CN1723387A - 图像识别装置和图像识别方法 - Google Patents

Abstract

在一种图像识别方法中，拍摄印刷在形成有焊料匀平件的矩形电极(16)上的焊糊(9)的图像，并加以识别以辨识该焊糊(9)。利用具有在径向倾向45°的方向上设置的白光光源部分(35W)的照明单元，从其中该光投射方向和水平面在垂直平面中形成的角度(θ1)为45°或更小的光投射方向，以及从其中光投射方向和电极(16)的边界在水平面中形成的角度(θ3)为75°或更小的光投射方向来投射白色照明光。这样，来自具有光泽的焊料匀平件形成表面的规则反射光不被上面的摄像机接收，从而可以高精度地辨识焊料表面(9a)和焊料匀平件形成表面(16a)。

Description

图像识别装置和图像识别方法

技术领域

本发明涉及一种图像识别装置和一种图像识别方法，其中获取待识别物体的图像并且对该图像进行识别处理。

背景技术

在生产电子元件或器件的领域中广泛使用图像识别方法，其中，由摄像机拍摄待识别物体(例如电子元件或电路板)的图像，并且识别作为图像拍摄结果的图像以辨识待识别物体并且检测其位置。作为使用图像识别方法的一个例子，在安装电子元件前进行焊料印刷(solder print)，其后进行印刷的检查。在印刷检查中，利用图像识别检测印刷在电路板的电极上的焊糊(cream solder)的印刷状态，即印刷的焊料的印刷位置或所加的焊料的量，以决定印刷状态是否良好。如JP-A-4-104044或JP-A-2000-2667中所提出。

为了改善焊料接合的性质，电路板的某些电极可以具有一个焊料匀平件，所述焊料匀平件具有在该电极的表面上形成的焊料薄膜。当印刷在具有这种焊料匀平件的电极上的焊糊为待识别物体时，几乎不可能根据图像识别来辨识所述焊糊。另外，几乎不可能同时辨识在电路板上的电极和在电极上的焊糊。即，为了辨识焊糊，必需根据亮度的不同，将该焊糊的印刷部分与焊料匀平件的表面区分开。然而，由于焊料匀平件和焊糊包括实质上相同的材料，因此在拍摄的图像上几乎不出现明显的亮度差别。这样，难于进行高度精确的识别。另外，必需得到在不同的照明条件下拍摄的多个图像，使得获取图像需要很多时间和几乎不能缩短识别的拍节时间(tacttime)。

发明内容

本发明的一个目的是要提供一种可以改善识别精度的图像识别装置和图像识别方法，另外还要提供一种可以缩短识别拍节时间的图像识别装置和图像识别方法。

在根据本发明的一个图像识别装置中，其中，待识别物体包括一背景表面、具有光泽的一第一表面以及光泽度比第一表面的光泽度低的一第二表面，在所述背景表面中，所述第一表面被一矩形边界划分开并且所述第二表面设置在所述第一表面上，对拍摄待识别物体的一图像所得到的图像进行识别处理，以便在所述背景表面中区分所述第一表面与第二表面，所述图像识别装置包括：当拍摄图像时，将照明光投射至待识别物体上的一照明部分；接收该照明光的反射光以拍摄该要识别物体的图像的一摄像机；和用于识别由该摄像机得到的图像数据的一识别处理部分，其中，该照明部分将照明光从一光投射方向投射在待识别物体上，在该光投射方向上，来自该第一表面的规则反射光不被摄像机接收。

在根据本发明的一个图像识别装置中，其中，待识别物体包括一背景表面、具有光泽的一第一表面以及光泽度比第一表面的光泽度低的一第二表面，在所述背景表面中，所述第一表面被一矩形边界划分开并且所述第二表面设置在所述第一表面上，对拍摄待识别物体的一图像所得到的图像进行识别处理，以便在所述背景表面中区分所述第一表面与第二表面，所述图像识别装置包括：当拍摄图像时，将照明光投射至待识别物体上的一照明部分；接收该照明光的反射光，以拍摄该要识别物体的图像的一摄像机；和用于识别由该摄像机得到的图像数据的一识别处理部分，其中，该照明部分包括用于将白色照明光从一第一光投射方向投射在待识别物体上的第一照明单元，在该第一光投射方向上，来自该第一表面的规则反射光不被摄像机接收；以及将彩色照明光从一第二光投射方向投射在待识别物体的第二照明单元，在该第二光投射方向上，来自该第一表面的反射光被摄像机接收。

在根据本发明的一种图像识别方法中，其中，待识别物体包括一背景表面、具有光泽的一第一表面以及光泽度比第一表面的光泽度低的一第二表面，在所述背景表面中，所述第一表面被一矩形边界划分开并且所述第二表面设置在所述第一表面上，对拍摄待识别物体的一图像所得到的图像进行识别处理，以便在所述背景表面中区分所述第一表面与第二表面，所述图像识别方法包括下列步骤：当利用照明部分的照明光照射待识别物体并且从上部接收照明光的反射光以拍摄要识别物体的图像时，从来自该第一表面的规则反射光不被摄像机接收的一光投射方向利用照明光照射待识别物体。

