CN1860499A - 摄像装置及搭载该装置的被摄像物移动装置 - Google Patents

Abstract

本发明的摄像装置，包括可以从多个方向照射元件(C)的透射照明单元、漏斗状照明单元(32a)、反射照明单元(32b)、侧面照明单元(32c)，能够拍摄元件(C)的1台摄像机(30)，以及控制各个照明单元的光的照射方向及照射时机、摄像机(30)的扫描时机的摄像控制单元，针对摄像机(30)的每次扫描，相对于元件(C)依次切换各照射方向的光而进行照射。

Description

摄像装置及搭载该装置的被摄像物移动装置

技术领域

本发明涉及一种拍摄相对移动的被摄像物的摄像装置及搭载该装置的被摄像物移动装置。

背景技术

一般已知的摄像装置，包括照射被摄像物的照明单元，以及在该照明单元所提供的照明条件下拍摄元件的摄像单元，该摄像装置根据该摄像单元所拍摄的图像检测被摄像物的状态以及形状等。该种摄像装置，为分别检测被设定为被摄像物的多个检测对象，需在多种照明条件下分别拍摄被摄像物(例如参照日本专利公开公报特开2003-8300号(以下称专利文献1))。

上述专利文献1的表面安装机，通过头部单元吸附在以BGA(BallGrid Array)为代表的封装表面上具有称为突起(bump)的突起电极的区域阵列端子型封装元件，并将该元件搬送至已定位的印刷线路板并进行安装。为此，要求上述表面安装机包括具有在安装前检测该元件所特有的凸起高低不均的缺陷的功能和为使元件相对于印刷线路板可准确定位而检测元件相对于头部单元的状态的功能的摄像装置。

上述表面安装机，包括由检测元件状态的第1传感器单元和检测突起缺陷的第2传感器单元，而作为摄像装置。第1传感器单元，包括照射元件下表面的照明单元，和在此照明条件下从正下方拍摄元件的摄像单元，通过拍摄该元件的轮廓来检测元件的状态。第2传感器单元，包括从不同倾斜角度照射突起的一对照明单元和可分别接收因该对照明单元所产生的来自元件的正反射光的一对摄像单元，根据在不同照明条件下两次拍摄的同一突起的图像位置检测突起的高度。因而，头部单元所吸附的元件在搬送过程中经过第1传感单元上方以检测其状态，并经过第2传感单元上方以检测是否存在突起缺陷。

然而，上述专利文献1的表面安装机，为拍摄检测对象元件的轮廓及突起，必须在3种照明条件下分别拍摄元件，因此需要对应于上述各传感单元的各照明单元分别设置多个摄像单元，从而导致装置成本的提高。

对此，虽然也可以考虑通过切换各照明条件，由1台摄像单元来拍摄各照明条件下的元件，但采用该方法需要根据拍摄次数使元件移动经过拍摄单元，从而增加了该元件的搬送距离，降低了元件的安装作业的效率。

发明内容

本发明鉴于上述问题而作，其目的在于提供一种，使被摄像物相对移动一次，便可由1台摄像单元分别拍摄在多个照明条件下的被摄像物图像的摄像装置及搭载该装置的被摄像物移动装置以及相应的拍摄方法。

为解决上述问题，本发明的能够在多种照明条件下拍摄相对移动的被摄像物的摄像装置，包括能够从多个方向照射被摄像物的照明单元；沿着与上述移动方向交叉的方向，对应于相对移动进行规定次数的扫描，以此拍摄被摄像物的线传感器；控制对应于此照明条件所选择的照明方向的照射时机和线传感器的扫描时机的摄像控制单元，在通过线传感器拍摄被摄像物而进行的规定次数的扫描中，可以适当地切换从上述多个照明方向中选择至少一个以上的方向来照射的多种照明条件；从所拍摄图像中选取多个对应于上述各种照明条件的图像的图像处理单元(技术方案1)。

采用本发明的摄像装置，由于其包括摄像控制单元，当作为被摄像物的检测对象的部位为2处时，可在线传感器的每次扫描中相互交替照射2种照射方向的光。因此，在上述例中，相对于经过1台线传感器的被摄像物，在各照明条件下分别拍摄显示作为一方的检测对象部位的摄像线和显示作为另一方的检测对象的部位的摄像线相互交替设置的图像，且通过图像处理单元从该图像中选取在不同照明条件下的2种图像。

另外，由拍摄多个被摄像物的多个线传感器，针对各个线传感器能够从多个方向照射被摄像物的多个照明单元，针对各个线传感器为在规定次数的扫描中可以适当地切换多种照明条件而进行控制的一个或多个摄像控制单元，针对各个线传感器从所拍摄图像中选取多个对应于上述各种照明条件的图像的一个或多个图像处理单元，构成摄像装置时，即使多种领域、部分的每一个所要求的图像种类不同，也能够通过较少的相对移动有效地选取对应于上述领域或部分的多种图像(各领域、各部分具有独立的图像，或共通的图像的多个领域或部分所构成的图像)。

