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技術 画像認識装置の調整治具

出願人 ローム株式会社
発明者 高橋昌也
出願日 1998年5月29日 (23年1ヶ月経過) 出願番号 1998-149425
公開日 1999年12月10日 (21年7ヶ月経過) 公開番号 1999-338082
状態 特許登録済
技術分野 光学的手段による材料の調査の特殊な応用 光学要素の取付・調整 写真機器の試験
主要キーワード 取り換え作業 金属製板状 外辺寸法 中央部周縁 調整作業者 基準ゲージ チップ抵抗体 調整基準
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(1999年12月10日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (5)

課題

電子部品の製造工程で使用される画像認識装置調整作業では、各調整項目ごとに専用サンプル及び器具着脱し、確認、調整する作業を繰り返さなければならず、作業が非常に煩雑であった。

解決手段

調整治具金属製板状基板で形成し、同板状基板上面に平面部を配設し、同平面部にレンズ倍率調整基準ゲージと、レンズ焦点調整パターンと、照度調整パターンとを配設し、かつ、前記板状基板の外辺寸法と電子部品、または、集合電子部品基板の外辺寸法とを略同一とする。

概要

背景

従来、電子部品の製造工程においては、生産性向上のため、画像認識装置を用いて製品外観良否判定製品寸法測定、及び製品位置決め等が行われ、自動化された製造ライン構築されている。

このような画像認識装置を用いる際には、画像を読み取るカメラ自体に高度な認識能力が要求されるとともに、同カメラの認識能力を常に一定レベル以上に維持管理しておく必要がある。

そこで、カメラの認識能力の維持管理として、通常、画像認識装置による検査及び測定作業開始前に、カメラのレンズ倍率レンズ焦点照度の3項目について調整及び確認が行われ、さらに、検査及び測定作業途中においても定期的に前記3項目について調整及び確認が行われている。

レンズ倍率の調整は、レンズ倍率調整用サンプルを取り付け、同サンプルをカメラで読み取りモニターに表示された画像をスケール等で測定し、測定差を補正することにより行われている。

レンズ焦点の調整は、レンズ焦点調整用サンプルを取り付け、同サンプルをカメラで読み取り、モニターに表示された画像のピントズレを補正することにより行われている。

照度の調整は、照度計を取り付け、同照度計による測定結果に基づいて補正することによって行われている。

概要

電子部品の製造工程で使用される画像認識装置の調整作業では、各調整項目ごとに専用サンプル及び器具着脱し、確認、調整する作業を繰り返さなければならず、作業が非常に煩雑であった。

調整治具金属製板状基板で形成し、同板状基板上面に平面部を配設し、同平面部にレンズ倍率調整基準ゲージと、レンズ焦点調整パターンと、照度調整パターンとを配設し、かつ、前記板状基板の外辺寸法と電子部品、または、集合電子部品基板の外辺寸法とを略同一とする。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

電子部品(B)の製造工程で使用される画像認識装置調整治具(A)において、金属製板状基板(1)上面に平面部(2)を形成し、同平面部(2)に、基準寸法となる孔部を穿設したレンズ倍率調整基準ゲージ(10)と、直線状の境界部で接した白色部(21)と黒色部(22)からなるレンズ焦点調整パターン(20)と、薄灰色部(31)と濃灰色部(32)とからなる照度調整パターン(30)とを配設し、前記板状基板(1)の外辺寸法を、電子部品(B)または集合電子部品基板の外辺寸法と略同一としたことを特徴とする画像認識装置の調整治具。

技術分野

0001

本発明は、電子部品の製造工程で使用する画像認識装置におけるカメラの調整に用いられる調整治具に関する。

背景技術

0002

従来、電子部品の製造工程においては、生産性向上のため、画像認識装置を用いて製品外観良否判定製品寸法測定、及び製品位置決め等が行われ、自動化された製造ライン構築されている。

0003

このような画像認識装置を用いる際には、画像を読み取るカメラ自体に高度な認識能力が要求されるとともに、同カメラの認識能力を常に一定レベル以上に維持管理しておく必要がある。

0004

そこで、カメラの認識能力の維持管理として、通常、画像認識装置による検査及び測定作業開始前に、カメラのレンズ倍率レンズ焦点照度の3項目について調整及び確認が行われ、さらに、検査及び測定作業途中においても定期的に前記3項目について調整及び確認が行われている。

0005

レンズ倍率の調整は、レンズ倍率調整用サンプルを取り付け、同サンプルをカメラで読み取りモニターに表示された画像をスケール等で測定し、測定差を補正することにより行われている。

0006

レンズ焦点の調整は、レンズ焦点調整用サンプルを取り付け、同サンプルをカメラで読み取り、モニターに表示された画像のピントズレを補正することにより行われている。

0007

照度の調整は、照度計を取り付け、同照度計による測定結果に基づいて補正することによって行われている。

発明が解決しようとする課題

0008

ところが、上記したような調整作業では、各調整項目ごとに専用サンプル及び器具を取り付け、確認及び調整後取り外し、再び別の専用サンプル及び器具を取り付けるといった作業を繰り返さなければならず、作業が非常に煩雑であった。

0009

また特に、レンズ倍率及びレンズ焦点の調整においては、調整の判断を調整作業者主観に頼っているため、調整作業者ごとに調整レベルバラツキが生じ、その結果、製造された製品にも品質上のバラツキが生じるおそれがあった。

0010

さらに、画像認識装置による検査及び測定作業途中に定期的に実施されるカメラの調整作業においては、その実施のため、一度製造ラインを停止させなければならず、非効率的であった。

課題を解決するための手段

0011

本発明は、電子部品の製造工程で使用される画像認識装置の調整治具において、金属製板状基板上面に平面部を形成し、同平面部に、基準寸法となる孔部を穿設したレンズ倍率調整基準ゲージと、直線状の境界部で接した白色部と黒色部からなるレンズ焦点調整パターンと、薄灰色部と濃灰色部とからなる照度調整パターンとを配設し、前記板状基板外辺寸法を、電子部品または集合電子部品基板の外辺寸法と略同一としたことを特徴とする画像認識装置の調整治具を提供せんとするものである。

発明を実施するための最良の形態

0012

本発明では、画像認識装置の調整治具を以下のように構成している。

0013

まず調整治具は金属製の板状基板となっており、同板状基板の外辺形状及び寸法は、画像認識装置にて検査及び測定される電子部品、または、集合電子部品基板と略同一形状及び寸法としている。

0014

ここでいう集合電子部品基板とは、単体の電子部品の基板を複数個縦横に連ねて配設した集合基板のことであり、チップ抵抗体部品等の電子部品の外形寸法の小さい製品における、製造初期段階の製造形態である。

0015

同集合電子部品は最終的に個々の電子部品に分割されるものである。

0016

板状基板の上面には平面部を形成しており、同平面部における板状基板の厚みは、画像認識装置にて検査及び測定される電子部品、または、集合電子部品基板と同一厚みとなるように形成されている。

0017

従って、板状基板の平面部は、その外周の厚みに対して一段低く、または、一段高くして厚みの調整を行っている。

0018

前記平面部には、レンズ倍率調整基準ゲージとなる基準寸法の孔部として、一辺が5mmの正方形の孔部と、一辺が2mmの正方形の孔部が穿設されている。

0019

また、平面部には、レンズ焦点調整パターンとなる白色部と黒色部とが設けられており、同白色部と黒色部は直線状の境界部を形成すべく、それぞれ方形状として、お互いに一辺を接して配設されている。

0020

さらに、平面部には、照度調整パターンとなる薄灰色部と濃灰色部とが設けられており、同薄灰色部と濃灰色部はそれぞれ方形状となっており、お互いに一辺を接して配設されている。

0021

従って、単一の調整治具上にレンズ倍率調整基準ゲージと、レンズ焦点調整パターンと、照度調整パターンとが形成されているので、画像認識装置のカメラの調整作業をする際に、この調整治具を使用することにより、調整用の専用サンプルや器具の取り換え作業を行う必要はない。

0022

さらに、調整治具は、外辺寸法を画像認識装置のカメラによって検査及び測定される電子部品、または、集合電子部品基板の外辺寸法と同一寸法としているので、同電子部品または集合電子部品基板を搬送する搬送装置によって、電子部品または集合電子部品基板の搬送と同様に調整治具を搬送することができる。

0023

従って、調整治具を、搬送装置によって搬送される電子部品、または、集合電子部品基板の先頭に配置することにより、調整治具は搬送装置によって搬送され、電子部品または集合電子部品基板の検査及び測定前に、まず調整治具によるカメラの認識程度の確認及び調整を行った後、すぐに電子部品または集合電子部品基板の検査及び測定作業を開始することができ、作業効率を向上させることができる。

0024

さらに、定期的に実施されるカメラの調整作業においても、調整治具を、搬送装置によって搬送される電子部品、または、集合電子部品基板間に配置することにより、調整治具は搬送装置によって搬送されるとともに、製造ラインの所定の位置に配設した画像認識装置に達すると、カメラの認識程度の確認及び調整を実施することができるので、製造ラインを停止する必要性がなく、生産性を向上することができる。

0025

本発明の実施例を図面を用いて詳説すれば、調整治具Aは金属製の板状基板1により形成されており、図1に示すように、同板状基板1は、外辺形状及び寸法を、画像認識装置により検査および測定される電子部品Bと略同一形状及び寸法としている。

0026

本実施例では、電子部品Bの場合についての説明を行うが、電子部品Bだけでなく、集合電子部品基板(図示せず)等であってもよい。

0027

ここでいう集合電子部品基板とは、単体の電子部品の基板を複数個、縦横に連ねて配設した集合基板のことであり、チップ抵抗体部品等の電子部品外形寸法の小さい製品における、製造初期段階の製造形態のことである。

0028

板状基板1上面には、図2及び3に示すように、所要面積を有する平面部2を凹設して、板状基板1の外周の厚みより一段低くしており、同平面部2での板状基板1の厚みが電子部品Bの厚みと同一となるべく形成されている。

0029

板状基板1に対する平面部2の配設位置は、電子部品Bが画像認識装置のカメラDによって、実際に視認される電子部品Bの部位に対応した板状基板1の部位となるように配設されている。

0030

つまり、画像認識装置が電子部品Bの中央部周縁を視認するならば、板状基板1の平面部2は、板状基板1の中央部周縁に配設される。

0031

さらに、平面部2を板状基板1上面に凹設する理由は、画像認識装置のカメラDのレンズ倍率調整、及びレンズ焦点調整においては、カメラDと電子部品Bとの実際の間隔に合わせた状態で、調整治具Aによる調整を行う必要があるためである。

0032

この時、板状基板1の厚みを、最初から電子部品Bの厚みと略同一にしておいてもよいが、板状基板1の耐久性を考慮した結果、板状基板1の周縁部の厚みは電子部品Bの厚みより厚くしている。

0033

平面部2には、図2または3に示すように、レンズ倍率調整基準ゲージ10と、レンズ焦点調整パターン20と、照度調整パターン30とが形成されている。

0034

レンズ倍率調整基準ゲージ10は、平面部2に穿設された一辺が5mmの正方形の孔部11と、一辺が2mmの正方形の孔部12より構成されている。

0035

レンズ焦点調整パターン20は、同面積の正方形である白色部21と黒色部22とにより構成されており、同白色部21と黒色部22はお互いに一辺を接して配設されることにより、直線状の境界部を形成している。

0036

照度調整パターン30は、同面積の正方形である薄灰色部31と濃灰色部32とにより構成されており、同薄灰色部31と濃灰色部32はお互いに一辺を接して配設されている。

0037

薄灰色部31には色見本サンプルのN-6.5 を使用し、濃灰色部32には色見本サンプルのN-5.5 を使用して、基準色としている。

0038

上記のように構成された調整治具Aは、図1に示すように、電子部品B、または、集合電子部品基板とともに搬送装置Cによって搬送されながら、所要の位置に配設された画像認識装置(図示せず)のカメラDによって視認され、認識画像をモニターEに表示している。

0039

モニターEは画像認識装置の稼動状況確認用であり、実際の製品外観の良否判定、製品寸法測定、及び製品の位置決め判断は、画像認識装置の処理部(図示せず)で行われている。

0040

カメラDはそれぞれ位置決め確認用カメラD1と印刷検査認識用カメラD2である。

0041

各カメラD1,D2の調整作業は次のように行われる。

0042

レンズ倍率の調整では、まず、位置決め確認用カメラD1が、レンズ倍率調整基準ゲージ10の一辺が2mmの正方形の孔部12を視認し、印刷検査認識用カメラD2が、レンズ倍率調整基準ゲージ10の一辺が5mmの正方形の孔部11を視認する。

0043

視認された画像は、画像認識装置の処理部において処理され、それぞれ正方形の開口部の開口幅を5個所測定し、その平均値をとる。

0044

同平均値がそれぞれの基準値である5mm、あるいは、2mmから前後0.05mm以内にあれば、調整不要と判断し、レンズ倍率調整を終了するが、0.05mm以上であれば、それぞれのカメラD1,D2に配設されているレンズを上下させ、再度測定を行い、誤差が0.05mm以内となるまで繰り返すことにより、レンズ倍率の調整が行われる。

0045

次に、レンズ焦点の調整では、まず、各カメラD1,D2がレンズ焦点調整パターン20を視認する。

0046

視認された画像において、画像認識装置の処理部は、レンズ焦点調整パターン20の白色部21を明領域と認識し、黒色部22を暗領域と認識する。

0047

この時、レンズ焦点がずれていると、視認された画像はピンボケ状態となるので、白色部21と黒色部22との境界部にボケが生じ、同境界部近傍はは明領域とも暗領域とも判別できない中間領域となる。

0048

この中間領域の幅自体がレンズ焦点のズレの程度を表している。

0049

従って、視認された画像に微分処理を施すとにより、中間領域の幅を数値として測定することができる。

0050

このようにして測定された微分処理画面での中間領域の幅が、2bit以下となるように、カメラの位置を上下させ、レンズ焦点を調整する。

0051

照度の調整では、まず、各カメラD1,D2が照度調整パターン20を視認する。

0052

視認された正方形の薄灰色部31と濃灰色部32は、画像認識装置の処理部で2値化して認識されることにより、適正照度であれば、薄灰色部31を白色と認識し、濃灰色部32を黒色と認識する。

0053

しかし、照度が不適正であれば、白色と認識されるべき薄灰色部31の領域において、黒色部と認識される個所が生じるとともに、黒色と認識されるべき濃灰色部32の領域において、白色部と認識される個所が生じる。

0054

そこで、2値化された処理画面において、薄灰色部31により白色と認識されている領域と、濃灰色部32により黒色と認識されている領域に、それぞれ一辺が50bitの正方形の測定範囲を設定し、同測定範囲内において白色領域中に生じる黒色部のbit単位面積、及び黒色領域中に生じる白色部のbit単位面積が、それぞれ0bitとなるべく照明を調整する。

0055

従って、適正な照度を設定することができる。

0056

上記のように、単一の調整治具A上にレンズ倍率調整基準ゲージ10と、レンズ焦点調整パターン20と、照度調整パターン30を配設し、画像認識装置によって、各調整を全て数値的に取り扱い、調整することから、調整作業者ごとの調整作業のバラツキをなくすことができ、製品自体の品質のバラツキをおさえることができる。

0057

さらに、すべての調整作業が数値を制御することによりに行われるので、調整作業自体を自動化することができる。

0058

他の実施例として、板状基板1に対する平面部2の配設位置は、実際に画像認識装置のカメラDによって検査及び測定される電子部品Bの検査部位に合わせて、板状基板1の対応する部位に平面部2を配設すべきであるため、図4に示すように、平面部2を板状基板1の中央部以外の部位に配設してもよい。

0059

また、位置決めのみを目的として画像認識装置が使用される場合には、レンズ倍率調整基準ゲージ10として、一辺が2mmの正方形で孔部12のみを穿設し、レンズ焦点調整パターン20と照度調整パターン30とを配設したものを、調整治具Aとして使用してもよく、画像認識装置の使用目的に応じた組み合わせとしてよい。

0060

特に、レンズ倍率調整基準ゲージ10は、印刷検査測定用の一辺が5mmの正方形の孔部11と、位置決め用の2mmの正方形の孔部12としているが、これは電子部品Bに対する基準として採用しているものであり、製品によっては、測定部位の寸法に合わせた別の寸法の孔部を穿設し、画像認識装置による画像処理での基準距離として設定してもよい。

0061

また、画像処理の設定方法によっては、正方形の孔部ではなく、例えば、一辺が5mmであり、他辺が2mmである方形状の孔部による基準ゲージを用いてもよい。

0062

さらに、レンズ焦点調整パターン20は、同面積の正方形である白色部21と黒色部22とにより構成されているが、正方形に限るものではなく、白色部21と黒色部22とが、お互いに直線的な一辺で接したパターンとなっていればよい。

0063

またさらに、照度調整パターン30は、同面積の正方形である薄灰色部31と濃灰色部32とにより構成されているが、正方形に限るものではなく、画像認識装置の2値化処理された処理画面において、それぞれ設定されている一辺が50bitの正方形である測定範囲が、薄灰色部31の白色領域と濃灰色部32の黒色領域とにそれぞれ重なっていればよい。

0064

レンズ倍率調整基準ゲージ10と、レンズ焦点調整パターン20と、照度調整パターン30との平面部2に対する配設位置には、配設規則はなく、画像認識装置の調整方法に依存するものであり、それぞれを適宜配設してよい。

発明の効果

0065

本発明によれば、電子部品の製造工程で使用される画像認識装置の調整治具において、金属製板状基板上面に平面部を配設し、同平面部に基準寸法となる孔部を穿設したレンズ倍率調整基準ゲージと、直線状の境界部で接した白色部と黒色部からなるレンズ焦点調整パターンと、薄灰色部と濃灰色部とからなる照度調整パターンとを配設したことにより、画像認識装置のカメラを調整する際に、専用調整サンプル及び器具の交換作業をする必要がなく、調整作業の作業性を向上させることができる。

0066

さらに、各調整項目を数値的に認識し、調整することができるため、調整者ごとの調整バラツキを防止することができるとともに、調整作業を自動化することができるため、いかなる時も均一に調整されており、製品の品質バラツキを抑制することができる。

0067

また、調整治具における板状基板の外辺寸法を、電子部品または集合電子部品基板の外辺寸法を略同一としたことによって、調整治具を電子部品または集合電子部品基板の搬送装置によって搬送することができる。

0068

従って、画像認識装置の調整作業を行う際には、調整治具を搬送装置に設置して、搬送装置によって搬送し、調整治具が画像認識装置の位置に達すると、調整作業を自動的に実行することにより、調整作業をより効率的に行うことができる。

図面の簡単な説明

0069

図1本発明の調整治具の使用状況説明図である。
図2本発明に係る調整治具の平面図である。
図3本発明に係る調整治具の断面図である。
図4他の実施例の平面図である。

--

0070

A調整治具
B電子部品
1板状基板
2平面部
10レンズ倍率調整基準ゲージ
11 孔部
12 孔部
20レンズ焦点調整パターン
21 白色部
22黒色部
30照度調整パターン
31薄灰色部
32 濃灰色部

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