特許 7542163 部品搭載装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-08-21

(45)【発行日】2024-08-29

(54)【発明の名称】部品搭載装置

(51)【国際特許分類】

   H05K 13/08 20060101AFI20240822BHJP

【ＦＩ】

H05K13/08 Q

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2023578289

(86)(22)【出願日】2022-02-03

(86)【国際出願番号】 JP2022004328

(87)【国際公開番号】W WO2023148902

(87)【国際公開日】2023-08-10

【審査請求日】2024-04-02

(73)【特許権者】

【識別番号】000010076

【氏名又は名称】ヤマハ発動機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110004303

【氏名又は名称】弁理士法人三協国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】岡嵜 真一

【審査官】加藤 三慶

(56)【参考文献】

【文献】特開２００３－２２４１６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－２３３６７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１８／１３４８６２（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０５Ｋ １３／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

部品を保持して基板に搭載するヘッドと、
前記ヘッドが保持する部品を、当該ヘッドの下方側から撮像する撮像部と、
前記ヘッドに保持された部品の側方から当該部品に照明光を照射するサイド照明部を含む照明装置と、を備え、
前記サイド照明部は、前記照明光として、第１照射角で拡がる第１照射光を発する上段光線射出部と、前記上段光線射出部の下方に配置され前記第１照射角よりも小さい第２照射角で拡がる第２照射光を発する下段光線射出部と、を備える部品搭載装置。

【請求項2】

請求項１に記載の部品搭載装置において、
前記第１照射光および前記第２照射光の光軸が、水平面に対してなす角が０～２０度の範囲で上方に傾斜するように、前記上段光線射出部および前記下段光線射出部が配設されている、部品搭載装置。

【請求項3】

請求項１または２に記載の部品搭載装置において、
前記上段光線射出部は、複数の第１点光源が環状に配列された上段環状光源群からなり、
前記下段光線射出部は、前記上段環状光源群の各第１点光源の下方に隣接するように、複数の第２点光源が環状に配列された下段環状光源群からなる、部品搭載装置。

【請求項4】

請求項３に記載の部品搭載装置において、
前記ヘッドは、各々が部品を保持する複数の単位ヘッドを備え、
一つの前記第１点光源と、前記一つの前記第１点光源の下方に隣接する一つの前記第２点光源との点光源ペアに対して、近い位置にある第１単位ヘッドと、遠い位置にある第２単位ヘッドとが存在し、
一つの前記第１点光源が発する前記第１照射光の光軸は、前記第１単位ヘッドの部品保持位置を指向し、
一つの前記第２点光源が発する前記第２照射光の光軸は、前記第２単位ヘッドの部品保持位置を指向している、部品搭載装置。

【請求項5】

請求項４に記載の部品搭載装置において、
前記第１照射光が前記第１単位ヘッドに保持された部品を照射する光度と、前記第２照射光が前記第２単位ヘッドに保持された部品を照射する光度とが略同一となるように、前記第１照射角および前記第２照射角が設定されている、部品搭載装置。

【請求項6】

請求項４または５に記載の部品搭載装置において、
前記第１点光源および前記第２点光源がＬＥＤ光源からなり、
前記第１照射角および前記第２照射角は、前記ＬＥＤ光源の各々の光線出射面に配置する光学レンズの有無、もしくは前記光学レンズの集光度の相違によって設定される、部品搭載装置。

【請求項7】

請求項１または２に記載の部品搭載装置において、
前記サイド照明部は、複数の点光源が一列の環状に配列された環状光源群からなり、
前記点光源の各々の光線出射面に配置され、第１集光特性を有する第１光学面と、前記第１集光特性よりも集光度の高い第２集光特性を有する第２光学面と、を備える光学部品をさらに備え、
前記上段光線射出部は前記第１光学面に設定され、前記下段光線射出部は前記第２光学面に設定されている、部品搭載装置。

【請求項8】

請求項１～７のいずれか１項に記載の部品搭載装置において、
前記ヘッドは、環状に配列された複数の単位ヘッドを備えたロータリーヘッドである、部品搭載装置。

【請求項9】

請求項１～８のいずれか１項に記載の部品搭載装置において、
前記照明装置は、前記ヘッドの下方から当該ヘッドに保持された部品の底面に向けて照明光を照射する同軸照明部と、前記ヘッドの斜め下方から前記部品の底面周縁部に向けて照明光を照射する拡散照明部と、をさらに備える、部品搭載装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、部品を基板に搭載する部品搭載装置に関する。

【背景技術】

【0002】

部品を基板に搭載する部品搭載装置は、ヘッドの吸着ノズルに吸着された部品を下方から撮像する部品認識カメラと、前記撮像時に部品に照明光を照射する照明装置とを備える。前記照明装置としては、ヘッドの下方から吸着ノズルに吸着された部品の底面に向けて照明光を照射する同軸照明部と、部品の斜め下方から当該部品の底面周縁部に向けて照明光を照射する拡散照明部と、部品の側方から当該部品の側面に向けて照明光を照射するサイド照明部とを備えた照明装置が知られている。部品認識カメラは、これらの照明光で照らされた部品の画像を撮像し、得られた画像に基づき部品の吸着状態や部品寸法等が認識される（例えば特許文献１参照）。サイド照明部が発する照明光の反射光が作る画像は、専ら部品の底面エッジ部分の形状認識に貢献する。

【0003】

上記のサイド照明部は、多数の点光源が当該照明装置の照明中心を取り囲むように環状に配列されてなる。複数の吸着ノズルが直線上に配列されたインライン型ヘッドでは、各ノズルに吸着された部品が前記照明中心を通るようにヘッドを移動制御すれば、撮像時に部品の全ての側面に均等に照明光を照射できる。しかし、例えば複数の吸着ノズルが円周上に配置されたロータリーヘッドでは、各ノズルに吸着された部品が前記照明中心からオフセットした位置に存在する状態で、これら部品の撮像を実行せざるを得ない場合がある。この場合、サイド照明部の点光源から遠い側の部品側面の照明光度が不足し、当該部品側面の底面エッジ付近からの反射光が十分に部品認識カメラへ入射しなくなる。従って、得られた画像上で識別される部品は、実際の形状とは異なるものとなり、部品の認識精度が低下することがあった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１４－４９７０５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明の目的は、撮像する部品が照明装置の照明中心からオフセットしている場合でも、当該部品の側面にサイド照明光を均等に照射できる部品搭載装置を提供することにある。

【0006】

本発明の一局面に係る部品搭載装置は、部品を保持して基板に搭載するヘッドと、前記ヘッドが保持する部品を、当該ヘッドの下方側から撮像する撮像部と、前記ヘッドに保持された部品の側方から当該部品に照明光を照射するサイド照明部を含む照明装置と、を備え、前記サイド照明部は、前記照明光として、第１照射角で拡がる第１照射光を発する上段光線射出部と、前記上段光線射出部の下方に配置され前記第１照射角よりも小さい第２照射角で拡がる第２照射光を発する下段光線射出部と、を備える。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】図１は、本発明の実施形態に係る部品実装装置の構成を概略的に示す平面図である。

