(57)【要約】【課題】搭載ヘッドに吸着されて移動中の電子部品から、ぶれの無い撮像画像を取得する部品搭載装置を提供する。【解決手段】部品認識用撮像素子５２と基準光検出用撮像素子５３の受光面にはそれぞれ部品用光学フィルタ５７と基準用光学フィルタ５８が配設されている。作業ヘッド１５が照明撮像装置１９の上方を通過するとレーザ光源４５のレーザ光４６が基準用照射光として光学レンズ４７に入射し反射鏡４８とハーフミラー５１を介して基準光検出用撮像素子５３上に結像する。基準光検出用撮像素子５３は結像位置と基準位置とのＸＹ方向の差値を撮像制御部５４に出力し、その差値に基づいて撮像制御部５４は圧電駆動子４９を駆動して結像が基準位置にとどまるように反射鏡４８の向きを制御し、結像が基準位置にとどまる間、部品認識用撮像素子５２を駆動又はシャッタを開放して部品２６の映像を部品認識用撮像素子５２の受光面に結像させる。【選択図】      図４
2006073831.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前後左右に移動自在な作業ヘッドに保持されて上下に移動自在で水平３６０度方向に回転自在な搭載ヘッドに電子部品を吸着し該電子部品を装置本体内に搬入された基板の所定の位置に搭載する部品搭載装置において、
前記作業ヘッドに設けられた基準ガイド手段と、
前記搭載ヘッドに吸着されて移動中の前記電子部品を照明する照明手段と、
該照明手段の照明による前記電子部品からの反射光と前記基準ガイド手段からの光とを透過させて光像を形成する光学レンズと、
該光学レンズを透過した前記電子部品からの反射光及び前記基準ガイド手段からの光の光像を反射してそれぞれの光路を変更する光路変更手段と、
該光路変更手段により変更された前記２つの光像をそれぞれ二方向に分岐させる光路分岐手段と、
該光路分岐手段により一方の光路に分岐した２つの光像のうちの前記電子部品からの反射光に基づく光像の結像から画像データを取得する第１の撮像手段と、
前記光路分岐手段により他方の光路に分岐した２つの光像のうちの前記基準ガイド手段からの光に基づく光像の結像から基準位置データを取得する第２の撮像手段と、
該第２の撮像手段により取得された前記基準位置データが一定値にとどまるように前記光路変更手段を姿勢制御すると共に、該姿勢制御により前記基準位置データが一定値にとどまる間に前記電子部品の画像データを取得するよう前記第１の撮像手段を駆動制御する制御手段と、
を有することを特徴とする部品搭載装置。
【請求項２】
前記基準ガイド手段は、レーザ光源、基準マーク、又は発光ダイオードであることを特徴とする請求項１記載の部品搭載装置。
【請求項３】
前記光路変更手段は、光反射体と該光反射体の姿勢を変更駆動する圧電駆動子から成ることを特徴とする請求項１記載の部品搭載装置。
【請求項４】
前記光反射体は、光反射板、鏡、又はプリズムであることを特徴とする請求項３記載の部品搭載装置。
【請求項５】
前記光路分岐手段は、ハーフミラーであることを特徴とする請求項１記載の部品搭載装置。
【請求項６】
前記第１の撮像手段は、ＣＣＤであることを特徴とする請求項１記載の部品搭載装置。
【請求項７】
前記第２の撮像素子は、ＰＳＤ、網膜チップ、又はＣＣＤであることを特徴とする請求項１記載の部品搭載装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、搭載ヘッドに吸着されて移動中の電子部品から、ぶれの無い撮像画像を取得する部品搭載装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プリント回路基板（以下、単に基板という）に多数のチップ状電子部品（以下、単に部品という）を搭載してなる基板ユニットを作製する基板ユニット製造ラインがある。この基板ユニット製造ラインには、例えば基板を供給する基板供給装置、その供給された基板上の所定位置にペースト状の半田等を添付又は塗布するディスペンサ、その半田等が添付又は塗布された基板に部品を搭載する部品搭載装置、その搭載された部品を基板上に固定するリフロー炉、搭載された部品が固定されて完成した基板ユニットを収納する基板収納装置等から構成される。（例えば、特許文献１参照。）
上記のような基板ユニット製造ラインの中で、例えば部品搭載装置は最も重要な位置を占める装置といえる。部品搭載装置には種々の形式のものがあるが、小型で設計上の小回りが利く形式のものとしてワンバイワン方式の部品搭載装置がある。このワンバイワン方式の部品搭載装置は、装置内に搬入される基板の上方の作業空間を前後（Ｙ方向）左右（Ｘ方向）に自在に移動する作業ヘッドに、上下（Ｚ方向）に移動自在で３６０度（θ方向）に回転自在な搭載ヘッドを備えて、この搭載ヘッドにより部品を基板に搭載する。
