JP2005337725A - 撮像装置用照明装置、表面実装機および部品検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】被撮像面が鏡面や鏡面に近い状態でもカメラから見て被撮像面に明暗が生じることがないように被撮像面を照らすことができるようにする。
【解決手段】カメラ２３の光軸Ｃ上に設けられたハーフミラー２９によって光軸Ｃと平行な光を実装用部品９に照射する同軸照明装置２４を備える。前記光軸Ｃの周囲に配設されたＬＥＤ３４，３６によって光を前記実装用部品９に斜めに照射するメイン照明装置２５を備える。前記同軸照明装置２４からの光が照射された実装用部品９の照度と、前記メイン照明装置２５からの光が照射された実装用部品９の照度との差が小さくなるようにメイン照明装置２５の光量を低下させる光量変更手段３７を備えた。
【選択図】 図３

Description

本発明は、例えばプリント配線板に実装される電子部品のリードや電極端子に撮像時にカメラ側から光を照射する撮像装置用照明装置、表面実装機および部品検査装置に関するものである。

従来、例えば電子部品をプリント配線板に実装する表面実装機は、前記実装部品を吸着ノズルによって吸着して部品供給部からプリント配線板上の実装位置に移載する構成が採られている。前記移載時に実装用部品（電子部品）は、撮像装置によって下方から撮像され、画像処理によって端子やリードの位置、欠損の有無などが検出される。前記撮像装置は、撮像時に前記実装用部品に下方から光を照射する照明装置を備えている。

従来のこの種の撮像装置用照明装置としては、例えば特許文献１に開示されているものがある。この特許文献１に示された照明装置は、部品認識装置のカメラの光軸を囲むように配設された複数のＬＥＤによって実装用部品にカメラ側から光を照射する第１の照明装置と、前記実装用部品に側方から光を照射するＬＥＤを有する第２の照明装置とを備えている。これらの第１の照明装置と第２の照明装置は、実装用部品の種類に応じて使い分けられている。しかし、これらの照明装置は、実装用部品を真下から照らすことはできない。

カメラの光軸と平行な光を照射することができる照明装置としては、例えば特許文献２に開示されたものがある。この特許文献２に示されている撮像装置は、プリント配線板に設けられた位置決め用マークや回路パターンなどの被撮像物をプリント配線板の上方からカメラによって撮像するもので、前記カメラの下端部に照明装置が取付けられている。

前記照明装置は、前記カメラとプリント配線板との間にカメラの光軸上に位置するように配設されたハーフミラーと、このハーフミラーの側方に配設され、前記ハーフミラーを使用して前記被撮像物に光を照射する第１の光源と、前記ハーフミラーの下方に前記光軸を囲むように配設されて下方に光を照射する第２の光源と、この第２の光源の下方に配設されたプリズムなどによって構成されている。これらの各構成部材は、一つの筐体内に収納され、それぞれ前記筐体に支持されている。

前記第１および第２の光源は、それぞれ複数のＬＥＤによって構成されている。前記第１の光源を構成するＬＥＤは、リードが筐体の側壁に貫通させて実装され、前記第２の光源を構成するＬＥＤは、筐体内を水平方向に延びる光源用基板の下面に実装されている。前記プリズムは、前記第２の光源の光を被撮像物に集めるためのもので、環状に形成されてカメラの光軸と同一軸線上に配設されている。

このように構成された照明装置において、前記第１の光源からの光は、ハーフミラーによって反射して被撮像物にカメラの光軸に沿って照射され、前記第２の光源からの光は、前記プリズムによって屈折されて被撮像物に斜め上方から照射される。前記カメラは、これらのＬＥＤから照射されて被撮像物で反射した反射光を受光することによって被撮像物を撮像する。このとき、従来の照明装置を装備した撮像装置装置は、被撮像物の色と、この被撮像物に隣接するプリント配線板の表面の色とが似ている場合や、被撮像物の表面が例えば鏡面になるように形成されていて光を反射し易い場合には、カメラによって被撮像物が撮像し難くなることがある。

