JP2013243064A - 画像認識用照明装置及び画像認識用照明方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】画像認識において露光量不足となることがない画像認識用照明装置および画像認識用照明方法を提供する。
【解決手段】定格電圧よりも高いオーバドライブ電圧の制約時間内での印加が可能であるLEDをストロボ電源からの電圧印加にてストロボ点灯させる画像認識用照明である。LEDの点灯開始から定格電圧よりも高い電圧を印加する。制約時間経過後乃至制約時間よりも短い所定時間の経過後に、LEDに印加する電圧を定格電圧乃至定格電圧よりも低い電圧に切り換える。
【選択図】図1
【解決手段】定格電圧よりも高いオーバドライブ電圧の制約時間内での印加が可能であるLEDをストロボ電源からの電圧印加にてストロボ点灯させる画像認識用照明である。LEDの点灯開始から定格電圧よりも高い電圧を印加する。制約時間経過後乃至制約時間よりも短い所定時間の経過後に、LEDに印加する電圧を定格電圧乃至定格電圧よりも低い電圧に切り換える。
【選択図】図1
Description
本発明は、画像認識用照明装置及び画像認識用照明方法に関する。
例えば、半導体装置の製造に使用されるダイボンダにおいて、チップの認識を必要とする。このチップの認識動作の際に、チップを照明する必要がある。このため、画像認識装置が使用される(特許文献1)。この認識装置として、光源の単発光によるストロボ照明でもって認識対象であるチップをカメラにて撮像し、その撮像データを画像処理するものである。
また、このような画像認識装置では、照明としては、光量が安定する、長寿命である等の理由で、近年では、LEDを用いたストロボ点灯が用いられる。すなわち、そのような照明装置は、図6に示すように、ストロボ電源1と、このストロボ電源1からの電圧Vが印加されるLED(LED照明)2とを備える。
図6に示すような照明装置であれば、使用するLED2に予め設定されている制約時間(tmax)内であれば、図7に示すように、そのLED2の定格電圧(Vnomal)以上の電圧(オーバードライブ電圧:Vover)を印加できる。このようにオーバードライブ電圧(Vover)を印加すれば、定格電圧(Vnomal)の電圧を印加するよりも明るくなる。この際、LED2の保護のため、前記制約時間(tmax)を超えて点灯させない。このため、図8に示すように、制約時間(tmax)を超えたとしても露光量としては増えない。なお、図7において、(tset)とは、点灯時間を示している。また、図8では、実際には点灯していないが図7に対応させて点灯時間(tset)を記載している。
このようなストロボ点灯を用いる場合、Voverをtmax時間印加しても、露光量が不足する場合がある。通常、画像認識にて露光量不足となった場合、点灯時間(以下、tset)を増やすことで対応を行う。
しかしながら、制約時間(tmax)以下であれば、図9(a)に示すように、オーバードライブ電圧(Vover)の電圧を印加することになるが、制約時間(tmax)を超えて点灯する場合、図9(b)に示すように、点灯開始から定格電圧(Vnomal)を印加することになる。
図9(b)に示すような保護の場合、tsetを増やせば露光量を増すことができる。しかしながら、この場合、以下の2つの欠点がある。1つ目の欠点は、図11に示すように、tmaxを境界として露光量の不連続点が生じてしまうことである。照明を同じ時間だけ点灯するのであれば、Voverを印加したときのほうがVnomalを印加したときよりも露光量が大きい。よって、tset=tmaxの場合はVoverを印加するのに対し、tsetがtmaxをわずかに超えた場合は、ほぼtmax時間、Vnomalを印加する。このため、tmaxを境界として露光量が不連続となってしまう。
すなわち、tset≦tmaxであれば、図10(a)に示すように、露光量は、点灯開始からtmaxまで増加していく。これに対して、定格電圧を制約時間まで印加する場合、露光量としては、図10(b)に示すように、tmaxからtsetまでの露光量となる。このため、全体の露光量は、図11に示すように、この図10(a)のグラフと図10(b)のグラフとを加えたものとなって、tmaxを境界として露光量が不連続となる。
2つ目の欠点は、Voverをtmax時間印加したときの露光量を増やしたい場合、Vnomalをどれくらいの時間印加すれればよいか分からないことである。一般的に、Voverを印加したときに得られる露光量は、Vnomalを印加したときに得られる露光量の何倍であるかは、一意に決まるものではなく、使用環境や照明など、条件によって異なるのが通例である。よって、Voverをtmax時間印加したときに相当する露光量が、Vnomalをどれだけの時間印加すればよいかが一意に決まらないため、露光量不足を解消しようとしても利用し難いものになっている。
