WO2021019611A1 - 照明ユニット - Google Patents

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WO2021019611A1
WO2021019611A1 PCT/JP2019/029472 JP2019029472W WO2021019611A1 WO 2021019611 A1 WO2021019611 A1 WO 2021019611A1 JP 2019029472 W JP2019029472 W JP 2019029472W WO 2021019611 A1 WO2021019611 A1 WO 2021019611A1
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light
lighting
green
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PCT/JP2019/029472
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English (en)
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Inventor
橋本　光弘
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株式会社Ｆｕｊｉ
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Priority to PCT/JP2019/029472 priority patent/WO2021019611A1/ja
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    • H05K13/08—Monitoring manufacture of assemblages
    • H05K13/081—Integration of optical monitoring devices in assembly lines; Processes using optical monitoring devices specially adapted for controlling devices or machines in assembly lines
    • H05K13/0812—Integration of optical monitoring devices in assembly lines; Processes using optical monitoring devices specially adapted for controlling devices or machines in assembly lines the monitoring devices being integrated in the mounting machine, e.g. for monitoring components, leads, component placement
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
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    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
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    • G06V10/10—Image acquisition
    • G06V10/12—Details of acquisition arrangements; Constructional details thereof
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    • G06V10/141—Control of illumination
    • H—ELECTRICITY
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    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
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    • G01N2021/8845—Multiple wavelengths of illumination or detection
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V2201/00—Indexing scheme relating to image or video recognition or understanding
    • G06V2201/06—Recognition of objects for industrial automation

Definitions

  • This specification discloses the lighting unit.
  • Patent Document 1 As a substrate working machine, a head for attracting parts moving in the X-axis direction and the Y-axis direction, a camera provided on the head for imaging the substrate, and an illumination device for irradiating the substrate with light.
  • a component mounting machine equipped with the above is disclosed.
  • each color light source is individually lit by a lighting device to illuminate the object, and the object is imaged by the light of each color light source, thereby forming three monochrome images as the captured image of the object.
  • the substrate working machine selects the optimum image from the three monochromatic images and creates a color composite image from the three monochromatic images to perform recognition processing (image) of the object using the captured image. Processing) can be performed with high accuracy.
  • the main object of the present disclosure is to provide a lighting unit in which the amount of light for each color is less uneven and light of the required brightness can be easily obtained.
  • the present disclosure has taken the following measures to achieve the above-mentioned main purpose.
  • the lighting unit of the present disclosure is A lighting unit that illuminates the imaging range of a monochromatic camera mounted on a board-to-board work machine that works on a board.
  • a red light source that emits red light and A green light source that emits green and A blue light source that emits blue light and
  • An illumination controller capable of independently adjusting the amounts of light of the red light source, the green light source, and the blue light source with the same number of gradations within a predetermined dimming range.
  • the upper limit of the dimming range of the red light source, the green light source, and the blue light source having a strong light intensity is smaller than the upper limit of the dimming range of a light source having a weak light intensity.
  • the gist is that.
  • the lighting unit of the present disclosure includes a lighting controller that can independently adjust the light amounts of the red light source, the green light source, and the blue light source with the same number of gradations within a predetermined dimming range.
  • the upper limit of the dimming range of the light source having a strong light intensity among the red light source, the green light source, and the blue light source is smaller than the upper limit of the dimming range of the light source having a weak light intensity.
  • the width of the dimming range for each light source can be made uniform, so that the light amount resolution for each light source can be made uniform by making the number of gradations for adjusting the light amount of each light source the same.
  • the light source may be an LED.
  • FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of the configuration of the component mounting machine 10.
  • FIG. 2 is a configuration diagram showing an outline of the configuration of the mark camera 50.
  • FIG. 3 is a view A of the epi-illumination light source 53.
  • FIG. 4 is a B view of the side emitting light source 55.
  • FIG. 5 is a block diagram showing a configuration related to control of the component mounting machine 10.
  • the left-right direction in FIG. 1 is the X-axis direction
  • the front (front) rear (back) direction is the Y-axis direction
  • the vertical direction is the Z-axis direction.
  • the component mounting machine 10 has a substrate transfer device 22 that conveys the substrate S, a head 40 that attracts components with a suction nozzle 45 and mounts them on the substrate S, and a head 40 in the X-axis direction and Y. It includes a head moving device 30 that moves in the axial direction, a mark camera 50 that images a substrate S, and a feeder 70 that supplies parts to the head 40. These are housed in a housing 12 installed on the base 11. In addition to these, the component mounting machine 10 also includes a parts camera 23 that captures images of components attracted to the head 40, a nozzle station 24 that houses a replacement suction nozzle 45, and the like. A plurality of component mounting machines 10 are arranged side by side in the substrate transport direction (X-axis direction) to form a production line.
  • the board transfer device 22 is installed on the base 11.
  • the substrate transport device 22 includes a pair of conveyor rails arranged at intervals in the Y-axis direction, and transports the substrate S from left to right (board transport direction) in FIG. 1 by driving the pair of conveyor rails. To do.
  • the head moving device 30 includes a pair of X-axis guide rails 31, an X-axis slider 32, an X-axis actuator 33 (see FIG. 5), a pair of Y-axis guide rails 35, and a Y-axis. It includes a slider 36 and a Y-axis actuator 37 (see FIG. 5).
  • the pair of Y-axis guide rails 35 are installed on the upper stage of the housing 12 so as to extend parallel to each other in the Y-axis direction.
  • the Y-axis slider 36 is bridged over a pair of Y-axis guide rails 35 and moves in the Y-axis direction along the Y-axis guide rail 35 by being driven by the Y-axis actuator 37.
  • the pair of X-axis guide rails 31 are installed in front of the Y-axis slider 36 so as to extend parallel to each other in the X-axis direction.
  • the X-axis slider 32 is bridged over a pair of X-axis guide rails 31 and moves in the X-axis direction along the X-axis guide rail 31 by driving the X-axis actuator 33.
  • a head 40 is attached to the X-axis slider 32, and the head moving device 30 moves the head 40 in the X-axis direction and the Y-axis direction by moving the X-axis slider 32 and the Y-axis slider 36. ..
  • the head 40 includes a Z-axis actuator 41 (see FIG. 3) that moves the suction nozzle 45 in the Z-axis (up and down) direction, and a ⁇ -axis actuator 42 (see FIG. 3) that rotates the suction nozzle 45 around the Z-axis. ..
  • a Z-axis actuator 41 see FIG. 3 that moves the suction nozzle 45 in the Z-axis (up and down) direction
  • a ⁇ -axis actuator 42 see FIG. 3
  • the head 40 can apply a negative pressure to the suction port to suck the parts.
  • the head 40 can release the suction of the parts by applying the positive pressure to the suction port by communicating the positive pressure source with the suction port of the suction nozzle 45.
  • the head 40 may be a head provided with a single suction nozzle 45, or may be a rotary head provided with a plurality of suction nozzles 45 at equal intervals along the outer circumference of the cylindrical head body. Good. Further, as a member for holding the component, a mechanical chuck or an electromagnet may be used instead of the suction nozzle 45.
  • the parts camera 23 is installed on the base 11. When the parts sucked by the suction nozzle 45 pass above the parts camera 23, the parts camera 23 images the parts from below to generate an image, and outputs the generated image to the control device 60.