【図2】図２は、前記部品実装装置の電気的構成を示すブロック図である。

【図3】図３は、前記部品実装装置が備える照明装置の概略的な断面図である。

【図4】図４は、前記照明装置による部品の照明状況を示す図である。

【図5】図５は、従来の照明装置を用いた場合の問題点を説明するための図である。

【図6】図６は、従来の照明装置を用いた場合の問題点を説明するための図である。

【図7】図７は、本実施形態に係るサイド照明部の構成を示す図である。

【図8】図８（Ａ）は、サイド照明部の照射光の光軸の設定例を示す図、図８（Ｂ）は、前記光軸の傾きとサイド照明光の照射範囲との関係を示す図である。

【図9】図９（Ａ）～（Ｃ）は、サイド照明部の各種実施形態を示す図である。

【図10】図１０は、サイド照明部の他の実施形態を示す図である。

【図11】図１１は、照射光の指向角と光度との関係を示す図である。

【図12】図１２（Ａ）および（Ｂ）は、照射角をもつ照射光および平行光で部品を照射したときの、反射光の部品認識カメラへの入射状況を各々示す図である。

【図13】図１３（Ａ）および（Ｂ）は、照射角をもつ照射光および平行光で部品を照射したときの、反射光の部品認識カメラへの入射状況を各々示す図である。

【図14】図１４（Ａ）および（Ｂ）は、部品認識カメラがエリアセンサである場合のサイド照明光の照射状況を示す図である。

【図15】図１５（Ａ）および（Ｂ）は、部品認識カメラがラインセンサである場合のサイド照明光の照射状況を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、本発明の実施形態を、図面に基づいて詳細に説明する。本実施形態では、本発明に係る部品搭載装置が、プリント基板に電子部品を実装する部品実装装置に適用される例を示す。電子部品は、例えばチップ抵抗やチップコンデンサ等のチップ部品、ボールバンプ部品、ＩＣ等のパッケージ型の部品である。本発明は、部品実装装置に限定されるものではなく、各種の部品を様々な基板に搭載する装置に適用可能である。

【0009】

［部品実装装置の全体構造］
図１は、部品実装装置１の概略構成を示す平面図である。部品実装装置１は、各種の電子部品６を基板Ｐに実装して回路基板を生産する装置である。なお、図１のＸ方向は基板Ｐの搬送方向、Ｙ方向はＸ方向と水平面内で直交する方向、Ｚ方向は、Ｘ、Ｙ方向と直交する方向を示す。部品実装装置１は、基台１０、基板搬送部２、部品供給部３、ヘッドユニット４、基板認識カメラ５、照明装置８および部品認識カメラ１１（撮像部）を含む。

【0010】

基台１０は、平面視で長方形状を有し、上面が平坦な基台であって、基板搬送部２および部品供給部３が組付けられている。基板搬送部２は、電子部品６が実装される基板Ｐを搬送する。基板搬送部２は、基台１０上において、基板Ｐを左右方向（Ｘ方向）へ搬送する一対のコンベア２１、２２を有している。コンベア２１、２２は、基板Ｐを右側から部品実装装置１の機内に搬入し、所定の作業位置、ここでは図１に示す基板Ｐの位置まで左方へ搬送して一旦停止させる。この作業位置において、電子部品６が基板Ｐに実装される。実装作業後、コンベア２１、２２は基板Ｐを左側へ搬送し、部品実装装置１の機外へ搬出する。

【0011】

部品供給部３は、基板Ｐへ実装される電子部品６を供給する。部品供給部３は、基板搬送部２の前後方向（Ｙ方向）に各々配置されている。前後方向の一方の部品供給部３は、左右方向に配列された複数のテープフィーダ３１を備えている。各テープフィーダ３１は、チップ部品６１などの電子部品６を所定間隔で収容したテープが巻回されたリールを保持している。テープフィーダ３１は、前記リールからテープを間欠的に繰り出し、フィーダ先端の部品供給位置にチップ部品６１を供給する。前後方向の他方の部品供給部３は、複数のトレイ部品６２を保持したトレイ部品供給機３２を備えている。

【0012】

ヘッドユニット４は、部品供給部３からチップ部品６１またはトレイ部品６２などの電子部品６を取り出し、これらを基板Ｐに実装する。ヘッドユニット４は、基台１０の上空にＸＹ方向に移動可能に配置され、部品供給部３から電子部品６を取り出し、前記作業位置において電子部品６を基板Ｐの所定位置に実装する。基台１０の上方には、Ｘ方向に延びる支持ビーム２３が架設されている。ヘッドユニット４は、支持ビーム２３に固定されたＸ軸固定レール２４に対して移動可能に支持されている。

【0013】

ヘッドユニット４は、複数の単位ヘッド４１が環状に配列されたロータリーヘッド４０を備える。ロータリーヘッド４０は、Ｚ方向に延びる中心軸の軸回りに回転可能である。単位ヘッド４１は、昇降および自身の中心軸回りの回転が可能である。単位ヘッド４１の各々の下端には、吸着ノズル４２（図３参照）が装着されている。吸着ノズル４２は、電子部品６を吸着して保持し、これを基板Ｐの表面に搭載することが可能である。

【0014】

支持ビーム２３は、Ｙ方向に延びるＹ軸固定レール２５に支持され、このＹ軸固定レール２５に沿ってＹ方向に移動可能である。Ｘ軸固定レール２４に対して、Ｘ軸サーボモータ２６およびボールねじ軸２７が配置されている。Ｙ軸固定レール２５に対して、Ｙ軸サーボモータ２８およびボールねじ軸２９が配置されている。ヘッドユニット４は、Ｘ軸サーボモータ２６によるボールねじ軸２７の回転駆動によってＸ方向に移動し、Ｙ軸サーボモータ２８によるボールねじ軸２９の回転駆動によってＹ方向に移動する。

【0015】

基板認識カメラ５は、ヘッドユニット４の側部に搭載されている。基板認識カメラ５は、コンベア２１、２２により前記作業位置に搬入された基板Ｐの表面に付設されている各種マークを撮像する。図１では、前記マークの一例として、矩形の基板Ｐの対角線上に付設された一対のフィデューシャルマークＦＭを示している。フィデューシャルマークＦＭは、搬入された基板Ｐの前記作業位置の原点座標に対する位置ズレ量を検知するためのマークである。

【0016】

部品認識カメラ１１は、基台１０に組み込まれており、基台１０の上方を撮像視野とするカメラである。部品認識カメラ１１は、吸着ノズル４２による電子部品６の吸着状態を画像認識するために、吸着ノズル４２に保持された電子部品６をロータリーヘッド４０の下方側から撮像する。照明装置８は、部品認識カメラ１１の上方に配置され、部品認識カメラ１１による撮像の際に、電子部品６に照明光を照射する。照明装置８および部品認識カメラ１１は、コンベア２１、２２を挟んで基台１０の前後に各々配置されている。照明装置８の構造については、図３に基づき後述する。

【0017】

［部品実装装置の電気的構成］
続いて、部品実装装置１の制御構成について説明する。図２は、部品実装装置１の電気的構成を示すブロック図である。部品実装装置１は、基台１０の内部もしくは機外に配置される制御装置７を備える。制御装置７は、所定のプログラムが実行されることで、上述の部品実装装置１が備える各部の動作を制御する。なお、図２のブロック図には、図１では記載が省かれたヘッド駆動モータ４Ｍが記載されている。

【0018】

ヘッド駆動モータ４Ｍは、ヘッドユニット４が備える各種駆動軸を駆動するモータ群である。ヘッド駆動モータ４Ｍは、ロータリーヘッド４０を軸回りに回転させるＮ軸サーボモータ、単位ヘッド４１および吸着ノズル４２を軸回りに回転させるＲ軸サーボモータ、単位ヘッド４１を昇降させるＺ軸リニアモータ、吸着ノズル４２への負圧供給用のＶ軸リニアモータなどを含む。

