(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
部品を撮像することにより得られる撮像データから部品位置を検出する部品位置検出方法において、
撮像データから部品のエッジを表すデータ値の度数分布を作成し、
部品データから得られるエッジ数と前記度数分布からエッジ位置を検出するためのしきい値を求めることを特徴とする部品位置検出方法。
【請求項２】
前記撮像データは各画素毎の濃度値であり、エッジを表すデータ値は各濃度値を差分フィルターにかけることにより得られることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
最大データ値の度数から順次度数の総和を求め、総和がエッジ数に達したときの度数に対応するデータ値近辺にしきい値を設定することを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
差分フィルターをかけることにより得られたデータの極値をエッジを表すデータ値とすることを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、部品位置検出方法、更に詳細には、部品実装装置や部品検査装置において、部品を画像認識により検出する際、個々の部品データから部品を検出するための最適しきい値を設定して部品位置を検出する部品位置検出方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、部品実装装置では、ＩＣチップ部品等の電子部品（以下単に部品という）を吸着する吸着ノズルを備えた吸着ヘッドが設けられており、フィーダから供給される部品を吸着した吸着ノズルは、ＣＣＤカメラ等の撮像装置を備えた部品認識部へ移動し、この部品認識部において、部品はＣＣＤカメラにより撮像され、部品の画像データが取り込まれ、部品の画像認識が行なわれている。この部品の画像認識に基づき部品の吸着ノズルの中心位置からのずれ並びに傾き量が演算され、これらのずれ量が補正された後部品が回路基板上に搭載されている。
【０００３】
この種の部品認識部の構成が、図１に示されており、端子２ａ〜２ｅ’を有し吸着ノズル１に吸着される部品２は照明装置３により照射され、レンズ４を介して、ＣＣＤカメラ等の撮像装置５により撮像され、画像処理装置６により部品認識処理が行なわれている。画像処理装置６において、例えばモニター７のラインＡに沿った画像の濃度が、図２（Ａ）に図示したように、０から２５５の間に量子化され、また、この濃度データに対しｆ(n+1)-ｆ(n-1)のような差分フィルターをかけることにより図２（Ｂ）のような波形処理が行なわれている。同図において、正の極値ｌｅ１〜ｌｅ５はラインＡ上の部品端子の左側エッジが検出されたときに現れ、一方負の極値ｒｅ１〜ｒｅ５は右側エッジが検出されたときに現れる。
【０００４】
そして、この波形の正負の極値を検出することにより部品端子のエッジを検出し、これらのエッジ座標から各々の部品端子の中心を計算し、また部品の各辺の中心、そして部品の中心位置を計算していた。また、極値を検出する際に、図２（Ｂ）に示す点線のライン（例えば±２００）をしきい値として予め設定し、これを超える極値をエッジとして認識し、それ以外はノイズ等と判断しカットしていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような部品位置検出方法では、極値を検出するためのしきい値は実験値より求めた固定の値を用いていたため、例えば図３（Ａ）に示すように部品端子の濃度が低い場合（照射する光源の劣化や端子の反射率が低く光沢が少ない場合）、あるいは図４（Ａ）に示すようにある一部の部品端子の濃度が低い場合（光源の部分的な劣化や端子の部分的なよごれ等による場合）は、図３（Ｂ）、図４（Ｂ）に示すように差分フィルター結果の極値がしきい値よりも低くなってしまい、端子が存在するにもかかわらず正常な認識ができなくなるという問題点があった。
【０００６】
上記問題点を解決するために、認識エラーが発生した時のみしきい値を下げ再び認識させることも可能であるが、その分、認識時間がかかってしまい、認識効率が低下するという、欠点があった。
【０００７】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、位置検出のためのしきい値を動的に設定でき、確実に部品位置を検出することを可能にする部品位置検出方法を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の部品位置検出方法は、部品を撮像することにより得られる撮像データから部品位置を検出する部品位置検出方法において、撮像データから部品のエッジを表すデータ値の度数分布を作成し、部品データから得られるエッジ数と前記度数分布からエッジ位置を検出するためのしきい値を求めることを特徴とする。
【０００９】
このような方法では、エッジを表すデータ値の度数分布に基づいてエッジ位置を求めるためのしきい値を設定するようにしているので、照射する光源の劣化や端子の反射率が低く光沢が少ない場合、あるいは光源の部分的な劣化や端子の部分的なよごれ等があって濃度にバラツキがある場合でもそれに影響されることなく、動的にしきい値を設定することができ、確実なエッジ位置の検出が可能になる。
【００１０】
通常、撮像データは各画素毎の量子化された濃度値となっており、エッジを表すデータ値は各濃度値を差分フィルターにかけることにより求められる。このエッジを表すデータ値のなかで最大データ値の度数から順次度数の総和を求め、総和がエッジ数に達したときの度数に対応するデータ値近辺にしきい値が設定される。このようなしきい値に設定すると、ほぼ全てのエッジ位置を補足することができ、安定したエッジ検出が可能になる。
【００１１】
また、差分フィルターをかけることにより得られたデータの極値をエッジを表すデータ値とすることにより、光源の部分的な劣化や端子の部分的なよごれ等により不均一な照明となっている場合でも、最適なしきい値を設定することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に基づいて本発明を詳細に説明する。
【００１３】
本発明では、図１に示したような部品認識装置が用いられる。部品２の撮像に先立ち、図５のステップＳ１に示したように、部品のデータを参照し、存在すべき部品端子のエッジの数ｅを計算する。ｅの値は、例えば、部品２が端子数１０、端子の長さ５画素分という部品データを持っているとすると、ｅ＝１０（端子数）×５（端子長さ）×２（端子の両端エッジ）＝１００となる。
【００１４】
次に、ステップＳ２において図１の装置を用いて部品２の撮像を行なう。このとき、図６に示したように、画素ごとに量子化し撮像データを０から２５５の濃度値で表す。同図において、太線のブロック１２ａ〜１２ｅは、部品２の上側端子２ａ〜２ｅを、またブロック１２ａ’〜１２ｅ’は、部品２の下側端子２ａ’〜２ｅ’をそれぞれ表している。この濃度マップは、均一な照明下での正常な端子の部品に対応する撮像データであるので、規則的なデータ配列となっていることが理解される。
【００１５】
続いて、ステップＳ３において、上記求めた濃度マップに対して、ｆ(n+1)-ｆ(n-1)で表わされる差分フィルター処理を実行する。その結果が図７に図示されている。なお、差分フィルター結果は絶対値で表されている。
【００１６】
次に、ステップＳ４で、差分フィルター結果に基づいて図８に示したような度数分布を生成する。例えば、部品端子の左と右エッジでは、それぞれ差分が大きくなることから、「２２０」（左エッジ）、「２４０」（右エッジ）の値が得られ、端子が上下に合わせて１０本あり、一つの端子の画素が上下方向に５個であることから、「２２０」と「２４０」の度数は、それぞれ５０となっていることが理解される。
【００１７】
次に、ステップＳ５において、図８の度数分布において差分フィルター結果の最大値及びそれに続く値の度数の総和を順次求め、その総和がステップＳ１で求めたエッジ数ｅ＝１００に等しくなるときの度数のデータ値近辺の値をしきい値ｔｈｌに設定する。この値ｔｈｌは、「２２０」以下の値の例えば「２００」近辺に設定される。このしきい値は、図２（Ｂ）に示したように、部品端子のエッジ位置検出に適するしきい値となっている。
【００１８】
図９には、図４（Ｂ）に示したように、光源の部分的な劣化や端子の部分的なよごれ等があって、部品端子の一部に充分なエッジ濃度が得られない場合の例が示されている。例えば、上側の中央端子２ｃに対応する濃度マップ部分２２ｃが他の部分２２ａ〜２２ｅ’より低い値になっている。
【００１９】
これに対する差分フィルター結果のマップが図１０に、またその度数分布が図１１に示されている。図１１の場合、すべての差分値に対して度数がとらるのではなく、各走査ラインにおいて得られる極値の度数が計数されている。すなわち、薄く網掛をした部分がそれぞれ極値となっており、その度数が図示されている。黒く塗りつぶした部分は、絶対値を扱っているため極値とはみなさないようになっている。濃度マップ部分２２ｃでの差分の極値は、「９５」、「１１５」とそれぞれ減少するが、その度数は、それぞれ５個あり、同様に、部品データから求めたｅ＝１００を数え上げた度数の位置にある、例えば「９０」近辺のしきい値を設定することにより、全ての部品端子のエッジを検出することが可能になる。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、あらかじめ部品データから計算したエッジ数と、実際に撮像した画像データから得られた度数分布とからしきい値を動的に設定できるので、照明装置の劣化や部分的に発生する濃度のバラツキに影響を受けずに、また部品の反射率の影響を受けることなく、部品のエッジ位置を確実に検出することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】部品認識部の構成を示す構成図である。
【図２】部品の撮像データの濃度値並びにその差分データを示す線図である。
【図３】照明が不十分な場合の図２に対応する線図である。
【図４】部品の一部の照明が不十分な場合の図２に対応する線図である。
【図５】全体の処理の流れを示すフローチャート図である。
【図６】撮像データの濃度マップの一例を示すマップ図である。
【図７】図６の濃度値に対する差分フィルター処理の結果を示すマップ図である。
【図８】図７の差分フィルター処理結果に対する度数分布を示す線図である。
【図９】撮像データの濃度マップの他の例を示すマップ図である。
【図１０】図９の濃度値に対する差分フィルター処理の結果を示すマップ図である。
【図１１】図１０の差分フィルター処理結果に対する度数分布を示す線図である。
【符号の説明】
２  部品
２ａ〜２ｅ’  部品端子
１２ａ〜１２ｅ’  部品端子の濃度マップ
２２ａ〜２２ｅ’  部品端子の濃度マップ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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