JP2000241119A - 電子部品認識装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 多種類の電子部品を認識でき、設備費用を削
減することができる電子部品認識装置を提供することを
目的とする。 【解決手段】 移載ヘッドによって相対移動する電子部
品７の像を一次元カメラ１３で撮像して電子部品の二次
元画像を得る電子部品認識装置において、照明部１１に
反射認識において撮像エリアを通過する電子部品７に光
を照射する第１の光源２１と、この第１の照明部を挟む
両側に配設され透過認識において撮像エリアを通過する
反射板６に光を照射する第２の光源２２と、第１の光源
と２１第２の光源２２との間に配設され第２の光源２２
から電子部品へ照射される照明光を遮光する遮光板２３
とを設けた。これにより、透過認識時に電子部品７の下
面への照明光が遮光され、同一のカメラ１３を用いて異
なる認識方式を必要とする多種類の電子部品の認識を行
うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子部品の実装装
置に用いられ電子部品の位置や形状を認識する電子部品
認識装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子部品の実装装置においては、移載ヘ
ッドによってピックアップされた電子部品を光学的に認
識して電子部品の位置ずれを検出し、基板への搭載時に
この位置ずれを補正することが一般に行われる。この電
子部品の認識を行う電子部品認識装置では、従来電子部
品の種類によって異る認識方法が用いられていた。例え
ば電子部品の外形を認識することにより位置検出を行う
場合には電子部品の背後からの光をカメラで受光して電
子部品を暗像として認識する透過認識が用いられ、また
電子部品の下面の電極位置を検出する必要があるような
場合には電子部品に対して光を照射し、その反射光を受
光することにより電極位置を明像として認識する反射認
識が用いられていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の電子
部品認識装置では、上述の認識方式に応じて別々のカメ
ラと照明装置との組み合わせが用いられていた。このた
め多種類の電子部品を同一の実装装置で実装する場合に
は、複数のカメラとこれに対応した照明装置をそれぞれ
設けなければならず、配置スペースを占有して装置のコ
ンパクト化を阻害するとともに設備費用削減を妨げる要
因となっていた。

【０００４】そこで本発明は、多種類の電子部品を認識
でき、設備費用を削減することができる電子部品認識装
置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の電子部品
認識装置は、電子部品を吸着保持するノズルが設けられ
このノズルの下端部側に光を反射する反射板を備えた移
載ヘッドと、列状に配列された複数の受光素子を備えた
一次元カメラと、この一次元カメラの受光素子の配列方
向と直交する方向に前記移載ヘッドを一次元カメラに対
して相対的に移動させる移動手段と、この移動手段によ
って相対移動する電子部品を前記一次元カメラで撮像し
て前記電子部品の二次元画像を得る画像認識部と、前記
一次元カメラの撮像エリアを通過する電子部品およびま
たは前記反射板に光を照射する照明部とを備え、この照
明部に前記撮像エリアを通過する電子部品に光を照射す
る第１の光源と前記撮像エリアを通過する反射板に光を
照射する第２の光源とを設け、この撮像エリアを含み前
記一次元カメラの光軸に直交する平面における第１の光
源による光の強度分布が撮像エリアを含む所定範囲で前
記一次元カメラによる撮像に必要な強度レベルを超え、
かつ前記平面における第２の光源による光の強度分布が
前記撮像エリアを含む所定範囲では前記一次元カメラに
よる撮像に必要な強度レベルに達せず、かつこの所定範
囲を前記相対移動方向の両側から挟む周辺範囲では前記
一次元カメラによる撮像に必要な強度レベルを超える分
布となっている。

【０００６】請求項２記載の電子部品認識装置は、電子
部品を吸着保持するノズルが設けられこのノズルの下端
部側に光を反射する反射板を備えた移載ヘッドと、列状
に配列された複数の受光素子を備えた一次元カメラと、
この一次元カメラの受光素子の配列方向と直交する方向
に前記移載ヘッドを一次元カメラに対して相対的に移動
させる移動手段と、前記移動手段によって相対移動する
電子部品を前記一次元カメラで撮像して電子部品の二次
元画像を得る画像認識部と、前記一次元カメラの撮像エ
リアを通過する電子部品およびまたは前記反射板に光を
照射する照明部とを備え、この照明部に前記撮像エリア
を通過する電子部品に光を照射する第１の光源と、この
第１の照明部を挟む前記相対移動方向の両側に配設され
前記撮像エリアを通過する反射板に光を照射する第２の
光源と、第１の光源と第２の光源との間に配設され第２
の光源から電子部品へ照射される照明光を遮光する遮光
手段とを設けた。

