JP6031677B2 - 観察装置及び部品実装機 - Google Patents

Description

本発明は、観察対象物に形成された第１のターゲットと第２のターゲットを観察する観察装置及びこの観察装置を含む部品実装機に関するものである。

基板に電子部品を実装して実装基板を生産する部品実装機においては、部品供給部に供給された電子部品を実装ヘッドで取り出して基板上に設定された部品実装位置に実装する形態のものが一般に用いられている。このような部品実装機においては、電子部品が位置ずれを起こした状態で基板に実装される事態を防止すべく、実装ヘッドに保持された観察対象物としての電子部品に形成された一対の電極や認識マーク等の２つのターゲットを観察する観察装置を組み入れ、当該装置を用いた各ターゲットの観察結果に基づいて実装ヘッドの下降位置及び実装角度を補正したうえで基板に実装するものが存在する。

観察装置としては、光軸が２つのターゲットを結ぶラインと並行に配設された一対のカメラと、傾斜した反射面によって各ターゲットからの光を各カメラに向けて反射させるプリズムと、プリズムに対して各カメラを昇降させる昇降機構を備えたものが存在する（例えば特許文献１）。これによれば、各カメラを昇降させることによって観察視野の間隔が変更される。したがって、各ターゲット間の距離に応じて各カメラを昇降させることによってそれぞれの撮像視野を対応するターゲットに一致させることができ、その結果、様々なサイズの電子部品に対応することができる。

また、その他の形態の観察装置として、前述した特許文献１と同様の構成を有する一対のカメラと、傾斜した反射面を一の方向において交差するように配設した２つのプリズムと、当該反射面によって反射した各ターゲットからの光を各カメラに入射するよう屈折させる複数のミラー類から成る光軸調整素子を備えたものが存在する（例えば特許文献２）。これによれば、特許文献１の観察装置と同様の効果に加え、各カメラの観察視野の間隔を０まで近付けた場合に像が暗くなるといった問題を解消することができる。

特開２０１２−１３８０２号公報 特開２００３−３０７７６８号公報

特許文献１のものにおいて、各ターゲット間の距離が長い大型の部品に対応するためには、広い傾斜面を有する大型のプリズムを用意する必要がある。しかしながら、観察装置のサイズや他の構成部材との兼ね合いを含めた設計上の都合から設置可能なプリズムのサイズには限界があり、そのため特許文献１のものでは一定のサイズ以上の部品に対応することができない。また、特許文献２のものでは前述の問題に加え、光軸調整素子を設ける必要があることから装置構成が複雑になるとともにコストが高くなるという問題があった。

そこで本発明は、２つのターゲット間の距離が異なる幅広いサイズの観察対象物を簡易な構成で観察することができる観察装置及びこの観察装置を含む部品実装機を提供することを目的とする。

請求項１に記載の本発明は、観察対象物に形成された第１のターゲットと第２のターゲットを観察する観察装置であって、前記第１のターゲットからの光を所定の方向に反射させる第１の反射部と、前記第１の反射部によって所定の方向に反射された光が入射されて前記第１のターゲットを観察する第１のカメラを含む第１の観察手段と、前記第２のターゲットからの光を所定の方向に反射させる第２の反射部と、前記第２の反射部によって所定の方向に反射された光が入射されて前記第２のターゲットを観察する第２のカメラを含む第２の観察手段と、前記第１の観察手段と前記第２の観察手段を前記第１のターゲットと前記第２のターゲットを結ぶラインに沿って双方が接近又は離間する方向に同期して移動させる移動手段とを備え、前記移動手段によって前記第１の反射部と前記第２の反射部を接近させたとき、前記第１の反射部において前記第２の反射部に最も近接する端部と前記第２の反射部において前記第１の反射部に最も近接する端部が干渉しないよう、前記観察対象物から前記第１の反射部までの距離は、前記観察対象物から前記第２の反射部までの距離よりも小さい。

請求項７に記載の本発明は、実装ヘッドに保持した観察対象物としての部品に形成された第１のターゲットと第２のターゲットを観察装置によって観察した後に基板に実装する部品実装機であって、前記観察装置は、前記第１のターゲットからの光を所定の方向に反射させる第１の反射部と、前記第１の反射部によって所定の方向に反射された光が入射されて前記第１のターゲットを観察する第１のカメラを含む第１の観察手段と、前記第２のターゲットからの光を所定の方向に反射させる第２の反射部と、前記第２の反射部によって所定の方向に反射された光が入射されて前記第２のターゲットを観察する第２のカメラを含む第２の観察手段と、前記第１の観察手段と前記第２の観察手段を前記第１のターゲットと前記第２のターゲットを結ぶラインに沿って双方が近接又は離間する方向に同期して移動させる移動手段とを備え、前記移動手段によって前記第１の反射部と前記第２の反射部を接近させたとき、前記第１の反射部において前記第２の反射部に最も近接する端部と前記第２の反射部において前記第１の反射部に最も近接する端部が干渉しないよう、前記観察対象物から前記第１の反射部までの距離は、前記観察対象物から前記第２の反射部までの距離よりも小さい。

