JPH11218407A - Recognition method for position of reading object and position recognition device - Google Patents

Recognition method for position of reading object and position recognition device

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JPH11218407A
JPH11218407A JP10022291A JP2229198A JPH11218407A JP H11218407 A JPH11218407 A JP H11218407A JP 10022291 A JP10022291 A JP 10022291A JP 2229198 A JP2229198 A JP 2229198A JP H11218407 A JPH11218407 A JP H11218407A
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JP
Japan
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read
reference light
electronic component
recognizing
image
Prior art date
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Application number
JP10022291A
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Japanese (ja)
Inventor
Hidekuni Niiyama
秀邦 新山
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Nidec Copal Corp
Original Assignee
Nidec Copal Corp
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Publication date
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Publication of JPH11218407A publication Critical patent/JPH11218407A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To exactly recognize an object position without being affected by the position shift of focusing lens and imaging element by irradiating a reading object with a reference light and recognizing the position shift of the reading object on a screen based on the position of the reference light. SOLUTION: A housing 9 is fixed to a photographing unit 4 so as to cover a shell 5, a light beam K emitted from a reference light source 13 placed at the inner wall is reflected on a half mirror 11 and focused on an electronic part 3 of the reading object sucked in a sucking nozzle 2 in the state separating the light source from the photographing system. Then, the reflection light from the electronic part 3 is taken in with CCD 7 via a focusing lens 6 to make it a reference light P for calibration and project on a monitor 8. At this moment, by adjusting in advance the positions of the center of the nozzle 2 and the reference light P, the position of the nozzle 2 hidden in the electronic part 3 can be recognized on the monitor 8 by the reference light P projected on the electronic part 3.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、読取り対象物の位
置認識方法及びその位置認識装置に係り、特に、電子部
品を回路基板に実装する際の補正にあたって、電子部品
の位置や回路基板の位置を認識させるために利用する読
取り対象物の位置認識方法及びその位置認識装置に関す
るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and apparatus for recognizing a position of an object to be read and, more particularly, to a correction when mounting an electronic component on a circuit board. The present invention relates to a method for recognizing the position of an object to be read and a position recognizing device used for recognizing the position.

【0002】[0002]

【従来の技術】電子部品の吸着位置を認識させる従来の
装置100としては、図10で示すように、結像レンズ
101を内部に収容した鏡胴102を有し、この鏡胴1
02には撮像ユニット103が固定されている。この撮
像ユニット103内には、結像レンズ101の光軸上に
CCD(撮像素子)104が収容され、CCD104に
よって、読取り対象物である電子部品106を下から撮
像している。この位置認識装置100は、吸着ノズル1
05によって、電子部品106を部品供給装置から回路
基板107まで搬送させる途中にセットさせるものであ
る。そして、吸着ノズル105で電子部品106を吸着
させるときに起こる吸着位置のずれ量を、認識するため
に外部モニター108に映像を映し出している。その認
識の方法は、図11に示すように、外部モニター108
上の中心点Aに対して、電子部品106の中心点BがX
−Y方向にどの程度ずれているかを求めることにより行
われる。これは、外部モニター108上の中心点Aと吸
着ノズル105の先端の中心点Cとが常に一致している
との想定の上に成り立つものであるから、装置100の
始動時や、ある決まった時間毎にモニター108の中心
点Aと吸着ノズル105の中心点Cとの位置合わせ補正
が実行される。例えば、図12に示すように、吸着ノズ
ル105の先端に正四角錐形状の位置出し片109の中
央を吸着させ、この位置出し片109を下から撮像し、
モニター108上に映し出される位置出し片109の中
心点とモニター108の中心点Aとを一致させる。
2. Description of the Related Art As shown in FIG. 10, a conventional apparatus 100 for recognizing a suction position of an electronic component has a lens barrel 102 containing an imaging lens 101 therein.
The imaging unit 103 is fixed to 02. In the image pickup unit 103, a CCD (image pickup device) 104 is accommodated on the optical axis of the imaging lens 101, and the CCD 104 picks up an image of an electronic component 106 to be read from below. The position recognition device 100 includes the suction nozzle 1
In step 05, the electronic component 106 is set in the middle of being transported from the component supply device to the circuit board 107. Then, an image is displayed on the external monitor 108 in order to recognize the shift amount of the suction position caused when the electronic component 106 is sucked by the suction nozzle 105. As shown in FIG.
The center point B of the electronic component 106 is X
This is performed by determining the degree of deviation in the −Y direction. This is based on the assumption that the center point A on the external monitor 108 always coincides with the center point C at the tip of the suction nozzle 105. The alignment correction between the center point A of the monitor 108 and the center point C of the suction nozzle 105 is executed every time. For example, as shown in FIG. 12, the center of a positioning piece 109 of a regular quadrangular pyramid shape is sucked to the tip of the suction nozzle 105, and the positioning piece 109 is imaged from below.
The center point of the positioning piece 109 projected on the monitor 108 matches the center point A of the monitor 108.

