(57)【要約】  カメラおよび光学部材の小型化や低コスト化を図ることができる部品実装機を提供することを目的とする。  部品実装機は、保持する電子部品を移載する移載装置と、可変焦点レンズを有するカメラと、互いに光路長の異なる複数の光路を形成する光学部材と、複数の光路を用いて対象物を撮像する際に光路長に応じた電圧を可変焦点レンズに印加する撮像制御部と、複数の画像データと予め記憶している制御プログラムに基づいて電子部品の実装処理を制御する実装制御部とを備える。
2015040696.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給位置に供給された電子部品を保持して回路基板上の装着位置まで当該電子部品を移載する移載装置と、
印加電圧に応じて焦点距離を変動可能な可変焦点レンズを有するカメラと、
前記回路基板を上方から撮像可能とする基板側光路と、保持装置により保持された前記電子部品を下方または側方から撮像可能とする部品側光路と、を含む互いに光路長の異なる複数の光路を形成する光学部材と、
前記複数の光路を用いて対象物を撮像する際に、当該光路の前記光路長に応じた電圧を前記可変焦点レンズに印加する撮像制御部と、
前記複数の光路を用いた前記カメラの撮像による複数の画像データを取得し、複数の前記画像データと予め記憶している制御プログラムに基づいて前記電子部品の実装処理を制御する実装制御部と、
を備える部品実装機。
【請求項２】
前記移載装置は、供給される負圧により前記電子部品を吸着して当該電子部品を保持する吸着ノズルを有し、
前記カメラは、
前記光学部材とともに前記移載装置に設けられ、
所定の位置に位置決めされた前記回路基板の上方に移動された際に、前記回路基板上に付され当該回路基板の基準位置を示す基板マークを前記対象物に含むように前記基板側光路を用いて撮像し、
前記吸着ノズルにより保持される前記電子部品を前記対象物に含むように前記部品側光路を用いて当該対象物を下方から撮像し、
前記実装制御部は、
それぞれの撮像による複数の前記画像データに基づいて前記回路基板が位置決めされた位置、および前記吸着ノズルに対する前記電子部品の位置を含む保持状態を認識して、前記電子部品の実装処理を制御する、請求項１の部品実装機。
【請求項３】
前記部品実装機は、前記複数の光路ごとに設けられ、当該光路を用いて撮像される前記対象物を照明する複数の光源をさらに備え、
前記撮像制御部は、撮像の前記対象物に応じて各前記光源への供給電力および前記可変焦点レンズへの印加電圧を併せて制御する、請求項１または２の部品実装機。
【請求項４】
前記光学部材において入射光を透過可能な透過部材には、撮像の前記対象物と前記可変焦点レンズとの間であって前記カメラの撮像素子から規定の距離となる位置に標準マークが付され、
前記部品実装機は、前記標準マークを撮像の前記対象物として、前記撮像素子の電気信号に基づいて前記可変焦点レンズへの印加電圧を調整して、前記可変焦点レンズの焦点合わせを行う焦点制御部をさらに備え、
前記撮像制御部は、前記カメラが前記複数の光路を用いて撮像する際に、前記焦点制御部が前記標準マークに対して焦点合わせを行った際の前記可変焦点レンズへの印加電圧に基づいて、前記可変焦点レンズへの印加電圧を補正する、請求項１〜３の何れか一項の部品実装機。
【請求項５】
前記複数の光路のうち前記基板側光路または前記部品側光路は、前記カメラの光軸と一致するように、前記カメラと前記対象物とを連結する光路が直線的に形成されている、請求項１〜４の何れか一項の部品実装機。
【請求項６】
前記移載装置は、
基台に対して相対移動可能に支持された移動台と、
前記電子部品を保持する保持部材を支持し、前記移動台に着脱可能に取り付けられる実装ヘッドと、を有し、
前記カメラは、前記光学部材とともに前記移動台に設けられ、
前記部品実装機は、
前記基板側光路を用いて撮像可能な前記基台側の規定位置に付された第一基準マークと、
前記部品側光路を用いて下方から撮像可能な前記実装ヘッドの規定位置に付された第二基準マークと、
前記第一基準マークおよび前記第二基準マークを前記対象物とした撮像による画像データに基づいて、前記基台に対する前記実装ヘッドの相対位置の校正値を算出する校正値算出部と、をさらに備え、
前記実装制御部は、前記電子部品の実装処理を制御する際に、前記校正値に基づいて前記回路基板に対する前記保持部材の相対位置を校正する、請求項１〜５の何れか一項の部品実装機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品を回路基板に実装する部品実装機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
部品実装機は、例えばスクリーン印刷機や検査機とともに回路基板製品の生産ラインを構成するものが知られている。このような部品実装機として、例えば特許文献１には、基板カメラと部品カメラを備える構成が開示されている。特許文献１の部品実装機では、各カメラの撮像による画像データに基づいて、クランプされた回路基板の位置や吸着ノズルによる電子部品の吸着状態などを認識し、実装処理の精度の向上が図られている。【０００３】
ところで、基板カメラや部品カメラなどの撮像装置は、例えば部品実装機の小型化などの要請によって、外形寸法や設置場所が制約されることがある。そこで、特許文献２に開示されているように、一台のカメラにより回路基板および電子部品の撮像を兼用することが考えられる。このような構成では、専用の部品カメラの設置が不要とすることで、部品実装機の小型化や設備コストの軽減が図られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−２６２７８号公報
【特許文献２】特許第３１８７９７６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、特許文献２の兼用カメラは、回路基板および電子部品を撮像可能とするために、実装ヘッドが取り付けられる移載装置の移動台に設置されている。部品実装機における移載装置は、実装処理の精度の向上および高速化などの要請により、移動台に設置される部材の小型化や軽量化が求められる。そのため、移動台に設置される基板カメラには、固定焦点レンズが採用され、レンズ同士の間隔を変動させて焦点合わせを行う機構を有しない構成としている。【０００６】
そうすると、特許文献２のように移動台に設置される兼用カメラにより撮像する場合には、カメラからの距離が異なる回路基板および電子部品の何れにも焦点合っている状態とする必要がある。そのため、特許文献２では、それぞれの光路長が等しくなるように光路を形成する光学部材が必要となり、兼用カメラや光学部材を含む撮像装置全体の外形寸法が大きくなってしまうことが懸念される。【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、カメラおよび光学部材の小型化や低コスト化を図ることができる部品実装機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】
【０００８】
