JPH112598A - 微細領域の照明装置 - Google Patents
微細領域の照明装置Info
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- JPH112598A JPH112598A JP15533197A JP15533197A JPH112598A JP H112598 A JPH112598 A JP H112598A JP 15533197 A JP15533197 A JP 15533197A JP 15533197 A JP15533197 A JP 15533197A JP H112598 A JPH112598 A JP H112598A
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- Japan
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- light
- lens
- hole
- mounting member
- fresnel lens
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- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 微細領域の照明装置において、対象物に照射
する光の透過性が高く且つ高効率で拡散すると共に中心
部から周辺部まで照明光を均一化する。 【解決手段】 リング状の発光体４から照射される照明
光は、第一のレンチキュラーレンズ５ａと第二のレンチ
キュラーレンズ５ｂとを透過して散乱された光を、さら
にプラス焦点のフレネルレンズ６を透過して後方へ導く
ことにより、フラットな線像強度分布を持つものとな
り、照射対象面で均一な輝度分布を形成することができ
る。これにより、対象部品２に照射する照明光を均一化
することができる。また、従来のような光拡散用のスモ
ーク板を用いないので、高透過率を維持した状態で均一
な照明光を得ることができる。したがって、対象物に照
射する光の透過性が高く且つ高効率で拡散すると共に中
心部から周辺部まで照明光を均一化することができる。
する光の透過性が高く且つ高効率で拡散すると共に中心
部から周辺部まで照明光を均一化する。 【解決手段】 リング状の発光体４から照射される照明
光は、第一のレンチキュラーレンズ５ａと第二のレンチ
キュラーレンズ５ｂとを透過して散乱された光を、さら
にプラス焦点のフレネルレンズ６を透過して後方へ導く
ことにより、フラットな線像強度分布を持つものとな
り、照射対象面で均一な輝度分布を形成することができ
る。これにより、対象部品２に照射する照明光を均一化
することができる。また、従来のような光拡散用のスモ
ーク板を用いないので、高透過率を維持した状態で均一
な照明光を得ることができる。したがって、対象物に照
射する光の透過性が高く且つ高効率で拡散すると共に中
心部から周辺部まで照明光を均一化することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えばプリント基
板上に実装された電子部品等の半田付部の状態を検査す
る半田付外観検査装置において対象部品を照明したり、
或いは顕微鏡で試料を観察する際にその試料を照明する
場合などに用いる微細領域の照明装置に関し、特に、装
置のコンパクト性を保ちつつ、対象物に照射する光の透
過性が高く且つ高効率で拡散すると共に中心部から周辺
部まで照明光を均一化することができる微細領域の照明
装置に関する。
板上に実装された電子部品等の半田付部の状態を検査す
る半田付外観検査装置において対象部品を照明したり、
或いは顕微鏡で試料を観察する際にその試料を照明する
場合などに用いる微細領域の照明装置に関し、特に、装
置のコンパクト性を保ちつつ、対象物に照射する光の透
過性が高く且つ高効率で拡散すると共に中心部から周辺
部まで照明光を均一化することができる微細領域の照明
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、発光体として１個の発光ダイオ
ード（以下「ＬＥＤ」という）から照明の対象物に光を
直接照射すると、そのときの照明光の強度分布は図１７
（ａ）に示すようになる。また、複数個のＬＥＤから発
生されコンボリューションされた光を照明の対象物に直
接照射したとき、その光の一部を見る線像強度分布は図
１７（ｂ）に示すようになる。このような直接照射の照
明光で微細領域を照明した場合は、上記図１７（ａ）又
は（ｂ）に示す強度分布又は線像強度分布では、横軸方
向（ｘ座標）において輝度が急激なカーブを描いてお
り、中心部と周辺部とで大きな輝度差が出てしまう。し
たがって、照明の対象物の中心部と周辺部とで明るさの
差が出て、例えば所要の検査が高精度で実施できないこ
とがあった。
ード（以下「ＬＥＤ」という）から照明の対象物に光を
直接照射すると、そのときの照明光の強度分布は図１７
（ａ）に示すようになる。また、複数個のＬＥＤから発
生されコンボリューションされた光を照明の対象物に直
接照射したとき、その光の一部を見る線像強度分布は図
１７（ｂ）に示すようになる。このような直接照射の照
明光で微細領域を照明した場合は、上記図１７（ａ）又
は（ｂ）に示す強度分布又は線像強度分布では、横軸方
向（ｘ座標）において輝度が急激なカーブを描いてお
り、中心部と周辺部とで大きな輝度差が出てしまう。し
たがって、照明の対象物の中心部と周辺部とで明るさの
差が出て、例えば所要の検査が高精度で実施できないこ
とがあった。
【０００３】これに対し、従来の微細領域の照明装置、
例えば半田付外観検査装置の照明装置は、特開平７−２
４３９８６号公報に示されるように、中央部に撮影用孔
を有する円板状の取付部材の下面側に上記撮影用孔を中
心として同心円状に多数の発光体（ＬＥＤ）を配置し、
これらの発光体の下方にて該多数の発光体の光照射方向
には上記取付部材の撮影用孔に対応する透孔を有する光
拡散用のスモーク板を取り付け、このスモーク板で上記
多数の発光体から照射される光を拡散して対象部品を照
明するようになっていた。そして、これにより対象物に
対する照明光の均一化はある程度実現可能であった。
例えば半田付外観検査装置の照明装置は、特開平７−２