【０００３】
上記の搭載ヘッドは、その先端に着脱自在に吸着ノズルを装着し、その吸着ノズルで部品供給装置から部品を吸着し、この吸着した部品を既に精密に位置決めされて所定の位置に停止している基板上に搭載する。この基板上への部品の搭載に際しては、搭載ヘッドに部品を吸着した作業ヘッドが部品搭載装置本体のフレームに固定されている部品認識用のＣＣＤ（charge coupled device)カメラの上方を通過して、搭載ヘッドに吸着されている部品を部品認識用カメラにより撮像し、その撮像画像を画像認識して部品の吸着時のずれ量を検出し、基板への搭載時にそのずれ量を補正する。（例えば、特許文献２参照。）
ところで、上述したように、従来の部品搭載装置は、基板上の搭載位置に正しく部品を搭載するために、吸着した部品を搭載前に画像認識して得られたずれ量を補正して搭載するが、その画像認識を行うためには部品を搭載ヘッドに吸着保持した作業ヘッドは、必ず部品認識用のＣＣＤ力メラの上を通過する必要がある。
【０００４】
このとき、作業ヘッドが部品認識用のＣＣＤ力メラの上で完全に停止して、その間にＣＣＤカメラを駆動して部品の撮像を行うようにすれば、もっとも確実に部品の画像を取得することができるが、それでは時間がかかり過ぎて基板ユニットの生産性が低下してしまう。
【０００５】
そこで、ＣＣＤカメラにシャッターを配置し、作業ヘッドを停止させることなくＣＣＤ力メラの上方を通過移動させんがら、シャッターの開閉により、動画像を静止画像として切り取って撮像することによって生産性の向上を図っている。
【特許文献１】特開平１０−２５４５２８号公報（段落［０００２］〜［０００４］、図５）
【特許文献２】特開平１１−１８６７９４号公報（段落［０００２］〜［０００４］、［００１５］〜［００２６］、図１、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、シャッターを開いている瞬時の間でも作業ヘッドは移動しているから、その搭載ヘッドに吸着されている部品を撮像したＣＣＤ上の結像も、僅かといえども移動している。そのため撮像した画像には必ずブレが生じてしまう。
【０００７】
サイズの大きな部品の場合ではさほど問題にならない場合でも、近年のように部品のサイズが微細になると、上記の撮像ぶれは正確な画像認識を行う上で大きな問題となる。
本発明の課題は、上記従来の実情に鑑み、搭載ヘッドに吸着されて移動中の部品の撮像素子上の結像位置を一定に保つように制御してブレの無い撮像画像を取得できる部品搭載装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以下に、本発明に係わる部品搭載装置の構成を述べる。
本発明の部品搭載装置は、前後左右に移動自在な作業ヘッドに保持されて上下に移動自在で水平３６０度方向に回転自在な搭載ヘッドに電子部品を吸着し該電子部品を装置本体内に搬入された基板の所定の位置に搭載する部品搭載装置において、上記作業ヘッドに設けられた基準ガイド手段と、上記搭載ヘッドに吸着されて移動中の上記電子部品を照明する照明手段と、該照明手段の照明による上記電子部品からの反射光と上記基準ガイド手段からの光とを透過させて光像を形成する光学レンズと、該光学レンズを透過した上記電子部品からの反射光及び上記基準ガイド手段からの光の光像を反射してそれぞれの光路を変更する光路変更手段と、該光路変更手段により変更された上記２つの光像をそれぞれ二方向に分岐させる光路分岐手段と、該光路分岐手段により一方の光路に分岐した２つの光像のうちの上記電子部品からの反射光に基づく光像の結像から画像データを取得する第１の撮像手段と、上記光路分岐手段により他方の光路に分岐した２つの光像のうちの上記基準ガイド手段からの光に基づく光像の結像から基準位置データを取得する第２の撮像手段と、該第２の撮像手段により取得された上記基準位置データが一定値にとどまるように上記光路変更手段を姿勢制御すると共に、該姿勢制御により上記基準位置データが一定値にとどまる間に上記電子部品の画像データを取得するよう上記第１の撮像手段を駆動制御する制御手段と、を有して構成される。
【０００９】
