(57)【要約】【課題】  高解像度のカメラを使って部品の認識精度を高める一方で、リード等の光反射部分を有する部品についても部品認識を適切に行えるようにする。【解決手段】  吸着部品とカメラ２２との間にガラス板からなる光路長変更部材２６を出没可能に設け、同部材２６を光路外に退避させた場合には、部品像の合焦位置（焦点位置）がエリアセンサ２２ａ上に一致し、同部材２６を光路内に介在させると前記合焦位置がエリアセンサ２２ａからずれるように撮像ユニット２０を構成した。そして、光沢部分をもたない部品（第１種部品）を認識する場合には同部材２６を光路外に退避させ、これにより吸着部品にピントが合った第１画質で部品を撮像する一方、光沢部分をもつ部品（第２種部品）を認識する場合には同部材２６を光路内に介在させ、これによりピンぼけ状態の第２画質で部品を撮像し、これらの画像に基づいて部品を認識するようにした。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品を吸着ノズルにより吸着して目的位置まで搬送する際に前記吸着ノズルによる吸着部品を撮像手段により撮像して該部品の吸着状態を画像認識する方法において、
吸着部品に焦点が合った第１画質又は吸着部品から焦点がずれた第２画質のうち前記吸着部品の種類に応じた画質で該吸着部品を撮像し、その画像に基づいて吸着部品の吸着状態を認識することを特徴とする部品認識方法。
【請求項２】
請求項１に記載の部品認識方法において、
前記吸着部品として光反射し易い光沢部分をもたない第１種部品と前記光沢部分をもつ第２種部品とを搬送する際に、吸着部品が第１種部品である場合には前記第１画質で吸着部品を撮像する一方、吸着部品が第２種部品である場合には前記第２画質で吸着部品を撮像することを特徴とする部品認識方法。
【請求項３】
電子部品を吸着ノズルにより吸着して目的位置まで搬送する間に前記吸着ノズルによる吸着部品を撮像手段により撮像して該部品の吸着状態を画像認識する装置において、
前記吸着部品に焦点が合った第１画質および吸着部品から焦点がずれた第２画質のうちの何れかの画質で選択的に吸着部品を撮像可能に構成される前記撮像手段と、
吸着部品の種類に応じて画質を変更すべく前記撮像手段を制御する制御手段とを
備えていることを特徴とする部品認識装置。
【請求項４】
請求項３に記載の部品認識装置において、
前記撮像手段は、撮像素子を備えたカメラと、このカメラによる吸着部品の撮像位置から焦点位置までの光路長を変更可能な光路長変更部材とを備え、
この光路長変更部材は、前記カメラと前記撮像位置との間に介在する作動位置とその位置から退避した退避位置とにわたって変位可能に構成され、かつ前記作動位置又は退避位置の何れか一方側に配置されたときにのみ前記撮像素子上に焦点を一致させるように構成されていることを特徴とする部品認識装置。
【請求項５】
請求項３に記載の部品認識装置において、
前記撮像手段は、撮像素子を備えたカメラと、波長の異なる複数種類の光源を選択的に発光可能に備えた照明装置とを備え、この照明装置の光源のうち何れか一の種類の光源を発光させたときにのみ前記撮像素子上に焦点が一致するように構成されていることを特徴とする部品認識装置。
【請求項６】
移動可能な吸着ノズルにより部品供給部から電子部品を吸着し、前記吸着ノズルによる部品の吸着状態を画像認識してから基板上に実装する表面実装機において、
前記吸着ノズルによる部品の吸着状態を画像認識する手段として、請求項３乃至５の何れかに記載の部品認識装置を備えていることを特徴とする表面実装機。
【請求項７】
移動可能な吸着ノズルにより部品供給部から電子部品を吸着し、前記吸着ノズルによる部品の吸着状態を画像認識してから該部品を検査手段に移載して各種検査を行う部品試験装置において、
前記吸着ノズルによる部品の吸着状態を画像認識する手段として、請求項３乃至５の何れかに記載の部品認識装置を備えていることを特徴とする部品試験装置。
【請求項８】
基板上に装着された電子部品を撮像手段により撮像して該部品の装着状態を画像認識する方法において、
前記基板上の装着部品に焦点が合った第１画質又は装着部品から焦点がずれた第２画質のうち前記装着部品の種類に応じた画質で該装着部品を撮像し、その画像に基づいて部品の装着状態を認識することを特徴とする部品認識方法。
【請求項９】
基板上に装着された電子部品を撮像手段により撮像して該部品の装着状態を画像認識する装置において、
前記装着部品に焦点が合った第１画質および装着部品から焦点がずれた第２画質のうちの何れかの画質で選択的に装着部品を撮像可能に構成される前記撮像手段と、
装着部品の種類に応じて画質を変更すべく前記撮像手段を制御する制御手段とを
備えていることを特徴とする部品認識装置。
【請求項１０】
移動可能な撮像手段により基板上に装着された電子部品を撮像してその装着状態を画像認識する基板検査装置において、
前記基板上の部品の装着状態を画像認識する手段として、請求項９に記載の部品認識装置を備えていることを特徴とする基板検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＩＣ等の電子部品を吸着ノズルにより負圧吸着して搬送するように構成された表面実装機や部品試験装置等に適用される部品認識方法、部品認識装置およびこの部品認識装置を備えた表面実装機、部品試験装置並びに基板検査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、吸着ノズルを備えた移動可能なヘッドユニットによりＩＣ等のチップ部品を負圧吸着し、プリント基板上の所定位置に搬送して実装するように構成された表面実装機（部品移載装置）が一般に知られている。