そこで、本発明は斯かる実情に鑑み、画像認識において露光量不足となることがない画像認識用照明装置および画像認識用照明方法を提供する。
本発明の画像認識用照明装置は、定格電圧よりも高いオーバドライブ電圧の制約時間内での印加が可能であるLEDをストロボ電源からの電圧印加にてストロボ点灯させる画像認識用照明装置において、前記ストロボ電源はLEDに印加する電圧の変更が可能な電圧切換手段を備え、この電圧切換手段は、LEDの点灯開始から定格電圧よりも高いオーバドライブ電圧を印加して、前記制約時間経過後乃至制約時間よりも短い所定時間の経過後に、LEDに印加する電圧を定格電圧乃至定格電圧よりも低い電圧に切り換えるものである。
本発明の画像認識用照明方法は、定格電圧よりも高いオーバドライブ電圧の制約時間内での印加が可能であるLEDをストロボ電源からの電圧印加にてストロボ点灯させる画像認識用照明方法において、LEDの点灯開始から定格電圧よりも高いオーバドライブ電圧を印加して、前記制約時間経過後乃至制約時間よりも短い所定時間の経過後に、LEDに印加する電圧を定格電圧乃至定格電圧よりも低い電圧に切り換えるものである。
本発明によれば、点灯開始から制約時間経過後乃至制約時間よりも短い所定時間の経過後までは、LEDに定格電圧よりも高いオーバドライブ電圧を印加でき、また、制約時間経過後乃至制約時間よりも短い所定時間の経過後においては、定格電圧乃至定格電圧よりも低い電圧をLEDに印加することになる。このため、オーバドライブ電圧を印加して得られる露光量に、定格電圧を印加して得られる露光量に加算することができ、露光量が不連続となることを防止できる。しかも、オーバドライブ電圧で制約時間を超えてLEDに印加させない。
前記LEDの点灯時間が前記制約時間内で消灯する照明では、点灯から消灯まで定格電圧よりも高いオーバドライブ電圧を印加するのが好ましい。
電圧切換手段は、点灯時間検知手段と、電圧切換器と、点灯時間検知手段にて検知した点灯時間に基づいて前記電圧切換器を制御して電圧切換を行う制御手段とを備えたものであってもよい。
このような電圧切換手段を有するものでは、点灯時間検知手段にて、LEDの点灯時間を検知することができ、この検知した点灯時間に基づいて、LEDに印加する電圧を変更できる。このため、制約時間を越えてのオーバドライブ電圧の印加を防止でき、しかも、電圧切換を安定して行うことができる。
点灯時間検知手段は、点灯開始からの時間をカウントするタイマーと、前記タイマーの時間を監視して、前記制約時間経過後乃至制約時間よりも短い所定時間が経過したときに、この経過を制御手段に入力する点灯時間監視器とを備えたものであってもよい。この場合、点灯開始からの時間をタイマーでカウントすることができ、点灯時間監視器にて経過時間を監視でき、例えば、オーバドライブ電圧の印加が制約時間を超えた時点で、制御手段を介して電圧切換えを行うことができる。
電圧切換器をDC/DCコンバータにて構成できる。ここで、DC/DCコンバータとは、ある電圧の直流電流を、異なる電圧の直流電流へ変換する装置であって、出力電圧を上げる昇圧型、下げる降圧型、双方に対応した昇降圧型等がある。このため、これらのいずれのタイプも使用できる。
オーバドライブ電圧、定格電圧、および制約時間のうちの任意のパラメータが予め設定された固定値であっても、任意に設定可能な変動値であってもよい。また、変動値は、外部からの通信に設定されるものであってもよい。
本発明では、オーバドライブ電圧を印加して得られる露光量に、定格電圧を印加して得られる露光量に加算することができ、しかも、不連続となることを防止できる。このため、画像認識の際の露光量の不足を回避でき、正確で安定した画像認識が可能となる。また、オーバドライブ電圧で制約時間を超えてLEDに印加させないので、LEDの劣化や損傷を防止でき、長期に渡って画像認識用照明として対応できる。
電圧切換手段を有するものでは、制約時間を越えてのオーバドライブ電圧の印加を有効に防止できて、一層LEDの劣化や損傷を防止できる。しかも、電圧切換を安定して行うことができ、露光量が不連続となるのを有効に防止できる。
点灯時間検知手段は、タイマーと点灯時間監視器とを備えたものでは、制約時間を越えてのオーバドライブ電圧の印加を一層安定して防止できる。電圧切換器を既存のDC/DCコンバータにて構成することによって、低コスト化を図ることができる。
