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【発明の名称】 電子部品撮像方法および電子部品装着装置
【発明者】 【氏名】伊藤 洋志
【住所又は居所】静岡県浜松市新都田１丁目９番地３号 株式会社テンリュウテクニックス内

【氏名】岡嵜 真一
【住所又は居所】静岡県浜松市新都田１丁目９番地３号 株式会社テンリュウテクニックス内
【要約】 【課題】撮像手段による物品や電子部品の画像認識を安定よくかつ確実に行なうことができ、照明手段を低コストにより長寿命化を達成させることができる物品撮像方法および電子部品装着装置を提供する。

【解決手段】発光ダイオードからなる照明手段２により停止状態または移動状態にある物品ｂを瞬間的に照明して、この照明時の物品ｂをＣＣＤカメラからなる撮像手段１により撮像して画像情報を得るものであって、照明手段２による照明は、発光ダイオードに対して、該発光ダイオードの定格電流値以上の電流を供給して、この発光ダイオードの持つ定格電流値の光量より多い光量を得るもので、撮像手段１による撮像は、撮像手段１が停止することなく一連の連続した移動状態の中でその作業を行なう。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動手段によりＸ、Ｙ、Ｚ方向への任意の移動とθ方向への任意の回転を行なう吸着ノズルと、移動開始位置から移動終了位置の往路とその逆の復路を移動可能な撮像手段とを備え、前記撮像手段で前記往復路のいずれかで電子部品を撮像して画像情報を得る電子部品撮像方法において、
前記撮像手段は、一回の露光で全解像度での撮像が可能な電子シャッター機構を有し、前記移動開始位置から前記移動終了位置へ移動して前記電子部品を撮像後、前記移動開始位置に戻り、次の電子部品を前記移動開始位置から前記移動終了位置へ移動して撮像することを特徴とする電子部品撮像方法。
【請求項２】
駆動手段によりＸ、Ｙ、Ｚ方向への任意の移動とθ方向への任意の回転を行なう吸着ノズルと、移動開始位置から移動終了位置の往路とその逆の復路を移動可能な撮像手段とを備え、前記撮像手段で前記往復路のいずれかで電子部品を撮像して画像情報を得る電子部品撮像方法において、
前記撮像手段は、一回の露光で全解像度での撮像が可能な電子シャッター機構を有し、前記移動開始位置から前記移動終了位置へ移動して前記電子部品を撮像後、前記移動終了位置に留まり、次の電子部品を前記移動終了位置から前記移動開始位置に移動して撮像することを特徴とする電子部品撮像方法。
【請求項３】
各駆動手段によりＸ、Ｙ、Ｚ方向への任意の移動とθ方向への任意の回転を行なう吸着ノズルと、該吸着ノズルの先端部に吸着保持された電子部品の保持状態を移動して撮像する撮像手段と、該撮像手段により得られた画像情報を処理し、その測定値に基づき、前記電子部品の装着位置を補正して基板に装着する電子部品装着装置において、
前記撮像手段は、一回の露光で全解像度での撮像が可能な電子シャッター機構を有し、撮像後は移動開始位置に戻ることを特徴とする電子部品装着装置。
【請求項４】
各駆動手段によりＸ、Ｙ、Ｚ方向への任意の移動とθ方向への任意の回転を行なう吸着ノズルと、該吸着ノズルの先端部に吸着保持された電子部品の保持状態を移動して撮像する撮像手段と、該撮像手段により得られた画像情報を処理し、その測定値に基づき、前記電子部品の装着位置を補正して基板に装着する電子部品装着装置において、
前記撮像手段は、一回の露光で全解像度での撮像が可能な電子シャッター機構を有し、撮像後は移動後の位置に留まり、次の電子部品を前記移動後の位置より移動開始して撮像することを特徴とする電子部品装着装置。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像手段による電子部品の画像認識を安定よくかつ確実に行なうことができ、しかも、電子部品の高速処理を行なうことができる電子部品撮像方法および電子部品装着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、物品の検査等において、ＣＣＤカメラを用いた画像認識によって検査用の測定値を得ることが知られているもので、更には、電子部品の組み立てや装着を行なう業界にあっても、これらの測定手段は電子部品装着装置に組み込まれている。
【０００３】
この電子部品装着装置にあっては、精度の高い電子部品装着を行なうために、電子部品が吸着ノズルに吸着保持されて実装部へ移動する間に、該電子部品をＣＣＤカメラにより撮像して、取り込んだその画像情報を電気信号に変換し、画像処理して所定の測定値を得ていた。
【０００４】
