(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヘッドユニットにより搬送される部品を撮像部により撮像する際に用いる部品撮像装置であって、
平面的に見て、幾何学的中心に対して位置がずれた発光中心を有する複数の発光素子と、
前記複数の発光素子が配置され、前記部品を撮像する前記撮像部の撮像中心線に対して一方側および他方側の配置領域を有する発光素子取付部とを備え、
前記発光素子の少なくとも一部は、
前記発光素子取付部の一方側の配置領域に配置され、前記発光中心が前記幾何学的中心に対して前記撮像中心線に沿った第１の方向側に位置する第１発光素子と、
前記発光素子取付部の他方側の配置領域に前記第１発光素子に対応するように配置され、前記発光中心が前記幾何学的中心に対して前記第１の方向とは反対の前記撮像中心線に沿った第２の方向側に位置する第２発光素子とを含む、部品撮像装置。
【請求項２】
前記第１発光素子および前記第２発光素子は、一方が他方に対して平面内で略１８０度回転された状態で、それぞれ、前記発光素子取付部の一方側および他方側の配置領域に配置されている、請求項１に記載の部品撮像装置。
【請求項３】
前記第１発光素子および前記第２発光素子は、それぞれ、前記発光素子取付部の一方側および他方側の配置領域において、前記撮像中心線に対して略対称な位置に配置されており、
前記対称に配置された前記第１発光素子および前記第２発光素子のそれぞれの発光中心は、前記撮像中心線に平行な方向に所定の距離だけ互いにずれている、請求項１または２に記載の部品撮像装置。
【請求項４】
前記第１発光素子および前記第２発光素子は、それぞれ、前記発光素子取付部の一方側および他方側の配置領域に列状に複数列ずつ配置されており、
互いに対応する列の前記第１発光素子および前記第２発光素子は、それぞれ、前記発光素子取付部の一方側および他方側の配置領域において、前記発光素子取付部の撮像中心線に対して略対称な位置に配置されており、かつ、互いに対応する列の前記第１発光素子および前記第２発光素子の発光中心は、前記撮像中心線に平行な方向に所定の距離だけ互いにずれている、請求項３に記載の部品撮像装置。
【請求項５】
前記発光素子取付部は、前記撮像中心線に沿って設けられた撮像光を通過させるための
スリットを含み、
前記第１発光素子および前記第２発光素子は、それぞれ、前記発光素子取付部の一方側および他方側の配置領域において、前記スリットの延びる方向の中心線に対して略対称な位置に配置されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の部品撮像装置。
【請求項６】
前記発光素子は、前記発光素子取付部の一方側および他方側の配置領域において、前記スリットの延びる方向の前記スリットの縁部に沿って複数配置され、前記発光中心が前記幾何学的中心に対して前記スリット側に位置する第３発光素子をさらに含む、請求項５に記載の部品撮像装置。
【請求項７】
部品を搬送するとともに、前記部品を基板上に実装するヘッドユニットと、
前記ヘッドユニットにより搬送される前記部品を撮像する撮像部と、
前記部品を前記撮像部により撮像する際に用いる照明部とを備え、
前記照明部は、
平面的に見て、幾何学的中心に対して位置がずれた発光中心を有する複数の発光素子と、
前記複数の発光素子が配置され、前記部品を撮像する際の撮像中心線に対して一方側および他方側の配置領域を有する発光素子取付部とを含み、
前記発光素子の少なくとも一部は、
前記発光素子取付部の一方側の配置領域に配置され、前記発光中心が前記幾何学的中心に対して前記撮像中心線に沿った第１の方向側に位置する第１発光素子と、
前記発光素子取付部の他方側の配置領域に前記第１発光素子に対応するように配置され、前記発光中心が前記幾何学的中心に対して前記第１の方向とは反対の前記撮像中心線に沿った第２の方向側に位置する第２発光素子とを有する、表面実装機。
【請求項８】
被検査用電子部品が装填される複数の検査用ソケットを支持する基台と、
複数の被検査用電子部品を未検査部品用トレイから搬送し、前記複数の検査用ソケットに装填した後に検査済み部品用トレイに搬送するヘッドユニットと、
前記ヘッドユニットにより搬送される前記部品を撮像する撮像部と、
前記部品を前記撮像部により撮像する際に用いる照明部とを備え、
前記照明部は、
平面的に見て、幾何学的中心に対して位置がずれた発光中心を有する複数の発光素子と、
前記複数の発光素子が配置され、前記部品を撮像する際の撮像中心線に対して一方側および他方側の配置領域を有する発光素子取付部とを含み、
前記発光素子の少なくとも一部は、
前記発光素子取付部の一方側の配置領域に配置され、前記発光中心が前記幾何学的中心に対して前記撮像中心線に沿った第１の方向側に位置する第１発光素子と、
前記発光素子取付部の他方側の配置領域に前記第１発光素子に対応するように配置され、前記発光中心が前記幾何学的中心に対して前記第１の方向とは反対の前記撮像中心線に沿った第２の方向側に位置する第２発光素子とを有する、部品試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、部品撮像装置、表面実装機および部品試験装置に関し、特に、部品を撮像部により撮像する際に用いる部品撮像装置、部品を撮像部により撮像する際に用いる照明部を備えた表面実装機および部品試験装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プリント配線板（以下、「プリント基板」と呼ぶ）上に実装された電子部品を撮像部により撮像する際に用いる照明装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記特許文献１の照明装置では、撮像中心線に沿った方向に所定のピッチ間隔で列状に並べられた複数の砲弾型のＬＥＤが撮像中心線の一方側および他方側にそれぞれ対応するように配置されている。この砲弾型のＬＥＤは、平面的に見て、ＬＥＤの幾何学的中心に発光中心が位置するように構成されている。そして、撮像中心線の一方側に配置されたＬＥＤ（第１発光素子）は、撮像中心線の他方側に配置された一方側のＬＥＤと対応するＬＥＤ（第２発光素子）に対して、１／２ピッチずつ撮像中心線に沿った方向にずらして配置されている。したがって、上記特許文献１では、一方側のＬＥＤ（第１発光素子）の発光中心と、一方側のＬＥＤと対応する他方側のＬＥＤ（第２発光素子）の発光中心とも撮像中心線に沿った方向に互いに１／２ピッチずつずれるように配置される。これにより、上記特許文献１の照明装置により光を照射する場合、一方側のＬＥＤの光の強度が強い領域および弱い領域に、それぞれ、他方側のＬＥＤの光の強度が弱い領域および強い領域を重ねることができるので、撮像中心線に沿った方向の照射ムラが生じるのを抑制することが可能である。
【０００４】
また、従来、プリント基板に電子部品を実装する表面実装機および電子部品の検査を行う部品検査装置（部品試験装置）においても、電子部品を撮像する際に電子部品に光を照射するための照明部を備えた部品撮像装置が知られている。表面実装機および部品検査装置では、ヘッドユニットにより搬送される部品が部品撮像装置により撮像される。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１０１３１１号公報
【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、特許文献１の照明装置では、上記のように、発光中心が幾何学的中心に位置する砲弾型のＬＥＤを用いるとともに、照射ムラを抑制するために、撮像中心線に対して一方側のＬＥＤと他方側の対応するＬＥＤの位置自体を互いに１／２ピッチずつずらすことで、一方側のＬＥＤの発光中心と他方側のＬＥＤの発光中心とを互いにずらすように構成している。このため、一方側のＬＥＤを他方側のＬＥＤに対して撮像中心線に沿った方向にずらした距離分（１／２ピッチ分）、列状のＬＥＤを配置するための領域が撮像中心線に沿った方向に長くなってしまうという不都合がある。その結果、ＬＥＤを配置するためのＬＥＤ取付部（発光素子取付部）の寸法が大きくなるので、その分、照明装置が大型化してしまうという問題点がある。また、そのような照明装置を表面実装機の照明部および部品試験装置の照明部として用いた場合には、表面実装機および部品試験装置は、照明装置との接触を避けるためにヘッドユニットの可動範囲が制限されたり大型化してしまうという問題点がある。
