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審決分類 審判 全部申し立て 2項進歩性  H05K
管理番号 1051458
異議申立番号 異議2000-70509  
総通号数 26 
発行国 日本国特許庁(JP) 
公報種別 特許決定公報 
発行日 1995-05-12 
種別 異議の決定 
異議申立日 2000-02-07 
確定日 2001-10-09 
異議申立件数
訂正明細書 有 
事件の表示 特許第2941617号「電子部品の部品データ記録装置およびそれを用いた電子部品の搬送組み付け装置」の請求項1、2に係る特許に対する特許異議の申立てについて、次のとおり決定する。 
結論 訂正を認める。 特許第2941617号の請求項1に係る特許を維持する。 
理由 一.[手続の経緯]
本件特許第2941617号(以下、「本件特許」という)は、平成5年10月21日に出願された特願平5-263529号に係り、平成11年6月18日に設定登録されたが(登録時の請求項の数2)、本件特許に対して表記特許異議申立人より、全請求項に係る特許異議の申立があったので、当審において当該申立の理由を検討の上、特許取消理由を通知したところ、平成13年5月28日に、特許異議意見書の提出と共に訂正請求があったが、当該訂正請求の結果、先に通知した特許取消理由で指摘したところ以外の取消理由が発見されたので、当審より、その旨を指摘した特許取消理由を再度通知し、これに対して特許権者は先の平成13年5月28日付の訂正請求を取下げると共に、平成13年8月20日付で新たに訂正請求をしたものである。

二.[訂正請求について]
1.訂正の要旨
上記平成13年8月20日付訂正請求における訂正の要旨は、次のイ〜チのとおりである。
イ 願書に添付した明細書(以下、「特許明細書」という)の特許請求の範囲において、請求項1を削除し、請求項2を以下のロ〜ヘのとおり訂正すると共に、これを繰り上げて、新たな請求項1とする。
ロ 上記イの訂正で新たな請求項1とする、もとの請求項2において、第5段落の「部品ステージに載置された電子部品を組み付けステージに保持された被搭載物品に搬送する搬送手段と、」とある記載を、請求項の冒頭に移動する。
ハ 同じくもとの請求項2において、「被搭載物品に搭載される電子部品の画像を撮影する撮影手段と、」とある記載を、
「前記部品ステージと前記組み付けステージとの間において前記搬送手段に対向して配置され、前記搬送手段に保持される被搭載物品に搭載される電子部品の画像を撮影する撮影手段と、」と訂正する。
ニ 同じくもとの請求項2において、「前記1フレーム分の画像情報の中から特定の領域の画像情報を読み出して前記電子部品の形状寸法等の、前記電子部品の姿勢を検出するための部品データを自動的に演算して作成する部品データ演算手段と、」とある記載を、
「前記1フレーム分の画像情報の中から特定の領域の画像情報を読み出して前記電子部品のモールド部の横幅および縦幅、リードを含めた前記電子部品全体の横幅および縦幅、横リード本数、縦リード本数を少なくとも含む、前記電子部品の姿勢を検出するための部品データおよび前記電子部品の種類を判断するための部品データを自動的に演算して作成する部品データ演算手段と、」と訂正する。
ホ 同じくもとの請求項2において、第4段落の「・・・部品データ記憶手段と、」という記載の後に、
「搬送されることになる全ての種類の電子部品の部品データを前記部品データ記憶手段に格納した後、前記搬送手段による前記部品ステージから前記組み付けステージへの搬送途中において前記撮影手段により取り込まれる前記被搭載物品に搭載される電子部品の画像情報と、前記部品データ記憶手段に格納されている部品データに基づき、前記搬送手段に保持される電子部品の種類を判断する判断手段と、」という記載を加入する。
ヘ 同じくもとの請求項2において、「前記部品データに基づいて、前記電子部品が前記搬送手段に把持された状態における前記電子部品の基準位置と前記搬送手段の基準位置とのずれ量を算出するずれ量算出手段と、」とある記載を、
「前記部品データ記憶手段に格納された前記部品データと前記被搭載物品に搭載される前記電子部品の画像情報に基づき、前記電子部品が前記搬送手段に把持された状態における前記電子部品の基準位置と前記搬送手段の基準位置とのずれ量を算出するずれ量算出手段と、」と訂正する。
ト 特許明細書の「発明の詳細な説明」の欄において、上記イ〜ヘの訂正事項に関連する箇所(「産業上の利用分野」、「課題を解決するための手段」、「作用」の各項)について、当該イ〜への訂正趣旨に対応する訂正を行うと共に、上記イの訂正事項に対応して、【0012】を削除して、【0013】以下を順次繰り上げる訂正をする。
チ また、上記イの訂正事項(もとの請求項1の削除)に伴い、発明の名称を「電子部品の搬送組み付け装置」に訂正する。

2.訂正請求の適否
(1)訂正の目的
上記イの訂正事項において、請求項の削除を行うことは、特許請求の範囲の減縮を目的とするものと認められ、残る請求項を繰り上げる訂正は、明瞭でない記載の釈明を目的とするものと認められる。
また、もとの請求項2についての上記ロ〜ヘの訂正事項は、明瞭でない記載の釈明又は特許請求の範囲の減縮を目的とするものと認められる。
そして、上記トの訂正事項は、明細書の前後における齟齬を解消しようとするもので、明瞭でない記載の釈明を目的とするものと認められるし、チの訂正事項も同様に明瞭でない記載の釈明を目的とするものと認められる。
