JP3372789B2 - 表面実装機の照明装置及び同製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＩＣ等の電子部品
をプリント基板上に装着する表面実装機において、特
に、ＣＣＤカメラ等の撮像手段を用いて吸着部品やプリ
ント基板に付されたフィデューシャルマーク等を撮像、
認識するのに用いられる表面実装機の照明装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、部品吸着用のノズル部材を備えた
ヘッドユニットにより、部品供給部からＩＣ等のチップ
部品を吸着し、位置決めされているプリント基板上に移
送して装着するようにした表面実装機は一般に知られて
いる。

【０００３】この種の実装機では、実装精度を確保する
ためにノズル中心に対する部品の吸着位置ズレを修正し
てプリント基板上に装着することが要求される。そのた
め、一般には、実装機にＣＣＤカメラを設けてこのカメ
ラによってノズル部材に吸着された部品を撮像するよう
にし、その画像に基づいてノズル中心に対する部品のず
れ量を求め、このずれ量を加味してプリント基板に部品
を装着するようにしている。

【０００４】ＣＣＤカメラは、例えば実装機の基台上に
固定的に設けられており、ヘッドユニットの移動に伴い
このカメラ上方の所定の撮像位置に部品がセットされた
後、カメラ周囲に配置された照明により部品が照らし出
されながら部品の撮像が行われるようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のような実装機で
は、照明用のＬＥＤがＣＣＤカメラの周辺に平面的に配
置されて鉛直上方に向かって光を照射するか、あるいは
若干の角度をもって部品のセット位置に向かって光を照
射するように配置されるのが一般的である。

【０００６】しかし、部品が部分的に鏡面を有している
場合、鏡面では光が乱反射せずに入射角に応じた方向に
反射するので、この鏡面の角度によっては鏡面での反射
光がＣＣＤカメラに全く入らない場合もあり、この場合
には画像が部分的に暗くなる等して部品認識精度に影響
を及ぼす虞れがある。また、曲面形状の部品や、あるい
は部分的に曲面を有する部品の場合にも同様にして画像
に明暗が生じて認識精度に影響を及ぼす虞れがある。そ
のため、多種多様の部品を認識する必要のある実装機に
おいては、この点を改善することが望まれる。

【０００７】また、実装機では、上記ヘッドユニットに
ＣＣＤカメラと照明を搭載し、ＣＣＤカメラによってプ
リント基板に記された位置決め用のフィデューシャルマ
ーク等を撮像、認識することも行われており、例えば、
立体的なフィデューシャルマークを認識する場合には、
部品の場合と同様に画像に明暗が生じるなどして認識精
度に影響を与えることがある。

【０００８】本発明は、上記問題を解決するためになさ
れたものであり、ＣＣＤカメラ等の撮像手段を用いて吸
着部品等の対象物を認識しながら実装を行うように構成
された表面実装機において、部品等の対象物の認識精度
を向上させることができる表面実装機の照明装置及び同
製造方法を提供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
移動可能なヘッドユニットに搭載されたノズル部材によ
り部品を吸着してプリント基板に装着するように構成さ
れた表面実装機に搭載され、ノズル部材に吸着された部
品又はプリント基板に付されたマーク等の対象物を撮像
手段により撮像する際の照明装置であって、撮像に必要
な光を照射する発光手段と、発光手段と対象物の所定の
撮像位置との間に配置され、上記発光手段からの光が上
記撮像位置の周囲の略半球の範囲の各種方向から当該撮
像位置に向かって照射されるように上記発光手段の光路
を変更する光路変更手段とを有し、上記発光手段は、多
数の光源が上記撮像位置に向く状態で基板上に平面的に
搭載されることにより構成され、上記光路変更手段は、
上記撮像手段による像取り込み部分を有し、これを中心
として同心円上に配される複数の単位レンズ部を備えた
構成とされ、上記各単位レンズ部のうち上記中心側の単
位レンズ部が凸レンズから構成される一方、その外側の
単位レンズ部が上記発光手段からの光を反射する一乃至
複数の反射面を有したレンズから構成され、上記中心側
の単位レンズ部ほど鉛直方向に対して小さい角度で光を
上記撮像位置に照射するように各単位レンズが構成され
ているものである。また、請求項２に係る発明は、移動
可能なヘッドユニットに搭載されたノズル部材により部
品を吸着してプリント基板に装着するように構成された
表面実装機に搭載され、ノズル部材に吸着された部品又
はプリント基板に付されたマーク等の対象物を撮像手段
により撮像する際の照明装置であって、撮像に必要な光
を照射する発光手段と、発光手段と対象物の所定の撮像
位置との間に配置され、上記発光手段からの光が上記撮
像位置の周囲の略半球の範囲の各種方向から当該撮像位
置に向かって照射されるように上記発光手段の光路を変
更する光路変更手段とを有し、上記発光手段は、多数の
光源が上記撮像位置に向く状態で基板上に平面的に搭載
されることにより構成され、上記光路変更手段は、上記
撮像手段による像取り込み部分を有し、これを中心とし
て同心円上に配される複数の単位レンズ部を備えた構成
とされ、上記各単位レンズ部は上記発光手段からの光を
反射する一乃至複数の反射面を有したレンズから構成さ
れ、かつ上記中心側の単位レンズ部ほど鉛直方向に対し
て小さい角度で光を上記撮像位置に照射するように構成
されているものである。