このような場合、従来の照明装置は、カメラに明瞭な画像が撮像されるように、前記第１の光源と第２の光源のいずれか一方を発光させたり、または、両方を発光させたりすることによって被撮像物に照射される光量を増減する構成が採られていた。
なお、本出願人は、本明細書に記載した先行技術文献情報で特定される先行技術文献以外には、本発明に密接に関連する先行技術文献を出願時までに見付け出すことはできなかった。
特開２０００−２０８９９８号公報（図１） 特開平４−１２２８４０号公報（第２−３頁、第１図）

しかしながら、上述した従来の撮像装置用照明装置は、被撮像物の表面（撮像面）が鏡面または鏡面に近い状態の場合には、第１の光源と第２の光源の発光・消灯を切換えたり両方の光源を発光させたりしても、必ずしもカメラによって正しく撮像されるように被撮像物を照らすことはできなかった。これは、第１の光源からの光は、ハーフミラーを通るために光量が減少することが原因であると考えられる。すなわち、被撮像物で反射してカメラに入射される光のうち、第１の光源からの光の光量が第２の光源からの光の光量より少なくなるから、カメラによって撮像された被撮像物の画像には暗い部分と明るい部分とが生じるようになる。

このような現象は、リードが半田めっきをされた電子部品を撮像する場合に顕著に現れる。例えば、半田めっきをされたリードは、その性質上、断面が略円形状になり、かつ表面状態が鏡面のように高い反射率をもつことが多い。このため、このリードをカメラによって撮像すると、第１の光源の光がリード中央で正反射し、かつ相対的に明るい第２の光源の光がリード両端部で正反射するため、画像としては１本のリードが細い２本のリードとして撮像されるおそれがある。なお、これを均一にするために、第２の光源の光量を第１の光源の光量に合わせて下げた設定に固定してしまうと、表面状態が反射率の低い非鏡面である場合に光量が不足してしまい、リードを認識することが難しくなる。

本発明はこのような問題を解消するためになされたもので、被撮像面が鏡面、非鏡面に係わらず、カメラから見て被撮像面に明暗が生じないように光を照射することができる撮像装置用照明装置を提供することを目的とする。

この目的を達成するため、本発明に係る撮像装置用照明装置は、カメラの光軸上に設けられたハーフミラーによって前記光軸と平行な光を被撮像物に照射する第１の光源と、前記光軸の周囲から光を前記被撮像物に斜めに照射する第２の光源とを備えた撮像装置用照明装置において、前記第１の光源からの光が照射された被撮像物の照度と、前記第２の光源からの光が照射された被撮像物の照度との差が小さくなるように第２の光源の光量を低下させる光量変更手段を備えたものである。

請求項２に記載した発明に係る撮像装置用照明装置は、請求項１に記載した発明に係る撮像装置用照明装置において、光量変更手段は、被撮像面が鏡面または鏡面に近似する光沢面である場合に第２の光源の光量を予め定めた量だけ低下させるものである。

請求項３に記載した発明に係る表面実装機は、請求項１または請求項２に記載した発明に係る撮像装置用照明装置によって部品認識装置の上方で実装用部品に光を照射するものである。
請求項４に記載した発明に係る部品検査装置は、請求項１または請求項２に記載した発明に係る撮像装置用照明装置によって部品認識装置の上方で被検査用電子部品に光を照射するものである。

本発明に係る撮像装置用照明装置は、被撮像面が鏡面または鏡面に近い状態である場合に光量変更手段によって第２の光源の光量を低下させることによって、被撮像面に明るい部分と暗い部分とが生じることがないように光を照射することができる。
このため、本発明によれば、鏡面や鏡面に近い被撮像面をカメラから見た状態で均一に明るくなるように照らすことができるから、本発明による照明装置を撮像装置に装備することによって、例えば電子部品のリードを正しく、かつ背景とは明確に判別できるように撮像することができる。したがって、本発明によれば、電子部品のリードの表面状態に応じて第１の光源からの光と、第２の光源からの光のバランスを変更し、いずれの場合でもリード全体が均一に光り、認識が安定して行えるようになる。

