(57)【要約】  撮像動作の適否についての検証の精度を向上できる撮像装置、および撮像装置を備える電子部品実装機を提供することを目的とする。  撮像装置は、外部入力されるパルス信号のパルス幅を露光時間として撮像を行う撮像部と、前記撮像部に入力される前記パルス信号の前記パルス幅を計測して、当該計測による計測時間をメモリに読み出し可能に記憶させる計測部とを備える。
2014016928.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部入力されるパルス信号のパルス幅を露光時間として撮像を行う撮像部と、
前記撮像部に入力される前記パルス信号の前記パルス幅を計測して、当該計測による計測時間をメモリに読み出し可能に記憶させる計測部と、
を備える撮像装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記計測時間と予め設定されている最小露光時間とを比較して、当該計測時間に対応する前記パルス幅を露光時間とした撮像が有意であるか否かを判定する判定部をさらに備える撮像装置。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記撮像部は、前記パルス信号の状態の遷移時に露光を開始し、前記パルス信号の状態の復帰時に露光を終了することにより、前記パルス信号に同期した撮像を行う撮像装置。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか一項において、
前記計測時間は、前記撮像部による撮像の動作履歴として前記メモリに記憶される撮像装置。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか一項において、
前記計測時間は、当該計測時間に対応する前記パルス幅を露光時間とした撮像による画像データに関連付けて前記メモリに記憶される撮像装置。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか一項の撮像装置と、
前記撮像装置と通信可能に接続され、前記撮像装置に前記パルス信号を送出して前記パルス幅を露光時間とした撮像による画像データを取得し、当該画像データと予め記憶している制御プログラムに基づいて電子部品の実装を制御する制御装置と、
を備える電子部品実装機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被写体を撮像して画像データを記録する撮像装置、および撮像装置を備える電子部品実装機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
撮像装置は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の撮像素子を有するデジタルカメラの普及に伴い、様々な分野で使用されている。例えば、特許文献１には、工業分野に適用されたＦＡ用撮像装置が開示されている。この電子部品実装機は、撮像装置の撮像による画像データに基づいて基板認識を行い、部品を吸着したヘッドの位置決め精度の向上を図っている。【０００３】
このような撮像装置は、電子部品実装機などのＦＡ機器から送出される制御信号に基づいて撮像動作を制御され、撮像による画像データをＦＡ機器に転送している。しかしながら、ＦＡ機器が撮像の制御信号を送出したにも関わらず画像データを取得できなかったり、取得した画像データの輝度に過不足があったりするのなど、撮像に関係する不具合が生じることがある。【０００４】
そのため、ＦＡ機器側でトレースログを記憶しておき、撮像に関する不具合が生じた場合には、トレースログに基づいて原因調査を行うようにしている。不具合の原因には、撮像装置の動作不良の他に、ＦＡ機器と撮像装置との間の通信ケーブルの接続不良や外部ノイズなどが含まれている。そのため、ＦＡ機器が記憶している撮像装置に対する動作履歴などをトレースログで確認しても原因を特定することができない場合があった。【０００５】
そこで、例えば特許文献２では、撮像装置側で動作履歴データや信号の送受信履歴データを記憶しておくものが開示されている。この撮像装置によると、撮像に関係する不具合が生じた場合に、撮像装置が記憶している各履歴データと、ＦＡ機器側のトレースログとに基づいて、通信ケール部の接続不良によるものか、外部ノイズによるものなのかなど不具合の原因を特定することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−２９４９９２号公報
