JPH07142933A - ビデオ信号の入力処理回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 この発明は、ビデオ・アンプの温度ドリフト
などによるオフセット誤差を補償できるビデオ信号の入
力処理回路を提供することを目的とする。 【構成】 ビデオ信号のペデスタル・レベルを一定値に
するためのクランプ回路６４、Ａ／Ｄ変換器６６、およ
びクランプ回路６４の出力をＡ／Ｄ変換器６６の入力レ
ンジに合わせるために増幅およびレベル・シフトを行う
ビデオ・アンプ６５を備えたビデオ信号入力処理回路に
おいて、ビデオ入力信号をクランプ回路６４から切り離
すことによって、クランプ回路６４の出力信号をペデス
タル・レベルに保持させる手段６２、およびクランプ回
路６４の出力信号がペデスタル・レベルに保持されてい
るときのＡ／Ｄ変換器６６の出力に基づいて、ビデオ・
アンプ６５に加えるオフセット値を制御する手段を備え
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ビデオ信号の入力処
理回路に関し、例えば、電子部品自動装着装置に組み込
まれた画像認識装置におけるビデオ信号の入力処理回路
に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子部品自動装着装置は、部品供給装置
から供給された表面実装用の電子部品を、プリント基板
の所定位置へ装着する。つまり、部品供給装置から真空
吸着手段で電子部品を取り上げて基板上へ搬送し、基板
に塗布した接着剤またはハンダペーストに電子部品を押
しつけることにより、電子部品がプリント基板の所定位
置に装着される。

【０００３】このような電子部品自動装着装置におい
て、プリント基板上における電子部品自動装着位置のデ
ータは、電子部品自動装着装置内のコントローラ部にＮ
Ｃデータとしてあらかじめ保存されており、この位置デ
ータをもとに部品装着作業が行われる。しかしながら、
真空吸着手段に吸着されたときの電子部品の姿勢、電子
部品を実装するプリント基板の位置決め誤差等に応じ
て、装着位置データを補正することが必要となる。

【０００４】装着位置データの補正は、画像認識装置を
用いて行われる。すなわち、真空吸着手段によって保持
された電子部品およびプリント基板の位置決め用マーク
を、電子部品自動装着装置内に組み込まれたＣＣＤカメ
ラによって撮像し、その撮像画像データから、部品位置
および基板位置を認識し、この認識結果に基づいて、部
品位置決め補正および基板位置補正が行われる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このような画像認識装
置のビデオ信号入力処理回路には、交流結合によって伝
送されるビデオ信号のペデスタル・レベルを一定の直流
電位に固定するためのクランプ回路や、ペデスタル・レ
ベルが直流電位に固定されたクランプ回路の出力信号を
Ａ／Ｄ変換器の入力レンジに合わせるために増幅とレベ
ル・シフトを行うビデオ・アンプなどが設けられてい
る。

【０００６】ビデオ・アンプには、ビデオ信号に要求さ
れる周波数特性などから、電流帰還型ＯＰアンプが一般
的に用いられているが、電流帰還型ＯＰアンプはオフセ
ットやドリフトがやや大きく、温度変化等によるオフセ
ット誤差が画像認識装置の認識精度に少なからず影響を
及ぼすという問題があった。

【０００７】この発明は、ビデオ・アンプの温度ドリフ
トなどによるオフセット誤差を補償できるビデオ信号の
入力処理回路を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明による第１のビ
デオ信号入力処理回路は、ビデオ信号のペデスタル・レ
ベルを一定値にするためのクランプ回路、Ａ／Ｄ変換
器、およびクランプ回路の出力をＡ／Ｄ変換器の入力レ
ンジに合わせるために増幅およびレベル・シフトを行う
ビデオ・アンプを備えたビデオ信号入力処理回路におい
て、ビデオ入力信号をクランプ回路から切り離すことに
よって、クランプ回路の出力信号をペデスタル・レベル
に保持させる手段、およびクランプ回路の出力信号がペ
デスタル・レベルに保持されているときのＡ／Ｄ変換器
の出力に基づいて、ビデオ・アンプに加えるオフセット
値を制御する手段を備えていることを特徴とする。