上記基準ガイド手段は、例えばレーザ光源、基準マーク、又は発光ダイオード等から成り、上記光路変更手段は、例えば光反射体と該光反射体の姿勢を変更駆動する圧電駆動子から成り、上記光反射体は、例えば光反射板、鏡、又はプリズム等からなり、上記光路分岐手段は、例えばハーフミラー等から成り、上記第１の撮像手段は、例えばＣＣＤ等から成り、上記第２の撮像素子は、例えばＰＳＤ、網膜チップ、又はＣＣＤ等から成る。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、部品の撮像素子上に結像した撮像画像がガイド機能により一定位置に保たれるので、部品が高速に移動中であってもブレの無い部品の撮像画像が得られ、これにより、作業ヘッドを一時停止させることなく正確な画像認識を行うことができ、基板ユニットの生産効率が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００１２】
図１(a) は、一実施の形態に関わる部品搭載装置の外観斜視図であり、同図(b) は、その上下の保護カバーを取り除いて内部の構成を模式的に示す斜視図である。
同図(a) に示すように、部品搭載装置１は、天井カバー上の前後に、それぞれＣＲＴディスプレイからなるモニタ装置２と、同じく天井カバー上の左右に、それぞれ稼動状態を報知する警報ランプ３を備えている。また、上部保護カバー４の前部と後部の面には、液晶ディスプレイとタッチ式入力装置からなり外部からの操作により各種の指示を入力することができる操作入力用表示装置５が配設されている（図の右斜め上方向になる後部の操作入力用表示装置５は陰になって見えない）。
【００１３】
下部の基台６の上には、中央に、固定と可動の１対の平行する基板案内レール７が同図(b) に示す基板８の搬送方向（Ｘ軸方向、図の斜め右下から斜め左上方向）に水平に延在して配設される。これらの基板案内レール７の下部に接して、図には見えないループ状の搬送ベルト（コンベアベルト）が走行可能に配設される。
【００１４】
搬送ベルトは、それぞれ数ミリ幅のベルト脇部を基板案内レール７の下から基板搬送路に覗かせて、不図示のベルト駆動モータにより駆動され、基板搬送方向に走行し、基板８の裏面両側を下から支持しながら装置本体内に部品搭載前の基板８をライン上流側から搬入し、部品搭載済みの基板８を順次ライン下流側に搬出する。この部品搭載装置１内には、常時２枚の基板８が搬入され、位置決めされて、電子部品の搭載が終了するまで固定されている。
【００１５】
基台６の前後には、それぞれ部品供給ステージ９が形成されている（同図(a) では図の右斜め上方向になる後部の部品供給ステージ９は陰になって見えない。また、同図(b) では、後部の部品供給ステージ９は図示を省略している）。部品供給ステージ９には、テープリール式部品供給装置１１が、５０個〜７０個と多数配置される。テープリール式部品供給装置１１には、その後端部に、部品を収容したテープを捲着したテープリール１２が着脱自在に装着されている。
【００１６】
また、基台６の上方には本体フレームの左右（Ｘ軸方向）に分かれて固定された二本のＹ軸レール１３と、これら二本のＹ軸レール１３にそれぞれ摺動自在に支持される二本（装置全体で合計四本）のＸ軸レール１４が配置されている。
【００１７】
Ｘ軸レール１４は、Ｙ軸レール１３に沿ってＹ軸方向に摺動でき、これらのＸ軸レール１４には、それぞれ１台（装置全体で合計４台）の作業ヘッド１５（１５−１、１５−２及び１５−３、１５−４）がＸ軸レール１４に沿ってＸ軸方向に摺動自在に懸架されている。そして、これらの各作業ヘッド１５には、同図(b) に示す例では２個の搭載ヘッド１６が配設されている。つまりこの部品搭載装置１には合計８個の搭載ヘッド１６が配設されている。各搭載ヘッド１６の先端には吸着ノズル１７が着脱自在に装着されている。
【００１８】
上記の作業ヘッド１５は、屈曲自在で内部が空洞な帯状のチェーン体１８に保護・収容された複数本の不図示の信号コードを介して装置本体１の基台６内部の電装部マザーボード上に配設されている中央制御部と連結されている。作業ヘッド１５は、これらの信号コードを介して中央制御部からは電力及び制御信号を供給され、中央制御部へは基板の位置決め用マークや部品の搭載位置の情報を示す画像データを送信する。
【００１９】
また、基板案内レール７と部品供給ステージ９との間には、搭載ヘッド１６の吸着ノズル１７に吸着された部品を画像認識するための複数種類の照明撮像装置１９が、４個の作業ヘッド１５に対応して４箇所にそれぞれ配置されており、その近傍には同図では図示を省略しているが、搭載ヘッド１６に対して交換自在に装着するための複数種類の吸着ノズル１７を収容したノズルチェンジャーが配置されている。
