部品実装システム及び部品実装システムにおける検査用画像の生成方法
【課題】撮像対象とする電子部品がチップ部品である場合であっても基板への装着状態の検査を精度よく行うことができるようにした部品実装システム及び部品実装システムにおける検査用画像の生成方法を提供することを目的とする。
【解決手段】検査ヘッド４０の光電変換素子４０ａが出力したアナログ信号をＡ／Ｄ変換して輝度値を表す所定のビット数のディジタル信号を生成するＡ／Ｄ変換部４０ｂ、Ａ／Ｄ変換部４０ｂが生成したディジタル信号から、撮像対象となる部品４の種類に応じて可変的に設定された一又は複数のビットを省いてＡ／Ｄ変換部４０ｂによりＡ／Ｄ変換したときよりも少ないビット数のディジタル信号に圧縮する信号圧縮部４０ｃ及び信号圧縮部４０ｃが圧縮したディジタル信号に基づいて検査用画像を生成する画像生成部４０ｄを備え、部品４がチップ部品である場合には、ディジタル信号の圧縮時に省くビットを上位側ビットに設定する。
【解決手段】検査ヘッド４０の光電変換素子４０ａが出力したアナログ信号をＡ／Ｄ変換して輝度値を表す所定のビット数のディジタル信号を生成するＡ／Ｄ変換部４０ｂ、Ａ／Ｄ変換部４０ｂが生成したディジタル信号から、撮像対象となる部品４の種類に応じて可変的に設定された一又は複数のビットを省いてＡ／Ｄ変換部４０ｂによりＡ／Ｄ変換したときよりも少ないビット数のディジタル信号に圧縮する信号圧縮部４０ｃ及び信号圧縮部４０ｃが圧縮したディジタル信号に基づいて検査用画像を生成する画像生成部４０ｄを備え、部品４がチップ部品である場合には、ディジタル信号の圧縮時に省くビットを上位側ビットに設定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品を基板に装着する部品装着部と部品装着部により基板に装着された電子部品の基板への装着状態の検査を行う検査部とを備えた部品実装システム及びこの部品実装システムにおける検査用画像の生成方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
基板に電子部品を実装して実装基板を生産する部品実装システムは、電子部品の基板への装着作業を行う部品装着部のほか、部品装着部により基板に装着された電子部品を撮像手段により撮像して検査用画像を生成し、その生成した検査用画像に基づいて電子部品の基板への装着状態の検査を行う検査部を備えている（例えば、特許文献１）。検査部は、例えば、電子部品が有するリード端子やそのリード端子が載せられる基板上の半田部などの光沢を有する部分については、基板との間のコントラストからその位置や形状を認識して部品の装着状態の良否の判別を行う。
【０００３】
このような検査部では、撮像手段の光電変換素子が受光した光の強さに応じて出力するアナログ信号をＡ／Ｄ変換部によってＡ／Ｄ変換して輝度値を表す所定のビット数のディジタル信号を生成し、その生成したディジタル信号に基づいて検査用画像を生成するが、取り扱うデータ数を減らして信号の伝送速度及び処理速度を向上させる目的等から、Ａ／Ｄ変換部が生成したディジタル信号を構成する複数のビットの一部を省いて圧縮する技術が知られている。この場合、上記のように電子部品のリード端子やリード端子が載せられる半田部のように光沢を有する部分を対象とする場合には高輝度側でのコントラストが明瞭になるようにする必要から、通常は輝度値を表す複数のビットのうち低輝度側のビット（下位ビット）が省かれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３４２４５３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、撮像手段が撮像対象とする電子部品がボディ部の両端に２つの端子部を有し、基板に装着された状態での姿勢の良否が２つの端子部の位置関係から求められる部品の装着角度の大きさによって判別されるチップ部品である場合には、ボディ部と端子部との間のコントラストから端子部の形状を認識してその位置を把握する必要があるものの、端子部が強い光の指向性を有していて照射光を拡散しないときには光沢性を有していないボディ部と同様に端子部も黒く映じてしまうことから、Ａ／Ｄ変換部によって生成されたディジタル信号から低輝度側のビット（下位ビット）を省いてしまうとボディ部と端子部との間のコントラストが明瞭とならず、端子部の認識が困難となって検査精度が低下する場合があるという問題点があった。
【０００６】
そこで本発明は、撮像対象とする電子部品がチップ部品である場合であっても基板への装着状態の検査を精度よく行うことができるようにした部品実装システム及び部品実装システムにおける検査用画像の生成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】
【０００７】
請求項１に記載の部品実装システムは、電子部品を基板に装着する部品装着部と、部品装着部により基板に装着された電子部品を撮像手段により撮像して検査用画像を生成し、その生成した検査用画像に基づいて電子部品の基板への装着状態の検査を行う検査部とを備え、検査部は、撮像手段に設けられ、受光した光の強さに応じたアナログ信号を出力する光電変換素子と、光電変換素子が出力したアナログ信号をＡ／Ｄ変換して輝度値を表す所定のビット数のディジタル信号を生成するＡ／Ｄ変換部と、Ａ／Ｄ変換部が生成したディジタル信号から、撮像対象となる電子部品の種類に応じて可変的に設定された一又は複数のビットを省いてＡ／Ｄ変換部によりＡ／Ｄ変換したときよりも少ないビット数のディジタル信号に圧縮する信号圧縮部と、信号圧縮部が圧縮したディジタル信号に基づいて検査用画像を生成する画像生成部とを有し、撮像対象とする電子部品がボディ部の両端に２つの端子部を有し、基板に装着された状態での姿勢の良否が２つの端子部の位置関係から求められる電子部品の装着角度の大きさによって判別されるチップ部品である場合、信号圧縮部がディジタル信号の圧縮時に省くビットが上位側ビットに設定される。
【０００８】
請求項２に記載の部品実装システムにおける検査用画像の生成方法は、電子部品を基板に装着する部品装着部と、部品装着部により基板に装着された電子部品を撮像手段により撮像して検査用画像を生成し、その生成した検査用画像に基づいて電子部品の基板への装着状態の検査を行う検査部とを備えた部品実装システムにおける検査用画像の生成方法であって、撮像手段の光電変換素子が受光した光の強さに応じて出力したアナログ信号をＡ／Ｄ変換して輝度値を表す所定のビット数のディジタル信号を生成する工程と、生成したディジタル信号から、撮像対象となる電子部品の種類に応じて可変的に設定された一又は複数のビットを省いてＡ／Ｄ変換したときよりも少ないビット数のディジタル信号に圧縮する工程と、圧縮したディジタル信号に基づいて検査用画像を生成する工程とを含み、撮像対象とする電子部品がボディ部の両端に２つの端子部を有し、基板に装着された状態での姿勢の良否が２つの端子部の位置関係から求められる部品４の装着角度の大きさによって判別されるチップ部品である場合、低輝度側でのコントラストが明瞭になるように、ディジタル信号の圧縮時に省くビットを上位側ビットに設定する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明では、Ａ／Ｄ変換部が生成したディジタル信号から一又は複数のビットを省いてＡ／Ｄ変換時よりも少ないビット数のディジタル信号に圧縮するにおいて、省くビットを撮像対象となる電子部品の種類に応じて可変的に設定するようになっているので、ディジタル信号の圧縮時に省くビットを上位側ビットに設定することで低輝度側でのコントラストを明瞭にすることができる。このため、撮像対象とする電子部品がボディ部の両端に２つの端子部を有し、基板に装着された状態での姿勢の良否が２つの端子部の位置関係から求められる部品の装着角度の大きさによって判別されるチップ部品である場合であっても、基板への装着状態の検査を精度よく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施の形態における部品実装システムの構成図
