撮像装置および撮像方法
【課題】画像取り込み時間を短縮した撮像装置および撮像方法を提供することを目的とする。
【解決手段】格子状配置の複数の画素を備えた受光部２０によって撮像対象物の画像を読み取る撮像装置において、画像取込エリア情報記憶部２８に記憶された画像取込エリアの情報に基づいて画像出力対象となる画素を特定する画素選択情報および画像信号を画像記憶部２６に記憶させる際の記憶領域を決定する記憶アドレスを生成し、画素選択情報に基づいて画像信号を出力する画素を選択し、出力される画像信号を記憶アドレスにしたがって画像記憶部２６に書き込む。これにより必要な画素の画像信号だけを出力して記憶することができる。
【解決手段】格子状配置の複数の画素を備えた受光部２０によって撮像対象物の画像を読み取る撮像装置において、画像取込エリア情報記憶部２８に記憶された画像取込エリアの情報に基づいて画像出力対象となる画素を特定する画素選択情報および画像信号を画像記憶部２６に記憶させる際の記憶領域を決定する記憶アドレスを生成し、画素選択情報に基づいて画像信号を出力する画素を選択し、出力される画像信号を記憶アドレスにしたがって画像記憶部２６に書き込む。これにより必要な画素の画像信号だけを出力して記憶することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エリアセンサによって撮像対象の画像を読み取る撮像装置および撮像方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子部品実装装置などで電子部品の位置認識を行うための撮像手段として、エリアセンサが知られている。このエリアセンサは受光量に応じた電荷を蓄える受光素子を備えた画素を２次元的に格子状に配列したものである。エリアセンサ上に撮像対象の光学画像を結像させると、各画素の受光素子には光学画像に対応する電荷が蓄えられる。この電荷を電気信号（画像信号）として出力させることにより、撮像対象の２次元画像データを得ることができる。
【０００３】
このエリアセンサとしてＣＣＤ型のエリアセンサが広く使用されている。ＣＣＤ型のエリアセンサは、全ての画素の画像信号が規則的に出力され、これを一旦記憶部に記憶するようになっている。そして記憶部に記憶された画像信号のうち必要な画像信号のみを参照して画像処理や画像認識を行うようになっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のＣＣＤ型のエリアセンサを用いた撮像装置では、画像信号が規則的に出力されるため、必要な部分の画像信号のみを選択して出力することが困難であった。このため、不要な画像信号を出力するのに無駄な時間が必要となり画像読みとり高速化の妨げとなっていた。
【０００５】
そこで本発明は、画像読みとり時間を短縮することができる撮像装置および撮像方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の撮像装置は、格子状に配置された複数の画素を備えた受光部に撮像対象物の光学画像を結像させて画像を読み取る撮像装置であって、前記複数の画素のうち画像信号を出力する１つの画素をランダムに選択可能な画素選択手段と、前記画像信号を記憶する画像記憶部と、撮像視野内に設定された画像取込エリアに関する情報を記憶する画像取込エリア情報記憶部と、前記画像取込エリアに関する情報に基づいて選択すべき画素を特定するための画素選択情報を生成する画素選択情報生成部と、前記画像取込エリアに関する情報に基づいて前記画像記憶部の記憶アドレスを生成する記憶アドレス生成部と、前記画素選択情報に基づいて前記画素選択手段を制御することにより選択した画素の画像信号を出力させる制御部を備え、前記画像記憶部は出力された画像信号を前記記憶アドレスで指定された記憶領域に記憶し、前記画素と前記記憶アドレスが１対１の関係で対応付けされている。
【０００７】
請求項２に記載の撮像装置は、格子状に配置された複数の画素を備えた受光部に撮像対象物の光学画像を結像させて画像を読み取る撮像装置であって、前記複数の画素のうち画像信号を出力する１つの画素をランダムに選択可能な画素選択手段と、前記画像信号を記憶する画像記憶部と、撮像視野内に設定された画像取込エリアに関する情報を記憶する画像取込エリア情報記憶部と、前記画像取込エリアに関する情報に基づいて、選択すべき画素を特定するための画素選択情報を生成する画素選択情報生成部と、前記画素選択情報に基づいて前記画像記憶部の記憶アドレスを生成する記憶アドレス生成部と、前記画素選択情報に基づいて前記画素選択手段を制御することにより選択した画素の画像信号を出力させる制御部を備え、前記画像記憶部は出力された画像信号を前記記憶アドレスで指定された記憶領域に記憶し、前記画素と前記記憶アドレスが１対１の関係で対応付けされている。
【０００８】
請求項３に記載の撮像装置は請求項１又は２に記載の撮像装置であって、前記画像記憶部には受光部の各画素毎に固定された記憶領域が設定されている。
【０００９】
請求項４に記載の撮像方法は、格子状に配置された画素を備えた受光部に撮像対象物の光学画像を結像させ、撮像視野内に設定された画像取込エリアに対応する画素から選択的に画像信号を出力させて記憶する撮像方法であって、（１）前記画像取込エリアに関する情報に基づいて画像信号を出力させる画素を特定するための画素選択情報を生成する工程と、（２）前記画像取り込みエリアに関する情報に基づいて画像信号を記憶する画像記憶部の記憶アドレスを生成する工程と、（３）前記画素選択情報で特定される複数の画素から１つの画素を選択してこの画素から画像信号を出力する工程と、（４）前記（３）で出力した画像信号を（２）で生成された記憶アドレスに従って前記画像記憶部に記憶する工程とを含み、前記画素と前記記憶アドレスが１対１の関係で対応付けされている。
【００１０】
請求項５に記載の撮像方法は、格子状に配置された画素を備えた受光部に撮像対象物の光学画像を結像させ、撮像視野内に設定された画像取込エリアに対応する画素から選択的に画像信号を出力させて記憶する撮像方法であって、（１）前記画像取込エリアに関する情報に基づいて画像信号を出力させる画素を特定するための画素選択情報を生成する工程と、（２）前記画素選択情報に基づいて画像信号を記憶する画像記憶部の記憶アドレスを生成する工程と、（３）前記画素選択情報で特定される複数の画素から１つの画素を選択してこの画素から画像信号を出力する工程と、（４）前記（３）で出力した画像信号を（２）で生成された記憶アドレスに従って前記画像記憶部に記憶する工程とを含み、前記画素と前記記憶アドレスが１対１の関係で対応付けされている。
【００１１】
請求項６に記載の撮像方法は請求項４又は５に記載の撮像方法であって、前記画像記憶部に、受光部の各画素毎に固定された記憶領域を設定する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、画像の取り込みエリアに関する情報に基づいて、画像を出力させる画素を特定するための画素選択情報および画像信号を記憶する画像記憶部の記憶アドレスを生成し、この記憶アドレスで指定された記憶領域に画像信号を記憶させるようにしたので、画像の読み取り時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態１の電子部品実装装置の構成を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態１の撮像装置の構成を示すブロック図
【図３】本発明の実施の形態１の撮像装置の受光部の構成図
【図４】本発明の実施の形態１の撮像装置の画像取り込みエリアの説明図
