JPH09189529A - 形状認識対象物に形状照明を照射した画像を用いる形状認識方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の形状認識装置では、球や円錐及び凹凸
の変化が小さい形状認識対象物の形状を認識する場合、
複数の位置からの形状認識対象物の画像を使用して形状
認識を行うため、１台のカメラを移動する機構や複数台
のカメラを備えなければならない。このため、形状認識
装置は大型化し、価格も高くなっている。 【解決手段】 形状認識対象物に任意の形状照明を照射
し、照射した形状認識対象物の画像データを取り込み、
取り込んだ画像データと形状の判定基準とする画像デー
タを記憶した画像データライブラリの画像データとを比
較し、形状認識対象物の形状を認識する。これにより、
形状認識が一つの画像によりできるので、カメラの移動
機構や複数台のカメラを備える必要がなくなり、形状認
識装置を小型化及び低価格な装置とすることが可能であ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、画像処理を用い
た形状認識方法及び装置に関するものであり、特に、形
状認識対象物に任意の形状照明を照射した画像を用いた
形状認識方法及び装置である。この方法により、画像処
理を用いた形状認識装置を小型化及び低コスト化する。

【０００２】

【従来の技術】物の識別や検査の手段として、物の形状
を認識する画像処理技術が広く用いられている。しか
し、形状認識対象物と正対したカメラから、形状認識対
象物の遠近方向の形状を認識する場合、例えば球や円錐
及び凹凸の変化が小さい形状認識対象物は、通常照明で
は明暗の変化が小さいため形状認識が難しい。このた
め、形状認識対象物の画像を１台のカメラを移動して複
数の位置から撮ったり、または複数台のカメラを設置し
て複数の位置から撮ったりして、複数の画像を使用した
形状認識を行っている。

【０００３】図１１に、従来の２台の画像取込み装置
（例えば、カメラ）を備えた形状認識装置の構成図を示
す。図中、１１１は形状認識対象物、１１２は形状認識
対象物１１１に照明を照射する照明装置、１１３は照明
装置１１２により照射された形状認識対象物１１１の画
像データを取り込む画像取込み装置、１１４は画像取込
み装置１１３で取り込んだ形状認識対象物１１１の画像
データを２値化パターンとする画像処理装置、１１５は
形状認識対象物１１１の画像データを画像処理装置１１
４で処理した２値化パターンと形状の判定基準とする画
像データの２値化パターンとを比較して形状を確定する
コンピュータである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図１１
に示す従来の形状認識装置では、球や円錐及び凹凸の変
化が小さい形状認識対象物の形状を認識する場合、複数
の位置からの形状認識対象物の画像を使用して形状認識
を行うため、１台のカメラを移動する機構や複数台のカ
メラを備えなければならない。このため、形状認識装置
は大型化し、価格も高くなるという問題点があった。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明は上記のような
問題点を考慮してなされたもので、形状認識対象物に任
意の形状照明を照射し、照射した形状認識対象物の画像
データを取り込み、取り込んだ画像データと形状の判定
基準とする画像データを記憶した画像データライブラリ
の画像データとを比較し、形状認識対象物の形状を認識
する。これにより、形状認識が一つの画像によりできる
ので、カメラの移動機構や複数台のカメラを備える必要
がなくなり、形状認識装置を小型化及び低価格な装置と
することが可能である。

【０００６】この明細書において、「形状照明」という
用語は、形を有する光（例えば、円形のスポットライト
のようなもの）で物を明るくすることを指す。

【０００７】

【発明の実施の形態】この発明は、形状認識対象物に任
意の形状照明を照射し、照射した形状認識対象物の画像
データを取り込み、取り込んだ画像データと形状の判定
基準とする画像データを記憶した画像データライブラリ
の画像データとを比較し、形状認識対象物の形状を認識
するものである。これにより、形状認識が一つの画像に
よりできるので、カメラの移動機構や複数台のカメラを
備える必要がなくなり、形状認識装置を小型化及び低価
格な装置とすることが可能である。

【０００８】図１に、この発明の原理構成図を示す。図
中、１は形状認識対象物、２は形状認識対象物１に照明
を照射する形状照明装置、３は形状照明装置２により照
射された形状認識対象物１の画像データを取り込む画像
取込み装置、４は画像取込み装置３で取り込んだ形状認
識対象物１の画像データを２値化パターンとする画像処
理装置、５は形状認識対象物１の画像データを画像処理
装置４で処理した２値化パターンと形状の判定基準とす
る画像データの２値化パターンとを比較して形状を確定
するコンピュータである。

