JPH08307741A - 画像撮像装置 - Google Patents
画像撮像装置Info
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- JPH08307741A JPH08307741A JP7107722A JP10772295A JPH08307741A JP H08307741 A JPH08307741 A JP H08307741A JP 7107722 A JP7107722 A JP 7107722A JP 10772295 A JP10772295 A JP 10772295A JP H08307741 A JPH08307741 A JP H08307741A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- image pickup
- light receiving
- light
- line sensor
- electronic component
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 1つのラインセンサを用いて電子部品撮像装
置を構築し、伝送系や処理系等のサンプリング周波数に
よらず、かつ撮像画像の明るさのばらつきがなく高速に
電子部品を撮像するとともに低コストで実現することを
目的とする。 【構成】 得られた画像データはラインセンサ100内
の受光素子21においてチャージされ、その電荷はCC
Dシフトレジスタ22内に格納される。画像走査にはイ
ンターフェースコネクタ30の入力ポート27より外部
から得られるタイミングをセレクタ24によって切り替
え、タイミング制御回路23a,23bのどちらで走査
するかが選択される。選択されたタイミングコントロー
ル装置23aもしくは23bは、入力された走査タイミ
ングに従ってクロック発生器25によるクロックでCC
Dシフトレジスタ22を走査する。走査された電荷はA
/Dコンバータ26aもしくは26bを介してインタフ
ェースコネクタ30内の出力部28、もしくは29に画
像データが転送される。
置を構築し、伝送系や処理系等のサンプリング周波数に
よらず、かつ撮像画像の明るさのばらつきがなく高速に
電子部品を撮像するとともに低コストで実現することを
目的とする。 【構成】 得られた画像データはラインセンサ100内
の受光素子21においてチャージされ、その電荷はCC
Dシフトレジスタ22内に格納される。画像走査にはイ
ンターフェースコネクタ30の入力ポート27より外部
から得られるタイミングをセレクタ24によって切り替
え、タイミング制御回路23a,23bのどちらで走査
するかが選択される。選択されたタイミングコントロー
ル装置23aもしくは23bは、入力された走査タイミ
ングに従ってクロック発生器25によるクロックでCC
Dシフトレジスタ22を走査する。走査された電荷はA
/Dコンバータ26aもしくは26bを介してインタフ
ェースコネクタ30内の出力部28、もしくは29に画
像データが転送される。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は産業用自動設備等に搭載
される部品認識システムに関し、特にその画像撮像装置
に関するものである。
される部品認識システムに関し、特にその画像撮像装置
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】産業用自動設備等に搭載される部品認識
システムにおける画像撮像方式の従来技術として、その
代表的なものを図10に示す。以下図を参照しながら説
明する。図10は部品認識システム全体のブロック構成
を示すもので、構成要素として10は対象電子部品、1
1は部品把持ノズル、12は部品把持ノズル11を移動
させる移動装置、13は照明装置、14aはレンズとラ
インセンサを内部に有する第一のカメラ、14bはレン
ズとラインセンサを内部に有する第二のカメラ、15a
は第一のカメラ出力を伝送する伝送路、15bは第二の
カメラ出力を伝送する伝送路、16は画像処理装置であ
る。
システムにおける画像撮像方式の従来技術として、その
代表的なものを図10に示す。以下図を参照しながら説
明する。図10は部品認識システム全体のブロック構成
を示すもので、構成要素として10は対象電子部品、1
1は部品把持ノズル、12は部品把持ノズル11を移動
させる移動装置、13は照明装置、14aはレンズとラ
インセンサを内部に有する第一のカメラ、14bはレン
ズとラインセンサを内部に有する第二のカメラ、15a
は第一のカメラ出力を伝送する伝送路、15bは第二の
カメラ出力を伝送する伝送路、16は画像処理装置であ
る。
【0003】図11は対象電子部品10、レンズと受光
素子の関係を示したもので、21は受光素子、43はレ
ンズである。図12はカメラ14内のラインセンサ10
0を示したもので、21は受光素子、22はCCDシフ
トレジスタ、23はタイミング制御回路、25はクロッ
ク発生器、27は入力ポート、28は出力ポート、30
はインターフェースコネクタである。以上の各構成要素
よりなる従来例の画像撮像装置について、その各構成要
素の関係と動作を説明する。図10において部品把持ノ
ズル11によって把持され、照明装置13によってカメ
ラの露光に十分な光量で照明された対象電子部品10
を、カメラ14a,14b上に位置させて移動装置12
によって移動させていく。ラインセンサ100を内部に
有するカメラ14a,14bは、対象部品10を1ライ
ンごと撮像し、得られたラインごとの画像データは伝送
路15a,15bを介して画像処理装置16に送信され
る。処理装置16では1ラインごと得られるデータを合
わせて1つの集合体とし、それを部品データとして処理
する。
素子の関係を示したもので、21は受光素子、43はレ
ンズである。図12はカメラ14内のラインセンサ10
0を示したもので、21は受光素子、22はCCDシフ
