JP4306353B2 - Pixel rate calculation method in image recognition apparatus - Google Patents

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Description

本発明は、電子部品実装用装置などに使用される画像認識装置において、取得画像における単位画素サイズと寸法情報との対応を特定する画素レートを算出する画像認識装置における画素レート算出方法に関するものである。   The present invention relates to a pixel rate calculation method in an image recognition apparatus that calculates a pixel rate that specifies correspondence between unit pixel size and dimensional information in an acquired image in an image recognition apparatus used for an electronic component mounting apparatus or the like. is there.

基板に電子部品を搭載する電子部品搭載装置などの電子部品実装用装置では、基板や電子部品の位置認識を行う画像認識装置を備えており、電子部品を基板の実装点へ搭載する実装動作などの作業過程では、位置認識結果に基づいて位置合わせが行われる。この位置認識において位置ずれ量などの寸法情報を求める際には、画像上における単位画素サイズと実際寸法との関係を示す画素レートを予め設定しておく必要がある。従来よりこの画素レート設定方法として、予め寸法が既知の基準マークやターゲット部品を当該装置に認識させることにより、画素レートを求める方法が知られている(例えば特許文献1参照)。
特開平11−17395号公報
Electronic component mounting devices such as electronic component mounting devices that mount electronic components on a board are equipped with an image recognition device that recognizes the position of the board and electronic components, and mounting operations for mounting electronic components on the mounting points of the board, etc. In this work process, alignment is performed based on the position recognition result. When obtaining dimensional information such as a displacement amount in this position recognition, it is necessary to set in advance a pixel rate indicating the relationship between the unit pixel size on the image and the actual dimension. Conventionally, as this pixel rate setting method, a method of obtaining a pixel rate by causing the apparatus to recognize a reference mark or a target part whose dimensions are known in advance is known (see, for example, Patent Document 1).
Japanese Patent Laid-Open No. 11-17395

ところで電子部品搭載装置における電子部品など、認識対象のサイズは大小様々であり、同一装置で広いサイズ範囲を対象とする画像認識においては、ズーム機構を備えたカメラを用いて、対象物の画像を認識処理に適切なサイズで読み込むことが望ましい。このため、画像読み取りに際しては、カメラの光学倍率を対象物に応じて適切に設定する作業が行われる。   By the way, the size of a recognition target such as an electronic component in an electronic component mounting device is various in size. In image recognition targeting a wide size range with the same device, a camera equipped with a zoom mechanism is used to display an image of the target. It is desirable to read in a size suitable for recognition processing. For this reason, when reading an image, an operation of appropriately setting the optical magnification of the camera according to the object is performed.

ところが、光学倍率の変更は前述の画素レートの変更を伴うことから、従来より光学倍率の変更の際にはその都度対象物に応じたサイズの基準マークやターゲット部品を用いて画素レートを新たに算出する作業を必要としていた。このため、生産現場においては複数の基準マークやターゲット部品を準備し対象物に応じて使い分ける煩雑な管理を必要としており、簡便な方法で複数種類の光学倍率に対して適用可能な画素レートの算出方法が求められていた。   However, since the change in the optical magnification is accompanied by the change in the pixel rate described above, when changing the optical magnification from the past, a new pixel rate is used by using a reference mark or target component of a size corresponding to the object. We needed work to calculate. For this reason, it is necessary to prepare a plurality of fiducial marks and target parts at the production site, and it is necessary to perform complicated management depending on the object. Calculation of pixel rates applicable to multiple types of optical magnification can be performed with a simple method. A method was sought.

そこで本発明は、簡便な方法で且つ複数種類の光学倍率に対して適用可能な画像認識装置における画素レートの算出方法を提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a pixel rate calculation method in an image recognition apparatus that is a simple method and applicable to a plurality of types of optical magnifications.

