JPWO2013153645A1 - Imaging apparatus and image processing apparatus - Google Patents
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Abstract
撮像装置22は、2つの撮像対象である部品18と基準位置マーク25の両方をイメージサークル26内に収めて撮像するように構成され、且つ、メイン撮像素子27とマーク用撮像素子28は、それぞれ該撮像対象の結像面(焦点面)に対して焦点深度の範囲内に収まる位置に配置されている。撮像時には、部品18をメイン撮像素子27で撮像すると共に、基準位置マーク25をマーク用撮像素子28で撮像し、各撮像素子27,28から出力される画像信号を画像処理して、基準位置マーク25を基準にして吸着ノズル17に対する部品18の吸着位置を認識する。The imaging device 22 is configured to capture and image both the component 18 and the reference position mark 25 that are two imaging targets within the image circle 26, and the main imaging element 27 and the mark imaging element 28 are respectively It is arranged at a position that falls within the range of the focal depth with respect to the imaging plane (focal plane) of the imaging target. At the time of imaging, the component 18 is imaged by the main image sensor 27, the reference position mark 25 is imaged by the mark image sensor 28, and the image signal output from each of the image sensors 27 and 28 is subjected to image processing to obtain the reference position mark. 25, the suction position of the component 18 with respect to the suction nozzle 17 is recognized.
Description
本発明は、複数の撮像対象を1つのレンズ系のイメージサークル内に収めて撮像する撮像装置及び画像処理装置に関する発明である。 The present invention relates to an imaging apparatus and an image processing apparatus that capture and image a plurality of imaging targets within an image circle of one lens system.
例えば、部品実装機においては、特許文献1(特開2002−94296号公報)に記載されているように、吸着ノズルに部品を吸着して回路基板に実装する際に、吸着ノズルに吸着した部品をその下方からカメラで撮像して、その画像信号を処理して部品の吸着位置を認識し、吸着ノズルに対する部品の吸着位置のずれ(部品の中心と吸着ノズルの中心とのずれ)を考慮して該部品を回路基板に実装するようにしている。この際、吸着ノズルに吸着した部品をその下方から撮像した画像には、吸着ノズルの中心が部品に隠れて見えないため、部品撮像時に吸着ノズルの中心をカメラの中心に正確に位置合わせして停止させる必要があるが、部品撮像毎に吸着ノズルの中心をカメラの中心に正確に位置合わせして停止させると、その分、部品の吸着から実装までに要する時間が長くなり、生産性が低下する。 For example, in a component mounting machine, as described in Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-94296), when a component is sucked into the suction nozzle and mounted on a circuit board, the component sucked into the suction nozzle Is picked up by the camera from below, the image signal is processed to recognize the suction position of the component, and the deviation of the suction position of the component with respect to the suction nozzle (shift between the center of the component and the center of the suction nozzle) is taken into account. The component is mounted on a circuit board. At this time, since the center of the suction nozzle is hidden behind the part in the image picked up by the suction nozzle, the center of the suction nozzle is accurately aligned with the center of the camera. Although it is necessary to stop, if the center of the suction nozzle is accurately aligned with the center of the camera and stopped every time the parts are imaged, the time required from picking up the parts to mounting becomes longer, and the productivity decreases. To do.
