JPH08307741A - Image pickup device - Google Patents

Image pickup device

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JPH08307741A
JPH08307741A JP7107722A JP10772295A JPH08307741A JP H08307741 A JPH08307741 A JP H08307741A JP 7107722 A JP7107722 A JP 7107722A JP 10772295 A JP10772295 A JP 10772295A JP H08307741 A JPH08307741 A JP H08307741A
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JP
Japan
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image pickup
light
light receiving
image
line sensor
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JP7107722A
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Japanese (ja)
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Inventor
Shuichi Yokota
修一 横田
Eiichi Hachitani
栄一 蜂谷
Masamichi Morimoto
正通 森本
Original Assignee
Matsushita Electric Ind Co Ltd
松下電器産業株式会社
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Publication date
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Abstract

PURPOSE: To image-pick up an electronic component at high speed and with a low cost by constructing an electronic image pickup device by using one line sensor, not depending on the sampling frequency of a transmission system, processing system, etc., and without generating the dispersion of brightness of an image-picked up image. CONSTITUTION: Obtained image data is charged with a photodetector 21 in the line sensor 100, and an electric charge is stored in a CCD shift register 22. Image scanning is performed by switching a timing acquired from the outside form the input port 27 of an interface connector 30 by a selector, and selecting whether the scanning is performed by either of timing control circuits 23a, 23b. A selected timing control device 23a or 23b scans the CCD shift register 22 by a clock generated in a clock generator 25 according to an inputted scan timing. A scanned electric charge is transferred to the output part 28 of the interface connector 30 via an A/D converter 26 as image data.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は産業用自動設備等に搭載
される部品認識システムに関し、特にその画像撮像装置
に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a component recognition system mounted on an industrial automatic facility or the like, and more particularly to an image pickup device thereof.
【0002】[0002]
【従来の技術】産業用自動設備等に搭載される部品認識
システムにおける画像撮像方式の従来技術として、その
代表的なものを図10に示す。以下図を参照しながら説
明する。図10は部品認識システム全体のブロック構成
を示すもので、構成要素として10は対象電子部品、1
1は部品把持ノズル、12は部品把持ノズル11を移動
させる移動装置、13は照明装置、14aはレンズとラ
インセンサを内部に有する第一のカメラ、14bはレン
ズとラインセンサを内部に有する第二のカメラ、15a
は第一のカメラ出力を伝送する伝送路、15bは第二の
カメラ出力を伝送する伝送路、16は画像処理装置であ
る。
2. Description of the Related Art FIG. 10 shows a typical example of a conventional image capturing system in a component recognition system mounted on an industrial automatic facility or the like. Description will be given below with reference to the drawings. FIG. 10 shows a block configuration of the entire component recognition system. As components, 10 is a target electronic component, 1
1 is a component holding nozzle, 12 is a moving device for moving the component holding nozzle 11, 13 is an illuminating device, 14a is a first camera having a lens and a line sensor inside, and 14b is a second camera having a lens and a line sensor inside. Camera, 15a
Is a transmission line for transmitting the first camera output, 15b is a transmission line for transmitting the second camera output, and 16 is an image processing device.
【0003】図11は対象電子部品10、レンズと受光
素子の関係を示したもので、21は受光素子、43はレ
ンズである。図12はカメラ14内のラインセンサ10
0を示したもので、21は受光素子、22はCCDシフ
トレジスタ、23はタイミング制御回路、25はクロッ
ク発生器、27は入力ポート、28は出力ポート、30
はインターフェースコネクタである。以上の各構成要素
よりなる従来例の画像撮像装置について、その各構成要
素の関係と動作を説明する。図10において部品把持ノ
ズル11によって把持され、照明装置13によってカメ
ラの露光に十分な光量で照明された対象電子部品10
を、カメラ14a,14b上に位置させて移動装置12
によって移動させていく。ラインセンサ100を内部に
有するカメラ14a,14bは、対象部品10を1ライ
ンごと撮像し、得られたラインごとの画像データは伝送
路15a,15bを介して画像処理装置16に送信され
る。処理装置16では1ラインごと得られるデータを合
わせて1つの集合体とし、それを部品データとして処理
する。
FIG. 11 shows the relationship between the target electronic component 10, the lens and the light receiving element, wherein 21 is a light receiving element and 43 is a lens. FIG. 12 shows the line sensor 10 in the camera 14.
0 indicates, 21 is a light receiving element, 22 is a CCD shift register, 23 is a timing control circuit, 25 is a clock generator, 27 is an input port, 28 is an output port, 30
Is an interface connector. The relationship and operation of each of the components of the conventional image capturing apparatus including the above components will be described. In FIG. 10, the target electronic component 10 gripped by the component gripping nozzle 11 and illuminated by the illumination device 13 with a sufficient light amount for exposure of the camera.
Is placed on the cameras 14a and 14b to move the moving device 12
Move by. The cameras 14a and 14b having the line sensor 100 therein capture the target component 10 line by line, and the obtained image data of each line is transmitted to the image processing device 16 via the transmission lines 15a and 15b. The processing device 16 combines the data obtained for each line into one aggregate, and processes it as part data.
【0004】ここで第一のカメラ14aと第二のカメラ
14bは仕様の異なったものが使用されており、たとえ
ば図11において、レンズ43と対象部品10までの設
定距離、レンズ43から受光素子21までの距離、受光
素子21の配列数などである。
Here, the first camera 14a and the second camera 14b having different specifications are used. For example, in FIG. 11, the set distance between the lens 43 and the target component 10 and the lens 43 to the light receiving element 21 are used. And the number of light receiving elements 21 arranged.