【００２０】
また、基台６の内部には、上述した中央制御部のほかに、特には図示しないが、基板の位置決め装置、基板を２本の基板案内レール７間に固定する基板固定機構等が備えられている。
【００２１】
上記の作業ヘッド１５は、上述したＹ軸レール１３とＸ軸レール１４とにより前後左右に自在に移動する。これらの作業ヘッド１５に支持される各２個の搭載ヘッド１６は、それぞれＺ軸方向（上下方向）に昇降可能であり且つθ軸方向（３６０°方向）に回転可能である。
【００２２】
これにより、搭載ヘッド１６の先端に装着されている吸着ノズル１７は、作業ヘッド１５と搭載ヘッド１６を介して、各作業領域において、前後と左右に移動自在であり、上下に昇降自在であり、且つ３６０°方向に回転自在である。
【００２３】
図２は、上記のように構成される部品搭載装置１のシステム構成を示すブロック図である。同図に示すように、部品搭載装置１のシステムは、ＣＰＵ２０と、このＣＰＵ２０にバス２１で接続されたｉ／ｏ（入出力）制御ユニット２２及び画像処理ユニット２３からなる制御部を備えている。また、ＣＰＵ２０にはメモリ２４が接続されている。メモリ２４は特には図示しないがプログラム領域とデータ領域を備えている。
【００２４】
また、ｉ／ｏ制御ユニット２２には、基板８（図１(b) 参照）の部品搭載位置を照明するための照明装置２５や搭載ヘッド１６の吸着ノズル１７（図１(b) 参照）に吸着されている部品２６を下から照明して撮像するための照明撮像装置１９の照明手段としての照明部１９ａと撮像部１９ｂが接続されている。そして、作業ヘッド１５に配設されて照明装置２５により照明される基板８の部品搭載位置を撮像する基板搭載位置認識用カメラ２７が接続されている。
【００２５】
更に、ｉ／ｏ制御ユニット２２には、それぞれのアンプ（ＡＭＰ）を介して４個のＸ軸モータ２８、４個のＹ軸モータ２９、８個のＺ軸モータ３１、及び８個のθ軸モータ３２が接続されている。Ｘ軸モータ２８は、Ｘ軸レール１４を介してＸ軸方向に作業ヘッド１５を駆動し、Ｙ軸モータ２９は、Ｙ軸レール１３を介してＹ軸方向にＸ軸レールすなわち作業ヘッド１５を駆動する。Ｚ軸モータ３１は作業ヘッド１５の搭載ヘッド１６を上下に駆動し、そしてθ軸モータ３２は搭載ヘッド１６すなわち吸着ノズル１７を３６０度回転させる。
【００２６】
上記の各アンプには、特には図示しないが、それぞれエンコーダが配設されており、これらのエンコーダにより各モータ（Ｘ軸モータ２８、Ｙ軸モータ２９、Ｚ軸モータ３１、θ軸モータ３２）の回転に応じたエンコーダ値がｉ／ｏ制御ユニット２２を介してＣＰＵ２０に入力する。これにより、ＣＰＵ２０は、各搭載ヘッド１６の前後、左右、上下の現在位置、及び回転角を認識することができる。
【００２７】
更に、上記のｉ／ｏ制御ユニット２２には、バキュームユニット３３が接続されている。バキュームユニット３３はバキュームチューブ３４を介して搭載ヘッド１６の吸着ノズル１７に空気的に接続されている。このバキュームチューブ３４には空圧センサ３５が配設されている。バキュームユニット３３は、吸着ノズル１７に対しバキュームによって部品２６を吸着させ、又はバキューム解除とエアブローとバキュームブレイク（真空破壊）によって吸着を解除させる。
【００２８】
このとき、空圧センサ３５からバキュームチューブ３４内の空気圧データが電気信号としてｉ／ｏ制御ユニット２２を介しＣＰＵ２０に出力される。これにより、ＣＰＵ２０は、バキュームチューブ３４内の空気圧の状態を知って、吸着ノズル１７によって部品２６を吸着する準備が出来ているか否かを認識することができると共に、吸着された部品２６が正常に吸着されているかを認識することができる。
【００２９】
更に、上記のｉ／ｏ制御ユニット２２には、位置決め装置、ベルト駆動モータ、基板センサ、異常表示ランプ等がそれぞれのドライバを介して接続されている。位置決め装置は、前述したように部品搭載装置１の基台６内部において基板案内レール７の下方に配置され、装置内に案内されてくる基板８の位置決めを行う。ベルト駆動モータは案内レール７に一体的に配設されている搬送ベルトを循環駆動する。基板センサは基板８の搬入と搬出を検知する。異常表示ランプ３（図１(a) 参照）は部品搭載装置１の動作異常や作業領域内の異物進入等の異常時に点灯又は点滅して異常発生を現場作業者に報知する。
【００３０】
