JPH03225212A - 部品認識装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、部品認識装置に関し、特に画像１３号を処
理することによって、撮像装置の視野内にある１１イ＄
品の形状を抽出し、その部品の位置を認識する装置に関
するものである。

（従来の技術］ プリントｌみ仮に実装された電子部品の装着状態を検貞
するため、第５図に示すような装置が特開昭６：ｌ−１
８２０６号公報に促案されている１図において、（１）
は基板で例えばプリント基板、（２）は辺部をイ１する
被検部品で例えば電子部品、（３ａ）　、　　（３ｂ）
は電子部品（２）に対して異なる辺部に影を形成するこ
とのできるように、２方向から光を照射する光源、（４
）は光源（３ａ１．　（３ｂｌからの光照射による電ｒ
一部品の影像を撮像し電気信号に変換する光電変換器で
、例えばブレビカメラ、（５ａ）、　　（５ｂｌは光電
変換器（４）で出力した画像信号を記憶する第１、第２
画像メモリ、（１２）は画像処理する画像処理装置であ
り、引算装置（１１）、演算装置（６）０判定装置（７
）を備えている。光源（３ａ）、　（３ｂｌ及び光電変
換器（４）は、光源（３ａ１．（３ｂ）と光電変換器（
４）とを結ぶ延長線が電子部品（２）の配設方向に対し
て傾斜するように配設されている。

１道米の装置は上記のように構成され、得られた画像と
基準画像を比較する事によって部品の位置や形状などを
検出するようになっている。即ち、先ず被検部品（２）
を設置し、一方の光源（３ａ）を点灯し被検部品（２）
を照射する。ついでこの光源射面の画像をテレビカメラ
（４）で撮像し、電気信号にｆ換して第１画像メモリ（
５ａ）に記憶させる０次に光源（３ａ）を消灯し、もう
一方の光源（３ｂ）を点灯し、光熱射面の画像をテレビ
カメラ（４）で撮像する。これを電気信号に変換して第
２画像メモリ（５ｂ）に記憶させる。これらに記憶され
た両画像信号゛のそれぞれ対応する画素の出ノ月１４の
差を引算装；ｎ１１１）で演算し、差画像とする。この
差画像からぷ１算装置（６）で部品（２）の位置を求め
、その結果を判定装置（７）に人力し、予め格納し、で
ある基へｒＸ値と比較ｆｌＪ定する。

〔発明が解決しようとする課題〕 上記の様な従来の部品認識装置では、Ｈ：ＩＳ品の１？
景に半田付バットかぁ−）で明るい位置の部品の影も、
ｆｌに゛１−１０付バットがなく１１８い位置の２１１
−品の影も同時に処理しており、ｆ？ｆ７１の明るさが
）４なる画像から同じ閾値で影を抽出しなければならな
いので、（Ａ　ｈｒｉの設定できる範囲が狭く、認識率
が悪くなるという問題点があった。

この発明はかかる問題点を解決するためになされたもの
で、部品の形状や位置を精度良く確実に認識できる部品
認識装置を堤供することを目的と１−る。

［課題を解決するための手段］ この発明による部品認識装置は、辺部を有する：１１を
品の異なる辺部に影を形成することのできる２３個以上
の光源、光源の照射による部品の辺部の影像を１最像し
て電気１９号に変換する九−に変換器、光電変換器で出
力した画像信号を記憶する画像メモリ、及び部品の辺部
な認識する演算装置を備え、ｊｌ（品の対向する１組の
辺部を認識し、この辺部で囲まれるｄｊ域をウィンドウ
とし、ウィンドウ内を処理６ｎ域として他の辺部な認識
するように構成したものである。

【作用］ この発明においては、光源で照射した部品を撮像し画像
メモリに記憶した画像からまず背景とのコントラストが
出易い部品の対向する１組、即ち例えば背景に１′−Ｅ
ＴＩ付パッドがある位置の部品の辺部な求め、その結果
から得た２辺部で決まれた領域のみを処理し、背はとの
コントラストが出しにくい他の対向する辺部を求めるこ
とによって１ｌｌ−品の位１６、形状またはその他の幾
何？的特徴を認識するものである。

