(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
輪郭の一部をなす光沢部が下面に形成された電子部品をノズルで保持し、この電子部品を下方から照明した状態で前記電子部品の下面をカメラで撮像して得られた画像を認識することにより前記電子部品の位置認識を行う画像認識方法であって、前記電子部品を撮像して画像を取り込む工程と、前記画像を２値化処理して前記光沢部を抽出する工程と、前記光沢部との位置関係が既知の電子部品の内部の点を起点として前記画像をスキャニングし、前記光沢部の最遠点を求める工程と、これらの最遠点より前記電子部品の輪郭を推定する工程とを含むことを特徴とする画像認識方法。
【請求項２】
前記起点は前記ノズルであることを特徴とする請求項１記載の画像認識方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品を撮像して得られた画像を画像認識する画像認識方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子部品を基板に実装する実装工程においては、実装位置精度を向上させるため、画像認識を応用した位置補正が広く用いられている。この方法は移載ノズルに保持された電子部品をカメラで撮像して得られた画像を認識することにより、電子部品の重心位置や傾きを求めるものである。電子部品をカメラで撮像する際には、電子部品を照明する必要があり、電子部品の種類や認識目的などに応じて照明方法が選択される。例えば、下面に光沢を有する電極が形成された電子部品に対しては、電子部品を下方から照明し、反射光をカメラで認識する方法が一般に用いられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述の反射光を認識する方法においては、照明光の光量や照射角度、電子部品の撮像面の性状など種々の要素によって反射光の光量にばらつきが生じる。したがって、同一種類の電子部品を対象として画像による位置認識を行う場合でも、照明条件や電子部品表面のわずかな違いによって反射してカメラに入射する光量がばらつき、このばらつきにより認識結果が安定せず誤認識や認識不能を生じるという問題点があった。
【０００４】
そこで本発明は、安定した位置認識が行える画像認識方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の画像認識方法は、輪郭の一部をなす光沢部が下面に形成された電子部品をノズルで保持し、この電子部品を下方から照明した状態で前記電子部品の下面をカメラで撮像して得られた画像を認識することにより前記電子部品の位置認識を行う画像認識方法であって、前記電子部品を撮像して画像を取り込む工程と、前記画像を２値化処理して前記光沢部を抽出する工程と、前記光沢部との位置関係が既知の電子部品の内部の点を起点として前記画像をスキャニングし、前記光沢部の最遠点を求める工程と、これらの最遠点より前記電子部品の輪郭を推定する工程とを含む。
【０００６】
本発明によれば、取り込まれた画像を２値化処理して光沢部を抽出し、電子部品内部の既知点を起点としてスキャニングを行って光沢部の最遠点を求めることによって得られた輪郭線に基づいて電子部品の輪郭を推定することにより、余分な光沢部の影響を排除して安定した位置認識を行うことができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態の電子部品の実装装置の斜視図、図２は同電子部品下面の平面図、図３は同画像認識方法のフロー図、図４（ａ），（ｂ），（ｃ）は同電子部品の輪郭線を表わす画像図である。
【０００８】
まず図１を参照して、本発明の画像認識装置が組み込まれた電子部品の実装装置について説明する。図１において移載ヘッド３は移載ヘッド移動制御手段１４によって水平方向および垂直方向に移動するようになっている。移載ヘッド３の下端部には吸着ノズルＮが装着されており、図示しない吸引手段によって吸着ノズルＮから真空吸引することにより、検査対象物である電子部品４を吸着して保持する。吸着ノズルＮは移載ヘッド３に内蔵されたモータＭにより吸着ノズルＮの中心軸線を中心にθ方向に回転する。また吸着ノズルＮの下方には光源２を備えたカメラ１が配設されており、カメラ１は光源２によって照明された電子部品４を撮像する。
【０００９】
カメラ１の側方にはパーツフィーダ１２が配設されている。パーツフィーダ１２の反対側には基板保持テーブル１１が配設されており、基板保持テーブル１１上には表面に回路パターンＬが形成された基板１０が保持されている。電子部品４は、パーツフィーダ１２から移載ヘッド３によってピックアップされ、基板１０に実装される。
【００１０】
Ａ／Ｄ変換器５はカメラ１の画像信号をデジタル信号に変換する。フレームメモリ６は、変換されたデジタル画像信号を記憶する。ＣＰＵ７はＲＯＭ８に記憶されたプログラムに従って画像処理などの各種の演算を行う。ＲＡＭ９にはこれらの演算結果が記憶される。
【００１１】
駆動回路３は吸着ノズルＮを回転させるモータＭを駆動する。マシンコントローラ１５は駆動回路１３および移載ヘッド移動制御手段１４を制御し、ＣＰＵ７によって制御される。カメラ１によって電子部品４を撮像してその位置をＣＰＵ７によって認識し、この認識結果に基づいて駆動回路１３および移載ヘッド移動制御手段１４を制御することにより、電子部品４の位置ずれを補正して基板１０に実装することができる。
【００１２】
次に、図２を参照して認識対象となる電子部品４について説明する。図２に示すように、電子部品４の下面には電極４ａが電子部品４の外形の輪郭の一部をなして形成されている。電極４ａは照射された光を反射する光沢面を有する光沢部となっている。電子部品４をカメラ１上に位置させ、光源２より照明して撮像することにより、電極４ａの部分を明像とし、その他の非光沢部４ｂを暗像とする２値化画像を得ることができる。
【００１３】
次に、画像認識方法について図３のフローに沿って説明する。この方法は、電子部品４の下面を撮像して得られた２値化画像をスキャンすることにより、明像部分のエッジの最遠点を求め、この最遠点から電子部品４の形状を特定するものである。まず電子部品４をカメラ１上に位置させ、撮像して電子部品４の下面の画像を取り込む（ＳＴ１）。次に、電子部品４のサイズから画像上でスキャンするためのスキャン長を決定し（ＳＴ２）、得られた画像を２値化処理するためのしきい値を決定する（ＳＴ３）。ＳＴ２，ＳＴ３の処理は、同一種類の電子部品を連続して認識する場合には初期設定として１回のみ行えばよい。もちろん各認識回毎に行っても良い。
【００１４】
次に、得られた画像を２値化処理する（ＳＴ４）。これにより、図４（ａ）に示すように、電子部品４の下面に形成された電極４ａを明像とし、背景画像や電子部品４の非光沢部４ｂを暗像とする２値化画像を得ることができる。このとき、電子部品４の下面には表面形状のわずかな相違や照明条件などの要因によって本来非光沢部である範囲に明像部分Ａが検出される場合がある。このため、この２値化画像に対して重心検出などの方法をそのまま適用すると、求められた電子部品４の位置は明像部分Ａによる誤差を生じる。
【００１５】
そこで、このようなノイズの影響を排除するため、以下に述べる方法により、電子部品４の輪郭を求める処理を行う。この方法は、電子部品４の内部の電極４ａとの位置関係が既知の点を中心として、外周方向に向って直線状にスキャンを行い、明像部分のエッジの最遠点、すなわち明像部分の外側のエッジを検出し、このエッジから電子部品４の形状を特定するものである。
【００１６】
以下、フローに沿って説明する。まず全角度範囲でスキャンが完了したか否か、すなわち図４（ｂ）に示す角度θを０〜３６０度にわたってスキャンさせたか否かが判断される（ＳＴ５）。そして未スキャン範囲があれば、位置が既知であるノズルＮの位置から直線ｌに沿って直線状にスキャンを行い、明像部分のエッジの最遠点を求める処理を行う（ＳＴ６）。このとき、電子部品４の内部にあるノイズによる明像部分Ａは最遠点には該当しないためこれらの部分は除外され、電子部品４の形状特定への影響は排除される。
【００１７】
そして、この処理の結果、エッジが検出されたか否かが判断され、エッジが検出されたならば、検出された点の座標値を位置データとして記録する（ＳＴ８）。そしてエッジが検出されなかったならば、位置データにＮＧを記録する。次いでスキャン方向の角度θをΔθだけ増加させてＳＴ５以降の処理を繰り返し、全角度（０〜３６０度）のスキャンを完了してエッジ検出処理を終了する。
【００１８】
この後、このようにして検出された最遠点から輪郭線を推定する処理を行う。ここでは、本来の電極４ａが存在する範囲で検出された最遠点のみが抽出され、それ以外の余分な範囲で検出された最遠点はノイズと見なされて排除される。これにより、図４（ｃ）に示すように、電子部品４の外形の一部を示す電極４ａの輪郭線４ｃが検出される。そしてこのようにして求められた輪郭線４ｃに基づいて電子部品４の重心位置や水平面内での傾きが特定され、位置ずれが検出される。このように、電子部品４の電極４ａの輪郭線のみを検出することにより、電子部品４の内部に表われるノイズの影響を排除して精度の良い位置認識を行うことができる。
【００１９】
【発明の効果】
本発明によれば、取り込まれた画像を２値化処理して光沢部を抽出し、電子部品内部の既知点を起点としてスキャニングを行って光沢部の最遠点を求めることにより得られた輪郭線に基づいて電子部品の形状を推定するので、本来存在しない余分な光沢部の影響を排除して安定した位置認識を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の電子部品の実装装置の斜視図
【図２】本発明の一実施の形態の電子部品下面の平面図
【図３】本発明の一実施の形態の画像認識方法のフロー図
【図４】（ａ）本発明の一実施の形態の電子部品の輪郭線を表わす画像図
（ｂ）本発明の一実施の形態の電子部品の輪郭線を表わす画像図
（ｃ）本発明の一実施の形態の電子部品の輪郭線を表わす画像図
【符号の説明】
１  カメラ
２  光源
３  移載ヘッド
４  電子部品
４ａ  電極
４ｃ  輪郭線
【図１】
0003644272.tif 000002
【図２】
0003644272.tif 000003
【図３】
0003644272.tif 000004
【図４】
0003644272.tif 000005