JPH07105355A - 画像認識方法及び装置 - Google Patents

画像認識方法及び装置

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JPH07105355A
JPH07105355A JP5276217A JP27621793A JPH07105355A JP H07105355 A JPH07105355 A JP H07105355A JP 5276217 A JP5276217 A JP 5276217A JP 27621793 A JP27621793 A JP 27621793A JP H07105355 A JPH07105355 A JP H07105355A
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JP
Japan
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subject
image recognition
video camera
light
position confirmation
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Pending
Application number
JP5276217A
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English (en)
Inventor
Shunichi Otani
俊一 大谷
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FUKUSHIMA TOYO TSUSHINKI KK
Toyo Communication Equipment Co Ltd
Original Assignee
FUKUSHIMA TOYO TSUSHINKI KK
Toyo Communication Equipment Co Ltd
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Publication date
Application filed by FUKUSHIMA TOYO TSUSHINKI KK, Toyo Communication Equipment Co Ltd filed Critical FUKUSHIMA TOYO TSUSHINKI KK
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Abstract

(57)【要約】 【目的】被写体の外形形状を正確に捉えると共に次段の
部品搭載装置にて部品の位置ズレが生じないよう正確な
座標軸の決定が可能な画像認識方法及び装置を提供する
ことを目的とする。 【構成】照明手段により被写体に光を照射し、前記被写
体をビデオカメラにて撮影すると共に信号処理手段によ
って該ビデオカメラの出力信号から所定の情報を取り出
す画像認識方法及び装置に於いて、前記ビデオカメラの
対物レンズと被写体の間を通過する光あるいは照明手段
と被写体の間を通過する光の少なくとも一方が光学フィ
ルタを透過するようにしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は画像認識方法及び装置、
殊にプリント基板に部品を自動搭載するシステムに適し
た画像認識方法及び装置に関する。
【0002】
【従来の技術】自動組立システムは、ビデオカメラの捉
えた画像に基づき部品の取付け位置を認識する画像認識
装置からの情報によって部品搭載装置が部品を所定の位
置に搭載するものである。したがって、細かい部品を精
度良く搭載する例えば、プリント基板表面にチップ部品
を搭載するようなチップマウント装置においては、画像
認識装置の認識精度が高度なものを要求される。殊に、
チップ部品形状が1×0.5×0.5mm(1005規
格)と云った極めて微小な場合にあっては、わずかに
0.2mmの位置ずれによって、一般にマンハッタン不
良と呼ばれるハンダ不良が多発することが知られてい
る。
【0003】そこで、プリント基板上にプリント配線パ
ターンを形成する際、これと同時に基板の所定箇所に位
置確認マークを印刷しておき、チップマウント装置が前
記位置確認マークを画像認識装置にて画像として捉える
ことにより、プリント配線パターンの部品搭載位置を座
標として認識するのが一般的である。図3はプリント基
板上に印刷した位置確認マークの例であって、基板1の
表面にはプリント配線パターン2と共に位置確認マーク
3、4を基板1の対角線上に位置するよう印刷されてい
る。チップマウント装置の画像認識装置は、位置確認マ
ーク3、4夫々の外形形状を認識しその中心点を求めた
後、これに基づいて基板1の座標軸を決定する。
【0004】図4は一般的なチップマウント装置の構成
を示す図であって、基板1を保持し搬送を行なう搬送装
置5と、基板1の表面に光を照射する照明手段6、ビデ
オカメラ7及びビデオカメラ7からの画像信号を処理す
る信号処理手段8とから成る画像認識装置9と、該画像
認識装置9の画像を監視するためのビデオモニタ10
と、チップ部品を搭載する部品搭載装置11とこれらを
制御する制御装置12とから成る。尚、前記照明手段6
には基板1に均等な光線を照射するためビデオカメラ7
のレンズ先端付近を囲むように配置したサークル状の蛍
光ランプを、ビデオカメラ7にはモノクロタイプのもの
を用いている。
【0005】画像認識装置9は以下のように動作する。
まず、基板1が搬送装置5によりビデオカメラ7の直下
に位置確認マーク3が位置するよう搬送された後、ビデ
オカメラ7が位置確認マーク3をビデオ画像として捉え
る。信号処理手段8が基板1の母材と位置確認マーク3
の材質の違いに起因する画像の濃淡を判定することによ
って位置確認マーク3の外形形状を認識しその中心点を
算出すると云うデジタル的な信号処理を施す。而して、
画像認識装置9は位置確認マーク4についても同様の手
順でその中心点を求め、両者のデータを制御装置12に
送出し、制御装置12は2つの中心点の位置データから
基板1の座標軸を決定し、次段の部品搭載装置11がチ
ップ部品を搭載する際の位置決めを行なう。即ち、画像
認識装置9は微細なチップ部品を基板1に搭載する際の
位置決めの基礎データを作成するものであって、前述し
た如くチップ部品が小型化した今日においては、その認
識精度が極めて重要となっている。
【0006】しかしながら、例えば白色のセラミック板
上に銅の薄膜パターンを位置確認マークとして形成した
ような基板を上述した如き画像認識装置にて認識せんと
したとき、位置確認マークの外形形状を正確に捉えるこ
とができず、座標軸のズレが大きくなるという現象がた
びたび発生し、最悪の場合には部品の搭載ズレによる半
田不良を引き起こすという欠点があった。
【0007】
【発明の目的】本発明は上述した如き従来の画像認識方
法及び装置の欠点を除去するためになされたものであっ
