JPS61145402A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は自動認識装置等に用いられる撮像装置に係シ、
特に回転した対象物の位置を自動検出する装置等の改良
に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

従来、リードフレームに載置される半導体チップが所定
の位置からずれて固定される場合がある。

また半導体チップがプリント基板上にマウントされると
きにも上下左右あるいは左右旋回気味に回転して取９つ
けられることがある。このようなときに、半導体チップ
の位置あるいは固定された半導体チップのパターン位置
を認識する場合、従来の半導体用チップバタン位置認識
装置では取付位置の変動により位置検出率の悪化が問題
となっている。このような検出率が低下ないし不良の問
題に対処する九めに従来では次のような装置を用いてい
た。

まず対象物を撮像する工業用テレビジ１ン（以下ＩＴＶ
と略称する）等が対象物の回転方向の位置ずれにあわせ
て回転できるように、撮像方向を回転軸として回転する
機構を付加する。そして、対象物での基準位置との回転
方向へのズレと同じ回転角でＩＴＶを回転させて対象物
を撮像しデータバメーンを得る。次にあらかじめ登録さ
れている標準となる対象物像を表わす基準パターンと、
最もよく一致する画面上の位置パターンとを高速で照合
演算し位置を検出するパターンマツチング法を用いて位
置を検出している。

またその他の方法としては、対象物が回転する前に対象
物に対してＩＴＶを必要な回転角度ととに回転させて撮
像してあらかじめ複数の基準パターンを作成し登録して
おく。そしてＩＴＶを回転させないで撮像して得たデー
タパターンと、あらかじめ記憶されている各回転角度ご
との基準パターンとを照合させるパターンマツチング法
を行なって対象物の位置を検出している。

ところが、撮像面を有するＩＴＶ自身の中心点とＩＴＶ
を保持し回転させる回転機構の回転中心軸とのずれが回
転後の対象物を認識する精度に影響をあたえる場合があ
る。すなわち、回転機構回転軸と撮像部に設けられた撮
像面の中心軸がずれている場合や、撮像面が撮像部の回
転軸に垂直でなく傾いている場合、またＩＴＶを回転さ
せる機構の回転軸が偏心している場合などがこれに核当
する。

これらを無視してＩＴＶを回転させデータパターンを撮
像したとしても１回転して撮像した対象物像が撮像面の
正しい位置に像を結ばず、それからずれて撮像される。

したがって正確な位置のデータパターンを得ることが困
難となシ、これが原因となってよシ高密度化された半導
体チップの微細化した配線を必要とするワイヤボンディ
ング等で必要とされる超精密な位置検出に支障をきたし
ていた。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、カメラの撮像面の取付精度やカメラの
回転機構の取付精度による影響をなくし、カメラの回転
によって生じる撮像面に撮像された対象物像の初期位置
からのずれを補正し誤差の少ないパターン認識が可能な
撮像装置を提供することにある。

〔発明の概要〕

上記目的を達成するために、本発明においては。

まず撮像される対象物が任意の回転角で回転して取着さ
れている場合に、その回転角に追従して回転させたのち
に撮像できるようにカメラに撮像方向に回転軸をもつ回
転機構を備える。そしてこの対象物かまたは前記カメラ
の少なくともいづれか一方を支持し、これらを相対的に
平行移動せしめる駆動器を有する支持台を設ける。さら
に前記カメラの回転中心と撮像面中心との位置ずれ分に
よる撮像面中心位置の初期位置からのカメラの回転角に
応じたずれ補正量をあらかじめ記憶する記憶器と、この
記憶器に記憶された前記補正量をもとく前記カメラの回
転角に応じて前記支持台を前記駆動器を用いて移動補正
する制御器とを具備することくよシ回転後のカメラの撮
像面中心位置が回転前の初期位置からのずれを少なくし
た撮像装置を提供することにある。

