JP2004264026A - Image recognition device and method - Google Patents

Image recognition device and method Download PDF

Info

Publication number
JP2004264026A
JP2004264026A JP2003003033A JP2003003033A JP2004264026A JP 2004264026 A JP2004264026 A JP 2004264026A JP 2003003033 A JP2003003033 A JP 2003003033A JP 2003003033 A JP2003003033 A JP 2003003033A JP 2004264026 A JP2004264026 A JP 2004264026A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
illumination
recognition
solder
image
unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2003003033A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4818572B2 (en
Inventor
Koichi Okada
康一 岡田
Masayuki Yamazaki
公幸 山崎
Masahiro Kihara
正宏 木原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP2003003033A priority Critical patent/JP4818572B2/en
Priority to DE602004027990T priority patent/DE602004027990D1/en
Priority to EP04700757A priority patent/EP1595138B1/en
Priority to KR1020057012797A priority patent/KR101079686B1/en
Priority to US10/753,740 priority patent/US7551768B2/en
Priority to PCT/JP2004/000064 priority patent/WO2004063733A1/en
Publication of JP2004264026A publication Critical patent/JP2004264026A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4818572B2 publication Critical patent/JP4818572B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Image Analysis (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
  • Image Processing (AREA)
  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image recognition device capable of reducing a recognition tact time and an image recognition method. <P>SOLUTION: In this image recognition method for discriminating cream solder 9 by picking up an image of the cream solder 9 printed on a rectangular electrode 16 formed with a solder leveler to be recognition-processed, white illumination light and red illumination light are emitted from a periphery at 45° or less of irradiation angle θ1 by a lower stage lighting unit 26, and a color image is acquired by a camera under the condition where red illumination lights are emitted from its upper side by a middle stage lighting unit 27 and an upper stage lighting unit 28. A solder leveler forming face 16a appears thereby in a red color on a recognition face, a solder surface 9a appears thereby in a white color thereon, resultingly the solder surface 9a is surely discriminated from the solder leveler forming face 16a on the same recognition face, and the recognition tact time is shortened. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、認識対象物を撮像して画像を取得し、この画像を認識処理する画像認識装置および画像認識方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
電子部品や機器の製造分野においては、電子部品や基板などの認識対象物をカメラで撮像し、撮像結果を画像認識することにより対象物の識別や位置検出などを行う画像認識方法が広く用いられている。これらの画像認識の適用例として、電子部品の実装に先立って行われる半田印刷後の基板を対象とした印刷検査がある。この印刷検査では、基板の電極上に印刷されたクリーム半田の印刷状態、すなわち印刷位置や印刷半田量などを画像認識により検出して印刷状態の合否を判定する(例えば特許文献1参照)。
【0003】
【特許文献1】
特開平4−104044号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、基板の電極には半田接合性を向上させる目的で、電極表面に半田膜が形成された半田レベラを有するものがある。このような半田レベラを有する電極に印刷されたクリーム半田を認識対象とする場合には、画像認識により基板上における電極の識別および電極上におけるクリーム半田の識別を同時に行うことが困難であった。すなわち、クリーム半田の識別には、クリーム半田の印刷部分を半田レベラ表面から分離する必要があるが、半田レベラとクリーム半田は本来同材質のものを含むことから、異なる照明条件で撮像した複数の画像を取得する必要があり、画像取得に時間を要し認識タクトタイムの短縮が困難であった。
【0005】
そこで本発明は、認識タクトタイムを短縮することが出来る画像認識装置および画像認識方法を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の画像認識装置は、背景面と光沢性を有する第1の表面と第1の表面よりも光沢性が低い第2の表面とを認識面に含み、背景面中に第1の表面が矩形形状の境界線で区分して設けられさらに第1の表面上に第2の表面が設けられた認識対象物を撮像して得られた画像を認識処理することにより、前記背景面中において第1の表面と第2の表面とを識別する画像認識装置であって、撮像時に前記認識対象物に対して照明光を照射する照明部と、前記照明光の反射光を上方から受光して前記認識対象物のカラー画像を撮像するカメラと、このカメラにより取得した画像データを認識処理する認識処理部とを備え、前記照明部は、前記第1の表面からの正反射光が前記カメラによって受光されない第1の照射方向から認識対象物に対して白色照明光を照射する第1の照明手段と、前記第1の表面からの反射光が前記カメラによって受光される第2の照射方向から認識対象物に対して有色照明光を照射する第2の照明手段とを有する。
【0007】
請求項2記載の画像認識装置は、請求項1記載の画像認識装置であって、前記第1の照射方向は、垂直面内において前記第1の表面への照射方向と背景面とがなす角度が45度以下であり、且つ水平面内において第1の表面への照射方向と前記境界線がなす角度が75度以下である。
【0008】
請求項3記載の画像認識装置は、請求項1または2記載の画像認識装置であって、前記認識対象物は半田印刷後の電子部品実装用の基板であり、前記背景面は前記基板の表面であり、前記第1の表面は前記基板に設けられ表面に半田レベラが形成された電子部品接続用の電極であり、さらに前記第2の表面は、前記電極に印刷されたクリーム半田である。
【0009】
請求項4記載の画像認識方法は、背景面と光沢性を有する第1の表面と第1の表面よりも光沢性が低い第2の表面とを認識面に含み、背景面中に第1の表面が矩形形状の境界線で区分して設けられさらに第1の表面上に第2の表面が設けられた認識対象物を撮像して得られた画像を認識処理することにより、第1の表面と第2の表面とを識別する画像認識方法であって、前記認識対象物に対して照明部によって照明光を照射し、この照明光の反射光を上方から受光して前記認識対象物を撮像する際に、第1の照明手段によって前記第1の表面からの正反射光が前記カメラによって受光されない第1の照射方向から認識対象物に対して白色照明光を照射し、第2の照明手段によって前記第1の表面からの反射光が前記カメラによって受光される第2の照射方向から認識対象物に対して有色照明光を照射する。
【0010】
請求項5記載の画像認識方法は、請求項4記載の画像認識方法であって、前記第1の照射方向は、前記垂直面内において前記第1の表面への照射方向と背景面とがなす角度が45度以下であり、且つ水平面内において第1の表面への照射方向と前記境界線がなす角度が75度以下である。
【0011】
請求項6記載の画像認識方法は、請求項4または5記載の画像認識方法であって、前記背景面は電子部品実装用の基板であり、前記第1の表面は前記基板に設けられ表面に半田レベラが形成された電子部品接続用の電極であり、さらに前記第2の表面は、前記電極に印刷されたクリーム半田である。
【0012】
本発明によれば、認識対象物に対して照明部によって照明光を照射し、この照明光の反射光を上方から受光して認識対象物を撮像する際に、第1の照明手段によって第1の表面からの正反射光がカメラによって受光されない第1の照射方向から認識対象物に対して白色照明光を照射するとともに、第2の照明手段によって第1の表面からの反射光がカメラによって受光される第2の照射方向から認識対象物に対して有色照明光を照射することにより、1回の撮像動作で取得された画像から、第1の表面および第2の表面の識別を同一認識画面で行うことができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図1は本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の正面図、図2は本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の側面図、図3は本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の平面図、図4は本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置による基板印刷面の部分平面図、図5(a)は本発明の一実施の形態の画像認識装置の認識対象となる基板の平面図、図5(b)は本発明の一実施の形態の画像認識装置の認識対象となる基板の部分断面図、図6は本発明の一実施の形態の画像認識装置の撮像ユニットの断面図、図7(a)は本発明の一実施の形態の画像認識装置の撮像ユニットの照明部の構成説明図、図7(b)は本発明の一実施の形態の画像認識装置の撮像ユニットによる照明光照射方向の説明図、図8は本発明の一実施の形態の画像認識装置の撮像ユニットの光源配置説明図、図9、図10、図11は本発明の一実施の形態の画像認識装置の撮像ユニットによる照明光照射方向の説明図、図12は本発明の一実施の形態の画像認識装置の取得画像図、図13は本発明の一実施の形態の画像認識装置の撮像ユニットによる照明光照射方向の説明図である。
【0014】
まず図1、図2および図3を参照してスクリーン印刷装置の構造を説明する。このスクリーン印刷装置は、電子部品が実装される基板にクリーム半田を印刷する印刷機構のみならず、後述するように、印刷状態の良否を判定する印刷検査装置としての機能をも併せ持った構成となっている。
【0015】
図1、図2において、基板位置決め部1は、X軸テーブル2およびY軸テーブル3よりなる移動テーブル上にθ軸テーブル4を段積みし、さらにその上にZ軸テーブル5を配設して構成されており、Z軸テーブル5上にはクランパ8によって挟み込まれた基板6を下方から保持する基板保持部7が設けられている。印刷対象の基板6は、図1,図3に示す搬入コンベア14によって基板位置決め部1に搬入される。基板位置決め部1を駆動することにより、基板6はXY方向に移動し、後述する印刷位置、基板認識位置に位置決めされる。印刷後の基板6は、搬出コンベア15によって搬出される。
【0016】
基板位置決め部1の上方には、スクリーンマスク10が配設されており、スクリーンマスク10はホルダ11にマスクプレート12を装着して構成されている。基板6は基板位置決め部1によってマスクプレート12に対して位置合わせされ下方から当接する。基板6の回路形成面には、図5(a)に示すように電子部品接続用の矩形状の電極16,17が設けられている。電極16,17の表面には半田レベラが形成されており、半田レベラ形成面16aは光沢性を有する第1の表面となっている。
【0017】
スクリーンマスク10上には、スキージヘッド13が水平方向に往復動自在に配設されている。基板6がマスクプレート12の下面に当接した状態で、マスクプレート12上にクリーム半田9を供給し、スキージヘッド13のスキージ13aをマスクプレート12の表面に当接させて摺動させることにより、基板6の印刷面にはマスクプレート12に設けられたパターン孔を介してクリーム半田9が印刷される。これにより、図5(a)に示すように、電極16,17の半田レベラ形成面16aにはクリーム半田9が印刷される。印刷された状態におけるクリーム半田9の半田表面9aは、半田レベラ形成面16aよりも光沢性が低い第2の表面となっている。
【0018】
スクリーンマスク10の上方には、撮像手段である撮像ユニット20が設けられている。図4(a)に示すように、撮像ユニット20はX軸テーブル21およびY軸テーブル22によってXY方向に水平移動する。X軸テーブル21およびY軸テーブル22は、撮像ユニット20を移動させる撮像移動手段となっている。撮像ユニット20を撮像移動手段によってマスクプレート12に対して移動させることにより、撮像ユニット20はマスクプレート12の任意の位置を撮像する。
【0019】
基板位置決め部1は、図4(b)に示すようにY軸テーブル3によってスクリーンマスク10の下方からY方向に移動して、保持した基板6を基板認識位置まで移動させることができるようになっており(図2も参照)、この状態で撮像ユニット20を基板位置決め部1上の基板6に移動させることにより、撮像ユニット20によって基板6の任意の位置を撮像することができる。スクリーン印刷後の印刷検査は、認識対象物としての半田印刷後の基板6を撮像ユニット20で撮像することによって行われる。
【0020】
印刷検査において認識対象となる基板6は、図5(b)に示すように、基板6の表面から電極16,17が矩形形状の境界線で区分されさらに半田レベラの厚み分だけ上方に突出して設けられた形状となっており、さらに半田レベラ形成面16a上にはクリーム半田9が印刷されている。すなわち、撮像ユニット20によって撮像された画像は、印刷検査のための画像認識における認識面であり、この認識面には基板6の表面である背景面と、半田レベラ形成面16(第1の表面)および半田レベラ形成面16a上に印刷されたクリーム半田9の半田表面9a(第2の表面)が含まれる。印刷検査のための認識処理においては、背景面中において半田レベラ形成面16aと半田表面9aと識別することにより半田印刷面積を求める。そしてこの半田印刷面積を予め設定されている検査用しきい値と比較することにより、印刷状態の良否を判定する。
【0021】
次に図6を参照して、撮像ユニット20の構成について説明する。図6に示すように、撮像ユニット20はカラー撮像が可能なカメラ23にズーム光学系24を接続し、ズーム光学系24の下方に照明部25を配設した構成となっている。照明部25は、撮像時に認識対象物である基板6の表面に対して照明光を照射する。カメラ23は、照明部25によって照射され基板6によって反射された反射光を、ズーム光学系24を介して上方から受光し、認識対象物を撮像する。カメラ23により取得した認識面の画像データは、認識処理部30によって認識処理され、認識結果は制御部33に送られる。
【0022】
次に照明部25の構成について説明する。照明部25は、下方に位置する基板6に対して種々の照明条件で照明光を照射するため、以下に説明する下段照明ユニット26,中段照明ユニット27,上段照明ユニット28および同軸照明ユニット29の複数の照明ユニットを備えている。これらの照明ユニットは、制御部33によって照明制御部31を介して制御される。
【0023】
ここで、下段照明ユニット26,中段照明ユニット27,上段照明ユニット28は、それぞれカメラ23による円形の撮像範囲25aの周囲に光源を配置した円環状の照明ユニットである。これらの照明ユニットのうち、下段照明ユニット26は下段照明回転駆動部32によって撮像範囲25aの廻りに所定角度の回転が可能となっている。撮像ユニット20,認識処理部30,照明制御部31および下段照明回転駆動部32は、スクリーン印刷装置において基板を撮像して印刷検査を目的とした認識処理を行う画像認識装置を構成する。
【0024】
