JPH0155630B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、例えばTV（テレビジヨン）カメラ
等からなる撮像器を用いて、対象物品の円形端面
（例えば、電子部品のリード線の円形先端面）の
特定点（例えば、中心点、中心軸）について、そ
の座標（位置）を検出するため位置検出装置に関
するものである。

例えば、電子部品自動挿入機においては、プリ
ント板に挿入すべき電子部品のリード線の先端位
置を正確に検出しなければならないが、これには
従来からTVカメラからなる撮像器が用いられて
いた。

すなわち、上記撮像器によつてリード線の円形
先端面を当該電子部品本体などの背景（対象物品
の円形端面であるリード線の円形先端面以外の部
分）も含めて撮像し、その全画面内の最明点がリ
ード線の円形先端面に含まれるものとし、その最
明点の近傍について所定のソフトウエアによる画
像処理を行い、当該先端面の中心軸の位置を検
出・識別するようにしていた。

しかしながら、このような従来技術は、そのソ
フトウエアが極めて複雑となるので、その高速処
理が困難であつた。

しかも、第１図の、撮像画面の一例のパターン
図に示すように、背景である部品本体Ｐ、リード
線Ｌおよびこれを直角方向に折り曲げた検出対象
の当該円形先端面Ｓの画像Ｖが連結されてしまう
と、誤つた位置検出が行われることがあつた。

また、第２図の、撮像画面に対する一例の映像
信号波形図（第１図の中心線上の位置ａ，ｂ，
ｃ，ｄ，ｅ等に対応するもの）に示すように、映
像信号の２値化のための閾値Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの選
択は、上述の位置検出結果を意味あるものとする
ために必須であるが、最適な閾値は、電子部品
個々に異なるので、その選択が極めて困難なもの
であつた。

更に、所望の位置検出のために不要な背景につ
いても、画像メモリに記憶しておいて、前述の画
像処理を行なわなければならなかつたので、その
メモリ容量が増大して不経済であつた。

本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をな
くし、簡単な構成で、高精度、高速に所望の対象
物品の円形端面の位置を検出することができる経
済的な位置検出装置を提供することにある。

本発明の特徴は、対象物品の円形端面の撮像を
行う被写界深度の浅い撮像器と、その映像信号か
ら最明点の座標を求める最明点検出回路と、与え
られる２値化閾値に従つて上記映像信号の２値化
を行う２値化サンプリング回路と、上記最明点の
近傍の所定範囲を設定するエリア設定回路と、そ
の設定範囲の２値化映像信号を蓄積する映像メモ
リ回路と、上記設定範囲の２値化映像信号の白面
積を計測する白面積計測回路と、上記白面積の周
囲長を計測する周囲長計測回路と、上記撮像器お
よび各回路に対して所要のタイミング信号を与え
る同期回路と、上記２値化サンプリング回路に対
して与えるべき所定の２値化閾値を設定しておく
２値化閾値設定回路と、上記撮像器および各回路
に対して所要の制御を行うとともに、上記画像メ
モリ回路のメモリ内容を読み取り、上記白面積計
測回路および周囲長計測回路の計測結果に応じ、
上記白面積、規格化面積および白面積の径を計算
し、それぞれ、それらに対する規準値との比較を
順次に行い、上記２値化閾値設定回路に対して最
適な２値化閾値を設定せしめる処理を行つた後、
上記対象物品の円形端面の中心軸その他の位置情
報を検出・出力する制御処理回路とから構成した
位置検出にある。

なお、これを要するに、例えば、電子部品のリ
ード線の円形先端面を被写界深度の浅いTVカメ
ラで撮像し、その最明点近傍の白面積、規格化面
積、リード線径が最適となるように２値化閾値を
設定して当該画像信号を２値化し、上記電子部品
本体、リード線等の背景から上記円形先端面の画
像信号のみを抽出して画像メモリに蓄積しておく
ことにより、その蓄積内容に従つて簡単なソフト
ウエア処理で高速に当該端面におけるリード線の
中心軸位置等を検出しうるようにするものであ
る。

