KR20020052940A - 화상 판독 장치 및 화상 판독 방법 - Google Patents

Abstract

복수의 화소를 Y방향으로 일렬로 배치한 라인 센서를 구비한 카메라에 의하여 촬상 대상물을 촬상할 때, 그 대상물을 유지하는 트랜스퍼 헤드의 카메라에 대한 X방향의 상대 이동을 상대 이동 검출부에 의하여 검출하고, X방향의 주사 간격에 상당하는 소정 거리만큼 상대 이동할 때마다 카메라 제어부로 이동 검출 신호를 출력한다. 카메라 제어부는 그 이동 검출 신호에 따라 화소 선택 회로를 제어하여 화소 선택 정보에 의하여 특정되는 화소로부터 화상 신호를 출력시킨다. 이것에 의하여, 트랜스퍼 헤드의 이동 기구에 오차가 존재하는 경우에 있어서도 분해능이 일정한 정확한 화상을 얻을 수 있다.

Description

화상 판독 장치 및 화상 판독 방법{Image reading device and image reading method}

본 발명은 라인 센서에 의하여 촬상 대상의 화상을 판독하는 화상 판독 장치 및 화상 판독 방법에 관한 것이다. 특히, 화상 판독 시간을 단축함과 동시에 정확하게 화상을 얻을 수 있는 화상 판독 장치 및 화상 판독 방법에 관한 것이다.

전자 부품 실장 장치 등에 있어서, 실장 대상인 부품의 위치 인식을 화상 처리에 의하여 행하기 위한 촬상 수단으로서 라인 센서가 알려져 있다. 이 라인 센서는 수광량(受光量)에 따른 전하를 저장하는 광전 변환 소자를 구비한 화소를 라인 형상으로 배열한 것이다. 라인 센서상에 광학계에 의하여 촬상 대상물의 광학 화상을 결상시키면, 각 화소에는 대상물의 광학 화상에 대응하는 전하가 저장된다. 그리고, 각 화소의 전하를 전기 신호로서 순차적으로 출력시킴으로써, 화소의 배열 방향, 즉 주 주사 방향의 1차원 화상 데이터를 얻을 수 있다. 그리고, 부품을 주 주사 방향과 직교하는 부 주사 방향으로 상대 이동시켜 얻어진 복수의 1차원 화상 데이터를 병렬시킴으로써, 필요한 2차원 화상 데이터를 구하는 것이다. 종래, 이 라인 센서로서 CCD(charge coupled device) 라인 센서가 이용된다.

그런데, 실장 대상인 부품은 그 종류나 크기가 다양하다. 따라서, 소형 크기부터 대형 크기까지 많은 종류의 부품을 촬상 대상으로 하는 다기능 형태의 부품 실장 장치에서는 동일한 화상 판독 장치에 의하여 다소 상이한 종류의 부품을 촬상할 필요가 있다. 이 때문에, 일반적으로 라인 센서를 이용한 화상 판독 장치는 대상 부품중 가장 큰 부품의 크기에 대응한 주사폭의 라인 센서를 구비하는 경우가 많다. 그리고, 라인 센서로부터 출력된 화상 신호는 화상 판독 장치에 구비된 화상 기억 장치에 기억된다.

그러나, 종래의 화상 판독 장치에 이용되는 CCD 라인 센서에서는 화상 판독 대상의 크기에 관계없이 화상 판독시에는 라인 센서를 구성하는 모든 화소로부터 전하를 전송할 필요가 있었다. 이 때문에, 필요한 정보를 모두 포함하지 않는 이른바 불필요한 범위의 화소로부터도 전하가 전송되어, 화상 판독에 여분의 시간을 필요로 하였다. 또한, 부품의 부 주사 방향으로의 상대 이동 속도는 기구 오차 등에 의하여 편차가 생기는 경우가 많고, 이 편차에 의하여 부 주사 방향의 분해능에 편차가 발생되기 쉬워, 정확한 화상이 얻어지지 않는다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기 과제를 해결하는 것으로, 화상 판독 시간을 단축함과 동시에 정확한 화상을 얻을 수 있는 화상 판독 장치 및 화상 판독 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 화상 판독 장치는 다음 구성을 가진다.

복수의 화소를 일렬로 배치한 카메라를 촬상 대상물에 대하여 화소의 배열 방향과 교차하는 한 방향으로 상대적으로 이동시키면서, 촬상 대상인 광학 화상을 판독하는 화상 판독 장치로서,

(a) 복수의 화소에 개별적으로 접근(access)하여 화상 신호를 출력시키는 화소 선택부,

(b) 화상 신호를 출력해야만 하는 화소를 특정하기 위하여 필요한 정보를 포함한 화소 선택 정보를 제공하기 위한 화소 선택 정보 제공 수단,

(c) 촬상 대상물을 카메라에 대하여 상대적으로 이동시키는 상대 이동 기구,

(d) 촬상 대상물이 카메라에 대햐여 한 방향으로 소정 거리만큼 상대 이동한 것을 검출하는 상대 이동 검출부, 및

(e) 상대 이동 검출부가 소정 거리의 상대 이동을 검출하였을 때, 화소 선택부를 화소 선택 정보에 근거하여 제어함으로써, 필요한 화소로부터 화상 신호를 출력시키는 제어부를 포함한다.