トレジスタ、23はタイミング制御回路、25はクロッ
ク発生器、27は入力ポート、28は出力ポート、30
はインターフェースコネクタである。以上の各構成要素
よりなる従来例の画像撮像装置について、その各構成要
素の関係と動作を説明する。図10において部品把持ノ
ズル11によって把持され、照明装置13によってカメ
ラの露光に十分な光量で照明された対象電子部品10
を、カメラ14a,14b上に位置させて移動装置12
によって移動させていく。ラインセンサ100を内部に
有するカメラ14a,14bは、対象部品10を1ライ
ンごと撮像し、得られたラインごとの画像データは伝送
路15a,15bを介して画像処理装置16に送信され
る。処理装置16では1ラインごと得られるデータを合
わせて1つの集合体とし、それを部品データとして処理
する。
【0004】ここで第一のカメラ14aと第二のカメラ
14bは仕様の異なったものが使用されており、たとえ
ば図11において、レンズ43と対象部品10までの設
定距離、レンズ43から受光素子21までの距離、受光
素子21の配列数などである。
14bは仕様の異なったものが使用されており、たとえ
ば図11において、レンズ43と対象部品10までの設
定距離、レンズ43から受光素子21までの距離、受光
素子21の配列数などである。
【0005】これによって仕様の異なる第一のカメラ1
4aと第二のカメラ14bを切り替えることによって、
画像視野サイズや画像分解能等を対象部品サイズに応じ
て変えることができる。対象部品10の走査方向はライ
ンセンサ内の受光素子21の配列方向に対して直交方向
とすることによって、対象電子部品10の1ラインごと
の画像データを取得する。
4aと第二のカメラ14bを切り替えることによって、
画像視野サイズや画像分解能等を対象部品サイズに応じ
て変えることができる。対象部品10の走査方向はライ
ンセンサ内の受光素子21の配列方向に対して直交方向
とすることによって、対象電子部品10の1ラインごと
の画像データを取得する。
【0006】図12において得られた画像データはライ
ンセンサ100の受光素子21にチャージされ、電荷を
CCDシフトレジスタ22内に格納する。格納された画
像データはインターフェースコネクタ30の入力部27
より外部から得られるタイミングをタイミング制御回路
23が受け取り、受け取ったタイミングに従ってクロッ
ク発生器25によるクロックでCCDシフトレジスタ2
2が走査され、インターフェースコネクタ30内の出力
ポート28に画像データが転送される。ここで照明装置
13としては、受光素子21が電荷をチャージできる適
度な光量が必要となり、特に高速で対象電子部品10を
走査する場合、CCDチャージ時間不足を解消するため
光量を上げて照明することが多い。
ンセンサ100の受光素子21にチャージされ、電荷を
CCDシフトレジスタ22内に格納する。格納された画
像データはインターフェースコネクタ30の入力部27
より外部から得られるタイミングをタイミング制御回路
23が受け取り、受け取ったタイミングに従ってクロッ
ク発生器25によるクロックでCCDシフトレジスタ2
2が走査され、インターフェースコネクタ30内の出力
ポート28に画像データが転送される。ここで照明装置
13としては、受光素子21が電荷をチャージできる適
度な光量が必要となり、特に高速で対象電子部品10を
走査する場合、CCDチャージ時間不足を解消するため
光量を上げて照明することが多い。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところで上記技術で
は、対象電子部品10の設定分解能にかかわらず部品を
高速に走査した場合、受光素子21の電荷チャージが不
十分になることがあった。すなわち対象電子部品10の
大きさに関わらずラインセンサ100内のCCDシフト
レジスタ22をすべて走査してしまう場合、分解能が小
さくなると受光素子21のチャージ時間が短くなってし
まう。また部品走査速度を上げるためにラインセンサ1
00内のCCDシフトレジスタ22の走査周波数が高い
ものを使用すると、ラインセンサ100から処理装置へ
の転送周波数や処理装置のサンプリング周波数の上限に
よって転送速度の制限を受けてしまう。さらに視野サイ
ズによってカメラを切り替える場合、仕様の異なる2種
類のカメラを用意しなければならず、コスト高になって
しまう。
は、対象電子部品10の設定分解能にかかわらず部品を
高速に走査した場合、受光素子21の電荷チャージが不
十分になることがあった。すなわち対象電子部品10の
大きさに関わらずラインセンサ100内のCCDシフト
レジスタ22をすべて走査してしまう場合、分解能が小
さくなると受光素子21のチャージ時間が短くなってし
まう。また部品走査速度を上げるためにラインセンサ1
00内のCCDシフトレジスタ22の走査周波数が高い
ものを使用すると、ラインセンサ100から処理装置へ
の転送周波数や処理装置のサンプリング周波数の上限に
よって転送速度の制限を受けてしまう。さらに視野サイ
ズによってカメラを切り替える場合、仕様の異なる2種
類のカメラを用意しなければならず、コスト高になって
しまう。
【0008】本発明は上記問題を解決し、柔軟性が高
く、低コストな画像撮像装置を提供することを目的とす
る。
く、低コストな画像撮像装置を提供することを目的とす
る。
【0009】
【課題を解決するための手段】上述した問題点を解決す
るため、本発明では、1列もしくは複数列の受光素子と
前記受光素子に蓄積された電荷を出力部に転送するCC
Dレジスタを備えたラインセンサと、1つもしくは複数
のレンズと、1つもしくは複数の光源を備えた照明装置
を具備した画像撮像装置であって、電子部品を前記照明
装置により透過または反射照明し前記電子部品を前記1
列もしくは複数列の受光素子に対して直交方向に移動さ
せて前記電子部品を撮像するとともに、前記CCDレジ
スタの転送範囲を可変することによって、または前記ラ
インセンサ内に前記CCDシフトレジスタ内の任意の電
荷を格納することのできるバッファメモリを設けること
によって電子部品の画像撮像を行う構成としたことを特
徴とする。
るため、本発明では、1列もしくは複数列の受光素子と
前記受光素子に蓄積された電荷を出力部に転送するCC
Dレジスタを備えたラインセンサと、1つもしくは複数
のレンズと、1つもしくは複数の光源を備えた照明装置
を具備した画像撮像装置であって、電子部品を前記照明
装置により透過または反射照明し前記電子部品を前記1
列もしくは複数列の受光素子に対して直交方向に移動さ
せて前記電子部品を撮像するとともに、前記CCDレジ
スタの転送範囲を可変することによって、または前記ラ
インセンサ内に前記CCDシフトレジスタ内の任意の電
荷を格納することのできるバッファメモリを設けること
によって電子部品の画像撮像を行う構成としたことを特
徴とする。
【0010】
【作用】この構成によって、チャージ時間の不十分によ
る明るさのばらつきがなく、また処理系のサンプリング
周波数や設定画像分解能に依らず高速に電子部品を走査
することができ、低コストな視覚認識システムを構築す
ることができる。
る明るさのばらつきがなく、また処理系のサンプリング
周波数や設定画像分解能に依らず高速に電子部品を走査
することができ、低コストな視覚認識システムを構築す
ることができる。
【0011】
【実施例】以下に本発明の一実施例について図面を参照
しながら説明する。以下に示す構成要素として従来例の
画像撮像装置と同一のものは符号を付して説明を省略す
る。図1は本実施例の請求項1に示すラインセンサの構
成を示す図である。
しながら説明する。以下に示す構成要素として従来例の
画像撮像装置と同一のものは符号を付して説明を省略す
る。図1は本実施例の請求項1に示すラインセンサの構
成を示す図である。
【0012】図1において特徴的構成要素として23a
は第一のタイミング制御回路、23bは第二のタイミン
グ制御回路、26はA/Dコンバータ、32はカウンタ
を示す。
は第一のタイミング制御回路、23bは第二のタイミン
グ制御回路、26はA/Dコンバータ、32はカウンタ
を示す。
【0013】上記構成要素をもつ画像撮像装置は、従来
例で示したように得られた画像データは受光素子21に
おいてチャージされ、その電荷はCCDシフトレジスタ
22内に格納される。画像走査にはインターフェースコ
ネクタ30の入力ポート27より外部から得られるタイ
ミングをタイミング制御回路23aが受け取り、その走
査タイミングに従ってクロック発生器25によるクロッ
クでCCDシフトレジスタ22が走査される。走査され
た電荷はA/Dコンバータ26を介してインターフェー
スコネクタ30内の出力ポート28に画像データが転送
される。
例で示したように得られた画像データは受光素子21に
おいてチャージされ、その電荷はCCDシフトレジスタ
22内に格納される。画像走査にはインターフェースコ
ネクタ30の入力ポート27より外部から得られるタイ
ミングをタイミング制御回路23aが受け取り、その走
査タイミングに従ってクロック発生器25によるクロッ
クでCCDシフトレジスタ22が走査される。走査され
た電荷はA/Dコンバータ26を介してインターフェー
スコネクタ30内の出力ポート28に画像データが転送
される。
【0014】ここでA/Dコンバータ26はディジタル
信号を出力させるもので、アナログ信号出力の場合、従
来例のようにA/Dコンバータ26は必要ではない。こ
こでCCDシフトレジスタ22は第二のタイミング制御
回路23bによってリセットがかけられるもので、クロ
ック発生器25で得られるクロックをカウンタ32がカ
ウントアップしていき、設定された任意のカウント数に
なると第二のタイミング制御回路23bによってCCD
シフトレジスタ22をリセットする。これによりCCD
シフトレジスタ22の走査範囲を可変にすることがで
き、転送データ長を必要最小限にすることで転送時間を
短くすることができる。
信号を出力させるもので、アナログ信号出力の場合、従
来例のようにA/Dコンバータ26は必要ではない。こ
こでCCDシフトレジスタ22は第二のタイミング制御
回路23bによってリセットがかけられるもので、クロ
ック発生器25で得られるクロックをカウンタ32がカ
ウントアップしていき、設定された任意のカウント数に
なると第二のタイミング制御回路23bによってCCD
シフトレジスタ22をリセットする。これによりCCD
シフトレジスタ22の走査範囲を可変にすることがで
き、転送データ長を必要最小限にすることで転送時間を
短くすることができる。
【0015】図2から図5はCCDシフトレジスタ22
の走査範囲および走査方法を具体的に示した例で、52
は第一のタイミング制御回23aからの走査開始信号、
53は第二のタイミング制御回路23bからのリセット
要求信号、54a,54b,54c,54dはCCDシ
フトレジスタ走査ビット長を示す。図2はCCDシフト
レジスタ22を一方の方向からすべて走査する場合で、
たとえばCCDシフトレジスタ22の画素数が1024
であるものを使用すれば、走査開始信号52に従いCC
Dシフトレジスタ22の画素を1024カウントしたと
ころでリセット要求信号53を送信することにより、C
CDシフトレジスタ22をすべて走査することができ
る。このときCCDシフトレジスタ22の走査ビット長
は54aである。図3はCCDシフトレジスタ22を途
中まで走査する場合で、たとえばCCDシフトレジスタ
22の画素数512カウントしたところでリセット要求
信号53を送信すれば、図2の走査ビット長54aに対
して半分の走査ビット長54bを選択することが可能と
なる。またこのときのCCDシフトレジスタ22を1ラ
イン繰り返し走査するときのラインレートは、当然図2
の場合に比べて2倍となる。
の走査範囲および走査方法を具体的に示した例で、52
は第一のタイミング制御回23aからの走査開始信号、
53は第二のタイミング制御回路23bからのリセット
要求信号、54a,54b,54c,54dはCCDシ
フトレジスタ走査ビット長を示す。図2はCCDシフト
レジスタ22を一方の方向からすべて走査する場合で、
たとえばCCDシフトレジスタ22の画素数が1024
であるものを使用すれば、走査開始信号52に従いCC
Dシフトレジスタ22の画素を1024カウントしたと
ころでリセット要求信号53を送信することにより、C
CDシフトレジスタ22をすべて走査することができ
る。このときCCDシフトレジスタ22の走査ビット長
は54aである。図3はCCDシフトレジスタ22を途
中まで走査する場合で、たとえばCCDシフトレジスタ
22の画素数512カウントしたところでリセット要求
信号53を送信すれば、図2の走査ビット長54aに対
して半分の走査ビット長54bを選択することが可能と
なる。またこのときのCCDシフトレジスタ22を1ラ
イン繰り返し走査するときのラインレートは、当然図2
の場合に比べて2倍となる。
【0016】次に図4はCCDシフトレジスタ22を複
数に分割して走査する場合で、特に本図は中央から2分
して走査する場合を示したものである。たとえば走査開
始をCCDシフトレジスタ22の512画素目と513
画素目より左右に走査するように走査開始信号52を生
成し、2分割されたCCDシフトレジスタ22の画素を
512カウントしたところでリセット要求信号53を送
信し、転送後に2分割されたCCDレジスタ22のデー
タを結合することによって図2の場合と同様にすべての
CCDシフトレジスタを走査することができる。そのと
きCCDシフトレジスタ22の走査ビット長(2×54
b)は図2の走査ビット長55aと同じでラインレート
を図2の場合に対し2倍にできる。
数に分割して走査する場合で、特に本図は中央から2分
して走査する場合を示したものである。たとえば走査開
始をCCDシフトレジスタ22の512画素目と513
画素目より左右に走査するように走査開始信号52を生
成し、2分割されたCCDシフトレジスタ22の画素を
512カウントしたところでリセット要求信号53を送
信し、転送後に2分割されたCCDレジスタ22のデー
タを結合することによって図2の場合と同様にすべての
CCDシフトレジスタを走査することができる。そのと
きCCDシフトレジスタ22の走査ビット長(2×54
b)は図2の走査ビット長55aと同じでラインレート
を図2の場合に対し2倍にできる。
【0017】図5はさらに図4においてCCDシフトレ
ジスタ22のカウントアップ数を可変にした場合で、特
にその走査範囲を半分にした場合である。CCDシフト
レジスタ22の画素を256カウントしたところでリセ
ット要求信号53を送信することによって図4の半分の
範囲のCCDシフトレジスタ22を走査することにな
り、当然そのラインレートは2倍となる。またCCDシ
フトレジスタ22の走査ビット長(2×54c)は図3
の走査ビット長54bと同じで、ラインレートを図3の
場合に対し2倍にすることができる。
ジスタ22のカウントアップ数を可変にした場合で、特
にその走査範囲を半分にした場合である。CCDシフト
レジスタ22の画素を256カウントしたところでリセ
ット要求信号53を送信することによって図4の半分の
範囲のCCDシフトレジスタ22を走査することにな
り、当然そのラインレートは2倍となる。またCCDシ
フトレジスタ22の走査ビット長(2×54c)は図3
の走査ビット長54bと同じで、ラインレートを図3の
場合に対し2倍にすることができる。
【0018】このようにCCDシフトレジスタ22の走
査ビット長を可変にすることと分割して走査することで
CCDシフトレジスタ22のラインレートを可変にする
ことができ、視野サイズと画像分解能に応じてCCDシ
フトレジスタ22の走査ビット長と分割数を選択してお
けば、同一のCCD走査周波数でラインレートのみを変
更することができる。すなわち同一のCCDチャージ時
間で1ライン当たりの画像データ転送周波数を変えるこ
とができる。また部品走査速度は図17に示すようにC
CDシフトレジスタのラインレートと画素分解能によっ
て決まるため、画素分解能を大きく設定した場合、十分
なCCD露光時間を得るためには高速走査可能なカメラ
を用いるかもしくは部品走査速度を落とさなければなら
ない場合が多い。しかし上記の方法によって対象電子部
品の大きさや設定分解能に依らず、一定の部品走査速度
によって同じCCDチャージ時間でチャージされた画像
データを得ることが可能となる。
査ビット長を可変にすることと分割して走査することで
CCDシフトレジスタ22のラインレートを可変にする
ことができ、視野サイズと画像分解能に応じてCCDシ
フトレジスタ22の走査ビット長と分割数を選択してお
けば、同一のCCD走査周波数でラインレートのみを変
更することができる。すなわち同一のCCDチャージ時
間で1ライン当たりの画像データ転送周波数を変えるこ
とができる。また部品走査速度は図17に示すようにC
CDシフトレジスタのラインレートと画素分解能によっ
て決まるため、画素分解能を大きく設定した場合、十分
なCCD露光時間を得るためには高速走査可能なカメラ
を用いるかもしくは部品走査速度を落とさなければなら
ない場合が多い。しかし上記の方法によって対象電子部
品の大きさや設定分解能に依らず、一定の部品走査速度
によって同じCCDチャージ時間でチャージされた画像
データを得ることが可能となる。
【0019】図6は請求項2に示すラインセンサの構成
を示す図である。ここでは特徴的構成要素としてライン
バッファ31を備えている。本構成では、CCDシフト
レジスタ22をクロック発生器25のクロック周波数で
すべて走査し、その出力データをA/Dコンバータ26
で変換した後、ラインバッファ31に格納する。図1
5、図16はそのラインバッファの構成を示したもので
ある。
を示す図である。ここでは特徴的構成要素としてライン
バッファ31を備えている。本構成では、CCDシフト
レジスタ22をクロック発生器25のクロック周波数で
すべて走査し、その出力データをA/Dコンバータ26
で変換した後、ラインバッファ31に格納する。図1
5、図16はそのラインバッファの構成を示したもので
ある。
【0020】図15は出力データビット長を可変にする
ことができる構成のもので、カウンタ32でカウントア
ップすることによって生成されたSTART信号によっ
てラインバッファ31へのバッファリングが開始され
る。その後任意のビット長を取り込んだ後、同様にカウ
ンタ32で生成されたRESET信号によってラインバ
ッファ31のバッファリングが終了する。
ことができる構成のもので、カウンタ32でカウントア
ップすることによって生成されたSTART信号によっ
てラインバッファ31へのバッファリングが開始され
る。その後任意のビット長を取り込んだ後、同様にカウ
ンタ32で生成されたRESET信号によってラインバ
ッファ31のバッファリングが終了する。
【0021】本構成にすることによって出力データビッ
ト長を可変にし、不必要なデータ伝送をなくすことによ
ってデータ伝送時間を短縮でき、画像処理系で高速にオ
ンライン処理することが可能となる。
ト長を可変にし、不必要なデータ伝送をなくすことによ
ってデータ伝送時間を短縮でき、画像処理系で高速にオ
ンライン処理することが可能となる。
【0022】また図16の構成では出力伝送速度を可変
にする構成を示したもので、高速に走査された任意の画
像データをラインバッファ31にいったん蓄積する。そ
の後カウンタ32によってクロック分周することでクロ
ック速度を変え、その変換されたクロックに従ってライ
ンバッファ31から画像データを出力するようにする。
にする構成を示したもので、高速に走査された任意の画
像データをラインバッファ31にいったん蓄積する。そ
の後カウンタ32によってクロック分周することでクロ
ック速度を変え、その変換されたクロックに従ってライ
ンバッファ31から画像データを出力するようにする。
【0023】一般に図11で示す伝送路15の伝送速度
を安価なハードウエア構成で数10MHz以上に高速化
するのは難しい。また画像処理部16の処理速度にも限
界がある場合が多い。しかし本構成のようにカメラ系と
伝送系との間の速度インターフェースをとる構成にすれ
ば、伝送歪みを生ずることなく正確に画像データを伝送
することが可能となり、また画像処理系の処理速度にも
あわせることが可能となる。
を安価なハードウエア構成で数10MHz以上に高速化
するのは難しい。また画像処理部16の処理速度にも限
界がある場合が多い。しかし本構成のようにカメラ系と
伝送系との間の速度インターフェースをとる構成にすれ
ば、伝送歪みを生ずることなく正確に画像データを伝送
することが可能となり、また画像処理系の処理速度にも
あわせることが可能となる。
【0024】図7は請求項1および請求項2を組み合わ
せて構成される他の実施例を示す図である。本構成は図
1と図6を組み合わせた構成にすることによって個々の
画像データにCCDチャージ時間の違いからなる明るさ
の差がなく、転送系や処理系の転送周波数やサンプリン
グ周波数によらず部品走査速度を最適にすることができ
る。
せて構成される他の実施例を示す図である。本構成は図
1と図6を組み合わせた構成にすることによって個々の
画像データにCCDチャージ時間の違いからなる明るさ
の差がなく、転送系や処理系の転送周波数やサンプリン
グ周波数によらず部品走査速度を最適にすることができ
る。
【0025】図8は請求項3に示すハーフミラーを用い
て倍率を切り替える装置の一例で、構成要素として41
a,41bはハーフミラー、42a,42bはミラー、
43a,43bはレンズ、44は回転主軸、45は回転
式シャッタ、46はパルスモータである。
て倍率を切り替える装置の一例で、構成要素として41
a,41bはハーフミラー、42a,42bはミラー、
43a,43bはレンズ、44は回転主軸、45は回転
式シャッタ、46はパルスモータである。
【0026】また図9は回転式シャッタの構成を示すも
ので47、48は光の進入ポートを示す。ここで照明装
置13によって照明された電子部品10の光情報は41
aのハーフミラー41aによって2分配され、一方はレ
ンズ43aへ、他方はミラー42aで進路変更させられ
たのちレンズ43bに分岐される。分岐されたそれぞれ
の光情報はレンズ43a,43bによって集光され、一
方はそのままダイレクトに、他方はミラー42bによっ
て進路変更させられた後、シャッタ45に到達する。こ
こでシャッタはたとえば図5に示す構成のものを用いれ
ば、パルスモータ46を回転主軸44まわりに回転させ
ることによって一方の光のみを進入ポート46もしくは
47より透過させることによって、2方向の光情報のう
ち一方を選択することができる。その後選択された光情
報はハーフミラー41bを介して受光素子21に到達す
る。
ので47、48は光の進入ポートを示す。ここで照明装
置13によって照明された電子部品10の光情報は41
aのハーフミラー41aによって2分配され、一方はレ
ンズ43aへ、他方はミラー42aで進路変更させられ
たのちレンズ43bに分岐される。分岐されたそれぞれ
の光情報はレンズ43a,43bによって集光され、一
方はそのままダイレクトに、他方はミラー42bによっ
て進路変更させられた後、シャッタ45に到達する。こ
こでシャッタはたとえば図5に示す構成のものを用いれ
ば、パルスモータ46を回転主軸44まわりに回転させ
ることによって一方の光のみを進入ポート46もしくは
47より透過させることによって、2方向の光情報のう
ち一方を選択することができる。その後選択された光情
報はハーフミラー41bを介して受光素子21に到達す
る。
【0027】この構成にすれば2つ以上の光の進路を設
けることが可能となり、たとえばハーフミラー41aか
らミラー42a、もしくはミラー42bからハーフミラ
ー41bまでの距離を変えることによって対象部品の倍
率を可変にすることができる。またシャッタには回転式
のシャッタしか示していないが、ハーフミラー41aも
しくは41bとして、たとえば電圧変化によって光の透
過率を可変にすることができる導波路構造のハーフミラ
ーを用いれば、回転シャッタに比べ高速に光の進入経路
を変更することも可能となる。また請求項4に示したよ
うに、受光素子に対して鉛直方向に移動可能なズームレ
ンズを用いることによっても対象部品の設定倍率を変え
ることができる。
けることが可能となり、たとえばハーフミラー41aか
らミラー42a、もしくはミラー42bからハーフミラ
ー41bまでの距離を変えることによって対象部品の倍
率を可変にすることができる。またシャッタには回転式
のシャッタしか示していないが、ハーフミラー41aも
しくは41bとして、たとえば電圧変化によって光の透
過率を可変にすることができる導波路構造のハーフミラ
ーを用いれば、回転シャッタに比べ高速に光の進入経路
を変更することも可能となる。また請求項4に示したよ
うに、受光素子に対して鉛直方向に移動可能なズームレ
ンズを用いることによっても対象部品の設定倍率を変え
ることができる。
【0028】図13は請求項7に示す照明装置13の一
例を示す。構成要素として62は対称電子部品の照明ラ
イン、63はその照明ラインの中心点、61a,61
b,61c,61d,61e,61fは光源配置面を示
す。また図13には示していないが61a,61b,6
1cに対してミラー対称に光源配置面61i,61j,
61k、そして61c,61d,61eに対してもミラ
ー対称に光源配置面61f,61g,61hが取り付け
られている。ここで光源配置面61にはCCDラインセ
ンサの感度が保証されている発光波長のLEDやLDを
1つもしくは複数配列したもので、図13のように複数
段の角度をつけて取り付けられている。取り付けられた
各光源配置面61は対象電子部品10のある照明ライン
62の中心点63に対して等距離に配置されており、こ
れによって角度による光量の差がでないようにしてあ
る。さらに商品認識用に使用するアルゴリズムのルール
に従って最適になるように光量補正回路64によって各
光源61の光量を補正する。
例を示す。構成要素として62は対称電子部品の照明ラ
イン、63はその照明ラインの中心点、61a,61
b,61c,61d,61e,61fは光源配置面を示
す。また図13には示していないが61a,61b,6
1cに対してミラー対称に光源配置面61i,61j,
61k、そして61c,61d,61eに対してもミラ
ー対称に光源配置面61f,61g,61hが取り付け
られている。ここで光源配置面61にはCCDラインセ
ンサの感度が保証されている発光波長のLEDやLDを
1つもしくは複数配列したもので、図13のように複数
段の角度をつけて取り付けられている。取り付けられた
各光源配置面61は対象電子部品10のある照明ライン
62の中心点63に対して等距離に配置されており、こ
れによって角度による光量の差がでないようにしてあ
る。さらに商品認識用に使用するアルゴリズムのルール
に従って最適になるように光量補正回路64によって各
光源61の光量を補正する。
【0029】図14はその光量補正回路64の一例を示
したもので構成要素として、65はインターフェースコ
ネクタ、66は入力信号セレクタ、67は出力信号セレ
クタ、68は制御回路、69a〜69mはフォトダイオ
ードを示す。
したもので構成要素として、65はインターフェースコ
ネクタ、66は入力信号セレクタ、67は出力信号セレ
クタ、68は制御回路、69a〜69mはフォトダイオ
ードを示す。
【0030】図のように各光源61a〜69mにフォト
ダイオード69a〜69mを配置し、その出力電流をコ
ネクタ65に集めてセレクタ66に出力電流をパラレル
に送信する。セレクタ66では順次その出力電流を選択
し、制御回路68に入力信号として送る。受け取った制
御回路68では設定されたゲインのもとで制御信号を生
成し出力セレクタ67に制御信号を送信する。この間、
制御信号を受け取った出力セレクタ67は入力セレクタ
66と同期して動作しており、入力セレクタ66で選択
された光源61a〜61mのいずれかに制御信号を出力
することになる。本構成にすることによって光源61a
〜61mの光量を順次制御することが可能で、また制御
回路68にゲインを独立に用意しておけば、光源61a
〜61mを独立に制御可能となる。またセレクタ66、
67を使用せず制御回路68を光源配置面の数だけ用意
しておくことでも同様の作用を行うことが可能である。
また光量補正にフォトダイオードを使用せず、光源への
順電流をフィードフォワードに制御することも可能であ
る。
ダイオード69a〜69mを配置し、その出力電流をコ
ネクタ65に集めてセレクタ66に出力電流をパラレル
に送信する。セレクタ66では順次その出力電流を選択
し、制御回路68に入力信号として送る。受け取った制
御回路68では設定されたゲインのもとで制御信号を生
成し出力セレクタ67に制御信号を送信する。この間、
制御信号を受け取った出力セレクタ67は入力セレクタ
66と同期して動作しており、入力セレクタ66で選択
された光源61a〜61mのいずれかに制御信号を出力
することになる。本構成にすることによって光源61a
〜61mの光量を順次制御することが可能で、また制御
回路68にゲインを独立に用意しておけば、光源61a
〜61mを独立に制御可能となる。またセレクタ66、
67を使用せず制御回路68を光源配置面の数だけ用意
しておくことでも同様の作用を行うことが可能である。
また光量補正にフォトダイオードを使用せず、光源への
順電流をフィードフォワードに制御することも可能であ
る。
【0031】これにより部品ごとの最適な光量ならびに
照明角度を予め用意しておくことで対象電子部品の色や
材質による反射率が違いや、また表面状態によって引き
起こされる乱反射等による部品認識エラー率を最小限に
抑えることが可能となる。
照明角度を予め用意しておくことで対象電子部品の色や
材質による反射率が違いや、また表面状態によって引き
起こされる乱反射等による部品認識エラー率を最小限に
抑えることが可能となる。
【0032】
【発明の効果】以上の実施例の説明より明らかなよう
に、本発明によれば視覚認識システムにおいて、対象電
子部品のサイズによらず高速に電子部品を撮像し、チャ
ージ時間の差からなる撮像画像における明るさのむらを
防ぐことが可能となり、しかも低コストで実現できるよ
うになる。そのため自動化設備の、たとえば装着機また
は検査機などに利用されることができる。
に、本発明によれば視覚認識システムにおいて、対象電
子部品のサイズによらず高速に電子部品を撮像し、チャ
ージ時間の差からなる撮像画像における明るさのむらを
防ぐことが可能となり、しかも低コストで実現できるよ
うになる。そのため自動化設備の、たとえば装着機また
は検査機などに利用されることができる。
【図1】本発明の一実施例の画像撮像装置におけるライ
ンセンサの構成図
ンセンサの構成図
【図2】同ラインセンサにおけるCCDレジスタの走査
範囲および走査方法の説明図
範囲および走査方法の説明図
【図3】同ラインセンサにおけるCCDレジスタの走査
範囲および走査方法の説明図
範囲および走査方法の説明図
【図4】同ラインセンサにおけるCCDレジスタの走査
範囲および走査方法の説明図
範囲および走査方法の説明図
【図5】同ラインセンサにおけるCCDレジスタの走査
範囲および走査方法の説明図
範囲および走査方法の説明図
【図6】本発明の他の実施例の画像撮像装置におけるラ
インセンサの構成図
インセンサの構成図
【図7】本発明の他の実施例の画像撮像装置におけるラ
インセンサの構成図
インセンサの構成図
【図8】本発明の一実施例の画像撮像装置における倍率
設定装置の構成図
設定装置の構成図
【図9】同倍率設定装置における機械式シャッタの構成
図
図
【図10】従来の画像撮像装置の構成図
【図11】同画像撮像装置における対象部品、レンズ、
受光素子の関係を示す説明図
受光素子の関係を示す説明図
【図12】従来の画像撮像装置におけるラインセンサの
構成図
構成図
【図13】本発明の画像撮像装置における照明装置の構
成図
成図
【図14】本発明の画像撮像装置における光量補正回路
の回路図
の回路図
【図15】本発明のラインセンサにおけるラインバッフ
ァの構成図
ァの構成図
【図16】本発明のラインセンサにおけるラインバッフ
ァの構成図
ァの構成図
【図17】部品走査速度の説明図
【符号の説明】 10 対象電子部品 11 部品把持ノズル 12 移動装置 13 照明装置 14a,14b カメラ 15a,15b 伝送路 16 画像処理装置 21 受光素子 22 CCDシフトレジスタ 23a,23b,23c タイミング制御回路 24 セレクタ 25 クロック発生器 26 A/D変換器 27 入力ポート 28 出力ポート 30 インターフェースコネクタ 31 ラインバッファ 32 カウンタ 41a,41b ハーフミラー 42a,42b ミラー 43a,43b レンズ 44 回転主軸 45 回転式シャッタ 46 パルスモータ 47 第一の進入ポート 48 第二の進入ポート 52 走査開始信号 53 リセット要求信号 54a,54b,54c,54d CCDシフトレジス
タ走査周波数 61a〜61m 光源 62 対象電子部品の照明ライン 63 照明ラインの中心点 65 インターフェースコネクタ 66 入力信号セレクタ 67 出力信号セレクタ 68 制御回路 69a〜69m フォトダイオード 100 ラインセンサ
タ走査周波数 61a〜61m 光源 62 対象電子部品の照明ライン 63 照明ラインの中心点 65 インターフェースコネクタ 66 入力信号セレクタ 67 出力信号セレクタ 68 制御回路 69a〜69m フォトダイオード 100 ラインセンサ
Claims (7)
- 【請求項1】 1列もしくは複数列の受光素子と前記受
光素子に蓄積された電荷を出力部に転送するCCDレジ
スタを備えたラインセンサと、1つもしくは複数のレン
ズと、電子部品を透過または反射照明する1つもしくは
複数の光源を備えた照明装置を具備した画像撮像装置で
あって、前記電子部品を前記1列もしくは複数列の受光
素子に対して直交方向に移動させる手段と、前記電子部
品を撮像する手段と、前記CCDレジスタの転送範囲を
可変する手段を有することを特徴とした画像撮像装置。 - 【請求項2】 1列もしくは複数列の受光素子と前記受
光素子に蓄積された電荷を出力部に転送するCCDレジ
スタを備えたラインセンサと、1つもしくは複数のレン
ズと、電子部品を透過または反射照明する1つもしくは
複数の光源を備えた照明装置を具備した画像撮像装置で
あって、前記電子部品を前記1列もしくは複数列の受光
素子に対して直交方向に移動させる手段と、前記電子部
品を撮像する手段と、前記ラインセンサ内に前記CCD
シフトレジスタ内の任意の電荷を格納することのできる
バッファメモリを設けることを特徴とする画像撮像装
置。 - 【請求項3】 前記受光素子と前記対象物との間に複数
のハーフミラーと複数のミラーと複数のシャッタを備
え、光の進行経路を2つ以上にすることを特徴とする請
求項1もしくは請求項2記載の画像撮像装置。 - 【請求項4】 前記ラインセンサ内の前記レンズは前記
受光素子鉛直方向に対して移動可能なズームレンズを用
いることを特徴とする請求項1もしくは請求項2記載の
画像撮像装置。 - 【請求項5】 前記シャッタは上面と側面に穴をあけた
回転板を機械的に回転させることによって光の透過率を
制御するように構成したことを特徴とした請求項3記載
の画像撮像装置。 - 【請求項6】 前記受光素子と前記対象物との間に複数
のハーフミラーと複数のミラーを備え、光の進行経路を
2つ以上にするとともに、前記ハーフミラーは導波路構
造で光電効果により光の透過率を可変にすることを特徴
とした請求項3記載の画像撮像装置。 - 【請求項7】 前記照明装置は複数の角度から前記電子
部品を照明し、光量を可変制御することを特徴とする請
