物品認識装置における照明の設定値設定方法および物品認識装置
【解決手段】ボンディング装置を構成する物品認識装置は、基板のバンプに照明光を照射する第１照明と、該第１照明とは異なる角度から上記バンプに照明光を照射する第２照明と、上記バンプで反射した上記照明光の反射光を撮影する第１撮影手段とを備えている。上記第２照明の輝度を固定したまま、第１照明の輝度を変化させて（Ｓ３）、上記第１撮影手段が撮影した画像のうち、バンプが最も多く認識された画像を撮影した際における第１照明の輝度を記憶する（Ｓ７）。続いて第１照明の輝度を上記記憶した輝度で固定したまま、第２照明の輝度を変化させて（Ｓ９）、上記第１撮影手段が撮影した画像のうち、バンプが最も多く認識された画像を撮影した際における上記一方の照明の輝度を記憶する（Ｓ１３）。
【効果】照明の設定値の設定を容易にかつ安定して行うことができる。
【効果】照明の設定値の設定を容易にかつ安定して行うことができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は物品認識装置における照明の設定値設定方法および物品認識装置に関し、詳しくは物品に形成された突起に照明光を照射する第１、第２照明と、上記突起で反射した上記照明光の反射光を撮影する撮影手段とを備えた物品認識装置における照明の設定値設定方法および物品認識装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、基板などの物品にチップをボンディングするボンディング装置などには、物品の表面に形成された突起に照明光を照射する第１照明と、該第１照明とは異なる角度から上記突起に照明光を照射する第２照明と、上記突起で反射した上記照明光の反射光を撮影する撮影手段とを備えた物品認識装置が備えられている。
このような物品認識装置では、上記第１、第２照明が照射した照明光が上記突起で反射した反射光を上記撮影手段が撮影することで、上記突起の位置を認識し、これにより物品の位置や傾きを検出するようになっている（特許文献１）。
そして、上記撮影手段が撮影した画像から上記突起をより正確に認識するため、上記第１、第２照明が照射する照明光の輝度等の設定値を設定する必要があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−８９９２０号公報
【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、従来の物品認識装置では、上記第１、第２照明の設定値を作業者が目視等で設定しており、２つの照明の設定値を相互に調整する作業が煩雑である他、作業者によって設定値にばらつきが生じるという問題があった。
このような問題に鑑み、本発明は設定値の設定を容易にかつ安定して行うことが可能な物品認識装置における照明の設定値設定方法および物品認識装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
すなわち、請求項１の発明にかかる物品認識装置における照明の設定値設定方法は、物品の表面に形成された複数の突起に照明光を照射する第１照明と、該第１照明とは異なる角度から上記突起に照明光を照射する第２照明と、上記突起で反射した上記照明光の反射光を撮影する撮影手段とを備えた物品認識装置における照明の設定値設定方法であって
上記第１照明および第２照明のうち、いずれか一方の照明の設定値を固定したまま、いずれか他方の照明の設定値を変化させるとともに、上記撮影手段により異なる設定値で照射される照明光の下で物品を撮影し、
上記撮影手段が撮影した複数の画像のそれぞれから上記突起を認識して、突起が最も多く認識された画像を撮影した際における上記他方の照明の設定値を記憶し、
続いて上記他方の照明の設定値を所定の値に固定した状態で、上記一方の照明の設定値を変化させるとともに、上記撮影手段により異なる設定値で照射される照明光の下で物品を撮影し、
上記撮影手段が撮影した複数の画像のそれぞれから上記突起を認識して、突起が最も多く認識された画像を撮影した際における上記一方の照明の設定値を記憶し、
上記記憶した照明の設定値を、それぞれ上記第１照明および第２照明の設定値として設定することを特徴としている。
【０００６】
請求項２の発明にかかる物品認識装置における照明の設定値設定方法は、請求項１の発明において、上記第１照明および第２照明のうち、いずれか一方を上記撮影手段の撮影方向と同軸方向に照明光を照射する同軸照明とし、いずれか他方を上記撮影手段による撮影範囲の周囲から斜めに照明光を照射するリング照明とすることを特徴としている。
【０００７】
請求項３の発明にかかる物品認識装置における照明の設定値設定方法は、請求項１または請求項２のいずれかの発明において、上記第１、第２照明における照明光の設定値が、当該照明光の輝度であることを特徴としている。
【０００８】
そして請求項４の発明にかかる物品認識装置は、表面に複数の突起が形成された物品を支持する支持手段と、上記物品の突起に照明光を照射する第１照明と、該第１照明とは異なる角度から上記突起に照明光を照射する第２照明と、上記突起で反射した上記照明光の反射光を撮影する撮影手段と、当該撮影手段が撮影した画像から上記突起を認識する認識手段とを備えた物品認識装置において、
上記第１照明および第２照明が照射する照明光の設定値を変更する設定値変更手段と、これら第１照明および第２照明の設定値を記憶する設定値記憶手段とを設け、
上記設定値変更手段が第１、第２照明のうちいずれか一方の照明の設定値を固定したまま、いずれか他方の照明の設定値を変化させるとともに、上記撮影手段が異なる設定値で照射される照明光の下で物品を撮影し、
上記認識手段は撮影された複数の画像のそれぞれから上記突起を認識し、上記設定値記憶手段は突起が最も多く認識された画像を撮影した際における上記他方の照明の設定値を記憶し、
さらに上記設定値変更手段は、上記他方の照明の設定値を所定の値に固定した状態で、上記一方の照明の設定値を変化させるとともに、上記撮影手段が異なる設定値で照射される照明光の下で物品を撮影し、
上記認識手段は撮影された複数の画像のそれぞれから上記突起を認識し、上記設定値記憶手段は突起が最も多く認識された画像を撮影した際における上記一方の照明の設定値を記憶し、
上記設定値記憶手段が記憶した照明の設定値を、それぞれ上記第１照明および第２照明の設定値として設定することを特徴としている。
【０００９】
請求項５の発明にかかる物品認識装置は、請求項４に記載の発明において、上記第１照明および第２照明のうち、いずれか一方を上記撮影手段の撮影方向と同軸方向に照明光を照射する同軸照明とし、いずれか他方を上記撮影手段による撮影範囲の周囲から斜めに照明光を照射するリング照明とすることを特徴としている。
【００１０】
請求項６の発明にかかる物品認識装置は、請求項４または請求項５のいずれかに記載の発明において、上記第１、第２照明における照明光の設定値が、当該照明光の輝度であることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
上記請求項１の発明によれば、第１照明および第２照明の照明光の設定値を自動的に設定することができるため、容易に設定が行えるととともに、作業者によるばらつきも発生せず、安定した設定値を設定することができる。
【００１２】
上記請求項２の発明によれば、第１照明を同軸照明、第２照明をリング状照明とすることで、物品の突起をより正確に認識することができる。
【００１３】
上記請求項３の発明によれば、第１、第２照明の輝度の設定を容易にかつ安定して設定することができる。
【００１４】
上記請求項４の発明によれば、第１照明および第２照明の照明光の設定値を自動的に設定することができるため、容易に設定が行えるととともに、作業者によるばらつきも発生せず、安定した設定値を設定することができる。
【００１５】
上記請求項５の発明によれば、第１照明を同軸照明、第２照明をリング状照明とすることで、物品の突起をより正確に認識することができる。
【００１６】
上記請求項６の発明によれば、第１、第２照明の輝度の設定を容易にかつ安定して設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施例にかかるボンディング装置を示す構成図