そして、この測定値に基づいてあらかじめ定められた情報と異なるときは、電子部品の移動中に、装着位置を補正して該電子部品はプリント基板に装着されていた。
【０００５】
このＣＣＤカメラによる電子部品の撮像は、誤差の少ない高い精度の画像を得るためには、所定以上の光量を有する照明装置を用いることが必要であって、一般的には、ストロボによる閃光やハロゲンランプによる連続点灯等の手段が使用されていた。
【０００６】
しかし、これらストロボやハロゲンランプは、その寿命が短く、電子部品装着装置にあって連続した長時間に対し、継続した安定光量が得られないもので、やむなく頻繁にその電球を交換する必要があった。
【０００７】
特に、ハロゲンランプは、高価であると共に、その構成上、照明装置全体が大型化して、比較的各機構が密集する電子部品装着装置にあっては、その設置スペースにゆとりがないものでこの装置は十分に利用できない。
【０００８】
一方、電子部品の撮像に使用される従来のＣＣＤカメラは、そのカメラにシャッター機能を有しない場合、移動中の物品ｂを撮像すると、図７（ａ）に示すように、丸１における電子部品ｂは、丸２に示すように奇数部（ＯＤＤ）の走査線を露光した後、丸３に示すように偶数部（ＥＶＥＮ）の走査線を露光するため、時間的な画像ブレを生じて、丸４に示すように、フレーム画像がブレてしまう欠点を有するものであった。
【０００９】
また、シャッター機能を有する通常のカメラにより、移動中の電子部品ｂを撮像した場合でも、図７（ｂ）に示すように、丸１における電子部品ｂは、丸２に示すように奇数部（ＯＤＤ）の走査線しか露光しないため、丸３に示すように偶数部（ＥＶＥＮ）の露光はなく、丸４に示すように、解像度が半分の画像になってしまうものであるため、いずれの場合においても正確な電子部品ｂの画像情報を得ることができなかった。
【００１０】
更に、従来のＣＣＤカメラでのビデオ信号出力は単線であって、図８に示すように、奇数部（ＯＤＤ）のビデオ信号を出力した後に、偶数部（ＥＶＥＮ）のビデオ信号を出力していたため、複線でビデオ信号出力が可能なカメラと比べて、画像取り込み時間（画像出力時間）が二倍必要となる。
【００１１】
そのため、電子部品ｂの画像認識のための時間が長くなり、電子部品ｂの装着タクト時間を短縮させて、電子部品装着装置全体の稼働を高速化させる大きな目的が達成されない。等の様々な問題点を有するものであった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
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、発光ダイオードからなる照明手段により停止状態または移動状態にある電子部品を瞬間的に照明して、この照明時の電子部品を撮像手段により撮像して画像情報を得るものであって、照明手段による照明は、前記発光ダイオードに対して、該発光ダイオードの定格電流値以上の電流を供給して、この発光ダイオードの持つ定格電流値の光量より多い光量を得ることにより、撮像手段による電子部品の画像認識を安定よくかつ確実に行なうことができ、照明手段を低コストにより長寿命化を達成させることができる電子部品撮像方法および電子部品装着装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記した目的を達成するための本発明の手段は、駆動手段によりＸ、Ｙ、Ｚ方向への任意の移動とθ方向への任意の回転を行なう吸着ノズルと、移動開始位置から移動終了位置の往路とその逆の復路を移動可能な撮像手段とを備え、前記撮像手段で前記往復路のいずれかで電子部品を撮像して画像情報を得る電子部品撮像方法において、
前記撮像手段は、一回の露光で全解像度での撮像が可能な電子シャッター機構を有し、前記移動開始位置から前記移動終了位置へ移動して前記電子部品を撮像後、前記移動開始位置に戻り、次の電子部品を前記移動開始位置から前記移動終了位置へ移動して撮像する物品撮像方法にある。
【００１４】
また、駆動手段によりＸ、Ｙ、Ｚ方向への任意の移動とθ方向への任意の回転を行なう吸着ノズルと、移動開始位置から移動終了位置の往路とその逆の復路を移動可能な撮像手段とを備え、前記撮像手段で前記往復路のいずれかで電子部品を撮像して画像情報を得る電子部品撮像方法において、
前記撮像手段は、一回の露光で全解像度での撮像が可能な電子シャッター機構を有し、前記移動開始位置から前記移動終了位置へ移動して前記電子部品を撮像後、前記移動終了位置に留まり、次の電子部品を前記移動終了位置から前記移動開始位置に移動して撮像する電子部品撮像方法にある。
【００１５】