求項1から請求項6のいずれかに記載の画像撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10772295A JP3489908B2 (ja) | 1995-05-02 | 1995-05-02 | 画像撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10772295A JP3489908B2 (ja) | 1995-05-02 | 1995-05-02 | 画像撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08307741A true JPH08307741A (ja) | 1996-11-22 |
| JP3489908B2 JP3489908B2 (ja) | 2004-01-26 |
Family
ID=14466297
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10772295A Expired - Fee Related JP3489908B2 (ja) | 1995-05-02 | 1995-05-02 | 画像撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3489908B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10044746C5 (de) * | 2000-09-09 | 2004-02-19 | Basler Ag | Steuerung für ein elektronisches Gerät zum Empfang elektromagnetischer Wellen, insbesondere Licht |
| JP2006220427A (ja) * | 2005-02-08 | 2006-08-24 | Omron Corp | 基板検査装置 |
Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59221177A (ja) * | 1983-05-31 | 1984-12-12 | Toshiba Corp | 電荷転送装置 |
| JPS60158377A (ja) * | 1984-01-30 | 1985-08-19 | Nec Corp | 画像撮像装置 |
| JPS62294391A (ja) * | 1987-05-29 | 1987-12-21 | Sharp Corp | 監視カメラ |
| JPS6424312U (ja) * | 1987-08-04 | 1989-02-09 | ||
| JPH01164179A (ja) * | 1987-12-21 | 1989-06-28 | Hitachi Ltd | 固体撮像装置 |
| JPH03236034A (ja) * | 1990-02-14 | 1991-10-22 | Konica Corp | 撮像装置 |
| JPH04166710A (ja) * | 1990-10-30 | 1992-06-12 | Omron Corp | 表面性状観測装置 |
| JPH0545511U (ja) * | 1991-11-18 | 1993-06-18 | 株式会社ロゼフテクノロジー | 半田検査用撮像装置 |
| JPH05292313A (ja) * | 1992-04-16 | 1993-11-05 | Joko:Kk | 受光素子の信号出力装置 |
| JPH0618239A (ja) * | 1992-06-30 | 1994-01-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | クリーム半田印刷検査装置 |
| JPH0616855U (ja) * | 1992-08-06 | 1994-03-04 | 株式会社エルム | マルチcpuラインセンサコントローラ |
-
1995
- 1995-05-02 JP JP10772295A patent/JP3489908B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS59221177A (ja) * | 1983-05-31 | 1984-12-12 | Toshiba Corp | 電荷転送装置 |
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| JPH05292313A (ja) * | 1992-04-16 | 1993-11-05 | Joko:Kk | 受光素子の信号出力装置 |
| JPH0618239A (ja) * | 1992-06-30 | 1994-01-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | クリーム半田印刷検査装置 |
| JPH0616855U (ja) * | 1992-08-06 | 1994-03-04 | 株式会社エルム | マルチcpuラインセンサコントローラ |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10044746C5 (de) * | 2000-09-09 | 2004-02-19 | Basler Ag | Steuerung für ein elektronisches Gerät zum Empfang elektromagnetischer Wellen, insbesondere Licht |
| JP2006220427A (ja) * | 2005-02-08 | 2006-08-24 | Omron Corp | 基板検査装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3489908B2 (ja) | 2004-01-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |