JP2000124683A

JP2000124683A - 電子部品撮像方法および電子部品装着装置

Info

Publication number: JP2000124683A
Application number: JP10289280A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Okazaki; 真一岡嵜
Original assignee: TENRYU TECHNICS KK
Current assignee: TENRYU TECHNICS KK
Priority date: 1998-10-12
Filing date: 1998-10-12
Publication date: 2000-04-28

Abstract

(57)【要約】【課題】撮像手段による電子部品の画像認識を安定よく
かつ確実に行なうことができ、照明手段の低コスト化と
長寿命化を達成させることができる物品撮像方法および
電子部品装着装置を提供する。【解決手段】発光ダイオードからなる照明手段２により
停止状態または移動状態にある電子部品ｂを瞬間的に照
明して、この照明時の電子部品ｂを撮像手段１により撮
像して画像情報を得るものであって、照明手段２による
照明は、照明手段２として構成される複数個の発光ダイ
オードに対して、該発光ダイオードを連続点灯した場合
の定格電流値以上の電流を瞬間的に供給して、この発光
ダイオードを連続点灯した場合の光量より多い光量を得
る．

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、撮像手段による電子部
品の画像認識を安定よくかつ確実に行なうことができ、
しかも、電子部品の高速処理を行なうことができる電子
部品撮像方法および電子部品装着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子部品の組み立てや装着を行な
う業界にあって、ＣＣＤカメラを用いた画像認識によっ
て測定値を得ることが知られているもので、この測定手
段は電子部品装着装置に組み込まれている。

【０００３】この電子部品装着装置にあっては、精度の
高い電子部品装着を行なうために、電子部品が吸着ノズ
ルに吸着保持されて装着部へ移動する間に、該電子部品
をＣＣＤカメラにより撮像して、取り込んだその画像情
報を電気信号に変換し、画像処理して測定値を得てい
た。

【０００４】そして、この測定値に基づいて、電子部品
の移動中に、装着位置を補正して該電子部品はプリント
基板に装着されていた。

【０００５】このＣＣＤカメラによる電子部品の撮像
は、誤差の少ない高い精度の画像を得るためには、所定
以上の光量を有する照明装置を用いることが必要であっ
て、一般的には、ストロボによる閃光やハロゲンランプ
による連続点灯等の手段が使用されていた。

【０００６】しかし、これらストロボやハロゲンランプ
は、その寿命が短く、電子部品装着装置にあって連続し
た長時間に対し、継続した安定光量が得られないもの
で、やむなく頻繁にその電球を交換する必要があった。

【０００７】特に、ハロゲンランプは、高価であると共
に、その構成上、照明装置全体が大型化して、比較的各
機構が密集する電子部品装着装置にあっては、その設置
スペースにゆとりがないものでこの装置は十分に利用で
きない。

【０００８】一方、電子部品の撮像に使用される従来の
ＣＣＤカメラは、そのカメラにシャッター機能を有しな
い場合、移動中の電子部品ｂを撮像すると、図１１
（ａ）に示すように、における電子部品ｂは、に示
すように奇数部（ＯＤＤ）の走査線を露光した後、に
示すように偶数部（ＥＶＥＮ）の走査線を露光するた
め、時間的な画像ブレを生じて、に示すように、フレ
ーム画像がブレてしまう欠点を有するものであった。

【０００９】また、シャッター機能を有する通常のカメ
ラにより、移動中の電子部品ｂを撮像した場合でも、図
１１（ｂ）に示すように、における電子部品ｂは、
に示すように奇数部（ＯＤＤ）の走査線しか露光しない
ため、に示すように偶数部（ＥＶＥＮ）の露光はな
く、に示すように、解像度が半分の画像になってしま
うものであるため、いずれの場合においても正確な電子
部品ｂの画像情報を得ることができなかった。

【００１０】更に、従来のＣＣＤカメラでのビデオ信号
出力は単線であって、図１２（ａ）に示すように、奇数
部（ＯＤＤ）のビデオ信号を出力した後に、偶数部（Ｅ
ＶＥＮ）のビデオ信号を出力していたため、図１２
（ｂ）に示すように、複線でビデオ信号出力が可能なカ
メラと比べて、ビデオ信号出力時間が二倍必要となる。