請求項２記載の発明によれば、光量変更手段が第２の光源の光量を低下させるときには常に一定量だけ光量が低下するから、被撮像物が変わっても同様に照らすことができる。
このため、この発明に係る照明装置を装備した撮像装置は、被撮像面が鏡面である場合に複数の被撮像物を一定の精度で撮像することができるから信頼性が高くなる。

請求項３記載の発明によれば、鏡面や鏡面に近い状態の被撮像面を撮像装置によって正しく撮像されるように照らす撮像装置用照明装置を装備しているから、リードに半田めっきが施されていて実装面が鏡面や鏡面に近くなるような電子部品であっても、高い精度でプリント配線板に実装することができる表面実装機を提供することができる。
請求項４記載の発明によれば、鏡面や鏡面に近い状態の被撮像面を撮像装置によって正しく撮像されるように照らす撮像装置用照明装置を装備しているから、リードに半田めっきが施されていて実装面が鏡面や鏡面に近くなるような電子部品であっても、高い精度で検査することができる部品検査装置を提供することができる。

以下、本発明に係る撮像装置用照明装置の一実施の形態を図１ないし図７によって詳細に説明する。ここでは、本発明に係る撮像装置用照明装置を表面実装機に設ける例を示す。
図１は本発明に係る撮像装置用照明装置を装備した表面実装機の平面図、図２は表面実装機の上部の正面図、図３はこの実施の形態による撮像装置の正面図、図４は同じく側面
図、図５は本発明に係る撮像装置用照明装置の動作を説明するためのフローチャート、図６は照明装置を模式的に示す構成図、図７は撮像された画像を示す図である。

これらの図において、符号１で示すものは、この実施の形態による表面実装機を示す。この表面実装機１は、基台２の上部でプリント配線板３を搬送するコンベア４と、後述するヘッドユニット５を図１において左右方向（以下、この方向を単にＸ方向という）とＸ方向と直交する前後方向（以下、この方向をＹ方向という）とに移動させる移動装置６とを備えている。前記コンベア４は、プリント配線板３を図１において左方に搬送し、図示していないクランプ機構によって作業位置に保持するように構成されている。このコンベア４の両側方には、部品供給用のテープフィーダ７と、吸着ノズル８（図２参照）に吸着された実装用部品９等を下方から撮像する部品認識装置１０とが基台２に設けられている。

前記移動装置６は、前記コンベア４の上方でＹ方向に沿って延びる２本の固定レール１１，１１を有するＹ方向移動装置１２と、前記固定レール１１，１１どうしの間に架け渡された可動レール１３を有するＸ方向移動装置１４とによって構成されている。前記ヘッドユニット５は、前記Ｘ方向移動装置１４に取付けられている。前記ヘッドユニット５と移動装置６は、図示していない制御装置によって移動方向、距離、速度などが制御される。

前記Ｙ方向移動装置１２は、前記固定レール１１に沿って延びるボールねじ軸１５と、このボールねじ軸１５を駆動するＹ軸サーボモータ１６とによってＸ方向移動装置１４の可動レール１３をＹ方向に往復動させる。前記可動レール１３は、前記ボールねじ軸１５のナット部材１５ａに固定されている。前記Ｙ軸サーボモータ１６には、エンコーダからなる位置検出手段１７が設けられている。
前記Ｘ方向移動装置１４は、Ｘ方向に延びる可動レール１３に並設されたボールねじ軸１８と、このボールねじ軸１８を駆動するＸ軸サーボモータ１９とによってヘッドユニット５をＸ方向に往復動させる。前記Ｘ軸サーボモータ１９には、エンコーダからなる位置検出手段２０が設けられている。