【0003】同様に、図10に示すように、X−Yテー
ブル110の上方には、回路基板107上に電子部品1
06を実装する際の実装予定領域Gを映し出すための認
識装置111が配置される。なお、この装置111は、
前述した装置100と同一の構成を採用している。そこ
で、X−Yテーブル110上に固定した回路基板107
上の実装予定領域Gを、結像レンズ114及びCCD1
12を介して、モニター108上に映し出し、モニター
108の中心点Aを実装予定領域の中心点とみなすした
上で、この中心点が、回路基板107上で予め既定して
ある実装中心点とどの程度X−Y方向にずれているかを
測定し、その測定結果に基づいて、吸着ノズル105の
位置補正を行っている。なお、モニター108の中心点
Aと実装中心点との位置合わせは、図12に示すよう
に、装置111をチャート113上まで移動させ、チャ
ート113の中心点と画像の中心点とを合わせるように
している。
[0003] Similarly, as shown in FIG. 10, an electronic component 1 is mounted on a circuit board 107 above an XY table 110.
A recognition device 111 for projecting the mounting planned area G when mounting 06 is arranged. Note that this device 111
The configuration is the same as that of the device 100 described above. Therefore, the circuit board 107 fixed on the XY table 110
The upper mounting area G is defined by the imaging lens 114 and the CCD1.
12, the image is projected on the monitor 108, and the center point A of the monitor 108 is regarded as the center point of the mounting planned area. The degree of deviation in the XY directions is measured, and the position of the suction nozzle 105 is corrected based on the measurement result. As shown in FIG. 12, the center point A of the monitor 108 and the mounting center point are aligned by moving the apparatus 111 over the chart 113 and aligning the center point of the chart 113 with the center point of the image. ing.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
読取り対象物の位置認識方法では、次ぎのような課題が
存在していた。すなわち、画面の中心点Aを基準にし
て、読取り対象物としての電子部品106の位置ずれを
割り出す方法は、例えば、温度変化や衝撃等によって、
結像レンズ101の光軸がずれた場合、CCD104の
撮像結果に影響がでる。これは、結像レンズ101やC
CD104が、様々な影響を受け易い状態に置かれて利
用されるからである。従って、CCD104により映し
出されたモニター108上の中心点Aを基準にして、電
子部品106の位置補正を行うと、結像レンズ101等
の位置ずれ誤差を含むことになり、電子部品106のミ
クロン単位での精密な位置補正を達成し難いという問題
点を有していた。更に、同様の理由により、実装時にお
いて、回路基板107の位置ずれを精密に測定すること
も難しかった。
However, the conventional method for recognizing the position of an object to be read has the following problems. That is, the method of calculating the displacement of the electronic component 106 as an object to be read with reference to the center point A of the screen is, for example, by a temperature change or an impact.
When the optical axis of the imaging lens 101 shifts, the imaging result of the CCD 104 is affected. This is because the imaging lens 101 and C
This is because the CD 104 is used in a state where it is easily affected by various effects. Therefore, when the position of the electronic component 106 is corrected with reference to the center point A on the monitor 108 projected by the CCD 104, the position error of the imaging lens 101 and the like is included, and the microscopic unit of the electronic component 106 is included. However, there is a problem that it is difficult to achieve a precise position correction in the above. Further, for the same reason, it has been difficult to accurately measure the displacement of the circuit board 107 during mounting.

【0005】本発明は、上述の課題を解決するためにな
されたもので、特に、結像レンズや撮像素子の位置ずれ
に影響されずして、読取り対象物の位置を正確に認識す
るようにした読取り対象物の位置認識方法及びその位置
認識装置を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems, and is intended to accurately recognize the position of an object to be read without being affected by a positional shift of an imaging lens or an image sensor. It is an object of the present invention to provide a method and apparatus for recognizing a position of an object to be read.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】請求項1に係る本発明の
読取り対象物の位置認識方法は、所定の場所に配置させ
た読取り対象物を、照明光により照らし出し、読取り対
象物からの反射光を、鏡胴内に設けた結像レンズを介し
て、撮像素子内に入射させ、撮像素子により得られた画
像信号に基づいて、読取り対象物の像の位置を認識する
読取り対象物の位置認識方法において、読取り対象物に
向けてキャリブレーション用の基準光を照射し、撮像素
子により得られた画像信号により、読取り対象物中に照
射させた基準光の位置に基づき読取り対象物の位置ずれ
を認識させることを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a method for recognizing a position of an object to be read, wherein the object to be read arranged at a predetermined place is illuminated by illumination light and reflected from the object to be read. Light is incident on the image sensor through an imaging lens provided in the lens barrel, and the position of the object to be read is recognized based on the image signal obtained by the image sensor. In the recognition method, the reference light for calibration is irradiated toward the object to be read, and the position of the object to be read is shifted based on the position of the reference light irradiated into the object to be read, based on the image signal obtained by the image sensor. Is recognized.

【0007】この位置認識方法においては、読取り対象
物内に基準光を照射することにより、この基準光が、読
取り対象物内の所定の既定点に対してどの位置にあるか
を、撮像素子による撮像結果に基づいて認識し、その結
果として、既定点の位置と基準光の位置との相対的な位
置ずれを測定することができ、たとえ外的若しくは内的
要因によって、結像レンズや撮像素子に位置ずれが発生
した場合でも、読取り対象物の位置を正確に認識させる
ことができる。特に、結像レンズにズームレンズ系を採
用した場合、鏡胴内での可動誤差や温度変化等により結
像レンズの光軸に位置ずれが起こり易く、それが、結像
位置変化に直結するため、本発明の方法は特に有効とな
る。
In this position recognition method, by irradiating the object to be read with reference light, the position of the reference light with respect to a predetermined point in the object to be read can be determined by the image sensor. Recognition is performed based on the imaging result, and as a result, the relative displacement between the position of the predetermined point and the position of the reference light can be measured. Can be accurately recognized even if a positional shift occurs in the position. In particular, when a zoom lens system is used for the imaging lens, the optical axis of the imaging lens is likely to be misaligned due to a movement error in the lens barrel, a change in temperature, or the like, and this is directly linked to a change in the imaging position. The method of the present invention is particularly effective.

【0008】請求項2記載に係る読取り対象物の位置認
識方法において、読取り対象物を電子部品とした場合、
基準光は、電子部品を吸着搬送させる吸着ノズルの中心
に合致させ、基準光を基準にして、電子部品の中心点の
位置ずれを認識すると好ましい。電子部品を吸着ノズル
に吸着させるにあたって、吸着ノズルの先端の中心で電
子部品の中心を常に吸着するとは限らず、それが電子部
品の実装精度に大きな影響を与えている。そこで、吸着
ノズルの中心と基準光とを予め合致させておくことによ
り、電子部品上に映し出された基準光は、電子部品の陰
に隠れている吸着ノズルの位置と認定することできるの
で、吸着ノズルに対する電子部品の位置ずれを極めて簡
単に且つ正確に認識させることができる。
According to a second aspect of the present invention, in the method of recognizing the position of a reading object, when the reading object is an electronic component,
It is preferable that the reference light is made to coincide with the center of the suction nozzle that sucks and conveys the electronic component, and the positional shift of the center point of the electronic component is recognized based on the reference light. When the electronic component is sucked by the suction nozzle, the center of the electronic component is not always sucked at the center of the tip of the suction nozzle, which greatly affects the mounting accuracy of the electronic component. Therefore, by previously matching the center of the suction nozzle with the reference light, the reference light projected on the electronic component can be identified as the position of the suction nozzle hidden behind the electronic component. The displacement of the electronic component with respect to the nozzle can be recognized very easily and accurately.

