JP7201540B2 - マーク認識装置及びそれを備えた処理装置 - Google Patents
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Description
本発明は、基板上に配置された基準マークを認識するマーク認識装置、及びそれを備えた処理装置に関する。
処理装置としての部品実装装置は、プリント配線板等の基板上に電子部品（以下、単に「部品」という）を搭載するヘッドユニットと、基板上に配置された基準マーク（フィデューシャルマーク）を認識するマーク認識装置と、を備えている。マーク認識装置は、基板上の基準マークを撮像してマーク認識画像を生成する撮像カメラを備え、当該マーク認識画像に基づいて基準マークの画像認識を行う。
マーク認識装置による基準マークの認識結果は、ヘッドユニットが基板上に部品を搭載する部品搭載動作を実行するときに参照される。すなわち、ヘッドユニットは、マーク認識装置による基準マークの認識結果に基づいて、位置ズレが生じないように部品を基板上の所定の部品搭載位置に搭載する。このため、マーク認識装置による基準マークの認識には、高い認識精度が要求される。基準マークの高い認識精度を達成するためには、マーク認識画像において基準マークの領域を示すマーク領域が強調される画像処理を、マーク認識画像に施す必要がある。
特許文献１には、基板上の部品を画像認識する技術が開示されている。この特許文献１に開示される技術では、カメラにより取得された画像において、部品の領域が強調されるように、画像変換の画像処理が行われる。画像変換処理の処理条件は、色抽出フィルタを数値データとして表した変換テーブルを示すルックアップテーブルに基づく、オペレーターの入力操作によって設定される。
特許文献１に開示される技術をマーク認識装置に適用した場合、マーク認識画像においてマーク領域を強調するための画像処理の処理条件は、オペレーターの入力操作によって設定されることとなる。画像処理条件の設定作業をオペレーターに委ねると、オペレーターの作業負担が増大するだけではなく、設定のばらつきが生じる虞がある。このため、基準マークの画像認識の精度が低下する虞がある。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、基板上に配置された基準マークの画像認識を高精度に実施することが可能なマーク認識装置、及びそれを備えた処理装置を提供することにある。
本発明の一の局面に係るマーク認識装置は、基板上に配置された基準マークを認識する装置である。このマーク認識装置は、前記基準マークが含まれる前記基板上の所定のマーク配置領域を照明する照明部と、前記マーク配置領域を撮像し、当該マーク配置領域からの反射光に基づきカラーのマーク認識画像を生成するカラー画像撮像部と、を有する撮像カメラと、前記マーク認識画像に画像処理を施す画像処理部と、前記画像処理部による前記画像処理において、前記マーク認識画像上で前記基準マークを画像認識する条件であるマーク認識条件を特定し設定するマーク認識条件設定部と、を備える。前記画像処理部は、前記マーク認識画像において、前記基準マークの領域を示すマーク領域と、前記マーク領域を取り囲む所定範囲のマーク外周領域とを抽出する領域抽出部を含む。前記マーク認識条件設定部は、前記マーク認識画像に対応した特定の色成分の画像である特定色成分画像に基づいて、前記マーク認識条件としての適合色相角を特定する色相角特定部を含む。そして、前記色相角特定部は、前記特定色成分画像において、前記マーク領域に対応したマーク対応領域内の画素群の輝度値から計算される代表値と、前記マーク外周領域に対応したマーク外周対応領域内の画素群の輝度値から計算される代表値との差分である色相適用差分が、最大または所定の基準輝度差以上となる場合の色相角を、前記適合色相角として特定する。
このマーク認識装置によれば、画像処理部によってマーク認識画像に画像処理が施され、マーク認識条件設定部によって基準マークを画像認識する際のマーク認識条件が設定される。マーク認識条件設定部は、マーク認識画像をＨＳＶ画像に変換する際の適合色相角をマーク認識条件として特定する色相角特定部を含む。色相角特定部により特定される適合色相角は、特定色成分画像においてマーク対応領域内の画素群の輝度値から計算される代表値と、マーク外周対応領域内の画素群の輝度値から計算される代表値との差分である色相適用差分が、最大または所定の基準輝度差以上となる場合の色相角である。このため、Ｈ成分を示す色相の色相角が適合色相角とされたＨＳＶ画像に基づき変換されたＲＧＢ画像においては、マーク対応領域がマーク外周対応領域に対して強調されたものとなる。このようなＨＳＶ画像から変換されたＲＧＢ画像に基づく画像認識によって、基準マークを高精度に認識することができる。ここで、基準マークを画像認識する際のマーク認識条件となる適合色相角は、オペレーターの入力操作によって設定されるのではなく、色相角特定部によって自動的に特定される。このため、オペレーターの設定作業に起因した、マーク認識条件の設定のばらつきが生じることが抑制される。
上記のマーク認識装置において、前記画像処理部は、前記マーク認識画像の色を減らす減色処理を実行し、前記マーク認識画像に対して減色された減色カラー画像を生成する減色処理部を、更に含む。そして、前記領域抽出部は、前記減色カラー画像において所定の形状を示す特徴領域を抽出し、その特徴領域に対応した前記マーク認識画像の領域を前記マーク領域として特定する。
この態様では、マーク認識画像に対して減色された減色カラー画像に基づいて、マーク領域の特定処理が行われる。これにより、領域抽出部によるマーク領域の特定処理の効率化が図られる。
上記のマーク認識装置において、前記減色処理部は、前記マーク認識画像をＲＧＢの各色成分に分解し、色成分毎の色成分画像を生成する色分解部と、前記色成分画像を構成する各画素の輝度値に基づいて、前記色成分画像毎に複数の色成分分割領域に分割する領域分割部と、前記色成分画像において、前記色成分分割領域毎にその領域内の各画素の輝度値を当該領域内の画素群の輝度値から計算される代表値に変換し、前記色成分画像毎に階調数を減らした階調調整色成分画像を生成する階調数調整部と、前記各階調調整色成分画像を合成し、前記減色カラー画像を生成する減色画像生成部と、を有する。
この態様では、減色処理部は、マーク認識画像をＲＧＢの色成分毎に分解して色成分画像を生成し、当該色成分画像毎に階調数を減らした階調調整色成分画像を生成し、これらの各階調調整色成分画像を合成することによって減色カラー画像を生成する。すなわち、減色処理部は、フルカラー画像であるマーク認識画像に対する直接的な減色処理によって減色カラー画像を生成するものではなく、ＲＧＢの色成分画像毎に階調数を減らす処理を施して減色カラー画像を生成する。これにより、例えば５１２色のフルカラー画像を２５６色に減色し、更に２５６色から１２８色へと減色するような減色処理を繰り返す必要がなくなるから、減色処理部による減色処理の効率化が図られる。
また、上記のマーク認識装置において、前記減色処理部は、前記マーク認識画像をＨＳＶ画像に変換してＨＳＶの各色成分に分解し、色成分毎の色成分画像を生成する色分解部と、前記色成分画像を構成する各画素の輝度値に基づいて、前記色成分画像毎に複数の色成分分割領域に分割する領域分割部と、前記色成分画像において、前記色成分分割領域毎にその領域内の各画素の輝度値を当該領域内の画素群の輝度値から計算される代表値に変換し、前記色成分画像毎に階調数を減らした階調調整色成分画像を生成する階調数調整部と、前記各階調調整色成分画像をＲＧＢ画像に変換して合成し、前記減色カラー画像を生成する減色画像生成部と、を有する構成であってもよい。
上記のマーク認識装置において、前記画像処理部は、前記減色カラー画像を色毎に複数の色領域に分割し、前記複数の色領域の各々にラベルを付与するラベリング処理を実行するラベリング処理部を、更に含む。そして、前記領域抽出部は、前記ラベリング処理後の前記減色カラー画像において、前記特徴領域を抽出する。
この態様では、領域抽出部は、色領域毎にラベルが付与された減色カラー画像を用いて特徴領域を抽出し、その特徴領域に対応したマーク領域を特定する。領域抽出部は、減色カラー画像においてマーク領域に対応した特徴領域を抽出する際に、色領域毎に付与されたラベルを目印とすることができる。これにより、領域抽出部によるマーク領域の特定の精度が向上する。
上記のマーク認識装置において、前記減色処理部は、前記領域抽出部による前記特徴領域の抽出ができなかった場合に、前記マーク認識画像に対する減色度が調整されるように、前記減色処理のリトライ処理を実行する。
この態様では、減色処理部のリトライ処理によって、マーク認識画像に対する減色度が調整された減色カラー画像を生成することができる。
上記のマーク認識装置において、前記マーク認識条件設定部は、前記適合色相角に対応した前記特定色成分画像である注目色成分画像を構成する各画素の輝度値に基づいて、前記マーク対応領域と前記マーク外周対応領域とを区別するための２値化閾値を、前記マーク認識条件として特定する２値化閾値特定部を、更に含む。そして、マーク認識装置は、前記２値化閾値を用いて前記注目色成分画像に対して２値化処理を施して２値画像を生成し、その２値画像におけるマーク対応領域の形状、外形サイズ及び中心位置を、マーク認識データとして取得するマーク認識部を、更に備える。
この態様では、マーク認識部は、基準マークの画像認識結果を示すマーク認識データとして、マーク対応領域の形状、外形サイズ及び中心位置を取得する。これにより、基準マークの形状、外形サイズ及び中心位置に関する情報について、オペレーターの入力操作が不要となる。このため、オペレーターの入力操作の作業負担を軽減することができると共に、入力ミス等に起因した基準マークに関する設定のばらつきが生じることが抑制される。
上記のマーク認識装置において、前記マーク認識条件設定部は、彩度画像を、前記基準マークの画像認識の際に用いるか否かを判定する彩度判定部を、更に含む。前記彩度判定部は、前記彩度画像において、前記マーク領域に対応したマーク対応領域内の画素群の輝度値から計算される代表値と、前記マーク外周領域に対応したマーク外周対応領域内の画素群の輝度値から計算される代表値との差分である彩度適用差分を算出し、当該彩度適用差分が前記色相適用差分よりも大きい場合に、前記基準マークの画像認識の際に前記彩度画像を用いると判定する。
例えば、広範囲の色成分を含んだ色（白色）の基板に基準マークが配置されている場合を想定する。この場合、Ｈ成分を示す色相の色相角が適合色相角とされたＨＳＶ画像に基づき変換されたＲＧＢ画像において、マーク対応領域がマーク外周対応領域に対して強調されたものが得にくいことが想定される。このような場合には、彩度判定部は、基準マークの画像認識の際に彩度画像を用いると判定する。これにより、マーク対応領域がマーク外周対応領域に対して強調されたものを得ることができる。