オーバドライブ電圧、定格電圧、および制約時間のパラメータが固定値であっても、変動値であってもよく、装置として汎用性に優れる。特に、変動値を用いるものでは、種々のタイプのLEDの使用が可能となる。また、変動値は、外部からの通信に設定されるものであれば、変動値の設定をこの画像確認用照明装置から離れた部位から設定でき、作業性に優れる。
以下、本発明の実施の形態を図1〜図5に基づいて説明する。
図1は本発明の画像確認用照明装置の簡略図を示す。この画像確認用照明装置は、たとえば、リードフレームなどの基板に半導体チップなどのチップ(ダイ)をボンディングするためのダイボンダに用いることができる。すなわち、ダイボンダでは、プリフォーム位置で、基板のアイランドに接着剤を塗布するプリフォーム工程(ディスペンス工程)が行われ、ボンディング位置で、接着剤が塗布されたアイランドにチップ(ダイ)を配置するボンディングが行われることになる。そして、プリフォーム位置及びボンディング位置では、これらのアイランドやチップの観察が必要であり、本発明は、これらの観察のための画像認識用照明装置に用いることができる。
この画像確認用照明装置は、定格電圧よりも高いオーバドライブ電圧の制約時間内での印加が可能であるLED11をストロボ電源12からの電圧印加にてストロボ点灯させるものである。ストロボ電源12はLED11に印加する電圧の変更が可能な電圧切換手段15を備える。
電圧切換手段15は、点灯時間検知手段16と、電圧切換器17と、点灯時間検知手段16にて検知した点灯時間に基づいて前記電圧切換器17を制御して電圧切換を行う制御手段18とを備える。なお、制御手段18としてはマイクロコンピューターにて構成できる。
点灯時間検知手段16は、点灯開始からの時間をカウントするタイマー20と、前記タイマー20の時間を監視して所定時間が経過したときに、この経過を前記制御手段18に入力する点灯時間監視器21とを備える。
電圧切換器17として、DC/DCコンバータを用いることができる。ここで、DC/DCコンバータとは、ある電圧の直流電流を、異なる電圧の直流電流へ変換する装置であって、出力電圧を上げる昇圧型、下げる降圧型、双方に対応した昇降圧型等がある。このため、これらのいずれのタイプも使用できる。
すなわち、このストロボ電源12では、V0の入力電圧が電圧切換器17であるDC/DCコンバータに入力され、この電圧切換器17にて所望の電圧Vに変換され、この電圧がLED11に印加される。電圧Vとして、使用されるLED11に設定されている定格電圧(Vnomal)(例えば、12V)やこの定格電圧(Vnomal)よりも高いオーバドライブ電圧(Vover)(例えば、18V)をLED11に印加することができる。
このため、この画像確認用照明装置は、図2(a)に示すように、点灯時間(tset)が使用されるLED11に設定されている制約時間(tmax)(例えば、1ms)以内であれば、前記オーバドライブ電圧(Vover)がLED11に印加される。図2(b)に示すように、設定した点灯時間(tset)が制約時間(tmax)を超える場合、制約時間(tmax)までは、オーバドライブ電圧(Vover)がLED11に印加され、制約時間(tmax)を超えて消灯時間までは定格電圧(Vnomal)がLED11に印加される。
図2(a)のような電圧の印加では、図3(a)に示すような露光量となる。また、図2(b)のような電圧の印加では、図3(b)に示すような露光量となる。このため、全体としての露光量が図4のグラフとなる。すなわち、図3(a)に示すグラフに図3(b)に示すグラフが加算されたグラフとなる。このため、制約時間(tmax)を境界として露光量が連続する。
この画像確認用照明装置についての動作を次の図5を用いて説明する。スタート(点灯開始)して、印加電圧Vをオーバドライブ電圧(Vover)とする(ステップS1)。次に、ステップS2に移行して、設定している点灯時間(tset)が制約時間(tmax)より大きいか小さいかを判断する。ステップS2で制約時間よりも点灯時間が小さい場合、ステップS3へ移行し、ステップS2で大きい場合、ステップS4へ移行する。
ステップS3では、設定している点灯時間(tset)に達したか否かを判断して、達していれば、消灯する(エンドとする)。すなわち、設定時間までオーバドライブ電圧(Vover)をLED11に印加する。
