JP2971793B2 - 位置検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＩＣのインナ−リ
−ドなどの検査対象物の位置を検出するための位置検出
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＩＣのインナ−リ−ドなどの検査
対象物の位置を検出するために画像処理技術がよく用い
られている。即ち、従来の技術では、図１３に示すよう
に、カメラにより画像処理装置内に取り込んだ画像に対
して、Ｘ方向又はＹ方向のプロジェクションを作成し、
かつ、閾値を決定することにより、検査対象物と背景と
の区別を行っている。

【０００３】ここで、閾値は、微分を用いる方法（プロ
ジェクションの傾きが最大の箇所を閾値とする方法）
や、モ−ルド面の濃度と背景の濃度に基づいて所定濃度
を閾値とする方法などが知られている。

【０００４】しかし、いずれの方法も、周辺の環境（画
像内のゴミや塵、照明の明るさのゆらぎなど）によって
閾値が左右され易く、最適なプロジェクションの閾値を
決定して正確な検査対象物の位置を検出することが困難
である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来は、
検査対象物の位置を検出するに当たって閾値の決定が必
要不可欠であるが、この閾値の決定には確立された方法
がないため最適な閾値を決定できず、正確な検査対象物
の位置を検出することが困難であるという欠点がある。

【０００６】本発明は、上記欠点を解決すべくなされた
もので、その目的は、検査対象物の位置を検出するに当
たって閾値の決定を不要にし、かつ、閾値の決定を不要
にしても正確な検査対象物の位置を検出することができ
るような位置検出装置を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の位置検出装置は、長さが確認されている第
１検査対象物の画像又は前記画像の検査範囲について、
前記第１検査対象物の長さ方向のプロジェクションを作
成する手段と、前記プロジェクション内に基準値の変化
範囲を設定し、前記変化範囲において前記基準値を変化
させる手段と、前記基準値以上又は以下の濃度を有し、
かつ、連続する複数の第１点からなる前記プロジェクシ
ョンの第１範囲を求める手段と、前記プロジェクション
の第１範囲と前記第１検査対象物の長さを比較して前記
第１検査対象物の位置を検出する手段とを備えている。

【０００８】本発明の位置検出装置は、さらに、前記画
像又は前記画像の検査範囲についてヒストグラムを作成
し、最大濃度と最小濃度を求め、この最大濃度と最小濃
度に基づいて前記変化範囲を設定する手段を備えてい
る。

【０００９】本発明の位置検出装置は、さらに、前記第
１検査対象物の長さ方向には、前記第１検査対象物から
一定の間隔をおいて第２検査対象物が配置され、かつ、
前記画像又は前記画像の検査範囲が、前記第１及び第２
検査対象物に跨っている場合に、前記基準値以下又は以
上の濃度を有し、かつ、連続する複数の第２点からなる
前記プロジェクションの第２範囲を求め、その第２範囲
が前記一定の間隔未満のときに、前記基準値以下又は以
上の濃度を有する複数の第２点を前記基準値の濃度に置
き換える手段を備えている。

【００１０】本発明の位置検出装置は、さらに、前記基
準値の変化範囲の一部又は全体にわたって前記プロジェ
クションの複数の第１範囲を求め、前記第１検査対象物
の長さに最も近い第１範囲を前記検査対象物と認識する
手段を備えている。本発明の位置検出装置は、さらに、
前記検査対象物の位置から前記検査対象物の中心点を求
める手段を備えている。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、本発
明の位置検出装置について詳細に説明する。図１乃至図
３は、本発明の実施の形態に関わる位置検出装置を示す
ものである。図１は、本発明の位置検出装置の外観を示
す図であり、図２及び図３は、図１の画像処理装置の動
作を示すフロ−チャ−トである。

【００１２】本発明の位置検出装置は、カメラ１１と、
このカメラ１１により写し出される画像を取り込んで所
定の処理を行うための画像処理装置１２とから構成され
ている。カメラ１１は、ＣＣＤカメラ、ビデオカメラ、
デジタルカメラなどから構成することができる。

【００１３】次に、本発明の位置検出装置の動作を図２
及び図３のフロ−チャ−トを参照しながら説明する。な
お、以下では、ＩＣのインナ−リ−ドの位置を検出し、
ＩＣのインナ−リ−ドの幅方向の中心点を求める場合を
例として説明する。

