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【発明の名称】 部品撮像方法、部品撮像装置及び部品装着装置
【発明者】 【氏名】本川 裕一
【住所又は居所】大阪府門真市大字門真１００６番地 松下電器産業株式会社内

【氏名】桜井 邦男
【住所又は居所】大阪府門真市大字門真１００６番地 松下電器産業株式会社内

【氏名】山本 実
【住所又は居所】大阪府門真市大字門真１００６番地 松下電器産業株式会社内

【氏名】▲高▼野 健
【住所又は居所】大阪府門真市大字門真１００６番地 松下電器産業株式会社内
【要約】 【課題】保持された複数の部品の画像により保持状態を認識し、上記認識の結果に基づいて上記複数の部品を回路基板に装着する場合において、上記複数の部品の画像の撮像エラー発生頻度を抑え、部品の撮像の作業効率を向上させた部品撮像方法、部品撮像装置及び部品装着装置を提供する。

【解決手段】部品における撮像面の画像を撮像系により撮像平面において撮像する部品撮像方法において、複数の上記部品の上記撮像面に対し夫々撮像可能範囲を設定し、上記複数の部品において上記撮像面と上記撮像系との距離の方向における夫々の上記撮像面の互いの相対位置を保ちながら、上記全部品の上記撮像面と上記撮像系とを相対的に移動させ、上記夫々の撮像可能範囲が重なる領域に上記撮像系の上記撮像平面を位置させて上記複数の部品の画像の撮像を行う。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 部品における撮像面の画像を撮像系により撮像平面において撮像する部品撮像方法において、上記複数の部品の互いの相対位置を保ちながら、上記全部品と上記撮像系とを相対的に移動させ、上記複数の部品の上記撮像面に対する夫々の撮像可能範囲の重複領域に上記撮像系の上記撮像平面を位置させて上記全ての部品の画像を撮像することを特徴とする部品撮像方法。
【請求項２】 上記全ての部品の画像の上記撮像を同時に行う請求項１に記載の部品撮像方法。
【請求項３】 上記複数の部品のうちの上記夫々の撮像可能範囲の上記重複領域を有する複数の上記部品を１つの部品グループとし、上記１つの部品グループに属する上記各部品に対して、上記撮像を行う請求項１又は２に記載の部品撮像方法。
【請求項４】 上記部品グループ化は、上記全ての部品の画像の撮像回数が最小となるように決定する請求項３に記載の部品撮像方法。
【請求項５】 上記部品と上記撮像系との上記相対的な移動を一方向に行い、複数の上記部品グループ毎に順次上記撮像を行う請求項３又は４に記載の部品撮像方法。
【請求項６】 上記部品グループに対する上記部品の撮像において撮像エラーが発生した場合に、上記部品グループをさらに複数の上記部品グループに分化し、上記分化された複数の部品グループ毎に上記撮像を行う請求項３から５のいずれか１つに記載の部品撮像方法。
【請求項７】 請求項１から６のいずれか１つの部品撮像方法により撮像された上記部品の上記撮像面の画像に基づいて、上記部品の良否判定を行い、良品であると判定された上記部品のみを対象物に装着することを特徴とする部品装着方法。
【請求項８】 部品における撮像面の画像を撮像平面において撮像する撮像系と、複数の上記部品の互いの相対位置を保ちながら、上記部品と上記撮像系との相対位置を変化させる相対位置変化装置と、上記複数の部品の上記撮像面に対する夫々の撮像可能範囲の重複領域に上記撮像系の上記撮像平面の設定位置を決定する撮像平面設定位置決定手段と、上記撮像平面設定位置決定手段により決定された上記撮像平面の設定位置に基づいて、上記相対位置変化装置を制御して、上記複数の部品と上記撮像系との相対位置を変化させて、上記撮像平面を上記設定位置に位置させる制御部とを備えることを特徴とする部品撮像装置。
【請求項９】 請求項８に記載の上記部品撮像装置と、上記部品を保持して対象物に装着する部品保持装置とを備える部品装着装置。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、保持された複数の部品の画像により保持状態を認識し、上記認識結果に基づいて上記複数の部品を回路基板に装着する場合において、上記複数の部品の保持状態の画像を撮像する部品撮像方法、部品撮像装置、及び上記部品撮像装置を備えた部品装着装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、複数の電子部品を吸着保持して、各電子部品を回路基板に装着する電子部品の装着方法においては、吸着保持された各電子部品の吸着保持状態の画像を撮像することにより、上記吸着保持状態の認識処理を行い、その結果得られた吸着保持状態に基づいて、上記各電子部品の回路基板への装着作業を行っている。このような電子部品の画像の撮像方法は種々の方法のものが知られており、従来における電子部品の撮像方法の一例として、図６を用いて説明する。
【０００３】図６は、従来における電子部品の撮像方法を模式的に示した模式説明図である。図６において、複数の電子部品１の回路基板への装着動作を行う電子部品装着装置が備えるヘッド部５３は、電子部品１を吸着保持可能なノズル部５２を５本一列にして備えており、図示左側より右側へ順にノズル部５２−１、５２−２、５２−３、５２−４、５２−５となっている。また、四角形プレート状の電子部品１は、一方の面である吸着保持面１ａを上面として各ノズル部５２に吸着保持されており、ノズル部５２−１に電子部品１−１が、ノズル部５２−２に電子部品１−２が、・・・、ノズル部５２−５に電子部品１−５が吸着保持されている。