【0005】これによって仕様の異なる第一のカメラ1
4aと第二のカメラ14bを切り替えることによって、
画像視野サイズや画像分解能等を対象部品サイズに応じ
て変えることができる。対象部品10の走査方向はライ
ンセンサ内の受光素子21の配列方向に対して直交方向
とすることによって、対象電子部品10の1ラインごと
の画像データを取得する。
As a result, the first camera 1 having different specifications
By switching between 4a and the second camera 14b,
The image field size, the image resolution, etc. can be changed according to the size of the target component. Image data for each line of the target electronic component 10 is acquired by making the scanning direction of the target component 10 orthogonal to the arrangement direction of the light receiving elements 21 in the line sensor.
【0006】図12において得られた画像データはライ
ンセンサ100の受光素子21にチャージされ、電荷を
CCDシフトレジスタ22内に格納する。格納された画
像データはインターフェースコネクタ30の入力部27
より外部から得られるタイミングをタイミング制御回路
23が受け取り、受け取ったタイミングに従ってクロッ
ク発生器25によるクロックでCCDシフトレジスタ2
2が走査され、インターフェースコネクタ30内の出力
ポート28に画像データが転送される。ここで照明装置
13としては、受光素子21が電荷をチャージできる適
度な光量が必要となり、特に高速で対象電子部品10を
走査する場合、CCDチャージ時間不足を解消するため
光量を上げて照明することが多い。
The image data obtained in FIG. 12 is charged in the light receiving element 21 of the line sensor 100, and the charge is stored in the CCD shift register 22. The stored image data is input to the input unit 27 of the interface connector 30.
The timing control circuit 23 receives a timing obtained from the outside, and the CCD shift register 2 is driven by the clock generated by the clock generator 25 in accordance with the received timing.
2 is scanned and the image data is transferred to the output port 28 in the interface connector 30. Here, the illuminating device 13 needs an appropriate amount of light with which the light-receiving element 21 can be charged with electric charges, and particularly when the target electronic component 10 is scanned at high speed, the amount of light is increased to illuminate in order to eliminate the shortage of the CCD charging time. There are many.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】ところで上記技術で
は、対象電子部品10の設定分解能にかかわらず部品を
高速に走査した場合、受光素子21の電荷チャージが不
十分になることがあった。すなわち対象電子部品10の
大きさに関わらずラインセンサ100内のCCDシフト
レジスタ22をすべて走査してしまう場合、分解能が小
さくなると受光素子21のチャージ時間が短くなってし
まう。また部品走査速度を上げるためにラインセンサ1
00内のCCDシフトレジスタ22の走査周波数が高い
ものを使用すると、ラインセンサ100から処理装置へ
の転送周波数や処理装置のサンプリング周波数の上限に
よって転送速度の制限を受けてしまう。さらに視野サイ
ズによってカメラを切り替える場合、仕様の異なる2種
類のカメラを用意しなければならず、コスト高になって
しまう。
By the way, in the above technique, when the target electronic component 10 is scanned at high speed regardless of the set resolution, the electric charge of the light receiving element 21 may become insufficient. That is, when all the CCD shift registers 22 in the line sensor 100 are scanned regardless of the size of the target electronic component 10, if the resolution becomes small, the charging time of the light receiving element 21 becomes short. Also, in order to increase the scanning speed of parts, the line sensor 1
If the CCD shift register 22 in 00 has a high scanning frequency, the transfer rate is limited by the upper limit of the transfer frequency from the line sensor 100 to the processing device and the sampling frequency of the processing device. Furthermore, when switching cameras depending on the size of the field of view, it is necessary to prepare two types of cameras having different specifications, which increases the cost.
【0008】本発明は上記問題を解決し、柔軟性が高
く、低コストな画像撮像装置を提供することを目的とす
る。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above problems and provide an image pickup device having high flexibility and low cost.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】上述した問題点を解決す
るため、本発明では、1列もしくは複数列の受光素子と
前記受光素子に蓄積された電荷を出力部に転送するCC
Dレジスタを備えたラインセンサと、1つもしくは複数
のレンズと、1つもしくは複数の光源を備えた照明装置
を具備した画像撮像装置であって、電子部品を前記照明
装置により透過または反射照明し前記電子部品を前記1
列もしくは複数列の受光素子に対して直交方向に移動さ
せて前記電子部品を撮像するとともに、前記CCDレジ
スタの転送範囲を可変することによって、または前記ラ
インセンサ内に前記CCDシフトレジスタ内の任意の電
荷を格納することのできるバッファメモリを設けること
によって電子部品の画像撮像を行う構成としたことを特
徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, according to the present invention, one row or a plurality of rows of light receiving elements and a CC for transferring charges accumulated in the light receiving elements to an output section.
What is claimed is: 1. An image pickup device, comprising: a line sensor having a D register; one or a plurality of lenses; and a lighting device having one or a plurality of light sources. The electronic parts are
By moving the light receiving elements in a row or in a plurality of rows in a direction orthogonal to the image of the electronic component and varying the transfer range of the CCD register, or by changing the transfer range of the CCD register, or in the CCD shift register in the line sensor. It is characterized in that a buffer memory capable of storing electric charges is provided to capture an image of an electronic component.
