JPS62217104A

JPS62217104A - 電子部品の認識方式

Info

Publication number: JPS62217104A
Application number: JP61061750A
Authority: JP
Inventors: Shinya Miyasaka; 宮坂　新哉; Satoru Yokogawa; 横川　悟
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 1986-03-19
Filing date: 1986-03-19
Publication date: 1987-09-24
Anticipated expiration: 2009-08-22
Also published as: JPH0663751B2

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−にの利用分！／］この発明は、電−ｒ部品の認識方式に関する。さらに詳
細には、プリントノ、（板にに設置されたチップ部品と
か、〉１″−導体チツブ部品、ＩＣ，ＬＳＩパッケージ
、抵抗器、コンデンサ等の部品、特に、円筒形状の部品
に対してその有無とか取付状態を効率よく認識すること
ができるような電Ｊ’−ｆｆ１ｓ品の認識方式に関する
。

［従来の技術］電子部品の認識をするシステムとしては、部品全体に所
定の光を照射して、部品の全体的な映像像をイメージセ
ンサ等により採取し、この映像を画像解析して認識する
ものや、超音波等を使用して認識するものがある。

［解決しようとする問題点］従来の部品の全体的な映像をイメージセンサ等により採
取して画像解析するものにあっては、データの処理１７
１が多く、部品の数が多くなると、膨大なデータ処理が
認求されて、処理が遅くなり、Ｉ−分な認識ができない
という欠点がある。

また、超音波等によりセンスするものにあっても、部品
の種類によっては、解像度が落ち、特に、その取付状態
等に対しては十分な認識ができず、誤認識率が大きくな
り、しかも特殊な処理を必要とする。

［発明の１−１的］この発明は、このような従来技術の問題点等にかんがみ
てなされたものであって、このような問題点等を解決す
るとともに、そのデータ処理量が少なく、効率的に部品
の有無とかその取付状態を認識できる電子部品の認識方
式を提供することを１ｊ的とする。

［問題点を解決するための手段］このような目的を達成するためのこの発明の電子・部品
の認識方式における手段は、複数の方向から光を照射し
て部品の縦又は横軸にほぼＳ１１行な複数の反射像を受
光し、この受光した像の画像データを発生させて、この
画像データが作る空間に対し部品が所定の検査位置にあ
るときに画像データの複数の端部の１つがそれぞれ含ま
れる第１及び第２のウィンドを設けて、画像データを第
１及び第２のウィンドにより切取った部分画像データに
基づいて部品の有無又は取り付け状態を判定するという
ものである。

［作用］このように構成することにより、部品を特徴付けるその
外形に対する反射像の部分画像データにより、電子部品
の取付の有無の認識ができ、そのデータ処理量が低減す
る。また、部品の端部の画像を取り扱うことから、たと
え少ないデータであっても、その取付状態を認識しよう
とした場合に、簡単に取付状態の判定ができ、認識処理
効率が高いものとなる。

その結果、基板上に部品が取付られているかいないか、
又はその取付状態が適ｉＥなものか否か等の決定を効率
よく処理することができる。

［実施例］以下、この発明の一実施例について図面を用いて詳細に
説明する。

第１図は、この発明の電子部品の認識方式をチップ部品
の認識装置に対して適用した場合の認識状態の−・実施
例のブロック図、第２図は、その部品検出光学系の詳細
図、第３図は、その認識処理における機能のブロック図
、第４図（ａ）は、円筒部品の場合の光照射の状態の説
明図、第４図（ｂ）は、円筒状の検査部品の説明図、第
４図（Ｃ）は、その場合の反射像の説明図、第５図は、
検査部品の認識処理のフローチャート、第６図（ａ）。

（ｂ）、（ｃ）は、それぞれそれ円筒部品の認識処理の
説明図である。

第１図において、２０は、部品検出光学系であり、２１
は、その固体撮像カメラ、２２は、そのドに配置された
対物光学系であり、さらにその下には、Ｘ−Ｙテーブル
２３が配置されていて、プリント基板２５がＸ−Ｙテー
ブル２３−ヒに設置されている。

そして、そこに搭載されたチップ部品の認識は、固体撮
像カメラ２１から得られる画像データを画像処理装置２
４にて処理することで行われ、その位置測定は、同様に
画像処理装置２４にて画像データを演算処理するととも
に、Ｘ−Ｙテーブル２３から得た位ｉηデータに基づき
行われる。