【図５】本発明の実施の形態１の撮像装置の画像記憶部の記憶領域の説明図
【図６】本発明の実施の形態２の撮像装置の構成を示すブロック図
【図７】本発明の参考例の撮像装置の構成を示すブロック図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１の電子部品実装装置の構成を示すブロック図、図２は本発明の実施の形態１の撮像装置の構成を示すブロック図、図３は本発明の実施の形態１の撮像装置の受光部の構成図、図４は本発明の実施の形態１の撮像装置の画像取り込みエリアの説明図、図５は本発明の実施の形態１の撮像装置の画像記憶部の記憶領域の説明図である。
【００１５】
まず図１を参照して撮像装置が組み込まれた電子部品実装装置について説明する。図１において、部品供給部１は実装対象の電子部品を供給する。基板位置決めステージ２は、電子部品が実装される基板３を保持し位置決めする。部品供給部１と基板位置決めステージ２の上方には、移載ヘッド５が移載ヘッド移動機構４によって水平移動可能に配設されている。移載ヘッド５は部品供給部１から電子部品６を取り出し、基板位置決めステージ２上まで移送して基板３に実装する。
【００１６】
部品供給部１と基板位置決めステージ２との間の移載ヘッド５の移動経路には撮像装置７が配設されている。撮像装置７はカメラ８および画像認識ユニット７ａを備えており、移載ヘッド５に保持され照明装置９によって照明された状態の電子部品６を下方から撮像し認識する。撮像された画像や認識結果は画像認識ユニット７ａから表示部１０に出力され表示される。
【００１７】
画像認識ユニット７ａおよび機構制御部１２は制御装置１１を構成している。機構制御部１２は基板位置決めステージ２および移載ヘッド移動機構４等の機構部分を制御する。操作部１３はキーボードやマウスなどの入力装置であり、ここで入力されたデータはデータ処理されて制御装置１１に入力される。この入力操作により、電子部品実装装置の実装動作や、撮像装置７の撮像・認識動作の設定が行われる。
【００１８】
次に図２を参照して撮像に使用されるカメラ８および画像認識ユニット７ａの構成について説明する。図２において、受光部２０には複数の受光素子が格子状に配列されている。この受光部２０上に図示しない光学系によって撮像対象物の光学画像を結像させ、各受光素子に蓄積される電荷を画像信号として出力させることにより、撮像対象の画像を読み取る。
【００１９】
図３に示すように、受光部２０を構成する画素２０ａは、フォトダイオードである受光素子３１と複数のＭＯＳ型トランジスタで構成された増幅器３２を備えている。増幅器３２は受光素子３１で蓄積された電荷を電圧に変換して出力する。画素２０ａの格子状配列（２次元の行列配列）に対応して受光部２０には複数の垂直信号線ＬＶと複数の水平信号線ＬＨが形成されており、各増幅器３２には垂直信号線ＬＶと水平信号線ＬＨとが接続されている。
【００２０】
それぞれの増幅器３２に接続される垂直信号線ＬＶと水平信号線ＬＨの組み合わせは全て異なっている。垂直方向画素選択回路２１は垂直信号線ＬＶを介して増幅器３２に接続されており、垂直方向画素選択回路２１により増幅器３２をアクティブ状態、すなわち電圧に変換された画像信号を出力可能な状態にすることができる。増幅器３２の出力は、水平信号線ＬＨおよびスイッチング用のゲート素子３３を介して出力線Ｌ（ｏｕｔ）に接続されている。ゲート素子３３は各水平信号線ＬＨに１個づつ接続されており、水平方向画素選択回路２２によってスイッチング操作される。
【００２１】
受光部２０上に光学画像を結像させることにより、各受光素子３１は感光して電荷を蓄積する。垂直方向画素選択回路２１、水平方向画素選択回路２２によってそれぞれ増幅器３２とゲート素子３３を同期させてＯＮするスイッチング動作により、受光素子３１に蓄積された電荷は画像信号として出力される。
【００２２】
すなわち、垂直方向画素選択回路２１によって垂直信号線ＬＶの１つをＯＮすることにより、受光部２０に格子状に配列された画素２０ａの水平方向の１列が選択される。これにより、この垂直信号線ＬＶに接続する増幅器３２が選択されてアクティブ状態となる。また水平方向画素選択回路２２により１つのゲート素子３３が選択されてＯＮすると、アクティブ状態になっている増幅器３２のうち、水平信号線ＬＨを介してこのゲート素子３３と共通に接続されている増幅器３２から画像信号が出力される。このように本実施の形態では、垂直方向画素選択回路２１および水平方向画素選択回路２２によって、複数の画素のうち画像信号を出力する１つの画素をランダムに選択することができる。従って、垂直方向画素選択回路２１および水平方向画素選択回路２２は、複数の画素のうち画像信号を出力する１つの画素をランダムに選択する画像選択手段として機能する。
【００２３】
図２において制御部２４は、画素選択情報に基づいて垂直方向画素選択回路２１および水平方向画素選択回路２２を制御することにより、画素選択情報で選択された画素から画像信号を出力させる。画素選択情報生成部２５は、画像取込エリア情報記憶部２８に記憶された画像取り込みエリア情報より、画像信号の出力対象となっている画素を特定するための画素選択情報を出力する。この画素選択情報生成部２５は、タイミング発生回路（図示省略）から送られるタイミング信号に同期して、出力対象となっている画素の画素選択情報を１個づつ出力する。
【００２４】
制御部２４は、この画素選択情報に基づき、画素２０ａの垂直方向の位置を特定するための垂直位置信号Ｖと、水平方向の位置を特定するための水平位置信号Ｈを生成する。そして垂直位置信号Ｖと水平位置信号Ｈは、タイミング発生回路（図示省略）が発生するタイミング信号に従って、垂直方向画素選択回路２１および水平方向画素選択回路２２に対してそれぞれ出力される。垂直方向画素選択回路２１は、垂直位置信号Ｖが入力されるとこの垂直位置信号Ｖによって特定される１本の垂直信号線ＬＶに接続する増幅器３２をアクティブ状態にする。水平方向画素選択回路２２は水平位置信号Ｈによって特定される１個のゲート素子３３をＯＮにする。これにより、画素選択情報で特定された１つの画素２０ａから画像信号が出力される。受光部２０から出力された画像信号は、画像信号補正部２３に送られ、ここで黒色レベルや感度レベルなどの補正処理が行われるとともにデジタル変換処理される。
【００２５】
次に画像認識ユニット７ａについて説明する。カメラ８より出力されたデジタルの画像信号は、画像記憶部２６に送られ記憶される。画像処理部２９は画像記憶部２６から読み出された画像信号を画像処理することにより、撮像対象の電子部品を認識する。この認識により電子部品の有無、識別、位置検出などの認識結果が機構制御部１２に出力される。機構制御部１２では、この認識結果を用いて移載ヘッド５や基板位置決めステージ２を制御し、電子部品搭載時の位置合わせを行う。またカメラ８によって撮像された画像データが画像処理部２９から表示部１０に送られ、表示モニタ上に画面表示される。
【００２６】
画像取込エリア情報記憶部２８は、画像取込エリア情報、すなわち撮像視野内での画像取込対象となる特定の領域の位置や大きさ、形状を表す情報を記憶する。画像取込エリア情報は、操作部１３によって操作処理部３０を介して画像取込エリア情報記憶部２８に入力されるほか、外部装置によって予め作成された画像取込エリア情報をコピーしてもよい。前述の画素選択情報は、画像取込エリア情報に基づいて生成される。記憶アドレス生成部２７は、画像取込エリア情報に基づいて画像記憶部２６の画像メモリに書き込まれる画像信号の記憶アドレスを生成する。
【００２７】