〔実施例］ 以下、この発明の一実施例を第１図に基いて説明する。

第１図はこの発明の一実施例による部品認識装置の構成
を示すブロック図である。この装置はプリント基板に取
り付けられた部品を認識する装着状態検査装置である０
図において、（目はプリンｌ−ＪＡ板、（２）は辺部な
有する被検■を品で、プリント基板（！）に実装されて
いる。（３）は被検部品（２）を照射する光源であり、
（：（ａ）　、　　（３ｂ）　、　（３ｅ）、　　（３
ｄ）はプリント基＆（１）ｉをそれぞれ別の角度、例え
ば光源（３ａ）と光源（３ｃ）は被検部品（２）を挟ん
で対称になるように斜めに設置してあり、光源（３ｂ）
は光源（３ａ）と光源（３ｃ）からそれぞれ水平方向に
９０°の方向で、かつ部品（２）に対１−る角度と距離
は′：９・シい位Ｆｔに設置する。同様に光源（３ｄ）
は被検部品（２）を挾んで光源（３ｂ）と対称になるよ
うにｉ′１めに設置してあり、光源（３ａ）と光源（３
ｃ）からそれぞれ水平方向に９０°の方向で、かつ部品
（２）　に対する角度と距離は等しい位置に設置してい
る。即ち４つの光源１３ａ）　、　　［３ｂ）　、　（
３ｃ）　、　　（３ｄ）は部品（２）の異なる辺部に影
を形成することのできるように配置され、これらを部品
（２）の真上から見ると、おηいに９０°をなし、部品
（２）を挟んで２組の対向する位置に設置しである。（
４）は光＃（３ａｌ　、　（３ｂｌ　、　（３ｃ）　、
　（３ｄ）の照射による部品（２）の辺部の影像を撮像
して電気信号に変換する光電変換器で、例えばテレビカ
メラである。（５）は光電変換器（４）で出力された画
像信号、例えば光源（３ａ）を照年１した時の画像信号
を記憶する第１画像メモリ（５ａ）、光源（３ｂ）を照
射した時の画像信号を記憶する第２画像メモリ（５ｂ）
、光源（３Ｃ）を照射した時の画像信号を記憶する第３
画像メモリ（５Ｃ）、光源（３ｄ）を照射した時の画像
信号を記憶する第４画像メモリ（５ｄ）である、（ｂ）
は最大ｈｆｉ画像、及び差画像を演算して部品（２）の
辺部な認識する演算装置、（７）は演算装置（６）で計
算された形状（＞ｉ号から判定信号を出力表示する判定
装置である。

上記のように構成された部品認識装置におけるＪＪＩ作
について説明する。まずプリント基板＋１）を光電変換
器（４）で１最像できる位置に設置し、光源（３１）を
点灯しプリント基板［１１を照射する。この照）１而の
影像を光電変換器（４）で撮像し第１画像メモリ（５ａ
）に記憶させる。この時の影像を第２図（ａ）に示す、
この光源（３ａ）は１１９品（２）に向かって左ｔｌｌ
ｌｌから照射するものであり、部品の影（８ａ）は図中
斜線で示すようになる。この部品（２）は４つの辺部（
２ａｌ　、　　（２ｂｌ　、　　（２ｃ）　、　　（２
ｄｌを自するものとする。

次に光源（３ｄ）を消灯し、部品（２）に向かってＦ方
から光源（３ｂ）を点灯した状態で照射面の影像を光電
変換器（４）で撮像し、第２画像メモリ（５ｂ）に記憶
する。この時の影像を第２図（ｂｌに示す０次に光源（
３ｂ）を消灯し、部品（２）に向か−）で右から光源（
３Ｃ）を点灯した状態で照Ｑ−ｊ面の影像を光電変換器
（４）で撮像し、第：３画像メモリ（５Ｃ）に記憶させ
る。この時の影像を第２図（Ｃ）に示す０次に光源（３
ｃ）を消１１°し、部品（２）に向かって上から光源（
３ｄ）を点灯した状態で照射面の影像な光電変換器（４
）で撮像し第４画像メモリ（５ｄ）に記憶させる。この
時の影像を第２図（ｄ）に示す。

次に部品（２）の辺部（２ｂ）を認識する場合について
説明する。演算装置（６）で辺部（２ｂ）以外の辺部に
ついての画像信号を２つ選ぶ０例えば第１画像メモリ（
５ａ）、第３画像メモリ（５Ｃ）に記憶された画像にお
ける各画素に対応する信号値を比べて、輝１隻を表わす
信号レベルの大きな方をとるス！算を行ない、最大１直
画像を作る。これを第３図（ａ）に示す、この最大値画
像では、光源（３ａ）によって部品（２）を照Ｑ−１シ
た影像において部品の影（８ａ）ができた：１１−分及
び光源（３ｃ　）によって部品（２）を照射した影像に
おいて部品の影（８Ｃ）ができた部分は消去され、処理
画像（１３）内において影の無い部品画像を得ることが
できる０部品（２）Ｌにできるムラもこの時に落とすこ
とができる０次にその最大値画像のｆ３弓・１１へと、
被認識辺部（２ｂ）における影の影像である第２画像メ
モリ（５ｂ）に記憶された信号１１１との差を求め、差
画像とする。これを第３図（ｂ）に示す。