【００１１】そのため、電子部品ｂの画像認識のための
時間が長くなり、電子部品ｂの装着タクト時間を短縮さ
せて、電子部品装着装置全体の稼働を高速化させる大き
な目的が達成されない。等の様々な問題点を有するもの
であった。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明は前記した問題
点を解決するためになされたもので、発光ダイオードか
らなる照明手段により停止状態または移動状態にある電
子部品を瞬間的に照明して、この照明時の電子部品を撮
像手段により撮像して画像情報を得るものであって、照
明手段による照明は、照明手段として構成される複数個
の発光ダイオードに対して、該発光ダイオードを連続点
灯した場合の定格電流値以上の電流を瞬間的に供給し
て、この発光ダイオードを連続点灯した場合の光量より
多い光量を得ることにより、撮像手段による電子部品の
画像認識を安定よくかつ確実に行なうことができ、照明
手段の低コスト化と長寿命化を達成させることができる
電子部品撮像方法および電子部品装着装置を提供するこ
とを目的としている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】前記した目的を達成する
ための本発明の手段は、数値制御による各駆動手段によ
りＸ，Ｙ，Ｚ方向への任意の移動とθ方向への任意の回
転を行なう電子部品吸着部材によって、電子部品を吸着
保持して供給部から取り出し、装着部の位置決めされた
基板上の所定位置に装着するまでの途中において、該電
子部品を検出手段によりその保持状態を検出するもの
で、前記検出手段による検出は、発光ダイオードからな
る照明手段により停止状態または移動状態にある電子部
品を瞬間的に照明して、この照明時の電子部品を、シャ
ッター機能を有するカメラからなる撮像手段により撮像
して画像情報を得る電子部品撮像方法にあって、前記照
明手段として構成される複数個の発光ダイオードに対し
て、該発光ダイオードを連続点灯した場合の定格電流値
以上の電流を瞬間的に供給して、この発光ダイオードを
連続点灯した場合の光量より多い光量を得る電子部品撮
像方法にある。

【００１４】また、照明手段は、青色発光ダイオードの
みによる構成、若しくは青色発光ダイオードを含む複数
色の発光ダイオードによる構成のストロボ照明であり、
青色発光ダイオードとその他の色の発光ダイオードと
は、それぞれ個別に閃光させる場合と、同時に閃光させ
る場合とを選択的に行なう。

【００１５】そして、数値制御による各駆動手段により
Ｘ，Ｙ，Ｚ方向への任意の移動とθ方向への任意の回転
を行なう電子部品吸着部材によって、電子部品を吸着保
持して供給部から取り出し、装着部の位置決めされた基
板上の所定位置に装着するまでの途中において、該電子
部品を検出手段によりその保持状態を検出するもので、
前記検出手段による検出は、発光ダイオードからなる照
明手段により停止状態または移動状態にある電子部品を
瞬間的に照明して、この照明時の電子部品をシャッター
機能を有するカメラからなる撮像手段により撮像して画
像情報を得て、この画像情報に基づいて、装着部の位置
決めされた基板上の所定位置に装着する電子部品装着装
置にあって、前記照明手段は、その発光ダイオードに対
して、該発光ダイオードを連続点灯した場合の定格電流
値以上の電流を瞬間的に供給して、この発光ダイオード
を連続点灯した場合の光量より多い光量を得る電子部品
装着装置の構成にある。

【００１６】また、検出手段は、撮像手段と照明手段と
からなり、このうち撮像手段は、電子部品吸着部材に保
持された電子部品の光像を得る視覚センサと、前記電子
部品吸着部材に保持された電子部品の検出時に、該電子
部品の真下に位置するように配設された光像入射手段と
を有し、前記照明手段は、電子部品吸着部材に保持され
た電子部品へ照射させ、光像入射手段を介して、該電子
部品の光像を前記視覚センサへ送る。

【００１７】更に、照明手段は、青色発光ダイオードの
みによる構成、若しくは青色発光ダイオードを含む複数
色の発光ダイオードによる構成のストロボ照明である。

【００１８】更にまた、照明手段における青色発光ダイ
オードは、電子部品吸着部材に保持された電子部品の側
面方向から光を照射可能な位置に配設させる。

【００１９】撮像手段は、視覚センサへの光像入射前
に、所定領域の波長を遮断するフィルターを設ける。

【００２０】

【実施例】次に、本発明に関する電子部品撮像方法およ
び電子部品装着装置の実施の一例を図面に基づいて説明
する。

【００２１】図２および図６においてＡは、本発明実施
例の電子部品撮像方法を採用した電子部品撮像装置で、
撮像手段１と照明手段２とからなる検出手段３と、制御
手段４とによるものであって、図１および図３に示され
る電子部品装着装置Ｗの適所に装備される。

【００２２】なお、この電子部品装着装置Ｗは、図１に
示すように、チップ部品やＩＣ部品等の電子部品ｂを、
その供給部ｍより受け取って装着部ｎへ移送し、該装着
部ｎにおけるプリント基板ｃ上に対して所定箇所へ所定
の電子部品ｂを装着する。

【００２３】その装着位置は、慣用のコンピュータ等に
よる制御手段４へ入力したあらかじめ定められたプログ
ラムにしたがって得られるもので、Ｘ軸およびＹ軸方向
へ任意に移動する装着ヘッド５を備えており、その装着
ヘッド５は、Ｚ軸方向へ任意に移動し、かつ、任意のθ
角（回転角）が得られる電子部品吸着部材である吸着ノ
ズル６を備えている。

【００２４】なお、前記した電子部品ｂの供給部ｍは、
図１に示すように、トレーに多数の電子部品ｂが載置さ
れたものや、同図において仮想線で示すように、所定並
列で多数並べ設けたテープフィーダＭ等が用いられるも
ので、これらが機体７に設けられる。

