JP6865227B2 - 実装装置 - Google Patents

Description

本発明は、撮像装置及び実装装置に関する。

従来、撮像装置としては、撮像対象である電子部品に照明手段からの光を照射して撮像を行うものが知られている。例えば、特許文献１には、部品に対して斜めに光を照射する３段の発光ダイオード群を有する照明手段が記載されている。この３段の発光ダイオード群は、照射方向がそれぞれ異なる角度になるように取り付けられている。そして、それぞれの発光ダイオード群に対して個別に光量を制御することで、電子部品の種類，特性に合った画像が得られると記載されている。

特開２００５−２６０２６８号公報

ところで、配線パターンと表面が平坦な端子とを有する部品において、部品の外形部分と端子とを写した画像を撮像したい場合がある。しかし、このような部品に光を照射して部品を撮像する際に、不要な配線パターンが写ってしまうことで、例えば撮像された画像に基づく端子の検出精度が低下するなどの問題が生じる場合があった。特許文献１では、このような部品の撮像に適した光量の制御については記載されていない。

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、配線パターンを写りにくくしつつ部品の外形部分と端子とを写した画像を撮像することを主目的とする。

本発明は、上述した主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の撮像装置は、
配線パターンと表面が平坦な端子とを有する部品を撮像する撮像装置であって、
受光した光に基づいて前記部品を撮像する撮像部と、
前記部品に対して前記撮像部の光軸に沿う方向に光を照射する落射用光源と、
前記部品に対して前記撮像部の光軸から傾斜した方向に光を照射する側射用光源と、
前記落射用光源から発せられ前記部品で反射して前記撮像部に受光される光の光量である落射受光量が、前記側射用光源から発せられ前記部品で反射して前記撮像部に受光される光の光量である側射受光量よりも小さくなるように、前記部品の撮像時に前記落射用光源及び前記側射用光源を発光させる発光制御部と、
を備えたものである。

この撮像装置では、発光制御部は落射受光量が側射受光量よりも小さくなるように部品の撮像時に落射用光源及び側射用光源を発光させ、撮像部は受光した光に基づいて部品の撮像を行う。ここで、落射用光源からの光は撮像部の光軸に沿う方向に照射される。そのため、落射用光源から照射され表面が平坦な端子で反射された光は、落射用光源から照射され部品の外形部分で反射された光と比べて、撮像部に比較的到達しやすい。すなわち、落射用光源を用いることで、表面が平坦な端子を写した画像を撮像しやすくなる。一方、落射用光源から照射され配線パターンで反射された光も、撮像部に比較的到達しやすい。しかし、配線パターンは、例えば表面が絶縁皮膜で覆われているなど、端子と比較して反射率が低い傾向にある。そのため、落射受光量を側射受光量よりも小さくする、すなわち落射用光源からの光量を大きくしすぎないようにすることで、配線パターンは写りにくくしつつ端子を写した画像を撮像できる。また、側射用光源からの光は撮像部の光軸から傾斜した方向に照射される。そのため、側射用光源から照射され部品の外形部分で反射された光は、側射用光源から照射され配線パターン又は端子で反射された光と比べて、撮像部に比較的到達しやすい。すなわち、側射用光源を用いることで、部品の外形部分を写した画像を撮像しやすくなる。したがって、側射受光量を落射受光量よりも大きくする、すなわち側射用光源からの光量を比較的大きくすることで、配線パターンは写りにくくしつつ部品の外形部分を写した画像を撮像できる。これに対し、例えば撮像時の落射受光量と側射受光量とが等しく且つ共に大きい場合は、部品の外形部分及び端子を写すことができるものの、配線パターンも写りやすい。また、例えば撮像時の落射受光量と側射受光量とが等しく且つ共に小さい場合は、配線パターンは写りにくくできるものの、部品の外形部分及び端子が写りにくくなりやすい。以上のように、本発明の撮像装置は、落射受光量を側射受光量よりも小さくすることで配線パターンを写りにくくしつつ、主に落射用光源からの光により端子を写し、主に側射用光源からの光により部品の外形部分を写した画像を撮像することができる。なお、「配線パターンを写りにくくする」とは、画像中の配線パターンに対応する画素の輝度値が小さくなるようにすることを意味する。

本発明の撮像装置において、前記発光制御部は、前記部品の撮像時に、前記落射用光源及び前記側射用光源の発光時間を制御することで、前記落射受光量を前記側射受光量よりも小さくしてもよい。こうすれば、例えば前記落射用光源及び前記側射用光源に供給する電力を制御する場合と比較して、比較的容易に落射受光量と側射受光量とを制御できる。

本発明の撮像装置において、前記発光制御部は、前記部品の撮像時に、前記落射受光量が前記側射受光量の０．９倍以下となるように前記落射用光源及び前記側射用光源を発光させてもよい。こうすることで、配線パターンをより確実に写りにくくすることができる。なお、落射受光量は値０でなければよいが、側射受光量の０．１倍以上としてもよい。

本発明の実装装置は、
上述したいずれかの態様の本発明の撮像装置と、
前記部品の保持が可能な部品保持部と、
前記部品保持部を移動させる移動部と、
前記撮像により得られた画像に基づく処理と、前記部品保持部及び前記移動部を制御して前記部品を基板に実装する処理と、を行う実装制御部と、
を備えたものである。

本発明の実装装置は、上述したいずれかの態様の撮像装置を備えている。そのため、この実装装置は、上述した本発明の撮像装置と同様の効果、例えば配線パターンを写りにくくしつつ部品の外形部分と端子とを写した画像を撮像できる効果が得られる。

