JPH1062134A - 認識検査における照明調整方法 - Google Patents

認識検査における照明調整方法

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JPH1062134A
JPH1062134A JP8220926A JP22092696A JPH1062134A JP H1062134 A JPH1062134 A JP H1062134A JP 8220926 A JP8220926 A JP 8220926A JP 22092696 A JP22092696 A JP 22092696A JP H1062134 A JPH1062134 A JP H1062134A
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JP
Japan
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brightness
value
luminance
substrate
mark
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JP8220926A
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Inventor
Hideaki Kato
秀明 加藤
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 カメラにより対象物の認識を行う場合の照明
光の明るさの調整を自動的にかつ適正に行うことができ
る認識検査における照明調整方法を提供することを目的
とする。 【解決手段】 光源12から基板2に照明光を照射し、
カメラ11で検査対象物であるマーク1の輝度画像を入
手する。そしてこの輝度画像を横切る方向における画素
と画素の輝度差の累積値の平均値を演算部16で演算す
る。この処理を照明光の明るさを変化させながらくり返
し、この平均値が最大となる明るさを見つけ、この明る
さを適正な明るさとして設定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、カメラにより対象
物を認識する認識検査における照明調整方法に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】電子部品を基板に実装する電子部品実装
装置は、基板を所定の位置に位置決めしたうえで、電子
部品を基板の所定の座標位置に実装するようになってい
る。この場合、所定の座標系における基板の位置を予め
把握しておく必要があり、このため電子部品を基板に実
装するのに先立って、基板の位置認識が行われる。
【0003】基板の位置認識は、基板の上面に形成され
たマークなどの特徴部をカメラで観察することにより行
われる。すなわち、光源からの照明光を基板に照射しな
がら、カメラで基板の特徴部付近を観察し、特徴部と特
徴部の背景の輝度の差を利用して特徴部の位置や形状等
を認識し、この認識結果に基づいて、基板の位置を把握
する。
【0004】上述した特徴部の認識は、特徴部の輝度と
その背景の輝度の中間にスレッショルド値(以下、TH
値という)を設定することにより行われる。以下、図面
を参照して従来の特徴部の認識方法について説明する。
【0005】図9(a)は、従来のカメラに組込まれた
基板のマークの輝度画像図、図9(b)は同輝度分布図
である。図9(a)において、Wはカメラの視野内に設
定されたウィンドウであり、ウィンドウWの内部に基板
の上面に形成された特徴部としての円形のマーク1が取
込まれている。jは横軸、iは縦軸、Pは画素である。
本例では基板の地肌は緑色などの暗色であり、マーク1
は白色などの明色である。基板に照明光を照射して、マ
ーク1を横切る方向に輝度のレベルを走査した結果を図
9(b)に示している。図9(b)において、マーク1
の輝度と基板の地肌の輝度には大きな差があり、したが
ってその中間にTH値を設定することにより、マーク1
を背景(地肌)から明確に区別し、マーク1の位置や形
状などを明瞭に認識することができる。
【0006】しかしながら、図9(b)に示す輝度分布
のレベルは、基板に照射される光源から照射される照射
光の強さによって大きく変動するものであり、したがっ
てマーク1をカメラで認識するのに先立って、照明光の
強さを最適に設定しなければならない。そこで次に、従
来の照明光の強さの調整方法について説明する。
【0007】図10は従来の照明光の強さの調整方法を
説明するための輝度分布図であって、(a),(b),
(c)は、光源の光量(明るさ)を順に増大させた状態
を示すものである。すなわち(a)は暗すぎる場合であ
る。この場合、輝度レベルは低く、マーク1は暗く観察
され、背景との輝度の差は小さいのでTH値は図示する
ような低レベルに設定しなければならない。(b)は光
量が適正な場合であって、マーク1と背景の輝度の差は
大きく、図示するレベルにTH値を設定することにより
マーク1を背景と明確に区別できる。また(c)は明る
すぎる場合である。この場合、マーク1の輝度は高くな
るが、背景の輝度も高くなるのでマーク1と背景の輝度
の差は小さく、TH値は図示する高レベルに設定しなけ
ればならない。
【0008】従来は、図10に示すように光源の明るさ
を変えながら、オペレータがモニタテレビの画面をみ