【0009】請求項3記載に係る読取り対象物の位置認
識方法において、読取り対象物を回路基板とした場合、
基準光は、回路基板上における吸着ノズル予定中心点と
合致させ、基準光を基準にして、回路基板上における電
子部品実装予定中心点の位置ずれを認識すると好まし
い。電子部品を回路基板に実装させるにあたって、回路
基板上には電子部品を実装させるために予め定められて
いる電子部品実装予定中心点が存在し、その中心点上に
吸着ノズルの中心が常にくるとは限らない。そこで、吸
着ノズルの中心点がくる位置すなわち吸着ノズル予定中
心を基準光として回路基板上に映し出すことで、この基
準光に対する電子部品実装予定中心点の位置ずれを極め
て簡単に且つ正確に認識させることができる。
In the method for recognizing the position of an object to be read according to claim 3, when the object to be read is a circuit board,
It is preferable that the reference light is made coincident with the planned center point of the suction nozzle on the circuit board, and the positional deviation of the electronic component mounting center point on the circuit board is recognized with reference to the reference light. When mounting an electronic component on a circuit board, a predetermined electronic component mounting center point exists for mounting the electronic component on the circuit board, and the center of the suction nozzle always comes on the center point. Not necessarily. Therefore, by projecting the position where the center point of the suction nozzle comes, that is, the planned center of the suction nozzle as the reference light on the circuit board, it is possible to extremely easily and accurately recognize the displacement of the electronic component mounting planned center point with respect to this reference light. Can be.

【0010】請求項4記載に係る読取り対象物の位置認
識方法において、基準光の他に、補助光を読取り対象物
に入射させると好ましい。このような構成を採用した場
合、読取り対象物上に映った基準光と補助光との間の距
離を測定することで、認識時の倍率の確認を行うことが
できる。この確認作業によって、意図した倍率で撮像が
行われているか否かを判断することができる。また、画
像上において、基準光と補助光とを結ぶ直線の傾きに変
化が生じると、外的若しくは内的要因により、撮像素子
が光軸を中心に回転したと判断でき、撮像系異常と認識
することができる。
[0010] In the method for recognizing the position of an object to be read according to claim 4, it is preferable that auxiliary light is incident on the object to be read in addition to the reference light. When such a configuration is employed, the magnification at the time of recognition can be confirmed by measuring the distance between the reference light and the auxiliary light reflected on the object to be read. By this checking operation, it can be determined whether or not imaging is performed at the intended magnification. Also, if a change occurs in the inclination of the straight line connecting the reference light and the auxiliary light on the image, it can be determined that the image sensor has rotated around the optical axis due to an external or internal factor. can do.

【0011】請求項5に係る本発明の読取り対象物の位
置認識装置は、所定の場所に配置させた読取り対象物
を、照明光により照らし出し、読取り対象物からの反射
光を、鏡胴内に設けた結像レンズを介して、撮像素子内
に入射させ、撮像素子により得られた画像により、読取
り対象物の像の位置を認識する読取り対象物の位置認識
装置において、鏡胴の前方に配置させ、ハウジング内に
収容したビームスプリッタと、ハウジング内に収容し、
基準となる光線を、ビームスプリッタに向けて入射させ
ると共にビームスプリッタにより読取り対象物に向けて
反射する基準光源とを備えたことを特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided an apparatus for recognizing a position of an object to be read, which illuminates the object to be read placed at a predetermined place with illumination light, and reflects reflected light from the object to be read into a lens barrel. In the position recognition device for the object to be read, the position of the image of the object to be read is recognized based on the image obtained by the image sensor through the imaging lens provided at the front of the lens barrel. Placed, housed in the housing and the beam splitter housed in the housing,
A reference light source is provided that causes a reference light beam to enter the beam splitter and reflects the light beam toward the object to be read by the beam splitter.

【0012】この位置認識装置においては、鏡胴の前方
にビームスプリッタを配置させることにより、ビームス
プリッタを介して読取り対象物を撮像素子で捕らえるこ
とができる。そして、ハウジング内の基準光源から発せ
られた光線は、このビームスプリッタを介在させて読取
り対象物に入射するので、たとえ温度変化等による外的
若しくは内的要因によって、結像レンズや撮像素子に位
置ずれが発生した場合でも、これら部材の影響を受ける
ことのない基準光が、読取り対象物に向けて発せられ、
その結果、読取り対象物の位置ずれを、この基準光に基
づいて正確に認識させることができる。特に、結像レン
ズにズームレンズ系を採用した場合、鏡胴内での可動誤
差や温度変化等により結像レンズの光軸に位置ずれが起
こり易く、それが、結像位置の変化に直結するため、本
発明の構成は特に有効となる。
In this position recognition device, by arranging the beam splitter in front of the lens barrel, the object to be read can be captured by the image pickup device via the beam splitter. The light beam emitted from the reference light source in the housing enters the object to be read via the beam splitter. Therefore, the light beam is located on the imaging lens or the image sensor due to an external or internal factor such as a temperature change. Even when the displacement occurs, a reference light which is not affected by these members is emitted toward the object to be read,
As a result, the displacement of the object to be read can be accurately recognized based on the reference light. In particular, when a zoom lens system is employed for the imaging lens, the optical axis of the imaging lens is likely to be misaligned due to a movement error in the lens barrel, a change in temperature, or the like, which directly leads to a change in the imaging position. Therefore, the configuration of the present invention is particularly effective.

