JP3269170B2 - 電子部品の位置検出方法 - Google Patents
電子部品の位置検出方法Info
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Description
いて、電子部品を高速かつ高精度に実装するために必要
とされる視覚認識装置の画像方法で、処理対象物である
電子部品の電極位置を画像パターンより正確に検出し、
位置規正情報を抽出する方法に関するものである。
高速かつ高精度に回路基板に実装する技術が必要とされ
ている。このため、電子部品を撮像して得られる画像パ
ターンを高速に処理して、電子部品の位置・傾きを検出
し、部品の実装時に必要となる位置規正情報を高速かつ
正確に行う画像認識技術が活用される傾向にある。ま
た、電子部品の細密化が進むにつれ電極の多ピン化がな
されている。そこで、多数の電極を有する電子部品に関
しては、個々の電極の位置を検出し、それらより最適な
位置規正情報を算出することが望まれている。
認識方法には、対象電子部品の後方から照明を当てその
シルエットを処理して、中心・傾き・電極位置などを検
出する透過認識方法や、前方から照明を当て電極より反
射された光を処理し、中心・傾き・電極位置などを検出
する反射認識方法が提案されている。
に付いて説明する。図6は、透過認識方法の一例で、リ
ード付き電子部品61の後方より照明を当て(以下透過
照明62と記す)、リードの先端位置を検出する例を示
したものである。リード付き電子部品61に透過照明6
2を当て、ビデオカメラ63で撮像すると、画像パター
ン64を得る。リード付き電子部品61の画像パターン
65は透過照明により、そのシルエットが映し出され
る。リード付き電子部品の画像パターン65と背景の境
界を図6(c)のように検出すると、66に示すように
境界追跡の軌跡がUターンを行う位置が検出される。こ
のUターンを行う位置を検出すべき電極位置として検出
する。この透過認識方法は、シルエットを処理するため
論理が単純であり処理も高速である。
形より内側に曲げられている電子部品(以下Jリード電
子部品と記す)に関しては、電極位置を検出することが
困難である。そこで電極を直接とらえることの出来る反
射認識方法が提案された。
電子部品71のリード位置を検出する例を示したもので
ある。Jリード電子部品71の前方より照明(以下反射
照明と記す)72を当て、ビデオカメラ63で撮像する
と、画像パターン73を得る。Jリード電子部品71の
画像パターン74は、反射照明72の反射光が映し出さ
れるため、電極部分が明るくなっている。明るく光る電
極部分に処理ウィンドウ75を設けv方向に輝度変化を
投影し投影データ76を得る。投影データ76を1次微
分し微分データ77を算出する。微分データ77が正か
ら負に転じる位置78を検出し、その位置に電極をおお
うほどの大きさの処理ウィンドウ79を設ける。処理ウ
ィンドウ79中の輝度重心を算出し、電極位置80とす
る。あらかじめ与えられた部品寸法・電極数から隣接す
る電極に処理ウィンドウ79と同様の処理ウィンドウを
設け順次全ての電極位置を検出する。
ない、図8(a),(b)に示すように電極を部品内部
に格子状に配した部品(Ball Grid Arra
y部品、以下BGA部品と記す)が登場してきた。
(a)に示すような電極配置の場合、従来同様全ての電
極位置を検出するためには、Jリード部品を認識する際
と同じ部品情報(部品寸法・電極数)だけで十分であ
る。しかし、(c)に示すような電極配置の場合は、各
電極の配列に関する情報がなければ認識が不可能であ
る。BGA部品は電極配置にいろいろなバリエーション
があるため、全てを包含するには個々の電極位置の情報
をあらかじめ教示しなければならない。そのため従来の
教示方法との整合性がとれなくなるとともに、処理時間
・データ量がかなり増加してしまう。
すると、図7(c)に相当する図8(d)に示すデータ
が得られ、背景とボディの境界部82に微分データ81
が正から負に転じる部分が存在するため、真の電極位置
83が検出されない。
し、従来と同等の部品情報で高速かつ高精度の部品認識
方法を提供することを目的とする。
めに本発明は、電極が部品ボディの内側に格子状に配さ
れた部品の画像パターンを得る画像入力工程と、部品外
形より大まかな部品の傾きを検出する傾き粗検出工程
と、格子状に配された電極群の内で外周に配された電極
列の大まかな位置を検出する外周電極粗検出工程と、外
周に配された電極列の大まかな位置ともとに外周に配さ
れている電極列の個々の電極位置を検出する外周電極精
検出工程と、外周に配された個々の電極位置から部品の
実装に必要な位置規正情報を算出する位置規正情報計算
工程から構成されている。
極列に直交する処理ウィンドウを設定する処理範囲設定
工程と、処理ウィンドウ内において電極列に平行な方向
の最大輝度を投影する最大輝度投影工程と、処理ウィン
ドウ内において電極列に平行な方向の平均輝度を投影す
る平均輝度投影工程と、最大輝度の投影データと平均輝
度の投影データの差を検出する差データ抽出工程と、得
られた差のデータから電極位置を検出する位置検出工程
から構成されている。
して、電極列に直交する処理ウィンドウを設定する処理
範囲設定工程と、処理ウィンドウ内において電極列に平
行な方向の差分和を投影する輝度差分和投影工程と、得
られた差分和の投影データから電極位置を検出する位置
検出工程から構成されている。
を撮像し画像パターンを得、前記画像パターンに対して
従来技術を適用し、部品の大まかな傾きを検出する。予
め与えられている従来技術と同様の情報である電子部品
の寸法と検出された傾きを利用し格子状に配された電極
群の内で外周に位置する電極列の両端の電極位置を検出
する。次に得られた電極列の両端に位置する電極位置と
予め与えられている従来技術と同様の情報である電極間
寸法・電極数をもとに、格子状に配された電極群の内で
外周に位置する電極位置を個々に検出する。検出した電
極位置から位置規正に必要な情報を算出する。
方法としては、まず電極列に直交する処理ウィンドウを
設定する。設定した処理ウィンドウ内の最大輝度と平均
輝度を電極列と平行な方向に投影する。両投影データの
差をとると電極列と平行方向に輝度変化の少ない部分が
削除されたデータが得られる。得られたデータの最初に
現れるピークを検出することでノイズを検出すること無
く電極位置を正確に検出できる。
する方法の別の方法として、まず同様に処理ウィンドウ
を設定し、設定した処理ウィンドウ内の輝度の電極列に
平行方向の差分和を投影すると、電極列に平行な方向で
の変化の大きさを示したデータを得る。得られたデータ
の最初に現れるピークを検出することでノイズを検出す
ること無く電極位置を検出することができる。
位置を検出する方法について図1,図4を用いて説明す
る。
力工程11で、認識対象物であるBGA部品を、ビデオ
カメラなどの撮像手段で撮像することにより映像信号を
得る。得られた撮像信号をデジタル化し、画像パターン
とする。
パターン41を図4(a)のSに示すように走査し、部
品ボディ部分のエッジを検出する。検出したエッジ群を
直線近似することで、BGA部品の大まかな傾き42を
検出する。
第2工程により検出した大まかな傾きをもとに電極列検
出用処理ウィンドウ43を設け、処理ウィンドウ内の輝
度変化をv方向に投影し、投影データを解析し電極列の
位置44を得る。次に得られた電極位置44をもとに両
端電極位置検出用処理ウィンドウ45を設定し、設定さ
れた処理ウィンドウ45内の輝度変化をu方向に投影
し、投影データを解析し電極列の両端の電極位置を検出
する。
第3工程により得られた外周電極列の両端位置と電極数
から電極位置を推定し、電極をおおう電極検出用処理ウ
ィンドウ47を設定する。設定した処理ウィンドウ内の
輝度重心を検出し電極位置48を得る。同様の処理を4
辺に対して行い外周に配された電極位置を全て検出す
る。
で、第4工程で得られた外周に配された電極位置からB
GA部品の中心位置・傾きを算出し、位置規正情報とし
て処理を終了する。
電極粗検出工程におけるBGA部品の電極位置を検出す
る方法について図2,図5を用いて説明する。
る。あらかじめ検出したBGA部品の大まかな傾きをも
とに、電極列と直交する電極検出用処理ウィンドウ51
を設定する。
工程で設定した処理ウィンドウ内で、電極列に平行する
線上の最大輝度を投影すると最大輝度投影データ52を
得る。電極部分は最も高輝度であるため、電極部分に相
