JP2005333504A - Method and apparatus for acquiring image data - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画像データ取得方法及び装置、更に詳細には、電子部品をプリント基板または液晶やディスプレイパネル基板などに自動的に実装する電子部品実装装置において、電子部品を認識するために画像データを取得する方法及び装置に関するものである。 The present invention relates to an image data acquisition method and apparatus, and more particularly, in an electronic component mounting apparatus that automatically mounts an electronic component on a printed circuit board, a liquid crystal display panel, a display panel substrate, or the like. The present invention relates to a method and apparatus for acquisition.
従来から、電子部品実装装置では、吸着された電子部品をCCDやCMOSなど固体撮像素子を有する撮像装置で撮像して、その画像データを処理することにより部品の吸着姿勢を認識し、それを補正して部品搭載が行われている。撮像装置は、多数の素子を用いて製造されることから、製造技術に起因する欠陥素子(画素)が発生する。撮像装置に欠陥画素があると、部品認識が正確でなくなるので、これを補正するために、種々の方法が考えられている。例えば、特許文献1では、検出回路で注目画素とその前後、及び更にその前後の計5画素の画素データを抽出し、さらにこれらの画素データに対し、加算器、比較回路を用い突出量を演算して、判定を行っている。この方法では、しきい値制御回路は突出量を判定するしきい値を周辺画素の輝度レベルに応じて制御し、検出回路が画素欠陥を判定し検出信号を出力し、補正回路に補正信号を出力して、欠陥画素による画像データを補正している。
Conventionally, in an electronic component mounting apparatus, the picked-up electronic component is picked up by an image pickup device having a solid-state image pickup device such as a CCD or CMOS, and the picking posture of the component is recognized by processing the image data, and the correction is made. And parts are mounted. Since the imaging device is manufactured using a large number of elements, defective elements (pixels) due to the manufacturing technology are generated. If there is a defective pixel in the image pickup device, the component recognition becomes inaccurate, and various methods have been considered to correct this. For example, in
また、特許文献2から、白欠陥画素と黒欠陥画素を周辺の画素から補間し、補間データを前記第1のメモリに書き直し、この置き換えを白欠陥画素と黒欠陥画素の個数分繰り返した後、信号処理手段により所定の信号に変換することにより、欠陥画素による画像データを補正することが知られている。 Further, from Patent Document 2, after interpolating white defective pixels and black defective pixels from surrounding pixels, rewriting the interpolation data in the first memory, and repeating this replacement for the number of white defective pixels and black defective pixels, It is known to correct image data of defective pixels by converting the signal into a predetermined signal by a signal processing means.
更に、特許文献3から、注目画素の周辺の画素データの平均値と、注目画素の画素データとを比較することによって、注目画素が欠陥画素であるかを判別することが知られている。
従来では、欠陥画素があった場合に、周辺の画素を元に計算で補間するものであった。これを、従来のように計算で補正を行なおうとすると、画素が周囲と同じような濃淡データである場合はよいが、画素欠陥が周辺と異なり、欠陥画素の部分だけ実際のものよりも暗い場合や明るい場合などは正確に欠陥画素の明るさの状態を求めることが出来ないという問題があった。しかも部品などを撮像した場合、エッジ付近は、濃淡の差が激しく、画素ごとの変化の激しい領域であるために周辺のデータを元に補正することは不正確になる問題があった。 Conventionally, when there is a defective pixel, interpolation is performed based on surrounding pixels. If it is attempted to correct this by calculation as in the conventional case, the pixel may have the same grayscale data as the surroundings, but the pixel defect is different from the surroundings, and only the defective pixel part is darker than the actual one. There is a problem that the brightness state of the defective pixel cannot be obtained accurately when the case is bright or bright. In addition, when an image of a part or the like is taken, there is a problem in that correction near the edge is inaccurate because the difference in shading is large and the area changes rapidly for each pixel.
従来技術のような計算で欠陥画素を補間する場合は、2値化などにより画像処理をしてエッジを求めている。例えば、図12(A)に示すように、部品90のエッジ部に欠陥画素91があった場合、図12(A)のZ−Z断面で画素の濃淡データを見た時に、図12(B)、(C)に示すように、しきい値THで2値化することによりエッジを求めている。図12(B)に示すように、欠陥画素のない場合は、画素104と画素105の境界でエッジが求まるが、図12(C)に示すように、画素に欠陥があり欠陥画素が暗い色になってしまった場合、画素105と画素106の境界にエッジが移動してしまい、1画素分のずれDが発生してしまう。これによってエッジの位置が1画素分ずれてしまい、計測データが不正確になるという問題があった。
When a defective pixel is interpolated by calculation as in the prior art, an edge is obtained by performing image processing by binarization or the like. For example, as shown in FIG. 12A, when there is a
また、従来では、欠陥画素を見つける場合に周辺の画素との比較を行なって見つけるが、この場合、常に暗い画像の部分において実際よりも暗いデータとなるような欠陥画素の場合、欠陥画素と周辺との差がなくなり、発見できないという問題があった。また、常に明るい像を取得する場合において実際よりも明るくなる欠陥画素を見つける場合も同様に周辺との差がなくなり、検出ができなくなるという問題があった。 Conventionally, when a defective pixel is found, it is found by comparing with the surrounding pixels. In this case, in the case of a defective pixel that always has darker data than the actual pixel in a dark image portion, the defective pixel and the surrounding pixel are detected. There was a problem that it was not possible to find it. Further, in the case of obtaining a always bright image, there is also a problem that when a defective pixel that is brighter than the actual one is found, there is no difference from the surrounding area and detection is impossible.