実装装置１０の斜視図。 パーツカメラ４０の構成の概略説明図。 実装装置１０の制御に関わる構成を示すブロック図。 部品実装処理ルーチンのフローチャート。 落射受光量＜側射受光量として部品９０を撮像した場合の２値画像Ｐ１の説明図。 落射受光量と側射受光量とを等しく且つ共に大きくして部品９０を撮像した場合の２値画像Ｐ２の説明図。 落射受光量と側射受光量とを等しく且つ共に小さくして部品９０を撮像した場合の２値画像Ｐ３の説明図。

本発明の実施形態を図面を参照しながら以下に説明する。図１は実装装置１０の斜視図、図２は実装装置１０が備えるパーツカメラ４０の構成の概略説明図、図３は実装装置１０の制御に関わる構成を示すブロック図である。なお、本実施形態において、左右方向（Ｘ軸）、前後方向（Ｙ軸）及び上下方向（Ｚ軸）は、図１に示した通りとする。

実装装置１０は、基台１２と、基台１２の上に設置された実装装置本体１４と、実装装置本体１４に装着された部品供給装置としてのリールユニット７０とを備えている。

実装装置本体１４は、基台１２に対して交換可能に設置されている。この実装装置本体１４は、基板１６を搬送したり保持したりする基板搬送装置１８と、ＸＹ平面を移動可能なヘッド２４と、ヘッド２４に取り付けられＺ軸に沿って移動可能なメカニカルチャック３７と、メカニカルチャック３７に把持された部品を撮像するパーツカメラ４０と、各種制御を実行するコントローラ６０とを備えている。

基板搬送装置１８は、図１の前後に間隔を開けて設けられ左右方向に延びる支持板２０，２０と、両支持板２０，２０の互いに対向する面に設けられたコンベアベルト２２，２２（図１では片方のみ図示）とを備えている。コンベアベルト２２，２２は、支持板２０，２０の左右に設けられた駆動輪及び従動輪に無端状となるように架け渡されている。基板１６は、一対のコンベアベルト２２，２２の上面に乗せられて左から右へと搬送される。この基板１６は、多数立設された支持ピン２３によって裏面側から支持されている。

ヘッド２４は、Ｘ軸スライダ２６の前面に取り付けられている。Ｘ軸スライダ２６は、前後方向にスライド可能なＹ軸スライダ３０の前面に、左右方向にスライド可能となるように取り付けられている。Ｙ軸スライダ３０は、前後方向に延びる左右一対のガイドレール３２，３２にスライド可能に取り付けられている。Ｙ軸スライダ３０の前面には、左右方向に延びる上下一対のガイドレール２８，２８が設けられ、このガイドレール２８，２８にＸ軸スライダ２６が左右方向にスライド可能に取り付けられている。ヘッド２４は、Ｘ軸スライダ２６が左右方向に移動するのに伴って左右方向に移動し、Ｙ軸スライダ３０が前後方向に移動するのに伴って前後方向に移動する。なお、各スライダ２６，３０は、それぞれ駆動モータ２６ａ，３０ａ（図３参照）により駆動される。また、ヘッド２４は、Ｚ軸モータ３４を内蔵し、Ｚ軸に沿って延びるボールネジ３５に取り付けられたメカニカルチャック３７の高さをＺ軸モータ３４によって調整する。さらに、ヘッド２４は、メカニカルチャック３７を回転させるＱ軸モータ３６（図３参照）を内蔵している。

メカニカルチャック３７は、部品を把持することで部品の保持が可能な機構である。メカニカルチャック３７は、メカニカルチャック３７の本体底面から下方に突出している前後一対の把持部３８と、この一対の把持部３８を互いに近接及び離間する方向にスライド可能な図示しないスライダと、このスライダを駆動する駆動モータ３９（図３参照）と、を備えている。駆動モータ３９により把持部３８が互いに接近することで、把持部３８は部品を把持する。また、Ｚ軸モータ３４によってメカニカルチャック３７がＺ軸方向に沿って昇降することで、把持部３８に把持された部品の高さが調整される。Ｑ軸モータ３６によってメカニカルチャック３７が回転することで、把持部３８に把持された部品の向きが調整される。

パーツカメラ４０は、基板搬送装置１８の前側の支持板２０の前方に配置されている。パーツカメラ４０は、パーツカメラ４０の上方が撮像範囲であり、メカニカルチャック３７に保持された部品を下方から撮像して画像を生成する。パーツカメラ４０は、図２に示すように、撮像対象の部品に対して光を照射する照明部４１と、受光した光に基づいて部品を撮像する撮像部５１と、パーツカメラ４０全体を制御する撮像制御部５２と、を備えている。