【図２】第１撮影手段、第１、第２照明の構成を示す側面図
【図３】第１、第２照明の設定値の設定方法を説明するフローチャート
【図４】第１照明の輝度を設定する際の、輝度とバンプの個数との関係を示したグラフ
【図５】第２照明の輝度を設定する際の、輝度とバンプの個数との関係を示したグラフ
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図示実施例について説明すると、図１は物品としての基板１にチップ２をボンディングするボンディング装置３を示している。
上記基板１の表面およびチップ２の下面には、予め半田ボールをリフローして溶融させた突起としてのバンプ１ａ（図２参照、チップ２のバンプは図示せず）が所定の間隔で形成されており、上記基板１とチップ２とはこのバンプ１ａの位置をあわせてボンディングされるようになっている。
上記ボンディング装置３は、上記基板１を支持する支持手段としての加工テーブル４と、加工テーブル４の上方に設けられて上記チップ２を保持するボンディングヘッド５と、該ボンディングヘッド５と一体的に設けられて上記基板１を撮影する第１撮影手段６と、上記加工テーブル４に設けられて上記ボンディングヘッド５に保持されたチップ２を撮影する第２撮影手段７とを備え、これらは制御手段８（図２参照）によって制御されるようになっている。
そして上記第１、第２撮影手段６，７には、それぞれ上記基板１またはチップ２に対して照明光を照射する第１照明９および第２照明１０が設けられており、この２組の第１、第２撮影手段とこれらに設けた第１、第２照明９、１０とは、それぞれ本発明にかかる物品認識装置を構成している。
【００１９】
上記加工テーブル４はいわゆるＸ−Ｙテーブルとなっており、その上面には上記基板１を支持するボンディングステージ１１と、該ボンディングステージ１１に隣接した位置に設けられたフラックストレイ１２とが設けられ、上記第２撮影手段７はこれらボンディングステージ１１およびフラックストレイ１２に隣接した位置に設けられている。
上記ボンディングヘッド５は、上記加工テーブル４の上方に架設されたフレーム１３に昇降手段１４を介して昇降可能に設けられており、ボンディングヘッド５の下端には上記チップ２を吸着保持する吸着ヘッド５ａが設けられ、該吸着ヘッド５ａにはチップ２を加熱する図示しないヒータが設けられている。
また上記吸着ヘッド５ａは、吸着保持したチップ２を水平方向に回転させる図示しない回転手段により回転させるようになっており、該回転手段によって加工テーブル４上の基板１とチップ２との傾きを一致させるようになっている。
【００２０】
図２は、上記物品認識装置を構成する上記第１撮影手段６および上記第１、第２照明９、１０を説明する図となっている。
上記第１撮影手段６は上記昇降手段１４によって上記ボンディングヘッドと一体的に昇降するようになっており、下方に位置する上記基板１を撮影すると、撮影した画像を上記制御手段８に送信するようになっている。
ここで制御手段８には、上記第１撮影手段６が撮影した画像を認識する認識手段８ａと、第１、第２照明９、１０の設定値を変更する設定値変更手段８ｂと、上記設定値を記憶する設定値記憶手段８ｃとが設けられている。
上記認識手段８ａは、上記第１撮影手段６が撮影した画像から上記バンプ１ａを認識し、複数のバンプ１ａの中心位置から上記基板１の位置や傾きを認識するとともに、各バンプ１ａの形状の良否も判定することが可能となっている。
なお撮影された画像からバンプ１ａを認識する方法自体は従来公知なので詳細な説明は省略するが、例えば認識手段８ａは撮影された画像から所定のしきい値の輝度の範囲で表示された画素の塊を検出し、この画素の塊の中から面積と真円度が正常な範囲のものを抽出して、これをバンプ１ａとして認識するようになっている。
上記設定値変更手段８ｂは、上記第１、第２照明９、１０の設定値として、これらが照射する照明光の輝度を変更するものとなっており、そのほかにも上記第１、第２照明９、１０が照明光をパルス照射可能な構成である場合には、当該照明光のパルス間隔も設定値とすることができる。
上記設定値記憶手段８ｃは、後述する照明の設定値設定方法により設定した上記第１、第２照明９、１０の設定値を記憶するようになっており、認識手段８ａはこの記憶された設定値により上記ボンディング装置３によるボンディング動作を行うようになっている。
【００２１】
上記第１照明９は、水平方向に照明光を照射する第１ランプ１５と、該第１ランプ１５から照射された照明光を第１撮影手段６の撮影方向と同軸方向に反射させるハーフミラー１６とから構成されている。
上記構成により、上記第１照明９が照射する照明光は上記第１撮影手段６の撮影方向と同軸方向に照射されるため、上記基板１に形成されたバンプ１ａにはその直上から照明光が照射されるようになっている。
その結果、上記第１照明９の照明光のうち、バンプ１ａの頂部で直上に反射した反射光だけが第１撮影手段６によって撮影されることとなり、換言すると第１撮影手段６には第１照明９の照射光が点状の反射光となって撮影されるようになっている。
【００２２】
上記第２照明１０は第１撮影手段６による撮影範囲の周囲から斜めに照明光を照射するリング照明となっており、上記第１撮影手段６と一体的に移動可能に設けられた円環状のリング状部材１７と、該リング状部材１７に沿って円周状に配置された複数の第２ランプ１８とから構成されている。
上記リング状部材１７は、上記第１撮影手段６の撮影中心を囲繞するように設けられており、上記第１撮影手段６の撮影範囲に写らないよう、その径および位置が設定されている。
また各第２ランプ１８は、上記バンプ１ａに対して第１照明９の照明光とは異なる角度で照明光を照射するようになっており、上記リング状部材１７にはその光軸が当該リング状部材１７の中心軸を向くよう、斜め下方に向けて固定されている。
上記構成により、上記第２照明１０が照射する照明光は上記基板１のバンプ１ａに対して斜め上方から照射されるため、上記バンプ１ａで反射した反射光のうち、上記第１撮影手段６に向けて反射したものだけが第１撮影手段６に撮影されることとなる。つまりバンプ１ａの頂部で反射した反射光は第１撮影手段６に撮影されないようになっている。
さらに第２照明１０はリング状に照明光を照射するため、上記バンプ１ａの頂部を囲繞する部分で反射した反射光が上記第１撮影手段６に撮影されることとなり、換言すると第１撮影手段６には第２照明１０の照射光がリング状の反射光となって撮影されるようになっている。
【００２３】
上記第２撮影手段７は上記加工テーブル４に対して上方を向いた状態で固定され、該加工テーブル４によって上記ボンディングヘッド５が保持したチップ２の下方に移動するようになっている。
そして第２撮影手段７は上記チップ２を撮影してその画像を上記認識手段８ａに送信し、認識手段８ａでは撮影されたチップ２の画像から、当該チップ２の上記ボンディングヘッド５に対する位置や、傾きを認識するようになっている。
この第２撮影手段７に設けた第１、第２照明９、１０も、上記第１撮影手段６に設けた第１、第２照明９、１０と同様の構成を有しているため、詳細な説明については省略する。
【００２４】
次に、上記構成を有するボンディング装置３の動作について説明する。
まず、図示しない基板供給手段が、上記加工テーブル４のボンディングステージ１１上に基板１を載置し、一方図示しないチップ供給手段が上記ボンディングヘッド５の吸着ヘッド５ａにチップ２を吸着保持させる。
上記加工テーブル４は上記ボンディングヘッド５に吸着保持されたチップ２の下方に上記第２撮影手段７を移動させ、第２撮影手段７はこのチップ２を下方から撮影して、その画像を認識手段８ａに送信する。
その際、上記第２撮影手段７に設けた第１、第２照明９、１０はチップ２の下面に形成されたバンプに照明光を照射し、認識手段８ａは第２撮影手段７が撮影した画像から上記バンプを認識して、このチップ２の中心の位置および傾きを認識する。
続いて、加工テーブル４は上記フラックストレイ１２をチップ２の下方に位置させ、その後昇降手段１４がボンディングヘッド５ごとチップ２を下降させることにより、チップ２に形成されたバンプにフラックスを付着させる。
【００２５】
