JP3816668B2

JP3816668B2 - 画像認識装置の調整治具

Info

Publication number: JP3816668B2
Application number: JP14942598A
Authority: JP
Inventors: 昌也高橋
Original assignee: Rohm Co Ltd
Current assignee: Rohm Co Ltd
Priority date: 1998-05-29
Filing date: 1998-05-29
Publication date: 2006-08-30
Anticipated expiration: 2018-05-29
Also published as: JPH11338082A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品の製造工程で使用する画像認識装置におけるカメラの調整に用いられる調整治具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子部品の製造工程においては、生産性向上のため、画像認識装置を用いて製品外観の良否判定、製品寸法測定、及び製品の位置決め等が行われ、自動化された製造ラインが構築されている。
【０００３】
このような画像認識装置を用いる際には、画像を読み取るカメラ自体に高度な認識能力が要求されるとともに、同カメラの認識能力を常に一定レベル以上に維持管理しておく必要がある。
【０００４】
そこで、カメラの認識能力の維持管理として、通常、画像認識装置による検査及び測定作業開始前に、カメラのレンズ倍率、レンズ焦点、照度の３項目について調整及び確認が行われ、さらに、検査及び測定作業途中においても定期的に前記３項目について調整及び確認が行われている。
【０００５】
レンズ倍率の調整は、レンズ倍率調整用サンプルを取り付け、同サンプルをカメラで読み取り、モニターに表示された画像をスケール等で測定し、測定差を補正することにより行われている。
【０００６】
レンズ焦点の調整は、レンズ焦点調整用サンプルを取り付け、同サンプルをカメラで読み取り、モニターに表示された画像のピントのズレを補正することにより行われている。
【０００７】
照度の調整は、照度計を取り付け、同照度計による測定結果に基づいて補正することによって行われている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記したような調整作業では、各調整項目ごとに専用サンプル及び器具を取り付け、確認及び調整後取り外し、再び別の専用サンプル及び器具を取り付けるといった作業を繰り返さなければならず、作業が非常に煩雑であった。
【０００９】
また特に、レンズ倍率及びレンズ焦点の調整においては、調整の判断を調整作業者の主観に頼っているため、調整作業者ごとに調整レベルにバラツキが生じ、その結果、製造された製品にも品質上のバラツキが生じるおそれがあった。
【００１０】
さらに、画像認識装置による検査及び測定作業途中に定期的に実施されるカメラの調整作業においては、その実施のため、一度製造ラインを停止させなければならず、非効率的であった。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、電子部品の製造工程で使用される画像認識装置の調整治具において、金属製板状基板上面に平面部を形成し、同平面部に、基準寸法となる孔部を穿設したレンズ倍率調整基準ゲージと、直線状の境界部で接した白色部と黒色部からなるレンズ焦点調整パターンと、薄灰色部と濃灰色部とからなる照度調整パターンとを配設し、前記板状基板の外辺寸法を、電子部品または集合電子部品基板の外辺寸法と略同一としたことを特徴とする画像認識装置の調整治具を提供せんとするものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明では、画像認識装置の調整治具を以下のように構成している。
【００１３】
まず調整治具は金属製の板状基板となっており、同板状基板の外辺形状及び寸法は、画像認識装置にて検査及び測定される電子部品、または、集合電子部品基板と略同一形状及び寸法としている。
【００１４】
ここでいう集合電子部品基板とは、単体の電子部品の基板を複数個、縦横に連ねて配設した集合基板のことであり、チップ抵抗体部品等の電子部品の外形寸法の小さい製品における、製造初期段階の製造形態である。
【００１５】
同集合電子部品は最終的に個々の電子部品に分割されるものである。
【００１６】
