(57)【要約】【課題】投光ユニット及び受光ユニットの設置スペースに対して従来よりも広い検出領域を確保すること、投光ユニットと受光ユニットとの対向方向に並ぶ複数の検出対象物を個別に測定対象とすることのうち少なくとも１つを達成することが可能な測定装置ないし姿勢検出センサの受光ユニットを提供する。【解決手段】測定装置５０の受光ユニット７０は、検出領域Ｅを介して投光ユニット６０に対向配置される測定装置の受光ユニットであって、受光レンズ８１及び受光手段８５は、ケーシング７１内において対向面７０Ｂに沿った対向面方向に並んで配置され、対向面の垂直方向に対する斜め方向Ｋから受光窓７２に進入した光Ｌを、対向面方向に反射させて受光レンズ及び受光手段に入光させる反射手段７４を備える。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出領域を介して投光ユニットに対向配置される測定装置の受光ユニットであって、
前記検出領域側に向けられる対向面に受光窓を有するケーシングと、
前記投光ユニットから出射され受光窓に進入した光を収束させる受光レンズと、
前記受光レンズからの光を受光する受光手段と、
前記検出領域における検出対象物の位置や形状に応じて変化する、前記受光手段での受光状態に応じた検出信号を出力する信号読出手段と、
前記対向面の垂直方向に対する斜め方向から前記受光窓に進入した光を、前記対向面に沿った反射方向に反射させる反射手段とを備え、
前記受光手段は、前記反射手段での光の反射方向に沿って当該反射手段と並んで配置されている測定装置の受光ユニット。
【請求項２】
請求項１記載の測定装置の受光ユニットであって、
前記反射手段は、反射部材と、その反射部材の反射面の向きを、前記対向面に平行な第１軸及び直交する第２軸の少なくともいずれか一方の軸を中心に変更させる変更機構とを備える。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の測定装置の受光ユニットであって、
前記受光レンズは、前記反射手段と前記受光手段との間に配置されている。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の測定装置の受光ユニットであって、
前記受光窓は透光性部材で封止され、且つ、当該透光性部材は、前記投光ユニットから前記受光窓に進入した光の進入方向に対して直交するように配置されている。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の測定装置の受光ユニットであって、
前記受光窓から前記反射手段に入射した光の入射方向と、前記反射方向とがなす角度は鋭角である。
【請求項６】
吸着ヘッドにて吸着された状態で搬送される部品の搬送経路上に検出領域を有し、当該部品の姿勢に応じた位置検出信号を出力する姿勢検出センサの受光ユニットであって、
当該受光ユニットは、前記検出領域を介して投光ユニットに対向配置され、且つ、
前記検出領域側に向けられる対向面に受光窓を有するケーシングと、
前記投光ユニットから出射され前記受光窓に進入した光を収束させる受光レンズと、
複数の受光素子が前記対向面に平行に一列状に配列された受光ラインが１又は複数本配置された受光面を有し、当該受光面に前記受光レンズからの光を受ける受光手段と、
前記検出領域における検出対象物の位置や形状に応じて変化する、前記受光ライン上の各受光素子の入光・遮光状態に応じた位置検出信号を出力する信号読出手段と、
前記対向面の垂直方向に対する斜め方向から前記受光窓に進入した光を、前記対向面に沿った反射方向に反射させる反射手段とを備え、
前記受光手段は、前記反射手段での光の反射方向に沿って当該反射手段と並んで配置されている姿勢検出センサの受光ユニット。
【請求項７】
検出領域側に向けられる対向面に受光窓を有するケーシングと、
投光ユニットから出射され受光窓に進入した光を前記対向面に沿った反射方向に反射させる反射部材と、
前記反射部材の反射面の向きを変更させる変更機構と、
前記反射部材からの光を収束させる受光レンズと、
前記受光レンズからの光を受光する受光手段と、
前記検出領域における検出対象物の位置や大きさに応じて変化する、前記受光手段での受光状態に応じた検出信号を出力する信号読出手段と、を備える測定装置の受光ユニットの製造方法であって、
前記変更機構によって前記反射部材の反射面の向きを所定の向きに調整する調整工程と、
前記調整工程により調整された向きに前記反射部材を保持する保持工程と、を含む測定装置の受光ユニットの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定装置の受光ユニット、姿勢検出センサの受光ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、検出対象物の位置や大きさを光学的に測定する測定装置がある（特許文献１参照）。これは、検出対象物が配される検出領域に対向配置される投光ユニットと受光ユニットとを備える。投光ユニットは、投光素子と、その投光素子からの光を平行光にする投光レンズとを備える。一方、受光ユニットは、投光ユニットからの光を収束させる受光レンズと、その受光レンズからの光を受ける一次元イメージセンサと、その一次元イメージセンサから得られる電気信号を処理することにより、検出対象物の外形寸法を求める信号処理部とを備える。