次に、加工テーブル４は上記ボンディングステージ１１に支持された基板１を上記第１撮影手段６の下方に移動させ、第１撮影手段６はこの基板１を上方から撮影して、その画像を認識手段８ａに送信する。
その際、上記第１撮影手段６に設けた第１、第２照明９、１０は基板１の表面に形成されたバンプ１ａに照明光を照射し、また第１撮影手段６は基板１の全体ないし一部分だけを撮影する。
認識手段８ａは、上記第１撮影手段６の撮影範囲に含まれる複数のバンプ１ａを認識して、上記基板１のボンディングステージ１１における位置および傾きを認識するとともに、バンプ１ａの良否判定を行う。
次にボンディングヘッド５は吸着保持したチップ２を回転させて上記加工テーブル４に支持された基板１の傾きに一致させ、さらに上記加工テーブル４は基板１をボンディングヘッド５に吸着保持されたチップ２の下方に位置させる。
そして、ボンディングヘッド５は昇降手段１４により下降して基板１のバンプ１ａとチップ２のバンプとを当接させ、さらに上記ヒータにより加熱しつつ加圧することでバンプ１ａを溶融させ、その後冷却固化させることでチップ２を基板１に固定する。
なお、このようなボンディング装置３によるボンディング作業自体は従来公知であるため、これ以上の詳細な説明は省略する。
【００２６】
上記構成を有するボンディング装置３では、上記第１、第２撮影手段６，７のそれぞれに設けた第１、第２照明９、１０が照明光を照射することにより、基板１やチップ２に形成されたバンプ１ａを認識するようになっているが、そのためには上記第１、第２照明９、１０の輝度を適切に調整する必要がある。
上述したように、第１撮影手段６に設けた第１照明９の照明光は、バンプ１ａの頂部で反射した部分だけが反射光として第１撮影手段６に撮影され、第２照明１０の照明光は上記頂部を囲繞するリング状の反射光として第１撮影手段６に撮影されるようになっている。
つまり第１撮影手段６は、上記第１照明９の反射光の周囲を第２照明１０の反射光が囲繞した略円形の画像を撮影するようになっており、これら反射光の輝度に差があると、上記認識手段８ａが撮影された画像からバンプ１ａを認識する際に誤認識する恐れがある。
従来は、ボンディング装置３の作動前に、作業者が第１撮影手段６の撮影した画像をもとに、第１、第２照明９、１０の輝度を手作業で調整するなどの調整方法が採用されていたが、２つの照明の輝度を適切に調整するには時間がかかるとともに、設定内容に個人差が生じることがある。
また、長時間の使用によって第１、第２照明９、１０の照明光の輝度が下がってしまった場合に、これに気付かずに第１、第２照明９、１０をそのまま使用することで誤検出が発生するなどの問題があった。
【００２７】
このような問題に対処するため、本実施例では以下の設定値設定方法を用いることで、第１、第２照明９、１０の輝度を自動的にかつ安定して調整することが可能となっている。
まず、この設定値設定方法を実施する際には、上記加工テーブル４のボンディングステージ１１上に輝度調整用の基板１を載置するようになっており、この輝度調整用の基板１は予め基板１上に所定数のバンプ１ａを高精度に形成したものであり、予め作業者等が顕微鏡等を用いて目視により検査を行ったものである。
以下、図３に示すフローチャートを用いて説明すると、まず上記設定値変更手段８ｂは上記第１、第２照明９、１０の照明光の輝度を最小に設定して、それぞれの照明光を基板１に照射させる（Ｓ１）。
次に、第１撮影手段６は基板１のバンプ１ａで反射した反射光を撮影し、上記認識手段８ａはこの画像からバンプ１ａを認識し、認識したバンプ１ａの数を計測するとともに、バンプ１ａの平均面積を算出する（Ｓ２）。
ただし、ここでは第１、第２照明９、１０の輝度が最小となっているため、反射光は微弱であり、上記認識手段８ａが画像から検出することが可能なバンプ１ａの数は少なく、またバンプ１ａの平均面積も狭いものとなっている。
【００２８】
次に、上記設定値変更手段８ｂが第２照明１０の輝度を固定したまま、第１照明９の輝度だけを少し増大させ（Ｓ３）、第１撮影手段６は、当該第１照明９の輝度を増大させた際の基板１を撮影し、認識手段８ａは撮影された画像から再びバンプ１ａの数および平均面積を測定する（Ｓ４）。
そして認識手段８ａは、第１照明９の輝度を増大させた画像におけるバンプ１ａの数を、直前に撮影した第１照明９の輝度が低い画像におけるバンプ１ａの数と比較する（Ｓ５）。
ここで、第１照明９の輝度を増大させることで、上記バンプ１ａで反射した反射光の輝度が増大するため、直前に撮影された画像に対して、撮影した画像から検出されるバンプ１ａの数は多くなり、またバンプ１ａの平均面積も広くなる。
このように、第１照明９の輝度を増大させた画像において、バンプ１ａの数が増大していた場合、上記設定値変更手段８ｂは、再び第１照明９の輝度を少し増大させるとともに（Ｓ３）、上記認識手段８ａが新たに撮影した画像から再びバンプ１ａの数および平均面積を測定する（Ｓ４）。
このようにして第１照明９の輝度を徐々に増大させてゆくと、図４に示すように第１照明９の輝度が一定の輝度を超えた時点で、画像から検出されるバンプ１ａの数が減少するようになっている。
なお、第１照明９の輝度を増大させた画像におけるバンプ１ａの数が直前の画像におけるバンプ１ａの数と同数だった場合も、上記設定値変更手段８ｂは第１照明９の輝度を少し増大させ（Ｓ３）、上記認識手段８ａが新たに撮影した画像からバンプ１ａの数および平均面積を測定する（Ｓ４）。
【００２９】
一方、認識手段８ａが第１照明９の輝度を増大させた画像におけるバンプ１ａの数が、直前の画像におけるバンプ１ａの数よりも減少していることを認識すると、認識手段８ａは直前の画像、すなわちバンプ１ａが最も多く認識された画像におけるバンプ１ａの平均面積を、予め認識手段８ａに登録された基準値と比較する（Ｓ６）。
バンプ１ａの平均面積が上記基準値に適合している場合、上記設定値記憶手段８ｃは当該バンプ１ａが最も多く認識された画像で設定された第１照明９の輝度を、ボンディング装置３の作動時における当該第１照明９の輝度として記憶する（Ｓ７）。
逆に、バンプ１ａの平均面積が上記基準値から外れている場合には、異常があるものとして、認識手段８ａは設定作業を停止して所要の警告を発生する（Ｓ８）。
例えば、輝度調整用の基板１上にバンプ１ａ以外の異物が存在し、この異物に反射した反射光を検出した場合、この異物を示す画像の面積が上記平均面積の基準値より外れていれば、認識手段８ａはバンプ１ａ以外の異物を検出した蓋然性が高いものとして、異常があるものと判定する。
【００３０】
このようにして上記第１照明９の輝度が上記設定値記憶手段８ｃに記憶されると、上記設定値変更手段８ｂは上記第１照明９の輝度を当該記憶された輝度に固定し、最小の輝度に設定されている第２照明１０の輝度だけを少し増大させる（Ｓ９）。
第１撮影手段６は第２照明１０の輝度が増大された際の基板１を撮影して、認識手段８ａは撮影された画像からバンプ１ａの数および平均面積を測定し（Ｓ１０）、第２照明１０の輝度を増大させた画像におけるバンプ１ａの数と、直前に撮影した画像におけるバンプ１ａの数とを比較する（Ｓ１１）。
この後、上記第１照明９の輝度を記憶する際の動作と同様、輝度を増大させた画像におけるバンプ１ａの数が増大していた場合、上記設定値変更手段８ｂは再び第２照明１０の輝度を少しだけ増大させ（Ｓ９）、上記認識手段８ａが新たに撮影した画像からバンプ１ａの数および平均面積を測定する（Ｓ１０）作業を繰り返す。
そして、図５に示すように第２照明１０の輝度が一定の輝度を超えると、画像から検出されるバンプ１ａの数が減少するため、このとき認識手段８ａは第２照明１０の輝度を増大させた画像の直前の画像、すなわちバンプ１ａが最も多く認識された画像におけるバンプ１ａの平均面積を、所定の基準値と比較する（Ｓ１２）。
そしてバンプ１ａの平均面積が上記基準値に適合している場合、上記設定値記憶手段８ｃは、上記バンプ１ａが最も多く認識された画像において設定された第２照明１０の輝度を、ボンディング装置３の作動時における当該第２照明１０の輝度として記憶する（Ｓ１３）。
つまり設定値記憶手段８ｃは、バンプ１ａが最も多く認識された画像を撮影した際における第２照明１０の輝度を記憶するようになっている。