そこで、特許文献1では、吸着ノズルに対して予め決められた位置に基準ピンを下向きに設けて、該基準ピンの下端を基準マークとすると共に、該基準マークの高さ位置を吸着ノズルの下端とほぼ同じ高さに設定し、部品撮像時に吸着ノズルに吸着した部品と基準マークの両方をカメラの視野内に収めて撮像し、カメラの画像信号を処理して基準マークを基準にして部品の位置を認識することで、吸着ノズルに対する部品の吸着位置のずれ(部品の中心と吸着ノズルの中心とのずれ)を計測できるようにしている。このようにすれば、部品撮像時に吸着ノズルの中心をカメラの中心に正確に位置合わせする必要がなくなり、吸着ノズルを移動させながら部品を撮像しても(つまり吸着ノズルの中心がカメラの中心からずれていても)、吸着ノズルに対する部品の吸着位置のずれを計測できるようになる。 Therefore, in Patent Document 1, a reference pin is provided downward at a predetermined position with respect to the suction nozzle, the lower end of the reference pin is used as a reference mark, and the height position of the reference mark is set to the lower end of the suction nozzle. Set the height to approximately the same as that of the part, and pick up both the part sucked by the suction nozzle and the reference mark in the camera's field of view when picking up the part. By recognizing the position, it is possible to measure the displacement of the suction position of the component with respect to the suction nozzle (shift between the center of the component and the center of the suction nozzle). In this way, it is not necessary to accurately align the center of the suction nozzle with the center of the camera when imaging the part, and even if the part is imaged while moving the suction nozzle (that is, the center of the suction nozzle is away from the center of the camera). It is possible to measure the displacement of the suction position of the component with respect to the suction nozzle.
ところで、図2に示すように、吸着ノズル30に吸着した部品31と基準位置マーク32の両方をカメラのレンズを通して撮像素子33の受光面に結像させて撮像する場合は、部品31の像は、撮像素子33の受光面の中央側領域に結像し、基準位置マーク32の像は、撮像素子33の受光面の端部付近の領域に結像する。基準位置マーク32の位置は、吸着ノズル30に吸着可能な最大サイズの部品31の存在範囲より外側に位置させる必要があるため、撮像素子33の受光面の2辺部付近の領域は、基準位置マーク32のみを撮像する領域Bとなり、部品31を撮像する領域Aとしては利用できない。このため、部品31と基準位置マーク32の両方を撮像する撮像素子33は、従来より縦横の画素数を基準位置マーク32の撮像領域B分だけ増加させた大きなサイズの撮像素子33を使用する必要があり、しかも、撮像素子33のサイズが大きくなれば、その分、イメージサークル34(カメラのレンズを通して撮像対象物がシャープに結像する円形の領域)も大きくする必要があり、その結果、カメラが大型化するばかりか、コストアップ幅も大きいという欠点があった。
By the way, as shown in FIG. 2, when both the
ところで、基準位置マーク32(基準ピンの下端)の高さ位置を撮像対象である部品31の下面と同じ高さにすると、吸着ノズル30に部品31を吸着するときや該部品31を基板に実装するとき等に、基準位置マーク32が周辺の物体に衝突する可能性があるため、基準位置マーク32の高さ位置を撮像対象である部品31の下面の高さ位置よりも少し高くして衝突を避ける必要がある。このため、2つの撮像対象(部品31と基準位置マーク32)の結像面の位置が光軸方向の前後にずれてしまい、一方の撮像対象に焦点を合わせると、他方の撮像対象には焦点が合わず、撮像画像がボケてしまう欠点がある。
By the way, when the height position of the reference position mark 32 (the lower end of the reference pin) is set to the same height as the lower surface of the
この対策として、レンズの絞りを絞って被写界深度(焦点が合っているように見える範囲)を深くすると、撮像画像が暗くなってしまい、シャッター速度を遅くせざるを得ない。このため、動く撮像対象を撮像する場合は、撮像対象がぶれて撮像される可能性があり、画像認識精度が悪化する。 As a countermeasure, if the lens aperture is narrowed to increase the depth of field (the range that appears to be in focus), the captured image becomes dark and the shutter speed must be reduced. For this reason, when imaging a moving imaging target, there is a possibility that the imaging target is blurred and the image recognition accuracy deteriorates.
そこで、本発明が解決しようとする課題は、複数の撮像対象を撮像する撮像装置のコンパクト化(省スペース化)と低コスト化を実現しながら、被写界深度を深くせずに、複数の撮像対象を全て焦点を合わせて撮像でき、複数の撮像対象の画像認識精度も向上できるようにすることである。 Accordingly, the problem to be solved by the present invention is to realize a compact (space saving) and cost reduction of an imaging device that captures a plurality of imaging targets, while reducing the depth of field without increasing the depth of field. It is to be able to image all the imaging targets in focus and to improve the image recognition accuracy of a plurality of imaging targets.