【特許文献１】特開２００２−１１６０１３公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、従来の測定装置の受光ユニットは、受光レンズ及び一次元イメージセンサが投光ユニットとの対向方向に沿って並んだ構成になっていた。従って、受光ユニットのケーシングは、上記対向方向において少なくとも受光レンズ及び一次元イメージセンサを覆う程度の幅寸法が必要となるため、限られた設置スペース内において検出領域を十分に確保できない場合が生じ得る。
【０００４】
また、複数の検出対象物が投光ユニットと受光ユニットとの対向方向に沿って配列している場合、従来の測定装置では投光ユニットと受光ユニットとの間に形成される光軸が上記対向方向に平行であったため、それらの複数の検出対象物の位置等を個別に測定できなかった。
【０００５】
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、その目的は、投光ユニット及び受光ユニットの設置スペースに対して従来よりも広い検出領域を確保すること、投光ユニットと受光ユニットとの対向方向に並ぶ複数の検出対象物を個別に測定対象とすることのうち少なくとも１つを達成することが可能な測定装置の受光ユニット、姿勢検出センサの受光ユニット及びその製造方法を提供するところにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するための手段として、請求項１の発明に係る測定装置の受光ユニットは、検出領域を介して投光ユニットに対向配置される測定装置の受光ユニットであって、前記検出領域側に向けられる対向面に受光窓を有するケーシングと、前記投光ユニットから出射され受光窓に進入した光を収束させる受光レンズと、受光レンズからの光を受光する受光手段と、前記検出領域における検出対象物の位置や形状に応じて変化する、前記受光手段での受光状態に応じた検出信号を出力する信号読出手段と、前記対向面の垂直方向に対する斜め方向から前記受光窓に進入した光を、前記対向面に沿った反射方向に反射させる反射手段とを備え、前記受光手段は、前記反射手段での光の反射方向に沿って当該反射手段と並んで配置されている。
【０００７】
本発明によれば、反射手段及び受光手段を、ケーシング内において対向面（検出領域側に向けられる面）に沿った対向面に沿った方向に並べて配置し、ケーシングの受光窓から進入した光を反射手段によって上記対向面に沿った反射方向に反射させて受光手段に入光させる構成である。従って、受光窓及び受光手段を対向面の垂直方向に沿って並べた構成に比べて、同じ検出領域を確保しつつ投光ユニットと受光ユニットとの間の設置スペースを狭めることができる。
また、反射手段は、ケーシングの対向面（検出領域側に向けられる面）の直交方向に対して斜め方向から進入した光を、対向面に沿った反射方向に反射させて受光手段に入光させる。従って、複数の検出対象物が上記対向面の垂直方向に沿って並ぶ場合、投光ユニットと受光ユニットとの間の光軸に検出対象物を１つずつ進入させて検出対象とすることができる。
【０００８】
第２の発明は、第１の発明の測定装置の受光ユニットであって、前記反射手段は、反射部材と、その反射部材の反射面の向きを、前記対向面に平行な第１軸及び直交する第２軸の少なくともいずれか一方の軸を中心に変更させる変更機構とを備える。
本発明によれば、受光ユニットのケーシングを動かすことなく、反射部材の向きを変えるだけで投光ユニットとの間の光軸調整ができる。
【０００９】
第３の発明は、第１または第２の発明の測定装置の受光ユニットであって、前記受光レンズは、前記反射手段と前記受光手段との間に配置されている。
本発明によれば、受光レンズを受光窓と反射手段との間に配置する構成に比べて、投光ユニットとの対向方向における受光ユニットの大型化を抑制できる。
【００１０】
第４の発明は、第１から第３のいずれか一つの発明の測定装置の受光ユニットであって、前記受光窓は透光性部材で封止され、且つ、当該透光性部材は、前記投光ユニットから受光窓に進入した光の進入方向に対して直交するように配置されている。
本発明によれば、透光性部材は、投光ユニットから受光窓に進入した光の進入方向に対して直交するように受光窓に配置されている。従って、その光が透光性部材を透過する際に屈曲することで受光手段に向かう光の光路が変更されてしまうことを抑制できる。
【００１１】
第５の発明は、第１から第４のいずれか一の発明の測定装置の受光ユニットであって、前記受光窓から前記反射手段に入射した光の入射方向と、前記反射方向とがなす角度は鋭角である。
本発明によれば、受光窓から反射手段に入射した光の入射方向と、反射方向とがなす角度が鈍角である構成に比べて、測定装置の配置スペースを狭くできる。
【００１２】
第６の発明に係る姿勢検出センサの受光ユニットは、吸着ヘッドにて吸着された状態で搬送される部品の搬送経路上に検出領域を有し、当該部品の姿勢に応じた位置検出信号を出力する姿勢検出センサの受光ユニットであって、当該受光ユニットは、前記検出領域を介して投光ユニットに対向配置され、且つ、前記検出領域側に向けられる対向面に受光窓を有するケーシングと、前記投光ユニットから出射され前記受光窓に進入した光を収束させる受光レンズと、複数の受光素子が前記対向面に平行に一列状に配列された受光ラインが１又は複数本配置された受光面を有し、当該受光面に前記受光レンズからの光を受ける受光手段と、前記検出領域における検出対象物の位置や形状に応じて変化する前記受光ライン上の各受光素子の入光・遮光状態に応じた位置検出信号を出力する信号読出手段と、前記対向面の垂直方向に対する斜め方向から前記受光窓に進入した光を、前記対向面に沿った反射方向に反射させる反射手段とを備え、前記受光手段は、前記反射手段での光の反射方向に沿って当該反射手段と並んで配置されている。
【００１３】