上記課題を解決するために、本発明の画像認識装置における画素レート算出方法は、光学倍率を変更するズーム機構を有するカメラと、前記カメラによって認識対象を撮像して得られた取得画像を認識処理する画像認識部とを備え、前記取得画像の認識処理結果に基づいて認識対象の寸法情報を含む所定情報を出力する画像認識装置において、前記取得画像における単位画素サイズと前記寸法情報との対応関係を示す画素レートを算出する画像認識装置における画素レート算出方法であって、複数の対角点を特徴点とし前記特徴点の相互の間隔が既知である正方枠形の較正マークが前記光学倍率の複数の特定値に対応し中心を同一として相似形状で複数作り込まれた較正用治具を前記認識対象と同一の撮像位置に装着する治具装着工程と、前記較正用治具を指定された光学倍率で前記カメラによって
撮像し、前記複数の較正マークのうち前記光学倍率に対応した較正マークの画像を所望較正マーク画像として選択的に取得する画像選択取得工程と、前記所望較正マーク画像を前記画像処理部によって認識処理する認識処理工程と、前記認識処理工程の認識処理結果から得られた特徴点間画素数と前記特徴点相互の間隔とに基づいて前記所望較正マーク画像における前記画素レートを算出する画素レート算出工程とを含
In order to solve the above problems, a pixel rate calculation method in an image recognition apparatus according to the present invention recognizes an acquired image obtained by imaging a recognition target with a camera having a zoom mechanism that changes an optical magnification. An image recognition unit that outputs predetermined information including dimension information of a recognition target based on a recognition processing result of the acquired image, and a correspondence relationship between a unit pixel size in the acquired image and the dimension information A pixel rate calculation method in an image recognition apparatus for calculating a pixel rate indicating a square frame-shaped calibration mark having a plurality of diagonal points as feature points and known intervals between the feature points . and the jig mounting step of mounting a plurality of the calibration jig which is built more in-similarity shape as the same to the center corresponds to a particular value in the same imaging position and the recognition target, before An image selection acquisition step of capturing a calibration jig with the specified optical magnification by the camera and selectively acquiring an image of a calibration mark corresponding to the optical magnification among the plurality of calibration marks as a desired calibration mark image; A recognition processing step for recognizing the desired calibration mark image by the image processing unit, and the desired number of pixels based on the number of pixels between feature points obtained from the recognition processing result of the recognition processing step and the distance between the feature points. including a pixel rate calculation step of calculating the pixel rate in the calibration mark image.

本発明によれば、相互の間隔が既知の複数の特徴点を含んで構成された較正マークが光学倍率の複数の特定値に対応して複数作り込まれた較正用治具を用い、較正用治具をカメラによって指定された光学倍率で撮像し、複数の較正マークのうち光学倍率に対応した較正マークの画像を所望較正マーク画像として選択的に取得し、この所望較正マーク画像における画素と特徴点相互の間隔との対応を特定する画素レートを算出することにより、簡便な方法で複数種類の光学倍率に対して画素レートを算出することができる。   According to the present invention, using a calibration jig in which a plurality of calibration marks configured to include a plurality of feature points whose mutual intervals are known are formed corresponding to a plurality of specific values of optical magnification, The jig is imaged at an optical magnification specified by the camera, and a calibration mark image corresponding to the optical magnification is selectively acquired as a desired calibration mark image from among a plurality of calibration marks. Pixels and features in the desired calibration mark image By calculating the pixel rate that specifies the correspondence with the distance between points, the pixel rate can be calculated for a plurality of types of optical magnifications by a simple method.

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電子部品実装装置の全体構成を示すブロック図、図2は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の制御系の構成を示すブロック図、図3は本発明の一実施の形態の画素レート算出方法において使用される較正マークの平面図、図4は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の記憶部に記憶されるデータ内容の説明図、図5,図6は本発明の一実施の形態の画像認識装置における画素レート算出方法の説明図である。   Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 is a block diagram showing an overall configuration of an electronic component mounting apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a control system of the electronic component mounting apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 4 is a plan view of a calibration mark used in the pixel rate calculation method according to the embodiment of the present invention, and FIG. 4 is an explanatory diagram of data contents stored in the storage unit of the electronic component mounting apparatus according to the embodiment of the present invention. 5 and 6 are explanatory diagrams of a pixel rate calculation method in the image recognition apparatus according to the embodiment of the present invention.

まず図1を参照して、画像認識装置が組み込まれた電子部品実装装置の構成を説明する。図1において、部品供給部1にはトレイ2が載置されており、トレイ2にはチップ3が格子配列で保持されている。トレイ2はトレイY軸駆動機構4によってY方向に移動可能となっており、後述するヘッドXZΘ駆動機構6とともにトレイY軸駆動機構4を駆動することにより、トレイ2上の任意のチップ3を搭載ヘッド7による取り出し位置に移動させることができる。   First, the configuration of an electronic component mounting apparatus in which an image recognition device is incorporated will be described with reference to FIG. In FIG. 1, a tray 2 is placed on the component supply unit 1, and chips 3 are held on the tray 2 in a lattice arrangement. The tray 2 can be moved in the Y direction by a tray Y-axis drive mechanism 4, and an arbitrary chip 3 on the tray 2 is mounted by driving the tray Y-axis drive mechanism 4 together with a head XZΘ drive mechanism 6 described later. It can be moved to the take-out position by the head 7.

