JP5095164B2 - 撮像装置の光軸ずれ検出方法、部品位置補正方法及び部品位置補正装置 - Google Patents
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Description
基板に搭載された部品あるいは吸着ヘッドに吸着された部品を撮像する撮像装置の光軸ずれを検出する部品実装機の撮像装置の光軸ずれ検出方法であって、
基板の部品搭載面あるいは吸着ヘッドに吸着された部品の部品認識面と同じ高さに設けられたパターンを前記撮像装置により、パターンと撮像装置との間であって、且つ、パターンが設けられた面から所定の高さの範囲に第1の屈折率を有する物質が介在する状態で撮像し、更に前記範囲に第2の屈折率を有する物質が介在する状態でパターンを撮像装置により撮像し、
第1の屈折率を有する物質が介在する状態でのパターンの中心の撮像画面中心からのずれ量と第2の屈折率を有する物質が介在する状態でのパターンの中心の撮像画面中心からのずれ量をそれぞれ求め、
前記求めた各ずれ量と、第1の屈折率を有する物質及び第2の屈折率を有する物質の厚さと、に基づいて撮像装置の光軸ずれを検出する構成を採用した。
基板に搭載された部品あるいは吸着ヘッドに吸着された部品の部品位置を補正する部品実装機の部品位置補正方法であって、
基板の部品搭載面あるいは吸着ヘッドに吸着された部品の部品認識面と同じ高さに設けられたパターンを撮像装置により、パターンと撮像装置との間であって、且つ、パターンが設けられた面から所定の高さの範囲に第1の屈折率を有する物質が介在する状態で撮像し、更に前記範囲に第2の屈折率を有する物質が介在する状態でパターンを撮像装置により撮像し、
第1の屈折率を有する物質が介在する状態でのパターンの中心の撮像画面中心からのずれ量と第2の屈折率を有する物質が介在する状態でのパターンの中心の撮像画面中心からのずれ量をそれぞれ求め、
撮像装置によって検出された部品の位置を、前記求めた各ずれ量と、第1の屈折率を有する物質及び第2の屈折率を有する物質の厚さと、部品の厚さと、に基づいて補正する構成も採用している。
部品実装機において部品の位置を補正する部品位置補正装置であって、
基板に搭載された部品あるいは吸着ヘッドに吸着された部品を撮像するための撮像装置と、
基板の部品搭載面あるいは吸着ヘッドに吸着された部品の部品認識面と同じ高さに設けられたパターンを前記撮像装置により、パターンと撮像装置との間であって、且つ、パターンが設けられた面から所定の高さの範囲に第1の屈折率を有する物質が介在する状態で撮像し、更に前記範囲に第2の屈折率を有する物質が介在する状態でパターンを撮像装置により撮像し、第1の屈折率を有する物質が介在する状態でのパターンの中心の撮像画面中心からのずれ量と第2の屈折率を有する物質が介在する状態でのパターンの中心の撮像画面中心からのずれ量をそれぞれ算出する算出手段と、
撮像装置によって検出された部品の位置を、前記算出された各ずれ量と、第1の屈折率を有する物質及び第2の屈折率を有する物質の厚さと、部品の厚さと、に基づいて補正する補正手段とを有する構成も採用している。
クラウンガラス30がない空気中では図6の実線のように、パターン20の中心20aからの光線がカメラ17の撮像画面中心に向かう光線となるが、クラウンガラス30を間に入れるとクラウンガラス30の屈折により点線で示したように、中心20aからシフトした位置20bからの光線が、カメラ17の撮像画面中心に向かう。従って、カメラ17でパターン20を撮像すると、パターン20は右側にシフトして撮像される。
但し、θ1=sin−1(sin(θ0)/n)
ここで、図6に図示した状態でパターン20を撮像し、撮像されたパターンを画像処理し、パターンの中心を求める。この求められたパターン中心と撮像画面中心間の距離、つまりパターン中心の画面中心からのずれ量がΔLに相当するので、ΔLは、撮像されたパターンの中心を計測することにより求めることができる。ガラス厚さtと屈折率nは既知であるので、上記求めたΔLから式(2)を用いて光軸の傾きθ0を算出することができる。
また、図6から理解できるように、光は直進するのでL:ΔLの比はガラスの厚みとは関係なく一定であり、ガラスの屈折率により一意に決定することができ、クラウンガラス以外のガラスやアクリル等でも同様の近似が可能である。
また、搭載する部品の厚みが予めわかっている場合には、光軸ずれによる基板上面と部品上面のシフト量ΔLpは部品の厚さをtpとすると、ΔLp=tp×tan(θ0)により求めることができる。これに、式(3')を代入すると、
ΔLp=tp×tan(tan−1(β×ΔL/t))となり、さらに、
ΔLp=tp×β×ΔL/tとなる。
ΔLp=C0×β×ΔL
但し、C0=tp/t
で表される。
但し、C=tp/t×β
式(4)により、任意の厚さtpの部品上面でのシフト量がΔLとCとの積により簡単に求められることがわかる。従って、部品搭載位置検査で、光軸ずれのあるカメラを用いて部品位置を検出した場合でも、上記のように光軸ずれによるシフト量が計算できるので、検出した部品位置を簡単に補正することができる。
2 電子部品
10 基板
11 X軸移動機構
12 Y軸移動機構
13 吸着ヘッド
13a 吸着ノズル
14 部品供給装置
15 搬送路
16 部品認識カメラ
17 基板認識カメラ
18 オペレーションモニター
19 制御部
20 パターン
30 クラウンガラス
Claims (3)
- 基板に搭載された部品あるいは吸着ヘッドに吸着された部品を撮像する撮像装置の光軸ずれを検出する部品実装機の撮像装置の光軸ずれ検出方法であって、
前記基板の部品搭載面あるいは前記吸着ヘッドに吸着された部品の部品認識面と同じ高さに設けられたパターンを前記撮像装置により、前記パターンと前記撮像装置との間であって、且つ、前記パターンが設けられた面から所定の高さの範囲に第1の屈折率を有する物質が介在する状態で撮像し、更に前記範囲に第2の屈折率を有する物質が介在する状態で前記パターンを前記撮像装置により撮像し、
前記第1の屈折率を有する物質が介在する状態での前記パターンの中心の撮像画面中心からのずれ量と前記第2の屈折率を有する物質が介在する状態での前記パターンの中心の撮像画面中心からのずれ量をそれぞれ求め、
前記求めた各ずれ量と、前記第1の屈折率を有する物質及び前記第2の屈折率を有する物質の厚さと、に基づいて前記撮像装置の光軸ずれを検出することを特徴とする撮像装置の光軸ずれ検出方法。 - 基板に搭載された部品あるいは吸着ヘッドに吸着された部品の部品位置を補正する部品実装機の部品位置補正方法であって、
前記基板の部品搭載面あるいは前記吸着ヘッドに吸着された部品の部品認識面と同じ高さに設けられたパターンを撮像装置により、前記パターンと前記撮像装置との間であって、且つ、前記パターンが設けられた面から所定の高さの範囲に第1の屈折率を有する物質が介在する状態で撮像し、更に前記範囲に第2の屈折率を有する物質が介在する状態で前記パターンを前記撮像装置により撮像し、
前記第1の屈折率を有する物質が介在する状態での前記パターンの中心の撮像画面中心からのずれ量と前記第2の屈折率を有する物質が介在する状態での前記パターンの中心の撮像画面中心からのずれ量をそれぞれ求め、
前記撮像装置によって検出された部品の位置を、前記求めた各ずれ量と、前記第1の屈折率を有する物質及び前記第2の屈折率を有する物質の厚さと、前記部品の厚さと、に基づいて補正することを特徴とする部品位置補正方法。 - 部品実装機において部品の位置を補正する部品位置補正装置であって、
基板に搭載された部品あるいは吸着ヘッドに吸着された部品を撮像するための撮像装置と、
前記基板の部品搭載面あるいは前記吸着ヘッドに吸着された部品の部品認識面と同じ高さに設けられたパターンを前記撮像装置により、前記パターンと前記撮像装置との間であって、且つ、前記パターンが設けられた面から所定の高さの範囲に第1の屈折率を有する物質が介在する状態で撮像し、更に前記範囲に第2の屈折率を有する物質が介在する状態で前記パターンを前記撮像装置により撮像し、前記第1の屈折率を有する物質が介在する状態での前記パターンの中心の撮像画面中心からのずれ量と前記第2の屈折率を有する物質が介在する状態での前記パターンの中心の撮像画面中心からのずれ量をそれぞれ算出する算出手段と、
前記撮像装置によって検出された部品の位置を、前記算出された各ずれ量と、前記第1の屈折率を有する物質及び前記第2の屈折率を有する物質の厚さと、前記部品の厚さと、に基づいて補正する補正手段と、
を有することを特徴とする部品位置補正装置。
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