JP2018041913A - 基板作業装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な装置構成により異なる高さ位置の認識対象を撮像して認識することが可能な基板作業装置を提供する。【解決手段】この部品実装装置１００（基板作業装置）は、部品３１が実装される基板Ｐに対して作業を行うヘッドユニット４と、レンズ部材４３２と、部品３１を含む認識対象をレンズ部材４３２を介して撮像する撮像素子４３１とを含む基板認識カメラ４３と、認識対象およびレンズ部材４３２の間の第１位置Ｐ１に移動可能に構成され、レンズ部材４３２に入射する光を絞る孔部４７ａを有する絞り部材４７とを備える。【選択図】図３

Description

この発明は、基板作業装置に関し、特に、撮像部を備えた基板作業装置に関する。

従来、撮像部を備えた基板作業装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

上記特許文献１には、部品を基板に実装するノズルユニットと、認識対象としての部品を撮像する撮像部と、部品撮像時に部品および撮像部の間に配置可能なコンバージョンレンズとを備える表面実装機（基板作業装置）が開示されている。この表面実装機のコンバージョンレンズは、異なる高さ位置の認識対象を撮像するために、撮像部の焦点位置を変更するように構成されている。

特許第４２９８４７３号公報

上記特許文献１の表面実装機（基板作業装置）では、異なる高さ位置の認識対象を撮像するために、コンバージョンレンズを部品および撮像部の間に配置して焦点位置を変更して部品を撮像している。このため、焦点位置を精度よく合わせるために、コンバージョンレンズを精度よく移動させて撮像部の光軸上に配置する必要がある。その結果、精度よくコンバージョンレンズを移動させる部材を設ける必要があるため、装置構成が複雑化すると考えられる。このため、装置構成を簡素化することが可能な基板作業装置が望まれている。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、簡易な装置構成により異なる高さ位置の認識対象を撮像して認識することが可能な基板作業装置を提供することである。

この発明の一の局面による基板作業装置は、部品が実装される基板に対して作業を行う作業部と、レンズ部材と、部品または基板を含む認識対象をレンズ部材を介して撮像する撮像素子とを含む撮像部と、認識対象およびレンズ部材の間の第１位置に移動可能に構成され、レンズ部材に入射する光を絞る孔部を有する絞り部材とを備える。

この発明の一の局面による基板作業装置では、上記のように、認識対象およびレンズ部材の間の第１位置に移動可能に構成され、レンズ部材に入射する光を絞る孔部を有する絞り部材を設ける。これにより、孔部を有する絞り部材を認識対象およびレンズ部材の間の第１位置に移動させた場合に、撮像部の被写界深度を深くする（焦点が合う高さ位置の範囲を大きくする）ことができるので、異なる高さ位置の認識対象を撮像して認識することができる。また、絞り部材の孔部は、レンズ部材に対して精度よく位置合わせしなくても、被写界深度を深くする効果があるので、絞り部材を厳密に精度よく移動させる必要がない。これにより、装置構成を簡素化することができるので、簡易な装置構成により異なる高さ位置の認識対象を撮像して認識することができる。また、絞り部材がレンズ部材に対して撮像素子とは反対側に配置されるので、絞り部材を撮像部の前に配置して既存の基板作業装置に対して絞り部材を容易に追加して設けることができる。

上記一の局面による基板作業装置において、好ましくは、認識対象の状態に基づいて、絞り部材を認識対象およびレンズ部材の間の第１位置と、認識対象およびレンズ部材の間から外れる第２位置とに移動させる制御を行う制御部をさらに備える。このように構成すれば、認識対象の位置などを含む状態から、絞り部材を第１位置と第２位置とに切り替えて移動させて撮像することができるので、より適切な状態で、認識対象を撮像することができる。これにより、異なる高さ位置の認識対象を、それぞれ、精度よく認識することができる。

上記制御部を備える構成において、好ましくは、制御部は、通常動作において認識対象を撮像する場合に、絞り部材を第２位置に移動させるとともに、被写界深度を深くして撮像する場合に、絞り部材を第１位置に移動させるように構成されている。このように構成すれば、被写界深度が深い必要がない場合は、絞り部材を認識対象およびレンズ部材の間に挟まずに撮像することができるので、撮像した画像が暗くなるのを抑制して鮮明な画像を取得することができる。また、被写界深度が深い必要がある場合は、絞り部材を認識対象およびレンズ部材の間に配置して撮像することができるので、認識対象の高さ位置が絞り部材がない場合の焦点位置の範囲外であっても、認識対象を確実に認識することができる。

上記制御部を備える構成において、好ましくは、制御部は、絞り部材を第１位置に配置して認識対象を撮像する場合に、絞り部材を第２位置に配置して認識対象を撮像する場合に比べて、露光時間を長くして撮像する制御を行うように構成されている。このように構成すれば、絞り部材を第２位置に配置して絞り部材を挟んで撮像した場合の画像が暗くなるのを抑制することができるので、絞り部材を挟まずに撮像した画像と同様の処理により、認識対象を容易に認識することができる。

