JP2005337725A - Illuminator for imaging apparatus, surface mounting machine and component inspection device - Google Patents
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Abstract
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。 The present invention relates to an illumination device for an imaging device, a surface mounter, and a component inspection device that irradiates light from a camera side onto a lead or an electrode terminal of an electronic component mounted on a printed wiring board, for example.
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。 2. Description of the Related Art Conventionally, for example, a surface mounter that mounts electronic components on a printed wiring board has a configuration in which the mounted components are sucked by a suction nozzle and transferred from a component supply unit to a mounting position on the printed wiring board. At the time of transfer, a mounting component (electronic component) is imaged from below by an imaging device, and the position of terminals and leads, the presence or absence of a defect, and the like are detected by image processing. The imaging device includes an illumination device that irradiates light on the mounting component from below during imaging.
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。
As this type of conventional illumination device for an imaging device, for example, there is one disclosed in
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。
As an illuminating device capable of irradiating light parallel to the optical axis of the camera, there is one disclosed in
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。 The illuminating device is disposed between the camera and the printed wiring board so as to be positioned on the optical axis of the camera, and is disposed on a side of the half mirror, and uses the half mirror. A first light source that emits light to the object to be imaged, a second light source that is disposed below the half mirror so as to surround the optical axis, and emits light downward, and the second light source It is comprised by the prism etc. which were arrange | positioned under this. Each of these constituent members is housed in one casing and is supported by the casing.
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。 Each of the first and second light sources includes a plurality of LEDs. The LED constituting the first light source is mounted with a lead penetrating the side wall of the housing, and the LED constituting the second light source is mounted on the lower surface of the light source substrate extending horizontally in the housing. ing. The prism is for collecting the light of the second light source on the object to be imaged, and is formed in an annular shape and disposed on the same axis as the optical axis of the camera.
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。 In the illuminating device thus configured, the light from the first light source is reflected by a half mirror to irradiate the object to be imaged along the optical axis of the camera, and the light from the second light source is The object to be imaged is refracted by the prism and irradiated obliquely from above. The camera captures an image of the object by receiving reflected light that is emitted from these LEDs and reflected by the object. At this time, in the imaging apparatus equipped with the conventional illumination device, the color of the object to be imaged is similar to the color of the surface of the printed wiring board adjacent to the object to be imaged, or the surface of the object to be imaged is For example, when it is formed to be a mirror surface and easily reflects light, it may be difficult to capture an image of the object to be captured by the camera.
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。
In addition, the applicant could not find any prior art documents closely related to the present invention by the time of filing other than the prior art documents specified by the prior art document information described in the present specification. .
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。 However, the above-described conventional illumination device for an imaging device can switch the light emission / extinction of the first light source and the second light source when the surface (imaging surface) of the object to be imaged is a mirror surface or a state close to the mirror surface. Even if both light sources are made to emit light, the object to be imaged cannot always be illuminated so that the image is correctly captured by the camera. This is considered to be due to the fact that the light from the first light source is reduced in amount because it passes through the half mirror. That is, since the light amount from the first light source is smaller than the light amount from the second light source among the light reflected by the object and incident on the camera, the object to be imaged by the camera. In this image, a dark part and a bright part are generated.
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。 Such a phenomenon remarkably appears when imaging an electronic component having a lead plated with solder. For example, a solder-plated lead has a substantially circular cross section due to its nature, and often has a high reflectivity like a mirror surface. Therefore, when this lead is imaged by the camera, the light from the first light source is regularly reflected at the center of the lead, and the light from the relatively bright second light source is regularly reflected at both ends of the lead. There is a possibility that the two leads are imaged as two thin leads. In order to make this uniform, if the light quantity of the second light source is fixed to a setting that is lowered in accordance with the light quantity of the first light source, the light quantity is obtained when the surface state is a non-mirror surface with low reflectance. It becomes difficult to recognize the lead.
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。 The present invention has been made to solve such a problem, and can irradiate light so that light and darkness does not occur on the surface to be imaged when viewed from the camera regardless of whether the surface to be imaged is specular or non-specular. An object is to provide an illumination device for an imaging device.
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。 In order to achieve this object, an illumination device for an imaging apparatus according to the present invention includes a first light source that irradiates an object to be imaged with light parallel to the optical axis by a half mirror provided on the optical axis of the camera, An illumination device for an imaging apparatus, comprising: a second light source that obliquely irradiates the object to be imaged with light from around the optical axis; and an illuminance of the object to be imaged irradiated with light from the first light source; And a light amount changing means for reducing the light amount of the second light source so as to reduce the difference from the illuminance of the object to be imaged irradiated with the light from the second light source.
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。 The illumination device for an imaging device according to a second aspect is the illumination device for an imaging device according to the first aspect, wherein the light amount changing means is a mirror surface or a glossy surface that approximates a mirror surface. In some cases, the light quantity of the second light source is reduced by a predetermined amount.
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。
A surface mounter according to a third aspect of the invention irradiates light on a mounting component above the component recognition device by the imaging device illumination device according to the first or second aspect of the invention. .
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a component inspection apparatus that irradiates an electronic component to be inspected above a component recognition device by the imaging device illumination device according to the first or second aspect of the present invention. It is.
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。
The illumination device for an imaging device according to the present invention reduces the light amount of the second light source by the light amount changing unit when the imaged surface is a mirror surface or a state close to the mirror surface, so that a bright part and a dark part on the imaged surface It is possible to irradiate with light so as not to occur.
For this reason, according to the present invention, it is possible to illuminate the mirror surface and the imaged surface close to the mirror surface so as to be uniformly bright when viewed from the camera. For example, it is possible to take an image so that the lead of the electronic component can be correctly identified and clearly distinguished from the background. Therefore, according to the present invention, the balance between the light from the first light source and the light from the second light source is changed in accordance with the surface condition of the lead of the electronic component, and in either case, the entire lead shines uniformly. , Recognition can be performed stably.
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。
According to the second aspect of the present invention, when the light amount changing means decreases the light amount of the second light source, the light amount is always decreased by a certain amount.
For this reason, the imaging device equipped with the illumination device according to the present invention has high reliability because it can capture a plurality of imaging objects with a certain accuracy when the imaging surface is a mirror surface.
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。
According to the third aspect of the present invention, since the imaging device illumination device that illuminates the mirror surface or the imaged surface close to the mirror surface so as to be correctly imaged by the imaging device is provided, the lead is plated with solder. Therefore, it is possible to provide a surface mounter that can be mounted on a printed wiring board with high accuracy even if the mounting surface is a mirror surface or an electronic component that is close to the mirror surface.
According to the fourth aspect of the present invention, since the imaging device illumination device that illuminates the mirror surface or the surface to be imaged in a state close to the mirror surface so as to be correctly imaged by the imaging device is provided, the lead is subjected to solder plating. Therefore, it is possible to provide a component inspection apparatus capable of inspecting with high accuracy even for an electronic component whose mounting surface is close to a mirror surface or a mirror surface.
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。
Hereinafter, an embodiment of an illumination device for an imaging device according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. Here, an example in which the illumination device for an imaging device according to the present invention is provided in a surface mounter is shown.
FIG. 1 is a plan view of a surface mounter equipped with an illumination device for an image pickup device according to the present invention, FIG. 2 is a front view of the upper portion of the surface mounter, FIG. 3 is a front view of the image pickup device according to this embodiment, and FIG. FIG. 5 is a side view, FIG. 5 is a flowchart for explaining the operation of the illumination device for an imaging device according to the present invention, FIG. 6 is a schematic diagram showing the illumination device, and FIG. 7 is a diagram showing a captured image. is there.
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。
In these drawings, the
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。
The moving
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。
The Y-
The
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。
As shown in FIG. 2, the
As shown in FIGS. 3 and 4, the
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。
The
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。
The
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。
The
The
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。
The
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。
The
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。
The
The
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。
The
The light
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。
As shown in FIG. 3, the light amount changing means 37 according to this embodiment includes an electrode surface
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。
When the specular mode is selected, the
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。
In the auto mode, the
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。
Here, operations of the
First, when the mounting
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。
Thus, after both the illuminating
If the non-specular mode is selected in step S3, the process proceeds from step S4 to step S2, and the light emission states of both the
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。
When the specular mode is selected in step S3 and the auto mode is selected, the process proceeds from step S4 to step S5 through step S6, and the light quantity of the
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。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
The
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。
The
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。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
The
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。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
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。
The
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。
When the mounting
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。
When the mounting
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。
Thus, when the
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。
As described above, by reducing the light emission amount of the
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。
As a result, the
As described above, the
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。
In this embodiment, when the light amount of the
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。
In the above-described embodiment, an example in which the light emission amount of the
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。
Since the
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。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
A component inspection apparatus for irradiating light to an electronic component to be inspected above a component recognition device by the imaging device illumination device according to claim 1.
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- 2004-05-24 JP JP2004152939A patent/JP2005337725A/en active Pending
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