JP2017220554A - 撮像装置、及び、表面実装機 - Google Patents

Abstract

【課題】一の部品の光学像だけを排他的にカメラに入射させるオフセットと各部品保持部列の焦点の位置合わせとをレンズを用いることなく同時に実現すること。【解決手段】複数の吸着ノズル２０が一列に配列された吸着ノズル列が複数列平行に配されている部品実装ヘッドに設けられて各吸着ノズル２０に保持されている電子部品Ｅを一つずつ順に撮像する撮像装置であって、撮像部１４Ａは、単一のカメラ１４Ｂと、吸着ノズル列毎に設けられており、電子部品Ｅの光学像を反射する対向ミラー１４Ｅ及び１４Ｆと、各対向ミラーで反射された光学像を合成して単一のカメラ１４Ｂに入射させる光学系（反射ミラー１４Ｃ、ハーフミラー１４Ｄ）と、を有し、一の対向ミラーが吸着ノズル２０に対向するときは他の全ての対向ミラーが吸着ノズル２０に対向しないように、且つ、光路長が互いに一致するように各対向ミラーが列方向にずれて配されている。【選択図】図３

Description

本明細書で開示される技術は、撮像装置、及び、表面実装機に関する。

従来、部品を保持及び開放する複数の部品保持部が一列に配列された部品保持部列が複数列平行に配されている部品実装ヘッドに設けられて各部品保持部に保持されている部品を単一のカメラによって一つずつ順に撮像する撮像装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

具体的には、特許文献１に記載の部品認識装置は、部品実装ヘッドに碁盤目状に配された２列、計８本の吸着ノズルを備えている。そして、認識カメラの近接側に配列された吸着ノズルに対向して配されているハーフミラー（又はプリズム）と、認識カメラの遠隔側に配列された吸着ノズルに対向して配されているミラーとを含み、ハーフミラーで反射された画像が認識カメラに入射し、ミラーで反射された画像がハーフミラーを通過して認識カメラに入射するように構成されている。

そして、特許文献１に記載の部品認識装置では、一方の列の吸着ノズルに吸着されている部品の光学像が認識カメラに入射するときは他方の列の吸着ノズルに吸着されている部品の光学像が認識カメラに入射しないようにするために、認識カメラの光軸が吸着ノズルの配列方向に対して傾斜して配されている。言い換えると、一の部品の光学像だけが排他的にカメラに入射するようにハーフミラーとミラーとが吸着ノズルの配列方向にオフセットされている。

ところで、特許文献１に記載の部品認識装置は一方の列の吸着ノズルに吸着されている部品からカメラに至る光路長と、他方の列の吸着ノズルに吸着されている部品からカメラに至る光路長とが異なっている。光路長が異なっているといずれかの列で部品に焦点が合わなくなってしまう。このため特許文献１に記載の部品認識装置ではハーフミラーとミラーとの間にレンズを追加して光路長差を調整することによって焦点の位置合わせを行っている。

特許第４７２８１８１号公報

しかしながら、レンズを用いると部品の光学像が歪んでしまう虞がある。また、精度の高いレンズを用いることによって歪みを抑制することも考えられるが、一般に精度の高いレンズは高価である。このため、レンズを用いることなく各部品保持部列の焦点の位置合わせを行うことが望ましい。

本明細書では、一の部品の光学像だけを排他的にカメラに入射させるオフセットと各部品保持部列の焦点の位置合わせとをレンズを用いることなく同時に実現する技術を開示する。

本明細書で開示する撮像装置は、部品を保持及び開放する複数の部品保持部が一列に配列された部品保持部列が複数列平行に配されている部品実装ヘッドに設けられて各前記部品保持部に保持されている前記部品を一つずつ順に撮像する撮像装置であって、撮像部と、前記撮像部を前記部品保持部列の列方向に往復移動させる搬送部と、を備え、前記撮像部は、単一のカメラと、前記部品保持部列毎に設けられており、一の前記部品保持部に対向して前記部品の光学像を反射する対向ミラーと、各前記対向ミラーで反射された光学像を合成して前記単一のカメラに入射させる光学系と、を有し、一の前記対向ミラーが前記部品保持部に対向するときは他の全ての前記対向ミラーが前記部品保持部に対向しないように、且つ、前記部品から前記カメラに至る光路の光路長が互いに一致するように各前記対向ミラーが前記列方向にずれて配されている。

上記の撮像装置によると、一の対向ミラーが部品保持部に対向するときは他の全ての対向ミラーが部品保持部に対向しないように各対向ミラーを列方向にずらして配するので、一の部品の光学像だけが排他的にカメラに入射するようにオフセットすることができる。また、各部品保持部列の部品保持部に保持されている部品からカメラに至る光路の光路長が互いに一致するように各対向ミラーを列方向にずらして配するので、レンズを用いることなく各部品保持部列の焦点の位置合わせを行うことができる。よって上記の撮像装置によると、一の部品の光学像だけを排他的にカメラに入射させるオフセットと各部品保持部列の焦点の位置合わせとをレンズを用いることなく同時に実現することができる。

