(57)【要約】【課題】部品保持姿勢のずれを高速に検出可能な、部品撮像装置及び撮像方法、並びに部品実装装置を提供する。【解決手段】カメラ１１０と、第１照明部１２０と、第２照明部１３０と、制御装置１８０とを備え、上記第１照明部から電子部品５０の撮像面５１に照射された第１光１２１の反射光、及び上記第２照明部から電子部品に照射された第２光１３１の反射光を上記カメラで撮像するようにした。よって、カメラにて部品の形状等及び傾斜を検出することができることから、部品装着されるまでの部品移動経路が簡素化でき、部品実装に関するサイクルタイムを従来に比べて短縮することができる。【選択図】図１
2004170288.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
保持部材（６０）に保持された部品（５０）の撮像面（５１）に対向して配置され、上記部品にて反射した光を撮像するカメラ（１１０）と、
上記保持部材の軸方向に対する上記部品の傾斜を認識させるための第１光（１２１）を上記撮像面に対して照射する第１照明部（１２０）と、
上記カメラ及び上記第１照明部と接続され、上記撮像面における上記第１光の反射光による上記部品の第１撮像情報に基づき上記部品の上記傾斜を求める傾斜決定部（１８１）を有する制御装置（１８０）と、
を備えたことを特徴とする部品撮像装置。
【請求項２】
上記カメラを中心に該カメラの周辺に配置され、上記保持部材に保持された上記部品の形状及び上記保持部材の軸周り方向への上記部品の回転を認識させるための第２光（１３１）を上記部品に対して照射する第２照明部（１３０）をさらに備え、
上記制御装置は、さらに上記第２照明部とも接続され、上記部品における上記第２光の反射光による上記部品の第２撮像情報に基づき上記部品の形状及び上記回転を求める姿勢決定部（１８２）をさらに有する、請求項１記載の部品撮像装置。
【請求項３】
上記制御装置は、上記第１照明部に対する上記第１光の照射及び上記カメラに対する上記第１光による部品撮像と、上記第２照明部に対する上記第２光の照射及び上記カメラに対する上記第２光による部品撮像とを同時に行わせる、請求項２記載の部品撮像装置。
【請求項４】
複数の上記部品が上記カメラの撮像視野（１１２）内を移動方向（６３）へ順次通過するとき、上記制御装置は、上記撮像視野内に上記部品の一つが入った後、該撮像視野内から全ての上記部品が外れる前に、上記第２照明部を動作させずに上記第１照明部を動作させて上記第１光による上記第１撮像情報に基づき上記傾斜を求め、かつ上記第１照明部を動作させずに上記第２照明部を動作させて上記第２光による上記第２撮像情報に基づき上記形状及び上記回転を求める、請求項２記載の部品撮像装置。
【請求項５】
上記制御装置は、上記第１照明部及び上記第２照明部のいずれか一方を動作させた後、いずれか他方の動作を終了させるまで、上記カメラに対して露光を行わせる、請求項４記載の部品撮像装置。
【請求項６】
上記第１照明部は、光源としてレーザを有し、上記第２照明部は、光源として複数のＬＥＤを有する、請求項１から５のいずれかに記載の部品撮像装置。
【請求項７】
保持部材（６０）に保持された部品（５０）の撮像面（５１）に対して、上記保持部材の軸方向に対する上記部品の傾斜を認識させるための第１光（１２１）を照射し、
上記撮像面における上記第１光の反射光にて上記部品を撮像し該第１撮像情報に基づき上記部品の上記傾斜を求める、
ことを特徴とする部品撮像方法。
【請求項８】
上記保持部材に保持された上記部品の形状及び上記保持部材の軸周り方向への上記部品の回転を認識させるための第２光（１３１）を上記部品に対して照射し、
上記部品における上記第２光の反射光にて上記部品を撮像し該第２撮像情報に基づき上記部品の形状及び上記回転を求める、請求項７記載の部品撮像方法。
【請求項９】
上記第１光の照射及び該第１光による部品撮像と、上記第２光の照射及び該第２光による部品撮像とは同時に行う、請求項８記載の部品撮像方法。
【請求項１０】
複数の上記部品がカメラ（１１０）の撮像視野（１１２）内を移動方向（６３）へ順次通過するとき、上記撮像視野内に上記部品の一つが入った後、該撮像視野内から全ての上記部品が外れる前に、上記第１光のみによる上記第１撮像情報に基づき上記傾斜を求め、上記第２光による上記第２撮像情報に基づき上記形状及び上記回転を求める、請求項８記載の部品撮像方法。
【請求項１１】
上記撮像視野内に上記部品が入ったとき、上記第１光のみによる部品撮像を行い、その後、上記撮像視野内から上記部品が外れるときに、上記第２光のみによる部品撮像を行い、上記第１光の照射開始から上記第２光の照射終了まで上記カメラの露光を行う、請求項１０記載の部品撮像方法。
【請求項１２】
請求項１から６のいずれかに記載の部品撮像装置（１００〜１０２）と、
回路基板（７０）を保持する基板保持装置（２２０）と、
