JP2006268664A - 画像認識装置、表面実装機、基板検査装置および印刷機 - Google Patents

Abstract

【課題】動作効率の向上を実現できる画像認識装置およびこの画像認識装置を有する表面実装機、基板検査装置および印刷機を提供する。
【解決手段】撮像素子５１の撮像領域のうち、電子部品が映っている所定の範囲の取り込み画像のみを画像処理ユニット６０に転送するため、余計なデータを転送しなくて良いので、取り込み画像の転送時間が短くなる。また、画像処理ユニット６０においても、余計なデータを画像処理しなくて済むので、画像処理にかかる時間が短縮される。結果として、動作効率が向上する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、撮像手段の取り込み画像に画像処理を行う画像認識装置、並びに、この画像認識装置を有する表面実装機、基板検査装置および印刷機に関するものである。

従来より、プリント基板や電子部品を撮像手段によって撮像し、この取り込み画像を画像処理装置によって画像処理を施し、画像処理が施された画像データに基づいてプリント基板や電子部品の状態を認識する画像認識装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。また、このような画像認識装置を備えた表面実装機も知られている。

この表面実装機の場合、部品吸着用のノズルを移動可能に支持するヘッドを有するヘッド機構によってＩＣ等の電子部品を一の位置から吸着し、この電子部品を上記撮像手段によって撮像し、この取り込み画像を上記画像処理装置によって画像処理を施し、この画像データに基づいて電子部品の吸着位置ずれを加味してプリント基板の所定の位置に電子部品を装着する。

特許第３３４０６９１号公報

上述したような画像認識装置や表面実装機において、動作効率の向上を図るには、撮像手段の取り込み画像を画像処理装置に転送する転送時間を短縮することが効果的である。しかしながら、撮像手段による取り込み画像はデータ量が大きいため、撮像手段から画像処理装置まで転送するのに時間がかかる。特に近年では、電子部品の小型化が促進されているため、より正確に部品を認識するために高性能の撮像手段が用いられている。このため、必然的に取り込み画像のデータ量も大きくなる傾向にあり、ますます取り込み画像を転送するのに時間がかかってしまう。

そこで、本発明は上述したような課題を解決するためにされたものであり、動作効率の向上を実現できる画像認識装置およびこの画像認識装置を有する表面実装機、基板検査装置および印刷機を提供することを目的とする。

上述したような課題を解決するために、本発明にかかる画像認識装置は、撮像手段と、この撮像手段によって撮像された画像を記憶する記憶手段と、画像の記憶手段に対する書き込みを制御する書き込み制御手段と、この記憶手段に記憶された画像を取り込んで画像処理を行う画像処理手段とを備え、書き込み制御手段は、撮像手段によって撮像された画像のうち所定の領域のみを記憶手段に記憶させることを特徴とする。

また、本発明にかかる表面実装機は、移動可能に支持されたヘッドユニットと、このヘッドユニットに支持され、部品吸着用のノズルを有するヘッドと、ノズルに吸着された部品を撮像し、取り込み画像に画像処理を行う画像認識装置と、この画像認識装置の処理結果に基づいてヘッドの駆動を制御する制御手段とを備えた表面実装機において、画像認識装置は、上記画像認識装置であることを特徴とする。

また、本発明にかかる基板検査装置は、基板を移動可能に支持する支持手段と、基板を撮像し、取り込み画像に画像処理を行う画像認識装置と、この画像認識装置の処理結果に基づいて、基板の状態を検査する検査手段とを備えた基板検査装置において、画像認識装置は、上記画像認識装置であることを特徴とする。

また、本発明にかかる印刷機は、所定の印刷材料をスクリーンマスクに穿設された開口部を介して基板に印刷する印刷手段と、印刷された基板を撮像し、取り込み画像に画像処理を行う画像認識装置と、この画像認識装置の処理結果に基づいて、基板の状態を検査する検査手段とを備えた印刷機において、画像認識装置は、上記画像認識装置であることを特徴とする。

本発明によれば、撮像手段によって撮像された画像のうち所定の領域のみを記憶手段に記憶させることにより、画像のデータ量が少なくなるため、この画像の転送時間が短縮される。また、画像のデータ量が少なくなるので、画像処理に要する時間も短縮される。このように、画像の転送時間および画像処理に要する時間が短くなるので、結果として、動作効率が向上する。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。図１は、本実施の形態にかかる表面実装機の構成を示す平面図、図２は、図１の側面図である。

図１，２に示す表面実装機は、平面視略矩形の基台１と、この基台１の長手方向（Ｘ軸方向）に沿って基台１上に配設され、プリント基板Ｐを搬送するコンベア２と、このコンベア２の両側の基台１上に設けられ、電子部品を供給する部品供給部３と、基台１の上方に設けられ、部品供給部３の電子部品をコンベア２上のプリント基板Ｐに移載するヘッド機構４と、基台１上に設けられた撮像手段５１によりヘッド機構４が搬送する電子部品を撮像する不図示の撮像ユニット５と、基台１内部または基台１から離間した位置に配設された表面実装機の動作を制御する制御装置６とを有する。