在根据本发明的一种图像识别方法中，其中，待识别物体包括一背景表面、具有光泽的一第一表面以及光泽度比第一表面的光泽度低的一第二表面，在所述背景表面中，所述第一表面被一矩形边界划分开并且所述第二表面设置在所述第一表面上，对拍摄待识别物体的一图像所得到的图像进行识别处理，以便在所述背景表面中区分所述第一表面与第二表面，所述图像识别方法包括下列步骤：当利用一个照明部分的照明光照射待识别物体并且该从上部接收照明光的反射光以拍摄要识别物体的图像时，从来自该第一表面的规则反射光不被摄像机接收的一第一光投射方向利用第一照明单元的白色照明光照射待识别物体；并且从来自该第一表面的反射光被摄像机接收的一第二光投射方向利用第二照明单元的彩色照明光照射待识别物体。

根据本发明待识别物体被照明部分的照明光照射并且当从上部接收照明光的反射光以拍摄待识别物体的图像时，待识别物体被从来自具有光泽的第一表面的规则反射光不被摄像机接收的光投射方向发出的照明光照射。这样，第一表面可以精确地与光泽度比该第一表面的光泽度低的第二表面区分开。

另外，根据本发明，当待识别物体被照明部分的照明光照射，并且该照明光的反射光被从上部接收以拍摄待识别物体的图像时，该待识别物体被第一照明单元发出的白色照明光从来自该第一表面的规则反射光不被摄像机接收的一第一光投射方向照射，而该待识别物体被第二照明单元发出的彩色照明光从来自该第一表面的反射光被摄像机接收的一第二光投射方向照射。这样，从由图像拍摄操作得到的图像，可在相同的识别屏幕上辨识第一表面和第二表面。

附图说明

图1为根据本发明的一实施例的丝网处理印刷装置的正视图；

图2为根据本发明的一实施例的丝网处理印刷装置的侧视图；

图3为根据本发明的一实施例的丝网处理印刷装置的平面图；

图4(a)和4(b)为利用根据本发明的一实施例的丝网处理印刷装置制造的印刷电路板表面的部分平面图；

图5(a)为作为根据本发明的一实施例的图像识别装置待识别物体的一块电路板的平面图；

图5(b)为作为根据本发明的一实施例的图像识别装置待识别物体的一块电路板的部分截面图；

图6为根据本发明的一实施例的图像识别装置的图像拍摄单元截面图；

图7(a)为根据本发明的一实施例的图像识别装置的图像拍摄单元的照明部分的结构的说明图；

图7(b)为根据本发明的一实施例的图像识别装置的图像拍摄单元的照明光的光投射方向的说明图；

图8(a)和8(b)为根据本发明的一实施例的图像识别装置的图像拍摄单元的光源布置的说明图；

图9(a)～9(c)为根据本发明的一实施例的图像识别装置的图像拍摄单元的照明光的光投射方向的说明图；

图10(a)和10(b)为根据本发明的一实施例的图像识别装置的图像拍摄单元的照明光的光投射方向的说明图；

图11为根据本发明的一实施例的图像识别装置的图像拍摄单元的照明光的光投射方向的说明图；

图12(a)和12(b)为根据本发明的一实施例的图像识别装置的获取的图像的视图；

图13为根据本发明的一实施例的图像识别装置的获取的图像的视图；

图14(a)和14(b)为根据本发明的一实施例的图像识别装置的图像拍摄单元的照明光的光投射方向的说明图。

具体实施方式

现在，参照附图说明本发明的实施例。首先，参见图1、2和3，说明丝网处理印刷装置(screen process printing device)的结构。如下所述，该丝网处理印刷装置不仅是将焊糊印刷在其上安装有电子元件的电路板上的一个印刷机构，而且可以作为一个印刷检查装置，用于确定印刷状态是否良好。

在图1和图2中，电路板定位部分1包括：具有X-轴工作台2和Y轴工作台3的可移动工作台；叠置其上的θ-轴工作台4；以及设置其上的Z-轴工作台5。在Z-轴工作台5上，设置一个电路板保持部分7，用于从下部通过夹持件8保持电路板6。要印刷的电路板6利用图1和图3所示的装载传送带14输送至电路板定位部分1上。驱动该电路板定位部分1，使该电路板6在XY方向移动，并定位于印刷位置和电路板识别位置上，如下所述。经过印刷的电路板6由卸载传送带15输送。

在电路板定位部分1上面设置一个丝网掩膜10。该丝网掩膜10包括一个安装在座11上的一个掩膜板12。电路板6通过该电路板定位部分1与该掩膜板12对准，并从下部邻接于该板上。如图5(a)所示，在电路板6的形成电路的表面上设有用于连接电子元件的矩形电极16和17。在电极16和17的表面上形成焊料匀平件，而且焊料匀平件的形成表面16a作为具有光泽的第一表面。

在丝网掩膜10上，设有一个压印头13，可以在水平方向自由地往复移动。当电路板6邻接在该掩膜板12的下表面上时，将焊糊9施加于该掩膜板12，并使该压印头(squeegee head)13的压印件13a邻接于该掩膜板12的表面上并滑动。这样，焊糊9通过在该掩膜板12上设置的图案孔而印刷在该电路板6的印刷表面上。如图5(a)所示，焊糊9印刷在电极16和17的焊料匀平件形成表面16a上。在印刷状态下，该焊糊9的焊料表面9a，可作为具有比该焊料匀平件形成表面16a的光泽度低的光泽的第二表面。

在该丝网掩膜10上设有作为图像拍摄装置的一个图像拍摄单元20。如图4(a)所示，通过上述X-轴工作台21和Y轴工作台22使该图像拍摄单元20在X和Y方向移动。该X轴工作台21和Y轴工作台22用作使该图像拍摄单元20移动的图像拍摄移动装置。该图像拍摄移动装置使该图像拍摄单元20相对于该掩膜板12移动，使该图像拍摄单元20可拍摄在该掩膜板12的任意位置上的图像。

如图4(b)所示，通过该Y轴工作台3使该电路板定位部分1从丝网掩膜10的下部在Y方向移动，以将夹紧的电路板6移动至电路板的识别位置(又参见图2)。在这个状态下，该图像拍摄单元20移动至在电路板定位部分1上的电路板6。这样，该图像拍摄单元20可拍摄该电路板6的任意位置。在丝网处理印刷后，通过拍摄其上印刷有焊料的作为该图像拍摄单元20待识别物体的电路板6的图像，进行印刷检查。

如图5(b)所示，在印刷检查中，电极16和17在作为待识别物体的电路板6上，以矩形边界与电路板6的表面隔开并且向上突出焊料匀平件的厚度。另外，焊糊9印刷在每一个焊料匀平件形成表面16a上。具体地说，由该图像拍摄单元20拍摄的图像，作为印刷检查识别图像时的识别表面。该识别表面包括一个为电路板6的表面的背景表面，焊料匀平件形成表面16a(第一表面)，和印刷在该焊料匀平件形成表面16a上的焊糊9的焊料表面9a(第二表面)。在印刷检查的识别处理中，在该背景表面中将该焊料匀平件形成表面16a与焊料表面9a区分开以得到焊料印刷面积。然后，将该焊料印刷面积与预先设定的检查阈值比较，以决定印刷状态是否良好。

现参见图6，说明该图像拍摄单元20的结构。如图6所示，在该图像拍摄单元20中，使一个变焦距光学系统24与能够拍摄彩色图像的一个摄像机23连接；并且照明部分25设置在该变焦距光学系统24的下面。当拍摄图像时，该照明部分25将照明光投射在作为要识别物体的电路板的表面上。该摄像机23从上部通过该变焦距光学系统24，接收由该照明部分25发出的和被电路板6反射的光的反射光，以拍摄待识别物体的图像。通过摄像机23得到的识别表面的图像数据经过由识别处理部分30进行的识别处理，并将识别的结果送至一个控制部分33。

现在说明该照明部分25的结构。如下所述，该照明部分25包括多个照明单元，所述照明单元具有下级的照明单元26、中间级的照明单元27，上级照明单元28和共轴的照明单元29，以便在各种照明条件下利用照明光照射位于下部的电路板6。这些照明单元由控制部分33通过一个照明控制部分31控制。

在这种情况下，该下级照明单元26、中间级照明单元27和上级照明单元28分别为环形的照明单元，其中，光源围绕摄像机23的圆形的图像拍摄区域25a设置。这些照明单元的该下级照明单元26可以由一个下级照明转动和驱动部分32驱动，围绕着图像拍摄区域25a转动一个预定角度。该图像拍摄单元20，识别处理部分30，照明控制部分31和下级照明转动和驱动部分32构成用于进行识别处理的图像识别装置，以便拍摄丝网处理印刷装置中电路板的图像以检查印刷情况。

现在，参照图7说明每一个照明单元的照明功能。在下级照明单元26和中间级照明单元27中，分别具有多个LED 36的光源部分35在半径方向围绕着图像拍摄区域25a设置。该下级照明单元26和中间级照明单元27分别从图7(b)所示的箭头a和b的方向以θ1和θ2的照射角度(由照明光的光投射方向和水平方向(电路板6的表面)所形成的角度)，将照明光投射在位于该图像拍摄区域25a内的待识别物体上。