(2)新規事項の有無
先ず、上記イの訂正事項において、請求項の削除と、残る請求項を繰り上げる訂正は、特許明細書に記載した事項の範囲を越える訂正とはいえない。また、上記ロの、「搬送手段」に係る記載を請求項の冒頭に移動する訂正事項も、同様である。
そして、上記ハの訂正事項は、登録時における特許明細書の【0020】欄及び図1に、ニの訂正事項は、同じく【0022】〜【0037】欄及び図3に、ホの訂正事項は同じく【0017】〜【0037】欄に、ヘの訂正事項は同じく【0035】〜【0040】欄及び図11に、それぞれ実質上記載された事項の範囲内において、訂正しようとするものと認められる。
更に、上記ト及びチの訂正事項も、上記の訂正事項と同様に、特許明細書に記載した事項の範囲内で訂正しようとするものと認められる。
(3)拡張、変更の有無
上記イ〜チの各訂正事項の内容は、その訂正の趣旨からみて、特許明細書に記載されている発明の目的の範囲を逸脱するところはなく、特許請求の範囲を実質的に拡張又は変更するものでない。
(4)訂正事項の適法性と訂正請求の認容
上記(1)〜(3)で検討したところによれば、上記各訂正事項は、特許法第120条の4第2項第1、3号に掲げる事項を目的とするものであって(上記(1))、特許法第120条の4第3項で準用され、平成6年法律第116号附則第6条第1項の規定により適用される、同法律第116号による改正前の特許法第126条第1項ただし書き(上記(2))、同条第2項(上記(3))の各規定に適合しているので上記訂正の請求は認容される。

三.[特許異議の申立てに係る証拠と申立ての理由]
1.特許異議申立人が提出した証拠は、次の甲第1〜5号証である。
甲第1号証:特開平3-126176号公報
甲第2号証:特開平3-227594号公報
甲第3号証:特開平4-353704号公報
甲第4号証:特開平3-35948号公報
甲第5号証:特開平5-333915号公報
2.上記の各証拠をもとに、本件特許を取り消すべきとして、特許異議申立人が主張する申立て理由の概要は、次のとおりである。
(1)本件特許に係る発明は、甲第1〜4号証の記載事項に基づいて、当業者が容易に発明をすることができたものであるから、本件特許は、特許法第29条第2項の規定に基づいて拒絶査定をするべき出願に対してされたことになる。
(2)本件特許に係る発明は、甲第5号証に係る先願(特願平4-140658号)の願書に最初に添付した明細書または図面に記載された発明(以下、「先願発明」という)と同一であり、本件特許は、特許法第29条の2の規定に基づいて拒絶査定をするべき出願に対してされたことになる。

四.[当審の判断]
1.特許異議申立に係る特許発明の認定
上記二.のとおり、訂正請求が認容されることによって、登録時の請求項1は削除されているので、特許異議申立に係る発明は、特許明細書(上記平成13年8月20日付で提出された訂正明細書)の特許請求の範囲における請求項1に記載された事項によって特定される次のとおりのものと認める。
【請求項1】「部品ステージに載置された電子部品を組み付けステージに保持された被搭載物品に搬送する搬送手段と、
前記部品ステージと前記組み付けステージとの間において前記搬送手段に対向して配置され、前記搬送手段に保持される被搭載物品に搭載される電子部品の画像を撮影する撮影手段と、
前記撮影手段により撮影された前記電子部品の全体の1フレーム分の画像情報を記憶する全体画像情報記憶手段と、
前記1フレーム分の画像情報の中から特定の領域の画像情報を読み出して前記電子部品のモールド部の横幅および縦幅、リードを含めた前記電子部品全体の横幅および縦幅、横リード本数、縦リード本数を少なくとも含む、前記電子部品の姿勢を検出するための部品データおよび前記電子部品の種類を判断するための部品データを自動的に演算して作成する部品データ演算手段と、
前記部品データ演算手段により作成された部品データを保存する部品データ記憶手段と、
搬送されることになる全ての種類の電子部品の部品データを前記部品データ記憶手段に格納した後、前記搬送手段による前記部品ステージから前記組み付けステージへの搬送途中において前記撮影手段により取り込まれる前記被搭載物品に搭載される電子部品の画像情報と、前記部品データ記憶手段に格納されている部品データに基づき、前記搬送手段に保持される電子部品の種類を判断する判断手段と、
前記部品データ記憶手段に格納された前記部品データと前記被搭載物品に搭載される前記電子部品の画像情報に基づき、前記電子部品が前記搬送手段に把持された状態における前記電子部品の基準位置と前記搬送手段の基準位置とのずれ量を算出するずれ量算出手段と、
前記ずれ量に基づいて前記電子部品を前記被搭載物品に対して搭載する際における補正値を算出する補正値算出手段とを有する電子部品の搬送組み付け装置。」(以下、「本件特許発明」という)
2.発明の容易性についての判断
(1)本件特許発明の主要な技術課題は、従来技術における「部品搬送装置のユーザが特定されない場合には、全てのユーザに対応すべく、搭載される可能性のあるあらゆる電子部品を想定して、それぞれのデータを予め入力して」おく必要性を回避(【0006】)したり、「搭載される電子部品の種類の変更が行なわれる毎に、そのデータを作成しなければならず、操作者の負担が大きくて作業性が悪い」(【0007】)という問題点に対処しようとするものである。そのために、本件特許発明では、上記認定のとおり、「電子部品のモールド部の横幅および縦幅、リードを含めた前記電子部品全体の横幅および縦幅、横リード本数、縦リード本数を少なくとも含む」「前記電子部品の種類を判断するための部品データを自動的に演算して作成する部品データ演算手段」を必須の構成要件(この構成要件を、以下「特徴的構成要件」という)としている。