次に図7を参照して、上述の各照明ユニットの照明機能について説明する。下段照明ユニット26,中段照明ユニット27は、それぞれ複数のLED36を備えた光源部35を撮像範囲25aの周囲に放射状に配置した構成となっている。ここで下段照明ユニット26,中段照明ユニット27は、撮像範囲25a内に位置した認識対象物に対して、図7(b)に示すように、それぞれ矢印a,b方向からθ1,θ2の照射角度(照明光の照射方向と水平方向(基板6表面)とが為す角度)で照明光を照射する。
【0025】
上段照明ユニット28は、中段照明ユニット27よりも上方に円環状に配置されたLEDの光源部を備えており、撮像範囲25a内に位置した認識対象物に対して上方から照明光を照射する。また同軸照明ユニット29は、ズーム光学系24の下方に配置されたハーフミラー29aの側方に位置しており、LEDの光源部から水平方向に照射された照明光をハーフミラー29aによって下方に反射して、認識対象物を同軸方向から照明する。
【0026】
ここで上記各照明ユニットから照射される照明光について説明する。図8(a)、(b)は、それぞれ下段照明ユニット26,中段照明ユニット27における光源部の水平配置を示している。下段照明ユニット26,中段照明ユニット27はいずれも撮像位置25aを中心にして放射状に8個の光源部を配置した構成となっており、これらの各光源部から撮像位置25aの中心に向かって照明光が照射される。
【0027】
図8(a)に示すように、下段照明ユニット26に配置された8個の光源部のうち、0゜、90゜、180゜、270゜の4方向には、赤色光を発するLEDを備えた赤色光源部35Rが配置されており、これらの赤色光源部35Rと45゜の角度を為す4方向には、白色光を発するLEDを備えた白色光源部35Wが配置されている。
【0028】
したがって、下段照明ユニット26を点灯することにより、図7(b)に示すように、水平姿勢の基板6の表面に形成された電極16および電極16上のクリーム半田9に対して、照射角度θ1の方向から(矢印a参照)白色光および赤色光が照射される。このとき上述のように白色光と赤色光は、水平面内においてそれぞれ定められた方向からのみ照射される。下段照明ユニット26における各光源部の取り付け方向は、照射角度θ1が45゜以下の角度となるように設定される。
【0029】
図8(b)に示すように、中段照明ユニット27に配置された8個の光源部は、すべて赤色光を発するLEDを備えた赤色光源部35Rとなっており、中段照明ユニット27を点灯することにより、図7(b)に示すように、水平姿勢の基板6の表面に形成された電極16および電極16上のクリーム半田9に対して、照射角度θ2の全周方向から(矢印b参照)赤色光が照射される。
【0030】
上段照明ユニット28および同軸照明ユニット29には、それぞれ赤色光を発するLEDを備えた光源部が配置されている。上段照明ユニット28を点灯することにより、図7(b)に示すように、基板6の表面に形成された電極16および電極16上のクリーム半田9に対して、垂直方向に対して幾分傾いた方法から(矢印c参照)赤色光が照射される。また同軸照明ユニット29を点灯することにより、ハーフミラー29aによって下方に反射された赤色光が同軸方向から(矢印d参照)照射される。
【0031】
この画像認識装置は上記のように構成されており、次にクリーム半田印刷後の基板を対象として、印刷検査の目的で行われる画像認識方法について説明する。この画像認識においては、基板16の表面を撮像した画面の背景面中において半田レベラ形成面16aと半田表面9aと識別することにより半田印刷面積を求める。そしてこの半田印刷面積を予め設定されている検査用しきい値と比較することにより、印刷状態の良否を判定する。
【0032】
印刷検査に際しては、印刷後の基板6を撮像位置に移動させ、撮像ユニット20を基板6の検査対象位置に位置合わせする。このとき、図9(a)に示すように、クリーム半田9が印刷された矩形形状の電極16の4辺の外形線、すなわち基板6表面との境界線が、それぞれ0゜、90゜、180゜、270゜の方向に略一致するように位置合わせする。
【0033】
そしてカメラ23による撮像に際しては、下段照明ユニット26、中段照明ユニット27および上段照明ユニット29を併せて用いる。まず下段照明ユニット26の照明状態について説明する。図9(a)に示すように、撮像時には4つの白色光源部35W、4つの赤色光源部35Rのすべてを点灯して、基板6上の検査対象位置に照明光を照射する。図9(b)は、これらの照明光のうち、白色光源部35Wから照射された白色照明光の反射状態を示しており、矢印a方向(図7(b)参照)から照射された白色照明光は、クリーム半田9の半田表面9aおよび半田レベラ表面16aに照射される。これらの照明光のうち、半田表面9aに対して照射された照明光(矢印a1参照)は、光沢性の低い半田表面9aによって乱反射され、この乱反射光は上方のカメラ23(図6参照)によって受光される。
【0034】
そして半田レベラ16aに対して照射された照明光(矢印a2参照)は、図9(c)に示すように、光沢性を有する半田レベラ表面16aによって相当部分が水平面内における照射方向(角度θ3)に応じた特定方向に正反射される。このとき、白色光源部35Wから照射される照明光の水平面内における照射方向は、電極16の境界線に対して略45゜の方向に設定されていることから、この正反射光の水平面内における反射方向は図9(c)において破線矢印で示すように偏っている。したがってこの正反射光は上方のカメラ23によって受光されない。なお、ここではθ3は45゜に設定されているが、正反射光がカメラ23によって受光されない角度であればよく、実用的な条件としては75゜以下であればよい。
【0035】
図10は、下段照明ユニット26の照明光のうち、赤色光源部35Rから照射された赤色照明光の入射方向および反射状態を示しており、図10(a)に示すように、これらの赤色照明光は矩形形状の電極16の4辺の境界線に対して法線方向から入射する。そして図10(b)に示すように、矢印e方向から照射された赤色照明光は、クリーム半田9の半田表面9aおよび半田レベラ表面16aに照射される。
【0036】
これらの照明光のうち、半田表面9aに対して照射された照明光(矢印e1参照)は、光沢性の低い半田表面9aによって乱反射され、この乱反射光は上方のカメラ23(図6参照)によって受光される。また半田レベラ16aに対して照射された照明光(矢印e2参照)は、光沢性を有する半田レベラ表面16aによって相当部分が入射角度に応じた特定方向に正反射され、このうち一部は上方に反射されてカメラ23によって受光される。
【0037】
図11は、中段照明ユニット28,上段照明ユニット29によって照射された照明光の反射状態を示している。この撮像においては、中段照明ユニット28,上段照明ユニット29はいずれも赤色照明光をそれぞれ矢印b、矢印cの方向から、クリーム半田9の半田表面9aおよび半田レベラ表面16aに照射する。これらの照明光のうち、半田表面9aに対して照射された照明光は、光沢性の低い半田表面9aによって乱反射され、この乱反射光は同様に上方のカメラ23によって受光される。また半田レベラ16aに対して照射された照明光は、光沢性を有する半田レベラ表面16aによって相当部分が上方に正反射されカメラ23によって受光される。
【0038】
図12は、このような照明条件下での撮像によって得られた認識画面を示している。この認識画面は、基板6の表面を示す背景面中に電極16および電極16に印刷されたクリーム半田9が含まれたカラー画像となっている。図12において、電極16の半田レベラ形成面16aにおいては、下段照明ユニット26、中段照明ユニット27,上段照明ユニット28から照射された赤色照明光の正反射光によって赤色部として現れる。ここで半田レベラ形成面16aには下段照明ユニット26の白色照明光も照射されるが、前述のように白色照明光の正反射光はカメラ23には受光されない方向に反射されることから、半田レベラ形成面16aが白色照明光によって高輝度に光ることがない。
【0039】
これに対し、クリーム半田9の半田表面9aは、下段照明ユニット26から照射された白色照明光の乱反射光および下段照明ユニット26、中段照明ユニット27,上段照明ユニット28から照射された赤色照明光の乱反射光を上方に反射する。これらの乱反射光をカメラ23が受光することにより、クリーム半田9は幾分赤みを帯びた白色部として現れ、赤色部で現れる半田レベラ表面16aと明瞭に識別される。
【0040】
上記説明したように、本実施の形態の画像認識方法においては、基板表面に半田レベラ形成面16aが矩形形状の境界線で区分されて設けられこの半田レベラ形成面16aにクリーム半田9が印刷された基板6を認識対象としている。そして撮像ユニット20による撮像対象となる認識面としての基板6上面は、背景面としての基板6表面中に光沢性を有する第1の表面としての半田レベラ形成面16aを有する電極16と、半田レベラ形成面16aよりも光沢性が低い第2の表面としての半田表面9aを含んだ構成となっている。
【0041】
そして基板6上面に対して照明部25によって照明光を照射し、この照明光の反射光を上方から受光して基板6上面を撮像する際には、下段照明ユニット26の白色光源部35Wによって、半田レベラ表面16aからの正反射光がカメラ23によって受光されない照射方向から基板6上面に対して照明光を照射するようにしている。すなわち、図7(b)に示すように、垂直面内において半田レベラ表面16aへの照射方向と基板6表面とがなす照射角度θ1が45゜以下の方向から、且つ図9(c)に示すように、水平面内において半田レベラ16aへの照射方向と電極16の境界線がなす角度θ3が75゜以下の角度から、白色照明光を照射するようにしている。
【0042】
さらに上述の撮像に際しては、この白色照明とともに、下段照明ユニット26の赤色光源部35R、中段照明ユニット27および上段照明ユニット28によって、半田レベラ表面16aからの正反射光がカメラ23によって受光される照射方向から基板6上面に対して赤色照明光(有色照明光)を照射する。すなわち、本実施の形態に示す画像認識方法においては、下段照明ユニット26の白色光源部35Wが白色照明光を照射する第1の照明手段となっており、下段照明ユニット26の赤色光源部35R、中段照明ユニット27および上段照明ユニット28が、有色照明光を照射する第2の照明手段となっている。
【0043】
これにより、半田レベラ表面16aと半田表面9aとを赤色部と白色部との明瞭な色彩差によって識別することができ、半田レベラ表面16a上に本来同質の材質を含むクリーム半田9が印刷されている場合においても、認識精度を向上させて半田面積の検出を高精度で行うことが可能となる。しかも本実施の形態においては上記クリーム半田9と半田レベラ表面16aの分離を同一の認識画面上で行うことができることから、異なる照明条件で撮像した複数の画像を取得する必要があった従来の画像認識方法と比較して、認識タクトタイムの短縮が可能となっている。
【0044】
なお、上記実施の形態では、電極16の外形を示す4辺の境界線がそれぞれ0゜、90゜、180゜、270゜の方向に略一致するように位置合わせする例を示したが、図13(a)に示すように基板6上における電極16の方向が図9(a)に示す状態からある角度αだけ傾いている場合には、下段照明回転駆動部32(図6参照)によって下段照明ユニット26を同一の角度αだけ回転させる。これにより、図13(b)に示すように、白色照明光は図9(c)に示す例と同様の照射方向から照射され、同様の結果を得る。
【0045】
また上記実施の形態では、半田レベラ形成面16aを有する電極16にクリーム半田9が印刷された基板6を認識対象物とする例を示しているが、これ以外に組み合わせであっても、背景面と光沢性を有する第1の表面と第1の表面よりも光沢性が低い第2の表面とを認識面に含み、背景面中に第1の表面が矩形形状の境界線で区分されて設けられさらに第1の表面上に第2の表面が設けられた構成の認識対象物であれば本発明の適用対象とすることができる。
【0046】
【発明の効果】
本発明によれば、認識対象物に対して照明部によって照明光を照射し、この照明光の反射光を上方から受光して認識対象物を撮像する際に、第1の照明手段によって第1の表面からの正反射光がカメラによって受光されない第1の照射方向から認識対象物に対して白色照明光を照射するとともに、第2の照明手段によって第1の表面からの反射光がカメラによって受光される第2の照射方向から認識対象物に対して有色照明光を照射するようにしたので、1回の撮像動作で取得された画像から、第1の表面および第2の表面の識別を同一認識画面で行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の正面図
【図2】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の側面図
【図3】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の平面図
【図4】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置による基板印刷面の部分平面図
【図5】(a)本発明の一実施の形態の画像認識装置の認識対象となる基板の平面図
(b)本発明の一実施の形態の画像認識装置の認識対象となる基板の部分断面図
【図6】本発明の一実施の形態の画像認識装置の撮像ユニットの断面図
【図7】(a)本発明の一実施の形態の画像認識装置の撮像ユニットの照明部の構成説明図
(b)本発明の一実施の形態の画像認識装置の撮像ユニットによる照明光照射方向の説明図
【図8】本発明の一実施の形態の画像認識装置の撮像ユニットの光源配置説明図
【図9】本発明の一実施の形態の画像認識装置の撮像ユニットによる照明光照射方向の説明図
【図10】本発明の一実施の形態の画像認識装置の撮像ユニットによる照明光照射方向の説明図
【図11】本発明の一実施の形態の画像認識装置の撮像ユニットによる照明光照射方向の説明図
【図12】本発明の一実施の形態の画像認識装置の取得画像図
【図13】本発明の一実施の形態の画像認識装置の撮像ユニットによる照明光照射方向の説明図
【符号の説明】
6 基板
9 クリーム半田
9a 半田表面
16、17 電極
16a 半田レベラ形成面
20 撮像ユニット
23 カメラ
25 照明部
26 下段照明ユニット
27 中段照明ユニット
28 上段照明ユニット
29 同軸照明ユニット
30 認識処理部
31 照明制御部
33 制御部
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an image recognition apparatus and an image recognition method for capturing an image of a recognition target object, acquiring an image, and performing recognition processing on the image.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In the field of manufacturing electronic components and devices, an image recognition method is widely used in which a recognition target such as an electronic component or a board is imaged with a camera, and the image pickup result is image-recognized to identify the target or detect a position. ing. As an application example of the image recognition, there is a print inspection for a board after solder printing which is performed prior to mounting of an electronic component. In this printing inspection, the print state of cream solder printed on the electrodes of the substrate, that is, the print position, the amount of print solder, and the like are detected by image recognition to determine whether the print state is acceptable (for example, see Patent Document 1).
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application Laid-Open No. HEI 4-104444
[Problems to be solved by the invention]
By the way, some electrodes on a substrate have a solder leveler in which a solder film is formed on the electrode surface for the purpose of improving the solder jointability. When cream solder printed on an electrode having such a solder leveler is to be recognized, it is difficult to simultaneously identify the electrode on the substrate and the cream solder on the electrode by image recognition. In other words, in order to identify the cream solder, it is necessary to separate the printed portion of the cream solder from the surface of the solder leveler. However, since the solder leveler and the cream solder originally include the same material, a plurality of images taken under different lighting conditions are used. It is necessary to acquire an image, and it takes time to acquire the image, and it is difficult to shorten the recognition tact time.