また、ｉ／ｏ制御ユニット２２には、通信ｉ／ｏインターフェース３６、図１(a) に示した操作入力用表示装置５、記録装置３７が接続されている。通信ｉ／ｏインターフェース３６は、例えばティーチング処理などを例えばパーソナルコンピュータ等の他の処理装置で行う場合などに、これらの処理装置と有線又は無線で接続してＣＰＵ２０との通信が可能であるようにする。
【００３１】
記録装置３７は、例えばハードデスク、ＭＯ、ＦＤ、ＣＤ−ＲＯＭ／ＲＷ、フラッシュメモリ装置等の各種の記録媒体を装着可能であり、部品搭載装置１の部品搭載処理、その事前に行なわれる部品マスター作成処理、部品搭載ティーチング処理等のプログラムや、部品ライブラリのデータ、ＣＡＤからのＮＣデータ等の各種のデータを記録して保持しており、これらのプログラムはＣＰＵ２０によりメモリ２４のプログラム領域にロードされて各部の制御の処理に使用される。また、データもメモリ２４のデータ領域に読み出されて、所定の処理がなされ、処理されて更新されたデータは、所定の記録媒体の所定のデータ領域に格納されて保存される。
【００３２】
上記の操作入力用表示装置５は、部品搭載作業の実行時には、作業ヘッド１５側の基板搭載位置認識用カメラ２７で撮像した基板８の部品搭載位置の画像や、照明撮像装置１９の撮像部１９ｂで撮像した部品２６の画像を表示画面に表示する。またティーチング処理の実行時には、ティーチング画面を表示し、部品マスター作成時には部品マスター作成画面を表示する。
【００３３】
図３は、上記構成の部品搭載装置１における部品搭載処理動作の例を模式的に示す図である。尚、同図には、図１(a),(b) に示した構成と同一構成部分には図１(a),(b) と同一の番号を付与して示している。また、図３には、装置手前側の部品供給ステージ９のみを示していおり、その部品供給ステージ９には、テープリール式部品供給装置１１の他に、トレー式部品供給装置３８の部品ステージ３９が部品供給ステージ９の左側上方に差し込まれている。
【００３４】
トレー式部品供給装置３８の部品ステージ３９の先端部には、装置内部のパレット収容棚からパレット４１が引き出されており、そのパレット４１上のトレー４２上には、多数の部品２６が載置・収容されている。
【００３５】
図３において、作業ヘッド１５は、搭載ヘッド１６（図１(b) 参照）の吸着ノズル１７により、図３に示すテープリール式部品供給装置１１の部品テープ４３の先端から供給される部品２６又はトレー式部品供給装置３８のトレー４２から供給される部品２６を吸着し（図３はトレー式部品供給装置３８のトレー４２から部品２６を吸着した例を示している）、図の矢印ａ、ｂ、ｃと水平移動する途上において、照明撮像装置１９上を通過しながら部品の画像認識を行い、画像認識後の部品２６を基板８の所定の搭載位置４４上で矢印ｄに示すように吸着ノズル１７（つまり搭載ヘッド１６）が降下して、部品２６を基板８の所定の搭載位置４４に搭載する。
【００３６】
図４は、上記照明撮像装置１９上を通過移動する部品をブレを起こすことなく正確に撮像する仕組みを説明する図である。尚、同図には、図１(b) 及び図２に示した構成と同一の構成部分には図１(b) 及び図２と同一の番号を付与して示している。
【００３７】
図４に示すように、作業ヘッド１５には、基準ガイド手段としてのレーザ光源４５が配設されている。このレーザ光源４５からは、搭載ヘッド１６の軸に沿って下方に特定波長のレーザ光４６が基準用照射光として照射される。部品２６を吸着した搭載ヘッド１６を保持した作業ヘッド１５が停止することなく移動しながら照明撮像装置１９上にさしかかると、レーザ光源４５から出射されるレーザ光４６が後述するように照明撮像装置１９の光学レンズ４７に基準用照射光として入射する。
【００３８】
その照明撮像装置１９は、前述したように照明部１９ａと撮像部１９ｂからなり、撮像部１９ｂは、光学レンズ４７、光路変更手段としての反射鏡４８及び圧電駆動子４９、光路分岐手段としてのハーフミラー５１、第１の撮像手段としての部品認識用撮像素子５２、第２の撮像手段としての基準光検出用撮像素子５３、及び制御手段としての撮像制御部５４から成る。
【００３９】
上記の反射鏡４８は圧電駆動子４９上に固定されており、圧電駆動子４９を後述するように制御することにより、反射鏡４８の向きに変更して反射光路５６ａの方向を所望の方向に変更することができる。
【００４０】
上記の照明部１９ａは、光学レンズ４７の周囲上方を取り巻くように配置された多数のＬＥＤ（light emitting diode）５５を備えており、これらのＬＥＤ５５によって、照明撮像装置１９上を通過移動する部品２６を下方から照明する。
