(57)【要約】【課題】  電子部品の電極の外形を明瞭にする電子部品の画像生成方法を提供する。【解決手段】  電子部品の電極の外形を明瞭にする電子部品の画像生成方法は、電子部品をカラーで撮像することで、その電子部品のＬａｂ表色系によるカラー画像を生成するカラー画像生成ステップＳ１００と、カラー画像生成ステップＳ１００で生成されたカラー画像に含まれる白色に近い色ほど、白黒の濃淡によって際立つように、そのカラー画像を白黒濃淡画像に変換する変換ステップＳ１０６とを含む。【選択図】      図４
2006049380.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に実装される電子部品の特徴を特定するために用いられる前記電子部品の画像を生成する方法であって、
電子部品をカラーで撮像することで、前記電子部品のカラー画像を生成するカラー画像生成ステップと、
前記カラー画像生成ステップで生成されたカラー画像に含まれる白色に近い色ほど、白黒の濃淡によって際立つように、前記カラー画像を白黒濃淡画像に変換する変換ステップと
を含むことを特徴とする電子部品の画像生成方法。
【請求項２】
前記電子部品の画像生成方法は、さらに、
前記白黒濃淡画像に対して、ノイズの除去を行うフィルタ処理ステップを含む
ことを特徴とする請求項１記載の電子部品の画像生成方法。
【請求項３】
前記電子部品の画像生成方法は、さらに、
前記白黒濃淡画像に対して濃淡の幅を広げる伸張処理ステップを含む
ことを特徴とする請求項１又は２記載の電子部品の画像生成方法。
【請求項４】
前記伸張処理ステップでは、さらに、
前記白黒濃淡画像に含まれる画素のうち、所定の濃淡値より小さい各画素の濃淡値を最小の濃淡値に変換する
ことを特徴とする請求項３記載の電子部品の画像生成方法。
【請求項５】
前記カラー画像生成ステップでは、
Ｌａｂ表色系のカラー画像を生成し、
前記変換ステップでは、
前記カラー画像に含まれる画素ごとに、当該画素の明るさを表すＬ値と、色度を表すａ値及びｂ値とを、定数Ｋを用いて示されるＬ×（Ｋ−（ａ2＋ｂ2）1/2）の変換式により白黒の濃淡値に変換する
ことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の電子部品の画像生成方法。
【請求項６】
前記電子部品の画像生成方法は、さらに、
前記変換ステップで変換された白黒濃淡画像に含まれる各画素の濃淡値のうち、電極に対応する画素の濃淡値よりも大きい濃淡値を、最小の濃淡値に変換する白黒変換ステップを含む
ことを特徴とする請求項１記載の電子部品の画像生成方法。
【請求項７】
基板上に実装される電子部品の特徴を示す部品教示データを作成する方法であって、
請求項１〜６の何れか１項に記載の電子部品の画像生成方法と、
前記画像生成方法により生成された白黒濃淡画像から前記電子部品の特徴を特定し、前記特徴を示す部品教示データを作成するデータ作成ステップと
を含むことを特徴とする部品教示データ作成方法。
【請求項８】
基板上に実装される電子部品の特徴を特定するために用いられる前記電子部品の画像を生成する画像生成装置であって、
電子部品をカラーで撮像することで、前記電子部品のカラー画像を生成するカラー画像生成手段と、
前記カラー画像生成手段で生成されたカラー画像に含まれる白色に近い色ほど、白黒の濃淡によって際立つように、前記カラー画像を白黒濃淡画像に変換する変換手段と
を備えることを特徴とする電子部品の画像生成装置。
【請求項９】
前記電子部品の画像生成装置は、さらに、
前記白黒濃淡画像に対して、ノイズの除去を行うフィルタ処理手段を備える
ことを特徴とする請求項８記載の電子部品の画像生成装置。
【請求項１０】
前記電子部品の画像生成装置は、さらに、
前記白黒濃淡画像に対して濃淡の幅を広げる伸張処理手段を備える
ことを特徴とする請求項８又は９記載の電子部品の画像生成装置。
【請求項１１】
基板上に実装される電子部品の特徴を示す部品教示データを作成する部品自動教示装置であって、
請求項８〜１０の何れか１項に記載の電子部品の画像生成装置と、
前記画像生成装置により生成された白黒濃淡画像から前記電子部品の特徴を特定し、前記特徴を示す部品教示データを作成するデータ作成手段と
を備えることを特徴とする部品自動教示装置。
【請求項１２】
基板上に電子部品を実装する部品実装装置であって、
請求項１１記載の部品自動教示装置と、
電子部品を保持して移動することにより、基板上の所定の部位に前記電子部品を実装するヘッドと、
前記部品自動教示装置により作成された部品教示データを用いて、前記ヘッドに保持された電子部品の位置ずれを認識する認識手段と
を備えることを特徴とする部品実装装置。
【請求項１３】
基板上に電子部品を実装する部品実装装置であって、
電子部品を保持して移動することにより、基板上の所定の部位に前記電子部品を実装するヘッドと、
前記ヘッドに保持された電子部品をカラーで撮像することで、前記電子部品のカラー画像を生成するカラー画像生成手段と、
前記カラー画像生成手段で生成されたカラー画像に含まれる白色に近い色ほど、白黒の濃淡によって際立つように、前記カラー画像を白黒濃淡画像に変換する変換手段と、