そこで、上記本件特許発明の特徴的構成要件に関して、本件特許に係る出願前に頒布された刊行物である甲第1〜4号証の記載事項と対比する。
(2)甲第1号証には、「ICチップを基板上に装着する際の位置認識」(第1頁右下欄第4、5行)のために「画像データに対してそれぞれ電極及びリード線の少なくとも一部を含む所定領域内で濃淡レベルのスキャン」を行って、「濃淡レベル変化から電極及びリード線の端部位置を求め」る旨の記載(第2頁右上欄第19行〜同左下欄第9行)があるが、上記本件特許発明の特徴的構成要件に係る「前記電子部品の種類を判断するための部品データを自動的に演算して作成する」ことについては全く言及されていない。
(3)次に、甲第2号証には、「部品実装機における部品登録方法」に関して、「実装機本体2側の部品保持位置aの上方には、・・・画像入力装置・・・が配置されるとともに、この画像入力装置5からの画像データが、実装機全体を制御する制御部6に送られて・・・送られてきた画像データを処理し、電子部品の外形寸法および電子部品表面の文字、マーク・・・などの特徴量が認識される。」(第2頁右上欄17行〜同左下欄第9行)という記載がある。
しかし、この記載に続いて「上記制御部6には、上記読み取られた特徴量と比較して電子部品の種類を決定づけるための特徴量データがあらかじめ入力されている。この特徴量データは、・・・電子部品の外形寸法・・・などをキーとして、たとえば電子部品名が求まるデータ群である。」(第2頁左下欄第9〜15行)という記載があるところから、やはり、上記本件特許発明の特徴的構成要件に係る「前記電子部品の種類を判断するための部品データを自動的に演算して作成する」ことについて言及したものとはいえない。
(4)また、甲第3号証には、「部品認識方法とこの方法を使用した電子部品実装機および部品認識データ作成機」に関して、「図4は、本実施例の部品認識方法を示すフローチャートで・・・ステップ#1において、制御装置2の記憶手段3に各種電子部品のデータを記憶させ・・・ステップ#2において、制御装置2の部品種別認知手段4に、認識対象となる電子部品の種別と種別認知データとを、各電子部品毎に1サイクル分としてまとめて認知させる。この場合、部品種別認知手段4は、図5の電子部品実装機全体を制御する制御装置44が記憶している部品種別コード、実装順番、部品実装位置データ、部品認識用データ、部品の適正ズーム倍率を含むNCデータ、及び、カメラ8が撮像した部品の映像等に基づいて前記認知を行う。」(第3頁第4欄第33〜45行)という記載と共に、「ステップ#7において、カメラ8が適正レンズ倍率で、電子部品1を撮像し、その映像を認識手段10に伝送する。・・・ステップ#8において、認識手段10が、ステップ#7の映像と、制御装置2の部品種別認識手段4が読み出したデータとを比較して、電子部品1を認識し、前記1サイクル分の認識を終える。」(第4頁第5欄第14〜20行)という記載がある。
これらの記載によれば、甲第3号証記載のものでは、「電子部品1を撮像し、その映像を認識手段10に伝送」して、「ステップ#8において、認識手段10が、ステップ#7の映像と、制御装置2の部品種別認識手段4が読み出したデータとを比較」するのであるが、当該「部品種別認識手段4が読み出したデータ」が「ステップ#1」及び「ステップ#2」において、どのように記憶されるかについては全く言及されていないから、結局、甲第3号証にも、上記本件特許発明の特徴的構成要件に係る「前記電子部品の種類を判断するための部品データを自動的に演算して作成する」ことについての開示があるとはいえない。
(5)更に、甲第4号証には、「本発明は、部品装着器あるいは部品挿入機などの実装機において、部品の形状寸法・・・などの部品のマスターデータを機械が自動的に作成することができるデータ作成方法に関する」という記載(第1頁右下欄第3〜6行)がある。
しかし、その後に、「本発明のデータ作成方法は、部品に対して形状、特性容量などの測定結果を測定データとして登録ユニットに格納し、さらに、前もって・・・標準化された定数に基づいた部品規格値の一覧表を許容範囲とともに記憶させておき、・・・測定データに対して、前もって記憶させた部品規格値一覧表の中から最も値の近いものを検索選択し、・・・その測定値に対応した規格値をマスターデータとして自動登録する」(第2頁左上欄第12行〜同右上欄第3行)とされているところから、この甲第4号証に記載されているデータ作成方法は、本件特許明細書で従来技術とされている、「組み付けが想定される全ての電子部品の形状や寸法に関するデータを予め電子部品を測定するか、あいは寸法等のデータ値をキー入力するかライブラリーとして予め用意しておく」ものに相当すると認められる。
(6)以上の対比から明らかなように、甲第1〜4号証のいずれにも、本件特許発明の上記特徴的構成要件については開示がなく、また、甲第2〜4号証には、電子部品自動装着のためのマスターデータ等を自動的に作成する旨の記載があるが、本件特許発明に係る従来技術の開示にとどまり、上記特徴的構成要件を示唆するものがないから、本件特許発明を上記甲第1〜4号証に記載された発明に基づいて、当業者が容易に発明することができたものとはいえない。