前記ヘッドユニット５には、図２に示すように、前記吸着ノズル８を有する吸着ヘッド２１がＸ方向に間隔をおいて８個設けられている。これらの吸着ヘッド２１は、それぞれ垂直な軸線上で回動することができるとともに、上下方向（以下、この方向を単にＺ方向という）に移動することができるように構成されている。
前記部品認識装置１０は、図３および図４に示すように、照明装置用ケース２２の内側底部に取付けられたカメラ２３と、このカメラ２３の上方に配設された同軸照明装置２４と、メイン照明装置２５と、サイド照明装置２６などによって構成されている。

前記同軸照明装置２４とメイン照明装置２５は、被撮像電子部品として例えばＱＦＰ（Quad Flat Package）を撮像する場合に発光させ、前記サイド照明装置２６は、被撮像電子部品として例えばＢＧＡ（Ball Grid Array）やＣＳＰ（Chip Size Package）などの半球状端子９ａを有する実装用部品９を撮像する場合に発光させる。前記同軸照明装置２４によって本発明でいう第１の光源が構成され、前記メイン照明装置２５によって本発明でいう第２の光源が構成されている。

前記カメラ２３は、上面が受光面となるラインセンサ２７を備え、前記照明装置用ケース２２の内側底部に光軸Ｃが上方を指向する状態で固定されている。前記ラインセンサ２７は、ＣＣＤ固体撮像素子がＹ方向に１列、カラーの場合複数並設されたものである。なお、このカメラ２３を構成するセンサとしては、実装用部品９がカメラ２３の上方を横切って移動中に実装用部品９の端部から順次撮像する上述のラインセンサの他に、実装用部品９がカメラ２３の上方で停止しているか、ゆっくり移動中に実装用部品９の全体を一時期に撮像するラインセンサを使用することもできる。

前記同軸照明装置２４は、前記カメラ２３の上方を横切る実装用部品９（被撮像電子部品）の下面をカメラ２３の光軸Ｃに沿う光によって下方から照らすためのもので、図４に示すように、前記光軸Ｃの側方に設けられた複数のＬＥＤ２８と、このＬＥＤ２８の光を前記光軸Ｃ上に沿うように上方へ反射させる光軸Ｃ上のハーフミラー２９とによって構成されている。前記複数のＬＥＤ２８は、１枚のＬＥＤ基板３０に実装されて支持されている。このＬＥＤ基板３０は、前記ＬＥＤ２８がハーフミラー２９を指向するように立てた状態で支持部材３１に取付けられ、この支持部材３１を介して前記照明装置用ケース２２に支持されている。
前記ハーフミラー２９は、前記ＬＥＤ２８からの光を上方へ反射させるとともに、上方からの反射光を下方へ通過させるもので、４５°傾斜させた状態で両端部（図４において紙面と直交する方向の両端部）が前記支持部材３１に固着することによって支持されている。

前記メイン照明装置２５は、前記実装用部品９の下面の全体を斜め下方から照らすためのもので、図３および図４に示すように、上方に向けて開放する箱状に形成され前記照明装置用ケース２２の上端部内に固定された支持部材３２と、この支持部材３２の内側底部で水平に配設された下側ＬＥＤ基板３３と、この下側ＬＥＤ基板３３の上面に実装された多数のＬＥＤ３４と、前記支持部材３２の開口部の近傍に傾斜する状態で取付けられた４枚の上側ＬＥＤ基板３５と、これらの上側ＬＥＤ基板３５に実装された多数のＬＥＤ３６と、前記ＬＥＤ３４，３６の光量を変える光量変更手段３７などによって構成されている。

前記支持部材３２は、平面視四角形の箱状に形成され、開口部分の開口幅が底部の幅より大きくなるように形成され、側壁の途中に上方に向かうにしたがって外側に位置するように傾斜する傾斜面２１ａが形成されている。この支持部材３２の底壁と前記照明装置用ケース２２の上壁におけるカメラ２３の光軸Ｃが交差する部位には、光路の一部を構成する貫通穴３８（図４参照）が形成されている。

