JPH1093846A

JPH1093846A - 撮像装置

Info

Publication number: JPH1093846A
Application number: JP8242077A
Authority: JP
Inventors: Hidekuni Niiyama; 秀邦新山
Original assignee: Nidec Copal Corp
Current assignee: Nidec Precision Corp
Priority date: 1996-09-12
Filing date: 1996-09-12
Publication date: 1998-04-10

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、小型化、検査時間の短縮化及び低
コスト化を可能にした撮像装置を提供することを目的と
する。【解決手段】本発明による撮像装置は、読取り領域S
に配置される読取り対象物6を照らす照明系3と、読取り
対象物6を撮像する撮像系4と、撮像系4と照明系3との間
に配置されて反射光を撮像系4上に結像させるレンズ系5
とを有する撮像装置1において、撮像系4は一つのＣＣＤ
18を有し、読取り領域Sに配置させる読取り対象物6の少
なくとも二側面6aに対峙する位置に側面観察ミラー8を
配置し、各側面観察ミラー8での反射光を読取り対象物6
の底面6aに対峙する部位に合流させる合流ミラー9を各
側面観察ミラー8に対峙して配置し、各合流ミラー9によ
る反射光の合流位置に、全反射面11をもつ三角柱ミラー
10を配置し、三角柱ミラー10の全反射面11により割振ら
れた各側面像をＣＣＤ18で同時に撮像する構成である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、撮像装置に係り、
特に、電子部品を回路基板に実装する過程において、リ
ードの側方観察に利用する撮像装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来から存在する撮像装置の一例とし
て、特開平６−２１６５８０号公報がある。この公報に
開示された装置は、ＱＦＰ，ＳＯＰ等からなる電子部品
を回路基板上に実装する際に、ノズルで真空吸引された
電子部品のリード（アウタ・リード）を、一台のカメラ
で直接観察する構成になっている。従って、パッケージ
の側面から延びたリードの曲がり状態を、側方に配置し
たカメラで光学的に且つ非接触状態で観察し得るので、
リードの浮き沈み（コプラナリティ）等を検査でき、回
路基板に部品を実装するための事前の測定が可能とな
り、リード浮きした不良部品を事前に選別することがで
きる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
撮像装置は、上述したように構成されているため、次の
ような課題が存在していた。すなわち、側方に配置した
一台のカメラで電子部品のリードを側方から検査してい
るので、ノズルを９０度ずつ回転させながら、電子部品
の各側面を順次撮像する流れ工程が必要になり、電子部
品のリードの検査に時間がかかる。また、電子部品の四
側面を同時に検査する場合には、電子部品の周囲に四個
のカメラを配置しなければならないので、撮像装置が大
型化するといった問題点があった。

【０００４】本発明は、上述の課題を解決するためにな
されたもので、特に、小型化、検査時間の短縮化及び低
コスト化を可能にした撮像装置を提供することを目的と
する。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る本発明の
撮像装置は、読取り領域に配置される読取り対象物を照
明光により照らすための光源をもった照明系と、照明系
により照らされた際に生じる読取り対象物からの反射光
を受光して読取り対象物を撮像する撮像系と、撮像系と
照明系との間に配置されて反射光を撮像系上に結像させ
るレンズ系とを有する撮像装置において、撮像系は一つ
の側面撮像手段を有し、読取り領域に配置させる読取り
対象物の少なくとも二側面に対峙する位置に側面観察ミ
ラーを配置し、各側面観察ミラーでの反射光を読取り対
象物の底面に対峙する部位に合流させる合流ミラーを各
側面観察ミラーに対峙して配置し、各合流ミラーによる
反射光の合流位置に、反射面をもつ側面像割振り手段を
配置し、側面像割振り手段の反射面により割振られた各
側面像を側面撮像手段で同時に撮像することを特徴とす
る。

【０００６】この撮像装置においては、読取り領域に配
置された読取り対象物は、照明系から出射される照明光
により照らされる。このとき、読取り対象物の側面から
の反射光は、読取り対象物の側面に対峙する位置に設け
られた側面観察ミラーで反射した後、それぞれの合流ミ
ラーに入射する。そして、各合流ミラーでは、読取り対
象物の底面に対峙する部位で合流するように光が反射す
る。その結果、合流ミラーからの反射光は、合流位置に
設けられた側面像割振り手段に入射する。このとき、各
合流ミラーによる各反射光は、完全に合流する直前にお
いて、側面像割振り手段の反射面で反射した後、それぞ
れ個別的に結像レンズ手段に達する。このようにして振
り分けられた光は、一つの側面撮像手段で、読取り対象
物の各側面の像として同時に撮像される。例えば、２枚
の側面観察ミラーを利用し、結像レンズ手段を通過した
読取り対象物の二側面の像を、一つ側面撮像手段で同時
に撮像させる場合、読取り対象物の二側面の立体的な同
時観察が可能になり、読取り対象物の二側面から延びる
リードの浮き沈み量を一度に検査することができる。ま
た、４枚の側面観察ミラーを利用し、結像レンズ手段を
通過した読取り対象物の四側面の像を、一つ側面撮像手
段で同時に撮像する場合、読取り対象物の四側面の立体
的な同時観察が可能になる。従って、読取り対象物の四
側面に配列されたリードの浮き沈み量を一度に検査する
ことができ、リードの検査スピードが飛躍的に向上す
る。特に、本発明の撮像装置は小型化が図られているの
で、電子部品実装装置内での設置スペースが他の機構と
の兼ね合いで制限される場合に有効である。

