JP2009164469A - 部品認識装置および実装機 - Google Patents

Abstract

【課題】１台の撮像装置のみであっても電子部品の吸着姿勢を正確に認識することができる部品認識装置、および電子部品の姿勢を正確に認識して基板に実装することができる実装機を提供する。
【解決手段】吸着ノズル１５に吸着された電子部品２を撮像して同電子部品２の吸着姿勢を認識する部品認識装置２０であって、前記電子部品２の下面を照らす第１光源２５と、前記第１光源２５から照射される光とは異なる波長の光を照射して前記電子部品２の側面を照らす第２光源２６と、前記電子部品２からの光を一台の撮像装置２２へ導く光学手段２７，２８，２９と、前記第２光源２６からの光の前記電子部品２から前記撮像装置２２までの光路内に配置され、前記第２光源２６からの光の透過率よりも第１光源２５からの光の透過率が低い光学フィルタ３０と、を備える。
【選択図】図７

Description

本発明は、吸着ノズルに吸着された電子部品の吸着姿勢を認識する部品認識装置、および部品認識装置を備えた実装機に関する。

従来より、吸着ノズルに電子部品を吸着して基板に実装する実装機が知られている。この実装機には、吸着ノズルに吸着された電子部品の画像を撮像し、その画像に基づいて吸着姿勢を認識（部品認識）する部品認識装置が備えられている。電子部品の実装不良を防ぐためには、電子部品が正しい姿勢で吸着ノズルに吸着されることが重要だからである。

特許文献１に記載の部品認識装置は、実装機のヘッドユニットに備えられており、ヘッドユニットが電子部品の吸着位置から実装位置に移動する際、部品認識が行われる。部品認識装置には、電子部品の下面を照射する光源と電子部品を側方から照射する光源、および電子部品の下面画像を撮像する撮像装置と側面画像を撮像する撮像装置とがそれぞれ備えられ、電子部品の２方向の画像を撮像するようになっている。
特開２００４−１５８８１９公報

近年においては電子部品の微細化が顕著であることもあり、正確に電子部品の吸着姿勢を認識することが重要視されている。そして、上記の部品認識装置は、２台の撮像装置を使用して電子部品の２方向の画像を得ることにより、１台の撮像装置のみ使用して１方向の画像を得る場合に比べて、より正確な部品認識を行うことができる。しかしながら、２台の撮像装置を使用することは、１台の撮像装置のみ使用する場合に比べてコストが高く部品認識装置の大型化を招く等の問題がある。
また、２方向の画像を得るために設けられた２つの光源の光が影響しあって画像が不鮮明になり、電子部品の吸着姿勢を正確に認識できないことも懸念される。

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、１台の撮像装置のみであっても電子部品の吸着姿勢を正確に認識することができる部品認識装置、および電子部品の姿勢を正確に認識して基板に実装することができる実装機を提供することを目的とする。

本発明の部品認識装置は、吸着ノズルに吸着された電子部品を撮像して同電子部品の吸着姿勢を認識する部品認識装置であって、前記電子部品の第１の方向を照らす第１光源と、前記第１光源から照射される光とは異なる波長の光を照射して前記電子部品の前記第１の方向とは異なる第２の方向を照らす第２光源と、前記第１および第２の光源から各々照射される光の前記電子部品に対する投影光もしくは反射光を一台の撮像装置へ導く光学手段と、前記第１光源からの光と前記第２光源からの光とのうち少なくとも一方の光の前記電子部品から前記撮像装置までの光路内に配置され、前記一方の光の透過率よりも他方の光の透過率が低い光学フィルタと、を備えることに特徴を有する。

このような構成によれば、電子部品の第１の方向は第１光源に照らされ、また電子部品の第２の方向は第２光源に照らされて、電子部品に対する投影光もしくは反射光は光学手段により一台の撮像装置へ導かれる。これにより、１台の撮像装置のみで電子部品の２方向の画像を撮像できる。また、光学フィルタにより、第１光源からの光と第２光源からの光とのうち少なくとも一方の光の光路内への他方の光の入り込みが制限されるから、その他方の光の影響により画像が不鮮明になることを回避できる。すなわち本願発明の構成によれば、１台の撮像装置のみであっても電子部品の吸着姿勢を正確に認識することができる。

