专利名称：电路板的识别装置和识别方法
技术领域：
本发明涉及电路板的识别装置和识别方法，用于识别电子元件安装工艺中用的电路板上插入电子元件引线的位于所用电路板的具体部位的孔的位置。
参照图3至5说明识别电路板中孔的位置的电路板识别装置的常规配置。
图3中，常规电路板识别装置包括传送带23和导轨24，它们相互配合用于移送电路板20；光源21，它固定在电路板20的上方，其宽度与电路板20基本相同；和小型线传感器22，它固定在电路板20的下方，并有聚光透镜。相反，光源21也可以固定在电路板20的下方，而小型线传感器而小型线传感器22也可以固定在电路板20的上方。
以下将参照图3至5说明常规配置的电路板识别装置的运作。
图3至5中，光从光源21射向电路板20时，由传送带23和导轨24移动电路板，如图3所示，穿过电路板20的通孔20a，20b和20c的光线可以穿过聚光透镜而射到小型传感器22上。因此，可用小型线传感器22识别通孔20a，20b，20c的位置。
但是，所述常规配置的电路板识别装置有以下问题。
(1)，如图4所示，当通孔20a位于电路板20的中部时，光线射到小型线传感器22上的入射角θ为0。通孔20b，20c的位置越靠近电路板20的边缘部分，光线入射角越大。因而，当通孔20a，20b，20c是圆形时，位于电路板20中部的通孔20a识别出是圆形，而位于电路板20边缘部分的通孔20b，20c则识别出是失真了的圆形。因此，不能精确识别出孔20b和20c的中心位置。
(2)，如图5所示，电路板20上安装有电子元件25的位置，由于元件25不能象这样识别出来，因而，通孔20b走出了光线的视野范围。
(3)，小型线传感器22的像素数量有限，若要获得图像识别的较高的图像清晰度，则必须减小传感器的阅读范围。相反，若要增大小型线传感器的阅读范围，则必须在清晰度方面作为出牺牲。
(4)，垂直于小型线传感器22的方向的移动速度，即，电路板20输送方向的移动速度必须均匀，否则，读出的图像被放大和缩小，因而不能可靠地识别出精确位置。因而，要求高精度控制电路板20的输送速度，使其保持在均匀的速度。
(5)由于电路板20相对于识别部件移动，因此，要求识别部件的传送带23和导轨24的长度是电路板20的长度的两倍那么长。而这限制了减小电路识别装置的尺寸。
本发明的目的是，提供一种电路板识别装置和识别方法，无论电路板的尺寸大小如何，无论电路板上是否已预先装有电子元件与否，均能准确识别电路板中孔的位置。
为实现本发明的这些目的和其它目的，按本发明第1方案，提供一种电路板识别装置，它包括光源部件，它包括位于电路板向的横向、用于照亮电路板的一个表面，电路板上有接插元件的孔；识别部件，它包括透镜和线图像传感器，所述透镜位于电路板的横向位置，以与光源部件相对的一侧面对电路板，所述线图像传感器位于电路板的横向位置，用于接收穿过透镜的光线。
移动装置，用于移动光源部件和识别部件，但不会改变这些部件的相对位置，但能改变各部件与电路板的相对位置。和计算部件，用于根据识别部件获得的图像信息和移动装置获得的位置信息计算出整个电路板的图像数据。
按本发明第2方案，提供第1方案所述的电路板识别装置，其中的透镜和线图像传感器均有多个，其中的计算部件合成多个线图像传感器得到的图像信息段。
按本发明第3方案，提供第1方案所述的电路板识别装置，其中，移动装置工作，使光源部件和识别部件一起朝停止位置的电路板移动。
按本发明第4方案，提供第2方案所述的电路板识别装置，其中，移动装置工作，使光源部件和识别部件一起朝停止位置的电路板移动。
按本发明第5方案，提供第1方案所述的电路板识别装置，其中，在电路板位于输送电路板的输送装置上时，根据识别部件获得的图像信息和移动装置获得的位置信息计算出整个电路板的图像数据。
按本发明第6方案，提供第4方案所述的电路板识别装置，其中，当电路板位于输送电路板的输送装置上时，根据识别装置获得的图像信息和移动装置获得的位置信息计算出整个电路板的图像数据。
按本发明第7方案，提供第3方案所述的电路板识别装置，其中，当电路板位于输送电路板的输送装置上时，根据识别部件获得的图像信息和移动装置获得的位置信息计算出整个电路板的图像数据。
按本发明第8方案，提供第4方案所述的电路板识别装置，其中，当电路板位于输送电路板的输送装置上时，根据识别部件获得的图像信息和移动装置获得的位置信息计算出整个电路板的图像数据。