照明部４１は、ハウジング４２と、連結部４３と、落射用光源４４と、ハーフミラー４６と、側射用光源４７と、を備えている。ハウジング４２は、上面及び下面（底面）が八角形状に開口した椀状の部材である。ハウジング４２は、下面の開口よりも上面の開口の方が大きく、下面から上面に向かって内部空間が大きくなる傾向の形状をしている。連結部４３は、ハウジング４２と撮像部５１とを連結する筒状の部材である。落射用光源４４から照射される光や撮像部５１に受光される光は、この連結部４３の内部空間を通過する。落射用光源４４は、メカニカルチャック３７に保持された部品に対して撮像部５１の光軸５１ａに沿う方向に光を照射するための光源である。落射用光源４４は、ハーフミラー４６に向けて光軸５１ａに垂直な方向に光を照射するＬＥＤ４５を複数有している。この複数のＬＥＤ４５は、連結部４３の内周面に取り付けられている。本実施形態では、光軸５１ａは上下方向に沿っており、ＬＥＤ４５からの光は水平方向（例えば左右方向）に照射される。ハーフミラー４６は、連結部４３の内部に、光軸５１ａから傾斜して（例えば傾斜角４５°）配置されている。ハーフミラー４６は、落射用光源４４からの水平方向の光を上方に反射する。そのため、落射用光源４４のＬＥＤ４５からの光は、ハーフミラー４６での反射後に、撮像部５１の光軸５１ａに沿う方向（ここでは上方向）に照射される。また、ハーフミラー４６は上方からの光については撮像部５１に向けて透過する。側射用光源４７は、メカニカルチャック３７に保持された部品に対して光軸５１ａから傾斜した方向に光を照射するための光源である。側射用光源４７は、複数のＬＥＤ４８ａを有する上段光源４７ａと、上段光源４７ａよりも下方に配置され複数のＬＥＤ４８ｂを有する中段光源４７ｂと、中段光源４７ｂよりも下方に配置され複数のＬＥＤ４８ｃを有する下段光源４７ｃと、を備えている。これらのＬＥＤ４８ａ〜４８ｃは、ハウジング４２の内周面に取り付けられている。ＬＥＤ４８ａ〜４８ｃは、いずれも光軸５１ａから傾斜した方向（光軸５１ａからの傾斜角が０°超過９０°未満）に光を照射する。ＬＥＤ４８ａ〜４８ｃの照射方向の光軸５１ａからの傾斜角は、ＬＥＤ４８ａが最も大きく、ＬＥＤ４８ａは水平に近い方向に光を照射する。また、この傾斜角は、ＬＥＤ４８ｃが最も小さくなっている。

撮像部５１は、図示しないレンズなどの光学系及び撮像素子を備えている。落射用光源４４及び側射用光源４７から発せられ撮像対象の部品で反射した後の光がハーフミラー４６を透過して撮像部５１に到達すると、撮像部５１はこの光を受光する。そして、撮像部５１は、受光した光を光電変換して画像中の各々の画素に対応する電荷を生成し、生成された電荷に基づいて各々の画素の情報を含むデジタルデータである画像データを生成する。

撮像制御部５２は、照明部４１に制御信号を出力して照明部４１からの光の照射を制御したり、撮像部５１に制御信号を出力して画像の撮像を行わせたり、撮像部５１が生成した画像データをコントローラ６０に出力したりする。撮像制御部５２は、照明部４１のＬＥＤ４５，４８ａ〜４８ｃの各々に通電する電流の値及び通電時間を制御して、落射用光源４４及び側射用光源４７の単位時間当たりの発光量及び発光時間を個別に制御可能である。撮像制御部５２は、側射用光源４７の上段光源４７ａ，中段光源４７ｂ，及び下段光源４７ｃの各々について、単位時間当たりの発光量及び発光時間を個別に制御可能である。

ここで、パーツカメラ４０が撮像する部品の一例について図２を用いて説明する。図２に示す部品９０の図のうち、上段の図は部品９０の下面図であり、下段の図は部品９０の正面図である。部品９０は、本体部９１と、本体部９１を基板上に配置する際の基板との接続に用いられる端子板９２と、を有している。端子板９２は、下面が略平面上の板状部材である。端子板９２は、下面視で２箇所の角部が切り落とされた四角形状をしている。切り落とされた部分のうち図２の上段における左下に位置する部分を切り欠き部９２ａと称し、右下に位置する部分を切り欠き部９２ｂと称する。端子板９２の下面には、端子９３，９４と、端子９３に接続された配線パターン９５と、端子９４に接続された配線パターン９６と、が配設されている。端子９３，９４は、例えば他の部品又は基板上の配線パターンなどと接続される電極であり、表面（ここでは下面）は平坦であり且つ金属などの導体が露出している。また、端子９３及び端子９４には極性があり、切り欠き部９２ａ，９２ｂとの位置関係によって端子９３と端子９４とを識別可能になっている。配線パターン９５，９６は、端子９３，９４と本体部９１の内部とを導通するための配線であり、下面は平坦であり且つ金属などの導体で主に構成されている。また、配線パターン９５，９６の表面（ここでは下面）は、短絡を防止するために絶縁皮膜で覆われている。配線パターン９５，９６は、絶縁皮膜で覆われているため、端子９３，９４と比べて反射率が低い。また、端子板９２は、例えば黒色の樹脂など、端子９３，９４及び配線パターン９５，９６と比べて反射率の低い材質で構成されている。パーツカメラ４０は、端子板９２の下面に照明部４１からの光を照射し、その光の反射光を撮像部５１が受光して、端子板９２の下面を撮像する。また、詳細は後述するが、パーツカメラ４０は、撮像対象がこの部品９０である場合とそれ以外の部品の場合とで、照明部４１の発光量を異ならせて撮像を行う。

コントローラ６０は、図３に示すように、ＣＰＵ６１を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、処理プログラムを記憶するＲＯＭ６２、各種データを記憶するＨＤＤ６３、作業領域として用いられるＲＡＭ６４、外部装置と電気信号のやり取りを行うための入出力インターフェース６５などを備えており、これらはバス６６を介して接続されている。このコントローラ６０は、基板搬送装置１８、Ｘ軸スライダ２６の駆動モータ２６ａ、Ｙ軸スライダ３０の駆動モータ３０ａ、Ｚ軸モータ３４、Ｑ軸モータ３６、及びメカニカルチャック３７の駆動モータ３９へ駆動信号を出力する。また、コントローラ６０は、撮像時の落射用光源４４及び側射用光源４７の制御量などを含む撮像条件に関する情報をパーツカメラ４０に出力したり、パーツカメラ４０からの画像データを入力したりする。なお、図示しないが、各スライダ２６，３０には図示しない位置センサが装備されており、コントローラ６０はそれらの位置センサからの位置情報を入力しつつ、各スライダ２６，３０の駆動モータ２６ａ，３０ａを制御する。

