JP3898496B2 - 基板マーク認識用照明装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【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)

1. 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。
2. 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。
3. 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。
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、
   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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