部品の画像生成方法
【課題】 部品の形態を明瞭にする部品の画像生成方法を提供する。
【解決手段】 画像生成方法は、スキャナー170により電子部品をカラーで撮像することで、その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(S101)と、そのカラー画像生成ステップ(S101)で生成されたカラー画像を、背景が白色又は黒色となって電子部品の外形が白黒の濃淡で表された部品白黒画像と、その電子部品の電極が白黒の濃淡で表された電極白黒画像に変換する変換ステップ(S102,S104)とを含む。
【解決手段】 画像生成方法は、スキャナー170により電子部品をカラーで撮像することで、その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(S101)と、そのカラー画像生成ステップ(S101)で生成されたカラー画像を、背景が白色又は黒色となって電子部品の外形が白黒の濃淡で表された部品白黒画像と、その電子部品の電極が白黒の濃淡で表された電極白黒画像に変換する変換ステップ(S102,S104)とを含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電子部品などの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】
上記従来の部品の画像生成方法は、部品を照らす照明の色調を調整することにより、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、上記従来の部品の画像生成方法では、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、部品と背景とのコントラストや、部品の電極とその他の部分とのコントラストが不十分で、部品の形態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、部品の形態を明瞭にする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、本発明の部品の画像生成方法は、基板上に実装される部品の特徴を特定するために用いられる前記部品の画像を生成する方法であって、部品をカラーで撮像することで、前記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を、前記部品の形態が白黒の濃淡によって表された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。ここで、前記カラー画像生成ステップでは、背景が単色となるように前記部品をカラーで撮像し、前記変換ステップでは、前記カラー画像生成ステップで生成されたカラー画像を、前記背景が白色又は黒色となって前記部品の外形が白黒の濃淡で表された前記白黒濃淡画像に変換することを特徴としてもよい。
【0007】
これにより、部品のカラー画像が白黒濃淡画像に変換されるため、その変換処理を適切に行うことで、白黒濃淡画像における部品の形態を明瞭にすることができる。また、背景を単色とすることで、部品の外形と背景との濃淡の差を大きくして、白黒濃淡画像における部品の外形を明瞭にすることができる。さらに、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を行う伸張処理ステップを含むことを特徴としてもよい。
【0009】
これにより、白黒濃淡画像の濃淡の幅が広げられるため、部品の外形と背景との濃淡の差をさらに大きくして、部品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よい。
【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】
また、前記カラー画像生成ステップでは、背景が青色となるように部品を撮像することで前記カラー画像を生成し、前記変換ステップでは、前記背景が部品と比べて黒くなるように、前記カラー画像を白黒濃淡画像に変換することを特徴としてもよい。
【0013】
例えば、前記変換ステップでは、赤色の濃淡値R、緑色の濃淡値G、青色の濃淡値B、及び定数Kにより示される((R+G)/2−B)/2+Kの変換式を用いて、前記カラー画像に含まれる各画素の色を表すRGB値を白黒の濃淡値に変換する。
【0014】
これにより、白黒濃淡画像において青色系でない部品の外形を明瞭にすることができる。
【0015】
また、前記カラー画像生成ステップでは、背景が赤色となるように部品を撮像することで前記カラー画像を生成し、前記変換ステップでは、前記背景が部品と比べて黒くなるように、前記カラー画像を白黒濃淡画像に変換することを特徴としてもよい。
【0016】
例えば、前記変換ステップでは、赤色の濃淡値R、緑色の濃淡値G、青色の濃淡値B、及び定数Kにより示される((B+G)/2−R)/2+Kの変換式を用いて、前記カラー画像に含まれる各画素の色を表すRGB値を白黒の濃淡値に変換する。
【0017】
これにより、白黒濃淡画像において赤色系でない部品の外形を明瞭にすることができる。
【0018】
また、前記部品は電子部品であって、前記変換ステップでは、さらに、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色のうち白色に近い色ほど白黒の濃淡によって際立たせることで、前記カラー画像を、前記部品の電極が白黒の濃淡で表された電極白黒濃淡画像に変換することを特徴としてもよい。
【0019】
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、前記電極白黒濃淡画像への変換を行うときには、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。
【0020】
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電極白黒濃淡画像に変換されるため、その電極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。
【0021】
また、前記部品の画像生成方法は、さらに、前記電極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よい。
【0022】
これにより、電極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。
【0023】
また、前記部品の画像生成方法は、さらに、前記電極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よい。
【0024】
これにより、電極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。
【0025】
また、前記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電極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してもよい。
【0026】
例えば、電子部品のボディが白色の場合には、電極白黒濃淡画像において、ボディと電極との濃淡値は共に高くてそれぞれ白色に近く、ボディと電極との濃淡の差が小さくなる。また、カラー画像に写る電子部品の電極は、白色よりも暗い色であるため、電子部品のボディが白色の場合には、電極白黒濃淡画像のボディに対応する画素の濃淡値は、電極に対応する画素の濃淡値よりも少し大きくなる。そこで、電子部品のボディが白色であっても、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ことにより、電極白黒濃淡画像においてそのボディを黒くし、電極のみを白くすることができる。したがって、電子部品の電極以外の部位の色が白色であっても、電子部品の電極の外形のみを明瞭にすることができる。
【0027】
なお、本発明は、上記部品の画像生成方法を用いて部品教示データを作成する部品教示データ作成方法や部品自動教示装置、それらの方法のプログラム、及び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。さらに、本発明は、上記部品の画像生成方法により画像を生成する画像生成装置としても実現することができる。さらに、本発明は、上記部品自動教示装置を備えた部品実装装置としても実現することができる。
【発明の効果】
【0028】
本発明の部品の画像生成方法は、部品の形態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】
【0029】
以下、本発明の実施の形態における部品自動教示装置について、図面を用いて説明する。
【0030】
図1は、本発明の実施の形態における部品自動教示装置の構成を示す構成図である。
この部品自動教示装置100は、本発明の電子部品(以下、単に部品という)の画像生成方法を利用して、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、部品を撮像するスキャナー170と、オペレータ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。
【0031】
図2(a)および図2(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)および図2(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。
【0032】
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。
【0033】
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。オペレータが部品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、オペレータが部品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。
【0034】
カバーシート173は、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。また、このカバーシート173は青色又は赤色であって、青色のカバーシート173と赤色のカバーシート173とは撮像対象の部品1の色に応じて使い分けられる。
【0035】
オペレータは、部品1を撮像するときには、まず、その撮像対象の部品1の色が青色系か赤色系かを判別し、青色系でなければ、カバー172を開状態にして青色のカバーシート173をそのカバー172に取り付ける。そして、オペレータは、ガラス板171b上にその部品1を設置してカバー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部品1をカラーで撮像することにより、背景が青色の部品1のカラー画像を生成する。一方、撮像対象の部品1が赤色系でなければ、オペレータは赤色のカバーシート173を上述と同様にカバー172に取り付け、部品1をガラス板171b上に設置する。このような状態でスキャナー170は、部品1をカラーで撮像することにより、背景が赤色の部品1のカラー画像を生成する。このように、背景が青色や赤色の単色となった部品1のカラー画像が生成される。
【0036】
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。
【0037】
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。
【0038】
画像処理部123は、スキャナー170で生成された部品のカラー画像に対して所定の処理を行って、部品等の外形が白黒の濃淡で表された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。
【0039】
具体的に、画像処理部123は、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(以下、部品白黒画像という)と、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(以下、電極白黒画像という)とを生成する。部品白黒画像は、部品の外形を白黒の濃淡で表すものであり、電極白黒画像は、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、部品の電極以外の部分及び背景を黒く表す。
【0040】
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、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。