前記光学手段には、前記電子部品に対する投影光もしくは反射光のうち少なくとも一方の光を透過させてこの一方の光の光路長を他方の光の光路長と等しくさせるプリズムが備えられ、前記光学フィルタは前記プリズムの表面にコーティングされているものとしてもよい。

このような構成によれば、プリズムにより一方の光の光路長と他方の光の光路長とが等しくなるから、２方向の画像を１台の撮像装置で同時に撮像することができる。また、光学フィルタを、プリズムとは別の部材として設ける場合に比べて部品点数を減らすことができる。
また、前記プリズムは、前記一方の光を反射させて前記撮像装置へ導く反射面を備えているものとしてもよい。

前記第１光源から照射される光が前記電子部品に対する反射光となり、前記第２光源から照射される光が前記電子部品に対する投影光となるものにおいて、前記光学フィルタは前記第２光源からの光の光路内のみに配置されているものとしてもよい。
このような構成によれば、第１光源からの光により電子部品の反射画像が撮像され、第２光源からの光により電子部品の投影画像が撮像される。そして、光学フィルタにより、第２光源の光の光路内への第１光源の光の入り込みが制限されるから、第１光源の光の影響を受けて電子部品の投影画像が不鮮明になることを防止することができる。また、第１光源の光の投影画像への影響を考慮する必要がないから、第１光源の光を十分明るくすることができ、もって鮮明な電子部品の反射画像を得ることができる。したがって、両光源の光の光路内にそれぞれ光学フィルタを配置しなくても、鮮明な２方向の画像を得ることができる。

また、前記第１光源から照射される光が前記電子部品に対する反射となり光、前記第２光源から照射される光が前記電子部品に対する投影光となるものにおいて、前記第１光源からの光の波長は前記第２光源からの光の波長よりも長いものであるものとしてもよい。
このような構成によれば、第１光源からの光により電子部品の反射画像が撮像され、第２光源からの光により電子部品の投影画像が撮像される。ここで第１光源は、鮮明な反射画像を得るために十分明るくする必要があるものである。したがって、第１光源を、発光効率の良い長波長の光源とすることにより、効率のよい電力消費を実現することができる。

また、前記第１光源から照射される光が前記電子部品に対する反射光となり、前記第２光源から照射される光が前記電子部品に対する投影光となるものにおいて、前記第１光源は、前記第２光源よりも前記電子部品に接近した位置に配置されているものとしてもよい。これにより、第１光源が電子部品から遠い位置に配されている場合に比べて、明るい光を効率よく電子部品に照射することができる。

本発明の実装機は、電子部品を基板に実装する実装機であって、前記電子部品を吸着する吸着ノズルと、前記吸着ノズルに吸着された前記電子部品を撮像して同電子部品の吸着姿勢を認識する部品認識装置とを備え、前記部品認識装置は、前記電子部品の第１の方向を照らす第１光源と、前記第１光源から照射される光とは異なる波長の光を照射して前記電子部品の前記第１の方向とは異なる第２の方向を照らす第２光源と、前記第１および第２の光源から各々照射される光の前記電子部品に対する投影光もしくは反射光を一台の撮像装置へ導く光学手段と、前記第１光源からの光と前記第２光源からの光とのうち少なくとも一方の光の前記電子部品から前記撮像装置までの光路内に配置され、前記一方の光の透過率よりも他方の光の透過率が低い光学フィルタと、を備えることに特徴を有する。

本発明によれば、１台の撮像装置のみであっても電子部品の吸着姿勢を正確に認識することができる部品認識装置、および電子部品の姿勢を正確に認識して基板に実装することができる実装機を提供することができる。

以下、本発明の実施形態を図１〜図７によって説明する。
本実施形態における実装機１は、電子部品２を基板３に実装する装置であって、基台１０上に設置された一対のコンベア１１と、部品供給部１２から電子部品２をピックアップして基板３に搭載し得るヘッドユニット１３などを備えている。以下、各構成部材において、図１の下側を前方、上側を後方、図２の上側を上方、下側を下方として説明する。

部品供給部１２は各実装機１のコンベア１１の両側（図１の上下両側）に配されており、各部品供給部１２には、多数のテープフィーダ１４がセットされている。各テープフィーダ１４には、ＩＣ、トランジスタ、コンデンサ等の電子部品２が一定間隔で取り付けられたテープがテープリールに巻き取られて取り付けられており、テープリールが間欠的に繰り出されることで電子部品２の供給が順次なされるようになっている。