[0005]
Accordingly, an object of the present invention is to provide an image recognition device and an image recognition method that can reduce the recognition tact time.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The image recognition apparatus according to claim 1, wherein the recognition surface includes a background surface, a first surface having gloss, and a second surface having lower gloss than the first surface, and the first surface is provided in the background surface. By recognizing an image obtained by capturing an image of an object to be recognized in which the surface is provided with a rectangular boundary and further provided with a second surface on the first surface, a recognition process is performed on the background surface. An image recognition device for distinguishing a first surface from a second surface, wherein the illumination unit irradiates illumination light to the recognition target at the time of imaging, and receives reflected light of the illumination light from above. A camera that captures a color image of the object to be recognized, and a recognition processing unit that performs recognition processing on image data obtained by the camera, wherein the illumination unit emits specularly reflected light from the first surface to the camera. From the first irradiation direction that is not received by First illumination means for irradiating white illumination light, and second illumination means for irradiating the object to be recognized with colored illumination light from a second illumination direction in which reflected light from the first surface is received by the camera. Lighting means.
[0007]
The image recognition device according to claim 2, wherein the first irradiation direction is an angle formed between the irradiation direction on the first surface and the background surface in a vertical plane. Is 45 degrees or less, and the angle between the direction of irradiation on the first surface and the boundary line in a horizontal plane is 75 degrees or less.
[0008]
The image recognition device according to claim 3 is the image recognition device according to claim 1 or 2, wherein the object to be recognized is a board for mounting electronic components after solder printing, and the background surface is a surface of the substrate. Wherein the first surface is an electrode for electronic component connection provided on the substrate and having a solder leveler formed on the surface, and the second surface is cream solder printed on the electrode.
[0009]
The image recognition method according to claim 4, wherein the recognition surface includes a background surface, a first surface having glossiness, and a second surface having lower glossiness than the first surface, and the first surface is provided in the background surface. By performing recognition processing on an image obtained by imaging an object to be recognized in which the surface is divided by a rectangular boundary and further provided with the second surface on the first surface, the first surface is recognized. An image recognition method for identifying an object to be recognized by illuminating the object to be recognized with an illumination unit, receiving reflected light of the illumination light from above, and imaging the object to be recognized. When illuminating the object with white illumination light from a first illumination direction in which specularly reflected light from the first surface is not received by the camera by the first illumination means, The reflected light from the first surface is received by the camera Irradiating the colored illumination light to the object to be recognized from the second irradiation direction.
[0010]
An image recognition method according to a fifth aspect is the image recognition method according to the fourth aspect, wherein the first irradiation direction is defined by an irradiation direction on the first surface and a background surface in the vertical plane. The angle is 45 degrees or less, and the angle between the direction of irradiation on the first surface and the boundary line in a horizontal plane is 75 degrees or less.
[0011]
The image recognition method according to claim 6 is the image recognition method according to claim 4 or 5, wherein the background surface is a substrate for mounting electronic components, and the first surface is provided on the substrate. An electrode for connecting an electronic component on which a solder leveler is formed, and the second surface is cream solder printed on the electrode.
[0012]
According to the present invention, when the recognition target object is irradiated with illumination light by the illumination unit, and the reflected light of the illumination light is received from above and the recognition target object is imaged, the first illumination unit performs the first illumination. The target object is irradiated with white illumination light from a first irradiation direction in which specular reflection light from the surface is not received by the camera, and reflected light from the first surface is received by the camera by the second illumination means. By irradiating the object to be recognized with colored illumination light from the second irradiation direction, the identification of the first surface and the second surface is performed on the same recognition screen from the image acquired by one imaging operation. Can be done with
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a front view of a screen printing apparatus according to one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a side view of the screen printing apparatus according to one embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a screen printing apparatus according to one embodiment of the present invention. FIG. 4 is a partial plan view of a substrate printing surface by a screen printing apparatus according to one embodiment of the present invention, and FIG. 5A is a substrate to be recognized by an image recognition apparatus according to one embodiment of the present invention. FIG. 5B is a partial cross-sectional view of a substrate to be recognized by the image recognition device according to the embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a diagram illustrating an imaging unit of the image recognition device according to the embodiment of the present invention. 7A is a cross-sectional view, FIG. 7A is a configuration explanatory view of an illumination unit of an imaging unit of the image recognition device according to one embodiment of the present invention, and FIG. 7B is an imaging of the image recognition device according to one embodiment of the present invention. FIG. 8 is an illustration of the direction of illumination light irradiation by the unit, and FIG. 9, 10, and 11 are explanatory views of an illumination light irradiation direction by the imaging unit of the image recognition device according to one embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 13 is an illustration of an image obtained by the image recognition device according to the embodiment, and FIG. 13 is a diagram illustrating the direction of illumination light irradiation by the imaging unit of the image recognition device according to the embodiment of the present invention.
[0014]
First, the structure of the screen printing apparatus will be described with reference to FIGS. This screen printing apparatus has a configuration having not only a printing mechanism for printing cream solder on a substrate on which electronic components are mounted, but also a function as a print inspection apparatus for determining whether a printing state is good or not, as described later. ing.
[0015]
1 and 2, the substrate positioning unit 1 stacks a θ-axis table 4 on a moving table including an X-axis table 2 and a Y-axis table 3 and further arranges a Z-axis table 5 thereon. The Z-axis table 5 is provided with a substrate holder 7 for holding the substrate 6 sandwiched by the clampers 8 from below. The substrate 6 to be printed is carried into the substrate positioning unit 1 by the carry-in conveyor 14 shown in FIGS. By driving the substrate positioning unit 1, the substrate 6 moves in the X and Y directions, and is positioned at a printing position and a substrate recognition position described later. The printed substrate 6 is carried out by the carry-out conveyor 15.
[0016]
A screen mask 10 is provided above the substrate positioning unit 1, and the screen mask 10 is configured by mounting a mask plate 12 on a holder 11. The substrate 6 is positioned with respect to the mask plate 12 by the substrate positioning unit 1 and abuts from below. As shown in FIG. 5A, rectangular electrodes 16 and 17 for connecting electronic components are provided on the circuit forming surface of the substrate 6. Solder levelers are formed on the surfaces of the electrodes 16 and 17, and the solder leveler forming surface 16a is a first surface having gloss.
[0017]
On the screen mask 10, a squeegee head 13 is disposed so as to be able to reciprocate in the horizontal direction. While the substrate 6 is in contact with the lower surface of the mask plate 12, the cream solder 9 is supplied onto the mask plate 12, and the squeegee 13a of the squeegee head 13 is brought into contact with the surface of the mask plate 12 to slide. The cream solder 9 is printed on the printing surface of the substrate 6 through pattern holes provided in the mask plate 12. As a result, as shown in FIG. 5A, the cream solder 9 is printed on the solder leveler forming surface 16a of the electrodes 16, 17. The solder surface 9a of the cream solder 9 in the printed state is a second surface having lower gloss than the solder leveler forming surface 16a.
[0018]
Above the screen mask 10, an imaging unit 20 as an imaging unit is provided. As shown in FIG. 4A, the imaging unit 20 is horizontally moved in the XY directions by the X-axis table 21 and the Y-axis table 22. The X-axis table 21 and the Y-axis table 22 are imaging moving means for moving the imaging unit 20. The imaging unit 20 images an arbitrary position of the mask plate 12 by moving the imaging unit 20 with respect to the mask plate 12 by the imaging moving unit.
[0019]
As shown in FIG. 4B, the substrate positioning unit 1 can be moved in the Y direction from below the screen mask 10 by the Y-axis table 3 to move the held substrate 6 to the substrate recognition position. By moving the imaging unit 20 to the substrate 6 on the substrate positioning unit 1 in this state, an arbitrary position on the substrate 6 can be imaged by the imaging unit 20. The print inspection after screen printing is performed by imaging the substrate 6 after solder printing as an object to be recognized by the imaging unit 20.
[0020]
As shown in FIG. 5B, the substrate 6 to be recognized in the printing inspection has electrodes 16 and 17 separated from the surface of the substrate 6 by a rectangular boundary line, and further projects upward by the thickness of the solder leveler. The cream solder 9 is printed on the solder leveler forming surface 16a. That is, the image captured by the imaging unit 20 is a recognition surface in image recognition for print inspection. The recognition surface includes a background surface, which is the surface of the substrate 6, and a solder leveler formation surface 16 (first surface). ) And the solder surface 9a (second surface) of the cream solder 9 printed on the solder leveler forming surface 16a. In the recognition process for print inspection, the solder print area is determined by identifying the solder leveler forming surface 16a and the solder surface 9a in the background surface. Then, by comparing this solder printing area with a preset inspection threshold value, the quality of the printing state is determined.
[0021]
Next, the configuration of the imaging unit 20 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 6, the imaging unit 20 has a configuration in which a zoom optical system 24 is connected to a camera 23 capable of color imaging, and an illumination unit 25 is provided below the zoom optical system 24. The illumination unit 25 irradiates illumination light to the surface of the substrate 6 which is a recognition target at the time of imaging. The camera 23 receives the reflected light emitted by the illumination unit 25 and reflected by the substrate 6 from above through the zoom optical system 24, and images the recognition target. The image data of the recognition plane acquired by the camera 23 is subjected to recognition processing by the recognition processing unit 30, and the recognition result is sent to the control unit 33.
[0022]
Next, the configuration of the illumination unit 25 will be described. The illuminating unit 25 irradiates the substrate 6 located below with illumination light under various illumination conditions, and therefore includes a lower illuminating unit 26, a middle illuminating unit 27, an upper illuminating unit 28, and a coaxial illuminating unit 29 described below. A plurality of lighting units are provided. These lighting units are controlled by the control unit 33 via the lighting control unit 31.
[0023]
Here, the lower illumination unit 26, the middle illumination unit 27, and the upper illumination unit 28 are annular illumination units each having a light source arranged around a circular imaging range 25a of the camera 23. Of these illumination units, the lower illumination unit 26 can be rotated by a predetermined angle around the imaging range 25a by the lower illumination rotation drive unit 32. The imaging unit 20, the recognition processing unit 30, the illumination control unit 31, and the lower illumination rotation drive unit 32 constitute an image recognition device that performs image recognition of a substrate in a screen printing device and performs recognition processing for print inspection.
[0024]
Next, the lighting function of each lighting unit described above will be described with reference to FIG. The lower illumination unit 26 and the middle illumination unit 27 have a configuration in which light source units 35 each having a plurality of LEDs 36 are radially arranged around the imaging range 25a. Here, as shown in FIG. 7B, the lower illumination unit 26 and the middle illumination unit 27 illuminate the recognition target located in the imaging range 25a with θ1 and θ2 from the directions of arrows a and b, respectively. The illumination light is emitted in an angle (an angle between the irradiation direction of the illumination light and the horizontal direction (the surface of the substrate 6)).
[0025]
The upper illumination unit 28 includes an LED light source unit disposed in a ring shape above the middle illumination unit 27, and irradiates the recognition target located in the imaging range 25a with illumination light from above. The coaxial illumination unit 29 is located on the side of the half mirror 29a disposed below the zoom optical system 24, and reflects the illumination light emitted in the horizontal direction from the light source of the LED downward by the half mirror 29a. Then, the object to be recognized is illuminated from the coaxial direction.
[0026]
Here, the illumination light emitted from each of the illumination units will be described. FIGS. 8A and 8B show the horizontal arrangement of the light source units in the lower lighting unit 26 and the middle lighting unit 27, respectively. Each of the lower illumination unit 26 and the middle illumination unit 27 has a configuration in which eight light sources are radially arranged with the imaging position 25a at the center, and illumination is performed from each of these light sources toward the center of the imaging position 25a. Light is irradiated.
[0027]
As shown in FIG. 8A, among the eight light source units arranged in the lower lighting unit 26, LEDs emitting red light are provided in four directions of 0 °, 90 °, 180 °, and 270 °. A red light source section 35R is disposed, and a white light source section 35W having an LED for emitting white light is disposed in four directions at an angle of 45 ° with the red light source section 35R.
[0028]
Therefore, by turning on the lower illumination unit 26, as shown in FIG. 7B, the irradiation angle θ1 is applied to the electrode 16 formed on the surface of the substrate 6 in a horizontal posture and the cream solder 9 on the electrode 16. (See arrow a), white light and red light are emitted. At this time, as described above, the white light and the red light are radiated only from the directions respectively defined in the horizontal plane. The mounting direction of each light source unit in the lower illumination unit 26 is set so that the irradiation angle θ1 is 45 ° or less.
[0029]
As shown in FIG. 8B, the eight light source units arranged in the middle lighting unit 27 are all red light source units 35 </ b> R having LEDs that emit red light, and turn on the middle lighting unit 27. As a result, as shown in FIG. 7B, the electrode 16 formed on the surface of the substrate 6 in the horizontal posture and the cream solder 9 on the electrode 16 are applied from all directions around the irradiation angle θ2 (see arrow b). ) Red light is emitted.
[0030]
The upper lighting unit 28 and the coaxial lighting unit 29 are each provided with a light source unit having an LED that emits red light. By turning on the upper lighting unit 28, the electrode 16 formed on the surface of the substrate 6 and the cream solder 9 on the electrode 16 are slightly inclined with respect to the vertical direction as shown in FIG. Red light is emitted from the method (see arrow c). By turning on the coaxial illumination unit 29, the red light reflected downward by the half mirror 29a is emitted from the coaxial direction (see arrow d).
[0031]
This image recognition apparatus is configured as described above. Next, an image recognition method performed for the purpose of print inspection on a substrate after cream solder printing will be described. In this image recognition, the solder print area is obtained by distinguishing the solder leveler forming surface 16a from the solder surface 9a in the background of the screen obtained by imaging the surface of the substrate 16. Then, by comparing this solder printing area with a preset inspection threshold value, the quality of the printing state is determined.
[0032]
At the time of printing inspection, the printed substrate 6 is moved to an imaging position, and the imaging unit 20 is aligned with the inspection target position of the substrate 6. At this time, as shown in FIG. 9A, the outlines of the four sides of the rectangular electrode 16 on which the cream solder 9 is printed, that is, the boundaries with the surface of the substrate 6 are 0 °, 90 °, and 180 °, respectively. The alignment is performed so as to substantially coincide with the direction of {270}.
[0033]
When the camera 23 captures an image, the lower illumination unit 26, the middle illumination unit 27, and the upper illumination unit 29 are used together. First, the lighting state of the lower lighting unit 26 will be described. As shown in FIG. 9A, at the time of imaging, all of the four white light source units 35W and the four red light source units 35R are turned on, and the inspection target positions on the substrate 6 are irradiated with illumination light. FIG. 9B shows a reflection state of the white illumination light emitted from the white light source unit 35W among these illumination lights, and the white illumination emitted from the direction of arrow a (see FIG. 7B). Light is applied to the solder surface 9a of the cream solder 9 and the solder leveler surface 16a. Among these illumination lights, the illumination light (see arrow a1) applied to the solder surface 9a is irregularly reflected by the low-gloss solder surface 9a, and the irregularly reflected light is reflected by the upper camera 23 (see FIG. 6). Received.
[0034]
As shown in FIG. 9C, the illuminating light (see arrow a2) applied to the solder leveler 16a has an irradiation direction (angle θ3) in a horizontal plane substantially corresponding to the glossy solder leveler surface 16a. Is specularly reflected in a specific direction corresponding to At this time, the illumination direction of the illumination light emitted from the white light source unit 35W in the horizontal plane is set at a direction of approximately 45 ° with respect to the boundary line of the electrode 16, so that the regular reflection light in the horizontal plane is set. The reflection direction is deviated as shown by the dashed arrow in FIG. Therefore, this specularly reflected light is not received by the camera 23 above. Although θ3 is set to 45 ° here, the angle may be any angle at which specularly reflected light is not received by the camera 23, and a practical condition is 75 ° or less.
[0035]
FIG. 10 shows the incident direction and the reflection state of the red illumination light emitted from the red light source unit 35R among the illumination light of the lower illumination unit 26. As shown in FIG. Light is incident on the four-sided boundary of the rectangular electrode 16 from the normal direction. Then, as shown in FIG. 10B, the red illumination light emitted from the direction of the arrow e is applied to the solder surface 9a of the cream solder 9 and the solder leveler surface 16a.
[0036]
Among these illumination lights, the illumination light (see arrow e1) applied to the solder surface 9a is irregularly reflected by the low-gloss solder surface 9a, and the irregularly reflected light is reflected by the upper camera 23 (see FIG. 6). Received. Also, the illumination light (see arrow e2) applied to the solder leveler 16a has a considerable portion specularly reflected in a specific direction according to the incident angle by the glossy solder leveler surface 16a, and a part of the light is directed upward. The light is reflected and received by the camera 23.
[0037]
FIG. 11 shows a reflection state of the illumination light emitted by the middle illumination unit 28 and the upper illumination unit 29. In this imaging, both the middle illumination unit 28 and the upper illumination unit 29 irradiate the red illumination light onto the solder surface 9a and the solder leveler surface 16a of the cream solder 9 from the directions of arrows b and c, respectively. Among these illumination lights, the illumination light applied to the solder surface 9a is irregularly reflected by the low-gloss solder surface 9a, and the irregularly reflected light is similarly received by the upper camera 23. Further, the illumination light applied to the solder leveler 16a is specularly reflected upward upward by the glossy solder leveler surface 16a, and is received by the camera 23.
[0038]
FIG. 12 shows a recognition screen obtained by imaging under such illumination conditions. The recognition screen is a color image in which the electrode 16 and the cream solder 9 printed on the electrode 16 are included in a background surface indicating the surface of the substrate 6. In FIG. 12, on the solder leveler forming surface 16 a of the electrode 16, the red illumination light appears from the lower illumination unit 26, the middle illumination unit 27, and the upper illumination unit 28 and appears as a red portion. Here, the solder leveler forming surface 16a is also irradiated with the white illumination light of the lower illumination unit 26. However, since the specular reflection light of the white illumination light is reflected in the direction not received by the camera 23 as described above, The leveler forming surface 16a does not shine with high brightness by white illumination light.
[0039]