前記変換手段で変換された白黒濃淡画像を用いて、前記ヘッドに保持された電子部品の位置ずれを認識する認識手段と
を備えることを特徴とする部品実装装置。
【請求項１４】
請求項１〜６の何れか１項に記載の電子部品の画像生成方法に含まれるステップを、コンピュータに実行させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品の画像を生成する画像生成方法に関するものであって、特に、基板上に実装される電子部品の特徴を特定するために用いられる画像を生成する画像生成方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、基板上に実装される電子部品の外形や寸法、位置ずれなどを認識するために、白黒のＣＣＤカメラでその電子部品を撮像することにより、電子部品の画像を生成する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
上記特許文献１の電子部品の画像生成方法は、電子部品を照らす照明の色調を調整することにより、電子部品と背景とのコントラストを付けた画像を生成する。
【特許文献１】特開平１０−２０８０１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１の方法では、生成される画像が、単に白黒のＣＣＤカメラで撮像された白黒濃淡画像であるため、電子部品の電極とその他の部分のコントラストが不十分で、電子部品の電極の外形が不明瞭になるという問題がある。
【０００５】
そこで、本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであって、電子部品の電極の外形を明瞭にする電子部品の画像生成方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明に係る電子部品の画像生成方法は、基板上に実装される電子部品の特徴を特定するために用いられる前記電子部品の画像を生成する方法であって、電子部品をカラーで撮像することで、前記電子部品のカラー画像を生成するカラー画像生成ステップと、前記カラー画像生成ステップで生成されたカラー画像に含まれる白色に近い色ほど、白黒の濃淡によって際立つように、前記カラー画像を白黒濃淡画像に変換する変換ステップとを含むことを特徴とする。例えば、前記カラー画像生成ステップでは、Ｌａｂ表色系のカラー画像を生成し、前記変換ステップでは、前記カラー画像に含まれる画素ごとに、当該画素の明るさを表すＬ値と、色度を表すａ値及びｂ値とを、定数Ｋを用いて示されるＬ×（Ｋ−（ａ2＋ｂ2）1/2）の変換式により白黒の濃淡値に変換する。
【０００７】
カラー画像に写る電子部品の電極は無彩色の明るい色であって白色に近く、このようなカラー画像が、白色に近い色ほど際立つような白黒濃淡画像に変換されるため、その白黒濃淡画像において電子部品の電極の外形を明瞭にすることができる。さらに、電子部品のカラー画像の生成には、広く普及しているスキャナーを使用し、白黒濃淡画像の変換には、パーソナルコンピュータなどを使用することができるため、部品実装用の特別な撮像機器を用いることがなく、画像生成のコストを抑えることができる。また、最終的に白黒濃淡画像が生成されるため、画像から電子部品の特徴を特定する処理において、カラー画像から特定するよりも処理負担を軽くすることができる。
【０００８】
また、前記電子部品の画像生成方法は、さらに、前記白黒濃淡画像に対して、ノイズの除去を行うフィルタ処理ステップを含むことを特徴としても良い。
これにより、白黒濃淡画像からノイズが除去されるため、電子部品の電極の外形をより明瞭にすることができる。また、比較的小さい電極に対しては、ノイズによる影響を大幅に抑えることができ、その電極の特徴を容易に特定することができる。
【０００９】
また、前記電子部品の画像生成方法は、さらに、前記白黒濃淡画像に対して濃淡の幅を広げる伸張処理ステップを含むことを特徴としても良い。
これにより、白黒濃淡画像の濃淡の幅が広げられるため、電子部品の電極とその他の部分及び背景との濃淡の差をさらに大きくして、電子部品の電極の外形をより明瞭にすることができる。
【００１０】
また、前記伸張処理ステップでは、さらに、前記白黒濃淡画像に含まれる画素のうち、所定の濃淡値より小さい各画素の濃淡値を最小の濃淡値に変換することを特徴としても良い。
【００１１】
これにより、２５６階調のように白黒濃淡画像の濃淡の幅に制限がっても、所定の濃淡値より小さい各画像の濃淡値を、その２５６階調の最小値にして、その濃淡値を切り捨てることにより、白黒濃淡画像の有効な部分の濃淡の幅を、その制限範囲内で広くすることができる。
【００１２】
なお、本発明は、上述の電子部品の画像生成方法を用いる部品自動教示装置や、部品実装装置、プログラム、そのプログラムを格納する記憶媒体としても実現することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の電子部品の画像生成方法は、電子部品の電極の外形を明瞭にすることができるという作用効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の電子部品の画像生成方法における実施の形態について、図面を用いて説明する。