【０００３】
この種の表面実装機では、部品の吸着ミスや吸着ズレに伴う実装不良を防止するために、事前（実装前）に吸着部品を画像認識してその吸着状態を調べることが行われている。
【０００４】
このような吸着部品の画像認識は、ＣＣＤエリアセンサ又はＣＣＤリニアセンサ（ラインセンサ）を備えたカメラを使って吸着部品を撮像することにより行われる（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特開２００１−１１１２９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のような表面実装機では、近年、部品の認識精度を高めるべくカメラの高解像度化が進められているが、この高解像度化により例えばリード等の光反射し易い光沢部分を備えた部品を認識する上で次のような弊害が生じている。すなわち、リード等は導通が確保できればよいためその表面の仕上げ精度はさほど良くないのが一般的である。そのため照明光がリード表面で乱反射し易く、高解像度のカメラでリード付き部品を撮像すると反射ムラが多く写り、これが認識エラーやミスを招く原因となっている。
【０００６】
従って、高解像度のカメラを使って部品の認識精度を高める一方で、リード等の光反射し易い光沢部分をもつ部品についても確実に認識できるようにすることが望まれている。
【０００７】
なお、このような問題は表面実装機に限らず、例えば、電子部品を吸着ノズルにより負圧吸着した状態で検査装置に搬送して各種試験を実施する部品試験装置や、基板上に実装された部品を画像認識することにより実装状態を検査する基板検査装置等についても同様に発生している。
【０００８】
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであって、高解像度のカメラを使って部品の認識精度を高める一方で、リード等の光反射し易い光沢部分をもつ部品についてもより確実に部品を認識できるようにすることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、本発明の部品認識方法は、電子部品を吸着ノズルにより吸着して目的位置まで搬送する際に前記吸着ノズルによる吸着部品を撮像手段により撮像して該部品の吸着状態を画像認識する方法において、吸着部品に焦点が合った第１画質又は吸着部品から焦点がずれた第２画質のうち前記吸着部品の種類に応じた画質で該吸着部品を撮像し、その画像に基づいて吸着部品の吸着状態を認識するようにしたものである（請求項１）。
【００１０】
この方法においては、前記吸着部品として光反射し易い光沢部分をもたない第１種部品と前記光沢部分をもつ第２種部品とを搬送する際に、吸着部品が第１種部品である場合には前記第１画質で吸着部品を撮像する一方、吸着部品が第２種部品である場合には前記第２画質で吸着部品を撮像するのが特に有用である（請求項２）。
【００１１】
また、上記の課題を解決するために、本発明の部品認識装置は、電子部品を吸着ノズルにより吸着して目的位置まで搬送する間に前記吸着ノズルによる吸着部品を撮像手段により撮像して該部品の吸着状態を画像認識する装置において、前記吸着部品に焦点が合った第１画質および吸着部品から焦点がずれた第２画質のうちの何れかの画質で選択的に吸着部品を撮像可能に構成される前記撮像手段と、吸着部品の種類に応じて画質を変更すべく前記撮像手段を制御する制御手段とを備えているものである（請求項３）。
【００１２】
より具体的な構成として、前記撮像手段は、撮像素子を備えたカメラと、このカメラによる吸着部品の撮像位置から焦点位置までの光路長を変更可能な光路長変更部材とを備え、この光路長変更部材が、前記カメラと前記撮像位置との間に介在する作動位置とその位置から退避した退避位置とにわたって変位可能に構成され、かつ前記作動位置又は退避位置の何れか一方側に配置されたときにのみ前記撮像素子上に焦点を一致させるように構成されているものであるのが好ましい（請求項４）。あるいは、前記撮像手段は、撮像素子を備えたカメラと、波長の異なる複数種類の光源を選択的に発光可能に備えた照明装置とを備え、この照明装置の光源のうち何れか一の種類の光源を発光させたときにのみ前記撮像素子上に焦点が一致するように構成されているのが好ましい（請求項５）。
【００１３】
また、本発明は、移動可能な吸着ノズルにより部品供給部から電子部品を吸着し、前記吸着ノズルによる部品の吸着状態を画像認識してから基板上に実装する表面実装機において、前記吸着ノズルによる部品の吸着状態を画像認識する手段として、請求項３乃至５の何れかに記載の部品認識装置を備えているものである（請求項６）。
【００１４】
また、本発明は、移動可能な吸着ノズルにより部品供給部から電子部品を吸着し、前記吸着ノズルによる部品の吸着状態を画像認識してから該部品を検査手段に移載して各種検査を行う部品試験装置において、前記吸着ノズルによる部品の吸着状態を画像認識する手段として、請求項３乃至５の何れかに記載の部品認識装置を備えているものである（請求項７）。
【００１５】