第７の発明に係る測定装置の受光ユニットの製造方法は、検出領域側に向けられる対向面に受光窓を有するケーシングと、投光ユニットから出射され受光窓に進入した光を前記対向面に沿った反射方向に反射させる反射部材と、前記反射部材の反射面の向きを変更させる変更機構と、前記反射部材からの光を収束させる受光レンズと、前記受光レンズからの光を受光する受光手段と、前記検出領域における検出対象物の位置や大きさに応じて変化する、前記受光手段での受光状態に応じた検出信号を出力する信号読出手段と、を備える測定装置の受光ユニットの製造方法であって、前記変更機構によって前記反射部材の反射面の向きを所定の向きに調整する調整工程と、前記調整工程により調整された向きに前記反射部材を保持する保持工程と、を含む。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、投光ユニット及び受光ユニットの設置スペースに対して従来よりも広い検出領域を確保しつつ、投光ユニットと受光ユニットとの対向方向に並ぶ複数の検出対象物を個別に測定対象とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の一実施形態を図１ないし図１７によって説明する。
本実施形態は、本発明に係る測定装置５０を部品実装機１０に搭載したものである。以下の説明では、図１において紙面下側が部品実装機１０の前側（符号Ｆ）であり、紙面上側が後側（符号Ｂ）であり、紙面左側・右側が部品実装機１０の左側・右側（符合ＲＬ）であるものとする。
【００１６】
１．部品実装機
部品実装機１０は基台１１の中央に基板搬送用のコンベア１５（搬送方向は図１の紙面左右方向）を設けており、実装対像の基板１７を基台１１上に搬入させた後、基台１１中央寄りの作業位置にて停止させるようになっている。
【００１７】
そして、作業位置の前側には部品供給部１６が設けられている。係る部品供給部１６にはフィーダ４０が多数個横並び状に設置されている。フィーダ４０は基板１７に実装される部品Ｗ（検出対象物の一例）を供給する機能を担うものである。
【００１８】
また、基台１１の左右両側には作業位置を間に挟んで、一対のガイドレール２１が設置されるとともに、同ガイドレール２１を左右に架設してヘッド支持体２２が設置されている。係るヘッド支持体２２は左右のガイドレール２１に沿って前後方向に移動可能な構成となっている。
【００１９】
そして、上記ヘッド支持体２２には、ヘッドユニット３０が装着されている。ヘッドユニット３０は、ヘッド支持体２２の長手方向（左右方向）に移動可能な構成とされる。これにより、ヘッド支持体２２をガイドレール２１に沿って前後方向に移動させつつ、ヘッド支持体２２に沿ってヘッドユニット３０を左右方向に移動させることで、基台１１上の任意の位置にヘッドユニット３０を水平移動させることができる構成となっている。
【００２０】
そして、ヘッドユニット３０の下面部は、下方（図１の紙面奥側）に突出するようにして吸着ヘッド３１が複数個（図２では３つのみ図示）、左右方向に沿って配列された状態で取り付けられている（図１中は省略、図２参照）。各吸着ヘッド３１はヘッドユニット３０に対して昇降可能な構成とされ、先端には吸着ノズル３５を設けている。そして、吸着ノズル３５には図外の負圧手段から負圧が供給され、ヘッド先端に吸引力を生じさせる構成となっている。
【００２１】
上記の如く構成することで、フィーダ４０上の部品Ｗを以下の要領で取り出すことができる。まず、ヘッドユニット３０をフィーダ４０上に移動させ、フィーダ４０の上方にて停止させる（図１に示す（Ａ）の位置）。
【００２２】
その後、複数の吸着ヘッド３１を下降させつつ、下降タイミングに合わせて各吸着ヘッド３１に負圧を供給する。これにより、フィーダ４０を通じて供給される各部品Ｗを各吸着ヘッド３１にて吸着保持できる。
【００２３】
あとは、下降状態にある複数の吸着ヘッド３１を上昇させてやれば、吸着保持された部品Ｗは吸着ヘッド３１とともに上昇する。これにて、フィーダ４０より部品Ｗが取り出される。
【００２４】
そして、部品Ｗの取り出し作業が完了したら、次に、基板１７上に部品を実装するべく、フィーダ４０上方に位置するヘッドユニット３０を作業位置に停止する基板１７の上方に向けて移動させる処理が行われる。
【００２５】
これにより、図１の例では、複数の部品Ｗを保持したヘッドユニット３０は基台１１後側に移動することとなるが、本実施形態のものは、係る移動過程で後に説明する測定装置５０の検出光軸Ｌを各吸着ヘッド３１の先端に吸着保持された部品Ｗが１つずつ横切ることで（図２参照）、吸着ヘッド３１に吸着保持された部品Ｗの姿勢が個別に検査（以下、検出ともいう）される構成となっている。
【００２６】
そして、検査の結果、部品姿勢に異常がなければ、ヘッドユニット３０による部品の実装処理が進められ、作業位置に停止する基板１７上に部品Ｗが実装される。
【００２７】
２．測定装置
次に、測定装置（姿勢検出センサ）５０について説明する。
測定装置５０は検出光を出射する投光ユニット６０と、出射された検出光を受ける受光ユニット７０とから構成されている。両ユニット６０、７０は共にケーシング６１、７１内に各種装置を内蔵させたものである。
【００２８】
（１）受光ユニットの構造
図３はケーシング７１が装着された受光ユニット７０を斜め後方から見た斜視図であり、図４はその受光ユニット７０の平断面図である。図５はケーシング７１の一部が外された受光ユニット７０を斜め後方から見た斜視図であり、図６はケーシング７１の一部が外された受光ユニット７０を斜め前方から見た斜視図である。また、図７はケーシング７１の一部が外された受光ユニット７０の上面図である。なお、各図中の符号Ｕ・Ｄは部品実装機１０の上側・下側を意味する。