て、被写体の外形形状を正確に捉えると共に次段の部品
搭載装置にて部品の位置ズレが生じないよう正確な座標
軸の決定が可能な画像認識方法及び装置を提供すること
を目的とする。
【0008】
【発明の概要】上述の目的を達成するため本発明は、照
明手段により被写体に光を照射し、前記被写体をビデオ
カメラにて撮影すると共に信号処理手段によって該ビデ
オカメラの出力信号から所定の情報を取り出す画像認識
方法及び装置に於いて、前記ビデオカメラの対物レンズ
と被写体の間を通過する光あるいは照明手段と被写体の
間を通過する光の少なくとも一方が光学フィルタを透過
するようにしたことを特徴とする画像認識方法及び装置
である。
【0009】
【実施例】本発明の説明に先立ち、本発明の理解を助け
るため従来の画像認識装置について少しく考察する。例
えば、基板1の母材が白色のセラミック板であり、位置
確認マーク3が一辺2mmの正方形で、厚みが40μm
の銅パターンであった場合、ビデオモニタ10の画像を
示す図5(a)と図中A−A′に於ける輝度信号の分布
を示す同図(b)から分かるように、基板1の表面に位
置確認マーク3の周縁を包囲する如く帯状の暗部(同図
(a)に於いては斜線部)が存在し、しかも位置確認マ
ーク3と基板1の輝度信号のレベルがほぼ同等となって
いる。帯状暗部の幅wは概ね0.5mmであり、この帯
状暗部のいずれの位置に位置確認マークの周縁が存在す
るのか、画像認識装置が正確に認識することが困難とな
るため前述したような不具合が生ずるものと考えられ
る。
【0010】即ち、画像認識装置の認識精度を向上させ
るためには前記帯状暗部をなくすとともに位置確認マー
ク3と基板1との輝度信号レベルの差異を明確に(大き
く)することが肝要であると予測される。この予測に基
づき研究を進めたところ、ビデオカメラの対物レンズと
被写体である基板との間、あるいは照明手段と被写体と
の間の少なくとも一方に光学フィルタを配置したとき不
具合が解消することを見い出したのである。
【0011】以下、本発明を実施例を示す図面に基づい
て詳細に説明する。図1は本発明に係る画像認識装置の
構成を示す一実施例であって、サークル状の蛍光ランプ
から成る照明手段6とビデオカメラ7の対物レンズの図
中下方に光学フィルタ13を配置し、照明手段6から発
せられた光線は光学フィルタ13を介して基板1及び位
置確認マーク3の上面に到達し、夫々の表面で反射した
光線は再び光学フィルタ13を介してビデオカメラ7の
対物レンズに到達するよう構成したものである。
【0012】図2は図1の装置に於いて光学フィルタ1
3として(a)、(b)はカメラ用の黄色フィルタ(Y
2)を用いた場合、(c)、(d)はカメラ用の赤色フ
ィルタ(R1)を用いた場合のモニタ画面の様子と輝度
信号の分布を夫々示したものである。黄色フィルタ(Y
2)を用いた場合には、輝度信号の分布を示す同図
(b)から明らかなように、位置確認マーク3の領域と
基板母材の領域との輝度信号レベルの差異が大きくな
り、位置確認マーク3の外形形状を誤認する頻度が減少
した。また、赤色フィルタ(R1)は、フィルタの透過
光量を示す露出倍数が8と大きいため、モニタ画像が同
図(c)の如く全体に暗くなり、輝度信号の分布を示す
同図(d)も全体として輝度信号レベルが低くなるもの
の、位置確認マーク3の領域と基板の領域との輝度信号
レベルの差異が明確になると共に、位置確認マークの周
縁の輝度信号レベルの落ち込みもなくなり、位置確認マ
ーク3の外形形状を誤認する頻度が大幅に減少し、不具
合をほぼ完全に解消することが可能となった。尚、図2
(c)に於いては暗い画像ほど斜線の幅を狭くするよう
表記した。
【0013】以上説明したように、ビデオカメラで画像
として捉えたときの基板と位置確認マークとのコントラ
ストが高くなるよう光学フィルタの色を、位置確認マー
クの周縁の暗部の目立たなくなる程度の露光倍数を有す
る光学フィルタを夫々適宜選択して用いることによっ
て、位置確認マークの外形形状を正確に認識できる画像
認識装置を構成することが可能となる。
【0014】尚、以上本発明をビデオカメラと照明手段
の双方に同一の光学フィルタを装着したものを例として
説明したが、本発明はこれのみに限定されるものではな
く、いずれか一方のみに光学フィルタを具備せしめたも
のであってもよく、位置確認マーク周辺の帯状暗部をな
くすと共に位置確認マークと基板母材との輝度信号レベ
ルの差異を明確にするものであれば、偏光フィルタ等の
如何なる光学フィルタであっても、またビデオカメラと
照明手段夫々に色、露出倍数等の性質が異なる光学フィ
ルタを適宜選択して具備せしめたものであってもよい。
【0015】更に、ビデオカメラをカラー対応としてそ
の画像信号を解析した上で電気的なフィルタリングを施
し、光学フィルタと同様の機能を有するよう構成するこ
とも可能である。また、ビデオカメラのピントを若干外
すことにより位置確認マーク周辺の帯状暗部に於ける急
激な輝度信号の落ち込みを緩和することが可能であり、
光学フィルタを具備せしめたのと同様の作用が確認され
た。ピントは位置確認マークの外形形状を正確に認識す
る上で通常は位置確認マークの表面に一致せしめるのが
一般的であり、同様の理由から例えば図1に於いては位
置確認マーク3の図中上方側にピント外すのが望まし
い。更にまた、本発明に係る画像認識装置はチップマウ
ント装置のみならず、正確な位置検出を必要とする他の
例えば、プリント基板のプリント配線パターン適所にク
リーム半田を塗布するクリーム半田印刷装置等に適用し
てもよく、画像認識装置を構成する信号処理手段の機能
をシステム全体を制御する制御装置に具備せしめてもよ
い。
【0016】
【発明の効果】本発明は、以上説明した如く構成するも
のであるから、光学フィルタを付加するという極めて単
純な構成によって、被写体の外形形状を正確に捉えると
共に次段の部品搭載にて部品の位置ズレが生じないよう
正確な座標軸の決定を可能にする上で極めて著しい効果
を奏する。
【0017】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る画像認識装置の構成を示す一実施
例を示す図。
【図2】(a)、(b)は図1の装置に於いてカメラ用
の黄色フィルタ(Y2)を用いた場合の、(c)、
(d)はカメラ用の赤色フィルタ(R1)を用いた場合
のモニタ画面の様子と輝度信号の分布を示す図。
【図3】基板上に印刷した位置確認マークの一例を示す
図。
【図4】チップマウント装置の構成を示す図。
【図5】(a)、(b)はビデオモニタの画像及び輝度
信号の分布を示す図。
【符号の説明】
1・・・基板 2・・・プリント配線パターン 3、4・・・位置確認マーク 6・・・照明手段 7・・・ビデオカメラ 8・・・信号処理手段 9・・・画像認識装置 12・・・制御装置 13・・・光学フィルタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H05K 13/08 U 8315−4E // G06T 7/00