上記のマーク認識装置は、前記マーク認識条件設定部による前記マーク認識条件の特定に適合した前記照明部の適合照明出力を特定する照明条件特定処理部を、更に備える。そして、前記画像処理部は、前記マーク認識画像をモノクロ画像に変換する画像変換処理部を、更に含む。前記照明条件特定処理部は、前記モノクロ画像を構成する各画素の輝度値に基づいて、当該モノクロ画像において、所定の閾値よりも大きい輝度値の画素群からなる照明特定領域を抽出する照明領域抽出部と、前記照明特定領域内の各画素において、所定の輝度値を超える輝度値を示す注目画素の画素数の、前記照明特定領域内の画素の総画素数に対する比率である照明特定比率が、所定の基準比率以下となる場合の前記照明部の照明出力を、前記適合照明出力として特定する照明出力特定部と、を有する。
また、上記のマーク認識装置において、前記照明出力特定部は、明るさが異なる複数の前記モノクロ画像の各々について前記照明特定比率を演算するように構成されていてもよい。そして、複数の前記モノクロ画像は、前記照明部の照明出力を複数の条件で切替えて前記カラー画像撮像部により撮像された複数の前記マーク認識画像が前記画像変換処理部によって変換されたもの、又は、前記照明部の照明出力の変化を疑似的に再現して明るさが調整されたものである。
この態様では、照明条件特定処理部は、マーク認識条件設定部によるマーク認識条件の特定に適合した照明部の適合照明出力を特定する。これにより、過照度の照明に由来した色飛び（白飛び）の発生が抑制されたマーク認識画像に基づいて、マーク認識条件設定部によるマーク認識条件の設定を行うことができる。
本発明の他の局面に係る処理装置は、基準マークが配置された基板を搬送する搬送部と、前記基板上の前記基準マークを認識する上記のマーク認識装置と、前記マーク認識装置による前記基準マークの認識結果に基づいて、前記基板上の所定領域に処理を施すヘッドユニットと、を備える。
この処理装置によれば、基板上に配置された基準マークの画像認識を高精度に実施することが可能なマーク認識装置を備える。これにより、ヘッドユニットは、マーク認識装置による基準マークの認識結果に基づいて、位置ズレが生じないように基板上の所定領域に処理を施すことができる。
以上説明したように、本発明によれば、基板上に配置された基準マークの画像認識を高精度に実施することが可能なマーク認識装置、及びそれを備えた処理装置を提供することができる。
以下、本発明の実施形態に係るマーク認識装置及び処理装置について、図面に基づいて説明する。
［部品実装装置の構成］
図１は、本発明の一実施形態に係る部品実装装置１の構成を示す平面図である。図２は、部品実装装置１に備えられるヘッドユニット５の平面図である。なお、図１では、水平面上のＸＹ直交座標軸を用いて、方向関係が示されている。Ｘ軸方向の一方向側を「＋Ｘ側」と称し、Ｘ軸方向の一方向側とは反対の他方向側を「－Ｘ側」と称する。また、Ｙ軸方向の一方向側を「＋Ｙ側」と称し、Ｙ軸方向の一方向側とは反対の他方向側を「－Ｙ側」と称する。
図１は、本発明の一実施形態に係る部品実装装置１の構成を示す平面図である。図２は、部品実装装置１に備えられるヘッドユニット５の平面図である。なお、図１では、水平面上のＸＹ直交座標軸を用いて、方向関係が示されている。Ｘ軸方向の一方向側を「＋Ｘ側」と称し、Ｘ軸方向の一方向側とは反対の他方向側を「－Ｘ側」と称する。また、Ｙ軸方向の一方向側を「＋Ｙ側」と称し、Ｙ軸方向の一方向側とは反対の他方向側を「－Ｙ側」と称する。
部品実装装置１は、基板Ｐ上の所定領域に処理を施す処理装置の一例である。部品実装装置１は、基板Ｐに部品を搭載（実装）して部品搭載基板を生産する装置である。部品実装装置１は、本体フレーム２と、コンベア３と、部品供給装置４と、ヘッドユニット５と、を備える。
本体フレーム２は、部品実装装置１を構成する各部が配置される構造体であり、鉛直上方から見た平面視で略矩形状に形成されている。
コンベア３は、Ｘ軸方向に延び、本体フレーム２に配置されている。コンベア３は、Ｘ軸方向に沿った搬送方向に基板Ｐを搬送する搬送部である。基板Ｐは、コンベア３上を搬送されて、所定の作業位置（基板Ｐ上に部品Ｅが搭載される部品搭載位置）に位置決めされるようになっている。コンベア３は、基板Ｐが前記部品搭載位置に位置決めされるように当該基板Ｐを搬送する。
部品供給装置４は、本体フレーム２に設定された部品供給領域２１に配置されている。部品供給領域２１は、本体フレーム２におけるＹ軸方向の＋Ｙ側及び－Ｙ側の領域部分にそれぞれ、Ｘ軸方向に２箇所ずつ合計４箇所に設定される。各部品供給領域２１に、複数の部品供給装置４が配列されている。部品供給装置４は、基板Ｐに搭載される部品を所定の部品供給位置に供給する装置である。
部品供給装置４は、部品供給方式の違いにより、テープフィーダー、トレイフィーダー及びスティックフィーダーに大別される。各部品供給領域２１には、部品供給方式が同一の１種の部品供給装置が配置されていてもよいし、部品供給方式が異なる２種以上の部品供給装置がそれぞれ配置されていてもよい。テープフィーダーは、部品が収納された部品収納テープを前記部品供給位置に向けて送出することにより部品を供給する方式の装置である。トレイフィーダーは、複数の部品を保持したトレイが載置されたパレットを前記部品供給位置に移動させることにより部品を供給する方式の装置である。スティックフィーダーは、筒状のスティックに収納された部品を当該スティックから押し出しながら前記部品供給位置に供給する方式の装置である。
ヘッドユニット５は、移動フレーム５Ａに配設されている。移動フレーム５Ａは、Ｘ軸方向に延び、Ｙ軸方向に移動可能となるように本体フレーム２に支持される。移動フレーム５Ａは、第１駆動機構５ＢによってＹ軸方向に移動される。第１駆動機構５Ｂは、例えば、駆動モーターと、Ｙ軸方向に延び、駆動モーターに連結されるボールねじ軸と、移動フレーム５Ａに配設されてボールねじ軸と螺合するボールナットと、を含んで構成される。このような構成の第１駆動機構５Ｂは、駆動モーターによるボールねじ軸の回転駆動に伴ってボールナットがボールねじ軸に沿って進退することにより、移動フレーム５ＡをＹ軸方向に移動させる。
ヘッドユニット５は、Ｘ軸方向に移動可能となるように、移動フレーム５Ａに配設される。すなわち、ヘッドユニット５は、移動フレーム５Ａの移動に伴ってＹ軸方向に移動可能であり、且つ、移動フレーム５Ａに沿ってＸ軸方向に移動可能である。ヘッドユニット５は、第２駆動機構５Ｃによって移動フレーム５Ａに沿って移動される。第２駆動機構５Ｃは、第１駆動機構５Ｂと同様に、例えば、駆動モーターと、Ｘ軸方向に延び、駆動モーターに連結されるボールねじ軸と、ヘッドユニット５に配設されてボールねじ軸と螺合するボールナットと、を含んで構成される。このような構成の第２駆動機構５Ｃは、駆動モーターによるボールねじ軸の回転駆動に伴ってボールナットがボールねじ軸に沿って進退することにより、ヘッドユニット５をＸ軸方向に移動させる。
なお、第１駆動機構５Ｂ及び第２駆動機構５Ｃは、当例では、駆動モーターによりボールねじ軸を介して移動フレーム５Ａ及びヘッドユニット５を移動させる構成である。しかし、例えばリニアモーターを駆動源として移動フレーム５Ａやヘッドユニット５をダイレクトに駆動する構成であってもよい。
ヘッドユニット５は、部品供給装置４の前記部品供給位置と、コンベア３により搬送された基板Ｐの所定の部品搭載位置とにわたって移動可能とされる。ヘッドユニット５は、部品供給位置において部品供給装置４から部品を取り出すと共に、その取り出した部品を部品搭載位置において基板Ｐ上に搭載（実装）する。
ヘッドユニット５は、図２に示すように、ヘッド本体５１と、回転体５２と、吸着ノズル５３とを含む。ヘッド本体５１は、ヘッドユニット５の本体部分を構成する。回転体５２は、円柱状に形成され、回転体駆動機構により鉛直軸（鉛直方向に延びる軸）を回転中心として回転可能に、ヘッド本体５１に設けられる。
回転体５２の外周縁端部には、複数の吸着ノズル５３が、周方向に所定の間隔をおいて配設されている。吸着ノズル５３は、部品供給装置４により部品供給位置に供給された部品を吸着して保持可能な保持具である。吸着ノズル５３は、電動切替弁を介して負圧発生装置、正圧発生装置及び大気の何れかに連通可能とされている。つまり、吸着ノズル５３に負圧が供給されることで当該吸着ノズル５３による部品の吸着保持（部品の取り出し）が可能となり、その後、正圧が供給されることで当該部品の吸着保持が解除される。なお、本実施形態では、吸着ノズル５３以外の保持具として、例えば部品を把持して保持するチャックなどであってもよい。
吸着ノズル５３は、ノズル昇降駆動機構により上下方向（鉛直方向）に昇降可能に、回転体５２に設けられる。吸着ノズル５３は、部品供給装置４により部品供給位置に供給された部品の保持が可能な保持位置と、保持位置に対して上方側の退避位置との間で、上下方向に移動可能である。つまり、部品供給位置に供給された部品を保持するときには、吸着ノズル５３は、ノズル昇降駆動機構によって退避位置から保持位置へ向かって下降し、当該保持位置において部品を吸着保持する。一方、部品の吸着保持後の吸着ノズル５３は、ノズル昇降駆動機構によって保持位置から退避位置へ向かって上昇する。
また、部品実装装置１は、ヘッド本体５１の下面に固定された部品供給カメラＣ１及びマーク認識カメラ７と、本体フレーム２に配設された部品認識カメラＣ２と、を更に備える。
部品供給カメラＣ１は、ヘッド本体５１の下面において、回転体５２よりも外側（－Ｘ側）に固定された撮像カメラである。部品供給カメラＣ１は、吸着ノズル５３による部品の吸着保持動作の前に、部品供給装置４により部品供給位置に供給された部品を斜め上方から撮像する。部品供給カメラＣ１は、部品供給装置４によって部品供給位置に部品が供給されているか、又は、部品供給位置に供給された部品の姿勢を検出する。
部品認識カメラＣ２は、本体フレーム２上の各部品供給領域２１とコンベア３との間の位置にそれぞれ配設された撮像カメラである。部品認識カメラＣ２は、吸着ノズル５３に吸着保持された部品の保持状態を認識するために、当該部品を下側から撮像する。部品供給位置において吸着ノズル５３により部品が吸着保持された後、コンベア３上で位置決めされた基板Ｐの部品搭載位置に向けてヘッドユニット５が移動されると、その移動中において部品認識カメラＣ２が部品を撮像する。すなわち、部品認識カメラＣ２は、吸着ノズル５３に吸着保持された部品が部品搭載位置において基板Ｐ上に搭載される前に、当該部品を撮像する。
部品認識カメラＣ２は、ヘッドユニット５が部品搭載動作を実行する前に、吸着ノズル５３による部品の保持状態を認識する。部品認識カメラＣ２は、部品認識動作において、吸着ノズル５３による部品の保持異常が生じている場合には、その保持異常を認識する。具体的には、部品認識カメラＣ２は、吸着ノズル５３が部品を不保持である場合には、その不保持であることを保持異常として認識する。また、部品認識カメラＣ２は、吸着ノズル５３が吸着保持している部品の姿勢が異常である場合には、その異常姿勢であることを保持異常として認識する。
マーク認識カメラ７は、ヘッド本体５１の下面において、回転体５２に対してＹ軸方向の＋Ｙ側及び－Ｙ側に配設された撮像カメラである。マーク認識カメラ７は、後記のマーク認識装置６の一部を構成する。すなわち、本実施形態に係る部品実装装置１は、マーク認識装置６を備えている。
