(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物からの反射光を受光する受光面を有し、該対象物の画像情報を読み取る画像読取手段と、
前記画像読取手段にて読み取った画像情報の入力信号と予め設定された閾値とを比較して２値化する第１の比較手段と、
前記第１の比較手段の出力から、２値化された信号の一方の連続又は不連続を対応する画素のアドレスによって判断し、少なくとも前記入力信号によって形成されたイメージ画像の塊数に対応した信号を抽出するブロック抽出部と、
前記ブロック抽出部からの前記塊数に対応した出力信号と基準値とを比較する第２の比較手段と、
前記第２の比較手段の出力に基づいて、前記ブロック抽出部からの出力信号が前記基準値と一致しない場合には、前記閾値を再設定する閾値再設定手段とを備えると共に、
前記画像読取手段の受光面に沿って前記対象物に向けて照射された光を該対象物に再び照射する反射部材を備え、
前記対象物に直接照射されて反射する反射光と前記反射部材からの反射光が前記対象物に照射されて反射する反射光とを合成して前記受光面への入射光を形成する
ことを特徴とする画像情報処理装置。
【請求項２】
対象物からの反射光を受光する受光面を有し、該対象物の画像情報を読み取る画像読取手段を備え、該対象物の画像情報を読み取ると共に予め設定された閾値と比較して２値化する工程と、
前記２値化された信号の一方の連続又は不連続を対応する画素のアドレスによって判断し、前記画像情報によって形成されたイメージ画像の塊数に対応した信号を抽出する工程と、
前記塊数に対応した信号を予め登録した基準値と比較し、前記塊数に対応した信号が予め登録した基準値と一致しない場合に、前記閾値を再設定する工程とを有し、
前記画像読取手段の受光面に沿って前記対象物に向けて照射された光を該対象物に再び照射する反射部材を備え、前記対象物に直接照射されて反射する反射光と前記反射部材からの反射光が前記対象物に照射されて反射する反射光とを合成して前記受光面への入射光を形成する
ことを特徴とする画像情報処理方法。
【請求項３】
前記塊数に対応した信号が予め登録した基準値と一致した場合に、前記２値化された信号によって得られた前記対象物の面積又は重心が予め登録された基準値に適合するように前記閾値を可変制御することを特徴とする請求項２に記載された画像情報処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、画像読取手段によって読み取られた画像情報を２値化する画像情報処理装置及び画像情報処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来ファクシミリ等の装置で文書画像等を伝送する場合には文書画像等を複数の画素に分割してさらに各画素の濃度レベルを光学的手段により各濃度に対応したアナログ信号に変換し、さらにこの電気信号を閾値を用いて２値のデジタル信号に変換することにより画像情報を処理している。
【０００３】
図６は従来における画像読取り装置の２値化処理を示すブロック図である。
同図において文字や図形で表された文書画像は複数の画素として扱われ、図示しない光学的手段例えばレーザ光により走査され、文書画像からの反射光がフォトディテクタにより受光して電気振幅に変換されて入力信号１０１となりメモリ１０２に入力される。メモリ１０２では例えば８ビットの２進数を用いて量子化した値として保存される。ここで２値化の対象となっている画素の周囲画素濃度レベルの情報は平均算出部１０３に送られ、その平均値が算出される。
【０００４】
また閾値決定部１０４では平均算出部１０３で算出された平均値信号に対応して２値化の際に用いられる閾値を比較器１０６へ出力する。ここで閾値決定部１０４では平均算出部１０３で算出された平均値信号と予め定められた範囲の画素濃度レベルに基づいて設定された境界値信号１０５を比較して算出された平均値が境界値よりも大なる時は予め基準化した閾値より下方に設定された下方補正閾値を、また算出された平均値が境界値よりも小なる時は予め基準化した閾値より上方に設定された上方補正閾値が用いられる。また比較器１０６ではメモリ１０２に保存された量子化値と、入力された閾値とを比較して２値化信号に変換して出力する。このように閾値決定部１０４では比較器１０６に供給する閾値を周囲画素濃度レベルに応じて適宜補正することによってより適性な２値化出力を得ている。
【０００５】
また従来において画像読取り装置による２値化処理は電子部品の自動挿入にも用いられ部品実装の際の位置計測に利用されていた。