【0013】請求項6記載に係る読取り対象物の位置認
識装置において、ビームスプリッタはハーフミラーであ
り、ハーフミラーの反射/透過面は、結像レンズの光軸
に対して45°の傾き角をもって、光軸上に配置させ、
光線は、結像レンズの光軸に対して直交する入射角をも
ってビームスプリッタに入射させると好ましい。このよ
うな構成を採用した場合、極めてシンプルな構成をもっ
て具現化される。
According to a sixth aspect of the present invention, the beam splitter is a half mirror, and the reflection / transmission surface of the half mirror has an inclination angle of 45 ° with respect to the optical axis of the imaging lens. , Placed on the optical axis,
The light beam is preferably incident on the beam splitter at an incident angle orthogonal to the optical axis of the imaging lens. When such a configuration is adopted, it is realized with a very simple configuration.

【0014】請求項7記載に係る読取り対象物の位置認
識装置において、ビームスプリッタと基準光源との間に
集光レンズを配置すると好ましい。このような構成を採
用した場合、読取り対象物上に基準光を集光させること
ができるので、基準光の中心位置の特定が容易になる。
In the apparatus for recognizing the position of an object to be read according to the present invention, it is preferable that a condenser lens is disposed between the beam splitter and the reference light source. When such a configuration is adopted, the reference light can be condensed on the object to be read, so that the center position of the reference light can be easily specified.

【0015】請求項8記載に係る読取り対象物の位置認
識装置において、ビームスプリッタと基準光源との間に
コリメータレンズを配置すると好ましい。このような構
成を採用した場合、読取り対象物が装置に対し近づいて
も離れても、その距離に影響されることなく、読取り対
象物上に常に一定の大きさの基準光を映し出すことがで
きる。
In the apparatus for recognizing the position of an object to be read according to claim 8, it is preferable that a collimator lens is disposed between the beam splitter and the reference light source. When such a configuration is adopted, even if the object to be read approaches or separates from the apparatus, the reference light of a fixed size can always be projected on the object to be read without being affected by the distance. .

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、図面と共に本発明による読
取り対象物の位置認識方法及びその位置認識装置の好適
な実施形態について詳細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of a position recognition method and a position recognition apparatus for an object to be read according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0017】図1は、本発明に係る読取り対象物の位置
認識装置を示す斜視図であり、図2は、図1に示した位
置認識装置の断面図である。これら図面に示すように、
位置認識装置1は、吸着ノズル2により所定位置まで搬
送させた電子部品(読取り対象物)3を下から撮像する
ための装置である。この装置1は、電子部品実装システ
ムの一部として組み込まれて利用され、吸着ノズル2の
中心と電子部品3の中心との相対的な位置ずれ量を認識
させるためのものである。すなわち、図示しない電子部
品供給装置から繰り出される電子部品3は、吸着ノズル
2によって吸着搬送されるが、その吸着時において、吸
着ノズル2の先端の中心で電子部品3の中心を常に吸着
するとは限らず、それが電子部品3の実装精度に大きな
影響を与えることになる。そこで、以下に詳述する装置
1を電子部品実装システム内に組み込むことが必要にな
る。
FIG. 1 is a perspective view showing an apparatus for recognizing the position of an object to be read according to the present invention, and FIG. 2 is a sectional view of the apparatus for recognizing the position shown in FIG. As shown in these drawings,
The position recognition device 1 is a device for capturing an image of an electronic component (a reading target) 3 conveyed to a predetermined position by a suction nozzle 2 from below. The apparatus 1 is incorporated and used as a part of an electronic component mounting system, and is for recognizing a relative displacement amount between the center of the suction nozzle 2 and the center of the electronic component 3. That is, the electronic component 3 fed from an electronic component supply device (not shown) is sucked and conveyed by the suction nozzle 2, but at the time of suction, the center of the electronic component 3 is not always sucked at the center of the tip of the suction nozzle 2. However, this greatly affects the mounting accuracy of the electronic component 3. Therefore, it is necessary to incorporate the device 1 described in detail below into the electronic component mounting system.

【0018】この装置1はその下部に撮像ユニット4を
有し、この撮像ユニット4の上部からは鏡胴5が突出
し、この鏡胴5内には、電動式ズームレンズ系を構成す
る結像レンズ6が配置されている。また、結像レンズ6
の光軸Sは上下方向(鉛直方向)に延在し、この光軸S
上には、撮像素子としてのCCD7が配置され、このC
CD7は撮像ユニット4内に収容される。そして、撮像
ユニット4の端子4aからは画像信号が出力され、この
画像信号に基づいて、モニター8上には、所望倍率の電
子部品3の底面像が映し出される。
The apparatus 1 has an image pickup unit 4 at its lower part. A lens barrel 5 projects from the upper part of the image pickup unit 4, and an image forming lens constituting a motorized zoom lens system is provided inside the lens barrel 5. 6 are arranged. The imaging lens 6
The optical axis S extends vertically (in the vertical direction).
Above, a CCD 7 as an image sensor is arranged.
The CD 7 is housed in the imaging unit 4. Then, an image signal is output from the terminal 4 a of the imaging unit 4, and a bottom image of the electronic component 3 having a desired magnification is projected on the monitor 8 based on the image signal.

【0019】さらに、装置1の上部にはハウジング9が
設けられ、このハウジング9は、鏡胴5を覆うようにし
て撮像ユニット4に固定されている。ハウジング9の頂
部には読取り窓10が開設され、読取り窓10の周縁部
には、その全周にわたって、電子部品3を下から照らし
出すための照明光源(LED)15が整列固定されてい
る。また、読取り窓10と鏡胴5との間には、ビームス
プリッタの一例としてのハーフミラー11が配置されて
いる。このハーフミラー11は、ハウジング9の内壁面
に対し基台12を介して固定され、ハーフミラー11の
反射/透過面11aは、光軸Sに対して45°の傾き角
αをもってセッティングされている。
Further, a housing 9 is provided on the upper part of the apparatus 1, and the housing 9 is fixed to the imaging unit 4 so as to cover the lens barrel 5. A reading window 10 is opened at the top of the housing 9, and an illumination light source (LED) 15 for illuminating the electronic component 3 from below is aligned and fixed around the entire periphery of the reading window 10. A half mirror 11 as an example of a beam splitter is disposed between the reading window 10 and the lens barrel 5. The half mirror 11 is fixed to the inner wall surface of the housing 9 via a base 12, and the reflection / transmission surface 11 a of the half mirror 11 is set at an inclination angle α of 45 ° with respect to the optical axis S. .