【0019】

制御装置７は、撮像制御部７１、画像処理部７２、照明制御部７３、軸制御部７４、主制御部７５および記憶部７６を機能的に備えている。撮像制御部７１は、基板認識カメラ５および部品認識カメラ１１の他、部品実装装置１に備えられている各種カメラの撮像動作を制御する。例えば撮像制御部７１は、これらカメラに撮像動作を行わせるタイミングを指定する制御信号を与える。

【0020】

画像処理部７２は、基板認識カメラ５および部品認識カメラ１１により取得された画像データに対してエッジ検出処理、特徴量抽出を伴うパターン認識処理などの画像処理技術を適用して、当該画像から各種の情報を抽出する。具体的には、画像処理部７２は、基板認識カメラ５が取得した画像データに基づき、フィデューシャルマークＦＭの位置を特定する処理を行う。また、画像処理部７２は、部品認識カメラ１１が取得した画像データに基づき、吸着ノズル４２に保持された電子部品６の形状、吸着姿勢、吸着漏れなどを特定する処理を行う。

【0021】

照明制御部７３は、照明装置８の点灯動作を制御する。照明制御部７３は、部品認識カメラ１１が撮像動作を行うタイミングにおいて、所定の光度で電子部品６に照明光を照射するように、照明装置８を制御する。

【0022】

軸制御部７４は、Ｘ軸サーボモータ２６およびＹ軸サーボモータ２８を制御することによって、ヘッドユニット４のＸＹ方向の移動動作を制御する。また、軸制御部７４は、ヘッドユニット４が備えるヘッド駆動モータ４Ｍを制御することによって、ロータリーヘッド４０の回転動作、単位ヘッド４１および吸着ノズル４２の回転動作、昇降動作などを制御する。

【0023】

主制御部７５は、部品実装装置１に対する各種の動作を統括的に制御する。例えば、主制御部７５は、撮像制御部７１、画像処理部７２、照明制御部７３および軸制御部７４に制御信号を与え、画像を撮像する動作、画像データに画像処理を行わせる動作、照明装置８を点灯させる動作、ヘッドユニット４を駆動させる動作を実行させる。記憶部７６は、基板Ｐや電子部品６に関する各種の情報、部品実装装置１に関する各種の設定値やパラメータ、制御データ、動作プログラム等を記憶する。

【0024】

［照明装置の構造］
続いて、照明装置８の詳細構造を説明する。図３は、照明装置８の概略的な断面図である。照明装置８の下方には部品認識カメラ１１が配置されている。電子部品６を保持したロータリーヘッド４０は、照明装置８の上方を通過するルートで、基板Ｐの部品搭載位置へ移動する。図３では、ロータリーヘッド４０が８本の単位ヘッド４１を備え、これら単位ヘッド４１の下端に装着された吸着ノズル４２の各々に、電子部品６が吸着されている状態を示している。

【0025】

照明装置８は、ハウジング８０と、このハウジング８０の内部に配置された同軸照明部８１、拡散照明部８２およびサイド照明部８３とを含む。ハウジング８０は、部品認識カメラ１１の撮像光軸１１Ａを通過させる中空部を備えた筒形状を有する。ハウジング８０の中心軸は、当該照明装置８の発する照明光の照明中心８Ｃである。照明中心８Ｃに撮像光軸１１Ａが一致するように、部品認識カメラ１１が配置されている。

【0026】

ハウジング８０は、上面の開口８０１、大径部８０２、傾斜部８０３および小径部８０４を含む。開口８０１は、照明装置８から電子部品６に照明光を照射するための開口であり、且つ、前記照明光の電子部品６からの反射光を部品認識カメラ１１に導入するための開口である。大径部８０２は、開口８０１を区画する開口面積の大きい部分である。傾斜部８０３は、大径部８０２の下端に連なり、下方に向かって開口面積が徐々に小さくなる部分である。小径部８０４は、傾斜部８０３の下端に連なる、開口面積の小さい部分である。

【0027】

同軸照明部８１は、ＬＥＤ等の多数の点光源群で構成され、撮像光軸１１Ａと同軸方向から開口８０１の上方に向けて同軸照明光を射出する。同軸照明部８１は、ハウジング８０の小径部８０４の内壁に配設されている。同軸照明部８１は、撮像光軸１１Ａに対して傾斜した状態で小径部８０４内に配置されたハーフミラー８０５を介して、開口８０１上のロータリーヘッド４０の鉛直下方から、吸着ノズル４２に保持された電子部品６の底面に向けて同軸照明光を照射する。

【0028】

拡散照明部８２は、ＬＥＤ等の多数の点光源群で構成され、斜め上方向に開口８０１へ向かう拡散照明光を射出する。拡散照明部８２は、照明中心８Ｃを取り囲むように、傾斜部８０３の内壁に配設されている。拡散照明部８２は、開口８０１上のロータリーヘッド４０の斜め下方から、吸着ノズル４２に保持された電子部品６の底面周縁部に向けて拡散照明光を照射する。

【0029】

サイド照明部８３は、ＬＥＤ等の多数の点光源群で構成され、水平に近い斜め上方向に開口８０１へ向かうサイド照明光を射出する。サイド照明部８３は、照明中心８Ｃを取り囲むように、大径部８０２の内壁に配設されている。サイド照明部８３は、開口８０１上のロータリーヘッド４０のほぼ側方から、吸着ノズル４２に保持された電子部品６の側面に向けてサイド照明光を照射する。

【0030】

サイド照明部８３は、上下二段の点光源群である、上段環状光源群８４（上段光線照射部）および下段環状光源群８５（下段光線照射部）によって構成されている。上段環状光源群８４は、複数の上段点光源８４Ａ（第１点光源）が、大径部８０２の開口８０１に近い内壁に環状に一列で配列されてなる。下段環状光源群８５は、上段環状光源群８４の一段下に配置される光源群であって、複数の下段点光源８５Ａ（第２点光源）が、環状に一列で配列されてなる。下段点光源８５Ａは、上段点光源８４Ａの下方に隣接するように、大径部８０２の内壁に配設されている。後記で詳述するが、本実施形態では、サイド照明部８３を上段環状光源群８４と下段環状光源群８５との上下二段で構成し、それぞれに異なる照射角をもつ照射光を射出させる。これにより、開口８０１上のどの位置に電子部品６が存在していても、当該部品の側面全体に均等にサイド照明光を照射できる。

【0031】

図４は、上述の同軸照明光、拡散照明光およびサイド照明光による電子部品６の照明状況を示す図である。ここでは、次述の比較例の説明を考慮して、従来の照明装置８００による照明状況を示す。照明装置８００は、図３に示した本実施形態の照明装置８と同様に同軸照明部８１、拡散照明部８２およびサイド照明部８３０を備えるが、サイド照明部８３０は同じ照射角の照射光Ｓ０を射出する複数の点光源８３０Ａが環状に一列で配列されてなる構成である点で、本実施形態と相違する。

【0032】

図４では、吸着ノズル４２で保持された電子部品６が、照明中心８Ｃの位置で照明光の照射および撮像が為される例を示している。例えば、インライン型ヘッドでは、照明中心８Ｃでの電子部品６の撮像が可能である。電子部品６としてはチップ部品が例示されており、当該電子部品６は平坦な底面６０１と、底面６０１に対して垂直な側面６０２と、底面６０１のエッジと側面６０２の下端とを繋ぐＲ面６０３とを備えた略直方体の形状を有している。

