JP3334568B2 - 位置検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はプリント基板加工機
や電子部品実装機などの位置検出装置における位置検出
の高精度化を行う位置検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】プリント基板加工機や電子部品実装機な
どでは、位置検出装置を用いたプリント基板や電子部品
の位置検出が行われている。例えばプリント基板穴加工
機では、予めプリント基板に位置決め用マークを付加
し、位置制御装置で位置決め用マークが画像認識装置の
検出範囲に入るようにプリント基板を位置決めし、画像
認識装置で位置決めマークの位置を検出し、プリント基
板の精密な位置を算出して、プリント基板の穴加工位置
を補正して穴加工を行っている。

【０００３】近年、電子機器の小型化が進む中で、電子
部品の小型化に伴い、プリント基板の加工穴の小径化や
高密度化が求められている。加工穴の小径化や高密度化
を行うには、加工穴位置の高精度化を実現する必要があ
り、そのためプリント基板の位置を算出するための位置
決め用マークの検出精度を高精度化する必要がある。

【０００４】図９に従来のプリント基板穴加工機の位置
検出装置の構成を示す。加工するプリント基板３を搭載
する加工テーブル２、加工テーブル２を駆動する位置制
御部１、加工テーブル２の上方に設置してプリント基板
３の位置決め用マーク４を撮像するカメラ５、カメラ５
の撮像画像から位置決め用マーク４の位置検出を行う画
像処理部６から構成される。位置制御部１は加工テーブ
ル２上に位置ずれなく置かれたプリント基板３の位置決
め用マーク４がカメラ５の検出範囲の中心に来るように
加工テーブル２を移動する。加工テーブル２の移動後、
カメラ５は位置決め用マーク４を撮像して、撮像データ
を画像処理部６に出力する。画像処理部６では撮像デー
タからカメラ５の検出範囲内の位置決め用マーク４を位
置検出し、位置制御部１に出力する。位置制御部１では
画像処理部６からの検出位置と加工テーブル２の位置か
ら位置決め用マーク４の位置を算出する。この位置決め
用マーク４の位置検出を１点または複数点行うことによ
り、加工テーブル２上のプリント基板３の正確な位置を
算出することができる。このプリント基板３の算出位置
を元に穴開け加工位置を補正するので、高精度な穴開け
加工を行うことができる。

【０００５】以上のようにして、プリント基板３の位置
決め用マーク４を画像処理により位置検出することがで
きる。画像処理部６の検出精度を上げるためには、カメ
ラ５を高倍率にし、被測定物の全体がカメラ５の検出範
囲内に入るような状態で位置決め用マークを検出する必
要がある。カメラ５を高倍率にするとカメラ５の検出範
囲が小さくなり、カメラ５の検出範囲に対して位置決め
用マーク４が相対的に大きくなり、位置的裕度が小さく
なる。そのためカメラ５の中心に対して位置決め用マー
ク４の位置精度も高くする必要がある。図９の位置検出
装置の場合では、加工テーブル２にプリント基板３を搭
載する際の位置精度を高くしなければならない。

【０００６】また、高倍率のカメラと低倍率のカメラの
２つのカメラを使用して、低倍率のカメラで位置決め用
マークの大まかな位置検出をした後、その検出位置デー
タを用いて、高倍率のカメラの検出範囲に位置決め用マ
ークを移動した後、高精度に位置決め用マークの位置検
出を行う方法（例えば、特開昭６３−１６８０９７号）
などがある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】前述した方法によりプ
リント基板３の位置決め用マーク４の高精度な位置検出
が行うことができる。しかしプリント基板３の加工テー
ブル２への搭載精度を上げるためには搭載するための搬
送装置の位置決め精度を高精度化する必要がある。しか
しプリント基板３の形状にバラツキがあると、搬送装置
を高精度化しても、搭載精度は下がることになる。

【０００８】また、位置決め用マークの位置検出に検出
倍率の異なる２つのカメラを用いる場合、２つのカメラ
が必要となり、取り付けスペースやカメラの調整作業が
２倍になる。また２つのカメラ間の位置関係に誤差があ
る場合、位置決め用マークの位置検出にその誤差が反映
することとなり、位置決め用マークの精密な位置検出の
妨げ要因になる。

【０００９】本発明は上記の課題を解決し、高精度の位
置検出を行うことができる位置検出装置を提供すること
を目的としている。

【００１０】

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目標を達成するため
に本発明の第１の位置検出装置は、検出範囲内で被測定
物を検出する検出手段と、検出手段による被測定物の検
出位置を判定し、検出位置を検出位置判定値以外と判定
した場合、被測定物の検出位置と検出手段の検出範囲内
の任意の点から被測定物と検出手段の一方または双方の
移動量を演算する検出位置判定部と、被測定物と検出手
段の一方または双方を移動する移動手段を設け、位置決
めを行う構成となる。

【００１２】本発明の第２の位置検出装置は、検出範囲
内で被測定物を検出する検出手段と、検出手段による被
測定物の検出面積を判定し、検出面積を検出面積判定値
以外と判定した場合、被測定物の検出位置と検出手段の
検出範囲の中心から被測定物と検出手段の一方または双
方の移動量を検出位置の符号を逆にすることにより演算
する検出面積判定部と、被測定物と検出手段の一方また
は双方を移動する移動手段を設け、位置決めを行う構成
となる。

【００１３】本発明の第３の位置検出装置は、検出範囲
内で被測定物を検出する検出手段と、検出手段による被
測定物の検出位置と検出面積を判定し、検出位置を検出
位置判定値以外かつ検出面積を検出面積判定値以外と判
定した場合、被測定物の検出位置と検出手段の検出範囲
内の任意の点から被測定物と検出手段の一方または双方
の移動量を演算し、検出位置を検出位置判定値以外また
は検出面積を検出面積判定値以外と判定した場合、被測
定物を不良とする検出位置面積判定部と、被測定物と検
出手段の一方または双方を移動する移動手段を設け、位
置決めを行う構成となる。

【００１４】本発明の第４の位置検出装置は、検出範囲
内で被測定物を検出する検出手段と、検出手段の検出結
果を判定し、検出結果判定値以外と判定した場合、被測
定物の検出位置と検出手段の検出範囲の中心から被測定
物と検出手段の一方または双方の移動量を演算する検出
結果判定部と、被測定物と検出手段の一方または双方を
移動する移動手段を設け、位置決めを行う構成となる。