上記制御部を備える構成において、好ましくは、絞り部材は、径の大きさが互いに異なる複数の孔部を有し、複数の孔部は、それぞれ、第１位置に移動可能に構成されている。このように構成すれば、認識対象の高さ位置に応じて、孔部の径を変更して被写界深度を変更することができるので、異なる高さ位置の認識対象を、それぞれ、より精度よく認識することができる。

この場合、好ましくは、制御部は、認識対象の状態に基づいて、複数の孔部のうち１つの孔部を第１位置に移動させて、認識対象を撮像する制御を行うように構成されている。このように構成すれば、第１位置に移動させる孔部を変更して被写界深度を変更することができるので、高さ位置が異なる複数の認識対象を共通の撮像部により容易に撮像することができる。

上記一の局面による基板作業装置において、好ましくは、絞り部材は、エアシリンダにより移動されるように構成されている。このように構成すれば、エアシリンダを駆動させることにより、絞り部材を移動させることができるので、より簡易な構成により異なる高さ位置の認識対象を撮像して認識することができる。

本発明によれば、上記のように、簡易な装置構成により異なる高さ位置の認識対象を撮像して認識することができる。

本発明の第１実施形態による部品実装装置の概略を示した平面図である。 本発明の第１実施形態による部品実装装置の制御的な構成を示したブロック図である。 本発明の第１実施形態による部品実装装置の絞り部材を示した側面図である。 本発明の第１実施形態による部品実装装置のノズル供給部の撮像位置を示した図である。 本発明の第１実施形態による部品実装装置の基板搬送部の撮像位置を示した図である。 本発明の第１実施形態による部品実装装置の基板搬送治具の撮像位置を示した図である。 本発明の第１実施形態による部品実装装置の部品上面の撮像位置を示した図である。 本発明の第１実施形態による部品実装装置の台車の撮像位置を示した図である。 本発明の第１実施形態による部品実装装置のＣＰＵによる第１動作例による撮像処理を説明するためのフローチャートである。 本発明の第１実施形態による部品実装装置のＣＰＵによる第２動作例による撮像処理を説明するためのフローチャートである。 本発明の第２実施形態による部品実装装置の絞り部材を示した側面図である。 本発明の第２実施形態による部品実装装置の絞り部材を示した平面図である。 本発明の第２実施形態の変形例による部品実装装置の絞り部材を示した平面図である。

以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。

［第１実施形態］
（部品実装装置の構成）
まず、図１を参照して、本発明の第１実施形態による部品実装装置１００の構成について説明する。

図１に示すように、部品実装装置１００は、一対のコンベア２により基板ＰをＸ方向に搬送し、実装作業位置Ｍにおいて基板Ｐに部品３１を実装する部品実装装置である。なお、部品実装装置１００は、特許請求の範囲の「基板作業装置」の一例である。

図１に示すように、部品実装装置１００は、基台１と、一対のコンベア２と、部品供給部３と、ヘッドユニット４と、支持部５と、一対のレール部６と、部品認識カメラ７とを備えている。また、図２に示すように、部品実装装置１００は、制御的な構成として、ＣＰＵ（中央演算処理装置）８１と、記憶装置８２と、メモリ８３と、表示部８４と、入力装置８５とを備えている。なお、ヘッドユニット４は、特許請求の範囲の「作業部」の一例である。また、ＣＰＵ８１は、特許請求の範囲の「制御部」の一例である。

一対のコンベア２は、基台１上に設置され、基板ＰをＸ方向に搬送するように構成されている。また、一対のコンベア２は、搬送中の基板Ｐを実装作業位置Ｍで停止させた状態で保持するように構成されている。具体的には、図５に示すように、基板Ｐは、位置決め部２１およびクランプ部２２により挟持されることにより、保持される。また、一対のコンベア２は、基板Ｐの寸法に合わせてＹ方向の間隔を調整可能に構成されている。

部品供給部３は、図１に示すように、一対のコンベア２の外側（Ｙ１側およびＹ２側）に配置されている。また、部品供給部３には、複数のテープフィーダ３ａが配置されている。具体的には、複数のテープフィーダ３ａは、台車３３（図８参照）に装着された状態で、部品供給部３に配置されている。

テープフィーダ３ａは、複数の部品３１を所定の間隔を隔てて保持したテープが巻き付けられたリール（図示せず）を保持している。テープフィーダ３ａは、リールを回転させて部品３１を保持するテープを送出することにより、テープフィーダ３ａの先端から部品３１を供給するように構成されている。ここで、部品３１は、ＩＣ、トランジスタ、コンデンサおよび抵抗などの電子部品を含む。

ヘッドユニット４は、部品３１が実装される基板Ｐに対して作業を行うように構成されている。具体的には、ヘッドユニット４は、一対のコンベア２および部品供給部３の上方位置に配置されており、ノズル４１が下端に取り付けられた複数（５つ）の実装ヘッド４２と、基板認識カメラ４３とを含んでいる。また、図２に示すように、ヘッドユニット４は、照明４４と、Ｚ軸モータ４５と、Ｒ軸モータ４６とを含んでいる。Ｚ軸モータ４５は、実装ヘッド４２を上下方向（Ｚ方向）に移動させるように構成されている。Ｒ軸モータ４６は、実装ヘッド４２を上下方向の軸線を中心に回転させるように構成されている。なお、基板認識カメラ４３は、特許請求の範囲の「撮像部」の一例である。

