(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数の撮像素子が配列されて成る撮像面を備え、画像処理対象物を撮像する撮像装置と、
その撮像装置により撮像された画像のデータを記憶する画像データ記憶手段と、
前記画像処理対象物のエッジを間に挟むとともに、互いに前記撮像装置の前記撮像素子の配列ピッチより大きい一定の距離を隔てて位置する２個の点を一対とし、前記エッジ上の複数の位置に対応して予め設定された複数組のポイントペアを有する捜索テンプレートのデータを記憶する捜索テンプレートデータ記憶手段と、
その捜索テンプレートデータ記憶手段の捜索テンプレートを前記画像データ記憶手段の画像データの表す画像が存在する画面に重ねた場合に、前記複数組のポイントペアを構成する各対の点の光学的特性値の相違状態が設定状態以上である場合には、その対の点の一方が前記画像処理対象物のエッジ内側に位置し、他方は背景内に位置する適合状態にあるとし、前記複数組のポイントペアのうち設定量以上のものが適合状態にあれば、画像処理対象物は捜索テンプレートに適合する捜索対象物であると判定する判定手段と
を含むことを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
さらに、位置ずれのない前記画像処理対象物の前記エッジに対して設定されたマスタ捜索テンプレートの回転角度と位置との少なくとも一方を変更して前記捜索テンプレートを生成させ、前記捜索テンプレートデータ記憶手段に記憶させる捜索テンプレート生成手段と、
その捜索テンプレート生成手段による捜索テンプレートの生成および前記判定手段による判定を、その判定手段の判定結果が肯定となるまで繰り返させる繰返し手段と
を含む請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
さらに、前記捜索テンプレートの前記複数組のポイントペアを構成する２点ずつを結ぶ複数本の直線を複数本のシークラインとして含む再捜索テンプレートを生成させる手段と、
その生成させられた再捜索テンプレートの前記複数本のシークラインと前記画像対象物のエッジとの交点の座標を演算することにより前記捜索対象物を再捜索する手段と
を含む請求項１または２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
さらに、前記判定手段の判定結果が肯定となった捜索テンプレートに基づいて、前記画像処理対象物のエッジを挟むとともに、互いに前記撮像装置の前記撮像素子の配列ピッチより大きい一定の距離を隔てて位置する２個の点を直線状に結んで成るシークラインを複数本、前記エッジ上の複数の位置に対応して有する測定テンプレートを生成させる測定テンプレート生成手段と、
その測定テンプレート生成手段により生成させられた前記測定テンプレートのデータである測定テンプレートデータを記憶する測定テンプレートデータ記憶手段と、
その測定テンプレートデータ記憶手段の測定テンプレートを前記画像データ記憶手段の画像データの表す画像が存在する画面に重ね、前記複数本のシークラインの各々の上における前記画像処理対象物のエッジ点の座標を演算するエッジ点座標演算手段と
を含む請求項１〜３のいずれか１つに記載の画像処理装置。
【請求項５】
さらに、前記エッジ点座標演算手段により演算された複数のエッジ点座標に基づいて画像処理対象物が捜索対象物であることを確認する確認手段を含み、かつ、その確認手段が、前記シークライン上における前記画像処理対象物のエッジ点とシークラインの中点とのずれに基づいて前記確認を行う中点基準型確認手段を含む請求項４に記載の画像処理装置。
【請求項６】
さらに、前記エッジ点座標演算手段により演算された複数のエッジ点座標に基づいて画像処理対象物のサイズ，位置および回転角度の少なくとも１つを演算する対象物演算手段を含み、かつ、その対象物演算手段が、前記シークライン上における前記画像処理対象物のエッジ点とシークラインの中点との距離に基づいて画像処理対象物の前記サイズ，位置および回転角度の少なくとも１つを演算する中点基準型対象物演算手段を含む請求項４または５に記載の画像処理装置。
【請求項７】
さらに、前記複数本のシークラインを、それらシークライン上におけるエッジ点予定位置が前記エッジ点座標演算手段により演算されたエッジ点と一致すると予想される位置に自動で設定するシークライン自動設定手段と、
そのシークライン自動設定手段によるシークラインの自動設定と、その自動設定されたシークライン上における前記エッジ点座標演算手段によるエッジ点座標の演算とを複数回繰り返させる繰返し手段と
を含む請求項４〜６のいずれか１つに記載の画像処理装置。
【請求項８】
前記撮像装置が前記多数の撮像素子の各々の受光状態に応じた電気信号を発生させるものであり、前記画像データ記憶手段がそれら各撮像素子の電気信号のデータを、各撮像素子の位置と関連付けて記憶するものであって、かつ、当該画像処理装置が、さらに、画像データ記憶手段の画像データにより形成される物理画面に対応して想定される仮想画面上の任意の点を指定する点指定手段と、その点指定手段による点指定毎に前記物理画面上の光学的特性値のデータに基づいて指定された点の光学的特性値を演算する仮想点データ演算手段とを含む請求項４〜７のいずれか１つに記載の画像処理装置。
【請求項９】
前記点指定手段が、前記シークライン上に前記撮像素子の配列ピッチより小さいピッチで設定された複数の分割点の一つを前記任意の点として指定するものであり、前記仮想点データ演算手段が、その指定された分割点の光学的特性値を取得する分割点特性値取得手段を含み、当該画像処理装置が、その分割点特性値取得手段により取得された分割点の光学的特性値に基づいてシークライン上における光学的特性値の最も急激な変化点をエッジ点として捜索するエッジ点捜索手段を含む請求項８に記載の画像処理装置。
【請求項１０】
さらに、
入力装置と、
モニタ装置と、
前記入力装置の入力に関連した入力関連データを前記モニタ装置に表示させる入力関連データ表示手段と、
当該画像処理装置による画像処理の経過や結果等の画像処理データを前記モニタ装置に表示させる画像処理データ表示手段と、
前記入力関連データ表示手段による表示を前記画像処理データ表示手段による表示に優先して行わせる入力関連データ優先表示手段と
を含む請求項１〜９のいずれか１つに記載の画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は画像処理装置に関するものであり、特に、撮像装置により撮像した画像を処理する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の画像処理装置は、一般に、画像処理対象物を撮像する撮像装置と、その撮像装置により撮像した画像のデータを記憶する画像データ記憶手段と、画像データ記憶手段に記憶された画像データを処理する画像データ処理手段とを含むように構成される。
例えば、撮像装置がＣＣＤカメラにより構成された画像処理装置においては、撮像面を構成する多数の電荷結合素子の各電荷量に基づいて２値化データを得、それにより画像処理対象物のエッジ，サイズ，位置，回転角度等を求めることができる。従来、画像データを処理して画像処理対象物を認識する手法として正規化相関法やベクトル化相関法が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、正規化相関法，ベクトル化相関法とは別の手法によって画像データを処理し得る装置および方法を提供することを課題として為されたものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段および発明の作用，効果】
上記の課題を解決するために、本発明に係る画像処理装置は以下ように構成され、それによって以下の作用，効果が得られる。
（１）多数の撮像素子が配列されて成る撮像面を備え、画像処理対象物を撮像する撮像装置と、
その撮像装置により撮像された画像のデータを記憶する画像データ記憶手段と、
前記画像処理対象物のエッジを間に挟むとともに、互いに前記撮像装置の前記撮像素子の配列ピッチより大きい一定の距離を隔てて位置する２個の点を一対とし、前記エッジ上の複数の位置に対応して予め設定された複数組のポイントペアを有する捜索テンプレートのデータを記憶する捜索テンプレートデータ記憶手段と、
その捜索テンプレートデータ記憶手段の捜索テンプレートを前記画像データ記憶手段の画像データの表す画像が存在する画面に重ねた場合に、前記複数組のポイントペアを構成する各対の点の光学的特性値の相違状態が設定状態以上である場合には、その対の点の一方が前記画像処理対象物のエッジ内側に位置し、他方は背景内に位置する適合状態にあるとし、前記複数組のポイントペアのうち設定量以上のものが適合状態にあれば、画像処理対象物は捜索テンプレートに適合する捜索対象物であると判定する判定手段と
を含む画像処理装置（請求項１）。
本項の画像処理装置において撮像装置により撮像されるときは、撮像面が多数の画素に分解され、１画素のそれぞれについて画像データが作成されて画像データ記憶手段に記憶される。「画像データの表す画像」とは、画像データに基づいて得られる画像であり、画素を単位とし、光学的特性値が画素毎に得られる画像でもよく、あるいは画素を単位とせず、光学的特性値が任意の点において得られる画像でもよい。
前者の一例は、多数の撮像素子を備え、各撮像素子の受光状態に応じた電気信号を発生させる撮像装置により得られた各撮像素子毎の電気信号の集合として観念される画像であり、画像は撮像素子が配列された撮像面上に物理的に形成された画像であるということができる。その意味でこの画像を物理画像と称し、物理画像が存在する画面（撮像面と一致している）を物理画面と称することとする。物理画像のデータは、各撮像素子毎の電気信号のデータを各撮像素子の位置と関連付けて記憶手段に記憶させることにより保存され、再現され得る。
また、物理画像を表す画像データは実際に存在しており、その意味で物理画像は、後述の仮想画像の対比において実在画像と称することもでき、実在画像が存する画面は実在画面と称することができる。
実在画像を表す画像データは、各撮像素子毎の電気信号の大きさ自体を表すアナログデータあるいはデジタルデータでもよく、例えば２５６段階の離散値で表される多段階のデジタルデータ（階調データと称する）でもよく、撮像素子毎の電気信号がしきい値を超えるか否かにより２値化された２値化データでもよい。
画素を単位とせず、光学的特性値が任意の点において得られる画像の一例は、上記物理画面の各撮像素子の電気信号のデータが各撮像素子の中央の点の光学的特性値を表すと見なし、それら多数の点の光学的特性値を満たす曲面を想定した場合に、その曲面を規定する連続的な光学的特性値の集合として観念される画像である。この画像の画像データは例えば上記曲面を表す式のデータとして保存することも可能であり、この画像データも実在画像の一種であることになる。
それに対して、上記曲面のデータを予め求めておく代わりに、画面上の任意の点が指定された場合に、その点のみの光学的特性値を各点が指定される毎に演算によって求めることも可能である。この場合には画像は実際には存在せず、存在すると仮想されているに過ぎないため、仮想画像と称し、仮想画像が存在する画面を仮想画面と称することとする。
捜索テンプレートデータは、ポイントペアを構成する２個の点の画面上における位置を規定するデータであり、「捜索テンプレートを画像データの表す画像が存在する画面に重ねる」とは、画面が物理画面の場合、捜索テンプレートデータにより指定された各位置にある画素の画像データを画像データ記憶手段から読み出して光学的特性値を得ることであり、画面が仮想画面である場合は、捜索テンプレートを仮想画面上に置いたと想定し、捜索テンプレートデータにより指定される仮想画面上の各点の光学的特性値を物理画像のデータから演算で求めることである。この場合の物理画像データは、各撮像素子毎の電気信号の大きさ自体を表すアナログデータあるいはデジタルデータか、階調データであることが必要であり、２値化データでは意味がない。
いずれにしても、画像処理対象物に対応する画像データと背景に対応する画像データとの間には相違がある。逆に言えば、背景との間に相違がある場合でなければ、画像処理により画像処理対象物に関する情報を取得することができない。
そのため、ポイントペアの一方の点が画像処理対象物のエッジ内側に位置し、他方の点が背景内にあれば、換言すれば、ポイントペアの一方の点に対応する画像データが画像処理対象物を表すデータであり、他方の点に対応するデータが背景を表すデータであれば、ポイントペアを構成する２個の点の光学的特性値の相違状態が設定状態以上になるはずであり、相違状態が設定状態以上ではないポイントペアの組の数（または率）が予め定められた設定数（または設定率）以下である場合には、その画像処理対象物が捜索対象物であると判定することができる。また、そのようなポイントペアの組を探すことにより、画面上において画像処理対象物の像を探すことができる。
「光学的特性値」とは、例えば、輝度，色相等であり、「設定状態以上」とは、輝度や色相等の差が設定値以上であることや、輝度や色相等の比率が設定値以上であること等である。
捜索テンプレートを物理画面に重ねて光学的特性値を求める場合、画像データはアナログデータや階調データ（以下、階調データ等と称する）でもよく、２値化データでもよい。階調データ等であれば、ポイントペアの２個の点の一方の値と他方の点の値との差が設定値以上であること、あるいは両値の比率が設定比率以上であることが光学特性値の相違状態が設定状態以上であることになる。２値化データであれば、ポイントペアの２個の点の一方の値が０であり、他方の値が１であれば光学的特性値の相違状態が設定状態以上であることになる。
画像処理対象物の位置がほぼ一定である場合には、捜索テンプレートは一定の位置で画面に重ね合わされればよいが、画像処理対象物の位置と回転角度との少なくとも一方が不定である場合には、判定手段は、捜索テンプレートの位置と回転角度との少なくとも一方を、判定結果が肯定になるか、予め定められた変更限度に達するまで変更しつつ判定を繰り返すものとされる。捜索テンプレートが変更される場合、位置や回転角度の異なる複数の捜索テンプレートが予め準備されても、標準位置および標準回転角度の標準捜索テンプレートのみが準備され、一般的な位置や回転角度の捜索テンプレートは必要に応じて座標変換により作成されてもよい。「変更限度」とは、例えば、画像処理対象物を捜す捜索領域が設定されている場合に、それ以上捜索テンプレートの位置を変更すれば捜索テンプレートが捜索領域からはみ出してしまう位置に達したことや、捜索テンプレートの位置が予め定められている回数変更されたこと等である。
なお、発明に係る画像処理装置の好適な利用分野の一つは電子回路組立ラインである。例えば、電子部品装着装置においては、プリント基板等の装着対象材に装着される電子部品やプリント基板に設けられた基準マークが画像処理対象物とされ、スクリーン印刷機においては、スクリーンに設けられた基準マーク等が画像処理対象物とされる。また、画像処理対象物は、物全体の輪郭に限らず、部分が画像処理対象物にされることもある。例えば、角形のチップではチップそのものが画像処理対象物であるが、リードや半田バンプ等を有する電子部品においては、それらリードや半田バンプ等を有する本体が画像処理対象物とされる他、１本のリードや１個の半田バンプが画像処理対象物とされることもある。本体の輪郭の外側に位置するリード等は勿論、内側に位置するリード，半田バンプ等、他の部材の輪郭の内側に位置する物が画像処理対象物とされることもあるのである。後者の場合、捜索テンプレートは、物全体の輪郭の内側に位置する物の輪郭を捜索対象として作成されるとともに、物理画面上あるいは仮想画面上において、物全体の輪郭の画像の内側であって、内側に位置する物の物理画像あるいは仮想画像の形成が予定される位置に重ねられ、画像処理対象物が捜索される。
以上の説明から明らかなように、本項の発明によれば、画像データおよび捜索テンプレートを用いて捜索対象物の有無や画像処理対象物が捜索対象物であるか否かを知ることができる。ポイントペアを構成する２個の点の光学的特性値の算出，比較をポイントペアの数だけ行うことにより判定することができ、処理を容易にかつ迅速に行うことができる画像処理装置が得られる。
（２）さらに、位置ずれのない前記画像処理対象物の前記エッジに対して設定されたマスタ捜索テンプレートの回転角度と位置との少なくとも一方を変更して前記捜索テンプレートを生成させ、前記捜索テンプレートデータ記憶手段に記憶させる捜索テンプレート生成手段と、
その捜索テンプレート生成手段による捜索テンプレートの生成および前記判定手段による判定を、その判定手段の判定結果が肯定となるまで繰り返させる繰返し手段と
を含む(1)項に記載の画像処理装置（請求項２）。
（３）さらに、前記捜索テンプレートの前記複数組のポイントペアを構成する２点ずつを結ぶ複数本の直線を複数本のシークラインとして含む再捜索テンプレートを生成させる手段と、
その生成させられた再捜索テンプレートの前記複数本のシークラインと前記画像対象物のエッジとの交点の座標を演算することにより前記捜索対象物を再捜索する手段と
を含む(1)項または(2)項に記載の画像処理装置（請求項３）。
捜索テンプレートの複数組のポイントペアを構成する２点によりシークラインの両端を規定して再捜索テンプレートを設定すれば、再捜索テンプレートの設定が容易になる。この場合の捜索テンプレートは、画像処理対象物が捜索テンプレートに適合する捜索対象物であると判定した捜索テンプレートであり、設定量以上のポイントペアが適合状態にあるため、画像処理対象物に位置ずれや回転角度ずれ等があっても、設定量以上のシークラインについてエッジ点の演算を行い得ることが保証されるのである。
（４）さらに、前記判定手段の判定結果が肯定となった捜索テンプレートに基づいて、前記画像処理対象物のエッジを挟むとともに、互いに前記撮像装置の前記撮像素子の配列ピッチより大きい一定の距離を隔てて位置する２個の点を直線状に結んで成るシークラインを複数本、前記エッジ上の複数の位置に対応して有する測定テンプレートを生成させる測定テンプレート生成手段と、
