(57)【要約】撮像機器と制御機器との間で、画像データと制御指令との伝送を光無線通信により行なう光無線システム、撮像機器、および制御機器を提供する。撮像機器から制御機器に向けて画像データを非可視光で送信するための第１光モジュールと、制御機器から撮像機器に向けて制御指令を非可視光よりデータ転送レートが低い可視光で送信するための第２光モジュールとを備えている。光無線時には、非可視光の光軸と可視光の光軸とを一致させる。データ量の大きな画像データは高速なデータ転送レートの伝送が可能な非可視光により送信し、データ量の小さな制御指令は非可視光より低いデータ転送レートの伝送が可能な可視光を使用する。更に、可視光を利用して光無線システムの光軸合わせを行なうことができる。
2013084330.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像機器と制御機器との間が光無線によりデジタルインターフェースされる光無線システムであって、
前記撮像機器から前記制御機器に向けて、画像データを非可視光で送信するための第１光モジュールと、
前記制御機器から前記撮像機器に向けて、制御指令を前記非可視光によるデータ転送レートよりデータ転送レートが低い可視光で送信するための第２光モジュールとを備え、
前記光無線において、前記非可視光の光軸と前記可視光の光軸とは一致することを特徴とする光無線システム。
【請求項２】
前記撮像機器は、
前記第１光モジュールのうち前記非可視光を発光する第１発光モジュールと、
前記第２光モジュールのうち前記可視光を受光する第２受光モジュールと、
前記第１発光モジュールから発光される前記非可視光を第１の所定軸線の方向に導き、前記第１の所定軸線に沿って入光する前記可視光を前記第２受光モジュールに分岐する第１光誘導器とを備え、
前記制御機器は、
前記第２光モジュールのうち前記可視光を発光する第２発光モジュールと、
前記第１光モジュールのうち前記非可視光を受光する第１受光モジュールと、
前記第２発光モジュールから発光される前記可視光を第２の所定軸線の方向に導き、前記第２の所定軸線に沿って入光する前記非可視光を前記第１受光モジュールに分岐する第２光誘導器とを備え、
前記光無線の際の光軸合わせは、前記第２発光モジュールから発せられる前記可視光が前記第２受光モジュールに受光されるように、前記第１の所定軸線と前記第２の所定軸線との軸合わせをすることにより行なわれることを特徴とする請求項１に記載の光無線システム。
【請求項３】
光無線を用いたデジタルインターフェースにより、制御機器からの制御指令を受信すると共に前記制御機器に対して画像データを送信する撮像機器であって、
前記画像データを送信する非可視光を発光する発光モジュールと、
前記制御指令を送信する前記非可視光に比してデータ転送レートが低い可視光を受光する受光モジュールと、
前記発光モジュールから発光される前記非可視光を所定軸線の方向に導き、前記所定軸線に沿って入光する前記可視光を前記受光モジュールに分岐する光誘導器とを備えることを特徴とする撮像機器。
【請求項４】
光無線を用いたデジタルインターフェースにより、撮像機器からの画像データを受信すると共に前記撮像機器に対して制御指令を送信する制御機器であって、
前記制御指令を送信する可視光を発光する発光モジュールと、
前記制御指令を送信する前記可視光に比してデータ転送レートが高い非可視光を受光する受光モジュールと、
前記発光モジュールから発光される前記可視光を所定軸線の方向に導き、前記所定軸線に沿って入光する前記非可視光を前記受光モジュールに分岐する光誘導器とを備えることを特徴とする制御機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光を利用して無線伝送を行う光無線システム、光無線システムを用いてデータ伝送を行なう撮像機器および制御機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、テレビジョンカメラと映像装置との間の信号伝送に関する技術が開示されている。例えば、ＦＡ（Ｆａｃｔｏｒｙ  Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ）の分野に用いられるテレビジョンカメラと撮像された映像信号を処理する映像装置との間の信号伝送に関して、信号線の数を減らし、ケーブルの直径を細くして柔軟なケーブルを用いることができる信号伝送方法およびその方法を用いた装置を提供するものが開示されている（特許文献１、２など）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−４１３１０号公報