【００１５】本発明の第５の位置検出装置は、検出範囲
内で被測定物を検出する検出手段と、検出手段の検出結
果を判定し、検出結果判定値以外と判定した場合、被測
定物の検出位置と検出手段の検出範囲内の任意の点から
被測定物と検出手段の一方または双方の移動量を演算す
る検出結果判定部と、被測定物の形状及び検出手段の検
出範囲から被測定物と検出手段の一方または双方の移動
量補正値を演算する移動量補正値演算部と、被測定物と
検出手段の一方または双方を移動する移動手段を設け、
位置決めを行う構成となる。

【００１６】本発明の第６の位置検出装置は、検出範囲
内で被測定物を検出する検出手段と、被測定物の形状及
び検出手段の検出範囲から検出位置判定部の検出位置判
定値を演算する検出位置判定値演算部と、検出手段の検
出位置を判定し、検出位置判定値以外と判定した場合、
被測定物の検出位置と検出手段の検出範囲内の任意の点
から被測定物と検出手段の一方または双方の移動量を演
算する検出位置判定部と、被測定物と検出手段の一方ま
たは双方を移動する移動手段を設け、位置決めを行う構
成となる。

【００１７】本発明の第７の位置検出装置は、検出範囲
内で被測定物を検出する検出手段と、被測定物の形状及
び検出手段の検出範囲から検出位置判定部の検出位置判
定値を演算する検出位置判定値演算部と、検出手段の検
出位置を判定し、検出位置判定値以外と判定した場合、
被測定物の検出位置と検出手段の検出範囲の中心から被
測定物と検出手段の一方または双方の移動量を演算する
検出位置判定部と、被測定物と検出手段の一方または双
方を移動する移動手段を設け、位置決めを行う構成とな
る。

【００１８】本発明の第８の位置検出装置は、検出範囲
内で被測定物を検出する検出手段と、被測定物の形状及
び検出手段の検出範囲から検出位置判定部の検出位置判
定値を演算する検出位置判定値演算部と、検出手段の検
出位置を判定し、検出位置判定値以外と判定した場合、
被測定物の検出位置と検出手段の検出範囲内の任意の点
から被測定物と検出手段の一方または双方の移動量を演
算する検出位置判定部と、被測定物の形状及び検出手段
の検出範囲から被測定物と検出手段の一方または双方の
移動量補正値を演算する移動量補正値演算部と、被測定
物と検出手段の一方または双方を移動する移動手段を設
け、位置決めを行う構成となる。

【００１９】本発明の第９の位置検出装置は、検出範囲
内で被測定物を検出する検出手段と、被測定物の形状か
ら検出面積判定部の検出面積判定値を演算する検出面積
判定値演算部と、検出手段の検出面積を判定し、検出面
積判定値以外と判定した場合、被測定物の検出位置と検
出手段の検出範囲内の任意の点から被測定物と検出手段
の一方または双方の移動量を演算する検出面積判定部
と、被測定物と検出手段の一方または双方を移動する移
動手段を設け、位置決めを行う構成となる。

【００２０】本発明の第１０の位置検出装置は、検出範
囲内で被測定物を検出する検出手段と、被測定物の形状
から検出面積判定部の検出面積判定値を演算する検出面
積判定値演算部と、検出手段の検出面積を判定し、検出
面積判定値以外と判定した場合、被測定物の検出位置と
検出手段の検出範囲の中心から被測定物と検出手段の一
方または双方の移動量を演算する検出面積判定部と、被
測定物と検出手段の一方または双方を移動する移動手段
を設け、位置決めを行う構成となる。

【００２１】本発明の第１１の位置検出装置は、検出範
囲内で被測定物を検出する検出手段と、被測定物の形状
から検出面積判定部の検出面積判定値を演算する検出面
積判定値演算部と、検出手段の検出面積を判定し、検出
面積判定値以外と判定した場合、被測定物の検出位置と
検出手段の検出範囲内の任意の点から被測定物と検出手
段の一方または双方の移動量を演算する検出面積判定部
と、被測定物の形状及び検出手段の検出範囲から被測定
物と検出手段の一方または双方の移動量補正値を演算す
る移動量補正値演算部と、被測定物と検出手段の一方ま
たは双方を移動する移動手段を設け、位置決めを行う構
成となる。

【００２２】本発明の第１２の位置検出装置は、検出範
囲内で被測定物を検出する検出手段と、被測定物の形状
誤差や検出手段の検出誤差などから検出位置判定値補正
量を演算する検出位置判定値補正部と、検出手段の検出
位置を判定し、検出位置判定値以外と判定した場合、被
測定物の検出位置と検出手段の検出範囲内の任意の点か
ら被測定物と検出手段の一方または双方の移動量を演算
する検出位置判定部と、被測定物と検出手段の一方また
は双方を移動する移動手段を設け、位置決めを行う構成
となる。

【００２３】本発明の第１３の位置検出装置は、検出範
囲内で被測定物を検出する検出手段と、被測定物の形状
誤差や検出手段の検出誤差などから検出面積判定値補正
量を演算する検出面積判定値補正部と、検出手段の検出
面積を判定し、検出結果判定値以外と判定した場合、被
測定物の検出位置と検出手段の検出範囲内の任意の点か
ら被測定物と検出手段の一方または双方の移動量を演算
する検出面積判定部と、被測定物と検出手段の一方また
は双方を移動する移動手段を設け、位置決めを行う構成
となる。

【００２４】

【００２５】

【発明の実施の形態】上記の構成により、本発明の第１
の位置検出装置は、被測定物を検出し、検出位置を判定
し、被測定物と検出手段の一方または双方の移動量を演
算し、被測定物と検出手段の一方または双方を移動させ
るという作用を有する。

【００２６】本発明の第２の位置検出装置は、被測定物
を検出し、検出面積を判定し、被測定物と検出手段の一
方または双方の移動量を演算し、被測定物と検出手段の
一方または双方を移動させるという作用を有する。

【００２７】本発明の第３の位置検出装置は、被測定物
を検出し、検出位置と検出面積を判定し、被測定物と検
出手段の一方または双方の移動量を演算し、被測定物と
検出手段の一方または双方を移動させるという作用を有
する。