按本发明第9方案，提供电路板识别方法，包括以下步骤用位于有插入元件引线用的通孔的电路板的横向位置的光源部件照射电路板的一个表面；用位于电路板横向位置的线传感器接收通过透镜的光线，包括位于电路板横向位置的透镜的识别部件从对着光源部件和线图像传感器一侧面对电路板；移动装置移动光源部件和识别部件，但这些部件的相对位置不变，而相对于电路板的这些部件各自的位置改变；和计算部件根据识别部件获得的图像信息和移动装置获得的位置信息计算出整个电路板的图像数据。
按本发明第10方案，提供第9方案所述的电路板识别方法，其中，图像数据计算中，当透镜和线图像传感器均是多个时，计算部件合成由多个线图像传感器获得的图像信息段。
按本发明第11方案，提供有第9方案所述的电路板识别方法，其中，在光源部件和识别部件移动中，移动装置工作，使光源部件和识别部件一起朝位于停止位置的电路板移动。
按本发明第12方案，提供第10方案所述的电路板识别方法，其中，光源部件和识别部件移动中，移动装置工作，使光源部件和识别部件一起朝位于停止位置的电路板移动。
按本发明第13方案，提供第9至12方案所述的电路板识别方法，其中，计算图像数据中，在电路板位于输送电路板的输送装置上时，根据识别部件获得的图像数据和移动装置获得的位置信息计算出整个电路板的图像数据。
按第1至第9方案的电路板识别装置的配置，例如进入识别部件的线图像传感器的光线是从光源部件垂直向下发射的光线，并从上穿过电路板的孔，在垂直向下的方向穿过透镜，例如从上垂直向下。换句话说，线图像传感器是从正下方或从正上方看要识别的部分。因此，线图像传感器能准确识别电路板的孔的形状，从而消除了用常规的小型线传感器所出现的处于电路板边缘部分的图像畸变这样的问题。即使在电路边的下边预先安装有电子元件的部分，也不会因为有这些电子元件存在而出现这些电子元件的视场阴影因而，能准确识别整个电路板。
为了克服上述的缺陷，按本发明第2和第10方案，设置多个透镜和多个线图像传感器，计算部件合成由多个线图像传感器获得的图像信息段。
这些情况下，用多个线图像传感器能识别电路板的整个面积，这比一个线图像传感器的有效阅读长度增长了，而且，能使用在无线电传真领域中广泛使用的价格便宜的通用尺寸的线图像传感器。从而能降低识别装置的成本。
而且，按本发明第3，第4，第11和第12方案，为了解决上述问题，移动装置将光源部件和识别部件一起朝位于停止位置的电路板移动。
这种情况下，在不移动电路板的情况下移动光源部件和识别部件。有可能使识别装置长度为电路板长度，从而能减小装置的长度。而且，能精确控制光源部件和识别部件相对于电路板的移动速度。比用输送装置移动电路板更有利的是，光源部件和识别部件保持平稳，能消除图像扩大和缩小的可能性。
通过以下参照附图对本发明优选实施例的说明，将更清楚本发明的这些方案和其它方案和本发明的特征。
图1是按本发明实施例的电路板识别装置和识别方法的透视图；图2是电路板识别装置的图像排列操作说明图；图3是常规电路板识别装置的透视图；图4是常规电路板识别装置操作中出现的问题的说明图；图5是常规电路板识别装置操作中出现的又一问题的说明图；以及图6是按本发明实施例的电路板识别方法的流程图。
说明本发明之前，要注意，附图中相同部件用相同数字指示。
现在参见图1，2和6说明按本发明一个实施例的电路板识别装置和电路板识别方法。
图1中是按本发明一个实施例的电路板识别装置的透视图，4是输送装置，它包括传送带2和导轨3，用于输送放于其上的电路板1；14是静止的底座，它位于输送装置4下面；13是安装在静止底座14上表面上的两个导轨，它们与输送装置4输送的电路板1的输送方向平行；7是由导轨13定向的移动载运器，能在静止底座14上按箭头A所指示的方向与输送装置4的移动方向平行地前后移动；10是设置在静止底座14上的移动载运器驱动装置，当由解码器输入位置信号时，使移动载运器7按平行于输送装置4的输送方向移动，驱动装置10包括伺服马达8和馈送螺杆9，伺服马达8中装有解码器，伺服马达8使馈送螺杆9双向移动；5是光源部件，它由光源部件支承臂5a固定在移动载运器7上，光源部件5包括位于输送装置4上的光源，并在垂直于输送装置4的输送方向设置输送装置4的宽度，6是识别部件，它包括两个接触型线图像传感器12a，12b，每个标尺C按垂直于移动载运器7的移动方向延伸，并安装于移动载运器7上，用于测量导轨13之间的距离，线图像传感器12a和12b之间有重迭区D和间隔B，这些传感器12a和12b上设置有透镜11a和11b。每个透镜11a、11b均包括大量SELFOSC(“SELFOC”是Nihon Ita Garasu Kabushiki Kaisha的商标，是一种斜度标识透镜)。每个透镜均是由大量斜度标识透镜配置成的光学系统，总的构成单个图像，每个斜度标识透镜是放大倍数为1的薄显微镜，按垂直平行关系排列。每个透镜11a，11b与电路板1之间的距离H为15mm。