【００２９】
受光ユニット７０のケーシング７１は、図１、３等に示すように部品Ｗの搬送方向（部品実装機１０の前後方向）に沿った方向に長い箱形を有する。図３に示すように、受光ユニット７０のうち、上記部品Ｗが搬送される検出領域Ｅ（投光ユニット６０と受光ユニット７０との間の領域）に向けられる左側面７０Ｂ（対向面の一例）の後端側には、受光窓７２が開口形成されている。また、同左側面７０Ｂの中央寄りの位置には、カバー７３が開閉可能に設けられている。このカバー７３を空けると、後述するコネクタ１５５及び切り替えスイッチ１２０が露出する。なお、受光ユニット７０の下部の前端及び後端には、貫通穴７０Ａがそれぞれ形成されており、ここに図示しないネジを通して上記基台１１に螺着することで、受光ユニット７０を基台１１上に固定できる。
【００３０】
ケーシング７１内には、その長手方向（反射方向の一例）に沿って後側から順に、ミラー部材７４（反射部材の一例）、受光レンズ８１及びイメージセンサ８５（受光手段の一例）が並んで設けられている。ミラー部材７４は、例えば蒸着ガラスで形成されたミラー７５、及び、例えばアルミ製のミラーホルダ７６を有し、受光窓７２の近傍に設けられている。ミラー部材７４は、左側面７０Ｂに直交した方向（左右方向）に対して斜め方向（以下、進入方向の一例  光軸方向Ｋという）から当該受光窓７２に進入した検出光Ｌを、ミラー７５により受光レンズ８１及びイメージセンサ８５側に反射させる（図４の符号Ｌ参照）。
【００３１】
図４に示すように、受光窓７２は、ミラー部材７４の真左から前方にずれた位置において、上記光軸方向Ｋに沿った方向に向けて開口しており、当該光軸方向Ｋに略直交するように配された透光性部材７７（例えばガラス）で封止されている。これにより、受光窓７２に進入した検出光Ｌが透光性部材７７にて屈曲されて、イメージセンサ８５への受光位置がずれてしまうことを防止できる。受光レンズ８１は、レンズ中心軸を前後方向に沿わせるように配置され、ミラー部材７４からの反射光Ｌを収束させてイメージセンサ８５の受光面８６上に集光させる集光レンズの役割を果たす。
【００３２】
図５から図７の受光ユニット７０は、ミラー部材７４を覆うケーシング部分７１Ａ、及び、左側面から前面、右側面側のケーシング部分７１Ｂが取り外されている。なお、各ケーシング部分７１Ａ，７１ＢはネジＮ（図３参照）を抜くことで取り外すことができる。
【００３３】
ミラー部材７４は、直交２方向（本実施形態では上下方向・左右方向）それぞれの回転軸を中心に回動して反射面の向きを変更させることができるようになっている。具体的には、図５に示すように、ミラーホルダ７６の上部には、ミラー７５に直交するように矩形状の平坦部７６Ａが一体的に設けられている。この平坦部７６Ａの中央には円筒形の突部７６Ｂが設けられるとともに、その突部７６Ｂを中心とする同心円上に複数（本実施形態では４つ）のネジ穴（図示せず）が対称配置されている。
【００３４】
ミラー部材７４には、例えばアルミ製のＬ字部材７８が装着されている。Ｌ字部材７８の一辺部７８Ａは、ミラーホルダ７６の平坦部７６Ａに対応した形状をなし、当該平坦部７６Ａ上に配される。一辺部７８Ａは、略中央に平坦部７６Ａ上の突部７６Ｂが挿入される挿入穴８３が形成されるとともに、平坦部７６Ａの各ネジ穴に対応した位置に貫通穴７９が形成されている。各貫通穴７９は、ネジ８２のヘッド部よりも径小であり、且つ、ネジ８２のネジ部よりも径大になっている。
【００３５】
これにより、各ネジ８２をある程度緩めた状態でミラー部材７４を上下方向の回転軸を中心に各貫通穴７９の大きさに応じた範囲で回動でき、各ネジ８２を本締めすることによりミラー部材７４を所定の向きに位置決め固定できるようになっている。なお、平坦部７６Ａと一辺部７８Ａとには、それぞれ切り欠き部７６Ｃ、７８Ｃが形成されており、これらに工具の先端を挿入させれば比較的容易にミラー部材７４を回動させることができる。
【００３６】
Ｌ字部材７８の右側には、例えばアルミ製のミラーベース壁８９が設けられており、このミラーベース壁８９の内面（左面）にＬ字部材７８の他辺部７８Ｂが面接触している。そして、その他辺部７８Ｂには、上記平坦部７６Ａと同様の突出部７８Ｄ（図４参照）及びネジ穴（図示せず）が形成され、ミラーベース壁８９には、上記一辺部７８Ａと同様の挿入穴８９Ｄ（図４参照）及び貫通穴（図示せず）が形成されている。
【００３７】
これにより、各ネジをある程度緩めた状態でミラー部材７４を左右方向の回転軸を中心に各貫通穴の大きさに応じた範囲で回動でき、各ネジを本締めすることによりミラー部材７４を所定の向きに位置決め固定できるようになっている。なお、ミラーベース壁８９及び他辺部７８Ｂにも、平坦部７６Ａ及び一辺部７８Ａと同様、それぞれ切り欠き部８９Ｃ、７８Ｃが形成されており、これらに工具の先端を挿入させれば比較的容易にミラー部材７４を回動させることができる。以上のように、平坦部７６Ａ、Ｌ字部材７８及びミラーベース壁８９によって変更機構が構成されている。
【００３８】
また、図４に示すように、受光レンズ８１は、円筒形のレンズホルダ８７に保持されている。一方、受光ユニット７０内には、ミラー部材７４とイメージセンサ８５との間に経路９３が形成されており、この経路９３内において上記レンズホルダ８７が前後方向にスライド可能に設けられている。受光ユニット７０には、上面から上記経路９３に達する治具用穴８８が形成されている一方で、図７に示すように、その治具用穴８８から望めるレンズホルダ８７の外周面には凹凸部８７Ａが形成されている。