上記部品撮像装置にて撮像される部品（５０）を保持する保持部材（６０）を有し、該保持部材に保持されている上記部品を上記回路基板へ装着する部品保持装置（１５０）と、
上記保持部材にて保持される上記部品の供給を行う部品供給装置（２１０）と、
を備えたことを特徴とする部品実装装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば電子部品を基板に実装する際に上記電子部品の撮像を行う部品撮像装置及び撮像方法、並びに上記部品撮像装置を備えた部品実装装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば携帯電話機やモバイル端末などに用いるプリント基板の製造において、部品実装機には、より高機能化及び高速化が求められている。そのため、実装機の中核技術である部品認識技術についても高度な処理が求められている。又、最近の微小な電子部品、例えば０．６×０．３ｍｍの電子部品を、高速に基板へ実装するためには、電子部品の位置や姿勢を正確に認識する必要がある。即ち、上記部品実装機に備わる吸着ノズルに吸着された部品を下方より撮像し、上記ノズルに対して、吸着されている部品の中心位置がどの程度ずれているのか、該部品がどの程度回転しているのかを計測する。そして、該計測結果に基づいて、該部品を基板に実装する際に部品の位置補正をして実装する。
【０００３】
さらに又、部品の微細化に起因して、上記ノズルに対して部品が垂直方向、つまり上記ノズルの軸方向に傾いて吸着される場合がある。この場合、部品下方から撮像して得られる部品の２次元情報だけでは上記軸方向への傾斜の有無について判別がつかず、傾いたまま実装される可能性があり、その場合、実装に不具合が生じる可能性がある。よって近年では、吸着された部品における上記軸方向への傾斜を検出するため、部品の横方向にセンサを取付け、部品の傾きを計測している。
【０００４】
上述の、横方向にセンサを設けた、従来の撮像装置について、図１３を参照して説明する。尚、図１３において、符号１は上記ノズルであり、符号２はノズル１に吸着され撮像される部品２である。
該撮像装置には、四方から上方に向かって配置された赤色ＬＥＤ１１により、ノズル１に吸着されている部品２の下面を照らす照明部１２と、該照明部１２と同軸上に配置されかつ照明部１２よりも下方に配置されるシャッター付ＣＣＤカメラ１３と、上記部品２の横方向に配置されるラインレーザー１４と、該ラインレーザー１４に対向した位置に配置されるＣＣＤカメラ１５とが備わる。
このように構成される撮像装置では、部品２を吸着したノズル１は、まず、シャッター付ＣＣＤカメラ１３の上方に移動して、部品２の撮像が行われる。該撮像にてＣＣＤカメラ１３から得られる、部品２の水平面に沿った２次元画像に基づいて、部品２の中心位置及び回転角度を計測する。次に、部品２を吸着したノズル１は、ＣＣＤカメラ１５の前に移動し、ラインレーザー１４を光源として撮像することで、光切断画像を得て、部品２の高さ方向における傾きを計測する（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−７５９７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
図１３に示す撮像装置では、上述したように、２種類の画像センサ、つまりＣＣＤカメラ１３及びＣＣＤカメラ１５を備え、部品２を吸着したノズル１は、ＣＣＤカメラ１３及びＣＣＤカメラ１５の間を移動し、それぞれ撮像が行われ、その後、部品２は実装される。したがって、部品２の吸着から実装までの経路においてロスがあり、実装動作のサイクルタイムが遅くなるという問題がある。
本発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、部品の厚み方向における部品の傾きも含めて、従来に比べて部品保持姿勢のずれを高速に検出可能な、部品撮像装置及び撮像方法、並びに上記部品撮像装置を備えた部品実装装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は以下のように構成する。
即ち、本発明の第１態様の部品撮像装置は、保持部材に保持された部品の撮像面に対向して配置され、上記部品にて反射した光を撮像するカメラと、
上記保持部材の軸方向に対する上記部品の傾斜を認識させるための第１光を上記撮像面に対して照射する第１照明部と、
上記カメラ及び上記第１照明部と接続され、上記撮像面における上記第１光の反射光による上記部品の第１撮像情報に基づき上記部品の上記傾斜を求める傾斜決定部を有する制御装置と、
を備えたことを特徴とする。
【０００８】
又、上記カメラを中心に該カメラの周辺に配置され、上記保持部材に保持された上記部品の形状及び上記保持部材の軸周り方向への上記部品の回転を認識させるための第２光を上記部品に対して照射する第２照明部をさらに備え、