４３９８６号公報に示されるように、中央部に撮影用孔
を有する円板状の取付部材の下面側に上記撮影用孔を中
心として同心円状に多数の発光体（ＬＥＤ）を配置し、
これらの発光体の下方にて該多数の発光体の光照射方向
には上記取付部材の撮影用孔に対応する透孔を有する光
拡散用のスモーク板を取り付け、このスモーク板で上記
多数の発光体から照射される光を拡散して対象部品を照
明するようになっていた。そして、これにより対象物に
対する照明光の均一化はある程度実現可能であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来の微細領域の照明装置においては、上記スモーク板で
多数の発光体から照射される光を拡散して対象部品を照
明するようになっていたので、図１７（ｂ）に示す線像
強度分布において急激なカーブを抑えてフラットな分布
特性とすることはできるが、該スモーク板は例えば半透
明乳白色のプラスチック又はガラス製などの円形板から
成るので、光の透過性がやや低く、上記発光体からの照
射光の利用効率が低下することがあった。したがって、
発光体が発生する光の強度をある程度大きくしなければ
ならず、該発光体の寿命が低下することがあった。ま
た、上記スモーク板による光の拡散では、透過した光の
方向成分が殆どなくなり、対象物に対し照明光を一定の
角度で照射することはできなかった。
来の微細領域の照明装置においては、上記スモーク板で
多数の発光体から照射される光を拡散して対象部品を照
明するようになっていたので、図１７（ｂ）に示す線像
強度分布において急激なカーブを抑えてフラットな分布
特性とすることはできるが、該スモーク板は例えば半透
明乳白色のプラスチック又はガラス製などの円形板から
成るので、光の透過性がやや低く、上記発光体からの照
射光の利用効率が低下することがあった。したがって、
発光体が発生する光の強度をある程度大きくしなければ
ならず、該発光体の寿命が低下することがあった。ま
た、上記スモーク板による光の拡散では、透過した光の
方向成分が殆どなくなり、対象物に対し照明光を一定の
角度で照射することはできなかった。
【０００５】そこで、本発明は、このような問題点に対
処し、装置のコンパクト性を保ちつつ、対象物に照射す
る光の透過性が高く且つ高効率で拡散すると共に中心部
から周辺部まで照明光を均一化することができる微細領
域の照明装置を提供することを目的とする。
処し、装置のコンパクト性を保ちつつ、対象物に照射す
る光の透過性が高く且つ高効率で拡散すると共に中心部
から周辺部まで照明光を均一化することができる微細領
域の照明装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第一の発明による微細領域の照明装置は、中央部に
対象物を観察するための透孔を有する取付部材と、この
取付部材の片面側にて上記透孔を中心としてリング状に
設けられた発光体と、この発光体の光照射方向に設けら
れ一つの平面上に多数のシリンドリカルレンズを並列配
置して形成されると共に上記取付部材の透孔に対応する
部位には同じく透孔を有し入射光を散乱させる第一のレ
ンチキュラーレンズと、この第一のレンチキュラーレン
ズの片面側に密接して設けられ該第一のレンチキュラー
レンズと同様に構成されると共にそのシリンドリカルレ
ンズの配列方向を上記第一のレンチキュラーレンズのシ
リンドリカルレンズの配列方向と交差させて配置した第
二のレンチキュラーレンズと、この第二のレンチキュラ
ーレンズの光路下流側に近接して設けられると共に上記
取付部材の透孔に対応する部位には同じく透孔を有し上
記第一及び第二のレンチキュラーレンズを透過した光を
後方へ導くフレネルレンズとを備えて成るものである。
に、第一の発明による微細領域の照明装置は、中央部に
対象物を観察するための透孔を有する取付部材と、この
取付部材の片面側にて上記透孔を中心としてリング状に
設けられた発光体と、この発光体の光照射方向に設けら
れ一つの平面上に多数のシリンドリカルレンズを並列配
置して形成されると共に上記取付部材の透孔に対応する
部位には同じく透孔を有し入射光を散乱させる第一のレ
ンチキュラーレンズと、この第一のレンチキュラーレン
ズの片面側に密接して設けられ該第一のレンチキュラー
レンズと同様に構成されると共にそのシリンドリカルレ
ンズの配列方向を上記第一のレンチキュラーレンズのシ
リンドリカルレンズの配列方向と交差させて配置した第
二のレンチキュラーレンズと、この第二のレンチキュラ
ーレンズの光路下流側に近接して設けられると共に上記
取付部材の透孔に対応する部位には同じく透孔を有し上
記第一及び第二のレンチキュラーレンズを透過した光を
後方へ導くフレネルレンズとを備えて成るものである。
【０００７】そして、上記フレネルレンズは、全体とし
てプラス焦点のレンズの働きをするものである。
てプラス焦点のレンズの働きをするものである。
【０００８】また、第二の発明による微細領域の照明装
置は、中央部に対象物を観察するための透孔を有する取
付部材と、この取付部材の片面側にて上記透孔を中心と
してリング状に設けられた発光体と、この発光体の光照
射方向にて該発光体に近接して設けられると共に上記取
付部材の透孔に対応する部位には同じく透孔を有し発光
体の照射光を後方へ導く第一のフレネルレンズと、この
第一のフレネルレンズの光路下流側に近接して設けられ
ると共に上記取付部材の透孔に対応する部位には同じく
透孔を有し上記第一のフレネルレンズを透過した光を中
心部に向けて平行に屈折させる第二のフレネルレンズと
を備えて成るものである。
置は、中央部に対象物を観察するための透孔を有する取
付部材と、この取付部材の片面側にて上記透孔を中心と
してリング状に設けられた発光体と、この発光体の光照
射方向にて該発光体に近接して設けられると共に上記取
付部材の透孔に対応する部位には同じく透孔を有し発光
体の照射光を後方へ導く第一のフレネルレンズと、この
第一のフレネルレンズの光路下流側に近接して設けられ
ると共に上記取付部材の透孔に対応する部位には同じく
透孔を有し上記第一のフレネルレンズを透過した光を中
心部に向けて平行に屈折させる第二のフレネルレンズと
を備えて成るものである。
【０００９】そして、上記第一のフレネルレンズは、全