その測定テンプレート生成手段により生成させられた前記測定テンプレートのデータである測定テンプレートデータを記憶する測定テンプレートデータ記憶手段と、
その測定テンプレートデータ記憶手段の測定テンプレートを前記画像データ記憶手段の画像データの表す画像が存在する画面に重ね、前記複数本のシークラインの各々の上における前記画像処理対象物のエッジ点の座標を演算するエッジ点座標演算手段と
を含む(1)項ないし(3)項のいずれかに記載の画像処理装置（請求項４）。
上記「画像データの表す画像が存在する画面」も、(1)項の発明に係る画像処理装置におけると同様に、物理画面ないし実在画面であっても、仮想画面であってもよい。
「測定テンプレートを画面に重ね、」とは、例えば、物理画面上において測定テンプレートデータにより指定される画素に対応する画像データを画像記憶装置から読み出すことであり、あるいは仮想画面上にシークラインにより指定される点の画像データ（光学的特性値）を物理画面の画像データに基づいて演算することである。
画像処理対象物と背景とでは光学的特性値に差があるため、エッジ点位置において光学的特性値の変化勾配が最大になる。したがって、物理画面上で画素毎に得られる光学的特性値の変化を求めることにより、また、仮想画面上で光学的特性値の変化勾配を求めることによりエッジ点を決定することができる。
物理画面上においてはエッジ点が画素単位で求められるが、仮想画面上においてはシークライン上の任意の点においてエッジ点が求められ、画像処理の分解能が高くなる。
本項の発明によれば、捜索対象物の捜索とエッジ点の座標の演算との両方が行われる画像処理装置が得られる。そのため、例えば、画像処理対象物のうち、捜索対象物であると判定された物についてのみエッジ点を演算することができ、画像処理対象物にエッジ点を演算すべき対象物とは異なる物が混じっている場合、全部の画像処理対象物について演算を行わずに済み、画像処理速度の低下を回避することができる。
捜索テンプレートの複数組のポイントペアを構成する２点によりシークラインの両端を規定して測定テンプレートを設定すれば、測定テンプレートの設定が容易になる。この場合の捜索テンプレートは、画像処理対象物が捜索テンプレートに適合する捜索対象物であると判定した捜索テンプレートであり、設定量以上のポイントペアが適合状態にあるため、画像処理対象物に位置ずれや回転角度ずれ等があっても、設定量以上のシークラインについてエッジ点の演算を行い得ることが保証されるのである。
しかしながら、シークラインをポイントペアを構成する２個の点により規定することは不可欠ではなく、ポイントペアとは別に設定してもよく、シークラインの数はポイントペアの数と同じでなくてもよい。
本項の発明によれば、画像処理対象物のエッジ点を得ることができる。それにより、例えば、画像処理対象物の形状が予め判っている場合には、比較的少ないシークラインの設定で画像処理対象物のサイズ，位置，回転角度等を算出することができる。また、画像処理対象物の形状が予め判っていなくても、シークラインの数を多くし、多数のエッジ点が得られるようにすれば、エッジ点の集合から形状を求め、サイズ，位置，回転角度等を求めることが可能である。
（５）さらに、前記エッジ点座標演算手段により演算された複数のエッジ点座標に基づいて画像処理対象物が捜索対象物であることを確認する確認手段を含み、かつ、その確認手段が、前記シークライン上における前記画像処理対象物のエッジ点とシークラインの中点とのずれに基づいて前記確認を行う中点基準型確認手段を含む(4)項に記載の画像処理装置（請求項５）。
本項の発明に係る画像処理装置においては、画像処理対象物が捜索対象物であることが確認される。例えば、画像処理対象物が複数種類あり、判定手段による判定のみでは画像処理対象物が捜索対象物である可能性があることが判るのみで、本当に捜索対象物であるか否かが判らない場合に、確認手段によって、エッジ点座標演算手段によるエッジ点の演算結果に基づいて画像対象物が本当に捜索対象物であることが確認されるのである。
その確認は、シークライン上における画像処理対象物のエッジ点とシークラインの中点とのずれに基づいて行われる。例えば、捜索対象物が長方形のチップである場合に、互に平行な２辺についてそれぞれ同じ長さのシークラインを同数設定し、これらシークラインの位置を、もし捜索対象物と測定テンプレートとの間にずれがなければ全てのシークラインの中点と捜索対象物のエッジ点とが合致する位置に決定しておけば、画像処理対象物が測定テンプレートに対してずれている場合でも、画像処理対象物のエッジ点とシークラインの中点との方向性を考慮したずれの総和が０であれば、その画像処理対象物は捜索対象物であると確認することができるのである。
本項の発明によれば、画像処理対象物が捜索対象物であるか否かを確認することができ、捜索テンプレートのみによる判定に比較して判定の信頼性が向上する効果が得られる。また、判定後にさらに別の画像処理が行われる場合には、捜索対象物ではないものについて無駄に処理が行われることを回避し得る。
（６）さらに、前記エッジ点座標演算手段により演算された複数のエッジ点座標に基づいて画像処理対象物のサイズ，位置および回転角度の少なくとも１つを演算する対象物演算手段を含み、かつ、その対象物演算手段が、前記シークライン上における前記画像処理対象物のエッジ点とシークラインの中点との距離に基づいて画像処理対象物の前記サイズ，位置および回転角度の少なくとも１つを演算する中点基準型対象物演算手段を含む
(4)項または(5)項に記載の画像処理装置（請求項６）。
本項の発明に係る画像処理装置においては、画像処理対象物のサイズ，位置および回転角度の少なくとも１つがエッジ点座標に基づいて演算される。サイズ，位置および回転角度のうち必要なものが演算されるのである。この演算は、シークライン上における画像処理対象物のエッジ点とシークラインとの中点の距離に基づいて行われる。
エッジ点の座標の数が画像処理対象物の形状を特定できるほど多数あれば、エッジ点の座標のみで画像処理対象物のサイズ，位置および回転角度のいずれも演算することができる。エッジ点の座標の数が少ない場合でも、例えば、画像処理対象物の種類を示すデータ等の補助データの使用により、画像処理対象物のサイズ等を演算することができ、また、画像処理対象物の形状が、例えば矩形，円というように、１種類に決まっている場合には補助データがなくても画像処理対象物のサイズ等を演算することができる。
本項の発明によれば、画像処理対象物のサイズ，位置および回転角度の少なくとも１つが判る。その結果、例えば、形状は同じであってもサイズが異なる画像処理対象物の識別，画像処理対象物の位置決めの合否判定や位置ずれ修正量の演算，回転角度決めの合否判定や回転角度ずれ修正量の演算等を行うことができる。
しかも、画像処理対象物のサイズ等が画像処理対象物のエッジ点とシークラインの中点との距離に基づいて演算されるため、演算に用いられる値が平均的に小さくて済み、誤差が小さくなって精度の良い演算結果が得られる。
（７）さらに、前記複数本のシークラインを、それらシークライン上におけるエッジ点予定位置が前記エッジ点座標演算手段により演算されたエッジ点と一致すると予想される位置に自動で設定するシークライン自動設定手段と、
そのシークライン自動設定手段によるシークラインの自動設定と、その自動設定されたシークライン上における前記エッジ点座標演算手段によるエッジ点座標の演算とを複数回繰り返させる繰返し手段と
を含む(4)項ないし(6)項のいずれかに記載の画像処理装置（請求項７）。
本項の発明に係る画像処理装置においては、シークライン自動設定手段によりシークラインが自動で設定される。その最も単純な一例は、判定手段およびエッジ点座標演算手段を有する画像処理装置において、画像処理対象物が捜索テンプレートに適合する捜索対象物であると判定された捜索テンプレートのポイントペアを構成する２個の点を結ぶ直線が自動的にシークラインとされる場合である。
また、エッジ点座標演算手段により演算されたエッジ点の座標に基づいてシークラインを自動的に設定し、これを第二の測定テンプレートとして更にエッジ点を演算することも可能である。第二の測定テンプレートのシークラインの本数を、第一の測定テンプレートのシークラインの本数より多く設定すれば、エッジ点の座標がより正確かつ多数になり、サイズ，位置，回転角度等が一層正確に測定される。
このように、２回目以降のシークラインの自動設定時に、直前に演算されたエッジ点の座標に基づいて、シークライン上のエッジ点予定位置（例えば中点）が実際のエッジ点位置と一致すると予想される位置にシークラインが自動で設定されれば、演算回数が多いほど、シークライン上のエッジ点予定位置と画像処理対象物の実際のエッジ点との誤差が小さくなり、エッジ点の座標を精度良く得ることができる。
本項の発明によれば、シークラインがシークライン自動設定手段により自動的に設定されるため、画像処理装置のユーザの所要作業量が少なくて済む効果得られる。また、画像処理対象物のエッジ点の座標をより精度良く演算し得る画像処理装置が得られる。
（８）前記撮像装置が前記多数の撮像素子の各々の受光状態に応じた電気信号を発生させるものであり、前記画像データ記憶手段が、それら各撮像素子の電気信号のデータを、各撮像素子の位置と関連付けて記憶するものであって、かつ、当該画像処理装置が、
さらに、画像データ記憶手段の画像データにより形成される物理画面に対応して想定される仮想画面上の任意の点を指定する点指定手段と、
その点指定手段による点指定毎に前記物理画面上の光学的特性値のデータに基づいて指定された点の光学的特性値を演算する仮想点データ演算手段と
を含む(4)項ないし(7)項のいずれかに記載の画像処理装置（請求項８）。
本項の発明に係る画像処理装置においては、仮想画面上の任意の点の光学的特性値が、点指定手段によって点が指定される毎に演算される。仮想画面は無数の点の集合であるが、そのうち点指定手段により指定された必要な点のみの光学的特性値が演算されるのである。
このように、点指定手段によって点が指定される毎に光学的特性値が演算され、必要な点についてのみ演算が行われるため、画像処理全体に要する時間が少なくて済む効果が得られる。また、演算された光学的特性値を記憶する光学的特性値記憶手段の記憶容量も小さくて済む。
（９）前記点指定手段が、前記シークライン上に前記撮像素子の配列ピッチより小さいピッチで設定された複数の分割点の一つを前記任意の点として指定するものであり、前記仮想点データ演算手段が、その指定された分割点の光学的特性値を取得する分割点特性値取得手段を含み、当該画像処理装置が、その分割点特性値取得手段により取得された分割点の光学的特性値に基づいてシークライン上における光学的特性値の最も急激な変化点をエッジ点として捜索するエッジ点捜索手段を含む(8)項に記載の画像処理装置（請求項９）。
本項の発明に係る画像処理装置においては、シークラインが重ねられる画面が物理画面である場合、分割点の光学的特性値は、分割点の位置に対応する画素の画像データを画像データ記憶手段から読み出すことにより取得され、それら光学的特性値に基づいてエッジ点が捜索される。エッジ点は画素単位で捜索される。
シークラインが重ねられる画面が仮想画面である場合、分割点は仮想画面上において物理画面の画素の大きさとは無関係に設定することができ、分割点の光学的特性値は物理画面上の光学的特性値のデータ（画像データ）に基づいて演算される。
本項の発明によれば、エッジ点の捜索がシークライン上においてのみ行われ、しかも、限られた数の分割点における光学的特性値に基づいてエッジ点が決定されるため、容易にかつ迅速にエッジ点を決定することができる。また、仮想画面上の分割点が撮像素子のピッチより小さいピッチで設定され、光学的特性値が物理画面上の光学的特性値のデータに基づいて演算される。シークライン上において光学的特性値の変化がより細かいピッチで捜索され、画像処理の分解能が高くなる。
（１０）さらに、入力装置と、
モニタ装置と、
前記入力装置の入力に関連した入力関連データを前記モニタ装置に表示させる入力関連データ表示手段と、
当該画像処理装置による画像処理の経過や結果等の画像処理データを前記モニタ装置に表示させる画像処理データ表示手段と、
前記入力関連データ表示手段による表示を前記画像処理データ表示手段による表示に優先して行わせる入力関連データ優先表示手段と
を含む(1)項ないし(9)項のいずれかに記載の画像処理装置（請求項１０）。
本項の発明に係る画像処理装置においては、入力関連データの表示手段と画像処理データの表示手段とが兼用され、同時に両データの表示が必要になった場合には入力関連データの表示が優先される。
「入力関連データ」とは、入力装置により入力されたデータそのものに限らず、入力されたデータに基づいて演算が行われることにより得られるデータや、記憶手段から読み出されるデータ等、データの入力に応じて得られるデータを含む。この入力関連データや画像処理データがモニタ装置に表示されることにより、作業者はデータ入力が正確に行われたか否かや画像処理の経過や結果を知ることができ、それに基づいてデータの修正等を行うことができる。
本項の発明によれば、１台のモニタ装置を用いて入力関連データと画像処理データとの両方を表示することができ、構成が簡易で安価な画像処理装置が得られる。しかも、入力関連データの表示が優先されるため、画像処理の表示によりデータ入力が妨げられることがない。
（１１）前記撮像装置が、プリント基板に装着されて電子回路板を構成する電子部品、プリント基板に設けられた基準マークおよびスクリーン印刷機のスクリーンに設けられた基準マークの少なくとも一つのうちの予め定められたものを前記画像処理対象物として撮像するものであり、前記捜索テンプレートデータ記憶手段が、その予め定められたもののエッジに対して予め設定された前記捜索テンプレートを記憶するものであり、前記判定手段が、前記撮像装置により撮像された前記画像処理対象物が前記予め定められたものであることを判定するものである(1)項ないし(10)項のいずれかに記載の画像処理装置。
プリント基板に装着されて電子回路板を構成する電子部品、プリント基板に設けられた基準マークおよびスクリーン印刷機のスクリーンに設けられた基準マーク等のうちの予め定められたものを捜索対象物とする場合には、それらの形状，寸法が予め判っているため、捜索テンプレート，再捜索テンプレート，測定テンプレート等の生成，設定が容易であり、また、きわめて短時間に捜索対象物の捜索や位置等の検出を行うことが要求されるため、これらは本発明の適用対象として非常に適している。
（１２）前記エッジ点座標演算手段が、前記画像データ記憶手段に記憶された画像データに基づいて前記シークライン上における画像データの変化勾配の絶対値が最も大きい点を前記エッジ点としてその点の座標を演算するものである(4)項ないし(9)項のいずれかに記載の画像処理装置。
画像データとしては、画像各部の光学的特性値、例えば輝度値のデータを使用することができる。エッジ点においては、通常この光学的特性値の変化勾配の絶対値が最大となる。
（１３）前記エッジ点座標演算手段が、前記シークライン上における画像データの変化勾配の絶対値が設定値以下である場合には、そのシークラインについてはエッジ点が検出できないフェールが発生したとして、前記エッジ点の座標の演算が行われないようにするフェール処理手段を含む(12)項に記載の画像処理装置。
例えば、輝度値が周辺より大きい画像処理対象物のエッジ点近傍に汚れが付着し、あるいは欠損が存在する場合には、そのエッジ点近傍部の輝度値が低下して背景の輝度値との差が小さくなる。このような場合にも、シークライン上における画像データの変化勾配の絶対値が最も大きい点がエッジ点とされれば、画像処理対象物の通常表面と汚れあるいは欠損部との境界が誤ってエッジ点とされてしまう可能性がある。本態様はこのような不都合の発生を回避する上で有効である。
（１４）さらに、
前記エッジ点座標演算手段により演算された複数のエッジ点座標に基づいて画像処理対象物のサイズ，位置および回転角度の少なくとも１つを演算する対象物演算手段と、
前記フェールが発生したシークラインの数が設定数より小さい場合には前記対象物演算手段に前記サイズ，位置および回転角度の少なくとも１つの演算を行わせ、フェールが発生したシークラインの数が設定数以上である場合には対象物演算手段による前記サイズ，位置および回転角度の少なくとも１つの演算を行わせない対象物演算手段制御手段と
を含む(13)項に記載の画像処理装置。
（１５）前記対象物演算手段が、前記エッジ点座標演算手段によりエッジ点の座標演算が行われたシークライン上における実際のエッジ点の座標である実エッジ点座標と、そのエッジ点の目標位置である目標エッジ点座標とのずれの集合に基づいて、前記画像処理対象物の代表点の位置を目標代表点位置からのずれの方向および量として演算する画像処理対象物位置ずれ演算手段を含む(14)項に記載の画像処理装置。
画像処理対象物の代表点の位置の、目標代表点位置からのずれの方向および量の演算は、複数のシークラインにフェールが生じたか否か、またどのシークラインにフェールが生じたかを考慮して行われる。
（１６）前記対象物演算手段が、前記画像処理対象物のサイズを演算するサイズ演算手段と、そのサイズ演算手段により演算されたサイズと正規サイズとの比率であるサイズファクタを演算するサイズファクタ演算手段とを含み、かつ、前記画像処理対象物位置ずれ演算手段が、前記サイズファクタ演算手段により演算されたサイズファクタと、正規寸法の画像処理対象物の前記シークライン上における正規エッジ点の座標である正規エッジ点座標とに基づいて前記目標エッジ点座標を演算する目標エッジ点座標演算手段を含む(15)項に記載の画像処理装置。
（１７）前記サイズファクタ演算手段が、画像処理対象物の画像の互いに異なる複数方向における実際の寸法と正規寸法との比率の単純平均値をサイズファクタとして取得する単数サイズファクタ取得手段を含む(16)項に記載の画像処理装置。
（１８）前記サイズファクタ演算手段が、前記画像処理対象物の画像の互いに異なる複数方向における実際の寸法と正規寸法との比率を個別に演算して複数のサイズファクタを取得する複数サイズファクタ取得手段を含む(16)項または(17)項に記載の画像処理装置。
（１９）前記判定手段が、画像処理対象物が捜索テンプレートに適合する捜索対象物であると判定するまで、位置と回転角度との少なくとも一方を異にする複数種類の前記捜索テンプレートについて前記判定を行うものである(1)項ないし(18)項のいずれかに記載の画像処理装置。
（２０）前記判定手段が、画像処理対象物が捜索テンプレートに適合する捜索対象物であると判定するまで、位置と回転角度との少なくとも一方を異にする複数種類の前記捜索テンプレートについて前記判定を行うものであり、かつ、当該画像処理装置が、前記複数種類の捜索テンプレートのうち、前記判定手段により画像処理対象物が捜索テンプレートに適合する捜索対象物であると判定された捜索テンプレートの各対のポイントペアを直線的につなぐことにより前記シークラインを設定する第一シークライン設定手段を含む(1)項ないし(19)項のいずれかに記載の画像処理装置。
（２１）さらに前記エッジ点座標演算手段により演算されたエッジ点座標に基づいて前記シークラインを設定する第二シークライン設定手段を含み、エッジ点座標演算手段がその第二シークライン設定手段により設定されたシークラインについて再び前記エッジ点の演算を行う(20)項に記載の画像処理装置。
（２２）前記第二シークライン設定手段が、前記エッジ点座標演算手段により演算されたエッジ点座標と、予め設定されているマスタ測定テンプレートのデータとに基づいて、前記第一シークライン設定手段により設定されるシークラインの本数より多い本数のシークラインを設定するものである(21)項に記載の画像処理装置。
（２３）(1)項ないし(22)項のいずれかに記載の画像処理装置が、間欠回転する間欠回転体の、それの間欠回転角度と同じ角度間隔の複数部に係合させられてそれぞれ複数の位置に順次間欠移動させられる電子部品保持具を備え、その電子部品保持具に保持した電子部品を前記複数の位置の１つである始点から別の１つである終点に搬送する電子部品搬送装置に設けられ、前記始点と前記終点との間の途中点に前記撮像装置が配置されて前記電子部品保持具に保持された電子部品の像を撮像するものであり、前記画像データ記憶手段が、前記途中点から前記終点までの前記電子部品保持具の間欠移動回数と同じ回数以下の複数回の撮像によって得られた画像処理対象物の画像データをそれぞれ記憶する画像データメモリを含み、かつ、前記画像処理装置が、少なくとも撮像された各電子部品が前記終点に到達するまでに、各電子部品に対応する画像データの処理を完了する電子部品搬送装置。
この構成の電子部品搬送装置においては、画像処理に長時間を要する画像処理対象物と短時間で済む画像処理対象物とを混合して搬送する場合に、画像処理装置が、処理時間が短くて済むものの余った時間を利用して長い処理時間を要するものの処理を行うことができ、間欠回転体の１回の間欠回転時間（停止時間と回転時間との和）を短縮することができる。
（２４）前記始点が、前記電子部品保持具が前記電子部品を部品供給装置から受け取る受取位置であり、前記終点が、前記電子部品保持具が前記電子部品を装着対象物に装着する装着位置である(23)項に記載の電子部品搬送装置。
【００４８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例である電子部品装着装置の画像処理装置を図面に基づいて詳細に説明する。
図１および図２において１０はベッドであり、ベッド１０上には一対の支持壁１２が立設されている。支持壁１２はプリント基板搬送方向であるＸ軸方向に距離を隔てた位置に、水平面内においてＸ軸と直交するＹ軸方向（図２において左右方向）に平行に設けられている。これら支持壁１２は、その上端においてカムボックス１４を支持しており、また、支持壁１２の装置前端側には前壁１６が設けられ、開閉可能なカバー１７と共同して装置を覆っている。図２は手前側の支持壁を除去した状態を示している。
【００４９】
上記一対の支持壁１２の上下方向の中間部には、台板１８がＸ軸方向に平行に掛け渡されている。前記カムボックス１４には、図３に示すように円筒カム２０が固定され、カムボックス１４および円筒カム２０によって回転軸２２が軸受２４，２６により垂直軸線まわりに回転可能かつ軸方向に移動不能に支持されている。この回転軸２２の上端部はカムボックス１４の底壁２８の上方へ突出させられるとともに、その突出端部に設けられた大径の円板部３０には複数のローラ３２が垂直軸線まわりに回転可能に取り付けられ、バレルカム３４の溝３６に順次係合させられるようになっている。
【００５０】
また、回転軸２２の下端部は円筒カム２０から突出させられ、大径の嵌合部４０が形成されるとともに、インデックステーブル４２の嵌合穴４４に嵌合されている。このインデックステーブル４２は台板１８により軸受４６，４８を介して垂直軸線まわりに回転可能かつ軸方向に移動不能に支持されており、また、嵌合部４０に下方に延び出す向きに設けられたピン５０とピン穴５２とにおいて係合させられ、回転軸２２の回転が伝達されるようになっている。したがって、バレルカム３４が図示しないモータにより回転させられ、その回転に伴って複数のローラ３２が順次溝３６に係合し、回転軸２２が回転させられるとき、インデックステーブル４２が一定角度ずつ間欠回転させられる。
【００５１】
インデックステーブル４２には、その回転軸線を中心とする一円周上に２０組の部品装着ヘッド５６（図３には２組のみ示されている）が等角度間隔に取り付けられており、図４に示すように、部品吸着位置，部品姿勢検出位置，部品姿勢修正位置，部品装着位置，ノズル戻し位置等、２０個の作業位置が設けられている。部品装着ヘッド５６はインデックステーブル４２の間欠回転により、２０個の作業位置へ順次移動させられる。
【００５２】
部品装着ヘッド５６は、一対のガイドロッド５８（図３には一方のみ示されている）においてインデックステーブル４２に上下方向に摺動可能に嵌合されている。一対のガイドロッド５８の下端部は支持部材６０に固定されており、その支持部材６０にヘッド本体６２が支持されているのである。一対のガイドロッド５８の上端部は連結板６４により連結されるとともに、連結板６４にはローラ６６がインデックステーブル４２の半径方向に延びる軸線まわりに回転可能に取り付けられ、円筒カム２０の外周面に形成された溝６８に係合させられている。溝６８は、図２に示すように高さが周方向において漸変させられたものであり、インデックステーブル４２が回転させられるとき、部品装着ヘッド５６が最も高い部品吸着位置と最も低い部品装着位置との間で昇降させられる。
【００５３】
支持部材６０にはまた、インデックステーブル４２に上下方向に形成された嵌合穴７０に気密にかつ軸方向に移動可能に嵌合された管７２の下端部が固定されている。嵌合穴７０は、インデックステーブル４２に形成された通路７４，回転軸２２に形成された通路７６，円筒カム２０に形成されたポート７８および図示しないホースにより負圧源に接続されており、管７２から部品装着ヘッド５６に負圧が供給されるとともに、部品装着ヘッド５６の昇降時にも管７２の昇降により負圧供給状態が維持されるようになっている。
【００５４】
上記ヘッド本体６２には、吸着ノズル８０がそれ自身の軸線のまわりに回転可能かつ軸方向に移動可能に嵌合されている。吸着ノズル８０は前記管７２等を経て供給されるバキュームによって電子部品８２を吸着するものであり、スプリング８４によってヘッド本体６２に対して上方へ付勢されており、部品吸着位置および部品装着位置にそれぞれ設けられた押下装置８６の押下部材８８により押し下げられて電子部品８２の吸着およびプリント基板９０（図２参照）への装着を行う。
【００５５】
前記部品吸着位置には、図２に示すように電子部品供給装置１００が設けられている。電子部品供給装置１００は、インデックステーブル４２の回転軌跡に接し、Ｘ軸に平行な方向に延びる直線に沿って移動可能に設けられた移動台１０２と、その移動台１０２上に、移動台１０２の移動方向に並べられた複数の部品供給カートリッジ１０４とを有し、移動台１０２が移動台移動装置（図示省略）によって移動させられることにより、複数の部品供給カートリッジ１０４のうちの１つが部品供給位置へ移動させられる。
【００５６】
部品供給カートリッジ１０４は、電子部品８２を部品保持テープに保持させ、テープ化電子部品として供給するものであり、エアシリンダを駆動源とするテープ送り装置により部品保持テープが水平面内においてＸ軸方向と直交するＹ軸方向に送られ、部品保持テープの部品収容凹部を覆うカバーフィルムを剥がされた少なくとも１個の電子部品８２のうち、先頭の電子部品８２が電子部品取出位置に位置決めされる。
【００５７】
前記部品装着位置には、図２に示すように装着対象材としての前記プリント基板９０を支持してＸ軸方向およびＹ軸方向に移動させるプリント基板移動装置１０８が基板コンベア１０９（図１参照）より下方に設けられている。プリント基板移動装置１０８のＸ軸テーブル１１０は、Ｘ軸サーボモータ１１２，図示しないボールねじおよびナット等により構成されるＸ軸移動装置１１４により、ガイドレール１１６に案内されてＸ軸方向に移動させられる。
【００５８】
Ｘ軸テーブル１１０上には、Ｙ軸テーブル１１８がＹ軸方向に移動可能に搭載され、図示しないＹ軸サーボモータ，ボールねじ１２０およびナット（図示省略）等により構成されるＹ軸移動装置１２２により、ガイドレール１２４に案内されてＹ軸方向に移動させられる。Ｙ軸テーブル１１８上には、図示は省略するが、プリント基板９０を基板コンベア１０９から受け取り、基板押さえ部材と基板支持部材とによってプリント基板９０を上下から挟んで支持するとともに昇降する基板支持昇降装置が設けられている。基板コンベア１２６は、プリント基板９０をＸ軸方向に搬送するものであり、基板支持昇降装置により支持されたプリント基板９０は、Ｘ軸テーブル１１０とＹ軸テーブル１１８との移動の組合わせにより、基板コンベア１０９より下の位置で水平面内において任意の位置に移動させられる。
【００５９】
プリント基板９０には、対角線上に隔たった２個所にそれぞれ基準マークが設けられており、ベッド１０上に設けられたＣＣＤカメラ１２８（図６参照）により撮像される。基板支持昇降装置により支持されたプリント基板９０は、下降後、プリント基板移動装置１０８により移動させられて基準マークがＣＣＤカメラ１２８の軸線と一致する撮像位置へ移動させられ、基準マークが撮像される。
【００６０】
プリント基板移動装置１０８は、基板コンベア１０９より低く、かつ、電子部品供給装置１００より低い位置に設けられている。基板支持昇降装置が基板支持面においてプリント基板９０を支持した状態で部品供給カートリッジ１０４の下側にもぐり込むことができる高さに設けられているのである。そのため、プリント基板移動装置１０８を水平方向において電子部品供給装置１００とオーバラップさせて設けることができ、電子部品装着装置をコンパクトに構成することができる。
【００６１】
前記部品姿勢検出位置には、図５に示すように像取得装置１３０が設けられている。像取得装置１３０は、照明装置１３２と撮像装置としてのＣＣＤカメラ１３４とを有する。照明装置１３２は、第一面発光体１３８および第二面発光体１４０を有する。第一面発光体１３８は板状を成し、水平に配設され、乳白色の拡散板により覆われた多数の発光ダイオードを備えており、拡散板から上方へ光を放射する。第一面発光体１３８は、部品姿勢検出位置へ移動させられた部品装着ヘッド５６と同心となる位置に設けられており、中心線上を上下方向に貫通する貫通穴１４２が設けられている。第二面発光体１４０は第一面発光体１３８の下面に垂直に設けられており、拡散板により覆われた多数の発光ダイオードを備え、拡散板から第一面発光体１３８の中心線側へ光を放射する。
【００６２】
第一面発光体１３８の下方には、ハーフミラー１４４が第一面発光体１３８の中心線に対して４５度傾斜して設けられている。そのハーフミラー１４４を間にして第一面発光体１３８とは反対側にＣＣＤカメラ１３４が設けられている。ＣＣＤカメラ１３４は、本体１４６にレンズ１４８が設けられて垂直かつ上向きに配設されており、本体１４６内には多数の固体撮像素子が一平面状に並べられて成る撮像面が設けられている。
【００６３】
電子部品８２には、第一面発光体１３８が発する光が照射されるとともに、第二面発光体１４０から照射された光がハーフミラー１４４により反射され、貫通穴１４２を通って照射される。あたかもＣＣＤカメラ１３４からも光が放射されたような照明が行われるのであり、電子部品全体にむらなく光が照射される。第一面発光体１３８，第二面発光体１４０およびハーフミラー１４４が照明装置１３２を構成している。電子部品８２からの反射光はハーフミラー１４４を透過してＣＣＤカメラ１３４に入光し、撮像面に像が形成される。
【００６４】
このＣＣＤカメラ１３４は、前記プリント基板９０の基準マーク撮像用のＣＣＤカメラ１２８と共に、図６に示す制御装置１５０により制御される。これらＣＣＤカメラ１２８，１３４および制御装置１５０が画像処理装置を構成している。制御装置１５０はコンピュータを主体とするものであり、ＣＰＵ１５４，ＤＲＡＭ（ダイナミックラム）１５６，ＳＲＡＭ（スタティックラム）１５８，ＰＲＯＭ（プログラマブルロム）１６０，漢字ＲＯＭ１６２，フレームグラバメモリ１６４，および４面分のオーバレイ表示メモリ１６６を有し、これらは基板１６７上の図示しない内部バスによって互に接続されている。
【００６５】
上記内部バスにはまた、２チャンネルのシリアルインタフェース１７０が接続され、入力装置１７２が接続されている。入力装置１７２は、電子部品装着装置全体の運転に必要な情報，指令と共に、画像処理対象物の種類，個数等，画像処理に必要な情報を入力する装置であり、テンキー，アルファベットキー等を有し、図１に示すように前壁１６に設けられている。バスにはまた、イーサネットインタフェース１７４およびメモリカードインタフェース１７６が接続されている。
【００６６】
イーサネットインタフェース１７４は電子部品装着装置の、画像処理装置以外の部分を制御するコンピュータとの間で通信を行うためのインタフェースである。例えば、制御装置１５０には、外部の制御機器（何らかのオプションが必要な場合）を接続可能であり、イーサネットインタフェース１７４はＰ１コネクタ１６８を介してデータ交換を行うのである。また、本電子部品装着装置において、インデックステーブル４２，部品装着ヘッド５６，押下装置８６，電子部品供給装置１００，プリント基板移動装置１０８，基板コンベア１０９等を制御する制御装置も、コンピュータを主体として画像処理装置の制御装置１５０とは別に設けられており、図示しない外部バスを介してＰ１コネクタ１６８に接続されている。この別の制御装置は本発明とは関連が薄いため図示および説明は省略する。メモリカードは、画像処理を行うために予め作成されたプログラムが記憶されたものであり、制御装置１５０にセットされれば、ＣＰＵ１５４がＰＲＯＭ１６０を使用してメモリカード内のプログラムやプログラムの実行に必要なデータをメモリカードインタフェース１７６を介して読み出し、ＤＲＡＭ１５４に記憶させる。
【００６７】
バスには更に、ＣＣＤカメラインタフェース１８０が接続され、前記プリント基板９０の基準マーク撮像用のＣＣＤカメラ１２８および前記像取得装置１３０のＣＣＤカメラ１３４が接続されている。これらＣＣＤカメラ１２８，１３４の撮像により得られた基準マーク，電子部品８２の画像データはＣＣＤカメラインタフェース１８０を介してそれぞれフレームグラバメモリ１６４に格納される。前述のように、フレームグラバメモリ１６４は４つ設けられており、連続して装着される４個の電子部品８２の画像データが各フレームグラバメモリ１６４に順次格納される。また、基準マークの画像データは、電子部品８２の画像データとは時期を異にして取得され、使用されるため、電子部品８２の画像データを格納するためのフレームグラバメモリ１６４の１つが兼用される。
画像処理対象物が特に大形である場合のように、撮像装置が１ラインに多数の撮像素子を有するものであることが必要な場合や、移動中の画像処理対象物の撮像が必要である場合等には、ＣＣＤカメラに代えてラインセンサが用いられる。そのため、基板１６７にラインセンサ基板インタフェース１８４が設けられるとともに、フレームグラバメモリ１６４に接続されている。ラインセンサの使用時には、図示しないオプションのラインセンサ基板がラインセンサバス１８２によってラインセンサ基板インタフェース１８４に接続され、ラインセンサの撮像により得られる画像データがフレームグラバメモリ１６４に格納される。
【００６８】
バスには更に、ＣＲＴインタフェース１８６が接続され、モニタＣＲＴ装置１８８が接続されている。モニタＣＲＴ装置１８８は、図１に示すように前壁１６に前記入力装置１７２と並んで設けられており、カラー表示およびモノクロ表示の両方が可能である。
前述のように、電子部品８２の撮像により得られた４つのモノクロ画像の画像データが、フレームグラバメモリ１６４に並列的に格納されるようになっており、一方オーバレイ表示メモリ１６６は、画像を１６色のカラーで表示するカラー画像データを記憶し得るメモリを４面分備えている。モニタＣＲＴ装置１８８には、上記４つのモノクロ画像のいずれか１つに、上記４面分のカラー画像のうちモノクロ画像に対応するものが重ねて表示され、画像処理の経過や結果が表示される。
この同じモニタＣＲＴ装置１８８に、入力装置１７２を用いて入力されたデータもカラーで表示される。この表示時に漢字ＲＯＭ１６２が使用される。
【００６９】
本電子部品装着装置において電子部品８２のプリント基板９０への装着時には、インデックステーブル４２の回転に伴って、部品装着ヘッド５６が部品吸着位置において電子部品８２を部品供給カートリッジ１０４から取り出した後、部品姿勢検出位置において電子部品８２がＣＣＤカメラ１３４により撮像される。電子部品８２の画像データは制御装置１５０において処理され、電子部品８２の水平位置ずれの量（Ｘ軸およびＹ軸方向の位置誤差）と吸着ノズル８０の軸線まわりの回転角度ずれの量（回転角度誤差）とが算出され、位置ずれはプリント基板９０の移動により修正され、回転角度ずれは部品姿勢修正位置において修正される。部品姿勢修正位置には、図示は省略するが、吸着ノズル８０に係合して吸着ノズル８０を回転させるノズル回転駆動装置が設けられており、吸着ノズル８０が電子部品８２の回転角度ずれを修正するに必要な角度だけ回転させられる。回転角度ずれの修正後、電子部品８２は部品装着位置においてプリント基板９０の所定の位置に装着される。装着後、吸着ノズル８０は、ノズル戻し位置において回転角度ずれの修正のために回転させられた分、逆向きに回転させられて回転角度ずれ修正前の回転位置に戻される。
【００７０】
プリント基板９０は基板コンベア１０９により搬送され、基板支持昇降装置により支持された状態で基準マークがＣＣＤカメラ１２８により撮像され、その画像データに基づいて水平位置ずれの量（水平位置誤差）および垂直軸線まわりの回転角度ずれの量（回転角度誤差）が算出される。電子部品８２のプリント基板９０への装着時には、プリント基板９０がプリント基板移動装置１０８により移動させられ、水平位置誤差が電子部品８２の水平位置誤差と一緒に修正される。また、プリント基板９０の回転角度誤差は、吸着ノズル８０を回転させることにより、電子部品８２の回転位置誤差と一緒に修正される。
【００７１】
以下、ＣＣＤカメラ１２８，１３４の撮像により得られた画像データの処理について説明する。
画像処理のためのプログラムやデータは前述のようにメモリカードに記憶されており、メモリカードがセットされれば読み出されてＤＲＡＭ１５６に記憶される。メモリカードから読み出される画像処理プログラムを図７ないし図９にそれぞれ示す。
【００７２】
図７に示すプログラムは事前処理プログラムである。事前処理プログラムは、一生産プログラムの立ち上げ時、すなわち事前処理プログラムのＤＲＡＭ１５６への格納後に実行される。まず、一生産プログラムの実行に必要なすべての画像処理対象物のうちの１つについて、パターンマッチングを行うか否かが判定され、行うのであればマスタ捜索テンプレートに基づいて捜索テンプレートが生成されてＤＲＡＭ１５６に記憶される。同様の処理がすべての画像処理対象物について順次行われる。
【００７３】
上記マスタ捜索テンプレートは２個の点を一対とするポイントペアを複数組有し、それらポイントペアを規定する座標面（マスタ捜索テンプレート座標面と称する）が画像処理装置の基準座標面と一致しているものである。すなわち、マスタ捜索テンプレート座標面の原点および座標軸の方向が、ＣＣＤカメラ１２８，１３４の視野の中心に原点が設定された基準座標面の原点および座標軸の方向と一致しているのである。マスタ捜索テンプレートは、画像処理対象物の形状，サイズに基づいて予め作成されてメモリカードに記憶されており、事前処理プログラムと共にＤＲＡＭ１５６に読み込まれる。
【００７４】
図１０に、画像処理対象物が正方形の電子部品である場合のマスタ捜索テンプレートの設定データの一例を示し、そのデータによって設定されるマスタ捜索テンプレート２００を図１１に示す。図１０のデータ中、第７，８，１０，１１行のデータおよび第５行のｈｓ（ハーフスパン）＝５．５がマスタ捜索テンプレートの設定データである。Ｐａｉｒとは、ポイントペアを構成する２個の点の延長線上において、画像処理対象物の中心線に対して対称に別のポイントペアを設定することを意味する。例えば、図１１に示す(7),(8),(10),(11) の各ポイントペア２０２に対して(7) ´,(8)´,(10) ´,(11) ´の各ポイントペア２０２が設定されるのである。これらポイントペア２０２に付された括弧付の数字は、図１０における行番号と一致している。また、２０４は電子部品である。
【００７５】
マスタ捜索テンプレートは、サイズ，位置，回転角度のいずれにも誤差のないマスタ画像処理対象物について、各組のポイントペアを構成する２個の点の一方が画像処理対象物の内側に、他方が外側に位置し、かつ、それらポイントペアの２個の点の中点がマスタ画像処理対象物のエッジ上に位置するように作成される。それを図に示せば、図１１に示すようになるのである。
なお、一般的には、ポイントペアの２個の点の中点がマスタ画像処理対象物のエッジ上に位置することは不可欠ではなく、２個の点がそれぞれ画像処理対象物のエッジより内側と外側とに指定されればよい。
また、図１１に示す例の場合、ポイントペア２０２の２個の点のうちの一方の点が別のポイントペア２０２の一方の点と共通にされているが、これも不可欠なことではない。
さらに、図１１においては、いずれの点がポイントペア２０２を構成するかを判り易く示すために、ポイントペア２０２を構成する２個の点が直線でつながれているが、この直線は説明の都合上の線であって実際に直線のデータが設定されるわけではない。
【００７６】
図１４に、画像処理対象物が、一部が切り欠かれた図１５の円板２０６である場合のマスタ捜索テンプレートのデータを示す。このマスタ捜索テンプレート２０８においては、円周部分に設けられた(15)〜(17)のポイントペア２１０は(15)´〜(17)´のポイントペア２１０とペアにされているが、その他のポイントペア２１０は他のポイントペアとペアにされてはいない。
【００７７】
電子部品装着装置においては、画像処理対象物が電子部品あるいは基準マークであり、装着される全部の種類の電子部品および種類の異なる基準マークについてそれぞれマスタ捜索テンプレートデータが予め作成されてメモリカードに記憶されており、画像処理実行時にはＤＲＡＭ１５６に格納される。そのため、捜索テンプレートの生成時には、捜索テンプレートを生成すべき画像処理対象物の種類に応じてマスタ捜索テンプレートデータがＤＲＡＭ１５６から読み出される。マスタ捜索テンプレートは前述のように回転角度が０度の捜索テンプレートであり、マスタ捜索テンプレートが設定角度範囲内において図１３に二点鎖線で示すように設定ピッチで回転させられることにより、複数種類の捜索テンプレートが生成され、そのデータがＤＲＡＭ１５６に格納される。
【００７８】
この捜索テンプレートの生成角度範囲および設定ピッチをそれぞれ指定するデータは、図１０に示すように、マスタ捜索テンプレートのデータと共に記憶されている。第１５行のpitchA＝4.5 が設定ピッチのデータであり、第１６行のstartA=-45および第１７行のendA=45 が捜索テンプレートの生成角度範囲を規定するデータである。捜索テンプレートを生成する角度範囲およびピッチは画像処理対象物に応じて設定される。例えば、画像処理対象物の回転角度が大きくずれることが予想される場合には、生成角度範囲が広くされるのである。因みに、図７に示す事前処理プログラムの例では、生成角度範囲が−４５度から＋４５度とされ、設定ピッチが５度とされている。
【００７９】
１つの画像処理対象物についての捜索テンプレートの生成が終了すれば、プログラムの実行は最初に戻り、次の画像処理対象物についてパターンマッチングを行うか否かの判定および行うのであれば捜索テンプレートの生成が行われる。パターンマッチングを行わない場合にはプログラムの実行は始めに戻り、次の画像処理対象物についてパターンマッチングを行うか否かの判定が行われる。全部の画像処理対象物についてパターンマッチングを行うか否かの判定，パターンマッチングを行う画像処理対象物についての捜索テンプレートの生成が行われたならば図７のプログラムの実行は終了する。
【００８０】
次に、図８に示す実行処理プログラムを説明する。このプログラムは、ＣＣＤカメラ１２８，１３４により電子部品あるいは基準マークが撮像され、画像データがフレームグラバメモリ１６４に格納された後に実行される。まず、画像処理対象物が角チップ等、パターンマッチングのみで処理可能であれば、図９に示すパターンマッチングプログラムに従って画像処理が行われる。
【００８１】
次に、画像処理対象物がＱＦＰ（クウォード  フラットパッケージ），ＰＬＣＣ（プラスティック  リーデッド  チップ  キャリア），ＢＧＡ（ボール  グリッド  アレイ）等、リードや半田バンプを備えて形状が複雑な電子部品等であって、画像処理のためにパターンマッチングを組み合わせたパターンマッチングマネージャを作動させる必要があるか否かが判定される。パターンマッチングの組合わせについては後述する。
パターンマッチングマネージャ作動の必要がなければ、仮想画面上での画像処理を行うべきか否かが判定され、判定の結果がＮＯであれば物理画面上での画像処理を行うべきか否かが判定される。
物理画面は、光学的特性値が画素毎に求められており、画像データが実在する画像の画面であり、仮想画面は、画素に拘束されない任意の点の光学光学的特性値が必要に応じて演算によって求められる画面である。上記パターンマッチングおよびパターンマッチングマネージャはいずれも、後に説明するように、仮想画面上で行われる処理であるが、本実施形態においては、これらの他に、パターンマッチングによらないで仮想画面上と物理画面上とでそれぞれ画像処理を行い得るようにされている。上記「仮想画面上での画像処理を行うべきか否か」および「物理画面上での画像処理を行うべきか否か」の判定は、後者２つの画像処理を行うことが指令されているか否かの判定なのである
【００８２】
図９に示すパターンマッチングプログラムを説明する。
まず、サーチウインドウが設定され、画像処理対象物を捜索する捜索領域が設定される。サーチウインドウの設定は、ＣＣＤカメラ１２８，１３４の撮像面の一部あるいは全部を座標値によって指定することにより行われる。画像処理対象物が基準マークであるか電子部品であるか、電子部品であれば種類は何であるかは、作業手順中の装着データにより判っており、撮像面に形成される画像処理対象物の像の位置はおおよそ判るため、サーチウインドウは位置に多少のずれがあっても画像処理対象物を包含するに適した十分な大きさに設定される。このようにすれば捜索領域が狭くて済み、短時間で捜索することができる。
【００８３】
フルセットのパターンマッチング処理は、捜索対象物を捜索する捜索ステップ，捜索対象物のおおよそのエッジ点を捜索する再捜索ステップ，捜索対象物のエッジ点を演算する測定ステップ，測定ステップを繰り返し行う再測定ステップの４つのステップを含む。通常は４つのステップ全部の終了によりパターンマッチングが終了する。１つでも異常のステップがあれば、次のステップは実行されず、直ちにパターンマッチングが終了させられる。
【００８４】
まず、捜索ステップを説明する。
捜索ステップにおいては、ＤＲＡＭ１５６から捜索テンプレートが１つずつ順次読み出され、図１７に示すように画像処理対象物の像２２０と背景とを含む画像が存在する画面２２１に重ねられ、捜索テンプレート２２２の複数のポイントペア２２４を構成する２個の点（以下、ポイントペア構成点と称する）の光学的特性値（本実施形態では輝度）が演算される。図１０に示す例では、回転角度が−４５度の捜索テンプレートから順に読み出される。
【００８５】
ポイントペア構成点は仮想画面上の点であり、ポイントペア構成点の輝度は物理画面上の複数の画素の画像データとしての輝度から補間演算により求められる。捜索テンプレートのデータにより指定された仮想画面上の点の光学的特性値が物理画面の画像データに基づいて求められるのであり、これを視覚的に表したのが図１７であって、請求項１にいう「捜索テンプレートを画像データの表す画像が存在する画面に重ねる」とはこのことを意味する。図１７の画面２２１は仮想画面であり、この画面２２１内の画像対象物の像２２０はこの位置に存在すると仮想されているのみで、実際にこの像２２０を表す画像データは存在しない。
後述の図１９，図２０，図２７に関しても同様である。
【００８６】
ポイントペア構成点の輝度の補間演算は、例えばＸ，Ｙ座標面上における４×４個の制御点の画像データによって規定される双３次スプライン曲面等の曲面を使用して行うことも可能であるが、本実施形態においては、ポイントペア構成点に隣接する４個の画素の画像データに基づいて、最も単純な線形補間により行われる。図１８において（ｕ0 ，ｖ0 ）はポイントペア構成点、ｆ（ｕ0 ，ｖ0 ）はポイントペア構成点の輝度、（ｕ´，ｖ´），（ｕ´＋１，ｖ´），（ｕ´，ｖ´＋１），（ｕ´＋１，ｖ´＋１）はそれぞれ線形補間に使用される４個の画素の中心位置、ｆ（ｕ´，ｖ´），ｆ（ｕ´＋１，ｖ´），ｆ（ｕ´，ｖ´＋１），ｆ（ｕ´＋１，ｖ´＋１）は４個の画素の各輝度であり、ポイントペア構成点の輝度は（１）式によって演算される。
ｆ＝（ｕ0 ，ｖ0 ）＝ｆ（ｕ´，ｖ´）（１−α）（１−β）＋ｆ（ｕ´＋１，ｖ´）α（１−β）＋ｆ（ｕ´，ｖ´＋１）（１−β）β＋ｆ（ｕ´＋１，ｖ´＋１）αβ・・・・・・・（１）
【００８７】
上記演算は図４９に示す物理画面／仮想画面変換ドライバ３００によって行われる。図に示すように、物理画面／仮想画面変換ドライバ３００は、一般的な画像処理アプリケーションソフトウエア３０２とは別に構成されており、画像処理アプリケーションソフトウエア３０２において、物理画面３０４上の画像データに基づいて仮想画面３０６上の画像データを演算する必要が生じる度に、物理画面／仮想画面変換ドライバ３００が呼び出されて、仮想画面３０６上の画像データの演算が行われるのである。
【００８８】
各対のポイントペア２２４の２個の構成点について輝度が演算される毎に、それら２個のポイントペア構成点の輝度が比較される。ＣＣＤカメラ１２８や１３４による撮像時には、電子部品８２や基準マーク等の画像処理対象物に照射された光は背景に照射された光より多く反射されるため、画像処理対象物に対応する部分と背景に対応する部分とでは固体撮像素子の電荷量に差が生ずる。画像処理対象物の像が明るく、背景が暗くなるのである。そのため、２個のポイントペア構成点の一方が画像処理対象物のエッジ内に位置し、他方の点が背景内に位置するのであれば、２個のポイントペア構成点の輝度に予め設定された設定値以上（設定値が正の場合）または設定値以下（設定値が負の場合）の差が生ずる。
【００８９】
上記輝度差の設定値はマスタ捜索テンプレートデータと共に記憶されている。例えば、図１０においては第５行に記述されているように設定値ｄｉｆｆが−２０に設定されている。この場合には、２個のポイントペア構成点のうち、画像処理対象物のエッジ内のポイントペア構成点の輝度がエッジ外のポイントペア構成点の輝度より２０階調以上大きければ、設定値以下の差があると判定される。
逆に、設定値ｄｉｆｆが２０に設定されていれば、画像処理対象物のエッジ外のポイントペア構成点の輝度がエッジ内のポイントペア構成点の輝度より２０階調以上大きければ、設定値以上の差があると判定される。
いずれの場合もそれら２個のポイントペア構成点は画像処理対象物のエッジを跨いでおり、適合状態にあることになる。この場合に、「２個のポイントペア構成点が設定輝度差条件を満たす」と表現することとする。
【００９０】
(1) 画像処理対象物が捜索対象物ではなく、２個のポイントペア構成点がエッジを跨いでいない、(2) 吸着ミスにより吸着ノズル８０が電子部品８２を吸着していない、あるいは(3) 固体撮像素子にごみ等が付着して画像データが得られない等の理由により、２個のポイントペア構成点が設定輝度差条件を満たさず、適合状態にあるとは言えないことがある。この状態をポイントペアのフェールと称する。捜索テンプレートに適合する捜索対象物が存在しないと判定するためのフェール数は予め設定されている。例えば、図１０においては、第３行に示すようにフェール数は０に設定されており、全部のポイントペアについて２個のポイントペア構成点が設定輝度差条件を満たさなければ、捜索テンプレートに適合する捜索対象物が存在するとは判定されないようになっている。
【００９１】
フェール数が１以上に設定されているとすれば、複数組のポイントペアのうち設定輝度差条件を満たさないポイントペアが設定フェール数を越える数あれば、捜索テンプレートに適合する捜索対象物は存在しないと判定される。
０度の回転角度において捜索対象物が存在すると判定されれば、捜索ステップは終了し、再捜索ステップが実行されるが、存在しないと判定されれば、回転角度が異なる捜索テンプレートが読み出されて捜索対象物が捜索される。
【００９２】
捜索対象物が存在すると判定されるまで、複数種類の捜索テンプレートが順次読み出され、捜索対象物が捜索される。全種類の捜索テンプレートを用いて捜索しても、捜索テンプレートに適合する捜索対象物が存在するとの判定が得られなければ、次に捜索テンプレートの位置をずらして捜索が行われる。Ｘ軸方向とＹ軸方向とにそれぞれ一定ピッチずつずらされ、各位置においてそれぞれ回転角度の異なる複数種類の捜索テンプレートを用いて捜索対象物が捜索されるのである。
【００９３】
この移動ピッチは予め設定され、マスタ捜索テンプレートを規定するデータと共にメモリカードに記憶されている。図１０において第１３行および１４行に示されているpitchX=2.2, pitchY=2.2が移動ピッチである。まず、Ｙ軸方向に設定ピッチ移動させられる。具体的には、複数種類の捜索テンプレートの各ポイントペアの座標がＹ軸方向を正方向へ設定ピッチ分ずれるように座標変換が行われるのである。この捜索テンプレートを用いて捜索対象物の捜索が行われる。この位置において回転角度の異なる全種類の捜索テンプレートを用いても捜索対象物が存在するとの判定が得られなければ、次に捜索テンプレートがＸ軸方向を正方向へ設定ピッチ分ずらされる。さらにここでも捜索対象物が存在するとの判定が得られなければ、次に捜索テンプレートはＹ軸方向を負方向へ設定ピッチ分ずらされる。ここでも捜索対象物が存在するとの判定が得られなければ、次に捜索テンプレートは更にＹ軸方向を負方向へ設定ピッチ分ずらされ、さらにここでも捜索対象物が存在するとの判定が得られなければ、次に捜索テンプレートはＸ軸方向を負方向へ設定ピッチ分ずらされる。捜索テンプレートはサーチウインドウ内を角形の螺旋形を描くように移動させられるのである。
【００９４】
捜索テンプレートを移動させても捜索対象物が存在するとの判定を得ることができず、座標変換を行ったとき、サーチウインドウからはみ出すポイントペアが生ずるに至れば、捜索テンプレートの移動は不可能であって捜索テンプレートに適合する捜索対象物は存在しないと判定され、捜索ステップは異常終了される。前記モニタＣＲＴ装置１８８に異常発生が表示されるとともに、異常の発生が記憶される。画像処理対象物が電子部品８２であれば、画像処理結果が異常であると判定された吸着ノズル８０は電子部品８２の装着を行わないようにされる。部品装着位置において押下装置８６が作動しないようにされるのである。また、捜索対象物が基準マークであれば、プリント基板９０が電子部品８２を装着されることなく搬出される。
【００９５】
図１７に示す画像処理対象物の像２２０のように全部のポイントペア２２４の２個のポイントペア構成点が像２２０のエッジの内側と外側とにあり、設定輝度差条件が満たされれば、そのときの捜索テンプレートの位置および回転角度がＤＲＡＭ１５６に記憶され、再捜索ステップが実行される。再捜索ステップにおいては、図１９に示すように再捜索テンプレート２２８を用いて画像処理対象物の像２２０のエッジ点が、再捜索テンプレート２２８の座標面である再捜索テンプレート座標面（捜索テンプレート座標面と同じである）上において捜索される。再捜索テンプレート２２８は、複数本のシークライン２３０を含む。シークライン２３０は、捜索ステップにおいて画像処理対象物の像２２０を見つけた捜索テンプレートに基づいて設定される。ポイントペアの２個のポイントペア構成点がシークライン２３０の両端をそれぞれ規定する点とされるのである。
【００９６】
設定された複数本のシークライン２３０のそれぞれについて画像処理対象物の像２２０のエッジ点が捜索される。この捜索は、図２０に示すように、予め定められたピッチ（例えば０．０５mm）でシークライン２３０を分割し、複数の分割点Ｐ１〜Ｐ１５の各々についてそれぞれ輝度を演算することにより行われる。このピッチは、ＣＣＤカメラ１２８，１３４の固体撮像素子２３２の対角線より短い長さに設定されている。そのため、１個の固体撮像素子２３２の中に分割点が３個ないし４個含まれることとなる。分割点も仮想画面上の点であり、捜索ステップにおけると同様に線形補間が行われ、分割点Ｐ１〜Ｐ１５の輝度が演算される。
【００９７】
線形補間によって演算された１５個の分割点Ｐ１〜Ｐ１５の各輝度の一例を図２１に示す。なお、輝度値は正の値で表され、輝度値取得対象物が明るいほど値は大きくなる。本実施形態の像取得装置１３０は、画像処理対象物の表面に光を照射し、その表面からの反射光に基づいて像を取得するようにされており、以下の説明は画像処理対象物が明るくて輝度値が大きく、背景は暗くて輝度値が小さいものとして行う。
線形補間によって演算された輝度値からは、図２４のグラフに示すように、どこで輝度が最も大きく変化するかが判らない。そのため、差分フィルタを用いて輝度値の微分値を求める。図２２に示す差分フィルタを用いて微分値を求めた結果を図２５のグラフに示す。この差分フィルタは、シークラインを規定する一方の点から他方の点に向かって、隣接する２個の点のうち上流側に位置する点の輝度を負の値とし、下流側に位置する点を正の値とし、それら２個の値の和を求めるフィルタである。この微分値は分割点の値ではなく、図２５のグラフにおいては、輝度微分値の得られる位置が隣接２分割点の中央位置である「．５」で示されている。このグラフから明らかなように、輝度変化の大小は判るが、どこが最大であるかは判らない。
なお、演算方向に応じて、すなわち画像処理対象物の外側（背景内）にある分割点から画像処理対象物の内側にある分割点に向かって演算を行うか、逆に行うかにより、輝度微分値の符号が逆になる。前者の場合は輝度微分値が正の値になり、輝度微分値が最大の位置が輝度の変化勾配の絶対値が最大の位置である（変化勾配の絶対値が最大の位置の輝度微分値を極大値と称する）。後者の場合は輝度微分値が負の値になり、輝度微分値が最小の位置が輝度の変化勾配の絶対値が最大の位置である（変化勾配の絶対値が最大の位置の輝度微分値を極小値と称する）。図２５および次に説明する図２６のグラフに示す輝度微分値は、前者の演算により得られた値である。
【００９８】
それに対し、図２３に示す差分フィルタを用いて微分を行えば、図２６のグラフに示すように、ｆ８．５の位置に輝度微分値の極大値１７７が得られ、この位置が輝度の変化勾配の絶対値が最大の位置であることが判る。図２３に示す差分フィルタは、シークライン上に設定された分割点のうちの１つに対して、その分割点を含んで演算方向において上流側の４個の分割点をいずれも負の値とし、下流側において連続する４個の分割点の輝度値をいずれも正の値とし、それらの和を求めるフィルタである。
【００９９】
固体撮像素子のエッジ点に対応する部分に汚れ等が付着して電荷量に変化が生ずれば、エッジ点ではない位置において輝度微分値の極大値あるいは極小値が得られることがあるが、そのような位置における輝度の変化勾配の絶対値は小さい。それに対しエッジ点近傍においては、画像処理対象物と背景との明るさに顕著な差があって輝度の変化勾配の絶対値が大きい。そのため、設定値を設け、変化勾配の絶対値が最も大きい位置の輝度微分値が、エッジ点近傍について得られた値であるか否かを判定し、前者の場合を排除する。この設定値は、輝度微分値が正の値で得られる場合には正の値で設定され、輝度微分値の極大値が設定値以上であるか否かが判定され、極大値が設定値以上であれば、その極大値はエッジ点近傍の位置に得られた値であって、エッジ点の演算に用いることができると判定され、エッジ点の演算が行われる。また、輝度微分値が負の値で得られる場合には、設定値は負の値で設定され、輝度微分値の極小値が設定値以下であるか否かが判定され、極小値が設定値以下であれば、その極小値をエッジ点の演算に用いることができると判定される。換言すれば、輝度微分値の極大値が設定値より小さく、あるいは極小値が設定値より大きくてエッジ点が演算されないことが再捜索ステップにおけるシークラインのフェールである。
【０１００】
図１０に示す例においては、図２５および図２６に示す例とは逆に、画像処理対象物の内側にある分割点から外側に分割点に向かって輝度微分値の演算を行うように決められており、輝度値の変化勾配の絶対値が最も大きい位置において輝度微分値は最小になり、その極小値がエッジ点近傍において得られた値であるか否かを判定する設定値は、負の値、すなわち第５行に示すようにｌｌ＝−２００とされている。本例では画像処理対象物の方が背景より明るいため、輝度微分値が負の値で求められるとともに、その値が−２００以下でなければ、エッジ点の位置の演算が行われないようにされている。
【０１０１】
また、図１０に示すように、どのような差分フィルタを用いて演算を行うかも予め決められている。この差分フィルタ係数Ｎは（２）式に従って演算される。
Ｎ＝gUnit/分割点間ピッチ・・・・・・・（２）
ただし、gUnit は固体撮像素子の対角線の長さである。
【０１０２】
差分フィルタを用いて微分が行われ、輝度微分値の極小値（または極大値）が得られれば、輝度の変化勾配の絶対値が最大の位置、すなわちエッジ点が下記の式に従って求められる。なお、（３）式および（４）式は、Ｎ＝４の場合を例に取った式であり、ｆmax ，ｆ(max-4) 〜ｆ(max-1) ，ｆ(max+1) 〜ｆ(max+4) はそれぞれ、輝度微分値（ｆmax は極大（小）値）である。「ｆ」は、図２６に示すように、数字が付されてシークライン上の輝度微分値の取得位置を表すが、（３），（４）式においては、ｆに付された数字により指定される位置の輝度微分値を表す。ｆmax は輝度微分値が極大（小）の位置（図２６に示す例ではｆ8.5 ）の輝度微分値であり、ｆ(max-1) ，ｆ(max-2) ，ｆ(max-3) ，ｆ(max-4) はそれぞれ、演算方向においてｆmax より上流側の４個所（図２６に示す例ではｆ7.5 ，ｆ6.5 ，ｆ5.5 ，ｆ4.5 ）の各輝度微分値であり、ｆ(max+1) ，ｆ(max+2) ，ｆ(max+3) ，ｆ(max+4はそれぞれ、演算方向においてｆmax より下流側の４個所（図２６に示す例ではｆ9.5 ，ｆ10.5，ｆ11.5，ｆ12.5) の各輝度微分値である。
ｄｌ＝ｆmax ×4 −（ｆ(max-1) ＋ｆ(max-2) ＋ｆ(max-3) ＋ｆ(max-4) ）・・・・・・・（３）
ｄr ＝ｆmax ×4 −（ｆ(max+1) ＋ｆ(max+2) ＋ｆ(max+3) ＋ｆ(max+4) ）・・・・・（４）
edgePitch ＝（ｄｌ×Ｎ）／（ｄｌ＋ｄｒ）−Ｎ／２・・・・・・（５）
エッジ点＝（輝度微分値極大（小）値点ピッチ数＋edgePitch)×分割点ピッチ・・・・・（６）
（３）式および（４）式はＮ＝４の場合の式であるが、一般的には、ｄｌを求める場合、極大（小）値点の輝度微分値にＮを掛けた値から、演算方向において極大（小）値点より上流側のＮ個の点の各輝度微分値の和が引かれ、ｄｒを求める場合、極大（小）値点の輝度微分値にＮを掛けた値から、極大（小）値点より下流側のＮ個の点の各輝度微分値の和が引かれる。なお、図２１に示す演算結果を図２３に示す差分フィルタを用いて微分を行った場合にエッジ点を求めるとき、（６）式の輝度微分値極大（小）値点ピッチ数は、８．５である。
【０１０３】
エッジ点の演算時には、まず、線形補間により分割点の輝度が演算され、差分フィルタ係数Ｎに従って微分が行われた後、（３）〜（６）式に従って演算が行われて輝度の最大変化位置、すなわちエッジ点が求められる。図２０に示すシークライン２３０の場合、（６）式の演算結果は０．４０３mmになり、シークライン２３０の分割点Ｐ１から０．４０３mmの位置にエッジ点があることが判る。
【０１０４】
このようにして複数本のシークライン２３０の各々についてエッジ点が演算される。シークライン２３０のフェール数（ポイントペア２０２のフェール数が設定数以下である場合には捜索テンプレートに適合する捜索対象物が存在すると判定されるようにされている場合には、ポイントペア２０２のフェール数とシークライン２３０のフェール数との和）が設定数以下であれば正常であると判定されて測定ステップが実行され、設定数を越えるフェールがあれば異常終了される。異常発生時の処理は捜索ステップと同じである。図１０においては第３行に示すようにfail Countが０に設定されており、フェールが１つでもあれば再捜索ステップは異常終了させられる。
【０１０５】
フェール数が設定数以下であり、再捜索ステップが正常に終了すれば、次に測定ステップが実行される。再捜索テンプレートは、捜索ステップにおいて捜索対象物ありと判定した捜索テンプレートに基づいて設定されており、シークライン２３０上においてエッジ点を見つけることはできるが、エッジ点とシークライン２３０の中点（図１９に×印を付して示し、以下、アイデアルポイントと称する）との間にはずれがあるのが普通である。前記ポイントペアを構成する２個の点は、捜索対象物にサイズ，位置，回転角度のずれがなければそれら２個の点の中点が捜索対象物のエッジ上に位置するように設定されており、アイデアルポイントとエッジ点とが一致するはずであるが、実際には画像処理対象物にはずれがあり、アイデアルポイントと演算により得られたエッジ点とにはずれが生ずるのである。
【０１０６】
そのため、再捜索ステップが異常なく実行されれば、次に測定ステップが実行され、エッジ点の位置が演算される。測定ステップにおいては、まず、図２７に示すような測定テンプレート２３６が自動設定される。測定テンプレート２３６は、複数のシークライン２３８を有しており、予め設定されたマスタ測定テンプレートのデータと、上記再捜索ステップにおける再捜索テンプレート座標面の基準座標面に対する相対位置のデータと、再捜索テンプレート座標面上におけるエッジ点の演算結果とに基づいて設定される。
【０１０７】
マスタ測定テンプレートデータは、前記図１０に例示するように、マスタ捜索テンプレートデータ等と共に記憶されている。図１０の第２０行〜３３行のデータが測定ステップ実行のためのデータであり、第２１行のｈｓ＝３．５，第２３行〜２７行および第２９行〜３３行のデータがマスタ測定テンプレートデータである。このデータにより得られるマスタ測定テンプレート２４０を図１２に示す。２４２はシークラインである。マスタ測定テンプレート２４０は同じ電子部品用のマスタ捜索テンプレートより多くのシークラインを有している。
なお、画像処理対象物が一部が切り欠かれた円板２０６の場合には、図１６に示すように複数のシークライン２４６を有するマスタ測定テンプレート２４４が設定される。
【０１０８】
測定テンプレートのシークラインの一部あるいは全部がペアにされている。シークラインの延長線上に、画像処理対象物の中心線に対して対称に別のシークラインが設定されているのである。これらペアにされたシークラインをペアシークラインと称する。
測定テンプレートは、マスタ測定テンプレートデータの座標変換によって設定される。再捜索テンプレートの座標面（この再捜索テンプレートの座標面は、捜索ステップにおいて画像処理対象物が捜索テンプレートに適合する捜索対象物であると判定された際の捜索テンプレートの捜索テンプレート座標面と共通である）の基準座標面に対する相対位置および相対回転角度と、再捜索テンプレート座標面に対する画像処理対象物の相対位置および相対回転角度（これらは再捜索ステップにおいて演算されたエッジ点の座標値に基づいて演算されるが、この演算については後に説明する）とに対応する座標変換を、マスタ測定テンプレートデータ（基準座標面と一致するマスタ測定テンプレート座標面において設定されている）に施して設定されるのである。
【０１０９】
測定テンプレートの自動設定が終了したならば、その測定テンプレートの各シークライン上のエッジ点の演算が、再捜索ステップにおけるそれと同様に行われる。シークライン上に一定ピッチで分割点が設定され、分割点毎に線形補間によって輝度が演算されるとともに、差分フィルタが用いられて輝度微分値が演算されるとともにエッジ点が演算されるのである。測定ステップにおいても、許容されるフェールの数が設定されている。ここにおけるフェールは、再捜索ステップにおけると同様に、シークラインについてエッジ点が演算されないことを意味する。フェール数が設定数以下であれば正常とされ、次に再測定ステップが実行される。また、フェール数が設定数を越える数あれば測定ステップは異常終了させられる。異常発生時の処理は捜索ステップにおけると同じである。
【０１１０】
再測定ステップにおいては再測定テンプレートが設定され、エッジ点が演算される。再測定テンプレートは、測定テンプレートおよび測定ステップにおいて演算されたエッジ点に基づいて自動設定される。測定ステップにおいて得られたエッジ点に基づき、アイデアルポイントがエッジ点上に位置すると予想される位置へ測定テンプレートが座標変換により回転移動させられるのである。再測定ステップにおけるエッジ点の演算も再捜索ステップにおけると同様に行われる。
【０１１１】
再測定ステップにおける異常の判定は、測定ステップについて設定された許容フェール数が用いられ、エッジ点の得られないシークラインが設定数より多くあれば異常であって画像処理が終了される。異常発生時の処理は捜索ステップにおけると同じである。設定数以下であれば正常終了され、次にオブジェクトベクトル、すなわち画像処理対象物のサイズ，位置，回転角度が演算される。再測定ステップの実行回数が多いほどアイデアルポイントとエッジ点とのずれが少なくなり、エッジ点の検出精度が向上する。再測定ステップの設定回数は予め設定されて記憶されている。
なお、２回目以降の再測定ステップの実行に用いられる再測定テンプレートは、その直前の再測定ステップ実行時における再測定テンプレートとその再測定ステップにおけるエッジ点の演算結果とから自動設定される。
【０１１２】
モニタＣＲＴ装置１８８には、画像処理の経過が表示される。例えば、捜索ステップの実行時には、フレームグラバメモリ１６４に格納されている画像データ（例えば、４つの電子部品を撮像した４セットの画像データの１セット）に基づいて画像処理対象物の像と背景とを含む画像がモノクロ表示され、その上に捜索テンプレートの角度が設定ピッチずつ変えられるとともに角形の螺旋状に位置が変えられる様子がカラー表示され、作業者に処理の進行状況が示される。
【０１１３】
モニタＣＲＴ装置１８８は、自動選択表示モードと手動選択表示モードとの２つのモードで表示が可能なものとされており、自動選択表示モードに設定されている場合には、画像処理経過の表示と、入力装置１７２からの入力に関連した入力関連データ（このデータには電子部品装着装置の異常を報知し、オペレータに処置を求めるデータも含まれる）との両方が、入力関連データを優先させつつ表示される。したがって、自動選択表示モードに設定されている状態で、入力装置１７２によりデータが入力されれば、上記画像処理経過の表示から自動的に入力関連データの表示に切り換えられる。
手動表示選択モードにおいては、画像処理経過の表示と入力関連データの表示とのうち、オペレータの手動操作によって選択された方のみの表示が行われる。
【０１１４】
次に、画像処理対象物のオブジェクトベクトルの演算について説明する。以下に説明する演算を行うためのオブジェクトベクトル演算プログラムはメモリカードに記憶されており、メモリカードの制御装置１５０へのセット時にＤＲＡＭ１５６に写される。
サイズ，位置，回転角度は指定がある場合に演算される。例えば、図１０の例においては、第５行および第２１行のｖｆ＝ＰＡのＰが位置（Position) ，Ａが角度(Angle) を表し、位置および回転角度を演算することが指定されている。
【０１１５】
サイズ演算は例えば次の場合に必要になる。▲１▼画像処理対象物のサイズが必要な場合、▲２▼画像処理対象物を、捜索対象物に似ているが捜索対象物ではない物と識別したい場合、▲３▼エッジ測定にフェールがあり、かつ、位置測定精度を確保したい場合等である。▲２▼は、例えば、形状が同じでサイズが少し異なる電子部品を区別することが必要な場合である。▲３▼の場合にサイズ演算が必要になるのは、フェールがある場合には、後述のようにフェールを考慮して画像処理対象物の位置を求めるためにサイズが必要であるからである。
本実施形態においても、上記▲１▼〜▲３▼のいずれにも該当しない場合にはサイズ演算は行われないが、サイズ演算の必要がある場合には、位置および回転角度の演算に先立って行われる。
【０１１６】
以下、画像処理対象物が角チップであり、サイズ，位置，角度の演算が指定されており、かつ、フェールがある場合を例に取って説明する。
まず、サイズ演算を説明する。サイズ演算は、サイズ演算に使う旨の指示があるペアシークラインを用いて行われる。換言すれば、いずれのシークラインにもサイズ演算に使う旨の指示がない場合，指示があってもシークラインがペアシークラインでない場合にはサイズ演算が行われないのである。１つのテンプレート内にシークラインについてサイズ演算を行う旨の指定が１つもないときにはフラグが０にセットされ、１つでも指定があればフラグが１にセットされることにより、サイズ演算を行うか否かが判定される。このようにすれば、サイズ演算が不要である場合に、複数本のシークラインの一つ一つについてサイズ演算に使うことが指示されているか否かを判定することなくサイズ演算不要を知ることができ、処理時間が短くて済む。
【０１１７】
サイズ演算の最初はサイズファクタの演算である。サイズファクタは、画像処理対象物のサイズの、測定テンプレート座標面（測定テンプレートの設定座標面）のＸ軸方向とＹ軸方向とのそれぞれにおける過大率である。Ｘ軸方向のサイズ過大率は、図２８に角チップ２５０を示すように、Ｘ軸方向に平行に設定された複数組のペアシークラインの各組のシークラインのエッジ点間の距離（測定スパンと称する）をペアシークラインのアイデアルポイント（図中×印が付された点）間の距離（本来のスパンと称する）で除した値を平均することにより求められる。また、Ｙ軸方向のサイズ過大率は、Ｙ軸方向に設定された複数組のペアシークラインの各組のペアシークラインの測定スパンを本来のスパンで除した値を平均することにより求められる。なお、図２８に破線で示すのは、フェールが生じたシークラインであり、フェールの生じたシークラインを含むペアシークラインについては、サイズ過大率は演算されない。これらＸ軸方向のサイズ過大率およびＹ軸方向のサイズ過大率をそれぞれ、角チップ２５０のＸ軸方向，Ｙ軸方向の各本来のスパンに掛けることによりサイズが演算される。
【０１１８】
複数本のシークラインのいずれか１つにでもフェールがあれば、フェールのないシークラインの全部についてアイデアルポイントをサイズファクタで補正した点であるサイズポイントが演算される。図２９に例を示すように、Ｙ軸方向にほぼ平行なシークラインについては、アイデアルポイントのＹ座標値にＹ軸方向のサイズ過大率を掛けることによりサイズポイントのＹ座標値が演算され、図示は省略するが、Ｘ軸方向に平行なシークラインについては、アイデアルポイントのＸ座標値にＸ軸方向のサイズ過大率を掛けることにより演算される。
【０１１９】
また、前述のように、サイズファクタの演算はＸ軸およびＹ軸に平行なシークラインであってペアにされているもののみを使用して行われるが、この得られたサイズファクタを用いたサイズポイントの演算等は、Ｘ軸ともＹ軸とも平行ではないシークラインについても行われる。傾斜したシークラインについてのサイズポイントの演算および以下の演算は、後述の円形の基準マークにおけるサイズポイントの演算等と実質的に同じである。
【０１２０】
次いで、エッジ点とサイズポイントとの差Diffが演算される。サイズポイントは、サイズ誤差を有する画像処理対象物に対して、そのサイズ誤差を承認した上で改めて測定テンプレートを設定し直したと考えた場合のアイデアルポイントに相当する。したがって、上記エッジ点とサイズポイントとの差Diffはエッジ点の位置ずれ量そのものを表していることになる。差Diffの演算は、エッジ点の座標値からサイズポイントの座標値を引くことにより行われるため、差Diffが正の値である場合にはエッジ点が測定テンプレート座標面上において正側へずれていることになるのである。
【０１２１】
このようにフェールがある場合にサイズポイントを演算するのは、画像処理対象物の位置の演算に対するフェールの影響を小さくし、演算誤差を小さくするためである。例えば、画像処理対象物のサイズが本来のサイズより大きいが位置ずれはない場合に、演算誤差ペアシークラインを構成する一方のシークラインにフェールがあり、他方のシークラインにフェールがないとすれば、サイズポイントを演算せず、アイデアルポイントのままで演算を行った場合には、フェールのない側においてエッジ点とアイデアルポイントとの差の和がフェールのある側より大きくなり、実際には位置ずれはないにもかかわらず画像処理対象物がフェールのないシークライン側にずれているとの演算結果が出されてしまうため、これを回避するためにサイズポイントの演算を行うのである。
【０１２２】
次に位置および回転角度の演算を説明する。
回転角度の演算は、０度，９０度，１８０度，２７０度のシークラインであって、かつ、回転角度の演算に使用することが指示されているシークラインに基づいてのみ行われる。また、０度と１８０度，９０度と２７０度との各処理は一括して行われる。
【０１２３】
位置および回転角度は、回転中心ＲＣについて演算される。回転中心ＲＣとはコンピュータの演算上の中心であり、オペレータが画像処理対象物の中心として指定する指定中心ＤＣとは異なる場合もあり、一致する場合もある。指定中心ＤＣは、電子部品８２をプリント基板９０に装着するプログラムの作成に当たり、画像処理対象物の基準とされる点であり、本実施形態では、前記マスタ捜索テンプレート座標面，マスタ測定テンプレート座標面等の原点が指定中心ＤＣに置かれ、また、後述するように、指定中心ＤＣについて電子部品８２の水平面内における位置修正量が演算される。
【０１２４】
まず、図３０に示す直線Ｌを例に取り、位置および回転角度の演算を説明する。直線Ｌには本来は４本のシークラインが設定されていたが１本がフェールしたか、あるいは当初から３本のシークラインが設定されていたかにより、３本のシークラインＳＬ1 ，ＳＬ2 ，ＳＬ3 について上記差Diffはが演算されたとすれば、回転中心ＲＣは左側の２本のシークラインＳＬ1 ，ＳＬ2 寄りに設定される。回転中心ＲＣは、一方の側の複数本のシークラインと回転中心ＲＣとの各距離の和（シークラインが１本の場合、そのシークラインと回転中心ＲＣとの距離）の絶対値と、他方の側の複数本のシークラインと回転中心との距離の和（シークラインが１本の場合、そのシークラインと回転中心ＲＣとの距離）の絶対値とが等しくなる位置に設定される。換言すれば、回転中心ＲＣの一方の側を正，他方の側を負とすれば、全部のシークラインまでの距離の和が０になる位置に回転中心ＲＣが設定されるのである。回転角度（ラジアン）は、（７）式によって演算される。
回転角度＝（ＡＯ・Ａ′＋ＢＯ・Ｂ′＋ＣＯ・Ｃ′）／（ＡＯ2 ＋ＢＯ2 ＋ＣＯ2 ）・・・・・・・・・（７）
ただし、
ＡＯ：回転中心ＲＣとシークラインＳＬ1 との距離
ＢＯ：回転中心ＲＣとシークラインＳＬ2 との距離
ＣＯ：回転中心ＲＣとシークラインＳＬ3 との距離
Ａ′：シークラインＡ上における差Diff
Ｂ′：シークラインＢ上における差Diff
Ｃ′：シークラインＣ上における差Diff
また、回転中心ＲＣの位置は、（８）式によって演算される。
（Ａ´＋Ｂ´＋Ｃ´）／３・・・・（８）
【０１２５】
差Diffと、エッジ点の回転中心からの距離を用いて複数のシークラインの各々について角度を演算し、それらを平均することによっても角度を得ることができるが、その場合、例えば、凹凸があって１個所でも角度が大きく外れればその誤差が最終的な角度の値に大きな影響を与える。それに対し、上記（７）式に従って角度を演算すれば、特定のエッジ点の誤差の影響を小さくすることができ、回転角度の演算精度を向上させることができる。
【０１２６】
複数本のシークラインのいずれかにフェールがあり、エッジ点が得られない場合には、図３１に示すように、指定中心ＤＣと回転中心ＲＣとにずれが生ずる。ＳＬ2 がフェールのあったシークラインである。一般に、指定中心ＤＣは画像処理対象物の中心に設定され、シークラインはその指定中心ＤＣに対して対称に設定されるため、シークラインにフェールが生じ、それに対応した回転中心ＲＣの設定が行われれば、指定中心ＤＣと回転中心ＲＣとにずれが生じるのである。
回転中心ＲＣは前述のように、回転中心ＲＣの一方の側を正とし、他方の側を負とすることにより、複数のシークラインの各エッジ点と回転中心ＲＣとの距離の和が０になるように設定されることから（９）式が成立し、この（９）式とから(10)式が得られ、回転中心ＲＣと指定中心ＤＣとのずれｖが演算される。
ｔ0 ＋ｔ1 ＋ｔ3 ＝０・・・・・・（９）
（ｓ0 −ｖ）＋｛ｓ0 ＋（ｓ1 −ｓ0 ）−ｖ｝＋｛ｓ0 ＋（ｓ3 −ｓ0 ）−ｖ｝＝０・・・・・・・（10）
ただし、
ｔ0 ：回転中心ＲＣとシークラインＳＬ0 との距離
ｔ1 ：回転中心ＲＣとシークラインＳＬ1 との距離
ｔ3 ：回転中心ＲＣとシークラインＳＬ3 との距離
ｓ0 ：指定中心ＤＣとシークラインＳＬ0 との距離
ｓ1 ：指定中心ＤＣとシークラインＳＬ1 との距離
ｓ3 ：指定中心ＤＣとシークラインＳＬ3 との距離
【０１２７】
図３２に示すように、シークラインが矩形の画像処理対象物の互に平行な２本の辺について設定されている場合、（11）式が成立し、回転中心ＲＣと指定中心ＤＣとのずれ量ｖは（12）式に基づいて演算される。
ｔ0 ＋ｔ1 ＋ｔ2 ＋ｔ3 ＋ｔ4 ＋ｔ5 ＝０・・・・・・（11）
ｓ0 ＋｛ｓ0 ＋（ｓ1 −ｓ0 ）｝＋｛ｓ0 ＋（ｓ2 −ｓ0 ）｝＋｛ｓ0 ＋（ｓ3 −ｓ0 ）｝＋｛ｓ0 ＋（ｓ4 −ｓ0 ）｝＋｛ｓ0 ＋（ｓ5 −ｓ0 ）｝−６ｖ＝０・・・・・・（12）
【０１２８】
図３３に示す画像処理対象物の場合、（13）式が成立し、回転中心ＲＣと指定中心ＤＣとのずれｖは（14）式に基づいて演算される。
ｔ0 ＋ｔ1 ＋ｔ2 ＋ｔ3 ＋ｔ4 ＝０・・・・・・（13）
ｓ0 ＋｛ｓ0 ＋（ｓ1 −ｓ0 ）｝＋｛ｓ0 ＋（ｓ2 −ｓ0 ）｝＋｛ｓ0 ＋（ｓ3 −ｓ0 ）｝＋｛ｓ0 ＋（ｓ4 −ｓ0 ）｝−５ｖ＝０・・・・・・（14）
【０１２９】
図３４に示すように、シークラインが互に直角な２方向に設定されている場合にはＸ軸方向およびＹ軸方向に関してそれぞれ（15）式および（16）式が成立し、回転中心ＲＣと指定中心ＤＣとのＸ軸方向，Ｙ軸方向の各位置ずれｖx ，ｖy は、それぞれ（17）式および（18）式に基づいて演算される。
ｔ0 ＋ｔ1 ＋ｔ2 ＋ｔ3 ＋ｔ4 ＋ｔ5 ＝０・・・・・・（15）
ｔ6 ＋ｔ7 ＋ｔ8 ＋ｔ9 ＋ｔ10＋ｔ11＝０・・・・・・（16）
ｓ0 ＋｛ｓ0 ＋（ｓ1 −ｓ0 ）｝＋｛ｓ0 ＋（ｓ2 −ｓ0 ）｝＋｛ｓ0 ＋（ｓ3 −ｓ0 ）｝＋｛ｓ0 ＋（ｓ4 −ｓ0 ）｝＋｛ｓ0 ＋（ｓ5 −ｓ0 ）｝−６ｖx ＝０・・・・・・（17）
ｓ6 ＋｛ｓ6 ＋（ｓ7 −ｓ6 ）｝＋｛ｓ6 ＋（ｓ8 −ｓ6 ）｝＋｛ｓ6 ＋（ｓ9 −ｓ6 ）｝＋｛ｓ6 ＋（ｓ10−ｓ6 ）｝＋｛ｓ6 ＋（ｓ11−ｓ6 ）｝−６ｖy ＝０・・・・・・（18）
【０１３０】
Ｘ軸方向について（17）式に基づいて回転中心ＲＣX の指定中心ＤＣに対するＸ軸方向の位置ずれｖx を演算し、それに基づいて回転中心ＲＣX が求められる。Ｙ軸方向について（18）式に基づいて回転中心ＲＣY の指定中心ＤＣに対するＹ軸方向の位置ずれｖy を演算し、それに基づいて回転中心ＲＣy が求められる。回転中心ＲＣX を通り、シークライン設定座標のＹ軸に平行な直線と、回転中心ＲＣY を通り、Ｘ軸に平行な直線との交点が図３４に示す画像処理対象物の回転中心ＲＣである。
【０１３１】
シークラインが互に直角な２方向に設定されている画像処理対象物の別の例を図３５に示す。この画像処理対象物については（19）式および（20）式が成立し、回転中心ＲＣと指定中心ＤＣとのＸ軸方向，Ｙ軸方向の各ずれｖx ，ｖy は、それぞれ（21）式および（22）式に基づいて演算される。ただし、図３４に示す画像処理対象物は、回転中心ＲＣと指定中心ＤＣとにずれがなく、ｖx ＝ｖy ＝０であって、シークラインと回転中心ＲＣおよび指定中心ＤＣとの距離は同じであるとして図示されており、したがって、（19）式および（20）式と、（21）式および（22）式とにおいて同じ符号が使用されている。
ｓ0 ＋ｓ1 ＋ｓ2 ＋ｓ3 ＝０・・・・・・（19）
ｓ4 ＋ｓ5 ＋ｓ6 ＋ｓ7 ＝０・・・・・・（20）
ｓ0 ＋｛ｓ0 ＋（ｓ1 −ｓ0 ）｝＋｛ｓ0 ＋（ｓ2 −ｓ0 ）｝＋｛ｓ0 ＋（ｓ3 −ｓ0 ）｝−４ｖx ＝０・・・・・・（21）
ｓ4 ＋｛ｓ4 ＋（ｓ5 −ｓ4 ）｝＋｛ｓ4 ＋（ｓ6 −ｓ4 ）｝＋｛ｓ4 ＋（ｓ7 −ｓ4 ）｝−４ｖy ＝０・・・・・・（22）
【０１３２】
次に回転角度を演算するために、図３６に示す角度ファクタが予め設定されている。角度ファクタは、シークラインの位置および極性によって決定される。図３６に示す角度ファクタをＸＹ座標上で示せば図３７に示すようになる。
【０１３３】
図３８に回転中心ＲＣおよび角度ファクタを用いて画像処理対象物の位置および回転角度を演算する例を示す。回転角度は（23）式，（24）式に従って演算される。（23）式におけるｄ0 ｔ0 ないしｄ4 ｖ1 の正負の符号は角度ファクタによって決められている。（23）式で演算される回転角度は、画像処理対象物の測定テンプレート座標面に対する回転角度である。
また、回転中心ＲＣのＸ軸方向の位置ずれΔｘ，Ｙ軸方向の位置ずれΔｙはそれぞれ（25）式，（26）式により演算される。これら位置ずれΔｘ，Δｙは、回転中心ＲＣの実際の位置の本来あるべき位置からのずれ量である。
回転角度＝（−ｄ0 ｔ0 −ｄ1 ｔ1 ＋ｄ2 ｔ2 ＋ｄ3 ｖ0 −ｄ4 ｖ1 ）／ｔa ・・・・・（23）
ｔa ＝ｔ02＋ｔ12＋ｔ22＋ｖ02＋ｖ12・・・・（24）
Δｘ＝（ｄ3 ＋ｄ4 ）／２・・・・・・・・・（25）
Δｙ＝（ｄ0 ＋ｄ1 ＋ｄ2 ）／３・・・・・・（26）
ただし、ｄ0 ，ｄ1 ，ｄ2 ，ｄ3 ，ｄ4 はそれぞれ、５本のシークラインにおけるエッジ点のサイズポイントからのずれ量である。
【０１３４】
画像処理対象物が角チップであり、図３９に示すように角チップの像２５０のＸ軸，Ｙ軸にそれぞれ平行な２辺に各々シークラインが設定されている場合の回転角度および回転中心ＲＣの位置ずれΔｘ，Δｙの演算を（27）式〜（29）式に示す。
回転角度＝（−ｄ0 ｔ0 ＋ｄ1 ｔ1 ＋ｄ2 ｔ2 −ｄ3 ｔ3 ＋ｄ4 ｖ0 −ｄ5 ｖ1 −ｄ6 ｖ2 ＋ｄ7 ｖ3 ）／（ｔ02＋ｔ12＋ｔ22＋ｔ32＋ｖ02＋ｖ12＋ｖ22＋ｖ32）・・・・・（27）
Δｘ＝（ｄ4 ＋ｄ5 ＋ｄ6 ＋ｄ7 ）／４・・・・・・（28）
Δｙ＝（ｄ0 ＋ｄ1 ＋ｄ2 ＋ｄ3 ）／４・・・・・・（29）
ｄ0 〜ｄ3 は回転中心ＲＣからの距離がｔ0 〜ｔ3 のシークライン上におけるエッジ点とサイズポイントとのずれ量であり、ｄ4 〜ｄ7 は回転中心ＲＣからの距離がｖ0 〜ｖ3 のシークライン上におけるエッジ点とサイズポイントとのずれ量である。
【０１３５】
上記各式が回転角度および位置ずれΔｘ，Δｙの演算式として妥当なものであることを数学的に証明する代わりに、具体的に数値を代入して妥当性を示す。
図４０に示す形状の画像処理対象物が、回転中心ＲＣのまわりに−０．１（ラジアン）回転するとともに、回転中心ＲＣがＹ軸方向に５mm、Ｘ軸方向に０mmずれた場合を想定する。この場合に、ｔ0 ＝３０mm，ｔ1 ＝２０mm，ｔ2 ＝５０mm，ｖ0 ＝３０mm，ｖ1 ＝３０mmとすれば、sin θ＝θと見なしてよい程に回転角度が小さい限り、ｄ0 ＝＋８mm，ｄ1 ＝＋７mm，ｄ2 ＝０mm，ｄ3 ＝−３mm，ｄ4 ＝＋３mmとなるはずである。また、ｔa ＝ｔ02＋ｔ12＋ｔ22＋ｖ02＋ｖ12を演算すれば５６００（mm2 ）が得られる。
これらの値を(30), (31) ,(32)式に代入すれば、下記の通り、回転角度および回転中心ＲＣの位置ずれΔｘ，Δｙがそれぞれ、−０．１ラジアン，５mmおよび０mmと求まり、式の妥当性が確かめられる。
回転角度＝｛−（８×３０｝−（７×２０）＋（０×５０）＋（−３×３０）−（＋３×３０）｝／５６００＝−０．１・・・・（30）
Δｘ＝（−３＋３）／２＝０・・・・・・・（31）
Δｙ＝（８＋７＋０）／３＝５・・・・・・（32）
【０１３６】
以上のようにして演算されるのは回転中心ＲＣの回転角度および位置ずれであるが、電子部品装着作業の実行上必要なのは指定中心ＤＣの回転角度および位置ずれであるため、回転中心ＲＣの回転角度および位置ずれから指定中心ＤＣのそれらを演算することが必要である。ただし、回転角度は回転中心ＲＣについても指定中心ＤＣについても同じであるため演算の必要はなく、位置ずれのみについて演算を行えばよい。
画像処理対象物に回転角度誤差がなく、単純にＸ軸方向とＹ軸方向とに位置ずれΔｘ1 ，Δｙ1 を生じたのみであれば、回転中心ＲＣの位置ずれも指定中心ＤＣの位置ずれも共にΔｘ1 ，Δｙ1 となる。しかし、画像処理対象物に回転角度誤差Δθが生じた場合には、図４１に示すように回転中心ＲＣからＸ軸方向およびＹ軸方向にそれぞれｖx ，ｖy だけ離れた位置にある指定中心ＤＣの位置ずれは、（Δｘ1 −Δθ×ｖy ），（Δｙ1 ＋Δθ×ｖx ）となる。
【０１３７】
ここで演算された回転角度Δθおよび位置ずれ（Δｘ1 −Δθ×ｖy ），（Δｙ1 ＋Δθ×ｖx ）は画像処理対象物の指定中心ＤＣの測定テンプレート座標面に対する回転角度および位置ずれであるが、測定テンプレート座標面自体が図４２に示すように基準座標面に対して回転角度θおよび位置ずれΔｘ2 ，Δｙ2 を有しているのが普通である。
そして、基準座標は一般にＣＣＤカメラの光軸、すなわち視野の中心に原点を有する座標面として設定され、また、部品姿勢検出位置においては吸着ノズル８０の軸線がＣＣＤカメラの光軸と一致するように位置決めされる。この場合には、上記測定テンプレート座標面の基準座標面に対する回転角度θおよび位置ずれΔｘ2 ，Δｙ2 は、測定テンプレート座標面の吸着ノズル８０の軸線に対する回転角度および位置ずれであることになる。
したがって、画像処理対象物としての電子部品の指定中心ＤＣの吸着ノズル８０の軸線に対する回転角度および位置ずれはそれぞれ、θ＋Δθ，Δｘ2 ＋（Δｘ1 −Δθ×ｖy ）cos θ，Δｙ2 ＋（Δｙ1 ＋Δθ×ｖx ）sin θとなる。
【０１３８】