또한, 본 발명의 화상 판독 방법은 다음 공정을 가진다.

복수의 화소를 일렬로 배치한 카메라를 촬상 대상물에 대하여 화소의 배열 방향과 교차하는 한 방향으로 상대적으로 이동시키면서, 촬상 대상의 광학 화상을 판독하는 화상 판독 방법으로서,

(a) 촬상 대상물을 상대 이동 기구에 의하여 카메라에 대해 한 방향으로 상대 이동시키는 공정; 및

(b) 촬상 대상물이 소정 거리만큼 상대 이동할 때마다 화소 선택 정보에 의하여 특정한 화소로부터의 화상 신호의 출력을 반복하는 공정을 포함한다.

본 발명에 의하면, 촬상 대상물을 카메라에 대하여 상대적으로 이동시키기 위한 상대 이동 기구에 오차가 존재하는 경우에 있어서도, 분해능이 일정한 정확한 화상을 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에서의 화상 판독 장치가 설치된 부품 실장 장치의 사시도.

도 2는 본 발명의 실시예에서의 화상 판독 장치의 구성 블록도.

도 3은 도 2에 나타낸 화상 판독 장치의 상대 이동 검출부의 기능 블록도.

도 4는 도 2에 나타낸 화상 판독 장치의 라인 센서의 구성도.

도 5는 도 2에 나타낸 화상 판독 장치의 라인 센서를 구성하는 화소의 구성도.

도 6은 도 2에 나타낸 화상 판독 장치의 라인 센서의 기능을 설명하는 타임 챠트.

도 7은 본 발명의 실시예에서의 화상 판독 방법의 플로우챠트.

도 8은 본 발명의 실시예에서의 화상 판독 방법의 화상 취득 영역 설정의 설명도.

이하, 본 발명의 실시예에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다.

우선, 본 발명의 실시예에서의 화상 판독 장치가 설치된 부품 실장 장치 및 그 화상 판독 장치의 구성에 대하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에서의 화상 판독 장치가 설치된 부품 실장 장치의 사시도, 도 2는 본 발명의 실시예에서의 화상 판독 장치의 구성 블록도, 도 3은 동 장치의 상대 이동 검출부의 기능 블록도, 도 4는 동 장치의 라인 센서의 구성도, 도 5는 동 라인 센서를 구성하는 화소의 구성도이며, 도 6은 동 라인 센서의 기능을 설명하는 타임 챠트이다.

우선, 도 1에 있어서 기대(1)의 중앙부에는 X 방향으로 반송로(2)가 배설된다. 반송로(2)는 기판(3)을 반송하여 위치 결정한다. 반송로(2)의 양측에는 부품을 공급하는 부품 공급부(4)가 배설된다. 각각의 부품 공급부(4)에는 다수개의 테이프 급송 기구(5)가 병설된다. 테이프 급송 기구(5)는 테이프에 유지된 부품을 수납하고 그 테이프를 피치 이송함으로써, 부품을 픽업 위치로 공급한다.

기대(1) 상면의 양측 단부에는 2개의 Y축 테이블(61, 62)이 병행하게 배설된다. 양쪽 Y축 테이블(61, 62)에는 트랜스퍼 헤드(8)가 장착된 X축 테이블(7)이 가설된다. 그 트랜스퍼 헤드(8)는 하단부에 복수의 부품을 흡착하는 복수의 흡착 노즐(도 2 참조;81)를 구비한다. Y축 테이블(61, 62) 및 X축 테이블(7)을 구동함으로써, 트랜스퍼 헤드(8)는 수평 이동하고, 테이프 급송 기구(5)의 픽업 위치로부터 부품을 픽업하여 기판(3) 위로 이송 탑재한다.

반송로(2)와 부품 공급부(4) 사이에서의 트랜스퍼 헤드(8)의 이동 경로에는 부품의 화상을 판독하는 카메라(9)가 배설된다. 그 카메라(9)는 광전 변환 소자를 구비한 복수의 화소를 Y방향으로 직렬로 배치한 라인 센서를 구비한다.