本発明によれば、移動手段によって第１の反射部と第２の反射部を接近させたとき、第１の反射部において第２の反射部に最も近接する端部と第２の反射部において第１の反射部に最も近接する端部が干渉しないよう、前記観察対象物から前記第１の反射部までの距離と、前記観察対象物から第２の反射部までの距離を異ならせたので、２つのターゲット間の距離が異なる幅広いサイズの観察対象物を簡易な構成で観察することができる。

本発明の一実施の形態における部品実装機の斜視図 （ａ）本発明の一実施の形態における部品実装機の部分断面図（ｂ）本発明の一実施の形態における電子部品の下面の平面図 本発明の一実施の形態における部品実装機に備えられた観察ユニットの正面図 （ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態における部品実装機に備えられた観察ユニットの正面図 本発明の一実施の形態における部品実装機の制御系を示すブロック図 （ａ）（ｂ）本発明のその他の実施の形態における観察ユニットの部分断面図

まず図１を参照して、本発明の実施の形態１における部品実装機について説明する。部品実装機１は、液晶パネルやプラズマディスプレイといった表示パネル等の基板２に電子部品３を圧着により実装する機能を有する。この部品実装機１は部品供給部４、中間ステージ５、バックアップ部６、基板位置決め部７、及び各部の上方に配設された実装部８から構成される。以下、部品供給部４、中間ステージ５、バックアップ部６、基板位置決め部７の並び方向をＹ方向、水平面内でＹ方向と直交する方向をＸ方向、ＸＹ平面に垂直な方向をＺ方向とする。

図１において、部品供給部４は後述する実装部８に備えられた実装ヘッド１８に電子部品３を供給するものであって、トレイ９が載置されたパレット１０を保持する保持テーブル１１を備えている。図２（ａ）において、トレイ９には複数の凹部９ａが格子状に形成されており、この凹部９ａ内に電子部品３が収納されている。図２（ｂ）において、電子部品３の下面３ａには一対の認識マークＭ１，Ｍ２が形成されている。認識マークＭ１，Ｍ２は後述する電子部品３の実装位置の補正に用いられる。

図１及び図２（ａ）において、中間ステージ５は部品供給部４とバックアップ部６の間に配設されており、トレイ９から取り出された電子部品３が載置される水平面を有している。中間ステージ５の上方には撮像視野を下方に向けた予備認識カメラ１２が配設されており、中間ステージ５に載置された電子部品３を上方から撮像する。

図１において、バックアップ部６は中間ステージ５と基板位置決め部７の間に配設されており、門型のフレーム部材１３の略中央部分１３ａを切り抜いた箇所に透明な下受部材１４を装着して構成される。この下受部材１４の下方の位置には観察ユニット（観察装置）１５が配設されている（詳細は後述する）。図２（ａ）に示すように、下受部材１４の上面で基板２の縁部を下方から支持することで、圧着時の荷重をフレーム部材１３で受けることができる。

図１において、基板位置決め部７はＸ軸テーブル１６Ｘ、Ｙ軸テーブル１６Ｙ及びＺ軸テーブル１６Ｚを段積みして成る基板移動機構１６（図５）を備えている。Ｚ軸テーブル１６Ｚ上には基板２が保持される基板保持テーブル１７が装着されており、基板移動機構１６にはＺ方向を軸心としてこの基板保持テーブル１７を回転させる回転機構（図示省略）が備えられている。

基板移動機構１６を駆動して基板保持テーブル１７上の基板２をＸＹＺ方向に移動若しくは所定の角度Θだけ回転させることによって、図２（ａ）に示すように基板２の縁部に設定された電子部品３の実装位置が下受部材１４によって下方から支持されるよう基板２を位置決めすることができる。

図１において、実装部８は吸着機構、加圧機構及び回転機構が内蔵された実装ヘッド１８を備えており、その下方から延出したロッド１９に断熱部材２０を介して保持ツール２１が結合している。保持ツール２１にはヒータが内蔵されており、保持ツール２１の下面２１ａ（図２（ａ））で保持した電子部品３を介して基板２の実装位置に予め供給された接着剤を加熱する。

