(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
保持手段により保持された電子部品を、撮像手段により撮像して電子部品検出を行なうための電子部品面の照明において、該電子部品面を照明する照明手段は複数の光源を有し、これら複数の光源によって複合された一定の明るさが得られるように電子部品面を照明する電子部品認識用照明方法にあって、
前記個々の光源の明るさの基準値に基づく個々の光源の明るさの割合値をあらかじめ記憶手段に記憶させて、
前記照明手段からの電子部品面への照明光を、単一の検出手段により検出し、この検出値から、前記記憶手段により関係関数を用いて個々の光源の明るさを算出し、該個々の光源の明るさの算出値と前記基準値とを比較して、この比較によって求められた該比較差分値を、照明光量のフィードバック値として個々の光源に対して演算補正を行ない、電子部品の画像の明るさを一定に保つことを特徴とする電子部品認識用照明方法。
【請求項２】
保持手段により保持された電子部品を照明する複数の光源からなる照明手段と、撮像手段により撮像した電子部品の画像の明るさを検出する単一からなる検出手段と、この画像の明るさと、あらかじめ定められた前記個々の光源の明るさの基準値に基づいて個々の光源の明るさの割合値を記憶させた記憶手段を有する個々の光源の明るさを算出する関係関数置換手段と、該関係関数置換手段によって求められた個々の光源の明るさの算出値と前記基準値とを比較する比較手段と、この比較によって得られた比較差分値を照明光量のフィードバック値として演算する照明光量調整演算手段とを備えさせたことを特徴とする電子部品認識用照明装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、電子部品の組立や装着する業界等において用いる電子部品認識用照明方法およびその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子部品をプリント基板へ搭載する事前の工程として、あらかじめ吸着ノズルに吸着された電子部品の保持状態や電子部品自体の認識をカメラセンサーによって検出し、もし保持状態が不良であったり、電子部品自体に不都合を生じていれれば、所定の補正手段を経て正確な部品搭載が行なえるように補正される。
【０００３】
このカメラセンサーの撮像時には、所定の撮像精度が得られるように一定の光量をもった照明手段により電子部品面を常に照明している。
【０００４】
この照明手段は、電子部品面に対して均一な照明結果が得られるように、複数の光源を用いて照射されることが一般的である。
【０００５】
しかし、それぞれ複数の光源は、経時変化により徐々に劣化して光量が減衰するため、それぞれの光量減衰量もバラツキがあるので、前記した一定の光量が得られるように逐次規定光量値に補正しなければならない。
【０００６】
従来、この光量補正にあって、複数の光源に対してそれぞれこの光源の明るさを検出する専用の受光センサーを配設して行なっていたため、光源の個数分の受光センサーが必要となっていた。
【０００７】
したがって、それぞれの受光センサーは、決められた光源からの光を検出するばかりでなく、他の光源の光をも検出してしまったり、更には、それぞれの光源が干渉してしまういわゆる外乱光の影響を受けてしまうため、測定した値が不安定となって光源の一定光量の安定化が困難となる。
【０００８】
また、複数個からなる受光センサーはコストアップとなり、しかも、余分な設置場所が必要となって装置が大型化する。
等の様々な問題点を有するものであった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は前記した問題点を解決するためになされたもので、複数の光源を有する照明手段から発光する光を、単一の検出手段で検出し、あらかじめ定められた個々の光源の明るさの基準値に基づいて個々の光源の明るさの値に関係関数を乗じて算出し、この算出値と基準値とを比較し、該比較差分値を照明光量のフィードバック値として加算することにより、電子部品の画像の明るさを常に精度よく調整することができて、電子部品の画像の明るさを一定に保つことができる電子部品認識用照明方法を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記した目的を達成するための本発明の手段は、