上記課題を解決するために、本発明は、複数の撮像対象を1つのレンズ系のイメージサークル内に収めて撮像する撮像装置において、前記複数の撮像対象を撮像する複数の撮像素子を備え、前記各撮像素子は、それぞれ異なる撮像対象を撮像し、且つ、該撮像対象の結像面(焦点面)に対して光学的に焦点深度の範囲内に収まる位置に配置されていることを特徴とするものである。ここで、焦点深度は、像のボケが許容ボケ内に収まる光軸上の距離であり、この焦点深度の範囲内であれば、焦点がずれていても、像のボケが許容ボケ内に収まり、十分に鮮明な像が得られる。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides an imaging apparatus that captures and captures a plurality of imaging targets within an image circle of a single lens system, and includes a plurality of imaging elements that capture the plurality of imaging targets, Each of the image pickup devices picks up a different image pickup object, and is arranged at a position that is optically within the range of the focal depth with respect to the imaging plane (focal plane) of the image pickup object. Is. Here, the depth of focus is a distance on the optical axis where the blur of the image falls within the allowable blur. If the focal depth is within the range of the focal depth, the blur of the image falls within the allowable blur. A sufficiently clear image can be obtained.
また、イメージサークルは、レンズ系(1枚のレンズ又は1群のレンズ)を通して撮像対象がシャープに結像する円形の領域であるのに対して、各撮像素子は四角形の形状である。この点を考慮して、本発明では、複数の撮像対象を撮像対象毎に撮像する複数の撮像素子を円形のイメージサークル内に配置する構成であるため、円形のイメージサークルの領域全体を有効に使用して、複数の撮像素子をスペース効率良く配置できると共に、全ての撮像素子の受光面全体を撮像対象の撮像領域として有効に使用できる。これにより、撮像素子のサイズを大きくする必要がなく、イメージサークルも大きくする必要がないため、複数の撮像対象を撮像する撮像装置のコンパクト化(省スペース化)を実現できる。しかも、各撮像素子は、サイズの小さい撮像素子を使用できるため、比較的安価であり、1個の大きな撮像素子で複数の撮像対象を一括して撮像する従来構成と比較して、撮像装置の低コスト化も実現できる。更に、本発明では、各撮像素子を各撮像対象の結像面(焦点面)に対して光学的に焦点深度の範囲内に収まる位置に配置しているため、複数の撮像対象が同一平面内に位置していない場合でも、被写界深度を深くせずに、複数の撮像対象を全て焦点を合わせて撮像することが可能となり、複数の撮像対象の画像認識精度も向上できる。 Further, the image circle is a circular area where an imaging target sharply forms an image through a lens system (one lens or a group of lenses), whereas each imaging element has a rectangular shape. In consideration of this point, the present invention is configured so that a plurality of imaging elements that capture a plurality of imaging targets for each imaging target are arranged in a circular image circle, so that the entire area of the circular image circle is effectively used. It is possible to use a plurality of image sensors in a space-efficient manner, and to effectively use the entire light-receiving surface of all the image sensors as an imaging area for imaging. Thereby, since it is not necessary to increase the size of the imaging element and the image circle, it is possible to realize a compact (space-saving) imaging apparatus that captures a plurality of imaging targets. In addition, since each imaging device can use a small-sized imaging device, it is relatively inexpensive, and compared with the conventional configuration in which a plurality of imaging objects are collectively imaged with one large imaging device. Cost reduction can also be realized. Furthermore, in the present invention, each imaging element is disposed at a position optically within the range of the depth of focus with respect to the imaging plane (focal plane) of each imaging target, so that a plurality of imaging targets are within the same plane. Even if it is not located at the position, it is possible to capture all of the plurality of imaging targets in focus without increasing the depth of field, and the image recognition accuracy of the plurality of imaging targets can be improved.