板状基板の上面には平面部を形成しており、同平面部における板状基板の厚みは、画像認識装置にて検査及び測定される電子部品、または、集合電子部品基板と同一厚みとなるように形成されている。
【００１７】
従って、板状基板の平面部は、その外周の厚みに対して一段低く、または、一段高くして厚みの調整を行っている。
【００１８】
前記平面部には、レンズ倍率調整基準ゲージとなる基準寸法の孔部として、一辺が５ｍｍの正方形の孔部と、一辺が２ｍｍの正方形の孔部が穿設されている。
【００１９】
また、平面部には、レンズ焦点調整パターンとなる白色部と黒色部とが設けられており、同白色部と黒色部は直線状の境界部を形成すべく、それぞれ方形状として、お互いに一辺を接して配設されている。
【００２０】
さらに、平面部には、照度調整パターンとなる薄灰色部と濃灰色部とが設けられており、同薄灰色部と濃灰色部はそれぞれ方形状となっており、お互いに一辺を接して配設されている。
【００２１】
従って、単一の調整治具上にレンズ倍率調整基準ゲージと、レンズ焦点調整パターンと、照度調整パターンとが形成されているので、画像認識装置のカメラの調整作業をする際に、この調整治具を使用することにより、調整用の専用サンプルや器具の取り換え作業を行う必要はない。
【００２２】
さらに、調整治具は、外辺寸法を画像認識装置のカメラによって検査及び測定される電子部品、または、集合電子部品基板の外辺寸法と同一寸法としているので、同電子部品または集合電子部品基板を搬送する搬送装置によって、電子部品または集合電子部品基板の搬送と同様に調整治具を搬送することができる。
【００２３】
従って、調整治具を、搬送装置によって搬送される電子部品、または、集合電子部品基板の先頭に配置することにより、調整治具は搬送装置によって搬送され、電子部品または集合電子部品基板の検査及び測定前に、まず調整治具によるカメラの認識程度の確認及び調整を行った後、すぐに電子部品または集合電子部品基板の検査及び測定作業を開始することができ、作業効率を向上させることができる。
【００２４】
さらに、定期的に実施されるカメラの調整作業においても、調整治具を、搬送装置によって搬送される電子部品、または、集合電子部品基板間に配置することにより、調整治具は搬送装置によって搬送されるとともに、製造ラインの所定の位置に配設した画像認識装置に達すると、カメラの認識程度の確認及び調整を実施することができるので、製造ラインを停止する必要性がなく、生産性を向上することができる。
【００２５】
【実施例】
本発明の実施例を図面を用いて詳説すれば、調整治具Ａは金属製の板状基板１により形成されており、図１に示すように、同板状基板１は、外辺形状及び寸法を、画像認識装置により検査および測定される電子部品Ｂと略同一形状及び寸法としている。
【００２６】
本実施例では、電子部品Ｂの場合についての説明を行うが、電子部品Ｂだけでなく、集合電子部品基板（図示せず）等であってもよい。
【００２７】
ここでいう集合電子部品基板とは、単体の電子部品の基板を複数個、縦横に連ねて配設した集合基板のことであり、チップ抵抗体部品等の電子部品外形寸法の小さい製品における、製造初期段階の製造形態のことである。
【００２８】
板状基板１上面には、図２及び３に示すように、所要の面積を有する平面部２を凹設して、板状基板１の外周の厚みより一段低くしており、同平面部２での板状基板１の厚みが電子部品Ｂの厚みと同一となるべく形成されている。
【００２９】
板状基板１に対する平面部２の配設位置は、電子部品Ｂが画像認識装置のカメラＤによって、実際に視認される電子部品Ｂの部位に対応した板状基板１の部位となるように配設されている。
【００３０】
つまり、画像認識装置が電子部品Ｂの中央部周縁を視認するならば、板状基板１の平面部２は、板状基板１の中央部周縁に配設される。
【００３１】
さらに、平面部２を板状基板１上面に凹設する理由は、画像認識装置のカメラＤのレンズ倍率調整、及びレンズ焦点調整においては、カメラＤと電子部品Ｂとの実際の間隔に合わせた状態で、調整治具Ａによる調整を行う必要があるためである。
【００３２】
この時、板状基板１の厚みを、最初から電子部品Ｂの厚みと略同一にしておいてもよいが、板状基板１の耐久性を考慮した結果、板状基板１の周縁部の厚みは電子部品Ｂの厚みより厚くしている。
【００３３】
平面部２には、図２または３に示すように、レンズ倍率調整基準ゲージ１０と、レンズ焦点調整パターン２０と、照度調整パターン３０とが形成されている。
【００３４】
レンズ倍率調整基準ゲージ１０は、平面部２に穿設された一辺が５ｍｍの正方形の孔部１１と、一辺が２ｍｍの正方形の孔部１２より構成されている。