実装ヘッド４２は、昇降可能（Ｚ方向に移動可能）に構成され、負圧発生機（図示せず）によりノズル４１の先端部に発生された負圧によって、テープフィーダ３ａから供給される部品３１を吸着して保持し、基板Ｐにおける実装位置に部品３１を装着（実装）する作業を行うように構成されている。ノズル４１は、図１に示すように、基台１上に配置されたノズル供給部３２に交換可能に保持されている。ノズル供給部３２の上面には、図４に示すように、位置合わせのためのマーク３２１が設けられている。

基板認識カメラ４３は、認識対象としての基板Ｐを撮像可能に構成されている。具体的には、基板認識カメラ４３は、基板Ｐの位置を認識するために、基板ＰのフィデューシャルマークＦを撮像するように構成されている。そして、フィデューシャルマークＦの位置を撮像して認識することにより、基板Ｐにおける部品３１の実装位置を正確に取得することが可能である。また、基板認識カメラ４３の近傍には、照明４４（図３参照）が設けられている。照明４４は、基板認識カメラ４３の撮像時に光（可視光や赤外光など）を基板Ｐに照射するように構成されている。これにより、基板認識カメラ４３により基板Ｐを鮮明に撮像することが可能である。

また、基板認識カメラ４３は、ノズル供給部３２の位置を認識するために、ノズル供給部３２（図４参照）のマーク３２１を撮像可能に構成されている。また、基板認識カメラ４３は、図５に示すように、基板Ｐの位置を認識するために、搬送中の基板ＰのフィデューシャルマークＦを撮像可能に構成されている。また、基板認識カメラ４３は、図６に示すように、小片の基板９１を搬送するための基板搬送治具９の位置を認識するために、基板搬送治具９のマークを撮像可能に構成されている。また、基板認識カメラ４３は、基板搬送治具９に保持された小片の基板９１の位置を認識するために、基板搬送治具９上の基板９１のマークを撮像可能に構成されている。

また、基板認識カメラ４３は、図７に示すように、基板Ｐに実装された背高の部品３１の実装方向が正しいか否かを認識するために、基板Ｐに実装された部品３１の上面を撮像可能に構成されている。また、基板認識カメラ４３は、図８に示すように、テープフィーダ３ａを保持する台車３３の位置を認識するために、台車３３のマークを撮像可能に構成されている。また、基板認識カメラ４３は、テープフィーダ３ａの位置を認識するために、テープフィーダ３ａのマークを撮像可能に構成されている。また、基板認識カメラ４３は、テープのポケット位置を認識するために、テープフィーダ３ａにセットされたテープの縁を撮像可能に構成されている。

また、基板認識カメラ４３は、撮像素子４３１と、レンズ部材４３２とを含んでいる。撮像素子４３１は、たとえば、ＣＭＯＳセンサや、ＣＣＤセンサなどを含んでいる。撮像素子４３１は、基板Ｐを含む認識対象をレンズ部材４３２を介して撮像するように構成されている。レンズ部材４３２は、所定の高さ位置である基準面に基板認識カメラ４３の焦点を合わせるために設けられている。基準面は、たとえば、固定された状態の基板Ｐの上面となる位置に設定される。また、レンズ部材４３２は、所定の撮像範囲が基板認識カメラ４３に撮像されるように、認識対象を拡大させるように構成されている。

ここで、第１実施形態では、図３に示すように、基板認識カメラ４３の下方（Ｚ２方向）には、絞り部材４７が設けられている。絞り部材４７には、レンズ部材４３２に入射する光を絞る孔部４７ａが設けられている。孔部４７ａは、数百μｍ〜数ｍｍ程度の直径を有している。孔部４７ａは、円形状の貫通孔により構成されている。絞り部材４７は、認識対象およびレンズ部材４３２の間の第１位置Ｐ１に移動可能に構成されている。

また、絞り部材４７は、認識対象およびレンズ部材４３２の間から外れる第２位置Ｐ２に移動可能に構成されている。絞り部材４７は、基準面にある認識対象を撮像する通常時では、第２位置Ｐ２に位置するように構成されている。また、絞り部材４７は、孔部４７ａが撮像対象（認識対象）およびレンズ部材４３２の間に配置されることにより、レンズ部材４３２に入射する光を絞って、基板認識カメラ４３の被写界深度を大きくするように構成されている。たとえば、図３に示すように、絞り部材４７が認識対象およびレンズ部材４３２の間から外れる第２位置Ｐ２にある場合には、被写界深度がＤ１である。また、絞り部材４７が認識対象およびレンズ部材４３２の間に配置された第１位置Ｐ１にある場合には、被写界深度がＤ１より大きいＤ２である。これにより、高さ方向（Ｚ方向）において、基準面から離れた位置の認識対象も認識することが可能になる。