본 발명의 실시예에서의 화상 판독 장치를 도 2를 이용하여 상세하게 설명한다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 트랜스퍼 헤드(8)의 흡착 노즐(81)에 유지된 부품(301, 302, 303)을 개별적으로 카메라(9) 위쪽에 위치시킨 상태에서 조명 장치(도시하지 않음)를 점등하여 아래쪽으로부터 그들 부품(301, 302, 303)을 조명한다. 그것에 의하여, 그들 부품의 광학 화상이 카메라(9)의 라인 센서의 화소상에 결상된다. 그리고, 이들 광학 화상을 전기 신호로 변환한 화상 신호가 상시 출력된다.

도 2에 있어서, 모터(71)는 X축 테이블(7)의 구동 모터이고, 모터 제어부(10)에 의하여 제어된다. 즉, 그 모터 제어부(10)는 입출력 제어부(19)를 통하여 전달되는 속도 지령이나 위치 지령에 근거하여 모터(71)를 제어한다. 그 모터(71)는 이송 나사(72)를 회전 구동한다. 그것에 의하여, 트랜스퍼 헤드(8)는 카메라(9)에 대하여 X방향으로 소정의 이동 패턴으로 이동한다.

트랜스퍼 헤드(8)를 이동시키면서 카메라(9)에 의하여 촬상을 행함으로써, 카메라(9)는 부품(301, 302, 303)의 주사 화상을 취득한다. 즉, X축 테이블(7)은 촬상 대상물인 부품(301, 302, 303)을 카메라(9)의 라인 센서의 화소 배열 방향(Y방향)과 직각으로 교차하는 방향(X방향)으로 상대 이동시키는 상대 이동 기구로 된다. 그리고, 얻어진 주사 화상을 화상 인식함으로써, 부품(301, 302, 303)의 식별이나 위치 검출이 행해진다. 그들 각 부품을 기판(3)으로 실장할 때에는 이 위치 검출 결과에 근거하여 위치 변위가 보정된 후 탑재된다.

또한, 모터(71)는 엔코더(도시하지 않음)를 구비한다. 그 엔코더로부터 출력되는 펄스 신호는 모터 제어부(10)로 전송된다. 그 모터 제어부(10)는 그 펄스 신호에 의하여 트랜스퍼 헤드(8)의 위치를 검출하여 현재 위치로서 입출력 제어부(19)로 전달한다. 또한, 엔코더로부터의 펄스 신호는 동 모터 제어부(10)를 통하여 상대 이동 검출부(11)로 수신된다. 그 상대 이동 검출부(11)는 트랜스퍼 헤드(8), 즉 트랜스퍼 헤드(8)의 흡착 노즐(81)에 유지된 촬상 대상물인 부품(301, 302, 303)이 카메라(9)에 대하여 X방향으로 소정 거리만큼 상대 이동한 것을 검출한다. 동 상대 이동 검출부(11)는 이동 검출 신호(750)를 카메라 제어부(17)로 출력한다.

여기서, 상대 이동 검출부(11)의 상세한 기능에 대해서, 도 3을 참조하여 설명한다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 그 상대 이동 검출부(11)는 현재 위치 카운터(111), 취득 영역 X방향 위치 기억부(112), 취득 영역 판정부(113), 일정 거리 이동 검출부(114)를 구비한다. 그 현재 위치 카운터(111)는 모터 제어부(10)를 통하여 전송되는 X축 모터(71)의 엔코더의 펄스 신호를 카운트하여, X방향의 현재 위치를 구한다. 검출된 현재 위치는 취득 영역 판정부(113)로 전송된다.

취득 영역 X방향 위치 기억부(112)는 카메라(9)에 의한 촬상시의 화상 취득 영역으로서 미리 설정된 화상 취득 영역의 X방향의 위치 정보나, 후술하는 주사 간격에 상당하는 소정 거리의 데이터를 상대 이동 기구의 기계 좌표로서 기억한다. 이들 데이터는 입출력 제어부(19)를 통하여 그 취득 영역 X방향 위치 기억부(112)로 전송된다.

취득 영역 판정부(113)는 현재 위치 카운터(111)로부터 전송되는 현재 위치와, 취득 영역 X방향 위치 기억부(112)로부터 전송되는 X방향의 위치 정보를 비교하여, 카메라(9)와 트랜스퍼 헤드(8)의 상대 위치 관계를 판정한다. 그리고, 그 취득 영역 판정부(113)는 트랜스퍼 헤드(8)에 유지된 부품이 화상 취득 영역내에 있는 것으로 판정하면, 일정 거리 이동 검출부(114)에 대하여 동 일정 거리 이동 검출부(114)의 동작을 허가하는 허가 신호(760)를 출력한다.