ステップS4では定格電圧(Vnomal)が固定値か否かを判断して、固定値であれば、ステップS6へ移行する。ステップS4で固定値でなければ、つまり設定する必要であるものでは、ステップS5へ移行して、LED11に印加する電圧Vとして定格電圧(Vnomal)を設定済みか否かを判断する。設定されていれば、ステップS6へ移行する。また、ステップS5で設定済みでなければ、ステップS7へ移行して、定格電圧(Vnomal)を設定した後、ステップS6へ移行する。
ステップS6では、制約時間(tmax)を超えたかを判断し、超えた場合、ステップS8へ移行する。すなわち、制約時間(tmax)を超えるまで、オーバドライブ電圧(Vover)をLED11に印加する。
制約時間(tmax)を超えた場合、LEDに印加する電圧を定格電圧(Vnomal)に切換える。その後、ステップS9へ移行して、点灯時間が予め設定された設定時間(tset)に達したか否かの判断を行う。そして、設定時間(tset)に達したら消灯する(エンドとする)。すなわち、設定時間まで定格電圧(Vnomal)をLED11に印加する。
本発明では、点灯開始から制約時間経過後乃至制約時間よりも短い所定時間の経過後までは、LED11に定格電圧よりも高いオーバドライブ電圧を印加でき、また、制約時間経過後乃至制約時間よりも短い所定時間の経過後においては、定格電圧をLED11に印加することになる。このため、オーバドライブ電圧を印加して得られる露光量に、定格電圧を印加して得られる露光量に加算することができ、露光量が不連続となることを防止できる。このため、画像認識の際の露光量の不足を回避でき、正確で安定した画像認識が可能となる。しかも、オーバドライブ電圧で制約時間を超えてLED11に印加させないので、LED11の劣化や損傷を防止でき、長期に渡って画像認識用照明として対応できる。
前記LED11の点灯時間が前記制約時間内で消灯する照明では、点灯から消灯まで定格電圧よりも高いオーバドライブ電圧を印加することになって、十分な露光量を得ることができ、画像認識動作が安定する。
電圧切換手段を有するものでは、制約時間を越えてのオーバドライブ電圧の印加を有効に防止できて、一層LED11の劣化や損傷を防止できる。しかも、電圧切換を安定して行うことができ、露光量が不連続となるのを有効に防止できる。
点灯時間検知手段16は、タイマー20と点灯時間監視器21とを備えたものでは、制約時間を越えてのオーバドライブ電圧の印加を一層安定して防止できる。電圧切換器17を既存のDC/DCコンバータにて構成することによって、低コスト化を図ることができる。
ところで、本発明においては、オーバドライブ電圧、定格電圧、および制約時間等の種々のパラメータを用いることになるが、これらのパラメータが予め設定された固定値であっても、任意に設定可能な変動値であってもよい。また、変動値は、外部からの通信に設定されるものであってもよい。
このため、この画像確認用照明装置では、オーバドライブ電圧、定格電圧、および制約時間のパラメータが固定値であっても、変動値であってもよく、装置として汎用性に優れる。特に、変動値を用いるものでは、種々のタイプのLED11の使用が可能となる。また、変動値は、外部からの通信に設定されるものであれば、変動値の設定をこの画像確認用照明装置から離れた部位から設定でき、作業性に優れる。
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、例えば、この画像認識装置としては、ダイボンダに限るものではなく、他の種々の画像認識に用いることができる。すなわち、画像認識とは、画像データの画像内容を分析して、その形状を認識する技術であり、画像認識では、画像データから対象物となる輪郭を抽出し、背景から分離した上で、その対象物が何であるかを分析することになる。このため、半導体製造装置関連のワイヤーボンダ、生体認証の一種である顔認証システム、高速道路交通システムの一種である白線認識や標識認識等の画像認識が必要な他の装置にも用いることができる。
定格電圧や制約時間等は、使用するLED11によって予め設定されたものである。このため、定格電圧として12Vに限定されず、制約時間として1msに限定されず、オーバドライブ電圧としても18Vに限定されない。
前記実施形態では、制約時間を超えた際に、オーバドライブ電圧から定格電圧に切り換えていたが、制約時間よりも短い点灯時間で、定格電圧に切り換えるようにしてもよい。また、制約時間を超えた際または制約時間よりも短い点灯時間でオーバドライブ電圧から定格電圧よりも低い電圧に切り換えるようにしてもよい。
11 LED
12 ストロボ電源
15 電圧切換手段
16 点灯時間検知手段
17 電圧切換器
18 制御手段
20 タイマー
21 点灯時間監視器
12 ストロボ電源
15 電圧切換手段
16 点灯時間検知手段