【0020】また、ハーフミラー11の側方には、LE
Dからなる基準光源13が配置され、この基準光源13
はハウジング9の内壁面に固定されている。そして、こ
の基準光源13の点灯により得られる出射光の光線K
は、反射/透過面11aに対して直交する入射角をもっ
てハーフミラー11に入射し、反射/透過面11aで反
射した光線Kは、上方に向けて鉛直に指向する。すなわ
ち、基準光源13の点灯により得られる光線Kは水平に
指向され、その後、ハーフミラー11で反射した光線K
は鉛直に指向されることになる。
In addition, beside the half mirror 11, LE
D, a reference light source 13 is disposed.
Is fixed to the inner wall surface of the housing 9. The light K of the emitted light obtained by turning on the reference light source 13
Is incident on the half mirror 11 at an incident angle orthogonal to the reflection / transmission surface 11a, and the light ray K reflected on the reflection / transmission surface 11a is directed vertically upward. That is, the light beam K obtained by turning on the reference light source 13 is directed horizontally, and then the light beam K reflected by the half mirror 11 is emitted.
Will be oriented vertically.

【0021】さらに、基準光源13とハーフミラー11
との間には、光線K上に位置する集光レンズ14が配置
され、この集光レンズ14は、ハウジング9の内壁面に
固定される。そして、図3(a)に示すように、集光レ
ンズ14を介在させた光は、電子部品3の表面上に集め
られることになるので、図3(b)に示されるように、
モニター8上において、キャリブレーション用の基準光
Pはスポット光として映し出され、基準光Pの中心位置
の特定が容易になる。
Further, the reference light source 13 and the half mirror 11
A condenser lens 14 positioned on the light ray K is disposed between the light source K and the condenser lens 14, which is fixed to the inner wall surface of the housing 9. Then, as shown in FIG. 3 (a), the light having passed through the condenser lens 14 is collected on the surface of the electronic component 3, so that as shown in FIG.
On the monitor 8, the reference light P for calibration is projected as a spot light, and the center position of the reference light P can be easily specified.

【0022】また、装置1を実装システム内に固定する
にあたって、図4に示すように、吸着ノズル2の中心と
基準光Pとを予め位置合わせしておく。その結果、モニ
ター8上において、電子部品3内に映し出された基準光
Pは、電子部品3の陰に隠れている吸着ノズル2の位置
と認定することできる。更に、モニター8上に映し出さ
れた基準光Pと電子部品3の中心点R(×マーク)とを
画像データ処理し、電子部品3の中心点Rが、基準光P
に対してX−Y座標系内でどの程度ずれているかを測定
し、その測定結果に基づいて、吸着ノズル2の位置補正
を行う。なお、図4において、電子部品3の中心点Rが
モニター8上の中心にあることから、従来の位置認識方
法では、吸着ノズル2に対する電子部品3のずれ量はゼ
ロと認識されてしまう。
In fixing the device 1 in the mounting system, the center of the suction nozzle 2 and the reference light P are aligned in advance as shown in FIG. As a result, the reference light P projected in the electronic component 3 on the monitor 8 can be recognized as the position of the suction nozzle 2 hidden behind the electronic component 3. Further, the reference light P projected on the monitor 8 and the center point R (× mark) of the electronic component 3 are subjected to image data processing, and the center point R of the electronic component 3 is set to the reference light P
Is measured in the XY coordinate system, and the position of the suction nozzle 2 is corrected based on the measurement result. In FIG. 4, since the center point R of the electronic component 3 is located at the center on the monitor 8, the shift amount of the electronic component 3 with respect to the suction nozzle 2 is recognized as zero in the conventional position recognition method.

【0023】このようなモニター8上で起こる画面の位
置ずれは、鏡胴5内で結像レンズ6がズームング動作す
る際の可動誤差として発生し、それは、結像レンズ6の
光軸Sが位置ずれを引き起こすからである。また、温度
変化によっても、画面上での結像位置変化が引き起こさ
れる。そこで、前述した装置1において、基準光源13
から発する光は、撮像ユニット4内の撮像系から切り離
された状態で、電子部品3内に入射させているので、電
子部品3上の基準光Pは、撮像系の影響を受けることな
く、常に吸着ノズル2の位置を指し示すことになる。な
お、吸着ノズル2や位置認識装置1は、何らかの外的若
しくは内的要因により、その位置が変化する場合があ
る。そこで、吸着ノズル2と基準点Pとの位置合わせ
は、電子部品3の一実装毎に又は定期時間毎に行われ
る。
Such a displacement of the screen on the monitor 8 occurs as a movable error when the imaging lens 6 performs a zooming operation in the lens barrel 5 because the optical axis S of the imaging lens 6 is shifted. This is because it causes a shift. Further, a change in the temperature also causes a change in the imaging position on the screen. Therefore, in the device 1 described above, the reference light source 13
Is emitted from the imaging system in the imaging unit 4 in a state of being separated from the imaging system, the reference light P on the electronic component 3 is not affected by the imaging system and is always This indicates the position of the suction nozzle 2. The position of the suction nozzle 2 or the position recognition device 1 may change due to some external or internal factor. Therefore, the positioning between the suction nozzle 2 and the reference point P is performed each time the electronic component 3 is mounted or at regular intervals.