【０００７】この場合、側面像割振り手段は、各合流ミ
ラーに対峙する全反射面をもった三角柱ミラー又は四角
錐ミラーであると好ましい。このような三角柱ミラー
は、２枚の側面観察ミラーと２枚の合流ミラーとの組合
わせで利用され、三角柱ミラーの反射面としては、各合
流ミラーに対峙するようにＶ字状に開いた全反射面が採
用される。また、四角錐ミラーは、４枚の側面観察ミラ
ーと４枚の合流ミラーとの組合わせで利用され、四角錐
ミラーの反射面としては、各合流ミラーに対峙するよう
に四角錐状に開いた全反射面が採用される。このよう
に、各合流ミラーに対峙するような全反射面を利用する
ことで、側面割振り手段による光量の損失を抑えて、側
面撮像手段によるクリアーな二側像又は四側面像の立体
的な観察が可能になる。

【０００８】また、側面像割振り手段は、合流ミラーに
対峙する光分割面をもった三角柱プリズム又は四角錐プ
リズムであり、撮像系は底面撮像手段を更に有すると好
ましい。このような三角柱プリズムは、２枚の側面観察
ミラーと２枚の合流ミラーとの組合わせで利用され、三
角柱プリズムの反射面としては、各合流ミラーに対峙す
るようにＶ字状に開いた光分割面が採用される。また、
四角錐プリズムは、４枚の側面観察ミラーと４枚の合流
ミラーとの組合わせで利用され、四角錐プリズムの反射
面としては、各合流ミラーに対峙するように四角錐状に
開いた光分割面が採用される。このように、各合流ミラ
ーに対峙するような光分割面を利用することで、側面撮
像手段による二側像又は四側面像の立体的な観察が可能
になる。更に、側面像割振り手段は、読取り対象物の底
面に対峙する部位の合流位置に配置されているので、読
取り対象物で反射した光は、側面像割振り手段の光分割
面を透過するようにして進み、結像レンズ手段に入射す
る。そして、結像レンズ手段からの光を底面撮像手段に
入射させることで、底面撮像手段により読取り対象物の
底面の像を側面の像と別に撮像することができる。

【０００９】更に、光分割面は、偏光ビームスプリッタ
であると好ましい。このような構成を採用した場合、光
分割面を透過／反射する光成分をＳ波／Ｐ波に分けるこ
とができるので、このようなＰ波成分とＳ波成分とをそ
れぞれの側面観察手段と底面観察手段とに振り分けるよ
うに入射させることができ、側面像と底面像との同時撮
像が可能になる。

【００１０】更に、光分割面は、波長による選択透過を
行うダイクロイックミラーからなると好ましい。このよ
うな構成を採用した場合、照明系に波長帯域の異なる２
種類の光源（例えば、赤と緑のＬＥＤ）を採用し、一方
の光源（赤）で読取り対象物の側面を照明し、他方の光
源（緑）で読取り対象物の底面を照明し、各光源の波長
帯域に応じた選択透過を側面像割振り手段のダイクロイ
ックミラー（光分割面）で行う。光源の種類に応じたダ
イクロイックミラーの光透過／反射機能により、赤色の
波長からなる側面像と、緑色の波長からなる底面像とを
振り分けることができる。従って、赤色の側面像と緑色
の底面像とを側面観察手段と底面観察手段とに入射させ
ることで、側面像と底面像との撮像が可能になる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図面と共に本発明による撮
像装置の好適な実施形態について詳細に説明する。

【００１２】（第１の実施形態）図１は、第１の実施形
態に係る撮像装置１を示す斜視図である。同図に示す撮
像装置１は、暗箱を構成するケーシング２を備え、この
ケーシング２内において、上部には照明系３が配置さ
れ、下部には撮像系４が配置され、照明系３と撮像系４
との間にはレンズ系５が配置されている。この撮像装置
１は、電子部品の小型化，薄型化，多機能化の要求から
開発されたパッケージをもつ電子部品（表面実装デバイ
ス）の撮像を行い、図示しない電子部品実装装置の一部
として組み込まれている。パッケージとしては、ＱＦ
Ｐ，ＳＯＰ，ＳＯＪ，ＱＦＪ等がある。

【００１３】図１及び図２に示すように、撮像装置１の
最上部には、パッケージ化された読取り対象物としての
電子部品６を配置させる読取り領域Ｓが設けられ、この
読取り領域Ｓは、吸着ノズル７を利用して部品ストック
場所から回路基板（図示せず）上に搬送させる途中の電
子部品６を、部品検査のために一時的に取込む領域であ
る。この読取り領域Ｓの二方には全反射型のミラーから
なる二枚の側面観察ミラー８が配置されている。各側面
観察ミラー８は、読取り領域Ｓを中心として、水平方向
に１８０度の位相角をもって配設されると共に、９０度
の反射角をもってケーシング２の内壁面に固定され、読
取り領域Ｓ内の電子部品６の各側面６ａと水平方向にお
いて一対一で対峙している。

