JP3898496B2 - 基板マーク認識用照明装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板マーク認識用照明装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
基板に電子部品を搭載する電子部品搭載装置としては、例えばフィーダに配された電子部品をヘッド部が備える吸着ノズルにより吸着保持してプリント基板上に搬送し吸着解除して搭載するものが知られている。
ここで、プリント基板の正確な位置検出に用いるため、或いは、プリント基板が良品であるか不良品であるかを示すために、プリント基板には予めマーク(以下、基板マーク)が付されている。
そして、電子部品搭載作業の際には、基板マーク認識用照明装置により基板マークを照明しつつ撮像し、該撮像結果に基づきプリント基板位置を認識したり、プリント基板が良品であるか不良品であるかを認識したりする。
なお、基板マーク認識用照明装置は、電子部品搭載装置のヘッド部に備えられ、該ヘッド部と一体に移動可能となっている。
【0003】
従来の基板マーク認識用照明装置150は、例えば図3(b)に示すように、照明フード101と、この照明フード101内に各々水平状態に2段に設けられた円環状の基板支持板102,103と、これら基板支持板102,103にそれぞれ(図示しないスタンド部材を介して)固定されて水平状態となっている円環状の照明基板104,105と、これら照明基板104,105に複数搭載されたリードフレームタイプのLED106,107と、このうち照明基板104に搭載されたLED106からの発光をプリント基板120上の基板マーク121に集光するように一回だけ屈折させて斜め下方に照射させるための斜光リング集光照明プリズム108と、照明基板105に搭載されたLED107からの発光を一回だけ屈折させて鉛直下方に照射させるための垂直リング照明プリズム109とを備えて構成されている。
また、電子部品搭載装置200のヘッド部には、上記基板マーク認識用照明装置150の他に、レンズ110およびカメラ111が備えられている。さらに、電子部品搭載装置200は、カメラ111による撮像を画像処理する画像処理装置113と、基板マーク認識用照明装置150の照明状態を制御する照明制御装置112とを備えている。
【0004】
そして、基板マークの認識は、各種のプリント基板毎の基板マーク特性に応じて、LED107からの鉛直下方への照射光と、LED106からの斜め下方への照射光との光強度をそれぞれ適宜設定した複合照明を、略水平に配されたプリント基板120上の基板マーク121に照射し、その反射光をレンズ110を介してカメラ111で撮像することにより基板マーク121を認識する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の基板マーク認識用照明装置では、照明基板104と基板支持板103との間隔、および照明基板105と基板支持板103との間隔を狭めるために、各LED106,107のリード部106a、107aを折り曲げて発光方向を水平方向に向け、プリズム(斜光リング集光照明プリズム108および垂直リング照明プリズム109)を用いて発光の照射方向を変更させている。ここで、リード部106a、107aを、樹脂レンズ部106b、107bの根元で折ると素子の特性に悪影響を及ぼすため、ある程度の余裕をもって折り曲げる必要がある。このため、リード部106a,107aの水平方向長さが大きくなってしまう。このことは、リードフレームタイプのLED106,107の樹脂レンズ部106b、107bの大きさとともに、基板マーク認識用照明装置150の水平方向寸法が大きくなる原因となっている。
また、斜光リング集光照明プリズム108と垂直リング照明プリズム109との2つのプリズムが必要であるため、基板マーク認識用照明装置150の鉛直方向寸法が大きくなるという問題もある。
このように基板マーク認識用照明装置150の寸法が大きくなると、電子部品搭載装置200のヘッド部の寸法も大きくなりヘッド部の走査可能範囲が狭まってしまう(移動量が大きいと周囲の障害物に当たるため)上、ヘッド部の重量が増大するという問題もある。
【0006】
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、小型化を可能とする基板マーク認識用照明装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、
請求項1記載の発明は、例えば図1に示すように、