前記下側ＬＥＤ基板３３は、平面視において長方形状に形成され、支持部材３２の底部の上に２枚、Ｘ方向に並べて取り付けられている。これらの下側ＬＥＤ基板３３，３３の間（カメラ２３の光軸Ｃが交差する部位）には、光路の一部を構成するように隙間３９が形成されている。
前記上側ＬＥＤ基板３５は、前記傾斜面３２ａと平行になるように、上方に向かうにしたがって漸次光軸Ｃから離間するように傾斜し、この状態で前記傾斜面３２ａに固定されている。この上側ＬＥＤ基板３５と前記下側ＬＥＤ基板３３とに実装されたＬＥＤ３４，３６は、発光色が同一のものが用いられている。

また、前記下側ＬＥＤ基板３３と上側ＬＥＤ基板３５は、ＬＥＤ３４，３６の発光量を０〜１００％の間で変えることができるように構成されている。これらのＬＥＤ３４，３６の発光量は、後述する光量変更手段３７によって設定される。
前記光量変更手段３７は、前記同軸照明装置２４のＬＥＤ２８の発光・消灯を切換えるとともに、前記メイン照明装置２５のＬＥＤ３４，３６の発光・消灯の切換えおよび光量の調整を行うもので、同軸照明装置２４とメイン照明装置２５の各ＬＥＤ基板３０，３３，３５と、表面実装機用制御装置とに接続された回路とによって構成されている。

この実施の形態による光量変更手段３７は、図３に示すように、電極表面状態設定スイッチ３７ａと、光量調整スイッチ３７ｂとを備えている。前記電極表面状態設定スイッチ３７ａは、被撮像電子部品の被撮像面が非鏡面である非鏡面モードと、鏡面または鏡面に近い状態である鏡面モードとのいずれか一方を選択することができるように構成されている。非鏡面モードが選択された場合は、同軸照明装置２４のＬＥＤ２８が発光するとともに、メイン照明装置２５のＬＥＤ３４，３６が１００％の光量となるように発光する。

鏡面モードが選択された場合は、同軸照明装置２４のＬＥＤ２８が発光するとともに、メイン照明装置２５のＬＥＤ３４，３６の発光量が下記の設定操作に基づいて低下される。この設定操作は、ＬＥＤ３４，３６の光量を予め定めた一定量だけ低下させるオートモードと、ＬＥＤ３４，３６の光量を光量調整スイッチ３７ｂによって手動で低下させるマニュアルモードとを選択することによって行う。

前記オートモードでは、同軸照明装置２４からの光が照射された被撮像電子部品の照度と、メイン照明装置２５からの光が照射された被撮像電子部品の照度との差がなくなるように、ＬＥＤ３４，３６の光量が例えば３０％に低下する。このオートモードで光量を低下させる量は、この部品認識装置１０を実際に使用し、カメラ２３によって撮像された画像に基づいて決めている。前記マニュアルモードでは、光量調整スイッチ３７ｂを操作することにより、ＬＥＤ３４，３６の光量が１００％から０％の間で漸次低下する。

ここで、前記同軸照明装置２４とメイン照明装置２５の動作を図５に示すフローチャートを用いて説明する。
先ず、表面実装機１の制御装置は、実装用部品９がＱＦＰなどのリードを有する部品である場合、図５のステップＳ１に示すように、部品認識装置１０が同軸照明装置２４とメイン照明装置２５とを用いるように設定されているか否かを判定する。この判定結果がＮＯである場合は、ステップＳ２に示すように、予め設定されたパラメータにしたがって同軸照明装置２４とメイン照明装置２５とが同比率となるように発光する。この実施の形態では、両照明装置とも光量が１００％となるように発光する。