ここで、ヘッド機構４は、基台１上のＸ軸方向の両端部近傍において長手方向がＹ軸方向（コンベア２の移動方向と直交する方向）に沿って基台１に固定されたレール４１，４１と、長手方向がＸ軸方向に沿い、レール４１に両端を支持されることによりＹ軸方向に移動可能に配設された支持部材４２と、この支持部材４２の長手方向に設けられたガイド４３と、このガイドに沿って移動可能に支持されたヘッドユニット４４とを少なくとも備える。このような構成を有することにより、ヘッド機構４は、基台１上方においてヘッドユニット４４をＸ軸およびＹ軸方向に移動させることが可能となる。

ヘッドユニット４４には、部品吸着用の複数のヘッド４５と、各ヘッド４５のＺ軸方向の下端に装着されたノズル４６と、各ヘッド４５をヘッドユニット４４に対してＺ軸方向（Ｘ軸とＹ軸に対して垂直な方向）の移動を可能とするＺ軸サーボモータ（図示せず）と、ノズル４６の中心軸（Ｒ軸）回りの回転を可能とするＲ軸サーボモータ（図示せず）と、各ヘッド４５毎に設けられ各ノズル４６に負圧および正圧の空気を選択的に供給する真空発生器（図示せず）と、ヘッドユニット４４と制御装置６とを電気的に接続するケーブル４７とが設けられている。

撮像ユニット５は、基台１内部に設けられ、図３に示すように、ＣＣＤ(Charge Coupled Device)カメラやＣＣＤラインセンサからなる撮像手段５１と、この撮像手段５１の取り込み画像をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換回路５２と、このＡ／Ｄ変換回路５２によりＡ／Ｄ変換された取り込み画像を一時記憶するメモリ５３と、撮像手段５１の駆動信号を生成するタイミングジェネレータ（ＴＧ）５４と、後述する画像処理ユニット６０の指示に基づいてメモリ５３への撮像手段５１の取り込み画像の書き込みを制御する書き込み制御部５５と、後述する画像処理ユニット６０の指示に基づいてメモリ５３に記憶された取り込み画像の読み出しを制御する読み出し制御部５６と、メモリ５３から読み出された取り込み画像を画像処理ユニット６０に送出する転送回路５７とから構成される。

メモリ５３は、最初に入力されたデータから順に出力するＦＩＦＯ(First In First Out)メモリから構成されており、図４に示すように、書き込み制御部５５からの制御信号（ＷＣＫ，ＷＥＮ）に基づいて、撮像手段５１から入力される取り込み画像Ｄ_iを順次各セルに格納する。

具体的には、図５（ａ）に示すようなＷＥＮ(Write ENable)信号がＬ(Law)レベルの場合、メモリ５３にデータは書き込まれない。また、ＷＥＮ信号がＨ(High)レベルの場合であっても、図５（ｂ）に示すような波形の書き込みクロック（ＷＣＫ：Write ClocK)がメモリ５３に入力されていないときには、メモリ５３にデータは書き込まれない。ＷＥＮ信号がＨレベルで、かつ、ＷＣＫが入力されている場合、取り込み画像Ｄ_iはメモリ５３に書き込まれる。このとき、図５（ｃ）に示すように、取り込み画像Ｄ_iは、ＷＣＫのクロック毎にメモリ５３の各セルに順次格納される。このセルには、図５（ｄ）に示すような一連のアドレスが付与される。このアドレスは、ＷＣＫのクロック数を数え上げたものであり、例えばＷＣＫが５クロック生成された場合、０〜４番地の連続する５つのアドレスが、連続する５つのセルに付与される。０〜４番地のアドレスのセルに取り込み画像Ｄ_iが入力された後さらに取り込み画像Ｄ_iが入力された場合、その取り込み画像Ｄ_iは、メモリ５３の５番地以降のアドレスを付与したセルに順次格納される。

また、メモリ５３の各セルに格納された取り込み画像Ｄ_iは、読み出し制御部５６からの制御信号（ＲＣＫ，ＲＥＮ）に基づいて、付与されたアドレスが若いセルから順番に取り込み画像Ｄ_oとして取り出される。

具体的には、図６（ａ）に示すようなＲＥＮ(Read ENable)信号がＬ(Law)レベルの場合、メモリ５３に格納されたデータは、メモリ５３から読み出されない。また、ＲＥＮ信号がＨ(High)レベルの場合であっても、図６（ｂ）に示すような波形の読み出しクロック（ＲＣＫ：Read ClocK)が入力されていないときには、メモリ５３からデータが読み出されない。ＲＥＮ信号がＨレベルで、かつ、ＲＥＮが入力された場合、メモリ５３に格納された取り込み画像Ｄ_iは、メモリ５３から読み出される。このとき、図６（ｃ）に示すように、取り込み画像Ｄ_iは、ＲＣＫのクロック毎にメモリ５３のアドレスが若いセルから順次読み出される。例えば、上述したように０〜４番地の５つのセルに格納された取り込み画像Ｄ_iを読み出す場合、読み出し制御部５６は、ＲＣＫを５クロック生成し、メモリ５３に入力する。ＲＥＮ信号がＨレベルのときにＲＣＫを５クロック受信すると、メモリ５３からは、最も若いアドレスのセルから５番目までのセル、すなわち０〜４番地のセルに格納された取り込み画像Ｄ_iが読み出される。