【００１０】これらの装置によれば、部品等の対象物に
対して略半球の範囲の各種方向から光を照射することが
できるので、対象物の一部に鏡面を有する場合や、ある
いは曲面部分を有する場合等であっても、対象物で反射
して撮像手段に入る光の割合が減少することが避けら
れ、材質的、あるいは形状的特徴による影響を受けるこ
となく対象物全体として均等な明るさの画像を得ること
が可能となる。

【００１１】しかも、光路変更手段に撮像手段による像
取り込み部分が設けられ、この像取り込み部分を中心と
して同心円上に複数の単位レンズ部が設けられ、中心側
の単位レンズ部ほど鉛直方向に対して小さい角度で撮像
位置に光を照射するようにこれら単位レンズ部が構成さ
れているので、コンパクトな構造で、略半球の範囲の各
種方向から撮像位置に向かって光を照射することができ
る。

【００１２】

【００１３】

【００１４】

【００１５】請求項３に係る発明は、請求項１又は２に
記載の装置において、像取り込み部分に対応して分光手
段が設けられ、この分光手段が発光手段の光を像取り込
み部分を介して撮像位置に照射するとともに、撮像位置
の対象物による反射光を撮像手段に照射するように構成
されているものである。

【００１６】この装置によれば、発光手段の光が像取り
込み部分を介して対象物に照射されるため、より完全に
略半球の各種方向から当該対象物に向かって光を照射す
ることが可能となる。

【００１７】

【００１８】

【００１９】請求項４に係る発明は、移動可能なヘッド
ユニットに搭載されたノズル部材により部品を吸着して
プリント基板に装着するように構成された表面実装機に
搭載され、ノズル部材に吸着された部品又はプリント基
板に付されたマーク等の対象物を撮像する撮像手段と、
撮像に必要な光を照射する発光手段とを有し、この発光
手段が上記撮像手段による像取り込み部分の周囲に配置
される複数の光源からなるとともに、対象物の所定の撮
像位置を中心とする半球状に湾曲した光源取付用基板に
分散配置されて前記撮像位置に向かって各々光を照射す
るように配置されている照明装置の製造方法であって、
半球をその中心から放射状に延びる複数の線に沿って切
断、展開した形状のフレキシブル基板の表面に上記光源
を装着し、半球状の支持面を具備した支持部材の前記支
持面上に上記フレキシブル基板を載置、取着して半球状
の光源取付用基板を形成することにより各光源を半球状
に分散配置するようにしたものである。

【００２０】このようにすれば、展開した状態のフレキ
シブル基板に対して実装機等を用いて自動的に光源を装
着することができ、また、光源装着後は、フレキシブル
基板を支持部材に取着するだけで光源を半球状に配置す
ることができる。そのため発光手段を容易に生産するこ
とが可能となる。

【００２１】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図面
を用いて説明する。

【００２２】図１は、本発明に係る照明装置が適用され
る実装機を概略的に示している。同図に示すように、実
装機の基台１上には、プリント基板搬送用のコンベア２
が配置され、プリント基板３がこのコンベア２上を搬送
されて所定の作業位置に位置決めされるようになってい
る。