  • the mark camera 50 is attached to the X-axis slider 32 and moves together with the head 40 in the X-axis direction and the Y-axis direction by the head moving device 30.
  • the mark camera 50 captures an image to be imaged from above to generate a captured image, and outputs the generated captured image to the control device 60.
  • the objects to be imaged by the mark camera 50 are printed on the parts held on the tape 72 sent by the feeder 70, the marks attached to the board S, the parts after being mounted on the board S, and the circuit wiring of the board S. Examples include soldering.
  • the mark camera 50 includes a lighting device 51 as the lighting unit of the present disclosure and a camera body 58.
  • the lighting device 51 includes a housing 52, an epi-illumination light source 53, a half mirror 54, a side-illumination light source 55, and an illumination controller 57 (see FIG. 5).
  • the housing 52 is a cylindrical member that opens to the lower surface, and is attached below the camera body 58.
  • the epi-illumination light source 53 is provided on the inner side surface of the housing 52. As shown in FIG.
  • the epi-illumination light source 53 includes a red LED 53a that emits R (red) monochromatic light, a green LED 53b that emits G (green) monochromatic light, and a blue LED 53c that emits B (blue) monochromatic light. And are arranged in the same number or substantially the same number on the square support plate 53d, respectively.
  • Each of the LEDs 53a to 53c has a hemispherical lens attached to a square base in which a light emitting element is arranged so as to cover the light emitting element. In this embodiment, as shown in FIG. 3, one of the blue LEDs 53c is located at the center of the arrangement.
  • the half mirror 54 is provided at an angle inside the housing 52.
  • the half mirror 54 reflects the horizontal light from the LEDs 53a, 53b, 53c of the epi-illumination light source 53 downward. Further, the half mirror 54 transmits light from below toward the camera body 58.
  • the side emitting light source 55 is provided so as to be horizontal near the lower opening of the housing 52. As shown in FIG.
  • the side-emitting light source 55 has red LEDs 55a, green LEDs 55b, and blue LEDs 55c arranged in the same number or substantially the same number on the ring-shaped support plate 55d, and irradiates light downward.
  • Each of the LEDs 55a to 55c has a hemispherical lens attached to a rectangular base in which a light emitting element is arranged so as to cover the light emitting element.
  • a diffuser plate 56 is provided below the side light source 55 in the housing 52. The light emitted from the epi-illumination light source 53 and the side-emission light source 55 is finally diffused by the diffuser plate 56 and then irradiated to the object.
  • the illumination controller 57 has, for example, independent switching elements for the LEDs 53a to 53c of the epi-illumination light source 53 and the LEDs 55a to 55c of the side-illuminated light source 55, and uses pulse width modulation (PWM) to provide the switching elements. It is a controller that can independently dimm each LED to a predetermined gradation by switching control. In the present embodiment, the lighting controller 57 can adjust the light amount of each LED to 256 gradations by adjusting the PWM duty ratio in 256 steps.
  • the camera body 58 is a monochromatic camera that generates a monochromatic captured image based on the received light.
  • the camera body 58 includes an optical system such as a lens (not shown) and a monochrome image sensor (for example, a monochrome CCD).
  • a monochrome image sensor for example, a monochrome CCD
  • the wavelength region of each color of R, G, and B is not particularly limited, but may be, for example, R 590-780 nm, G 490-570 nm, and B 400-490 nm.
  • the feeder 70 includes a reel 71 on which the tape 72 is wound, and a tape feeding mechanism that unwinds the tape 72 from the reel 71 and sends the tape 72 to the component supply position 74a.
  • a plurality of accommodating recesses 73 are provided on the surface of the tape 72 at equal intervals along the longitudinal direction of the tape 72. Parts are housed in each housing recess 73. These parts are protected by a film that covers the surface of the tape 72.
  • the tape 72 is in a state where the film is peeled off at the component supply position 74a and the components are exposed.
  • the parts sent out to the parts supply position 74a are sucked by the suction nozzle 45.
  • the control device 60 is configured as a microprocessor centered on the CPU 61, and includes a ROM 62, an HDD 63, a RAM 64, and an input / output interface 65 in addition to the CPU 61. These are electrically connected via a bus 66.
  • An image signal from the mark camera 50, an image signal from the parts camera 23, and the like are input to the control device 60 via the input / output interface 65.
  • a control signal to the substrate transfer device 22 a drive signal to the X-axis actuator 33, a drive signal to the Y-axis actuator 37, a drive signal to the Z-axis actuator 41, and a drive signal to the ⁇ -axis actuator 42.
  • a drive signal, a control signal to the parts camera 23, a control signal to the mark camera 50, a control signal to the feeder 70, and the like are output via the input / output interface 65.
  • the operation of the component mounting machine 10 of the present embodiment configured in this way will be described.
  • a component mounting process performed on the substrate S by the component mounting machine 10 according to a production schedule received from a management device (not shown) will be described.
  • the CPU 61 of the control device 60 of the component mounting machine 10 controls the head moving device 30 so that the suction nozzle 45 comes above the component supply position 74a of the feeder 70 that supplies the components to be mounted.
  • the CPU 61 performs a suction operation that controls the head 40 so that the parts are sucked by the suction nozzle 45.
  • the Z-axis actuator 41 is driven and controlled so that the suction nozzle 45 is lowered until the tip (suction port) of the suction nozzle 45 abuts on the component, and a negative pressure is applied to the suction port of the suction nozzle 45. It is done by acting. Then, the CPU 61 controls the head moving device 30 so that the parts sucked by the suction nozzle 45 come above the parts camera 23, and then controls the parts camera 23 to image the parts, and obtains the captured image. Recognize the posture of the part based on.
  • the CPU 61 calculates the suction deviation amount based on the recognized posture of the component, corrects the mounting position based on the calculated suction deviation amount, and the component sucked by the suction nozzle 45 is the mounting position of the substrate S.
  • the head moving device 30 is controlled so as to come upward.
  • the CPU 61 performs a mounting operation that controls the head 40 so that the components are mounted at the mounting position. Specifically, in the mounting operation, the Z-axis actuator 41 is driven and controlled so that the suction nozzle 45 is lowered until the component sucked by the suction nozzle 45 comes into contact with the substrate S, and a positive pressure is applied to the suction port of the suction nozzle 45. It is done by acting.
  • the CPU 61 repeatedly executes such a component mounting process to mount a predetermined number and types of components on the substrate S.
  • a production line is configured by arranging a plurality of component mounting machines 10 in the substrate transport direction. Therefore, when the substrate S is transported from the most upstream component mounting machine 10 on the production line to the most downstream component mounting machine 10, all predetermined components are mounted on the substrate S. ing.
  • the substrate S is imaged by the mark camera 50, and the component is normally mounted on the substrate S based on the obtained captured image.
  • Perform a mounting inspection to see if it exists.
  • image processing for recognizing a component in a captured image is performed, and when the component recognition is successful, it is determined that the component is mounted normally, and when the component recognition fails, the component is not mounted normally. It may be done by judgment.
  • the mounting deviation amount (positional deviation amount and rotational deviation amount) of the component with respect to the board is calculated from the component recognition result, and when the calculated mounting deviation amount is within the allowable range, the component is normally mounted.