また、各前記部品保持部はそれぞれ上下方向に移動可能に前記部品実装ヘッドに設けられており、各前記対向ミラーは、全ての前記部品保持部の上下方向の位置が同じであるときに前記光路長が互いに一致するように前記列方向にずれて配されてもよい。

一の対向ミラーが部品保持部に対向するときは他の全ての対向ミラーが部品保持部に対向しないように各対向ミラーを列方向にずらす場合、光路長が完全には一致しないように各対向ミラーを列方向にずらし、撮像の際に部品保持部列毎に部品保持部の上下方向の位置を異ならせることによって光路長を一致させるようにすることも可能である。しかしながら、そのようにすると少なくとも一方の部品保持部列については部品を撮像する際に部品保持部を上下方向に移動させなければならず、撮像に時間がかかってしまう。これに対し、上記の表面実装機によると、全ての部品保持部の上下方向の位置が同じである状態で部品を撮像することができるので、短時間に撮像することができる。これにより表面実装機の生産性を向上させることができる。

また、前記部品実装ヘッドには前記部品保持部列が２列配されており、前記光学系は反射ミラーとビームスプリッタとを有し、一方の前記対向ミラーで反射された前記部品の光学像が前記ビームスプリッタで反射されて前記カメラに入射する一方、他方の前記対向ミラーで反射された前記部品の光学像が前記反射ミラーで反射されて前記ビームスプリッタを透過して前記カメラに入射する、又は、一方の前記対向ミラーで反射された前記部品の光学像が前記ビームスプリッタを透過して前記カメラに入射する一方、他方の前記対向ミラーで反射された前記部品の光学像が前記反射ミラー及び前記ビームスプリッタにこの順で反射されて前記カメラに入射してもよい。

上記の撮像装置によると、一方の部品保持部列の対向ミラーで反射された光学像と他方の部品保持部列の対向ミラーで反射された光学像とを合成して単一のカメラに入射させることができる。

また、２つの前記光路のうち２つの前記対向ミラーが前記列方向にずれていない場合に光路長が短くなる方の光路をそれら２つの光路の光路長差分長くするように、２つの前記対向ミラーが前記反射ミラーと前記ビームスプリッタとの間隔分、前記列方向にずれて配されており、各前記部品保持部列において互いに隣り合う２つの前記部品保持部の間隔が前記反射ミラーと前記ビームスプリッタとの間隔と異なっていてもよい。

上記の撮像装置によると、２つの光路の光路長を互いに一致させることができる。そして、各部品保持部列において互いに隣り合う２つの部品保持部の間隔が反射ミラーとビームスプリッタとの間隔と異なっているので、一の対向ミラーが部品保持部に対向するときは他の全ての対向ミラーが部品保持部に対向しないようにオフセットすることができる。

また、本明細書で開示する表面実装機は、部品を保持及び開放する部品保持部を用いて基板に前記部品を実装する表面実装機であって、複数の前記部品保持部が一列に配列された部品保持部列が複数列平行に配されている部品実装ヘッドと、前記部品実装ヘッドに設けられている請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の撮像装置と、を備える。

上記の表面実装機によると、一の部品の光学像だけを排他的にカメラに入射させるオフセットと各部品保持部列の焦点の位置合わせとをレンズを用いることなく同時に実現することができる。

本明細書で開示される技術によれば、一の部品の光学像だけを排他的にカメラに入射させるオフセットと各部品保持部列の焦点の位置合わせとをレンズを用いることなく同時に実現することができる。

実施形態１に係る表面実装機の上面図 表面実装機の側面図 撮像装置の斜視図 撮像装置の上面図 撮像装置を前側から見た側面図 表面実装機の電気的構成を示すブロック図 他の実施形態に係る撮像装置の上面図

＜実施形態１＞
図１から図６を参照して実施形態１を説明する。以降の説明では図１に示す左右方向をＸ軸方向、前後方向をＹ軸方向、紙面垂直方向（上下方向）をＺ軸方向とし、紙面手前側を上、紙面奥側を下とする。また、以降の説明において基板に部品を実装するとは、部品を保持してプリント基板上の搭載位置に搭載することをいう。

（１）表面実装機の構成
図１に示すように、本実施形態に係る表面実装機１は基台１０、搬送コンベア１１、図示しないバックアップ装置、複数の部品供給装置１２、部品実装装置１３、撮像装置１４（図２参照）などを備えている。

基台１０は平面視長方形状をなすとともに上面が平坦とされている。
搬送コンベア１１はプリント基板Ｐ（基板の一例）を搬送方向（Ｘ軸方向）に沿って搬送するものであり、搬送方向に循環駆動する一対のコンベアベルト１１Ａ、それらを回転させるコンベア駆動モータ１１Ｂ（図６参照）などを備えている。プリント基板Ｐは一対のコンベアベルト１１Ａに架設されてＸ軸方向上流側（図１の右側）から基台１０上の作業位置に搬入され、作業位置で停止して電子部品Ｅが実装された後、Ｘ軸方向下流側（図１の左側）に搬出される。