このように両照明装置２４，２５が発光した後は、ステップＳ１からステップＳ３に進み、操作者による電極表面状態設定スイッチ３７ａのモード選択操作（ステップＳ３）が行なわれる。このモード選択操作は、非鏡面モードと鏡面モードのいずれか一方を選択し、鏡面モードを選択した場合にはオートモードとマニュアルモードのいずれか一方を選択する。
前記ステップＳ３で非鏡面モードが選択された場合は、ステップＳ４から前記ステップＳ２に進み、両照明装置２４，２５の発光状態が維持される。

前記ステップＳ３で鏡面モードが選択されかつオートモードが選択された場合は、ステップＳ４からステップＳ５を経てステップＳ６に進み、メイン照明装置２５の光量をある内部の定数に基づいて減少させる。この実施の形態では、上述したように光量を３０％に低下させる。前記ステップＳ３で鏡面モードが選択されかつマニュアルモードが選択された場合は、ステップＳ４からステップＳ５を経てステップＳ７に進み、同軸照明装置２４とメイン照明装置２５の光量バランスを手動で設定する。この実施の形態では、同軸照明装置２４の光量を一定とし、メイン照明装置２５の光量を光量調整スイッチ３７ｂによって低下させる。

前記サイド照明装置２６は、図３および図４に示すように、前記照明装置用ケース２２の上端部を囲む平面視ロ字状に形成されたフレーム４１と、このフレーム４１の一側部を支持するエアシリンダ４２と、前記フレーム４１の各側部にそれぞれ立てた状態で保持された４枚のＬＥＤ基板４３と、これらのＬＥＤ基板４３に実装された多数のＬＥＤ４４などによって構成されている。
前記フレーム４１は、照明装置用ケース２２の四方で上下方向に延びる４枚の側板４１ａが設けられている。

前記エアシリンダ４２は、シリンダ本体４５が前記照明装置用ケース２２の側部に２本の固定用ボルト４６によって着脱可能に取付けられ、前記シリンダ本体４５から上方に突出する３本のピストンロッド４７の上端部に前記フレーム４１が取付けられている。すなわち、前記フレーム４１は、このエアシリンダ４２によって上下方向に移動可能に支持されるとともに、エアシリンダ４２を介して照明装置用ケース２２に着脱可能に取付けられることになる。

この実施の形態による前記フレーム４１は、図３および図４に示すように、前記照明装置用ケース２２から上方に突出する上側位置と、前記照明装置用ケース２２の上端がフレーム４１より高くなる下側位置との間を移動するように構成されている。
前記ＬＥＤ基板４３は、前記フレーム４１の各側板４１ａ毎に設けられている。それぞれのＬＥＤ基板４３は、前記側板４１ａ一端部から他端部まで延びる長さに形成されており、ＬＥＤ４４がフレーム４１の中心方向を指向するように立てた状態で前記側板４１ａに固定されている。このようにＬＥＤ基板４３をフレーム４１に取付けることによって、このサイド照明装置２６のＬＥＤ４４は、図５に示すように、カメラ２３の光軸Ｃの軸線方向から見て四角形状に並ぶ。

このサイド照明装置２６の前記ＬＥＤ４４は、図３および図４に示すように、１枚のＬＥＤ基板４３の水平方向の一端部から他端部まで列をなして並び、このＬＥＤ列が上下方向に３列形成されるようにＬＥＤ基板４３に実装されている。これら３列のＬＥＤ列のうち上側のＬＥＤ列５１と下側のＬＥＤ列５２は同数のＬＥＤ４４が実装され、中央のＬＥＤ列５３は、前記上側と下側のＬＥＤ列５１，５２よりＬＥＤ４４の個数が少なくなっている。詳述すると、この中央のＬＥＤ列５３を構成するＬＥＤ４４は、ＬＥＤ基板４３の中央部で実装数が少なく、ＬＥＤ基板４３の両端部で実装数が多くなるように実装されている。