次に図４〜図５を参照して画像取り込みエリア、画素選択情報および記憶アドレスについて説明する。図４（ａ）に示す矩形枠４０はカメラ８の撮像視野を示しており、サイズＬＸ，ＬＹの矩形範囲が撮像可能な最大範囲となっている。この撮像視野内に、電子部品６を認識するための画像データを取り込む対象としての画像取込エリア４１が設定される。この設定は、認識対象の電子部品６のサイズや撮像視野内での位置に基づいて、電子部品を囲む矩形領域を指定することにより行われ、対角位置にある２点Ａ，Ｂの座標（Ｘ１，Ｙ１）、（Ｘ２，Ｙ２）が入力される。
【００２８】
次に画素選択情報生成部２５によって画素選択情報を生成する方法について説明する。図４（ｂ）において４０’は受光部２０において画素２０ａが配列されている範囲を示す画素配列枠であり、図４（ａ）に示す撮像視野４０と対応している。撮像視野４０内に設定された画像取込エリア４１から画像を読み取る際には、受光部２０に設けられた５１２×５１２個の画素のうち、画像取込エリア４１に対応した画素出力対象範囲４１’内の画素からのみ画像信号が出力される。
【００２９】
画素選択情報生成部２５は、画像取込エリア情報記憶部２８より画像取り込みエリアの位置、大きさ、形状に関する情報（画像取り込みエリア情報）を読み取って、この画像取り込みエリアに対応する複数の画素の位置座標を求め、これを画素選択情報として出力する。具体的には、撮像視野４０内の点Ａ、点Ｂに対応する画素ＰＡ，ＰＢの位置座標（ＰＸ１，ＰＹ１）、（ＰＸｍ，ＰＹｎ）を求めてこの２つの位置座標に囲まれた矩形領域内の画素の位置座標を画素選択情報として出力する。この画素選択情報が出力されると前述したように画素ＰＡを先頭とし画素ＰＢを終点とする（ｍ×ｎ）個の画素から画像信号が出力される。すなわち画素選択情報によってＸ方向に配列されたｍ個の画素が、左側から順に出力対象として１個づつ選択され、これをｎ回反復することにより全ての画像出力対象の画素から画像信号が出力される。
【００３０】
次に記憶アドレスについて説明する。記憶アドレスは、上記のようにして設定された画像取込エリアと、この画像取込エリアから読み取られた画像信号が書き込まれる画像記憶部２６のメモリの記憶領域とを対応させる情報である。すなわち、記憶アドレスは画像取込エリアに関する情報に基づいて生成され、この記憶アドレス生成により、画像取込エリアから読み取られた画像信号が書き込まれる画像記憶部２６の記憶領域が特定される。
【００３１】
図５において、４２は画像信号を記憶するために画像記憶部２６に割り付けられた記憶領域を示しており、４４はデータが書き込まれる個別の記憶領域に付された番地、いわゆる記憶アドレスを示している。図４（ｂ）に示す先頭画素ＰＳにそれぞれ対応する記憶領域４３（Ｓ）から終点画素ＰＥに対応する記憶領域４３（Ｅ）にかけて、５１２×５１２個分の画素の画像信号を記憶するための記憶領域が確保されている。
【００３２】
次に記憶アドレスについて説明する。本実施の形態では、５１２×５１２個分の画素と１対１の関係で記憶アドレスを対応付けできるようにするために、１８ビットのデータで記憶アドレスを構成している。すなわち、５１２個のデータは２進法で示すと９ビットのデータとなるため、上位９ビットを画素のＹ座標（ＰＹ）とし、下位９ビットをＸ座標（ＰＸ）とすることにより、図５に示すように５１２×５１２個のそれぞれの画素に対して専用の記憶領域を１対１で固定的に設定することができる。図４（ｂ）に示す画素出力対象範囲４１’の各画素から出力される画像信号のうち、第１番目の画素行（Ｙ座標ＰＹ１に属するｍ個の画素）から出力された画像信号は、記憶アドレス４４（１，１）から４４（１，ｍ）までの記憶領域４３（Ｇ１）に連続的に書き込まれる。
【００３３】
次いでアドレス領域４４（１，１）に対応する記憶領域４３から５１２画素分だけ隔てた記憶領域４３（Ｇ２）より、第２番目の画素行（Ｙ座標ＰＹ２に属するｍ個の画素）から出力された画像信号が、この記憶領域４３（Ｇ２）に連続的に書き込まれる。以下同様に各画素行について画像領域が設定され、第ｎ行目に対応する記憶領域４３（Ｇｎ）が、当該画素出力対象範囲４１’から出力された画像信号が書き込まれる最終の記憶領域となる。
【００３４】
このように上述の記憶アドレスにしたがって画像信号が書き込まれた記憶領域４２においては、先頭画素ＰＳ〜終点画素ＰＥに対応する全ての記憶領域のうち、上述の記憶領域４３（Ｇ１）、４３（Ｇ２）、・・・４３（Ｇｎ）以外の領域、換言すれば撮像視野内において画像取込エリアとして設定されなかった範囲と固定的な対応関係にある記憶領域は、画像信号が書き込まれていない空白領域となる。
【００３５】
上記例で示す記憶アドレス設定によれば、記憶領域４２上に空白領域が生じ記憶領域の有効活用の観点からすれば好ましくはないものの、各画素２０ａと記憶領域４２とは１対１の対応関係にあることから、撮像によって得られる画像信号を記憶させる際に、撮像視野内における正しい位置情報がそのまま保たれるという長所を有している。すなわち、画素の位置と記憶領域の番地を示す記憶アドレスが１対１で対応しているので、記憶アドレスからこの記憶アドレスで示される記憶領域に格納されている画像信号の出力元の画素の座標を容易に特定することができる。このような記憶領域（記憶アドレス）の設定は、取り込んだ画像から撮像対象物の位置や姿勢を画像認識で求めるような場合に有利である。
【００３６】
この撮像装置は上記のように構成されており、以下撮像方法について説明する。この撮像方法は、格子状に配置された画素２０ａを備えた受光部２０に撮像対象物である電子部品６の光学画像を結像させ、撮像視野内に設定された画像取込エリアに対応する画素２０ａから選択的に画像信号を出力させるものである。
【００３７】
（１）まず画像取込エリア情報記憶部２８に予め記憶された画像取込エリア（図４（ａ）参照）に関する情報に基づいて、画像信号を出力させる画素２０ａを特定するための画素選択情報が、画素選択情報生成部２５によって生成される。
【００３８】
（２）次いで、記憶アドレス生成部２７によって画像信号を記憶する画像記憶部２６の記憶アドレスが、画像取込エリアに関する情報に基づいて生成される。画素選択情報を生成する方法と同様な方法を用いることにより、画像取り込みエリアから画像取り込みを行う画素２０ａのＸ座標ＰＸ、Ｙ座標ＰＹは特定できるため、このＸ座標値ＰＸ、Ｙ座標値ＰＹを使用して前述した１８ビットの記憶アドレスを生成する。
【００３９】
（３）次に制御部２４によって垂直方向画素選択回路２１および水平方向画素選択回路２２を制御することにより、画素選択情報に基づいて特定される複数の画素から１つの画素を選択してこの画素から画像信号を出力させる。そして出力された画像信号は、（２）で生成された記憶アドレスに従って画像記憶部２６の所定の記憶領域に記憶される。この画像信号の出力・記憶は、画素選択情報で特定された全ての画素（図４（ｂ）に示す画素出力対象範囲４１’内の画素２０ａ）に対して行われる。これにより図４（ａ）の画像取込エリア４１に対応する画素出力対象範囲４１’の画素からのみ画像信号が出力され、画像記憶部２６に記憶される。
【００４０】
（実施の形態２）
図６は本発明の実施の形態２の撮像装置の構成を示すブロック図である。図６に示すように、撮像装置は図２に示す構成例と同様の構成要素を備えている。そしてこの実施の形態２では、記憶アドレス生成部２７によって記憶アドレスを生成する際に、画像取込エリア情報を画像取込エリア情報記憶部２８から読み出す替りに、画素選択情報生成部２５によって生成された画素選択情報、すなわち図４（ｂ）に示す画素出力対象範囲４１’内の画素２０ａの位置を示す画素座標を用いて、図５に示す画像記憶部２６の記憶アドレスを生成するようにしている。