上記制御装置は、さらに上記第２照明部とも接続され、上記部品における上記第２光の反射光による上記部品の第２撮像情報に基づき上記部品の形状及び上記回転を求める姿勢決定部をさらに有するように構成してもよい。
【０００９】
又、上記制御装置は、上記第１照明部に対する上記第１光の照射及び上記カメラに対する上記第１光による部品撮像と、上記第２照明部に対する上記第２光の照射及び上記カメラに対する上記第２光による部品撮像とを同時に行わせるように構成してもよい。
【００１０】
又、複数の上記部品が上記カメラの撮像視野内を移動方向へ順次通過するとき、上記制御装置は、上記撮像視野内に上記部品の一つが入った後、該撮像視野内から全ての上記部品が外れる前に、上記第２照明部を動作させずに上記第１照明部を動作させて上記第１光による上記第１撮像情報に基づき上記傾斜を求め、かつ上記第１照明部を動作させずに上記第２照明部を動作させて上記第２光による上記第２撮像情報に基づき上記形状及び上記回転を求めるように構成してもよい。
【００１１】
又、上記制御装置は、上記第１照明部及び上記第２照明部のいずれか一方を動作させた後、いずれか他方の動作を終了させるまで、上記カメラに対して露光を行わせるように構成してもよい。
【００１２】
又、上記第１照明部は、光源としてレーザを有し、上記第２照明部は、光源として複数のＬＥＤを有するように構成してもよい。
【００１３】
さらに、本発明の第２態様の部品撮像方法は、保持部材に保持された部品の撮像面に対して、上記保持部材の軸方向に対する上記部品の傾斜を認識させるための第１光を照射し、
上記撮像面における上記第１光の反射光にて上記部品を撮像し該第１撮像情報に基づき上記部品の上記傾斜を求める、
ことを特徴とする。
【００１４】
さらに、本発明の第３態様の部品実装装置は、上記第１態様の部品撮像装置と、
回路基板を保持する基板保持装置と、
上記部品撮像装置にて撮像される部品を保持する保持部材を有し、該保持部材に保持されている上記部品を上記回路基板へ装着する部品保持装置と、
上記保持部材にて保持される上記部品の供給を行う部品供給装置と、
を備えたことを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態である部品撮像装置及び方法、並びに部品実装装置について、図を参照しながら以下に説明する。ここで、上記部品撮像方法は、上記部品撮像装置にて実行される撮像方法であり、上記部品実装装置は、上記部品撮像装置を備えた装置である。尚、各図において同じ構成部分については同じ符号を付している。又、本実施形態では、カメラにて撮像される被撮像物である部品の一例として電子部品を、上記部品が装着される被装着物として回路基板をそれぞれ例に採る。よって、上記部品を保持する保持部材として、上記電子部品を吸着にて保持する吸着ノズルを例に採る。
【００１６】
まず、上記部品撮像装置について説明する。
図１に示すように、本実施形態の部品撮像装置１００は、基本的構成としてカメラ１１０と、第１照明部１２０と、制御装置１８０とを備え、さらに、第２照明部１３０を備えることができる。
上記カメラ１１０は、上記吸着ノズル６０に保持された電子部品５０の撮像面５１に対向して配置され、電子部品５０にて反射した光を撮像するカメラであり、一例としてシャッター付きのＣＣＤを有するカメラである。尚、吸着ノズル６０における軸方向６１と、カメラ１１０の中心軸１１１とは平行となるように、吸着ノズル６０及びカメラ１１０は配置される。
カメラ１１０にて撮像した画像情報は、上記制御装置１８０へ送出され、該制御装置１８０にて画像処理され、後述のように、吸着ノズル６０に保持されている電子部品５０の保持姿勢が解析される。
尚、上記電子部品として、抵抗、コンデンサ等のチップ部品や、ＱＦＰ等のパッケージ化された部品等、上記回路基板へ装着される部品が相当する。但し、以下に説明するように、第１照明部１２０からの第１光１２１にて電子部品５０の撮像面５１に投光部１２２が明瞭に表れるのが、画像解析上好ましいことから、上記撮像面５１が可能な限り平坦であるような部品がより好ましい。
【００１７】
上記第１照明部１２０は、光源として例えば半導体レーザ素子から発するレーザを用い、上記軸方向６１に対して例えば４５度の角度にて斜め下方から吸着ノズル６０のほぼ先端に向けてレーザ光にてなる第１光１２１を発し、さらに該第１光１２１を絞りにて扇状に拡散させて、図２に示すように、撮像面５１にて帯状の投光部１２２として表れるように構成したラインレーザ装置である。上記第１光１２１にて形成される上記投光部１２２は、吸着ノズル６０に保持されている電子部品５０の軸方向６１における傾斜を認識させるための帯状の光である。又、第１照明部１２０は、上記制御装置１８０にて動作制御される。尚、上記第１光１２１にて電子部品５０の傾斜を認識する方法については、後述する。
【００１８】