【００３５】
レンズ焦点調整パターン２０は、同面積の正方形である白色部２１と黒色部２２とにより構成されており、同白色部２１と黒色部２２はお互いに一辺を接して配設されることにより、直線状の境界部を形成している。
【００３６】
照度調整パターン３０は、同面積の正方形である薄灰色部３１と濃灰色部３２とにより構成されており、同薄灰色部３１と濃灰色部３２はお互いに一辺を接して配設されている。
【００３７】
薄灰色部３１には色見本サンプルのN-6.5 を使用し、濃灰色部３２には色見本サンプルのN-5.5 を使用して、基準色としている。
【００３８】
上記のように構成された調整治具Ａは、図１に示すように、電子部品Ｂ、または、集合電子部品基板とともに搬送装置Ｃによって搬送されながら、所要の位置に配設された画像認識装置（図示せず）のカメラＤによって視認され、認識画像をモニターＥに表示している。
【００３９】
モニターＥは画像認識装置の稼動状況確認用であり、実際の製品外観の良否判定、製品寸法測定、及び製品の位置決め判断は、画像認識装置の処理部（図示せず）で行われている。
【００４０】
カメラＤはそれぞれ位置決め確認用カメラＤ１と印刷検査認識用カメラＤ２である。
【００４１】
各カメラＤ１，Ｄ２の調整作業は次のように行われる。
【００４２】
レンズ倍率の調整では、まず、位置決め確認用カメラＤ１が、レンズ倍率調整基準ゲージ１０の一辺が２ｍｍの正方形の孔部１２を視認し、印刷検査認識用カメラＤ２が、レンズ倍率調整基準ゲージ１０の一辺が５ｍｍの正方形の孔部１１を視認する。
【００４３】
視認された画像は、画像認識装置の処理部において処理され、それぞれ正方形の開口部の開口幅を５個所測定し、その平均値をとる。
【００４４】
同平均値がそれぞれの基準値である５ｍｍ、あるいは、２ｍｍから前後０．０５ｍｍ以内にあれば、調整不要と判断し、レンズ倍率調整を終了するが、０．０５ｍｍ以上であれば、それぞれのカメラＤ１，Ｄ２に配設されているレンズを上下させ、再度測定を行い、誤差が０．０５ｍｍ以内となるまで繰り返すことにより、レンズ倍率の調整が行われる。
【００４５】
次に、レンズ焦点の調整では、まず、各カメラＤ１，Ｄ２がレンズ焦点調整パターン２０を視認する。
【００４６】
視認された画像において、画像認識装置の処理部は、レンズ焦点調整パターン２０の白色部２１を明領域と認識し、黒色部２２を暗領域と認識する。
【００４７】
この時、レンズ焦点がずれていると、視認された画像はピンボケ状態となるので、白色部２１と黒色部２２との境界部にボケが生じ、同境界部近傍はは明領域とも暗領域とも判別できない中間領域となる。
【００４８】
この中間領域の幅自体がレンズ焦点のズレの程度を表している。
【００４９】
従って、視認された画像に微分処理を施すとにより、中間領域の幅を数値として測定することができる。
【００５０】
このようにして測定された微分処理画面での中間領域の幅が、２ｂｉｔ以下となるように、カメラの位置を上下させ、レンズ焦点を調整する。
【００５１】
照度の調整では、まず、各カメラＤ１，Ｄ２が照度調整パターン２０を視認する。
【００５２】
視認された正方形の薄灰色部３１と濃灰色部３２は、画像認識装置の処理部で２値化して認識されることにより、適正照度であれば、薄灰色部３１を白色と認識し、濃灰色部３２を黒色と認識する。
【００５３】
しかし、照度が不適正であれば、白色と認識されるべき薄灰色部３１の領域において、黒色部と認識される個所が生じるとともに、黒色と認識されるべき濃灰色部３２の領域において、白色部と認識される個所が生じる。
【００５４】
そこで、２値化された処理画面において、薄灰色部３１により白色と認識されている領域と、濃灰色部３２により黒色と認識されている領域に、それぞれ一辺が５０ｂｉｔの正方形の測定範囲を設定し、同測定範囲内において白色領域中に生じる黒色部のｂｉｔ単位面積、及び黒色領域中に生じる白色部のｂｉｔ単位面積が、それぞれ０ｂｉｔとなるべく照明を調整する。
【００５５】
従って、適正な照度を設定することができる。
【００５６】
上記のように、単一の調整治具Ａ上にレンズ倍率調整基準ゲージ１０と、レンズ焦点調整パターン２０と、照度調整パターン３０を配設し、画像認識装置によって、各調整を全て数値的に取り扱い、調整することから、調整作業者ごとの調整作業のバラツキをなくすことができ、製品自体の品質のバラツキをおさえることができる。
【００５７】
さらに、すべての調整作業が数値を制御することによりに行われるので、調整作業自体を自動化することができる。
【００５８】