ここで、メモリ５３の各セルに付与したアドレスは、書き込み制御部５５および読み出し制御部５６からの制御信号（ＲＳＴＷ、ＲＳＴＲ）によりリセットされる。このアドレスのリセットは、例えば、撮像手段５１で撮像を行うたび毎に行われる。このようなメモリ５３は、ＦＩＦＯメモリから構成されるため、データの書き込みと読み出しを非同期に行うことが可能である。

制御装置６は、ヘッド機構４の各サーボモータの駆動を制御する軸制御部（ドライバ）と、表面実装機の動作プログラムや各種データを記憶する不図示の記憶部６１と、撮像ユニット５に撮像を行わせ、撮像ユニット５の取り込み画像に画像処理を施す画像処理ユニット６０と、この画像処理ユニット６０が生成した画像データに基づいてノズル４６による電子部品の吸着位置ずれ量を算出し、電子部品をプリント基板Ｐに装着する際にそのずれ量を加味して軸制御部を介してヘッド機構４の各サーボモータの駆動を制御する主演算部とを少なくとも備える。このような制御装置６は、ＣＰＵ等の演算装置と、メモリ、ＨＤＤ（Hard Disc Drive）等の記憶装置と、キーボード、マウス、ポインティングデバイス、ボタン、タッチパネル等の外部から情報の入力を検出する入力装置と、外部との情報の送受を行うＩ/Ｆ装置と、ＣＲＴ(Cathode Ray Tube)、ＬＣＤ(Liquid Crystal Display)またはＦＥＤ(Field Emission Display)等の表示装置を備えたコンピュータまたはコントローラーと、このコンピュータまたはコントローラーにインストールされたプログラムとから構成される。すなわちハードウェア装置とソフトウェアとが協働することによって、上記ハードウェア資源がプログラムによって制御され、軸制御部、記憶部、画像処理ユニット６０および主演算部が実現される。

このような表面実装機は、次のように動作する。まず、制御装置６は、ヘッドユニット４４のノズル４６により部品供給部３から電子部品を取り上げ、この電子部品をプリント基板Ｐに搬送する途中に基台１上に設けられた撮像ユニット５の撮像手段５１上を通過させ、この撮像手段５１により電子部品を撮像させる。この撮像手段５１による取り込み画像は、撮像ユニット５から画像処理ユニット６０に転送され、画像処理ユニット６０により画像処理が行われる。制御装置６は、画像処理ユニット６０が生成した画像データに基づいて、電子部品の吸着位置ずれ量を算出する。次いで、制御装置６は、電子部品をプリント基板Ｐまで搬送させ、電子部品を算出した吸着位置ずれ量を加味してプリント基板Ｐに搭載させる。

次に、上述した表面実装機の動作のうち、撮像ユニット５による撮像からこの取り込み画像を画像処理ユニット６０に転送するまでの動作について、図３を参照して説明する。

まず、画像処理ユニット６０は、撮像手段５１により電子部品を撮像する旨の指示をＴＧ５４に送出する。ＴＧ５４は、画像処理ユニット６０からの指示に基づいて、撮像手段５１を駆動させる旨の駆動信号を生成し、撮像手段５１に送出する。ここで、ＴＧ５４は、生成した駆動信号を、書き込み制御部５５にも送出する。撮像手段５１による取り込み画像Ｄ_iは、撮像手段５１からメモリ５３に順次入力されるので、書き込み制御部５５は、その駆動信号に基づいて撮像手段５１と同期することにより、その取り込み画像Ｄｉをメモリ５３に順次取り込ませる。

撮像手段５１は、ＴＧ５４から駆動信号を受信すると、撮像を行う。この取り込み画像は、Ａ／Ｄ変換回路５２によりＡ／Ｄ変換され、取り込み画像Ｄ_iとしてメモリ５３に送出される。

撮像手段５１により撮像が行われると、書き込み制御部５５は、画像処理ユニット６０の指示に基づいて制御信号（ＷＣＫ，ＷＥＮ）をメモリ５３に送出し、取り込み画像Ｄ_iをメモリ５３に書き込ませる。このとき、画像処理ユニット６０は、撮像手段５１による取り込み画像Ｄ_iのうち、所定の領域だけをメモリ５３に書き込ませる。ＣＣＤカメラやＣＣＤラインセンサからなる撮像手段５１は、水平方向の読み出し画素数を変更することができないため、水平方向の画素のうち一部分だけを用いたい場合であっても、水平方向の全ての画素から画像を取り込まなければならない。そこで、本実施の形態では、撮像手段５１の取り込み画像Ｄ_iの撮像領域のうち、用いたい所定の領域についてはＷＥＮ信号をＨレベルにしてメモリ５３に書き込ませ、他の範囲についてはＷＥＮ信号をＬレベルにしてメモリ５３に書き込まないようにする。

