| 【発明の名称】 |
電子部品の画像認識用照明装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】高橋 孝之
|
| 【要約】 |
【課題】
【解決手段】 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 電子部品をプリント基板へ自動装着する装置において、電子部品供給部から電子部品を吸着し、部品認識装置により電子部品の画像認識を行うための照明が間接照明又は直接照明であって単独又は組み合わせて照射されることを特徴とする電子部品の画像認識用照明装置。
【請求項２】 間接光照明は照明装置の下部から照射され反射した拡散光であることを特徴とする請求項１記載の電子部品の画像認識用照明装置。
【請求項３】 直接光照明は照明装置の上部に設けられた８角形又は多角形或いは円形の全周から直接照射されることを特徴とする請求項１記載の電子部品の画像認識用照明装置。
【請求項４】 電子部品の画像認識用照明は部品の種類及び目的に応じて照明方法の切替え及び或いは光量調整されることを特徴とする請求項１記載の電子部品の画像認識用照明装置。
【請求項５】 電子部品等に当たった反射光又は不要光は吸収材で吸収することを特徴とする請求項１記載の電子部品の画像認識用照明装置。
|
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子部品を画像認識装置により画像認識し、プリント基板へ搭載する装置の電子部品の画像認識用照明装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、光沢表面処理された電極のチップ状電子部品を直接光照明装置を用いて認識し画像処理を行う場合、鏡面状の光沢処理を行った電子部品の電極は、光が部品認識カメラに反射せず、電極に黒いムラが生じ良く見えないという問題があった。そのため、黒いムラになっている部分を画像処理するには、高度な画像処理技術を必要としていた。図１２、１３は、従来の技術の一例を示したものであり、照明装置５に装着された４角形の投光口の傾斜壁面に照明ランプ（ＬＥＤ）５０は多段階に設置されており、更に照明の角度も変えて、均一な照射のための工夫がなされている。
【０００３】しかし、電極の表面処理が光沢のある鏡面のようなチップ状電子部品４では、光が外に飛んでしまい、図１４に示すように、チップ状電子部品４の電極６０は均一に白く光らず、黒いムラが生じていた。又図１５に示すように、ＢＧＡ部品４３等のボ−ル６１においても、ボ−ル６１は均一に白く光らず、黒いムラが生じていた。そのため、部品認識カメラ６で均一な白い画像として捉えることができず、いずれの場合も高度な画像処理技術が要求されていた。
【０００４】図１２に示される認識・制御機能は、レンズ３３、部品認識カメラ６、画像処理ボ−ド２９、メモリ−ボ−ド２６、ＣＰＵ２７、制御ユニット２８、各ユニットの信号（オン・オフ回路）３４、Ｘ軸モ−タ２４、Ｙ軸モ−タ２５、Ｚ軸モ−タ３０、θ軸モ−タ３１からなっている。図１３は従来の照明装置５の模式図であり、直接光の照明ランプ５０が多段階照明となっており、且つ照明の角度は吸着されたチップ状電子部品４に向けた傾斜になっている。しかし、このような直接照射方法では光が外に飛んでしまい、図１４に示す如く、光沢表面処理したチップ状電子部品４の電極６０を均一に白く光らせることはできなかった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技術の問題点を解決するために、上記光沢表面処理されたチップ状電子部品（以下チップ状電子部品と言う）に照射する照明方法及びＢＧＡ部品のボ−ルに照射する照明方法に関するものである。上記チップ状電子部品の電極及びＢＧＡ部品のボ−ルに間接光照明と直接光照明を単独又は組み合わせて照射する手段と、１個の照明装置で照明方法を切替える手段と、光量調整を行う手段と、部品の種類に適した照明を選択する手段とにより、電極を均一に白く光らせて部品認識装置の認識度（解像度）を高め画像処理を容易にする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を達成するために、上記チップ状電子部品に下方から照明を照射し、間接光にして拡散させることで、上記光沢メッキ処理されたチップ状電極を白く光らせることが可能になった。又、ＢＧＡ等ボ−ル検出を行う必要がある部品は、上記間接照明に加え、ＢＧＡの全周囲サイド方向より直接光を組み合わせて照明することで、ボ−ルを白く光らせることを可能にした。このように１個の照明ユニットで間接照明、直接照明、組み合わせ照明と照明方法を切り換え、更に光量調整を行うことで、部品の種類に応じた最適照明が得られ、画像処理が容易になった。
【０００７】
【発明の実施の形態】図１は、一般的に採用されているＣＣＤカメラによって部品認識を行う電子部品搭載機の構成例である。部品供給部１から供給されるチップ状電子部品４を１個づつＸ−Ｙ軸ロボットの搭載ヘッド２に装着された吸着ノズル３のバキュウムで吸着し、部品認識装置に移動する。部品の認識は照明装置５、部品認識カメラ６で行われ、部品認識されたチップ状電子部品４は正常であれば電子回路基板８に搭載する。正常で無い部品は部品排出ボックス７に排出される。基板８はバックアップピン９及びロケ−ションユニット１１で支えられて一定の位置及び高さに保持される。基板８は搭載完了後、搬送レ−ル１０で搬送され新しい基板と置換される。
【０００８】図２は上記図１に示す、搭載工程のフロ−チャ−トである。１２でスタ−トすると、１３で部品を吸着し、１４で部品認識装置へ移動する。部品認識装置には照明装置５と部品認識カメラ６があり、１５で画像の取り込みを行う。画像を取り込む時に１６で照明選択を行い最適照明を得る。取り込んだ画像は１７で認識し、正常な場合は１８でΔｘ、ｙ、θの補正演算を実行する。正常で無い場合は２２で停止し再度１３の部品吸着に戻るか、２３の排出ボックスに排出される。１８で補正演算された部品は、１９でＸ−Ｙ軸及び、Ｚ軸とθ回転によって、基板に移動し位置決めして、２０で搭載され、２１でエンドとなる。
【０００９】図３は上記図１に示した構成例の斜視図である。部品供給部１、電子部品４、搭載ヘッド２、吸着ノズル３、部品認識カメラ６、レンズ３３を内蔵した照明装置５、基板搬送レ−ル１０、基板８、Ｘ軸サ−ボモ−タ２４、Ｙ軸サ−ボモ−タ２５、Ｚ軸（上下動）、θ（Ｚ軸が回転）のモ−タを内蔵した搭載ヘッド２の構成となっている。
【００１０】以下、本発明について各図に従って説明すると、図４は本発明の部品認識装置の概念を示すもので、照明装置５には８角形の照明投光口３２がある。投光口３２の下部にはレンズ３３を介して部品認識カメラ６が設置されている。ＣＰＵ２７には、部品認識カメラ６に接続された画像処理ボ−ド２９及びメモリ−ボ−ド２６が接続されており、部品認識のための画像処理を実行する。ＣＰＵ２７は、制御ユニット２８にも接続され、照明装置５の直接照明及び間接照明の照明パタ−ンを、予めプログラム上に設定された部品デ−タから選定し、各ユニットの信号（オン・オフ回路）３４を介して制御する。又、Ｘ軸２４、Ｙ軸２５、Ｚ軸３０、θ回転３１の各モ−タは部品の位置及び、電子回路基板８への搭載を制御する。
【００１１】図５は、本発明による照明装置５の断面模式図とレンズ３３、カメラ６の対応を示したものである。断面模式図の構成について説明すると、吸着ノズル３に吸着されたチップ状部品４はレンズ３３を介してカメラ６で画像認識される。照明装置５には、上部に設置された直接光の光源３８と下部に設置された間接光の光源（ＬＥＤ）３５及び光源の取付け基板４０が設けられている。チップ状電子部品４の電極４８及びＢＧＡ部品４３のボ−ル４９が部品認識カメラ６で容易に画像認識できるように、柔らかい拡散光を得るための白色艶消し反射拡散壁面３６、白色艶消し反射拡散板３７及び不要な反射を防ぐためのラシャ紙又は黒色艶消し板３９が設けられている。
【００１２】一般的に、従来から光源はＬＥＤが多く用いられているが、本発明では特に限定するものではなく、白色灯やその他の照明媒体でも目的を達しうる。更に本発明では簡単のため反射部を白色艶消しとして説明しているが限定するものではなく、光源の波長に応じた色、紙、セラミックス、擦りガラス等の合わせガラスでもよく柔らかい拡散光が得られれば目的を達し得る。又反射を防ぐためのラシャ紙、黒色艶消し板についても特に限定するものではなく光を吸収すれば目的を達する。
【００１３】図６は、本発明による間接光の光源３４をチップ状電子部品４に照射した模式図である。光沢表面処理されたチップ状電子部品４は図１０に示す如く電極４８を均一に白く光らせる必要がある。照明装置５の内壁内に設置された間接光源３５は電子部品４とは逆向きに設置されており、白色艶消し反射拡散壁面３６及び白色艶消し反射拡散板３７に向けて光を照射すると矢印４１に示すように光は柔らかく拡散し、光沢表面処理されたチップ状電子部品４を間接照射する。
【００１４】このように、柔らかい拡散光を照射するとチップ状電子部品４の電極４８は、図１０のように均一に白く光り、部品認識カメラ６で容易に画像認識することができる。又チップ状電子部品４に当たって反射した光などの不要な光は間接光の光源３５の取り付け板の裏面に貼り付けられたラシャ紙又は黒色艶消し板３９で吸収され反射しない構成になっている。
【００１５】図７は、本発明による直接光の光源３８と間接光の光源３５をＢＧＡ部品４３に照射した模式図である。ＢＧＡ部品４３は図１１に示すように、ボ−ル４９のみを均一に白く光らせる必要がある。そのため、上記間接照射光と図４、７に示すＢＧＡ部品４３の全周囲サイド方向を照らすための８角形の投光口３２に装着した直接光の光源３８から直接光４２を組み合わせて照射する。このように、直接光と柔らかい拡散光を組み合わせ照射することにより図１１に示す如く、ＢＧＡ部品４３のボ−ル４９は均一に白く光り、部品認識カメラ６で容易に画像認識することができる。本例では８角形投光口を示したが、８角形又は多角形或いは円形であっても本発明の目的は達せられる。
【００１６】図８、９は、上記本発明の変形例で、白色艶消し拡散壁面４４及び白色艶消し反射板４５を変形させたものである。間接光の光源４６は反射板４５の下方に別置され、反射板４５の裏に向かって照射するようになっている。本例は、ＢＧＡ部品４３のボ−ル４９を認識する例で、間接照射光は矢印４７のように拡散照射され、直接光は矢印４２のように照射される。このように、組み合わせて照射することにより、図７と同一の効果を得ることができる。本例のように間接光の光源４６を反射板４５の下方に設置することで光吸収のためのラシャ紙又は黒色艶消し板３９は不要になる利点がある。
【００１７】
【発明の効果】従来の照明装置では光沢表面処理されたチップ状電子部品の電極やＢＧＡ部品のボ−ルを均一に白く光らせることは困難であった。そのため、高度な画像処理技術によって処理する必要があり、非常に高価な設備が必要であった。本発明によれば、照明装置に柔らかい光の間接光と直射光を照射する機構を設け、単独又は組み合わせて照射することにより、上記電子部品の電極やＢＧＡ部品のボ−ルを均一に白く光らせることが可能になり、部品認識カメラでの識別及び画像処理が容易になった。更に１個の照明装置で照明方法を切替え又は光量調整することで、より一層の効果を得ることができる。更に本発明によれば高度な画像処理装置が不必要になり、照明の選択切替えも単純であり設備が安価であると同時に保守も簡単になる利点がある。
|
| 【出願人】 |
【識別番号】０００１７８０２２
【氏名又は名称】山形カシオ株式会社
|
| 【出願日】 |
平成１０年（１９９８）２月２日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】奈良 武
|
| 【公開番号】 |
特開平１１−２２０２９９ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）８月１０日 |
| 【出願番号】 |
特願平１０−２１０９３ |
|