【０００７】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、装置が大型化するのを抑制しながら、撮像中心線に沿った方向の照射ムラが生じるのを抑制することが可能な部品撮像装置、表面実装機および部品試験装置を提供することである。
【課題を解決するための手段および発明の効果】
【０００８】
上記目的を達成するために、この発明の第１の局面による部品撮像装置は、ヘッドユニットにより搬送される部品を撮像部により撮像する際に用いる部品撮像装置であって、平面的に見て、幾何学的中心に対して位置がずれた発光中心を有する複数の発光素子と、複数の発光素子が配置され、部品を撮像する際の撮像中心線に対して一方側および他方側の配置領域を有する発光素子取付部とを備え、発光素子の少なくとも一部は、発光素子取付部の一方側の配置領域に配置され、発光中心が幾何学的中心に対して撮像中心線に沿った第１の方向側に位置する第１発光素子と、発光素子取付部の他方側の配置領域に第１発光素子に対応するように配置され、発光中心が幾何学的中心に対して第１の方向とは反対の撮像中心線に沿った第２の方向側に位置する第２発光素子とを含む。
【０００９】
この第１の局面による部品撮像装置では、上記のように、平面的に見て、幾何学的中心に対して位置がずれた発光中心を有する複数の発光素子を用いるとともに、撮像中心線に対して一方側の配置領域に発光中心が幾何学的中心に対して第１の方向側に位置する発光素子（第１発光素子）を配置し、かつ、他方側の配置領域に発光中心が幾何学的中心に対して第１の方向とは反対の第２の方向側に位置する発光素子（第２発光素子）を配置することによって、一方側の発光素子（第１発光素子）の位置と他方側の発光素子（第２発光素子）の位置とを撮像中心線に沿った方向にずらすことなく、または、少しずらすだけで、一方側の発光素子（第１発光素子）の発光中心と他方側の発光素子（第２発光素子）の発光中心とを撮像中心線に沿った方向に大きくずらすことができる。このように、第１発光素子および第２発光素子をずらさないか、または、少しずらすだけにすることにより、発光素子を配置するための領域（発光素子取付部）の撮像中心線に沿った方向の長さが大きくなるのを抑制することができるとともに、第１発光素子の発光中心と第２発光素子の発光中心とを大きくずらすことにより、撮像中心線に沿った方向の照射ムラが生じるのを抑制することができる。その結果、部品撮像装置が大型化するのを抑制しながら、撮像中心線に沿った方向の照射ムラが生じるのを抑制することができる。これにより、より鮮明な部品の画像を得ることができるので、部品の姿勢を正確に認識することが可能である。
【００１０】
上記第１の局面による部品撮像装置において、好ましくは、第１発光素子および第２発光素子は、一方が他方に対して平面内で略１８０度回転された状態で、それぞれ、発光素子取付部の一方側および他方側の配置領域に配置されている。このように構成すれば、一方側の発光素子（第１発光素子）の位置と他方側の対応する発光素子（第２発光素子）の位置とを撮像中心線に沿った方向にずらさないか、または、少しずらした状態における、第１発光素子の発光中心と第２発光素子の発光中心との撮像中心線に沿った方向のずれ量を最も大きくすることができる。これにより、第１発光素子の光の強度が弱い領域に対する第２発光素子の光の強度の強い領域の重なり度合をより大きくすることができるので、撮像中心線に沿った方向の照射ムラが生じるのをより抑制することができるため、部品の姿勢をさらに正確に認識することが可能である。
【００１１】
上記第１の局面による部品撮像装置において、好ましくは、第１発光素子および第２発光素子は、それぞれ、発光素子取付部の一方側および他方側の配置領域において、撮像中心線に対して略対称な位置に配置されており、対称に配置された第１発光素子および第２発光素子のそれぞれの発光中心は、撮像中心線に平行な方向に所定の距離だけ互いにずれている。このように構成すれば、第１発光素子と第２発光素子とが撮像中心線に対して略対称に配置されることにより、第１発光素子とその第１発光素子に対応する第２発光素子とが撮像中心線に沿った方向の同じ位置に配置された状態で、第１発光素子および第２発光素子のそれぞれの発光中心が撮像中心線に平行な方向に所定の距離だけ互いにずらされるので、第１発光素子の位置とその第１発光素子に対応する第２発光素子の位置とを全くずらすことなく、第１発光素子の発光中心と第２発光素子の発光中心とを撮像中心線に平行な方向にずらすことができる。これにより、発光素子を配置するための領域（発光素子取付部）の撮像中心線に沿った方向の長さを小さくすることができるので、部品撮像装置をさらに小型化することができる。
【００１２】
この場合、好ましくは、第１発光素子および第２発光素子は、それぞれ、発光素子取付部の一方側および他方側の配置領域に列状に複数列ずつ配置されており、互いに対応する列の第１発光素子および第２発光素子は、それぞれ、発光素子取付部の一方側および他方側の配置領域において、発光素子取付部の撮像中心線に対して略対称な位置に配置されており、かつ、互いに対応する列の第１発光素子および第２発光素子の発光中心は、撮像中心線に平行な方向に所定の距離だけ互いにずれている。このように構成すれば、それぞれ複数列ずつ配置された第１発光素子および第２発光素子により光を照射することにより、それぞれ一列ずつ配置された第１発光素子および第２発光素子により光を照射する場合と比較して光量を大きくすることができる。また、互いに対応する列の第１発光素子および第２発光素子の発光中心が、撮像中心線に平行な方向に所定の距離だけ互いにずれているので、撮像中心線に沿った方向の照射ムラが生じるのを抑制することができるため、部品の姿勢を正確に認識することが可能である。
【００１３】
上記第１の局面による部品撮像装置において、好ましくは、発光素子取付部は、撮像中心線に沿って設けられた撮像光を通過させるためのスリットを含み、第１発光素子および第２発光素子は、それぞれ、発光素子取付部の一方側および他方側の配置領域において、スリットの延びる方向の中心線に対して略対称な位置に配置されている。このように構成すれば、撮像中心線としてのスリットの中心線に対応した位置にヘッドユニットにより搬送された部品が撮像部により撮像される際に、その部品に対して、第１発光素子および第２発光素子を用いることにより照射ムラが抑制された光をスリットの両側から照射することができる。これにより、部品の撮像にとって良好な照明環境を得ることができる。また、部品からの撮像光をスリットを介して容易に撮像部に導くことができる。
【００１４】
この場合、好ましくは、発光素子は、発光素子取付部の一方側および他方側の配置領域において、スリットの延びる方向のスリットの縁部に沿って複数配置され、発光中心が幾何学的中心に対してスリット側に位置する第３発光素子をさらに含む。このように構成すれば、第１発光素子および第２発光素子のみならず、第３発光素子によっても部品に対して光を照射することができるので、光量をより大きくすることができる。また、第３発光素子の発光中心を幾何学的中心に対してスリット側に位置させることによって、撮像中心線に沿って設けられるスリットに第３発光素子の発光中心を近づけることができるので、第３発光素子により撮像中心に向かって照射される光量をより大きくすることができるため、より高速な撮影を行うことができる。
【００１５】