本発明に係る部品実装機は、供給位置に供給された電子部品を保持して回路基板上の装着位置まで当該電子部品を移載する移載装置と、印加電圧に応じて焦点距離を変動可能な可変焦点レンズを有するカメラと、前記回路基板を上方から撮像可能とする基板側光路と、保持装置により保持された前記電子部品を下方または側方から撮像可能とする部品側光路と、を含む互いに光路長の異なる複数の光路を形成する光学部材と、前記複数の光路を用いて対象物を撮像する際に、当該光路の前記光路長に応じた電圧を前記可変焦点レンズに印加する撮像制御部と、前記複数の光路を用いた前記カメラの撮像による複数の画像データを取得し、複数の前記画像データと予め記憶している制御プログラムに基づいて前記電子部品の実装処理を制御する実装制御部と、を備える。【０００９】
このような構成によると、可変焦点レンズを有するカメラは、基板側光路を用いた回路基板の撮像と、部品側光路を用いた電子部品の撮像とに兼用される。また、カメラの可変焦点レンズには、光路長に応じた電圧を印加されて、撮像の対象物に対して焦点合わせがなされる。これにより、部品実装機は、レンズ同士の間隔を変動させて焦点合わせを行う機構を設けるカメラと比較して、カメラを小型化しつつ焦点を合わせる機能を有する構成とすることができる。また、カメラが異なる光路長の対象物を撮像可能であることから、光学部材によって異なる対象物までの光路長を等しくするように光路を形成する必要がない。よって、光学部材の構成をより簡易にすることができる。このように、部品実装機におけるカメラおよび光学部材を小型化できるとともに、装置全体としての低コスト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態における部品実装機を示す全体図である。
【図２】ヘッドカメラ装置の構成を示す断面図である。
【図３】制御装置とヘッドカメラ装置を示すブロック図である。
【図４】基台および位置決めされた回路基板を示す図である。
【図５】保持された電子部品を示す図２のＶ方向矢視図である。
【図６】保護ガラスとカメラ視野との関係を示す図である。
【図７】規定のレンズ特性と補正電圧を示すグラフである。
【図８】部品実装機における校正処理を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の部品実装機を具体化した実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態において、部品実装機は、回路基板に電子部品を実装して生産される回路基板製品を対象としている。この部品実装機は、例えば集積回路の製造工程において、回路基板上に複数の電子部品を装着する装置である。回路基板は、例えばスクリーン印刷機により電子部品の装着位置にクリームハンダが塗布され、複数の部品実装機を順に搬送されて電子部品が装着される。その後に、電子部品が装着された回路基板は、リフロー炉に搬送されてハンダ付けされることにより回路基板製品として集積回路を構成する。
【００１２】
＜実施形態＞
（部品実装機の基本構成）
部品実装機１の基本構成について、図１〜図３を参照して説明する。部品実装機１は、基板搬送装置１０と、部品供給装置２０と、部品移載装置３０と、ヘッドカメラ装置５０と、制御装置７０とを備えて構成される。各装置１０，２０，３０は、部品実装機１の基台２に設けられている。また、図１に示すように、部品実装機１の水平幅方向（図１の左上から右下に向かう方向）をＸ軸方向、部品実装機１の水平長手方向（図１の右上から左下に向かう方向）をＹ軸方向、鉛直高さ方向（図１の上下方向）をＺ軸方向とする。
【００１３】
基板搬送装置１０は、回路基板ＢをＸ軸方向に搬送するとともに、回路基板Ｂを所定の位置に位置決めする。この基板搬送装置１０は、Ｙ軸方向に並設された複数の搬送機構１１により構成されたダブルコンベアタイプである。搬送機構１１は、図示しないコンベアベルトに載置されて搬送される回路基板Ｂを案内する一対のガイドレール１２，１３を有する。この一対のガイドレール１２，１３は、基板搬送装置１０のフレームなどを介して基台２に固定された部材である。搬送機構１１は、電子部品ＥＰの装着処理に際して、回路基板Ｂを所定のＸ軸方向位置まで搬入して、クランプ装置により回路基板Ｂをクランプする。そして、搬送機構１１は、回路基板Ｂに電子部品ＥＰが装着されると、回路基板Ｂをアンクランプして、部品実装機１の機外に回路基板Ｂを搬出する。
【００１４】
部品供給装置２０は、回路基板Ｂに実装される電子部品ＥＰを供給する装置である。部品供給装置２０は、部品実装機１のＹ軸方向の前部側（図１の左下側）に配置されている。この部品供給装置２０は、本実施形態において、複数のカセット式のフィーダ２１を用いたフィーダ方式としている。フィーダ２１は、基台２に対して着脱可能に取り付けられるフィーダ本体部２１ａとフィーダ本体部２１ａの後端側に設けられたリール収容部２１ｂとを有する。フィーダ２１は、リール収容部２１ｂにより部品包装テープが巻回された供給リール２２を保持している。
【００１５】
上記の部品包装テープは、電子部品ＥＰが所定ピッチで収納されたキャリアテープと、このキャリアテープの上面に接着されて電子部品ＥＰを覆うトップテープとにより構成される。フィーダ２１は、図示しないピッチ送り機構により供給リール２２から引き出された部品包装テープをピッチ送りする。そして、フィーダ２１は、キャリアテープからトップテープを剥離して電子部品ＥＰを露出させている。これにより、フィーダ２１は、フィーダ本体部２１ａの前端側に位置する供給位置Ｐｓにおいて、部品移載装置３０の吸着ノズル４３が電子部品ＥＰを吸着可能となるように電子部品ＥＰの供給を行っている。
【００１６】
部品移載装置３０は、供給位置Ｐｓに供給された電子部品ＥＰを保持して、回路基板Ｂ上の装着位置まで電子部品ＥＰを移載する移載装置である。本実施形態において、部品移載装置３０は、基板搬送装置１０および部品供給装置２０の上方に配置された直交座標型としている。この部品移載装置３０は、Ｙ軸方向に延在する一対のＹ軸レール３１にＹ軸方向に移動可能にＹ軸スライド３２が設けられている。Ｙ軸スライド３２は、ボールねじやリニアモータを用いられた直動機構を介してＹ軸モータ３３の動作により制御される。このＹ軸スライド３２は、移動台３４がＸ軸方向に移動可能に設けられている。この移動台３４は、図示しない直動機構を介してＸ軸モータ３５の動作により制御される。このような構成により、移動台３４は、Ｘ軸モータ３５およびＹ軸モータ３３の動作によって、基準となる基台２に対してＸ軸方向およびＹ軸方向に相対移動可能に支持されている。
【００１７】
また、部品移載装置３０は、移動台３４に着脱可能に取り付けられる実装ヘッド４０を有する。この実装ヘッド４０は、電子部品ＥＰを保持する保持装置であって、用途や要求性能によって交換される。実装ヘッド４０は、本実施形態では円周上に配置された複数の吸着ノズル４３（本発明の「保持部材」に相当する）を所定の位置に順次割出し可能なロータリーヘッドが適用されている。この実装ヘッド４０は、Ｚ軸と平行なＲ軸回りに回転可能なノズルホルダ４１により複数のノズルスピンドル４２を昇降可能に支持する。各ノズルスピンドル４２は、電子部品ＥＰを吸着して保持する吸着ノズル４３をそれぞれ支持している。