上記所定の領域は、制御装置６の記憶部６１に予め記憶された情報に基づいて画像処理ユニット６０により設定される。記憶部６１には、表面実装機の各種動作プログラムやこの動作に必要な各種データとともに、部品供給部３から供給される電子部品の種類や形状等に関する情報と、撮像手段５１の撮像領域に関する情報が記憶されている。この情報と、撮像手段５１の撮像領域と、この撮像領域中のノズル４６の相対位置とに基づいて、画像処理ユニット６０は、撮像手段５１により撮像を行う電子部品毎に上記所定の領域を設定する。

例えば、図７（ａ）に示すように、電子部品Ｄの対角線をｌとし、撮像手段５１の撮像中心をノズル４６の中心と一致するように設定した場合、画像処理ユニット６０は、図７（ｂ）に示すように、撮像手段５１の撮像領域Ｓの中央に配置された一辺が２ｌの四角形を所定の領域ｒと設定する。図７（ｂ）に示すように、撮像手段５１の撮像領域Ｓには、電子部品Ｄのみならず、電子部品Ｄの周囲の領域も含まれる。制御装置６は、画像処理ユニット６０によって画像処理が施された取り込み画像Ｄ_iの画像データのうち、電子部品Ｄの外形の部分を用いて電子部品Ｄの吸着位置ずれ量を算出する。したがって、撮像手段５１の撮像領域Ｓのうち、電子部品Ｄの周囲の領域は無駄となる。このため、本実施の形態では、撮像手段５１の撮像領域Ｓのうち上記四角形からなる所定の領域ｒのみをメモリ５３に記憶させ、その四角形の周囲の領域はメモリ５３に記憶させない。

上述したように撮像手段５１の撮像中心をノズル４６の中心と一致させると、ノズル４６に吸着される電子部品Ｄは、撮像手段５１の取り込み画像Ｄ_iの中央に位置する。したがって、電子部品Ｄがノズル４６に正常に吸着された場合、電子部品Ｄは、その四角形の中に十分収まった状態で撮像されると考えられる。なお、その四角形内に電子部品Ｄが収まらない場合は、ノズル４６が電子部品Ｄの角を吸着していることになるので、制御装置６は、その電子部品を吸着エラーと判定し、プリント基板Ｐに搭載させない。

一例として、図８（ａ）に示す撮像手段５１の撮像領域Ｓのうち、平面視矩形の領域ｒ１の範囲の取り込み画像をメモリ５３に書き込む場合について説明する。なお、便宜上、図８（ａ）に示す撮像領域Ｓを正面視した状態において、矩形の撮像領域Ｓの左上の頂点を原点、この原点から右上の頂点に向かう方向（水平方向）をＸ軸、原点から左下の頂点に向かう方向（水平方向）をＹ軸とし、矩形の領域ｒ１の各頂点部分のデータ（図８（ａ）に示す「あ」、「う」、「お」、「か」）の座標をそれぞれ（ａ，ｍ），（ｂ，ｍ），（ａ，ｎ），（ｂ，ｎ）として説明する。

このとき、図８（ｂ）に示すように、垂直方向の座標が０から（ｍ−１）までについては、書き込み制御部５５は、ＷＥＮ信号をＬレベルとすることによって、撮像手段５１からの取り込み画像Ｄ_iの出力をメモリ５３に書き込まない。これにより、垂直方向の座標０から（ｍ−１）の間の無駄な領域（図８（ａ）における領域ｒ１の上方（Ｘ軸側）の領域）がメモリ５３に書き込まれない。

図８（ｃ）に示すように、垂直方向の座標がｍからｎまでについては、書き込み制御部５５は、水平方向の座標がａからｂの間だけＷＥＮ信号をＨレベルとする。これにより、撮像手段５１の撮像領域Ｓにおいて、垂直方向の座標ｍからｎの間における水平方向の座標ａからｂの間の取り込み画像Ｄ_iがメモリ５３に書き込まれる。一方、垂直方向の座標ｍからｎの間における水平方向の座標０からａおよびｂ以降の領域（図８（ａ）における領域ｒ１の左右（Ｙ軸側およびＸ軸方向）の領域）の取り込み画像Ｄ_iは、メモリ５３に書き込まれない。

図８（ｄ）に示すように、垂直方向の座標が（ｎ＋１）以降については、書き込み制御部５５は、ＷＥＮ信号をＬレベルとすることによって、撮像手段５１からの取り込み画像Ｄ_iの出力をメモリ５３に書き込まない。これにより、撮像手段５１の撮像領域Ｓにおける垂直方向の座標（ｎ＋１）以降の領域（図８（ａ）における領域ｒ１の下方（Ｙ軸方向）の領域）は、メモリ５３に書き込まれない。