図１は、本発明の電子部品の画像生成方法を利用した部品自動教示装置の構成を示す構成図である。
【００１５】
この部品自動教示装置１００は、電子部品の形状や特徴的な寸法を示す部品教示データを作成するものであって、電子部品を撮像するスキャナー１７０と、ユーザによる操作を受け付ける操作部１１０と、例えば液晶ディスプレイなどにより構成される表示部１３０と、操作部１１０により受け付けられた操作に基づいてスキャナー１７０及び表示部１３０を制御する制御部１２０とを備えている。また、制御部１２０は、周辺機器制御部１２１と入出力処理部１２２と画像処理部１２３とを備えている。
【００１６】
図２（ａ），（ｂ）は、スキャナー１７０の外観を示す外観図である。
スキャナー１７０は、この図２（ａ），（ｂ）に示すように、スキャナー本体１７１とカバー１７２とカバーシート１７３とで構成される。
【００１７】
スキャナー本体１７１は、略矩形箱状の筐体１７１ａと、筐体１７１ａ内に埋設された撮像素子及び照明具と、筐体１７１ａの上面に取り付けられたガラス板１７１ｂとを備えている。
【００１８】
カバー１７２は、スキャナー本体１７１の筐体１７１ａに回動自在に取着されている。ユーザが電子部品１をスキャナー１７０に設置するときには、そのカバー１７２は、スキャナー本体１７１のガラス板１７１ｂから離れた状態（開状態）にされ、ユーザが電子部品１を撮像しようとするときには、そのカバー１７２は、スキャナー本体１７１のガラス板１７１ｂを覆うような状態（閉状態）にされる。
【００１９】
カバーシート１７３は、例えば青色であって、カバー１７２のガラス板１７１ｂと対向する面に取り付けられている。
ユーザは、電子部品１を撮像するときには、まず、カバー１７２を開状態にしてガラス板１７１ｂ上にその電子部品１を設置し、カバー１７２を閉状態とする。このような状態でスキャナー１７０は、ガラス板１７１ｂ上に設置された電子部品１をスキャナー本体１７１の照明具で照らし、撮像素子を移動させながら電子部品１をカラーで撮像することにより、背景が青色の電子部品１のカラー画像を生成する。
【００２０】
制御部１２０の入出力処理部１２２は、操作部１１０で受け付けられた操作内容を取得して、その操作内容を周辺機器制御部１２１や画像処理部１２３に出力する。また、入出力処理部１２２は、スキャナー１７０で生成されたカラー画像を取得し、そのカラー画像を画像処理部１２３に出力する。
【００２１】
周辺機器制御部１２１は、操作部１１０で受け付けられた操作内容を、入出力処理部１２２を介して取得し、その操作内容に基づいてスキャナー１７０及び表示部１３０を制御する。
【００２２】
画像処理部１２３は、スキャナー１７０で生成された電子部品のカラー画像から白黒濃淡画像を生成し、その白黒濃淡画像を表示部１３０に表示させる。また、画像処理部１２３は、操作部１１０で受け付けられた操作内容を入出力処理部１２２を介して取得し、その操作内容に基づいて、電子部品の外形や特徴的な寸法を示す部品教示データを作成するための作成条件を決定する。そして、画像処理部１２３は、白黒濃淡画像及び作成条件から部品教示データを作成する。
【００２３】
作成条件は、例えば電子部品の電極タイプや、その電極の接地面の形状（以下、電極接地面形状という）などである。ユーザは、制御部１２０による制御に基づいて表示部１３０に表示される画面に従って操作部１１０を操作し、電子部品の電極タイプ及び電極接地面形状を入力する。
【００２４】
図３は、画像処理部１２３が作成条件を決定するために表示部１３０に表示させる画面の一例を示す画面表示図である。
画像処理部１２３は、図３（ａ）に示すように、「画像入力に必要な情報を設定してください」といったメッセージａ１と、プルダウンメニューにより電極タイプの名称を選択表示するための電極タイプ欄ａ２と、電極タイプを図形から選択するための電極タイプ選択ボタンａ３と、プルダウンメニューにより電極接地面形状の名称を選択表示するための面形状欄ａ４と、電極接地面形状を図形から選択するための面形状選択ボタンａ５と、電極タイプ欄ａ２と面形状欄ａ４に表示された内容で作成条件を決定するように促す決定ボタンａ６と、作成条件の決定を中止するように促すキャンセルボタンａ７とを表示部１３０に表示させる。
【００２５】
ユーザは、図３（ａ）に示す画面が表示されている場合、操作部１１０を操作することにより、電子部品の最も多い電極タイプを電極タイプ欄ａ２に、直接的に表示させるか、電極タイプ選択ボタンａ３を用いて間接的に表示させる。
【００２６】