【0041】
作成条件は、例えば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。オペレータは、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、部品の電極タイプ及び電極接地面形状を入力する。
【0042】
図3(a)〜図3(c)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。
【0043】
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。
【0044】
オペレータは、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、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。
【0045】
間接的に表示させる場合、オペレータ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、オペレータは、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、オペレータが、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、オペレータは、電極タイプ選択ボタンa3を用いることにより、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。
【0046】
また、オペレータは、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、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。
【0047】
間接的に表示させる場合、オペレータ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、オペレータは、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、オペレータが、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、オペレータは、面形状選択ボタンa5を用いることにより、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。
【0048】
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、オペレータが決定ボタン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。
【0049】
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、部品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、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。
【0050】
このような部品教示データは、部品を基板に実装する部品実装装置において、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、部品を基板に実装するときには、その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部品を正確に実装することができるのである。
【0051】
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、オペレータによる操作に基づいて作成条件を決定する(ステップS100)。
【0052】
次に、部品自動教示装置100は、部品をカラーで撮像することによりカラー画像を生成し(ステップS101)、そのカラー画像から部品白黒画像を生成するとともに(ステップS102)、そのカラー画像から電極白黒画像を生成する(ステップS104)。即ち、このステップS102およびS104では、部品自動教示装置100は、部品のカラー画像を、部品の形態が白黒の濃淡で表された白黒濃淡画像に変換する。
【0053】
そして、部品自動教示装置100は、部品白黒画像及び電極白黒画像から、部品の外形や、その部品の電極の外形を検出する(ステップS106)。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。またこのとき、部品自動教示装置100は、ステップS100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。
【0054】
最後に、部品自動教示装置100は、検出した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、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S108)。
【0055】
ここで、上述のステップS102における、クロマキー技術を用いた部品白黒画像の生成方法について詳細に説明する。
【0056】
図5は、本実施の形態の部品白黒画像の生成方法を説明するための説明図である。
画像処理部123は、スキャナー170から部品のカラー画像を取得して、その背景が青色又は赤色のカラー画像から、部品が白く背景が黒い部品白黒画像を生成する。そして、画像処理部123は、その部品白黒画像に対して伸張処理を行うことで、部品と背景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部品白黒画像を、中間部品白黒画像といい、伸張処理して生成された部品白黒画像を、最終部品白黒画像という。
【0057】
具体的に、画像処理部123は、カラー画像から中間部品白黒画像を生成するときには、各画素に対して、例えば256階調のRGBの濃淡値(RGB値)を、256階調の白黒の濃淡値に変換する。
【0058】
画像処理部123は、カラー画像の背景が青色であることを認識すると、青色変換式X=((R+G)/2−B)/2+128)を用いて、カラー画像の各画素が示すRGB値を、256階調の白黒の濃淡値Xに変換する。ここで、Rは赤色の256階調の濃淡値を示し、Gは緑色の256階調の濃淡値を示し、Bは青色の256階調の濃淡値を示す。また、(R+G)/2−Bは、当該画素の青色らしさを示すものであって、青色らしさが強ければ小さな値を示す。また、濃淡値Xが大きい画素は、白色が強くなるように表され、濃淡値Xが小さい画素は、黒色が強くなるように表される。
【0059】
例えば、画像処理部123は、カラー画像に含まれる画素が黄色ければ、その画素のRGB値は(255,255,0)であるから、そのRGB値(255,255,0)を、X=((255+255)/2−0)/2+128=255の白黒の濃淡値に変換する。また、画像処理部123は、カラー画像に含まれる画素が緑色であれば、その画素のRGB値は(0,255,0)であるから、そのRGB値をX=((0+255)/2−0)/2+128=192の白黒の濃淡値に変換する。これと同様に、画像処理部123は、カラー画像に含まれる画素が白色であれば、その画素のRGB値(255,255,255)を、X=128の白黒の濃淡値に変換し、カラー画像に含まれる画素が紺色であれば、その画素のRGB値(0,0,160)を、X=48の白黒の濃淡値に変換し、カラー画像に含まれる画素が青色であれば、その画素のRGB値(0,0,255)を、X=0の白黒の濃淡値に変換する。
【0060】
また、画像処理部123は、カラー画像の背景が赤色であることを認識すると、赤色変換式(X=((B+G)/2−R)/2+128)を用いて、カラー画像の各画素が示すRGB値を、256階調の白黒の濃淡値Xに変換する。ここで、(B+G)/2−Rは、当該画素の赤色らしさを示すものであって、赤色らしさが強ければ小さな値を示す。また、上述と同様、濃淡値Xが大きい画素は、白色が強くなるように表され、濃淡値Xが小さい画素は、黒色が強くなるように表される。
【0061】
このように、青色系でない部品に対しては、背景が青色のカラー画像から、上記青色変換式により中間部品白黒画像が生成され、赤色系でない部品に対しては、背景が赤色のカラー画像から、上記赤色変換式により中間部品白黒画像が生成されため、部品と背景とのコントラストを高くすることができる。
【0062】
次に、画像処理部123は、伸張処理を行うときには、中間部品白黒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。
【0063】
図6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、中間部品白黒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。
【0064】
具体的に、画像処理部123は、各画素ごとに、中間部品白黒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。
【0065】
このような伸張処理により、部品と背景のコントラストをさらに高くすることができる。
【0066】
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7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。
【0067】
画像処理部123は、中間部品白黒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%を基準濃淡値aとする。
【0068】
このように本実施の形態では、中間部品白黒画像の濃淡の幅を広げるため、部品の外形と背景との濃淡の差を大きくして、部品の外形をより明瞭にすることができる。また、中間部品白黒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、その制限範囲内で中間部品白黒画像の有効な部分の濃淡の幅を広げることができる。
【0069】
図8は、画像処理部123が部品の最終部品白黒画像を生成する動作(図4のステップS102の動作)を示すフロー図である。
【0070】
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)、そのカラー画像を中間部品白黒画像に変換する(ステップS202)。次に、画像処理部123は、中間部品白黒画像から基準濃淡値a及び最大濃淡値bを検索し(ステップS204)、その基準濃淡値a及び最大濃淡値bを用いて中間部品白黒画像に対して伸張処理を行う(ステップS206)。その結果、コントラストの高い部品の最終部品白黒画像が生成される。
【0071】
このように本実施の形態では、背景が青色又は赤色である部品のカラー画像を部品白黒画像に変換するため、背景色に着目した青色変換式又は赤色変換式を利用することで、部品の外形と背景との濃淡の差を大きくして、部品白黒画像における部品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、最終部品白黒画像から外形を検出して、その外形から部品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。
【0072】
なお、本実施の形態では、部品が白色になり背景が黒色になるように部品白黒画像を生成したが、部品が黒色になり背景が白色になるように部品白黒画像を生成してもよい。
【0073】
次に、上述のステップS104における、電極白黒画像の生成方法について詳細に説明する。
【0074】
図9は、本実施の形態における電極白黒画像の生成方法を説明するための説明図である。
【0075】
画像処理部123は、スキャナー170から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、そのカラー画像を電極白黒画像に変換する。この電極強調変換式により、電極白黒画像において、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、その電極白黒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、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電極白黒画像を、第1中間電極白黒画像といい、フィルタリング処理して生成された電極白黒画像を、第2中間電極白黒画像といい、伸張処理して生成された電極白黒画像を、最終電極白黒画像という。
【0076】
具体的に、画像処理部123は、カラー画像から第1中間電極白黒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。
【0077】
図10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。
【0078】
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。
【0079】
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中間電極白黒画像が生成される。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。
【0080】
図11は、一般的な部品(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11の(a)に示すように分布する。
【0081】
即ち、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、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。
【0082】
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11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中間電極白黒画像では、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、部品の電極の外形を明瞭にすることができる。
【0083】
画像処理部123は、第1中間電極白黒画像から第2中間電極白黒画像を生成するときには、第1中間電極白黒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中間電極白黒画像において、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中間電極白黒画像を生成する。
【0084】
このようなフィルタリング処理により、第2電極白黒画像に対するノイズの影響を抑えて、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。
【0085】
次に、画像処理部123は、伸張処理を行うときには、第2中間電極白黒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。このような伸張処理は、図6および図7を用いて説明した伸張処理と同様に行われる。
【0086】
このように本実施の形態では、第2中間電極白黒画像の濃淡の幅を広げるため、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、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中間電極白黒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中間電極白黒画像の有効な部分の濃淡の幅を広げることができる。
【0087】
図12は、画像処理部123が部品の最終電極白黒画像を生成する動作(図4のステップS104の動作)を示すフロー図である。
【0088】
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S300)、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S302)。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中間電極白黒画像を生成する(ステップS304)。
【0089】
そして、画像処理部123は、第1中間電極白黒画像に対してフィルタリング処理を行うことで、第2中間電極白黒画像を生成し(ステップS306)、その第2中間電極白黒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S308)。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中間電極白黒画像に対して伸張処理を行うことで、最終電極白黒画像を生成する(ステップS310)。
【0090】
このように本実施の形態では、カラー画像に写る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電極白黒画像に変換されるため、その電極白黒画像において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、最終電極白黒画像から外形を検出して、その外形から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。
【0091】
なお、本実施の形態では、部品の電極が白色になりその他の部分が黒色になるように部品白黒画像を生成したが、部品の電極が黒色になりその他の部分が白色になるように電極白黒画像を生成してもよい。
【0092】
また、本実施の形態における電極白黒画像の生成では、部品のカラー画像の背景の色は、白色に近い色でなければよく、青色や赤色、緑色などであってもよい。
【0093】
また、本実施の形態における電極白黒画像の生成では、カラー画像に含まれる白色に近い色ほど、白くなるように電極白黒画像を生成したが、さらに、その電極白黒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、ボディが白色の部品1のカラー画像を、上述の電極強調変換式を用いて電極白黒画像に変換すると、その電極白黒画像では、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、その電極白黒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。
【0094】
例えば、電極白黒画像において、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、その電極白黒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、その電極白黒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、変換後の電極白黒画像において、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、その電極白黒画像から電極の外形を容易に検出することができる。
【0095】
このような追加的な変換処理は、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、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(部品白黒画像)が利用される。即ち、部品外形用の白黒濃淡画像のうち、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、部品1のタイプによって異なるが、一般的に部品1の中心部分である。
【0096】
また、濃淡値が250以上の画素を、電極白黒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、電極白黒画像の部品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。
【0097】
(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。
【0098】
本変形例に係る部品自動教示装置は、部品を基板に実装する部品実装装置に備えられている。
【0099】
図13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。
【0100】
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から供給される部品や、パーツトレイ532に載せられた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300と、部品自動教示装置300により作成された部品教示データを参照して、ヘッド528に吸着された部品の位置ずれを認識する認識部540とを備えている。
【0101】
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に吸着された部品の部品教示データを部品自動教示装置300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に吸着された部品の位置ずれを認識する。
【0102】
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で部品が実装されると、アンローダ部520に搬送される。
【0103】
ヘッド528は、先端に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の平面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、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、その部品を撮像位置に搬送してその撮像位置で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を駆動させて部品を基板2に実装する。
【0104】
本変形例に係る部品自動教示装置300は、撮像位置にある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300は、ヘッド528の吸着ノズル534に吸着された部品を、ヘッド528と反対側から(図13中、下から)撮像する。
【0105】
図14は、本変形例に係る部品自動教示装置300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300は、表示部330と、操作部310と、制御部320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に吸着された部品1を撮像する撮像部370を備えている。
【0106】
本変形例に係る表示部330及び操作部310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310は、オペレータ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13参照)、表示部330は、その操作部310の近くに配設されている。
【0107】
撮像部370は、カラーで撮像するカメラ372と、ヘッド528に吸着された部品1に白色光を当てる照明具371と、ヘッド528の各吸着ノズル534に取着される背景板373とを備えている。背景板373の部品1側の面は青色又は赤色である。吸着ノズル534に吸着される部品1が青色系でなければ、青色の背景板373がその吸着ノズル534に対して用いられ、吸着ノズル534に吸着される部品1が赤色系でなければ、赤色の背景板373がその吸着ノズル534に対して用いられる。
【0108】
このような撮像部370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に吸着された部品1が撮像位置Aに搬送されたときに、その背景板373を背景にして部品1を撮像し、背景が青色又は赤色の部品1のカラー画像を生成する。
【0109】
本変形例に係る制御部320は、周辺機器制御部321と、入出力処理部322と、画像処理部323とを備えている。周辺機器制御部321及び入出力処理部322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と同様の機能を有する。画像処理部323は、基本的に上記実施の形態の画像処理部123と同様の機能を有するが、部品教示データの作成条件として、さらに部品サイズを決定する。
【0110】
図15は、画像処理部323が作成条件を決定するために表示部330に表示させる画面の一例を示す画面表示図である。
【0111】
画像処理部323は、プルダウンメニューにより部品サイズを選択表示するためのサイズ欄a21を表示部330に表示させる。オペレータは、操作部310を操作することにより、部品1の最大辺の寸法を部品サイズとしてサイズ欄a21に表示させ、決定ボタンa6を選択すると、その部品サイズが作成条件として決定される。また、本変形例に係る画像処理部323は、撮像部370による部品1の撮像が行われる前に、図15に示す画面を表示部330に表示させ、電極タイプ及び電極接地面形状並びに部品サイズを作成条件として予め決定しておく。
【0112】
このような本変形例に係る部品自動教示装置300では、ヘッド528の吸着ノズル534に吸着された部品1が撮像位置Aに搬送されると、撮像部370のカメラ372が、照明具371により照らされたその部品1を撮像する。このとき、カメラ372は、画像処理部323で決定された部品サイズに基づいて画角を調整し、その画角で部品1を撮像する。そして、カメラ372は、その撮像結果である部品1のカラー画像を制御部320に出力する。青色の背景板373がヘッド528に取着されている場合には、背景が青色のカラー画像が出力され、赤色の背景板373がヘッド528に取着されている場合には、背景が赤色のカラー画像が出力される。本変形例に係る部品自動教示装置300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、白黒濃淡画像を生成し、その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。
【0113】
また、部品実装装置500に備えられた認識部540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。
【0114】
この認識部540は、照明具371およびカメラ372を制御してカメラ372に部品1を撮像させる。そして、認識部540は、部品自動教示装置300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372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に吸着された部品1の位置ずれを認識する。具体的に、認識部540は、吸着ノズル534によって吸着される部品1の吸着面に沿った方向(水平方向)のずれと、その吸着面における部品1の回転方向のずれとを、上述の位置ずれとして認識する。次に、認識部540は、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上の所定の部位に部品1が正確に実装される。
【0115】
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、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372と、吸着ノズル534に吸着された部品1を撮像するカメラ372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。
【0116】
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372で生成された画像とを用いて部品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372が、部品実装時に、撮像位置Aに搬送された部品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320の画像処理部323は、そのカラー画像から部品1の白黒濃淡画像を生成する。そして、認識部540は、その白黒濃淡画像から部品1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。
【0117】
また、画像処理部323が認識部540の機能を兼ね備えてもよい。
【産業上の利用可能性】
【0118】
本発明の部品の画像生成方法は、部品の形態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オペレータ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】
【0119】
【図1】本発明の実施の形態における部品自動教示装置の構成を示す構成図である。
【図2】(a)および(b)は、同上のスキャナーの外観を示す外観図である。
【図3】(a)〜(c)は、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】同上の部品白黒画像の生成方法を説明するための説明図である。
【図6】同上の伸張処理の一例を説明するための説明図である。
【図7】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8】同上の画像処理部が部品の最終部品白黒画像を生成する動作を示すフロー図である。
【図9】同上の電極白黒画像の生成方法を説明するための説明図である。
【図10】同上のRGB表色系とLab表色系を説明するための説明図である。
【図11】一般的な部品(電子部品)に含まれる各色の分布を示す図である。
【図12】本発明の実施の形態における画像処理部が部品の最終電極白黒画像を生成する動作を示すフロー図である。
【図13】同上の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14】同上の変形例に係る部品自動教示装置の構成を示す構成図である。
【図15】同上の変形例に係る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。
【符号の説明】
【0120】
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
【技術分野】
【0001】
本発明は、電子部品などの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】
上記従来の部品の画像生成方法は、部品を照らす照明の色調を調整することにより、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、上記従来の部品の画像生成方法では、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、部品と背景とのコントラストや、部品の電極とその他の部分とのコントラストが不十分で、部品の形態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、部品の形態を明瞭にする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、本発明の部品の画像生成方法は、基板上に実装される部品の特徴を特定するために用いられる前記部品の画像を生成する方法であって、部品をカラーで撮像することで、前記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を、前記部品の形態が白黒の濃淡によって表された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。ここで、前記カラー画像生成ステップでは、背景が単色となるように前記部品をカラーで撮像し、前記変換ステップでは、前記カラー画像生成ステップで生成されたカラー画像を、前記背景が白色又は黒色となって前記部品の外形が白黒の濃淡で表された前記白黒濃淡画像に変換することを特徴としてもよい。
【0007】
これにより、部品のカラー画像が白黒濃淡画像に変換されるため、その変換処理を適切に行うことで、白黒濃淡画像における部品の形態を明瞭にすることができる。また、背景を単色とすることで、部品の外形と背景との濃淡の差を大きくして、白黒濃淡画像における部品の外形を明瞭にすることができる。さらに、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を行う伸張処理ステップを含むことを特徴としてもよい。
【0009】
これにより、白黒濃淡画像の濃淡の幅が広げられるため、部品の外形と背景との濃淡の差をさらに大きくして、部品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よい。
【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】
また、前記カラー画像生成ステップでは、背景が青色となるように部品を撮像することで前記カラー画像を生成し、前記変換ステップでは、前記背景が部品と比べて黒くなるように、前記カラー画像を白黒濃淡画像に変換することを特徴としてもよい。
【0013】
例えば、前記変換ステップでは、赤色の濃淡値R、緑色の濃淡値G、青色の濃淡値B、及び定数Kにより示される((R+G)/2−B)/2+Kの変換式を用いて、前記カラー画像に含まれる各画素の色を表すRGB値を白黒の濃淡値に変換する。
【0014】
これにより、白黒濃淡画像において青色系でない部品の外形を明瞭にすることができる。
【0015】
また、前記カラー画像生成ステップでは、背景が赤色となるように部品を撮像することで前記カラー画像を生成し、前記変換ステップでは、前記背景が部品と比べて黒くなるように、前記カラー画像を白黒濃淡画像に変換することを特徴としてもよい。
【0016】
例えば、前記変換ステップでは、赤色の濃淡値R、緑色の濃淡値G、青色の濃淡値B、及び定数Kにより示される((B+G)/2−R)/2+Kの変換式を用いて、前記カラー画像に含まれる各画素の色を表すRGB値を白黒の濃淡値に変換する。
【0017】
これにより、白黒濃淡画像において赤色系でない部品の外形を明瞭にすることができる。
【0018】
また、前記部品は電子部品であって、前記変換ステップでは、さらに、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色のうち白色に近い色ほど白黒の濃淡によって際立たせることで、前記カラー画像を、前記部品の電極が白黒の濃淡で表された電極白黒濃淡画像に変換することを特徴としてもよい。
【0019】
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、前記電極白黒濃淡画像への変換を行うときには、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。
【0020】
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電極白黒濃淡画像に変換されるため、その電極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。
【0021】
また、前記部品の画像生成方法は、さらに、前記電極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よい。
【0022】
これにより、電極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。
【0023】
また、前記部品の画像生成方法は、さらに、前記電極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よい。
【0024】
これにより、電極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。
【0025】
また、前記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電極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してもよい。
【0026】
例えば、電子部品のボディが白色の場合には、電極白黒濃淡画像において、ボディと電極との濃淡値は共に高くてそれぞれ白色に近く、ボディと電極との濃淡の差が小さくなる。また、カラー画像に写る電子部品の電極は、白色よりも暗い色であるため、電子部品のボディが白色の場合には、電極白黒濃淡画像のボディに対応する画素の濃淡値は、電極に対応する画素の濃淡値よりも少し大きくなる。そこで、電子部品のボディが白色であっても、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ことにより、電極白黒濃淡画像においてそのボディを黒くし、電極のみを白くすることができる。したがって、電子部品の電極以外の部位の色が白色であっても、電子部品の電極の外形のみを明瞭にすることができる。
【0027】
なお、本発明は、上記部品の画像生成方法を用いて部品教示データを作成する部品教示データ作成方法や部品自動教示装置、それらの方法のプログラム、及び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。さらに、本発明は、上記部品の画像生成方法により画像を生成する画像生成装置としても実現することができる。さらに、本発明は、上記部品自動教示装置を備えた部品実装装置としても実現することができる。
【発明の効果】
【0028】
本発明の部品の画像生成方法は、部品の形態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】
【0029】
以下、本発明の実施の形態における部品自動教示装置について、図面を用いて説明する。
【0030】
図1は、本発明の実施の形態における部品自動教示装置の構成を示す構成図である。
この部品自動教示装置100は、本発明の電子部品(以下、単に部品という)の画像生成方法を利用して、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、部品を撮像するスキャナー170と、オペレータ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。
【0031】
図2(a)および図2(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)および図2(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。
【0032】
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。
【0033】
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。オペレータが部品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、オペレータが部品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。
【0034】
カバーシート173は、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。また、このカバーシート173は青色又は赤色であって、青色のカバーシート173と赤色のカバーシート173とは撮像対象の部品1の色に応じて使い分けられる。
【0035】
オペレータは、部品1を撮像するときには、まず、その撮像対象の部品1の色が青色系か赤色系かを判別し、青色系でなければ、カバー172を開状態にして青色のカバーシート173をそのカバー172に取り付ける。そして、オペレータは、ガラス板171b上にその部品1を設置してカバー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部品1をカラーで撮像することにより、背景が青色の部品1のカラー画像を生成する。一方、撮像対象の部品1が赤色系でなければ、オペレータは赤色のカバーシート173を上述と同様にカバー172に取り付け、部品1をガラス板171b上に設置する。このような状態でスキャナー170は、部品1をカラーで撮像することにより、背景が赤色の部品1のカラー画像を生成する。このように、背景が青色や赤色の単色となった部品1のカラー画像が生成される。
【0036】
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。
【0037】
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。
【0038】
画像処理部123は、スキャナー170で生成された部品のカラー画像に対して所定の処理を行って、部品等の外形が白黒の濃淡で表された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。
【0039】
具体的に、画像処理部123は、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(以下、部品白黒画像という)と、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(以下、電極白黒画像という)とを生成する。部品白黒画像は、部品の外形を白黒の濃淡で表すものであり、電極白黒画像は、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、部品の電極以外の部分及び背景を黒く表す。
【0040】
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、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。
【0041】
作成条件は、例えば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。オペレータは、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、部品の電極タイプ及び電極接地面形状を入力する。
【0042】
図3(a)〜図3(c)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。
【0043】
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。
【0044】
オペレータは、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、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。
【0045】
間接的に表示させる場合、オペレータ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、オペレータは、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、オペレータが、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、オペレータは、電極タイプ選択ボタンa3を用いることにより、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。
【0046】
また、オペレータは、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、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。
【0047】
間接的に表示させる場合、オペレータ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、オペレータは、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、オペレータが、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、オペレータは、面形状選択ボタンa5を用いることにより、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。
【0048】
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、オペレータが決定ボタン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。
【0049】
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、部品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、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。
【0050】
このような部品教示データは、部品を基板に実装する部品実装装置において、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、部品を基板に実装するときには、その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部品を正確に実装することができるのである。
【0051】
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、オペレータによる操作に基づいて作成条件を決定する(ステップS100)。
【0052】
次に、部品自動教示装置100は、部品をカラーで撮像することによりカラー画像を生成し(ステップS101)、そのカラー画像から部品白黒画像を生成するとともに(ステップS102)、そのカラー画像から電極白黒画像を生成する(ステップS104)。即ち、このステップS102およびS104では、部品自動教示装置100は、部品のカラー画像を、部品の形態が白黒の濃淡で表された白黒濃淡画像に変換する。
【0053】
そして、部品自動教示装置100は、部品白黒画像及び電極白黒画像から、部品の外形や、その部品の電極の外形を検出する(ステップS106)。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。またこのとき、部品自動教示装置100は、ステップS100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。
【0054】
最後に、部品自動教示装置100は、検出した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、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S108)。
【0055】
ここで、上述のステップS102における、クロマキー技術を用いた部品白黒画像の生成方法について詳細に説明する。
【0056】
図5は、本実施の形態の部品白黒画像の生成方法を説明するための説明図である。
画像処理部123は、スキャナー170から部品のカラー画像を取得して、その背景が青色又は赤色のカラー画像から、部品が白く背景が黒い部品白黒画像を生成する。そして、画像処理部123は、その部品白黒画像に対して伸張処理を行うことで、部品と背景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部品白黒画像を、中間部品白黒画像といい、伸張処理して生成された部品白黒画像を、最終部品白黒画像という。
【0057】
具体的に、画像処理部123は、カラー画像から中間部品白黒画像を生成するときには、各画素に対して、例えば256階調のRGBの濃淡値(RGB値)を、256階調の白黒の濃淡値に変換する。
【0058】
画像処理部123は、カラー画像の背景が青色であることを認識すると、青色変換式X=((R+G)/2−B)/2+128)を用いて、カラー画像の各画素が示すRGB値を、256階調の白黒の濃淡値Xに変換する。ここで、Rは赤色の256階調の濃淡値を示し、Gは緑色の256階調の濃淡値を示し、Bは青色の256階調の濃淡値を示す。また、(R+G)/2−Bは、当該画素の青色らしさを示すものであって、青色らしさが強ければ小さな値を示す。また、濃淡値Xが大きい画素は、白色が強くなるように表され、濃淡値Xが小さい画素は、黒色が強くなるように表される。
【0059】
例えば、画像処理部123は、カラー画像に含まれる画素が黄色ければ、その画素のRGB値は(255,255,0)であるから、そのRGB値(255,255,0)を、X=((255+255)/2−0)/2+128=255の白黒の濃淡値に変換する。また、画像処理部123は、カラー画像に含まれる画素が緑色であれば、その画素のRGB値は(0,255,0)であるから、そのRGB値をX=((0+255)/2−0)/2+128=192の白黒の濃淡値に変換する。これと同様に、画像処理部123は、カラー画像に含まれる画素が白色であれば、その画素のRGB値(255,255,255)を、X=128の白黒の濃淡値に変換し、カラー画像に含まれる画素が紺色であれば、その画素のRGB値(0,0,160)を、X=48の白黒の濃淡値に変換し、カラー画像に含まれる画素が青色であれば、その画素のRGB値(0,0,255)を、X=0の白黒の濃淡値に変換する。
【0060】
また、画像処理部123は、カラー画像の背景が赤色であることを認識すると、赤色変換式(X=((B+G)/2−R)/2+128)を用いて、カラー画像の各画素が示すRGB値を、256階調の白黒の濃淡値Xに変換する。ここで、(B+G)/2−Rは、当該画素の赤色らしさを示すものであって、赤色らしさが強ければ小さな値を示す。また、上述と同様、濃淡値Xが大きい画素は、白色が強くなるように表され、濃淡値Xが小さい画素は、黒色が強くなるように表される。
【0061】
このように、青色系でない部品に対しては、背景が青色のカラー画像から、上記青色変換式により中間部品白黒画像が生成され、赤色系でない部品に対しては、背景が赤色のカラー画像から、上記赤色変換式により中間部品白黒画像が生成されため、部品と背景とのコントラストを高くすることができる。