リールユニット７０は、複数のリール７２を備え、実装装置本体１４の前側に着脱可能に取り付けられている。各リール７２には、テープが巻き付けられ、テープの表面には、部品がテープの長手方向に沿って保持されている。これらの部品は、テープの表面を覆うフィルムによって保護されている。こうしたテープは、リールから後方に向かって巻きほどかれ、フィーダ部７４においてフィルムが剥がされて部品が露出した状態となる。この露出した状態の部品をメカニカルチャック３７の把持部３８が把持することで、部品はメカニカルチャック３７に保持されてヘッド２４と共に移動可能になる。

管理コンピュータ８０は、実装装置１０の生産ジョブを管理するコンピュータであり、実装装置１０のコントローラ６０と通信可能に接続されている。なお、生産ジョブは、実装装置１０においてどの部品をどういう順番でどの基板１６に装着するか、また、何枚の基板１６に部品の実装を行うかなどを定めた情報である。管理コンピュータ８０は、この生産ジョブを記憶しており、生産ジョブに含まれる情報を必要に応じて実装装置１０に出力する。

次に、本実施形態の実装装置１０の動作、特に、パーツカメラ４０を用いた部品の撮像を伴って部品を基板１６に実装する処理について説明する。実装装置１０のコントローラ６０のＣＰＵ６１は、管理コンピュータ８０からの指令を受けると、まず、これから実装しようとする実装対象の部品に関する情報を管理コンピュータ８０から取得する。次に、ＣＰＵ６１は、実装対象の部品を撮像する処理や基板上に配置する処理を含む部品実装処理を行う。そして、ＣＰＵ６１は、基板１６にすべての部品の実装を完了するまで、次の実装対象の部品に関する情報を取得する処理及び部品実装処理を繰り返し行う。以下では、特に、図２に示した部品９０が実装対象の部品である場合の部品実装処理について説明する。図４は、部品実装処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。図４の部品実装処理ルーチンは、ＨＤＤ６３に記憶されている。図４の部品実装処理ルーチンは、管理コンピュータ８０から取得された次の実装対象の部品の部品種が部品９０であった場合に、コントローラ６０により開始される。

図４の部品実装処理ルーチンを開始すると、ＣＰＵ６１は、落射受光量＜側射受光量となるように撮像時の落射用光源４４及び側射用光源４７の制御量を設定する（ステップＳ１００）。ここで、落射受光量とは、落射用光源４４から発せられ部品９０で反射して撮像部５１に受光される光の光量である。同様に、側射受光量とは、側射用光源４７から発せられ部品９０で反射して撮像部５１に受光される光の光量である。なお、落射受光量及び側射受光量は、それぞれ、撮像時の受光量の積分値（例えば単位時間当たりの受光量と受光時間との積）とする。落射受光量＜側射受光量となる場合とは、換言すると、落射用光源４４のみを発光させて撮像した場合の画像の各画素の輝度値（例えば２５６階調の輝度値）の平均値が、側射用光源４７のみを発光させて撮像した場合の画像の各画素の輝度値の平均値よりも小さくなるような場合である。なお、本実施形態では、部品９０を撮像する際には、側射用光源４７のうち上段光源４７ａのみを発光させるものとした。また、本実施形態では、撮像時の落射用光源４４の発光時間（落射発光時間ｔ１と称する）と側射用光源４７（ここでは上段光源４７ａのみ）の発光時間（側射発光時間ｔ２と称する）とが等しい場合に落射受光量と側射受光量とが等しくなるように、撮像部５１がＬＥＤ４５及びＬＥＤ４８ａに通電する電流の値が予め実験によりそれぞれ定められているものとした。そのため、ステップＳ１００では、ＣＰＵ６１は、落射用光源４４及び側射用光源４７の制御量として、ｔ１＜ｔ２となるように落射発光時間ｔ１及び側射発光時間ｔ２を設定する。なお、落射発光時間ｔ１及び側射発光時間ｔ２の値は、例えば部品９０に対応付けられて予めＨＤＤ６３に記憶されていてもよいし、生産ジョブに含まれていてもよいし、ＣＰＵ６１が生産ジョブに含まれる情報に基づいて導出してもよい。

ステップＳ１００で落射発光時間ｔ１及び側射発光時間ｔ２を設定すると、ＣＰＵ６１は、ヘッド２４を移動させ、リールユニット７０によって供給される実装対象の部品をメカニカルチャック３７の把持部３８に把持させる（ステップＳ１１０）。続いて、ＣＰＵ６１は、ヘッド２４を移動させてメカニカルチャック３７に把持された部品をパーツカメラ４０の上方へ移動させる（ステップＳ１２０）。そして、ＣＰＵ６１は、ステップＳ１００で設定した制御量（ここでは落射発光時間ｔ１及び側射発光時間ｔ２）で照明部４１を制御して撮像を行うよう、撮像制御部５２に制御信号を出力する（ステップＳ１３０）。撮像制御部５２は、入力した落射発光時間ｔ１及び側射発光時間ｔ２に基づいて落射用光源４４及び側射用光源４７を発光させると共に、撮像部５１に受光した光に基づく画像を生成させて、メカニカルチャック３７に把持された部品を撮像させる。これにより、落射受光量＜側射受光量となる条件で部品９０の画像が撮像される。なお、本実施形態では、撮像部５１は、受光した光に基づいて、例えば各画素の輝度値を２５６階調で表したグレースケールの画像データを生成するものとした。撮像制御部５２は、撮像された画像データをコントローラ６０に出力する。