この発明の第２の局面による表面実装機は、部品を搬送するとともに、部品を基板上に実装するヘッドユニットと、ヘッドユニットにより搬送される部品を撮像する撮像部と、部品を撮像部により撮像する際に用いる照明部とを備え、照明部は、平面的に見て、幾何学的中心に対して位置がずれた発光中心を有する複数の発光素子と、複数の発光素子が配置され、部品を撮像する際の撮像中心線に対して一方側および他方側の配置領域を有する発光素子取付部とを含み、発光素子の少なくとも一部は、発光素子取付部の一方側の配置領域に配置され、発光中心が幾何学的中心に対して撮像中心線に沿った第１の方向側に位置する第１発光素子と、発光素子取付部の他方側の配置領域に第１発光素子に対応するように配置され、発光中心が幾何学的中心に対して第１の方向とは反対の撮像中心線に沿った第２の方向側に位置する第２発光素子とを有する。
【００１６】
この第２の局面による表面実装機では、上記のように、第１の局面による部品撮像装置と同様の構成を有する照明部を設けることによって、部品撮像装置を小型化しながら、撮像中心線に沿った方向の照射ムラが生じるのを抑制することができる。これにより、表面実装機を大型化させることなくヘッドユニットの可動範囲を十分に確保し、かつ、部品の姿勢を正確に認識して装着することができる。
【００１７】
この発明の第３の局面による部品試験装置は、被検査用電子部品が装填される複数の検査用ソケットを支持する基台と、複数の被検査用電子部品を未検査部品用トレイから搬送し、複数の検査用ソケットに装填した後に検査済み部品用トレイに搬送するヘッドユニットと、ヘッドユニットにより搬送される部品を撮像する撮像部と、部品を撮像部により撮像する際に用いる照明部とを備え、照明部は、平面的に見て、幾何学的中心に対して位置がずれた発光中心を有する複数の発光素子と、複数の発光素子が配置され、部品を撮像する際の撮像中心線に対して一方側および他方側の配置領域を有する発光素子取付部とを含み、発光素子の少なくとも一部は、発光素子取付部の一方側の配置領域に配置され、発光中心が幾何学的中心に対して撮像中心線に沿った第１の方向側に位置する第１発光素子と、発光素子取付部の他方側の配置領域に第１発光素子に対応するように配置され、発光中心が幾何学的中心に対して第１の方向とは反対の撮像中心線に沿った第２の方向側に位置する第２発光素子とを有する。
【００１８】
この第３の局面による部品試験装置では、上記のように、第１の局面による部品撮像装置と同様の構成を有する照明部を設けることによって、部品撮像装置を小型化しながら、撮像中心線に沿った方向の照射ムラが生じるのを抑制することができる。これにより、部品試験装置を大型化させることなくヘッドユニットの可動範囲を十分に確保し、かつ、部品の姿勢を正確に認識して部品を検査することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２０】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態による表面実装機の全体構成を示す斜視図である。図２〜図１１は、図１に示した表面実装機の構造を説明するための図である。以下、図１〜図１１を参照して、本発明の第１実施形態による表面実装機１００の構造について説明する。なお、この第１実施形態では、本発明の部品撮像装置を表面実装機に適用した場合の例について説明する。
【００２１】
図１〜図５に示すように、第１実施形態による表面実装機１００は、プリント基板１１０に部品１２０を実装する装置である。なお、プリント基板１１０は、本発明の「基板」の一例である。図１に示すように、表面実装機１００は、Ｘ方向に延びる一対の基板搬送コンベア１０と、一対の基板搬送コンベア１０の上方をＸＹ方向に移動可能なヘッドユニット２０とを備えている。一対の基板搬送コンベア１０の両側には、部品１２０を供給するための複数のテープフィーダ１２１が配置されている。ヘッドユニット２０は、テープフィーダ１２１から部品１２０を取得するとともに、基板搬送コンベア１０上のプリント基板１１０に部品１２０を実装する機能を有する。基板搬送コンベア１０およびヘッドユニット２０は、基台１上に設置されている。以下、表面実装機１００の具体的な構造を説明する。
【００２２】
一対の基板搬送コンベア１０は、プリント基板１１０をＸ方向に搬送するとともに、所定の実装作業位置でプリント基板１１０を停止させ、保持させることが可能なように構成されている。
【００２３】
テープフィーダ１２１は、複数の部品１２０を所定の間隔を隔てて保持したテープが巻き回されたリールを保持している。このテープフィーダ１２１は、リールを回転させることにより部品１２０を保持するテープを送り出すことによって、テープフィーダ１２１の先端から部品１２０を供給するように構成されている。なお、部品１２０は、ＩＣ、トランジスタ、コンデンサなどの小型の電子部品である。
【００２４】
また、ヘッドユニット２０は、Ｘ方向に延びるヘッドユニット支持部３０に沿ってＸ方向に移動可能に構成されている。具体的には、ヘッドユニット支持部３０は、ボールネジ軸３１とボールネジ軸３１を回転させるサーボモータ３２とＸ方向のガイドレール（図示せず）とを有しているとともに、ヘッドユニット２０は、ボールネジ軸３１が螺合されるボールナット２１を有している。ヘッドユニット２０は、サーボモータ３２によりボールネジ軸３１が回転されることにより、ヘッドユニット支持部３０に対してＸ方向に移動するように構成されている。また、ヘッドユニット支持部３０は、基台１上に設けられたＹ方向に延びる一対の固定レール部４０に沿ってＹ方向に移動可能に構成されている。具体的には、固定レール部４０は、ヘッドユニット支持部３０の両端部をＹ方向に移動可能に支持するガイドレール４１と、Ｙ方向に延びるボールネジ軸４２（図４参照）と、ボールネジ軸４２を回転させるサーボモータ４３（図４参照）とを有しているとともに、ヘッドユニット支持部３０には、ボールネジ軸４２が螺号されるボールナット３３（図４参照）が設けられている。ヘッドユニット支持部３０は、サーボモータ４３によりボールネジ軸４２が回転されることによって、ガイドレール４１に沿ってＹ方向に移動するように構成されている。このような構成により、ヘッドユニット２０は、基台１上をＸＹ方向に移動することが可能なように構成されている。
【００２５】
また、ヘッドユニット２０には、Ｘ方向に列状に配置された６本の吸着ノズル２２が下方に突出するように設けられている。また、各々の吸着ノズル２２は、負圧発生機（図示せず）によってその先端に負圧状態を発生させることが可能に構成されている。吸着ノズル２２は、この負圧によって、テープフィーダ１２１から供給される部品１２０を先端に吸着および保持することが可能である。
【００２６】
また、各々の吸着ノズル２２は、図示しない機構（サーボモータなど）によって、ヘッドユニット２０に対して上下方向（Ｚ方向）に移動可能に構成されている。表面実装機１００は、吸着ノズル２２が上昇位置に位置した状態で部品１２０の搬送などを行うとともに、吸着ノズル２２が下降位置に位置した状態で部品１２０のテープフィーダ１２１からの吸着およびプリント基板１１０への実装を行うように構成されている。また、吸着ノズル２２は、吸着ノズル２２自体がその軸を中心として回転可能に構成されている。これにより、表面実装機１００では、部品１２０を搬送する途中に吸着ノズル２２を回転させることにより、ノズルの先端に保持された部品１２０の姿勢（水平面内の向き）を調整することが可能である。
【００２７】