体としてマイナス焦点のレンズの働きをするものであ
る。
体としてマイナス焦点のレンズの働きをするものであ
る。
【００１０】さらに、第三の発明による微細領域の照明
装置は、中央部に対象物を観察するための透孔を有する
取付部材と、この取付部材の片面側にて上記透孔を中心
としてリング状に設けられた発光体と、この発光体の光
照射方向にて該発光体の位置に対応してリング状に設け
られその照射光を後方へ導くシリンドリカルレンズと、
このシリンドリカルレンズの光路下流側に近接して設け
られると共に上記取付部材の透孔に対応する部位には同
じく透孔を有し上記シリンドリカルレンズを透過した光
を中心部に向けて平行に屈折させるフレネルレンズとを
備えて成るものである。
装置は、中央部に対象物を観察するための透孔を有する
取付部材と、この取付部材の片面側にて上記透孔を中心
としてリング状に設けられた発光体と、この発光体の光
照射方向にて該発光体の位置に対応してリング状に設け
られその照射光を後方へ導くシリンドリカルレンズと、
このシリンドリカルレンズの光路下流側に近接して設け
られると共に上記取付部材の透孔に対応する部位には同
じく透孔を有し上記シリンドリカルレンズを透過した光
を中心部に向けて平行に屈折させるフレネルレンズとを
備えて成るものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて詳細に説明する。図１は第一の発明によ
る微細領域の照明装置の実施の形態を示す断面説明図で
ある。図１の例は、例えばプリント基板１上に実装され
た電子部品等の半田付部の状態を検査する半田付外観検
査装置において対象部品２を照明する照明装置を示して
おり、この照明装置は、図１に示すように、取付部材３
と、発光体４と、第一のレンチキュラーレンズ５ａと、
第二のレンチキュラーレンズ５ｂと、フレネルレンズ６
とを備えて成る。
図面に基づいて詳細に説明する。図１は第一の発明によ
る微細領域の照明装置の実施の形態を示す断面説明図で
ある。図１の例は、例えばプリント基板１上に実装され
た電子部品等の半田付部の状態を検査する半田付外観検
査装置において対象部品２を照明する照明装置を示して
おり、この照明装置は、図１に示すように、取付部材３
と、発光体４と、第一のレンチキュラーレンズ５ａと、
第二のレンチキュラーレンズ５ｂと、フレネルレンズ６
とを備えて成る。
【００１２】上記取付部材３は、この照明装置の発光体
４を取り付けて配線する部材となるもので、図２に示す
ように適宜の直径（例えば200mm）の円板状に形成さ
れ、その中央部には検査対象のプリント基板１上に実装
された電子部品等の対象部品２を上方から観察するため
の透孔７が形成されている。なお、図１において、符号
８は上記プリント基板１上に実装された対象部品２の外
観検査のために撮影するテレビカメラ又はＣＣＤカメラ
等の撮像装置を示し、符号９は上記対象部品２からの反
射光を撮像装置８に結像させるレンズを示している。
４を取り付けて配線する部材となるもので、図２に示す
ように適宜の直径（例えば200mm）の円板状に形成さ
れ、その中央部には検査対象のプリント基板１上に実装
された電子部品等の対象部品２を上方から観察するため
の透孔７が形成されている。なお、図１において、符号
８は上記プリント基板１上に実装された対象部品２の外
観検査のために撮影するテレビカメラ又はＣＣＤカメラ
等の撮像装置を示し、符号９は上記対象部品２からの反
射光を撮像装置８に結像させるレンズを示している。
【００１３】上記取付部材３の片面側（例えば下面側）
にて同一平面内には、多数の発光体４が取り付けられて
いる。この発光体４は、上記プリント基板１上に実装さ
れた電子部品等の半田付部の状態を検査するために対象
部品２を照明する照明光を発するもので、例えば発光ダ
イオード（ＬＥＤ）から成り、図２に示すように上記透
孔７を中心として複数の同心円状にリング状に配置され
ている。
にて同一平面内には、多数の発光体４が取り付けられて
いる。この発光体４は、上記プリント基板１上に実装さ
れた電子部品等の半田付部の状態を検査するために対象
部品２を照明する照明光を発するもので、例えば発光ダ
イオード（ＬＥＤ）から成り、図２に示すように上記透
孔７を中心として複数の同心円状にリング状に配置され
ている。
【００１４】上記発光体４の光照射方向すなわち下方側
には、第一のレンチキュラーレンズ５ａが設けられてい
る。この第一のレンチキュラーレンズ５ａは、上記発光
体４から発せられた光を入射して散乱させるもので、図
３に示すように一つの平面上に多数のシリンドリカルレ
ンズ（かまぼこ型に形成された棒状レンズ）１０，１
０，…を並列配置して形成され、全体として図１に示す
取付部材３と同程度の大きさの円板状に形成されると共
に、上記取付部材３の透孔７に対応する部位には同じく
透孔１１が形成されている。この第一のレンチキュラー
レンズ５ａの特性としては、図３に示すように、点光源
としての一つの発光体４から射出された光が透過するこ
とにより、オブジェクト面１２には上記多数のシリンド
リカルレンズ１０，１０，…の配列方向に沿って帯状に
延びる光照射面１３が形成されるという特性を有する。
なお、上記第一のレンチキュラーレンズ５ａは、図１に
おいて発光体４の下方にて所定の間隔（例えば約１０mm
程度の間隔）で近接して設けられている。これは、近接
しすぎると第一のレンチキュラーレンズ５ａによる拡散
効果が薄れ、離しすぎると装置自体が大型化してしまう
からである。
には、第一のレンチキュラーレンズ５ａが設けられてい
る。この第一のレンチキュラーレンズ５ａは、上記発光
体４から発せられた光を入射して散乱させるもので、図
３に示すように一つの平面上に多数のシリンドリカルレ
ンズ（かまぼこ型に形成された棒状レンズ）１０，１
０，…を並列配置して形成され、全体として図１に示す
取付部材３と同程度の大きさの円板状に形成されると共
に、上記取付部材３の透孔７に対応する部位には同じく
透孔１１が形成されている。この第一のレンチキュラー
レンズ５ａの特性としては、図３に示すように、点光源
としての一つの発光体４から射出された光が透過するこ
とにより、オブジェクト面１２には上記多数のシリンド
リカルレンズ１０，１０，…の配列方向に沿って帯状に
延びる光照射面１３が形成されるという特性を有する。