【００１４】また、各側面観察ミラー８の下方には、９
０度の反射角をもってケーシング２の内壁面に固定され
た二枚の合流ミラー９が配置されている。各合流ミラー
９は、全反射型のミラーからなると共に、側面観察ミラ
ー８に対して９０度の相対角度をもって配置されてい
る。従って、このような合流ミラー９を利用すること
で、各側面観察ミラー８での反射光を、電子部品６の底
面６ｂに対峙する部位に合流させることができる。すな
わち、側面観察ミラー８と合流ミラー９との協働によ
り、電子部品６の側面６ａから出射する側面像光路Ｋを
コ字状に折り曲げることができ、側面６ａからの反射光
を、電子部品６の底面６ｂに対峙する部位に向けて逆進
させることができる。

【００１５】合流ミラー９，９間において、各合流ミラ
ー９による反射光の合流位置には、三角柱ミラーからな
る側面像割振り手段１０が配置され、この三角柱ミラー
１０は、二枚の合流ミラー９に対峙する二枚の全反射面
１１を有している。図３〜図５に示すように、三角柱ミ
ラー１０の外形は三角柱状をなし、各全反射面１１は、
９０度の相対角度をもってＶ字状に開いた鏡面からな
る。そして、三角柱ミラー１０の全反射面１１に入射し
た光は、二種類の側面像光路Ｋとしてレンズ系５に入射
する。

【００１６】図１及び図２に示すように、読取り領域Ｓ
の下方には照明系３が配置され、照明系３は、電子部品
６の各側面６ａを斜め下方から照らすための光源１５を
有している。光源１５はＬＥＤの列として取付け台１６
上に配列され、この取付け台１６はケーシング２に固定
されている。照明系３の下方にはレンズ系５が配置さ
れ、このレンズ系５は、一つの結像レンズ手段１７から
なると共に、三角柱ミラー１０の真下に位置する。更
に、結像レンズ手段１７は、固定焦点型であり所望の焦
点距離を有し、読取り領域Ｓの真下において、この結像
レンズ手段１７は中心軸線に対して同心的に配置されて
いる。そして、結像レンズ手段１７は、三角柱ミラー１
０の各反射面１１に写った各側面像を取り入れることが
できる程度の広角性及び被写界深度を有している。ま
た、撮像系４は一つのＣＣＤ（側面撮像手段）１８から
なり、このＣＣＤ１８は、結像レンズ手段１７の焦点位
置に配設され、結像レンズ手段１７の真下において、中
心軸線に対して同心的に配設されている。従って、結像
レンズ手段１７を通過した電子部品６の二つの側面像１
９を、ＣＣＤ１８で同時に撮像させることができる（図
６参照）。

【００１７】次に、四つの側面６ａに複数のリードＬが
配列されたＱＦＰタイプの電子部品６を、撮像装置１で
撮像する際の動作説明をする。

【００１８】先ず、電子部品実装装置（図示せず）の吸
着ノズル７により真空吸引されて所定場所から矢印方向
に搬入させた電子部品６を撮像装置１の読取り領域Ｓ内
に配置させる。そして、ＬＥＤからなる光源１５を点灯
させることにより、電子部品６の対向する二側面６ａ，
６ａが照明される。このとき、各側面６ａに配列させた
各リードＬが照らされると同時に、各リードＬでの反射
光は、二方の各側面観察ミラー８に入射し、各側面観察
ミラー８で反射した光は各合流ミラー９に入射する。そ
して、各合流ミラー９の光は、三角柱ミラー１０の各全
反射面１１に向けて、電子部品６の底面６ｂに対峙する
部位で合流するように反射する。その結果、各合流ミラ
ー９からの反射光は、合流位置に設けられた三角柱ミラ
ー１０の各全反射面１１に入射し、三角柱ミラー１０の
各全反射面１１で反射した後、それぞれ個別的に一つの
結像レンズ手段１７に達する。その後、三角柱ミラー１
０で振り分けられた光は、図６に示すように、一つのＣ
ＣＤ１８（側面撮像手段）で電子部品６の二つの側面像
１９として同時に撮像される。この場合、二つの側面像
１９は鏡面対称状態で撮像される。

【００１９】そして、ＣＣＤ１８で撮像された側面像１
９は、図示しない画像処理装置にデータとして送り込ま
れることにより、各リードＬにおける浮き沈み量の検査
や吸着ノズル７による吸着姿勢の良否チャックに利用さ
れる。この段階で、リード配列の悪い不良品や吸着姿勢
の悪い電子部品６は事前に選別される。このように、電
子部品６の二つの側面像１９，１９を立体的に同時に撮
像することで、電子部品６の検査スピードや検査精度が
向上する。なお、ＣＣＤ１８による一回目の撮像後、吸
着ノズル７を９０度回転させることで、電子部品６にお
ける他の二つの側面６ａを撮像することができる。

【００２０】（第２の実施形態）前述の第１実施形態に
関連するものとして、電子部品６の四つの側面６ａを同
時に観察する場合がある。この場合、電子部品６の四つ
の側面６ａと水平方向において一対一で対峙するような
四枚の側面観察ミラー８を利用し、これに対応して四枚
の合流ミラー９をケーシング２内に配置させる。このよ
うに構成することにより、各合流ミラー９で反射した光
を、電子部品６の底面６ｂの真下の合流位置に四方から
入射させることができる。そこで、この合流位置には、
図７〜図９に示すような正四角錐ミラーからなる側面像
割振り手段２０が配置され、この正四角錐ミラー２０
は、四枚の合流ミラー９に対峙する四枚の全反射面２１
を有している。正四角錐ミラー２０の外形はピラミッド
状をなし、各全反射面２１は、正四角錐状に開いた鏡面
からなる。そして、正四角錐ミラー２０の各全反射面２
１に入射した光は、４本の光路としてレンズ系５に入射
し、図１０に示すように、ＣＣＤ１８で電子部品６の四
つの側面像１９として同時に撮像される。この場合、四
つの側面像１９は鏡面対称状態で撮像される。