本発明は、このような問題点を解決するもので、欠陥画素があっても、この欠陥画素による画像データを正確に補完できる画像データ取得方法及び装置を提供することである。 The present invention solves such problems, and provides an image data acquisition method and apparatus that can accurately complement image data of defective pixels even when there are defective pixels.
本発明は、
固体撮像素子を備えた撮像装置で被写体を撮像し、画像データを取得する方法であって、
固体撮像素子の欠陥画素の位置を特定し、
被写体を撮像して第1の画像を取得するとともに、画素位置を変えて同じ被写体を撮像して第2の画像を取得し、
第1の画像を取得したときの欠陥画素の画像に対応する画像のデータを第2の画像から求め、第1の画像での欠陥画素の画像データを、第2の画像から求めた画像のデータで置き換えて、補完することを特徴とする。
The present invention
A method of capturing an image of a subject with an imaging device including a solid-state imaging device and acquiring image data,
Identify the position of the defective pixel in the solid-state image sensor,
The subject is imaged to obtain a first image, the pixel position is changed and the same subject is imaged to obtain a second image,
Image data corresponding to the image of the defective pixel when the first image is obtained is obtained from the second image, and image data of the defective pixel in the first image is obtained from the second image. It is characterized by replacing with and complementing.
また、本発明は、
固体撮像素子を備えた撮像装置で被写体を撮像し、画像データを取得する装置であって、
固体撮像素子の欠陥画素の位置を記憶する記憶装置と、
被写体を撮像して第1の画像を取得するとともに、被写体を所定量移動させて撮像して第2の画像を取得する撮像装置とを有し、
第1の画像を取得したときの欠陥画素の画像に対応する画像のデータを第2の画像から求め、第1の画像での欠陥画素の画像データを、第2の画像から求めた画像のデータで置き換えて、補完することを特徴とする。
The present invention also provides:
An apparatus that captures an image of a subject with an imaging device including a solid-state imaging device and acquires image data,
A storage device for storing a position of a defective pixel of the solid-state imaging device;
An imaging device that captures a subject to obtain a first image, moves the subject by a predetermined amount, and obtains a second image;
Image data corresponding to the image of the defective pixel when the first image is obtained is obtained from the second image, and image data of the defective pixel in the first image is obtained from the second image. It is characterized by replacing with and complementing.
また、本発明は、
固体撮像素子を備えた撮像装置で被写体を撮像し、画像データを取得する装置であって、
被写体を撮像して第1の画像を取得するための第1の撮像装置と、
第1の撮像装置の固体撮像素子の欠陥画素の位置を記憶する記憶装置と、
第1の撮像装置と異なる位置に配置され、同じ被写体を撮像して第2の画像を取得するための第2の撮像装置とを備え、
第1の画像を取得したときの欠陥画素の画像に対応する画像のデータを第2の画像から求め、第1の画像での欠陥画素の画像データを、第2の画像から求めた画像のデータで置き換えて、補完することを特徴とする。
The present invention also provides:
An apparatus that captures an image of a subject with an imaging device including a solid-state imaging device and acquires image data,
A first imaging device for capturing a subject and acquiring a first image;
A storage device for storing a position of a defective pixel of the solid-state imaging device of the first imaging device;
A second imaging device that is arranged at a different position from the first imaging device and that captures the same subject and obtains a second image;
Image data corresponding to the image of the defective pixel when the first image is obtained is obtained from the second image, and image data of the defective pixel in the first image is obtained from the second image. It is characterized by replacing with and complementing.
本発明では、画素位置を変えて被写体を撮像することにより2つの画像を取得し、第1の画像を取得したときの欠陥画素の画像に対応する画像のデータを第2の画像から求め、第1の画像での欠陥画素の画像データを、第2の画像から求めた画像のデータで置き換えるようにしている。従って、本発明では、データ補間ではなく、実際の画像データを入れ替えるようにして画像データを補完するため、変化の激しい画像やエッジ付近に画素欠陥があっても、正確な画像データを求め、そのデータで欠陥データを補正することができる。また、欠陥画素が複数個かたまって存在しても、周辺の画素を用いて計算で求めるものと異なり1画素欠陥である時と同じように正確な補正が可能である。 In the present invention, two images are acquired by changing the pixel position and the subject is imaged, and image data corresponding to the image of the defective pixel when the first image is acquired is obtained from the second image. Image data of defective pixels in one image is replaced with image data obtained from the second image. Therefore, in the present invention, since the image data is complemented by replacing actual image data instead of data interpolation, accurate image data is obtained even if there is a pixel defect near a sharply changing image or edge. The defect data can be corrected with the data. Also, even when there are a plurality of defective pixels, different from those obtained by calculation using surrounding pixels, accurate correction can be performed as in the case of one pixel defect.