【００３９】
作業者は、この治具用穴８８からマイナスドライバなどの治具を挿入して先端を凹凸部８７Ａに引っ掛けることで、レンズホルダ８７を前後方向にスライドさせることができ、これにより、ミラー部材７４からの反射光の焦点が例えばイメージセンサ８５の受光面８６上に結ぶようにピント合わせができる。また、図４に示すように、受光ユニット７０には右側面から上記経路９３に達するネジ穴９１が形成されており、ここに螺合されるネジ９２の先端がレンズホルダ８７の周面に当接することにより、上記経路９３内の任意の位置にレンズホルダ８７を位置決め固定できる。
【００４０】
（２）電気的構成
図８は測定装置５０の電気的構成を示すブロック図である。投光ユニット６０は、レーザダイオード等の投光素子６２、及び、その投光素子６２からの光を略平行光としての検出光に変換し検出光Ｌとして出射させる投光レンズ６３とを備える。係る投光ユニット６０は、受光ユニット７０と電気的に連なっており、受光ユニット７０側の制御回路１１０より発せられる投光指令に従って、投光素子６２をドライブして検出光を出射する構成となっている。
【００４１】
受光ユニット７０は、投光ユニット６０から出射された検出光を受ける受光部８０を備えている。受光部８０は既述の反射部材７４、受光レンズ８１及びイメージセンサ８５を備える。
【００４２】
イメージセンサ８５は図８に示すように、受光素子（以下、画素とも言う）Ｐを行列状に配置して受光面８６を形成した二次元のものであり、本実施形態のものは、各受光素子Ｐに増幅素子を組み込んだＣＭＯＳ（シーモス）ディバイス構造のＣＭＯＳイメージセンサを使用している。
【００４３】
尚、ＣＭＯＳイメージセンサは受光面を構成する複数の受光素子Ｐの中から、ある受光素子Ｐを選択して受光信号（信号電荷を内部で増幅して信号電圧にしたもの）を読み出すことが可能なランダムアクセスタイプのディバイスとして知られている。そして、本実施形態に適用のＣＭＯＳイメージセンサ８５は受光信号の読み出しが垂直ラインＶ（受光ラインの一例）ごとに行われる形式となっており、また、読み出し対像となる垂直ラインＶ１〜Ｖ１６を任意選択できる。
【００４４】
また、受光ユニット７０には、ユニット全体を制御統括する制御回路１１０、信号読出回路９０（信号読出手段の一例）、測定回路１００が設けられている。
【００４５】
信号読出回路９０は制御回路１１０より与えられる読出指令に従って、ＣＭＯＳイメージセンサ８５から受光信号の読み出しを行うものである。測定回路１００は読み出された受光信号のレベルを、予め設定されたレベルと比較することで、読み出しの対像となった受光素子Ｐが入光レベルにあるか、遮光レベルにあるかを判別するものである。そして、測定回路１００により測定された結果（位置検出信号）は、受光ユニット７０とは別に設けられた姿勢検出装置１８０に信号線を介して出力される構成となっている。
【００４６】
また、制御回路１１０には、切り替えスイッチ１２０、設定部１３０、記憶部１４０、入出力部１５０が電気的に連なっている。
【００４７】
切り替えスイッチ１２０は、複数のスライドスイッチを備え、例えばモードの切り替え等を行う機能を担うものである。本実施形態では、準備モードと測定モードの２種のモードが設定可能とされており、切り替えスイッチ１２０により、いずれかのモードを選択できる構成となっている。
【００４８】
入出力部１５０はいわゆるインターフェースであって、そこには、ノート型パーソナルコンピュータ（以下、単にパソコン）２００を外部接続できる構成となっている。このようにパソコン２００を外部接続するのは、準備モードにおいて行う各種設定作業をパソコン２００の機能を借りて行うためである。
【００４９】
パソコン２００の構成は図８、図１０に示す通りであり演算機能、制御機能を有するＣＰＵ２１０、表示装置２２０、ユーザインターフェース（キーボード、タッチパット等）２４０、入出力部２５０などから構成されている。尚、パソコン２００は、受光ユニット７０に設けられるコネクタ１５５に接続ケーブルＵを介して外部接続される構成となっており、必要に応じて、簡単に取り外せる。
【００５０】
設定部１３０はパソコン２００の指示の下、検出ライン（後に詳しく説明する）Ｖを設定、変更する機能を担うものである。また、記憶部１４０は不揮発性とされ、例えばＥＥＰＲＯＭ、ＮＶＲＡＭより構成される。
【００５１】
３．光軸調整作業
以下、両ユニット６０、７０の取り付け作業が完了した後、部品Ｗの検出が行われるまでの一連の流れについて説明する。
【００５２】
投光ユニット６０、受光ユニット７０を図１に示すように大まか対向配置できたら、続いて光軸調整作業を行う必要がある。なお、光軸調整作業は受光ユニット７０の製造段階でも擬似的に行われ、その際、以下の説明と同様に表示装置２２０の表示を視認しながら、上述した受光レンズ８１のピント合わせや、ミラー部材７４の向き調整を行い、その後、各ネジを本締めして出荷する。
【００５３】
それには、まず切り替えスイッチ１２０を操作して準備モードを選択するとともに、接続ケーブルＵを介して受光ユニット７０にパソコン２００を外部接続させる。そして、投光ユニット６０より検出光Ｌを出射させ、これを受光ユニット７０により受光させる作業を行う。
【００５４】
本実施形態では、準備モードが選択されている場合には、制御回路１１０が信号読出回路９０に全垂直ラインＶ１〜Ｖ１６（すなわち、１フレーム）の受光信号を読み出す旨の読出指令を与える。
【００５５】