逆に、バンプ１ａの平均面積が上記基準値に対して外れている場合には、異常があるものとして、認識手段８ａは設定作業を停止して所要の警告を発生する（Ｓ１４）。
【００３１】
このようにして、上記第１撮影手段６に設けた第１照明９および第２照明１０の輝度を記憶すると、同じ作業を第２撮影手段７に設けた第１照明９および第２照明１０についても行う。
この場合、ボンディングヘッド５には正確にバンプ１ａの形成された輝度調整用のチップ２が吸着保持されるようになっている。
そして上述した照明の設定作業は、ボンディング装置３の作動直後における最初のチップ２を基板１に載置する直前のほか、ボンディング装置３を作動させてから所定時間が経過する毎に行ってもよく、また基板１やチップ２の製造ロットが変更された際にも行うことができる。
【００３２】
なお上記実施例における照明の設定作業において、第１照明９および第２照明１０の輝度を変化させる手順については、上記実施例の手順に限定されるものではない。
まず上記実施例では、第１照明９の輝度を記憶した後に第２照明の輝度を記憶する上記Ｓ９の手順において、上記第１照明９の輝度を記憶した輝度に固定して、第２照明１０の輝度を変化させるようになっている。
これに対し、当該Ｓ９の手順において、上記第１照明９の輝度をその記憶した輝度に設定せず、予め設定した所定の輝度に設定し、この設定した輝度に固定して第２照明１０の輝度を変化させ、第２照明１０の輝度を記憶しても良い。
そしてボンディング装置３を作動させる際には、第１、第２照明９、１０の輝度をそれぞれ記憶した輝度に設定すればよい。
【００３３】
また上記実施例では、最初に第２照明１０の輝度を固定して、第１照明９の輝度を徐々に変化させることで、第１照明９の輝度から記憶するようになっているが、その逆、つまり最初に第１照明９の輝度を固定して、第２照明１０の輝度から記憶するようにしてもよい。
例えば上記基板１やチップ２によっては、最初に輝度を固定する照明の順序を入れ替えることで、上記バンプ１ａの抽出が容易となることがあるからである。
【００３４】
さらに上記実施例では、Ｓ３〜Ｓ５またはＳ９〜Ｓ１１の手順において、徐々に第１、第２照明９、１０の輝度を増大させ、そのつど第１撮影手段６が撮影を行い、直前に撮影された画像におけるバンプ１ａの数との比較を行っている。
これに対し、輝度の異なる画像を予め複数撮影し、その後それらの画像の中から、最も多いバンプ１ａを検出することができた画像を選択し、当該画像の撮影に使用した輝度を記憶するようにしても良い。
さらに、上記実施例では第１、第２照明９、１０の輝度を最小に設定した状態から輝度を徐々に増大させるようになっているが、予め使用する輝度がおおよそ判明している場合には、この判明している輝度よりも低い輝度を最小の輝度として徐々に輝度を増大させるようにしてもよい。
このようにすることで、第１、第２照明９、１０の輝度の設定時間を短縮することが可能となる。
【００３５】
そして上記実施例では、第１照明９が上記第１撮影手段６の撮影方向と同軸の同軸照明となっており、第２照明１０がリング照明となっているが、第１照明９をリング照明として第２照明１０を同軸照明としてもよい。
ここで上記第２照明１０で使用しているリング照明についても、ランプを同心円状に複数列設けることも、ランプを保持する保持部材を円形ではない例えば四角形とすることも可能である。
さらには、第１照明９および第２照明１０については、バンプ１ａに対する照明光の照射方向が異なれば、その他の構成を有していても良く、必ずしも同軸照明を設ける必要も、リング照明を設ける必要も無い。
【００３６】
そして上記実施例ではボンディング装置３について説明したが、撮影手段と第１、第２照明９、１０とを有する物品認識装置を有する装置であれば、例えば基板１に半田ボールを載置する半田ボール搭載装置に適用することもできる。
つまり半田ボール搭載装置が基板１に半田ボールを所定の配列で配置した後、基板１から突出している半田ボールに第１、第２照明９、１０から照明光を照射し、半田ボールで反射した反射光を撮影手段で撮影するような場合にも適用することができる。
【符号の説明】
【００３７】
１ 基板 １ａ バンプ
３ ボンディング装置 ４ 加工テーブル
５ ボンディングヘッド ６ 第１撮影手段
７ 第２撮影手段 ８ 制御手段
８ａ 認識手段 ８ｂ 設定値変更手段
８ｃ 設定値記憶手段 ９ 第１照明
１０ 第２照明
【技術分野】
【０００１】
本発明は物品認識装置における照明の設定値設定方法および物品認識装置に関し、詳しくは物品に形成された突起に照明光を照射する第１、第２照明と、上記突起で反射した上記照明光の反射光を撮影する撮影手段とを備えた物品認識装置における照明の設定値設定方法および物品認識装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、基板などの物品にチップをボンディングするボンディング装置などには、物品の表面に形成された突起に照明光を照射する第１照明と、該第１照明とは異なる角度から上記突起に照明光を照射する第２照明と、上記突起で反射した上記照明光の反射光を撮影する撮影手段とを備えた物品認識装置が備えられている。
このような物品認識装置では、上記第１、第２照明が照射した照明光が上記突起で反射した反射光を上記撮影手段が撮影することで、上記突起の位置を認識し、これにより物品の位置や傾きを検出するようになっている（特許文献１）。
そして、上記撮影手段が撮影した画像から上記突起をより正確に認識するため、上記第１、第２照明が照射する照明光の輝度等の設定値を設定する必要があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−８９９２０号公報
【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、従来の物品認識装置では、上記第１、第２照明の設定値を作業者が目視等で設定しており、２つの照明の設定値を相互に調整する作業が煩雑である他、作業者によって設定値にばらつきが生じるという問題があった。
このような問題に鑑み、本発明は設定値の設定を容易にかつ安定して行うことが可能な物品認識装置における照明の設定値設定方法および物品認識装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
すなわち、請求項１の発明にかかる物品認識装置における照明の設定値設定方法は、物品の表面に形成された複数の突起に照明光を照射する第１照明と、該第１照明とは異なる角度から上記突起に照明光を照射する第２照明と、上記突起で反射した上記照明光の反射光を撮影する撮影手段とを備えた物品認識装置における照明の設定値設定方法であって
上記第１照明および第２照明のうち、いずれか一方の照明の設定値を固定したまま、いずれか他方の照明の設定値を変化させるとともに、上記撮影手段により異なる設定値で照射される照明光の下で物品を撮影し、
上記撮影手段が撮影した複数の画像のそれぞれから上記突起を認識して、突起が最も多く認識された画像を撮影した際における上記他方の照明の設定値を記憶し、
続いて上記他方の照明の設定値を所定の値に固定した状態で、上記一方の照明の設定値を変化させるとともに、上記撮影手段により異なる設定値で照射される照明光の下で物品を撮影し、
上記撮影手段が撮影した複数の画像のそれぞれから上記突起を認識して、突起が最も多く認識された画像を撮影した際における上記一方の照明の設定値を記憶し、
上記記憶した照明の設定値を、それぞれ上記第１照明および第２照明の設定値として設定することを特徴としている。
【０００６】
請求項２の発明にかかる物品認識装置における照明の設定値設定方法は、請求項１の発明において、上記第１照明および第２照明のうち、いずれか一方を上記撮影手段の撮影方向と同軸方向に照明光を照射する同軸照明とし、いずれか他方を上記撮影手段による撮影範囲の周囲から斜めに照明光を照射するリング照明とすることを特徴としている。
【０００７】
請求項３の発明にかかる物品認識装置における照明の設定値設定方法は、請求項１または請求項２のいずれかの発明において、上記第１、第２照明における照明光の設定値が、当該照明光の輝度であることを特徴としている。
【０００８】