【０００４】また、上記電子部品装着装置は各ノズル５２に吸着保持れた電子部品１の吸着保持状態の画像を撮像可能な撮像カメラ５４を各ノズル部５２と同数の５個一列にして備えており、ヘッド部５３における各ノズル部５２の配列ピッチと各撮像カメラ５４の配列ピッチは同じ配列ピッチにて互いに配列されている。各撮像カメラ５４は、図示左側より右側へ順に、撮像カメラ５４−１、５４−２、５４−３、５４−４、５４−５となっている。
【０００５】これにより、上記電子部品装着装置において、各ノズル部５２に吸着保持された電子部品１は、ヘッド部５３を各撮像カメラ５４の上方に移動させることにより、撮像カメラ５４−１の上方に電子部品１−１を、撮像カメラ５４−２の上方に電子部品１−２を、・・・、撮像カメラ５４−５の上方に電子部品１−５を位置させて、各撮像カメラ５４の撮像平面６０において各電子部品１の吸着保持状態の画像の撮像を同時的に行うことが可能となっている。上記撮像された各画像の認識処理を行うことにより、各電子部品１のノズル部５２による吸着保持状態が認識され、この認識結果に基づいて、吸着姿勢を補正して各電子部品１の回路基板１への装着動作が行われることとなる。
【０００６】また、電子部品１の吸着保持面１ａと逆の面である下面は、電子部品１の回路基板の装着面でもあり、かつ撮像カメラ５４により画像が撮像される撮像面１ｂでもある。電子部品１における吸着保持面１ａと撮像面１ｂとの間の寸法が、電子部品１の部品厚さとなっており、図６においては、一例として、電子部品１−１、１−２、及び１−３は部品厚さＡを有しており、電子部品１−４は部品厚さＢを、電子部品１−５は部品厚さＣを有している。
【０００７】次に、上記において説明した状態において各電子部品１の画像を撮像して、各電子部品１の吸着保持状態の認識処理を行う具体的な手順について説明すると、まず、図６に示すように、撮像カメラ５４−１の上方に電子部品１−１を、撮像カメラ５４−２の上方に電子部品１−２を、・・・、撮像カメラ５４−５の上方に電子部品１−５を位置させて、各電子部品１の吸着保持状態の画像の同時的な撮像が各撮像カメラ５４により可能な状態とさせる。
【０００８】その後、各電子部品１における部品厚さの相加平均、つまり部品厚さＡ、Ｂ及びＣの電子部品１の個数（合計５個）に対する平均値である平均部品厚さＴを算出し、各電子部品１がこの平均部品厚さＴを備えるものと仮定した場合の撮像面１ｂの高さ位置に撮像カメラ５４の撮像平面６０が位置するように、ヘッド部５３の昇降動作により各ノズル部５２を昇降動作させ、上記撮像面１ｂの高さ位置に撮像平面６０を位置させる。このとき、各電子部品１における吸着保持面１ａは全て同じ高さ位置とされる。その後、撮像平面６０において各撮像カメラ５４により、各電子部品１の実際の撮像面１ｂにおける画像の撮像を行い、撮像された各画像により各電子部品１の吸着保持状態の認識処理を行う。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このような電子部品の撮像方法においては、上記各電子部品１の部品厚さより平均部品厚さＴを算出し、この平均部品厚さＴにおける撮像面１ｂの高さ位置に撮像平面６０を位置させて画像の撮像が行われるため、各電子部品１の部品厚さのばらつきや撮像カメラ５４の撮像精度等により、撮像された画像に撮像不良が発生し、当該画像の認識処理を正常に行うことができない場合が発生する、つまり、撮像エラーの発生頻度が多くなるという問題点がある。
【００１０】また、このように撮像エラーが発生した場合においては、撮像エラーが発生した電子部品１に対して、再び個別に画像の撮像を行い、撮像を行う等の作業を行う場合があり、このような場合にあっては、再び個別に画像の撮像を行う時間だけ撮像の時間ロスが生じて、電子部品の撮像の作業効率を低下させてしまうという問題点があった。
【００１１】従って、本発明の目的は、上記問題を解決することにあって、保持された複数の部品の保持状態の画像を撮像して上記各画像の認識処理を行い、上記認識処理の結果に基づいて上記複数の部品を回路基板に装着する場合において、上記複数の部品の上記保持状態の画像の認識を行う際に、上記部品の画像の撮像エラーの発生頻度を抑えて、上記部品の画像の撮像の作業効率を向上させた部品撮像方法、部品撮像装置及び上記部品撮像装置を備えた部品装着装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために、本発明は以下のように構成する。
【００１３】本発明の第１態様によれば、部品における撮像面の画像を撮像系により撮像平面において撮像する部品撮像方法において、上記複数の部品の互いの相対位置（上記複数の部品において上記撮像面と上記撮像系との距離の方向における夫々の上記撮像面の互いの相対位置）を保ちながら、上記全部品と上記撮像系とを相対的に移動させ、上記複数の部品の上記撮像面に対する夫々の撮像可能範囲の重複領域に上記撮像系の上記撮像平面を位置させて上記全ての部品の画像を撮像することを特徴とする部品撮像方法を提供する。
