JP2014169984A - 部品観察装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光源間に遮光板を設けることなく、明るい背景の中に部品を暗く観察する態様と、暗い背景の中に部品を明るく観察する態様との２つの明暗態様で、部品を明瞭に観察することができる部品観察装置を提供する。
【解決手段】波長４００ｎｍ以上の可視光を部品Ｐの正面側に向けて照射する第１の光源１と、波長４００ｎｍ未満のＵＶ光を部品Ｐの正面側に向けて照射する第２の光源２と、部品Ｐの背面側に配置され、前記ＵＶ光が入射したときは可視域の蛍光を放射し、前記可視光が入射したときは蛍光を放射することなく前記可視光を透過する蛍光体３と、蛍光体３が放射する蛍光及び部品Ｐで反射された前記可視光が入射するカメラ８と、カメラ８への入射光路の途中に配置され、前記可視光及び前記蛍光は透過するが前記ＵＶ光は透過しないフィルタ６と、蛍光体３の背面側に配置され、蛍光体３を透過した前記可視光を吸収する背面体５とを有する部品観察装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＩＣチップ等の部品を基板上に実装する表面実装機において、その部品保持具の先端に保持された部品を観察する部品観察装置に関する。

表面実装機は、ノズル等の部品保持具を有する部品保持ヘッドにより、部品を部品供給部からピックアップし、そのまま部品を保持して基板上に移送し、基板上の所定位置に実装するように構成されている。このとき、部品は基板上の所定位置に正しい姿勢で実装する必要があることから、部品保持ヘッドが部品を基板上に移送する途中において、部品保持具の先端に保持された部品をカメラにより観察して部品の位置ずれを補正したうえで、基板に実装するようにしている。

このような部品観察装置としては、例えば特許文献１に開示されているように、移載ヘッド（部品保持ヘッド）の下部に白色のアクリル樹脂板のような光拡散板を設け、この光拡散板に向かって下方から光を照射し、その反射光を下方のカメラで受光する装置が知られており、この装置によれば明るい背景の中に部品を暗く観察することができる。また、これとは反対に、部品保持ヘッドの下部に暗色の光吸収板を設け、部品保持具の先端に保持された部品に向かって下方から光を照射して、下方のカメラで観察することにより、暗い背景の中に部品を明るく観察する装置も知られている。

ここで、部品保持ヘッドは、様々な種類の部品を保持して基板上に移送するものであり、部品の種類に応じて、上述の２つの明暗態様、すなわち明るい背景の中に部品を暗く観察する態様と、暗い背景の中に部品を明るく観察する態様のいずれかを選択して部品を観察できるようにすることが望ましい。

この２つの明暗態様による部品の観察を可能とした部品観察装置としては、従来、特許文献２に開示されたものが知られている。この特許文献２の部品観察装置は、図５に示すように、部品保持具２０の先端に保持された部品Ｐに向かって光を照射する第１の光源２１及び第２の光源２２と、部品保持ヘッド２３の下部に積層して設けられた光拡散板２４及びフィルタ２５とを有し、第１の光源２１と第２の光源２２のフィルタ２５に対する分光特性を異ならせたものである。これにより、光源を切り替えれば背景を明るくしたり、暗くしたりすることができる。具体的には、第１の光源２１からの光はフィルタ２５で吸収されるので、第１の光源２１を点灯すると暗い背景の中に部品を明るく観察することができる。また、第２の光源２２からの光はフィルタ２５を透過し光拡散板２４で反射されるので、第２の光源２２を点灯すると明るい背景の中に部品を暗く観察することができる。

しかしながら、図５において単純に第２の光源２２を点灯すると部品Ｐと光拡散板２４の両方に光が当たる。背景は明るくなるが、部品Ｐに当たった光により部品Ｐの一部が光ることが生じる。特に部品Ｐには金属の電極が必ず存在するため、その種類によっては部品Ｐの電極が激しく光る場合がある。そのため本来暗く見えるべき部品Ｐの一部が明るくなってしまい、明るい背景と区別がつかなくなってしまう。そのため、実際の運用においては、特許文献３の図２に示されているように、第１の光源と第２の光源との間に、第２の光源から部品へ照射される光を遮光する遮光板を設けている。しかし、光源間に遮光板を設けるとなると、その光源の配置に制限が生じ、部品保持具の配置にも制限が生じる。また、遮光板が存在することにより、価格の上昇や重量の上昇をも招来する。

