JPH073134U - プリント基板の基準マーク検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 １個の撮像装置によって２個以上の基準マー
クを撮像し得、しかも大型化を回避し得るプリント配線
基板の基準マーク検出装置を得る。 【構成】 プリント基板１４に設けられた基準マーク１
６を検出する装置であって、プリント基板１４を基板支
持面上に支持する基板支持装置１３と、その基板支持装
置１３の基板支持面と交差する方向から基準マーク１６
を撮像するカメラ１０と、そのカメラ１０を保持するブ
ラケットと、そのブラケットを、基板支持装置１３の基
板支持面に平行な平面内において互いに直行するＸ方向
およびＹ方向の任意の位置に移動させるＸ−Ｙ方向移動
装置１とを含む。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、プリント基板に設けられた基準マークを検出する装置に関するもの である。

【０００２】

【従来の技術】

プリント基板上の電子部品を装着すべき位置は、プリント基板に設けられた基 準マークを基準として設定される。したがって、電子部品装着時には基準マーク を検出し、その位置に基づいて電子部品を保持した保持装置の移動量を決定し、 所定の装着位置に電子部品を装着することが、装着精度を向上させる上で望まし い。

【０００３】 この基準マークは、例えば半田めっきにより形成される。プリント基板の表面 上に突状に設けられるのであり、このような基準マークの検出は、例えば、特開 昭６０−５７６３９号公報に記載された電子部品位置検出装置を利用して行うこ とができる。この検出装置においては、電子部品等の対象物がＸ−Ｙテーブルに 支持され、検出装置の主体をなす撮像装置は位置固定に設けられているため、Ｘ −ＹテーブルのＸ方向とＹ方向との移動により対象物たる基準マークを撮像装置 のほぼ真下の位置に移動させ、撮像装置に撮像させればよいのである。撮像時に おけるＸ−Ｙテーブルの位置と、得られた基準マークの像の正規の位置からのず れとから基準マークの位置を求めることができる。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、この検出装置をプリント基板の基準マークの検出に使用する場合には 、プリント基板を大きな距離移動させることが必要となり、大形のＸ−Ｙテーブ ルが必要となって、コストが高くなるとともに大きな設置スペースが必要になる 。 基準マークは、プリント基板の位置の基準となるものであり、１枚のプリント 基板に２個以上設けられる。プリント基板がそれの板面に平行な平面内で平行移 動するのみならず、回転もする場合には、１枚のプリント基板上の２点の位置が 特定できなければ、プリント基板の一平面上での位置が特定できないからである 。そして、２個以上の基準マークはプリント基板上のできる限り隔たった位置に 設けられる。その方がプリント基板の回転角度を正確に検出できるからである。

【０００５】 これら２個以上の基準マークを１つの撮像装置で撮像するためには、２個以上 の基準マークを撮像装置のほぼ真下の位置へ移動させることが必要であるが、上 記のように基準マークは互いにできる限り隔たった位置に設けられるため、プリ ント基板をその大きな距離だけ移動させることが必要となり、Ｘ−Ｙテーブルが 大形化することを避け得ないのである。 なお、撮像装置を、各基準マークに対応して設ければよいのであるが、高価な 撮像装置を複数個設ければ検出装置が著しく高価になってしまう。 本考案は、１個の撮像装置によって２個以上の基準マークを撮像し得、しかも 大形化を回避し得るプリント基板の基準マーク検出装置を得ることを課題として なされたものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

本考案に係るプリント基板の基準マーク検出装置は、この課題を解決するため に、(a) プリント基板を基板支持面上に支持する基板支持装置と、(b) その基板 支持装置の基板支持面と交差する方向から前記基準マークを撮像する撮像装置と 、(c) その撮像装置を保持する撮像装置保持部材と、(d) その撮像装置保持部材 を、前記基板支持装置の基板支持面に平行な平面内において互いに直交するＸ方 向およびＹ方向の任意の位置に移動させるＸ−Ｙ方向移動装置とを含むように構 成される。