  • the control device 60 of the component mounting machine 10 transmits a lighting command to the lighting controller 57 of the lighting device 51, the corresponding LED is turned on according to the lighting command received by the lighting controller 57, and the camera body 58 receives light. This is performed by photoelectrically converting the generated light to generate an captured image.
  • FIG. 6 is a flowchart showing an example of the lighting process executed by the lighting controller 57.
  • the illumination controller 57 inputs the required light amounts (Qr1, Qg1, Qb1) of the LEDs 53a to 53c of the epi-illumination light source 53 and the required light amounts (Qr2, Qg2, Qb2) of the LEDs 55a to 55c of the side-illuminated light source 55 (step).
  • the required light amount is input by inputting a predetermined amount of light according to the image pickup target and the image pickup condition from the control device 60 of the component mounting machine 10.
  • the lighting controller 57 determines whether or not three or more of the input required light amounts Qr1, Qg1, Qb1, Qr2, Qg2, and Qb2 are larger than the value 0, that is, three of the LEDs 53a to 53c and 55a to 55b. It is determined whether or not lighting is instructed for one or more LEDs (step S110). When a positive determination is made in step S110, the lighting controller 57 outputs an error to the control device 60 of the component mounting machine 10 (step S250) without lighting the LED, and ends this process. To do. In this embodiment, simultaneous lighting of three or more systems is not allowed due to the limitation of the supply current. Therefore, when the control device 60 of the component mounting machine 10 instructs the lighting controller 57 to turn on three or more LEDs at the same time due to some abnormality, the lighting controller 57 returns an error without turning on the LEDs to prevent erroneous lighting. doing.
  • step S110 determines whether or not the required light amount Qr1 of the red LED 53a of the epi-illumination light source 53 is larger than the value 0 (step S120).
  • step S120 determines that the required light amount Qr1 is not larger than the value 0.
  • the process proceeds to step S140, and when it is determined that the required light amount Qr1 is larger than the value 0, the lighting controller 57 sets the target light amount Qr1 * of the red LED 53a (step). S130), the process proceeds to step S140.
  • the target light amount Qr1 * is set by multiplying the required light amount Qr1 by an adjustment coefficient ⁇ that is larger than the value 0 and smaller than the value 1. The details of the adjustment coefficient ⁇ will be described later.
  • the lighting controller 57 determines whether or not the required light amount Qg1 of the green LED 53b of the epi-illumination light source 53 is larger than the value 0 (step S140).
  • the process proceeds to step S160, and when it is determined that the required light amount Qg1 is larger than the value 0, the lighting controller 57 sets the target light amount Qg1 * of the green LED 53b (step). S150), the process proceeds to step S160.
  • the target light amount Qg1 * is set by multiplying the required light amount Qg1 by an adjustment coefficient ⁇ that is larger than the value 0 and smaller than the value 1. The details of the adjustment coefficient ⁇ will be described later.
  • the lighting controller 57 determines whether or not the required light amount Qb1 of the blue LED 53c of the epi-illumination light source 53 is larger than the value 0 (step S160).
  • the process proceeds to step S180, and when it is determined that the required light amount Qb1 is larger than the value 0, the illumination controller 57 sets the target light amount Qb1 * of the blue LED 53c (step). S170), the process proceeds to step S180.
  • the target light amount Qb1 * is set by setting the required light amount Qb1 as it is.
  • the lighting controller 57 determines whether or not the required light amount Qr2 of the red LED 55a of the side emitting light source 55 is larger than the value 0 (step S180).
  • the process proceeds to step S200, and when it is determined that the required light amount Qr2 is larger than the value 0, the lighting controller 57 sets the target light amount Qr2 * of the red LED 55a (step). S190), the process proceeds to step S200.
  • the target light amount Qr1 * is set by multiplying the required light amount Qr2 by the adjustment coefficient ⁇ .
  • the lighting controller 57 determines whether or not the required light amount Qg2 of the green LED 55b of the side emitting light source 55 is larger than the value 0 (step S200).
  • the process proceeds to step S220, and when it is determined that the required light amount Qg2 is larger than the value 0, the lighting controller 57 sets the target light amount Qg2 * of the green LED 55b (step). S210), the process proceeds to step S220.
  • the target light amount Qg2 * is set by multiplying the required light amount Qg2 by the adjustment coefficient ⁇ .
  • the lighting controller 57 determines whether or not the required light amount Qb2 of the blue LED 55c of the side emitting light source 55 is larger than the value 0 (step S220).
  • the process proceeds to step S240, and when it is determined that the required light amount Qb2 is larger than the value 0, the illumination controller 57 sets the target light amount Qb2 * of the blue LED 55c (step). S230), the process proceeds to step S240.
  • the target light amount Qb2 * is set by setting the required light amount Qb2 as it is.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram showing the maximum amount of light of each LED.
  • FIG. 8 is an explanatory diagram showing an upper limit of the dimming range of each LED.
  • the maximum light intensity of the red LEDs 53a and 55a is the largest among the LEDs 53a to 53c and 55a to 55c of the epi-illumination light source 53 and the side-illumination light source 55, and the maximum light intensity of the blue LEDs 53c and 55c is large. The smallest. Therefore, if the number of gradations of the light amount of each LED 53a to 53c and 55a to 55c is the same and the upper limit of the dimming range is 100%, the light amount resolution for each color varies, and depending on the color.
  • the LEDs having a strong light intensity have the same amount of light emitted from the LEDs 53a to 53c and 55a to 55c at the upper limit of the dimming range.
  • the upper limit of the dimming range of 55b) is limited. That is, the required light amounts Qb1 and Qb2 are set as they are for the target light amounts Qb1 * and Qb2 * of the blue LEDs 53c and 55c. Therefore, as shown in FIG. 8, the upper limit of the dimming range of the blue LEDs 53c and 55c is 100%.
  • the target light amounts Qr1 * and Qr2 * of the red LEDs 53a and 55a are set by multiplying the required light amounts Qr1 and Qr2 by an adjustment coefficient ⁇ larger than the value 0 and smaller than the value 1.
  • the target light amounts Qg1 * and Qg2 * of the green LEDs 53b and 55b are set by multiplying the required light amounts Qg1 and Qg2 by an adjustment coefficient ⁇ larger than the value 0 and smaller than the value 1. Therefore, as shown in FIG. 8, the upper limit of the dimming range of the red LEDs 53a and 55a and the green LEDs 53b and 55b is limited to a value smaller than 100% by the adjustment coefficients ⁇ and ⁇ .
  • the width of the dimming range for each light source can be made uniform, so that the light amount resolution for each light source can be made uniform by making the number of gradations for adjusting the light amount of each light source the same.
  • the amount of light for each color is less uneven, and light of the required brightness can be easily obtained.
  • step S240 When any of the target light amounts Qr1 *, Qg1 *, Qb1 *, Qr2 *, Qg2 *, and Qb2 * of the LEDs 53a to 53c and 55a to 55c is set in this way, the lighting control is performed so that the corresponding LEDs are turned on at the set target light amount. (PWM control) is performed (step S240), and this process is terminated.
  • the mark camera 50 corresponds to the image pickup device
  • the control device 60 corresponds to the image processing device.
  • the object is the substrate S, but the object may be illuminated by the lighting device 51 as a component housed in the storage recess 73 of the tape 72 of the feeder 70.