即り、第２図の影像について光源（３ａ）で光照射した
ときの画像信号「ａ　（ｘ、　ｙｌと光源（３Ｃ）で光
照射したときの画像信号ｒｃ　（ｘ、ｙＪの最大値を演
算装置（６）で求める。つぎにその最大値と光源（３ｂ
）で照ｑ・１シたときの画像信号　ｆｂ　（ｘ、　ｙ）
との差を演葛装置（６）で求める。これを ｇ（ｘ、ｙｌ　　：ｍａｘｔｒａ（ｘ、ｙ）Ｊｃ（ｘ、
ｙｌｌ　　−ｒｂ（ｘ、ｙｌとする。

ここで、第３図［ｂ）に示す差画像ｇ　（ｘ、　ｙ）を
吟味すると、第二（図［ａ）に示す最大ｆｔ（４画像に
おける各画素の（８号値と比較した場合、光源（３ｂ）
によ−ンて部品（２）を照射した画像において部品の彰
（８ｂ）ができた部分は暗くなっている。従って、その
該当する画素における信号ｆ＋ａは小さくなっており、
ｇ（ｘ、　ｙｌの値は正の１１αとなり、影（８ｅ）と
して残る。しかし、光源（３ａ）によって部品（２）を
照射した画像においで部品の影（８ａ）ができた部分、
及び光＃（３Ｃ）によって部品（２）を照射した画像に
おいて部品の影（８ｃ）ができた部分は最大（直画像を
求める際に消去されるので、処理画像（１３）内におい
て影の無い部品画像を得ることができる０部品上にでき
るムラもこの時に落とすことができる。また光源（３ｂ
）によって部品（２）を照射した画像（第２図（ｂ））
において部品上にランダムな鏡面反射を起こしている部
分は、光源（３ａ）によって部品（２）を照射した画像
（第２図（ａ））又は光源（３Ｃ）によって部品（２）
を照射した画像（第２図（Ｃ））のいずれかにおいても
同様の鏡面反射を起こしているので、最大値画像（第３
図（ａ））に残っている。故に、差画像（第３図（ｂ）
）を求めると鏡面反射部分は消されている。このように
して部品の辺部（２ｂ）の影の部分（８ｅ）のみを抽出
することができる。

次に、この彰（８ｅ）における部品側の境界線を、例え
ば画像を２埴化して求める０例えば第３図（ｂ）では、
図の上方から下方に向かって垂直方向に走査した時に黒
から白へ変化する点を抽出する。

即ち、ｇ　（ｘ、　ｙ）をｙ軸に沿って図の上半分で黒
から〔口こ変化する点を抽出し、ハフ変換を施すことに
よって直線化する。同様にして、第２図（ｄｌに示す部
品の下側にできた影（８ｄ）から部品の下側の辺部（２
ｄ）を認識する。これで部品の％１辺側の向かい合う１
組の辺部（２ｂ）、　　（２ｄ）が認識できた。

次にもう１組の辺部、即も部品（２）の長辺側の向かい
合う１組の辺部（２ａ）　、　（２ｃ）を認識するプロ
セスＬニー　バイル、長辺側の辺部（２ａｌ　、　（２
ｅｌ　Ｏ）　（Ｔ　（Ｆ：範囲はさきに求めた短辺（２
ｂ）、　（２ｄ）に挟まれた領域に処理範囲を限定する
ことができるので、その範囲内の画像を濾算し、短辺（
２ｂ１．　（２ｄｌと同様にして最大値画像、差画像を
求め、さらに辺部な認識する。この時、２値化の閾ｔ＋
ｒｉなど゛のパラメータは短辺（２ｂ）、　　（２ｄｌ
を求めた時のパラメータと変えることによって、確実か
つ精度貴く長辺（２ａ）　、　（２ｃｌを認識すること
がてきる。

餞後に判定装置（７）で演算装置１：（（６）で演算さ
れた位１６または１転角その他の（ｄ号等のデータはＦ
め設定しである基準１１αと比較され良書判定され、ぞ
の判定結果が表示される。なおこの判定装置（７）にｔ
め格納されている基＃？￥植は、部品の基本サイズ、８
１４品の許容ずれＩｘｔ、許容回転らｔ′？である。

１、記説明した動作を画像処理範囲に注目して説明する
。第４図（ａ）において処理領域（１３ａ）は初期状態
の画像処理を行う範囲を示しており、この範囲は部品（
２）の装着されている可能性のある範囲である。ここで
向かい合う１組の短辺（２ｂ１．　＋２ｄ）の処理を行
って、第４図（ｂ）に示すように辺部（１４）を抽出す
る。この１組の辺部（１４）で囲まれる領域をウィンド
ウ（＋３ｂ）　とし、このウィンドウ（１３ｂ）を第４
図ｆｃ）の点線で示す０部品の長辺（２ａ）（２ｃ）の
認識における処理範囲をウィンドウ（１３ｂ）内として
おり、この処理範囲Ｔｌ３ｂ）内で１−記と同様の処理
によって長辺（２ａｌ　、（２ｃ）を認識する。

