JP4334240B2 - 認識装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、IC等の部品の画像を認識する認識装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
部品の画像を認識する認識装置としては、例えば特許文献1に記載されているように、部品の端面像を撮像するカメラと、部品を照明する発光ダイオードとを備えたものが知られている。
【0003】
【特許文献1】
特開平7−280534号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術においては、部品を一つずつ検査台に載置して画像の認識を行うため、処理にかなりの時間がかかる。このような不具合を解決するためには、カメラ及び発光ダイオードを複数設け、複数の部品の画像認識処理を同時に行うことが考えられる。しかし、この場合には、発光ダイオードから出射した光が隣のカメラに漏れて光の干渉(クロストーク)を起こし、結果として適正な画像が得られなくなる事がある。
【0005】
本発明の目的は、光の干渉を低減すると共に処理能力を向上させることができる認識装置を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は、複数の被検査物の画像をそれぞれ入力する複数の画像入力ユニットを備えた認識装置であって、画像入力ユニットは、被検査物を撮像する撮像手段と、被検査物に向けて光を照射する照明手段と、照明手段により照射された光のうち所定波長帯域の光を透過させる光学フィルタとを有し、照明手段は、単一のピーク波長をもった光を放出する発光ダイオードを有し、複数の画像入力ユニットのうち隣り合う画像入力ユニットの各光学フィルタは、発光ダイオードから放出される光の波長分布をそのピーク波長に対して分割するような異なる波長特性を有していることを特徴とするものである。
【0007】
隣り合う画像入力ユニットの各光学フィルタを上記のように異なる波長特性を有する構成することにより、照明手段により照射された光の一部が隣の画像入力ユニットに漏れたとしても、その漏れ光は隣の画像入力ユニットの光学フィルタで遮断される。このため、隣接する被検査物に同時に光を照射した時に、隣り合う画像入力ユニット間に生じる光の干渉が抑えられる。これにより、複数の被検査物を同時に照らして、これらの被検査物の画像を同時に認識する場合であっても、適正な画像を得ることが可能となる。従って、被検査物の画像認識の処理能力が向上する。
【0008】
また、照明手段は、単一のピーク波長をもった光を放出する発光ダイオードを有し、隣り合う画像入力ユニットの各光学フィルタは、発光ダイオードから放出される光の波長分布をそのピーク波長に対して分割するような異なる波長特性を有しているので、被検査物の画像のコントラストに与える影響を軽減することができる。
【0009】
また、好ましくは、隣り合う画像入力ユニットの各光学フィルタは、照明手段により照射された光の透過量がほぼ等しくなるように形成されている。この場合には、隣り合う画像入力ユニットの各照明手段に対して同じ電流値を与えることで、隣り合う画像入力ユニットにおいてほぼ均一な明るさが得られる。従って、各画像入力ユニット間で光量バランスをとるために各照明手段に供給する電流値を個々に設定しなくて済む。
【0010】
さらに、好ましくは、撮像手段は、開口部を有する筐体内に配置され、照明手段は、筐体内における撮像手段の開口部側に配置され、光学フィルタは、開口部を塞ぐように筐体に取り付けられている。この場合には、光学フィルタによって筐体内の照明手段及び撮像手段が塵等から保護される。従って、防塵用の部材を別に設けなくて済む。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る認識装置の好適な実施形態について、図面を参照して説明する。
【0012】
図1は、本発明に係る認識装置の一実施形態を示す概略構成図である。同図において、本実施形態の認識装置1は、チップ部品2の生産ラインにおいてチップ部品2の姿勢・方向・良否等を検査する部品検査機に備えられた装置であり、複数のチップ部品2の画像を同時に且つ連続的に認識するものである。
【0013】
認識装置1は、マトリクス状に配置された複数のチップ部品2を搬送する搬送ユニット3を有している。各チップ部品2は、搬送ユニット3に設けられた複数本の吸着ノズル(図示せず)によって吸着保持された状態で搬送される。チップ部品2の搬送ライン上には、各ラインLnにおける複数のチップ部品2の画像をそれぞれ同時に入力する複数の画像入力ユニット4が並設されている。
【0014】
各画像入力ユニット4は、図2に示すように、上面に開口部が形成された筐体5を有している。この筐体5内における開口部の近傍には、搬送ユニット3によって搬送されるチップ部品2に向けて光を照射する照明部6が配置されている。
【0015】