  • the component supply device of the component mounting machine 10 instead of the feeder 70, a tray unit that loads and supplies components on a tray may be adopted. In this case, the object is illuminated as a component mounted on the tray. Lighting by the device 51 may be performed.
  • the component mounting machine 10 is exemplified as the board working machine, but the present invention is not particularly limited to this, and for example, printing is arranged upstream of a production line in which a plurality of component mounting machines 10 are lined up. It may be a machine.
  • a printing machine is a device that prints (applies) solder to the circuit wiring of a board before mounting components. In this case, the object may be soldered and illuminated by the illuminating device 51.
  • the lighting device 51 includes the epi-illumination light source 53 and the side-illumination light source 55, but may include only one of the light sources.
  • the lighting unit of the present disclosure is a lighting unit that illuminates the imaging range of a monochromatic camera mounted on an anti-board working machine that works on a substrate, and includes a red light source that emits red light.
  • the amount of light of the green light source that emits green light, the blue light source that emits blue light, the red light source, the green light source, and the blue light source can be independently adjusted by the same number of gradations within a predetermined dimming range.
  • the gist is that the upper limit of the dimming range of the light source having a strong light amount among the red light source, the green light source, and the blue light source is smaller than the upper limit of the dimming range of the light source having a weak light amount. And.
  • the lighting unit of the present disclosure includes a lighting controller that can independently adjust the light amounts of the red light source, the green light source, and the blue light source with the same number of gradations within a predetermined dimming range.
  • the upper limit of the dimming range of the light source having a strong light intensity among the red light source, the green light source, and the blue light source is smaller than the upper limit of the dimming range of the light source having a weak light intensity.
  • the width of the dimming range for each light source can be made uniform, so that the light amount resolution for each light source can be made uniform by making the number of gradations for adjusting the light amount of each light source the same.
  • the light source may be an LED.
  • the upper limit of the dimming range of the light source having the weakest light amount among the red light source, the green light source, and the blue light source is 100%, which is different from the light source having the weakest light amount.
  • the upper limit of the dimming range of the light source of the above may be smaller than 100%.
  • a plurality of the red light source, the green light source, and the blue light source are provided on the same plane so as to be able to irradiate light toward an object from the same direction as the optical axis of the lens of the camera.
  • One of the red light source, the green light source, and the blue light source having the weakest light intensity may be arranged at the center of the arrangement.
  • the lighting controller inputs a lighting command for each light source from the control device of the substrate working machine, and inputs the lighting command among the red light source, the green light source, and the blue light source.