一方、上記の課題を解決するために、本発明の部品認識方法は、基板上に装着された電子部品を撮像手段により撮像して該部品の装着状態を画像認識する方法において、前記基板上の装着部品に焦点が合った第１画質又は装着部品から焦点がずれた第２画質のうち前記装着部品の種類に応じた画質で該装着部品を撮像し、その画像に基づいて部品の装着状態を認識するようにしたものである（請求項８）。
【００１６】
また、本発明の部品認識装置は、基板上に装着された電子部品を撮像手段により撮像して該部品の装着状態を画像認識する装置において、前記装着部品に焦点が合った第１画質および装着部品から焦点がずれた第２画質のうちの何れかの画質で選択的に装着部品を撮像可能に構成される前記撮像手段と、装着部品の種類に応じて画質を変更すべく前記撮像手段を制御する制御手段とを備えているものである（請求項９）。
【００１７】
さらに、本発明の基板検査装置は、移動可能な撮像手段により基板上に装着された電子部品を撮像してその装着状態を画像認識する基板検査装置において、前記基板上の部品の装着状態を画像認識する手段として、請求項９に記載の部品認識装置を備えているものである（請求項１０）。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の部品認識方法（請求項１）のように、高解像度の第１画質又はピンぼけ状態の第２画質のうち何れか部品の種類に適した画質を選択して吸着部品を撮像するようにすれば、部品の画像認識に際して、部品表面の形状や仕上げ状態による部品認識への影響を軽減することが可能となる。具体的には、請求項２に記載の方法のように、光反射し易い光沢部分をもたない第１種部品を第１画質で撮像する一方、光沢部分をもつ第２種部品を第２画質で撮像するようにすれば、第１種部品については高解像度の画像に基づき部品認識を行うことができる一方、第２種部品については画像上、光沢部分の反射ムラを抑えることにより部品の認識を行い易くなる。従って、吸着部品に焦点があった高解像度の画質で一律に部品を撮像して認識する従来の方法に比べると、部品の吸着状態を、その部品の種類に拘わらずより確実に認識することができるようになる。
【００１９】
本発明の部品認識装置（請求項３〜５）によれば、目的位置まで部品が搬送される間に撮像手段により吸着部品が撮像されて部品の吸着状態が画像認識される。この際、高解像度の第１画質又はピンぼけ状態の第２画質のうち部品の種類に適した画質が選択されて吸着部品が自動的に選択されて吸着部品が撮像されることにより、例えば光反射し易い光沢部分をもつ第２種部品については第２画質で部品が撮像されることにより、反射ムラを抑えた画像に基づいて部品認識が行われることとなる。そのため、第１種部品については高解像度の画像に基づき部品認識を高い精度で行うことができる一方、第２種部品については光沢部分の反射ムラを抑えた画像に基づいて部品の認識を行うことにより認識エラーや認識ミスを低減することができるようになる。従って、吸着部品に焦点があった高解像度の画質で一律に部品を撮像して認識する従来の方法に比べると、部品の吸着状態を、その部品の種類に拘わらずより確実に認識することができるようになる。
【００２０】
一方、本発明に係る表面実装機（請求項６）および部品試験装置（請求項７）によると、上記のような部品認識装置を備えていることにより、吸着部品の画像認識を従来に比べてより精度良く行うことができる。従って、基板上の部品の実装、又は試験に際しての検査手段への部品の移載をより正確に行うことができるようになる。
【００２１】
なお、請求項８〜９に係る発明によると、基板上に装着された電子部品を撮像手段により撮像して該部品の装着状態を画像認識する場合に、高解像度の第１画質又はピンぼけ状態の第２画質のうち部品の種類に適した画質を選択して装着部品を撮像することにより、上記の発明と同様に、部品表面の形状や仕上げ状態による部品認識への影響を軽減することが可能となる。従って、より確実に部品の装着状態を認識することが可能となり、これにより基板の検査をより正確に行うことができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明の好ましい実施形態について図面を参照して説明する。
【００２３】
図１及び図２は本発明に係る表面実装機（本発明に係る部品認識方法、部品認識装置が適用される表面実装機）を概略的に示している。同図に示すように表面実装機（以下、実装機と略す）の基台１上には、プリント基板搬送用のコンベア２が配置され、プリント基板３がこのコンベア２上を搬送されて所定の装着作業位置で停止されるようになっている。
【００２４】
上記コンベア２の両側には、部品供給部４が配置されている。これらの部品供給部４には、多数列のテープフィーダー４ａが設けられている。各テープフィーダー４ａは、それぞれ、ＩＣ、トランジスタ、コンデンサ等の小片状のチップ部品を所定間隔おきに収納、保持したテープがリールから導出されるように構成されており、後述するヘッドユニット６により部品が取り出されるに伴い間欠的に部品を繰り出すように構成されている。
【００２５】
上記基台１の上方には、部品装着用のヘッドユニット６が装備されている。このヘッドユニット６は、部品供給部４とプリント基板３が位置する部品装着部とにわたって移動可能とされ、Ｘ軸方向（コンベア２と平行な方向）及びＹ軸方向（コンベア２と直交する方向）に移動することができるようになっている。
【００２６】
