(57)【要約】【課題】積層体等の認識対象物の厚さを予め実測し、それによって認識対象物上面と画像認識カメラ間の距離を制御して、認識対象物上面のターゲットマークに前記カメラの焦点を合わせるようする。【解決手段】シート状認識対象物としてのグリーンシート積層体５の上面に設けられたターゲットマークを撮像する画像認識カメラ１０と、積層体５の厚みを計測する厚さ計測手段２０と、積層体５をチップ形状に切断する切断手段とを用い、厚さ計測手段２０で積層体５の厚みを計測し、その計測結果によって画像認識カメラ１０と前記ターゲットマーク間の距離を制御して画像認識カメラ１０の焦点合わせを行う構成である。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート状認識対象物の上面に設けられたターゲットマークを撮像する画像認識カメラと、前記シート状認識対象物の厚みを計測する厚さ計測手段とを用い、
前記厚さ計測手段で前記シート状認識対象物の厚みを計測し、その計測結果によって前記画像認識カメラと前記ターゲットマーク間の距離を制御して前記画像認識カメラの焦点合わせを行い、前記ターゲットマークを撮像することを特徴とする画像認識カメラの自動焦点合わせ方法。
【請求項２】
前記計測結果によって、昇降機構により前記画像認識カメラ又は前記認識対象物を載置したテーブルが昇降制御される請求項１記載の画像認識カメラの自動焦点合わせ方法。
【請求項３】
前記画像認識カメラが固定焦点型画像認識カメラである請求項１又は２記載の画像認識カメラの自動焦点合わせ方法。
【請求項４】
シート状認識対象物としてのグリーンシート積層体の上面に設けられたターゲットマークを撮像する画像認識カメラと、前記積層体の厚みを計測する厚さ計測手段と、前記積層体をチップ形状に切断する切断手段とを用い、
前記厚さ計測手段で前記積層体の厚みを計測し、その計測結果によって前記画像認識カメラと前記ターゲットマーク間の距離を制御して前記画像認識カメラの焦点合わせを行い、前記ターゲットマークを撮像し、その撮像結果に基づき前記切断手段の切断位置を補正して前記積層体の切断を行うことを特徴とする積層セラミック電子部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像認識カメラの自動焦点合わせ方法及びその方法を用いる積層セラミック電子部品の製造方法に係り、とくに積層セラミックコンデンサの製造工程の一部である積層体切断工程で使用される画像認識カメラの自動焦点合わせ方法及びその方法を用いるセラミックコンデンサの製造方法の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、積層セラミック電子部品、特に積層セラミックコンデンサの製造工程の一部である積層体切断工程で使用される切断機において、セラミックグリーンシートの積層体（認識対象物）上面のターゲットマークを撮像し、画像処理することで、積層体をチップ形状に切断する際の切断位置を補正することが行われている。つまり、セラミックグリーンシートの積層体は、積層体毎に多少の寸法誤差があり、切断する積層体毎にターゲットマークを撮像して切断位置を補正することが必要不可欠である。その場合、切断位置の補正を正確に行うためには、セラミックグリーンシートの積層体の様々な厚みの積層体上のターゲットマークを正確に画像処理する必要がある。
【０００３】
様々な厚みの積層体（認識対象物）上のターゲットマークを正確に画像処理する為には積層体の厚さが変わるたびに焦点位置を合わせ、最良のコンディションでマークを認識する必要がある。このため、画像認識カメラにはそれぞれの目的に合わせて固定焦点型のものや自動焦点型のものが用いられている。しかし、高精度に信頼性よく焦点を合わせる為にはどうしても積層体（認識対象物）の厚みの変化に応じて、画像認識カメラを手動でその上下方向に変位させ微調整する必要があった。これに対して、画像認識カメラにレーザー変位計内蔵の光学ユニットによる自動焦点合わせをするものも提案されているが非常に高価である。あるいは、予め同一ロットの認識対象物の厚さを設定し、これに基づいて焦点を合わせる方法もある。しかし、近年、積層体が非常に薄くなることによって、この方法では個々の積層体の厚みばらつきに対応できない。つまり積層体に焦点深度以上の距離（高精度に画像認識する為、近年は非常に狭い自動焦点距離あるいは自動焦点の引き込み範囲となっている）の変位が生じた場合には、手動により画像認識カメラの位置設定をし直さなければならない。
【０００４】
なお、撮像手段の自動焦点合わせに関する公知文献としては以下のものがある。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１３３６８４号公報
【特許文献２】特開平９−６４１０６号公報
【特許文献３】特開平１０−２３２３４３号公報
【特許文献４】特開平１１−２８３５４６号公報
【特許文献５】特開平５−２８２４７号公報
【特許文献６】特開２００１−３６７９９号公報
【０００６】
なお、上記特許文献において、積層体の切断工程に際し、直接的に積層体の厚みを計測する手段を用いてカメラ位置を制御するものは無い。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
自動焦点合わせを採用する画像認識カメラを用いる場合であっても、画像認識カメラは焦点距離・深度の関係で、認識対象物としての積層体の厚さが異なる都度、その積層体の厚さに従って焦点を一度は手動で合わせる必要があり、その段取りに時間がかかるものであった（設備稼働率の低下要因）。
【０００８】
また、予め同一ロットの積層体の厚さを画像認識カメラの昇降機構の制御部に入力し、その入力データにより画像認識カメラの位置合わせを図るものもあるが、高精度の画像認識の要求に満足に答えることは出来なかった。つまり、同一ロットの認識対象物（積層体）であってもその固有の厚さばらつきと画像認識カメラの焦点距離・深度のばらつきで満足できる画像が得られない。いいかえれば、従来自動焦点機構を備えた画像認識装置であっても、その機能的な能力範囲内でのみ焦点合わせが行われていた。
【０００９】
最近では、積層セラミックコンデンサのような、例えば、長さ方向寸法が０．６ｍｍ以下で幅寸法が０．３ｍｍ以下、厚み寸法が０．３ｍｍ以下といったような小さなものを加工するための画像認識ではカメラ側において微細な焦点合わせを必要とし、その自動焦点の引き込み範囲、すなわち画像認識カメラの認識可能範囲が小さく設計されている。そこで、認識対象物の厚みばらつきなどで、この自動焦点の引き込み範囲（自動焦点機能）を超える場合は作業者により手動での焦点合わせが必要となる。実質上半自動の状態であった。
【００１０】
つまり、従来の自動焦点合わせには、自動焦点の引き込み範囲（自動焦点機能）を超えた場合には画像認識が不可能になるという問題があった。さらに、手動による焦点合わせは時間を必要とする上に正確に安定した画像が得難いという問題がある。
【００１１】
本発明は、上記の点に鑑み、積層体等の認識対象物の厚さを予め実測し、それによって認識対象物上面と画像認識カメラ間の距離を制御して、認識対象物上面のターゲットマークに前記カメラの焦点を合わせるようにし、実質上認識対象物の厚みの変動による前記カメラの焦点ずれを手動で調整することなく、自動焦点合わせを可能とする画像認識カメラの自動焦点合わせ方法及びその方法を用いる積層セラミック電子部品の製造方法を提供することを目的とする。
【００１２】
また、比較的安価な固定焦点型の画像認識カメラでも有効に活用でき、つまり、積層セラミック電子部品の製造工程の一部である積層体切断工程で、比較的安価に画像認識カメラの自動焦点合わせが達成でき、ピンぼけのないシャープな像をもとに、高精度な位置決めと切断加工ができる積層セラミック電子部品の製造方法を提供することにある。
【００１３】
本発明のその他の目的や新規な特徴は後述の実施の形態において明らかにする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本願請求項１の発明に係る画像認識カメラの自動焦点合わせ方法は、シート状認識対象物の上面に設けられたターゲットマークを撮像する画像認識カメラと、前記シート状認識対象物の厚みを計測する厚さ計測手段とを用い、
前記厚さ計測手段で前記シート状認識対象物の厚みを計測し、その計測結果によって前記画像認識カメラと前記ターゲットマーク間の距離を制御して前記画像認識カメラの焦点合わせを行い、前記ターゲットマークを撮像することを特徴としている。
【００１５】
本願請求項２の発明に係る画像認識カメラの自動焦点合わせ方法は、請求項１において、前記計測結果によって、昇降機構により前記画像認識カメラ又は前記認識対象物を載置したテーブルが昇降制御されることを特徴としている。
【００１６】
本願請求項３の発明に係る画像認識カメラの自動焦点合わせ方法は、請求項１又は２において、前記画像認識カメラが固定焦点型画像認識カメラであることを特徴としている。
【００１７】
本願請求項４の発明に係る積層セラミック電子部品の製造方法は、シート状認識対象物としてのグリーンシート積層体の上面に設けられたターゲットマークを撮像する画像認識カメラと、前記積層体の厚みを計測する厚さ計測手段と、前記積層体をチップ形状に切断する切断手段とを用い、
前記厚さ計測手段で前記積層体の厚みを計測し、その計測結果によって前記画像認識カメラと前記ターゲットマーク間の距離を制御して前記画像認識カメラの焦点合わせを行い、前記ターゲットマークを撮像し、その撮像結果に基づき前記切断手段の切断位置を補正して前記積層体の切断を行うことを特徴としている。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る画像認識カメラの自動焦点合わせ方法及びその方法を用いる積層セラミック電子部品の製造方法の実施の形態を図面に従って説明する。
【００１９】
図１及び図２を用いて本発明に係る画像認識カメラの自動焦点合わせ方法、及びその方法を用いる積層セラミック電子部品の１例として、積層セラミックコンデンサの製造方法の実施の形態を説明する。
【００２０】
まず、本発明が適用される積層体の切断工程を含む積層セラミックコンデンサの製造工程について図２を用いて説明する。図２（Ａ）の内部電極を設けていないセラミックグリーンシート（未焼成セラミックシート）１を複数枚積層し、その上に、同図（Ｂ）にように多数個のチップに対応する内部電極２を印刷等で形成したグリーンシートを所定枚数積層し、さらにその上に、同図（Ｃ）のように内部電極の無いグリーンシート１を積層し、最後に同図（Ｄ）のようにターゲットマーク３が付いたグリーンシートを最上層に積層し、図２（Ｅ）のように加圧プレスしグリーンシート積層体５を形成する。その後、図２（Ｆ）のようにグリーンシート積層体５を、コンデンサを構成する内部電極２の位置に合わせて点線Ｃのように、切断手段としてのダイサー等で個品チップ６に切断するのであるが、グリーンシート積層体５はシート毎に多少伸び縮みがあり、点線Ｃの切断位置を、積層体四隅のターゲットマーク３を撮像して補正後に、切断処理する必要がある。
【００２１】
図１は積層セラミックコンデンサの製造過程における切断工程で使用する画像認識カメラ１０、厚さ計測手段２０及びその周辺の構成を示し、画像認識カメラ１０は昇降機構１１で昇降駆動される。１２は昇降機構の制御部である。
【００２２】
図１（Ａ）では、切断処理前に、切断テーブル３０上に載置されたグリーンシート積層体５の上面に対して接触型膜厚計等の厚さ計測手段２０を接触させて、グリーンシート積層体５の厚さを実測する（切断テーブル３０と積層体上面との高さの差を計測する）。積層体５の厚さの実測値は前記昇降機構１１の制御部１２に供給（フィードバック）される。なお、積層体５は厚さの一様なシート状認識対象物であり、厚さの計測は１箇所、例えば中央部で行えばよい。
【００２３】
厚さの計測が済んだシート状認識対象物としての積層体５は、テーブル３０（又はカメラ１０）の移動によって、図１（Ｂ）の画像認識カメラ１０の下方位置に位置決めされ、この位置にて画像認識カメラ１０で図２で示したターゲットマーク３が撮像可能な位置関係となる。画像認識カメラ１０は昇降機構１１で高さ調整自在であり、制御部１２に積層体５の厚さの実測値がフィードバックされることにより、積層体５の上面、つまりターゲットマーク３に画像認識カメラ１０の焦点を合わせることができる（あるいは自動焦点の引き込み範囲内に設定できる）。
【００２４】
これにより、ピンぼけのないシャープなターゲットマーク３の像をもとに、図１（Ｆ）の切断工程において、高精度な積層体５の位置決めと切断位置Ｃの決定が可能であり、高精度の切断加工ができる。切断工程後、図１（Ｇ）のように正確に切断されたコンデンサを構成する所望の内部電極２を持つ個品のチップ６が得られ、以後、焼成工程、外部電極形成工程を経て積層セラミックコンデンサが完成する。
【００２５】
近年、積層セラミックコンデンサに代表される積層セラミック電子部品の多品種少量生産化が進み、今後もさらにこの傾向は継続するものと考えられている。多品種少量生産が増加するということは、設備の汎用化（１台で様々な品種に対応）が求められていることでもある。本実施の形態によれば、以下に述べるように、設備の汎用化に伴う切断対象となる積層体厚みの変化に対応可能である。また、積層セラミック電子部品として積層セラミックコンデンサを実施の形態で説明したが、セラミックグリーンシートを用いる積層セラミックサーミスタ、積層バリスタ等にも適用される。
【００２６】
（１）  シート状認識対象物である積層体５の上面に設けられたターゲットマーク３を撮像する画像認識カメラ１０と、積層体５の厚みを実測する厚さ計測手段２０とを用い、厚さ計測手段２０で積層体５の厚みを計測し、その計測結果によって画像認識カメラ１０とターゲットマーク３間の距離を制御して画像認識カメラ１０の焦点合わせを行った上で、ターゲットマーク３を撮像するため、積層体５の高精度の位置決め、切断処理が可能である。従って、厚みの異なる積層体を切断する場合であっても、画像認識カメラ１０の手動による焦点合わせは不要となり、積層セラミックコンデンサの製造設備の稼働率向上を図ることができる。
【００２７】
（２）  高精度の画像認識が要求されるものでも比較的安価な固定焦点型画像認識カメラ、あるいは自動焦点の引き込み範囲の狭い画像認識カメラを使用可能であり、認識対象物の厚みが多様であっても低コストの装置で対応可能である。
【００２８】
（３）  画像認識カメラにレーザー変位計内蔵の光学ユニットを設ける場合等に比較して自動焦点合わせの構成が簡素で、かつ安価である。
【００２９】
なお、上記実施の形態では、昇降機構１１及びその制御部１２でカメラ１０を昇降制御したが、相対的にカメラとターゲットマーク間の距離を制御できればよいので、認識対象物の載置面（切断テーブル）を昇降制御してもよい。
【００３０】
以上本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明はこれに限定されることなく請求項の記載の範囲内において各種の変形、変更が可能なことは当業者には自明であろう。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、画像認識カメラの認識対象物の厚みが広い範囲で変わる場合であっても、画像認識カメラの自動焦点合わせが可能であり、画像認識カメラを用いる画像処理を併用した切断工程を含む設備の稼働率向上を図ることができる。また、高精度の画像認識が要求されるものでも比較的安価な固定焦点型画像認識カメラ、あるいは自動焦点の引き込み範囲の狭い画像認識カメラを使用可能であり、自動焦点合わせのための構成も簡素で安価にできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態であって、画像認識カメラ、厚さ計測手段及びその周辺の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態であって、積層セラミックコンデンサの製造工程を説明する斜視図である。
【符号の説明】
１  セラミックグリーンシート
２  内部電極
３  ターゲットマーク
５  積層体
６  チップ
１０  画像認識カメラ
１１  昇降機構
１２  制御部
２０  厚さ計測手段
３０  切断テーブル
【図１】
2005020673.tif 000003
【図２】
2005020673.tif 000004