JPH08235925A - 照明装置およびそれを用いた電子部品等の組立・検査装置 - Google Patents

照明装置およびそれを用いた電子部品等の組立・検査装置

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JPH08235925A
JPH08235925A JP7034164A JP3416495A JPH08235925A JP H08235925 A JPH08235925 A JP H08235925A JP 7034164 A JP7034164 A JP 7034164A JP 3416495 A JP3416495 A JP 3416495A JP H08235925 A JPH08235925 A JP H08235925A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 対象物の表面状態等の条件に左右されること
なく、精度の良い撮像を行う。 【構成】 それぞれが透明な樹脂材料よりなる筒状の外
側ライトガイド９および内側ライトガイド１２と、これ
らのライトガイド９，１２に照明光を入射する複数個の
光源１３，１４とからなる照明装置１である。光源１
３，１４からの照明光は各ライトガイド９，１２の中を
全反射しながら伝送され、先端の傾斜面９ａ，１２ａか
ら中心方向に出力される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は照明装置およびそれを用
いた電子部品等の組立・検査装置に適用して有効な技術
に関する。
【０００２】
【従来の技術】たとえばＩＣやチップ形抵抗あるいはコ
ンデンサ等の電子部品をプリント基板の上に形成された
電子回路に実装組立する場合、いわゆるチップマウンタ
と呼ばれる電子部品搭載装置を用いて自動で作業を行う
のが通例である。
【０００３】その場合、電子部品やその実装先のプリン
ト基板の電子回路等をＣＣＤカメラの撮像装置を用いて
撮像ないし認識しながら作業が実行される。
【０００４】そして、この作業のために電子部品や電子
回路をより良く撮像および認識するために照明装置が用
いられる。
【０００５】このような照明装置は電子部品等の検査装
置においても同様の目的で用いられている。
【０００６】ところで、このような照明装置の例とし
て、単一の照明手段ないし光源で照明対象となるプリン
ト基板を照明することが考えられている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、単一の
照明手段で照明を行う場合、対象となるプリント基板の
表面状態が非常に多様であるため、単一の照明手段で全
ての基板に対応するのはかなり困難であり、光源の映り
こみ（直接反射光）が有害な場合と、その逆に直線反射
のコントラストを利用しないとマーク識別が困難なケー
スもある。
【０００８】また、拡散光源の場合も直接反射光利用が
有効な場合と、拡散反射光のみによるもの（光源の映り
こみなし）が有効な場合が共存する。
【０００９】この種の識別用マークに一般的に利用され
ているフィデュシャルマークについてのこの面での規格
は存在せず、現状としては多種多様の状態に適応するこ
とが要求されている。
【００１０】したがって、光源は面積が大きく、かつ輝
度むらのないものが好ましく、また対象物への照射角度
および明るさが搭載作業中に任意に設定可能であること
が望ましいことを本発明者は見い出した。
【００１１】本発明の１つの目的は、対象物の表面状態
等の条件が多様であっても、より正確に撮像ないし認識
を行うことのできる照明装置を提供することにある。
【００１２】本発明の他の１つの目的は、対象物の一例
である電子部品ないし電子回路を精度良く撮像ないし認
識できる照明装置を用いた電子部品等の組立・検査装置
を提供することにある。
【００１３】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
【００１５】すなわち、本発明の照明装置は、それぞれ
が透明な材料よりなる筒状のライトガイドを複数使用
し、これらのライトガイドの基端から光を入射し、ライ
トガイド内を全反射現象により進行して来た光を先端か
ら出力して対象部位に角度を持って照射するものであ
る。外側ライトガイドの先端は内側ライトガイドの先端
よりも先方に突出し、各ライトガイドの各先端は外周側
から内周側に向けてテーパ状の傾斜面として形成され、
複数個の光源から各ライトガイド内を通って伝送されて
来た光を各ライトガイドの中心方向に向けて出力するよ
うになっている。
【００１６】ライトガイドは製造が容易でコストも低い
円筒構造であってもよく、たとえばアクリル系の樹脂材
料で作ることができる。
【００１７】複数個の光源は、たとえば発光ダイオード
よりなり、照明対象物に応じて各ライトガイド毎に切り
替えてオン、オフしたり、発光ダイオードの発光光度を
可変調整できる。
【００１８】