【００１８】
実装ヘッド４０は、フレーム４４を介して移動台３４に固定され、移動台３４の移動に伴って基台２に対して吸着ノズル４３をＸ軸方向およびＹ軸方向に相対移動可能としている。また、上記のノズルホルダ４１は、Ｒ軸モータ４５の出力軸に連結され、Ｒ軸モータ４５によって回転制御可能に構成されている。吸着ノズル４３は、Ｚ軸モータ４６などにより構成される昇降機構によりＺ軸方向の移動を制御されるとともに、図示しないθ軸モータの回転駆動により自転角度を制御される。また、吸着ノズル４３は、実装ヘッド４０における吸着機構を構成し、供給される負圧によって電子部品を吸着可能としている。
【００１９】
ヘッドカメラ装置５０は、移動台３４の下端部に固定され、移動台３４の移動に伴って実装ヘッド４０とともに一体的に移動可能に構成されている。このヘッドカメラ装置５０は、回路基板Ｂの上面部の撮像と、吸着ノズル４３の先端部の撮像とに兼用される撮像装置である。また、吸着ノズル４３の先端部については、ノズルホルダ４１における所定の位置に割出された吸着ノズル４３を撮像の対象物とする。これらの撮像により取得された画像データは、回路基板Ｂの位置決めされた位置、および吸着ノズル４３に対する電子部品ＥＰの位置を含む保持状態を認識する画像処理に用いられる。
【００２０】
このヘッドカメラ装置５０は、図２に示すように、ケース５１と、保護ガラス５２と、複数のハーフミラー５３ａ〜５３ｃと、通常のミラー５４ａ，５４ｂと、落射光源５５ａ，５５ｂと、側射光源５６ａ，５６ｂと、カメラ本体６０とを有する。ケース５１は、遮光材料により形成され、カメラ本体６０の光軸Ａｘに沿って延伸する第一部位５１ａと、当該第一部位５１ａの上端部から分岐する第二部位５１ｂとにより構成される。第一部位５１ａは、全体形状としては直線状に形成されている。第一部位５１ａは、上端部がカメラ本体６０のレンズユニットＮｌに連結され、下端部には保護ガラス５２が配置されている。
【００２１】
ケース５１の第二部位５１ｂは、複数の吸着ノズル４３のうち所定の位置に割出された吸着ノズル４３に対して下方から開口するように曲折した形状に形成されている。第二部位５１ｂの開口部の上方に位置する吸着ノズル４３は、ノズルホルダ４１にノズルスピンドル４２を介して支持された複数の吸着ノズル４３のうち、ノズルホルダ４１の最も背面側の位置に割出されたものである。
【００２２】
保護ガラス５２は、ケース５１の第一部位５１ａの下端部において、撮像の対象物とカメラ本体６０のレンズユニットＮｌとの間に配置され、ケース５１およびレンズユニットＮｌの内部への異物の侵入等を防止する光学部材である。保護ガラス５２は、撮像の対象物からカメラ本体６０への入射光を透過可能な透過部材であり、本実施形態ではガラス材料により形成されている。この保護ガラス５２は、ケース５１がカメラ本体６０のレンズユニットＮｌに連結されることによって、カメラ本体６０の撮像素子６３から規定の距離Ｌｓとなるように固定される。
【００２３】
ハーフミラー５３ａ〜５３ｃおよびミラー５４ａ，５４ｂは、ケース５１の内部に配置され、落射光源５５ａ，５５ｂと撮像の対象物、当該対象物と撮像素子６３を結ぶ光路を形成する光学部材である。本実施形態においては、回路基板Ｂを上方から撮像可能とする基板側光路Ｔｂと、保持装置である実装ヘッド４０の吸着ノズル４３により保持された電子部品ＥＰを下方から撮像可能とする部品側光路Ｔｐとからなる複数の光路が形成されている。
【００２４】
より詳細には、基板側光路Ｔｂは、ケース５１の第一部位５１ａを通る光路であって、カメラ本体６０の光軸Ａｘと一致するように、カメラ本体６０と対象物（回路基板Ｂ）とを連結する光路が直線的に形成されている。この基板側光路Ｔｂには、当該基板側光路Ｔｂを用いて撮像をされる対象物を照射する落射光源５５ａおよび側射光源５６ａが設けられている。落射光源５５ａは、ケース５１の第一部位５１ａの側方からハーフミラー５３ａを介して基板側光路Ｔｂに沿って、所定の角度をもって対象物を照射する。側射光源５６ａは、ケース５１の第一部位５１ａの下端部の外周に環状に配置され、対象物を照射する。対象物における反射光は、保護ガラス５２を透過してケース５１の内部に入射し、ハーフミラー５３ａ，５３ｂを透過してカメラ本体６０に入射する。
【００２５】
部品側光路Ｔｐは、主にケース５１の第二部位５１ｂを通る光路であって、カメラ本体６０の光軸Ａｘから分岐するように、ハーフミラー５３ｂ，５３ｃおよびミラー５４ａ，５４ｂにより形成されている。この部品側光路Ｔｐには、当該部品側光路Ｔｐを用いて撮像される対象物（電子部品ＥＰ）を照射する落射光源５５ｂおよび側射光源５６ｂが設けられている。落射光源５５ｂは、ケース５１の第二部位５１ｂの曲折部からハーフミラー５３ｃを透過して部品側光路Ｔｐに沿って対象物を照射する。側射光源５６ｂは、ケース５１の第二部位５１ｂの開口部の内周に環状に配置され、所定の角度をもって対象物を照射する。対象物における反射光は、第二部位５１ｂの開口部を通過してケース５１の内部に入射し、ミラー５４ｂ、ハーフミラー５３ｃ、ミラー５４ａ、およびハーフミラー５３ａの順に反射してカメラ本体６０に入射する。
【００２６】
このように、ケース５１や複数の光学部材によって形成される基板側光路Ｔｂおよび部品側光路Ｔｐは、カメラ本体６０から各対象物までの直線距離や光路の形状などが相違し、本実施形態においては互いに光路長が異なっている。また、複数の光路Ｔｂ，Ｔｐごとに設けられた各光源５５ａ，５５ｂ，５６ａ，５６ｂは、供給される電力によって発光するものであり、当該光源への供給電力を後述する撮像制御部６４により制御される。
【００２７】
カメラ本体６０は、主として、光学系を構成するレンズユニットＮｌと、当該レンズユニットＮｌを支持する本体部Ｎｂとを有する。レンズユニットＮｌは、図２に示すように、固定レンズ６１と、液体レンズ６２（本発明の「可変焦点レンズ」に相当する）とにより構成される。カメラ本体６０の本体部Ｎｂは、図３に示すように、撮像素子６３と、撮像制御部６４と、焦点制御部６５と、補正電圧算出部６６とを有する。固定レンズ６１および液体レンズ６２は、撮像素子６３の光軸Ａｘと同軸となるように配置されている。固定レンズ６１は、カメラ本体６０の光学系を構成するレンズユニットの最外部に配置された対物レンズであって、ユニット内部への異物の侵入等を防止する機能を有する。
【００２８】
液体レンズ６２は、印加電圧に応じて焦点距離を変動可能な可変焦点レンズである。本実施形態では、可変焦点レンズとして、２つの電極間に異なる複数の流体を配置された液体レンズを採用している。液体レンズ６２は、例えば水溶液とオイルの境界面にレンズ面を形成しており、電極に電圧が印加されると水溶液およびオイルが流動して境界面が曲面状に変形してレンズとして作用する。また、液体レンズ６２は、電極への印加電圧が高くなるに従ってレンズ面の曲率が小さくなり、焦点距離が短くなる。よって、液体レンズ６２への印加電圧の制御をもって、液体レンズ６２の焦点距離を制御することができる。