フェールがある場合には回転中心の座標，回転中心から各シークラインまでの距離，回転中心と指定中心との位置ずれ等の値が前述のように演算されるが、フェールがない場合はこれらの値は各画像処理対象物とテンプレートとの組合わせに対してそれぞれ一定の値に決まるため、これらの値がデフォルト値としてメモリカードに格納されており、このデフォルト値を用いて上記各演算が行われる。なお、サイズの演算が指定されておらず、すべてのシークラインがペアにされており、かつ、フェールもない場合には、サイズポイントの演算が省略されて、サイズポイントに代えてエッジ点とアイデアルポイントとの差が演算され、その演算結果に基づいて位置および回転角度が演算されるようにしてもよい。この場合には、サイズに誤差があっても、ペアシークラインを構成する２本のシークライン同士でサイズ誤差の影響を打ち消し合い、位置の演算結果に影響を及ぼさないからである。
さらに、フェールがある場合でも、位置ずれの演算が指定されていない場合はサイズポイントが不要であり、演算を省略してもよい。
【０１３９】
次に、画像処理対象物がプリント基板の基準マークである場合について説明する。基準マークは、前述のようにプリント基板に付され、基準マークの撮像に基づいてプリント基板の水平位置誤差および回転位置誤差が算出される。したがって、基準マークの回転角度を演算する必要はない。
また、基準マークの位置ずれの演算も矩形の電子部品の位置ずれの演算と共通する部分が多いが、形状が円形や円形の一部が切り欠かれたものである場合が多いため、位置ずれの演算に特殊性がある。以下、この点について説明する。
【０１４０】
まず、図４３〜図４５に基づいて円形の基準マークの像２６０のシークラインにフェールがある場合を説明する。ここでは、図４３に示すように、破線で示す０度のシークラインがフェールのシークラインであり、また、基準マークの像２６０が、本来のサイズ（図中二点鎖線で示す大きさ）より大きいものとする。
基準マークの像２６０についても始めにサイズ演算が行われる。サイズ演算においては、角チップの像２５０の場合と同様にサイズファクタが演算される。シークラインが図４３に示すように４５度間隔で放射状に８本設定されているとすれば、Ｘ軸方向，Ｙ軸方向の各サイズファクタsizeFX，sizeFYはそれぞれ、sizeXM＝sizeYM＝０，baseXM＝baseYM＝０の初期設定を行った上で、（33）式〜（35）式によって演算される。
for(ｉ＝０; ｉ＜ｎ；ｉ++）｛sizeXM+=（測定スパン〔ｉ〕／本来のスパン〔ｉ〕）＊｜cos 角度〔ｉ〕｜；baseXM+=｜cos 角度〔ｉ〕｜；sizeYM+=（測定スパン〔ｉ〕／本来のスパン〔ｉ〕）＊｜sin 角度〔ｉ〕｜；baseYM+=｜sin 角度〔ｉ〕｜｝; ・・・（33）
sizeFX＝（sizeXM）/baseXM ; ・・・・・（34）
sizeFY＝（sizeYM）/baseYM ; ・・・・・（35）
ただし、（33）式はＣ言語で記述されており、for(ｉ＝０; ｉ＜ｎ；ｉ++）は、ｉ番目のシークラインについての｛  ｝内の演算を、ｉを０からｎ−１まで１ずつ変化させつつ行った結果の総和を意味する。また、ｎはペアシークライン数であり、図４３の例では４であるため、（33）式の演算に当たってｉは０から３まで順次変えられることとなるが、このｉがフェールのシークラインを含むペアシークラインを指定する値になった場合には、演算が行われることなく次のペアシークラインを指定する値に変えられるようになっている。したがって、図４３の例では０度のシークラインを含むペアシークライン以外の３対のペアシークラインについて（33）式の演算が行われることとなる。
【０１４１】
円の場合、シークラインが放射状に設定されるため、Ｘ軸およびＹ軸に対して傾斜したシークラインが存在し、これらシークラインはＸ軸方向とＹ軸方向との両方についてサイズ過大率の成分を有する。そのため、（33）〜（35）式においては、各シークライン上におけるサイズ過大率のＸ軸方向の成分とＹ軸方向の成分とが求められ、それぞれ成分比率に応じてサイズファクタの決定に寄与させられるようになっている。
この演算によって得られるsizeFXおよびsizeFYは、それぞれＸ軸方向とＹ軸方向とのサイズ過大率である。サイズ誤差がＸ軸方向とＹ軸方向とで異なる比率で生ずる場合に対処するために、両方向で別個にサイズファクタが演算されるようになっているのである。
【０１４２】
次に、サイズポイントが演算される。まず、図４５に示すようにアイデアルポイントとサイズポイントとの差であるpairDiffが(36)〜(43)式（(36)，(37)式はＣ言語で記述されている）によって演算され、 得られたpairDiffとアイデアルポイントとからサイズポイントが算出され、更にエッジポイントを用いてサイズポイントとエッジポイントとのずれDiffが演算されるのである。
ΔＬx ＝pairRadius＊cos θ＊(sizeFX −1); ・・(36)
ΔＬy ＝pairRadius＊sin θ＊(sizeFY −1); ・・(37)
ΔＬx ≧０かつΔＬy ≧０の場合
pairDiff＝√｛（ΔＬx ）2 ＋（ΔＬy ）2 ｝; ・・(38)
ΔＬx ＜０かつΔＬy ＜０の場合
pairDiff＝−√｛（ΔＬx ）2 ＋（ΔＬy ）2 ｝; ・・(39)
ΔＬx ＜０かつΔＬy ≧０であって｜ΔＬx ｜≧｜ΔＬy ｜の場合
pairDiff＝−√｛（ΔＬx ）2 −（ΔＬy ）2 ｝; ・・(40)
ΔＬx ＜０かつΔＬy ≧０であって｜ΔＬx ｜＜｜ΔＬy ｜の場合
pairDiff＝√｛−（ΔＬx ）2 ＋（ΔＬy ）2 ｝; ・・(41)
ΔＬx ≧０かつΔＬy ＜０であって｜ΔＬx ｜≧｜ΔＬy ｜の場合
pairDiff＝√｛（ΔＬx ）2 −（ΔＬy ）2 ｝; ・・(42)
ΔＬx ≧０かつΔＬy ＜０であって｜ΔＬx ｜＜｜ΔＬy ｜の場合
pairDiff＝−√｛−（ΔＬx ）2 ＋（ΔＬy ）2 ｝; ・・(43)
【０１４３】
前述のように、基準マークの像２６０は回転角度を演算する必要がなく、位置のみが演算される。位置を演算するにあたり、まず、位置ファクタ(posFactor) が（44）式に従って演算される。
posFactorM〔ｉ〕＝１／Σcos2（角度Ｒ〔ｉ〕−角度〔ｎ〕）・・・（44）
ただし、ｉはシークラインを指定する値であり、０から７まである。また、ｎの値もシークラインの本数である１から８まで１ずつ増加させられる。Σcos2（角度Ｒ〔ｉ〕−角度〔ｎ〕）の演算は、ｉ番目のシークラインの角度Ｒ〔ｉ〕とフェールのないシークラインすべての角度Ｒ〔ｎ〕との差の余弦の２乗の和を求める演算である。この演算においても、ｉがフェールのシークラインを指定する値になった場合には、演算が行われることなく次のシークラインを指定する値に変えられるようになっているため、図４３の例では０度のシークラインについての演算は行われず、４５度〜３１５度の各シークラインについて位置ファクタの演算が行われる。
【０１４４】
次に位置ファクタを用いて基準マークの像２６０の位置が（45）式（Ｃ言語で記述されている）に従って演算される。
for(ｘ＝０，ｙ＝０，ｉ＝０；ｉ＜ｎ；ｉ++）｛ｘ＝ｘ＋cos (i) ＊posFactorM［ｉ］＊ss［ｉ］；ｙ＝ｙ＋sin(i)＊posFactorM［ｉ］＊ss［ｉ］; ｝・・・・（45）
ss［ｉ］は、先に演算された各シークラインについてのサイズポイントとエッジポイントとのずれ量Diffであり、フェールのないシークラインの全部について、それぞれそのシークラインのずれ量ss［ｉ］に位置ファクタposFactorM［ｉ］が掛けられるとともにＸ軸，Ｙ軸に平行な成分が演算されてＸ座標，Ｙ座標毎にそれぞれ加算され、中心位置（ｘ，ｙ）が求められる。この中心位置の座標は、基準マークの像２６０の中心の、測定テンプレート座標面の原点からのＸ軸方向およびＹ軸方向における位置ずれを示す。前述のように、シークラインにフェールがあれば画像処理対象物の回転中心ＲＣが、フェールがない場合の位置（正規の回転中心の位置と称すべきもの）からずれるのであるが、（44) 式により位置ファクタが演算され、その位置ファクタを用いて(45)式により位置ずれが演算されることにより、シークラインにフェールがある場合でも、フェールがない場合と同様に、像２６０の正規の回転中心に相当する中心の位置ずれが演算されるのである。したがって、得られた位置ずれに測定テンプレート座標面の基準座標面に対する位置ずれを加えた値が基準マーク２６０の基準座標面上における位置ずれを表すことになる。
【０１４５】
画像処理対象物が円形であってフェールがない場合には、位置ファクタ等にデフォルト値を用いて演算が行われる。この点は、画像処理対象物が角チップである前述の場合と同様である。
画像処理対象物が図３０の線分や、図３９の角チップ等である場合の前記説明においては、位置ファクタなる用語を使用しなかったが、実際の実施形態においては、これらの場合にも(44)式を用いて位置ファクタの演算が行われるのであって、前記 (8)式における１／３や、(28)，(29)式における１／４等が位置ファクタに相当する。このことは（44）式に実際の値を代入してみれば容易に確かめ得る。(44)式は図形のいかんを問わず一般的に使用し得るものなのである。図３０，図３９等の説明において（44）式を使用しなかったのは、直観的に理解できるようにするためであり、これら簡単な例について直観的に演算した結果と、同じ例について（44）式を用いて演算した結果とを比較することにより（44）式の妥当性を確かめるためである。上記１／３，１／４等の値はシークラインにフェールが発生すれば勿論変わる。
また、例えば矩形の角部が斜めに４５度で切り欠かれた八角形について上記円形の画像対象物についての演算がそのまま適用できることは勿論、一般的に傾斜した辺を有する画像処理対象物についてもサイズや位置の演算を同様に行い得る。
【０１４６】
以上、画像処理対象物がリードを有しない角チップである場合と円形の基準マークである場合とについて説明したが、プリント基板９０に装着される電子部品には、クウォードフラットパッケージ型の電子部品のように複数のリード線を有するものがある。このような電子部品が画像処理対象物である場合には、パターンマッチングプロセスの組合わせであるパターンマッチングマネージャにより画像処理が行われる。パターンマッチングマネージャはパターンマッチングプロセスを複数回組み合わせることにより画像処理を行うものである。
【０１４７】
例えば、図４６に示すＱＦＰ（クウォード  フラットパッケージ型電子部品）の像２７０の場合は、ＱＦＰ全体の輪郭に基づいてではなく、リードの像に基づいて画像処理が行われる。これは、ＱＦＰではリードの位置のデータに基づいて装着を行えばリードと基板のパターンとの誤差を最も小さくできるからであり、各リードを画像処理対象物とするパターンマッチングの組合わせによって、ＱＦＰのサイズ，位置，回転角度等が演算されるのである。
【０１４８】
画像処理時には、まず、リードの像２７２の１つが捜索される。そのために、リードの像２７２を１つ包含するのに適した大きさのサーチウインドウ２７６が設定され、その中で予め設定された複数組のポイントペアを含む捜索テンプレートを用いてリードの像２７２が捜索される。
【０１４９】
捜索ステップ，再捜索ステップ，測定ステップおよび再測定ステップのフルセットのパターンマッチングが行われてリードの像２７２の位置および回転角度が測定される。リードの像２７２の位置および回転角度が判れば、次に捜索ステップおよび再捜索ステップを含むサブセットのパターンマッチングにより１辺全部のリードの像２７２が捜索される。リードのピッチは予め判っており、次のリードの像２７２についての捜索ステップにおいて捜索テンプレート座標面の位置，回転角度は、その直前に再捜索ステップによって求められたリードの像２７２の位置および回転角度と、リード間のピッチとに基づいて相当正確に予測されるため、フルセットのパターンマッチングを行わなくても十分に精度良く次のリードの像２７２を捜索し得るのである。
【０１５０】
１辺全部のリードの像２７２についてパターンマッチングが行われ、全部のリードの像２７２の位置が演算されたならば、これらリードの像２７２の中心のＸ座標値，Ｙ座標値が加算されるとともにリード本数で除され、１辺の中心座標が演算される。同様にして３辺のリードの像２７２がサブセットのパターンマッチングで捜索される。辺同士の位置関係は予め判っており、先に行われたパターンマッチングの再捜索テンプレート座標面の位置，回転角度に基づいて捜索テンプレートの位置，回転角度が設定される。４辺全部について各中心座標が演算されたならば、互に平行な２つの辺の各中心を結ぶ２本の直線ａ，ｂの交点が演算され、電子部品の中心座標とされる。ＱＦＰの像２７０の回転角度は、(46)式で求められる。
（直線ａの傾き−９０度＋直線ｂの傾き）／２・・・・（46）
【０１５１】
電子部品がＰＬＣＣ（プラスチック  リーデッド  チップ  キャリヤ），ＢＧ（ボール  グリッド  アレイ）等である場合も、リードやボールを画像処理対象としてパターンマッチングマネージャによる画像処理が行われる。
例えば、電子部品がＰＬＣＣである場合、照射された光はリードにより多く反射される。本体からも反射光はあるが、リードに比べれば少なく、ＣＣＤカメラ１３４の撮像面には暗い本体の像の中に明るいリードの像が形成される。したがって、本体の像を背景とし、リードの像を画像処理対象物として、十分に本発明を実施し得るのである。
【０１５２】
このようにパターンマッチングまたはパターンマッチングマネージャによれば、殆どの種類の表面実装電子部品（基板表面に装着可能な電子部品）の像認識を行うことができる。マスタ捜索テンプレート，マスタ測定テンプレートの作成は必要であるが、それらテンプレートを使用した画像処理プログラムは共用でき、電子部品の種類毎に画像処理プログラムを作成することに比較すれば、プログラム作成に要する時間が短くて済むのである。リードをプリント基板の穴に差し込み、半田付けする垂直実装電子部品の画像もパターンマッチングやパターンマッチングの組合わせによって処理し得る。
【０１５３】
なお、画像処理時間は、サーチウインドウの中心からの画像処理対象物の中心のオフセット量が大きいほど長くなる。そのため、画像処理対象物が捜索された捜索テンプレート座標面の位置に基づいて、サーチウインドウの中心の位置を修正することが望ましい。例えば、ＱＦＰの像２７０の場合、複数個のＱＦＰについての画像処理後、リードの像２７２の中心のサーチウインドウ２７６の中心からの平均的なはずれを求め、その平均的なはずれを０にするようにサーチウインドウの中心位置を修正するのである。
【０１５４】
部品装着ヘッド５６が部品姿勢検出位置へ移動させられて、ＣＣＤカメラ１３４により電子部品が撮像される毎にパターンマッチングあるいはパターンマッチングマネージャと、オブジェクトベクトルの演算とが行われ、電子部品の識別，位置誤差および回転角度誤差の演算が行われる。図４７のタイムチャートに示すように、インデックステーブル４２の１回の間欠回転に要する時間Ｔｒのうち、部品装着ヘッド５６が部品姿勢検出位置において停止している間に電子部品８２に光が照射され、ＣＣＤカメラ１３４による撮像が行われる。撮像後、画像データはＣＣＤカメラ１３４からフレームグラバメモリ１６４へ転送され、画像処理されるのであるが、画像データの転送と画像処理とは並行して行われる。
【０１５５】
フレームグラバメモリ１６４は、４個分の電子部品の画像データを並列的に記憶し得るようにされており、そのため、処理時間がインデックステーブル４２の１回の間欠回転に要する時間より長い電子部品についても画像処理を行うことができる。画像処理は、画像処理結果が使用されるまでに終了すればよく、撮像から画像処理結果の使用までの間に間欠回転体としてのインデックステーブル４２の複数回の間欠回転が許容されるのであれば、インデックステーブル４２が１回間欠回転する間に画像処理を終了させることは不可欠ではなく、インデックステーブル４２が複数回間欠回転する間に、その間欠回転数と同じ数の画像処理対象物の画像処理が行われればよい。本電子部品装着装置は、部品姿勢検出位置から部品姿勢修正位置まで４個の作業位置があり（図４参照）、インデックステーブル４２が４回間欠回転する間に装着される４個の電子部品間においては、画像処理時間を融通し合うことが可能である。
【０１５６】
電子部品には、例えば、角チップのように形状が単純でリードを有せず、所要画像処理時間が短いものもあれば、ＱＦＰのように多数のリードを有し、所要画像処理時間が長い電子部品もあり、所要画像処理時間が短い電子部品について余った時間を所要画像処理時間が長い電子部品の処理に使うことができるのである。
全ての電子部品の画像処理がインデックステーブル４２の１回の回転時間以内に終了しなければならないとすれば、インデックステーブル４２の１回の間欠回転時間（停止時間と回転時間との和）が、画像処理が予定されている複数種類の電子部品のうちで最も長時間を要するものに合わせて決定される必要があり、間欠回転速度が低く抑えられてしまう。それに対して、本電子部品装着装置においては、４個の画像データが並列的にフレームグラバメモリ１６４に記憶され、インデックステーブル４２が４回間欠回転する間にそれら画像データの処理が行われるため、４個の電子部品の各画像処理時間の合計が、画像処理が行われる電子部品の数と同じ回数の間欠回転時間以内であればよい。換言すれば、それら複数の電子部品の画像処理時間の平均が、インデックステーブル４２の１回の回転時間以内であればよいのであり、間欠回転速度を高めることができる。
【０１５７】
その一例を図４８に示す。図から明らかなように、１個の電子部品にそれぞれ要する画像処理時間Ｔe1〜Ｔe7には長短差があるが、４個ずつの画像処理時間の合計Ｔt1〜Ｔt4はそれぞれ、１回の間欠回転時間Ｔｒの４倍より短い時間であり、４種類の画像データの処理が可能である。
【０１５８】
このように本電子部品装着装置においてＣＣＤカメラ１２８，１３４により撮像された電子部品および基準マークの画像データは、パターンマッチングやパターンマッチングマネージャによって処理されるのであるが、パターンマッチング，パターンマッチングマネージャは、捜索テンプレート，再捜索テンプレート，測定テンプレート，再測定テンプレートを用いて画像処理対象物を捜索し、エッジ点を演算するようにされており、テンプレートが設定された部分のみが捜索され、測定される。画像処理の必要な部分のみが処理され、画像処理の必要がない部分は画像データが得られても処理されないのである。そのため、電子部品に直接接触していない限り大抵の画像ノイズ（白点，黒点，しみ等）の影響を受けることなく画像処理を行うことができる。