なお、上記第一のレンチキュラーレンズ５ａは、図１に
おいて発光体４の下方にて所定の間隔（例えば約１０mm
程度の間隔）で近接して設けられている。これは、近接
しすぎると第一のレンチキュラーレンズ５ａによる拡散
効果が薄れ、離しすぎると装置自体が大型化してしまう
からである。
【００１５】上記第一のレンチキュラーレンズ５ａの片
面側すなわち下面側には、第二のレンチキュラーレンズ
５ｂが密接して設けられている。この第二のレンチキュ
ラーレンズ５ｂは、上記第一のレンチキュラーレンズ５
ａから射出された光を入射して散乱させるもので、図４
に示すように一つの平面上に多数のシリンドリカルレン
ズ１０，１０，…を並列配置して第一のレンチキュラー
レンズ５ａと同様に構成され、図１に示すように上記取
付部材３の透孔７に対応する部位には同じく透孔１４が
形成されると共に、そのシリンドリカルレンズ１０，１
０，…の配列方向を上記第一のレンチキュラーレンズ５
ａのシリンドリカルレンズ１０，１０，…の配列方向と
直交させて配置されている。この第二のレンチキュラー
レンズ５ｂの特性は、図３に示す第一のレンチキュラー
レンズ５ａの特性と全く同じであり、図４に示すよう
に、第一のレンチキュラーレンズ５ａと第二のレンチキ
ュラーレンズ５ｂとをそれぞれのシリンドリカルレンズ
１０，１０，…の配列方向を互いに直交させて配置して
あることから、点光源としての一つの発光体４から射出
された光が透過することにより、オブジェクト面１２に
は正方形の光照射面１５が形成されるという特性を有す
る。なお、上記第一のレンチキュラーレンズ５ａと第二
のレンチキュラーレンズ５ｂのそれぞれのシリンドリカ
ルレンズ１０，１０，…の配列方向は、互いに直交させ
ることが好ましいが、９０度以外の角度で交差させて透
過光の拡散効果を調整するようにしてもよい。
面側すなわち下面側には、第二のレンチキュラーレンズ
５ｂが密接して設けられている。この第二のレンチキュ
ラーレンズ５ｂは、上記第一のレンチキュラーレンズ５
ａから射出された光を入射して散乱させるもので、図４
に示すように一つの平面上に多数のシリンドリカルレン
ズ１０，１０，…を並列配置して第一のレンチキュラー
レンズ５ａと同様に構成され、図１に示すように上記取
付部材３の透孔７に対応する部位には同じく透孔１４が
形成されると共に、そのシリンドリカルレンズ１０，１
０，…の配列方向を上記第一のレンチキュラーレンズ５
ａのシリンドリカルレンズ１０，１０，…の配列方向と
直交させて配置されている。この第二のレンチキュラー
レンズ５ｂの特性は、図３に示す第一のレンチキュラー
レンズ５ａの特性と全く同じであり、図４に示すよう
に、第一のレンチキュラーレンズ５ａと第二のレンチキ
ュラーレンズ５ｂとをそれぞれのシリンドリカルレンズ
１０，１０，…の配列方向を互いに直交させて配置して
あることから、点光源としての一つの発光体４から射出
された光が透過することにより、オブジェクト面１２に
は正方形の光照射面１５が形成されるという特性を有す
る。なお、上記第一のレンチキュラーレンズ５ａと第二
のレンチキュラーレンズ５ｂのそれぞれのシリンドリカ
ルレンズ１０，１０，…の配列方向は、互いに直交させ
ることが好ましいが、９０度以外の角度で交差させて透
過光の拡散効果を調整するようにしてもよい。
【００１６】このような状態で、図１及び図２に示すよ
うに構成されたリング状の発光体４から照射される照明
光は、図４に示すオブジェクト面１２上で、強度分布は
図５に示すようになり、線像強度分布は図６に示すよう
になる。この図６から明らかなように、図４に示すよう
に組み合わせた第一のレンチキュラーレンズ５ａと第二
のレンチキュラーレンズ５ｂとを透過して散乱された光
は、かなりフラットな線像強度分布を持つものとなり、
オブジェクト面１２ではかなり均一な輝度分布を形成す
ることができる。
うに構成されたリング状の発光体４から照射される照明
光は、図４に示すオブジェクト面１２上で、強度分布は
図５に示すようになり、線像強度分布は図６に示すよう
になる。この図６から明らかなように、図４に示すよう
に組み合わせた第一のレンチキュラーレンズ５ａと第二
のレンチキュラーレンズ５ｂとを透過して散乱された光
は、かなりフラットな線像強度分布を持つものとなり、
オブジェクト面１２ではかなり均一な輝度分布を形成す
ることができる。
【００１７】上記第二のレンチキュラーレンズ５ｂの光
路下流側には、フレネルレンズ６が近接して設けられて
いる。このフレネルレンズ６は、上記第一のレンチキュ
ラーレンズ５ａ及び第二のレンチキュラーレンズ５ｂを
透過した光を後方へ導くもので、図７に示すように異な
る屈折角を有する複数のプリズムを一つの平面上に同心
円状に並べて構成され、全体として図１に示す取付部材
３と同程度の大きさの円板状に形成されると共に、上記
取付部材３の透孔７に対応する部位には同じく透孔１６
が形成されている。なお、図７の例では、上記フレネル
レンズ６は、全体としてプラス焦点のレンズの働きをす
るものとされている。
路下流側には、フレネルレンズ６が近接して設けられて
いる。このフレネルレンズ６は、上記第一のレンチキュ
ラーレンズ５ａ及び第二のレンチキュラーレンズ５ｂを
透過した光を後方へ導くもので、図７に示すように異な
る屈折角を有する複数のプリズムを一つの平面上に同心
円状に並べて構成され、全体として図１に示す取付部材
３と同程度の大きさの円板状に形成されると共に、上記
取付部材３の透孔７に対応する部位には同じく透孔１６
が形成されている。なお、図７の例では、上記フレネル
レンズ６は、全体としてプラス焦点のレンズの働きをす
るものとされている。
【００１８】このような状態で、図１及び図２に示すよ
うに構成されたリング状の発光体４から照射される照明
光は、図４に示すように組み合わせた第一のレンチキュ
ラーレンズ５ａと第二のレンチキュラーレンズ５ｂとを
透過して散乱された光を、さらに図７に示すプラス焦点
のフレネルレンズ６を透過して後方へ導くことにより、
図８に示すようなフラットな線像強度分布を持つものと
なり、照射対象面で均一な輝度分布を形成することがで
きる。これにより、図１に示す対象部品２に照射する照
明光を均一化することができる。ここで、レンチキュラ