【特許文献２】特開２０１２−２９２５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、外部入力される制御信号により動作する撮像装置には、撮像の際に制御信号のうちトリガ信号の立ち上がりにより露光を開始するものがある。この撮像における露光時間については、例えば、撮像装置に予め入力されたコマンドによって設定されている場合や、パルス状のトリガ信号において立ち上がりから立ち下がりまでのパルス幅を露光時間とする場合など、種々の撮像方式が知られている。【０００８】
そうすると、撮像装置が採用する撮像方式によっては、同様の制御信号であっても撮像装置の動作が異なることがある。よって、撮像に関係する不具合が生じた場合に、撮像装置の動作履歴データや送受信履歴データ、撮像方式に基づいて解析しても不具合の原因を特定できないおそれがある。このように、撮像動作の適否について検証する際に、検証精度を十分に確保するためには、動作履歴データや送受信履歴データでは不足する場合がある。【０００９】
本発明は、このような事情を鑑みてなされたものであり、撮像動作の適否についての検証の精度を向上できる撮像装置、および撮像装置を備える電子部品実装機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に係る撮像装置は、外部入力されるパルス信号のパルス幅を露光時間として撮像を行う撮像部と、前記撮像部に入力される前記パルス信号の前記パルス幅を計測して、当該計測による計測時間をメモリに読み出し可能に記憶させる計測部と、を備える。【００１１】
このような構成によると、撮像装置は、パルス信号のパルス幅を露光時間とする撮像方式を採用しており、このパルス幅を計測してメモリに記憶させるようにしている。なお、「パルス幅」とは、パルス信号の状態が遷移している期間であって、パルス信号の立ち上がりから立ち下がりまで（または立ち下がりから立ち上がりまで）の時間に相当する。また、パルス幅の計測については、パルス信号の状態の遷移を検知して、タイマーによるカウントや、両端における時刻の差分から算出するなど種々の方法が考えられる。【００１２】
そして、撮像部に対して実際に指令された露光時間を取得することができるので、撮像に関係する不具合が生じた場合など撮像動作の適否について検証する際には、撮像装置のメモリに記憶されている計測時間を読み出し、他の動作履歴データや送受信履歴データ、パルス信号を送出する制御側のトレースログなどと併せて検証することができる。このように、パルス信号のパルス幅を露光時間とする撮像方式に特化した検証をすることができるので、当該検証の精度を向上できる。【００１３】
請求項２に係る撮像装置において、前記計測時間と予め設定されている最小露光時間とを比較して、当該計測時間に対応する前記パルス幅を露光時間とした撮像が有意であるか否かを判定する判定部をさらに備える。【００１４】
このような構成によると、最小露光時間に基づいて撮像動作の有意性を判定できるので、当該撮像により画像データを取得した場合には、この画像データが有効か無効かを判定できる。ここで、「最小露光時間」とは、パルス信号の状態の遷移が外部ノイズによるものか否かを判定する基準の露光時間である。よって、最小露光時間は、外部ノイズの影響によりパルス信号の状態が遷移する期間のうち、想定される最長期間よりも長く、且つ制御側からパルス信号により指定されうる最小の露光時間以下となるように設定される。【００１５】
このように、外部入力される制御信号で撮像を行う撮像装置においては、外部ノイズにより不要な撮像を行うことがあり、これにより無効な画像データを制御側に転送してしまうことがある。そこで、パルス幅を露光時間とする撮像方式を採用する撮像装置において、パルス幅の計測時間を利用して撮像が有意であるか否かを判定することで、無効の画像データが制御側へ転送されることを防止できる。【００１６】
請求項３に係る撮像装置において、前記撮像部は、前記パルス信号の状態の遷移時に露光を開始し、前記パルス信号の状態の復帰時に露光を終了することにより、前記パルス信号に同期した撮像を行う。【００１７】