【００２１】このように、結像レンズ手段１７を通過し
た電子部品６の四つの側面像１９を、一つＣＣＤ（側面
撮像手段）１８で同時に撮像することができ、電子部品
６の四側面６ａの立体的な同時観察が可能になる。従っ
て、電子部品６の四つの側面６ａに配列されたリードＬ
の浮き沈み量を一度に全て検査することができ、リード
Ｌの検査スピードが飛躍的に向上する。

【００２２】（第３の実施形態）図１１は、第３の実施
形態の撮像装置３０を示す概略図である。なお、この第
３実施形態の説明において、図１に示した撮像装置１と
同一又は同等な構成部分については同一符号を付し、簡
単な説明に留める。

【００２３】図１１に示すように、撮像装置３０は、電
子部品６の各側面６ａ及び底面６ｂを斜め下方から照ら
すための光源１５を有し、光源１５はＬＥＤの列として
取付け台１６上に配列されている。撮像装置３０の最上
部には、電子部品６を配置させる読取り領域Ｓが設けら
れ、この読取り領域Ｓの二方には全反射型のミラーから
なる二枚の側面観察ミラー８が配置されている。また、
各側面観察ミラー８の下方には、９０度の反射角をもっ
てケーシング２の内壁面に固定された二枚の合流ミラー
９が配置されている。

【００２４】更に、合流ミラー９，９間において、各合
流ミラー９による反射光の合流位置、すなわち電子部品
６の底面６ｂに対峙する位置には、三角柱プリズムから
なる側面像割振り手段３１が配置されて、この三角柱プ
リズム３１は、二枚の合流ミラー９に対峙する二枚の光
分割面３２を有している。各光分割面３２は、ハーフミ
ラーの薄膜からなり反射面と透過面との二つの機能を合
わせもっている。図１２〜図１４に示すように、三角柱
プリズム３１はキューブ体の中で形成され、その三角柱
プリズム３１の外形は三角柱状をなし、各光分割面３２
は、９０度の相対角度をもってＶ字状に開いた鏡面から
なる。そして、合流ミラー９から光分割面３２に入射し
た光は、二種類の側面像光路Ｋとしてレンズ系５の結像
レンズ手段１７に入射し、電子部品６の底面６ｂから光
分割面３２に入射した光は、一種類の底面像光路Ｇとし
て結像レンズ手段１７に入射する。

【００２５】図１１に示すように、結像レンズ手段１７
の下方にはビームスプリッタキューブ３３が配置され、
このビームスプリッタキューブ３３により光路を２方向
に振り分け、各光路上には、側面像用ＣＣＤからなる側
面観察手段３４と、底面像用ＣＣＤからなる底面観察手
段３５とが配置されている。この場合、側面像用ＣＣＤ
３４は、結像レンズ手段１７により二種類の側面像を結
像させることのできる焦点位置に設けられ、底面像用Ｃ
ＣＤ３５は、一種類の底面像を結像させることのできる
焦点位置に設けられている。

【００２６】更に、側面像光路Ｋと底面像光路Ｇとが三
角柱プリズム３１で合流する前において、側面像光路Ｋ
の途中にはソレノイド（図示せず）等の所定の駆動手段
により光路開閉を行う第１のシャッタ３６が配置され、
底面像光路Ｇの途中にも、所定の駆動手段により光路開
閉を可能にした第２のシャッタ３７が配置されている。
そこで、第１のシャッタ３６と第２のシャッタ３７とを
選択的に切り替えることで、側面像光路Ｋと底面像光路
Ｇとの何れかを三角柱プリズム３１に入射させることが
できる。すなわち、第１のシャッタ３６と第２のシャッ
タ３７の一方を閉鎖し他方を開放することで、側面像光
路Ｋと底面像光路Ｇとの何れか一方のみを結像レンズ手
段１７に選択的に入射させることができる。

【００２７】次に、四つの側面６ａに複数のリードＬが
配列されたＱＦＰタイプの電子部品６を、撮像装置３０
で撮像する際の動作説明をする。

【００２８】先ず、電子部品実装装置（図示せず）の吸
着ノズル７により真空吸引されて所定場所から搬送され
た電子部品６を撮像装置３０の読取り領域Ｓ内に配置さ
せる。そして、ＬＥＤからなる光源１５を点灯させるこ
とにより、電子部品６の対向する二側面６ａ，６ａ及び
底面６ｂが照明される。ここで、第１のシャッタ３６は
予め開かれ、第２のシャッタ３７は閉じられているの
で、三角柱プリズム３１の各光分割面３２には、二つの
側面像光路Ｋに沿った光のみが達し、光分割面３２で反
射した光は、それぞれ個別的に一つの結像レンズ手段１
７に達する。その後、ビームスプリッタキューブ３３に
より振り分けられた光は、図６に示すように、側面像用
ＣＣＤ３４（側面撮像手段）で電子部品６の二つの側面
像１９として同時に撮像される。この場合、二つの側面
像１９は鏡面対称状態で撮像される。