上記第２照明部１３０は、カメラ１１０より上方に位置し、上記カメラ１１０を中心に該カメラ１１０の周辺に配置され、上記吸着ノズル６０に保持された電子部品５０の形状及び吸着ノズル６０の軸周り方向６２への電子部品５０の回転を認識させるための第２光１３１を電子部品５０に対して照射する装置である。該第２照明部１３０は、光源として赤色の複数のＬＥＤ１３２を使用しており、上記制御装置１８０にて動作制御される。
【００１９】
上記制御装置１８０は、撮像面５１における第１光１２１の反射光による電子部品５０の第１撮像情報に基づき当該電子部品５０の上記傾斜を求める傾斜決定部１８１を備え、本実施形態ではさらに電子部品５０における第２光１３１の反射光による当該電子部品５０の第２撮像情報に基づき当該電子部品５０の形状及び上記回転を求める姿勢決定部１８２をさらに備えている。
【００２０】
上述のように構成される部品撮像装置１００における動作、つまり部品撮像方法について以下に説明する。尚、該部品撮像方法は、上記制御装置１８０の動作制御にて実行される。
部品撮像装置１００の場合、図１に示すように、カメラ１１０の中心軸１１１と、吸着ノズル６０の中心軸とが一致したとき、第１照明部１２０及び第２照明部１３０がともに作動し、かつ、カメラ１１０にて露光が行われカメラ１１０は吸着ノズル６０に吸着されている電子部品５０を撮像する。該撮像後、カメラ１１０は、上記第１撮像情報及び第２撮像情報を制御装置１８０へ送出する。
制御装置１８０にて画像処理された画像には、図２に示すように、カメラ１１０の撮像視野１１２の中央部分に電子部品５０の全体像５２が得られ、さらに、該電子部品５０における例えば中央部分には、上記第１光１２１による線状の上記投光部１２２が上記全体像に重なって得られる。ここで、投光部１２２の画像が上記第１撮像情報に該当し、全体像５２が上記第２撮像情報に該当する。よって、制御装置１８０は、機能的に言えば上記姿勢決定部１８２は、上記全体像５２に基づいて、吸着ノズル６０に保持され撮像された電子部品５０の形状、及び仮想線にて示すような上記周方向６２への電子部品５０の回転状態の認識を行う。そして、制御装置１８０は、上記形状及び回転状態に基づき、回路基板へ当該電子部品５０を装着する際の位置補正量を求める。
【００２１】
さらに、上記投光部１２２の画像情報に基づいて、傾斜決定部１８１は、吸着ノズル６０に保持され撮像された電子部品５０の上記軸方向６１への傾き具合を、以下に説明する原理に基づいて求める。尚、第１照明部１２０の第１光１２１のみではカメラ１１０には電子部品５０の全体像５２は撮像されないが、図３〜図５では、説明の便宜上、全体像５２を図示するとともに、以下の説明でも全体像５２が存在すると仮定して説明を行う。
【００２２】
図３に実線で示すように、吸着ノズル６０に吸着された電子部品５０が吸着ノズル６０に対して上記軸方向６１に傾くことなく撮像面５１が水平にあるとき、第１照射部１２０から扇状に照射された第１光１２１は、上述のように吸着ノズル６０の先端を狙って照射されることから、図３内（ａ）に図示するように、撮像面５１のほぼ中央部に照射される。よって、この状態を撮像したカメラ１１０から得られる上記第１撮像情報による画像では、図３内（ｂ）に示すように、電子部品５０の全体像５２のほぼ中央部にて直線状に投光部１２２が表れる。
制御装置１８０、正確には傾斜決定部１８１では、予め、正規の電子部品５０が吸着ノズル６０に正常に吸着されたときに、投光部１２２が表れるべき正常位置の情報を、各電子部品５０毎に、記憶部に記憶している。上記正常位置としては、図３に示すように、全体像５２の例えば中央部である。
【００２３】
このような正規の場合に対して、図３に点線及び２点鎖線で示すように、例えば正規の電子部品５０ではない電子部品５０−１、５０−２を誤って吸着している場合、撮像面５１−１、５１−２は水平であるが、電子部品５０−１、５０−２の厚みが正規のものとは異なるため、撮像面５１−１、５１−２における第１光１２１の照射位置が上記中央部からずれてしまう。即ち、誤って吸着した部品が電子部品５０−１のように正規の部品よりも薄いときには、カメラ１１０にて得られる画像では、図３内（ｂ）に点線で示すように、上記正常位置に対して左側に投光部１２２−１が表れる。又、誤って吸着した部品が電子部品５０−２のように正規の部品よりも厚いときには、カメラ１１０から得られる画像では、図３内（ｂ）に２点鎖線で示すように、上記正常位置に対して右側に投光部１２２−２が表れる。又、吸着ノズル６０が部品５０を保持していないときには、カメラ１１０にて得られる画像には投光部１２２が存在しなかったり、明瞭な直線状にて現れない。
【００２４】