また、絞り部材４７は、図２および図３に示すように、エアシリンダ４７１により移動されるように構成されている。エアシリンダ４７１は、エアにより駆動されて、絞り部材４７を第１位置Ｐ１および第２位置Ｐ２に移動させるように構成されている。また、エアシリンダ４７１は、ＣＰＵ８１の制御により、ドライバ４７２により駆動されるように構成されている。また、エアシリンダ４７１は、位置を検出するシリンダセンサが設けられている。シリンダセンサの検出により、エアシリンダ４７１の駆動位置が検出されて、絞り部材４７が第１位置Ｐ１および第２位置Ｐ２のいずれに位置するのかが検出される。

支持部５は、Ｘ軸モータ５１を含んでいる。支持部５は、Ｘ軸モータ５１を駆動させることにより、支持部５に沿ってヘッドユニット４をＸ方向に移動させるように構成されている。支持部５は、両端部が一対のレール部６により支持されている。

一対のレール部６は、基台１上に固定されている。Ｘ１側のレール部６は、Ｙ軸モータ６１を含んでいる。レール部６は、Ｙ軸モータ６１を駆動させることにより、支持部５を一対のレール部６に沿ってＸ方向と直交するＹ方向に移動させるように構成されている。ヘッドユニット４が支持部５に沿ってＸ方向に移動可能であるとともに、支持部５がレール部６に沿ってＹ方向に移動可能であることによって、ヘッドユニット４はＸＹ方向に移動可能である。

部品認識カメラ７は、基台１の上面上に固定されている。部品認識カメラ７は、部品３１を撮像可能に構成されている。具体的には、部品認識カメラ７は、一対のコンベア２の外側（Ｙ１側およびＹ２側）に配置されている。部品認識カメラ７は、部品３１の実装に先立って部品３１の吸着状態（吸着姿勢）を認識するために、実装ヘッド４２のノズル４１に吸着された部品３１を下側（Ｚ２側）から撮像するように構成されている。これにより、実装ヘッド４２のノズル４１に吸着された部品３１の吸着状態をＣＰＵ８１により取得することが可能である。また、部品認識カメラ７の近傍には、照明７１（図２参照）が設けられている。照明７１は、部品認識カメラ７の撮像時に光（可視光や赤外光など）をノズル４１に吸着された部品３１に照射するように構成されている。これにより、部品認識カメラ７によりノズル４１に吸着された部品３１を鮮明に撮像することが可能である。

ＣＰＵ８１は、一対のコンベア２による基板Ｐの搬送動作、ヘッドユニット４による実装動作、基板認識カメラ４３や部品認識カメラ７による撮像動作などの部品実装装置１００の全体の動作を制御するように構成されている。

記憶装置８２は、基板Ｐの情報、部品３１の情報、実装動作を行うプログラムなどが格納されている。また、記憶装置８２は、たとえば、ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）や、ＳＳＤ（ソリッドステートドライブ）などを含んでいる。

メモリ８３は、ＣＰＵ８１の動作の際に情報が記憶されるように構成されている。表示部８４は、部品実装装置１００の状態や、生産している基板Ｐの情報などが表示されるように構成されている。入力装置８５は、ユーザの部品実装装置１００に対する操作が入力されるように構成されている。入力装置８５は、たとえば、マウス、キーボード、スイッチ、タッチパネルなどが含まれる。

ここで、第１実施形態では、ＣＰＵ８１は、認識対象の状態に基づいて、絞り部材４７を認識対象およびレンズ部材４３２の間の第１位置Ｐ１と、認識対象およびレンズ部材４３２の間から外れる第２位置Ｐ２とに移動させる制御を行うように構成されている。具体的には、ＣＰＵ８１は、通常動作において認識対象を撮像する場合に、絞り部材４７を第２位置Ｐ２に移動させるとともに、被写界深度を深くして撮像する場合に、絞り部材４７を第１位置Ｐ１に移動させるように構成されている。通常動作は、基板認識カメラ４３により、固定された基板Ｐの位置を認識するために基板Ｐを撮像する動作を含む。

また、ＣＰＵ８１は、絞り部材４７を第１位置Ｐ１に配置して認識対象を撮像する場合に、絞り部材４７を第２位置Ｐ２に配置して認識対象を撮像する場合に比べて、露光時間を長くして撮像する制御を行うように構成されている。また、ＣＰＵ８１は、絞り部材４７を第１位置Ｐ１に配置して認識対象を撮像する場合に、絞り部材４７を第２位置Ｐ２に配置して認識対象を撮像する場合に比べて、照明４４により照射する光を強くして撮像する制御を行うように構成されている。

また、第１実施形態では、図４〜図８に示すように、基板認識カメラ４３は、複数の高さ位置の認識対象を撮像可能に構成されている。図４に示すように、基板認識カメラ４３は、絞り部材４７が第２位置Ｐ２に配置された状態で、ノズル４１の上面を撮像するように構成されている。ノズル４１の上面には、ノズル４１の情報が付されている。ノズル４１の情報は、文字や数字、１次元または２次元バーコードなどにより付されている。基板認識カメラ４３は、絞り部材４７が第１位置Ｐ１に配置された状態で、ノズル供給部３２の上面に配置されたマーク３２１を撮像するように構成されている。