  • a lighting command is input so that the light sources corresponding to the above are turned on and three or more light sources are turned on at the same time, an error may be output without executing the lighting control. In this way, even if a lighting command is input to three or more light sources due to some abnormality, it can be appropriately dealt with by a simple process.
  • an imaging device including the lighting unit is provided to perform work on the substrate and the imaging device. It may be in the form of a substrate working machine that inspects based on the captured image of the object imaged by.
  • the present invention can be used in the manufacturing industry of lighting units and anti-board working machines.

Abstract

照明ユニットは、基板に対して作業を行なう対基板作業機に搭載される単色カメラの撮像範囲を照明するものであり、赤色を発光する赤色光源と、緑色を発光する緑色光源と、青色を発光する青色光源と、赤色光源と緑色光源と青色光源の各光量をそれぞれ独立して所定の調光範囲内で同数の階調数により調整可能な照明コントローラと、を備える。赤色光源と緑色光源と青色光源とのうち光量の強い光源の調光範囲の上限は、光量の弱い光源の調光範囲の上限よりも小さい。

Description

照明ユニット
　本明細書は、照明ユニットについて開示する。
　従来より、基板に対して作業を行なう対基板作業機が知られている。例えば、特許文献１には、対基板作業機として、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に移動する部品吸着用のヘッドと、ヘッドに設けられ基板を撮像するカメラと、基板に光を照射する照明装置と、を備える部品実装機が開示されている。
特開平１１－４０９８３号公報
　ところで、こうした対基板作業機に搭載されるカメラの撮像範囲を照明する照明装置として、Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の各色光源を備えるものがある。対基板作業機は、照明装置で各色光源をそれぞれ個別に点灯させて対象物に照明を当て、当該対象物を各色光源の光でそれぞれ撮像することにより、対象物の撮像画像として３つの単色画像を得る。そして、対基板作業機は、３つの単色画像から最適な画像を選択したり、３つの単色画像からカラーの合成画像を作成したりすることで、撮像画像を用いた対象物の認識処理(画像処理）を精度良く行なうことが可能である。しかしながら、各色光源の最大光量にバラツキが生じていると、各色光源の光量分解能もそれぞれ異なったものとなるため、各色光源を点灯させる際に調光しても、色ごとの光量にムラが生じるおそれがある。このような照明装置により照明された対象物をカメラで撮像し、得られた撮像画像を用いて画像認識処理を行なっても、十分な認識精度を確保することができない。
　本開示は、色ごとの光量にムラが少なく、且つ、必要な明るさの光を容易に得ることができる照明ユニットを提供することを主目的とする。
　本開示は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
　本開示の照明ユニットは、
　基板に対して作業を行なう対基板作業機に搭載される単色カメラの撮像範囲を照明する照明ユニットであって、
　赤色を発光する赤色光源と、
　緑色を発光する緑色光源と、
　青色を発光する青色光源と、
　前記赤色光源と前記緑色光源と前記青色光源の各光量をそれぞれ独立して所定の調光範囲内で同数の階調数により調整可能な照明コントローラと、
　を備え、
　前記赤色光源と前記緑色光源と前記青色光源とのうち光量の強い光源の調光範囲の上限は、光量の弱い光源の調光範囲の上限よりも小さい、
　ことを要旨とする。
　この本開示の照明ユニットは、赤色光源と緑色光源と青色光源の各光量をそれぞれ独立して所定の調光範囲内で同数の階調数により調整可能な照明用コントローラを備える。赤色光源と緑色光源と青色光源とのうち光量の強い光源の調光範囲の上限は、光量の弱い光源の調光範囲の上限よりも小さい。これにより、光源ごとの調光範囲の幅を均一化することができるため、各光源の光量調整の階調数を同数とすることで、光源ごとの光量分解能を均一化することができる。この結果、色ごとの光量にムラが少なく、且つ、必要な明るさの光を容易に得ることができる照明ユニットとすることができる。ここで、光源は、ＬＥＤであるものとしてもよい。
部品実装機１０の構成の概略を示す構成図である。 マークカメラ５０の構成の概略を示す構成図である。 落射光源５３のＡ視図である。 側射光源５５のＢ視図である。 部品実装機１０の制御に関わる構成を示すブロック図である。 照明処理の一例を示すフローチャートである。 各ＬＥＤの最大光量を示す説明図である。 各ＬＥＤの調光範囲の上限を示す説明図である。
　次に、本開示の発明を実施するための形態について説明する。
　図１は、部品実装機１０の構成の概略を示す構成図である。図２は、マークカメラ５０の構成の概略を示す構成図である。図３は、落射光源５３のＡ視図である。図４は、側射光源５５のＢ視図である。図５は、部品実装機１０の制御に関わる構成を示すブロック図である。なお、図１の左右方向がＸ軸方向であり、前（手前）後（奥）方向がＹ軸方向であり、上下方向がＺ軸方向である。
　部品実装機１０は、図１に示すように、基板Ｓを搬送する基板搬送装置２２と、吸着ノズル４５で部品を吸着して基板Ｓに実装するヘッド４０と、ヘッド４０をＸ軸方向およびＹ軸方向に移動させるヘッド移動装置３０と、基板Ｓを撮像するマークカメラ５０と、ヘッド４０に部品を供給するフィーダ７０と、を備える。これらは、基台１１上に設置される筐体１２に収容されている。また、部品実装機１０は、これらの他に、ヘッド４０に吸着した部品を撮像するパーツカメラ２３や、交換用の吸着ノズル４５を収容するノズルステーション２４なども備えている。部品実装機１０は、基板搬送方向（Ｘ軸方向）に複数台並べて配置されて、生産ラインを構成する。
　基板搬送装置２２は、基台１１に設置されている。基板搬送装置２２は、Ｙ軸方向に間隔を空けて配置される一対のコンベアレールを備え、一対のコンベアレールを駆動することにより基板Ｓを図１の左から右（基板搬送方向）へと搬送する。
　ヘッド移動装置３０は、図１に示すように、一対のＸ軸ガイドレール３１と、Ｘ軸スライダ３２と、Ｘ軸アクチュエータ３３（図５参照）と、一対のＹ軸ガイドレール３５と、Ｙ軸スライダ３６と、Ｙ軸アクチュエータ３７（図５参照）と、を備える。一対のＹ軸ガイドレール３５は、Ｙ軸方向に互いに平行に延在するように筐体１２の上段に設置される。Ｙ軸スライダ３６は、一対のＹ軸ガイドレール３５に架け渡され、Ｙ軸アクチュエータ３７の駆動によりＹ軸ガイドレール３５に沿ってＹ軸方向に移動する。一対のＸ軸ガイドレール３１は、Ｘ軸方向に互いに平行に延在するようにＹ軸スライダ３６の前面に設置される。Ｘ軸スライダ３２は、一対のＸ軸ガイドレール３１に架け渡され、Ｘ軸アクチュエータ３３の駆動によりＸ軸ガイドレール３１に沿ってＸ軸方向に移動する。Ｘ軸スライダ３２にはヘッド４０が取り付けられており、ヘッド移動装置３０は、Ｘ軸スライダ３２とＹ軸スライダ３６とを移動させることで、ヘッド４０をＸ軸方向とＹ軸方向とに移動させる。
