JPH11272838A - 物品撮像方法および電子部品装着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】撮像手段による物品や電子部品の画像認識を安
定よくかつ確実に行なうことができ、照明手段を低コス
トにより長寿命化を達成させることができる物品撮像方
法および電子部品装着装置を提供する。 【解決手段】発光ダイオードからなる照明手段２により
停止状態または移動状態にある物品ｂを瞬間的に照明し
て、この照明時の物品ｂをＣＣＤカメラからなる撮像手
段１により撮像して画像情報を得るものであって、照明
手段２による照明は、発光ダイオードに対して、該発光
ダイオードの定格電流値以上の電流を供給して、この発
光ダイオードの持つ定格電流値の光量より多い光量を得
るもので、撮像手段１による撮像は、撮像手段１が停止
することなく一連の連続した移動状態の中でその作業を
行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、撮像手段による物品や
電子部品の画像認識を安定よくかつ確実に行なうことが
でき、しかも、物品や電子部品の高速処理を行なうこと
ができる物品撮像方法および電子部品装着装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、物品の検査等において、ＣＣＤカ
メラを用いた画像認識によって検査用の測定値を得るこ
とが知られているもので、更には、電子部品の組み立て
や装着を行なう業界にあっても、これらの測定手段は電
子部品装着装置に組み込まれている。

【０００３】この電子部品装着装置にあっては、精度の
高い電子部品装着を行なうために、電子部品が吸着ノズ
ルに吸着保持されて実装部へ移動する間に、該電子部品
をＣＣＤカメラにより撮像して、取り込んだその画像情
報を電気信号に変換し、画像処理して所定の測定値を得
ていた。

【０００４】そして、この測定値に基づいてあらかじめ
定められた情報と異なるときは、電子部品の移動中に、
装着位置を補正して該電子部品はプリント基板に装着さ
れていた。

【０００５】このＣＣＤカメラによる電子部品の撮像
は、誤差の少ない高い精度の画像を得るためには、所定
以上の光量を有する照明装置を用いることが必要であっ
て、一般的には、ストロボによる閃光やハロゲンランプ
による連続点灯等の手段が使用されていた。

【０００６】しかし、これらストロボやハロゲンランプ
は、その寿命が短く、電子部品装着装置にあって連続し
た長時間に対し、継続した安定光量が得られないもの
で、やむなく頻繁にその電球を交換する必要があった。

【０００７】特に、ハロゲンランプは、高価であると共
に、その構成上、照明装置全体が大型化して、比較的各
機構が密集する電子部品装着装置にあっては、その設置
スペースにゆとりがないものでこの装置は十分に利用で
きない。

【０００８】一方、電子部品の撮像に使用される従来の
ＣＣＤカメラは、そのカメラにシャッター機能を有しな
い場合、移動中の物品ｂを撮像すると、図７（ａ）に示
すように、における電子部品ｂは、に示すように奇
数部（ＯＤＤ）の走査線を露光した後、に示すように
偶数部（ＥＶＥＮ）の走査線を露光するため、時間的な
画像ブレを生じて、に示すように、フレーム画像がブ
レてしまう欠点を有するものであった。

【０００９】また、シャッター機能を有する通常のカメ
ラにより、移動中の電子部品ｂを撮像した場合でも、図
７（ｂ）に示すように、における電子部品ｂは、に
示すように奇数部（ＯＤＤ）の走査線しか露光しないた
め、に示すように偶数部（ＥＶＥＮ）の露光はなく、
に示すように、解像度が半分の画像になってしまうも
のであるため、いずれの場合においても正確な電子部品
ｂの画像情報を得ることができなかった。

【００１０】更に、従来のＣＣＤカメラでのビデオ信号
出力は単線であって、図８に示すように、奇数部（ＯＤ
Ｄ）のビデオ信号を出力した後に、偶数部（ＥＶＥＮ）
のビデオ信号を出力していたため、複線でビデオ信号出
力が可能なカメラと比べて、画像取り込み時間（画像出
力時間）が二倍必要となる。

【００１１】そのため、電子部品ｂの画像認識のための
時間が長くなり、電子部品ｂの装着タクト時間を短縮さ
せて、電子部品装着装置全体の稼働を高速化させる大き
な目的が達成されない。等の様々な問題点を有するもの
であった。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明は前記した問題
点を解決するためになされたもので、発光ダイオードか
らなる照明手段により停止状態または移動状態にある物
品を瞬間的に照明して、この照明時の物品を撮像手段に
より撮像して画像情報を得るものであって、照明手段に
よる照明は、前記発光ダイオードに対して、該発光ダイ
オードの定格電流値以上の電流を供給して、この発光ダ
イオードの持つ定格電流値の光量より多い光量を得るこ
とにより、撮像手段による物品や電子部品の画像認識を
安定よくかつ確実に行なうことができ、照明手段を低コ
ストにより長寿命化を達成させることができる物品撮像
方法および電子部品装着装置を提供することを目的とし
ている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】前記した目的を達成する
ための本発明の手段は、発光ダイオードからなる照明手
段により停止状態または移動状態にある物品を瞬間的に
照明して、この照明時の物品をカメラからなる撮像手段
により撮像して画像情報を得る物品撮像方法にあって、
前記照明手段による照明は、前記発光ダイオードに対し
て該発光ダイオードの定格電流値以上の電流を供給し
て、この発光ダイオードの持つ定格電流値の光量より多
い光量を得る物品撮像方法にある。

【００１４】また、発光ダイオードからなる照明手段に
より停止状態または移動状態にある物品を瞬間的に照明
して、この照明時の物品をＣＣＤカメラからなる撮像手
段により撮像して画像情報を得る物品撮像方法にあっ
て、前記撮像手段は、一回の露光でＣＣＤカメラの全解
像度での撮像が可能な電子シャッター機構を有する物品
撮像方法にある。