【００１４】本発明の第２態様によれば、上記全ての部品の画像の上記撮像を同時に行う第１態様に記載の部品撮像方法を提供する。
【００１５】本発明の第３態様によれば、上記複数の部品のうちの上記夫々の撮像可能範囲の上記重複領域を有する複数の上記部品を１つの部品グループとし、上記１つの部品グループに属する上記各部品に対して、上記撮像を行う第１態様又は第２態様に記載の部品撮像方法を提供する。
【００１６】本発明の上記第４態様によれば、上記部品グループ化は、上記全ての部品の画像の撮像回数が最小となるように決定する第３態様に記載の部品撮像方法を提供する。
【００１７】本発明の第５態様によれば、上記部品と上記撮像系との上記相対的な移動を一方向に行い、複数の上記部品グループ毎に順次上記撮像を行う第３態様又は第４態様に記載の部品撮像方法を提供する。
【００１８】本発明の第６態様によれば、上記部品グループに対する上記部品の撮像において撮像エラーが発生した場合に、上記部品グループをさらに複数の上記部品グループに分化し、上記分化された複数の部品グループ毎に上記撮像を行う第３態様から第５態様のいずれか１つに記載の部品撮像方法を提供する。
【００１９】本発明の第７態様によれば、第１態様から第６態様のいずれか１つの部品撮像方法により撮像された上記部品の上記撮像面の画像に基づいて、上記部品の良否判定を行い、良品であると判定された上記部品のみを対象物に装着することを特徴とする部品装着方法を提供する。
【００２０】本発明の第８態様によれば、部品における撮像面の画像を撮像平面において撮像する撮像系と、複数の上記部品互いの相対位置（複数の上記部品の上記撮像面と上記撮像系との距離の方向における夫々の上記撮像面の互いの相対位置）を保ちながら、上記部品と上記撮像系との相対位置を変化させる相対位置変化装置と、上記複数の部品の上記撮像面に対する夫々の撮像可能範囲の重複領域に上記撮像系の上記撮像平面の設定位置を決定する撮像平面設定位置決定手段と、上記撮像平面設定位置決定手段により決定された上記撮像平面の設定位置に基づいて、上記相対位置変化装置を制御して、上記複数の部品と上記撮像系との相対位置を変化させて、上記撮像平面を上記設定位置に位置させる制御部とを備えることを特徴とする部品撮像装置を提供する。
【００２１】本発明の第９態様によれば、第８態様に記載の上記部品撮像装置と、上記部品を保持して対象物に装着する部品保持装置とを備える部品装着装置を提供する。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下に、本発明にかかる実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２３】本発明の一実施形態にかかる部品撮像方法、部品撮像装置及び部品装着装置は、複数の部品を保持して、上記保持された各部品の画像を撮像して各画像の認識処理を行うことにより、上記各部品の保持状態の認識を行い、その結果得られた保持状態に基づいて、上記各部品を回路基板へ装着する部品装着方法における部品撮像方法、部品撮像装置及び部品装着装置であり、上記部品の一例である電子部品の撮像方法を模式的に説明する模式説明図を図１に、このような撮像方法を行う撮像系を備える部品撮像装置の一例である撮像カメラ４を備える部品装着装置の一例である電子部品装着装置１０１の斜視図を図２示す。
【００２４】なお、本実施形態の説明にあたり、電子部品装着装置１０１の構成部が複数の部材により構成されている部材の説明においては、上記複数の部材のうちの個々の部材を特定する場合には、上記部材の符号を例えば、部材Ｘ−１、Ｘ−２というように用い、上記複数の部材のうちの個々の部材を特定しない場合には部材Ｘというように用いている。ここでＸは、部材の符号として用いられる数字である。
【００２５】まず、電子部品装着装置１０１の構成を説明すると、図２に示すように、電子部品装着装置１０１は、電子部品１を吸着保持可能な部品保持部材の一例である５本のノズル部２を備える部品保持装置の一例であるヘッド部３を備えている。各ノズル部２は、個々に電子部品１の吸着時及び装着時に独立して昇降可能となっており、また、ヘッド部３は、これら各ノズル部２を下面に一列にして備えている。さらに、電子部品装着装置１０１は、ヘッド部３の昇降動作を行う相対位置変化装置の一例であるヘッド昇降装置６と、ヘッド部３の略水平方向の移動を行うヘッド移動装置１３と、ノズル部２により吸着取出可能に複数の電子部品１が収納されている複数のパーツカセット１２と、ノズル部２に吸着保持された電子部品１の吸着保持状態の画像の撮像を行う撮像カメラ４と、及び電子部品装着装置１０１の機台上に固定され、電子部品１が装着される対称物に一例である回路基板１１が解除可能に固定されたステージ１４とを備えている。また、電子部品装着装置１０１は、電子部品装着装置１０１の構成部である各ノズル部２、ヘッド部３、ヘッド昇降装置６、ヘッド移動装置１３、撮像カメラ４の各動作制御を行う制御部９を備えている。なお、制御部９が電子部品装着装置１０１に備えれている場合に代えて、制御部９が電子部品装着装置１０１と撮像カメラ４に分割されて備えられている場合、例えば、各ノズル部２、ヘッド部３及びヘッド移動装置１３の各動作制御を行う制御部が電子部品装着装置１０１に備えられ、ヘッド昇降装置６及び撮像カメラ４の各動作制御を行う別の制御部が撮像カメラ４に備えられているような場合であってもよい。