間接的に表示させる場合、ユーザは電極タイプ選択ボタンａ３を選択する。その選択の結果、表示部１３０は、図３（ｂ）に示すように、例えば９つの電極タイプの図形を示す図形ボタンｂ１と、９つの電極タイプの名称を一覧形式で示す名称欄ｂ２と、選択された図形ボタンｂ１により示される電極タイプを決定するように促すタイプ決定ボタンｂ３と、図形を利用した電極タイプの選択を中止するように促すタイプキャンセルボタンｂ４とを表示する。ここで、ユーザは、電子部品の電極タイプを示す図形を、９つの図形ボタンｂ１に表された図形の中から見つけ出し、操作部１１０を操作することにより、その図形が表された図形ボタンｂ１を選択する。図形ボタンｂ１が選択されると、名称欄ｂ２に表示される各名称のうち、その選択された図形ボタンｂ１の示す電極タイプの名称が反転表示される。次に、ユーザが、操作部１１０を操作することによりタイプ決定ボタンｂ３を選択すると、表示部１３０は、再び図３（ａ）に示す画面を表示する。その画面中、電極タイプ欄ａ２には、上述のように選択された図形ボタンｂ１の示す電極タイプの名称が表示されている。このように、ユーザは、電極タイプ選択ボタンａ３を用いることにより、電子部品の電極タイプの名称を知らなくても、その名称を図形から簡単に入力することができる。
【００２７】
また、ユーザは、図３（ａ）に示す画面が表示されている場合、操作部１１０を操作することにより、電子部品の電極接地面形状を面形状欄ａ４に、直接的に表示させたり、面形状選択ボタンａ５を用いて間接的に表示させる。
【００２８】
間接的に表示させる場合、ユーザは面形状選択ボタンａ５を選択する。その選択の結果、表示部１３０は、図３（ｃ）に示すように、例えば２つの電極接地面形状を示す図形ｃ１と、各図形ｃ１に対応するチェックボックスｃ２と、チェックされたチェックボックスｃ２に対応する電極接地面形状を決定するように促す面形状決定ボタンｃ３と、図形を利用した電極接地面形状の選択を中止するように促す面形状キャンセルボタンｃ４とを表示する。ここで、ユーザは、電子部品の電極接地面形状を示す図形を、２つの図形ｃ１の中から見つけ出し、操作部１１０を操作することにより、その図形に対応するチェックボックスｃ２にチェックを行う（黒点を入力する）。次に、ユーザが、操作部１１０を操作することにより面形状決定ボタンｃ３を選択すると、表示部１３０は、再び図３（ａ）に示す画面を表示する。その画面中、面形状欄ａ４には、上述のようにチェックされたチェックボックスｃ２に対応する電極接地面形状の名称が表示されている。このように、ユーザは、面形状選択ボタンａ５を用いることにより、電子部品の電極接地面形状の名称を知らなくても、その名称を図形から簡単に入力することができる。
【００２９】
このように、図３（ａ）に示す画面の電極タイプ欄ａ２及び面形状欄ａ４に、電極タイプ及び電極接地面形状のそれぞれの名称が選択表示された状態で、ユーザが決定ボタンａ６を選択すると、その選択表示された名称の電極タイプ及び電極接地面形状が、部品教示データの作成条件として決定される。
【００３０】
画像処理部１２３は、このように決定された作成条件と白黒濃淡画像とから、電子部品の電極などの寸法測定すべき部位やその測定処理方法などを示すアルゴリズムを特定する。そして、画像処理部１２３は、電子部品における上記部位の寸法、つまり特徴的な寸法を、そのアルゴリズムを用いて白黒濃淡画像から測定し、その特徴的な寸法や電子部品の形状を示す部品教示データを作成する。また、画像処理部１２３は、その部品教示データを表示部１３０に表示させる。
【００３１】
このような部品教示データは、電子部品を基板に実装する部品実装装置において、電子部品の位置ずれの認識などのために用いられる。即ち、部品実装装置は、電子部品を基板に実装するときには、その電子部品をヘッドで吸着して基板上の所定の部位まで搬送し、その部位に電子部品を実装するが、その搬送の途中でヘッドに吸着された電子部品をカメラで撮像する。そして、部品実装装置は、その撮像結果と上述の部品教示データとから電子部品の位置ずれを認識し、その位置ずれを解消するようにヘッド等を駆動させる。これにより、基板の所定の部位に電子部品を正確に実装することができるのである。
【００３２】
図４は、部品自動教示装置１００の全体的な動作を示すフロー図である。
まず、部品自動教示装置１００は、スキャナー１７０で電子部品をカラー画像で撮像し（ステップＳ１００）、さらに、ユーザによる操作に基づいて作成条件を決定する（ステップＳ１０２）。
【００３３】
次に、部品自動教示装置１００は、カラー画像から電子部品の白黒濃淡画像を生成する（ステップＳ１０４）。具体的に、部品自動教示装置１００は、電子部品の外形を特定するための部品外形用の白黒濃淡画像と、電子部品の電極の外形を特定するための電極外形用の白黒濃淡画像とを生成する。部品外形用の白黒濃淡画像は、電子部品の外形を白黒の濃淡で表すものである。電極外形用の白黒濃淡画像は、電子部品の電極の外形を白黒の濃淡で表すものであって、電極を白く、電子部品の電極以外の部分及び背景を黒く表す。そして、部品自動教示装置１００は、部品外形用及び電極外形用の白黒濃淡画像から、電子部品の外形や、その電子部品の電極の外形を検出する。このような外形の検出は、白黒の濃淡値の差分から検出される。また、部品自動教示装置１００は、ステップＳ１０２で決定された作成条件などを参考に、所定のアルゴリズムを特定する。
【００３４】