保持手段により保持された電子部品を、撮像手段により撮像して電子部品検出を行なうための電子部品面の照明において、該電子部品面を照明する照明手段は複数の光源を有し、これら複数の光源によって複合された一定の明るさが得られるように電子部品面を照明する電子部品認識用照明方法にあって、
前記個々の光源の明るさの基準値に基づく個々の光源の明るさの割合値をあらかじめ記憶手段に記憶させて、
前記照明手段からの電子部品面への照明光を、単一の検出手段により検出し、この検出値から、前記記憶手段により関係関数を用いて個々の光源の明るさを算出し、該個々の光源の明るさの算出値と前記基準値とを比較して、この比較によって求められた該比較差分値を、照明光量のフィードバック値として個々の光源に対して演算補正を行ない、電子部品の画像の明るさを一定に保つ電子部品認識用照明方法にある。
【００１１】
そして、保持手段により保持された電子部品を照明する複数の光源からなる照明手段と、撮像手段により撮像した電子部品の画像の明るさを検出する単一からなる検出手段と、この画像の明るさと、あらかじめ定められた前記個々の光源の明るさの基準値に基づいて個々の光源の明るさの割合値を記憶させた記憶手段を有する個々の光源の明るさを算出する関係関数置換手段と、該関係関数置換手段によって求められた個々の光源の明るさの算出値と前記基準値とを比較する比較手段と、この比較によって得られた比較差分値を照明光量のフィードバック値として演算する照明光量調整演算手段と、
を備えさせた電子部品認識用照明装置の構成にある。
【００１２】
【実施例】
次に、本発明に関する電子部品認識用照明方法およびその装置の実施の一例を図面に基づいて説明する。
【００１３】
図１においてＡは電子部品認識用照明装置で、チップ部品やＩＣ部品等の電子部品ｂを、電子部品実装機（図示せず）のプリント基板上へ搭載する前にあらかじめ吸着ノズル等の保持手段ｃに吸着された電子部品ｂの保持状態を検出する際に、該電子部品ｂを照明するもので、照明手段１と、検出手段２と、関係関数置換手段３と、比較手段４と、照明光量調整演算手段５とにより基本的に構成される。
【００１４】
なお、吸着ノズル等の保持手段ｃは、図示してないＸＹユニットによりＸ，Ｙ軸方向へ任意に移動制御される装着ヘッドへ昇降かつ回転自在に取り付けられているもので、電子部品ｂを着脱自在に保持する。
【００１５】
そして、前記した照明手段１は、保持手段ｃにより保持された電子部品ｂ面を照明する複数の光源１ａ，１ｂ…１ｎとからなる。
【００１６】
その構成は、各光源１ａ，１ｂ…１ｎごとに設けたデジタル／アナログコンバータ（ＤＡＣ）６ａ，６ｂ…６ｎに印加され、該デジタル／アナログコンバータ６ａ，６ｂ…６ｎによって発生した電圧を、各光源１ａ，１ｂ…１ｎごとに設けた三角波発生回路７ａ，７ｂ…７ｎと各光源１ａ，１ｂ…１ｎごとに設けたコンパレータ（比較器）８ａ，８ｂ…８ｎによりパルス波に変換し、各光源１ａ，１ｂ…１ｎごとに設けたドライブ回路９ａ，９ｂ…９ｎへ伝えるもので、このドライブ回路９ａ，９ｂ…９ｎは、パルス波形にならった電流を各光源１ａ，１ｂ…１ｎから引き込み発光させる。
【００１７】
これら各光源１ａ，１ｂ…１ｎは、デジタル／アナログコンバータ６ａ，６ｂ…６ｎによる電圧値の変化によりそれぞれその発光量が異なるもので、照明手段１は、この各光源１ａ，１ｂ…１ｎの発光量をそれぞれ異ならせて複数組配設することで、電子部品ｂ面への照明が最良となり、撮像手段１０の画像が良好に得られる。
【００１８】
そして、これら各光源１ａ，１ｂ…１ｎは、例えば、照明群▲１▼，照明群▲２▼および照明群▲３▼の３組等からなるもので、それぞれ複数個の発光ダイオードによって構成されている。
【００１９】
前記した検出手段２は、前記した各光源１ａ，１ｂ…１ｎに対して単一からなるもので、ＣＣＤカメラセンサ等の撮像手段１０により撮像した電子部品ｂの画像を明るさを検出する。
【００２０】