これにより、信号読出回路９０は各垂直ラインＶごとに受光信号を順に読み出してゆく。そして、読み出された受光信号は制御回路１１０の指令の下、読み出し元となった受光素子Ｐの位置情報と共に、入出力部１５０を通じてパソコン２００に送られる。尚、ここでいう、受光素子Ｐの位置情報というのは、受光素子Ｐの列アドレス、行アドレスのことである。
【００５６】
一方、パソコン２００では受光素子Ｐの位置情報、受光信号を受けると、ＣＰＵ２１０の指令の下、表示制御がなされて表示装置２２０の表示画面２３０上に、ＣＯＭＳイメージセンサ８５上に入光した検出光の受光像Ｚを表示させる。これにより、受光ユニット７０にパソコン２００を接続し、受光像をパソコン２００上に表示させながら光軸調整ができる。また、このパソコン２００の接続には、パソコン２００の接続ケーブルＵをコネクタ１５５に装着するだけでよく、このコネクタ１５５はカバー７３で覆うことができるので、不使用時にはカバー７３によって埃等の侵入を防止でき、使用時にはカバー７３を外すだけで簡単にパソコン２００との接続ができる。
【００５７】
より具体的に説明すると、本実施形態のものは図１１に示すように、表示装置２２０の表示画面２３０は第一表示領域２３１と、第二表示領域２３５に区分されており、図１１に示す左側の第一表示領域２３１中に受光像Ｚが表示される。
【００５８】
尚、このとき、検出光がイメージセンサ８５の受光面８６に対して受光面中央から外れた位置に入光している場合には、それに対応して受光像Ｚは第一表示領域２３１の中央から外れた位置に表示される。
【００５９】
従って、第一表示領域２３１中に表示される受光像Ｚの位置を参照することで、投光ユニット６０より出射された検出光Ｌが、ＣＭＯＳイメージセンサ８５の中央部分に正しく入光しているか、どうか簡単に視認により判別できる。
【００６０】
図１１の例では、受光像Ｚが第一表示領域２３１の中心から左に外れているから、このような場合には、投光ユニット６０の設置角度や、受光ユニット７０のミラー部材７４の向きを、表示画面を参照しつつ調整することで、図１２に示すように、投光ユニット６０より出射された検出光Ｌが、ＣＭＯＳイメージセンサ８５の中央部分に正しく入光するように、検出光軸Ｌの向きを簡単に調整できる。
【００６１】
尚、第一表示領域２３１の表示内容が図１１の表示内容から図１２の表示内容に更新されるのは、準備モード中、受光ユニット７０が定期的に受光信号の読み出しを行い、これをパソコン２００に送信しているからである。すなわち、受光ユニット７０では、制御回路１１０の指令の下、全垂直ラインＶ１〜Ｖ１６（すなわち、１フレーム）の受光信号を読み出す処理を定期的に行なっており、信号の読み出し処理を行う都度、読み出し元となった受光素子Ｐの位置情報と受光信号とをパソコン２００に送信している。そして、受光素子Ｐの位置情報、受光信号を受けると、パソコン２００側ではＣＰＵ２１０の指令の下、表示内容を更新する処理が行なわれる結果、準備モード中、第一表示領域２３１の表示内容が常に更新される構成となっている。
【００６２】
４．検出ラインＶの設定
さて、ここまで述べてきたように、準備モードにおいては、ＣＭＯＳイメージセンサ８５を二次元的に使用して、検出光がＣＭＯＳイメージセンサ８５上に入光して出来る受光像を２次元的な平面画像として表示させた。
【００６３】
これに対して、後に説明する測定モードにおいては、ＣＭＯＳイメージセンサ８５を一次元的に使用、すなわち一の垂直ラインＶだけ使用し、他のラインについては使用しない構成をとっている。
【００６４】
そのため、図１２に示すように、出射された検出光ＬがＣＭＯＳイメージセンサ８５の中央部分に正しく入光するように光軸調整することができたら、測定モードにて使用する垂直ライン、すなわち検出ラインＶを設定する必要がある。
【００６５】
本実施形態では、受光ユニット７０の設定部１３０が、検出ラインＶの設定を管轄しており、検出ラインＶの位置情報を記憶保管しているが、これをパソコン２００にて変更操作できるようになっている。
【００６６】
具体的に説明すると、ユーザインターフェース２４０を用いて第二表示領域２３５の下部側に表示されている「ライン表示」のパネルを選択すると、ＣＰＵ２１０の表示制御の下、第一表示領域２３１上に、受光像Ｚと検出ラインＶが同時表示される設定となっている（図１３参照）。すなわち、第一表示領域２３１のうち、その時点において設定されている検出ラインＶに対応する一列が、色付きのラインなどで表示される。
【００６７】
そして、検出ラインＶが第一表示領域２３１上に表示されている状態で、ユーザインターフェース２４０を用いて所定操作（例えば、左右キーを押す）を行うと、係る操作をパソコン２００のＣＰＵ２１０が読み取って、検出ラインＶの位置を操作方向に変更させる指示を受光ユニット７０に送る。
【００６８】
ＣＰＵ２５０より送られた変更指示は、受光ユニット７０の設定部１３０に入力される。これにより、設定部１３０では検出ラインＶの位置を操作方向に変更する処理が行われる。すなわち、記憶保管されている検出ラインＶの位置情報が書き換えられる。
【００６９】
そして、検出ラインＶの位置情報が設定部１３０により書き換えられると、制御回路１１０の指令の下、書き換えられた検出ラインＶの位置情報を記憶部１４０にバックアップさせる処理が行われる。
【００７０】
上記処理が終了すると、今度は、制御回路１１０の指令の下、受光ユニット７０側からパソコン２００側に変更された最新の検出ラインＶについての位置情報が送信される。尚、このとき、信号読出回路９０により読み出された全垂直ラインＶ１〜Ｖ１６の受光信号についても、読み出し元の受光素子Ｐの位置情報と共にパソコン２００に同時に送信される。
【００７１】
