JP5908351B2 - 穴開け位置決定装置、穴開け位置決定方法、及び、プログラム - Google Patents

Description

本発明は、穴開け位置決定装置、穴開け位置決定方法、及び、プログラムに関する。

回路基板（プリント基板）の製作には、１枚の大面積の基板に多数の回路パターンを印刷した後に各回路パターンに切断・分離して多数の回路基板を得る方法が行われている。この切断に際しては、基板に少なくとも１対のガイド穴を設け、このガイド穴を加工装置に設けられたガイドピンに挿着するなどして位置決めし、順次切断することが行なわれている。したがってガイド穴は切断位置を決める基礎になるものであり、正確な位置に形成される必要がある。
このガイド穴を形成する穴開け装置として、回路パターンを印刷する際に予め穴開け位置を示すマークも同時に印刷し、このマークを穴開け装置に設けられたＸ線カメラなどによって撮像して取得した画像を画像処理してその結果求められた位置にドリルを移動させて穴開けするものが用いられている。特許文献１には、この種の穴開け装置の一例が開示されている。

プリント基板上のマークは、例えばガラス繊維の芯材にガラスエポキシ樹脂を含浸させ、板状に形成した樹脂部材の一面だけに銅箔が張られたプリント基板の場合、この銅箔が円形状に残るようにエッチングされて形成される。このようなプリント基板を透過したＸ線を、Ｘ線カメラを介して観察すると、Ｘ線の透過率の高い樹脂部材は白く撮像され、Ｘ線の透過率の低いマーク部は黒く撮像される。

マークに対してガイド穴を形成する場合は、画像を取得した後に、Ｘ線カメラの撮像素子ごとの輝度値を求め、得られた輝度値を所定の閾値に基づいて白または黒に選別して画像を２値化する。次に２値化された画像における白から黒に変化する部分すなわちエッジ部分を検出することでマークの外形を特定し、特定されたマークの外形からガイド穴を形成する座標を決定して、その位置にガイド穴を開ける。

特開平９−５７６９５号公報

プリント基板の樹脂部材の主な素材であるガラス繊維は、プリント基板の全面に均等に分布しているわけではない。このため、プリント配線板の場所によってＸ線の透過率が異なる。また、Ｘ線カメラの撮像素子それぞれの感度にばらつきがある。これらの要因により、例えば樹脂部材のみを撮像した画像であっても、その輝度は場所によって異なるものとなる。

例えば、樹脂部材は基本的には白く撮像されるが、その輝度値は様々な値をとる。すなわち、ある場所では輝度値（２５５）という値をとっていたものが、異なる場所では輝度値（２５０）という値をとるなど、その値は場所によって様々である。マーク部についても同様の現象が発生する。

撮影された画像におけるマークの外形とプリント基板とのコントラスト差が大きい場合には、このようなばらつきは閾値を適切に設定することで除去されるため、マークの外形を正しく特定することができる。したがって、正しい位置にガイド穴が開けられる。

しかしながら、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、画像全体の輝度に勾配があり、撮影されたマークとプリント基板の樹脂部とのコントラスト差が一様でない場合は、輝度値に基づいた閾値を決定することは困難である。こうした場合はマークの外形となるエッジ部分を特定しづらいので、画像処理によって決定されるガイド穴の加工座標の位置精度が悪くなる場合があった。あるいは、エッジが検出できずにマークの外形を特定できずにエラーとなってしまう場合があった。

以上のように、従来のように撮像された画像に対して輝度値に基づいた閾値を設定する方法では対処しきれない場合があった。このため、プリント基板にガイド穴を開ける位置を適切に決定できる新たな手法が求められている。

本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、プリント基板にガイド穴を開ける位置を適切に決定できる穴開け位置決定装置、穴開け位置決定方法、及び、プログラムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係る穴開け位置決定装置は、
プリント基板にガイド穴を開ける予定位置に付されたマークを含む画像を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段により撮像された画像の輝度値を求め、求めた輝度値に微分フィルタを施して得られる微分値が所定の閾値を超えた場合、前記マークのエッジ位置と判定する判定手段と、
前記判定手段が判定したエッジ位置を示す座標を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段が記憶した全てのエッジ位置に対して、それぞれのエッジ位置を中心として、所定の画素数からなる領域を設定する設定手段と、
前記設定手段により設定されたそれぞれの領域について、領域の中心位置の中心輝度値と領域の平均輝度値とを求め、求めた中心輝度値と平均輝度値とを比較する比較手段と、
前記比較手段により比較された結果、中心輝度値が平均輝度値未満である場合、その領域の中心位置の色彩を第１の色彩に付し、中心輝度値が平均輝度値以上である場合、その領域の中心位置の色彩を第２の色彩に付し、前記設定手段により設定されなかった領域の色彩を前記第２の色彩に付す彩色手段と、
前記彩色手段により第１の色彩に付された領域を、前記ガイド穴を開ける予定位置と決定する決定手段と、を備える、
ことを特徴とする。

前記判定手段は、前記微分値が前記所定の閾値を超えなかった場合、前記撮像手段により撮像された画像を不鮮明な画像と判定する、ことも可能である。

前記所定の画素数からなる領域は、５×５ピクセルからなる領域である、ことも可能である。

前記判定手段は、前記彩色手段により第２の色彩に付された領域に隣接する隣接領域の色彩を判定し、判定したすべての隣接領域の色彩が、前記第１の色彩である場合、前記所定の閾値を小さくする、ことも可能である。

前記第１の色彩は黒色であり、前記第２の色彩は白色である、ことも可能である。

前記微分フィルタは、ソーベルフィルタである、ことも可能である。

本発明の第２の観点に係る穴開け位置決定方法は、
プリント基板にガイド穴を開ける予定位置に付されたマークを含む画像を撮像する撮像ステップと、
前記撮像ステップにより撮像された画像の輝度値を求め、求めた輝度値に微分フィルタを施して得られる微分値が所定の閾値を超えた場合、前記マークのエッジ位置と判定する判定ステップと、
前記判定ステップにより判定されたエッジ位置を示す座標を記憶する記憶ステップと、
前記記憶ステップにより記憶された全てのエッジ位置に対して、それぞれのエッジ位置を中心として、所定の画素数からなる領域を設定する設定ステップと、
前記設定ステップにより設定されたそれぞれの領域について、領域の中心位置の中心輝度値と領域の平均輝度値とを求め、求めた中心輝度値と平均輝度値とを比較する比較ステップと、
前記比較ステップにより比較された結果、中心輝度値が平均輝度値未満である場合、その領域の中心位置の色彩を第１の色彩に付し、中心輝度値が平均輝度値以上である場合、その領域の中心位置の色彩を第２の色彩に付し、前記設定ステップにより設定されなかった領域の色彩を前記第２の色彩に付す彩色ステップと、
前記彩色ステップにより第１の色彩に付された領域を、前記ガイド穴を開ける予定位置と決定する決定ステップと、を備える、
ことを特徴とする。

本発明の第３の観点に係るプログラムは、
コンピュータを、
プリント基板にガイド穴を開ける予定位置に付されたマークを含む画像を撮像する撮像手段、
前記撮像手段により撮像された画像の輝度値を求め、求めた輝度値に微分フィルタを施して得られる微分値が所定の閾値を超えた場合、前記マークのエッジ位置と判定する判定手段、
前記判定手段が判定したエッジ位置を示す座標を記憶する記憶手段、
前記記憶手段が記憶した全てのエッジ位置に対して、それぞれのエッジ位置を中心として、所定の画素数からなる領域を設定する設定手段、
前記設定手段により設定されたそれぞれの領域について、領域の中心位置の中心輝度値と領域の平均輝度値とを求め、求めた中心輝度値と平均輝度値とを比較する比較手段、
前記比較手段により比較された結果、中心輝度値が平均輝度値未満である場合、その領域の中心位置の色彩を第１の色彩に付し、中心輝度値が平均輝度値以上である場合、その領域の中心位置の色彩を第２の色彩に付し、前記設定手段により設定されなかった領域の色彩を前記第２の色彩に付す彩色手段、
前記彩色手段により第１の色彩に付された領域を、前記ガイド穴を開ける予定位置と決定する決定手段、
として機能させることを特徴とする。

本発明によれば、プリント基板にガイド穴を開ける位置を適切に決定できる。

（ａ）は、本発明の実施の形態に係る穴開け位置決定装置の主要部の平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＩ−Ｉ線での断面図である。 制御部の機能ブロック図である。 （ａ）は、撮像手段が撮像したマークを含む画像、（ｂ）は、（ａ）の画像における座標Ｙ１を通るＡ−Ａ’線上の輝度値（輝度勾配）を示す図、（ｃ）は、（ｂ）の輝度値に微分フィルタを施した微分値を示す図である。 中心輝度値が平均輝度値未満である場合の領域の彩色方法を説明するための図である。 中心輝度値が平均輝度値以上である場合の領域の彩色方法を説明するための図である。 （ａ）は、Ｘ線カメラで撮像されたマークを含む画像を示す図であり、（ｂ）は、（ａ）を画像処理した画像を示す図である。 穴開け位置を決定する動作を説明するためのフローチャートである。 （ａ）は、撮像手段が撮像したマークを含む輝度差の少ない画像、（ｂ）は、（ａ）の画像における座標Ｙ１を通るＡ−Ａ’線上の輝度値（輝度勾配）を示す図、（ｃ）は、（ｂ）の輝度値に微分フィルタを施した微分値を示す図である。 マークのエッジ位置を検出するために、閾値を変更したことを示す図である。 彩色方法の変形例を説明するための図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

本実施の形態に係る穴開け位置決定装置１０は、図１（ａ）に平面図、図１（ｂ）にＩ−Ｉ線での断面図で示すように、作業テーブル１１と、一対のＸ線照射源１２Ｒ，１２Ｌと、一対のＸ線カメラ１３Ｒ，１３Ｌと、一対の穴開けドリル１４Ｒ，１４Ｌと、基板検出センサ１５と、制御部１６と、を備える。

作業テーブル１１は、台１７上にほぼ水平に配置されている。作業テーブル１１上には、処理対象のプリント基板１０１を載置し、Ｘ線の照射及び穴開け作業を行うための処理領域１１ａと、処理対象のプリント基板１０１を載置し、処理領域１１ａに搬送するための搬送路１１ｂを備える。プリント基板１０１は、図１のＹ軸方向に搬送・搬出される。

一対のＸ線照射源１２Ｒ，１２Ｌは、それぞれ作業テーブル１１上側に配置され、制御部１６の制御に従って、Ｘ線を発生し、下方（作業テーブル１１上のプリント基板１０１）に向けて照射する。

一対のＸ線カメラ１３Ｒ，１３Ｌは、それぞれ、制御部１６の制御に従って、対応するＸ線照射源１２Ｒ，１２Ｌから照射され、処理対象のプリント基板１０１を透過したＸ線を受信し、プリント基板１０１上の位置合わせ用マークの画像を撮像する。

一対の穴開けドリル１４Ｒ，１４Ｌは、制御部１６の制御に従って、エアシリンダなどにより、上下方向（Ｚ軸方向）に移動して、モータなどにより回転され、プリント基板１０１の所定位置に穴を開ける。

Ｘ線照射源１２ＲとＸ線カメラ１３Ｒと穴開けドリル１４Ｒとは、Ｘ・Ｙステージ等により、一組として、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に移動可能に構成されている。同様に、Ｘ線照射源１２ＬとＸ線カメラ１３Ｌと穴開けドリル１４Ｌとは、Ｘ・Ｙステージ等により、一組として、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に移動可能に構成されている。

基板検出センサ１５は、光センサ、マイクロスイッチ等から構成され、搬送路１１ｂに沿って搬送されたプリント基板１０１を検出し、制御部１６に検出信号を送信する。

制御部１６は、ＣＰＵ（中央処理装置）、記憶装置等から構成され、記憶装置に記憶している制御プログラムに従って動作し、各部を制御する。制御部１６は、図２に示すように、撮像手段１６１、判定手段１６２、記憶手段１６３、設定手段１６４、比較手段１６５、彩色手段１６６、決定手段１６７として機能する。次に、各手段の機能について説明する。

撮像手段１６１は、基板検出センサ１５から送信された検出信号を受け付けると、一対のＸ線照射源１２Ｒ，１２Ｌ、一対のＸ線カメラ１３Ｒ，１３Ｌを制御して、図３（ａ）に示すように、プリント基板１０１上に予め付された位置合わせ用のマーク２０１の画像２００を撮像する。位置合わせ用のマーク２０１は、プリント基板１０１にガイド穴を開ける位置を決定するために用いられ、撮像手段１６１が撮像したマーク２０１が付された位置に基づいて、後述する処理により、ガイド穴を開ける位置が決定される。また、ここでは、マーク２０１は上述のように、板状に形成した樹脂部材の一面だけに銅箔が張られたプリント基板において、銅箔が円形状に残るようにエッチングされて形成されているものとする。したがって、このマーク２０１を、Ｘ線カメラで撮像すると、樹脂部材は白く、マーク２０１は黒く撮像される。

判定手段１６２は、撮像手段１６１により撮像されたマーク２０１の画像２００の輝度値（輝度勾配）を求め、輝度値（輝度勾配）に微分フィルタを施して求めた微分値が所定の閾値を超えるか否かに基づいて、画像２００上のマーク２０１のエッジ２０２を判定する。ここで、微分フィルタは、例えば、ソーベルフィルタ、プレヴィットフィルタ、ラプラシアンフィルタなど、マークのエッジ２０２を抽出するために用いられる任意のフィルタである。また、所定の閾値は、用いられる微分フィルタや微分値によって変化するものであり、任意である。また、マークのエッジとは、画像２００上のマーク２０１の縁、境界位置である。具体的には、判定手段１６２が、画像２００をスキャンして輝度値を求めた結果、例えば画像２００のＹ方向の座標Ｙ１を通るＡ−Ａ’線では図３（ｂ）のような輝度値の分布図が得られる。

画像２００の輝度値に微分フィルタを施して微分値を求めると、例えば画像２００のＹ方向の座標Ｙ１を通るＡ−Ａ’線では図３（ｃ）に示すような結果が得られる。次に、判定手段１６２は、各画素における微分値が所定の閾値を超えるか否かを判定する。そして、微分値が所定の閾値を超えた場合、判定手段１６２は、図３（ｃ）に示すように、微分値が所定の閾値を超えた場合、微分値が求められた画素の位置を、マーク２０１のエッジ２０２の位置と判定する。

図３（ｃ）の場合は、マーク２０１における左端側エッジＸＬ１から左端側エッジＸＬ２までの範囲にある画素がエッジとして検出されるとともに、右端側エッジＸＲ１から右端側エッジＸＲ２までの範囲にある画素がエッジとして検出されている。したがって、判定手段１６２は、座標（ＸＬ１，Ｙ１）から（ＸＬ２，Ｙ１）の範囲内にある全ての画素の座標および（ＸＲ１，Ｙ１）から（ＸＲ２，Ｙ１）の範囲内にある全ての画素の座標をＡ−Ａ’線上のエッジ２０２の座標として、その値を記憶する。

図３（ｃ）において、左端側エッジＸＬ１から左端側エッジＸＬ２までの範囲をＡ−Ａ’線上における右端側エッジ範囲ｂ１とする。また、右端側エッジＸＲ１から右端側エッジＸＲ２までの範囲をＡ−Ａ’線上における右端側エッジ範囲ｂ２とする。

なお、微分値が所定の閾値を超えてない場合、判定手段１６２は、微分値が求められた画素の位置を、画像２００において不鮮明な画像位置であるとして、エラーの判定をする。

記憶手段１６３は、画像２００をスキャンする過程において、判定手段１６２がマーク２０１のエッジ２０２と判定した画素を示す座標をすべて記憶する。

制御部１６は、画像２００において記憶手段１６３が記憶したエッジ２０２を示す座標に存在する画素のみを対象として適応２値化処理を施す。例えば図３（ｃ）に示すＡ−Ａ’線上ではエッジ範囲ｂ１およびエッジ範囲ｂ２内に存在する画素のみを対象として適応２値化処理を施す。

具体的には、まず、設定手段１６４は、Ａ−Ａ’線上の左端側エッジＸＬ１を示す座標（ＸＬ１，Ｙ１）に存在する画素（注目画素と呼ぶ）を中心として例えば５×５ピクセルからなる領域を設定する。

次に、比較手段１６５は、領域の中心位置にある注目画素の輝度値（中心輝度値）と、領域を形成する各画素の輝度値から平均の輝度値（平均輝度値）とを求める。ここで、中心輝度値とは、複数のピクセルからなる領域の中心の画素の輝度値（注目画素の輝度値）をいう。また、平均輝度値とは、複数のピクセルからなる領域からなる各画素の輝度値を平均したものをいう。図４に示すように、領域が５×５ピクセルからなる場合、設定手段１６４は、５×５ピクセルの中心にある画素の輝度値を中心輝度値として求め、２５個の各画素の輝度値を平均したものを平均輝度値として求める。そして、比較手段１６５は、各領域において中心輝度値と平均輝度値とを比較することにより、中心輝度値と平均輝度値との大小関係を求める。

彩色手段１６６は、比較手段１６５により比較された結果、図４に示すように、中心輝度値（５０）が平均輝度値（８５＝（２５５×５＋８０×５＋５０×５＋２０×１０）／２５）未満である場合、中心輝度値の色彩を第１の色彩（例えば、黒色）に設定する。また、彩色手段１６６は、図５に示すように、中心輝度値（１５０）が平均輝度値（１４４．８＝（２５５×１０＋１５０×５＋５０×４＋２０×６）／２５）以上である場合、中心輝度値の色彩を第２の色彩（例えば、白色）に設定する。

次に、制御部１６は、エッジ範囲ｂ１内であるとともに、今回適応２値化処理を行った座標（ＸＬ１，Ｙ１）に隣接する画素を新たな注目画素として定め、その注目画素を中心として、例えば５×５ピクセルからなる領域を設定する。そして、制御部１６は、比較手段１６５を用いて、新たな中心輝度値と新たな平均輝度値とを比較した結果に基づいて、新たな注目画素の色彩を設定する。

制御部１６は、エッジ範囲ｂ１の＋Ｘ端側の座標（ＸＬ２，Ｙ１）に到達するまで、エッジ範囲ｂ１内にある全ての画素に対して同様の処理を行う。エッジ範囲ｂ１内の全ての画素に対する適応２値化処理が完了したと制御部１６が判断した場合は、エッジ範囲ｂ１に対する適応２値化処理を完了し、エッジ範囲ｂ２に対する適応２値化処理を開始する。

このようにして、制御部１６は、記憶手段１６３が記憶したエッジ２０２の座標に基づいた全てのエッジ範囲について上述した適応２値化処理を施す。

また、彩色手段１６６は、記憶手段１６３が記憶するエッジ範囲以外の領域の色彩を第２の色彩に付す。彩色手段１６６は、マーク２０１のエッジ２０２を含むエッジ範囲内の色彩を第１の色彩に付し、この領域以外の色彩を第２の色彩に付すことにより、マーク２０１が付された画像２００の色彩を変更する。
色彩が変更された画像２００は図６（ｂ）に示すように、中空のリング状をなす。

決定手段１６７は、図６（ｂ）に示す、色彩が変更された画像２００から、第１の色彩に付されたマーク２０１の位置を特定し、このマーク２０１の位置を、ガイド穴を開ける位置と決定する。

次に、上記構成、機能を有する穴開け位置決定装置１０の動作を説明する。
プリント基板１０１に穴開けを行う場合、作業者は、図１に示すように、プリント基板１０１を作業テーブル１１上に載置し、例えば、手作業で、搬送路１１ｂに沿ってプリント基板１０１をＹ軸方向に搬送し、搬入口１８から処理領域１１ａ内に挿入する。

プリント基板１０１が基板検出センサ１５上に到達すると、基板検出センサ１５は、検出信号を制御部１６に送信する。制御部１６は、検出信号に応答し、図７に示す処理を開始する。

まず、撮像手段１６１として機能する制御部１６は、Ｘ線照射源１２Ｒ，１２Ｌ，Ｘ線カメラ１３Ｒ，１３Ｌをオンし、図３（ａ）に示すように、ガイド穴を開けるために用いられる位置合わせ用のマーク２０１が付されたプリント基板１０１の透過画像２００を撮像する（ステップＳ１０１）。

続いて、作業者は、プリント基板１０１のおおよその位置合わせを行う。この段階では、上述のように、制御部１６の処理により、Ｘ線照射源１２Ｒと１２ＬはＸ線を発生しており、Ｘ線カメラ１３Ｒと１３Ｌは、それぞれ、プリント基板１０１の透過画像を取得している。制御部１６は、Ｘ線カメラ１３Ｒと１３Ｌの取得画像をモニタに表示する。

作業者は、モニタの表示を見ながら、位置合わせマーク２０１が例えばモニタの中心に位置するように、プリント基板１０１を前後（Ｙ軸方向）、横方向（Ｘ軸方向）に動かす。

制御部１６は、位置合わせマーク２０１がモニタのほぼ中心に位置し、停止したことを検出すると、図示せぬ押さえ部材により、プリント基板１０１を作業テーブル１１に押しつけて固定する。

次に、判定手段１６２として機能する制御部１６は、撮像した画像２００をスキャンし、図３（ｂ）に示すように、画像２００の各画素の輝度値（各走査線の輝度勾配）を求め、輝度値（輝度勾配）に微分フィルタを施すことにより各画素における微分値を求める（ステップＳ１０２）。そして、制御部１６は、すべての画素の微分値を求めたか否かを判定する（ステップＳ１０３）。

すべての画素の微分値が判定されていない場合（ステップＳ１０３；Ｎｏ）、制御部１６は、図３（ｃ）に示すように、求めた微分値が所定の閾値を超えているか否かを判定する（ステップＳ１０４）。制御部１６は、微分値が所定の閾値を超えているか否かを判定することにより、画像２００において、微分値が求められた画素の位置を特定する。

微分値が所定の閾値を超えている場合（ステップＳ１０４；Ｙｅｓ）、制御部１６は、求めた微分値に対応する画素の位置を、画像２００上におけるマーク２０１のエッジ２０２と判定（特定）し（ステップＳ１０５）、画像のスキャンを続け、他の画素の微分値を求める（ステップＳ１０２）。

微分値が所定の閾値を超えていない場合（ステップＳ１０４；Ｎｏ）、制御部１６は、求めた微分値に対応する画素の位置を、画像２００上における不鮮明な画像位置と判定（特定）し（ステップＳ１０６）、画像のスキャンを続け、他の画素の微分値を求める（ステップＳ１０２）。制御部１６は、ステップＳ１０２からＳ１０６の処理を繰り返すことにより、画像２００のすべての画素の微分値について、所定の閾値を超えているか否かを判定する。

すべての画素の微分値が判定された場合（ステップＳ１０３；Ｙｅｓ）、記憶手段１６３として機能する制御部１６は、ステップＳ１０５で特定された画像２００上のすべてのエッジ２０２の座標を記憶する（ステップＳ１０７）。

次に、設定手段１６４として機能する制御部１６は、図３、４に示すように、画像２００における座標が記憶されたエッジ２０２に位置する画素を注目画素として、適応２値化処理を行うために、注目画素を中心とした５×５ピクセルからなる領域を設定する（ステップＳ１０８）。例えば、制御部１６は、図３（ｃ）に示すＡ−Ａ’線上のエッジ範囲ｂ１に存在する全ての画素およびエッジ範囲ｂ２に存在する全ての画素を中心とした５×５ピクセルからなる領域を設定する。

次に、比較手段１６５として機能する制御部１６は、領域の中心にある注目画素の中心輝度値と領域を形成する各画素の平均輝度値とを求める（ステップＳ１０９）。そして、制御部１６は、各領域において、中心輝度値が平均輝度値以上であるか否かを判定する（ステップＳ１１０）。制御部１６は、マーク２０１のエッジ２０２を含む各領域についてのみ中心輝度値と平均輝度値との大小関係を求めることにより、適応２値化処理している。適応２値化処理を行う範囲を、マーク２０１のエッジ２０２として特定された画素に限定することにより、画像処理の負担を軽減し、画像処理時間を短縮することができる。

中心輝度値が平均輝度値以上でない、つまり、中心輝度値が平均輝度値未満であると判定された場合（ステップＳ１１０；Ｎｏ）、彩色手段１６６として機能する制御部１６は、注目画素の色彩（中心輝度値）を第１の色彩に設定する（ステップＳ１１１）。具体的には図４に示すように、例えば中心輝度値が５０、平均輝度値が平均輝度値（８５＝（２５５×５＋８０×５＋５０×５＋２０×１０）／２５）である場合、中心輝度値は平均輝度値未満であるため、制御部１６は、輝度値の大小関係を判定した５×５ピクセルの中心となる注目画素の輝度値を第１の色彩（例えば黒色（輝度値０））に設定する。

中心輝度値が平均輝度値以上であると判定された場合（ステップＳ１１０；Ｙｅｓ）、制御部１６は、注目画素の色彩（中心輝度値）を、第２の色彩に設定する。（ステップＳ１１２）。具体的には図５に示すように、例えば中心輝度値が１５０、平均輝度値が平均輝度値（１４４．８＝（２５５×１０＋１５０×５＋５０×４＋２０×６）／２５）である場合、中心輝度値は平均輝度値以上であるため、制御部１６は、輝度値の大小関係を判定した５×５ピクセルの中心となる注目画素の輝度値を第２の色彩（例えば白色（輝度値２５５））に設定する。

次に、制御部１６は、ステップＳ１０７でエッジ２０２として記憶された画素のすべてについて、中心輝度値と平均輝度値との大小関係を判定したか否かを判定する（ステップＳ１１３）。

エッジ２０２として記憶された画素のすべてで中心輝度値と平均輝度値との大小関係が判定されていない場合（ステップＳ１１３；Ｎｏ）、制御部１６は、大小関係を判定していない画素について、中心輝度値が平均輝度値以上であるか否かを判定する（ステップＳ１１０）。制御部１６は、ステップＳ１１０からＳ１１３の処理を繰り返すことにより、ステップＳ１０７でエッジ２０２として記憶されたすべての画素について、中心輝度値と平均輝度値との大小関係を判定する。

エッジ２０２として記憶されたすべての画素で中心輝度値と平均輝度値との大小関係が判定された場合（ステップＳ１１３；Ｙｅｓ）、制御部１６は、エッジ２０２を含まない画素、すなわち、ステップＳ１０７でエッジ２０２として記憶されず、ステップＳ１０８で設定されなかったすべての画素の色彩を、第２の色彩に付す（ステップＳ１１４）。

そして、決定手段１６７として機能する制御部１６は、ステップＳ１１１、Ｓ１１２、Ｓ１１４で色彩が付されたマーク２０１を含む画像２００から、第１の色彩で付された領域を特定し、特定した結果から、この領域の特定の座標を、ガイド穴を開ける穴開け位置と決定する（ステップＳ１１５）。

上述した処理により、ガイド穴の穴開け位置が決定されると、制御部１６は、穴開けドリル１４Ｒ，１４ＬをＸ軸方向及びＹ軸方向に移動して、穴開け位置に穴開けドリル１４Ｒ，１４Ｌの位置合わせを行い、位置合わせが完了すると、穴開けドリル１４Ｒ，１４Ｌを回転させながら下降させ、プリント基板１０１にガイド穴を開口する。

穴開けが完了すると、制御部１６は、穴開けドリル１４Ｒ，１４Ｌを上昇させた後に停止させ、穴開け位置の測定などの後処理を行った後に、押さえ部材による押さえを解く、さらに、Ｘ線照射源１２Ｒ，１２Ｌ、Ｘ線カメラ１３Ｒ，１３Ｌをオフする。

以上説明したように、この実施の形態に係る穴開け位置決定装置１０によれば、プリント基板１０１に予め付された位置合わせ用のマーク２０１の位置を正確に特定できる。また、エッジ２０２を含む領域を適応２値化することにより、画像２００のコントラスト差が小さく、また、一様でない場合であっても、マーク２０１の位置を特定することができる。また、エッジ２０２と判定した画素についてのみ適応２値化処理を行うことにより、画像処理の負担を軽減し、画像処理を行う時間を短縮することができる。

なお、この発明は上記の実施の形態に限定されず種々の変更及び応用が可能である。

図８（ａ）〜（ｃ）に示すように、画像２００の輝度値（輝度勾配）の変化が少ないために、微分値が所定の閾値を超えない場合がある。このような場合、判定手段１６２は、図９に示すように、閾値を越える微分値が存在するようにエッジ範囲ｂ１およびエッジ範囲ｂ２の微分値の最大値に基づいて自動的に閾値を小さく修正することにより、マーク２０１のエッジ２０２を判定することもできる。

また、図１０に示すように、エッジ範囲内に存在する画素であって、第２の色彩（白色）に付された画素に隣接するすべての画素が、第１の色彩（黒色）に付されている場合、彩色手段１６６は、この第２の色彩（白色）に付された画素を、第１の色彩（黒色）に彩色することもできる。プリント基板１０１を撮像した場合にマーク２０１は黒色として撮像されるため、エッジ範囲に存在する画素は本来第１の色彩が付されるはずである。しかし、撮像された画像２００にノイズが含まれる場合、比較手段１６５が誤判定し、誤った色彩が付されることがある。このため、彩色手段１６６は、エッジ範囲内に存在する画素であって、白色に付された領域に隣接するすべての隣接領域の色彩が黒色である場合には、この白色に付された領域の色彩を黒色に付すこともできる。このとき、判定手段１６２は、彩色手段１６６により白色に付された領域に隣接する隣接領域の色彩を判定する。そして、判定手段１６２は、隣接するすべての隣接領域の色彩が黒色である場合、図９に示すように、所定の閾値を小さくすることもできる。

判定手段１６２が画像２００において不鮮明な画像位置であるとエラー判定した場合、撮像手段１６１は、エラー判定された位置の画像を再び撮像することもできる。また、制御部１６は、作業者に対して不鮮明な画像である旨の警告を行うこともできる。また、判定手段１６２は、所定の閾値を小さくし、微分値が小さくした所定の閾値を超えているか否かを判定することもできる。

設定手段１６４が設定する領域は、５×５画素からなる領域に限定されず、中心輝度値と平均輝度値とが求められる領域（例えば、３×５画素からなる領域、３×１０画素からなる領域など）であれば、任意である。

中心輝度値は、領域の中心にある画素の輝度値に限定されず、領域の中心付近にある画素の輝度値、中心付近の複数の画素の輝度値の平均値など広く含むものである。また、平均輝度値は、各画素の輝度値の相加平均値に限られず、相乗平均値、調和平均値など広く含むものである。

第１の色彩、第２の色彩は、互いに異なる色彩であれば、黒色、白色に限定されず任意である。

また、本明細書におけるＸ線は、通常の意味のＸ線（波長が1pm−10nm程度の電磁波)に限定されず、ガンマ線、α線、β線等、人体に有害な電磁波・放射線を広く含むものである。また、可視光であってもよい。

上述した構成は、穴開け位置決定装置以外に、Ｘ線を用いて何らかの処理（撮像する、エネルギーを照射する、分析する）を行う装置に広く適用可能である。

なお、上記実施形態において、実行されるプログラムは、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ(Compact Disc Read-Only Memory)、ＤＶＤ、ＭＯ（Magneto-Optical Disc)等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納して配布し、そのプログラムをインストールすることにより、上述の処理を実行することとしてもよい。
また、プログラムをインターネット等の通信ネットワーク上の所定のサーバ装置が有するディスク装置等に格納しておき、例えば、搬送波に重畳させて、取得等するようにしてもよい。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、本発明には、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲が含まれる。

１０ 穴開け位置決定装置
１１ 作業テーブル
１１ａ 処理領域
１１ｂ 搬送路
１２Ｒ、１２Ｌ Ｘ線照射源
１３Ｒ、１３Ｌ Ｘ線カメラ
１４Ｒ、１４Ｌ 穴開けドリル
１５ 基板検出センサ
１６ 制御部
１７ 台
１８ 搬入口
１６１ 撮像手段
１６２ 判定手段
１６３ 記憶手段
１６４ 設定手段
１６５ 比較手段
１６６ 彩色手段
１６７ 決定手段
２００ 画像
２０１ マーク
２０２ エッジ

Claims (8)

1. プリント基板にガイド穴を開ける予定位置に付されたマークを含む画像を撮像する撮像手段と、
   前記撮像手段により撮像された画像の輝度値を求め、求めた輝度値に微分フィルタを施して得られる微分値が所定の閾値を超えた場合、前記マークのエッジ位置と判定する判定手段と、
   前記判定手段が判定したエッジ位置を示す座標を記憶する記憶手段と、
   前記記憶手段が記憶した全てのエッジ位置に対して、それぞれのエッジ位置を中心として、所定の画素数からなる領域を設定する設定手段と、
   前記設定手段により設定されたそれぞれの領域について、領域の中心位置の中心輝度値と領域の平均輝度値とを求め、求めた中心輝度値と平均輝度値とを比較する比較手段と、
   前記比較手段により比較された結果、中心輝度値が平均輝度値未満である場合、その領域の中心位置の色彩を第１の色彩に付し、中心輝度値が平均輝度値以上である場合、その領域の中心位置の色彩を第２の色彩に付し、前記設定手段により設定されなかった領域の色彩を前記第２の色彩に付す彩色手段と、
   前記彩色手段により第１の色彩に付された領域を、前記ガイド穴を開ける予定位置と決定する決定手段と、を備える、
   ことを特徴とする穴開け位置決定装置。
2. 前記判定手段は、前記微分値が前記所定の閾値を超えなかった場合、前記撮像手段により撮像された画像を不鮮明な画像と判定する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の穴開け位置決定装置。
3. 前記所定の画素数からなる領域は、５×５ピクセルからなる領域である、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の穴開け位置決定装置。
4. 前記判定手段は、前記彩色手段により第２の色彩に付された領域に隣接する隣接領域の色彩を判定し、判定したすべての隣接領域の色彩が、前記第１の色彩である場合、前記所定の閾値を小さくする、
   ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の穴開け位置決定装置。
5. 前記第１の色彩は黒色であり、前記第２の色彩は白色である、
   ことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の穴開け位置決定装置。
6. 前記微分フィルタは、ソーベルフィルタである、
   ことを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の穴開け位置決定装置。
7. プリント基板にガイド穴を開ける予定位置に付されたマークを含む画像を撮像する撮像ステップと、
   前記撮像ステップにより撮像された画像の輝度値を求め、求めた輝度値に微分フィルタを施して得られる微分値が所定の閾値を超えた場合、前記マークのエッジ位置と判定する判定ステップと、
   前記判定ステップにより判定されたエッジ位置を示す座標を記憶する記憶ステップと、
   前記記憶ステップにより記憶された全てのエッジ位置に対して、それぞれのエッジ位置を中心として、所定の画素数からなる領域を設定する設定ステップと、
   前記設定ステップにより設定されたそれぞれの領域について、領域の中心位置の中心輝度値と領域の平均輝度値とを求め、求めた中心輝度値と平均輝度値とを比較する比較ステップと、
   前記比較ステップにより比較された結果、中心輝度値が平均輝度値未満である場合、その領域の中心位置の色彩を第１の色彩に付し、中心輝度値が平均輝度値以上である場合、その領域の中心位置の色彩を第２の色彩に付し、前記設定ステップにより設定されなかった領域の色彩を前記第２の色彩に付す彩色ステップと、
   前記彩色ステップにより第１の色彩に付された領域を、前記ガイド穴を開ける予定位置と決定する決定ステップと、を備える、
   ことを特徴とする穴開け位置決定方法。
8. コンピュータを、
   プリント基板にガイド穴を開ける予定位置に付されたマークを含む画像を撮像する撮像手段、
   前記撮像手段により撮像された画像の輝度値を求め、求めた輝度値に微分フィルタを施して得られる微分値が所定の閾値を超えた場合、前記マークのエッジ位置と判定する判定手段、
   前記判定手段が判定したエッジ位置を示す座標を記憶する記憶手段、
   前記記憶手段が記憶した全てのエッジ位置に対して、それぞれのエッジ位置を中心として、所定の画素数からなる領域を設定する設定手段、
   前記設定手段により設定されたそれぞれの領域について、領域の中心位置の中心輝度値と領域の平均輝度値とを求め、求めた中心輝度値と平均輝度値とを比較する比較手段、
   前記比較手段により比較された結果、中心輝度値が平均輝度値未満である場合、その領域の中心位置の色彩を第１の色彩に付し、中心輝度値が平均輝度値以上である場合、その領域の中心位置の色彩を第２の色彩に付し、前記設定手段により設定されなかった領域の色彩を前記第２の色彩に付す彩色手段、
   前記彩色手段により第１の色彩に付された領域を、前記ガイド穴を開ける予定位置と決定する決定手段、
   として機能させるためのプログラム。