【００４１】
（参考例）
図７は本発明の参考例の撮像装置の構成を示すブロック図である。図７において、参考例に示すカメラ８’では、図２に示すカメラ８から画素選択情報生成部２５を除いた構成となっており、制御部２４によって垂直方向画素選択回路２１および水平方向画素選択回路２２に画像信号出力対象の画素を選択させる際に、記憶アドレス生成部２７によって生成された記憶アドレスに基づいて、垂直方向画素選択回路２１および水平方向画素選択回路２２を制御するようにしている。
【００４２】
すなわちこの構成においては、図４（ａ）に示す画像取込エリア情報から直接図５に示す記憶アドレスが生成され、画像記憶部２６における記憶領域が設定される。実施の形態１で説明したように、受光部２０の各画素２０ａのＸ座標値とＹ座標値は、このようにして設定された記憶領域、すなわち記憶アドレスと固定的な対応関係にあることから、記憶アドレスを生成することにより、垂直方向画素選択回路２１および水平方向画素選択回路２２を制御する画素選択情報と等価の情報が生成されたことになる。したがって、この等価情報を用いて垂直方向画素選択回路２１および水平方向画素選択回路２２を制御することにより、画像出力対象として特定された画素を選択することができる。
【００４３】
このように上記実施の形態２および参考例においては、画像記憶部２６において受光部２０の各画素２０ａ毎に固定された記憶領域が設定されるような記憶アドレスの形式を用いることにより、各画素２０ａと記憶領域４２との間に１対１の対応関係が成立する。これにより、画像信号を出力させる対象として画素を選択するための情報と、出力された画像信号を書き込む記憶領域を設定するための情報とが等価となり、図６，図７に示すような構成例を採用することが可能となっている。
【００４４】
以上説明したように、各実施の形態に示す撮像装置は、格子状に配列された複数の画素２０ａのうち画像信号を出力する画素をランダムに選択可能なカメラ８からの画像信号を、記憶アドレスで設定された記憶領域に書き込むようにしたものである。これにより、カメラ８の撮像視野中の必要範囲からのみ出力された画像信号を、所望の記憶アドレス領域に書き込むことができる。
【００４５】
そしてこの撮像装置が組み込まれた電子部品実装装置では、撮像装置７による認識結果に基づいて各電子部品の位置ずれが検出され、移載ヘッド５を基板位置決めステージ２上へ移動させて基板３上に電子部品を実装する際には、位置ずれを補正した上で各電子部品を基板３上に搭載する。この実装動作において、前述のように撮像が効率的に行われることから高速の画像認識が実現され、実装効率を向上させることができる。
【００４６】
なお、本実施の形態では電子部品実装装置を例に説明したが、この撮像装置は電子部品実装装置以外の組立装置や各種検査機等、画像を撮像する全ての装置に対して適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明によれば、画像の取り込みエリアに関する情報に基づいて、画像を出力させる画素を特定するための画素選択情報および画像信号を記憶する画像記憶部の記憶アドレスを生成し、この記憶アドレスで指定された記憶領域に画像信号を記憶させるようにしたので、画像の読み取り時間を短縮することができる。
【符号の説明】
【００４８】
７ 認識装置
７ａ 画像認識ユニット
８ カメラ
２０ 受光部
２０ａ 画素
２１ 垂直方向画素選択回路
２２ 水平方向画素選択回路
２４ 制御部
２５ 画素選択情報生成部
２６ 画像記憶部
２７ 記憶アドレス生成部
２８ 画像取込エリア情報記憶部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エリアセンサによって撮像対象の画像を読み取る撮像装置および撮像方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子部品実装装置などで電子部品の位置認識を行うための撮像手段として、エリアセンサが知られている。このエリアセンサは受光量に応じた電荷を蓄える受光素子を備えた画素を２次元的に格子状に配列したものである。エリアセンサ上に撮像対象の光学画像を結像させると、各画素の受光素子には光学画像に対応する電荷が蓄えられる。この電荷を電気信号（画像信号）として出力させることにより、撮像対象の２次元画像データを得ることができる。
【０００３】
このエリアセンサとしてＣＣＤ型のエリアセンサが広く使用されている。ＣＣＤ型のエリアセンサは、全ての画素の画像信号が規則的に出力され、これを一旦記憶部に記憶するようになっている。そして記憶部に記憶された画像信号のうち必要な画像信号のみを参照して画像処理や画像認識を行うようになっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のＣＣＤ型のエリアセンサを用いた撮像装置では、画像信号が規則的に出力されるため、必要な部分の画像信号のみを選択して出力することが困難であった。このため、不要な画像信号を出力するのに無駄な時間が必要となり画像読みとり高速化の妨げとなっていた。
【０００５】
そこで本発明は、画像読みとり時間を短縮することができる撮像装置および撮像方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の撮像装置は、格子状に配置された複数の画素を備えた受光部に撮像対象物の光学画像を結像させて画像を読み取る撮像装置であって、前記複数の画素のうち画像信号を出力する１つの画素をランダムに選択可能な画素選択手段と、前記画像信号を記憶する画像記憶部と、撮像視野内に設定された画像取込エリアに関する情報を記憶する画像取込エリア情報記憶部と、前記画像取込エリアに関する情報に基づいて選択すべき画素を特定するための画素選択情報を生成する画素選択情報生成部と、前記画像取込エリアに関する情報に基づいて前記画像記憶部の記憶アドレスを生成する記憶アドレス生成部と、前記画素選択情報に基づいて前記画素選択手段を制御することにより選択した画素の画像信号を出力させる制御部を備え、前記画像記憶部は出力された画像信号を前記記憶アドレスで指定された記憶領域に記憶し、前記画素と前記記憶アドレスが１対１の関係で対応付けされている。
【０００７】
請求項２に記載の撮像装置は、格子状に配置された複数の画素を備えた受光部に撮像対象物の光学画像を結像させて画像を読み取る撮像装置であって、前記複数の画素のうち画像信号を出力する１つの画素をランダムに選択可能な画素選択手段と、前記画像信号を記憶する画像記憶部と、撮像視野内に設定された画像取込エリアに関する情報を記憶する画像取込エリア情報記憶部と、前記画像取込エリアに関する情報に基づいて、選択すべき画素を特定するための画素選択情報を生成する画素選択情報生成部と、前記画素選択情報に基づいて前記画像記憶部の記憶アドレスを生成する記憶アドレス生成部と、前記画素選択情報に基づいて前記画素選択手段を制御することにより選択した画素の画像信号を出力させる制御部を備え、前記画像記憶部は出力された画像信号を前記記憶アドレスで指定された記憶領域に記憶し、前記画素と前記記憶アドレスが１対１の関係で対応付けされている。
【０００８】
請求項３に記載の撮像装置は請求項１又は２に記載の撮像装置であって、前記画像記憶部には受光部の各画素毎に固定された記憶領域が設定されている。
【０００９】
