JPH10313200A - 部品検査装置及び部品検査方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高速且つ高精度に部品の検査をすることがで
きる部品検査装置及び部品検査方法を得る。 【解決手段】 撮像した画像から得た表色系データを別
の表色系に変換し、撮像画像のうち、検査対象である部
品の色彩情報部分以外の画像を除去して処理を行う画像
処理手段５を備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、回路基板上に実
装された部品の色彩情報（抵抗器におけるカラーコード
など）から、当該部品の種類などを検査する部品検査装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図３は、例えば、特開昭６３−１４３６
７７号公報に開示された従来の部品検査装置である。図
において、１は検査対象である部品が実装された回路基
板、２は回路基板１を撮像するカメラ、３はカメラ２を
Ｘ／Ｙ方向に移動させる可動アーム、４はカメラ２を回
転可能に取り付けた取り付けヘッド、５はカメラ２で撮
影した画像を処理する画像処理装置、６は画像処理装置
５に接続された電子計算機で、回路基板上の部品の位置
や種類などの設計情報が格納された記憶手段と、実装部
品の正誤を判定する判定手段とを内蔵している。７は電
子計算機６に接続され判定結果を表示するＣＲＴディス
プレイである。

【０００３】次に動作について説明する。ここでは、回
路基板に実装された抵抗器のカラーコードの検出を例に
説明する。まず、可動アーム３の可動範囲内に検査すべ
き抵抗器が実装された回路基板１を設置する。可動アー
ム３によって、回路基板１上の検査したい部品の真上に
カメラ２を移動させる。そのときの可動アーム３の位置
情報は電子計算機６に伝えられる。次に、カメラ２は検
査対象の抵抗器周辺を撮像して、この撮像画像を画像処
理装置５へ出力する。画像処理装置５は受け取った画像
の色度をＲ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）表色系で表し、この
表色データから抵抗器の色彩情報（カラーコード）を検
出して色名を決定する。さらにこの色名より抵抗値を算
出して電子計算機６に出力する。抵抗器のカラーコード
は、ＪＩＳ規格により、赤が２、黄が４、青が６という
ように色名と数値とが対応しているので、これから抵抗
値を算出する。電子計算機６は、先ほど可動アーム３に
よって得られた位置情報に基づいて、回路基板１の部品
情報が格納されている記憶手段より該当する部品の種類
（抵抗値）などの情報を読み出し、それと画像処理装置
５から得た情報（抵抗値）との比較を行って当該部品の
正誤判定を行う。以上のようにして一つの部品の抵抗器
の検査が終ると、可動アーム３によって、次に検査する
抵抗器の真上にカメラ２を移動させ、同様のプロセスで
検査を継続する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、回路基
板に実装する部品が縮小化し、実装密度が大きくなるに
つれて、高速且つ高精度に検査することが要求されるよ
うになり、上記に示した従来の部品検査装置による検査
ではこういった要求を満足させることが困難となってき
た。

【０００５】即ち、従来の部品検査装置は、撮像画像を
そのまま処理をしているため、部品の色彩情報部分以外
の関係のない所も処理をしており、検査速度の低下を招
いていた。また、撮像画像はまずＲＧＢ表色系で表色さ
れるが、新たな表色系に変換することなく、ＲＧＢ表色
系による表色データのみから部品の色彩情報を判断して
いるので識別精度が悪いという問題点があった。

【０００６】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、高速且つ高精度に部品の検査を
することができる部品検査装置及び部品検査方法を得る
ことを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明に係る部品検査
装置は、実装された部品をカラーで撮像する撮像手段、
部品の位置を検出する位置検出手段、撮像手段で撮像さ
れたカラー画像から部品の色彩情報を検出してこの色彩
情報から部品の情報を検出する画像処理手段、実装され
る部品の情報が格納されている記憶手段、この記憶手段
に格納された部品の情報と、位置検出手段で検出した部
品の位置及び画像処理手段で検出した部品の情報とを比
較して部品の正誤を判定する判定手段を備えたことを特
徴とする部品検査装置において、画像処理手段は、部品
の色彩情報部分以外の画像を除去するものである。

【０００８】また、画像処理手段は、撮像した画像から
得た表色系データを別の表色系に変換するものである。

【０００９】また、画像処理手段は、部品の地色を考慮
して部品の色彩情報を検出するものである。

【００１０】また、撮像手段は、分光器を備えているも
のである。

【００１１】また、撮像手段は、光波長の異なる複数の
光源を備え、この複数の光源ごとに撮像するものであ
る。

【００１２】また、この発明に係る部品検査方法は、基
板上に実装された複数の部品を順次カラーで撮像する工
程、複数の部品の位置を順次検出する工程、カラーで撮
像した複数の画像から複数の部品の色彩情報を検出して
この色彩情報から複数の部品の情報を検出する工程、複
数の部品の設計情報と、複数の部品の位置及び撮像画像
から得た複数の部品の情報とを比較して複数の部品の正
誤を判定する工程を含むものである。

【００１３】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．図１は、本発明の実施の形態１による部
品検査装置を示す構成図である。図において、１は検査
対象である部品が実装されている回路基板、２は回路基
板１を撮像するカメラ、２１はカメラ２に取り付けられ
通常光を発する光源、２２はカメラ２で撮像した画像を
Ａ／Ｄ変換する画像取り込み回路、３は回路基板１を移
動させる移動テーブル、３１は移動テーブルを制御する
移動テーブル制御装置、５は撮像画像を処理する画像処
理手段、６は電子計算機、６１は撮像画像を保存したり
また実装される部品の設計情報があらかじめ記憶されて
いる記憶手段、６２は実装部品の正誤を判定する判定手
段、７は判定結果を表示するＣＲＴディスプレイであ
る。

【００１４】次に動作について説明する。ここでは、回
路基板に実装された抵抗器のカラーコードの検出を例に
説明する。まず、検査対象である抵抗器が実装された回
路基板１は移動テーブル３に設置され、移動テーブル制
御装置３によって検査すべき抵抗器をカメラ２の直下に
移動させる。このときの移動テーブル３の位置情報は、
移動テーブル制御装置３１によって電子計算機６に出力
され、この位置情報により、回路基板上１の抵抗器の位
置が割り出される。次に、カメラ２によって抵抗器周辺
を撮像し、この撮像画像を画像取り込み回路２２でＡ／
Ｄ変換して記憶手段６１に保存する。画像処理手段５
は、記憶手段６１に保存された画像を随時取り出して処
理を行う。

【００１５】図２は、画像処理手段５における処理手順
を示すフローチャートである。まず、記憶手段６１に保
存された画像を取り出して（ステップ１）、この画像の
各画素の色度をＲＧＢ表色系で表す（ステップ２）。さ
らに、ＲＧＢ表色系によるデータを別の表色系（ＸＹＺ
表色系）に変換する（ステップ３）。

【００１６】ここで、ＲＧＢ表色系とＸＹＺ表色系との
関係について簡単に説明する。ある任意の色（Ｆ）を表
そうとするとき、三原色Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）
をどれだけの割合で混合することにより得られるかで表
すことができる。即ち、 Ｆ≡ｒ（Ｒ）＋ｇ（Ｇ）＋ｂ（Ｂ） で表される。ここで、ｒ、ｇ、ｂは係数で混合比であ
る。このようにして、撮像した画像の色度をＲＧＢ表色
系で表して、これから色の識別を行うことができるが、
さらに微妙な色の違いを識別するために、ＸＹＺ表色系
に変換して、さら細かく色を表すことが望ましい。ＸＹ
Ｚ表色系は、Ｒ、Ｇ、Ｂを以下のように線形変換して、 Ｘ＝ｒ１Ｒ＋ｇ１Ｇ＋ｂ１Ｂ Ｙ＝ｒ２Ｒ＋ｇ２Ｇ＋ｂ２Ｂ Ｚ＝ｒ３Ｒ＋ｇ３Ｇ＋ｂ３Ｂ Ｆ≡Ｘ（Ｘ）＋Ｙ（Ｙ）＋Ｚ（Ｚ） のように得ることができる。ｒ１からｒ３、ｇ１からｇ
３、ｂ１からｂ３は係数である。このように、ＸＹＺ表
色系は、ＲＧＢ表色系より多い係数により、物体色をさ
らに精密に表現することができる。

【００１７】次に、検査したい抵抗器以外の画像、即ち
回路基板１部分の画像を除去する（ステップ４）。さら
に、抵抗器にプリントされている色彩情報、即ち抵抗値
を示すカラーコード以外の部分の画像を除去する（ステ
ップ５）。こうして、カラーコードのみが抽出された
ら、カラーコードの色の特徴量から色名を決定する（ス
テップ６）。特徴量は、先ほどのＸＹＺ表色系で得られ
た値を用いるが、例えば、赤色を検出する場合、同じ赤
色のカラーコード内でも塗料のむらなどによって、少し
暗い赤とか少し明るい赤といったようにＸ、Ｙ、Ｚの値
がそれぞれ異なってくる。そこで、同じ色のカラーコー
ド内のいくつかの場所のＸ、Ｙ、Ｚの値の平均値、最大
値、最小値、分散を求め、どの色の特徴量ＸＹＺに最も
近いかで色名を決定する。色名が決定したら、この色名
から抵抗値を算出する。抵抗器のカラーコードは、ＪＩ
Ｓ規格により、赤が２、黄が４、青が６というように色
名と数値とが対応しているので、これから抵抗値を算出
して、この抵抗値を判定手段６２に出力する（ステップ
７）。

【００１８】ここで、記憶手段６１には、設計データと
してあらかじめ全抵抗器の抵抗値（種類）や回路基板１
上に取り付けられる位置が記憶されている。判定手段６
２は、この記憶手段６１に記憶されている抵抗器の抵抗
値（種類）や位置といった設計データと、先ほど画像処
理手段５で算出した実装抵抗器の抵抗値、及び移動テー
ブル制御手段３１の位置情報から電子計算機６によって
割り出された実装抵抗器の位置とを比較して、実装され
ている抵抗器が設計図どおりのものであるかどうか正誤
を判定する。判定結果は、ＣＲＴディスプレイ７に出力
される。

【００１９】このようにして一つの抵抗器の検査が終る
と、移動テーブル制御装置３１によって、移動テーブル
３を、次に検査する抵抗器がカメラ２の真下になるよう
に移動させて同様のプロセスで検査を行う。検査対象の
全抵抗器の検査を終了すると、検査終了の表示がＣＲＴ
７ディスプレイ７に出力され、検査作業員は検査の終了
を確認できる。全部品が正しいと判定された場合、次の
回路基板１と交換する。抵抗器に誤ったものがあった場
合、移動テーブル制御手段３１により移動テーブル３を
移動させて、再びその抵抗器をカメラ２で撮像して、Ｃ
ＲＴディスプレイ７に表示して確認することも可能であ
る。

【００２０】以上のように、本実施の形態１によれば、
ＲＧＢ表色系をＸＹＺ表色系に変換するため、取り込ん
だ画像をさらに細かく表色することができ、この細かい
表色データをもとに色を識別するために、高精度な色の
識別が可能となる。また、必要な色彩情報（ここではカ
ラーコード）のみを抽出して処理を行うため、余計な部
分の処理を行わず高速に処理をすることが可能となる。

【００２１】なお、上記実施の形態１では、回路基板上
に実装された抵抗器の検査を例に説明したが、物体の色
彩から、その物体の種類などの情報を検出する用途であ
れば、これに限るものではない。

【００２２】また、上記実施の形態１では、ＲＧＢ表色
系から、最も一般的なＸＹＺ表色系へ変換する例につい
て説明したが、ＸＹＺ表色系ではなく、ＵＣＳ表色系、
Ｌｕｖ表色系、Ｌａｂ表色系などの表色系に変換しても
良いことは言うまでもない。

【００２３】また、上記実施の形態１では、ＲＧＢ表色
系からＸＹＺ表色系に変換してから色彩情報部分の画像
を抽出したが、先に撮像画像のうち必要な色彩情報部分
の画像を抽出して、この抽出した画像についてＲＧＢ表
色系で表色して、さらにＸＹＺ表色系に変換しても良
い。

【００２４】なお、上記実施の形態１では、画像処理手
段５、記憶手段６１、判定手段６２は同じ電子計算機６
内に構成されているが、それぞれ異なる電子計算機で構
成しても良い。

【００２５】また、上記実施の形態１では、一つの部品
を撮像しこの撮像画像の処理をして判定が終了したら次
の部品の撮像に移るといった方法について説明をした
が、先に多数の部品の撮像及び位置検出をしてこのデー
タを記憶手段６１に溜めておき、画像処理手段５はこの
溜まったデータを随時処理していくという方法を採れば
さらに高速に検査することが可能となる。

【００２６】実施の形態２．本実施の形態では、撮像手
段であるカメラ２に分光器を備えるものである。光の波
長は、分光器によって例えば、赤色が７００ｎｍ付近、
緑色が５２０ｎｍ付近、青色が４７０ｎｍ付近というよ
うに測定できる。従って、カメラ２に分光器を設けて、
各画素の光の波長を求め、この波長から上記ＲＧＢ表色
系の三原色Ｒ、Ｇ、Ｂを求めれば、正確にＲＧＢ表色系
を表すことができ、さらに高精度な色の識別が可能とな
る。

【００２７】実施の形態３．上記実施の形態１では、カ
メラ２は単数であり、これに付随する光源２１も通常光
のみであるが、本実施の形態では、カメラ２や光源２１
を複数用いるものである。通常光を発する光源で撮像し
た画像の他に、三原色である赤色単色光を発する光源で
撮像した画像、青色単色光を発する光源で撮像した画
像、緑色単色光を発する光源で撮像した画像を重ね合わ
せれば、赤色成分のみ、青色成分のみ、緑色成分のみを
抽出できる。従って、ＲＧＢ表色系を正確に表すことが
でき、通常光の画像のみから色を識別するのに比べて色
の識別を精度良く行うことができる。

【００２８】実施の形態４．本実施の形態では、検査部
品の地色を考慮して、部品の色彩情報を検出するもので
ある。上記実施の形態１における抵抗器を例にとって説
明する。例えば、抵抗器におけるカラーコードが青色だ
とする。しかし、同じ青色でも、抵抗器本体の色がアイ
ボリーでこの上に塗られた青色と、抵抗器本体の色が薄
青色でこの上に塗られた青色とでは、青色の色合いが異
なり、色の特徴量ＸＹＺが異なる。このとき、アイボリ
ー地の場合の青色の特徴量や、薄青地の青色の特徴量を
あらかじめ画像処理手段５に登録しておけば、色の識別
を精度良く行うことができ、誤認が少なくなる。

【００２９】また、抵抗器のメーカーによって、使用し
ている塗料が違い、同じ色でも色の特徴量ＸＹＺが微妙
に異なる場合がある。この場合、あらかじめそのメーカ
ーが使用する塗料の色の特徴量を画像処理手段５に登録
しておけば、色の識別を精度良く行うことができ、誤認
が少なくなる。

【００３０】また、抵抗器の設置されている回路基板１
の色の特徴量をあらかじめ画像処理手段５に登録し、こ
の色の部分を削除するように設定しておけば、容易に抵
抗器のみを抽出することができ、高速に処理を行うこと
ができる。

【００３１】

【発明の効果】以上のように、請求項１記載の発明によ
れば、画像処理手段は、部品の色彩情報部分以外の画像
を除去するので、高速且つ高精度に部品の検査ができる
効果が得られる。

【００３２】また、請求項２記載の発明によれば、画像
処理手段は、撮像した画像から得た表色系データを別の
表色系に変換するので、高精度に部品の検査ができる効
果が得られる。

【００３３】また、請求項３記載の発明によれば、画像
処理手段は、部品の地色を考慮して部品の色彩情報を検
出するので、高精度に部品の検査ができる効果が得られ
る。

【００３４】また、請求項４記載の発明によれば、撮像
手段は、分光器を備えているので、高精度に部品の検査
ができる効果が得られる。

【００３５】また、請求項５記載の発明によれば、撮像
手段は、光波長の異なる複数の光源を備え、この複数の
光源ごとに撮像するので、高精度に部品の検査ができる
効果が得られる。

【００３６】また、請求項６記載の発明によれば、基板
上に実装された複数の部品を順次カラーで撮像する工
程、複数の部品の位置を順次検出する工程、カラーで撮
像した複数の画像から複数の部品の色彩情報を検出して
この色彩情報から複数の部品の情報を検出する工程、複
数の部品の設計情報と、複数の部品の位置及び撮像画像
から得た複数の部品の情報とを比較して複数の部品の正
誤を判定する工程を含むので、高速に部品の検査ができ
る効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態１による部品検査装置を
示す構成図である。

【図２】 本発明の実施の形態１による部品検査装置に
おける画像処理手段の処理手順を示すフローチャートで
ある。

【図３】 従来の部品検査装置を示す構成図である。

【符号の説明】

１ 回路基板、２ カメラ、２１ 光源、２２ 画像取
り込み回路、３ 移動テーブル、３１ 移動テーブル制
御装置、５ 画像処理手段、６ 電子計算機、６１ 記
憶手段、６２ 判定手段、７ ＣＲＴディスプレイ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 実装された部品をカラーで撮像する撮像
   手段、上記部品の位置を検出する位置検出手段、上記撮
   像手段で撮像されたカラー画像から上記部品の色彩情報
   を検出してこの色彩情報から上記部品の情報を検出する
   画像処理手段、実装される上記部品の情報が格納されて
   いる記憶手段、この記憶手段に格納された上記部品の情
   報と、上記位置検出手段で検出した上記部品の位置及び
   上記画像処理手段で検出した上記部品の情報とを比較し
   て上記部品の正誤を判定する判定手段を備えたことを特
   徴とする部品検査装置において、画像処理手段は、上記
   部品の色彩情報部分以外の画像を除去することを特徴と
   する部品検査装置。
2. 【請求項２】 画像処理手段は、撮像した画像から得た
   表色系データを別の表色系に変換することを特徴とする
   請求項１記載の部品検査装置。
3. 【請求項３】 画像処理手段は、部品の地色を考慮して
   上記部品の色彩情報を検出することを特徴とする請求項
   １記載の部品検査装置。
4. 【請求項４】 撮像手段は、分光器を備えていることを
   特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の部品
   検査装置。
5. 【請求項５】 撮像手段は、光波長の異なる複数の光源
   を備え、この複数の光源ごとに撮像することを特徴とす
   る請求項１から３のいずれか一項に記載の部品検査装
   置。
6. 【請求項６】 基板上に実装された複数の部品を順次カ
   ラーで撮像する工程、上記複数の部品の位置を順次検出
   する工程、カラーで撮像した複数の画像から上記複数の
   部品の色彩情報を検出してこの色彩情報から上記複数の
   部品の情報を検出する工程、上記複数の部品の設計情報
   と、上記複数の部品の位置及び撮像画像から得た上記複
   数の部品の情報とを比較して上記複数の部品の正誤を判
   定する工程を含むことを特徴とする部品検査方法。