【００２３】コンベア２の側方には、部品供給部４が配
置されている。この部品供給部４は、多数列のテープフ
ィーダ４ａを備えており、各テープフィーダ４ａはそれ
ぞれ、ＩＣ、トランジスタ、コンデンサ等の小片状の電
子部品を所定間隔おきに収納、保持したテープがリール
から導出されるようにするとともに、テープ繰り出し端
にはラチェット式の送り機構を具備し、後述のヘッドユ
ニット５により部品がピックアップされるにつれてテー
プが間欠的に繰り出されるようになっている。

【００２４】また、上記基台１の上方には、部品装着用
のヘッドユニット５が装備されている。このヘッドユニ
ット５は、Ｘ軸方向（コンベア２の方向）及びＹ軸方向
（水平面上でＸ軸と直交する方向）に移動可能になって
いる。

【００２５】すなわち、上記基台１上には、Ｙ軸方向に
延びる一対の固定レール７と、Ｙ軸サーボモータ９によ
り回転駆動されるボールねじ軸８とが配設され、上記固
定レール７上にヘッドユニット支持部材１１が配置され
て、この支持部材１１に設けられたナット部分１２が上
記ボールねじ軸８に螺合している。また、上記支持部材
１１には、Ｘ軸方向に延びるガイド部材１３と、Ｘ軸サ
ーボモータ１５により駆動されるボールねじ軸１４とが
配設され、上記ガイド部材１３にヘッドユニット５が移
動可能に保持され、このヘッドユニット５に設けられた
ナット部分（図示せず）が上記ボールねじ軸１４に螺合
している。そして、Ｙ軸サーボモータ９の作動によりボ
ールねじ軸８が回転して上記支持部材１１がＹ軸方向に
移動するとともに、Ｘ軸サーボモータ１５の作動により
ボールねじ軸１４が回転して、ヘッドユニット５が支持
部材１１に対してＸ軸方向に移動するようになってい
る。

【００２６】上記ヘッドユニット５には、部品を吸着す
るノズル部材２０（図２に示す）が設けられている。ノ
ズル部材２０は、ヘッドユニット５に対してＺ軸方向
（上下方向）の移動及びＲ軸方向（ノズル中心軸回り）
の回転が可能とされ、図外のＺ軸サーボモータ及びＲ軸
サーボモータによって作動されるようになっている。ま
た、ノズル部材２０には、図外の負圧供給手段がバルブ
等を介して接続されており、必要時には部品吸着用の負
圧がノズル部材２０に供給されるようになっている。

【００２７】一方、上記基台１上で、部品供給部４の側
方には、上記ノズル部材２０に吸着された部品を撮像す
るための撮像ユニット２２が配設されている。この撮像
ユニット２２は、図２に示すようにＣＣＤカメラ等から
なる部品認識カメラ２３と、部品の撮像に必要な光を照
射する発光手段２４と、発光手段２４の上部に配置され
るレンズ体２５（光路変更手段）とからなり、これらが
フレーム２６に一体に取付けられることにより、このフ
レーム２６を介して基台１に固定的に設けられている。

【００２８】上記発光手段２４は、通電用のプリント回
路を形成した基板２７上に多数のＬＥＤ２８を平面的に
搭載したもので、基板２７が上記フレーム２６に略水平
に取付けられることによって上方に向かって光を照射す
るように構成されている。基板２７の中心には、上記部
品認識カメラ２３による像取り込み用の貫通穴２９が形
成されており、各ＬＥＤ２８はこの貫通穴２９の周囲に
はんだ付けにより装着されて上記回路に接続されてい
る。

【００２９】上記レンズ体２５は、光の屈折等により光
路を変える複数の同心円状の部分として、同心のリング
状に分割される第１、第２レンズ部（単位レンズ部）３
１，３２を有し、上記発光手段２４から照射された光の
光路を種々変更させて、撮像ユニット２２上方の所定の
撮像位置（図２に示す位置）を中心とする略半球の範囲
の各種方向から当該撮像位置に向かって光を照射するよ
うに構成されている。