上述照明单元，较为理想的是，包括以被摄像物为界设置在线传感器一侧，向被摄像物进行照射的反射照明单元，以及以被摄像物为界设置在与线传感器相反的一侧，从被摄像物的背面向线传感器一侧进行照射的透射照明单元，上述摄像控制单元，在上述线传感器的规定次数的扫描中，适当地切换反射照明单元和透射照明单元并使其发光(技术方案2)。

根据技术方案2所述的摄像装置，通过较少的相对移动，可分别拍摄通过反射照明单元而显示出被摄像物表面的图像，和通过透射照明单元而显示出被摄像物轮廓的图像。

上述照明装置，较为理想的是，包括以被摄像物为界设置在线传感器一侧，向被摄像物进行照射的反射照明单元，以及从与线传感器光轴大致正交的被摄像物侧面位置向该被摄像物进行照射的侧面照明单元，上述摄像控制单元，在上述线传感器的规定次数的扫描中，适当地切换反射照明单元和侧面照明单元并使其发光(技术方案3)。

根据技术方案3所述的摄像装置，通过较少的相对移动，可分别拍摄通过反射照明单元而显示出被摄像物表面的图像，和通过侧面照明单元而显示出被摄像物表面所形成的突起(例如电子元件的突起)等的图像。

上述照明装置，较为理想的是，包括以被摄像物为界设置在与线传感器相反一侧，从被摄像物背面向线传感器一侧进行照射的透射照明单元，以及从与线传感器光轴大致正交的被摄像物侧面位置向该被摄像物进行照射的侧面照明单元，上述摄像控制单元，在上述线传感器的规定次数的扫描中，适当地切换透射照明单元和侧面照明单元并使其发光(技术方案4)。

根据技术方案4所述的摄像装置，通过较少的相对移动，可分别拍摄通过透射照明单元而显示出被摄像物轮廓的图像，和通过侧面照明单元而显示出被摄像物表面所形成的突起等的图像。

上述照明装置，较为理想的是，包括以被摄像物为界设置在线传感器一侧，以相互不同的方向对被摄像物进行照射的多个反射照明单元，上述摄像控制单元，在上述线传感器的规定次数的扫描中，适当切换上述多个反射照明单元并使其发光(技术方案5)。

根据技术方案5所述的摄像装置，通过较少的相对移动可拍摄多种不同的反射图像。

上述照明单元，较为理想的是，包括以被摄像物为界设置在线传感器一侧，向被摄像物进行照射的反射照明单元；以被摄像物为界设置在与线传感器相反的一侧，从被摄像物背面向线传感器一侧进行照射的透射照明单元；以及从与线传感器光轴大致正交的被摄像物侧面位置向该摄像物进行照射的侧面照明单元；上述摄像控制单元，在上述线传感器的规定次数的扫描中，适当地切换反射照明单元、透射照明单元及侧面照明单元并使其发光(技术方案6)。

根据技术方案6所述的摄像装置，通过较少的相对移动，可获得显示出被摄像物轮廓的图像，显示出被摄像物表面的图像，以及显示出被摄像物表面所形成的突起等的图像。

另外，本发明的另一种能够在多种照明条件下拍摄相对移动的被摄像物的摄像装置，包括能够以多种颜色的光照射被摄像物的照明单元；沿着与上述移动方向交叉的方向，对应于相对移动进行规定次数的扫描，以此拍摄被摄像物的线传感器；控制上述照明条件的光的颜色以及照射时机和线传感器的扫描时机的摄像控制单元，在通过线传感器拍摄被摄像物而进行的规定次数的扫描中，相对于被摄像物可以适当地切换特定颜色的光并进行照射；从拍摄的图像中选取多个对应于上述各种照明颜色的图像的图像处理单元(技术方案7)。

采用本发明的上述摄像装置，由于具有摄像控制单元，通过在线传感器的每次扫描中依次照射红、绿、蓝三色光，可以在各种颜色的照明条件下分别拍摄通过线传感器的被摄像物，从而通过图像处理单元可从拍摄的图像中选取不同照明条件下的3种图像。若将上述图像合成，即可形成被摄像物的彩色图像，因而不必为了拍摄彩色图像而另行设置具有彩色滤色器的线传感器，从而可以降低装置成本。

在上述线传感器的规定次数的扫描中，较为理想的是，每次扫描都依次切换上述多种照明条件(技术方案8)。

根据技术方案8所述的摄像装置，与按线传感器的每个像素来控制照明条件的结构相比，能够降低控制照明条件的信息量，因此可节约存储该信息的存储资源，同时可以减少处理工时，实现摄像处理的高速化。

本发明的被摄像物移动装置，可包括上述摄像装置，以及搬送被摄像物的搬送单元(技术方案9)。

根据技术方案9所述的被摄像物移动装置，根据上述摄像装置在多种照明条件下分别拍摄的图像，可进行被摄像物的形状确定或位置补正等，同时将该被摄像物搬送至目的地。

上述被摄像物移动装置，较为理想的是，包括搬送作为被摄像物的元件，并将其安装在印刷线路板上的搬送装置，即头部单元，在上述头部单元搬送元件时通过上述摄像装置进行拍摄的表面安装机(技术方案10)。