该上级照明部分28具有光源部分，它由在该中间级照明单元27上面的一个部分中以环形设置的LED组成，并且从上部将照明光投射在位于该图像拍摄区域25a内的待识别物体上。另外，该共轴的照明单元29位于设置在该变焦距光学系统24下面的半反射镜(half mirror)29a的一侧。从由LED组成的光源部分水平投射的照明光，被该半反射镜29a向下反射，以便从共轴方向照射待识别物体。

现在说明从每一个照明单元投射的照明光。图8(a)和8(b)分别表示在该下级照明单元26和中间级照明单元27中的光源部分的水平位置。在该下级照明单元26和中间级照明单元27的每一个中，八个光源部分围绕该图像拍摄位置25a径向设置。照明光从每一个光源部分投射至该图像拍摄位置25a的中心。

如图8(a)所示，在设置在该下级照明单元26中的八个光源部分的0°、90°、180°和270°的四个方向上，设置具有发射红色光的红光光源部分35R。在与该红光光源部分35R成45°角的四个方向上，设置具有发射白色光的LED的白光光源部分35W。

因此，如图7(b)所示，当该下级照明单元26发光时，在电路板6表面上形成的处于水平位置的电极16和在电极16上形成的焊糊9，被从来自照射角度θ1的方向(见箭头a)的白色光和红色光所照射。这时，如上所述该白色光和红色光分别只从水平面内确定的方向投射出来。设定在该下级照明单元26中的每一个光源部分的附接方向，使照射角度θ1为45°或更小。

如图8(b)所示，设置在该中间级照明部分27中的八个光源部分为具有全部发射红色光的LED的红光光源部分35R。如图7(b)所示，当该中间级照明部分27发光时，在该电路板6的表面上形成的，在水平位置的电极16和在该电极16上的焊糊9被从所有周边方向(参见箭头b)以照射角θ2照射红色光。

在该上级照明单元28和共轴照明单元29中，设置着分别具有发射红色光的LED的光源部分。如图7(b)所示，当该上级照明单元28发光时，在电路板6的表面上形成的电极16和在电极16上的焊糊9，被从相对于垂直方向略微倾斜的方向(参见箭头c)发出的红色光照射。另外，当该共轴照明单元29发光时，被半反射镜29a向下反射的红色光，从共轴方向(见箭头d)投射在该电极和焊糊上。

如上所述，形成图像识别装置。下面说明为了对上面印刷有焊糊的作为待识别物体的电路板进行印刷检查而实行的图像识别方法。在该图像识别方法中，在通过拍摄电路板6的表面的图像而得到的屏幕(screen)的背景表面上，将该焊料匀平件形成表面16a与焊料表面9a区分以得到焊料印刷面积。然后，将该焊料印刷面积与预先设定的检查阈值进行比较，以决定该印刷状态是否良好。

第一实施例

当印刷检查时，使一块印刷电路板6移动至图像拍摄位置，和使该图像拍摄单元20设置在要检查的电路板16的位置上。这时，如图9(a)所示，进行对准，使得上面印刷有焊糊9的矩形电极16的四个侧面的轮廓线，即在电路板6的表面上的边界，分别大致对应于0°、90°、180°和270°的方向。

然后，当用摄像机23拍摄图像时，只使用下级照明单元26。另外，只使八个光源部分中的四个白光光源部分35W发光，以拍摄要检查的电路板6上的位置的图像。如图9(b)所示，在这个图像拍摄中，焊糊9的焊料表面9a和焊料匀平件表面16a由来自箭头a(见图7(b))所示的方向的白色光照射。照射焊料表面9a的这些照明光中的照明光(见箭头a1)，被光泽度低的焊料表面9a不规则反射。该不规则反射光被上部摄像机23接收(见图6)。

然后，在照射焊料匀平件表面16a的照明光(见箭头a2)中，相应的部分被该焊料匀平件表面16a大致规则反射，其中该焊料匀平件表面16a具有在与水平面中的照射方向(角度θ3)对应的特定方向上的光泽。这时，在水平面中从白光光源部分35W发射的照明光的光投射方向，大致设定至相对于电极16的边界线成45°的方向。这样，水平面中规则反射光的反射方向被偏移如图9c的虚线箭头所示。因此，该上部摄像机23不能接收该规则反射光。然后，只有在电极16的拐角部分上的焊料匀平件形成表面16a规则地向上反射来自倾斜方向的照明光，并且该规则反射光被摄像机23接收。当将θ3设定为45°时，可以采用摄像机23不接收规则反射光的角度，并且根据实际条件可将该角度设定为75°或更小。

图12(a)表示通过在上述的照明条件下拍摄图像得到的一个识别表面。这个识别表面上的图像包括在表示电路板6的表面的背景表面上的电极16，和电极16上印刷的焊糊9。在图12(a)中，如上所述，与电极16的焊料匀平件形成表面16a相应的元件的匀平件平行部分16c具有该白色照明光的规则反射光不被摄像机23接收的照明条件，它们在屏幕上的亮度低。只有电极的拐角部分16a上的亮度高，如上所述在该部分该规则反射光被摄像机接收。

因此，焊料表面9a的不规则反射光被接收，使得其图像以一定程度的亮度被拍摄的焊料部分9由于亮度的差别而可以清晰地与该图像上的匀平件平行部分16c区分，因此，可以高精度地辨识上面形成焊料匀平件的电极16上的焊糊9。

图12(b)表示用于比较的利用通常的图像识别方法得到的一个识别屏幕，其中，当使用同样印刷有焊糊9的电极16作为待识别物体时，白色照明光从所有方向投射出来。在这种情况下，由于照明光不但从倾斜方向，而且从法线方向入射在该焊料匀平件表面16a上，因此从具有光泽的该焊料匀平件表面16a规则反射光入射在摄像机23上。因此，可以大致完全地或部分地获取该焊料匀平件表面16a具有高亮度的图像。相应地，由于该图像和接收该焊糊9的不规则反射光的图像之间的亮度差模糊，因此只能模糊地辨识在电极16上的焊糊9。

如上所述，在根据这个实施例的图像识别方法中，设置具有被电路板的表面上的矩形边界划分开的焊料匀平件形成表面16a和印刷在该焊料匀平件形成表面16a上的焊糊9的电路板6作为待识别物体。然后，作为由该图像拍摄单元20识别待识别物体的识别表面的该电路板6的上表面，在电路板6的作为背景表面的表面中，包括具有作为具有光泽的第一表面的焊料匀平件形成表面16a和作为光泽度比该焊料匀平件形成表面16a的光泽度低的第二表面的焊料表面9的电极16a。

当电路板6的上表面被照明部分25的照明光照射并且从上部接收该照明光的反射光，以拍摄该电路板6的上表面的图像时，则从摄像机23不接收来自该焊料匀平件表面16a的规则反射光的光投射方向发出的照明光照射该电路板6的上表面。具体地说，如图7(b)所示该电路板的上表面被从其中由光投射方向与焊料匀平件表面16a和电路板6的表面形成的照射角θ1在垂直平面中为45°或更小的方向，以及如图9(c)所示从其中光投射方向与焊料匀平件表面16a和电极16的边界形成的角度θ3在水平面中为75°或更小的方向发出的白色照明光照射。

这样，根据明显的亮度差，可以辨识焊料匀平件表面16a和焊料表面9a。即使当实质包括实质相同的材料的焊糊9印刷在焊料匀平件表面16a上时，可以改善识别精度以便以高精度检测焊料面积。

在上述的实施例中，说明了进行对准使表示电极16的轮廓的四个边的边界大致分别与0°、90°、180°和270°的方向相应的例子。然而，如图14(a)所示，当在电路板6上的电极16的方向从图9(a)所示的状态倾斜角度α时，下级照明转动和驱动部分32(见图6)使该下级照明单元26转动相同的角度α。这样，如图14(b)所示，白色照明光从与图9(c)所示例子的方向相同的光投射方向投射在焊料匀平件形成表面上。

另外，上述的实施例表示在作为待识别物体的其中焊糊9印刷在具有焊料匀平件形成表面16a的电极16上的电路板6的例子。然而，本发明可适用于不是上述待识别物体的其他组合，以及包括背景表面、具有光泽的第一表面和在识别表面中光泽度比第一表面光泽度低的第二表面的待识别物体，其中该第一表面被该背景表面中的矩形边界划分开，并且该第二表面设置在该第一表面上。

第二实施例

当进行印刷检查时，将印刷电路板6移动至图像拍摄位置和将图像拍摄单元20设置在要检查的电路板6的位置上。这时，如图9(a)所示，进行对准，使得上面印刷有焊糊9的矩形电极16的四个边的轮廓(即电路板6的表面上的边界)大致分别与0°、90°、180°和270°的方向相应。

当由摄像机23拍摄图像时，一起使用下级照明单元26、中间级照明单元27和上级照明单元28。首先，说明下级照明单元26的照明状态。如图9(a)所示，当拍摄图像时，所有四个白光光源部分35W和四个红光光源部分35R都发光，以利用照明光照射要检查的电路板6的位置。图9(b)表示从白光光源部分35W发出的白色照明光的反射状态。焊糊9的焊料表面9a和焊料匀平件形成表面16a，被从箭头a(见图7(b))所示的方向发出的白色照明光照射。照射焊料表面9a的这些照明光中的照明光(见箭头a1)被光泽度低的焊料表面9a不规则反射，并且该不规则反射光被上面的摄像机23(见图6)接收。