【００２５】そして、その詳細な構成は、機体７へ取り
付けて進退手段８により前後方向（Ｙ軸）へ任意に移動
する進退体９と、この進退体９に取り付けて移動手段１
０により左右方向（Ｘ軸）へ任意に移動する可動体１１
と、この可動体１１へ係合した装着ヘッド５に昇降手段
１２により昇降自在に吸着ノズル６を取り付けてあると
共に、回転手段１３により縦軸方向を中心として任意の
θ角（回転角）を回転自在としてあるもので、それぞれ
の駆動のための手段８および１０，１２，１３は数値制
御可能なサーボモータ等により高精度で作動される。

【００２６】なお、この装着ヘッド５は、電子部品ｂの
上面を吸着する吸着ノズル式や、その外周を把持するチ
ャッキング式等が付設されているもので、単ヘッドであ
ってもかまわないが、図１に示すように、複数ヘッドに
構成すれば、電子部品ｂの装着効率等が向上する。

【００２７】そして、可動体１１または装着ヘッド５に
は、電子部品撮像装置Ａにおいて、検出手段３における
撮像手段１および照明手段２が、一方向（往復も含む）
へ、すなわち、複数ヘッドの場合は、可動体１１に対し
て数値制御可能なサーボモータ等により制御される往復
手段１４により、取付体１５を介して装着ヘッド５の並
列方向に平行移動可能に取り付けられている。

【００２８】この撮像手段１は、装着ヘッド５により、
機体７における供給部ｍから取り出された電子部品ｂの
吸着姿勢を撮像・計測するもので、視覚センサ１６と、
光像入射手段１７とにより構成される。

【００２９】このうち、視覚センサ１６は、取付体１５
の一側に取り付けられ、装着ヘッド５に保持された電子
部品ｂに対して側方に配設されるもので、ＣＣＤ（電荷
結合素子）を用いた電子カメラを用いて、光映像信号を
電気信号に変換し、電子部品ｂの画像情報を得るもので
あって、このＣＣＤカメラにシャッター機能を備えてい
れば、後記する照明手段２によって外乱光の悪影響を低
く抑えることができるもので、その電子シャッタースピ
ードは、カメラの設定により任意に変換し得るものであ
るが、１／６０〜１／１００，０００秒程度の範囲に露
光時間が制御されるものであり、好ましくは、１／１，
０００〜１／１０，０００秒程度が適当である。

【００３０】この得られた画像信号は、後記する制御手
段４に接続された画像処理手段４ａに送られて、あらか
じめ入力された定められた数値と比較演算されて、電子
部品ｂの所望の認識がなされる。

【００３１】なお、前記した画像認識にあっては、吸着
ノズル６に吸着保持された電子部品ｂの全体のサイズや
全体の前後左右方向の位置，電子部品ｂの回転角（θ
角），リードピッチ，リード曲がり，リード本数等の各
チェックを行なうもので、位置補正の結果、制御手段４
により電子部品ｂが定められた正しい位置に合致するよ
うにする。

【００３２】前記した光像入射手段１７は、視覚センサ
１６に対応して取付体１５の他側に配設され、装着ヘッ
ド５の電子部品ｂの真下において、この取付体１５の移
動軌跡上に取り付けられているもので、プリズムや表面
蒸着ミラーを用いるものであり、該光射面は、視覚セン
サ１６と吸着ノズル６に吸着された電子部品ｂの下面へ
それぞれ対応している。

【００３３】この光像入射手段１７によって間接的に映
し出される電子部品ｂの画像を撮像することにより、撮
像手段１の高さ方向の寸法を短くすることができて、電
子部品装着装置Ｗ全体をコンパクトに製作できる。

【００３４】この光像入射手段１７において、表面蒸着
ミラーを用いた場合には、プリズムに比べて安価で場所
を取らない利点があり、プリズムを用いた場合には、表
面蒸着ミラーより反射率が高くより鮮明な画質が得られ
る。

【００３５】また、該光像入射手段１７は、図４（ａ）
に示すように、一個設けることで視覚センサ１６の露光
方向は水平となり、図４（ｂ）に示すように、二個設け
ることで視覚センサ１６の露光方向は垂直となる。

【００３６】前記した検出手段３における照明手段２
は、停止状態または移動状態にある電子部品ｂを瞬間的
（閃光状）に照明して、撮像手段１による電子部品ｂの
撮像精度を可及的に向上させるもので、一個または多数
個群からなる発光ダイオードを用いるものであって、図
２および図３に示すように、方形状や円環状の中空枠状
に形成して、撮像手段１における光像入射手段１７の上
部へ取付部材１８により固着してある。

【００３７】一般的に、静止状態にある電子部品ｂに対
して走行する照明手段２付きの撮像手段１により、該電
子部品ｂを検出する場合、あるいは、静止状態にある照
明手段２付きの撮像手段１に対して走行する電子部品ｂ
を検出する場合には、いずれも走行時の検出のため、シ
ャッター機能を有する撮像手段１を用いるが、この場
合、従来の照明装置では、測定に十分な画像を得るため
の必要な光量が得られない。

【００３８】本発明実施例は、この不具合に着眼したも
のであって、すなわち、前記した発光ダイオードの閃光
時間は、撮像手段１の電子シャッタースピードによる露
光時間以内に閃光するもので、この閃光時間を調整する
ことにより該照明手段２の光量調整が可能となる。