【００１４】まず、図４に示すように、検査対象物であ
るＩＣ１３のインナ−リ−ドの実際の幅Ｗ及び間隔Ｓを
求めておく。この後、ＩＣ１３を所定の位置に配置し、
カメラ１１によりＩＣ１３のインナ−リ−ドの画像を画
像処理装置１２内に取り込む。なお、１３ａは、ＩＣチ
ップである。

【００１５】ここで、画像は、図５に示すように、例え
ば１画素が２５６階調（８ビット）で表され、Ｐｘ（例
えば５１２）×Ｐｙ（例えば５１２）画素の大きさを有
するものと仮定する。また、ＩＣのインナ−リ−ドの濃
度が高く（暗）、背景の濃度が低く（明）なるように設
定する。

【００１６】また、図５に示すように、Ｐｘ×Ｐｙ画素
の大きさを有する画像のなかから所定の領域に検査範囲
Ａを設定する（ステップＳＴ１）。次に、図５及び図６
に示すように、検査範囲Ａ内の各画素について、ヒスト
グラムを作成する。そして、このヒストグラムから検査
範囲Ａ内の画素の最小濃度Ｎｍｉｎ及び最大濃度Ｎｍａ
ｘを求める（ステップＳＴ２）。

【００１７】次に、検査範囲Ａ内においてインナ−リ−
ドの幅方向（Ｘ方向）のプロジェクションを作成する
（ステップＳＴ３）。なお、ここでいうプロジェクショ
ンとは、Ｘ方向に伸びる１ライン分（但し、検査範囲内
のみ）の各画素の位置と濃度値の関係を表したグラフの
ことである。

【００１８】また、ノイズによる影響を最小限に抑えて
正確な位置検出を行うためには、図５及び図７に示すよ
うに、検査範囲Ａ内において、Ｘ方向に伸びるｋ（例え
ば５）ライン分（但し、検査範囲内のみ）の各画素の位
置（Ｘ方向）と濃度値（合計値）の関係を表したプロジ
ェクションを作成するようにしてもよい。

【００１９】ｋライン分の各画素の位置と濃度値の関係
を表したプロジェクションにおいて、各位置（Ｘ座標）
における濃度値Ｙは、全てＹｍｉｎ≦Ｙ≦Ｙｍａｘの範
囲に含まれている。即ち、Ｙｍｉｎは、最小濃度Ｎｍｉ
ｎのｋ倍であり、Ｙｍａｘは、最大濃度Ｎｍａｘのｋ倍
である。

【００２０】そこで、基準値の変化範囲（Ｙ方向）をＹ
ｍｉｎ≦Ｙ≦Ｙｍａｘに設定する（ステップＳＴ４）。
次に、ＩＣのインナ−リ−ドの位置を検出する処理Ａを
行う（ステップ５）。

【００２１】この処理Ａについて詳述する。まず、基準
値ＹをＹｍｉｎ（又はＹｍａｘ）に設定する（ステップ
ＳＴ５Ａ）。次に、図８及び図９に示すように、検査範
囲Ａ内で求めたＸ方向のプロジェクションに基準値Ｙを
重ね合わせ、この基準値Ｙ以上の濃度を有し、かつ、連
続している点の範囲（幅）Ｘ１〜Ｘ２を求める。

【００２２】そして、所定の処理を行った後に、基準値
Ｙを変化させ、さらに同様の処理を行う。基本的には、
変化範囲Ｙｍｉｎ≦Ｙ≦Ｙｍａｘにおいてそれぞれ同様
の処理を行うが、途中でＩＣのインナ−リ−ドの位置を
正確に検出できた場合には、途中でやめてもよい（ステ
ップＳＴ５Ｇ）。

【００２３】所定の処理について説明する。図８に示す
ように、ある基準値Ｙで、この基準値ＹをＸ方向のプロ
ジェクションに重ね合わせる。そして、プロジェクショ
ンの穴が存在するか否かを検査する（ステップＳＴ５
Ｂ）。

【００２４】ここで、プロジェクションの穴とは、基準
値Ｙのラインと、基準値Ｙ以下の濃度を有する連続する
点のラインにより囲まれた部分のことである。プロジェ
クションの穴が存在しない場合には、基準値Ｙ以上の濃
度を有し、かつ、連続している点の範囲（幅）ｎ（Ｘ１
〜Ｘ２）を求める（ステップＳＴ５Ｅ）。