　ヘッド４０は、吸着ノズル４５をＺ軸（上下）方向に移動させるＺ軸アクチュエータ４１（図３参照）と、吸着ノズル４５をＺ軸周りに回転させるθ軸アクチュエータ４２（図３参照）とを備える。ヘッド４０は、吸着ノズル４５の吸引口に負圧源を連通させることで、吸引口に負圧を作用させて部品を吸着することができる。また、ヘッド４０は、吸着ノズル４５の吸引口に正圧源を連通させることで、吸引口に正圧を作用させて部品の吸着を解除することができる。なお、ヘッド４０は、単一の吸着ノズル４５を備えたヘッドであってもよいし、円柱状のヘッド本体の外周に沿って等間隔に複数の吸着ノズル４５を備えたロータリヘッドであってもよい。また、部品を保持するための部材として、吸着ノズル４５に代えて、メカニカルチャックや電磁石を用いるものとしてもよい。
　パーツカメラ２３は、基台１１上に設置されている。パーツカメラ２３は、吸着ノズル４５に吸着させた部品がパーツカメラ２３の上方を通過する際、当該部品を下方から撮像して撮像画像を生成し、生成した撮像画像を制御装置６０へ出力する。
　マークカメラ５０は、Ｘ軸スライダ３２に取り付けられ、ヘッド移動装置３０によってヘッド４０と共にＸ軸方向とＹ軸方向とに移動する。マークカメラ５０は、撮像対象物を上方から撮像して撮像画像を生成し、生成した撮像画像を制御装置６０へ出力する。マークカメラ５０の撮像対象物としては、フィーダ７０により送り出されるテープ７２に保持されている部品、基板Ｓに付されたマーク、基板Ｓに実装された後の部品、基板Ｓの回路配線に印刷された半田などが挙げられる。
　マークカメラ５０は、図２に示すように、本開示の照明ユニットとしての照明装置５１と、カメラ本体５８とを備える。照明装置５１は、ハウジング５２と、落射光源５３と、ハーフミラー５４と、側射光源５５と、照明コントローラ５７（図５参照）と、を有する。ハウジング５２は、下面に開口する円筒状の部材であり、カメラ本体５８の下方に取り付けられている。落射光源５３は、ハウジング５２の内側の側面に設けられている。落射光源５３は、図３に示すように、Ｒ（レッド）の単色光を発光する赤色ＬＥＤ５３ａとＧ（グリーン）の単色光を発光する緑色ＬＥＤ５３ｂとＢ（ブルー）の単色光を発光する青色ＬＥＤ５３ｃとが四角形状の支持板５３ｄ上にそれぞれ同数又はほぼ同数配置されたものである。各ＬＥＤ５３ａ～５３ｃは、中央に発光素子が配置された四角形状のベースに、その発光素子を覆うように半球面のレンズが取り付けられたものである。本実施形態では、図３に示すように、青色ＬＥＤ５３ｃの一つは、配置の中心に位置している。これは、青色ＬＥＤ５３ｃは、他の赤色ＬＥＤ５３ａや緑色ＬＥＤ５３ｂに比して光量が弱いためである。青色ＬＥＤ５３ｃの一つを配置の中心に位置することで、対象物に照明を当てる際の光量不足をカバーし、色ごとの光量のバラツキを抑制することができる。ハーフミラー５４は、ハウジング５２の内側に斜めになるように設けられている。ハーフミラー５４は、落射光源５３の各ＬＥＤ５３ａ，５３ｂ，５３ｃからの水平方向の光を下方に反射する。また、ハーフミラー５４は、下方からの光をカメラ本体５８に向けて透過する。側射光源５５は、ハウジング５２の下方開口付近に水平になるように設けられている。側射光源５５は、図４に示すように、赤色ＬＥＤ５５ａと緑色ＬＥＤ５５ｂと青色ＬＥＤ５５ｃとがリング状の支持板５５ｄ上にそれぞれ同数又はほぼ同数配置されたものであり、下向きに光を照射する。各ＬＥＤ５５ａ～５５ｃは、中央に発光素子が配置された四角形状のベースに、その発光素子を覆うように半球面のレンズが取り付けられたものである。ハウジング５２のうち側射光源５５の下方には、拡散板５６が設けられている。落射光源５３及び側射光源５５から発せられた光は、最終的にはこの拡散板５６で拡散されたあと対象物に照射される。照明コントローラ５７は、例えば、落射光源５３の各ＬＥＤ５３ａ～５３ｃと側射光源５５の各ＬＥＤ５５ａ～５５ｃとに対してそれぞれ独立したスイッチング素子を有し、パルス幅変調（ＰＷＭ）を用いてスイッチング素子をスイッチング制御することにより各ＬＥＤを独立して所定階調に調光可能なコントローラである。本実施形態では、照明コントローラ５７は、ＰＷＭのデューティ比を２５６段階に調整することで、各ＬＥＤの光量を２５６階調に調整することができる。カメラ本体５８は、受光した光に基づいて単色の撮像画像を生成する単色カメラである。このカメラ本体５８は、図示しないレンズなどの光学系及びモノクロ撮像素子（例えばモノクロＣＣＤ）を備えている。落射光源５３及び側射光源５５から発せられ対象物で反射した後の光がハーフミラー５４を透過してカメラ本体５８に到達すると、カメラ本体５８はこの光を受光して撮像画像を生成する。
　なお、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色の波長領域は、特に限定されるものではないが、例えば、Ｒを５９０－７８０ｎｍ、Ｇを４９０－５７０ｎｍ、Ｂを４００－４９０ｎｍとしてもよい。
　フィーダ７０は、テープ７２が巻回されたリール７１と、リール７１からテープ７２を巻きほどいて部品供給位置７４ａへ送るテープ送り機構と、を備える。テープ７２の表面には、テープ７２の長手方向に沿って等間隔に複数の収容凹部７３が設けられている。各収容凹部７３には、部品が収容されている。これらの部品は、テープ７２の表面を覆うフィルムによって保護されている。テープ７２は、部品供給位置７４ａ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。部品供給位置７４ａに送り出された部品は、吸着ノズル４５によって吸着される。
　制御装置６０は、図５に示すように、ＣＰＵ６１を中心としたマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ６１の他に、ＲＯＭ６２と、ＨＤＤ６３と、ＲＡＭ６４と、入出力インタフェース６５とを備える。これらは、バス６６を介して電気的に接続されている。制御装置６０には、マークカメラ５０からの画像信号やパーツカメラ２３からの画像信号などが入出力インタフェース６５を介して入力されている。一方、制御装置６０からは、基板搬送装置２２への制御信号やＸ軸アクチュエータ３３への駆動信号、Ｙ軸アクチュエータ３７への駆動信号、Ｚ軸アクチュエータ４１への駆動信号、θ軸アクチュエータ４２への駆動信号、パーツカメラ２３への制御信号、マークカメラ５０への制御信号、フィーダ７０への制御信号などが入出力インタフェース６５を介して出力されている。
　次に、こうして構成された本実施形態の部品実装機１０の動作について説明する。まず、図示しない管理装置から受信した生産スケジュールに従って部品実装機１０が基板Ｓに対して行なう部品実装処理について説明する。部品実装機１０の制御装置６０のＣＰＵ６１は、まず、実装対象の部品を供給するフィーダ７０の部品供給位置７４ａの上方に吸着ノズル４５が来るようにヘッド移動装置３０を制御する。続いて、ＣＰＵ６１は、吸着ノズル４５に部品が吸着されるようヘッド４０を制御する吸着動作を行なう。吸着動作は、具体的には、吸着ノズル４５の先端（吸引口）が部品に当接するまで吸着ノズル４５が下降するようＺ軸アクチュエータ４１を駆動制御し、吸着ノズル４５の吸引口に負圧を作用させることにより行なう。そして、ＣＰＵ６１は、吸着ノズル４５に吸着された部品がパーツカメラ２３の上方へ来るようヘッド移動装置３０を制御した後、当該部品を撮像するようパーツカメラ２３を制御し、得られた撮像画像に基づいて部品の姿勢を認識する。次に、ＣＰＵ６１は、認識した部品の姿勢に基づいて吸着ずれ量を算出し、算出した吸着ずれ量に基づいて実装位置を補正すると共に吸着ノズル４５に吸着された部品が基板Ｓの実装位置の上方に来るようにヘッド移動装置３０を制御する。そして、ＣＰＵ６１は、部品が実装位置に実装されるようヘッド４０を制御する実装動作を行なう。実装動作は、具体的には、吸着ノズル４５に吸着された部品が基板Ｓに当接するまで吸着ノズル４５が下降するようＺ軸アクチュエータ４１を駆動制御し、吸着ノズル４５の吸引口に正圧を作用させることにより行なう。ＣＰＵ６１は、こうした部品実装処理を繰り返し実行することにより、基板Ｓ上に予め定められた数・種類の部品を実装する。本実施形態では、複数台の部品実装機１０が基板搬送方向に並んで生産ラインが構成される。このため、基板Ｓが生産ラインの最上流の部品実装機１０から最下流の部品実装機１０まで搬送されると、基板Ｓ上には、予め定められた全ての部品が実装されるようになっている。
　また、本実施形態では、部品実装機１０は、部品を基板Ｓに実装すると、当該基板Ｓをマークカメラ５０で撮像し、得られた撮像画像に基づいて基板Ｓに部品が正常に実装されているか否かの実装検査を行なう。実装検査は、例えば、撮像画像において部品を認識する画像処理を行ない、部品の認識が成功したときには部品が正常に実装されたと判定し、部品の認識が失敗したときには部品が正常に実装されなかったと判定することにより行なわれてもよい。また、実装検査は、部品の認識結果から基板に対する部品の実装ずれ量（位置ずれ量や回転ずれ量）を算出し、算出した実装ずれ量が許容範囲内であるときには部品が正常に実装されたと判定し、算出した実装ずれ量が許容範囲を超えているときには部品が正常に実装されなかったと判定することにより行なわれてもよい。基板Ｓの撮像は、部品実装機１０の制御装置６０が照明装置５１の照明コントローラ５７に点灯指令を送信し、照明コントローラ５７が受信した点灯指令に従って対応するＬＥＤを点灯させると共にカメラ本体５８が受光した光を光電変換して撮像画像を生成することにより行なわれる。
　次に、点灯指令を受信した照明コントローラ５７の動作について説明する。図６は、照明コントローラ５７により実行される照明処理の一例を示すフローチャートである。照明コントローラ５７は、まず、落射光源５３の各ＬＥＤ５３ａ～５３ｃの要求光量（Ｑｒ１，Ｑｇ１，Ｑｂ１）および側射光源５５の各ＬＥＤ５５ａ～５５ｃの要求光量（Ｑｒ２，Ｑｇ２，Ｑｂ２）を入力する（ステップＳ１００）。ここで、要求光量の入力は、撮像対象や撮像条件に応じて予め定められたものを部品実装機１０の制御装置６０から入力することにより行なわれる。
　続いて、照明コントローラ５７は、入力した要求光量Ｑｒ１，Ｑｇ１，Ｑｂ１，Ｑｒ２，Ｑｇ２，Ｑｂ２のうち３つ以上で値０よりも大きいか否か、すなわち各ＬＥＤ５３ａ～５３ｃ，５５ａ～５５ｂのうち３つ以上のＬＥＤに点灯が指示されているか否かを判定する（ステップＳ１１０）。照明コントローラ５７は、ステップＳ１１０で肯定的な判定がなされた場合には、ＬＥＤの点灯を行なうことなく、部品実装機１０の制御装置６０へエラーを出力して（ステップＳ２５０）、本処理を終了する。本実施形態では、供給電流の制約から３系統以上の同時点灯が許容されていない。このため、照明コントローラ５７は、部品実装機１０の制御装置６０から何らかの異常により３つ以上のＬＥＤの同時点灯が指示されたときには、ＬＥＤを点灯させることなくエラーを返すことで、誤点灯を防止している。
　照明コントローラ５７は、ステップＳ１１０において否定的な判定がなされると、落射光源５３の赤色ＬＥＤ５３ａの要求光量Ｑｒ１が値０よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ１２０）。照明コントローラ５７は、要求光量Ｑｒ１が値０よりも大きくないと判定すると、ステップＳ１４０に進み、要求光量Ｑｒ１が値０よりも大きいと判定すると、赤色ＬＥＤ５３ａの目標光量Ｑｒ１＊を設定して（ステップＳ１３０）、ステップＳ１４０に進む。目標光量Ｑｒ１＊の設定は、要求光量Ｑｒ１に値０よりも大きく且つ値１よりも小さい調整係数αを乗じたものを設定することにより行なわれる。調整係数αの詳細については後述する。
　続いて、照明コントローラ５７は、落射光源５３の緑色ＬＥＤ５３ｂの要求光量Ｑｇ１が値０よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ１４０）。照明コントローラ５７は、要求光量Ｑｇ１が値０よりも大きくないと判定すると、ステップＳ１６０に進み、要求光量Ｑｇ１が値０よりも大きいと判定すると、緑色ＬＥＤ５３ｂの目標光量Ｑｇ１＊を設定して（ステップＳ１５０）、ステップＳ１６０に進む。目標光量Ｑｇ１＊の設定は、要求光量Ｑｇ１に値０よりも大きく且つ値１よりも小さい調整係数βを乗じたものを設定することにより行なわれる。調整係数βの詳細については後述する。
　そして、照明コントローラ５７は、落射光源５３の青色ＬＥＤ５３ｃの要求光量Ｑｂ１が値０よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ１６０）。照明コントローラ５７は、要求光量Ｑｂ１が値０よりも大きくないと判定すると、ステップＳ１８０に進み、要求光量Ｑｂ１が値０よりも大きいと判定すると、青色ＬＥＤ５３ｃの目標光量Ｑｂ１＊を設定して（ステップＳ１７０）、ステップＳ１８０に進む。目標光量Ｑｂ１＊の設定は、要求光量Ｑｂ１をそのまま設定することにより行なわれる。
　次に、照明コントローラ５７は、側射光源５５の赤色ＬＥＤ５５ａの要求光量Ｑｒ２が値０よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ１８０）。照明コントローラ５７は、要求光量Ｑｒ２が値０よりも大きくないと判定すると、ステップＳ２００に進み、要求光量Ｑｒ２が値０よりも大きいと判定すると、赤色ＬＥＤ５５ａの目標光量Ｑｒ２＊を設定して（ステップＳ１９０）、ステップＳ２００に進む。目標光量Ｑｒ１＊の設定は、要求光量Ｑｒ２に調整係数αを乗じたものを設定することにより行なわれる。
　続いて、照明コントローラ５７は、側射光源５５の緑色ＬＥＤ５５ｂの要求光量Ｑｇ２が値０よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ２００）。照明コントローラ５７は、要求光量Ｑｇ２が値０よりも大きくないと判定すると、ステップＳ２２０に進み、要求光量Ｑｇ２が値０よりも大きいと判定すると、緑色ＬＥＤ５５ｂの目標光量Ｑｇ２＊を設定して（ステップＳ２１０）、ステップＳ２２０に進む。目標光量Ｑｇ２＊の設定は、要求光量Ｑｇ２に上記調整係数βを乗じたものを設定することにより行なわれる。
　そして、照明コントローラ５７は、側射光源５５の青色ＬＥＤ５５ｃの要求光量Ｑｂ２が値０よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ２２０）。照明コントローラ５７は、要求光量Ｑｂ２が値０よりも大きくないと判定すると、ステップＳ２４０に進み、要求光量Ｑｂ２が値０よりも大きいと判定すると、青色ＬＥＤ５５ｃの目標光量Ｑｂ２＊を設定して（ステップＳ２３０）、ステップＳ２４０に進む。目標光量Ｑｂ２＊の設定は、要求光量Ｑｂ２をそのまま設定することにより行なわれる。
　図７は、各ＬＥＤの最大光量を示す説明図である。図８は、各ＬＥＤの調光範囲の上限を示す説明図である。図７に示すように、本実施形態では、落射光源５３および側射光源５５の各ＬＥＤ５３ａ～５３ｃ，５５ａ～５５ｃのうち赤色ＬＥＤ５３ａ，５５ａの最大光量が最も大きく、青色ＬＥＤ５３ｃ，５５ｃの最大光量が最も小さい。このため、各ＬＥＤ５３ａ～５３ｃ，５５ａ～５５ｃの光量の階調数をいずれも同一とすると共に調光範囲の上限をいずれも１００％とすると、色ごとの光量分解能にバラツキが生じ、色によっては必要な明るさの光が得られないおそれがある。そこで、本実施形態では、調光範囲の上限において各ＬＥＤ５３ａ～５３ｃ，５５ａ～５５ｃから放出される光量が同一となるように、各ＬＥＤのうち光量が強いＬＥＤ（赤色ＬＥＤ５３ａ，５５ａや緑色ＬＥＤ５３ｂ，５５ｂ）の調光範囲の上限が制限されている。すなわち、青色ＬＥＤ５３ｃ，５５ｃの目標光量Ｑｂ１＊，Ｑｂ２＊には、要求光量Ｑｂ１，Ｑｂ２がそのまま設定される。このため、図８に示すように、青色ＬＥＤ５３ｃ，５５ｃの調光範囲の上限は、１００％となる。また、赤色ＬＥＤ５３ａ，５５ａの目標光量Ｑｒ１＊，Ｑｒ２＊には、要求光量Ｑｒ１，Ｑｒ２に値０よりも大きく値１よりも小さい調整係数αを乗じたものが設定される。緑色ＬＥＤ５３ｂ，５５ｂの目標光量Ｑｇ１＊，Ｑｇ２＊には、要求光量Ｑｇ１，Ｑｇ２に値０よりも大きく値１よりも小さい調整係数βを乗じたものが設定される。このため、図８に示すように、赤色ＬＥＤ５３ａ，５５ａや緑色ＬＥＤ５３ｂ，５５ｂの調光範囲の上限は、調整係数α，βによって１００％よりも小さな値に制限される。これにより、光源ごとの調光範囲の幅を均一化することができるため、各光源の光量調整の階調数を同数とすることで、光源ごとの光量分解能を均一化することができる。この結果、色ごとの光量にムラが少なく、且つ、必要な明るさの光を容易に得ることができる。