プリント基板12表面に付された基板マーク12aを認識するためにプリント基板に光を照射する基板マーク認識用照明装置50において、
それぞれ環状をなし、プリント基板と略平行に、互いに同軸上となるよう配された第1及び第2照明基板1,2と、
前記第1照明基板に複数搭載され、プリント基板表面に垂直に光を照射するための第1発光部材3と、
前記第2照明基板に、プリント基板と逆向きに発光するように複数搭載された第2発光部材4と、
前記第2発光部材4からの発光を複数回屈折させて、プリント基板12表面に斜めに照射可能とさせるプリズム6と、
を備え、
前記第1発光部材からの発光を、直接的に、前記第2照明基板中央の開口部2aを介してプリント基板表面に垂直に照射可能となるように、前記第2照明基板中央の開口部よりも前記第1照明基板中央の開口部1aが小さく設定されているとともに、該第1照明基板中央の開口縁部に沿って前記第1発光部材が配置されていることを特徴とする。
【0008】
請求項1記載の発明によれば、第1発光部材からの発光を、直接的に、第2照明基板中央の開口部を介してプリント基板表面に垂直に照射可能となるように、第2照明基板中央の開口部よりも第1照明基板中央の開口部が小さく設定されているとともに、該第1照明基板中央の開口縁部に沿って第1発光部材が配置されているので、第1発光部材からの発光を、プリント基板に対し、直接的に垂直に照射することができる。従って、第1発光部材からの発光を屈折させるためのプリズムを必要としないため、その分基板マーク認識用照明装置の高さ方向寸法を小さくできるとともに軽量化を図ることができる。しかも、部品点数が減る分、低コスト化も可能となる。
また、第1発光部材からの発光を、プリント基板に対し、直接的に垂直に照射するため、例えばリードフレームタイプのLEDのリード部を折り曲げたりする必要もなく、従って、基板マーク認識用照明装置の横方向寸法を小さくすることができる。
また、第2照明基板に、プリント基板と逆向きに発光するように複数搭載された第2発光部材と、これら第2発光部材からの発光を複数回屈折させて、プリント基板表面に斜めに照射可能とさせるプリズムと、を備えるので、例えばリードフレームタイプのLEDのリード部を折り曲げたりする必要もなく、従って、基板マーク認識用照明装置の横方向寸法を小さくすることができる。なお、具体的には、第1発光部材および第2発行部材としては、例えば表面実装LEDを用いるのが小型化の観点から好都合である。
【0009】
請求項2記載の発明は、例えば図1に示すように、
プリント基板12表面に付された基板マーク12aを認識するためにプリント基板に光を照射する基板マーク認識用照明装置50において、
それぞれ環状をなし、プリント基板と略平行に、互いに同軸上となるよう配された第1及び第2照明基板1,2と、
前記第1照明基板に複数搭載され、プリント基板表面に垂直に光を照射するための第1発光部材3と、
前記第2照明基板に、プリント基板と逆向きに発光するように複数搭載された第2発光部材4と、
前記第2発光部材からの発光を複数回屈折させて、プリント基板表面に斜めに照射可能とさせるプリズム6と、を備えることを特徴としている。
【0010】
請求項2記載の発明によれば、第2照明基板に、プリント基板と逆向きに発光するように複数搭載された第2発光部材と、これら第2発光部材からの発光を複数回屈折させて、プリント基板表面に斜めに照射可能とさせるプリズムと、を備えるので、例えばリードフレームタイプのLEDのリード部を折り曲げたりする必要もなく、従って、基板マーク認識用照明装置の横方向寸法を小さくすることができる。なお、具体的には、第2発光部材としては、例えば表面実装LEDを用いるのが小型化の観点から好都合である。
【0011】
請求項3記載の発明は、例えば図1に示すように、
プリント基板12表面に付された基板マーク12aを認識するためにプリント基板に光を照射する基板マーク認識用照明装置50において、
プリント基板と略平行となるよう配された照明基板2と、
前記照明基板に、プリント基板と逆向きに発光するように複数搭載された発光部材4と、
前記発光部材からの発光を複数回屈折させて、プリント基板表面に斜めに照射可能とさせるプリズム6と、を備えることを特徴としている。
【0012】
請求項3記載の発明によれば、照明基板に、プリント基板と逆向きに発光するように複数搭載された発光部材と、これら発光部材からの発光を複数回屈折させて、プリント基板表面に斜めに照射可能とさせるプリズムと、を備えるので、例えばリードフレームタイプのLEDのリード部を折り曲げたりする必要もなく、従って、基板マーク認識用照明装置の横方向寸法を小さくすることができる。なお、具体的には、発光部材としては、例えば表面実装LEDを用いるのが小型化の観点から好都合である。