【００３９】また、発光ダイオードの光量は、該発光ダ
イオードに流れる電流値が大きい程光量が多く得られる
が、通常、１０〜２０ｍＡ（定格電流値であって、それ
ぞれの発光ダイオードによって異なる。）の電流しか流
れない。

【００４０】しかし、発光ダイオードにおける閃光時間
のデューティ比（１サイクル中の信号期間の比率）が１
／１０以下であれば、同じ発光ダイオードに対して１０
０ｍＡ程度までの電流を流すことが可能となり、通常
（定格電流値における）発光時の１０倍程度の光量が得
られることとなる。

【００４１】すなわち、図５においてに示すように、
発光ダイオードの閃光が、その非閃光時と同一サイクル
であると、デューティ比が１／２となって、次の閃光の
ための間合いがきわめて短くなり、発光ダイオードに対
して定格電流値以下の電流しか流すことができず、した
がって、定格電流値による光量以上の光量は得られな
い。

【００４２】しかし、図５において，に示すよう
に、所定の間隔で発光ダイオードが閃光するように設定
すれば、そのデューティ比は１／１０，１／２４となっ
て、一回の発光ダイオードの閃光に対して、該発光ダイ
オードを連続点灯した場合の定格電流値以上の電流を、
すなわち、定格電流値の１０倍程度の電流を瞬間的に流
すことができるもので、この発光ダイオードを連続点灯
した場合の光量より大きな光量で閃光することになる。

【００４３】なお、前記したデューティ比は、図５に示
されるにおいて、「パルス幅ｆ／繰り返し周期ｇ」に
より求められるもので、この発光ダイオードに流される
パルス許容順電流ｅは、パルス幅ｆやデューティ比など
の駆動条件によってその許容値が異なるものであって、
定められた特性図により求められる。

【００４４】例えば、本実施例において使用した発光ダ
イオード（株式会社東芝社製，品名ＴＬＲＡ１２５）の
場合も、発光ダイオードの閃光時間であるパルス幅ｆと
繰り返し周期ｇとの適切な設定から、該デューティ比も
当然１／１０以下になるように定められてある。

【００４５】なお、前記した照明手段２における発光ダ
イオードは、青色や赤色，緑色，橙色，白色等に発光す
るものを用いるものであって、このうち、特に、青色お
よび赤色が撮像手段１の照明用に好ましい。

【００４６】そして、この照明手段２の構成は、青色の
発光ダイオードのみからなる場合、更に、青色の発光ダ
イオードと前記したその他の複数色からなる発光ダイオ
ードとの組み合わせによる場合とがあるもので、この場
合、青色発光ダイオードとその他の色の発光ダイオード
とは、それぞれ個別に閃光させる場合と、同時に閃光さ
せる場合とを選択的に行なうことができる。

【００４７】この照明手段２において発光ダイオードの
色の選択は、例えば、装着処理する電子部品ｂの種類に
よるものである。

【００４８】例えば、電子部品ｂがＢＧＡやμＢＧＡの
場合は電極部が銀色で、インタポーザ表面部にある配線
パターン色は金色またはオレンジ色であって赤色波長に
近いため、この電子部品ｂの撮像照明に、赤色発光ダイ
オードを使用すると、前記電子部品ｂの配線部も反射
し、測定したい前記電極部の画像と配線部と混在した画
像となり、電子部品ｂの位置決め計測に支障を来す。

【００４９】しかし、赤色と補色関係にある青色の発光
ダイオードを使用して電子部品ｂの全体を閃光すること
で、配線部がこの青色を吸収して反射しないから、光を
反射する電極部の画像情報の高精度な取得が可能とな
る。

【００５０】また、基部の地が黒色でその適所に金色の
端子を植設させてある電子部品ｂの場合の撮像の照明
に、青色発光ダイオードを使用すると、基部の地と端子
部ともに照射された光が吸収されて検出不良となるた
め、赤色の発光ダイオードを使用して閃光することで、
該端子部の光の反射が行なわれ画像を認識することがで
きる。

【００５１】更に、照明手段２における青色発光ダイオ
ードは、電子部品吸着部材である吸着ノズル６に吸着保
持された電子部品ｂの側面方向から光を照射可能な位置
に配設させるもので、図６に示すように、電子部品ｂに
最も近い位置に青色発光ダイオード２ａを配設し、その
下方位置に、青色発光ダイオード２ａ以外の色、例え
ば、赤色発光ダイオード２ｂを配設する。

【００５２】これにより、ＢＧＡ等の突起電極部を有す
る電子部品ｂの場合、この電極部の突起が低いときで
も、青色発光ダイオード２ａの照射する光量が減少する
ことなく十分に得られて、明確な画像情報が得られる。

【００５３】また、青色発光ダイオード２ａと赤色発光
ダイオード２ｂとを使用する照明手段２を用いる場合、
前記した撮像手段１にあって、視覚センサ１６への光像
入射前に、すなわち、電子部品ｂと視覚センサ１６との
間に、所定領域の波長を遮断するフィルター２０を配設
してある。