【００４１】
この照明による部品２６からの反射光５６は、光学レンズ４７を透過して光像を形成しながら反射鏡４８によりほぼ直角方向に反射されて光路５６ａに変更され、この変更された光路５６ａは、ハーフミラー５１により光路５６ｂと５６ｃの２方向に分岐される。
【００４２】
光路５６ｂに分岐した光像は高画素数の撮像素子から成る部品認識用撮像素子５２上に結像する。部品認識用撮像素子５２の受光面には部品２６からの反射光５６のみを透過させる部品用光学フィルタ５７が配置されており、これにより部品２６からの反射光５６のみが部品認識用撮像素子５２上に結像する。
【００４３】
他方、レーザ光源４５から照射されたレーザ光４６も、光学レンズ４７を透過して光像を形成しながら反射鏡４８によりほぼ直角方向に反射されて光路５６ａに変更され、この変更された光路５６ａは、ハーフミラー５１により光路５６ｂと５６ｃの２方向に分岐される。
【００４４】
そして、光路５６ｃに分岐した光像は例えばＰＳＤ（position sencitive device)などの低分解能ではあるが高速に反応する撮像素子から成る基準光検出用撮像素子５３上に結像する。基準光検出用撮像素子５３の受光面にはレーザ光源４５から照射されたレーザ光４６のみを透過させる基準用光学フィルタ５８が配置されている。これによりレーザ光源４５から照射されたレーザ光４６のみが基準光検出用撮像素子５３上に結像する。
【００４５】
この結像による基準光検出用撮像素子５３からの出力は、撮像制御部５４に入力する。この入力に基づいて撮像制御部５４は、後述するように反射鏡４８を保持する圧電駆動子４９を駆動して反射鏡４８の向きを制御する。
【００４６】
例えば、図４において作業ヘッド１５が矢印ｅで示す図の左右いずれかのの方向に移動しているものとすれば、その移動に対応して反射鏡４８は圧電駆動子４９の駆動によって図の矢印ｆで示す傾斜面が上下いずれかを向く方向に回動するように制御される。また、作業ヘッド１５が図の紙面奥行き方向の向う側又は手前側いずれかの方向に移動しているものとすれば、その移動に対応して反射鏡４８は圧電駆動子４９の駆動によって傾斜面が左右いずれかを向く方向に回動するように制御される。
【００４７】
図５は、上記照明撮像装置１９の撮像部１９ｂにおける撮像制御部５４の回路図である。同図に示すように、圧電駆動子４９は本体が円筒状をなしており、その円筒状の本体周面に等間隔で４個の圧電素子５９（５９ａ、５９ｂ、５９ｃ、５９ｄ）が固定されて配設されている。これら４個の圧電素子５９は、圧電素子５９ａと５９ｃが対向位置に配置され、圧電素子５９ｂと５９ｄが対向位置に配置されている。
【００４８】
この円筒状の圧電駆動子４９の一方の端面に反射鏡４８が固定されている。反射鏡４８から反射される基準用照射光としてのレーザ光４６の反射光４６ａは、図４に示したように、ハーフミラー５１を経て分岐光４６ｃとなって基準光検出用撮像素子（ＰＳＤ）５３に結像する。
【００４９】
上記の圧電駆動子４９と基準光検出用撮像素子（ＰＳＤ）５３に対する撮像制御部５４の回路は、Ｘ待機位置指令回路６１、Ｘ基準位置指令回路６２、Ｙ待機位置指令回路６３、Ｙ基準位置指令回路６４、加算器６５（６５−１、６５−２、６５−３、６５−４）、連動スイッチ６６ａ、６６ｂ、光量比較部６７、ＰｉＤ（比例・積分・微分動作回路）６８ａ、６８ｂ、電圧増幅部６９ａ、６９ｂ、増幅電力出力部７１ａ、７１ｂから成る。
【００５０】
上記の加算器６５−１には、Ｘ待機位置指令回路６１からプラス値の電圧が入力し、ＰｉＤ６８ａからマイナス値の電圧がフィードバックされる。また、加算器６５−２にはＸ基準位置指令回路６２からプラス値の電圧が入力し、ＰＳＤ５３からＸ位置の光量検出値としてマイナス値の電圧が入力される。
【００５１】
そして、加算器６５−３にはＹ待機位置指令回路６３からプラス値の電圧が入力し、ＰｉＤ６８ｂからマイナス値の電圧がフィードバックされる。また、加算器６５−４にはＹ基準位置指令回路６４からプラス値の電圧が入力し、ＰＳＤ５３からＹ位置の光量検出値としてマイナス値の電圧が入力される。
【００５２】
なお、上記加算器６５−１へのＰｉＤ６８ａからのフィードバック及び加算器６５−３へのＰｉＤ６８ｂからのフィードバックは、連動スイッチ６６ａ、６６ｂが後述するように切り替わったときの急激な出力変動を防止するために行われている。
【００５３】
ＰＳＤ５３は、一方では上記のようにマイナス信号の出力として、絶対値で予め設定されている基準位置への結像を最大とし、基準位置から離れるほど低くなるＸ方向の光量検出値を加算器６５−２へ、Ｙ方向の光量検出値を加算器６５−４へそれぞれ出力し、他方では、プラス信号の光量検出値を光量比較部６７に出力する。
【００５４】
光量比較部６７は連動スイッチ６６ａ、６６ｂを初期状態では端子Ｂ側に接続しており、ＰＳＤ５３から入力する光量検出値が一定以上の値になると連動スイッチ６６ａ、６６ｂの接続を端子Ａ側に切り替える。
【００５５】
上記の初期状態では、連動スイッチ６６ａ、６６ｂが端子Ｂ側に接続していることによりＰｉＤ６８ａ及び６８ｂには、それぞれＸ待機位置指令回路６１及びＹ待機位置指令回路６３から所定の一定電圧が入力し、この一定電圧はそれぞれＰｉＤ６８ａ及び６８ｂを介して電圧増幅器６９ａ及び６９ｂに出力される。
【００５６】
電圧増幅器６９ａで増幅された電圧は増幅電力出力部７１ａを介し、プラス側出力は配線７２を介して圧電素子５９ｃに印加され、マイナス側出力は配線７３を介して圧電素子５９ａに印加される。上述したように、圧電素子５９ａと５９ｃは圧電駆動子４９の円筒状本体周面の対向する位置に配置されており、絶対値の等しいプラスとマイナスの電圧が対向位置にある圧電素子５９ａと５９ｃに印加されることにより圧電駆動子４９のＸ方向への回動動作は発生しない。
【００５７】
同様に、電圧増幅器６９ｂで増幅された電圧は増幅電力出力部７１ｂを介し、プラス側出力は配線７４を介して圧電素子５９ｄに印加され、マイナス側出力は配線７５を介して圧電素子５９ｂに印加される。上述したように、圧電素子５９ｂと５９ｄは圧電駆動子４９の円筒状本体周面の対向する位置に配置されており、絶対値の等しいプラスとマイナスの電圧が対向位置にある圧電素子５９ｂと５９ｄに印加されることにより圧電駆動子４９のＹ方向への回動動作は発生しない。
【００５８】
尚、上記のＸ待機位置指令回路６１及びＹ待機位置指令回路６３からの出力電圧は、上記のように圧電駆動子４９を一定の向き、すなわち上方を通過する作業ヘッド１５からのレーザ光４６の入射方向を向く一定の向きに維持するような予め出力に設定されている。
【００５９】
このような待機状態であるとき、前述しように、部品２６を吸着した搭載ヘッド１６を保持した作業ヘッド１５が停止することなく移動しながら照明撮像装置１９上にさしかかると、レーザ光源４５から出射されるレーザ光４６が照明撮像装置１９の光学レンズ４７に基準用照射光として入射し、反射鏡４８及びハーフミラー５１を介してＰＳＤ５３に結像する。
【００６０】
これにより、ＰＳＤ５３から光量比較部６７に、予め設定されている光量値以上の光量値が入力し、これにより光量比較部６７は連動スイッチ６６ａ及び６６ｂの接続を端子Ａ側に切り替える。
【００６１】
この結果、ＰｉＤ６８ａには、Ｘ基準位置指令回路６２からの電圧とＳＳＤ５３からのＸ方向光量検出値を示す電圧との差値が加算器６５−２から入力する。この結果、ＰｉＤ６８ａからは所定の演算結果の電圧が電圧増幅回路６９ａに出力され、電圧増幅回路６９ａからの増幅電圧が増幅電力出力部７１ａ、配線７２及び７３を介して圧電素子５９ｃ及び５９ａに印加される。
【００６２】
これにより、ＰＳＤ５３からのＸ方向の光量検出値に応じて圧電駆動子４９の圧電素子５９ｃ又は５９ａが駆動され、駆動された方向へ圧電駆動子４９が傾くことにより反射鏡４８のＸ方向のプラス又はマイナス方向への向きが制御される。
【００６３】
また、ＰｉＤ６８ｂには、Ｙ基準位置指令回路６４からの電圧とＳＳＤ５３からのＹ方向光量検出値を示す電圧との差値が加算器６５−４から入力する。この結果、ＰｉＤ６８ｂからは所定の演算結果の電圧が電圧増幅回路６９ｂに出力され、電圧増幅回路６９ｂからの増幅信号が増幅電力出力部７１ｂ、配線７４及び７５を介して圧電素子５９ｄ及び５９ｂに印加される。
【００６４】
これにより、ＰＳＤ５３からのＹ方向の光量検出値に応じて圧電駆動子４９の圧電素子５９ｄ又は５９ｂが駆動され、駆動された方向へ圧電駆動子４９が傾くことにより反射鏡４８のＹ方向のプラス又はマイナス方向への向きが制御される。
【００６５】
上記の制御により、レーザ光４６のＰＳＤ５３への結像が一定の位置にとどまるように反射鏡４８の角度が調整される。この制御が行われている間は、部品認識用撮像素子５２に結像した部品２６の画像も動くことなくとどまることになる。この制御が正しく行われているとき、撮像制御部５４は部品認識用撮像素子５２を駆動又はシャッタを開放して、駆動期間又はシャッタ開放期間が終わるまで、上記の制御を続行する。この結果、撮像部１９ｂにブレの無い画像が取得される。