【作用】上記した本発明の照明装置によれば、複数個の
光源からの光は各ライトガイド内を全反射現象で反射し
ながら伝送され、先端の傾斜面から被照明部位に出力さ
れる。
【００１９】その際、照明対象物の状態に応じて光源の
発光光度ないし明るさは可変調整でき、またライトガイ
ド毎に光源をオン、オフ制御することができ、さらに、
ライトガイドの位置は照明対象物に対して変更すること
ができる。
【００２０】したがって、被照明部位の状態に応じて常
に最適な条件で照明を行うことができる。
【００２１】
【実施例】図１は本発明による照明装置を組み込んだ電
子部品の組立・検査装置の概略説明図、図２は本発明の
照明装置における光源の配置例を示す概略平面図、図３
(a) ，(b) はそれぞれ本発明に用いられる外側ライトガ
イドの平面図と縦断面図、図４(a) ，(b) はそれぞれ本
発明に用いられる内側ライトガイドの平面図と縦断面
図、図５は内側および外側ライトガイドにおける光の出
力状況の一例を説明する図、図６(a) ，(b) ，(c) ，
(d) ，(e) は内側ライトガイドにおける光の入射、伝
送、出力の幾つかの例を説明する図である。
【００２２】本実施例において、照明装置１はブラケッ
ト２に設けた長孔３とその長孔３に挿通される止めねじ
４とにより、電子部品の組立・検査装置５に対して軸方
向ないし高さ方向の位置調整可能に取り付けられてい
る。
【００２３】電子部品の組立・検査装置５の例として
は、たとえばいわゆるチップマウンタと呼ばれる電子部
品搭載装置や電子部品検査装置が考えられるが、他の装
置でもよく、本実施例では電子部品搭載装置が選択され
ている。
【００２４】照明装置１の下方には、照明を受ける対象
物の一例としてのプリント基板６が位置され、このプリ
ント基板６の上には電子部品を搭載するための電子回路
（図示せず）がプリント配線等で形成されている。
【００２５】一方、照明装置１の上側には、電子部品の
組立・検査装置５の一部を構成する撮像装置としてのカ
メラ７が配設され、プリント基板６上の電子回路や搭載
されるべき電子部品等を撮像し、画像処理により認識す
るようになっている。
【００２６】照明装置１は、ブラケット２に取り付けら
れた外側支持リング８で支持された外側ライトガイド９
と、同じくブラケット２に取り付けられた内側支持リン
グ１１で支持された内側ライトガイド１２と、各ライト
ガイド９，１２の基端面に対して僅かな間隔をあけて上
方に配置された複数個（本実施例では図２に示す如く円
周方向に各１６個）の発光ダイオード（ＬＥＤ）よりな
る光源１３，１４とを有している。
【００２７】両ライトガイド９と１２はいずれもアクリ
ル系等の樹脂材料で作られた透明な円筒構造を有してい
る（図３および図４参照）。したがって、前記光源１
３，１４から各ライトガイド９，１２の中に入射された
光は、いわゆる全反射現象によりその内部を伝送され先
端から出力される。そして、前記カメラ７は内側ライト
ガイド１２の内側円筒空間を通して被照明部位を撮像で
きる。
【００２８】外側ライトガイド９の先端は内側ライトガ
イド１２の先端と同じかあるいは後者よりも先方に突出
している。
【００２９】また、各ライトガイド９と１２の先端は、
外周側から内周側に向けてテーパ状に傾斜面９ａと１２
ａとを形成した構造となっている。その結果、各ライト
ガイド９，１２の先端の傾斜面９ａ，１２ａから出力さ
れる光は中心方向に向かうようになる。
【００３０】本実施例においては、外側ライトガイド９
の傾斜面９ａは先端面（軸線に対して直角な面）に対し
て約６3.４±0.５度の傾斜角度をなしている。
【００３１】一方、本実施例の内側ライトガイド１２の
傾斜面１２ａは先端面（軸線に対して直角な面）に対し
て約２6.６±0.１度の傾斜角度をなしている。
【００３２】したがって、本実施例では、外側ライトガ
イド９と内側ライトガイド１２の各長さの他、各傾斜面
９ａと１２ａとの傾斜角度が互いに異なる上に、照明対
象物であるプリント基板６に対する位置を長孔３と止め
ねじ４とで可変調整できることにより、各ライトガイド
９，１２から出力される光は互いに異なる照射角度で被
照明部位に照射される。
【００３３】また、光源１３，１４の各々は、被照明部
位の状態に応じてその発光の光度ないし明るさを任意に
可変調整できるように光度調整装置１５，１６（たとえ
ば調整ボリューム）にそれぞれ接続されている。
【００３４】さらに、各光源１３，１４は、被照明部位
の状態に応じて、それぞれオン、オフ切り替えするため
の切替装置１７，１８（たとえば切替スイッチ）にも接
続されている。
【００３５】次に、本実施例の作用について説明する。
【００３６】まず、照明装置１の照明対象物すなわちプ
リント基板６に対する高さを長孔３と止めねじ４とで所
望の高さに調整して設定する。
【００３７】そして、光源１３，１４をオンさせて点灯
させると、各光源１３，１４からの照明はそれぞれ外側
および内側ライトガイド９，１２の基端面から入射さ