【０００７】

【作用】

このように構成された基準マーク検出装置においては、プリント基板が基板支 持装置に支持された状態で、Ｘ−Ｙ方向移動装置により撮像装置保持部材が移動 させられることによって、それに保持されている撮像装置が各基準マークにほぼ 正対する位置に移動させられる。その位置で撮像装置が基準マークの撮像を行い 、その結果得られた基準マークの像の正規の位置からのずれ量と、Ｘ−Ｙ方向移 動装置による撮像装置の移動位置との両方から、基準マークの位置が求められる 。

【０００８】

【考案の効果】

したがって、１枚のプリント基板に設けられた２個以上の基準マークを１個の 撮像装置により撮像することができる。 そのためには、撮像装置を２個以上の基準マーク間の距離だけ移動させること が必要であり、一見、プリント基板を移動させる場合と差がないようであるが、 実際には基準マーク検出装置全体をかなり小形化できる。撮像装置を移動させる 場合もプリント基板を移動させる場合も移動距離自体は同じなのであるが、プリ ント基板の板面に平行な方向の寸法と、撮像装置の同方向の寸法とを比較すれば 、殆どの場合、後者の方が小さい。移動距離が同じであっても寸法の大きいもの を移動させる場合と、寸法の小さいものを移動させる場合とでは、それらの移動 に要するスペースは後者の方が小さいため、全体として検出装置を小形化するこ とができるのでる。 また、プリント基板が複数種類あり、それに伴って基準マークの位置が複数種 類に変化する場合にも、Ｘ−Ｙ方向移動装置による撮像装置の移動位置を変更す るのみで対処することができる。

【０００９】

【実施例】

以下、本考案の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。 図１は本考案の一実施例である基準マーク検出装置の要部を示す図であり、図 において１０は撮像装置たるカメラである。このカメラ１０は、撮像装置保持部 材たるブラケット１２を介して、図３に示すＸ−Ｙ方向移動装置１に支持されて いる。Ｘ−Ｙ方向移動装置１は、図示を省略するベッド上に固定された一対のＸ 方向ガイド２と、それに移動可能に支持されたＸスライド３と、Ｘスライド３に 設けられたＹ方向ガイド４と、それに移動可能に支持されたＹスライド５とを備 えている。一方のＸ方向ガイド２にはＸ軸モータ６と送りねじ７とが設けられ、 Ｙ方向ガイド４にはＹ軸モータ８と送りねじ９とが設けられている。送りねじ７ はＸスライド３に取付られた図示しないナットと螺合されており、Ｘ軸モータ６ により送りねじ７が回転させられるとき、Ｘスライド３がＸ方向に移動させられ る。同様に、Ｙスライド５はＹ軸モータ８と送りねじ９とによってＹ方向に移動 させられる。Ｘ方向ガイド２とＹ方向ガイド４とは互いに直角に設けられている 。

【００１０】 Ｘ軸モータ６とＹ軸モータ８とは制御装置１１に接続されており、制御装置１ １により回転量を制御される。この制御によって、Ｙスライド５は互いに直角な Ｘ軸とＹ軸との両方に平行な一平面（移動平面と称する）内の任意の位置に移動 させられる。このＹスライド５の移動平面の下方にはプリント基板１４を移動平 面に平行な基板支持面上のほぼ一定の位置に位置決めして支持する基板支持装置 １３が設けられている。この基板支持装置１３も上記図示しないベッド上に設け られている。 カメラ１０はＸ−Ｙ方向移動装置１によりプリント基板１４の基準マーク１６ のほぼ真上の位置に移動させられて、基準マーク１６を撮像する。この基準マー ク１６は半田めっきにより形成されたものであり、図３には１個のみ図示されて いるが、プリント基板１４のこの図示された基準マーク１６が設けられた角部と 対角位置にある角部にもう１個の基準マーク１６が設けられている。

【００１１】 カメラ１０の本体１８は長手形状を成し、その長手方向が上下方向となるよう にブラケット１２により支持されており、その下端部に設けられた筒状部２０に はレンズ２２が取り付けられている。 上記筒状部２０の外面には、円筒状の保持筒２４がカメラ１０と同心に、かつ 、下方に延び出す向きに取り付けられており、この保持筒２４の下端部にはハー フミラー２６が保持筒２４の軸心に対して約４５度の角度で傾斜して設けられて いる。

【００１２】 また、上記保持筒２４の上端部の周囲には環状の発光体３０が配設されている 。この発光体３０は、環状のブロックに多数のファイバが上下方向に埋め込まれ たものであり、これらファイバは図示しないコードによってハロゲンランプに接 続されており、そのハロゲンランプが発光させられることにより保持筒２４の先 端側に向かって投光する。この発光体３０は前記ブラケット１２に固定のホルダ ３２により保持されている。ホルダ３２は、断面形状が正方形の部材に断面形状 が円形で段付の貫通穴が形成されて筒状を成す上ホルダ３４と、ほぼ同様な構成 の下ホルダ３６とから成っている。上ホルダ３４はボルト３８によってブラケッ ト１２に固定され、下ホルダ３６はその上ホルダ３４に嵌合され、ボルト４０に よって上ホルダ３４に固定されており、発光体３０は上ホルダ３４と下ホルダ３ ６とに挟持されているのである。

【００１３】 さらに、上記保持筒２４の下端部には、第一拡散板４４が取り付けられている 。この第一拡散板４４は半透明のアクリル樹脂によって作られており、漏斗状を 成し、その大径部が下側となる向きに取り付けられている。第一拡散板４４は、 保持筒２４から外向きに、かつ、保持筒２４の中心線に対して傾斜して延び出さ せられているのであり、発光体３０に対向し、発光体３０が発する光を拡散させ る。また、その一部はハーフミラー２６に対向し、その部分において拡散させら れた光の一部がハーフミラー２６に入光し、保持筒２４の中心線にほぼ平行にか つ下向きに反射される。第一拡散板４４が投光体を構成しているのである。

【００１４】 また、前記下ホルダ３６の下端部には、半透明のアクリル樹脂により作られた 矩形の第二拡散板４６がビス４８によって固定されている。第二拡散板４６は第 一拡散板４４に近接して設けられ、発光体３０が発光する光ならびに第一拡散板 ４４により拡散させられた光を拡散させる。また、第二拡散板４６の中心部には 、保持筒２４の内径にほぼ等しい径の貫通穴５０が保持筒２４と同心に設けられ ている。第二拡散板４６に関しては、発光体３０および第一拡散板４４が投光体 として機能するのである。

【００１５】 以上のように構成された基準マーク検出装置において、検出時には、カメラ１ ０がＸ−Ｙ方向移動装置１により、予め設定された検出位置に移動させられる。 この検出位置は基準マーク１６の正規位置であり、プリント基板１４が正規位置 に近い位置に位置決めされているため、カメラ１０は基準マーク１６のほぼ真上 に位置する。この位置において発光体３０が発光させられ、カメラ１０が基準マ ーク１６を撮像する。この場合、発光体３０が発する光は、第二拡散板４６によ り拡散させられ、図２に実線で示されるように基準マーク１６を照射するととも に、第一拡散板４４により拡散させられた光のうちの一部は一点鎖線で示される ように第二拡散板４６により更に拡散させられて基準マーク１６を照射する。ま た、第一拡散板４４のうち、ハーフミラー２６に対向する部分が拡散させる光の うちの一部は二点鎖線で示されるようにハーフミラー２６により反射され、貫通 穴５０を通って基準マーク１６をカメラ１０が配設された範囲から照射すること となるのであり、カメラ１０は貫通穴５０から基準マーク１６を撮影する。

【００１６】 この際得られる基準マーク１６の像は、カメラ１０の視野中に設定されている 基準位置からややずれているのが普通であり、このずれが基準マーク１６の正規 位置からのずれを表している。したがって、制御装置１１はこの基準マークの像 の基準位置からのずれの方向および量から基準マーク１６の位置ずれを検出する ことができ、また、Ｘ−Ｙ方向移動装置１によるカメラ１０の移動位置と上記基 準マーク１６の位置ずれとから基準マーク１６の絶対位置を検出することができ る。