前記した目的を達成するための本発明の手段は、各駆動手段によりＸ、Ｙ、Ｚ方向への任意の移動とθ方向への任意の回転を行なう吸着ノズルと、該吸着ノズルの先端部に吸着保持された電子部品の保持状態を移動して撮像する撮像手段と、該撮像手段により得られた画像情報を処理し、その測定値に基づき、前記電子部品の装着位置を補正して基板に装着する電子部品装着装置において、
前記撮像手段は、一回の露光で全解像度での撮像が可能な電子シャッター機構を有し、撮像後は移動開始位置に戻る電子部品装着装置の構成にある。
【００１６】
また、各駆動手段によりＸ、Ｙ、Ｚ方向への任意の移動とθ方向への任意の回転を行なう吸着ノズルと、該吸着ノズルの先端部に吸着保持された電子部品の保持状態を移動して撮像する撮像手段と、該撮像手段により得られた画像情報を処理し、その測定値に基づき、前記電子部品の装着位置を補正して基板に装着する電子部品装着装置において、
前記撮像手段は、一回の露光で全解像度での撮像が可能な電子シャッター機構を有し、撮像後は移動後の位置に留まり、次の電子部品を前記移動後の位置より移動開始して撮像する電子部品装着装置の構成にある。
【発明の効果】
【００１７】
前述したように本発明は、撮像手段の照明用として用いられた発光ダイオードへ瞬間的に多くの電流を流すことにより、定格電流値以上の多くの光量を得ることができる。
【００１８】
また、照明手段に発光ダイオードを用いることで、該照明手段の寿命も長くなり、照明手段自体の構成をコンパクトに製作できて、取付スペースの狭いところでも対応する。
【００１９】
特に、前記した照明手段を用いることによって撮像手段の電子部品の画像撮像は、この撮像手段が電子部品の下方を移動中において、すなわち、撮像手段が停止することなく一連の連続した移動状態の中でその作業を行なうことができるもので、画像読取工程が大幅に短縮され、吸着ノズルに吸着保持された電子部品の画像処理における位置計測の際の撮像工程が大幅に高速化される。
【００２０】
前記撮像手段による電子部品の撮像および画像処理による位置計測は、吸着ノズルが供給部において電子部品を吸着保持してから、機体内の実装部へ移動する過程において全て終了するため、電子部品のタクト時間の大幅な短縮化の目的が達成される。
【００２１】
撮像手段は、光像入射手段によって間接的に映し出される電子部品の画像を撮像するするので、撮像手段の高さ方向の寸法を小さくすることができ、Ｚ軸の移動距離を短くすることができる。したがって、電子部品の装着時間の短縮が可能となる。等の格別な効果を奏するものである。
【実施例】
【００２２】
次に、本発明に関する物品撮像方法および電子部品装着装置の実施の一例を図面に基づいて説明する。
【００２３】
図１および図３においてＡは、本発明実施例の物品撮像方法を採用した物品撮像装置で、撮像手段１と、照明手段２とからなる。
【００２４】
なお、図１において３は、物品ｂを一方向から他方向へ連続して所定速度で移送するベルトコンベア等の移送手段である。
【００２５】
そして、前記した撮像手段１は、ＣＣＤ（電荷結合素子）を用いた電子カメラを用いて、光映像信号を電気信号に変換し、物品ｂの画像情報を得るもので、シャッター機能を備えていれば、後記する照明手段２によって外乱光の悪影響を低く抑えることができるものであって、その電子シャッタースピードは、カメラの設定により任意に変換し得るものであるが、１／６０〜１／１００，０００秒程度の範囲に露光時間が制御されるものであり、好ましくは、１／１，０００〜１／１０，０００秒程度が適当である。
【００２６】
この得られた画像信号は、画像処理手段４に送られて、あらかじめ入力された定められた数値と比較演算されて、物品ｂの所望の認識がなされる。
【００２７】
前記した照明手段２は、停止状態または移動状態にある物品ｂを瞬間的（閃光状）に照明して、撮像手段１による物品ｂの撮像精度を可及的に向上させるもので、一個または多数個群からなる発光ダイオードを用いる。
【００２８】
この発光ダイオードの閃光時間は、撮像手段１の電子シャッタースピードによる露光時間以内に閃光するもので、この閃光時間を調整することにより該照明手段２の光量調整が可能となる。
【００２９】
該発光ダイオードの光量は、この発光ダイオードに流れる電流値が大きい程光量が多く得られるが、通常、１０〜２０ｍＡ（定格電流値であって、それぞれの発光ダイオードによって異なる。）の電流しか流れない。
【００３０】
しかし、発光ダイオードにおける閃光時間のデューティ比が１／１０程度であれば、同じ発光ダイオードに対して１００ｍＡ程度までの電流を流すことが可能となり、通常（定格電流値における）発光時の１０倍程度の光量が得られることとなる。
【００３１】