【図２】本発明の一実施の形態における部品実装システムが備える第１の部品装着機の側面図
【図３】本発明の一実施の形態における部品実装システムが備える第２の部品装着機の側面図
【図４】本発明の一実施の形態における部品実装システムが備える検査部の構成を示すブロック図
【図５】本発明の一実施の形態におけるＡ／Ｄ変換部がアナログ信号をディジタル信号で表す場合の光の明るさと各桁のビットの数値との対応を示す図
【図６】本発明の一実施の形態におけるＡ／Ｄ変換部がアナログ信号をディジタル信号で表す場合の光の明るさと各桁のビットの数値との対応を示す図
【図７】本発明の一実施の形態におけるＡ／Ｄ変換部がアナログ信号をディジタル信号で表す場合の光の明るさと各桁のビットの数値との対応を示す図
【図８】（ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態における部品の撮像画像の一例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１に示す本発明の一実施の形態における部品実装システム１は、基板２の搬送順に並んだスクリーン印刷機１１、第１の部品装着機１２、第２の部品装着機１３、リフロー装置１４及びリフロー後検査機１５を有して成る。スクリーン印刷機１１は基板２の電極部３に半田を印刷し、第１の部品装着機１２は第１のスクリーン印刷機１１から送られてきた基板２の電極部３上に電子部品（以下、単に部品と称する）４を装着する。第２の部品装着機１３は、第１の部品装着機１２から送られてきた基板２に部品４の装着を行うとともに、各部品４の基板２上での装着状態の検査を行う。リフロー装置１４は部品４の装着がなされた基板２を加熱して半田を溶かす半田リフローを行い、部品４を基板２の電極部３上に固定させる。リフロー後検査機１５は半田リフローが終了した基板２上での各部品４の装着状態の検査を行う。以下の説明では、スクリーン印刷機１１、第１の部品装着機１２及び第２の部品装着機１３について、基板２の搬送方向をＸ軸方向、Ｘ軸方向と直交する水平面内方向をＹ軸方向、上下方向をＺ軸方向とする。
【００１２】
図１において、スクリーン印刷機１１は基台２１上にＸ軸方向に延びた基板搬送コンベア２２を備え、基板搬送コンベア２２の上方には平板状のマスク２３とＸ軸方向に延びた箆上のスキージ２４を備える。マスク２３には基板２の電極部３の配置に応じた配置の開口部２３ａが設けられており、スキージ２４は図示しないスキージ移動機構によってＹ軸方向に移動される。
【００１３】
スクリーン印刷機１１によるスクリーン印刷作業では、先ず上流工程側（部品実装システム１の外部）から送られてきた基板２を基板搬送コンベア２２によって搬入してマスク２３の下方に位置決めした後、基板２を図示しないリフト装置によって上昇させてマスク２３に下方から接触させる。これにより基板２の電極部３とマスク２３の開口部２３ａとが合致した状態となったらマスク２３上に半田を供給し、マスク２３上でスキージ２４をＹ軸方向に摺動させる。このスキージ２４の摺動によって半田はマスク２３上で掻き寄せられ、マスク２３の開口部２３ａに押し込まれて基板２（電極部３）に転写される。半田が基板２に転写されたら基板２を下降させてマスク２３から離間させ、基板搬送コンベア２２を作動させて基板２を下流工程側に搬出する。
【００１４】
図１及び図２において、第１の部品装着機１２は基台３１上にＸ軸方向に延びた基板搬送コンベア３２と、ＸＹロボット３３を備えている。ＸＹロボット３３は基台３１に固定されてＹ軸方向に延びたＹ軸テーブル３３ａと、Ｘ軸方向に延びるとともにＹ軸テーブル３３ａ上をＹ軸方向に移動自在な２つのＸ軸テーブル３３ｂと、各Ｘ軸テーブル３３ｂ上をＸ軸方向に移動自在な２つの移動ステージ３３ｃを備える。各移動ステージ３３ｃには下方に吸着口を向けた複数の吸着ノズル３４を備えた装着ヘッド３５が取り付けられており、Ｙ軸テーブル３３ａに対するＸ軸テーブル３３ｂの移動とＸ軸テーブル３３ｂに対する移動ステージ３３ｃの移動の組み合わせによって（すなわちＸＹロボット３３の作動によって）２つの装着ヘッド３５をＸＹ面内で移動させることができる。
【００１５】
基台３１のＹ軸方向に対向する２箇所にはテープフィーダ等の複数の部品供給装置３６が設けられており、各部品供給装置３６はそれぞれ所定の部品供給位置に部品４を供給する。各装着ヘッド３５には撮像視野を下方に向けた基板カメラ３７が設けられており、基台３１上の基板搬送コンベア３２を挟む２箇所には撮像視野を上方に向けた部品カメラ３８が設けられている。
【００１６】
第１の部品装着機１２による基板２への部品４の装着作業では、先ず、上流工程側のスクリーン印刷機１１から送られてきた基板２を基板搬送コンベア３２によって搬入して位置決めする。基板２を位置決めしたらＸＹロボット３３を作動させて一方の装着ヘッド３５を移動させ、その装着ヘッド３５に備えられた基板カメラ３７によって基板２上の対角位置に設けられた一対の基板マーク２ｍ（図１）の撮像を行う。そして、基板カメラ３７の撮像によって得られた基板マーク２ｍの位置から基板２の正規の位置からの位置ずれを算出する。
【００１７】
基板２の位置ずれを算出したら、ＸＹロボット３３を作動させて２つの装着ヘッド３５をそれぞれ部品供給装置３６と基板２との間で行き来させ、吸着ノズル３４の吸着動作と吸着解除動作によって各部品供給装置３６が供給する部品４を基板２の電極部３上に移載して装着させる。
【００１８】
吸着ノズル３４に吸着させた部品４を基板２に装着させるまでの間には部品４が部品カメラ３８の上方を通過するようにし、部品カメラ３８による部品４の撮像を行って吸着ノズル３４に対する部品４の位置ずれ（吸着ずれ）を検出する。そして、部品４の基板２への装着時には、検出した基板２の位置ずれと吸着ずれがキャンセルされるように吸着ノズル３４の位置補正を行う。基板２に対する部品４の装着が終了したら、基板搬送コンベア３２を作動させて基板２を下流工程側に搬出する。
【００１９】
図１及び図３において、第２の部品装着機１３は、上述した第１の部品装着機１２が備えるＸＹロボット３３の一方の移動ステージ３３ｃから装着ヘッド３５を取り外してそこに撮像視野を下方に向けた撮像手段としての検査ヘッド４０を取り付けるとともに、その検査ヘッド４０を取り付けた側の部品供給装置３６と部品カメラ３８を取り外した構成を有する。ここで、装着ヘッド３５による基板２への部品４の装着作業に関する構成と作業の内容については第１の部品装着機１２の場合と同様であるのでその説明は省略し、図４〜図８を参照して検査ヘッド４０を用いた検査作業についての説明を行う。
【００２０】
図４において、検査ヘッド４０はレーザーと受光素子とを用いた一種のセンサーとしての構造を有した撮像手段であり、ＰＳＤ（ｐｏｓｉｔｉｏｎ ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ ｄｅｖｉｃｅ）やＰＤ（ｐｈｏｔｏｄｉｏｄｅ）等から成る光電変換素子４０ａのほか、Ａ／Ｄ変換部４０ｂ、信号圧縮部４０ｃ及び画像生成部４０ｄを備えている。第２の部品装着機１３が備える検査制御部５０は、信号圧縮パラメータ設定部５０ａ、画像認識部５０ｂ、判定部５０ｃ及び結果出力部５０ｄを備えており、検査制御部５０には信号圧縮パラメータ入力部６１とディスプレイ装置６２が接続されている。