〔発明の実施例〕

以下本発明による撮像装置の一実施例を図面を参照して
説明する。第１図は１本発明を用いた自動位置認識装置
の外観を表わす斜視図である。対象物（１）を撮像する
カメラであるＩＴＶ（２）（工業用テレビ撮像装置）が
対象物を拡大する顕微鏡筒（３）を介して支持アーム（
５）に取り付けられている。上記ＩＴＶは対象物の回転
角に合わせて回転できるように撮像方向を回転軸として
取り付けられ、上端にはパルスモータ（４）が回転の駆
動源之して付加されている。そして、上記支持アーム（
５）はＸ−Ｙテーブル（６）と一体となっており、これ
で支持台（７）ｔ−形成している。上記Ｘ−Ｙテーブル
（６）はサーボモータ（８）によりＩＴＶ（２）をＸ方
向に移動させることが可能であシ、また他のサーボモー
タａ１によｐ　ＩＴＶ（２）をＸ方向に直交したＹ方向
に移動が可能である。

表おａｌ）はＸ−Ｙテーブルで上記ＩＴＶ　（２）側が
固定の場合に、対象物（１）側を移動させるのに使われ
る。

上述のように構成された本発明の撮像装置は、第２図の
ブーツク図で表わされる回路構成によシ相互に連係され
ている。まずＩＴＶ　（２）よシ得られた対象物（１）
の映像信号をＡ／Ｄコンバータ（２１）でデジタル信号
に変換し７レムメモリ四に記憶させる。この７レムメモ
リ（２）に記憶され九映儂信号を元にＣＰＵ（ハ）で対
象物（１）の回転角度を算出し、その結果を元にＩＴＶ
　（２）を対象物の回転と同じ回転角度で回転させる。

この回転は、　ＣＰＵ（ハ）からの回転指令を受ケたパ
ルスモータ（４）Ｋよシなされる。そして回転後にも依
然として残っているＩＴＶ（２）の撮像位置の誤差を支
持台（７）の移動調節によシ補正し１位置合わせするた
めに、ＣＰＵ＠から各サーボモータ（８）。

サーボモータＱＩＫ対して、上記ＩＴ”／（２）の回転
角度に応じてあらかじめメモＩＪ　Ｈに記憶されている
数値を元Ｋ　ＩＴＶ　（２）の撮像位置の補正量に対応
する回転指令を出す。この回転指令により支持台（７）
はサーボモータ（８）とサーボモータＱｌによシ駆動さ
れＩＴＶ（２）を補正された位置へ動かす。しかる後に
、ＣＰＵ（至）よｆｉ　ＩＴＶ（２）が対象物（１）を
撮像するように指令を発し、これによシ、データパター
ンを７レムメモリ（２２記録して、これと基準バタンメ
モリ＠に記憶された基準パターンを用いて、バタンマツ
チング回路（ハ）でバタンマツチングを行ない対象物の
位置を検出する。

次に、第３図及び第４図を参照してＩＴＶ（２）の回転
角度に応じて補正される撮像位置の補正量を得る原理を
説明する。ここでの補正量とは、ＩＴｖ（２）の回転後
に撮像位置をＸ方向及びＹ方向に補正をするサーボモー
タ（８）とサーボモータ（ＩＧへの回転指令信号であっ
てメモＩＪＱＯＫ各回転角度ごとに記憶されている画素
数あるいは、パルス数である。このような補正量を得る
Ｋは、まず対象物（２）に第３図に示されるような白い
台紙の上に黒丸を配置した図柄（至）を用意する。それ
をＩＴＶ　（２）で撮像し得られた映像信号をＡ／Ｄコ
ンバータ（２Ｉ）でデジタル信号に変換してフレムメモ
リＣａに記録する。そして。

あらかじめ上記図柄（至）を基準パターンとして基゛準
パターンメモリ（２）Ｋ記憶しておき、この基準パター
ンと７レムメモリ中の画像信号をデータバタンとして用
いてバタンマツチング回路（ハ）でバタンマツチングを
行ない位置を検出する。次に、ＩＴＶ（２）がＣＰＵ　
ｉからの指令をうけたパルスモータ（４）により必要な
回転角度ごとに回転される。それぞれの回転角度では上
述した図柄（至）の位置検出を同様に実行する。各回転
（資）応じたこれらの検出結果は。