図示しないバックアップ装置は作業位置に搬送されてきたプリント基板Ｐを上方に持ち上げるものであり、搬送コンベア１１の下方において一対のコンベアベルト１１Ａの間に設けられている。
複数の部品供給装置１２は部品実装装置１３に電子部品Ｅ（部品の一例）を供給するものである。部品供給装置１２はフィーダ型とされ、搬送コンベア１１の前後両側においてＸ軸方向に並んで２箇所ずつ、計４箇所に配されている。これらの部品供給装置１２には複数のフィーダ１２Ａが左右方向に横並び状に整列して取り付けられている。各フィーダ１２Ａは複数の電子部品Ｅが収容された部品供給テープ（不図示）が巻回されたリール（不図示）、及び、リールから部品供給テープを引き出す電動式の送出装置（不図示）等を備えており、搬送コンベア１１側に位置する端部に設けられた部品供給位置から電子部品Ｅが一つずつ供給される。

部品実装装置１３は部品供給装置１２によって供給される電子部品Ｅをプリント基板Ｐに実装するものであり、部品実装ヘッド１３Ａ（部品実装ヘッドの一例）と、部品実装ヘッド１３Ａを一定の可動領域内でＸ軸方向及びＹ軸方向に搬送するヘッド搬送部１３Ｂとを備えている。

ヘッド搬送部１３ＢはＹ軸方向に平行に延びる一対のＹ軸ガイドレール１３Ｃ、Ｙ軸方向に延伸するＹ軸ボールねじ１３Ｄ、Ｙ軸ボールねじ１３Ｄに螺合しているＹ軸ボールナット１３Ｅ、Ｙ軸ボールねじ１３Ｄを軸周りに回転させるＹ軸サーボモータ１３Ｆ、部品実装ヘッド１３ＡをＸ軸方向に往復移動可能に支持しているビーム１３Ｇ、Ｘ軸方向に延伸するＸ軸ボールねじ１３Ｈ、Ｘ軸ボールねじ１３Ｈに螺合しているＸ軸ボールナット１３Ｊ、Ｘ軸ボールねじ１３Ｈを軸周りに回転させるＸ軸サーボモータ１３Ｋなどを備えている。

ビーム１３ＧはＸ軸方向に延伸しており、Ｘ軸方向の両端部が一対のＹ軸ガイドレール１３Ｃに摺動可能に支持されている。Ｙ軸ボールナット１３ＥはＹ軸ボールねじ１３Ｄに螺合していると共にビーム１３Ｇに固定されており、Ｙ軸ボールねじ１３Ｄが軸周りに回転するとＹ軸ボールナット１３ＥがＹ軸ボールねじ１３Ｄに沿って進退する。これによりビーム１３ＧがＹ軸方向に移動する。

Ｘ軸ボールねじ１３Ｈ及びＸ軸サーボモータ１３Ｋはビーム１３Ｇに支持されており、ビーム１３Ｇと共にＹ軸方向に移動する。Ｘ軸ボールナット１３ＪはＸ軸ボールねじ１３Ｈに螺合していると共に部品実装ヘッド１３Ａに固定されており、Ｘ軸ボールねじ１３Ｈが軸周りに回転するとＸ軸ボールナット１３ＪがＸ軸ボールねじ１３Ｈに沿って進退する。これにより部品実装ヘッド１３ＡがＸ軸方向に移動する。

部品実装ヘッド１３Ａには複数の吸着ノズル２０（部品保持部の一例）が一列に配列された吸着ノズル列（部品保持部列の一例）が２列平行に配されている。各列はＸ軸方向に延びており、それぞれ５個の吸着ノズル２０が等間隔に配されている。これら複数の吸着ノズル２０は行列状（言い換えると碁盤目状）に配されており、例えば各列の吸着ノズル２０にそれぞれ左から順に番号を付した場合、一方の列のｎ番目の吸着ノズル２０のＸ軸方向の位置と他方の列のｎ番目の吸着ノズル２０のＸ軸方向の位置とは互いに一致する。以降の説明では後側の列のことを第１列といい、前側の列のことを第２列という。

吸着ノズル２０は電子部品Ｅを吸着及び開放するものであり、外部の空気供給装置から負圧が供給されることによって電子部品Ｅを吸着し、正圧が供給されることによってその電子部品Ｅを開放する。
また、各吸着ノズル２０はそれぞれ上下方向に移動可能に、且つ、軸周りに回転可能に部品実装ヘッド１３Ａに支持されている。そして、部品実装ヘッド１３Ａには各吸着ノズル２０を個別に昇降させる複数のＺ軸サーボモータ４９（図６参照）、及び、吸着ノズル２０を回転させるＲ軸サーボモータ５０（図６参照）が設けられている。

（２）撮像装置
次に、図２〜図５を参照して、撮像装置１４について説明する。図２に示すように、撮像装置１４は部品実装ヘッド１３Ａの下方に配されている。撮像装置１４は部品実装ヘッド１３Ａに設けられて各吸着ノズル２０に吸着されている電子部品Ｅを一つずつ順に撮像するものであり、撮像部１４Ａと、撮像部１４ＡをＸ軸方向（左右方向）に往復移動させる図示しない搬送部とを備えている。