ーレンズによる光量均一性は高く、この均一化された光
を検査部である中心部にプラス焦点のフレネルレンズ６
を用いて集光させることにより、対象部品２をより明る
く照明することができる。
うに構成されたリング状の発光体４から照射される照明
光は、図４に示すように組み合わせた第一のレンチキュ
ラーレンズ５ａと第二のレンチキュラーレンズ５ｂとを
透過して散乱された光を、さらに図７に示すプラス焦点
のフレネルレンズ６を透過して後方へ導くことにより、
図８に示すようなフラットな線像強度分布を持つものと
なり、照射対象面で均一な輝度分布を形成することがで
きる。これにより、図１に示す対象部品２に照射する照
明光を均一化することができる。ここで、レンチキュラ
ーレンズによる光量均一性は高く、この均一化された光
を検査部である中心部にプラス焦点のフレネルレンズ６
を用いて集光させることにより、対象部品２をより明る
く照明することができる。
【００１９】図９は第二の発明による微細領域の照明装
置の実施の形態を示す断面説明図である。図９の例も、
例えばプリント基板１上に実装された電子部品等の半田
付部の状態を検査する半田付外観検査装置において対象
部品２を照明する照明装置を示しており、この照明装置
は、図９に示すように、取付部材３と、発光体４と、第
一のフレネルレンズ１７ａと、第二のフレネルレンズ１
７ｂとを備えて成る。
置の実施の形態を示す断面説明図である。図９の例も、
例えばプリント基板１上に実装された電子部品等の半田
付部の状態を検査する半田付外観検査装置において対象
部品２を照明する照明装置を示しており、この照明装置
は、図９に示すように、取付部材３と、発光体４と、第
一のフレネルレンズ１７ａと、第二のフレネルレンズ１
７ｂとを備えて成る。
【００２０】上記取付部材３及び発光体４は、図１に示
す実施の形態と全く同様に形成されている。そして、上
記発光体４の光照射方向すなわち下方側には、第一のフ
レネルレンズ１７ａが該発光体４に近接して設けられて
いる。この第一のフレネルレンズ１７ａは、上記発光体
４から発せられた照射光を後方へ導くもので、図１０に
示すように異なる屈折角を有する複数のプリズムを一つ
の平面上に同心円状に並べて構成され、全体として図９
に示す取付部材３と同程度の大きさの円板状に形成され
ると共に、上記取付部材３の透孔７に対応する部位には
同じく透孔１８が形成されている。なお、図１０の例で
は、上記第一のフレネルレンズ１７ａは、全体としてマ
イナス焦点のレンズの働きをするものとされている。こ
のようなマイナス焦点の第一のフレネルレンズ１７ａを
透過することにより、上記リング状の発光体４から照射
された照明光が拡がる傾向となり、その結果、中心部の
輝度に対し周辺部の輝度を相対的に上げることができ
る。なお、上記第一のフレネルレンズ１７ａは、図９に
おいて発光体４の下方にてほとんど隙間なく近接して設
けられており、装置のコンパクト化が図られている。
す実施の形態と全く同様に形成されている。そして、上
記発光体４の光照射方向すなわち下方側には、第一のフ
レネルレンズ１７ａが該発光体４に近接して設けられて
いる。この第一のフレネルレンズ１７ａは、上記発光体
４から発せられた照射光を後方へ導くもので、図１０に
示すように異なる屈折角を有する複数のプリズムを一つ
の平面上に同心円状に並べて構成され、全体として図９
に示す取付部材３と同程度の大きさの円板状に形成され
ると共に、上記取付部材３の透孔７に対応する部位には
同じく透孔１８が形成されている。なお、図１０の例で
は、上記第一のフレネルレンズ１７ａは、全体としてマ
イナス焦点のレンズの働きをするものとされている。こ
のようなマイナス焦点の第一のフレネルレンズ１７ａを
透過することにより、上記リング状の発光体４から照射
された照明光が拡がる傾向となり、その結果、中心部の
輝度に対し周辺部の輝度を相対的に上げることができ
る。なお、上記第一のフレネルレンズ１７ａは、図９に
おいて発光体４の下方にてほとんど隙間なく近接して設
けられており、装置のコンパクト化が図られている。
【００２１】上記第一のフレネルレンズ１７ａの光路下
流側には、第二のフレネルレンズ１７ｂが近接して設け
られている。この第二のフレネルレンズ１７ｂは、上記
第一のフレネルレンズ１７ａを透過した光を中心部に向
けて平行に屈折させるもので、図１１に示すように一つ
の平面上に同一の屈折角を有する複数のプリズムを一定
の間隔で同心円状に並べて構成され、全体として図９に
示す取付部材３と同程度の大きさの円板状に形成される
と共に、上記取付部材３の透孔７に対応する部位には同
じく透孔１９が形成されている。なお、図１１において
は、図９に示す第二のフレネルレンズ１７ｂの右半分の
部分だけを表している。
流側には、第二のフレネルレンズ１７ｂが近接して設け
られている。この第二のフレネルレンズ１７ｂは、上記
第一のフレネルレンズ１７ａを透過した光を中心部に向
けて平行に屈折させるもので、図１１に示すように一つ
の平面上に同一の屈折角を有する複数のプリズムを一定
の間隔で同心円状に並べて構成され、全体として図９に
示す取付部材３と同程度の大きさの円板状に形成される
と共に、上記取付部材３の透孔７に対応する部位には同
じく透孔１９が形成されている。なお、図１１において
は、図９に示す第二のフレネルレンズ１７ｂの右半分の
部分だけを表している。
【００２２】このような状態で、図９に示すように構成
されたリング状の発光体４から照射される照明光は、そ
の下方に近接して配置された第一のフレネルレンズ１７
ａと第二のフレネルレンズ１７ｂとを透過して後方へ導
くことにより、図１２に示すように中心部から周辺部ま
でフラットな線像強度分布を持つものとなり、照射対象
面で均一な輝度分布を形成することができる。また、図
１１に示すように、第二のフレネルレンズ１７ｂの透過
光は総て中心部に向けて平行に屈折されるので、図１３
に示すように、プリント基板１上の異なる位置に実装さ
れた個々の対象部品２，２に入射する光は、その入射角
α，βがそれぞれ等しくなる（α＝β）と共に、それに
至る光路長ｌ，ｓもそれぞれ等しくなる（ｌ＝ｓ）。こ
れにより、図９に示す対象部品２に照射する照明光を、
その実装位置によらず照射角度及び光量を十分に均一化
することができる。
されたリング状の発光体４から照射される照明光は、そ