3.先願発明との同一性について
上記甲第5号証に係る先願(特願平4-140658号)の願書に最初に添付した明細書(以下、「先願明細書」という。)には、次の記載がある。
「ステップ#2は、認識カメラ位置と部品寸法と部品毎の認識の仕方の種類に応じて電子部品を吸着した実装ヘッドを移動させて電子部品をその認識位置に位置決めする工程である。ここで、認識カメラの位置、認識用データを作成すべき電子部品の寸法、及び、例えばリード付き電子部品の場合にそのリードの全数を認識するのか、角部のリードだけで良いのか等の認識の仕方の種類に関する情報が予め電子部品実装機の制御装置に登録してあり、さらに電子部品実装機に備えられた視覚認識装置の特性に関する情報も予め登録されており、これらの情報から認識するのに最適な位置を決定して電子部品を吸着した実装ヘッドを移動させ、電子部品をその認識位置に位置決めする。」(甲第5号証【0016】欄参照)
上記の記載によれば、「認識用データを作成すべき電子部品の寸法」に関する情報は、「予め電子部品実装機の制御装置に登録」してあるとされているところから、先願明細書等(甲第5号証参照)の記載も本件特許発明に係る従来技術の開示にとどまっており、本件特許発明の特徴的構成要件である「電子部品のモールド部の横幅および縦幅、リードを含めた前記電子部品全体の横幅および縦幅、横リード本数、縦リード本数を少なくとも含む」「前記電子部品の種類を判断するための部品データを自動的に演算して作成する部品データ演算手段」は先願明細書等で言及されているとはいえない。
したがって、本件特許発明と先願発明とを同一とすることはできない。

五.[むすび]
以上のとおりであるから、本件特許は、特許異議申立人の主張する理由およびその提出した証拠によっては、取り消すことはできないし、また、他に取り消すべき理由を発見しない。
よって、結論のとおり決定する。
 
発明の名称 (54)【発明の名称】
電子部品の搬送組み付け装置
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】 部品ステージに載置された電子部品を組み付けステージに保持された被搭載物品に搬送する搬送手段と、
前記部品ステージと前記組み付けステージとの間において前記搬送手段に対向して配置され、前記搬送手段に保持される被搭載物品に搭載される電子部品の画像を撮影する撮影手段と、
前記撮影手段により撮影された前記電子部品の全体の1フレーム分の画像情報を記憶する全体画像情報記憶手段と、
前記1フレーム分の画像情報の中から特定の領域の画像情報を読み出して前記電子部品のモールド部の横幅および縦幅、リードを含めた前記電子部品全体の横幅および縦幅、横リード本数、縦リード本数を少なくとも含む、前記電子部品の姿勢を検出するための部品データおよび前記電子部品の種類を判断するための部品データを自動的に演算して作成する部品データ演算手段と、
前記部品データ演算手段により作成された部品データを保存する部品データ記憶手段と、
搬送されることになる全ての種類の電子部品の部品データを前記部品データ記憶手段に格納した後、前記搬送手段による前記部品ステージから前記組み付けステージヘの搬送途中において前記撮影手段により取り込まれる前記被搭載物品に搭載される電子部品の画像情報と、前記部品データ記憶手段に格納されている部品データに基づき、前記搬送手段に保持される電子部品の種類を判断する判断手段と、
前記部品データ記憶手段に格納された前記部品データと前記被搭載物品に搭載される前記電子部品の画像情報に基づき、前記電子部品が前記搬送手段に把持された状態における前記電子部品の基準位置と前記搬送手段の基準位置とのずれ量を算出するずれ量算出手段と、
前記ずれ量に基づいて前記電子部品を前記被搭載物品に対して搭載する際における補正値を算出する補正値算出手段とを有する電子部品の搬送組み付け装置。
【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、電子部品の寸法や形状等の部品データを読み取る電子部品の部品データ記録技術および電子部品を被搭載物品に搬送して組み付ける際に、所定の位置に正確に電子部品を位置決めするようにした部品搬送組み付け技術に関し、特にパッケージに封入されたICやLSI等の電子部品をプリント基板に搭載する技術に適用して有用なものである。
【0002】
【従来の技術】
パッケージに封入されたIC等の電子部品は、平面四角形の本体部つまりモールド部とこのモールド部の外周から突出した多数本のリードとを有している。このような電子部品をプリント基板に搭載する際には、多数の電子部品が載置された部品ステージからチップマウンタつまり搬送装置を用いることにより、プリント基板が保持された組み付けステージに電子部品を搬送するようにしている。
【0003】
チップマウンタは通常、電子部品を真空吸着する吸着ビットが設けられたマウントヘッドを有しており、このマウントヘッドには電子部品をマウントヘッドの所定の基準点位置に所定の姿勢で機械的に位置決めするセンタリング装置が設けられている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このセンタリング装置は電子部品に当接する位置決め部材を有しており、この部材が電子部品のリードに当接するときに、リードを変形させるおそれがある。
【0005】