【００２９】
撮像素子６３は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等であり、固定レンズ６１および液体レンズ６２の透過光を電気信号に変換する。撮像制御部６４は、外部入力される制御信号および予め記憶されている設定値等に基づいて、液体レンズ６２の動作を制御する。また、撮像制御部６４は、撮像素子６３により変換された電気信号をデジタル信号に変換して対象物を撮像する。そして、撮像制御部６４は、撮像により取得した画像を制御装置７０に転送する。
【００３０】
焦点制御部６５は、撮像素子６３の電気信号に基づいて液体レンズ６２への印加電圧を調整して、液体レンズ６２の焦点合わせを行う。具体的には、焦点制御部６５は、撮像制御部６４により変換されたデジタル信号を画像処理して、液体レンズ６２を含むレンズユニットＮｌの焦点が合っているか否かを判定する。そして、焦点制御部６５は、レンズユニットＮｌの焦点が合っていない場合には、液体レンズ６２の動作制御の制御値である印加電圧を調整して、液体レンズ６２の焦点距離を変動させることで焦点合わせを行う。上記の画像処理としては、例えば画像データにおける所定領域について算出したコントラストの値に基づいて焦点が合っているか否かを判定するコントラスト検出方式などを適用できる。
【００３１】
補正電圧算出部６６は、撮像制御部６４が撮像の際に液体レンズ６２に印加する目標電圧の生成に必要とされる補正電圧ΔＶｒを算出する。この補正電圧ΔＶｒは、可変焦点レンズである液体レンズ６２の動作が周辺温度などの撮像環境により影響されることを勘案して、その動作を補正するために用いられる。補正電圧算出部６６は、レンズ特性と実際に焦点合わせを行った際の印加電圧とに基づいて、補正電圧ΔＶｒを算出する。
【００３２】
ここで、レンズ特性とは、液体レンズ６２への印加電圧と、焦点距離との関係を示すものである。液体レンズ６２の焦点距離は、液体レンズ６２を含むレンズユニットＮｌ全体の焦点距離や、ヘッドカメラ装置５０から撮像の対象物までの距離と相関がある。よって、レンズ特性としては、液体レンズ６２への印加電圧と、対象物−カメラ本体６０間の距離との関係を示すようにして、印加電圧と焦点距離との関係を間接的に示すものとしてもよい。この補正電圧算出部６６による補正電圧ΔＶｒの算出については、後述する液体レンズ６２の校正処理において説明する。
【００３３】
制御装置７０は、主として、ＣＰＵや各種メモリ、制御回路により構成され、ヘッドカメラ装置５０の撮像により取得した画像データに基づいて実装ヘッド４０の動作を制御する。この制御装置７０は、図３に示すように、実装制御部７１、画像処理部７２、校正値算出部７３、および記憶部７４に、バスを介して入出力インターフェース７５が接続されている。入出力インターフェース７５には、モータ制御回路７６および撮像制御回路７７が接続されている。
【００３４】
実装制御部７１は、モータ制御回路７６を介して実装ヘッド４０の位置や吸着機構の動作を制御する。より詳細には、実装制御部７１は、部品実装機１に複数設けられた各種センサから出力される情報や、各種の認識処理の結果を入力する。そして、実装制御部７１は、記憶部７４に記憶されている制御プログラム、各種センサによる情報、画像処理や認識処理の結果に基づいて、モータ制御回路７６に制御信号を送出する。画像処理部７２は、撮像制御回路７７を介してヘッドカメラ装置５０の撮像による画像データを取得して、用途に応じた画像処理を実行する。この画像処理には、例えば、画像データの二値化、フィルタリング、色相抽出などの加工処理などが含まれる。
【００３５】
校正値算出部７３は、部品実装機１における複数の基準マークを対象物とした撮像による画像データに基づいて、基台２に対する実装ヘッド４０の相対位置の校正値を算出する。上記の複数の基準マークは、本実施形態においては、基台２に固定されたガイドレール１２および部品移載装置３０の実装ヘッド４０に付され、部品実装機１における固定された基準位置を示すものである。また、上記の校正値は、実装ヘッド４０の移動制御に係る指令位置と、実装ヘッド４０が実際に位置する移動位置との差分に相当し、実装処理において回路基板Ｂに対する吸着ノズル４３の相対位置の校正に用いられる。なお、指令位置と実際の移動位置との差分は、例えば部品実装機１の運転による熱変位や移動台３４に対する実装ヘッド４０の取り付け誤差などが発生の一因と考えられる。校正値を用いた実装制御については、後述する部品実装機の校正処理において説明する。
【００３６】
記憶部７４は、ハードディスク装置などの光学ドライブ装置、またはフラッシュメモリなどにより構成される。この記憶部７４には、部品実装機１を動作させるための制御プログラム、バスや通信ケーブルを介してヘッドカメラ装置５０から制御装置７０に転送された画像データ、画像処理部７２や校正値算出部７３による処理の一時データなどが記憶される。入出力インターフェース７５は、ＣＰＵや記憶部７４と各制御回路７５，７６との間に介在し、データ形式の変換や信号強度を調整する。
【００３７】
モータ制御回路７６は、実装制御部７１による制御信号に基づいて、Ｙ軸モータ３３、Ｘ軸モータ３５、Ｒ軸モータ４５、Ｚ軸モータ４６、およびθ軸モータを制御する。これにより、実装ヘッド４０が各軸方向に位置決めされるとともに、吸着ノズル４３が所定角度となるように制御される。撮像制御回路７７は、制御装置７０のＣＰＵなどによる撮像の制御信号に基づいて、ヘッドカメラ装置５０による撮像を制御する。また、撮像制御回路７７は、ヘッドカメラ装置５０の撮像による画像データを取得して、入出力インターフェース７５を介して記憶部７４に記憶させる。
【００３８】
（部品実装機による実装制御）
部品実装機１による電子部品ＥＰの実装制御について、図４および図５を参照して説明する。制御装置７０は、制御プラグラムに従って、電子部品ＥＰを吸着する吸着処理、回路基板Ｂがクランプされた位置の認識処理、電子部品ＥＰの保持状態の認識処理、および電子部品ＥＰを回路基板Ｂ上に装着する装着処理が実行される。
【００３９】
ここで、回路基板Ｂは、実装制御に際して、上記のように基板搬送装置１０によって機内の所定のＸ軸方向位置まで搬入された後に、クランプ装置によりクランプされる。そのため、回路基板Ｂの位置決め状態は、基板搬送装置１０の動作環境や回路基板Ｂの個体差などに起因して個々に相違する。そこで、制御装置７０は、回路基板Ｂがクランプされた位置の認識処理を行うことで、現在クランプされている回路基板Ｂの位置決め状態に対応した装着処理を行うようにしている。
【００４０】
具体的には、制御装置７０は、実装ヘッド４０をクランプされた回路基板Ｂの上方に移動させた際に、ヘッドカメラ装置５０に基板側光路Ｔｂを用いて回路基板Ｂに付された基板マークＭｂを撮像させる。この基板マークＭｂは、回路基板Ｂの位置を検出するための基準となるフィデューシャルマークであって、本実施形態においては、図４に示すように、回路基板Ｂの対角線上の二隅に配置されている。このとき、カメラ本体６０の撮像制御部６４は、所定の電圧を液体レンズ６２に印加するとともに、基板側光路Ｔｂに設けられた落射光源５５ａおよび側射光源５６ａを発光させるように電力供給を行う。