部品供給部1の上方には、搭載ヘッド7を備えた搭載機構5が配設されている。搭載ヘッド7は、ヘッドXZΘ駆動機構6によってX方向、Z方向およびθ方向(チップ3を保持するノズル軸廻りの回転方向)に可動となっており、部品供給部1のトレイ2からチップ3をピックアップして基板保持部8の上方へ移動し、基板保持部8に保持された基板9上にチップ3を搭載する。基板保持部8は、基板Y軸駆動機構10によってY方向に移動可能となっており、これにより搭載ヘッド7による搭載時のY方向の位置合わせが行われる。   A mounting mechanism 5 including a mounting head 7 is disposed above the component supply unit 1. The mounting head 7 is movable in the X direction, the Z direction, and the θ direction (rotation direction around the nozzle shaft holding the chip 3) by the head XZΘ drive mechanism 6, and the chip 3 is removed from the tray 2 of the component supply unit 1. The pickup 3 is picked up and moved above the substrate holding unit 8, and the chip 3 is mounted on the substrate 9 held by the substrate holding unit 8. The substrate holding unit 8 can be moved in the Y direction by the substrate Y-axis drive mechanism 10, and thereby the alignment in the Y direction during mounting by the mounting head 7 is performed.

ヘッドXZΘ駆動機構6による搭載ヘッド7の移動経路には、チップ認識カメラ13が撮像方向を上向きにして配設されている。チップ認識カメラ13は搭載ヘッド7に保持されたチップ3を下方から撮像する。チップ認識カメラ13による撮像は、チップカメラコントローラ14によって制御される。   A chip recognition camera 13 is disposed on the moving path of the mounting head 7 by the head XZΘ driving mechanism 6 with the imaging direction facing upward. The chip recognition camera 13 images the chip 3 held by the mounting head 7 from below. Imaging by the chip recognition camera 13 is controlled by a chip camera controller 14.

基板保持部8の上方には基板認識カメラ11が撮像方向を下向きにして配設されており、基板認識カメラ11は基板保持部8に載置された基板9を撮像する。基板認識カメラ11による撮像は、基板カメラコントローラ12によって制御される。基板認識カメラ11、チップ認識カメラ13は光学倍率を変更するズーム機構を備えており、ズーム調整リング11a、13aを手動で操作することにより、所望の光学倍率で基板9,チップ3を撮像することが可能となっている。なおズーム機構は自動であってもよい。   A substrate recognition camera 11 is disposed above the substrate holding unit 8 with the imaging direction facing downward, and the substrate recognition camera 11 images the substrate 9 placed on the substrate holding unit 8. Imaging by the board recognition camera 11 is controlled by the board camera controller 12. The substrate recognition camera 11 and the chip recognition camera 13 are provided with a zoom mechanism for changing the optical magnification, and the substrate 9 and the chip 3 are imaged at a desired optical magnification by manually operating the zoom adjustment rings 11a and 13a. Is possible. The zoom mechanism may be automatic.

搭載ヘッド7によるチップ搭載動作においては、基板認識カメラ11による基板9の認識結果と、チップ認識カメラ13によるチップ3の認識結果に基づいて、搭載ヘッド7の基板9に対する位置決めが行われる。ここで実装対象となるチップ3はサイズが異なる複数の種類を含んでおり、チップ認識カメラ13によるチップ3の撮像および基板認識カメラ11による基板9の実装位置の撮像においては、チップ3のサイズに応じた光学倍率で
画像が取り込まれる。
In the chip mounting operation by the mounting head 7, the mounting head 7 is positioned with respect to the substrate 9 based on the recognition result of the substrate 9 by the substrate recognition camera 11 and the recognition result of the chip 3 by the chip recognition camera 13. Here, the chip 3 to be mounted includes a plurality of types having different sizes, and in the imaging of the chip 3 by the chip recognition camera 13 and the imaging of the mounting position of the substrate 9 by the substrate recognition camera 11, the size of the chip 3 is set. An image is captured at a corresponding optical magnification.