対物光学系２２は、第２図に見るように、固体撮像カメ
ラ２１が固定された円筒状のハウジング１を有していて
、その内部には、１・、から鏡筒２が配置され、その下
にレンズ３．そして光学フィルタ４が順次固定されてい
る。

なお、これらハウジング１．ｆｆＪｌｆ；１２．レンズ
３゜光学フィルタ４の各中心は、固体撮像カメラ２１の
光軸に一致するようにセッテングされている。

そしてハウジング１の先端部には、ファイバ固定リング
１２が挿着されていて、このファイバ固定リング１２は
、部品からの反射光を通過させる開口空間部１２ｂを有
している。ここにこのファイバ固定リング１２の先端部
がＸ−Ｙテーブル２３」ユに置かれたプリント基板２５
の表面からほぼｌ０１１１１前後の位置に位置付けられ
るように、対物光学系２２自体は、そのハウジング１を
支持するアーム（図示せず）により保持されている。

そして、ｘ−ｙテーブル２３に臨むハウジング１の先端
側には、少なくとも２個の光ファイバが検出部品の両側
」〕部に位置して検出部品を斜め」−から照射するため
の投光器として設けられている。

すなわち、第１の光フアイバケーブル７、第２の光フア
イバケーブル８とがそれぞれ斜めの位置に配置されてい
る。

これら光フアイバケーブル７．８の先端側は、第２図に
見るようにハウジングｌの貫通孔１ａ＋ｌａに固定板１
ｂ、ｌｂを介して固定され、光ファイバ７．８がそれぞ
れファイバ固定りング１２のｖＩ通孔１２ａ、１２ａに
より特定の傾斜角度（例えば２０”〜３０°の範囲の一
定角度）に保持されている。このことにより認識部品の
両側から一定角度で光を照射して、認識部品の方の部分
に正反射により強く比較部分ができる（第４図（Ｃ）参
照）。

これら第１．第２の光フアイバケープ７．８は、第２図
の光フアイバケーブル８に代表されるように、それぞれ
ハウジング１の側面に設けられたファイバ固定金Ｓ′Ｊ
：ｌ　１にゴムリングｌｌａを介してその中間孔が固定
されて、その後端側は、これら光フアイバケーブル７．
８に対応してストロボ光源１３．１３（１つのみ図示、
他は省略）に接続されている。

ここで、固体撮像カメラ２１には、２次元イメージセン
サ（Ｘ−Ｙイメージセンサ）と増幅回路とが内蔵されて
いて、対物光学系２２から得た映像をアナログ信号とし
て発生して、これを画像処理装置２４のＡ／Ｄ変換器３
０へと送出する。

一方、画像処理装置２４は、固体撮像カメラ２１からの
画像信号を受けるＡ／１〕変換器３０とこのＡ／Ｄ変換
器３０からのデータを一時的に記憶する画像データバッ
ファ３１とを有していて、画像データバッファ３１のデ
ータは、バス３２を介してマイクロプロセッサ（ＭＰＵ
）３３の制御のちとに、メモリ３４に転送される。そし
てメモリ３４に記憶された後述する所定のプログラムに
従ってこれら画像データに対して所定の処理がなされる
。

また、［−像処理装置η２４は、キーボード４０及びＸ
−Ｙステージ２３を駆動制御するＸ−Ｙステージ駆動回
路４１．ストロ余駆動回路４２、画面メモリ４３、そし
てＣＲＴディスプレイ４４とを有していて、キーボード
４０と、ストロボ駆動回路４２及びＸ−Ｙステージ２３
とは、それぞれインターフェイス回路３ｇ、３９．バス
３２とを介してＭＰＵ３３に接続されている。

ここで、ＭＰＵ３３は、所定のデータを画面メモリ４３
に転送して所定の情報をＣＲＴディスプレイ４４に送出
して表示する制御を行い、第３図で見るような機能をそ
の検杏処理プログラム３４ａと各種の部品認識プログラ
ムとにより実現する。

すなわち、画像処理装置２４におけるＭＰＵ３３は、第
３図に見るように、基板位置決め処理手段５１とストロ
ボ駆動手段５２、画像データ読込み手段５３、ウィンド
処理手段５４、外接四角形設定手段５５、外接四角形の
重心算出手段５６、部品の傾き演算手段５７．そして部
品取付良否判定１段５８等の各機能り段がそのＭＰＵ３
３とメモリ３４に記憶された検査処理プロゲラｌ、３４
ａ及び検査する部品の形態に対応して設けられた＋＊Ｓ
品認識プログラムにより実現される。

