(57)【要約】【課題】  部品の形状や大きさに関わらずに、その部品の形態を正確に示す部品教示データを作成する部品自動教示装置を提供することを目的とする。【解決手段】  光を透過するガラス板１１２に載置された部品を含む周辺に対し、その部品から見てガラス板１１２と反対側（上方）から、青色又は赤色の光を照射するカバー１２０と、そのカバー１２０が照射している状態で、その部品をガラス板１１２を介してカラーで撮像することで、その部品のカラー画像を生成するスキャナ本体１１０と、スキャナ本体１１０によって生成されたカラー画像から、その部品の形態を特定して前記部品教示データを作成する制御部２２０とを備える。【選択図】        図６
2006085494.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に実装される部品の形態を示す部品教示データを作成する部品自動教示装置であって、
光を透過する透光板に載置された前記部品を含む周辺に対し、前記部品から見て透光板と反対側から、単色の光を照射する照射手段と、
前記照射手段が照射している状態で、前記部品を前記透光板を介してカラーで撮像することで、前記部品のカラー画像を生成する撮像手段と、
前記撮像手段によって生成されたカラー画像から、前記部品の形態を特定して前記部品教示データを作成するデータ作成手段と
を備えることを特徴とする部品自動教示装置。
【請求項２】
前記部品自動教示装置は、さらに、
前記部品の所定の面を前記透光板に対向させるように前記部品を保持する保持手段を備える
ことを特徴とする請求項１記載の部品自動教示装置。
【請求項３】
前記保持手段は、ノズルを具備して、前記ノズルの先端に前記部品を吸着することで前記部品を保持する
ことを特徴とする請求項２記載の部品自動教示装置。
【請求項４】
前記照射手段は、一面に沿って略均一に発光することで、前記単色の光を照射する
ことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の部品自動教示装置。
【請求項５】
前記照射手段は、青色又は赤色の光を照射する
ことを特徴とする請求項４に記載の部品自動教示装置。
【請求項６】
前記照射手段は、青色又は赤色に発光する光源と、前記光源からの光を一面に沿って略均一に拡散させる拡散板とを備える
ことを特徴とする請求項５記載の部品自動教示装置。
【請求項７】
前記光源は、一面に沿って略均一に配置された複数の発光ダイオードを備える
ことを特徴とする請求項６記載の部品自動教示装置。
【請求項８】
前記複数の発光ダイオードは、一面に沿って略均一に配置された青色に発光する複数の第１の発光ダイオードと、前記一面に沿って略均一に配置された赤色に発光する複数の第２の発光ダイオードとで構成され、
前記光源は、前記複数の第１の発光ダイオードと、前記複数の第２の発光ダイオードとを切り換えて通電させる
ことを特徴とする請求項７記載の部品自動教示装置。
【請求項９】
前記部品自動教示装置は、さらに、
前記照射手段と前記透光板との隙間を調整する隙間調整手段を備える
ことを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載の部品自動教示装置。
【請求項１０】
前記データ作成手段は、
前記撮像手段によって生成された背景が単色のカラー画像を、前記背景が白色又は黒色となって前記部品の外形が白黒の濃淡で表された白黒濃淡画像に変換し、前記白黒濃淡画像から前記部品の形態を特定して前記部品教示データを作成する
ことを特徴とする請求項１〜９の何れか１項に記載の部品自動教示装置。
【請求項１１】
基板上に実装される部品の形態を示す部品教示データを作成する方法であって、
光を透過する透光板に載置された前記部品を含む周辺に対し、前記部品から見て透光板と反対側から、単色の光を照射する照射ステップと、
前記照射ステップによる照射が行われている状態で、前記部品を前記透光板を介してカラーで撮像することで、前記部品のカラー画像を生成する撮像ステップと、
前記撮像ステップで生成されたカラー画像から、前記部品の形態を特定して前記部品教示データを作成するデータ作成ステップと
を含むことを特徴とする部品教示データ作成方法。
【請求項１２】
前記部品教示データ作成方法は、さらに、
前記部品の所定の面を前記透光板に対向させるように前記部品を保持する保持ステップを含む
ことを特徴とする請求項１１記載の部品教示データ作成方法。
【請求項１３】
前記保持ステップでは、ノズルの先端に前記部品を吸着することで前記部品を保持する
ことを特徴とする請求項１２記載の部品教示データ作成方法。
【請求項１４】
前記照射ステップでは、一面に沿って略均一に前記単色の光を照射する
ことを特徴とする請求項１１〜１３の何れか１項に記載の部品教示データ作成方法。
【請求項１５】
前記照射ステップでは、青色又は赤色の光を照射する