【００２６】このような構成の電子部品装着装置１０１において、パーツカセット１２よりの電子部品１の吸着取出しから、電子部品１の回路基板１１への装着までの動作を説明する。まず、図２において、ヘッド部３が備えるノズル部２が回路基板１１に装着される電子部品１を収納しているパーツカセット１２における部品供給位置１２ａの上方へ位置するように、ヘッド部３がヘッド移動装置１３により移動され、各ノズル部２により電子部品１が吸着保持されて、複数のパーツカセット１２よりの電子部品１の吸着取出しが行われる。
【００２７】その後、電子部品１を吸着保持している各ノズル部２は、ヘッド移動装置１３によりヘッド部３とともに移動されて、撮像カメラ４の上方に移動される。この移動の後、又は同時に撮像カメラ４の上方へと位置された各ノズル部２は、吸着保持している各電子部品１が撮像カメラ４における撮像カメラ４の上面からの高さ位置であり、撮像カメラ４により各電子部品１の画像が撮像可能な高さ位置に位置するように、ヘッド昇降装置６によりヘッド部３が昇降される。各電子部品１が撮像カメラ４の上方でかつ上記高さ位置に位置された後、撮像カメラ４により各電子部品１の吸着保持状態の画像が撮像され、撮像された各画像が認識処理されて、各電子部品１の吸着保持状態が認識される。
【００２８】撮像カメラ４による画像の撮像後、ヘッド移動装置１３によりヘッド部３はステージ１４上に固定されている回路基板１１の上方に移動される。その後、又はそれとともに各ノズル部２は、上記認識処理の結果に基づき電子部品１の吸着姿勢の補正を行い、各電子部品１の回路基板１１への装着を行う。なお、上記撮像された各画像の認識処理を行うことにより、各電子部品１の吸着保持状態が認識される場合に加えて、撮像された画像の認識処理結果に基づいて、各電子部品１の良否判定を行い、良品であると判断された電子部品１のみに対して上記吸着姿勢の補正を行い、回路基板１１への装着動作を行う場合であってもよい。
【００２９】次に、このような電子部品装着装置１０１における電子部品の装着作業における電子部品１の画像の撮像方法について詳細に説明する。
【００３０】図１に示すように、ヘッド部３が備える各ノズル部２は、図示左側より右側へ順にノズル部２−１、２−２、２−３、２−４、２−５となっており、各ノズル部２は全て同じ構造となっている。また、四角形プレート状の電子部品１は、一方の面である吸着保持面１ａを上面として、ノズル部２の下方先端面２ａにて５個吸着保持されており、ノズル部２−１に電子部品１−１が、ノズル部２−２に電子部品１−２が、・・・、ノズル部２−５に電子部品１−５が吸着保持されている。また、各ノズル部２における先端面２ａは、夫々の高さ位置が揃えられており、これにより、各電子部品１における吸着保持面１ａの夫々の高さ位置も揃えられた状態となっている。また、電子部品１の吸着保持面１ａと逆の面である下面は、電子部品１の回路基板１１への装着面となっており、撮像カメラ４により画像が撮像される撮像面１ｂとなっている。なお、各ノズル部２における先端面２ａの高さ位置が揃えられている場合に代えて、上記高さ位置が揃っていないような場合であってもよい。ノズル部２の構造が異なるような場合にあっては、上記高さ位置が異なる場合もあるからである。
【００３１】なお、各電子部品１のうちの個々の電子部品１を特定する場合には、電子部品１−１、１−２というように用い、各電子部品１のうちの個々の電子部品１を特定しない場合には、電子部品１というように用いている。同様に、各ノズル部２のうちの個々のノズル部２を特定する場合には、ノズル部２−１、２−２というように用い、各ノズル部２のうちの個々のノズル部２を特定しない場合には、ノズル部２というように用いている。
【００３２】また、電子部品装着装置１０１は各ノズル２に吸着保持された電子部品１の吸着保持状態の画像を撮像可能な撮像カメラ４を、例えば、各ノズル部２と同数の５個一列にして備えており、ヘッド部３における各ノズル部２の配列ピッチと各撮像カメラ４の配列ピッチは同じ配列ピッチにて互いに配列されている。各撮像カメラ４は、図示左側より右側へ順に、撮像カメラ４−１、４−２、４−３、４−４、４−５となっている。また、各撮像カメラ４の上面は、全て同じ高さ位置となっている。なお、各撮像カメラ４のうちの個々の撮像カメラ４を特定する場合には、撮像カメラ４−１、４−２というように用い、各撮像カメラ４のうちの個々の撮像カメラ４を特定しない場合には、撮像カメラ４というように用いている。
【００３３】また、撮像カメラ４は、撮像カメラ４の撮像における焦点を含みかつその焦点距離の方向（すなわち、図１における高さ方向）に直交する平面である撮像平面１０を有しており、この撮像平面１０において電子部品１の撮像面１ｂにおける画像の撮像を行う。なお、上記において説明した「各電子部品１の画像を撮像可能な高さ位置」とは、この撮像平面１０の高さ位置のことである。また、夫々の撮像カメラ４は個別に上記焦点を有しているが、上記焦点距離が全て同じに構成されているため、撮像平面１０は全撮像カメラ４に対して１つのみ備えられている。