【0033】

同軸照明部８１から射出される同軸照明光は、吸着ノズル４２で保持された電子部品６の真下から、当該電子部品６の底面６０１に向けて射出される。ここでは底面６０１が撮像光軸１１Ａと直交する平面であるので、同軸照明光の反射光のうち、部品認識カメラ１１に入射するのは、底面６０１からの正反射光である。従って、図４の（ａ）ブロックに示すように、底面６０１に対応する第１領域ＬＡの光像が部品認識カメラ１１で撮像される。なお、前記ブロックの左図は電子部品６の側面図、右図は画像として観測される部品底面である。

【0034】

拡散照明部８２から射出される拡散照明光は、電子部品６の斜め下方から当該電子部品６のＲ面６０３に向けて射出される。拡散照明光の光軸の撮像光軸１１Ａに対する傾き角は、例えば４５度である。拡散照明光の反射光のうち、部品認識カメラ１１に入射するのは、Ｒ面６０３の底面６０１に近い領域、並びに、底面６０１の外周縁付近に対応する部分からの反射光である。従って、図４の（ｂ）ブロックに示すように、Ｒ面６０３の底面６０１に近い領域、並びに、底面６０１の外周エッジ付近に対応する第２領域ＬＢの光像が部品認識カメラ１１で撮像される。

【0035】

サイド照明部８３０から射出されるサイド照明光は、電子部品６のほぼ真横から当該電子部品６の側面６０２に向けて射出される。サイド照明光の反射光のうち、部品認識カメラ１１に入射するのは、側面６０２の下端付近およびＲ面６０３の側面６０２に近い領域に対応する反射光である。従って、図４の（ｃ）ブロックに示すように、側面６０２の下端付近およびＲ面６０３の側面６０２に近い領域に対応する第３領域ＬＣの光像が部品認識カメラ１１で撮像される。

【0036】

サイド照明光は、電子部品６の外周部を光らせる照明光となる。サイド照明光が電子部品６に照射されない場合、第３領域ＬＣの光像が撮像されないことから、画像上で認識される電子部品６の寸法が、実寸法よりも小さく観測されてしまう。この場合、電子部品６の認識精度が低下する。従って、電子部品６の実寸法通りの画像を取得するためには、サイド照明光の照射が不可欠となる。

【0037】

［従来の照明装置の問題点］
続いて、従来の照明装置８００を用いた場合の部品認識の問題点について説明する。電子部品６が照明装置８００の照明中心８Ｃの位置で撮像される場合は、上述の通り特に問題は生じない。しかし、例えばロータリーヘッド４０を用いた場合等、電子部品６を照明中心８Ｃの位置で撮像するのが困難な場合、従来の照明装置８００での照明では正確な部品認識を行えないことがある。この点を図５および図６に基づいて説明する。

【0038】

図５は、従来の照明装置８００で、ロータリーヘッド４０の一つの吸着ノズル４２Ａに保持された電子部品６Ａと、吸着ノズル４２Ａと対極に配置された吸着ノズル４２Ｂに保持された電子部品６Ｂとに、照明光が照射されている状態を示している。ロータリーヘッド４０の場合、複数の単位ヘッド４１が円周上に配列されることから、各吸着ノズル４２で保持された電子部品６は、照明中心８Ｃからオフセットした位置でサイド照明光の照射を受けることになる。このため、電子部品６のサイド照明部８３０に近い側面へのサイド照明光の照射量が多くなる一方、サイド照明部８３０から遠い側面については照射量が小さくなる傾向が出る。

【0039】

図５には、照明中心８Ｃから左方にオフセットしている吸着ノズル４２Ａに吸着された電子部品６Ａと、右方にオフセットしている吸着ノズル４２Ｂに吸着された電子部品６Ｂとが示されている。吸着ノズル４２Ａ、４２Ｂは、ロータリーヘッド４０において対極に位置しているノズルである。左方の電子部品６Ａは、専らサイド照明部８３０の左方の点光源８３０Ａからサイド照明光の照射を受ける。電子部品６Ａの点光源８３０Ａに近い側面６０２Ａは、多くのサイド照明光が届くので照射量が多くなるが、点光源８３０Ａから遠い側面６０２Ｂには、点光源８３０Ａのサイド照明光が届かない。反対側の右方の点光源８３０Ｂのサイド照明光も、オフセット分だけ距離が遠いので十分に側面６０２Ｂに届かない。従って、当該側面６０２Ｂに対するサイド照明光の照射量が不足する。

【0040】

この結果、電子部品６Ａに対するサイド照明光の照射状態は、左方の側面６０２Ａに偏ったものとなる。このため、電子部品６Ａについて撮像される画像Ｌ１１には、右方の側面６０２Ｂの部分が反映されない。従って、電子部品６Ａの実寸法ｄ１よりも、側面６０２Ｂの部分が光らないことに伴う減少分Δｄ１だけ小さい計測寸法ｄ１１が、画像処理で導出されてしまう。また、画像Ｌ１１は、左方の側面６０２Ａから右方の側面６０２Ｂに向けて幅が縮小するテーパ形状を有しており、電子部品６Ａがそのような部品形状と識別されてしまう。

【0041】

同様に、右方の電子部品６Ｂは、専ら右方の点光源８３０Ｂからサイド照明光の照射を受ける。電子部品６Ｂの点光源８３０Ｂに近い側面６０２Ｂにはサイド照明光が届くが、点光源８３０Ｂから遠い側面６０２Ａにはサイド照明光が届かない。反対側の左方の点光源８３０Ａのサイド照明光も、オフセット分だけ距離が遠いので十分に側面６０２Ａに届かないことから、電子部品６Ｂについては側面６０２Ａに対するサイド照明光の照射量が不足する。このため、電子部品６Ｂについて撮像される画像Ｌ１２には、左方の側面６０２Ａの部分が反映されない。従って、電子部品６Ｂの実寸法ｄ２よりも、側面６０２Ａの部分が光らないことに伴う減少分Δｄ２だけ小さい計測寸法ｄ１２が、画像処理で導出される。また、画像Ｌ１２は、右方の側面６０２Ｂから左方の側面６０２Ａに向けて幅が縮小するテーパ形状を有しており、電子部品６Ｂがそのような部品形状と識別されてしまう。

【0042】

以上のような画像Ｌ１１、Ｌ１２に基づいて電子部品６Ａ、６Ｂの部品認識が行われると、認識精度が低下する。具体的には、側面６０２Ａ、６０２Ｂ間の部品幅がΔｄ１、Δｄ２分だけ小さく求められるので、部品サイズの計測が不正確となる。また、部品実装の際に参照される部品中心位置の計測結果も不正確となる。さらに、部品形状も正確に識別されないので、部品吸着姿勢の評価が正確に行えない場合も生じ得る。

【0043】

図６は、図５に示した問題の解消を企図した従来例を示す図である。図６の例では、ヘッドがロータリーヘッド４０である場合には、あえてサイド照明光を照射せずに部品撮像を行う。すなわち、同軸照明部８１および拡散照明部８２を点灯させ、部品に同軸照明光および拡散照明光は照射するが、サイド照明部８３０は消灯した状態で、部品認識カメラ１１による撮像を行う。

【0044】

この場合、左方の吸着ノズル４２Ａに吸着された電子部品６Ａについて取得される画像Ｌ２１は、サイド照明光が省かれていることから、当該電子部品６Ａの実寸法ｄ３よりも全体的に小さい計測寸法ｄ１３が、画像処理で導出されることになる。同様に、右方の吸着ノズル４２Ｂに吸着された電子部品６Ｂについて取得される画像Ｌ２２も、当該電子部品６Ｂの実寸法ｄ４よりも全体的に小さい計測寸法ｄ１４が、画像処理で導出される。

【0045】

図６の従来例では、サイド照明光が偏って照射されることを回避し、電子部品６Ａ、６Ｂが実寸法ｄ３、ｄ４よりも全体的に小さい計測寸法ｄ１３、ｄ１４が導出されることを見越して部品認識を行っている。すなわち、画像Ｌ２１、Ｌ２２は、実際の部品形状と相似であって、図５の例のように形状変形は生じない。そして、実寸法ｄ３、ｄ４と計測寸法ｄ１３、ｄ１４との乖離度合いを実験的に求め、乖離を埋める補正係数を予め設定しておく。電子部品６Ａ、６Ｂの認識に当たっては、計測寸法ｄ１３、ｄ１４に前記補正係数を乗じる補正計算により、実寸法ｄ３、ｄ４の近似寸法を得る。

【0046】

図６の従来例によれば、ある程度は部品認識精度を上げることができる。しかし、サイド照明光の照射を省いていることから、実際に電子部品６Ａ、６Ｂの外周部を光らせておらず、精度向上には限界がある。また、部品認識毎に補正計算が必要であることから、制御装置７の処理負荷を高める不具合がある。本実施形態では、図５および図６の従来例が抱える問題点を解消できる照明装置８を提供する。

【0047】

［実施形態に係るサイド照明部］
図７は、本実施形態に係るサイド照明部８３の構成を示す図である。サイド照明部８３は、既述の通り、上段環状光源群８４および下段環状光源群８５を備える。上段環状光源群８４および下段環状光源群８５は、それぞれ複数の点光源が照明中心８Ｃを中心として一列の環状に配列されてなる。図７では、前記複数の点光源のうち、上段環状光源群８４のものとして１８０度の対向関係にある点光源８４Ａ、８４Ｂ（第１点光源）を、下段環状光源群８５のものとして点光源８５Ａ、８５Ｂ（第２点光源）を示している。

【0048】

上段環状光源群８４が備える点光源８４Ａ、８４Ｂの各々は、第１照射角Ｒ１で拡がる第１照射光Ｓ１を発する。下段環状光源群８５が備える点光源８５Ａ、８５Ｂの各々は、第２照射角Ｒ２で拡がる第２照射光Ｓ２を発する。第２照射角Ｒ２は、第１照射光Ｓ１よりも小さい照射角（Ｒ１＞Ｒ２）である。ロータリーヘッド４０における吸着ノズル４２の配列円周径、ハウジング８０の開口８０１や大径部８０２のサイズにも依るが、例えばＲ２は、Ｒ１の１／４～３／４程度の範囲から選択できる。図７では、Ｒ２がＲ１の１／２程度である例を示している。

【0049】

第１照射光Ｓ１は第１光軸ＡＸ１を、第２照射光Ｓ２は第２光軸ＡＸ２を、それぞれ有している。ここで、照明中心８Ｃに対して左側にオフセットしている吸着ノズル４２Ａに近い位置にある上下二段の点光源８４Ａ、８５Ａを第１点光源ペアＰＡとし、右側にオフセットしている吸着ノズル４２Ｂに近い位置にある上下二段の点光源８４Ｂ、８５Ｂを第２点光源ペアＰＢと称呼する。第１点光源ペアＰＡから見て、左方の吸着ノズル４２Ａ（第１単位ヘッド）は近い位置にあり、右方の吸着ノズル４２Ｂ（第２単位ヘッド）は遠い位置にある。一方、第２点光源ペアＰＢから見ると、右方の吸着ノズル４２Ｂ（第１単位ヘッド）が近い位置にあり、左方の吸着ノズル４２Ａ（第２単位ヘッド）が遠い位置にある。

【0050】

第１点光源ペアＰＡにおいて、上段点光源８４Ａが発する第１照射光Ｓ１の第１光軸ＡＸ１は、吸着ノズル４２Ａの部品保持位置を指向している。つまり、第１光軸ＡＸ１は、近い側の吸着ノズル４２Ａで保持される電子部品６Ａの外側面を指向している。一方、下段点光源８５Ａが発する第２照射光Ｓ２の第２光軸ＡＸ２は、吸着ノズル４２Ｂの部品保持位置を指向している。すなわち、第２光軸ＡＸ２は、遠い側の吸着ノズル４２Ｂで保持される電子部品６Ｂの内側面を指向している。なお、電子部品６Ａ，６Ｂの「内側面」は照明中心８Ｃに向いた側面、「外側面」はその反対側の側面である。

【0051】

これに対し、第２点光源ペアＰＢにおいては、上段点光源８４Ｂが発する第１照射光Ｓ１の第１光軸ＡＸ１は、近い側の吸着ノズル４２Ｂで保持される電子部品６Ｂの外側面を指向している。一方、下段点光源８５Ｂが発する第２照射光Ｓ２の第２光軸ＡＸ２は、遠い側の吸着ノズル４２Ａで保持される電子部品６Ａの内側面を指向している。

【0052】

なお、二つの吸着ノズル４２Ａ、４２Ｂで、異なる部品高さの電子部品６を吸着する場合、つまり部品底面の高さが異なる場合が有る。これに対応できるよう、部品認識カメラ１１の被写界深度Ｄｆの範囲に収まるように、吸着ノズル４２Ａ、４２Ｂは電子部品を保持する。第１光軸ＡＸ１および第２光軸ＡＸ２は、吸着ノズル４２Ａ、４２ＢのＸＹ位置と、被写界深度Ｄｆの範囲とが重なる位置を指向しているとも言える。

【0053】

上記の通りに第１光軸ＡＸ１および第２光軸ＡＸ２が指向しているので、左方の電子部品６Ａの外側面には、第１点光源ペアＰＡの上段点光源８４Ａの第１照射光Ｓ１が照射され、内側面には第２点光源ペアＰＢの下段点光源８５Ｂの第２照射光Ｓ２が照射される。もちろん、サイド照明部８３が備える図示していない他の点光源ペアの照射光も照射されるが、説明の簡略化のため、ここでは点光源ペアＰＡ、ＰＢだけを考慮している。第１照射光Ｓ１および第２照射光Ｓ２の照射により、電子部品６Ａの側面全体に満遍なくサイド照明光が行き渡る。このため、部品認識カメラ１１で撮像を行うと、サイド照明光の反射光に基づく電子部品６Ａの外周部の画像Ｌ１が良好に観測されるようになる。従って、電子部品６Ａの実寸法ｄＡに応じた計測寸法を、部品認識カメラ１１が撮像した画像より取得することができる。

【0054】

同様に、右方の電子部品６Ｂの外側面には、第２点光源ペアＰＢの上段点光源８４Ｂの第１照射光Ｓ１が照射され、内側面には第１点光源ペアＰＡの下段点光源８５Ａの第２照射光Ｓ２が照射される。これらの照射により、電子部品６Ｂの側面全体に満遍なくサイド照明光が行き渡り、サイド照明光の反射光に基づく電子部品６Ｂの外周部の画像Ｌ２が良好に観測されるようになる。従って、電子部品６Ｂの実寸法ｄＢに応じた計測寸法を取得することができる。