On the other hand, the solder surface 9a of the cream solder 9 has irregularly reflected white illumination light emitted from the lower illumination unit 26 and red illumination light emitted from the lower illumination unit 26, the middle illumination unit 27, and the upper illumination unit 28. Diffusely reflected light is reflected upward. When the camera 23 receives these irregularly reflected lights, the cream solder 9 appears as a somewhat reddish white portion and is clearly distinguished from the solder leveler surface 16a that appears in the red portion.
[0040]
As described above, in the image recognition method according to the present embodiment, the solder leveler forming surface 16a is provided on the substrate surface by being divided by the rectangular boundary line, and the cream solder 9 is printed on the solder leveler forming surface 16a. The substrate 6 that has been set is to be recognized. The upper surface of the substrate 6 as a recognition surface to be imaged by the imaging unit 20 includes an electrode 16 having a solder leveler forming surface 16a as a first surface having glossiness on the surface of the substrate 6 as a background surface, and a solder leveler. The configuration includes a solder surface 9a as a second surface having lower gloss than the formation surface 16a.
[0041]
When the upper surface of the substrate 6 is irradiated with illumination light by the illumination unit 25 and the reflected light of the illumination light is received from above and the upper surface of the substrate 6 is imaged, the white light source unit 35W of the lower illumination unit 26 The upper surface of the substrate 6 is irradiated with illumination light from an irradiation direction in which the specularly reflected light from the solder leveler surface 16a is not received by the camera 23. That is, as shown in FIG. 7B, the irradiation angle θ1 between the irradiation direction to the solder leveler surface 16a and the surface of the substrate 6 in the vertical plane is 45 ° or less, and as shown in FIG. 9C. As described above, the white illumination light is emitted from the angle θ3 between the irradiation direction to the solder leveler 16a and the boundary line between the electrodes 16 in the horizontal plane, which is 75 ° or less.
[0042]
Further, at the time of the above-described imaging, the camera 23 receives the regular reflection light from the solder leveler surface 16a by the red light source unit 35R, the middle illumination unit 27, and the upper illumination unit 28 of the lower illumination unit 26, together with the white illumination. A red illumination light (colored illumination light) is applied to the upper surface of the substrate 6 from the direction. That is, in the image recognition method described in the present embodiment, the white light source unit 35W of the lower illumination unit 26 is the first illumination unit that emits white illumination light, and the red light source unit 35R of the lower illumination unit 26 The middle illuminating unit 27 and the upper illuminating unit 28 serve as second illuminating means for emitting colored illumination light.
[0043]
Thus, the solder leveler surface 16a and the solder surface 9a can be distinguished by a clear color difference between the red portion and the white portion, and the cream solder 9 containing a material of the same quality is printed on the solder leveler surface 16a. In this case, the soldering area can be detected with high accuracy by improving the recognition accuracy. Moreover, in the present embodiment, since the cream solder 9 and the solder leveler surface 16a can be separated on the same recognition screen, it is necessary to acquire a plurality of images captured under different lighting conditions. Compared with the recognition method, the recognition tact time can be reduced.
[0044]
In the above-described embodiment, an example has been described in which the alignment is performed such that the boundaries of the four sides indicating the outer shape of the electrode 16 substantially coincide with the directions of 0 °, 90 °, 180 °, and 270 °, respectively. When the direction of the electrode 16 on the substrate 6 is inclined by a certain angle α from the state shown in FIG. 9A as shown in FIG. 13A, the lower illumination rotation drive unit 32 (see FIG. 6) lowers the lower electrode. The lighting unit 26 is rotated by the same angle α. Thus, as shown in FIG. 13B, the white illumination light is emitted from the same irradiation direction as in the example shown in FIG. 9C, and the same result is obtained.
[0045]
In the above embodiment, the substrate 6 on which the cream solder 9 is printed on the electrode 16 having the solder leveler forming surface 16a is set as the object to be recognized. And a first surface having gloss and a second surface having lower gloss than the first surface are included in the recognition surface, and the first surface is provided in the background surface and is divided by a rectangular boundary. In addition, any object to be recognized having a configuration in which the second surface is provided on the first surface can be applied to the present invention.
[0046]
【The invention's effect】
According to the present invention, when the recognition target object is irradiated with illumination light by the illumination unit, and the reflected light of the illumination light is received from above and the recognition target object is imaged, the first illumination unit performs the first illumination. The target object is irradiated with white illumination light from a first irradiation direction in which specular reflection light from the surface is not received by the camera, and reflected light from the first surface is received by the camera by the second illumination means. The object to be recognized is illuminated with colored illumination light from the second irradiation direction, so that the first surface and the second surface can be identified from the image acquired by one imaging operation. This can be done on the recognition screen.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view of a screen printing apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a side view of the screen printing apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is screen printing according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a partial plan view of a substrate printing surface by a screen printing apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 5A is a recognition target of an image recognition apparatus according to an embodiment of the present invention. Plan view of substrate (b) Partial cross-sectional view of a substrate to be recognized by the image recognition device according to one embodiment of the present invention [FIG. 6] Cross-sectional view of an imaging unit of the image recognition device according to one embodiment of the present invention [ FIG. 7A is a diagram illustrating a configuration of a lighting unit of an imaging unit of the image recognition device according to one embodiment of the present invention; FIG. FIG. 8 is a photograph of an image recognition device according to an embodiment of the present invention. FIG. 9 is an explanatory view of an illumination light irradiating direction by an image pickup unit of the image recognition device according to one embodiment of the present invention. FIG. 10 is an image pickup unit of an image recognition device according to one embodiment of the present invention. FIG. 11 is an explanatory view of an illumination light irradiation direction according to FIG. 11. FIG. 12 is an explanatory view of an illumination light irradiation direction by an imaging unit of the image recognition apparatus according to one embodiment of the present invention. Acquisition image diagram [FIG. 13] Illustrative view of illumination light irradiation direction by an imaging unit of an image recognition device according to an embodiment of the present invention [Description of reference numerals]
6 substrate 9 cream solder 9a solder surface 16, 17 electrode 16a solder leveler forming surface 20 imaging unit 23 camera 25 lighting unit 26 lower lighting unit 27 middle lighting unit 28 upper lighting unit 29 coaxial lighting unit 30 recognition processing unit 31 lighting control unit 33 Control unit