【０００７】本発明によれば、電子部品を撮像する一次
元カメラの撮像エリアを含みこの一次元カメラの光軸に
直交する平面における第１の照明による光の強度分布
が、撮像エリアを含む範囲で一次元カメラによる撮像に
必要とされる強度レベルを超え、かつ前記平面における
第２の照明による光の強度分布が、撮像エリアを含む所
定範囲では撮像に必要な所定レベルに達せず、かつこの
所定範囲を相対移動方向の両側から挟む周辺範囲では撮
像に必要な強度レベルを超える強度分布となっているこ
とにより、同一の一次元カメラを用いて異なる認識方式
を必要とする多種類の電子部品の認識を行うことができ
る。

【０００８】

【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を図面を
参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態の電子
部品認識装置の正面図、図２は同電子部品認識装置の照
明部の断面図、図３（ａ）は同電子部品認識装置の撮像
平面を示す図、図３（ｂ）は同電子部品認識装置の撮像
平面における照明光の強度分布を示すグラフ、図４
（ａ），（ｂ）は同電子部品の撮像時の照明状態を示す
図である。

【０００９】まず図１を参照して電子部品認識装置の構
成を説明する。図１において移動テーブル１はＹ軸モー
タ２ａを備えたＹテーブル２と、Ｘ軸モータ３ａを備え
たＸテーブル３より構成されている。Ｘテーブル３には
移載ヘッド４が装着されており、移載ヘッド４の下部に
はノズル５が設けられている。ノズル５は下端部に電子
部品７を吸着して保持する。また移載ヘッド４の下面に
は反射板６が装着されており、反射板６は下方から照射
された光をノズル５の下端部側に反射する。

【００１０】移動テーブル１を駆動することにより移載
ヘッド４は水平移動し、ノズル５に保持された電子部品
７の下面は平面ＰＬ１内で水平移動し、反射板６は平面
ＰＬ２内で水平移動する。ノズル５は反射板６よりも下
方へ突出しているので、平面ＰＬ１は平面ＰＬ２よりも
下方、すなわち後述する一次元カメラ側に位置する。移
動テーブル１は、電子部品７を一次元カメラに対して相
対的に移動させる移動手段となっている。

【００１１】この平面ＰＬ１の下方には照明部１１が配
設されている。照明部１１は平面ＰＬ１内を移動する電
子部品７または平面ＰＬ２内を移動する反射板６に照明
光を照射する。照明部１１の下方には光学系１２が配設
されており、光学系１２の下方には一次元カメラ１３
（以下、カメラ１３と略記する）が配設されている。カ
メラ１３はＹ方向に列状に配列された複数の受光素子を
備えている。照明部１１によって照明された電子部品７
の像は光学系１２によってカメラ１３の受光素子上に結
像され、各受光素子には電子部品７の画像に応じた電荷
が蓄積される。そして蓄積された電荷を順次出力するこ
とにより、カメラ１３は受光素子の配列方向（主走査方
向）の一次元画像データを出力する。

【００１２】カメラ１３は画像認識部１６と接続されて
おり、主走査方向と直交する副走査方向（Ｘ方向）に移
載ヘッド４を移動させて、ノズル５に保持された電子部
品７をカメラ１３に対して相対移動させながらカメラ１
３で電子部品７を撮像することにより、画像認識部１６
は電子部品７の二次元画像を得る。画像認識部１６は制
御部１５によって制御され、認識結果は制御部１５に伝
達される。また制御部１５は機構駆動部１４を介してＸ
軸モータ３ａ、Ｙ軸モータ２ａの駆動を制御するととも
に、照明部１１を制御して照明光の種類や条件設定を行
う。

【００１３】次に図２を参照して照明部１１の構造につ
いて説明する。図２において、照明部１１はケース体２
０内に以下に説明する光源を配設して構成されている。
ケース体２０の底面には開口部２０ａが設けられてお
り、開口部２０ａの下方にはカメラ１３（図１）が配設
され、開口部２０ａの中心位置はカメラ１３による撮像
エリアの中心と一致するよう配置されている。図２
（ａ）に示す平面ＰＬ１はカメラ１３による撮像面であ
り、カメラ１３の光軸ＣＬは撮像面１２に垂直に交わ
る。撮像面ＰＬ１上の光軸ＣＬを挟む幅ｂ１の範囲Ａ
は、カメラ１３による撮像エリアとなっている。