根据技术方案10所述的表面安装机，根据上述摄像装置在多种照明条件下分别拍摄的图像，可进行元件的形状确定或位置补正等，同时能够将该元件安装在印刷线路板上。

上述被摄像物移动装置，较为理想的是，包括将作为被摄像物的元件搬送至检查座的搬送单元，即头部单元，在上述头部单元搬送元件时通过上述摄像装置进行拍摄的元件试验装置(技术方案11)。

根据技术方案11所述的元件试验装置，根据上述摄像装置在多种照明条件下分别拍摄的图像，可进行元件的形状确定或位置补正等，同时能够将该元件搬送至检查座。

附图说明

图1是搭载有本发明的实施方式所涉及的摄像装置的表面安装机的概略俯视图。

图2是图1的表面安装机局部予以省略的正视图。

图3是概略地表示图1的表面安装机的摄像装置的局部剖视图。

图4是表示漏斗状照明单元的照明区域的俯视图。

图5是表示图1的表面安装机的控制单元的电结构的框图。

图6是表示摄像装置的照明及摄像时机的时机图。

图7是表示透射照明单元及侧面照明单元进行照明时所拍摄图像的示意图。

图8是图7的图像分别按各个照明条件予以选取而获得的图像，其中(a)是透射照明单元进行照明时的图像，(b)是侧面照明单元进行照明时的图像。

图9是表示漏斗状照明单元的照明区域的发光位置，以及对应于该位置的突起及垫的图像的模式图。

图10是图9的各个图像予以合成而获得的图像的示意图。

图11是表示表面安装机的控制单元进行安装控制运作的流程图。

图12是表示图11的元件识别处理运作的流程图。

图13是搭载有本发明的实施方式所涉及的摄像装置的元件实验装置的概略俯视图。

图14是搭载有本发明的其它实施方式所涉及的摄像装置的头部单元的概略侧视图。

本发明的最佳实施方式

以下参照附图对本发明的最佳实施方式进行说明。

图1及图2概略地表示了搭载有本发明所涉及的摄像装置的表面安装机(本发明所涉及的表面安装机)。如图所示，在安装机的基座1上设置有用于搬送印刷线路板的搬送带2，印刷线路板3在该搬送带2上予以搬送，并停止在规定的安装作业位置。

上述搬送带2的两侧，设置有元件供给单元4、5。在元件供给单元4、5的其中一方(图1中为上侧)的元件供给单元4中，沿X轴方向设置有多列带式送料器4a。各带式送料器4a，其中以规定间隔分别收容保持有IC、晶体管、电容器等小片状芯片元件的带可从卷轴导出，且通过后述的头部单元6间歇地取出元件。另一方面，在另一侧的元件供给单元5，沿X轴方向以一定间隔设置有托盘5a、5b。各托盘5a、5b，分别整齐地排列有QFP(Quad Flat Package)或BGA(Ball Grid Array)等封装型元件，处于能够通过头部单元6取出的状态。

上述基座1的上方，安装有用于安装元件的头部单元6。该头部单元6，能够在元件供给部4、5和印刷线路板3所在的元件安装部之间移动，并可沿X轴方向(搬送带2的搬送方向)和Y轴方向(在水平面上与X轴正交的方向)移动。

即，基座1上设置有Y轴方向的固定导轨7和通过Y轴伺服电机9予以转动驱动的滚珠丝杠8，上述固定导轨7上设置有头部单元支撑部件11，设置于该支撑部件11的螺母12与上述滚珠丝杠8螺合。此外，上述支撑部件11，设置有X轴方向的引导部件13和通过X轴伺服电机15予以驱动的滚珠丝杠14，上述头部单元6移动可能地支撑在上述引导部件13上，设置于该头部单元6的螺母(未图示)与上述滚珠丝杠14螺合。另外，上述支撑部件11通过Y轴伺服电动机9的运作而沿Y轴方向移动，同时头部单元6通过X轴伺服电动机15的运作而相对于支撑部件11沿X轴方向移动。

上述头部单元6，设置有多个顶端具有用于吸附元件的吸嘴16a的头部16。该头部16，可相对于头部单元6的框架升降(沿Z轴方向移动)以及围绕吸嘴中心轴(R轴：未图示)转动，通过未图示的Z轴伺服电机等升降驱动单元以及R轴伺服电机等转动驱动单元予以驱动。本实施方式中，设置有6个吸嘴16a。

另外，头部单元6，设置有相对于各吸嘴16a所吸附的元件进行照射的透射照明单元17。该透射照明单元17，包括固定在头部单元6下表面的多个LED17a，以及设置从下方覆盖上述LED17a的扩散板17b，各LED17a的照射光从元件背面一侧(上方)向基座1一侧照射。而且，上述各吸嘴16a的中间部分，插通于上述扩散板17b，从而能够沿Z轴方向移动及围绕R轴转动。