【００２５】一方、プロジェクションの穴が存在する場
合には、そのプロジェクションの穴がインナ−リ−ド間
の隙間を表しているのか、又は光の反射によるノイズを
表しているのかを検査する（ステップＳＴ５Ｃ）。

【００２６】即ち、プロジェクションの穴の範囲（幅）
Ｈ１，Ｈ２が、予め求めておいたＩＣのインナ−リ−ド
の実際の間隔Ｓ以上である場合には、その穴は、インナ
−リ−ド間の隙間を表しているものと判断し、基準値Ｙ
以上の濃度を有し、かつ、連続している点の範囲（幅）
ｎ（Ｘ１〜Ｘ２）を求める（ステップＳＴ５Ｅ）。

【００２７】また、図９に示すように、プロジェクショ
ンの穴の範囲（幅）Ｈ３が、予め求めておいたＩＣのイ
ンナ−リ−ドの実際の間隔Ｓ未満である場合には、その
穴は、光の反射によるノイズを表しているものと判断
し、穴埋め処理を行う（ステップＳＴ５Ｃ〜５Ｄ）。

【００２８】ここで、図１０に示すように、穴埋め処理
とは、ＩＣのインナ−リ−ドの実際の間隔Ｓ未満のプロ
ジェクションの穴を構成する点のラインを、基準値Ｙの
ラインに置き換える処理のことである。

【００２９】従って、穴埋め処理を行った後には、ＩＣ
のインナ−リ−ドの実際の間隔Ｓ未満のプロジェクショ
ンの穴はなくなり、その部分は、基準値Ｙ以上の濃度値
を有することになる。

【００３０】なお、ＩＣのインナ−リ−ドの実際の間隔
Ｓは、プロジェクションの穴の範囲（幅）と比較し易い
ように、予めカメラの画像分解能などに基づいて画素数
に変換されている。

【００３１】そして、穴埋め処理が行われたプロジェク
ションに対して、基準値Ｙ以上の濃度を有し、かつ、連
続している点の範囲（幅）ｎ（Ｘ１〜Ｘ２）を求める
（ステップＳＴ５Ｅ）。

【００３２】次に、プロジェクションの範囲ｎ（Ｘ１〜
Ｘ２）が、予め求めておいたＩＣのインナ−リ−ドの幅
Ｗに等しいかを判断する。プロジェクションの範囲がＩ
Ｃのインナ−リ−ドの幅に等しい場合には、その範囲が
ＩＣのインナ−リ−ドを表しているものと認識する。

【００３３】即ち、ＩＣのインナ−リ−ドと背景の境界
の位置Ｘ１，Ｘ２が認識されるため、ＩＣのインナ−リ
−ドの位置が確認される。なお、ＩＣのインナ−リ−ド
の実際の幅Ｗは、プロジェクションの範囲ｎ（Ｘ１〜Ｘ
２）と比較し易いように、予めカメラの画像分解能など
に基づいて画素数に変換されている。

【００３４】また、プロジェクションの範囲がＩＣのイ
ンナ−リ−ドの幅に等しくない場合には、基準値を変化
させ、同様の処理を行う。そして、変化範囲Ｙｍｉｎ≦
Ｙ≦Ｙｍａｘにおいて求めたプロジェクションの範囲
が、全てＩＣのインナ−リ−ドの幅に等しくない場合に
は、ＩＣのインナ−リ−ドの幅に最も近い範囲を選択す
る。

【００３５】そして、その範囲がＩＣのインナ−リ−ド
を表しているものと認識する。即ち、ＩＣのインナ−リ
−ドと背景の境界の位置Ｘ１，Ｘ２が認識されるため、
ＩＣのインナ−リ−ドの位置が確認される（ステップＳ
Ｔ５Ｆ）。

【００３６】次に、図１１及び図１２に示すように、Ｉ
Ｃのインナ−リ−ドの幅方向のエッジ（インナ−リ−ド
と背景との境界）の位置Ｘ１，Ｘ２に基づいて、ＩＣの
インナ−リ−ドの幅方向の中心点Ｘｃを求める（ステッ
プＳＴ６）。