本発明は、同一平面内に位置しない複数の撮像対象を1つのレンズ系のイメージサークル内に収めて撮像する撮像装置を搭載する機器に広く適用して実施でき、例えば、部品実装機に適用する場合、複数の撮像対象のうちの1つの撮像対象は、部品実装機で実装する部品とし、該部品を撮像する撮像素子は、他の撮像素子よりも大型の撮像素子で、且つ、イメージサークル内の中央側に配置し、他の撮像対象は、基準位置又は前記部品の情報を示すマークであり、該マークを撮像するマーク撮像用の撮像素子を部品撮像用の撮像素子の外側に配置した構成とすると良い。このようにすれば、円形のイメージサークル内のう
ちの部品撮像用の撮像素子の外側の空きスペースを有効に利用してマーク撮像用の撮像素子を配置することができる。INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be widely applied to devices equipped with an imaging device that captures and images a plurality of imaging objects that are not located in the same plane within an image circle of one lens system, and is applied to, for example, a component mounting machine. In this case, one of the plurality of imaging targets is a component to be mounted by a component mounter, and the imaging device that captures the component is an imaging device that is larger than the other imaging devices, and is in the image circle. The other imaging object is a mark indicating a reference position or information of the component, and a configuration in which an imaging element for imaging a mark for imaging the mark is arranged outside the imaging element for imaging the component And good. In this way, it is possible to arrange the image pickup device for mark imaging by effectively using the empty space outside the image pickup device for picking up components in the circular image circle.
また、本発明は、複数の撮像素子を同じ回路基板に実装し、且つ、レンズ系から撮像対象の結像面までの距離が長い方の撮像素子の位置が焦点深度の範囲内に収まるように前記回路基板を配置し、複数の撮像素子のうちのレンズ系から撮像対象の結像面までの距離が短い方の撮像素子の受光面側に、光学的距離(光路長)を短縮する光学的距離調整手段を設けた構成としても良い。ここで、光学的距離調整手段としては、例えば、ガラス板、小型レンズ等を用いれば良い。この構成では、複数の撮像素子を同じ回路基板に実装できるため、複数の撮像素子の実装構造を簡単化でき、低コスト化できる。 In addition, the present invention mounts a plurality of image sensors on the same circuit board, and the position of the image sensor having the longer distance from the lens system to the imaging surface of the imaging target is within the depth of focus range. An optical device that arranges the circuit board and shortens the optical distance (optical path length) on the light receiving surface side of the image pickup device having a shorter distance from the lens system to the imaging surface of the image pickup object among the plurality of image pickup devices. It is good also as a structure which provided the distance adjustment means. Here, as the optical distance adjusting means, for example, a glass plate, a small lens or the like may be used. In this configuration, since a plurality of image sensors can be mounted on the same circuit board, the mounting structure of the plurality of image sensors can be simplified and the cost can be reduced.
本発明を部品実装機に適用する場合は、複数の撮像対象のうちの1つの撮像対象を、部品実装機の吸着ノズルに吸着された部品とし、他の撮像対象を、前記吸着ノズルに対して予め決められた位置に設けられた基準位置マークとし、撮像装置から出力される画像信号を処理して前記基準位置マークを基準にして前記部品の位置を画像処理手段により認識するようにすると良い。このようにすれば、部品実装機において、吸着ノズルに吸着された部品と基準位置マークの両方を撮像する撮像装置のコンパクト化(省スペース化)と低コスト化と画像認識精度向上を実現できる。 When the present invention is applied to a component mounting machine, one imaging target among a plurality of imaging targets is a component sucked by a suction nozzle of the component mounting machine, and the other imaging target is set to the suction nozzle. A reference position mark provided at a predetermined position may be used, and an image signal output from the imaging apparatus may be processed so that the position of the component is recognized by the image processing means with reference to the reference position mark. In this way, in the component mounting machine, it is possible to realize a compact (space saving), cost reduction, and image recognition accuracy improvement of the imaging device that images both the component sucked by the suction nozzle and the reference position mark.
以下、本発明を実施するための形態を部品実装機に適用して具体化した3つの実施例1〜3を説明する。 Hereinafter, three embodiments 1 to 3 in which a mode for carrying out the present invention is applied to a component mounter will be described.