て、図10の(b)に示される適正な明るさに光源の明
るさを設定していた。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来方法
は、オペレータがモニタテレビの画面をみながら光源の
明るさを設定していたため、照明調整にはかなりの時間
と労力を要していたものであり、またオペレータの個人
誤差によるTH値のばらつきは避けられないという問題
点があった。このような光源の明るさの調整は、電子部
品実装技術分野において基板のマークを認識する場合に
限らず、他の技術分野にも必要なものである。
【0010】したがって本発明は、カメラにより対象物
の認識を行う場合の光源の明るさの調整を自動的にかつ
適正に行うことができる認識検査における照明調整方法
を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、光源から照明
光を照射しながら対象物をカメラで観察して対象物を認
識する認識検査における照明調整方法であって、照明光
の明るさを徐々に変化させながら対象物を横切る方向に
おける画素と画素の輝度差の累積値の平均値を演算部で
演算し、この平均値が最大となる明るさに照明の明るさ
を設定するようにした。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明によれば、照明光の明るさ
を徐々に変化させながら対象物を横切る方向における画
素と画素の輝度差の累積値の平均値を演算部で演算し、
この平均値が最大となる明るさに照明の明るさを設定す
ることにより、カメラにより対象物を認識する際の光源
の明るさを適正に自動設定することができる。
【0013】以下、本発明の一実施の形態を図面を参照
しながら説明する。図1は、本発明の一実施の形態の基
板の観察装置の全体図、図2は同基板のマークの輝度画
像図、図3は同基板のマークの輝度分布図、図4は同輝
度画像の横列画素の輝度レベル図、図5は同基板のマー
クの輝度分布の部分拡大図、図6は同基板のマークの輝
度差の累積値の特性図、図7および図8は同光源の照明
調整のフローチャートである。
【0014】まず図1を参照して、基板の観察装置の全
体構成を説明する。基台10上には基板2が位置決めさ
れている。基板2の上面には、基板2の位置を認識する
ための円形のマーク1が2箇所形成されている。本例の
基板2は、暗色(緑色)の地肌を有するガラエポ基板で
あり、またマーク1は明色(白色)である。
【0015】基板2の上方にはカメラ11とリング状の
光源12が設けられている。カメラ11はCCDカメラ
であり、輝度画像を入手する。カメラ11に入手された
画像データはA/D変換部13を介して画像メモリ14
に記憶される。また光源12の明るさは、照明コントロ
ーラ15を介して演算部(以下、CPUという)16に
より制御される。CPUは照明光の明るさを示すランプ
値を照明コントローラ15へ送ることにより、照明の明
るさをデジタル的に設定することができる。17は最適
ランプ値記憶部である。CPU16は、後述する演算な
どを行い、また照明コントローラ15などを制御する。
【0016】次に、光源の明るさの調整方法について説
明する。図2は、カメラ11の視野内に設定されたウィ
ンドウWの輝度画像を示すものであって、図9(a)と
同じである。図示するようにマーク1は明るく観察さ
れ、マーク1の背景である基板2の地肌は暗く観察され
る。また図3は光源12の明るさを変えた場合のマーク
1の輝度レベルを示すものであって、図10と同じもの
である。すなわち図3(a)は光源12が明るすぎる場
合、(b)は光源12の明るさが適正な場合、(c)は
暗すぎる場合である。後述する光源の明るさの調整方法
は、図3に示すように、光源の明るさを暗から明に次第
にレベルアップしながら行う。
【0017】この光源の明るさの調整方法の詳細は図7
および図8のフローチャートに記載しているが、図7お
よび図8の説明を行う前に、その概要を簡単に説明す
る。
【0018】光源12の明るさをある程度強さに設定し
た状態でカメラ11でマーク1の画像を取り込み、この
画像の隣接する画素間の輝度差の累積値の平均値を(数
1)で求める。
【0019】
【数1】
【0020】ここで、輝度差(L(j)−L(j+
1))とは、図2および図4のj方向において隣接する
画素間の輝度の差のことである。図3の(a),
(b),(c)に示すように、光源の明るさを変えて上
述した処理を行い、累積値の平均値が最大となるときす
なわち図3(b)の状態のときの光源の明るさを適正な
明るさ(最適ランプ値)とするものである。
【0021】次に図7および図8のフローチャートを参
照して、光源の明るさの調整方法を詳細に説明する。ス
テップ1において、MAX(輝度差の累積値の平均値の
最大値)をイニシャル化して0にしておく。またステッ
プ2でランプ値(光源12の明るさ)を0(最小値)に
する。ステップ3において、走査のスタート位置(i=
1,j=1)の画素に注目する(図2の座標位置(j=
1,i=1)を参照)。当初は、輝度差の累積値ΣL=
0、累積回数n=0である。
【0022】さて、ステップ4で図2に示す輝度画像を
取込み、ステップ5においてTH値を自動設定する。次
にステップ6で、i列目のj番目の画素の輝度L(j)
とj+1番目の画素の輝度L(j+1)を読み取る。次
にステップ7でTH値がL(j)とL(j+1)の間に
あるか否かを判断する。図4はステップ7の判定を示す