図５に示すように、基板認識カメラ４３は、絞り部材４７が第２位置Ｐ２に配置された状態で、固定された基板Ｐの上面のフィデューシャルマークＦを撮像するように構成されている。また、基板認識カメラ４３は、絞り部材４７が第１位置Ｐ１に配置された状態で、コンベア２により搬送中またはクランプ前の基板Ｐの上面のフィデューシャルマークＦを撮像するように構成されている。

図６に示すように、基板認識カメラ４３は、絞り部材４７が第２位置Ｐ２に配置された状態で、基板搬送治具９上の基板９１のマークを撮像するように構成されている。また、基板認識カメラ４３は、絞り部材４７が第１位置Ｐ１に配置された状態で、基板搬送治具９のマークを撮像可能に構成されている。

図７に示すように、基板認識カメラ４３は、絞り部材４７が第１位置Ｐ１に配置された状態で、基板Ｐに実装された背高の部品３１の上面を撮像するように構成されている。基板Ｐに実装された背高の部品３１は、たとえば、コンデンサを含んでいる。コンデンサの上面には、文字や記号が付されており、文字や記号の向きを認識することにより、正しい方向（極性）に実装されているか否かを判別することが可能である。

図８に示すように、基板認識カメラ４３は、絞り部材４７が第１位置Ｐ１に配置された状態で、台車３３のマークを撮像するように構成されている。また、基板認識カメラ４３は、絞り部材４７が第１位置Ｐ１に配置された状態で、テープフィーダ３ａのマークを撮像するように構成されている。また、基板認識カメラ４３は、絞り部材４７が第１位置Ｐ１に配置された状態で、テープフィーダ３ａにセットされたテープの縁を撮像するように構成されている。

次に、図９を参照して、部品実装装置１００のＣＰＵ８１の第１動作例による撮像処理について説明する。

図９のステップＳ１において、通常動作の認識処理であるか否かが判断される。具体的には、基板認識カメラ４３による撮像が被写界深度が必要な撮像であるか否かが判断される。通常動作の認識処理であれば、ステップＳ２に進み、通常ではない認識処理であれば、ステップＳ６に進む。ステップＳ２において、基板認識カメラ４３が認識位置の上方にＸＹ移動（平行移動）される。具体的には、ヘッドユニット４がＸＹ移動されることにより、基板認識カメラ４３が認識対象の上方に配置される。

ステップＳ３において、絞り部材４７の位置が正しいか否かが判断される。具体的には、絞り部材４７が第２位置Ｐ２に配置されているか否かが判断される。絞り部材４７が正しい位置である第２位置Ｐ２に配置されていれば、ステップＳ４に進み、絞り部材４７が第１位置Ｐ１に配置されていれば、ステップＳ５に進む。ステップＳ４において、基板認識カメラ４３により、撮像対象が撮像される。その後、ＣＰＵ８１により、撮像結果に基づいて、認識対象が認識される。そして、撮像処理が終了される。

ステップＳ５において、表示部８４にエラーが表示される。具体的には、絞り部材４７が正しい位置に配置されていないことが表示部８４に表示されて通知される。その後、撮像処理が終了される。

ステップＳ１において通常動作の認識処理ではないと判断されると、ステップＳ６において、基板認識カメラ４３が認識位置の上方にＸＹ移動（平行移動）される。具体的には、ヘッドユニット４がＸＹ移動されることにより、基板認識カメラ４３が認識対象の上方に配置される。ステップＳ７において、絞り部材４７の位置が切り替えられる。具体的には、絞り部材４７が第２位置Ｐ２から第１位置Ｐ１に位置するように切り替えられる。これにより、孔部４７ａがレンズ部材４３２の前に配置される。

ステップＳ８において、絞り部材４７の位置が正しいか否かが判断される。具体的には、絞り部材４７が第１位置Ｐ１に配置されているか否かが判断される。絞り部材４７が正しい位置である第１位置Ｐ１に配置されていれば、ステップＳ９に進み、絞り部材４７が第２位置Ｐ２に配置されていれば、ステップＳ１１に進む。ステップＳ９において、基板認識カメラ４３により、撮像対象が撮像される。その後、ＣＰＵ８１により、撮像結果に基づいて、認識対象が認識される。

ステップＳ１０において、絞り部材４７の位置が切り替えられる。具体的には、絞り部材４７が第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２に位置するように切り替えられる。そして、撮像処理が終了される。ステップＳ１１において、表示部８４にエラーが表示される。具体的には、絞り部材４７が正しい位置に配置されていないことが表示部８４に表示されて通知される。その後、撮像処理が終了される。

次に、図１０を参照して、部品実装装置１００のＣＰＵ８１の第２動作例による撮像処理について説明する。

図１０のステップＳ２１において、通常動作の認識処理であるか否かが判断される。具体的には、基板認識カメラ４３による撮像が被写界深度が必要な撮像であるか否かが判断される。通常動作の認識処理であれば、ステップＳ２２に進み、通常ではない認識処理であれば、ステップＳ２７に進む。ステップＳ２２において、基板認識カメラ４３が認識位置の上方にＸＹ移動（平行移動）される。具体的には、ヘッドユニット４がＸＹ移動されることにより、基板認識カメラ４３が認識対象の上方に配置される。