【0024】前述した構成の装置1を利用する別の態様
としては、図5に示すように、X−Yテーブル20の上
方に前述の装置1を配置させる。この装置1は、回路基
板21上に電子部品3を実装する際の実装予定領域Qを
映し出すためのであり、X−Yテーブル20の一実装ス
テップ動作毎に進退する機構が採用されている。そこ
で、X−Yテーブル20上にセッティングした回路基板
21上の実装予定領域Qを、図6に示すように、モニタ
ー8上に映し出す。
As another mode of using the apparatus 1 having the above-described configuration, the above-described apparatus 1 is disposed above the XY table 20, as shown in FIG. The device 1 is for displaying a mounting scheduled area Q when the electronic component 3 is mounted on the circuit board 21, and employs a mechanism that moves forward and backward each time one mounting step operation of the XY table 20 is performed. Therefore, the mounting planned area Q on the circuit board 21 set on the XY table 20 is projected on the monitor 8 as shown in FIG.

【0025】この場合、回路基板21上には、電子部品
3を実装させるために、電子部品3の中心がくるべき位
置すなわち電子部品実装予定中心点D(×マーク)が予
め定められている。しかし、その中心点Dの真上に吸着
ノズル2の中心が常にくるとは限らない。そこで、回路
基板21上に装置1を配置させ、吸着ノズル2の中心点
がくる位置すなわち吸着ノズル予定中心点Eに基準光P
を入射させることにより、この基準光Pに基づき、吸着
ノズル2に対する電子部品実装予定中心点Dの位置を極
めて正確に認識することができる。なお、吸着ノズル2
や位置認識装置1は、何らかの外的若しくは内的要因に
より、その位置が変化する場合がある。そこで、吸着ノ
ズル2と基準点Pとの位置合わせは、電子部品3の一実
装毎に又は定期時間毎に行われる。
In this case, on the circuit board 21, a position where the center of the electronic component 3 should be located in order to mount the electronic component 3, that is, an electronic component mounting scheduled center point D (x mark) is predetermined. However, the center of the suction nozzle 2 is not always located directly above the center point D. Therefore, the apparatus 1 is placed on the circuit board 21 and the reference light P
Makes it possible to extremely accurately recognize the position of the electronic component mounting scheduled center point D with respect to the suction nozzle 2 based on the reference light P. The suction nozzle 2
The position of the position recognition device 1 may change due to some external or internal factor. Therefore, the positioning between the suction nozzle 2 and the reference point P is performed each time the electronic component 3 is mounted or at regular intervals.

【0026】本発明は、前述した実施形態に限定される
ものではない。例えば、図7に示すように、基準光源1
3とハーフミラー11との間にコリメータレンズ23を
配置させると、電子部品3が装置1に対し近づいても離
れても、その距離に影響されることなく、電子部品3上
に常に一定の大きさの基準光Pを照射させることができ
る。これは、電子部品3の大小に対応して、吸着ノズル
2の上下位置を変える場合に特に有効な手段である。ま
た、図8に示すように、基準光源13とハーフミラー1
1との間にレンズを設けない場合もある。このとき、基
準光源13から発せされる光は拡散するようにして、電
子部品3上に基準光Pとして照射されるが、この基準光
Pの中心位置は画像処理により簡単に割り出すことがで
きる。なお、基準光源13からの光がビーム光線であれ
ば、コリメータレンズ等を特に設ける必要はない。
The present invention is not limited to the embodiment described above. For example, as shown in FIG.
When the collimator lens 23 is disposed between the electronic component 3 and the half mirror 11, the electronic component 3 always has a fixed size on the electronic component 3 regardless of the distance between the electronic component 3 and the device 1 regardless of the distance. The reference light P can be irradiated. This is a particularly effective means for changing the vertical position of the suction nozzle 2 according to the size of the electronic component 3. Further, as shown in FIG. 8, the reference light source 13 and the half mirror 1
There is also a case where no lens is provided between the first lens and the first lens. At this time, the light emitted from the reference light source 13 is emitted as the reference light P onto the electronic component 3 in a diffused manner. The center position of the reference light P can be easily determined by image processing. If the light from the reference light source 13 is a light beam, it is not necessary to provide a collimator lens or the like.

【0027】また、図9(a)に示すように、基準光P
の他に、補助光Fを電子部品3の底面に入射させること
もできる。この補助光Fは、ハウジング9の内壁面に固
定した補助光源(図示せず)により作り出される。この
補助光源は、LEDからなると共に、ハーフミラー11
の側方に位置し、基準光源13と同一の構成をもって並
設させている。従って、モニター8上において、電子部
品3上に映った基準光Pと補助光Fとの間の距離Lは、
結像レンズ6によって作り出される認識倍率変化に応じ
て変化することになる。例えば、結像レンズ6によって
電子部品3を拡大した場合、基準光Pと補助光Fとの距
離Lは大きくなり、反対に、電子部品3を縮小した場合
には、その距離Lは小さくなる。そこで、モニター8上
の画像に基づいて、予定倍率と、現実の倍率との間に誤
差が発生した場合のキャリブレーションを可能にする。
図9(b)に示すように、モニター8上の基準線Hに対
して、基準光Pと補助光Fとを結ぶ直線が角度θだけ傾
いたときには、外的若しくは内的要因により、CCD7
が光軸Sを中心に水平回転したと判断でき、撮像系異常
として認識することが可能になる。
As shown in FIG. 9A, the reference light P
Alternatively, the auxiliary light F can be made incident on the bottom surface of the electronic component 3. The auxiliary light F is generated by an auxiliary light source (not shown) fixed to the inner wall surface of the housing 9. This auxiliary light source is composed of an LED and a half mirror 11.
Are arranged side by side with the same configuration as the reference light source 13. Accordingly, on the monitor 8, the distance L between the reference light P and the auxiliary light F reflected on the electronic component 3 is:
It changes according to the change in recognition magnification created by the imaging lens 6. For example, when the electronic component 3 is enlarged by the imaging lens 6, the distance L between the reference light P and the auxiliary light F increases, and when the electronic component 3 is reduced, the distance L decreases. Thus, based on the image on the monitor 8, it is possible to perform calibration when an error occurs between the planned magnification and the actual magnification.
As shown in FIG. 9B, when the straight line connecting the reference light P and the auxiliary light F is inclined by an angle θ with respect to the reference line H on the monitor 8, the CCD 7
Can be determined to have rotated horizontally about the optical axis S, and can be recognized as an imaging system abnormality.