保持ツール２１の下面２１ａには吸着機構に接続された吸着孔が形成されており、吸着機構を制御することにより吸着孔を介して電子部品３を保持することができる。また、加圧機構を制御することによりロッド１９は実装ヘッド１８に対して上下動し、これにより電子部品３を基板２に対して圧着することができる。さらに、回転機構を制御することにより保持ツール２１の下面２１ａに垂直な回転軸を中心に所定の角度だけ保持ツール２１を回転させることができる。

図１において、実装部８にはＹ方向に延びたＹ軸移動機構２２Ｙが配設されており、Ｙ軸移動機構２２ＹにはＸ方向に延びたＸ軸移動機構２２ＸがＹ方向に移動自在に取り付けられている。Ｘ軸移動機構２２Ｘには実装ヘッド１８がＸ方向に移動自在に取り付けられている。Ｘ軸移動機構２２Ｘ及びＹ軸移動機構２２Ｙを制御することにより実装ヘッド１８を部品供給部４、中間ステージ５、バックアップ部６及び基板位置決め部７の上方に移動させることができる。このように、Ｘ軸移動機構２２Ｘ及びＹ軸移動機構２２Ｙは、実装ヘッド１８を移動させるヘッド移動機構２２（図５）となっている。

実装ヘッド１８に内蔵された各機構とヘッド移動機構２２を制御することにより、図２（ａ）に示すように、保持ツール２１でトレイ９から電子部品３を取り出して中間ステージ５に移載し（矢印ａ）、保持ツール２１で中間ステージ５上の電子部品３を取り出して下受部材１４の上方から保持ツール２１を下降させて基板２に電子部品３を圧着することができる（矢印ｂ）。実装ヘッド１８を下受部材１４の上方に移動させた状態において、電子部品３はその下面３ａを下方に向け、且つ一対の認識マークＭ１，Ｍ２を結ぶライン（以下、「マークライン」ＭＬと称する。図２（ｂ）参照。）がＸ方向に沿った姿勢で保持ツール２１に保持される。

次に、図３及び図４を参照して観察ユニット１５について説明する。観察ユニット１５は、実装ヘッド１８に保持された観察対象物としての電子部品３に形成された認識マークＭ１，Ｍ２や基板に形成された一対の認識マークを観察するものである。なお、以下の実施の形態においては認識マークＭ１，Ｍ２を観察する場合に絞って説明する。

観察ユニット１５は、上面が開放されたユニットベース１５ａ内に第１の観察部３０、第２の観察部４０及び観察部移動機構５０を配設して構成される。第１の観察部３０と第２の観察部４０は、ユニットベース１５ａ内においてＸ方向に並列して配設される。第１の観察部３０は、一対の認識マークＭ１，Ｍ２のうち何れか一方を第１のターゲットとして観察する。第２の観察部４０は、第１の観察部３０の観察対象ではない認識マークＭ１，Ｍ２を第２のターゲットとして観察する。本実施の形態においては、第１の観察部３０は認識マークＭ１を観察対象とし、第２の観察部４０は認識マークＭ２を観察対象とする。

第１の観察部３０は、第２の観察部４０が配設される側のＸ方向（以下、「Ｘ１方向」とする）に観察面を向けた第１のカメラ３１を備えている。第１のカメラ３１には光軸ｃ１を取り囲んでＸ方向に伸びた第１の鏡筒３２が装着されており、第１の鏡筒３２の最もＸ１側に形成された壁部３２ａは水平面に対して角度α１（本実施の形態では４５度）傾斜している。すなわち、壁部３２ａのＸ１側における外部側面３２ｂは上端部３２ｃから下端部３２ｄに向かってＸ２側に傾斜しており、第１の観察部３０においては上端部３２ｃが最もＸ１側に位置する。

壁部３２ａの内部側面には、その傾斜に倣って水平面から角度α１（４５度）傾斜した状態で第１のミラー３３が保持されている。第１の鏡筒３２において第１のミラー３３の上方の位置には窓部３２ｅが形成されている。窓部３２ｅを介して第１のミラー３３に入射した電子部品３からの光ｄ１は第１のカメラ３１に反射される。これにより、認識マークＭ１を第１のカメラ３１によって観察する。

このように、第１のミラー３３とこれを保持する第１の鏡筒３２は、第１のターゲットからの光を所定の方向に反射させる第１の反射部となっている。また第１の観察部３０は、第１の反射部と、この第１の反射部によって所定の方向に反射された光が入射されて第１のターゲットを観察する第１のカメラ３１を含む第１の観察手段となっている。

