JP2000333065A - 画像入力方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 種々のサイズの電子部品をそれぞれのサイズ
に応じた最適の解像度で撮像することが可能な画像入力
方法及び装置を提供する。 【解決手段】 ズームレンズ４を介して電子部品１が撮
像され、この撮像された電子部品の撮像画面に占める割
合からズームレンズの最適倍率が演算される。コントロ
ーラユニット６はズームレンズの倍率を演算された最適
倍率に制御する。このような構成では、ズームレンズが
その最適倍率に制御されて電子部品が撮像されるので、
種々のサイズの電子部品を最適な解像度で撮像すること
ができ、省スペース化が図られ、実装精度が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像入力方法及び
装置、更に詳細には、部品搭載装置に用いられ、倍率可
変なズームレンズを介して部品を撮像し画像入力を行う
画像入力方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、電子部品をプリント基板に実
装する部品実装装置が知られている。従来の部品実装装
置では、寸法が０．６ｍｍｘ０．３ｍｍのコンデンサや
抵抗などの小型チップ部品からＱＦＰあるいはＢＧＡな
ど寸法が７０ｍｍｘ７０ｍｍ程度の大型電子部品が実装
されている。これらの電子部品を精度良くプリント基板
に実装するために、ＣＣＤカメラなどの撮像装置により
プリント基板の基準位置マークあるいは電子部品が撮像
され、プリント基板の基準位置からの位置ずれ、あるい
は部品の吸着姿勢が補正されている。

【０００３】ここで、基準位置マークは、大きさが０．
５ｍｍから３ｍｍ程度のものが殆どであるため、撮像カ
メラのレンズは固定倍率のもので十分な精度が得られ
る。しかし、電子部品は上述したように、種々の大きさ
の部品があり、これらのすべての電子部品を１つの撮像
系でカバーしようとすると、大きな部品サイズに合わせ
た視野を確保する必要がある。この場合、例えば７０ｍ
ｍｘ７０ｍｍの部品に撮像カメラの視野を設定すると、
画像の分解能が例えば５１２ｘ５１２である場合には、
１画素が０．１３６ｍｍとなり、０．６ｍｍｘ０．３ｍ
ｍの極小電子部品では、わずか十数画素でしかなく精度
良く画像認識をすることができない。

【０００４】一方、撮像カメラの視野を小さい部品サイ
ズに合わせたものに設定すると、画面に入りきらない大
きな部品は分割して撮像しなければならず、分割するこ
とによる搭載タクトのロスが膨大になる。したがって、
撮像装置を複数台（例えば小視野、中視野、大視野など
のＣＣＤカメラ）準備し、部品のサイズに合わせて認識
すべき撮像装置を選択するという方式が用いられてい
る。

【０００５】また、特開平４−２２１９７号公報に記載
の電子部品搭載装置では、撮像装置にズームレンズを用
い、初期設定モードで画面上の７０％から９０％が画面
内に収まるような倍率を予め記憶し、生産時に各々の倍
率に可変させる方式が用いられている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、今日、
電子部品は小型化微細化が進んでおり、部品実装装置が
２〜３種類の視野の撮像部を備えていたとしても、これ
らの電子部品をより高精度な位置決めをするためにより
解像度の高い映像を得ることが困難になってきた。従っ
て、各々の電子部品を解像度の高い映像で入力するため
に様々な倍率の撮像部を備えなければならず、部品実装
装置に様々な種類の撮像部を設置するスペースが必要に
なり、機械が大型化してしまうという問題点があった。

【０００７】また、様々な撮像部を備えると撮像のため
にＸＹ軸の移動量が増え、搭載タクトに影響がでるとい
う問題もあった。また、撮像部を減らすために小さい部
品サイズに合わせた視野に設定する場合には、画面に入
りきらない部品は分割して画像を撮像するため、複数の
画像を処理することにより搭載タクトのロスが膨大にな
るという問題もあった。

【０００８】また、特開平４−２２１９７号公報の技術
では、各部品に対しすべて初期設定が必要になり作業者
に余計な負担がかかるという欠点があり、また、ズーム
レンズの倍率は初期設定モードで画面上の７０％〜９０
％が画面内に収まるような倍率であるため、より高分解
能な画像を得たい場合には適さない、という問題があ
る。

【０００９】従って、本発明は、これらの問題を解決す
るためになされたもので、種々のサイズの電子部品をそ
れぞれのサイズに応じた最適の解像度で撮像することが
可能な画像入力方法及び装置を提供することをその課題
とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
めに、本発明による画像入力方法及び装置は、ズームレ
ンズを介して部品を撮像すること、撮像された部品の撮
像画面に占める割合からズームレンズの最適倍率を演算
すること、並びに、ズームレンズの倍率を演算された最
適倍率に制御することを特徴としている。

【００１１】このような構成では、ズームレンズが最適
倍率に制御されて電子部品が撮像されるので、種々のサ
イズの電子部品を最適な解像度で撮像することができ、
省スペース化が図られ、実装精度が向上する。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面に示す実施の形態に基
づき本発明を詳細に説明する。

【００１３】図１には、本発明の一実施形態に係わる画
像入力装置が図示されている。同図において符号１で示
すものは電子部品で、この電子部品１は部品供給部（不
図示）から供給され、吸着ノズル２により吸着される。
部品の吸着姿勢を認識するために、電子部品１は４面に
それぞれ多数の照明ランプ３ａ、３ｂ、３ｃを備えた照
明装置３により照明され、ズームレンズ４を備えた撮像
カメラ（ＣＣＤカメラ）５で撮像され、画像入力が行な
われる。ズームレンズ４は、電子部品のサイズに応じて
コントローラユニット６によりその倍率が最適なものに
制御される。照明装置３、ズームレンズ４、撮像カメラ
５は画像入力部１３を構成するので、図１では、その部
分が点線で囲って図示されている。

【００１４】撮像カメラ５で撮像された電子部品の画像
は画像処理装置７において画像処理される。すなわち、
撮像された電子部品の画像は、画像処理装置７のＣＰＵ
８の制御の元にＡ／Ｄコンバータ９を介してデジタル信
号に変換され、画像メモリ１０に格納されるとともに、
重心検出装置１１で撮像部品の外形位置ないし重心が検
出される。画像処理装置７には、モニタ１２が接続され
ており、入力画像あるいは処理画像を表示できるように
なっている。

【００１５】次に、このように構成された画像入力装置
の処理の流れを図２のフローチャートを参照して説明す
る。吸着ノズル２は部品供給部より供給される電子部品
１を吸着してピックアップする（ステップＳ１）。続い
て、電子部品１の位置決めの際、吸着ノズルは電子部品
とともに、画像入力部１３に移動する（ステップＳ
２）。画像処理装置７は照明装置３を駆動して、電子部
品に応じて照明ランプ３ａ、３ｂ、３ｃを点灯し、電子
部品１を照明する（ステップＳ３）。次に、照明された
電子部品１はズームレンズ４を介して撮像カメラ５で撮
像される。電子部品１の外形寸法データは生産データと
して登録されており、既知であるため、ズームレンズ４
の倍率は図３（Ａ）に示されるように電子部品１が撮像
カメラ５の有効画面（視野）２０内に十分に入るように
予め設定することができる。従って、ＣＰＵ８はコント
ローラユニット６を介してズームレンズの倍率を制御し
て図３（Ａ）のような撮像状態にする（ステップＳ
４）。

【００１６】撮像カメラ５で撮像された画像データはＡ
／Ｄコンバータ９を経由して画像メモリ１０に格納され
るとともに、重心検出回路１１に入力される。重心検出
装置１１は、特開平３−９７０７９号公報に記載された
ような構成を有して、電子部品１の外周エッジ情報を取
得する。すなわち、撮像カメラ５で撮像された電子部品
の画像は、図３（Ｂ）に図示したように、走査ライン２
１に従って順次読み出され、２値化された後、重心検出
装置１１に入力される。重心検出回路１１は、１ライン
の走査開始後データが論理値「０」から論理値「１」に
変化したときのアドレスを取得して有効画像データの最
初のアドレスを取得し、またその走査ラインの最後の論
理値「１」のアドレスを取得して有効画像データの最後
のアドレスを取得する。このようにして取得された最初
と最後の有効画像データのアドレスは重心検出回路１１
の内部のメモリ（不図示）に格納される。各走査ライン
２１で順次画像を走査し、各走査ラインの最初と最後の
有効画像データのアドレスを順次取得しメモリに格納す
ることにより走査終了時点で、図３（Ｂ）に示すように
部品の各辺の先端位置座標Ｘ0、Ｘ1、Ｙ0、Ｙ1を取得す
ることが可能になる（ステップＳ５）。

【００１７】また、電子部品の撮像時、１インターレー
ス規格の撮像カメラを用いれば解像度は半減するが、図
３（Ｃ）に示されるように片フィールドの画像が入力さ
れると同時に電子部品１の外形位置情報を高速に取得す
ることが可能になる。

【００１８】上記に示すように画像入力の途中、または
画像入力終了と同時に電子部品１の外形位置を取得する
と、画像処理装置７のＣＰＵ８は電子部品１の画像が画
面２０外にはみ出さない最適解像度を取得できる倍率α
を瞬時に計算する（ステップＳ６）。この最適な解像度
が得られる最適倍率αは、撮像カメラの撮像素子の受光
部の水平サイズをＨ0、垂直サイズをＶ0、外形位置情報
を取得した時の画像入力時の１画素値をＰOとして、

