基板位置识别装置、位置识别加工装置以及基板制造方法与流程

文档序号:16755919发布日期:2019-01-29 17:21阅读:231来源:国知局
基板位置识别装置、位置识别加工装置以及基板制造方法与流程

本发明涉及基板位置识别装置、位置识别加工装置以及基板制造方法。



背景技术:

近年来,作为各种照明装置,使用led(lightemittingdiode、发光二极管)元件的led照明越来越多普及。其中,例如专利文献1、2中公开了如下技术,即:将表面安装型的led组件(ledpackage)安装在基板上,进而在同一基板上安装透镜。

在专利文献1的识别处理装置中,为了消除向印刷电路板安装透镜时的光轴偏差,从照明灯向印刷电路板上的led组件照射蓝光,该led组件的模制部反射蓝光,并从荧光体产生弱可见光。使上述来自模制部的反射光和来自荧光体的荧光射入摄像机,从而能够根据该图像的亮度的不同而识别荧光体的位置。

另外,专利文献2中公开了设置有发出红光的第一照明光源部、同样发出红光的第二照明光源部以及发出白光的第三照明光源部的构成。另外,在与第三照明光源部对应的范围中,设置有例如将白光变换为蓝光的第一滤光片。进而,在与照明基板的开口部对应的位置处设置有第二滤光片,该第二滤光片具备来自未涂敷荧光体的模制部的反射光无法穿过的特性。而且,根据拍摄对象或目的而切换点亮的个别光源部并使其发光。另外,通过使用摄像机隔着第二滤光片拍摄led组件,能够清楚地拍摄到荧光体的部位。

【现有技术文献】

【专利文献】

专利文献1:日本专利特开2014-135482号公报

专利文献2:日本专利特许第5903563号公报



技术实现要素:

但是,在专利文献1的第一实施方式中,虽然以蓝光进行照明,但未使用观察滤光片。该情况下,当欲通过黑白摄像机识别荧光强的led组件时,白色模制部与荧光体部之间的亮度差不大。另外,观察到的状况根据照明的角度而变化。具体而言,在使照明靠近基板并以低角度(lowangle)进行照射时,白色模制部与荧光体部的亮度差相应地变大,从而能够识别白色模制部与荧光体部的差异。但是,在照明远离基板时,白色模制部与荧光体部的亮度差变小,从而不易识别白色模制部与荧光体部的差异。因此,在因为机械构成方面的制约等原因而无法使照明靠近基板时,利用专利文献1的第一实施方式涉及的方法不易识别白色模制部与荧光体部的差异。

另外,在专利文献1的第二实施方式中,利用蓝光对led组件和基板进行照明,并使用将蓝色照明光阻断而使荧光穿过的观察滤光片。该情况下,仅荧光体部清楚地映在图像上。因此,也存在无法拍摄不发出荧光的基板上的目标这一问题。

另外,在专利文献2公开的构成中,与专利文献1的第二实施方式同样地向led组件和基板照射蓝光,并使用阻断蓝光的荧光观察滤光片。此外,专利文献2的构成中还具备红色的照明,从而也能够拍摄基板或led组件等的目标。在该构成中,照明的结构和控制变得复杂。另外,在专利文献2中,为了使照明部变得紧凑而使用专用的基板,因而成本增加。

本发明是基于上述情况而完成的,其目的在于提供能够高精度地计算出led组件中的荧光体的位置的基板位置识别装置、位置识别加工装置以及基板制造方法。另外,优选提供能够高精度地计算出用于相对于荧光体安装透镜等光学部件的安装孔的位置的基板位置识别装置、位置识别加工装置以及基板制造方法。

为了解决上述课题,本发明的第一观点提供的基板位置识别装置用于识别具备工作时发出荧光的荧光体的led组件在基板上的安装位置,其特征在于,具备:照明装置,其用于向基板照射包含蓝色成分的光;观察滤光片,其从来自基板的反射光和来自荧光体的荧光中选择性地至少抽出蓝光,并将比该蓝光的波长大的波长区域中的光阻断;拍摄装置,其对通过观察滤光片抽出的光进行拍摄;以及图像处理单元,其根据拍摄装置拍摄的图像数据计算出荧光体在基板上的位置。

另外,本发明的另一方面是在上述发明中,优选图像处理单元具备角度目标计算部,角度目标计算部通过计算形成于基板上的多个角度目标的位置而计算出多个角度目标之间的角度;并且,角度目标计算部在计算出led组件的荧光体在基板上的位置之前或之后,计算出多个角度目标之间的角度。

进而,本发明的另一方面是在上述发明中,优选图像处理单元具备从图像数据中提取荧光体的图像部位的荧光体提取部;并且,在荧光体提取部中,通过对包含荧光体的图像部位的图像数据、即荧光体附近邻接区域执行二值化处理,从而提取荧光体的图像部位。