本発明の実施例1を図1〜図3を用いて説明する。
まず、図1に基づいて部品実装機全体の概略構成を説明する。A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
First, a schematic configuration of the entire component mounter will be described with reference to FIG.
X軸スライド11は、X軸ボールねじ12によってX軸方向(図1の左右方向)にスライド移動可能に設けられ、このX軸スライド11に対して、Y軸スライド13がY軸ボールねじ14によってY軸方向(図1の紙面垂直方向)にスライド移動可能に設けられている。
The
Y軸スライド13には、装着ヘッド15が設けられ、この装着ヘッド15にノズルホルダ16がZ軸駆動機構(図示せず)を介してZ軸方向(上下方向)に昇降可能に設けられ、このノズルホルダ16に吸着ノズル17が下向きに取り付けられている。装着ヘッド15は、その中心軸(Z軸)の回りを回転機構(図示せず)により回転可能に構成され、吸着ノズル17に吸着した部品18を回路基板に実装するとき等に、該部品18の向きを調整できるようになっている。
A
一方、X軸スライド11には、吸着ノズル17に吸着した部品18(撮像対象)をその下面側から一対の反射鏡20,21を介して撮像する部品位置認識用の撮像装置22(パーツカメラ)が設けられている。吸着ノズル17に吸着した部品18の下方に位置する反射鏡20の上方には、吸着ノズル17に吸着した部品18をその下面側から照明する照明光源としてリング状のフロントライト23が設けられている。尚、撮像装置22を吸着ノズル17の真下に配置した構成としても良い。
On the other hand, on the
本実施例1では、吸着ノズル17の上端フランジ部17aのうちの予め決められた位置に基準ピン24が下向きに設けられ、該基準ピン24の下端を、基準位置を示す基準位置マーク25とすると共に、該基準位置マーク25の高さ位置が吸着ノズル17に吸着した部品18の下面の高さ位置よりも少し高い位置に設定されている。吸着ノズル17に部品18を吸着するときや該部品18を基板に実装するとき等に、基準ピン24の下端(基準位置マーク25)が周辺の物体に衝突することを避けるためである。基準位置マーク25の位置は、吸着ノズル17に吸着可能な最大サイズの部品18の存在範囲より外側に位置し、部品18の位置を画像認識する際の基準位置となる。
In the first embodiment, the
撮像装置22は、図3に示すように、2つの撮像対象である部品18と基準位置マーク25の両方をイメージサークル26内に収めて撮像するように構成されている。ここで、イメージサークル26は、撮像装置22のレンズ36(1枚のレンズ又は1群のレンズ)を通して撮像対象がシャープに結像する円形の領域である。このイメージサークル26内に部品18を撮像する四角形のメイン撮像素子27が配置され、該イメージサークル26内のうちのメイン撮像素子27の外側の予め決められた位置に、基準位置マーク25を撮像するマーク用撮像素子28が配置されている。
As shown in FIG. 3, the
前述したように、吸着ノズル17に部品18を吸着するときや該部品18を基板に実装するとき等に、基準位置マーク25(基準ピン24の下端)が周辺の物体に衝突することを避けるため、基準位置マーク25の高さ位置を撮像対象である部品18の下面の高さ位置よりも少し高くして衝突を避ける必要がある。このため、図4に示すように、2つの撮像対象(部品18と基準位置マーク25)の結像面の位置が光軸方向の前後にずれてしまい、一方の撮像対象に焦点を合わせると、他方の撮像対象には焦点が合わず、撮像画像がボケてしまう。
As described above, the reference position mark 25 (the lower end of the reference pin 24) is prevented from colliding with surrounding objects when the
この対策として、レンズ36の絞りを絞って被写界深度(焦点が合っているように見える範囲)を深くすると、撮像画像が暗くなってしまい、シャッター速度を遅くせざるを得ない。このため、動く撮像対象を撮像する場合は、撮像対象がぶれて撮像される可能性があり、画像認識精度が悪化する。
As a countermeasure, if the aperture of the
そこで、本実施例1では、図4に示すように、2つの撮像対象(部品18と基準位置マーク25)を撮像するメイン撮像素子27とマーク用撮像素子28を、それぞれ該撮像対象の結像面(焦点面)に対して焦点深度の範囲内に収まる位置に配置している。ここで、焦点深度は、像のボケが許容ボケ内に収まる光軸上の距離であり、この焦点深度の範囲内であれば、焦点がずれていても、像のボケが許容ボケ内に収まり、十分に鮮明な像が得られる。
Therefore, in the first embodiment, as shown in FIG. 4, the