図３及び図４に示すように、撮像部１４Ａは単一のカメラ１４Ｂ、反射ミラー１４Ｃ、ハーフミラー１４Ｄ、第１の対向ミラー１４Ｅ、第２の対向ミラー１４Ｆ、これらが固定されている基台１４Ｇなどを備えている。反射ミラー１４Ｃ及びハーフミラー１４Ｄは光学系の一例である。また、ハーフミラー１４Ｄはビームスプリッタの一例である。

図４に示すように、基台１４Ｇは略板状の部材であり、図示しない支持部を介してＸ軸方向に移動可能に部品実装ヘッド１３Ａに支持されている。カメラ１４Ｂは第１列より後側に配されており、撮像面がＹ軸方向前側を向いている。反射ミラー１４Ｃはカメラ１４Ｂの光軸上に配されており、Ｙ軸方向の位置が第２列の吸着ノズル２０のＹ軸方向の位置と一致する位置に反射面が略４５度で傾斜する姿勢で配されている。ハーフミラー１４Ｄはカメラ１４Ｂと反射ミラー１４Ｃとの間に配されており、Ｙ軸方向の位置が第１列の吸着ノズル２０のＹ軸方向の位置と一致する位置に略４５度で傾斜する姿勢で配されている。

第１の対向ミラー１４Ｅは第１列の一の吸着ノズル２０に対向し、当該吸着ノズル２０に吸着されている電子部品Ｅの光学像を右側（Ｘ軸方向上流側）に反射するものである。第１の対向ミラー１４Ｅで反射された電子部品Ｅの光学像はハーフミラー１４Ｄで後側（Ｙ軸方向後側）に反射されてカメラ１４Ｂに入射する。

第２の対向ミラー１４Ｆは第２列の一の吸着ノズル２０に対向し、当該吸着ノズル２０に保持されている電子部品Ｅの光学像を右側（Ｘ軸方向上流側）に反射するものである。第２の対向ミラー１４Ｆで反射された電子部品Ｅの光学像は反射ミラー１４Ｃによって後側（Ｙ軸方向後側）に反射され、ハーフミラー１４Ｄを透過してカメラ１４Ｂに入射する。

カメラ１４Ｂの光軸が略水平で略Ｙ軸方向であれば反射ミラー１４Ｃまたはハーフミラー１４Ｄに略直角に反射された光学像の光路はこの光軸の方向に合せ略水平で略Ｙ軸方向となる。また、第１の対向ミラー１４Ｅや第２の対向ミラー１４Ｆは反射面が略４５度であるので電子部品Ｅの光学像はそれらの対向ミラーにより略直角に反射され、反射された光学像の光路は略水平方向であって吸着ノズル列の列方向（Ｘ軸方向）となる。

尚、光路の方向は最終的にカメラ１４Ｂの光軸に略平行でカメラのレンズの略中心（この位置がカメラの撮像エリアの略中心となる）を通るように調整されれば第１の対向ミラー１４Ｅや第２の対向ミラー１４Ｆからの途中の経路は水平でなくとも構わない。

ここで、図４及び図５に示すように、第１の対向ミラー１４Ｅと第２の対向ミラー１４ＦとはＸ軸方向にずれて配されており、第１の対向ミラー１４Ｅが第１列の一の吸着ノズル２０に対向するときは第２の対向ミラー１４Ｆは第２列のいずれの吸着ノズル２０にも対向せず、第２の対向ミラー１４Ｆが第２列の一の吸着ノズル２０に対向するときは第１の対向ミラー１４Ｅは第１列のいずれの吸着ノズル２０にも対向しない。

具体的には、第１の対向ミラー１４Ｅと第２の対向ミラー１４Ｆとは、第１列の吸着ノズル２０の高さと第２列の吸着ノズル２０の高さとが同じである状態において、第１列の吸着ノズル２０に吸着されている電子部品Ｅからカメラ１４Ｂに至る光路３１の光路長と、第２列の吸着ノズル２０に吸着されている電子部品Ｅからカメラ１４Ｂに至る光路３２の光路長とが一致するように、２つの吸着ノズル列のＹ軸方向の間隔分だけＸ軸方向にずれて配されている。

即ち、本実施形態の場合、仮に第１の対向ミラー１４Ｅと第２の対向ミラー１４ＦとがＸ軸方向（吸着ノズル列の列方向）にずれて配されていないとすると、第１の対向ミラー１４Ｅからカメラ１４Ｂに至る光路３１の光路長が、第２の対向ミラー１４Ｆからカメラ１４Ｂに至る光路３２の光路長より短くなってしまう。このため、それら２つの光路３１、３２のうち光路長が短くなる方の光路３１をそれら２つの光路の光路長差分長くするように、第１の対向ミラー１４Ｅが対向ミラー１４Ｆに対して２つの吸着ノズル列のＹ軸方向の間隔分、Ｘ軸方向下流側にずれて配されている。

なお、本実施形態では２つの吸着ノズル列のＹ軸方向の間隔と、反射ミラー１４Ｃとハーフミラー１４Ｄとの間隔とが同じであるので、第１の対向ミラー１４Ｅは第２の対向ミラー１４Ｆに対して反射ミラー１４Ｃとハーフミラー１４Ｄとの間隔分、Ｘ軸方向下流側にずれて配されているということもできる。