ヘッドユニット１３は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向（Ｘ軸方向は基板３の搬送方向と平行方向、Ｙ軸方向はＸ軸方向と直角方向）に移動可能とされている（図１参照）。このヘッドユニット１３には、各テープフィーダ１４から電子部品２を吸着して保持可能な吸着ノズル１５が複数本（本実施形態では６本）備えられている。６本の吸着ノズル１５は、コンベア１１の延び方向（Ｘ軸方向）に等間隔で並列されている（図２参照）。各吸着ノズル１５は、負圧発生装置（図示せず）に接続されており、その負圧吸着力により電子部品２を着脱可能に保持し得るようになっている。

そして、ヘッドユニット１３には、吸着ノズル１５に吸着された各電子部品２を撮像して、その電子部品２の吸着姿勢を認識（部品認識）する部品認識装置２０が備えられている。
部品認識装置２０は、ヘッドユニット１３に対して吸着ノズル１５の並び方向（Ｘ軸方向）にスライド移動可能に取り付けられている。この部品認識装置２０は、常にはヘッドユニット１３の左右いずれか一方の端部に配され、部品認識を行う際にもう一方の端部へスライド移動するようになっている。

部品認識装置２０は、吸着ノズル１５の下方に所定間隔をあけて配された支持板２１Ａと、この支持板２１Ａの両端縁（吸着ノズル１５を間に挟む両端縁）に立ち上げられた前壁２１Ｂおよび後壁２１Ｃとを有する支持部材２１を備えている。

また、部品認識装置２０は、電子部品２の下面反射画像（以後、単に下面画像と称する）と側面投影画像（同、側面画像と称する）とを撮像する部品カメラ２２（本発明の撮像装置に該当する）を備えている。部品カメラ２２は、集光レンズ２３と、集光レンズ２３により集光された光を受光して撮像信号に変換するラインセンサ２４とを備えている。部品カメラ２２は支持板２１Ａの上面に配置され、集光レンズ２３を吸着ノズル１５側（前側）に向けるとともに、吸着ノズル１５の並列方向に対して略直角方向をなす姿勢で、後壁２１Ｃ寄りの位置に設置されている。なお、部品カメラ２２は、電子部品２の下面にピントが合う設定とされている。

部品認識装置２０には、吸着ノズル１５に吸着された電子部品２の下面（第１の方向）を照らす第１光源２５と、電子部品２の側面（第２の方向）を照らす第２光源２６とが備えられている。第１光源２５および第２光源２６はＬＥＤにより構成され、互いに異なる波長の光を照射する。詳しくは、第１光源２５は橙色の光を照射し、第２光源２６は青色の光を出射するものとされ、第１光源２５は第２光源２６の光の波長よりも長い波長の光を出射するものである。

第１光源２５は、図４に示すように、吸着ノズル１５を前後に挟む位置に一対設けられ、吸着ノズル１５の下端よりも若干下方の位置に配されて斜め下方から吸着ノズル１５の下端を見上げるようにして互いに向き合っている。一対の第１光源２５により、電子部品２の下面は、前後両側の斜め下方から照射される。

第２光源２６は、第１光源２５よりも後側（部品カメラ２２側）の位置に配置され、吸着ノズル１５の下端位置と略水平な位置に設置されて後方から前方へ向かって電子部品２を照射可能とされている。

第１光源２５と吸着ノズル１５の下端位置（電子部品２の吸着位置）との間の距離は、第２光源２６と吸着ノズル１５の下端位置との間の距離よりも小さくされ、すなわち第１光源２５は、第２光源２６よりも吸着ノズル１５の下端位置に接近した位置に配されている。

そして、第１光源２５からの光は電子部品２の下面において反射し、また第２光源２６からの光は電子部品２を前方に投影するようになっており、電子部品２の下面における反射光および電子部品２の前方への投影光は、後述する光学手段によって一台の部品カメラ２２へ導かれるようになっている。

光学手段は、２つの反射部材と１つのプリズム部材（第１反射部材２７、プリズム部材２８および第２反射部材２９）により構成されている。第１反射部材２７、プリズム部材２８および第２反射部材２９はいずれも支持板２１Ａの上面に配置され、前壁２１Ｂ寄りの位置に設置されている。