【００３７】なお、本発明の位置検出装置は、ＩＣのイ
ンナ−リ−ドの位置を検出する場合に限られず、長さ
（又は幅）が確認されている検査対象物の位置を検出す
る場合に有効である。例えば、コネクタリ−ドの位置の
検出や、配線、マ−クなどのパタ−ンの位置の検出など
に適用することもできる。

【００３８】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明の位置検
出装置によれば、次のような効果を奏する。長さ（又は
幅）が確認されている検査対象物の位置を検出する場合
に、プロジェクションを作成し、基準値以上（検査対象
物の濃度が高く（暗）、背景の濃度が低い（明）の場
合）の連続する点の範囲を求め、検査対象物の長さ（又
は幅）に最も近い範囲を選択することにより、閾値を求
めることなく、かつ、正確に検査対象物の位置を認識す
ることが可能になる。

【００３９】また、光の反射などにより、暗く（又は明
るく）写るべき検査対象物の一部が明るく（又は暗く）
写っても、穴埋め処理を行っているため、検査対象物の
位置を正確に認識できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に関わる位置検査装置の概
略を示す図。

【図２】図１の画像処理装置の動作を示すフロ−チャ−
ト。

【図３】図１の画像処理装置の動作を示すフロ−チャ−
ト。

【図４】ＩＣのインナ−リ−ドの幅及び間隔を示す図。

【図５】画像処理装置内に取り入れた画像を示す図。

【図６】図５の画像の検査領域内のヒストグラムを示す
図。

【図７】図５の画像の検査領域内のプロジェクションを
示す図。

【図８】基準値の変化範囲とプロジェクションを示す
図。

【図９】基準値の変化範囲とプロジェクションを示す
図。

【図１０】穴埋め処理後のプロジェクションを示す図。

【図１１】ＩＣのインナ−リ−ドの幅方向の中心点の求
め方を示す図。

【図１２】ＩＣのインナ−リ−ドの幅方向の中心点の求
め方を示す図。

【図１３】従来の検査対象物の位置の認識方法について
示す図。

【符号の説明】

１１ ：カメラ、 １２ ：画像処理装置、 １３ ：ＩＣ。

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 長さが確認されている第１検査対象物の
   画像又は前記画像の検査範囲について、前記第１検査対
   象物の長さ方向のプロジェクションを作成する手段と、 前記プロジェクション内に基準値の変化範囲を設定し、
   前記変化範囲において前記基準値を変化させる手段と、前記第１検査対象物の長さ方向に前記第１検査対象物か
   ら一定の間隔をおいて第２検査対象物が配置され、か
   つ、前記画像又は前記画像の検査範囲が前記第１及び第
   ２検査対象物に跨っている場合に、前記基準値以下又は
   以上の濃度を有し、かつ、前記基準値以上又は以下の濃
   度の領域に挟まれた連続する複数の画素点からなる前記
   プロジェクションの第１範囲が存在し、その第１範囲が
   前記一定の間隔未満のときに前記第１範囲内の複数の画
   素点を前記基準値以上又は以下の濃度に置き換える手段
   と、 前記一定の間隔未満の前記第１範囲内の複数の画素点を
   前記基準値以上又は以下の濃度に置き換えたことを条件
   にして、 前記基準値以上又は以下の濃度の連続する複数
   の画素点からなる前記プロジェクションの第２範囲を求
   める手段と、 前記プロジェクションの第２範囲と前記第１検査対象物
   の長さを比較して前記第１検査対象物の位置を検出する
   手段とを具備することを特徴とする位置検出装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の位置検出装置におい
   て、 前記画像又は前記画像の検査範囲についてヒストグラム
   を作成し、最大濃度と最小濃度を求め、この最大濃度と
   最小濃度に基づいて前記変化範囲を設定する手段を具備
   することを特徴とする位置検出装置。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の位置検出装置におい
   て、 前記変化範囲の一部又は全体にわたって前記基準値を変
   化させ、前記基準値が変わる度に前記プロジェクション
   の第２範囲を求め、前記第１検査対象物の長さに最も近
   い第２範囲を前記第１検査対象物と認識する手段を具備
   することを特徴とする位置検出装置。
4. 【請求項４】 請求項１に記載の位置検出装置におい
   て、 前記第１検査対象物の位置に基づいて前記第１検査対象
   物の中心点を求める手段を具備することを特徴とする位
   置検出装置。