また、吸着ノズル２０は同一の間隔を存してＸ方向に配置されているが、上述したようにして第１の対向ミラー１４Ｅと第２の対向ミラー１４Ｆとをずらした結果、第１の対向ミラー１４Ｅをいずれかの吸着ノズル２０の真下に位置させたときに第２の対向ミラー１４Ｆがいずれかの吸着ノズル２０の真下に位置することがないよう、各吸着ノズル列において互いに隣り合う２つの吸着ノズル２０の間隔と２つの吸着ノズル列のＹ軸方向の間隔（言い換えると反射ミラー１４Ｃとハーフミラー１４Ｄとの間隔）とが異なるように吸着ノズル２０が配されている。

このため、例えば第１の対向ミラー１４Ｅが第１列の一の吸着ノズル２０に対向しているときは、第２の対向ミラー１４Ｆは部品実装ヘッド１３Ａの下面を表す光学像を反射する。このため第１の対向ミラー１４Ｅによって反射された電子部品Ｅの光学像と第２の対向ミラー１４Ｆによって反射された部品実装ヘッド１３Ａの下面の光学像とが光学系（すなわち反射ミラー１４Ｃ及びハーフミラー１４Ｄ）によって合成されてカメラ１４Ｂに入射する。

ここで、カメラ１４Ｂは標準的な厚さ（高さ方向）の電子部品Ｅが吸着ノズル２０に吸着されているときにその電子部品Ｅの下面（あるいはその近傍）に焦点が合うように焦点位置が設定されている。このため部品実装ヘッド１３Ａの下面には焦点が合っておらず、第２の対向ミラー１４Ｆによって反射される光学像はぼやけたものになる。つまり、合成された光学像は第１の対向ミラー１４Ｆによって反射された輪郭が明瞭な電子部品Ｅの光学像と第２の対向ミラー１４Ｆによって反射されたぼやけた平坦面の光学像とを合成したものであるので、合成された光学像を撮像した画像を画像処理することによって電子部品Ｅを認識することが可能である。

尚、光学像を撮像する場合、照明を下方から電子部品Ｅの下面に照射してその反射像をカメラ１４Ｂに取り込む場合は、電極で反射した光による電極像により電子部品Ｅの位置認識が行われることがあるが、このような場合、電子部品Ｅの背景となる吸着ノズル２０の上方のノズル２０間の背景は黒等暗い色であることが好ましい。

また、図３に示すように、本実施形態では、撮像装置１４によって電子部品Ｅを撮像するとき、第１列の吸着ノズル２０及び第２列の吸着ノズル２０の下端面の上下方向の位置（以下「吸着ノズル２０の高さ」という）が全て同じにされる。尚、第１列の吸着ノズル２０及び第２列の吸着ノズル２０は高さが同じになっていれば上下方向の上限位置で同じになっていてもよいし下限位置で同じになっていてもよい。

尚、電子部品Ｅの厚さ（高さ方向）が前述した標準的な電子部品Ｅの厚さと略同じであり、電子部品Ｅの下端面からの光路長が略同じとみなせて部品の光学像の焦点が合っているとみなせる場合は吸着ノズル２０の下端面の高さをすべて同じにしておけばよいが、無視できないほど厚い電子部品Ｅを吸着する場合にはその厚さ分だけ吸着ノズル２０を上昇させておけばよい。

図示しない搬送部は部品実装ヘッド１３Ａに固定されている撮像部搬送モータ（図６参照）と撮像部搬送モータ１４Ｈの回転を基台１４Ｇに伝達する伝達機構とを備えている。ここで、図２に示すように、撮像部１４Ａが常に部品実装ヘッド１３Ａの下方にあると吸着ノズル２０によって電子部品Ｅを吸着したりプリント基板Ｐに搭載したりする際に撮像部１４Ａが邪魔になってしまうため、搬送部は吸着ノズル２０によって電子部品Ｅを吸着及び搭載する際には撮像部１４Ａ全体が部品実装ヘッド１３Ａの下方から外れる退避位置３３まで撮像部１４ＡをＸ軸方向上流側（あるいは下流側でもよい）に搬送する。

尚、搬送部は上述した撮像部搬送モータ１４Ｈとは別に基台１４ＧをＹ軸方向に往復移動させるモータを備え、撮像部１４Ａ全体が部品実装ヘッド１３Ａの下方から外れる位置まで撮像部１４ＡをＹ軸方向に搬送してもよい。

（３）表面実装機の電気的構成
次に、図６を参照して、表面実装機１の電気的構成について説明する。表面実装機１は制御部４０によってその全体が制御統括されている。制御部４０は、ＣＰＵ等によって構成されている演算処理部４１を備えている。演算処理部４１にはモータ制御部４２、記憶部４３、画像処理部４４、外部入出力部４５、フィーダ通信部４６、表示部４７、入力部４８などが接続されている。

モータ制御部４２は演算処理部４１の制御の下でＸ軸サーボモータ１３Ｋ、Ｙ軸サーボモータ１３Ｆ、Ｚ軸サーボモータ４９、Ｒ軸サーボモータ５０、コンベア駆動モータ１１Ｂ、撮像部搬送モータ１４Ｈなどの各モータを回転させる。