【0062】
次に、画像処理部123は、伸張処理を行うときには、中間部品白黒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。
【0063】
図6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、中間部品白黒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。
【0064】
具体的に、画像処理部123は、各画素ごとに、中間部品白黒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。
【0065】
このような伸張処理により、部品と背景のコントラストをさらに高くすることができる。
【0066】
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7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。
【0067】
画像処理部123は、中間部品白黒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%を基準濃淡値aとする。
【0068】
このように本実施の形態では、中間部品白黒画像の濃淡の幅を広げるため、部品の外形と背景との濃淡の差を大きくして、部品の外形をより明瞭にすることができる。また、中間部品白黒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、その制限範囲内で中間部品白黒画像の有効な部分の濃淡の幅を広げることができる。
【0069】
図8は、画像処理部123が部品の最終部品白黒画像を生成する動作(図4のステップS102の動作)を示すフロー図である。
【0070】
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)、そのカラー画像を中間部品白黒画像に変換する(ステップS202)。次に、画像処理部123は、中間部品白黒画像から基準濃淡値a及び最大濃淡値bを検索し(ステップS204)、その基準濃淡値a及び最大濃淡値bを用いて中間部品白黒画像に対して伸張処理を行う(ステップS206)。その結果、コントラストの高い部品の最終部品白黒画像が生成される。
【0071】
このように本実施の形態では、背景が青色又は赤色である部品のカラー画像を部品白黒画像に変換するため、背景色に着目した青色変換式又は赤色変換式を利用することで、部品の外形と背景との濃淡の差を大きくして、部品白黒画像における部品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、最終部品白黒画像から外形を検出して、その外形から部品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。
【0072】
なお、本実施の形態では、部品が白色になり背景が黒色になるように部品白黒画像を生成したが、部品が黒色になり背景が白色になるように部品白黒画像を生成してもよい。
【0073】
次に、上述のステップS104における、電極白黒画像の生成方法について詳細に説明する。
【0074】
図9は、本実施の形態における電極白黒画像の生成方法を説明するための説明図である。
【0075】
画像処理部123は、スキャナー170から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、そのカラー画像を電極白黒画像に変換する。この電極強調変換式により、電極白黒画像において、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、その電極白黒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、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電極白黒画像を、第1中間電極白黒画像といい、フィルタリング処理して生成された電極白黒画像を、第2中間電極白黒画像といい、伸張処理して生成された電極白黒画像を、最終電極白黒画像という。
【0076】
具体的に、画像処理部123は、カラー画像から第1中間電極白黒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。
【0077】
図10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。
【0078】
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。
【0079】
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中間電極白黒画像が生成される。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。
【0080】
図11は、一般的な部品(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11の(a)に示すように分布する。
【0081】
即ち、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、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。
【0082】
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11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中間電極白黒画像では、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、部品の電極の外形を明瞭にすることができる。
【0083】
画像処理部123は、第1中間電極白黒画像から第2中間電極白黒画像を生成するときには、第1中間電極白黒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中間電極白黒画像において、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中間電極白黒画像を生成する。
【0084】
このようなフィルタリング処理により、第2電極白黒画像に対するノイズの影響を抑えて、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。
【0085】
次に、画像処理部123は、伸張処理を行うときには、第2中間電極白黒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。このような伸張処理は、図6および図7を用いて説明した伸張処理と同様に行われる。
【0086】
このように本実施の形態では、第2中間電極白黒画像の濃淡の幅を広げるため、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、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中間電極白黒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中間電極白黒画像の有効な部分の濃淡の幅を広げることができる。
【0087】
図12は、画像処理部123が部品の最終電極白黒画像を生成する動作(図4のステップS104の動作)を示すフロー図である。
【0088】
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S300)、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S302)。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中間電極白黒画像を生成する(ステップS304)。
【0089】
そして、画像処理部123は、第1中間電極白黒画像に対してフィルタリング処理を行うことで、第2中間電極白黒画像を生成し(ステップS306)、その第2中間電極白黒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S308)。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中間電極白黒画像に対して伸張処理を行うことで、最終電極白黒画像を生成する(ステップS310)。
【0090】
このように本実施の形態では、カラー画像に写る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電極白黒画像に変換されるため、その電極白黒画像において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、最終電極白黒画像から外形を検出して、その外形から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。
【0091】
なお、本実施の形態では、部品の電極が白色になりその他の部分が黒色になるように部品白黒画像を生成したが、部品の電極が黒色になりその他の部分が白色になるように電極白黒画像を生成してもよい。
【0092】
また、本実施の形態における電極白黒画像の生成では、部品のカラー画像の背景の色は、白色に近い色でなければよく、青色や赤色、緑色などであってもよい。
【0093】
また、本実施の形態における電極白黒画像の生成では、カラー画像に含まれる白色に近い色ほど、白くなるように電極白黒画像を生成したが、さらに、その電極白黒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、ボディが白色の部品1のカラー画像を、上述の電極強調変換式を用いて電極白黒画像に変換すると、その電極白黒画像では、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、その電極白黒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。
【0094】
例えば、電極白黒画像において、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、その電極白黒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、その電極白黒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、変換後の電極白黒画像において、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、その電極白黒画像から電極の外形を容易に検出することができる。
【0095】
このような追加的な変換処理は、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、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(部品白黒画像)が利用される。即ち、部品外形用の白黒濃淡画像のうち、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、部品1のタイプによって異なるが、一般的に部品1の中心部分である。
【0096】
また、濃淡値が250以上の画素を、電極白黒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、電極白黒画像の部品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。
【0097】
(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。
【0098】
本変形例に係る部品自動教示装置は、部品を基板に実装する部品実装装置に備えられている。
【0099】
図13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。
【0100】
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から供給される部品や、パーツトレイ532に載せられた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300と、部品自動教示装置300により作成された部品教示データを参照して、ヘッド528に吸着された部品の位置ずれを認識する認識部540とを備えている。
【0101】
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に吸着された部品の部品教示データを部品自動教示装置300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に吸着された部品の位置ずれを認識する。
【0102】
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で部品が実装されると、アンローダ部520に搬送される。
【0103】
ヘッド528は、先端に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の平面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、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、その部品を撮像位置に搬送してその撮像位置で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を駆動させて部品を基板2に実装する。
【0104】
本変形例に係る部品自動教示装置300は、撮像位置にある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300は、ヘッド528の吸着ノズル534に吸着された部品を、ヘッド528と反対側から(図13中、下から)撮像する。
【0105】
図14は、本変形例に係る部品自動教示装置300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300は、表示部330と、操作部310と、制御部320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に吸着された部品1を撮像する撮像部370を備えている。
【0106】
本変形例に係る表示部330及び操作部310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310は、オペレータ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13参照)、表示部330は、その操作部310の近くに配設されている。
【0107】
撮像部370は、カラーで撮像するカメラ372と、ヘッド528に吸着された部品1に白色光を当てる照明具371と、ヘッド528の各吸着ノズル534に取着される背景板373とを備えている。背景板373の部品1側の面は青色又は赤色である。吸着ノズル534に吸着される部品1が青色系でなければ、青色の背景板373がその吸着ノズル534に対して用いられ、吸着ノズル534に吸着される部品1が赤色系でなければ、赤色の背景板373がその吸着ノズル534に対して用いられる。
【0108】
このような撮像部370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に吸着された部品1が撮像位置Aに搬送されたときに、その背景板373を背景にして部品1を撮像し、背景が青色又は赤色の部品1のカラー画像を生成する。
【0109】
本変形例に係る制御部320は、周辺機器制御部321と、入出力処理部322と、画像処理部323とを備えている。周辺機器制御部321及び入出力処理部322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と同様の機能を有する。画像処理部323は、基本的に上記実施の形態の画像処理部123と同様の機能を有するが、部品教示データの作成条件として、さらに部品サイズを決定する。
【0110】
図15は、画像処理部323が作成条件を決定するために表示部330に表示させる画面の一例を示す画面表示図である。
【0111】
画像処理部323は、プルダウンメニューにより部品サイズを選択表示するためのサイズ欄a21を表示部330に表示させる。オペレータは、操作部310を操作することにより、部品1の最大辺の寸法を部品サイズとしてサイズ欄a21に表示させ、決定ボタンa6を選択すると、その部品サイズが作成条件として決定される。また、本変形例に係る画像処理部323は、撮像部370による部品1の撮像が行われる前に、図15に示す画面を表示部330に表示させ、電極タイプ及び電極接地面形状並びに部品サイズを作成条件として予め決定しておく。
【0112】
このような本変形例に係る部品自動教示装置300では、ヘッド528の吸着ノズル534に吸着された部品1が撮像位置Aに搬送されると、撮像部370のカメラ372が、照明具371により照らされたその部品1を撮像する。このとき、カメラ372は、画像処理部323で決定された部品サイズに基づいて画角を調整し、その画角で部品1を撮像する。そして、カメラ372は、その撮像結果である部品1のカラー画像を制御部320に出力する。青色の背景板373がヘッド528に取着されている場合には、背景が青色のカラー画像が出力され、赤色の背景板373がヘッド528に取着されている場合には、背景が赤色のカラー画像が出力される。本変形例に係る部品自動教示装置300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、白黒濃淡画像を生成し、その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。
【0113】
また、部品実装装置500に備えられた認識部540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。
【0114】
この認識部540は、照明具371およびカメラ372を制御してカメラ372に部品1を撮像させる。そして、認識部540は、部品自動教示装置300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372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に吸着された部品1の位置ずれを認識する。具体的に、認識部540は、吸着ノズル534によって吸着される部品1の吸着面に沿った方向(水平方向)のずれと、その吸着面における部品1の回転方向のずれとを、上述の位置ずれとして認識する。次に、認識部540は、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上の所定の部位に部品1が正確に実装される。
【0115】
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、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372と、吸着ノズル534に吸着された部品1を撮像するカメラ372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。
【0116】
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372で生成された画像とを用いて部品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372が、部品実装時に、撮像位置Aに搬送された部品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320の画像処理部323は、そのカラー画像から部品1の白黒濃淡画像を生成する。そして、認識部540は、その白黒濃淡画像から部品1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。
【0117】
また、画像処理部323が認識部540の機能を兼ね備えてもよい。
【産業上の利用可能性】
【0118】
本発明の部品の画像生成方法は、部品の形態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オペレータ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】
【0119】
【図1】本発明の実施の形態における部品自動教示装置の構成を示す構成図である。
【図2】(a)および(b)は、同上のスキャナーの外観を示す外観図である。
【図3】(a)〜(c)は、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】同上の部品白黒画像の生成方法を説明するための説明図である。
【図6】同上の伸張処理の一例を説明するための説明図である。
【図7】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8】同上の画像処理部が部品の最終部品白黒画像を生成する動作を示すフロー図である。
【図9】同上の電極白黒画像の生成方法を説明するための説明図である。
【図10】同上のRGB表色系とLab表色系を説明するための説明図である。
【図11】一般的な部品(電子部品)に含まれる各色の分布を示す図である。
【図12】本発明の実施の形態における画像処理部が部品の最終電極白黒画像を生成する動作を示すフロー図である。
【図13】同上の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14】同上の変形例に係る部品自動教示装置の構成を示す構成図である。
【図15】同上の変形例に係る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。
【符号の説明】
【0120】
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
【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板上に実装される部品の特徴を特定するために用いられる前記部品の画像を生成する方法であって、
部品をカラーで撮像することで、前記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を、前記部品の形態が白黒の濃淡によって表された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部品の画像生成方法。
【請求項2】
前記カラー画像生成ステップでは、
背景が単色となるように前記部品をカラーで撮像し、
前記変換ステップでは、
前記カラー画像生成ステップで生成されたカラー画像を、前記背景が白色又は黒色となって前記部品の外形が白黒の濃淡で表された前記白黒濃淡画像に変換する
ことを特徴とする請求の範囲第1項記載の部品の画像生成方法。
【請求項3】
前記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を行う伸張処理ステップを含む
ことを特徴とする請求の範囲第2項記載の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の範囲第3項記載の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、
背景が青色となるように部品を撮像することで前記カラー画像を生成し、
前記変換ステップでは、
前記背景が部品と比べて黒くなるように、前記カラー画像を白黒濃淡画像に変換する
ことを特徴とする請求の範囲第2項記載の部品の画像生成方法。
【請求項6】
前記変換ステップでは、
赤色の濃淡値R、緑色の濃淡値G、青色の濃淡値B、及び定数Kにより示される((R+G)/2−B)/2+Kの変換式を用いて、前記カラー画像に含まれる各画素の色を表すRGB値を白黒の濃淡値に変換する
ことを特徴とする請求の範囲第5項記載の部品の画像生成方法。
【請求項7】
前記カラー画像生成ステップでは、
背景が赤色となるように部品を撮像することで前記カラー画像を生成し、
前記変換ステップでは、
前記背景が部品と比べて黒くなるように、前記カラー画像を白黒濃淡画像に変換する
ことを特徴とする請求の範囲第2項記載の部品の画像生成方法。
【請求項8】
前記変換ステップでは、
赤色の濃淡値R、緑色の濃淡値G、青色の濃淡値B、及び定数Kにより示される((B+G)/2−R)/2+Kの変換式を用いて、前記カラー画像に含まれる各画素の色を表すRGB値を白黒の濃淡値に変換する
ことを特徴とする請求の範囲第7項記載の部品の画像生成方法。
【請求項9】
前記部品は電子部品であって、
前記変換ステップでは、さらに、
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色のうち白色に近い色ほど白黒の濃淡によって際立たせることで、前記カラー画像を、前記部品の電極が白黒の濃淡で表された電極白黒濃淡画像に変換する