すなわち、各光源１ａ，１ｂ…１ｎが発光する光を検出手段であるフォトダイオード２でとらえるもので、検出された微弱電圧は増幅回路１１により所定電圧となるように増幅されるものであって、図４に示す回路において、検出手段２に光が当たると、光量（明るさ）に比例して電流Ｉが流れ、該相当分の電圧が発生する。
【００２１】
前記した関係関数置換手段３は、検出手段２により検出された前記画像の明るさと、あらかじめ定められた前記個々の光源１ａ，１ｂ…１ｎの明るさの基準値に基づいて、各光源１ａ，１ｂ…１ｎの明るさの割合値を記憶させた各光源１ａ，１ｂ…１ｎごとに設けた記憶手段１２ａ，１２ｂ…１２ｎを経て、個々の光源１ａ，１ｂ…１ｎの明るさを算出するもので、この記憶手段１２ａ，１２ｂ…１２ｎの出力を各光源１ａ，１ｂ…１ｎごとに設けた乗算型デジタル／アナログコンバータ（ＤＡＣ）１３ａ，１３ｂ…１３ｎに印加させる。
【００２２】
前記した各光源１ａ，１ｂ…１ｎの明るさの割合値は、異なる発光量となるようにデジタル／アナログコンバータ６ａ，６ｂ…６ｎへの印加電圧が設定されていることから、この電圧と発光量とに所定の関数関係を有しているもので、各光源１ａ，１ｂ…１ｎへ与えるパルス波に対してこの関係関数もあらかじめ設定されている。
【００２３】
したがって、各乗算型デジタル／アナログコンバータ１３ａ，１３ｂ…１３ｎに対して、それぞれその割合値が設定されている。
【００２４】
この関係関数は、例えば、次のような式によって求められる。（図２および図３参照）
まず、
・照明手段１における光源１ａの明るさの基準値をＬａ
・照明手段１における光源１ｂの明るさの基準値をＬｂ
・
・
・照明手段１における光源１ｎの明るさの基準値をＬｎ
とする。
【００２５】
・記憶手段１２ａであらかじめ記憶されるコードａに準じた関係関数
0003961638.tif 000002
・記憶手段１２ｂであらかじめ記憶されるコードｂに準じた関係関数
0003961638.tif 000003
・記憶手段１２ｎであらかじめ記憶されるコードｎに準じた関係関数
Ｌｎ／（Ｌａ＋Ｌｂ＋…＋Ｌｎ）＝１／｛１＋（Ｌａ＋Ｌｂ＋…＋（Ｌｎ−１））／Ｌｎ｝＝１／（１＋Ｍｎ）
となる。
【００２６】
したがって、各記憶手段１２ａであらかじめ記憶されるコードに準じた関係関数は、１／（１＋Ｍ）          （Ｍは変数）
と表すことができる。（コードとは：例えば、２進数で構成される数値列を示す）。
【００２７】
なお、調光データＤａｔａａ，Ｄａｔａｂ…Ｄａｔａｎにより、各記憶手段１２ａ，１２ｂ…１２ｎであらかじめ記憶されるコードに準じた関係関数が算出されることになる。
【００２８】
ここでいう調光データＤａｔａａ，Ｄａｔａｂ…Ｄａｔａｎとは、デジタル／アナログコンバータ６ａ，６ｂ…６ｎの各出力電圧に対する各々の量子化した値であって、この各出力電圧によって明るさを制御できる。
【００２９】
例えば、５Ｖを２8 ＝２５６で量子化すると、２0 ＝１あたりの電圧の重み付け１９．５ｍＶとなり、逆に２5 ＝３２のコードで表される電圧は、６２５ｍＶになって、０〜２５５まで任意の値をデータとして与えると、その数値に１９．５ｍＶを乗じた電圧がデジタル／アナログコンバータ６ａ，６ｂ…６ｎから出力される。
【００３０】
また、調光データによって指定される光源１ａ，１ｂ…１ｎの明るさは、調光データと比例関係にあり、この比例関係が、時系列的に変化変動がないときのデジタル／アナログコンバータ６ａ，６ｂ…６ｎの出力電圧を基準値とする。
【００３１】
一方、検出手段２に入る光は各個別の光源１ａ，１ｂ…１ｎの和であるから、これを電圧に変換すると基準値より高くなってしまう。
【００３２】
この電圧の何割かがある光源の明るさであるため、この割合を各乗算型デジタル／アナログコンバータ１３ａ，１３ｂ…１３ｎで乗じて、それぞれの光源１ａ，１ｂ…１ｎに合わせた基準値に戻す。
【００３３】
ここまでは、あくまでもそれぞれの光源１ａ，１ｂ…１ｎが基準値に基づく明るさとしているため、その明るさに対する各光源１ａ，１ｂ…１ｎの割合は調光データによって一義的に決まることとなり、この割合は、各乗算型デジタル／アナログコンバータ１３ａ，１３ｂ…１３ｎの入力コードによって決定される。
【００３４】
したがって、入力コードと調光データも一義的に決まるため、この関係を記憶手段１２ａ，１２ｂ…１２ｎへ保存しておけば、各光源１ａ，１ｂ…１ｎの調光データが決まることで、各々の光源１ａ，１ｂ…１ｎの基準値，入力コードも一義的に決定され各部へ出力されることとなる。
【００３５】
前記した比較手段４は、関係関数置換手段３によって求められた個々の光源１ａ，１ｂ…１ｎの明るさの算出値と、前記基準値とを比較するもので、二つの入力信号の差に比例した出力を出す演算増幅器等の差動増幅器１４ａ，１４ｂ…１４ｎが用いられる。
【００３６】
前記した照明光量調整演算手段５は、比較手段４の比較によって得られた比較差分値を演算して、照明光量のフィードバック値としてデジタル／アナログコンバータ６ａ，６ｂ…６ｎの電圧に加算するもので、例えば、加算増幅器１５ａ，１５ｂ…１５ｎを用いる。
【００３７】
前記のように構成される本発明実施例の電子部品認識用照明方法およびその装置Ａは、以下に示す作用を奏するもので、図５に示すフローチャートにしたがって説明する。
【００３８】
まず、各光源１ａ，１ｂ…１ｎの明るさの基準値Ｌａ，Ｌｂ…Ｌｎ、および、前記した関係関数１／（１＋Ｍａ），１／（１＋Ｍｂ）…１／（１＋Ｍｎ）を、それぞれ該当する記憶手段１２ａ，１２ｂ…１２ｎへ設定しておく。
【００３９】
そして、各光源１ａ，１ｂ…１ｎの調光データであるＤａｔａａ，Ｄａｔａｂ…Ｄａｔａｎを、各デジタル／アナログコンバータ６ａ，６ｂ…６ｎへ印加すると、これら各デジタル／アナログコンバータ６ａ，６ｂ…６ｎにより電圧が発生する。
【００４０】
これら電圧を、各光源１ａ，１ｂ…１ｎごとに設けた三角波発生回路７ａ，７ｂ…７ｎと各光源１ａ，１ｂ…１ｎごとに設けたコンパレータ（比較器）８ａ，８ｂ…８ｎとによりパルス波に変換する。
【００４１】
これらパルス波は、各光源１ａ，１ｂ…１ｎごとに設けたドライブ回路９ａ，９ｂ…９ｎへ伝えて、当該パルス波形にならった電流を、各光源１ａ，１ｂ…１ｎから引き込み発光させる。
【００４２】
各光源１ａ，１ｂ…１ｎが発光する総光量を、単一からなるフォトダイオード等の検出手段２によって検出し、増幅回路１１により所定電圧となるように増幅させる。
【００４３】
この増幅された電圧は、各光源１ａ，１ｂ…１ｎに対応する関係関数置換手段３である各乗算型デジタル／アナログコンバータ１３ａ，１３ｂ…１３ｎのリファレンス電圧に印加される。
【００４４】
一方、各乗算型デジタル／アナログコンバータ１３ａ，１３ｂ…１３ｎに関係する各記憶手段１２ａ，１２ｂ…１２ｎへ関係関数１／（１＋Ｍａ），１／（１＋Ｍｂ）…１／（１＋Ｍｎ）を記憶させてあるので、各記憶手段１２ａ，１２ｂ…１２ｎの出力を各乗算型デジタル／アナログコンバータ１３ａ，１３ｂ…１３ｎに印加させる。
【００４５】
すると、各乗算型デジタル／アナログコンバータ１３ａ，１３ｂ…１３ｎにおいて、関係関数１／（１＋Ｍａ），１／（１＋Ｍｂ）…１／（１＋Ｍｎ）を前記リファレンス電圧に乗ずることで、各光源１ａ，１ｂ…１ｎの明るさが算出される。
【００４６】
そして、光源１ａ，１ｂ…１ｎの明るさの基準値Ｌａ，Ｌｂ…Ｌｎと、前記において算出された算出値を比較手段４における差動増幅器１４ａ，１４ｂ…１４ｎにより比較して、両者において差を生じたそれぞれの差分値をフィードバック値として、各デジタル／アナログコンバータ６ａ，６ｂ…６ｎの電圧に照明光量調整手段５である加算増幅器１５ａ，１５ｂ…１５ｎを介して加算する。
【００４７】
更に詳述すれば、前記した光源１ａ，１ｂ…１ｎの明るさの基準値Ｌａ，Ｌｂ…Ｌｎとして、単一の検出手段２において検出される光量Ｇは、
Ｇ＝Ｌａ’＋Ｌｂ’＋…＋Ｌｎ’＝Ｋ（Ｌａ＋Ｌｂ＋…＋Ｌｎ）
＝ＫＬａ（Ｌａ＋Ｌｂ＋…＋Ｌｎ／Ｌａ）                …（１）
と求めることができる。
【００４８】
次に、関係関数置換手段３である乗算型デジタル／アナログコンバータ１３ａと記憶手段１２ａにおいて、該記憶手段１２ａに対して、デジタル／アナログコンバータ６ｂ…６ｎの調光データＤａｔａｂ…Ｄａｔａｎにしたがって、あらかじめ記憶されたコードａを出力する。
【００４９】
このコードａは乗算型デジタル／アナログコンバータ１３ａに印加され、該乗算型デジタル／アナログコンバータ１３ａがこのコードａに準じた関係関数