れ、軸方向に伝送されて先端の各傾斜面９ａ，１２ａか
ら図５に示す如く中心方向に向けて出力され、プリント
基板６の被照明部位に照射される。
【００３８】その際、各ライトガイド９，１２の中に入
射された照明光は、一部は各ライトガイド９，１２の中
をそのまま直接通過するか、または各ライトガイド９，
１２の内側面あるいは外側面で全反射現象により反射さ
れながら進行し、傾斜面９ａ，１２ａから出力される。
この時の各ライトガイド９，１２中における照明光の伝
送態様は図６(a) 〜(e) に内側ライトガイド１２を例と
して示されている。
【００３９】すなわち、図６(a) は内側ライトガイド１
２の軸方向に直接通過する照明光の例を示し、(b) と
(c) はそれぞれ外側面と内側面で１回全反射される照明
光の例を示し、(d) と(e) はそれぞれ外側面と内側面で
各１回、合計２回全反射される照明光の例を示してい
る。なお、いずれの例においても、先端の傾斜面１２ａ
から出力される際の照明光は内側ライトガイド１２の樹
脂材料と空気中との屈折率の差により屈折角度をもって
空気中に出力される。
【００４０】各ライトガイド９，１２から出力された照
明光は中心方向に向かい、プリント基板６上の電子回路
の如き被照明部位に照射される。
【００４１】その際、各ライトガイド９，１２からの照
明光は互いに異なる照射角度で照射されるので、たとえ
ば照明対象物の形状や色等で影やハレーションが生じる
ような状況の下でも、２つ（またはそれ以上）の各ライ
トガイド９，１２を用いていることにより、各照明光は
互いに影やハレーションの発生を阻止するよう有利に作
用し合う。
【００４２】その結果、本実施例においては、照明対象
物の映像をカメラ７で正確に撮像できる。この撮像結果
は画像処理装置１９で画像処理され、対象物の正確な認
識が行われ、その認識結果に基づいて制御装置２０によ
り組立・検査装置５等の自動制御が行われる。
【００４３】また、照明対象物の状態（形状や色等）に
よっては、光度調整装置１５，１６を調整することによ
り光源１３，１４からの照明光の光度ないし明るさを最
適に可変調整し、明瞭な映像を精度良く撮像できる。
【００４４】さらに、照明対象物の状態によっては、両
光源１３と１４からの照明光よりもいずれか一方の光源
１３または１４からの照明光のみの方が正確な撮像を行
える場合もある。したがって、その場合には、切替装置
１７，１８により各光源１３，１４をオン、オフ制御し
ながら照明を行うことで、より精度の良い撮像を行うこ
とができる。
【００４５】このような照明対象物の形状や、表面状態
等の条件に応じて照明装置１の光源１３，１４等の各種
使用条件を自動搭載作業の前にティーチングしてコンピ
ュータに記憶させておくことにより、最適な状態でカメ
ラ７による撮像を行いながら、電子部品の自動搭載を正
確に実行することができる。
【００４６】以上、本発明者によってなされた発明を実
施例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例
に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲
で種々変更可能であることはいうまでもない。
【００４７】たとえば、光源の個数、ライトガイドの個
数やその先端の傾斜角度、さらにはライトガイドの材料
や形状等も他のものにすることができる。
【００４８】以上の説明では主として本発明者によって
なされた発明をその利用分野である電子部品の組立・検
査技術に適用した場合について説明したが、これに限定
されるものではなく、たとえば他の照明対象物への照明
にも適用できる。
【００４９】
【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
【００５０】(1).複数の透明な筒状のライトガイドと複
数の光源を用いることで、照明対象物の表面状態や形状
等に左右されずに、照射面積を大きくし、また輝度むら
を抑制し、常に最適な条件で精度の良い撮像を行うこと
ができる。
【００５１】(2).ライトガイドの長さや先端の傾斜角度
を適宜選択することにより、常に最適な条件で最適な撮
像を行うことができる。
【００５２】(3).各ライトガイドについての光源の光度
を可変調整したり、あるいは両方または一方をオン、オ
フ制御したりすることによって、照明対象物の条件に応
じた最適な撮像を行うことができる。
【００５３】(4).ライトガイドを円筒構造とすることに
より、他の形状のものに比べて製造が容易かつ安価であ
り、通常の透明パイプ等も利用できて便利である。
【００５４】(5).ライトガイドをアクリル系等の樹脂材
料で作ることにより、所望の品質のものを安価に製造で
きる。
【００５５】(6).照明対象物に対するライトガイドの位
置を軸方向に可変調整できるようにすることにより、常
に最適な撮像を行うことができる。
【００５６】(7).各ライトガイドの各々の先端の傾斜面