【特許文献２】特開２００７−１１６７３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献に例示される背景技術は、何れも、テレビジョンカメラと映像装置との間を有線ケーブルで接続することを前提とするものである。ケーブルの本数の削減やケーブル直径の細径化を図るものではあるものの、テレビジョンカメラと映像装置との間のデータ伝送は有線ケーブルを使用することに変わりはない。設置環境によっては、テレビジョンカメラと映像装置との間を光無線などの無線通信方式で接続することが好ましい場合もあるところ、上記の背景技術では、光無線通信で接続することに関しては何ら開示・示唆はない。光無線通信においてデータ伝送を確実に行う際の課題について何ら解決策を提供するものではない。【０００５】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、撮像機器と制御機器との間で、画像データと制御指令との伝送を光無線通信により行なう光無線システム、撮像機器、および制御機器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】
【０００６】
上記課題を鑑みてなされた本願の請求項１に記載の光無線システムは、撮像機器と制御機器との間が光無線によりデジタルインターフェースされる光無線システムである。撮像機器から制御機器に向けて、画像データを非可視光で送信するための第１光モジュールと、制御機器から撮像機器に向けて、制御指令を非可視光によるデータ転送レートよりデータ転送レートが低い可視光で送信するための第２光モジュールとを備えている。光無線時には、非可視光の光軸と可視光の光軸とを一致させる。【０００７】
また、請求項２に記載の光無線システムは、請求項１に記載の光無線システムにおいて、撮像機器は、第１光モジュールのうち非可視光を発光する第１発光モジュールと、第２光モジュールのうち可視光を受光する第２受光モジュールと、第１発光モジュールから発光される非可視光を第１の所定軸線の方向に導き、第１の所定軸線に沿って入光する可視光を第２受光モジュールに分岐する第１光誘導器とを備えている。また、制御機器は、第２光モジュールのうち可視光を発光する第２発光モジュールと、第１光モジュールのうち非可視光を受光する第１受光モジュールと、第２発光モジュールから発光される可視光を第２の所定軸線の方向に導き、第２の所定軸線に沿って入光する非可視光を第１受光モジュールに分岐する第２光誘導器とを備えている。そして、光無線の際の光軸合わせは、第２発光モジュールから発せられる可視光が第２受光モジュールに受光されるように、第１の所定軸線と第２の所定軸線との軸合わせをすることにより行なわれる。【０００８】
また、請求項３に記載の撮像機器は、光無線を用いたデジタルインターフェースにより、制御機器からの制御指令を受信すると共に制御機器に対して画像データを送信する。画像データを送信する非可視光を発光する発光モジュールと、制御指令を送信する非可視光に比してデータ転送レートが低い可視光を受光する受光モジュールと、発光モジュールから発光される非可視光を所定軸線の方向に導き、所定軸線に沿って入光する可視光を前記受光モジュールに分岐する光誘導器とを備えている。【０００９】
また、請求項４に記載の制御機器は、光無線を用いたデジタルインターフェースにより、撮像機器からの画像データを受信すると共に撮像機器に対して制御指令を送信する。制御指令を送信する可視光を発光する発光モジュールと、制御指令を送信する可視光に比してデータ転送レートが高い非可視光を受光する受光モジュールと、発光モジュールから発光される可視光を所定軸線の方向に導き、所定軸線に沿って入光する非可視光を受光モジュールに分岐する光誘導器とを備えている。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に記載の光無線システムでは、撮像機器から制御機器に向けて送信される画像データには第１光モジュールにより発光される非可視光を使用し、制御機器から撮像機器に向けて送信される制御指令には第２光モジュールにより発光される可視光を使用する。【００１１】
これにより、データ量の大きな画像データは高速なデータ転送レートの伝送が可能な非可視光により送信することができ、データ量の小さな制御指令は非可視光より低いデータ転送レートの伝送が可能な可視光を使用することができる。更に、低いデータ転送レートの制御指令に使用される可視光を利用して光無線システムの光軸合わせを行なうことができる。データ量に応じて第１および第２光モジュールを使い分けながら、可視光を発光する第２光モジュールにより光無線通信における光軸合わせを行なうことができる。第２光モジュールを多機能に利用して効率よくシステムを構築することができる。【００１２】
また、請求項２に記載の光無線システムでは、光無線の際の光軸合わせは、制御機器に備えられる第２発光モジュールから発せられる可視光が撮像機器に備えられる第２受光モジュールに受光されるように、撮像機器の光軸である第１の所定軸線と制御機器の光軸である第２の所定軸線との軸合わせをすることにより行うことができる。この場合、光源が第２発光モジュールから発せられる可視光であるので、目視により確認をしながら光軸合わせを行なうことができる。【００１３】
また、請求項３に記載の撮像機器、および請求項４に記載の制御機器では、本願に記載の光無線システムを構成することができる。データ量に応じて非可視光と可視光とを使い分けながら、可視光により光無線通信の光軸合わせを行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】電子部品供給装置が取り付けられた電子部品装着機が２台並べられて構成されている電子部品装着装置を示す斜視図であり、本発明の多重化通信システムを適用することが可能な装置である。
【図２】図１に示す電子部品供給装置のテープフィーダの一部および、そのテープフィーダによって送り出されるテープ化部品を示す平面図である。
【図３】図１に示す電子部品供給装置を示す斜視図である。
【図４】図３に示すテープフィーダを示す断面図である。
【図５】図１に示す電子部品装着機の備える制御装置を示すブロック図である。
【図６】図１の電子部品装着装置に光無線システムを適用する場合の構成を模式的に示す図である。
【図７】光無線システムに備えられる光無線装置の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態として、図を参照しつつ詳しく説明する。初めに、本願の多重化通信システムを適用することが可能な例として、図１ないし図５を参照して、電子部品装着装置の構成について説明する。
【００１６】
図１に、電子部品装着装置（以下、「装着装置」と略す場合がある）１０を示す。その図は、装着装置１０の外装部品の一部を取り除いた斜視図である。装着装置１０は、１つのシステムベース１２と、そのシステムベース１２の上に互いに隣接されて並んで配列された２つの電子部品装着機（以下、「装着機」と略す場合がある）１６とを含んで構成されており、回路基板に電子部品を装着する作業を行うものとされている。なお、以下の説明において、装着機１６の並ぶ方向をＸ軸方向とし、その方向に直角な水平の方向をＹ軸方向と称する。
【００１７】
装着装置１０の備える装着機１６の各々は、主に、フレーム部２０とそのフレーム部２０に上架されたビーム部２２とを含んで構成された装着機本体２４と、回路基板をＸ軸方向に搬送するとともに設定された位置に固定する搬送装置２６と、その搬送装置２６によって固定された回路基板に電子部品を装着する装着ヘッド２８と、ビーム部２２に配設されて装着ヘッド２８をＸ軸方向およびＹ軸方向に移動させる移動装置３０と、フレーム部２０の前方に配設され装着ヘッド２８に電子部品を供給する電子部品供給装置（以下、「供給装置」と略す場合がある）３２とを備えている。
【００１８】
搬送装置２６は、２つのコンベア装置４０、４２を備えており、それら２つのコンベア装置４０、４２は、互いに平行、かつ、Ｘ軸方向に延びるようにフレーム部２０のＹ軸方向での中央部に配設されている。２つのコンベア装置４０、４２の各々は、電磁モータ４４（図５参照）によって各コンベア装置４０、４２に支持される回路基板をＸ軸方向に搬送する構造とされている。さらに、コンベア装置４０、４２の各々は、基板保持装置４６（図５参照）を有しており、所定の位置において回路基板を固定的に保持する構造とされている。
【００１９】
また、装着ヘッド２８は、搬送装置２６によって保持された回路基板に対して電子部品を装着するものであり、下面に電子部品を吸着する吸着ノズル５０を有している。吸着ノズル５０は、正負圧供給装置５２（図５参照）を介して負圧エア、正圧エア通路に通じており、負圧にて電子部品を吸着保持し、僅かな正圧が供給されることで保持した電子部品を離脱する構造とされている。さらに、装着ヘッド２８は、吸着ノズル５０を昇降させるノズル昇降装置（図５参照）５４および吸着ノズル５０をそれの軸心回りに自転させるノズル自転装置（図５参照）５６を有しており、保持する電子部品の上下方向の位置および電子部品の保持姿勢を変更することが可能とされている。なお、吸着ノズル５０は、装着ヘッド２８に着脱可能とされており、電子部品のサイズ、形状等に応じて変更することが可能とされている。