［マーク認識装置の構成］
図３は、マーク認識装置６の構成を示すブロック図である。マーク認識装置６は、コンベア３によって前記部品搭載位置に搬送されてきた基板Ｐ上に配置された基準マークＦＭ（図１）を、画像認識する装置である。図１に示す例では、基準マークＦＭは、矩形の基板Ｐの対角線上に付設された一対のフィデューシャルマークであって、基板Ｐの原点座標に対する位置ズレ量を検知するためのマークである。マーク認識装置６は、マーク認識カメラ７と、マーク認識制御部８とを備える。
図３は、マーク認識装置６の構成を示すブロック図である。マーク認識装置６は、コンベア３によって前記部品搭載位置に搬送されてきた基板Ｐ上に配置された基準マークＦＭ（図１）を、画像認識する装置である。図１に示す例では、基準マークＦＭは、矩形の基板Ｐの対角線上に付設された一対のフィデューシャルマークであって、基板Ｐの原点座標に対する位置ズレ量を検知するためのマークである。マーク認識装置６は、マーク認識カメラ７と、マーク認識制御部８とを備える。
＜マーク認識カメラ＞
マーク認識カメラ７は、コンベア３上で位置決めされた基板Ｐの上面に付設されている基準マークＦＭを認識するために、当該基準マークＦＭを上方から撮像する。マーク認識カメラ７は、照明部７１とカラー画像撮像部７２とを有する。
マーク認識カメラ７は、コンベア３上で位置決めされた基板Ｐの上面に付設されている基準マークＦＭを認識するために、当該基準マークＦＭを上方から撮像する。マーク認識カメラ７は、照明部７１とカラー画像撮像部７２とを有する。
照明部７１は、例えばＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｎｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）である。照明部７１は、基準マークＦＭが含まれる基板Ｐ上の所定のマーク配置領域を照明する。照明部７１は、照明出力の変更が可能である。照明部７１は、照明出力の変更によって、基板Ｐ上における照明対象の前記マーク配置領域の照度を調整することができる。
カラー画像撮像部７２は、例えばＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ ｍｅｔａｌ－ｏｘｉｄｅ－ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）やＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅｄ－ｃｏｕｐｌｅｄ ｄｅｖｉｃｅｓ）などの撮像素子を含む。カラー画像撮像部７２は、照明部７１によって照明された前記マーク配置領域を撮像し、当該マーク配置領域からの反射光に基づきマーク認識画像Ｇ１（後記の図４）を生成する。マーク認識画像Ｇ１は、ＲＧＢ色空間で表現されたフルカラー画像である。ＲＧＢ色空間は、原色をＲ（Ｒｅｄ；赤）、Ｇ（Ｇｒｅｅｎ；緑）及びＢ（Ｂｌｕｅ；青）とするＲＧＢ表色系によって構成される色空間である。
ＲＧＢ色空間で表現されたマーク認識画像Ｇ１においては、２５６階調の場合、最大輝度の赤色を示す画素の画素値は（２５５，０，０）で表現され、最大輝度の緑色を示す画素の画素値は（０，２５５，０）で表現され、最大輝度の青色を示す画素の画素値は（０，０，２５５）で表現される。また、白色を示す画素の画素値は（２５５，２５５，２５５）で表現され、黒色を示す画素の画素値は（０，０，０）で表現される。また、黄色を示す画素の画素値は（２５５，２５５，０）で表現され、マゼンタ色を示す画素の画素値は（２５５，０，２５５）で表現され、シアン色を示す画素の画素値は（０，２５５，２５５）で表現される。
マーク認識カメラ７によって基準マークＦＭを撮像する際には、当該マーク認識カメラ７が基準マークＦＭを撮像可能なよう、ヘッドユニット５がＸ軸方向及びＹ軸方向に移動される。
＜マーク認識制御部＞
マーク認識制御部８は、マーク認識装置６の画像認識動作を統括的に制御する制御部を構成する。マーク認識制御部８は、例えば、マイクロプロセッサやその周辺回路等で構成されている。マーク認識制御部８は、マーク認識カメラ７の撮像により生成されたマーク認識画像Ｇ１に基づいて、基準マークＦＭを画像認識する画像認識処理を実行する。マーク認識制御部８の画像認識処理によって、マーク認識画像Ｇ１上での基準マークＦＭの形状、外形サイズ及び中心位置が認識される。マーク認識制御部８による基準マークＦＭの認識結果は、ヘッドユニット５が基板Ｐ上に部品を搭載する部品搭載動作を実行するときに参照される。すなわち、ヘッドユニット５は、マーク認識制御部８による基準マークＦＭの認識結果に基づいて、位置ズレが生じないように部品を基板Ｐ上の所定の部品搭載位置に搭載する。
マーク認識制御部８は、マーク認識装置６の画像認識動作を統括的に制御する制御部を構成する。マーク認識制御部８は、例えば、マイクロプロセッサやその周辺回路等で構成されている。マーク認識制御部８は、マーク認識カメラ７の撮像により生成されたマーク認識画像Ｇ１に基づいて、基準マークＦＭを画像認識する画像認識処理を実行する。マーク認識制御部８の画像認識処理によって、マーク認識画像Ｇ１上での基準マークＦＭの形状、外形サイズ及び中心位置が認識される。マーク認識制御部８による基準マークＦＭの認識結果は、ヘッドユニット５が基板Ｐ上に部品を搭載する部品搭載動作を実行するときに参照される。すなわち、ヘッドユニット５は、マーク認識制御部８による基準マークＦＭの認識結果に基づいて、位置ズレが生じないように部品を基板Ｐ上の所定の部品搭載位置に搭載する。
マーク認識制御部８は、中央処理部８１と、信号入出力部８２と、データ通信部８３と、記憶部８４と、画像処理部８５と、照明条件特定処理部８６と、マーク認識条件設定部８７と、マーク認識部８８とを含む。
中央処理部８１は、マーク認識制御部８において、マーク認識画像Ｇ１に基づく画像認識処理を管理する部分であって、信号入出力部８２、データ通信部８３、記憶部８４、画像処理部８５、照明条件特定処理部８６、マーク認識条件設定部８７及びマーク認識部８８の各々と接続される。
信号入出力部８２は、部品実装装置１においてヘッドユニット５の移動動作などを制御する実装制御装置等の外部装置からの信号の入力や、当該外部装置への信号の出力が行われるインターフェイス回路である。
データ通信部８３は、マーク認識カメラ７によって生成されたマーク認識画像Ｇ１を示す画像データをマーク認識カメラ７から受信すると共に、後述のマーク認識部８８が取得したマーク認識データを前記外部装置に送信するデータ通信を行う。
記憶部８４は、マーク認識部８８によって取得された前記マーク認識データを記憶する。また、記憶部８４は、詳細については後述するが、マーク認識条件設定部８７によって設定された適合色相角、２値化閾値及び彩度画像適用情報などのマーク認識条件、照明条件特定処理部８６によって特定された適合照明出力を、前記マーク認識データに関連付けて記憶する。
＜画像処理部＞
画像処理部８５は、マーク認識画像Ｇ１に画像処理を施す。画像処理部８５は、画像変換処理部８５１と、減色処理部８５２と、ラベリング処理部８５３と、領域抽出部を構成するマーク領域抽出部８５４及びマーク外周領域抽出部８５５と、色空間変換部８５６と、を含む。
画像処理部８５は、マーク認識画像Ｇ１に画像処理を施す。画像処理部８５は、画像変換処理部８５１と、減色処理部８５２と、ラベリング処理部８５３と、領域抽出部を構成するマーク領域抽出部８５４及びマーク外周領域抽出部８５５と、色空間変換部８５６と、を含む。
（画像変換処理部）
図４は、画像変換処理部８５１による画像変換処理を示す図である。画像変換処理部８５１は、マーク認識カメラ７によって生成されたマーク認識画像Ｇ１をモノクロ画像Ｇ２に変換する画像変換処理を実行する。モノクロ画像Ｇ２は、白黒の濃淡を表現したグレースケール画像である。モノクロ画像Ｇ２では、白黒の濃淡が例えば２５６階調で表現される。モノクロ画像Ｇ２においては、黒色を示す画素の輝度値（画素値）は「０」で表現され、白色を示す画素の輝度値は「２５５」で表現され、黒色と白色との間の中間色を示す画素の輝度値は「０」から「２５５」までの間の数値で表現される。
図４は、画像変換処理部８５１による画像変換処理を示す図である。画像変換処理部８５１は、マーク認識カメラ７によって生成されたマーク認識画像Ｇ１をモノクロ画像Ｇ２に変換する画像変換処理を実行する。モノクロ画像Ｇ２は、白黒の濃淡を表現したグレースケール画像である。モノクロ画像Ｇ２では、白黒の濃淡が例えば２５６階調で表現される。モノクロ画像Ｇ２においては、黒色を示す画素の輝度値（画素値）は「０」で表現され、白色を示す画素の輝度値は「２５５」で表現され、黒色と白色との間の中間色を示す画素の輝度値は「０」から「２５５」までの間の数値で表現される。
（減色処理部）
減色処理部８５２は、マーク認識画像Ｇ１の色を減らす減色処理を実行し、マーク認識画像Ｇ１に対して減色された減色カラー画像Ｇ５（後記の図８）を生成する。減色処理部８５２が実行する減色処理としては、メディアンカット法やＫ－ｍｅａｎｓ法などの公知の処理の適用が可能であるが、本実施形態では特異な減色処理が採用される。具体的には、減色処理部８５２は、図３に示すように、色分解部８５２１と、領域分割部８５２２と、階調数調整部８５２３と、減色画像生成部８５２４とを有する。
減色処理部８５２は、マーク認識画像Ｇ１の色を減らす減色処理を実行し、マーク認識画像Ｇ１に対して減色された減色カラー画像Ｇ５（後記の図８）を生成する。減色処理部８５２が実行する減色処理としては、メディアンカット法やＫ－ｍｅａｎｓ法などの公知の処理の適用が可能であるが、本実施形態では特異な減色処理が採用される。具体的には、減色処理部８５２は、図３に示すように、色分解部８５２１と、領域分割部８５２２と、階調数調整部８５２３と、減色画像生成部８５２４とを有する。
図５は、色分解部８５２１による色成分分解処理を示す図である。色分解部８５２１は、マーク認識画像Ｇ１をＲＧＢの各色成分に分解する色成分分解処理を実行し、色成分毎の色成分画像となるＲ成分画像Ｇ３Ｒ、Ｇ成分画像Ｇ３Ｇ及びＢ成分画像Ｇ３Ｂを生成する。Ｒ成分画像Ｇ３Ｒ、Ｇ成分画像Ｇ３Ｇ及びＢ成分画像Ｇ３Ｂは、例えば２５６階調で濃淡が表現されたグレースケール画像である。
図６は、領域分割部８５２２による領域分割処理を示す図である。領域分割部８５２２は、Ｒ成分画像Ｇ３Ｒ、Ｇ成分画像Ｇ３Ｇ及びＢ成分画像Ｇ３Ｂの各色成分画像について、画像を構成する各画素の輝度値に基づいて、色成分画像毎に複数の色成分分割領域に分割する領域分割処理を実行する。
図６に示す例では、領域分割部８５２２は、Ｒ成分画像Ｇ３Ｒを構成する画素群の輝度値分布を表すＲ成分ヒストグラムＨＲに基づいて、Ｒ成分分割閾値ＴＲ１，ＴＲ２を決定する。そして、領域分割部８５２２は、Ｒ成分分割閾値ＴＲ１，ＴＲ２を用いてＲ成分画像Ｇ３Ｒを、複数の第１～第３Ｒ成分分割領域ＲＲ１，ＲＲ２，ＲＲ３に分割する。第１Ｒ成分分割領域ＲＲ１は、Ｒ成分画像Ｇ３Ｒにおいて閾値ＴＲ１よりも小さい輝度値の画素群からなる領域である。第２Ｒ成分分割領域ＲＲ２は、Ｒ成分画像Ｇ３Ｒにおいて閾値ＴＲ１から閾値ＴＲ２までの輝度値の画素群からなる領域である。第３Ｒ成分分割領域ＲＲ３は、Ｒ成分画像Ｇ３Ｒにおいて閾値ＴＲ２よりも大きい輝度値の画素群からなる領域である。