特開平２−９９０００号公報 特開平５−３３２７３８号公報 特開２０００−２４１１１９号公報

本発明が解決しようとする課題は、光源間に遮光板を設けることなく、明るい背景の中に部品を暗く観察する態様と、暗い背景の中に部品を明るく観察する態様との２つの明暗態様で、部品を明瞭に観察することができる部品観察装置を提供することにある。

本発明の一観点によれば、部品保持具の先端に保持された部品を観察する部品観察装置であって、波長４００ｎｍ以上の可視光を前記部品の正面側に向けて照射する第１の光源と、波長４００ｎｍ未満のＵＶ光を前記部品の正面側に向けて照射する第２の光源と、前記部品の背面側に配置され、前記ＵＶ光が入射したときは可視域の蛍光を放射し、前記可視光が入射したときは蛍光を放射することなく前記可視光を透過する蛍光体と、前記蛍光体が放射する蛍光及び前記部品で反射された前記可視光が入射するカメラと、前記カメラへの入射光路の途中に配置され、前記可視光及び前記蛍光は透過するが前記ＵＶ光は透過しないフィルタと、前記蛍光体の背面側に配置され、前記蛍光体を透過した前記可視光を吸収又は前記カメラへの入射光路外に反射する背面体とを有する部品観察装置が提供される。

本発明の部品観察装置において、第１の光源からの可視光は蛍光体を透過し、背面体によって吸収又はカメラへの入射光路外に反射されるので、暗い背景の中に部品を明るく観察することができる。一方、第２の光源からのＵＶ光が蛍光体に入射すると蛍光体から可視域の蛍光が放射されるので、明るい背景の中に部品を暗く観察することができる。このとき、ＵＶ光が部品に当たって反射したとしてもフィルタによって遮断され、カメラに到達することはない。したがって、第２の光源から部品へ照射されるＵＶを遮光する遮光板を設けなくとも、本来暗く見えるべき部品の一部が明るくなってしまうようなことは生じない。

すなわち本発明によれば、光源間に遮光板を設けることなく、明るい背景の中に部品を暗く観察する態様と、暗い背景の中に部品を明るく観察する態様との２つの明暗態様で、部品を明瞭に観察することができる。

本発明の部品観察装置の構成を示す概念図で、（ａ）は第１の光源が点灯した状態、（ｂ）は第２の光源が点灯した状態を示す。 本発明の部品観察装置の一実施例を示す概略縦断面図である。 図２の実施例で使用した蛍光体を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図である。 図２の実施例の改良形態を示す概念図である。 従来の部品観察装置の構成を示す概念図である。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態を説明する。

図１は、本発明の部品観察装置の構成を示す概念図で、（ａ）は第１の光源が点灯した状態、（ｂ）は第２の光源が点灯した状態を示す。なお、図１（ａ）では第２の光源を省略し、図１（ｂ）では第１の光源を省略して示している。

図１に示す部品観察装置は、第１の光源１、第２の光源２、蛍光体３、保護膜４、背面体５、フィルタ６、レンズ７及びカメラ８を備えてなる。

第１の光源１は白色ＬＥＤからなり、仮想的に示す部品保持具９の先端に保持された部品Ｐ及び蛍光体３の正面側に向けて波長４００ｎｍ以上の白色光（可視光）を照射する。第２の光源２はＵＶ−ＬＥＤからなり、部品Ｐ及び蛍光体３の正面側に向けて波長４００ｎｍ未満のＵＶ光を照射する。

蛍光体３は部品Ｐの背面側に配置され、第２の光源２からのＵＶ光が入射したときは可視域の蛍光（例えば緑色又は赤色光）を放射し、第１の光源１からの可視光が入射したときは蛍光を放射することなくその可視光を透過する性質を有する。このような蛍光体３は、第１の光源１からの可視光では蛍光を放射せず、第２の光源２からのＵＶ光によってのみ蛍光を放射する蛍光物質を混合した透明な樹脂や塗料で構成できる。

保護膜４は蛍光体３を保護するために蛍光体３の正面側に積層されている。保護膜４は、第１の光源１からの可視光及び第２の光源２からのＵＶ光を透過する透明材料、例えばＵＶ硬化型の防汚ハードコート材からなる。

背面体５は蛍光体３の背面側に積層されている。背面体５は蛍光体３を透過した第１の光源１からの可視光を吸収する性質を有する。このような背面体５は、例えば艶消し黒色塗装材で構成できる。

フィルタ６は、レンズ７等によって形成されるカメラ８への入射光路の途中に配置されている。フィルタ６は、第１の光源１からの可視光及び蛍光体３からの蛍光は透過するが、第２の光源２からのＵＶ光は透過しない分光特性を有する。

以上の構成において、図１（ａ）に示すように第１の光源１を点灯すると、第１の光源１からの可視光のうち蛍光体３に入射した可視光は蛍光体３を透過し、背面体５によって吸収される。また、部品Ｐに当たってカメラ８への入射光路側に反射された可視光は、フィルタ６及びレンズ７を透過してカメラ８で受光される。したがって、暗い背景の中に部品Ｐを明るく観察することができる。

一方、図１（ｂ）に示すように第２の光源２を点灯すると、第２の光源２からのＵＶ光が蛍光体３に入射すると蛍光体３から可視域の蛍光が放射される。この蛍光はフィルタ６及びレンズ７を透過してカメラ８で受光される。また、第２の光源２からのＵＶ光が部品Ｐに当たってカメラ８への入射光路側に反射されたとしても、そのＵＶ光はフィルタ６によって遮断される。したがって、明るい背景の中に部品Ｐを暗く観察することができる。

なお、図１の例では、第１の光源１として白色ＬＥＤを使用したが、波長４００ｎｍ以上の可視光を放射する光源であれば、白色ＬＥＤには限定されない。ただし、近年白色ＬＥＤは、その普及に伴い高輝度化が著しく進んでおり、図１（ａ）の状態において暗い背景の中に部品Ｐをより明るく観察できるようにする点から、第１の光源１としては白色ＬＥＤを使用することが好ましい。

また、図１の例では、図１（ａ）の状態において蛍光体３を透過した第１の光源１からの可視光を背面体６で吸収することで背景を暗くするようにしたが、背面体６によって前記可視光をカメラへの入射光路外に反射することによっても背景を暗くすることができる。

図２は、本発明の部品観察装置の一実施例を示す概略縦断面図である。図２において図１の概念図における構成と同一の構成には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

図２の実施例では、第１の光源１として上３段と下１段の合計４段の白色ＬＥＤが配置され、第２の光源２として、上３段の白色ＬＥＤの下に１段のＵＶ−ＬＥＤが配置されている。これらの第１の光源１（白色ＬＥＤ）及び第２の光源２（ＵＶ−ＬＥＤ）は照明制御部１０によって制御される。すなわち、照明制御部１０は、第１の光源１及び第２の光源２の切り替えを行い、また、第１の光源１を使用する際は、観察する部品Ｐの種類に応じて第１の光源１を構成する４段の白色ＬＥＤの一部又は全部を点灯させる。

蛍光体３は、部品Ｐの背面側において部品保持具９の外周を取り囲むように配置されている。具体的には、蛍光体３は図３に示すように中心に孔３ａを有しており、この孔３ａに部品保持具９の先端を貫通させることで、蛍光体３が保護膜４及び背面体５と共に部品保持具９の外周を取り囲むように嵌め込まれている。