さらに又、図４に示すように、吸着ノズル６０の移動方向６３に向かって傾いて電子部品５０−３が吸着ノズル６０に保持されている場合にも、撮像面５１−３における第１光１２１の照射位置が中央部からずれてしまう。即ち、図４内（ａ）に２点鎖線にて図示する電子部品５０−３のように、正規の部品５０に対して上記軸方向６１に傾いた状態にて吸着ノズル６０に保持されているときには、カメラ１１０から得られる画像では、図４内（ｂ）に２点鎖線で示すように、上記正常位置に対してずれた状態にて投光部１２２−３が表れる。
【００２５】
さらに又、図５内（ａ）に示すように、吸着ノズル６０の移動方向６３及び上記軸方向６１に直交する方向６４に向かって傾いた状態にて電子部品５０−４が吸着ノズル６０に保持されている場合には、カメラ１１０にて得られる画像では、図５内（ｂ）に２点鎖線で示すように、上記正常位置に対して斜めに投光部１２２−４が表れる。又、正常位置における投光部１２２と、斜めになった投光部１２２−４とのなす角度θは、吸着ノズル６０に保持されている電子部品５０−４における傾斜角θに等しい。
【００２６】
以上、図３から図５を参照して説明したように、カメラ１１０から得られる撮像画像に表れる投光部１２２の位置に基づいて、傾斜決定部１８１は、吸着ノズル６０に保持され撮像された電子部品５０の上記軸方向６１への傾き具合を求めることができる。
【００２７】
このように本実施形態の部品撮像装置１００によれば、吸着ノズル６０に保持されている電子部品５０に対する、第１照明部１２０の第１光１２１による撮像、及び第２照明部１３０の第２光１３１による撮像は、ともにカメラ１１０にて行うことができ、第１光１２１による第１撮像情報に基づいて電子部品５０の傾きを求めることができ、第２光１３１による第２撮像情報に基づいて電子部品５０の形状及び回転状態を求めることができる。したがって、電子部品５０の厚み方向における部品の傾きをも含めて、一つのカメラ１１０にて測定することができる。よって、各種検出のために電子部品５０をその都度移動させる必要がなることから、部品装着までの電子部品５０の移動経路が簡素化され、部品実装に関するサイクルタイムを従来に比べて短縮することができる。
【００２８】
尚、上述の部品撮像装置１００では、第２照明部１３０を備えているが、電子部品５０の軸方向６１における傾きのみを検出することを目的として、第２照明部１３０を省き、カメラ１１０、第１照明部１２０、及び制御装置１８０を備えて部品撮像装置を構成することもできる。
【００２９】
又、上述の部品撮像装置１００では、上述したように、カメラ１１０の中心軸１１１と、吸着ノズル６０の中心軸とが一致したタイミングにて、第１照明部１２０及び第２照明部１３０がともに作動し、カメラ１１０による撮像を行った。この撮像方法は、撮像を行うタイミング設定が容易であることから便利である。しかしながら撮像動作は、上述のタイミングに限定するものではなく、図６から図８に示す部品撮像装置１０１にて実行される、以下に説明するタイミングにて行うこともできる。
【００３０】
上記部品撮像装置１０１では、上記吸着ノズル６０は、部品保持装置１５０に備わり、該部品保持装置１５０には、さらに、吸着ノズル６０を移動方向６３へ移動させるための駆動機構１５１を有する。本実施形態において駆動機構１５１は、駆動源としてのモータ１５２を有するボールネジ構造であり、又、移動量を測定するための測定器としてのリニアエンコーダ１５３を有する。これらモータ１５２及びリニアエンコーダ１５３は、制御装置１８０に接続されている。尚、その他の構成は、上記部品撮像装置１００の場合と同様である。
【００３１】
このように構成される部品撮像装置１０１にて実行される撮像方法の内、撮像タイミングについて、以下に説明する。尚、該撮像方法は、制御装置１８０にて動作制御される。又、カメラ１１０の撮像視野１１２内における電子部品５０の位置は、上記リニアエンコーダ１５３からの移動量情報に基づき求めることができる。
吸着ノズル６０にて吸着された電子部品５０は、図７内（ａ）に示すように、部品保持装置１５０にて移動方向６３に沿って移動する。図７内（ｂ）に示すように、カメラ１１０の撮像視野１１２内に電子部品５０の全てが入った後、例えば図示するように撮像視野１１２の左端に電子部品５０が到達したとき、まず、第２照明部１３０を動作させずに第１照明部１２０のみを動作させ、かつ第１照明部１２０の動作に同期してカメラ１１０の露光を開始する。又、第１照明部１２０は、一定時間のみ発光し時間経過後、消灯する。この場合、第２照明部１３０は発光していないので、電子部品５０の影像がカメラ１１０に記録されることはなく、第１照明部１２０の第１光１２１が電子部品５０の撮像面５１に照射されて形成される投光部１２２のみの画像情報がカメラ１１０に記録される。
【００３２】
さらに、撮像視野１１２内を電子部品５０が移動方向６３に沿って移動し、図７内（ｃ）に示すように、撮像視野１１２内から電子部品５０が外れる前、例えば図示するように撮像視野１１２の右端に電子部品５０が到達したときに、第１照明部１２０を動作させずに第２照明部１３０のみを動作させる。ここで第２照明部１３０は、一定時間のみ発光し時間経過後、消灯する。さらに、第２照明部１３０の消灯に同期してカメラ１１０の露光を終了する。第２照明部１３０が発光することで、電子部品５０の影像がカメラ１１０に記録される。その後、図７内（ｄ）に示すように、電子部品５０は、さらに移動方向６３へ移動し、撮像視野１１２から完全に外れる。