Ｇ成分画像Ｇ３Ｇに対する領域分割処理は、Ｒ成分画像Ｇ３Ｒの場合と同様である。すなわち、領域分割部８５２２は、Ｇ成分画像Ｇ３Ｇを構成する画素群の輝度値分布を表すＧ成分ヒストグラムＨＧに基づいて、Ｇ成分分割閾値ＴＧ１，ＴＧ２を決定する。そして、領域分割部８５２２は、Ｇ成分分割閾値ＴＧ１，ＴＧ２を用いてＧ成分画像Ｇ３Ｇを、複数の第１～第３Ｇ成分分割領域ＲＧ１，ＲＧ２，ＲＧ３に分割する。第１Ｇ成分分割領域ＲＧ１は、Ｇ成分画像Ｇ３Ｇにおいて閾値ＴＧ１よりも小さい輝度値の画素群からなる領域である。第２Ｇ成分分割領域ＲＧ２は、Ｇ成分画像Ｇ３Ｇにおいて閾値ＴＧ１から閾値ＴＧ２までの輝度値の画素群からなる領域である。第３Ｇ成分分割領域ＲＧ３は、Ｇ成分画像Ｇ３Ｇにおいて閾値ＴＧ２よりも大きい輝度値の画素群からなる領域である。
Ｂ成分画像Ｇ３Ｂに対する領域分割処理は、Ｒ成分画像Ｇ３Ｒの場合と同様である。すなわち、領域分割部８５２２は、Ｂ成分画像Ｇ３Ｂを構成する画素群の輝度値分布を表すＢ成分ヒストグラムＨＢに基づいて、Ｂ成分分割閾値ＴＢ１，ＴＢ２を決定する。そして、領域分割部８５２２は、Ｂ成分分割閾値ＴＢ１，ＴＢ２を用いてＢ成分画像Ｇ３Ｂを、複数の第１～第３Ｂ成分分割領域ＲＢ１，ＲＢ２，ＲＢ３に分割する。第１Ｂ成分分割領域ＲＢ１は、Ｂ成分画像Ｇ３Ｂにおいて閾値ＴＢ１よりも小さい輝度値の画素群からなる領域である。第２Ｂ成分分割領域ＲＢ２は、Ｂ成分画像Ｇ３Ｂにおいて閾値ＴＢ１から閾値ＴＢ２までの輝度値の画素群からなる領域である。第３Ｂ成分分割領域ＲＢ３は、Ｂ成分画像Ｇ３Ｂにおいて閾値ＴＢ２よりも大きい輝度値の画素群からなる領域である。
図７は、階調数調整部８５２３による階調数調整処理を示す図である。階調数調整部８５２３は、Ｒ成分画像Ｇ３Ｒ、Ｇ成分画像Ｇ３Ｇ及びＢ成分画像Ｇ３Ｂの各色成分画像において、色成分分割領域毎にその領域内の各画素の輝度値を、当該領域内の画素群の輝度値から計算される代表値（例えば平均輝度値）に変換する階調数調整処理を実行する。階調数調整部８５２３は、階調数調整処理の実行によって、階調数を減らした階調調整色成分画像となる階調調整Ｒ成分画像Ｇ４Ｒ、階調調整Ｇ成分画像Ｇ４Ｇ及び階調調整Ｂ成分画像Ｇ４Ｂを生成する。
図７に示す例では、階調数調整部８５２３は、Ｒ成分画像Ｇ３Ｒにおいて、第１～第３Ｒ成分分割領域ＲＲ１，ＲＲ２，ＲＲ３毎にその領域内の各画素の輝度値を当該領域内の例えば平均輝度値に変換する。これにより、階調数調整部８５２３は、Ｒ成分画像Ｇ３Ｒに対して階調数を減らした階調調整Ｒ成分画像Ｇ４Ｒを生成する。また、階調数調整部８５２３は、Ｇ成分画像Ｇ３Ｇにおいて、第１～第３Ｇ成分分割領域ＲＧ１，ＲＧ２，ＲＧ３毎にその領域内の各画素の輝度値を当該領域内の例えば平均輝度値に変換する。これにより、階調数調整部８５２３は、Ｇ成分画像Ｇ３Ｇに対して階調数を減らした階調調整Ｇ成分画像Ｇ４Ｇを生成する。また、階調数調整部８５２３は、Ｂ成分画像Ｇ３Ｂにおいて、第１～第３Ｂ成分分割領域ＲＢ１，ＲＢ２，ＲＢ３毎にその領域内の各画素の輝度値を当該領域内の例えば平均輝度値に変換する。これにより、階調数調整部８５２３は、Ｂ成分画像Ｇ３Ｂに対して階調数を減らした階調調整Ｂ成分画像Ｇ４Ｂを生成する。
減色画像生成部８５２４は、ＲＧＢ色成分毎の階調調整Ｒ成分画像Ｇ４Ｒ、階調調整Ｇ成分画像Ｇ４Ｇ及び階調調整Ｂ成分画像Ｇ４Ｂを合成し、減色カラー画像Ｇ５（後記の図８）を生成する。
なお、他の実施形態において、減色処理部８５２は、色分解部８５２１、領域分割部８５２２、階調数調整部８５２３及び減色画像生成部８５２４が、以下に示す処理を実行するように構成されていてもよい。
減色処理部８５２の他の実施形態において、色分解部８５２１は、マーク認識画像Ｇ１をＨＳＶ画像に変換してＨＳＶの各色成分に分解し、色成分毎の色成分画像を生成する。領域分割部８５２２は、色分解部８５２１によって生成された各色成分画像について、画像を構成する各画素の輝度値に基づいて、色成分画像毎に複数の色成分分割領域に分割する。階調数調整部８５２３は、各色成分画像において、色成分分割領域毎にその領域内の各画素の輝度値を、当該領域内の画素群の輝度値から計算される代表値（例えば平均輝度値）に変換する階調数調整処理を実行する。階調数調整部８５２３は、階調数調整処理の実行によって、階調数を減らした階調調整色成分画像を生成する。そして、減色画像生成部８５２４は、ＨＳＶ成分毎の階調調整色成分画像をＲＧＢ画像に変換して合成し、減色カラー画像Ｇ５を生成する。
（ラベリング処理部）
図８及び図９は、ラベリング処理部８５３が実行する処理を示す図である。ラベリング処理部８５３は、減色カラー画像Ｇ５を色毎に複数の色領域ＲＣ１，ＲＣ２，ＲＣ３，ＲＣ４に分割する（図８参照）。そして、ラベリング処理部８５３は、減色カラー画像Ｇ５の各色領域ＲＣ１，ＲＣ２，ＲＣ３，ＲＣ４にラベルを付与するラベリング処理を実行し、ラベル付与画像Ｇ６を生成する（図９参照）。
図８及び図９は、ラベリング処理部８５３が実行する処理を示す図である。ラベリング処理部８５３は、減色カラー画像Ｇ５を色毎に複数の色領域ＲＣ１，ＲＣ２，ＲＣ３，ＲＣ４に分割する（図８参照）。そして、ラベリング処理部８５３は、減色カラー画像Ｇ５の各色領域ＲＣ１，ＲＣ２，ＲＣ３，ＲＣ４にラベルを付与するラベリング処理を実行し、ラベル付与画像Ｇ６を生成する（図９参照）。
（マーク領域抽出部）
マーク領域抽出部８５４について、図９を参照して説明する。マーク領域抽出部８５４は、マーク認識画像Ｇ１において、基準マークＦＭの領域を示すマーク領域ＲＭを抽出する。マーク領域抽出部８５４は、減色カラー画像Ｇ５において所定の形状及び外形サイズを示す特徴領域ＲＣＳを抽出し、その特徴領域ＲＣＳに対応したマーク認識画像Ｇ１の領域をマーク領域ＲＭとして特定する。より具体的には、マーク領域抽出部８５４は、ラベリング処理部８５３によるラベリング処理後の減色カラー画像であるラベル付与画像Ｇ６において、所定の形状及び外形サイズを示す特徴領域ＲＣＳを抽出し、その特徴領域ＲＣＳに対応したマーク認識画像Ｇ１の領域をマーク領域ＲＭとして特定する。
マーク領域抽出部８５４について、図９を参照して説明する。マーク領域抽出部８５４は、マーク認識画像Ｇ１において、基準マークＦＭの領域を示すマーク領域ＲＭを抽出する。マーク領域抽出部８５４は、減色カラー画像Ｇ５において所定の形状及び外形サイズを示す特徴領域ＲＣＳを抽出し、その特徴領域ＲＣＳに対応したマーク認識画像Ｇ１の領域をマーク領域ＲＭとして特定する。より具体的には、マーク領域抽出部８５４は、ラベリング処理部８５３によるラベリング処理後の減色カラー画像であるラベル付与画像Ｇ６において、所定の形状及び外形サイズを示す特徴領域ＲＣＳを抽出し、その特徴領域ＲＣＳに対応したマーク認識画像Ｇ１の領域をマーク領域ＲＭとして特定する。
（マーク外周領域抽出部）
マーク外周領域抽出部８５５は、マーク認識画像Ｇ１において、前記マーク領域ＲＭを取り囲む所定範囲の外周領域を抽出し、その外周領域をマーク外周領域ＲＭＯ（図９）として特定する。
マーク外周領域抽出部８５５は、マーク認識画像Ｇ１において、前記マーク領域ＲＭを取り囲む所定範囲の外周領域を抽出し、その外周領域をマーク外周領域ＲＭＯ（図９）として特定する。
（色空間変換部）
図１０は、色空間変換部８５６による第１色空間変換処理を示す図である。図１１は、ＨＳＶ画像Ｇ７のＨ成分を示す色相の色相角を説明する図である。図１２は、色空間変換部８５６による第２色空間変換処理を示す図である。色空間変換部８５６は、ＲＧＢ色空間で表現されたマーク認識画像Ｇ１をＨＳＶ色空間で表現されたＨＳＶ画像Ｇ７に変換する第１色空間変換処理を実行する。ＨＳＶ色空間は、Ｈ（Ｈｕｅ；色相）成分、Ｓ（Ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ；彩度）成分、及びＶ（Ｖａｌｕｅ；明度）の３成分からなる色空間である。ＨＳＶ色空間で表現されたＨＳＶ画像Ｇ７は、Ｈ成分を示す色相の画像であるＨ成分画像Ｇ７Ｈと、Ｓ成分を示す彩度の画像であるＳ成分画像Ｇ７Ｓと、Ｖ成分を示す明度の画像であるＶ成分画像Ｇ７Ｖとが組み合わされたものである。
図１０は、色空間変換部８５６による第１色空間変換処理を示す図である。図１１は、ＨＳＶ画像Ｇ７のＨ成分を示す色相の色相角を説明する図である。図１２は、色空間変換部８５６による第２色空間変換処理を示す図である。色空間変換部８５６は、ＲＧＢ色空間で表現されたマーク認識画像Ｇ１をＨＳＶ色空間で表現されたＨＳＶ画像Ｇ７に変換する第１色空間変換処理を実行する。ＨＳＶ色空間は、Ｈ（Ｈｕｅ；色相）成分、Ｓ（Ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ；彩度）成分、及びＶ（Ｖａｌｕｅ；明度）の３成分からなる色空間である。ＨＳＶ色空間で表現されたＨＳＶ画像Ｇ７は、Ｈ成分を示す色相の画像であるＨ成分画像Ｇ７Ｈと、Ｓ成分を示す彩度の画像であるＳ成分画像Ｇ７Ｓと、Ｖ成分を示す明度の画像であるＶ成分画像Ｇ７Ｖとが組み合わされたものである。
ＨＳＶ画像Ｇ７のＨ成分を示す色相は、図１１に示すように、０度から３６０度までの角度を用いて数値化することができる。色相の数値化された角度を「色相角」という。色相角が「０度又は３６０度」の場合は赤色の様相を示し、色相角が「１２０度」の場合は緑色の様相を示し、色相角が「２４０度」の場合は青色の様相を示す。また、色相角が「６０度」の場合は黄色の様相を示し、色相角が「１８０度」の場合はシアン色の様相を示し、色相角が「３００度」の場合はマゼンタ色の様相を示す。
更に、色空間変換部８５６は、ＨＳＶ画像Ｇ７のＨ成分を示す色相の色相角を所定範囲（例えば０度から３６０度までの範囲）で変化させた場合の各画像を、ＲＧＢ色空間で表現されたＲＧＢ画像Ｇ８に変換する第２色空間変換処理を実行する。図１２に示すように、色相角の変化に応じて生成された複数のＲＧＢ画像Ｇ８の各々は、マーク領域抽出部８５４がマーク認識画像Ｇ１において特定したマーク領域ＲＭに対応したマーク対応領域ＲＭＣを含んでいる。また、各ＲＧＢ画像Ｇ８は、マーク外周領域抽出部８５５がマーク認識画像Ｇ１において特定したマーク外周領域ＲＭＯに対応したマーク外周対応領域ＲＭＯＣを含んでいる。
＜照明条件特定処理部＞
図１３は、照明条件特定処理部８６による照明条件特定処理を示す図である。照明条件特定処理部８６は、後述のマーク認識条件設定部８７によるマーク認識条件の設定に適合した照明部７１の適合照明出力を特定する照明条件特定処理を実行する。照明条件特定処理部８６は、図３に示すように、照明領域抽出部８６１と照明出力特定部８６２とを有する。
図１３は、照明条件特定処理部８６による照明条件特定処理を示す図である。照明条件特定処理部８６は、後述のマーク認識条件設定部８７によるマーク認識条件の設定に適合した照明部７１の適合照明出力を特定する照明条件特定処理を実行する。照明条件特定処理部８６は、図３に示すように、照明領域抽出部８６１と照明出力特定部８６２とを有する。