そこで、本発明者は、搬送装置としてのチップマウンタでは電子部品を真空吸着のみを行なってセンタリングを行なうことなく、チップマウンタに把持された電子部品の位置や姿勢をカメラを用いて検出し、電子部品をプリント基板に組み付ける際にマウントヘッドの基準位置に対するずれ量を補正する技術について検討した。
【0006】
以下は、本発明者によって検討された技術であり、その概要は次のとおりである。
すなわち、ビデオカメラを用いて得られた電子部品の画像情報を処理して電子部品の形状や寸法を求めるには、組み付けが想定される全ての電子部品の形状や寸法に関するデータを予め電子部品を測定するか、あるいは寸法等のデータ値をキー入力するかライブラリーとして予め用意しておく必要がある。
【0007】
したがって、部品搬送装置のユーザが特定されない場合には、全てのユーザに対応すべく、搭載される可能性のあるあらゆる電子部品を想定して、それぞれのデータを予め入力しておかなければならず、電子部品の種類が多いので、現実的に不可能である。また、種類が予め特定された複数の種類の電子部品をプリント基板に搭載する場合にあっても、搭載される電子部品の種類の変更が行なわれる毎に、そのデータを作成しなければならず、操作者の負担が大きくて作業性が悪い。
【0008】
本発明の目的は、電子部品を撮影するカメラを用いて撮影された画像情報からその電子部品の形状寸法等の、前記電子部品の姿勢を検出するための部品データを自動的に演算して作成することにより、部品データを操作者が手作業で作成、入力することを不要とすることにある。
【0009】
本発明の他の目的は、電子部品を搬送して被搭載物品に組み付ける際に、搬送装置に把持された状態の電子部品の形状や寸法等の画像データを取込むとともに、搬送手段に対する電子部品の姿勢を測定することにより、電子部品の種別の判別と搬送手段に対する姿勢を自動的に検出し得るようにすることにある。
【0010】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以下のとおりである。
【0012】
すなわち、本発明の電子部品の搬送組み付け装置は、部品ステージに載置された電子部品を組み付けステージに保持された被搭載物品に搬送する搬送手段と、前記部品ステージと前記組み付けステージとの間において前記搬送手段に対向して配置され、前記搬送手段に保持される被搭載物品に搭載される電子部品の画像を撮影する撮影手段と、前記撮影手段により撮影された前記電子部品の全体の1フレーム分の画像情報を記憶する全体画像情報記憶手段と、前記1フレーム分の画像情報の中から特定の領域の画像情報を読み出して前記電子部品のモールド部の横幅および縦幅、リードを含めた前記電子部品全体の横幅および縦幅、横リード本数、縦リード本数を少なくとも含む、前記電子部品の姿勢を検出するための部品データおよび前記電子部品の種類を判断するための部品データを自動的に演算して作成する部品データ演算手段と、前記部品データ演算手段により作成された部品データを保存する部品データ記憶手段と、搬送されることになる全ての種類の電子部品の部品データを前記部品データ記憶手段に格納した後、前記搬送手段による前記部品ステージから前記組み付けステージヘの搬送途中において前記撮影手段により取り込まれる前記被搭載物品に搭載される電子部品の画像情報と、前記部品データ記憶手段に格納されている部品データに基づき、前記搬送手段に保持される電子部品の種類を判断する判断手段と、前記部品データ記憶手段に格納された前記部品データと前記被搭載物品に搭載される前記電子部品の画像情報に基づき、前記電子部品が前記搬送手段に把持された状態における前記電子部品の基準位置と前記搬送手段の基準位置とのずれ量を算出するずれ量算出手段と、前記ずれ量に基づいて前記電子部品を前記被搭載物品に対して搭載する際における補正値を算出する補正値算出手段とを有する。
【0013】
【作用】
前記構成を有する電子部品の搬送組み付け装置にあっては、撮影手段により撮影された電子部品の1フレーム分の画像情報が記憶手段に記憶され、その記憶された画像情報から電子部品の、前記電子部品の姿勢を検出するための部品データが自動的に演算して作成される。したがって、作業者が手作業で部品データを入力する必要がなく、部品データの作成作業が飛躍的に向上する。
【0014】
また、前記構成を有する電子部品の搬送組み付け装置にあっては、メモリに記録された部品データと、実際に搬送される過程の電子部品の画像データとを比較することにより、どのような種類の電子部品が搬送されているか否か、および搬送手段に対して所定の位置に保持された状態となっているか否かを自動的に検出することができ、検出されたずれ量に基づいて電子部品を搭載すべき被搭載物品に対して正確に位置決めすることができる。
【0015】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【0016】
図1は電子部品つまりワークCが載置された部品ステージ1から搬送装置2により組み付けステージ3に電子部品を搬送する部品搬送工程を示す概略図である。この電子部品CはICチップを樹脂ないしセラミック等のパッケージに封入して形成されており、例えば、図2に示すように、四角形の本体部Caとこれの外周から突出した多数のリード部Cbとを有し、この電子部品Cは組み付けステージ3に保持されたプリント基板(被搭載物品)4に搬送装置2によって組み付けられるようになっている。