ことを特徴とする請求の範囲第2記載の部品の画像生成方法。
【請求項10】
前記部品の画像生成方法は、さらに、
前記電極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の範囲第9項記載の部品の画像生成方法。
【請求項11】
前記部品の画像生成方法は、さらに、
前記電極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の範囲第10項記載の部品の画像生成方法。
【請求項12】
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、
前記電極白黒濃淡画像への変換を行うときには、
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の範囲第9項記載の部品の画像生成方法。
【請求項13】
前記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電極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の範囲第9項記載の部品の画像生成方法。
【請求項14】
基板上に実装される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、
部品をカラーで撮像することで、前記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を、前記部品の形態が白黒の濃淡によって表された白黒濃淡画像に変換する変換ステップと
前記白黒濃淡画像から前記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15】
基板上に実装される部品の特徴を特定するために用いられる前記部品の画像を生成する画像生成装置であって、
背景が単色となるように部品をカラーで撮像することで、前記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を、前記背景が白色又は黒色となって前記部品の外形が白黒の濃淡で表された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部品の画像生成装置。
【請求項16】
前記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を行う伸張処理手段を備える
ことを特徴とする請求項15記載の部品の画像生成装置。
【請求項17】
基板上に実装される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15又は16記載の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18】
基板上に部品を実装する部品実装装置であって、
部品をカラーで撮像することで、前記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を、前記部品の形態が白黒の濃淡によって表された白黒濃淡画像に変換する変換手段と
前記白黒濃淡画像から前記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、
前記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部品を実装するヘッドと、
前記データ作成手段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19】
基板上に部品を実装する部品実装装置であって、
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部品を実装するヘッドと、
前記ヘッドに保持された部品を、背景が単色となるようにカラーで撮像することで、前記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を、前記背景が白色又は黒色となって前記部品の外形が白黒の濃淡で表された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20】
請求項1〜13の何れか1項に記載の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。
【請求項1】
基板上に実装される部品の特徴を特定するために用いられる前記部品の画像を生成する方法であって、
部品をカラーで撮像することで、前記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を、前記部品の形態が白黒の濃淡によって表された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部品の画像生成方法。
【請求項2】
前記カラー画像生成ステップでは、
背景が単色となるように前記部品をカラーで撮像し、
前記変換ステップでは、
前記カラー画像生成ステップで生成されたカラー画像を、前記背景が白色又は黒色となって前記部品の外形が白黒の濃淡で表された前記白黒濃淡画像に変換する
ことを特徴とする請求の範囲第1項記載の部品の画像生成方法。
【請求項3】
前記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を行う伸張処理ステップを含む
ことを特徴とする請求の範囲第2項記載の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の範囲第3項記載の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、
背景が青色となるように部品を撮像することで前記カラー画像を生成し、
前記変換ステップでは、
前記背景が部品と比べて黒くなるように、前記カラー画像を白黒濃淡画像に変換する
ことを特徴とする請求の範囲第2項記載の部品の画像生成方法。
【請求項6】
前記変換ステップでは、
赤色の濃淡値R、緑色の濃淡値G、青色の濃淡値B、及び定数Kにより示される((R+G)/2−B)/2+Kの変換式を用いて、前記カラー画像に含まれる各画素の色を表すRGB値を白黒の濃淡値に変換する
ことを特徴とする請求の範囲第5項記載の部品の画像生成方法。
【請求項7】
前記カラー画像生成ステップでは、
背景が赤色となるように部品を撮像することで前記カラー画像を生成し、
前記変換ステップでは、
前記背景が部品と比べて黒くなるように、前記カラー画像を白黒濃淡画像に変換する
ことを特徴とする請求の範囲第2項記載の部品の画像生成方法。
【請求項8】
前記変換ステップでは、
赤色の濃淡値R、緑色の濃淡値G、青色の濃淡値B、及び定数Kにより示される((B+G)/2−R)/2+Kの変換式を用いて、前記カラー画像に含まれる各画素の色を表すRGB値を白黒の濃淡値に変換する
ことを特徴とする請求の範囲第7項記載の部品の画像生成方法。
【請求項9】
前記部品は電子部品であって、
前記変換ステップでは、さらに、
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色のうち白色に近い色ほど白黒の濃淡によって際立たせることで、前記カラー画像を、前記部品の電極が白黒の濃淡で表された電極白黒濃淡画像に変換する
ことを特徴とする請求の範囲第2記載の部品の画像生成方法。
【請求項10】
前記部品の画像生成方法は、さらに、
前記電極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の範囲第9項記載の部品の画像生成方法。
【請求項11】
前記部品の画像生成方法は、さらに、
前記電極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の範囲第10項記載の部品の画像生成方法。
【請求項12】
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、
前記電極白黒濃淡画像への変換を行うときには、
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の範囲第9項記載の部品の画像生成方法。
【請求項13】
前記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電極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の範囲第9項記載の部品の画像生成方法。
【請求項14】
基板上に実装される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、
部品をカラーで撮像することで、前記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を、前記部品の形態が白黒の濃淡によって表された白黒濃淡画像に変換する変換ステップと
前記白黒濃淡画像から前記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15】
基板上に実装される部品の特徴を特定するために用いられる前記部品の画像を生成する画像生成装置であって、
背景が単色となるように部品をカラーで撮像することで、前記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を、前記背景が白色又は黒色となって前記部品の外形が白黒の濃淡で表された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部品の画像生成装置。
【請求項16】
前記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を行う伸張処理手段を備える
ことを特徴とする請求項15記載の部品の画像生成装置。
【請求項17】
基板上に実装される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15又は16記載の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18】
基板上に部品を実装する部品実装装置であって、
部品をカラーで撮像することで、前記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を、前記部品の形態が白黒の濃淡によって表された白黒濃淡画像に変換する変換手段と
前記白黒濃淡画像から前記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、
前記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部品を実装するヘッドと、
前記データ作成手段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19】
基板上に部品を実装する部品実装装置であって、
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部品を実装するヘッドと、
前記ヘッドに保持された部品を、背景が単色となるようにカラーで撮像することで、前記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を、前記背景が白色又は黒色となって前記部品の外形が白黒の濃淡で表された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20】
請求項1〜13の何れか1項に記載の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。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【公開番号】特開2006−49868(P2006−49868A)
【公開日】平成18年2月16日(2006.2.16)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−194425(P2005−194425)
【出願日】平成17年7月1日(2005.7.1)
【出願人】(000005821)松下電器産業株式会社 (73,050)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成18年2月16日(2006.2.16)
【国際特許分類】
【出願日】平成17年7月1日(2005.7.1)
【出願人】(000005821)松下電器産業株式会社 (73,050)
【Fターム(参考)】
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