JP2002197447A - 画像読み取り装置および画像読み取り方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 画像読み取り時間を短縮するとともに画質の
均一な画像を得ることができる画像読み取り装置および
画像読み取り方法を提供すること。 【解決手段】 複数の画素を一列に配置したラインセン
サ１４によって撮像対象物の電子部品Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ
を撮像する際に、各電子部品について設定された画像取
込領域Ａａ，Ａｂ，Ａｃに基づいて画像信号を出力すべ
き画素を特定する画素選択情報を生成し、この画素選択
情報に基づいて電子部品を保持した移載ヘッド８のライ
ンセンサ１４に対するスキャン速度Ｖを設定することに
より、画像読み取りの効率を向上させることができ、さ
らには設定されたスキャン速度Ｖに応じて、出力された
画像信号を補正するゲインＧの値を補正する。これによ
り、画素の露光時間の過不足に起因する画質の変化を補
正した画像を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ラインセンサによ
って撮像対象の画像を読み取る画像読み取り装置および
画像読み取り方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子部品実装装置などにおいて電子部品
の位置認識を画像処理により行うための撮像手段とし
て、ラインセンサが知られている。このラインセンサは
受光量に応じた電荷を蓄える光電変換素子を備えた画素
を列状に配列したものである。ラインセンサ上に光学系
により撮像対象物の光学画像を結像させると、各画素に
は対象物の光学画像に対応する電荷が蓄えられる。そし
て各画素の電荷を電気信号として順次出力させることに
より、画素の配列方向、すなわち主走査方向の１次元画
像データを得ることができる。そして電子部品を主走査
方向と直交する副走査方法に相対移動させて得られた複
数の１次元画像データを並列させることにより、所望の
２次元画像データを求めるものである。

【０００３】このラインセンサとして、従来より用いら
れているＣＣＤラインセンサに替えて、ＣＭＯＳ型のラ
インセンサが用いられるようになっている。このＣＭＯ
Ｓ型のラインセンサでは、主走査方向に配列された画素
のうちの任意に設定された特定画素からのみ画像信号を
出力させることができることから、撮像視野中の画像取
込領域に対応した画素からのみ画像信号を出力させるこ
とができ、画像読み取り時間を短縮することができると
いう利点がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記ＣＭＯ
Ｓ型のラインセンサで撮像を行う場合には、撮像方法の
特性に起因して以下のような問題点があった。前述のよ
うに、ＣＭＯＳ型のラインセンサでは、画像取込領域に
対応した画素からのみ画像信号が出力されることから、
画像取込領域の主走査方向のサイズが異なれば画像信号
を出力させるのに要する時間が異なる。このため画像読
み取りを効率よく行うためには、副走査方向の走査イン
ターバルを主走査方向のサイズに応じて変更して、でき
るだけ間断なく画像信号を出力させることが望ましい。

【０００５】しかしながら、副走査方向の走査インター
バルを変更すると、ラインセンサを構成する画素が露光
される時間に長短が生じる。そしてこの露光時間のばら
つきにより、同一画像内での明度の基準が定まらず画質
の均一な画像が得られない。このように任意読み出し型
のラインセンサを用いた従来の画像読み取り装置には、
効率のよい画像読みとりを行おうとすれば画質の均一な
画像を得ることができないという問題点があった。

【０００６】そこで本発明は、画像読み取り時間を短縮
するとともに画質の均一な画像を得ることができる画像
読み取り装置および画像読み取り方法を提供することを
目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の画像読み
取り装置は、複数の画素を一列に配置したカメラを撮像
対象物に対して画素の配列方向と交差する一方向に相対
的に移動させながら撮像対象の光学画像を読み取る画像
読み取り装置であって、前記撮像対象物に対して光を照
射する照明装置と、この撮像対象物をカメラに対して相
対的に移動させる相対移動機構と、前記複数の画素に個
別にアクセスして画像信号を出力させる画素選択部と、
画像信号を出力すべき画素を特定するために必要な情報
を含んだ画素選択情報を提供する画素選択情報提供手段
と、前記画素選択部を画素選択情報に基づいて制御する
ことにより所望の画素から画像信号を出力させる制御部
と、前記カメラによって撮像対象物を撮像する際の相対
移動速度を前記画素選択情報に基づいて設定する移動速
度設定部と、この移動速度設定部で設定された移動速度
に基づいて前記相対移動機構を駆動して撮像対象物をカ
メラに対して前記一方向へ相対的に移動させる駆動制御
部とを備えた。

【０００８】請求項２記載の画像読み取り装置は、請求
項１記載の画像読み取り装置であって、前記画素選択情
報は、少なくとも画素数を含む。

【０００９】請求項３記載の画像読み取り装置は、請求
項１記載の画像読み取り装置であって、前記画素選択情
報は、前記画素の配列方向における画像取込領域のサイ
ズを特定可能な情報である。

【００１０】請求項４記載の画像読み取り装置は、請求
項１記載の画像読み取り装置であって、前記相対移動速
度に応じて前記カメラから出力される画像信号を補正す
る補正手段を備えた。

【００１１】請求項５記載の画像読み取り装置は、請求
項４記載の画像読み取り装置であって、前記補正手段
は、少なくともゲインを補正することにより画像信号を
補正する。

【００１２】請求項６記載の画像読み取り装置は、請求
項１記載の画像読み取り装置であって、前記相対移動速
度に応じて前記照明装置の明るさを補正する明るさ補正
手段を備えた。