【００３４】また、電子部品１における吸着保持面１ａと撮像面１ｂとの間の寸法が、電子部品１の部品厚さとなっており、図１においては、一例として、電子部品１−１、１−２、及び１−３は部品厚さＡを有しており、電子部品１−４は部品厚さＢを、電子部品１−５は部品厚さＣを有している。
【００３５】さらに、各電子部品１はその撮像面１ｂにおける画像を鮮鋭に撮像することができる撮像可能範囲Ｓが個別に設定されて備えられている。ここで、撮像可能範囲Ｓとは、電子部品１がその特性上有する回路基板１１への装着位置精度や撮像カメラ４の焦点深度等により設定されるものであり、電子部品１の撮像面１ｂに対して撮像カメラ４との距離の方向である高さ方向に設定される高さ範囲である。電子部品１の撮像可能範囲Ｓ内に撮像カメラ４の撮像平面１０を位置させて撮像を行うことにより、撮像面１ｂにおける電子部品１の鮮鋭な画像を得ることができ、確実な画像の認識処理を行うことができる。電子部品１−１には撮像可能範囲Ｓ１が、電子部品１−２には撮像可能範囲Ｓ２が、電子部品１−３には撮像可能範囲Ｓ３が、電子部品１−４には撮像可能範囲Ｓ４が、電子部品１−５には撮像可能範囲Ｓ５が、夫々個別に設定されている。
【００３６】次に、上記において説明した状態において各電子部品１の画像を撮像して吸着保持状態の認識処理を行う具体的な手順について説明すると、まず、図１に示すように、撮像カメラ４−１の上方に電子部品１−１を、撮像カメラ４−２の上方に電子部品１−２を、・・・、撮像カメラ４−５の上方に電子部品１−５を位置させて、各撮像カメラ４により各電子部品１の吸着保持状態の画像が同時的に撮像可能な状態とさせる。
【００３７】その後、各電子部品１に個別に設定されている夫々の撮像可能範囲Ｓの高さ方向における重複する領域である重複領域Ｒ内に、撮像カメラ４の撮像平面１０が位置するように、ヘッド昇降装置６によるヘッド部３の昇降移動を行い、ヘッド部３とともに各ノズル部２を昇降させ、撮像平面１０を重複領域Ｒ内に位置させる。このとき、夫々の電子部品１においては、夫々の撮像面１ｂと個別に対応している夫々の撮像カメラ４との距離の方向、つまり、上記夫々の撮像面１ｂと上記夫々の撮像カメラ４とを結ぶ最短距離に方向である高さ方向における上記夫々の撮像面１ｂの互いの相対位置を保ちながらのヘッド部３の昇降動作が行われる。すなわち、各ノズル部２の先端面２ａは全て同じ高さ位置とされて、各電子部品１における吸着保持面１ａが全て同じ高さ位置とされた状態においての上記昇降動作が行われる。その後、各撮像カメラ４により撮像平面１０における各電子部品１の撮像面１ｂにおける画像の撮像を同時的に行い、撮像された各画像により各電子部品１の吸着保持状態の認識処理を行う。
【００３８】具体的な数値例を用いて説明すると、例えば、電子部品１−１、１−２、及び電子部品１−３の部品厚さＡを１．５ｍｍ、電子部品１−４の部品厚さＢを２．５ｍｍ、電子部品１−５の部品厚さＣを３．０ｍｍとする。また、図１において、同じ高さ位置に揃えられている各ノズル部２の先端面２ａ、つまり、各電子部品１の吸着保持面１ａの高さ位置を原点として、高さ方向下向きに高さ位置座標（以降、Ｚ軸座標とする）をとると、各電子部品１の吸着保持面１ａはＺ軸座標０ｍｍに位置し、電子部品１−１、１−２、及び１−３の夫々の撮像面１ｂはＺ軸座標１．５ｍｍに、電子部品１−４の撮像面１ｂはＺ軸座標２．５ｍｍに、電子部品１−５の撮像面１ｂはＺ軸座標３．０ｍｍに位置する。
【００３９】また、例えば、電子部品１−１の撮像可能範囲Ｓ１を撮像面１ｂに対して±１．３ｍｍとし、同様に電子部品１−２の撮像可能範囲Ｓ２を±１．３ｍｍと、電子部品１−３の撮像可能範囲Ｓ３を±１．３ｍｍと、電子部品１−４の撮像可能範囲Ｓ４を±０．６ｍｍと、電子部品１−５の撮像可能範囲Ｓ５を±０．８ｍｍとすると、夫々の電子部品１の撮像面１ｂと撮像可能範囲ＳとのＺ軸座標における関係は表１に示すようになる。
【００４０】
【表１】

注記：表中の数値はＺ軸座標位置（ｍｍ）を示す。
【００４１】表１に示すように、夫々の撮像可能範囲Ｓは重複領域Ｒを有しており、重複領域ＲはＺ軸座標２．２〜２．８ｍｍとなる。従って、この重複領域Ｒ内に撮像カメラ４の撮像平面１０を位置させることにより画像の撮像を行うことができ、例えば、重複領域Ｒの中間位置であるＺ軸座標２．５ｍｍに撮像平面１０を位置させるように、ヘッド昇降装置６によるヘッド部３の昇降移動を行い、ヘッド部３とともに各ノズル部２を昇降させ、撮像平面１０をＺ軸座標２．５ｍｍに位置させる。その後、撮像カメラ４により撮像平面１０における各電子部品１の撮像面１ｂの画像の撮像を行う。
【００４２】また、ヘッド部３の各ノズル部２に吸着保持された夫々の電子部品２における撮像可能範囲Ｓは、全ての電子部品１について重複領域Ｒを常に有しているとは限らない。そのため、撮像可能範囲Ｓの重複領域Ｒを有している電子部品１を１つの電子部品グループとして、１又は複数の電子部品１のグループ化を行い、これら電子部品グループ単位にて電子部品１の画像の撮像を行う。これにより、電子部品１の画像の撮像時において、撮像カメラ４の撮像平面１０を撮像可能範囲１０の重複領域Ｒ内に常に位置させることができ、画像撮像における撮像エラーの発生を無くすことができる。また、それとともに、撮像カメラ４による撮像の回数を最小回数とすることができ、無駄のない効率的な電子部品の画像の撮像を行うことができる。
【００４３】ここで、上記において説明した電子部品装着装置１０１における電子部品１の画像の撮像動作に関する制御系統について、図５を用いて説明する。