【０１５９】
ＰＬＣＣのようにリードが輪郭の内側にある電子部品について、リードのみの認識を行う場合のように、輪郭を認識しなくてもよい場合には、輪郭にノイズが接触していても、ノイズに影響されることなく画像処理を行うことができる。
また、ＰＬＣＣのように輪郭を認識しなくてもよい画像処理対象物は、背景が黒、白あるいは柄模様であっても、背景に類似物がない限り、画像処理が可能である。例えば、本体と背景とが同色であり、あるいは背景の一部に本体と同じ色があれば、背景との混同により輪郭認識が困難なのであるが、リードは光沢があり、背景に類似の光沢物がない限り、捜索，測定することができる。捜索テンプレートや測定テンプレートの設定により画像処理対象物をリードに限定することにより、背景との混同を生ずることなく認識することができるのである。
【０１６０】
さらに、捜索ステップにおいては２個のポイントペア構成点の輝度差等光学的特性値の差の状態によって適合状態にあるか否かが判定され、再捜索ステップ，測定ステップ，再測定ステップにおいては、シークライン上における輝度等光学的特性値の変化勾配によってエッジ点が決定されるようになっている。そのため、ＱＦＰやＰＬＣＣのように画像処理対象物が比較的大きく、照明にむらが生じ易い場合でも、照明に殆ど差がない部分同士の間で光学的特性値の比較が行われることとなり、照明の偏りの影響を受けることなく、正確に画像処理を行うことができる。
【０１６１】
また、ＣＣＤカメラの固体撮像素子の大きさが変わっても、プログラムを実質的に変更することなく、容易に対応することができる。
【０１６２】
以上の説明から明らかなように、本実施形態においては、ＣＣＤカメラ１２８，１３４が撮像装置を構成し、フレームグラバメモリ１６４が画像データ記憶手段を構成し、ＤＲＡＭ１５６が捜索テンプレートデータ記憶手段，測定テンプレートデータ記憶手段を構成し、制御装置１５０のパターンマッチングプログラムの捜索ステップを実行する部分が判定手段を構成し、パターンマッチングプログラムのうち再捜索ステップ，測定ステップ，再測定ステップを実行する部分がエッジ点座標演算手段を構成している。制御装置１５０のパターンマッチングプログラムのうち再捜索ステップを実行する部分は確認手段の一種である中点基準型確認手段でもある。また、制御装置１５０のオブジェクトベクトル演算プログラムを実行する部分が対象物演算手段の一種である中点基準型対象物演算手段を構成している。制御装置１５０のパターンマッチングプログラムのうち、マスタ捜索テンプレート，マスタ測定テンプレート，捜索テンプレートあるいはエッジ点に基づいてシークラインを自動的に設定する部分がシークライン自動設定手段を構成し、パターンマッチングプログラムのうち、再測定ステップを繰り返し行う部分が繰返し手段を構成している。
【０１６３】
さらに、制御装置１５０のパターンマッチングプログラムのうち、捜索ステップ，再捜索ステップ，測定ステップ，再捜索ステップにおいて輝度を演算する点を指定する部分が点指定手段を構成し、指定された点の輝度値の演算を行う部分が仮想点データ演算手段を構成し、シークライン上の分割点の輝度値の演算を行う部分が分割点特性値取得手段を構成し、その演算結果に基づいて輝度の変化勾配が最大の点をエッジ点として捜索する部分がエッジ点捜索手段を構成している。
また、漢字ＲＯＭ１６２，ＣＲＴインタフェース１８６およびＣＰＵ１５４が入力関連データ表示手段を構成し、オーバレイ表示メモリ１６６，ＣＰＵ１５４，ＣＲＴインタフェース１８６が画像処理データ表示手段を構成し、ＣＰＵ１５４の入力関連データを画像処理データに優先してモニタＣＲＴ装置１８８に優先して表示させる部分が入力関連データ優先表示手段を構成している。
インデックステーブル４２が一定角度ずつ間欠的に回転する間欠回転体を構成し、円筒カム２０，バレルカム３４等がインデックステーブル４２を間欠回転させる間欠回転体駆動装置としてのテーブル回転駆動装置を構成し、吸着ノズル８０が間欠回転体にその間欠回転体の回転角度ピッチと等しい角度間隔で設けられ、それぞれ画像処理対象物を保持する保持手段を構成している。画像処理装置は、保持手段の停止位置の一つに保持手段に保持された画像処理対象物に対向する状態で設けられて、画像データ記憶手段に撮像装置により撮像された複数の画像のデータを並列的に記憶し、遅くとその並列的に記憶されている画像の数と同じ回数の間欠回転を間欠回転体が行う間にそれら画像のデータの処理を終了するように構成されていることとなり、電子部品装着装置が電子部品を保持手段の停止位置である２０個の作業位置へ順次搬送するという意味で画像処理装置付搬送装置を構成している。
【０１６４】
以上、画像処理対象物の指定中心ＤＣにマスタ測定テンプレート座標面の原点が置かれる場合について説明したが、マスタ測定テンプレート座標面の原点が指定中心ＤＣ以外の位置に置かれてもよい。この場合、回転中心ＲＣと指定中心ＤＣとの間の位置ずれ（または回転角度）に、指定中心ＤＣとマスタ測定テンプレート座標面との間の位置ずれ（または回転角度）を加え、その値にさらにマスタ測定テンプレート座標面の基準座標面に対する位置ずれ（または回転角度）を加えることにより、指定中心ＤＣの基準座標上における位置ずれ（または回転角度）が得られる。
【０１６５】
なお、上記実施形態においては、サイズ誤差がＸ軸方向とＹ軸方向とで異なる比率で生ずる場合に対処するために、両方向で別個にサイズファクタが演算されるようになっていたが、両方向のサイズファクタが同じであるとの仮定の下に演算されるようにしてもよい。例えば、図２８の角チップ２５０においては、フェールの生じたシークラインを含むペアシークラインを除いて、Ｘ軸方向に平行な方向のすべてのペアシークラインについての測定スパンを本来のスパンで除した値と、Ｙ軸方向に平行な方向のすべてのペアシークラインについての測定スパンを本来のスパンで除した値とが求められ、それら値のすべての平均値がサイズファクタとされるようにするのである。こうして求められたサイズファクタはＸ軸方向に平行なシークライン上のサイズポイントの演算にも、Ｙ軸方向に平行なシークライン上のサイズポイントの演算にも共通に使用される。
【０１６６】
また、図４３の円形の基準マークの像２６０のサイズファクタについても同様であって、図４３に示されているペアシークラインのうち、フェールが生じたシークラインを含まないペアシークラインのすべてに関して、測定スパンを本来のスパンで除した値が求められ、それらの値の平均値であるサイズファクタがフェールが生じたシークラインを除くすべてのシークラインについてのpairRadiusに掛けられてサイズポイントが演算され、それらサイズポイントと対応するエッジポイントとのずれDiffが演算されるようにする。位置ファクタおよび位置ファクタの演算は前記実施形態と同じでよい。
【０１６７】
また、上記実施形態において、再捜索ステップは１回行われていたが、２回以上行われるようにしてもよい。１回目の再捜索ステップにおいてフェールが設定数以下であり、画像処理対象物のエッジ点が得られた後、更に再捜索テンプレートを設定して再捜索ステップを行うのであり、再捜索テンプレートは、前回の再捜索ステップにおいて用いられた再捜索テンプレートとエッジ点の演算結果とに基づいて、画像処理対象物とのずれがより少なくなる位置，角度で設定される。再捜索ステップが１回のみ行われるようにするより、複数回行われるようにする方が、次の測定ステップでフェールが発生する確率が低下することが経験上判っている。この理由は定かではないが、捜索ステップにおいて画像処理対象物と捜索テンプレートとのずれが大きく、辛うじて捜索対象物が存在すると判定された場合には、再捜索テンプレートと画像処理対象物とのずれがかなり大きくなる可能性があり、この場合には次の測定ステップにおいて測定テンプレートと画像処理対象物とのずれも大きくなってフェールが発生することがあるのに対し、再捜索ステップが２回以上行われれば、その確率が低下するためではないかと推測されている。
【０１６８】
また、画像処理対象物の形状，おおよその位置，回転角度が予め判っていれば、捜索テンプレートによる捜索を行わなくてもシークラインをエッジ点の演算可能な位置に設定することができ、始めから測定テンプレートを用いてエッジ点を求めることができる。
上記実施形態においては、再捜索テンプレートを用いて再捜索ステップを行った後、測定ステップが行われるようになっていたが、画像処理対象物のサイズ誤差や形状欠陥が小さい場合には、捜索ステップの直後に測定ステップを実行させることも可能である。この場合、前記再捜索テンプレートを測定テンプレートとして使用することも可能であるが、シークライン数がさらに多いテンプレートを使用することが望ましい。
【０１６９】
さらに、上記実施形態においてパターンマッチングにおける異常の判定は、プログラム中に設定された許容フェール数を越えるフェールがあるか否かにより行われていたが、例えば、フェールが一つでもあれば異常と判定し、フェールのない画像処理対象物についてのみオブジェクトベクトルの演算を行うプログラムと、少なくとも１つのフェールを許容し、フェールがあってもオブジェクトベクトルの演算を行うプログラムとを作成し、オペレータが選択し得るようにしてもよい。フェールを許容しないプログラムは画像処理に要する時間が短くて済むため、状況によってはこのプログラムを選択し、電子部品１個の装着に要する時間を短縮することが可能となる。
【０１７０】
また、上記実施形態において画像処理装置は、画像処理対象物の表面像を取得するものとされ、照明装置は画像処理対象物の表面に光を照射するフロントライト型とされており、画像処理対象物の投影像を取得する場合のように、吸着ノズルにバックライト発光板や反射板を設ける必要がなく、吸着ノズルが軽くなって、高速で移動させることが可能となるとともに、複数の吸着ノズルを近接して配置することが容易であり、多種類の電子部品を高速でプリント基板に装着し得る電子部品装着装置が得られる。
ただし、本発明は、画像処理対象物の投影像を取得して画像処理を行う装置にも適用することが可能である。
【０１７１】
また、本発明は、部品吸着ノズルが電子部品供給装置とプリント基板との間の直線的に移動して電子部品をプリント基板に装着する装置に設けられた画像処理装置、スクリーン印刷機において基準マークの画像処理を行う装置等、種々の画像処理装置に適用することができる。また、画像処理対象物は電子部品や基準マークに限らず、識別やオブジェクトベクトルの演算が必要な物は画像処理対象物となり得る。
【０１７２】
その他、特許請求の範囲を逸脱することなく、当業者の知識に基づいて種々の変形，改良を施した態様で本発明を実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施例である画像処理装置を備えた電子部品装着装置の外観を示す斜視図である。
【図２】上記電子部品装着装置のインデックステーブルを電子供給装置およびプリント基板移動装置と共に示す側面図である。
【図３】上記電子部品装着装置のインデックステーブルをテーブル回転駆動装置と共に示す正面断面図である。
【図４】上記電子部品装着装置に設けられた２０個の作業位置を電子部品供給装置およびプリント基板と共に概略的に示す平面図である。
【図５】上記作業位置の一つである部品姿勢検出位置に設けられたＣＣＤカメラを照明装置と共に示す正面図である。
【図６】上記ＣＣＤカメラを制御する制御装置を示すブロック図である。
【図７】上記制御装置のＤＲＡＭに記憶された事前処理プログラムを示す図である。
【図８】上記制御装置のＤＲＡＭに記憶された実行処理プログラムを示す図である。
【図９】上記制御装置のＤＲＡＭに記憶されたパターンマッチングプログラムを示す図である。
【図１０】上記パターンマッチングプログラムを正方形の電子部品について実行するための設定データを示す図である。
【図１１】図１０に示す設定データに基づいて設定されるマスタ捜索テンプレートを電子部品と共に示す図である。
【図１２】図１０に示す設定データに基づいて設定されるマスタ測定テンプレートを電子部品と共に示す図である。
【図１３】上記マスタ捜索テンプレートに基づく捜索テンプレートの生成を説明する図である。
【図１４】上記パターンマッチングプログラムを一部が切り欠かれた円板について実行するための設定データを示す図である。
【図１５】図１４に示す設定データに基づいて設定されるマスタ捜索テンプレートを円板と共に示す図である。
【図１６】図１４に示す設定データに基づいて設定されるマスタ測定テンプレートを円板と共に示す図である。
【図１７】上記パターンマッチングプログラムの捜索ステップにおいて捜索テンプレートが仮想画面に重ねられた状態を示す図である。
【図１８】仮想画面上において指定された点の輝度を演算するための線形補間を説明する図である。
【図１９】上記パターンマッチングプログラムの再捜索ステップの再捜索テンプレートが仮想画面に重ねられた状態を示す図である。
【図２０】上記再捜索テンプレートのシークライン上に設定された分割点と撮像面を構成する固体撮像素子との関係を示す図である。
【図２１】図２０に示す分割点について演算された輝度を表す図表である。
【図２２】上記分割点について演算された輝度を微分するための差分フィルタを示す図である。
【図２３】上記分割点について演算された輝度を微分するための別の差分フィルタを示す図である。
【図２４】図２１に示す演算結果をグラフにして示す図である。
【図２５】図２２に示す差分フィルタを用いて行った微分の結果を表すグラフである。
【図２６】図２３に示す差分フィルタを用いて行った微分の結果を表すグラフである。
【図２７】上記パターンマッチングプログラムの測定ステップにおいて測定テンプレートが仮想画面に重ねられた状態を示す図である。
【図２８】パターンマッチングの実行後に行われる画像処理対象物のサイズ計算を角チップを例に取って説明する図である。
【図２９】上記サイズ計算においてサイズポイントとエッジポイントとの差の演算を説明する図である。
【図３０】画像処理対象物の回転中心および回転角度の演算を直線を例に取って説明する図である。
【図３１】シークラインにフェールがある場合における画像処理対象物の回転中心の指定中心に対するずれの演算を説明する図である。
【図３２】シークラインにフェールがある場合における画像処理対象物の回転中心の指定中心に対するずれの演算の別の例を説明する図である。
【図３３】シークラインにフェールがある場合における画像処理対象物の回転中心の指定中心に対するずれの演算の更に別の例を説明する図である。
【図３４】シークラインが互に直交する２方向に設定された場合における画像処理対象物の回転中心および回転中心の指定中心に対するずれの演算を説明する図である。
【図３５】シークラインが互に直交する２方向に設定された場合における画像処理対象物の回転中心および回転中心の指定中心に対するずれの演算の別の例を説明する図である。
【図３６】画像処理対象物の角度の演算に用いられる角度ファクタを示す図表である。
【図３７】上記角度ファクタを座標面上において示す図である。
【図３８】画像処理対象物の回転中心および回転角度の演算を説明する図である。
【図３９】画像処理対象物の回転中心および回転角度の演算の別の例を説明する図である。
【図４０】画像処理対象物の回転中心および回転角度の演算の更に別の例を説明する図である。
【図４１】画像処理対象物の指定中心と回転中心とにずれがあり、画像処理対象物に位置および角度のずれがある場合における指定中心の位置の演算を説明する図である。
【図４２】画像処理対象物の基準座標に対する位置ずれ量および角度ずれ量の演算を説明する図である。
【図４３】画像処理対象物の一種である円形の基準マークにシークラインが設定された状態を示す図である。
【図４４】上記基準マークのサイズ計算を説明する図である。
【図４５】上記サイズ計算におけるサイズポイントの演算およびエッジポイントとの差の演算を説明する図である。
【図４６】ＱＦＰについて行われるパターンマッチングを説明する図である。
【図４７】上記電子部品装着装置のインデックステーブルの間欠回転時間とＣＣＤカメラの露光時間および画像転送時間との関係を示すタイムチャートである。
【図４８】上記電子部品装着装置における画像処理サイクルを説明するタイムチャートである。
【図４９】前記撮像装置を制御する制御装置において物理画面上の画像データから仮想画面上の画像データを演算する物理画面／仮想画面変換ドライバを概念的に示す図である。
【符号の説明】
４２  インデックステーブル
５６  部品装着ヘッド
８２  電子部品
９０  プリント基板
１２８，１３４  ＣＣＤカメラ
１５０  制御装置
１５６  ＤＲＡＭ
１６４  フレームグラバメモリ
１７２  入力装置
１８８  モニタＣＲＴ装置
２５０  角チップ
２６０  基準マーク
２７０  ＱＦＰ電子部品
【図１】
0003759983.tif 000002
【図２】
0003759983.tif 000003
【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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【図１２】
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【図１３】
0003759983.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
0003759983.tif 000019
【図１９】
0003759983.tif 000020
【図２０】
0003759983.tif 000021
【図２１】
0003759983.tif 000022
【図２２】
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【図２３】
0003759983.tif 000024
【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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