第４図（Ｃ）のように処ｉ１１領域を限定すれば、例え
ばノーイズ（１５）が仔在する場合においても、これを
処理範囲外として無視することができる。即ら部品本体
周辺のノイズによる影響を低減させることで、部品の位
置、形状またはその他の幾何学的特徴を確実に認識する
ことができる。又、；？＋Ｌ品（２）の背景の状態にあ
わせて閾値が設定でき、これによって閾ｆ＋Ｉｉが設定
する範囲が広くなるので、安定かつ高精度に部品の位置
、形状またはその他の幾何学的特徴を認識することがで
きる。又、抽出しやすい方向の辺ｉ１ｔをさきに認識し
、その他の辺部はさきに求めた辺部で囲まれた領域（１
３ｂ）内を処理することによって求めるので、部品の位
ｉ６や形状又はその他の幾何学的特徴を確実に認識する
ことができる。

なお、−に記実施例では差画像を演算装置（６）で２１
＋ｒｊ化して２値化画像を得、２　（＋ｉＩ化画像画像
品側のエツジのみに対して八）変換を施し、部品（２）
の辺部（２ｄ）の候補点を直線化し、部品（２）と背景
との境界を求めることによって部品（２）の位ｉｒｉ、
形状またはその他の幾何学的特徴を認識するように構成
したが、ハフ変換しなくても認識できるものは、これに
限るものではない。

又、光源の数は４つに限るものではなく、その設ｉｎす
る位置も上記実施例のように、各々が９０°に１成るよ
うにしなくてもよい、これは、被検部品の形状によって
、その辺部を認識しやすいように配置すればよい。

［発明の効果］ 以−１−のように、この発明によれば、辺部な有する部
品の異なる辺部に影を形成することのできる：Ｓ個以上
の光源、光源からの照射による部品の辺：１ｔの影像を
撮像して電気信号に変換する光電変換器、光電変換器で
出力した画像信号を記憶する画像メモリ、及び部品の辺
部な認識する演算装置を備え、部品の対向する１組の辺
部を認識し、この辺部で囲まれる領域をウィンドウとし
、つ５ｆンドウ内を処理領域として他の辺部な認識する
ように構成したことにより、安定、確実かつ高精度に部
品の位置、形状またはその他の幾何学的特徴を認識でき
る部品認識装置を得ることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による部品認識装置の構成
を示すブロック図、第２図（ａｌ〜（ｄ）はこの発明の
一実施例に係り、各光源で１１９品を照射した時の画像
を示す説明図、即ち第２図（ａｔは光源（３ａ）で部品
を照射した時の影像、第２図（ｂｌは光源（３ｂＪで部
品を照射した時の影像、第２図（ｃ）は光源（３ｃ）で
部品を照射した時の影像、第２図（ｄ）は光源（３（１
１で部品を照射した時の影像を示す説明図である。第３
図（ａ）はこの実施例に係る最大１１６画像を示ぐ説明
図、第ご３図（ｂｌは差画像を示す説明図、第４図（ａ
）はこの実施例に係る初期状態における画像処理範囲を
示した説明図、第４図（ｂ）は第４図（ａ）から７７１
％品の短辺側の辺ＩＭ（を認識した説明図、第４図（（
；）は第４図（ｂ）の結果から限定された画像処理範囲
を示した説明図、第５図は従来の部品認識装置の構成を
示すブｔ７ツク図である。 ＋２）　−−一部品、（２ａ）　、　　（２ｂ）　、　
　（２ｃ）　、　　（２ｄ）　・・辺部、（３ａ１．　
（３ｂ１．　　（３ｃ）、　（３ｄｌ　・・・光源、４
）−・−光フ［変換器、（５ａ）、　（５ｂ）、　　（
５ｃ１．　　（５ｄｌ・・画像メそり、（６）・・・演
算装置、（７）・・判定装置、　　１８ａ）、　　（８
ｂ）、　　１８ｃ）、　（８ｄ）、　　［８ｅ）（ ・・部品の影、（１３ａｌ　、　　（１３ｂ）　　・・
・処理領域、（１４）・・・直線化した部品の辺部。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 辺部を有する部品の異なる辺部に影を形成することので
   きる３個以上の光源、上記光源の照射による上記部品の
   辺部の影像を撮像して電気信号に変換する光電変換器、
   上記光電変換器で出力した画像信号を記憶する画像メモ
   リ、及び上記部品の辺部を認識する演算装置を備え、上
   記部品の対向する１組の辺部を認識し、この辺部で囲ま
   れる領域をウィンドウとし、上記ウィンドウ内を処理領
   域として他の辺部を認識するように構成した部品認識装
   置。