
474a: 굴절 광학 구성요소/(자유형) 원통형 렌즈
474b: 반사 광학 구성요소/단순한 곡선의 (자유형) 오목 거울
475: 추가 미러링된 경계/추가 미러 샤프트
551a: 제 1 본딩 와이어
561a: 제 2 본딩 와이어

Claims (26)

1. 물체(192)들, 특히 전자 부품(192)들을 광학적으로 검출하기 위한 카메라(130)로서, 상기 카메라(130)는 상기 카메라(130)의 물체 평면(230a)에 위치하는 물체(192)를 조명하기 위한 조명 장치(240); 및 상기 조명 장치(240)에 의해 조명된 물체(192)의 이미지를 캡처하기 위한 카메라 센서(285)를 포함하고, 상기 조명 장치(240)는
   제 1 조명 각도에서 제 1 조명 광(352)으로 상기 물체(192)를 조명하기 위한 다수의 제 1 광원(351)들을 갖는 제 1 조명 구조(350);
   상기 제 1 조명 각도와는 다른 제 2 조명 각도에서 제 2 조명광(362)으로 상기 물체(192)를 조명하기 위한 다수의 제 2 광원(361)들을 갖는 제 2 조명 구조(360); 및
   상기 제 1 조명광(352)을 시준하고 상기 제 2 조명광(362)을 시준하기 위한 다수의 개별 렌즈(355)들을 갖는 광학 렌즈 어레이(354)를 포함하고,
   각각의 개별 렌즈(355)에는 적어도 하나의 제 1 광원(351)이 할당되며, 각각의 개별 렌즈(355)에는 적어도 2개의 제 2 광원(361)들이 할당되는, 카메라(130).
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 각각의 개별 렌즈(355)의 광축과 관련해서, 할당된 상기 적어도 하나의 제 1 광원(351)은 할당된 상기 적어도 2개의 제 2 광원(361)들보다 상기 광축에 더 가깝게 배열되는, 카메라(130).
3. 제 1 항에 있어서,
   각각의 개별 렌즈(355)에는 정확히 하나의 제 1 광원(351)이 할당되는, 카메라(130).
4. 제 1 항에 있어서,
   적어도 하나의 개별 렌즈(355)는 비구면 렌즈, 특히 비회전대칭 렌즈인, 카메라(130).
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 광원(351)들과 상기 제 2 광원(361)들은 모든 개별 렌즈(355)의 공통 초점면(364a)에 배열되는, 카메라(130).
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 광원(351)들과 상기 제 2 광원(361)들은 공통 회로 기판(364)에 배열되어 전기적으로 연결되는, 카메라(130).
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 렌즈 어레이(354)는 상기 공통 회로 기판(364)에 직접 또는 간접적으로 조립되는, 카메라(130).
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 광원(351)들은 각각 2차원의 규칙적인 그리드의 그리드 포인트에 배열되고, 상기 제 2 광원(361)들은 상기 2차원의 규칙적인 그리드의 추가 그리드 포인트에 적어도 대략 배열되고, 상기 제 1 광원(351)들과 상기 제 2 광원(361)들은 공통 평면(364a)에 배열되는, 카메라(130).
9. 제 8 항에 있어서,
   하나의 제 1 광원의 그리드 포인트는 관련 제 1 광원(351)에 할당된 개별 렌즈(355)의 광축에 있는 중앙 그리드 포인트이고, 그리고
   상기 제 2 광원(361)들의 상기 추가 그리드 포인트들은 각각 인접한 그리드 포인트이고,
   상기 규칙적인 그리드에는 각각의 중앙 그리드 포인트마다 미리 정해진 수의 인접 그리드 포인트들이 있으며, 이들은 상기 중앙 그리드 포인트를 중심으로 서로 대칭적으로 배열되어 있는, 카메라(130).
10. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 2 광원(361)들 중 적어도 일부의 실제 위치들은 각각의 추가 그리드 포인트에 대해 공간적으로 이동되며, 특히 해당 공간 오프셋은 바로 인접한 2개의 그리드 포인트들 사이의 거리보다 적어도 5배, 바람직하게는 10배 더 작은, 카메라(130).
11. 제 1 항에 있어서,
    상기 조명 장치(240)는
    상기 렌즈 어레이(354), 및/또는 (i) 상기 제 1 광원(351)들 및 상기 제 2 광원(361)들과 (ii) 렌즈 어레이(354) 사이의 갭을 측방향으로 적어도 부분적으로 둘러싸는 미러링된 경계(456)를 더 포함하는, 카메라(130).
12. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 조명 각도는 0도의 각도를 포함하고 및/또는 상기 제 2 조명 각도는 20도 내지 40도 범위, 바람직하게는 25도 내지 35도 범위인, 카메라(130).
13. 제 1 항에 있어서, 상기 카메라(130)는
    (i) 상기 렌즈 어레이(354)와 상기 물체 평면(230a) 사이의 상기 제 1 조명광(352)의 광학 조명 경로에 그리고
    (ii) 상기 물체 평면(230a)과 상기 카메라 센서(285) 사이의 측정 광의 광학 측정 경로에 배열된 빔 스플리터(365)를 더 포함하고, 상기 측정 광은 상기 물체(192) 상에서 상기 제 1 조명광(352) 및/또는 상기 제 2 조명광(362)의 산란에 의해 생성되는, 카메라(130).