また、ヘッドユニット２０には、吸着ノズル２２に吸着された部品１２０の姿勢を撮像するための部品撮像装置５０が取り付けられている。この部品撮像装置５０は、図２に示すように、ヘッドユニット２０に対してＸ方向（６本の吸着ノズル２２が並んでいる方向）に移動可能に取り付けられている。具体的には、ヘッドユニット２０には、Ｘ方向に延びるボールネジ軸２３と、ボールネジ軸２３を回転させるサーボモータ２４とが設けられているとともに、部品撮像装置５０には、ボールネジ軸２３が螺合されるボールナット５１が設けられている。部品撮像装置５０は、サーボモータ２４によりボールネジ軸２３が回転されることにより、ヘッドユニット２０に対してＸ方向に移動されるように構成されている。これにより、部品撮像装置５０は、ヘッドユニット２０にＸ方向に並んで配置された６本の吸着ノズル２２に保持された部品１２０を順次撮像することが可能になる。また、ヘッドユニット２０に部品撮像装置５０が取り付けられることによって、部品１２０を吸着ノズル２２により保持した状態でヘッドユニット２０を実装位置に移動させながら、部品撮像装置５０をヘッドユニット２０に対して相対移動させて部品１２０の姿勢（吸着ノズル２２への吸着状態）を撮像することが可能である。
【００２８】
部品撮像装置５０は、図２〜図７に示すように、１つの部品認識用カメラ５２と、吸着ノズル２２に吸着された部品１２０に対して下方および側方からそれぞれ照明光を照射する下方照明部５３および側方照明部５４と、部品１２０の撮像光を部品認識用カメラ５２に導くためのプリズム５５〜５７とを含んでいる。また、部品認識用カメラ５２には、後述するように、６つのラインセンサ５２１〜５２６（図１０参照）からなるイメージセンサ５２ａが内蔵されている。なお、部品認識用カメラ５２は、本発明の「撮像部」の一例である。また、下方照明部５３および側方照明部５４は、本発明の「照明部」の一例である。
【００２９】
図６および図７に示すように、第１実施形態による下方照明部５３は、部品撮像装置５０が撮像対象の部品１２０を保持する吸着ノズル２２に対して所定の位置（下面撮像位置）に移動した場合に部品１２０の下方に位置する長方形状のＬＥＤ取付基板５３１と、ＬＥＤ取付基板５３１上に配置された複数のチップ型（表面実装型）のＬＥＤ５３２とを有する。ＬＥＤ取付基板５３１には、撮像中心線１５０と平行な方向に延びる長方形状のスリット５３１ａが形成されている。また、複数のＬＥＤ５３２は、スリット５３１ａの４辺を取り囲むように配置されている。このＬＥＤ５３２の構造およびＬＥＤ５３２のＬＥＤ取付基板５３１上における配置については、後に詳細に説明する。スリット５３１ａは、下方照明部５３のＬＥＤ５３２の光が照射された部品１２０からの反射光（撮像光）を通過させるために設けられている。また、図６に示すように、スリット５３１ａの下方にはＺ方向の撮像光をＸ方向に沿った方向に反射させるための反射面５５ａを有するプリズム５５が配置されている。また、プリズム５５の側方には、プリズム５５によりＸ方向に反射された撮像光を部品認識用カメラ５２側に反射させるための反射面５６ａを有するプリズム５６が配置されている。これにより、下方照明部５３による撮像光は、プリズム５５の反射面５５ａとプリズム５６の反射面５６ａとにより反射されて部品認識用カメラ５２のイメージセンサ５２ａに入射するように構成されている。
【００３０】
図８および図９に示すように、側方照明部５４は、部品撮像装置５０が撮像対象の部品１２０を保持する吸着ノズル２２に対して所定の位置（側面撮像位置）に移動した場合に部品１２０の側方に位置する長方形状のＬＥＤ取付基板５４１と、ＬＥＤ取付基板５４１の表面上に配置された複数のチップ型のＬＥＤ５４２とを有する。また、上記したプリズム５６の側方には、反射面５７ａおよび５７ｂを有するプリズム５７がＬＥＤ取付基板５４１上のＬＥＤ５４２と対向するように配置されている。反射面５７ａは、ＬＥＤ５４２からのＹ方向の撮像光を反射面５７ｂに向かってＺ方向に反射させるように構成されており、反射面５７ｂは、入射した撮像光をプリズム５６の反射面５６ａに向かってＸ方向に反射させるように構成されている。なお、プリズム５６の反射面５６ａは、上記した下方照明部５３による撮像光を部品認識用カメラ５２側に反射する機能に加えて、側方照明部５４による撮像光を部品認識用カメラ５２に反射する機能を有する。これにより、側方照明部５４のＬＥＤ５４２による光が照射された部品１２０からの透過光（撮像光）は、プリズム５７の反射面５７ａおよび５７ｂと、プリズム５６の反射面５６ａとを介して部品認識用カメラ５２のイメージセンサ５２ａに入射するように構成されている。この部品撮像装置５０では、部品１２０の下方から見た画像と部品１２０の側方から見た画像とを１つの部品認識用カメラ５２により撮像することが可能である。なお、ＬＥＤ取付基板５３１および５４１は、本発明の「発光素子取付部」の一例である。また、チップ型のＬＥＤ５３２および５４２は、本発明の「発光素子」の一例である。
【００３１】
また、図１０に示すように、部品認識用カメラ５２のイメージセンサ５２ａは、いわゆるＴＤＩセンサ（Ｔｉｍｅ  Ｄｅｌａｙ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ  Ｓｅｎｓｏｒ）であり、Ａ方向に画素が連なるように延びる複数（第１実施形態では、６個）のラインセンサ５２１〜５２６がＢ方向に配置されることにより構成されている。ＴＤＩセンサからなるイメージセンサ５２ａを用いることにより、部品撮像装置５０を部品１２０に対して高速で移動させながら撮像を行う場合にも、鮮明な画像を得ることが可能である。このＴＤＩセンサからなるイメージセンサ５２ａは、以下のようにして部品１２０の撮像を行うように構成されている。
【００３２】
すなわち、部品撮像装置５０（部品認識用カメラ５２）を移動させながらＴＤＩセンサからなるイメージセンサ５２ａによって部品１２０を撮像する場合、部品１２０が部品認識用カメラ５２に対して相対的に移動する方向（Ｂ方向）に沿って６つのラインセンサ５２１〜５２６が所定のピッチ（間隔）で並べられている。つまり、部品１２０は所定の速度で６つのラインセンサ５２１〜５２６を横切るように移動する。ここで、６つのラインセンサ５２１〜５２６は、各ラインセンサ５２１〜５２６間のピッチを部品１２０が移動するのに要する時間（以下、撮像ピッチ時間）毎に撮像を行うように制御される。これにより、１段目のラインセンサ５２１により撮像した部品１２０のある部分が、撮像ピッチ時間後に２段目のラインセンサ５２２により撮像される。さらに撮像ピッチ時間後には、３段目のラインセンサ５２３により同一部分の撮像が行われる。同様にして、部品１２０の同一部分が６つのラインセンサ５２１〜５２６により６回撮像される。また、各々のラインセンサ５２１〜５２６により撮像された同一部分の画像に対応する電荷は全て加算されるように制御される。これにより、６個のラインセンサからなるＴＤＩセンサでは、一度の撮像で部品１２０のある部分に対して１つのラインセンサが得る電荷の６倍の電荷を得ることが可能である。このように制御することによって、部品撮像装置５０の移動速度を速くすることに起因して１つのラインセンサだけでは十分な電荷を得ることが困難な場合にも、鮮明な画像を得ることが可能である。
【００３３】
また、表面実装機１００の動作は、図１１に示す制御装置６０によって制御されている。制御装置６０は、主制御部６１、軸制御部６２、照明制御部６３および画像処理部６４を含んでいる。
【００３４】
主制御部６１は、論理演算を実行するＣＰＵ、ＣＰＵを制御するプログラムなどを記憶するＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）および装置の動作中に種々のデータを一時的に記憶するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）などから構成されている。主制御部６１は、ＲＯＭに記憶されているプログラムに従って、軸制御部６２、照明制御部６３および画像処理部６４を介して、下方照明部５３、側方照明部５４、イメージセンサ５２ａ、各サーボモータなどを制御するように構成されている。
【００３５】