【００３０】詳しく説明すると、レンズ体２５は、上記
部品認識カメラ２３による像取り込み用の貫通穴３３を
具備した中心部分の第１レンズ部３１と、その周囲の第
２レンズ部３２とを備えた略環状に形状されており、貫
通穴２９，３３を上下に対応させた状態で発光手段２４
の上方に配設されている。上記第１レンズ部３１は、凸
レンズから構成されており、発光手段２４のＬＥＤ２８
のうち主に貫通穴２９近傍のＬＥＤ２８の光を適度に屈
折させて上記撮像位置に対して比較的小さい角度（すな
わち、鉛直方向に対して小さい角度）で照射するように
構成されている。一方、第２レンズ部３２は、複数の反
射面を具備しており、上記貫通穴２９から離れた外側の
ＬＥＤ２８の光を反射させて、上記撮像位置に対して比
較的大きい角度（すなわち、鉛直方向に対して大きい角
度）で照射するように構成されている。つまり、上記発
光手段２４では上述のようにＬＥＤ２８が平面的に配設
されて各々上方に向かって光を照射するようになってお
り、レンズ体２５は、このような発光手段２４による光
のうち、その中心部の光を撮像位置に対して小さい角度
で照射する一方、周囲の光を撮像位置に対して大きい角
度で照射するように光路を変更させ、これによって撮像
位置に保持される部品Ｐを中心とする略半球の範囲の各
種方向から当該部品Ｐに向かって光を照射するようにな
っている。

【００３１】上記部品認識カメラ２３は、上記発光手段
２４の下方において、上記撮像位置に指向するようにフ
レーム２６に取り付けらており、上記発光手段２４及び
レンズ体２５の各貫通穴２９を介して撮像位置に配置さ
れる部品Ｐを撮像するようになっている。

【００３２】次に、以上のように構成された実装機の作
用効果について説明する。

【００３３】上記実装機において実装動作が開始される
と、先ず、ヘッドユニット５が部品供給部４に移動させ
られ、ノズル部材２０により部品が吸着された状態で部
品供給部４から取り出される。そして、当該部品の部品
認識を行うべくヘッドユニット５が撮像ユニット２２の
上方に移動させられるとともに、ノズル部材２０のＺ軸
方向の移動により、吸着部品が撮像ユニット２２上方の
所定の認識位置、つまり部品認識カメラ２３上方の所定
の高さ位置に部品下面が位置するように（図２に示す位
置）部品が保持される。

【００３４】こうして吸着部品が上記撮像位置に保持さ
れると、撮像ユニット２２において発光手段２４が発光
させられて、図２に示すように、ノズル部材２０に吸着
された部品Ｐに対して光が照射され、この光によって照
らしだされる部品の像が部品認識カメラ２３により撮像
される。この際、上記撮像ユニット２２においては、レ
ンズ体２５により発光手段２４の光の光路が変えられる
ことにより、上述のように部品Ｐに対して各種方向から
光が照射されるようになっているため、部品Ｐの一部に
鏡面が存在する場合や、曲面部分が存在する場合等であ
っても、部品Ｐで反射して撮像手段に入る光の割合が減
少することが避けられ、これによって部品全体として均
等な明るさの部品画像が得られることになる。

【００３５】こうして部品の撮像が完了すると、この認
識結果に基づいて部品不良や部品の吸着ズレが検出さ
れ、必要に応じて装着時の補正量を求める処理が行われ
る。そして、ヘッドユニット５の移動及びノズル部材２
０の回転により、上記補正量を加味した位置に部品が配
置され、ノズル部材２０のＺ軸方向の移動に伴いプリン
ト基板３に部品が実装される。

【００３６】このように、上述の実装機では、部品の撮
像に際して、吸着部品に対して略半球の各種方向から光
を照射し、これにより部品全体として均等な明るさの部
品画像を得ることができるようになっているので、単
に、ＬＥＤを部品認識カメラの周辺に平面的に配置して
反射画像を撮像していた従来のこの種の実装機に比べる
と、部品の種類等に拘らず高い精度で部品を認識するこ
とができる。