本発明は、特に、電子部品をプリント基板または液晶やディスプレイパネル基板などに自動的に実装する電子部品実装装置において、電子部品の認識を行うために部品の画像データを取得する場合に適用されるもので、以下に本発明を実施例に基づき詳細に説明する。 The present invention is particularly applied to an electronic component mounting apparatus that automatically mounts an electronic component on a printed circuit board, a liquid crystal display panel, a display panel substrate, or the like when acquiring image data of the component in order to recognize the electronic component. In the following, the present invention will be described in detail based on examples.
図1には、本発明の1実施例を示す電子部品実装装置の構成が図示されている。符号1で示すものは、装着ヘッドであり、後述のようにそれぞれ電子部品(以下、部品と略す)を吸着保持する複数の吸着ノズルを備えている。装着ヘッド1は、X軸方向に移動できるようにX軸ガントリ2に取付けられており、X軸ガントリ2は、Y軸方向に移動できるように、Y軸ガントリ3に取付けられている。また、回路基板5に実装する部品を供給する電子部品供給装置4が電子部品実装装置の前面に配置されている。さらに、部品の吸着位置ずれ(吸着ノズルの中心位置と吸着した部品の中心位置との位置ずれ)と吸着角度ずれ(傾き)を検出するために、部品を撮像するレンズ6を備えたCCDカメラやCMOSカメラなどの撮像装置7が、電子部品供給装置4と基板5間に配置される。
FIG. 1 shows the configuration of an electronic component mounting apparatus showing an embodiment of the present invention.
図2は装着ヘッド1の構造を詳細に示している。装着ヘッド1は、その基板1aが図1のX軸ガントリ2に取り付けられX軸方向に移動可能となっており、部品を真空吸着する吸着ノズル8を複数備え、吸着ノズルをそのノズル軸(吸着軸)を中心に回転させるθ軸モータ9と、吸着ノズルを上下方向に駆動するZ軸モータ10が基板1aに取り付けられている。
FIG. 2 shows the structure of the
図3は電子部品実装装置の制御系の構成を示している。20は、装置全体を制御するマイクロコンピュータ(CPU)、並びにRAM、ROMなどからなるコントローラ(制御手段)であり、それに接続されてる装置や機器を制御する。装着ヘッド1は、X軸モータ21により、X軸ガントリ2に沿ってX軸方向に移動され、またX軸ガントリ2は、Y軸モータ22によりY軸ガントリ3に沿ってY軸方向に駆動され、それにより装着ヘッド1はX軸方向とY軸方向に移動可能となる。Z軸モータ10は、吸着ノズル8をZ軸方向(高さ方向)に昇降させ、θ軸モータ9は、吸着ノズル8をそのノズル軸を中心にして回転させる。照明制御回路23は、部品12を照明する照明装置40の光源の点灯並びにその光量を制御する。
FIG. 3 shows the configuration of the control system of the electronic component mounting apparatus.
認識装置(画像処理装置)27は、吸着ノズル8に吸着された部品12の画像認識を行うもので、A/D変換器27a、メモリ27b及びCPU27cから構成され、部品12を撮像した撮像装置7から出力されるアナログの画像信号をA/D変換器27aによりデジタル信号に変換してメモリ27bに格納し、CPU27cがその画像データに基づいて吸着された部品12の吸着位置ずれ量と吸着角度ずれ量を算出する。
The recognition device (image processing device) 27 performs image recognition of the
キーボード28とマウス29は部品データなどのデータを入力するために用いられ、記憶装置30は、フラッシュメモリなどで構成され、キーボード28とマウス29により入力された部品データ、あるいは不図示のホストコンピュータから供給される部品データを格納するのに用いられる。モニタ(表示装置)31は、部品データ、演算データ、及び撮像装置7で撮像した部品12の画像などを表示する。
The
図4には、吸着ノズル8に吸着された部品12が、撮像装置7により撮像される状態が示されている。照明装置40の内部周辺には、発光ダイオードなどの光源41が複数取り付けられており、部品認識時には、光源11が照明制御回路23により点灯され、それにより照明された部品12が撮像装置7により撮像され、この画像が認識装置27に取り込まれ、部品中心、部品傾きなどの部品認識が行われる。
FIG. 4 shows a state where the
このような構成で、撮像装置7を構成するCCDやCMOSに欠陥画素があると、その部分の画像データは、正しいものではなく、正確な部品認識が保証されないので、本発明では、以下に説明するような方法で、欠陥画素による画像データを補正する。以下では、撮像装置がCMOSカメラにより構成される例を説明するが、他のCCDカメラなど他の光電素子を画素として部品を撮像する撮像装置にも適用できるものである。
With such a configuration, if there is a defective pixel in the CCD or CMOS that constitutes the
まず、画素当たりどのくらいの像サイズであるかを知っておく。そのために、撮像装置7で、図5に示すような、2つの円マーク45a、45bを有する治具45を撮像し、2つの円マーク間の画素数を求め、この画素数で、あらかじめ測定器で測定しておいた2つのマーク間の実距離Xを割り算し、1画素あたりの像のサイズを求める。本実施例の場合、レンズ6により撮像装置7の1画素あたりの像の大きさは、0.1[mm/画素]に設定されている。1画素あたりの像のサイズを求める他の方法としては、通常位置で吸着ノズル8のノズル先端を撮像し、次にあらかじめ設定した距離(例えば2mm)ノズル先端位置を移動させ、ノズル先端を撮像して、移動距離に対応する画素数を求める方法がある。