【００２８】本発明の第４の位置検出装置は、被測定物
を検出し、検出結果を判定し、検出位置と検出手段の検
出範囲の中心から被測定物と検出手段の一方または双方
の移動量を演算し、被測定物と検出手段の一方または双
方を移動させるという作用を有する。

【００２９】本発明の第５の位置検出装置は、被測定物
を検出し、検出結果を判定し、被測定物と検出手段の一
方または双方の移動量を演算し、被測定物の形状及び検
出手段の検出範囲から被測定物と検出手段の一方または
双方の移動量補正値を演算し、被測定物と検出手段の一
方または双方を移動させるという作用を有する。

【００３０】本発明の第６の位置検出装置は、被測定物
を検出し、検出位置判定値を演算し、検出位置を判定
し、被測定物と検出手段の一方または双方の移動量を演
算し、被測定物と検出手段の一方または双方を移動させ
るという作用を有する。

【００３１】本発明の第７の位置検出装置は、被測定物
を検出し、検出位置判定値を演算し、検出位置を判定
し、検出位置と検出手段の検出範囲の中心から被測定物
と検出手段の一方または双方の移動量を演算し、被測定
物と検出手段の一方または双方を移動させるという作用
を有する。

【００３２】本発明の第８の位置検出装置は、被測定物
を検出し、検出位置判定値を演算し、検出位置を判定
し、被測定物と検出手段の一方または双方の移動量を演
算し、被測定物の形状及び検出手段の検出範囲から被測
定物と検出手段の一方または双方の移動量補正値を演算
し、被測定物と検出手段の一方または双方を移動させる
という作用を有する。

【００３３】本発明の第９の位置検出装置は、被測定物
を検出し、検出面積判定値を演算し、検出面積を判定
し、被測定物と検出手段の一方または双方の移動量を演
算し、被測定物と検出手段の一方または双方を移動させ
るという作用を有する。

【００３４】本発明の第１０の位置検出装置は、被測定
物を検出し、検出面積判定値を演算し、検出面積を判定
し、検出位置と検出手段の検出範囲の中心から被測定物
と検出手段の一方または双方の移動量を演算し、被測定
物と検出手段の一方または双方を移動させるという作用
を有する。

【００３５】本発明の第１１の位置検出装置は、被測定
物を検出し、検出面積判定値を演算し、検出面積を判定
し、被測定物と検出手段の一方または双方の移動量を演
算し、被測定物の形状及び検出手段の検出範囲から被測
定物と検出手段の一方または双方の移動量補正値を演算
し、被測定物と検出手段の一方または双方を移動させる
という作用を有する。

【００３６】本発明の第１２の位置検出装置は、被測定
物を検出し、検出位置判定値補正量を演算し、検出位置
を判定し、被測定物と検出手段の一方または双方の移動
量を演算し、被測定物と検出手段の一方または双方を移
動させるという作用を有する。

【００３７】本発明の第１３の位置検出装置は、被測定
物を検出し、検出面積判定値補正量を演算し、検出面積
を判定し、被測定物と検出手段の一方または双方の移動
量を演算し、被測定物と検出手段の一方または双方を移
動させるという作用を有する。 （実施の形態１） 以下、本発明の実施の形態について説明する。本発明を
図１から図１６に示す。プリント基板穴加工機の位置検
出装置について、詳細を述べる。

【００３８】図１は本発明の第１の実施の形態の位置検
出装置の構成図である。図９の従来の位置検出装置の構
成に、検出位置判定部７を追加したものである。検出位
置判定部７には、画像処理部６から検出位置が入力され
る。カメラ５の検出範囲を２ｍｍ角、位置決め用マーク
４を１ｍｍ角とすると、位置決め用マーク４全体がカメ
ラ５の検出範囲に入るためのカメラ５の検出範囲中心か
らの位置決め用マーク４の中心の位置ずれ範囲は、Ｘ軸
方向、Ｙ軸方向とも±０．５ｍｍ以内となる。そこで検
出位置判定部７では、検出位置判定値が±０．５ｍｍと
なり、この検出位置判定値で検出位置の良否を判定す
る。検出位置がＸ軸方向、Ｙ軸方向とも±０．５ｍｍ以
内の場合、検出結果を良と判定し、検出位置がＸ軸方向
またはＹ軸方向の一方でも±０．５ｍｍ以外の場合、検
出結果を否と判定する。検出結果が否の場合、検出位置
がカメラ５の検出範囲の中心になるように加工テーブル
２の移動量を演算する。移動量は検出位置の符号の逆の
値となる。検出位置判定部７は、判定結果と、判定結果
が良の場合検出位置を、検出結果が否の場合加工テーブ
ル移動量を位置制御部１に出力する。

【００３９】図１の位置検出装置の動作について説明す
る。加工テーブル２にプリント基板３を搭載した後、位
置決め用マーク４を検出するために加工テーブル２を任
意の位置へ移動する。加工テーブル２の移動後、カメラ
５は位置決め用マーク４を撮像して、撮像データを画像
処理部６に出力する。

【００４０】図１０はカメラ検出範囲内に位置決め用マ
ークの全体が入る場合のカメラの撮像画像図である。図
１０に示すように、位置決め用マーク１６の中心がＸ＝
０．２ｍｍ、Ｙ＝０．２ｍｍの位置にある。画像処理部
６では撮像画像の位置を重心法で検出し、検出位置Ｘ＝
０．２ｍｍ、Ｙ＝０．２ｍｍを検出位置判定部７に出力
する。検出位置判定部７では、入力された検出位置と検
出位置判定値を比較する。検出位置はＸ軸、Ｙ軸とも検
出位置判定値以内に入るため、検出位置は良と判定し、
検出結果良と検出位置を位置制御部１に出力する。位置
制御部１では検出結果が良のため、検出位置からプリン
ト基板３の加工テーブル２上の位置を算出し、この算出
位置からプリント基板３の穴加工位置を補正して穴加工
を行う。