【００１７】 以上の説明から明らかなように、本実施例の検出装置においては、基準マーク １６にあらゆる方向からまんべんなく光が当てられることとなるのであり、基準 マーク１６が半田めっきにより形成されて凹凸があり、鏡面を有するにもかかわ らず均一な反射光が得られ、正確な像が得られることによりその位置を正確に検 出することができる。 また、基準マーク１６に照射される光の殆どが第一および第二の拡散板４４， ４６によって拡散されたものであってほぼ同等の強さを有するようにされており 、この点からも均一な反射光が得られ、位置を正確に検出し得る利点がある。 さらに、発光体３０と第二拡散板４６とが離れた位置に設けられており、それ によって光がより良好に拡散される効果が得られるのであり、また、発光体３０ と第二拡散板４６との間がホルダ３２によって覆われているため、発光体３０の 光が他に逃げたり、第二拡散板４６に発光体３０の光以外の光が当たることが防 止される。

【００１８】 さらにまた、ハーフミラー２６に対向して第一拡散板４４が設けられているた め、ハーフミラー２６に光が確実に入光する効果が得られる。 なお、第一拡散板４４，第二拡散板４６はそれぞれ、保持筒２４，ホルダ３２ に限らず、他の部材に取り付けるようにしてもよい。 また、発光体３０の下面に拡散板を取り付けて投光する光を拡散させるように してもよく、そのようにすれば基準マーク１６に照射される光が更に均一となる 。 さらに、発光体３０はカメラ１０に直接取り付けるようにしてもよい。 さらにまた、第一拡散板４４を漏斗状を成すものとすれば、基準マーク１６に 当たる光が全周において均一となって望ましいのであるが、漏斗状とすることは 不可欠ではなく、ハーフミラー２６と発光体３０との両方に対向する向きに傾斜 するものであればよい。

【００１９】 本考案の別の実施例を図４に示す。本実施例は、ホルダ６０を投光体の一部と したものである。ホルダ６０は、断面形状が正方形の部材に断面形状が円形で段 付の貫通穴が形成されて筒状を成す上ホルダ６２と、ほぼ同様な形状を成し、内 周面にねじ６４が形成された下ホルダ６６と、それら上ホルダ６２と下ホルダ６ ６との間に挟まれた矩形の取付板６８とから成っている。ホルダ６０は、上ホル ダ６２においてカメラ７０を支持するブラケット７２の下面に固定されており、 下ホルダ６６は上ホルダ６２に取付板６８を挟んでボルト７４により固定されて いる。

【００２０】 取付板６８の中央部には貫通穴７６が形成されており、カメラ７０の保持筒７ ８はその貫通穴７６を通って下ホルダ６６内に嵌入させられるとともに、その下 端部にハーフミラー８０が傾斜して取り付けられている。また、取付板６８の下 面には複数個の発光体８２が固定されている。発光体８２は、取付部８４と発光 部８６とを備えており、貫通穴７６の周囲に等間隔を隔てて環状に、かつ、発光 部８６の先端がハーフミラー８０の上端とほぼ同じ高さに位置するように固定さ れている。 さらに、下ホルダ６６の下端部には、前記第二拡散板４６と同様の矩形の拡散 板９０がボルト９２により固定されている。９４は、拡散板９０に保持筒７８と 同心に形成された貫通穴である。

【００２１】 本実施例の検出装置においては、下ホルダ６６の内周面にねじ６４が形成され ているため、発光体８２が発する光の一部が下ホルダ６６の内周面により乱反射 され、その一部がハーフミラー８０に入光するとともに反射されて基準マーク１ ６をカメラ７０が配設された範囲から照らすこととなる。発光体８２が発する光 の別の一部は、拡散板９０により拡散されて基準マーク１６を照らすのであり、 基準マーク１６にはあらゆる方向からまんべんなく光が当てられることとなる。

【００２２】 本考案の更に別の実施例を図５に示す。本実施例は、発光体がハーフミラー１ ００に直接光を当て、投光体として機能するようにしたものである。カメラ１０ ２を支持するブラケット１０４は断面形状が円形の段付状を成し、その大径部１ ０６は下方に開口する容器状とされている。カメラ１０２はその保持筒１０８が 、ブラケット１０４の小径部１１０に形成された貫通穴１１２と、大径部１０６ の底壁１１４に形成さた貫通穴１１６とに挿通されて支持されている。 上記保持筒１０８の大径部１０６内に突出させられた下端部にハーフミラー１ ００が取り付けられており、大径部１０６には発光体としての環状の蛍光灯１１ ８がハーフミラー１００に対向する位置に取り付けられている。また、大径部１ ０６の開口部には、前記第二拡散板４６と同様の拡散板１２０が取り付けられて いる。