【0017】
搬送装置2はマウントヘッド2aを有しており、下端面に真空吸引用の開口が形成された吸着ビット5がマウントヘッド2aに設けられており、吸着ビット5は、図1に示すように、電子部品Cを下端面に吸着して把持する。
【0018】
搬送装置2は部品ステージ1と組み付けステージ3との間を水平方向に移動するX軸方向と、これと直角な水平方向のY軸方向とに移動し、マウントヘッド2aは上下方向つまりZ軸方向に移動するとともに、吸着ビット5を回転させる方向つまりθ方向に移動する。したがって、電子部品Cは図1において、移動軌跡6で示すように移動されて、プリント基板4に組み付けられる。
【0019】
部品ステージ1と組み付けステージ3の間には、電子部品Cを撮影するカメラ7が搬送装置2に対向して配置されている。このカメラ7は、マウントヘッド2aに保持された状態の電子部品Cの画像を撮影する。この撮影がなされる際には、搬送装置2は電子部品Cの搬送を所定時間だけ停止する。搬送装置2には、カメラ7に対して透過照明を行なうために、照明灯8が設けられている。
図4は部品搬送装置の制御回路を示すブロック図であり、カメラ7からの画像情報は画像処理装置10内の画像処理用CPU11により信号処理されて1フレーム分の二次元画像データが画像メモリ12に記憶される。この画像処理用CPU11はメインCPU13に接続され、さらに画像処理用のCRT14に接続されている。
【0020】
マウントヘッド2aを前述のようにZ軸方向およびθ軸方向に駆動するためのマウントヘッド駆動部15には、モータドライバー16を介してメインCPU13から制御信号が送られ、搬送装置2を前述のようにXおよびY軸方向に駆動するための搬送装置駆動部17には、モータドライバー18を介してメインCPU13から制御信号が送られるようになっている。
【0021】
被搭載物品であるプリント基板4に搭載される電子部品の部品データは、図1に示すカメラ7によって撮影した1フレーム分の画像情報を、まず画像メモリ12に記憶し、その画像情報を処理することにより得られる。例えば、図2に示す電子部品Cの場合には、図2および図3において符号A〜Mで示された寸法が読み取られるべき部品データとなる。
【0022】
符号と部品データの関係を表にすると、図3の通りであり、電子部品Cのモールド部Caの横幅A、縦幅B、リードCbを含めた電子部品全体の横幅D、縦幅E、リード接地面長さF、リード幅G、リード間隔I、横リード間距離J、縦リード間距離K、横リード本数L、縦リード本数Mの寸法が画像処理により求められる。
【0023】
図5は部品データを保存する手順を示すフローチャートであり、まず、ステップS1では、電子部品の粗外周端の位置と仮の中心位置を求める。このステップS1では、図6に示すように、画像メモリ12に取り込まれた1フレーム分の平面画像情報Hの中から、この画像情報Hの全体の横寸法に近い長寸のウインドウW0hの部分を読み出してこの部分内におけるエッジ検出に基づいて横方向の外周端Sh1、Sh2の位置を求める。同様にして、画像全体Hの縦寸法に近い長寸のウインドウW0vを読み出してこの部分内におけるエッジ検出から縦方向の外周端Sv1、Sv2の位置を求める。
【0024】
このようにして、縦横外周端の位置の値から電子部品の粗外周の測定、つまりおおよその横幅Doと縦幅Eoが算出される。そして、これらの値に基づいて、電子部品Cの中心点Oaの仮の値が求められる。
【0025】
次にステップS2では、リードの先端位置とモールド位置の検出が実行される。このときには、図7に示すように、ステップS1によって求められた粗外周の位置と仮中心点の位置からモールド部Caがあると予測される位置に相当する部分の短寸のウインドW1hを画像メモリ12から読み出してこの部分におけるエッジ検出に基づいてモールド部Caの横端面の位置Sh3、Sh5とリード部Cbの先端位置Sh4、Sh6を検出する。同様にして、短寸のウインドW1Vを読み出して、モールド部Caの縦端面の位置SV3、SV5とリード部Cbの先端位置SV4、SV6を検出する。
【0026】
これらの検出値から、図2および図3に示した電子部品Cの本体部Caの横幅A、縦幅Bと、全体の横幅D、縦幅Eとが算出される。
【0027】
次に、ステップS3が実行されて、ステップS2で求められた部品データから、図8に示すように、リード部Cbに相当する部分の画像情報を読み出してリード用ウインドW2VとW2hを作る。そして、それぞれのリード用ウインドにおけるエッジ位置から、図3に示したリード接地面長さF、リード幅G、リード間隔I、横リード間距離J、縦リード間距離K、横リード本数L、および縦リード本数Mが算出される。
【0028】
図9はリード部Cbの幅を算出する手順を示す図であり、例えば図9(a)に示すようにウインドW2h内のデータを一次元データに変換してこのデータの中からエッジの位置を検出する。例えば、図9(b)のような明暗のデータが得られた場合には、フィルタリング処理することにより図9(c)に示すようなピーク値Pが求められ、そのピーク値Pから図9(d)に示すようにエッジが求められる。エッジを求める手順は、リード部Cbのみならず、モールド部Caについても同様の手法が採用される。
【0029】
エッジの位置の平均値を求めるために、プロジェクション処理がなされる。このプロジェクション処理は、ウインドW2hの位置を、図9(a)において矢印で示すようにウインドW2hの位置をシフトすることによりなされる。