ことを特徴とする請求項１４記載の部品教示データ作成方法。
【請求項１６】
前記データ作成ステップでは、
前記撮像ステップで生成された背景が単色のカラー画像を、前記背景が白色又は黒色となって前記部品の外形が白黒の濃淡で表された白黒濃淡画像に変換する変換サブステップと、
前記白黒濃淡画像から前記部品の形態を特定して前記部品教示データを作成するデータ作成サブステップとを含む
ことを特徴とする請求項１１〜１５の何れか１項に記載の部品教示データ作成方法。
【請求項１７】
基板上に実装される部品を撮像するスキャナであって、
光を透過する透光板に載置された前記部品を含む周辺に対し、前記部品から見て透光板と反対側から、単色の光を照射する照射手段と、
前記照射手段が照射している状態で、前記部品を前記透光板を介してカラーで撮像することで、前記部品のカラー画像を生成する撮像手段と
を備えることを特徴とするスキャナ。
【請求項１８】
前記スキャナは、さらに、
前記部品の所定の面を前記透光板に対向させるように前記部品を保持する保持手段を備える
ことを特徴とする請求項１７記載のスキャナ。
【請求項１９】
前記保持手段は、ノズルを具備して、前記ノズルの先端に前記部品を吸着することで前記部品を保持する
ことを特徴とする請求項１８記載のスキャナ。
【請求項２０】
基板上に実装される部品を撮像する方法であって、
光を透過する透光板に載置された前記部品を含む周辺に対し、前記部品から見て透光板と反対側から、単色の光を照射する照射ステップと、
前記照射ステップによる照射が行われている状態で、前記部品を前記透光板を介してカラーで撮像することで、前記部品のカラー画像を生成する撮像ステップと
を含むことを特徴とする部品撮像方法。
【請求項２１】
前記部品撮像方法は、さらに、
前記部品の所定の面を前記透光板に対向させるように前記部品を保持する保持ステップを含む
ことを特徴とする請求項２０記載の部品撮像方法。
【請求項２２】
前記保持ステップでは、ノズルの先端に前記部品を吸着することで前記部品を保持する
ことを特徴とする請求項２１記載の部品撮像方法。
【請求項２３】
請求項１１〜１６の何れか１項に記載の部品教示データ作成方法に含まれるステップを、コンピュータに実行させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品などの部品の形態を示す部品教示データを作成する部品自動教示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、電子部品を撮像することで、その電子部品の形状や特徴的な寸法（形態）を示す部品教示データを作成する部品自動教示装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
上記特許文献１の部品自動教示装置（部品認識データ作成装置）は、カラースキャナを備えてそのカラースキャナで電子部品を撮像することで、その電子部品のカラー画像を生成する。そして、部品自動教示装置は、そのカラー画像に表示されている電子部品のボディや電極の外形を抽出し、それらの寸法を測定することで部品教示データを作成する。
【０００４】
ここで、上記特許文献１の部品自動教示装置は、一般にテレビ放送等で活用されているクロマキー技術を用いてボディや電極の外形を抽出するために、電子部品の背景が青色又は赤色となるようにカラー画像を生成する。
【０００５】
図１６は、上記特許文献１のカラースキャナで電子部品のカラー画像が生成される様子を説明するための説明図である。
【０００６】
ユーザは、電子部品９０のカラー画像を生成するため、この図１６に示すように、まず、カラースキャナ９００の読み取り面９０１上に電子部品９０を載置する。次に、ユーザは、電子部品９０の色が青色系でなければ、カラー画像の背景が青色となるように、青色の背面カバー９０２をカラースキャナ９００に取り付ける。また、ユーザは、電子部品９０の色が赤色系でなければ、カラー画像の背景が赤色となるように、赤色の背面カバー９０３をカラースキャナ９００に取り付ける。そして、ユーザは、そのように取り付けられた背面カバー９０２，９０３を、電子部品９０が載置された読み取り面９０１上に覆い被せる。
【０００７】
このような状態でカラースキャナ９００は電子部品９０を撮像し、背景が青色又は赤色の電子部品９０のカラー画像を生成する。
【特許文献１】特開２００４−２１３５６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記特許文献１の部品自動教示装置では、不正確な寸法や形状などを示す部品教示データを作成してしまうという問題がある。
【０００９】
即ち、厚い電子部品をカラースキャナ９００で撮像する場合、その電子部品をカラースキャナ９００に設置すると、その厚みの分だけ背面カバー９０２，９０３と読み取り面９０１との間に大きな隙間が生じる。このような状態でカラースキャナ９００が電子部品を撮像すると、暗い背景のカラー画像や、斑のある背景のカラー画像を生成してしまう。その結果、電子部品のボディや電極の外形が正確に抽出されず、それらの寸法測定に大きな誤差生じてしまうのである。