（照明領域抽出部）
照明領域抽出部８６１は、画像変換処理部８５１によって生成されたモノクロ画像Ｇ２を構成する各画素の輝度値に基づいて、当該モノクロ画像Ｇ２において、所定の照明特定閾値ＴＩＳよりも大きい輝度値の画素群からなる照明特定領域ＲＩＴを抽出する。
照明領域抽出部８６１は、画像変換処理部８５１によって生成されたモノクロ画像Ｇ２を構成する各画素の輝度値に基づいて、当該モノクロ画像Ｇ２において、所定の照明特定閾値ＴＩＳよりも大きい輝度値の画素群からなる照明特定領域ＲＩＴを抽出する。
図１３に示す例では、照明領域抽出部８６１は、モノクロ画像Ｇ２を構成する画素群の輝度値分布を表す照明特定用ヒストグラムＨＩに基づいて、第１及び第２照明閾値ＴＩ１，ＴＩ２を決定する。照明領域抽出部８６１は、第１及び第２照明閾値ＴＩ１，ＴＩ２のうち、大きい値を示す第２照明閾値ＴＩ２を照明特定閾値ＴＩＳとして認識する。照明領域抽出部８６１は、照明特定用ヒストグラムＨＩに基づく照明閾値が１つである場合にはそれを照明特定閾値ＴＩＳとして認識する。一方、照明閾値が３以上の場合には、照明領域抽出部８６１は、最大値を示すものを照明特定閾値ＴＩＳとして認識する。
モノクロ画像Ｇ２は、第１照明閾値ＴＩ１よりも小さい輝度値の画素群からなる第１照明領域と、第１照明閾値ＴＩ１から照明特定閾値ＴＩＳまでの輝度値の画素群からなる第２照明領域ＲＩ２と、照明特定閾値ＴＩＳよりも大きい輝度値の画素群からなる照明特定領域ＲＩＴとを含んでいる。照明領域抽出部８６１は、モノクロ画像Ｇ２に含まれている照明特定領域ＲＩＴを抽出することになる。
なお、モノクロ画像Ｇ２において照明特定領域ＲＩＴには、最大輝度領域ＲＩＴ１と、それ以外の領域ＲＩＴ２とが含まれている。最大輝度領域ＲＩＴ１は、照明特定領域ＲＩＴにおいて、所定の輝度値を超える輝度値（例えば最大輝度値（２５５））を示す注目画素の画素群からなる領域である。一方、領域ＲＩＴ２は、照明特定領域ＲＩＴにおいて、前記最大輝度値と照明特定閾値ＴＩＳとの間の輝度値を示し、前記注目画素以外の画素群からなる領域である。
（照明出力特定部）
照明出力特定部８６２は、照明特定領域ＲＩＴ内の各画素において、最大輝度領域ＲＩＴ１を構成する注目画素の画素数の、照明特定領域ＲＩＴ内の画素の総画素数に対する比率である照明特定比率を演算する。そして、照明出力特定部８６２は、前記照明特定比率が所定の基準比率以下となる場合の照明部７１の照明出力を、前記適合照明出力として特定する。ここで、照明出力特定部８６２は、明るさが異なる複数のモノクロ画像Ｇ２の各々について前記照明特定比率を演算し、前記適合照明出力を特定する。前記複数のモノクロ画像Ｇ２は、照明部７１の照明出力を複数の条件で切替えてカラー画像撮像部７２により撮像された複数のマーク認識画像Ｇ１が画像変換処理部８５１によって画像変換されたものであってもよいし、照明部７１の照明出力の変化を疑似的に再現して明るさが調整されたものであってもよい。
照明出力特定部８６２は、照明特定領域ＲＩＴ内の各画素において、最大輝度領域ＲＩＴ１を構成する注目画素の画素数の、照明特定領域ＲＩＴ内の画素の総画素数に対する比率である照明特定比率を演算する。そして、照明出力特定部８６２は、前記照明特定比率が所定の基準比率以下となる場合の照明部７１の照明出力を、前記適合照明出力として特定する。ここで、照明出力特定部８６２は、明るさが異なる複数のモノクロ画像Ｇ２の各々について前記照明特定比率を演算し、前記適合照明出力を特定する。前記複数のモノクロ画像Ｇ２は、照明部７１の照明出力を複数の条件で切替えてカラー画像撮像部７２により撮像された複数のマーク認識画像Ｇ１が画像変換処理部８５１によって画像変換されたものであってもよいし、照明部７１の照明出力の変化を疑似的に再現して明るさが調整されたものであってもよい。
照明出力特定部８６２によって特定された前記適合照明出力は、マーク認識データに関連付けられて記憶部８４に記憶される。記憶部８４に記憶された前記適合照明出力は、マーク認識条件設定部８７によるマーク認識条件の設定の際に読み出される。
＜マーク認識条件設定部＞
マーク認識条件設定部８７は、画像処理部８５によるマーク認識画像Ｇ１に対する画像処理において、基準マークＦＭを画像認識する条件であるマーク認識条件を特定して設定する。マーク認識条件設定部８７は、図３に示すように、色相角特定部８７１と、２値化閾値特定部８７２と、彩度判定部８７３とを含む。
マーク認識条件設定部８７は、画像処理部８５によるマーク認識画像Ｇ１に対する画像処理において、基準マークＦＭを画像認識する条件であるマーク認識条件を特定して設定する。マーク認識条件設定部８７は、図３に示すように、色相角特定部８７１と、２値化閾値特定部８７２と、彩度判定部８７３とを含む。
（色相角特定部）
色相角特定部８７１は、ＨＳＶ画像Ｇ７のＨ成分の色相角の変化に応じて生成された複数のＲＧＢ画像Ｇ８（図１２）を用いて、マーク認識条件としての適合色相角を特定する。この色相角特定部８７１の処理について、図１２に加えて図１４を参照して説明する。図１４は、色相角特定部８７１の処理を説明するための図であって、色相角と色相適用差分との関係を示すグラフである。
色相角特定部８７１は、ＨＳＶ画像Ｇ７のＨ成分の色相角の変化に応じて生成された複数のＲＧＢ画像Ｇ８（図１２）を用いて、マーク認識条件としての適合色相角を特定する。この色相角特定部８７１の処理について、図１２に加えて図１４を参照して説明する。図１４は、色相角特定部８７１の処理を説明するための図であって、色相角と色相適用差分との関係を示すグラフである。
色相角特定部８７１は、前記複数のＲＧＢ画像Ｇ８の各々について、ＲＧＢの各色成分に分解し、色成分毎のＲ成分画像Ｇ８Ｒ、Ｇ成分画像Ｇ８Ｇ及びＢ成分画像Ｇ８Ｂを生成する（図１２参照）。Ｒ成分画像Ｇ８Ｒ、Ｇ成分画像Ｇ８Ｇ及びＢ成分画像Ｇ８Ｂは、例えば２５６階調で濃淡が表現されたグレースケール画像である。Ｒ成分画像Ｇ８Ｒ、Ｇ成分画像Ｇ８Ｇ及びＢ成分画像Ｇ８Ｂの各々は、マーク領域抽出部８５４がマーク認識画像Ｇ１において特定したマーク領域ＲＭに対応したマーク対応領域ＲＭＣを含んでいる。また、Ｒ成分画像Ｇ８Ｒ、Ｇ成分画像Ｇ８Ｇ及びＢ成分画像Ｇ８Ｂの各々は、マーク外周領域抽出部８５５がマーク認識画像Ｇ１において特定したマーク外周領域ＲＭＯに対応したマーク外周対応領域ＲＭＯＣを含んでいる。
色相角特定部８７１は、Ｒ成分画像Ｇ８Ｒ、Ｇ成分画像Ｇ８Ｇ及びＢ成分画像Ｇ８Ｂのうちの特定の色成分の画像である特定色成分画像に基づいて、前記適合色相角を特定する。本実施形態では、色相角特定部８７１は、Ｒ成分画像Ｇ８Ｒを特定色成分画像として認識する。そして、色相角特定部８７１は、Ｒ成分画像Ｇ８Ｒにおいて、マーク対応領域ＲＭＣ内の画素群の輝度値から計算される代表値（例えば平均輝度値）と、マーク外周対応領域ＲＭＯＣ内の画素群の輝度値から計算される代表値（例えば平均輝度値）との差分である色相適用差分を演算する。色相角特定部８７１は、演算によって求められた前記色相適用差分が、所定の基準輝度差ＬＤＳ以上となる場合の色相角を、前記適合色相角として特定する。図１４に示す例では、色相角特定部８７１は、前記色相適用差分が基準輝度差ＬＤＳ以上となる、例えば０度から１２０度までの範囲内での所定値を、前記適合色相角として特定する。
色相角特定部８７１は、前記色相適用差分が最大となる色相角を前記適合色相角として特定してもよい。しかし、色相角特定部８７１は、前記色相適用差分が基準輝度差ＬＤＳ以上となる角度範囲（０度から１２０度までの範囲）の中央付近の色相角（例えば６０度）を前記適合色相角として特定することが望ましい。
色相角特定部８７１によって特定された前記適合色相角は、マーク認識データに関連付けられて記憶部８４に記憶される。
（２値化閾値特定部）
２値化閾値特定部８７２は、後述のマーク認識部８８が基準マークＦＭに関するマーク認識データを取得する際に用いる２値化閾値を、マーク認識条件として特定する。図１５は、２値化閾値特定部８７２による２値化閾値ＴＢＢの特定の様子を示す図である。２値化閾値特定部８７２は、色相角特定部８７１によって特定された前記適合色相角に対応したＲ成分画像Ｇ８Ｒである注目Ｒ成分画像Ｇ９を認識する。注目Ｒ成分画像Ｇ９は、例えば２５６階調で濃淡が表現されたグレースケール画像である。注目Ｒ成分画像Ｇ９は、マーク領域抽出部８５４がマーク認識画像Ｇ１において特定したマーク領域ＲＭに対応したマーク対応領域ＲＭＣを含んでいる。また、注目Ｒ成分画像Ｇ９は、マーク外周領域抽出部８５５がマーク認識画像Ｇ１において特定したマーク外周領域ＲＭＯに対応したマーク外周対応領域ＲＭＯＣを含んでいる。そして、２値化閾値特定部８７２は、注目Ｒ成分画像Ｇ９を構成する各画素の輝度値に基づいて、マーク対応領域ＲＭＣとマーク外周対応領域ＲＭＯＣとを区別するための２値化閾値ＴＢＢを特定する。
２値化閾値特定部８７２は、後述のマーク認識部８８が基準マークＦＭに関するマーク認識データを取得する際に用いる２値化閾値を、マーク認識条件として特定する。図１５は、２値化閾値特定部８７２による２値化閾値ＴＢＢの特定の様子を示す図である。２値化閾値特定部８７２は、色相角特定部８７１によって特定された前記適合色相角に対応したＲ成分画像Ｇ８Ｒである注目Ｒ成分画像Ｇ９を認識する。注目Ｒ成分画像Ｇ９は、例えば２５６階調で濃淡が表現されたグレースケール画像である。注目Ｒ成分画像Ｇ９は、マーク領域抽出部８５４がマーク認識画像Ｇ１において特定したマーク領域ＲＭに対応したマーク対応領域ＲＭＣを含んでいる。また、注目Ｒ成分画像Ｇ９は、マーク外周領域抽出部８５５がマーク認識画像Ｇ１において特定したマーク外周領域ＲＭＯに対応したマーク外周対応領域ＲＭＯＣを含んでいる。そして、２値化閾値特定部８７２は、注目Ｒ成分画像Ｇ９を構成する各画素の輝度値に基づいて、マーク対応領域ＲＭＣとマーク外周対応領域ＲＭＯＣとを区別するための２値化閾値ＴＢＢを特定する。
図１５に示す例では、２値化閾値特定部８７２は、注目Ｒ成分画像Ｇ９を構成する画素群の輝度値分布を表す２値化特定用ヒストグラムＨＢＢに基づいて、２値化閾値ＴＢＢを特定する。注目Ｒ成分画像Ｇ９において、２値化閾値ＴＢＢよりも大きい輝度値の画素群からなる領域がマーク対応領域ＲＭＣとなる。
２値化閾値特定部８７２によって特定された前記２値化閾値ＴＢＢは、マーク認識データに関連付けられて記憶部８４に記憶される。記憶部８４に記憶された前記２値化閾値ＴＢＢは、後述のマーク認識部８８が基準マークＦＭに関するマーク認識データを取得する際に読み出される。
（彩度判定部）
彩度判定部８７３は、ＨＳＶ画像Ｇ７のＳ成分を示す彩度画像であるＳ成分画像Ｇ７Ｓ（図１０）を、基準マークＦＭの画像認識の際に用いるか否かを判定する。彩度判定部８７３は、Ｓ成分画像Ｇ７Ｓにおいて、マーク対応領域ＲＭＣ内の画素群の輝度値から計算される代表値（例えば平均輝度値）と、マーク外周対応領域ＲＭＯＣ内の画素群の輝度値から計算される代表値（例えば平均輝度値）との差分である彩度適用差分を算出する。そして、彩度判定部８７３は、前記彩度適用差分が前記適合色相角に対応した前記色相適用差分よりも大きい場合に、基準マークＦＭの画像認識の際にＳ成分画像Ｇ７Ｓを用いると判定し、その判定結果を示す彩度画像適用情報を出力する。