【0028】[0028]

【発明の効果】本発明による読取り対象物の位置認識装
置は、以上のように構成されているため、次のような効
果を得る。すなわち、所定の場所に配置させた読取り対
象物を、照明光により照らし出し、読取り対象物からの
反射光を、鏡胴内に設けた結像レンズを介して、撮像素
子内に入射させ、撮像素子により得られた画像により、
読取り対象物の像の位置を認識する読取り対象物の位置
認識装置において、鏡胴の前方に配置させ、ハウジング
内に収容したビームスプリッタと、ハウジング内に収容
し、基準となる光線を、ビームスプリッタに向けて入射
させると共にビームスプリッタにより読取り対象物に向
けて反射する基準光源とを備えたことにより、結像レン
ズや撮像素子の位置ずれに影響されずして、読取り対象
物の位置を正確に認識することができる。
The apparatus for recognizing the position of an object to be read according to the present invention is configured as described above, and has the following effects. That is, an object to be read placed at a predetermined place is illuminated with illumination light, and reflected light from the object to be read is made incident on an image pickup device through an imaging lens provided in a lens barrel, thereby obtaining an image. By the image obtained by the element,
In a position recognition apparatus for an object to be read for recognizing a position of an image of the object to be read, a beam splitter disposed in front of a lens barrel and housed in a housing, and a beam splitter housed in the housing and serving as a reference beam splitter. And a reference light source that reflects the light toward the object to be read by the beam splitter, so that the position of the object to be read can be accurately determined without being affected by the displacement of the imaging lens or the image sensor. Can be recognized.

【0029】同様に、本発明による読取り対象物の位置
認識方法では、所定の場所に配置させた読取り対象物
を、照明光により照らし出し、読取り対象物からの反射
光を、鏡胴内に設けた結像レンズを介して、撮像素子内
に入射させ、撮像素子により得られた画像信号に基づい
て、読取り対象物の像の位置を認識する読取り対象物の
位置認識方法において、読取り対象物に向けてキャリブ
レーション用の基準光を照射し、撮像素子により得られ
た画像信号により、読取り対象物中に照射させた基準光
の位置に基づき読取り対象物の位置ずれを認識させるこ
とにより、結像レンズや撮像素子の位置ずれに影響され
ずして、読取り対象物の位置を正確に認識することがで
きる。
Similarly, in the method for recognizing the position of an object to be read according to the present invention, the object to be read placed at a predetermined location is illuminated by illumination light, and reflected light from the object to be read is provided in the lens barrel. In the method for recognizing the position of the image of the object to be read based on the image signal obtained by the image sensor, By irradiating the reference light for calibration toward the object, the image signal obtained by the image sensor is used to recognize the displacement of the reading object based on the position of the irradiating reference light in the reading object, thereby forming an image. The position of the object to be read can be accurately recognized without being affected by the displacement of the lens or the image sensor.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る読取り対象物の位置認識装置の一
実施形態を示す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of an apparatus for recognizing a position of an object to be read according to the present invention.

【図2】図1に示した装置の断面図である。FIG. 2 is a sectional view of the apparatus shown in FIG.

【図3】(a)は基準光に収束光を採用した装置の概略
図であり、(b)はモニター上の画面を示す図である。
FIG. 3A is a schematic view of an apparatus employing convergent light as reference light, and FIG. 3B is a view showing a screen on a monitor.

【図4】本発明の装置により撮像された電子部品のモニ
ター上の画像を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing an image on a monitor of an electronic component captured by the apparatus of the present invention.

【図5】本発明に係る装置を回路基板の位置認識に適用
した斜視図である。
FIG. 5 is a perspective view in which the device according to the present invention is applied to position recognition of a circuit board.

【図6】本発明の装置により撮像された回路基板のモニ
ター上の画像を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing an image on a monitor of a circuit board taken by the apparatus of the present invention.

【図7】(a)は基準光に平行光を採用した装置の概略
図であり、(b)はモニター上の画面を示す図である。
図である。
FIG. 7A is a schematic view of an apparatus employing parallel light as reference light, and FIG. 7B is a view showing a screen on a monitor.
FIG.

【図8】(a)は基準光に拡散光を採用した装置の概略
図であり、(b)はモニター上の画面を示す図である。
図である。
FIG. 8A is a schematic diagram of an apparatus employing diffused light as reference light, and FIG. 8B is a diagram showing a screen on a monitor.
FIG.

【図9】基準光と補助光を入射させた電子部品のモニタ
ー上の画像を示す図である。
FIG. 9 is a view showing an image on a monitor of an electronic component on which reference light and auxiliary light are incident.

【図10】従来の位置認識装置を示す斜視図である。FIG. 10 is a perspective view showing a conventional position recognition device.

【図11】従来の位置認識装置で撮像した電子部品のモ
ニター上の画像を示す図である。
FIG. 11 is a diagram showing an image on a monitor of an electronic component taken by a conventional position recognition device.

【図12】従来の位置認識装置による画像位置調整方法
を示す斜視図である。
FIG. 12 is a perspective view illustrating an image position adjustment method using a conventional position recognition device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

D…電子部品実装予定中心点、E…吸着ノズル予定中心
点、F…補助光、K…光軸、P…基準光、S…結像レン
ズの光軸、1…位置認識装置、2…吸着ノズル、3…電
子部品(読取り対象物)、5…鏡胴、6…結像レンズ、
7…CCD(撮像素子)、9…ハウジング、11…ハー
フミラー(ビームスプリッタ)、11a…反射/透過
面、13…基準光源、14…集光レンズ、21…回路基
板(読取り対象物)、23…コリメータレンズ。
D: electronic component mounting scheduled center point; E: suction nozzle scheduled center point; F: auxiliary light; K: optical axis; P: reference light; S: optical axis of the imaging lens; 1: position recognition device; Nozzle, 3 ... Electronic component (read object), 5 ... Barrel, 6 ... Imaging lens,
7: CCD (image pickup device), 9: housing, 11: half mirror (beam splitter), 11a: reflection / transmission surface, 13: reference light source, 14: condensing lens, 21: circuit board (object to be read), 23 ... Collimator lens.