【００１０】
図１７は、上記特許文献１の部品自動教示装置の問題点を説明するための説明図である。
【００１１】
電子部品９１が薄い場合には、図１７の（ａ）に示すように、カラー画像Ｐｉｃ１に写る電子部品９１の背景色は、均一で鮮やかな青色又は赤色である。一方、電子部品９１が厚い場合には、図１７の（ｂ）に示すように、カラー画像Ｐｉｃ２に写る電子部品９１の背景色には斑ｍ１が生じ、その背景色は暗くなる。
【００１２】
また、上記特許文献１の部品自動教示装置では、電子部品を正しい状態に固定できないために、上述と同様、不正確な寸法や形状を示す部品教示データを作成してしまう場合がある。
【００１３】
図１８は、電子部品を正しい状態に固定できない様子を説明するための説明図である。
例えば、電子部品９２の背面を歪みなく撮像しようとする場合、図１８の（ａ）に示すように、その背面が読み取り面９０１に対向するような形で、その電子部品９２をカラースキャナ９００の読み取り面９０１上に正しく設置しなければならない。しかし、電子部品９２の両端にそれぞれ１つずつ長い脚９２ａがある場合には、電子部品９２は図１８の（ａ）に示す状態で安定せず、図１８の（ｂ）に示すように、電子部品９２の背面を読み取り面９０１から背けるような形で傾いてしまう。これにより、カラースキャナ９００は電子部品９２を歪んだ形で撮像する。その結果、カラー画像から電子部品９２のボディや電極の外形が正確に抽出されず、不正確な寸法などを示す部品教示データが作成される。
【００１４】
そこで、本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであって、部品の形状や大きさに関わらずに、その部品の形態を正確に示す部品教示データを作成する部品自動教示装置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】
【００１５】
上記目的を達成するために、本発明に係る部品自動教示装置は、基板上に実装される部品の形態を示す部品教示データを作成する部品自動教示装置であって、光を透過する透光板に載置された前記部品を含む周辺に対し、前記部品から見て透光板と反対側から、単色の光を照射する照射手段と、前記照射手段が照射している状態で、前記部品を前記透光板を介してカラーで撮像することで、前記部品のカラー画像を生成する撮像手段と、前記撮像手段によって生成されたカラー画像から、前記部品の形態を特定して前記部品教示データを作成するデータ作成手段とを備えることを特徴とする。
【００１６】
これにより、部品の透光板に対向する面は、その周辺を含めて背後から単色の光が照射された状態で撮像されるため、カラー画像に写る部品の背景を、部品の厚みに関わらずに均一で鮮明な単色とすることができる。その結果、そのカラー画像から部品の形態を誤りなく特定して、その形態を正確に示す部品教示データを作成することができる。
【００１７】
また、前記部品自動教示装置は、さらに、前記部品の所定の面を前記透光板に対向させるように前記部品を保持する保持手段を備えることを特徴としても良い。例えば、前記保持手段は、ノズルを具備して、前記ノズルの先端に前記部品を吸着することで前記部品を保持する。
【００１８】
これにより、部品の電極面などの面が透光板に対向した状態で安定するため、その電極面を歪みなく撮像することができ、その結果、その部品の形態をさらに正確に示す部品教示データを作成することができる。
【００１９】
また、前記照射手段は、一面に沿って略均一に発光することで、前記単色の光を照射することを特徴としても良い。例えば、前記照射手段は、青色又は赤色の光を照射する。
【００２０】
これにより、カラー画像に写る部品の背景を、さらに均一に鮮明な青色や赤色とすることができ、部品の形態をより正確に示す部品教示データを作成することができる。
【００２１】
ここで、前記照射手段は、青色又は赤色に発光する光源と、前記光源からの光を一面に沿って略均一に拡散させる拡散板とを備えることを特徴としても良い。例えば、前記光源は、一面に沿って略均一に配置された複数の発光ダイオードを備える。
【００２２】
これにより、光源からの光が拡散板の一面に沿って拡散するため、その拡散された青色又は赤色の光を、前記部品及びその周辺に均一に照射することができる。その結果、その部品の形態をさらに正確に示す部品教示データを作成することができる。
【００２３】
また、前記複数の発光ダイオードは、一面に沿って略均一に配置された青色に発光する複数の第１の発光ダイオードと、前記一面に沿って略均一に配置された赤色に発光する複数の第２の発光ダイオードとで構成され、前記光源は、前記複数の第１の発光ダイオードと、前記複数の第２の発光ダイオードとを切り換えて通電させることを特徴としても良い。
