JP6480575B2 - 部品向き判定データ作成装置及び部品向き判定データ作成方法 - Google Patents

Description

本発明は、部品の外形の画像認識では向き（表裏、左右等）の判定が困難な部品の向きを判定するための部品向き判定データを作成する部品向き判定データ作成装置及び部品向き判定データ作成方法に関する発明である。

部品実装機で回路基板に部品を実装するときに、部品の向き（表裏、左右等）を間違えて実装すると、部品の端子や電極が回路基板のランドに正しく接続されないため、不良基板を製造してしまうことになる。そこで、部品実装機の吸着ノズルに吸着した部品をその下面側からカメラで撮像して、画像処理によって部品の向きを判定することが一般に行われている。

従来より、画像処理によって部品の向きを判定する手法の一つとして、特許文献１（特開平２−４４２３５号公報）に記載されているように、部品に極性マークを設けて、画像処理によって極性マークを認識して部品の向きを判定する手法があるが、この手法は、極性マークが設けられていない部品には適用できない。

また、部品の外形の画像認識のみで、極性マークが無くても、表裏、左右等の向きを判定できる部品もあるが、部品の外形の画像認識のみでは、部品の向きを判定できない場合も多い。

例えば、表裏反転（上下反転）しても、画像認識で同じ外形と認識される部品は、その外形からは部品の表裏を判定できないが、この場合でも、表裏で輝度値が顕著に異なる領域が存在する部品は、画像処理により表裏で輝度値が顕著に異なる領域の輝度値を求めて、その領域の輝度値を判定しきい値と比較して、部品の表裏を判定することが行われている。

この場合、部品の表裏等の向きによって輝度値が顕著に異なる領域は、画像処理で使用する画像処理データに含まれる部品向き判定データで指定するようにしている。この部品向き判定データの作成は、データ作成スキルを持った熟練作業者が試行錯誤して行うようにしている。

特開平２−４４２３５号公報

上述したように、部品向き判定データの作成は、データ作成スキルを持った熟練作業者が試行錯誤して行うようにしているため、部品向き判定データの作成作業は難易度が高く、経験の少ない熟練度の低い作業者では適切な部品向き判定データを作成するのが難しく、しかも、熟練作業者でも試行錯誤の繰り返しとなるため、適切な部品向き判定データを作成するのに時間がかかるという欠点がある。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、部品向き判定データ作成に関する熟練度の低い作業者でも、適切な部品向き判定データを簡単に且つ短時間で作成できるようにすることである。

上記課題を解決するために、本発明は、カメラで撮像した部品の画像のうちの部品向き判定データで指定された判定領域の輝度値を判定しきい値と比較して当該部品の向きを判定する部品向き判定システムで使用する前記部品向き判定データを作成する部品向き判定データ作成装置において、前記カメラに対して前記部品向き判定データの作成対象となる部品の向きを変えて撮像した複数の向きの部品の画像を取得して正しい向きの部品の画像と他の向きの部品の画像との差分画像を演算し、その差分画像のうちの輝度差が最大又は所定値以上となる領域を求めて当該領域内に前記判定領域を指定する位置情報を含む前記部品向き判定データを演算することを共通の技術的特徴とし、更に後述する技術的特徴を備えている。

本発明のように、正しい向きの部品の画像と他の向きの部品の画像との差分画像を演算すれば、正しい向きの部品の画像と他の向きの部品の画像との輝度差が最大又は所定値以上となる領域（つまり２つの画像を明瞭に区別できる領域）を差分画像の輝度差の波形から簡単に自動判定することができる。これにより、部品向き判定データ作成に関する熟練度の低い作業者でも、適切な部品向き判定データを簡単に且つ短時間で作成することができる。

この場合、撮像条件（例えば、カメラの露光時間や、ライティングパターン、照明の明るさ等の照明条件等）が変化すると、差分画像の輝度差の波形も変化するため、差分画像のうちの輝度差の最大値も変化する。輝度差が大きいほど、２つの画像を区別しやすくなるため、部品向き判定データの作成対象となる部品の形状、材質、光沢度等に応じて最適な撮像条件が変化する可能性がある。

そこで、撮像条件を変更して撮像した複数の向きの部品の画像を用いて差分画像を演算して判定領域を求める処理を繰り返して全ての撮像条件の中から判定領域の輝度差及び／又は面積が最大となる撮像条件を最適な撮像条件として選び出してその最適な撮像条件の情報を部品向き判定データに含ませるようにすると良い。このようにすれば、部品向き判定データ作成に関する熟練度の低い作業者でも、最適な撮像条件の情報を含む部品向き判定データを簡単に且つ短時間で作成することができる。

更に、正しい向きの部品の画像の判定領域の輝度値と他の向きの部品の画像の判定領域の輝度値又は差分画像の判定領域の輝度差とに基づいて判定しきい値を算出して、その判定しきい値を部品向き判定データに含ませるようにしても良い。このようにすれば、正しい向きの部品の画像と他の向きの部品の画像とを判別しやすい適切な判定しきい値を含む部品向き判定データを、部品向き判定データ作成に関する熟練度の低い作業者でも、簡単に且つ短時間で作成することができる。