このような方法によりメモリ５３には、撮像手段５１の撮像領域Ｓのうち、領域ｒ１の部分の取り込み画像Ｄ_iが格納される。上述したように、メモリ５３には、垂直方向の座標毎に水平方向のデータが順次格納されるため、図８に示すように、「０」〜「ｂ−ａ」のアドレスのセルには、座標（ａ，ｍ）〜（ｂ，ｍ）のデータである「あ」〜「う」が順次格納される。これを垂直方向の座標ｍからｎまで繰り返すので、撮像手段５１の領域ｒ１の取り込み画像Ｄ_iは、メモリ５３の「０」から「（ｂ−ａ＋１）×（ｎ−ｍ＋１）−１」までのアドレスのセルに格納される。

上述したような方法によりメモリ５３に所定の量または１枚分の取り込み画像Ｄ_iが格納された後、読み出し制御部５６は、画像処理ユニット６０から取り込み画像Ｄ_iを読み出す旨の指示を受信すると、制御信号（ＲＥＮ，ＲＣＫ）をメモリ５３に送出し、メモリ５３に格納された取り込み画像Ｄ_iを出力させる。具体的には、読み出し制御部５６は、図６（ａ）に示したＲＥＮ(Read ENable)信号のＨレベルとし、図６（ｂ）に示したＲＣＫを取り込み画像Ｄ_iが格納されたセルの数量分だけ生成し、メモリ５３に入力する。

例えば、図８に示す領域ｒ１の取り込み画像Ｄ_iを読み出す場合、この取り込み画像Ｄ_iは、図８に示すようにアドレスが「０」から「（ｂ−ａ＋１）×（ｎ−ｍ＋１）−１」までのセルに格納されている。したがって、ＲＣＫを｛（ｂ−ａ＋１）×（ｎ−ｍ＋１）｝だけ発生させることにより、図８に示す範囲ｒ１の取り込み画像Ｄ_iが取り込み画像Ｄ_oとしてメモリ５３から読み出される。

読み出し制御部５６によりメモリ５３から取り出された取り込み画像Ｄ_oは、転送回路５７を介して、画像処理ユニット６０に送出され、画像処理が行われる。

このように本実施の形態によれば、撮像手段５１の撮像領域のうち、電子部品が映っている所定の範囲の取り込み画像のみを画像処理ユニット６０に転送するため、余計なデータを転送しなくて良いので、取り込み画像の転送時間が短くなる。また、画像処理ユニット６０においても、余計なデータを画像処理しなくて済むので、画像処理にかかる時間が短縮される。結果として、動作効率の向上が実現できる。

なお、本実施の形態では、撮像手段５１の撮像領域のうち、複数の領域をメモリ５３に格納するようにしてもよい。この場合について、図１０を参照して説明する。

一例として、図１０（ａ）に示す撮像手段５１の撮像領域Ｓのうち、平面視矩形の２つの領域ｒ１，ｒ２の範囲の取り込み画像をメモリ５３に書き込ませる場合について以下に説明する。なお、図１０（ａ）において、上述した図８（ａ）の場合と同様に説明の便宜のため、撮像領域Ｓを正面視した状態で矩形の撮像領域Ｓの左上の頂点を原点、この原点から右上の頂点に向かう方向（水平方向）をＸ軸、原点から左下の頂点に向かう方向（水平方向）をＹ軸とする。また、矩形の領域ｒ１の各頂点部分のデータ（図１０（ａ）に示す「あ」、「う」、「さ」、「し」）の座標をそれぞれ（ａ，ｍ），（ｂ，ｍ），（ａ，ｏ），（ｂ，ｏ）とする。また、矩形の領域ｒ２の拡張点部分のデータ（図１０（ａ）に示す「く」、「け」、「た」、「ち」）の座標をそれぞれ（ｃ，ｎ），（ｄ，ｎ），（ｃ，ｑ），（ｄ，ｑ）とする。ここで、領域ｒ１と領域ｒ２は、水平方向において座標ｂからｃだけ離間しており、垂直方向において座標ｎからｏまで重複している。

このとき、図１０（ｂ）に示すように、垂直方向の座標が０から（ｍ−１）までについては、書き込み制御部５５は、ＷＥＮ信号をＬレベルとすることによって、撮像手段５１からの取り込み画像Ｄ_iの出力をメモリ５３に書き込まない。これにより、撮像手段５１の撮像領域Ｓにおける垂直方向の座標０から（ｍ−１）の領域（図１０（ａ）における領域ｒ１の上方（Ｘ軸側）の領域）は、メモリ５３に書き込まれない。

図１０（ｃ）に示すように、垂直方向の座標がｍから（ｎ−１）までについては、書き込み制御部５５は、水平方向の座標がａからｂの間だけＷＥＮ信号をＨレベルとする。これにより、撮像手段５１の撮像領域Ｓにおいて、垂直方向の座標ｍから（ｎ−１）の間における水平方向の座標ａからｂの間の取り込み画像Ｄ_iがメモリ５３に書き込まれる。一方、垂直方向の座標ｍから（ｎ−１）における水平方向の座標０からａおよびｂ以降の領域（図１０（ａ）における領域ｒ１の左右（Ｙ軸側およびＸ軸方向）の領域）の取り込み画像Ｄ_iは、メモリ５３に書き込まれない。