第１の鏡筒３２の下方には、照明光ｅ１を上方に照射する光源を備えた照明部３４が取り付けられている。照明光ｅ１が入射する第１の鏡筒３２の位置には窓部３２ｆが形成されており、第１の鏡筒３２の内部であって窓部３２ｆを介して照明光ｅ１が入射する位置にはビームスプリッタ３５が配設されている。ビームスプリッタ３５は照明光ｅ１を第１のミラー３３に屈折させる。第１のミラー３３に入射した照明光ｅ１は上方に反射され、これにより認識マークＭ１を照明することができる。

第１の鏡筒３２は逆Ｌ字形状の移動台３６の上方において固定されている。移動台３６の下方にはスライダ３７を内部に保持した保持ブロック３８が結合している。スライダ３７と保持ブロック３８は観察部移動機構５０と接続される。

第２の観察部４０は、第１の観察部３０が配設されるＸ２方向（Ｘ１方向とは逆方向）に観察面を向けた第２のカメラ４１を備えている。つまり、第１のカメラ３１と第２のカメラ４１はそれぞれの撮像面を向かい合せた状態で配設されている。

第２のカメラ４１には光軸ｃ２を取り囲んでＸ方向に伸びた第２の鏡筒４２が装着されており、第２の鏡筒４２のＸ２側の壁部４２ａは水平面に対して角度α２（本実施の形態では４５度）傾斜している。すなわち、壁部４２ａのＸ２側における外部側面４２ｂは上端部４２ｃから下端部４２ｄに向かってＸ１側に傾斜しており、第２の観察部３０においては上端部４２ｃが最もＸ２側に位置する。

壁部４２ａの内部側面には、その傾斜に倣って水平面から所定の角度α２（４５度）傾斜した状態で第２のミラー４３が取り付けられている。第１のミラー３３と第２のミラー４３は、それぞれの反射面を逆方向に向けた鏡面姿勢で第１の鏡筒３２、第２の鏡筒４２にそれぞれ保持されるとともに、下受部材１４の下方に配設される。

第２の鏡筒４２において第２のミラー４３の上方の位置には窓部４２ｅが形成されている。窓部４２ｅを介して第２のミラー４３に入射した電子部品３からの光ｄ２は第２のカメラ４１に反射される。これにより、認識マークＭ２を第２のカメラ４１によって観察する。

このように、第２のミラー４３とこれを保持する第２の鏡筒４２は、第２のターゲットからの光を所定の方向に反射させる第２の反射部となっている。また第２の観察部４０は、第２の反射部と、この第２の反射部によって所定の方向に反射された光が入射されて第２のターゲットを観察する第２のカメラ４１を含む第２の観察手段となっている。

第２の鏡筒４２の下方には、照明光ｅ２を上方に照射する光源を備えた照明部４４が取り付けられている。照明光ｅ２が入射する第２の鏡筒４２の位置には窓部４２ｆが形成されており、第２の鏡筒４２の内部であって窓部４２ｆを介して照明光ｅ２が入射する位置にはビームスプリッタ４５が配設されている。ビームスプリッタ４５は照明光ｅ２を第２のミラー４３に屈折させる。第２のミラー４３に入射した照明光ｅ２は上方に反射され、これにより認識マークＭ２を照明することができる。

第２の鏡筒４２はＬ字形状の移動台４６の上方において固定されており、移動台４６の下方にはスライダ４７を内部に保持した保持ブロック４８が結合している。移動台４６に対する第２の鏡筒４２の固定位置は、第１の鏡筒３２よりも下方に設定されている。

したがって、電子部品３（認識マークＭ１）からの光ｄ１が第１の反射部を構成する第１のミラー３３に入射するまでの距離Ｓ１は、電子部品３（認識マークＭ２）からの光ｄ２が第２の反射部を構成する第２のミラー４３に入射するまでの距離Ｓ２よりも小さい。このように、本実施の形態では観察対象物から第１の反射部までの距離と、観察対象物から第２の反射部までの距離を異ならせている。このため、第１の鏡筒３２のＸ方向の幅を第２の鏡筒４２のＸ方向の幅よりも所定の長さだけ大きく設定し、電子部品３から各カメラ３１，４１までの光ｄ１，ｄ２の入射距離を調整している。

観察部移動機構５０は、第１の観察部３０と第２の観察部４０を移動させるものである。すなわち、観察部移動機構５０はＸ方向に伸びたガイド部としてのリニアガイド５１を備えており、このリニアガイド５１にスライダ３７，４７がＸ方向に移動自在に嵌合している。リニアガイド５１の下方には同じくＸ方向に伸びた送りねじ５２が配設されており、駆動部としてのモータ５３によってＸ方向に沿った軸を中心に正の方向（矢印ｆ）と負の方向（矢印ｇ）に回転する。