【００１９】

【数１】 で求められる。

【００２０】続いて、ＣＰＵ８はズームレンズ４の倍率
をこの最適倍率αに設定するべくコントローラユニット
６に指令を出し、コントローラユニット６はこの指令に
応じてズームレンズの倍率をαにコントロールする（ス
テップＳ７）。このように、ズームレンズ４が倍率αに
設定されると、図３（Ｄ）に示されるように画面２０に
ぎりぎりに収まるように電子部品１が映し出される。そ
こで、画像処理装置７が再び、電子部品１の画像をＡ／
Ｄコンバータ９を経由し画像メモリ１０に格納する（ス
テップＳ８）。

【００２１】以上の働きにより電子部品の大きさに関わ
らず部品が吸着された状態と既に分かっている電子部品
１の大きさにより常に最適な解像度の画像の取得が可能
になる。また、図３（Ｅ）には、電子部品が傾きなく
（すなわち傾斜がほぼ０°）で吸着された状態で最適倍
率αが計算され、それに従って倍率αに調節されたとき
の画像が図３（Ｆ）に図示されている。

【００２２】図３（Ｄ）あるいは（Ｆ）に示したよう
に、最適な解像度が得られた状態で撮像された画像は、
傾き補正あるいは中心位置補正などの目的のために任意
の画像処理がなされる（ステップＳ９）。

【００２３】なお、以上説明した例では、吸着ノズル２
が電子部品１のほぼ中心を吸着して、電子部品の中心が
撮像軸（画面２０の中心）とほぼ一致していることが前
提にされている。吸着中心が撮像軸とずれている場合に
は、重心検出装置１１で検出される重心が画面の中心と
ずれることになるので、検出された重心に応じて先端位
置座標Ｘ0、Ｘ1、Ｙ0、Ｙ1を補正するようにする。そし
て、ステップＳ８で画像を再入力するときには、吸着中
心のずれを同時に補正するようにする。このようにする
ことにより、電子部品のサイズあるいは吸着中心のずれ
と無関係に電子部品を常に図３（Ｄ）あるいは（Ｆ）に
示した状態で撮像することが可能になる。

【００２４】また、上述した実施形態で、重心検出装置
１１において有効画像データの最初と最後の位置は、ア
ナログ処理により求めても、同等の精度で検出すること
ができる。

【００２５】更に、すべての電子部品を上述するような
処理で最適倍率で撮像するのではなく、予め設定された
種類の電子部品に限定するようにしてもよく、また同一
部品である場合には、学習機能を付加することにより、
各部品ごとに先端位置座標を検出して最適倍率を求める
のを省略することができる。例えば、同一部品である場
合、複数個の撮像により最適倍率を計算し、その平均値
を求めて、以降は、各同一の部品ごとに最適倍率を計算
することなく、その平均値を最適倍率として採用するこ
とができる。

【００２６】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、電子部品のサイズに応じた最適倍率が計算さ
れ、ズームレンズがその最適倍率に制御されて電子部品
が撮像されるので、１台の画像入力装置により小さな部
品から大きな部品の画像を最適な解像度で取得すること
が可能になり、省スペース化が図られるとともに、実装
精度が向上し、また作業者が倍率変更を行うことがない
ので、作業者の余計な負担が軽減される、という効果が
得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像入力装置の全体の構成を示す構成
図である。

【図２】最適倍率を求める処理の流れを示したフローチ
ャート図である。

【図３】最適倍率を求める処理状態を示した説明図であ
る。

【符号の説明】

１ 電子部品 ２ 吸着ノズル ３ 照明装置 ４ ズームレンズ ５ 撮像カメラ ６ コントローラユニット ７ 画像処理装置 ８ ＣＰＵ １０ 画像メモリ １１ 重心検出装置 １２ モニタ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 倍率可変なズームレンズを設け、 前記ズームレンズを介して部品を撮像し、 撮像された部品の撮像画面に占める割合からズームレン
   ズの最適倍率を演算し、 ズームレンズの倍率を演算された最適倍率に制御するこ
   とを特徴とする画像入力方法。
2. 【請求項２】 倍率可変なズームレンズと、 前記ズームレンズを介して部品を撮像する撮像装置と、 撮像された部品の撮像画面に占める割合からズームレン
   ズの最適倍率を演算する手段と、 ズームレンズの倍率を演算された最適倍率に制御する手
   段と、 を有することを特徴とする画像入力装置。