然后，在照射焊料匀平件表面16a的照明光(见箭头a2)中，相应的部分被焊料匀平件表面16a规则反射，其中该表面16a具有与在水平面上的光投射方向(角度θ3)相应的特定方向上的光泽。这时，从在水平面上的白光光源部分35W发出的照明光的光投射方向，大致设定至相对于电极16的边界大约为45°的方向。这样，如图9(c)中的虚线箭头所示，在水平面上，该规则反射光的反射方向偏移。相应地，上部摄像机23不接收该规则反射光。θ3设定为45°，但可以使用摄像机23不接收该规则反射光的角度，并且根据实际条件，可将该角度设定为75°或更小。

图10表示从红光光源部分35R发出的红色照明光的入射方向和反射状态。如图10(a)所示，这些红色的照明光从法线方向入射在矩形电极16的四个边的边界上。如图10(b)所示，焊糊9的焊料表面9a和焊料匀平件表面16a由从箭头e所示的方向发出的红色照明光照射。

照射该焊料表面9a的这些照明光(见箭头e1)中的照明光，被具有暗光泽的焊料表面9a不规则反射，并且该不规则反射光被上部摄像机23(见图6)接收。在照射焊料匀平件表面16a的照明光中(见箭头e2)，相应的部分被焊料匀平件表面16a规则反射，其中该表面16a在与入射角相应的特定方向上具有光泽。一部分的规则反射光向上反射，并被摄像机23接收。

图11表示被中间级照射单元27和上级照射单元28发出的照明光的反射状态。当拍摄图像时，中间级照射单元27和上级照射单元28相应地从箭头b和c的方向，将红色光照明光投射至焊糊9的焊料表面9a和焊料匀平件表面16a上。照射焊料表面9a的这些照明光中的照明光被光泽度低的焊料表面9a不规则反射，并且该不规则反射光同样被上部摄像机23接收。另外，在照射焊料匀平件表面16a的照明光中，相应的部分被具有光泽的焊料匀平件表面16a规则地向上反射，并被摄像机23接收。

图13表示在上述的照明条件下通过拍摄图像得到的识别屏幕。这个识别屏幕表示在表示电路板6的表面的背景表面中的包括电极16和印刷在电极16上的焊糊9的一个彩色图像。在图13中，电极16的焊料匀平件形成表面16a显示为由从该下级照明单元26、中间级照明单元27和上级照明单元28发出的红色照明光的规则反射光呈现的红色部分。这里，该焊料匀平件形成表面16a也被该下级照明单元26的白色照明光照射。然而，由于如上所述，该白色照明光的规则反射光被反射至摄像机23不接收的方向，因此该焊料匀平件形成表面16a不能通过该白色照明光高亮度发亮。

相反，该焊糊9的焊料表面9a向上反射从该下级照明单元26发出的白色照明光的不规则反射光，以及从该下级照明单元26、中间级照明单元27和上级照明单元28发出的红色照明光的不规则反射光。摄像机23接收该不规则反射光，使该焊糊9显示为略包括红色的白色部分，并且可以明显地与显示为红色部分的该焊料匀平件表面16a区分开。

如上所述，在根据这个实施例的图像识别方法中，将具有被电路板表面上的矩形边界划分开的焊料匀平件形成表面16a以及印刷在该焊料匀平件形成表面16a上的焊糊9的电路板6作为待识别物体。然后，作为由图像拍摄单元20识别的物体的识别表面的电路板6的上表面，在作为背景表面的电路板6的表面上，包括具有作为具有光泽的第一表面的焊料匀平件形成表面6a以及作为光泽度比该焊料匀平件形成表面16a暗的第二表面的焊料表面9a的电极16。

当电路板6的上表面被照明部分25的照明光照射并且该照明光的反射光被从上部接收，以拍摄该电路板6的上表面的图像时，该电路板6的上表面被从摄像机23不接收来自焊料匀平件表面16a的规则反射光的光投射方向的照明光照射。具体地是，如图7(b)所示，该电路板的上表面被从其中由光投射方向与焊料匀平件表面16a和电路板6的表面形成的照射角θ1在垂直平面中为45°或更小的方向，以及如图9(c)所示从其中光投射方向与焊料匀平件表面16a和电极16的边界形成的角度θ3在水平面中为75°或更小的方向发出的白色照明光照射。

另外，在图像拍摄中，通过下级照明单元26、中间级照明单元27和上级照明单元28的红光光源部分35R，从摄像机23接收从焊料匀平件表面16a发出的规则反射光的光投射方向，以红色照明光(彩色照明光)以及白色照明光照射电路板6的上表面。也就是说，在根据这个实施例的图像识别方法中，下级照明单元26的白光光源部分35W作为发出白色照明光的第一照明装置。该下级照明单元26、中间级照明单元27和上级照明单元28的红光光源部分35R作为发出彩色照明光的第二照明装置。

这样，根据红色部分和白色部分之间的明显的色差，可以辨识焊料匀平件表面16a和焊料表面9a。即使当实质包括相同材料的焊糊9印刷在焊料匀平件表面16a上时，可以改善识别精度，以便以高精度检测焊料面积。另外，在这个实施例中，由于在相同的识别屏幕上可以将焊糊9与焊料匀平件表面16a区分开，因此与在不同的照明条件下需要得到多个拍摄的图像的通常的识别方法相比，可以更加缩短识别拍节时间。

在上述实施例中，说明了进行对准，使得表示电极16的轮廓的四个边的边界分别大致与0°、90°、180°和270°的方向相应的例子。然而，如图14(a)所示，当电路板6上的电极16的方向从图9(a)所示的状态倾斜角度α时，下级照明单元26由一个下级照明转动和驱动部分32(见图6)转动相同的角度α。这样，如图14(b)所示，白色照明光从与图9(c)所示例子的光投射方向相同的光投射方向投射。

另外，上述实施例表示在具有焊料匀平件形成表面16a的电极16上印刷有焊糊9的电路板6作为待识别物体的例子。然而，本发明可以用在不是上述待识别物体的其他组合中，以及在识别表面中包括背景表面、具有光泽的第一表面和光泽度比第一表面的光泽度低的第二表面的待识别物体，其中在背景表面中，该第一表面被矩形边界划分开，并且第二表面设置在该第一表面上。

工业应用性

根据本发明，待识别物体被照明部分的照明光照射，并且当从上部接收照明光的反射光以拍摄待识别物体的图像时，待识别物体被从来自具有光泽的第一表面的规则反射光不被摄像机接收的光投射方向发出的照明光照射。这样，第一表面可以精确地与光泽度比该第一表面的光泽度低的第二表面区分开。

另外，根据本发明，待识别物体被照明部分的照明光照射。当从上部接收该照明光的反射光以拍摄待识别物体的图像时，该待识别物体被第一照明单元发出的白色照明光从第一光投射方向照射，其中在该第一光投射方向上来自该第一表面的规则反射光不被摄像机接收，而该待识别物体被第二照明单元发出的彩色照明光从第二光投射方向照射，其中在该第二光投射方向上来自该第一表面的反射光被摄像机接收。这样，从由图像拍摄操作得到的图像，可在相同的识别屏幕上辨识第一表面和第二表面。

Claims (16)

1.一种图像识别装置，其中，待识别物体包括一背景表面、具有光泽的一第一表面以及光泽度比第一表面的光泽度低的一第二表面，在所述背景表面中，所述第一表面被一矩形边界划分开并且所述第二表面设置在所述第一表面上，对拍摄待识别物体的一图像所得到的图像进行识别处理，以便在所述背景表面中区分所述第一表面与第二表面，所述图像识别装置包括：

拍摄图像时将照明光投射至待识别物体上的一照明部分；

接收所述照明光的反射光以拍摄所述要识别物体的图像的一摄像机；和

用于识别由所述摄像机得到的图像数据的一识别处理部分，

其中，所述照明部分将照明光从一光投射方向投射在待识别物体上，在所述光投射方向上来自所述第一表面的规则反射光不被摄像机接收。

2.如权利要求1所述的图像识别装置，其特征为，在所述光投射方向上，由所述光投射方向与所述第一表面和所述背景表面在垂直平面中形成的角度不大于45°，而所述光投射方向与所述第一表面和所述边界在水平面中的形成的角度不大于75°。

3.如权利要求1所述的图像识别装置，其特征为，所述待识别物体为在焊料印刷后安装电子元件用的一电路板，所述背景表面表示所述电路板的表面，所述第一表面表示用于连接设置在所述电路板上的电子元件以及在其表面上形成有一焊料匀平件的一电极，并且所述第二表面表示印刷在所述电极上的焊糊。

4.如权利要求2所述的图像识别装置，其特征为，所述待识别物体为在焊料印刷后安装电子元件用的电路板，所述背景表面表示所述电路板的表面，所述第一表面表示用于连接设置在所述电路板上的电子元件并且在其表面上形成有一焊料匀平件的一电极，并且所述第二表面表示印刷在所述电极上的焊糊。

5.一种图像识别装置，其中，待识别物体包括一背景表面、具有光泽的一第一表面以及光泽度比第一表面的光泽度低的一第二表面，在所述背景表面中，所述第一表面被一矩形边界划分开并且所述第二表面设置在所述第一表面上，对拍摄待识别物体的一图像所得到的图像进行识别处理，以便在所述背景表面中区分所述第一表面与第二表面，所述图像识别装置包括：

拍摄图像时将照明光投射至待识别物体上的一照明部分；

从上部接收所述照明光的反射光以拍摄所述要识别物体的图像的一摄像机；和

用于识别由所述摄像机得到的图像数据的一识别处理部分；

其中，所述照明部分包括：用于将白色照明光从一第一光投射方向投射在待识别物体上的一第一照明单元，其中在所述第一光投射方向上来自所述第一表面的规则反射光不被摄像机接收；以及将彩色照明光从一第二光投射方向投射在待识别物体的一第二照明单元，其中在所述第二光投射方向上来自所述第一表面的反射光被摄像机接收。

6.如权利要求5所述的图像识别装置，其特征为，在所述第一光投射方向上，由所述光投射方向与所述第一表面和所述背景表面在垂直平面中形成的角度不大于45°，而所述光投射方向与所述第一表面和所述边界在水平面中形成的角度不大于75°。

7.如权利要求5所述的图像识别装置，其特征为，所述待识别物体为在焊料印刷后安装电子元件用的电路板，所述背景表面表示所述电路板的表面，所述第一表面表示用于连接设置在所述电路板上的电子元件并且在其表面上形成有一焊料匀平件的一电极，并且所述第二表面表示印刷在所述电极上的焊糊。

8.如权利要求6所述的图像识别装置，其特征为，所述待识别物体为在焊料印刷后安装电子元件用的电路板，所述背景表面表示所述电路板的表面；所述第一表面表示用于连接设置在所述电路板上的电子元件并且在其表面上形成有一焊料匀平件的一电极，并且所述第二表面表示印刷在所述电极上的焊糊。

9.一种图像识别方法，其中，待识别物体包括一背景表面、具有光泽的一第一表面以及光泽度比第一表面的光泽度低的一第二表面，在所述背景表面中，所述第一表面被一矩形边界划分开并且所述第二表面设置在所述第一表面上，对拍摄待识别物体的一图像所得到的图像进行识别处理，以便在所述背景表面中区分所述第一表面与第二表面，所述图像识别方法包括下列步骤：

当利用一照明部分的照明光照射待识别物体并且接收所述照明光的反射光以拍摄要识别物体的图像时，从来自所述第一表面的规则反射光不被摄像机接收的一光投射方向利用照明光照射待识别物体。

10.如权利要求9所述的图像识别方法，其特征为，在所述光投射方向上，由所述光投射方向与所述第一表面和所述背景表面在垂直平面中形成的角度不大于45°，而所述光投射方向与所述第一表面和所述边界在水平面中形成的角度不大于75°。

11.如权利要求9所述的图像识别方法，其特征为，所述待识别物体为在焊料印刷后安装电子元件用的电路板，所述背景表面表示所述电路板的表面，所述第一表面表示用于连接设置在所述电路板上的电子元件并且在其表面上形成有一焊料匀平件的一电极，并且所述第二表面表示印刷在所述电极上的焊糊。

12.如权利要求10所述的图像识别方法，其特征为，所述待识别物体为在焊料印刷后安装电子元件用的电路板，所述背景表面表示所述电路板的表面，所述第一表面表示用于连接设置在所述电路板上的电子元件并且在其表面上形成有一焊料匀平件的一电极，并且所述第二表面表示印刷在所述电极上的焊糊。

13.一种图像识别方法，其中，待识别物体包括一背景表面、具有光泽的一第一表面以及光泽度比第一表面的光泽度低的一第二表面，在所述背景表面中，所述第一表面被一矩形边界划分开并且所述第二表面设置在所述第一表面上，对拍摄待识别物体的一图像所得到的图像进行识别处理，以便在所述背景表面中区分所述第一表面与第二表面，所述图像识别方法包括下列步骤：

当利用一照明部分的照明光照射待识别物体并且从上部接收所述照明光的反射光以拍摄要识别物体的图像时，从来自所述第一表面的规则反射光不被摄像机接收的一第一光投射方向通过第一照明单元利用白色照明光照射待识别物体；并且

从来自所述第一表面的反射光被摄像机接收的一第二光投射方向通过第二照明单元利用彩色照明光照射待识别物体。

14.如权利要求13所述的图像识别方法，其特征为，在所述第一光投射方向上，由所述光投射方向与所述第一表面和所述背景表面在垂直平面中形成的角度不大于45°，而所述光投射方向与所述第一表面和所述边界在水平面中形成的角度不大于75°。

15.如权利要求13所述的图像识别方法，其特征为，所述背景表面表示所述电路板的表面，所述第一表面表示用于连接设置在所述电路板上的电子元件并且在其表面上形成有一焊料匀平件的一电极，并且所述第二表面表示印刷在所述电极上的焊糊。

16.如权利要求14所述的图像识别方法，其特征为，所述背景表面表示所述电路板的表面，所述第一表面表示用于连接设置在所述电路板上的电子元件并且在其表面上形成有一焊料匀平件的一电极，并且所述第二表面表示印刷在所述电极上的焊糊。

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