【００４４】図５において、電子部品装着装置１０１における各構成部の動作を制御する制御部９は、ヘッド部３の昇降動作を制御するヘッド制御部１７及び撮像カメラ４における撮像動作の制御を行う撮像カメラ制御部１８を備えており、さらに、撮像が行われる各電子部品１の撮像可能範囲Ｓより重複領域Ｒを判断して重複領域Ｒ内における撮像平面１０の設定位置を算出する撮像平面設定位置決定手段の一例である演算部８を備えている。また、電子部品装着装置１０１は、回路基板１１への装着動作が施される電子部品１の種類、部品厚さ、及び撮像可能範囲Ｓ等の特性データを制御部９により読み取り可能に収納されている電子部品特性データベース１５と、制御部９における演算部８による演算結果等を記憶可能なメモリ部１６とを備えている。これにより、電子部品装着装置１０１において、各ノズル部２に吸着保持された電子部品１の撮像可能範囲Ｓのデータが制御部９により、電子部品特性データベース１５から読み取られ、この撮像可能範囲Ｓのデータに基づいて演算部８にて重複領域Ｒ内における撮像平面１０の設定位置が演算されて、この演算結果がメモリ部１６に記憶され、この演算結果に基づき、ヘッド制御部１７によりヘッド部３の動作が、撮像カメラ制御部１８により撮像カメラ４の撮像動作が制御されて、電子部品１の画像が撮像される。
【００４５】次に、上記において説明した本実施形態の電子部品の画像の撮像方法の手順の一例を、図３に示すフローチャートを用いて説明する。なお、図３のフローチャートにおいて説明する各ステップにおける動作及び判断は、制御部９により行われる。
【００４６】まず、図３に示すように、ステップＳ１において、制御部９は、複数のノズル部２により吸着保持された各電子部品１の撮像可能範囲Ｓのデータを電子部品特性データベース１５より読み取る。その後、ステップＳ２において、夫々の撮像可能範囲Ｓの重複領域Ｒが判断されて、同じ重複領域Ｒを有する電子部品１を１つの電子部品グループとして、各電子部品１の１又は複数の電子部品グループへのグループ化を行う。
【００４７】次に、ステップＳ３において、ノズル部２により吸着保持された全ての電子部品１が１又は複数の電子部品グループにグループ化されたかどうかが確認され、全ての電子部品１のグループ化が確認されるまでステップＳ２におけるグループ化処理が行われる。
【００４８】ステップＳ３において、全ての電子部品１のグループ化が行われたことが確認された後、ステップＳ４において、はじめのグループとして１つの電子部品グループが選択される。次に、ステップＳ５において、演算部８において、上記選択された電子部品グループの撮像可能範囲Ｓの重複領域Ｒ内における撮像平面１０の設定位置の一例として、重複領域Ｒの中間位置を算出する。
【００４９】その後、ステップＳ６において、上記選択された電子部品グループにおける上記中間位置に、撮像カメラ４の撮像平面１０が位置するように、ヘッド昇降装置６によりヘッド部３の昇降動作を行い、各ノズル部２をヘッド部３とともに昇降動作させ、撮像平面１０を上記中間位置に位置させる。
【００５０】その後、ステップＳ７において、撮像平面１０が上記中間位置に位置された状態において、各撮像カメラ４により撮像平面１０における各電子部品１の撮像面１ｂの画像の撮像を同時的に行う。ステップＳ８において、撮像の結果、撮像エラーの発生が無かった場合には、ステップＳ９において、全ての電子部品グループについて完了したかどうかが確認されて、上記完了の確認がされない場合には、ステップＳ１３において上記選択された電子部品グループとは別のまだ選択されていない電子部品グループが選択されて、ステップＳ５からＳ８までの作業が繰り返して行われる。一方、ステップＳ９において、全ての電子部品グループについて撮像が完了したことが確認された場合、全ての電子部品１の撮像が完了する。
【００５１】また、ステップＳ８において、撮像の結果、撮像エラーが発生した場合においては、ステップＳ１０において、上記撮像エラーが発生した電子部品グループ内の電子部品１の部品数量が１個又は複数個であるかどうかが判断され、部品数量が１個である場合にあっては、ステップＳ１２において、上記撮像エラーが発生した電子部品１を撮像不良部品と判断し、この電子部品１は回路基板１１に装着されることなく回収されて廃棄される。一方、部品数量が複数個である場合にあっては、ステップＳ１１において、上記電子部品グループ内における複数の電子部品１をさらに複数のグループに分化を行う。例えば、電子部品１の部品厚さのデータ等に基づいて、上記電子部品グループ内の電子部品１における部品厚さの相加平均を算出し、相加平均の部品厚さを基準として部品厚さの大小により、２つの電子部品グループへの分化を行う。その後、上記２つの電子部品グループ夫々に対して、ステップＳ５からＳ８までの作業が繰り返して行われる。なお、この場合、ステップＳ１において、制御部９は、複数のノズル部２により吸着保持された各電子部品１の撮像可能範囲Ｓのデータとともに部品厚さのデータを電子部品特性データベース１５より読み取っているものとする。
【００５２】なお、各電子部品グループにおける各電子部品１の画像の撮像時において、各画像が同時的に撮像される場合に代えて、各画像が順次撮像される場合であってもよい。