【００１５】そして、数値制御による各駆動手段により
Ｘ，Ｙ，Ｚ方向への任意の移動とθ方向への任意の回転
を行なう吸着ノズルによって、電子部品を吸着保持して
供給部から取り出し、実装部の位置決めされた基板上の
所定位置に装着するまでの途中において、発光ダイオー
ドからなる照明手段により停止状態または移動状態にあ
る電子部品を瞬間的に照明して、この照明時の電子部品
を撮像手段により撮像して得られた画像情報を処理し、
その測定値に基づき、前記電子部品の装着位置を補正し
て基板に装着する電子部品装着装置の構成にある。

【００１６】また、数値制御による各駆動手段により
Ｘ，Ｙ，Ｚ方向への任意の移動とθ方向への任意の回転
を行なう吸着ノズルによって、電子部品を吸着保持して
供給部から取り出し、実装部の位置決めされた基板上の
所定位置に装着するまでの途中において、発光ダイオー
ドからなる照明手段により停止状態または移動状態にあ
る電子部品を瞬間的に照明して、この照明時の電子部品
を撮像手段により撮像して得られた画像情報を処理し、
その測定値に基づき、前記電子部品の装着位置を補正し
て基板に装着する電子部品装着装置にあって、前記照明
手段は、前記発光ダイオードに対して該発光ダイオード
の定格電流値以上の電流を供給して、この発光ダイオー
ドの持つ定格電流値の光量より多い光量を得る電子部品
装着装置の構成にある。

【００１７】更に、数値制御による各駆動手段により
Ｘ，Ｙ，Ｚ方向への任意の移動とθ方向への任意の回転
を行なう吸着ノズルによって、電子部品を吸着保持して
供給部から取り出し、実装部の位置決めされた基板上の
所定位置に装着する電子部品装着装置にあって、前記吸
着ノズルの先端部に吸着保持された電子部品の保持状態
を撮像する撮像手段は、一回の露光でＣＣＤカメラの全
解像度での撮像が可能な電子シャッター機構を有する物
品撮像装置の構成にある。

【００１８】更にまた、数値制御による各駆動手段によ
りＸ，Ｙ，Ｚ方向への任意の移動とθ方向への任意の回
転を行なう吸着ノズルによって、電子部品を吸着保持し
て供給部から取り出し、実装部の位置決めされた基板上
の所定位置に装着するまでの途中において、発光ダイオ
ードからなる照明手段により停止状態または移動状態に
ある電子部品を瞬間的に照明して、この照明時の電子部
品をＣＣＤカメラからなる撮像手段により撮像して得ら
れた画像情報を処理し、その測定値に基づき、前記電子
部品の装着位置を補正して基板に装着する電子部品装着
装置にあって、前記撮像手段は、一回の露光でＣＣＤカ
メラの全解像度での撮像が可能な電子シャッター機構を
有する物品撮像装置の構成にある。

【００１９】そして、数値制御による各駆動手段により
Ｘ，Ｙ，Ｚ方向への任意の移動とθ方向への任意の回転
を行なう吸着ノズルによって、電子部品を吸着保持して
供給部から取り出し、実装部の位置決めされた基板上の
所定位置に装着する電子部品装着装置にあって、前記吸
着ノズルの先端部に吸着保持された電子部品の保持状態
を撮像する撮像手段は、ＣＣＤカメラからなるもので、
吸着部において、前記複数の吸着ノズルの一部または全
てがそれぞれ電子部品を吸着保持した後に、該吸着ノズ
ルに保持された電子部品を前記実装部へ移動する間に、
前記各駆動手段により数値制御されて移動する前記吸着
ノズルと共に移動し、該撮像手段が移動しながらあるい
は停止した状態で、前記複数の吸着ノズルの一部または
全てがそれぞれ電子部品の保持状態を下方から撮像する
ものであって、一回の露光で前記ＣＣＤカメラの全解像
度での撮像が可能な電子シャッター機構を有する物品撮
像装置の構成にある。

【００２０】また、数値制御による各駆動手段により
Ｘ，Ｙ，Ｚ方向への任意の移動とθ方向への任意の回転
を行なう吸着ノズルによって、電子部品を吸着保持して
供給部から取り出し、実装部の位置決めされた基板上の
所定位置に装着するまでの途中において、発光ダイオー
ドからなる照明手段により停止状態または移動状態にあ
る電子部品を瞬間的に照明して、この照明時の電子部品
を撮像手段により撮像して得られた画像情報を処理し、
その測定値に基づき、前記電子部品の装着位置を補正し
て基板に装着する電子部品装着装置にあって、前記撮像
手段は、ＣＣＤカメラからなるもので、吸着部におい
て、前記複数の吸着ノズルの一部または全てがそれぞれ
電子部品を吸着保持した後に、該吸着ノズルに保持され
た電子部品を前記実装部へ移動する間に、前記各駆動手
段により数値制御されて移動する前記吸着ノズルと共に
移動し、該撮像手段が移動しながらあるいは停止した状
態で、前記複数の吸着ノズルの一部または全てがそれぞ
れ電子部品の保持状態を下方から撮像するものであっ
て、一回の露光で前記ＣＣＤカメラの全解像度での撮像
が可能な電子シャッター機構を有する物品撮像装置の構
成にある。

【００２１】更にまた、撮像手段は、全画素情報を読み
出す撮像時間が、ＮＴＳＣ信号方式の垂直同期信号周期
に準拠した１／６０秒となる。

【００２２】撮像手段は、光像入射手段によって間接的
に映し出される電子部品の画像を撮像する。

【００２３】

【実施例】次に、本発明に関する物品撮像方法および電
子部品装着装置の実施の一例を図面に基づいて説明す
る。

【００２４】図１および図３においてＡは、本発明実施
例の物品撮像方法を採用した物品撮像装置で、撮像手段
１と、照明手段２とからなる。

【００２５】なお、図１において３は、物品ｂを一方向
から他方向へ連続して所定速度で移送するベルトコンベ
ア等の移送手段である。

【００２６】そして、前記した撮像手段１は、ＣＣＤ
（電荷結合素子）を用いた電子カメラを用いて、光映像
信号を電気信号に変換し、物品ｂの画像情報を得るもの
で、シャッター機能を備えていれば、後記する照明手段
２によって外乱光の悪影響を低く抑えることができるも
のであって、その電子シャッタースピードは、カメラの
設定により任意に変換し得るものであるが、１／６０〜
１／１００，０００秒程度の範囲に露光時間が制御され
るものであり、好ましくは、１／１，０００〜１／１
０，０００秒程度が適当である。