第１反射部材２７は、前後方向（一対の第１光源２５の対向方向）に長い略三角柱状をなして、第１光源２５の下方に配置されている。第１反射部材２７のうち前後方向の後端部（長手方向の一端部）は吸着ノズル１５の真下位置に配されている。第１反射部材２７の右側の面は、電子部品２の下面からの反射光を第２反射部材２９側へ反射させる第１反射面２７Ａとされている。第１反射面２７Ａは、上方へ向かって第２反射部材２９から離間する傾斜をなしている（図６参照）。

プリズム部材２８は、第２光源２６の前方（真正面）に配置されている。プリズム部材２８の上下方向寸法は、図４に示すように、その上端部が第２光源２６と略水平に向かい合って配される寸法とされている。そして、プリズム部材２８の後面は、第２光源２６からの光を真っ直ぐ前方（プリズム部材２８内）へ透過可能な入射面２８Ａとされている。入射面２８Ａは、上下方向に長い略長方形状をなし、支持板２１Ａの板面に対して略垂直に立ち上がっている。

またプリズム部材２８の前後方向の寸法は、図３に示すように、第１反射部材２７および後述する第２反射部材２９の前後方向寸法の半分程度の寸法とされ、第１反射部材２７と第２反射部材２９とがプリズム部材２８の設置範囲外において直接的に向かい合う設定とされている。

プリズム部材２８の前側面は、入射面２８Ａの上端から斜め前下方へ傾く傾斜をなし、入射面２８Ａから入射された第２光源２６からの光を下方へ反射する第２反射面２８Ｂとされている。また、プリズム部材２８の下面は、第２反射面２８Ｂから反射された光を右方（第２反射部材２９側）へ反射する第３反射面２８Ｃとされている。第３反射面２８Ｃは、第１反射部材２７の第１反射面２７Ａと同等の傾斜をなして第２反射面２８Ｂの真下に配されている。

そして、プリズム部材２８の入射面２８Ａからプリズム部材２８内に入射した第２光源２６からの光（電子部品２の前方への投影光）は、第２反射面２８Ｂと第３反射面２８Ｃとにおいて順次反射して右方へ透過する。プリズム部材２８の寸法および材料の屈折率は、このプリズム部材２８を透過する投影光の光路長（屈折率×実際に光が進む距離）を、第１光源２５からの光（電子部品２の下面からの反射光）の光路長と等しくする設定にされている。光の光路長を等しくする設定は、例えば基板３に実装される各電子部品２の大きさの平均値により算出した第２光源２６の正面における電子部品２の前面（プリズム部材２８に近い側の側面）の通過位置（前面基準通過位置と称する）、および第１光源２５の正面における電子部品２の下面の通過位置（下面基準通過位置と称する）に基づき、第２光源２６の正面における前面基準通過位置から集光レンズ２３までの光路長を、第１光源２５の正面における下面基準通過位置から集光レンズ２３までの光路長と等しくする設定としている。ここで、実際に電子部品２の前面および下面が通過する位置は、各電子部品２の大きさにより前面基準通過位置および下面基準通過位置とは若干ずれることになるが、このずれは許容される誤差の範囲内であるから、鮮明な電子部品２の側面画像と下面画像とを問題なく撮像することができる。また、このような基準通過位置に基づいて設定する方法に限らず、状況に応じて様々な方法で設定するのがよい。なお、プリズム部材２８は、本発明のプリズムに該当する。

第２反射部材２９は、上下方向から見ると三角形をなす厚板形状をなし、部品カメラ２２の前方（真正面）に配置されている。第２反射部材２９のうち部品カメラ２２側からプリズム部材２８側に傾く面は、第１反射部材２７の第１反射面２７Ａまたはプリズム部材２８の第３反射面２８Ｃからの反射光を部品カメラ２２側に反射する第４反射面２９Ａとされている。第４反射面２９Ａは前後方向に長い略長方形状をなしており、その前後方向の後端部（長手方向の一端部）は、吸着ノズル１５の真下位置に配されて第１反射面２７Ａと向き合って配され、前後方向の前端部（長手方向の他端部）は第３反射面２８Ｃと向き合って配されている。すなわち、第４反射面２９Ａの前端部において第３反射面２８Ｃからの反射光を部品カメラ２２側へ反射し、後端部において第１反射面２７Ａからの反射光を部品カメラ２２側へ反射するようになっている。

プリズム部材２８の表面には、光学フィルタ３０がコーティングされている。光学フィルタ３０は、プリズム部材２８の表面のうち入射面２８Ａの全面にコーティングされ、言い換えると、第２光源２６からの光の光路のうち電子部品２から部品カメラ２２までの間に配置されている。光学フィルタ３０は、第２光源２６からの光の透過率よりも第１光源２５からの光の透過率が低いものであり、第１光源２５からの光はこの光学フィルタ３０によってほぼ全て吸収されるようになっている。すなわち、第１光源２５と第２光源２６とが同時に点灯した場合には、第１光源２５の光がプリズム部材２８の入射面２８Ａからプリズム部材２８内に入り込むことが規制され、プリズム部材２８内には第２光源２６からの光のみの入射が許容される。

そして実装機１には、ヘッドユニット１３の移動および動作を制御する部品搬送制御手段４１と、部品認識装置２０の移動および動作を制御する部品認識装置制御手段４２と、部品認識装置２０により認識された電子部品２の吸着姿勢が正しい姿勢であるか否かを判定する部品姿勢判定手段４３として機能する制御部４０が備えられている（図５参照）。

また、部品認識装置制御手段４２は、部品認識装置２０の移動を制御する移動制御手段４４と、第１光源２５と第２光源２６とを所定のタイミングでパルス点灯させる光源制御手段４５と、部品カメラ２２から撮像信号の読み出しを行うとともに、読み出した撮像信号に所定の処理を施すことにより部品認識に適した画像データを生成する画像処理手段４６とを有している。

次に、実装機１による基板３への電子部品２の実装動作と、その際に行われる部品認識装置２０による部品認識動作と、制御部４０の動作の説明とをあわせて説明する。
まず、実装対象の基板３が、コンベア１１により実装機１のほぼ中央位置（図１に二点鎖線で示した実装作業位置）に運ばれて停止する。そして、この基板３の搬入作業と並行して、部品搬送制御手段４１により電子部品２の搬送作業が行われる。電子部品２の搬送作業は、部品搬送制御手段４１がヘッドユニット１３を部品供給部１２の上方へ移動させて吸着ノズル１５を下降させ、負圧発生装置を制御して吸着ノズル１５の先端に電子部品２を吸着して保持し、次いで吸着ノズル１５を上昇させるとともに、ヘッドユニット１３を実装作業位置に移動させることによりなされる。

そして、電子部品２の搬送作業の際（ヘッドユニット１３が部品供給部１２から実装作業位置に移動する際）に、部品認識装置制御手段４２が部品認識装置２０を作動させて電子部品２の部品認識（吸着姿勢の認識）を行う。まず、部品認識装置制御手段４２の移動制御手段４４が、ヘッドユニット１３の吸着ノズル１５の右方に位置している部品認識装置２０（支持部材２１）を左方へ移動させる。そして、部品認識装置２０の第１光源２５が、一番右端に配された吸着ノズル１５の後方位置に至ると、部品認識装置制御手段４２の光源制御手段４５が、第１光源２５をパルス点灯させる。すると、電子部品２の下面が照らされて光が反射し、その反射光は第１反射部材２７の第１反射面２７Ａにおいて第２反射部材２９側へ反射され、第２反射部材２９の第４反射面２９Ａにおいて部品カメラ２２側に反射される。そして、電子部品２の下面からの光は、集光レンズ２３を介してラインセンサ２４に入光し、部品認識装置制御手段４２の画像処理手段４６によりラインセンサ２４から撮像信号が読み出されて電子部品２の下面画像が取得される。

そして、移動制御手段４４が部品認識装置２０をさらに左方に移動させ、第２光源２６が一番右端に配された吸着ノズル１５の後方位置に至ると、部品認識装置制御手段４２の光源制御手段４５が、第２光源２６をパルス点灯させる。すると、第２光源２６からの光は電子部品２を前方へ投影し、その投影光はプリズム部材２８の入射面２８Ａから内部へ入射した後、第２反射面２８Ｂにおいて第３反射面２８Ｃ側へ反射し、第３反射面２８Ｃにおいて第２反射部材２９側へ反射され、第２反射部材２９の第４反射面２９Ａにおいて部品カメラ２２側に反射される。そして、電子部品２を前方へ投影した光は、集光レンズ２３を介してラインセンサ２４に入光し、部品認識装置制御手段４２の画像処理手段４６によりラインセンサ２４から撮像信号が読み出されて電子部品２の側面画像（電子部品２のシルエット画像）が取得される。

このように、電子部品２の下面は第１光源２５に、また電子部品２の側面は第２光源２６に照らされて、電子部品２からの光は第１反射部材２７、プリズム部材２８および第２反射部材２９により一台の部品カメラ２２に導かれる。したがって、１台の部品カメラ２２のみで各電子部品２について２方向の画像を撮像することができるから、１方向の画像（下面画像のみ、または側面画像のみ）により電子部品２の吸着姿勢を認識する場合に比べて、その姿勢を正確に精度良く認識することができる。

そして、電子部品２の２方向の画像の撮像は、第１光源２５が電子部品２の後方を通過するタイミングに合わせて第一回目の撮影（すなわち下面画像の撮影）が行われ、第２光源２６が電子部品２の後方を通過するタイミングに合わせて第二回目の撮影（すなわち側方画像の撮影）が行われる。このため、例えば吸着ノズル１５に吸着された電子部品２が長い形状であって、その長さ寸法が図７に示すように、第１光源２５と第２光源２６との間に跨って配されるほどである場合には、電子部品２の長手方向の一端部の後方に第１光源２５が、他端部の後方に第２光源２６が配され、第１光源２５と第２光源２６とが同時に点灯することになる。すると、第１光源２５と第２光源２６の光が互いに影響しあい、電子部品２の画像が不鮮明になることが懸念される。特に、第１光源２５は、電子部品２の下面を反射させるために十分明るくする必要があるから、第１光源２５の光による第２光源２６からの光への影響が懸念される。しかしながら、プリズム部材２８の入射面２８Ａには光学フィルタ３０がコーティングされており、第１光源２５からの光がプリズム部材２８内に入り込むことが制限される。したがって、第１光源２５の光が第２光源２６の光路内に入り込んで、その影響により第２光源２６の光からなる電子部品２の側面画像が不鮮明になってしまう事態を回避することができる。すなわち本実施形態によれば、１台の部品カメラ２２のみであっても電子部品２の鮮明な画像を得ることができ、もって電子部品２の吸着姿勢を正確に認識することができる。

そして、部品認識装置２０は左方へ移動するのに伴って、順番に各電子部品２の画像を撮像し、部品認識装置２０が一番左端の吸着ノズル１５を左方に通り過ぎると、吸着ノズル１５に吸着保持された全ての電子部品２の下面画像および側方画像が取得される。そして、各電子部品２の下面画像および側面画像の画像データは制御部４０へ取り込まれる。

画像データが制御部４０へ取り込まれると、その下面画像および側面画像に基づいて、部品姿勢判定手段４３が各電子部品２の吸着姿勢について判定を行う。部品姿勢判定手段４３は、電子部品２の姿勢の傾斜の有無、または吸着位置のずれ等の有無を検査し、吸着位置がずれていた場合にはその位置ずれ量の算出を行う。

そして、部品搬送制御手段４１が電子部品２を基板３上に移動させる際、その算出された位置ずれ量に基づいて電子部品２の位置のずれが補正される。また、電子部品２の吸着姿勢が予め定められた不良姿勢であった場合には、それに応じた処理（電子部品２の廃棄等）が行われる。そして、全電子部品２が基板３に実装されると、実装処理が完了して基板３はコンベア１１により次の工程のために搬送される。

以上説明したように本実施形態によれば、電子部品２の下面は第１光源２５に、また電子部品２の側面は第２光源２６に照らされて、電子部品２からの光は第１反射部材２７、プリズム部材２８および第２反射部材２９により一台の部品カメラ２２へ導かれる。これにより、１台の部品カメラ２２のみで電子部品２の２方向の画像を撮像することができる。また、光学フィルタ３０により、第２光源２６からの光の光路内への第１光源２５の光の入り込みが制限されるから、第１光源２５の光の影響により電子部品２の側面画像が不鮮明になることを回避できる。すなわち本願発明の構成によれば、１台の部品カメラ２２のみであっても各電子部品２の鮮明な画像を得ることができ、もって電子部品２の吸着姿勢を正確に認識することができる。

また、プリズム部材２８により、電子部品２の下面からの反射光の光路長と、電子部品２の前方への投影光の光路長とが等しくなるから、２方向の画像を１台の部品カメラ２２で同時に撮像することができる。また、光学フィルタ３０はプリズム部材２８の入射面２８Ａにコーティングされているから、光学フィルタ３０を、プリズム部材２８とは別の部材として設ける場合に比べて部品点数を減らすことができ、もって部品認識装置２０の小型化を図ることができる。

また、光学フィルタ３０は、電子部品２を前方に投影する第２光源２６からの光の光路内のみに配置されている。これにより、第１光源２５の光が第２光源２６の光の光路内へ入り込むことが制限されるから、第１光源２５の光の影響を受けて電子部品２の側面画像が不鮮明になることを防止することができる。また、第１光源２５の光の側面画像への影響を考慮する必要がないから、第１光源２５の光を十分明るくすることができ、もって鮮明な電子部品２の下面画像を得ることができる。したがって、両光源２５，２６の光の光路内にそれぞれ光学フィルタ３０を配置しなくても、電子部品２の鮮明な２方向の画像を得ることができる。

さらに、第１光源２５および第２光源２６はＬＥＤからなるものであり、第１光源２５からの光の波長は第２光源２６からの光の波長よりも長いものとされている。ここで、第１光源２５は、鮮明な下面画像を得るために十分明るくする必要があるものである。したがって、第１光源２５を、発光効率の良い長波長のＬＥＤとすることにより、効率のよい電力消費を実現することができる。

加えて、第１光源２５は、第２光源２６よりも電子部品２に接近した位置に配置されている。これにより、第１光源２５が電子部品２から遠い位置に配置されている場合に比べて、明るい光を効率よく電子部品２の下面に照射することができる。

また、本実施形態では、部品認識装置２０をヘッドユニット１３に搭載しているから、部品供給部１２から実装作業位置に電子部品２を搬送する時間を利用して、電子部品２の部品認識を行うことができる。これにより、電子部品２の部品認識を、この搬送時間とは別に確保する場合に比べて、実装作業全体の時間短縮を図ることができ、もって電子部品２の実装にかかる作業効率の向上を図ることができる。

＜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、部品認識装置２０はヘッドユニット１３に搭載されているが、部品認識装置２０は電子部品２の撮像が可能であればどのような位置に設置されていてもよく、例えば基台上に設置し、ヘッドユニットを部品認識装置の上方に移動させて電子部品２の撮像を行うようにしてもよい。

（２）上記実施形態では、第１光源２５からの光および第２光源２６からの光は、ともに光学手段により反射されて部品カメラ２２に入光するようになっているが、必ずしも両光源２５，２６の光を反射させなくてもよく、例えばいずれか一方の光はダイレクトに部品カメラに入光するようにし、他方の光のみを部品カメラ側に反射させるようにしてもよい。

（３）上記実施形態では、第２光源２６からの光をプリズム部材２８に透過させることにより、電子部品２の下面画像と側面画像とのピント合わせがなされる構成とされているが、これに限らず、例えば部品カメラのレンズをテレセントリックレンズとし、画像のサイズが等しくなる構成としてもよい。

（４）上記実施形態では、第１光源２５からの光および第２光源２６からの光は、第１反射部材２７、プリズム部材２８および第２反射部材２９により一台の部品カメラ２２へ導かれるが、電子部品２からの光を部品カメラ２２へ導く手段はどのような手段であってもよく、例えば光ファイバ等であってもよい。

（５）上記実施形態では、光学フィルタ３０はプリズム部材２８の表面にコーティングされているが、光学フィルタ３０の形態はどのようなものであってもよく、例えばプリズム部材とは別の部材に光学フィルタをコーティングしたものを光路内に配置してもよく、また部品カメラの集光レンズにコーティングしたり、集光レンズとラインセンサとの間に配置するようにしてもよい。

（６）上記実施形態では、光学フィルタ３０は、第２光源２６からの光の光路内のみに配置されているが、これに限らず、第１光源からの光の光路内のみに配置してもよく、また両光源からの光の光路内にそれぞれ配置するようにしてもよい。

（７）上記実施形態では、光学フィルタ３０は、第１光源２５からの光をほぼ全て吸収するものとされているが、これに限らず、光学フィルタは第１光源からの光の透過率が第２光源からの光の透過率よりも低いものであればよく、例えば第１光源からの光の透過を多少許容するものであったり、また光を吸収するのではなく反射して透過率を下げるものであってもよい。

（８）上記実施形態では、電子部品２の側面画像は、第２光源２６からの光が投影してなる投影画像とされ、電子部品２の下面画像は、第１光源２５からの光が反射してなる反射画像とされているが、投影・反射の組み合わせはどのような組み合わせであってもよく、例えば下面画像と側面画像とをともに投影画像としてもよい。また、電子部品２の背景に白色板もしくは散乱板を設け、背景とは反対側から電子部品２を照らすように光源を設け、背景から反射される光と、電子部品２から反射される光とのコントラスト差を撮像することで得られる電子部品２の投影画像を組み合わせてもよい。

（９）上記実施形態では、第１光源２５および第２光源２６はＬＥＤにより構成されているが、これに限らず、それぞれ波長の異なる光源を用いればよく、例えばレーザ光を用いてもよい。

本実施形態の実装機の概略の構成を表す平面図 同側面図 部品認識装置の概略の構成を表す平面図 同側面図 実装機の電気的構成を示すブロック図 電子部品の撮像動作の概略を表す外観斜視図 同平面図

符号の説明

１…実装機
２…電子部品
３…基板
１５…吸着ノズル
２０…部品認識装置
２２…部品カメラ（撮像装置）
２５…第１光源
２６…第２光源
２７…第１反射部材（光学手段）
２８…プリズム部材（光学手段およびプリズム）
２８Ｂ…第２反射面
２８Ｃ…第３反射面
２９…第２反射部材（光学手段）
３０…光学フィルタ

Claims (7)

1. 吸着ノズルに吸着された電子部品を撮像して同電子部品の吸着姿勢を認識する部品認識装置であって、
   前記電子部品の第１の方向を照らす第１光源と、
   前記第１光源から照射される光とは異なる波長の光を照射して前記電子部品の前記第１の方向とは異なる第２の方向を照らす第２光源と、
   前記第１および第２の光源から各々照射される光の前記電子部品に対する投影光もしくは反射光を一台の撮像装置へ導く光学手段と、
   前記第１光源からの光と前記第２光源からの光とのうち少なくとも一方の光の前記電子部品から前記撮像装置までの光路内に配置され、前記一方の光の透過率よりも他方の光の透過率が低い光学フィルタと、を備えることを特徴とする部品認識装置。
2. 前記光学手段には、前記電子部品に対する投影光もしくは反射光のうち少なくとも一方の光を透過させてこの一方の光の光路長を他方の光の光路長と等しくさせるプリズムが備えられ、前記光学フィルタは前記プリズムの表面にコーティングされていることを特徴とする請求項１に記載の部品認識装置。
3. 前記プリズムは、前記一方の光を反射させて前記撮像装置へ導く反射面を備えていることを特徴とする請求項２に記載の部品認識装置。
4. 前記第１光源から照射される光が前記電子部品に対する反射光となり、前記第２光源から照射される光が前記電子部品に対する投影光となるものにおいて、
   前記光学フィルタは前記第２光源からの光の光路内のみに配置されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の部品認識装置。
5. 前記第１光源から照射される光が前記電子部品に対する反射光となり、前記第２光源から照射される光が前記電子部品に対する投影光となるものにおいて、
   前記第１光源からの光の波長は前記第２光源からの光の波長よりも長いものであることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の部品認識装置。
6. 前記第１光源から照射される光が前記電子部品に対する反射光となり、前記第２光源から照射される光が前記電子部品に対する投影光となるものにおいて、
   前記第１光源は、前記第２光源よりも前記電子部品に接近した位置に配置されていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の部品認識装置。
7. 電子部品を基板に実装する実装機であって、
   前記電子部品を吸着する吸着ノズルと、前記吸着ノズルに吸着された前記電子部品を撮像して同電子部品の吸着姿勢を認識する部品認識装置とを備え、
   前記部品認識装置は、
   前記電子部品の第１の方向を照らす第１光源と、
   前記第１光源から照射される光とは異なる波長の光を照射して前記電子部品の前記第１の方向とは異なる第２の方向を照らす第２光源と、
   前記第１および第２の光源から各々照射される光の前記電子部品に対する投影光もしくは反射光を一台の撮像装置へ導く光学手段と、
   前記第１光源からの光と前記第２光源からの光とのうち少なくとも一方の光の前記電子部品から前記撮像装置までの光路内に配置され、前記一方の光の透過率よりも他方の光の透過率が低い光学フィルタと、を備えることを特徴とする実装機。

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