そして請求項４の発明にかかる物品認識装置は、表面に複数の突起が形成された物品を支持する支持手段と、上記物品の突起に照明光を照射する第１照明と、該第１照明とは異なる角度から上記突起に照明光を照射する第２照明と、上記突起で反射した上記照明光の反射光を撮影する撮影手段と、当該撮影手段が撮影した画像から上記突起を認識する認識手段とを備えた物品認識装置において、
上記第１照明および第２照明が照射する照明光の設定値を変更する設定値変更手段と、これら第１照明および第２照明の設定値を記憶する設定値記憶手段とを設け、
上記設定値変更手段が第１、第２照明のうちいずれか一方の照明の設定値を固定したまま、いずれか他方の照明の設定値を変化させるとともに、上記撮影手段が異なる設定値で照射される照明光の下で物品を撮影し、
上記認識手段は撮影された複数の画像のそれぞれから上記突起を認識し、上記設定値記憶手段は突起が最も多く認識された画像を撮影した際における上記他方の照明の設定値を記憶し、
さらに上記設定値変更手段は、上記他方の照明の設定値を所定の値に固定した状態で、上記一方の照明の設定値を変化させるとともに、上記撮影手段が異なる設定値で照射される照明光の下で物品を撮影し、
上記認識手段は撮影された複数の画像のそれぞれから上記突起を認識し、上記設定値記憶手段は突起が最も多く認識された画像を撮影した際における上記一方の照明の設定値を記憶し、
上記設定値記憶手段が記憶した照明の設定値を、それぞれ上記第１照明および第２照明の設定値として設定することを特徴としている。
【０００９】
請求項５の発明にかかる物品認識装置は、請求項４に記載の発明において、上記第１照明および第２照明のうち、いずれか一方を上記撮影手段の撮影方向と同軸方向に照明光を照射する同軸照明とし、いずれか他方を上記撮影手段による撮影範囲の周囲から斜めに照明光を照射するリング照明とすることを特徴としている。
【００１０】
請求項６の発明にかかる物品認識装置は、請求項４または請求項５のいずれかに記載の発明において、上記第１、第２照明における照明光の設定値が、当該照明光の輝度であることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
上記請求項１の発明によれば、第１照明および第２照明の照明光の設定値を自動的に設定することができるため、容易に設定が行えるととともに、作業者によるばらつきも発生せず、安定した設定値を設定することができる。
【００１２】
上記請求項２の発明によれば、第１照明を同軸照明、第２照明をリング状照明とすることで、物品の突起をより正確に認識することができる。
【００１３】
上記請求項３の発明によれば、第１、第２照明の輝度の設定を容易にかつ安定して設定することができる。
【００１４】
上記請求項４の発明によれば、第１照明および第２照明の照明光の設定値を自動的に設定することができるため、容易に設定が行えるととともに、作業者によるばらつきも発生せず、安定した設定値を設定することができる。
【００１５】
上記請求項５の発明によれば、第１照明を同軸照明、第２照明をリング状照明とすることで、物品の突起をより正確に認識することができる。
【００１６】
上記請求項６の発明によれば、第１、第２照明の輝度の設定を容易にかつ安定して設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施例にかかるボンディング装置を示す構成図
【図２】第１撮影手段、第１、第２照明の構成を示す側面図
【図３】第１、第２照明の設定値の設定方法を説明するフローチャート
【図４】第１照明の輝度を設定する際の、輝度とバンプの個数との関係を示したグラフ
【図５】第２照明の輝度を設定する際の、輝度とバンプの個数との関係を示したグラフ
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図示実施例について説明すると、図１は物品としての基板１にチップ２をボンディングするボンディング装置３を示している。
上記基板１の表面およびチップ２の下面には、予め半田ボールをリフローして溶融させた突起としてのバンプ１ａ（図２参照、チップ２のバンプは図示せず）が所定の間隔で形成されており、上記基板１とチップ２とはこのバンプ１ａの位置をあわせてボンディングされるようになっている。
上記ボンディング装置３は、上記基板１を支持する支持手段としての加工テーブル４と、加工テーブル４の上方に設けられて上記チップ２を保持するボンディングヘッド５と、該ボンディングヘッド５と一体的に設けられて上記基板１を撮影する第１撮影手段６と、上記加工テーブル４に設けられて上記ボンディングヘッド５に保持されたチップ２を撮影する第２撮影手段７とを備え、これらは制御手段８（図２参照）によって制御されるようになっている。
そして上記第１、第２撮影手段６，７には、それぞれ上記基板１またはチップ２に対して照明光を照射する第１照明９および第２照明１０が設けられており、この２組の第１、第２撮影手段とこれらに設けた第１、第２照明９、１０とは、それぞれ本発明にかかる物品認識装置を構成している。
【００１９】
上記加工テーブル４はいわゆるＸ−Ｙテーブルとなっており、その上面には上記基板１を支持するボンディングステージ１１と、該ボンディングステージ１１に隣接した位置に設けられたフラックストレイ１２とが設けられ、上記第２撮影手段７はこれらボンディングステージ１１およびフラックストレイ１２に隣接した位置に設けられている。
上記ボンディングヘッド５は、上記加工テーブル４の上方に架設されたフレーム１３に昇降手段１４を介して昇降可能に設けられており、ボンディングヘッド５の下端には上記チップ２を吸着保持する吸着ヘッド５ａが設けられ、該吸着ヘッド５ａにはチップ２を加熱する図示しないヒータが設けられている。
また上記吸着ヘッド５ａは、吸着保持したチップ２を水平方向に回転させる図示しない回転手段により回転させるようになっており、該回転手段によって加工テーブル４上の基板１とチップ２との傾きを一致させるようになっている。
【００２０】
図２は、上記物品認識装置を構成する上記第１撮影手段６および上記第１、第２照明９、１０を説明する図となっている。
上記第１撮影手段６は上記昇降手段１４によって上記ボンディングヘッドと一体的に昇降するようになっており、下方に位置する上記基板１を撮影すると、撮影した画像を上記制御手段８に送信するようになっている。
ここで制御手段８には、上記第１撮影手段６が撮影した画像を認識する認識手段８ａと、第１、第２照明９、１０の設定値を変更する設定値変更手段８ｂと、上記設定値を記憶する設定値記憶手段８ｃとが設けられている。
上記認識手段８ａは、上記第１撮影手段６が撮影した画像から上記バンプ１ａを認識し、複数のバンプ１ａの中心位置から上記基板１の位置や傾きを認識するとともに、各バンプ１ａの形状の良否も判定することが可能となっている。
なお撮影された画像からバンプ１ａを認識する方法自体は従来公知なので詳細な説明は省略するが、例えば認識手段８ａは撮影された画像から所定のしきい値の輝度の範囲で表示された画素の塊を検出し、この画素の塊の中から面積と真円度が正常な範囲のものを抽出して、これをバンプ１ａとして認識するようになっている。
上記設定値変更手段８ｂは、上記第１、第２照明９、１０の設定値として、これらが照射する照明光の輝度を変更するものとなっており、そのほかにも上記第１、第２照明９、１０が照明光をパルス照射可能な構成である場合には、当該照明光のパルス間隔も設定値とすることができる。
上記設定値記憶手段８ｃは、後述する照明の設定値設定方法により設定した上記第１、第２照明９、１０の設定値を記憶するようになっており、認識手段８ａはこの記憶された設定値により上記ボンディング装置３によるボンディング動作を行うようになっている。
【００２１】
上記第１照明９は、水平方向に照明光を照射する第１ランプ１５と、該第１ランプ１５から照射された照明光を第１撮影手段６の撮影方向と同軸方向に反射させるハーフミラー１６とから構成されている。
上記構成により、上記第１照明９が照射する照明光は上記第１撮影手段６の撮影方向と同軸方向に照射されるため、上記基板１に形成されたバンプ１ａにはその直上から照明光が照射されるようになっている。