図１０（ｄ）に示すように、垂直方向の座標がｎからｏまでについては、書き込み制御部５５は、水平方向の座標がａからｂの間、および、ｃからｄの間だけＷＥＮ信号をＨレベルとする。これにより、撮像手段５１の撮像領域Ｓにおいて、垂直方向の座標ｎからｏの間における水平方向の座標ａからｂの間、および、ｃからｄの間の取り込み画像Ｄ_iがメモリ５３に書き込まれる。一方、垂直方向の座標ｎからｏの間における水平方向の座標０からａの間、ｂからｃの間、および、ｄ以降の領域（図１０（ａ）における領域ｒ１の左側（Ｙ軸側）の領域、領域ｒ１とｒ２の間の水平方向の領域、領域ｒ２の右側（Ｘ軸方向）の領域）の取り込み画像Ｄ_iは、メモリ５３に書き込まれない。

図１０（ｅ）に示すように、垂直方向の座標がｐからｑまでについては、書き込み制御部５５は、水平方向の座標がｃからｄの間だけＷＥＮ信号をＨレベルとする。これにより、撮像手段５１の撮像領域Ｓにおいて、垂直方向の座標がｐからｑの間における垂直方向の座標ｃからｄの間の取り込み画像Ｄ_iがメモリ５３に書き込まれる。一方、垂直方向の座標ｐからｑの間における水平方向の座標０からｃの間、および、ｄ以降の領域（図１０（ａ）における領域ｒ２の左側（Ｙ軸側）の領域、および、領域ｒ２の右側（Ｘ軸方向）の領域）の取り込み画像Ｄ_iは、メモリ５３に書き込まれない。

図１０（ｆ）に示すように、垂直方向の座標が（ｑ＋１）以降については、書き込み制御部５５は、ＷＥＮ信号をＬレベルとし、撮像手段５１からの取り込み画像Ｄ_iの出力をメモリ５３に書き込まない。これにより、撮像手段５１の撮像領域Ｓにおける垂直方向の座標（ｑ＋１）以降の領域（図１０（ａ）における領域ｒ２の下方（Ｙ軸方向）の領域）は、メモリ５３に書き込まれない。

このような方法によりメモリ５３には、撮像手段５１の撮像領域Ｓのうち、領域ｒ１およびｒ２の部分の取り込み画像Ｄ_iが格納される。上述したように、メモリ５３には、垂直方向の座標毎に水平方向のデータが順次格納されるため、図１１に示すように、「０」〜「ｂ−ａ」のアドレスのセルには、座標（ａ，ｍ）〜（ｂ，ｍ）のデータである「あ」〜「う」が順次格納される。これを垂直方向の座標ｍから（ｎ−１）まで繰り返すので、座標（ａ，ｍ）〜（ｂ，ｎ−１）のデータである「あ」〜「き」は、「０」から「（ｂ−ａ＋１）×（ｎ−ｍ＋１）−１」までのアドレスのセルに格納される。なお、説明の便宜のため、｛（ｂ−ａ＋１）×（ｎ−ｍ＋１）−１｝をＺ₀とする。

垂直方向の座標ｎからｏの取り込み画像Ｄ_iについては、領域ｒ１の水平方向の座標ａ〜ｂまでのデータと、領域ｒ２の水平方向の座標ｃ〜ｄまでのデータが交互にメモリ５３に格納される。このような垂直方向の座標ｎからｏの取り込み画像Ｄ_i、言い換えれば、座標（ｃ，ｎ）〜（ｄ，ｎ）および（ａ，ｎ＋１）〜（ｄ，ｏ）のデータである「く」〜「せ」は、図１１に示すように、Ｚ₀＋１から「Ｚ₀＋（ｂ−ａ＋１）×（ｏ−ｎ）＋（ｄ−ｃ＋１）×（ｏ−ｎ＋１）−１」までのアドレスのセルに格納される。

垂直方向の座標ｐからｑの取り込み画像Ｄ_iについては、領域ｒ２の水平方向の座標ｃ〜ｄまでのデータがメモリ５３に格納される。このような垂直方向の座標ｐからｑの取り込み画像Ｄ_i、言い換えれば、座標（ｃ，ｐ）〜（ｄ，ｑ）のデータである「そ」〜「ち」は、図１１に示すように、「Ｚ₀＋（ｂ−ａ＋１）×（ｏ−ｎ）＋（ｄ−ｃ＋１）×（ｏ−ｎ＋１）＋１」から「Ｚ₀＋（ｂ−ａ＋１）×（ｏ−ｎ）＋（ｄ−ｃ＋１）×（ｑ−ｎ＋１）」までのアドレスのセルに格納される。