記憶部４３は演算処理部４１によって実行されるプログラム等を記憶するＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）や装置の動作中に種々のデータを一時的に記憶するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等から構成されている。記憶部４３には電子部品Ｅの搭載順序を計算する最適化プログラム４３Ａ、その計算結果に従って電子部品Ｅを実装する実装プログラム４３Ｂ、各種データ４３Ｃなどが記憶されている。各種データ４３Ｃには実装対象となるプリント基板Ｐの生産枚数に関する基板情報、プリント基板Ｐに実装される電子部品Ｅの個数や種類等を含む部品情報、プリント基板Ｐ上の電子部品Ｅの搭載位置に関する搭載位置情報、部品供給装置１２の各フィーダ１２Ａに保持された電子部品Ｅの数や種類に関するデータ等が含まれている。

画像処理部４４は撮像装置１４から出力される画像信号が取り込まれるように構成されており、出力された撮像信号に基づいて画像を生成する。
外部入出力部４５はいわゆるインターフェースであり、表面実装機１の本体に設けられる各種センサ類５１Ａから出力される検出信号が取り込まれるように構成されている。また、外部入出力部４５は演算処理部４１から出力される制御信号に基づいて各種アクチュエータ類５１Ｂに対する動作制御を行うように構成されている。

フィーダ通信部４６は部品供給装置１２に取り付けられた各フィーダ１２Ａの制御部と接続されており、各フィーダ１２Ａを統括して制御する。
表示部４７は表示画面を有する液晶表示装置等から構成され、表面実装機１の状態等を表示画面上に表示する。
入力部４８はキーボード等から構成され、手動による操作によって外部からの入力を受け付けるようになっている。

（４）表面実装機の作動
表面実装機１は、搬送コンベア１１によってプリント基板Ｐを作業位置に搬送する搬送状態と、作業位置に搬送されたプリント基板Ｐに電子部品Ｅを実装する実装状態とを交互に繰り返す。
実装状態では、部品供給装置１２によって供給される電子部品Ｅを各吸着ノズル２０に吸着させる吸着動作と、各吸着ノズル２０に吸着されている電子部品Ｅを撮像装置１４によって撮像して電子部品Ｅの姿勢（Ｒ軸方向の回転角度や吸着ノズル２０に対する電子部品Ｅの相対位置）などを検出する検出動作と、検出した姿勢に応じて電子部品ＥのＲ軸方向の回転角度や電子部品Ｅの搭載位置を修正してプリント基板Ｐに搭載する搭載動作とが繰り返される。

そして、上述した検出動作において、制御部４０は第１列の吸着ノズル２０及び第２列の吸着ノズル２０の高さを全て同じにした状態で撮像部１４ＡをＸ軸方向に搬送して第１の対向ミラー１４Ｅ及び第２の対向ミラー１４Ｆを交互に吸着ノズル２０に対向させ、各吸着ノズル２０に吸着されている電子部品Ｅを一つずつ順に撮像する。

（５）実施形態の効果
以上説明した実施形態１に係る撮像装置１４によると、第１の対向ミラー１４Ｅ及び第２の対向ミラー１４Ｆのうち一方の対向ミラーが吸着ノズル２０に対向するときは他方の対向ミラーが吸着ノズル２０に対向しないように各対向ミラーを列方向にずらして配するので、一の電子部品Ｅの光学像だけが排他的にカメラ１４Ｂに入射するようにオフセットすることができる。また、一方の吸着ノズル列の吸着ノズル２０に保持されている電子部品Ｅからカメラ１４Ｂに至る光路の光路長と他方の吸着ノズル列の吸着ノズル２０に保持されている電子部品Ｅからカメラ１４Ｂに至る光路の光路長とが互いに一致するように各対向ミラーを列方向にずらして配するので、レンズを用いることなく各吸着ノズル列の焦点の位置合わせを行うことができる。よって撮像装置１によると、一の電子部品Ｅの光学像だけを排他的にカメラ１４Ｂに入射させるオフセットと各吸着ノズル列の焦点の位置合わせとをレンズを用いることなく同時に実現することができる。

更に、撮像装置１４によると、第１の対向ミラー１４Ｅ及び第２の対向ミラー１４Ｆは、全ての吸着ノズル２０の高さ（上下方向の位置）が同じであるときに光路長が互いに一致するように列方向にずれて配されている。
一の対向ミラーが吸着ノズル２０に対向するときは他の全ての対向ミラーが吸着ノズル２０に対向しないように各対向ミラーを列方向にずらす場合、光路長が完全には一致しないように各対向ミラーを列方向にずらし、撮像の際に少なくとも一方の吸着ノズル列の吸着ノズル２０を上下方向に移動させて光路長を一致させるようにすることも可能である。しかしながら、そのようにすると少なくとも一方の吸着ノズル列については電子部品Ｅを撮像する際に吸着ノズル２０を上下方向に移動させなければならず、撮像に時間がかかってしまう。これに対し、撮像装置１４によると、全ての吸着ノズル２０の高さが同じである状態で電子部品Ｅを撮像することができるので、短時間に撮像することができる。これにより表面実装機１の生産性を向上させることができる。

