(57)【要約】【課題】画像認識処理の効率を向上させることができる画像認識装置を提供することを目的とする。【解決手段】電子部品Ｐをラインカメラ１０により撮像して認識する画像認識装置において、ラインセンサ２０の画素列の両端部から同時並行的に出力される画像データを、一端部側から出力された第１の画像データと他端部側から出力された第２の画像データとに画像データ振り分け部３０によって振り分け、これらの画像データを前記画素列における画素配列順に対応させて画素データ並び替え部２５によって並び替え、並び替えられた第１、第２の画像データを画素配列順にしたがって画素データ結合部２７によって結合して、認識用画像データとして画像データ格納部２８に格納する。これにより、ラインカメラからの画像データの出力を効率的に行って、画像認識処理の効率を向上させることができる。【選択図】図３
2007110313.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物をラインカメラにより撮像して画像データを取得することにより前記対象物を認識する画像認識装置であって、
光電セルが受光することにより取得された画像データを出力する画素が複数個直列に配列された画素列を備え前記画像データを前記画素列の一端部側および他端部側から同時並行的に出力させるラインカメラと、このラインカメラに対して前記対象物を前記画素列における画素配列方向と直交する方向に相対的に移動させる相対移動機構と、前記ラインカメラから出力された前記画像データを前記一端部側から出力された第１の画像データと前記他端部側から出力された第２の画像データとに振り分ける画像データ振り分け部と、前記振り分けられた第１の画像データおよび第２の画像データを前記画素列における画素配列順に対応させて並び替える画素データ並び替え部と、前記画素配列順に並び替えられた前記第１の画像データと第２の画像データとを前記画素配列順にしたがって結合させて認識用画像データを生成する画素データ結合部と、前記認識用画像データを対象として前記対象物を認識するための画像認識処理を実行する画像処理部とを備えたことを特徴とする画像認識装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ラインカメラによって認識対象を撮像して認識する画像認識装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子部品実装装置などにおいて電子部品の位置認識を画像処理により行うための撮像手段として、ＣＣＤ（電荷結合素子）のラインセンサを用いたラインカメラが知られている。このラインカメラは受光量に応じた電荷を蓄えるＣＣＤを備えた画素を列状に配列したラインセンサ上に、撮像対象物の光学画像を結像させる光学系を配置したものである。ラインセンサに撮像対象物の光学画像を結像させると、各画素には対象物の光学画像に対応する電荷が蓄えられる。そして各画素の電荷をＣＣＤ転送路を使って順次転送し電気信号へと変換して順次出力させることにより、画素の配列方向、すなわち主走査方向の１次元画像データを得ることができる。そして電子部品を主走査方向と直交する副走査方向に相対移動させて得られた複数の１次元画像データを並列させることにより、所望の２次元画像データを求める（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平８−１４８８９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、ラインカメラによる画像読み取りの効率を向上させるためには、ラインセンサからの画像データの出力をできるだけ短時間で行うことが望まれる。しかしながら、上述特許文献例においては、画素列の一端部側からのみ画素信号を出力させるようにしているため、全ての画素からの画素信号の出力が完了するための時間を短縮することが困難であった。この課題を解消するために、画素列の両端部側から画素データを出力させる方式が採用されている。
【０００４】
この方式を採用する場合には、画素データをラインセンサにおける画素列に対応した順序に並び替える処理が必要となるが、従来においてはこの画素信号の配列処理は、画像データを認識処理する画像処理ソフトウェアによって行われていた。このため認識処理に要する前記処理時間が遅延し、画像認識処理の効率向上を阻害する結果となっていた。
【０００５】
そこで本発明は、画像認識処理の効率を向上させることができる画像認識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】