그 일정 거리 이동 검출부(114)는 트랜스퍼 헤드(8)가 카메라(9)에 대하여 상대적으로 소정의 일정 거리만큼 이동하였는지 어떤지를 검출한다. 즉, 검출부(114)는 허가 신호(760)에 의하여 작동이 허가될 때, 엔코더로부터 출력되는 펄스 신호를 카운트하여 트랜스퍼 헤드(8)의 카메라(9)에 대한 상대 이동을 감시한다. 그리고, 동 일정 거리 이동 검출부(114)는 미리 설정된 주사 간격에 대응하는 소정 거리를 이동하였으면, 이동 검출 신호(750)를 출력함과 동시에 펄스 신호의 카운트를 리셋한다. 그리고, 허가 신호(760)가 출력되는 동안, 동 일정 거리 이동 검출부(114)는 동일한 처리를 반복하여, 이동 검출 신호(750)를 카메라 제어부(17)에 대하여 출력한다. 그리고, 그 이동 검출 신호(750)를 트리거로 해서, 제어부(17)의 제어 영역에 근거하여 라인 센서(14)에 의한 화상 취득이 행해진다.

따라서, 상기에서 설명한 소정 거리인 주사 간격은 카메라(9)에 의한 촬상의 분해능을 규정하는 파라미터(parameter)로 되어, 이 주사 간격을 작게 설정하면 정밀한 화상을얻을 수 있다. 역으로, 주사 간격을 크게 설정하면, 얻어지는 화상은 조잡하게 된다. 본 실시예에서는 이 주사 간격을 각 화상 취득 영역마다 설정할 수 있도록 되어 있어, 부품의 종류, 형상, 크기, 인식 목적 등에 따른 해상도의 화상을 취득하는 것이 가능하다.

도 2에 있어서, 카메라(9)는 라인 센서(14), 화소 선택 회로(15), 신호 보정부(16) 및 카메라 제어부(17)로 구성된다. 라인 센서(14)는 Y방향으로 직렬로 배열된 복수의 화소(141)를 구비한다. 도 4에 나타낸 바와 같이, 라인 센서(14)는 표본 유지부(23), 제 1 쉬프트 게이트(24), 광전 변환부(25), 제 2 쉬프트 게이트(26), 리셋 드레인(27)을 포함한다. 도 5는 라인 센서(14)를 구성하는 화소(141)중 하나를 나타내는 것이다. 그 화소(141)는 광전 변환부(25)의 광전 변환 소자(251), 제 1 쉬프트 게이트(24) 및 제 2 쉬프트 게이트(26)의 게이트 소자(241, 261), 표본 유지부(23)의 축전 소자(231)로 구성된다. 그리고, 각 축전 소자(231)는 화소 선택 회로(15)에 접속된다.

라인 센서(14)상에 광학 화상을 결상시킴으로써, 광전 변환 소자(251)가 노광되어 전하를 저장한다. 제 1 쉬프트 게이트(24)에 카메라 제어부(17)로부터 제어 신호(720)가 전달됨으로써, 광전 변환 소자(251)의 전하는 게이트 소자(241)를 통하여 축전 소자(231)로 전송된다. 전송된 전하는 그 축전 소자(231)에 전하의 양에 대응하는 전압값으로서 유지된다. 새로운 전하가 전송되기 전에 표본 유지부(23)로 제어 신호(730)가 전달됨으로써, 축전 소자(231)가 유지하는 전압값은 리셋된다. 또한, 제 2 쉬프트 게이트(26)로 제어 신호(710)가 전달됨으로써, 광전 변환 소자(251)의 전하는 게이트 소자(261)를 통하여 리셋 드레인(27)으로 배출된다. 이것에 의하여, 각 광전 변환 소자(251)의 전위가 초기화된다.

화소 선택 회로(15)는 라인 센서(14)에 있어서의 복수의 화소(141)중 하나를선택함으로써, 선택한 화소(141)로부터 화상 신호를 출력시킨다. 즉, 표본 유지부(23)의 각 축전 소자(231)중, 후술하는 화소 선택 정보에 근거하여 복수의 화소(141)중 특정된 화소로부터만 유지하는 전압값을 화상 신호로서 출력시킨다. 즉, 화소 선택 회로(15)는 복수의 화소(141)에 개별적으로 접근되어 화상 신호를 출력시키는 화소 선택부로 되고, 그 화소 선택 동작은 카메라 제어부(17)로부터의 제어 신호(740)에 의하여 화소 선택 회로(15)를 제어함으로써 행해진다.

그리고, 그 화소 선택 동작에 의한 특정 화소로부터의 화상 신호의 출력은 상기에서 설명한 바와 같이 상대 이동 검출부(11)로부터의 이동 검출 신호(750)를 트리거로 하여 행해진다. 즉, 트랜스퍼 헤드(8)가 카메라(9)에 대하여 소정 거리만큼 상대 이동한 것을 상대 이동 검출부(11)가 검출하면, 카메라 제어부(17)는 화소 선택부(화소 선택 회로(15))를 화소 선택 정보에 근거하여 제어함으로써, 필요한 화소로부터 화상 신호를 출력시키는 기능을 한다.