すなわち、上記基台１上には、Ｙ軸方向の固定レール７と、Ｙ軸サーボモータ９により回転駆動されるボールねじ軸８とが配設され、上記固定レール７上にヘッドユニット支持部材１１が配置され、この支持部材１１に設けられたナット部分１２が上記ボールねじ軸８に螺合している。また、上記支持部材１１には、Ｘ軸方向のガイド部材１３と、Ｘ軸サーボモータ１５により駆動されるボールねじ軸１４とが配設され、上記ガイド部材１３にヘッドユニット６が移動可能に保持され、このヘッドユニット６に設けられたナット部分（図示せず）がボールねじ軸１４に螺合している。そして、Ｙ軸サーボモータ９の作動により上記支持部材１１がＹ軸方向に移動するとともに、Ｘ軸サーボモータ１５の作動によりヘッドユニット６が支持部材１１に対してＸ軸方向に移動するようになっている。
【００２７】
また、Ｙ軸サーボモータ９及びＸ軸サーボモータ１５には、それぞれエンコーダ１０，１６が設けられており、これによって上記ヘッドユニット６の移動位置が検出されるようになっている。
【００２８】
ヘッドユニット６には部品装着用の複数の実装用ヘッド１８が搭載されており、当実施形態では６本の実装用ヘッド１８がＸ軸方向に等間隔で一列に並べて搭載されている。
【００２９】
実装用ヘッド１８は、それぞれヘッドユニット６のフレームに対してＺ軸方向の移動及びＲ軸（ノズル中心軸）回りの回転が可能とされ、サーボモータを駆動源とする昇降駆動手段および回転駆動手段により駆動されるようになっている。また、各実装用ヘッド１８には、その先端（下端）に吸着ノズル１８ａが装着されており、図外の負圧供給手段から吸着ノズル先端に負圧が供給されることにより、この負圧による吸引力で部品を吸着するようになっている。
【００３０】
ヘッドユニット６には、プリント基板３を認識するためのカメラ１７と照明装置（図示省略）が設けられている。このカメラ１７は、ＣＣＤエリアセンサと結像レンズとを備えており、プリント基板３上に付されるフィデューシャルマーク３ａを基板上側から撮像するようにヘッドユニット６に対して下向きに固定されている。
【００３１】
また、ヘッドユニット６には、各実装用ヘッド１８に対応して部品認識用の基準マーク１９（図３に示す）が設けられており、後述する吸着部品の部品認識時には、後記撮像ユニット２０により吸着部品と共にこの基準マーク１９が撮像されることにより、この基準マーク１９と吸着部品の各画像の相対的な位置関係から部品の吸着状態が調べられるようになっている。
【００３２】
前記基台１上には、さらにヘッドユニット６による部品の吸着状態を画像認識するための一対の撮像ユニット２０（撮像手段）が設けられており、これら撮像ユニット２０がコンベア２と各部品供給部４との間にそれぞれ配置されている。
【００３３】
図３に示すように、各撮像ユニット２０は、ＣＣＤエリアセンサ２２ａおよび結像レンズ２２ｂを備えて基台１上に上向きに固定されるカメラ２２と、多数のＬＥＤを備えた照明装置２４とを備えており、各実装用ヘッド１８による吸着部品が撮像ユニット２０上方の所定の撮像位置Ｐに配置されることにより、吸着部品をその下側から撮像してその画像信号を後記コントローラ３０に出力するように構成されている。エリアセンサ２２ａはカラー又はモノクロの何れのＣＣＤであっても構わないが当実施形態ではカラーＣＣＤが採用されている。
【００３４】
また、撮像ユニット２０には、前記撮像位置Ｐとカメラ２２との相対的な位置関係を保ったままで撮像位置Ｐから焦点位置（合焦位置）までの光路長を変更するための光路長変更部材２６と、この光路長変更部材２６を駆動する駆動機構とを備えている。
【００３５】
光路長変更部材２６は例えば透光性材料、当実施形態では透明なガラス板からなり、撮像位置Ｐとカメラ２２との間に介在した状態で前記光路長を変化させる。具体的にはカメラ２２の合焦位置をエリアセンサ２２ａの受光面よりも後側（図３では下側）に移動させるようになっている。つまり、吸着部品で反射した光（吸着部品像）を空気と異なる屈折率をもつ光路長変更部材２６を透過させることにより結像レンズ２２ｂに対する光の入射角を変え、これによって図３の破線に示すように吸着部品像の合焦位置を光軸方向に移動させるようになっている。なお、同図一点鎖線は光路長変更部材２６を介在させない場合の光線、破線は光路長変更部材２６を介在させた場合の光線をそれぞれ示しており、符号３３は、光路長変更部材２６により移動したカメラ２２の合焦位置（面）を示している。
【００３６】
前記駆動機構は、図示を省略しているが、光路長変更部材２６を保持するホルダーと、このホルダーを介して光路長変更部材２６をカメラ２２の光軸と直交する方向に案内するガイドと、プランジャを介して前記ホルダーに連結される電磁ソレノイド２８（図４に示す）等から構成されている。そして、電磁ソレノイド２８が励磁状態のときに前記プランジャを引き込んで光路長変更部材２６を退避位置、すなわちカメラ２２の光路からその外側に退避した位置（図３中実線で示す位置）に移動させて保持する一方、電磁ソレノイド２８が非励磁状態のときには図外のスプリングの付勢力により前記退避位置から光路中の作動位置（図３中破線で示す位置）に光路長変更部材２６を押出すように構成されている。
【００３７】
図４は、上記実装機の制御系をブロック図で示している。
【００３８】
上記実装機は、論理演算を実行する周知のＣＰＵ、そのＣＰＵを制御する種々のプログラムなどを予め記憶するＲＯＭおよび装置動作中に種々のデータを一時的に記憶するＲＡＭ等から構成されるコントローラ３０を有している。
【００３９】
このコントローラ３０は、機能構成として主制御部３２、軸制御部３４、照明制御部３６、カメラ制御部３８、画像処理部４０および光路長変更制御部４０を含んでいる。