送りねじ５２に形成されたねじ溝は軸長さ方向の中間部を境にしてピッチが逆となっており、ピッチが異なる各位置にナット５４ａ，５４ｂが螺合している。ナット５４ａ，５４ｂの上面は保持ブロック３８，４８の下面とそれぞれ結合している。モータ５３によって送りねじ５２を回転駆動することにより、第１の観察部３０と第２の観察部４０はリニアガイド５１によってＸ方向にガイドされながら互いに逆方向に同期して移動する。このとき、各観察部３０，４０が移動するライン（以下、「観察ライン」ＯＬと称する）は、下受部材１４の上方で実装ヘッド１８に保持された電子部品３のマークラインＭＬと一致する。

送りねじ５２の回転方向に分けて各観察部３０，４０の移動態様について説明する。図４（ａ）に示すように、送りねじ５２を正の方向（矢印ｆ）に回転駆動すると、第１の観察部３０はＸ１方向に移動するとともに第２の観察部４０はＸ２方向に移動する。換言すれば、第１の観察部３０と第２の観察部４０は互いに接近する方向に移動する。このとき、第２の鏡筒４２は第１の鏡筒３２よりも下方に位置しているため、双方が接近しても互いに干渉することはない。

一方、図４（ｂ）に示すように、送りねじ５２を負の方向（矢印ｇ）に回転駆動すると、第１の観察部３０はＸ２方向に移動するとともに第２の観察部４０はＸ１方向に移動する。換言すれば、第１の観察部３０と第２の観察部４０は互いに離間する方向に移動する。

上記構成において、リニアガイド５１、送りねじ５２、モータ５３及びナット５４ａ，５４ｂは、第１の観察手段と第２の観察手段を第１のターゲットと第２のターゲットを結ぶラインに沿って双方が接近又は離間する方向に移動させる移動手段となっている。また、第１の反射部と第２の反射部は、移動手段によって第１のターゲットと第２のターゲットを結ぶラインに沿って平行に移動する。

次に、図５を参照して制御系の構成について説明する。部品実装機１に備えられた制御部６０は演算処理機能を有しており、記憶部６１、実装動作制御部６２、カメラ制御部６３、観察ユニット制御部６４、予備認識処理部６５、本認識処理部６６及びアライメント処理部６７を含んで構成されている。また、この制御部６０には予備認識カメラ１２、観察ユニット１５、実装ヘッド１８、ヘッド移動機構２２及び基板移動機構１６が接続されている。

記憶部６１は、基板２に電子部品３を実装するための実装プログラムをはじめ、基板２の品種名や縁部に設定された設計上の実装位置の座標といった基板２に関する情報を記憶する。また、電子部品３の種類やサイズの他に認識マークＭ１，Ｍ２の間の距離（以下、「マーク距離」と称する）といった電子部品３に関する情報も併せて記憶する。

実装動作制御部６２は、実装プログラムに基づいて実装ヘッド１８の各機構、ヘッド移動機構２２及び基板移動機構１６を制御することにより各種の部品実装動作を実行する。カメラ制御部６３は、予備認識カメラ１２を制御することにより中間ステージ５上の電子部品３を撮像する。

観察ユニット制御部６４は、モータ５３を制御することにより第１の観察部３０と第２の観察部４０を移動させる。また、第１のカメラ３１、第２のカメラ４１を制御することにより認識マークＭ１，Ｍ２を観察する。

予備認識処理部６５は、予備認識カメラ１２によって取得した撮像データを認識処理することにより、中間ステージ５に載置された電子部品３の位置を認識する。本認識処理部６６は、第１のカメラ３１、第２のカメラ４１によって取得した観察データを認識処理することにより、実装ヘッド１８に保持された電子部品３の位置を認識する。アライメント処理部６７は、本認識処理部６６による認識処理結果に基づいて保持ツール２１の下降位置若しくは実装角度を補正する。

本実施の形態における部品実装機１は以上のような構成から成り、次に動作について説明する。まず、トレイ９に収納された電子部品３を実装ヘッド１８によって取り出して中間ステージ５に移載する（ＳＴ１：中間ステージ移載工程）（図２（ａ））。次いで、予備認識カメラ１２によって中間ステージ５上の電子部品３を撮像し、取得した撮像データを予備認識処理部６５によって認識処理することで電子部品３の位置を認識する（ＳＴ２：予備認識工程）。

次いで、予備認識処理部６５による認識結果に基づいて中間ステージ５上の電子部品３を実装ヘッド１８によって取り出す（ＳＴ３：部品取り出し工程）。次いで、実装ヘッド１８を移動させて下受部材１４の上方に電子部品３を位置合わせする（ＳＴ４：実装ヘッド位置合わせ工程）。電子部品３が正規の姿勢で保持ツール２１に保持されている場合、マークラインＭＬと観察ラインＯＬは一致する。