【００２７】この得られた画像信号は、画像処理手段４
に送られて、あらかじめ入力された定められた数値と比
較演算されて、物品ｂの所望の認識がなされる。

【００２８】前記した照明手段２は、停止状態または移
動状態にある物品ｂを瞬間的（閃光状）に照明して、撮
像手段１による物品ｂの撮像精度を可及的に向上させる
もので、一個または多数個群からなる発光ダイオードを
用いる。

【００２９】この発光ダイオードの閃光時間は、撮像手
段１の電子シャッタースピードによる露光時間以内に閃
光するもので、この閃光時間を調整することにより該照
明手段２の光量調整が可能となる。

【００３０】該発光ダイオードの光量は、この発光ダイ
オードに流れる電流値が大きい程光量が多く得られる
が、通常、１０〜２０ｍＡ（定格電流値であって、それ
ぞれの発光ダイオードによって異なる。）の電流しか流
れない。

【００３１】しかし、発光ダイオードにおける閃光時間
のデューティ比が１／１０程度であれば、同じ発光ダイ
オードに対して１００ｍＡ程度までの電流を流すことが
可能となり、通常（定格電流値における）発光時の１０
倍程度の光量が得られることとなる。

【００３２】すなわち、図２においてに示すように、
発光ダイオードの閃光が、その非閃光時と同一サイクル
であると、デューティ比が１／２となって、次の閃光の
ための間合いがきわめて短くなり、発光ダイオードに対
して定格電流値以下の電流しか流すことができず、した
がって、定格電流値による光量以上の光量は得られな
い。

【００３３】しかし、図２において，に示すよう
に、所定の間隔で発光ダイオードが閃光するように設定
すれば、そのデューティ比は１／１０，１／２４となっ
て、一回の発光ダイオードの閃光に対して、定格電流値
の１０倍程度の電流（パルス許容順電流）を流すことが
できるもので、これによって大きな光量で閃光されるこ
とになる。

【００３４】なお、前記したデューティ比は、図２に示
される図において、「パルス幅ｆ／繰り返し周期ｇ」
により求められるもので、この発光ダイオードに流され
るパルス許容順電流ｅは、パルス幅ｆやデューティ比な
どの駆動条件によってその許容値が異なるものであっ
て、定められた特性図により求められる。

【００３５】したがって、前記のように構成される本発
明実施例は、以下に述べる作用を奏する。

【００３６】図１に示すように、移送手段３上に物品ｂ
を供給し、所定速度で該移送手段３を運転させて、物品
ｂが撮像手段１の撮像位置に達したことを検出手段５が
検知すると、トリガー信号を発する。

【００３７】このトリガー信号は、制御手段６を介して
撮像手段１および該撮像手段１と同調する照明手段２へ
送信され、発光ダイオードの閃光と共に撮像手段１の電
子シャッターが作動する。

【００３８】このとき、発光ダイオードの閃光時間は、
撮像手段１の露光時間内で閃光するように設定されてい
るため、十分な光量が得られる。

【００３９】これにより、ＣＣＤカメラには物品ｂの画
像が取り込まれ、その電気信号が画像処理手段４へ送ら
れ、所定の画像処理が行なわれて物品ｂの所望の認識が
なされるもので、制御手段６に送信されて次工程に備え
る。

【００４０】このとき、照明手段２による照明は、その
発光ダイオードに対して、該発光ダイオードの定格電流
値以上の電流が供給され、これによって、この発光ダイ
オードの持つ定格電流値の光量より多い光量を得ること
ができるので、物品ｂを撮像するための十分な照明がな
される。

【００４１】図３において示す物品撮像装置Ａは、撮像
手段１および照明手段２がロボット７の可動アーム８に
取り付けられた例を示すもので、停止状態または移動状
態にある物品ｂの画像を取り込むものであって、その作
用・効果は前述した図１に示す物品撮像装置Ａと同様に
奏されるものであり、また、ロボット７の可動アーム８
が移動中であっても同様に撮像される。

【００４２】なお、本物品撮像装置Ａにあっては、前記
した撮像手段１および照明手段２の構成を有する装置で
あれば、例示しない他の様々な態様に応用できることは
もちろんのことである。

【００４３】また、本発明実施例における撮像手段１
は、フルフレームで撮影可能なシャッター機能を有する
カメラを用いることで、高速に移動中の物品ｂ（高速に
撮像手段１が移動する場合であっても同様）に対しても
解像度の高い画像を撮像することができる。

【００４４】すなわち、一般的なＮＴＳＣ信号方式（テ
レビジョン信号の規格）によれば、テレビの画面はイン
ターレース走査（飛び越し走査）を行なっており、垂直
同期周波数は、人間の目に対して画面全体のフリッカ
（ちらつき）が気にならない約６０ＨＺに定められ、水
平同期周波数は、垂直同期周波数の２６２．５（５２５
／２）倍に決められている。

【００４５】いわゆる、テレビジョンでは、人間の目の
錯覚を利用してフィールド画像（半分の解像度の画像）
を、時間的にずらして奇数部（ＯＤＤ）と偶数部（ＥＶ
ＥＮ）とを交互に表示するインターレース走査方式によ
り、フレーム画像（一枚の画像）を表示している。

【００４６】そのため、前記した従来の技術において述
べたように、シャッター機能を有しない通常のカメラ
で、移動中の物品ｂを撮像すると、図７（ａ）に示すよ
うに、における物品ｂは、に示すように奇数部（Ｏ
ＤＤ）の走査線を撮像時間１／６０秒で露光した後、
に示すように偶数部（ＥＶＥＮ）の走査線を撮像時間１
／６０秒で露光する、時間的経過が伴う二度の露光がな
されているもので、この二度の露光で合計１／３０秒か
かることになる。

【００４７】そのため、図７（ａ）に示すように、一度
目と二度目の露光とに時間的な誤差を生じ、この誤差が
画像ブレを生じさせて、に示すように、フレーム画像
がブレてしまう。

【００４８】また、シャッター機能を有する通常のカメ
ラにより、移動中の物品ｂを撮像すると、図７（ｂ）に
示すように、における物品ｂは、に示すように奇数
部（ＯＤＤ）の走査線しか露光しないため、縦方向の解
像度がＣＣＤ本来の半分しか使用できず、に示すよう
に偶数部（ＥＶＥＮ）の露光はなくなって、に示すよ
うに、解像度が半分の画像（フィールド画像）になる。

【００４９】しかしながら、本発明実施例の撮像手段１
における一回の露光によりＣＣＤカメラの全解像度での
撮像が可能となる、いわゆる、フルフレームシャッター
カメラを用いて、移動中の物品ｂを撮像すると、図７
（ｃ）に示すように、における物品ｂは、に示すよ
うに奇数部（ＯＤＤ）と偶数部（ＥＶＥＮ）の露光が同
時に行われる。

【００５０】すなわち、垂直同期信号周期は、約１／６
０ＨＺとなり、全画素情報を読み出す撮像時間が、ＮＴ
ＳＣ信号方式の垂直同期信号周期に準拠した１／６０秒
となって、一回の露光によりＣＣＤカメラの全解像度で
の撮像が可能となる。

【００５１】そのために、時間的なブレが最小限に抑え
られ、図７（ｃ）においてに示すように、高速に移動
中の物品ｂに対して、高い解像度の画像を撮像すること
ができる。

【００５２】更に、このフルフレームシャッターカメラ
は、図８（ｂ） に示すように、ビデオ信号出力が複線
（奇数部と偶数部別）で同時に出力可能であるため、画
像取り込み時間（画像出力時間）を従来カメラの半分の
時間にすることができ、撮像工程の高速化が達成され
る。

【００５３】次に、本発明実施例の物品撮像方法を採用
した電子部品装着装置Ｗを、図４〜図６および図１３を
参照して説明する。

【００５４】この電子部品装着装置Ｗは、図４に示すよ
うに、物品であるチップ部品やＩＣ部品等の電子部品ｂ
を、その供給部ｍより受け取って実装部ｎへ移送し、そ
の実装部ｎにおけるプリント基板ｃ上に対して所定箇所
へ所定部品を装着する。

【００５５】その装着位置は、慣用のコンピュータ等に
よる制御手段６へ入力したあらかじめ定められたプログ
ラムにしたがって高精度に得られるもので、Ｘ軸および
Ｙ軸方向へ任意に移動する装着ヘッド１０および該装着
ヘッド１０に、Ｚ軸方向へ任意に移動し、かつ、任意の
θ角（回転角）が得られる吸着ノズル１１を備えてい
る。

【００５６】なお、前記した電子部品ｂの供給部ｍは、
図４に示すように、トレーに多数の電子部品ｂが載置さ
れたものや、同図において仮想線で示すように、所定並
列で多数並べ設けたテープフィーダＭ等が用いられるも
ので、これらが機体１２に設けられる。

【００５７】そして、その詳細な構成は、機体１２へ取
り付けて進退手段１３により前後方向（Ｙ軸）へ任意に
移動する進退体１４と、この進退体１４に取り付けて移
動手段１５により左右方向（Ｘ軸）へ任意に移動する可
動体１６と、この可動体１６へ係合した装着ヘッド１０
に昇降手段１７により昇降自在に吸着ノズル１１を取り
付けてあると共に、回転手段１８により縦軸方向を中心
として任意のθ角（回転角）を回転自在としてあるもの
で、それぞれの駆動のための手段１３および１５，１
７，１８は数値制御可能なサーボモータ等により高精度
で作動される。

【００５８】なお、この装着ヘッド１０は、電子部品ｂ
の上面を吸着する吸着ノズル式や、その外周を把持する
チャッキング式等が付設されているもので、単ヘッドで
あってもかまわないが、図４あるいは図６に示すよう
に、複数ヘッドに構成すれば、電子部品ｂの装着効率等
が向上する。

【００５９】本実施例においては吸着ノズル式について
示すものであって、該装着ヘッド１０の下端部に吸着ノ
ズル１１が着脱自在に取り付けられる。

【００６０】そして、可動体１６または装着ヘッド１０
には、物品撮像装置Ａにおける撮像手段１および照明手
段２が、一方向（往復も含む）へ、すなわち、複数ヘッ
ドの場合は、該装着ヘッド１０の一側において数値制御
可能なサーボモータ等により制御される往復手段２０に
より、取付体２１を介して装着ヘッド１０の並列方向に
平行移動可能に取り付けられている。

【００６１】この撮像手段１は、装着ヘッド１０によ
り、機体１２における供給部ｍから取り出された電子部
品ｂの吸着姿勢を撮像・計測するもので、視覚センサ２
２と、光像入射手段２３とにより構成される。

【００６２】このうち、視覚センサ２２は、略水平の取
付体２１の一側に取り付けられ、装着ヘッド１０に保持
された電子部品ｂに対して側方に配設されるもので、Ｃ
ＣＤ（電荷結合素子）を用いた電子カメラを用いて、光
映像信号を電気信号に変換して、電子部品ｂの画像情報
を得るものであって、このＣＣＤカメラにシャッター機
能を備えていれば、後記する照明手段２によって外乱光
の悪影響を低く抑えることができるもので、その電子シ
ャッタースピードは、カメラの設定により任意に変換し
得るものであるが、１／６０〜１／１００，０００秒程
度の範囲に露光時間が制御されるものであり、好ましく
は、１／１，０００〜１／１０，０００秒程度が適当で
ある。