そして最後に、部品自動教示装置１００は、検出した電子部品の外形や電極の外形から、上記所定のアルゴリズムを用いて、電子部品の特徴的な寸法を測定し、その測定結果を示す部品教示データを生成する（ステップＳ１０６）。
【００３５】
以下、上述の電極外形用の白黒濃淡画像の生成方法について詳細に説明する。
図５は、本実施の形態における電極外形用の白黒濃淡画像の生成方法を説明するための説明図である。
【００３６】
画像処理部１２３は、スキャナー１７０から電子部品のカラー画像を取得し、電極強調変換式を用いることで、そのカラー画像を白黒濃淡画像に変換する。この電極強調変換式により、白黒濃淡画像において、電子部品の電極が白くその他の部分及び背景が黒くなるように、カラー画像中の白色に近い色ほど白黒の濃淡によって際立たせることができる。そして、画像処理部１２３は、その白黒濃淡画像に対してフィルタリング処理を行うことでノイズを除去し、さらに、伸張処理を行うことで、電子部品の電極とその他の部分とのコントラストを高める。ここで、カラー画像から最初に生成される白黒濃淡画像を、第１中間白黒濃淡画像といい、フィルタリング処理して生成された白黒濃淡画像を、第２中間白黒濃淡画像といい、伸張処理して生成された白黒濃淡画像を、最終白黒濃淡画像という。
【００３７】
具体的に、画像処理部１２３は、カラー画像から第１中間白黒濃淡画像を生成するときには、まず、ＲＧＢ表色系で表されるカラー画像を、Ｌａｂ表色系で表されるカラー画像に変換する。
【００３８】
図６は、ＲＧＢ表色系とＬａｂ表色系を説明するための説明図である。
スキャナー１７０から出力されるカラー画像が例えばＢＭＰ（Bit Map）形式で構成されているときには、そのカラー画像はＲＧＢ表色系で表されている。即ち、そのカラー画像に含まれる各画素は、赤色の濃淡値Ｒと、緑色の濃淡値Ｇと、青色の濃淡値Ｂとから構成されるＲＧＢ値を有し、そのＲＧＢ値により特定される色を表す。
【００３９】
Ｌａｂ表色系のカラー画像に含まれる各画素は、明るさを示すＬ値と、色度を示すａ値及びｂ値とから構成されるＬａｂ値を有し、そのＬａｂ値により特定される色を表す。ここで、ａ軸は赤色から緑色までの色の範囲を示し、ｂ軸は黄色から青色までの色の範囲を示す。つまり、画像処理部１２３は、スキャナー１７０から取得したカラー画像の各画素が示すＲＧＢ値をＬａｂ値に変換する。
【００４０】
次に、画像処理部１２３は、電極強調変換式Ｘ＝Ｌ×（１００−（ａ2+ｂ2）1/2）を用いて、Ｌａｂ表色系のカラー画像に含まれる画素ごとに、その画素が示すＬａｂ値を白黒の濃淡値Ｘに変換する。その結果、第１中間白黒濃淡画像が生成される。なお、Ｌ値は０〜１００までの値をとり、ａ値及びｂ値はそれぞれ−１００〜＋１００までの値をとり、電極強調変換式の定数１００は、ａ値及びｂ値などのとり得る数値範囲に応じて決定される。
【００４１】
図７は、一般的な電子部品に含まれる各色の分布を示す図である。
一般的な電子部品を表すＬａｂ表色系のカラー画像に含まれる各画素は、図７の（ａ）に示すように分布する。
【００４２】
即ち、電子部品の電極に対応する画素は、明るい無彩色であるため、Ｌ値が大きく、ａ値及びｂ値が０に近い付近に分布する。また、電子部品の電極以外の大部分は暗い色が多いため、その部分に対応する多くの画素は、Ｌ値が小さい付近に分布する。
【００４３】
ここで、画像処理部１２３が、上述のカラー画像に含まれる各画素のＬａｂ値を、電極強調変換式を用いて濃淡値Ｘに変換すると、そのカラー画像に含まれるＬａｂ表色系の色を表していた各画素は、図７の（ｂ）に示すように分布する。即ち、白色に近い色を表していた電極に対応する画素は、濃淡値Ｘの大きい領域に分布し、黒色などの暗い色を表していたパッケージや背景に対応する画素は、濃淡値Ｘの小さい領域に多く分布する。したがって、このような変換式により生成された第１中間白黒濃淡画像では、電子部品の電極が白く、その他の部分や背景が黒くなるように、その電極が際立って表示される。即ち、電子部品の電極の外形を明瞭にすることができる。
【００４４】
画像処理部１２３は、第１中間白黒濃淡画像から第２中間白黒濃淡画像を生成するときには、第１中間白黒濃淡画像に対してメディアンフィルタによるフィルタリング処理を行う。即ち、画像処理部１２３は、第１中間白黒濃淡画像において、注目画素を中心に含む３×３の画素のそれぞれの濃淡値Ｘを小さい順に並べて、その中央に位置する濃淡値Ｘを注目画素の濃淡値Ｘとする。画像処理部１２３は各画素を注目画素としてこのような処理を行うことで、第２中間白黒濃淡画像を生成する。
【００４５】
このようなフィルタリング処理により、第２白黒濃淡画像に対するノイズの影響を抑えて、電子部品の電極の外形をより明瞭にすることができる。また、比較的小さい電極に対しては、ノイズによる影響を大幅に抑えることができる。
【００４６】
次に、画像処理部１２３は、伸張処理を行うときには、第２中間白黒濃淡画像に含まれる各画素の濃淡値の中から、白黒の明瞭さを特徴付ける基準の濃淡値（以下、基準濃淡値という）と最大の濃淡値（以下、最大濃淡値という）とを検索する。そして、画像処理部１２３は、その基準濃淡値から最大濃淡値までの幅を、０〜２５５の幅に伸張する。
【００４７】
図８は、伸張処理の一例を説明するための説明図である。
画像処理部１２３は、第２中間白黒濃淡画像に含まれる各画素の濃淡値の中から、基準濃淡値ａと最大濃淡値ｂを見つけると、その濃淡値ａ〜ｂの幅を、０〜２５５の幅に伸張する。
【００４８】
具体的に、画像処理部１２３は、画素ごとに、第２中間白黒濃淡画像の伸張処理前の基準濃淡値ａ以上の濃淡値Ｘを、伸張処理後の濃淡値Ｘ１＝２５５（Ｘ−ａ）／（ｂ−ａ）に変換し、基準濃淡値ａより小さい濃淡値Ｘを濃淡値Ｘ１＝０（２５６階調の最小値）に変換する。その結果、最終白黒濃淡画像が生成される。
【００４９】
ここで、基準濃淡値ａは、濃淡値のヒストグラムを用いて検索される。
図９は、基準濃淡値ａを検索する方法を説明するための説明図である。
画像処理部１２３は、第２中間白黒濃淡画像における各濃淡値に対する画素数を表すヒストグラムを作成する。ヒストグラムを作成した画像処理部１２３は、そのヒストグラムの濃淡値が高い集団、つまり白色が強い集団から、最も画素数の多い濃淡値ｃを特定する。そして、画像処理部１２３は、例えば、その濃淡値ｃの６０％や９０％を基準濃淡値ａとする。
【００５０】
このように本実施の形態では、第２中間白黒濃淡画像の濃淡の幅を広げるため、電子部品の電極の外形とその他の部分及び背景との濃淡の差を大きくして、電子部品の電極の外形をより明瞭にすることができる。また、第２中間白黒濃淡画像に含まれる各画素の濃淡値のうち、基準濃淡値ａより小さい濃淡値を全て０とするため、２５６階調という濃淡値の幅の制限があっても、その制限範囲内で第２中間白黒濃淡画像の有効な部分の濃淡の幅を広げることができる。
【００５１】
図１０は、画像処理部１２３が電子部品の最終白黒濃淡画像を生成する動作を示すフロー図である。
まず、画像処理部１２３は、スキャナー１７０からカラー画像を取得し（ステップＳ２００）、そのカラー画像の表色系をＲＧＢ表色系からＬａｂ表色系に変換する（ステップＳ２０２）。次に、画像処理部１２３は、電極強調変換式を用いて、カラー画像に含まれる各画素の示すＬａｂ値を白黒の濃淡値Ｘに変換することで、第１中間白黒濃淡画像を生成する（ステップＳ２０４）。
【００５２】
そして、画像処理部１２３は、第１中間白黒濃淡画像に対してフィルタリング処理を行うことで、第２中間白黒濃淡画像を生成し（ステップＳ２０６）、その第２中間白黒濃淡画像から基準濃淡値ａ及び最大濃淡値ｂを検索する（ステップＳ２０８）。次に、画像処理部１２３は、その基準濃淡値ａ及び最大濃淡値ｂを用いて第２中間白黒濃淡画像に対して伸張処理を行うことで、最終白黒濃淡画像を生成する（ステップＳ２１０）。
【００５３】
このように本実施の形態では、カラー画像に写る電子部品の電極は無彩色の明るい色であって白色に近く、このようなカラー画像が、白色に近い色ほど際立つような白黒濃淡画像に変換されるため、その白黒濃淡画像において電子部品の電極の外形を明瞭にすることができる。さらに、本実施の形態では、スキャナー１７０を市販品のスキャナーとし、制御部１２０及び操作部１１０並びに表示部１３０をパーソナルコンピュータなどで構成することができるため、画像生成のコストを抑えることができる。また本実施の形態の部品自動教示装置１００では、最終白黒濃淡画像から外形を検出して、その外形から電子部品の電極等の寸法を測定するため、カラー画像から直接的に外形を検出する場合と比べて、寸法の測定処理にかかる負担を軽減することができる。
（変形例）
ここで、本実施の形態における部品自動教示装置の変形例について説明する。
【００５４】
本変形例に係る部品自動教示装置は、電子部品を基板に実装する部品実装装置に備えられている。
図１１は、本変形例に係る部品自動教示装置を備えた部品実装装置の外観を示す外観図である。
【００５５】
この部品実装装置５００は、基板２を搬送するためのガイドレール５１４と、抵抗やコンデンサなどの電子部品を供給するパーツフィーダ５３０と、ＳＯＰ（Small Outline Package）やＱＦＰ（Quad Flat Package）などのＩＣ（Integrated Circuit）やコネクタなどの比較的大型の電子部品を載せるパーツトレイ５３２と、パーツフィーダ５３０から供給される電子部品や、パーツトレイ５３２に載せられた電子部品を吸着して基板２上に実装するヘッド５２８と、部品自動教示装置２００と、部品自動教示装置２００により作成された部品教示データを参照して、ヘッド５２８に吸着された電子部品の位置ずれを認識する認識手段（図示せず）とを備えている。
【００５６】
このような部品実装装置５００は、部品実装の事前に、ヘッド５２８に吸着された電子部品の部品教示データを部品自動教示装置２００で作成しておいて、部品実装を行うときには、ヘッド５２８に吸着された電子部品を撮像して、その撮像結果と、予め作成しておいた部品教示データとを用いて、そのヘッド５２８に吸着された電子部品の位置ずれを認識する。
【００５７】
基板２は、ガイドレール５１４に載せられた状態で、図示しない搬送ベルトの駆動により、部品実装装置５００のローダ部５１６から実装位置５１８に搬送され、その実装位置５１８で電子部品が実装されると、アンローダ部５２０に搬送される。