【００２４】
これにより、前記光源は、複数の第１の発光ダイオードが通電されたときには、一面に青色の光を発光し、複数の第２の発光ダイオードが通電されたときには、一面に赤色の光を発光するため、部品自動教示装置の構成を変更することなく簡単に、部品及びその周辺に照射する光の色を変えることができる。その結果、撮像対象の部品が青色系でなければ青色の光を照射し、撮像対象の部品が赤色系でなければ赤色の光を照射するように、撮像対象の部品の色に応じて照射する光の色を変えれば、その部品の色に関わらずその形態を正確に示す部品教示データを作成することができる。
【００２５】
また、前記部品自動教示装置は、さらに、前記照射手段と前記透光板との隙間を調整する隙間調整手段を備えることを特徴としても良い。
【００２６】
これにより、照射手段と透光板との隙間が調整されることにより、任意の厚みの部品を透光板に載置して単色の光を照射することができる。
【００２７】
ここで、前記データ作成手段は、前記撮像手段によって生成された背景が単色のカラー画像を、前記背景が白色又は黒色となって前記部品の外形が白黒の濃淡で表された白黒濃淡画像に変換し、前記白黒濃淡画像から前記部品の形態を特定して前記部品教示データを作成することを特徴としても良い。
【００２８】
これにより、背景が単色である部品のカラー画像が白黒濃淡画像に変換されるため、その単色を有効に利用することで、部品の外形と背景との濃淡の差を大きくして、白黒濃淡画像における部品の外形を明瞭し、その外形から部品の形態を容易に特定することができる。その結果、部品の形態をさらに正確に示す部品教示データを作成することができる。
【００２９】
なお、本発明は、上述の部品自動教示装置に限らず、その部品自動教示装置が行う部品教示データの作成方法や、その方法に基づく動作をコンピュータに実行させるプログラム、そのプログラムを格納する記憶媒体、部品自動教示装置が備えるスキャナ、そのスキャナによる部品の撮像方法、としても実現することができる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明の部品自動教示装置は、部品の形状や大きさに関わらずに、その部品の形態を正確に示す部品教示データを作成することができるという作用効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明の実施の形態における部品自動教示装置について、図面を用いて説明する。
【００３２】
図１は、本発明の実施の形態における部品自動教示装置の構成を示す構成図である。
この部品自動教示装置Ａは、電子部品（以下、単に部品という）の形態、即ちその部品の形状や特徴的な寸法を示す部品教示データを作成するものであって、部品をカラーで撮像するスキャナ１００と、ユーザによる操作を受け付ける操作部２１０と、例えば液晶ディスプレイなどにより構成される表示部２３０と、操作部２１０により受け付けられた操作に基づいてスキャナ１００及び表示部２３０を制御する制御部２２０とを備えている。また、制御部２２０は、周辺機器制御部２２１と入出力処理部２２２と画像処理部２２３とを備えている。
【００３３】
スキャナ１００は、制御部２２０の周辺機器制御部２２１からの指示に応じて、部品をカラーで撮像し、背景が青色又は赤色となるような部品のカラー画像を生成する。そして、スキャナ１００は、その生成したカラー画像を制御部２２０の画像処理部２２３に出力する。
【００３４】
制御部２２０の入出力処理部２２２は、操作部２１０で受け付けられた操作内容を取得して、その操作内容を周辺機器制御部２２１や画像処理部２２３に出力する。また、入出力処理部２２２は、スキャナ１００で生成されたカラー画像を取得し、そのカラー画像を画像処理部２２３に出力する。
【００３５】
周辺機器制御部２２１は、操作部２１０で受け付けられた操作内容を、入出力処理部２２２を介して取得し、その操作内容に基づいてスキャナ１００及び表示部２３０を制御する。
【００３６】
画像処理部２２３は、スキャナ１００で生成された部品のカラー画像に対して所定の処理を行って、部品の外形が白黒の濃淡で表された白黒濃淡画像を生成し、その白黒濃淡画像を表示部２３０に表示させる。
【００３７】
ここで、カラー画像から白黒濃淡画像を生成するときには、画像処理部２２３は、カラー画像の背景が青色であることを認識すると、青色変換式Ｘ＝（（Ｒ＋Ｇ）／２−Ｂ）／２＋１２８）を用いて、カラー画像の各画素が示すＲＧＢ値を、２５６階調の白黒の濃淡値Ｘに変換する。ここで、Ｒは赤色の２５６階調の濃淡値を示し、Ｇは緑色の２５６階調の濃淡値を示し、Ｂは青色の２５６階調の濃淡値を示す。また、画像処理部２２３は、カラー画像の背景が赤色であることを認識すると、赤色変換式（Ｘ＝（（Ｂ＋Ｇ）／２−Ｒ）／２＋１２８）を用いて、カラー画像の各画素が示すＲＧＢ値を、２５６階調の白黒の濃淡値Ｘに変換する。このように、青色変換式又は赤色変換式を用いてカラー画像を白黒濃淡画像に変換することにより、その白黒濃淡画像に写る部品と背景とのコントラストを高くすることができる。なお、画像処理部２２３は、その白黒濃淡画像に対してさらに、濃淡の幅を広げる伸張処理を行っても良い。これにより、さらにそのコントラストを高めることができる。
【００３８】
また、画像処理部２２３は、操作部２１０で受け付けられた操作内容を入出力処理部２２２を介して取得し、その操作内容に基づいて、部品の外形や特徴的な寸法を示す部品教示データを作成するための作成条件を決定する。そして、画像処理部２２３は、白黒濃淡画像及び作成条件から部品教示データを作成する。即ち画像処理部２２３は、データ作成手段を構成する。
【００３９】
作成条件は、例えば部品の電極タイプや、その電極の接地面の形状（以下、電極接地面形状という）などである。ユーザは、制御部２２０による制御に基づいて表示部２３０に表示される画面に従って操作部２１０を操作し、部品の電極タイプ及び電極接地面形状を入力する。
【００４０】
図２は、画像処理部２２３が作成条件を決定するために表示部２３０に表示させる画面の一例を示す画面表示図である。
【００４１】
画像処理部２２３は、図２（ａ）に示すように、「画像入力に必要な情報を設定してください」といったメッセージＡ１と、プルダウンメニューにより電極タイプの名称を選択表示するための電極タイプ欄Ａ２と、電極タイプを図形から選択するための電極タイプ選択ボタンＡ３と、プルダウンメニューにより電極接地面形状の名称を選択表示するための面形状欄Ａ４と、電極接地面形状を図形から選択するための面形状選択ボタンＡ５と、電極タイプ欄Ａ２と面形状欄Ａ４に表示された内容で作成条件を決定するように促す決定ボタンＡ６と、作成条件の決定を中止するように促すキャンセルボタンＡ７とを表示部２３０に表示させる。
【００４２】
ユーザは、図２（ａ）に示す画面が表示されている場合、操作部２１０を操作することにより、部品の最も多い電極タイプを電極タイプ欄Ａ２に、直接的に表示させるか、電極タイプ選択ボタンＡ３を用いて間接的に表示させる。
【００４３】
間接的に表示させる場合、ユーザは電極タイプ選択ボタンＡ３を選択する。その選択の結果、表示部２３０は、図２（ｂ）に示すように、例えば９つの電極タイプの図形を示す図形ボタンＢ１と、９つの電極タイプの名称を一覧形式で示す名称欄Ｂ２と、選択された図形ボタンＢ１により示される電極タイプを決定するように促すタイプ決定ボタンＢ３と、図形を利用した電極タイプの選択を中止するように促すタイプキャンセルボタンＢ４とを表示する。ここで、ユーザは、部品の電極タイプを示す図形を、９つの図形ボタンＢ１に表された図形の中から見つけ出し、操作部２１０を操作することにより、その図形が表された図形ボタンＢ１を選択する。図形ボタンＢ１が選択されると、名称欄Ｂ２に表示される各名称のうち、その選択された図形ボタンＢ１の示す電極タイプの名称が反転表示される。次に、ユーザが、操作部２１０を操作することによりタイプ決定ボタンＢ３を選択すると、表示部２３０は、再び図２（ａ）に示す画面を表示する。その画面中、電極タイプ欄Ａ２には、上述のように選択された図形ボタンＢ１の示す電極タイプの名称が表示されている。このように、ユーザは、電極タイプ選択ボタンＡ３を用いることにより、部品の電極タイプの名称を知らなくても、その名称を図形から簡単に入力することができる。
【００４４】
また、ユーザは、図２（ａ）に示す画面が表示されている場合、操作部２１０を操作することにより、部品の電極接地面形状を面形状欄Ａ４に、直接的に表示させたり、面形状選択ボタンＡ５を用いて間接的に表示させる。
【００４５】
間接的に表示させる場合、ユーザは面形状選択ボタンＡ５を選択する。その選択の結果、表示部２３０は、図２（ｃ）に示すように、例えば２つの電極接地面形状を示す図形Ｃ１と、各図形Ｃ１に対応するチェックボックスＣ２と、チェックされたチェックボックスＣ２に対応する電極接地面形状を決定するように促す面形状決定ボタンＣ３と、図形を利用した電極接地面形状の選択を中止するように促す面形状キャンセルボタンＣ４とを表示する。ここで、ユーザは、部品の電極接地面形状を示す図形を、２つの図形Ｃ１の中から見つけ出し、操作部２１０を操作することにより、その図形に対応するチェックボックスＣ２にチェックを行う（黒点を入力する）。次に、ユーザが、操作部２１０を操作することにより面形状決定ボタンＣ３を選択すると、表示部２３０は、再び図２（ａ）に示す画面を表示する。その画面中、面形状欄Ａ４には、上述のようにチェックされたチェックボックスＣ２に対応する電極接地面形状の名称が表示されている。このように、ユーザは、面形状選択ボタンＡ５を用いることにより、部品の電極接地面形状の名称を知らなくても、その名称を図形から簡単に入力することができる。
【００４６】
このように、図２（ａ）に示す画面の電極タイプ欄Ａ２及び面形状欄Ａ４に、電極タイプ及び電極接地面形状のそれぞれの名称が選択表示された状態で、ユーザが決定ボタンＡ６を選択すると、その選択表示された名称の電極タイプ及び電極接地面形状が、部品教示データの作成条件として決定される。
【００４７】
画像処理部２２３は、このように決定された作成条件と白黒濃淡画像とから、部品の寸法測定すべき部位やその測定処理方法などを示すアルゴリズムを特定する。そして、画像処理部２２３は、部品における上記部位の寸法、つまり特徴的な寸法を、そのアルゴリズムを用いて白黒濃淡画像から測定し、その特徴的な寸法や部品の形状を示す部品教示データを作成する。また、画像処理部２２３は、その部品教示データを表示部２３０に表示させる。
【００４８】
このような部品教示データは、部品を基板に実装する部品実装装置において、部品の位置ずれの認識などのために用いられる。即ち、部品実装装置は、部品を基板に実装するときには、その部品をヘッドで吸着して基板上の所定の部位まで搬送し、その部位に部品を実装するが、その搬送の途中でヘッドに吸着された部品をカメラで撮像する。そして、部品実装装置は、その撮像結果と上述の部品教示データとから部品の位置ずれを認識し、その位置ずれを解消するようにヘッド等を駆動させる。これにより、基板の所定の部位に部品を正確に実装することができるのである。
【００４９】
図３は、部品自動教示装置Ａの全体的な動作を示すフロー図である。
まず、部品自動教示装置Ａは、スキャナ１００で部品をカラー画像で撮像し（ステップＳ１００）、さらに、ユーザによる操作に基づいて作成条件を決定する（ステップＳ１０２）。
【００５０】
次に、部品自動教示装置Ａは、カラー画像から部品の白黒濃淡画像を生成する（ステップＳ１０４）。ここで部品自動教示装置Ａは、ステップＳ１０４で生成された白黒濃淡画像から部品の外形を検出する。部品の外形の検出は、白黒の濃淡値の差分から検出される。また、部品自動教示装置Ａは、ステップＳ１０２で決定された作成条件などを参考に、所定のアルゴリズムを特定する。
【００５１】
そして最後に、部品自動教示装置Ａは、白黒濃淡画像から検出された部品の外形から、上記所定のアルゴリズムを用いて、部品の特徴的な寸法を測定し、その測定結果を示す部品教示データを生成する（ステップＳ１０６）。
【００５２】
ここで本実施の形態におけるスキャナ１００について詳細に説明する。
本実施の形態におけるスキャナ１００は、部品の形状や大きさに関わらずに背景色を鮮明で斑のない青色又は赤色にして、且つ部品の傾きを防いで、その部品のカラー画像を生成するものである。
【００５３】
図４は、本実施の形態におけるスキャナ１００の特徴を説明するための説明図である。
スキャナ１００は、図４に示すように、部品１０の載置された面から光を照射してその部品１０の背面を撮像するが、このとき、部品１０の上方から青色又は赤色の光Ｌ１を均一に照射する。
【００５４】
これにより、部品１０の厚みに関わらず、背景色を鮮明で斑のない青色又は赤色にして部品１０のカラー画像を生成することができる。
【００５５】
図５は、本実施の形態におけるスキャナ１００の他の特徴を説明するための説明図である。
【００５６】
スキャナ１００は、図５に示すように、部品１１の載置された面から光を照射してその部品１１の背面を撮像するが、このとき、部品１１が傾かないようにノズルｂ５に部品１１を吸着させてこれを固定させる。
【００５７】
これにより、スキャナ１００に載置された部品１１が、例えばその部品１１の脚１１ａによって傾いてしまうのを防ぎ、その部品１１の撮像すべき面（背面）を正面から撮像することができる。
【００５８】
以下、上述のようなスキャナ１００の具体的な構成について説明する。
図６は、本実施の形態におけるスキャナ１００の斜視図である。
【００５９】
このスキャナ１００は、撮像手段たるスキャナ本体１１０と、スキャナ本体１１０を覆うカバー１２０とから構成される。
【００６０】
スキャナ本体１１０は、略矩形箱状の筐体１１１と、筐体１１１内に埋設された撮像素子及び照明具（図示せず）と、筐体１１１の上面に取り付けられたガラス板１１２とを備えている。部品が撮像されるときには、このガラス板１１２の上面を読み取り面として、その面に部品が載置される。そして、上述の照明具は、ガラス板１１２を介して部品を照らし、上述の撮像素子は、ガラス板１１２を介してその照らされた部品を撮像する。
【００６１】
カバー１２０は、全体的に略矩形板状のカバー本体１２１と、カバー本体１２１を支える４つの支柱１２３と、ユーザによる回動操作により、４つの支柱１２３に対してカバー本体１２１を昇降させる隙間調整手段たる昇降ハンドル１２４と、ユーザによる回動操作により、カバー本体１２１を４つの支柱１２３に対して固定させるストッパーレバー１２５とを備えている。
【００６２】
このようなカバー１２０は、カバー本体１２１がスキャナ本体１１０のガラス板１１２に隙間を開けて対向するように設置される。
【００６３】
カバー本体１２１は、略矩形の開口ａ１が中央に形成された枠板１２１ａと、その枠板１２１ａの開口ａ１を塞いだり開けたりするように、開口ａ１周辺にヒンジで開閉自在に取り付けられた開閉体１２１ｂとを備えている。
【００６４】
このような開閉体１２１ｂは、略矩形の開閉板ｂ１と、開閉板ｂ１を開閉するための略コ字状の取手部ｂ２と、開閉板ｂ１に設けられたエアーの通路口ｂ３と、開閉板ｂ１におけるスキャナ本体１１０のガラス板１１２側に設置された照明部（照明手段）及びノズル（保持手段）とを備えている。
【００６５】
図７は、開閉体１２１ｂの照明部及びノズルを示す図である。
上述の開閉体１２１ｂの照明部ｂ４は、青色に発光する複数の発光ダイオードＤ１、及び赤色に発光する複数の発光ダイオードＤ２をそれぞれ基板上に均一に敷き詰めて構成された発光板ｂ４１と、磨硝子のように光を拡散させる拡散板ｂ４２とを備える。
【００６６】
発光板ｂ４１は、スキャナ本体１１０のガラス板１１２側に向かって発光するように、開閉板ｂ１にネジで締め付けて固定される。
【００６７】
拡散板ｂ４２は、発光板ｂ４１を覆うような形で、開閉板ｂ１に固定される。拡散板ｂ４２の開閉板ｂ１への固定には、開閉板ｂ１にネジで締め付けられて拡散板ｂ４２を支持する一対の支持片ｂ４３が用いられる。
【００６８】
図８は、ノズルの斜視図である。
ノズルｂ５は、発光板ｂ４１及び拡散板ｂ４２の略中央を貫通するように開閉板ｂ１に取り付けられている。ノズルｂ５の先端は略Ｔ字状に形成されており、その内部は上述の通路口ｂ３に連通している。
【００６９】
このようなノズルｂ５は、エアー吸引機などの吸引チューブが通路口ｂ３に差し込まれると、そのエアー吸引機の駆動により、そのノズルｂ５の先端からエアーを吸引する。したがって、ノズルｂ５は、その先端に部品が当接された状態で、エアー吸引機が駆動すると、ノズルｂ５の内部は負圧になりその部品を吸着する。このノズルｂ５の吸着により部品が固定される。
【００７０】
図９は、発光板ｂ４１の正面図である。
発光板ｂ４１の基板Ｐｂは、例えば幅８６ｍｍ、長さ２１８ｍｍの略矩形細長に形成されている。また、基板Ｐｂの略中央には、ノズルｂ５を挿通させるための挿通孔Ｐｂ１が形成されている。そして、複数の発光ダイオードＤ１，Ｄ２は、その基板Ｐｂ上の例えば幅７８ｍｍ、長さ２１０ｍｍの矩形範囲に実装されている。また、このような発光板ｂ４１は、スキャナ本体１１０のガラス板１１２の略中央に位置するように、開閉板ｂ１に固定されている。さらに、複数の発光ダイオードＤ１，Ｄ２はそれぞれ粗密なく満遍に上記矩形範囲内に実装されている。
【００７１】
図１０は、スキャナ１００の正面部分断面図である。
この図１０に示すように、カバー１２０の開閉体１２１ｂが閉じているときには、開閉体１２１ｂの開閉板ｂ１、発光板ｂ４１、及び拡散板ｂ４２はそれぞれ、スキャナ本体１１０のガラス板１１２に対して平行となる。
【００７２】
このようなスキャナ１００に部品のカラー画像を生成させるときには、ユーザは、まず、部品の厚みを考慮してカバー１２０のカバー本体１２１の高さを上述の昇降ハンドル１２４で調整する。このとき、ユーザは、開閉体１２１ｂが閉じた状態で、ノズルｂ５の先端がスキャナ本体１１０のガラス板１１２から少なくとも部品の厚み分だけ離れるように、高さを調整する。そして、ユーザはストッパーレバー１２５を回動することで、カバー本体１２１を４つの支柱１２３に対して固定する。
【００７３】
次にユーザは、開閉体１２１ｂの取手部ｂ２を掴んでその開閉体１２１ｂを開く。
図１１は、カバー１２０の開閉体１２１ｂが開いた状態を示す斜視図である。
【００７４】
ユーザが開閉体１２１ｂを開くと、枠板１２１ａの開口ａ１からスキャナ本体１１０のガラス板１１２を覗き込むことができる状態となる。
【００７５】
このような状態で、ユーザは、エアー吸引機などを駆動させることによりノズルｂ５の先端からエアーの吸引を開始させる。そして、ユーザは、そのノズルｂ５の先端に部品を吸着させる。
【００７６】
図１２は、ノズルｂ５の先端に部品が吸着した状態を示す図である。
例えば、撮像対象となる部品１２は、図１２に示すように、全体的に細長く形成されており、その電極１２ｂが配置された面（以下、電極面という）の両端には、長い脚１２ａが突設されている。
【００７７】
このような部品１２の電極面を撮像してそのカラー画像を生成しようとする場合、ユーザは、図１２に示すように、その部品１２の電極面と反対側の面に、ノズルｂ５の先端を当接させる。その結果、ノズルｂ５の先端からはエアーが吸引されているので、その先端に当接された部品１２は、ノズルｂ５の先端に吸着する。即ち、ノズルｂ５は、発光板ｂ４１と反対側に電極面を向けた状態で部品１２を保持する。
【００７８】
次にユーザは、上述のようにノズルｂ５の先端に部品１２を吸着させた状態で、開閉体１２１ｂを閉じる。
【００７９】
図１３は、部品１２が設置されたスキャナ１００の正面部分断面図である。
この図１３に示すように、部品１２は、ノズルｂ５に吸着されているため、ガラス板１１２に対して、部品１２の脚１２ａを垂直に立て、且つその部品１２の電極面を平行にさせた状態で固定される。
【００８０】
図１４は、スキャナ本体１１０の筐体１１１内部からガラス板１１２を介して部品１２を眺めた様子を説明するための図である。
【００８１】
上述のように部品１２が固定されることによって、筐体１１１内部からは、ガラス板１１２を介して部品１２の電極面が傾くことなく見える。
【００８２】
このような状態で、スキャナ１００は部品１２の電極面のカラー画像を生成する。
即ち、スキャナ１００は、発光板ｂ４１の発光ダイオードＤ１又は発光ダイオードＤ２を発光させて、部品１２の上方から青色又は赤色の光を照射する。さらに、スキャナ１００は、筐体１１１内部の照明具を光らせて部品１２の電極面を照らす。そして、筐体１１１内部の撮像素子は、ガラス板１１２越しに照明具によって照らされた部品１２の電極面を、青色又は赤色に発光する発光板ｂ４１を背景に撮像する。
【００８３】
図１５は、本実施の形態におけるスキャナ１００で生成されたカラー画像を示す図である。
【００８４】
この図１５に示すように、発光板ｂ４１が青色に発光して生成されたカラー画像Ｐｉｃ０には、背景が均一に鮮明な青色となって写り、且つ部品１２の電極面が傾くことなく写る。また、発光板ｂ４１が赤色に発光して生成されたカラー画像Ｐｉｃ０には、背景が均一に鮮明な赤となって写り、且つ部品１２の電極面が傾くことなく写る。
【００８５】
このように本実施の形態のスキャナ１００では、部品に対して背後から青色又は赤色の光を照射し、且つその部品を固定して撮像するため、部品の形状や大きさに関わらずに背景色を鮮明で斑のない青色又は赤色にして、且つ部品の傾きを防いで、その部品のカラー画像を生成することができる。
【００８６】
その結果、本実施の形態の部品自動教示装置Ａでは、そのカラー画像から部品の形状や特徴的な寸法を正確に示す部品教示データを作成することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
本発明の部品自動教示装置は、部品の形状や大きさに関わらずに、その部品の形態を正確に示す部品教示データを作成することができるという効果を有し、例えば、電子部品の部品教示データに基づいて部品の位置ずれを認識する部品実装装置などに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明の実施の形態における部品自動教示装置の構成を示す構成図である。
【図２】同上の画像処理部が作成条件を決定するために表示部に表示させる画面の一例を示す画面表示図である。
【図３】同上の部品自動教示装置の全体的な動作を示すフロー図である。
【図４】同上のスキャナの特徴を説明するための説明図である。
【図５】同上のスキャナの他の特徴を説明するための説明図である。
【図６】同上のスキャナの斜視図である。
【図７】同上の開閉体の照明部及びノズルを示す図である。
【図８】同上のノズルの斜視図である。
【図９】同上の発光板の正面図である。
【図１０】同上のスキャナの正面部分断面図である。
【図１１】同上のカバーの開閉体が開いた状態を示す斜視図である。
【図１２】同上のノズルの先端に部品が吸着した状態を示す図である。
【図１３】同上の部品が設置されたスキャナ１００の正面部分断面図である。
【図１４】同上のスキャナ本体の筐体内部からガラス板を介して部品を眺めた様子を説明するための図である。
【図１５】同上のスキャナで生成されたカラー画像を示す図である。
【図１６】背景技術のカラースキャナで電子部品のカラー画像が生成される様子を説明するための説明図である。
【図１７】同上の部品自動教示装置の問題点を説明するための説明図である。
【図１８】同上の電子部品を正しい状態に固定できない様子を説明するための説明図である。
【符号の説明】
【００８９】
１０，１１，１２  部品
１２ａ  脚
１２ｂ  電極
１００  スキャナ
１１０  スキャナ本体
１１１  筐体
１１２  ガラス板
１２０  カバー
１２１  カバー本体
１２１ａ  枠板
１２１ｂ  開閉体
１２３  支柱
１２４  昇降ハンドル
１２５  ストッパーレバー
２１０  操作部
２２０  制御部
２２１  周辺機器制御部
２２２  入出力処理部
２２３  画像処理部
２３０  表示部
Ａ  部品自動教示装置
Ｄ１，Ｄ２  発光ダイオード
ａ１  開口
ｂ１  開閉板
ｂ２  取手部
ｂ３  通路口
ｂ４  照明部
ｂ４１ 発光板
ｂ４２ 拡散板
ｂ５  ノズル
ｍ１  斑
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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