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Technisches Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Leuchteinrichtung für
die Bilderfassung, die verwendet wird, um das Bild eines zu erkennenden
Objekts in einer Vorrichtung zum Montieren von elektronischen Bauelemente
wie etwa einer Elektronikbauelement-Platzierungsvorrichtung zum
Platzieren von elektronischen Bauelementen auf einem Substrat zu erfassen.
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Stand der Technik
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Um
in Vorrichtungen zum Montieren von elektronischen Bauelementen wie
etwa Elektronikbauelement-Platzierungsvorrichtungen in Elektronikbauelement-Montagelinien
Substrate zu identifizieren oder die Positionen der Substrate zu
erkennen, wird eine Kamera verwendet, um ein Bild eines zu erkennenden
Objekts wie etwa einer Identifikationsmarkierung auf der Oberfläche
des Substrats zu erfassen. Während des Bilderfassungsprozesses
emittiert eine Leuchteinrichtung ein Beleuchtungslicht auf die Oberfläche
des Substrats und empfängt eine Kamera das von einem zu erkennenden
Objekts reflektierte Licht, um das Bild des zu erkennenden Objekts zu
erfassen.
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Allgemein
hängen die Reflexionseigenschaften eines reflektierenden
Beleuchtungslichts von den Oberflächeneigenschaften oder
Zuständen der zu erkennenden Objekte ab. Damit die Kamera
also ein gutes reflektiertes Licht während eines Bilderfassungsprozesses
erfassen kann, wird der folgende Aufbau vorgeschlagen, in dem eine
Vielzahl von Lichtquellen, die gemeinsam eine Leuchteinrichtung bilden,
an verschiedenen Positionen angeordnet sind, wobei der Emissionswinkel
des Beleuchtungslichts zu der Oberfläche des Substrats
in Übereinstimmung mit den zu erkennenden Objekten geändert
werden kann (siehe zum Beispiel das Patentdokument 1). In dem in
dem Patentdokument 1 angegebenen Aufbau sind eine Vielzahl von Leuchtsubstraten,
die jeweils ringförmig darauf angeordnete LEDs als Lichtquellen
aufweisen, in der vertikalen Richtung übereinander geschichtet,
sodass die Lichtquellen Beleuchtungslichtkomponenten zu dem Substrat
(d. h. zu dem Objekt, dessen Bild erfasst werden soll) mit unterschiedlichen
Emissionswinkeln in mehreren Richtungen emittieren.
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Patentdokument 1
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Beschreibung der Erfindung
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Problemstellung
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Mit
der stets fortschreitenden Größenreduktion von
elektronischen Vorrichtungen und der stets verbesserten Leistung
elektronischer Vorrichtungen muss die Größe von Substraten,
auf den elektronische Bauelemente montiert werden, vermindert werden
und muss die Montagedichte der elektronischen Bauelemente erhöht
werden. Dementsprechend muss auch die Größe der
Montagevorrichtungen für derartige Substrate vermindert
werden und müssen die in einer Vorrichtung zum Montieren
von elektronischen Bauelementen auf einem Substrat verwendeten Komponenten
reduziert werden. Zum Beispiel müssen in einem Bauelementmontagemechanismus,
der elektronische Bauelemente aus einem Bauelementvorrat nimmt und
die elektronischen Bauelemente zu einem Substrat transportiert und
auf diesem montiert, die Größe eines Montagekopfs
in einer Draufsicht und die Dimensionen des Montagekopfs in der
Höhenrichtung beschränkt werden.
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Wenn
jedoch eine Leuchteinrichtung mit dem weiter oben genannten Aufbau
als Leuchteinrichtung in einer Vorrichtung zum Montieren von elektronischen
Bauelementen mit einer derartig reduzierten Größe
verwendet werden soll, sind die Dimensionen der Leuchteinrichtung
in der Höhenrichtung größer als die in
dem Entwurf der Vorrichtung zulässige Höhe, weil
in dem Aufbau der Leuchteinrichtung eine Vielzahl von Leuchtsubstraten
vertikal übereinander geschichtet sind. Außerdem
ist die Leuchteinrichtung in der Draufsicht größer
als die zulässige Fläche der Vorrichtung, weil
in dem Aufbau eine Vielzahl von LEDs als Lichtquellen ringförmig
angeordnet sind. Es ist also aufgrund der Anordnung der Lichtquellen schwierig,
die Dimensionen der Leuchteinrichtung in der Höhenrichtung
in der Vorrichtung zum Montieren von elektronischen Bauelementen
aus dem Stand der Technik zu reduzieren, und ist es aufgrund des Aufbaus
der Lichtquellen schwierig, die Größe der Leuchteinrichtung
in der Draufsichtung zu reduzieren. Es ist also schwierig, die Leuchteinrichtung
in einer klein bemessenen Vorrichtung zum Montieren von elektronischen
Bauelementen anzuwenden.