　こうして各ＬＥＤ５３ａ～５３ｃ，５５ａ～５５ｃの目標光量Ｑｒ１＊，Ｑｇ１＊，Ｑｂ１＊，Ｑｒ２＊，Ｑｇ２＊，Ｑｂ２＊のいずれかを設定すると、設定した目標光量で対応するＬＥＤが点灯するよう点灯制御（ＰＷＭ制御）を行なって（ステップＳ２４０）、本処理を終了する。
　ここで、実施形態の主要な要素と発明の開示の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。即ち、マークカメラ５０が撮像装置に相当し、制御装置６０が画像処理装置に相当する。
　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、本開示の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、対象物を基板Ｓとしたが、対象物をフィーダ７０のテープ７２の収容凹部７３に収容された部品として照明装置５１による照明を行なうものとしてもよい。また、部品実装機１０の部品供給装置として、フィーダ７０に代えて、トレイに部品を載せて供給するトレイユニットを採用してもよく、この場合、対象物をトレイに載置された部品として照明装置５１による照明を行なうものとしてもよい。
　また、上述した実施形態では、対基板作業機として部品実装機１０を例示したが、特にこれに限定されるものではなく、例えば複数の部品実装機１０が並ぶ生産ラインの上流に配置される印刷機であってもよい。印刷機は、部品を実装する前の基板の回路配線に半田を印刷（塗布）する機器である。この場合、対象物を半田として照明装置５１による照明を行なうものとしてもよい。
　また、上述した実施形態では、照明装置５１は、落射光源５３と側射光源５５とを備えるものとしたが、いずれか一方の光源のみを備えるものとしてもよい。
　以上説明したように、本開示の照明ユニットは、基板に対して作業を行なう対基板作業機に搭載される単色カメラの撮像範囲を照明する照明ユニットであって、赤色を発光する赤色光源と、緑色を発光する緑色光源と、青色を発光する青色光源と、前記赤色光源と前記緑色光源と前記青色光源の各光量をそれぞれ独立して所定の調光範囲内で同数の階調数により調整可能な照明コントローラと、を備え、前記赤色光源と前記緑色光源と前記青色光源とのうち光量の強い光源の調光範囲の上限は、光量の弱い光源の調光範囲の上限よりも小さいことを要旨とする。
　この本開示の照明ユニットは、赤色光源と緑色光源と青色光源の各光量をそれぞれ独立して所定の調光範囲内で同数の階調数により調整可能な照明用コントローラを備える。赤色光源と緑色光源と青色光源とのうち光量の強い光源の調光範囲の上限は、光量の弱い光源の調光範囲の上限よりも小さい。これにより、光源ごとの調光範囲の幅を均一化することができるため、各光源の光量調整の階調数を同数とすることで、光源ごとの光量分解能を均一化することができる。この結果、色ごとの光量にムラが少なく、且つ、必要な明るさの光を容易に得ることができる照明ユニットとすることができる。ここで、光源は、ＬＥＤであるものとしてもよい。
　こうした本開示の照明ユニットにおいて、前記赤色光源と前記緑色光源と前記青色光源とのうち光量が最も弱い光源の調光範囲の上限は、１００％であり、前記光量が最も弱い光源とは異なる他の光源の調光範囲の上限は、１００％よりも小さいものとしてもよい。光量の最も弱い光源の調光範囲の上限を１００％とし、当該光源の最大光量に合わせて他の光源の調光範囲の上限を定めることで、色ごとの光量のムラを少なくしつつ、光源の性能を十分に発揮させることができる。
　また、本開示の照明ユニットにおいて、前記赤色光源と前記緑色光源と前記青色光源は、前記カメラのレンズの光軸と同じ方向から対象物に向かって光を照射可能に同一平面上に複数個ずつ配置され、前記赤色光源と前記緑色光源と前記青色光源とのうち光量の最も弱い光源の一つは、配置の中心部に設けられているものとしてもよい。光量の最も弱い光源の一つを配置の中心に位置することで、対象物に照明を当てる際の光量不足をカバーし、色ごとの照明のバラツキを抑制することができる。
　さらに、本開示の照明ユニットにおいて、前記照明コントローラは、前記対基板作業機の制御装置から光源ごとの点灯指令を入力し、前記赤色光源と前記緑色光源と前記青色光源とのうち入力した点灯指令に対応する光源が点灯するよう点灯制御し、３つ以上の光源を同時に点灯する点灯指令を入力すると、前記点灯制御を実行することなくエラーを出力するものとしてもよい。こうすれば、何らかの異常により３つ以上の光源に対して点灯指令が入力されても、簡易な処理によって適切に対応することができる。
　なお、本開示は、対基板作業機に搭載される単色カメラの撮像範囲を照明する照明ユニットの形態として説明したが、照明ユニットを含む撮像装置を備え、基板に対して作業を行なうと共に撮像装置により撮像された対象物の撮像画像に基づいて検査を行なう対基板作業機の形態としてもよい。
　本発明は、照明ユニットや対基板作業機の製造産業などに利用可能である。
　１０　部品実装機、１１　筐体、２２　基板搬送装置、２３　パーツカメラ、２４　ノズルステーション、３０　ヘッド移動装置、３１　Ｘ軸ガイドレール、３２　Ｘ軸スライダ、３３　Ｘ軸アクチュエータ、３５　Ｙ軸ガイドレール、３６　Ｙ軸スライダ、３７　Ｙ軸アクチュエータ、４０　ヘッド、４１　Ｚ軸アクチュエータ、４２　θ軸アクチュエータ、４５　吸着ノズル４５、５０　マークカメラ、５１　照明装置、５２　ハウジング、５３　落射光源、５３ａ　赤色ＬＥＤ、５３ｂ　緑色ＬＥＤ、５３ｃ　青色ＬＥＤ、５３ｄ　支持板、５４　ハーフミラー、５５　側射光源、５５ａ　赤色ＬＥＤ、５５ｂ　緑色ＬＥＤ、５５ｃ　青色ＬＥＤ、５５ｄ　支持板、５６　拡散板、５７　照明コントローラ、５８　カメラ本体、６０　制御装置、６１　ＣＰＵ、６２　ＲＯＭ、６３　ＨＤＤ、６４　ＲＡＭ、６５　入出力インタフェース、６６　バス、７０　フィーダ、７１　リール、７２　テープ、７３　収容凹部、Ｓ　基板。

Claims (4)

  1. 　基板に対して作業を行なう対基板作業機に搭載される単色カメラの撮像範囲を照明する照明ユニットであって、
    　赤色を発光する赤色光源と、
    　緑色を発光する緑色光源と、
    　青色を発光する青色光源と、
    　前記赤色光源と前記緑色光源と前記青色光源の各光量をそれぞれ独立して所定の調光範囲内で同数の階調数により調整可能な照明コントローラと、
    　を備え、
    　前記赤色光源と前記緑色光源と前記青色光源とのうち光量の強い光源の調光範囲の上限は、光量の弱い光源の調光範囲の上限よりも小さい、
    　照明ユニット。
  2. 　請求項１に記載の照明ユニットであって、
    　前記赤色光源と前記緑色光源と前記青色光源とのうち光量が最も弱い光源の調光範囲の上限は、１００％であり、
    　前記光量が最も弱い光源とは異なる他の光源の調光範囲の上限は、１００％よりも小さい、
    　照明ユニット。
  3. 　請求項１または２に記載の照明ユニットであって、
    　前記赤色光源と前記緑色光源と前記青色光源は、前記カメラのレンズの光軸と同じ方向から対象物に向かって光を照射可能に同一平面上に複数個ずつ配置され、
    　前記赤色光源と前記緑色光源と前記青色光源とのうち光量の最も弱い光源の一つは、配置の中心部に設けられている、
    　照明ユニット。
  4. 　請求項１ないし３いずれか１項に記載の照明ユニットであって、
    　前記照明コントローラは、前記対基板作業機の制御装置から光源ごとの点灯指令を入力し、前記赤色光源と前記緑色光源と前記青色光源とのうち入力した点灯指令に対応する光源が点灯するよう点灯制御し、３つ以上の光源を同時に点灯する点灯指令を入力すると、前記点灯制御を実行することなくエラーを出力する、
    　照明ユニット。
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