17 電圧切換器
18 制御手段
20 タイマー
21 点灯時間監視器
本発明の画像認識用照明装置は、定格電圧よりも高いオーバドライブ電圧の印加が可能であるLEDをストロボ電源からの電圧印加にてストロボ点灯させる画像認識用照明装置において、前記ストロボ電源はLEDに印加する電圧の変更が可能な電圧切換手段を備え、この電圧切換手段は、LEDの点灯開始から定格電圧よりも高いオーバドライブ電圧を印加して、LEDに設定されている制約時間経過後乃至この制約時間よりも短い所定時間の経過後に、LEDに印加する電圧を定格電圧乃至定格電圧よりも低い電圧に切り換え、前記LEDの点灯が前記制約時間内で消灯する照明では、点灯から消灯まで定格電圧よりも高いオーバドライブ電圧を印加するものである。
定格電圧よりも高いオーバドライブ電圧の印加が可能であるLEDをストロボ電源からの電圧印加にてストロボ点灯させる画像認識用照明方法において、LEDの点灯開始から定格電圧よりも高いオーバドライブ電圧を印加して、LEDに設定されている制約時間経過後乃至この制約時間よりも短い所定時間の経過後に、LEDに印加する電圧を定格電圧乃至定格電圧よりも低い電圧に切り換え、前記LEDの点灯が前記制約時間内で消灯する照明では、点灯から消灯まで定格電圧よりも高いオーバドライブ電圧を印加するものである。
Claims (10)
- 定格電圧よりも高いオーバドライブ電圧の制約時間内での印加が可能であるLEDをストロボ電源からの電圧印加にてストロボ点灯させる画像認識用照明装置において、
前記ストロボ電源はLEDに印加する電圧の変更が可能な電圧切換手段を備え、この電圧切換手段は、LEDの点灯開始から定格電圧よりも高いオーバドライブ電圧を印加して、前記制約時間経過後乃至制約時間よりも短い所定時間の経過後に、LEDに印加する電圧を定格電圧乃至定格電圧よりも低い電圧に切り換えることを特徴とする画像認識用照明装置。 - 前記LEDの点灯時間が前記制約時間内で消灯する照明では、点灯から消灯まで定格電圧よりも高いオーバドライブ電圧を印加することを特徴とする請求項1に記載の画像認識用照明装置。
- 前記電圧切換手段は、点灯時間検知手段と、電圧切換器と、点灯時間検知手段にて検知した点灯時間に基づいて前記電圧切換器を制御して電圧切換を行う制御手段とを備えたことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の画像認識用照明装置。
- 前記点灯時間検知手段は、点灯開始からの時間をカウントするタイマーと、前記タイマーの時間を監視して、前記制約時間経過後乃至制約時間よりも短い所定時間が経過したときに、この経過を前記制御手段に入力する点灯時間監視器とを備えたことを特徴とする請求項3に記載の画像認識用照明装置。
- 電圧切換器がDC/DCコンバータであることを特徴とする請求項3又は請求項4に記載の画像認識用照明装置。
- オーバドライブ電圧、定格電圧、および制約時間のうちの任意のパラメータが予め設定された固定値であることを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の画像認識用照明装置。
- オーバドライブ電圧、定格電圧、および制約時間のうちの任意のパラメータは任意に設定可能な変動値であることを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の画像認識用照明装置。
- 前記変動値は、外部からの通信に設定されることを特徴とする請求項7に記載の画像認識用照明装置。
- 定格電圧よりも高いオーバドライブ電圧の制約時間内での印加が可能であるLEDをストロボ電源からの電圧印加にてストロボ点灯させる画像認識用照明方法において、
LEDの点灯開始から定格電圧よりも高いオーバドライブ電圧を印加して、前記制約時間経過後乃至制約時間よりも短い所定時間の経過後に、LEDに印加する電圧を定格電圧乃至定格電圧よりも低い電圧に切り換えることを特徴とする画像認識用照明方法。 - 前記LEDの点灯時間が前記制約時間内で消灯する照明では、点灯から消灯まで定格電圧よりも高いオーバドライブ電圧を印加することを特徴とする請求項9に記載の画像認識用照明方法。
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A912 | Re-examination (zenchi) completed and case transferred to appeal board |
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