First, know what image size is per pixel. For this purpose, the
次に、撮像装置の画素の欠陥を検出する。図6に示すように、撮像装置7で撮像した画像50には、その一部画像51を切出して拡大してみると、CMOSのランダムな位置に複数の欠陥画素51a、51bが存在し、その部分の画像は、欠陥画像となる。欠陥画素の位置や数は、各CMOSごとに異なり、欠陥画像は部品認識を劣化させるので、本発明では、この欠陥画素の位置を、以下に示すようにして求める。
Next, a pixel defect of the imaging device is detected. As shown in FIG. 6, in the image 50 captured by the
均一な白色のアクリル板からなる白色治具60と、均一なつや消し黒色のアクリル板からなる黒色治具61の2種類の治具を用意し、最初に白色治具60を、図7に示したように、照明装置40の上部で撮像装置7の焦点位置からずらした位置に挿入し、光源41を点灯して、白色治具60を照明して画像を取得する。なお、図7には、黒色治具61も挿入された状態で図示されているが、白色治具を撮影するときは、この黒色治具は外しておく。
Two types of jigs were prepared: a white jig 60 made of a uniform white acrylic plate and a black jig 61 made of a uniform matte black acrylic plate. First, the white jig 60 is shown in FIG. As described above, the illumination device 40 is inserted at a position shifted from the focal position of the
白色治具60を介して撮像された画像52が、図8(A)に図示されており、この画像を認識装置27で画像処理し、画像の明るさが所定値以下となる位置を検出し、輝度が暗くなってしまう欠陥画素52a、52b、52cを検出する。このように、白色治具60で撮像した画像の処理により、他の画素よりも暗くなってしまうような暗い欠陥画素を見つけることが出来る。この場合、他の画素よりも明るくなってしまう欠陥画素52d、52e、52fは、背景と区別することができず、検出することはできない。
An
次に、黒色治具61を、レンズ6のすぐ上の外乱が入らないような位置に挿入する。この時、白色治具60は、挿入したままで良い。光源を点灯して画像を取得すると、図8(B)に示したような画像53が得られ、同様に画像処理することにより、明るさが所定の値より大きな位置を検出し、他の画素より輝度が明るくなってしまう欠陥画素53a、53b、53cを見つけることができる。この場合、他の画素よりも暗くなってしまう欠陥画素53d、53e、53fは、背景と区別することができず、検出することはできない。
Next, the black jig 61 is inserted at a position where the disturbance just above the
このようにして検出された欠陥画素52a、52b、52c、53a、53b、53cの座標位置は、コントローラ20のROM、あるいは記憶装置30に記憶される。この欠陥画素を見つける作業は、撮像装置を組付けた後に1度行なえば良く、通常は、工場出荷時に検出され、その情報が記憶される。
The coordinate positions of the
次に部品12を吸着し、それを撮像装置で撮像する。その画像が符号55を付して図9(A)に図示されており、その中心部に部品12の画像が存在する。白い部分はエッジ部分で、黒い部分は、ボディ部であり、部品12の重心をO(X3,Y3)とする。その場合、部品12の周辺には周辺の画素よりも暗くなってしまう黒の4角で示した欠陥画素に基づく画像A1、B1が存在し、その座標位置は上述の方法で記憶されており、A1(X1,Y1)とB1(X2,Y2)となる。
Next, the
続いて、装着ヘッド1をX軸方向に10画素分の1mm移動させて再度撮像した画像56が図9(B)に図示されている。画像の中心からずれた位置に部品12の画像が存在し、その重心の座標は、O(X3+1,Y3)となる。なお、「X3+1」は、1mmの移動分に対応するX座標位置の移動分である。以下の表記も同様とする。画像56には、同様に欠陥画素に基づく画像A2、B2が存在し、その座標位置は、画像A1、B1と同様で、A2(X1,Y1)、B2(X2,Y2)である。
Subsequently, FIG. 9B shows an
このように所定量ずらして撮影された両画像から、欠陥画素による画像を補償することができる。すなわち、図10に示すように、画像55では欠陥画素により欠陥となった画像A1、B1は、画像56では、画像A3、B3となり、その座標位置A3(X1+1,Y1)、B3(X2+1,Y2)の画素は欠陥画素ではないので、画像A1、B1に対応する画像A3、B3は正しい画像データとなっている。従って、A1(X1,Y1)とB1(X2,Y2)の画像データを、A3(X1+1,Y1)とB3(X2+1,Y2)の画像データで置き換えることにより、欠陥画素による画像A1、B1のデータを正しい画像データに補完できる。
Thus, the image by the defective pixel can be compensated from both images taken by shifting by a predetermined amount. That is, as shown in FIG. 10, images A1 and B1 that are defective due to defective pixels in
以上のことを前提にして、実際の部品の搭載動作は、以下のように行われる。 Based on the above, the actual component mounting operation is performed as follows.
