JPH05110955A - 撮影装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光源の略投光タイミングで固体撮像手段から
の画像信号に応じたデジタル信号を記憶手段に記憶し
て、画像処理可能となるまでの時間を短縮する。 【構成】 ストロボからの光を投光する光源６はノズル
３の拡散反射板５に投光する。テレビカメラ１はノズル
３に吸着された電子部品４を撮影して画像信号を出力す
る。Ａ／Ｄ変換回路１２はテレビカメラ１からの画像信
号をデジタル信号に変換してバッファメモリ１３に出力
する。タイミング信号発生回路１１は垂直同期信号及び
水平同期信号を出力する。バッファメモリ制御回路１６
はストロボ７へのトリガ信号の出力タイミングでバッフ
ァメモリ１３に記憶されているデジタル信号を１画像分
出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光電変換素子を有し外
部からの同期信号の入力に応じて上記光電変換素子から
受光量に応じた画像信号を順次出力する固体撮像手段を
用いた撮影装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えばチップマウンタにおいては、ノズ
ルに吸着した電子部品の位置ずれを検出する位置検出装
置を設け、その位置検出装置による検出結果に基づいて
電子部品の装着位置を補正するようにしている。

【０００３】このような位置検出装置としては、ノズル
の移動軌跡に対応した所定位置に光源及びテレビカメラ
を配置し、ノズルが所定位置に移動した状態で光源から
ノズルに向けて投光することにより、テレビカメラによ
り電子部品を撮影するようにしている。

【０００４】ところで、近年、チップマウンタの高速化
が要望されており、位置検出装置による撮影時間の短縮
化に対応するために高速撮影が行われるようになってき
た。この場合、テレビカメラに短時間で十分な光量を入
光させるために、ストロボを発光させてノズルの先端に
付着された電子部品をテレビカメラで撮影するようにし
ている。従って、テレビカメラにはストロボの発光タイ
ミングで十分な光量が入光するので、テレビカメラから
出力される画像信号に基づいて電子部品の位置を検出す
ることができる。

【０００５】図６はテレビカメラからの画像信号の出力
タイミングを示している。この場合、テレビカメラは二
次元のＣＣＤ形イメージセンサを備えて成る。このＣＣ
ＤイメージセンサはＣＣＤの電荷転送機能を利用してい
るので、二次元的に配設された多数のホトダイオードに
蓄積された電荷を所定のタイミングで同時にＣＣＤに転
送すると共に、ＣＣＤに転送した電荷を画像信号として
順次出力するようになっている。従って、テレビカメラ
からは、図６に示す所定のチャージタイムが終了した時
点で画像信号が出力される。また、ＣＣＤ形イメージセ
ンサは１画像分を２回の画像信号により出力するインタ
レース方式であるので、１画像分の画像信号を出力する
には、１回の画像信号の出力時間である１６．７ｍsec
の２倍の約３３ｍsec だけ要する。

【０００６】一方、テレビカメラから出力された画像信
号はＡ／Ｄ変換されてデジタル信号としてバッファメモ
リに記憶されると共に、バッファメモリに１画像分のデ
ジタル信号が記憶されたところで画像処理回路に出力さ
れるようになっており、これによりバッファメモリから
出力されたデジタル信号に基づいて画像処理を実行する
ことができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来構成の場合、ＣＣＤ形イメージセンサはチャージタイ
ムが終了した時点でホトダイオードからＣＣＤに転送さ
れた電荷が画像信号として出力される構成であるので、
ストロボの発光によりホトダイオードに電荷が蓄積され
てからその電荷に応じた画像信号がテレビカメラから出
力されるまでに最大１７ｍsec 経過してしまう。このた
め、ストロボの発光タイミングからそのストロボの発光
による十分な光量に応じたデジタル信号がバッファメモ
リに記憶されるまでに最大５０ｍsec 要してしまうの
で、それだけ画像処理が遅れてしまうという欠点があ
る。