另外,本发明的另一方面是在上述发明中,优选图像处理单元具备重心计算部,该重心计算部根据荧光体提取部提取出的荧光体的图像部位计算出荧光体的面积中的重心位置。

进而,本发明的另一方面是在上述发明中,优选图像处理单元根据荧光体的位置的计算结果和多个角度目标之间的角度的计算结果,计算出在基板上形成用于安装光学部件的安装孔的位置。

另外,本发明的第二观点提供的位置识别加工装置的特征在于,具备上述基板位置识别装置,并根据通过图像处理单元计算荧光体在基板上的位置的计算结果,使用基板加工装置以相对于led组件调整了位置的状态在基板上形成用于安装光学部件的安装孔。

另外,本发明的第三观点提供的基板制造方法,通过识别具备工作时发出荧光的荧光体的led组件在基板上的安装位置,从而在基板上形成安装孔,其特征在于,包括:拍摄工序:向基板照射包含蓝色成分的光,并隔着观察滤光片对基板进行拍摄,其中,该观察滤光片使来自基板的反射光和来自荧光体的荧光中的蓝光穿过,而将比蓝光的波长大的波长区域的光阻断;荧光体位置计算工序:根据拍摄工序中拍摄到的图像数据计算出荧光体在基板上的位置;角度目标位置计算工序:通过计算出多个角度目标在基板上的位置而计算出多个角度目标之间的角度,其中,多个角度目标在基板上的位置成为以相对于led组件调整了位置的状态在基板上形成用于安装光学部件的安装孔时的基准位置;安装孔位置计算工序:根据荧光体位置计算工序中计算荧光体在基板上的位置、和角度目标位置计算工序中计算多个角度目标之间的角度的计算结果,计算出在基板上形成安装孔的位置;以及安装孔形成工序:根据安装孔计算工序中计算基板上的安装孔的位置的计算结果,使用基板加工装置在基板上形成安装孔。

(发明效果)

根据本发明,可以提供能够高精度地计算出led组件中的荧光体的位置的基板位置识别装置、位置识别加工装置以及基板制造方法。

附图说明

图1是表示本发明的一实施方式涉及的、安装有作为检查对象的led组件的基板的简图。

图2是表示本发明的一实施方式涉及的基板的构成的俯视图。

图3是表示本发明的一实施方式涉及的位置识别加工装置的构成的简图。

图4是表示本发明的一实施方式涉及的图像处理装置的构成的框图。

图5涉及本发明的一实施方式,且是在从摄像机发送来的图像数据被输入图像处理装置时对该图像数据执行图像处理时的功能块的示意图。

图6涉及本发明的一实施方式,且是在基板上形成安装孔时的处理流程的示意图。

图7涉及本发明的一实施方式,且是通过摄像机拍摄到的图像数据的示意图。

图8涉及本发明的一实施方式,且是利用荧光体附近区域切出部从图像数据中切出的荧光体附近邻接区域的图像的示意图。

图9是表示对图8所示的荧光体附近邻接区域执行二值化处理之后的图像的图。

图10涉及比较例,且是表示与模制部对应的模制部拍摄部位和与荧光体对应的荧光体拍摄部位之间的亮度差变小后的状态的图。

图11涉及比较例,且是表示荧光体拍摄得明亮而模制部拍摄得黑暗时荧光体周围的拍摄结果的图。

(符号说明)

10…位置识别加工装置

20…基板

21…柔性印刷电路板

22…散热板

23…角度目标

24…安装孔

30…led组件

31…led元件

32…荧光体

33…模制部

100…基板位置识别单元(对应于基板位置识别装置)

101…照明灯(对应于照明装置)

102…观察滤光片

103…摄像机(对应于拍摄装置)

104…透镜筒

120…基板加工单元(对应于基板加工装置)

121…激光振荡器

122…光路

123…聚光系统

124…管口

125…辅助气体供给源

200…图像处理装置(对应于图像处理单元)

210…cpu

211…主存储装置

212…辅助存储装置

213…图像处理电路

214…接口

215…总线

216…显示装置

217…输入装置

220…外形检索部

221…荧光体附近区域切出部

222…荧光体提取部

223…重心计算部

224…角度目标计算部

225…安装孔计算部

d10、d20、d30…图像数据

d11、d21、d31…模制部拍摄部位

d12、d22、d32…荧光体拍摄部位

d13…基板拍摄部位

d14…荧光体附近邻接区域

d15…荧光体二值化区域

具体实施方式

以下,参照附图对本发明的一实施方式涉及的基板位置识别装置(基板位置识别单元100)、位置识别加工装置10以及基板制造方法进行说明。需要说明的是,在对位置识别加工装置10进行说明之前,先对安装有作为检查对象的led组件的基板进行说明,然后对位置识别加工装置10和基板制造方法进行说明。

图1是表示安装有作为检查对象的led组件的基板的简图。基板20例如是在柔性印刷电路板21上粘贴铝制的散热板22而成的基板。在该柔性印刷电路板21的规定位置处,安装有例如表面安装型的led组件30。该led组件30发出白光,其具备能够发出蓝光的led元件31、和以将该led元件31覆盖的方式配置的黄色的荧光体32。因此,当led元件31发出蓝光时,荧光体32发出作为蓝色的互补色的黄色的光。然后,通过使这些光混合,便可以射出白光。

另外,荧光体32的周围设有模制部33。模制部33设置为白色或接近于白色的高亮度的颜色。另外,在本实施方式中,荧光体32和模制部33被设置为矩形或大致矩形(参照图2)。但是,荧光体32和模制部33也可以设置为圆形等其他形状。

另外,基板20使用的是柔性印刷电路板21,但也可以使用如刚性电路板等的柔性印刷电路板21以外的电路板。另外,也可以采用不具备铝制的散热板22的构成。

图2是表示基板20的构成的俯视图。另外,在图2中,以虚线表示在基板20上预定形成的安装孔24。如图2所示,基板20上形成有角度目标(angletarget)23。该角度目标23形成于柔性印刷电路板21的预定位置处。而且,当在基板20上加工用于安装透镜的安装孔24时,识别该角度目标23和led组件30中的荧光体32的位置,并根据该识别结果在基板20上形成安装孔24。

在此,通过设置多个、例如两个等的角度目标23,能够根据各个角度目标23的位置计算出基板20的倾斜角度。因此,角度目标23被用于计算基板20的倾斜角度。另外,角度目标23可以是通过蚀刻等除去基板20上的铜箔而形成的部位,也可以是未被除去而残留的岛状部分,还可以是贯穿铜箔和聚酰亚胺基材的贯通孔。另外,角度目标23也可以形成于散热板22上而非基板20上,还可以形成于基板20和散热板22两者上。

图3是表示本实施方式的位置识别加工装置10的构成的简图。如图3所示,位置识别加工装置10具备基板位置识别单元100、基板加工单元120、驱动机构130、控制装置140以及图像处理装置200(对应于图像处理单元)另外,基板位置识别单元100对应于基板位置识别装置。另外,基板加工单元120对应于基板加工装置,图像处理装置200对应于图像处理单元。

基板位置识别单元100向设置的基板照射蓝光,并使用摄像机103拍摄从基板反射的反射光。然后,根据拍摄到的图像数据识别安装于基板上的led组件30的位置。

该基板位置识别单元100具备照明灯101、观察滤光片102、摄像机103以及透镜筒104。另外,照明灯101对应于照明装置,摄像机103对应于拍摄装置。

照明灯101向安装有led组件30的基板20上照射蓝色的光。该照明灯101可以设置为例如环状,也可以形成为具备多个光源的构成。另外,在识别对象为由能够发出蓝光的led元件31和荧光体32构成的白色的led组件30时,照明灯101形成为照射蓝光或者含有蓝色成分的光(例如白光)的构成。另外,作为蓝光,存在例如波长为435nm~480nm的光,但本实施方式的蓝光也可以是与该波长稍微不同的区域内的光。例如,本实施方式的蓝光也可以是波长在400nm~500nm的范围内的光。

另外,作为照明的波长,优选为识别对象的led组件30所使用的荧光体32吸收的激发波段。这是因为:在以该激发波段进行照明时,照明光被荧光体32吸收而拍摄得灰暗不清,白色的模制部33与光的波长无关地具有固定的反射率。在将白色的led组件30作为识别对象时,照明光的波长可以采用普通白色的led组件30所采用的蓝色的led元件31的波段、即450nm~470nm的波长。这是因为:led组件30的荧光体32应该被选择为吸收该波长的光并发出荧光。另外,由于观察滤光片102如下所述将来自荧光体32的荧光阻断,因而照明可以是包含激发波长的白色,也可以将与识别对象相同的led组件作为照明装置。即使在该情况下,由于照明装置的led组件所具备的led元件与识别对象的led组件30所具备的led元件31相同,因而识别对象的led组件30的荧光体32也会吸收照明光并发出荧光。

另外,也可以将能够射出包含上述蓝光的白光的卤素灯、疝气灯等的白色照明作为照明装置。该情况下,在照明灯101(光源)侧或摄像机103侧配置近红外截止滤光片(nearinfraredcutfilter),以防近红外光射入摄像机103。

观察滤光片102基本上在摄像机103具有感光度的波段内将激发波长以外的光阻断。即,观察滤光片102被构成为将来自荧光体32的荧光阻断。观察滤光片102可以为将比照明光的波长更长的长波长区域内的光全部阻断的滤光片,但是,只要是至少能够将荧光区域的光阻断的滤光片即可,即使无法将长波长区域内的光全部阻断亦可。

另外,在将使用射出蓝光的led元件31且使用发出黄光的荧光体32的白色的led组件30作为识别对象时,观察滤光片102可以使用市售的rgb滤光片中波长为400nm~500nm的光可透过的b滤光片(蓝色滤光片)。另外,作为rgb滤光片,虽然二向色滤光片的对比度更好,但也可以使用色素型滤光片。二向色型的b滤光片在例如400nm~500nm的波长范围内透射率为90%。相对于此,在色素型滤光片的情况下,在以透射率为纵轴、波长为横轴的图表中,表示透射率的曲线呈透射率的峰值为50%左右的平缓的山形。另外,在二向色滤光片的情况下,由于可以在制作滤光片时调整透射波长区域,因而可以根据作为识别对象的led元件31和荧光体32的特性进行选择。

在识别使用射出蓝光的led元件、且使用发出绿光的绿色荧光体和发出红光的红色荧光体的高显色型的led组件时,绿色荧光体的发射光谱临近小于500nm的短波长区域。因此,在使用b滤光片(蓝色滤光片)时对比度不够的情况下,通过使用波长阻断端的波长小于500nm的滤光片(例如从波长为480nm的光开始阻断的滤光片),从而能够提高对比度。

摄像机103搭载有ccd(chargecoupleddevice、电荷耦合器件)图像传感器或cmos(complementarymetaloxidesemiconductor、互补金属氧化物半导体)图像传感器等的摄像元件,并能够通过拍摄获得基板20的图像数据。另外,关于摄像机130,虽然黑白摄像机的分辨率更高,但也可以为彩色摄像机。

另外,透镜筒104安装于摄像机103的光入射侧。透镜筒104的内部收纳有例如远心透镜这样的光学系统,穿过该透镜筒104的光像(出射光)照射至摄像机103。

接着,对于基板加工单元120进行说明。基板加工单元120具备激光振荡器121、光路122、聚光系统123、管口(nozzle)124以及辅助气体供给源125。

激光振荡器121是使规定波长的激光振荡的部分。光路122是例如反射镜或光纤等将从激光振荡器121射出的激光引导至聚光系统123的部分。聚光系统123是将从光路122射出的激光聚光为适当的光束直径的部分。管口124是供通过聚光系统123聚光后的激光射出的部分。另外,从管口124射出的激光照射至上述基板20上形成安装孔24的部位处,从而在基板20上形成安装孔24。

另外,基板位置识别单元100和基板加工单元120能够在驱动机构130的驱动下进行移动。驱动机构130是具备省略图示的电动机,且能够通过该电动机的驱动而使基板位置识别单元100和基板加工单元120在与基板20平行的平面方向(x方向和y方向;参照图2)上移动的部分。另外,驱动机构130也可以形成为:还可以在相对于基板20垂直的方向、即高度方向上移动。另外,驱动机构130也可以构成为:能够使基板20侧进行移动,而不是使基板位置识别单元100和基板加工单元120进行移动。

另外,控制装置140是控制驱动机构130的驱动的部分。该控制装置140与图像处理装置200连接,并根据该图像处理装置200的图像处理结果而控制驱动机构130的驱动。另外,图像处理装置200例如为计算机,其能够通过执行包含外部存储装置在内的存储器中所存储的规定的图像处理程序,从而对从摄像机103发送来的图像数据执行规定的图像处理。

另外,如图4所示,图像处理装置200的主要构成部件包括:cpu(centralprocessingunit、中央处理器)210、主存储装置211、辅助存储装置212、图像处理电路213、接口214、总线215、显示装置216以及输入装置217。cpu210是根据主存储装置211或辅助存储装置212中存储的程序执行各种运算处理,并控制基板位置识别单元100、基板加工单元120、驱动机构130以及其他装置的动作的部分。

主存储装置211是cpu210能够直接访问的存储装置,包括例如rom211a、ram211b。rom211a是存储cpu210执行的基本程序或数据的存储器。ram211b是暂时存储cpu210执行过程中的程序、或者运算过程中的数据等的存储器。

辅助存储装置212是具备硬盘或闪存器等记录介质,并根据来自cpu210的要求而读出记录介质中记录的数据或程序,并将作为cpu210的运算处理的结果而生成的数据记录于记录介质中的记录装置。

图像处理电路213具备视频存储器等,并根据从cpu210供给的绘图命令执行绘图处理,并将得到的图像数据转换为视频信号后供给至显示装置216。另外,在例如作为图像处理电路213而使用gpu(graphicsprocessingunit、图形处理器)时,虽然与cpu210相比并行运算速度快,但也可以构成为省略gpu而通过cpu210进行运算。

接口214是将从输入装置217或摄像机103等设备供给的信息的表现形式转换为内部形式并读入的部分。该接口214可以使用以usb(universalserialbus、通用串行总线)为代表的各种规格的接口。总线215是将cpu210、主存储装置211、辅助存储装置212、图像处理电路213以及接口214相互连接,从而能够在上述部分之间收发数据的信号线。

显示装置216是显示与从图像处理电路213输出的视频信号相对应的图像的装置,例如lcd(liquidcrystaldisplay)显示器或crt(cathoderaytube、阴极射线管)显示器等。另外,输入装置217是例如键盘或鼠标等的输入设备,其生成与用户的操作相对应的信息并输出。

<关于功能块与处理流程>

通过上述cpu210等的硬件与存储于主存储装置211或辅助存储装置212中的软件和/或数据的协作、或者执行特有处理的电路或构成部件的追加等,从而在功能上实现图5的框图所示的构成。图5是表示在从摄像机103发送来的图像数据被输入图像处理装置200的情况下,对该图像数据执行图像处理时的功能块的图。

如图5所示,图像处理装置200具备外形检索部220、荧光体附近区域切出部221、荧光体提取部222、重心计算部223、角度目标计算部224以及安装孔计算部225。另外,关于这些构成,在图6的处理流程的各步骤的说明中一并进行说明。

(步骤s1:基板的拍摄)

在规定的拍摄时间到来时、或者根据作业人员的指示等,控制装置140使照明灯101进行工作,进而使摄像机103进行工作,从而拍摄含有led组件30的基板20。此时,从照明灯101向基板20和led组件30照射蓝光或者包含蓝色成分的光(白光等)。于是,获得如图7所示那样的图像数据d10,摄像机103将该图像数据发送至图像处理装置200。另外,该步骤s1对应于拍摄工序。

在此,在本实施方式中,在使用摄像机103拍摄基板20时,隔着蓝色的观察滤光片102进行拍摄。因此,在该拍摄中,从模制部33反射的光中的短波长区域的蓝光成分穿过蓝色的观察滤光片102,而从荧光体32射出的黄色荧光被蓝色的观察滤光片102反射或者吸收,几乎无法穿过。因此,在使用摄像机103隔着蓝色的观察滤光片102进行拍摄时,白色的模制部33被拍摄得明亮清楚,而荧光体32被拍摄得灰暗不清。

另外,在以下说明中,将拍摄白色的模制部33的部位称作模制部拍摄部位d11。另外,将拍摄荧光体32的部位称作荧光体拍摄部位d12。另外,将存在于模制部拍摄部位d11的周围且拍摄基板20的灰暗区域称作基板拍摄部位d13。

(步骤s2:led组件的外形形状的检索)

接着,图像处理装置200从图像数据d10中检索led组件30的外形形状。图5所示的外形检索部220是从摄像机103发送来的图像数据d10中检索led组件30的外形形状的部分。如图7所示,在拍摄到的图像数据d10中,拍摄白色的模制部33的模制部拍摄部位d11与其周围的基板拍摄部位d13之间的亮度差较大。

即,在摄像机103隔着上述蓝色的观察滤光片102受光时,模制部拍摄部位d11处的阶调值大,而周围的基板拍摄部位d13处的阶调值小。因此,能够根据该亮度差而识别出led组件30的外形(轮廓)的位置。该情况下,例如可以根据是否超过与明亮部分(模制部拍摄部位d11)和灰暗部分(周围的基板拍摄部位d13)之间的亮度对应的规定阈值而识别外形的边缘。

在此,由于该外形检索部220执行的外形形状的检索是作为用于搜索荧光体32的线索的部分,因而检索精度并不高亦可。另外,作为led组件30的外形(轮廓),可以是实际的led组件30的外形(轮廓),也可以不是实际的led组件30的外形(轮廓),而以模制部33的外形(轮廓)代替led组件30的外形。另外,步骤s2至步骤s5对应于荧光体位置计算工序。

(步骤s3:荧光体附近区域的切出)

接着,荧光体附近区域切出部221根据步骤s2中检索出的外形形状,切出包含荧光体32在内的荧光体附近邻接区域d14。图8是表示利用荧光体附近区域切出部221切出的、图像数据d10中的荧光体附近邻接区域d14的图像的图,其中虚线包围的部分是切出部分。

该荧光体附近邻接区域d14中包含荧光体拍摄部位d12和其周围的模制部拍摄部位d11。而且,从图8明确可知,荧光体拍摄部位d12与模制部拍摄部位d11之间的亮度差较大。因此,能够根据该亮度差而识别出荧光体32的外形(轮廓)的位置。

(步骤s4:荧光体附近区域的二值化)

接着,利用荧光体提取部222对步骤s3中切出的荧光体附近邻接区域d14执行二值化处理。图9是表示执行二值化处理之后的图像的图。如图8所示,步骤s3中切出的荧光体附近邻接区域d14包含荧光体拍摄部位d12和其周围的模制部拍摄部位d11,且二者之间的亮度差较大。因此,通过以规定的阈值、例如变为白或黑两个阶调的方式执行二值化处理,与荧光体32的拍摄部位、即荧光体拍摄部位d12对应的部分变为黑色,从而能够辨别荧光体32所存在的区域。在以下说明中,将执行二值化处理后荧光体32所存在的黑色部分称作荧光体二值化区域d15。

在此,在对荧光体拍摄部位d12执行二值化的情况下,根据其处理结果的不同,有时会在荧光体二值化区域d15内的黑色部分中的一些地方存在白色部分。但是,这些部位本来也应该是荧光体32所存在的部分。因此,可以在该二值化处理中对荧光体二值化区域d15内的白色部分进行填补以使其变为黑色之后执行后述步骤s5的重心计算,也可以在存在白色部分的状态下直接执行步骤s5的重心计算。

另外,在上述二值化处理中,在确定荧光体32的边界线时,可以设定为模制部33所示的像素值与黑色的荧光体32所示的像素值之间的梯度的中间附近。

(步骤s5:提取出的荧光体的中心位置的计算)

接着,利用重心计算部223计算出通过步骤s4的二值化处理提取出的荧光体32的面积的重心位置,从而计算出荧光体32的中心位置。该情况下,例如将对荧光体二值化区域d15的区域内存在的黑色像素的位置信息(x坐标和y坐标)加以乘积,并除以像素数而得到的x坐标和y坐标的平均值设为重心位置。此时,可以设定荧光体二值化区域d15的轮廓所包围的范围内全部为黑色像素,从而计算出重心位置。或者,例如也可以设定荧光体二值化区域d15的轮廓所包围的范围内全部为黑色像素,求出该荧光体32的拐角点(例如荧光体二值化区域d15(荧光体32)呈矩形时的四个拐角点)的x坐标和y坐标,并将这些拐角点的x坐标和y坐标的平均值作为重心位置而使用。

另外,在荧光体二值化区域d15(荧光体32)呈矩形的情况下,也可以通过分别求出构成该荧光体二值化区域d15的轮廓的四条边各自的中点等方式,从而计算出中心位置。但是,在计算出重心位置并将其设为中心位置的情况下,无论荧光体32的形状呈矩形还是圆形、椭圆形等矩形以外的任意形状,均可以通过相同的方法进行计算。

(步骤s6:角度目标之间的角度的计算)

接着,角度目标计算部224根据从摄像机103发送来的图像数据d10执行角度目标23之间的角度的计算处理。该角度目标23位于与基板20上的led组件30仅分离规定距离的位置处。因此,在角度目标计算部224计算基板20上的角度目标23的位置时,可以根据上述计算出的荧光体二值化区域d15(荧光体32)的重心位置计算角度目标23的大致位置,并根据该角度目标23的位置计算出两个角度目标23之间的角度。

此时,也可以根据荧光体拍摄部位d12(荧光体32)与模制部拍摄部位d11(模制部33)的边界的倾斜度或位置而计算出角度目标23的大致位置。通过该计算,从基板20上如上所述预计存在角度目标23的区域切出图像数据d10的一部分。然后,角度目标计算部224执行与步骤s4的二值化处理同样的处理,进而计算出与步骤s5同样的重心位置。由此,角度目标计算部224能够计算出基板20上的两个角度目标23的位置,并计算出角度目标23之间的角度。

另外,步骤s6的角度目标23的计算处理也可以在计算荧光体32相对于led组件30的重心位置之前进行。该情况下,可以以角度目标23在基板20上的位置为起点,计算出基板20上的led组件30的大致位置。另外,该步骤s6对应于角度目标位置计算工序。

(步骤s7:安装孔的形成位置的计算)

接着,安装孔计算部225根据步骤s5中计算出的荧光体32的重心位置和步骤s6中计算出的角度目标23的角度,计算出在基板20上形成安装孔24的位置。如图2所示,基板20上形成有例如两个角度目标23,从而可以根据该角度目标23而计算出基板20的位置或倾斜度等。因此,只要知道相对于两个角度目标23的荧光体32的位置,便能够计算出基板20上形成安装孔24的位置。因此,安装孔计算部225根据角度目标23和荧光体32计算出在基板20上形成安装孔24的位置。另外,该步骤s7对应于安装孔位置计算工序。

(步骤s8:安装孔的形成)

接着,使基板加工单元120进行工作,在步骤s7中计算出的、在基板20上形成安装孔24的位置处形成安装孔24。此时,控制装置140使驱动机构130工作而使管口124的位置与基板20的位置对准,同时使激光振荡器121工作而从管口124射出激光。进而,驱动机构130在从管口124射出激光的同时使基板加工单元120移动。该移动以激光的照射部位在安装孔24的轮廓上的方式进行。由此,在基板20上形成安装孔24。此时,由于是根据荧光体32的位置形成安装孔24,因而成为荧光体32和安装孔24的位置精度高的状态。因此,在将透镜安装于安装孔24中时,荧光体32与透镜之间的位置精度高,从而能够防止透镜的光轴相对于荧光体32发生偏离。另外,该步骤s8对应于安装孔形成工序。

另外,在该步骤s8之后,经由安装孔24将光学部件安装在基板20上。由此,成为光学部件与led组件30的光轴高精度对准的状态。

<3.关于效果>

根据上述构成的基板位置识别装置(基板位置识别单元100)、位置识别加工装置10以及基板制造方法,在识别具备工作时发出荧光的荧光体32的led组件30在基板20上的安装位置的基板位置识别装置(基板位置识别单元100)中,从照明灯101(照明装置)向基板20照射含有蓝色成分的光。另外,观察滤光片102使来自基板20的激发波长区域的反射光穿过,而阻断波长大于该激发波长区域的荧光。在照明灯101为白色时,也存在波长大于蓝光的反射光,但该反射光与荧光一起被观察滤光片102阻断。另外,摄像机103(拍摄装置)对穿过观察滤光片102的光进行拍摄,图像处理装置200(图像处理单元)根据摄像机103(拍摄装置)拍摄的图像数据d10计算出基板20上的荧光体32的位置。

因此,蓝光穿过观察滤光片102。另一方面,荧光体32吸收作为激发光的蓝光而发出长波长的黄色荧光,因而蓝光的反射率低。但是,白色的模制部33将蓝光直接反射,因而蓝光的反射率高。因此,在通过蓝色的观察滤光片102进行拍摄时,如图7所示,在摄像机103拍摄到的图像数据d10中,模制部拍摄部位d11与荧光体拍摄部位d12之间的亮度差(阶调值之差)大。因此,能够容易地计算出图像数据d10中的荧光体拍摄部位d12的位置,由此能够计算出基板20上的荧光体32的位置。

另外,尝试利用专利文献1的第一实施方式的构成进行了实施,如图10所示,在拍摄荧光体32和模制部33而得到的图像数据d30中,对应于模制部33的模制部拍摄部位d31与对应于荧光体32的荧光体拍摄部位d32之间的亮度差小。这是因为:在专利文献1的第一实施方式的构成中,不存在相当于使蓝光穿过而阻断黄光的观察滤光片102的构成。在荧光体32中,射入的蓝光被转换为黄光,但黑白摄像机对蓝光和黄光均具有感光度。因此,模制部33反射的蓝光与从荧光体32射出的黄色荧光之间的亮度差小。

相对于此,在本实施方式中,不同于专利文献1的第一实施方式中公开的构成,基板位置识别装置(基板位置识别单元100)具有观察滤光片102。因此,从荧光体32射出的黄色荧光被阻断而未穿过,因而能够将荧光体32拍摄得灰暗不清。因此,模制部拍摄部位d11与荧光体拍摄部位d12之间的亮度差(阶调值之差)变大,因而能够容易地计算出图像数据d10中的荧光体拍摄部位d12的位置,由此能够计算出基板20上的荧光体32的位置。

图11是表示如专利文献2那样将荧光体32拍摄得明亮而将模制部33拍摄得灰暗时荧光体32周围的拍摄结果的图。如图11所示,拍摄荧光体32时拍摄得比模制部33更为明亮。在图11所示的图像数据d20中,在拍摄荧光体32时,与存在于荧光体32周围且拍摄得灰暗不清的模制部33对应的模制部拍摄部位d21会对与拍摄得明亮清楚的荧光体32对应的荧光体拍摄部位d22造成影响,从而导致荧光体32(荧光体拍摄部位d22)的轮廓变得不清楚。这是因为:来自荧光体32的荧光被白色的模制部33直接反射,从而发生散射。因此,拍摄荧光体32的荧光体拍摄部位d22的重心位置的位置精度,会根据例如阶调值的阈值的设定状况等而降低。

相对于此,在本实施方式中,由于利用照明灯101进行照明的波长使用荧光体32的激发波长,因而在白色的模制部33处散射的反射光被荧光体32吸收并转换为荧光。由于荧光被观察滤光片102阻断,因而来自白色的模制部33的散射光对图像数据d20上的荧光体拍摄部位d12的影响小,从而能够以清楚的状态拍摄荧光体32的轮廓。由此,能够高精度地计算出拍摄荧光体32的荧光体拍摄部位d12的重心位置。

另外,在本实施方式中,图像处理装置200(图像处理单元)具备角度目标计算部224,该角度目标计算部224通过计算出形成于基板20上的多个角度目标23的位置,从而计算出多个角度目标23之间的角度。该角度目标计算部224在计算出荧光体32在基板20上的位置之前或之后,计算出多个角度目标23之间的角度。

因此,在基板20上,能够相对于透镜等的光学部件高精度地确定形成安装孔24的位置。因此,在经由基板20上的安装孔24安装透镜等光学部件时,能够防止荧光体32的位置相对于光学部件的光轴发生偏离。

另外,在本实施方式中,图像处理装置200(图像处理单元)具备从图像数据d10中提取出荧光体32的图像部位的荧光体提取部222。在该荧光体提取部222中,通过对包含荧光体32的图像部位在内的图像数据、即荧光体附近邻接区域d14执行二值化处理,从而提取出荧光体32的图像部位(荧光体拍摄部位d12)。在如此构成的情况下,能够容易地从图像数据d10中提取出与荧光体32对应的部位。

另外,在本实施方式中,图像处理装置200(图像处理单元)具备根据荧光体提取部222提取出的荧光体32的图像部位(荧光体拍摄部位d12)而计算出荧光体32的面积中的重心位置的重心计算部223。因此,根据该重心计算部223的计算结果,能够高精度地计算出相对于led组件30(荧光体32)的中心形成安装孔24的位置。

进而,在本实施方式中,图像处理装置200(图像处理单元)根据荧光体32的位置的计算结果和多个角度目标23之间的角度的计算结果,计算出基板20上形成安装孔24的位置。因此,能够高精度地计算出在基板20上形成安装孔24的位置。

另外,在本实施方式的位置识别装置10中,根据图像处理装置200(图像处理单元)计算基板20上的荧光体32的位置的计算结果,以相对于led组件30调整了位置的状态在基板20上形成用于安装光学元件的安装孔24。因此,能够以相对于荧光体32精度高的状态在基板20上形成用于安装透镜等光学部件的安装孔24。

<4.变形例>

以上,对本发明的一实施方式进行了说明,但本发明除此之外还能够进行各种变形。以下,对此进行叙述。

在上述实施方式中,使用基板加工单元120从管口124射出激光,从而形成安装孔24。但是,在基板20上形成安装孔24并不仅限于激光。例如,也可以使用安装有钻头等工具的机床形成安装孔24。

另外,在图1中,角度目标23是对基板20进行冲孔而成的部分。但是,角度目标23也可以是在角度目标23处以规定的颜色做标记等而不对基板20进行冲孔的部分。另外,例如也可以在基板20上形成非贯通的凹状的冲切孔,并将该冲切孔作为角度目标23。

另外,在上述实施方式中,基板20是在柔性印刷电路板21上粘贴铝制的散热板22而成的。但是,基板20也可以为其他的基板。作为其他的基板,可以举出例如在柔性印刷电路板上粘贴其他的薄膜、或者设置电镀部而成的基板等。

另外,在上述实施方式中,作为光学部件列举出透镜。但是,光学部件并不限于透镜。例如,可以举出以反光镜为代表的反光板、偏光板、波片、棱镜等。

另外,在上述实施方式中,观察滤光片102配置于照明灯101与透镜筒104之间。但是,观察滤光片102也可以配置于照明灯101与基板20之间。另外,也可以不使用物理性的观察滤光片102,使用图像处理滤光片也能够得到同样的效果。

另外,在上述实施方式中,在摄像机103为摄像元件包括能够识别蓝光的传感器元件、能够识别红光的传感器元件、以及能够识别绿光的传感器元件的彩色摄像机的情况下,也可以仅根据能够识别蓝光的传感器元件的感光结果而得到后述的图像数据d10。该情况下,与黑白摄像机相比较分辨率降低,但能够获得与使用观察滤光片102时同样的效果。

另外,在上述实施方式中,位置识别加工装置10具有基板位置识别单元100和基板加工单元120,进而还具有控制装置140和图像处理装置200。但是,可以形成为上述构成组装在一个装置中的构成,也可以形成为分别独立设置上述构成并经由网络等进行连接的构成。另外,也可以构成为多个位置识别加工装置10经由网络与一个图像处理装置200连接。该情况下,也可以在图像处理装置200中对于从各个位置识别加工装置10的摄像机103发送来的图像数据执行图像处理,并将该图像处理结果、即关于安装孔24的形成位置的信息发送至控制装置140。

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