상기 라인 센서(14)의 기능을 도 6을 참조하여 설명한다.

도 6은 라인 센서(14)를 구성하는 제 2 쉬프트 게이트(26), 광전 변환부(25), 제 1 쉬프트 게이트(24) 및 화소 선택 회로(15)의 동작 상태를 상대 이동 검출부(11)로부터 출력되는 이동 검출 신호(750)와 관련지워 타이밍 챠트로 나타낸 것이다. 도 6은 각각 도 4에서의 제어 신호(710, 720, 730, 740)를 나타낸다. 도 6에 있어서, 제어 신호(710, 720)에 표시된 스텝 신호는 각각 제 2 쉬프트 게이트(26), 제 1 쉬프트 게이트(24)가 열림 상태로 되는 타이밍을 나타내고, 제어 신호(730)는 표본 유지부(23)의 전압값의 유지·해제의 타이밍을 나타낸다.

또한, 제어 신호(740)는 화소 선택 회로(15)에 의하여 표본 유지부(23)의 축전 소자(231)로부터 화상 신호가 순차적으로 출력되는 타이밍을 나타낸다. 최초의 스텝 신호로부터 최후의 스텝 신호까지의 시간은 이 선택 화소 전체로부터 화상 신호를 출력시키는데 필요한 화상 신호 출력 시간을 나타낸다. 또한, 이동 검출 신호(750)에 표시된 스텝 신호는 상대 이동 검출부(11)로부터의 출력 타이밍을 나타낸다.

상대 이동 검출부(11)로부터 이동 검출 신호(750)가 출력되면(화살표(1)), 제어 신호(730)상에서 유지 해제 신호가 출력되고, 이것에 의하여 표본 유지부(23)의 유지 상태가 해제된다. 이 후(화살표(2)), 제어 신호(720)상에서 열림 신호가 출력되어, 제 1 쉬프트 게이트(24)가 열림 상태로 된다. 이것에 의하여, 광전 변환부(25)의 전하가 표본 유지부(23)로 전송되고, 그리고, 이 후(화살표(3)) 제어 신호(730)상에서 유지 신호가 출력되어, 표본 유지부(23)가 다시 유지 상태로 복귀한다. 이것에 의하여, 전송된 전하는 전압값으로서 표본 유지부(23)에 유지된다.

표본 유지부(23)가 유지 상태로 되면(화살표(4)), 제어 신호(720)상에서 닫힘 신호가 출력되어, 제 1 쉬프트 게이트(24)는 다시 닫힘 상태로 된다. 그리고, 이 후(화살표(5)) 제어 신호(710)상에서 열림 신호가 출력되면, 제 2 쉬프트 게이트(26)가 열림 상태로 된다. 이것에 의하여, 광전 변환부(25)의 축전 상태가 리셋되고, 제 2 쉬트프 게이트(26)가 다시 닫힘 상태로 되는 타이밍부터 광전 변환부(25)의 새로운 노광 시간이 개시된다. 이 노광과 병행해서(화살표(6)), 화소 선택 회로(15)는 화소 선택 정보에 근거하여 출력되는 제어 신호(740)에 따라, 표본 유지부(23)의 축전 소자(231)에 유지된 전압값을 화상 신호로서 순차적으로 출력한다.

여기서, 이동 검출 신호(750)가 출력되는 간격(T)은 반드시 미리 설정된 일정 시간으로 되는 것으로는 한정되지 않고, 이송 나사(72)의 오차 등의 기구 오차에 의하여 편차를 나타낸다. 그러나, 이 간격(T) 사이의 카메라(9)에 대한 트랜스퍼 헤드(8)의 상대 이동 거리는 기구 오차에 관계없이 항상 일정 거리로 유지된다. 이 간격(T)이 시간적인 편차를 흡수하기 때문에, 표본 유지부(23)로부터의 화상 신호 출력 종료 후, 다음 화상 신호 출력 개시까지의 사이에는 미리 여유 시간이 설정된다.

도 2에 있어서, 라인 센서(14)의 각 화소(141)로부터 화소 선택 동작에 의하여 출력된 화상 신호는 신호 보정부(16)로 전송된다. 그 신호 보정부(16)는 카메라 제어부(17)로부터 출력되는 이득 등의 카메라 설정값에 근거하여 화질의 보정 처리를 행한다. 카메라 제어부(17)는 화소 선택 회로(15)를 구동하기 위하여 필요한 정보인 화소 선택 정보를 입출력 제어부(19)로부터 수신하고, 그 화소 선택 정보에 근거하여 화소 선택 회로(15)를 제어한다. 그리고, 동 카메라 제어부(17)는 화소 선택 정보로 선택된 화소(141)로부터 화상 신호를 출력시킴과 동시에, 화상의 취득이 완료된 것을 나타내는 취득 완료 신호를 출력한다.

신호 보정부(16)에 의한 보정 처리 후의 화상 신호는 화상 인식부(18)에 대하여 출력되어 취득된다. 그 화상 인식부(18)는 카메라 제어부(17)가 발신하는 취득 완료 신호를 수신하면, 취득된 화상 신호를 후술하는 부품 데이터에 포함되는알고리즘 번호로 지정된 인식 알고리즘에 따라 인식 처리된다.

입출력 제어부(19)는 모터 제어부(10), 상대 이동 검출부(11), 카메라 제어부(17) 및 화상 인식부(18)와 처리·연산부(20) 사이에 개재하여 신호의 입출력을 제어한다. 동 처리·연산부(20)는 이하에 설명하는 데이터 기억부(21)에 기억된 데이터에 근거하여 프로그램 기억부(22)에 기억된 처리 프로그램을 실행함으로써 각종 처리·연산을 실행한다.

데이터 기억부(21)에는 실장 데이터(211)나 부품 데이터(212)가 기억된다. 실장 데이터(211)는 부품의 실장 위치, 실장 순서나 픽업에 이용되는 노즐 종류 등, 실장 작업 순서에 관한 데이터이다. 부품 데이터(212)는 부품에 관한 여러 가지 데이터의 데이터 베이스이고, 부품의 형상이나 크기에 관한 데이터나 이 부품의 인식 처리에 이용되는 알고리즘에 부가된 알고리즘 번호, 인식 파라미터 등을 포함한다. 또한, 프로그램 기억부(22)에는 취득 영역 설정 프로그램(221), 실장 운전 프로그램(222)이 기억된다. 취득 영역 설정 프로그램(221)은 부품 데이터중의 부품의 크기나 형상에 따라 화상 취득 영역의 크기나 주사 간격을 설정함과 동시에, 그 정보를 화상 선택 정보나 X방향의 위치를 나타내는 수치로서 출력하는 프로그램이다.

그리고, 다음은 본 발명의 부품 실장 방법에 대하여 설명한다.

도 7은 본 발명의 실시예에서의 화상 판독 방법의 플로우챠트이고, 도 8은 본 발명의 실시예에서의 화상 판독 방법의 화상 취득 영역 설정의 설명도이다.

도 7에 있어서, 실장 데이터(211) 및 부품 데이터(212)가 데이터 기억부(21)로부터 처리·연산부(20)로 읽어 들여져 판독된다(ST1). 그것에 의하여, 실장 동작이 개시되고, 도 1에 나타낸 트랜스퍼 헤드(8)는 부품 공급부(4)로부터 부품을 픽업한다(ST2). 여기서는 도 8에 나타낸 3개의 상이한 종류의 부품(301, 302,303)이 3개의 흡착 노즐(81)에 의하여 픽업된다. 그리고, 트랜스퍼 헤드(8)는 카메라(9) 위쪽의 화상 판독 개시 위치로 이동한다(ST3).

그 트랜스퍼 헤드(8)에 의한 동작과 동시 병행적으로 이하의 처리가 행해진다.

우선, 판독된 실장 데이터(211) 및 부품 데이터(212)에 근거하여 취득 영역 설정 처리가 행해진다(ST4). 여기서는 프로그램(221)을 처리·연산부(20)에서 실행함으로써, 도 8에 나타낸 바와 같이 트랜스퍼 헤드(8)에 의하여 유지된 상태의 각 부품(301, 302, 303)을 대상으로 하여 화상 취득 영역(501, 502, 503)이 설정된다.

도 8의 각 화상 취득 영역에 부기(付記)된 Y방향의 수치(Y1 내지 Y6)는 라인 센서(14)의 화소 배열(Y0 내지 Ye)에 근거한 수치이고, 화상 판독에 있어서의 화상 취득 영역의 폭, 즉 화상 신호의 출력 대상으로서 선택되는 화소의 범위를 나타낸다. 예를 들면, 부품(301)을 대상으로 한 화상 취득 영역(501)의 화상을 판독할 때에는 라인 센서(14)의 화소(Y0 내지 Ye;141)중, Y1 내지 Y2의 범위의 화소(141)로부터만 화상 신호를 출력시킨다.

또한, 각 화상 취득 영역에 대응하여 X축상에 설정된 X방향의 수치(X1 내지 X9)는 트랜스퍼 헤드(8)를 X방향으로 이동시키는 상대 이동 기구의 기계 좌표계상의 수치(예를 들어, 모터(71)의 엔코더로부터 출력되는 펄스 수에 대응)로 표시된수치이다. 여기서, (X3, X4), (X5, X6), (X7, X8)은 각각 화상 취득 영역(501, 502, 503)에 대한 화상 신호 판독의 개시, 종료의 타이밍을 나타내는 것이다. 또한, 수치(X1, X2, X9)는 트랜스퍼 헤드(8)의 스캔 동작에 있어서의 가감속 타이밍을 나타내다.

바꿔 말하면, 도 8의 X축상에 나타낸 X방향의 각 수치는 라인 센서(14)와 트랜스퍼 헤드(8)의 X방향에 있어서의 특정한 상대 위치 관계에 대응된다. 이들 수치에 의하여 라인 센서(14)가 수평 이동중인 트랜스퍼 헤드(8)와 어떠한 위치 관계에 있는지 판별할 수 있다. 예를 들면, 모터(71)의 엔코더로부터의 위치 정보(펄스 신호)가 수치(X1)와 일치하면, 트랜스퍼 헤드(8)가 소정의 스캔 속도를 실현하기 위하여 설정된 감속 위치에 도달한 것을 나타낸다. 도면 부호 X2는 감속이 완료되어 소정의 스캔 속도로 되는 속도 설정 위치에 대응한 수치이다.

즉, 처리·연산부(20)에서 모터 제어부(10)를 통하여 모터(71)의 엔코더로부터 전송되는 위치 정보를 감시하고, 그 위치 정보가 상기에서 설명한 각 수치에 일치하면, 각각의 수치에 대응한 특정한 상대 위치 관계가 실현된 것이 검출된다. 그리고, 그 검출 결과에 따라, 각종의 동작 제어, 예를 들어 트랜스퍼 헤드(8)의 동작 제어, 라인 센서(14)에 있어서의 화상 신호 출력 대상의 선택 화소의 갱신 등이 행해진다.

즉, 부품 데이터중의 부품 형상이나 크기에 근거하여 화상 취득 영역(501, 502, 503) 각각에 대하여 화상 취득 영역의 폭 크기를 나타내는 Y방향의 수치 및 화상 신호 취득 개시·종료의 타이밍을 나타내는 X방향의 수치가 설정된다. 이와같이 해서 설정된 화상 취득 영역에 근거하여, 화상 신호의 출력 대상으로 되는 화소를 선택하는 화소 선택 정보가 생성된다. 이 후, 상기 처리에서 설정된 화소 선택 정보가 출력된다(ST5). 그것에 의하여, 카메라(9)에 의한 화상 판독이 가능한 상태로 된다. 그리고, 그 후, 화상 판독이 실행된다(ST6).

여기서, 처리·연산부(20), 데이터 기억부(21), 프로그램 기억부(22)는 화상 신호를 출력해야만 하는 화소를 특정하기 위하여 필요한 정보를 포함한 화소 선택 정보를 제공하기 위한 화소 선택 정보 제공 수단을 구성한다.

화상 판독은 이하와 같이 해서 행해진다.

우선, 최초에 촬상되는 화상 취득 영역(501)의 화상 취득에 있어서는 라인 센서(14)의 각 화소(Y0 내지 Ye;141)중, 도 8에 나타낸 도면 부호 Y1 내지 Y2 사이의 화소가 출력 대상으로서 특정된다.

그리고, 트랜스퍼 헤드(8)의 위치를 나타내는 위치 정보가 도면 부호 X3에 일치하면, 상대 이동 검출부(11)의 취득 영역 판정부(113)로부터 허가 신호(760)가 출력된다. 그것에 의하여, 일정 거리 이동 검출부(114)는 트랜스퍼 헤드(8)가 카메라(9)에 대하여 소정 거리(주사 간격)만큼 상대 이동한 것을 나타내는 이동 검출 신호(750)를 카메라 제어부(17)에 대하여 출력한다.

그 이동 검출 신호(750)를 트리거로 하여 라인 센서(14)로부터의 화상 신호 출력이 개시되고, 출력된 화상 신호는 신호 보정부(16)를 지나 화상 인식부(18)로 취득된다. 그리고, 트랜스퍼 헤드(8)가 이동하여 위치 정보가 도면 부호 X4에 일치하면, 취득 영역 판정부(113)로부터의 허가 신호(760)의 출력이 정지된다. 그것에의하여, 이동 검출 신호(750)의 출력이 정지되어,카메라(9)로부터의 화상 판독이 중단된다. 그 후, 트랜스퍼 헤드(8)가 더 이동함으로써, 화상 취득 영역(502, 503)에 대해서도 동일한 화상 판독이 반복된다. 이 때, 각 화상 취득 영역(502, 503)마다 상이한 주사 간격이 설정되어, 촬상 대상의 부품(302, 303)에 따른 해상도의 화상이 취득된다.

이와 같이 해서 모든 부품의 화상 판독이 완료되면, 트랜스퍼 헤드(8)는 기판(3) 위쪽으로 이동한다(ST7). 이것과 병행해서, 인식 처리가 행해진다(ST8). 즉, 신호 보정부(16)에서 보정 처리된 화상 신호는 화상 인식부(18)로 취득되고, 화상 인식부(18)에서 인식 처리가 행해진다. 다음에, 부품 탑재가 실행된다(ST9). 즉, 화상 인식부(18)에 의한 인식 결과에 근거하여, 부품(301, 302, 303)의 위치 변위를 보정한 다음, 트랜스퍼 헤드(8)에 의하여 기판(3)상에 그들 부품이 탑재된다. 이 때, 부품(301, 302, 303)의 인식은 각각의 부품에 따른 적절한 해상도로, 더욱이 촬상중의 해상도에 있어서의 편차가 없는 안정된 화상에 근거하여 행해지기 때문에, 화상 인식 정밀도를 안정시켜 실장 정밀도를 향상시키는 것이 가능하다.

또한, 본 실시예에서는 화상 판독 장치를 부품 실장 장치에 설치한 예에 대하여 설명하였지만, 이 화상 판독 장치는 부품 실장 장치 이외의 조립 장치나 각종 검사기 등 화상을 판독하는 여러 가지 장치에 대하여 적용 가능하다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 촬상 대상물을 상대 이동 기구에 의하여 카메라에 대해 한 방향으로 상대 이동시키고, 촬상 대상물이 카메라에 대하여 소정거리만큼 상대 이동할 때마다 화소 선택 정보에 의하여 특정되는 화소로부터의 화상 신호의 출력을 반복하도록 하기 때문에, 분해능이 일정한 정확한 화상을 얻을 수 있다.

Claims (4)

1. 복수의 화소를 일렬로 배치한 카메라를 촬상 대상물에 대하여 상기 화소의 배열 방향과 교차하는 한 방향으로 상대적으로 이동시키면서 촬상 대상의 광학 화상을 판독하는 화상 판독 장치로서,

   상기 복수의 화소에 개별적으로 접근하여 화상 신호를 출력시키는 화소 선택부;

   상기 화상 신호를 출력해야만 하는 화소를 특정하기 위하여 필요한 정보를 포함한 화소 선택 정보를 제공하기 위한 화소 선택 정보 제공 수단;

   상기 촬상 대상물을 상기 카메라에 대하여 상대적으로 이동시키는 상대 이동 기구;

   상기 촬상 대상물이 상기 카메라에 대하여 상기 한 방향으로 소정 거리만큼 상대 이동한 것을 검출하는 상대 이동 검출부; 및

   상기 상대 이동 검출부가 상기 소정 거리의 상대 이동을 검출하였을 때, 상기 화소 선택부를 상기 화소 선택 정보에 근거하여 제어함으로써, 필요한 화소로부터 화상 신호를 출력시키는 제어부를 포함하는 화상 판독 장치.
2. 화상 판독 장치로서,

   복수의 화소를 제 1 방향으로 일렬로 배치한 카메라;

   촬상 대상물을 상기 카메라에 대하여 상기 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향으로 상대적으로 이동시키는 이동기;

   상기 촬상 대상물이 상기 카메라에 대하여 상기 제 2 방향으로 소정 거리만큼 상대 이동한 것을 검출하는 검출기;

   상기 복수의 화소에 개별적으로 접근하여 화상 신호를 출력시키는 화소 선택기;

   상기 화상 신호를 출력해야만 하는 화소를 특정하기 위하여 필요한 정보를 제공하는 정보 제공부; 및

   상기 검출기가 상기 소정 거리의 상대 이동을 검출하였을 때, 상기 화소 선택기를 상기 정보에 근거하여 제어함으로써, 필요한 화소로부터 화상 신호를 출력시키는 제어부를 포함하는 화상 판독 장치.
3. 제 2항에 있어서, 상기 복수의 화소는 광전 변환 소자를 가진 라인 센서인 것을 특징으로 하는 화상 판독 장치.
4. 복수의 화소를 일렬로 배치한 카메라를 촬상 대상물에 대하여 상기 화소의 배열 방향과 교차하는 한 방향으로 상대적으로 이동시키면서 촬상 대상의 광학 화상을 판독하는 화상 판독 방법으로서,

   상기 촬상 대상물을 상대 이동 기구에 의하여 상기 카메라에 대해 상기 한 방향으로 상대 이동시키는 공정; 및

   상기 촬상 대상물이 소정 거리만큼 상대 이동할 때마다 화소 선택 정보에 의하여 특정한 화소로부터의 화상 신호의 출력을 반복하는 공정을 포함하는 화상 판독 방법.