【０００８】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、光源から撮影対象に短時間投光された
光を、光電変換素子を有した固体撮像手段により撮影す
るものにおいて、光源の投光タイミングから画像処理が
実行可能となる時間までを短縮することができる撮影装
置を提供するにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、光電変換素子
を有し外部からの同期信号の入力に応じて上記光電変換
素子から受光量に応じた画像信号を順次出力する固体撮
像手段を設け、前記光電変換素子に対応したメモリ領域
が設定され前記画像信号を出力した光電変換素子に対応
したメモリ領域に画像信号の信号レベルに応じたデジタ
ル信号を順次更新しながら記憶する記憶手段を設け、所
定タイミングで前記固体撮像手段の撮影対象に向けて短
時間投光する光源を設け、所定周期で前記固体撮像手段
に前記同期信号を出力する同期信号発生手段を設け、前
記光源の投光タイミングの直前若しくは直後における前
記同期信号の出力タイミング以後に前記記憶手段に記憶
されたデジタル信号を１画像分出力する出力制御手段を
設けたものである。

【００１０】

【作用】同期信号発生手段は所定周期で同期信号を出力
する。これにより、固体撮像手段は同期信号の出力タイ
ミングに応じて光電変換素子から受光量に応じた画像信
号を出力するので、記憶手段には光電変換素子からの画
像信号の信号レベルに応じたデジタル信号が順次更新さ
れて記憶される。

【００１１】さて、固体撮像手段から画像信号の出力中
に光源が短時間投光すると、固体撮像手段には撮影対象
が十分な光量で撮像されるので、そのタイミングで固体
撮像手段から信号レベルの十分な画像信号が出力される
ようになる。この結果、記憶手段には信号レベルの十分
な画像信号を出力した光電変換素子に対応したメモリ領
域からその信号レベルに応じたデジタル信号が記憶され
るようになる。そして、出力制御手段は、光源の投光タ
イミングの直前若しくは直後に同期信号発生手段から出
力された同期信号の出力タイミング以後に前記記憶手段
に記憶されたデジタル信号を１画像分出力する。従っ
て、光源の略投光タイミングでもって固体撮像手段から
出力された画像信号の信号レベルに応じたデジタル信号
が記憶手段に記憶されるので、記憶手段に記憶されたデ
ジタル信号に基づいて画像処理が実行可能となるまでの
時間を短縮することができる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１乃至図５を参
照して説明する。全体の構成を概略的に示す図１におい
て、テレビカメラ１は二次元のＭＯＳ形イメージセンサ
２を有している。このＭＯＳ形イメージセンサ２は光電
変換素子たるホトダイオードを例えば５１２×５１２の
二次元的に配設して成り、垂直走査回路及び水平走査回
路からの走査パルスにより決定されたホトダイオードか
ら受光量に応じた画像信号を出力するようになってい
る。従って、ＭＯＳ形イメージセンサ２では、従来技術
で説明したＣＣＤ形イメージセンサと違って、ホトダイ
オードからの電荷はＣＣＤのような走査機能に蓄積され
ることなくリアルタイムで画像信号として出力される。
この場合、テレビカメラ１は外部から垂直同期信号及び
水平同期信号を入力するようになっており、垂直同期信
号の入力タイミングに基づいて水平方向に配設された１
ライン目のホトダイオードから出力すると共に、水平同
期信号の入力タイミングに応じて画像信号を出力するホ
トダイオードのラインを順次切換えるようになってい
る。

【００１３】上述のテレビカメラ１は例えばチップマウ
ンタの位置検出装置に使用されているもので、チップマ
ウンタを構成するノズル３に吸着された撮影対象たる電
子部品４を撮影するように位置決めされている。ここ
で、ノズル３の上方には拡散反射板５が装着されている
と共に、ノズル３の下方位置に環状光源６が配設されて
いる。この光源６はストロボ７からの光を光ファイバ８
により導くようになっており、環状に配置された光ファ
イバ８の先端から拡散反射板５に向けてストロボ７から
の光が投光されるようになっている。以上の構成によ
り、テレビカメラ１は、ノズル３に吸着された電子部品
４の影を撮像し、その撮像に応じた画像信号を出力す
る。この場合、ストロボ７は外部からのトリガ信号の入
力に応じて発光するようになっている。

【００１４】制御装置９において、同期信号発生手段た
る同期信号発生回路１０は垂直同期信号ＶＤ及び水平同
期信号ＨＤをテレビカメラ１及びタイミング信号発生回
路１１に出力する。タイミング信号発生回路１１は、同
期信号発生回路からの垂直同期信号及び水平同期信号に
基づいてＡ／Ｄ変換回路１２にタイミング信号を出力す
る。

【００１５】Ａ／Ｄ変換回路１２はテレビカメラ１から
画像信号を入力するようになっており、タイミング信号
からのタイミング信号に基づいて画像信号を８ビットの
デジタル信号に変換してバッファメモリ１３に出力す
る。Ａ／Ｄ変換回路１２と共に記憶手段を構成するバッ
ファメモリ１３は８ビットのメモリを５１２×５１２の
アドレスに対応したメモリ領域を設けて成り、Ａ／Ｄ変
換回路１２からのデジタル信号を所定のアドレスのメモ
リ領域に記憶するようになっている。

【００１６】フリップフロップ１４は、外部からのトリ
ガ信号の入力状態で同期信号発生回路１０から水平同期
信号ＨＤが出力されると、そのタイミングでディレイ回
路１５にハイレベル信号を出力する。この場合、ノズル
３が所定位置に位置したときに、フリップフロップ１４
に外部トリガ信号が与えられるようになっている。ディ
レイ回路１５は遅延時間を予め設定できるようになって
おり、フリップフロップ１４からハイレベル信号を入力
すると、そのタイミングから予め設定された遅延時間だ
け経過したところで出力制御手段たるバッファメモリ制
御回路１６にトリガ信号を出力する。バッファメモリ制
御回路１６はタイミング信号発生回路１１からタイミン
グ信号を入力するようになっており、Ａ／Ｄ変換回路１
２からのデジタル信号をタイミング信号に応じたメモリ
領域に記憶する。また、バッファメモリ制御回路１６は
ディレイ回路１５からトリガ信号及び信号発生回路１１
からのタイミング信号に基づいてバッファメモリ１３の
先頭アドレスのメモリ領域から１画像分のデジタル信号
を出力する。

【００１７】次に上記構成の作用を説明する。同期信号
発生回路１０は６０Ｈｚの周期で垂直同期信号ＶＤを出
力すると共に、３１．４６ＫＨｚの周期で水平同期信号
ＨＤを出力する。これにより、テレビカメラ１は、垂直
同期信号ＶＤの入力に続く水平同期信号ＨＤの入力に応
じて１ライン目のホトダイオードアレイに蓄積された電
荷に応じた画像信号を出力すると共に、水平同期信号Ｈ
Ｄが入力する毎に画像信号を出力するホトダイオードア
レイのラインを順次切換える。

【００１８】さて、ノズル３が所定位置に位置すると、
トリガ信号がフリップフロップ１４に与えられるので、
その状態で同期信号発生回路１０から水平同期信号ＨＤ
が発生すると、フリップフロップ１４がセットされる。
これにより、フリップフロップ１４からディレイ回路１
５にハイレベル信号が出力されるので、それに応じてデ
ィレイ回路１５から遅延時間だけ遅れたタイミングでス
タート信号がバッファメモリ制御回路１６に出力され
る。このとき、図２に示すように、ディレイ回路１５か
らトリガ信号がストロボ７に出力されるので、トリガ信
号の略出力タイミングで光源６からノズル３の拡散反射
板５に投光される。ここで、ストロボ７にトリガ信号が
与えられてから実際にストロボ７が発光するまでに８〜
１０μsec要すると共に、ストロボの発光期間は６〜８
μsec （図５参照）であるので、ディレイ回路１５に設
定された遅延時間ｔD の設定値によっては、画像信号の
出力期間中にストロボが発光することがある。このよう
な場合、テレビカメラ１からは、図２に示すように画像
信号の出力期間の途中から十分な信号レベルの画像信号
が出力されるようになる。

【００１９】一方、テレビカメラ１からの画像信号はＡ
／Ｄ変換回路１２によりデジタル信号に変換されると共
に、そのデジタル信号はバッファメモリ制御回路１６に
より画像信号を出力したホトダイオードのアドレスに対
応したバッファメモリ１３のメモリ領域に記憶される。
従って、ストロボ７の発光タイミングで画像信号を出力
していたホトダイオードがｎ＋αライン目であるとき
は、バッファメモリ１３にはｎ＋αライン若しくはｎ＋
α＋１ラインに相当するメモリ領域から十分な大きさの
信号レベルの画像信号に対応したデジタル信号が記憶さ
れる。

【００２０】このとき、バッファメモリ制御回路１６
は、ディレイ回路１５からのスタート信号の入力タイミ
ング（ストロボ７に対するトリガ信号の出力タイミン
グ）がｎ＋αラインに対応する水平同期信号ＨＤの入力
タイミングから画像信号の出力タイミングまでの期間
（図５に示すＨ1 期間）であるときは、次のｎ＋α−１
のラインの画像信号に対応したデジタル信号までバッフ
ァメモリ１３に対する書込み動作を実行すると共に、次
の垂直同期信号ＶＤの出力タイミングでバッファメモリ
１３の先頭アドレスのメモリ領域に記憶されているデジ
タル信号から１画像分出力する（図２参照）。また、バ
ッファメモリ制御回路１６は、ディレイ回路１５からの
スタート信号の入力タイミングがｎ＋αラインに対応す
る画像信号の出力タイミングからｎ＋α＋１のラインに
対応する水平同期信号の出力タイミングまでの期間（図
５に示すＨ1 期間を除いた期間）であるときは、次のｎ
＋αのラインの画像信号に対応したデジタル信号までバ
ッファメモリ１３に対する書込み動作を実行すると共
に、次の垂直同期信号ＶＤの出力タイミングでバッファ
メモリ１３の先頭アドレスのメモリ領域に記憶されてい
るデジタル信号から１画像分出力する。

【００２１】要するに、上記構成のものによれば、ホト
ダイオードに蓄積された電荷をリアルタイムで画像信号
として出力するＭＯＳ形イメージセンサ２を有したテレ
ビカメラ１を用いると共に、その画像信号をデジタル信
号としてバッファメモリ１３にリアルタイムで記憶した
上で、光源６に対する投光タイミングの直前若しくは直
後において同期信号発生回路１０から水平同期信号が出
力されたタイミングからバッファメモリ１３に記憶され
た１画像分のデジタル信号を出力するようにしたので、
ストロボの発光タイミングでもってバッファメモリ１３
にストロボ７の発光による十分な信号レベルのデジタル
信号が記憶されるようになる。従って、ストロボの投光
タイミングからそのストロボによる十分な信号レベルの
画像信号が出力されるまでに時間を要するＣＣＤ形イメ
ージセンサを有したテレビカメラを用いた従来例と違っ
て、ストロボ７の発光タイミングで直ちにバッファメモ
リ１３にデジタル信号を記憶することができるので、そ
の分だけ画像処理可能となるまでの時間を短縮すること
ができる。

【００２２】尚、上記実施例では、テレビカメラ１から
画像信号の出力期間中にストロボ７が発光する例を示し
たが、ディレイ回路１５に設定する遅延時間を調整する
ことにより、ストロボ７の発光タイミングを画像信号の
出力期間から外れた期間に設定するようにしてもよい。
この場合、テレビカメラ１からは画像信号の出力タイミ
ングの当初（図５において破線部分で示すタイミング）
からストロボ７の点灯による十分な信号レベルの画像信
号が出力されるので、検出精度を高めることができる。

【００２３】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の撮影装置によれば、光源からの略投光タイミングで記
憶手段に画像信号の信号レベルに応じたデジタル信号を
記憶するようにしたので、光源の投光タイミングから画
像処理が実行可能となる時間までを短縮することができ
るという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す全体の概略構成図

【図２】ストロボへのトリガ信号と画像信号との関係を
概略的に示す示す図

【図３】ストロボへのトリガ信号と画像信号との関係を
示す図

【図４】ストロボの発光タイミングと記憶開始ラインと
の関係を示す図

【図５】ストロボへのトリガ信号と画像信号との関係を
示す図

【図６】従来例を示す図２相当図

【符号の説明】

１はテレビカメラ（固体撮像手段）、４は電子部品（撮
影対象）、６は光源、１０は同期信号発生回路（同期信
号発生手段）、１３はバッファメモリ（記憶手段）、１
６はバッファメモリ制御回路（出力制御手段）である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光電変換素子を有し外部からの同期信号
   の入力に応じて上記光電変換素子から受光量に応じた画
   像信号を順次出力する固体撮像手段と、前記光電変換素
   子に対応したメモリ領域が設定され前記画像信号を出力
   した光電変換素子に対応したメモリ領域に画像信号の信
   号レベルに応じたデジタル信号を順次更新しながら記憶
   する記憶手段と、所定タイミングで前記固体撮像手段の
   撮影対象に向けて短時間投光する光源と、所定周期で前
   記固体撮像手段に前記同期信号を出力する同期信号発生
   手段と、前記光源の投光タイミングの直前若しくは直後
   における前記同期信号の出力タイミング以後に前記記憶
   手段に記憶されたデジタル信号を１画像分出力する出力
   制御手段とを備えたことを特徴とする撮影装置。