【００６３】この得られた画像信号は、画像処理手段４
に送られて、あらかじめ入力された定められた数値と比
較演算されて、電子部品ｂの所望の認識がなされる。

【００６４】なお、前記した画像認識にあっては、吸着
保持された電子部品ｂの全体のサイズや全体の前後左右
方向の位置，電子部品ｂの回転角（θ角），リードピッ
チ，リード曲がり，リード本数等の各チェックを行なう
もので、位置補正の結果、後記する制御手段６により電
子部品ｂの中心位置がプリント基板ｃにおける載置位置
の中心、すなわち、定められた正しい位置に合致するよ
うにする。

【００６５】前記した光像入射手段２３は、視覚センサ
２２に対応して取付体２１の他側において装着ヘッド１
０の電子部品ｂの真下において、この取付体２１の移動
軌跡上に取り付けられているもので、プリズムや表面蒸
着ミラーを用いるものであって、該光射面は、視覚セン
サ２２と吸着ノズル１１に吸着された電子部品ｂの下面
へそれぞれ対応している。

【００６６】この光像入射手段２３によって間接的に映
し出される電子部品の画像を撮像することにより、視覚
センサ２２の高さ方向の寸法を短くすることができて、
電子部品装着装置Ａ全体をコンパクトに製作できる。

【００６７】この光像入射手段２３において、表面蒸着
ミラーを用いた場合には、プリズムに比べて安価で場所
を取らない利点があり、プリズムを用いた場合には、表
面蒸着ミラーより反射率が高くより鮮明の画質が得られ
る。

【００６８】また、該光像入射手段２３は、図９（ａ）
に示すように、一個設けることで視覚センサ２２の露光
方向は水平となり、図９（ｂ）に示すように、二個設け
ることで視覚センサ２２の露光方向は垂直となる。

【００６９】前記した照明手段２は、停止状態または移
動状態にある電子部品ｂを瞬間的（閃光状）に照明し
て、撮像手段１による物品ｂの撮像精度を可及的に向上
させるもので、一個または多数個群からなる発光ダイオ
ードを用いるものであって、図５および図６に示すよう
に、撮像手段１における光像入射手段２３の上部へ取付
部材２９により固着してある。

【００７０】この発光ダイオードの閃光時間は、撮像手
段１の電子シャッタースピードによる露光時間以内に閃
光するもので、この閃光時間を調整することにより該照
明手段２の光量調整が可能となる。

【００７１】また、発光ダイオードの光量は、該発光ダ
イオードに流れる電流値が大きい程光量が多く得られる
が、通常、１０〜２０ｍＡ（定格電流値であって、それ
ぞれの発光ダイオードによって異なる。）の電流しか流
れない。

【００７２】しかし、発光ダイオードにおける閃光時間
のデューティ比（１サイクル中の信号期間の比率）が１
／１０以下であれば、同じ発光ダイオードに対して１０
０ｍＡ程度までの電流を流すことが可能となり、通常
（定格電流値における）発光時の１０倍程度の光量が得
られることとなる。

【００７３】すなわち、図２においてに示すように、
発光ダイオードの閃光が、その非閃光時と同一サイクル
であると、デューティ比が１／２となって、次の閃光の
ための間合いがきわめて短くなり、発光ダイオードに対
して定格電流値以下の電流しか流すことができず、した
がって、定格電流値による光量以上の光量は得られな
い。

【００７４】しかし、図２において，に示すよう
に、所定の間隔で発光ダイオードが閃光するように設定
すれば、そのデューティ比は１／１０，１／２４となっ
て、一回の発光ダイオードの閃光に対して、定格電流値
の１０倍程度の電流を流すことができるもので、大きな
光量で閃光することになる。

【００７５】なお、前記したデューティ比は、図２に示
される図において、「パルス幅ｆ／繰り返し周期ｇ」
により求められるもので、この発光ダイオードに流され
るパルス許容順電流ｅは、パルス幅ｆやデューティ比な
どの駆動条件によってその許容値が異なるものであっ
て、定められた特性図により求められる。

【００７６】例えば、本実施例において使用した発光ダ
イオード（株式会社東芝社製，品名ＴＬＲＡ１２５）の
場合も、発光ダイオードの閃光時間であるパルス幅ｆと
繰り返し周期ｇとの適切な設定から、該デューティ比も
当然１／１０以下になるように定められてある。

【００７７】なお、制御手段６は、撮像手段１の検出信
号を受けて、あらかじめ定められたデータに基づいて演
算し、前記各手段１３，１５，１７，１８あるいは往復
手段２０を個別に任意に制御するもので、慣用のコンピ
ュータが用いられる。

【００７８】また、撮像手段１の撮像位置および照明手
段２の閃光位置（撮像位置と同位置）を規制する位置検
出部材２５が設けられているものであって、例えば、光
電管や近接スイッチ等が用いられるもので、可動体１６
へ、各装着ヘッド１０に対応させて、それぞれ撮像手段
１の撮像位置すなわち照明手段２の閃光位置に検出子２
６を取り付け、この検出子２６に対応する検出体２７を
取付体２１に設けてある。

【００７９】したがって、前記のように構成される本発
明実施例の電子部品装着装置Ｗは、以下に述べる作用を
奏する。

【００８０】プリント基板ｃ上には、電子部品ｂがそれ
ぞれ所定箇所へ所定個数が装着されるもので、この作業
にあっては、これら設定値や動作順序等があらかじめ、
制御手段６へ定められた各データをプログラムしてあ
る。

【００８１】そして、その電子部品ｂの装着は、各駆動
手段である進退手段１３および移動手段１５，昇降手段
１７，回転手段１８を操作して、電子部品ｂの供給部ｍ
へ装着ヘッド１０を移動させて該電子部品ｂを吸着保持
する。