【００５３】ここで、図３の撮像方法のフローチャートにおけるステップＳ２からステップＳ３までの電子部品１のグループ分けについて、図４に示す模式説明図に基づいて説明を補足する。
【００５４】図４に示すように、ノズル部２−１に電子部品１−１、ノズル部２−２に電子部品１−２、・・・、ノズル部２−５に電子部品１−５が吸着保持されており、電子部品１−１は撮像可能範囲Ｓ１を、電子部品１−２は撮像可能範囲Ｓ２を、電子部品１−３は撮像可能範囲Ｓ３を、電子部品１−４は撮像可能範囲Ｓ４を、電子部品１−５は撮像可能範囲Ｓ５を有している。
【００５５】図３におけるステップＳ２において、各電子部品が有する夫々の撮像可能範囲Ｓに基づいて撮像可能範囲Ｓの重複領域Ｒが判断され、この重複領域Ｒに基づいて電子部品１のグループ化が行われる。例えば、図４において、撮像可能範囲Ｓ１、Ｓ２、及びＳ３が重複領域Ｒ１を有しており、また、撮像可能範囲Ｓ４及びＳ５が重複領域Ｒ２を有している場合には、電子部品１−１、１−２及び１−３が１つの電子部品グループＧ１とされ、電子部品１−４及び１−５が別の１つの電子部品グループＧ２とされる。
【００５６】その後、ステップＳ３において、全ての電子部品１についてのグループ化が完了したかどうかが確認され、ステップＳ４以降において、電子部品グループＧ１及び電子部品グループＧ２に属する電子部品１に対して、夫々の電子部品グループ毎に電子部品１の画像の撮像が行われる。なお、この場合、図４に示すように、電子部品グループＧ１に対しては、重複領域Ｒ１内における撮像平面１０ａの位置において各電子部品１の画像の撮像が行われ、電子部品グループＧ２に対しては、重複領域Ｒ２内における撮像平面１０ｂの位置において各電子部品１の画像の撮像が行われる。
【００５７】なお、各電子部品１の撮像可能範囲Ｓの重複領域Ｒ内に撮像カメラ４の撮像平面１０を位置させて撮像を行う場合における撮像平面１０の設定位置は、上記において説明したように重複領域Ｒの中間位置に撮像平面１０を位置させる場合に限定されるものではない。例えば、同時に撮像が行われる各電子部品１のうちの最大の部品厚さを有する電子部品１と最小の部品厚さを有する電子部品１の夫々の部品厚さの中間的な部品厚さ、例えば、上記最大の部品厚さと上記最小の部品厚さの中間値である中間部品厚さを算出し、この中間部品厚さにおける撮像面１ｂの位置に撮像カメラ４における撮像平面１０を位置させて撮像を行う場合であってもよい。ただし、この場合、上記中間部品厚さにおける撮像面１ｂの位置が、重複領域Ｒ内に位置していることが条件となる。
【００５８】また、ノズル部２に吸着保持された複数の電子部品１の上記グループ化を行い、複数の電子部品グループに対して順次撮像を行う場合においては、上記夫々の電子部品グループにおける重複領域Ｒ内の撮像平面１０の設定位置が高い位置にある又は低い位置のある電子部品グループより順に撮像を行っていくような場合であってもよい。このような場合にあっては、夫々の電子部品グループに対する重複領域Ｒ内の上記設定位置と撮像平面１０との位置合せにおいて、ヘッド昇降装置６によるヘッド部３の昇降動作を、下降動作のみ又は上昇動作のみというように一方向のみの移動でもって行うことができるため、無駄のない効率的なヘッド部の上記昇降動作を行うことができる。
【００５９】なお、夫々の電子部品グループに対する重複領域Ｒ内の上記設定位置と撮像カメラ４の撮像平面１０との位置合せを、ヘッド昇降装置６によるヘッド部３の昇降動作により行う場合に代えて、撮像カメラ４が撮像平面１０を高さ方向に移動させる移動機構を備えている場合にあっては、上記移動機構により行う場合であってもよく、また、上記移動機構とヘッド昇降装置６との両者により行う場合であってもよい。上記設定位置と撮像平面１０との位置合せは、上記設定位置と撮像平面１０との相対的な移動により行うことができるからである。
【００６０】上記実施形態によれば、従来の電子部品の撮像方法のように、吸着保持された夫々の電子部品１の部品厚さのデータのみでもって、上記部品厚さの相加平均である平均部品厚さＣに基づいて撮像を行うのではなく、上記夫々の電子部品１が個別に設定されて備える撮像可能範囲Ｓに基いて、撮像可能範囲Ｓの重複領域Ｒを算出し、重複領域Ｒ内に撮像カメラ４の撮像平面１０を位置させて各電子部品１の画像の撮像を行うため、撮像対象となる夫々の電子部品１においては、確実に撮像平面１０を夫々の撮像可能範囲Ｓ内に位置させた状態で撮像を行うことができる。これにより、画像の撮像の際における撮像エラーの発生頻度を抑えることができ、電子部品の撮像における作業効率を向上させることが可能となる。
【００６１】また、ノズル部２により吸着保持された複数の電子部品１の中において、夫々の撮像可能範囲Ｓのデータに基づいて、同じ重複領域Ｒを有する電子部品同士を１つの電子部品グループとして１又は複数の電子部品グループにグループ化を行い、上記電子部品グループ毎に電子部品１の画像の撮像を行うことにより、各電子部品グループにおいて、撮像可能範囲Ｓの重複領域Ｒに撮像平面１０を確実に位置させた状態にて電子部品１の画像の撮像を行うことができるため、電子部品１の画像の撮像時において、撮像エラーの発生頻度を少なくすることができ、電子部品の撮像の作業効率の向上化を図ることが可能となる。