装着ヘッド1をX軸ガントリ2、Y軸ガントリ3を動作させて電子部品供給装置4の上方に移動させ、吸着ノズル8で部品12を吸着し、装着ヘッド1を撮像装置7の上方へ移動しその上を停止しないで通過させる。部品12が撮像装置7の中心に来たときに、照明装置40の光源41を点灯し、撮像装置7のシャッタを切り、図9(A)に示したような画像55を取得し、これを認識装置27のメモリ27bに格納する。
The mounting
続いて、装着ヘッド1を移動させながら、10画素分である1mm移動した位置にきたとき、光源を再び点灯して、再度撮像装置7のシャッタを切り、図9(B)に示したような画像56を取得して、これをメモリ27bに格納する。今、撮像装置40の固体撮像素子(CMOS、CCD)には、図5に関連して説明した方法で、(X1,Y1)と(X2,Y2)の座標をもつ画素に欠陥があり、その画素位置が記憶されているものとする。(X1,Y1)と(X2,Y2)の座標をもつ画像A1、B1のデータは、欠陥画素による画像なので、その画像データを含むデータで部品認識を行うと、正確な部品認識ができなくなる可能性がある。そこで、画像A1、B1に対応する画像A3、B3のデータを画像56から求め、画像A1、B1のデータを、画像A3、B3のデータで置き換え、補完するようにする。すなわち、画像56からA3(X1+1,Y1)、B3(X2+1,Y2)の座標位置にある画像データを取得し、このデータを、画像55のA1(X1,Y1)、B1(X2,Y2)の画像データとする。A3(X1+1,Y1)、B3(X2+1,Y2)の画像データは、画像A1、B1の画素に欠陥がないときに得られるであろう画像データであるので、補完後の画像55のデータは、部品12のデータも含めて信頼性の置ける画像データとなっている。
Subsequently, when the mounting
上述の補完により、部品12の信頼性のある画像データが得られるので、この画像データを認識装置27で画像処理して、部品中心と部品傾きを演算し、コントローラ20は、部品12の吸着位置ずれ量と吸着角度ずれ量が補正されるように、X軸モータ21、Y軸モータ22、θ軸モータ9を駆動して、部品12を回路基板5に搭載する。
Since the image data with reliability of the
このように、本発明は、従来のように欠陥画素の周辺データを使用して計算によって補正を行うものでなく、実データを入れ替える補完方法のため、変化の激しい画像やエッジ付近の画像を処理するのに正確に補正することが出来る。また、欠陥画素が複数個かたまって存在しても周辺の画素を用いて計算で求めるものと異なり1画素欠陥である時と同じように正確に補正が可能である。 As described above, the present invention does not perform correction by calculation using peripheral data of defective pixels as in the prior art, but processes a rapidly changing image or an image near an edge because of a complementing method for replacing actual data. Can be corrected accurately. In addition, even when a plurality of defective pixels are present, different from those obtained by calculation using surrounding pixels, correction can be performed exactly as in the case of one pixel defect.
また、欠陥画素を検出するための治具を撮像する時に撮像装置の光学系の焦点位置をずらした位置に治具を配置し、撮像することにより、治具のムラや治具に付着した微細な塵埃,照明のムラを撮像することなく、均一な濃淡データを撮像することが可能であり、欠陥画素を正確に検出することができる。その場合、欠陥画素の座標を求める工程で白色と黒色の治具を使用することによって、明るくなってしまう欠陥画素と暗くなってしまう欠陥画素の両方を見つけることが可能である。 In addition, when imaging a jig for detecting defective pixels, the jig is arranged at a position where the focal position of the optical system of the imaging device is shifted, and imaging is performed, so that unevenness of the jig or fine attached to the jig is detected. Therefore, it is possible to image uniform grayscale data without imaging uneven dust and illumination unevenness, and accurately detect defective pixels. In that case, it is possible to find both a defective pixel that becomes brighter and a defective pixel that becomes darker by using white and black jigs in the process of obtaining the coordinates of the defective pixel.
上述した実施例では、画像を2回撮像し、2枚の画像を用いて補正をしたが、3枚以上の画像を使用しても良い。また、認識する時に装着ヘッド1を撮像装置7上で移動しながら撮像を行なったが、撮像装置7上で装着ヘッド1を一旦停止させて、再度移動しもう一度停止させて画像を取得しても良い。
In the above-described embodiment, an image is captured twice, and correction is performed using two images. However, three or more images may be used. Further, the image is taken while moving the mounting
また、上述した実施例では、第1の画像と第2の画像をずらして撮像をする時に、10画素程度のずれとしたがそれ以外の画素数でも良い。ただし、ずらした画像においても撮像する対象物(部品)が写っていることが前提となる。また、ずらす量は、ずらした前後の画像で画素欠陥の位置が重ならない様な移動距離に設定する。 In the above-described embodiment, when imaging is performed by shifting the first image and the second image, the shift is about 10 pixels, but other pixel numbers may be used. However, it is a premise that the object (parts) to be imaged is shown in the shifted image. Further, the shift amount is set to a movement distance such that the positions of pixel defects do not overlap in the images before and after the shift.
また、欠陥画素を求めるとき、白色の治具板60としたが,ELやLEDなどを用いた自光式の有色の発光板であっても構わない。また,前記治具板を撮像装置7のレンズ6と密接に進退自在に配してレンズ部に位置したときには外部からの光が進入しないように構成し,消灯時に明るくなる欠陥画素を検出し,点灯時に暗くなる欠陥画素を検出することで治具板を1枚としても良い。更に、予め撮像装置の製造元における製造検査での欠陥画素位置のデータを用いて欠陥画素の位置データとしてもよい。
Moreover, when obtaining the defective pixel, the white jig plate 60 is used. However, a self-lighting colored light emitting plate using EL or LED may be used. Further, the jig plate is arranged in close proximity to the
また、上述した実施例では、部品を認識する撮像光学系において説明したが、回路基板の位置基準マークを検出する光学系に同様に適用しても同じ効果が得られる。 In the above-described embodiments, the imaging optical system for recognizing a component has been described. However, the same effect can be obtained by applying the same to an optical system for detecting a position reference mark on a circuit board.
また、上述した実施例では、欠陥画素を求める工程を組付け時の1回だけとしたが、長期間に渡って使用することにより、撮像装置の固体撮像素子が劣化することにより、濃度データが正確に記録されず、実際の明るさよりも暗い値として記録されたりして欠陥画素と同じ状態になってしまうことを防ぐために、ある生産時間が1万時間ごとなど一定の生産時間ごとに欠陥画素の検査をオペレータに促し、検査を実行させてもよい。生産時間が一定時間ごとに欠陥画素の検査を行なう時に、欠陥画素を求める治具を撮像装置に内蔵し、装置が自動的に検査の時期を自動判断し、装置が自動で検査を開始するようにしてもよい。この場合、生産時間が一定時間ごとに欠陥画素の検査を行なう時に生産時間が一定時間としたが、部品搭載点数ごとや撮像装置の使用回数をカウントして検査タイミングを決定しても良い。また、一定時間ごとの欠陥画素の検査によって、1つの撮像装置の欠陥画素数の数が一定以上、例えば、撮像カメラの仕様上欠陥画素数が256以下の場合、その倍の数の516個以上になった場合に撮像カメラの交換をオペレータに促すようにしてもよく、オペレータは、交換を促すメッセージを元に撮像カメラ交換のメンテナンスを行なう。 Further, in the above-described embodiment, the process for obtaining the defective pixel is performed only once at the time of assembly. However, when the solid-state image sensor of the imaging apparatus is deteriorated by using it for a long time, the density data is obtained. In order not to be recorded accurately and recorded as a value darker than the actual brightness and to be in the same state as the defective pixel, the defective pixel is generated every certain production time such as every 10,000 hours. The operator may be prompted to perform the inspection, and the inspection may be executed. When a defective pixel is inspected every certain period of production time, a jig for obtaining a defective pixel is built in the imaging device so that the device automatically determines the inspection time and the device automatically starts the inspection. It may be. In this case, the production time is set to a fixed time when the defective pixel is inspected every fixed time. However, the inspection timing may be determined by counting the number of parts mounted or the number of times the imaging apparatus is used. In addition, when the number of defective pixels in one imaging device is more than a certain value by inspection of defective pixels at regular time intervals, for example, when the number of defective pixels is 256 or less due to the specifications of the imaging camera, 516 or more that is twice that number. In such a case, the operator may be prompted to replace the imaging camera, and the operator performs maintenance for replacing the imaging camera based on a message prompting replacement.