撮像により得られた画像データを撮像制御部５２から入力すると、ＣＰＵ６１は、その画像に基づく所定の処理を行う（ステップＳ１４０〜Ｓ１８０）。具体的には、ＣＰＵ６１は、まず、得られた画像データの各画素の輝度値を２値化して２値画像を得る（ステップＳ１４０）。２値化は、例えば判別分析法（大津の２値化）などの周知の方法で行うことができる。

ここで、部品９０を撮像した画像データから得られた２値画像の一例について説明する。図５は、落射受光量＜側射受光量として部品９０を撮像した２値画像Ｐ１の説明図である。図６は、比較例として本実施形態とは異なり落射受光量と側射受光量とを等しく且つ共に大きくして部品９０を撮像した場合の２値画像Ｐ２の説明図である。図７は、比較例として本実施形態とは異なり落射受光量と側射受光量とを等しく且つ共に小さくして部品９０を撮像した場合の２値画像Ｐ３の説明図である。図５〜７では、２値化後の輝度値が小さい側の画素を黒色で表し、２値化後の輝度値が大きい側の画素を白色で表している。

図５からわかるように、２値画像Ｐ１では、部品９０の外形部分（ここでは端子板９２の下面視における縁部分）及び端子９３，９４に対応する画素は白色になっている。一方、２値画像Ｐ１では、端子板９２の縁以外の部分、配線パターン９５，９６、及び部品９０以外の部分（背景部分）に対応する画素は黒色になっており、配線パターン９５，９６は写っていない。このように、落射受光量＜側射受光量として部品９０を撮像することで、配線パターン９５，９６が写らず部品９０の外形部分と端子９３，９４とを写した２値画像を得ることができる。この理由について説明する。

まず、落射用光源４４からの光は撮像部５１の光軸５１ａに沿う方向（ここでは上方）に照射される。これにより、落射用光源４４から上方に照射され部品９０のうち光軸５１ａに垂直な平面部分で反射された光は、そのまま光軸５１ａに沿う方向（ここでは下方）に進む。そのため、落射用光源４４から照射され表面が平坦な端子９３，９４で反射された光は、落射用光源４４から照射され部品９０の外形部分で反射された光と比べて、撮像部５１に比較的到達しやすい。すなわち、落射用光源４４を用いることで、表面が平坦な端子９３，９４を写した画像を撮像しやすくなる。一方、落射用光源４４から照射され配線パターン９５，９６で反射された光も、配線パターン９５，９６の表面が平坦であるため撮像部５１に比較的到達しやすい。しかし、配線パターン９５，９６は、上述したように表面が絶縁皮膜で覆われており端子９３，９４と比較して反射率が低い。そのため、落射受光量を側射受光量よりも小さくする、すなわち落射用光源４４からの光量を大きくしすぎないようにすることで、配線パターン９５，９６は写りにくくしつつ端子９３，９４を写した画像を撮像できる。なお、本実施形態では、撮像部５１が撮像した画像（ここでは２５６階調のグレースケール画像）において、その画像を２値化する際の閾値よりも端子９３，９４に対応する画素の輝度値が大きく且つ配線パターン９５，９６に対応する画素の輝度値が小さくなる程度に、落射受光量を小さい値にしている。これにより、撮像部５１が撮像した画像に基づいて、図５の２値画像Ｐ１のように、端子９３，９４を写しつつ配線パターン９５，９６を写さない画像を得ることができる。このような落射受光量の値及びその値を実現するための落射用光源４４の制御量（ここでは落射発光時間ｔ１）は、例えば実験により予め定めておくことができる。

また、側射用光源４７（ここでは上段光源４７ａ）からの光は撮像部５１の光軸５１ａから傾斜した方向に照射される。そのため、側射用光源４７から照射され部品９０の外形部分（ここでは下面視における端子板９２の縁部分）で反射された光は、側射用光源４７から照射され配線パターン９５，９６又は端子９３，９４で反射された光と比べて、撮像部５１に比較的到達しやすい。すなわち、側射用光源４７を用いることで、部品９０の外形部分を写した画像を撮像しやすくなる。したがって、側射受光量を落射受光量よりも大きくする、すなわち側射用光源４７からの光量を比較的大きくすることで、配線パターン９５，９６は写りにくくしたままで部品９０の外形部分を写した画像を撮像できる。なお、本実施形態では、撮像部５１が撮像した画像（ここでは２５６階調のグレースケール画像）において、その画像を２値化する際の閾値よりも部品９０の外形部分に対応する画素の輝度値が大きくなる程度に、側射受光量を大きい値にしている。これにより、撮像部５１が撮像した画像に基づいて、図５の２値画像Ｐ１のように、部品９０の外形部分を写した画像を得ることができる。このような側射受光量の値及びその値を実現するための側射用光源４７の制御量（ここでは側射発光時間ｔ２）は、例えば実験により予め定めておくことができる。