本実施例において、カメラ８への入射光路には図１で説明したフィルタ６及びレンズ７に加えて反射板１１が配置されている。カメラ８はカメラ制御部１２によって制御される。カメラ制御部１２は、照明制御部１０と連携しつつカメラ８を制御し、図１（ａ）及び図１（ｂ）で説明した要領で部品Ｐを観察し、それぞれ図１（ａ）及び図１（ｂ）に示したカメラ画像を取得する。

なお、本実施例においてフィルタ６はレンズ７の後方に配置したが、図１に示したようにレンズ７の前方に配置してよく、要するにカメラ８への入射光路の途中に配置すればよい。このとき、第２の光源２から照射されるＵＶ光の光路に重ならないようにフィルタ７を配置するのは当然である。

図４は、図２の実施例の改良形態を示す概念図である。図４に示すように部品保持具９の先端部分は、通常先細り状の形状を有し、その先端に部品Ｐが吸着される。一方、蛍光体３はこの先細り状の先端部分の上方（基端側）に配置される。このような構成において図４に示すように部品Ｐの外形が部品保持具９の基端側の外形より小さい場合、部品Ｐは蛍光体３からの蛍光の死角となり、部品Ｐを明瞭に観察することができない。

そこで、図４では、部品保持具９の先細り状の先端部分の外周面を覆うように、蛍光体３と同じ特性、すなわち第２の光源からのＵＶ光が入射したときは可視域の蛍光を放射し、第１の光源からの可視光が入射したときは蛍光を放射することなくその可視光を透過する特性を有する補助蛍光体１３を配置している。具体的には、逆円錐型の補助蛍光体１３を部品保持具９の先細り状の先端部分に嵌め込んでいる。これにより、部品Ｐの外形が部品保持具９の基端側の外形より小さい場合であっても、補助蛍光体１３からの蛍光が部品Ｐに当たるので、部品Ｐを明瞭に観察することができる。

なお、図４では、逆円錐型の補助蛍光体１３を部品保持具９の先細り状の先端部分に嵌め込むことで、部品保持具９の先細り状の先端部分の外周面を覆うように補助蛍光体３ａを配置したが、補助蛍光体３ａの材料を先細り状の先端部分の外周面に塗布することにより補助蛍光体３ａを配置してもよい。

１ 第１の光源
２ 第２の光源
３ 蛍光体
３ａ 孔
４ 保護膜
５ 背面体
６ フィルタ
７ レンズ
８ カメラ
９ 部品保持具
１０ 照明制御部
１１ 反射板
１２ カメラ制御部
１３ 補助蛍光体

Claims (4)

1. 部品保持具の先端に保持された部品を観察する部品観察装置であって、
   波長４００ｎｍ以上の可視光を前記部品の正面側に向けて照射する第１の光源と、
   波長４００ｎｍ未満のＵＶ光を前記部品の正面側に向けて照射する第２の光源と、
   前記部品の背面側に配置され、前記ＵＶ光が入射したときは可視域の蛍光を放射し、前記可視光が入射したときは蛍光を放射することなく前記可視光を透過する蛍光体と、
   前記蛍光体が放射する蛍光及び前記部品で反射された前記可視光が入射するカメラと、
   前記カメラへの入射光路の途中に配置され、前記可視光及び前記蛍光は透過するが前記ＵＶ光は透過しないフィルタと、
   前記蛍光体の背面側に配置され、前記蛍光体を透過した前記可視光を吸収又は前記カメラへの入射光路外に反射する背面体とを有する部品観察装置。
2. 前記第１の光源が、波長４００ｎｍ以上の白色光を放射する白色ＬＥＤである請求項１に記載の部品観察装置。
3. 前記部品保持具の先端部分は先細り状の形状を有し、前記蛍光体は、前記先細り状の先端部分より基端側において前記部品保持具の外周を取り囲むように配置され、前記先細り状の先端部分の外周面を覆うように、前記蛍光体と同じ特性を有する補助蛍光体が配置されている請求項１又は２に記載の部品観察装置。
4. 前記蛍光体の正面が保護膜で覆われており、前記保護膜は、前記蛍光及び前記可視光を透過する透明材料からなる請求項１から請求項３のいずれかに記載の部品観察装置。

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