Claims (6)

背景面と光沢性を有する第1の表面と第1の表面よりも光沢性が低い第2の表面とを認識面に含み、背景面中に第1の表面が矩形形状の境界線で区分して設けられさらに第1の表面上に第2の表面が設けられた認識対象物を撮像して得られた画像を認識処理することにより、前記背景面中において第1の表面と第2の表面とを識別する画像認識装置であって、撮像時に前記認識対象物に対して照明光を照射する照明部と、前記照明光の反射光を上方から受光して前記認識対象物のカラー画像を撮像するカメラと、このカメラにより取得した画像データを認識処理する認識処理部とを備え、前記照明部は、前記第1の表面からの正反射光が前記カメラによって受光されない第1の照射方向から認識対象物に対して白色照明光を照射する第1の照明手段と、前記第1の表面からの反射光が前記カメラによって受光される第2の照射方向から認識対象物に対して有色照明光を照射する第2の照明手段とを有することを特徴とする画像認識装置。The recognition surface includes a background surface, a first surface having a glossiness, and a second surface having a lower glossiness than the first surface, and the first surface is divided by a rectangular boundary in the background surface. A first surface and a second surface in the background surface by recognizing an image obtained by imaging a recognition target object provided with the second surface on the first surface. An illumination unit that illuminates the recognition target object with illumination light at the time of imaging, and captures a color image of the recognition target object by receiving reflected light of the illumination light from above. And a recognition processing unit that performs recognition processing on image data obtained by the camera, wherein the illumination unit recognizes from a first irradiation direction in which specularly reflected light from the first surface is not received by the camera. First illumination for irradiating the object with white illumination light Means, and second illumination means for irradiating the object to be recognized with colored illumination light from a second illumination direction in which the reflected light from the first surface is received by the camera. Image recognition device. 前記第1の照射方向は、垂直面内において前記第1の表面への照射方向と背景面とがなす角度が45度以下であり、且つ水平面内において第1の表面への照射方向と前記境界線がなす角度が75度以下であることを特徴とする請求項1記載の画像認識装置。The first irradiation direction is such that an angle formed by the irradiation direction on the first surface and the background surface in a vertical plane is 45 degrees or less, and the irradiation direction on the first surface in a horizontal plane and the boundary. 2. The image recognition apparatus according to claim 1, wherein an angle between the lines is equal to or less than 75 degrees. 前記認識対象物は半田印刷後の電子部品実装用の基板であり、前記背景面は前記基板の表面であり、前記第1の表面は前記基板に設けられ表面に半田レベラが形成された電子部品接続用の電極であり、さらに前記第2の表面は、前記電極に印刷されたクリーム半田であることを特徴とする請求項1または2記載の画像認識装置。The object to be recognized is a substrate for mounting electronic components after solder printing, the background surface is a surface of the substrate, and the first surface is an electronic component provided on the substrate and having a solder leveler formed on the surface. The image recognition device according to claim 1, wherein the image recognition device is a connection electrode, and the second surface is a cream solder printed on the electrode. 背景面と光沢性を有する第1の表面と第1の表面よりも光沢性が低い第2の表面とを認識面に含み、背景面中に第1の表面が矩形形状の境界線で区分して設けられさらに第1の表面上に第2の表面が設けられた認識対象物を撮像して得られた画像を認識処理することにより、第1の表面と第2の表面とを識別する画像認識方法であって、前記認識対象物に対して照明部によって照明光を照射し、この照明光の反射光を上方から受光して前記認識対象物を撮像する際に、第1の照明手段によって前記第1の表面からの正反射光が前記カメラによって受光されない第1の照射方向から認識対象物に対して白色照明光を照射し、第2の照明手段によって前記第1の表面からの反射光が前記カメラによって受光される第2の照射方向から認識対象物に対して有色照明光を照射することを特徴とする画像認識方法。The recognition surface includes a background surface, a first surface having a glossiness, and a second surface having a lower glossiness than the first surface, and the first surface is divided by a rectangular boundary in the background surface. An image for identifying a first surface and a second surface by performing recognition processing on an image obtained by imaging a recognition target provided with a second surface on the first surface and further provided on the first surface A recognition method, wherein the recognition target object is irradiated with illumination light by an illumination unit, and when the reflected light of the illumination light is received from above and the recognition target object is imaged, the first illumination means The object to be recognized is illuminated with white illumination light from a first illumination direction in which specularly reflected light from the first surface is not received by the camera, and reflected light from the first surface by a second illumination means. From the second irradiation direction received by the camera to the recognition target Image recognition method, which comprises irradiating the colored illumination light is. 前記第1の照射方向は、前記垂直面内において前記第1の表面への照射方向と背景面とがなす角度が45度以下であり、且つ水平面内において第1の表面への照射方向と前記境界線がなす角度が75度以下であることを特徴とする請求項4記載の画像認識装置。In the first irradiation direction, an angle formed by the irradiation direction on the first surface and the background surface in the vertical plane is 45 degrees or less, and the irradiation direction on the first surface in a horizontal plane is the same as the irradiation direction on the first surface. 5. The image recognition device according to claim 4, wherein the angle formed by the boundary is 75 degrees or less. 前記背景面は電子部品実装用の基板であり、前記第1の表面は前記基板に設けられ表面に半田レベラが形成された電子部品接続用の電極であり、さらに前記第2の表面は、前記電極に印刷されたクリーム半田であることを特徴とする請求項4または5記載の画像認識方法。The background surface is a substrate for mounting electronic components, the first surface is an electrode for electronic component connection provided on the substrate, and a solder leveler is formed on the surface, and the second surface is 6. The image recognition method according to claim 4, wherein the solder paste is cream solder printed on the electrodes.
JP2003003033A 2003-01-09 2003-01-09 Image recognition apparatus and image recognition method Expired - Fee Related JP4818572B2 (en)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003003033A JP4818572B2 (en) 2003-01-09 2003-01-09 Image recognition apparatus and image recognition method
DE602004027990T DE602004027990D1 (en) 2003-01-09 2004-01-08 PICTURE IDENTIFIER AND PICTURE IDENTIFICATION METHOD
EP04700757A EP1595138B1 (en) 2003-01-09 2004-01-08 Image recognition apparatus and image recognition method
KR1020057012797A KR101079686B1 (en) 2003-01-09 2004-01-08 Image recognition apparatus and image recognition method
US10/753,740 US7551768B2 (en) 2003-01-09 2004-01-08 Image recognition apparatus and method for surface discrimination using reflected light
PCT/JP2004/000064 WO2004063733A1 (en) 2003-01-09 2004-01-08 Image recognition apparatus and image recognition method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003003033A JP4818572B2 (en) 2003-01-09 2003-01-09 Image recognition apparatus and image recognition method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2004264026A true JP2004264026A (en) 2004-09-24
JP4818572B2 JP4818572B2 (en) 2011-11-16