上述したように構成された表面実装機１は、テープフィーダ７上の実装用部品９を吸着ノズル８に吸着させ、ヘッドユニット５をＸ方向とＹ方向とに移動させてテープフィーダ７からプリント配線板３上の所定の実装位置に移載する。この表面実装機１は、前記実装行程の途中で実装用部品９の吸着の有無を含めた正誤および吸着位置を検出したり、リードや端子などの変形または欠損の有無などを検出するために、実装用部品９を前記部品認識装置１０のカメラ２３によって下方から撮像する。このとき、ヘッドユニット５に対する吸着ヘッド２１の上下方向高さは、カメラ２３により実装用部品９の鮮明な画像が取得できる高さに設定されている。

実装用部品９がＢＧＡやＣＳＰなどの半球状端子が下面に設けられたものである場合、前記部品認識装置１０は、サイド照明装置２６を図３および図４に示す上側位置に移動させ、このサイド照明装置２６のみを発光させる。この場合も、吸着ヘッド２１の上下方向高さは、カメラ２３により実装用部品９の鮮明な画像が取得できる高さに設定されている。サイド照明装置２６を上側位置に移動させているので、撮像時、サイド照明により明るくかつ鮮明な半球状端子９ａの画像を取得することができる。

実装用部品９がＱＦＰなどのリードを有するものである場合、部品認識装置１０は、同軸照明装置２４およびメイン照明装置２５のＬＥＤ２８，３４，３６を発光させて撮像する。このときサイド照明装置２６は、照明装置用ケース２２の上端より低くなる下側位置に下降させ、実装用部品９がカメラ２３の上方を通るよう、Ｘ方向に移動する。このとき吸着ヘッド２１の上下方向高さは、カメラ２３により実装用部品９の鮮明な画像が取得できる高さに設定されている。一方、サイド照明装置２６が下側位置にある分、撮像時以外のヘッドユニット５の移動時、吸着ヘッド２１の先端高さを下げることも可能となり、タクトタイムを短くできる。

このようにリードを有する実装用部品９を部品認識装置１０が撮像するときには、前記電極表面状態設定スイッチ３７ａと光量調整スイッチ３７ｂとによって設定された光量となるように同軸照明装置２４とメイン照明装置２５とが発光する。同軸照明装置２４とメイン照明装置２５の発光量は、実装用部品９のリードの被撮像面が非鏡面である場合は１００％になる。被撮像面が鏡面または鏡面に近い状態である場合、同軸照明装置２４の発光量は１００％であるが、メイン照明装置２５の発光量はオートモードでは３０％に低下し、マニュアルモードでは任意の発光量に低下する。このときの照明光の状態を図６（ａ）に示す。同図において、メイン照明装置２５の下側ＬＥＤ基板３３は傾斜しているが、実際は図３および図４に示すように水平状態になっている。図６（ｂ）は従来の照明装置の発光状態を示すもので、同図から判るように、従来ではメイン照明装置２５の光量が相対的に多くなっている。

上述したようにメイン照明装置２５の発光量を低下させることによって、被撮像面に明るい部分と暗い部分とが生じることがないように光を照射することができるから、同軸照明装置２４とメイン照明装置２５とによって鏡面や鏡面に近い状態の被撮像面をカメラ２３から見て均一に明るくなるように照らすことができる。

この結果、この実施の形態による部品認識装置１０は、リードに半田めっきが施されていて被撮像面が鏡面となるような場合でもカメラ２３によって正しく、かつ背景とは明確に判別できるように撮像することができた。カメラ２３によって撮像されたリードの画像は、図７（ａ）に示すように、リード５１の被撮像面の全域にわたって明暗の差が小さくなる。同図においては、明暗の差が小さいことをハッチングの間隔を一定とすることによって示している。なお、従来の照明装置によって被撮像面が鏡面となるリードを照らした場合の画像は、図７（ｂ）に示すように、リード５１の両側縁部が著しく明るくなり、幅方向の中央部が相対的に暗くなる。
このように、この実施の形態による部品認識装置１０は、リードの表面状態に応じて同軸照明装置２４からの光とメイン照明装置２５からの光とのバランスを変更するから、被撮像面が鏡面、非鏡面のいずれの場合でもリード全体が均一に光り、リードの認識を安定して行うことができる。