これに対し、例えば撮像時の落射受光量と側射受光量とが等しく且つ共に大きい場合は、部品９０の外形部分及び端子９３，９４を写すことができるものの、配線パターン９５，９６も写りやすい。すなわち撮像部５１が撮像した画像における配線パターン９５，９６に対応する画素の輝度値が大きくなりやすい。そのため、図６の２値画像Ｐ２のように、２値化後における配線パターン９５，９６に対応する画素が白色になってしまいやすい。また、例えば落射受光量と側射受光量とが等しく且つ共に小さい場合は、配線パターン９５，９６は写りにくくできるものの、部品９０の外形部分及び端子９３，９４が写りにくくなりやすい。すなわち撮像部５１が撮像した画像における部品９０の外形部分及び端子９３，９４に対応する画素の輝度値が小さくなりやすい。そのため、図７の２値画像Ｐ３のように、２値化後における部品９０の外形部分及び端子９３，９４の少なくとも一方に対応する画素（図７では部品９０の外形部分に対応する画素）が黒色になってしまいやすい。なお、図示は省略するが、例えば本実施形態とは逆に落射受光量＞側射受光量として撮像を行った場合には、部品９０の外形部分は写りにくく、且つ配線パターン９５，９６は写りやすくなる。そのため、例えば撮像された画像を２値化すると、部品９０の外形部分は写らず端子９３，９４及び配線パターン９５，９６が写った画像になりやすい。

以上のように、本実施形態のパーツカメラ４０は、落射受光量を側射受光量よりも小さくすることで配線パターン９５，９６を写りにくくしつつ、主に落射用光源４４からの光により端子９３，９４を写し、主に側射用光源４７からの光により部品９０の外形部分を写した画像を撮像することができる。そしてその画像を２値化することで、図５の２値画像Ｐ１のように、配線パターン９５，９６が写らず部品９０の外形部分と端子９３，９４とを写した２値画像を得ることができる。

ステップＳ１４０で部品９０の２値画像を得ると、ＣＰＵ６１は、その２値画像に基づいて部品９０に関する情報を取得する（ステップＳ１５０）。本実施形態では、ＣＰＵ６１は、部品９０の外形、端子９３，９４、部品９０の中心、及び部品９０の向きを検出するものとした。具体的には、ＣＰＵ６１は、まず、２値画像に基づいて部品９０の外形及び端子９３，９４をパターンマッチングなどにより検出する。次に、ＣＰＵ６１は、検出した外形に基づいて部品９０の中心位置を検出する。また、ＣＰＵ６１は、検出した外形に基づいて切り欠き部９２ａ，９２ｂを検出し、これに基づいて部品９０の向きを検出する。本実施形態では、上述した図５のように２値画像には配線パターン９５，９６が写っていない。そのため、例えば図６のように配線パターン９５，９６が写っている場合と比較して、ステップＳ１５０においてＣＰＵ６１が配線パターン９５，９６を部品９０の外形部分や端子９３，９４であると誤検出することを抑制できる。

続いて、ＣＰＵ６１は、ステップＳ１５０で取得した情報に基づいて、把持部３８に把持された部品９０の異常の有無を判定し（ステップＳ１６０）、異常がある場合には把持部３８に把持された部品９０を廃棄して（ステップＳ１７０）、ステップＳ１１０以降の処理を行う。ＣＰＵ６１は、例えば部品９０の外形の形状や端子９３，９４の形状に基づいて、部品９０の異常の有無を判定する。ステップＳ１６０で異常がない場合には、ＣＰＵ６１は、ステップＳ１５０で取得した情報に基づいて、部品９０の実装位置及び向きの補正量を導出する（ステップＳ１８０）。例えば、ＣＰＵ６１は、検出した部品９０の中心位置（座標）に基づいて、部品９０の基板１６への実装位置の補正量を導出する。また、ＣＰＵ６１は、検出した部品９０の向きに基づいて、部品９０を基板１６に実装する際に必要なＱ軸モータ３６の駆動量（部品９０の回転量）を向きの補正量として導出する。そして、ＣＰＵ６１は、導出した実装位置及び向きの補正量を加味して部品９０を基板１６上に配置して（ステップＳ１９０）、部品実装処理ルーチンを終了する。上述したように、ステップＳ１５０においてＣＰＵ６１が配線パターン９５，９６を部品９０の外形部分や端子９３，９４であると誤検出することを抑制できるため、ステップＳ１６０，Ｓ１８０の処理についても、ＣＰＵ６１は精度良く行うことができる。

なお、ＣＰＵ６１は、部品９０以外の部品種の部品に対して行われる部品実装処理を、図４の部品実装処理ルーチンと同様に行う。ただし、ステップＳ１００における落射用光源及び側射用光源の制御量は、部品種毎に予め定められており、ＣＰＵ６１は実装対象の部品種に応じた制御量を設定する。例えば、部品９０とは異なり配線パターンを有さず端子のみを有する部品種については、ＣＰＵ６１はステップＳ１００でｔ１＝ｔ２に設定して、落射受光量＝側射受光量となるようにしてもよい。また、ステップＳ１５０〜Ｓ１８０の処理の内容も、部品種毎に予め定められており、ＣＰＵ６１は実装対象の部品種に応じた処理を行う。これらの部品種毎に予め定められた情報は、例えば予めＨＤＤ６３に記憶されていてもよいし、生産ジョブに含まれていてもよい。

ここで、本実施形態の構成要素と本発明の構成要素との対応関係を明らかにする。本実施形態のパーツカメラ４０が本発明の撮像装置に相当し、撮像部５１が撮像部に相当し、落射用光源４４が落射用光源に相当し、側射用光源４７が側射用光源に相当し、撮像制御部５２が発光制御部に相当する。また、メカニカルチャック３７が部品保持部に相当し、Ｘ軸スライダ２６及びＹ軸スライダ３０が移動部に相当し、コントローラ６０が実装制御部に相当する。