【００５８】
ヘッド５２８は、先端に電子部品を吸着する複数の吸着ノズル５３４を備えて、図示しないモータなどの駆動により、基板２に沿った方向に移動する。このようなヘッド５２８の移動により、電子部品が搬送される。ヘッド５２８は、部品教示データの作成時には、その電子部品を後述する撮像位置に搬送する。一方、部品実装時には、ヘッド５２８は、まず、その電子部品を撮像位置に搬送してその撮像位置で電子部品が撮像された後に、実装位置５１８にある基板２にまでその電子部品を搬送する。そしてヘッド５２８は、吸着ノズル５３４を駆動させて電子部品を基板２に実装する。
【００５９】
本変形例に係る部品自動教示装置２００は、撮像位置にある電子部品を撮像し得るように備えられている。つまり、部品自動教示装置２００は、ヘッド５２８の吸着ノズル５３４に吸着された電子部品を、ヘッド５２８と反対側から（図１１中、下から）撮像する。
【００６０】
図１２は、本変形例に係る部品自動教示装置２００の構成を示す構成図である。
本変形例に係る部品自動教示装置２００は、表示部２３０と、操作部２１０と、制御部２２０とを備え、さらに、上記実施の形態の部品自動教示装置１００のスキャナー１７０の変わりに、ヘッド５２８に吸着された電子部品１を撮像する撮像部２７０を備えている。
【００６１】
本変形例に係る表示部２３０及び操作部２１０は、上記実施の形態の表示部１３０及び操作部１１０と同様の機能を有する。操作部２１０は、ユーザが操作可能なように部品実装装置５００に配設されており（図１１参照）、表示部２３０は、その操作部２１０の近くに配設されている。
【００６２】
撮像部２７０は、カラーで撮像するカメラ２７２と、ヘッド５２８に吸着された電子部品１に白色光を当てる照明具２７１と、ヘッド５２８の各吸着ノズル５３４に取着される背景板２７３とを備えている。背景板２７３の電子部品１側の面は例えば青色である。
【００６３】
このような撮像部２７０は、部品教示データの作成時及び部品実装時において、ヘッド５２８に吸着された電子部品１が撮像位置Ａに搬送されたときに、その背景板２７３を背景にして電子部品１を撮像し、背景が青色の電子部品１のカラー画像を生成する。
【００６４】
本変形例に係る制御部２２０は、周辺機器制御部２２１と、入出力処理部２２２と、画像処理部２２３とを備えている。これらの周辺機器制御部２２１及び入出力処理部２２２並びに画像処理部２２３は、上記実施の形態の周辺機器制御部１２１及び入出力処理部１２２並びに画像処理部１２３と同様の機能を有する。
【００６５】
このような本変形例に係る部品自動教示装置２００では、ヘッド５２８の吸着ノズル５３４に吸着された電子部品１が撮像位置Ａに搬送されると、撮像部２７０のカメラ２７２が、照明具２７１により照らされたその電子部品１を撮像する。このとき、カメラ２７２は、画像処理部２２３で決定された画角で電子部品１を撮像する。そして、カメラ２７２は、その撮像結果である電子部品１のカラー画像を制御部２２０に出力する。本変形例に係る部品自動教示装置２００は、このように撮像されたカラー画像から、上記実施の形態と同様に、第１及び第２の中間白黒濃淡画像を経て最終白黒濃淡画像を生成し、その最終白黒濃淡画像及び作成条件に基づいて部品教示データを作成する。
【００６６】
また、部品実装装置５００に備えられた認識手段は、例えば、部品実装装置５００に備えられた各機器を制御する例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）により構成される。この認識手段は、部品自動教示装置２００で予め作成されている部品教示データと、部品実装時にカメラ２７２で生成されたカラー画像や白黒濃淡画像とに基づいて、ヘッド５２８の吸着ノズル５３４に吸着された電子部品１の位置ずれを認識し、その位置ずれを解消するようにヘッド５２８及び吸着ノズル５３４を駆動させる。その結果、基板２上の所定の部位に電子部品１が正確に実装される。
【００６７】
このような部品実装装置５００では、部品教示データを生成する機能と、電子部品を実装する機能とを兼ね備えているため、部品自動教示装置１００と部品実装装置とをそれぞれ別個に備えるシステムと比べて、より正確に位置ずれを認識することができる。即ち、上記システムでは、部品自動教示装置１００の電子部品１を撮像するスキャナー１７０と、部品実装装置のヘッドに吸着された電子部品１を撮像するカメラとは異なるが、部品実装装置５００では、部品教示データを作成するために利用したカメラ２７２と、吸着ノズル５３４に吸着された電子部品１を撮像するカメラ２７２とが同一であるため、撮像手段の違いよる誤差の発生を防ぐことができるのである。
【００６８】
なお、上記変形例では、部品実装装置５００は、部品実装の事前に部品教示データを作成しておいて、その部品教示データとカメラ２７２で生成された画像とを用いて電子部品１の位置ずれを認識したが、その位置ずれの認識の際の画像の撮像にも、上記実施の形態の画像生成処理が適用される。即ち、カメラ２７２が、部品実装時に、撮像位置Ａに搬送された電子部品１を撮像してカラー画像を生成すると、その時点で、制御部２２０の画像処理部２２３は、そのカラー画像から電子部品１の白黒濃淡画像を生成する。そして、認識手段は、その白黒濃淡画像から電子部品１の電極の外形を検出したり、特徴的な寸法を測定したりすることにより、部品実装時にヘッド５２８に吸着された電子部品１の位置ずれを認識する。このような場合であっても、上述と同様の効果を得ることができる。
【００６９】
また、本実施の形態及び変形例では、電子部品のカラー画像の背景を青色としたが、白色に近い色でなければ他の赤色や緑色であっても良い。
また、本実施の形態及び変形例では、カラー画像に含まれる白色に近い色ほど、白くなるように白黒濃淡画像を生成したが、さらに、その白黒濃淡画像に含まれる極端に白い部分を黒くしても良い。例えば、ボディが白色の電子部品１のカラー画像を、上述の電極強調変換式を用いて白黒濃淡画像に変換すると、その白黒濃淡画像では、電子部品１の電極のみならずボディも白くなってしまい、電極の外形を検出することが困難になってしまうことがある。そこで、実際の電極の色（銀色）が白色よりも暗い色であることを利用して、その白黒濃淡画像に含まれる各画素の濃淡値のうち、電極に対応する画素の濃淡値よりも大きい濃淡値を、最小の濃淡値（Ｘ＝０）に変換する。即ち、電極に対応する画素よりも白い画素を、黒くしてしまうのである。
【００７０】
例えば、白黒濃淡画像において、銀色の電極に対応する画素の濃淡値が２４０であって、白色のボディに対応する画素の濃淡値が２５５であるような場合、その白黒濃淡画像から電極の外形を検出するのは困難である。ところが、上述のように、その白黒濃淡画像に含まれる各画素の濃淡値のうち２５０以上の濃淡値を０に変換すると、変換後の白黒濃淡画像において、電極に対応する画素の濃淡値は２４０である一方、ボディに対応する画素の濃淡値は０であるため、電極だけが強調され、その白黒濃淡画像から電極の外形を容易に検出することができる。
【００７１】
このような追加的な変換処理は、電子部品１のボディが白色の場合に行われ、ボディが白色か否かの判別には、電子部品１の外形を検出するために別途生成された白黒濃淡画像（部品外形用の白黒濃淡画像）が利用される。即ち、部品外形用の白黒濃淡画像のうち、電子部品１のボディに対応する部分の平均的な濃淡値を測定し、その濃淡値がしきい値よりも大きいときに、そのボディは白色であると判別される。なお、ボディに対応する部分は、電子部品１のタイプによって異なるが、一般的に電子部品１の中心部分である。
【００７２】
また、濃淡値が２５０以上の画素を、白黒濃淡画像の全体から検索して、その画素の濃淡値を０に変換しても良く、白黒濃淡画像の電子部品１に対応する領域から検索して、その画素の濃淡値を０に変換しても良い。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明の電子部品の画像生成方法は、電子部品の電極の外形を明瞭にすることができるという効果を有し、例えば、電子部品の画像からその電子部品の特徴的な寸法などをユーザに教示する部品自動教示装置や、その教示結果に基づいて電子部品の位置ずれを認識する部品実装装置などに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の電子部品の画像生成方法を利用した部品自動教示装置の構成を示す構成図である。
【図２】（ａ）は同上のスキャナーの側面図であり、（ｂ）は同上のスキャナーの正面図である。
【図３】同上の画像処理部が作成条件を決定するために表示部に表示させる画面の一例を示す画面表示図である。
【図４】同上の部品自動教示装置の全体的な動作を示すフロー図である。
【図５】同上の白黒濃淡画像の生成方法を説明するための説明図である。
【図６】ＲＧＢ表色系とＬａｂ表色系を説明するための説明図である。
【図７】一般的な電子部品に含まれる各色の分布を示す図である。
【図８】本発明の伸張処理の一例を説明するための説明図である。
【図９】同上の基準濃淡値を検索する方法を説明するための説明図である。
【図１０】同上の画像処理部が電子部品の最終白黒濃淡画像を生成する動作を示すフロー図である。
【図１１】変形例に係る部品自動教示装置を備えた部品実装装置の外観を示す外観図である。
【図１２】同上の部品自動教示装置の構成を示す構成図である。
【符号の説明】
【００７５】
１００  部品自動教示装置
１１０  操作部
１２０  制御部
１２１  周辺機器制御部
１２２  入出力処理部
１２３  画像処理部
１３０  表示部
１７０  スキャナー
【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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【図１２】
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【図５】
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