【００５４】すなわち、このフィルター２０は、青色と
赤色の波長だけを透過する特性を有する、マゼンタフィ
ルター（例えば、日本真空光学社製商品名ダイクロイッ
クフィルター）であって、このマゼンタフィルター２０
により、例えば、波長が４８０〜６２０ｎｍの領域のも
の、つまり、青色と赤色以外の波長の光を遮断すること
ができるもので、例えば、電子部品装着工場内における
室内照明用の蛍光灯等の他の光（外乱光）を遮断するこ
とができて、電子部品ｂの画像情報の測定に際して一層
の精度の向上となる。

【００５５】なお、制御手段４は、撮像手段１の検出信
号を受けて、あらかじめ定められたデータに基づいて演
算し、前記各手段８，１０，１２，１３あるいは往復手
段１４を個別に任意に制御するもので、慣用のコンピュ
ータが用いられる。

【００５６】また、撮像手段１の撮像位置および照明手
段２の閃光位置（撮像位置と同位置）を規制する位置検
出部材２１が設けられているものであって、例えば、光
電管や近接スイッチ等の適宜なものが使用されるもの
で、可動体１１へ、各装着ヘッド５に対応させて、それ
ぞれ撮像手段１の撮像位置すなわち照明手段２の閃光位
置に検出子２２を取り付け、この検出子２２に対応する
検出体２３を取付体１５に設けてある。

【００５７】したがって、前記のように構成される本発
明実施例の電子部品撮像方法および電子部品装着装置Ｗ
は、以下に述べる作用を奏する。

【００５８】プリント基板ｃ上には、電子部品ｂがそれ
ぞれ所定箇所へ所定個数が装着されるもので、この作業
にあっては、これら設定値や動作順序等があらかじめ、
制御手段４へ定められた各データをプログラムしてあ
る。

【００５９】そして、その電子部品ｂの装着は、各駆動
手段である進退手段８および移動手段１０，昇降手段１
２，回転手段１３を操作して、電子部品ｂの供給部ｍへ
装着ヘッド５を移動させて該電子部品ｂを吸着保持す
る。

【００６０】すると、装着ヘッド５に取り付けられてい
る往復手段１４が作動して、取付体１５に具備された該
撮像手段１が照明手段２と共に、装着ヘッド５に対して
左右方向（図３において矢印ｐ方向）へ移動する。

【００６１】そして、位置検出部材２１における検出体
２３が撮像手段１の撮像位置である検出子２２に対応す
ると、該撮像位置に達したことを検知し、トリガー信号
を発して、照明手段２における発光ダイオードに給電さ
れると共に、視覚センサ１６の電子シャッターが作動
し、光像入射手段１７を介して視覚センサ１６によって
画像を取り込み、画像処理手段４ａおよび制御手段４へ
送信する。

【００６２】このとき、発光ダイオードの閃光時間は、
視覚センサ１６の露光時間内で閃光するように設定され
ている。

【００６３】特に、照明手段２による照明は、その複数
個からなる発光ダイオードに対して、該発光ダイオード
を連続点灯した場合のこの発光ダイオードの定格電流値
以上の電流が瞬間的に供給され、これによって、この発
光ダイオードを連続点灯した場合のこの発光ダイオード
の持つ定格電流値の光量より多い光量を得ることができ
るので、電子部品ｂを撮像するための十分な照明がなさ
れる。

【００６４】更に、照明手段２に青色と赤色の発光ダイ
オードを用いることにより、被撮像物である電子部品ｂ
の着色状態と関係なく、希望する画像情報を得ることが
できる。

【００６５】しかも、前記した青色と赤色の発光ダイオ
ードを、それぞれの発光ダイオードを単独に閃光させた
り、あるいは、同時に同調閃光させたりすることができ
るもので、画像処理する電子部品ｂの種類等に応じて適
宜選択的に複数種の発光ダイオードの閃光操作を行なう
ことができる。

【００６６】また、この青色発光ダイオードを、吸着ノ
ズル６に吸着保持された電子部品ｂの側面方向から閃光
を照射できるように配設させる、すなわち、図６に示す
ように、電子部品ｂに最も近い位置に青色発光ダイオー
ド２ａを配設し、その下方位置に、例えば、赤色発光ダ
イオード２ｂを配設することにより、ＢＧＡ等の突起が
低い電極部を有する電子部品ｂの場合であっても、この
電子部品ｂに対する青色発光ダイオード２ａの照射する
光量が減少させることなく十分に得ることができて、電
子部品ｂの明確な画像情報が得られる。

【００６７】このように、青色発光ダイオードと赤色発
光ダイオードによる閃光により電子部品ｂの良好な画像
情報が得られるものであるが、更に、この処理を確実に
行なうためには、視覚センサ１６への光像入射前にマゼ
ンタフィルター２０を設けることでより精度が向上す
る。