部品実装機の制御装置(画像処理手段)は、生産中に、フィーダ(図示せず)から供給される部品18を吸着ノズル17に吸着して回路基板に実装する動作を制御すると共に、吸着ノズル17に吸着した部品18を回路基板側へ移送する途中で、該部品18を撮像位置(フロントライト23の上方位置)を通過させ、該部品18と基準位置マーク25の両方を下方からフロントライト23で照明して撮像装置22で撮像する動作を制御する。撮像時には、部品18をメイン撮像素子27で撮像すると共に、基準位置マーク25をマーク用撮像素子28で撮像し、各撮像素子27,28から出力される画像信号を画像処理して、基準位置マーク25を基準にして吸着ノズル17に対する部品18の吸着位置を認識する。
The control device (image processing means) of the component mounting machine controls the operation of adsorbing the
前述したように、イメージサークルは、レンズ36を通して撮像対象がシャープに結像する円形の領域であるのに対して、各撮像素子27,28は四角形の形状である。この点を考慮して、本実施例1では、2つの撮像対象(部品18と基準位置マーク25)を撮像する2つの撮像素子27,28を円形のイメージサークル内に配置する構成であるため、円形のイメージサークルの領域全体を有効に使用して、2つの撮像素子27,28をスペース効率良く配置できると共に、各撮像素子27,28の受光面全体を撮像対象の撮像領域として有効に使用できる。これにより、2つの撮像素子27,28のサイズを大きくする必要がなく、イメージサークルも大きくする必要がないため、2つの撮像対象を撮像する撮像装置22のコンパクト化(省スペース化)を実現できる。しかも、各撮像素子27,28は、サイズの小さい撮像素子を使用できるため、比較的安価であり、1個の大きな撮像素子で2つの撮像対象を一括して撮像する従来構成と比較して、撮像装置22の低コスト化も実現できる。
As described above, the image circle is a circular region in which the imaging target sharply forms an image through the
更に、本実施例1では、各撮像素子27,28を各撮像対象の結像面(焦点面)に対して焦点深度の範囲内に収まる位置に配置しているため、2つの撮像対象(部品18と基準位置マーク25)が同一平面内に位置していない場合でも、被写界深度を深くせずに、2つの撮像対象の両方を焦点を合わせて撮像することが可能となり、2つの撮像対象の画像認識精度も向上できる。
Furthermore, in the first embodiment, each of the
また、撮像装置22の撮像素子を、部品18を撮像するメイン撮像素子27と、基準位置マーク25を撮像するマーク用撮像素子28とに分割しているため、様々な画像処理方法を採用できる。例えば、部品18の画像処理と基準位置マーク25の画像処理とを別々に並行して行っても良いし、先にマーク用撮像素子28の画像処理を行った後にメイン撮像素子27の画像処理を開始するようにしても良い。更に、マーク用撮像素子28とメイン撮像素子27のデータ転送を並行して実行しても良いし、基準位置マーク25の位置認識と部品18の位置認識を並行して実行するようにしても良い。
Further, since the image pickup device of the
尚、本実施例1では、基準ピン24(基準位置マーク25)を吸着ノズル17の上端フランジ部17aに設けたが、ノズルホルダ16に設けるようにしても良く、要は、吸着ノズル17に対して予め決められた位置に基準ピン24(基準位置マーク25)を設けるようにすれば良い。
In the first embodiment, the reference pin 24 (reference position mark 25) is provided on the upper
上記実施例1では、メイン撮像素子27を実装した回路基板にマーク用撮像素子28を取り付ける場合は、該回路基板にスペーサ部材を介してマーク用撮像素子28を取り付ければ良いが、この構成では、マーク用撮像素子28の端子構造やスペーサ部材の厚みによっては、マーク用撮像素子28の端子をメイン撮像素子27の回路基板に接続する配線構造が複雑化したり、或は、マーク用撮像素子28を実装する回路基板をメイン撮像素子27の回路基板とは別に設けたりする必要がある。
In the first embodiment, when the mark
そこで、本発明の実施例2では、図5に示すように、メイン撮像素子27とマーク用撮像素子28を同じ回路基板37に実装し、且つ、レンズ36から撮像対象の結像面までの距離が長い方の撮像素子であるメイン撮像素子27の位置が焦点深度の範囲内に収まるように回路基板37を配置している。更に、2つの撮像素子27,28のうちのレンズ36から撮像対象の結像面までの距離が短い方の撮像素子であるマーク用撮像素子28の受光面側に、光学的距離(光路長)を短縮する光学的距離調整手段38を設けた構成としている。ここで、光学的距離調整手段38としては、例えば、ガラス板、小型レンズ等を用いれば良い。その他の構成は、前記実施例1と同じである。
Therefore, in the second embodiment of the present invention, as shown in FIG. 5, the