【0010】[0010]
【作用】この構成によって、チャージ時間の不十分によ
る明るさのばらつきがなく、また処理系のサンプリング
周波数や設定画像分解能に依らず高速に電子部品を走査
することができ、低コストな視覚認識システムを構築す
ることができる。
With this configuration, there is no variation in brightness due to insufficient charging time, and electronic components can be scanned at high speed regardless of the sampling frequency of the processing system and the set image resolution, and a low cost visual recognition system. Can be built.
【0011】[0011]
【実施例】以下に本発明の一実施例について図面を参照
しながら説明する。以下に示す構成要素として従来例の
画像撮像装置と同一のものは符号を付して説明を省略す
る。図1は本実施例の請求項1に示すラインセンサの構
成を示す図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. The same components as those of the image pickup apparatus of the conventional example are denoted by the reference numerals and the description thereof will be omitted. FIG. 1 is a diagram showing the configuration of the line sensor according to the first embodiment of the present invention.
【0012】図1において特徴的構成要素として23a
は第一のタイミング制御回路、23bは第二のタイミン
グ制御回路、26はA/Dコンバータ、32はカウンタ
を示す。
23a as a characteristic component in FIG.
Is a first timing control circuit, 23b is a second timing control circuit, 26 is an A / D converter, and 32 is a counter.
【0013】上記構成要素をもつ画像撮像装置は、従来
例で示したように得られた画像データは受光素子21に
おいてチャージされ、その電荷はCCDシフトレジスタ
22内に格納される。画像走査にはインターフェースコ
ネクタ30の入力ポート27より外部から得られるタイ
ミングをタイミング制御回路23aが受け取り、その走
査タイミングに従ってクロック発生器25によるクロッ
クでCCDシフトレジスタ22が走査される。走査され
た電荷はA/Dコンバータ26を介してインターフェー
スコネクタ30内の出力ポート28に画像データが転送
される。
In the image pickup apparatus having the above-mentioned components, the image data obtained as shown in the conventional example is charged in the light receiving element 21, and the charge is stored in the CCD shift register 22. For image scanning, the timing control circuit 23a receives the timing obtained from the outside through the input port 27 of the interface connector 30, and the CCD shift register 22 is scanned by the clock from the clock generator 25 in accordance with the scanning timing. Image data of the scanned charges is transferred to the output port 28 in the interface connector 30 via the A / D converter 26.
【0014】ここでA/Dコンバータ26はディジタル
信号を出力させるもので、アナログ信号出力の場合、従
来例のようにA/Dコンバータ26は必要ではない。こ
こでCCDシフトレジスタ22は第二のタイミング制御
回路23bによってリセットがかけられるもので、クロ
ック発生器25で得られるクロックをカウンタ32がカ
ウントアップしていき、設定された任意のカウント数に
なると第二のタイミング制御回路23bによってCCD
シフトレジスタ22をリセットする。これによりCCD
シフトレジスタ22の走査範囲を可変にすることがで
き、転送データ長を必要最小限にすることで転送時間を
短くすることができる。
Here, the A / D converter 26 outputs a digital signal, and in the case of analog signal output, the A / D converter 26 is not required unlike the conventional example. Here, the CCD shift register 22 is reset by the second timing control circuit 23b, and when the counter 32 counts up the clock obtained by the clock generator 25 and reaches the set arbitrary count number, CCD by the second timing control circuit 23b
The shift register 22 is reset. With this CCD
The scanning range of the shift register 22 can be made variable, and the transfer time can be shortened by minimizing the transfer data length.
【0015】図2から図5はCCDシフトレジスタ22
の走査範囲および走査方法を具体的に示した例で、52
は第一のタイミング制御回23aからの走査開始信号、
53は第二のタイミング制御回路23bからのリセット
要求信号、54a,54b,54c,54dはCCDシ
フトレジスタ走査ビット長を示す。図2はCCDシフト
レジスタ22を一方の方向からすべて走査する場合で、
たとえばCCDシフトレジスタ22の画素数が1024
であるものを使用すれば、走査開始信号52に従いCC
Dシフトレジスタ22の画素を1024カウントしたと
ころでリセット要求信号53を送信することにより、C
CDシフトレジスタ22をすべて走査することができ
る。このときCCDシフトレジスタ22の走査ビット長
は54aである。図3はCCDシフトレジスタ22を途
中まで走査する場合で、たとえばCCDシフトレジスタ
22の画素数512カウントしたところでリセット要求
信号53を送信すれば、図2の走査ビット長54aに対
して半分の走査ビット長54bを選択することが可能と
なる。またこのときのCCDシフトレジスタ22を1ラ
イン繰り返し走査するときのラインレートは、当然図2
の場合に比べて2倍となる。
2 to 5 show the CCD shift register 22.
In the example specifically showing the scanning range and scanning method of
Is a scan start signal from the first timing control circuit 23a,
Reference numeral 53 is a reset request signal from the second timing control circuit 23b, and 54a, 54b, 54c and 54d are CCD shift register scanning bit lengths. FIG. 2 shows a case where the CCD shift register 22 is entirely scanned from one direction.
For example, if the number of pixels of the CCD shift register 22 is 1024
, The CC according to the scan start signal 52
By transmitting the reset request signal 53 when 1024 pixels of the D shift register 22 are counted, C
All of the CD shift register 22 can be scanned. At this time, the scan bit length of the CCD shift register 22 is 54a. FIG. 3 shows a case where the CCD shift register 22 is scanned halfway. For example, if the reset request signal 53 is transmitted when the number of pixels of the CCD shift register 22 has been counted 512, half the scan bit length 54a of FIG. The length 54b can be selected. In addition, the line rate when the CCD shift register 22 is repeatedly scanned for one line at this time is, of course, as shown in FIG.