次いで、観察ユニット１５による認識マークＭ１，Ｍ２の観察が実行される（ＳＴ５：認識マーク観察工程）。すなわち、観察ユニット制御部６４は認識マークＭ１，Ｍ２の下方に第１のミラー３３、第２のミラー４３を移動させ、第１のカメラ３１、第２のカメラ４１により認識マークＭ１，Ｍ２を観察する。このとき、観察ユニット制御部６４は記憶部６１からマーク距離を読み取り、このマーク距離に応じて第１のミラー３３と第２のミラー４３の間隔を調整する。

ここで図４（ａ）に示すように、マーク距離が小さい微小な電子部品３Ａを観察対象とする場合、第１の鏡筒３２と第２の鏡筒４２を互いに近づける必要があるが、第２の鏡筒４２は第１の鏡筒３２の下方を水平移動するので双方を接近させても干渉することがない。したがって、微小な電子部品３Ａを観察対象とする場合でも、認識マークＭ１，Ｍ２の下方に第１のミラー３３、第２のミラー４３を位置合わせしてこれらを観察することができる。

電子部品３Ａに替えてマーク距離が大きい大型の電子部品３Ｂを観察対象とする場合（図４（ｂ））、第１のミラー３３をＸ２方向に移動させるとともに第２のミラー４３をＸ１に方向に移動させ、認識マークＭ１，Ｍ２の下方に第１のミラー３３、第２のミラー４３を位置合わせする。

すなわち、本実施の形態における観察ユニット１５は、移動手段によって第１の反射部と第２の反射部を接近させたとき、双方が干渉しないよう観察対象物から第１の反射部までの距離と、観察対象物から第２の反射部までの距離を異ならせている。これにより、幅広いサイズの観察対象物に形成された２つのターゲットを観察することができる。また、第１の観察手段と第２の観察手段を一の方向に移動させるだけでよいので、各観察手段を昇降させるための機構を設ける必要がなく、簡易な構成で幅広いサイズの観察対象物の観察に対応することができる。

認識マークＭ１，Ｍ２を観察したならば、基板２の縁部に設定された実装位置が下受部材１４によって下受けされるよう基板２を位置決めする（ＳＴ６：基板位置決め工程）。次いで、保持ツール２１を下受部材１４の上方から下降させて実装位置に電子部品３を圧着する。これにより、基板２に電子部品３を実装する（ＳＴ７：電子部品実装工程）。

電子部品３の実装に際しては、観察データを本認識処理部６６によって認識処理することで保持ツール２１に保持された電子部品３の位置を認識する。そして、本認識処理部６６による認識結果に基づいて保持ツール２１の下降位置若しくは実装角度を補正したうえで基板２に電子部品３を実装する。

電子部品３が実装された基板２は下流側の装置に搬送され、部品実装機１での作業は終了する。このように、部品実装機１は実装ヘッド１８に保持した観察対象物としての電子部品３に形成された第１のターゲットと第２のターゲットを観察ユニット１５によって観察した後に基板２に実装する機能を有する。

以上説明した観察ユニット１５を用いることにより、幅広いサイズの電子部品３に形成された認識マークＭ１，Ｍ２の観察に対応することができる。なお、第１のターゲット、第２のターゲットは認識マークＭ１，Ｍ２に限られず、電子部品３に形成された一対の半田バンプやリード部品でもよい。また、電子部品３以外の様々な物を観察対象としてもよく、部品実装機１以外の装置に観察ユニット１５を組み入れてもよい。

次に、図６（ａ）、（ｂ）を参照してその他の実施の形態について説明する。図６（ａ）は、第１の鏡筒３２と第２の鏡筒４２の位置関係を本実施の形態と異ならせた例を示している。すなわちこの例では、電子部品３からの光ｄ１が第１のミラー３３に入射するまでの距離Ｓ３と、電子部品３からの光ｄ２が第２のミラー４３に入射するまでの距離Ｓ４を異ならせ、第１の鏡筒３２と第２の鏡筒４２を接近させたときに第２の鏡筒４２の上端部４２ｃが第１の鏡筒３２の外部側面３２ｂに接触するよう、第１の鏡筒３２と第２の鏡筒４２を配設している。

このように、第１の鏡筒３２のＸ１側の先端部である上端部３２ｃと第２の鏡筒４２のＸ２側の先端部である上端部４２ｃの高さを異ならせることで、上端部３２ｃ，４２ｃが同一高さにある場合に比べて第１の鏡筒３２と第２の鏡筒４２をより接近させることができる。その結果として、第１のカメラ３１による観察視野と第２のカメラ４１による観察視野の間隔Ｔを小さくすることができる。