此外，上述基座1，于上述托盘5a、5b之间，设置有在安装从元件供给部4、5取出的元件之前，用于图像识别的摄像装置18。

摄像装置18，固定设置在基座1上，如图3所示，包括拍摄头部16所吸附的元件C的摄像机30，以及提供拍摄元件所需照明的照明单元31。以下，对拍摄包括俯视方向大致呈正方形的主体H以及该主体H的下表面上所形成的多个突起Bu的元件C的情况进行说明。

摄像机30，是包括多个摄像元件排成一列的线传感器的摄像机，设置在基座1上，且上述摄像元件沿Y轴方向排列，通过使头部单元6沿摄像元件排列方向(主扫描方向)和与上述排列方向正交的方向(副扫描方向：X轴方向)移动，从下方拍摄各头部16所吸附的元件。

照明单元31，设置在摄像机30的上方，包括位于单元31的上部中央位置的漏斗状照明单元32a，位于该单元31内侧的反射照明单元32b，位于该单元31上部的漏斗状照明单元32a的外侧的侧面照明单元32c的3种照明单元。

漏斗状照明单元32a，如图3所示，中央部位设置有开口部，在向上逐渐扩展的漏斗状框架的内面设置有多个LED33，通过这些LED33的发光，从下方倾斜照射位于摄像装置18上方的吸附元件C。此外，如图4所示，漏斗状照明单元32a，围绕摄像机30的光轴以90°为单位而予以分割。分割而成的照明区域33a～33d，分别作为一个区域，可单独发光/熄灭。

反射照明单元32b，设置在上述漏斗状照明单元32a的下方，具有作为光源而横向排列的多个LED34和单向透视玻璃(half mirror)35。此外，通过单向透视玻璃35使上述LED34射出的光呈90°折射，从而可沿着平行于上述摄像机30光轴的方向，从正下方照射位于摄像装置18上方的吸附元件C。

侧面照明单元32c包括多个面向内侧且包围漏斗状照明单元32a的LED36，通过这些LED36的发光，可从侧面照射位于摄像装置18上方的吸附元件C。

此外，上述安装机中，如图5所示，设置有包括执行逻辑演算的CPU61，预先存储CPU61的控制程序等的ROM62，以及暂时存储各种数据的RAM63等的控制单元60，上述伺服电机9、15、头部单元6以及摄像装置18等均由该控制单元统一控制，从而能够按照预先存储的程序执行一系列的元件安装操作。

CPU61，包括摄像控制单元61a，用于设定相对于元件的光照射方向数目及摄像机30的对应于光照射方向数目的扫描次数，以及控制摄像时机和照明发光时机，另外还包括从摄像机30所拍摄的图像中选取对应于各照明方向的图像的图像处理单元61b，为了针对作为拍摄对象的元件执行后述图9所示的处理而对图像的亮度进行检测的亮度检测单元61c，以及对已检测亮度的各个图像进行图10所示的合成的图像合成单元61d。

为通过上述CPU61控制摄像机30的拍摄时机以及透射照明单元17或照明单元31的各照明单元32a～32c的发光时机，ROM62存储有图6中所示的时机图。

图6是表示控制单元的一个控制例的时机图，其中(a)是透射—侧面照明单元进行照明时的时机，(b)是漏斗状照明单元32a进行照明时的时机。

例如，检测元件C相对于头部16的位置偏差，以及检测突起Bu时，需要通过上述透射照明单元17的照射而使元件C的轮廓予以显现的图像，以及通过反射照明单元32b的照射而使突起Bu的顶点附近较为明亮的图像。此时，如图6(a)所示，上述控制单元60，针对摄像机30的每次扫描时机，使透射照明单元17与侧面照明单元32c相互交替发光。由此拍摄的图像，如图7所示，由透射照明单元17进行照明时所拍摄的摄像线的图像和侧面照明单元32c进行照明时所拍摄的摄像线的图像相互交替设置而成。在该图像中，大致呈正方形的主体H显示为长方形，这是因为上述摄像控制单元61a，将预先规定的扫描次数，即对应于摄像机30扫描方向的像素数的副扫描双方向的扫描次数，乘以照明单元数量(透射照明单元17及侧面照明单元32c：2个)而获得的数值设定为扫描次数。

此外，通过图像处理单元61b，可获得从上述图像中分别选取的由透射照明单元17照射时的所拍摄的摄像线的图像和由侧面照明单元32c照射时所拍摄的摄像线的图像(摄像线数为1/2时的图像)。该图像，如图8(a)及(b)所示，具有以标准扫描次数拍摄的分辨率。另外，图8(a)表示由透射照明单元17照明时的元件图像(主体H的轮廓)，图8(b)表示由侧面照明单元32c照明时的元件图像(突起Bu)。