【０００９】この発明による第２のビデオ信号入力処理
回路は、ビデオ信号のペデスタル・レベルを一定値にす
るためのクランプ回路、Ａ／Ｄ変換器、およびクランプ
回路の出力をＡ／Ｄ変換器の入力レンジに合わせるため
に増幅およびレベル・シフトを行うビデオ・アンプを備
えたビデオ信号入力処理回路において、ビデオ信号のペ
デスタル・レベルに対応するビデオ・アンプの出力電圧
値と、所定の基準電圧値との差に応じた値を算出する手
段、および算出された差に基づいて、その差が零になる
ように、ビデオ・アンプのオフセット値を制御する手段
を備えていることを特徴とする。

【００１０】この発明による第３のビデオ信号入力処理
回路は、ビデオ信号のペデスタル・レベルを一定値にす
るためのクランプ回路、Ａ／Ｄ変換器、およびクランプ
回路の出力をＡ／Ｄ変換器の入力レンジに合わせるため
に増幅およびレベル・シフトを行うビデオ・アンプを備
えたビデオ信号入力処理回路において、ビデオ信号のペ
デスタル・レベルに対応するビデオ・アンプの出力電圧
値と、所定の基準電圧値との差に応じた値を算出する手
段、および算出された差に基づいて、その差が零になる
ように、クランプ回路のペデスタル・レベル設定用のス
レッショルド・レベル値を制御する手段を備えているこ
とを特徴とする。

【００１１】上記ビデオ信号のペデスタル・レベルに対
応するビデオ・アンプの出力電圧値は、たとえば、ビデ
オ信号のバック・ポーチ期間でのビデオ・アンプの出力
をサンプリングすることにより得られる。

【００１２】

【作用】この発明による第１のビデオ信号入力処理回路
では、ビデオ入力信号をクランプ回路から切り離すこと
によって、クランプ回路の出力信号がペデスタル・レベ
ルに保たれる。クランプ回路の出力信号がペデスタル・
レベルに保たれているときのＡ／Ｄ変換器の出力に基づ
いて、ビデオ・アンプに加えるオフセット値が制御され
る。

【００１３】この発明による第２のビデオ信号入力処理
回路では、ビデオ信号のペデスタル・レベルに対応する
ビデオ・アンプの出力電圧値と、所定の基準電圧値との
差に応じた値が算出される。そして、算出された差に基
づいて、その差が零になるように、ビデオ・アンプのオ
フセット値が制御される。

【００１４】この発明による第３のビデオ信号入力処理
回路では、ビデオ信号のペデスタル・レベルに対応する
ビデオ・アンプの出力電圧値と、所定の基準電圧値との
差に応じた値が算出される。そして、算出された差に基
づいて、その差が零になるように、クランプ回路のペデ
スタル・レベル設定用のスレッショルド・レベル値が制
御される。

【００１５】

【実施例】以下、この発明を電子部品自動装着装置の画
像認識装置に適用した場合の実施例について説明する。

【００１６】図３は、電子部品自動装着装置の構成を示
している。

【００１７】電子部品自動装着装置は、電子部品が収容
されたカセットが搭載されたパレット１１を移動させて
所定の部品供給ステーションに部品を供給する部品供給
部１０、部品供給ステーションにおいて部品供給部１０
から部品を受け取って所定の部品装着ステーションまで
部品を送る部品移送部２０および部品移送部２０によっ
て部品装着ステーションに送られてくる部品のプリント
基板４０上の装着位置を部品装着ステーションまで移動
させるＸＹテーブル３０を備えている。

【００１８】部品供給部１０では、複数のパレット１１
が一列状に配置されて成るリール軸１２を備えている。
部品移送部２０は、ターンテーブル２１と、ターンテー
ブル２１の外周部に一定間隔で設けられかつ吸着ノズル
を有する複数の吸着ヘッド２２とを備えている。

【００１９】プリント基板４０は、供給コンベア４１に
よって移送位置まで運ばれる。移送位置に運ばれてきた
プリント基板４０は、トランスファ４２によってＸＹテ
ーブル３０上に載せられる。そして、電子部品が装着さ
れる。すべての電子部品がプリント基板に装着される
と、そのプリント基板４０は、排出コンベア４３によっ
て次のステーションに送られる。プリント基板４０の所
定位置には、ＸＹテーブル３０に対する位置を認識する
ために、位置決めマークが付けられている。