【００１４】図２（ｂ）は照明部１１の光源の平面配置
を示している。光軸ＣＬを挟んだ両側には、第１の光源
２１が対称位置に配設されており、更に第１の光源２１
を挟む移載ヘッド４の移動方向の両側には、光軸ＣＬに
ついて対称位置に第２の光源２２が配設されている。第
１の光源２１は図２（ａ）に示すようにＬＥＤ光源２１
ａを備えており、ＬＥＤ光源２１ａは光軸ＣＬに対して
θ１傾いてそれぞれ撮像エリアを照射する位置に配設さ
れている。ＬＥＤ光源２１ａによる照射範囲Ｗ１が平面
ＰＬ１と交わる範囲において、光軸ＣＬを挟む幅ｂ２の
範囲は左右２つの第１の光源２１によって重複して照明
されており、他の範囲と比較して高い照明光強度を得ら
れる範囲となっている。

【００１５】第２の光源２２はＬＥＤ光源２２ａを備え
ており、ＬＥＤ光源２２ａは光軸ＣＬに対してθ２傾い
て、それぞれ撮像エリアの側方に対して照明光を照射す
る位置に配設されている。ＬＥＤ光源２２ａから照射さ
れた光は、平面ＰＬ２上において光軸ＣＬと交わる。第
１の光源２１にはそれぞれ遮光板２３が一体的に設けら
れており、遮光板２３は第２の光源２２より照射される
照明光が撮像面ＰＬ１上の光軸ＣＬ周辺に照射されるの
を遮断する。したがって第２の光源２２の照射範囲Ｗ２
は遮光板２３によって制限されており、図２（ａ）に示
すように光軸ＣＬを挟む幅ｂ３の範囲では、第２の光源
２２からの照明光はほとんど照射されない。すなわち遮
光板２３は、電子部品が光軸ＣＬ周辺の撮像エリアに位
置している状態で第２の光源による照明光が電子部品に
対して照射されるのを遮光する遮光手段となっている。

【００１６】次に図３（ａ），（ｂ）を参照して、撮像
面ＰＬ１内における第１の光源２１および第２の光源２
２の照明光の強度分布について説明する。図３（ａ）に
示す平面ＰＬ１はカメラ１３による撮像エリアＡおよび
カメラ１３の上方を通過する電子部品７の下面を含む平
面を示している。第１の光源２１を駆動すると、第１の
光源２１から照射される照明光は光軸ＣＬを含む位置に
集中して照射され、Ｘ方向の照明光強度分布は図３
（ｂ）の曲線ｌ１に示すように、光軸ＣＬを挟む幅ｂ２
の範囲で照明光強度が最大となるような分布を示す。そ
してこの範囲ｂ２では照明光強度は電子部品７の下面を
撮像するのに必要な強度レベルを超えるものとなってい
る。

【００１７】第２の光源２２を駆動すると、第２の光源
２２から照射される照明光は遮光板２３によって部分的
に遮光され、光軸ＣＬを含む所定範囲（ｂ３）では照明
光強度のレベルは低レベルＬｌとなっており、範囲ｂ３
の両側の範囲ｃでは高レベルＬｈを示す。すなわち撮像
エリアＡを含む所定範囲（ｂ３）では光の強度がカメラ
１３の撮像に十分でなく、この所定範囲（ｂ３）を電子
部品の相対移動方向の両側から挟む周辺範囲（ｃ）では
カメラ１３の撮像に必要な強度レベルを超える分布とな
っている（図３（ｂ）の曲線ｌ２参照）。この周辺範囲
（ｃ）を通過した光は、平面ＰＬ２上において撮像エリ
アＡを含む領域に照射され、平面ＰＬ２上を移動する反
射板６を明るく光らせる。

【００１８】この電子部品認識装置は上記のように構成
され、以下電子部品の認識について説明する。まず、認
識対象の電子部品７が下面に位置認識対象部位を有して
いるような場合には、反射認識により電子部品７を認識
する。すなわち当該電子部品の認識において第１の光源
２１に照明した状態で、カメラ１３により電子部品７を
撮像する。このとき、図４（ａ）に示すように、第１の
光源２１の照明光は２方向から電子部品７の下面に充分
な強度レベルで照射され、この下面からの反射光をカメ
ラ１３に入射させることにより、良好な画像を取得する
ことができる。

【００１９】これに対し認識対象の電子部品７の位置認
識対象部位が、ＱＦＰなど電子部品本体や本体から張り
出した部分の外形形状であるような場合には、第２の光
源２２による透過照明を用いる。第２の光源２２を駆動
することにより照射された照明光は、図４（ｂ）に示す
ように遮光板２３によって遮光されて電子部品７にはカ
メラ１３で撮像するには不十分な低い強度レベルでしか
照射されない。これに対して移載ヘッド４の反射板６に
は第２の光源２２からの照明光は遮光されることなく入
射する。