【００２１】
検査ヘッド４０が備える光電変換素子４０ａは、受光した光の強さに応じたアナログ信号（電圧信号）を出力する。光電変換素子４０ａは複数個が水平方向に一次元に配列されていてもよいし（ラインセンサ型）、複数個が水平面内に二次元に配列されていてもよい（イメージセンサ型）。或いは、上記のように複数の光電変換素子４０ａをアレイ状にせず、単独で用いるようにしてもよい。
【００２２】
図５、図６及び図７に示すように、ひとつの光電変換素子４０ａが出力するアナログ信号は、最終的に生成される検査用画像Ｇを構成するひとつの画素ｇｓの明るさに相当し、複数個の光電変換素子４０ａが一次元に配列されている場合には、検査ヘッド４０は光電変換素子４０ａの配列方向と直交する水平方向に走査して撮像対象の撮像を行う。
【００２３】
Ａ／Ｄ変換部４０ｂは、光電変換素子４０ａが出力したアナログ信号をＡ／Ｄ変換して輝度値を表す所定のビット数のディジタル信号を生成する。図５は、光電変換素子４０ａが受光した光の強さに応じて出力するアナログ信号を第１−第４桁から成る４ビットのディジタル信号で表す場合の１６段階の光の明るさと各桁のビットの数値との対応を示している。
【００２４】
信号圧縮部４０ｃは、Ａ／Ｄ変換部４０ｂが生成したディジタル信号から、撮像対象となる部品４の種類に応じて可変的に設定された一又は複数のビットを省いてＡ／Ｄ変換部４０ｂによりＡ／Ｄ変換したときよりも少ないビット数のディジタル信号に圧縮する。
【００２５】
図６は、Ａ／Ｄ変換部４０ｂにより４ビットのディジタル信号で表された輝度値のうち、最下位のビットを省いた場合に表し得る輝度値を示している。この図に示すように、下位側のビットを省いた場合には、光電変換素子４０ａが受光した光の強さが極めて小さい（輝度値が小さい）ときにはその輝度値をＡ／Ｄ変換部４０ｂによって生成したディジタル信号と同程度の識別精度で表すことはできないが、光電変換素子４０ａが受光して光の強さが大きい（輝度値が大きい）ときにはその輝度値を十分に実用的な精度で表すことができる。換言すると、光電変換素子４０ａが受光する光の強さが大きいことが既知であり、高輝度側でのコントラストが明瞭になるようにしたい場合には、下位側のビットを省くデータ圧縮を行うことで、輝度値を正確に把握できる状態を維持しつつ、取り扱うデータ数を減らすことができる。
【００２６】
但し、下位側のビットを省いてデータ圧縮をした場合には、その圧縮したデータから輝度値を読み取る際には省いたビットの値は不定であり、その省いたビットに「０」及び「１」の値の一方を仮定して与えることになるため、輝度値は本来表現できる輝度値に対して飛び飛びの値となる（図６参照）。図６は、最下位のビットに「１」を仮定して与えた場合の例を示している。
【００２７】
なお、このように光電変換素子４０ａが受光する光の強さが大きいことが既知であり、高輝度側でのコントラストが明瞭になるようにしたい場合とは、例えば、部品４がリード端子付の部品であり、そのリード端子の位置を認識しようとする場合である。このような場合には、上記のように輝度値が本来表現できる輝度値に対して飛び飛びの値となったとしても、十分な精度でリード端子の位置を認識することができる。
【００２８】
図７は、Ａ／Ｄ変換部４０ｂにより４ビットのディジタル信号で表された輝度値のうち、最上位のビットを省いた場合に表し得る範囲を示している。この図７に示すように、上位側のビットを省いた場合には、光電変換素子４０ａが受光した光の強さが大きい（輝度値が大きい）ときにはその輝度値を正確には表し難いが、光電変換素子４０ａが受光して光の強さが小さい（輝度値が小さい）ときにはその輝度値をＡ／Ｄ変換部４０ｂによって生成したディジタル信号と同程度の識別精度で表すことができる。換言すると、光電変換素子４０ａが受光する光の強さが小さいことが既知であり、低輝度側でのコントラストが明瞭になるようにしたい場合には、上位側のビットを省いたデータ圧縮を行うことで、輝度値を正確に把握できる状態を維持しつつ、取り扱うデータ数を減らすことができる。
【００２９】
なお、このように光電変換素子４０ａが受光する光の強さが小さいことが既知であり、低輝度側でのコントラストが明瞭になるようにしたい場合とは、例えば、図８（ａ），（ｂ）に示すように、部品４がボディ部４ａの両端に２つの端子部４ｂを有し、基板２に装着された状態での姿勢の良否が２つの端子部４ｂの位置関係から求められる部品４の装着角度の大きさによって判別されるチップ部品（例えば、チップコンデンサやチップ抵抗、チップインダクタ等）である場合である。
【００３０】
部品４がこのようなチップ部品である場合には、部品４のボディ部４ａと端子部４ｂとの間のコントラストから端子部４ｂの形状等を認識してその位置を把握する必要があるが、端子部４ｂが強い光の指向性を有していて照射光が拡散しないときには光沢性を有していないボディ部４ａと同様に端子部４ｂも黒く映じてしまうことから、Ａ／Ｄ変換部４０ｂによって生成されたディジタル信号から低輝度側のビット（下位ビット）を省いたデータ圧縮（図６）を行うとボディ部４ａと端子部４ｂとの間のコントラストが明瞭とならず、端子部４ｂの認識が困難となるところであるが（図８（ａ））、Ａ／Ｄ変換部４０ｂによって生成されたディジタル信号から高輝度側のビット（上位ビット）を省いたデータ圧縮（図７）を行うと、低輝度側における輝度値の識別精度はＡ／Ｄ変換部４０ｂにおいて生成されたディジタル信号と同じレベルであるので、ボディ部４ａと端子部４ｂとの間のコントラストが明瞭となって、端子部４ｂの認識が容易となる（図８（ｂ））。
【００３１】
なお、信号圧縮部４０ｃにおいてどの桁のビットを省くかについては部品実装システム１のオペレータが任意に設定することができ、オペレータが信号圧縮パラメータ入力部６１の操作を行うことによってディジタル信号の圧縮時に省くビットを示す入力を行うと、その入力した内容が検査制御部５０の信号圧縮パラメータ設定部５０ａを介して信号圧縮部４０ｃに伝送され、信号圧縮部４０ｃはその伝送された内容に従ってディジタル信号の圧縮を行う。
【００３２】
画像生成部４０ｄは、信号圧縮部４０ｃから送られてきた（信号圧縮部４０ｃが圧縮した）ディジタル信号を一旦記憶領域に保存したうえで、検査用画像を生成する。この画像生成部４０ｄで生成された検査用画像のデータは、図示しない信号伝送線を介して検査制御部５０の画像認識部５０ｂに伝送される。
【００３３】
検査制御部５０の画像認識部５０ｂは、画像生成部４０ｄから送られてきた検査用画像のデータに基づいて画像認識を行う。この画像認識により、検査ヘッド４０によって撮像した部品４の中の注目箇所（例えば、リード端子付きの部品４についてリード端子を認識しようとしているのであればリード端子、部品４のボディ部４ａの両端の２つの端子部４ｂを認識しようとしているのであれば各端子部４ｂ）の位置等を把握する。
【００３４】
検査制御部５０の判定部５０ｃは、画像認識部５０ｂにおいて認識した部品４の中の注目箇所の位置や向き等に基づいて、検査ヘッド４０によって撮像した部品４の基板２上での装着状態の検査（良否判定）を行う。ここで、基板２上での装着状態が不良と判定される場合とは、例えば、リード端子付きの部品４について、リード端子が基板２上の正規の位置からずれて装着されている場合や、ボディ部４ａの両端の２つの端子部４ｂの位置から求められる部品４の向き（基板２上での装着方向）が許容範囲を超えてずれているような場合である。