【0030】
このようにして求められた部品データは、ステップS4で格納し得るデータに処理され、さらにステップS5においては、部品データとして正しいか否かが判断される。
【0031】
部品データが正確でない場合には、ステップS6でCRT14にエラー表示がなされ、正確な部品であると判断された場合には、ステップS7において、部品データがCRT14に表示されるとともに、画像メモリ12に保存される。部品データの保存は、画像メモリ12に保存することなく、フロッピー等の他の記憶媒体に保存するようにしても良い。
【0032】
前述した実施例にあっては、1つの電子部品C全体の画像をカメラ7で撮影してその画像情報を読む取るようにしたが、電子部品Cの大きさによっては、カメラの画角内に入らないことがある。その場合には、2分割または4分割して画像を処理することも可能である。
【0033】
図10(a)〜(c)は2分割して画像を処理する手順を示す概念図であり、図10(a)は長寸のウインドを作って部品の粗外周を測定する手順を示す。また、図10(b)は短寸のウインドを作って外周部を測定する手順を示す図であり、リードCbの測定は図10(c)のようなリード用ウインドを作ることにより行なわれる。このような2分割方式を行なう場合には、反対側についても同様にして処理することになる。
【0034】
図11(a)〜(c)は4分割して画像を処理する手順を示す概念図であり、それぞれ前述した場合と同様なウインドを作って部品データが求められる。
【0035】
画像処理を一括で行なうか、2分割するか、あるいは4分割するかは、操作者がキー操作により入力するようにする。
【0036】
図1で示す電子部品の搬送装置を用いて搬送されることになる全ての種類の電子部品の部品データを、上述した手順により予めメモリに格納しておき、マウントヘッド2aにより部品ステージ1から組み付けステージ3に電子部品Cを搬送してプリント基板4に搭載する際には、どのような種類の電子部品Cがマウントヘッド2aに保持されているかが判断される。さらに、マウントヘッド2aに対してどの程度ずれた状態で保持されているかが検出される。この検出結果から、プリント基板4に組み付けられる際には、マウントヘッド2aに対するずれ量が補正されて、所定の位置に電子部品Cが搭載されることになる。
【0037】
図7〜図9にあっては、電子部品Cの中心点Oaが吸着ビット5の把持中心Oに対してX軸方向にΔX、Y軸方向にΔYだけずれた状態で保持された場合を示す。
【0038】
このようにずれて保持された場合であっても、マウントヘッド2aによって部品ステージ1から組み付けステージ3に電子部品Cを搬送する過程で、カメラ7により電子部品Cの画像情報を取込んで、ずれ量を演算することにより、搭載時にマウントヘッド2aに対する組み付け位置を補正することができる。
【0039】
例えば、図6に示すように、X軸方向にずれ量Δx、Y軸方向にずれ量Δyだけずれていたとすると、それぞれのずれ量はメインCPU13により演算される。さらに、電子部品Cが基準姿勢に対して回転した状態となっていた場合には、その回転ずれ量ΔθがメインCPU13により算出される。これらのずれ量に基づいて、補正値が算出されて、電子部品Cをプリント基板に搭載する際におけるマウントヘッド2aの補正動作がなされる。
【0040】
図1は搬送装置2側に照明灯8を設けることにより、透過照明を行なうようにした場合を示すが、図12に示すように、カメラ7と搬送装置2との間に、反射照明用の照明灯8が設けられた導光筒9を配置するようにしても良い。この場合には、LCC等のように反射照明によってのみ正確な撮影をすることができる電子部品に対して画像処理を行うことが可能となる。
【0041】
以上、本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【0042】
たとえば、搬送し得る電子部品としては、QFP、SOP、バンパーQFP、ミッシングリードIC、LCC等のみならず、種々のタイプの電子部品について適用することが可能である。
【0043】
【発明の効果】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
【0044】
(1).電子部品の形状寸法等の、その電子部品の姿勢を検出するための部品データが撮影手段で撮影された電子部品の画像情報を自動的に演算処理することにより作成されるので、予め部品データを操作者が作成することが不要となり、部品データの作成効率が飛躍的に向上し、かつ操作者の負担が大幅に軽減される。
【0045】
(2).実際に搭載される電子部品からその形状寸法の、その電子部品の姿勢を検出するための部品データを自動的に演算して作成するので、予め操作者により入力された部品データを使用することがなくなり、部品データと実際の電子部品との寸法差に起因するトラブルを完全に回避できる。
【0046】
(3).電子部品を被搭載物品に搬送して組み付ける搬送装置が、電子部品の部品データを格納する機能を有するので、格納された部品データと実際に搬送される電子部品とを比較して、搬送される電子部品の適否を判別することができる。
【0047】
(4).部品データを利用することにより、搬送手段に保持された状態の電子部品が搬送手段に対して所望の位置に保持されているか否かと、所望の位置に対してどの程度ずれているかを判別することができ、電子部品を被搭載部品に搭載する際に、ずれ量を補正して所望の位置に電子部品を搭載することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】
