JP4334240B2

JP4334240B2 - 認識装置

Info

Publication number: JP4334240B2
Application number: JP2003026345A
Authority: JP
Inventors: 秀章上條
Original assignee: Nidec Copal Corp
Current assignee: Nidec Copal Corp
Priority date: 2003-02-03
Filing date: 2003-02-03
Publication date: 2009-09-30
Anticipated expiration: 2023-02-03
Also published as: JP2004240510A

Description

【０００１】
【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Ｌ_ｎ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λ_０（約６６０ｎｍ）以下の波長帯域の光のみを透過させる波長特性Ｑ_１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λ_０以上の波長帯域の光のみを透過させる波長特性Ｑ_２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λ_０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λ_０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λ_０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λ_０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λ_０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λ_０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Ｌ_ｎ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Ｌ_ｎ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λ_０よりも低い波長λ_１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λ_０よりも高い波長λ_２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λ_１から波長λ_２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

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。