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Es
ist dementsprechend eine Aufgabe der Erfindung, eine Leuchteinrichtung
für die Bilderfassung in einer Vorrichtung zum Montieren
von elektronischen Bauelementen vorzusehen, die kleine Abmessungen
in der Höhenrichtung und eine kleine Größe
in der Draufsicht aufweist und somit Anforderungen an eine Größenreduktion
erfüllt.
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Problemlösung
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Gemäß einem
Aspekt der Erfindung wird eine Leuchteinrichtung für die
Bilderfassung angegeben, die ein Beleuchtungslicht zu einem Substrat emittiert,
dessen Bild durch eine Kamera in einer Vorrichtung zum Montieren
von elektronischen Bauelementen erfasst werden soll. Die Leuchteinrichtung umfasst:
ein flaches Leuchtsubstrat, das zwischen dem Substrat und der Kamera
im wesentlichen parallel zu der Oberfläche des Substrats
angeordnet ist und auf einer dem Substrat zugewandten Fläche
einen Lichtquellenteil aufweist; und eine Beleuchtungssteuereinheit,
die den Lichtquellenteil steuert. Der Lichtquellenteil umfasst eine
Vielzahl von einzelnen Lichtquellen, die um eine Bilderfassungsöffnung, durch
das eine optische Abbildungsachse für die Bilderfassung
der Kamera verläuft, herum angeordnet sind und das Beleuchtungslicht
mit jeweils unterschiedlichen Emissionswinkeln zu der Oberfläche des
Substrats emittieren. Die Beleuchtungssteuereinheit steuert die
Vielzahl von einzelnen Lichtquellen jeweils individuell.
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Vorteile der Erfindung
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Gemäß der
Erfindung ist eine Vielzahl von einzelnen Lichtquellen, die Beleuchtungslichtkomponenten
mit jeweils unterschiedlichen Emissionswinkeln zu der Oberfläche
eines Substrats emittieren, auf einem flachen Leuchtsubstrat angeordnet.
Bei diesem Aufbau können die Dimensionen einer Leuchteinrichtung
in der Höhenrichtung und die Größe der
Leuchteinrichtung in der Draufsicht reduziert werden. Auf diese
Weise können Anforderungen an eine Größenreduktion
der Leuchteinrichtung erfüllt werden.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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1 ist
eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung zum Montieren von
elektronischen Bauelementen gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung
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2 ist
eine Draufsicht auf die Vorrichtung zum Montieren von elektronischen
Bauelementen gemäß der Ausführungsform
der Erfindung.
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3 ist
eine Seitenansicht eines Montagekopfs der Vorrichtung zum Montieren
von elektronischen Bauelementen gemäß der Ausführungsform der
Erfindung.
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4 ist
eine Rückansicht des Montagekopfs der Vorrichtung zum Montieren
von elektronischen Bauelementen gemäß der Ausführungsform der
Erfindung.
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5-a ist ein Diagramm, das den Aufbau einer Leuchteinrichtung
für die Bilderfassung in der Vorrichtung zum Montieren
von elektronischen Bauelementen gemäß der Ausführungsform
der Erfindung zeigt.
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5-b ist ein Diagramm, das den Aufbau einer Leuchteinrichtung
für die Bilderfassung in der Vorrichtung zum Montieren
von elektronischen Bauelementen gemäß der Ausführungsform
der Erfindung zeigt.
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6 ist
ein Diagramm, das den Emissionswinkel eines Beleuchtungslichts zeigt,
das aus der Leuchteinrichtung für die Bilderfassung in
der Vorrichtung zum Montieren von elektronischen Bauelementen gemäß der
Ausführungsform der Erfindung emittiert wird.
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7 ist
ein Blockdiagramm, das den Aufbau eines Steuersystems der Vorrichtung
zum Montieren von elektronischen Bauelementen gemäß der Ausführungsform
der Erfindung zeigt.
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8-a ist ein Diagramm, das die Dimensionen der
Komponenten der Leuchteinrichtung für die Bilderfassung
in der Vorrichtung zum Montieren von elektronischen Bauelementen
gemäß der Ausführungsform der Erfindung
zeigt.
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8-b ist ein Diagramm, das die Dimensionen der
Komponenten der Leuchteinrichtung für die Bilderfassung
in der Vorrichtung zum Montieren von elektronischen Bauelementen
gemäß der Ausführungsform der Erfindung
zeigt.