【0055】

図８（Ａ）は、第１照射光Ｓ１の第１光軸ＡＸ１および第２照射光Ｓ２の第２光軸ＡＸ２の傾きの設定例を示す図である。サイド照明光は、図４で説明した通り電子部品６の側面６０２の下端付近の第３領域ＬＣを光らせる照明であることから、第１光軸ＡＸ１および第２光軸ＡＸ２は水平に近い方が望ましい。但し、ハウジング８０上を通過する電子部品６に対して、開口８０１を通して照明光を照射する必要があるので、ある程度は第１光軸ＡＸ１および第２光軸ＡＸ２を上方に傾斜させることが望ましい。

【0056】

上記に鑑み、第１光軸ＡＸ１が水平面ＨＳに対してなす角θ１、並びに第２光軸ＡＸ２が水平面ＨＳに対してなす角θ２は、０～２０度の範囲で上方に傾斜するように設定されることが望ましい。なお、図８（Ａ）では、θ１とθ２との関係がθ１≒θ２であるように描かれているが、これは一例であり、θ１＜θ２あるいはθ１＞θ２であっても良い。図８（Ａ）の例では、上段点光源８４Ａの第１光軸ＡＸ１のθ１は、当該上段点光源８４Ａのハウジング８０への取り付け位置と、照射ターゲット位置である左方の吸着ノズル４２Ａの部品吸着位置とによって定められる。一方、下段点光源８５Ａの第２光軸ＡＸ２のθ２は、当該下段点光源８５Ａのハウジング８０への取り付け位置と、右方の吸着ノズル４２Ｂの部品吸着位置とによって定められる。

【0057】

図８（Ｂ）は、光軸ＡＸ１、ＡＸ２の傾きと、照明装置８の全照明光による電子部品６の照射範囲との関係の測定例を示す図である。この測定例では、θ１＝θ２＝１０度に設定した場合、電子部品６の底面６０１からＲ面６０３を経て側面６０２に至る全領域（１００％）のうち、９９．６％の領域に照明光が照射された。θ１＝θ２＝２０度でも、９８．３％の領域に照明光が照射された。これに対し、θ１＝θ２＝３０度とすると、９６．２％の領域にしか照明光が照射されず、実寸法に対する縮小率が大きくなることが判明した。従って、θ１＝θ２＝０～２０度に範囲で設定すれば、Ｒ面６０３の側面６０２に近い領域を光らせ、その反射光を良好に部品認識カメラ１１へ入射させることができる。これにより、電子部品６の画像認識精度を高めることができる。

【0058】

［照射角設定の具体的構成例］
続いて、第１照射光Ｓ１の第１照射角Ｒ１および第２照射光Ｓ２の第２照射角Ｒ２の具体的設定例について説明する。照射角は、上段環状光源群８４および下段環状光源群８５が備える点光源の各々の光線出射面に光学レンズを配置するか否か、もしくは前記光学レンズの集光度の相違によって設定することが可能である。

【0059】

図９（Ａ）～（Ｃ）は、サイド照明部８３の各種実施形態を示す図である。ここでは、上段点光源８４Ａ（第１点光源）および下段点光源８５Ａ（第２点光源）として、上段ＬＥＤ光源８６および下段ＬＥＤ光源８７が用いられる例を示す。ＬＥＤ光源８６、８７としては、例えばフレキシブルなテープ基板上に多数のＬＥＤチップがライン上に配列されたテープ型光源を用いることができる。

【0060】

図９（Ａ）には、上段ＬＥＤ光源８６としてレンズ無しＬＥＤが、下段ＬＥＤ光源８７として一体型集光レンズ９１付きのＬＥＤが、各々用いられている例を示している。つまり、下段ＬＥＤ光源８７の光線出射面だけに集光用の光学レンズが配置される例が示されている。上段ＬＥＤ光源８６は、レンズ無しＬＥＤの本来の光線照射角が第１照射角Ｒ１となる第１照射光Ｓ１を射出する。一方、下段ＬＥＤ光源８７は、集光レンズ９１で第１照射角Ｒ１よりも絞られた第２照射角Ｒ２の第２照射光Ｓ２を射出する。

【0061】

図９（Ｂ）も図９（Ａ）と同様な例であり、下段ＬＥＤ光源８７の光線出射面だけに、例えばアクリル樹脂で成形された後付けの集光レンズ９２が配置される例を示している。集光レンズ９２により、第１照射角Ｒ１よりも絞られた第２照射角Ｒ２で第２照射光Ｓ２が射出される。

【0062】

図９（Ｃ）は、上段ＬＥＤ光源８６および下段ＬＥＤ光源８７の光線出射面の双方に、集光効果を持つ後付けのレンズを配置する例である。ここでは、アクリル樹脂で成形されたレンズユニット９３を例示している。レンズユニット９３は、上段ＬＥＤ光源８６の光線出射面に配置される第１集光部９３１と、下段ＬＥＤ光源８７の光線出射面に配置される第２集光部９３２とを備える。第１集光部９３１および第２集光部９３２は、共に集光機能を持つ凸レンズを有するが、第１集光部９３１の方が第２集光部９３２よりも集光度の小さい凸レンズである。第１集光部９３１により所要の第１照射角Ｒ１をもつ第１照射光Ｓ１が、第２集光部９３２により所要の第２照射角Ｒ２をもつ第２照射光Ｓ２が、それぞれ作られる。

【0063】

図１０は、サイド照明部８３の他の実施形態を示す図である。ここでは、一列に配列された点光源を共用して、上段光線照射部および下段光線照射部が構成される例を示す。図１０の例におけるサイド照明部８３は、複数の点光源としてのＬＥＤ光源８８が一列の環状に配列された環状光源群だけを有する。ＬＥＤ光源８８の各々の光線出射面には、光学部品９４が配置されている。

【0064】

光学部品９４は、所定の第１集光特性を有する第１光学面９４１（上段光線照射部）と、前記第１集光特性よりも集光度の高い第２集光特性を有する第２光学面９４２（下段光線照射部）とを備える。第１光学面９４１は、実質的に集光機能を持たない平面からなる。第２光学面９４２は、第１光学面９４１の下端に連設された、集光機能を発揮する凸曲面を有する面である。ＬＥＤ光源８８が発する光の一部は、第１光学面９４１から射出され、他の一部は、第２光学面９４２から射出される。

【0065】

第１光学面９４１は、近端側の吸着ノズル４２Ａに保持された電子部品６Ａを照射する第１照射光Ｓ１を射出する。第２光学面９４２は、その凸曲面により、第１照射光Ｓ１よりも絞られた照射角の第２照射光Ｓ２を射出し、遠端側の吸着ノズル４２Ｂに保持された電子部品６Ｂを照射する。図１０の例によれば、サイド照明部８３の上段光線射出部用および下段光線射出部用として各々に点光源を配置せずとも、一つのＬＥＤ光源８８を用いて第１照射光Ｓ１および第２照射光Ｓ２を射出させることができる。すなわち、光学部品９４でＬＥＤ光源８８が発する光線を分光させ、第１光学面９４１から第１照射光Ｓ１を、第２光学面９４２から第２照射光Ｓ２を各々射出させることができる。

【0066】

［光度の調整例］
ロータリーヘッド４０の各吸着ノズル４２Ａ、４２Ｂ・・・に保持される電子部品６Ａ、６Ｂ・・・は、認識精度を高めるためには、それぞれ同じ光度で照明されることが望ましい。具体的には、図７に示す本実施形態のサイド照明部８３において、上段点光源８４Ａの第１照射光Ｓ１が近端側の吸着ノズル４２Ａ（第１単位ヘッド）に保持された電子部品６Ａを照射する光度と、下段点光源８５Ａの第２照射光Ｓ２が遠端側の吸着ノズル４２Ｂ（第２単位ヘッド）に保持された電子部品６Ｂを照射する光度とが略同一であることが望ましい。換言すると、そのような照射光度をもつように、第１照射角Ｒ１および第２照射角Ｒ２が設定されていることが望ましい。

【0067】

図１１（Ａ）および（Ｂ）は、照射光の指向角と光度との関係を示す図である。ここでは、点光源として、図９（Ａ）に示したレンズ無しの上段ＬＥＤ光源８６と、一体型集光レンズ９１付きの下段ＬＥＤ光源８７とを例示している。図１１（Ａ）には、上段ＬＥＤ光源８６が指向角Ｅ１で第１照射光Ｓ１を照射している状態が、図１１（Ｂ）には、下段ＬＥＤ光源８７が指向角Ｅ２（Ｅ１＞Ｅ２）で第２照射光Ｓ２を照射している状態が、それぞれ示されている。なお、指向角は、照射光の光軸上の明るさから５０％の明るさになる角度であり、単純に照射光の拡がりを示す上掲の照射角Ｒ１、Ｒ２とは異なる。

【0068】

照射光の全光束が同一且つ指向角が同一である場合、光源から照射対象物までの距離ＬＷＤと、光の強さを示す光度とは反比例する。具体的には、上段ＬＥＤ光源８６から距離ＬＷＤ１の位置の光度をＣｄ１とすると、上段ＬＥＤ光源８６からＬＷＤ１の２倍の距離ＬＷＤ２の位置の光度Ｃｄ２は、Ｃｄ１の１／２になる。図１１（Ｂ）の集光レンズ９１が、第２照射光Ｓ２の指向角Ｅ２を第１照射光Ｓ１の指向角Ｅ１の１／２にするレンズであるとする。全光束が同一で指向角が１／２であると、距離ＬＷＤ１の２倍である距離ＬＷＤ２の位置の光度Ｃｄ３は、光度Ｃｄ１と同一になる。

【0069】

上段ＬＥＤ光源８６および下段ＬＥＤ光源８７が、全光束が同一で上述の指向角Ｅ１、Ｅ２をもつ場合を想定する。この場合、距離ＬＷＤ１の位置に吸着ノズル４２Ａに保持された電子部品６Ａが、距離ＬＷＤ２の位置に吸着ノズル４２Ｂに保持された電子部品６Ｂが、それぞれ撮像時に位置する配置とすれば良い。これにより、吸着ノズル４２Ａ、４２Ｂに各々保持された電子部品６Ａ、６Ｂの側面に、光度が略同一のサイド照明光を照射することができる。

【0070】

なお、照射光Ｓ１、Ｓ２のように、距離に比例して拡散する照射光ではなく、平行光にコリメートされた照射光を用いることも考えられる。コリメート光であれば、距離ＬＷＤが異なる電子部品６Ａ、６Ｂに対する照射光を、同じ光度にすることは可能である。しかし、電子部品６Ａ、６Ｂは平面体ではなく立体物であり、立体箇所をサイド照明光で光らせるには、照射角Ｒ１、Ｒ２をもって拡がる照射光Ｓ１、Ｓ２を用いる必要がある。

【0071】

図１２（Ａ）は照射角をもつ照射光ＳＬで、図１２（Ｂ）は平行光ＨＬで、それぞれチップ部品６１を照射したときの、反射光ＲＳＬ、ＲＨＬの部品認識カメラ１１の入射瞳１１Ｂへの入射状況を各々示す図である。チップ部品６１は、一般的にその底面のエッジ付近にＲ面や斜面を有している。照射光ＳＬをチップ部品６１の側方から照射した場合、様々な面角度をもつ前記底面のエッジ周辺面からの反射光ＲＳＬが、満遍なく入射瞳１１Ｂへ入射する。これに対し、平行光ＨＬでは、特定の反射角をもつ反射光ＲＨＬしか入射瞳１１Ｂへ入射しない。このため、チップ部品６１の外周形状を的確に撮像することができない。

【0072】

図１３（Ａ）および（Ｂ）は、半球状電極６３をもつボールバンプ部品を、照射光ＳＬおよび平行光ＨＬで照射する例を示している。図１３（Ａ）に示す照射角をもつ照射光ＳＬを半球状電極６３に照射すれば、当該半球状電極６３の各部からの反射光ＲＳＬが入射瞳１１Ｂへ入射する。一方、図１３（Ｂ）に示す平行光ＨＬであると、半球状電極６３のある一点からの反射光ＲＨＬしか入射瞳１１Ｂへ入射しない。従って、サイド照明光としては、所定の照射角をもつ照射光ＳＬを用いる必要がある。

【0073】

［撮像センサ別の撮像例］
本実施形態の照明装置８は、部品認識カメラ１１が備える撮像センサがエリアセンサである場合、もしくはラインセンサである場合の双方に対応可能である。図１４（Ａ）および（Ｂ）は、部品認識カメラ１１がエリアセンサを具備する場合のサイド照明光の照射状況を示す図である。エリアセンサは、二次元の撮像範囲Ｇ１を有し、撮像範囲Ｇ１を一括で撮像して１フレーム分の画像を取得する。図１４（Ａ）は、ロータリーヘッド４０の円周配置された８つの吸着ノズル４２（図３参照）の全てに、電子部品６Ａ、６Ｂ、６Ｃ・・・が吸着された状態が撮像されている様子を示している。

【0074】

この場合、全ての電子部品６Ａ、６Ｂ、６Ｃ・・・が照明中心８Ｃからオフセットした位置で、サイド照明部８３の上段環状光源群８４および下段環状光源群８５から第１照射光Ｓ１および第２照射光Ｓ２を受ける。既述の通り、上下二段の第１照射光Ｓ１および第２照射光Ｓ２の複合照射により、対極位置にある電子部品６Ａ、６Ｂの全側面にサイド照明光を均等に照射できる。

【0075】

一方、図１４（Ｂ）は、８つのうち１つの吸着ノズル４２だけが電子部品６Ｃを保持している例である。この場合、電子部品６Ｃは照明中心８Ｃの位置で撮像される。照明中心８Ｃにおいても、電子部品６Ｃの全側面にサイド照明光を照射できる。すなわち、電子部品６Ｃの左方の側面には、左方の下段環状光源群８５の下段点光源８５Ａからの第２照射光Ｓ２が照射される。また、電子部品６Ｃの右方の側面には、右方の下段環状光源群８５の下段点光源８５Ｂからの第２照射光Ｓ２が照射される。残りの２つの側面も、他の下段点光源８５Ａのペアにより同様に照射される。

【0076】

図１５（Ａ）および（Ｂ）は、部品認識カメラ１１がラインセンサを具備する場合のサイド照明光の照射状況を示す図である。ラインセンサは、ライン状の撮像範囲Ｇ２を有し、所定の撮像方向Ｆに相対移動しながら１ライン毎の画像を順次撮像し、１フレーム分の画像を取得する。

【0077】

図１５（Ａ）は、８つの吸着ノズル４２の保持された電子部品のうち、最も移動方向先端の電子部品６Ｂの撮像が行われている状態を示している。この場合、電子部品６Ｂは照明中心８Ｃの位置で撮像される。従って、図１４（Ｂ）の場合と同様に、対極に配置された一対の下段点光源８５Ａが射出する第２照射光Ｓ２により、電子部品６Ｂの全側面にサイド照明光を照射できる。