【０００９】図２に、長方形の形状照明を形状認識対象
物（円板と球）に照射した場合の画像取込み装置の撮像
図を示す。（１）は、形状認識対象物が円板の場合に長
方形の形状照明を照射した場合であり、照射した部分の
形が長方形のままであることから、形状認識対象物の表
面が平らであることがわかり、形状認識対象物が円板で
あることが判定できる。（２）は、形状認識対象物が球
の場合に長方形の形状照明を照射した場合であり、照射
した部分の形が扇形に変形することから、形状認識対象
物の表面に丸みがあることがわかり、形状認識対象物が
球形をなしていると判定できる。

【００１０】

【実施例】図３に、この発明の一実施例であるプリント
回路板の外観検査装置の構成図を示す。図中、３０１は
検査対象物、３０２はＸＹテーブル、３０３はＸＹテー
ブルコントローラ、３０４は形状照明、３０５は照明コ
ントローラ、３０６はカメラ、３０７は画像処理装置、
３０８はモニタ、３０９はコンピュータである。

【００１１】検査対象物３０１（プリント回路板）をＸ
Ｙテーブル３０２上に載せ、ＸＹテーブル３０２をＸＹ
テーブルコントローラ３０３で所定の場所に位置決めす
る。検査対象物３０１の所定の位置に置かれた、例えば
半導体素子のフラットパッケージ（以下ＱＦＰと記す）
のリードに形状照明３０４を照射する。形状照明３０４
の照度の強さやストロボ照射の時間制御を照明コントロ
ーラ３０５で行う。形状照明３０４で照射されたＱＦＰ
のリードをカメラ３０６で撮像することで画像データを
取り込む。取り込んだ画像データを画像処理装置３０７
により２値化パターンの処理を行う。コンピュータ３０
９により、既に登録している良品のプリント回路板のＱ
ＦＰのリードの２値化パターンと今回検査するために画
像処理装置３０７で２値化したパターンとを比較し、良
品、不良品の判断を行い、検査結果をモニタ３０８に表
示する。なお、コンピュータ３０９は、ＸＹテーブルコ
ントローラ３０３と照明コントローラ３０５と画像処理
装置３０７とモニタ３０８を制御する。

【００１２】図４は、この発明の一実施例の動作を示す
フローチャートである。このフローに沿って動作を説明
する。

【００１３】まず、コンピュータにより検査対象物３０
１の最初の検査部分がカメラ３０６の真下に位置するよ
うにＸＹテーブル３０２で位置決めする（ステップＳ４
０１）。検査部分に形状照明３０４を照射する（ステッ
プＳ４０２）。照射された光の反射光をカメラ３０６で
撮像することで画像データを取り込む。取り込んだ画像
データを画像処理装置３０７により２値化パターンとす
る（ステップＳ４０３）。画像処理装置３０７から送ら
れた検査部分の２値化パターンと既にコンピュータに登
録されている良品の２値化パターンとを比較し良否判定
を行う（ステップＳ４０４）。すべての検査部分の検査
が完了したか判定する（ステップＳ４０５）。検査が完
了していれば、ステップＳ４０７へ進む。検査が完了し
ていなければ、次の検査部分の位置を設定する（ステッ
プＳ４０６）。そして、ステップＳ４０１に戻る。すべ
ての検査部分の検査結果をモニタ３０８に表示する（ス
テップＳ４０７）。

【００１４】次にＱＦＰのリードのハンダ接着における
正常及び異常の判定基準について説明する。

【００１５】図５は、ＱＦＰのリードが正常にハンダ接
着された場合の側面図である。図中、５１はＱＦＰ，５
２はＱＦＰのリード、５３は形状照明（長方形）、５４
はハンダ、５５はフットプリント、５６はプリント回路
板、５７はＸＹテーブルである。

【００１６】図６は、ＱＦＰのリードが正常にハンダ接
着された場合のハンダ面に形状照明（長方形）を照射し
たときの読み取り画像図を示す。図中、６１はＱＦＰ、
６２はＱＦＰのリード、６３は読み取り画像、６５はフ
ットプリントである。読み取り画像６３の中央部分が扇
状になっていることが、正常にハンダ接着された場合の
特徴である。

