JP4511942B2 - 位置検出装置、位置検出方法、及び電子部品搬送装置 - Google Patents
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Description
特願2002−346558 出願日 平成14年11月28日
図2は、電子部品101の端子112とソケット103のピン114との接触状態を示す。多数の端子を有する電子部品を正確に試験するためには、ソケット103に対して正しい位置に電子部品101を装着させる必要がある。即ち、図2(a)に示すように、ソケット103のピン114が電子部品101の端子112の中心に垂直に接触することが好ましい。図2(b)に示すように、ソケット103のピン114が電子部品101の端子112の中心からずれて接触したり、ソケット103のピン114が傾いて電子部品101の端子112に接触したりすると、接触点において電気的な抵抗が増加してしまい、試験信号の波形の劣化、タイミング誤差の増加等の問題が生じる。また、ソケット103のピン114と電子部品101の端子112との位置がずれた状態で電子部品101をソケット103に固定すると、電子部品101が破損してしまう可能性もある。
図3は、キャリア116の構成を示す。電子部品搬送装置106では、キャリア116を用いてソケット103に対する電子部品101の位置決めを行っている。キャリア116は、電子部品101を収容するケースであり、プラスチック等を成型して形成される。キャリア116は、矩形の凹部118が形成されており、凹部118に電子部品101が収容され固定される。また、キャリア116の底面には孔120が設けられており、孔120を介して電子部品101の端子112がソケット103のピン114と電気的に接続される。凹部118は、電子部品101と同一の形状であり、電子部品101が隙間なく凹部118に収容されるように設計される。そのため、キャリア116を用いて電子部品101の位置決めを行う場合、電子部品101の形状毎に、形状に合ったキャリア118が必要である。
しかしながら、近年、電子部品101の多品種化が進み、電子部品101の形状とサイズが多様化している。そのため、電子部品の形状に合わせて、多種類のキャリア116を製造又は購入しなければならず、製造コストを増加させてしまう。また、電子部品101の形状に合ったキャリア118の設計及び製造に時間を要し、量産ラインの立ち上げを遅らせてしまう。
また、近年、携帯電話等の移動通信機器に使用される電子部品は、小面積化及び薄型化が進み、また電子部品の高集積化及び多機能化に伴い端子数が急激に増加している。そのため、電子部品の端子の微細化、配置間隔の狭ピッチ化が進んでいる。例えば、電子部品の端子が半田ボールである場合、半田ボールの直径が0.3mm、配置間隔が0.4mmまで微細化、狭ピッチ化が進んでいる。このように、電子部品の端子の微細化、狭ピッチ化が進むと、図3に示したようなキャリア116を用いて電子部品101の位置決めを行う方法では、電子部品101の端子112とソケット103のピン114とを精度よく位置決めできないという問題が生じる。
このような問題を解決するため、電子部品101の端子112をCCDカメラにより撮影し、画像処理技術を用いて電子部品101の端子112の位置を測定することにより、ソケット103に対する電子部品101の位置決めを行う電子部品搬送装置が提案されている(例えば、特開平5−275518号公報参照。)。
しかしながら、電子部品101に光を垂直方向から照射して撮影する場合に、端子112が形成された基板が光の反射してしまい、端子部分と基板部分との明るさの差が小さく、端子112を鮮明に写し出した画像を取得することができず、端子112の位置を正確に検出することができないという問題がある。
そこで本発明は、上記の課題を解決することができる位置検出装置、位置検出方法、及び電子部品搬送装置を提供することを目的とする。この目的は請求の範囲における独立項に記載の特徴の組み合わせにより達成される。また従属項は本発明の更なる有利な具体例を規定する。
電子部品位置検出部は、端子領域検出部が検出した端子の領域に基づいて、端子の位置を検出し、検出した端子の位置、及び端子情報である電子部品において端子が形成される位置に基づいて、電子部品の位置を算出してもよい。
画像取得部が取得した画像である多値画像から端子のエッジの領域であるエッジ領域を抽出するエッジ抽出部と、エッジ領域の画素のうちで画素数が最大である画素値を第1閾値に決定する第1閾値決定部とをさらに備え、端子領域検出部は、第1閾値に基づいて、多値画像から端子の領域を検出してもよい。
電子部品の斜方から端子に光を照射する光源をさらに備え、画像取得部は、光源によって光が照射された端子の多値画像を取得してもよい。
画像取得部は、電子部品が有する複数の端子の多値画像を取得し、エッジ抽出部は、多値画像から複数の端子の複数のエッジ領域を抽出し、第1閾値決定部は、複数のエッジ領域の画素のうちで画素数が最大である画素値を第1閾値に決定し、端子領域決定部は、第1閾値に基づいて、多値画像から複数の端子の領域を検出し、電子部品位置検出部は、複数の端子の領域に基づいて、電子部品の位置を検出してもよい。
電子部品は、略球面を有する端子を有し、画像取得部は、光源によって光が照射された略球面を有する端子の多値画像を取得してもよい。
第1閾値に基づいて多値画像から二値画像を生成する端子二値画像生成部をさらに備え、端子領域検出部は、端子二値画像生成部が生成した二値画像に基づいて、多値画像から端子の領域を検出してもよい。
エッジ抽出部は、エッジ領域の画素数の期待値であるエッジ期待値を格納するエッジ期待値格納部と、多値画像を微分して微分画像を生成する微分画像生成部と、微分画像において画素値が大きい順に画素数を加算し、加算した画素数がエッジ期待値に達するときの画素値を第2閾値に決定する第2閾値決定部と、第2閾値に基づいて、多値画像からエッジ領域を検出するエッジ領域検出部とを有してもよい。
エッジ抽出部は、第2閾値に基づいて、微分画像から二値画像を生成するエッジ二値画像生成部をさらに有し、エッジ領域検出部は、エッジ二値画像生成部が生成した二値画像と多値画像との対応する画素の画素値を乗算することにより、多値画像からエッジ領域を検出してもよい。
端子の領域の画素数の期待値である端子期待値を格納する端子期待値格納部をさらに備え、第1閾値決定部は、端子領域検出部が検出した端子の領域の画素数と端子期待値とが所定値以上異なる場合、第1閾値を変更してもよい。
端子の領域の画素数の期待値である端子期待値を格納する端子期待値格納部をさらに備え、第1閾値決定部は、端子領域検出部が検出した端子の領域の画素数と端子期待値とが所定値以上異なる場合、第1閾値を変更してもよい。
電子部品が有する複数の端子の配置を表示する表示装置と、表示装置が表示した複数の端子のうちの少なくとも1つの端子を、ユーザに選択させる入力装置と、入力装置を介してユーザに選択された少なくとも1つの端子の位置の重みを、他の端子の位置の重みより大きくする重み付け決定部とをさらに備え、電子部品位置検出部は、重み付け決定部が決定した端子の位置毎の重みに基づいて、電子部品の位置を検出してもよい。
入力装置は、端子の位置の重みの大きさ毎に、表示装置が表示した複数の端子のうちの少なくとも1つの端子をユーザに選択させ、電子部品検出部は、端子の位置の重み毎に選択された端子のそれぞれの位置の重みに基づいて、電子部品の位置を検出してもよい。
表示装置は、端子の位置の重み毎に選択された端子のそれぞれを、端子の位置の重みを示す画像とともに表示してもよい。
重み付け決定部は、複数の端子のうちのアナログ信号の入力又は出力を行う端子の位置の重みを、アナログ信号の他の信号の入力又は出力を行う端子の位置の重みより大きくしてもよい。
重み付け決定部は、複数の端子が入力又は出力すべき信号の周波数に基づいて、複数の端子の位置の重みを決定してもよい。
重み付け決定部は、複数の端子のうちの予め定められた周波数より大きい周波数の信号の入力又は出力を行う端子の位置の重みを、予め定められた周波数より小さい周波数の信号の入力又は出力を行う端子の位置の重みより大きくしてもよい。
本発明の第2の形態によれば、端子を有する電子部品の位置を検出する位置検出方法であって、端子の画像を取得する段階と、取得した画像から端子の領域を検出する段階と、検出した端子の領域に基づいて、電子部品の位置を検出する段階とを備える。
本発明の第3の形態によれば、端子を有する電子部品を所望の位置に搬送する電子部品搬送装置であって、電子部品を保持して搬送する搬送部と、搬送部が保持する電子部品の端子の画像を取得する画像取得部と、画像取得部が取得した画像から端子の領域を検出する端子領域検出部と、端子領域検出部が検出した端子の領域に基づいて、搬送部に対する電子部品の位置を検出する電子部品位置検出部とを備える。
なお上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた発明となりうる。
図2は、端子112とピン114との接触状態を示す。
図3は、キャリア116の構成を示す。
図4は、電子部品搬送装置200の構成の一例を示す。
図5は、光源206の構成を示す。
図6は、端子202による反射光の強度分布を示す。
図7は、搬送制御部210の構成の一例を示す。
図8は、閾値決定部212の構成の一例を示す。
図9は、電子部品204の位置検出方法の一例を示す。
図10は、撮像部208が取得する多値画像の一例を示す。
図11は、多値画像における端子202付近の画素値分布の一例を示す。
図12は、微分画像の一例を示す。
図13は、エッジ領域を示す二値画像の一例を示す。
図14は、エッジ領域の画素の画素値のヒストグラムの一例を示す。
図15は、端子202の領域を示す二値画像の一例を示す。
図16は、端子202による反射光の強度分布を示す。
図17は、電子部品位置検出部218の構成の一例を示す。
図18は、表示装置242の表示画面の一例を示す。
図19は、検出対象端子配置データの一例を示す。
図20は、検出座標データと理想座標データとの照合処理を示す。
図21は、表示装置242の表示画面の一例を示す。
図22は、基準端子配置データの一例を示す。
図23は、電子部品搬送装置200の構成の他の例を示す。
図24は、表示装置300の表示画面の一例を示す。
図4は、本発明の一実施形態に係る電子部品搬送装置200の構成の一例を示す。電子部品搬送装置200は、複数の端子202を有する電子部品204を保持してソケット203に搬送する搬送部205と、電子部品204の端子202が設けられた面に光を照射する光源206と、搬送部205が保持する複数の端子202の多値画像を取得する撮像部208と、撮像部208が取得した多値画像に基づいて搬送部205に対する電子部品204の位置を検出して、電子部品204の位置に基づいて搬送部205を制御する搬送制御部210とを備える。
電子部品搬送装置200は、本発明の位置検出装置の一例である。また、電子部品搬送装置200は、電子部品の試験を行う試験システムにおける電子部品の搬送に用いるほか、電子部品を基板に実装する電子部品実装装置や、ワイヤボンダ等の半導体素子製造装置における電子部品の搬送に用いてもよい。また、撮像部208は、本発明の画像取得部の一例であり、例えばCCD(Charge Coupled Device)カメラ、MOS(Metal Oxide Semiconductor)センサアレイ等の多数の撮像素子を配列して対象物を撮影する装置である。
撮像部208は、光源206によって光が照射された複数の端子202の多値画像を取得する。また、電子部品204は、例えば半田ボール等の略球面を有する端子202を備えてもよい。そして、撮像部208は、光源206によって光が照射された略球面を有する端子202の多値画像を取得してもよい。
図5は、光源206の構成を示す。光源206は、電子部品204の端子202に対して斜方から光を照射する斜光照明光源であり、例えばリング状のLED光源、長方形のLED光源を上下左右4方向に配置した矩形光源等である。電子部品204の端子202に斜方から光を照射すると、電子部品204の基板に入射した光の多くは撮像部208の視野外に反射する。また、半田ボール等の端子202の側面に入射した光の多くは撮像部208の視野内に反射する。したがって、斜光照明光源を用いると、電子部品204の基板部分と端子部分との明るさの差が大きく、端子202の位置を正確に検出することができる。
しかしながら、光源206に斜光照明光源を用いて電子部品204の位置を検出すると、次のような問題が生じる。電子部品204における端子202の位置によって、端子202から左方の光源206までの距離と、端子202から右方の光源206までの距離とが異なる。これにより、端子202の表面からの反射光の強度分布の中心が、端子202の中心と一致しない場合があり、端子202の位置を正確に検出することができない。
図6(a)及び(b)は、右方の光源206より左方の光源206の近くに位置する端子202による反射光の強度分布を示す。図6(c)は、閾値を図6(b)に示すV0に設定した場合の、閾値処理を用いて検出した端子202の領域130、及び算出した重心座標132を示す。また、図6(d)及び(e)は、左方の光源206より右方の光源206の近くに位置する端子202による反射光の強度分布を示す。図6(f)は、閾値を図6(e)に示すV0に設定した場合の、閾値処理を用いて検出した端子202の領域130、及び算出した重心座標132を示す。閾値が適切に設定されていない場合、閾値処理により検出された端子202の位置は、実際の端子202の位置に対して誤差をもってしまう。そのため、電子部品204における端子202の位置によって、端子202の重心座標を正確に算出できないので、電子部品204の位置を正確に検出できないという問題がある。
また、近年開発されている電子部品204は、特定の端子202に非常に高速な信号を印加するので、試験においても、特定の端子202に非常に高速な信号が印加させる必要がある。このような特定の端子202は、電子部品204の性能を左右するので、他の端子202よりも高精度に位置決めをする必要がある。しかしながら、従来の電子部品204の位置決めを行う方法では、複数の全ての端子202の均等に画像処理して電子部品204の位置を検出するので、電子部品204に対する端子202の取り付け誤差、画像処理における検出誤差等が平均化され、特定の端子202の位置決めの精度を向上することが困難である。
図7は、搬送制御部210の構成の一例を示す。搬送制御部210は、撮像部208が撮像した多値画像から端子202の領域を抽出するための第1閾値を決定する閾値決定部212と、閾値決定部212が決定した第1閾値に基づいて、撮像部208が取得した多値画像から複数の端子202の領域を検出する端子領域検出部214と、端子領域検出部214が検出した複数の端子202の領域、及び予め定められた電子部品204の端子情報に基づいて、電子部品204の位置を検出する電子部品位置検出部218とを備える。
電子部品位置検出部218は、端子領域検出部214が検出した複数の端子202の領域に基づいて、複数の端子202の重心座標を示す検出座標データをそれぞれ算出する。そして、電子部品位置検出部218は、端子202の検出座標データと理想座標データとの照合を行い、電子部品204が存在する位置を検出する。そして、搬送部205は、電子部品位置検出部218が検出した電子部品204の位置に基づいて、電子部品204を搬送する。本実施形態の搬送制御部210は、閾値決定部212において適切な閾値を決定することによって、電子部品201の端子202の領域を精度よく検出して電子部品201位置を正確に算出し、搬送部205にソケット203における所望の位置に電子部品202を搬送させることを目的とする。
図8は、閾値決定部212の構成の一例を示す。閾値決定部212は、撮像部208が取得した多値画像から複数の端子202のエッジの領域である複数のエッジ領域を抽出するエッジ抽出部220と、エッジ領域抽出部220が抽出した複数のエッジ領域のうちで画素数が最大である画素値を第1閾値に決定する第1閾値決定部222と、第1閾値決定部222が決定した第1閾値に基づいて、撮像部208が取得した多値画像から二値画像を生成する端子二値画像生成部224とを有する。端子領域検出部214は、端子二値画像生成部224が生成した二値画像に基づいて、多値画像から複数の端子202の領域を検出する。
閾値決定部212は、端子202の領域の画素数の期待値である端子期待値を格納する端子期待値格納部226をさらに有する。そして、第1閾値決定部222は、端子領域検出部214が検出した複数の端子202の領域の画素数と、端子期待値格納部226が格納する端子期待値とが所定値以上異なる場合、第1閾値を変更する。
エッジ抽出部220は、エッジ領域の画素数の期待値であるエッジ期待値を格納するエッジ期待値格納部228と、撮像部208が取得した多値画像を微分して微分画像を生成する微分画像生成部230と、微分画像生成部230が生成した微分画像において画素値が大きい順に画素数を加算し、加算した画素数がエッジ期待値格納部228が格納するエッジ期待値に達するときの画素値を第2閾値に決定する第2閾値決定部232と、第2閾値決定部232が決定した第2閾値に基づいて、微分画像から二値画像を生成するエッジ二値画像生成部234と、エッジ二値画像生成部234が生成した二値画像と撮像部208が取得した多値画像との対応する画素の画素値を乗算することにより、多値画像からエッジ領域を検出するエッジ領域検出部236とを含む。エッジ領域検出部236は、エッジ二値画像生成部234が生成した二値画像と撮像部208が取得した多値画像との対応する画素の画素値を乗算する以外の方法によって、第2閾値決定部232が決定した第2閾値に基づいて、撮像部208が取得した多値画像からエッジ領域を検出してもよい。
図9は、電子部品搬送装置200による電子部品204の位置検出方法の一例を示す。図10は、撮像部208が取得する多値画像の一例を示す。図11は、多値画像における端子202付近の画素値分布の一例を示す。図12は、微分画像の一例を示す。図13は、エッジ領域を示す二値画像の一例を示す。図14は、エッジ領域の画素の画素値のヒストグラムの一例を示す。図15は、端子202の領域を示す二値画像の一例を示す。以下、図9から図15を参照して、電子部品204の位置検出方法について説明する。
まず、撮像部208は、搬送部205が保持する電子部品204の複数の端子202の、図10に示す多値画像を取得する(S100)。図11(a)に示すように、端子202の輪郭部分の画素値は小さく、また図11(b)に示すように、端子202の輪郭部分において画素値は大きく変動する。
次に、微分画像生成部230は、例えばゾーベルフィルタ等の微分型フィルタを適用して、図11に示す多値画像から図12に示す微分画像を生成する(S102)。そして、第2閾値決定部232は、微分画像において画素値が大きい順に画素数を加算し、加算した画素数がエッジ期待値格納部28が格納するエッジ期待値に達するときの画素値を第2閾値に決定する(S104)。そして、エッジ二値画像生成部234は、第2閾値決定部232が決定した第2閾値に基づいて、図12に示す微分画像から図13に示す端子202のエッジ領域を示す二値画像を生成する(S106)。
次に、エッジ領域検出部236は、図10に示す多値画像と図13に示す二値画像との対応する画素の画素値を乗算することにより、図10に示す多値画像からエッジ領域を抽出する(S108)。そして、第1閾値決定部222は、図10に示す多値画像から抽出されたエッジ領域の画素の画素値に基づいて、図14に示すヒストグラムを求める(S110)。そして、第1閾値決定部222は、エッジ領域の画素のうちで画素数が最大である画素値を第1閾値に決定する(S112)。そして、端子二値画像生成部224は、第1閾値決定部222が決定した第1閾値に基づいて、図10に示す多値画像から図15に示す端子202に領域を示す二値画像を生成する(S114)。
次に、端子領域検出部214は、図15に示す二値画像に基づいて複数の端子202の領域を検出する(S116)。そして、端子領域検出部214は、端子202の領域の面積、即ち端子202の領域の画素数を算出する(S118)。このとき、端子領域検出部214は、複数の端子202の領域の平均の画素数を算出することが好ましい。そして、第1閾値決定部222は、端子領域検出部214が検出した端子202の領域の画素数と、端子期待値格納部228が格納する端子期待値とを比較し、その差が所定値以上異なるか否かを判断する(S120)。
第1閾値決定部222は、S120において端子領域検出部214が検出した端子202の領域の画素数が端子期待値より所定値以上小さいと判断した場合、第1閾値を小さくし(S122)、S114以降の処理を繰り返す。また、第1閾値決定部222は、S120において端子領域検出部214が検出した端子202の領域の画素数が端子期待値より所定値以上大きいと判断した場合、第1閾値を大きくし(S124)、S114以降の処理を繰り返す。
そして、第1閾値決定部222が、S120において端子領域検出部214が検出した端子202の領域の画素数が端子期待値から所定値の範囲内にあると判断した場合、以後、端子領域検出部214は、第1閾値に基づいて端子202の領域を検出し(S126)、電子部品位置検出部218は、端子領域検出部214が検出した端子202の領域に基づいて、電子部品204の端子202の位置を検出し、検出した端子202の位置、及び電子部品204の端子情報である電子部品204において端子202が形成される位置に基づいて、電子部品204の位置を算出する(S128)。
図16(a)及び(b)は、右方の光源206より左方の光源206の近くに位置する端子202による反射光の強度分布を示す。図16(c)は、第1閾値を図16(b)に示すV1に設定した場合の、検出した端子202の領域238、及び算出した重心座標240を示す。また、図16(d)及び(e)は、左方の光源206より右方の光源206の近くに位置する端子202による反射光の強度分布を示す。図16(f)は、第1閾値を図16(e)に示すV1に設定した場合の、閾値処理を用いて検出した端子202の領域238、及び算出した重心座標240を算出したものを示す。
図16(a)及び(d)に示すように、端子202の表面からの反射光の強度分布の中心が、端子202の中心と一致しない場合であっても、第1閾値をV1に設定することにより、図16(c)及び(f)に示すように、端子202の領域を正確に検出することができる。
本実施形態の電子部品搬送装置200によれば、撮像部208が取得した多値画像から端子202の領域を抽出するための第1閾値を迅速かつ適切に決定することができる。また、検出した端子202の領域の画素値と端子期待値とを比較し第1閾値の調整を繰り返すことにより、より適切な第1閾値を決定できる。また、光源206が長時間使用されることにより、明るさが低下した場合や、明るさの分布が不均一になった場合であっても、第1閾値を迅速に決定し直すことができる。したがって、端子202の重心座標240を正確に算出することができので、電子部品204の位置を正確に検出することができる。
図17は、電子部品位置検出部218の構成の一例を示す。図18は、表示装置242の表示画面の一例を示す。図19は、検出対象端子配置データの一例を示す。図20は、検出座標データと理想座標データとの照合処理を示す。図21は、表示装置242の表示画面の一例を示す。図22は、基準端子配置データの一例を示す。
電子部品搬送装置200は、ユーザに対して端子202の配置情報等を表示する表示装置242と、予め定められた電子部品204の端子情報の一例である端子202の設計データや仕様等を入力する入力装置244とをさらに備え、電子部品位置検出部218は、電子部品204の位置決めの基準となる端子202である検出対象端子の配置情報を設定する検出情報設定部246と、検出対象端子の配置情報に基づいて、検出対象端子の理想座標データを算出する理想座標算出部248と、端子領域検出部214が算出した検出座標データと理想座標算出部248が算出した理想座標データとを照合し、電子部品204の位置を検出する検出座標照合部250と、検出座標照合部250が検出した電子部品の位置を補正する検出位置補正部252とを有する。
検出情報設定部246は、電子部品204の端子202の設計データに基づいて、端子202の配置情報を作成する。設計データは、端子の個数、端子のサイズ、端子間の距離等を含む。そして、表示装置242は、図18(a)に示すような検出情報設定部246が作成した配置情報を含む検出対象端子選択画面を表示する。表示装置242は、例えばGUI(Graphical User Interface)であり、検出対象端子をユーザに選択させる。また、入力装置244は、例えばキーボード、マウス等であり、入力装置244を用いて検出対象端子を選択させてもよい。そして、表示装置242は、図18(b)に示すような選択された検出対象端子を示す配置情報を表示する。そして、検出情報設定部246は、ユーザによる検出対象端子の選択結果に基づいて、図19に示すような検出対象端子配置データを生成する。検出対象配置データは、例えば検出対象端子を「1」、非検出対象端子を「0」で表したビットマップデータである。
理想座標算出部248は、電子部品204の端子202の設計データ、撮像部208の撮像条件データ、及び検出対象端子配置データに基づいて、電子部品204における検出対象端子の理想座標データを算出する。撮像条件データは、レンズの倍率、解像度等を含む。なお、事前に求めた検出対象端子配置データ、理想座標データ等をハードディスク等の記憶媒体に格納しておいてもよい。また、電子部品204の位置検出を連続して行う場合は、事前に求めた検出対象端子データ、理想座標データ等をRAM等の記憶媒体に格納しておいてもよい。
検出座標照合部250は、図20(a)に示すような端子領域検出部214が算出した検出座標データと、図20(b)に示すような理想座標算出部248が算出した理想座標データとを、図20(c)に示すように照合する。検出座標照合部250は、アフィン変換を用いて理想座標データと検出座標データとの照合を行い、理想座標データと検出座標データとの一致度が最大になる位置(xc、yc)と、検出座標データに対する理想座標データの回転角θcとを電子部品202の位置として検出する。理想座標データと検出座標データとの一致度の評価には、対応する座標データ間の距離の和や平均自乗誤差が用いられる。なお、理想座標データと検出座標データとの一致度が予め設定した目標値より小さい場合は、撮像部208による多値画像の取得、端子領域検出部214による検出座標データの算出等を再度行わせてもよい。
さらに、表示装置242は、図21(a)に示すような検出情報設定部246が作成した配置情報を含む基準端子選択画面を表示する。そして、表示装置242又は入力装置244は、基準端子をユーザに選択させる。そして、表示装置242は、図21(b)に示すような選択された基準端子を示す配置情報を表示する。そして、検出情報設定部246は、ユーザによる基準端子の選択結果に基づいて、図22に示すような基準端子配置データを生成する。基準端子配置データは、例えば基準端子を「1」、非基準端子を「0」で表したビットマップデータである。
検出位置補正部248は、電子部品204の端子202の設計データ、撮像部208の撮像条件データ、及び基準端子配置データに基づいて、電子部品204における基準端子の理想座標データを算出する。そして、搬送部208は、検出座標照合部250が検出した電子部品204の位置(xc、yc)及び回転角θcに基づいて、電子部品204の位置を補正する。そして、撮像部208は、位置が補正された電子部品204の多値画像を取得し、端子領域検出部214は、撮像部208が取得した多値画像に基づいて検出座標データを算出する。
検出座標照合部250は、電子部品204の位置が補正された後に端子領域検出部214が算出した検出座標データと、検出位置補正部248が算出した理想座標データとを照合し、基準端子における理想座標データと検出座標データとの位置の誤差(δx、δy)及び回転角の誤差δθを算出する。そして、検出座標照合部250は、電子部品204の位置(xc、yc)及び回転角θcを、(xc−δx、yc−δy)及び回転角θc−δθに補正し、基準端子における誤差を最小にする。複数の基準端子が選択された場合は、複数の基準端子のそれぞれにおける誤差の二乗平均値を(δx、δy)及びδθとして補正してもよい。
本実施形態の電子部品搬送装置200によれば、少数の端子202を検出対象端子として選択して照合処理等を行うことができるので、多数の端子202を有する電子部品204であっても、迅速に電子部品204の位置検出を行うことができる。
図23は、電子部品搬送装置200の構成の他の例を示す。図24は、表示装置300の表示画面の一例を示す。電子部品搬送装置200は、電子部品204が有する複数の端子202の配置を示す配置情報を表示する表示装置300と、表示装置300が表示した複数の端子202のいずれかをユーザに選択させる入力装置302と、ユーザの選択に基づいて、複数の端子202の位置の重みを決定する重み付け決定部304とをさらに備える。なお、図23に示す電子部品位置検出部218は、図7〜22で示した電子部品位置検出部218と同一の構成及び機能を有する。
表示装置300は、例えばGUI(Graphical User Interface)であり、図24(a)に示すような、電子部品204の端子202の設計データに基づいて作成された端子202の配置情報を含む重み付け決定画面を表示する。また、入力装置302は、例えばキーボード、マウス等であり、表示装置300が表示した複数の端子202の少なくとも1つの端子202をユーザに選択させる。そして、重み付け決定部304は、入力装置302を介してユーザに選択された少なくとも1つの端子202の位置の重みを、他の端子202よりも大きく決定する。また、入力装置302は、端子202の位置の重みの大きさ毎に、表示装置300が表示した複数の端子202のうちの少なくとも1つの端子をユーザに選択させてもよい。そして、重み付け決定部304は、端子202の位置の重みの大きさ毎にユーザに選択された少なくとも1つの端子202の位置の重みを、それぞれの端子202の重みとして決定する。
また、重み付け決定部304は、電子部品204の設計データや仕様に基づいて、複数の端子のうちのアナログ信号の入力又は出力を行う端子202の位置の重みを、自動的に、アナログ信号の他の信号の入力又は出力を行う端子202の位置の重みよりも大きくしてもよい。これにより、アナログ信号の入力又は出力を行う端子202のソケット203に対する位置決めが精度よく行われ、アナログ信号におけるノイズを低減できるので、電子部品204におけるアナログ信号の入力又は出力に関する性能を正確に試験することができる。
また、重み付け決定部304は、電子部品204の設計データや仕様に基づいて、複数の端子202が入力又は出力すべき信号の周波数に基づいて、複数の端子202の位置の重みを決定してもよい。例えば、入力装置302は、ユーザが閾値として決定した周波数を予め入力させておく。そして、重み付け決定部304は、複数の端子202のうちの予め定められた周波数より大きい周波数の信号の入力又は出力を行う端子202の位置の重みを、予め定められた周波数より小さい周波数の信号の入力又は出力を行う端子202の位置の重みより大きくしてもよい。
また、重み付け決定部304は、より大きい周波数の信号を入力又は出力を行う端子202の重みを、より小さい周波数の信号の入力又は出力を行う端子202の重みより大きくしてもよい。例えば、重み付け決定部304は、複数の端子202のそれぞれが入力又は出力する信号の周波数に比例した値を、複数の端子202のそれぞれの位置の重みをしてもよい。
なお、他の例として、重み付け決定部304は、複数の端子202のうちのクロック信号の入力又は出力を行う端子202の位置の重みをクロック信号の他の信号の入力又は出力を行う端子202の位置の重みより大きくしてもよい。
そして、重み付け決定部304によって複数の端子202の位置の重みが決定されると、表示装置300は、端子202の位置の重み毎にユーザによる端子202の選択された端子202のそれぞれ、又は自動的に決定された端子202のそれぞれを、端子202の位置の重みを示す画像とともに表示する。例えば、表示装置300は、図24(b)に示すように、端子202の位置の重み毎に、端子202を色分けして表示してもよいし、端子202のそれぞれに重みの値を付帯して表示させてもよい。
そして、電子部品位置検出部214は、重み付け決定部304が決定した、端子202の位置の重み毎に選択された端子202のそれぞれの位置の重み、又は自動的に決定された端子202のそれぞれの位置の重みに基づいて、電子部品204の位置を検出する。このように、電子部品204の性能を左右する重要な端子202の重みをユーザの選択又は自動的に大きくして電子部品204の位置検出を行うことができるので、電子部品204の性能を左右する重要な端子202をソケット203に対して高精度に位置決めすることができる。したがって、電子部品204の性能を正確に試験することができる。
以上発明の実施形態を説明したが、本出願に係る発明の技術的範囲は上記の実施形態に限定されるものではない。上記実施形態に種々の変更を加えて、請求の範囲に記載の発明を実施することができる。そのような発明が本出願に係る発明の技術的範囲に属することもまた請求の範囲の記載から明らかである。
Claims (18)
- 端子を有する電子部品の位置を検出する位置検出装置であって、
前記端子の画像を取得する画像取得部と、
前記画像取得部が取得した前記画像から前記端子の領域を検出する端子領域検出部と、
前記端子領域検出部が検出した前記端子の領域、及び予め定められた前記電子部品の端子情報に基づいて、前記電子部品の位置を検出する電子部品位置検出部と
前記画像取得部が取得した前記画像である多値画像から前記端子のエッジの領域であるエッジ領域を抽出するエッジ抽出部と、
前記エッジ領域の画素のうちで画素数が最大である画素値を第1閾値に決定する第1閾値決定部と、
を備え、
前記エッジ抽出部は、
前記エッジ領域の画素数の期待値であるエッジ期待値を格納するエッジ期待値格納部と、
前記多値画像を微分して微分画像を生成する微分画像生成部と、
前記微分画像において画素値が大きい順に画素数を加算し、加算した画素数が前記エッジ期待値に達するときの画素値を第2閾値に決定する第2閾値決定部と、
前記第2閾値に基づいて、前記多値画像から前記エッジ領域を検出するエッジ領域検出部と、
を有し、
前記端子領域検出部は、前記第1閾値に基づいて、前記多値画像から前記端子の領域を検出する、
位置検出装置。 - 前記電子部品位置検出部は、前記端子領域検出部が検出した前記端子の領域に基づいて、前記端子の位置を検出し、検出した前記端子の位置、及び前記端子情報である前記電子部品において前記端子が形成される位置に基づいて、前記電子部品の位置を算出することを特徴とする
請求項1に記載の位置検出装置。 - 前記電子部品の斜方から前記端子に光を照射する光源をさらに備え、
前記画像取得部は、前記光源によって光が照射された前記端子の前記多値画像を取得することを特徴とする
請求項1または請求項2に記載の位置検出装置。 - 前記電子部品は、略球面を有する前記端子を有し、
前記画像取得部は、前記光源によって光が照射された略球面を有する前記端子の前記多値画像を取得することを特徴とする
請求項3に記載の位置検出装置。 - 前記画像取得部は、前記電子部品が有する複数の前記端子の前記多値画像を取得し、
前記エッジ抽出部は、前記多値画像から前記複数の端子の複数の前記エッジ領域を抽出し、
前記第1閾値決定部は、前記複数のエッジ領域の画素のうちで画素数が最大である画素値を前記第1閾値に決定し、
前記端子領域検出部は、前記第1閾値に基づいて、前記多値画像から前記複数の端子の領域を検出し、
前記電子部品位置検出部は、前記複数の端子の領域に基づいて、前記電子部品の位置を検出することを特徴とする
請求項1から請求項4までの何れか一項に記載の位置検出装置。 - 前記第1閾値に基づいて前記多値画像から二値画像を生成する端子二値画像生成部をさらに備え、
前記端子領域検出部は、前記端子二値画像生成部が生成した前記二値画像に基づいて、前記多値画像から前記端子の領域を検出することを特徴とする
請求項1から請求項5までの何れか一項に記載の位置検出装置。 - 前記エッジ抽出部は、前記第2閾値に基づいて、前記微分画像から二値画像を生成するエッジ二値画像生成部をさらに有し、
前記エッジ領域検出部は、前記エッジ二値画像生成部が生成した前記二値画像と前記多値画像との対応する画素の画素値を乗算することにより、前記多値画像から前記エッジ領域を検出することを特徴とする
請求項1から請求項6までの何れか一項に記載の位置検出装置。 - 前記端子の領域の画素数の期待値である端子期待値を格納する端子期待値格納部をさらに備え、
前記第1閾値決定部は、前記端子領域検出部が検出した前記端子の領域の画素数と前記端子期待値とが所定値以上異なる場合、前記第1閾値を変更すること特徴とする
請求項1から請求項7までの何れか一項に記載の位置検出装置。 - 前記電子部品が有する複数の前記端子の配置を表示する表示装置と、
前記表示装置が表示した前記複数の端子のうちの少なくとも1つの前記端子を、ユーザに選択させる入力装置と、
前記入力装置を介して前記ユーザに選択された前記少なくとも1つの端子の位置の重みを、他の前記端子の位置の重みより大きくする重み付け決定部と
をさらに備え、
前記電子部品位置検出部は、前記重み付け決定部が決定した前記端子の位置毎の重みに基づいて、前記電子部品の位置を検出することを特徴とする
請求項1から請求項8までの何れか一項に記載の位置検出装置。 - 前記入力装置は、前記端子の位置の重みの大きさ毎に、前記表示装置が表示した前記複数の端子のうちの少なくとも1つの端子を前記ユーザに選択させ、
前記電子部品位置検出部は、前記端子の位置の重み毎に選択された前記端子のそれぞれの位置の重みに基づいて、前記電子部品の位置を検出することを特徴とする
請求項9に記載の位置検出装置。 - 前記表示装置は、前記端子の位置の重み毎に選択された前記端子のそれぞれを、前記端子の位置の重みを示す画像とともに表示することを特徴とする
請求項10に記載の位置検出装置。 - 前記重み付け決定部は、前記複数の端子のうちのアナログ信号の入力又は出力を行う端子の位置の重みを、アナログ信号の他の信号の入力又は出力を行う端子の位置の重みより大きくすることを特徴とする
請求項9から請求項11までの何れか一項に記載の位置検出装置。 - 前記重み付け決定部は、前記複数の端子が入力又は出力すべき信号の周波数に基づいて、前記複数の端子の位置の重みを決定することを特徴とする
請求項9から請求項12までの何れか一項に記載の位置検出装置。 - 前記重み付け決定部は、前記複数の端子のうちの予め定められた周波数より大きい周波数の信号の入力又は出力を行う端子の位置の重みを、予め定められた周波数より小さい周波数の信号の入力又は出力を行う端子の位置の重みより大きくすることを特徴とする
請求項9から請求項13までの何れか一項に記載の位置検出装置。 - 前記電子部品位置検出部が、
前記端子領域検出部が検出した前記端子の領域と、前記電子部品の位置決めの基準となる端子の配置情報から算出される、前記位置決めの基準となる端子の理想座標データとを照合して、前記電子部品の位置を検出する検出座標照合部と、
前記検出座標照合部が検出した前記電子部品の位置に基づいて、前記電子部品の位置を補正する検出位置補正部と、
をさらに備える、
請求項1から請求項14までの何れか一項に記載の位置検出装置。 - 前記電子部品位置検出部が、
前記配置情報を設定する検出情報設定部と、
前記配置情報に基づいて、前記理想座標データを算出する理想座標算出部と、
をさらに備える、
請求項15に記載の位置検出装置。 - 端子を有する電子部品の位置を検出する位置検出方法であって、
前記端子の画像を取得する段階と、
取得した前記画像から前記端子の領域を検出する段階と、
検出した前記端子の領域に基づいて、前記電子部品の位置を検出する段階と
取得した前記画像である多値画像から前記端子のエッジの領域であるエッジ領域を抽出する段階と、
前記エッジ領域の画素のうちで画素数が最大である画素値を第1閾値に決定する段階と、
を備え、
前記エッジ領域を抽出する段階は、
前記エッジ領域の画素数の期待値であるエッジ期待値を格納する段階と、
前記多値画像を微分して微分画像を生成する段階と、
前記微分画像において画素値が大きい順に画素数を加算し、加算した画素数が前記エッジ期待値に達するときの画素値を第2閾値に決定する段階と、
前記第2閾値に基づいて、前記多値画像から前記エッジ領域を検出する段階と
を有し、
前記端子の領域を検出する段階は、前記第1閾値に基づいて、前記多値画像から前記端子の領域を検出する、
位置検出方法。 - 端子を有する電子部品を搬送する電子部品搬送装置であって、
前記電子部品を保持して搬送する搬送部と、
前記搬送部が保持する前記電子部品の前記端子の画像を取得する画像取得部と、
前記画像取得部が取得した前記画像から前記端子の領域を検出する端子領域検出部と、
前記端子領域検出部が検出した前記端子の領域に基づいて、前記搬送部に対する前記電子部品の位置を検出する電子部品位置検出部と
前記画像取得部が取得した前記画像である多値画像から前記端子のエッジの領域であるエッジ領域を抽出するエッジ抽出部と、
前記エッジ領域の画素のうちで画素数が最大である画素値を第1閾値に決定する第1閾値決定部と、
を備え、
前記エッジ抽出部は、
エッジ領域の画素数の期待値であるエッジ期待値を格納するエッジ期待値格納部と、
前記多値画像を微分して微分画像を生成する微分画像生成部と、
前記微分画像において画素値が大きい順に画素数を加算し、加算した画素数が前記エッジ期待値に達するときの画素値を第2閾値に決定する第2閾値決定部と、
前記第2閾値に基づいて、前記多値画像から前記エッジ領域を検出するエッジ領域検出部と、
を有し、
前記端子領域検出部は、前記第1閾値に基づいて、前記多値画像から前記端子の領域を検出する、
電子部品搬送装置。
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