照明部6は、略環状に配置された複数の発光ダイオード(LED)7と、これらのLED7の周囲に配置された略環状の反射板8とを有している。LED7は、単一のピーク波長をもった光を反射板8に向けて放出する。LED7は、図3に示すように、常温において約660nmの波長域に発光強度のピークが存在するような発光波長分布特性を有している。反射板8は、LED7から出射された光を斜め上方に向けて反射させる。これにより、搬送ユニット3によって搬送されるチップ部品2が下方より照らされる。
【0016】
筐体5内における照明部6の下方には、チップ部品2で反射した光を結像させる結像レンズ9と、この結像レンズ9によって結像されたチップ部品2の像を撮像する撮像素子10とが配置されている。この撮像素子10としては、例えばエリアイメージセンサが使用される。
【0017】
上述したように各画像入力ユニット4の照明部6の光源として、全て同じ発光波長分布特性を有するLED7を使用することにより、各照明部6における照明分布特性、指向特性、経時変化特性、温度特性等が均一になるため、各撮像素子10においてほぼ同等の画像を得ることが可能となる。また、そのような特性に加えて、各照明部6の電気回路が同じ構成となるため、各照明部6の管理が行いやすくなる。
【0018】
筐体5の上部には、照明部6により照射された光のうち所定波長帯域の光を透過させる光学フィルタ11が筐体5の開口部を塞ぐように取り付けられている。これにより、照明部6からの光のうち所定波長帯域の光が光学フィルタ11を透過してチップ部品2で反射し、その反射光が再び光学フィルタ11を透過し、結像レンズ9を介して撮像素子10に入射されることになる。なお、光学フィルタ11は、筐体5の内部を塵等から保護するための防塵ガラスを兼ねている。
【0019】
複数の画像入力ユニット4のうち隣り合う画像入力ユニット4の各光学フィルタ11は、照明部6により照射された光の波長分布をそのピーク波長に対して2分割するような異なる波長特性を有している。
【0020】
具体的には、隣り合う画像入力ユニット4の各光学フィルタ11の一方(以下、光学フィルタ11Aということがある)は、図4(a)に示すように、LED7から放出された光(発光波長分布特性P)のうち、ピーク中心波長λ0(約660nm)以下の波長帯域の光のみを透過させる波長特性Q1を有している。また、隣り合う画像入力ユニット4の各光学フィルタ11の他方(以下、光学フィルタ11Bということがある)は、図4(b)に示すように、LED7から放出された光(発光波長分布特性P)のうち、ピーク中心波長λ0以上の波長帯域の光のみを透過させる波長特性Q2を有している。
【0021】
このように複数の画像入力ユニット4において、波長特性の異なる2種類の光学フィルタ11A,11Bを交互に配置することにより、隣接するチップ部品2には、波長分布特性の異なる光が照射されることになる。つまり、隣接するチップ部品2の一方には、ピーク中心波長λ0以下の波長帯域の光が照射され、隣接するチップ部品2の他方には、ピーク中心波長λ0以上の波長帯域の光が照射される。
【0022】
このとき、光学フィルタ11を透過した光の一部が隣の画像入力ユニット4に漏れることがある。しかし、光学フィルタ11Aを透過した漏れ光は、隣の画像入力ユニット4の光学フィルタ11Bを透過せずに遮断され、光学フィルタ11Bを透過した漏れ光は、隣の画像入力ユニット4の光学フィルタ11Aを透過せずに遮断される。
【0023】
このため、各画像入力ユニット4の照明部6により複数のチップ部品2に対して同時に光を照射しても、隣り合う画像入力ユニット4の各筐体5内で光の干渉(クロストーク)が生じることはほとんど無い。これにより、隣り合う画像入力ユニット4の各筐体5の一方の内部には、ピーク中心波長λ0以下の波長帯域の光のみが入射され、隣り合う画像入力ユニット4の各筐体5の他方の内部には、ピーク中心波長λ0以上の波長帯域の光のみが入射される。
【0024】
また、隣り合う画像入力ユニット4の光学フィルタ11A,11Bは、LED7で発生した光の発光波長分布をピーク中心波長λ0に対して2分するような波長特性を有しているので、チップ部品2の画像読み取りに必要な光量が十分に確保される。また、光源として単一のピーク波長をもった光を放出するLEDを用い、このLEDで発生する光の波長分布の分割を行うため、チップ部品2の画像コントラストに影響を与えることはほとんど無い。
【0025】
さらに、光学フィルタ11A,11Bは、上記のようにLED7からの光の波長分布をピーク中心波長λ0に対して2分するように形成されているので、光の透過光量は同等となる。このため、全ての画像入力ユニット4の各LED7に同じ電流値を与えることで、全ての画像入力ユニット4においてほぼ均一な明るさが得られる。
【0026】
以上により、搬送ユニット3における各ラインLnの全てのチップ部品2を同時に照明し、これらのチップ部品2の画像を同時に入力する場合であっても、適正かつ安定した画像を得ることができる。そして、このように複数のチップ部品2の画像認識を同時に行うので、画像認識の処理能力が高くなり、処理時間の短縮化が図れる。
【0027】