【００６２】また、吸着保持された各電子部品１に対しグループ分けを行い、各電子部品グループにおいて電子部品１の画像の撮像を行った結果、撮像エラーが発生した場合においては、電子部品グループ内の電子部品１の部品数量が１個又は複数個であるかどうかの判断を行い、部品数量が１個である場合にあっては、上記撮像エラーが発生した電子部品１を撮像不良部品と判断し、この電子部品１を回路基板に装着することなく回収して廃棄させ、一方、部品数量が複数個である場合にあっては、上記電子部品グループ内の各電子部品１をさらに複数の電子部品グループ（例えば、２つの電子部品グループ）にグループの分化を行い、上記分化された夫々の電子部品グループに対して、再び電子部品の画像の撮像を施すことにより、撮像カメラ４による撮像精度等に基づく画像の撮像エラーの発生頻度を少なくすることができ、電子部品の撮像の作業効率の向上化を図ることが可能となる。
【００６３】また、各電子部品１の撮像可能範囲Ｓの重複領域Ｒ内に撮像カメラ４の撮像平面１０を位置させて撮像を行う場合における撮像平面１０の設定位置を、重複領域Ｒの中間位置とする、又は、同時に撮像が行われる各電子部品１のうちの最大の部品厚さを有する電子部品１と最小の部品厚さを有する電子部品１の夫々の部品厚さの中間的な部品厚さ、例えば、上記最大の部品厚さと上記最小の部品厚さの中間値である中間部品厚さを算出し、この中間部品厚さにおける撮像面１ｂの位置とすることにより、重複領域Ｒ内における撮像平面１０の上記設定位置を容易に決定することができ、電子部品の撮像の作業効率の向上化を図ることが可能となる。
【００６４】なお、上記様々な実施形態のうちの任意の実施形態を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。
【００６５】
【発明の効果】本発明の部品撮像方法、部品撮像装置又は部品装着装置によれば、従来の部品撮像方法のように、夫々の部品の部品厚さのデータのみでもって上記夫々の部品厚さの相加平均である平均部品厚さに基づいて撮像を行うのではなく、上記夫々の部品に個別に設定されて備えられている撮像可能範囲に基づいて、夫々の上記撮像可能範囲の重複領域を算出し、上記重複領域内に撮像系（若しくは撮像装置）の撮像平面を位置させて上記各部品の画像の撮像を行うため、撮像対象となる上記夫々の部品においては、確実に上記撮像平面を上記夫々の撮像可能範囲内に位置させた状態で撮像を行うことができる。これにより、確実に上記各部品の鮮鋭な画像を得ることができるため、画像の撮像の際における撮像エラーの発生頻度を抑えることができ、部品の撮像における作業効率を向上させることが可能となる。
【００６６】また、撮像を行う上記複数の部品の中において、上記夫々の撮像可能範囲のデータに基づいて、同じ上記重複領域を有する上記部品同士を１つの部品グループとして１又は複数の部品グループにグループ化を行い、上記部品グループ毎に部品の画像の撮像を行うことにより、上記各部品グループにおいて、上記撮像可能範囲の上記重複領域に上記撮像平面を確実に位置させた状態にて最小の撮像回数にて上記部品の画像の撮像を行うことができるため、上記部品の画像の撮像時において、撮像エラーの発生頻度を少なくすることができ、部品の撮像の作業効率の向上化を図ることが可能となる。
【００６７】また、上記各部品グループにおいて上記部品の画像の撮像を行った結果、撮像エラーが発生した場合においては、上記部品グループ内の上記各部品をさらに複数の上記部品グループへの上記部品グループの分化を行い、上記分化された夫々の部品グループに対して、再び上記部品の画像の撮像を施すことにより、上記撮像系（若しくは撮像装置）による撮像精度等に基づく画像の撮像エラーの発生頻度を少なくすることができ、部品の撮像の作業効率の向上化を図ることが可能となる。
【００６８】また、上記夫々の撮像可能範囲の上記重複領域内に上記撮像平面を位置させて上記複数の部品の画像の撮像を行う場合において、上記複数の部品の画像の撮像を同時に行うことにより、上記撮像に要する時間を短縮化することができ、さらに、部品の撮像における作業効率の向上化を図ることが可能となる。
【００６９】また、上記複数の部品の上記グループ化を行い、上記複数の部品グループに対して順次撮像を行う場合においては、上記夫々の部品グループにおける上記重複領域内の上記撮像平面の設定位置が、例えば、高い位置にある又は低い位置のある上記部品グループより順次撮像を行っていくことにより、上記夫々の部品グループに対する上記重複領域内の上記設定位置と上記撮像平面との位置合せにおいて、上記部品と上記撮像系との相対位置を一方向、例えば、下方向のみ又は上方向のみの移動させることでもって行うことができるため、上記位置合せを効率的に行って上記撮像に要する時間を短縮化することができ、部品の撮像における作業効率の向上化を図ることが可能となる。
【出願人】 【識別番号】０００００５８２１
【氏名又は名称】松下電器産業株式会社
【住所又は居所】大阪府門真市大字門真１００６番地
【出願日】 平成１４年１月２８日（２００２．１．２８）
【代理人】 【識別番号】１０００６２１４４
【弁理士】
【氏名又は名称】青山 葆 （外２名）
【公開番号】 特開２００３−２１８６００（Ｐ２００３−２１８６００Ａ）
【公開日】 平成１５年７月３１日（２００３．７．３１）
【出願番号】 特願２００２−１８１９０（Ｐ２００２−１８１９０）