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9-a ist ein Diagramm, das die Dimensionen der
Komponenten einer Leuchteinrichtung für die Bilderfassung
in der Vorrichtung zum Montieren von elektronischen Bauelementen
gemäß der Ausführungsform der Erfindung
zeigt.
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9-b ist ein Diagramm, das die Dimensionen der
Komponenten einer Leuchteinrichtung für die Bilderfassung
in der Vorrichtung zum Montieren von elektronischen Bauelementen
gemäß der Ausführungsform der Erfindung
zeigt.
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Bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung
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Im
Folgenden werden beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung
mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
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Zuerst
wird der Aufbau einer Vorrichtung zum Montieren von elektronischen
Bauelementen, die als Elektronikbauelement-Platzierungsvorrichtung
in einer Montagelinie für das Montieren von elektronischen
Bauelementen auf einem Substrat verwendet wird, mit Bezug auf 1, 2 und 3 beschrieben.
In 1 ist ein Transportpfad 2 auf einer Basis 1 in
einer X-Richtung vorgesehen. Der Transportpfad 2 transportiert
ein Substrat 3, auf dem elektronische Bauelemente montiert
werden sollen, und positioniert das Substrat 3 an einer
Montageposition auf dem Transportpfad 2. Teilezuführeinheiten 4 sind
auf beiden Seiten des Transportpfads 2 vorgesehen, und
eine Vielzahl von Bandzuführeinrichtungen 5 sind
in jeder der Teilezuführeinheiten 4 vorgesehen.
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Ein
Y-Achsen-Bewegungstisch 7 mit einem linearen Antriebsmechanismus
ist an einem Ende der Basis 1 in der X-Richtung parallel
zu einer Y-Richtung vorgesehen. Der Y-Achsen-Bewegungstisch 7 weist
als Hauptkomponente ein Balkenglied 7a auf, das sich in
der horizontalen Richtung erstreckt, wobei lineare Schienen 8 auf
dem Balkenglied 7a in der horizontalen Richtung vorgesehen
sind. Lineare Blöcke 9 sind derart auf die linearen
Schienen 8 gepasst, dass sie in der Y-Richtung gleiten
können. Und die linearen Blöcke 9 sind über
eine rechteckige Verbindungsklammer 10, die mit einer vertikalen
Ausrichtung zwischen den linearen Blöcken 9 angeordnet
ist, mit einem X-Achsen-Bewegungstisch 13 verbunden, der
mit einem linearen Antriebsmechanismus (siehe das fixe Glied 11 und
das bewegliche Glied 12 von 3) versehen
ist.
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Der
X-Achsen-Bewegungstisch 13 umfasst als Hauptkomponente
ein Balkenglied 13a, das sich in der X-Richtung erstreckt,
wobei lineare Schienen 14 an dem Balkenglied 13a in
der horizontalen Richtung vorgesehen sind. Wie in 3 gezeigt,
sind lineare Blöcke 15 derart auf die linearen
Schienen 14 gepasst, dass sie in der X-Richtung gleiten
können. Die linearen Schienen 14 sind über
eine rechteckige Verbindungsklammer 16, die mit einer vertikalen Ausrichtung
zwischen den linearen Blöcken 15 angeordnet ist,
mit einem Montagekopf 17 verbunden. Die Verbindungsklammer 16 ist
mit dem beweglichen Glied 12 des linearen Antriebsmechanismus verbunden;
und das bewegliche Glied 12 ist dem fixen Glied 11 zugewandt
und gleitet auf diesem.
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Der
Montagekopf 17 ist ein mehrfach verbundener Kopf, der eine
Vielzahl von Einheitsmontageköpfen 18 umfasst.
Ein Düsenmontageteil 18b ist in einem unteren
Teil jedes der Einheitsmontageköpfe 18 vorgesehen,
und eine Saugdüse 18a zum Ansaugen und Halten
eines elektronischen Bauelements ist in dem Düsenmontageteil 18b vorgesehen.
Die Saugdüse 18a wird durch einen Düsenhubmechanismus
in dem Einheitsmontagekopf 18 nach oben und nach unten
bewegt. Der Y-Achsen-Bewegungstisch 7 und der X-Achsen-Bewegungstisch 13 werden
angetrieben, um den Bewegungskopf 17 jeweils in der Y-Richtung
und in der X-Richtung zu bewegen. Dann nehmen die Montageköpfe 18 elektronische
Bauelemente aus den Bandzuführeinrichtungen 5 der
Teilezuführeinheiten 4 und transportieren und
laden die elektronischen Bauelemente auf das Substrat 3,
das auf dem Transportpfad 2 positioniert ist.