ステップＳ２３において、絞り部材４７の位置が正しいか否かが判断される。具体的には、絞り部材４７が第２位置Ｐ２に配置されているか否かが判断される。絞り部材４７が正しい位置である第２位置Ｐ２に配置されていれば、ステップＳ２４に進み、絞り部材４７が第１位置Ｐ１に配置されていれば、ステップＳ２６に進む。ステップＳ２４において、撮像条件が絞りなし条件に設定される。具体的には、基板認識カメラ４３による撮像の露光時間が絞りなし条件に設定される。また、照明４４による点灯時間が絞りなし条件に設定される。

ステップＳ２５において、基板認識カメラ４３により、撮像対象が撮像される。その後、ＣＰＵ８１により、撮像結果に基づいて、認識対象が認識される。そして、撮像処理が終了される。ステップＳ２６において、表示部８４にエラーが表示される。具体的には、絞り部材４７が正しい位置に配置されていないことが表示部８４に表示されて通知される。その後、撮像処理が終了される。

ステップＳ２１において通常動作の認識処理ではないと判断されると、ステップＳ２７において、基板認識カメラ４３が認識位置の上方にＸＹ移動（平行移動）される。具体的には、ヘッドユニット４がＸＹ移動されることにより、基板認識カメラ４３が認識対象の上方に配置される。ステップＳ２８において、絞り部材４７の位置が切り替えられる。具体的には、絞り部材４７が第２位置Ｐ２から第１位置Ｐ１に位置するように切り替えられる。これにより、孔部４７ａがレンズ部材４３２の前に配置される。

ステップＳ２９において、絞り部材４７の位置が正しいか否かが判断される。具体的には、絞り部材４７が第１位置Ｐ１に配置されているか否かが判断される。絞り部材４７が正しい位置である第１位置Ｐ１に配置されていれば、ステップＳ３０に進み、絞り部材４７が第２位置Ｐ２に配置されていれば、ステップＳ３３に進む。ステップＳ３０において、撮像条件が絞りあり条件に設定される。具体的には、基板認識カメラ４３による撮像の露光時間が絞りあり条件に設定される。なお、絞りあり条件の露光時間は、絞りなし条件の露光時間に比べて長く設定される。また、照明４４による点灯時間が絞りあり条件に設定される。なお、絞りあり条件の点灯時間は、絞りなし条件の点灯時間に比べて長く設定される。

ステップＳ３１において、基板認識カメラ４３により、撮像対象が撮像される。その後、ＣＰＵ８１により、撮像結果に基づいて、認識対象が認識される。ステップＳ３２において、絞り部材４７の位置が切り替えられる。具体的には、絞り部材４７が第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２に位置するように切り替えられる。そして、撮像処理が終了される。ステップＳ３３において、表示部８４にエラーが表示される。具体的には、絞り部材４７が正しい位置に配置されていないことが表示部８４に表示されて通知される。その後、撮像処理が終了される。

（第１実施形態の効果）
第１実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

第１実施形態では、上記のように、認識対象およびレンズ部材４３２の間の第１位置Ｐ１に移動可能に構成され、レンズ部材４３２に入射する光を絞る孔部４７ａを有する絞り部材４７を設ける。これにより、孔部４７ａを有する絞り部材４７を認識対象およびレンズ部材４３２の間の第１位置Ｐ１に移動させた場合に、基板認識カメラ４３の被写界深度を深くする（焦点が合う高さ位置の範囲を大きくする）ことができるので、異なる高さ位置の認識対象を撮像して認識することができる。また、絞り部材４７の孔部４７ａは、レンズ部材４３２に対して精度よく位置合わせしなくても、被写界深度を深くする効果があるので、絞り部材４７を厳密に精度よく移動させる必要がない。これにより、装置構成を簡素化することができるので、簡易な装置構成により異なる高さ位置の認識対象を撮像して認識することができる。また、絞り部材４７がレンズ部材４３２に対して撮像素子４３１とは反対側に配置されるので、絞り部材４７を基板認識カメラ４３の前に配置して既存の部品実装装置に対して絞り部材４７を容易に追加して設けることができる。

また、第１実施形態では、認識対象の状態に基づいて、絞り部材４７を認識対象およびレンズ部材４３２の間の第１位置Ｐ１と、認識対象およびレンズ部材４３２の間から外れる第２位置Ｐ２とに移動させる制御を行うＣＰＵ８１を設ける。これにより、認識対象の位置などを含む状態から、絞り部材４７を第１位置Ｐ１と第２位置Ｐ２とに切り替えて移動させて撮像することができるので、より適切な状態で、認識対象を撮像することができる。これにより、異なる高さ位置の認識対象を、それぞれ、精度よく認識することができる。