【００４１】図１１はカメラ検出範囲内に位置決め用マ
ークの一部が入る場合のカメラの撮像画像図である。図
１１に示すように、位置決め用マーク１６の中心がＸ軸
方向に０．２ｍｍ、Ｙ軸方向に１．０ｍｍの位置にあ
る。画像処理部６では撮像画像の位置を重心法で検出
し、検出位置Ｘ＝０．２ｍｍ、Ｙ＝０．７５ｍｍを検出
位置判定部７に出力する。検出位置判定部７では、入力
された検出位置と検出位置判定値を比較する。検出位置
のＸ軸は検出位置判定値以内に入るが、Ｙ軸が検出位置
判定値以外のため、検出位置は否と判定し、加工テーブ
ル２の移動量Ｘ＝−０．２ｍｍ，Ｙ＝−０．７５ｍｍを
演算する。検出位置判定部７は検出結果否とテーブル移
動量を位置制御部１に出力する。位置制御部１では検出
結果が否のため、テーブル移動量だけ加工テーブル２を
移動する。

【００４２】図１２は図１１の状態から加工テーブルを
移動した後のカメラの撮像画像図である。図１２に示す
ように、図１１の状態から加工テーブル２を検出位置判
定部７で演算した移動量だけ移動させたので、位置決め
用マーク１６の中心がＸ＝０．０ｍｍ、Ｙ＝０．２５ｍ
ｍの位置にある。画像処理部６では撮像画像の位置を重
心法で検出し、検出位置Ｘ＝０．０ｍｍ、Ｙ＝０．２５
ｍｍを検出位置判定部７に出力する。検出位置判定部７
では、入力された検出位置と検出位置判定値を比較す
る。検出位置はＸ軸、Ｙ軸とも検出位置判定値以内に入
るため、検出位置は良と判定し、検出結果良と検出位置
を位置制御部１に出力する。位置制御部１では検出結果
が良のため、検出位置からプリント基板３の加工テーブ
ル２上の位置を算出し、この算出位置からプリント基板
３の穴加工位置を補正して、穴加工を行う。２回目以降
の位置決め用マーク４の検出位置が検出位置判定部７で
否と判定された場合には、再度同じように加工テーブル
２を移動させて位置決め用マーク４の検出を行えばよ
い。

【００４３】このように、最初の検出でカメラ５の検出
範囲に位置決め用マーク４が一部でも入っていれば、検
出位置データを使用して位置決め用マーク４の全体がカ
メラ５の検出範囲に入るまで加工テーブル２を移動した
後、再度位置決め用マーク４を検出するので、カメラ５
の検出範囲を拡大することができる。図１のカメラ５の
検出範囲と位置決め用マーク４では、カメラ５の検出範
囲中心からの位置決め用マーク４中心のずれ量が、Ｘ
軸、Ｙ軸とも約±１．５ｍｍ以内であれば、位置決め用
マーク４の位置検出が可能となり、従来の位置検出装置
と比較して位置ずれ許容範囲が３倍に広がることにな
る。また、位置決め用マーク４全体がカメラ５の検出範
囲に入った後、画像処理部６の検出位置を位置決め用マ
ーク４の検出位置として使用するので、位置決め用マー
ク４の高精度な位置検出が可能となる。また検出範囲の
任意の点をカメラ５の検出範囲の中心とすることで、加
工テーブル２の移動量の演算が検出位置の符号を逆にす
るだけでいいので、移動量の演算が簡単に行える。 （実施の形態２）図２は本発明の第２の実施の形態の位
置検出装置の構成図である。図９の従来の位置検出装置
の構成に、検出面積判定部８を追加したものである。検
出面積判定部８には、画像処理部６から検出面積が入力
される。カメラ５の検出範囲を２ｍｍ角、位置決め用マ
ーク４を１ｍｍ角とすると、位置決め用マーク４全体が
カメラ５の検出範囲に入ると検出面積の値は１ｍｍ²と
なる。そこで検出面積判定部８では、検出面積判定値が
１ｍｍ²となり、この検出面積判定値で検出面積の良否
を判定する。検出面積が１ｍｍ²の場合、検出結果を良
と判定し、検出面積が１ｍｍ²以外の場合、検出結果を
否と判定する。検出結果が否の場合、検出位置がカメラ
５の検出範囲の中心になるように加工テーブル２の移動
量を演算する。移動量は検出位置の符号の逆の値とな
る。検出面積判定部８は、判定結果と、判定結果が良の
場合検出位置を、検出結果が否の場合加工テーブル移動
量を位置制御部１に出力する。

【００４４】図２の位置検出装置の動作について説明す
る。図１の位置検出装置と同様の手順で、撮像データを
画像処理部６に出力する。

【００４５】図１０の場合、画像処理部６では撮像画像
の位置を重心法で検出し、検出面積を撮像データの画素
数から検出し、検出位置Ｘ＝０．２ｍｍ、Ｙ＝０．２ｍ
ｍ、検出面積１ｍｍ²を検出面積判定部８に出力する。
検出面積判定部８では、入力された検出面積と検出面積
判定値を比較する。検出面積は検出面積判定値と一致す
るため、検出面積は良と判定し、検出結果良と検出位置
を位置制御部１に出力する。以降、図１の位置検出装置
と同様の処理を行う。

【００４６】図１１の場合、画像処理部６では撮像画像
の位置を重心法で検出し、検出面積を撮像データの画素
数から検出し、検出位置Ｘ＝０．２ｍｍ、Ｙ＝０．７５
ｍｍ、検出面積０．５ｍｍ²を検出面積判定部８に出力
する。検出面積判定部８では、入力された検出面積と検
出面積判定値を比較する。検出面積は０．５ｍｍ²とな
り、検出面積判定値と一致しないため、検出面積は否と
判定し、加工テーブル２の移動量Ｘ＝−０．２ｍｍ，Ｙ
＝−０．７５ｍｍを演算する。検出面積判定部８は検出
結果否と加工テーブル移動量を位置制御部１に出力す
る。以降図１と同様の処理を行う。

【００４７】図１２に示すように、図１１の状態から加
工テーブル２を検出面積判定部８で演算した移動量だけ
移動させたので、位置決め用マーク１６の中心がＸ＝
０．０ｍｍ、Ｙ＝０．２５ｍｍの位置にある。画像処理
部６では撮像画像の位置を重心法で検出し、検出面積を
撮像データの画素数から検出し、検出位置Ｘ＝０．０ｍ
ｍ、Ｙ＝０．２５ｍｍ、検出面積１ｍｍ²を検出面積判
定部８に出力する。検出面積判定部８では、入力された
検出面積と検出面積判定値を比較する。検出面積は検出
面積判定値と一致するため、検出面積は良と判定し、検
出結果良と検出位置を位置制御部１に出力する。以降図
１の位置検出装置と同様の処理を行う。２回目以降の位
置決め用マーク４の検出面積が検出面積判定部８で否と
判定された場合には、再度同じように加工テーブル２を
移動させて位置決め用マーク４の検出を行えばよい。