の下方に近接して配置された第一のフレネルレンズ１７
ａと第二のフレネルレンズ１７ｂとを透過して後方へ導
くことにより、図１２に示すように中心部から周辺部ま
でフラットな線像強度分布を持つものとなり、照射対象
面で均一な輝度分布を形成することができる。また、図
１１に示すように、第二のフレネルレンズ１７ｂの透過
光は総て中心部に向けて平行に屈折されるので、図１３
に示すように、プリント基板１上の異なる位置に実装さ
れた個々の対象部品２，２に入射する光は、その入射角
α，βがそれぞれ等しくなる（α＝β）と共に、それに
至る光路長ｌ，ｓもそれぞれ等しくなる（ｌ＝ｓ）。こ
れにより、図９に示す対象部品２に照射する照明光を、
その実装位置によらず照射角度及び光量を十分に均一化
することができる。
【００２３】図１４は第三の発明による微細領域の照明
装置の実施の形態を示す断面説明図である。図１４の例
も、例えばプリント基板１上に実装された電子部品等の
半田付部の状態を検査する半田付外観検査装置において
対象部品２を照明する照明装置を示しており、この照明
装置は、図１４に示すように、取付部材３と、発光体４
と、シリンドリカルレンズ２０と、フレネルレンズ２１
とを備えて成る。
装置の実施の形態を示す断面説明図である。図１４の例
も、例えばプリント基板１上に実装された電子部品等の
半田付部の状態を検査する半田付外観検査装置において
対象部品２を照明する照明装置を示しており、この照明
装置は、図１４に示すように、取付部材３と、発光体４
と、シリンドリカルレンズ２０と、フレネルレンズ２１
とを備えて成る。
【００２４】上記取付部材３及び発光体４は、図１に示
す実施の形態と同様に形成されているが、発光体４は図
１４の例ではリング状に１列だけ設けられている。そし
て、上記発光体４の光照射方向すなわち下方側にて上記
発光体４の位置に対応する位置には、シリンドリカルレ
ンズ２０が設けられている。このシリンドリカルレンズ
２０は、上記発光体４から照射された光を後方へ導くも
ので、かまぼこ型の棒状レンズをリング状に形成して成
る。したがって、上記シリンドリカルレンズ２０の中央
部には、取付部材３の透孔７に対応する空間部が形成さ
れている。
す実施の形態と同様に形成されているが、発光体４は図
１４の例ではリング状に１列だけ設けられている。そし
て、上記発光体４の光照射方向すなわち下方側にて上記
発光体４の位置に対応する位置には、シリンドリカルレ
ンズ２０が設けられている。このシリンドリカルレンズ
２０は、上記発光体４から照射された光を後方へ導くも
ので、かまぼこ型の棒状レンズをリング状に形成して成
る。したがって、上記シリンドリカルレンズ２０の中央
部には、取付部材３の透孔７に対応する空間部が形成さ
れている。
【００２５】上記シリンドリカルレンズ２０の光路下流
側には、フレネルレンズ２１が近接して設けられてい
る。このフレネルレンズ２１は、上記シリンドリカルレ
ンズ２０を透過した光を中心部に向けて平行に屈折させ
るもので、図１１に示すと同様に一つの平面上に同一の
屈折角を有する複数のプリズムを一定の間隔で同心円状
に並べて構成され、全体として図１４に示す取付部材３
と同程度の大きさの円板状に形成されると共に、上記取
付部材３の透孔７に対応する部位には同じく透孔２２が
形成されている。
側には、フレネルレンズ２１が近接して設けられてい
る。このフレネルレンズ２１は、上記シリンドリカルレ
ンズ２０を透過した光を中心部に向けて平行に屈折させ
るもので、図１１に示すと同様に一つの平面上に同一の
屈折角を有する複数のプリズムを一定の間隔で同心円状
に並べて構成され、全体として図１４に示す取付部材３
と同程度の大きさの円板状に形成されると共に、上記取
付部材３の透孔７に対応する部位には同じく透孔２２が
形成されている。
【００２６】このような状態で、図１４に示すように構
成されたリング状の発光体４から照射される照明光は、
その下方に近接して配置されたシリンドリカルレンズ２
０とフレネルレンズ２１とを透過して後方へ導くことに
より、照射対象面で均一な輝度分布を形成することがで
きると共に、フレネルレンズ２１の透過光は総て中心部
に向けて平行に屈折されるので、図１３に示すと同様
に、プリント基板１上に実装された個々の対象部品２，
２に入射する光は、その入射角α，βがそれぞれ等しく
なる（α＝β）と共に、それに至る光路長ｌ，ｓもそれ
ぞれ等しくなる(ｌ＝ｓ）。これにより。図９に示す第
二の発明による微細領域の照明装置とほとんど同様に、
対象部品２に対する照明光の照射角度と光量の均一化の
効果が得られる。
成されたリング状の発光体４から照射される照明光は、
その下方に近接して配置されたシリンドリカルレンズ２
０とフレネルレンズ２１とを透過して後方へ導くことに
より、照射対象面で均一な輝度分布を形成することがで
きると共に、フレネルレンズ２１の透過光は総て中心部
に向けて平行に屈折されるので、図１３に示すと同様
に、プリント基板１上に実装された個々の対象部品２，
２に入射する光は、その入射角α，βがそれぞれ等しく
なる（α＝β）と共に、それに至る光路長ｌ，ｓもそれ
ぞれ等しくなる(ｌ＝ｓ）。これにより。図９に示す第
二の発明による微細領域の照明装置とほとんど同様に、
対象部品２に対する照明光の照射角度と光量の均一化の
効果が得られる。
【００２７】図１５は上記シリンドリカルレンズ２０と
フレネルレンズ２１との組合せの変形例を示す説明図で
ある。図１５（ａ）は上記のシリンドリカルレンズ２０
と断面が三角形でリング状に形成されたプリズム２３と
を組み合わせたものを示し、図１５（ｂ）は上記（ａ）
のシリンドリカルレンズ２０とプリズム２３とを組み合
わせたものを製造時に一体的に同時成形したレンズ２４
を示している。
フレネルレンズ２１との組合せの変形例を示す説明図で
ある。図１５（ａ）は上記のシリンドリカルレンズ２０
と断面が三角形でリング状に形成されたプリズム２３と
を組み合わせたものを示し、図１５（ｂ）は上記（ａ）
のシリンドリカルレンズ２０とプリズム２３とを組み合
わせたものを製造時に一体的に同時成形したレンズ２４
を示している。
【００２８】図１６は上記シリンドリカルレンズ２０の
変形例を示す説明図である。この変形例は、図１４又は
図１５（ａ）に示すようにシリンドリカルレンズ２０を