最初に検出された位置が撮像面の中心軸上の点であるか
ら常に同じ場所で検出されるはずであるが。

撮像部あるいは撮像部の回転機構の取付精度が良くない
場合、撮像面上を動く。各回転角度の検出結果は第４図
に示されるよ月（撮像面の中心軸上の点（Ｂ）を開始点
としてＩＴＶ（２）が３６０　ｇ回転しながら位置を検
出するあいだに撮像面上に実線で示されるような軌跡を
描く。この軌跡は、　ＩＴＶの１回の回転角度を限シな
く細かくして位置検出を行なった場合の結果を示してい
る。これによシ、第４図中の（Ａ）点がＩＴＶを２７０
°回転して図柄４の位置を検出し念結果であるとすれば
、同図中のｄｘに相等する画素数がその回転角度即ち２
７０度で必要なＩＴＶ（２）のＸ方向に修正すべき補正
量に相等する。そしてｄ、はＹ方向に修正すべき補正量
に相当することになる。これら各回転角度に固有の補正
量に相等する値は画素数として回転角度ごとに検出が終
了した段階でメモリ（４Ｇに記録されるか、あるいは、
支持台（７）を駆動するサーボモータの指令量であるパ
ルス数に変換してメモ’Ｊ　（４１Ｋ記録しておく。こ
のようにメモリ（４１に記録されたＩ　ＴＶ　（４）の
各回転角度に対応するＸ方向及びＹ方向各々の補正値は
１位置検出をする対象物（１）の回転角度に応じて読み
出され、ＩＴＶ（４）の回転後に生じる撮像位置のずれ
の移動補正に用いられる。そして然る後に対象物（１）
は位置補正されたＩＴＶ　（４）で撮像された映像信号
をもとにバタンマツチング法によって位置検出が行なわ
れる。

上記のように位置検出装置等の撮像部に本発明によ°る
撮像装置を使用すれば、撮像対象の回転に対しても位置
検出の精度を低下させずに、良好な検出結果が得られる
。

なお、前記実施例では、　ＩＴＶ（２）の支持台（Ｉυ
は不動であったが、第５図に示されるように％対象物（
１）の支持台ωがサーボモーターによりＸ方向に移動補
正され、また、Ｘ方向に直交したＹ方向に移動補正され
るように構成されてもよい。これにより対象物（１）と
ＩＴＶ（２）とは対象物（１）のみの移動により相対的
に平行移動され移動補正される。

さらＫその他に、第６図に示されるように、ＩＴＶ（２
）を支持する支持台（至）は、サーボモータ關により移
動補正され、また、対象物（１）の支持台６１）はサー
ボモータ１３によシＸ方向に移動補正されるように構成
されてもよい。この構成によシ、対象物（１）とＩＴＶ
（２）とはこれら両方の移動によって相対的に平行移動
され移動補正される。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように本発明では、カメラの回
転角に応じて回転後の撮像位置のずれを移動補正する機
構を撮像装置に備えているので、カメラ及びカメラの回
転機構の精度に影響されずに対象物を撮像することがで
きる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例の外観を表わす斜視図、第２
図は同実施例の回路構成を示すブロック図、第３図は同
実施例で用い九図柄を示した図。 第４図は本発明装置の撮像面上を動く撮像中心の移動曲
線図、第５図は本発明装置の第二の実施例。 第６図は本発明装置の第三の実施例である。 １・・・対象物、　　　　２・・・ＩＴＶ、３・・・顕
微鏡筒、　　　　４・・・パルスモータ。 ５・・・支持アーム、　　　　　６・・・Ｘ−Ｙテーブ
ル。 ７・・・支持台、　　　　　８・・・サーボモータ。 １０・・・サーボモータ。 代理人　弁理士　　則　近　憲　佑 （ほか１名） 第１図 第２１８１ｍ 第３図　　　　　ｆｉ４１″ｌ 第５１１０ 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 撮像面を有し撮像方向を回転軸として回転可能なカメラ
   と、このカメラによって撮像される対象物または上記カ
   メラの少なくとも一方を支持し、これらを相対的に平行
   移動せしめる駆動器を有する支持台と、上記カメラの回
   転中心と撮像面中心との位置ずれ分による撮像面中心位
   置の初期位置からのカメラの回転角に応じたずれ補正量
   をあらかじめ記憶する記憶器と、この記憶器に記憶され
   た前記補正量をもとに上記カメラの回転角に応じて上記
   支持台を上記駆動器を用いて移動補正する制御器とを具
   備することを特徴とした撮像装置。