ところが近年電子機器の小型化及び高密度化によって自動挿入装置においても多様な部品の実装精度が要求されている。自動挿入用の電子部品はファクスに用いる文書画像と異なり測定対象物が立体であり、しかも小型で複雑な形状を有している。これらの部品を画像読取り装置の２値化処理によって位置計測して自動挿入する場合に、周辺外部光等の影響により実装環境条件が悪化して画像読取り装置の測定時の閾値が予め基準化した閾値に比べて大幅に変動するため対象物の計測精度が劣化したり、場合によっては誤計測を生じるといった欠点があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の欠点に鑑みなされたものであって、測定対象物が立体等で複雑な形状を有しかつ測定環境条件によって見掛上閾値が大幅に変動したとしても、対象物の閾値に関する計測を精度良く行い２値化処理することのできる画像情報処理装置および方法を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、画像情報処理装置であって、対象物からの反射光を受光する受光面を有し、該対象物の画像情報を読み取る画像読取手段と、前記画像読取手段にて読み取った画像情報の入力信号と予め設定された閾値とを比較して２値化する第１の比較手段と、前記第１の比較手段の出力から、２値化された信号の一方の連続又は不連続を対応する画素のアドレスによって判断し、少なくとも前記入力信号によって形成されたイメージ画像の塊数に対応した信号を抽出するブロック抽出部と、前記ブロック抽出部からの前記塊数に対応した出力信号と基準値とを比較する第２の比較手段と、前記第２の比較手段の出力に基づいて、前記ブロック抽出部からの出力信号が前記基準値と一致しない場合には、前記閾値を再設定する閾値再設定手段とを備えると共に、前記画像読取手段の受光面に沿って前記対象物に向けて照射された光を該対象物に再び照射する反射部材を備え、前記対象物に直接照射されて反射する反射光と前記反射部材からの反射光が前記対象物に照射されて反射する反射光とを合成して前記受光面への入射光を形成することを特徴とする。
【０００８】
請求項２記載の発明は、画像情報処理装置であって、対象物からの反射光を受光する受光面を有し、該対象物の画像情報を読み取る画像読取手段を備え、該対象物の画像情報を読み取ると共に予め設定された閾値と比較して２値化する工程と、前記２値化された信号の一方の連続又は不連続を対応する画素のアドレスによって判断し、前記画像情報によって形成されたイメージ画像の塊数に対応した信号を抽出する工程と、前記塊数に対応した信号を予め登録した基準値と比較し、前記塊数に対応した信号が予め登録した基準値と一致しない場合に、前記閾値を再設定する工程とを有し、前記画像読取手段の受光面に沿って前記対象物に向けて照射された光を該対象物に再び照射する反射部材を備え、前記対象物に直接照射されて反射する反射光と前記反射部材からの反射光が前記対象物に照射されて反射する反射光とを合成して前記受光面への入射光を形成することを特徴とする。
【０００９】
請求項３記載の発明は、請求項２に記載された画像情報処理方法において、前記塊数に対応した信号が予め登録した基準値と一致した場合に、前記２値化された信号によって得られた前記対象物の面積又は重心が予め登録された基準値に適合するように前記閾値を可変制御することを特徴とする。
【００１１】
【作用】
本発明は、以上の特徴を有することで、対象物に複数の方向から光を照射して、その反射光を合成して画像読取手段の受光面に入射することができ、受光面上に形成される対象物の投影が重なって投影されることがなく、イメージ画像の塊数が実際の値と同じになる。また、対象物の画像情報を読み取ると共に予め設定された閾値と比較して２値化し、前記２値化された信号の一方の連続又は不連続を対応する画素のアドレスによって判断し、前記画像情報によって形成されたイメージ画像の塊数に対応した信号を抽出して、前記塊数に対応した信号を予め登録した基準値と比較し、前記塊数に対応した信号が予め登録した基準値と一致しない場合に、前記閾値を再設定するようにしたので、対象物の形態に応じて、画像情報処理における２値化処理に用いる閾値を最適な値に制御できる。これによって、イメージ画像の塊数に対応した信号が精度良く算出でき、対象物が立体等で複雑な形状をしていても、測定対象の位置ずれを実際の形状に合わせて適切に把握することができる。
【００１５】
【実施例】
次に本発明の一実施例を図１乃至図５に基づいて以下に説明する。
図１は本発明における電子部品自動挿入装置用画像情報処理装置の２値化処理を示すブロック図である。図中１はＣＣＤであり、図示しないレーザ光または一般照明光が照射された測定対象物例えば基板に自動挿入する電子部品の挿入ピンからの透過光や反射光を複数の画素で構成されたイメージセンサ上に受光する。またＣＣＤ１の各画素は受けた光をその強さに応じた電気振幅に変換して、ＸＹスキャンタイミングジェネレータ２に同期して増幅器３に供給する。また増幅器３は供給された電気信号を利得制御部４によって所定の大きさに調整して増幅し比較器５に供給される。
【００１６】
また比較器５では供給された各画素ごとの電気信号を閾値再設定部１０から供給される閾値信号と比較して０／１の信号に２値化してＸＹメモリ６に供給する。ＸＹメモリ６はＸＹスキャンタイミングジェネレータ２と同期しているので図２のように画素のアドレスに対応した２値化信号（図中０および１）を得て、電子部品の測定対象部分のイメージ画像１１として記憶される。またブロック抽出部７ではＸＹメモリ６の２値化信号の一方（図２では１）をアドレスと共に抽出して画素の数に置き換えられた面積値、または重心値、または２値化信号の一方（図２では１）の連続または不連続を対応する画素のアドレスによって判断して算出したイメージ画像の塊数（図２では１個）に対応した信号を抽出して減算器８へ出力する。
【００１７】
ここで画像情報処理装置の図示しない記憶部には予め電子部品の仕様及び自動挿入における配置が標準の場合に得られる面積値または重心値または塊数に対応した信号が記憶されていて該信号に基づいて減算器８に基準信号９を供給している、減算器８はブロック抽出部７より供給された信号から基準信号９を減算して図示しない自動挿入のＸＹロボットおよび閾値再設定部１０に出力する。
【００１８】
また閾値再設定部１０では減算器８から供給された信号に基づいて、比較器５が２値化処理に用いる閾値に対応した閾値信号を設定して比較器５に供給する。また図示しない自動挿入のＸＹロボットは減算器８から供給された信号に基づいて電子部品を所定位置だけ移動させて基板に挿入させる。
【００１９】
次に本発明における電子部品自動挿入装置用画像情報処理装置を用いて測定対象物の基準位置に対する位置ずれを２値化処理によって算出し、閾値を再設定する方法を説明する。
図３は本発明における画像情報処理装置のマイコンが閾値を再設定する制御動作のフローチャートである。
図３において画像情報処理装置は測定対象物の位置計測に先立ってステップＳ１にて対象物の標準的な部品仕様を有する複数の標準サンプルを測定して標準サンプル基準位置を登録する。またステップＳ１では標準サンプル比較器５において２値化処理に用いる閾値信号は、予め装置の図示しない記憶部に記憶されている標準閾値信号を用いる。
【００２０】
ここで基準位置の登録は、先に述べたようにＣＣＤ１を用いて複数の標準サンプルの所定の箇所（例えば基板に挿入させる挿入ピン）を各サンプルについて計測しイメージ画像を得て、ブロック抽出部７においてＣＣＤ１の画素の数に置き換えられた面積値または重心値、およびイメージ画像の塊数に対応した信号を算出して、さらに各サンプルで得られた信号の平均値（面積ならＳｒｆ、重心ならＧｒｆ、塊数ならＮｒｆ）を算出して画像情報処理装置の図示しない記憶部に記憶することによりなされる。面積値または重心値および塊数に対応した信号の平均値は基準信号９として減算器８に入力されてステップＳ２に移行する。
【００２１】
次にステップＳ２ではマイコンは、電子部品自動挿入装置に設置された標準サンプルを実装部品と交換して実装部品を計測させる。
ステップＳ２ではステップＳ１と同様にＣＣＤ１を用いて実装部品の所定の箇所のイメージ画像を得て、ブロック抽出部７においてＣＣＤ１の画素の数に置き換えられた面積値または重心値、およびイメージ画像の塊数に対応した信号（面積ならＳｍｊ、重心ならＧｍｊ、塊数ならＮｍｊ）を算出させて減算器８に入力してステップＳ３に移行する。
【００２２】
ステップＳ３では減算器８がステップＳ１で得られたイメージ画像の塊数に対応した基準信号Ｎｒｆから、ステップＳ２で得られたイメージ画像の塊数に対応した信号Ｎｍｊを減算する。この時マイコンは減算器８の減算出力を検知してＮｍｊとＮｒｆが一致したか否かを判断し、一致すればステップＳ５に移行し、一致しなければステップＳ４に移行する。
【００２３】
ステップＳ３からステップＳ４に移行した場合、マイコンはステップＳ３で得られた減算器８の減算出力を閾値再設定部１０に供給し、閾値再設定部１０では得られた信号の大きさに応じて比較器５が２値化処理に用いる閾値に対応した閾値信号の大きさを標準閾値信号の大きさから所定量変化させる。比較器５では再設定された閾値信号が供給され再度ステップＳ２に移行する。また再度ステップＳ２に移行すると、比較器５では再設定された閾値信号を基に実装部品を再度計測しイメージ画像の塊数に対応した信号Ｎｍｊを算出してステップＳ３に移行し、再び得られたＮｍｊとＮｒｆが一致したか否かを判断する。
なおマイコンはステップＳ４において所定回数閾値を再設定してもステップＳ３においてＮｍｊとＮｒｆが一致しなかった場合は、実装部品不良または実装部品の設置不良と判断し装置の測定中断または警告表示を指示し、ＸＹロボットを駆動させて不良部品を交換または選別させる。
【００２４】
次にステップＳ５ではマイコンはステップ２と同様に設置された実装部品を計測させる。ステップＳ５では減算器８がステップＳ１で得られた面積値に対応した基準信号Ｓｒｆから、ステップＳ２で得られたブロック抽出部７においてＣＣＤ１の画素の数に置き換えられた面積値に対応した信号Ｓｍｊを減算する。
この時マイコンは減算器８の減算出力を検知してＳｒｆとＳｍｊの差が所定値より大であればステップＳ４に移行し、所定値以内であれば電子部品が位置測定可能に設置されたと判断してステップＳ６に移行する。
【００２５】
ステップＳ５からステップＳ４に移行した場合、マイコンはステップＳ５で得られた減算器８の減算出力を閾値再設定部１０に供給し、閾値再設定部１０では得られた信号の大きさに応じて比較器５が２値化処理に用いる閾値に対応した閾値信号の大きさを標準閾値信号の大きさから所定量変化させる。比較器５では再設定された閾値信号が供給され再度ステップＳ２に移行して面積値に対応した信号Ｓｍｊを算出し、再びステップＳ５へ移行する。
なおマイコンはステップＳ４において所定回数閾値を再設定してもステップＳ５においてＳｒｆとＳｍｊの差が所定値より大である場合は、実装部品不良または実装部品の設置不良と判断し装置の測定中断または警告表示を指示し、ＸＹロボットを駆動させて不良部品を交換または選別させる。
【００２６】
またステップＳ６では、電子部品自動挿入装置の図示しないＸＹロボットが部品の所定箇所（例えば挿入ピン）の位置を算出して算出結果に基づき部品をＸ、Ｙ方向に所定量移動させて基板に挿入して動作終了する。
【００２７】
本発明は以上述べたように、標準部品に対応して予め標準閾値信号と基準信号が設定されて実装部品の計測結果に応じて閾値が再設定されて実装部品の位置を精度良く算出しているが、本実施例では以上の構成に加えて閾値信号および基準信号を精度良く計測するために測定対象物からの受光について以下の工夫がなされている。
【００２８】
図４は図１におけるＣＣＤ１が測定対象物からの反射光を受光する様子をしめしたものであり、（ａ）は光の経路を示した図、（ｂ）はＣＣＤ面上に投影された測定対象物のイメージ画像を示した図である。
（ａ）においてＣＣＤ１は電子部品１２のピンの先端部１２ａの各ピッチを測定するために電子部品１２の真下に設置されている。また先端部１２ａは基板に自動挿入する場合の挿入率を上げるために図５のように面取りまたは曲面仕上げされている。
また１４は画像情報処理装置が有するレーザ光または一般照明光であり電子部品１２の側面からＣＣＤ１の受光面１ａに略平行に照射される。また１３は平面または曲面を有するミラーであり、レーザ光または一般照明光１４が反射して、ミラーからの反射光１５となって再び電子部品１２を照射するように電子部品１２に対し所定の位置および角度で設置される。
また１６はＣＣＤ１の受光部に入射する入射光である。
【００２９】
また（ｂ）において１７はＣＣＤ１のイメージセンサであり複数の画素で構成されて入射光１６を受光して電子部品のイメージ画像を得る。１８は入射光１６によって電子部品１２の本体１２ｂの投影であり、１９は同じく先端部１２ａの投影である。また２０、２１は投影１９の各ピッチを示している。
【００３０】
ここで入射光１６は図５のようにレーザ光または一般照明光１４が先端部１２ａに照射されて反射する光と、ミラーからの反射光１５が先端部１２ａに照射されて反射する光を合成したものであり、先端部１２ａに光がまんべんなく照射されるため、イメージセンサ上に形成される投影１９の各面積および各ピッチ２０、２１は電子部品の真の値と同じとなる。したがって図７に示す従来の透過光方式にみられるようにピンが実際には３本あるのにＣＣＤ１のイメージセンサ上には１本欠落して２本しか投影されてしまうことはなく、したがって図３におけるステップＳ１またはステップＳ２ではイメージ画像の塊数に対応した信号ＮｒｆおよびＮｍｊが精度良く算出できる。ここで図７において（ａ）は光の経路を示した図、（ｂ）はＣＣＤ面上に投影された測定対象物のイメージ画像を示した図である。
【００３１】
さらに図８に示す従来の反射光方式にみられるように照明光が斜め方向から照射されるためピンの先端部１２ａの投影中心や投影面積が真の値からずれてしまうことはなく、したがって図３におけるステップＳ１またはステップＳ２ではＣＣＤ１の画素の数に置き換えられた面積値に対応した信号ＳｍｊまたはＳｒｆが精度良く算出できる。ここで図８において（ａ）は光の経路を示した図、（ｂ）はＣＣＤ面上に投影された測定対象物のイメージ画像を示した図である。
【００３２】
なお本実施例では図３においてステップＳ３では塊数を、またステップＳ５では面積値を検知して判断したが、ステップＳ３で面積値を、またステップＳ５で塊数を検知して判断しても良い。また面積値に替わって重心値Ｇｍｊを検知して平均値Ｇｒｆと比較して判断しても良い。
【００３３】
【発明の効果】
本発明は、以上のように構成したため、対象物に複数の方向から光を照射して、その反射光を合成して画像読取手段の受光面に入射することができ、受光面上に形成される対象物の投影が重なって投影されることがなく、イメージ画像の塊数が実際の値と同じになる。また、対象物の画像情報を読み取ると共に予め設定された閾値と比較して２値化し、前記２値化された信号の一方の連続又は不連続を対応する画素のアドレスによって判断し、前記画像情報によって形成されたイメージ画像の塊数に対応した信号を抽出して、前記塊数に対応した信号を予め登録した基準値と比較し、前記塊数に対応した信号が予め登録した基準値と一致しない場合に、前記閾値を再設定するようにしたので、対象物の形態に応じて、画像情報処理における２値化処理に用いる閾値を最適な値に制御できる。これによって、イメージ画像の塊数に対応した信号が精度良く算出でき、対象物が立体等で複雑な形状をしていても、測定対象の位置ずれを実際の形状に合わせて適切に把握することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における電子部品自動挿入装置用画像情報処理装置の２値化処理を示すブロック図である。
【図２】本発明における画像情報処理装置のＸＹメモリが記憶する２値化信号を用いて表された測定部品のイメージ画像である。
【図３】本発明における画像情報処理装置のマイコンが閾値を再設定する制御動作のフローチャートである。
【図４】本発明における画像情報処理装置のＣＣＤ１が測定対象物からの反射光を受光する様子を示したものである。
【図５】本発明の一実施例における図４のＡ部拡大図である。
【図６】従来における画像読取り装置の２値化処理を示すブロック図である。
【図７】従来における画像情報処理装置のＣＣＤが透過光方式により受光する様子を示したものである。
【図８】従来における画像情報処理装置のＣＣＤが反射光方式により受光する様子を示したものである。
【符号の説明】
１・・・・・ＣＣＤ
２・・・・・ＸＹスキャンタイミングジェネレータ
３・・・・・増幅器
４・・・・・利得制御部
５・・・・・比較器
６・・・・・ＸＹメモリ
７・・・・・ブロック抽出部
８・・・・・減算器
９・・・・・基準信号
１０・・・・閾値再設定部
１１・・・・イメージ画像
１２・・・・電子部品
１２ａ・・・先端部
１２ｂ・・・本体
１３・・・・ミラー
１４・・・・レーザ光又は一般照明光
１５・・・・反射光
１６・・・・入射光
１７・・・・イメージセンサ
１８・・・・投影
１９・・・・投影
２０・・・・ピッチ
２１・・・・ピッチ
１０１・・・入力信号
１０２・・・メモリ
１０３・・・平均算出部
１０４・・・閾値決定部
１０５・・・境界値信号
１０６・・・比較器
１０７・・・ＣＣＤ
１０８・・・レーザ光又は一般照明光
１０９・・・電子部品
１０９ａ・・先端部
１１０・・・イメージセンサ
１１１・・・電子部品のピンの投影
１１２・・・レーザ光又は一般照明光
１１３・・・イメージセンサ
１１４・・・電子部品本体の投影
１１５・・・電子部品のピンの先端部のイメージセンサ上の投影
１１６・・・電子部品のピンの先端部の真の位置
１１７・・・投影１１５によるピンのピッチ
１１８・・・ピンの真のピッチ
【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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