軸制御部６２は、主制御部６１から出力される制御信号に基づいて、表面実装機１００の各サーボモータ（ヘッドユニット支持部３０をＹ方向に移動するためのサーボモータ４３（図４参照）、ヘッドユニット２０をＸ方向に移動するためのサーボモータ３２（図４参照）、吸着ノズル２２を上下方向に移動させるためのサーボモータ（図示せず）、および、部品撮像装置５０をＸ方向に移動させるためのサーボモータ２４（図４参照））などの駆動を制御するように構成されている。
【００３６】
照明制御部６３は、主制御部６１から出力される制御信号に基づいて、下方照明部５３および側方照明部５４を所定のタイミングで点灯させるように構成されている。画像処理部６４は、主制御部６１から出力される制御信号に基づいて、イメージセンサ５２ａから所定のタイミングで撮像信号の読み出しを行うとともに、読み出した撮像信号に所定の画像処理を行うことにより、部品１２０を認識するのに適した画像データを生成するように構成されている。また、画像処理部６４は、生成した画像データを主制御部６１に出力するように構成されている。
【００３７】
図１２は、下方照明部のＬＥＤ取付基板およびＬＥＤ取付基板上に配置されたチップ型のＬＥＤを示す平面図である。図１３および図１４は、それぞれ、下方照明部に配置されるチップ型のＬＥＤの構造を示す斜視図および平面図である。図１５は、図１２に示した下方照明部の平面図において、チップ型のＬＥＤの配置状態を簡略化して示した平面図である。次に、図１２〜図１５を参照して、本発明の第１実施形態による表面実装機１００のチップ型のＬＥＤの構造およびＬＥＤの基板上の配置について詳細に説明する。
【００３８】
第１実施形態では、移動しながら撮像を行う部品撮像装置５０に搭載する光源として、チップ型（表面実装型）のＬＥＤを用いている。このチップ型のＬＥＤは、砲弾型のＬＥＤと比較して、小型、軽量で、かつ、厚みが小さいという特徴がある。このため、部品撮像装置５０を小型・軽量化することができるので、撮像装置を高速に安定して移動できるとともに、ヘッドユニットの可動範囲は大きくなる。また、照明の厚みが小さくなると、吸着ノズル２２を下降させて部品１２０を実装するに際に、部品撮像装置５０をプリント基板１１０に近づけることが出来る。このため、吸着ノズル２２のストロークを小さくすることが可能となるので、その結果、正確で高速な部品実装が可能となる。第１実施形態に用いるチップ型のＬＥＤ５３２としては、たとえば、スタンレー社製のＵＲ１１１１Ｃ型を用いることが可能である。以下、ＬＥＤ５３２の構造について詳細に説明する。
【００３９】
図１２〜図１４に示すように、チップ型のＬＥＤ５３２は、カソード端子５３２ａと、カソード端子５３２ａと同一の形状を有するアノード端子５３２ｂと、カソード端子５３２ａの表面上に配置されたＬＥＤ素子５３２ｃと、ＬＥＤ素子５３２ｃとアノード端子５３２ｂとを接続するボンディングワイヤ５３２ｄと、これらを封止するパッケージ５３２ｅとを含んでいる。ＬＥＤ５３２は、約１．６ｍｍの長さＬ１と、約０．８ｍｍの幅Ｗ１と、約０．７ｍｍの厚みｔとを有する。
【００４０】
ここで、第１実施形態では、図１４に示すように、ＬＥＤ素子５３２ｃの発光中心Ｐは、平面的に見て、ＬＥＤ５３２の幾何学的中心Ｇから約０．２８ｍｍの距離Ｄ１だけずれるように配置されている。このように、ＬＥＤ５３２は、ＬＥＤ５３２の幾何学的中心Ｇの位置に対してＬＥＤ素子５３２ｃの発光中心Ｐの位置がずれるように構成されている。第１実施形態では、図１２に示すように、カソード端子５３２ａおよびアノード端子５３２ｂを半田５３３によりＬＥＤ取付基板５３１に取り付けた複数のＬＥＤ５３２を、下方照明部５３として用いている。ＬＥＤ５３２のカソード端子５３２ａおよびアノード端子５３２ｂが半田５３３に取り付けられた状態でのＹ方向の長さをＬ２とする。
【００４１】
次に、ＬＥＤ取付基板５３１上のＬＥＤ５３２の配置について説明する。図１５に示すように、ＬＥＤ取付基板５３１の表面上には、撮像中心線１５０（長方形状のスリット５３１ａの中心線）に対して一方側の領域５３ａに、撮像中心線１５０と平行な方向（スリット５３１ａが延びる方向と平行な方向（Ｙ方向））に列状に所定のピッチ（間隔）Ｌ３で並ぶように複数のＬＥＤ５３２が配置されている。以下、列状に並んだ複数のＬＥＤ５３２の１列分をＬＥＤ列と呼ぶ。なお、図１５では、ＬＥＤ５３２および半田５３３を含む領域をＹ方向の長さＬ２を有する長方形状の領域として簡略化して示している。第１実施形態では、一方側の領域５３ａに３列のＬＥＤ列Ａ１〜Ａ３が配置されている。第１実施形態では、ＬＥＤ列Ａ１、Ａ２およびＡ３は、それぞれ、８個、７個および６個のＬＥＤ５３２からなり、ＬＥＤ列に含まれるＬＥＤ５３２の個数は、スリット５３１ａから離れるに従って少なくなるように構成されている。第１実施形態では、一方側の領域５３ａにおけるＬＥＤ列Ａ１、Ａ２およびＡ３のＬＥＤ５３２は、ＬＥＤ５３２の幾何学的中心Ｇに対して撮像中心線１５０と平行なＹ１方向側に発光中心Ｐが位置するように配置されている。
【００４２】
また、撮像中心線１５０に対して他方側の領域５３ｂには、一方側の領域５３ａのＬＥＤ５３２の配置と対応するように、３列のＬＥＤ列Ｂ１、Ｂ２およびＢ３が配置されている。一方側のＬＥＤ列Ａ１、Ａ２およびＡ３と、他方側のＬＥＤ列Ｂ１、Ｂ２およびＢ３とは、それぞれ対応するＬＥＤ５３２が撮像中心線１５０に対して対称となるように同じＹ方向の位置に配置されている。ここで、第１実施形態では、他方側の領域５３ｂにおけるＬＥＤ列Ｂ１、Ｂ２およびＢ３のＬＥＤ５３２は、ＬＥＤ５３２の幾何学的中心Ｇに対して撮像中心線１５０と平行で、かつ、Ｙ１方向と１８０度反対のＹ２方向側に発光中心Ｐが位置するように配置されている。これにより、一方側のＬＥＤ列Ａ１のＬＥＤ５３２の発光中心Ｐと、他方側のＬＥＤ列Ｂ１の対応するＬＥＤ５３２の発光中心Ｐとは、撮像中心線１５０と平行な方向（Ｙ方向）に互いにずれ量Ｄ２だけずれている。つまり、図１５に示した第１実施形態のＬＥＤ取付基板５３１におけるＬＥＤ５３２の配置では、一方側の領域５３ａの３列のＬＥＤ５３２と、他方側の領域５３ｂの対応する３列のＬＥＤ５３２とが、Ｙ方向にずれることなく同じ位置で対象配置されながら、発光中心ＰのみＹ方向にずれ量Ｄ２分だけずれるように配置されている。
【００４３】
また、一方側のＬＥＤ列Ａ１のＬＥＤ５３２の発光中心Ｐと、そのＬＥＤ５３２に対応する他方側のＬＥＤ列Ｂ１のＬＥＤ５３２に対してＹ方向に隣接するＬＥＤ５３２の発光中心Ｐとは、互いにずれ量Ｄ３だけずれている。第１実施形態では、ずれ量Ｄ３は、ずれ量Ｄ２よりも大きいとともに、ずれ量Ｄ２およびＤ３の和がピッチＬ３になる。また、同様に、一方側のＬＥＤ列Ａ２およびＡ３のＬＥＤ５３２の発光中心Ｐは、それぞれ、他方側のＬＥＤ列Ｂ２およびＢ３の対応するＬＥＤ５３２の発光中心Ｐに対して、撮像中心線１５０と平行な方向（Ｙ方向）にずれ量Ｄ２分ずれているとともに、他方側の対応するＬＥＤ５３２に隣接するＬＥＤ５３２の発光中心Ｐに対して、ずれ量Ｄ３分ずれている。
【００４４】
また、スリット５３１ａの延びる方向の縁部５３１ｂに沿った領域５３ｃに、複数のＬＥＤ５３２が配置されている。第１実施形態では、２つのＬＥＤ５３２からなる３つのＬＥＤ列Ｃ１〜Ｃ３が縁部５３１ｂに沿って配置されている。この領域５３ｃの３つのＬＥＤ列Ｃ１〜Ｃ３のＬＥＤ５３２は、撮像中心線１５０と平行なＹ方向の位置をずらすことなく、幾何学的中心Ｇに対してスリット５３１ａ側に発光中心Ｐが位置するように配置されている。
【００４５】
また、側方照明部５４のＬＥＤ５４２は、前述した下方照明部５３のＬＥＤ５３２と同様の構造を有する。図８に示すように、側方照明部５４においても、撮像中心線１５１に対して一方側の領域５４ａおよび他方側の領域５４ｂに、撮像中心線１５１と平行な方向に列状に並んだ複数のＬＥＤ５４２が配置されている。一方側の領域５４ａにおけるＬＥＤ５４２は、幾何学的中心Ｇに対して撮像中心線１５１と平行なＺ１方向側に発光中心Ｐが位置するように配置されている。また、他方側の領域５４ｂにおけるＬＥＤ５４２は、ＬＥＤ５４２の幾何学的中心Ｇに対して撮像中心線１５１と平行で、かつ、Ｚ１方向と１８０度反対のＺ２方向側に発光中心Ｐが位置するように配置されている。また、一方側の領域５４ａのＬＥＤ５４２と、他方側の領域５４ｂの対応するＬＥＤ５４２とは、撮像中心線１５１に対して対称となるようにＺ方向に同じ位置で配置されている。