その結果、上記第１照明９の照明光のうち、バンプ１ａの頂部で直上に反射した反射光だけが第１撮影手段６によって撮影されることとなり、換言すると第１撮影手段６には第１照明９の照射光が点状の反射光となって撮影されるようになっている。
【００２２】
上記第２照明１０は第１撮影手段６による撮影範囲の周囲から斜めに照明光を照射するリング照明となっており、上記第１撮影手段６と一体的に移動可能に設けられた円環状のリング状部材１７と、該リング状部材１７に沿って円周状に配置された複数の第２ランプ１８とから構成されている。
上記リング状部材１７は、上記第１撮影手段６の撮影中心を囲繞するように設けられており、上記第１撮影手段６の撮影範囲に写らないよう、その径および位置が設定されている。
また各第２ランプ１８は、上記バンプ１ａに対して第１照明９の照明光とは異なる角度で照明光を照射するようになっており、上記リング状部材１７にはその光軸が当該リング状部材１７の中心軸を向くよう、斜め下方に向けて固定されている。
上記構成により、上記第２照明１０が照射する照明光は上記基板１のバンプ１ａに対して斜め上方から照射されるため、上記バンプ１ａで反射した反射光のうち、上記第１撮影手段６に向けて反射したものだけが第１撮影手段６に撮影されることとなる。つまりバンプ１ａの頂部で反射した反射光は第１撮影手段６に撮影されないようになっている。
さらに第２照明１０はリング状に照明光を照射するため、上記バンプ１ａの頂部を囲繞する部分で反射した反射光が上記第１撮影手段６に撮影されることとなり、換言すると第１撮影手段６には第２照明１０の照射光がリング状の反射光となって撮影されるようになっている。
【００２３】
上記第２撮影手段７は上記加工テーブル４に対して上方を向いた状態で固定され、該加工テーブル４によって上記ボンディングヘッド５が保持したチップ２の下方に移動するようになっている。
そして第２撮影手段７は上記チップ２を撮影してその画像を上記認識手段８ａに送信し、認識手段８ａでは撮影されたチップ２の画像から、当該チップ２の上記ボンディングヘッド５に対する位置や、傾きを認識するようになっている。
この第２撮影手段７に設けた第１、第２照明９、１０も、上記第１撮影手段６に設けた第１、第２照明９、１０と同様の構成を有しているため、詳細な説明については省略する。
【００２４】
次に、上記構成を有するボンディング装置３の動作について説明する。
まず、図示しない基板供給手段が、上記加工テーブル４のボンディングステージ１１上に基板１を載置し、一方図示しないチップ供給手段が上記ボンディングヘッド５の吸着ヘッド５ａにチップ２を吸着保持させる。
上記加工テーブル４は上記ボンディングヘッド５に吸着保持されたチップ２の下方に上記第２撮影手段７を移動させ、第２撮影手段７はこのチップ２を下方から撮影して、その画像を認識手段８ａに送信する。
その際、上記第２撮影手段７に設けた第１、第２照明９、１０はチップ２の下面に形成されたバンプに照明光を照射し、認識手段８ａは第２撮影手段７が撮影した画像から上記バンプを認識して、このチップ２の中心の位置および傾きを認識する。
続いて、加工テーブル４は上記フラックストレイ１２をチップ２の下方に位置させ、その後昇降手段１４がボンディングヘッド５ごとチップ２を下降させることにより、チップ２に形成されたバンプにフラックスを付着させる。
【００２５】
次に、加工テーブル４は上記ボンディングステージ１１に支持された基板１を上記第１撮影手段６の下方に移動させ、第１撮影手段６はこの基板１を上方から撮影して、その画像を認識手段８ａに送信する。
その際、上記第１撮影手段６に設けた第１、第２照明９、１０は基板１の表面に形成されたバンプ１ａに照明光を照射し、また第１撮影手段６は基板１の全体ないし一部分だけを撮影する。
認識手段８ａは、上記第１撮影手段６の撮影範囲に含まれる複数のバンプ１ａを認識して、上記基板１のボンディングステージ１１における位置および傾きを認識するとともに、バンプ１ａの良否判定を行う。
次にボンディングヘッド５は吸着保持したチップ２を回転させて上記加工テーブル４に支持された基板１の傾きに一致させ、さらに上記加工テーブル４は基板１をボンディングヘッド５に吸着保持されたチップ２の下方に位置させる。
そして、ボンディングヘッド５は昇降手段１４により下降して基板１のバンプ１ａとチップ２のバンプとを当接させ、さらに上記ヒータにより加熱しつつ加圧することでバンプ１ａを溶融させ、その後冷却固化させることでチップ２を基板１に固定する。
なお、このようなボンディング装置３によるボンディング作業自体は従来公知であるため、これ以上の詳細な説明は省略する。
【００２６】
上記構成を有するボンディング装置３では、上記第１、第２撮影手段６，７のそれぞれに設けた第１、第２照明９、１０が照明光を照射することにより、基板１やチップ２に形成されたバンプ１ａを認識するようになっているが、そのためには上記第１、第２照明９、１０の輝度を適切に調整する必要がある。
上述したように、第１撮影手段６に設けた第１照明９の照明光は、バンプ１ａの頂部で反射した部分だけが反射光として第１撮影手段６に撮影され、第２照明１０の照明光は上記頂部を囲繞するリング状の反射光として第１撮影手段６に撮影されるようになっている。
つまり第１撮影手段６は、上記第１照明９の反射光の周囲を第２照明１０の反射光が囲繞した略円形の画像を撮影するようになっており、これら反射光の輝度に差があると、上記認識手段８ａが撮影された画像からバンプ１ａを認識する際に誤認識する恐れがある。
従来は、ボンディング装置３の作動前に、作業者が第１撮影手段６の撮影した画像をもとに、第１、第２照明９、１０の輝度を手作業で調整するなどの調整方法が採用されていたが、２つの照明の輝度を適切に調整するには時間がかかるとともに、設定内容に個人差が生じることがある。
また、長時間の使用によって第１、第２照明９、１０の照明光の輝度が下がってしまった場合に、これに気付かずに第１、第２照明９、１０をそのまま使用することで誤検出が発生するなどの問題があった。
【００２７】
このような問題に対処するため、本実施例では以下の設定値設定方法を用いることで、第１、第２照明９、１０の輝度を自動的にかつ安定して調整することが可能となっている。
まず、この設定値設定方法を実施する際には、上記加工テーブル４のボンディングステージ１１上に輝度調整用の基板１を載置するようになっており、この輝度調整用の基板１は予め基板１上に所定数のバンプ１ａを高精度に形成したものであり、予め作業者等が顕微鏡等を用いて目視により検査を行ったものである。
以下、図３に示すフローチャートを用いて説明すると、まず上記設定値変更手段８ｂは上記第１、第２照明９、１０の照明光の輝度を最小に設定して、それぞれの照明光を基板１に照射させる（Ｓ１）。
次に、第１撮影手段６は基板１のバンプ１ａで反射した反射光を撮影し、上記認識手段８ａはこの画像からバンプ１ａを認識し、認識したバンプ１ａの数を計測するとともに、バンプ１ａの平均面積を算出する（Ｓ２）。
ただし、ここでは第１、第２照明９、１０の輝度が最小となっているため、反射光は微弱であり、上記認識手段８ａが画像から検出することが可能なバンプ１ａの数は少なく、またバンプ１ａの平均面積も狭いものとなっている。
【００２８】
次に、上記設定値変更手段８ｂが第２照明１０の輝度を固定したまま、第１照明９の輝度だけを少し増大させ（Ｓ３）、第１撮影手段６は、当該第１照明９の輝度を増大させた際の基板１を撮影し、認識手段８ａは撮影された画像から再びバンプ１ａの数および平均面積を測定する（Ｓ４）。
そして認識手段８ａは、第１照明９の輝度を増大させた画像におけるバンプ１ａの数を、直前に撮影した第１照明９の輝度が低い画像におけるバンプ１ａの数と比較する（Ｓ５）。
ここで、第１照明９の輝度を増大させることで、上記バンプ１ａで反射した反射光の輝度が増大するため、直前に撮影された画像に対して、撮影した画像から検出されるバンプ１ａの数は多くなり、またバンプ１ａの平均面積も広くなる。
このように、第１照明９の輝度を増大させた画像において、バンプ１ａの数が増大していた場合、上記設定値変更手段８ｂは、再び第１照明９の輝度を少し増大させるとともに（Ｓ３）、上記認識手段８ａが新たに撮影した画像から再びバンプ１ａの数および平均面積を測定する（Ｓ４）。
このようにして第１照明９の輝度を徐々に増大させてゆくと、図４に示すように第１照明９の輝度が一定の輝度を超えた時点で、画像から検出されるバンプ１ａの数が減少するようになっている。
なお、第１照明９の輝度を増大させた画像におけるバンプ１ａの数が直前の画像におけるバンプ１ａの数と同数だった場合も、上記設定値変更手段８ｂは第１照明９の輝度を少し増大させ（Ｓ３）、上記認識手段８ａが新たに撮影した画像からバンプ１ａの数および平均面積を測定する（Ｓ４）。
【００２９】
一方、認識手段８ａが第１照明９の輝度を増大させた画像におけるバンプ１ａの数が、直前の画像におけるバンプ１ａの数よりも減少していることを認識すると、認識手段８ａは直前の画像、すなわちバンプ１ａが最も多く認識された画像におけるバンプ１ａの平均面積を、予め認識手段８ａに登録された基準値と比較する（Ｓ６）。
バンプ１ａの平均面積が上記基準値に適合している場合、上記設定値記憶手段８ｃは当該バンプ１ａが最も多く認識された画像で設定された第１照明９の輝度を、ボンディング装置３の作動時における当該第１照明９の輝度として記憶する（Ｓ７）。
逆に、バンプ１ａの平均面積が上記基準値から外れている場合には、異常があるものとして、認識手段８ａは設定作業を停止して所要の警告を発生する（Ｓ８）。
例えば、輝度調整用の基板１上にバンプ１ａ以外の異物が存在し、この異物に反射した反射光を検出した場合、この異物を示す画像の面積が上記平均面積の基準値より外れていれば、認識手段８ａはバンプ１ａ以外の異物を検出した蓋然性が高いものとして、異常があるものと判定する。
【００３０】
このようにして上記第１照明９の輝度が上記設定値記憶手段８ｃに記憶されると、上記設定値変更手段８ｂは上記第１照明９の輝度を当該記憶された輝度に固定し、最小の輝度に設定されている第２照明１０の輝度だけを少し増大させる（Ｓ９）。
第１撮影手段６は第２照明１０の輝度が増大された際の基板１を撮影して、認識手段８ａは撮影された画像からバンプ１ａの数および平均面積を測定し（Ｓ１０）、第２照明１０の輝度を増大させた画像におけるバンプ１ａの数と、直前に撮影した画像におけるバンプ１ａの数とを比較する（Ｓ１１）。
この後、上記第１照明９の輝度を記憶する際の動作と同様、輝度を増大させた画像におけるバンプ１ａの数が増大していた場合、上記設定値変更手段８ｂは再び第２照明１０の輝度を少しだけ増大させ（Ｓ９）、上記認識手段８ａが新たに撮影した画像からバンプ１ａの数および平均面積を測定する（Ｓ１０）作業を繰り返す。
そして、図５に示すように第２照明１０の輝度が一定の輝度を超えると、画像から検出されるバンプ１ａの数が減少するため、このとき認識手段８ａは第２照明１０の輝度を増大させた画像の直前の画像、すなわちバンプ１ａが最も多く認識された画像におけるバンプ１ａの平均面積を、所定の基準値と比較する（Ｓ１２）。
そしてバンプ１ａの平均面積が上記基準値に適合している場合、上記設定値記憶手段８ｃは、上記バンプ１ａが最も多く認識された画像において設定された第２照明１０の輝度を、ボンディング装置３の作動時における当該第２照明１０の輝度として記憶する（Ｓ１３）。
つまり設定値記憶手段８ｃは、バンプ１ａが最も多く認識された画像を撮影した際における第２照明１０の輝度を記憶するようになっている。
逆に、バンプ１ａの平均面積が上記基準値に対して外れている場合には、異常があるものとして、認識手段８ａは設定作業を停止して所要の警告を発生する（Ｓ１４）。
【００３１】
このようにして、上記第１撮影手段６に設けた第１照明９および第２照明１０の輝度を記憶すると、同じ作業を第２撮影手段７に設けた第１照明９および第２照明１０についても行う。
この場合、ボンディングヘッド５には正確にバンプ１ａの形成された輝度調整用のチップ２が吸着保持されるようになっている。
そして上述した照明の設定作業は、ボンディング装置３の作動直後における最初のチップ２を基板１に載置する直前のほか、ボンディング装置３を作動させてから所定時間が経過する毎に行ってもよく、また基板１やチップ２の製造ロットが変更された際にも行うことができる。
【００３２】
なお上記実施例における照明の設定作業において、第１照明９および第２照明１０の輝度を変化させる手順については、上記実施例の手順に限定されるものではない。
まず上記実施例では、第１照明９の輝度を記憶した後に第２照明の輝度を記憶する上記Ｓ９の手順において、上記第１照明９の輝度を記憶した輝度に固定して、第２照明１０の輝度を変化させるようになっている。
これに対し、当該Ｓ９の手順において、上記第１照明９の輝度をその記憶した輝度に設定せず、予め設定した所定の輝度に設定し、この設定した輝度に固定して第２照明１０の輝度を変化させ、第２照明１０の輝度を記憶しても良い。
そしてボンディング装置３を作動させる際には、第１、第２照明９、１０の輝度をそれぞれ記憶した輝度に設定すればよい。
【００３３】
また上記実施例では、最初に第２照明１０の輝度を固定して、第１照明９の輝度を徐々に変化させることで、第１照明９の輝度から記憶するようになっているが、その逆、つまり最初に第１照明９の輝度を固定して、第２照明１０の輝度から記憶するようにしてもよい。
例えば上記基板１やチップ２によっては、最初に輝度を固定する照明の順序を入れ替えることで、上記バンプ１ａの抽出が容易となることがあるからである。
【００３４】
さらに上記実施例では、Ｓ３〜Ｓ５またはＳ９〜Ｓ１１の手順において、徐々に第１、第２照明９、１０の輝度を増大させ、そのつど第１撮影手段６が撮影を行い、直前に撮影された画像におけるバンプ１ａの数との比較を行っている。
これに対し、輝度の異なる画像を予め複数撮影し、その後それらの画像の中から、最も多いバンプ１ａを検出することができた画像を選択し、当該画像の撮影に使用した輝度を記憶するようにしても良い。
さらに、上記実施例では第１、第２照明９、１０の輝度を最小に設定した状態から輝度を徐々に増大させるようになっているが、予め使用する輝度がおおよそ判明している場合には、この判明している輝度よりも低い輝度を最小の輝度として徐々に輝度を増大させるようにしてもよい。
このようにすることで、第１、第２照明９、１０の輝度の設定時間を短縮することが可能となる。
【００３５】
そして上記実施例では、第１照明９が上記第１撮影手段６の撮影方向と同軸の同軸照明となっており、第２照明１０がリング照明となっているが、第１照明９をリング照明として第２照明１０を同軸照明としてもよい。
ここで上記第２照明１０で使用しているリング照明についても、ランプを同心円状に複数列設けることも、ランプを保持する保持部材を円形ではない例えば四角形とすることも可能である。
さらには、第１照明９および第２照明１０については、バンプ１ａに対する照明光の照射方向が異なれば、その他の構成を有していても良く、必ずしも同軸照明を設ける必要も、リング照明を設ける必要も無い。
【００３６】
そして上記実施例ではボンディング装置３について説明したが、撮影手段と第１、第２照明９、１０とを有する物品認識装置を有する装置であれば、例えば基板１に半田ボールを載置する半田ボール搭載装置に適用することもできる。
つまり半田ボール搭載装置が基板１に半田ボールを所定の配列で配置した後、基板１から突出している半田ボールに第１、第２照明９、１０から照明光を照射し、半田ボールで反射した反射光を撮影手段で撮影するような場合にも適用することができる。
【符号の説明】
【００３７】
１ 基板 １ａ バンプ
３ ボンディング装置 ４ 加工テーブル
５ ボンディングヘッド ６ 第１撮影手段
７ 第２撮影手段 ８ 制御手段
８ａ 認識手段 ８ｂ 設定値変更手段
８ｃ 設定値記憶手段 ９ 第１照明
１０ 第２照明
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物品の表面に形成された複数の突起に照明光を照射する第１照明と、該第１照明とは異なる角度から上記突起に照明光を照射する第２照明と、上記突起で反射した上記照明光の反射光を撮影する撮影手段とを備えた物品認識装置における照明の設定値設定方法であって
上記第１照明および第２照明のうち、いずれか一方の照明の設定値を固定したまま、いずれか他方の照明の設定値を変化させるとともに、上記撮影手段により異なる設定値で照射される照明光の下で物品を撮影し、