【００６６】
尚、上記実施の形態において、ガイド用の基準として、１つのレーザ光源を用いているが、これに限ることなく、例えばＸ方向とＹ方向に分けて２つのレーザ光源を用いてもよい。
【００６７】
また、ガイド用の基準としてレーザ光源を用いているが、これに限ることなく、例えば発光ダイオードを使用してもよく、あるいは基準マークを配置して、その基準マークの反射光を使用してもよい。
【００６８】
また、光学レンズを透過後の光路の変更に反射鏡を用いているが、これに限ることなく、例えば適宜の素材からなる反射板、あるいはプリズム等を使用してもよい。
また、反射鏡の姿勢制御に圧電駆動子を用いているが、これに限ることなく、回転モーター、あるいはリニアモータ等を使用してもよい。
【００６９】
また、基準光検出用撮像素子にＰＳＤを使用しているが、これに限ることなく、網膜チップ、あるいはＣＣＤを使用してもよい。
また、照明撮像装置の撮像部の構成において、光学レンズ、反射鏡、ハーフミラー等の取り付け位置は、図４に示した配置に限ることなく、それぞれ前後に入れ換えて構成してもよい。
【００７０】
また、光路分岐用にハーフミラーを使用する代わりに、部品認識用撮像素子の視野外に直接あるいはミラー等の光路変更手段を用いて光路を分岐するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】(a) は一実施の形態に関わる部品搭載装置の外観斜視図、(b) はその上下の保護カバーを取り除いて内部の構成を模式的に示す斜視図である。
【図２】部品搭載装置のシステム構成を示すブロック図である。
【図３】部品搭載装置における部品搭載処理動作の例を模式的に示す図である。
【図４】部品搭載装置において照明撮像装置上を通過移動する部品をブレを起こすことなく正確に撮像する仕組みを説明する図である。
【図５】照明撮像装置の撮像部における撮像制御部の回路図である。
【符号の説明】
【００７２】
１      部品搭載装置
２      モニタ装置
３      警報ランプ
４      上部保護カバー
５      操作入力用表示装置
６      基台
７      基板案内レール
８      基板
９      供給ステージ
１１    テープリール式部品供給装置
１２    テープリール
１３    Ｙ軸レール
１４    Ｘ軸レール
１５（１５−１、１５−２、１５−３、１５−４）  作業ヘッド
１６    搭載ヘッド
１７    吸着ノズル
１８    チェーン体
１９    照明撮像装置
１９ａ  照明部
１９ｂ  撮像部
２０    ＣＰＵ
２１    バス
２２    ｉ／ｏ（入出力）制御ユニット
２３    画像処理ユニット
２４    メモリ
２５    照明装置
２６    部品
２７    基板搭載位置認識用カメラ
２８    Ｘ軸モータ
２９    Ｙ軸モータ
３１    Ｚ軸モータ
３２    θ軸モータ
３３    バキュームユニット
３４    バキュームチューブ
３５    空圧センサ
３６    通信ｉ／ｏインターフェース
３７    記録装置
３８    トレー式部品供給装置
３９    部品ステージ
４１    パレット
４２    トレー
４３    部品テープ
４４    搭載位置
４５    レーザ光源
４６    レーザ光
４７    光学レンズ
４８    反射鏡
４９    圧電駆動子
５１    ハーフミラー
５２    部品認識用撮像素子
５３    基準光検出用撮像素子（ＰＳＤ）
５４    撮像制御部
５５    ＬＥＤ（light emitting diode）
５６    反射光
５６ａ、５６ｂ、５６ｃ  変更反射光路
５７    部品用光学フィルタ
５８    基準用光学フィルタ
５９（５９ａ、５９ｂ、５９ｃ、５９ｄ）  圧電素子
６１    Ｘ待機位置指令回路
６２    Ｘ基準位置指令回路
６３    Ｙ待機位置指令回路
６４    Ｙ基準位置指令回路
６５（６５−１、６５−２、６５−３、６５−４）  加算器
６６ａ、６６ｂ  連動スイッチ
６７    光量比較部
６８ａ、６８ｂ  ＰｉＤ（比例・積分・微分動作回路）
６９ａ、６９ｂ  電圧増幅部
７１ａ、７１ｂ  増幅電力出力部
７２、７３、７４、７５  配線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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