另外，一部分的元件C，具有上述表面为半球状的突起Bu和表面平坦的垫Pa(参照图9)，检测该类元件C的突起Bu的高度时，为区别突起Bu的图像与垫Pa的图像，以获得省略垫Pa的图像较为理想。此时，上述控制单元60，如图6(b)所示，针对摄像机30的每次扫描时机，使漏斗状照明单元32a的照明区域33a～33d依次切换并予以发光。具体而言，通过控制单元，针对摄像机30的每次拍摄，使照明区域33a、33b、33c、33d依次发光，且循环发光。由此拍摄的，并分别选取的各照明区域33a～33d的照明条件下的摄像线的图像，如图9(a)～(d)所示，在突起Bu顶点附近，且照明区域33a～33d中发光区域的光线所照射的位置(面向照明区域33a～33d中的发光区域的位置)被局部照亮。这4张图像中，分别相对于元件的相同位置，使垫Pa的下面予以照亮(以下称为亮部)，这些亮部通过上述亮度检测单元61c予以检测，根据该亮度检测单元61c的检测结果，上述图像合成单元61d改变亮度使各亮部变暗。即，通过相当于排他性逻辑和的逻辑演算处理，使上述4张图像中在重叠时亮度相同的部位变暗，在重叠时亮度不同的部位变亮，通过这种方式合成各图像，便可得到如图10所示的仅突起Bu明亮的合成图像G1。另外，图9中(a)～(d)各图像之所以具有标准分辨率，是因为上述摄像控制单元61a将预先设定的扫描次数乘以照明单元的数量(各照明区域33a～33d：4个)而获得的数值设定为扫描次数，所以对应于各照明区域33a～33d从拍摄的图像中选取的图像(摄像线为1/4的图像)的摄像线数量为标准的数值。

如上所述，摄像控制单元61a，对应于元件C的轮廓、突起Bu或者垫Pa等作为检测对象的部位，使照射方向不同的各个照明单元17、33a～33c有选择地进行照射，同时控制上述照明单元17、33a～33c的照射时机以及摄像机30的拍摄时机，并将摄像机30的扫描次数乘以所选择的各个照明单元17、33a～33c的数量所获得的数值设定为扫描次数。此外，上述例子中，就透射照明单元17与侧面照明单元32b相互交替发光的情况，以及漏斗状照明单元32a的各个照明区域依次发光的情况进行了说明，但并不局限于此，也可以使反射照明单元32c与透射照明单元17、反射照明单元32c与侧面照明单元32b，或透射照明单元17与侧面照明单元32b依次切换并予以发光。另外，也可相互交替切换漏斗状照明单元32a的各个照明区域33a～33d全部发光的状态与反射照明单元32c发光的状态。

另外，上述例中将漏斗状照明单元32a分割为4个区域，其分割形状不限定为例示的X形，也可以是十字形，此外分割数也可设为4个以下或以上。另外，也可以不均匀地分割各个领域。此外，上述例中分割了漏斗状照明单元32a，但并不仅限于漏斗状照明单元32a，也可以适当分割侧面照明单元32b后进行上述控制及拍摄。

此外，上述摄像装置18，采用分别照射方向各异的照明光的照明单元17、32a～32c，但并不局限于此，例如还可以采用能够照射多种颜色的照明光的照明单元。此时，上述摄像控制单元61a，控制摄像机30的摄像时机及照明单元的照射时机，使摄像机30在每次扫描中依次照射不同颜色的光。另外，该结构中，较为理想的是，摄像控制单元61a，将摄像机30的扫描次数乘以所选择的照明单元的颜色的数量而获得的数值设定为扫描次数。以该扫描次数进行拍摄，且针对各照明颜色，所选取的摄像线的图像，与上述情况相同具有以标准的扫描次数予以拍摄的分辨率。

以下，根据图11的流程图，对安装机根据上述控制单元的控制进行安装操作的一例进行说明。

通过头部单元6的各个吸嘴16a从元件供给单元4、5吸附元件C(步骤S1)，该头部单元6经过拍摄单元18的上方时执行元件识别处理(步骤S2)。作为该元件识别处理S2，如图12所示，首先将头部6移至预先设定的位于基座1上的待机位置(步骤S21)，然后开始向拍摄单元18一侧移动(步骤S22)。随后，判断作为下一个拍摄对象的元件C所设定的照明条件是否为设定了多个照明条件(步骤S23)，在此若判定为单一的照明条件(一般照明)(步骤S23为NO)，使预先设定的照明单元发光，并开始摄像机30的扫描(步骤S24)。另一方面，若判定为多个照明条件(步骤S23为YES)，针对摄像机30的每次扫描切换预先设定的多个照明单元，同时开始元件C的拍摄(步骤S25)。随后，判断在步骤S24、S25开始的元件C的拍摄是否结束(步骤S26)，没有结束时(步骤S26为NO)，反复执行步骤S26。另一方面，判定元件C的拍摄结束时(步骤S27为YES)，判断各吸嘴16a所吸附的所有元件C的拍摄是否完成(步骤S27)，判定存在未拍摄的元件C时(步骤S27为NO)，反复执行步骤S23，另一方面，当完成所有元件C的拍摄时，该处理移至图11的步骤S3。