【００２０】
移動装置３０は、その装着ヘッド２８をフレーム部２０上の任意の位置に移動させるものであり、装着ヘッド２８をＸ軸方向に移動させるためのＸ軸方向スライド機構（図示省略）と、装着ヘッド２８をＹ軸方向に移動させるためのＹ軸方向スライド機構（図示省略）とを備えている。Ｙ軸方向スライド機構は、Ｙ軸方向に移動可能にビーム部２２に設けられたＹ軸スライダ（図示省略）と、駆動源としての電磁モータ（図５参照）６４とを有しており、その電磁モータ６４によって、Ｙ軸スライダがＹ軸方向の任意の位置に移動可能とされている。また、Ｘ軸方向スライド機構は、Ｘ軸方向に移動可能にＹ軸スライダに設けられたＸ軸スライダ６６と、駆動源としての電磁モータ（図５参照）６８とを有しており、その電磁モータ６８によって、Ｘ軸スライダ６６がＸ軸方向の任意の位置に移動可能とされている。そして、そのＸ軸スライダ６６に装着ヘッド２８が取り付けられることで、装着ヘッド２８は、移動装置３０によって、フレーム部２０上の任意の位置に移動可能とされている。なお、装着ヘッド２８は、Ｘ軸スライダ６６にワンタッチで着脱可能とされており、種類の異なる作業ヘッド、例えば、ディスペンサヘッド等に変更することが可能とされている。
【００２１】
また、供給装置３２は、ベースとしてのフレーム部２０の前方側の端部に配設されており、フィーダ型の供給装置とされている。供給装置３２は、電子部品がテーピング化されたテープ化部品（図２参照）７０をリール７２に巻回させた状態で収容する複数のテープフィーダ７４と、それら複数のテープフィーダ７４の各々に収容されているテープ化部品７０を送り出す複数の送出装置（図５参照）７５とを有しており、テープ化部品７０から電子部品を装着ヘッド２８への供給位置に順次供給する構造とされている。
【００２２】
テープ化部品７０は、図２に示すように、多数の収容凹部７８および送り穴８０が等ピッチで形成されたキャリアテープ８２と、収容凹部７８に収容される電子部品８４と、キャリアテープ８２の電子部品８４が収容された収容凹部７８を覆うトップカバーテープ８６とから構成されている。一方、テープフィーダ７４は、図３に示すように、そのテープ化部品７０が巻回されるリール７２を保持するリール保持部８８と、そのリール７２から引き出されたテープ化部品７０が上端面に延在させられるフィーダ本体９０とから構成されている。
【００２３】
フィーダ本体９０内部には、図４に示すように、テープ化部品７０のキャリアテープ８２に形成された送り穴８０に係合するスプロケット９２が内蔵されており、そのスプロケット９２が回転させられることで、キャリアテープ８２にトップカバーテープ８６が貼着された状態のテープ化部品７０が、フィーダ本体９０の上端面において、リール７２から離間する方向に送り出される。そして、剥離装置（図示省略）によって、キャリアテープ８２からトップカバーテープ８６が剥ぎ取られることで、フィーダ本体９０の上端面の先端部において、電子部品８４が収容された収容凹部７８が順次解放され、その解放された収容凹部７８から電子部品８４が吸着ノズル５０によって取り出される。
【００２４】
また、テープフィーダ７４は、フレーム部２０の前方側の端部に固定的に設けられたテープフィーダ装着台（以下、「装着台」と略す場合がある）１００に着脱可能とされている。装着台１００は、フレーム部２０の上面に設けられたスライド部１０２と、そのスライド部１０２の搬送装置２６に近い側の端部に立設された立設面部１０６とから構成されている。スライド部１０２には、Ｙ軸方向に延びるように複数のスライド溝１０８が形成されており、それら複数のスライド溝１０８の各々に、テープフィーダ７４のフィーダ本体９０の下縁部を嵌合させた状態でスライドさせることが可能とされている。そして、フィーダ本体９０の下縁部を嵌合させた状態で立設面部１０６に接近させる方向にスライドさせることで、フィーダ本体９０のテープ化部品７０の送り出し方向である送出方向の側の側壁面１１０が立設面部１０６に取り付けられる。これにより、テープフィーダ７４が装着台１００に装着される。
【００２５】
その立設面部１０６には、上記複数のスライド溝１０８に対応して、複数のコネクタ接続部１１２が設けられている。一方、立設面部１０６に取り付けられるテープフィーダ７４の側壁面１１０には、コネクタ１１４が設けられたおり、テープフィーダ７４の側壁面１１０が立設面部１０６に取り付けられた際に、コネクタ１１４がコネクタ接続部１１２に接続されるようになっている。また、テープフィーダ７４の側壁面１１０には、コネクタ１１４を上下方向に挟むように１対の立設ピン１１６が設けられており、装着台１００の立設面部１０６のコネクタ接続部１１２を上下方向に挟むように形成された１対の嵌合穴１１８に嵌合されるようになっている。
