JP4522928B2 - Imaging device, component mounter, imaging method, imaging program - Google Patents
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Description
本発明は、撮像対象物を1次元的に撮像する撮像装置、及び、この撮像装置を備えた部品実装機などに関する。 The present invention relates to an imaging device that captures an imaging object in a one-dimensional manner, a component mounter including the imaging device, and the like.
プリント基板やリードフレームなどの装着対象物に電子部品などを実装する部品実装機では、電子部品を供給するパーツフィーダなどの部品供給部から装着ヘッドが電子部品を保持し、装着対象物の上方まで搬送した後、装着対象物に装着する工程が繰り返し行われている。 In a component mounter that mounts electronic components on a mounting target such as a printed circuit board or lead frame, the mounting head holds the electronic component from the component feeder such as a parts feeder that supplies the electronic component to the top of the mounting target. After carrying, the process of mounting on the mounting object is repeatedly performed.
また、装着ヘッドの保持する電子部品は、装着対象物に装着する前に撮像装置を用いて撮像される。そして、装着精度向上のため、部品実装機は、装着ヘッドが電子部品を保持すべき理想の保持位置に対する電子部品の位置ずれを前記撮像された画像により求め、当該位置ずれに基づき装着ヘッドの移動位置を補正した後、対象物に電子部品を装着している。 In addition, the electronic component held by the mounting head is imaged using an imaging device before being mounted on the mounting target. In order to improve the mounting accuracy, the component mounter obtains the positional deviation of the electronic component from the ideal holding position where the mounting head should hold the electronic component from the captured image, and moves the mounting head based on the positional deviation. After correcting the position, the electronic component is mounted on the object.
ここで、この撮像装置としては、画像を2次元的に一度に読取るものと、電子部品を一定方向(副走査方向)に移動させつつ、この移動方向と直交する主走査方向に1次元の画像を取得する装置を配置して電子部品を撮像し、取得した1次元の画像を副走査方向に順次蓄積して電子部品全体の2次元画像を取得するものとの2つがあるが、本発明では後者を対象とする。 Here, as this imaging device, one that reads an image two-dimensionally at a time and one-dimensional image in a main scanning direction orthogonal to the moving direction while moving an electronic component in a certain direction (sub-scanning direction) There are two types: one that arranges a device for obtaining the image, images the electronic component, and sequentially accumulates the obtained one-dimensional image in the sub-scanning direction to obtain a two-dimensional image of the entire electronic component. Target the latter.
次に従来技術の問題点に言及するに先立ち、前記1次元の画像を取得する1次元CCDカメラの動作原理について説明する。 Next, before mentioning the problems of the prior art, the operation principle of the one-dimensional CCD camera that acquires the one-dimensional image will be described.
図10は1次元CCDカメラの動作説明図である。
図10に示す、1次元CCDカメラ1は、受光した光の強さに応じた電荷を蓄積する受光素子が一列に並設された受光素子アレイ2と、各受光素子に一対一に対応する要素を備え、前記各受光素子2の電荷が一対一で転送されるシフトレジスタ3と、受光素子アレイ2からシフトレジスタ3への転送を許否するシフトゲート4とを備えている。
FIG. 10 is a diagram for explaining the operation of the one-dimensional CCD camera.
A one-
前記1次元CCDカメラは、次のようにして1次元の像を取得する。すなわち、受光素子アレイ2の各受光素子は、光学系により結像した像に従い電荷を蓄積していく。そして一定時間経過後シフトゲート4に転送指令信号が入力されると、各受光素子の電荷がシフトレジスタ3の対応する要素に一度に転送される。そして、シフトレジスタ3に転送された電荷はクロック信号に同期して出力部5から1個ずつ電荷が出力され、この1個の電荷が画像信号の画素データとして処理される。
The one-dimensional CCD camera acquires a one-dimensional image as follows. That is, each light receiving element of the light receiving
具体的には、受光素子アレイ2の各受光素子の電荷がA1,A2,・・・,An-1,Anであるとき、シフトゲート4に転送指令信号を入力すると、各電荷A1,A2,・・・,An-1,Anが一度にシフトレジスタ3に転送される。その後、最初のクロック信号に対応してA1が出力されると共に、シフトレジスタ3内の信号が1個右にシフトする。続いて、クロック信号に同期して電荷A2,・・・,An-1,Anが順次出力され、全受光素子に対応する電荷が出力されれば1次元の画像を取得できる。
Specifically, when the charge of each light receiving element of the light receiving
ところで近年、部品実装機は高速化が進んでおり、複数の電子部品を一度に保持して基板まで搬送し、各電子部品を装着する高速機と称される装置が出現している。従って、このような装置に設けられる1次元CCDカメラ1は、複数の電子部品を一度に撮像できるように多くの受光素子数を備えた長い受光素子アレイ2やこれに対応したシフトレジスタ3などを備える必要がある。
By the way, in recent years, the speed of component mounting machines has been increased, and an apparatus called a high-speed machine that holds a plurality of electronic components at a time and transports them to a substrate and mounts each electronic component has appeared. Accordingly, the one-
しかし、前記一度に撮像する電子部品のサイズが小さい場合でも電子部品の間隔は一定であり、電子部品の間の無駄な空間を全て前記長い1次元CCDカメラで撮像し、全受光素子の電荷を出力しなければならない。従って、この電荷を画像信号として処理する場合、小さな電子部品では電子部品の像とは無関係な画素が多数発生し、無駄な画像処理をしなければならないという問題がある。 However, even when the size of the electronic components to be imaged at a time is small, the interval between the electronic components is constant, and all the useless space between the electronic components is imaged by the long one-dimensional CCD camera, and the charges of all the light receiving elements are obtained. Must be output. Therefore, when this charge is processed as an image signal, there is a problem that a small electronic component generates a large number of pixels unrelated to the image of the electronic component, and it is necessary to perform useless image processing.