本例中，光源部件5和识别部件6设置在输送装置4上基本上相同的位置。按这种配置，进入识别部件6的线图像传感器12a，12b的光线是从光源部件5垂直向下发射从上垂直向下穿过电路板1的通孔的光线，并从上垂直向下穿过透镜11a、11b。因此，图像传感器12a，12b能正确识别电路板1的通孔。
线图像传感器设置成两个隔开单元12a，12b。这使其有可能容易地采用价廉的短线图像传感器12a，12b，从而能识别较宽的电路板1。
装置还包括与线图像传感器12a、12b连接的控制器200，伺服马达13，和它的检测线图像传感器12a，12b的位置用的解码器。控制器200有计算部件201，用于计算如由线图像传感器12a，12b获得的图像信息，存储部件202，用于储存线图像传感器12a，12b的位置信息、图像信息和计算部件201等计算出的数据。控制器200还控制移动移动载运器7的伺服马达9的驱动。
下面将参照图1和2说明本实施例的运作。
如图1所示，用两个线图像传感器12a，12b构成识别部件6，前边的图像传感器12a的位置与处于停止位置的电路板1的后端E对准(步骤S1)。移动载运器驱动装置10的伺服马达8驱动馈入螺杆9使移动载运器7向前移动(步骤S2)。即，馈入螺杆9随伺服马达8的旋转而朝一个方向转动，馈送螺杆9将螺母旋入移动载运器7时，移动载运器7在一个方向移动。这时的移动量是电路板1的长度加间隔B。在距离相当于间隔B的第1个周期中，只有前边的线图像传感器12a拾取有关电路板1的图像信息(步骤S3)。下一个周期中，两个线图像传感器12a、12b将拾取电路板1的图像信息，在最后一个周期中，距离相当于间隔B时，只有线图像传感器12b拾取电路板1的图像信息。按相当于间隔B的时间差，在有效拾取长度C中的覆盖区D的通用数据时，线图像传感器12a，12b拾取各自图像信息中的共用部分。这时，线图像传感器12a，12b可通过来自伺服马达8的解码器的信号改变它的各自的位置。
用计算部件201算出线图像传感器12a，12b拾取的图像信息段，因此，对覆盖区D的图像信息进行合成处理(步骤S4)。因此，获得整个电路板1的图像数据(步骤S5)。
按所述配置，如上所述，识别部件6的线图像传感器12a，12b的入射光线是从光源部件5垂直向下发射的光线，并从上按垂直向下的方向穿过电路板1的孔，并从上通过透镜11a，11b垂直向下。换句话说，线图像传感器12a，12b从正下穿过透镜11a，11b的“SELFOC’看要识别的电路板1的部分。因而，线图像传感器12a，12b能精确识别出电路板1的孔，从而消除了用常规小型线传感器会出现的电路板边缘部分图像失真的问题。即使在电路板1底面预先安装了电子元件的情况下，也不会因装有这些电子元件而出现视场阴影。因此，能精确识别整个电路板1。
用多个线图像传感器识别电路板的整个面积，它的有效阅读长度比用一个接触型线图像传感器的有效阅读长度长。此外，可以使用价廉的通用尺寸的在传真领域广泛使用的接触型线图像传感器。因而能降低图像识别装置的价格。
将光源部件和识别部件设置成可动，但电路板不动，就能使电路板识别装置的长度基本上是电路板的长度，因而，能减小识别装置的长度。而且能比输送装置的移动速度更精确地控制光源部件和识别部件相对于电路板的移动速度。因而比用输送装置移动电路板更有利，光源部件和识别部件能保持稳定，因而，能消除图像放大和缩小的可能性。
按本发明的电路板识别装置有以下优点(1)能精确识别电路板的包括中心部分和边缘部分的整个面积，不会出现畸变。
(2)电路板上预先安装的电子元件不妨碍对电路板的识别。
(3)能容易地使用传真领域中广泛使用的价廉的长度短的线图像传感器来识别更大的电路板。
(4)电路板识别所需的间隔较小，能减小识别装置的尺寸。
(5)能消除图像扩大和缩小的问题。
尽管参照附图结合优选实施例充分说明了本发明，但应注意，对本行业技术人员而言，还会有各种变化和改型，这些变化和改型均不脱离本发明的精神和要求保护的范围。
权利要求