【００２０】この電子部品自動装着装置では、吸着ヘッ
ド２２の吸着ノズルに吸着された部品の位置決め補正お
よびＸＹテーブル３０に対するプリント基板４０の位置
決め補正が行われる。このような位置決め補正を行うた
めに、吸着ヘッド２２の吸着ノズルに吸着された部品を
撮像する高倍・低倍の２台のＣＣＤカメラ５１、５２
と、プリント基板４０の位置決めマークを撮像するＣＣ
Ｄカメラ５３が、所要位置に配置されている。これらの
ＣＣＤカメラ５１、５２、５３は、電子部品自動装着装
置の作業動作を制御する制御部に設けられた画像認識装
置のビデオ信号入力処理回路に接続されている。

【００２１】図１は画像認識装置のビデオ信号入力処理
回路の構成を示している。

【００２２】まず、通常時の動作について説明する。各
ＣＣＤカメラ５１〜５３の出力信号（ビデオ信号）は、
ビデオ信号切り替えスイッチ６１に入力する。ビデオ信
号切り替えスイッチ６１によって選択されたビデオ信号
は、スイッチ６２に送られるとともに同期分離回路６３
に送られる。スイッチ６２は、通常は、接点ａ側に切り
替えられており、スイッチ６２に送られてきたビデオ信
号は、スイッチ６２に交流結合されたペデスタル・クラ
ンプ回路６４に送られる。

【００２３】同期分離回路６３は、入力されたビデオ信
号から同期信号を分離抽出し、分離抽出した同期信号に
基づいて、クランプパルスを出力する。このクランプパ
ルスは、ペデスタル・クランプ回路６４に送られる。

【００２４】ペデスタル・クランプ回路６４は、クラン
プパルスに基づいて、入力されたビデオ信号のペデスタ
ル・レベルを一定の直流電位に固定する。クランプ回路
６４によってペデスタル・レベルが所定の直流電位に固
定されたクランプ回路６４の出力信号は、ビデオ用Ａ／
Ｄ変換器６６の入力レンジに信号レベルを合わせるため
にビデオ・アンプ６５に送られる。

【００２５】ビデオ・アンプ６５では、入力信号に対し
て、増幅とレベル・シフトとが行われる。そして、ビデ
オ・アンプ６５の出力は、ビデオ用Ａ／Ｄ変換器６６に
送られ、ディジタル信号に変換され、画像データとして
画像メモリ６７に取り込まれる。

【００２６】画像メモリ６７に取り込まれた画像データ
は、図示しない画像認識処理部に読み出されて演算処理
が行われ、認識処理結果である位置補正データが位置決
め動作を行う駆動制御部に送られて、部品位置決め補
正、基板位置決め補正などが行われる。

【００２７】ビデオ・アンプ６５としては、ビデオ信号
に要求される周波数特性などから、電流帰還型ＯＰアン
プが用いられている。この電流帰還型ＯＰアンプはオフ
セットやドリフトがやや大きく、温度変化などによって
オフセット誤差が生じる。

【００２８】オフセット誤差によって、ビデオ・アンプ
６５の出力信号のペデスタル・レベルが変動し、画像認
識処理部による認識精度に影響を及ぼすので、ビデオ・
アンプ６５のオフセットを調整することが必要となる。

【００２９】オフセット調整の方法としては、輝度階調
の明確な試料の画像をＣＣＤカメラで実際に取り込み、
その画像データを用いた認識処理結果からビデオ・アン
プの出力信号のペデスタル・レベルの変動を予測し、ビ
デオ・アンプに加えるオフセット値を変更することなど
が考えられる。しかしながら、そのような方法では、オ
フセット調整時に、実際に画像を取り込むための試料を
用意しなければならない。

【００３０】図１のビデオ信号入力処理回路では、実際
に用意した試料の画像をＣＣＤカメラで取り込まずに、
オフセット調整を行うためのオフセット調整手段を備え
ている。以下、オフセット調整時の動作について、説明
する。