従来、長い1次元CCDカメラで小さな電子部品を撮像する場合に対応した発明として、図11に示すように、長い1次元CCDカメラ1で小さな電子部品Pを撮像する場合、1次元CCDカメラ1の片側を遮光板6でマスキングし、二つの電子部品を反対側に偏らせた上で、電子部品Pを撮像することで、電子部品Pの大きさに応じた時間で撮像処理が行えるという発明が開示されている(特許文献1参照)。
ところが、従来の方法では、1次元CCDカメラ1の片側をマスクするため、受光素子アレイ2の視野が一方に偏ることになる。従って、光学系7の中心軸と受光素子アレイ2の視野の中心とがずれてしまう。このような状態で二つの電子部品Pを撮像すると光学系7の収差のために特に片側の部品の画像がひずんでしまい、正確な画像処理が行えない場合がある。
However, in the conventional method, since one side of the one-
さらに、受光素子アレイの視野に二つの電子部品Pを配置する必要があるため、電子部品Pのサイズが変わるたびに、1次元CCDカメラ1に対する電子部品Pの位置が最適になるように電子部品Pの位置制御を行う必要がある。
Further, since it is necessary to dispose two electronic components P in the field of view of the light receiving element array, the electronic components are optimized so that the position of the electronic component P with respect to the one-
そこで、本発明は、複数の部品の同時撮像にも対応する長い1次元の撮像装置を用いて撮像する場合でも、無駄な部分を撮像せずに短い処理時間を実現しつつ、部品を一定の位置に配置し撮像を行うことができる撮像装置の提供を目的としている。 In view of this, the present invention realizes a short processing time without imaging a wasteful part, and even when imaging using a long one-dimensional imaging apparatus that can also simultaneously image a plurality of parts, An object of the present invention is to provide an imaging device that can be placed and imaged.
上記目的を達成するために、本発明に係る撮像装置は、受光した光量に対応して電荷を発生させる複数の受光素子が一列に並んだ受光素子アレイと、前記各受光素子が発生させた電荷をそれぞれ受け取り、受け取った電荷を二つの領域に分けて出力するシフトレジスタと、前記各受光素子が発生させた電荷を前記シフトレジスタへ転送するのを前記領域毎に許否するシフトゲートと、前記受光素子アレイと撮像対象物との間に配置される光学系と、前記受光素子アレイの両端部と、前記シフトレジスタの領域の境界近傍に対応する部分とを遮光する三枚の遮光板と、当該三枚の遮光板の少なくともいずれかを前記受光素子アレイの長さ方向に駆動し遮光範囲を連続的に可変とする駆動手段とを備えた遮光手段とを備える。 In order to achieve the above object, an imaging apparatus according to the present invention includes a light receiving element array in which a plurality of light receiving elements that generate charges corresponding to the amount of received light are arranged in a line, and the charges generated by the light receiving elements. A shift register that divides and outputs the received charge into two regions, a shift gate that permits the transfer of the charges generated by the light receiving elements to the shift register, and the light receiving device. An optical system disposed between the element array and the object to be imaged, three light-shielding plates that shield light from both ends of the light-receiving element array and a portion corresponding to the vicinity of the boundary of the shift register region, A light shielding unit including a driving unit configured to drive at least one of the three light shielding plates in the length direction of the light receiving element array to continuously change the light shielding range.
また、前記遮光手段は、撮像対象物の大きさに対応して遮光する範囲を変更しても良い。 Further, the light shielding means may change a light shielding range corresponding to the size of the imaging object.