【００３７】しかも、発光手段２４は、基板２７にＬＥ
Ｄ２８を平面的に装着した構成とされているため、発光
手段２４の製作が容易であるという利点もある。つま
り、上述のように吸着部品に対して略半球の各種方向か
ら光を照射する手段としては、例えば、半球状のフレー
ムを形成した後、これにＬＥＤを接着等により取着する
とともに、通電用の電線を各ＬＥＤに接続するような構
成が考えられるが、この場合には、フレームへのＬＥＤ
の取着や配線作業が面倒である。これに対し、上記発光
手段２４の構成によれば、基板２７に対して実装機等を
用いて自動的にＬＥＤ２８を装着することができ、発光
手段２４を容易に生産することができる。

【００３８】なお、発光手段２４の光路を変更させる手
段としては、上記レンズ体２５に変えて、単純に凸レン
ズを用いることも考えられるが、吸着部品に対して略半
球の各種方向から光を照射しようとすると、レンズ自体
が球体に近づき、現実には収差等によって適切に略半球
の各種方向から光を照射することが難しくなる。これに
対し上述のレンズ体２５のような構成によれば、適切に
略半球の各種方向から光を照射することができる。

【００３９】ところで、上記実装機に用いられる撮像ユ
ニットとしては、上記実施形態の構造以外に種々の構成
が考えられ、以下、これについて説明する。

【００４０】例えば、上記実施形態の撮像ユニット２２
では、レンズ体２５が凸レンズからなる第１レンズ部３
１と反射面を具備した第２レンズ部３２とから構成され
ているが、図３に示すように、反射面を具備した第１〜
第３レンズ部３４ａ〜３４ｃを貫通穴３３を中心として
同心リング状に設けるとともに、中心側のレンズ部ほど
鉛直方向に対して小さい角度で光を撮像位置に照射する
ように各第１〜第３レンズ部３４ａ〜３４ｃを構成する
ようにしてもよい。このような構成の場合にも、吸着部
品に対して略半球の各種方向から光を照射することが可
能であり、上記実施形態の撮像ユニット２２と同様に部
品全体として均等な明るさの部品画像を得ることができ
る。なお、各第１〜第３レンズ部３４ａ〜３４ｃの各反
射面は、入射角を媒質の臨界角以上とすることによる全
反射を利用する面としてもよいが、例えば、蒸着等によ
る鏡面としてもよい。

【００４１】また、図３に示す撮像ユニット２２の変形
として、図４に示すように、上記発光手段２４と部品認
識カメラ２３の間にハーフミラー３５（分光手段）を４
５°傾けた状態で介設するとともに、このハーフミラー
３５に略水平に光を照射する第２の発光手段３６を設
け、この発光手段３６の光をハーフミラー３５で反射さ
せて上記貫通穴２９，３３を介して吸着部品に照射する
ように構成してもよい。すなわち、図２や図３に示した
撮像ユニット２２のように部品認識カメラ２３を撮像位
置の真下に配置する構成では、上述のように発光手段２
４に撮像用の貫通穴２９が必要となるため、吸着部品の
真下にＬＥＤ２８を設けて部品に光を照射することがで
きず、これによって吸着部品の真下からの照明が不足す
る虞れがある。従って、図４の撮像ユニット２２のよう
に、発光手段３６の光をハーフミラー３５を介して吸着
部品の真下から照射するように構成すれば、照明不足を
解消してより適切に吸着部品に対して略半球の各種方向
から光を照射することが可能となる。なお、吸着部品に
よる反射光はハーフミラー３５を透過して部品認識カメ
ラ２３に入るため、吸着部品の撮像は適切に行われる。

【００４２】さらに、図４に示した撮像ユニット２２の
変形例として、図５に示すような撮像ユニット２２を構
成することもできる。

【００４３】すなわち、上記ハーフミラー３５をレンズ
体２５と発光手段２４の間に４５°傾けた状態で介設す
るとともに、これに対応して上記部品認識カメラ２３を
レンズ体２５と発光手段２４との間に配置して上記ハー
フミラー３５に指向するように略水平に設けるように構
成してもよい。この場合には、上記貫通穴２９は不要で
あり、基板２７にはその表面全体にＬＥＤ２８を装着す
るようにすればよい。このような構成によれば、発光手
段２４の光がハーフミラー３５を介して真下から部品に
照射される一方、吸着部品による反射光がハーフミラー
３５で反射して部品認識カメラ２３に入る。従って、こ
のような構成においても図４の撮像ユニット２２と同様
に部品真下からの照明不足を解消することができる。な
お、図５に示した撮像ユニット２２では、発光手段３６
や、発光手段２４の貫通穴２９が不要となる分、図４の
撮像ユニット２２に比べると撮像ユニット２２の構成を
簡略化することができるという利点がある。