このような構成によると、撮像装置は、パルス信号に同期して撮像し、且つパルス幅を露光時間とする撮像方式としているので、パルス信号用の信号線のみで撮像のタイミングと露光時間の両方を制御される。よって、撮像装置としては、簡易な構成で制御側の要求に即応することが可能となる。一方で、このような構成では、外部ノイズが信号線に付与されると、撮像装置が露光を開始して撮像を即時に開始してしまうことがある。そこで、パルス信号のパルス幅を計測しておくことで、撮像動作の適否についての検証の精度を向上できるとともに、外部ノイズによる撮像かどうかを判断できるので特に有用である。【００１８】
請求項４に係る撮像装置において、前記計測時間は、前記撮像部による撮像の動作履歴として前記メモリに記憶される。【００１９】
このような構成によると、計測時間が撮像装置における他の動作履歴とともに記憶されるので、制御指令と撮像動作の一致不一致に基づいて、撮像動作の適否を検証することができる。また、パルス信号の状態の遷移によって露光を開始する撮像装置においては、正常な撮像指令があったにも関わらず、外部ノイズの影響により画像データが取得されないことがある。このような場合にも計測時間を動作履歴として記憶することで、対象となる画像データがなくても、他の動作履歴データや送受信履歴データおよび制御側の動作履歴データなどに基づいて、撮像に関係する不具合の原因を特定することができる。【００２０】
請求項５に係る撮像装置において、前記計測時間は、当該計測時間に対応する前記パルス幅を露光時間とした撮像による画像データに関連付けて前記メモリに記憶される。【００２１】
このような構成によると、計測時間が画像データに関連付けて記憶されるので、画像データの輝度に過不足があるなど特に画像データに関係する不具合、または品質について検証することができる。また、画像データと計測時間の関連付けについて、撮像装置が画像データを制御側に転送して記憶していない場合には、転送した画像データ固有の付加情報に関連付けるようにして、必要な時にメモリから読み出せるように記憶させるようにしてもよい。これにより、画像データの不具合の他に、正常の範囲内ではあるが、制御側の指令通りの露光時間で撮像されたか否かなどを検証して、撮像環境の適正などを判定できるので、撮像に関係する不具合などを未然に防ぐのに有用である。【００２２】
請求項６に係る電子部品実装機は、請求項１〜４の何れか一項の撮像装置と、前記撮像装置と通信可能に接続され、前記撮像装置に前記パルス信号を送出して前記パルス幅を露光時間とした撮像による画像データを取得し、当該画像データと予め記憶している制御プログラムに基づいて電子部品の実装を制御する制御装置とを備える。【００２３】
このような構成によると、電子部品実装機は、任意のタイミングおよび露光時間により撮像装置による撮像を行うことができる。そして、この撮像による画像データに基づいて電子部品の実装を制御することにより当該制御をより高精度にできる。また、撮像装置がパルス幅を計測しているので、撮像に関係する不具合が生じた場合には、制御装置が送出したパルス信号と撮像装置の計測時間とに基づいて、撮像動作の適否について検証することができるので、より確実にまた早期に不具合の修正が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】実施形態における撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図２】撮像装置による撮像動作を示すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
＜実施形態＞
（電子部品実装機１の全体構成）
本発明の電子部品実装機および撮像装置の構成について、図１を参照して説明する。本実施形態において、電子部品実装機１は、例えば、集積回路の製造工程において、プリント基板に複数の電子部品を実装する装置である。プリント基板は、クリームハンダ印刷機により電子部品の装着位置にハンダを塗布され、複数の実装機を順に搬送されて電子部品を装着される。その後に、電子部品を装着されたプリント基板は、リフロー炉に搬送されてハンダ付けされることにより集積回路を構成する。また、カメラ３は、この電子部品実装機１に組み込まれているＦＡ用の撮像装置としている。
【００２６】