【００３５】
検査制御部５０の結果出力部５０ｄは、判定部５０ｃにおいて基板２への装着状態が不良であると判定された部品４があった場合に、その部品４の基板２上での位置を特定してディスプレイ装置６２に表示する。これによりオペレータは基板２への装着状態が不良となっている部品４を認識することができ、その部品４を基板２から取り外すなどの適切な処置をとることができる。
【００３６】
上記構成の第２の部品装着機１３は、第１の部品装着機１２による基板２の部品４の装着手順と同様の手順によって基板２への部品４の装着を行った後、検査ヘッド４０を移動させて、基板２上に装着されている部品４の撮像を行い、得られた画像（検査用画像）に基づいて部品４の基板２への装着状態の検査を行う。
【００３７】
このように本実施の形態における部品実装システム１は、部品４を基板２に装着する部品装着部Ｒ１（図１）と、部品装着部により基板２に装着された部品４を検査ヘッド４０により撮像して検査用画像を生成し、その生成した検査用画像に基づいて部品４の基板２への装着状態の検査を行う検査部Ｒ２（図１）を備えたものとなっている。ここで、部品装着部Ｒ１は第１の部品装着機１２と第２の部品装着機１３の一部（装着ヘッド３５を含む部分）から構成される。また、検査部Ｒ２は第２の部品装着機１３の一部（検査ヘッド４０を含む部分）から構成される。
【００３８】
上記検査部Ｒ２には、光電変換素子４０ａ、Ａ／Ｄ変換部４０ｂ、信号圧縮部４０ｃ及び画像生成部４０ｄが含まれており（図４）、検査部Ｒ２による検査用画像の生成手順（部品実装システム１における検査用画像の生成方法）は、検査ヘッド４０の光電変換素子４０ａが受光した光の強さに応じて出力したアナログ信号をＡ／Ｄ変換して輝度値を表す所定のビット数のディジタル信号を生成する工程（ディジタル信号生成工程）と、生成したディジタル信号から、撮像対象となる部品４の種類に応じて可変的に設定された一又は複数のビットを省いてＡ／Ｄ変換したときよりも少ないビット数のディジタル信号に圧縮する工程（信号圧縮工程）と、圧縮したディジタル信号に基づいて検査用画像を生成する工程（画像生成工程）から成る。
【００３９】
リフロー装置１４は、基台７１上にＸ軸方向に延びた基板搬送コンベア７２とリフロー炉７３を備えている。基板搬送コンベア７２は上流工程側の第２の部品装着機１３から搬出された基板２を受け取って下流工程側のリフロー後検査機１５に搬送し、リフロー炉７３はその間に基板２を加熱して基板２上の半田を溶融させる。これにより基板２に装着された各部品４は基板２の電極部３上に固定される。
【００４０】
リフロー後検査機１５は、前述した第２の部品装着機１３が備えるＸＹロボット３３から装着ヘッド３５を取り外すとともに、基台３１上から部品供給装置３６と部品カメラ３８を取り外した構成を有し、リフロー装置１４によって半田リフローがなされた基板２を基板搬送コンベア３２によって搬入して検査ヘッド４０による各部品４の基板２上での装着状態の検査を行う。このリフロー後検査機１５は第２の部品装着機１３と同様に検査ヘッド４０を備えるため、部品実装システム１において上述の検査部Ｒ２の一部を構成する（図１参照）。
【００４１】
以上説明したように、本実施の形態における部品実装システム１及びこの部品実装システム１における検査用画像の生成方法では、Ａ／Ｄ変換部４０ｂが生成したディジタル信号から一又は複数のビットを省いてＡ／Ｄ変換時よりも少ないビット数のディジタル信号に圧縮するにおいて、省くビットを撮像対象となる部品４の種類に応じて可変的に設定するようになっているので、ディジタル信号の圧縮時に省くビットを上位側ビットに設定することで低輝度側でのコントラストを明瞭にすることができる。このため、撮像対象とする部品４がボディ部の両端に２つの端子部を有し、基板２に装着された状態での姿勢の良否が２つの端子部の位置関係から求められる部品４の装着角度の大きさによって判別されるチップ部品である場合であっても、基板２への装着状態の検査を精度よく行うことができる。
【００４２】
なお、上述の説明では、Ａ／Ｄ変換部４０ｂにより所定数のビットのディジタル信号で表された輝度値のうち、最上位のビットのみを省いた場合の例を説明したが、本発明では下位側のビットに優先して上位側のビットを省くのであればよく、最上位のビットのみを省く場合に限られない。例えば、Ａ／Ｄ変換部４０ｂがディジタル信号を第１−第８桁の８ビットのディジタル信号で生成する場合であって、高輝度側でのコントラストを明瞭にしたい場合に第１−第３桁のビットと第８桁のビットとを省いて第４−第７桁のビットのデータに圧縮するのが通常である場合に、第１桁及び第６−第８桁のビットを省いて第２−第５桁のビットのデータに圧縮するようにすることにより、低輝度側でのコントラストを明瞭にすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
撮像対象とする電子部品がチップ部品である場合であっても基板への装着状態の検査を精度よく行うことができるようにした部品実装システム及び部品実装システムにおける検査用画像の生成方法を提供する。
【符号の説明】
【００４４】
１ 部品実装システム
２ 基板
４ 電子部品
４ａ ボディ部
４ｂ 端子部
４０ 検査ヘッド（撮像手段）
４０ａ 光電変換素子
４０ｂ Ａ／Ｄ変換部
４０ｃ 信号圧縮部
４０ｄ 画像生成部
Ｒ１ 部品装着部
Ｒ２ 検査部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品を基板に装着する部品装着部と部品装着部により基板に装着された電子部品の基板への装着状態の検査を行う検査部とを備えた部品実装システム及びこの部品実装システムにおける検査用画像の生成方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
基板に電子部品を実装して実装基板を生産する部品実装システムは、電子部品の基板への装着作業を行う部品装着部のほか、部品装着部により基板に装着された電子部品を撮像手段により撮像して検査用画像を生成し、その生成した検査用画像に基づいて電子部品の基板への装着状態の検査を行う検査部を備えている（例えば、特許文献１）。検査部は、例えば、電子部品が有するリード端子やそのリード端子が載せられる基板上の半田部などの光沢を有する部分については、基板との間のコントラストからその位置や形状を認識して部品の装着状態の良否の判別を行う。
【０００３】
このような検査部では、撮像手段の光電変換素子が受光した光の強さに応じて出力するアナログ信号をＡ／Ｄ変換部によってＡ／Ｄ変換して輝度値を表す所定のビット数のディジタル信号を生成し、その生成したディジタル信号に基づいて検査用画像を生成するが、取り扱うデータ数を減らして信号の伝送速度及び処理速度を向上させる目的等から、Ａ／Ｄ変換部が生成したディジタル信号を構成する複数のビットの一部を省いて圧縮する技術が知られている。この場合、上記のように電子部品のリード端子やリード端子が載せられる半田部のように光沢を有する部分を対象とする場合には高輝度側でのコントラストが明瞭になるようにする必要から、通常は輝度値を表す複数のビットのうち低輝度側のビット（下位ビット）が省かれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３４２４５３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、撮像手段が撮像対象とする電子部品がボディ部の両端に２つの端子部を有し、基板に装着された状態での姿勢の良否が２つの端子部の位置関係から求められる部品の装着角度の大きさによって判別されるチップ部品である場合には、ボディ部と端子部との間のコントラストから端子部の形状を認識してその位置を把握する必要があるものの、端子部が強い光の指向性を有していて照射光を拡散しないときには光沢性を有していないボディ部と同様に端子部も黒く映じてしまうことから、Ａ／Ｄ変換部によって生成されたディジタル信号から低輝度側のビット（下位ビット）を省いてしまうとボディ部と端子部との間のコントラストが明瞭とならず、端子部の認識が困難となって検査精度が低下する場合があるという問題点があった。