ものであって、図4の(a)はステップ7中の上式の場
合を示し、図4(b)は同下式の場合を示している。ス
テップ7では、輝度差を求めようとしている2つの画
素、すなわち(j)番目の画素と(j+1)番目の画素
がマーク1の境界線(輪郭)の内側と外側にそれぞれ存
在しているのかを判断している。図4(a)において、
(j−2)番目〜(j)番目の画素の輝度はTH値より
も低いのでマーク1の外側に存在しているが、(j+
1)番目の画素では、TH値よりも高いのでマーク1の
内側に存在しているものと判断できる。
【0023】さて、ステップ7でYesであれば、その
画素jの輝度L(j)と隣の画素j+1の輝度L(j+
1)には大きな輝度差があることとなり、この場合はス
テップ8で輝度差の累積値ΣLを求めるとともに、累積
回数nを1つ増加する。このnは、ステップ7中に示す
2つの式のいずれかを満足した回数であって、図2の輝
度画像の明暗(マーク1)の境界線をまたいで輝度差を
計算する際に、1づつカウントアップされる。すなわち
図2において、例えばi=4列目のj5とj6では、L
(5)<TH値<L(6)を満足し、またi=5列目の
j12とj13では、L(12)>TH値<L(13)
を満足するので、nはカウントアップされる。
【0024】ステップ7でNoであれば、ステップ8を
行わずにステップ9へ移行する。ステップ9でNoであ
れば、ステップ10でjを1つ増加し、注目する画素を
更新してステップ6に戻って上記フローを繰り返す。そ
してステップ7でNoである間はステップ9への移行を
繰り返し、またステップ9でNoである間は、ステップ
6への移行を繰り返す。そしてステップ9でj列目のす
べての画素の処理が完了してYesとなれば、ステップ
11へ移行してすべての列すなわちウィンドウW内の全
ての画素に対する処理が完了したか否かを判定する。そ
してステップ11でNoであれば、ステップ12でiを
1つ増加して注目する列を更新すると共にjの値を1に
戻してステップ6に戻る。以上のように、ステップ6〜
ステップ12を繰り返すことにより、図2に示す輝度画
像全体の処理を行う。
【0025】そしてステップ11ですべての列の処理を
完了してYesになれば、ステップ13へ移行する。そ
してステップ13において、ステップ1〜ステップ12
で算出された輝度差の累積値の平均値ΣL÷nが既登録
値MAXよりも大きいか否かを判断する。そしてYes
であればこの平均値をMAXとして既登録値と置き替え
(ステップ14)、現在のランプ値を適正ランプ値とし
て適正ランプ値記憶部17に記憶し(ステップ15)、
完了か否かを判断したうえで(ステップ16)、終了す
る。またステップ13でNoの場合は、ステップ16、
ステップ17へ移行し、ランプ値を所定値増加し、ステ
ップ3に戻って上記フローを繰り返す。
【0026】ランプ値が最大値になるまで上述した処理
を行うと、適正ランプ値記憶部17には、輝度差の累積
値の平均値が最大となったときのランプ値が適正ランプ
値として記憶されている。図6はその結果を示してい
る。
【0027】以上のようにして適正ランプ値を求めたな
らば、実際の認識検査において、CPU16は適正ラン
プ値記憶部17から適正ランプ値を読み取って照明コン
トローラへ指示し、照明コントローラはこの適正ランプ
値に応じた明るさで光源12からの照明光の明るさをコ
ントロールする。
【0028】
【発明の効果】本発明によれば、対象物を横切る方向に
おける画素と画素の輝度差の累積値の平均値を演算部で
演算し、この平均値のピーク値に照明の強さを設定する
ことにより、カメラにより対象物を認識する際の光源の
明るさを適正に自動設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態の基板の観察装置の全体
【図2】本発明の一実施の形態の基板のマークの輝度画
像図
【図3】本発明の一実施の形態の基板のマークの輝度分
布図
【図4】本発明の一実施の形態の輝度画像の横列画素の
輝度レベル図
【図5】本発明の一実施の形態の基板のマークの輝度分
布の部分拡大図
【図6】本発明の一実施の形態の基板のマークの輝度差
の累積値の特性図
【図7】本発明の一実施の形態の光源の照明調整のフロ
ーチャート
【図8】本発明の一実施の形態の光源の照明調整のフロ
ーチャート
【図9】(a)従来のカメラに組込まれた基板のマーク
の輝度画像図 (b)従来の輝度分布図
【図10】従来の照明光の強さの調整方法を説明するた
めの輝度分布図
【符号の説明】
1 マーク 2 基板 11 カメラ 12 光源 15 照明コントローラ 16 演算部 17 最適ランプ値Q記憶部

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】光源から照明光を照射しながら対象物をカ
    メラで観察して対象物を認識する認識検査における照明
    調整方法であって、照明光の明るさを徐々に変化させな
    がら対象物を横切る方向における画素と画素の輝度差の
    累積値の平均値を演算部で演算し、この平均値が最大と
    なる明るさに照明の明るさを設定することを特徴とする
    認識検査における照明調整方法。
JP8220926A 1996-08-22 1996-08-22 認識検査における照明調整方法 Pending JPH1062134A (ja)

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