その後、パソコン２００では、ＣＰＵ２１０の指令の下、送信されてきた検出ラインＶの位置情報、受光信号についての各情報に基づいて、第一表示領域２３１上の表示内容を更新する。
【００７２】
かくして、検出ラインＶを変更するべくユーザインターフェース２４０に対して行った操作が第一表示領域２３１中に反映される。すなわち、検出ラインＶを左に移動させる操作を行った場合であれば、第一表示領域２３１内に表示される検出ラインＶの位置が左に移動する。尚、このとき、第一表示領域２３１内には受光像Ｚも無論同時表示され、互いの相対的な位置関係を確認することができるようになっている。
【００７３】
従って、上記変更操作を繰り返し行うことで、図１３に示すように受光像Ｚの中心から外れた状態にある検出ラインＶを、図１４に示すように受光像Ｚの中心に簡単に位置合わせできる。
【００７４】
これにて、準備モードにて必要な設定作業は全て完了する。あとは、接続ケーブルＵを受光ユニット７０のコネクタ１５５から外してやれば、パソコン２００を受光ユニット７０から取り外せる。
【００７５】
そして、本実施形態では、パソコン２００の取り外し作業を行うと、受光ユニット７０の設定部１３０にアクセスする術がなくなり、再びパソコン２００を外部接続しない限り検出ラインＶの設定を変更できないようになっている。このようにしておけば、検出ラインＶの位置が意に反して勝手に変更されてしまうことを、未然に防止できる。
【００７６】
尚、本実施形態では、上記した検出ラインＶの設定操作の過程で、第二表示領域２３５の下部に表示される「画素指定」のパネルを選択すると、検出ラインＶ上に一列状に並ぶ全受光素子Ｐの中から、一部の受光素子Ｐを検出対像として指定することができる。
【００７７】
例えば、図１５に示すように、検出ラインとしてＶ１０のラインを選択し、更に、同ラインＶ１０に並ぶ全受光素子Ｐ１〜Ｐ１４のうち、中央部分のＰ４〜Ｐ１１の受光素子を検出対像として指定できる。
【００７８】
このような構成としておけば、図１６に示すように受光像（受光スポット）Ｚの大きさに合わせて検出ラインＶを設定できる。言い換えれば、検出ラインＶ上の画素を絞り込むことで、検出対像の画素数を減らすことができから、受光信号の読み出しに必要な時間、その他読み出された信号を処理するのに必要な時間を短縮でき、検出処理を高速で行なうことが可能となる。
【００７９】
そして、「画素指定」のパネルを選択して操作を行った情報は、検出ラインＶの位置情報と共に、受光ユニット７０の設定部１３０により記憶保管され、また記憶部１４０にバックアップされる構成となっている。
【００８０】
５．検査処理
さて、ここからは、測定装置５０、姿勢検出装置１８０により行われる部品姿勢の検査処理を具体的に説明してゆく。検査処理を開始するには、切り替えスイッチ１２０を操作してモードを準備モードから測定モードに切り替えてやればよく、これを行うと、制御回路１１０は設定部１３０から検出ラインＶに関する情報を読み出し、信号読出回路９０に検出ラインＶの受光信号のみを読み出す旨の読出指令を与える。
【００８１】
これにより、ＣＭＯＳイメージセンサ８５は準備モードの二次元的な使用状態から、一ラインのみ使用する一次元的な使用状態に自動的に切り替わる。
【００８２】
あとは、部品実装機１０側の制御回路(不図示）から、吸着ヘッド３１の移動タイミングを知らせるタイミング信号Ｓｒが入力されると、以下の要領で測定が自動的に開始される。
【００８３】
順に説明してゆくと、制御回路１１０は上記タイミング信号Ｓｒを受けると、吸着ヘッド３１に吸着保持された各部品Ｗが検出光軸Ｌを横切るタイミングに合わせて投光ユニット６０に投光指令を与えて投光素子６２をパルス点灯させる。
【００８４】
すると、投光素子６２より出射された検出光Ｌは、受光レンズ８１により集光されつつ、ＣＭＯＳイメージセンサ８５の受光面８６上に入光する。このとき、検出光Ｌの一部が吸着ヘッド３１及び、それに吸着保持された部品Ｗに遮られる。従って、ＣＭＯＳイメージセンサ８５の受光面８６には、図１７に示すように遮られた部分（同図においてハッチングで示す）だけ信号レベルが低い、部分欠けの受光像Ｚができる。
【００８５】
そして、受光像Ｚの形成に合わせて、信号読出回路９０は検出ラインＶ上の受光素子Ｐから受光信号を順に読み出してゆく。その後、読み出された受光信号は測定回路１００に入力される。
【００８６】
測定回路１００では、読み出された各受光信号のレベルが入光レベルにあるか、遮光レベルにあるかを検出する処理が行なわれ、検出ラインＶ上において受光信号のレベルが入光レベルから遮光レベル、或いは遮光レベルから入光レベルに切り替わる入遮光位置が測定される。
【００８７】
本例であれば、部品下面より上側は遮光状態となるのに対して、部品下面より下側は入光状態となる。
【００８８】
従って、吸着ヘッド３１に部品Ｗが正しく保持された図１７の（１）の場合には、入遮光位置は（ｃ）の位置となる。一方、吸着ヘッド３１に部品Ｗが立った姿勢で保持された図１７の（２）の場合には、（ｄ)の位置が入遮光位置となる。
【００８９】
そして、入遮光位置のデータは測定回路１００から姿勢検出装置１８０に出力され、姿勢検出装置１８０にて入遮光位置のデータに応じた処理が行われる。
【００９０】
すなわち、姿勢検出装置１８０は入遮光位置は（ｃ）の位置であるとするデータを受け取った場合、「正常保持」と判定し、部品実装処理を進める旨の制御信号を部品実装機１０に送る。これにより、部品実装機１０の主導の下、作業位置に停止する基板１７に部品Ｗを実装する実装処理が進められることとなる。
【００９１】