請求項４に記載の撮像方法は、格子状に配置された画素を備えた受光部に撮像対象物の光学画像を結像させ、撮像視野内に設定された画像取込エリアに対応する画素から選択的に画像信号を出力させて記憶する撮像方法であって、（１）前記画像取込エリアに関する情報に基づいて画像信号を出力させる画素を特定するための画素選択情報を生成する工程と、（２）前記画像取り込みエリアに関する情報に基づいて画像信号を記憶する画像記憶部の記憶アドレスを生成する工程と、（３）前記画素選択情報で特定される複数の画素から１つの画素を選択してこの画素から画像信号を出力する工程と、（４）前記（３）で出力した画像信号を（２）で生成された記憶アドレスに従って前記画像記憶部に記憶する工程とを含み、前記画素と前記記憶アドレスが１対１の関係で対応付けされている。
【００１０】
請求項５に記載の撮像方法は、格子状に配置された画素を備えた受光部に撮像対象物の光学画像を結像させ、撮像視野内に設定された画像取込エリアに対応する画素から選択的に画像信号を出力させて記憶する撮像方法であって、（１）前記画像取込エリアに関する情報に基づいて画像信号を出力させる画素を特定するための画素選択情報を生成する工程と、（２）前記画素選択情報に基づいて画像信号を記憶する画像記憶部の記憶アドレスを生成する工程と、（３）前記画素選択情報で特定される複数の画素から１つの画素を選択してこの画素から画像信号を出力する工程と、（４）前記（３）で出力した画像信号を（２）で生成された記憶アドレスに従って前記画像記憶部に記憶する工程とを含み、前記画素と前記記憶アドレスが１対１の関係で対応付けされている。
【００１１】
請求項６に記載の撮像方法は請求項４又は５に記載の撮像方法であって、前記画像記憶部に、受光部の各画素毎に固定された記憶領域を設定する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、画像の取り込みエリアに関する情報に基づいて、画像を出力させる画素を特定するための画素選択情報および画像信号を記憶する画像記憶部の記憶アドレスを生成し、この記憶アドレスで指定された記憶領域に画像信号を記憶させるようにしたので、画像の読み取り時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態１の電子部品実装装置の構成を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態１の撮像装置の構成を示すブロック図
【図３】本発明の実施の形態１の撮像装置の受光部の構成図
【図４】本発明の実施の形態１の撮像装置の画像取り込みエリアの説明図
【図５】本発明の実施の形態１の撮像装置の画像記憶部の記憶領域の説明図
【図６】本発明の実施の形態２の撮像装置の構成を示すブロック図
【図７】本発明の参考例の撮像装置の構成を示すブロック図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１の電子部品実装装置の構成を示すブロック図、図２は本発明の実施の形態１の撮像装置の構成を示すブロック図、図３は本発明の実施の形態１の撮像装置の受光部の構成図、図４は本発明の実施の形態１の撮像装置の画像取り込みエリアの説明図、図５は本発明の実施の形態１の撮像装置の画像記憶部の記憶領域の説明図である。
【００１５】
まず図１を参照して撮像装置が組み込まれた電子部品実装装置について説明する。図１において、部品供給部１は実装対象の電子部品を供給する。基板位置決めステージ２は、電子部品が実装される基板３を保持し位置決めする。部品供給部１と基板位置決めステージ２の上方には、移載ヘッド５が移載ヘッド移動機構４によって水平移動可能に配設されている。移載ヘッド５は部品供給部１から電子部品６を取り出し、基板位置決めステージ２上まで移送して基板３に実装する。
【００１６】
部品供給部１と基板位置決めステージ２との間の移載ヘッド５の移動経路には撮像装置７が配設されている。撮像装置７はカメラ８および画像認識ユニット７ａを備えており、移載ヘッド５に保持され照明装置９によって照明された状態の電子部品６を下方から撮像し認識する。撮像された画像や認識結果は画像認識ユニット７ａから表示部１０に出力され表示される。
【００１７】
画像認識ユニット７ａおよび機構制御部１２は制御装置１１を構成している。機構制御部１２は基板位置決めステージ２および移載ヘッド移動機構４等の機構部分を制御する。操作部１３はキーボードやマウスなどの入力装置であり、ここで入力されたデータはデータ処理されて制御装置１１に入力される。この入力操作により、電子部品実装装置の実装動作や、撮像装置７の撮像・認識動作の設定が行われる。
【００１８】
次に図２を参照して撮像に使用されるカメラ８および画像認識ユニット７ａの構成について説明する。図２において、受光部２０には複数の受光素子が格子状に配列されている。この受光部２０上に図示しない光学系によって撮像対象物の光学画像を結像させ、各受光素子に蓄積される電荷を画像信号として出力させることにより、撮像対象の画像を読み取る。
【００１９】
図３に示すように、受光部２０を構成する画素２０ａは、フォトダイオードである受光素子３１と複数のＭＯＳ型トランジスタで構成された増幅器３２を備えている。増幅器３２は受光素子３１で蓄積された電荷を電圧に変換して出力する。画素２０ａの格子状配列（２次元の行列配列）に対応して受光部２０には複数の垂直信号線ＬＶと複数の水平信号線ＬＨが形成されており、各増幅器３２には垂直信号線ＬＶと水平信号線ＬＨとが接続されている。
【００２０】
それぞれの増幅器３２に接続される垂直信号線ＬＶと水平信号線ＬＨの組み合わせは全て異なっている。垂直方向画素選択回路２１は垂直信号線ＬＶを介して増幅器３２に接続されており、垂直方向画素選択回路２１により増幅器３２をアクティブ状態、すなわち電圧に変換された画像信号を出力可能な状態にすることができる。増幅器３２の出力は、水平信号線ＬＨおよびスイッチング用のゲート素子３３を介して出力線Ｌ（ｏｕｔ）に接続されている。ゲート素子３３は各水平信号線ＬＨに１個づつ接続されており、水平方向画素選択回路２２によってスイッチング操作される。
【００２１】
受光部２０上に光学画像を結像させることにより、各受光素子３１は感光して電荷を蓄積する。垂直方向画素選択回路２１、水平方向画素選択回路２２によってそれぞれ増幅器３２とゲート素子３３を同期させてＯＮするスイッチング動作により、受光素子３１に蓄積された電荷は画像信号として出力される。
【００２２】
すなわち、垂直方向画素選択回路２１によって垂直信号線ＬＶの１つをＯＮすることにより、受光部２０に格子状に配列された画素２０ａの水平方向の１列が選択される。これにより、この垂直信号線ＬＶに接続する増幅器３２が選択されてアクティブ状態となる。また水平方向画素選択回路２２により１つのゲート素子３３が選択されてＯＮすると、アクティブ状態になっている増幅器３２のうち、水平信号線ＬＨを介してこのゲート素子３３と共通に接続されている増幅器３２から画像信号が出力される。このように本実施の形態では、垂直方向画素選択回路２１および水平方向画素選択回路２２によって、複数の画素のうち画像信号を出力する１つの画素をランダムに選択することができる。従って、垂直方向画素選択回路２１および水平方向画素選択回路２２は、複数の画素のうち画像信号を出力する１つの画素をランダムに選択する画像選択手段として機能する。
【００２３】
図２において制御部２４は、画素選択情報に基づいて垂直方向画素選択回路２１および水平方向画素選択回路２２を制御することにより、画素選択情報で選択された画素から画像信号を出力させる。画素選択情報生成部２５は、画像取込エリア情報記憶部２８に記憶された画像取り込みエリア情報より、画像信号の出力対象となっている画素を特定するための画素選択情報を出力する。この画素選択情報生成部２５は、タイミング発生回路（図示省略）から送られるタイミング信号に同期して、出力対象となっている画素の画素選択情報を１個づつ出力する。