前記撮像装置はさらに、遮光されていない二つの範囲の前記受光素子数にそれぞれ応じた時間で、前記受光素子に発生させた電荷を前記シフトレジスタへ転送するのを許可する第1転送指令信号と第2転送指令信号とを前記シフトゲートへ出力する転送指令信号出力手段を備えることが好ましい。 The imaging apparatus further includes a first transfer command signal for permitting the charge generated in the light receiving element to be transferred to the shift register in a time corresponding to the number of the light receiving elements in two ranges that are not shielded from light. It is preferable to include transfer command signal output means for outputting a second transfer command signal to the shift gate.
上記発明によれば、撮像対象物の大きさに応じて受光素子アレイを部品の間も含めて遮光することができ、しかも、受光素子アレイの中央部に対応する所定の位置で対象物を撮像できるため、高速かつ収差の良い像を取得することが可能となる。 According to the above-described invention, the light receiving element array can be shielded from light including the parts according to the size of the object to be imaged, and the object is imaged at a predetermined position corresponding to the central portion of the light receiving element array. Therefore, it is possible to acquire an image with high speed and good aberration.
また、上記目的を達成するために、本発明に係る部品実装機は、部品を基板に実装する部品実装機であって、受光した光量に対応して電荷を発生させる複数の受光素子が一列に並んだ受光素子アレイと、前記各受光素子が発生させた電荷をそれぞれ受け取り、受け取った電荷を二つの領域に分けて出力するシフトレジスタと、前記各受光素子が発生させた電荷を前記シフトレジスタへ転送するのを前記領域毎に許否するシフトゲートと、前記受光素子アレイと部品との間に配置される光学系と、前記受光素子アレイの両端部と、前記シフトレジスタの領域の境界近傍に対応する部分とを遮光する三枚の遮光板と、当該三枚の遮光板の少なくともいずれかを前記受光素子アレイの長さ方向に駆動し遮光範囲を連続的に可変とする駆動手段とを備えた遮光手段と、前記受光素子アレイに沿って並べられた二つの部品を、前記受光素子アレイの長さ方向と垂直に移動させる移動手段とを備える。 In order to achieve the above object, a component mounter according to the present invention is a component mounter that mounts components on a board, and a plurality of light receiving elements that generate charges corresponding to the amount of received light are arranged in a row. An array of light receiving element arrays, a shift register that receives charges generated by the light receiving elements, outputs the received charges divided into two regions, and a charge that is generated by the light receiving elements to the shift register. Corresponding to the vicinity of the boundary of the shift register region, the shift gate that allows or disallows transfer for each region, the optical system disposed between the light receiving element array and the component, both ends of the light receiving element array Three light-shielding plates that shield light from a portion to be shielded, and driving means that drives at least one of the three light-shielding plates in the length direction of the light-receiving element array to continuously change the light-shielding range. And comprising a shielding means, the two parts which are arranged along said light receiving element array, and a moving means for moving the the perpendicular length direction of the light receiving element array.
前記部品実装機はさらに、遮光されていない二つの範囲の前記受光素子数に応じた間隔で、前記受光素子が発生させた電荷を前記シフトレジスタへ転送するのを許可する第1転送指令信号と第2転送指令信号とを前記シフトゲートへ出力する転送指令信号出力手段を備え、前記マルチ装着ヘッドは前記第1転送指令信号と第2転送指令信号とのいずれかに同期して部品を移動させることが好ましい。 The component mounter further includes a first transfer command signal for permitting transfer of the charges generated by the light receiving elements to the shift register at intervals corresponding to the number of the light receiving elements in two ranges that are not shielded from light. Transfer command signal output means for outputting a second transfer command signal to the shift gate is provided, and the multi-mounting head moves the component in synchronization with either the first transfer command signal or the second transfer command signal. It is preferable.
上記発明によれば、部品実装機において、前記撮像装置により部品の2次元画像を高速かつ収差の良い状態で取得することが可能となる。 According to the above invention, in the component mounter, it is possible to acquire a two-dimensional image of a component at a high speed and with good aberration by the imaging device.
また、上記目的を達成するために、本発明に係る撮像方法は、請求項3に記載の撮像装置を対象とする撮像方法であって、前記受光素子アレイの遮光されていない二つの範囲の受光素子数を取得する受光素子数取得ステップと、前記受光素子数取得ステップで取得した受光素子数のいずれかに基づいた時間で第1転送指令信号と第2転送指令信号とを出力する転送指令信号出力ステップと、前記シフトレジスタから出力された電荷を画像信号として蓄積する画像信号蓄積ステップとを含む。また、前記ステップをコンピュータに実行させるプログラムでも上記目的を達成できる。そして、前記と同様の作用効果を実現することができる。
In order to achieve the above object, an imaging method according to the present invention is an imaging method for the imaging device according to
本発明によれば、複数の部品の撮像にも対応する長い1次元の撮像装置を用いて小型の部品を撮像する場合、前記撮像装置の両端ばかりでなく部品間の対応部分をマスキングすることで、複数の部品を所定の位置に配置し、収差の良い状態でひずみの少ない画像を高速で取得することができる。 According to the present invention, when a small component is imaged using a long one-dimensional imaging device that can also capture a plurality of components, not only both ends of the imaging device but also corresponding portions between the components are masked. By arranging a plurality of parts at predetermined positions, it is possible to acquire an image with low distortion and high distortion at high speed.