更に、撮像装置１４によると、第１の対向ミラー１４Ｅで反射された電子部品Ｅの光学像がハーフミラー１４Ｄで反射されてカメラ１４Ｂに入射し、第２の対向ミラー１４Ｆで反射された電子部品Ｅの光学像が反射ミラー１４Ｃで反射されてハーフミラー１４Ｄを透過してカメラ１４Ｂに入射するように構成されているので、第１の対向ミラー１４Ｅで反射された光学像と第２の対向ミラー１４Ｆで反射された光学像とを合成して単一のカメラ１４Ｂに入射させることができる。

更に、撮像装置１４によると、２つの光路３１、３２のうち２つの対向ミラー１４Ｅ，１４ＦがＸ軸方向（すなわち吸着ノズル列の列方向）にずれていない場合に光路長が短くなる方の光路３１をそれら２つの光路の光路長差分長くするように、第１の対向ミラー１４Ｅが第２の対向ミラー１４Ｆに対して２つの吸着ノズル列のＹ軸方向の間隔分（すなわち反射ミラー１４Ｃとハーフミラー１４Ｄとの間隔分）、Ｘ軸方向下流側にずれて配されているので、２つの光路３１、３２の光路長を互いに一致させることができる。そして、各吸着ノズル列において互いに隣り合う２つの吸着ノズル２０の間隔が２つの吸着ノズル列のＹ軸方向の間隔（すなわち反射ミラー１４Ｃとハーフミラー１４Ｄとの間隔）と異なっているので、一の対向ミラーが吸着ノズル２０に対向するときは他の全ての対向ミラーが吸着ノズル２０に対向しないようにオフセットすることができる。

＜他の実施形態＞
本明細書で開示される技術は上記既述及び図面によって説明した各実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような各実施形態も技術的範囲に含まれる。

（１）上記実施形態ではカメラ１４Ｂの撮像面がＹ軸方向前側を向いており、第１の対向ミラー１４Ｅ及び第２の対向ミラー１４Ｆが電子部品Ｅの光学像をＸ軸方向上流側に反射する場合を例に説明した。しかしながら、カメラ１４Ｂの撮像面を向ける方向はこれに限られるものではない。

例えば、図７に示すようにカメラ１４Ｂの撮像面をＸ軸方向上流側に向け、第１の対向ミラー１４Ｅ及び第２の対向ミラー１４Ｆが電子部品Ｅの光学像をＹ軸方向後側に反射してもよい。図７に示す場合も、第１の対向ミラー１４Ｅと第２の対向ミラー１４ＦとのＸ軸方向（すなわち吸着ノズル列の列方向）の間隔は反射ミラー１４Ｃとハーフミラー１４Ｄとの間隔と一致している。また、図７においても二つの光路の光路長が一致していることから、反射ミラー１４Ｃとハーフミラー１４Ｄとの間隔と２つの吸着ノズル列のＹ軸方向の間隔とが一致している。すなわち、第１の対向ミラー１４Ｅと第２の対向ミラー１４ＦとのＸ軸方向（すなわち吸着ノズル列の列方向）の間隔は２つの吸着ノズル列のＹ軸方向の間隔とも一致している。そして、各吸着ノズル列において互いに隣り合う２つの吸着ノズル２０の間隔は第１の対向ミラー１４Ｅと第２の対向ミラー１４ＦとのＸ軸方向の間隔（言い換えると２つの吸着ノズル列のＹ軸方向の間隔）と異なっている。

（２）上記実施形態では電子部品Ｅを撮像する際に全ての吸着ノズル２０が同じ高さにされる場合に第１の対向ミラー１４Ｅと第２の対向ミラー１４ＦとをＸ軸方向にずらして配することによって光路長を互いに一致させる場合を例に説明した。これに対し、電子部品Ｅを撮像する際に各列の吸着ノズル２０が同じ高さにされない場合であっても高さが異なる吸着ノズル２０間で光路長が一致しない場合は第１の対向ミラー１４Ｅと第２の対向ミラー１４ＦとをＸ軸方向にずらして配することによって光路長を一致させてもよい。

（３）上記実施形態では複数の吸着ノズル２０が行列状（碁盤目状）に配されている場合を例に説明したが、例えば千鳥状に配されてもよい。

（４）上記実施形態では反射ミラー１４Ｃからカメラ１４Ｂに至る光路が一直線状である場合を例に説明したが、例えばカメラ１４Ｂとハーフミラー１４Ｄとの間に別の反射ミラーを介在させることによって光路をＬ字状にしてもよい。その場合はハーフミラー１４Ｄ、反射ミラー１４Ｃ及び別の反射ミラーが光学系の一例である。

（５）上記実施形態では第１の対向ミラー１４Ｅで反射された電子部品Ｅの光学像がハーフミラー１４Ｄで反射されてカメラ１４Ｂに入射する一方、第２の対向ミラー１４Ｆで反射された電子部品Ｅの光学像が反射ミラー１４Ｃで反射されてハーフミラー１４Ｄを透過してカメラ１４Ｂに入射する場合を例に説明した。
これに対し、第１の対向ミラー１４ＥのＸ軸方向上流側に撮像面がＸ軸方向下流側を向く姿勢でカメラ１４Ｂを配するとともに、第１の対向ミラー１４Ｅとカメラ１４Ｂとの間にハーフミラー１４Ｄを配し、第１の対向ミラー１４Ｅで反射された電子部品Ｅの光学像がハーフミラー１４Ｄを透過してカメラ１４Ｂに入射する一方、第２の対向ミラー１４Ｆで反射された電子部品Ｅの光学像が反射ミラー１４Ｃ及びハーフミラー１４Ｄにこの順で反射されてカメラ１４Ｂに入射するようにしてもよい。