【００１３】請求項７記載の画像読み取り方法は、複数
の画素を一列に配置したカメラを撮像対象物に対して画
素の配列方向と交差する一方向に相対的に移動させなが
ら撮像対象の光学画像を複数の画素に結像させ、前記複
数の画素のうち画素選択情報で特定された画素から画像
信号を出力する画像読み取り方法であって、前記画素選
択情報に基づいて前記一方向への相対移動速度を設定す
る。

【００１４】請求項８記載の画像読み取り方法は、請求
項７記載の画像読み取り方法であって、前記画素選択情
報は、少なくとも画素数を含む。

【００１５】請求項９記載の画像読み取り方法は、請求
項７記載の画像読み取り方法であって、前記画素選択情
報は、前記画素の配列方向における画像取込領域のサイ
ズを特定可能な情報である。

【００１６】請求項１０記載の画像読み取り方法は、請
求項７記載の画像読み取り方法であって、前記画素選択
情報によって特定される画素数が増えると前記相対速度
を低速にし、画素数が少なくなると高速にする。

【００１７】請求項１１記載の画像読み取り方法は、請
求項７記載の画像読み取り方法であって、前記相対移動
速度に応じて前記カメラから出力される画像信号を補正
する。

【００１８】請求項１２記載の画像読み取り方法は、請
求項１１記載の画像読み取り方法であって、前記補正に
おいて、少なくともゲインを補正することにより画像信
号を補正する。

【００１９】請求項１３記載の画像読み取り方法は、請
求項７記載の画像読み取り方法であって、前記相対移動
速度の変更による画素の露光時間の過不足に起因する画
質の変化を少なくするために前記カメラから出力される
画像信号を補正する。

【００２０】請求項１４記載の画像読み取り方法は、請
求項７記載の画像読み取り方法であって、前記相対移動
速度に応じて撮像対象物を照明する照明装置の明るさを
補正する。

【００２１】請求項１５記載の画像読み取り方法は、請
求項１４記載の画像読み取り方法であって、前記相対移
動速度の変更による画素の露光時間の過不足に起因する
画質の変化を少なくするために前記照明装置の明るさを
補正する。

【００２２】本発明によれば、複数の画素を一列に配置
したカメラによって撮像対象物を撮像する際に、画像信
号を出力すべき画素を特定する画素選択情報に基づいて
撮像対象物のカメラに対する相対移動速度を設定するこ
とにより、画像読みとりの効率を向上させることがで
き、さらには設定された相対移動速度に応じて、出力さ
れた画像信号を補正、または照明装置の明るさを補正す
ることにより、画素の露光時間の過不足に起因する画質
の変化を補正した画像を得ることができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】（実施の形態１）図１は本発明の
実施の形態１の画像読み取り装置が組み込まれた電子部
品実装装置の斜視図、図２は本発明の実施の形態１の画
像読み取り装置の構成を示すブロック図、図３は本発明
の実施の形態１の画像読み取り装置のラインセンサの構
成図、図４は本発明の実施の形態１の画像読み取り装置
のラインセンサを構成する画素の構成図、図５は本発明
の実施の形態１の画像読み取り装置のラインセンサの機
能を説明するタイムチャート、図６は本発明の実施の形
態１の画像読み取り方法における選択画素数とスキャン
速度との関係を示すグラフ、図７は本発明の実施の形態
１の画像読み取り方法におけるスキャン速度とゲインと
の関係を示すグラフ、図８は本発明の実施の形態１の画
像読み取り方法のフロー図、図９は本発明の実施の形態
１の画像読み取り装置の画像取込領域とスキャン速度、
ゲインとの関係を示す図である。

【００２４】まず図１を参照して電子部品実装装置につ
いて説明する。図１において、基台１の中央部にはＸ方
向に搬送路２が配設されている。搬送路２は基板３を搬
送し位置決めする。搬送路２の両側には電子部品を供給
する部品供給部４が配設され、それぞれの部品供給部４
には多数個のテープフィーダ５が並設されている。テー
プフィーダ５はテープに保持された電子部品を収納し、
このテープをピッチ送りすることによりピックアップ位
置に電子部品を供給する。

【００２５】基台１上面の両側端部には２基のＹ軸テー
ブル６Ａ，６Ｂが並行に配設されており、Ｙ軸テーブル
６Ａ，６Ｂには移載ヘッド８が装着されたＸ軸テーブル
７が架設されている。移載ヘッド８は、下端部に電子部
品を吸着する複数の吸着ノズル８ａ（図２）を備えてい
る。Ｙ軸テーブル６Ａ，６ＢおよびＸ軸テーブル７を駆
動することにより、移載ヘッド８は水平移動し、テープ
フィーダ５のピックアップ位置から電子部品をピックア
ップし基板３上へ移送搭載する。

【００２６】搬送路２と部品供給部４の間の移載ヘッド
８の移動経路には、電子部品の画像を読み取るカメラ９
が配置されている。カメラ９は後述するように、光電変
換素子を備えた複数の画素をＹ方向に直列に配置したラ
インセンサを備えており、図２に示すように、カメラ９
の上方には撮像対象物に対して照明光を照射する照明装
置１０が配設されている。移載ヘッド８の吸着ノズル８
ａに保持された電子部品Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃを個別にカメ
ラ９上に位置させた状態で、照明装置１０を点灯して下
方から電子部品Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃを照明することによ
り、電子部品Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃの光学画像が画素上に結
像される。そしてこの光学画像を電気信号に変換した画
像信号が常時出力される。照明装置１０は照明制御部１
１によって制御され、照明制御部１１は入出力制御部１
９から出力される照明値に基づいて、照明装置１０を点
灯させる。