【００４６】
次に、第１実施形態の表面実装機１００によるプリント基板１１０への部品１２０の実装動作について説明する。
【００４７】
まず、図１に示すように、プリント基板１１０が一対の基板搬送コンベア１０を介して基台１上に搬入されるとともに、基台１の中央の装着作業位置まで搬送される。
【００４８】
また、プリント基板１１０の搬入動作と並行して、実装対象の部品１２０がヘッドユニット２０によりテープフィーダ１２１から取り出される。具体的には、ヘッドユニット２０がテープフィーダ１２１の上方に移動されることにより、テープフィーダ１２１に保持される実装対象の部品１２０の上方にヘッドユニット２０の吸着ノズル２２が配置される。
【００４９】
その後、吸着ノズル２２を下降させるとともに、所定のタイミングで吸着ノズル２２の先端に負圧が供給される。これにより、テープフィーダ１２１上の部品１２０が吸着ノズル２２により吸着および保持される。
【００５０】
次に、部品１２０を保持した吸着ノズル２２が上昇し、ヘッドユニット２０はプリント基板１１０の上方の装着位置に移動される。この時、ヘッドユニット２０を移動させながら、図７および図９に示すように、ヘッドユニット２０に取り付けられた部品撮像装置５０をＸ方向に移動させることにより、吸着ノズル２２に保持された部品１２０の撮像が行われる。この際、第１実施形態では、図６〜図９に示すように、上記したような特徴的なＬＥＤ配置を有する下方照明部５３および側方照明部５４を用いて、部品１２０の下面の画像と側面の画像とを撮像する。
【００５１】
また、部品１２０の下面および側面の画像のデータは、主制御部６１（図１１参照）に取り込まれる。主制御部６１は、部品１２０の側面の画像により、いわゆるチップ立ちなどの吸着不良の有無を判断する。そして、吸着不良が無いと判断した場合には、主制御部６１は、部品１２０の下面の画像に基づいて、部品１２０の吸着位置の正しい吸着位置に対するずれ量を算出する。そして、その算出したずれ量に基づいてヘッドユニットが移動するとともに吸着ノズル２２が回転して、部品１２０の装着位置の補正が行われる。上述した部品１２０の装着位置の補正処理は、ヘッドユニット２０がテープフィーダ１２１上からプリント基板１１０の装着位置に移動するのと並行して行われる。
【００５２】
そして、図１に示すように、ヘッドユニット２０がプリント基板１１０の装着位置に移動された後、吸着ノズル２２が下降されて部品１２０がプリント基板１１０に装着される。以上の処理が繰り返し行われることにより、部品１２０のプリント基板１１０への装着が行われる。
【００５３】
また、部品１２０の実装が完了したプリント基板１１０は、一対の基板搬送コンベア１０を介して基台１から搬出される。このようにして、表面実装機１００による部品１２０の実装動作が終了する。
【００５４】
第１実施形態では、上記のように、平面的に見て、幾何学的中心Ｇに対して位置がずれた発光中心Ｐを有するＬＥＤ５３２を用いるとともに、撮像中心線１５０の一方側の領域５３ａに発光中心Ｐが幾何学的中心Ｇに対してＹ１方向側に位置するようにＬＥＤ５３２を配置し、他方側の領域５３ｂに発光中心Ｐが幾何学的中心Ｇに対してＹ１方向とは反対のＹ２方向側に位置するようにＬＥＤ５３２を配置することによって、一方側のＬＥＤ５３２の位置と他方側のＬＥＤ５３２の位置とを撮像中心線１５０と平行な方向にずらすことなく、一方側のＬＥＤ５３２の発光中心Ｐと他方側のＬＥＤ５３２の発光中心Ｐとを撮像中心線１５０と平行な方向（Ｙ方向）に大きくずらすことができる。このように、一方側のＬＥＤ５３２の位置と他方側のＬＥＤ５３２の位置とをずらさないことにより、ＬＥＤ５３２を配置するための領域（ＬＥＤ取付基板５３１）の撮像中心線１５０と平行な方向（Ｙ方向）の長さが大きくなるのを抑制することができるとともに、一方側のＬＥＤ５３２の発光中心Ｐと他方側のＬＥＤ５３２の発光中心Ｐとを大きくずらすことにより、撮像中心線１５０と平行な方向の照射ムラが生じるのを抑制することができる。その結果、表面実装機１００を大型化させることなくヘッドユニット２０の可動範囲を十分確保し、かつ、部品１２０の吸着姿勢を正確に認識して装着位置の補正をすることができる。
【００５５】
また、第１実施形態では、上記のように、側方照明部５４についても、撮像中心線１５１に対して一方側の領域５４ａに発光中心ＰがＺ１方向側に位置するようにＬＥＤ５４２を配置するとともに、撮像中心線１５１に対して他方側の領域５４ｂに発光中心ＰがＺ１方向とは反対のＺ２方向側に位置するようにＬＥＤ５４２を配置することによって、一方側のＬＥＤ５４２の位置と他方側のＬＥＤ５４２の位置とを撮像中心線１５１と平行な方向にずらすことなく、一方側のＬＥＤ５４２の発光中心Ｐと他方側のＬＥＤ５４２の発光中心Ｐとを撮像中心線１５１と平行な方向にずらすことができる。これにより、表面実装機１００を大型化させることなくヘッドユニット２０の可動範囲を十分確保し、かつ、部品１２０の吸着姿勢をさらに正確に認識して装着位置の補正することができる。
【００５６】
また、第１実施形態では、上記のように、一方側の領域５３ａのＬＥＤ５３２が他方側の領域５３ｂのＬＥＤ５３２に対して平面内で略１８０度回転された状態でＬＥＤ５３２をＬＥＤ取付基板５３１に配置することによって、一方側のＬＥＤ５３２の位置と他方側の対応するＬＥＤ５３２の位置とを撮像中心線１５０と平行な方向にずらさない状態における、一方側のＬＥＤ５３２の発光中心Ｐと他方側のＬＥＤ５３２の発光中心Ｐとの撮像中心線１５０と平行な方向のずれ量を最も大きくすることができる。これにより、一方側のＬＥＤ５３２の光の強度が弱い領域に対する他方側のＬＥＤ５３２の光の強度の強い領域の重なり度合をより大きくすることができるので、撮像中心線１５０と平行な方向の照射ムラが生じるのをより抑制することができるため、部品１２０の姿勢を正確に認識し、装着位置の補正を行うことが可能である。
【００５７】
また、第１実施形態では、上記のように、一方側の領域５３ａおよび他方側の領域５３ｂにおいて、撮像中心線１５０に対して対称な位置にＬＥＤ５３２を配置することによって、一方側のＬＥＤ５３２の位置とその一方側のＬＥＤ５３２に対応する他方側のＬＥＤ５３２の位置とをずらすことなく、一方側のＬＥＤ５３２の発光中心Ｐと他方側のＬＥＤ５３２の発光中心Ｐとを撮像中心線１５０に平行な方向にずらすことができる。これにより、ＬＥＤ５３２を配置するための領域の撮像中心線１５０に沿った方向の長さが大きくなるのをより抑制することができるので、表面実装機１００が大型化するのをより抑制することができるため、部品１２０の姿勢をより正確に認識し、装着位置の補正を行うことが可能である。
【００５８】
また、第１実施形態では、上記のように、一方側の領域５３ａおよび他方側の領域５３ｂにそれぞれ３列ずつＬＥＤ５３２を配置することにより、一方側の領域５３ａおよび他方側の領域５３ｂにそれぞれ１列ずつＬＥＤ５３２を配置する場合と比較して光量を大きくすることができるため、より高速に撮像することが可能である。
【００５９】
また、第１実施形態では、上記のように、スリット５３１ａの延びる方向の中心線（撮像中心線１５０）に対して対称な位置にＬＥＤ５３２を配置することによって、部品１２０がヘッドユニット２０により撮像中心線１５０としてのスリット５３１ａの中心線に対応した位置に搬送されて部品撮像装置５０により撮像される際に、その部品１２０に対して、スリット５３１ａの両側から照射ムラが抑制された光を照射することができる。これにより、部品１２０の撮像にとって良好な照明環境を得ることができる。
【００６０】