1.电路板识别装置，包括光源部件(5)，它有位于电路板(1)的横向位置的用于照亮电路板一个表面的光源，电路板(1)有插入电子元件的引线用的通孔；识别部件(6)，它包括透镜(11a，11b)和线图像传感器(12a，12b)，所述透镜(11a，11b)位于电路板的横向位置，并从对着光源部件一侧面对电路板，所述线图像传感器(12a，12b)位于电路板横向位置，用于接收穿过透镜的光线；移动装置(7、10)，用于移动光源部件和识别部件；但这些部件的相对位置不变、但改变这些部件相对于电路板的位置；计算部件(201)，用于根据识别部件获得的图像信息和由移动装置获得的位置信息计算出整个电路板的图像数据。
2.按权利要求1的电路板识别装置，其特征是，透镜和线图线传感器均为多个，其中，计算部件合成由多个线图像传感器获得的图像信息段。
3.按权利要求1的电路板识别装置，其特征是，移动装置工作，使光源部件和识别部件一起朝位于停止位置的电路板移动。
4.按权利要求2的电路板识别装置，其特征是，移动装置工作，使光源部件和识别部件一起朝位于停止位置的电路板移动。
5.按权利要求1的电路板识别装置，其特征是，电路板位于输送电路板的输送装置(4)上时，根据识别部件获得的图像信息和移动装置获得的位置信息算出整个电路板的图像数据。
6.按权利要求2的电路板识别装置，其特征是，电路板位于输送电路板的输送装置(4)上时，根据识别部件获得的图像信息和移动装置获得的位置信息计算出整个电路板的图像数据。
7.按权利要求3的电路板识别装置，其特征是，电路板位于输送电路板的输送装置(4)上时，根据识别部件获得的图像信息和移动装置获得的位置信息算出整个电路板的图像数据。
8.按权利要求4的电路板识别装置，其特征是，电路板位于输送电路板的输送装置(4)上时，根据识别部件获得的图像信息和移动装置获得的位置信息算出整个电路板的图像数据。
9.电路板的识别方法，包括以下步骤用位于有电子元件引线插孔的电路板(1)的横向位置的光源部件(5)照射电路板(1)的一个表面；用位于电路板横向位置的线图像传感器(12a，12b)接收穿过透镜的光线，识别部件(6)包括位于电路板横向位置的透镜，它从对着光源部件和线图像传感器的一侧面对电路板；移动装置(7、10)移动光源部件和识别部件，但它们的相对位置不变，只改变这些部件相对于电路板的位置；用计算部件(201)根据识别装置获得的图像信息和移动装置获得的位置信息计算整个电路板的图像信息。
10.按权利要求9的电路板识别方法，其特征是，当透镜和线图像传感器为多个时，在图像数据计算中，计算部件合成多个线图像传感器获得的图像信息段。
11.按权利要求9的电路板识别方法，其特征是，在光源部件和识别部件移动中，移动装置工作，使光源部件和识别部件一起朝位于停止位置的电路板移动。
12.按权利要求10的电路板识别方法，其特征是，光源部件和识别部件移动中，移动装置工作，使光源部件和识别部件一起朝位于停止位置的电路板移动。
13.按权利要求9的电路板识别方法，其特征是，图像数据计算中，当电路板位于输送电路板的输送装置(4)上时，根据识别部件获得的图像信息和移动装置获得的位置信息算出整个电路板的图像数据。
14.按权利要求10的电路板识别方法，其特征是，图像数据计算中，当电路板位于输送电路板的输送装置(4)上时，根据识别部件获得的图像信息和移动装置获得的位置信息算出整个电路板的图像数据。
15.按权利要求11的电路板识别方法，其特征是，图像数据计算中，当电路板位于输送电路板的输送装置(4)上时，根据识别部件获得的图像信息和移动装置获得的位置信息算出整个电路板的图像数据。
16.按权利要求12的电路板识别方法，其特征是，图像数据计算中，当电路板位于输送电路板的输送装置(4)上时，根据识别部件获得的图像信息和移动装置获得的位置信息算出整个电路板的图像数据。
全文摘要
电路板识别装置包括位于电路板横向位置、用于照明电路板一边的光源部件；包括位于电路板横向位置的透镜的识别装置，它们对着光源部件一侧面对电路板；位于电路板横向位置、用于接收来自透镜的光线的线图像传感器；移动光源部件和识别部件的移动装置，使部件之间的相对位置不变，只是改变相对于电路板的各部件的位置；和计算部件，它根据识别部件获得的图像信息和移动装置获得的位置信息算出整个电路板的图像数据。
文档编号H05K13/08GK1162112SQ96123919
公开日1997年10月15日 申请日期1996年12月20日 优先权日1995年12月20日
发明者渡边英明, 今井圣, 横山大 申请人:松下电器产业株式会社