次に図2を参照して制御系の構成を説明する。図2において、基板カメラコントローラ12、チップカメラコントローラ14に取り込まれた画像データは、制御部20の画像認識部21に送られ、ここで画像データを認識処理することにより、基板9中の実装位置や搭載ヘッド7に保持された状態のチップ3の位置が認識される。認識結果は演算部22に送られここで所定の演算処理を行うことにより、実装位置やチップ3の位置ずれ量が検出される。そして検出結果に基づいて駆動機構制御部23がヘッドXZΘ駆動機構6、基板Y軸駆動機構10を制御することにより、搭載ヘッド7による搭載動作における位置合わせが行われる。   Next, the configuration of the control system will be described with reference to FIG. In FIG. 2, the image data captured by the board camera controller 12 and the chip camera controller 14 is sent to the image recognition unit 21 of the control unit 20, where the image data is recognized and processed, thereby mounting positions on the board 9. And the position of the chip 3 held by the mounting head 7 is recognized. The recognition result is sent to the calculation unit 22 where predetermined calculation processing is performed to detect the mounting position and the amount of displacement of the chip 3. Then, the drive mechanism control unit 23 controls the head XZΘ drive mechanism 6 and the substrate Y-axis drive mechanism 10 based on the detection result, thereby performing alignment in the mounting operation by the mounting head 7.

表示部15は表示パネルであり、基板認識カメラ11、チップ認識カメラ13によって撮像された画像を表示するほか、入力部16によるデータや操作コマンド入力時の案内画面を表示する。制御部20による各種の処理実行時には、記憶部24に記憶された各種のプログラムやデータが用いられる。   The display unit 15 is a display panel that displays images captured by the substrate recognition camera 11 and the chip recognition camera 13 and displays a guidance screen when data and operation commands are input by the input unit 16. When the control unit 20 executes various processes, various programs and data stored in the storage unit 24 are used.

上記構成において、基板認識カメラ11、基板カメラコントローラ12、チップ認識カメラ13、チップカメラコントローラ14、画像認識部21、演算部22は、電子部品実装装置において基板9やチップ3の位置認識を行うための画像認識装置を構成しており、この画像認識装置は、光学倍率を変更するズーム機構を有するカメラと、カメラによって認識対象を撮像して得られた取得画像を認識処理する画像認識部とを備え、取得画像の認識処理結果に基づいて認識対象の寸法情報を含む所定情報を出力する構成となっている。基板認識系とチップ認識系のいずれかのみを備えた構成であってもよい。   In the above configuration, the substrate recognition camera 11, the substrate camera controller 12, the chip recognition camera 13, the chip camera controller 14, the image recognition unit 21, and the calculation unit 22 perform position recognition of the substrate 9 and the chip 3 in the electronic component mounting apparatus. The image recognition device includes a camera having a zoom mechanism that changes the optical magnification, and an image recognition unit that recognizes an acquired image obtained by imaging a recognition target with the camera. Provided, and is configured to output predetermined information including dimension information to be recognized based on the recognition processing result of the acquired image. The configuration may include only one of a substrate recognition system and a chip recognition system.

次にこの画像認識装置において、画素レートを算出する画像認識装置における画素レート算出方法について説明する。画素レートは、取得画像における単位画素サイズと基板9やチップ3の位置ずれ量などの寸法情報との対応関係を示すものである。前述のように基板認識カメラ11、チップ認識カメラ13は光学倍率を任意に変更可能であることから、基板認識カメラ11、チップ認識カメラ13による撮像結果から対象物のサイズや位置ずれ量などの寸法情報を求める際には、取得画像における単位画素サイズと実装寸法との換算係数である画素レートを求めておく必要がある。本実施の形態では、以下に説明する較正用治具17を用いて各光学倍率に対応する画素レートを算出する。   Next, a pixel rate calculation method in the image recognition apparatus for calculating the pixel rate in this image recognition apparatus will be described. The pixel rate indicates a correspondence relationship between the unit pixel size in the acquired image and dimensional information such as the positional deviation amount of the substrate 9 or the chip 3. As described above, since the substrate recognition camera 11 and the chip recognition camera 13 can arbitrarily change the optical magnification, dimensions such as the size of the object and the amount of displacement are determined based on the imaging results of the substrate recognition camera 11 and the chip recognition camera 13. When obtaining the information, it is necessary to obtain a pixel rate that is a conversion coefficient between the unit pixel size and the mounting dimension in the acquired image. In the present embodiment, a pixel rate corresponding to each optical magnification is calculated using a calibration jig 17 described below.