以上詳述した本実施形態の実装装置１０のパーツカメラ４０によれば、配線パターン９５，９６と表面が平坦な端子９３，９４とを有する部品９０を撮像するにあたり、撮像制御部５２は、落射受光量が側射受光量よりも小さくなるように、部品９０の撮像時に落射用光源４４及び側射用光源４７を発光させる。これにより、配線パターン９５，９６を写りにくくしつつ部品９０の外形部分と端子９３，９４とを写した画像を撮像することができる。

また、撮像制御部５２は、部品９０の撮像時に、落射用光源４４及び側射用光源４７の発光時間（ｔ１，ｔ２）を制御することで、落射受光量を側射受光量よりも小さくする。そのため、例えば落射用光源４４及び側射用光源４７に供給する電力を制御する場合と比較して、比較的容易に落射受光量と側射受光量とを制御できる。

また、撮像制御部５２は、画素の輝度値を２値化すると配線パターン９５，９６に対応する画素が輝度の小さい側に含まれ端子９３，９４に対応する画素及び部品９０の外形部分に対応する画素が輝度の大きい側に含まれるような画像（例えば図５の２値画像Ｐ１）が得られるよう予め定められた落射受光量及び側射受光量となるように、落射用光源４４及び側射用光源４７を発光させる。そのため、２値化することで配線パターン９５，９６を写らなくすることができるような画像を撮像できる。

なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。

例えば、上述した実施形態では、落射受光量及び側射受光量は、画素の輝度値を２値化すると配線パターン９５，９６に対応する画素が輝度の小さい側に含まれ端子９３，９４に対応する画素及び部品９０の外形部分に対応する画素が輝度の大きい側に含まれるような画像が得られるよう予め定められていたが、これに限らず、落射受光量が側射受光量より小さければよい。例えば、撮像制御部５２は、部品９０の撮像時に、落射受光量が側射受光量の０．９倍以下となるように落射用光源４４及び側射用光源４７を発光させてもよい。こうすることで、配線パターン９５，９６をより確実に写りにくくすることができる。落射受光量は、側射受光量の０．８倍以下としてもよいし、０．７倍以下としてもよい。なお、落射受光量は値０でなければよいが、側射受光量の０．１倍以上としてもよい。また、落射受光量は、側射受光量の０．３倍以上としてもよいし、０．５倍以上としてもよい。

あるいは、撮像制御部５２は、配線パターン９５，９６に対応する画素の輝度値の最大値が部品９０の外形部分に対応する画素の輝度値の最小値よりも小さい状態の画像が得られるよう予め定められた落射受光量及び側射受光量となるように、落射用光源４４及び側射用光源４７を発光させてもよい。こうすれば、部品９０の外形部分と配線パターン９５，９６とを輝度値に基づいて容易に区別できる程度に配線パターン９５，９６を写りにくくした画像を撮像できる。この場合において、撮像制御部５２は、配線パターン９５，９６に対応する画素の輝度値が全画素中で最も小さい状態の画像が得られるよう予め定められた落射受光量及び側射受光量となるように、落射用光源４４及び側射用光源４７を発光させてもよい。こうすれば、配線パターン９５，９６をさらに写りにくくした画像を撮像できる。

あるいは、撮像制御部５２は、配線パターン９５，９６が写らず部品９０の外形部分と端子９３，９４とを写した画像が得られるよう予め定められた落射受光量及び側射受光量となるように、落射用光源４４及び側射用光源４７を発光させてもよい。こうすれば、撮像の不要な配線パターン９５，９６が写っていない画像を得ることができる。なお、配線パターン９５，９６が写っていない画像とは、例えば、上述した実施形態のように配線パターン９５，９６に対応する画素が輝度の小さい側に含まれている２値画像としてもよいし、配線パターン９５，９６に対応する画素の輝度値がその周囲の画素の輝度値と同じとみなせる画像（換言すると、画像処理を行っても配線パターン９５，９６の画素を特定できない画像）としてもよいし、配線パターン９５，９６に対応する画素の輝度値が全画素中で最も小さい状態の画素としてもよいし、配線パターン９５，９６に対応する画素の輝度値が値０（黒）である画像としてもよい。

上述した実施形態では、撮像制御部５２は、落射発光時間ｔ１及び側射発光時間ｔ２を制御することで、落射受光量＜側射受光量となるようにしたが、これに限られない。例えば、撮像制御部５２は、落射発光時間ｔ１及び側射発光時間ｔ２すなわち連続的な発光時間を制御する代わりに、落射用光源４４及び側射用光源４７の発光時間と非発光時間とのデューティー比を制御して落射受光量＜側射受光量となるようにしてもよい。すなわち、１回の撮像において落射用光源４４及び側射用光源４７が発光と非発光とを繰り返すこととし、撮像制御部５２はこの発光と非発光との１サイクル中の発光時間の割合（＝デューティー比）を制御して落射受光量＜側射受光量となるようにしてもよい。あるいは、撮像制御部５２は、落射用光源４４及び側射用光源４７に通電する電流を制御して落射受光量＜側射受光量となるようにしてもよい。

上述した実施形態では、撮像部５１が撮像する画像はグレースケール画像であり、ＣＰＵ６１はステップＳ１４０でこれを２値化してからステップＳ１５０で部品９０に関する情報を取得したが、これに限られない。例えば、ＣＰＵ６１は、グレースケール画像に対してパターンマッチング又はエッジの検出などを行うことで部品９０に関する情報（例えば部品９０の外形の形状や端子９３，９４の形状）を取得してもよい。この場合でも、落射受光量＜側射受光量とすることでグレースケール画像中の配線パターン９５，９６が写りにくくなる（配線パターン９５，９６に対応する画素の輝度値が小さくなる）。そのため、上述した実施形態と同様に、例えばＣＰＵ６１が部品９０に関する情報を取得する際の誤検出を抑制できる。なお、撮像部５１が撮像する画像がカラー画像であったり２値画像であったりしてもよい。