また、第１実施形態では、ＣＰＵ８１を、通常動作において認識対象を撮像する場合に、絞り部材４７を第２位置Ｐ２に移動させるとともに、被写界深度を深くして撮像する場合に、絞り部材４７を第１位置Ｐ１に移動させるように構成する。これにより、被写界深度が深い必要がない場合は、絞り部材４７を認識対象およびレンズ部材４３２の間に挟まずに撮像することができるので、撮像した画像が暗くなるのを抑制して鮮明な画像を取得することができる。また、被写界深度が深い必要がある場合は、絞り部材４７を認識対象およびレンズ部材４３２の間に配置して撮像することができるので、認識対象の高さ位置が絞り部材４７がない場合の焦点位置の範囲外であっても、認識対象を確実に認識することができる。

また、第１実施形態では、ＣＰＵ８１を、絞り部材４７を第１位置Ｐ１に配置して認識対象を撮像する場合に、絞り部材４７を第２位置Ｐ２に配置して認識対象を撮像する場合に比べて、露光時間を長くして撮像する制御を行うように構成する。これにより、絞り部材４７を第２位置Ｐ２に配置して絞り部材４７を挟んで撮像した場合の画像が暗くなるのを抑制することができるので、絞り部材４７を挟まずに撮像した画像と同様の処理により、認識対象を容易に認識することができる。

また、第１実施形態では、絞り部材４７を、エアシリンダ４７１により移動されるように構成されている。これにより、エアシリンダ４７１を駆動させることにより、絞り部材４７を移動させることができるので、より簡易な構成により異なる高さ位置の認識対象を撮像して認識することができる。

［第２実施形態］
次に、図１１および図１２を参照して、本発明の第２実施形態について説明する。この第２実施形態では、絞り部材に孔部が１つ設けられていた上記第１実施形態とは異なり、絞り部材に複数の孔部が設けられた構成の例について説明する。なお、第１実施形態と同様の箇所には同様の符号を付している。

第２実施形態では、図１１に示すように、基板認識カメラ４３の下方（Ｚ２方向）には、絞り部材４７が設けられている。絞り部材４７には、レンズ部材４３２に入射する光を絞る孔部４７ｂおよび４７ｃが設けられている。つまり、絞り部材４８は、径の大きさが互いに異なる複数の孔部４７ｂおよび４７ｃを有している。
孔部４７ｂおよび４７ｃは、数百μｍ〜数ｍｍ程度の直径を有している。また、図１２に示すように、孔部４７ｂは、孔部４７ｃよりも小さい直径を有している。複数の孔部４７ｂおよび４７ｃは、それぞれ、第１位置Ｐ１に移動可能に構成されている。絞り部材４７は、認識対象およびレンズ部材４３２の間の第１位置Ｐ１に移動可能に構成されている。具体的には、絞り部材４７は、孔部４７ｂが第１位置Ｐ１に配置される状態と、孔部４７ｃが第１位置Ｐ１に配置される状態と、孔部４７ｂおよび４７ｃの両方が、第２位置Ｐ２に配置される状態とに、移動可能に構成されている。

また、第２実施形態では、ＣＰＵ８１は、認識対象の状態に基づいて、複数の孔部４７ｂおよび４７ｃのうち１つの孔部を第１位置Ｐ１に移動させて、認識対象を撮像する制御を行うように構成されている。具体的には、ＣＰＵ８１は、認識対象が基準面に対して大きくずれている場合は、被写界深度を大きくするために、絞りのための孔部を小さくするように、孔部４７ｂを第１位置Ｐ１に移動させる。また、ＣＰＵ８１は、認識対象が基準面に対して小さくずれている場合は、被写界深度をやや大きくするために、絞りのための孔部を大きくするように、孔部４７ｃを第１位置Ｐ１に移動させる。また、ＣＰＵ８１は、認識対象が基準面と略同じ高さ位置に位置する場合は、孔部４７ｂおよび４７を第２位置Ｐ２に移動させる。

なお、第２実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。

（第２実施形態の効果）
第２実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

上記のように、第２実施形態では、第１実施形態と同様に、認識対象およびレンズ部材４３２の間の第１位置Ｐ１に移動可能に構成され、レンズ部材４３２に入射する光を絞る孔部４７ｂおよび４７ｃを有する絞り部材４７を設ける。これにより、簡易な装置構成により異なる高さ位置の認識対象を撮像して認識することができる。

また、第２実施形態では、上記のように、絞り部材４８に、径の大きさが互いに異なる複数の孔部４７ｂおよび４７ｃを設け、複数の孔部４７ｂおよび４７ｃを、それぞれ、第１位置Ｐ１に移動可能に構成する。これにより、認識対象の高さ位置に応じて、孔部４７ｂおよび４７ｃの径を変更して被写界深度を変更することができるので、異なる高さ位置の認識対象を、それぞれ、より精度よく認識することができる。

また、第２実施形態では、上記のように、ＣＰＵ８１を、認識対象の状態に基づいて、複数の孔部４７ｂおよび４７ｃのうち１つの孔部を第１位置Ｐ１に移動させて、認識対象を撮像する制御を行うように構成する。これにより、第１位置Ｐ１に移動させる孔部４７ｂおよび４７ｃを変更して被写界深度を変更することができるので、高さ位置が異なる複数の認識対象を共通の基板認識カメラ４３により容易に撮像することができる。