【００４４】ところで、図１〜図５に示した、各撮像ユ
ニット２２では、吸着部品の撮像の際に発光手段２４の
すべてのＬＥＤ２８を発光させて吸着部品に対して照明
を行うようにしているが、ＬＥＤ２８を制御上複数のエ
リアに区画して、吸着部品の種類等に応じて各区画のＬ
ＥＤ２８を選択的に発光させるようにしてもい。

【００４５】例えば、図４の撮像ユニット２２の場合に
は、発光手段２４及び発光手段３６の双方を発光させて
略半球の各種方向から吸着部品に対して光を照射する第
１の照明状態（図４の状態）と、発光手段３６のみを発
光させて吸着部品の真下からのみ照明を行う第２の照明
状態（図６の状態）と、発光手段２４において貫通穴２
９から離れた外側のＬＥＤ２８のみを発光させて吸着部
品の周縁部分を照明する第３の照明状態（図７の状態）
とに切り替えるようにしてもよい。すなわち、吸着部品
に対して略半球の各種方向から光を照射すると、全体に
均等な明るさの部品画像を得られる反面、ＢＧＡ等の部
品では部品全体が明るく写ってパッケージと端子の区別
がつき難くなる場合がある。従って、上述のように照明
状態を切り替えることができるようにしておき、部品の
種類に応じて適宜照明状態を切り替えるようにすれば、
不要な方向からの照明を抑えてより適切な部品画像を得
ることが可能となる。

【００４６】なお、図１〜図５に示した撮像ユニット２
２は、レンズ体２５を用いて発光手段２４の光路を変更
させ、これによって略半球の各種方向から吸着部品に対
して光を照射するようにしているが、レンズ体２５のよ
うな光路変更手段を設けない構成として、例えば、図８
に示すような撮像ユニット４０を構成することもでき
る。以下、この撮像ユニット４０について説明する。

【００４７】この図に示す撮像ユニット４０は、ＣＣＤ
カメラ等からなる部品認識カメラ４１と、照明用の発光
手段４２と、この発光手段４２を保護する保護部材４３
とからなり、これらがフレーム４５に一体に取付けられ
ることにより、このフレーム４５を介して基台１に固定
的に設けられている。

【００４８】上記発光手段４２は、多数のＬＥＤチップ
が略半球状に分散配置され、かつ各ＬＥＤチップが各々
当該半球中心の所定の撮像位置（図８に示す位置）に向
かって光を照射するように備えられた構成となってい
る。

【００４９】詳しくは、図９に示すように、半球をその
中心から放射状に延びる複数の線に沿って切断、展開し
た形状のフレキシブル基板、すなわち通電用の印刷配線
を形成したシート状の基板の表面に多数のＬＥＤチップ
４９が装着され、このフレキシブル基板が、図１０に示
すように、フレーム４５に設けられた半球状の支持面４
４上に載置、取着され、さらにその表面に透明樹脂材料
から形成される半球状の上記保護部材４３が装着される
ことによって上述のようにＬＥＤチップ４９が半球状に
分散配置された構成となっている。

【００５０】そして、発光手段４２、保護部材４３及び
支持面４４の底部中心にそれぞれ上下に共通する貫通穴
４６〜４８が形成され、上記部品認識カメラ４１がこれ
らの貫通穴４６〜４８にわたって挿通されて上記撮像位
置に指向するようにフレーム２６に取付けられている。

【００５１】このような撮像ユニット４０においても、
吸着部品を撮像ユニット４０上方の所定の撮像位置、詳
しくは、部品認識カメラ４１の上方であって、発光手段
４２の上縁部よりわずかに下方に部品下面が位置するよ
うに（図８に示す位置）部品Ｐを保持して撮像すれば、
発光手段４２が半球状に形成されて各種方向から撮像位
置に光を照射するようになっているため、部品全体とし
て均等な明るさの部品画像を得ることができる。従っ
て、上記図１〜図５に示した撮像ユニット２２と同様
に、高い精度で部品を認識することができる。