一方、姿勢検出装置１８０は入遮光位置は（ｄ）の位置であるとするデータを受け取った場合、「保持エラー」と判定し、エラー信号を部品実装機１０に送る。これにより、部品実装機１０においてエラー処理が行われることとなる。
【００９２】
そして、上記要領で部品Ｗの姿勢検出、部品Ｗの実装処理が繰り返し行われることで、基板１７に対する部品Ｗの実装処理が進められることとなる。
【００９３】
６．本実施形態の効果
（１）本実施形態によれば、受光レンズ８１及びイメージセンサ８５を、ケーシング７１内において左側面７０Ｂに沿った対向面方向（前後方向）に並べて配置し、ケーシング７１の受光窓７２から進入した検出光Ｌをミラー部材７４によって前方向に反射させて受光レンズ８１及びイメージセンサ８５に入光させる構成（サイドビュー）である。従って、受光レンズ８１及びイメージセンサ８５を対向面の垂直方向（左右方向）に沿って並べた構成に比べて、同じ検出領域Ｅを確保しつつ投光ユニット６０と受光ユニット７０との間の設置スペースを狭めることができる。逆に言えば、本実施形態の構成であれば、同じ設置スペースにおいて検出領域Ｅを従来のものよりも広く確保できる。
【００９４】
（２）また、ミラー部材７４は、上記光軸方向Ｋから進入した光を前方向に反射させて受光レンズ８１及びイメージセンサ８５に入光させる。従って、図２に示すように、複数の部品Ｗが左右方向に沿って並ぶ場合、検出光Ｌの光軸に部品Ｗを１つずつ進入させて検査対象とすることができる。
【００９５】
（３）また、受光ユニット７０には、図８に示すように様々な装置が内蔵されており、投光ユニット６０に比べてケーシング７１のサイズが大きく、重量も大きくなる。このため、光軸調整においてこのケーシング７１を移動させるのは大変である。これに対して、本実施形態では、ミラー部材７４の向きを変えるだけで投光ユニット６０との間の光軸調整ができる。
【００９６】
（４）仮に、受光窓７２からの検出光Ｌを、受光レンズ８１、ミラー部材７４、イメージセンサ８５の順で受ける構成とすると、受光レンズ８１が介在する分だけ、受光窓７２とミラー部材７４との間が長くなり、ケーシング７１が左右方向に幅広になってしまう。これに対して、本実施形態では、受光窓７２からの検出光Ｌを、ミラー部材７４、受光レンズ８１、イメージセンサ８５の順で受ける構成であるから、受光窓７２とミラー部材７４との距離を狭めることができ、ケーシング７１を左右方向において幅狭にできる。
【００９７】
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施形態では、ミラー部材７４は直交２方向それぞれの回転軸（第１軸及び第２軸の一例）を中心に回動できる構成であったが、これに限らず、そのうちの一方向だけの回転軸を中心に回動できる構成であってもよい。
【００９８】
（２）上記実施形態において、投光ユニット６０もサイドビュータイプとしてもよい。
【００９９】
（３）「反射手段」は、上記実施形態ではミラー部材７４を回動可能に備える構成であったが、これに限らず、例えばケーシング７１に固定されたものであってもよい。
【０１００】
（４）上記実施形態では、受光窓７２からミラー部材７４に入射した検出光Ｌの入射方向と、当該ミラー部材７４での反射方向とは鋭角をなす（図４参照）構成であったが、これに限らず、鈍角をなす構成であってもよい。但し、後者の構成では、投光ユニット６０を受光ユニット７０よりも後方側に配置する必要があり、測定装置５０全体としてより広い配置スペースが必要となる。また、受光ユニット７０について、受光窓７２をミラー部材７４よりも後方側に配置する必要があり、受光ユニット７０単体として大型化してしまう。従って、上記実施形態の方が好ましい。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】本実施形態に適用された部品実装機の平面図
【図２】吸着ヘッドに保持された部品が検出光軸を横切る状態を示す斜視図
【図３】ケーシングが装着された受光ユニットを斜め後方から見た斜視図
【図４】受光ユニットの平断面図
【図５】ケーシングの一部が外された受光ユニットを斜め後方から見た斜視図
【図６】ケーシングの一部が外された受光ユニットを斜め前方から見た斜視図
【図７】受光ユニットの上面図
【図８】測定装置の電気的構成を示すブロック図
【図９】ＣＭＯＳイメージセンサの受光面を示す図
【図１０】受光ユニットにパソコンを接続した状態を示す図
【図１１】パソコンの表示画面を示す図
【図１２】パソコンの表示画面を示す図
【図１３】パソコンの表示画面を示す図
【図１４】パソコンの表示画面を示す図
【図１５】検出ラインの中から一部の画素を指定した様子を示す図
【図１６】パソコンの表示画面を示す図
【図１７】部品の姿勢と入射光位置の関係を示す図
【符号の説明】
【０１０２】
５０…測定装置
６０…投光ユニット
７１…ケーシング
７０…受光ユニット
７２…受光窓
７４…ミラー部材（反射部材）
７０Ｂ…左側面（対向面）
８１…受光レンズ
８５…ＣＭＯＳイメージセンサ（受光手段）
９０…信号読出回路（信号読出手段）
Ｅ…検出領域
Ｌ…検出光
Ｖ１〜Ｖ１６…垂直ライン（受光ライン）
Ｗ…部品(検出対象物）
【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】
2009244175.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
2009244175.tif 000017
【図１６】
2009244175.tif 000018
【図１７】
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