14. 제 13 항에 있어서,
    상기 빔 스플리터(365)는 상기 렌즈 어레이(354)와 상기 물체 평면(230a) 사이의 직선 연결 라인을 따라 공간적으로 배열되므로, 상기 제 1 조명광(352)과 상기 제 2 조명광(362)은 상기 빔 스플리터(365)를 투과하고, 상기 물체(192)에서 방출된 측정 광은 반사 후에 상기 카메라 센서(285)에 닿는, 카메라(130).
15. 제 13 항에 있어서,
    상기 빔 스플리터는, 상기 제 2 조명광(362)의 일부가 빔 스플리터 큐브(365)의 내부 측벽(365a)에서 전반사를 경험하는 방식으로 구성되고 두 조명 구조(350, 360)들과 상기 렌즈 어레이(354)와 관련해서 상기 방식으로 배열된 빔 스플리터 큐브(365)이고, 전반사 내부 측벽(365a)은 상기 카메라 센서(285)를 향하는, 카메라(130).
16. 제 15 항에 있어서,
    상기 제 2 조명광(362)의 추가 부분은 상기 빔 스플리터 큐브(365)의 추가 내부 측벽(365b)에서 전반사를 경험하고, 전반사 추가 내부 측벽(365b)은 상기 카메라 센서(285)로부터 멀어지는 방향을 향하는, 카메라(130).
17. 제 15 항에 있어서,
    상기 빔 스플리터 큐브(365)는 상기 빔 스플리터 큐브(365)의 외부면에서 미러링되는 적어도 하나의 반사 측벽(365c)을 갖는, 카메라(130).
18. 제 1 항에 있어서, 상기 조명 장치(240)는
    상기 제 1 조명 각도와 상기 제 2 조명 각도 모두에 비해 더 평평한 제 3 조명 각도에서 제 3 조명광(372)으로 상기 물체(192)를 조명하기 위한 다수의 제 3 광원(371)을 갖는 제 3 조명 구조(370); 및
    상기 제 3 조명광(372)을 시준하기 위한 광학 시준 장치(474)를 더 포함하는, 카메라(130).
19. 제 18 항에 있어서, 상기 광학 시준 장치(474)는 적어도 하나의 굴절 광학 구성요소(474a) 및/또는 적어도 하나의 반사 광학 구성요소(474b)를 갖는, 카메라(130).
20. 제 11 항에 따른 제 18 항에 있어서,
    상기 물체 평면(230a)은 상기 빔 스플리터(365)의 조명 경로의 일부를 따라 공간적으로 이격되어 있으며,
    상기 광학 시준 장치(474)는 물체 평면(230a)과 빔 스플리터(365) 사이의 간격으로 인해 발생하는 설치 공간 주위에 배열되는, 카메라(130).
21. 제 20 항에 있어서, 상기 조명 장치(240)는
    상기 설치 공간을 측방향으로 적어도 부분적으로 둘러싸는 추가의 미러링된 경계(475)를 더 포함하는, 카메라(130).
22. 제 1 항에 따른 2개의 카메라(130)들을 구비한 카메라 시스템(125)으로서, 상기 2개의 카메라(130)들은 공통 지지 구조(226) 상에 공간적으로 고정된 방식으로 서로 부착되는, 카메라 시스템(125).
23. 제 22 항에 있어서,
    상기 2개의 카메라(130)들 사이에 배치되는 광 흡수체(342)를 더 포함하는 카메라 시스템(125).
24. 제 22 항에 있어서, 제 1 카메라(130)의 상기 제 1 광원(351) 및 상기 제 2 광원(361)과 제 2 카메라(130)의 상기 제 1 광원(351) 및 상기 제 2 광원(361)은 공통 초점면(364a)에, 특히 공통 회로 기판(365)에 배열되는, 카메라 시스템(125).
25. 부품 캐리어(190)에 배치하기 위한 배치 헤드(120)로서, 상기 배치 헤드(120)는
    섀시(120a);
    전자 부품(192)을 일시적으로 홀딩하기 위해 상기 섀시(120a)에 부착된 적어도 하나의 부품 홀딩 장치(123);
    상기 섀시(120a)에 부착된 제 1 항에 따른 카메라(130) 또는 상기 섀시(120a)에 부착된 제 22 항에 따른 카메라 시스템(125)을 포함하는, 배치 헤드(120).
26. 전자 부품(192)들을 부품 캐리어(190)에 배치하기 위한 배치 기계(100)로서, 상기 배치 기계(100)는
    프레임 구조(101);
    배치될 부품 캐리어(190)를 배치 영역(102)으로 공급하고 적어도 부분적으로 배치된 부품 캐리어(190)를 상기 배치 영역(102)으로부터 배출하기 위해 상기 프레임 구조(101)에 부착된 운송 장치(103);
    상기 프레임 구조(101)에 고정적으로 부착된 적어도 하나의 고정 구성 요소(105a)와 상기 고정 구성 요소(105a)에 대해 포지셔닝될 수 있는 가동 구성 요소(105b)를 갖는 포지셔닝 시스템(105);
    제 25항에 따른 배치 헤드(120)로서, 상기 배치 헤드(120)는 상기 가동 구성 요소(105b)에 부착되고, 부품(192)들을 픽업하여 상기 가동 구성 요소(105b)의 적절한 포지셔닝 후에 상기 부품(192)들을 상기 부품 캐리어(190)에 배치하도록 구성되고, 각각의 부품(192)은 상기 부품 캐리어(190) 상의 미리 정해진 배치 위치에 조립되는, 상기 배치 헤드(120)를 포함하는, 배치 기계(100).