部品向き判定データの作成に必要な部品の向きは、部品の形状等によって異なってくる。
例えば、部品の外形の画像認識では上下反転（表裏反転）の判定が困難な部品の上下反転を判定するための部品向き判定データを作成する場合は、正しい向きの部品の画像と上下反転した部品の画像を取得して両画像の差分画像を演算するようにすれば良い。

また、部品の外形の画像認識では、正しい向きと、９０°、１８０°、２７０°転倒の判定が困難な部品の向きを判定するための部品向き判定データを作成する場合は、正しい向きの部品の画像と、９０°、１８０°、２７０°転倒した部品の画像を取得して、前記正しい向きの部品の画像と９０°転倒した部品の画像との差分画像、前記正しい向きの部品の画像と１８０°転倒した部品の画像との差分画像、前記正しい向きの部品の画像と２７０°転倒した部品の画像との差分画像をそれぞれ演算し、演算した３つの差分画像について、それぞれ輝度差が最大又は所定値以上となる領域を求めて各領域内に判定領域を設定し、前記３つの差分画像の全ての前記判定領域を指定する位置情報を含む前記部品向き判定データを演算するようにすれば良い。

また、部品の外形の画像認識では、正しい向きと、９０°、１８０°、２７０°水平回転した向きの判定が困難な部品の向きを判定するための部品向き判定データを作成する場合は、正しい向きの部品の画像と、９０°、１８０°、２７０°水平回転した部品の画像を取得して、前記正しい向きの部品の画像と９０°水平回転した部品の画像との差分画像、前記正しい向きの部品の画像と１８０°水平回転した部品の画像との差分画像、前記正しい向きの部品の画像と２７０°水平回転した部品の画像との差分画像をそれぞれ演算し、演算した３つの差分画像について、それぞれ輝度差が最大又は所定値以上となる領域を求めて各領域内に判定領域候補を設定し、前記３つの差分画像の全ての前記判定領域候補の中から正しい向きの部品の画像に対して輝度差及び／又は面積が最大となる判定領域候補を最終的に前記判定領域として選択するようにすれば良い。

本発明は、部品向き判定データの作成に必要な複数の向きの部品の画像を取得するために撮像する部品の向きを作業者に指示する指示手段を備え、前記指示手段の指示に従って作業者が撮像位置に部品を指示された向きにセットしてカメラで撮像して、指示された向きの部品の画像を取得するようにしても良い。このようにすれば、部品向き判定データの作成に必要な向きの部品の画像を、部品向き判定データ作成に関する熟練度の低い作業者でも、簡単に取得することができる。

或は、カメラで撮像する部品の向きを作業者が入力する入力手段を備えた構成としても良い。このようにすれば、部品向き判定データの作成に必要な部品の向きのデータが登録されていない新規の部品についても、作業者自身の判断で、撮像位置にセットする部品の向きを決めて、当該部品の向きのデータを入力して、部品向き判定データの作成に必要な向きの部品の画像を撮像して部品向き判定データを作成することができる。

図１は本発明の一実施例における部品向き判定データ作成装置の構成例を示すブロック図である。 図２は部品向き判定データ作成プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。 図３は抵抗部品の部品向き判定データの作成に必要な２つの向きの部品を並べて撮像した画像を示す図である。 図４は抵抗部品の部品向き判定データを作成する差分画像演算処理と部品向き判定データ演算処理を説明する図である。 図５はコンデンサ部品の部品向き判定データの作成に必要な４つの向きの部品を並べて撮像した画像を示す図である。 図６はコンデンサ部品の部品向き判定データを作成する差分画像演算処理と部品向き判定データ演算処理を説明する図である。 図７はＢＧＡ部品の部品向き判定データの作成に必要な４つの向きの部品を並べて撮像した画像を示す図である。 図８はＢＧＡ部品の部品向き判定データを作成する差分画像演算処理と部品向き判定データ演算処理を説明する図である。

以下、本発明を実施するための形態を具体化した一実施例を図面を用いて説明する。
まず、図１に基づいて部品向き判定データ作成装置の構成例を説明する。

部品向き判定データ作成装置は、パーソナルコンピュータ等のコンピュータ１１と、部品向き判定データの作成対象となる部品を撮像してグレースケール画像（濃淡画像）を取得するカメラ１２と、キーボード、マウス、タッチパネル等の入力装置１３（入力手段）と、液晶ディスプレイ、ＣＲＴ等の表示装置１４と、後述する図２の部品向き判定データ作成プログラム等が記憶された記憶装置１５を備えた構成となっている。

コンピュータ１１は、部品実装機の吸着ノズルに吸着した部品の画像処理に使用する画像処理データを作成すると共に、部品の外形の画像認識では部品の向き（表裏、左右等）の判定が困難な部品の向きを判定するための部品向き判定データを作成するために、図２の部品向き判定データ作成プログラムを実行することで、部品画像取得手段による部品画像取得処理（ステップ１０１）、差分画像演算手段による差分画像演算処理（ステップ１０２）、部品向き判定データ演算手段による部品向き判定データ演算処理（ステップ１０３）を実行して部品向き判定データを作成する。この部品向き判定データは、画像処理データに含まれ、部品実装機の吸着ノズルに吸着した部品を画像処理する際に、該部品の画像のうちの部品向き判定データで指定された判定領域の輝度値を判定しきい値と比較して該部品の向きを判定するようにしている。

部品画像取得処理では、カメラ１２に対して部品向き判定データの作成対象となる部品の向きを変えて撮像する処理を繰り返して、部品向き判定データの作成に必要な複数の向きの部品の画像を取得する。

この際、部品を撮像位置にセットする作業は作業者が行うが、部品向き判定データの作成に必要な部品の向きが作業者には分からない可能性があるため、部品向き判定データの作成に必要な複数の向きの部品の画像を取得するために、撮像する部品の向きを作業者に指示する指示機能（指示手段）を搭載し、部品向き判定データの作成に必要な部品の向きのデータが記憶装置１５に登録されている部品を撮像する場合は、撮像する部品の向きを表示装置１４の表示や音声で作業者に指示するようにしている。

また、カメラ１２で撮像する部品の向きを作業者が入力装置１３によって入力可能となっており、部品向き判定データの作成に必要な部品の向きのデータが登録されていない新規の部品を撮像する場合は、作業者自身の判断で、撮像位置にセットする部品の向きを決めて、当該部品の向きのデータを入力して、部品向き判定データの作成に必要な向きの部品の画像を撮像するようにしている。

部品向き判定データの作成対象となる同一の部品を２個以上使用可能な場合は、２個以上の部品を互いに向きを変えて撮像位置に並べてセットして、カメラ１２の視野内に２個以上の部品を収めて撮像して、１回の撮像で向きの異なる２つ以上の部品を並べた画像を取得するようにしても良い。勿論、カメラ１２の視野内に部品を１個のみ収めて、１回の撮像で１つの向きのみを撮像するようにしても良い。

差分画像演算処理では、複数の向きの部品の画像の中から選択した正しい向きの部品の画像と他の向きの部品の画像との差分画像を演算する。この差分画像の詳しい演算方法は、後で３つの例を用いて説明する。

部品向き判定データ演算処理では、差分画像のうちの輝度差が最大又は所定値以上となる領域（つまり正しい向きの部品の画像と他の向きの部品の画像とを明瞭に区別できる領域）を求めて当該領域内に部品の向きを判定する判定領域を指定する位置情報を含む部品向き判定データを演算する。

この場合、撮像条件（例えば、カメラ１２の露光時間や、ライティングパターン、照明の明るさ等の照明条件）が変化すると、差分画像の輝度差の波形も変化するため、差分画像のうちの輝度差の最大値も変化する。輝度差が大きいほど、２つの画像を区別しやすくなるため、部品向き判定データの作成対象となる部品の形状、材質、光沢度等に応じて最適な撮像条件が変化する可能性がある。

そこで、撮像条件を変更して撮像した複数の向きの部品の画像を用いて差分画像を演算して判定領域を求める処理を所定回数繰り返して、全ての撮像条件の中から判定領域の輝度差及び／又は面積が最大となる撮像条件を最適な撮像条件として選び出してその最適な撮像条件の情報を部品向き判定データに含ませるようにしている。

更に、正しい向きの部品の画像の判定領域の輝度値と他の向きの部品の画像の判定領域の輝度値又は差分画像の判定領域の輝度差とに基づいて判定しきい値を例えば下記の式により算出して、その判定しきい値を部品向き判定データに含ませるようにしている。

判定しきい値＝（Ａ＋Ｂ）／２
＝Ａ−Δ／２
Ａ：正しい向きの部品の画像の判定領域の輝度値
Ｂ：他の向きの部品の画像の判定領域の輝度値
Δ：差分画像の判定領域の輝度差（＝Ａ−Ｂ）

ところで、部品向き判定データの作成に必要な部品の向きは、部品の形状等によって異なる。例えば、図３に示すような抵抗部品の場合、偏平な直方体形状で、部品の厚みが薄いため、上下反転（表裏反転）のみを判定すれば良い（水平方向の回転角度は部品の外形の画像認識により判定できる）。しかし、部品の外形の画像認識では上下反転の判定が困難であるため、上下反転を判定するための部品向き判定データを作成する必要がある。この場合は、図３に示すように、正しい向き（正常吸着）の部品の画像と上下反転（裏面吸着）した部品の画像を取得すれば良い。

以下、図３の抵抗部品の部品向き判定データを作成する方法を説明する。この抵抗部品の部品向き判定データは、次の[1-1] 〜[1-7] の処理を経て作成される。
[1-1] 正しい向き（正常吸着）の部品と上下反転（裏面吸着）した部品を撮像位置にセットする。

[1-2] 所定の撮像条件（例えば、カメラ１２の露光時間や、ライティングパターン、照明の明るさ等の照明条件等）に設定して、正しい向き（正常吸着）の部品の画像と上下反転（裏面吸着）した部品の画像をカメラ１２で撮像する。

[1-3] 部品外形データの自動作成処理により部品外形データを自動的に作成する。尚、部品外形データの自動作成処理に代えて、作業者が部品の外形寸法を入力装置１３によって入力するようにしても良い。

[1-4] 正しい向き（正常吸着）の部品の画像を処理して該部品の外形を認識して、該部品の中心位置と回転角度を求めると共に、上下反転（裏面吸着）した部品の画像を処理して該部品の外形を認識して、該部品の中心位置と回転角度を求める。

[1-5] ２つの画像の部品の中心位置と回転角度を合わせて２つの画像の差分画像を演算し（図４参照）、その差分画像のうちの輝度差が最大又は所定値以上となる領域（つまり２つの画像を明瞭に区別できる領域）を求めて当該領域の位置情報を撮像条件と共にＲＡＭ等のメモリに一時記憶する。

[1-6] 上記[1-2] から[1-5] までの工程を一巡する毎に、撮像条件を変更して、上記[1-2] から[1-5] までの処理を所定回数繰り返す。これにより、所定数の撮像条件で、差分画像のうちの輝度差が最大又は所定値以上となる領域を求めて当該領域の位置情報を撮像条件と共にＲＡＭ等のメモリに一時記憶する。

[1-7] 記憶した全ての撮像条件の中から判定領域の輝度差及び／又は面積が最大となる撮像条件を最適な撮像条件として選び出して、最適な撮像条件で求めた差分画像のうちの輝度差が最大又は所定値以上となる領域の中心部分（図形中心又は重心）に部品の向きを判定する判定領域を設定すると共に、最適な撮像条件で求めた正しい向き（正常吸着）の部品の画像の判定領域の輝度値と上下反転（裏面吸着）した部品の画像の判定領域の輝度値又は差分画像の判定領域の輝度差とに基づいて判定しきい値を算出する。このようにして求めた最適な撮像条件と判定領域の位置情報と判定しきい値を、部品の識別情報等と関連付けて部品向き判定データとして記憶装置１５に記憶する。尚、判定領域のサイズ（面積）は、画像認識の位置ずれ誤差を考慮して判定領域を確実に認識できる一定サイズ以上を確保するように設定される。

また、図５に示すようなコンデンサ部品の場合、両端面が正方形の直方体形状で、部品の厚みが厚いため、正しい向き（正常吸着）と、９０°転倒（側面吸着）、１８０°転倒（裏面吸着）、２７０°転倒（側面吸着）の４つの向きを判定する必要がある（水平方向の回転角度は部品の外形の画像認識により判定できる）。しかし、部品の外形の画像認識では上記４つの向きの判定が困難であるため、上記４つの向きを判定するための部品向き判定データを作成する必要がある。この場合は、図５に示すように、正しい向きの部品の画像と、９０°、１８０°、２７０°転倒した部品の画像を取得すれば良い。

以下、図５のコンデンサ部品の部品向き判定データを作成する方法を説明する。このコンデンサ部品の部品向き判定データは、次の[2-1] 〜[2-9] の処理を経て作成される。
[2-1] 正しい向き（正常吸着）の部品、９０°転倒（側面吸着）の部品、１８０°転倒（裏面吸着）の部品、２７０°転倒（側面吸着）の部品を撮像位置にセットする。

[2-2] 所定の撮像条件に設定して、上記４つの向きの部品の画像をカメラ１２で撮像する。

[2-3] 部品外形データの自動作成処理により部品外形データを自動的に作成する。尚、部品外形データの自動作成処理に代えて、作業者が部品の外形寸法を入力装置１３によって入力するようにしても良い。

[2-4] 各向きの部品の画像を処理して各向きの部品の外形を認識して、各向きの部品の中心位置と回転角度を求める。

[2-5] 正しい向き（正常吸着）の部品の画像と９０°転倒（側面吸着）した部品の画像の部品の中心位置と回転角度を合わせて両画像の差分画像を演算し［図６（ａ）参照］、その差分画像のうちの輝度差が最大又は所定値以上となる領域を求めて当該領域の位置情報を撮像条件と共にＲＡＭ等のメモリに一時記憶する。

[2-6] 正しい向き（正常吸着）の部品の画像と１８０°転倒（裏面吸着）した部品の画像の部品の中心位置と回転角度を合わせて両画像の差分画像を演算し［図６（ｃ）参照］、その差分画像のうちの輝度差が最大又は所定値以上となる領域を求めて当該領域の位置情報を撮像条件と共にＲＡＭ等のメモリに一時記憶する。

[2-7] 正しい向き（正常吸着）の部品の画像と２７０°転倒（側面吸着）した部品の画像の部品の中心位置と回転角度を合わせて両画像の差分画像を演算し［図６（ｂ）参照］、その差分画像のうちの輝度差が最大又は所定値以上となる領域を求めて当該領域の位置情報を撮像条件と共にＲＡＭ等のメモリに一時記憶する。

[2-8] 上記[2-2] から[2-7] までの工程を一巡する毎に、撮像条件を変更して、上記[2-2] から[2-7] までの処理を所定回数繰り返す。これにより、所定数の撮像条件で、３つの差分画像のうちの輝度差が最大又は所定値以上となる領域を求めて当該領域の位置情報を撮像条件と共にＲＡＭ等のメモリに一時記憶する。

[2-9] 記憶した全ての撮像条件の中から判定領域の輝度差及び／又は面積が最大となる撮像条件を最適な撮像条件として選び出して、最適な撮像条件で求めた３つの差分画像のうちの輝度差が最大又は所定値以上となる領域の中心部分（図形中心又は重心）に部品の向きを判定する判定領域を設定すると共に、最適な撮像条件で求めた正しい向き（正常吸着）の部品の画像の判定領域の輝度値と他の向きの部品の画像の判定領域の輝度値又は各差分画像の判定領域の輝度差とに基づいて判定しきい値を算出する。このようにして求めた最適な撮像条件と３つの差分画像の判定領域の位置情報と判定しきい値を、部品の識別情報等と関連付けて部品向き判定データとして記憶装置１５に記憶する。尚、判定領域のサイズ（面積）は、画像認識の位置ずれ誤差を考慮して判定領域を確実に認識できる一定サイズ以上を確保するように設定される。

図６（ａ）、（ｂ）に示す２つの差分画像では、それぞれ判定領域が１箇所ずつ設定され、図６（ｃ）に示す差分画像では、輝度差が最大又は所定値以上となる領域が３箇所となるため、その領域の中心部分に設定する判定領域も３箇所となる。これにより、コンデンサ部品の部品向き判定データには、合計５箇所の判定領域が含まれる。最終的な判定領域は、図６（ａ）〜（ｃ）に示す３つの差分画像で求めた判定領域のＯＲ（論理和）となる。

また、図７に示すようなＢＧＡ部品の場合、偏平な正方形状であるため、正しい向き（０°）と、９０°、１８０°、２７０°水平回転した向きを判定すれば良いが、部品の外形の画像認識では上記４つの向きの判定が困難であるため、上記４つの向きを判定するための部品向き判定データを作成する必要がある。この場合は、図７に示すように、正しい向き（０°）の部品の画像と、９０°、１８０°、２７０°水平回転した部品の画像を取得すれば良い。

以下、図７のＢＧＡ部品の部品向き判定データを作成する方法を説明する。このＢＧＡ部品の部品向き判定データは、次の[3-1] 〜[3-9] の処理を経て作成される。

[3-1] 正しい向き（０°）の部品、９０°水平回転した部品、１８０°水平回転した部品、２７０°水平回転した部品を撮像位置にセットする。

[3-2] 所定の撮像条件に設定して、上記４つの向きの部品の画像をカメラ１２で撮像する。

[3-3] 部品外形データの自動作成処理により部品外形データを自動的に作成する。尚、部品外形データの自動作成処理に代えて、作業者が部品の外形寸法を入力装置１３によって入力するようにしても良い。

[3-4] 各向きの部品の画像を処理して各向きの部品の外形を認識して、各向きの部品の中心位置と回転角度を求める。

[3-5] 正しい向き（０°）の部品の画像と９０°水平回転した部品の画像の部品の中心位置と回転角度を合わせて両画像の差分画像を演算し［図８（ａ）参照］、その差分画像のうちの輝度差が最大又は所定値以上となる領域を求めて当該領域の位置情報を撮像条件と共にＲＡＭ等のメモリに一時記憶する。

[3-6] 正しい向き（０°）の部品の画像と１８０°水平回転した部品の画像の部品の中心位置と回転角度を合わせて両画像の差分画像を演算し［図８（ｂ）参照］、その差分画像のうちの輝度差が最大又は所定値以上となる領域を求めて当該領域の位置情報を撮像条件と共にＲＡＭ等のメモリに一時記憶する。

[3-7] 正しい向き（０°）の部品の画像と２７０°水平回転した部品の画像の部品の中心位置と回転角度を合わせて両画像の差分画像を演算し［図８（ｃ）参照］、その差分画像のうちの輝度差が最大又は所定値以上となる領域を求めて当該領域の位置情報を撮像条件と共にＲＡＭ等のメモリに一時記憶する。

[3-8] 上記[3-2] から[3-7] までの工程を一巡する毎に、撮像条件を変更して、上記[3-2] から[3-7] までの処理を所定回数繰り返す。これにより、所定数の撮像条件で、３つの差分画像のうちの輝度差が最大又は所定値以上となる領域を求めて当該領域の位置情報を撮像条件と共にＲＡＭ等のメモリに一時記憶する。

[3-9] 記憶した全ての撮像条件の中から判定領域の輝度差及び／又は面積が最大となる撮像条件を最適な撮像条件として選び出して、最適な撮像条件で求めた３つの差分画像のうちの輝度差が最大又は所定値以上となる領域の中心部分（図形中心又は重心）に判定領域候補を設定し、前記３つの差分画像の全ての前記判定領域候補のＯＲ（論理和）を求め、正しい向き（０°）の部品の画像に対して輝度差及び／又は面積が最大となる判定領域候補を最終的に判定領域として選択する。更に、最適な撮像条件で求めた正しい向き（０°）の部品の画像の判定領域の輝度値と他の向きの部品の画像の判定領域の輝度値又は各差分画像の判定領域の輝度差とに基づいて判定しきい値を算出する。このようにして求めた最適な撮像条件と判定領域の位置情報と判定しきい値を、部品の識別情報等と関連付けて部品向き判定データとして記憶装置１５に記憶する。尚、判定領域のサイズ（面積）は、画像認識の位置ずれ誤差を考慮して判定領域を確実に認識できる一定サイズ以上を確保するように設定される。

図８（ａ）〜（ｃ）に示す３つの差分画像では、それぞれ判定領域候補が２箇所ずつ設定され、３つの差分画像の判定領域候補のＯＲ（論理和）で４箇所の判定領域候補が求められるが、最後の処理で、これら４箇所の判定領域候補の中から正しい向き（０°）の部品の画像に対して輝度差及び／又は面積が最大となる判定領域候補が最終的に判定領域として選択される。

以上説明した本実施例のように、正しい向きの部品の画像と他の向きの部品の画像との差分画像を演算すれば、正しい向きの部品の画像と他の向きの部品の画像との輝度差が最大又は所定値以上となる領域（つまり２つの画像を明瞭に区別できる領域）を差分画像の輝度差の波形から簡単に自動判定することができる。これにより、部品向き判定データ作成に関する熟練度の低い作業者でも、適切な部品向き判定データを簡単に且つ短時間で作成することができると共に、部品向き判定データの精度を向上でき、不良基板の生産を防止できる。

しかも、撮像条件を変更して撮像した複数の向きの部品の画像を用いて差分画像を演算して判定領域を求める処理を繰り返して全ての撮像条件の中から判定領域の輝度差及び／又は面積が最大となる撮像条件を最適な撮像条件として選び出してその最適な撮像条件の情報を部品向き判定データに含ませるようにしたので、部品向き判定データ作成に関する熟練度の低い作業者でも、最適な撮像条件の情報を含む部品向き判定データを簡単に且つ短時間で作成することができる。

更に、正しい向きの部品の画像の判定領域の輝度値と他の向きの部品の画像の判定領域の輝度値又は差分画像の判定領域の輝度差とに基づいて判定しきい値を算出して、その判定しきい値を部品向き判定データに含ませるようにしたので、正しい向きの部品の画像と他の向きの部品の画像とを判別しやすい適切な判定しきい値を含む部品向き判定データを、部品向き判定データ作成に関する熟練度の低い作業者でも、簡単に且つ短時間で作成することができる。

尚、本発明は、部品実装機を使用して部品向き判定データを作成するようにしても良く、この場合には、部品向き判定データの作成対象となる部品を部品実装機の吸着ノズルに吸着して、その部品を下面側から部品実装機の部品認識用のカメラで撮像するようにすれば良い。

その他、本発明は、上記実施例に限定されず、例えば、最適な撮像条件の探索方法や判定しきい値の算出方法を適宜変更しても良い等、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できることは言うまでもない。

１１…コンピュータ（差分画像演算手段，部品向き判定データ演算手段，指示手段）、１２…カメラ、１３…入力装置（入力手段）、１４…表示装置、１５…記憶装置

Claims (10)

1. カメラで撮像した部品の画像のうちの部品向き判定データで指定された判定領域の輝度値を判定しきい値と比較して当該部品の向きを判定する部品向き判定システムで使用する前記部品向き判定データを作成する部品向き判定データ作成装置において、
   前記カメラに対して前記部品向き判定データの作成対象となる部品の向きを変えて撮像した複数の向きの部品の画像を取得して正しい向きの部品の画像と他の向きの部品の画像との差分画像を演算する差分画像演算手段と、
   前記差分画像のうちの輝度差が最大又は所定値以上となる領域を求めて当該領域内に前記判定領域を指定する位置情報を含む前記部品向き判定データを演算する部品向き判定データ演算手段と、
   撮像条件を変更して撮像した前記複数の向きの部品の画像を用いて前記差分画像演算手段により前記差分画像を演算して前記部品向き判定データ演算手段により前記判定領域を求める処理を繰り返して全ての撮像条件の中から前記判定領域の輝度差及び／又は面積が最大となる撮像条件を最適な撮像条件として選び出してその最適な撮像条件の情報を前記部品向き判定データに含ませる最適撮像条件探索手段と
   を備えていることを特徴とする部品向き判定データ作成装置。
2. 前記部品向き判定データ演算手段は、前記正しい向きの部品の画像の判定領域の輝度値と前記他の向きの部品の画像の判定領域の輝度値又は前記差分画像の判定領域の輝度差とに基づいて前記判定しきい値を算出して、その判定しきい値を前記部品向き判定データに含ませることを特徴とする請求項１に記載の部品向き判定データ作成装置。
3. カメラで撮像した部品の画像のうちの部品向き判定データで指定された判定領域の輝度値を判定しきい値と比較して当該部品の向きを判定する部品向き判定システムで使用する前記部品向き判定データを作成する部品向き判定データ作成装置において、
   前記カメラに対して前記部品向き判定データの作成対象となる部品の向きを変えて撮像した複数の向きの部品の画像を取得して正しい向きの部品の画像と他の向きの部品の画像との差分画像を演算する差分画像演算手段と、
   前記差分画像のうちの輝度差が最大又は所定値以上となる領域を求めて当該領域内に前記判定領域を指定する位置情報を含む前記部品向き判定データを演算する部品向き判定データ演算手段と
   を備え、
   部品の外形の画像認識では上下反転の判定が困難な部品の上下反転を判定するための前記部品向き判定データを作成する部品向き判定データ作成装置であって、
   前記差分画像演算手段は、前記正しい向きの部品の画像と上下反転した部品の画像を取得して両画像の差分画像を演算することを特徴とする部品向き判定データ作成装置。
4. カメラで撮像した部品の画像のうちの部品向き判定データで指定された判定領域の輝度値を判定しきい値と比較して当該部品の向きを判定する部品向き判定システムで使用する前記部品向き判定データを作成する部品向き判定データ作成装置において、
   前記カメラに対して前記部品向き判定データの作成対象となる部品の向きを変えて撮像した複数の向きの部品の画像を取得して正しい向きの部品の画像と他の向きの部品の画像との差分画像を演算する差分画像演算手段と、
   前記差分画像のうちの輝度差が最大又は所定値以上となる領域を求めて当該領域内に前記判定領域を指定する位置情報を含む前記部品向き判定データを演算する部品向き判定データ演算手段と
   を備え、
   部品の外形の画像認識では、正しい向きと、９０°、１８０°、２７０°転倒の判定が困難な部品の向きを判定するための前記部品向き判定データを作成する部品向き判定データ作成装置であって、
   前記差分画像演算手段は、前記正しい向きの部品の画像と、９０°、１８０°、２７０°転倒した部品の画像を取得して、前記正しい向きの部品の画像と９０°転倒した部品の画像との差分画像、前記正しい向きの部品の画像と１８０°転倒した部品の画像との差分画像、前記正しい向きの部品の画像と２７０°転倒した部品の画像との差分画像をそれぞれ演算し、
   前記部品向き判定データ演算手段は、前記差分画像演算手段で演算した３つの差分画像について、それぞれ輝度差が最大又は所定値以上となる領域を求めて各領域内に前記判定領域を設定し、前記３つの差分画像の全ての前記判定領域を指定する位置情報を含む前記部品向き判定データを演算することを特徴とする部品向き判定データ作成装置。
5. カメラで撮像した部品の画像のうちの部品向き判定データで指定された判定領域の輝度値を判定しきい値と比較して当該部品の向きを判定する部品向き判定システムで使用する前記部品向き判定データを作成する部品向き判定データ作成装置において、
   前記カメラに対して前記部品向き判定データの作成対象となる部品の向きを変えて撮像した複数の向きの部品の画像を取得して正しい向きの部品の画像と他の向きの部品の画像との差分画像を演算する差分画像演算手段と、
   前記差分画像のうちの輝度差が最大又は所定値以上となる領域を求めて当該領域内に前記判定領域を指定する位置情報を含む前記部品向き判定データを演算する部品向き判定データ演算手段と
   を備え、
   部品の外形の画像認識では、正しい向きと、９０°、１８０°、２７０°水平回転した向きの判定が困難な部品の向きを判定するための前記部品向き判定データを作成する部品向き判定データ作成装置であって、
   前記差分画像演算手段は、前記正しい向きの部品の画像と、９０°、１８０°、２７０°水平回転した部品の画像を取得して、前記正しい向きの部品の画像と９０°水平回転した部品の画像との差分画像、前記正しい向きの部品の画像と１８０°水平回転した部品の画像との差分画像、前記正しい向きの部品の画像と２７０°水平回転した部品の画像との差分画像をそれぞれ演算し、
   前記部品向き判定データ演算手段は、前記差分画像演算手段で演算した３つの差分画像について、それぞれ輝度差が最大又は所定値以上となる領域を求めて各領域内に判定領域候補を設定し、前記３つの差分画像の全ての前記判定領域候補の中から前記正しい向きの部品の画像に対して輝度差及び／又は面積が最大となる判定領域候補を最終的に前記判定領域として選択することを特徴とする部品向き判定データ作成装置。
6. カメラで撮像した部品の画像のうちの部品向き判定データで指定された判定領域の輝度値を判定しきい値と比較して当該部品の向きを判定する部品向き判定システムで使用する前記部品向き判定データを作成する部品向き判定データ作成装置において、
   前記カメラに対して前記部品向き判定データの作成対象となる部品の向きを変えて撮像した複数の向きの部品の画像を取得して正しい向きの部品の画像と他の向きの部品の画像との差分画像を演算する差分画像演算手段と、
   前記差分画像のうちの輝度差が最大又は所定値以上となる領域を求めて当該領域内に前記判定領域を指定する位置情報を含む前記部品向き判定データを演算する部品向き判定データ演算手段と
   を備え、
   前記部品向き判定データの作成に必要な前記複数の向きの部品の画像を取得するために撮像する部品の向きを作業者に指示する指示手段を備え、前記指示手段の指示に従って作業者が撮像位置に部品を指示された向きにセットして前記カメラで撮像して、指示された向きの部品の画像を取得することを特徴とする部品向き判定データ作成装置。
7. 前記カメラで撮像する部品の向きを作業者が入力する入力手段を備えていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の部品向き判定データ作成装置。
8. カメラで撮像した部品の画像のうちの部品向き判定データで指定された判定領域の輝度値を判定しきい値と比較して当該部品の向きを判定する部品向き判定システムで使用する前記部品向き判定データを作成する部品向き判定データ作成方法において、
   前記カメラに対して前記部品向き判定データの作成対象となる部品の向きを変えて撮像する処理を繰り返して前記部品向き判定データの作成に必要な複数の向きの部品の画像を取得する部品画像取得処理と、
   前記複数の向きの部品の画像の中から選択した正しい向きの部品の画像と他の向きの部品の画像との差分画像を演算する差分画像演算処理と、
   前記差分画像のうちの輝度差が最大又は所定値以上となる領域を求めて当該領域内に前記判定領域を指定する位置情報を含む前記部品向き判定データを演算する部品向き判定データ演算処理と
   を含み、
   部品の外形の画像認識では上下反転の判定が困難な部品の上下反転を判定するための前記部品向き判定データを作成する部品向き判定データ作成方法であって、
   前記部品画像取得処理で、前記正しい向きの部品の画像と上下反転した部品の画像を取得し、
   前記差分画像演算処理で、前記正しい向きの部品の画像と上下反転した部品の画像を取得して両画像の差分画像を演算することを特徴とする部品向き判定データ作成方法。
9. カメラで撮像した部品の画像のうちの部品向き判定データで指定された判定領域の輝度値を判定しきい値と比較して当該部品の向きを判定する部品向き判定システムで使用する前記部品向き判定データを作成する部品向き判定データ作成方法において、
   前記カメラに対して前記部品向き判定データの作成対象となる部品の向きを変えて撮像する処理を繰り返して前記部品向き判定データの作成に必要な複数の向きの部品の画像を取得する部品画像取得処理と、
   前記複数の向きの部品の画像の中から選択した正しい向きの部品の画像と他の向きの部品の画像との差分画像を演算する差分画像演算処理と、
   前記差分画像のうちの輝度差が最大又は所定値以上となる領域を求めて当該領域内に前記判定領域を指定する位置情報を含む前記部品向き判定データを演算する部品向き判定データ演算処理と
   を含み、
   部品の外形の画像認識では、正しい向きと、９０°、１８０°、２７０°転倒の判定が困難な部品の向きを判定するための前記部品向き判定データを作成する部品向き判定データ作成方法であって、
   前記部品画像取得処理で、前記正しい向きの部品の画像と、９０°、１８０°、２７０°転倒した部品の画像を取得し、
   前記差分画像演算処理で、前記正しい向きの部品の画像と９０°転倒した部品の画像との差分画像、前記正しい向きの部品の画像と１８０°転倒した部品の画像との差分画像、前記正しい向きの部品の画像と２７０°転倒した部品の画像との差分画像をそれぞれ演算し、
   前記部品向き判定データ演算処理で、前記差分画像演算処理で演算した３つの差分画像について、それぞれ輝度差が最大又は所定値以上となる領域を求めて各領域内に前記判定領域を設定し、前記３つの差分画像の全ての前記判定領域を指定する位置情報を含む前記部品向き判定データを演算することを特徴とする部品向き判定データ作成方法。
10. カメラで撮像した部品の画像のうちの部品向き判定データで指定された判定領域の輝度値を判定しきい値と比較して当該部品の向きを判定する部品向き判定システムで使用する前記部品向き判定データを作成する部品向き判定データ作成方法において、
    前記カメラに対して前記部品向き判定データの作成対象となる部品の向きを変えて撮像する処理を繰り返して前記部品向き判定データの作成に必要な複数の向きの部品の画像を取得する部品画像取得処理と、
    前記複数の向きの部品の画像の中から選択した正しい向きの部品の画像と他の向きの部品の画像との差分画像を演算する差分画像演算処理と、
    前記差分画像のうちの輝度差が最大又は所定値以上となる領域を求めて当該領域内に前記判定領域を指定する位置情報を含む前記部品向き判定データを演算する部品向き判定データ演算処理と
    を含み、
    部品の外形の画像認識では、正しい向きと、９０°、１８０°、２７０°水平回転した向きの判定が困難な部品の向きを判定するための前記部品向き判定データを作成する部品向き判定データ作成方法であって、
    前記部品画像取得処理で、前記正しい向きの部品の画像と、９０°、１８０°、２７０°水平回転した部品の画像を取得し、
    前記差分画像演算処理で、前記正しい向きの部品の画像と９０°水平回転した部品の画像との差分画像、前記正しい向きの部品の画像と１８０°水平回転した部品の画像との差分画像、前記正しい向きの部品の画像と２７０°水平回転した部品の画像との差分画像をそれぞれ演算し、
    前記部品向き判定データ演算処理で、前記差分画像演算処理で演算した３つの差分画像について、それぞれ輝度差が最大又は所定値以上となる領域を求めて各領域内に判定領域候補を設定し、前記３つの差分画像の全ての前記判定領域候補の中から前記正しい向きの部品の画像に対して輝度差及び／又は面積が最大となる判定領域候補を最終的に前記判定領域として選択することを特徴とする部品向き判定データ作成方法。

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