リング状に形成するのではなく、市販の棒状のシリンド
リカルレンズ２０′をそのまま用いて、上記シリンドリ
カルレンズ２０′を複数個円形に並べたものである。こ
の場合は、シリンドリカルレンズの費用を安く抑えるこ
とができる。
変形例を示す説明図である。この変形例は、図１４又は
図１５（ａ）に示すようにシリンドリカルレンズ２０を
リング状に形成するのではなく、市販の棒状のシリンド
リカルレンズ２０′をそのまま用いて、上記シリンドリ
カルレンズ２０′を複数個円形に並べたものである。こ
の場合は、シリンドリカルレンズの費用を安く抑えるこ
とができる。
【００２９】なお、図１４においては、発光体４を１列
のリング状に設けた場合を示したが、これに限らず、上
記発光体４を複数列のリング状に設け、これに伴いフレ
ネルレンズ２１も上記発光体４に対応して複数列のリン
グ状に設けてもよい。また、図１４においては、発光体
４を１列のリング状に設けられた多数のＬＥＤとした場
合を示したが、これに限らず、１本のリング状の蛍光管
としてもよい。
のリング状に設けた場合を示したが、これに限らず、上
記発光体４を複数列のリング状に設け、これに伴いフレ
ネルレンズ２１も上記発光体４に対応して複数列のリン
グ状に設けてもよい。また、図１４においては、発光体
４を１列のリング状に設けられた多数のＬＥＤとした場
合を示したが、これに限らず、１本のリング状の蛍光管
としてもよい。
【００３０】
【発明の効果】本発明は以上のように構成されたので、
第一の発明によれば、リング状の発光体から照射される
照明光は、第一のレンチキュラーレンズと第二のレンチ
キュラーレンズとを透過して散乱された光を、さらにプ
ラス焦点のフレネルレンズを透過して後方へ導くことに
より、図８に示すようなフラットな線像強度分布を持つ
ものとなり、照射対象面で均一な輝度分布を形成するこ
とができる。これにより、対象部品に照射する照明光を
均一化することができる。また、従来のような光拡散用
のスモーク板を用いないので、高透過率を維持した状態
で均一な照明光を得ることができる。したがって、装置
のコンパクト性を保ちつつ、対象物に照射する光の透過
性が高く且つ高効率で拡散すると共に中心部から周辺部
まで照明光を均一化することができる。
第一の発明によれば、リング状の発光体から照射される
照明光は、第一のレンチキュラーレンズと第二のレンチ
キュラーレンズとを透過して散乱された光を、さらにプ
ラス焦点のフレネルレンズを透過して後方へ導くことに
より、図８に示すようなフラットな線像強度分布を持つ
ものとなり、照射対象面で均一な輝度分布を形成するこ
とができる。これにより、対象部品に照射する照明光を
均一化することができる。また、従来のような光拡散用
のスモーク板を用いないので、高透過率を維持した状態
で均一な照明光を得ることができる。したがって、装置
のコンパクト性を保ちつつ、対象物に照射する光の透過
性が高く且つ高効率で拡散すると共に中心部から周辺部
まで照明光を均一化することができる。
【００３１】また、第二の発明によれば、第二のフレネ
ルレンズの透過光は総て中心部に向けて平行に屈折され
るので、図１３に示すように、プリント基板上に実装さ
れた個々の対象部品に入射する光は、その入射角α，β
がそれぞれ等しくなる（α＝β）と共に、それに至る光
路長ｌ，ｓもそれぞれ等しくなる（ｌ＝ｓ）。これによ
り、図９に示す対象部品に照射する照明光を十分に均一
化することができると共に、照明光の照射位置によらず
照射角度を略一定に保つことができる。
ルレンズの透過光は総て中心部に向けて平行に屈折され
るので、図１３に示すように、プリント基板上に実装さ
れた個々の対象部品に入射する光は、その入射角α，β
がそれぞれ等しくなる（α＝β）と共に、それに至る光
路長ｌ，ｓもそれぞれ等しくなる（ｌ＝ｓ）。これによ
り、図９に示す対象部品に照射する照明光を十分に均一
化することができると共に、照明光の照射位置によらず
照射角度を略一定に保つことができる。
【００３２】さらに、第三の発明によれば、上記第二の
発明による微細領域の照明装置とほとんど同様に、対象
部品に対する照明光の照射角度と光量の均一化の効果が
得られる。
発明による微細領域の照明装置とほとんど同様に、対象
部品に対する照明光の照射角度と光量の均一化の効果が
得られる。
【図１】第一の発明による微細領域の照明装置の実施の
形態を示す断面説明図である。
形態を示す断面説明図である。
【図２】取付部材に対する発光体の取付状態を示す底面
図である。
図である。
【図３】第一のレンチキュラーレンズによる光の散乱状
態を示す説明図である。
態を示す説明図である。
【図４】上記第一のレンチキュラーレンズと第二のレン
チキュラーレンズとを組み合わせたものによる光の透過
状態を示す説明図である。
チキュラーレンズとを組み合わせたものによる光の透過
状態を示す説明図である。
【図５】上記のように組み合わされた第一のレンチキュ
ラーレンズと第二のレンチキュラーレンズとを透過した
光のオブジェクト面上での強度分布を示すグラフであ
る。
ラーレンズと第二のレンチキュラーレンズとを透過した
光のオブジェクト面上での強度分布を示すグラフであ
る。
【図６】上記のように組み合わされた第一のレンチキュ
ラーレンズと第二のレンチキュラーレンズとを透過した
光のオブジェクト面上での線像強度分布を示すグラフで
ある。
ラーレンズと第二のレンチキュラーレンズとを透過した
光のオブジェクト面上での線像強度分布を示すグラフで
ある。
【図７】第一の発明におけるフレネルレンズの構造及び
光の屈折状態を示す説明図である。
光の屈折状態を示す説明図である。
【図８】上記フレネルレンズを透過した光のオブジェク
ト面上での線像強度分布を示すグラフである。
ト面上での線像強度分布を示すグラフである。
【図９】第二の発明による微細領域の照明装置の実施の
形態を示す断面説明図である。
形態を示す断面説明図である。
【図１０】第二の発明における第一のフレネルレンズの
構造及び光の屈折状態を示す説明図である。
構造及び光の屈折状態を示す説明図である。
【図１１】第二の発明における第二のフレネルレンズの
構造及び光の屈折状態を示す説明図である。
構造及び光の屈折状態を示す説明図である。
【図１２】上記第一及び第二のフレネルレンズを組み合