【０００６】
そこで本発明は、撮像対象とする電子部品がチップ部品である場合であっても基板への装着状態の検査を精度よく行うことができるようにした部品実装システム及び部品実装システムにおける検査用画像の生成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】
【０００７】
請求項１に記載の部品実装システムは、電子部品を基板に装着する部品装着部と、部品装着部により基板に装着された電子部品を撮像手段により撮像して検査用画像を生成し、その生成した検査用画像に基づいて電子部品の基板への装着状態の検査を行う検査部とを備え、検査部は、撮像手段に設けられ、受光した光の強さに応じたアナログ信号を出力する光電変換素子と、光電変換素子が出力したアナログ信号をＡ／Ｄ変換して輝度値を表す所定のビット数のディジタル信号を生成するＡ／Ｄ変換部と、Ａ／Ｄ変換部が生成したディジタル信号から、撮像対象となる電子部品の種類に応じて可変的に設定された一又は複数のビットを省いてＡ／Ｄ変換部によりＡ／Ｄ変換したときよりも少ないビット数のディジタル信号に圧縮する信号圧縮部と、信号圧縮部が圧縮したディジタル信号に基づいて検査用画像を生成する画像生成部とを有し、撮像対象とする電子部品がボディ部の両端に２つの端子部を有し、基板に装着された状態での姿勢の良否が２つの端子部の位置関係から求められる電子部品の装着角度の大きさによって判別されるチップ部品である場合、信号圧縮部がディジタル信号の圧縮時に省くビットが上位側ビットに設定される。
【０００８】
請求項２に記載の部品実装システムにおける検査用画像の生成方法は、電子部品を基板に装着する部品装着部と、部品装着部により基板に装着された電子部品を撮像手段により撮像して検査用画像を生成し、その生成した検査用画像に基づいて電子部品の基板への装着状態の検査を行う検査部とを備えた部品実装システムにおける検査用画像の生成方法であって、撮像手段の光電変換素子が受光した光の強さに応じて出力したアナログ信号をＡ／Ｄ変換して輝度値を表す所定のビット数のディジタル信号を生成する工程と、生成したディジタル信号から、撮像対象となる電子部品の種類に応じて可変的に設定された一又は複数のビットを省いてＡ／Ｄ変換したときよりも少ないビット数のディジタル信号に圧縮する工程と、圧縮したディジタル信号に基づいて検査用画像を生成する工程とを含み、撮像対象とする電子部品がボディ部の両端に２つの端子部を有し、基板に装着された状態での姿勢の良否が２つの端子部の位置関係から求められる部品４の装着角度の大きさによって判別されるチップ部品である場合、低輝度側でのコントラストが明瞭になるように、ディジタル信号の圧縮時に省くビットを上位側ビットに設定する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明では、Ａ／Ｄ変換部が生成したディジタル信号から一又は複数のビットを省いてＡ／Ｄ変換時よりも少ないビット数のディジタル信号に圧縮するにおいて、省くビットを撮像対象となる電子部品の種類に応じて可変的に設定するようになっているので、ディジタル信号の圧縮時に省くビットを上位側ビットに設定することで低輝度側でのコントラストを明瞭にすることができる。このため、撮像対象とする電子部品がボディ部の両端に２つの端子部を有し、基板に装着された状態での姿勢の良否が２つの端子部の位置関係から求められる部品の装着角度の大きさによって判別されるチップ部品である場合であっても、基板への装着状態の検査を精度よく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施の形態における部品実装システムの構成図
【図２】本発明の一実施の形態における部品実装システムが備える第１の部品装着機の側面図
【図３】本発明の一実施の形態における部品実装システムが備える第２の部品装着機の側面図
【図４】本発明の一実施の形態における部品実装システムが備える検査部の構成を示すブロック図
【図５】本発明の一実施の形態におけるＡ／Ｄ変換部がアナログ信号をディジタル信号で表す場合の光の明るさと各桁のビットの数値との対応を示す図
【図６】本発明の一実施の形態におけるＡ／Ｄ変換部がアナログ信号をディジタル信号で表す場合の光の明るさと各桁のビットの数値との対応を示す図
【図７】本発明の一実施の形態におけるＡ／Ｄ変換部がアナログ信号をディジタル信号で表す場合の光の明るさと各桁のビットの数値との対応を示す図
【図８】（ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態における部品の撮像画像の一例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１に示す本発明の一実施の形態における部品実装システム１は、基板２の搬送順に並んだスクリーン印刷機１１、第１の部品装着機１２、第２の部品装着機１３、リフロー装置１４及びリフロー後検査機１５を有して成る。スクリーン印刷機１１は基板２の電極部３に半田を印刷し、第１の部品装着機１２は第１のスクリーン印刷機１１から送られてきた基板２の電極部３上に電子部品（以下、単に部品と称する）４を装着する。第２の部品装着機１３は、第１の部品装着機１２から送られてきた基板２に部品４の装着を行うとともに、各部品４の基板２上での装着状態の検査を行う。リフロー装置１４は部品４の装着がなされた基板２を加熱して半田を溶かす半田リフローを行い、部品４を基板２の電極部３上に固定させる。リフロー後検査機１５は半田リフローが終了した基板２上での各部品４の装着状態の検査を行う。以下の説明では、スクリーン印刷機１１、第１の部品装着機１２及び第２の部品装着機１３について、基板２の搬送方向をＸ軸方向、Ｘ軸方向と直交する水平面内方向をＹ軸方向、上下方向をＺ軸方向とする。
【００１２】
図１において、スクリーン印刷機１１は基台２１上にＸ軸方向に延びた基板搬送コンベア２２を備え、基板搬送コンベア２２の上方には平板状のマスク２３とＸ軸方向に延びた箆上のスキージ２４を備える。マスク２３には基板２の電極部３の配置に応じた配置の開口部２３ａが設けられており、スキージ２４は図示しないスキージ移動機構によってＹ軸方向に移動される。
【００１３】
スクリーン印刷機１１によるスクリーン印刷作業では、先ず上流工程側（部品実装システム１の外部）から送られてきた基板２を基板搬送コンベア２２によって搬入してマスク２３の下方に位置決めした後、基板２を図示しないリフト装置によって上昇させてマスク２３に下方から接触させる。これにより基板２の電極部３とマスク２３の開口部２３ａとが合致した状態となったらマスク２３上に半田を供給し、マスク２３上でスキージ２４をＹ軸方向に摺動させる。このスキージ２４の摺動によって半田はマスク２３上で掻き寄せられ、マスク２３の開口部２３ａに押し込まれて基板２（電極部３）に転写される。半田が基板２に転写されたら基板２を下降させてマスク２３から離間させ、基板搬送コンベア２２を作動させて基板２を下流工程側に搬出する。