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Eine
Teileerkennungseinrichtung 6 ist zwischen der Teilezuführeinheit 4 und
dem Transportpfad 2 vorgesehen. Wenn sich der Montagekopf 17, der
ein elektronisches Bauelement aus der Teilezuführeinheit 4 entnommen
hat, über die Teileerkennungseinrichtung 6 bewegt,
erfasst die Teileerkennungseinrichtung 6 ein Bild des in
dem Montagekopf 17 gehaltenen elektronischen Bauelements
und erkennt das elektronische Bauelement. Wenn das elektronische
Bauelement an dem Substrat 3 montiert wird, wird seine
Montageposition während der Montage auf der Basis des Erkennungsergebnisses
korrigiert. Wie in 2 gezeigt, ist eine Substraterkennungskameraeinheit 20,
die einstückig mit dem Montagekopf 17 bewegt wird,
an einem unteren Teil des X-Achsen-Bewegungstisches 13 befestigt.
Wie in 3 gezeigt, ist die Substraterkennungskameraeinheit 20 an
einem Kameramontageteil 19 befestigt, der an der Verbindungsklammer 16 vorgesehen
ist und dessen optische Abbildungsachse nach unten gerichtet ist.
Die Substraterkennungskameraeinheit 20 bewegt sich über
dem Substrat 3 zusammen mit dem Montagekopf 17,
um ein Bild einer Identifikationsmarkierung 3a an dem Substrat 3 zu
erfassen.
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Im
Folgenden wird der Aufbau des an dem Montagekopf 17 befestigten
Kameramontageteils 19 mit Bezug auf 4 beschrieben.
Der Kameramontageteil 19 ist vorgesehen, um die Substraterkennungskameraeinheit 20 an
dem Montagekopf 17 zu befestigen. In dieser Ausführungsform
ist der Kameramontageteil 19 konfiguriert, indem die folgenden Teile
in der Verbindungsklammer 16 vorgesehen werden, mit der
der Montagekopf 17 verbunden ist. Außerdem kann
der Kameramontageteil 19 auch an anderen Komponenten mit
Ausnahme der Verbindungsklammer befestigt werden, solange sich diese einstückig
mit dem Montagekopf 17 bewegen können. Zum Beispiel
kann die Substraterkennungseinheit 20 direkt an dem Montagekopf 17 befestigt
werden.
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4 zeigt
die (dem X-Achsen-Bewegungstisch 13 zugewandte) Rückseite
des Montagekopfs 17. Ein Positionierungsstift 16b,
der ein Bezugspunkt für die Position des Substraterkennungskameraeinheit 20 in
der Z-Richtung ist, ist in einer unteren Fläche 16a der
Verbindungsklammer 16 vorgesehen. Außerdem sind
zwei Positionierungsstifte 16d, die Bezugspunkte für
die Position der Substraterkennungskameraeinheit 20 in
der X-Richtung sind, auf einer Rückfläche 16 der
Verbindungsklammer 16 vorgesehen. Wenn die Substraterkennungskameraeinheit 20 an
der Kameramontageeinheit 19 mit dazwischen der Verbindungsklammer 16 befestigt
ist, kommt eine Seite der Substraterkennungskameraeinheit 20 in
Kontakt mit dem Positionierungsstift 16d, während
die Substraterkennungskameraeinheit 20 in Kontakt mit dem
Positionierungsstift 16b in der unteren Fläche 16a kommt.
In diesem Zustand wird die Substraterkennungskameraeinheit 20 an
der Rückfläche 16c der Verbindungsklammer 16 durch Schrauben 21 fixiert.
Auf diese Weise wird die Substraterkennungskameraeinheit 20 an
einer vorbestimmten Position in der horizontalen Richtung und in der
vertikalen Richtung positioniert, wobei die optische Abbildungsachse
a in der vertikalen Richtung ausgerichtet ist.
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Im
Folgenden wird der Aufbau der Substraterkennungskameraeinheit 20 mit
Bezug auf 5-a und 5-b beschrieben.
Wie in 5-a gezeigt, umfasst die Substraterkennungskameraeinheit 20 eine
Kamera 25, eine koaxiale Leuchteinheit 26, die mit
einer unteren Fläche der Kamera 25 verbunden ist,
und eine Oberflächenleuchteinheit 30, die an einer
unteren Fläche der koaxialen Leuchteinheit 26 befestigt
ist. Die Kamera 25 ist konfiguriert, indem eine Lichtempfangseinheit 23 mit
einem darin vorgesehenen Lichtempfangselement 23a an einer
optischen Einheit 24 mit Linsen 24a und 24b und
einem Prisma 24c vorgesehen wird. Die Lichtempfangseinheit 23 ist
derart mit der optischen Einheit 24 verbunden, dass die
optische Abbildungsachse a in der horizontalen Richtung ausgerichtet
ist. Das in der Richtung nach oben von der unteren Seite durch die
Linse 24b neben einem Objekt, dessen Bild erfasst werden soll,
einfallende Licht wird also in der horizontalen Richtung durch das
Prisma 24c gebrochen und fällt dann durch die
Linse 24a auf das Lichtempfangselement 23a. Dann
wird das Licht auf eine vorbestimmte Position fokussiert und wird
das Bild des zu erfassenden Objekts auf dem Lichtempfangselement 23a abgebildet.