Family

ID=33111901

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003003033A Expired - Fee Related JP4818572B2 (en) 2003-01-09 2003-01-09 Image recognition apparatus and image recognition method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4818572B2 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007103665A (en) * 2005-10-04 2007-04-19 Yamaha Motor Co Ltd Inspection device and printer for mounting substrate
JP2009250752A (en) * 2008-04-04 2009-10-29 Hitachi Chem Co Ltd Appearance inspection system
JP2010281580A (en) * 2009-06-02 2010-12-16 Rexxam Co Ltd Substrate inspection system, irradiation system and substrate inspection method
JP2018146415A (en) * 2017-03-07 2018-09-20 株式会社レクザム Substrate inspection device
CN109190431A (en) * 2018-10-26 2019-01-11 安徽千山物流有限公司 A kind of logistics document image recognition information input device
CN113358172A (en) * 2021-06-02 2021-09-07 三川智慧科技股份有限公司 Method, device, equipment and medium for automatically setting electromechanical synchronization of water meter

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02208545A (en) * 1989-02-09 1990-08-20 Ckd Corp Inspection of coating of cream-like solder
JPH0236893B2 (en) * 1983-01-24 1990-08-21 Tokyo Shibaura Electric Co
JPH03192800A (en) * 1989-12-21 1991-08-22 Sharp Corp Component mounting recognition method for printed board
JP2000028320A (en) * 1998-07-10 2000-01-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd Image recognizing equipment and image recognizing method
JP3149522B2 (en) * 1992-04-24 2001-03-26 松下電器産業株式会社 Appearance inspection method for cream solder
JP2002048731A (en) * 2000-08-01 2002-02-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd Mounted base board visual inspection device and its visual inspection method

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0236893B2 (en) * 1983-01-24 1990-08-21 Tokyo Shibaura Electric Co
JPH02208545A (en) * 1989-02-09 1990-08-20 Ckd Corp Inspection of coating of cream-like solder
JPH03192800A (en) * 1989-12-21 1991-08-22 Sharp Corp Component mounting recognition method for printed board
JP3149522B2 (en) * 1992-04-24 2001-03-26 松下電器産業株式会社 Appearance inspection method for cream solder
JP2000028320A (en) * 1998-07-10 2000-01-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd Image recognizing equipment and image recognizing method
JP2002048731A (en) * 2000-08-01 2002-02-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd Mounted base board visual inspection device and its visual inspection method

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007103665A (en) * 2005-10-04 2007-04-19 Yamaha Motor Co Ltd Inspection device and printer for mounting substrate
JP2009250752A (en) * 2008-04-04 2009-10-29 Hitachi Chem Co Ltd Appearance inspection system
JP2010281580A (en) * 2009-06-02 2010-12-16 Rexxam Co Ltd Substrate inspection system, irradiation system and substrate inspection method
JP2018146415A (en) * 2017-03-07 2018-09-20 株式会社レクザム Substrate inspection device
CN109190431A (en) * 2018-10-26 2019-01-11 安徽千山物流有限公司 A kind of logistics document image recognition information input device
CN109190431B (en) * 2018-10-26 2023-09-26 安徽千山物流有限公司 Logistics bill image identification information input device
CN113358172A (en) * 2021-06-02 2021-09-07 三川智慧科技股份有限公司 Method, device, equipment and medium for automatically setting electromechanical synchronization of water meter

Also Published As

Publication number Publication date
JP4818572B2 (en) 2011-11-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1116950A1 (en) Method and apparatus for inspecting a printed circuit board assembly
JP4434417B2 (en) Inspection equipment for printed wiring boards
WO2021129283A1 (en) Illuminating apparatus used for automated optical inspection device, and imaging system
KR100281881B1 (en) cream solder inspection apparatus and the method thereof
JP4804295B2 (en) Component recognition method, component recognition device, surface mounter and component inspection device
EP1595138B1 (en) Image recognition apparatus and image recognition method
JP7246938B2 (en) inspection equipment
JP3632449B2 (en) Cream solder application state inspection device and application state inspection method
JP4818572B2 (en) Image recognition apparatus and image recognition method
JP4818571B2 (en) Image recognition apparatus and image recognition method
JP2002048731A (en) Mounted base board visual inspection device and its visual inspection method
JP3680704B2 (en) Image recognition method for recognition mark in electronic component mounting apparatus
US20020005498A1 (en) Cream solder inspection method and apparatus therefor
JPH05288527A (en) Appearance inspecting method for mounted board and its device
JP2004279236A (en) Appearance inspection device and method
JPH1090191A (en) Soldering testing equipment
JP2001068900A (en) Mounted part checking method and device, and lighting equipment
TWI813290B (en) Substrate inspection device and substrate inspection method
JPH0933445A (en) Illumination device for apparatus for inspecting printed wiring board
JP2002048732A (en) Visual inspection device and visual inspection method
JPH03192800A (en) Component mounting recognition method for printed board
JPH08222896A (en) Illuminator for mounting machine
CN113466260A (en) Inspection apparatus
TW202409554A (en) Image capturing apparatus, substrate inspection apparatus, image capturing method, and substrate inspection method
JP2002139440A (en) Illuminator for pattern inspection

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20051021

RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421

Effective date: 20051114

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20081209

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090123

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090728

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090910

RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421

Effective date: 20091119

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100427

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100525

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20100615

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110704

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20110831

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140909

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140909

Year of fee payment: 3

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees