(57)【要約】【課題】撮像中の電子部品の移動速度を向上させることが可能となる部品実装機を提供する。【解決手段】移動中の電子部品１０３を撮像するに際し、補正レンズ制御装置１１３により、部品認識カメラ１０４内部に設けた補正レンズ１０９を装着ヘッド１０１の移動に同期させて動作させ、撮像素子１１１の同一位置に部品の像が結像し続けるようにする。【選択図】図１
2006135198.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
部品を保持して移動し該部品を基板上の所定の位置に装着する装着ヘッドと、
前記装着ヘッドが保持する部品を撮像するカメラと、
前記カメラ内部の補正レンズを前記装着ヘッドの移動に同期させて動作させ、前記カメラ内部の撮像素子の同一位置に部品の像が結像し続けるようにする補正レンズ制御手段と、
前記カメラからの画像信号から部品の保持状態を画像認識して前記装着ヘッドの装着動作に補正を加える制御手段と、
を備えることを特徴とする部品実装機。
【請求項２】
部品を保持して移動し該部品を基板上の所定の位置に装着する装着ヘッドと、
前記装着ヘッドが保持する部品を撮像するカメラと、
前記カメラ内部の撮像素子を前記装着ヘッドの移動に同期させて動作させ、前記撮像素子の同一位置に部品の像が結像し続けるようにする撮像素子制御手段と、
前記カメラからの画像信号から部品の保持状態を画像認識して前記装着ヘッドの装着動作に補正を加える制御手段と、
を備えることを特徴とする部品実装機。
【請求項３】
部品を保持して移動し該部品を基板上の所定の位置に装着する装着ヘッドと、
前記装着ヘッド上に設けられ、前記装着ヘッドが保持する部品を撮像するカメラと、
前記装着ヘッド上に設けられ、前記装着ヘッドが保持する部品が撮像視野内に入るように前記カメラを移動させるカメラ移動手段と、
前記カメラ内部の補正レンズを前記カメラの移動に同期させて動作させ、前記カメラ内部の撮像素子の同一位置に部品の像が結像し続けるようにする補正レンズ制御手段と、
前記カメラからの画像信号から部品の保持状態を画像認識して前記装着ヘッドの装着動作に補正を加える制御手段と、
を備えることを特徴とする部品実装機。
【請求項４】
部品を保持して移動し該部品を基板上の所定の位置に装着する装着ヘッドと、
前記装着ヘッド上に設けられ、前記装着ヘッドが保持する部品を撮像するカメラと、
前記装着ヘッド上に設けられ、前記装着ヘッドが保持する部品が撮像視野内に入るように前記カメラを移動させるカメラ移動手段と、
前記カメラ内部の撮像素子を前記カメラの移動に同期させて動作させ、前記撮像素子の同一位置に部品の像が結像し続けるようにする撮像素子制御手段と、
前記カメラからの画像信号から部品の保持状態を画像認識して前記装着ヘッドの装着動作に補正を加える制御手段と、
を備えることを特徴とする部品実装機。
【請求項５】
部品を実装する基板上の基板マークを撮像するカメラと、
基板マークが撮像視野内に入るように前記カメラを移動させるカメラ移動手段と、
前記カメラ内部の補正レンズを前記カメラの移動に同期させて動作させ、前記カメラ内部の撮像素子の同一位置に基板マークの像が結像し続けるようにする補正レンズ制御手段と、
前記カメラからの画像信号から基板マークの理想位置からのずれ量を画像認識し、このずれ量を基にして、部品が基板の所定の位置に装着されるようにする制御手段と、
を備えることを特徴とする部品実装機。
【請求項６】
部品を実装する基板上の基板マークを撮像するカメラと、
基板マークが撮像視野内に入るように前記カメラを移動させるカメラ移動手段と、
前記カメラ内部の撮像素子を前記カメラの移動に同期させて動作させ、前記撮像素子の同一位置に基板マークの像が結像し続けるようにする撮像素子制御手段と、
前記カメラからの画像信号から基板マークの理想位置からのずれ量を画像認識し、このずれ量を基にして、部品が基板の所定の位置に装着されるようにする制御手段と、
を備えることを特徴とする部品実装機。
【請求項７】
装着ヘッドにより部品を保持して移動させ該部品を基板上の所定の位置に装着するに際し、前記装着ヘッドが保持する部品をカメラにより撮像し、前記カメラからの画像信号から部品の保持状態を画像認識して前記装着ヘッドの装着動作に補正を加える部品実装方法において、
移動中の部品を撮像するに際し、前記カメラ内部の補正レンズもしくは撮像素子を前記装着ヘッドの移動に同期させて動作させ、前記カメラ内部の撮像素子の同一位置に部品の像が結像し続けるようにすることを特徴とする部品実装方法。
【請求項８】
装着ヘッドにより部品を保持して移動させ該部品を基板上の所定の位置に装着するに際し、前記装着ヘッド上に設けられたカメラにより前記装着ヘッドが保持する部品を撮像し、前記カメラからの画像信号から部品の保持状態を画像認識して前記装着ヘッドの装着動作に補正を加える部品実装方法において、
部品が撮像視野内に入るように前記カメラを移動させて部品を撮像するに際し、前記カメラ内部の補正レンズもしくは撮像素子を前記カメラの移動に同期させて動作させ、前記カメラ内部の撮像素子の同一位置に部品の像が結像し続けるようにすることを特徴とする部品実装方法。
【請求項９】
部品を装着する基板上の基板マークをカメラにより撮像し、前記カメラからの画像信号から基板マークの理想位置からのずれ量を画像認識し、このずれ量を基にして、部品が基板の所定の位置に装着されるようにする部品実装方法において、
基板マークが撮像視野内に入るように前記カメラを移動させて基板マークを撮像するに際し、前記カメラ内部の補正レンズもしくは撮像素子を前記カメラの移動に同期させて動作させ、前記カメラ内部の撮像素子の同一位置に基板マークの像が結像し続けるようにすることを特徴とする部品実装方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、部品実装機、および部品実装方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話機などの電子機器の小型化、軽量化に対応する為に、電子部品の小型化、実装の高密度化が必要になり、電子部品を実装する部品実装機に対してより精密な実装能力が求められている。
【０００３】
そこで、従来より部品実装機では、精密な実装のために、装着ヘッドにより電子部品を保持したときに発生する電子部品のわずかな位置ずれ（例えば、吸着ノズルを使用する場合には、ノズルの中心位置と電子部品の中心位置のずれ。）や傾きのずれなどをカメラを利用して画像認識により検出し、そのずれ量を基に装着ヘッドにより保持される電子部品の姿勢制御や部品装着時の位置制御を行っている。
【０００４】
さらに、電子部品を実装する基板上に付けられた基準マークの理想位置からのずれ量をカメラを利用して画像認識により検出し、そのずれ量を基にして、より精密な基板の位置決め制御を行っている。
【０００５】
一方、電子機器の生産コスト削減の為、実装タクトの短縮が求められており、そのため上記の画像認識を行う際に、装着ヘッドにより保持される電子部品をカメラの撮像視野内で停止させずに撮像したり、基板マークをカメラの移動を停止させずに撮像したりする手法が求められている。以下、従来の部品実装機における、電子部品をカメラの撮像視野内で停止させずに撮像する手法について説明する。
【０００６】
図７は、従来の部品実装機の概念図である。図７において、装着ヘッド７０１は、空圧または複数の爪等で取り出し位置７０２から電子部品７０３を取り出して保持し、部品認識カメラ７０４の撮像視野上を通過して電子回路基板７０５上へ移動し、電子部品７０３を電子回路基板７０５上の所定の位置に装着する。
【０００７】
部品認識カメラ７０４は、装着ヘッド７０１に保持された電子部品７０３を撮像し、その画像信号を制御装置７０６へ送る。制御装置７０６は、電子部品７０３の位置ずれや傾きのずれを画像認識により検出し、そのずれ量を基に装着ヘッド７０１により保持される電子部品７０３の姿勢制御や部品装着時の位置制御の指令を装着ヘッド７０１へ送り、電子部品７０３が電子回路基板７０５上の所定の位置に装着されるようにする。
【０００８】
また、部品認識カメラ７０４は、撮像を行う際に、部品認識カメラ移動手段７０７により装着ヘッド７０１と等速度で同一方向に移動して、装着ヘッド７０１を停止させずに電子部品７０３の撮像を行う。このように、従来の部品実装機では、部品認識カメラを装着ヘッドと等速度で同一方向に移動させて、電子部品を部品認識カメラの撮像視野内で停止させずに撮像することにより、実装タクトを短縮していた（例えば、特許文献１参照。）。
【０００９】
また、従来の別の手法として、ラインセンサという１列に撮像素子が並んだカメラを用いて、装着ヘッドの移動速度と撮像タイミングを電気的に同期させ、電子部品をずらしながら撮像することにより、移動する電子部品を撮像する手法がある。また、シャッタカメラと高輝度の照明を用いて、移動する電子部品を一定時間のみ露光して撮像することにより、移動する電子部品を撮像する手法がある。これらの手法を用いても、電子部品を部品認識カメラの撮像視野内で停止させずに撮像することができる。一方、基板マークの撮像についても、ラインセンサやシャッタカメラを用いることにより、カメラを移動させながらの撮像が可能となる。
【００１０】
また、装着ヘッド上にシャッタカメラと高輝度の照明、およびシャッタカメラの移動手段を設け、装着ヘッドが電子部品を保持して基板に装着するまでの間にカメラを所定の撮像位置へ移動させて撮像するフライスキャン方式と呼ばれる手法がある。このフライスキャン方式においても、シャッタカメラと高輝度の照明により、カメラを移動させながらの撮像が可能となる。
【００１１】
しかしながら、カメラを装着ヘッドと等速度で同一方向に移動させて電子部品を撮像する手法では、カメラを移動させる手段を設置するスペースを確保する必要があり、設備のサイズが大きくなるという問題があった。
【００１２】
一方、ラインセンサやシャッタカメラを用いる手法によれば、カメラを装着ヘッドと等速度で同一方向に移動させる手段を設置する必要がなくなるので、設備のサイズを小さくすることができる。しかしながら、照明の輝度と、レンズのＦ値と、レンズの倍率と、撮像素子の撮像能力（電子部品と背景との差をだすために必要な光量）と、認識処理能力（電子部品を画像認識するのに必要な電子部品と背景との輝度差）により、カメラの撮像視野内を電子部品が移動する速度（装着ヘッドの移動速度）をある一定の速度以上にできないという問題があった。また、基板マークの撮像についても同様に、カメラの撮像視野内を基板マークが移動する速度（カメラの移動速度）をある一定の速度以上にできないという問題があった。
【００１３】
また、フライスキャン方式でも同様に、カメラを装着ヘッドと等速度で同一方向に移動させる手段を設置する必要がなくなるので、設備のサイズを小さくすることができるが、カメラの撮像視野内を電子部品が移動する速度（カメラの移動速度）をある一定の速度以上にできず、したがって、装着ヘッドが電子部品の取り出し位置から電子回路基板上へ移動するのにかかる移動時間をある一定時間以下にできないという問題があった。
【特許文献１】特開平９−６４５９７号公報（第５頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、上記問題点に鑑み、移動中の電子部品を撮像するに際し、カメラ内部に設けた補正レンズ、もしくはカメラ内部の撮像素子を装着ヘッドの移動に同期させて動作させ、撮像素子の同一位置に部品の像が結像し続けるようにすることにより、カメラの撮像視野内を認識対象物である電子部品が移動する速度（装着ヘッドの移動速度）を向上させることが可能となる部品実装機、および部品実装方法を提供することを目的とする。
【００１５】
また、本発明は、上記問題点に鑑み、装着ヘッド上に設けられたカメラにより装着ヘッドが保持する電子部品を撮像するに際し、カメラ内部の設けた補正レンズ、もしくはカメラ内部の撮像素子をカメラの移動に同期させて動作させ、撮像素子の同一位置に部品の像が結像し続けるようにすることにより、カメラの撮像視野内を認識対象物である電子部品が移動する速度（カメラの移動速度）を向上させることが可能となる部品実装機、および部品実装方法を提供することを目的とする。
【００１６】
また、本発明は、上記問題点に鑑み、基板マークをカメラにより撮像するに際し、カメラ内部に設けた補正レンズ、もしくはカメラ内部の撮像素子をカメラの移動に同期させて動作させ、撮像素子の同一位置に基板マークの像が結像し続けるようにすることにより、カメラの撮像視野内を認識対象物である基板マークが移動する速度（カメラの移動速度）を向上させることが可能となる部品実装機、および部品実装方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の請求項１記載の部品実装機は、部品を保持して移動し該部品を基板上の所定の位置に装着する装着ヘッドと、前記装着ヘッドが保持する部品を撮像するカメラと、前記カメラ内部の補正レンズを前記装着ヘッドの移動に同期させて動作させ、前記カメラ内部の撮像素子の同一位置に部品の像が結像し続けるようにする補正レンズ制御手段と、前記カメラからの画像信号から部品の保持状態を画像認識して前記装着ヘッドの装着動作に補正を加える制御手段と、を備えることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の請求項２記載の部品実装機は、部品を保持して移動し該部品を基板上の所定の位置に装着する装着ヘッドと、前記装着ヘッドが保持する部品を撮像するカメラと、前記カメラ内部の撮像素子を前記装着ヘッドの移動に同期させて動作させ、前記撮像素子の同一位置に部品の像が結像し続けるようにする撮像素子制御手段と、前記カメラからの画像信号から部品の保持状態を画像認識して前記装着ヘッドの装着動作に補正を加える制御手段と、を備えることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の請求項３記載の部品実装機は、部品を保持して移動し該部品を基板上の所定の位置に装着する装着ヘッドと、前記装着ヘッド上に設けられ、前記装着ヘッドが保持する部品を撮像するカメラと、前記装着ヘッド上に設けられ、前記装着ヘッドが保持する部品が撮像視野内に入るように前記カメラを移動させるカメラ移動手段と、前記カメラ内部の補正レンズを前記カメラの移動に同期させて動作させ、前記カメラ内部の撮像素子の同一位置に部品の像が結像し続けるようにする補正レンズ制御手段と、前記カメラからの画像信号から部品の保持状態を画像認識して前記装着ヘッドの装着動作に補正を加える制御手段と、を備えることを特徴とする。
【００２０】
また、本発明の請求項４記載の部品実装機は、部品を保持して移動し該部品を基板上の所定の位置に装着する装着ヘッドと、前記装着ヘッド上に設けられ、前記装着ヘッドが保持する部品を撮像するカメラと、前記装着ヘッド上に設けられ、前記装着ヘッドが保持する部品が撮像視野内に入るように前記カメラを移動させるカメラ移動手段と、前記カメラ内部の撮像素子を前記カメラの移動に同期させて動作させ、前記撮像素子の同一位置に部品の像が結像し続けるようにする撮像素子制御手段と、前記カメラからの画像信号から部品の保持状態を画像認識して前記装着ヘッドの装着動作に補正を加える制御手段と、を備えることを特徴とする。
【００２１】
また、本発明の請求項５記載の部品実装機は、部品を実装する基板上の基板マークを撮像するカメラと、基板マークが撮像視野内に入るように前記カメラを移動させるカメラ移動手段と、前記カメラ内部の補正レンズを前記カメラの移動に同期させて動作させ、前記カメラ内部の撮像素子の同一位置に基板マークの像が結像し続けるようにする補正レンズ制御手段と、前記カメラからの画像信号から基板マークの理想位置からのずれ量を画像認識し、このずれ量を基にして、部品が基板の所定の位置に装着されるようにする制御手段と、を備えることを特徴とする。
【００２２】
また、本発明の請求項６記載の部品実装機は、部品を実装する基板上の基板マークを撮像するカメラと、基板マークが撮像視野内に入るように前記カメラを移動させるカメラ移動手段と、前記カメラ内部の撮像素子を前記カメラの移動に同期させて動作させ、前記撮像素子の同一位置に基板マークの像が結像し続けるようにする撮像素子制御手段と、前記カメラからの画像信号から基板マークの理想位置からのずれ量を画像認識し、このずれ量を基にして、部品が基板の所定の位置に装着されるようにする制御手段と、を備えることを特徴とする。
【００２３】
また、本発明の請求項７記載の部品実装方法は、装着ヘッドにより部品を保持して移動させ該部品を基板上の所定の位置に装着するに際し、前記装着ヘッドが保持する部品をカメラにより撮像し、前記カメラからの画像信号から部品の保持状態を画像認識して前記装着ヘッドの装着動作に補正を加える部品実装方法において、移動中の部品を撮像するに際し、前記カメラ内部の補正レンズもしくは撮像素子を前記装着ヘッドの移動に同期させて動作させ、前記カメラ内部の撮像素子の同一位置に部品の像が結像し続けるようにすることを特徴とする。
【００２４】
また、本発明の請求項８記載の部品実装方法は、装着ヘッドにより部品を保持して移動させ該部品を基板上の所定の位置に装着するに際し、前記装着ヘッド上に設けられたカメラにより前記装着ヘッドが保持する部品を撮像し、前記カメラからの画像信号から部品の保持状態を画像認識して前記装着ヘッドの装着動作に補正を加える部品実装方法において、部品が撮像視野内に入るように前記カメラを移動させて部品を撮像するに際し、前記カメラ内部の補正レンズもしくは撮像素子を前記カメラの移動に同期させて動作させ、前記カメラ内部の撮像素子の同一位置に部品の像が結像し続けるようにすることを特徴とする。
【００２５】
また、本発明の請求項９記載の部品実装方法は、部品を装着する基板上の基板マークをカメラにより撮像し、前記カメラからの画像信号から基板マークの理想位置からのずれ量を画像認識し、このずれ量を基にして、部品が基板の所定の位置に装着されるようにする部品実装方法において、基板マークが撮像視野内に入るように前記カメラを移動させて基板マークを撮像するに際し、前記カメラ内部の補正レンズもしくは撮像素子を前記カメラの移動に同期させて動作させ、前記カメラ内部の撮像素子の同一位置に基板マークの像が結像し続けるようにすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
以上のように、本発明によれば、認識対象物である部品や基板マークがカメラの撮像視野内を移動する速度を向上させることが可能となり、結果、実装タクトを短縮させることができる。また、カメラを装着ヘッドと等速度で同一方向に移動させる手段を設置する必要がなく、設備のサイズを小さくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態に係る部品実装機、および部品実装方法について図面を参照しながら説明する。
（実施の形態１）
図１は、本実施の形態１における部品実装機の概念図である。
【００２８】
図１において、装着ヘッド１０１は、電子部品１０３を保持する部品保持手段と、部品保持手段を移動してその部品保持手段に保持された電子部品１０３を電子回路基板１０５に装着する実装手段とを備える。
【００２９】
また、装着ヘッド１０１は、空圧または複数の爪等で電子部品１０３を保持し装着時には保持を開放する機構を持ち、移動に際しては、装着位置への平面的な移動だけでなく、装着時の上下動や装着部品の姿勢を変更できるように装着ヘッド先端を回転させる機構を持つ。
【００３０】
以上のように構成された装着ヘッド１０１は、取り出し位置１０２から電子部品１０３を取り出して保持し、電子回路基板１０５上へ移動して、電子部品１０３を電子回路基板１０５上の所定の位置に装着する。
【００３１】
また、装着ヘッド１０１は、電子部品１０３を電子回路基板１０５上へ移動させるに際し、部品認識カメラ１０４の撮像視野上を通過する。部品認識カメラ１０４は、装着ヘッド１０１に保持された電子部品１０３を撮像する。
【００３２】
制御装置（制御手段）１０６は、部品認識カメラ１０４により撮像された画像の画像信号から装着ヘッド１０１に保持された電子部品１０３の位置ずれや傾きのずれ（電子部品の保持状態）を画像認識により検出する。なお、電子部品１０３の位置ずれとは、上述したように、電子部品１０３の中心位置と部品保持手段の所定の位置とのずれ量（例えば、部品保持手段が吸着ノズルの場合には、電子部品の中心位置と吸着ノズルの中心位置とのずれ量）を指す。
【００３３】
そして、制御装置１０６は、この検出したずれ量に基づく指令を装着ヘッド１０１へ送り、装着ヘッド１０１により電子部品を保持したときに発生するわずかな位置ずれや傾きのずれが補正されるように装着ヘッド１０１の装着動作を制御する。
【００３４】
部品認識カメラ１０４は、照明部１０７と、主レンズ１０８と補正レンズ１０９を有するレンズ部１１０と、撮像素子１１１を有する撮像部１１２を備える。また、補正レンズ制御装置（補正レンズ制御手段）１１３は、制御装置１０６が装着ヘッド１０１の移動時の位置と速度の情報を用いて行った所定の演算結果に基づいて、補正レンズ１０９を装着ヘッド１０１の移動に同期させて動作させ、撮像素子１１１の同一位置に電子部品１０３の像が結像し続けるようにする。
【００３５】
以上のように構成された部品実装機は、装着ヘッド１０１により電子部品１０３を保持して移動させ該電子部品１０３を電子回路基板１０５上の所定の位置に装着するに際し、装着ヘッド１０１が保持する電子部品１０３を部品認識カメラ１０４により撮像し、制御装置１０６により、部品認識カメラ１０４からの画像信号から電子部品１０３の保持状態を画像認識して装着ヘッド１０１の装着動作に補正を加える。また、移動中の電子部品１０３を撮像するに際し、補正レンズ１０９を装着ヘッド１０１の移動に同期させて動作させ、撮像素子１１１の同一位置に部品の像が結像し続けるようにする。
【００３６】
図２（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、補正レンズ１０９の基本動作を説明するための図である。図２（Ａ）に、主レンズ１０８の中心軸上に存在する電子部品１０３を補正レンズ１０９を動作させずに撮像した場合に取得される取得画像Ａを示す。
【００３７】
図２（Ａ）において、電子部品１０３の像は、主レンズ１０８及び補正レンズ１０９を介して撮像素子１１１に結像され、制御装置１０６において、電子部品１０３が画像の中心に写し出された取得画像Ａが取得される。
【００３８】
図２（Ｂ）に、主レンズ１０８の中心軸からずれた位置に存在する電子部品１０３を補正レンズ１０９を動作させずに撮像した場合に取得される取得画像Ｂを示す。このような場合、制御装置１０６においても、電子部品１０３が画像の中心からずれた位置に写し出された取得画像Ｂが取得される。
【００３９】
図２（Ｃ）に、主レンズ１０８の中心軸からずれた位置に存在する電子部品１０３が画像の中央に写し出されるように補正レンズ１０９を動作させた場合に取得される取得画像Ｃを示す。このように補正レンズ１０９を動作させることで、電子部品１０３が主レンズ１０８の中心軸からずれた位置に存在する場合であっても、あたかも電子部品１０３が主レンズ１０８の中心軸上に存在するかのような撮像を行うことが可能となる。
【００４０】
そこで、装着ヘッド１０１の移動に同期させて、部品保持手段の所定の位置（例えば、部品保持手段が吸着ノズルの場合には吸着ノズルの中心位置）が画像の中心に写し出されるように補正レンズ１０９を動作させ、移動中の電子部品１０３の像が撮像素子１１１の同一位置に結像し続けるようにする。この補正レンズ１０９の動作により、電子部品１０３があたかも動いていないかのように撮像でき、その撮像した画像から装着ヘッド１０１に保持された電子部品１０３の位置ずれや傾きのずれを検出できるようになる。
【００４１】
図３は、補正レンズ１０９の機構系の概略構成図である。図３において、補正レンズ１０９はレンズ枠１１４に保持されている。レンズ枠１１４はＹ方向駆動装置１１５により内枠１１６と接続されて、Ｙ方向に移動できる構造となっている。さらに、内枠１１６はＸ方向駆動装置１１７により外枠１１８と接続されて、Ｘ方向に移動できる構造となっている。この構造により、補正レンズ１０９を、任意の方向、任意の位置に移動させることができる。
【００４２】
なお、本実施の形態１では、補正レンズを保持する構成として、内枠、外枠の構成を用い、ＸＹ両方向への移動を可能とする構成としたが、装着ヘッドの移動方向が、常に部品認識カメラの撮像視野のＸ方向もしくはＹ方向と平行である場合、補正レンズの移動方向をＸ方向もしくはＹ方向の単一方向のみとする構成としてもよい。
【００４３】
図４は、本実施の形態１における部品実装機の動作タイミング図である。図４を用いて、装着ヘッド１０１と補正レンズ１０９の動作タイミングを説明する。まず、装着ヘッド１０１の位置と、装着ヘッド１０１がその位置にあるときに部品保持手段の所定の位置を画像の中心に位置させるための補正レンズ１０９の位置との関係を表す位置関係テーブルｆ（ｘ）を予め測定しておく。
【００４４】
これにより、
補正レンズの位置 ＝ ｆ（装着ヘッド１０１の位置）
となり、装着ヘッド１０１の位置に応じて補正レンズ１０９の動作位置を一意に決めることができる。
【００４５】
次に、照明の露光時間Ｔｅと装着ヘッド１０１の移動速度Ｖとを基に、画像中心位置を基準とする装着ヘッド１０１の移動軸上での露光開始位置Ｘ１と露光終了位置Ｘ２
Ｘ１ ＝ （Ｖ × Ｔｅ）／２
Ｘ２ ＝ −１ × Ｘ１
を求める。
【００４６】
同様にして、補正レンズ１０９の露光開始位置ＬＸ１と露光終了位置ＬＸ２
ＬＸ１ ＝ ｆ（Ｘ１）
ＬＸ２ ＝ ｆ（Ｘ２）
も求める。
【００４７】
更に、露光時間Ｔｅと補正レンズ１０９の露光開始位置ＬＸ１と露光終了位置ＬＸ２とを基に、補正レンズ１０９の移動速度ＬＶ
ＬＶ ＝ （ＬＸ１ − ＬＸ２）／Ｔｅ
を求める。
【００４８】
実際の動作においては、補正レンズ１０９の動作時の加速時間が動作タイミングに影響するので、加速時間をＴａとし、一定の加速度で加速したとすると、加速時間での移動距離ＬＸＡが、
ＬＸＡ ＝ （ＬＶ × Ｔａ）／２
より導かれ、補正レンズ１０９の動作開始位置ＬＸｓは
ＬＸｓ ＝ ＬＸ１ ＋ ＬＸＡ
となる。
【００４９】
これより、補正レンズ１０９の動作を、装着ヘッド１０１が起動位置Ｘｓ
Ｘｓ ＝ Ｘ１ ＋ Ｖ × Ｔａ
に到達したときに開始すれば、同期動作をすることが可能となる。
【００５０】
なお、複数の電子部品を保持して電子回路基板に次々と装着する部品実装機においては、電子部品と電子部品との中心間距離をＸｐとすると、装着ヘッドの移動速度Ｖでのピッチ間の移動時間Ｔｐは
Ｔｐ ＝ Ｘｐ／Ｖ
となり、
Ｔｐ ＞ 露光時間Ｔｅ × ２ ＋ Ｔａ × ４
の条件を満たすように、動作にする必要がある。
【００５１】
なお、本実施の形態１では、装着ヘッドが一定速度Ｖで部品認識カメラの撮像視野上を移動する場合について説明したが、加速中や減速中であっても、その加速、減速の情報を与えることで実施可能となる。さらに、本実施の形態１では、補正レンズの動作をｘｙ平面内での動作としたが、動作方向としては、レンズを回転させることにより補正する方法も有効である。
【００５２】
以上のように、本実施の形態１によれば、補正レンズの動作によって、移動している電子部品をあたかも移動していないかのように撮像でき、露光時間を伸ばし、電子部品を撮像する際の装着ヘッドの移動速度をより向上させることが可能となるので、結果、実装タクトを短縮することが可能となる。
【００５３】
また、部品認識カメラを装着ヘッドと分離させた構成としたが、フライスキャン方式に適用することもできる。なお、フライスキャン方式とは、上述したように、装着ヘッド上に部品認識カメラとその移動軸（カメラ移動手段）を設け、装着ヘッドの移動中に、カメラ移動手段により電子部品が撮像視野内に入るように部品認識カメラを移動させ、電子部品を撮像する方式であり、シャッタカメラと高輝度の照明により、カメラを移動させながらの撮像を行うことができる。
【００５４】
従来のフライスキャン方式では、照明の輝度と、レンズのＦ値と、レンズの倍率と、撮像素子の撮像能力と、認識処理能力により、撮像中の部品認識カメラの移動速度をある一定の速度以上にできなかったが、本実施の形態１によれば、補正レンズ制御装置（補正レンズ制御手段）により、補正レンズを部品認識カメラの移動に同期させて移動させ、撮像素子の同一位置に部品の像が結像し続けるようにするので、撮像中の部品認識カメラの移動速度をより向上させることが可能となり、結果、装着ヘッドの速度を向上させることができ、実装タクトを短縮することが可能となる。
【００５５】
（実施の形態２）
図５は、本実施の形態２における部品実装機の概念図である。但し、図１に基づいて説明した部材に対応する部材には同一の符号を付して、説明を省略する。
【００５６】
実施の形態１では補正レンズを動作させたが、本実施の形態２では、撮像素子１１１を動作させ、撮像素子の同一位置に部品の像が結像し続けるようにすることで、移動している電子部品をあたかも移動していないかのように撮像する。
【００５７】
図５において、撮像素子制御装置（撮像素子制御手段）５０１は、制御装置１０６が装着ヘッド１０１の移動時の位置と速度の情報を用いて行った所定の演算結果に基づいて、撮像素子１１１を装着ヘッド１０１の移動に同期させて動作させ、撮像素子１１１の同一位置に電子部品１０３の像が結像し続けるようにする。
【００５８】
具体的には、装着ヘッド１０１の移動に同期させて、部品保持手段の所定の位置（例えば、部品保持手段が吸着ノズルの場合には吸着ノズルの中心位置）が画像の中心に写し出されるように撮像素子１１１を動作させ、撮像素子１１１の同一位置に電子部品１０３の像が結像し続けるようにする。この撮像素子１１１の動作により、電子部品１０３があたかも動いていないかのように撮像でき、その撮像した画像から装着ヘッド１０１に保持された電子部品１０３の位置ずれや傾きのずれを検出できるようになる。また、撮像素子１１１の機構系の構造は、実施の形態１で説明した補正レンズの機構系の構造と同様にすることで実現できる。
【００５９】
なお、実施の形態１と同様にフライスキャン方式に適用することもできる。フライスキャン方式に適用する場合、撮像素子を部品認識カメラの移動に同期させて動作させ、撮像素子の同一位置に部品の像が結像し続けるようにするので、撮像中の部品認識カメラの移動速度をより向上させることが可能となり、結果、装着ヘッドの速度を向上させることができ、実装タクトを短縮することが可能となる。
【００６０】
（実施の形態３）
図６は、本実施の形態３における部品実装機の概念図である。但し、図１に基づいて説明した部材に対応する部材には同一の符号を付して、説明を省略する。
【００６１】
図６において、基板マーク６０１は、電子回路基板１０５の正確な位置を知るために、電子回路基板１０５の所定の位置に付けられる。つまり、基板マーク６０１は、電子回路基板１０５の正規のマーク位置（基板マークの理想位置）と、基板マーク認識カメラ６０２により撮像されたマーク位置（基板マークの実際の位置）を制御装置１０６において比較し、その差だけ位置補正を行い、より正確な電子回路基板１０５の位置決めを行うためのものである。
【００６２】
制御装置（制御手段）１０６は、基板マーク認識カメラ６０２により撮像された画像の画像信号から基板マーク６０１の理想位置からのずれ量を画像認識により検出し、このずれ量を基にして電子回路基板１０５の位置補正を行い、より正確な電子回路基板１０５の位置決めを行って、電子部品が電子回路基板１０５上の所定の位置に装着されるようにする。
【００６３】
基板マーク認識カメラ６０２は、実施の形態１における部品認識カメラと同様に、照明部６０３と、主レンズ６０４と補正レンズ６０５を有するレンズ部６０６と、撮像素子６０７を有する撮像部６０８を備えており、基板マーク６０１を移動しながら撮像する。また、基板マーク認識カメラ移動手段６０９は、基板マーク認識カメラ６０２の撮像視野内に基板マーク６０１が入るように基板マーク認識カメラ６０２を移動させる。
【００６４】
補正レンズ制御装置（補正レンズ制御手段）６１０は、実施の形態１と同様に、制御装置１０６が基板マーク認識カメラ６０２の移動時の位置と速度の情報を用いて行った所定の演算結果に基づいて、補正レンズ６０５を基板マーク認識カメラ６０２の移動に同期させて動作させ、撮像素子６０７の同一位置に基板マーク６０１の像が結像し続けるようにする。
【００６５】
具体的には、基板マーク認識カメラ６０２の移動に同期させて、基板マークの理想位置が画像の中心に写し出されるように補正レンズ６０５を動作させ、撮像素子６０７の同一位置に基板マーク６０１の像が結像し続けるようにする。この補正レンズ６０５の動作により、基板マーク認識カメラ６０２があたかも動いていないかのように撮像でき、その撮像した画像から基板マークの理想位置からのずれ量を画像認識により検出できるようになる。なお、補正レンズの機構系の構造は、実施の形態１で説明した補正レンズの機構系の構造と同様にすることで実現できる。
【００６６】
以上のように、本実施の形態３によれば、補正レンズの動作によって、基板マーク認識カメラがあたかも移動していないかのように撮像でき、露光時間を伸ばし、基板マークを撮像する際の基板マーク認識カメラの移動速度をより向上させることが可能となり、結果、実装タクトを短縮することが可能となる。なお、無論、撮像素子を動作させる方法によっても、実施の形態２と同様に実現可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明にかかる部品実装機、および部品実装方法は、撮像中の対象物の相対的な移動速度を向上させることができ、撮像視野内を移動する対象物を撮像可能なカメラを用いて画像認識する装置等に有効である。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の実施の形態１における部品実装機の概念図
【図２】本発明の実施の形態１における部品実装機の補正レンズの基本動作を説明するための図
【図３】本発明の実施の形態１における部品実装機の補正レンズの機構系の概略構成図
【図４】本発明の実施の形態１における部品実装機の動作タイミング図
【図５】本発明の実施の形態２における部品実装機の概念図
【図６】本発明の実施の形態３における部品実装機の概念図
【図７】従来の部品実装機の概念図
【符号の説明】
【００６９】
１０１、７０１      装着ヘッド
１０２、７０２      取り出し位置
１０３、７０３      電子部品
１０４、７０４      部品認識カメラ
１０５、７０５      電子回路基板
１０６、７０６      制御装置
１０７、６０３      照明部
１０８、６０４      主レンズ
１０９、６０５      補正レンズ
１１０、６０６      レンズ部
１１１、６０７      撮像素子
１１２、６０８      撮像部
１１３、６１０      補正レンズ制御装置
１１４      レンズ枠
１１５      Ｙ方向駆動装置
１１６      内枠
１１７      Ｘ方向駆動装置
１１８      外枠
５０１      撮像素子制御装置
６０１      基板マーク
６０２      基板マーク認識カメラ
６０９      基板マーク認識カメラ移動手段
７０７      部品認識カメラ移動手段
【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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【図６】
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【図７】
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