電子部品実装機１は、図１に示すように、実装機制御装置２と、カメラ３とを備えて構成されている。これらの実装機制御装置２とカメラ３は、通信ケーブル４により通信可能に接続され、各種信号の送受信が可能となっている。実装機制御装置２は、サーボ制御部１１と画像処理部１２を有するＣＰＵ１０と、記憶装置２０とを備えている。記憶装置２０は、ハードディスク装置などの光学ドライブ装置、またはフラッシュメモリなどにより構成される。この記憶装置２０には、電子部品実装機１を動作させるための制御プログラム、通信ケーブル４を介してカメラ３からＣＰＵ１０に転送された画像データ、画像処理部１２による処理の一時データなどが記憶される。
【００２７】
実装機制御装置２のＣＰＵ１０は、サーボ制御部１１と、画像処理部１２とを有する。ＣＰＵ１０は、電子部品実装機１に複数設けられた各種センサから出力される情報やカメラ３から転送される画像データなどを入力する。そして、サーボ制御部１１は、記憶装置２０に記憶されている制御プログラム、各種センサによる情報、画像処理部１２による処理結果などに基づいて、プリント基板に電子部品が適切に装着されるように電子部品実装機１の各軸モータや各装置などを制御する。さらに、このサーボ制御部１１は、制御している各軸モータの位置情報などに基づいて、カメラ３に対して送出しているパルス信号（パルス状のトリガ信号）の状態を変化させることにより、所定のタイミングで撮像が行われるようにしている。
【００２８】
ＣＰＵ１０の画像処理部１２は、カメラ３による撮像による画像データを取得して、用途に応じた画像処理を実行する。この画像処理は、例えば、画像データの二値化、フィルタリング、色相抽出などの加工処理と、加工処理された画像データから特定の形状やマークに基づいて被写体の有無や位置情報などを認識する認識処理が含まれる。また、画像処理部１２の負荷を軽減するために、例えば、画像処理のうち上記の画像データの加工処理についてはカメラ３側で行うようにして、上記の認識処理のみを実装機制御装置２の画像処理部１２で行うようにしてもよい。
【００２９】
（カメラ３の全体構成）
カメラ３は、図１に示すように、光学ユニット３０と、ＣＰＵ４０と、記憶装置５０とを備えて構成される。光学ユニット３０は、レンズやレンズ保持部材などにより構成されるレンズ部３１により、被写体光を撮像素子３２に結像する構成となっている。撮像素子３２は、回路基板上にレンズ部３１の光軸に対して直角となるように実装されている。この撮像素子３２は、ＣＣＤやＣＭＯＳなどのイメージセンサであって、本実施形態においては、ライン露光順次読み出し方式（ローリングシャッター）を採用したＣＭＯＳイメージセンサとしている。
【００３０】
カメラ３のＣＰＵ４０は、実装機制御装置２から入力される制御信号に基づいて光学ユニット３０を動作させて撮像を行い、当該撮像により取得した画像データを実装機制御装置２に転送する制御装置である。このＣＰＵ４０は、撮像部４１と、計測部４２と、判定部４３とを備える。撮像部４１は、外部入力されるパルス信号に基づいて光学ユニット３０を制御して、レンズ部３１により撮像素子３２の撮像面に結像された光の強弱に応じて発生される信号電荷をデジタル信号に変換して被写体を撮像する。そして、ＣＰＵ４０は、上記のデジタル信号に基づいて、例えばＰＬＤなどの集積回路により画像データに変換している。
【００３１】
より詳細には、撮像部４１は、実装機制御装置２のサーボ制御部１１から送出されるパルス信号を入力しており、このパルス信号がＬｏｗからＨｉｇｈに立ち上がった時（パルス信号の状態の遷移時）に、撮像素子３２による露光を開始する。その後に、パルス信号がＨｉｇｈからＬｏｗに立ち下がった時（パルス信号の状態の復帰時）に、撮像素子３２による露光を終了する。このように、カメラ３は、撮像部４１がパルス信号に同期して、当該パルス信号のパルス幅（パルス信号の状態が遷移している期間）を露光時間として撮像を行う撮像方式を採用している。
【００３２】
計測部４２は、撮像部４１に入力されるパルス信号のパルス幅を計測して、当該計算による計算時間を記憶装置５０のＲＡＭ５２に記憶する。計測部４２は、実装機制御装置２のサーボ制御部１１から撮像部４１へと送出されるパルス信号を分岐して入力されており、このパルス信号の立ち上がりおよび立ち下がりを検知している。そして、計測部４２は、パルス信号の立ち上がりから立ち下がりまでタイマーによるカウントを行って、パルス幅を計測している。
【００３３】