次に図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。なお本実施の形態では、撮像装置を備えた部品実装機に基づき説明する。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, description will be made based on a component mounter provided with an imaging device.
図1は、本発明の実施形態に係る撮像装置を備えた部品実装機の平面図である。
図2は、本発明の実施の形態に係る撮像装置を備えた部品実装機の内部を示す側面図である。
FIG. 1 is a plan view of a component mounter including an imaging device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a side view showing the inside of the component mounter including the imaging device according to the embodiment of the present invention.
図1、図2に示すように、部品実装機100は、複数の電子部品を吸着、搬送、装着するマルチ装着ヘッド101と、当該マルチ装着ヘッド101を水平面内で自由に移動させることのできるXYロボット102と、大型から小型まで複数種類の電子部品を供給する部品供給部103と、電子部品を装着する基板を搬送するためのレール104と、電子部品を装着するために基板が載置されるテーブル105と、撮像装置110とを備えている。
As shown in FIGS. 1 and 2, a
マルチ装着ヘッド101は、電子部品Pを真空吸着する吸着ノズルを備えた装着ヘッドが2列に並べて設けられたものであり、マルチ装着ヘッド101の本体に対し、各装着ヘッドは独立に上昇、下降ができるものとなされている。なお、装着ヘッドは2列となされているが、必ず電子部品を2個保持する必要はなく、いずれかの装着ヘッドを用いて電子部品を1個保持することも可能である。
The
また、XYロボット102は前記マルチ装着ヘッド101を水平面内で自在に移動させることができるものであり、このXYロボット102とマルチ装着ヘッド101とが電子部品を移動させる移動手段として機能する。
The
図3は、撮像装置110の平面図であり、(a)は遮光板を開けた状態、(b)は遮光板を閉じた状態を示している。
3A and 3B are plan views of the
図4は、撮像装置110とマルチ装着ヘッド101と電子部品Pとの関係を示した側面図であり、(a)は遮光板を開けた状態、(b)は遮光板を閉じた状態を示している。
4A and 4B are side views showing the relationship among the
図3、図4に示すように、撮像装置110は、認識ボックス111と、認識ボックス111に収納され、認識ボックス111上を通過する電子部品Pの下面を撮像する1次元CCDカメラ120と、1次元CCDカメラ120を両端から遮光する遮光装置130とを備えている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
認識ボックス111は、内部に収納される1次元CCDカメラ120に不必要な光が入射しないように、1次元CCDカメラ120の主走査方向に延びるスリット状の窓113が設けられた遮光性を備えた箱である。また、認識ボックス111の両脇には光源112が備えられており、認識ボックス111の上方に搬送された電子部品Pの下面を明るく照らすことができるようになっている。
The
1次元CCDカメラ120は、図5に示すように、複数の受光素子が1次元的に配列された受光素子アレイ121と、受光素子アレイ121の各受光素子が発生させた電荷を1対1で受け取ることのできる素子を備えたシフトレジスタ122と、受光素子アレイ121からシフトレジスタ122への電荷の転送を制御するシフトゲート123と、シフトゲート123の信号を出力する出力部124と、光学系125とを備えている。そして1次元CCDカメラ120は、マルチ装着ヘッド101により搬送された電子部品Pの下面を下部から望み、電子部品Pの下面の画像を取得できるものとなされている。
As shown in FIG. 5, the one-
同図中の光学系125は1枚のレンズとして示されているが、これは概念的に示したもので、1次元CCDカメラ120に実際に備えられる光学系とは異なる。
The
また、シフトレジスタ122は中央部を境界として二つの領域に回路的に分けられており、右の領域は右の出力部124へ、左の領域は左の出力部124に電荷を出力するものとなされている。
In addition, the
遮光装置130は、認識ボックス111の上方の水平面に配置される遮光板131と、当該遮光板131を支える支持板132と、遮光板131を主走査方向に駆動する駆動機構133と、駆動機構133に駆動力を与えるモータ134とを備える第1遮光装置130aと、第1遮光装置130aと同一の構成で左右対称の第2遮光装置130bとを備えている。なお、前記駆動機構133としては、前記支持板132がボールナットとして機能し、回転自在に軸支されたボールネジに螺合している構造を例示することができる。
The
そして、遮光板131が受光素子アレイ121に対して対称に駆動するように、後述の遮光板駆動回路により第1遮光装置130aと第2遮光装置130bとが制御されており、モータ134を駆動することにより、1次元CCDカメラ120上に二つの遮光板131を対称に出退させ、1次元CCDカメラ120をその主走査方向において両端の一部を覆って、1次元CCDカメラ120の主走査方向の有効な視野を受光素子アレイ121の中央部を中心として拡縮することができるようになっている。
The first light-shielding
さらに、受光素子アレイ121の中央部に対応する認識ボックス111に短冊状の遮光板131が載置されている。この遮光板131は認識ボックス111に固定されている。