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Die
koaxiale Leuchteinheit 26 umfasst einen koaxialen Beleuchtungslichtquellenteil 27 mit
einer Vielzahl von LEDs 28 und einem Halbspiegel 26a, der
das von dem koaxialen Beleuchtungslichtquellenteil 27 emittierte
Beleuchtungslicht nach unten reflektiert. Das reflektierte Beleuchtungslicht
fällt in der vertikalen Richtung auf das Substrat 3 und
das zu erfassende Objekt wird in der koaxialen Richtung der optischen
Abbildungsachse a beleuchtet. Die Oberflächenleuchteinheit 30 ist
eine Leuchteinrichtung für die Bilderfassung, die ein Beleuchtungslicht
auf das Substrat 3 emittiert, das ein durch die Kamera 25 zu erfassendes
Objekt in einer Vorrichtung zum Montieren von elektronischen Bauelementen
wie etwa einer Elektronikbauelement-Platzierungsvorrichtung ist. Die
Oberflächenleuchteinheit 30 umfasst als Hauptkomponente
ein flaches Leuchtsubstrat 31, auf dessen unterer Fläche
ein Lichtquellenteil 32 vorgesehen ist.
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Die
Oberflächenleuchteinheit 30 ist dem Substrat 3 als
zu erfassendem Objekt zugewandt und im wesentlichen parallel zu
dem Substrat 3 angeordnet, wobei die Substraterkennungskameraeinheit 20 mit
der darin vorgesehenen Oberflächenleuchteinheit 30 in
diesem Zustand ein Bild des Substrats 3 als zu erfassendem
Objekt erfasst. In diesem Zustand ist also das Leuchtsubstrat 31 im
wesentlichen parallel zu der Oberfläche des Substrats 3 zwischen
dem Substrat 3 und der Kamera 25 angeordnet und
ist der Lichtquellenteil 32 auf einer unteren Fläche
des Leuchtsubstrats dem Substrat 3 zugewandt vorgesehen.
In der Oberflächenleuchteinheit 30 gemäß dieser
Ausführungsform umfasst der Lichtquellenteil 32 eine
Vielzahl von Lichtquellen, die individuell gesteuert werden können.
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5-b zeigt den Aufbau des Leuchtquellenteils 32 auf
der unteren Fläche des Leuchtsubstrats 31. Drei
Arten von einzelnen Lichtquellen, d. h. obere Beleuchtungslichtquellen 32a,
mittlere Beleuchtungslichtquellen 32b und untere Beleuchtungslichtquellen 32c sind
um eine Öffnung 31a herum angeordnet. Diese einzelnen
Lichtquellen bestehen alle aus LEDs. In dieser Ausführungsform
werden rotes Licht emittierende LEDs als obere Beleuchtungslichtquellen 32a und
mittlere Beleuchtungslichtquellen 32b verwendet, während
weißes Licht emittierende LEDs als untere Beleuchtungslichtquellen 32c verwendet
erden. Die Art der LEDs für die einzelnen Lichtquellen
kann in Übereinstimmung mit den zu erfassenden Objekten
und den angestrebten Zwecken gewählt werden.
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Wie
in 5-b gezeigt, sind die oberen Beleuchtungslichtquellen 32a am
nächsten zu der optischen Abbildungsachse a angeordnet
und sind die mittleren Beleuchtungslichtquellen 32b um
die oberen Beleuchtungslichtquellen 32a herum angeordnet. Die
unteren Beleuchtungslichtquellen 32c sind nur an vier Ecken
eines rechteckigen Bereichs (durch die Strichlinie A wiedergegeben)
und den Mittelpunkt der optischen Abbildungsachse A herum außerhalb
der mittleren Beleuchtungslichtquellen 32b angeordnet. Vorzugsweise
sind diese einzelnen Lichtquellen annähernd symmetrisch
in Bezug auf die optische Abbildungsachse a angeordnet.
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6 zeigt
den Emissionswinkel des Beleuchtungslichts, das von der Oberflächenleuchteinheit 30 auf
der unteren Fläche des Leuchtsubstrats 31 nach
unten zu der Oberfläche des Substrats 3 emittiert
wird, wenn die Substraterkennungskameraeinheit 20 ein Bild
des Substrats 3 erfasst. Wenn also wie in 6 gezeigt
die Leuchteinheit 30 in der Substraterkennungskameraeinheit 20 montiert
ist, ist das Leuchtsubstrat 31 im wesentlichen parallel
zu dem Substrat 3 angeordnet. In diesem Zustand fallen
obere Beleuchtungslichtkomponenten 35a, mittlere Beleuchtungslichtkomponenten 35b und
untere Beleuchtungslichtkomponenten 35c, die jeweils durch die
oberen Beleuchtungslichtquellen 32a, die mittleren Beleuchtungslichtquellen 32b und
die unteren Beleuchtungslichtquellen 32c emittiert werden,
jeweils mit Emissionswinkeln a1, a2 und a3 auf die Oberfläche
des Substrats 3. Außerdem wird das von dem koaxialen
Beleuchtungslichtquellenteil 27 emittierte Beleuchtungslicht
durch den Halbspiegel 26a reflektiert und fällt
dann mit einem Emissionswinkel von 90 Grad auf das Substrat 3.
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Die
einzelnen Lichtquellen werden in obere, mittlere und untere Lichtquellen
aufgeteilt, weil drei Arten von einzelnen Lichtquellen, nämlich
obere, mittlere und untere Lichtquellen an verschiedenen Positionen
in der Höhenrichtung benötigt werden, um Beleuchtungslicht
mit Emissionswinkeln a1, a2 und a3 zu emittieren, die sich von denjenigen
in der Leuchteinrichtung aus dem Stand der Technik unterscheiden
(siehe die Beleuchtungseinrichtung 30A von 9-a). Die Lichtquellen in dieser Ausführungsform
werden also lediglich durch gleiche Namen wie im Stand der Technik
bezeichnet. Außerdem sind die Emissionswinkel a1, a2 und
a3 jeweils durchschnittliche Emissionswinkel des aus der Vielzahl
von LEDs der einzelnen Lichtquellen emittierten Beleuchtungslichts.
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In
der Anordnung der einzelnen Lichtquellen sind die unteren Beleuchtungslichtquellen 32c,
die die unteren Beleuchtungslichtkomponenten 35c mit dem
kleinsten Emissionswinkel (mit einem Emissionswinkel a1) emittieren,
nur an vier Ecken eines rechteckigen Bereichs um den Mittelpunkt
der optischen Abbildungsachse a herum wie oben beschrieben angeordnet.
bei dieser Anordnung ist die Punktsymmetrie des auf das Substrat 3 fallenden
Beleuchtungslichts etwas beeinträchtigt, wobei sich aber
die ungleichmäßige Verteilung des Beleuchtungslichts innerhalb
eines zulässigen Bereichs befindet, weil die unteren Beleuchtungslichtquellen 32c am
weitesten von der optischen Abbildungsachse a entfernt sind und
damit die längste Beleuchtungsdistanz aufweisen. Unter
Verwendung dieser Anordnung kann die Größe der
Oberflächenleuchteinheit 30 in der Draufsicht
beträchtlich reduziert werden und können die Anforderungen
an ein kompaktes optisches System wie nachfolgend beschrieben erfüllt
werden.
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Im
Folgenden wird der Aufbau eines Steuersystems mit Bezug auf 7 beschrieben.
In 7 ist eine Steuereinheit 40 eine Gesamtsteuereinrichtung,
die mit einer CPU versehen ist und die im Folgenden genannten Komponenten
steuert. Eine Beleuchtungsdaten-Speichereinheit 41 speichert
Beleuchtungsdaten, die für das Einschalten der LEDs 28 des
koaxialen Beleuchtungslichtquellenteils oder der einzelnen Lichtquellen
der Oberflächenbeleuchtungseinheit 30 zum Beleuchten
des Substrats 3 verwendet werden, wobei es sich um Daten
zu der Verwendung von einzelnen Lichtquellen für jedes
zu erfassende Objekt oder um Daten zu der Intensität des aus
den einzelnen Lichtquellen emittierten Lichts handelt. Eine Erkennungseinheit 42 verarbeitet
durch die Kamera 25 erfasste Bilddaten und bestimmt die Position
der Identifikationsmarke 3a. Eine Antriebseinheit 43 treibt
einen X-Achsen-Linearmotor 13M in dem X-Achsen-Bewegungstisch 13 und
einen Y-Achsen-Linearmotor 7M in dem Y-Achsen-Bewegungstisch 7 an.
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Eine
Beleuchtungssteuereinheit 44 steuert die oberen Beleuchtungslichtquellen 32a,
die mittleren Beleuchtungslichtquellen 32b und die unteren Beleuchtungslichtquellen 32c.
Diese einzelnen Lichtquellen emittieren Beleuchtungslichtkomponenten mit
jeweils unterschiedlichen Emissionswinkeln a1, a2 und a3 zu der
Oberfläche des Substrats 3. Wenn die einzelnen
Lichtquellen durch die Beleuchtungssteuereinheit 44 gesteuert
werden, steuert die Beleuchtungssteuereinheit 44 die einzelnen
Lichtquellen auf der Basis der in der Beleuchtungsdaten-Speichereinheit 41 gespeicherten
Beleuchtungsdaten. Das heißt, es wird ein Beleuchtungsmuster,
das durch eine Kombination von Ein- und Auszuständen der
einzelnen Lichtquellen oder von Beleuchtungsintensitäten
gebildet wird, derart gesetzt, dass ein optimaler Beleuchtungszustand
in Übereinstimmung mit dem Zweck der Erkennung, dem Erkennungstyp
der Bilddaten und den Oberflächeneigenschaften eines durch
die Substraterkennungskameraeinheit 20 zu erfassenden Objekts
erhalten wird.
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Im
Folgenden wird der Effekt der Substraterkennungskameraeinheit 20,
die mit der Oberflächenleuchteinheit 30 mit dem
oben beschriebenen Aufbau versehen ist, mit Bezug auf 8-a, 8-b, 9-a und 9-b beschrieben. 8-a, 8-b, 9-a und 9-b sind
Diagramme, die jeweils die Substraterkennungskameraeinheit 20 mit
der Oberflächenleuchteinheit 30 gemäß dieser
Ausführungsform und eine Substraterkennungskameraeinheit 20A mit
einer Leuchteinheit 30A aus dem Stand der Technik zeigen.
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Die
an der Substraterkennungskameraeinheit 20 montierte Oberflächenleuchteinheit 30 wird durch
die Anordnung der oberen Beleuchtungslichtquellen 32a,
der mittleren Beleuchtungslichtquellen 32b und der unteren
Beleuchtungslichtquellen 32c von 5 auf
einem einfachen Leuchtsubstrat 31 gebildet. Wie in 8-a gezeigt, kann also die Dicke T1 der Beleuchtungseinheit 30 beträchtlich
reduziert werden. Im Gegensatz dazu sind in der Leuchteinheit 30A gemäß dem
Stand der Technik, die an der Substraterkennungskameraeinheit 20A von 9-a montiert ist, drei Arten von einzelnen Lichtquellen
wie etwa die oberen Beleuchtungslichtquellen 36a, die mittleren
Beleuchtungslichtquellen 36b und die unteren Beleuchtungslichtquellen 36c in
drei Ebenen in der vertikalen Richtung angeordnet, sodass die Dicke
T2 der Leuchteinheit 30A der Summe aus den Dicken der einzelnen
Lichtquellen in den drei Ebenen entspricht. Deshalb ist die Dicke
T2 mehrere Male dicker als die Dicke T1 von 8-a,
sodass es schwierig ist, die Abmessungen einer Leuchteinrichtung
in der Höheneinrichtung zu reduzieren.
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Weiterhin
sind in der Oberflächenleuchteinheit 30 gemäß dieser
Ausführungsform wie oben beschrieben innerhalb der Anordnung
der oberen Beleuchtungslichtquellen 32a, der mittleren
Beleuchtungslichtquellen 32b und der unteren Beleuchtungslichtquellen 32c die
unteren Beleuchtungslichtquellen 32c, die die unteren Beleuchtungslichtkomponenten 35c mit
dem kleinsten Emissionswinkel (mit dem Emissionswinkel a1) emittieren,
nur an vier Ecken des rechteckigen Bereichs um den Mittelpunkt der optischen
Abbildungsachse a herum angeordnet. Wie in 8-b gezeigt,
sind die unteren Beleuchtungslichtquellen 32c in einem
rechteckigen Bereich mit einer Länge L und einer Breite
B angeordnet. Der Anordnungsbereich der unteren Beleuchtungslichtquellen 32c entspricht
also demjenigen, der durch das Schneiden eines in der Breitenrichtung
vorstehenden Teils des Anordnungsbereichs der unteren Beleuchtungslichtquellen 36c von 9-a erhalten wird. Im Gegensatz dazu ist es bei
der Leuchteinheit 30A von 9-b schwierig,
die Größe der Leuchteinrichtung in der Draufsicht
auf eine Größe zu reduzieren, die kleiner als
der Außendurchmesser D eines Rings ist, der durch die unteren Beleuchtungslichtquellen 36c gebildet
wird. Es ist also schwierig, die Größe der Leuchteinrichtung
in der Draufsicht zu reduzieren.