また、カメラ３のＣＰＵ４０は、計測部４２によりＲＡＭ５２に記憶された計測時間を、撮像部４１による撮像の動作履歴としてフラッシュメモリ５３に記憶する。さらに、ＣＰＵ４０は、計測部４２によりＲＡＭ５２に記憶された計測時間を、当該計測時間に対応するパルス幅を露光時間とした撮像による画像データの固有の付加情報に関連付けて、当該画像データを実装機制御装置２に通信ケーブル４を介して転送する。つまり、本実施形態においては、計測部４２による計測時間は、フラッシュメモリ５３に撮像部４１の動作履歴として、また画像データに関連付けされた情報として記憶される。
【００３４】
判定部４３は、計測部４２による計測時間と予め設定されている最小露光時間とを比較して、当該計測時間に対応するパルス幅を露光時間とした撮像が有意であるか否かを判定する。この最小露光時間とは、パルス信号の状態の遷移が外部ノイズによるものか否かを判定する基準の露光時間である。よって、最小露光時間Ｔｈは、外部ノイズの影響によりパルス信号の状態が遷移する期間ＰＮのうち、想定される最長期間ＰＮｍａｘよりも長く設定される。本実施形態においては、実装機制御装置２から指定されうる露光時間ＳＳのうち最小の露光時間ＳＳｍｉｎより小さくなるように設定されている（ＳＳｍｉｎ＞Ｔｈ＞ＰＮｍａｘ）。
【００３５】
より詳細には、判定部４３は、計測時間が最小露光時間以上の場合には、当該計測時間に対応するパルス幅を露光時間とした撮像は有意であるものと判定する。一方で、判定部は、計測時間が最小露光時間未満の場合には、当該計測時間に対応するパルス幅を露光時間とした撮像は有意でないものと判定する。これにより、ＣＰＵ４０は、例えば外部ノイズなどの影響によりパルス信号の状態が遷移したことによる撮像と判定する。そしてＣＰＵ４０は、当該撮像により取得した画像データを実装機制御装置２に転送せずに、動作履歴としてフラッシュメモリ５３に記憶するようにしている。
【００３６】
カメラ３の記憶装置５０は、ＣＰＵ４０が光学ユニット３０を制御するためのドライバなどのプログラムや初期設定データなどを記憶する不揮発性のＲＯＭ５１と、計測部４２による計測時間を含む各種データを一時的に記憶する揮発性のＲＡＭ５２と、書き換え可能な不揮発性のフラッシュメモリ５３とを有する。カメラ３のＣＰＵ４０は、カメラ３の動作履歴データと各種信号の送受信履歴データと各種設定データを一時的にＲＡＭ５２に記憶し、必要に応じてフラッシュメモリ５３に記憶するようにしている。
【００３７】
ここで、カメラ３の各種信号の送受信履歴データには、実装機制御装置２のＣＰＵ１０から送出される制御信号による動作指示の履歴データ、および実装機制御装置２に転送した画像データの履歴データが含まれる。また、各種設定データとしては、例えば、カメラゲイン、画像データのオフセット量、ＲＯＩ（Region Of Interest）の設定値などがある。ＲＯＩとは、カメラ３が撮像可能な撮像領域のうち、実装機制御装置２によって指定された有効領域である。また、記憶装置５０は、ＣＰＵ４０や実装機制御装置２からの要求に応じて、ＲＡＭ５２に記憶している各種データをフラッシュメモリ５３に記憶することを可能としている。
【００３８】
（カメラ３の撮像動作について）
続いて、電子部品実装機１のカメラ３の撮像動作について、図２を参照して説明する。ここで、カメラ３は、電子部品実装機１が電子部品を装着する際に、コンベアなどの搬送装置によって規定位置まで搬送されたプリント基板を撮像する基板カメラとして用いられているものとする。また、カメラ３は、動作中に各種トレースイベントが発生すると、そのトレースイベントを動作履歴データまたは送受信履歴データとしてＲＡＭ５２に一時的に記憶させる。ＲＡＭ２５は、リングバッファになっており、常に最新のトレースイベントが記憶されるものとする。
【００３９】
先ず、カメラ３が撮像を行う前に、実装機制御装置２からカメラ３のＣＰＵ４０に、各種コマンドイベントが入力される。このコマンドイベントには、例えば、カメラゲイン（画像輝度）の設定、画像データのオフセット設定、フレームレート（画像の転送スピード）の設定、最小露光時間Ｔｈなどが含まれ、設定データとしてフラッシュメモリ５３に記憶される。これにより、カメラ３は、実装機制御装置２の指令に基づいた撮像、画像データの転送、トレースログの保存などを行うようになっている。
【００４０】
また、カメラ３の撮像部４１は、実装機制御装置２のサーボ制御部１１から送出されたパルス信号を入力できるように、サーボ制御部１１と信号線で接続されている。このパルス信号は、図２のＴ０〜Ｔ１、Ｔ２〜Ｔ４に示すように、カメラ３が撮像を行っていない通常状態においては低電圧側（Ｌｏｗ）となっている。
【００４１】
次に、電子部品実装機１において、プリント基板が規定位置まで搬送されてクランプされると、サーボ制御部１１は、パルス信号の状態を遷移させて高電圧側（Ｈｉｇｈ）とする。そうすると、カメラ３の撮像部４１は、撮像素子３２による露光を開始する。このとき、計測部４２は、パルス信号の立ち上がりを検知して、タイマーによるカウントを開始する。さらに、カメラ３のＣＰＵ４０は、撮像開始イベントとしてパルス信号の立ち上がり時刻およびタスクＩＤをＲＡＭ５２に記憶させる。
【００４２】
撮像素子３２は、露光開始の指令を受けると、撮像面の１列目の画素から順に露光を開始する。そして、撮像素子３２は、１列目の読み出し時間を経過した後に２列目の露光を開始し、２列目の読み出し時間を経過した後に３列目の露光を開始する。このようにして、撮像素子３２は、各列を最終列まで順次露光を開始していく。これにより、各画素の光電変換部に信号電荷が蓄積される状態となる（図２のＴ１〜Ｔ２）。
【００４３】
また、実装機制御装置２のサーボ制御部１１は、カメラ３の撮像対象や撮像場所などを勘案して設定される露光時間ＳＳ１をＣＰＵ１０から入力されている。そして、サーボ制御部１１は、この露光時間ＳＳ１を経過すると、パルス信号の状態を復帰させて低電圧側（Ｌｏｗ）とする（図２のＴ２）。そうすると、カメラ３の撮像部４１は、撮像素子３２による露光を終了する。このとき、計測部４２は、パルス信号の立ち下がりを検知して、タイマーを停止する。そして、計測部４２は、タイマーによりパルス幅を計測し、この計測時間を撮像素子３２による露光時間ＳＳ１としてＲＡＭ５２に記憶させる。
【００４４】
撮像素子３２は、露光終了の指令を受けると、撮像面の１列目の画素から順に露光を終了する。そして、露光開始の場合と同様に、撮像素子３２は、各列を１列目から最終列まで順次露光を終了していく。その後に、撮像部４１は、撮像素子３２に対して１列ごとに信号電荷の読み出しを行い、デジタル信号に変換する。このように、撮像部４１は、パルス信号に同期した撮像を行っている。そして、カメラ３のＣＰＵ４０は、撮像部４１により取得されたデジタル信号を画像データに変換する。
【００４５】
この変換処理に並行して、カメラ３の判定部４３は、計測部４２による計測時間（露光時間ＳＳ１）と、予め設定されている最小露光時間Ｔｈとを比較する。ここでは、計測時間が最小露光時間Ｔｈよりも大きいため（ＳＳ１＞Ｔｈ）、判定部４３は、当該計測時間に対応するパルス幅を露光時間とした撮像が有意であるものと判定する。
【００４６】
そして、カメラ３のＣＰＵ４０は、判定部４３による判定結果に基づいて、今回の撮像が外部ノイズの影響によるものではなく、実装機制御装置２による指令に基づくものであり正常な撮像と判定して、変換した画像データを実装機制御装置２へ転送する（図２のＴ２〜Ｔ３）。このとき、カメラ３のＣＰＵ４０は、画像データの転送において、画像転送開始イベントおよび画像転送完了イベントとして、転送の開始時刻と終了時刻およびタスクＩＤをＲＡＭ５２に記憶させる。
【００４７】
続いて、実装機制御装置２は、取得した画像データについて画像処理を行って、例えば、プリント基板の対角する二隅に設けられた基板マークを基準位置として認識する。これにより、実装機制御装置２は、電子部品が制御プログラムにより設定された座標値に装着することが可能となる。このように、電子部品実装機１は、実装機制御装置２が取得した画像データと予め記憶している制御プログラムに基づいて電子部品の実装を制御することにより、プリント基板のクランプの際に生じる位置誤差を補正し、部品実装の高精度化を図っている。
【００４８】
また、実装機制御装置２は、取得した画像データの輝度に過不足があったりするのなど撮像に関係する不具合が生じていると判断した場合、または画像データの品質について検証する場合には、カメラ３のＣＰＵ４０に対してトレースログをフラッシュメモリ５３へ保存するように指示する。これにより、カメラ３の記憶装置５０がＲＡＭ５２に記憶しているトレースログをフラッシュメモリ５３に読み出し可能に記憶し、実装機制御装置２のデータ送信要求に応じてトレースログをカメラ３のＣＰＵ４０が送信する。
【００４９】
ここで、外部ノイズの影響により撮像が行われた場合について説明する。カメラ３の撮像部４１は、実装機制御装置２のサーボ制御部１１から送出されたパルス信号により撮像を行うが、図２のＴ４で示すように、外部ノイズの影響によりパルス信号の信号線に所定の電圧以上に電圧が印加されると、パルス信号の状態が遷移したものとみなして、正常な場合と同様に撮像素子３２による露光を開始することになる。
【００５０】
このとき、計測部４２は、パルス信号の立ち上がりを検知して、タイマーによるカウントを開始する。そして、撮像素子３２は、各画素の第１列から最終列まで順次露光を開始し、各画素の光電変換部に信号電荷が蓄積される状態となる（図２のＴ４〜Ｔ５）。その後に、図２のＴ５において、外部ノイズによる影響がなくなり、パルス信号の状態が復帰すると、撮像部４１は、撮像素子３２による露光を終了する。このとき、計測部４２は、パルス信号の立ち下がりを検知して、タイマーを停止する。そして、計測部４２は、タイマーによるパルス幅を計測し、この計測時間を撮像素子３２による露光時間ＳＳ２としてＲＡＭ５２に記憶させる。
【００５１】
そして、撮像部４１が撮像素子３２から信号電荷を読み出しデジタル信号に変換し、さらにカメラ３のＣＰＵ４０が撮像部４１により取得されたデジタル信号を画像データに変換する。また、この変換処理に並行して、カメラ３の判定部４３は、計測部４２による計測時間（露光時間ＳＳ２）と、最小露光時間Ｔｈとを比較する。外部ノイズの影響による撮像の露光時間、即ち外部ノイズによりパルス信号の状態が遷移する時間は短いので、計測時間が最小露光時間Ｔｈよりも小さい（ＳＳ２＜Ｔｈ）。よって、判定部４３は、当該計測時間に対応するパルス幅を露光時間とした撮像が有意ではないと判定する。
【００５２】
そして、カメラ３のＣＰＵ４０は、判定部４３による判定結果に基づいて、今回の撮像が実装機制御装置２による指令に基づくものではなく、外部ノイズの影響よるものと判定して、変換した画像データを実装機制御装置２に転送しないようにする。このとき、カメラ３のＣＰＵ４０は、一種のエラーイベントとして、現在の時刻とタスクＩＤをフラッシュメモリ５３に記憶させる。そして、カメラ３のＣＰＵ４０は、エラーイベントが発生したことを実装機制御装置２に通知するなどして、実装機制御装置２のデータ送信要求に応じてエラーイベントに係るトレースログを送信する。
【００５３】
（本実施形態の構成による効果）
上述したカメラ３の構成によると、当該カメラ３は、パルス信号のパルス幅を露光時間とする撮像方式を採用しており、このパルス幅を計測部４２により計測して記憶装置５０のＲＡＭ５２またはフラッシュメモリ５３に記憶させるようにしている。これにより、撮像部４１に対して実際に指令された露光時間ＳＳ１，ＳＳ２を取得することができる。
【００５４】
よって、撮像に関係する不具合が生じた場合など撮像動作の適否について検証する際には、記憶装置５０に記憶されている計測時間を読み出し、他の動作履歴データや送受信履歴データ、パルス信号を送出する実装機制御装置２のトレースログなどと併せて検証することができる。このように、パルス信号のパルス幅を露光時間とする撮像方式に特化した検証をすることができるので、当該検証の精度を向上できる。
【００５５】
また、判定部４２により、最小露光時間Ｔｈに基づいて撮像動作の有意性を判定できるので、当該撮像により画像データを取得した場合には、この画像データが有効か無効かを判定できる。カメラ３のＣＰＵ４０は、判定部４２による判定結果に基づいて、無効の画像データが制御側へ転送されることを防止できる。
【００５６】
カメラ３は、パルス信号に同期して撮像し、且つパルス幅を露光時間とする撮像方式としているので、パルス信号用の信号線のみで撮像のタイミングと露光時間の両方を制御される。よって、カメラ３としては、簡易な構成で制御側の要求に即応することが可能となる。一方で、このような構成では、外部ノイズが信号線に付与されると、カメラ３が露光を開始して撮像を即時に開始してしまうことがある。そこで、計測部４２によりパルス信号のパルス幅を計測しておくことで、撮像動作の適否についての検証の精度を向上できるとともに、外部ノイズによる撮像かどうかを判断できるので特に有用である。
【００５７】
また、カメラ３のＣＰＵ４０は、計測時間を撮像部４１による撮像の動作履歴としてＲＡＭ５２に記憶されるものとした。これにより、計測時間がカメラ３における他の動作履歴とともに記憶されるので、パルス信号を含む実装機制御装置２による指令と撮像動作の一致不一致に基づいて、撮像動作の適否を検証することができる。
【００５８】