【００６８】これにより、発光ダイオードが発する青色
と赤色の波長だけを透過して電子部品ｂの画像をより鮮
明に認識することができ、しかも、電子部品装着作業の
工場にあって、特に室内照明では緑色波長を含む蛍光灯
等が多く、視覚センサー１６であるＣＣＤカメラの感度
波長も緑色が高いので、この緑色波長をマゼンタフィル
ター２０により遮断することで、外乱光の影響を減少さ
せることができる。

【００６９】なお、撮像手段１の撮像動作は、該撮像手
段１が停止状態または移動状態のどちらの状態であって
も構わないものであるが、停止することのない移動状態
であれば、その分時間的ロスがなく、高速の電子部品ｂ
の装着が可能となる。

【００７０】更には、撮像手段１が、その都度、吸着保
持されている電子部品ｂに対応して停止すると、慣性力
等の作用により往復手段１４や撮像手段１等に振動が発
生するため、この振動の静鎮時間（そのままであると画
像ブレを生ずる）が必要となるが、撮像手段１が停止す
ることのない移動状態であれば、振動の発生が解消され
て待機時間が全くなくなり、一層の電子部品ｂの装着時
間の短縮が計れる。

【００７１】これに伴って、制御手段４においては前記
計測による信号とあらかじめ入力したデータとに基づい
て演算が行なわれ、この電子部品ｂの画像情報処理を行
なって補正数値を得る。

【００７２】このようにして、図１，図３に示すように
４ヘッド式の場合には、残りの３へッド５に対して同様
の工程を経て、各装着ヘッド５に取り付けられた吸着ノ
ズル６に吸着保持された電子部品ｂの撮像位置において
撮像手段１が停止することなく、一連の連続動作によっ
て、画像処理手段４および制御手段４において補正処理
が行われる。

【００７３】これらの作業は、吸着ノズル６が供給部ｍ
において電子部品ｂを吸着保持してから、機体７内の装
着部ｎへ移動する過程において全て終了し、該装着部ｎ
に到達したときには、直ちにプリント基板ｃへの電子部
品ｂの装着が行なえるため、電子部品ｂの装着時間にロ
スが全くない。

【００７４】次に、この電子部品装着装置Ｗにおける撮
像手段１に、前記において詳述したフルフレームで撮像
可能なシャッター機能を備えたカメラ（視覚センサ１
６）を用いた場合の作用を、図７に示すブロック図およ
び図８，９に示すフローチャート図を参照して説明す
る。

【００７５】まず、電子部品装着装置Ｗが稼働を開始す
ると、制御手段４の信号により各駆動手段８，１０，１
２，１３が作動して、取付体１５に設けた複数の装着ヘ
ッド５群が供給部ｍへ移動し、希望する電子部品ｂをそ
の吸着ノズル６により吸着保持する。

【００７６】このとき、複数の吸着ノズル６に対して
は、その全て、または必要箇所において、あるいは必要
個数の吸着ノズル６に電子部品ｂが吸着保持される。

【００７７】すると、装着ヘッド５は、供給部ｍから装
着部ｎへそのＸＹ軸方向へ移動するもので、該装着ヘッ
ド５に取り付けられている往復手段１４が作動して、取
付体１５に具備された該撮像手段１が照明手段２と共
に、装着ヘッド５に対して左右方向（図３において矢印
ｐ方向）へ移動する。

【００７８】そして、位置検出部材２１における検出体
２３が撮像手段１の撮像位置である検出子２２に対応す
ると、該撮像位置に達したことを検知し、このとき、外
部からの画像取り込みタイミングに合わせたトリガー信
号がランダムシャッター発生回路に入力される（割り込
み処理）。

【００７９】このランダムシャッター発生回路では、ト
リガー信号の入力により同期信号発生回路の一部の信号
をリセットして、外部トリガー信号に同期して再スター
トをかける。

【００８０】このとき、照明手段２における発光ダイオ
ードに給電されると共に、視覚センサ１６（ＣＣＤカメ
ラ）のシャッターが作動し、光像入射手段１７を介して
視覚センサ１６がフルフレームの画像情報を取り込むも
ので、同期信号発生回路ではＣＣＤカメラの駆動に必要
な垂直同期信号や水平同期信号が作り出されてタイミン
グ発生回路に送られる。

【００８１】そして、ＣＣＤドライバーで作り出された
信号はＣＣＤカメラ（視覚センサ１６）へ送信され、該
ＣＣＤカメラにおいてＯＤＤ（奇数フィールド）とＥＶ
ＥＮ（偶数フィールド）とが同時に出力されて、電子部
品ｂの全画素の読み出しがなされ、ビデオアンプおよび
ビデオ信号処理回路を経て、それぞれのＯＤＤビデオ信
号，ＥＶＥＮビデオ信号が同時に出力されて、画像処理
手段４ａおよび制御手段４へ送信される。

【００８２】なお、図７において、ＣＣＤの読み出しタ
イミング信号は、ＣＣＤカメラ１６から出力されたビデ
オ信号を読み出すタイミング、またはその期間を示す信
号であり、また、クロック信号は、ＣＣＤカメラ１６か
ら出力されたビデオ信号を読み出す信号の元となる同期
信号である。