【００３１】まず、スイッチ６２が接点ｂ側に切り替え
られる。これにより、クランプ回路６４が、ＣＣＤカメ
ラ５１〜５３から切り離され、クランプ回路６４の出力
信号がペデスタル・レベルに保たれる。この結果、ビデ
オ用Ａ／Ｄ変換器６６から出力される画像データは、ビ
デオ・アンプ６５の出力信号がペデスタル・レベルに対
応する電圧であるときの輝度階調となる。

【００３２】ビデオ用Ａ／Ｄ変換器６６から出力される
画像データは、オフセット調整回路６８に送られる。オ
フセット調整回路６８は、入力される画像データで表さ
れる輝度階調（ビデオ・アンプ６５の出力信号がペデス
タル・レベルに対応する電圧であるときの輝度階調）
が、予め定められた輝度階調となるように、ビデオ・ア
ンプ６５のオフセット値を自動調整する。

【００３３】この結果、ビデオ・アンプ６５の温度ドリ
フトなどによる誤差を補償するオフセット調整が容易に
行なわれ、画像認識処理部による認識精度が向上する。

【００３４】図２は他のオフセット調整手段を付加した
ビデオ信号入力処理部を示している。図２において、図
１と同じものには、同じ符号を付してその説明を省略す
る。

【００３５】このビデオ信号入力処理部では、スイッチ
６２は、設けられていない。このビデオ信号入力処理部
では、オフセット調整手段として、オフセット調整回路
７０が設けられている。

【００３６】オフセット調整回路７０は、基準電圧発生
回路７１、差動増幅回路７２および加算回路７３を備え
ている。基準電圧発生回路７１からは、ビデオ・アンプ
６５による理想的なシフト・レベル値に応じた基準電圧
Ｖｓｏが発生する。つまり、基準電圧Ｖｓｏは、ペデス
タル・レベルに対応するクランプ回路６４の電圧値を、
Ａ／Ｄ変換器６６の入力レベルに信号レベルを合わせる
ために理想的なレベル・シフトを行ったときの電圧値と
等しい。

【００３７】差動増幅回路７２には、バック・ポーチ期
間におけるビデオ・アンプ６５の出力Ｖｓと、基準電圧
発生回路７１の出力電圧Ｖｓｏとが入力する。バック・
ポーチ期間においては、クランプ回路６４の出力信号が
ペデスタル・レベルとなるので、バック・ポーチ期間に
おけるビデオ・アンプ６５の出力は、ビデオ信号のペデ
スタル・レベルに対応するビデオ・アンプ６５の出力電
圧値（ビデオ・アンプ６５のシフト・レベル値）とな
る。差動増幅回路７２の増幅率は、ビデオ・アンプ６５
の増幅率αの逆数（１／α）と等しい。したがって、差
動増幅回路７２の出力ＶＡは、次式１で表される。

【００３８】

【数１】ＶＡ＝（Ｖｓｏ−Ｖｓ）・（１／α）

【００３９】つまり、差動増幅回路７２の出力ＶＡは、
ビデオ・アンプ６５のシフト・レベル値を理想的なシフ
ト・レベル値にするための、オフセット修正電圧を表し
ている。ただし、差動増幅回路７２の出力ＶＡの初期値
ＶＡＯは、（Ｖｓｏ／α）であり、ビデオ・アンプ６５
のシフト・レベル値を理想的なシフト・レベル値にする
ためのオフセット電圧である。また、加算回路７３の初
期値は、差動増幅回路７２の出力ＶＡの初期値ＶＡＯと
等しい。

【００４０】加算回路７３は、前回のバック・ポーチ期
間に算出されたオフセット電圧に差動増幅回路７２の出
力であるオフセット修正電圧ＶＡを加算して今回のオフ
セット電圧を作成する。作成したオフセット電圧は、ビ
デオ・アンプ６５に送られる。したがって、ビデオ・ア
ンプ６５のシフト・レベル値が、理想的なシフト・レベ
ル値と等しくなるように、ビデオ・アンプ６５のオフセ
ット値が制御される。