すなわち、移動手段によって第１の反射部と第２の反射部を接近させたとき、第１の反射部において第２の反射部に最も近接する端部（上端部３２ｃ）と第２の反射部において第１の反射部に最も近接する端部（上端部４２ｃ）が干渉しないよう、観察対象物から第１の反射部までの距離と、観察対象から第２の反射部までの距離を異ならせる。これにより、最も近接し合う第１の反射部の端部と第２の反射部の端部の干渉を防止して第１の反射部と第２の反射部をより接近させることができるとともに、幅広いサイズの観察対象物に形成された第１のターゲットと第２のターゲットの観察に対応することができる。

図６（ｂ）は、本実施の形態における第１の鏡筒３２の外部側面３２ｂと第２の鏡筒４２の外部側面４２ｂを異なる形状にした例を示している。すなわち、第１の鏡筒３２ＡのＸ１側における外部側面３２ｇと第２の鏡筒４２ＡのＸ２側における外部側面４２ｇは、ともに垂直方向に伸びた形状となっている。かかる場合、外部側面３２ｇが第２の反射部に最も近接する端部となり、外部側面４２ｇが第１の反射部に最も近接する端部となる。

この例でも、第１の反射部において第２の反射部に最も近接する端部（外部側面３２ｇ）と第２の反射部において第１の反射部に最も近接する端部（外部側面４２ｇ）が干渉しないよう、観察対象物から第１の反射部までの距離と、観察対象から第２の反射部までの距離を異ならせることで、第１の反射部と第２の反射部の干渉を防止して幅広いサイズの観察対象物の観察に対応することができる。

本発明はこれまで説明した実施の形態に限定されるものではない。例えば、第１、第２の反射部による光の反射方向は第１、第２のカメラに限定されない。すなわち、第１の観察部に第３の反射部を別途設け、第１の反射部に入射した観察対象物からの光を第３の反射部に向けて反射し、第３の反射部に入射した光を第１のカメラに向けて反射させることで観察対象物を観察するようにしてもよい。第２の観察部においても同様である。

観察装置は、第１の観察手段と第２の観察手段の何れか一方のみを移動させるように構成してもよい。かかる場合、可動側の観察手段を非可動側の観察手段に対して接近又は離間させることによって第１の反射部と第２の反射部の間隔を調整する。また、第１の反射部と第２の反射部を上下に移動させて、観察対象物に形成された第１のターゲットと第２のターゲットから水平に入射する光を第１の反射部、第２の反射部を介して第１のカメラ、第２のカメラに入射させる構成の観察装置に本発明を適用してもよい。

本実施の形態では、電子部品を基板に圧着する構成の部品実装機を例に挙げて説明したが、圧着によらず基板の電極に電子部品を搭載する構成の部品実装機に本発明の観察装置を適用してもよい。

本発明によれば、２つのターゲット間の距離が異なる幅広いサイズの観察対象物を簡易な構成で観察することができ、基板に電子部品を実装して実装基板を生産する電子部品実装分野において有用である。

１ 部品実装機
２ 基板
３ 電子部品（観察対象物）
３Ａ，３Ｂ 電子部品
Ｍ１ 認識マーク（第１のターゲット）
Ｍ２ 認識マーク（第２のターゲット）
１５ 観察ユニット（観察装置）
１８ 実装ヘッド
３１ 第１のカメラ
３２ 第１の鏡筒（第１の反射部）
３２ｂ，４２ｂ，３２ｇ，４２ｇ 外部側面
３２ｃ，４２ｃ 上端部
３３ 第１のミラー（第１の反射部）
４１ 第２のカメラ
４２ 第２の鏡筒
４３ 第２のミラー（第２の反射部）
５１ リニアガイド（移動手段）
５２ 送りねじ（移動手段）
５３ モータ（移動手段）
５４ａ，５４ｂ ナット（移動手段）
ＭＬ マークライン

Claims (12)