また、上述したように各照明部6の光源として同じLED7を使用しても、隣り合う画像入力ユニット4間に生じる光の干渉が低減されるため、各画像入力ユニット4(各照明部6)を隣接させて配置することが可能となる。これにより、認識装置1を全体的に小型化することができる。
【0028】
各画像入力ユニット4の筐体5内には、主制御部(図示せず)からの外部同期信号に基づいてLED7及び撮像素子10を制御する読み出し制御部12が配置されている。主制御部は、搬送ユニット3によって各ラインLnのチップ部品2が各筐体5の真上位置まで搬送されたときに、各読み出し制御部12に外部同期信号を送出する。すると、各読み出し制御部12は、図5に示すように、各LED7(LED7a,7b…)に発光タイミング信号を同時に送出すると共に、各撮像素子10(撮像素子10a,10b…)に撮像タイミング信号を同時に送出する。これにより、各照明部6によって各チップ部品2が同時に照らされると共に、各撮像素子10によって各チップ部品2が同時に撮像される。そして、各チップ部品2の画像データは、部品検査ユニット(図示せず)に送られる。
【0029】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、隣り合う画像入力ユニット4の各光学フィルタ11は、照明部6により照射された光の波長分布を2分割するように形成された異なる波長特性を有しているが、光の波長分布を3つ以上に分割するように形成された異なる波長特性を有するものであってもよい。
【0030】
図6は、照明部6により照射された光の波長分布をそのピーク波長に対して3分割するように形成した例を示したものである。図6(a)に示す光学フィルタ11は、ピーク中心波長λ0よりも低い波長λ1以下の波長帯域の光のみを透過させるものである。図6(b)に示す光学フィルタ11は、ピーク中心波長λ0よりも高い波長λ2以上の波長帯域の光のみを透過させるものである。図6(c)に示す光学フィルタ11は、波長λ1から波長λ2までの波長帯域の光のみを透過させるものである。これら3種類の光学フィルタは、光の透過量がほぼ等しくなるように設定されていることが望ましい。
【0031】
また、上記実施形態では、各画像入力ユニット4の照明部6の光源としてLED7を用いたが、白色光源等を使用してもよい。
【0032】
さらに、上記実施形態は部品検査機に備えられるものであるが、本発明の認識装置は、複数個の被検査物の画像を同時に認識するものであれば適用可能である。
【0033】
【発明の効果】
本発明によれば、複数の画像入力ユニットのうち隣り合う画像入力ユニットの各光学フィルタは、照明手段により照射された光の波長分布を分割するような異なる波長特性を有しているので、隣り合う画像入力ユニット間における光の干渉が抑えられ、これにより適正な被検査物の画像を得ることができる。また、複数の被検査物の画像を同時に認識することが可能となるため、画像認識の処理能力が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る認識装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【図2】図1に示す画像入力ユニットの構成図である。
【図3】図2に示す発光ダイオードの発光波長分布特性を示す図である。
【図4】図2に示す照明部により照射された光の波長分布を2分割するように形成された2種類の光学フィルタの波長特性を示す図である。
【図5】図2に示す読み出し制御部の制御処理を示すタイミング図である。
【図6】図2に示す照明部により照射された光の波長分布を3分割するように形成された3種類の光学フィルタの波長特性を示す図である。
【符号の説明】
1…認識装置、2…チップ部品(被検査物)、4…画像入力ユニット、5…筐体、6…照明部(照明手段)、7…発光ダイオード、10…撮像素子(撮像手段)、11,11A,11B…光学フィルタ。
Claims (3)
- 複数の被検査物の画像をそれぞれ入力する複数の画像入力ユニットを備えた認識装置であって、
前記画像入力ユニットは、前記被検査物を撮像する撮像手段と、前記被検査物に向けて光を照射する照明手段と、前記照明手段により照射された光のうち所定波長帯域の光を透過させる光学フィルタとを有し、
前記照明手段は、単一のピーク波長をもった光を放出する発光ダイオードを有し、
前記複数の画像入力ユニットのうち隣り合う画像入力ユニットの前記各光学フィルタは、前記発光ダイオードから放出される光の波長分布をそのピーク波長に対して分割するような異なる波長特性を有していることを特徴とする認識装置。 - 前記隣り合う画像入力ユニットの前記各光学フィルタは、前記照明手段により照射された光の透過量がほぼ等しくなるように形成されていることを特徴とする請求項1記載の認識装置。
- 前記撮像手段は、開口部を有する筐体内に配置され、
前記照明手段は、前記筐体内における前記撮像手段の前記開口部側に配置され、
前記光学フィルタは、前記開口部を塞ぐように前記筐体に取り付けられていることを特徴とする請求項1または2記載の認識装置。
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