すなわち、図２において丸１に示すように、発光ダイオードの閃光が、その非閃光時と同一サイクルであると、デューティ比が１／２となって、次の閃光のための間合いがきわめて短くなり、発光ダイオードに対して定格電流値以下の電流しか流すことができず、したがって、定格電流値による光量以上の光量は得られない。
【００３２】
しかし、図２において丸２，丸３に示すように、所定の間隔で発光ダイオードが閃光するように設定すれば、そのデューティ比は１／１０，１／２４となって、一回の発光ダイオードの閃光に対して、定格電流値の１０倍程度の電流（パルス許容順電流）を流すことができるもので、これによって大きな光量で閃光されることになる。
【００３３】
なお、前記したデューティ比は、図２に示される丸４図において、「パルス幅ｆ／繰り返し周期ｇ」により求められるもので、この発光ダイオードに流されるパルス許容順電流ｅは、パルス幅ｆやデューティ比などの駆動条件によってその許容値が異なるものであって、定められた特性図により求められる。
【００３４】
したがって、前記のように構成される本発明実施例は、以下に述べる作用を奏する。
【００３５】
図１に示すように、移送手段３上に物品ｂを供給し、所定速度で該移送手段３を運転させて、物品ｂが撮像手段１の撮像位置に達したことを検出手段５が検知すると、トリガー信号を発する。
【００３６】
このトリガー信号は、制御手段６を介して撮像手段１および該撮像手段１と同調する照明手段２へ送信され、発光ダイオードの閃光と共に撮像手段１の電子シャッターが作動する。
【００３７】
このとき、発光ダイオードの閃光時間は、撮像手段１の露光時間内で閃光するように設定されているため、十分な光量が得られる。
【００３８】
これにより、ＣＣＤカメラには物品ｂの画像が取り込まれ、その電気信号が画像処理手段４へ送られ、所定の画像処理が行なわれて物品ｂの所望の認識がなされるもので、制御手段６に送信されて次工程に備える。
【００３９】
このとき、照明手段２による照明は、その発光ダイオードに対して、該発光ダイオードの定格電流値以上の電流が供給され、これによって、この発光ダイオードの持つ定格電流値の光量より多い光量を得ることができるので、物品ｂを撮像するための十分な照明がなされる。
【００４０】
図３において示す物品撮像装置Ａは、撮像手段１および照明手段２がロボット７の可動アーム８に取り付けられた例を示すもので、停止状態または移動状態にある物品ｂの画像を取り込むものであって、その作用・効果は前述した図１に示す物品撮像装置Ａと同様に奏されるものであり、また、ロボット７の可動アーム８が移動中であっても同様に撮像される。
【００４１】
なお、本物品撮像装置Ａにあっては、前記した撮像手段１および照明手段２の構成を有する装置であれば、例示しない他の様々な態様に応用できることはもちろんのことである。
【００４２】
また、本発明実施例における撮像手段１は、フルフレームで撮影可能なシャッター機能を有するカメラを用いることで、高速に移動中の物品ｂ（高速に撮像手段１が移動する場合であっても同様）に対しても解像度の高い画像を撮像することができる。
【００４３】
すなわち、一般的なＮＴＳＣ信号方式（テレビジョン信号の規格）によれば、テレビの画面はインターレース走査（飛び越し走査）を行なっており、垂直同期周波数は、人間の目に対して画面全体のフリッカ（ちらつき）が気にならない約６０ＨＺに定められ、水平同期周波数は、垂直同期周波数の２６２．５（５２５／２）倍に決められている。
【００４４】
いわゆる、テレビジョンでは、人間の目の錯覚を利用してフィールド画像（半分の解像度の画像）を、時間的にずらして奇数部（ＯＤＤ）と偶数部（ＥＶＥＮ）とを交互に表示するインターレース走査方式により、フレーム画像（一枚の画像）を表示している。
【００４５】
そのため、前記した従来の技術において述べたように、シャッター機能を有しない通常のカメラで、移動中の物品ｂを撮像すると、図７（ａ）に示すように、丸１における物品ｂは、丸２に示すように奇数部（ＯＤＤ）の走査線を撮像時間１／６０秒で露光した後、丸３に示すように偶数部（ＥＶＥＮ）の走査線を撮像時間１／６０秒で露光する、時間的経過が伴う二度の露光がなされているもので、この二度の露光で合計１／３０秒かかることになる。
【００４６】
そのため、図７（ａ）に示すように、一度目と二度目の露光とに時間的な誤差を生じ、この誤差が画像ブレを生じさせて、丸４に示すように、フレーム画像がブレてしまう。
【００４７】
また、シャッター機能を有する通常のカメラにより、移動中の物品ｂを撮像すると、図７（ｂ）に示すように、丸１における物品ｂは、丸２に示すように奇数部（ＯＤＤ）の走査線しか露光しないため、縦方向の解像度がＣＣＤ本来の半分しか使用できず、丸３に示すように偶数部（ＥＶＥＮ）の露光はなくなって、丸４に示すように、解像度が半分の画像（フィールド画像）になる。