【００４１】なお、ビデオ・アンプ６５による理想的な
シフト・レベル値に応じた電圧Ｖｓｏと、バック・ポー
チ期間におけるビデオ・アンプ６５の出力Ｖｓとの差に
基づいて、ビデオ・アンプ６５のシフト・レベル値が、
理想的なシフト・レベル値と等しくなるように、クラン
プ回路６４のスレッショルド・レベル値を制御するよう
にしてもよい。この場合には、電圧Ｖｓｏと電圧Ｖｓと
の差（Ｖｓｏ−Ｖｓ）が大きくなるほど、クランプ回路
６４のスレッショルド・レベル値が大きくなるように、
クランプ回路６４のスレッショルド・レベル値が制御さ
れる。

【００４２】

【発明の効果】この発明によれば、ビデオ・アンプの温
度ドリフトなどによるオフセット誤差を補償することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ビデオ・アンプのオセット調整手段を備えたビ
デオ信号入力処理回路の構成を示す電気ブロック図であ
る。

【図２】図１とは異なるオセット調整手段を備えたビデ
オ信号入力処理回路の構成を示す電気ブロック図であ
る。

【図３】電子部品自動装着装置の概略構成を示す構成図
である。

【符号の説明】

６２ 切替スイッチ ６３ 同期分離回路 ６４ ベデスタル・クランプ回路 ６５ ビデオ・アンプ ６６ Ａ／Ｄ変換器 ６８ オフセット調整回路 ７０ オフセット調整回路 ７１ 差動増幅回路 ７２ 加算回路

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ビデオ信号のペデスタル・レベルを一定
   値にするためのクランプ回路、Ａ／Ｄ変換器、およびク
   ランプ回路の出力をＡ／Ｄ変換器の入力レンジに合わせ
   るために増幅およびレベル・シフトを行うビデオ・アン
   プを備えたビデオ信号入力処理回路において、 ビデオ入力信号をクランプ回路から切り離すことによっ
   て、クランプ回路の出力信号をペデスタル・レベルに保
   持させる手段、およびクランプ回路の出力信号がペデス
   タル・レベルに保持されているときのＡ／Ｄ変換器の出
   力に基づいて、ビデオ・アンプに加えるオフセット値を
   制御する手段、 を備えていることを特徴とするビデオ信号の入力処理回
   路。
2. 【請求項２】 ビデオ信号のペデスタル・レベルを一定
   値にするためのクランプ回路、Ａ／Ｄ変換器、およびク
   ランプ回路の出力をＡ／Ｄ変換器の入力レンジに合わせ
   るために増幅およびレベル・シフトを行うビデオ・アン
   プを備えたビデオ信号入力処理回路において、 ビデオ信号のペデスタル・レベルに対応するビデオ・ア
   ンプの出力電圧値と、所定の基準電圧値との差に応じた
   値を算出する手段、および算出された差に基づいて、そ
   の差が零になるように、ビデオ・アンプのオフセット値
   を制御する手段、 を備えていることを特徴とするビデオ信号の入力処理回
   路。
3. 【請求項３】 ビデオ信号のペデスタル・レベルを一定
   値にするためのクランプ回路、Ａ／Ｄ変換器、およびク
   ランプ回路の出力をＡ／Ｄ変換器の入力レンジに合わせ
   るために増幅およびレベル・シフトを行うビデオ・アン
   プを備えたビデオ信号入力処理回路において、 ビデオ信号のペデスタル・レベルに対応するビデオ・ア
   ンプの出力電圧値と、所定の基準電圧値との差に応じた
   値を算出する手段、および算出された差に基づいて、そ
   の差が零になるように、クランプ回路のペデスタル・レ
   ベル設定用のスレッショルド・レベル値を制御する手
   段、 を備えていることを特徴とするビデオ信号の入力処理回
   路。
4. 【請求項４】 ビデオ信号のペデスタル・レベルに対応
   するビデオ・アンプの出力電圧値は、ビデオ信号のバッ
   ク・ポーチ期間でのビデオ・アンプの出力をサンプリン
   グすることにより得られることを特徴とする請求項２ま
   たは３記載のビデオ信号の入力処理回路。