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Wie
oben beschrieben ist in der Oberflächenleuchteinheit 30 gemäß dieser
Ausführungsform eine Vielzahl von einzelnen Lichtquellen,
die Beleuchtungslichtkomponenten mit jeweils verschiedenen Emissionswinkeln
zu der Oberfläche des Substrats emittieren, auf einem flachen
Leuchtsubstrat angeordnet. Außerdem sind diejenigen der
einzelnen Lichtquellen, die das Beleuchtungslicht mit dem kleinsten
Emissionswinkel emittieren, nur an vier Ecken eines rechteckigen
Bereichs um den Mittelpunkt der optischen Abbildungsachse herum
angeordnet.
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Auf
diese Weise kann die Dicke der Oberflächenleuchteinheit 30 beträchtlich
reduziert werden, wobei auch verhindert werden kann, dass die am
Außenumfang angeordneten einzelnen Lichtquellen nach außen
vorstehen. Es kann also die Gesamtgröße einer
Leuchteinrichtung in der Draufsicht reduziert werden. Dabei kann
die Größe der Montageeinrichtungen in Übereinstimmung
mit der Größenreduktion der Substrate mit den
darauf zu montierenden elektronischen Komponenten und der erhöhten
Montagedichte reduziert werden. Und trotz der Beschränkungen
für die Abmessungen des Montagekopfs in der Höhenrichtung
und in der Draufsicht im Vergleich zu einem Montagekopf aus dem
Stand der Technik kann die Funktionstüchtigkeit einer Leuchteinrichtung
für die Bilderfassung sichergestellt werden.
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In
der oben beschriebenen Ausführungsform wird die Oberflächenleuchteinheit 30 als
Leuchteinrichtung für die Bilderfassung auf die Substraterkennungskameraeinheit
einer Vorrichtung zum Montieren von elektronischen Komponenten angewendet, wobei
die Erfindung jedoch nicht hierauf beschränkt ist. Die
Erfindung kann auch auf verschiedne andere Vorrichtungen zum Montieren
von elektronischen Bauelementen angewendet werden. Zum Beispiel kann
die Erfindung auf eine Teileerkennungseinrichtung einer Vorrichtung
zum Montieren von elektronischen Bauelementen, auf eine Lötprüfungseinrichtung
einer Siebdruckvorrichtung und auf eine Bilderfassungseinrichtung
zum Prüfen des Aussehens eines Substrats nach der Montage
von Teilen angewendet werden.
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Industrielle Anwendbarkeit
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Weil
gemäß der Erfindung eine Leuchteinrichtung für
die Bilderfassung in einer Vorrichtung zum Montieren von elektronischen
Bauelementen kleine Abmessungen in der Höhenrichtung und
in der Draufsicht aufeist, kann sie Anforderungen an eine Größenreduktion
erfüllen. Außerdem kann die Leuchtvorrichtung
auf verschiedene Vorrichtungen in Vorrichtungen zum Montieren von
elektronischen Bauelementen wie etwa Substraterkennungskameras angewendet
werden.
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Zusammenfassung
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Es
wird eine Leuchteinrichtung für die Bilderfassung in einer
Vorrichtung zum Montieren von elektronischen Bauelementen angegeben,
die kleine Abmessungen in der Höhenrichtung und eine kleine Größe
in der Draufsicht aufweist und somit Anforderungen an eine Größenreduktion
erfüllen kann.
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In
einer Vorrichtung zum Montieren von elektronischen Bauelementen
umfasst eine Oberflächenleuchteinheit 30, die
Beleuchtungslicht zu einem Substrat, dessen Bild durch eine Kamera 25 erfasst werden
soll, emittiert, als Hauptkomponente ein flaches Leuchtsubstrat 31,
das zwischen der Kamera 25 und dem Substrat, dessen Bild
erfasst werden soll, im wesentlichen parallel zu der Oberfläche
des Substrats vorgesehen ist. Obere Beleuchtungslichtquellen 32a,
mittlere Beleuchtungslichtquellen 32b und untere Beleuchtungslichtquellen 32c sind
um eine Bilderfassungsöffnung 31a herum auf einer
Fläche des Leuchtsubstrats 31 jeweils dem Substrat
zugewandt in der genannten Reihenfolge von innen nach außen
hin angeordnet, sodass sie Beleuchtungslichtkomponenten mit unterschiedlichen
Emissionswinkeln zu der Oberfläche emittieren. Auf diese Weise
können die Dimensionen der Oberflächenleuchteinheit 30 in
der Höhenrichtung reduziert werden, sodass Anforderungen
an eine Größenreduktion erfüllt werden
können.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 2003-168899
A [0003]