[他の実施例]
上述した実施例では、2枚の画像55、56の画素位置の移動量は、装着ヘッド1の移動量に基づいて求めているが、装着ヘッド1を、10画素分である1mm移動した位置に移動させて画像を取得する時に、軸の精度などにより移動量が正確でない場合がある。その場合、画像を入れ替える際に、撮像対象部品である部品12の像を基準とし、画像55と画像56の部品の像に対してパターンマッチングを行ない相関を取って両画像55と56の移動量を算出し、その移動量を求めて入れ替える画素の位置を決定し入れ替えを行なうようにしてもよい。図9(A)に示したように、最初に取得した画像55の部品12の中心位置は、O(X3,Y3)であり、次に補正用に取った図9(B)に示す画像56の部品12の位置はO(X3+1,Y3)であるから、2つの位置の差から移動量は、(1,0)と言うことがわかる。X方向に1mmと言うことは、0.1mm/画素であるので10画素移動したことがわかる。2つの画像にある部品は、平行移動のみで回転移動がなく、全く同一の部品に対してマッチングを行なうのでかなり高い確率で相関を取ることができ、移動量を算出することが可能である。本実施例ではパターンマッチングを使用したが、それ以外の認識方法でも位置が算出できればなんら問題はない。このパターンマッチングにより移動量を求める場合には、装着ヘッド1の移動軸に誤差が生じても正確に補正をかけることが可能となる。
[Other embodiments]
In the embodiment described above, the movement amount of the pixel positions of the two
また、このパターンマッチングにより移動量を求めるとき、2枚の画像の部品の位置を計算したが、装着ヘッド上の部品の近傍にマークを付けて部品と同時に撮像を行ない、2枚の画像の各マークをパターンマッチングしてもよい。また、撮像装置の付近にマークを付けて、撮像装置で部品を撮像する時に装着ヘッド上に設けた回路基板認識用カメラで該マークを撮像出来るような位置関係とし、撮像装置で部品を撮像するのと同時に基板認識用カメラでそのマークを撮像し、基板認識用カメラで認識したマークの2枚の画像から移動量を算出してもよい。 Also, when calculating the amount of movement by this pattern matching, the positions of the parts of the two images were calculated, but a mark was placed in the vicinity of the part on the mounting head and imaged at the same time as each part. Marks may be pattern matched. In addition, a mark is placed near the imaging device, and when the component is imaged by the imaging device, the positional relationship is such that the mark can be captured by the circuit board recognition camera provided on the mounting head, and the component is imaged by the imaging device. At the same time, the mark may be picked up by the board recognition camera, and the movement amount may be calculated from two images of the mark recognized by the board recognition camera.
また、上述した実施例では、2回撮像したときの移動量を求めるために画像の相関を取って演算を行なったが、シャッタを切ったときと同じタイミングでXY軸ガントリのエンコーダ信号を記録しておき、その時の位置の差から移動量を求めても良い。 In the above-described embodiment, the calculation is performed by correlating the images in order to obtain the amount of movement when the image is taken twice. However, the encoder signal of the XY axis gantry is recorded at the same timing as when the shutter is released. In addition, the movement amount may be obtained from the position difference at that time.
また、2つの画像を異なる撮像装置で撮像することにより得るようにしてもよい。この方法を以下に説明する。 Moreover, you may make it obtain by imaging two images with a different imaging device. This method will be described below.
図11に示すように、レンズ72を備えた撮像装置73と、レンズ82を備えた撮像装置83が設けられ、撮像装置73は、照明装置40の真下に配置されて、45度傾斜のハーフミラー71を通過する部品像を撮像する。一方、撮像装置83は、ハーフミラー71で反射された部品像を、45度傾斜の全反射ミラー81で反射させた像を撮像する。このような構成により同一の視野の画像を2台の撮像装置72、73で撮像することが可能となる。
As shown in FIG. 11, an
このような構成で、図5に示す2つの円のマーク45a、45bの距離をあらかじめ測定器で測定しておいた治具45を撮像し、治具の2つのマークの画素数とあらかじめ測定器で測定しておいた距離から距離÷画素数を計算し1画素あたりの像のサイズを求めておく。本実施例の場合、レンズ72、82により撮像装置73、83の各撮像素子の1画素あたりの像の大きさは、0.1[mm/画素]に設定されている。
With such a configuration, the jig 45 in which the distance between the two
このようにして取得した治具45の画像に基づき、基準とする円のマークの位置を素子上の原点からの位置を計算で算出する。この計算を撮像装置73、83でそれぞれで求め、撮像装置73から得られるマークの座標が(10、10)、撮像装置83でのマークの座標が(11、10)だったとすると、同じマークの位置が(1、0)ずれていることになるので、各撮像装置73、83の光軸の位置ずれを求めることができる。このずれ量をメモリに保存しておく。
Based on the image of the jig 45 thus obtained, the position of the reference circle mark is calculated by calculating the position from the origin on the element. If this calculation is obtained by the
実際の部品認識時には、装着ヘッド1を撮像装置73へ移動し、部品12が撮像装置73の真上に来たときに照明光源41を点灯し、両撮像装置73、83のシャッタを同時に切り、2台の撮像装置で撮像を行なう。このような方法で、図9(A)、(B)と同様な画像を同時に取得するこができ、これをメモリ27bに格納し、上述した方法で欠陥画素による画像データの補完を行う。
At the time of actual component recognition, the mounting
この場合、撮像装置73の画素の欠陥位置が記憶装置30に記憶されており、その欠陥画素による画像を、撮像装置83で撮像した画像から補正するようにする。あるいは撮像装置83の画素の欠陥位置を記憶装置30に記憶しておき、その欠陥画素による画像を、撮像装置73で撮像した画像から補正するようにしてもよい。
In this case, the defect position of the pixel of the