以下、本発明の実施例を図に基づいて説明す
る。

第３図は、本発明に係る位置検出装置の一実施
例のブロツク図、第４図は、そのフローチヤート
である。

ここで、１は、例えば、電子部品本体Ｐに固着
されているリード線Ｌ１，Ｌ２をプリント板等に
挿入するべく直角方向に折り曲げて当該円形先端
面Ｓ１，Ｓ２を対象として撮像する撮像器であつ
て、本実施例では、プリズム１Ａ，１Ｂおよび被
写界深度の浅いTVカメラ１Ｃ，１Ｄ（例えば、
ｆ＝55mm、Ｆ＝2.8のマイクロレンズによるもの）
その他所要のものからなるもの、２は、最明点検
出回路、３は、２値化サンプリング回路、４は、
エリア設定回路、５は、画像メモリ回路、６は、
白面積計測回路、７は、周囲長計測回路、８は、
上記撮像器１および各回路２〜７の各部に対して
所要のタイミング信号を与える同期回路、９は、
２値化閾値設定回路、１０は、同じく上記各部に
対する所要の制御信号CONTの送出を行うとと
もに、対象の位置検出処理を行う制御処理回路で
ある。

まず、位置検出の対象の上記円形先端面Ｓ１，
Ｓ２および当該背景の映像信号VDOが撮像器１
から最明点検出回路２、２値化サンプリング回路
３へ入力される。

この映像信号VDOは、TVカメラ１Ｃ，１Ｄの
被写界深度が浅いので、例えば、第２図に示すよ
うに、前記円形先端面Ｓ１，Ｓ２と背景とが同一
平面上にないことを利用し、背景部分（例えば、
位置ｄ〜ｅ）が円形先端面Ｓ１，Ｓ２（例えば、
位置ａ〜ｃ）よりも暗い状態となつている。

最明点検出回路２は、上記映像信号VDOから
最も明るい位置（例えば、第２図の位置ｂ）の座
標を検出し、そのデータをエリア設定回路４へ入
力する。

また、２値化サンプリング回路３は、２値化閾
値設定回路９から与えられる所定の２値化閾値に
基づいて上記映像信号VDOを２値化し、エリア
設定回路４は、その２値化データの最も明るい位
置（最明点）の所定の近傍エリア（範囲）（例え
ば、当該最明点を中心として、対象とする各種の
円形先端面Ｓ１，Ｓ２のうち最大直径を半径とす
る円内）についてのみ、当該２値化データを画像
メモリ回路５に記憶せしめるとともに、白面積計
測回路６、周囲長計測回路７にも入力する。

当該近傍エリアについての上記２値化データか
ら、白面積計測回路６は当該白面積を計測し、ま
た、周当該白面積の周囲長を計測し、それぞれ、
そのデータを制御処理回路１０へ転送する。

前後するが、制御処理回路１０は、最初に任意
の２値化閾値（例えば、前の最終処理で用いた２
値化閾値、すなわち、第２図の２値化閾値Ａ）を
２値化閾値設定回路９に設定してある（第４図の
フローチヤートの処理１１）。

その後、まず、白面積計測回路６から当該白面
積データの転送を受けると、これが、白面積規準
値（例えば、対象とするリード線径のうち最小径
のものに係る円形先端面積）より大であるか否か
の判断をし（同前の判断１２）、小であれば２値
化閾値ダウン（例えば、第２図の２値化閾値Ｂま
でで）を行い（同前処理１５）、前述の各動作を
繰り返す。

次に、当該白面積データが上記白面積規準値よ
りも大となると、その白面積データと周囲長計測
回路７からの周囲長データとにより、規格化面積
の計算を行う。

この規格化面積は、当該画像データについて、
白面積／（周囲長）²に対応する値であつて、真円
の場合には最大値１／4πに対応し、直径の大小
に関係なく一定値であり、これを規格化面積規準
値とすれば、一般に背景が含まれていると小さな
値となる。

したがつて、当該規格化面積が同規準値より大
であるか否かの判断をし（同前判断１３）、小で
あれば２値化閾値アツプ（例えば、第２図の２値
化閾値Ｃまで）を行い（同前処理１６）、前述の
各動作を繰り返す。

規格化面積が同規準値よりも大となると、例え
ば、当該白面積の最大幅（径）が同規準値（対象
とする範囲のリード線径の最大径）よりも小さい
か否かの判断をし（同前判断１４）、大であれば
再度２値化閾値アツプ（例えば、第２図の２値化
閾値Ｄまで）を行い（同前処理１６）、前述の各
動作を繰り返す。

径が同規準値よりも小となると、対象のリード
線Ｌ１，Ｌ２の円形先端面Ｓ１，Ｓ２の画像デー
タが最も近似した最適なものとなるので、そのと
きの画像メモリ回路５の２値化データから当該先
端面の中心軸の座標等の位置情報を演算によつて
求め、そのデータを電子部品自動挿入装置SERT
のXYデーブル等へ送出し、当該電子部品Ｐのプ
リント板等への挿入を確実に行うことができる。

このようにして、例えば、電子部品のリード線
先端のみを背景から抽出するための複雑なソフト
ウエアが不要となるので、処理が高速化され、ま
た、画像メモリ量も最小限で済むことになる。更
に、挿入すべき電子部品の種類が変つても、最適
な２値化閾値が得られ、そのリード線位置の正確
な検出が可能となる。

なお、上記実施例において、制御処理回路１０
は、汎用のマイクロプロセツサを利用して構成す
ることができることは明らかであり、これによ
り、装置の小形化、経済化も可能となる。

以上、詳細に説明したように、本発明によれ
ば、簡単な構成で、高精度、高速に所望物品の円
形端面（例えば、電子部品等のリード線先端面）
の位置を検出する位置検出装置を経済的に実現す
ることができるので、この種装置が必要な電子工
業その他の能率向上、原価低減、品質向上等に顕
著な効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、撮像画面の一例のパターン図、第２
図は、撮像画面に対する一例の映像信号図、第３
図は、本発明に係る位置検出装置の一実施例のブ
ロツク図、第４図は、そのフローチヤート。 １……撮像器、２……最明点検出回路、３……
２値化サンプリング回路、４……エリア設定回
路、５……画像メモリ回路、６……白面積計測回
路、７……周囲長計測回路、８……同期回路、９
……２値化閾値設定回路、１０……制御処理回
路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 対象物品の円形端面の撮像を行う撮像手段
   と、該撮像手段により撮像する位置に円形端面の
   表面を設定する手段と、該円形端面の表面を含む
   映像信号から最明点の位置を求める最明点検出手
   段と、予め定めた２値化閾値に従つて上記映像信
   号の２値化を行う２値化サンプリング手段と、上
   記最明点の近傍の所定範囲内の２値化映像信号の
   白面積を計測する白面積計測手段と、該計測した
   白面積の周囲長を計測する手段と、該白面積に比
   例し該周囲長のべき乗に逆比例する規格値を算定
   する手段と、上記円形端面の面積に比例する線径
   規準値を設定する手段と、上記２値化閾値の下限
   を上記規格値により定め、上限を上記線径規準値
   によつて定めて２値化閾値を設定する手段と、こ
   れらの手段の出力により、上記対象物品の位置情
   報を検出する手段を有することを特徴とする円形
   端面の位置検出装置。 ２ 上記２値化閾値を設定する手段は該閾値を上
   記線径規準値の近傍に定めるよう働く手段である
   ことを特徴とする第１項記載の円形端面の位置検
   出装置。 ３ 上記撮像手段は上記円形端面の表面に焦点を
   合せるようにした被写界深度の浅い撮像手段であ
   ることを特徴とする第１項記載の円形端面の位置
   検出装置。 ４ 上記白面積の計測または白面積の周囲長の計
   測に先立つて上記２値化を行つた映像信号を記憶
   する記憶手段を有することを特徴とする第１項記
   載の円形端面の位置検出装置。 ５ 上記最明点検出手段を含む上記各手段の動作
   のタイミングを上記円形端面の表面を撮像する位
   置に設定したことに基いて定める同期手段を有す
   ることを特徴とする第１項記載の円形端面の位置
   検出装置。