Further, a strip-shaped
図6は、本実施形態の部品実装機100の機能構成を示す図である。
同図に示すように部品実装機100は、転送指令信号出力部610と、副走査方向処理部620と、制御部630と、クロック691と、画像処理部692と、遮光板駆動回路693と、ヘッド駆動回路694と、現在位置カウンタ695とを備えている。
FIG. 6 is a diagram illustrating a functional configuration of the
As shown in the figure, the
転送指令信号出力部610は、シフトゲート123に転送を許可する第1転送指令信号と第2転送指令信号とをそれぞれ所定の時間間隔で出力する処理部である。本実施形態の場合、第1転送指令信号を出力する間隔と第2転送指令信号を出力する間隔が同じであるため、一つの転送指令信号が第1転送指令信号と第2転送指令信号を代替している。すなわち一つの転送指令信号が出力されると、シフトゲート123はシフトレジスタ122の二つの領域に受光素子アレイ121の電荷が同時に転送される。
The transfer command
また、転送指令信号出力部610は、電子部品Pの大きさに基づいて決定される主走査方向可変設定値に基づき前記所定の間隔を決定する。前記所定の間隔は、クロック691が発生するクロック信号を計数することにより取得している。即ち、この転送指令信号出力部610は、1次元CCDカメラ120の受光素子アレイ121からシフトゲート123へ電荷を転送するタイミングを制御するものである。
The transfer command
転送指令信号出力部610は、制御部630から主走査方向可変設定値がセットされるシフトトリガカウンタプリセッタ611と、コンパレータ612が出力する転送指令信号によりリセットされると共に、クロック信号をアップカウントしてコンパレータ612に主走査方向現在値を出力するシフトトリガカウンタ613と、シフトトリガカウンタプリセッタ611が示す主走査方向可変基準値に、シフトトリガカウンタ613が示す主走査方向現在値が達したかどうか比較をし、達したらシフトゲート123に転送指令信号を出力してシフトゲート123を開くコンパレータ612とを備えている。転送指令信号は、副走査方向処理部620の画面トリガカウンタ623にも同時に出力される。
The transfer command
次に副走査方向処理部620は、転送指令信号出力部610が出力する転送指令信号の回数から算出される電子部品Pの移動量と、制御部630から与えられた副走査方向可変設定値とを比較し、電子部品Pの移動量が副走査方向可変設定値となった際、画像処理部692に視野内処理完了信号を出力する副走査方向処理部である。即ち、副走査方向処理部620は、画像処理部692において処理される画像の副走査方向の長さを規定する処理部である。
Next, the sub-scanning
副走査方向処理部620は、コントローラ631から副走査方向可変設定値がセットされる画面トリガカウンタプリセッタ621と、コンパレータ622が出力する視野内処理完了信号によりリセットされると共に、転送指令信号をアップカウントして副走査方向現在値を出力する画面トリガカウンタ623と、画面トリガカウンタプリセッタ621が示す副走査方向可変基準値に、画面トリガカウンタ623が示す副走査方向現在値が達したかどうか比較し、達したらコントローラ631、画像処理部692及び画像トリガカウンタ623に視野内処理完了信号を出力し、画面トリガカウンタ623をリセットするコンパレータ622とを備えている。
The sub-scanning
制御部630は、部品実装機100全体を制御する処理部である。また、上述したように電子部品Pの移動をコントロールするために、ヘッド駆動回路694を制御している。また、転送指令信号出力部610に現在ノズルに吸着されている電子部品Pのサイズに応じて、主走査方向の有効な視野の長さに相当する主走査方向可変設定値を与えると共に、これにあわせて遮光板駆動回路693に、遮光板131の先端位置を示す指示を出力し、受光素子アレイ121のうち覆うべき受光素子数をコントロールしている。
The
さらに、制御部630は、マルチ装着ヘッド101が電子部品Pを所定の位置に搬送した際に副走査方向処理部620へスタート信号を出力する。
Further, the
画像処理部692は、読み取り完了信号を入力すると、読み取った画像信号を処理して処理結果を制御部630へ出力するものであるが、この画像処理部692の処理内容は、得られた画像のずれを補正するものの他、電子部品Pの有無検出、位置ずれ量検出など、任意に選択できる機能を有している。
When the reading completion signal is input, the
なお、読み取り完了信号は制御部630にも出力され、制御部630は、読み取り完了信号を受信すると、ヘッド駆動回路694に命じて次の工程に移るように、XYロボット102などを制御する。
The read completion signal is also output to the
制御部630は、ノズルに吸着させる電子部品Pの品種、そのサイズ及びそのサイズにあわせて適切に設定された主走査方向可変設定値、副走査方向可変設定値などを記憶するメモリからなる記憶部632と、記憶部632のデータを参照して入出力を行うコントローラ631とを備えている。
The
上記の機能により、部品実装機100は1次元CCDカメラ120により、電子部品Pの2次元的な画像を得ることができる。
With the above function, the
次に、撮像装置110の動作を説明する。
図7は、部品実装機による電子部品Pの撮像動作を説明するためのフローチャートである。
Next, the operation of the
FIG. 7 is a flowchart for explaining the imaging operation of the electronic component P by the component mounter.