また、第１実施形態では、上記のように、スリット５３１ａの縁部５３１ｂに沿ってＬＥＤ列Ｃ１〜Ｃ３を配置することによって、ＬＥＤ列Ａ１〜Ａ３およびＬＥＤ列Ｂ１〜Ｂ３のみならず、ＬＥＤ列Ｃ１〜Ｃ３によっても部品１２０に対して光を照射することができるので、光量をより大きくすることができる。また、ＬＥＤ列Ｃ１〜Ｃ３のＬＥＤ５３２の発光中心Ｐをスリット５３１ａ側に位置させることによって、ＬＥＤ列Ｃ１〜Ｃ３のＬＥＤ５３２の発光中心Ｐがスリット５３１ａに近くなるので、ＬＥＤ列Ｃ１〜Ｃ３のＬＥＤ５３２の発光中心Ｐを撮像の際にスリット５３１ａの上方に位置する部品１２０に近づけることができる。これにより、部品１２０に対する照明強度を大きくすることができる。
【００６１】
（第２実施形態）
図１６は、本発明の第２実施形態による表面実装機の下方照明部を示す平面図である。この第２実施形態では、上記第１実施形態と異なり、スリット５３１ａの延びる方向の縁部５３１ｂに沿った領域５３ｃに配置されたＬＥＤ５３２のうち、一部のＬＥＤ５３２の発光中心Ｐがスリット５３１ａと反対側に位置するように配置された例について説明する。
【００６２】
第２実施形態の下方照明部２００では、図１６に示すように、スリット５３１ａの延びる方向の縁部５３１ｂに沿った領域５３ｃにＹ方向にずれることなく配置された３列のＬＥＤ列Ｃ１〜Ｃ３のＬＥＤ５３２のうち、撮像中心線１５０上に配置されたＬＥＤ列Ｃ２のＬＥＤ５３２の発光中心Ｐがスリット５３１ａ側に位置するように配置されている一方、ＬＥＤ列Ｃ１およびＣ３のＬＥＤ５３２の発光中心Ｐがスリット５３１ａと反対側に位置するように配置されている。なお、その他のＬＥＤ５３２の配置は、上記第１実施形態と同様であるので、説明を省略する。
【００６３】
第２実施形態では、スリット５３１ａの延びる方向の縁部５３１ｂに沿った領域５３ｃに配置されたＬＥＤ５３２のうち、ＬＥＤ列Ｃ１およびＣ３のＬＥＤ５３２の発光中心Ｐをスリット５３１ａと反対側に位置するように配置することによって、撮像時において、ＬＥＤ列Ｃ１およびＣ３のＬＥＤ５３２の発光中心Ｐからスリット５３１ａの上方に位置する部品１２０までの距離を大きくすることができる。これにより、ＬＥＤ列Ｃ１およびＣ３のＬＥＤ５３２がスリット５３１ａ側に位置している場合と比較して、ＬＥＤ列Ｃ１およびＣ３のＬＥＤ５３２から照射された光により部品１２０に対してより広範囲に渡って光を照射することができる。これにより、上記第１実施形態のＬＥＤ配置と比較して、部品１２０のＹ方向両端部の照射ムラが生じるのをより抑制することができる。
【００６４】
（第３実施形態）
図１７は、本発明の第３実施形態による表面実装機の下方照明部を示す平面図である。この第３実施形態では、上記第１実施形態と異なり、撮像中心線１５０に対して一方側および他方側の互いに対応するＬＥＤ列のＬＥＤ５３２の発光中心Ｐが撮像中心線１５０と平行な方向に等間隔で交互に配置されるように一方側のＬＥＤ列と他方側のＬＥＤ列とをずらした例について説明する。
【００６５】
第３実施形態の下方照明部３００では、図１７に示すように、一方側の領域５３ａのＬＥＤ５３２の発光中心Ｐは、撮像中心線１５０と平行なＹ１方向側に配置されているとともに、他方側の領域５３ｂのＬＥＤ５３２の発光中心Ｐは、Ｙ１方向と反対のＹ２方向側に配置されている。また、一方側の領域５３ａのＬＥＤ列Ａ１、Ａ２およびＡ３は、それぞれ、他方側の領域５３ｂのＬＥＤ列Ｂ１、Ｂ２およびＢ３に対して所定の距離（間隔）Ｌ４だけ撮像中心線１５０と平行な方向にずれて配置されている。これにより、一方側のＬＥＤ列Ａ１のＬＥＤ５３２の発光中心Ｐと、他方側のＬＥＤ列Ｂ１のＬＥＤ５３２の発光中心Ｐとが、撮像中心線１５０と平行な方向に等間隔（ずれ量Ｄ４）で交互に配置されるように構成されている。同様に、一方側のＬＥＤ列Ａ２と他方側のＬＥＤ列Ｂ２、および、一方側のＬＥＤ列Ａ３と他方側のＬＥＤ列Ｂ３との間においても、発光中心Ｐが撮像中心線１５０と平行な方向に等間隔（ずれ量Ｄ４）で交互に配置されるように構成されている。
【００６６】
ここで、第３実施形態では、上記した一方側の領域５３ａのＬＥＤ５３２と、対応する他方側の領域５３ｂのＬＥＤ５３２との間のＹ方向の間隔（Ｙ方向の位置ずれ量）Ｌ４は、各列のＬＥＤ５３２の発光中心Ｐ間のピッチ（間隔）Ｌ５の１／２（１／２ピッチ）よりも小さい。なお、その他の構成は、上記第１実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００６７】
第３実施形態の下方照明部３００では、上記のように、一方側の領域５３ａと他方側の領域５３ｂとで互いに対応するＬＥＤ列のＬＥＤ５３２を、発光中心Ｐが撮像中心線１５０と平行な方向に等間隔になるように配置することによって、一方側のＬＥＤ列のＬＥＤ５３２の照明光の強度が最も弱い領域と、他方側のＬＥＤ列のＬＥＤ５３２の照明光が最も強い領域とを重ねることができるので、上記第１実施形態と比較して、照射ムラが生じるのをより抑制することができる。
【００６８】
また、第３実施形態では、一方側の領域５３ａのＬＥＤ５３２の発光中心Ｐを撮像中心線１５０と平行なＹ１方向側に配置するとともに、他方側の領域５３ｂのＬＥＤ５３２の発光中心をＹ１方向と反対のＹ２方向側に配置することによって、発光中心が幾何学的中心に位置するＬＥＤを用いた場合と異なり、各列のＬＥＤ５３２の発光中心Ｐ間のピッチ（間隔）Ｌ５の１／２（１／２ピッチ）よりも少ないずらし量（間隔Ｌ４）分だけ一方側のＬＥＤ列と他方側のＬＥＤ列とを互いにずらすだけで、一方側と他方側とで互いに対応するＬＥＤ列のＬＥＤ５３２を撮像中心線１５０と平行な方向に等間隔（ずれ量Ｄ４）で交互に配置することができる。したがって、この第３実施形態においても、ＬＥＤ列Ａ１〜Ａ３およびＬＥＤ列Ｂ１〜Ｂ３を配置するための領域（ＬＥＤ取付基板５３１）の撮像中心線１５０に沿った方向の長さが大きくなるのを抑制しながら、撮像中心線１５０に沿った方向の照射ムラが生じるのをより抑制することができる。その結果、部品撮像装置５０（表面実装機１００）が大型化するのを抑制しながら、撮像中心線１５０に沿った方向の照射ムラが生じるのを抑制することができる。
【００６９】
（第４実施形態）
図１８は、本発明の第４実施形態によるＩＣハンドラー（部品試験装置）を示す斜視図である。この第４実施形態では、上記第１実施形態の下方照明部５３をＩＣハンドラー４００に適用した例について説明する。
【００７０】
第４実施形態によるＩＣハンドラー４００は、パッケージングされて完成した電子部品の検査を行うとともに、その検査結果に基づき良品、不良品などに分類する装置である。このＩＣハンドラー４００は、基台４０１と、基台４０１上に配置されるとともに電子部品が収納されたトレイが配置される部品収納部４０２（トレイは図示せず）と、基台４０１の内部に配置され、電子部品の検査のために電子部品が装填される複数の検査用ソケット４０３とを備えている。部品収納部４０２は、未検査の電子部品が収納されたトレイ支持部４０２ａと、検査後に良品であると判定された電子部品を収納するトレイ支持部４０２ｂと、検査後に不良品であると判定された電子部品を収納するトレイ支持部４０２ｃとを含んでいる。
【００７１】
また、ＩＣハンドラー４００は、部品収納部４０２と検査用ソケット４０３との間で電子部品を搬送する２つの部品移動装置４０４をさらに備えている。部品移動装置４０４は、基台４０１上に設けられた一対のレール４０５に沿ってＹ方向に移動可能な移動部４０６と、移動部４０６をＹ方向に移動するためのボールネジ式の駆動装置４０７とを含んでいる。また、移動部４０６は、電子部品を吸着するための吸着ノズル（図示せず）を有するヘッドユニット４０８を有する。吸着ノズルは、上記第１実施形態と同様に部品の姿勢を補正する機能を有する。このヘッドユニット４０８は、移動部４０６に対してＸ方向に相対移動可能に構成されている。部品移動装置４０４は、電子部品をヘッドユニット４０８の吸着ノズルにより保持した状態でヘッドユニット４０８をＸＹ方向に移動させることにより、部品収納部４０２と検査用ソケット４０３との間で電子部品を搬送するように構成されている。