上述した実施形態では、部品９０を撮像する際には、撮像制御部５２は側射用光源４７のうち上段光源４７ａのみを発光させるものとしたが、特にこれに限らず、上段光源４７ａ，中段光源４７ｂ，及び下段光源４７ｃの少なくともいずれかを発光させればよい。ただし、光軸５１ａからの傾斜角が９０°に近い光源を用いるほど、配線パターン９５，９６は写りにくくしたままで部品９０の外形部分を写した画像を撮像できる傾向にある。そのため、最も傾斜角が９０°に近い光源（上述した実子形態では上段光源４７ａ）を発光させることが好ましい。

上述した実施形態では、落射受光量が側射受光量よりも小さくなるようにして撮像を行う対象として部品９０を例示したが、撮像対象の部品はこれに限られない。配線パターンと表面が平坦な端子とを有し、且つ配線パターンの検出が不要で部品の外形部分と端子とを検出する必要がある部品であれば、上述した実施形態と同様に落射受光量＜側射受光量とすることで、同様の効果が得られる。例えば、撮像対象の部品が、部品９０とは異なり複数の端子に極性がない部品であってもよい。また、部品９０は外形部分（端子板９２の下面視における縁部分）の形状が直角の角部になっていたが、これに限らず、撮像対象の部品は外形部分が面取りされているなど外形部分の形状が光軸５１ａから傾斜した斜面になっていてもよい。

上述した実施形態では、実装装置１０は部品を把持するメカニカルチャック３７を備えていたが、部品の保持が可能であればこれに限られない。例えば、実装装置１０は、メカニカルチャック３７に代えて、部品を吸着して保持する吸着ノズルを備えていてもよい。

上述した実施形態では、コントローラ６０が落射用光源４４及び側射用光源４７の制御量を設定したが、これに限らず例えば撮像制御部５２が決定してもよい。

本発明は、部品を基板上に実装する実装装置に利用可能である。

１０ 実装装置、１２ 基台、１４ 実装装置本体、１６ 基板、１８ 基板搬送装置、２０ 支持板、２２ コンベアベルト、２３ 支持ピン、２４ ヘッド、２６ Ｘ軸スライダ、２６ａ 駆動モータ、２８ ガイドレール、３０ Ｙ軸スライダ、３０ａ 駆動モータ、３２ ガイドレール、３４ Ｚ軸モータ、３５ ボールネジ、３６ Ｑ軸モータ、３７ メカニカルチャック、３８ 把持部、３９ 駆動モータ、４０ パーツカメラ、４１ 照明部、４２ ハウジング、４３ 連結部、４４ 落射用光源、４５ ＬＥＤ、４６ ハーフミラー、４７ 側射用光源、４７ａ 上段光源、４７ｂ 中段光源、４７ｃ 下段光源、４８ａ〜４８ｃ ＬＥＤ、５１ 撮像部、５１ａ 光軸、５２ 撮像制御部、６０ コントローラ、６１ ＣＰＵ、６２ ＲＯＭ、６３ ＨＤＤ、６４ ＲＡＭ、６５ 入出力インターフェース、６６ バス、７０ リールユニット、７２ リール、７４ フィーダ部、８０ 管理コンピュータ、９０ 部品、９１ 本体部、９２ 端子板、９２ａ，９２ｂ 切り欠き部、９３，９４ 端子、９５，９６ 配線パターン、Ｐ１〜Ｐ３ ２値画像。

Claims (4)

1. 表面が平坦な端子と、前記端子と比べて光の反射率が低い配線パターンとを有する部品を撮像する撮像装置と、
   前記撮像装置が取得した画像データの各画素の輝度値を２値化して得られた２値化画像に基づいて、前記部品に関する情報を取得する実装制御部と、
   を備えた実装装置であって、
   前記撮像装置は、
   受光した光に基づいて前記部品を撮像する撮像部と、
   前記部品に対して前記撮像部の光軸に沿う方向に光を照射するための落射用光源と、
   前記部品に対して前記撮像部の光軸から傾斜した方向に光を照射するための側射用光源と、
   前記落射用光源から発せられ前記部品で反射して前記撮像部に受光される光の光量である落射受光量が、前記実装制御部が前記画像データを２値化する際の閾値よりも前記端子に対応する画素の輝度値が大きく且つ前記配線パターンに対応する画素の輝度値が小さくなる程度に、前記側射用光源から発せられ前記部品で反射して前記撮像部に受光される光の光量である側射受光量よりも小さくなるように、前記部品の撮像時に前記落射用光源及び前記側射用光源を発光させる発光制御部と、
   を備えた実装装置。
2. 前記発光制御部は、前記部品の撮像時に、前記落射用光源及び前記側射用光源の発光時間を制御することで、前記落射受光量を前記側射受光量よりも小さくする、
   請求項１に記載の実装装置。
3. 前記発光制御部は、前記部品の撮像時に、前記落射受光量が前記側射受光量の０．９倍以下となるように前記落射用光源及び前記側射用光源を発光させる、
   請求項１又は２に記載の実装装置。
4. 前記部品の保持が可能な部品保持部と、
   前記部品保持部を移動させる移動部と、
   を備え、
   前記実装制御部は、前記部品保持部及び前記移動部を制御して前記部品を基板に実装する処理を行う、
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の実装装置。

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