【００８３】制御手段４では、前記の工程により撮像手
段１により得られた電子部品ｂの画像情報に基づいて、
あらかじめ、この制御手段４に入力されている電子部品
ｂの装着情報と比較演算し、その結果、位置ズレがある
場合は、その補正量を電子部品装着装置Ｗにおける各手
段８，１０，１２，１３等を数値制御して、吸着ノズル
６に吸着保持されている電子部品ｂの保持状態を修正
し、定められた装着部ｎの基板ｃの装着位置に達するま
でに、その全ての補正作業を終了させる。

【００８４】この撮像手段１の電子部品ｂの画像撮像
は、該撮像手段１が往復手段１４により電子部品ｂの下
方を移動する間において、すなわち、撮像手段１が停止
することなく一連の連続した移動状態の中で、その撮像
作業を行なうことができるもので、画像読取工程が大幅
に短縮されると共に、前記した照明手段２との協動によ
る相乗効果により、吸着ノズルに吸着保持された電子部
品ｂの画像処理における位置計測の際の撮像工程が大幅
に高速化され、その結果、電子部品ｂの装着タクト時間
の大幅な短縮化の目的が達成される。

【００８５】また、複数の装着ヘッド５からなる場合
は、図１０に示すように、撮像手段１の全移動工程ｈに
おいて、その待機位置から移動終了位置への往復手段１
４による移動は、移動量ゼロの状態から加速され、所定
の速度に達したら等速度でＮＯ１の装着ヘッド５からＮ
Ｏ４の装着ヘッド５へと撮像工程を行ないつつ移動する
もので、撮像が終了すれば減速の後、吸着ノズル６によ
る電子部品ｂの装着動作の妨げとならない位置に停止す
る。

【００８６】このとき、撮像手段１は直ちに往路におけ
るスタート位置に戻ってもよいが、次の電子部品ｂの吸
着保持の動作に対応して、移動終了位置すなわち待機位
置から復路の移動終了位置へ、前記工程を行いつつ移動
してもよい。

【００８７】

【発明の効果】前述したように本発明は、撮像手段の照
明用として用いられた発光ダイオードへその発光ダイオ
ードを連続点灯した場合の定格電流値以上の多くの電流
を瞬間的に流すことにより、発光ダイオードを連続点灯
した場合の光量より多くの光量を得ることができる。

【００８８】また、照明手段に発光ダイオードを用いる
ことで、該照明手段の寿命も長くなり、照明手段自体の
構成をコンパクトに製作できて、取付スペースの狭いと
ころでも対応する。

【００８９】特に、前記した照明手段を用いることによ
って撮像手段の電子部品の画像撮像は、この撮像手段が
電子部品の下方を移動中において、すなわち、撮像手段
が停止することなく一連の連続した移動状態の中でその
作業を行なうことができるもので、画像読取工程が大幅
に時間短縮され、吸着ノズルに吸着保持された電子部品
の画像処理における位置計測の際の撮像工程が大幅に高
速化される。

【００９０】前記撮像手段による電子部品の撮像および
画像処理による位置計測は、吸着ノズルが供給部におい
て電子部品を吸着保持してから、機体内の実装部へ移動
する過程において全て終了するため、電子部品の装着時
間の大幅な短縮化の目的が達成される。

【００９１】撮像手段は、光像入射手段によって間接的
に映し出される電子部品の画像を撮像するので、撮像手
段の高さ方向の寸法を小さくすることができ、Ｚ軸の移
動距離を短くすることができる。したがって、電子部品
の装着時間の短縮が可能となる。

【００９２】照明手段は、青色発光ダイオードのみによ
る構成、若しくは青色発光ダイオードを含む複数色の発
光ダイオードによる構成のストロボ照明であることによ
り、異なる着色からなる複数の電子部品種に対して、良
好なその画像情報を得ることができる。

【００９３】照明手段における青色発光ダイオードは、
電子部品吸着部材に保持された電子部品の側面方向から
光を照射可能な位置に配設させることにより、正面から
の照射だけではこの青色発光ダイオードの発する光が届
きにくい構成の電子部品に対しても照明することができ
る。

【００９４】撮像手段は、視覚センサへの光像入射前
に、所定領域の波長を遮断するフィルターを設けること
により、電子部品の照明にあって、外乱光を遮断するこ
とができる。等の格別な効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に関する電子部品撮像方法を採用した電
子部品装着装置の実施の一例を示す概略の平面図であ
る。

【図２】図１における装置の概略的な側面図である。

【図３】図１における装置の概略的な斜視図である。

【図４】図１における装置の撮像手段の光像入射手段の
各例を示す説明図である。

【図５】図１における装置の照明手段のデューティ比の
各例を示す説明図である。

【図６】図１における装置の検出手段部を概念的に示す
説明図である。

【図７】図１における装置の撮像手段の撮像工程を示す
ブロック図である。

【図８】図１における装置の撮像手段の撮像工程の撮像
開始を示すフローチャート図である。

【図９】図１における装置の撮像手段の撮像工程を示す
フローチャート図である。

【図１０】図１における装置の撮像手段の撮像工程を示
すその動作の説明図である。

【図１１】本発明に関する電子部品撮像方法における撮
像手段にフルフレームシャッターカメラを用いた場合の
説明図である。

【図１２】図１１における撮像手段のビデオ信号の出力
状態を示す説明図で、（ａ）は従来例を、（ｂ）は本発
明実施例をそれぞれ示す。

【符号の説明】

Ｗ電子部品装着装置ｂ電子部品ｃプリント基板ｍ供給部ｎ実装部１撮像手段２照明手段２ａ青色発光ダイオード２ｂ赤色発光ダイオード３検出手段８，１０，１２，１３駆動手段１６視覚センサー１７光像入射手段２０フィルター