【００２９】また、第１のシャッタ３６を閉じ、第２の
シャッタ３７を開いた場合、三角柱プリズム３１には、
底面像光路Ｇに沿った光のみが達し、光分割面３２を透
過した光は結像レンズ手段１７に達する。その後、ビー
ムスプリッタキューブ３３で振り分けられた光は、図１
５に示すように、底面像用ＣＣＤ３５（底面撮像手段）
で電子部品６の底面像３８として撮像される。

【００３０】そして、各ＣＣＤ３４，３５で撮像された
側面像１９及び底面像３８は、図示しない画像処理装置
にデータとして送り込まれることにより、各リードＬに
おける浮き沈み量の検査や吸着ノズル７による吸着姿勢
の良否チャックに利用される。なお、ＣＣＤ３４による
一回目の撮像後、吸着ノズル７を９０度回転させること
で、電子部品６における他の二つの側面６ａを撮像する
ことができる。

【００３１】（第４の実施形態）前述した第３の実施形
態に関連するものとして、図１６に示すような撮像装置
４０がある。この撮像装置４０が前述の撮像装置３０と
異なる点は、ハーフミラーの薄膜からなる光分割面３２
に代えて、偏光ビームスプリッタの薄膜からなる光分割
面４１をもった三角柱プリズム４２を採用し、ビームス
プリッタキューブ３３に代えて、偏光ビームスプリッタ
キューブ４３を採用した点にある。従って、三角柱プリ
ズム４２の光分割面４１を反射したＳ波成分は、偏光ビ
ームスプリッタキューブ４３でも反射してＣＣＤ３４に
入射し、このＣＣＤ３４で電子部品６の二つの側面像１
９として同時に撮像される（図６参照）。また、三角柱
プリズム４２の光分割面４１を透過したＰ波成分は、偏
光ビームスプリッタキューブ４３でも透過してＣＣＤ３
５に入射し、このＣＣＤ３５で電子部品６の底面像３８
として撮像される（図１５参照）。このように構成する
ことで、図１１に示したような第１及び第２のシャッタ
３６，３７が不要になる。

【００３２】（第５の実施形態）更に、前述した第３の
実施形態に関連するものとして、電子部品６の四つの側
面６ａを同時に観察する場合がある。この場合、電子部
品６の四つの側面６ａと水平方向において一対一で対峙
するような四枚の側面観察ミラー８を利用し、これに対
応して四枚の合流ミラー９をケーシング２内に配置させ
る。このように構成することにより、合流ミラー９で反
射した光を、電子部品６の底面６ｂの真下の合流位置に
四方から入射させることができる。そこで、この合流位
置には、図１７〜図１９に示すように、正四角錐プリズ
ムからなる側面像割振り手段４５が配置され、この正四
角錐プリズム４５は、四枚の合流ミラー９に対峙する四
枚の光分割面４６を有している。各光分割面４６は、ハ
ーフミラーの薄膜からなり反射面と透過面との二つの機
能を合わせもっている。

【００３３】この正四角錐プリズム４５はキューブ体の
中で形成され、その正四角錐プリズム４５の外形はピラ
ミッド状をなし、各光分割面４６は、正四角錐状に開い
た鏡面からなる。そして、合流ミラー９から光分割面４
６に入射した光は、光分割面４６で反射した後、四種類
の側面像光路Ｋとしてレンズ系５の結像レンズ手段１７
に入射し、電子部品６の底面６ｂから光分割面４６に入
射した光は、光分割面４６を透過した後、一種類の底面
像光路Ｇとして結像レンズ手段１７に入射する。従っ
て、図１０に示すように、結像レンズ手段１７を通過し
た電子部品６の四つの側面像１９を、ＣＣＤ（側面撮像
手段）３４で同時に撮像することができ、電子部品６の
四側面６ａの立体的な同時観察が可能になる。また、底
面像３８は、ＣＣＤ（底面撮像手段）３５で撮像される
（図１５参照）。

【００３４】（第６の実施形態）更に、前述の第３〜第
５の実施形態に関連するものとして、三角柱プリズム３
１，４２の光分割面３２，４１及び正四角錐プリズム４
５の光分割面４６をダイクロイックミラーの薄膜で形成
し、ビームスプリッタキューブ３３及び偏光ビームスプ
リッタキューブ４３をダイクロイックミラーキューブに
することもできる。この場合、照明系３には、波長帯域
の異なる二種類の光源（例えば、電子部品６の側面照射
用に「赤色ＬＥＤ」、底面照射用に「緑色ＬＥＤ」）１
５が利用され、赤と緑の各波長帯域に応じた選択透過を
三角柱プリズム３１，４２及び正四角錐プリズム４５で
達成し、光源１５の種類に応じた光反射／透過を可能に
する。そして、ダイクロイックミラーキューブでも光源
１５の種類に応じた光反射／透過を可能にしているの
で、ダイクロイックミラーで振り分けられた波長成分を
側面像用ＣＣＤ（側面観察手段）３４と底面像用ＣＣＤ
（底面観察手段）３５とに入射させることができ、側面
像と底面像との同時撮像が可能になる。また、電子部品
に対して赤光と緑光とを時間差をもたせて点灯照明とす
ることにより、側面像と底面像とを個別に撮像すること
も可能である。更には、この同時撮像と個別撮像とを所
定の選択手段により適宜選択切替えるようにしてもよ
い。このように構成することで、図１１に示したような
第１及び第２のシャッタ３６，３７が不要になる。