【００２４】
制御部２４は、この画素選択情報に基づき、画素２０ａの垂直方向の位置を特定するための垂直位置信号Ｖと、水平方向の位置を特定するための水平位置信号Ｈを生成する。そして垂直位置信号Ｖと水平位置信号Ｈは、タイミング発生回路（図示省略）が発生するタイミング信号に従って、垂直方向画素選択回路２１および水平方向画素選択回路２２に対してそれぞれ出力される。垂直方向画素選択回路２１は、垂直位置信号Ｖが入力されるとこの垂直位置信号Ｖによって特定される１本の垂直信号線ＬＶに接続する増幅器３２をアクティブ状態にする。水平方向画素選択回路２２は水平位置信号Ｈによって特定される１個のゲート素子３３をＯＮにする。これにより、画素選択情報で特定された１つの画素２０ａから画像信号が出力される。受光部２０から出力された画像信号は、画像信号補正部２３に送られ、ここで黒色レベルや感度レベルなどの補正処理が行われるとともにデジタル変換処理される。
【００２５】
次に画像認識ユニット７ａについて説明する。カメラ８より出力されたデジタルの画像信号は、画像記憶部２６に送られ記憶される。画像処理部２９は画像記憶部２６から読み出された画像信号を画像処理することにより、撮像対象の電子部品を認識する。この認識により電子部品の有無、識別、位置検出などの認識結果が機構制御部１２に出力される。機構制御部１２では、この認識結果を用いて移載ヘッド５や基板位置決めステージ２を制御し、電子部品搭載時の位置合わせを行う。またカメラ８によって撮像された画像データが画像処理部２９から表示部１０に送られ、表示モニタ上に画面表示される。
【００２６】
画像取込エリア情報記憶部２８は、画像取込エリア情報、すなわち撮像視野内での画像取込対象となる特定の領域の位置や大きさ、形状を表す情報を記憶する。画像取込エリア情報は、操作部１３によって操作処理部３０を介して画像取込エリア情報記憶部２８に入力されるほか、外部装置によって予め作成された画像取込エリア情報をコピーしてもよい。前述の画素選択情報は、画像取込エリア情報に基づいて生成される。記憶アドレス生成部２７は、画像取込エリア情報に基づいて画像記憶部２６の画像メモリに書き込まれる画像信号の記憶アドレスを生成する。
【００２７】
次に図４〜図５を参照して画像取り込みエリア、画素選択情報および記憶アドレスについて説明する。図４（ａ）に示す矩形枠４０はカメラ８の撮像視野を示しており、サイズＬＸ，ＬＹの矩形範囲が撮像可能な最大範囲となっている。この撮像視野内に、電子部品６を認識するための画像データを取り込む対象としての画像取込エリア４１が設定される。この設定は、認識対象の電子部品６のサイズや撮像視野内での位置に基づいて、電子部品を囲む矩形領域を指定することにより行われ、対角位置にある２点Ａ，Ｂの座標（Ｘ１，Ｙ１）、（Ｘ２，Ｙ２）が入力される。
【００２８】
次に画素選択情報生成部２５によって画素選択情報を生成する方法について説明する。図４（ｂ）において４０’は受光部２０において画素２０ａが配列されている範囲を示す画素配列枠であり、図４（ａ）に示す撮像視野４０と対応している。撮像視野４０内に設定された画像取込エリア４１から画像を読み取る際には、受光部２０に設けられた５１２×５１２個の画素のうち、画像取込エリア４１に対応した画素出力対象範囲４１’内の画素からのみ画像信号が出力される。
【００２９】
画素選択情報生成部２５は、画像取込エリア情報記憶部２８より画像取り込みエリアの位置、大きさ、形状に関する情報（画像取り込みエリア情報）を読み取って、この画像取り込みエリアに対応する複数の画素の位置座標を求め、これを画素選択情報として出力する。具体的には、撮像視野４０内の点Ａ、点Ｂに対応する画素ＰＡ，ＰＢの位置座標（ＰＸ１，ＰＹ１）、（ＰＸｍ，ＰＹｎ）を求めてこの２つの位置座標に囲まれた矩形領域内の画素の位置座標を画素選択情報として出力する。この画素選択情報が出力されると前述したように画素ＰＡを先頭とし画素ＰＢを終点とする（ｍ×ｎ）個の画素から画像信号が出力される。すなわち画素選択情報によってＸ方向に配列されたｍ個の画素が、左側から順に出力対象として１個づつ選択され、これをｎ回反復することにより全ての画像出力対象の画素から画像信号が出力される。
【００３０】
次に記憶アドレスについて説明する。記憶アドレスは、上記のようにして設定された画像取込エリアと、この画像取込エリアから読み取られた画像信号が書き込まれる画像記憶部２６のメモリの記憶領域とを対応させる情報である。すなわち、記憶アドレスは画像取込エリアに関する情報に基づいて生成され、この記憶アドレス生成により、画像取込エリアから読み取られた画像信号が書き込まれる画像記憶部２６の記憶領域が特定される。
【００３１】
図５において、４２は画像信号を記憶するために画像記憶部２６に割り付けられた記憶領域を示しており、４４はデータが書き込まれる個別の記憶領域に付された番地、いわゆる記憶アドレスを示している。図４（ｂ）に示す先頭画素ＰＳにそれぞれ対応する記憶領域４３（Ｓ）から終点画素ＰＥに対応する記憶領域４３（Ｅ）にかけて、５１２×５１２個分の画素の画像信号を記憶するための記憶領域が確保されている。
【００３２】
次に記憶アドレスについて説明する。本実施の形態では、５１２×５１２個分の画素と１対１の関係で記憶アドレスを対応付けできるようにするために、１８ビットのデータで記憶アドレスを構成している。すなわち、５１２個のデータは２進法で示すと９ビットのデータとなるため、上位９ビットを画素のＹ座標（ＰＹ）とし、下位９ビットをＸ座標（ＰＸ）とすることにより、図５に示すように５１２×５１２個のそれぞれの画素に対して専用の記憶領域を１対１で固定的に設定することができる。図４（ｂ）に示す画素出力対象範囲４１’の各画素から出力される画像信号のうち、第１番目の画素行（Ｙ座標ＰＹ１に属するｍ個の画素）から出力された画像信号は、記憶アドレス４４（１，１）から４４（１，ｍ）までの記憶領域４３（Ｇ１）に連続的に書き込まれる。
【００３３】
次いでアドレス領域４４（１，１）に対応する記憶領域４３から５１２画素分だけ隔てた記憶領域４３（Ｇ２）より、第２番目の画素行（Ｙ座標ＰＹ２に属するｍ個の画素）から出力された画像信号が、この記憶領域４３（Ｇ２）に連続的に書き込まれる。以下同様に各画素行について画像領域が設定され、第ｎ行目に対応する記憶領域４３（Ｇｎ）が、当該画素出力対象範囲４１’から出力された画像信号が書き込まれる最終の記憶領域となる。
【００３４】
このように上述の記憶アドレスにしたがって画像信号が書き込まれた記憶領域４２においては、先頭画素ＰＳ〜終点画素ＰＥに対応する全ての記憶領域のうち、上述の記憶領域４３（Ｇ１）、４３（Ｇ２）、・・・４３（Ｇｎ）以外の領域、換言すれば撮像視野内において画像取込エリアとして設定されなかった範囲と固定的な対応関係にある記憶領域は、画像信号が書き込まれていない空白領域となる。
【００３５】
上記例で示す記憶アドレス設定によれば、記憶領域４２上に空白領域が生じ記憶領域の有効活用の観点からすれば好ましくはないものの、各画素２０ａと記憶領域４２とは１対１の対応関係にあることから、撮像によって得られる画像信号を記憶させる際に、撮像視野内における正しい位置情報がそのまま保たれるという長所を有している。すなわち、画素の位置と記憶領域の番地を示す記憶アドレスが１対１で対応しているので、記憶アドレスからこの記憶アドレスで示される記憶領域に格納されている画像信号の出力元の画素の座標を容易に特定することができる。このような記憶領域（記憶アドレス）の設定は、取り込んだ画像から撮像対象物の位置や姿勢を画像認識で求めるような場合に有利である。
