(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像対象を撮像するカメラと、撮像された画像データを記憶する画像記憶部と、画像データを画像処理する画像処理部と、撮像対象を照明する照明手段と、制御指令によって照明手段の照度を制御する照明制御部と、この照明制御部から前記照明手段への制御指令が出されたタイミングから前記カメラが撮像するタイミングまでの待ち時間を前記制御指令により設定する待ち時間設定部と、前記待ち時間設定部で設定された待ち時間に基づいて前記カメラの撮像タイミングを制御する撮像タイミング制御手段とを備え、前記待ち時間設定部は、前記制御指令が出される前後における当該照明手段の明るさの差に基づいて待ち時間を算出することを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
複数種類の照明手段へ制御指令を出す場合において、算出された複数の待ち時間のうち最も長い待ち時間を実際の待ち時間として決定することを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
【請求項３】
撮像対象を照明手段で照明しながらカメラにより撮像して画像記憶部に記憶させ、記憶された画像データを画像処理部により画像処理する画像処理方法であって、前記照明手段を制御する照明制御部から前記照明手段の照度を切換える制御指令が出されたタイミングから前記カメラが撮像するタイミングまでの待ち時間を、待ち時間設定部により前記照度の切換えに応じて設定し、前記照明手段の照度を切り換えた場合、この切り換えのタイミングから前記待ち時間経過した後に前記カメラで撮像した画像データを画像記憶部に記憶するようにし、且つ前記待ち時間設定部は、前記制御指令が出される前後における当該照明手段の明るさの差に基づいて待ち時間を算出することを特徴とする画像処理方法。
【請求項４】
複数種類の照明手段へ制御指令を出す場合において、算出された複数の待ち時間のうち最も長い待ち時間を実際の待ち時間として決定することを特徴とする請求項３記載の画像処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品などの製造や検査に用いられる画像処理装置および画像処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子部品などの製造工程や検査工程において、画像処理を応用したプロセスが広く用いられている。画像処理では、対象物をカメラで撮像して得られた画像データに基づいて対象物の状態の判定や位置認識などを行うため、鮮明な画像を取得することがまず重要である。このため、撮像時には対象部位を照明することが行われ、画像処理の目的や対象物の種類に応じて各種の照明装置が使用される。そして、同一対象物の撮像過程においても、対象部位に応じて照明装置の種類や照度が切換えられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、照明装置を消灯状態から点灯する場合や、照度を切換えた場合には、照明装置の状態が所定の照度に安定するまでには、それぞれの場合に応じて所定の安定時間を必要とする。このため、画像処理装置の動作プログラムで照明装置の種類や照度の切換える際には、切り換え指令が出されてから実際にカメラによる撮像が行われるまでの間に待ち時間が設定される。これらの待ち時間の設定値は、作業者によって経験に基づいて決定され、運転時の操作準備作業として入力されることとなっていた。
【０００４】
しかしながら、これらの設定値の過不足のない最適値を見出すことは容易でない。このため作業者は安全側に長目の待ち時間を設定する傾向が強く、結果として待ち時間の総和を不必要に増大させることとなっていた。この待ち時間の総和は、通常の撮像動作においてはワークを移動させるための時間よりも長く、したがって画像処理を応用したプロセスのタクトタイムは、照明安定のための待ち時間によって規定される場合が多い。このことからタクトタイム短縮を達成するためには、上記の待ち時間を短縮することが必須要件となっていた。
【０００５】
そこで本発明は、照明切換え時の待ち時間を適切に設定してタクトタイムを短縮することができる画像処理装置および画像処理方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の画像処理装置は、撮像対象を撮像するカメラと、撮像された画像データを記憶する画像記憶部と、画像データを画像処理する画像処理部と、撮像対象を照明する照明手段と、制御指令によって照明手段の照度を制御する照明制御部と、この照明制御部から前記照明手段への制御指令が出されたタイミングから前記カメラが撮像するタイミングまでの待ち時間を前記制御指令により設定する待ち時間設定部と、前記待ち時間設定部で設定された待ち時間に基づいて前記カメラの撮像タイミングを制御する撮像タイミング制御手段とを備え、前記待ち時間設定部は、前記制御指令が出される前後における当該照明手段の明るさの差に基づいて待ち時間を算出する。
【０００８】
請求項２記載の画像処理装置は、請求項１記載の画像処理装置であって、複数種類の照明手段へ制御指令を出す場合において、算出された複数の待ち時間のうち最も長い待ち時間を実際の待ち時間として決定するようにした。
【０００９】
請求項３記載の画像処理方法は、撮像対象を照明手段で照明しながらカメラにより撮像して画像記憶部に記憶させ、記憶された画像データを画像処理部により画像処理する画像処理方法であって、前記照明手段を制御する照明制御部から前記照明手段の照度を切換える制御指令が出されたタイミングから前記カメラが撮像するタイミングまでの待ち時間を、待ち時間設定部により前記照度の切換えに応じて設定し、前記照明手段の照度を切り換えた場合、この切り換えのタイミングから前記待ち時間経過した後に前記カメラで撮像した画像データを画像記憶部に記憶するようにし、且つ前記待ち時間設定部は、前記制御指令が出される前後における当該照明手段の明るさの差に基づいて待ち時間を算出するようにした。
【００１１】
請求項４記載の画像処理方法は、請求項３記載の画像処理方法であって、複数種類の照明手段へ制御指令を出す場合において、算出された複数の待ち時間のうち最も長い待ち時間を実際の待ち時間として決定するようにした。
【００１２】
各請求項記載の発明によれば、照明制御部から照明手段への制御指令が出されたタイミングからカメラが撮像するタイミングまでの待ち時間を制御指令が出される前後における当該照明手段の明るさの差に基づいて待ち時間を算出設定することにより、最適な待ち時間を設定してタクトタイムを短縮することができる。
【００１３】
【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画像処理装置の構成を示すブロック図、図２は同画像処理装置の動作のフロー図、図３、図４は同待ち時間設定のフロー図、図５は同タイマーテーブルを示す図、図６は撮像条件データテーブルを示す図、図７はタイマーテーブルの他の実施例を示す図である。
【００１４】
まず図１を参照して画像処理装置の構成を説明する。図１において、ＸＹテーブル１上には基板２が載置されており、基板２には電子部品２ａが実装されている。ＸＹテーブル１の上方には照明手段としてのリング照明装置３Ａおよび同軸照明装置３Ｂが配設されている。リング照明装置３Ａは電子部品２を斜め上方の全周方向から照明し、同軸照明装置３Ｂは電子部品２を真上方向から照明する。リング照明装置３Ａおよび同軸照明装置３Ｂは照明制御部９によって制御され、照明のＯＮ−ＯＦＦ制御とともに、照明の照度、すなわち明るさを制御できるようになっている。照明制御部９は設定された照度データに応じた電流または電圧（制御指令）をリング照明装置３Ａおよび同軸照明装置３Ｂへ出力して照明のＯＮ−ＯＦＦおよび明るさを制御する。
【００１５】
同軸照明装置３Ｂの上方には撮像手段であるカメラ４が配設されている。ＸＹテーブル１を駆動することにより、電子部品２は水平面内で移動し、電子部品２の異る部位をカメラ４の直下の撮像位置に位置させる。それぞれの部位に応じた適切な種類の照明装置により適切な照度で照明された状態で、カメラ４を駆動することにより、カメラ４は電子部品２の各部位の良好な画像を取得することができる。
【００１６】
カメラ４にはＡ／Ｄ変換部５が接続されており、撮像された画像データをデジタル画像データに変換する。Ａ／Ｄ変換部５には画像記憶部６が接続されている。画像記憶部６はデジタル画像データを記憶する。待ち時間設定部７は照明制御部９からリング照明装置３Ａおよび同軸照明装置３Ｂへの制御指令が出されたタイミングから、カメラ４が撮像するタイミングまでの待ち時間を設定する。タイマー８（撮像タイミング制御手段）は設定された待ち時間を計時し、カメラ４（もしくは画像記憶部６）に対し撮像タイミング（画像書き込みタイミング）の信号を出力する。タイマー８は、ハードウエアまたはソフトウエアにより実現される。
【００１７】
駆動制御部１０はＸＹテーブル１の動作を制御する。画像処理部１１は、画像記憶部６に記憶された画像データを画像処理し、基板２上での電子部品２ａの位置検出や実装状態の検査などの処理を行う。ＣＰＵ１２は画像処理装置全体の動作を制御する他、適正な待ち時間設定のための演算処理を行う。データ記憶部１３は待ち時間算出の基礎となる計算式や待ち時間のタイマーテーブルを記憶する。また、リング照明装置３Ａと同軸照明装置３Ｂの明るさを設定するための照度データ（図６参照）も記憶している。照度データはＣＰＵ１２に読みとられて照明制御部９へ出力される。プログラム記憶部１４は動作プログラムやタイマー値算出プログラム等、画像処理装置に必要なプログラムを記憶する。
【００１８】
次に画像処理装置の動作を図２のフローに沿って説明する。図２は、複数回の撮像処理を要する電子部品２ａがＸＹテーブル１上に載置され、順次撮像処理を行う際のフローを示したものである。まず撮像処理の番号を示す指標ｎを１にリセットし（ＳＴ１）、次いでｎ番目（ここでは１番目）の撮像処理のタイマー値を算出する（ＳＴ２）。このタイマー値の算出は、後述するように照明装置の照度が安定するまでの所定の待ち時間Ｔを制御指令の内容に応じて、すなわち制御指令が出される前後における照明装置の明るさの差に基づいて適切に設定するためのものである。
【００１９】
次いでリング照明装置３Ａ、同軸照明装置３Ｂのいずれかまたは双方に新たな照度データに基づく制御指令が出されるとともに、ＳＴ２で算出されたタイマー値の計時がスタートする（ＳＴ３）。この後、またはこれらの動作と並行してＸＹテーブル１の移動が開始し（ＳＴ４）、次いで移動が完了する（ＳＴ５）ことにより、撮像対象の電子部品２ａがカメラ４の直下に位置する。
【００２０】
ここで、タイマーはタイムアップしたか否かが判断され（ＳＴ６）、タイムアップが確認されたならば、カメラ４にて撮像を行い、電子部品２の画像を画像記憶部６に記憶する（ＳＴ７）。このとき、タイムアップにより所定の待ち時間Ｔの経過が確認された後に撮像が行われるので、各照明装置の状態は所定の照度に安定しており、したがって良好な照明条件の下で撮像が行われる。次いで１番目（ｎ番目）の撮像処理終了が判断され（ＳＴ８）、ｎに１を加算して（ＳＴ９）、次の撮像処理に移行し、ＳＴ２以下が繰り返される。
【００２１】
次に、前述のＳＴ２のタイマー値の算出について図３、図４のフローに沿って説明する。図３は各撮像処理から次の撮像処理に移行する際の各照明装置の明るさを示す照度の差、すなわち照度の変更量が指定される場合を、また図４は同様の場合において照度の既設定値と、新たに変更して設定される変更値とが指定されている場合の例をそれぞれ示したものである。
【００２２】
まず図３、図４において同一の撮像処理にて使用される複数の照明装置のそれぞれのタイマー値の中での最大値を表す最大タイマー値を０にリセットする（ＳＴ１０）。次に、上述の複数の照明装置のそれぞれに付される照明番号Ｌを１にリセットする（ＳＴ１１）。すなわち、それぞれの照明装置についてタイマー値を順次求める操作を行う。
【００２３】
ここで、図３に示す例では、まず当該撮像処理に際して行われる照明切り換え時の照度の変更量を算出する（ＳＴ１２）。図６に示すように、データ記憶部１３には撮像処理毎に各照明装置の照度データが記憶されており、この計算は与えられる各撮像処理時の照度データを読み込んでＣＰＵにより当該切り換え時前後の明るさを示す照度の差（照明状態の変化）を求めることにより行われる。変更量が算出されたならば、図５に示すタイマーテーブルにより照度の差に対応する待ち時間Ｔを求める。これらのタイマー値は経験値や実測値を参考にして各照明装置の特性に基づいて設定される。なお、タイマーテーブルの形でデータを準備する替わりに、これらのタイマー値を変更量の関数として表す近似式を作成し、この近似式によって計算するようにしてもよい。
【００２４】
また、図４に示す例では、前回撮像処理時の照度データの既設定値および当該撮像処理時の照度データの新設定値を示す変更値をデータ記憶部１３より読み込み（ＳＴ１２’）、そして、図７に示すタイマーテーブルにより直接待ち時間Ｔを求める（ＳＴ１３’）。このタイマーテーブルも、各照明装置の特性に基づいて経験値や実測値を参考にして設定されるものである。
【００２５】
次に求められた待ち時間Ｔが、既にセットされた最大タイマー値より大きいか否かが判断され（ＳＴ１４）、最大タイマー値より大きいならば、この待ち時間Ｔを以て最大タイマー値を更新する（ＳＴ１５）。次いで全ての照明番号について待ち時間Ｔの算出終了か否かが判断され、未完であればＬに１を加算して（ＳＴ１８）、ＳＴ１２以降のフローを繰り返す。そして、最大タイマー値を今回の撮像処理の待ち時間ＴとしてＣＰＵ１２からタイマー８へ出力する（ＳＴ１７）。すなわち、複数種類の照明装置についてそれぞれ求められた待ち時間のうち、最も長い待ち時間を実際の撮像動作時の待ち時間Ｔとして決定する。このような決定方法を採用することにより、複数の照明装置の全ての照度が安定した後に撮像を行うことができる。
【００２６】
【発明の効果】
本発明によれば、照明制御部から照明手段への制御指令が出されたタイミングからカメラが撮像するタイミングまでの待ち時間を制御指令設定するようにしたので、運転操作時にその都度待ち時間を入力する手間を省くことができる。また常に適正な待ち時間が設定されるので、不必要に長い待ち時間を入力することによるタクトタイムの増大を防いでタクトタイムを短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の画像処理装置の構成を示すブロック図
【図２】本発明の一実施の形態の画像処理装置の動作のフロー図
【図３】本発明の一実施の形態の待ち時間設定のフロー図
【図４】本発明の一実施の形態の待ち時間設定のフロー図
【図５】本発明の一実施の形態のタイマーテーブルを示す図
【図６】本発明の一実施の形態の撮像条件データテーブルを示す図
【図７】本発明の一実施の形態のタイマーテーブルの他の実施例を示す図
【符号の説明】
３Ａ  リング照明装置
３Ｂ  同軸照明装置
４  カメラ
６  画像記憶部
７  待ち時間設定部
８  タイマ
９  照明制御部
１１  画像処理部
【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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