彩度判定部８７３は、ＨＳＶ画像Ｇ７のＳ成分を示す彩度画像であるＳ成分画像Ｇ７Ｓ（図１０）を、基準マークＦＭの画像認識の際に用いるか否かを判定する。彩度判定部８７３は、Ｓ成分画像Ｇ７Ｓにおいて、マーク対応領域ＲＭＣ内の画素群の輝度値から計算される代表値（例えば平均輝度値）と、マーク外周対応領域ＲＭＯＣ内の画素群の輝度値から計算される代表値（例えば平均輝度値）との差分である彩度適用差分を算出する。そして、彩度判定部８７３は、前記彩度適用差分が前記適合色相角に対応した前記色相適用差分よりも大きい場合に、基準マークＦＭの画像認識の際にＳ成分画像Ｇ７Ｓを用いると判定し、その判定結果を示す彩度画像適用情報を出力する。
彩度判定部８７３から前記彩度画像適用情報が出力された場合には、その彩度画像適用情報は、マーク認識データに関連付けられて記憶部８４に記憶される。
＜マーク認識部＞
マーク認識部８８は、２値化閾値特定部８７２により特定された２値化閾値ＴＢＢを用いて注目Ｒ成分画像Ｇ９に対して２値化処理を施して２値画像を生成する。２値画像には、注目Ｒ成分画像Ｇ９と同様に、マーク対応領域ＲＭＣ及びマーク外周対応領域ＲＭＯＣが含まれている。そして、マーク認識部８８は、その２値画像におけるマーク対応領域ＲＭＣの形状、外形サイズ、中心位置（座標）等を、マーク認識データとして取得する。マーク認識部８８が取得したマーク対応領域ＲＭＣの形状、外形サイズ及び中心位置等の情報は、マーク認識データとして記憶部８４に記憶される。
マーク認識部８８は、２値化閾値特定部８７２により特定された２値化閾値ＴＢＢを用いて注目Ｒ成分画像Ｇ９に対して２値化処理を施して２値画像を生成する。２値画像には、注目Ｒ成分画像Ｇ９と同様に、マーク対応領域ＲＭＣ及びマーク外周対応領域ＲＭＯＣが含まれている。そして、マーク認識部８８は、その２値画像におけるマーク対応領域ＲＭＣの形状、外形サイズ、中心位置（座標）等を、マーク認識データとして取得する。マーク認識部８８が取得したマーク対応領域ＲＭＣの形状、外形サイズ及び中心位置等の情報は、マーク認識データとして記憶部８４に記憶される。
なお、マーク認識部８８が実行する２値化処理は、注目Ｒ成分画像Ｇ９を構成する各画素において、２値化閾値ＴＢＢよりも大きい輝度値の画素群についてはその輝度値を最大輝度値（２５５）に変換し、２値化閾値ＴＢＢ以下の輝度値の画素群についてはその輝度値を最小輝度値（０）に変換して２値化する処理である。
［マーク認識装置の画像認識処理について］
次に、図１６のフローチャートを参照して、マーク認識装置６が実行する画像認識処理を説明する。まず、中央処理部８１は、信号入出力部８２を介したマーク認識指令信号の入力を把握する（ステップｓ１）。マーク認識指令信号は、マーク認識装置６による基準マークＦＭの画像認識処理の開始を指令する信号である。このマーク認識指令信号は、ヘッドユニット５による基板Ｐに対する部品搭載動作が実行される前に、部品実装装置１の実装制御装置からマーク認識装置６に向けて送信される。
次に、図１６のフローチャートを参照して、マーク認識装置６が実行する画像認識処理を説明する。まず、中央処理部８１は、信号入出力部８２を介したマーク認識指令信号の入力を把握する（ステップｓ１）。マーク認識指令信号は、マーク認識装置６による基準マークＦＭの画像認識処理の開始を指令する信号である。このマーク認識指令信号は、ヘッドユニット５による基板Ｐに対する部品搭載動作が実行される前に、部品実装装置１の実装制御装置からマーク認識装置６に向けて送信される。
信号入出力部８２を介してマーク認識指令信号が入力されると、中央処理部８１は、基板Ｐにおける基準マークＦＭの位置を示すマーク座標が既知であるか否かを判定する（ステップｓ２）。中央処理部８１は、基板Ｐに対応したマーク座標が記憶部８４に記憶されている場合や、マーク認識指令信号にマーク座標に関する情報が付加されている場合などに、マーク座標が既知であると判定する。マーク座標が既知であって記憶部８４に記憶されていない場合には、当該マーク座標は、マーク認識データと関連付けられて記憶部８４に記憶される（ステップｓ３）。マーク座標が既知ではない場合には、中央処理部８１は、マーク座標要求信号を出力する（ステップｓ２１）。中央処理部８１から出力されたマーク座標要求信号は、マーク座標の要求を示す信号であって、信号入出力部８２を介して実装制御装置に向けて送信される。マーク座標要求信号に応答するようにマーク座標が信号入出力部８２を介して入力されると（ステップｓ２２において「ＹＥＳ」の場合）、当該マーク座標は記憶部８４に記憶される（ステップｓ３）。
次に、中央処理部８１は、ヘッド移動案内信号を出力する（ステップｓ４）。中央処理部８１から出力されたヘッド移動案内信号は、ヘッドユニット５の移動を案内する信号であって、信号入出力部８２を介して実装制御装置に向けて送信される。ヘッド移動案内信号を受信した実装制御装置は、マーク認識カメラ７が基準マークＦＭの直上付近に配置されるように、マーク座標を目印としてヘッドユニット５を移動させる。
ヘッドユニット５の移動が完了すると、中央処理部８１は、照明条件特定処理（ステップｓ５）、マーク領域特定処理（ステップｓ６）、マーク認識条件設定処理（ステップｓ７）、及びマーク認識処理（ステップｓ８）を順次実行する。中央処理部８１がステップｓ５からステップｓ８までの各処理を実行した場合、その中央処理部８１の制御によって、マーク認識カメラ７、信号入出力部８２、データ通信部８３、記憶部８４、画像処理部８５、照明条件特定処理部８６、マーク認識条件設定部８７、及びマーク認識部８８の各構成要素が動作する。
＜照明条件特定処理＞
中央処理部８１が実行するステップｓ５の照明条件特定処理について、図１７のフローチャートを参照して説明する。まず、マーク認識カメラ７は、照明部７１の照明出力を最大値に設定する（ステップｓ５１）。そして、マーク認識カメラ７は、基板Ｐ上に配置された基準マークＦＭの近傍を上方から撮像し、図４に示すマーク認識画像Ｇ１を生成する（ステップｓ５２）。撮像後のマーク認識画像Ｇ１は、データ通信部８３を介してマーク認識制御部８に入力される。
中央処理部８１が実行するステップｓ５の照明条件特定処理について、図１７のフローチャートを参照して説明する。まず、マーク認識カメラ７は、照明部７１の照明出力を最大値に設定する（ステップｓ５１）。そして、マーク認識カメラ７は、基板Ｐ上に配置された基準マークＦＭの近傍を上方から撮像し、図４に示すマーク認識画像Ｇ１を生成する（ステップｓ５２）。撮像後のマーク認識画像Ｇ１は、データ通信部８３を介してマーク認識制御部８に入力される。
マーク認識画像Ｇ１が入力されると、画像変換処理部８５１は、当該マーク認識画像Ｇ１を図４に示すモノクロ画像Ｇ２に変換する（ステップｓ５３）。次に、照明領域抽出部８６１は、モノクロ画像Ｇ２において、図１３に示す照明特定領域ＲＩＴを抽出する（ステップｓ５４）。そして、照明出力特定部８６２は、照明特定領域ＲＩＴ内の各画素において、最大輝度領域ＲＩＴ１を構成する注目画素の画素数の、照明特定領域ＲＩＴ内の画素の総画素数に対する比率である照明特定比率を演算する。照明出力特定部８６２は、演算によって求めた照明特定比率が所定の基準比率以下であるか否かを判定する（ステップｓ５５）。
照明出力特定部８６２は、前記照明特定比率が基準比率以下である場合（ステップｓ５５で「ＹＥＳ」の場合）には、その照明出力を適合照明出力として特定する（ステップｓ５６）。照明出力特定部８６２によって特定された適合照明出力は、マーク認識データに関連付けられて記憶部８４に記憶される（ステップｓ５７）。一方、前記照明特定比率が基準比率以下ではない場合（ステップｓ５５で「ＮＯ」の場合）を想定する。この場合、マーク認識カメラ７において照明部７１の照明出力が変化され（ステップｓ５５１）、前記照明特定比率が基準比率以下となるまでステップｓ５２からステップｓ５５までの各処理が繰り返される。
照明出力特定部８６２によって適合照明出力が特定され、その適合照明出力が記憶部８４に記憶されると、照明条件特定処理は終了する。
＜マーク領域特定処理＞
中央処理部８１が実行するステップｓ６のマーク領域特定処理について、図１８のフローチャートを参照して説明する。まず、マーク認識カメラ７は、照明部７１の照明出力を適合照明出力に設定し、その条件下での撮像によってマーク認識画像Ｇ１を生成する（ステップｓ６１）。この適合照明出力の条件下で撮像されたマーク認識画像Ｇ１は、マーク領域特定処理におけるステップｓ６１以降の各ステップで利用されると共に、当該マーク領域特定処理後の後述のマーク認識条件設定処理の実行時に利用される。これにより、過照度の照明に由来した色飛び（白飛び）の発生が抑制されたマーク認識画像Ｇ１に基づいて、マーク領域ＲＭの特定やマーク認識条件の設定を行うことができる。
中央処理部８１が実行するステップｓ６のマーク領域特定処理について、図１８のフローチャートを参照して説明する。まず、マーク認識カメラ７は、照明部７１の照明出力を適合照明出力に設定し、その条件下での撮像によってマーク認識画像Ｇ１を生成する（ステップｓ６１）。この適合照明出力の条件下で撮像されたマーク認識画像Ｇ１は、マーク領域特定処理におけるステップｓ６１以降の各ステップで利用されると共に、当該マーク領域特定処理後の後述のマーク認識条件設定処理の実行時に利用される。これにより、過照度の照明に由来した色飛び（白飛び）の発生が抑制されたマーク認識画像Ｇ１に基づいて、マーク領域ＲＭの特定やマーク認識条件の設定を行うことができる。
マーク認識画像Ｇ１が生成されると、減色処理部８５２は、当該マーク認識画像Ｇ１の色を減らす減色処理を実行し、図８に示す減色カラー画像Ｇ５を生成する（ステップｓ６２）。減色処理部８５２は、フルカラー画像であるマーク認識画像Ｇ１に対する直接的な減色処理によって減色カラー画像Ｇ５を生成するものではなく、ＲＧＢの色成分画像Ｇ３Ｒ，Ｇ３Ｇ，Ｇ３Ｂ毎に階調数を減らす処理を施して減色カラー画像Ｇ５を生成する。これにより、例えば５１２色のフルカラー画像を２５６色に減色し、更に２５６色から１２８色へと減色するような減色処理を繰り返す必要がなくなるから、減色処理部８５２による減色処理の効率化が図られる。
次に、ラベリング処理部８５３は、減色カラー画像Ｇ５を色毎に複数の色領域ＲＣ１，ＲＣ２，ＲＣ３，ＲＣ４に分割する（ステップｓ６３）。そして、ラベリング処理部８５３は、減色カラー画像Ｇ５の各色領域ＲＣ１，ＲＣ２，ＲＣ３，ＲＣ４にラベルを付与するラベリング処理を実行し、図９に示すラベル付与画像Ｇ６を生成する（ステップｓ６４）。