以上説明した本実施例2では、2つの撮像素子27,28を同じ回路基板37に実装できるため、2つの撮像素子27,28の実装構造を簡単化でき、低コスト化できる。その他、前記実施例1と同様の効果を得ることができる。
In the second embodiment described above, since the two
本発明は、上記実施例1,2のように基準位置マーク25を1箇所のみに設けても良いが、この場合は、撮像装置22の座標系(撮像画像の座標系)で1箇所の基準位置マーク25を基準にして部品18の位置を計測できるだけであり、撮像装置22側から部品18に隠れて見えない吸着ノズル17の位置は認識できないため、装着ヘッド15の回転停止位置のずれにより基準位置マーク25の位置が装着ヘッド15の回転方向にずれたことが原因で部品18の位置が相対的に装着ヘッド15の回転方向にずれた状態を撮像した場合と、吸着ノズル17に対する部品18の吸着位置が実際にずれた状態を撮像した場合とを区別できない。
In the present invention, the
そこで、図6に示す本発明の実施例3では、吸着ノズル17に対して予め決められたX方向とY方向の2箇所にそれぞれ基準位置マーク25X,25Yを設けると共に、イメージサークル26内のうちのメイン撮像素子27の外側のX方向とY方向の2箇所に、それぞれマーク用撮像素子28X,28Yを設け、各マーク用撮像素子28X,28Yでそれぞれ基準位置マーク25X,25Yを撮像するようにしている。各マーク用撮像素子28X,28Yは、それぞれ撮像対象である基準位置マーク25X,25Yの結像面(焦点面)に対して光学的に焦点深度の範囲内に収まる位置に配置されている。その他の事項は、前記実施例1又は2と同じである。
Therefore, in the third embodiment of the present invention shown in FIG. 6, reference position marks 25 </ b> X and 25 </ b> Y are provided at two positions in the X direction and Y direction determined in advance with respect to the
以上説明した本実施例3では、撮像装置22側から吸着ノズル17の位置が部品18に隠れて見えないという事情があっても、2箇所の基準位置マーク25X,25Yの位置から吸着ノズル17の位置が一義的に決まるため、撮像装置22の座標系(撮像画像の座標系)で2箇所の基準位置マーク25X,25Yを基準にして吸着ノズル17の位置と部品18の位置を精度良く計測でき、装着ヘッド15の回転停止位置のずれにより基準位置マーク25の位置が装着ヘッド15の回転方向にずれていても、吸着ノズル17に対する部品18の吸着位置を精度良く計測できる。
[その他の実施例]
上記実施例1〜3では、部品実装機の吸着ノズル17に吸着した部品18を撮像対象としたが、フィーダから供給される部品や、基板に実装した部品等を撮像対象とし、これらを上方から撮像する撮像装置に本発明を適用しても良い。In the third embodiment described above, even if there is a situation in which the position of the
[Other Examples]
In the first to third embodiments, the
また、マーク用撮像素子で撮像するマークは、基準位置マークに限定されず、撮像対象(部品18等)の情報を表示した二次元コード、一次元コード等の情報マークを撮像するようにしても良く、勿論、マーク以外の物体を撮像対象としても良い。
Further, the mark imaged by the mark image sensor is not limited to the reference position mark, and an information mark such as a two-dimensional code or a one-dimensional code displaying information of an imaging target (
その他、本発明は、部品実装機に限定されず、同一平面内に位置しない複数の撮像対象
を1つのレンズ系のイメージサークル内に収めて撮像する撮像装置を搭載する機器に広く適用して実施できる等、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できることは言うまでもない。In addition, the present invention is not limited to a component mounting machine, and is widely applied to devices equipped with an imaging device that captures and images a plurality of imaging targets that are not located in the same plane within an image circle of one lens system. Needless to say, various modifications can be made without departing from the scope of the invention.