It is twice as much as the case.
【0016】次に図4はCCDシフトレジスタ22を複
数に分割して走査する場合で、特に本図は中央から2分
して走査する場合を示したものである。たとえば走査開
始をCCDシフトレジスタ22の512画素目と513
画素目より左右に走査するように走査開始信号52を生
成し、2分割されたCCDシフトレジスタ22の画素を
512カウントしたところでリセット要求信号53を送
信し、転送後に2分割されたCCDレジスタ22のデー
タを結合することによって図2の場合と同様にすべての
CCDシフトレジスタを走査することができる。そのと
きCCDシフトレジスタ22の走査ビット長(2×54
b)は図2の走査ビット長55aと同じでラインレート
を図2の場合に対し2倍にできる。
Next, FIG. 4 shows a case where the CCD shift register 22 is divided into a plurality of parts for scanning, and particularly this drawing shows a case where the CCD shift register 22 is divided into two parts and scanned from the center. For example, the scanning is started at the 512th pixel and the 513th pixel of the CCD shift register 22.
A scanning start signal 52 is generated so as to scan left and right from the pixel position, a reset request signal 53 is transmitted when 512 pixels of the CCD shift register 22 divided into two are counted, and the CCD register 22 divided into two after transfer. By combining the data, all CCD shift registers can be scanned as in FIG. At that time, the scan bit length of the CCD shift register 22 (2 × 54
In b), the scan bit length 55a of FIG. 2 is the same, and the line rate can be doubled as compared with the case of FIG.
【0017】図5はさらに図4においてCCDシフトレ
ジスタ22のカウントアップ数を可変にした場合で、特
にその走査範囲を半分にした場合である。CCDシフト
レジスタ22の画素を256カウントしたところでリセ
ット要求信号53を送信することによって図4の半分の
範囲のCCDシフトレジスタ22を走査することにな
り、当然そのラインレートは2倍となる。またCCDシ
フトレジスタ22の走査ビット長(2×54c)は図3
の走査ビット長54bと同じで、ラインレートを図3の
場合に対し2倍にすることができる。
FIG. 5 shows a case in which the count-up number of the CCD shift register 22 in FIG. 4 is variable, and in particular, the scanning range is halved. When 256 pixels have been counted in the CCD shift register 22, the reset request signal 53 is transmitted to scan the CCD shift register 22 in the half range of FIG. 4, and the line rate is naturally doubled. The scanning bit length (2 × 54c) of the CCD shift register 22 is shown in FIG.
The scanning bit length is 54b, and the line rate can be doubled as compared with the case of FIG.
【0018】このようにCCDシフトレジスタ22の走
査ビット長を可変にすることと分割して走査することで
CCDシフトレジスタ22のラインレートを可変にする
ことができ、視野サイズと画像分解能に応じてCCDシ
フトレジスタ22の走査ビット長と分割数を選択してお
けば、同一のCCD走査周波数でラインレートのみを変
更することができる。すなわち同一のCCDチャージ時
間で1ライン当たりの画像データ転送周波数を変えるこ
とができる。また部品走査速度は図17に示すようにC
CDシフトレジスタのラインレートと画素分解能によっ
て決まるため、画素分解能を大きく設定した場合、十分
なCCD露光時間を得るためには高速走査可能なカメラ
を用いるかもしくは部品走査速度を落とさなければなら
ない場合が多い。しかし上記の方法によって対象電子部
品の大きさや設定分解能に依らず、一定の部品走査速度
によって同じCCDチャージ時間でチャージされた画像
データを得ることが可能となる。
As described above, the line rate of the CCD shift register 22 can be made variable by making the scanning bit length of the CCD shift register 22 variable and performing scanning separately, and according to the visual field size and the image resolution. By selecting the scanning bit length and the division number of the CCD shift register 22, only the line rate can be changed with the same CCD scanning frequency. That is, the image data transfer frequency per line can be changed with the same CCD charging time. The component scanning speed is C as shown in FIG.
Since it is determined by the line rate and pixel resolution of the CD shift register, when the pixel resolution is set large, it may be necessary to use a camera capable of high-speed scanning or reduce the component scanning speed in order to obtain a sufficient CCD exposure time. Many. However, the above method makes it possible to obtain image data charged in the same CCD charging time at a constant component scanning speed regardless of the size and setting resolution of the target electronic component.
【0019】図6は請求項2に示すラインセンサの構成
を示す図である。ここでは特徴的構成要素としてライン
バッファ31を備えている。本構成では、CCDシフト
レジスタ22をクロック発生器25のクロック周波数で
すべて走査し、その出力データをA/Dコンバータ26
で変換した後、ラインバッファ31に格納する。図1
5、図16はそのラインバッファの構成を示したもので
ある。
FIG. 6 is a diagram showing a configuration of the line sensor according to the second aspect. Here, the line buffer 31 is provided as a characteristic component. In this configuration, the CCD shift register 22 is scanned at all clock frequencies of the clock generator 25, and the output data is scanned by the A / D converter 26.
After being converted by, the data is stored in the line buffer 31. FIG.
5 and 16 show the structure of the line buffer.