【0078】

図１５（Ｂ）は、８つの吸着ノズル４２の保持された電子部品のうち、撮像方向Ｆと直行する軸上に位置する２つの電子部品６Ｃ、６Ｄの撮像が行われている状態を示している。この場合、電子部品６Ｃ、６Ｄは照明中心８Ｃからオフセットした位置で撮像される。このときは図１４（Ｂ）の場合と同様に、上下二段の第１照射光Ｓ１および第２照射光Ｓ２の複合照射により、対極位置にある電子部品６Ｃ、６Ｄの全側面にサイド照明光を均等に照射できる。以上の通り、部品認識カメラ１１がエリアセンサまたはラインセンサのいずれを備える場合であっても、撮像位置が照明中心８Ｃの位置、もしくは照明中心８Ｃからオフセットした位置であっても、電子部品６の全側面に均等にサイド照明光を照射させることが可能である。

【0079】

［上記実施形態に含まれる発明］
本発明の一局面に係る部品搭載装置は、部品を保持して基板に搭載するヘッドと、前記ヘッドが保持する部品を、当該ヘッドの下方側から撮像する撮像部と、前記ヘッドに保持された部品の側方から当該部品に照明光を照射するサイド照明部を含む照明装置と、を備え、前記サイド照明部は、前記照明光として、第１照射角で拡がる第１照射光を発する上段光線射出部と、前記上段光線射出部の下方に配置され前記第１照射角よりも小さい第２照射角で拡がる第２照射光を発する下段光線射出部と、を備える。

【0080】

この部品搭載装置によれば、サイド照明部が上段および下段の二段の光線射出部で構成されるので、第１照射光による照明領域と第２照射光による照明領域とを、互い異なる領域に設定することが可能となる。また、前記第２照射光は、前記第１照射角よりも小さい第２照射角をもつので、前記第１照射光よりも遠い領域を照明領域とすることができる。従って、ヘッドに保持された部品が照明装置の照明中心からオフセットしている場合でも、前記第１照射光および前記第２照射光の複合照射により、当該部品の全ての側面にサイド照明光を均等に照射可能である。

【0081】

上記の部品搭載装置において、前記第１照射光および前記第２照射光の光軸が、水平面に対してなす角が０～２０度の範囲で上方に傾斜するように、前記上段光線射出部および前記下段光線射出部が配設される構成とすることができる。

【0082】

この部品搭載装置によれば、ヘッドに保持された部品の側面に、サイド照明部の照明光を的確に照射できる。従って、部品の底面エッジ付近の反射光を良好に撮像部へ入射させることができ、部品の画像認識精度を高めることができる。

【0083】

上記の部品搭載装置において、前記上段光線射出部は、複数の第１点光源が環状に配列された上段環状光源群からなり、前記下段光線射出部は、前記上段環状光源群の各第１点光源の下方に隣接するように、複数の第２点光源が環状に配列された下段環状光源群からなる構成としても良い。

【0084】

この部品搭載装置によれば、上段光線射出部および下段光線射出部が、それぞれ点光源の環状配列体で構成されるので、サイド照明部の構築や制御を容易化できる。

【0085】

上記の部品搭載装置において、前記ヘッドは、各々が部品を保持する複数の単位ヘッドを備え、一つの前記第１点光源と、前記一つの前記第１点光源の下方に隣接する一つの前記第２点光源との点光源ペアに対して、近い位置にある第１単位ヘッドと、遠い位置にある第２単位ヘッドとが存在し、一つの前記第１点光源が発する前記第１照射光の光軸は、前記第１単位ヘッドの部品保持位置を指向し、一つの前記第２点光源が発する前記第２照射光の光軸は、前記第２単位ヘッドの部品保持位置を指向する構成としても良い。

【0086】

この部品搭載装置によれば、一つの点光源ペアの第１点光源および第２点光源により、第１単位ヘッドに保持された部品の前記第１点光源に対向する側面には第１照射光が照射され、第２単位ヘッドに保持された部品の前記第２点光源に対向する側面には第２照射光が照射される。点光源ペアは環状に配置されていることから、前記一つの点光源ペアの対極に位置する他の点光源ペアの第１点光源および第２点光源により、前記部品の反対側の側面に、それぞれ第１照射光および第２照射光が照射される。従って、第１単位ヘッドおよび第２単位ヘッドに各々保持された部品の全ての側面に、サイド照明光を照射することが可能となる。

【0087】

上記の部品搭載装置において、前記第１照射光が前記第１単位ヘッドに保持された部品を照射する光度と、前記第２照射光が前記第２単位ヘッドに保持された部品を照射する光度とが略同一となるように、前記第１照射角および前記第２照射角が設定されていることが望ましい。

【0088】

この部品搭載装置によれば、第１単位ヘッドおよび第２単位ヘッドに各々保持された部品の側面に、光度が略同一のサイド照明光を照射することが可能となる。

【0089】

上記の部品搭載装置において、前記第１点光源および前記第２点光源がＬＥＤ光源からなり、前記第１照射角および前記第２照射角は、前記ＬＥＤ光源の各々の光線出射面に配置する光学レンズの有無、もしくは前記光学レンズの集光度の相違によって設定される構成としても良い。

【0090】

この部品搭載装置によれば、汎用のＬＥＤ光源と光学レンズとの組み合わせにより、適宜な第１照射角をもつ第１照射光および第２照射角をもつ第２照射光を射出させることができる。

【0091】

上記の部品搭載装置において、前記サイド照明部は、複数の点光源が一列の環状に配列された環状光源群からなり、前記点光源の各々の光線出射面に配置され、第１集光特性を有する第１光学面と、前記第１集光特性よりも集光度の高い第２集光特性を有する第２光学面と、を備える光学部品をさらに備え、前記上段光線射出部は前記第１光学面に設定され、前記下段光線射出部は前記第２光学面に設定されている構成としても良い。

【0092】

この部品搭載装置によれば、上段光線射出部および下段光線射出部の各々に点光源を配置せずとも、第１照射光および第２照射光を射出させることができる。すなわち、光学部品で点光源が発する光線を分光させ、第１光学面から第１照射光を、第２光学面から第２照射光を各々射出させることができる。

【0093】

上記の部品搭載装置において、前記ヘッドは、環状に配列された複数の単位ヘッドを備えたロータリーヘッドであっても良い。

【0094】

ロータリーヘッドに保持される部品は、インライン型ヘッドのように直線上には並ばず、円周上に並ぶ。このため、当該部品は、照明装置の照明中心からオフセットした位置でサイド照明光が照射される。従って、上記の第１照射光および第２照射光を発するサイド照明部の適用するメリットが大きい。

【0095】

上記の部品搭載装置において、前記照明装置は、前記ヘッドの下方から当該ヘッドに保持された部品の底面に向けて照明光を照射する同軸照明部と、前記ヘッドの斜め下方から前記部品の底面周縁部に向けて照明光を照射する拡散照明部と、をさらに備えていれば、ヘッドに保持された部品の底面側に満遍なく照明光を照射でき、当該の認識精度を高めることができる。

【0096】

以上説明した本発明に係る部品搭載装置によれば、撮像する部品が照明装置の照明中心からオフセットしている場合でも、当該部品の側面にサイド照明光を均等に照射できる部品搭載装置を提供することができる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】