したがって、図１０（ａ）に示す撮像手段５１の撮像領域Ｓにおける領域ｒ１とｒ２の取り込み画像Ｄ_iは、メモリ５３のアドレスが「０」から「Ｚ₀＋（ｂ−ａ＋１）×（ｏ−ｎ）＋（ｄ−ｃ＋１）×（ｑ−ｎ＋１）」までのセルに格納される。このため、読み出し制御部５６は、｛Ｚ₀＋（ｂ−ａ＋１）×（ｏ−ｎ）＋（ｄ−ｃ＋１）×（ｑ−ｎ＋１）＋１｝だけＲＣＫを発生させることにより、上記領域ｒ１，ｒ２の取り込み画像Ｄ_iがメモリ５３から読み出される。

このように、撮像手段５１の撮像領域のうち複数の領域の取り込み画像をメモリ５３に格納する場合であっても、電子部品が映っている所定の範囲の取り込み画像のみを画像処理ユニット６０に転送するため、余計なデータを転送しなくて良いので、取り込み画像の転送時間が短くなる。また、画像処理ユニット６０においても、余計なデータを画像処理しなくて済むので、画像処理にかかる時間が短縮される。結果として、動作効率の向上が実現できる。

なお、本実施の形態において、撮像ユニット５は基台１内部に設けるようにしたが、図１２に示すように、ヘッドユニット４４に設けるようにしてもよい。この場合、撮像手段５１は、図１３に示すように、基台１上のミラー１１に映るノズル４６に吸着された電子部品Ｄの裏面を撮像する。

また、本実施の形態において、撮像手段５１を複数設けるようにしてもよい。これにより、一度に複数の電子部品を撮像することが可能となるので、撮像時間が短縮され、結果として動作効率の向上が可能となる。

また、上述した撮像ユニット５は、本実施の形態で説明した表面実装機のみならず、各種装置に用いることが可能である。例えば、電子部品を検査エリア内の所定の経路を移載して部品の検査を行う実装基板検査機や、プリント基板から離間した位置を移動してプリント基板上に印刷された接着剤や半田等の塗布状態を検査する印刷基板検査機などに用いることが可能である。このような検査装置の一例を図１４に示す。

図１４に示す検査装置１００は、Ｚ方向に移動可能に支持されプリント基板Ｐを支持する基板支持装置１１０と、この基板支持装置１１０を搬送するコンベア１２０と、基板支持装置１１０上方に設けられＸ方向およびＹ方向に移動可能に支持された撮像手段５１を含む不図示の撮像ユニット５と、検査装置１００の動作を制御する不図示の制御装置６とを有する。この制御装置６には、撮像ユニット５の取り込み画像に画像処理を行う不図示の画像処理ユニット６０と、この画像処理ユニット６０による画像データに基づいて基板を検査する不図示の検査ユニットとが含まれる。

このような検査装置１００は、検査を行うプリント基板Ｐを撮像手段５１により撮像し、撮像手段５１の撮像領域のうち所定の領域の取り込み画像Ｄ_iをメモリ５３に格納し、このメモリ５３に格納された取り込み画像Ｄ_iを画像処理ユニット６０に転送し、この画像処理ユニット６０による画像データに基づいて検査ユニットがプリント基板Ｐの検査を行う。このような検査装置１００においても、取り込み画像Ｄ_iのデータ量が少なくなるので、取り込み画像Ｄ_iの転送時間が短くなるとともに、画像処理にかかる時間が短くなるため、結果として、動作効率の向上を実現することができる。

また、上述した撮像ユニット５は、例えば、プリント基板から離間した位置を移動してプリント基板の所定の位置に接着剤や半田等の印刷材料を塗布し、印刷されたプリント基板を検査する印刷基板検査機能付き印刷機に用いることもできる。この印刷基板検査機能付き印刷機を図１５に示す。

図１５に示す印刷機２００は、Ｚ方向に移動可能に支持されプリント基板Ｐを支持する基板支持装置１１０と、この基板支持装置１１０を印刷位置から検査位置まで搬送するコンベア１２０と、プリント基板Ｐの印刷位置上方に設けられたマスク１３０と、Ｘ方向およびＺ方向に移動可能に支持されたスキージ１４０と、プリント基板Ｐの検査位置上方に設けられＸ方向およびＹ方向に移動可能に支持された撮像手段５１を含む不図示の撮像ユニット５と、印刷機２００の動作を制御する不図示の制御装置６とを有する。この制御装置６には、撮像ユニット５の取り込み画像に画像処理を行う不図示の画像処理ユニット６０と、この画像処理ユニット６０による画像データに基づいて基板を検査する不図示の検査ユニットとが含まれる。

このような印刷機２００は、印刷位置において、プリント基板Ｐ上に所定のマスクパターンの開口が穿設されたマスク１３０を載置し、このマスク上に接着剤や半田を不図示のノズルから供給し、供給された接着剤や半田をスキージ１４０でかいてマスク１３０のパターンに埋め込むことにより、プリント基板Ｐ上に接着剤や半田を印刷する。また、印刷機２００は、印刷後のプリント基板Ｐを検査位置まで搬送し、撮像手段５１により撮像し、撮像手段５１の撮像領域のうち所定の領域の取り込み画像Ｄ_iをメモリ５３に格納し、このメモリ５３に格納された取り込み画像Ｄ_iを画像処理ユニット６０に転送し、この画像処理ユニット６０による画像データに基づいて検査ユニットがプリント基板Ｐの検査を行う。このような印刷機２００においても、取り込み画像Ｄ_iのデータ量が少なくなるので、取り込み画像Ｄ_iの転送時間が短くなるとともに、画像処理にかかる時間が短くなるため、結果として、動作効率の向上を実現することができる。