他の実施例として、板状基板１に対する平面部２の配設位置は、実際に画像認識装置のカメラＤによって検査及び測定される電子部品Ｂの検査部位に合わせて、板状基板１の対応する部位に平面部２を配設すべきであるため、図４に示すように、平面部２を板状基板１の中央部以外の部位に配設してもよい。
【００５９】
また、位置決めのみを目的として画像認識装置が使用される場合には、レンズ倍率調整基準ゲージ１０として、一辺が２ｍｍの正方形で孔部１２のみを穿設し、レンズ焦点調整パターン２０と照度調整パターン３０とを配設したものを、調整治具Ａとして使用してもよく、画像認識装置の使用目的に応じた組み合わせとしてよい。
【００６０】
特に、レンズ倍率調整基準ゲージ１０は、印刷検査測定用の一辺が５ｍｍの正方形の孔部１１と、位置決め用の２ｍｍの正方形の孔部１２としているが、これは電子部品Ｂに対する基準として採用しているものであり、製品によっては、測定部位の寸法に合わせた別の寸法の孔部を穿設し、画像認識装置による画像処理での基準距離として設定してもよい。
【００６１】
また、画像処理の設定方法によっては、正方形の孔部ではなく、例えば、一辺が５ｍｍであり、他辺が２ｍｍである方形状の孔部による基準ゲージを用いてもよい。
【００６２】
さらに、レンズ焦点調整パターン２０は、同面積の正方形である白色部２１と黒色部２２とにより構成されているが、正方形に限るものではなく、白色部２１と黒色部２２とが、お互いに直線的な一辺で接したパターンとなっていればよい。
【００６３】
またさらに、照度調整パターン３０は、同面積の正方形である薄灰色部３１と濃灰色部３２とにより構成されているが、正方形に限るものではなく、画像認識装置の２値化処理された処理画面において、それぞれ設定されている一辺が５０ｂｉｔの正方形である測定範囲が、薄灰色部３１の白色領域と濃灰色部３２の黒色領域とにそれぞれ重なっていればよい。
【００６４】
レンズ倍率調整基準ゲージ１０と、レンズ焦点調整パターン２０と、照度調整パターン３０との平面部２に対する配設位置には、配設規則はなく、画像認識装置の調整方法に依存するものであり、それぞれを適宜配設してよい。
【００６５】
【発明の効果】
本発明によれば、電子部品の製造工程で使用される画像認識装置の調整治具において、金属製板状基板上面に平面部を配設し、同平面部に基準寸法となる孔部を穿設したレンズ倍率調整基準ゲージと、直線状の境界部で接した白色部と黒色部からなるレンズ焦点調整パターンと、薄灰色部と濃灰色部とからなる照度調整パターンとを配設したことにより、画像認識装置のカメラを調整する際に、専用調整サンプル及び器具の交換作業をする必要がなく、調整作業の作業性を向上させることができる。
【００６６】
さらに、各調整項目を数値的に認識し、調整することができるため、調整者ごとの調整バラツキを防止することができるとともに、調整作業を自動化することができるため、いかなる時も均一に調整されており、製品の品質バラツキを抑制することができる。
【００６７】
また、調整治具における板状基板の外辺寸法を、電子部品または集合電子部品基板の外辺寸法を略同一としたことによって、調整治具を電子部品または集合電子部品基板の搬送装置によって搬送することができる。
【００６８】
従って、画像認識装置の調整作業を行う際には、調整治具を搬送装置に設置して、搬送装置によって搬送し、調整治具が画像認識装置の位置に達すると、調整作業を自動的に実行することにより、調整作業をより効率的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の調整治具の使用状況説明図である。
【図２】本発明に係る調整治具の平面図である。
【図３】本発明に係る調整治具の断面図である。
【図４】他の実施例の平面図である。
【符号の説明】
Ａ調整治具
Ｂ電子部品
１板状基板
２平面部
１０レンズ倍率調整基準ゲージ
１１孔部
１２孔部
２０レンズ焦点調整パターン
２１白色部
２２黒色部
３０照度調整パターン
３１薄灰色部
３２濃灰色部

Claims

電子部品（Ｂ）の製造工程で使用される画像認識装置の調整治具（Ａ）において、
金属製板状基板（１）上面に平面部（２）を形成し、同平面部（２）に、基準寸法となる孔部を穿設したレンズ倍率調整基準ゲージ（１０）と、直線状の境界部で接した白色部（２１）と黒色部（２２）からなるレンズ焦点調整パターン（２０）と、薄灰色部（３１）と濃灰色部（３２）とからなる照度調整パターン（３０）とを配設し、前記板状基板（１）の外辺寸法を、電子部品（Ｂ）または集合電子部品基板の外辺寸法と略同一としたことを特徴とする画像認識装置の調整治具。