【０００６】
本発明の画像認識装置は、対象物をラインカメラにより撮像して画像データを取得することにより前記対象物を認識する画像認識装置であって、光電セルが受光することにより取得された画像データを出力する画素が複数個直列に配列された画素列を備え前記画像データを前記画素列の一端部側および他端部側から同時並行的に出力させるラインカメラと、このラインカメラに対して前記対象物を前記画素列における画素配列方向と直交する方向に相対的に移動させる相対移動機構と、前記ラインカメラから出力された前記画像データを前記一端部側から出力された第１の画像データと前記他端部側から出力された第２の画像データとに振り分ける画像データ振り分け部と、前記振り分けられた第１の画像データおよび第２の画像データを前記画素列における画素配列順に対応させて並び替える画素データ並び替え部と、前記画素配列順に並び替えられた前記第１の画像データと第２の画像データとを前記画素配列順にしたがって結合させて認識用画像データを生成する画素データ結合部と、前記認識用画像データを対象として前記対象物を認識するための画像認識
処理を実行する画像処理部とを備えた。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、画素列の一端部側および他端部側から同時並行的に出力された画像データを、一端部側から出力された第１の画像データと他端部側から出力された第２の画像データとに振り分け、振り分けられた第１の画像データおよび第２の画像データを画素列における画素配列順に対応させて並び替え、さらに並び替えられた第１の画像データおよび第２の画像データとを画素配列順にしたがって結合させることにより、ラインカメラからの画像データの出力を効率的に行って、画像認識処理の効率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態の画像認識装置が組み込まれた電子部品実装装置の平面図、図２は本発明の一実施の形態の画像認識装置が組み込まれた電子部品実装装置の部分断面図、図３は本発明の一実施の形態の画像認識装置の構成を示すブロック図、図４は本発明の一実施の形態の画像認識装置におけるラインカメラの画素配列を示す図、図５は本発明の一実施の形態の画像認識装置における画像データの並べ替え処理の説明図である。
【０００９】
まず図１、図２を参照して電子部品実装装置の構造を説明する。図１において基台１の中央にはＸ方向（基板搬送方向）に搬送路２が配設されている。搬送路２は上流側から搬入された基板３を搬送し実装ステージに位置決めする。搬送路２の両側方には部品供給部４が配置されており、それぞれの部品供給部４にはテープフィーダ５が複数配列されている。テープフィーダ５は電子部品を保持したキャリアテープをピッチ送りすることにより電子部品を供給する。
【００１０】
基台１上面の両端部上にはＹ軸テーブル６ＡおよびＹ軸ガイド６Ｂが配設されており、Ｙ軸テーブル６ＡおよびＹ軸ガイド６Ｂ上にはＸ軸テーブル７が架設されている。Ｘ軸テーブル７には、搭載ヘッド８および搭載ヘッド８と一体的に移動する基板認識カメラ９が装着されている。Ｙ軸テーブル６Ａ，Ｘ軸テーブル７を駆動することにより搭載ヘッド８は水平移動し、部品供給部４から電子部品を吸着して保持するノズル１１（図２参照）によってピックアップし、搬送路２に位置決めされた基板３に実装する。搭載ヘッド８とともに基板３上に移動した基板認識カメラ９は、基板３を撮像して認識する。
【００１１】
部品供給部４から搬送路２に至る経路には、部品認識用のラインカメラ１０が配設されている。部品供給部４から電子部品を取り出した搭載ヘッド８が搬送路２の実装ステージに位置決めされた基板３上へ移動する際に、ノズル１１に保持された電子部品をラインカメラ１０の上方でＸ方向に移動させることにより、ラインカメラ１０はノズル１１に保持された電子部品を撮像する。そして撮像結果を画像認識装置（図３参照）によって認識処理することにより、ノズル１１に保持された状態における電子部品の位置が認識されるとともに、電子部品の種類が識別される
【００１２】
部品供給部４の構造を説明する。図２に示すように、部品供給部４には複数のテープフィーダ５を装着するためのフィーダベース４ａが設けられている。テープフィーダ５は、フィーダ装着用の台車１２によって部品供給部４に配置される。台車１２には、キャリアテープ１５を巻回状態で収納したテープリール１４を保持するためのリール保持部１３が設けられている。リール保持部１３はテープリール１４を回転自在に保持するための保持ローラを備えており、部品供給部４に配置されたテープリール１４を回転させることにより、キャリアテープ１５を引き出すことができるようになっている。
【００１３】
次に図３を参照して、画像認識装置の構成を説明する。この画像認識装置は、ラインカメラ１０、画像データ並び替え処理ボード２２および認識処理ソフト２９より構成される。ラインカメラ１０は、光電セルにより画像データを取得する複数の画素２０ａを、主走査方向（Ｙ方向）に直列に配列した画素列を有するラインセンサ２０を備えている。画素２０ａは、それぞれ光電セル、シフトゲート、シフトレジスタを備えており、これらによって１つの画素２０ａが構成される。
【００１４】
移載ヘッド８のノズル１１に保持された電子部品Ｐをラインカメラ１０上に位置させた状態で、照明装置（図示省略）を点灯して下方から各電子部品を照明することにより、電子部品の光学画像がラインセンサ２０の画素２０ａ上に結像される。この光学画像を光電セルによって電気信号に変換した画像データは、シフトゲートを介してシフトレジスタに転送される。そしてシフトレジスタに転送された画像データは、ラインセンサ２０の両端部に接続された出力部２１Ａ、２１Ｂから、同時並行的に画像データ並び替え処理ボード２２に対して出力され、これにより電子部品Ｐの主走査方向の一次元走査画像が取得される。
【００１５】
図４に示すように、ラインセンサ２０の画素列を構成する画素２０ａは、一端部側（出力部２１Ａ側）から順に画素Ｎｏ．が付されており、最も出力部２１Ａに近い端部の画素は画素Ｎｏ．（０）であり、最も出力部２１Ｂに近い端部の画素は画素Ｎｏ．（４８３１）となっている。ラインカメラ２０から画像データを出力する際には、出力部２１Ａからは画素Ｎｏ．の小さい順に、出力部２１Ｂからは画素Ｎｏ．の大きい順に、データ出力が行われる。
【００１６】
移載ヘッド８を主走査方向と直交する副走査方向（Ｘ方向）へ移動させながらラインカメラ１０によって電子部品Ｐの撮像を行うことにより、カメラ９は電子部品Ｐの一次元走査画像を複数並列した２次元走査画像を取得する。Ｘ軸テーブル７は、撮像対象物である電子部品をラインカメラ１０のラインセンサ２０に対して、画素の配列方向（Ｙ方向）と直交する方向（Ｘ方向）に相対移動させる相対移動機構となっている。そして得られた２次元走査画像を画像認識することにより電子部品の識別や位置検出が行われ、電子部品を基板３へ搭載する際にはこの部品位置検出結果に基づいて位置ずれが補正される。
【００１７】
画像データ並び替え処理ボード２２の構成を説明する。画像データ並び替え処理ボード２２は、１つの機能基板に以下に説明する各部の処理機能をハード回路によって組み込んだものであり、画像データ振分部２３、画像データ並び替え部２５、画像データ結合部２７、画像データ格納部２８の各部を備えている。画像データ振分部２３は、ラインカメラ１０から出力された画像データを、ラインセンサ２０の一端部側から出力部２１Ａによって出力された第１の画像データと、他端部側から出力部２１Ｂによって出力された第２の画像データとに振り分ける処理を行う。振り分けられた第１の画像データ、第２の画像データは、それぞれバッファ２４Ａ、２４Ｂに格納される。
【００１８】
画像データ並び替え部２５は、画像データ振分部２３によって振り分けられバッファ２４Ａ、２４Ｂにそれぞれ格納された第１の画像データ、第２の画像データを、ラインセンサ２０における画素配列順に対応させて並び替える処理を行う。並び替えられた画像データは、ストックメモリ２６Ａ、２６Ｂにそれぞれ格納される。そして画像データ結合部２７は、画素配列順に並び替えられストックメモリ２６Ａ、２６Ｂに格納された第１の画像データと第２の画像データとを、ラインセンサ２０における画素２０ａの画素配列順にしたがって結合させて認識処理用画像データを生成する処理を行う。生成された認識処理用画像データは、画像データ格納部２８に格納される。
【００１９】
そして画像データ格納部２８に格納された認識処理用画像データは、画像処理部３０に
よって認識処理され、これにより、対象物としての電子部品Ｐの位置認識や識別が行われる。画像処理部３０は、認識処理ソフト２９を実行することにより実現される処理機能である。すなわち、画像処理部３０は、認識用画像データを対象として、対象物としての電子部品Ｐの認識のための画像認識処理を実行する。
【００２０】
次に図５を参照して、画像データ並び替え処理ボード２２によって行われるデータ処理の実際例について説明する。本実施の形態では、ラインセンサ２０からの画素データの出力は、２画素分が一度に出力されるようになっている。すなわち、図５に示すように、出力部２１Ａからはまず、画素Ｎｏ．（０），（１）の２画素分の画像データが出力されるとともに、出力部２１Ｂからは画素Ｎｏ．（４８３０），（４８３１）の２画素分の画像データが出力される。そしてその後同様に、出力部２１Ａ、出力部２１Ｂから２画素分の画像データが、画素列の両端部から中央に向かう順序で順次出力される。
【００２１】
このようにして出力された画像データのうち、出力部２１Ａ、出力部２１Ｂから出力された画像データは、それぞれ画像データ振分部２３によってバッファ２４Ａ、バッファ２４Ｂに振り分けられた上、出力順序にしたがって格納される。すなわち、画素Ｎｏ．（０），（１）の２画素分、画素Ｎｏ．（２），（３）の２画素分、画素Ｎｏ（４），（５）の２画素分の画像データがバッファ２４Ａ、に格納され、同様に画素Ｎｏ．（４８３０），（４８３１）の２画素分、画素Ｎｏ．（４８２８），（４８２９）の２画素分の画像データがバッファ２４Ｂに格納される。
【００２２】
そしてこれらの振り分けられた画像データは、画像データ並び替え部２５によって画素配列順序に従って並び替えられる。すなわちバッファ２４Ａのデータは、１画素分づつ画素Ｎｏ．の小さい順に、すなわち（０），（１），（２），（３）・・の順序でストックメモリ２６Ａに格納される。またバッファ２４Ｂのデータは、１画素分づつ画素Ｎｏ．の小さい順に、すなわち・・・（４８２９），（４８３０），（４８３１）の順序でストックメモリ２６Ｂに格納される。そしてこのように画素配列順にしたがって並び替えられた２つのデータ群は、画像データ結合部２７によって１つの画像データに結合されて画像データ格納部２８に格納される。これにより、画像データ格納部２８には、画素Ｎｏ．（０）から画素Ｎｏ．（４８３１）までの画像データが画素配列順に並んだ単一の認識用画像データとなる。
【００２３】
上記説明したように、本実施の形態に示す画像認識装置は、画素列の一端部側および他端部側から同時並行的に出力された画像データを、一端部側から出力された第１の画像データと他端部側から出力された第２の画像データとに振り分け、振り分けられた第１の画像データおよび第２の画像データを画素列における画素配列順に対応させて並び替え、さらに並び替えられた第１の画像データおよび第２の画像データとを画素配列順にしたがって結合させるようにしたものである。
【００２４】
これにより、画素列の両端部側から画素データを出力させる方式のラインカメラにおいて、ソフトウェアによって画素データを並び替える処理を必要とせずに、認識用画像データを取得することが可能となる。これにより、画像信号のラインカメラからの出力を効率的に行って、画像認識処理の効率を向上させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
本発明の画像認識装置は、画像信号のラインカメラからの出力を効率的に行って、画像認識処理の効率を向上させることができるという効果を有し、電子部品実装装置に電子部品の認識を行うために組み込まれる画像認識装置に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施の形態の画像認識装置が組み込まれた電子部品実装装置の平面図
【図２】本発明の一実施の形態の画像認識装置が組み込まれた電子部品実装装置の部分断面図
【図３】本発明の一実施の形態の画像認識装置の構成を示すブロック図
【図４】本発明の一実施の形態の画像認識装置におけるラインカメラの画素配列を示す図
【図５】本発明の一実施の形態の画像認識装置における画像データの並べ替え処理の説明図
【符号の説明】
【００２７】
８  搭載ヘッド
１０  ラインカメラ
２０  ラインセンサ
２０ａ  画素
２１Ａ、２１Ｂ  出力部
２２  画像データ並び替え処理ボード
２３  画像データ振分部
２５  画像データ並び替え部
２７  画像データ結合部
３０  画像処理部
【図１】
2007110313.tif 000003
【図２】
2007110313.tif 000004
【図３】
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【図４】
2007110313.tif 000006
【図５】
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