【００３５】（第７の実施形態）図２０は、第７の実施
形態の撮像装置５０を示す概略図である。なお、この第
７実施形態の説明において、図１及び図１１に示した撮
像装置１及び３０と同一又は同等な構成部分については
同一符号を付し、簡単な説明に留める。

【００３６】図２０及び図２１に示すように、撮像装置
５０は、電子部品６の各側面６ａ及び底面６ｂを斜め下
方から照らすための光源１５を有し、光源１５はＬＥＤ
の列として取付け台１６上に配列されている。撮像装置
５０の最上部には、電子部品６を配置させる読取り領域
Ｓが設けられ、この読取り領域Ｓの二方には全反射型の
ミラーからなる二枚の側面観察ミラー８が配置されてい
る。また、各側面観察ミラー８の下方には、９０度の反
射角をもってケーシング２の内壁面に固定された二枚の
合流ミラー９が配置されている。

【００３７】更に、合流ミラー９，９間において、各合
流ミラー９による反射光の合流位置、すなわち電子部品
６の底面６ｂに対峙する位置には、三角柱プリズムから
なる側面像割振り手段５１が配置され、この三角柱プリ
ズム５１は、二枚の合流ミラー９に対峙する二枚の光分
割面５２を有している。各光分割面５２は、ハーフミラ
ーの薄膜からなり反射面と透過面との二つの機能を合わ
せもっている。図１２〜図１４に示すように、三角柱プ
リズム５１はキューブ体の中で形成され、その三角柱プ
リズム５１の外形は三角柱状をなし、各光分割面５２
は、９０度の相対角度をもってＶ字状に開いた鏡面から
なる。そして、合流ミラー９から光分割面５２に入射し
た光は、光分割面５２で反射した後、三角柱プリズム５
１の下方に配置したビームスプリッタキューブ５３に二
種類の側面像光路Ｋとして入射し、電子部品６の底面６
ｂから光分割面５２に入射した光は、光分割面５２を透
過した後、ビームスプリッタキューブ５３に一種類の底
面像光路Ｇとして入射する。

【００３８】ビームスプリッタキューブ５３は、光路を
二方向に振り分けることができ、各光路上には、側面像
用ＣＣＤからなる側面観察手段５４と、底面像用ＣＣＤ
からなる底面観察手段５５とを配置させる。また、側面
像用ＣＣＤ５４とビームスプリッタキューブ５３との間
には側面像用結像レンズ手段７０が配置され、底面像用
ＣＣＤ５５とビームスプリッタキューブ５３との間には
底面像用結像レンズ手段７１が配置されている。この場
合、側面像用ＣＣＤ５４は、結像レンズ手段７０により
二種類の側面像を結像させることのできる焦点位置に設
けられ、底面像用ＣＣＤ５５は、結像レンズ手段７１に
より一種類の底面像を結像させることのできる焦点位置
に設けられている。

【００３９】更に、側面像光路Ｋと底面像光路Ｇとが三
角柱プリズム５１で合流する前において、側面像光路Ｋ
の途中にはソレノイド（図示せず）等の所定の駆動手段
により光路開閉を行う第１のシャッタ５６が配置され、
底面像光路Ｇの途中にも、所定の駆動手段により光路開
閉を可能にした第２のシャッタ５７が配置されている。
そこで、第１のシャッタ５６と第２のシャッタ５７とを
選択的に切り替えることで、側面像光路Ｋと底面像光路
Ｇとの何れかを三角柱プリズム５１に入射させることが
できる。すなわち、第１のシャッタ５６と第２のシャッ
タ５７の一方を閉鎖し他方を開放することで、側面像光
路Ｋと底面像光路Ｇとの何れか一方のみをビームスプリ
ッタキューブ５３に選択的に入射させることができる。

【００４０】次に、四つの側面６ａに複数のリードＬが
配列されたＱＦＰタイプの電子部品６を、撮像装置５０
で撮像する際の動作説明をする。

【００４１】先ず、電子部品実装装置（図示せず）の吸
着ノズル７により真空吸引されて所定場所から矢印方向
に搬入させた電子部品６を撮像装置５０の読取り領域Ｓ
内に配置させる。そして、ＬＥＤからなる光源１５を点
灯させることにより、電子部品６の対向する二側面６
ａ，６ａ及び底面６ｂが照明される。ここで、第１のシ
ャッタ５６は予め開かれ、第２のシャッタ５７は閉じら
れているので、三角柱プリズム５１の各光分割面５２に
は、二つの側面像光路Ｋに沿った光のみが達し、光分割
面５２で反射した光は、個別的にビームスプリッタキュ
ーブ５３に達する。その後、ビームスプリッタキューブ
５３により振り分けられた光は、図６に示すように、側
面像用ＣＣＤ５４（側面撮像手段）で電子部品６の二つ
の側面像１９として同時に撮像される。この場合、二つ
の側面像１９は鏡面対称状態で撮像される。