【００１４】
図１及び図２において、第１の部品装着機１２は基台３１上にＸ軸方向に延びた基板搬送コンベア３２と、ＸＹロボット３３を備えている。ＸＹロボット３３は基台３１に固定されてＹ軸方向に延びたＹ軸テーブル３３ａと、Ｘ軸方向に延びるとともにＹ軸テーブル３３ａ上をＹ軸方向に移動自在な２つのＸ軸テーブル３３ｂと、各Ｘ軸テーブル３３ｂ上をＸ軸方向に移動自在な２つの移動ステージ３３ｃを備える。各移動ステージ３３ｃには下方に吸着口を向けた複数の吸着ノズル３４を備えた装着ヘッド３５が取り付けられており、Ｙ軸テーブル３３ａに対するＸ軸テーブル３３ｂの移動とＸ軸テーブル３３ｂに対する移動ステージ３３ｃの移動の組み合わせによって（すなわちＸＹロボット３３の作動によって）２つの装着ヘッド３５をＸＹ面内で移動させることができる。
【００１５】
基台３１のＹ軸方向に対向する２箇所にはテープフィーダ等の複数の部品供給装置３６が設けられており、各部品供給装置３６はそれぞれ所定の部品供給位置に部品４を供給する。各装着ヘッド３５には撮像視野を下方に向けた基板カメラ３７が設けられており、基台３１上の基板搬送コンベア３２を挟む２箇所には撮像視野を上方に向けた部品カメラ３８が設けられている。
【００１６】
第１の部品装着機１２による基板２への部品４の装着作業では、先ず、上流工程側のスクリーン印刷機１１から送られてきた基板２を基板搬送コンベア３２によって搬入して位置決めする。基板２を位置決めしたらＸＹロボット３３を作動させて一方の装着ヘッド３５を移動させ、その装着ヘッド３５に備えられた基板カメラ３７によって基板２上の対角位置に設けられた一対の基板マーク２ｍ（図１）の撮像を行う。そして、基板カメラ３７の撮像によって得られた基板マーク２ｍの位置から基板２の正規の位置からの位置ずれを算出する。
【００１７】
基板２の位置ずれを算出したら、ＸＹロボット３３を作動させて２つの装着ヘッド３５をそれぞれ部品供給装置３６と基板２との間で行き来させ、吸着ノズル３４の吸着動作と吸着解除動作によって各部品供給装置３６が供給する部品４を基板２の電極部３上に移載して装着させる。
【００１８】
吸着ノズル３４に吸着させた部品４を基板２に装着させるまでの間には部品４が部品カメラ３８の上方を通過するようにし、部品カメラ３８による部品４の撮像を行って吸着ノズル３４に対する部品４の位置ずれ（吸着ずれ）を検出する。そして、部品４の基板２への装着時には、検出した基板２の位置ずれと吸着ずれがキャンセルされるように吸着ノズル３４の位置補正を行う。基板２に対する部品４の装着が終了したら、基板搬送コンベア３２を作動させて基板２を下流工程側に搬出する。
【００１９】
図１及び図３において、第２の部品装着機１３は、上述した第１の部品装着機１２が備えるＸＹロボット３３の一方の移動ステージ３３ｃから装着ヘッド３５を取り外してそこに撮像視野を下方に向けた撮像手段としての検査ヘッド４０を取り付けるとともに、その検査ヘッド４０を取り付けた側の部品供給装置３６と部品カメラ３８を取り外した構成を有する。ここで、装着ヘッド３５による基板２への部品４の装着作業に関する構成と作業の内容については第１の部品装着機１２の場合と同様であるのでその説明は省略し、図４〜図８を参照して検査ヘッド４０を用いた検査作業についての説明を行う。
【００２０】
図４において、検査ヘッド４０はレーザーと受光素子とを用いた一種のセンサーとしての構造を有した撮像手段であり、ＰＳＤ（ｐｏｓｉｔｉｏｎ ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ ｄｅｖｉｃｅ）やＰＤ（ｐｈｏｔｏｄｉｏｄｅ）等から成る光電変換素子４０ａのほか、Ａ／Ｄ変換部４０ｂ、信号圧縮部４０ｃ及び画像生成部４０ｄを備えている。第２の部品装着機１３が備える検査制御部５０は、信号圧縮パラメータ設定部５０ａ、画像認識部５０ｂ、判定部５０ｃ及び結果出力部５０ｄを備えており、検査制御部５０には信号圧縮パラメータ入力部６１とディスプレイ装置６２が接続されている。
【００２１】
検査ヘッド４０が備える光電変換素子４０ａは、受光した光の強さに応じたアナログ信号（電圧信号）を出力する。光電変換素子４０ａは複数個が水平方向に一次元に配列されていてもよいし（ラインセンサ型）、複数個が水平面内に二次元に配列されていてもよい（イメージセンサ型）。或いは、上記のように複数の光電変換素子４０ａをアレイ状にせず、単独で用いるようにしてもよい。
【００２２】
図５、図６及び図７に示すように、ひとつの光電変換素子４０ａが出力するアナログ信号は、最終的に生成される検査用画像Ｇを構成するひとつの画素ｇｓの明るさに相当し、複数個の光電変換素子４０ａが一次元に配列されている場合には、検査ヘッド４０は光電変換素子４０ａの配列方向と直交する水平方向に走査して撮像対象の撮像を行う。
【００２３】
Ａ／Ｄ変換部４０ｂは、光電変換素子４０ａが出力したアナログ信号をＡ／Ｄ変換して輝度値を表す所定のビット数のディジタル信号を生成する。図５は、光電変換素子４０ａが受光した光の強さに応じて出力するアナログ信号を第１−第４桁から成る４ビットのディジタル信号で表す場合の１６段階の光の明るさと各桁のビットの数値との対応を示している。
【００２４】
信号圧縮部４０ｃは、Ａ／Ｄ変換部４０ｂが生成したディジタル信号から、撮像対象となる部品４の種類に応じて可変的に設定された一又は複数のビットを省いてＡ／Ｄ変換部４０ｂによりＡ／Ｄ変換したときよりも少ないビット数のディジタル信号に圧縮する。
【００２５】
図６は、Ａ／Ｄ変換部４０ｂにより４ビットのディジタル信号で表された輝度値のうち、最下位のビットを省いた場合に表し得る輝度値を示している。この図に示すように、下位側のビットを省いた場合には、光電変換素子４０ａが受光した光の強さが極めて小さい（輝度値が小さい）ときにはその輝度値をＡ／Ｄ変換部４０ｂによって生成したディジタル信号と同程度の識別精度で表すことはできないが、光電変換素子４０ａが受光して光の強さが大きい（輝度値が大きい）ときにはその輝度値を十分に実用的な精度で表すことができる。換言すると、光電変換素子４０ａが受光する光の強さが大きいことが既知であり、高輝度側でのコントラストが明瞭になるようにしたい場合には、下位側のビットを省くデータ圧縮を行うことで、輝度値を正確に把握できる状態を維持しつつ、取り扱うデータ数を減らすことができる。
【００２６】
但し、下位側のビットを省いてデータ圧縮をした場合には、その圧縮したデータから輝度値を読み取る際には省いたビットの値は不定であり、その省いたビットに「０」及び「１」の値の一方を仮定して与えることになるため、輝度値は本来表現できる輝度値に対して飛び飛びの値となる（図６参照）。図６は、最下位のビットに「１」を仮定して与えた場合の例を示している。
【００２７】
なお、このように光電変換素子４０ａが受光する光の強さが大きいことが既知であり、高輝度側でのコントラストが明瞭になるようにしたい場合とは、例えば、部品４がリード端子付の部品であり、そのリード端子の位置を認識しようとする場合である。このような場合には、上記のように輝度値が本来表現できる輝度値に対して飛び飛びの値となったとしても、十分な精度でリード端子の位置を認識することができる。
【００２８】