【００４８】
しかしながら、本発明実施例の撮像手段１における一回の露光によりＣＣＤカメラの全解像度での撮像が可能となる、いわゆる、フルフレームシャッターカメラを用いて、移動中の物品ｂを撮像すると、図７（ｃ）に示すように、丸１における物品ｂは、丸２に示すように奇数部（ＯＤＤ）と偶数部（ＥＶＥＮ）の露光が同時に行われる。
【００４９】
すなわち、垂直同期信号周期は、約１／６０ＨＺとなり、全画素情報を読み出す撮像時間が、ＮＴＳＣ信号方式の垂直同期信号周期に準拠した１／６０秒となって、一回の露光によりＣＣＤカメラの全解像度での撮像が可能となる。
【００５０】
そのために、時間的なブレが最小限に抑えられ、図７（ｃ）において丸４に示すように、高速に移動中の物品ｂに対して、高い解像度の画像を撮像することができる。
【００５１】
更に、このフルフレームシャッターカメラは、図８（ｂ） に示すように、ビデオ信号出力が複線（奇数部と偶数部別）で同時に出力可能であるため、画像取り込み時間（画像出力時間）を従来カメラの半分の時間にすることができ、撮像工程の高速化が達成される。
【００５２】
次に、本発明実施例の物品撮像方法を採用した電子部品装着装置Ｗを、図４〜図６および図１３を参照して説明する。
【００５３】
この電子部品装着装置Ｗは、図４に示すように、物品であるチップ部品やＩＣ部品等の電子部品ｂを、その供給部ｍより受け取って実装部ｎへ移送し、その実装部ｎにおけるプリント基板ｃ上に対して所定箇所へ所定部品を装着する。
【００５４】
その装着位置は、慣用のコンピュータ等による制御手段６へ入力したあらかじめ定められたプログラムにしたがって高精度に得られるもので、Ｘ軸およびＹ軸方向へ任意に移動する装着ヘッド１０および該装着ヘッド１０に、Ｚ軸方向へ任意に移動し、かつ、任意のθ角（回転角）が得られる吸着ノズル１１を備えている。
【００５５】
なお、前記した電子部品ｂの供給部ｍは、図４に示すように、トレーに多数の電子部品ｂが載置されたものや、同図において仮想線で示すように、所定並列で多数並べ設けたテープフィーダＭ等が用いられるもので、これらが機体１２に設けられる。
【００５６】
そして、その詳細な構成は、機体１２へ取り付けて進退手段１３により前後方向（Ｙ軸）へ任意に移動する進退体１４と、この進退体１４に取り付けて移動手段１５により左右方向（Ｘ軸）へ任意に移動する可動体１６と、この可動体１６へ係合した装着ヘッド１０に昇降手段１７により昇降自在に吸着ノズル１１を取り付けてあると共に、回転手段１８により縦軸方向を中心として任意のθ角（回転角）を回転自在としてあるもので、それぞれの駆動のための手段１３および１５，１７，１８は数値制御可能なサーボモータ等により高精度で作動される。
【００５７】
なお、この装着ヘッド１０は、電子部品ｂの上面を吸着する吸着ノズル式や、その外周を把持するチャッキング式等が付設されているもので、単ヘッドであってもかまわないが、図４あるいは図６に示すように、複数ヘッドに構成すれば、電子部品ｂの装着効率等が向上する。
【００５８】
本実施例においては吸着ノズル式について示すものであって、該装着ヘッド１０の下端部に吸着ノズル１１が着脱自在に取り付けられる。
【００５９】
そして、可動体１６または装着ヘッド１０には、物品撮像装置Ａにおける撮像手段１および照明手段２が、一方向（往復も含む）へ、すなわち、複数ヘッドの場合は、該装着ヘッド１０の一側において数値制御可能なサーボモータ等により制御される往復手段２０により、取付体２１を介して装着ヘッド１０の並列方向に平行移動可能に取り付けられている。
【００６０】
この撮像手段１は、装着ヘッド１０により、機体１２における供給部ｍから取り出された電子部品ｂの吸着姿勢を撮像・計測するもので、視覚センサ２２と、光像入射手段２３とにより構成される。
【００６１】
このうち、視覚センサ２２は、略水平の取付体２１の一側に取り付けられ、装着ヘッド１０に保持された電子部品ｂに対して側方に配設されるもので、ＣＣＤ（電荷結合素子）を用いた電子カメラを用いて、光映像信号を電気信号に変換して、電子部品ｂの画像情報を得るものであって、このＣＣＤカメラにシャッター機能を備えていれば、後記する照明手段２によって外乱光の悪影響を低く抑えることができるもので、その電子シャッタースピードは、カメラの設定により任意に変換し得るものであるが、１／６０〜１／１００，０００秒程度の範囲に露光時間が制御されるものであり、好ましくは、１／１，０００〜１／１０，０００秒程度が適当である。
【００６２】
この得られた画像信号は、画像処理手段４に送られて、あらかじめ入力された定められた数値と比較演算されて、電子部品ｂの所望の認識がなされる。
【００６３】