【００１７】図７は、ＱＦＰのリードがハンダ未着の場
合の側面図である。また図８はＱＦＰのリードがハンダ
未着の場合のハンダ面に形状照明（長方形）を照射した
ときの読み取り画像図である。図８の８３は読み取り画
像であり、それ以外は図５及び図６と同じであり説明を
省略する。

【００１８】図８の読み取り画像８３は長方形であり、
中央部分が扇状でないことにより異常と判断できる。

【００１９】図９は、ＱＦＰのリードが浮いてしまった
場合の側面図である。また図１０はＱＦＰのリードが浮
いてしまった場合のハンダ面に形状照明（長方形）を照
射したときの読み取り画像図である。図１０の１０３は
読み取り画像であり、それ以外は図５及び図６と同じで
あり説明を省略する。

【００２０】図１０の読み取り画像１０３は右側の中央
部が扇状でないことにより異常と判断できる。

【００２１】

【発明の効果】この発明は上記に説明したような形態で
実施され、以下の効果がある。

【００２２】形状認識対象物に任意の形状照明を照射
し、照射した形状認識対象物の画像データを取り込み、
取り込んだ画像データと形状の判定基準とする画像デー
タを記憶した画像データライブラリの画像データとを比
較し、形状認識対象物の形状を認識する。これにより、
形状認識が一つの画像によりできるので、カメラの移動
機構や複数台のカメラを備える必要がなくなり、形状認
識装置を小型化及び低価格な装置とすることが可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の原理構成図である。

【図２】 長方形の形状照明を形状認識対象物（円板と
球）に照射した場合の画像取込み装置の撮像図である。

【図３】 この発明の一実施例であるプリント回路板の
外観検査装置の構成図である。

【図４】 この発明の一実施例の動作を示すフローチャ
ートである。

【図５】 ＱＦＰのリードが正常にハンダ接着された場
合の側面図である。

【図６】 ＱＦＰのリードが正常にハンダ接着された場
合のハンダ面に形状照明（長方形）を照射したときの読
み取り画像図である。

【図７】 ＱＦＰのリードがハンダ未着の場合の側面図
である。

【図８】 ＱＦＰのリードがハンダ未着の場合のハンダ
面に形状照明（長方形）を照射したときの読み取り画像
図である。

【図９】 ＱＦＰのリードが浮いてしまった場合の側面
図である。

【図１０】 ＱＦＰのリードが浮いてしまった場合のハ
ンダ面に形状照明（長方形）を照射した場合の読み取り
画像図である。

【図１１】 従来の２台の画像取込み装置を備えた形状
認識装置の構成図である。

【符号の説明】

１ 形状認識対象物 ２ 形状照明装置 ３ 画像取込み装置 ４ 画像処理装置 ５ コンピュータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 北崎 謹治 石川県河北郡宇ノ気町字宇野気ヌ98番地の ２ 株式会社ピーエフユー内 (72)発明者 中谷 幸吉 石川県河北郡宇ノ気町字宇野気ヌ98番地の ２ 株式会社ピーエフユー内 (72)発明者 小柳 恵介 石川県河北郡宇ノ気町字宇野気ヌ98番地の ２ 株式会社ピーエフユー内 (72)発明者 岡田 博之 石川県河北郡宇ノ気町字宇野気ヌ98番地の ２ 株式会社ピーエフユー内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 形状認識対象物（１）に任意の形状照明
   を照射し、照射した形状認識対象物（１）の画像データ
   を取り込み、取り込んだ画像データと形状の判定基準と
   する画像データを記憶した画像データライブラリの画像
   データとを比較し、形状認識対象物（１）の形状を認識
   することを特徴とする形状認識対象物に形状照明を照射
   した画像を用いる形状認識方法。
2. 【請求項２】 形状認識対象物（１）に任意の形状照明
   を照射する形状照明装置（２）と、形状照明装置（２）
   により照射された形状認識対象物（１）の画像データを
   取り込む画像取込み装置（３）と、画像取込み装置
   （３）で取り込んだ形状認識対象物（１）の画像データ
   を２値化パターンとする画像処理装置（４）と、形状認
   識対象物（１）の画像データを画像処理装置（４）で処
   理した２値化パターンと形状の判定基準とする画像デー
   タの２値化パターンとを比較して形状を確定するコンピ
   ュータ（５）とで構成されることを特徴とする形状認識
   対象物に形状照明を照射した画像を用いる形状認識装
   置。