図７は、Ａ／Ｄ変換部４０ｂにより４ビットのディジタル信号で表された輝度値のうち、最上位のビットを省いた場合に表し得る範囲を示している。この図７に示すように、上位側のビットを省いた場合には、光電変換素子４０ａが受光した光の強さが大きい（輝度値が大きい）ときにはその輝度値を正確には表し難いが、光電変換素子４０ａが受光して光の強さが小さい（輝度値が小さい）ときにはその輝度値をＡ／Ｄ変換部４０ｂによって生成したディジタル信号と同程度の識別精度で表すことができる。換言すると、光電変換素子４０ａが受光する光の強さが小さいことが既知であり、低輝度側でのコントラストが明瞭になるようにしたい場合には、上位側のビットを省いたデータ圧縮を行うことで、輝度値を正確に把握できる状態を維持しつつ、取り扱うデータ数を減らすことができる。
【００２９】
なお、このように光電変換素子４０ａが受光する光の強さが小さいことが既知であり、低輝度側でのコントラストが明瞭になるようにしたい場合とは、例えば、図８（ａ），（ｂ）に示すように、部品４がボディ部４ａの両端に２つの端子部４ｂを有し、基板２に装着された状態での姿勢の良否が２つの端子部４ｂの位置関係から求められる部品４の装着角度の大きさによって判別されるチップ部品（例えば、チップコンデンサやチップ抵抗、チップインダクタ等）である場合である。
【００３０】
部品４がこのようなチップ部品である場合には、部品４のボディ部４ａと端子部４ｂとの間のコントラストから端子部４ｂの形状等を認識してその位置を把握する必要があるが、端子部４ｂが強い光の指向性を有していて照射光が拡散しないときには光沢性を有していないボディ部４ａと同様に端子部４ｂも黒く映じてしまうことから、Ａ／Ｄ変換部４０ｂによって生成されたディジタル信号から低輝度側のビット（下位ビット）を省いたデータ圧縮（図６）を行うとボディ部４ａと端子部４ｂとの間のコントラストが明瞭とならず、端子部４ｂの認識が困難となるところであるが（図８（ａ））、Ａ／Ｄ変換部４０ｂによって生成されたディジタル信号から高輝度側のビット（上位ビット）を省いたデータ圧縮（図７）を行うと、低輝度側における輝度値の識別精度はＡ／Ｄ変換部４０ｂにおいて生成されたディジタル信号と同じレベルであるので、ボディ部４ａと端子部４ｂとの間のコントラストが明瞭となって、端子部４ｂの認識が容易となる（図８（ｂ））。
【００３１】
なお、信号圧縮部４０ｃにおいてどの桁のビットを省くかについては部品実装システム１のオペレータが任意に設定することができ、オペレータが信号圧縮パラメータ入力部６１の操作を行うことによってディジタル信号の圧縮時に省くビットを示す入力を行うと、その入力した内容が検査制御部５０の信号圧縮パラメータ設定部５０ａを介して信号圧縮部４０ｃに伝送され、信号圧縮部４０ｃはその伝送された内容に従ってディジタル信号の圧縮を行う。
【００３２】
画像生成部４０ｄは、信号圧縮部４０ｃから送られてきた（信号圧縮部４０ｃが圧縮した）ディジタル信号を一旦記憶領域に保存したうえで、検査用画像を生成する。この画像生成部４０ｄで生成された検査用画像のデータは、図示しない信号伝送線を介して検査制御部５０の画像認識部５０ｂに伝送される。
【００３３】
検査制御部５０の画像認識部５０ｂは、画像生成部４０ｄから送られてきた検査用画像のデータに基づいて画像認識を行う。この画像認識により、検査ヘッド４０によって撮像した部品４の中の注目箇所（例えば、リード端子付きの部品４についてリード端子を認識しようとしているのであればリード端子、部品４のボディ部４ａの両端の２つの端子部４ｂを認識しようとしているのであれば各端子部４ｂ）の位置等を把握する。
【００３４】
検査制御部５０の判定部５０ｃは、画像認識部５０ｂにおいて認識した部品４の中の注目箇所の位置や向き等に基づいて、検査ヘッド４０によって撮像した部品４の基板２上での装着状態の検査（良否判定）を行う。ここで、基板２上での装着状態が不良と判定される場合とは、例えば、リード端子付きの部品４について、リード端子が基板２上の正規の位置からずれて装着されている場合や、ボディ部４ａの両端の２つの端子部４ｂの位置から求められる部品４の向き（基板２上での装着方向）が許容範囲を超えてずれているような場合である。
【００３５】
検査制御部５０の結果出力部５０ｄは、判定部５０ｃにおいて基板２への装着状態が不良であると判定された部品４があった場合に、その部品４の基板２上での位置を特定してディスプレイ装置６２に表示する。これによりオペレータは基板２への装着状態が不良となっている部品４を認識することができ、その部品４を基板２から取り外すなどの適切な処置をとることができる。
【００３６】
上記構成の第２の部品装着機１３は、第１の部品装着機１２による基板２の部品４の装着手順と同様の手順によって基板２への部品４の装着を行った後、検査ヘッド４０を移動させて、基板２上に装着されている部品４の撮像を行い、得られた画像（検査用画像）に基づいて部品４の基板２への装着状態の検査を行う。
【００３７】
このように本実施の形態における部品実装システム１は、部品４を基板２に装着する部品装着部Ｒ１（図１）と、部品装着部により基板２に装着された部品４を検査ヘッド４０により撮像して検査用画像を生成し、その生成した検査用画像に基づいて部品４の基板２への装着状態の検査を行う検査部Ｒ２（図１）を備えたものとなっている。ここで、部品装着部Ｒ１は第１の部品装着機１２と第２の部品装着機１３の一部（装着ヘッド３５を含む部分）から構成される。また、検査部Ｒ２は第２の部品装着機１３の一部（検査ヘッド４０を含む部分）から構成される。
【００３８】
上記検査部Ｒ２には、光電変換素子４０ａ、Ａ／Ｄ変換部４０ｂ、信号圧縮部４０ｃ及び画像生成部４０ｄが含まれており（図４）、検査部Ｒ２による検査用画像の生成手順（部品実装システム１における検査用画像の生成方法）は、検査ヘッド４０の光電変換素子４０ａが受光した光の強さに応じて出力したアナログ信号をＡ／Ｄ変換して輝度値を表す所定のビット数のディジタル信号を生成する工程（ディジタル信号生成工程）と、生成したディジタル信号から、撮像対象となる部品４の種類に応じて可変的に設定された一又は複数のビットを省いてＡ／Ｄ変換したときよりも少ないビット数のディジタル信号に圧縮する工程（信号圧縮工程）と、圧縮したディジタル信号に基づいて検査用画像を生成する工程（画像生成工程）から成る。
【００３９】
リフロー装置１４は、基台７１上にＸ軸方向に延びた基板搬送コンベア７２とリフロー炉７３を備えている。基板搬送コンベア７２は上流工程側の第２の部品装着機１３から搬出された基板２を受け取って下流工程側のリフロー後検査機１５に搬送し、リフロー炉７３はその間に基板２を加熱して基板２上の半田を溶融させる。これにより基板２に装着された各部品４は基板２の電極部３上に固定される。
【００４０】
リフロー後検査機１５は、前述した第２の部品装着機１３が備えるＸＹロボット３３から装着ヘッド３５を取り外すとともに、基台３１上から部品供給装置３６と部品カメラ３８を取り外した構成を有し、リフロー装置１４によって半田リフローがなされた基板２を基板搬送コンベア３２によって搬入して検査ヘッド４０による各部品４の基板２上での装着状態の検査を行う。このリフロー後検査機１５は第２の部品装着機１３と同様に検査ヘッド４０を備えるため、部品実装システム１において上述の検査部Ｒ２の一部を構成する（図１参照）。
【００４１】
以上説明したように、本実施の形態における部品実装システム１及びこの部品実装システム１における検査用画像の生成方法では、Ａ／Ｄ変換部４０ｂが生成したディジタル信号から一又は複数のビットを省いてＡ／Ｄ変換時よりも少ないビット数のディジタル信号に圧縮するにおいて、省くビットを撮像対象となる部品４の種類に応じて可変的に設定するようになっているので、ディジタル信号の圧縮時に省くビットを上位側ビットに設定することで低輝度側でのコントラストを明瞭にすることができる。このため、撮像対象とする部品４がボディ部の両端に２つの端子部を有し、基板２に装着された状態での姿勢の良否が２つの端子部の位置関係から求められる部品４の装着角度の大きさによって判別されるチップ部品である場合であっても、基板２への装着状態の検査を精度よく行うことができる。