【００４２】また、第１のシャッタ５６を閉じ、第２の
シャッタ５７を開いた場合、三角柱プリズム５１には、
底面像光路Ｇに沿った光のみが達し、光分割面５２を透
過した光はビームスプリッタキューブ５３に達する。そ
の後、ビームスプリッタキューブ５３で振り分けられた
光は、図１５に示すように、底面像用ＣＣＤ５５（底面
撮像手段）で電子部品６の底面像３８として撮像され
る。

【００４３】そして、各ＣＣＤ５４，５５で撮像された
側面像１９及び底面像３８は、図示しない画像処理装置
にデータとして送り込まれることにより、各リードＬに
おける浮き沈み量の検査や吸着ノズル７による吸着姿勢
の良否チャックに利用される。なお、ＣＣＤ５４による
一回目の撮像後、吸着ノズル７を９０度回転させること
で、電子部品６における他の二つの側面６ａを撮像する
ことができる。

【００４４】（第８の実施形態）前述した第７の実施形
態に関連するものとして、図２２に示すような撮像装置
６０がある。この撮像装置６０が前述の撮像装置５０と
異なる点は、ハーフミラーの薄膜からなる光分割面５２
に代えて、偏光ビームスプリッタの薄膜からなる光分割
面６１をもった三角柱プリズム６２を採用し、ビームス
プリッタキューブ５３に代えて、偏光ビームスプリッタ
キューブ６３を採用した点にある。従って、三角柱プリ
ズム６２の光分割面６１を反射したＳ波成分は、偏光ビ
ームスプリッタキューブ６３でも反射してＣＣＤ５４に
入射し、このＣＣＤ５４で電子部品６の二つの側面像１
９として同時に撮像される（図６参照）。また、三角柱
プリズム６２の光分割面６１を透過したＰ波成分は、偏
光ビームスプリッタキューブ６３でも透過してＣＣＤ５
５に入射し、このＣＣＤ５５で電子部品６の底面像３８
として撮像される（図１５参照）。このように構成する
ことで、図２１に示したような第１及び第２のシャッタ
５６，５７が不要になる。

【００４５】（第９の実施形態）更に、前述した第７の
実施形態に関連するものとして、電子部品６の四つの側
面６ａを同時に観察する場合がある。この場合、電子部
品６の四つの側面６ａと水平方向において一対一で対峙
するような四枚の側面観察ミラー８を利用し、これに対
応して四枚の合流ミラー９をケーシング２内に配置させ
る。このように構成することで、合流ミラー９で反射し
た光を、電子部品６の底面６ｂの真下の合流位置に四方
から入射させることができる。そこで、この合流位置に
は、図１７〜図１９に示すように、正四角錐プリズムか
らなる側面像割振り手段６５が配置され、この正四角錐
プリズム６５は、四枚の合流ミラー９に対峙する四枚の
光分割面６６を有している。各光分割面６６は、ハーフ
ミラーの薄膜からなり反射面と透過面との二つの機能を
合わせもっている。

【００４６】この正四角錐プリズム６５はキューブ体の
中で形成され、その正四角錐プリズム６５の外形はピラ
ミッド状をなし、各光分割面６６は、正四角錐状に開い
た鏡面からなる。そして、合流ミラー９から光分割面６
６に入射した光は、光分割面６６で反射した後、ビーム
スプリッタキューブ５３に四種類の側面像光路Ｋとして
入射し、電子部品６の底面６ｂから光分割面６６に入射
した光は、光分割面６６を透過した後、ビームスプリッ
タキューブ５３に一種類の底面像光路Ｇとして入射す
る。従って、ビームスプリッタキューブ５３で反射した
光は、側面像用結像レンズ手段７０を通過し、図１０に
示すように、ＣＣＤ（側面撮像手段）５４で電子部品６
の四つの側面像１９として同時に撮像され、電子部品６
の四側面６ａの立体的な同時観察が可能になる。また、
底面像３８は、ＣＣＤ（底面撮像手段）５５で撮像され
る（図１５参照）。

【００４７】（第１０の実施形態）更に、前述の第７〜
第９の実施形態に関連するものとして、三角柱プリズム
５１，６２の光分割面５２，６１及び正四角錐プリズム
６５の光分割面６６をダイクロイックミラーの薄膜で形
成し、ビームスプリッタキューブ５３及び偏光ビームス
プリッタキューブ６３をダイクロイックミラーキューブ
にすることもできる。この場合、照明系３には、波長帯
域の異なる二種類の光源（例えば、電子部品６の側面照
射用に「赤色ＬＥＤ」、底面照射用に「緑色ＬＥＤ」）
１５が利用され、赤と緑の各波長帯域に応じた選択透過
を三角柱プリズム５１，６２及び正四角錐プリズム６５
で達成し、光源１５の種類に応じた光反射／透過を可能
にする。そして、ダイクロイックミラーキューブでも光
源１５の種類に応じた光反射／透過を可能にしているの
で、ダイクロイックミラーで振り分けられた波長成分を
それぞれの側面像用ＣＣＤ（側面観察手段）５４と底面
像用ＣＣＤ（底面観察手段）５５とに入射させることが
でき、側面像と底面像との同時撮像が可能になる。ま
た、電子部品に対して赤光と緑光とを時間差をもたせて
点灯照明とすることにより、側面像と底面像とを個別に
撮像することも可能である。更には、この同時撮像と個
別撮像とを所定の選択手段により適宜選択切替えるよう
にしてもよい。このように構成することで、図２１に示
したような第１及び第２のシャッタ５６，５７が不要に
なる。