【0013】
請求項4記載の発明は、
プリント基板表面に付された基板マークを認識するためにプリント基板に光を照射する基板マーク認識用照明装置において、
プリント基板と略平行となるよう配された照明基板と、
前記照明基板に、プリント基板と逆向きに発光するように複数搭載された発光部材と、
前記発光部材からの発光を複数回屈折させて、プリント基板表面に垂直に照射可能とさせるプリズムと、を備えることを特徴としている。
【0014】
請求項4記載の発明によれば、照明基板に、プリント基板と逆向きに発光するように複数搭載された発光部材と、これら発光部材からの発光を複数回屈折させて、プリント基板表面に垂直に照射可能とさせるプリズムと、を備えるので、例えばリードフレームタイプのLEDのリード部を折り曲げたりする必要もなく、従って、基板マーク認識用照明装置の横方向寸法を小さくすることができる。なお、具体的には、発光部材としては、例えば表面実装LEDを用いるのが小型化の観点から好都合である。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明に係る実施の形態について説明する。
先ず、本実施の形態の基板マーク認識用照明装置50について説明する。
【0016】
基板マーク認識用照明装置50は、図1(b)に示すように、それぞれ円環状をなし、各々水平状態かつ互いに同軸上となるよう配された第1照明基板1および第2照明基板2と、第1照明基板1に複数搭載され、プリント基板12表面に垂直に光を照射する表面実装LED(第1発光部材)3と、第2照明基板2に複数搭載され、プリント基板12表面に斜めに光を照射するための表面実装LED(第2発光部材)4と、これら表面実装LED4からの発光を内部で複数回屈折させてプリント基板12に斜めに照射させる斜光リング集光照明プリズム(プリズム)6等を備えている。
【0017】
このうち、第2照明基板2は、円環状の基板支持金具8上に設けられている。他方、第1照明基板1は、例えば基板支持金具8の外周部より起立するように設けられた円筒状の起立壁部9aと、この起立壁9aの上端部に設けられ基板支持金具8と対向する円環状の天井部9bとを有する基板支持金具9の天井部9b上に設けられている。この天井部9b下面の内周縁部には、円環状のプリズム挟持ゴム16が設けられ、このプリズム挟持ゴム16と基板支持金具8との間には、斜光リング集光照明プリズム6が挟持状態で固定されている。
【0018】
ここで、斜光リング集光照明プリズム6は、表面実装LED4の上側に被さるように配されるとともに該表面実装LED4からの発光に1回目の屈折を付与する第1屈折付与部6aと、第2照明基板2よりも中央に位置して基板支持金具8の内周縁部上面に当接するとともに表面実装LED4からの発光に2回目の屈折を付与する第2屈折付与部6bとを備えて構成されている。そして、第2屈折付与部6bにより屈折を付与後の発光を、プリント基板12上の所定位置(基板マーク12aがある位置)に集光するように斜めに照射するようになっている。
【0019】
ここで、表面実装LED4は、第2照明基板2の上面の内周縁部に、発光方向が上向き(プリント基板12と逆向き)となるように搭載されている。なお、表面実装LED4は、斜光リング集光照明プリズム6の第1屈折付与部6aと第2屈折付与部との間に形成された発光部材収容スペース6cに位置するように、第2照明基板2に搭載されている。
【0020】
さらに、第1照明基板1は、その中央の開口部1aが基板支持金具9の中央の開口部9cよりも小さく設定され、第1照明基板1の開口部1aの縁部に沿う下面には、発光方向が鉛直下向きとなるように表面実装LED3が搭載されている。
【0021】
ここで、基板支持金具9、プリズム支持ゴム16、斜光リング集光照明プリズム6、第2照明基板2および基板支持金具8は、表面実装LED5からプリント基板12への発光を妨げないような寸法及び位置に設定されている。すなわち、表面実装LED5からの発光を、直接的に、第2照明基板2中央の開口部2a等を介してプリント基板12表面に垂直に照射可能となるように、開口部2a、基板支持金具8中央の開口部8a、基板支持金具9中央の開口部9a、斜光リング集光照明プリズム6中央の開口部6dおよびプリズム支持ゴム16中央の開口部16aの各内径が、それぞれ第1照明基板1中央の開口部1aの内径よりも小さく設定されている。
【0022】
このような構成の基板マーク認識用照明装置50を用いてプリント基板12上の基板マーク12aを認識するには、表面実装LED3を発してプリント基板12上に垂直に照射する垂直照明と、表面実装LED4を発してプリント基板12上に斜めに照射する光を斜光照明との各々の光強度を適宜設定してプリント基板12上に複合照明を照射し、その反射光を基板マーク認識用照明装置50の中央の開口部50aおよび該基板マーク認識用照明装置50上方に配され反射光を拡大するレンズ14を介してカメラ15により撮像し、該撮像データに基づき画像処理装置18等にてプリント基板12上の基板マーク12aの位置及び種類を認識する。
【0023】
以上のように、この実施の形態の基板マーク認識用照明装置50によれば、表面実装LED3からの発光を、直接的に、第2照明基板2中央の開口部2a等を介してプリント基板12上に垂直に照射可能となっているので、表面実装LED3からの発光を屈折させるためのプリズムを必要としない。よって、その分基板マーク認識用照明装置50の高さ方向寸法を小さくできるとともに軽量化を図ることができる。しかも、部品点数が減る分、低コスト化も可能となる。
また、表面実装LED3からの発光を、プリント基板12に対し、直接的に垂直に照射するため、例えばリードフレームタイプのLEDのリード部を折り曲げたりする必要もなく、従って、基板マーク認識用照明装置の横方向寸法を小さくすることができる。
さらに、表面実装LED4からの発光を複数回屈折させてプリント基板12上に照射させる斜光リング集光照明プリズム6を用いるので、表面実装LED4からの発光を確実にプリント基板12上に照射させることができるとともに、基板マーク認識用照明装置の横方向寸法を小さくすることができる。
【0024】
次に、本実施の形態の基板マーク認識用照明装置50を適用する装置の適例としての電子部品搭載装置20(図2)について説明する。
【0025】
図2に示すように、電子部品搭載装置20は、電子部品を供給する電子部品供給装置21、プリント基板12を搬送するプリント基板搬送装置22、電子部品を真空吸着してプリント基板12上の所定位置に搭載する吸着ノズル23、この吸着ノズル23等を備えたヘッド部24、ヘッド部24を水平方向に移動させるXY移動機構(図示略)等を備えて概略構成されている。
このうちヘッド部24には、吸着ノズル23の他に、上記基板マーク認識用照明装置50と、レンズ14とカメラ15が備えられている。
さらに、電子部品搭載装置20は、他に、基板マーク認識用照明装置50の照明状態を制御する照明制御装置17と、画像処理装置18とを備えている。
【0026】
この電子部品搭載装置20は、ヘッド部24を電子部品供給装置21上に移動させ、吸着ノズル23に電子部品を真空吸着させて、ヘッド部24をプリント基板12上に移動させ、プリント基板12上の所定位置にて吸着ノズル23の真空吸着状態を解除して、電子部品をプリント基板12に搭載する作業を行うものである。
【0027】
この実施の形態の基板マーク認識用照明装置50を適用した電子部品搭載装置20によれば、基板マーク認識用照明装置50の高さ方向の寸法が小さいため、ヘッド部24の高さ方向の寸法を小さくできる。よって、基板マーク認識用照明装置50とプリント基板12との間隔を広くとれるので、高さの高い電子部品も好適にプリント基板12上に搭載することができる。
しかも、基板マーク認識用照明装置50の横方向の寸法が小さいことにより、ヘッド部24の横方向の寸法を小さくできる。よって、ヘッド部24の捜査範囲を広くすることができる。
【0028】
なお、上記の実施の形態では、基板マーク認識用照明装置50が、表面実装LEDからの発光を内部で複数回屈折させて、プリント基板12上に斜めに照射させる斜光リング集光照明プリズム6を備える例について説明したが、本発明はこれに限らず、例えば表面実装LEDからの発光を内部で複数回屈折させて、プリント基板12上に垂直に照射させるプリズムを備えることとしても良い。
【0029】
【発明の効果】
請求項1記載の発明によれば、第1発光部材からの発光を、直接的に、第2照明基板中央の開口部を介してプリント基板表面に垂直に照射可能となるように、第2照明基板中央の開口部よりも第1照明基板中央の開口部が小さく設定されているとともに、該第1照明基板中央の開口縁部に沿って第1発光部材が配置されているので、第1発光部材からの発光を屈折させるためのプリズムを必要とせず、その分基板マーク認識用照明装置の高さ方向寸法を小さくできる。また、第1発光部材からの発光を、プリント基板に対し、直接的に垂直に照射するため、例えばリードフレームタイプのLEDのリード部を折り曲げたりする必要もなく、基板マーク認識用照明装置の横方向寸法を小さくすることができる。
【0030】
請求項2記載の発明によれば、第2照明基板に、プリント基板と逆向きに発光するように複数搭載された第2発光部材と、これら第2発光部材からの発光を複数回屈折させて、プリント基板表面に斜めに照射可能とさせるプリズムと、を備えるので、基板マーク認識用照明装置の横方向寸法を小さくすることができる。
【0031】
請求項3記載の発明によれば、照明基板に、プリント基板と逆向きに発光するように複数搭載された発光部材と、これら発光部材からの発光を複数回屈折させて、プリント基板表面に斜めに照射可能とさせるプリズムと、を備えるので、基板マーク認識用照明装置の横方向寸法を小さくすることができる。
【0032】
請求項4記載の発明によれば、照明基板に、プリント基板と逆向きに発光するように複数搭載された発光部材と、これら発光部材からの発光を複数回屈折させて、プリント基板表面に垂直に照射可能とさせるプリズムと、を備えるので、基板マーク認識用照明装置の横方向寸法を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る基板マーク認識用照明装置を示す図であり、このうち(a)は、基板マーク認識用照明装置の周辺機器等を含めたシステム概要を示す図であり、(b)は基板マーク認識用照明装置の拡大正面断面図である。
【図2】電子部品搭載装置を示す正面図である。
【図3】従来の基板マーク認識用照明装置を示す図であり、このうち(a)は、基板マーク認識用照明装置の周辺機器等を含めたシステム概要を示す図であり、(b)は基板マーク認識用照明装置の拡大正面断面図である。
【符号の説明】
1 第1照明基板
2 第2照明基板(照明基板)
3 表面実装LED(第1発光部材)
4 表面実装LED(第2発光部材)
6 斜光リング集光照明プリズム(プリズム)
50 基板マーク認識用照明装置
12 プリント基板
12a 基板マーク
Claims (4)
- プリント基板表面に付された基板マークを認識するためにプリント基板に光を照射する基板マーク認識用照明装置において、
それぞれ環状をなし、プリント基板と略平行に、互いに同軸上となるよう配された第1及び第2照明基板と、
前記第1照明基板に複数搭載され、プリント基板表面に垂直に光を照射するための第1発光部材と、
前記第2照明基板に、プリント基板と逆向きに発光するように複数搭載された第2発光部材と、
前記第2発光部材からの発光を複数回屈折させて、プリント基板表面に斜めに照射可能とさせるプリズムと、
を備え、
前記第1発光部材からの発光を、直接的に、前記第2照明基板中央の開口部を介してプリント基板表面に垂直に照射可能となるように、前記第2照明基板中央の開口部よりも前記第1照明基板中央の開口部が小さく設定されているとともに、該第1照明基板中央の開口縁部に沿って前記第1発光部材が配置されていることを特徴とする基板マーク認識用照明装置。 - プリント基板表面に付された基板マークを認識するためにプリント基板に光を照射する基板マーク認識用照明装置において、
それぞれ環状をなし、プリント基板と略平行に、互いに同軸上となるよう配された第1及び第2照明基板と、
前記第1照明基板に複数搭載され、プリント基板表面に垂直に光を照射するための第1発光部材と、
前記第2照明基板に、プリント基板と逆向きに発光するように複数搭載された第2発光部材と、
前記第2発光部材からの発光を複数回屈折させて、プリント基板表面に斜めに照射可能とさせるプリズムと、を備えることを特徴とする基板マーク認識用照明装置。 - プリント基板表面に付された基板マークを認識するためにプリント基板に光を照射する基板マーク認識用照明装置において、
プリント基板と略平行となるよう配された照明基板と、
前記照明基板に、プリント基板と逆向きに発光するように複数搭載された発光部材と、
前記発光部材からの発光を複数回屈折させて、プリント基板表面に斜めに照射可能とさせるプリズムと、を備えることを特徴とする基板マーク認識用照明装置。 - プリント基板表面に付された基板マークを認識するためにプリント基板に光を照射する基板マーク認識用照明装置において、
プリント基板と略平行となるよう配された照明基板と、
前記照明基板に、プリント基板と逆向きに発光するように複数搭載された発光部材と、
前記発光部材からの発光を複数回屈折させて、プリント基板表面に垂直に照射可能とさせるプリズムと、を備えることを特徴とする基板マーク認識用照明装置。
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