接着，根据上述元件识别处理中所拍摄的图像检测是否存在突起Bu的高低不均或元件C的表面状态不良等情况(步骤S3)，判定为存在不良时(步骤S3为NO)，将该元件C作为废弃对象而予以登记(步骤S4)，然后移至后述步骤S7。另一方面，判定元件C为合格品时(步骤S3为YES)，根据显示元件C的轮廓的图像检测元件C相对于头部16的位置偏差(也包括转动方向上的偏差)，根据该检测结果计算出安装位置的补正值(步骤S5)。计算出补正值后，根据该补正值调整头部单元6的移动量，然后将该元件C安装到印刷线路板3上(步骤S6)。随后，判断头部单元6的各个吸嘴16a所吸附的所有元件是否已安装，或者作为步骤S3的废弃对象予以登记，即判断各吸嘴16a所吸附的元件C是否处理完毕(步骤S7)，判定存在未处理的元件C时(步骤7为NO)，反复执行上述步骤S3。另一方面，判定所有元件C已处理完毕时(步骤S7为YES)，将登记为废弃对象的全部元件C搬送至未图示的不良元件收容箱(步骤S8)，然后判断所有作为安装对象的元件C是否已安装到印刷线路板3上(步骤S9)。判定存在未安装的元件C时(步骤S9为NO)，反复执行上述步骤S1，另一方面，判定所有安装对象都已安装时(步骤9为YES)，结束该处理。

另外，上述实施方式中，就摄像装置18搭载于表面安装机的结构进行了说明，但并不局限于此，摄像装置18也可以搭载于检查IC芯片等电子元件的元件试验装置40。

图13是搭载本发明所涉及的摄像装置的元件实验装置40的俯视图。为表明方向性在图中表示了X轴、Y轴。

如图13所示，元件试验装置40的基座41，设置有盒设置部43，上下多格收容处于切割成裸芯片的晶片Wa的盒42可拆装于上述盒设置部43。安装在该盒设置部43的盒42，通过未图示的搬送机构搬送至基座41上所形成的开口部44的下方位置，裸芯片在该位置通过头部45被提起。头部45，沿着在基座41上沿Y轴方向延伸的导轨46，将裸芯片从上述开口部44搬送至元件待机部47。元件待机部47，设置在基座41上沿X轴方向延伸的一对导轨48之间，搬送至该元件待机部47的裸芯片，通过沿着各导轨48予以驱动的一对头部单元49、50搬送至基座41上的检查座51，执行规定的检查。

在上述元件检查装置40中，在上述基座41上，摄像装置118、218设置在元件待机部47和检查座51之间。另外，虽然图中未表示，对应于摄像装置118、218，各头部单元49、50分别设置有上述透射照明单元17(参照图2)，另外，摄像装置118、218，设置有图3所示的摄像机30，以及能够切换不同照射方向的光的照明单元31。

上述摄像装置118、218，检测从元件待机部47搬送至检查座51的裸芯片的不良情况(例如突起的高度不良)，该步骤中检测为不合格元件的裸芯片，通过头部单元49、50搬送至载置在基座41上的不合格元件回收部52的不合格元件托盘53。此外，上述摄像装置118、218，检测裸芯片相对于头部单元49、50的状态，该步骤中被测出相对于头部单元49、50存在位置偏差的裸芯片，通过头部单元49、50执行位置补正后搬送至检查座51。

此外，根据在检查座51的检查结果而判定为不合格元件的裸芯片，通过各个头部单元49、50搬送至上述不合格元件托盘53，另一方面，判定为合格元件的裸芯片，通过各头部单元49、50搬送至基座41的元件收容部54，并在该元件收容部54，收容至带式送料器的基带55内，并在基带55张贴未图示的盖带。

另外，不合格元件回收部52的不合格元件托盘53装满后，该托盘53通过图外的托盘移动机构搬送至托盘排出部56，同时位于与不合格元件回收部52邻接的托盘待机部57中的托盘58，通过头部单元49、50移送至不合格元件回收部52，且空托盘通过图外的托盘移动机构从空托盘载置部59移送至托盘待机部57。

此外，上述各实施方式中，就摄像装置18设置在表面安装机以及元件试验装置40的基座上的结构进行了说明，但并不局限于此，例如也可以采用相对于搬送元件的头部单元相对变位可能地安装摄像装置18的结构。

图14是搭载本发明所涉及的摄像装置的用于搬送元件的头部单元的概略侧视图。为表明方向性在图中表示了X轴、Y轴。

如图14所示，用于搬送元件的头部单元306，包括上下延伸的底部307，相对于该底部307的前面予以安装的头部308，相对于上述底部307的背面沿X轴方向变位可能地予以安装的摄像单元309。与上述各实施方式相同，头部308，可相对于头部单元306的框架进行升降，并可围绕吸嘴的中心轴进行转动。摄像单元309，包括相对于上述底部307予以安装的框架310，以及设置在该框架310上的摄像装置318。

摄像装置318，包括线传感器构成的摄像机330，为使该摄像机330能够拍摄而反射吸附元件的图像的镜面331，照射吸附元件的侧面的侧面照明单元332c，从下方照射吸附元件的反射照明单元332b。

摄像机330，与上述各实施方式相同，设置在框架310上，使摄像元件沿Y轴方向排列。通过该框架310相对于头部308沿X轴方向移动，摄象机330从下方拍摄头部308所吸附的元件。侧面照明单元332c，包括在X轴方向上面向内侧相对设置的多个LED336，相对于吸附元件从侧面进行照射。反射照明单元332b，具有横向排列的多个LED334与单向透视玻璃335，与上述反射照明单元332b相同，以平行于摄像机30的光轴的方向进行照射。