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 所定の場所に配置させた読取り対象物
を、照明光により照らし出し、前記読取り対象物からの
反射光を、鏡胴内に設けた結像レンズを介して、撮像素
子内に入射させ、前記撮像素子により得られた画像信号
に基づいて、前記読取り対象物の像の位置を認識する読
取り対象物の位置認識方法において、 前記読取り対象物に向けてキャリブレーション用の基準
光を照射し、前記撮像素子により得られた画像信号によ
り、前記読取り対象物中に照射させた前記基準光の位置
に基づき前記読取り対象物の位置ずれを認識させること
を特徴とする読取り対象物の位置認識方法。
An object to be read arranged at a predetermined place is illuminated by illumination light, and reflected light from the object to be read is transmitted to an image pickup device via an imaging lens provided in a lens barrel. In the method for recognizing the position of an object to be read for recognizing the position of the image of the object to be read based on an image signal obtained by the image sensor, a reference light for calibration is directed toward the object to be read. Irradiating, by the image signal obtained by the image sensor, the position of the object to be read, characterized by recognizing the position shift of the object to be read based on the position of the reference light irradiated into the object to be read Recognition method.
【請求項2】 前記読取り対象物を電子部品とした場
合、前記基準光は、前記電子部品を吸着搬送させる吸着
ノズルの中心に合致させ、前記基準光を基準にして、前
記電子部品の中心点の位置ずれを認識することを特徴と
する請求項1記載の読取り対象物の位置認識方法。
2. When the object to be read is an electronic component, the reference light coincides with the center of a suction nozzle that suctions and conveys the electronic component, and a center point of the electronic component with reference to the reference light. 2. The method for recognizing a position of an object to be read according to claim 1, wherein the positional deviation is recognized.
【請求項3】 前記読取り対象物を回路基板とした場
合、前記基準光は、前記回路基板上における吸着ノズル
予定中心点と合致させ、前記基準光を基準にして、前記
回路基板上における電子部品実装予定中心点の位置ずれ
を認識することを特徴とする請求項1又は2記載の読取
り対象物の位置認識方法。
3. When the object to be read is a circuit board, the reference light is made to coincide with an expected center point of a suction nozzle on the circuit board, and an electronic component on the circuit board is referred to based on the reference light. 3. The method for recognizing the position of an object to be read according to claim 1, wherein the positional deviation of the mounting scheduled center point is recognized.
【請求項4】 前記基準光の他に、補助光を前記読取り
対象物に入射させることを特徴とする請求項1〜3記載
のいずれか一項記載の読取り対象物の位置認識方法。
4. The method for recognizing the position of an object to be read according to claim 1, wherein auxiliary light is incident on the object to be read in addition to the reference light.
【請求項5】 所定の場所に配置させた読取り対象物
を、照明光により照らし出し、前記読取り対象物からの
反射光を、鏡胴内に設けた結像レンズを介して、撮像素
子内に入射させ、前記撮像素子により得られた画像によ
り、前記読取り対象物の像の位置を認識する読取り対象
物の位置認識装置において、 前記鏡胴の前方に配置させ、ハウジング内に収容したビ
ームスプリッタと、 前記ハウジング内に収容し、基準となる光線を、前記ビ
ームスプリッタに向けて入射させると共に前記ビームス
プリッタにより前記読取り対象物に向けて反射する基準
光源とを備えたことを特徴とする読取り対象物の位置認
識装置。
5. An object to be read arranged at a predetermined place is illuminated by illumination light, and reflected light from the object to be read is transmitted to an image pickup device via an imaging lens provided in a lens barrel. In the position recognition device for the object to be read, which recognizes the position of the image of the object to be read based on the image obtained by the imaging device, a beam splitter disposed in front of the lens barrel and housed in a housing. An object to be read, wherein the object is provided in the housing, and a reference light source is provided for causing a reference light beam to enter the beam splitter and reflecting toward the object to be read by the beam splitter. Position recognition device.
【請求項6】 前記ビームスプリッタはハーフミラーで
あり、前記ハーフミラーの反射/透過面は、前記結像レ
ンズの光軸に対して45°の傾き角をもって、前記光軸
上に配置させ、前記光線は、前記結像レンズの前記光軸
に対して直交する入射角をもって前記ビームスプリッタ
に入射させたことを特徴とする請求項5記載の読取り対
象物の位置認識装置。
6. The beam splitter is a half mirror, and the reflection / transmission surface of the half mirror is disposed on the optical axis at an inclination angle of 45 ° with respect to the optical axis of the imaging lens. 6. The apparatus according to claim 5, wherein the light beam is incident on the beam splitter at an incident angle orthogonal to the optical axis of the imaging lens.
【請求項7】 前記ビームスプリッタと前記基準光源と
の間に集光レンズを配置したことを特徴とする請求項5
又は6記載の読取り対象物の位置認識装置。
7. A condensing lens is arranged between said beam splitter and said reference light source.
Or a position recognition device for an object to be read according to 6.
【請求項8】 前記ビームスプリッタと前記基準光源と
の間にコリメータレンズを配置したことを特徴とする請
求項5又は6記載の読取り対象物の位置認識装置。
8. The apparatus according to claim 5, wherein a collimator lens is disposed between the beam splitter and the reference light source.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008153511A (en) * 2006-12-19 2008-07-03 Juki Corp Component mounting equipment
JP2013092661A (en) * 2011-10-26 2013-05-16 Panasonic Corp Illumination unit for imaging to be used for component mounting device and component mounting device
KR20160134121A (en) * 2015-05-14 2016-11-23 한화테크윈 주식회사 Camera module for chip mounting apparatus

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