図8は、1次元CCDカメラによる撮像状態を概念的に示す図である。なお、図7は、シフトレジスタ122の二つの領域の片側、及びそれに対応する受光素子アレイ121とシフトゲート123の部分を示している。
FIG. 8 is a diagram conceptually showing an imaging state by a one-dimensional CCD camera. FIG. 7 shows one side of the two regions of the
図9は、蓄積された画像信号を概念的に示す図である。
まず、図7に示すように、マルチ装着ヘッド101が保持する二つの電子部品Pの形状を、部品ライブラリから取得し、二つの主走査方向可変設定値、二つの副走査方向可変設定値を算出する。具体的には、電子部品Pのサイズよりも主走査方向、副走査方向共にやや長い設定値が算出される(S801)。
FIG. 9 is a diagram conceptually showing stored image signals.
First, as shown in FIG. 7, the shapes of the two electronic components P held by the
次に、XYロボット102によりマルチ装着ヘッド101に保持された電子部品Pが撮像装置110の近傍に搬送される(S802)。より詳細には、1次元CCDカメラ120の二つの視野の中央部に二つの電子部品Pがそれぞれ配置されると共に、電子部品Pの端部が1次元CCDカメラ120の近傍の所定位置に配置される。
Next, the electronic component P held by the
次に、二つの主走査方向可変設定値に基づき、遮光板駆動回路693が遮光装置130を制御して1次元CCDカメラ120の両端をそれぞれ遮光する(S803)。なお、前記搬送(S802)と遮光(S803)は前後しても良く、また、同時に動作しても良い。
Next, based on the two main scanning direction variable setting values, the light shielding
次に、撮像装置110により、撮像が以下のように行われる。なお、以下の説明はシフトレジスタ122の二つの領域の一方について説明している。他方は、以下説明と同様であるためその説明を省略する。
Next, the
まず、副走査方向の最初の領域が1次元CCDカメラ120により撮像される。すなわち、図7(a)に示すように、1次元CCDカメラ120の視野に基づき、受光素子アレイ121に電荷の蓄積がなさる(S804)。
First, the first area in the sub-scanning direction is imaged by the one-
なお、受光素子アレイ121の中央部分には電荷の蓄積がなされるが(図中A、B、C、D、E)、受光素子アレイ121の両端は遮光板(図示せず)で遮光されているため電荷の蓄積はない(図中斜線)。
Charges are accumulated in the central portion of the light receiving element array 121 (A, B, C, D, and E in the figure), but both ends of the light
次に、転送指令信号出力部610から送信される第1の(又は第2の)転送指令信号をシフトゲート123が受信し、受光素子アレイ121からシフトレジスタ122の対応領域へ電荷が転送される(図中1)(S805)。
Next, the
ここで、初期状態のシフトレジスタ122には電荷の蓄積はないため(図中0)、受光素子アレイ121の電荷の状態がそのまま転送される。
Here, since there is no charge accumulation in the
次に、クロック691から発信されるクロック信号に同期してシフトレジスタ122に蓄積されている電荷が出力部124から1個ずつ画像信号700として出力される(図中1’)(S806)。
Next, the charges accumulated in the
ここで、前記出力される画像信号の個数は、受光した受光素子の数(図中では5個)だけ画像信号として出力される。従って、1回の転送指令信号に基づき得られる画像信号700は、受光素子アレイ121が取得した全電荷の一部である。
Here, the number of image signals to be output is output as image signals by the number of received light receiving elements (five in the figure). Therefore, the
なお、この出力数は主走査方向可変設定値に基づきシフトレジスタ122をシフトさせるクロック信号の数で制御される。
The number of outputs is controlled by the number of clock signals for shifting the
次に、XYロボット102により、電子部品Pを副走査方向に所定量移動させる(S807)。
Next, the
以上に説明した、受光→転送→出力→移動(S804〜S807)を副走査方向可変設定値の大きい方が満了するまで繰り返し、画像信号を蓄積していく。 The above-described light reception → transfer → output → movement (S804 to S807) is repeated until the larger sub-scanning direction variable setting value expires to accumulate image signals.