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０４Ｎ 5/225 Ｈ０５Ｂ 41/30 ５Ｃ０５４ 7/18 Ｈ０５Ｋ 13/08 Ｐ５Ｅ３１３Ｈ０５Ｂ 41/30 Ｈ０１Ｌ 33/00 Ｌ５Ｆ０４１Ｈ０５Ｋ 13/08 Ｇ０６Ｆ 15/62 ４００ // Ｈ０１Ｌ 33/00 15/64 ３２５ＧＦターム(参考） 2H053 BA00 DA03 3K098 AA08 AA12 AA24 AA26 5B047 AA11 BB01 BC06 BC11 5B057 AA01 BA02 CA12 CA16 DA07 DB02 5C022 AA01 AB15 AC42 AC52 5C054 AA01 CA04 EA01 HA01 5E313 AA02 AA11 CC03 CC04 EE03 EE24 FF05 FF24 FF26 FF28 5F041 AA11 BB33 EE22 FF16

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】数値制御による各駆動手段によりＸ，
Ｙ，Ｚ方向への任意の移動とθ方向への任意の回転を行
なう電子部品吸着部材によって、電子部品を吸着保持し
て供給部から取り出し、装着部の位置決めされた基板上
の所定位置に装着するまでの途中において、該電子部品
を検出手段によりその保持状態を検出するもので、前記
検出手段による検出は、発光ダイオードからなる照明手
段により停止状態または移動状態にある電子部品を瞬間
的に照明して、この照明時の電子部品を、シャッター機
能を有するカメラからなる撮像手段により撮像して画像
情報を得る電子部品撮像方法にあって、前記照明手段として構成される複数個の発光ダイオード
に対して、該発光ダイオードを連続点灯した場合の定格
電流値以上の電流を瞬間的に供給して、この発光ダイオ
ードを連続点灯した場合の光量より多い光量を得ること
を特徴とする電子部品撮像方法。
【請求項２】照明手段は、青色発光ダイオードのみに
よる構成、若しくは青色発光ダイオードを含む複数色の
発光ダイオードによる構成のストロボ照明であり、青色
発光ダイオードとその他の色の発光ダイオードとは、そ
れぞれ個別に閃光させる場合と、同時に閃光させる場合
とを選択的に行なうことを特徴とする請求項１記載の電
子部品撮像方法。
【請求項３】数値制御による各駆動手段によりＸ，
Ｙ，Ｚ方向への任意の移動とθ方向への任意の回転を行
なう電子部品吸着部材によって、電子部品を吸着保持し
て供給部から取り出し、装着部の位置決めされた基板上
の所定位置に装着するまでの途中において、該電子部品
を検出手段によりその保持状態を検出するもので、前記
検出手段による検出は、発光ダイオードからなる照明手
段により停止状態または移動状態にある電子部品を瞬間
的に照明して、この照明時の電子部品をシャッター機能
を有するカメラからなる撮像手段により撮像して画像情
報を得て、この画像情報に基づいて、装着部の位置決め
された基板上の所定位置に装着する電子部品装着装置に
あって、前記照明手段は、その発光ダイオードに対して、該発光
ダイオードを連続点灯した場合の定格電流値以上の電流
を瞬間的に供給して、この発光ダイオードを連続点灯し
た場合の光量より多い光量を得ることを特徴とする電子
部品装着装置。
【請求項４】検出手段は、撮像手段と照明手段とから
なり、このうち撮像手段は、電子部品吸着部材に保持さ
れた電子部品の光像を得る視覚センサと、前記電子部品
吸着部材に保持された電子部品の検出時に、該電子部品
の真下に位置するように配設された光像入射手段とを有
し、前記照明手段は、電子部品吸着部材に保持された電
子部品へ照射させ、光像入射手段を介して、該電子部品
の光像を前記視覚センサへ送ることを特徴とする請求項
３記載の電子部品装着装置。
【請求項５】照明手段は、青色発光ダイオードのみに
よる構成、若しくは青色発光ダイオードを含む複数色の
発光ダイオードによる構成のストロボ照明であることを
特徴とする請求項３または４記載の電子部品装着装置。
【請求項６】照明手段における青色発光ダイオード
は、電子部品吸着部材に保持された電子部品の側面方向
から光を照射可能な位置に配設させたことを特徴とする
請求項３，４または５記載の電子部品装着装置。
【請求項７】撮像手段は、視覚センサへの光像入射前
に、所定領域の波長を遮断するフィルターを設けたこと
を特徴とする請求項４記載の電子部品装着装置。