【００４２】
なお、上述の説明では、Ａ／Ｄ変換部４０ｂにより所定数のビットのディジタル信号で表された輝度値のうち、最上位のビットのみを省いた場合の例を説明したが、本発明では下位側のビットに優先して上位側のビットを省くのであればよく、最上位のビットのみを省く場合に限られない。例えば、Ａ／Ｄ変換部４０ｂがディジタル信号を第１−第８桁の８ビットのディジタル信号で生成する場合であって、高輝度側でのコントラストを明瞭にしたい場合に第１−第３桁のビットと第８桁のビットとを省いて第４−第７桁のビットのデータに圧縮するのが通常である場合に、第１桁及び第６−第８桁のビットを省いて第２−第５桁のビットのデータに圧縮するようにすることにより、低輝度側でのコントラストを明瞭にすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
撮像対象とする電子部品がチップ部品である場合であっても基板への装着状態の検査を精度よく行うことができるようにした部品実装システム及び部品実装システムにおける検査用画像の生成方法を提供する。
【符号の説明】
【００４４】
１ 部品実装システム
２ 基板
４ 電子部品
４ａ ボディ部
４ｂ 端子部
４０ 検査ヘッド（撮像手段）
４０ａ 光電変換素子
４０ｂ Ａ／Ｄ変換部
４０ｃ 信号圧縮部
４０ｄ 画像生成部
Ｒ１ 部品装着部
Ｒ２ 検査部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品を基板に装着する部品装着部と、部品装着部により基板に装着された電子部品を撮像手段により撮像して検査用画像を生成し、その生成した検査用画像に基づいて電子部品の基板への装着状態の検査を行う検査部とを備え、
検査部は、
撮像手段に設けられ、受光した光の強さに応じたアナログ信号を出力する光電変換素子と、
光電変換素子が出力したアナログ信号をＡ／Ｄ変換して輝度値を表す所定のビット数のディジタル信号を生成するＡ／Ｄ変換部と、
Ａ／Ｄ変換部が生成したディジタル信号から、撮像対象となる電子部品の種類に応じて可変的に設定された一又は複数のビットを省いてＡ／Ｄ変換部によりＡ／Ｄ変換したときよりも少ないビット数のディジタル信号に圧縮する信号圧縮部と、
信号圧縮部が圧縮したディジタル信号に基づいて検査用画像を生成する画像生成部とを有し、
撮像対象とする電子部品がボディ部の両端に２つの端子部を有し、基板に装着された状態での姿勢の良否が２つの端子部の位置関係から求められる電子部品の装着角度の大きさによって判別されるチップ部品である場合、信号圧縮部がディジタル信号の圧縮時に省くビットが上位側ビットに設定されることを特徴とする部品実装システム。
【請求項２】
電子部品を基板に装着する部品装着部と、部品装着部により基板に装着された電子部品を撮像手段により撮像して検査用画像を生成し、その生成した検査用画像に基づいて電子部品の基板への装着状態の検査を行う検査部とを備えた部品実装システムにおける検査用画像の生成方法であって、
撮像手段の光電変換素子が受光した光の強さに応じて出力したアナログ信号をＡ／Ｄ変換して輝度値を表す所定のビット数のディジタル信号を生成する工程と、
生成したディジタル信号から、撮像対象となる電子部品の種類に応じて可変的に設定された一又は複数のビットを省いてＡ／Ｄ変換したときよりも少ないビット数のディジタル信号に圧縮する工程と、
圧縮したディジタル信号に基づいて検査用画像を生成する工程とを含み、
撮像対象とする電子部品がボディ部の両端に２つの端子部を有し、基板に装着された状態での姿勢の良否が２つの端子部の位置関係から求められる部品４の装着角度の大きさによって判別されるチップ部品である場合、低輝度側でのコントラストが明瞭になるように、ディジタル信号の圧縮時に省くビットを上位側ビットに設定することを特徴とする部品実装システムにおける検査用画像の生成方法。
【請求項１】
電子部品を基板に装着する部品装着部と、部品装着部により基板に装着された電子部品を撮像手段により撮像して検査用画像を生成し、その生成した検査用画像に基づいて電子部品の基板への装着状態の検査を行う検査部とを備え、
検査部は、
撮像手段に設けられ、受光した光の強さに応じたアナログ信号を出力する光電変換素子と、
光電変換素子が出力したアナログ信号をＡ／Ｄ変換して輝度値を表す所定のビット数のディジタル信号を生成するＡ／Ｄ変換部と、
Ａ／Ｄ変換部が生成したディジタル信号から、撮像対象となる電子部品の種類に応じて可変的に設定された一又は複数のビットを省いてＡ／Ｄ変換部によりＡ／Ｄ変換したときよりも少ないビット数のディジタル信号に圧縮する信号圧縮部と、
信号圧縮部が圧縮したディジタル信号に基づいて検査用画像を生成する画像生成部とを有し、
撮像対象とする電子部品がボディ部の両端に２つの端子部を有し、基板に装着された状態での姿勢の良否が２つの端子部の位置関係から求められる電子部品の装着角度の大きさによって判別されるチップ部品である場合、信号圧縮部がディジタル信号の圧縮時に省くビットが上位側ビットに設定されることを特徴とする部品実装システム。
【請求項２】
電子部品を基板に装着する部品装着部と、部品装着部により基板に装着された電子部品を撮像手段により撮像して検査用画像を生成し、その生成した検査用画像に基づいて電子部品の基板への装着状態の検査を行う検査部とを備えた部品実装システムにおける検査用画像の生成方法であって、
撮像手段の光電変換素子が受光した光の強さに応じて出力したアナログ信号をＡ／Ｄ変換して輝度値を表す所定のビット数のディジタル信号を生成する工程と、
生成したディジタル信号から、撮像対象となる電子部品の種類に応じて可変的に設定された一又は複数のビットを省いてＡ／Ｄ変換したときよりも少ないビット数のディジタル信号に圧縮する工程と、
圧縮したディジタル信号に基づいて検査用画像を生成する工程とを含み、
撮像対象とする電子部品がボディ部の両端に２つの端子部を有し、基板に装着された状態での姿勢の良否が２つの端子部の位置関係から求められる部品４の装着角度の大きさによって判別されるチップ部品である場合、低輝度側でのコントラストが明瞭になるように、ディジタル信号の圧縮時に省くビットを上位側ビットに設定することを特徴とする部品実装システムにおける検査用画像の生成方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−３３７９３（Ｐ２０１３−３３７９３Ａ）
【公開日】平成２５年２月１４日（２０１３．２．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６８１１３（Ｐ２０１１−１６８１１３）
【出願日】平成２３年８月１日（２０１１．８．１）
【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２５年２月１４日（２０１３．２．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月１日（２０１１．８．１）
【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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