なお、第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。

（変形例）
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。

たとえば、上記第１および第２実施形態では、本発明を基板作業装置としての部品実装装置に適用する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明を部品実装装置以外に適用してもよい。たとえば、本発明を基板に半田などを印刷する印刷装置に適用してもよい。また、本発明を基板に接着剤や半田などを塗布するディスペンサ装置に適用してもよい。また、本発明を基板にチップ部品を実装するボンダ装置に適用してもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、撮像部として基板を撮像する基板認識カメラを用いる例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、撮像部として部品を撮像する部品認識カメラを用いてもよい。この場合、長さの異なるリードを有する部品において、長さ（高さ位置）の異なるリードの先端を同時に撮像して認識するようにしてもよい。また、リードを有する部品において、リードの先端と部品本体とを同時に撮像して認識するようにしてもよい。

また、上記第２実施形態では、複数の孔部を有する絞り部材を直線的に移動させて、径の異なる孔部を第１位置に移動させる構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、図１３に示す変形例のように、絞り部材４８を円板状に形成してもよい。また、円板状の絞り部材４８に、放射状に複数の孔部４８ａ、４８ｂ、４８ｃおよび４８ｄを配置してもよい。孔部４８ａ〜４８ｃは、レンズ部材に入射する光を絞るように構成されている。孔部４８ｄは、光を絞らずにレンズ部材に光を入射させるように構成されている。つまり、孔部４８ｄは、絞りが入らない程度以上の直径を有している。孔部４８ａ〜４８ｃの直径は、孔部４８ａ、４８ｂ、４８ｃの順に大きくなる。また、絞り部材４８は、エアシリンダ４８１により、一方方向に回転可能に構成してもよい。たとえば、絞り部材４８には、ラチェットが設けられており、エアシリンダ４８１の駆動により、所定の角度ずつ一方方向に回転されるようにしてもよい。

また、上記第２実施形態では、絞り部材に２つの孔部が設けられている構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、絞り部材に３つ以上の孔部を設けてもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、絞り部材をエアシリンダにより移動させる構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、エアシリンダ以外により絞り部材を移動させてもよい。たとえば、モータの駆動により絞り部材を移動させてもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、説明の便宜上、ＣＰＵ（制御部）の処理を処理フローに沿って順番に処理を行うフロー駆動型のフローを用いて説明したが、本発明はこれに限られない。本発明では、制御部の処理を、イベント単位で処理を実行するイベント駆動型（イベントドリブン型）の処理により行ってもよい。この場合、完全なイベント駆動型で行ってもよいし、イベント駆動およびフロー駆動を組み合わせて行ってもよい。

４ ヘッドユニット（作業部）
３１ 部品
４３ 基板認識カメラ（撮像部）
４７、４８ 絞り部材
４７ａ、４７ｂ、４７ｃ、４８ａ、４８ｂ、４８ｃ 孔部
８１ ＣＰＵ（制御部）
１００ 部品実装装置（基板作業装置）
４３１ 撮像素子
４３２ レンズ部材
４７１、４８１ エアシリンダ
Ｐ 基板
Ｐ１ 第１位置
Ｐ２ 第２位置

Claims (7)

1. 部品が実装される基板に対して作業を行う作業部と、
   レンズ部材と、前記部品または前記基板を含む認識対象を前記レンズ部材を介して撮像する撮像素子とを含む撮像部と、
   前記認識対象および前記レンズ部材の間の第１位置に移動可能に構成され、前記レンズ部材に入射する光を絞る孔部を有する絞り部材とを備える、基板作業装置。
2. 前記認識対象の状態に基づいて、前記絞り部材を前記認識対象および前記レンズ部材の間の前記第１位置と、前記認識対象および前記レンズ部材の間から外れる第２位置とに移動させる制御を行う制御部をさらに備える、請求項１に記載の基板作業装置。
3. 前記制御部は、通常動作において前記認識対象を撮像する場合に、前記絞り部材を前記第２位置に移動させるとともに、被写界深度を深くして撮像する場合に、前記絞り部材を前記第１位置に移動させるように構成されている、請求項２に記載の基板作業装置。
4. 前記制御部は、前記絞り部材を前記第１位置に配置して前記認識対象を撮像する場合に、前記絞り部材を前記第２位置に配置して前記認識対象を撮像する場合に比べて、露光時間を長くして撮像する制御を行うように構成されている、請求項２または３に記載の基板作業装置。
5. 前記絞り部材は、径の大きさが互いに異なる複数の前記孔部を有し、
   前記複数の孔部は、それぞれ、前記第１位置に移動可能に構成されている、請求項２〜４のいずれか１項に記載の基板作業装置。
6. 前記制御部は、前記認識対象の状態に基づいて、前記複数の孔部のうち１つの前記孔部を前記第１位置に移動させて、前記認識対象を撮像する制御を行うように構成されている、請求項５に記載の基板作業装置。
7. 前記絞り部材は、エアシリンダにより移動されるように構成されている、請求項１〜６のいずれか１項に記載の基板作業装置。

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