【００２６】
また、装着台１００の上部には、図４に示すように、カバー１２０が開閉可能に設けられている。カバー１２０は、装着機１６のビーム部２２の前方側の端部に、Ｘ軸方向に延びる軸線まわりに回動可能に取り付けられており、装着台１００を覆う閉位置と、装着台１００を開放する開位置との間で回動可能とされている。装着台１００にテープフィーダ７４が装着された状態で、カバー１２０が閉じられると、その装着されているテープフィーダ７４のフィーダ本体９０がカバー１２０によって覆われるようになっている。
【００２７】
そのカバー１２０の下端部には、３個の表示ランプ１２２（図では１個のみ示されている）が設けられた表示部１２４が取り付けられており、装着台１００にテープフィーダ７４が装着された状態で、カバー１２０が閉じられると、その表示部１２４がフィーダ本体９０の上方に位置するようになっている。なお、表示部１２４は、複数のスライド溝１０８に対応して、複数設けられており、それら複数の表示部１２４の表示ランプ１２２は、テープフィーダ７４を装着台１００に装着する際に点灯され、複数のスライド溝１０８のいずれにテープフィーダ７４を装着すべきかを案内するものとして使用される。
【００２８】
また、装着機１６は、マークカメラ（図５参照）１３０およびパーツカメラ（図１、５参照）１３２を備えている。マークカメラ１３０は、下方を向いた状態でＸ軸スライダ６６の下面に固定されており、移動装置３０によって移動させられることで、回路基板の表面を任意の位置において撮像することが可能となっている。一方、パーツカメラ１３２は、上を向いた状態でフレーム部２０の搬送装置２６と供給装置３２との間に設けられており、装着ヘッド２８の吸着ノズル５０によって吸着保持された電子部品を撮像することが可能となっている。マークカメラ１３０によって得られた画像データおよび、パーツカメラ１３２によって得られた画像データは、画像処理装置１３４（図５参照）において処理され、回路基板に関する情報、基板保持装置４６による回路基板の保持位置誤差、吸着ノズル５０による電子部品の保持位置誤差等が取得される。
【００２９】
さらに、装着機１６は、図５に示すように、制御装置１４０を備えている。制御装置１４０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えたコンピュータを主体とするコントローラ１４２と、上記電磁モータ４４、６４、６８、基板保持装置４６、正負圧供給装置５２、ノズル昇降装置５４、ノズル自転装置５６、送出装置７５の各々に対応する複数の駆動回路１４４と、複数の表示部１２４に設けられた複数の表示ランプ１２２の各々に対応する複数の制御回路１４６とを備えている。コントローラ１４２には、各駆動回路１４４を介して搬送装置、移動装置等の駆動源が接続されており、搬送装置、移動装置等の作動を制御することが可能とされている。また、コントローラ１４２には、各制御回路１４６を介して複数の表示ランプ１２２に接続されており、それら複数の表示ランプ１２２の各々を制御可能に点灯することが可能とされている。また、複数の表示部１２４には図示しない各種のスイッチが設けられる場合もあり、各制御回路１４６に対してスイッチ入力に伴う各種の制御信号が送られる。さらに、コントローラ１４２には、マークカメラ１３０およびパーツカメラ１３２によって得られた画像データを処理する画像処理装置１３４が接続されている。
【００３０】
装着機１６では、上述した構成によって、搬送装置２６に保持された回路基板に対して、装着ヘッド２８によって電子部品の装着作業を行うことが可能とされている。具体的に説明すれば、まず、搬送装置２６によって、回路基板を装着作業位置まで搬送するとともに、その位置において回路基板を固定的に保持する。次に、移動装置３０によって、装着ヘッド２８を回路基板上に移動させ、マークカメラ１３０によって、回路基板を撮像する。その撮像により回路基板の種類、搬送装置２６による回路基板の保持位置誤差が取得される。その取得された回路基板の種類に応じた電子部品を、供給装置３２のテープフィーダ７４によって供給し、その電子部品の供給位置に、装着ヘッド２８を移動装置３０によって移動させる。これにより、装着ヘッド２８の吸着ノズル５０によって電子部品が吸着保持される。
【００３１】
続いて、電子部品を保持した状態の装着ヘッド２８を、移動装置３０によってパーツカメラ１３２上に移動させ、パーツカメラ１３２によって、装着ヘッド２８に保持された電子部品を撮像する。その撮像により電子部品の保持位置誤差が取得される。そして、移動装置３０によって、装着ヘッド２８を回路基板上の装着位置に移動させ、装着ヘッド２８によって、回路基板および電子部品の保持位置誤差に基づいて装着ノズル５０を自転させた後に、電子部品が装着される。
【００３２】
さて、本願の光無線システムは、上記の電子部品装着装置１０に例示される電子部品装着装置や電子部品の実装装置、あるいはその他の様々な製造ラインにおいて稼働する自動機などに適用することが可能なシステムである。上述したように、電子部品装着装置１０では、マークカメラ（図５参照）１３０やパーツカメラ（図１、５参照）１３２からの画像データが制御装置１４０に伝送される。制御装置１４０からは、駆動回路１４４により各種の電磁モータ４４、６４、６８（図５参照）やその他の可動装置に対して駆動制御データが送られ駆動制御が行われる。また、制御回路１４６により点灯制御データが送られ表示ランプ１２２の点灯制御が行われる。
【００３３】
また、図示はされていないが、上記のデータの伝送方向とは反対の方向にもデータの伝送が行われることが一般的である。制御装置１４０からは、マークカメラ１３０やパーツカメラ１３２に向けて各種のカメラ制御信号が送られる。また、電磁モータ４４、６４、６８やその他の可動装置からは、サーボモータなどのトルク情報や位置情報等のサーボ制御に必要なサーボ制御データが制御装置１４０にフィードバックされる。これらの情報に基づいて駆動回路１４４により電磁モータ４４、６４、６８やその他の可動装置の制御が行われる。また、電磁モータ４４、６４、６８やその他の可動装置および表示部１２４等には、必要に応じて、各種のセンサやスイッチが設置されおり、各種装置の稼働状況に合わせて、あるいは人為的なスイッチの押下により制御装置１４０にセンサ・スイッチ信号が伝送される。
【００３４】
電子部品装着装置１０では、制御装置１４０とその周辺の機器との間で、双方向にデータや信号の送受信が行われる。これらのデータや信号は、それぞれに固有のデータ転送レートが設定されており、伝送方向によって大きくデータ転送レートが異なることがある。例えば、マークカメラ１３０やパーツカメラ１３２と制御装置１４０との間は、前者から後者に向けては高速なデータ転送レートの画像データが伝送され、後者から前者に向けては低速なデータ転送レートのカメラ制御信号が伝送される。また、電磁モータ４４、６４、６８やその他の可動装置と制御装置１４０との間は、前者から後者に向けては低いデータ転送レートのセンサ・スイッチ信号が伝送され、後者から前者に向けては高速なデータ転送レートのサーボ制御データが伝送される。
【００３５】
また、電磁モータ４４、６４、６８やその他の可動装置と制御装置１４０との間で双方向に伝送される、駆動制御データやサーボ制御データは、画像データには及ばないものの制御上の制約から迅速な処理が必要とされる場合がある。また、データの種類によってはデータ転送レートが互いに異なる場合がある。この他にも、表示部１２４と制御装置１４０との間においても双方向に伝送が行われ、各々のデータや信号のデータ転送レートが異なることも考えられる。
【００３６】
また、近年、電子部品装着装置１０などの電子部品装着装置や電子部品の実装装置、あるいはその他の様々な製造ラインにおいて稼働する自動機などに関するＦＡ分野では、可動部位へデータを伝送するためのワイヤーハーネスが可動に伴うワイヤーハーネスへの負荷のために断線等のトラブルが発生することがある。このトラブルを回避するために機器間を無線通信で接続してデータ伝送を行なうことが行われている。この場合、ＦＡ分野では製造工程での電磁環境や伝送すべきデータ量やデータ転送レートの高速性などに鑑み、電波ではなく光無線による通信を利用することが行われつつある。
【００３７】
以下の実施形態では、電子部品装着装置１０において、双方向でデータや信号が伝送される場合であって、一方の伝送方向では高速なデータ転送レートを有し他方の伝送方向では低速なデータ転送レートを有するデータ伝送を行なう場合の例として、マークカメラ１３０やパーツカメラ１３２と制御装置１４０との間で光無線によりデータ伝送を行なう光無線システム、撮像機器、および制御機器について説明する。
【００３８】
図６は、電子部品装着装置１０におけるマークカメラ１３０やパーツカメラ１３２等のカメラ１３Ｘと制御装置１４０との間に光無線システムを適用する場合の構成を模式的に示す図である。
【００３９】
制御装置１４０は、ＰＣ等のコンピュータシステムで構成されるコントローラ１４２により制御される。コントローラ１４２は、画像ボード１４０Ａを介してインターフェースされる。画像ボード１４０Ａは、画像データを受信しカメラ制御信号を送信する、カメラ１３Ｘとインターフェースをとるボードである。
【００４０】
画像ボード１４０Ａは光無線装置３を介して、画像データ用の光無線信号７Ａを受信しカメラ制御信号用の光無線信号７Ｂを送信する。他端には、光無線信号７Ａを送信し光無線信号７Ｂを受信する光無線装置１を備えている。光無線装置１はカメラ１３Ｘに接続されている。
【００４１】
光無線信号７Ａはカメラ１３Ｘで撮像した画像データの伝送用の信号である。近年の技術進歩により、カメラ用ディジタルインターフェースは年々高速になってきており、データ転送レートとして３ＧＢＰＳから２１ＧＢＰを超えるものまでの高速な通信規格を有する製品が提案されている。また、無線化に伴うデータ誤りを検出・訂正する手段として、リード・ソロモン符号等の前方誤り訂正符号が付加されることが一般的である。これらの符号は、実画像データに加えて付加される。このため、こうした符号を付加した上でデータ転送レートを維持するために更なる高速なデータ転送が要求されている。前方誤り訂正符号の種類、また誤り訂正可能なビット数に応じて符号化率は異なるが、場合によっては、実画像データの１．５倍から数倍の転送レートが必要となる場合がある。
【００４２】
したがって、光無線信号７Ａに使用する半導体レーザ等の光源は、例えば、波長が８５０ｎｍ、１３００ｎｍ、１５００ｎｍなどの非可視光の光源を使用することが好適である。これらの波長を使用することにより１０ＧＢＰＳないし４０ＧＢＰＳの帯域での伝送が可能であり、光無線信号７Ａとして使用することができるからである。
【００４３】
一方、カメラ制御信号には高速性は要求されない。カメラ制御信号は、カメラの撮影方向の位置や角度の調整、ズーム等のエリア設定、および露出等のゲイン設定など、カメラ１３Ｘにおける撮像時に必要とされる各種の設定や調整を行なうためのデータであり、高速性は要求されないからである。
【００４４】
したがって、光無線信号７Ｂに使用する半導体レーザ等の光源は、例えば、波長が６５０ｎｍあるいはその近傍の可視光の光源を使用することが好適である。これらの波長を使用することにより３ＧＢＰＳまでの帯域での伝送が可能であり、光無線信号７Ｂとして使用することができるからである。
【００４５】
図７には光無線装置１、３の構成を示す。光無線装置１は、光学レンズ１１、光誘導器１３、非可視光発光モジュール１５、可視光受光モジュール１７、および制御部１９を備えている。制御部１９は、カメラ１３Ｘとのインターフェースであり、カメラ１３Ｘから転送される画像データを受け非可視光発光モジュール１５に送出するとともに、可視光受光モジュール１７から転送されるカメラ制御信号に応じてカメラ１３Ｘを制御する。制御部１９より転送される画像データは、非可視光発光モジュール１５により非可視光の光源の明滅による光信号に変換され光誘導器１３に転送される。光誘導器１３では非可視光発光ジュール１５から転送された非可視光信号を、レンズ１１を介して光無線用の光軸７に沿って送出する。また、制御装置１４０側から光無線用の光軸７に沿って伝搬してきた可視光信号は、レンズ１１を介して入光され、光誘導器１３により可視光受光モジュール１７へと導かれる。
【００４６】
同様に、光無線装置３は、光学レンズ３１、光誘導器３３、可視光発光モジュール３５、非可視光受光モジュール３７、および制御部３９を備えている。制御部３９は、制御装置１４０とのインターフェースであり、制御装置１４０から転送されるカメラ制御信号を受け可視光発光モジュール３５に送出するとともに、非可視光受光モジュール３７から転送される画像データを制御装置１４０に転送する。制御部３９より転送されるカメラ制御信号は、可視光発光モジュール３５により可視光の光源の明滅による光信号に変換され光誘導器３３に転送される。光誘導器３３では可視光発光ジュール３５から転送された可視光信号を、レンズ３１を介して光無線用の光軸７に沿って送出する。また、カメラ１３Ｘ側から光無線用の光軸７に沿って伝搬してきた非可視光信号は、レンズ３１を介して入光され、光誘導器３３により非可視光受光モジュール３７へと導かれる。
【００４７】
これにより、高速なデータ転送レートが必要な画像データは、非可視光発光モジュール１５から発せられる非可視光により光誘導器１３を介して光軸７に沿って伝搬される。同様に、高速なレートが必要とされないカメラ制御信号は、可視光発光モジュール３５から発せられる可視光により光誘導器３３を介して光軸７に沿って伝搬される。
【００４８】
この場合、非可視光および可視光は共に、光の波長が異なる等の理由により互いに干渉することなく同じ光軸７をそれぞれの方向に伝搬することができる。光軸７への光の送出、および光軸７からの光の受光は、光誘導器１３、３３により行なわれるが、この時の光軸合わせの調整は、目視により簡単に発光方向を特定することができる可視光により行なうことができる。可視光により光軸合わせをすれば、光誘導器１３、３３の機能により、同時に非可視光の光軸も同じ光軸７に合わせることができる。一方の光源が非可視光であり目視できない光源である場合にも、他方の光源が可視光であるので、容易に目視による確認をすることができ好都合である。
【００４９】
以上、詳細に説明した通り、本実施形態によれば、光無線システムでは、カメラ１３Ｘから制御装置１４０に向けて送信される高速データ転送レートが要求される画像データは、非可視光発光モジュール１５により非可視光に変換されて伝送される。また、制御装置１４０からカメラ１３Ｘに向けて送信される高速データ転送レートが要求されないカメラ制御信号は、可視光発光モジュール３５により可視光に変換されて伝送される。
【００５０】
データ転送レートに応じて、非可視光あるいは可視光を選択して光無線通信を行なうことができる。この場合、非可視光と可視光とは同じ光軸７に沿って伝搬されるので、可視光による光軸合わせを行えば、非可視光も含めて光軸を合わせることができる。目視できない非可視光についての光軸合わせを行なう必要はなく、光軸合わせを簡単に行うことができる。
【００５１】
ここで、マークカメラ１３０、パーツカメラ１３２、およびカメラ１３Ｘは撮像機器の一例であり、制御装置１４０は制御機器の一例である。また、非可視光発光モジュール１５および非可視光受光モジュール３７は第１光モジュールの一例であり、可視光発光モジュール３５および可視光受光モジュール１７は第２光モジュールの一例である。また、非可視光発光モジュール１５は第１発光モジュールの一例であり、撮像装置の発光モジュールの一例である。また、可視光受光モジュール１７は第２受光モジュールの一例であり、撮像装置の受光モジュールの一例である。また、可視光発光モジュール３５は第２発光モジュールの一例であり、制御機器の発光モジュールの一例である。また、非可視光受光モジュール３７は第１受光モジュールの一例であり、制御機器の受光モジュールの一例である。また、光誘導器１３は第１光誘導器の一例であり、光誘導器３３は第２光誘導器の一例である。また、光誘導器１３は撮像装置の光誘導器の一例であり、光誘導器３３は制御機器の光誘導器の一例である。また、光軸７は互いに光軸合わせのされた第1の所定軸線と第2の所定軸線の一例である。
【００５２】
尚、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内での種々の改良、変更が可能であることは言うまでもない。
例えば、本実施形態では、カメラ１３Ｘと制御装置１４０との間の画像データとカメラ制御信号とのデータ伝送に係る場合を例示して説明したが、本願はこれに限定されるものではない。電磁モータやその他の可動装置、また、搬送装置２６、装着ヘッド２８、移動装置３０、供給装置３２、および表示部１２４など、あるいは図示されていないその他の機器間で行われる光無線通信に適用することができる。すなわち、これらの機器間で、双方向に伝送されるデータのデータ伝送レートが大きく異なる場合である。一方を高速なレートで伝送し他方を低速なレートであれば足りる場合にも本願は同様に適用することができる。
【符号の説明】
【００５３】
１、３：光無線装置    ７：光軸    １０：電子部品装着装置    １１、３１：光学レンズ    １３、３３：光誘導器    １５：非可視光発光モジュール  １７：可視光受光モジュール    １９、３９：制御部    ３５：可視光発光モジュール    ３７：非可視光受光モジュール    ４４、６４、６８：電磁モータ    １２２：表示ランプ    １２４：表示部    １３０：マークカメラ    １３２：パーツカメラ    １３Ｘ：カメラ    １４０：制御装置    １４０Ａ：画像ボード    １４２：コントローラ    １４４：駆動回路    １４６：制御回路    ７Ａ：光無線信号    ７Ｂ：光無線信号
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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