このように、1視野を2台の撮像装置で撮像する構成であると、位置をずらして2回撮像する必要がないので更に高速に認識が可能であり、また、2台の撮像装置は位置関係が固定であるために撮像ごとに2枚の画像の移動量を算出する必要がなく、設置時に2台の撮像装置の位置を取得しておいて、各撮像装置の位置を元に第1の画像に第2の画像を補完すればよく、簡単な構成で、正確な部品画像データを取得することができる。 In this way, if the configuration is such that one field of view is captured by two imaging devices, it is not necessary to shift the position and image twice, so that recognition can be performed at a higher speed. Since the relationship is fixed, there is no need to calculate the amount of movement of the two images for each imaging, and the positions of the two imaging devices are acquired at the time of installation, and the first is based on the positions of the respective imaging devices. It is only necessary to complement the second image with the second image, and accurate component image data can be acquired with a simple configuration.
7 撮像装置
8 吸着ノズル
12 電子部品
40 照明装置
45 治具
73、83 撮像装置
7
Claims (7)
固体撮像素子の欠陥画素の位置を特定し、
被写体を撮像して第1の画像を取得するとともに、画素位置を変えて同じ被写体を撮像して第2の画像を取得し、
第1の画像を取得したときの欠陥画素の画像に対応する画像のデータを第2の画像から求め、第1の画像での欠陥画素の画像データを、第2の画像から求めた画像のデータで置き換えて、補完することを特徴とする画像データ取得方法。 A method of capturing an image of a subject with an imaging device including a solid-state imaging device and acquiring image data,
Identify the position of the defective pixel in the solid-state image sensor,
The subject is imaged to obtain a first image, the pixel position is changed and the same subject is imaged to obtain a second image,
Image data corresponding to the image of the defective pixel when the first image is obtained is obtained from the second image, and image data of the defective pixel in the first image is obtained from the second image. The image data acquisition method characterized by replacing with and complementing.
固体撮像素子の欠陥画素の位置を記憶する記憶装置と、
被写体を撮像して第1の画像を取得するとともに、被写体を所定量移動させて撮像して第2の画像を取得する撮像装置とを有し、
第1の画像を取得したときの欠陥画素の画像に対応する画像のデータを第2の画像から求め、第1の画像での欠陥画素の画像データを、第2の画像から求めた画像のデータで置き換えて、補完することを特徴とする画像データ取得装置。 An apparatus that captures an image of a subject with an imaging device including a solid-state imaging device and acquires image data,
A storage device for storing a position of a defective pixel of the solid-state imaging device;
An imaging device that captures a subject to obtain a first image, moves the subject by a predetermined amount, and obtains a second image;
Image data corresponding to the image of the defective pixel when the first image is obtained is obtained from the second image, and image data of the defective pixel in the first image is obtained from the second image. An image data acquisition apparatus characterized by being replaced by and complementing.
被写体を撮像して第1の画像を取得するための第1の撮像装置と、
第1の撮像装置の固体撮像素子の欠陥画素の位置を記憶する記憶装置と、
第1の撮像装置と異なる位置に配置され、同じ被写体を撮像して第2の画像を取得するための第2の撮像装置とを備え、
第1の画像を取得したときの欠陥画素の画像に対応する画像のデータを第2の画像から求め、第1の画像での欠陥画素の画像データを、第2の画像から求めた画像のデータで置き換えて、補完することを特徴とする画像データ取得装置。 An apparatus that captures an image of a subject with an imaging device including a solid-state imaging device and acquires image data,
A first imaging device for capturing a subject and acquiring a first image;
A storage device for storing a position of a defective pixel of the solid-state imaging device of the first imaging device;
A second imaging device that is arranged at a different position from the first imaging device and that captures the same subject and obtains a second image;
Image data corresponding to the image of the defective pixel when the first image is obtained is obtained from the second image, and image data of the defective pixel in the first image is obtained from the second image. An image data acquisition apparatus characterized by being replaced by and complementing.
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JP2008039564A (en) * | 2006-08-04 | 2008-02-21 | Canon Inc | Inspection system |
WO2024075252A1 (en) * | 2022-10-06 | 2024-04-11 | 株式会社Fuji | Imaging position determination device, imaging device, and imaging position determination method |
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