なお、部品認識プログラムとしては、ここでは、５つの
プログラム３５ａ、３５ｂ、３５，３５ｄ。

３５ｅを用ａ　Ｌ／ている。

なお、＋ｌｊ記各機能手段のうち、特に、基板位置決め
処理手段５１は、検査処理プログラム３４ａにおいて実
現されるものであって、データ記憶領域３６ａをアクセ
スしてプリント基板位置及び部品の種別に対応する形態
情報（種別情報）を得て、検査対象となる部品を固体撮
像カメラ２１の視野内に位置つけて、対応する部品認識
プログラムを起動する。

次に、全体的な認識処理について説明する。

さて、第４図（ａ）に見るように、基板位置決め処理手
段５１は、形態識別情報及び位置により選択された検査
部品を対物光学系２２の真下に位置決めする。この検査
対象となる部品の−・例として、ここでは、第４図（ｂ
）に示す円筒状のチップ部品４５とする。

基板位置決め処理手段５１が位置決めを完了するとスト
ロボ駆動手段５２を起動する。その結果、ストロボ光源
１３が駆動されて、第４図（ａ）に見るように、その両
側からストロボ光線が照射され、このとき固体撮像カメ
ラ２１には同図（Ｃ）に見るような映像が得られ、これ
が画像データとして画像データバッファ３１側に送出さ
れる。

このようにして得られた画像データは、ウィンド処理さ
れて、メモリ３４の特定領域にデジタルデータとして格
納されて処理されるが、以下の説明では、このようなメ
モリ上のデータを画像として空間的に捉え、ＭＰＵ３３
の処理を中心として説明する。

なお、固体撮像カメラ２１による画像データの採取は、
１回又は２回行われ、画像処理装置２４により１回又は
２回の画像データ処理が行われる。

第５図において、ステップ■で画像データ読込み手段５
３は、ストロボ駆動手段５２からの起動信号を受けて画
像データバッファ３１に画像データの取込み指令をする
。その結果、固体撮像カメラ２１のイメージセンサ上に
形成される第４図（Ｃ）の反射部分の部品映像４５が画
像として画像データバッファ３１に格納される。

ステップ■では、画像データ読込み手段５３がウィンド
処理手段５４に検出部品に対応するウィンドを設定する
指令を出し、これによりウィンド処理手段５４を検査部
品に対応するウィンドを用意する。このウィンド処理手
段５４のウィンド設定は、第６図（ａ）に見るように、
画像データが作る空間６０（座標Ｘ、Ｙ）に対し、検出
部品の検査位置対応に決定されているものであって、２
つのウィンドが用意される。

その第１のウィンド６３の位置は、画像データ６２が作
る空間６０−Ｌにおいて、固体撮像カメラ２１の視野の
範囲内にあるときに検査部品の反射像の上端部６１が含
まれるように設定されている。

一方、第２のウィンド６４は、同様に、視野内にあると
きに、反射像のｔ端部６５が含まれるように設定されて
いる。

このようなウィンド設定を検査部品の形態に応じて設定
する。そして、次のステップ■にて画像データ読込み手
段５３がウィンド処理手段５４からウィンド制御データ
を受け、ｌ！’ｊ像データバッファ３１から検出した画
像の内、ウィンド設定した部分の画像データをメモリ３
４に二値化して取り込む。

次に、第６図（ｂ）の点線で示すように、ステップ■で
、外接四角形設定手段５５が、ウィンド処理手段５４か
らウィンドデータを受けて、第１のウィンド６３及び第
２のウィンド６４に含まれる部品端部の部分両像データ
に対して、それぞ第１、第２の外接四角形６６．８７を
作成する。

外接四角形６８．８７が作成できると、ステップ■にて
外接四角形の重心算出手段５６により外接四角形６６．
６７の重心点Ｇｌ、Ｇ２をそれぞれ算出して、■−品数
取付良否判定手段５８、次のステップ■にて、二値化し
た画像データ（部品の端部の反射像に対応）に明点（反
射部分に対応）の画素数（ピクセル数）が所定値量」−
（例えば３０以」ユ）あるか否かを判定する。

ここで、ビクセル数が３０以１・、であると判定される
と、ステップ■において、■−品の傾き演算手段５７が
、ステップ■で求めた重心点Ｇ　ｔ　＊　Ｇ　２に基づ
き、第６図（Ｃ）に見るように、小心点Ｇ／ＩＧ２間に
引かれる線の角度０　（Ｙ軸とのなす角）を算出する。

そして部品取付良否判定手段５８がその許容範囲として
例えば０が１０度より小さいか否かを判定する。

この判定の結果、傾きＯが１０度より小さいと判定され
ると、部品取付良否判定手段５８は、次に、ステップ■
にて外接四角形８８．６７がウィンドの範囲内にあるか
否かを、外接四角形６６゜６７の３辺（図中点線部分参
照）がそれぞれ第１゜第２のウィンド８３．８４内にあ
るかにより判定する。この範囲内にあれば、第６図（Ｃ
）に見るようにステップ■にて部品取付良否判定ｐ段５
８は、検出された映像の範囲での部品の幅Ｗが、例えば
２５ピクセル以上の長さがあるか否かを判定し、さらに
、次のステップ［相］にて、部品の長さλが、例えば６
５ピクセル以、」−あるか否がを判定する。このような
各判定において、その範囲にある部品と判定されてば、
は取付状態が良いものとして合格とする。そして、基板
位置決め処理手段５１を再び起動して、次の検査部品位
置に部品検ｌｉｔ光学系２０を移動させ、同様な検査処
理を繰り返し火打して行く。

一方、部品取付良否判定手段５８は、先のステップ■の
判定において、外接四角形が第１．第２のウィンド６３
．８４内のいずれか一方で作成できないときには、部品
が検出できないものとして、取付不良と判定する。なお
、この判定により部品のイｆ無を認識できる。

同様に、ステップ■の判定において、外接四角形の明点
の数が３０ピクセル以ドとなっている場合も同様に部品
が検出できないものとして、取付不良とする。

なお、これらの取付不良は、カメラのシャッタ内に部品
が正しく捉えられていないことを意味するものであって
、検査対象部品が存在する条件として、ここでは、［Ｉ］外接四角形が作成できたこと。

［■コ各外接四角形内にそれぞれ明部の画素数が３０ピ
クセル以上含まれていること。

の２点を条件を採用している。

また、先のステップ■の判定において、部品の傾斜角０
が１０以上であるときにも取付不良と判断し、ステップ
■にて外接四角形が第１．第２のウィンド８３．８４に
いずれかにおいて、その中に入っていない場合も取付不
良とする。この場合の取付不良は、取付位置ずれに対す
る状態判定である。

また、ステップ■では、部品の幅Ｗが２５ビクセル以下
のときには、取付不良とし、ステップ［相］においては
、部品の長さλが６５ピクセル以下の長さの場合を取付
不良としている。この場合の各判定ステップは、部品の
形状異常の判定である。

なお、各ステップ■〜［相］での良否の判定は、部品が
許容された範囲内の取付状態か又は形状異常かの判定を
するものであって、その許容範囲として、ここでは、［Ｉコその傾き０が所定値（＝ｌＯ°）より小さいこと
。

［■コ設定した外接四角形の３辺がウィンド内であるこ
と。

［Ｉ［１］以１−の部品幅Ｗが２５ビクセル以」二でか
つ部品長λが６５ビクセル以上であること。

の３点をその条件としている。

なお、部品の取付方向としては、基本的に基板に対して
Ｘ方向とＹ方向の２方向のみであるので、その取付形態
で前記ステップ■のウィンド設定の仕方を９０°変更す
ればよい。この場合、第６図（ａ）の関係もＸ、Ｙの関
係が逆となる。

また、検出する部品によってステップ■のウィンドは、
それに適するものを採用することになる。

以上説明してきたが、実施例では、円筒形のチップ部品
を中心として説明しているが、その他の部品１例えば四
角形状の部品では、その境界線を中心に像を採り、これ
を含むようにウィンドを設定して処理をすることができ
る。さらに部品の反射像の範囲を部品の外形線−・股に
適用して、そのうち特徴のある部分を選択的に設定する
ことがもきる。

なお、部品は、チップ部品に限定されないことももちろ
んである。

実施例では、画像バッファに画像取り込み後に、二値化
とともにウィンド処理してメモリに格納しているが、ま
ず、画像バッフγからの画像データを二値化してメモリ
に取り込み、その後に、ウィンド処理するようにしても
よい。

また、実施例では、部品の１一部両側に２つの光ファイ
を配置しているが、これは光ファイバに限定されるもの
ではなく、光を両側から直接又は間接的に照射できるも
のならばどのようなものであってもよい。その照射方向
も上部から斜めのものに限定されるものではな（、真横
からでもよい。

また、照射方向は、両側２方向に限定されるものではな
り、複数方向から照射すればよい。

なお、複数方向の照射は、複数の光ファイバ又は投光器
等によりなされることになるが、これは、１つの光ファ
イバ又は投光器等をそれぞれの方向に移動して設置し、
使用してもよいことはもちろんである。

［発明の効果コ以。１−の説明から理解できるように、この発明にあっ
ては、複数の方向から光を照射して部品の縦又は横軸に
ほぼ平行な複数の反射像を受光し、この受光した像の画
像データを発生させて、この画像データが作る空間に対
し部品が所定の検査位置にあるときに画像データの複数
の端部の１つがそれぞれ含まれる第１及び第２のウィン
ドを設けて、画像データを第１及び第２のウィンドによ
り切取った部分画像データに基づいて部品の有無又は取
り付け状態を判定するようにしているので、部品を特徴
付けるその外形に対する反射像の部分画像データにより
、電子部品の取付の有無の認識ができ、そのデータ処理
酸が低減する。また、部品の端部の画像を取り扱うこと
から、たとえ少ないデータであっても、その取付状態を
認識しようとした場合に、簡１ｊ、に取付状態の判定が
でき、認識処理効率が高いものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の電子部品の認識方式をチップ、部
品の認識装置に対して適用した場合の認識状態の−・実
施例のブロック図、第２図は、その部品検出光学系の詳
細図、第３図は、その認識処理における機能のブロック
図、第４図（ａ）は、円筒部品の場合の光照射の状態の
説明図、第４図（ｂ）は、円筒状の検査部品の説明図、
第４図（ｃ）は、その場合の反射像の説明図、第５図は
、検査部品の認識処理のフローチャート、第６図（ａ）
。（ｂ）、（ｃ）は、それぞれそれ円筒部品の認識処理の
説明図である。１・・・ハウジング、２・・・鏡筒、３・・・レンズ、
４・・・光学フィルタ、５〜１０・・・光ファイバ、１
３・・・ストロボ光源、１２・・・ファイバ固定リング、１２ｂ・・・開口空間部、２０・・・部品検出光学系、
２１・・・固体撮像カメラ、２２・・・対物光学系、２
３・・・Ｘ−Ｙテーブル、２４・・・画像データを画像処理′Ａｆξ、２５・・・
プリント基板、３０・・・検査対象部品、３３・・・マ
イクロプロセッサ（ＭＰＵ）、３４・・・メモリ、５１
・・・基板位置決め処理手段、５２・・・ストロボ駆動
手段、５３・・・画像データ読込み手段、５４・・・ウ
ィンド処理手段、５５・・・外接四角形設定手段、５６
・・・外接四角形の重心算出手段、５７・・・部品の傾
き演算手段、５８・・・部品取付良否判定手段。特許出願人　　東京エレクトロン株式会社第　　３　　
図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）複数の方向から光を照射して部品の縦又は横軸に
ほぼ平行な複数の反射像を受光し、この受光した像の画
像データを発生させて、前記部品が所定の検査位置にあ
るときに、この画像データが作る空間に対し画像データ
の複数の端部の１つがそれぞれ含まれる第１及び第２の
ウインドを設け、前記画像データを第１及び第２のウイ
ンドにより切取った部分画像データに基づいて部品の有
無又は取り付け状態を判定することを特徴とする電子部
品の認識方式。
（２）光の照射方向は、部品に対してその両側から行わ
れ、受光する反射像は部品の縦又は横軸にほぼ平行な２
つの像であって、第１及第２のウインドはそれぞれ画像
データの縦又は横の１つの端部を含むことを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の電子部品の認識方式。
（３）第１及び第２のウインドにより切取った部分画像
データのそれぞれに対して、画像データが作る空間にお
いてそれぞれの画像データに外接する四辺形をそれぞれ
形成し、これら四辺形の中の画像データの占める割合に
基づいて部品の有無又は部品の取り付け状態を判定する
ことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の電子部品
の認識方式。
（４）四辺形のそれぞれの重心を求めて、画像データが
作る空間においてこれら重心を結ぶ線の傾斜を求めて部
品の取り付け状態を判定することを特徴とする特許請求
の範囲第３項記載の記載の電子部品の認識方式。
（５）四辺形のデータにより部品の幅又は長さを算出す
ることを特徴とする特許請求の範囲第３項又は４項記載
の電子部品の認識方式。
（６）部品は、円筒形の部品であり、光を部品の斜め上
部の両側から照射することを特徴とする特許請求の範囲
第１項乃至第５項のうちから選択されたいずれか１項記
載の電子部品の認識方式。