采用上述结构的头部单元306，使摄像单元309相对于底部307进行移动，并在摄像机330的每次拍摄中相互交替切换侧面照明单元332c与反射照明单元332b的照射，由此可以分别拍摄各照明条件下的吸附元件。

此外，上述摄像装置18、118、218、318，也可适用于安装机及元件检查装置以外的各种装置，例如也可适用于检查安装元件后的线路板的检查装置。即，以往所知的，使具有相对于通过上述安装机的搬送带2而搬至规定作业位置的线路板，能够拍摄线路板表面的摄像装置的头部单元进行相对移动，同时根据通过上述摄像装置拍摄线路板所获得的图像检查该线路板的装置，作为其摄像装置也可搭载上述实施方式中的摄像装置18、118、218、318。采用上述检查装置，对于在照射具有多种照射角度的照明光的同时，若在这些照明条件下不分别进行拍摄便不能检测安装在线路板上的元件的形状的情况下，可使用上述摄像装置18、118、218、318可靠地检测元件。

如上所述，采用上述摄像装置18、118、218、318，因具有摄像控制单元61a，当作为元件C的检测对象的部位存在2处时，可在摄像机30的每次扫描中相互交替照射2种照射方向的光。因此，在上述例中，在各个照明条件下相对于经过1台摄像机30的元件C可分别拍摄显示作为一方的检测对象的部位的摄像线和显示作为另一方的检测对象的部位的摄像线相互交替设置的图像，且可通过图像处理单元61b从上述图像中选取在不同照明条件下的2种图像。

若采用具有反射照明单元32b与透射照明单元17的结构，可分别拍摄通过反射照明单元32b而显示元件C表面的图像，以及通过透射照明单元17而显示元件C轮廓的图像。

若采用具有反射照明单元32b与侧面照明单元32c的结构，可分别拍摄通过反射照明单元32b而显示元件C表面的图像，以及通过侧面照明单元32c而显示元件C表面所形成的突起Bu等的图像。

另外，元件C的轮廓为四角形时，伴随头部单元6的移动，在多次(例如50次或100次)主扫描中，可于最初和最后的少数几次操作中使透射照明单元17发光，而在位于中途的多次扫描中使侧面照明单元32b或反射照明单元32c发光来进行拍摄。或者，若设定在透射照明单元17发光的同时摄像机30摄取图像的操作为a，在侧面照明单元32b发光的同时摄像机30摄取图像的操作为b，在反射照明单元32c发光的同时摄像机30摄取图像的操作为c时，可在每次扫描中反复执行a、b、b、b、c、c。此外，也可在一次操作中配合沿Y方向排列的摄像元件依次拍摄图像的时机，执行a、a、a、b、b…、b、a、a、a。这样，预先将对应于X轴方向及Y轴方向的摄像坐标使哪个照明单元进行发光的数据存储在摄像控制单元61a的RAM63中，伴随头部单元6的移动可判断现在是哪一次扫描，并且配合摄像机30的摄像元件依次拍摄图像的时机，使对应于上述存储数据的照明单元进行发光。此外，上述说明中，将a、b、c分别作为照明条件进行了说明，但并不局限于此，例如也可以将透射照明单元17与侧面照明单元32b发光的状态(a+b)、反射照明单元32c与侧面用照明单元32b发光的状态(b+c)分别作为照明条件进行设定，并且对于每条摄像线或每个像素依次切换这些照明条件。

另外，当不是只通过一个摄像机30而是通过多个摄像机30同时或错开时间进行拍摄时，分别相对于各摄像机30所拍摄的被拍摄物，设置能够从多个方向进行照射的多个照明单元，并且通过摄像控制单元61a控制各照明单元17、32a～32c的照射时机和各摄像机30的扫描时机，针对各摄像机30在规定次数的操作中适当地切换多个照明条件。此时，也可以设置根据上述各个照明条件，从各摄像机30所拍摄的图像中选取多个图像(分别由相当于不同的规定坐标的摄像像素所构成的图像)的一个或多个图像处理单元61b。

另外，若采用具有能够照射多种颜色的光的照明单元的摄像装置，因具有摄像控制单元61a，通过在摄像机的每次扫描中依次照射红、绿、蓝三色光，能够在各种颜色的照明条件下分别拍摄经过1台摄像机30的元件C，并能够通过图像处理单元从所拍摄的图像中选取在不同照明条件下的3种图像。若合成此类图像，即可形成元件C的彩色图像，因而不必为了拍摄彩色图像而另行设置具有彩色滤色器的线传感器，从而可以降低装置成本。

产业上的利用可能性

采用本发明的摄像装置，因具有摄像控制单元，当作为被摄像物的检测对象的部位存在2处时，可在线传感器的每次扫描中相互交替照射2种照射方向的光。因此，在上述例中，在各照明条件下相对于经过1台线传感器的被摄像物可分别拍摄显示作为一方的检测对象的部位的摄像线和显示另一方的检测对象的部位的摄像线相互交替设置的图像，且可通过图像处理单元从上述图像中选取在不同照明条件下的2种图像。

另外，摄像装置由拍摄多个被摄像物的多个线传感器，针对各个线传感器能够从多个方向照射被摄像物的照明单元，针对各个线传感器为在规定次数的扫描中可以适当地切换多种照明条件而进行控制的一个或多个摄像控制单元，针对各个线传感器从所拍摄图像中选取多个对应于上述各种照明条件的图像的一个或多个图像处理单元构成时，即使多种领域、部分的每一个所要求的图像种类不同，也能够通过较少的相对移动有效地选取对应于上述领域或部分的多种图像(各领域、各部分具有独立的图像，或共同的图像的多个领域或部分所构成的图像)。

Claims (11)

1.一种能够在多种照明条件下拍摄相对移动的被摄像物的摄像装置，其特征在于：

包括，

能够从多个方向照射被摄像物的照明单元；

沿着与上述移动方向交叉的方向，对应于相对移动进行规定次数的扫描，以此拍摄被摄像物的线传感器；

控制对应于此照明条件所选择的照明方向的照射时机和线传感器的扫描时机的摄像控制单元，在通过线传感器拍摄被摄像物而进行的规定次数的扫描中，可以适当地切换从上述多个照明方向中选择至少一个以上的方向来照射的多种照明条件；

从所拍摄图像中选取多个对应于上述各种照明条件的图像的图像处理单元。

2.根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于：

上述照明单元，包括以被摄像物为界设置在线传感器一侧，向被摄像物进行照射的反射照明单元；以及以被摄像物为界设置在与线传感器相反的一侧，从被摄像物的背面向线传感器一侧进行照射的透射照明单元；

上述摄像控制单元，在上述线传感器的规定次数的扫描中，适当地切换反射照明单元和透射照明单元并使其发光。

3.根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于：

上述照明装置，包括以被摄像物为界设置在线传感器一侧，向被摄像物进行照射的反射照明单元；以及从与线传感器光轴大致正交的被摄像物侧面位置向该被摄像物进行照射的侧面照明单元；

上述摄像控制单元，在上述线传感器的规定次数的扫描中，适当地切换反射照明单元和侧面照明单元并使其发光。

4.根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于：

上述照明装置，包括以被摄像物为界设置在与线传感器相反一侧，从被摄像物背面向线传感器一侧进行照射的透射照明单元；以及从与线传感器光轴大致正交的被摄像物侧面位置向该被摄像物进行照射的侧面照明单元；

上述摄像控制单元，在上述线传感器的规定次数的扫描中，适当地切换透射照明单元和侧面照明单元并使其发光。

5.根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于：

上述照明装置，包括以被摄像物为界设置在线传感器一侧，以相互不同的方向对被摄像物进行照射的多个反射照明单元，

上述摄像控制单元，在上述线传感器的规定次数的扫描中，适当切换上述多个反射照明单元并使其发光。

6.根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于：

上述照明单元，包括以被摄像物为界设置在线传感器一侧，向被摄像物进行照射的反射照明单元；以被摄像物为界设置在与线传感器相反的一侧，从被摄像物背面向线传感器一侧进行照射的透射照明单元；以及从与线传感器光轴大致正交的被摄像物侧面位置向该摄像物进行照射的侧面照明单元；

上述摄像控制单元，在上述线传感器的规定次数的扫描中，适当地切换反射照明单元、透射照明单元及侧面照明单元并使其发光。

7.一种能够在多种照明条件下拍摄相对移动的被摄像物的摄像装置，其特征在于：

包括，

能够对被摄像物照射多种颜色光的照明单元；

沿着与上述移动方向交叉的方向，对应于相对移动进行规定次数的扫描，以此拍摄被摄像物的线传感器；

控制上述照明单元的光的颜色和照射时机以及线传感器的扫描时机的摄像控制单元，在通过线传感器拍摄被摄像物的规定次数扫描中，相对于被摄像物可以适当地切换特定颜色的光并进行照射；

从拍摄的图像中选取多个对应于上述各种照明颜色的图像的图像处理单元。

8.根据权利要求1至7中任何一项所述的摄像装置，其特征在于：

在上述线传感器的规定次数的扫描中，每次扫描都依次切换上述多种照明条件。

9.一种被摄像物移动装置，其特征在于：

包括，权利要求1至8中任何一项所述的摄像装置，以及搬送被摄像物的搬送单元。

10.根据权利要求9所述的被摄像物移动装置，其特征在于：

该被摄像物移动装置，是包括搬送作为被摄像物的元件，并将其安装在印刷线路板上的搬送装置，即头部单元，在上述头部单元搬送元件时通过摄像装置进行拍摄的表面安装机。

11.根据权利要求9所述被摄像物移动装置，其特征在于：

该被摄像物移动装置，是包括将作为被摄像物的元件搬送至检查座的搬送单元，即头部单元，在上述头部单元搬送元件时通过摄像装置进行拍摄的元件试验装置。

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