(57)【要約】【課題】撮像対象を正確に撮像するとともに画像処理に要する時間を短縮することができる撮像装置および撮像方法を提供する。【解決手段】複数の光電素子１２を配列した受光領域と、複数の光電素子１２の何れかを遮光することにより撮像対象に対応した形態の遮光領域を受光領域に形成する遮光板１６と、各光電素子１２の受光量に対応した電気信号を出力する出力アンプ１４と、受光領域を照射するライト９と、ライト９により受光領域が照射されたときの出力アンプ１４からの出力に基づいて受光領域に形成された遮光領域の形態を確認する遮光領域形態確認部１５ｂと、を備え、撮像対象の形態と受光領域に形成された遮光領域の形態との対応関係を確認し、対応していなければ、対応する形態の遮光領域に変更するようにした。【選択図】図５
2008065738.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光電素子を配列した受光領域と、
前記複数の光電素子の何れかを遮光することにより撮像対象に対応した形態の遮光領域を前記受光領域に形成する遮光領域形成手段と、
各光電素子の受光量に対応した電気信号を出力する出力手段と、
前記受光領域を照射する照射手段と、
前記照射手段により前記受光領域が照射されたときの前記出力手段からの出力に基づいて前記受光領域に形成された前記遮光領域の形態を確認する遮光領域形態確認手段と、
を備えた撮像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の撮像装置を用いた撮像方法であって、
前記受光領域を照射する工程と、
前記出力手段からの出力に基づいて前記受光領域に形成された前記遮光領域の形態を確認する工程と、
前記確認された遮光領域の形態と前記撮像対象の形態が対応していない場合に前記遮光領域の形態を変更する工程と、
を含む撮像方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、線状に配列された複数の光電素子を備えた撮像装置および撮像方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子部品を基板に実装する実装分野においては、ピックアップされた電子部品を撮像した画像に基づいて電子部品の位置および角度を認識し、正規の位置および角度に補正した後に基板に搭載することで、実装精度の向上を図っている。電子部品の撮像にはＣＣＤカメラが広く用いられており、複数の光電素子を所定の領域に配列して構成した受光領域に電子部品を結像させ、各光電素子の受光量を電気信号に変換したものを画像処理することで電子部品の撮像が行われる。この画像処理に要する時間は、ＣＣＤカメラの解像度、すなわち受光領域に配列された光電素子の個数と相関しており、光電素子の個数が多いほど画像処理に要する時間が長くなる。そのため、比較的小さな電子部品や少数の電子部品など、比較的小さな対象を撮像する場合には、受光領域を部分的に遮光板で覆い、受光領域に撮像対象の形態に対応した形態の遮光領域を形成し、受光する光電素子の個数を減らすことで画像処理に要する時間の短縮する手法が提案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平８−２１４１２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このような手法によれば、撮像対象となる電子部品の形態が変更される度に遮光領域を対応する形態に形成することで、画像処理時間を累積的に削減することができ、実装効率の向上に資することができるが、電子部品の形態と遮光領域の形態が正確に対応していないと、電子部品の一部が遮光領域に入ってしまうことがある。このような場合には、電子部品の全体画像が正確に撮像されないので、電子部品の位置および角度が誤って認識され、結果として実装精度に悪影響を与えることになる。
【０００４】
そこで本発明は、撮像対象を正確に撮像するとともに画像処理に要する時間を短縮することができる撮像装置および撮像方法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】
【０００５】
請求項１に記載の撮像装置は、複数の光電素子を配列した受光領域と、前記複数の光電素子の何れかを遮光することにより撮像対象に対応した形態の遮光領域を前記受光領域に形成する遮光領域形成手段と、各光電素子の受光量に対応した電気信号を出力する出力手段と、前記受光領域を照射する照射手段と、前記照射手段により前記受光領域が照射されたときの前記出力手段からの出力に基づいて前記受光領域に形成された前記遮光領域の形態を確認する遮光領域形態確認手段と、を備えた。
【０００６】
請求項２に記載の撮像方法は、請求項１に記載の撮像装置を用いた撮像方法であって、前記受光領域を照射する工程と、前記出力手段からの出力に基づいて前記受光領域に形成された前記遮光領域の形態を確認する工程と、前記確認された遮光領域の形態と前記撮像対象の形態が対応していない場合に前記遮光領域の形態を変更する工程と、を含む。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、撮像対象の形態と受光領域に形成された遮光領域の形態との対応関係を確認し、対応していなければ対応する形態の遮光領域に変更することで、撮像対象を正確に撮像するとともに画像処理に要する時間を短縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態の電子部品実装装置の平面図、図２は本発明の実施の形態の電子部品実装装置の側面図、図３は本発明の実施の形態の撮像装置の平面図、図４は本発明の実施の形態の撮像装置の側面図、図５は本発明の実施の形態の撮像装置の側面図、図６は本発明の実施の形態の撮像装置の制御系の構成図、図７は本発明の実施の形態の電子部品実装装置における遮光領域形態の確認動作を示すフローチャートである。
【０００９】
図１および図２において、電子部品実装装置１は、電子部品の実装対象となる基板２を所定の位置に搬送する搬送レール３と、それぞれ複数の電子部品を供給可能に収納する複数のパーツフィーダ４と、パーツフィーダ４から供給される電子部品を複数のノズル５で吸着して基板２に移載するヘッド６と、ヘッド６をパーツフィーダ４と基板２の上方で水平移動させる水平移動手段であるＸＹ直交ロボット７と、ノズル５に吸着された電子部品を下方から撮像する部品撮像手段であるカメラ８と、ヘッド６に一体的に備えられ、下方に向けて光を照射する照射手段であるライト９と、を備えている。
【００１０】
図３において、上部に透光用のスリット１０が設けられた遮光性の筐体１１内にＣＣＤカメラが内蔵されている。図４において、ＣＣＤカメラは、線状に配列された複数の光電素子１２と、各光電素子１２に対応して配列された複数のＣＣＤ素子１３と、出力アンプ１４とで構成されている。撮像対象の電子部品をスリット１０の上方に配置すると、電子部品の各部と対応する位置にある各光電素子１２がスリット１０を透過した光を受光する。ＣＣＤ素子１３は、光電素子１２の受光量に対応した電荷を出力アンプ１４に転送する。出力アンプ１４は、各光電素子１２の受光量に対応した電子信号を出力する出力手段として機能し、各ＣＣＤ素子１３から転送されてきた電荷を電気信号に変換して画像処理部１５に出力する。画像処理部１５は、入力された電気信号を処理して画像を構成する。画像処理部１５には位置認識部１５ａが含まれており、電子部品の位置および角度を認識する。なお、カメラ８は、光電素子１２を線状に配列したラインカメラであるので、一度に光電変換できるのは線状の一次元像のみである。従って、二次元像である電子部品の画像を得るために、電子部品を吸着したノズル５を光電素子１２の配列方向と交差する方向に一定の速度で移動させ、電子部品を複数の一次元像に分割して撮像する。
【００１１】
図３において、筐体１１の上方には遮光板１６が設けられている。遮光板１６は、筐体１１の上部に沿って一方向に往復移動可能であり、移動した位置により、複数の光電素子１２が配列された受光領域に遮光領域を形成する機能を備えている。遮光板１６には、透光用のパターン孔１６ａ、１６ｂ、１６ｃが形成されており、図３（ａ）に示すように遮光板１６を筐体１１の一端側に移動させると、スリット１０の上方にパターン孔１６ａが配置され、透光可能な面積がスリット１０の開口面積からパターン孔１６ａの開口面積まで縮小された状態となる。これにより、図４（ａ）に示すように、受光領域を構成する複数の光電素子１２のうち両端にある光電素子１２ａが遮光され、電子部品Ｐ１と相対する位置にある受光素子１２ｂのみが受光可能となる。
【００１２】
一方、図３（ｂ）に示すように遮光板１６を筐体１１の他端側に移動させると、スリット１０の上方に２つのパターン孔１６ｂが配置され、透光可能な面積がスリット１０の開口面積から２つのパターン孔１６ａの開口面積まで縮小された状態となる。これにより、図４（ｂ）に示すように、受光領域を構成する複数の光電素子１２のうち両端と中央にある光電素子１２ｃが遮光され、２つの電子部品Ｐ２と相対する位置にある受光素子１２ｄのみが受光可能となる。遮光板１６の移動は、遮光板駆動モータ１７の駆動により制御され、筐体１１の側部に沿って一方向に延伸された送りねじ１８を遮光板駆動モータ１７の駆動により正逆回転させることで、送りねじ１８に螺合するナット１９と連結された遮光
板１６が筐体１１の上部に沿って一方向に往復移動する。
【００１３】
このように、遮光板１６は、遮光板駆動モータ１７の駆動により筐体１１の上部を水平移動することで、複数の光電素子１２の何れかを遮光することにより撮像対象となる電子部品の形態に対応した形態の遮光領域を受光領域に形成する遮光領域形成手段として機能し、撮像に必要ない領域にある光電素子が受光しないようにすることで、画像処理時間が短縮される。
【００１４】
図５（ａ）において、遮光板１６の上方に位置するライト９によりパターン孔１６ａを照射すると、受光領域に配列された複数の光電素子１２のうち両端の光電素子１２ａは受光せず、その間の光電素子１２ｂのみが受光する。一方、図５（ｂ）において、パターン孔１６ｂを照射すると、受光領域に配列された複数の光電素子１２のうち両端と中央の光電素子１２ｃは受光せず、その間に位置する光電素子１２ｄのみが受光する。各光電素子１２の受光量に対応して出力アンプ１４から出力された電気信号は画像処理部１５において処理される。画像処理部１５には、遮光領域形態確認部１５ｂが含まれており、入力された電気信号に基づいて受光領域に形成された遮光領域の形態を確認する遮光領域形態確認手段として機能する。出力アンプ１４から出力される電気信号は、各光電素子１２の受光量に対応しているので、電気信号の波形２０ａ、２０ｂから受光領域に形成された遮光領域の形態を確認することができる。
【００１５】
図６において、制御部２１は、予め設定されたプログラムに基づいて電子部品実装装置における実装動作の制御を行う。ヘッド駆動部２２は、ＸＹ直交ロボット７の駆動部であるＸ軸モータ２３、Ｙ軸モータ２４と、各ノズル５を鉛直方向（Ｚ方向）に移動させるＺ軸モータ２５と、各ノズル５を軸心周り（θ方向）に回転させる回転手段であるθ軸モータ２６とで構成されている。ヘッド駆動部２２の駆動により、各ノズル５は電子部品をパーツフィーダ４から吸着し、電子部品の撮像のためカメラ８の上方を撮像方向に移動する。このとき、電子部品の形態に他対応した撮像パターンを形成するため、遮光板１６は遮光板駆動モータ１７の駆動により対応する位置に移動している。各ノズル５は、画像処理部１５により認識された電子部品の位置や角度に基づいてＸＹ方向における位置およびθ方向における回転角を変更し、電子部品の位置や角度の補正を行い、補正後の電子部品を基板２に移載する。また、制御部２１は、選択された撮像パターンの判定動作のため、カメラ８、ライト９、画像処理部１５、遮光板駆動モータ１７、出力解析部２０、ヘッド駆動部２２の動作制御を行う。
【００１６】
図７は遮光領域の形態を確認する際の一連の動作をフローチャートで示している。まず、ヘッド駆動部２２の駆動によりライト９をカメラ８の上方に移動させ（ＳＴ１）、その位置で下方にある受光領域を照射する（ＳＴ２）。遮光領域形態確認部１５ｂは出力波形の解析から受光領域に形成された遮光領域の形態を確認する（ＳＴ３）。確認された遮光領域形態が撮像対象の電子部品の形態に対応していない場合には、遮光板１６を移動させて遮光領域形態を変更し（ＳＴ４）、再度、遮光領域形態確認（ＳＴ３）を行う。一方、電子部品の形態に対応している場合、また、変更後の遮光領域形態が撮像対象の電子部品の形態に対応した場合には、確認動作を終了し、通常の実装動作に戻る。
【００１７】
このように、受光領域に形成された遮光領域形態の確認を行うことで、電子部品の形態と遮光領域の形態を正確に対応させることが可能となり、電子部品の全体像を正確に撮像することができる。
【産業上の利用可能性】
【００１８】
本発明によれば、撮像対象の形態と受光領域に形成された遮光領域の形態との対応関係を確認し、対応していなければ対応する形態の遮光領域に変更することで、撮像対象を正
確に撮像するとともに画像処理に要する時間を短縮することができるという利点を有し、電子部品の実装分野において有用である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態の電子部品実装装置の平面図
【図２】本発明の実施の形態の電子部品実装装置の側面図
【図３】本発明の実施の形態の撮像装置の平面図
【図４】本発明の実施の形態の撮像装置の側面図
【図５】本発明の実施の形態の撮像装置の側面図
【図６】本発明の実施の形態の撮像装置の制御系の構成図
【図７】本発明の実施の形態の電子部品実装装置における遮光領域形態の確認動作を示すフローチャート
【符号の説明】
【００２０】
９  ライト
１２  光電素子
１４  出力アンプ
１５ｂ  遮光領域形態確認部
１６  遮光板
【図１】
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【図２】
2008065738.tif 000004
【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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