（６）上記実施形態では吸着ノズル列が２列である場合を例に説明したが、吸着ノズル列は３列以上であってもよい。その場合は、カメラ１４Ｂから最も遠い吸着ノズル列については電子部品Ｅの光学像を反射ミラー１４Ｃによって反射し、他の列については列毎に設けたハーフミラー１４Ｄによって反射することになる。この場合、最も遠い吸着ノズル列については部品の光学像が反射ミラー１４Ｃで反射されて複数のハーフミラー１４Ｄを透過してカメラ１４Ｂに入射することになる。

（７）上記実施形態では部品保持部として吸着ノズル２０を例に説明したが、部品保持部は部品を挟んで保持する所謂チャックであってもよい。

（８）上記実施形態では対向ミラー１４Ｅ及び１４Ｆと共にカメラ１４Ｂや光学系も移動する場合を例に説明したが、対向ミラー１４Ｅ及び１４Ｆを移動させる一方、カメラ１４Ｂや光学系については移動しないようにしてもよい。そして、カメラ１４Ｂにオートフォーカス機能を持たせ、それによって焦点の位置合わせを行うようにしてもよい。このような構成であっても、一の電子部品Ｅの光学像だけを排他的にカメラ１４Ｂに入射させるオフセットと各吸着ノズル列の焦点の位置合わせとをレンズを用いることなく同時に実現することができる。

１…表面実装機、１３Ａ…部品実装ヘッド、１４…撮像装置、１４Ａ…撮像部、１４Ｂ…カメラ、１４Ｃ…反射ミラー（光学系の一例）、１４Ｄ…ハーフミラー（光学系の一例）、１４Ｅ…第１の対向ミラー、１４Ｆ…第２の対向ミラー、２０…吸着ノズル（部品保持部の一例）、３１…光路、３２…光路、Ｅ…電子部品、Ｐ…プリント基板

Claims (5)

1. 部品を保持及び開放する複数の部品保持部が一列に配列された部品保持部列が複数列平行に配されている部品実装ヘッドに設けられて各前記部品保持部に保持されている前記部品を一つずつ順に撮像する撮像装置であって、
   撮像部と、
   前記撮像部を前記部品保持部列の列方向に往復移動させる搬送部と、
   を備え、
   前記撮像部は、
   単一のカメラと、
   前記部品保持部列毎に設けられており、一の前記部品保持部に対向して前記部品の光学像を反射する対向ミラーと、
   各前記対向ミラーで反射された光学像を合成して前記カメラに入射させる光学系と、
   を有し、
   一の前記対向ミラーが前記部品保持部に対向するときは他の全ての前記対向ミラーが前記部品保持部に対向しないように、且つ、前記部品から前記カメラに至る光路の光路長が互いに一致するように各前記対向ミラーが前記列方向にずれて配されている、撮像装置。
2. 各前記部品保持部はそれぞれ上下方向に移動可能に前記部品実装ヘッドに設けられており、
   各前記対向ミラーは、全ての前記部品保持部の上下方向の位置が同じであるときに前記光路長が互いに一致するように前記列方向にずれて配されている、請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記部品実装ヘッドには前記部品保持部列が２列配されており、
   前記光学系は反射ミラーとビームスプリッタとを有し、
   一方の前記対向ミラーで反射された前記部品の光学像が前記ビームスプリッタで反射されて前記カメラに入射する一方、他方の前記対向ミラーで反射された前記部品の光学像が前記反射ミラーで反射されて前記ビームスプリッタを透過して前記カメラに入射する、
   又は、
   一方の前記対向ミラーで反射された前記部品の光学像が前記ビームスプリッタを透過して前記カメラに入射する一方、他方の前記対向ミラーで反射された前記部品の光学像が前記反射ミラー及び前記ビームスプリッタにこの順で反射されて前記カメラに入射する、請求項１又は請求項２に記載の撮像装置。
4. ２つの前記光路のうち２つの前記対向ミラーが前記列方向にずれていない場合に光路長が短くなる方の光路をそれら２つの光路の光路長差分長くするように、２つの前記対向ミラーが前記反射ミラーと前記ビームスプリッタとの間隔分、前記列方向にずれて配されており、
   各前記部品保持部列において互いに隣り合う２つの前記部品保持部の間隔が前記反射ミラーと前記ビームスプリッタとの間隔と異なっている、請求項３に記載の撮像装置。
5. 部品を保持及び開放する部品保持部を用いて基板に前記部品を実装する表面実装機であって、
   複数の前記部品保持部が一列に配列された部品保持部列が複数列平行に配されている部品実装ヘッドと、
   前記部品実装ヘッドに設けられている請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の撮像装置と、
   を備える表面実装機。

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