【００２０】したがって、反射板６によって反射された
照明光は電子部品７の背後方向からカメラ１３に入射
し、これによりカメラ１３は電子部品７を暗像とし周囲
部分を明像とする画像を取得する。このとき、電子部品
７の下面に直接入射する照明光の強度レベルは、カメラ
１３による撮像に不十分なレベルであり、反射板９に入
射する照明光の強度レベルは撮像に十分なレベルである
ので、カメラ１３によって取得される画像上では電子部
品とその他の部分とを明瞭に区別することができ、した
がって電子部品７の画像認識を高精度で行うことができ
る。

【００２１】

【発明の効果】本発明によれば、電子部品を撮像する一
次元カメラの撮像エリアを含みこの一次元カメラの光軸
に直交する平面における第１の照明による光の強度分布
が、撮像エリアを含む範囲で一次元カメラによる撮像に
必要とされる強度レベルを超え、かつ前記平面における
第２の照明による光の強度分布が、撮像エリアを含む所
定範囲では撮像に必要な所定レベルに達せず、かつこの
所定範囲を相対移動方向の両側から挟む周辺範囲では撮
像に必要な強度レベルを超える強度分布となっているの
で、同一の一次元カメラを用いて異る認識方式を必要と
する多種類の電子部品の認識を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態の電子部品認識装置の正
面図

【図２】本発明の一実施の形態の電子部品認識装置の照
明部の断面図

【図３】（ａ）本発明の一実施の形態の電子部品認識装
置の撮像平面を示す図 （ｂ）本発明の一実施の形態の電子部品認識装置の撮像
平面における照明光の強度分布を示すグラフ

【図４】（ａ）本発明の一実施の形態の電子部品の撮像
時の照明状態を示す図 （ｂ）本発明の一実施の形態の電子部品の撮像時の照明
状態を示す図

【符号の説明】

４ 移載ヘッド ５ ノズル ６ 反射板 ７ 電子部品 １３ カメラ ２１ 第１の光源 ２２ 第２の光源 ２１ａ、２２ａ ＬＥＤ光源 ２３ 遮光板 Ａ 撮像エリア

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電子部品を吸着保持するノズルが設けられ
   このノズルの下端部側に光を反射する反射板を備えた移
   載ヘッドと、列状に配列された複数の受光素子を備えた
   一次元カメラと、この一次元カメラの受光素子の配列方
   向と直交する方向に前記移載ヘッドを一次元カメラに対
   して相対的に移動させる移動手段と、この移動手段によ
   って相対移動する電子部品を前記一次元カメラで撮像し
   て前記電子部品の二次元画像を得る画像認識部と、前記
   一次元カメラの撮像エリアを通過する電子部品およびま
   たは前記反射板に光を照射する照明部とを備え、この照
   明部に前記撮像エリアを通過する電子部品に光を照射す
   る第１の光源と前記撮像エリアを通過する反射板に光を
   照射する第２の光源とを設け、この撮像エリアを含み前
   記一次元カメラの光軸に直交する平面における第１の光
   源による光の強度分布が撮像エリアを含む所定範囲で前
   記一次元カメラによる撮像に必要な強度レベルを超え、
   かつ前記平面における第２の光源による光の強度分布が
   前記撮像エリアを含む所定範囲では前記一次元カメラに
   よる撮像に必要な強度レベルに達せず、かつこの所定範
   囲を前記相対移動方向の両側から挟む周辺範囲では前記
   一次元カメラによる撮像に必要な強度レベルを超える分
   布となっていることを特徴とする電子部品認識装置。
2. 【請求項２】電子部品を吸着保持するノズルが設けられ
   このノズルの下端部側に光を反射する反射板を備えた移
   載ヘッドと、列状に配列された複数の受光素子を備えた
   一次元カメラと、この一次元カメラの受光素子の配列方
   向と直交する方向に前記移載ヘッドを一次元カメラに対
   して相対的に移動させる移動手段と、前記移動手段によ
   って相対移動する電子部品を前記一次元カメラで撮像し
   て電子部品の二次元画像を得る画像認識部と、前記一次
   元カメラの撮像エリアを通過する電子部品およびまたは
   前記反射板に光を照射する照明部とを備え、この照明部
   に前記撮像エリアを通過する電子部品に光を照射する第
   １の光源と、この第１の照明部を挟む前記相対移動方向
   の両側に配設され前記撮像エリアを通過する反射板に光
   を照射する第２の光源と、第１の光源と第２の光源との
   間に配設され第２の光源から電子部品へ照射される照明
   光を遮光する遮光手段とを設けたことを特徴とする電子
   部品認識装置。