図3を参照して較正用治具17について説明する。較正用治具17は透明なガラス板に、正方枠形の相似形状の複数のマークM1,M2,M3,M4,M5を蒸着した構成となっており、各マークの相似比は基板9におけるチップ搭載点のサイズや、チップ3のサイズに基づいて設定される特定の光学倍率(図4(b)参照)に対応している。なおマーク部分を蒸着として背景を透明としてもよいし、マーク部分を透明にして背景を蒸着してもよい。もちろん蒸着以外の方法でマークを形成してもよい。   The calibration jig 17 will be described with reference to FIG. The calibration jig 17 has a structure in which a plurality of square frame-like marks M1, M2, M3, M4, and M5 are vapor-deposited on a transparent glass plate, and the similarity ratio of each mark is a chip on the substrate 9. This corresponds to a specific optical magnification (see FIG. 4B) set based on the size of the mounting point and the size of the chip 3. The mark portion may be vapor-deposited and the background transparent, or the mark portion may be transparent and the background vapor-deposited. Of course, you may form a mark by methods other than vapor deposition.

各マークの対角点(例えばマークM1における対角点A1,B1,C1,D1)は該マークの特徴点となっており、対角点A1〜B1間、B1〜C1間の寸法(特徴点間距離)は既知となっている。すなわち較正用治具17は、相互の間隔が既知の複数の特徴点を含んで構成された較正マークが、光学倍率の複数の特定値に対応して略相似形状で複数作り込まれた形態となっている。   The diagonal points of each mark (for example, the diagonal points A1, B1, C1, and D1 in the mark M1) are the characteristic points of the mark, and the dimensions (characteristic points) between the diagonal points A1 and B1 and between B1 and C1. Distance) is known. In other words, the calibration jig 17 has a configuration in which a plurality of calibration marks each including a plurality of feature points whose mutual intervals are known are formed in a substantially similar shape corresponding to a plurality of specific values of optical magnification. It has become.

次に図4を参照して記憶部24に記憶されるプログラムデータについて説明する。プログラム記憶部25には実装動作プログラム25a、基板・チップ認識プログラム25b、画素レート算出プログラム25cが記憶されている。実装動作プログラム25aは、搭載ヘッド7によって部品供給部1からチップ3をピックアップし、基板保持部8上の基板9
に搭載する実装動作のためのプログラムである。
Next, program data stored in the storage unit 24 will be described with reference to FIG. The program storage unit 25 stores a mounting operation program 25a, a substrate / chip recognition program 25b, and a pixel rate calculation program 25c. The mounting operation program 25 a picks up the chip 3 from the component supply unit 1 by the mounting head 7, and the substrate 9 on the substrate holding unit 8.
It is a program for mounting operation to be mounted on.

基板・チップ認識プログラム25bは、画像認識部21によって、基板9やチップ3を認識する画像認識処理のためのプログラムである。画素レート算出プログラム25cは、較正用治具17を撮像した取得画像を画像認識部21によって認識処理し、演算部22によってこの認識結果を演算処理することにより画素レートを算出するためのプログラムである。   The substrate / chip recognition program 25 b is a program for image recognition processing in which the image recognition unit 21 recognizes the substrate 9 and the chip 3. The pixel rate calculation program 25c is a program for calculating the pixel rate by recognizing the acquired image obtained by capturing the calibration jig 17 by the image recognition unit 21 and calculating the recognition result by the calculation unit 22. .

データ記憶部26には実装データ26a、較正マークデータ26bが記憶されている。実装データ26aはチップ3の種類・サイズなどの部品データや基板9における搭載位置のデータおよび搭載順序を示すシーケンスデータなどのデータである。較正マークデータ26bは、較正用治具17に形成された複数のマークの個々について、光学倍率および特徴点間距離を記憶する。すなわち図4(b)に示すように、基板認識カメラ11、チップ認識カメラ13の光学倍率の特定値(ここに示す例では、0.3,0.5,1.0,2.5および6.0の5種類)に対応したマークM1,M2,M3,M4,M5について、特徴点間距離L1,L2,L3,L4,L5が記憶されている。   The data storage unit 26 stores mounting data 26a and calibration mark data 26b. The mounting data 26a is data such as component data such as the type and size of the chip 3, data on the mounting position on the substrate 9, and sequence data indicating the mounting order. The calibration mark data 26b stores the optical magnification and the distance between feature points for each of a plurality of marks formed on the calibration jig 17. That is, as shown in FIG. 4B, specific values of optical magnifications of the substrate recognition camera 11 and the chip recognition camera 13 (in the example shown here, 0.3, 0.5, 1.0, 2.5 and 6). ., Five distances between feature points L1, L2, L3, L4, and L5 are stored for the marks M1, M2, M3, M4, and M5.

次に画素レートの算出例を図5、図6を参照して説明する。図1に示す電子部品実装装置において、対象となるチップ3のサイズが異なる場合には、ズーム倍率調整リング11a、13aによって基板認識カメラ11、チップ認識カメラ13の光学倍率を、基板9のチップ搭載点のサイズやチップ3のサイズに応じて変更する必要がある。そして光学倍率を変更すると、画素レートをその都度新たに設定する必要があり、それぞれのカメラの認識対象のダミーに較正用治具17を装着したダミー基板・ダミーチップをカメラに認識させることによって画素レート算出が行われる。ここでは、基板認識カメラ11の画素レート算出例について説明する。   Next, an example of calculating the pixel rate will be described with reference to FIGS. In the electronic component mounting apparatus shown in FIG. 1, when the size of the target chip 3 is different, the optical magnifications of the substrate recognition camera 11 and the chip recognition camera 13 are set by the zoom magnification adjustment rings 11a and 13a. It is necessary to change according to the size of the point or the size of the chip 3. When the optical magnification is changed, it is necessary to newly set the pixel rate each time. By making the camera recognize the dummy substrate / dummy chip in which the calibration jig 17 is mounted on the dummy to be recognized by each camera, the pixel is set. Rate calculation is performed. Here, a pixel rate calculation example of the substrate recognition camera 11 will be described.

まず較正用治具17が装着されたダミー基板を、基板保持部8上の基板認識カメラ11による撮像位置に装着する(治具装着工程)。次いで較正用治具17を指定された倍率(ここでは光学倍率1倍が指定された例を示す)によって基板認識カメラ11によって撮像する。これにより、図5に示すように、撮像視野30内には複数のマークの画像が位置する。   First, the dummy substrate on which the calibration jig 17 is mounted is mounted at the imaging position of the substrate recognition camera 11 on the substrate holding unit 8 (jig mounting step). Next, the calibration jig 17 is imaged by the substrate recognition camera 11 at a designated magnification (here, an example in which an optical magnification of 1 is designated) is shown. Thereby, as shown in FIG. 5, images of a plurality of marks are located in the imaging field 30.

このとき、指定された倍率1よりも小さい倍率に対応したマークM1,M2のうち、マークM1の光学画像は撮像視野サイズよりも大きくなるため撮像視野30内に表われず、マークM2はその1部のみが撮像視野30内に表われる。そして指定倍率よりも大きい倍率に対応したマークM4,M5は、マークM3の内側に表れる。   At this time, among the marks M1 and M2 corresponding to a magnification smaller than the designated magnification 1, the optical image of the mark M1 is larger than the imaging visual field size and therefore does not appear in the imaging visual field 30, and the mark M2 is the first one. Only the part appears in the imaging visual field 30. The marks M4 and M5 corresponding to a magnification larger than the designated magnification appear inside the mark M3.

この後撮像視野30内の画像を取り込んだ後、指定された光学倍率に対応する所望の較正マークM3のみの画像を選択的に取得するため、マスキング処理を行う。すなわち図5に示すように、マークM3のみが画像取込範囲32に位置するように、すなわちマークM4、M5が排除されるようにマスク範囲31を設定し、マークM3のみの画像を取り込む。この工程は、較正用治具17を指定された光学倍率で基板認識カメラ11によって撮像し、複数の較正マークのうち指定された光学倍率に対応した較正マークの画像を所望較正マーク画像として選択的に取得する画像選択取得工程となっている。   Thereafter, after capturing an image in the imaging field of view 30, a masking process is performed in order to selectively acquire an image of only the desired calibration mark M3 corresponding to the designated optical magnification. That is, as shown in FIG. 5, the mask range 31 is set so that only the mark M3 is positioned in the image capture range 32, that is, the marks M4 and M5 are excluded, and an image of only the mark M3 is captured. In this process, the calibration jig 17 is imaged by the substrate recognition camera 11 at a designated optical magnification, and a calibration mark image corresponding to the designated optical magnification among a plurality of calibration marks is selectively selected as a desired calibration mark image. It is an image selection acquisition process to be acquired.

次いで取得された所望較正マーク画像を画像認識部21によって認識処理する(認識処理工程)。これにより、図6に示すマークM3の対角点A3,B3の位置が認識され、この認識結果から特徴点間画素数N3が求められる。そしてこの特徴点間画素数N3と、較正マークデータ26bの特徴点間距離L3に基づき、演算部22によって画素レートR3(光学倍率1に対応した画素レート)が、R3=L3/N3の算出式により算出される(
画素レート算出工程)。すなわち、ここでは認識処理工程の認識処理結果と特徴点相互の間隔とに基づいて、所望較正マーク画像における画素レートを算出する。
Next, the acquired desired calibration mark image is recognized by the image recognition unit 21 (recognition processing step). As a result, the positions of the diagonal points A3 and B3 of the mark M3 shown in FIG. 6 are recognized, and the pixel number N3 between the feature points is obtained from the recognition result. Based on the number N3 of pixels between feature points and the distance L3 between feature points of the calibration mark data 26b, the calculation unit 22 calculates a pixel rate R3 (pixel rate corresponding to the optical magnification 1) as R3 = L3 / N3. Calculated by (
Pixel rate calculation step). That is, here, the pixel rate in the desired calibration mark image is calculated based on the recognition processing result of the recognition processing step and the interval between the feature points.

そしてこの画素レート算出は、チップ認識カメラ13に対しても同様に実行される。すなわち較正用治具17が装着されたダミー用チップを搭載ヘッド7に保持させ、チップ認識カメラ13によって較正用治具17を撮像して、同様の方法で画素レートを求める。   This pixel rate calculation is similarly executed for the chip recognition camera 13. That is, the dummy chip on which the calibration jig 17 is mounted is held on the mounting head 7, the calibration jig 17 is imaged by the chip recognition camera 13, and the pixel rate is obtained by the same method.

なお上述の画像選択取得工程において、撮像視野30内の画像を撮像した後の取得画像をマスキング処理する替りに、CMOS型などの画像読み取り範囲が任意に設定可能なカメラを用いて、予め画像取込範囲32のみの画像を取得するようにしてもよい。   In the above-described image selection and acquisition process, instead of masking the acquired image after the image in the imaging field of view 30 is captured, the image can be captured in advance using a camera such as a CMOS type that can arbitrarily set the image reading range. You may make it acquire the image of only the inclusion range 32. FIG.

そしてこの後に開始されるチップ3の実装作業においては、画像認識部21、演算部22によって行われる基板・チップ認識処理に際し、前述の画素レートが適用される。そして次作業の対象となるチップとしてサイズが異なるものが指定された場合には、そのサイズに応じた光学倍率に対応する画素レートを新たに求める処理を行う。   In the chip 3 mounting operation started thereafter, the above-described pixel rate is applied to the substrate / chip recognition processing performed by the image recognition unit 21 and the calculation unit 22. When a chip having a different size is designated as a chip to be subjected to the next operation, processing for newly obtaining a pixel rate corresponding to the optical magnification corresponding to the size is performed.

このように、同一の電子部品実装装置によってサイズの異なる部品を対象とする場合において、本実施の形態に示す画素レートの算出方法を用いることにより、同一の較正用治具を全ての部品に対して適用することができ、複数のターゲットマークを使い分ける必要があった従来方法と比較して煩雑な管理が不要となる。   In this way, in the case of targeting parts of different sizes by the same electronic component mounting apparatus, the same calibration jig is applied to all the parts by using the pixel rate calculation method shown in the present embodiment. Compared with the conventional method in which it is necessary to use a plurality of target marks separately, complicated management becomes unnecessary.

また本発明の画素レート算出方法においては、ダミー基板やダミーチップをカメラに対して相対移動させる必要がないことから、本実施の形態に示すように、基板9が基板認識カメラ11に対してY方向にのみ移動可能な構成であり、またチップ3がチップ認識カメラ13に対してX方向のみに移動可能な構成であっても、上述構成の較正用治具を撮像して認識処理することによって簡便に画素レートを算出することができる。   Further, in the pixel rate calculation method of the present invention, since it is not necessary to move the dummy substrate or the dummy chip relative to the camera, the substrate 9 is Y with respect to the substrate recognition camera 11 as shown in the present embodiment. Even if the chip 3 is configured to move only in the X direction with respect to the chip recognition camera 13, it can be recognized and processed by imaging the calibration jig having the above configuration. The pixel rate can be calculated easily.