【0020】図15は出力データビット長を可変にする
ことができる構成のもので、カウンタ32でカウントア
ップすることによって生成されたSTART信号によっ
てラインバッファ31へのバッファリングが開始され
る。その後任意のビット長を取り込んだ後、同様にカウ
ンタ32で生成されたRESET信号によってラインバ
ッファ31のバッファリングが終了する。
FIG. 15 shows a structure in which the output data bit length can be made variable, and the buffering to the line buffer 31 is started by the START signal generated by counting up by the counter 32. Thereafter, after taking in an arbitrary bit length, the buffering of the line buffer 31 is completed by the RESET signal similarly generated by the counter 32.
【0021】本構成にすることによって出力データビッ
ト長を可変にし、不必要なデータ伝送をなくすことによ
ってデータ伝送時間を短縮でき、画像処理系で高速にオ
ンライン処理することが可能となる。
With this configuration, the output data bit length can be made variable, unnecessary data transmission can be eliminated, and the data transmission time can be shortened, enabling high-speed online processing in the image processing system.
【0022】また図16の構成では出力伝送速度を可変
にする構成を示したもので、高速に走査された任意の画
像データをラインバッファ31にいったん蓄積する。そ
の後カウンタ32によってクロック分周することでクロ
ック速度を変え、その変換されたクロックに従ってライ
ンバッファ31から画像データを出力するようにする。
The configuration of FIG. 16 shows a configuration in which the output transmission speed is variable, and arbitrary image data scanned at high speed is temporarily stored in the line buffer 31. After that, the clock speed is changed by dividing the clock by the counter 32, and the image data is output from the line buffer 31 according to the converted clock.
【0023】一般に図11で示す伝送路15の伝送速度
を安価なハードウエア構成で数10MHz以上に高速化
するのは難しい。また画像処理部16の処理速度にも限
界がある場合が多い。しかし本構成のようにカメラ系と
伝送系との間の速度インターフェースをとる構成にすれ
ば、伝送歪みを生ずることなく正確に画像データを伝送
することが可能となり、また画像処理系の処理速度にも
あわせることが可能となる。
Generally, it is difficult to increase the transmission speed of the transmission line 15 shown in FIG. 11 to several tens of MHz or more with an inexpensive hardware configuration. In addition, the processing speed of the image processing unit 16 is often limited. However, if the speed interface between the camera system and the transmission system is adopted like this configuration, it becomes possible to accurately transmit the image data without causing transmission distortion, and the processing speed of the image processing system is improved. It is also possible to match.
【0024】図7は請求項1および請求項2を組み合わ
せて構成される他の実施例を示す図である。本構成は図
1と図6を組み合わせた構成にすることによって個々の
画像データにCCDチャージ時間の違いからなる明るさ
の差がなく、転送系や処理系の転送周波数やサンプリン
グ周波数によらず部品走査速度を最適にすることができ
る。
FIG. 7 is a diagram showing another embodiment constructed by combining claims 1 and 2. This configuration is a combination of FIG. 1 and FIG. 6, so that there is no difference in brightness between individual image data due to the difference in CCD charging time, and the components are independent of the transfer frequency or sampling frequency of the transfer system or processing system. The scanning speed can be optimized.
【0025】図8は請求項3に示すハーフミラーを用い
て倍率を切り替える装置の一例で、構成要素として41
a,41bはハーフミラー、42a,42bはミラー、
43a,43bはレンズ、44は回転主軸、45は回転
式シャッタ、46はパルスモータである。
FIG. 8 shows an example of an apparatus for switching the magnification by using the half mirror according to the third aspect.
a and 41b are half mirrors, 42a and 42b are mirrors,
Reference numerals 43a and 43b are lenses, 44 is a rotary main shaft, 45 is a rotary shutter, and 46 is a pulse motor.
【0026】また図9は回転式シャッタの構成を示すも
ので47、48は光の進入ポートを示す。ここで照明装
置13によって照明された電子部品10の光情報は41
aのハーフミラー41aによって2分配され、一方はレ
ンズ43aへ、他方はミラー42aで進路変更させられ
たのちレンズ43bに分岐される。分岐されたそれぞれ
の光情報はレンズ43a,43bによって集光され、一
方はそのままダイレクトに、他方はミラー42bによっ
て進路変更させられた後、シャッタ45に到達する。こ
こでシャッタはたとえば図5に示す構成のものを用いれ
ば、パルスモータ46を回転主軸44まわりに回転させ
ることによって一方の光のみを進入ポート46もしくは
47より透過させることによって、2方向の光情報のう
ち一方を選択することができる。その後選択された光情
報はハーフミラー41bを介して受光素子21に到達す
る。
FIG. 9 shows the structure of a rotary shutter, and 47 and 48 are light entrance ports. Here, the light information of the electronic component 10 illuminated by the illumination device 13 is 41
It is divided into two by the half mirror 41a of a, one of them is branched to the lens 43a, and the other is branched to the lens 43b after the course is changed by the mirror 42a. The branched light information is condensed by the lenses 43a and 43b, one of which is directly changed and the other of which is changed in its course by the mirror 42b, and then reaches the shutter 45. If the shutter has the structure shown in FIG. 5, for example, by rotating the pulse motor 46 around the rotation main shaft 44, only one light is transmitted through the entrance port 46 or 47, and two-direction optical information is transmitted. One of them can be selected. After that, the selected optical information reaches the light receiving element 21 via the half mirror 41b.