本発明の一実施例である電子部品の搬送組み付け装置を示す概略図である。
【図2】
(a)は電子部品の一例を示す正面図、(b)は左側面図、(c)は底面図である。
【図3】
部品データの一覧を示す部品データ表である。
【図4】
電子部品の搬送組み付け装置の制御回路を示すブロック図である。
【図5】
部品データを保存する手順を示すメインフローチャートである。
【図6】
電子部品の粗外周測定の手順を示す概念図である。
【図7】
電子部品の外周部の測定手順を示す概念図である。
【図8】
電子部品のリードの測定手順を示す概念図である。
【図9】
(a)〜(d)はエッジを検出する手順を示す概念図である。
【図10】
(a)〜(c)は2分割処理の手順を示す概念図である。
【図11】
(a)〜(c)は4分割処理の手順を示す概念図である。
【図12】
本発明に用いられる照明装置の他の例を示す概略図である。
【符号の説明】
C 電子部品
Ca モールド部
Cb リード部
1 部品ステージ
2 搬送装置
2a マウントヘッド
3 組み付けステージ
4 プリント基板(被搭載物品)
5 吸着ビット
6 移動軌跡
7 カメラ(撮影手段)
8 照明灯
9 導光筒
10 画像処理装置
11 画像処理用CPU
12 画像メモリ
13 メインCPU
14 CRT
15 マウントヘッド駆動部
16 モータドライバー
17 搬送装置駆動部
18 モータドライバー
 
訂正の要旨 訂正請求における訂正の要旨は、次のイ〜チのとおりである。
イ 願書に添付した明細書(以下、「特許明細書」という)の特許請求の範囲において、請求項1を削除し、請求項2を以下のロ〜へのとおり訂正すると共に、これを繰り上げて、新たな請求項1とする。
ロ 上記イの訂正で新たな請求項1とする、もとの請求項2において、第5段落の「部品ステージに載置された電子部品を組み付けステージに保持された被搭載物品に搬送する搬送手段と、」とある記載を、請求項の冒頭に移動する。
ハ 同じくもとの請求項2において、「被搭載物品に搭載される電子部品の画像を撮影する撮影手段と、」とある記載を、
「前記部品ステージと前記組み付けステージとの間において前記搬送手段に対向して配置され、前記搬送手段に保持される被搭載物品に搭載される電子部品の画像を撮影する撮影手段と、」と訂正する。
ニ 同じくもとの請求項2において、「前記1フレーム分の画像情報の中から特定の領域の画像情報を読み出して前記電子部品の形状寸法等の、前記電子部品の姿勢を検出するための部品データを自動的に演算して作成する部品データ演算手段と、」とある記載を、
「前記1フレーム分の画像情報の中から特定の領域の画像情報を読み出して前記電子部品のモールド部の横幅および縦幅、リードを含めた前記電子部品全体の横幅および縦幅、横リード本数、縦リード本数を少なくとも含む、前記電子部品の姿勢を検出するための部品データおよび前記電子部品の種類を判断するための部品データを自動的に演算して作成する部品データ演算手段と、」と訂正する。
ホ 同じくもとの請求項2において、第4段落の「・・・部品データ記憶手段と、」という記載の後に、
「搬送されることになる全ての種類の電子部品の部品データを前記部品データ記憶手段に格納した後、前記搬送手段による前記部品ステージから前記組み付けステージヘの搬送途中において前記撮影手段により取り込まれる前記被搭載物品に搭載される電子部品の画像情報と、前記部品データ記憶手段に格納されている部品データに基づき、前記搬送手段に保持される電子部品の種類を判断する判断手段と、」という記載を加入する。
へ 同じくもとの請求項2において、「前記部品データに基づいて、前記電子部品が前記搬送手段に把持された状態における前記電子部品の基準位置と前記搬送手段の基準位置とのずれ量を算出するずれ量算出手段と、」とある記載を、
「前記部品データ記憶手段に格納された前記部品データと前記被搭載物品に搭載される前記電子部品の画像情報に基づき、前記電子部品が前記搬送手段に把持された状態における前記電子部品の基準位置と前記搬送手段の基準位置とのずれ量を算出するずれ量算出手段と、」と訂正する。
ト 特許明細書の「発明の詳細な説明」の欄において、上記イ〜への訂正事項に関連する箇所(「産業上の利用分野」、「課題を解決するための手段」、「作用」の各項)について、当該イ〜への訂正趣旨に対応する訂正を行うと共に、上記イの訂正事項に対応して、【0012】を削除して、【0013】以下を順次繰り上げる訂正をする。
チ また、上記イの訂正事項(もとの請求項1の削除)に伴い、発明の名称を「電子部品の搬送組み付け装置」に訂正する。
異議決定日 2001-09-19 
出願番号 特願平5-263529
審決分類 P 1 651・ 121- YA (H05K)
最終処分 維持  
前審関与審査官 市川 裕司中川 隆司  
特許庁審判長 神崎 潔
特許庁審判官 鈴木 久雄
刈間 宏信
登録日 1999-06-18 
登録番号 特許第2941617号(P2941617)
権利者 ヤマハ発動機株式会社
発明の名称 電子部品の部品データ記録装置およびそれを用いた電子部品の搬送組み付け装置  
代理人 筒井 大和  
代理人 筒井 大和  
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