【００２７】図２においてモータ７ａはＸ軸テーブル７
の駆動モータであり、モータ制御部１３によって制御さ
れる。すなわち、モータ制御部１３は入出力制御部１９
を介して伝達される速度指令や位置指令に従ってモータ
７ａを制御し、送りねじ７ｂを回転駆動する。これによ
り、移載ヘッド８はカメラ９に対してＸ方向に所定の移
動パターンで移動する。

【００２８】移載ヘッド８を移動させながらカメラ９に
よって電子部品Ｐの撮像を行うことにより、カメラ９は
電子部品Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃの走査画像を取得する。Ｘ軸
テーブル７は、撮像対象物である電子部品Ｐａ，Ｐｂ，
Ｐｃのカメラ９のラインセンサに対して、画素の配列方
向（Ｙ方向）と直角に交差する一方向（Ｘ方向）に相対
移動させる相対移動機構となっている。そして得られた
走査画像を画像認識することにより電子部品Ｐａ，Ｐ
ｂ，Ｐｃの識別や位置検出が行われ、電子部品Ｐａ，Ｐ
ｂ，Ｐｃを基板３へ搭載する際にはこの位置検出結果に
基づいて位置ずれが補正される。

【００２９】またモータ７ａはエンコーダを備えてお
り、エンコーダから出力されるパルス信号をモータ制御
部１３が受信することにより、移載ヘッド８の、したが
って移載ヘッド８の吸着ノズル８ａに保持された撮像対
象物である電子部品Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃのカメラ９に対す
る相対位置が現在位置として検出される。

【００３０】図２において、カメラ９はラインセンサ１
４，画素選択回路１５、信号補正部１６およびカメラ制
御部１７より構成される。ラインセンサ１４は、Ｙ方向
に直列に配列された複数の画素１４ａを備えている。図
３に示すように、ラインセンサ１４は、サンプルホール
ド部２３、第１シフトゲート２４、光電変換部２５、第
２シフトゲート２６、リセットドレイン２７より構成さ
れている。図４は、ラインセンサ１４を構成する画素１
４ａのうちの１つを示すものであり、画素１４ａは、光
電変換部２５の光電変換素子２５ａ、第１及び第２シフ
トゲートのゲート素子２４ａ，２６ａ、サンプルホール
ド部２３の蓄電素子２３ａより構成される。そして、各
蓄電素子２３ａは、画素選択回路１５と接続されてい
る。

【００３１】ラインセンサ１４上に光学画像を結像させ
ることにより、光電変換部２５の光電変換素子２５ａが
露光して電荷を蓄積する。第１シフトゲート２４にカメ
ラ制御部１７から制御信号Ｂが伝達されることにより、
光電変換素子２５ａの電荷はゲート素子２４ａを介して
サンプルホールド部２３の蓄電素子２３ａに転送され
る。転送された電荷は、電荷の量に対応する電圧値とし
て保持される。新たな電荷が転送される前にサンプルホ
ールド部２３に制御信号Ｃが伝達されることにより、保
持している電圧値はリセットされる。また第２シフトゲ
ートに制御信号Ａが伝達されることにより、光電変換部
２５の光電変換素子２５ａの電荷はゲート素子２６ａを
介してリセットドレイン２７に排出される。これによ
り、各光電変換素子２５ａの電位が初期化される。

【００３２】画素選択回路１５は、ラインセンサ１４の
複数の画素１４ａの中の１つを選択することにより、選
択した画素１４ａから画像信号を出力させる。すなわち
サンプルホールド部２３の各蓄電素子２３ａのうち、後
述する画素選択情報に基づいて特定された画素１４ａか
らのみ、電圧値を画像信号として出力させる。したがっ
て画素選択回路１５は複数の画素１４ａに個別にアクセ
スして画像信号を出力させる画素選択部となっており、
この画素選択動作はカメラ制御部１７からの制御信号Ｄ
によって画素選択回路１５を制御することにより行われ
る。すなわちカメラ制御部１７は、前述の画素選択部を
画素選択情報に基づいて制御することにより所望の画素
から画像信号を出力させる制御部となっている。

【００３３】上記ラインセンサ１４の機能を図５を参照
して説明する。図５は、ラインセンサ１４を構成する第
２シフトゲート２６、光電変換部２５、第１シフトゲー
ト２４および画素選択回路１５の動作状態をタイミング
チャートで示すものである。

【００３４】図５（ａ），（ｃ），（ｄ），（ｅ）は、
それぞれ制御信号Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ（図３参照）を示して
いる。制御信号Ａ，Ｂに現れているステップ信号は、そ
れぞれ第２シフトゲート２６、第１シフトゲート２４が
開状態となるタイミングを示しており、制御信号Ｃは、
サンプルホールド部２３の電圧値の保持・解除のタイミ
ングを示している。

【００３５】また、図５（ｂ）は、光電変換部２５の各
光電変換素子２５ａに蓄えられる電荷量の時間的変化を
示している。すなわち、露光時間に比例して電荷量は増
加する。図５（ｅ）に示す制御信号Ｄは、画素選択回路
１５によってサンプルホールド部２３の蓄電素子２３ａ
から画像信号が順次出力されるタイミングを示してお
り、最初のステップ信号から最後のステップ信号までの
時間は、当該選択画素の全てから画像信号を出力させる
のに必要な画像信号出力時間を示している。

【００３６】図５（ｅ）に示すように、制御信号Ｄによ
る１回の画像信号出力が終了すると（矢印（１））、制
御信号Ｃ上において保持解除信号が出され、これによ
り、サンプルホールド部２３の保持状態が解除される。
この後（矢印（２））、制御信号Ｂ上において開信号が
出され、第１シフトゲート２４が開状態となる。これに
より、光電変換部２５の電荷がサンプルホールド部２３
に転送され、そしてこの後（矢印（３））制御信号Ｃ上
において保持信号が出され、サンプルホールド部２３が
再び保持状態に復帰する。これにより、転送された電荷
は電圧値としてサンプルホールド部２３に保持される。

【００３７】サンプルホールド部２３が保持状態となっ
たならば（矢印（４））、制御信号Ｂ上において閉信号
が出され、第１シフトゲート２４は再び閉状態となる。
これにより、光電変換部２５は再び電荷の蓄積を開始す
る。そしてこの後（矢印（５））、制御信号Ａ上におい
て開信号が出されると、第２シフトゲート２６が開状態
になる。これにより、光電変換部２５の蓄電状態がリセ
ットされ、第２シフトゲート２６が再び閉状態となるタ
イミングから新たな露光時間が開始する。この露光と並
行して（矢印（６））、画素選択回路１５は、画素選択
情報に基づいて出力される制御信号Ｄに従って、サンプ
ルホールド部２３の蓄電素子２３ａに保持された電圧値
を画像信号として順次出力する。

【００３８】図２において、ラインセンサ１４の各画素
１４ａから画素選択動作によって出力された画像信号は
信号補正部１６に送られ、ここでカメラ制御部１７から
出力されるゲインなどのカメラ設定値に基づいて、画質
の補正処理が行われる。このカメラ設定値は、必要に応
じて補正が可能となっており、後述するようにカメラ設
定値補正プログラム２２ｄを実行することにより補正さ
れたカメラ設定値が、カメラ制御部１７に伝送されるよ
うになっている。

【００３９】カメラ制御部１７は、画素選択回路を駆動
するために必要な情報である画素選択情報を入出力制御
部１９から受け取り、この画素選択情報に基づいて画素
選択回路１５を制御して画素選択情報で選択された画素
１４ａから画像信号を出力させるとともに、画像の取り
込みが完了したことを示す取込完了信号を出力する。

【００４０】信号補正部１６による補正処理後の画像信
号は、画像認識部１８に対して出力され取り込まれる。
画像認識部１８は、カメラ制御部１７が発信する取込完
了信号を受信すると、取り込まれた画像信号を部品デー
タに含まれるアルゴリズム番号で指定された認識アルゴ
リズムに従って認識処理する。

【００４１】入出力制御部１９は、照明制御部１１、モ
ータ制御部１３、カメラ制御部１７、画像認識部１８
と、処理・演算部２０との間の信号の入出力を制御す
る。処理・演算部２０は、以下に説明するデータ記憶部
２１に記憶されたデータに基づいて、プログラム記憶部
２２に記憶された処理プログラムを実行することによ
り、各種処理・演算を実行する。

【００４２】データ記憶部２１には、実装データ２１ａ
や部品データ２１ｂを記憶する。実装データ２１ａは、
部品の実装位置、実装順序やピックアップに用いられる
ノズル種類など、実装作業手順に関するデータである。
部品データ２１ｂは、部品についての種々のデータのデ
ータベースであり、部品の形状・サイズに関するデータ
や、当該部品の認識処理に用いられるアルゴリズムに付
されたアルゴリズム番号、認識パラメータなどを含む。

【００４３】またプログラム記憶部２２には、取込領域
設定プログラム２２ａ、スキャン速度設定プログラム２
２ｂ、実装運転プログラム２２ｃ、カメラ設定値補正プ
ログラム２２ｄが記憶されている。取込領域設定プログ
ラム２２ａは、部品データ中の部品のサイズや形状によ
り画像取込領域の大きさ等を設定すると共に、この情報
を画素選択情報として出力するプログラムである。すな
わち処理・演算部２０は、取込領域設定プログラム２２
ａを実行することにより、画像信号を出力すべき画素を
特定するために必要な情報を含んだ画素選択情報を提供
する画素選択情報提供手段となっている。

【００４４】スキャン速度設定プログラム２２ｂは、画
素選択情報に基づいて移載ヘッド８の移動速度を設定す
るプログラムである。図６に示すように、移載ヘッド８
のカメラ９に対する一方向（Ｘ方向）の相対移動速度で
あるスキャン速度Ｖは、選択画素数Ｎ、換言すれば取込
領域の幅によって決定される。すなわちこの例では、選
択画素数Ｎ、換言すれば画像を取り込む画像取込領域の
幅方向（Ｙ方向）のサイズを特定することが可能な情報
が画素選択情報となっている。

【００４５】そして処理・演算部２０は、スキャン速度
設定プログラム２２ｂを実行することにより、カメラ９
によって撮像対象物を撮像する際の相対移動速度を画素
選択情報に基づいて設定する移動速度設定部となってい
る。またモータ制御部１３は、この移動速度設定部で設
定された相対移動速度に基づいて相対移動機構を駆動し
て、撮像対象物をカメラ９に対して一方向（Ｘ方向）へ
相対的に移動させる駆動制御部となっている。

【００４６】本実施の形態に示すラインセンサ１４で
は、画素配列方向の走査に要する画像信号出力時間は、
画像出力の対象として選択された画素の数（選択画素数
Ｎ）に比例することから、画像取込領域の幅が狭いほど
画素配列方向の１回の走査時間が短い。したがって画像
取込領域の幅が狭く選択画素数Ｎが少ないほど、画素配
列方向と直角に交差する方向への移動速度であるスキャ
ン速度Ｖを高速に設定することができる。すなわちスキ
ャン速度Ｖと選択画素数Ｎとは反比例関係にあり、積Ｎ
Ｖ＝Ｃ（一定値）が成立する。ここで、図６に示す上限
速度Ｖ１は、ハードウェア側の能力によって設定される
スキャン速度Ｖの限界速度である。

【００４７】実装運転プログラム２２ｃは、電子部品を
基板へ実装する実装動作のプログラムである。カメラ設
定値補正プログラム２２ｄは、ラインセンサ１４から出
力される画像信号の画質の変化を補正するため、ゲイン
などのカメラ設定値を補正する処理を行うプログラムで
ある。処理・演算部２０によってこのプログラムを実行
することにより、図７に示すグラフに基づいて補正され
たカメラ設定値が入出力制御部１９を介してカメラ制御
部１７に出力される。これにより、スキャン速度Ｖによ
って光電変換部２５の露光時間に違いが生じ、これに起
因して画質が変化する場合においても、画質の変化を少
なくする画質補正が可能となっている。

【００４８】図７は、信号補正部１６における信号補正
に用いられるゲインＧと、スキャン速度Ｖとの関係を示
している。図７から判るように、スキャン速度Ｖとゲイ
ンＧは直線関係にあり、スキャン速度Ｖが高くなるほど
大きなゲインＧが設定されることを示している。これに
より、高スキャン速度で移載ヘッド８が移動することに
より光電変換部２５の露光時間が短縮される場合にあっ
ても、信号補正部１６に設定されるゲイン値をこのスキ
ャン速度に対応したゲインに設定することにより、画質
の変化を少なくすることが可能となっている。Ｇ１，Ｇ
２は、設定可能なゲインの最大値および最小値を示して
いる。すなわち信号補正部１６は、カメラ９によって撮
像対象物を撮像する際の相対移動速度に応じてカメラ９
のラインセンサ１４から出力される画像信号を補正する
補正手段となっている。そして、この補正手段は、少な
くともゲインを補正することにより画像信号を補正する
形態となっている。

【００４９】この電子部品実装装置は上記のように構成
されており、以下電子部品実装方法について図８のフロ
ー図に沿って各図を参照しながら説明する。まず図８に
おいて、実装データ２１ａ・部品データ２１ｂがデータ
記憶部２１から処理・演算部２０に読み取られる（ＳＴ
１）。これにより実装動作が開始され、図１に示す移載
ヘッド８は、部品供給部４から電子部品をピックアップ
する（ＳＴ２）。ここでは、図９に示す３個の異なる種
類の電子部品Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃが３つの吸着ノズル８ａ
によってピックアップされる。そして移載ヘッド８はカ
メラ９の上方の画像読み取り開始位置へ移動する（ＳＴ
３）。

【００５０】この移載ヘッド８による動作と同時並行的
に、以下の処理が行われる。まず読み取られた実装デー
タ・部品データに基づいて、取込領域設定処理が行われ
る（ＳＴ４）。ここでは、取込領域設定プログラム２２
ａを処理・演算部２０で実行することにより、図９に示
すように移載ヘッド８によって保持された状態の各電子
部品Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃを対象として、画像取込領域Ａ
ａ，Ａｂ，Ａｃが設定される。

【００５１】図９の各画像取込領域に付記されたＹ方向
の数値Ｙ１〜Ｙ６は、ラインセンサ１４の画素配列（Ｙ
０〜Ｙｅ）における画素数に基づく数値であり、画像読
み取りにおける画像取込領域の幅、すなわち画像信号の
出力対象として選択される画素の範囲を示している。例
えば、電子部品Ｐａを対象とした画像取込領域Ａａの画
像を読み取る際には、ラインセンサ１４の画素１４ａ
（Ｙ０〜Ｙｅ）のうち、Ｙ１〜Ｙ２の範囲の画素１４ａ
からのみ画像信号を出力させる。

【００５２】また各画像取込領域に対応してＸ軸上に設
定されたＸ方向の数値Ｘ１〜Ｘ９は、移載ヘッド８をＸ
方向に移動させる相対移動機構の機械座標系上の数値
（例えばモータ７ａのエンコーダから出力されるパルス
数）で表された数値である。ここで、（Ｘ３，Ｘ４）、
（Ｘ５，Ｘ６）、（Ｘ７，Ｘ８）は、それぞれ画像取込
領域Ａａ，Ａｂ、Ａｃについての画像信号読み取りの開
始、終了のタイミングを示すものである。また、数値Ｘ
１，Ｘ２，Ｘ９は、移載ヘッド８のスキャン動作におけ
る加減速タイミングを示している。

【００５３】換言すれば図９のＸ軸上に示すＸ方向の各
数値は、ラインセンサ１４と移載ヘッド８とのＸ方向の
特定の相対位置関係に対応しており、これらの数値によ
ってラインセンサ１４が水平移動中の移載ヘッド８とど
のような位置関係にあるか判別することができる。例え
ば、モータ７ａのエンコーダからの位置情報（パルス信
号）が、数値Ｘ１と一致したならば、移載ヘッド８が所
定のスキャン速度を実現するために設定された減速位置
に到達したことを示している。Ｘ２は減速が完了して所
定のスキャン速度となる速度設定位置に対応した数値で
ある。

【００５４】すなわち、処理・演算部２０にてモータ制
御部１３を介してモータ７ａのエンコーダから送られる
位置情報を監視し、この位置情報が上述の各数値に一致
したならば、それぞれの数値に対応した特定の相対位置
関係が実現されたことが検出される。そしてこの検出結
果に応じて、各種の動作制御、例えば移載ヘッド８の動
作制御、ラインセンサ１４の画像信号出力対象の選択画
素の更新などが行われる。

【００５５】すなわち、部品データ中の部品形状やサイ
ズに基づいて、画像取込領域Ａａ，Ａｂ，Ａｃのそれぞ
れについて画像取込領域の幅サイズを示すＹ方向の数値
および画像信号取込開始・終了のタイミングを示すＸ方
向の数値が設定され、このようにして設定された画像取
込領域に基づいて画像信号の出力対象となる画素を選択
する画素選択情報が生成される。

【００５６】次いで、スキャン速度設定処理が行われる
（ＳＴ５）。図９に示すように、（ＳＴ４）で生成され
た画素選択情報に基づいて、図６に示すグラフにしたが
って電子部品Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃについて設定された画像
取込領域Ａａ，Ａｂ，Ａｃごとに、スキャン速度が設定
される。ここで、画像取込領域Ａａの幅サイズに対応す
る選択画素数はａであり、この場合には図６に示すグラ
フより最大スキャン速度に等しいＶ１が設定される。

【００５７】また、画像取込領域Ａｂ，Ａｃの幅サイズ
に対応する選択画素数はそれぞれｂ，ｃであり、これら
については図６のグラフ上においてｂ，ｃにそれぞれ対
応するスキャン速度Ｖｂ，Ｖｃが設定される。すなわ
ち、画素選択情報によって特定される選択画素数Ｎが増
えるとスキャン速度Ｖを低速にし、反対に選択画素数Ｎ
が少なくなるとスキャン速度Ｖを高速にする。

【００５８】次にこのようにして設定されたスキャン速
度に基づき、図７に示すグラフに基づいて、カメラ設定
値（ゲイン）補正処理が行われる（ＳＴ６）。すなわ
ち、画像取込領域Ａａ，Ａｂ，Ａｃについて設定された
スキャン速度Ｖ１，Ｖｂ，Ｖｃごとに、ゲインＧがそれ
ぞれＧ１，Ｇｂ，Ｇｃに設定される。

【００５９】この後、上記（ＳＴ４）〜（ＳＴ６）の処
理において設定、補正されたスキャン速度、画素選択情
報、カメラ設定値（ゲイン）が出力される（ＳＴ７）。
これにより、カメラ９による画像読み取りが可能な状態
となる。そしてこの後画像読み取りが実行される（ＳＴ
８）。すなわち、各電子部品電子部品Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ
について、それぞれ（Ｖ１，Ｇ１）、（Ｖｂ，Ｇｂ）、
（Ｖｃ，Ｇｃ）のスキャン速度、ゲインの組み合わせに
よって画像読みとりが行われる。

【００６０】この画像読み取りにおいては、対象とする
電子部品Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃに対応してそれぞれ画像取込
領域Ａａ，Ａｂ，Ａｃが設定され、これらの画像取込領
域Ａａ，Ａｂ，Ａｃに応じてスキャン速度Ｖ１，Ｖｂ，
Ｖｃを設定していることから、無駄時間のない効率的な
画像読み取り処理が行われる。またスキャン速度Ｖ１，
Ｖｂ，Ｖｃに応じて、カメラ９のラインセンサ１４から
出力される画像信号を補正する信号補正部１６のゲイン
を補正するようにしているので、スキャン速度Ｖを変更
することによる画素１４ａの光電変換部２５の露光時間
の過不足に起因する画質の変化を少なくすることがで
き、画像認識処理の品質を安定させることができる。

【００６１】画像読み取りが終了したならば、移載ヘッ
ド８は基板３の上方へ移動する（ＳＴ９）。これと並行
して、認識処理が行われる（ＳＴ１０）。すなわちライ
ンセンサ１４から出力され信号補正部１６で補正処理さ
れた画像信号は、画像認識部１８に取り込まれここで認
識処理が行われる。

【００６２】次いで、部品搭載が実行される（ＳＴ１
１）。すなわち、画像認識部１８による電子部品Ｐａ，
Ｐｂ，Ｐｃの認識結果に基づき位置ずれを補正した上
で、移載ヘッド８によって基板３上に電子部品Ｐａ，Ｐ
ｂ，Ｐｃが搭載される。このとき、認識処理は画質の安
定した画像に基づいて行われていることから、画像認識
精度を安定させて実装精度を向上させることが可能とな
っている。

【００６３】（実施の形態２）図１０は本発明の実施の
形態２の画像読み取り装置の構成を示すブロック図、図
１１は本発明の実施の形態２の画像読み取り方法におけ
るスキャン速度と照明値との関係を示すグラフ、図１２
は本発明の実施の形態２の画像読み取り方法のフロー
図、図１３は本発明の実施の形態２の画像読み取り装置
の画像取込領域とスキャン速度、照明値との関係を示す
図である。

【００６４】図１０に示す電子部品実装装置は、実施の
形態１において図２に示す電子部品実装装置と同様の装
置構成を備えている。ここで、同一要素には同一符号を
付して説明を省略する。図１０において、プログラム記
憶部２２には、実施の形態１と同様に、取込領域設定プ
ログラム２２ａ、スキャン速度設定プログラム２２ｂ、
実装運転プログラム２２ｃが記憶されており、本実施の
形態２ではカメラ設定値補正プログラム２２ｄに替え
て、照明値補正プログラム２２ｅが記憶されている。

【００６５】照明値補正プログラム２２ｅは、ラインセ
ンサ１４から出力される画像信号の画質を均質に保つた
め、照明装置１０による照明の明るさがスキャン速度に
応じた明るさとなるよう照明値を補正する処理を行うプ
ログラムであり、照明値補正プログラム２２ｅを処理・
演算部２０で実行することにより、照明制御部１１が照
明装置１０を点灯させる際の照明値が補正される。すな
わち処理・演算部２０は、照明値補正プログラム２２ｅ
を実行することにより、カメラ９によって撮像対象物を
撮像する際の相対移動速度に応じて照明装置１０の明る
さを補正する明るさ補正手段となっている。

【００６６】この照明値補正処理により、図１１に示す
グラフに基づいて補正された照明値が出力される。これ
により、スキャン速度の差によって光電変換部２５の露
光時間の違いが生じ、これに起因して画質が変化する場
合においても、画質の変化を少なくする画質補正が可能
となっている。

【００６７】図１１は、照明制御部１１に対して出力さ
れる照明値Ｌとスキャン速度Ｖとの関係を示している。
図１１から判るように、スキャン速度Ｖと照明値Ｌは直
線関係にあり、スキャン速度Ｖが高くなるほど大きな照
明値Ｌが設定されることを示している。これにより、高
スキャン速度で移載ヘッド８が移動することにより露光
時間が短縮される場合にあっても、照明制御部１１に対
して出力される照明値をこのスキャン速度に対応した照
明値に設定することにより、画質の変化を少なくするこ
とが可能となっている。Ｌ１，Ｌ２は、それぞれ設定可
能なゲインの最大値および最大値を示している。

【００６８】この電子部品実装装置は上記のように構成
されており、以下電子部品実装方法について図１２のフ
ロー図に沿って各図を参照しながら説明する。図１２に
おいて、（ＳＴ２１）〜（ＳＴ２５）は、実施の形態１
の図８に示す（ＳＴ１）〜（ＳＴ５）と同様である。す
なわち移載ヘッド８に保持された電子部品Ｐａ，Ｐｂ，
Ｐｃについて設定された画像取込領域Ａａ，Ａｂ，Ａｃ
ごとに、それぞれＶ１，Ｖｂ，Ｖｃのスキャン速度が設
定される。

【００６９】次にこのようにして設定されたスキャン速
度に基づき、図１１に示すグラフに基づいてそれぞれ照
明値補正処理が行われる（ＳＴ２６）。すなわち、画像
取込領域Ａａ，Ａｂ，Ａｃについて、それぞれ照明値が
Ｌ１，Ｌｂ，Ｌｃに設定される。この後、上記（ＳＴ２
４）〜（ＳＴ２６）の処理において設定され、また補正
されたスキャン速度、画素選択情報、照明値が出力され
る（ＳＴ２７）。これにより、カメラ９による画像読み
取りが可能な状態となる。

【００７０】そしてこの後画像読み取りが実行される
（ＳＴ２８）。すなわち、各電子部品電子部品Ｐａ，Ｐ
ｂ，Ｐｃについて、それぞれ（Ｖ１，Ｌ１）、（Ｖｂ，
Ｌｂ）、（Ｖｃ，Ｌｃ）のスキャン速度、照明値の組み
合わせによって画像読み取りが行われる。そしてこの
後、実施の形態１の（ＳＴ９）〜（ＳＴ１１）と同様
に、認識処理、部品搭載が行われる。

【００７１】この画像読み取りにおいては、実施の形態
１と同様に画像取込領域Ａａ，Ａｂ，Ａｃに応じてスキ
ャン速度Ｖ１，Ｖｂ，Ｖｃを設定していることから、無
駄時間のない効率的な画像読み取り処理が行われる。ま
たスキャン速度Ｖ１，Ｖｂ，Ｖｃに応じて撮像時に電子
部品を照明する照明装置の照明値をＬ１，Ｌｂ，Ｌｃに
補正するようにしているので、スキャン速度Ｖを変更す
ることによる画素１４ａの光電変換部２５の露光時間の
過不足に起因する画質の変化を少なくすることができ
る。すなわちスキャン速度を変更することによる露光時
間の過不足が撮像時の照明光の光量調整によって補わ
れ、光電変換素子に蓄電される電荷量が均一化される。
したがって取得画像の画質のばらつきを少なくして、画
像認識処理品質を安定させることができる。

【００７２】なお上記実施の形態１，２では、画像読み
取り装置を電子部品実装装置に組み込んだ例について説
明したが、この画像読み取り装置は電子部品実装装置以
外の組立装置や各種検査機等、画像を読み取る全ての装
置に対して適用可能である。

【００７３】

【発明の効果】本発明によれば、複数の画素を一列に配
置したカメラによって撮像対象物を撮像する際に、画像
信号を出力すべき画素を特定する画素選択情報に基づい
て撮像対象物のカメラに対する相対移動速度を設定する
ようにしたので、画像読みとりの効率を向上させること
ができ、さらには設定された相対移動速度に応じて、出
力された画像信号を補正、または照明装置の明るさを補
正するようにしたので、画素の露光時間の過不足に起因
する画質の変化を補正した画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１の画像読み取り装置が組
み込まれた電子部品実装装置の斜視図

【図２】本発明の実施の形態１の画像読み取り装置の構
成を示すブロック図

【図３】本発明の実施の形態１の画像読み取り装置のラ
インセンサの構成図

【図４】本発明の実施の形態１の画像読み取り装置のラ
インセンサを構成する画素の構成図

【図５】本発明の実施の形態１の画像読み取り装置のラ
インセンサの機能を説明するタイムチャート

【図６】本発明の実施の形態１の画像読み取り方法にお
ける選択画素数とスキャン速度との関係を示すグラフ

【図７】本発明の実施の形態１の画像読み取り方法にお
けるスキャン速度とゲインとの関係を示すグラフ

【図８】本発明の実施の形態１の画像読み取り方法のフ
ロー図

【図９】本発明の実施の形態１の画像読み取り装置の画
像取込領域とスキャン速度、ゲインとの関係を示す図

【図１０】本発明の実施の形態２の画像読み取り装置の
構成を示すブロック図

【図１１】本発明の実施の形態２の画像読み取り方法に
おけるスキャン速度と照明値との関係を示すグラフ

【図１２】本発明の実施の形態２の画像読み取り方法の
フロー図

【図１３】本発明の実施の形態２の画像読み取り装置の
画像取込領域とスキャン速度、照明値との関係を示す図

【符号の説明】

７ Ｘ軸テーブル ７ａ モータ ８ 移載ヘッド ９ カメラ １０ 照明装置 １１ 照明制御部 １３ モータ制御部 １４ ラインセンサ １４ａ 画素 １５ 画素選択回路 １６ 信号補正部 １７ カメラ制御部 １８ 画像認識部 ２０ 処理・演算部 ２２ａ 取込領域設定プログラム ２２ｂ スキャン速度設定プログラム ２２ｄ カメラ設定値補正プログラム ２２ｅ 照明値補正プログラム

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０５Ｋ 13/08 Ｈ０５Ｋ 13/08 Ｐ Ｆターム(参考） 5B047 AA12 AB02 BA01 BB02 BC14 CA05 CA08 CA15 CA19 CB04 DA01 DC09 5E313 AA03 AA15 CC04 DD33 EE02 EE03 EE24 FF31

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の画素を一列に配置したカメラを撮像
   対象物に対して画素の配列方向と交差する一方向に相対
   的に移動させながら撮像対象の光学画像を読み取る画像
   読み取り装置であって、前記撮像対象物に対して光を照
   射する照明装置と、この撮像対象物をカメラに対して相
   対的に移動させる相対移動機構と、前記複数の画素に個
   別にアクセスして画像信号を出力させる画素選択部と、
   画像信号を出力すべき画素を特定するために必要な情報
   を含んだ画素選択情報を提供する画素選択情報提供手段
   と、前記画素選択部を画素選択情報に基づいて制御する
   ことにより所望の画素から画像信号を出力させる制御部
   と、前記カメラによって撮像対象物を撮像する際の相対
   移動速度を前記画素選択情報に基づいて設定する移動速
   度設定部と、この移動速度設定部で設定された移動速度
   に基づいて前記相対移動機構を駆動して撮像対象物をカ
   メラに対して前記一方向へ相対的に移動させる駆動制御
   部とを備えたことを特徴とする画像読み取り装置。
2. 【請求項２】前記画素選択情報は、少なくとも画素数を
   含むことを特徴とする請求項１記載の画像読み取り装
   置。
3. 【請求項３】前記画素選択情報は、前記画素の配列方向
   における画像取込領域のサイズを特定可能な情報である
   ことを特徴とする請求項１記載の画像読み取り装置。
4. 【請求項４】前記相対移動速度に応じて前記カメラから
   出力される画像信号を補正する補正手段を備えたことを
   特徴とする請求項１記載の画像読み取り装置。
5. 【請求項５】前記補正手段は、少なくともゲインを補正
   することにより画像信号を補正することを特徴とする請
   求項４記載の画像読み取り装置。
6. 【請求項６】前記相対移動速度に応じて前記照明装置の
   明るさを補正する明るさ補正手段を備えたことを特徴と
   する請求項１記載の画像読み取り装置。
7. 【請求項７】複数の画素を一列に配置したカメラを撮像
   対象物に対して画素の配列方向と交差する一方向に相対
   的に移動させながら撮像対象の光学画像を複数の画素に
   結像させ、前記複数の画素のうち画素選択情報で特定さ
   れた画素から画像信号を出力する画像読み取り方法であ
   って、前記画素選択情報に基づいて前記一方向への相対
   移動速度を設定することを特徴とする画像読み取り方
   法。
8. 【請求項８】前記画素選択情報は、少なくとも画素数を
   含むことを特徴とする請求項７記載の画像読み取り方
   法。
9. 【請求項９】前記画素選択情報は、前記画素の配列方向
   における画像取込領域のサイズを特定可能な情報である
   ことを特徴とする請求項７記載の画像読み取り方法。
10. 【請求項１０】前記画素選択情報によって特定される画
    素数が増えると前記相対速度を低速にし、画素数が少な
    くなると高速にすることを特徴とする請求項７記載の画
    像読み取り方法。
11. 【請求項１１】前記相対移動速度に応じて前記カメラか
    ら出力される画像信号を補正することを特徴とする請求
    項７記載の画像読み取り方法。
12. 【請求項１２】前記補正において、少なくともゲインを
    補正することを特徴とする請求項１１記載の画像読み取
    り方法。
13. 【請求項１３】前記相対移動速度の変更による画素の露
    光時間の過不足に起因する画質の変化を少なくするため
    に前記カメラから出力される画像信号を補正することを
    特徴とする請求項１１記載の画像読み取り方法。
14. 【請求項１４】前記相対移動速度に応じて撮像対象物を
    照明する照明装置の明るさを補正することを特徴とする
    請求項７記載の画像読み取り装置。
15. 【請求項１５】前記相対移動速度の変更による画素の露
    光時間の過不足に起因する画質の変化を少なくするため
    に前記照明装置の明るさを補正することを特徴とする請
    求項１４記載の画像読み取り方法。