【００４１】
液体レンズ６２への印加電圧は、撮像対象が回路基板Ｂの基板マークＭｂであることから、撮像の対象物までの距離（光路長）と、液体レンズ６２のレンズ特性とに基づいて算出される。この電圧が液体レンズ６２に印加されると、液体レンズ６２を含むレンズユニットＮｌは、画像処理を用いた焦点合わせを行うことなく、対象物に焦点が概ね合っている状態となる。この状態で、撮像制御部６４は、撮像素子６３により変換された電気信号をデジタル信号に変換して対象物を撮像し、制御装置７０へと画像データを転送する。
【００４２】
実装制御部７１は、取得した画像データを画像処理部７２において画像処理して、例えば画像データの中心（カメラ本体６０の光軸Ａｘに相当する）に対する基板マークＭｂの位置を検出する。そして、実装制御部７１は、検出された基板マークＭｂの位置、ヘッドカメラ装置５０が撮像を行った際の移動台３４の座標、移動台３４に対するカメラ本体６０の光軸Ａｘの位置などに基づいて、クランプされた回路基板Ｂの位置を認識する。
【００４３】
ここで、電子部品ＥＰは、部品供給装置２０により供給位置Ｐｓにおいて吸着可能な状態とされ、上記のように負圧を供給された吸着ノズル４３の先端部に吸着されて保持される。そのため、電子部品ＥＰの保持状態は、吸着時の動作環境やキャリアテープにおける電子部品ＥＰの収納状態などに起因して個々に相違する。そこで、制御装置７０は、電子部品ＥＰの保持状態の認識処理を行うことで、それぞれの吸着ノズル４３に保持されている電子部品ＥＰの姿勢などに対応した装着処理を行うようにしている。
【００４４】
具体的には、制御装置７０は、吸着処理を実行して実装ヘッド４０を回路基板Ｂの上方まで移動させる際に、この移動制御に並行してヘッドカメラ装置５０に部品側光路Ｔｐを用いて複数の吸着ノズル４３が保持している全ての電子部品ＥＰを順次撮像させる。このとき、カメラ本体６０の撮像制御部６４は、所定の電圧を液体レンズ６２に印加するとともに、部品側光路Ｔｐに設けられた落射光源５５ｂおよび側射光源５６ｂを発光させるように電力供給を行う。
【００４５】
液体レンズ６２への印加電圧は、撮像対象が吸着ノズル４３に保持された電子部品ＥＰであることから、撮像の対象物までの距離（光路長）と、液体レンズ６２のレンズ特性とに基づいて算出される。その後に、撮像制御部６４は、対象物を撮像し、制御装置７０へと画像データを転送する。実装制御部７１は、画像処理部７２において取得した画像データを画像処理して、例えば画像データの所定位置（吸着ノズル４３の中心軸に相当する）に対する電子部品ＥＰの外形に基づいて保持状態を認識する。
【００４６】
制御装置７０は、上記のように認識した回路基板Ｂの位置決め状態および電子部品ＥＰの保持状態に基づいて、移動台３４の指令位置および吸着ノズル４３の角度を補正して電子部品ＥＰの装着処理を実行する。このように、部品実装機１は、液体レンズ６２を用いたヘッドカメラ装置５０により光路長の異なる対象物を撮像可能としつつ、撮像による画像データに基づく認識処理によって実装制御の精度向上を図っている。
【００４７】
（液体レンズの校正処理）
部品実装機１における液体レンズ６２の校正処理について、図６および図７を参照して説明する。ここで、カメラ本体６０は、可変焦点レンズである液体レンズ６２を有していることから、対象物までの距離（光路長）が変動しても、その都度焦点合わせを行うことが可能である。しかし、このような焦点合わせは、例えばコントラスト検出方式を適用した場合には、画像処理と印加電圧の調整処理を実行するため、ある程度の時間を要することになる。
【００４８】
これに対して、本実施形態の部品実装機１は、実装制御のサイクルタイムの短縮などを目的として、回路基板Ｂや電子部品ＥＰを対象物とする撮像においては、画像処理を用いた焦点合わせを省略する構成としている。具体的には、カメラ本体６０の撮像制御部６４は、撮像素子６３から撮像の対象物（回路基板Ｂまたは電子部品ＥＰ）までの概ねの距離を予め認識していることを前提として、当該距離に応じた所定の電圧を印加することをもって焦点合わせがなされたものとする方式を採用している。
【００４９】
このような方式では、撮像処理の効率化を図ることが可能となるが、撮像環境によっては所定の電圧を印加したとしても撮像の対象物にレンズユニットＮｌの焦点が合わないおそれがある。これは、液体レンズ６２の動作が温度などの撮像環境に影響されることに起因する。そこで、本実施形態では、現在の撮像環境に適応した撮像を行うために、液体レンズ６２の校正処理を行うようにしている。なお、この校正処理については、例えば、部品実装機１の電源投入時や生産工程の移行時などに適宜行われる。
【００５０】
具体的には、液体レンズ６２の校正処理は、補正電圧算出部６６により算出される補正電圧ΔＶｒを、標準の印加電圧Ｖｂに付加することによりなされる。この補正電圧ΔＶｒは、以下のように算出される。カメラ本体６０の焦点制御部６５は、先ず、標準マークＭｓ（図６を参照）を撮像の対象物として、レンズユニットＮｌの焦点合わせを行う。標準マークＭｓは、４本の線分を等間隔に配置して構成され、カメラ視野Ｆｖ１に少なくとも一部が収まるように保護ガラス５２の内側面に付されている。これにより、標準マークＭｓは、カメラ本体６０の撮像素子６３から規定の距離Ｌｓに位置している。
【００５１】
次に、補正電圧算出部６６は、標準マークＭｓを撮像の対象物として、焦点制御部６５が液体レンズ６２を含むレンズユニットＮｌの焦点合わせを行った際の液体レンズ６２への現在の印加電圧Ｖｃを取得する。この「現在の印加電圧Ｖｃ」は、周辺温度などを含む現在の撮像環境において、撮像素子６３から規定の距離Ｌｓにある標準マークＭｓに焦点合わせをした際に、液体レンズ６２に印加されている電圧である。つまり、現在の印加電圧Ｖｃは、現在の撮像環境に適応した電圧である。
【００５２】
続いて、補正電圧算出部６６は、標準マークＭｓを撮像の対象物として、液体レンズ６２への印加電圧と焦点距離との関係を示す規定のレンズ特性ＬＣｐに基づいて、液体レンズ６２への標準の印加電圧Ｖｂを算出する。規定のレンズ特性ＬＣｐは、図７の実線のように示され、例えば標準的な撮像環境における実測値に基づいて生成され、予めカメラ本体６０のメモリに記憶されている。ここで、液体レンズ６２の焦点距離ＬＦｓは、標準マークＭｓまでの規定の距離Ｌｓに対応する。つまり、液体レンズ６２が所定の電圧を印加されて焦点距離ＬＦｓとなった場合に、レンズユニットＮｌが規定の距離Ｌｓにある標準マークＭｓに焦点が合っている状態となる。
【００５３】
そして補正電圧算出部６６は、取得された現在の印加電圧Ｖｃと、算出された標準の印加電圧Ｖｂとの差分（Ｖｃ−Ｖｂ）を補正電圧ΔＶｒとして算出する。ここで、図７に示すように、液体レンズ６２が規定の距離Ｌｓに対応した焦点距離ＬＦｓとなるには、標準的な撮像環境では標準の印加電圧Ｖｂを要し、現在の撮像環境では現在の印加電圧Ｖｃを要する。
【００５４】