上記撮影手段が撮影した複数の画像のそれぞれから上記突起を認識して、突起が最も多く認識された画像を撮影した際における上記他方の照明の設定値を記憶し、
続いて上記他方の照明の設定値を所定の値に固定した状態で、上記一方の照明の設定値を変化させるとともに、上記撮影手段により異なる設定値で照射される照明光の下で物品を撮影し、
上記撮影手段が撮影した複数の画像のそれぞれから上記突起を認識して、突起が最も多く認識された画像を撮影した際における上記一方の照明の設定値を記憶し、
上記記憶した照明の設定値を、それぞれ上記第１照明および第２照明の設定値として設定することを特徴とする物品認識装置における照明の設定値設定方法。
【請求項２】
上記第１照明および第２照明のうち、いずれか一方を上記撮影手段の撮影方向と同軸方向に照明光を照射する同軸照明とし、いずれか他方を上記撮影手段による撮影範囲の周囲から斜めに照明光を照射するリング照明とすることを特徴とする請求項１に記載の物品認識装置における照明の設定値設定方法。
【請求項３】
上記第１、第２照明における照明光の設定値が、当該照明光の輝度であることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の物品認識装置における照明の設定値設定方法。
【請求項４】
表面に複数の突起が形成された物品を支持する支持手段と、上記物品の突起に照明光を照射する第１照明と、該第１照明とは異なる角度から上記突起に照明光を照射する第２照明と、上記突起で反射した上記照明光の反射光を撮影する撮影手段と、当該撮影手段が撮影した画像から上記突起を認識する認識手段とを備えた物品認識装置において、
上記第１照明および第２照明が照射する照明光の設定値を変更する設定値変更手段と、これら第１照明および第２照明の設定値を記憶する設定値記憶手段とを設け、
上記設定値変更手段が第１、第２照明のうちいずれか一方の照明の設定値を固定したまま、いずれか他方の照明の設定値を変化させるとともに、上記撮影手段が異なる設定値で照射される照明光の下で物品を撮影し、
上記認識手段は撮影された複数の画像のそれぞれから上記突起を認識し、上記設定値記憶手段は突起が最も多く認識された画像を撮影した際における上記他方の照明の設定値を記憶し、
さらに上記設定値変更手段は、上記他方の照明の設定値を所定の値に固定した状態で、上記一方の照明の設定値を変化させるとともに、上記撮影手段が異なる設定値で照射される照明光の下で物品を撮影し、
上記認識手段は撮影された複数の画像のそれぞれから上記突起を認識し、上記設定値記憶手段は突起が最も多く認識された画像を撮影した際における上記一方の照明の設定値を記憶し、
上記設定値記憶手段が記憶した照明の設定値を、それぞれ上記第１照明および第２照明の設定値として設定することを特徴とする物品認識装置。
【請求項５】
上記第１照明および第２照明のうち、いずれか一方を上記撮影手段の撮影方向と同軸方向に照明光を照射する同軸照明とし、いずれか他方を上記撮影手段による撮影範囲の周囲から斜めに照明光を照射するリング照明とすることを特徴とする請求項４に記載の物品認識装置。
【請求項６】
上記第１、第２照明における照明光の設定値が、当該照明光の輝度であることを特徴とする請求項４または請求項５のいずれかに記載の物品認識装置。
【請求項１】
物品の表面に形成された複数の突起に照明光を照射する第１照明と、該第１照明とは異なる角度から上記突起に照明光を照射する第２照明と、上記突起で反射した上記照明光の反射光を撮影する撮影手段とを備えた物品認識装置における照明の設定値設定方法であって
上記第１照明および第２照明のうち、いずれか一方の照明の設定値を固定したまま、いずれか他方の照明の設定値を変化させるとともに、上記撮影手段により異なる設定値で照射される照明光の下で物品を撮影し、
上記撮影手段が撮影した複数の画像のそれぞれから上記突起を認識して、突起が最も多く認識された画像を撮影した際における上記他方の照明の設定値を記憶し、
続いて上記他方の照明の設定値を所定の値に固定した状態で、上記一方の照明の設定値を変化させるとともに、上記撮影手段により異なる設定値で照射される照明光の下で物品を撮影し、
上記撮影手段が撮影した複数の画像のそれぞれから上記突起を認識して、突起が最も多く認識された画像を撮影した際における上記一方の照明の設定値を記憶し、
上記記憶した照明の設定値を、それぞれ上記第１照明および第２照明の設定値として設定することを特徴とする物品認識装置における照明の設定値設定方法。
【請求項２】
上記第１照明および第２照明のうち、いずれか一方を上記撮影手段の撮影方向と同軸方向に照明光を照射する同軸照明とし、いずれか他方を上記撮影手段による撮影範囲の周囲から斜めに照明光を照射するリング照明とすることを特徴とする請求項１に記載の物品認識装置における照明の設定値設定方法。
【請求項３】
上記第１、第２照明における照明光の設定値が、当該照明光の輝度であることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の物品認識装置における照明の設定値設定方法。
【請求項４】
表面に複数の突起が形成された物品を支持する支持手段と、上記物品の突起に照明光を照射する第１照明と、該第１照明とは異なる角度から上記突起に照明光を照射する第２照明と、上記突起で反射した上記照明光の反射光を撮影する撮影手段と、当該撮影手段が撮影した画像から上記突起を認識する認識手段とを備えた物品認識装置において、
上記第１照明および第２照明が照射する照明光の設定値を変更する設定値変更手段と、これら第１照明および第２照明の設定値を記憶する設定値記憶手段とを設け、
上記設定値変更手段が第１、第２照明のうちいずれか一方の照明の設定値を固定したまま、いずれか他方の照明の設定値を変化させるとともに、上記撮影手段が異なる設定値で照射される照明光の下で物品を撮影し、
上記認識手段は撮影された複数の画像のそれぞれから上記突起を認識し、上記設定値記憶手段は突起が最も多く認識された画像を撮影した際における上記他方の照明の設定値を記憶し、
さらに上記設定値変更手段は、上記他方の照明の設定値を所定の値に固定した状態で、上記一方の照明の設定値を変化させるとともに、上記撮影手段が異なる設定値で照射される照明光の下で物品を撮影し、
上記認識手段は撮影された複数の画像のそれぞれから上記突起を認識し、上記設定値記憶手段は突起が最も多く認識された画像を撮影した際における上記一方の照明の設定値を記憶し、
上記設定値記憶手段が記憶した照明の設定値を、それぞれ上記第１照明および第２照明の設定値として設定することを特徴とする物品認識装置。
【請求項５】
上記第１照明および第２照明のうち、いずれか一方を上記撮影手段の撮影方向と同軸方向に照明光を照射する同軸照明とし、いずれか他方を上記撮影手段による撮影範囲の周囲から斜めに照明光を照射するリング照明とすることを特徴とする請求項４に記載の物品認識装置。
【請求項６】
上記第１、第２照明における照明光の設定値が、当該照明光の輝度であることを特徴とする請求項４または請求項５のいずれかに記載の物品認識装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−５７５６１（Ｐ２０１３−５７５６１Ａ）
【公開日】平成２５年３月２８日（２０１３．３．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９５１６９（Ｐ２０１１−１９５１６９）
【出願日】平成２３年９月７日（２０１１．９．７）
【出願人】（０００２５３０１９）澁谷工業株式会社 (503)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月２８日（２０１３．３．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月７日（２０１１．９．７）
【出願人】（０００２５３０１９）澁谷工業株式会社 (503)
【Ｆターム（参考）】
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