なお、前記した画像認識にあっては、吸着保持された電子部品ｂの全体のサイズや全体の前後左右方向の位置，電子部品ｂの回転角（θ角），リードピッチ，リード曲がり，リード本数等の各チェックを行なうもので、位置補正の結果、後記する制御手段６により電子部品ｂの中心位置がプリント基板ｃにおける載置位置の中心、すなわち、定められた正しい位置に合致するようにする。
【００６４】
前記した光像入射手段２３は、視覚センサ２２に対応して取付体２１の他側において装着ヘッド１０の電子部品ｂの真下において、この取付体２１の移動軌跡上に取り付けられているもので、プリズムや表面蒸着ミラーを用いるものであって、該光射面は、視覚センサ２２と吸着ノズル１１に吸着された電子部品ｂの下面へそれぞれ対応している。
【００６５】
この光像入射手段２３によって間接的に映し出される電子部品の画像を撮像することにより、視覚センサ２２の高さ方向の寸法を短くすることができて、電子部品装着装置Ａ全体をコンパクトに製作できる。
【００６６】
この光像入射手段２３において、表面蒸着ミラーを用いた場合には、プリズムに比べて安価で場所を取らない利点があり、プリズムを用いた場合には、表面蒸着ミラーより反射率が高くより鮮明の画質が得られる。
【００６７】
また、該光像入射手段２３は、図９（ａ）に示すように、一個設けることで視覚センサ２２の露光方向は水平となり、図９（ｂ）に示すように、二個設けることで視覚センサ２２の露光方向は垂直となる。
【００６８】
前記した照明手段２は、停止状態または移動状態にある電子部品ｂを瞬間的（閃光状）に照明して、撮像手段１による物品ｂの撮像精度を可及的に向上させるもので、一個または多数個群からなる発光ダイオードを用いるものであって、図５および図６に示すように、撮像手段１における光像入射手段２３の上部へ取付部材２９により固着してある。
【００６９】
この発光ダイオードの閃光時間は、撮像手段１の電子シャッタースピードによる露光時間以内に閃光するもので、この閃光時間を調整することにより該照明手段２の光量調整が可能となる。
【００７０】
また、発光ダイオードの光量は、該発光ダイオードに流れる電流値が大きい程光量が多く得られるが、通常、１０〜２０ｍＡ（定格電流値であって、それぞれの発光ダイオードによって異なる。）の電流しか流れない。
【００７１】
しかし、発光ダイオードにおける閃光時間のデューティ比（１サイクル中の信号期間の比率）が１／１０以下であれば、同じ発光ダイオードに対して１００ｍＡ程度までの電流を流すことが可能となり、通常（定格電流値における）発光時の１０倍程度の光量が得られることとなる。
【００７２】
すなわち、図２において丸１に示すように、発光ダイオードの閃光が、その非閃光時と同一サイクルであると、デューティ比が１／２となって、次の閃光のための間合いがきわめて短くなり、発光ダイオードに対して定格電流値以下の電流しか流すことができず、したがって、定格電流値による光量以上の光量は得られない。
【００７３】
しかし、図２において丸２，丸３に示すように、所定の間隔で発光ダイオードが閃光するように設定すれば、そのデューティ比は１／１０，１／２４となって、一回の発光ダイオードの閃光に対して、定格電流値の１０倍程度の電流を流すことができるもので、大きな光量で閃光することになる。
【００７４】
なお、前記したデューティ比は、図２に示される丸４図において、「パルス幅ｆ／繰り返し周期ｇ」により求められるもので、この発光ダイオードに流されるパルス許容順電流ｅは、パルス幅ｆやデューティ比などの駆動条件によってその許容値が異なるものであって、定められた特性図により求められる。
【００７５】
なお、制御手段６は、撮像手段１の検出信号を受けて、あらかじめ定められたデータに基づいて演算し、前記各手段１３，１５，１７，１８あるいは往復手段２０を個別に任意に制御するもので、慣用のコンピュータが用いられる。
【００７６】
また、撮像手段１の撮像位置および照明手段２の閃光位置（撮像位置と同位置）を規制する位置検出部材２５が設けられているものであって、例えば、光電管や近接スイッチ等が用いられるもので、可動体１６へ、各装着ヘッド１０に対応させて、それぞれ撮像手段１の撮像位置すなわち照明手段２の閃光位置に検出子２６を取り付け、この検出子２６に対応する検出体２７を取付体２１に設けてある。
【００７７】
したがって、前記のように構成される本発明実施例の電子部品装着装置Ｗは、以下に述べる作用を奏する。
【００７８】
プリント基板ｃ上には、電子部品ｂがそれぞれ所定箇所へ所定個数が装着されるもので、この作業にあっては、これら設定値や動作順序等があらかじめ、制御手段６へ定められた各データをプログラムしてある。
【００７９】
そして、その電子部品ｂの装着は、各駆動手段である進退手段１３および移動手段１５，昇降手段１７，回転手段１８を操作して、電子部品ｂの供給部ｍへ装着ヘッド１０を移動させて該電子部品ｂを吸着保持する。
【００８０】
すると、装着ヘッド１０に取り付けられている往復手段２０が作動して、取付体２１に具備された該撮像手段１が照明手段２と共に、装着ヘッド１０に対して左右方向（図６において矢印ｐ方向）へ移動する。
【００８１】
そして、位置検出部材２５における検出体２７が撮像手段１の撮像位置である検出子２６に対応すると、該撮像位置に達したことを検知し、トリガー信号を発して、照明手段２における発光ダイオードに給電されると共に、撮像手段１の電子シャッターが作動し、光像入射手段２３を介して視覚センサ２２によって画像認識として取り込み、画像処理手段４および制御手段６へ送信する。
【００８２】
このとき、発光ダイオードの閃光時間は、撮像手段１の露光時間内で閃光するように設定されている。
【００８３】
また、照明手段２による照明は、その発光ダイオードに対して、該発光ダイオードの定格電流値以上の電流が供給され、これによって、この発光ダイオードの持つ定格電流値の光量より多い光量を得ることができるので、物品ｂを撮像するための十分な照明がなされる。
【００８４】
なお、撮像手段１の撮像動作は、該撮像手段１が停止状態または移動状態のどちらの状態であっても構わないものであるが、停止することのない移動状態であれば、その分時間的ロスがなく、高速の電子部品ｂの装着が可能となる。
【００８５】
更には、撮像手段１が、その都度、吸着保持されている電子部品ｂに対応して停止すると、慣性力等の作用により往復手段２０や撮像手段１等に振動が発生するため、この振動の静鎮時間（そのままであると画像ブレを生ずる）が必要となるが、撮像手段１が停止することのない移動状態であれば、振動の発生が解消されて待機時間が全くなくなり、一層のタクト時間の短縮が計れる。
【００８６】
これに伴って、制御手段６においては前記計測による信号とあらかじめ入力したデータとに基づいて演算が行なわれ、この電子部品ｂの画像情報処理を行なって補正数値を得る。
【００８７】
このようにして、図４，図６に示すように４ヘッド式の場合には、残りの３へッド１０に対して同様の工程を経て、各装着ヘッド１０に取り付けられた吸着ノズル１１に吸着保持された電子部品ｂの撮像位置において撮像手段１が停止することなく、一連の連続動作によって、画像処理手段４および制御手段６において補正処理が行われる。
【００８８】
これらの作業は、吸着ノズル１１が供給部ｍにおいて電子部品ｂを吸着保持してから、機体１２内の実装部ｎへ移動する過程において全て終了し、該実装部ｎに到達したときには、直ちにプリント基板ｃへの電子部品ｂの装着が行なえるため、タクトタイムのロスが全くない。
【００８９】
次に、この電子部品装着装置Ｗにおける撮像手段１に、前記において詳述したフルフレームで撮像可能なシャッター機能を備えたカメラ（視覚センサ２２）を用いた場合の作用を、図５および図１０に示すブロック図および図１１，１２に示すフローチャート図を参照して説明する。
【００９０】
まず、電子部品装着装置Ｗが稼働を開始すると、制御手段６の信号により各駆動手段１３，１５，１７，１８が作動して、取付体２１に設けた複数の装着ヘッド１０群が供給部ｍへ移動し、希望する電子部品ｂをその吸着ノズル１１により吸着保持する。
【００９１】
このとき、複数の吸着ノズル１１に対しては、その全て、または必要箇所において、あるいは必要個数の吸着ノズル１１に電子部品ｂが吸着保持される。
【００９２】
すると、装着ヘッド１０は、供給部ｍから実装部ｎへそのＸＹ軸方向へ移動するもので、該装着ヘッド１０に取り付けられている往復手段２０が作動して、取付体２１に具備された該撮像手段１が照明手段２と共に、装着ヘッド１０に対して左右方向（図６において矢印ｐ方向）へ移動する。
【００９３】
そして、位置検出部材２５における検出体２７が撮像手段１の撮像位置である検出子２６に対応すると、該撮像位置に達したことを検知し、このとき、外部からの画像取り込みタイミングに合わせたトリガー信号がランダムシャッター発生回路に入力される（割り込み処理）。
【００９４】
このランダムシャッター発生回路では、トリガー信号の入力により同期信号発生回路の一部の信号をリセットして、外部トリガー信号に同期して再スタートをかける。
【００９５】
このとき、照明手段２における発光ダイオードに給電されると共に、撮像手段１のフルフレームシャッターが作動し、光像入射手段２３を介して視覚センサ２２（ＣＣＤカメラ）によって画像情報として取り込まれるもので、同期信号発生回路ではＣＣＤカメラの駆動に必要な垂直同期信号や水平同期信号が作り出されてタイミング発生回路に送られる。
【００９６】
そして、ＣＣＤドライバーで作り出された信号はＣＣＤカメラ（視覚センサ２２）へ送信され、該ＣＣＤカメラにおいてＯＤＤ（奇数フィールド）とＥＶＥＮ（偶数フィールド）とが同時に出力されて、電子部品ｂの全画素の読み出しがなされ、ビデオアンプおよびビデオ信号処理回路を経て、それぞれのＯＤＤビデオ信号，ＥＶＥＮビデオ信号が同時に出力されて、画像処理手段４および制御手段６へ送信される。
【００９７】
なお、図１０において、ＣＣＤの読み出しタイミング信号は、ＣＣＤカメラから出力されたビデオ信号を読み出すタイミング、またはその期間を示す信号であり、また、クロック信号は、ＣＣＤカメラから出力されたビデオ信号を読み出す信号の元となる同期信号である。
【００９８】
制御手段６では、前記の工程により撮像手段１により得られた電子部品ｂの画像情報に基づいて、あらかじめ、この制御手段６に入力されている電子部品ｂの装着情報と比較演算し、その結果、位置ズレがある場合は、その補正量を電子部品装着装置Ｗにおける各手段１３，１５，１７，１８等を数値制御して、吸着ノズル１１に吸着保持されている電子部品ｂの保持状態を修正し、定められた実装部ｎの基板ｃの装着位置に達するまでに、その全ての補正作業を終了させる。
【００９９】
この撮像手段１の電子部品ｂの画像撮像は、該撮像手段１が往復手段２０による電子部品ｂの下方を移動する間において、すなわち、撮像手段１が停止することなく一連の連続した移動状態の中で、その撮像作業を行なうことができるもので、画像読取工程が大幅に短縮されると共に、前記した照明手段２との協動による相乗効果により、吸着ノズルに吸着保持された電子部品ｂの画像処理における位置計測の際の撮像工程が大幅に高速化され、その結果、電子部品ｂの装着タクト時間の大幅な短縮化の目的が達成される。
【０１００】
また、複数の装着ヘッド１０からなる場合は、図１３に示すように、撮像手段１の全移動工程ｈにおいて、その待機位置から移動終了位置への往復手段２０による移動は、移動量ゼロの状態から加速され、所定の速度に達したら等速度でＮＯ１の装着ヘッド１０からＮＯ４の装着ヘッド１０へと撮像工程を行ないつつ移動するもので、撮像が終了すれば減速の後、吸着ノズル１１による電子部品ｂの装着動作が妨げとならない位置に停止する。
【０１０１】
このとき、撮像手段１は直ちに往路におけるスタート位置に戻ってもよいが、次の電子部品ｂの吸着保持の動作に対応して、移動終了位置すなわち待機位置から復路の移動終了位置へ、前記移動工程を行ないつつ移動してもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】本発明に関する物品撮像方法を採用した物品撮像装置の実施の第一例を示す概略の斜視図である。
【図２】図１における物品撮像装置の照明手段のデューティ比の各例を示す説明図である。
【図３】本発明に関する物品撮像方法を採用した物品撮像装置の実施の第二例を示す概略の斜視図である。
【図４】本発明に関する物品撮像方法を採用した電子部品装着装置の実施の一例を示す概略の平面図である。
【図５】図４における概略的な側面図である。
【図６】図４における概略的な斜視図である。
【図７】本発明に関する物品撮像方法における撮像手段にフルフレームシャッターカメラを用いた場合の説明図である。
【図８】図７における撮像手段のビデオ信号の出力状態を示す説明図で、（ａ）は従来例を、（ｂ）は本発明実施例をそれぞれ示す。
【図９】図６における撮像手段の光像入射手段の各例を示す説明図である。
【図１０】図６における撮像手段の撮像工程を示すブロック図である。
【図１１】図６における撮像手段の撮像工程の撮像開始を示すフローチャート図である。
【図１２】図６における撮像手段の撮像工程を示すフローチャート図である。
【図１３】図６における撮像手段の撮像工程を示すその動作の説明図である。
【符号の説明】
【０１０３】
Ｗ 電子部品装着装置
ｂ 物品，電子部品
ｃ プリント基板
ｍ 供給部
ｎ 実装部
１ 撮像手段
２ 照明手段
１３，１５，１７，１８ 駆動手段
２２ 視覚センサー（ＣＣＤカメラ）
２３ 光像入射手段
【出願人】 【識別番号】００００１００７６
【氏名又は名称】ヤマハ発動機株式会社
【住所又は居所】静岡県磐田市新貝２５００番地
【出願日】 平成１７年４月８日（２００５．４．８）
【代理人】 【識別番号】１００１１６１５９
【弁理士】
【氏名又は名称】玉城 信一
【公開番号】 特開２００５−２５２２９２（Ｐ２００５−２５２２９２Ａ）
【公開日】 平成１７年９月１５日（２００５．９．１５）
【出願番号】 特願２００５−１１２１１９（Ｐ２００５−１１２１１９）