この実施の形態では、光量変更手段３７によってオートモードでメイン照明装置２５の光量を低下させるときには常に一定量だけ光量が低下するから、オートモードを選択することによって、実装用部品９が変わっても同様に照らすことができる。このため、部品認識装置１０は、複数の実装用部品９を一定の精度で撮像することができる。

上述した実施の形態では、メイン照明装置２５の光量を低下させるためにＬＥＤ３４，３６の発光量を低下させる例を示したが、本発明はこのような限定にとらわれることなく、例えば、非鏡面モードでは全てのＬＥＤが発光し、鏡面モードでは総ＬＥＤ数の１／３のＬＥＤのみが発光するように構成してもよい。また、メイン照明装置２５の光量を低下させるためには、発光量が多いＬＥＤと発光量が少ないＬＥＤとを所定の割合となるように設け、非鏡面モードでは発光量が多いＬＥＤのみを発光させ、鏡面モードでは発光量が少ないＬＥＤのみを発光させる構成を採ることもできる。

上述した実施の形態による表面実装機１は、本発明に係る撮像装置用照明装置を装備しているため、ＱＦＰなどの実装用部品９を高い精度でプリント配線板３に実装することができる。なお、本発明に係る撮像装置用照明装置は、表面実装機の部品認識装置の他に、鏡面や鏡面に近い被撮像物を撮像するものであれば、どのようなものにも適用することができる。例えば、本発明に係る撮像装置用照明装置は、表面実装機の移動可能なヘッドユニットに搭載され基台上となるプリント配線板の位置決め用マークを撮像する撮像装置や、吸着ノズルにより吸着された電子部品の外観を撮像して画像処理によって電子部品を検査したり、検査台上の電子部品に検査用の所定波形電流を入力し、出力波形により電子部品を検査するとともに、ヘッドユニットに設けられる吸着ノズルにより検査台の上に運搬される電子部品の下面を撮像し、検査台への載置における位置補正をする部品検査装置などにも使用することができる。この部品検査装置は、鏡面や鏡面に近い状態の被撮像面を撮像装置によって正しく撮像されるように照らす本発明の撮像装置用照明装置を装備することによって、ＱＦＰなどの被検査用電子部品を高い精度で検査することができるようになる。

本発明に係る撮像装置用照明装置を装備した表面実装機の平面図である。 表面実装機の上部の正面図である。 撮像装置の正面図である。 撮像装置の側面図である。 撮像装置用照明装置の動作を説明するためのフローチャートである。 照明装置を模式的に示す構成図である。 撮像された画像を示す図である。

符号の説明

１…表面実装機、９…表面実装部品、１０…部品認識装置、２３…カメラ、２４…同軸照明装置、２５…メイン照明装置、２６…サイド照明装置、２８，３４，３６…ＬＥＤ、３７…光量変更手段、２９…ハーフミラー、Ｃ…光軸。

Claims (4)

1. カメラの光軸上に設けられたハーフミラーによって前記光軸と平行な光を被撮像物に照射する第１の光源と、前記光軸の周囲から光を前記被撮像物に斜めに照射する第２の光源とを備えた撮像装置用照明装置において、前記第１の光源からの光が照射された被撮像物の照度と、前記第２の光源からの光が照射された被撮像物の照度との差が小さくなるように第２の光源の光量を低下させる光量変更手段を備えたことを特徴とする撮像装置用照明装置。
2. 請求項１記載の撮像装置用照明装置において、光量変更手段は、被撮像面が鏡面または鏡面に近似する光沢面である場合に第２の光源の光量を予め定めた量だけ低下させる撮像装置用照明装置。
3. 請求項１または請求項２記載の撮像装置用照明装置によって部品認識装置の上方で実装用部品に光を照射する表面実装機。
4. 請求項１または請求項２記載の撮像装置用照明装置によって部品認識装置の上方で被検査用電子部品に光を照射する部品検査装置。
   

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