【００４０】
主制御部３２は、実装機の動作を統括的に制御するもので、図外の記憶部に予め記憶されているプログラムに従ってヘッドユニット６等を作動させるべく軸制御部３４を介してサーボモータ９，１５等の駆動を制御するとともに、実装動作中に前記撮像ユニット２０により撮像される吸着部品の画像に基づいて吸着ズレ量（吸着誤差）の演算等を行うものである。
【００４１】
また、吸着部品の画像認識に際しては、前記記憶部に記憶されている実装部品データに基づき、吸着部品にピントが合った高解像度の第１画質又は吸着部品からピントがずれた所謂ピンぼけ状態の第２画質のうち吸着部品の種類に適した画質を選択して吸着部品を撮像すべく前記光路長変更部材２６の配置を切換制御する。具体的には、光反射し易い光沢部分をもたない部品（第１種部品）を認識する場合には、光路長変更部材２６を退避位置にセットし、吸着部品像の合焦位置（焦点位置）をエリアセンサ２２ａの受光面上に一致させることにより撮像位置Ｐの吸着部品にピントが合った状態（第１画質）で部品を撮像する一方、光沢部分をもつ部品（第２種部品）を認識する場合には、光路長変更部材２６を作動位置にセットし、吸着部品像の合焦位置をエリアセンサ２２ａよりも後方に移動させることによりピンぼけ状態（第２画質）で部品を撮像するように光路長変更制御部４２に制御信号を出力するようになっている。
【００４２】
照明制御部３６およびカメラ制御部３８は、それぞれ撮像ユニット２０の照明装置２４およびカメラ２２の駆動を制御するものである。
【００４３】
画像処理部４０は、撮像ユニット２０の前記カメラ２２から出力される画像信号に所定の処理を施すことにより部品認識に適した画像データを生成して主制御部３２に出力するものである。
【００４４】
光路長変更制御部４２は、前記光路長変更部材２６を作動位置又は退避位置にセットすべく前記電磁ソレノイド２８を駆動制御するものである。
【００４５】
次に、上記コントローラ３０の制御に基づく実装動作について図５のフローチャートに基づいて説明する。
【００４６】
図５において、実装動作が開始されると、まず、ヘッドユニット６がプリント基板３上に移動して前記カメラ１７によりフィデューシャルマーク３ａが撮像されることによりプリント基板３の位置が画像認識され、さらにヘッドユニット６が部品供給部４に移動して各実装用ヘッド１８による部品の吸着が行われる（ステップＳ１）。
【００４７】
部品の吸着が終了すると吸着部品の種別チェックが行われる（ステップＳ２）。種別チェックとは、撮像ユニット２０による吸着部品が光反射し易い光沢部分をもたない第１種部品であるか否か、つまり部品認識に際して第１画質で撮像するのに適した種類の部品であるか否かのチェックである。なお、本フローチャートでは、便宜上、ヘッドユニット６によって同時に吸着されている部品は全て同一種類（第１種部品又は第２種部品のいずれか一方）の部品であるとして説明を行うこととにする。
【００４８】
次いで、実装用ヘッド１８に吸着された部品が第１種部品か否かが判断され、ここで第１種部品であると判断された場合には、さらに撮像ユニット２０の前記光路長変更部材２６が退避位置にセットされているか否かが判断され、ここでセットされていないと判断された場合には、光路長変更部材２６が退避位置にセットされた後、ステップＳ６に移行される（ステップＳ３〜Ｓ５）。なお、ステップＳ４で光路長変更部材２６が退避位置にセットされていると判断された場合には、ステップＳ５をスキップしてステップＳ６に移行される。
【００４９】
これに対して、ステップＳ３でＮＯと判断された場合、つまり吸着部品が第１種部品でないと判断された場合には、光路長変更部材２６が作動位置にセットされているか否かがさらに判断され、ここでセットされていないと判断された場合には、光路長変更部材２６が作動位置にセットされた後、ステップＳ６に移行される（ステップＳ３，Ｓ１０，Ｓ５）。なお、ステップＳ１０で作動位置にセットされていると判断された場合にはステップＳ６に移行される。
【００５０】
ステップＳ６では、部品の吸着状態を画像認識すべくヘッドユニット６が撮像ユニット２０上方に移動し、撮像ユニット２０による所定の撮像位置に各吸着部品が順次配置されながら前記カメラ２２により吸着部品が撮像されることとなる（ステップＳ７）。
【００５１】
ここで、吸着部品が第１種部品である場合には、上述のように光路長変更部材２６が退避位置にセットされている結果、吸着部品にピントが合った高解像度の第１画質で部品が撮像される。一方、吸着部品が第２種部品である場合には、上述のように光路長変更部材２６が作動位置にセットされる結果、ピンぼけ状態の第２画質で部品が撮像されることとなる。
【００５２】
全ての実装用ヘッド１８の吸着部品が撮像されると、ヘッドユニット６がプリント基板３上に移動するとともにその間にステップＳ７で撮像された画像に基づいて吸着ノズル１８ａに対する部品の吸着ズレ（吸着誤差）、詳しくはノズル中心に対する部品中心のＸ軸およびＹ軸方向のズレと、ノズル中心回りの部品のズレが求められ、このズレに基づいてヘッドユニット６の移動目標位置および実装用ヘッド１８の目標回転角が再設定される（ステップＳ８）。この際、第１種部品については上述のように高解像度の第１画質で部品が撮像されるため、高解像度用のスケール情報が主制御部３２に読出されてこのスケール情報に基づいて部品の画像認識が行われることにより吸着ズレ（吸着誤差）等が求められ、一方、第２種部品については上述のようにピンぼけ状態の第２画質で部品が撮像されるため、このピンぼけ画像用のスケール情報が主制御部３２に読出されてこのスケール情報に基づいて部品の画像認識が行われることとなる。