1. 観察対象物に形成された第１のターゲットと第２のターゲットを観察する観察装置であって、
   前記第１のターゲットからの光を所定の方向に反射させる第１の反射部と、前記第１の反射部によって所定の方向に反射された光が入射されて前記第１のターゲットを観察する第１のカメラを含む第１の観察手段と、
   前記第２のターゲットからの光を所定の方向に反射させる第２の反射部と、前記第２の反射部によって所定の方向に反射された光が入射されて前記第２のターゲットを観察する第２のカメラを含む第２の観察手段と、
   前記第１の観察手段と前記第２の観察手段を前記第１のターゲットと前記第２のターゲットを結ぶラインに沿って双方が接近又は離間する方向に同期して移動させる移動手段とを備え、
   前記移動手段によって前記第１の反射部と前記第２の反射部を接近させたとき、前記第１の反射部において前記第２の反射部に最も近接する端部と前記第２の反射部において前記第１の反射部に最も近接する端部が干渉しないよう、前記観察対象物から前記第１の反射部までの距離は、前記観察対象物から前記第２の反射部までの距離よりも小さいことを特徴とする観察装置。
2. 前記第１の反射部と前記第２の反射部は、前記移動手段によって前記第１のターゲットと第２のターゲットを結ぶラインに沿って平行に移動することを特徴とする請求項１に記載の観察装置。
3. 前記第１の反射部から前記第１のカメラまでの距離は、前記第２の反射部から前記第２のカメラまでの距離よりも大きいことを特徴とする請求項１または２に記載の観察装置。
4. 前記第１の観察手段は、照明光を上方に照射する第１の照明部と、前記第１の照明部から照射される照明光を前記第１の反射部に向けて屈折させる第１のビームスプリッタをさらに含み、前記第１の照明部から照射される照明光により前記第１のターゲットを照明し、
   前記第２の観察手段は、照明光を上方に照射する第２の照明部と、前記第２の照明部から照射される照明光を前記第２の反射部に向けて屈折させる第２のビームスプリッタをさらに含み、前記第２の照明部から照射される照明光により前記第２のターゲットを照明することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の観察装置。
5. 前記第１の反射部は水平面から第１の角度傾斜し、前記第２の反射部は水平面から第２の角度傾斜していることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の観察装置。
6. 前記第１の観察手段は、その内部に前記第１の反射部を保持して前記第１のカメラまで伸びた第１の鏡筒をさらに含み、
   前記第２の観察手段は、その内部に前記第２の反射部を保持して前記第２のカメラまで伸びた第２の鏡筒をさらに含むことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の観察装置。
7. 実装ヘッドに保持した観察対象物としての部品に形成された第１のターゲットと第２のターゲットを観察装置によって観察した後に基板に実装する部品実装機であって、
   前記観察装置は、
   前記第１のターゲットからの光を所定の方向に反射させる第１の反射部と、前記第１の反射部によって所定の方向に反射された光が入射されて前記第１のターゲットを観察する第１のカメラを含む第１の観察手段と、
   前記第２のターゲットからの光を所定の方向に反射させる第２の反射部と、前記第２の反射部によって所定の方向に反射された光が入射されて前記第２のターゲットを観察する第２のカメラを含む第２の観察手段と、
   前記第１の観察手段と前記第２の観察手段を前記第１のターゲットと前記第２のターゲットを結ぶラインに沿って双方が接近又は離間する方向に同期して移動させる移動手段とを備え、
   前記移動手段によって前記第１の反射部と前記第２の反射部を接近させたとき、前記第１の反射部において前記第２の反射部に最も近接する端部と前記第２の反射部において前記第１の反射部に最も近接する端部が干渉しないよう、前記観察対象物から前記第１の反射部までの距離は、前記観察対象物から前記第２の反射部までの距離よりも小さいことを特徴とする部品実装機。
8. 前記第１の反射部と前記第２の反射部は、前記移動手段によって前記第１のターゲットと第２のターゲットを結ぶラインに沿って平行に移動することを特徴とする請求項７に記載の部品実装機。
9. 前記第１の反射部から前記第１のカメラまでの距離は、前記第２の反射部から前記第２のカメラまでの距離よりも大きいことを特徴とする請求項７または８に記載の部品実装機。
10. 前記第１の観察手段は、照明光を上方に照射する第１の照明部と、前記第１の照明部から照射される照明光を前記第１の反射部に向けて屈折させる第１のビームスプリッタをさらに含み、前記第１の照明部から照射される照明光により前記第１のターゲットを照明し、
    前記第２の観察手段は、照明光を上方に照射する第２の照明部と、前記第２の照明部から照射される照明光を前記第２の反射部に向けて屈折させる第２のビームスプリッタをさらに含み、前記第２の照明部から照射される照明光により前記第２のターゲットを照明することを特徴とする請求項７から９のいずれかに記載の部品実装機。
11. 前記第１の反射部は水平面から第１の角度傾斜し、前記第２の反射部は水平面から第２の角度傾斜していることを特徴とする請求項７から１０のいずれかに記載の部品実装機。
12. 前記第１の観察手段は、その内部に前記第１の反射部を保持して前記第１のカメラまで伸びた第１の鏡筒をさらに含み、
    前記第２の観察手段は、その内部に前記第２の反射部を保持して前記第２のカメラまで伸びた第２の鏡筒をさらに含むことを特徴とする請求項７から１１のいずれかに記載の部品実装機。

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