【００７２】
ここで、第４実施形態では、ヘッドユニット４０８に対してＹ方向に移動可能に構成されるとともに、ヘッドユニット４０８の吸着ノズルに保持された電子部品の下面を撮像するための部品撮像装置４０９が設けられている。この部品撮像装置４０９の照明部４０９ａは、上記第１実施形態の下方照明部５３と同様に構成されている。なお、部品撮像装置４０９の構成は、上記第１実施形態の部品撮像装置５０と同様であるので、詳細な説明を省略する。部品撮像装置４０９によってヘッドユニット４０８の吸着ノズルに保持された電子部品の撮像を行うことにより、その撮像画像に基づいて電子部品の姿勢を正確に認識し、検査用ソケット４０３に装填する位置を補正することが可能である。
【００７３】
第４実施形態では、上記のように、ＩＣハンドラー４００の撮像装置４０９の照明部４０９ａとして、上記第１実施形態の下方照明部５３と同様に構成された照明部４０９ａを用いることによって、照明部４０９ａが大型化するのを抑制しながら、撮像中心線１５０（図１５参照）に沿った方向の照射ムラが生じるのを抑制することができる。これにより、ＩＣハンドラー４００が大型化するのを抑制しながら、電子部品の姿勢を正確に認識し、検査用ソケット４０３に装填する位置を補正することができる。
【００７４】
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００７５】
たとえば、上記第１実施形態では、撮像中心線１５０に対して一方側の領域５３ａの複数のＬＥＤ５３２の発光中心Ｐを幾何学的中心Ｇに対して全て同じＹ１方向側に配置した例を示したが、本発明はこれに限らず、一方側の領域５３ａにおいて、１つのＬＥＤ列のＬＥＤの発光中心Ｐの向きを他のＬＥＤ列のＬＥＤの発光中心Ｐの向きと逆向きとなるようにＬＥＤを配置してもよい。たとえば、図１９に示す第１実施形態の第１変形例の下方照明部５００のように、ＬＥＤ列Ａ２のＬＥＤ５３２の発光中心ＰをＹ２方向側に位置させるとともに、ＬＥＤ列Ａ１およびＬＥＤ列Ａ３のＬＥＤ５３２の発光中心ＰをＹ２方向と逆のＹ１方向側に配置してもよい。この場合、他方側の領域５３ｂにおいては、ＬＥＤ列Ｂ２のＬＥＤ５３２の発光中心ＰをＹ１方向側に位置させるとともに、ＬＥＤ列Ｂ１およびＬＥＤ列Ｂ３のＬＥＤ５３２の発光中心ＰをＹ１方向と逆のＹ２方向側に配置させる。
【００７６】
また、上記第１実施形態では、撮像中心線１５０に対して一方側の領域５３ａおよび他方側の領域５３ｂにそれぞれ３列のＬＥＤ列を配置した例を示したが、本発明はこれに限らず、図２０に示す第１実施形態の第２変形例の下方照明部６００のように、一方側の領域５３ａおよび他方側の領域５３ｂに、それぞれ、２列ずつのＬＥＤ列Ａ１、Ａ２、Ｂ１およびＢ２を配置してもよい。また、この第２変形例では、スリット５３１ａの縁部５３１ｂに沿った領域５３ｃに、２列のＬＥＤ列Ｃ１およびＣ２が配置されている。なお、ＬＥＤ列は１列であってもよいし、４列以上であってもよい。
【００７７】
また、上記第１実施形態では、３列のＬＥＤ列にそれぞれ含まれるＬＥＤの個数をスリットに近い側から順に少なくなるように構成した例を示したが、本発明はこれに限らず、スリットに近い側から順に多くなるように構成してもよいし、各ＬＥＤ列のＬＥＤの個数を同じにしてもよい。
【００７８】
また、上記第１実施形態では、下方照明部５３のＬＥＤ取付基板５３１に長方形状のスリット５３１ａを設けた例を示したが、本発明はこれに限らず、撮像対象の部品によって楕円形状などの長方形状以外の形状のスリットを設けてもよい。
【００７９】
また、上記第１実施形態では、撮像中心線１５０に対して一方側の領域５３ａのＬＥＤが他方側の領域５３ｂのＬＥＤに対して平面内で１８０度回転された状態で撮像中心線１５０と平行に配置した例を示したが、本発明はこれに限らず、一方側の領域のＬＥＤが他方側の領域のＬＥＤに対して平面内で１８０度回転された状態でＬＥＤを撮像中心線１５０に対して所定の角度傾斜するように配置してもよい。また、一方側のＬＥＤを、他方側のＬＥＤに対して平面内で１８０度と異なる角度で逆向きに回転された状態で配置するようにしてもよい。
【００８０】
また、上記第１実施形態では、イメージセンサとして６つのラインセンサからなるＴＤＩセンサを用いた例を示したが、本発明はこれに限らず、１つのラインセンサを用いてもよい。
【００８１】
また、上記第１〜第４実施形態では、本発明の部品撮像装置を表面実装機１００および部品試験装置（ＩＣハンドラー４００）に適用した例を示したが、本発明の部品撮像装置は表面実装機および部品試験装置以外の機器や装置にも広く適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明の第１実施形態による表面実装機を示す斜視図である。
【図２】図１に示した第１実施形態による表面実装機のヘッドユニットおよび部品撮像装置の周辺部分を示す斜視図である。
【図３】図１に示した第１実施形態による表面実装機の正面図である。
【図４】図１に示した第１実施形態による表面実装機の平面図である。
【図５】図２に示した部品撮像装置の側面図である。
【図６】図２に示した部品撮像装置により部品の下面を撮像する場合の光路を示す斜視図である。
【図７】図６に対応する平面図である。
【図８】図２に示した部品撮像装置により部品の側面を撮像する場合の光路を示す斜視図である。
【図９】図８に対応する平面図である。
【図１０】第１実施形態の部品撮像装置に用いるＴＤＩセンサの機能を説明するための概念図である。
【図１１】図１に示した第１実施形態による表面実装機の制御的な構成を示すブロック図である。
【図１２】図１に示した第１実施形態による表面実装機の部品撮像装置の下方照明部を示す平面図である。
【図１３】図１２に示した第１実施形態による下方照明部に用いられるチップ型のＬＥＤを示す斜視図である。
【図１４】図１２に示した第１実施形態による下方照明部に用いられるチップ型のＬＥＤを示す平面図である。
【図１５】本発明の第１実施形態による表面実装機の下方照明部のＬＥＤの配置を説明するための平面図である。
【図１６】本発明の第２実施形態による表面実装機の下方照明部のＬＥＤの配置を説明するための平面図である。
【図１７】本発明の第３実施形態による表面実装機の下方照明部のＬＥＤの配置を説明するための平面図である。
【図１８】本発明の第４実施形態による部品試験装置を示す斜視図である。
【図１９】本発明の第１実施形態の第１変形例による下方照明部のＬＥＤの配置を説明するための平面図である。
【図２０】本発明の第１実施形態の第２変形例による下方照明部のＬＥＤの配置を説明するための平面図である。
【符号の説明】
【００８３】
１  基台
２０  ヘッドユニット
５０  部品撮像装置
５２  部品認識用カメラ（撮像部）
５３、２００、３００、５００、６００  下方照明部（照明部）
５４  側方照明部（照明部）
１００  表面実装機
１１０  プリント基板（基板）
１２０  部品
１５０、１５１  撮像中心線
４００  ＩＣハンドラー（部品試験装置）
５３１、５４１  ＬＥＤ取付基板（発光素子取付部）
５３１ａ  スリット
５３１ｂ  縁部
５３２、５４２  ＬＥＤ（発光素子）
５３２ｃ  ＬＥＤ素子
Ａ１、Ａ２、Ａ３  ＬＥＤ列（第１発光素子）
Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３  ＬＥＤ列（第２発光素子）
Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３  ＬＥＤ列（第３発光素子）
Ｇ  幾何学的中心
Ｐ  発光中心
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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