このように、液体レンズ６２は、周辺温度を含む撮像環境が変化した場合に印加電圧の調整を要するが、その調整量としては、何れの焦点距離においても同程度あることが見出された。つまり、現在のレンズ特性は、図７の破線で示すように、規定のレンズ特性ＬＣｐを補正電圧ΔＶｒだけシフトさせた状態となる。よって、上記のように算出された補正電圧ΔＶｒは、規定のレンズ特性ＬＣｐにおける何れの焦点距離においても、現在の撮像環境に適応させる補正量といえる。
【００５５】
カメラ本体６０の撮像制御部６４は、上記のように算出された補正電圧ΔＶｒを用いて対象物を撮像する。具体的には、撮像制御部６４は、先ず、吸着ノズル４３に吸着された電子部品ＥＰを撮像の対象物として、当該対象物までの距離と規定のレンズ特性ＬＣｐに基づいて基礎電圧Ｖｘを算出する。ここで、「対象物までの距離」は、撮像素子６３から吸着ノズル４３の先端部までの距離、即ち部品側光路Ｔｐの光路長に対応し、予め認識されている。次に撮像制御部６４は、算出された基礎電圧Ｖｘに、予め算出されている補正電圧ΔＶｒを付加して（Ｖｘ＋ΔＶｒ）、目標電圧Ｖｔを算出する。
【００５６】
液体レンズ６２は、目標電圧Ｖｔの算出によって校正され、この目標電圧Ｖｔを印加されると対象物までの光路長に対応した焦点距離ＬＦｘをなす。そうすると、カメラ本体６０のレンズユニットＮｌは、現在の撮像環境において、その焦点が吸着ノズル４３に吸着された電子部品ＥＰの下面に合っている状態となる。そして、撮像制御部６４は、この状態でカメラ視野Ｆｖ１に収まる範囲の撮像を行う。その後に、ヘッドカメラ装置５０が撮像により取得した画像データを制御装置７０に転送して、撮像処理を終了する。
【００５７】
（部品実装機の校正処理）
部品実装機１の校正処理について、図４，５，８を参照して説明する。ここで、部品実装機１は、上記のように、運転による熱変位や実装ヘッド４０の取付け誤差などに起因して、図８に示すように、指令位置Ｏｔと実際の移動位置Ｏｃとの間に誤差を生じさせてしまうことがある。そのため、部品実装機１は、上記の誤差の校正処理を行うことで、実装制御の精度の向上を図っている。なお、この校正処理については、例えば、生産工程の移行時や実装ヘッド４０の交換後などに適宜行われる。
【００５８】
具体的には、部品実装機１における複数の基準マークを対象物とした撮像による画像データに基づいて、基台２に対する実装ヘッド４０の相対位置の校正値を算出することによりなされる。この校正値は、本実施形態においてはＸＹ軸方向のずれ量（ΔＸｒ，ΔＹｒ）により示されるものであり、以下のように算出される。制御装置７０は、先ず、回路基板Ｂをクランプして保持する基板搬送装置１０の上方にヘッドカメラ装置５０が位置するように移動台３４を移動させる。これにより、ヘッドカメラ装置５０は、基板側光路Ｔｂを用いて基台２側の規定位置に付された第一基準マークＭｔ１を撮像可能となる。
【００５９】
第一基準マークＭｔ１は、基台２に直接付されてもよいが、本実施形態においては、図４に示すように、基台２にフレームを介して固定されているガイドレール１２の上面に、Ｘ軸方向に所定の間隔をあけた２箇所に付されている。それぞれの第一基準マークＭｔ１は、部品実装機１における基準位置を示している。制御装置７０は、次に、ヘッドカメラ装置５０に対して第一基準マークＭｔ１を撮像の対象物とする撮像指令を送出する。ヘッドカメラ装置５０は、第一基準マークＭｔ１を撮像する撮像処理に移行する。この撮像処理については、「部品実装機による実装制御」において説明した基板マークＭｂを対象物とする撮像処理と同様であるため、詳細な説明を省略する。
【００６０】
また、ヘッドカメラ装置５０は、移動台３４の位置に関わらず、部品側光路Ｔｐを用いて実装ヘッド４０の規定位置に付された第二基準マークＭｔ２を撮像可能となっている。第二基準マークＭｔ２は、本実施形態においては、図５に示すように、実装ヘッド４０のフレーム４４の下端部に固定されたプレート４４ｂの下面に、Ｘ軸方向に所定の間隔をあけた２箇所に付されている。このプレート４４ｂは、移動台３４に対して着脱可能な実装ヘッド４０の一部であって、ヘッドカメラ装置５０の部品側光路Ｔｐのカメラ視野Ｆｖ２に第二基準マークＭｔ２が収まるようにＹ軸方向に延伸している（図２を参照）。それぞれの第二基準マークＭｔ２は、実装ヘッド４０における基準位置を示している。
【００６１】
続いて、制御装置７０は、ヘッドカメラ装置５０に対して第二基準マークＭｔ２を撮像の対象物とする撮像指令を送出する。ヘッドカメラ装置５０は、第二基準マークＭｔ２を撮像する撮像処理に移行する。この撮像処理については、部品側光路Ｔｐを用いた電子部品ＥＰの撮像処理については、「部品実装機による実装制御」において説明した電子部品ＥＰの撮像処理を対象物とする撮像処理と同様であるため、詳細な説明を省略する。
【００６２】
制御装置７０は、校正値算出部７３による校正値の算出処理に移行する。ここで、本実施形態では、第一および第二基準マークＭｔ１，Ｍｔ２がそれぞれ２つずつ付されるものとした。これに対して、以下では説明を簡単にするために、第一および第二基準マークＭｔ１，Ｍｔ２が１つずつ付されているものとする。校正値算出部７３は、先ず取得した各画像データにおける第一および第二基準マークＭｔ１，Ｍｔ２の位置を認識するために、画像処理部７２により各種の画像処理を行う。
【００６３】
次に、校正値算出部７３は、カメラ視野Ｆｖ１において第一基準マークＭｔ１があるべき理想位置Ｓｔ１と、基台２側の画像データ（図８のカメラ視野Ｆｖ１に対応する）において実際に第一基準マークＭｔ１が認識された位置Ｓｃ１との差分（ΔＸ１，ΔＹ１）を算出する。上記の理想位置Ｓｔ１は、部品実装機１に熱変位などの影響による誤差が生じていない状態で、指令位置Ｏｔに吸着ノズル４３を移動させた場合に、基板側光路Ｔｂのカメラ視野Ｆｖ１において第一基準マークＭｔ１がある位置である。
【００６４】
続いて、校正値算出部７３は、カメラ視野Ｆｖ２において第二基準マークＭｔ２があるべき理想位置Ｓｔ２と、実装ヘッド４０側の画像データ（図８のカメラ視野Ｆｖ２に対応する）において実際に第二基準マークＭｔ２が認識された位置Ｓｃ２との差分（ΔＸ２，ΔＹ２）を算出する。上記の理想位置Ｓｔ２は、部品移載装置３０の移動台３４に設置された実装ヘッド４０に取り付け誤差が生じていない状態で、部品側光路Ｔｐのカメラ視野Ｆｖ２において第二基準マークＭｔ２がある位置である。
【００６５】
そして、校正値算出部７３は、それぞれの差分を合算して校正値（ＸＹ軸方向のずれ量）を算出する（（ΔＸｒ，ΔＹｒ）＝（ΔＸ１＋ΔＸ２，ΔＹ１＋ΔＹ２））。制御装置７０の実装制御部７１は、電子部品ＥＰの実装処理を制御する際に、校正値算出部７３により算出された校正値に基づいて回路基板Ｂに対する吸着ノズル４３の相対位置を校正する。部品実装機１は、このような校正処理により、熱変位や実装ヘッド４０の取り付け誤差などに起因する指令位置Ｏｔと実際の移動位置Ｏｃとの間に生じた誤差の校正を図っている。
【００６６】
（実施形態の構成による効果）
