JPH0536777A - 電子部品の認識装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単な構成で電子部品の導電体の位置や形状
及び取付け状態の認識を容易且つ確実に行うこと。 【構成】 固体撮像素子５上に遮光板６を介してＩＣ１
Ｂを載置し、導電体である各部品足１ｂと画素内の接合
容量との静電結合を誘起させることにより電荷ＱC を放
電させるようにし、固体撮像素子５の各画素の電荷ＱC
に見合った充電電流による出力端の電圧変化により二次
元のイメージ情報を得るようにしたので、部品足１ｂの
部分のみが白画素、他は黒画素となり容易に二次元画像
処理手法によってその位置や形状及び取付け状態を認識
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、たとえばプリント基板
に実装すべき電子部品の部品足の位置や形状及び取付け
状態を認識するための電子部品の認識装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、たとえばプリント基板に実装
すべきＩＣ等の電子部品の部品足の位置や形状及び取付
け状態を認識する場合には、電子部品を光学的に撮像し
この撮像結果を認識する方法がとられている。

【０００３】図５は、このような電子部品の部品足の位
置や形状及び取付け状態を認識する認識装置の一例を示
すもので、プリント基板（図示省略）上に実装されるべ
きＩＣ１Ａ（ＱＦＰパッケージタイプ）の各部品足１ａ
部分に向けてカメラ２，３が互いに略直交するように配
置されている。

【０００４】そして、ＩＣ１Ａの各部品足１ａを上方か
らとらえるカメラ２によっては、図６に示すようにＸ，
Ｙ座標の平面領域における二次元イメージが得られる。
また、ＩＣ１Ａの各部品足１ａを横方向からとらえるカ
メラ３によっては、図７に示すようにＺ座標の平面領域
における二次元イメージが得られる。

【０００５】次いで、このようにして得られたＸ，Ｙ座
標の平面領域をＺ座標の平面領域の２つの二次元イメー
ジの中の同一位置どうしをそれぞれ対応づける処理をす
ることによって、各部品足１ａの位置や形状及び取付け
状態、たとえば各部品足１ａのＸ，Ｙ方向におけるズレ
やＺ方向におけるズレ（浮き）が認識される。

【０００６】また、ＰＬＣＣパッケージタイプにあって
も、図８乃至図１０に示すように、ＩＣ１Ｂの各部品足
１ｂがカメラ２，３によって上方及び横方向からとらえ
られた後、上記同様に２つの二次元イメージを対応づけ
る処理により各部品足１ｂの位置や形状及び取付け状態
が認識される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の認識装置では、ＱＦＰパッケージタイプのＩＣ
１Ａの各部品足１ａの位置や形状及び取付け状態を認識
する場合、各部品足１ａの形状等の特徴をとらえること
によって行われるため、特徴付けが困難な各部品足１ａ
に対しては誤った認識を行ってしまうという問題があ
る。

【０００８】また、形状、視覚的質感、色等のような電
子部品の光学的状態に合わせて光源の光量や抽出特徴量
を設定変更する必要があるため、最適滋養権の設定作業
が煩雑であり且つ電子部品種類毎に変更しなければなら
ないという問題がある。

【０００９】更に、カメラへの外乱光による誤動作の危
険性に注意を要しなければならないばかりか、２台のカ
メラ２，３による二次元イメージ情報を保持するための
２画面分のメモリが必要となるばかりでなく、これら二
次元イメージ情報の座標位置合わせ等の演算処理に時間
が掛かるため、認識処理の高速化の妨げとなっている。

【００１０】更にまた、電子部品に対するカメラ２，３
の相互位置関係を適切に保ち且つ精度を維持するために
機構が大がかりなものとなっており、装置の小型化を図
る上で妨げとなっている。

【００１１】また、ＰＬＣＣパッケージタイプのＩＣ１
Ｂの場合にあっては、各部品足１ｂが上方のカメラから
はとらえにくい形状であるため、各部品足１ｂの位置や
形状及び取付け状態の認識が困難となっている。

【００１２】本発明は、このような事情に対処して成さ
れたもので、簡単な構成で電子部品の導電体の位置や形
状及び取付け状態の認識を容易且つ確実に行うことので
きる電子部品の認識装置を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の電子部品の認識
装置は、上記目的を達成するために、固体撮像素子上に
遮光板を介して被検体を載置させ、被検体の導電体と前
記固体撮像素子の各画素との静電結合によって検出出力
を得、この検出結果に対して二次元画像処理を施し位置
や形状及び取付け状態を認識することを特徴とする。

【００１４】

【作用】本発明の電子部品の認識装置では、固体撮像素
子上に遮光板を介して被検体を載置し、導電体と固体撮
像素子の画素内の接合容量との静電結合を誘起させるこ
とにより画素内の電荷を放電させるようにし、固体撮像
素子の各画素の電荷に見合った充電電流による出力端の
電圧変化により二次元のイメージ情報を得るとともに、
これを二次元画像処理手法によって導電体の部分を認識
させるようにしたものである。

【００１５】したがって、固体撮像素子上の被検体が載
置される部分には遮光板が介在され、画素への外光の侵
入が阻止されているため、外乱光による悪影響がなくな
り、また電子部品の光学的状態に左右されずに各導電体
の位置や形状及び取付け状態を正確に認識することがで
きる。

【００１６】また、被検体の認識作業を行う場合には、
被検体を固体撮像素子上に遮光板を介して載置するのみ
であり、たとえば従来のようにカメラ２，３の位置等の
設定変更が不要となるため、認識作業の簡略化を図るこ
とができる。

【００１７】更に、たとえば従来では２台のカメラ２，
３による二次元イメージ情報を保持するための２画面分
のメモリが必要となり、これら二次元イメージ情報の座
標位置合わせ等の演算処理に時間が掛かっていたが、本
発明ではこれら２画面分のメモリが不要となるばかりで
なく、二次元イメージ情報の座標位置合わせ等の演算処
理が不要となるため、認識処理の高速化を図ることがで
きる。

【００１８】更にまた、本発明における電子部品の認識
装置は、主に固体撮像素子及び遮光板によって構成され
るものであるため、装置本体の小型軽量化を図ることが
できる。

【００１９】また、たとえば従来のように、カメラ２，
３による光学的な撮像工程を踏むことなく、導電体と画
素内の接合容量との静電結合によって二次元イメージ情
報を得るようにしているため、各導電体の形状や光学的
状態等に左右されることなく容易且つ確実な認識作業を
行うことができる。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の実施例の詳細を図面に基づい
て説明する。なお、以下に説明する図において図８と共
通する部分には、同一符号を付し重複する説明を省略す
る。

【００２１】図１及び図２は、本発明の電子部品の認識
装置の一実施例を示すものである。これらの図に示すよ
うに、電子部品の認識装置には、ＭＯＳ型の固体撮像素
子５が備えられている。固体撮像素子５の上部には、外
光を遮断するための遮光板６が設けられている。遮光板
６は遮光性をもち、且つ静電結合に影響しないよう誘電
率の低い絶縁体が適しており、たとえば着色ガラス、ア
ルミナ等のセラミックスの導板を用いる。遮光板６の上
部には、ＰＬＣＣパッケージタイプのＩＣ１Ｂが載置さ
れている。

【００２２】このような構成の電子部品の実装認識装置
は、次のような動作を行う。まずＭＯＳ型の固体撮像素
子５の一般的な動作原理について説明する。固体撮像素
子５には、２次元平面において複数の画素がマトリクス
状に配設されている。ここで、たとえば図３に示すよう
に、各画素は光ダイオードＤ及びＭＯＳトランジスタか
らなる垂直スイッチＴr1によって構成されており、ＭＯ
Ｓトランジスタからなる水平スイッチＴr2及び負荷抵抗
Ｒを介してビデオ電圧ＶV に接続されている。

【００２３】そして、水平・垂直スイッチＴr1，Ｔr2の
ゲートに正の電圧が印加されると、両スイッチはオン状
態となり、光ダイオードＤはビデオ電圧ＶV まで逆バイ
アスされ接合容量Ｃに電荷ＱC が充電される。その後、
水平・垂直スイッチＴr1，Ｔr2がオフ状態とされると、
光ダイオードＤには入射光に比例した信号電荷が発生し
電荷ＱC が放電される。再び水平・垂直スイッチＴr1，
Ｔr2がオン状態とされると、この放電分に見合った充電
電流が負荷抵抗Ｒを流れるため、出力端の電圧が変化
し、これが信号として取出される。

【００２４】したがって、このような画素が固体撮像素
子５にマトリクス状に配設されることにより、一列毎の
各画素の電荷ＱC に見合った充電電流による出力端の電
圧変化により信号が読取られ、これにより二次元イメー
ジ情報が得られる。なお、二次元イメージ情報におい
て、電荷ＱC が放電された場合には、白を表示すべき情
報として得られ、逆に電荷ＱC の放電が起こらない場合
にはが黒を表示すべき情報として得られる。

【００２５】以上がＭＯＳ型の固体撮像素子５の一般的
な動作原理であり、本実施例ではこのような固体撮像素
子５の動作原理を利用し、ＩＣ１Ｂの各部品足１ｂと固
体撮像素子５の各画素との静電結合によって検出出力を
得るようにした。

【００２６】つまり、固体撮像素子５上に遮光板６を介
してＩＣ１Ｂを載置することにより、導電体である各部
品足１ｂと各画素内の接合容量とに静電結合が起こるた
め、各部品足１ｂの直下の画素内の電荷ＱC が放電す
る。

【００２７】これにより、図４に示すように、各部品足
１ｂの部分に対応する画素によって白を表示すべき情報
が得られ、その他の部分に対応する画素からは黒を表示
すべき情報が得られ、ＰＬＣＣパッケージのＩＣ１Ｂの
各部品足１ｂの位置や形状及び取付け状態が認識され
る。なお、図５に示したＱＦＰパッケージのＩＣ１Ａに
あっても同様にして各部品足１ａの取付け状態が認識さ
れる。

【００２８】このように、本実施例においては、固体撮
像素子５上に遮光板６を介してＩＣ１Ｂを載置し、導電
体である各部品足１ｂと画素内の接合容量との静電結合
を誘起させることにより電荷ＱC を放電させるように
し、固体撮像素子５の一列毎の各画素の電荷ＱC に見合
った充電電流による出力端の電圧変化により二次元のイ
メージ情報が得られ、部品足１ｂの部分のみが白画素、
他は黒画素となり容易に二次元画像処理手法によってそ
の位置や形状及び取付け状態を認識することができる。

【００２９】したがって、固体撮像素子５上のＩＣ１Ｂ
が載置される部分には遮光板６が介在され、画素への外
光の侵入が阻止されているため、外乱による悪影響がな
くなり、各部品足１ｂの位置や形状及び取付け状態を正
確に認識することができる。

【００３０】また、被検体であるＩＣ１Ｂの認識作業を
行う場合には、ＩＣ１Ｂを固体撮像素子５上に遮光板６
を介して載置するのみであり、従来のようにカメラ２，
３の位置等の設定変更が不要となるため、認識作業の簡
略化を図ることができる。

【００３１】更に、従来では２台のカメラ２，３による
二次元イメージ情報を保持するための２画面分のメモリ
が必要となり、これら二次元イメージ情報の座標位置合
わせ等の演算処理に時間が掛かっていたが、本実施例で
はこれら２画面分のメモリが不要となるばかりでなく、
二次元イメージ情報の座標位置合わせ等の演算処理が不
要となるため、認識処理の高速化を図ることができる。

【００３２】更にまた、本実施例における電子部品の認
識装置は、主に固体撮像素子５及び遮光板６によって構
成されるものであるため、装置本体の小型軽量化を図る
ことができる。

【００３３】また、従来のように、カメラ２，３による
光学的な撮像工程を踏むことなく、導電体である各部品
足１ｂと画素内の接合容量との静電結合によって二次元
イメージ情報を得るようにしているため、各部品足１ｂ
の形状や光学的状態等に左右されることなく容易且つ確
実な認識作業を行うことができる。

【００３４】なお、本実施例では、電子部品の認識作業
を行う際、ＩＣ１Ｂを固体撮像素子５上に遮光板６を介
して単に載置する場合について説明したが、この例に限
らずたとえばメカニカルハンドによってＩＣ１Ｂを位置
決め載置させるようにしてもよい。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように本発明の電子部品の
認識装置によれば、固体撮像素子上の被検体が載置され
る部分には遮光板が介在され、画素への外光の侵入が阻
止されているため、外乱光による悪影響がなくなり、ま
た電子部品の光学的状態に左右されずに各導電体の位置
や形状及び取付け状態を正確に認識することができる。
また、被検体の認識作業を行う場合には、被検体を固体
撮像素子上に遮光板を介して載置するのみであり、たと
えば従来のようにカメラ２，３の位置等の設定変更が不
要となるため、認識作業の簡略化を図ることができる。

【００３６】更に、たとえば従来では２台のカメラ２，
３による二次元イメージ情報を保持するための２画面分
のメモリが必要となり、これら二次元イメージ情報の座
標位置合わせ等の演算処理に時間が掛かっていたが、本
発明ではこれら２画面分のメモリが不要となるばかりで
なく、二次元イメージ情報の座標位置合わせ等の演算処
理が不要となるため、認識処理の高速化を図ることがで
きる。

【００３７】更にまた、本発明における電子部品の認識
装置は、主に固体撮像素子及び遮光板によって構成され
るものであるため、装置本体の小型軽量化を図ることが
できる。また、たとえば従来のように、カメラ２，３に
よる撮像工程を踏むことなく、導電体と画素内の接合容
量との静電結合によって二次元イメージ情報を得るよう
にしているため、各導電体の形状や光学的状態等に左右
されることなく容易且つ確実な認識作業を行うことがで
きる。

【００３８】その結果、簡単な構成で電子部品の導電体
の形状及び取付け状態の認識を容易且つ確実に行うこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電子部品の認識装置の一例を示す斜視
図である。

【図２】図１の電子部品の認識装置を示す側面図であ
る。

【図３】図１の固体撮像素子の動作原理に係る固体撮像
素子の一般的な動作原理を説明するための回路図であ
る。

【図４】図１の電子部品の認識装置によるＩＣの部品足
の二次元イメージ情報を示す図である。

【図５】従来の電子部品の認識装置の一例を示すもので
あり、ＱＦＰパッケージタイプのＩＣの認識作業状態を
示す斜視図である。

【図６】図５のカメラによる撮像状態を示す平面図であ
る。

【図７】図５のカメラによる撮像状態を示す平面図であ
る。

【図８】ＰＬＣＣパッケージタイプのＩＣの認識作業状
態を示す斜視図である。

【図９】図８のカメラによる撮像状態を示す平面図であ
る。

【図１０】図８のカメラによる撮像状態を示す平面図で
ある。

【符号の説明】

５ 固体撮像素子 ６ 遮光板 １Ａ ＱＦＰパッケージタイプのＩＣ １Ｂ ＰＬＣＣパッケージタイプのＩＣ

【手続補正書】

【提出日】平成３年１１月８日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００８

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００８】 また、形状、視覚的質感、色等のような
電子部品の光学的状態に合わせて光源の光量や抽出特徴
量を設定変更する必要があるため、最適条件の設定作業
が煩雑であり且つ電子部品種類毎に変更しなければなら
ないという問題がある。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２１】 図１及び図２は、本発明の電子部品の認
識装置の一実施例を示すものである。これらの図に示す
ように、電子部品の認識装置には、ＭＯＳ型の固体撮像
素子５が備えられている。固体撮像素子５の上部には、
外光を遮断するための遮光板６が設けられている。遮光
板６は遮光性をもち、且つ静電結合に影響しないよう誘
電率の低い絶縁体が適しており、たとえば着色ガラス、
アルミナ等のセラミックスの薄板を用いる。遮光板６の
上部には、ＰＬＣＣパッケージタイプのＩＣ１Ｂが載置
されている。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２４】 したがって、このような画素が固体撮像
素子５にマトリクス状に配設されることにより、各画素
の電荷ＱC に見合った充電電流による出力端の電圧変化
により信号が読取られ、これにより二次元イメージ情報
が得られる。なお、二次元イメージ情報において、電荷
ＱC が放電された場合には、白を表示すべき情報として
得られ、逆に電荷ＱC の放電が起こらない場合には黒を
表示すべき情報として得られる。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２８】 このように、本実施例においては、固体
撮像素子５上に遮光板６を介してＩＣ１Ｂを載置し、導
電体である各部品足１ｂと画素内の接合容量との静電結
合を誘起させることにより電荷ＱC を放電させるように
し、固体撮像素子５の各画素の電荷ＱC に見合った充電
電流による出力端の電圧変化により二次元のイメージ情
報が得られ、部品足１ｂの部分のみが白画素、他は黒画
素となり容易に二次元画像処理手法によってその位置や
形状及び取付け状態を認識することができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 固体撮像素子上に遮光板を介して被検体
   を載置させ、被検体の導電体と前記固体撮像素子の各画
   素との静電結合によって検出出力を得、この検出結果に
   対して二次元画像処理を施し位置や形状及び取付け状態
   を認識することを特徴とする電子部品の認識装置。