【００５２】しかも、上記撮像ユニット４０では、上述
のように半球の展開形状に形成されたフレキシブル基板
に多数のＬＥＤチップ４９を装着し、これをフレーム４
５の支持面４４に取着することによって発光手段４２を
構成するようにしているため、発光手段４２を容易に生
産することができるという利点がある。

【００５３】すなわち、発光手段４２の構成として、例
えば、樹脂等かなる半球状のフレームを形成し、このフ
レームにＬＥＤを接着等により取着するとともに、通電
用の電線を各ＬＥＤに接続するような構成も考えられる
が、この場合には、フレームへのＬＥＤの取着や配線作
業が大変であり、作業に時間を要することになる。これ
に対し、上記実施形態の発光手段４２の構成によれば、
展開した状態のフレキシブル基板に対して実装機等を用
いて自動的にＬＥＤチップ４９を装着し、その後、フレ
キシブル基板を支持部材に取着すれば容易に発光手段４
２を得ることができる。

【００５４】なお、上記各撮像ユニット２２，４０は、
いずれもノズル部材２０に吸着された部品を認識するも
のとして用いられているが、例えば、撮像ユニット２
２，４０をヘッドユニット５に搭載してプリント基板３
に付されるフィデューシャルマーク等を認識するように
してもよい。

【００５５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、撮像に
基づいて対象物を認識しながら実装を行うように構成さ
れた表面実装機において、対象物を撮像する撮像手段
と、撮像に必要な光を照射する発光手段と、発光手段の
光路を変更する光路変更手段とを設け、撮像位置の略半
球の範囲の各種方向から当該撮像位置に向かって発光手
段の光を照射するように光路変更手段を構成したので、
一部に鏡面を有する部品や、あるいは曲面部分を有する
部品等であっても、そのような材質的、あるいは形状的
特徴に拘らず均等な明るさの部品画像を得ることができ
る。従って、単に光源を部品認識カメラの周辺に平面的
に配置して部品を撮像していた従来のこの種の実装機に
比べると、部品認識に適した部品画像を得ることがで
き、これにより部品の認識精度を高めることができる。

【００５６】

【００５７】移動可能なヘッドユニットに搭載されたノ
ズル部材により部品を吸着してプリント基板に装着する
ように構成された表面実装機に搭載され、ノズル部材に
吸着された部品又はプリント基板に付されたマーク等の
対象物を撮像する撮像手段と、撮像に必要な光を照射す
る発光手段とを有し、この発光手段が上記撮像手段によ
る像取り込み部分の周囲に配置される複数の光源からな
るとともに、対象物の所定の撮像位置を中心とする半球
状に湾曲した光源取付用基板に分散配置されて前記撮像
位置に向かって各々光を照射するように配置されている
照明装置の製造方法であって、半球をその中心から放射
状に延びる複数の線に沿って切断、展開した形状のフレ
キシブル基板の表面に上記光源を装着し、半球状の支持
面を具備した支持部材の前記支持面上に上記フレキシブ
ル基板を載置、取着して半球状の光源取付用基板を形成
するようにしたので、上記発光手段を容易に生産するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る照明装置の一例が適用される表面
実装機を示す平面図である。

【図２】上記表面実装機に搭載される撮像ユニットを示
す断面略図である。

【図３】上記撮像ユニットの変形例を示す模式図であ
る。

【図４】上記撮像ユニットの変形例を示す模式図であ
る。

【図５】上記撮像ユニットの変形例を示す模式図であ
る。

【図６】図４に示す撮像ユニットにおける照明状態の一
例を示す模式図である。

【図７】図４に示す撮像ユニットにおける照明状態の他
の例を示す模式図である。

【図８】上記撮像ユニットの変形例を示す断面略図であ
る。

【図９】上記撮像ユニットにおける発光手段の展開状態
を示す模式図である。

【図１０】上記撮像ユニットの組立て手順を説明する模
式図である。

【符号の説明】

４ 部品供給部 ５ ヘッドユニット ２０ ノズル部材 ２２ 撮像ユニット ２３ 部品認識カメラ ２４ 発光手段 ２５ レンズ体 ２６ フレーム ２７ 基板 ２８ ＬＥＤ ２９，３３ 貫通穴 ３１ 第１レンズ部 ３２ 第２レンズ部 Ｐ 部品