わせたものを透過した光のオブジェクト面上での線像強
度分布を示すグラフである。
わせたものを透過した光のオブジェクト面上での線像強
度分布を示すグラフである。
【図１３】上記第二のフレネルレンズにより対象部品に
対し照射角度と光路長が略一定になることを示す説明図
である。
対し照射角度と光路長が略一定になることを示す説明図
である。
【図１４】第三の発明による微細領域の照明装置の実施
の形態を示す断面説明図である。
の形態を示す断面説明図である。
【図１５】第三の発明におけるシリンドリカルレンズと
フレネルレンズとの組合せの変形例を示す断面説明図で
ある。
フレネルレンズとの組合せの変形例を示す断面説明図で
ある。
【図１６】第三の発明におけるシリンドリカルレンズの
構造の変形例を示す平面図である。
構造の変形例を示す平面図である。
【図１７】従来例における直接照射の照明光で微細領域
を照明した場合のオブジェクト面上での強度分布又は線
像強度分布を示すグラフである。
を照明した場合のオブジェクト面上での強度分布又は線
像強度分布を示すグラフである。
１…プリント基板 ２…対象部品 ３…取付部材 ４…発光体 ５ａ…第一のレンチキュラーレンズ ５ｂ…第二のレンチキュラーレンズ ６…第一の発明におけるフレネルレンズ ７，１１，１４，１６，１８，１９，２２…透孔 ８…撮像装置 ９…レンズ １７ａ…第二の発明における第一のフレネルレンズ １７ｂ…第二の発明における第二のフレネルレンズ ２０，２０′…第三の発明におけるシリンドリカルレン
ズ ２１…第三の発明におけるフレネルレンズ
ズ ２１…第三の発明におけるフレネルレンズ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 椛 沢 孝 行 神奈川県横浜市金沢区福浦１丁目１番地１ 株式会社シム内
Claims (5)
- 【請求項１】 中央部に対象物を観察するための透孔を
有する取付部材と、この取付部材の片面側にて上記透孔
を中心としてリング状に設けられた発光体と、この発光
体の光照射方向に設けられ一つの平面上に多数のシリン
ドリカルレンズを並列配置して形成されると共に上記取
付部材の透孔に対応する部位には同じく透孔を有し入射
光を散乱させる第一のレンチキュラーレンズと、この第
一のレンチキュラーレンズの片面側に密接して設けられ
該第一のレンチキュラーレンズと同様に構成されると共
にそのシリンドリカルレンズの配列方向を上記第一のレ
ンチキュラーレンズのシリンドリカルレンズの配列方向
と交差させて配置した第二のレンチキュラーレンズと、
この第二のレンチキュラーレンズの光路下流側に近接し
て設けられると共に上記取付部材の透孔に対応する部位
には同じく透孔を有し上記第一及び第二のレンチキュラ
ーレンズを透過した光を後方へ導くフレネルレンズとを
備えて成ることを特徴とする微細領域の照明装置。 - 【請求項２】 上記フレネルレンズは、全体としてプラ
ス焦点のレンズの働きをするものであることを特徴とす
る請求項１記載の微細領域の照明装置。 - 【請求項３】 中央部に対象物を観察するための透孔を
有する取付部材と、この取付部材の片面側にて上記透孔
を中心としてリング状に設けられた発光体と、この発光
体の光照射方向にて該発光体に近接して設けられると共
に上記取付部材の透孔に対応する部位には同じく透孔を
有し発光体の照射光を後方へ導く第一のフレネルレンズ
と、この第一のフレネルレンズの光路下流側に近接して
設けられると共に上記取付部材の透孔に対応する部位に
は同じく透孔を有し上記第一のフレネルレンズを透過し
た光を中心部に向けて平行に屈折させる第二のフレネル
レンズとを備えて成ることを特徴とする微細領域の照明
装置。 - 【請求項４】 上記第一のフレネルレンズは、全体とし
てマイナス焦点のレンズの働きをするものであることを
特徴とする請求項３記載の微細領域の照明装置。 - 【請求項５】 中央部に対象物を観察するための透孔を
有する取付部材と、この取付部材の片面側にて上記透孔
を中心としてリング状に設けられた発光体と、この発光
体の光照射方向にて該発光体の位置に対応してリング状
に設けられその照射光を後方へ導くシリンドリカルレン
ズと、このシリンドリカルレンズの光路下流側に近接し
て設けられると共に上記取付部材の透孔に対応する部位
には同じく透孔を有し上記シリンドリカルレンズを透過
した光を中心部に向けて平行に屈折させるフレネルレン
ズとを備えて成ることを特徴とする微細領域の照明装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15533197A JP3726150B2 (ja) | 1997-06-12 | 1997-06-12 | 微細領域の照明装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15533197A JP3726150B2 (ja) | 1997-06-12 | 1997-06-12 | 微細領域の照明装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH112598A true JPH112598A (ja) | 1999-01-06 |
| JP3726150B2 JP3726150B2 (ja) | 2005-12-14 |
Family
ID=15603563
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15533197A Expired - Fee Related JP3726150B2 (ja) | 1997-06-12 | 1997-06-12 | 微細領域の照明装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3726150B2 (ja) |
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| JP2001027609A (ja) * | 1999-07-15 | 2001-01-30 | Kirin Techno-System Corp | 樹脂製キャップの照明撮像装置 |
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