又、カメラ１１０は、上記露光終了後、撮像情報を制御装置１８０へ転送する。
【００３３】
上述のような、部品撮像装置１０１にて実行される撮像タイミングによれば、カメラ１１０は、いわゆる２重露光を行なっており、図８に示すように、上記投光部１２２の画像と、電子部品５０の全体像５２とが分離された状態で、一つの撮像画像内におさめられる。
図２に示すように投光部１２２と全体像５２とが重なっている場合には、それぞれの解析のため、画像処理にて投光部１２２と全体像５２とを分割する必要があるが、図８に示すように、投光部１２２と全体像５２とが分離されていることで上記分割を行う処理が不要となる。したがって、部品撮像装置１０１では、上述した部品撮像装置１００にて得られる効果に加えて、さらに、画像処理が簡素化され処理時間を短縮することができるという効果を得ることができる。
【００３４】
さらに又、図９に示すような部品撮像装置１０２を構成することもできる。該部品撮像装置１０２では、複数の、例えば３本の吸着ノズル６０−１〜６０−３を有する部品保持装置１５５を備える。尚、該部品保持装置１５５は、部品保持装置１５０と同様に、モータ１５２及びリニアエンコーダ１５３を有する駆動機構１５１を有する。又、本例では、各吸着ノズル６０−１〜６０−３は、それぞれ電子部品５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃを保持している。
【００３５】
このように構成される部品撮像装置１０２では、以下に説明する撮像タイミングで撮像が行われる。尚、該撮像方法は、制御装置１８０にて動作制御される。
吸着ノズル６０−１にて吸着された電子部品５０Ａが、図１０内（ａ）に示すように、部品保持装置１５５にて移動方向６３に沿って移動し、カメラ１１０の撮像視野１１２内に電子部品５０Ａの全てが入った後、例えば図示するように撮像視野１１２の左端に電子部品５０Ａが到達したとき、第２照明部１３０を動作させずに第１照明部１２０のみを動作させ、かつ第１照明部１２０の動作に同期してカメラ１１０の露光を開始する。カメラ１１０の露光は、以後、電子部品５０Ｃの撮像が終了するまで連続して行われる。尚、第１照明部１２０は、一定時間のみ発光し時間経過後、消灯する。この場合、第２照明部１３０が発光していないので、電子部品５０Ａの影像がカメラ１１０に記録されることはなく、第１照明部１２０の第１光１２１が電子部品５０Ａの撮像面５１に照射されて形成される投光部１２２Ａのみの画像情報がカメラ１１０に記録される。
【００３６】
さらに、撮像視野１１２内を電子部品５０Ａが移動方向６３に沿って移動し、図１０内（ｂ）に示すように、次の電子部品５０Ｂが撮像視野１１２内に進入する前に、第１照明部１２０を動作させずに第２照明部１３０のみを動作させ、電子部品５０Ａを撮像する。ここで第２照明部１３０は、一定時間のみ発光し時間経過後、消灯する。該撮像動作により、電子部品５０Ａの全体像５２Ａがカメラ１１０に記録される。
【００３７】
次に、図１０内（ｃ）に示すように、移動方向６３への移動により電子部品５０Ａが撮像視野１１２から外れた後、電子部品５０Ｃが撮像視野１１２内に入る前に、第２照明部１３０を動作させずに第１照明部１２０のみを動作させ、第１光１２１を電子部品５０Ｂに照射する。これにより、電子部品５０Ｂの撮像面５１に照射されて形成される投光部１２２Ｂのみの画像情報がカメラ１１０に記録される。
さらに、図１０内（ｄ）に示すように、電子部品５０Ｂに対する第１照明部１２０のみの動作後、電子部品５０Ｃが撮像視野１１２内に入る前に、第１照明部１２０を動作させずに第２照明部１３０のみを動作させ、第２光１３１を電子部品５０Ｂに照射する。ここで第２照明部１３０は、一定時間のみ発光し時間経過後、消灯する。該撮像動作により、電子部品５０Ｂの全体像５２Ｂがカメラ１１０に記録される。
【００３８】
次に、図１０内（ｅ）に示すように、移動方向６３への移動により電子部品５０Ｂが撮像視野１１２から外れた後、電子部品５０Ｃが撮像視野１１２から外れる前に、第２照明部１３０を動作させずに第１照明部１２０のみを動作させ、第１光１２１を電子部品５０Ｃへ照射する。よって、電子部品５０Ｃの撮像面５１に照射されて形成される投光部１２２Ｃのみの画像情報がカメラ１１０に記録される。
さらに、図１０内（ｆ）に示すように、電子部品５０Ｃに対する第１照明部１２０のみの動作後、電子部品５０Ｃが撮像視野１１２から外れる前に、第１照明部１２０を動作させずに第２照明部１３０のみを動作させ、第２光１３１を電子部品５０Ｃへ照射する。ここで第２照明部１３０は、一定時間のみ発光し時間経過後、消灯する。該撮像動作により、電子部品５０Ｃの全体像５２Ｃがカメラ１１０に記録される。さらに、第２照明部１３０の消灯に同期してカメラ１１０の露光を終了する。又、カメラ１１０は、上記露光終了後、撮像情報を制御装置１８０へ転送する。
【００３９】
このように部品撮像装置１０２の撮像動作によれば、図１１に示すように、一つの撮像画像情報内に、複数の電子部品５０Ａ〜５０Ｃのそれぞれについて、投光部１２２Ａ〜１２２Ｃの画像、及び全体像５２Ａ〜５２Ｃを得ることができる。したがって、上述の部品撮像装置１０１の場合と同様に、投光部１２２の画像と、全体像５２とが分離されていることから、これらの分割を行う処理が不要となる。よって、上述の部品撮像装置１００にて得られた効果に加えて、画像処理が簡素化され処理時間を短縮することができるという効果が得られる。
【００４０】
又、上述した、部品撮像装置１００、１０１の場合、一つの撮像画像情報内には、一つの電子部品５０に関する情報のみが含まれているが、部品撮像装置１０２では、３つの電子部品５０に関する情報が含まれ、一枚の画像で３倍の情報を持つことになる。
又、視点を変えると、同じカメラ１１０からの一回の画像転送時間にて送れる部品情報が３倍になったと考えることもでき、一つの部品の画像転送に要する時間を短縮することも可能である。
このような点から、さらに処理時間を短縮することができるという効果がある。
尚、部品撮像装置１０２では、部品保持装置１５５に３本の吸着ノズル６０を備えたが、吸着ノズル６０の本数は、３本に限定されるものではなく、複数本とすることができる。
【００４１】
又、上述した部品撮像装置１０１、１０２では、一つの電子部品５０に対してまず第１照明部１２０の第１光１２１にて撮像を行った後、第２照明部１３０の第２光１３１にて撮像を行ったが、撮像順は、これに限定するものではない。要するに、部品撮像装置１０１、１０２では、少なくとも上記第１光及び第２光が互いに干渉しない程度の時間間隔をあけて、各撮像を行えば良い。
【００４２】
次に、上述した部品撮像装置１００等を備えた部品実装装置について以下に説明する。
図１２に示すように上記部品実装装置２００は、上述した部品撮像装置１００〜１０２のいずれか一つ、例えば部品撮像装置１００と、回路基板７０を保持する基板保持装置２２０と、部品撮像装置１００にて撮像される部品５０を保持する、例えば吸着ノズルにてなる保持部材６０を有し該保持部材６０に保持されている部品５０を回路基板７０へ装着する部品保持装置１５０と、保持部材６０にて保持される部品５０の供給を行う部品供給装置２１０とを基本的な構成要素として備える。部品実装装置２００では、さらに、部品保持装置１５０を上記移動方向６３及び直交方向６４に移動させるＸ，Ｙ−ロボット２３０と、当該部品実装装置２００に対する回路基板７０の搬入及び搬出を行う基板搬送装置２４０と、実装制御装置２８０とを備える。ここで、実装制御装置２８０は、部品撮像装置１００に備わる制御装置１８０を含み、当該部品実装装置２００にて実行する部品実装動作を制御する装置である。
【００４３】
このように構成される部品実装装置２００では、実装制御装置２８０の制御に従い以下のように部品実装動作が実行される。
即ち、部品供給装置２１０、Ｘ，Ｙ−ロボット２３０、及び部品保持装置１５０を作動させて上記保持部材６０にて電子部品５０を吸着させる。部品吸着後、部品保持装置１５０をカメラ１１０の上方へ移動させて、上述したように制御装置１８０の動作制御に従い、第１照明部１２０及び第２照明部１３０を発光させてカメラ１１０にて電子部品５０の撮像を行う。撮像後、制御装置１８０にて画像処理及び画像解析が実行され、該画像解析結果に基づいて実装制御装置２８０は、当該電子部品５０を回路基板７０に実装するときの、Ｘ、Ｙ方向つまり上記移動方向６３及び直交方向６４における補正量、並びに上記軸周り方向６２への補正回転角度をそれぞれ求める。又、上記画像解析結果の内、上記投光部１２２に基づく解析結果により、制御装置１８０にて、保持部材６０に対して電子部品５０が規定以上に傾いていると判断されたときには、実装制御装置２８０は、当該電子部品５０の回路基板７０への実装動作を中止し当該部品５０を廃棄するように動作することもできる。
【００４４】
次に、上記補正量に基づいて、部品保持装置１５０及び基板保持装置２２０の少なくとも一方を動作させて部品実装位置の補正を行い、その後、部品保持装置１５０の保持部材６０にて電子部品５０を回路基板７０に実装する。以後、同様にして順次電子部品５０を回路基板７０へ実装し、実装終了後、基板搬送装置２４０にて回路基板７０を搬出し、新たな回路基板７０の搬入を行う。そして上述の動作を繰り返す。
【００４５】
このような部品実装装置２００において、上記部品撮像装置１００を備えていることから、電子部品５０の厚み方向における傾きも含めて、従来に比べて部品保持姿勢のずれを高速に検出することが可能である。したがって、部品実装に関するサイクルタイムを従来に比べて短縮することができる。
【００４６】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明の第１態様の部品撮像装置、第２態様の部品撮像方法、及び第３態様の部品実装装置によれば、カメラと、第１照明部と、制御装置とを備え、上記第１照明部から部品の撮像面に照射された第１光の反射光に基づいて上記部品の傾斜を求めるようにした。上記カメラは、従来と同様に撮像される部品に対向して配置されることから、上記傾斜を求めることのみの使用に限定されない。よって従来に比べて部品保持姿勢のずれの検出に要する時間を短縮することができる。
【００４７】
又、第２照明部をさらに備えることもでき、該第２照明部の第２光の反射光を上記カメラにて撮像し上記部品の形状及び回転を求めることもできる。このように上記カメラは、部品の傾斜のみならず形状等の検出のためにも使用できる。よって、上記傾斜検出用のセンサと、上記形状及び回転検出用のセンサとの間で部品を移動させる必要がなくなることから、上述のように部品保持姿勢のずれの検出に要する時間を短縮することができ、又、部品装着されるまでの部品移動経路が簡素化でき、部品実装に関するサイクルタイムを従来に比べて短縮することができる。
【００４８】
又、上記第１照明部及び上記第２照明部の発光による部品撮像を同時に行うことで、簡単な撮像動作にて部品の形状、傾斜等を求めることができる。
又、上記第１照明部及び上記第２照明部の発光による部品撮像を時間的にずらして行うこともでき、こうした場合、上記カメラから得られる画像において、第１照明部の発光にて得られる第１撮像情報と、第２照明部の発光にて得られる第２撮像情報とを分離した状態とすることができる。よって、画像解析を行う際、第１撮像情報及び第２撮像情報から、直接にかつ直ちに、部品の形状、傾斜等を求めることができる。よって、画像転送時間を短縮することもでき、部品保持姿勢のずれの検出に要する時間を短縮することができる。又、上述のようにサイクルタイムの短縮を図ることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態である部品撮像装置を示す斜視図である。
【図２】図１に示す部品撮像装置にて得られる画像を示す図である。
【図３】図１に示す部品撮像装置にて実行される部品の傾き検出の検出原理を説明するための図である。
【図４】図１に示す部品撮像装置にて実行される部品の傾き検出の検出原理を説明するための図である。
【図５】図１に示す部品撮像装置にて実行される部品の傾き検出の検出原理を説明するための図である。
【図６】図１に示す部品撮像装置の変形例であって、第１撮像画像と、第２撮像画像とを分離可能なタイプの部品撮像装置を示す図である。
【図７】図６に示す部品撮像装置において、第１撮像画像と、第２撮像画像とを分離方法を説明するための図である。
【図８】図７の分離方法により第１撮像画像と第２撮像画像とが分離された状態の撮像画像を示す図である。
【図９】図１に示す部品撮像装置の他の変形例であって、第１撮像画像と、第２撮像画像とを分離可能なタイプの部品撮像装置を示す図である。
【図１０】図９に示す部品撮像装置において、第１撮像画像と、第２撮像画像とを分離方法を説明するための図である。
【図１１】図１０の分離方法により第１撮像画像と第２撮像画像とが分離された状態の撮像画像を示す図である。
【図１２】図１に示す部品撮像装置を備えた部品実装装置の斜視図である。
【図１３】従来の部品撮像装置の構成を説明するための図である。
【符号の説明】
５０…電子部品、５１…撮像面、６０…吸着ノズル、
６３…移動方向、７０…回路基板、
１００〜１０２…部品撮像装置、１１０…カメラ、１１２…撮像視野、
１２０…第１照明部、１２１…第１光、１３０…第２照明部、
１３１…第２光、１５０…部品保持装置、１８０…制御装置、
１８１…傾斜決定部、１８２…姿勢決定部、
２００…部品実装装置、２１０…部品供給装置、２２０…基板保持装置。
【図１】
2004170288.tif 000003
【図２】
2004170288.tif 000004
【図３】
2004170288.tif 000005
【図４】
2004170288.tif 000006
【図５】
2004170288.tif 000007
【図６】
2004170288.tif 000008
【図７】
2004170288.tif 000009
【図８】
2004170288.tif 000010
【図９】
2004170288.tif 000011
【図１０】
2004170288.tif 000012
【図１１】
2004170288.tif 000013
【図１２】
2004170288.tif 000014
【図１３】
2004170288.tif 000015