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 移動可能なヘッドユニットに搭載された
   ノズル部材により部品を吸着してプリント基板に装着す
   るように構成された表面実装機に搭載され、ノズル部材
   に吸着された部品又はプリント基板に付されたマーク等
   の対象物を撮像手段により撮像する際の照明装置であっ
   て、撮像に必要な光を照射する発光手段と、発光手段と
   対象物の所定の撮像位置との間に配置され、上記発光手
   段からの光が上記撮像位置の周囲の略半球の範囲の各種
   方向から当該撮像位置に向かって照射されるように上記
   発光手段の光路を変更する光路変更手段とを有し、上記
   発光手段は、多数の光源が上記撮像位置に向く状態で基
   板上に平面的に搭載されることにより構成され、上記光
   路変更手段は、上記撮像手段による像取り込み部分を有
   し、これを中心として同心円上に配される複数の単位レ
   ンズ部を備えた構成とされ、上記各単位レンズ部のうち
   上記中心側の単位レンズ部が凸レンズから構成される一
   方、その外側の単位レンズ部が上記発光手段からの光を
   反射する一乃至複数の反射面を有したレンズから構成さ
   れ、上記中心側の単位レンズ部ほど鉛直方向に対して小
   さい角度で光を上記撮像位置に照射するように各単位レ
   ンズが構成されていることを特徴とする表面実装機の照
   明装置。
2. 【請求項２】 移動可能なヘッドユニットに搭載された
   ノズル部材により部品を吸着してプリント基板に装着す
   るように構成された表面実装機に搭載され、ノズル部材
   に吸着された部品又はプリント基板に付されたマーク等
   の対象物を撮像手段により撮像する際の照明装置であっ
   て、撮像に必要な光を照射する発光手段と、発光手段と
   対象物の所定の撮像位置との間に配置され、上記発光手
   段からの光が上記撮像位置の周囲の略半球の範囲の各種
   方向から当該撮像位置に向かって照射されるように上記
   発光手段の光路を変更する光路変更手段とを有し、上記
   発光手段は、多数の光源が上記撮像位置に向く状態で基
   板上に平面的に搭載されることにより構成され、上記光
   路変更手段は、上記撮像手段による像取り込み部分を有
   し、これを中心として同心円上に配される複数の単位レ
   ンズ部を備えた構成とされ、上記各単位レンズ部は上記
   発光手段からの光を反射する一乃至複数の反射面を有し
   たレンズから構成され、かつ上記中心側の単位レンズ部
   ほど鉛直方向に対して小さい角度で光を上記撮像位置に
   照射するように構成されていることを特徴とする表面実
   装機の照明装置。
3. 【請求項３】 上記像取り込み部分に対応して分光手段
   が設けられ、この分光手段が上記発光手段の光を上記像
   取り込み部分を介して撮像位置に照射するとともに、撮
   像位置の対象物による反射光を上記撮像手段に照射する
   ように構成されていることを特徴とする請求項１又は２
   記載の表面実装機の照明装置。
4. 【請求項４】 移動可能なヘッドユニットに搭載された
   ノズル部材により部品を吸着してプリント基板に装着す
   るように構成された表面実装機に搭載され、ノズル部材
   に吸着された部品又はプリント基板に付されたマーク等
   の対象物を撮像する撮像手段と、撮像に必要な光を照射
   する発光手段とを有し、この発光手段が上記撮像手段に
   よる像取り込み部分の周囲に配置される複数の光源から
   なるとともに、対象物の所定の撮像位置を中心とする半
   球状に湾曲した光源取付用基板に分散配置されて前記撮
   像位置に向かって各々光を照射するように配置されてい
   る照明装置の製造方法であって、半球をその中心から放
   射状に延びる複数の線に沿って切断、展開した形状のフ
   レキシブル基板の表面に上記光源を装着し、半球状の支
   持面を具備した支持部材の前記支持面上に上記フレキシ
   ブル基板を載置、取着して半球状の光源取付用基板を形
   成することにより各光源を半球状に分散配置することを
   特徴とする表面実装機の照明装置の製造方法。