【００３６】
この撮像装置は上記のように構成されており、以下撮像方法について説明する。この撮像方法は、格子状に配置された画素２０ａを備えた受光部２０に撮像対象物である電子部品６の光学画像を結像させ、撮像視野内に設定された画像取込エリアに対応する画素２０ａから選択的に画像信号を出力させるものである。
【００３７】
（１）まず画像取込エリア情報記憶部２８に予め記憶された画像取込エリア（図４（ａ）参照）に関する情報に基づいて、画像信号を出力させる画素２０ａを特定するための画素選択情報が、画素選択情報生成部２５によって生成される。
【００３８】
（２）次いで、記憶アドレス生成部２７によって画像信号を記憶する画像記憶部２６の記憶アドレスが、画像取込エリアに関する情報に基づいて生成される。画素選択情報を生成する方法と同様な方法を用いることにより、画像取り込みエリアから画像取り込みを行う画素２０ａのＸ座標ＰＸ、Ｙ座標ＰＹは特定できるため、このＸ座標値ＰＸ、Ｙ座標値ＰＹを使用して前述した１８ビットの記憶アドレスを生成する。
【００３９】
（３）次に制御部２４によって垂直方向画素選択回路２１および水平方向画素選択回路２２を制御することにより、画素選択情報に基づいて特定される複数の画素から１つの画素を選択してこの画素から画像信号を出力させる。そして出力された画像信号は、（２）で生成された記憶アドレスに従って画像記憶部２６の所定の記憶領域に記憶される。この画像信号の出力・記憶は、画素選択情報で特定された全ての画素（図４（ｂ）に示す画素出力対象範囲４１’内の画素２０ａ）に対して行われる。これにより図４（ａ）の画像取込エリア４１に対応する画素出力対象範囲４１’の画素からのみ画像信号が出力され、画像記憶部２６に記憶される。
【００４０】
（実施の形態２）
図６は本発明の実施の形態２の撮像装置の構成を示すブロック図である。図６に示すように、撮像装置は図２に示す構成例と同様の構成要素を備えている。そしてこの実施の形態２では、記憶アドレス生成部２７によって記憶アドレスを生成する際に、画像取込エリア情報を画像取込エリア情報記憶部２８から読み出す替りに、画素選択情報生成部２５によって生成された画素選択情報、すなわち図４（ｂ）に示す画素出力対象範囲４１’内の画素２０ａの位置を示す画素座標を用いて、図５に示す画像記憶部２６の記憶アドレスを生成するようにしている。
【００４１】
（参考例）
図７は本発明の参考例の撮像装置の構成を示すブロック図である。図７において、参考例に示すカメラ８’では、図２に示すカメラ８から画素選択情報生成部２５を除いた構成となっており、制御部２４によって垂直方向画素選択回路２１および水平方向画素選択回路２２に画像信号出力対象の画素を選択させる際に、記憶アドレス生成部２７によって生成された記憶アドレスに基づいて、垂直方向画素選択回路２１および水平方向画素選択回路２２を制御するようにしている。
【００４２】
すなわちこの構成においては、図４（ａ）に示す画像取込エリア情報から直接図５に示す記憶アドレスが生成され、画像記憶部２６における記憶領域が設定される。実施の形態１で説明したように、受光部２０の各画素２０ａのＸ座標値とＹ座標値は、このようにして設定された記憶領域、すなわち記憶アドレスと固定的な対応関係にあることから、記憶アドレスを生成することにより、垂直方向画素選択回路２１および水平方向画素選択回路２２を制御する画素選択情報と等価の情報が生成されたことになる。したがって、この等価情報を用いて垂直方向画素選択回路２１および水平方向画素選択回路２２を制御することにより、画像出力対象として特定された画素を選択することができる。
【００４３】
このように上記実施の形態２および参考例においては、画像記憶部２６において受光部２０の各画素２０ａ毎に固定された記憶領域が設定されるような記憶アドレスの形式を用いることにより、各画素２０ａと記憶領域４２との間に１対１の対応関係が成立する。これにより、画像信号を出力させる対象として画素を選択するための情報と、出力された画像信号を書き込む記憶領域を設定するための情報とが等価となり、図６，図７に示すような構成例を採用することが可能となっている。
【００４４】
以上説明したように、各実施の形態に示す撮像装置は、格子状に配列された複数の画素２０ａのうち画像信号を出力する画素をランダムに選択可能なカメラ８からの画像信号を、記憶アドレスで設定された記憶領域に書き込むようにしたものである。これにより、カメラ８の撮像視野中の必要範囲からのみ出力された画像信号を、所望の記憶アドレス領域に書き込むことができる。
【００４５】
そしてこの撮像装置が組み込まれた電子部品実装装置では、撮像装置７による認識結果に基づいて各電子部品の位置ずれが検出され、移載ヘッド５を基板位置決めステージ２上へ移動させて基板３上に電子部品を実装する際には、位置ずれを補正した上で各電子部品を基板３上に搭載する。この実装動作において、前述のように撮像が効率的に行われることから高速の画像認識が実現され、実装効率を向上させることができる。
【００４６】
なお、本実施の形態では電子部品実装装置を例に説明したが、この撮像装置は電子部品実装装置以外の組立装置や各種検査機等、画像を撮像する全ての装置に対して適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明によれば、画像の取り込みエリアに関する情報に基づいて、画像を出力させる画素を特定するための画素選択情報および画像信号を記憶する画像記憶部の記憶アドレスを生成し、この記憶アドレスで指定された記憶領域に画像信号を記憶させるようにしたので、画像の読み取り時間を短縮することができる。
【符号の説明】
【００４８】
７ 認識装置
７ａ 画像認識ユニット
８ カメラ
２０ 受光部
２０ａ 画素
２１ 垂直方向画素選択回路
２２ 水平方向画素選択回路
２４ 制御部
２５ 画素選択情報生成部
２６ 画像記憶部
２７ 記憶アドレス生成部
２８ 画像取込エリア情報記憶部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
格子状に配置された複数の画素を備えた受光部に撮像対象物の光学画像を結像させて画像を読み取る撮像装置であって、前記複数の画素のうち画像信号を出力する１つの画素をランダムに選択可能な画素選択手段と、前記画像信号を記憶する画像記憶部と、撮像視野内に設定された画像取込エリアに関する情報を記憶する画像取込エリア情報記憶部と、前記画像取込エリアに関する情報に基づいて選択すべき画素を特定するための画素選択情報を生成する画素選択情報生成部と、前記画像取込エリアに関する情報に基づいて前記画像記憶部の記憶アドレスを生成する記憶アドレス生成部と、前記画素選択情報に基づいて前記画素選択手段を制御することにより選択した画素の画像信号を出力させる制御部を備え、前記画像記憶部は出力された画像信号を前記記憶アドレスで指定された記憶領域に記憶し、前記画素と前記記憶アドレスが１対１の関係で対応付けされていることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
格子状に配置された複数の画素を備えた受光部に撮像対象物の光学画像を結像させて画像を読み取る撮像装置であって、前記複数の画素のうち画像信号を出力する１つの画素をランダムに選択可能な画素選択手段と、前記画像信号を記憶する画像記憶部と、撮像視野内に設定された画像取込エリアに関する情報を記憶する画像取込エリア情報記憶部と、前記画像取込エリアに関する情報に基づいて、選択すべき画素を特定するための画素選択情報を生成する画素選択情報生成部と、前記画素選択情報に基づいて前記画像記憶部の記憶アドレスを生成する記憶アドレス生成部と、前記画素選択情報に基づいて前記画素選択手段を制御することにより選択した画素の画像信号を出力させる制御部を備え、前記画像記憶部は出力された画像信号を前記記憶アドレスで指定された記憶領域に記憶し、前記画素と前記記憶アドレスが１対１の関係で対応付けされていることを特徴とする撮像装置。