ラベル付与画像Ｇ６が生成されると、マーク領域抽出部８５４は、マーク座標が既知であるか否かを判定する（ステップｓ６５）。マーク領域抽出部８５４は、記憶部８４にマーク座標が記憶されている場合には、マーク座標が既知であると判定する。この場合、マーク領域抽出部８５４は、ラベル付与画像Ｇ６のマーク座標に対応した位置において、所定の形状を示す特徴領域ＲＣＳの抽出を試みる（ステップｓ６６）。特徴領域ＲＣＳの抽出ができた場合（ステップｓ６６で「ＹＥＳ」の場合）には、マーク領域抽出部８５４は、当該特徴領域ＲＣＳに対応したマーク認識画像Ｇ１の領域をマーク領域ＲＭとして特定する（ステップｓ６７）。そして、マーク外周領域抽出部８５５は、マーク認識画像Ｇ１において、マーク領域ＲＭの外周領域となるマーク外周領域ＲＭＯを特定する（ステップｓ６８）。
ステップｓ６６において特徴領域ＲＣＳの抽出ができなかった場合（「ＮＯ」の場合）には、ステップｓ６２に処理が戻されて、減色処理部８５２による減色処理のリトライ処理が行われる。減色処理部８５２のリトライ処理においては、階調数調整部８５２３によるＲ成分画像Ｇ３Ｒ、Ｇ成分画像Ｇ３Ｇ及びＢ成分画像Ｇ３Ｂに対する階調数の調整アルゴリズムが切り替えられる。具体的には、Ｒ成分画像Ｇ３Ｒ、Ｇ成分画像Ｇ３Ｇ及びＢ成分画像Ｇ３Ｂの各色成分画像において、色成分分割領域毎にその領域内の各画素の輝度値を所望の輝度値に変換するときに、当該所望の輝度値を平均輝度値に対して変化させる。これにより、階調調整Ｒ成分画像Ｇ４Ｒ、階調調整Ｇ成分画像Ｇ４Ｇ及び階調調整Ｂ成分画像Ｇ４Ｂにおいて、Ｒ成分画像Ｇ３Ｒ、Ｇ成分画像Ｇ３Ｇ及びＢ成分画像Ｇ３Ｂに対する階調数の減少度を調整することができる。従って、減色処理部８５２によって生成される減色カラー画像Ｇ５において、マーク認識画像Ｇ１に対する減色度が調整される。
また、ステップｓ６５においてマーク座標が既知ではなかった場合（「ＮＯ」の場合）を想定する。この場合、マーク領域抽出部８５４は、減色カラー画像Ｇ５の各色領域ＲＣ１，ＲＣ２，ＲＣ３，ＲＣ４に対応したラベル付与画像Ｇ６のラベル付与部分の形状を判定する（ステップｓ６５１）。そして、マーク領域抽出部８５４は、ラベル付与画像Ｇ６において所定の形状を示す特徴領域ＲＣＳの抽出を試みる（ステップｓ６５２）。特徴領域ＲＣＳの抽出ができなかった場合（ステップｓ６５２で「ＮＯ」の場合）には、ステップｓ６２に処理が戻されて、減色処理部８５２による上記のリトライ処理が行われる。
一方、特徴領域ＲＣＳの抽出ができた場合（ステップｓ６５２で「ＹＥＳ」の場合）には、マーク領域抽出部８５４は、その抽出個数が１個であるか否かを判定する（ステップｓ６５３）。特徴領域ＲＣＳの抽出個数が１個の場合には、マーク領域抽出部８５４は、当該特徴領域ＲＣＳに対応したマーク認識画像Ｇ１の領域をマーク領域ＲＭとして特定する（ステップｓ６７）。そして、マーク外周領域抽出部８５５は、マーク認識画像Ｇ１において、マーク領域ＲＭの外周領域となるマーク外周領域ＲＭＯを特定する（ステップｓ６８）。
特徴領域ＲＣＳの抽出個数が１個ではなく複数個の場合（ステップｓ６５３で「ＮＯ」の場合）には、特徴領域選択指示信号が入力されるまで待機する（ステップｓ６５３１）。特徴領域選択指示信号は、オペレーターの入力操作に基づき信号入出力部８２を介して入力されるものであって、複数個の特徴領域ＲＣＳから１個を選択する指示を示す信号である。特徴領域選択指示信号が入力されて１個の特徴領域ＲＣＳが選択されると、マーク領域抽出部８５４は、当該特徴領域ＲＣＳに対応したマーク認識画像Ｇ１の領域をマーク領域ＲＭとして特定する（ステップｓ６７）。そして、マーク外周領域抽出部８５５は、マーク認識画像Ｇ１において、マーク領域ＲＭの外周領域となるマーク外周領域ＲＭＯを特定する（ステップｓ６８）。
以上説明した通り、マーク領域抽出部８５４は、マーク認識画像Ｇ１に対して減色された減色カラー画像Ｇ５に基づいて、マーク領域ＲＭを特定する。これにより、マーク領域抽出部８５４によるマーク領域ＲＭの特定処理の効率化が図られる。
また、マーク領域抽出部８５４は、色領域ＲＣ１，ＲＣ２，ＲＣ３，ＲＣ４毎にラベルが付与された減色カラー画像Ｇ５であるラベル付与画像Ｇ６を用いて特徴領域ＲＣＳを抽出し、その特徴領域ＲＣＳに対応したマーク領域ＲＭを特定する。マーク領域抽出部８５４は、減色カラー画像Ｇ５においてマーク領域ＲＭに対応した特徴領域ＲＣＳを抽出する際に、色領域ＲＣ１，ＲＣ２，ＲＣ３，ＲＣ４毎に付与されたラベルを目印とすることができる。これにより、マーク領域抽出部８５４によるマーク領域ＲＭの特定の精度が向上する。
＜マーク認識条件設定処理＞
中央処理部８１が実行するステップｓ７のマーク認識条件設定処理について、図１９のフローチャートを参照して説明する。マーク認識条件設定処理が実行されるときには、適合照明出力の条件下で撮像されたマーク認識画像Ｇ１において、マーク領域ＲＭ及びマーク外周領域ＲＭＯが特定されている。色空間変換部８５６は、このようなマーク認識画像Ｇ１を図１０に示すＨＳＶ画像Ｇ７に変換する（ステップｓ７１）。そして、色空間変換部８５６は、ＨＳＶ画像Ｇ７のＨ成分を示す色相の色相角を０度から３６０度までの範囲で変化させ（ステップｓ７２）、この場合の各画像を図１２に示すＲＧＢ画像Ｇ８に変換する（ステップｓ７３）。
中央処理部８１が実行するステップｓ７のマーク認識条件設定処理について、図１９のフローチャートを参照して説明する。マーク認識条件設定処理が実行されるときには、適合照明出力の条件下で撮像されたマーク認識画像Ｇ１において、マーク領域ＲＭ及びマーク外周領域ＲＭＯが特定されている。色空間変換部８５６は、このようなマーク認識画像Ｇ１を図１０に示すＨＳＶ画像Ｇ７に変換する（ステップｓ７１）。そして、色空間変換部８５６は、ＨＳＶ画像Ｇ７のＨ成分を示す色相の色相角を０度から３６０度までの範囲で変化させ（ステップｓ７２）、この場合の各画像を図１２に示すＲＧＢ画像Ｇ８に変換する（ステップｓ７３）。
次に、色相角特定部８７１は、色相角の変化に応じた複数のＲＧＢ画像Ｇ８の各々において、ＲＧＢの各色成分に分解してＲ成分画像Ｇ８Ｒを生成し、そのＲ成分画像Ｇ８Ｒに基づいて、適合色相角を特定する（ステップｓ７４）。具体的には、色相角特定部８７１は、Ｒ成分画像Ｇ８Ｒにおいて、マーク対応領域ＲＭＣ内の画素群の例えば平均輝度値と、マーク外周対応領域ＲＭＯＣ内の画素群の例えば平均輝度値との差分である色相適用差分を演算する。そして、色相角特定部８７１は、演算によって求められた前記色相適用差分が、最大または所定の基準輝度差ＬＤＳ以上となる場合の色相角を、前記適合色相角として特定する。
このように、色相角特定部８７１により特定される適合色相角は、Ｒ成分画像Ｇ８Ｒにおける前記色相適用差分が最大または基準輝度差ＬＤＳ以上となる場合の色相角である。このため、Ｈ成分を示す色相の色相角が適合色相角とされたＨＳＶ画像Ｇ７に基づき変換されたＲＧＢ画像Ｇ８においては、マーク対応領域ＲＭＣがマーク外周対応領域ＲＭＯＣに対して強調されたものとなる。このようなＨＳＶ画像Ｇ７から変換されたＲＧＢ画像Ｇ８に基づく画像認識によって、基準マークＦＭを高精度に認識することができる。ここで、基準マークＦＭを画像認識する際のマーク認識条件となる適合色相角は、オペレーターの入力操作によって設定されるのではなく、色相角特定部８７１によって自動的に特定される。このため、オペレーターの設定作業に起因した、マーク認識条件の設定のばらつきが生じることが抑制される。
次に、彩度判定部８７３は、ＨＳＶ画像Ｇ７のＳ成分を示すＳ成分画像Ｇ７Ｓを、基準マークＦＭの画像認識の際に用いるか否かを判定する（ステップｓ７５）。彩度判定部８７３は、Ｓ成分画像Ｇ７Ｓにおいて、マーク対応領域ＲＭＣ内の画素群の例えば平均輝度値と、マーク外周対応領域ＲＭＯＣ内の画素群の例えば平均輝度値との差分である彩度適用差分を算出する。そして、彩度判定部８７３は、前記彩度適用差分が前記適合色相角に対応した前記色相適用差分よりも大きい場合に、基準マークＦＭの画像認識の際にＳ成分画像Ｇ７Ｓを用いると判定する（ステップｓ７５で「ＹＥＳ」）。この場合、彩度判定部８７３は、その判定結果を示す彩度画像適用情報を出力する。彩度判定部８７３から前記彩度画像適用情報が出力された場合には、その彩度画像適用情報は、マーク認識データに関連付けられて記憶部８４に記憶される（ステップｓ７５１）。
例えば、広範囲の色成分を含んだ色（白色）の基板Ｐに基準マークＦＭが配置されている場合を想定する。この場合、Ｈ成分を示す色相の色相角が適合色相角とされたＨＳＶ画像Ｇ７に基づき変換されたＲＧＢ画像Ｇ８において、マーク対応領域ＲＭＣがマーク外周対応領域ＲＭＯＣに対して強調されたものが得にくいことが想定される。このような場合には、彩度判定部８７３は、基準マークＦＭの画像認識の際にＳ成分画像Ｇ７Ｓを用いると判定する。これにより、マーク対応領域ＲＭＣがマーク外周対応領域ＲＭＯＣに対して強調されたものを得ることができる。
ステップｓ７５においてＳ成分画像Ｇ７Ｓを用いないと判定された場合（「ＮＯ」の場合）、ステップｓ７４において色相角特定部８７１によって特定された前記適合色相角が、マーク認識データに関連付けられて記憶部８４に記憶される（ステップｓ７６）。
前記適合色相角が記憶部８４に記憶されると、２値化閾値特定部８７２は、前記適合色相角に対応したＲ成分画像Ｇ８Ｒである、図１５に示す注目Ｒ成分画像Ｇ９を認識する。そして、２値化閾値特定部８７２は、注目Ｒ成分画像Ｇ９を構成する各画素の輝度値に基づいて、マーク対応領域ＲＭＣとマーク外周対応領域ＲＭＯＣとを区別するための２値化閾値ＴＢＢを特定する（ステップｓ７７）。２値化閾値特定部８７２によって特定された２値化閾値ＴＢＢは、マーク認識データに関連付けられて記憶部８４に記憶される（ステップｓ７８）。記憶部８４に記憶された２値化閾値ＴＢＢは、後述のマーク認識処理の実行時に用いられる。
＜マーク認識処理＞
中央処理部８１が実行するステップｓ８のマーク認識処理について、図２０のフローチャートを参照して説明する。まず、マーク認識部８８は、２値化閾値特定部８７２により特定された２値化閾値ＴＢＢを用いて注目Ｒ成分画像Ｇ９に対して２値化処理を施して２値画像を生成する（ステップｓ８１）。
中央処理部８１が実行するステップｓ８のマーク認識処理について、図２０のフローチャートを参照して説明する。まず、マーク認識部８８は、２値化閾値特定部８７２により特定された２値化閾値ＴＢＢを用いて注目Ｒ成分画像Ｇ９に対して２値化処理を施して２値画像を生成する（ステップｓ８１）。
次に、マーク認識部８８は、基準マークＦＭのマーク形状及び外形サイズが既知であるか否かを判定する（ステップｓ８２）。マーク形状及び外形サイズが既知である場合には、マーク認識部８８は、それらの情報を、マーク対応領域ＲＭＣの形状及び外形サイズを示すマーク認識データとして取得する。一方、マーク形状及び外形サイズが既知ではない場合には、マーク認識部８８は、２値画像におけるマーク対応領域ＲＭＣの形状及び外形サイズを、マーク認識データとして取得する（ステップｓ８２１）。マーク認識部８８が取得したマーク対応領域ＲＭＣの形状及び外形サイズの情報は、マーク認識データとして記憶部８４に記憶される（ステップｓ８３）。