【００４８】このように、最初の検出でカメラ５の検出
範囲に位置決め用マーク４が一部でも入っていれば、検
出位置データを使用して位置決め用マーク４全体がカメ
ラ５の検出範囲に入るまで加工テーブル２を移動した
後、再度位置決め用マーク４を検出するので、カメラ５
の検出範囲を拡大することができる。図のようなカメラ
５の検出範囲と位置決め用マーク４では、カメラ５の検
出範囲中心からの位置決め用マーク４中心のずれ量が、
Ｘ軸、Ｙ軸とも約±１．５ｍｍ以内であれば、位置決め
用マーク４の位置検出が可能となり、従来の位置検出装
置と比較して位置ずれ許容範囲が３倍に広がることとな
る。また、位置決め用マーク４全体がカメラ５の検出範
囲に入った後、画像処理部６の検出位置を位置決め用マ
ーク４の検出位置として使用するので、位置決め用マー
ク４の高精度な位置検出が可能となる。また検出範囲の
任意の点をカメラ５の検出範囲の中心とすることで、加
工テーブル２の移動量の演算が検出位置の符号を逆にす
るだけでいいので、移動量の演算が簡単に行える。 （実施の形態３）図３は本発明の第３の実施の形態の位
置検出装置の構成図である。図９の従来の位置検出装置
の構成に、検出位置面積判定部９を追加したものであ
る。検出位置の判定は図１の位置検出装置の検出位置判
定部７と同様の方法で行い、検出面積の判定は図２の位
置検出装置の検出面積判定部８と同様の方法で行う。検
出位置と検出面積が双方とも良の場合、検出位置面積判
定部９は判定結果良と検出位置を位置制御部１に出力す
る。検出位置と検出面積の双方とも否の場合、図１と同
様の方法で加工テーブル２の移動量を演算し、検出結果
否と加工テーブル２の移動量を位置制御部１に出力す
る。検出位置と検出面積の一方が否の場合、位置決め用
マーク不良を位置制御部１に出力する。

【００４９】図３の位置検出装置の動作について説明す
る。図１の位置検出装置と同様の手順で、撮像データを
画像処理部６に出力する。

【００５０】撮像画像が図１０や図１１の場合、図１や
図２の位置検出装置と同様の検出位置判定値と検出面積
判定値を用いて、位置決め用マーク４の位置検出を行
う。

【００５１】図１３は位置決め用マークが本来より小さ
い場合のカメラの撮像画像図である。図１３に示すよう
に、位置決め用マーク１６の中心がＸ軸方向に０．２ｍ
ｍ、Ｙ軸方向に０．２ｍｍの位置にあるが、位置決め用
マーク４の形状不良やマーク表面の汚れなどにより、撮
像画像が本来の大きさの５０％に撮像された場合であ
る。画像処理部６では撮像画像の位置と面積を検出し、
検出位置Ｘ＝０．２ｍｍ、Ｙ＝０．２ｍｍ、検出面積
０．２５ｍｍ²を検出位置面積判定部９に出力する。検
出位置面積判定部９では、入力された検出位置、検出面
積と検出位置判定値、検出面積判定値を比較する。検出
位置はＸ軸、Ｙ軸ともは検出位置判定値以内に入るので
検出位置は良となるが、検出面積が検出面積判定値と一
致しないため検出面積は否となるので、位置決め用マー
ク不良と判定する。検出位置面積判定部９は位置決め用
マーク不良を位置制御部１に出力する。位置制御部１で
は位置決め用マーク不良のため、位置決め用マークの位
置検出を中止する。

【００５２】図１４は位置決め用マークが本来より大き
い場合のカメラの撮像画像図である。図１４に示すよう
に、位置決め用マーク１６の中心がＸ軸方向に０．２ｍ
ｍ、Ｙ軸方向に１．０ｍｍの位置にあるが、位置決め用
マークの形状不良やマーク表面の汚れなどにより、撮像
画像が本来の大きさと同じように撮像された場合であ
る。画像処理部６では撮像画像の位置と面積を検出し、
検出位置Ｘ＝０．２ｍｍ、Ｙ＝１．０ｍｍ、検出面積
１．０ｍｍ²を検出位置面積判定部９に出力する。検出
位置面積判定部９では、入力された検出位置、検出面積
と検出位置判定値、検出面積判定値を比較する。検出面
積は検出面積判定値と一致するので検出面積は良となる
が、検出位置はＸ軸は検出位置判定値以内に入るが、Ｙ
軸が検出判定値以外のため検出位置は否となるので、位
置決め用マーク不良と判定する。検出位置面積判定部９
は位置決め用マーク不良を位置制御部１に出力する。位
置制御部１では位置決め用マーク不良のため、位置決め
用マークの位置検出を中止する。

【００５３】このように、図１や図２の位置検出装置と
同様にカメラ５の検出範囲の拡大や位置決め用マーク４
の高精度な位置検出が可能なだけでなく、位置決め用マ
ーク４の形状不良や位置決め用マーク４の汚れなどによ
る位置決め用マーク不良を検出し、位置決め用マーク４
の位置検出を中止することができるので、位置決め用マ
ーク不良のプリント基板を加工することがなく、高品質
のプリント基板加工を行うことができる。 （実施の形態４）図４は本発明の第４の実施の形態の位
置検出装置の構成図である。図１の位置検出装置に移動
量補正値演算部１０を追加したものである。移動量補正
値演算部１０はカメラ５の検出範囲や位置決め用マーク
４の形状、大きさから、移動量補正値を演算し、検出位
置判定部７に出力するものである。カメラ５の検出範囲
を２ｍｍ角、位置決め用マーク４を１．５ｍｍ角とする
と、位置決め用マーク全体がカメラ５の検出範囲に入る
ためのカメラ５の検出範囲中心からの位置決め用マーク
４の中心の位置ずれ範囲は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向とも±
０．２５ｍｍ以内となる。位置決め用マーク４の大きさ
がカメラ５の検出範囲の５０％より大きいので、カメラ
５の検出範囲中心からの位置決め用マーク４の中心の位
置ずれが±０．７５ｍｍ以上になると、２回の位置決め
用マーク４の検出で、否と判定される。そこで検出位置
から演算する移動量に更に移動補正値を加えて加工テー
ブルを移動させると、２回目の位置決め用マーク４の検
出でも良となる位置決め用マーク４の中心の位置ずれ範
囲が大きくなる。カメラ５の検出範囲をＡｍｍ、位置決
め用マーク４をＢｍｍ角とすると、移動量補正値Ｃｍｍ
は数式（１）のようになる。

【００５４】Ｃ＝（Ａ−Ｂ）／２ ・・・（１） 図４の位置検出装置の動作について説明する。図１と同
様の手順で、撮像データを画像処理部６に出力する。

【００５５】図１５はカメラ検出範囲内にカメラ検出範
囲の５０％より大きな位置決め用マークの一部が入る場
合のカメラの撮像画像図である。図１５に示すように、
位置決め用マーク１６の中心がＸ軸方向に１．０ｍｍ、
Ｙ軸方向に１．０ｍｍの位置にある。画像処理部６では
撮像画像の位置を重心法で検出し、検出位置Ｘ＝０．６
２５ｍｍ、Ｙ＝０．６２５ｍｍを検出位置判定部７に出
力する。検出位置判定部７では、入力された検出位置と
検出位置判定値を比較する。検出位置はＸ軸、Ｙ軸とも
検出位置判定値以外のため、検出位置は否と判定し、検
出位置と移動量補正値から加工テーブル２の移動量Ｘ＝
−０．８７５ｍｍ，Ｙ＝−０．８７５ｍｍを演算する。
検出位置判定部７は検出結果否とテーブル移動量を位置
制御部１に出力する。以降図１の位置検出装置と同様の
処理を行う。

【００５６】図１６は図１５の状態から加工テーブルを
移動した後のカメラの撮像画像図である。図１６に示す
ように、図１５の状態から加工テーブル２を検出位置判
定部７で演算した移動量だけ移動させたので、位置決め
用マーク１６の中心がＸ＝０．１２５ｍｍ、Ｙ＝０．１
２５ｍｍの位置にある。画像処理部６では撮像画像の位
置を重心法で検出し、検出位置Ｘ＝０．１２５ｍｍ、Ｙ
＝０．１２５ｍｍを検出位置判定部７に出力する。検出
位置判定部７では、入力された検出位置と検出位置判定
値を比較する。検出位置はＸ軸、Ｙ軸とも検出位置判定
値以内に入るため、検出位置は良と判定し、検出結果良
と検出位置を位置制御部１に出力する。以降図１の位置
検出装置と同様の処理を行う。２回目以降の位置決め用
マーク４の検出位置が検出位置判定部７で否と判定され
た場合には、再度同じように加工テーブル２を移動させ
て位置決め用マーク４の検出を行えばよい。

【００５７】このように、位置決め用マーク４の大きさ
がカメラ５の検出範囲の５０％より大きい場合、移動量
補正値で加工テーブル２の移動量を補正して加工テーブ
ル２を移動させて２回目の位置決め用マーク４の検出を
行うことにより、２回目の検出で位置決め用マーク４全
体がカメラ５の検出範囲に入るためのカメラ５の検出範
囲中心と位置決め用マーク４の中心のずれ量が大きくな
り、カメラ５の検出範囲を拡大することができる。また
位置決め用マーク４の検出回数が少なくなり、タクトを
短縮することができる。図１５のようなカメラの検出範
囲１５と位置決め用マーク１６では、カメラ５の検出範
囲中心からの位置決め用マーク４の中心のずれ量が、Ｘ
軸、Ｙ軸とも約±１．２５ｍｍ以内であれば、２回目の
検出で位置決め用マーク４の位置検出が可能となり、従
来の位置検出装置と比較して位置ずれ許容範囲が５倍に
広がることになる。 （実施の形態５）図５は本発明の第５の実施の形態の位
置検出装置の構成図である。図１の位置検出装置に検出
位置判定値演算部１１を追加したものである。検出位置
判定値演算部１１はカメラ５の検出範囲と位置決め用マ
ーク４の形状を入力し、検出位置判定値を演算し、検出
位置判定部７に出力するものである。

【００５８】カメラ５の検出範囲をＡｍｍ、位置決め用
マーク４をＢｍｍ角とすると、検出位置判定値Ｄｍｍは
数式（２）のようになる。

【００５９】Ｄ＝（Ａ−Ｂ）／２ ・・・（２） 図５の位置検出装置の動作について説明する。位置決め
用マーク４の検出を行う前にカメラ５の検出範囲や位置
決め用マーク４の形状を検出位置判定値演算部１１に入
力する。検出位置判定値演算部１１では、検出位置判定
値を演算し、検出位置判定部７に出力する。以降は図１
の位置検出装置と同様の手順で、位置決め用マーク４の
検出を行う。

【００６０】このようにカメラ５の検出範囲や位置決め
用マーク４の形状が変わっても、検出位置判定値をその
時の検出状態に合わせて変更することができるので、常
に高精度な位置決め用マーク４の位置検出ができる。 （実施の形態６）図６は本発明の第６の実施の形態の位
置検出装置の構成図である。図２の位置検出装置に検出
面積判定値演算部１２を追加したものである。検出面積
判定値演算部１２は位置決め用マークの形状を入力し、
検出面積判定値を演算し、検出面積判定部８に出力する
ものである。

【００６１】位置決め用マーク４をＢｍｍ角とすると、
検出面積判定値Ｅｍｍ²は数式（３）のようになる。

【００６２】Ｅ＝Ｂ×Ｂ ・・・（３） 図６の位置検出装置の動作について説明する。位置決め
用マーク４の検出を行う前に位置決め用マーク４の形状
を検出面積判定値演算部１２に入力する。検出面積判定
値演算部１２では、検出面積判定値を演算し、検出面積
判定部８に出力する。以降は図２の位置検出装置と同様
の手順で、位置決め用マーク４の検出を行う。

【００６３】このように位置決め用マーク４の形状が変
わっても、検出面積判定値をその時の検出状態に合わせ
て変更することができるので、常に高精度な位置決め用
マーク４の位置検出ができる。 （実施の形態７）図７は本発明の第７の実施の形態の位
置検出装置の構成図である。図１の位置検出装置に検出
位置判定値補正部１３を追加したものである。検出位置
判定値補正部１３はカメラ５の検出範囲の誤差、位置決
め用マーク４の形状誤差、カメラ照明の経年変化量など
による撮像画像の誤差を入力し、検出位置判定値補正量
を演算し、検出位置判定部７に出力するものである。

【００６４】カメラ５の検出範囲の誤差を±Ｆ１ｍｍ以
内、位置決め用マーク４の形状誤差を±Ｆ２ｍｍ以内と
すると、検出位置判定値補正量Ｆｍｍは数式（４）のよ
うになる。

【００６５】Ｆ＝（Ｆ１＋Ｆ２）／２ ・・・（４） 図７の位置検出装置の動作について説明する。位置決め
用マーク４の検出を行う前にカメラ５の検出範囲の誤
差、位置決め用マーク４の形状誤差を検出位置判定値補
正部１３に入力する。検出位置判定値補正部１３では、
検出位置判定値補正量を演算し、検出位置判定部７に出
力する。検出位置判定部７では入力された検出位置判定
値補正量Ｆｍｍと補正前の検出位置判定値Ｄ１ｍｍから
補正後の検出位置判定値Ｄ２を数式（５）のように求め
る。

【００６６】Ｄ２＝Ｄ１−Ｆ ・・・（５） この補正後の検出位置判定値Ｄ２ｍｍを用いて検出位置
判定を行う。以降は図１の位置検出装置と同様の手順
で、位置決め用マーク４の検出を行う。

【００６７】このようにカメラ５の検出範囲の誤差や位
置決め用マーク４の形状誤差などから演算した検出位置
判定値補正量を用いて検出位置判定値を補正するので、
これらの誤差による検出位置判定の判定性能の低下を防
ぎ、常に高精度な位置決め用マーク４の位置検出ができ
る。 （実施の形態８）図８は本発明の第８の実施の形態の位
置検出装置の構成図である。図２の位置検出装置に検出
面積判定値補正部１４を追加したものである。検出面積
判定値補正部１４は、位置決め用マーク４の形状誤差、
カメラ照明の経年変化量などによる撮像画像の誤差を入
力し、検出面積判定値補正量を演算し、検出面積判定部
８に出力するものである。

【００６８】位置決め用マーク４の形状の誤差による検
出面積の誤差を±１％以内とすると、検出位置判定値補
正量Ｇは数式（６）のようになる。

【００６９】Ｇ＝±０．０１ ・・・（６） 図８の位置検出装置の動作について説明する。位置決め
用マーク４の検出を行う前に位置決め用マーク４の形状
の誤差、撮像画像の誤差位置を検出面積判定値補正部１
４に入力する。検出面積判定値補正部１４では、検出面
積判定値補正量を演算し、検出面積判定部８に出力す
る。検出面積判定部８では入力された検出面積判定値補
正量Ｇと補正前の検出面積判定値Ｅ１ｍｍ²から補正後
の検出位置判定値Ｅ２ｍｍ²を数式（７）のように求め
る。

【００７０】 Ｅ１×（１−Ｇ）≦Ｅ２≦Ｅ１×（１＋Ｇ） ・・・（７） この補正後の検出位置判定値Ｅ２ｍｍ²を用いて検出面
積判定を行う。以降は図２の位置検出装置と同様の手順
で、位置決め用マーク４の検出を行う。

【００７１】このように位置決め用マーク４の形状誤差
などから演算した検出面積判定値補正量を用いて検出面
積判定値を補正するので、これらの誤差による検出面積
判定の判定性能の低下を防ぎ、常に高精度な位置決め用
マーク４の位置検出ができる。

【００７２】なお、被測定物と検出手段の一方または双
方の移動量を演算する際に使用する検出手段の検出範囲
内の任意の点は、検出手段の検出範囲の中心として説明
したが、検出手段の検出範囲の形状、被測定物の形状、
検出手段の位置検出方法などから、最適な点を設定すれ
ばよい。

【００７３】

【００７４】

【発明の効果】以上の実施例の説明から明らかなよう
に、本発明の第１の位置検出装置は、被測定物の検出位
置を判定して、任意の点を導いて被測定物または検出手
段の一方または双方を移動した後、再度被測定物を検出
するので、検出手段の検出範囲を大きくし、高精度な位
置検出が可能となる効果を有する。

【００７５】本発明の第２の位置検出装置は、被測定物
の検出面積を判定して、任意の点を導いて被測定物また
は検出手段の一方または双方を移動した後、再度被測定
物を検出するので、検出手段の検出範囲を大きくし、高
精度な位置検出が可能となる効果を有する。

【００７６】本発明の第３の位置検出装置は、被測定物
の検出位置及び検出面積を判定して、任意の点を導いて
被測定物または検出手段の一方または双方を移動した
後、再度被測定物を検出するので、検出手段の検出範囲
を大きくし、高精度な位置検出が可能となる。また被測
定物の不良を検出でき、加工を中止するので、高品質な
加工が可能となる効果を有する。

【００７７】本発明の第４の位置検出装置は、被測定物
の検出位置と検出手段の検出範囲中心から移動量を演算
するので、移動量の演算が容易に行える効果を有する。

【００７８】本発明の第５の位置検出装置は、被測定物
の形状や検出手段の検出範囲から被測定物と検出手段の
一方または双方の移動量を補正するので、被測定物が検
出手段の検出範囲の５０％より大きい場合、検出手段の
検出範囲を更に大きくし、高精度な位置検出が可能とな
る効果を有する。

【００７９】本発明の第６の位置検出装置は、被測定物
の形状や検出手段の検出範囲から検出位置判定値を演算
するので、被測定物の形状や検出手段の検出範囲が変わ
っても、常に高精度な位置検出が可能となる効果を有す
る。

【００８０】本発明の第７の位置検出装置は、第４、第
６の位置検出装置の双方の効果を有する。

【００８１】本発明の第８の位置検出装置は、第５、第
６の位置検出装置の双方の効果を有する。

【００８２】本発明の第９の位置検出装置は、被測定物
の形状から検出面積判定値を演算するので、被測定物の
形状が変わっても、常に高精度な位置検出が可能となる
効果を有する。

【００８３】本発明の第１０の位置検出装置は、第４、
第９の位置検出装置の双方の効果を有する。

【００８４】本発明の第１１の位置検出装置は、第５、
第９の位置検出装置の双方の効果を有する。

【００８５】本発明の第１２の位置検出装置は、被測定
物の形状誤差や検出手段の検出範囲誤差などから検出位
置判定値を補正するので、被測定物の形状誤差や検出手
段の検出範囲誤差などによる検出位置判定の判定性能の
低下を防ぎ、常に高精度な位置検出が可能となる効果を
有する。

【００８６】本発明の第１３の位置検出装置は、被測定
物の形状誤差などから検出面積判定値を補正するので、
被測定物の形状誤差などによる検出面積判定の判定性能
の低下を防ぎ、常に高精度な位置検出が可能となる効果
を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の位置検出装置の構
成図

【図２】本発明の第２の実施の形態の位置検出装置の構
成図

【図３】本発明の第３の実施の形態の位置検出装置の構
成図

【図４】本発明の第４の実施の形態の位置検出装置の構
成図

【図５】本発明の第５の実施の形態の位置検出装置の構
成図

【図６】本発明の第６の実施の形態の位置検出装置の構
成図

【図７】本発明の第７の実施の形態の位置検出装置の構
成図

【図８】本発明の第８の実施の形態の位置検出装置の構
成図

【図９】従来の位置検出装置の構成図

【図１０】カメラ検出範囲内に位置決め用マークの全体
が入る場合のカメラの撮像画像図

【図１１】カメラ検出範囲内に位置決め用マークの一部
が入る場合のカメラの撮像画像図

【図１２】図１１の状態から加工テーブルを移動した後
のカメラの撮像画像図

【図１３】位置決め用マークが本来より小さい場合のカ
メラの撮像画像図

【図１４】位置決め用マークが本来より大きい場合のカ
メラの撮像画像図

【図１５】カメラ検出範囲内にカメラ検出範囲の５０％
より大きな位置決め用マークの一部が入る場合のカメラ
の撮像画像図

【図１６】図１５の状態から加工テーブルを移動した後
のカメラの撮像画像図

【符号の説明】

１ 位置制御部 ２ 加工テーブル ３ プリント基板 ４ 位置決め用マーク ５ カメラ ６ 画像処理部 ７ 検出位置判定部 ８ 検出面積判定部 ９ 検出位置面積判定部 １０ 移動量補正値演算部 １１ 検出位置判定値演算部 １２ 検出面積判定値演算部 １３ 検出位置判定値補正部 １４ 検出面積判定値補正部 １５ カメラの検出範囲 １６ 位置決め用マーク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01B 11/00 G01B 21/00

Claims (13)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 検出範囲内で被測定物を検出する検出手
   段と、検出手段による被測定物の検出位置を判定し、検
   出位置を検出位置判定値以外と判定した場合、被測定物
   の検出位置と検出手段の検出範囲内の任意の点から被測
   定物と検出手段の一方または双方の移動量を演算する検
   出位置判定部と、被測定物と検出手段の一方または双方
   を移動する移動手段を有する位置検出装置。
2. 【請求項２】 検出範囲内で被測定物を検出する検出手
   段と、検出手段による被測定物の検出面積を判定し、検
   出面積を検出面積判定値以外と判定した場合、被測定物
   の検出位置と検出手段の検出範囲の中心から被測定物と
   検出手段の一方または双方の移動量を検出位置の符号を
   逆にすることにより演算する検出面積判定部と、被測定
   物と検出手段の一方または双方を移動する移動手段を有
   する位置検出装置。
3. 【請求項３】 検出範囲内で被測定物を検出する検出手
   段と、検出手段による被測定物の検出位置と検出面積を
   判定し、検出位置を検出位置判定値以外かつ検出面積を
   検出面積判定値以外と判定した場合、被測定物の検出位
   置と検出手段の検出範囲内の任意の点から被測定物と検
   出手段の一方または双方の移動量を演算し、検出位置を
   検出位置判定値以外または検出面積を検出面積判定値以
   外と判定した場合、被測定物を不良とする検出位置面積
   判定部と、被測定物と検出手段の一方または双方を移動
   する移動手段を有する位置検出装置。
4. 【請求項４】 検出手段による被測定物の検出位置と検
   出手段の検出範囲の中心から被測定物と検出手段の一方
   または双方の移動量を演算する請求項１または３に記載
   の位置検出装置。
5. 【請求項５】 被測定物の形状及び検出手段の検出範囲
   から被測定物と検出手段の一方または双方の移動量補正
   値を演算する移動量補正値演算部を有する請求項１から
   ４のいずれかに記載の位置検出装置。
6. 【請求項６】 被測定物の形状及び検出手段の検出範囲
   から検出位置判定部の検出位置判定値を演算する検出位
   置判定値演算部を有する請求項１または３に記載の位置
   検出装置。
7. 【請求項７】 検出手段による被測定物の検出位置と検
   出手段の検出範囲の中 心から被測定物と検出手段の一方
   または双方の移動量を演算する請求項６記載の位置検出
   装置。
8. 【請求項８】 被測定物の形状及び検出手段の検出範囲
   から被測定物と検出手段の一方または双方の移動量補正
   値を演算する移動量補正値演算部を有する請求項６記載
   の位置検出装置。
9. 【請求項９】 被測定物の形状から検出面積判定部の検
   出面積判定値を演算する検出面積判定値演算部を有する
   請求項２または３に記載の位置検出装置。
10. 【請求項１０】 検出手段による被測定物の検出位置と
    検出手段の検出範囲の中心から被測定物と検出手段の一
    方または双方の移動量を演算する請求項９記載の位置検
    出装置。
11. 【請求項１１】 被測定物の形状及び検出手段の検出範
    囲から被測定物と検出手段の一方または双方の移動量補
    正値を演算する移動量補正値演算部を有する請求項９記
    載の位置検出装置。
12. 【請求項１２】 被測定物の形状誤差や検出手段の検出
    誤差などから検出位置判定値補正量を演算する検出位置
    判定値補正部を有する請求項１、３、６、７、８のいず
    れかに記載の位置検出装置。
13. 【請求項１３】 被測定物の形状誤差や検出手段の検出
    誤差などから検出面積判定値補正量を演算する検出面積
    判定値補正部を有する請求項２、３、９、１０、１１の
    いずれかに記載の位置検出装置。