【００５３】
このようにして再設定された上記の目標位置に従ってヘッドユニット６等が駆動制御されることにより、各実装用ヘッド１８に吸着された部品が順次プリント基板３上に実装され（ステップＳ９）、これにより本フローチャートが終了する。
【００５４】
以上のようにこの実装機では、吸着部品にピントが合った高解像度の第１画質又は所謂ピンぼけ状態の第２画質の何れかの画質で選択的に吸着部品を撮像できるように撮像ユニット２０を構成し、上記のように、光反射し易い光沢部分をもたない第１種部品については第１画質で吸着部品を撮像する一方、光沢部分をもつ第２種部品については第２画質で吸着部品を撮像するようにしているので、一律に吸着部品にピントが合った画質で部品を撮像、認識する従来のこの種の装置に比べると、実装用ヘッド１８による部品の吸着状態をより確実、かつ正確に認識することができる。すなわち、光沢部分をもつ第２種部品については、ピンぼけ状態の第２画質で部品を撮像することにより画像上、光沢部分での反射ムラが緩和され、これにより認識エラーや認識ミスの発生が軽減される。従って、吸着部品にピントが合った状態（すなわち第１画質）で部品を撮像するよりも第２種部品の吸着状態を却って正確に認識することができるようになる。一方、光沢部分をもたない第２種部品については、吸着部品にピントが合った高解像度の第１画質で部品を撮像することにより、従来同様に第１種部品の吸着状態を正確に認識することができる。従って、トータル的に見ると、従来に比べて、実装用ヘッド１８による部品の吸着状態をより確実に、かつ正確に認識することができるようになる。
【００５５】
なお、この実装機では上記のように部品撮像時の画質を第１画質と第２画質とに切換え可能にしているが、この実装機ではこのような画質の切換えを、上記のように撮像位置Ｐとカメラ２２との相対的な位置関係を固定したままで光路長変更部材２６を出没可能に設けることによって達成している。そのため、画質の切換え前および切換え後のカメラ２２の合焦位置に誤差が生じ難く、いずれの画質で撮像した場合でも画質自体は安定したものとなる。従って、いずれの画質で吸着部品を撮像した場合も、その画像自体は信頼性が高く、例えば部品の吸着状態を高い精度で認識する必要がある場合にも充分に対応できるという利点がある。
【００５６】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
【００５７】
図６は、本発明に係る実装機（本発明に係る部品認識方法、部品認識装置が適用される表面実装機）の第２実施形態を示している。なお、この実装機の基本構成は第１実施形態の実装機と共通するため、共通部分については同一符号を付して説明を省略し、以下に第１実施形態との相違点についてのみ詳細に説明することにする。
【００５８】
第２実施形態では、撮像ユニット２０及びコントローラ３０が以下のように構成されている点で第１の実施形態と構成が相違している。
【００５９】
まず、第２実施形態の撮像ユニット２０には、上記のような光路長変更部材２６は設けられておらず、カメラ２２としては、モノクロのエリアセンサ２２ａを備えたカメラ２２が設けられている。また、照明装置２４には、波長（色）の異なる２種類のＬＥＤ２４ａ，２４ｂ（第１種ＬＥＤ２４ａ、第２種ＬＥＤ２４ｂ）が設けられており、これら２種類のＬＥＤ２４ａ，２４ｂの点灯切換えが行われることにより撮像位置Ｐから合焦位置（焦点位置）までの光路長が変更されるようになっている。すなわち、第２実施形態では、吸着部品で反射した光（吸着部品像）の合焦位置が結像レンズ２２ｂの軸上色収差により光軸方向にずれるという性質を利用して前記光路長を変更するように構成されている。具体的には、第１種ＬＥＤ２４ａの点灯時には、吸着部品像の合焦位置がエリアセンサ２２ａの受光面に一致し、第２種ＬＥＤ２４ｂの点灯時には、吸着部品像の合焦位置がエリアセンサ２２ａの受光面よりも後側に位置するように撮像ユニット２０が構成されている。なお、同図中、一点鎖線は照明として第１種ＬＥＤ２４ａのみを点灯させた場合の光線、破線は照明として第２種ＬＥＤ２４ｂのみを点灯させた場合の光線をそれぞれ示しており、符号３３は、第２種ＬＥＤ２４ｂのみを点灯させたときの合焦位置（面）を示している。
【００６０】
一方、コントローラ３０は、図示を省略するが、第１実施形態のような部品供給部４２は備えておらず、前記主制御部３２は、吸着部品の認識に際して前記記憶部に記憶されている実装部品データに基づいて第１画質又は第２画質のうち部品の種類に適した画質を選択して吸着部品を撮像すべく照明装置２４を点灯制御するように構成されている。具体的には、光反射し易い光沢部分をもたない第１種部品を認識する場合には第１種ＬＥＤ２４ａのみを点灯させる一方、光沢部分をもつ第２種部品を認識する場合には、第２種ＬＥＤ２４ｂのみを点灯させるべく照明制御部３６に制御信号を出力するようになっている。
【００６１】
つまり、第２実施形態の実装機では、光反射し易い光沢部分をもたない第１種部品を認識する場合には、照明として第１種ＬＥＤ２４ａのみを点灯させ、これにより吸着部品の合焦位置をエリアセンサ２２ａの受光面に一致させて（図６中に一点鎖線で光線を示す）吸着部品にピントが合った高解像度の第１画質で部品を撮像する一方、光沢部分をもつ部品（第２種部品）を認識する場合には、照明として第２種ＬＥＤ２４ｂのみを点灯させ、これにより吸着部品の合焦位置をエリアセンサ２２ａの受光面よりも後方に移動させて（図６中に一点鎖線で光線を示す）ピンぼけ状態の第２画質で部品を撮像するように構成されている。
【００６２】
以上のような第２実施形態の実装機においても、光反射し易い光沢部分をもたない第１種部品については第１画質で吸着部品を撮像する一方、光沢部分をもつ第２種部品については第２画質で吸着部品を撮像することができるため、第２種部品については、ピンぼけ状態の第２画質で部品を撮像することにより光沢部分での反射ムラを緩和し、いわゆる認識エラーや認識ミスの発生を軽減して吸着状態を確実に認識することができるようになり、その一方、光沢部分をもたない第１種部品については、高解像度の第１画質で部品を撮像することにより吸着状態を正確に認識することができる。従って、第１実施形態の実装機と同様の効果を得ることができる。
【００６３】
しかも、第２実施形態の実装機では、照明装置２４に波長（色）の異なる２種類のＬＥＤ２４ａ，２４ｂを設け、結像レンズ２２ｂの軸上色収差を利用して撮像時の画質の切換えを行うように構成されているので、光路長変更部材２６を移動させて画質の切換えを行う第１実施形態の実装機に比べると、撮像ユニット２０を簡素化することができ、また安価に構成することができる。特に、第２実施形態では、カメラ２２としてモノクロカメラを使用するため撮像ユニット２０の構成はより安価なものとなる。
【００６４】
なお、この第２実施形態についても、画質の切換えは、撮像位置Ｐとカメラ２２との相対的な位置関係を固定したままで照明装置２４の点灯状態の切換えにより行われるため、第１実施形態と同様に、画質の切換え前および切換え後のカメラ２２の合焦位置に誤差が生じ難く、従って、部品の吸着状態を高い精度で認識する必要がある場合にも充分に対応できるという利点がある。
【００６５】
ところで、以上説明した第１および第２実施形態の実装機は、本発明に係る表面実装機（本発明に係る部品認識方法、部品認識装置が適用される表面実装機）の最良の実施形態の例であって、その具体的な構成は本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、以下のような構成を採用することもできる。
（１）吸着部品像の合焦位置（焦点位置）を変更する手段は、必ずしも上記実施形態の手段に限られるものではなく、他の手段を採用しても構わない。例えば、カメラ２２に対して結像レンズ２２ｂを光軸方向に移動可能に設け、結像レンズ２２ｂとエリアセンサ２２ａとの光軸方向の位置関係を変更することにより合焦位置（焦点位置）を変更するように構成してもよい。なお、部品の種類に応じて吸着部品の配置、つまり撮像位置Ｐを高さ方向に変更し、あるいは撮像位置Ｐはそのままでカメラ２２の高さ位置を変更することにより光路長を変えて第１画質と第２画質とを切換えるように構成してもよいが、この場合には、撮像位置Ｐとカメラ２２との相対的な位置関係に誤差が生じ易くなることが考えられる。そのため、部品の吸着状態を高い精度で認識する必要がある場合には、撮像位置Ｐとカメラ２２との相対的な位置関係を一定に保持できる第１又は第２実施形態の構成を採用するのが望ましい。
（２）実施形態では、撮像ユニット２０にエリアセンサ２２ａを備えたカメラ２２を採用しているが、勿論、リニアセンサ（ラインセンサ）を備えたカメラを採用しても構わない。この場合には、部品吸着後、ヘッドユニット６を撮像ユニット２０に対して相対的に移動させながら吸着部品を撮像するようにコントローラ３０により駆動制御すればよい。
（３）実施形態では、撮像ユニット２０を基台１上に固定的に設けているが、例えば、ヘッドユニット６に撮像ユニット２０を移動可能に搭載し、部品吸着後、ヘッドユニット６がプリント３基板上に移動する間に撮像ユニット２０を実装用ヘッド１８の並び方向に移動させて吸着部品を撮像するように構成してもよい。
（４）実施形態では、本発明を表面実装機に適用した例について説明したが、本発明は、例えば、ＩＣチップ等の電子部品を検査する部品試験装置に適用することも可能である。
【００６６】
図７は、本発明に係る部品試験装置（本発明に係る部品認識方法、部品認識装置が適用される部品試験装置）を示す平面図である。なお、図中には、方向性を明確にするためにＸ軸、Ｙ軸を示している。
【００６７】
図７に示すように、部品試験装置６０の基台６１上には、電子部品を収容する４組のトレイを載置するトレイ収容部６２ａと、これらトレイ収容部６２ａの右方に配置された不良品収容用のトレイを載置するトレイ収容部６２ｂと、上記各トレイ収容部６２ａに載置されたトレイ上の電子部品を検査する検査ソケット６３が配設されている。
【００６８】
各トレイ収容部６２ａ、６２ｂが配設された個所の上方位置には、部品出入用ヘッド６４ａを有するＸＹ方向へ移動可能な第１ヘッドユニット６４が設けられている。部品出入用ヘッド６４ａは第１ヘッドユニット６４のフレームに対して昇降および回転可能に設けられておりその先端には吸着ノズルを備えている。これにより電子部品が部品出入用ヘッド６４ａにより吸着された状態でトレイから取出されて左右一対の可動テーブル６５上へ搬送されるようになっている。この際、第１ヘッドユニット６４により吸着された電子部品は、基台６１上に設けられた第１撮像ユニット６６により撮像されることにより、その吸着状態が画像認識された後、可動テーブル６５上へ移載される。
【００６９】
可動テーブル６５は、上記ヘッドユニット６４から部品を受け取り可能な受取ポジションＰ１（図では実線で示している）と、Ｙ方向へ変位して、後述する第２ヘッドユニット６７Ａ、６７Ｂへ電子部品を受渡可能な受渡ポジションＰ２（図では破線で示している）との間で移動自在に基台６１上に取り付けられている。
【００７０】
各可動テーブル６５の上方位置には、受渡ポジションＰ２へ移動した可動テーブル６５上の電子部品を吸着可能な検査用ヘッド６８を備えた一対の第２ヘッドユニット６７Ａ、６７Ｂが設けられている。これら第２ヘッドユニット６７Ａ、６７Ｂは、それぞれＸ方向へ移動自在となるように基台６１に支持されており、上記各可動テーブル６５上の電子部品を上記検査ソケット６３まで搬送するようになっている。また、検査用ヘッド６８は搬送用ヘッドユニット６７Ａ、６７Ｂのフレームに対してＹ軸方向への移動、昇降および回転可能に設けられておりその先端には吸着ノズルを備えている。
【００７１】
そして、受渡ポジションＰ２と検査ソケット６３との間に第２撮像ユニット７０Ａ，７０Ｂが設けられている。これにより、受渡ポジションＰ２から検査ソケット６３までの電子部品の搬送途中で、第２ヘッドユニット６７Ａ（６７Ｂ）による吸着部品が撮像ユニット７０Ａ（７０Ｂ）により撮像され、部品の吸着状態が画像認識されるようになっている。
【００７２】
上記のような部品試験装置において、前記第１撮像ユニット６６および第２撮像ユニット７０は、図示を省略するが、例えば上述した第１又は第２実施形態の実装機の場合と同様の構成とされており、ヘッドユニット６４（６７Ａ，６７Ｂ）に吸着された部品が撮像ユニット６６（７０Ａ，７０Ｂ）上に配置されることにより、吸着部品にピントが合った高解像度の第１画質又はピンぼけ状態の第２画質の何れかの画質で吸着部品を撮像するように構成されており、部品の種類に応じて画質が切換えられるように構成されている。
（５）また、本発明は、ＩＣチップ等の電子部品を実装した後のプリント基板上の部品を移動可能な撮像手段により撮像してその装着状態を画像認識する基板検査装置についても同様に適用することが可能である。
【００７３】
この場合、例えばその一態様として、上述した実施形態の表面実装機に基板の検査機能を組込んだ構成とすることができる。具体的には、基板認識用の前記カメラ１７の代わりに第１又は第２実施形態で説明した撮像ユニット２０をヘッドユニット６に搭載し、この撮像ユニット２０を使って部品実装前には、プリント基板３の認識のために該基板３上のフィデューシャルマーク３ａを撮像する一方、部品実装後には、プリント基板３上の実装部品を撮像するように構成することができる。このような構成によれば、実装部品（装着部品）を撮像する際には、その部品の種類に応じて、光反射し易い光沢部分をもたない第１種部品については高解像度の第１画質で実装部品を撮像する一方、光沢部分をもつ第２種部品についてはピンぼけ状態の第２画質で実装部品を撮像することができるため、実装部品の画像認識に際して第２種部品の認識エラーや認識ミスを効果的に軽減することが可能となる。従って部品の実装状態を正確に認識することが可能となる。
【００７４】
なお、本発明を基板検査装置について適用する態様としては、このように表面実装機に基板検査機能を組込む構成以外に、勿論、専用の基板検査装置に適用することも可能である。例えば、コンベア等により所定の作業位置に搬送、位置決めされるプリント基板の上方に、ＣＣＤエリアセンサ等を具備した撮像手段をＸ−Ｙ方向に移動可能に備え、この撮像手段によりプリント基板上の実装部品を撮像することにより部品の実装状態を画像認識するように構成された基板検査専用の装置では、前記撮像手段として第１又は第２実施形態で説明した撮像ユニット２０を設け、実装部品の種類に応じて撮像時の画質を切換えるようにすればよい。この構成によれば、上記同様に、第２種部品の認識エラーや認識ミスを効果的に軽減して部品の実装状態をより正確に認識することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明に係る表面実装機（本発明に係る部品認識方法、部品認識装置が適用される表面実装機）の第１実施形態を示す平面略図である。
【図２】本発明に係る表面実装機を示す正面図である。
【図３】撮像ユニットの構成を説明する模式図である。
【図４】表面実装機の制御系を示すブロック図である。
【図５】コントローラによる制御に基づく実装動作を説明するフローチャートである。
【図６】本発明に係る表面実装機（本発明に係る部品認識方法、部品認識装置が適用される表面実装機）の第２実施形態を示す模式図（撮像ユニットの模式図）である。
【図７】本発明に係る部品試験装置（本発明に係る部品認識方法、部品認識装置が適用される部品試験装置）を示す平面模式図である。
【符号の説明】
【００７６】
６  ヘッドユニット
１８  実装用ヘッド
１８ａ  吸着ノズル
２０  撮像ユニット
２２  カメラ
２２ａ  エリアセンサ
２２ｂ  結像レンズ
２６  光路長変更部材
Ｐ  撮像位置
【図１】
2005127836.tif 000003
【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】
2005127836.tif 000008
【図７】
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