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】照明手段により被写体に光を照射し、前記
    被写体をビデオカメラにて撮影すると共に信号処理手段
    によって該ビデオカメラの出力信号から所定の情報を取
    り出す画像認識方法に於いて、前記ビデオカメラの対物
    レンズと被写体の間を通過する光あるいは照明手段と被
    写体の間を通過する光の少なくとも一方が光学フィルタ
    を透過するようにしたことを特徴とする画像認識方法。
  2. 【請求項2】被写体に光を照射する照明手段と、前記被
    写体を撮影するビデオカメラと、該ビデオカメラの出力
    信号から所定の情報を取り出す信号処理手段とから成る
    画像認識装置に於いて、前記ビデオカメラの対物レンズ
    あるいは照明手段の少なくとも一方に光学フィルタを具
    備せしめたことを特徴とする画像認識装置。
  3. 【請求項3】被写体に光を照射する照明手段と、前記被
    写体を撮影するビデオカメラと、該ビデオカメラの出力
    信号から所定の情報を取り出す信号処理手段とから成る
    画像認識装置に於いて、前記ビデオカメラをカラー対応
    としてその出力信号を信号処理手段にて電気的なフィル
    タリングを施したことを特徴とする画像認識装置。
  4. 【請求項4】被写体に光を照射する照明手段と、前記被
    写体を撮影するビデオカメラと、該ビデオカメラの出力
    信号から所定の情報を取り出す信号処理手段とから成る
    画像認識装置に於いて、前記ビデオカメラのピントを前
    記被写体から若干外すよう構成したことを特徴とする画
    像認識装置。
JP5276217A 1993-10-07 1993-10-07 画像認識方法及び装置 Pending JPH07105355A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20000067636A (ko) * 1999-04-30 2000-11-25 이중구 비젼장치
US7667160B2 (en) 1996-11-20 2010-02-23 Ibiden Co., Ltd Laser machining apparatus, and apparatus and method for manufacturing a multilayered printed wiring board

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