Ｌａ／（Ｌａ＋Ｌｂ＋…＋Ｌｎ）を前記した式（１）に乗ずることにより、単一の検出手段２において検出される光量Ｇにうち、光源１ａ分の検出光量Ｇａが以下のように算出されることになる。
【００５０】
Ｇａ＝ＫＬａ（Ｌａ＋Ｌｂ＋…＋Ｌｎ／Ｌａ）×｛Ｌａ／（Ｌａ＋Ｌｂ＋…＋Ｌｎ）｝
＝ＫＬａ
＝Ｌａ’                                            …（２）
となる。
【００５１】
したがって、次段の比較手段４である差動増幅器１４ａにより、比較差分値として、Ｌａ−Ｌａ’を検出し、照明光量調整手段５である加算増幅器１５ａにより、該比較差分値（Ｌａ−Ｌａ’）分がフィードバック値としてデジタル／アナログコンバータ６ａの電圧に加算される。
【００５２】
このようにして、このフィードバック経路により、他の光源１ｂ…１ｎの影響を除去し、該光源１ａの光量のバラツキを抑えて安定した光量を得ることができる。
【００５３】
以下、他の光源１ｂ…１ｎに対して、同様に、
単一の検出手段２において検出される光量Ｇにうち、
0003961638.tif 000004
と算出できることとなる。
【００５４】
これによって、各差動増幅器１４ｂ…１４ｎにより比較差分値として、
（Ｌｂ−Ｌｂ’）…（Ｌｎ−Ｌｎ’）
と検出され、それぞれの加算増幅器１５ｂ…１５ｎにより、上記の比較差分値｛（Ｌｂ−Ｌｂ’）…（Ｌｎ−Ｌｎ’）｝分がフィードバック値としてデジタル／アナログコンバータ６ｂ…６ｎの各電圧にそれぞれ加算されることになる。
【００５５】
したがって、Ｄａｔａａ，Ｄａｔａｂ…Ｄａｔａｎによる光源１ａ，１ｂ…１ｎの光量を一つの検出手段２によって安定化させることができる。
【００５６】
また、本発明に係る実施例は、電子部品ｂの種類に応じて、各光源１ａ，１ｂ…１ｎの基準値Ｌａ，Ｌｂ…Ｌｎに基づいた各コード（例：２進数）を各光源１ａ，１ｂ…１ｎに対応した調光データとしてあらかじめ、Ｄａｔａａ，Ｄａｔａｂ…Ｄａｔａｎと設定することにより、関係関数置換手段３の各記憶手段１２ａ，１２ｂ…１２ｎに記憶されているコードに準じた関係関数を自動的に変えることができるので、電子部品ｂに照射する光量が安定し、画像処理の安定化を図ることができる。
【００５７】
【発明の効果】
前述したように本発明の電子部品認識用照明方法は、照明手段の複数の光源から照射されるそれぞれの光量に対して、単一からなる検出手段によって検出することができるので、設置される検出手段の数を減らすことができて大幅なコスト低減となると共に、検出手段の設置スペースを取ることなく該スペースの有効利用となる。
【００５８】
複数の光源からなる照明手段において、それぞれの光源の光の干渉があっても各光源の明るさを安定化させることができ、それにより、撮像手段により撮像された画像の処理が安定化する。
【００５９】
画像の明るさを精度よく調整することができ、外部光が相違する場合（他の光源の影響）や、照明が経年変化した場合などにも検出する画像の明るさを適正に保つことができる。
等の格別な効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に関する電子部品認識用照明方法を採用した電子部品認識用照明装置の一実施例の概略を示す正面図である。
【図２】図１の装置における方法の回路図である。
【図３】図２において関係関数置換手段を拡大して示す回路図である。
【図４】図２において検出手段を拡大して示す回路図である。
【図５】本発明実施例方法を示すフローチャート図である。
【符号の説明】
ｂ      電子部品
ｃ      保持手段
１      照明手段
１ａ，１ｂ…１ｎ    光源
２      検出手段
３      関係関数置換手段
４      比較手段
５      照明光量調整演算手段
１０    撮像手段
１２ａ，１２ｂ…１２ｎ    記憶手段
【図１】
0003961638.tif 000005
【図２】
0003961638.tif 000006
【図３】
0003961638.tif 000007
【図４】
0003961638.tif 000008
【図５】
0003961638.tif 000009