11…X軸スライド、13…Y軸スライド、15…装着ヘッド、16…ノズルホルダ、17…吸着ノズル、18…部品(撮像対象)、20,21…反射鏡、22…撮像装置、23…フロントライト、24…基準ピン、25,25X,25Y…基準位置マーク(撮像対象)、26…イメージサークル、27…メイン撮像素子、28,28X,28Y…マーク用撮像素子、36…レンズ、37…回路基板、38…光学的距離調整手段
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記複数の撮像対象を撮像する複数の撮像素子を備え、
前記各撮像素子は、それぞれ異なる撮像対象を撮像し、且つ、該撮像対象の結像面に対して光学的に焦点深度の範囲内に収まる位置に配置されていることを特徴とする撮像装置。In an imaging apparatus that captures and images a plurality of imaging targets within an image circle of one lens system,
Comprising a plurality of imaging elements for imaging the plurality of imaging targets;
The image pickup device is characterized in that each of the image pickup devices picks up different image pickup targets and is disposed at a position optically within a depth of focus range with respect to an imaging plane of the image pickup target.
部品を撮像する撮像素子は、他の撮像素子よりも大型の撮像素子で、且つ、前記イメージサークル内の中央側に配置され、
他の撮像対象は、基準位置又は前記部品の情報を示すマークであり、該マークを撮像する前記他の撮像素子は、前記部品を撮像する撮像素子の外側に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。One imaging object of the plurality of imaging objects is a component to be mounted by a component mounter, and an image sensor that captures the component is an image sensor larger than other image sensors, and the image circle Is located in the center of the inside,
The other imaging target is a mark indicating a reference position or information of the component, and the other imaging element that images the mark is arranged outside the imaging element that images the component. The imaging device according to claim 1.
前記複数の撮像素子のうちの前記レンズ系から前記撮像対象の結像面までの距離が短い方の撮像素子の受光面側に、光学的距離を短縮する光学的距離調整手段が設けられていることを特徴とする請求項1又は2に記載の撮像装置。The plurality of image pickup devices are mounted on the same circuit board, and the position of the image pickup device having the longer distance from the lens system to the imaging plane of the image pickup target is within the range of the depth of focus. The circuit board is placed,
An optical distance adjusting means for shortening the optical distance is provided on the light receiving surface side of the image pickup device having a shorter distance from the lens system to the imaging surface of the image pickup target among the plurality of image pickup devices. The imaging apparatus according to claim 1 or 2, wherein
前記他の撮像対象は、前記吸着ノズルに対して予め決められた位置に設けられた基準位置マークであり、
請求項1乃至3のいずれかに記載の撮像装置から出力される画像信号を処理して前記基準位置マークを基準にして前記部品の位置を認識する画像処理手段を備えていることを特徴とする画像処理装置。One imaging target among the plurality of imaging targets is a component sucked by a suction nozzle of a component mounting machine,
The other imaging object is a reference position mark provided at a predetermined position with respect to the suction nozzle,
An image processing unit that processes an image signal output from the imaging apparatus according to claim 1 and recognizes a position of the component with reference to the reference position mark is provided. Image processing device.
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