また、パルス信号の状態の遷移によって露光を開始するカメラ３においては、正常な撮像指令があったにも関わらず、外部ノイズの影響により画像データが取得されないことがある。より詳細には、例えば、制御側の指令により撮像して取得した画像データを制御側に転送している際に、外部ノイズによりパルス信号の状態が遷移すると画像データの転送を中断して露光を開始することになる。そうすると、転送中の画像データは制御側に転送されず、その画像データを喪失することがある。このような場合にも計測時間を動作履歴として記憶することで、対象となる画像データがなくても、他の動作履歴データや送受信履歴データおよび制御側の動作履歴データなどに基づいて、撮像に関係する不具合の原因を特定することができる。
【００５９】
カメラ３のＣＰＵ４０は、計測時間を画像データに関連付けてフラッシュメモリ５３に記憶するものとした。これにより、画像データに関係する不具合、または品質について検証することができる。また、本実施形態では、ＣＰＵ４０が画像データを実装機制御装置２に転送すると、記憶装置５０には画像データを記憶していないので、転送した画像データ固有の付加情報に関連付けるようにして、必要な時に記憶装置５０から読み出せるように記憶させている。これにより、画像データの不具合の他に、正常の範囲内ではあるが、実装機制御装置２の指令通りの露光時間で撮像されたか否かなどを検証して、撮像環境の適正などを判定できるので、撮像に関係する不具合などを未然に防ぐのに有用である。
【００６０】
電子部品実装機１は、任意のタイミングおよび露光時間によりカメラ３による撮像を行うことができる。そして、実装機制御装置２が、カメラ３の撮像による画像データに基づいて電子部品の実装を制御することにより当該制御をより高精度にできる。また、カメラ３の計測部４２がパルス幅を計測しているので、撮像に関係する不具合が生じた場合には、実装機制御装置２が送出したパルス信号とカメラ３の計測時間とに基づいて、撮像動作の適否について検証することができるので、より確実にまた早期に不具合の修正が可能となる。
【００６１】
＜実施形態の変形態様＞
本実施形態において、計測部４２は、パルス幅を計測するために、パルス信号の立ち上がりから立ち下がりまでの期間を計測するものとした。これに対して、パルス信号の通常状態が高電圧側（Ｈｉｇｈ）であり、状態を遷移させて低電圧側（Ｌｏｗ）とする場合においても同様に、計測部４２は、パルス信号の立ち下がりから立ち上がりまでの期間を計測することにより、露光時間に相当するパルス幅を計測するようにしてもよい。
【００６２】
また、計測部４２は、サーボ制御部１１と撮像部４１を接続するパルス信号用の信号線を分岐してパルス信号を入力し、当該パルス信号のパルス幅を計測するものとした。これに対して、計測部４２は、撮像部４１がパルス信号に同期して撮像素子３２を制御することから、撮像部４１が撮像素子３２に対して出力する露光開始および露光終了の制御信号を入力することにより、パルス信号のパルス幅を計測するようにしてもよい。
【００６３】
実装機制御装置２からコマンドイベントとして入力される最小露光時間Ｔｈは、外部ノイズの影響によりパルス信号の状態が遷移する期間ＰＮのうち、想定される最長期間ＰＮｍａｘを勘案して設定されるものとした。これに対して、最小露光時間Ｔｈは、実装機制御装置２から指定されうる露光時間ＳＳのうち最小の露光時間ＳＳｍｉｎに設定されるようにしてもよい（Ｔｈ＝ＳＳｍｉｎ）。これにより、外部ノイズの影響を確実に低減できるとともに、誤った露光時間に対してエラーイベントとして通知することができる。
【００６４】
また、本実施形態においては、カメラ３が設けられるＦＡ機器として電子部品実装機１を例示して説明した。これに対して、カメラ３は、パルス信号のパルス幅を露光時間として撮像を行う撮像方式であれば、その他に工作機械や産業ロボットなどのＦＡ機器、またはその他の分野に適用することが可能である。
【符号の説明】
【００６５】
１：電子部品実装機
２：実装機制御装置
１０：ＣＰＵ、  １１：サーボ制御部、  １２：画像処理部
２０：記憶装置
３：カメラ（撮像装置）
３０：光学ユニット、  ３１：レンズ部、  ３２：イメージセンサ
４０：ＣＰＵ、  ４１：撮像部、  ４２：計測部、  ４３：判定部
５０：記憶装置（メモリ）
５１：ＲＯＭ、  ５２：ＲＡＭ、  ５３：フラッシュメモリ
４：通信ケーブル
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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