次に、マーク認識部８８は、基準マークＦＭのマーク中心位置が既知であるか否かを判定する（ステップｓ８４）。マーク中心位置が既知である場合には、マーク認識部８８は、その情報を、マーク対応領域ＲＭＣの中心位置を示すマーク認識データとして取得する。一方、マーク中心位置が既知ではない場合には、マーク認識部８８は、２値画像におけるマーク対応領域ＲＭＣの中心位置を、マーク認識データとして取得する（ステップｓ８４１）。マーク認識部８８が取得したマーク対応領域ＲＭＣの中心位置の情報は、マーク認識データとして記憶部８４に記憶される（ステップｓ８５）。
以上説明した通り、マーク認識部８８は、基準マークＦＭの画像認識結果を示すマーク認識データとして、マーク対応領域ＲＭＣの形状、外形サイズ及び中心位置を取得する。これにより、基準マークＦＭの形状、外形サイズ及び中心位置に関する情報について、オペレーターの入力操作が不要となる。このため、オペレーターの入力操作の作業負担を軽減することができると共に、入力ミス等に起因した基準マークＦＭに関する設定のばらつきが生じることが抑制される。
マーク認識装置６による基準マークＦＭの画像認識が終了すると、ヘッドユニット５の基板Ｐに対する部品搭載動作が実行される。マーク認識装置６は、上記の通り、基板Ｐ上に配置された基準マークＦＭの画像認識を高精度に実施することが可能である。これにより、ヘッドユニット５は、マーク認識装置６による基準マークＦＭの認識結果に基づいて、位置ズレが生じないように部品を基板Ｐ上の所定位置に搭載することができる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば次のような変形実施形態を採ることができる。
上記の実施形態においては、基板Ｐに所定の処理を施す処理装置として、基板Ｐ上に部品を搭載する部品実装装置１について説明したが、これに限定されるものではない。処理装置の他の例としては、基板に半田を印刷する印刷装置、部品接着用の接着剤を基板に塗布する塗布装置などを挙げることができる。
１ 部品実装装置（処理装置）
２ 本体フレーム
３ コンベア（搬送部）
４ 部品供給装置
５ ヘッドユニット
６ マーク認識装置
７ マーク認識カメラ（撮像カメラ）
７１ 照明部
７２ カラー画像撮像部
８ マーク認識制御部
８５ 画像処理部
８５１ 画像変換処理部
８５２ 減色処理部
８５２１ 色分解部
８５２２ 領域分割部
８５２３ 階調数調整部
８５２４ 減色画像生成部
８５３ ラベリング処理部
８５４ マーク領域抽出部（領域抽出部）
８５５ マーク外周領域抽出部（領域抽出部）
８５６ 色空間変換部
８６ 照明条件特定処理部
８６１ 照明領域抽出部
８６２ 照明出力特定部
８７ マーク認識条件設定部
８７１ 色相角特定部
８７２ ２値化閾値特定部
８７３ 彩度判定部
８８ マーク認識部
ＦＭ 基準マーク
Ｇ１ マーク認識画像
Ｇ２ モノクロ画像
Ｇ３Ｒ Ｒ成分画像
Ｇ３Ｇ Ｇ成分画像
Ｇ３Ｂ Ｂ成分画像
Ｇ４Ｒ 階調調整Ｒ成分画像
Ｇ４Ｇ 階調調整Ｇ成分画像
Ｇ４Ｂ 階調調整Ｂ成分画像
Ｇ５ 減色カラー画像
Ｇ６ ラベル付与画像
Ｇ７ ＨＳＶ画像
Ｇ７Ｈ Ｈ成分画像
Ｇ７Ｓ Ｓ成分画像（彩度画像）
Ｇ７Ｖ Ｖ成分画像
Ｇ８ ＲＧＢ画像
Ｇ９ 注目Ｒ成分画像
ＲＭ マーク領域
ＲＭＯ マーク外周領域
ＲＭＣ マーク対応領域
ＲＭＯＣ マーク外周対応領域
２ 本体フレーム
３ コンベア（搬送部）
４ 部品供給装置
５ ヘッドユニット
６ マーク認識装置
７ マーク認識カメラ（撮像カメラ）
７１ 照明部
７２ カラー画像撮像部
８ マーク認識制御部
８５ 画像処理部
８５１ 画像変換処理部
８５２ 減色処理部
８５２１ 色分解部
８５２２ 領域分割部
８５２３ 階調数調整部
８５２４ 減色画像生成部
８５３ ラベリング処理部
８５４ マーク領域抽出部（領域抽出部）
８５５ マーク外周領域抽出部（領域抽出部）
８５６ 色空間変換部
８６ 照明条件特定処理部
８６１ 照明領域抽出部
８６２ 照明出力特定部
８７ マーク認識条件設定部
８７１ 色相角特定部
８７２ ２値化閾値特定部
８７３ 彩度判定部
８８ マーク認識部
ＦＭ 基準マーク
Ｇ１ マーク認識画像
Ｇ２ モノクロ画像
Ｇ３Ｒ Ｒ成分画像
Ｇ３Ｇ Ｇ成分画像
Ｇ３Ｂ Ｂ成分画像
Ｇ４Ｒ 階調調整Ｒ成分画像
Ｇ４Ｇ 階調調整Ｇ成分画像
Ｇ４Ｂ 階調調整Ｂ成分画像
Ｇ５ 減色カラー画像
Ｇ６ ラベル付与画像
Ｇ７ ＨＳＶ画像
Ｇ７Ｈ Ｈ成分画像
Ｇ７Ｓ Ｓ成分画像（彩度画像）
Ｇ７Ｖ Ｖ成分画像
Ｇ８ ＲＧＢ画像
Ｇ９ 注目Ｒ成分画像
ＲＭ マーク領域
ＲＭＯ マーク外周領域
ＲＭＣ マーク対応領域
ＲＭＯＣ マーク外周対応領域
Claims (11)
- 基板上に配置された基準マークを認識するマーク認識装置であって、
前記基準マークが含まれる前記基板上の所定のマーク配置領域を照明する照明部と、前記マーク配置領域を撮像し、当該マーク配置領域からの反射光に基づきカラーのマーク認識画像を生成するカラー画像撮像部と、を有する撮像カメラと、
前記マーク認識画像に画像処理を施す画像処理部と、
前記画像処理部による前記画像処理において、前記マーク認識画像上で前記基準マークを画像認識する条件であるマーク認識条件を特定し設定するマーク認識条件設定部と、を備え、
前記画像処理部は、前記マーク認識画像において、前記基準マークの領域を示すマーク領域と、前記マーク領域を取り囲む所定範囲のマーク外周領域とを抽出する領域抽出部を含み、
前記マーク認識条件設定部は、前記マーク認識画像に対応した特定の色成分の画像である特定色成分画像に基づいて、前記マーク認識条件としての適合色相角を特定する色相角特定部を含み、
前記色相角特定部は、前記特定色成分画像において、前記マーク領域に対応したマーク対応領域内の画素群の輝度値から計算される代表値と、前記マーク外周領域に対応したマーク外周対応領域内の画素群の輝度値から計算される代表値との差分である色相適用差分が、最大または所定の基準輝度差以上となる場合の色相角を、前記適合色相角として特定する、マーク認識装置。 - 前記画像処理部は、前記マーク認識画像の色を減らす減色処理を実行し、前記マーク認識画像に対して減色された減色カラー画像を生成する減色処理部を、更に含み、
前記領域抽出部は、前記減色カラー画像において所定の形状を示す特徴領域を抽出し、その特徴領域に対応した前記マーク認識画像の領域を前記マーク領域として特定する、請求項１に記載のマーク認識装置。 - 前記減色処理部は、
前記マーク認識画像をＲＧＢの各色成分に分解し、色成分毎の色成分画像を生成する色分解部と、
前記色成分画像を構成する各画素の輝度値に基づいて、前記色成分画像毎に複数の色成分分割領域に分割する領域分割部と、
前記色成分画像において、前記色成分分割領域毎にその領域内の各画素の輝度値を当該領域内の画素群の輝度値から計算される代表値に変換し、前記色成分画像毎に階調数を減らした階調調整色成分画像を生成する階調数調整部と、
前記各階調調整色成分画像を合成し、前記減色カラー画像を生成する減色画像生成部と、を有する、請求項２に記載のマーク認識装置。 - 前記減色処理部は、
前記マーク認識画像をＨＳＶ画像に変換してＨＳＶの各色成分に分解し、色成分毎の色成分画像を生成する色分解部と、
前記色成分画像を構成する各画素の輝度値に基づいて、前記色成分画像毎に複数の色成分分割領域に分割する領域分割部と、
前記色成分画像において、前記色成分分割領域毎にその領域内の各画素の輝度値を当該領域内の画素群の輝度値から計算される代表値に変換し、前記色成分画像毎に階調数を減らした階調調整色成分画像を生成する階調数調整部と、
前記各階調調整色成分画像をＲＧＢ画像に変換して合成し、前記減色カラー画像を生成する減色画像生成部と、を有する、請求項２に記載のマーク認識装置。 - 前記画像処理部は、前記減色カラー画像を色毎に複数の色領域に分割し、前記複数の色領域の各々にラベルを付与するラベリング処理を実行するラベリング処理部を、更に含み、
前記領域抽出部は、前記ラベリング処理後の前記減色カラー画像において、前記特徴領域を抽出する、請求項２～４のいずれか１項に記載のマーク認識装置。 - 前記減色処理部は、前記領域抽出部による前記特徴領域の抽出ができなかった場合に、前記マーク認識画像に対する減色度が調整されるように、前記減色処理のリトライ処理を実行する、請求項２に記載のマーク認識装置。
- 前記マーク認識条件設定部は、前記適合色相角に対応した前記特定色成分画像である注目色成分画像を構成する各画素の輝度値に基づいて、前記マーク対応領域と前記マーク外周対応領域とを区別するための２値化閾値を、前記マーク認識条件として特定する２値化閾値特定部を、更に含み、
前記２値化閾値を用いて前記注目色成分画像に対して２値化処理を施して２値画像を生成し、その２値画像におけるマーク対応領域の形状、外形サイズ及び中心位置を、マーク認識データとして取得するマーク認識部を、更に備える、請求項１～６のいずれか１項に記載のマーク認識装置。 - 前記マーク認識条件設定部は、彩度画像を、前記基準マークの画像認識の際に用いるか否かを判定する彩度判定部を、更に含み、
前記彩度判定部は、前記彩度画像において、前記マーク領域に対応したマーク対応領域内の画素群の輝度値から計算される代表値と、前記マーク外周領域に対応したマーク外周対応領域内の画素群の輝度値から計算される代表値との差分である彩度適用差分を算出し、当該彩度適用差分が前記色相適用差分よりも大きい場合に、前記基準マークの画像認識の際に前記彩度画像を用いると判定する、請求項１～７のいずれか１項に記載のマーク認識装置。 - 前記マーク認識条件設定部による前記マーク認識条件の特定に適合した前記照明部の適合照明出力を特定する照明条件特定処理部を、更に備え、
前記画像処理部は、前記マーク認識画像をモノクロ画像に変換する画像変換処理部を、更に含み、
前記照明条件特定処理部は、
前記モノクロ画像を構成する各画素の輝度値に基づいて、当該モノクロ画像において、所定の閾値よりも大きい輝度値の画素群からなる照明特定領域を抽出する照明領域抽出部と、
前記照明特定領域内の各画素において、所定の輝度値を超える輝度値を示す注目画素の画素数の、前記照明特定領域内の画素の総画素数に対する比率である照明特定比率が、所定の基準比率以下となる場合の前記照明部の照明出力を、前記適合照明出力として特定する照明出力特定部と、を有する、請求項１～８のいずれか１項に記載のマーク認識装置。 - 前記照明出力特定部は、明るさが異なる複数の前記モノクロ画像の各々について前記照明特定比率を演算するように構成され、
複数の前記モノクロ画像は、前記照明部の照明出力を複数の条件で切替えて前記カラー画像撮像部により撮像された複数の前記マーク認識画像が前記画像変換処理部によって変換されたもの、又は、前記照明部の照明出力の変化を疑似的に再現して明るさが調整されたものである、請求項９に記載のマーク認識装置。 - 基準マークが配置された基板を搬送する搬送部と、
前記基板上の前記基準マークを認識する、請求項１～１０のいずれか１項に記載のマーク認識装置と、
前記マーク認識装置による前記基準マークの認識結果に基づいて、前記基板上の所定領域に処理を施すヘッドユニットと、を備える、処理装置。
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