【００８２】すると、装着ヘッド１０に取り付けられて
いる往復手段２０が作動して、取付体２１に具備された
該撮像手段１が照明手段２と共に、装着ヘッド１０に対
して左右方向（図６において矢印ｐ方向）へ移動する。

【００８３】そして、位置検出部材２５における検出体
２７が撮像手段１の撮像位置である検出子２６に対応す
ると、該撮像位置に達したことを検知し、トリガー信号
を発して、照明手段２における発光ダイオードに給電さ
れると共に、撮像手段１の電子シャッターが作動し、光
像入射手段２３を介して視覚センサ２２によって画像認
識として取り込み、画像処理手段４および制御手段６へ
送信する。

【００８４】このとき、発光ダイオードの閃光時間は、
撮像手段１の露光時間内で閃光するように設定されてい
る。

【００８５】また、照明手段２による照明は、その発光
ダイオードに対して、該発光ダイオードの定格電流値以
上の電流が供給され、これによって、この発光ダイオー
ドの持つ定格電流値の光量より多い光量を得ることがで
きるので、物品ｂを撮像するための十分な照明がなされ
る。

【００８６】なお、撮像手段１の撮像動作は、該撮像手
段１が停止状態または移動状態のどちらの状態であって
も構わないものであるが、停止することのない移動状態
であれば、その分時間的ロスがなく、高速の電子部品ｂ
の装着が可能となる。

【００８７】更には、撮像手段１が、その都度、吸着保
持されている電子部品ｂに対応して停止すると、慣性力
等の作用により往復手段２０や撮像手段１等に振動が発
生するため、この振動の静鎮時間（そのままであると画
像ブレを生ずる）が必要となるが、撮像手段１が停止す
ることのない移動状態であれば、振動の発生が解消され
て待機時間が全くなくなり、一層のタクト時間の短縮が
計れる。

【００８８】これに伴って、制御手段６においては前記
計測による信号とあらかじめ入力したデータとに基づい
て演算が行なわれ、この電子部品ｂの画像情報処理を行
なって補正数値を得る。

【００８９】このようにして、図４，図６に示すように
４ヘッド式の場合には、残りの３へッド１０に対して同
様の工程を経て、各装着ヘッド１０に取り付けられた吸
着ノズル１１に吸着保持された電子部品ｂの撮像位置に
おいて撮像手段１が停止することなく、一連の連続動作
によって、画像処理手段４および制御手段６において補
正処理が行われる。

【００９０】これらの作業は、吸着ノズル１１が供給部
ｍにおいて電子部品ｂを吸着保持してから、機体１２内
の実装部ｎへ移動する過程において全て終了し、該実装
部ｎに到達したときには、直ちにプリント基板ｃへの電
子部品ｂの装着が行なえるため、タクトタイムのロスが
全くない。

【００９１】次に、この電子部品装着装置Ｗにおける撮
像手段１に、前記において詳述したフルフレームで撮像
可能なシャッター機能を備えたカメラ（視覚センサ２
２）を用いた場合の作用を、図５および図１０に示すブ
ロック図および図１１，１２に示すフローチャート図を
参照して説明する。

【００９２】まず、電子部品装着装置Ｗが稼働を開始す
ると、制御手段６の信号により各駆動手段１３，１５，
１７，１８が作動して、取付体２１に設けた複数の装着
ヘッド１０群が供給部ｍへ移動し、希望する電子部品ｂ
をその吸着ノズル１１により吸着保持する。

【００９３】このとき、複数の吸着ノズル１１に対して
は、その全て、または必要箇所において、あるいは必要
個数の吸着ノズル１１に電子部品ｂが吸着保持される。

【００９４】すると、装着ヘッド１０は、供給部ｍから
実装部ｎへそのＸＹ軸方向へ移動するもので、該装着ヘ
ッド１０に取り付けられている往復手段２０が作動し
て、取付体２１に具備された該撮像手段１が照明手段２
と共に、装着ヘッド１０に対して左右方向（図６におい
て矢印ｐ方向）へ移動する。

【００９５】そして、位置検出部材２５における検出体
２７が撮像手段１の撮像位置である検出子２６に対応す
ると、該撮像位置に達したことを検知し、このとき、外
部からの画像取り込みタイミングに合わせたトリガー信
号がランダムシャッター発生回路に入力される（割り込
み処理）。

【００９６】このランダムシャッター発生回路では、ト
リガー信号の入力により同期信号発生回路の一部の信号
をリセットして、外部トリガー信号に同期して再スター
トをかける。

【００９７】このとき、照明手段２における発光ダイオ
ードに給電されると共に、撮像手段１のフルフレームシ
ャッターが作動し、光像入射手段２３を介して視覚セン
サ２２（ＣＣＤカメラ）によって画像情報として取り込
まれるもので、同期信号発生回路ではＣＣＤカメラの駆
動に必要な垂直同期信号や水平同期信号が作り出されて
タイミング発生回路に送られる。

【００９８】そして、ＣＣＤドライバーで作り出された
信号はＣＣＤカメラ（視覚センサ２２）へ送信され、該
ＣＣＤカメラにおいてＯＤＤ（奇数フィールド）とＥＶ
ＥＮ（偶数フィールド）とが同時に出力されて、電子部
品ｂの全画素の読み出しがなされ、ビデオアンプおよび
ビデオ信号処理回路を経て、それぞれのＯＤＤビデオ信
号，ＥＶＥＮビデオ信号が同時に出力されて、画像処理
手段４および制御手段６へ送信される。

【００９９】なお、図１０において、ＣＣＤの読み出し
タイミング信号は、ＣＣＤカメラから出力されたビデオ
信号を読み出すタイミング、またはその期間を示す信号
であり、また、クロック信号は、ＣＣＤカメラから出力
されたビデオ信号を読み出す信号の元となる同期信号で
ある。

【０１００】制御手段６では、前記の工程により撮像手
段１により得られた電子部品ｂの画像情報に基づいて、
あらかじめ、この制御手段６に入力されている電子部品
ｂの装着情報と比較演算し、その結果、位置ズレがある
場合は、その補正量を電子部品装着装置Ｗにおける各手
段１３，１５，１７，１８等を数値制御して、吸着ノズ
ル１１に吸着保持されている電子部品ｂの保持状態を修
正し、定められた実装部ｎの基板ｃの装着位置に達する
までに、その全ての補正作業を終了させる。

【０１０１】この撮像手段１の電子部品ｂの画像撮像
は、該撮像手段１が往復手段２０による電子部品ｂの下
方を移動する間において、すなわち、撮像手段１が停止
することなく一連の連続した移動状態の中で、その撮像
作業を行なうことができるもので、画像読取工程が大幅
に短縮されると共に、前記した照明手段２との協動によ
る相乗効果により、吸着ノズルに吸着保持された電子部
品ｂの画像処理における位置計測の際の撮像工程が大幅
に高速化され、その結果、電子部品ｂの装着タクト時間
の大幅な短縮化の目的が達成される。

【０１０２】また、複数の装着ヘッド１０からなる場合
は、図１３に示すように、撮像手段１の全移動工程ｈに
おいて、その待機位置から移動終了位置への往復手段２
０による移動は、移動量ゼロの状態から加速され、所定
の速度に達したら等速度でＮＯ１の装着ヘッド１０から
ＮＯ４の装着ヘッド１０へと撮像工程を行ないつつ移動
するもので、撮像が終了すれば減速の後、吸着ノズル１
１による電子部品ｂの装着動作が妨げとならない位置に
停止する。

【０１０３】このとき、撮像手段１は直ちに往路におけ
るスタート位置に戻ってもよいが、次の電子部品ｂの吸
着保持の動作に対応して、移動終了位置すなわち待機位
置から復路の移動終了位置へ、前記移動工程を行ないつ
つ移動してもよい。

【０１０４】

【発明の効果】前述したように本発明は、撮像手段の照
明用として用いられた発光ダイオードへ瞬間的に多くの
電流を流すことにより、定格電流値以上の多くの光量を
得ることができる。

【０１０５】また、照明手段に発光ダイオードを用いる
ことで、該照明手段の寿命も長くなり、照明手段自体の
構成をコンパクトに製作できて、取付スペースの狭いと
ころでも対応する。

【０１０６】特に、前記した照明手段を用いることによ
って撮像手段の電子部品の画像撮像は、この撮像手段が
電子部品の下方を移動中において、すなわち、撮像手段
が停止することなく一連の連続した移動状態の中でその
作業を行なうことができるもので、画像読取工程が大幅
に短縮され、吸着ノズルに吸着保持された電子部品の画
像処理における位置計測の際の撮像工程が大幅に高速化
される。

【０１０７】前記撮像手段による電子部品の撮像および
画像処理による位置計測は、吸着ノズルが供給部におい
て電子部品を吸着保持してから、機体内の実装部へ移動
する過程において全て終了するため、電子部品のタクト
時間の大幅な短縮化の目的が達成される。

【０１０８】撮像手段は、光像入射手段によって間接的
に映し出される電子部品の画像を撮像するするので、撮
像手段の高さ方向の寸法を小さくすることができ、Ｚ軸
の移動距離を短くすることができる。したがって、電子
部品の装着時間の短縮が可能となる。等の格別な効果を
奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に関する物品撮像方法を採用した物品撮
像装置の実施の第一例を示す概略の斜視図である。

【図２】図１における物品撮像装置の照明手段のデュー
ティ比の各例を示す説明図である。

【図３】本発明に関する物品撮像方法を採用した物品撮
像装置の実施の第二例を示す概略の斜視図である。

【図４】本発明に関する物品撮像方法を採用した電子部
品装着装置の実施の一例を示す概略の平面図である。

【図５】図４における概略的な側面図である。

【図６】図４における概略的な斜視図である。

【図７】本発明に関する物品撮像方法における撮像手段
にフルフレームシャッターカメラを用いた場合の説明図
である。

【図８】図７における撮像手段のビデオ信号の出力状態
を示す説明図で、（ａ）は従来例を、（ｂ）は本発明実
施例をそれぞれ示す。

【図９】図６における撮像手段の光像入射手段の各例を
示す説明図である。

【図１０】図６における撮像手段の撮像工程を示すブロ
ック図である。

【図１１】図６における撮像手段の撮像工程の撮像開始
を示すフローチャート図である。

【図１２】図６における撮像手段の撮像工程を示すフロ
ーチャート図である。

【図１３】図６における撮像手段の撮像工程を示すその
動作の説明図である。

【符号の説明】

Ｗ 電子部品装着装置 ｂ 物品，電子部品 ｃ プリント基板 ｍ 供給部 ｎ 実装部 １ 撮像手段 ２ 照明手段 １３，１５，１７，１８ 駆動手段 ２２ 視覚センサー（ＣＣＤカメラ） ２３ 光像入射手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｈ０４Ｎ 7/18 Ｇ０６Ｆ 15/62 ４００

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発光ダイオードからなる照明手段により
   停止状態または移動状態にある物品を瞬間的に照明し
   て、この照明時の物品をカメラからなる撮像手段により
   撮像して画像情報を得る物品撮像方法にあって、 前記照明手段による照明は、前記発光ダイオードに対し
   て該発光ダイオードの定格電流値以上の電流を供給し
   て、この発光ダイオードの持つ定格電流値の光量より多
   い光量を得ることを特徴とする物品撮像方法。
2. 【請求項２】 発光ダイオードからなる照明手段により
   停止状態または移動状態にある物品を瞬間的に照明し
   て、この照明時の物品をＣＣＤカメラからなる撮像手段
   により撮像して画像情報を得る物品撮像方法にあって、 前記撮像手段は、一回の露光でＣＣＤカメラの全解像度
   での撮像が可能な電子シャッター機構を有することを特
   徴とする物品撮像方法。
3. 【請求項３】 数値制御による各駆動手段によりＸ，
   Ｙ，Ｚ方向への任意の移動とθ方向への任意の回転を行
   なう吸着ノズルによって、電子部品を吸着保持して供給
   部から取り出し、実装部の位置決めされた基板上の所定
   位置に装着するまでの途中において、発光ダイオードか
   らなる照明手段により停止状態または移動状態にある電
   子部品を瞬間的に照明して、この照明時の電子部品を撮
   像手段により撮像して得られた画像情報を処理し、その
   測定値に基づき、前記電子部品の装着位置を補正して基
   板に装着することを特徴とする電子部品装着装置。
4. 【請求項４】 数値制御による各駆動手段によりＸ，
   Ｙ，Ｚ方向への任意の移動とθ方向への任意の回転を行
   なう吸着ノズルによって、電子部品を吸着保持して供給
   部から取り出し、実装部の位置決めされた基板上の所定
   位置に装着するまでの途中において、発光ダイオードか
   らなる照明手段により停止状態または移動状態にある電
   子部品を瞬間的に照明して、この照明時の電子部品を撮
   像手段により撮像して得られた画像情報を処理し、その
   測定値に基づき、前記電子部品の装着位置を補正して基
   板に装着する電子部品装着装置にあって、 前記照明手段は、前記発光ダイオードに対して該発光ダ
   イオードの定格電流値以上の電流を供給して、この発光
   ダイオードの持つ定格電流値の光量より多い光量を得る
   ことを特徴とする電子部品装着装置。
5. 【請求項５】 数値制御による各駆動手段によりＸ，
   Ｙ，Ｚ方向への任意の移動とθ方向への任意の回転を行
   なう吸着ノズルによって、電子部品を吸着保持して供給
   部から取り出し、実装部の位置決めされた基板上の所定
   位置に装着する電子部品装着装置にあって、 前記吸着ノズルの先端部に吸着保持された電子部品の保
   持状態を撮像する撮像手段は、一回の露光でＣＣＤカメ
   ラの全解像度での撮像が可能な電子シャッター機構を有
   することを特徴とする物品撮像装置。
6. 【請求項６】 数値制御による各駆動手段によりＸ，
   Ｙ，Ｚ方向への任意の移動とθ方向への任意の回転を行
   なう吸着ノズルによって、電子部品を吸着保持して供給
   部から取り出し、実装部の位置決めされた基板上の所定
   位置に装着するまでの途中において、発光ダイオードか
   らなる照明手段により停止状態または移動状態にある電
   子部品を瞬間的に照明して、この照明時の電子部品をＣ
   ＣＤカメラからなる撮像手段により撮像して得られた画
   像情報を処理し、その測定値に基づき、前記電子部品の
   装着位置を補正して基板に装着する電子部品装着装置に
   あって、 前記撮像手段は、一回の露光でＣＣＤカメラの全解像度
   での撮像が可能な電子シャッター機構を有することを特
   徴とする物品撮像装置。
7. 【請求項７】 数値制御による各駆動手段によりＸ，
   Ｙ，Ｚ方向への任意の移動とθ方向への任意の回転を行
   なう吸着ノズルによって、電子部品を吸着保持して供給
   部から取り出し、実装部の位置決めされた基板上の所定
   位置に装着する電子部品装着装置にあって、 前記吸着ノズルの先端部に吸着保持された電子部品の保
   持状態を撮像する撮像手段は、ＣＣＤカメラからなるも
   ので、吸着部において、前記複数の吸着ノズルの一部ま
   たは全てがそれぞれ電子部品を吸着保持した後に、該吸
   着ノズルに保持された電子部品を前記実装部へ移動する
   間に、前記各駆動手段により数値制御されて移動する前
   記吸着ノズルと共に移動し、該撮像手段が移動しながら
   あるいは停止した状態で、前記複数の吸着ノズルの一部
   または全てがそれぞれ電子部品の保持状態を下方から撮
   像するものであって、一回の露光で前記ＣＣＤカメラの
   全解像度での撮像が可能な電子シャッター機構を有する
   ことを特徴とする物品撮像装置。
8. 【請求項８】 数値制御による各駆動手段によりＸ，
   Ｙ，Ｚ方向への任意の移動とθ方向への任意の回転を行
   なう吸着ノズルによって、電子部品を吸着保持して供給
   部から取り出し、実装部の位置決めされた基板上の所定
   位置に装着するまでの途中において、発光ダイオードか
   らなる照明手段により停止状態または移動状態にある電
   子部品を瞬間的に照明して、この照明時の電子部品を撮
   像手段により撮像して得られた画像情報を処理し、その
   測定値に基づき、前記電子部品の装着位置を補正して基
   板に装着する電子部品装着装置にあって、 前記撮像手段は、ＣＣＤカメラからなるもので、吸着部
   において、前記複数の吸着ノズルの一部または全てがそ
   れぞれ電子部品を吸着保持した後に、該吸着ノズルに保
   持された電子部品を前記実装部へ移動する間に、前記各
   駆動手段により数値制御されて移動する前記吸着ノズル
   と共に移動し、該撮像手段が移動しながらあるいは停止
   した状態で、前記複数の吸着ノズルの一部または全てが
   それぞれ電子部品の保持状態を下方から撮像するもので
   あって、一回の露光で前記ＣＣＤカメラの全解像度での
   撮像が可能な電子シャッター機構を有することを特徴と
   する物品撮像装置。
9. 【請求項９】 撮像手段は、全画素情報を読み出す撮像
   時間が、ＮＴＳＣ信号方式の垂直同期信号周期に準拠し
   た１／６０秒となることを特徴とする請求項５，６，７
   または８記載の物品撮像装置。
10. 【請求項１０】 撮像手段は、光像入射手段によって間
    接的に映し出される電子部品の画像を撮像することを特
    徴とする請求項５，６，７または８記載の物品撮像装
    置。