【請求項３】
前記画像記憶部には受光部の各画素毎に固定された記憶領域が設定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
【請求項４】
格子状に配置された画素を備えた受光部に撮像対象物の光学画像を結像させ、撮像視野内に設定された画像取込エリアに対応する画素から選択的に画像信号を出力させて記憶する撮像方法であって、（１）前記画像取込エリアに関する情報に基づいて画像信号を出力させる画素を特定するための画素選択情報を生成する工程と、（２）前記画像取り込みエリアに関する情報に基づいて画像信号を記憶する画像記憶部の記憶アドレスを生成する工程と、（３）前記画素選択情報で特定される複数の画素から１つの画素を選択してこの画素から画像信号を出力する工程と、（４）前記（３）で出力した画像信号を（２）で生成された記憶アドレスに従って前記画像記憶部に記憶する工程とを含み、前記画素と前記記憶アドレスが１対１の関係で対応付けされていることを特徴とする撮像方法。
【請求項５】
格子状に配置された画素を備えた受光部に撮像対象物の光学画像を結像させ、撮像視野内に設定された画像取込エリアに対応する画素から選択的に画像信号を出力させて記憶する撮像方法であって、（１）前記画像取込エリアに関する情報に基づいて画像信号を出力させる画素を特定するための画素選択情報を生成する工程と、（２）前記画素選択情報に基づいて画像信号を記憶する画像記憶部の記憶アドレスを生成する工程と、（３）前記画素選択情報で特定される複数の画素から１つの画素を選択してこの画素から画像信号を出力する工程と、（４）前記（３）で出力した画像信号を（２）で生成された記憶アドレスに従って前記画像記憶部に記憶する工程とを含み、前記画素と前記記憶アドレスが１対１の関係で対応付けされていることを特徴とする撮像方法。
【請求項６】
前記画像記憶部に、受光部の各画素毎に固定された記憶領域を設定することを特徴とする請求項４又は５に記載の撮像方法。
【請求項１】
格子状に配置された複数の画素を備えた受光部に撮像対象物の光学画像を結像させて画像を読み取る撮像装置であって、前記複数の画素のうち画像信号を出力する１つの画素をランダムに選択可能な画素選択手段と、前記画像信号を記憶する画像記憶部と、撮像視野内に設定された画像取込エリアに関する情報を記憶する画像取込エリア情報記憶部と、前記画像取込エリアに関する情報に基づいて選択すべき画素を特定するための画素選択情報を生成する画素選択情報生成部と、前記画像取込エリアに関する情報に基づいて前記画像記憶部の記憶アドレスを生成する記憶アドレス生成部と、前記画素選択情報に基づいて前記画素選択手段を制御することにより選択した画素の画像信号を出力させる制御部を備え、前記画像記憶部は出力された画像信号を前記記憶アドレスで指定された記憶領域に記憶し、前記画素と前記記憶アドレスが１対１の関係で対応付けされていることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
格子状に配置された複数の画素を備えた受光部に撮像対象物の光学画像を結像させて画像を読み取る撮像装置であって、前記複数の画素のうち画像信号を出力する１つの画素をランダムに選択可能な画素選択手段と、前記画像信号を記憶する画像記憶部と、撮像視野内に設定された画像取込エリアに関する情報を記憶する画像取込エリア情報記憶部と、前記画像取込エリアに関する情報に基づいて、選択すべき画素を特定するための画素選択情報を生成する画素選択情報生成部と、前記画素選択情報に基づいて前記画像記憶部の記憶アドレスを生成する記憶アドレス生成部と、前記画素選択情報に基づいて前記画素選択手段を制御することにより選択した画素の画像信号を出力させる制御部を備え、前記画像記憶部は出力された画像信号を前記記憶アドレスで指定された記憶領域に記憶し、前記画素と前記記憶アドレスが１対１の関係で対応付けされていることを特徴とする撮像装置。
【請求項３】
前記画像記憶部には受光部の各画素毎に固定された記憶領域が設定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
【請求項４】
格子状に配置された画素を備えた受光部に撮像対象物の光学画像を結像させ、撮像視野内に設定された画像取込エリアに対応する画素から選択的に画像信号を出力させて記憶する撮像方法であって、（１）前記画像取込エリアに関する情報に基づいて画像信号を出力させる画素を特定するための画素選択情報を生成する工程と、（２）前記画像取り込みエリアに関する情報に基づいて画像信号を記憶する画像記憶部の記憶アドレスを生成する工程と、（３）前記画素選択情報で特定される複数の画素から１つの画素を選択してこの画素から画像信号を出力する工程と、（４）前記（３）で出力した画像信号を（２）で生成された記憶アドレスに従って前記画像記憶部に記憶する工程とを含み、前記画素と前記記憶アドレスが１対１の関係で対応付けされていることを特徴とする撮像方法。
【請求項５】
格子状に配置された画素を備えた受光部に撮像対象物の光学画像を結像させ、撮像視野内に設定された画像取込エリアに対応する画素から選択的に画像信号を出力させて記憶する撮像方法であって、（１）前記画像取込エリアに関する情報に基づいて画像信号を出力させる画素を特定するための画素選択情報を生成する工程と、（２）前記画素選択情報に基づいて画像信号を記憶する画像記憶部の記憶アドレスを生成する工程と、（３）前記画素選択情報で特定される複数の画素から１つの画素を選択してこの画素から画像信号を出力する工程と、（４）前記（３）で出力した画像信号を（２）で生成された記憶アドレスに従って前記画像記憶部に記憶する工程とを含み、前記画素と前記記憶アドレスが１対１の関係で対応付けされていることを特徴とする撮像方法。
【請求項６】
前記画像記憶部に、受光部の各画素毎に固定された記憶領域を設定することを特徴とする請求項４又は５に記載の撮像方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１０−１８３６３９（Ｐ２０１０−１８３６３９Ａ）
【公開日】平成２２年８月１９日（２０１０．８．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−９７７５２（Ｐ２０１０−９７７５２）
【出願日】平成２２年４月２１日（２０１０．４．２１）
【分割の表示】特願２０００−３０３３６８（Ｐ２０００−３０３３６８）の分割
【原出願日】平成１２年１０月３日（２０００．１０．３）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年８月１９日（２０１０．８．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月２１日（２０１０．４．２１）
【分割の表示】特願２０００−３０３３６８（Ｐ２０００−３０３３６８）の分割
【原出願日】平成１２年１０月３日（２０００．１０．３）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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