当する位置では投影データは大きくなる。
工程で設定した処理ウィンドウ内で電極列に平行する線
上の平均輝度と投影すると平均輝度投影データ53を得
る。前記最大輝度投影データ同様電極位置に相当する位
置では投影データは大きくなるが、ボディ部分と平均さ
れるため前記最大輝度投影データより小さい。
工程で得られる最大輝度投影データと平均輝度投影工程
で得られる平均輝度投影データの差を計算することによ
り差データ54を得る。ボディ部分に相当する位置では
最大輝度投影データも平均輝度投影データも同程度の大
きさであるが、電極位置に相当する位置では平均輝度投
影データの方が小さいため、差データは電極部分に相当
する位置だけが残る。
工程で得られる差データは電極部分に相当する位置のみ
のデータであるから、しきい値55を越える最初のピー
ク位置を検出することで、電極位置を検出し処理を終了
する。
電極粗検出工程におけるBGA部品の電極位置を検出す
る他の方法について図3,図5を用いて説明する。
あらかじめ検出したBGA部品の大まかな傾きをもと
に、電極列と直交する電極検出用処理ウィンドウ56を
設定する。
定工程で設定した処理ウィンドウ内で、電極列に平行す
る線上における輝度差を累算した値を投影することによ
り輝度差分和投影データ57を得る。電極部分以外は輝
度差はあまり無いため、前記輝度差分和投影データは電
極部分に相当する位置だけが高い値になる。
影工程で得られる輝度差分和投影データは電極部分に相
当する位置のみのデータであるから、しきい値58を越
える最初のピーク位置を検出することで、電極位置を検
出し処理を終了する。
られる部品情報が従来同様であっても、あらゆるパター
ンの格子状に電極が配された部品において同様の処理で
実装時に必要となる位置規正情報を高速かつ高精度に抽
出することが可能となる。また位置検出においても電極
位置以外での著しい輝度変化に影響されることがない。
よってより信頼性の高い位置検出が実現可能である。
方法のフローチャート
処理方法のフローチャート
他の処理方法のフローチャート
力工程及び傾き粗検出工程の説明図 (b)同位置検出方法における外周電極粗検出工程の説
明図 (c)同位置検出方法における外周電極精検出工程の説
明図
おける処理方法の説明図 (b)同位置検出方法の外周電極粗検出工程における他
の処理方法の説明図
明図
明図
法適用の説明図
Claims (3)
- 【請求項1】 電極が部品ボディの内側に格子状に配さ
れた電子部品を認識対象物とし、認識対象物を撮像して
画像パターンを得る第1工程と、前記画像パターンにお
ける部品ボディの外形形状から大まかな部品の傾きを検
出する第2工程と、格子状に配された電極群のうちで外
周に配されている電極の列から大まかな電極の位置を検
出する第3工程と、第3工程により検出された大まかな
位置をもとに外周に配されている電極の個々の位置を検
出する第4工程と、第4工程により検出された外周に配
されている電極の個々の位置から部品の実装に必要な位
置規正情報を算出する第5工程から構成される、格子状
に電極が配された電子部品の位置検出方法。 - 【請求項2】 第3工程が同位置検出方法の第1工程で
得られた画像パターンに対して、部品外周に配された電
極列に直交する処理ウィンドウを設定する第6工程と、
前記処理ウィンドウ内において前記電極列に平行する線
上の最大輝度を投影する第2工程と、処理ウィンドウ内
において電極列に平行する線上の平均輝度を投影する第
8工程と、上記第7工程より得られる最大輝度の投影デ
ータと第8工程より得られる平均輝度の投影データの差
を算出する第9工程と、第9工程より得られた差のデー
タから電極位置を検出する第10工程からなる請求項1
記載の電子部品の位置検出方法。 - 【請求項3】 第3工程が、同位置検出方法の第1工程
で得られた画像パターンに対して部品外周に配された電
極列に直交する処理ウィンドウを設定する第11工程
と、処理ウィンドウ内において前記電極列に平行する線
上の差分和を投影する第12工程と、第12工程より得
られた差分和の投影データから電極位置を検出する第1
3工程からなる請求項1記載の位置検出方法。
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