本実施形態に係る部品実装機１は、供給位置Ｐｓに供給された電子部品ＥＰを保持して回路基板Ｂ上の装着位置まで当該電子部品ＥＰを移載する移載装置（部品移載装置３０）と、印加電圧に応じて焦点距離を変動可能な可変焦点レンズ（液体レンズ６２）を有するカメラ（カメラ本体６０）と、回路基板Ｂを上方から撮像可能とする基板側光路Ｔｂと、保持装置（吸着ノズル４３）により保持された電子部品ＥＰを下方または側方から撮像可能とする部品側光路Ｔｐと、を含む互いに光路長の異なる複数の光路を形成する光学部材（保護ガラス５２、ハーフミラー５３ａ〜５３ｃ、ミラー５４ａ，５４ｂ）と、複数の光路を用いて対象物を撮像する際に、当該光路の光路長に応じた電圧を可変焦点レンズに印加する撮像制御部６４と、複数の光路を用いたカメラの撮像による複数の画像データを取得し、複数の画像データと予め記憶している制御プログラムに基づいて電子部品ＥＰの実装処理を制御する実装制御部７１と、を備える。
【００６７】
このような構成によると、カメラ本体６０は、可変焦点レンズである液体レンズ６２を有し、基板側光路Ｔｂを用いた回路基板Ｂの撮像と、部品側光路Ｔｐを用いた電子部品ＥＰの撮像とに兼用される。また、撮像制御部６４は、液体レンズ６２に光路長に応じた電圧を印加することで、撮像の対象物に対して焦点合わせがなされたものとする。これにより、部品実装機１は、レンズ同士の間隔を変動させて焦点合わせを行う機構を設けるカメラと比較して、カメラ本体６０を小型化しつつ焦点を合わせる機能を有する構成とすることができる。また、カメラ本体６０が異なる光路長の対象物を撮像可能であることから、ミラー５４ａなどの光学部材によって異なる対象物までの光路長を等しくするように光路を形成する必要がない。これにより、ヘッドカメラ装置５０の構成をより簡易にすることができる。このように、部品実装機１におけるカメラ本体６０および光学部材を小型化できるとともに、装置全体としての低コスト化を図ることができる。
【００６８】
本実施形態において、移載装置（部品移載装置３０）は、供給される負圧により電子部品ＥＰを吸着して当該電子部品ＥＰを保持する吸着ノズル４３を有する。カメラ（カメラ本体６０）は、光学部材（保護ガラス５２、ハーフミラー５３ａ〜５３ｃ、ミラー５４ａ，５４ｂ）とともに移載装置（部品移載装置３０）に設けられ、所定の位置に位置決めされた回路基板Ｂの上方に移動された際に、回路基板Ｂ上に付され当該回路基板Ｂの基準位置を示す基板マークＭｂを対象物に含むように基板側光路Ｔｂを用いて撮像し、吸着ノズル４３により保持される電子部品ＥＰを対象物に含むように部品側光路Ｔｐを用いて当該対象物を下方から撮像する。実装制御部７１は、それぞれの撮像による複数の画像データに基づいて回路基板Ｂが位置決めされた位置、および吸着ノズル４３に対する電子部品ＥＰの位置を含む保持状態を認識して、電子部品ＥＰの実装処理を制御する。
【００６９】
このような構成によると、クランプして位置決めされた回路基板Ｂの位置および吸着ノズル４３に保持された電子部品ＥＰの保持状態を認識できる。この時、カメラ本体６０がそれぞれの撮像に兼用されるので、カメラ本体６０の光軸Ａｘを介して、回路基板Ｂ上の装着位置と吸着ノズル４３に保持された電子部品ＥＰの保持位置との相対関係が認識される。つまり、複数のカメラであればカメラ同士の校正が必要となるところ、実装制御部７１は、このような認識処理によって、クランプによる位置ずれや、吸着時の位置ずれなどが加味された実装処理を制御できる。
【００７０】
本実施形態において、部品実装機１は、複数の光路ごとに設けられ、当該光路を用いて撮像される対象物を照明する複数の光源（落射光源５５ａ，５５ｂ、側射光源５６ａ，５６ｂ）をさらに備える。撮像制御部６４は、撮像の対象物に応じて各光源（落射光源５５ａ，５５ｂ、側射光源５６ａ，５６ｂ）への供給電力および可変焦点レンズ（液体レンズ６２）への印加電圧を併せて制御する。
【００７１】
このような構成によると、撮像処理を効率的に制御することができる。また、撮像に用いられていない光路は、使用側の光路と比較すると光源の消灯によって光量不足となる上に、光路長が異なるために焦点が合っていない状態となる。よって、撮像に用いられていない光路において、自然光が撮像処理に影響することを防止できる。つまり、本実施形態の構成は、固定焦点レンズを兼用カメラとして光路長を光学部材によって等しくした構成と比較すると、撮像に用いていない光路側からの自然光の影響を低減し、好適な画像データを取得することができる。
【００７２】
本実施形態において、光学部材（保護ガラス５２、ハーフミラー５３ａ〜５３ｃ、ミラー５４ａ，５４ｂ）において入射光を透過可能な透過部材には、撮像の対象物と可変焦点レンズ（液体レンズ６２）との間であってカメラ（カメラ本体６０）の撮像素子６３から規定の距離となる位置に標準マークＭｓが付される。部品実装機１は、標準マークＭｓを撮像の対象物として、撮像素子６３の電気信号に基づいて可変焦点レンズ（液体レンズ６２）への印加電圧を調整して、可変焦点レンズ（液体レンズ６２）の焦点合わせを行う焦点制御部６５をさらに備える。撮像制御部６４は、カメラ（カメラ本体６０）が複数の光路を用いて撮像する際に、焦点制御部６５が標準マークＭｓに対して焦点合わせを行った際の可変焦点レンズ（液体レンズ６２）への印加電圧に基づいて、可変焦点レンズ（液体レンズ６２）への印加電圧を補正する。
【００７３】
このような構成によると、カメラ本体６０は、撮像を行う際に、撮像素子６３から撮像の対象物までの概ねの距離を予め認識していることを前提として、当該距離に応じた所定の電圧を印加する焦点合わせの方法を採用している。よって、カメラ本体６０は、撮像の際に画像処理に基づく印加電圧の調整を要しないので、撮像処理の効率化を図ることができる。また、対象物を撮像する際に液体レンズ６２に印加される目標電圧Ｖｔには、現在の撮像環境において焦点合わせを行った際の印加電圧Ｖｃに基づいて算出された補正電圧ΔＶｒが含まれている。これにより、周辺温度などの撮像環境が変化した場合においても、当該撮像環境に適応した目標電圧Ｖｔを液体レンズ６２に印加できる。よって、撮像環境に応じて撮像の対象物に確実に焦点合わせを行うことができる。さらに、従来のような温度補正と異なり、現在の撮像環境に確実に適応するので補正精度が高く、また温度センサを要さないので製造コストの増加を防止できる。
【００７４】
本実施形態において、複数の光路のうち基板側光路Ｔｂまたは部品側光路Ｔｐは、カメラ（カメラ本体６０）の光軸Ａｘと一致するように、カメラ本体６０と対象物とを連結する光路が直線的に形成されている。具体的には、本実施形態では、基板側光路Ｔｂがカメラ本体６０の光軸Ａｘと一致する構成とした。
【００７５】
このような構成によると、基板側光路Ｔｂにおいてはケース５１や光学部材の使用を最小限にすることができる。よって、ケース５１や光学部材の構成をより簡易にすることができるので、コストの軽減を図ることができる。
【００７６】
本実施形態において、移載装置（部品移載装置３０）は、基台２に対して相対移動可能に支持された移動台３４と、電子部品ＥＰを保持する保持部材（吸着ノズル４３）を支持し、移動台３４に着脱可能に取り付けられる実装ヘッド４０と、を有する。カメラ（カメラ本体６０）は、光学部材（保護ガラス５２、ハーフミラー５３ａ〜５３ｃ、ミラー５４ａ，５４ｂ）とともに移動台３４に設けられる。部品実装機１は、基板側光路Ｔｂを用いて撮像可能な基台２側の規定位置に付された第一基準マークＭｔ１と、部品側光路Ｔｐを用いて下方から撮像可能な実装ヘッド４０の規定位置に付された第二基準マークＭｔ２と、第一基準マークＭｔ１および第二基準マークＭｔ２を対象物とした撮像による画像データに基づいて、基台２に対する実装ヘッド４０の相対位置の校正値を算出する校正値算出部７３と、をさらに備える。実装制御部７１は、電子部品ＥＰの実装処理を制御する際に、校正値に基づいて回路基板Ｂに対する保持部材（吸着ノズル４３）の相対位置を校正する。
【００７７】
このような構成によると、部品実装機１が運転や環境変動による熱変位に起因して位置誤差が生じる場合や、実装ヘッド４０の着脱に起因して位置誤差が生じる場合に、基台２に対する吸着ノズル４３の位置を校正することができる。これにより、上記の位置誤差を補正することができるので、実装処理の制御の精度をさらに向上できる。また、本実施形態では、兼用カメラとしているので、共通した光軸を基準として両部材の相対位置を認識することができるので、種々の誤差を吸収した校正値の算出が可能となる。また、兼用とすることで部品実装機１の小型化および低コスト化を図ることができる。
【００７８】
＜実施形態の変形態様＞
（部品実装機の基本構成について）
本実施形態において、光学部材によって基板側光路Ｔｂと部品側光路Ｔｐが形成される構成とした。また、部品側光路Ｔｐは、実装ヘッド４０の吸着ノズル４３により保持された電子部品ＥＰを下方から撮像可能とする光路とした。これに対して、部品側光路Ｔｐとしては、例えば電子部品ＥＰを側方から撮像可能とする光路としても良い。これにより、制御装置７０は、保持している部品の有無や部品高さ（Ｚ軸方向の寸法）を認識し、実装処理の制御に反映させることができる。
【００７９】
また、基板側光路Ｔｂや部品側光路Ｔｐは、光学部材によってさらに分岐されるように形成されてもよい。例えば、上記のように部品側光路Ｔｐが電子部品ＥＰを側方から撮像可能とする場合には、実装ヘッド４０が保持する複数の吸着ノズル４３のうち分岐させた２つの光路によって２つの吸着ノズル４３を同時に撮像する構成が想定される。このように、ヘッドカメラ装置５０は、少なくとも基板側光路Ｔｂおよび部品側光路Ｔｐを用いた撮像が可能であればよく、光学部材によって他の対処物を撮像可能とする光路を形成される構成としてもよい。
【００８０】
本実施形態において、基板側光路Ｔｂは、カメラ本体６０の光軸Ａｘと一致するように、直線的に形成されるものとした。これに対して、複数の光路のうち部品側光路Ｔｐが直線的に形成される構成としてもよい。つまり、カメラ本体６０が吸着ノズル４３に保持された電子部品ＥＰを下方または側方から直線的に撮像可能な位置に配置され、光学部材によって曲折する基板側光路Ｔｂが形成されるようにしてもよい。このような構成においても、ヘッドカメラ装置５０における光学部材の使用を最小限にすることができるので、本実施形態と同様の効果を奏する
また、本実施形態において、カメラ（カメラ本体６０）の可変焦点レンズが液体レンズ６２である構成を例示した。これに対して、液体レンズの他に、可変焦点レンズとして液晶レンズを採用してもよい。液晶レンズは、例えば２つの電極間に液晶層を配置されて構成され、これらの電極にそれぞれ異なる電圧が印加されると、電界の方向に応じて液晶分子の配向状態が変化してレンズとして作用する。
【００８１】
（液体レンズの校正処理について）
本実施形態において、可変焦点レンズである液体レンズ６２の校正処理では、撮像素子６３から規定の距離Ｌｓとなる位置に付された標準マークＭｓを撮像し、規定のレンズ特性ＬＣｐを補正する補正電圧ΔＶｒを算出するものとした。可変焦点レンズの校正処理については、標準マークに対して焦点合わせを行った際の可変焦点レンズへの印加電圧に基づくものであればよい。
【００８２】
例えば、撮像素子６３からの距離が互いに相違する複数の標準マークを撮像し、それぞれの撮像において可変焦点レンズに印加した電圧に基づいて現在の撮像環境におけるレンズ特性を生成することが可能である。このような方法によっては、現在のレンズ特性に基づいて目標電圧Ｖｔの算出が可能であり、この現在のレンズ特性の生成をもって可変焦点レンズを校正することになる。また、複数の標準マークを用いる場合には、ヘッドカメラ装置５０が複数の光路を有することから、各光路に設けられる光学部材（保護ガラスなど）に標準マークをそれぞれ付するようにしてもよい。これにより、ヘッドカメラ装置５０のユニット内での校正が可能となる。
【００８３】
（部品実装機の校正処理について）
本実施形態において、第一および第二基準マークＭｔ１，Ｍｔ２がそれぞれ２つずつ付されるものとした。しかし、部品実装機１の校正処理では、第一および第二基準マークＭｔ１，Ｍｔ２が１つずつ付されているものとして説明した。このような校正処理は、例えば校正を必要とする誤差がＸＹ平面上で平行移動するように生じているものと仮定した場合に相当する。
【００８４】
これに対して、校正を必要とする誤差がＺ軸方向の成分を有したり、Ｚ軸に平行な軸線回りに捻れるような成分を有していたりする場合には、例示したように第一および第二基準マークＭｔ２が複数付されている構成が好適である。これにより、一対の基準マークを対象物とした画像データの画像処理によって、上記のような角度誤差の誤差量を測定した校正が可能となる。また、複数の標準マークを付する他に、例えば規定の幅および長さからなる形状としても同様の校正が可能である。
【符号の説明】
【００８５】
１：部品実装機、  ２：基台
１０：基板搬送装置、  ２０：部品供給装置
３０：部品移載装置（移載装置）
３４：移動台、  ４０：実装ヘッド（保持装置）
４３：吸着ノズル（保持部材）
５０：ヘッドカメラ装置
５２：保護ガラス（光学部材）
５３ａ〜５３ｃ：ハーフミラー（光学部材）
５４ａ，５４ｂ：ミラー（光学部材）
５５ａ，５５ｂ：落射光源、  ５６ａ，５６ｂ：側射光源
６０：カメラ本体
６２：液体レンズ（可変焦点レンズ）、  ６３：撮像素子
６４：撮像制御部、  ６５：焦点制御部
７０：制御装置
７１：実装制御部、  ７３：校正値算出部
Ｂ：回路基板、  ＥＰ：電子部品、  Ｐｓ：供給位置
Ｍｂ：基板マーク、  Ｍｓ：標準マーク、  Ｌｓ：規定の距離
Ｍｔ１：第一基準マーク、  Ｍｔ２：第二基準マーク
Ｔｂ：基板側光路、  Ｔｐ：部品側光路、  Ａｘ：光軸
【図１】
2015040696.tif 000003
【図２】
2015040696.tif 000004
【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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【図８】
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【国際調査報告】
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