ただし、出力される画像信号は以下のようになる。
図8(b)に示すように、2回目以降の受光においても受光素子アレイ121の中央部分には次の電荷の蓄積がなされ(図8中F〜J)、両端部には電荷の蓄積はない(S804)。
However, the output image signal is as follows.
As shown in FIG. 8B, in the second and subsequent light receptions, the next charge is accumulated in the central portion of the light receiving element array 121 (F to J in FIG. 8), and the charge is accumulated in both ends. No (S804).
次に、受光素子アレイ121からシフトレジスタ122へ電荷が転送されるが(図8中2)(S805)。シフトレジスタ122には前回出力されていない電荷(B〜E)が残存している(図8中1’)。しかし、電荷が残存している部分に対応する受光素子アレイ121の受光素子は遮光されていて電荷の蓄積が無いため、電荷が転送されても残存している電荷(B〜E)はそのまま維持され、当該電荷(B〜E)に続いて受光素子アレイ121の電荷(F〜J)が蓄積される(図8中2)。
Next, charges are transferred from the light receiving
次に、クロック691から発信されるクロック信号に同期してシフトレジスタ122に蓄積されている電荷が出力部124から1個ずつ画像信号700として出力される(図8中2’)。ここでも、出力される画像信号700の個数は前回と同じである。
Next, the electric charges accumulated in the
従って、ここで得られる画像信号700は、前回転送された電荷と今回転送された電荷が並んで出力されることになる。
Therefore, in the
最後に、蓄積されたままの画像信号では、図9(a)に示すように、ずれた像しか得られないため、画像処理部692が画像のずれを図9(b)となるように補正し、正確な像を作成する(S808)。
Finally, as shown in FIG. 9A, only the shifted image can be obtained with the stored image signal, so the
以上のような構成及び動作により電子部品Pを撮像すると、撮像対象の電子部品Pの大きさに応じて、受光する必要のない部分が遮光され、受光している部分のみ(一部例外有り)画像信号として出力されるため、高速な撮像を実現することができる。しかも、二つの電子部品Pを1次元CCDカメラの一方に極端に偏らせる必要が無く、比較的収差の良いところで撮像することができる。 When the electronic component P is imaged by the configuration and operation as described above, a portion that does not need to receive light is shielded according to the size of the electronic component P to be imaged, and only the portion that receives light (with some exceptions) Since it is output as an image signal, high-speed imaging can be realized. In addition, it is not necessary to extremely bias the two electronic components P to one of the one-dimensional CCD cameras, and an image can be taken where the aberration is relatively good.
本発明は、撮像装置に適用でき、特に部品実装機に備えられる撮像装置等に適用できる。 The present invention can be applied to an imaging apparatus, and in particular to an imaging apparatus provided in a component mounter.
1 1次元CCDカメラ
2 受光素子アレイ
3 シフトレジスタ
4 シフトゲート
5 出力部
6 遮光板
7 光学系
100 電子部品実装装置
101 マルチ装着ヘッド
102 XYロボット
103 部品供給部
104 レール
105 テーブル
110 撮像装置
111 認識ボックス
112 光源
113 窓
120 1次元CCDカメラ
121 受光素子アレイ
122 シフトレジスタ
123 シフトゲート
124 出力部
125 光学系
130 遮光装置
131 遮光板
132 支持板
133 駆動機構
134 モータ
610 主走査方向処理部
611 シフトトリガカウンタプリセッタ
612 コンパレータ
613 シフトトリガカウンタ
620 副走査方向処理部
630 制御部
691 クロック
692 画像処理部
693 遮光板駆動回路
694 ヘッド駆動回路
695 現在位置カウンタ
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記各受光素子が発生させた電荷をそれぞれ受け取り、受け取った電荷を二つの領域に分けて出力するシフトレジスタと、
前記各受光素子が発生させた電荷を前記シフトレジスタへ転送するのを前記領域毎に許否するシフトゲートと、
前記受光素子アレイと撮像対象物との間に配置される光学系と、
前記受光素子アレイの両端部と、前記シフトレジスタの領域の境界近傍に対応する部分とを遮光する三枚の遮光板と、当該三枚の遮光板の少なくともいずれかを前記受光素子アレイの長さ方向に駆動し遮光範囲を連続的に可変とする駆動手段とを備えた遮光手段と
を備えることを特徴とする撮像装置。 A light receiving element array in which a plurality of light receiving elements that generate electric charges corresponding to the amount of received light are arranged in a line;
A shift register for receiving the charge generated by each of the light receiving elements and outputting the received charge in two regions;
A shift gate for allowing or rejecting each region to transfer the charge generated by each light receiving element to the shift register;
An optical system disposed between the light receiving element array and the imaging object;
At least one of the three light shielding plates that shields both ends of the light receiving element array and a portion corresponding to the vicinity of the boundary of the shift register region, and the length of the light receiving element array. An image pickup apparatus comprising: a light shielding unit including a driving unit configured to drive in a direction and continuously change a light shielding range.
前記受光素子に発生させた電荷を前記シフトレジスタへ転送するのを許可する第1転送指令信号と第2転送指令信号とを前記シフトゲートへ出力する転送指令信号出力手段を備える請求項1または請求項2に記載の撮像装置。 The imaging device further includes
Claim 1 or the first transfer command signal and the second transfer instruction signal for permitting to transfer the charges generated before Symbol receiving element to said shift register comprises a transfer instruction signal output means for outputting to the shift gate The imaging device according to claim 2.
受光した光量に対応して電荷を発生させる複数の受光素子が一列に並んだ受光素子アレイと、
前記各受光素子が発生させた電荷をそれぞれ受け取り、受け取った電荷を二つの領域に分けて出力するシフトレジスタと、
前記各受光素子が発生させた電荷を前記シフトレジスタへ転送するのを前記領域毎に許否するシフトゲートと、
前記受光素子アレイと部品との間に配置される光学系と、
前記受光素子アレイの両端部と、前記シフトレジスタの領域の境界近傍に対応する部分とを遮光する三枚の遮光板と、当該三枚の遮光板の少なくともいずれかを前記受光素子アレイの長さ方向に駆動し遮光範囲を連続的に可変とする駆動手段とを備えた遮光手段と、
前記受光素子アレイに沿って並べられた二つの部品を、前記受光素子アレイの長さ方向と垂直に移動させる移動手段と
を備えることを特徴とする部品実装機。 A component mounter for mounting components on a board,
A light receiving element array in which a plurality of light receiving elements that generate electric charges corresponding to the amount of received light are arranged in a line;
A shift register for receiving the charge generated by each of the light receiving elements and outputting the received charge in two regions;
A shift gate for allowing or rejecting each region to transfer the charge generated by each light receiving element to the shift register;
An optical system disposed between the light receiving element array and the component;
At least one of the three light shielding plates that shields both ends of the light receiving element array and a portion corresponding to the vicinity of the boundary of the shift register region, and the length of the light receiving element array. Light-shielding means comprising a drive means for driving in the direction and continuously changing the light-shielding range;
A component mounting machine comprising: moving means for moving two components arranged along the light receiving element array perpendicularly to a length direction of the light receiving element array.
遮光されていない二つの範囲の前記受光素子数に応じた間隔で、前記受光素子が発生させた電荷を前記シフトレジスタへ転送するのを許可する第1転送指令信号と第2転送指令信号とを前記シフトゲートへ出力する転送指令信号出力手段を備え、
マルチ装着ヘッドは前記第1転送指令信号と第2転送指令信号とのいずれかに同期して部品を移動させる請求項4に記載の部品実装機。 The component mounter further includes
A first transfer command signal and a second transfer command signal permitting transfer of the charge generated by the light receiving elements to the shift register at intervals corresponding to the number of the light receiving elements in two ranges not shielded from light. Transfer command signal output means for outputting to the shift gate,
Multi mounting head component mounting machine according to claim 4 for moving parts in synchronization with either the first transfer command signal and the second transfer instruction signal.
前記受光素子アレイの遮光されていない二つの範囲の受光素子数を取得する受光素子数取得ステップと、
第1転送指令信号と第2転送指令信号とを出力する転送指令信号出力ステップと、
前記シフトレジスタから出力された電荷を画像信号として蓄積する画像信号蓄積ステップと
を含むことを特徴とする撮像方法。 An imaging method for the imaging apparatus according to claim 3,
A light receiving element number obtaining step of obtaining the number of light receiving elements in the two unshielded ranges of the light receiving element array ;
A transfer command signal output step of outputting the first transfer instruction signal and a second transfer command signal,
And an image signal accumulating step for accumulating the electric charge output from the shift register as an image signal.
前記受光素子アレイの遮光されていない二つの範囲の受光素子数を取得する受光素子数取得ステップと、
第1転送指令信号と第2転送指令信号とを出力する転送指令信号出力ステップと、
前記シフトレジスタから出力された電荷を画像信号として蓄積する画像信号蓄積ステップと
をコンピュータに実行させることを特徴とする撮像プログラム。 An imaging program for the imaging apparatus according to claim 3,
A light receiving element number obtaining step of obtaining the number of light receiving elements in the two unshielded ranges of the light receiving element array ;
A transfer command signal output step of outputting the first transfer instruction signal and a second transfer command signal,
An imaging program for causing a computer to execute an image signal accumulation step of accumulating electric charges output from the shift register as an image signal.
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