の角度を互いに異ならせることにより、対象物への照明
光の照射面積や照射角度を大きく、あるいはバランス良
くすることができる。
【００５７】(8).前記(1) 〜(7) により、精度の良い撮
像およびそれに基づく画像処理ならびに認識による電子
部品の正確な搭載や検査等が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による照明装置を組み込んだ電子部品の
組立・検査装置の概略説明図である。
【図２】図２は本発明の照明装置における光源の配置例
を示す概略平面図である。
【図３】(a) ，(b) はそれぞれ本発明に用いられる外側
ライトガイドの平面図と縦断面図である。
【図４】(a) ，(b) はそれぞれ本発明に用いられる内側
ライトガイドの平面図と縦断面図である。
【図５】内側および外側ライトガイドにおける光の出力
状況の一例を説明する図である。
【図６】(a) ，(b) ，(c) ，(d) ，(e) は内側ライトガ
イドにおける光の入射、伝送、出力の幾つかの例を説明
する図である。
【符号の説明】
１ 照明装置 ２ ブラケット ３ 長孔 ４ 止めねじ ５ 電子部品の組立・検査装置 ６ プリント基板 ７ カメラ ８ 外側支持リング ９ 外側ライトガイド ９ａ 傾斜面 １１ 内側支持リング １２ 内側ライトガイド １２ａ 傾斜面 １３，１４ 光源 １５，１６ 光度調整装置 １７，１８ 切替装置 １９ 画像処理装置 ２０ 制御装置

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 透明材料よりなる筒状構造を有する内側
    ライトガイドと、 前記内側ライトガイドの外側に位置し、その先端が前記
    内側ライトガイドの先端よりも突出しており、かつ透明
    材料よりなる筒状構造を有する外側ライトガイドと、 前記内側および外側ライトガイドの基端側にそれぞれ設
    置され、それらの基端面を通して前記各ライトガイド内
    に光を入射する複数個の光源とからなり、 前記内側および外側ライトガイドの各先端は、外周側か
    ら内周側に向けてテーパ状の傾斜面をなし、前記光源か
    ら前記各ライトガイド内を通って伝送されて来た光を前
    記各ライトガイドの中心方向に出力することを特徴とす
    る照明装置。
  2. 【請求項２】 請求項１記載の照明装置であって、前記
    内側および外側ライトガイドは円筒構造を有することを
    特徴とする照明装置。
  3. 【請求項３】 請求項１または２記載の照明装置であっ
    て、前記光源は発光ダイオードよりなり、それらの発光
    ダイオードの発光光度は可変であることを特徴とする照
    明装置。
  4. 【請求項４】 請求項１、２または３記載の照明装置で
    あって、前記光源は照明対象物に応じて前記内側および
    外側ライトガイド毎に切り替えてオン、オフできること
    を特徴とする照明装置。
  5. 【請求項５】 請求項１、２、３または４記載の照明装
    置において、前記内側および外側ライトガイドはアクリ
    ル系等の樹脂材料よりなることを特徴とする照明装置。
  6. 【請求項６】 請求項１、２、３、４または５記載の照
    明装置において、前記内側および外側ライトガイドの照
    明対象物に対する位置は軸方向に可変調整できることを
    特徴とする照明装置。
  7. 【請求項７】 請求項１、２、３、４、５または６記載
    の照明装置において、前記内側および外側ライトガイド
    の先端の傾斜面の角度は互いに異なることを特徴とする
    照明装置。
  8. 【請求項８】 透明材料よりなる筒状構造を有する内側
    ライトガイドと、 前記内側ライトガイドの外側に位置し、その先端が前記
    内側ライトガイドの先端よりも突出しており、かつ透明
    材料よりなる筒状構造を有する外側ライトガイドと、 前記内側および外側ライトガイドの基端側にそれぞれ設
    置され、それらの基端面を通して各ライトガイド内に光
    を入射する複数個の光源と、 前記光源の上方に設置され、前記内側ライトガイドの内
    部空間を通して照明対象物を認識するカメラとからな
    り、 前記内側および外側ライトガイドの各先端は、外周側か
    ら内周側に向けてテーパ状の傾斜面をなし、前記光源か
    ら前記各ライトガイド内を通って伝送されて来た光を前
    記各ライトガイドの中心方向に出力することを特徴とす
    る電子部品等の組立・検査装置。
  9. 【請求項９】 請求項８記載の電子部品等の組立・検査
    装置において、前記照明対象物は電子部品搭載用のプリ
    ント基板であり、 前記カメラは電子部品搭載装置に設けられていることを
    特徴とする電子部品等の組立・検査装置。
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