本発明の表面実装機の平面図である。 本発明の表面実装機の側面図である。 本発明にかかる撮像ユニットの構成を示すブロック図である。 撮像ユニットのメモリの構成を示す模式図である。 （ａ）ＷＥＮ信号の波形を示す模式図、（ｂ）ＷＣＫの波形を示す模式図、（ｃ）取り込み画像Ｄ_iをメモリに格納する状態を示す模式図、（ｄ）内部メモリセルの状態を示す模式図である。 （ａ）ＲＥＮ信号の波形を示す模式図、（ｂ）ＲＣＫの波形を示す模式図、（ｃ）取り込み画像Ｄ_oをメモリから取り出す状態を示す模式図である。 （ａ）電子部品の模式図、（ｂ）撮像手段の撮像領域における所定の領域を説明する図である。 （ａ）撮像手段の撮像領域Ｓにおける領域ｒ１を説明する図、（ｂ）垂直方向の座標０から（ｍ−１）まで、（ｃ）垂直方向の座標ｍからｎまで、（ｄ）垂直方向の座標（ｎ＋１）以降のＷＥＮ信号の波形を示す模式図である。 メモリ５３における領域ｒ１の取り込み画像Ｄ_iの構成を示す模式図である。 （ａ）撮像手段の撮像領域Ｓにおける領域ｒ１，ｒ２を説明する図、（ｂ）垂直方向の座標０から（ｍ−１）まで、（ｃ）垂直方向の座標ｍから（ｎ−１）まで、（ｄ）垂直方向の座標ｎからｏまで、（ｅ）垂直方向の座標ｐからｑまで、（ｆ）垂直方向の座標ｑ＋１以降のＷＥＮ信号の波形を示す模式図である。 メモリ５３における領域ｒ１，ｒ２の取り込み画像Ｄ_iの構成を示す模式図である。 本発明の表面実装機の変形例の平面図である。 撮像手段による撮像動作を説明する模式図である。 検査装置の構成を示す模式図である。 印刷機の構成を示す模式図である。

符号の説明

１…基台、２…コンベア、３…部品供給部、４…ヘッド機構、５…撮像ユニット、６…制御装置、１１…ミラー、４１…レール、４２…支持部材、４３…ガイド、４４…ヘッドユニット、４５…ヘッド、４６…ノズル、４７…ケーブル、５１…撮像手段、５２…Ａ／Ｄ変換回路、５３…メモリ、５４…タイミングジェネレータ（ＴＧ）、５５…書き込み制御部、５６…読み出し制御部、５７…転送回路、６０…画像処理ユニット、６１…記憶部、１００…検査装置、１１０…基板支持装置、１２０…コンベア、１３０…マスク、１４０…スキージ、２００…印刷機。

Claims (4)

1. 撮像手段と、
   この撮像手段によって撮像された画像を記憶する記憶手段と、
   前記画像の前記記憶手段に対する書き込みを制御する書き込み制御手段と、
   この記憶手段に記憶された画像を取り込んで画像処理を行う画像処理手段と
   を備え、
   前記書き込み制御手段は、前記撮像手段によって撮像された画像のうち所定の領域のみを前記記憶手段に記憶させる
   ことを特徴とする画像認識装置。
2. 移動可能に支持されたヘッドユニットと、
   このヘッドユニットに支持され、部品吸着用のノズルを有するヘッドと、
   前記ノズルに吸着された部品を撮像し、取り込み画像に画像処理を行う画像認識装置と、
   この画像認識装置の処理結果に基づいて前記ヘッドの駆動を制御する制御手段と
   を備えた表面実装機において、
   前記画像認識装置は、請求項１に記載された画像認識装置である
   ことを特徴とする表面実装機。
3. 基板を移動可能に支持する支持手段と、
   前記基板を撮像し、取り込み画像に画像処理を行う画像認識装置と、
   この画像認識装置の処理結果に基づいて、前記基板の状態を検査する検査手段と
   を備えた基板検査装置において、
   前記画像認識装置は、請求項１に記載された画像認識装置である
   ことを特徴とする基板検査装置。
4. 所定の印刷材料をスクリーンマスクに穿設された開口部を介して基板に印刷する印刷手段と、
   印刷された前記基板を撮像し、取り込み画像に画像処理を行う画像認識装置と、
   この画像認識装置の処理結果に基づいて、前記基板の状態を検査する検査手段と
   を備えた印刷機において、
   前記画像認識装置は、請求項１に記載された画像認識装置である
   ことを特徴とする印刷機。
   

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