【００４８】本発明の撮像装置は、前述した第１〜第１
０の実施形態に限定されるものではなく、電子部品６の
撮像に限らず、吸着ノズル７の先端に設けられた吸着面
を読取り対象物として、その水平度や高さレベルをチェ
ックする場合にも利用される。

【００４９】

【発明の効果】本発明による撮像装置は、以上のように
構成されているため、次のような効果を得る。すなわ
ち、撮像系は一つの側面撮像手段を有し、読取り領域に
配置させる読取り対象物の少なくとも二側面に対峙する
位置に側面観察ミラーを配置し、各側面観察ミラーでの
反射光を読取り対象物の底面に対峙する部位に合流させ
る合流ミラーを各側面観察ミラーに対峙して配置し、各
合流ミラーによる反射光の合流位置に、反射面をもつ側
面像割振り手段を配置し、側面像割振り手段の反射面に
より割振られた各側面像を側面撮像手段で同時に撮像す
ることにより、撮像装置を小型化することができ、部品
点数を減らすことでコストの低減を図り、しかも読取り
対象物の検査時間の短縮化を可能にしている。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る撮像装置の一実施形態を示す斜視
図である。

【図２】図１に示した撮像装置の構成を示す概略図であ
る。

【図３】三角柱ミラーを示す斜視図である。

【図４】図３に示した三角柱ミラーの正面図である。

【図５】図３に示した三角柱ミラーの底面図である。

【図６】ＣＣＤにより撮像された電子部品の側面画像を
示す図である。

【図７】正四角錐ミラーを示す斜視図である。

【図８】図７に示した正四角錐ミラーの正面図である。

【図９】図７に示した正四角錐ミラーの底面図である。

【図１０】ＣＣＤにより撮像された電子部品の側面画像
を示す図である。

【図１１】本発明に係る撮像装置の他の実施形態を示す
概略図である。

【図１２】三角柱プリズムを示す斜視図である。

【図１３】図１２に示した三角柱プリズムの正面図であ
る。

【図１４】図１２に示した三角柱プリズムの底面図であ
る。

【図１５】ＣＣＤにより撮像された電子部品の底面画像
を示す図である。

【図１６】本発明に係る撮像装置の更に他の実施形態を
示す概略図である。

【図１７】正四角錐プリズムを示す斜視図である。

【図１８】図１７に示した正四角錐プリズムの正面図で
ある。

【図１９】図１７に示した正四角錐プリズムの底面図で
ある。

【図２０】本発明に係る撮像装置の更に他の実施形態を
示す斜視図である。

【図２１】図２０に示した撮像装置の構成を示す概略図
である。

【図２２】本発明に係る撮像装置の更に他の実施形態を
示す概略図である。

【符号の説明】

Ｓ…読取り領域、１，３０，４０，５０，６０…撮像装
置、３…照明系、４…撮像系、５…レンズ系、６…読取
り対象物、６ａ…側面、６ｂ…底面、８…側面観察ミラ
ー、９…合流ミラー、１０…三角柱ミラー（側面像割振
り手段）、１１，２１…全反射面（反射面）、１５…光
源、１８，３４，５４…ＣＣＤ（側面撮像手段）、２０
…正四角錐ミラー（側面像割振り手段）、３１，４２，
５１，６２…三角柱プリズム（側面像割振り手段）、３
２，４１，４６，５２，６１，６６…光分割面（反射
面）、４５，６５…正四角錐プリズム（側面像割振り手
段）。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】読取り領域に配置される読取り対象物を
照明光により照らすための光源をもった照明系と、前記
照明系により照らされた際に生じる前記読取り対象物か
らの反射光を受光して前記読取り対象物を撮像する撮像
系と、前記撮像系と前記照明系との間に配置されて前記
反射光を前記撮像系上に結像させるレンズ系とを有する
撮像装置において、前記撮像系は一つの側面撮像手段を有し、前記読取り領
域に配置させる前記読取り対象物の少なくとも二側面に
対峙する位置に側面観察ミラーを配置し、前記各側面観
察ミラーでの反射光を前記読取り対象物の底面に対峙す
る部位に合流させる合流ミラーを前記各側面観察ミラー
に対峙して配置し、前記各合流ミラーによる前記反射光
の合流位置に、反射面をもつ側面像割振り手段を配置
し、前記側面像割振り手段の前記反射面により割振られ
た各側面像を前記側面撮像手段で同時に撮像することを
特徴とする撮像装置。
【請求項２】前記側面像割振り手段は、前記各合流ミ
ラーに対峙する全反射面をもった三角柱ミラー又は四角
錐ミラーであることを特徴とする請求項１記載の撮像装
置。
【請求項３】前記側面像割振り手段は、前記合流ミラ
ーに対峙する光分割面をもった三角柱プリズム又は四角
錐プリズムであり、前記撮像系は底面撮像手段を更に有
することを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項４】前記光分割面は、偏光ビームスプリッタ
であることを特徴とする請求項３記載の撮像装置。
【請求項５】前記光分割面は、波長による選択透過を
行うダイクロイックミラーからなることを特徴とする請
求項３記載の撮像装置。