本発明の画像認識装置における画素レート算出方法は、簡便な方法で複数種類の光学倍率に対して画素レートを算出することができるという効果を有し、電子部品実装用装置などに使用される画像認識装置において、取得画像における単位画素サイズと寸法情報との対応を特定する画素レートを算出する用途に有用である。   The pixel rate calculation method in the image recognition apparatus of the present invention has an effect that the pixel rate can be calculated for a plurality of types of optical magnifications by a simple method, and is used for an electronic component mounting apparatus or the like. In the recognition apparatus, it is useful for the purpose of calculating the pixel rate that specifies the correspondence between the unit pixel size and the dimension information in the acquired image.

本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の全体構成を示すブロック図The block diagram which shows the whole structure of the electronic component mounting apparatus of one embodiment of this invention 本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の制御系の構成を示すブロック図The block diagram which shows the structure of the control system of the electronic component mounting apparatus of one embodiment of this invention 本発明の一実施の形態の画素レート算出方法において使用される較正マークの平面図The top view of the calibration mark used in the pixel rate calculation method of one embodiment of this invention 本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の記憶部に記憶されるデータ内容の説明図Explanatory drawing of the data content memorize | stored in the memory | storage part of the electronic component mounting apparatus of one embodiment of this invention 本発明の一実施の形態の画像認識装置における画素レート算出方法の説明図Explanatory drawing of the pixel rate calculation method in the image recognition apparatus of one embodiment of this invention 本発明の一実施の形態の画像認識装置における画素レート算出方法の説明図Explanatory drawing of the pixel rate calculation method in the image recognition apparatus of one embodiment of this invention

符号の説明Explanation of symbols

1 部品供給部
7 搭載ヘッド
8 基板保持部
9 基板
11 基板認識カメラ
13 チップ認識カメラ
17 較正用治具
21 画像認識部
22 演算部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Component supply part 7 Mounting head 8 Board | substrate holding part 9 Board | substrate 11 Board | substrate recognition camera 13 Chip | tip recognition camera 17 Calibration jig | tool 21 Image recognition part 22 Calculation part

Claims (1)

光学倍率を変更するズーム機構を有するカメラと、前記カメラによって認識対象を撮像して得られた取得画像を認識処理する画像認識部とを備え、前記取得画像の認識処理結果に基づいて認識対象の寸法情報を含む所定情報を出力する画像認識装置において、前記取得画像における単位画素サイズと前記寸法情報との対応関係を示す画素レートを算出する画像認識装置における画素レート算出方法であって、
複数の対角点を特徴点とし前記特徴点の相互の間隔が既知である正方枠形の較正マークが前記光学倍率の複数の特定値に対応し中心を同一として相似形状で複数作り込まれた較正用治具を前記認識対象と同一の撮像位置に装着する治具装着工程と、前記較正用治具を指定された光学倍率で前記カメラによって撮像し、前記複数の較正マークのうち前記光学倍率に対応した較正マークの画像を所望較正マーク画像として選択的に取得する画像選択取得工程と、前記所望較正マーク画像を前記画像処理部によって認識処理する認識処理工程と、前記認識処理工程の認識処理結果から得られた特徴点間画素数と前記特徴点相互の間隔とに基づいて前記所望較正マーク画像における前記画素レートを算出する画素レート算出工程とを含むことを特徴とする画像認識装置における画素レート算出方法。
A camera having a zoom mechanism for changing the optical magnification; and an image recognition unit for recognizing an acquired image obtained by imaging the recognition target by the camera, based on a recognition processing result of the acquired image. In the image recognition apparatus that outputs predetermined information including dimension information, a pixel rate calculation method in the image recognition apparatus that calculates a pixel rate indicating a correspondence relationship between a unit pixel size in the acquired image and the dimension information,
Mutual spacing of the feature points and feature point multiple diagonal points is the built more in-similarity shape center corresponds as the same to a plurality of specific values of the calibration mark is the optical magnification of the known square Wakugata A jig mounting step for mounting the calibration jig at the same imaging position as the recognition target, and imaging the calibration jig with the specified optical magnification, and the optical of the plurality of calibration marks. An image selection acquisition step of selectively acquiring a calibration mark image corresponding to the magnification as a desired calibration mark image, a recognition processing step of recognizing the desired calibration mark image by the image processing unit, and recognition of the recognition processing step and wherein the early days including the pixel rate calculation step of calculating the pixel rate in the desired calibration mark image on the basis the number of pixels between the obtained feature points obtained from the processing results and on the distance of the feature point each other Pixel rate calculation method in that the image recognition apparatus.
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