【0027】この構成にすれば2つ以上の光の進路を設
けることが可能となり、たとえばハーフミラー41aか
らミラー42a、もしくはミラー42bからハーフミラ
ー41bまでの距離を変えることによって対象部品の倍
率を可変にすることができる。またシャッタには回転式
のシャッタしか示していないが、ハーフミラー41aも
しくは41bとして、たとえば電圧変化によって光の透
過率を可変にすることができる導波路構造のハーフミラ
ーを用いれば、回転シャッタに比べ高速に光の進入経路
を変更することも可能となる。また請求項4に示したよ
うに、受光素子に対して鉛直方向に移動可能なズームレ
ンズを用いることによっても対象部品の設定倍率を変え
ることができる。
With this configuration, it is possible to provide two or more light paths, and the magnification of the target component can be changed by changing the distance from the half mirror 41a to the mirror 42a or from the mirror 42b to the half mirror 41b, for example. Can be Although only a rotary shutter is shown as the shutter, if a half mirror having a waveguide structure capable of changing the light transmittance by changing the voltage is used as the half mirror 41a or 41b, the half mirror 41a or 41b is compared with the rotary shutter. It is also possible to change the light entry route at high speed. Further, as described in claim 4, it is possible to change the set magnification of the target component by using a zoom lens that is movable in the vertical direction with respect to the light receiving element.
【0028】図13は請求項7に示す照明装置13の一
例を示す。構成要素として62は対称電子部品の照明ラ
イン、63はその照明ラインの中心点、61a,61
b,61c,61d,61e,61fは光源配置面を示
す。また図13には示していないが61a,61b,6
1cに対してミラー対称に光源配置面61i,61j,
61k、そして61c,61d,61eに対してもミラ
ー対称に光源配置面61f,61g,61hが取り付け
られている。ここで光源配置面61にはCCDラインセ
ンサの感度が保証されている発光波長のLEDやLDを
1つもしくは複数配列したもので、図13のように複数
段の角度をつけて取り付けられている。取り付けられた
各光源配置面61は対象電子部品10のある照明ライン
62の中心点63に対して等距離に配置されており、こ
れによって角度による光量の差がでないようにしてあ
る。さらに商品認識用に使用するアルゴリズムのルール
に従って最適になるように光量補正回路64によって各
光源61の光量を補正する。
FIG. 13 shows an example of the illuminating device 13 shown in claim 7. As constituent elements, 62 is an illuminating line of a symmetrical electronic component, 63 is a center point of the illuminating line, 61a, 61
Reference numerals b, 61c, 61d, 61e and 61f denote light source arrangement surfaces. Although not shown in FIG. 13, 61a, 61b, 6
Mirror-symmetrical with respect to 1c, the light source placement surfaces 61i, 61j,
The light source placement surfaces 61f, 61g, and 61h are attached to 61k and 61c, 61d, and 61e in mirror symmetry. Here, one or a plurality of LEDs or LDs each having an emission wavelength for which the sensitivity of the CCD line sensor is guaranteed is arranged on the light source placement surface 61, and the LEDs and LDs are attached at a plurality of steps as shown in FIG. . The respective light source arrangement surfaces 61 attached are arranged equidistantly with respect to the center point 63 of the illumination line 62 on which the target electronic component 10 is present, so that there is no difference in the amount of light depending on the angle. Further, the light amount correction circuit 64 corrects the light amount of each light source 61 according to the rule of the algorithm used for product recognition.
【0029】図14はその光量補正回路64の一例を示
したもので構成要素として、65はインターフェースコ
ネクタ、66は入力信号セレクタ、67は出力信号セレ
クタ、68は制御回路、69a〜69mはフォトダイオ
ードを示す。
FIG. 14 shows an example of the light quantity correction circuit 64. As components, 65 is an interface connector, 66 is an input signal selector, 67 is an output signal selector, 68 is a control circuit, and 69a to 69m are photodiodes. Indicates.
【0030】図のように各光源61a〜69mにフォト
ダイオード69a〜69mを配置し、その出力電流をコ
ネクタ65に集めてセレクタ66に出力電流をパラレル
に送信する。セレクタ66では順次その出力電流を選択
し、制御回路68に入力信号として送る。受け取った制
御回路68では設定されたゲインのもとで制御信号を生
成し出力セレクタ67に制御信号を送信する。この間、
制御信号を受け取った出力セレクタ67は入力セレクタ
66と同期して動作しており、入力セレクタ66で選択
された光源61a〜61mのいずれかに制御信号を出力
することになる。本構成にすることによって光源61a
〜61mの光量を順次制御することが可能で、また制御
回路68にゲインを独立に用意しておけば、光源61a
〜61mを独立に制御可能となる。またセレクタ66、
67を使用せず制御回路68を光源配置面の数だけ用意
しておくことでも同様の作用を行うことが可能である。
また光量補正にフォトダイオードを使用せず、光源への
順電流をフィードフォワードに制御することも可能であ
る。
As shown in the figure, photodiodes 69a to 69m are arranged in the respective light sources 61a to 69m, the output currents thereof are collected in the connector 65, and the output currents are transmitted in parallel to the selector 66. The selector 66 sequentially selects the output current and sends it to the control circuit 68 as an input signal. The received control circuit 68 generates a control signal under the set gain and transmits the control signal to the output selector 67. During this time,
The output selector 67 that receives the control signal operates in synchronization with the input selector 66, and outputs the control signal to any of the light sources 61a to 61m selected by the input selector 66. With this configuration, the light source 61a
It is possible to sequentially control the light amount of up to 61 m, and if the control circuit 68 has an independent gain, the light source 61a
It becomes possible to independently control ~ 61 m. In addition, the selector 66,
The same operation can be performed by preparing the control circuits 68 by the number of the light source arrangement surfaces without using 67.
It is also possible to control the forward current to the light source in a feedforward manner without using a photodiode for light amount correction.
【0031】これにより部品ごとの最適な光量ならびに
照明角度を予め用意しておくことで対象電子部品の色や
材質による反射率が違いや、また表面状態によって引き
起こされる乱反射等による部品認識エラー率を最小限に
抑えることが可能となる。
Accordingly, by preparing in advance the optimum light amount and illumination angle for each component, the reflectance depending on the color and material of the target electronic component may be different, and the component recognition error rate due to irregular reflection caused by the surface condition may be increased. It can be minimized.
【0032】[0032]
【発明の効果】以上の実施例の説明より明らかなよう
に、本発明によれば視覚認識システムにおいて、対象電
子部品のサイズによらず高速に電子部品を撮像し、チャ
ージ時間の差からなる撮像画像における明るさのむらを
防ぐことが可能となり、しかも低コストで実現できるよ
うになる。そのため自動化設備の、たとえば装着機また
は検査機などに利用されることができる。
As is apparent from the above description of the embodiments, according to the present invention, in a visual recognition system, an electronic component is imaged at a high speed regardless of the size of the target electronic component, and an image is formed by the difference in charge time. It is possible to prevent uneven brightness in an image, and at a low cost. Therefore, it can be used for automated equipment such as a mounting machine or an inspection machine.
【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]
【図1】本発明の一実施例の画像撮像装置におけるライ
ンセンサの構成図
FIG. 1 is a configuration diagram of a line sensor in an image pickup apparatus according to an embodiment of the present invention.
【図2】同ラインセンサにおけるCCDレジスタの走査
範囲および走査方法の説明図
FIG. 2 is an explanatory view of a scanning range of a CCD register and a scanning method in the line sensor.
【図3】同ラインセンサにおけるCCDレジスタの走査
範囲および走査方法の説明図
FIG. 3 is an explanatory view of a scanning range of a CCD register and a scanning method in the line sensor.
【図4】同ラインセンサにおけるCCDレジスタの走査
範囲および走査方法の説明図
FIG. 4 is an explanatory diagram of a scanning range of a CCD register and a scanning method in the line sensor.
【図5】同ラインセンサにおけるCCDレジスタの走査
範囲および走査方法の説明図
FIG. 5 is an explanatory view of a scanning range of a CCD register and a scanning method in the line sensor.
【図6】本発明の他の実施例の画像撮像装置におけるラ
インセンサの構成図
FIG. 6 is a configuration diagram of a line sensor in an image pickup apparatus according to another embodiment of the present invention.
【図7】本発明の他の実施例の画像撮像装置におけるラ
インセンサの構成図
FIG. 7 is a configuration diagram of a line sensor in an image pickup apparatus according to another embodiment of the present invention.
【図8】本発明の一実施例の画像撮像装置における倍率
設定装置の構成図
FIG. 8 is a configuration diagram of a magnification setting device in the image pickup device according to the embodiment of the present invention.
【図9】同倍率設定装置における機械式シャッタの構成
FIG. 9 is a configuration diagram of a mechanical shutter in the magnification setting device.
【図10】従来の画像撮像装置の構成図FIG. 10 is a configuration diagram of a conventional image pickup device.
【図11】同画像撮像装置における対象部品、レンズ、
受光素子の関係を示す説明図
FIG. 11 is a diagram illustrating a target component, a lens, and the like in the image capturing apparatus.
Explanatory diagram showing the relationship of light receiving elements
【図12】従来の画像撮像装置におけるラインセンサの
構成図
FIG. 12 is a configuration diagram of a line sensor in a conventional image pickup device.
【図13】本発明の画像撮像装置における照明装置の構
成図
FIG. 13 is a configuration diagram of an illumination device in the image pickup device of the present invention.
【図14】本発明の画像撮像装置における光量補正回路
の回路図
FIG. 14 is a circuit diagram of a light amount correction circuit in the image pickup device of the present invention.
【図15】本発明のラインセンサにおけるラインバッフ
ァの構成図
FIG. 15 is a configuration diagram of a line buffer in the line sensor of the present invention.
【図16】本発明のラインセンサにおけるラインバッフ
ァの構成図
FIG. 16 is a configuration diagram of a line buffer in the line sensor of the present invention.
【図17】部品走査速度の説明図FIG. 17 is an explanatory diagram of component scanning speed.
【符号の説明】 10 対象電子部品 11 部品把持ノズル 12 移動装置 13 照明装置 14a,14b カメラ 15a,15b 伝送路 16 画像処理装置 21 受光素子 22 CCDシフトレジスタ 23a,23b,23c タイミング制御回路 24 セレクタ 25 クロック発生器 26 A/D変換器 27 入力ポート 28 出力ポート 30 インターフェースコネクタ 31 ラインバッファ 32 カウンタ 41a,41b ハーフミラー 42a,42b ミラー 43a,43b レンズ 44 回転主軸 45 回転式シャッタ 46 パルスモータ 47 第一の進入ポート 48 第二の進入ポート 52 走査開始信号 53 リセット要求信号 54a,54b,54c,54d CCDシフトレジス
タ走査周波数 61a〜61m 光源 62 対象電子部品の照明ライン 63 照明ラインの中心点 65 インターフェースコネクタ 66 入力信号セレクタ 67 出力信号セレクタ 68 制御回路 69a〜69m フォトダイオード 100 ラインセンサ
[Explanation of Codes] 10 Target Electronic Component 11 Component Gripping Nozzle 12 Moving Device 13 Lighting Device 14a, 14b Camera 15a, 15b Transmission Line 16 Image Processing Device 21 Photoreceptor Element 22 CCD Shift Register 23a, 23b, 23c Timing Control Circuit 24 Selector 25 Clock generator 26 A / D converter 27 Input port 28 Output port 30 Interface connector 31 Line buffer 32 Counter 41a, 41b Half mirror 42a, 42b Mirror 43a, 43b Lens 44 Rotating main shaft 45 Rotating shutter 46 Pulse motor 47 First Entry port 48 Second entry port 52 Scanning start signal 53 Reset request signal 54a, 54b, 54c, 54d CCD shift register scanning frequency 61a to 61m Light source 62 Illumination of target electronic components Center point 65 interface connector in 63 irradiating line 66 an input signal selector 67 outputs the signal selector 68 a control circuit 69a~69m photodiode 100 line sensor

Claims (7)

    【特許請求の範囲】[Claims]
  1. 【請求項1】 1列もしくは複数列の受光素子と前記受
    光素子に蓄積された電荷を出力部に転送するCCDレジ
    スタを備えたラインセンサと、1つもしくは複数のレン
    ズと、電子部品を透過または反射照明する1つもしくは
    複数の光源を備えた照明装置を具備した画像撮像装置で
    あって、前記電子部品を前記1列もしくは複数列の受光
    素子に対して直交方向に移動させる手段と、前記電子部
    品を撮像する手段と、前記CCDレジスタの転送範囲を
    可変する手段を有することを特徴とした画像撮像装置。
    1. A line sensor having one or a plurality of rows of light receiving elements and a CCD register for transferring charges accumulated in the light receiving elements to an output section, one or a plurality of lenses, and an electronic component passing through or An image pickup apparatus comprising an illuminating device having one or a plurality of light sources for reflecting illumination, comprising means for moving the electronic component in a direction orthogonal to the one or a plurality of rows of light receiving elements, and the electronic device. An image pickup device comprising means for picking up an image of a part and means for varying a transfer range of the CCD register.
  2. 【請求項2】 1列もしくは複数列の受光素子と前記受
    光素子に蓄積された電荷を出力部に転送するCCDレジ
    スタを備えたラインセンサと、1つもしくは複数のレン
    ズと、電子部品を透過または反射照明する1つもしくは
    複数の光源を備えた照明装置を具備した画像撮像装置で
    あって、前記電子部品を前記1列もしくは複数列の受光
    素子に対して直交方向に移動させる手段と、前記電子部
    品を撮像する手段と、前記ラインセンサ内に前記CCD
    シフトレジスタ内の任意の電荷を格納することのできる
    バッファメモリを設けることを特徴とする画像撮像装
    置。
    2. A line sensor having one or a plurality of rows of light receiving elements and a CCD register for transferring charges accumulated in the light receiving elements to an output section, one or a plurality of lenses, and an electronic component that is transmitted or An image pickup apparatus comprising an illuminating device having one or a plurality of light sources for reflecting illumination, comprising means for moving the electronic component in a direction orthogonal to the one or a plurality of rows of light receiving elements, and the electronic device. Means for imaging the parts, and the CCD in the line sensor
    An image pickup device comprising a buffer memory capable of storing arbitrary charges in a shift register.
  3. 【請求項3】 前記受光素子と前記対象物との間に複数
    のハーフミラーと複数のミラーと複数のシャッタを備
    え、光の進行経路を2つ以上にすることを特徴とする請
    求項1もしくは請求項2記載の画像撮像装置。
    3. A plurality of half mirrors, a plurality of mirrors, and a plurality of shutters are provided between the light receiving element and the object, and two or more light traveling paths are provided. The image pickup device according to claim 2.
  4. 【請求項4】 前記ラインセンサ内の前記レンズは前記
    受光素子鉛直方向に対して移動可能なズームレンズを用
    いることを特徴とする請求項1もしくは請求項2記載の
    画像撮像装置。
    4. The image pickup device according to claim 1, wherein the lens in the line sensor is a zoom lens movable in the vertical direction of the light receiving element.
  5. 【請求項5】 前記シャッタは上面と側面に穴をあけた
    回転板を機械的に回転させることによって光の透過率を
    制御するように構成したことを特徴とした請求項3記載
    の画像撮像装置。
    5. The image pickup device according to claim 3, wherein the shutter is configured to control the light transmittance by mechanically rotating a rotary plate having holes on its upper surface and side surfaces. .
  6. 【請求項6】 前記受光素子と前記対象物との間に複数
    のハーフミラーと複数のミラーを備え、光の進行経路を
    2つ以上にするとともに、前記ハーフミラーは導波路構
    造で光電効果により光の透過率を可変にすることを特徴
    とした請求項3記載の画像撮像装置。
    6. A plurality of half mirrors and a plurality of mirrors are provided between the light receiving element and the object, the number of traveling paths of light is two or more, and the half mirrors have a waveguide structure by a photoelectric effect. The image pickup device according to claim 3, wherein the light transmittance is variable.
  7. 【請求項7】 前記照明装置は複数の角度から前記電子
    部品を照明し、光量を可変制御することを特徴とする請
    求項1から請求項6のいずれかに記載の画像撮像装置。
    7. The image pickup device according to claim 1, wherein the lighting device illuminates the electronic component from a plurality of angles and variably controls a light amount.
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