【００２３】 本実施例の検出装置においては、蛍光灯１１８の発する光の一部がハーフミラ ー１００に入光して反射され、基準マーク１６をカメラ１０２が配設された範囲 から照らすとともに、別の一部が拡散板１２０により拡散されて基準マーク１６ を照らす。このように発光体たる蛍光灯１１８の光を直接ハーフミラー１００に 当てるようにすれば、発光体が発する光をハーフミラーに向かって入光させるた めの部材を省略することができる。

【００２４】 本考案の更に別の実施例を図６に示す。本実施例は、発光体がハーフミラー１ ２４に直接光を当てるようにするとともに、その発光体とは別に発光体を設け、 基準マーク１６を直接照射するようにしたものである。カメラ１２６を保持する ブラケット１２８は前記ブラケット１０４と同じものであり、その大径部１３０ 内の保持筒１３２に取り付けられたハーフミラー１２４と対向する位置にはラン プ１３４が設けられ、投光体として機能するようにされている。また、大径部１ ３０の開口端には発光ダイオードを発光体とする投光板１３６が固定されている 。投光板１３６は、多数の発光ダイオード１３８と、それを保持する保持板１４ ０と、保持板１４０の下面に固定された拡散板１４２とを備えており、多数の発 光ダイオード１３８により発光された光が拡散板１４２により拡散されて基準マ ーク１６に照射される。

【００２５】 本実施例の検出装置においては、ランプ１３４が発する光は主にハーフミラー １２４に入光して反射され、カメラ１２６が配設された範囲から基準マーク１６ を照らす。また、発光体１３６は、ハーフミラー１２４により照射される光の周 囲から基準マーク１６を照らす。 なお、上記各実施例において基準マーク１６には、カメラ１０，７０，１０２ ，１２６が配設された範囲とその周辺とから別々に光が当てられるようになって いたが、ハーフミラーを基準マークの全面を照射するのに十分な大きさを有する ものとすることにより、カメラが配設された範囲の周辺からの投光を省略するこ とができる。 その他、いちいち例示することはしないが、当業者の知識に基づいて種々の変 形，改良を施した態様で本考案を実施することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例である基準マーク検出装置の
カメラおよびその周辺部材を示す正面図（一部断面）で
ある。

【図２】上記検出装置の照明装置により基準マークに照
射される光を示す正面図である。

【図３】上記基準マーク検出装置の概略平面図である。

【図４】本考案の別の実施例である基準マーク検出装置
のカメラおよびその周辺部材を示す正面図（一部断面）
である。

【図５】本考案のさらに別の実施例である基準マーク検
出装置のカメラおよびその周辺部材を示す正面図（一部
断面）である。

【図６】本考案のさらに別の実施例である基準マーク検
出装置のカメラおよびその周辺部材を示す正面図（一部
断面）である。

【符号の説明】

１ Ｘ−Ｙ方向移動装置 ３ Ｘスライド ５ Ｙスライド ６ Ｘ軸モータ ８ Ｙ軸モータ １０ カメラ １１ 制御装置 １２ ブラケット １３ 基板支持装置 １４ プリント基板 １６ 基準マーク ２６ ハーフミラー ４４ 第一拡散板 ６０ ホルダ ６４ ねじ ７０ カメラ ８０，１００ ハーフミラー １０２ カメラ １１８ 蛍光灯 １２４ ハーフミラー １２６ カメラ １３４ ランプ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】プリント基板に設けられた基準マークを検
   出する装置であって、 プリント基板を基板支持面上に支持する基板支持装置
   と、 その基板支持装置の基板支持面と交差する方向から前記
   基準マークを撮像する撮像装置と、 その撮像装置を保持する撮像装置保持部材と、 その撮像装置保持部材を、前記基板支持装置の基板支持
   面に平行な平面内において互いに直交するＸ方向および
   Ｙ方向の任意の位置に移動させるＸ−Ｙ方向移動装置と
   を含むことを特徴とするプリント基板の基準マーク検出
   装置。