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公開番号2024049959
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-10
出願番号2022156495
出願日2022-09-29
発明の名称位置計測システム及び照明条件好適化システム
出願人オムロン株式会社
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類G01B 11/00 20060101AFI20240403BHJP(測定;試験)
要約【課題】撮像装置とワークとの間の位置関係が変動しても形態要素のワークに対する相対位置の計測値の変動を小さくする。
【解決手段】ワーク及びワークに備えられた立体の形態要素を対象として、形態要素のワークに対する相対位置を計測する位置計測システムであって、ワークを撮像する撮像装置と、撮像装置が撮像するための光源として使用され、ワークに対する照明条件を変化させることができる照明装置と、ワークの画像を用いて相対位置を求める画像処理部と、ワークの画像の撮像時における撮像装置とワークとの間の位置関係の変動に起因して生じる画像処理部によって求められた相対位置の変動が小さくなる、照明装置の好適照明条件を特定する照明条件特定部と、好適照明条件のもとで撮像装置にワークを撮像させ、撮像されたワークの画像を用いて画像処理部に相対位置を求めさせる計測制御部とを備える。
【選択図】図6
特許請求の範囲【請求項１】
ワーク及び前記ワークに備えられた立体の形態要素を対象として、前記形態要素の前記ワークに対する相対位置を計測する位置計測システムであって、
前記ワークを撮像する撮像装置と、
前記撮像装置が撮像するための光源として使用され、前記ワークに対する照明条件を変化させることができる照明装置と、
前記ワークの画像を用いて前記相対位置を求める画像処理部と、
前記ワークの画像の撮像時における前記撮像装置と前記ワークとの間の位置関係の変動に起因して生じる前記画像処理部によって求められた前記相対位置の変動が小さくなる、前記照明装置の好適照明条件を特定する照明条件特定部と、
前記好適照明条件のもとで前記撮像装置に前記ワークを撮像させ、撮像された前記ワークの画像を用いて前記画像処理部に前記相対位置を求めさせる計測制御部と
を備えた、位置計測システム。
続きを表示（約 1,600 文字）【請求項２】
前記形態要素は、１次元の形態要素であり、
前記画像処理部は、探索線と前記１次元の形態要素との交点を前記形態要素の位置として前記相対位置を求める、
請求項１に記載の位置計測システム。
【請求項３】
前記形態要素は、２次元の形態要素であり、
前記画像処理部は、探索領域内で特定された前記２次元の形態要素の代表位置を前記形態要素の位置として前記相対位置を求める、
請求項１に記載の位置計測システム。
【請求項４】
前記形態要素は、複数の１次元の形態要素であり、
前記画像処理部は、複数の探索線のうちの１の探索線と前記複数の１次元の形態要素のうちの１の形態要素との交点の位置を、前記１の探索線と前記１の形態要素との複数の組について求め、求めた複数の交点の位置に基づいて求めた代表位置を前記複数の１次元の形態要素の位置として前記相対位置を求める、
請求項１に記載の位置計測システム。
【請求項５】
前記照明条件特定部が特定する好適照明条件は、前記好適照明条件の特定に用いる画像が複数の前記ワークについての画像であり、かつ、１の前記ワークについて前記撮像装置と前記ワークとの間の前記位置関係が互いに異なる複数の画像を含み、さらに、それぞれの前記ワークについて前記相対位置の真値とみなす値が利用可能とされている場合に、それぞれの前記ワークについての前記真値とみなす値からの前記相対位置の変動の、前記複数のワークについての合計が小さくなる照明条件である、
請求項１に記載の位置計測システム。
【請求項６】
前記照明条件特定部が特定する好適照明条件は、前記好適照明条件の特定に用いる画像が複数の前記ワークについての画像であり、かつ、１の前記ワークについて前記撮像装置と前記ワークとの間の前記位置関係が互いに異なる複数の画像を含む場合に、それぞれの前記ワークについての前記相対位置の変動の、前記複数のワークについての合計が小さくなる照明条件である、
請求項１に記載の位置計測システム。
【請求項７】
前記照明条件特定部は、前記ワークに複数の前記立体の形態要素が備えられる場合において、前記立体の形態要素毎に前記好適照明条件を特定し、
前記画像処理部は、前記ワークに備えられた前記複数の立体の形態要素毎に、処理の対象とする前記立体形態要素に対応する前記好適照明条件のもとで撮像された前記ワークの画像を用いて前記相対位置を求める、
請求項１に記載の位置計測システム。
【請求項８】
さらに、複数の照明条件のもとで撮像された前記ワークの画像に基づいて、撮像に用いられた照明条件とは異なる照明条件のもとで撮像された場合に得られるはずの前記ワークの仮想画像を生成する仮想画像生成部を備え、
前記画像処理部は、前記ワークの画像が前記仮想画像である場合にも前記相対位置を求め、
前記照明条件特定部は、前記仮想画像について、又は撮像された前記ワークの画像及び前記仮想画像について求められた前記相対位置の変動が小さくなる、前記好適照明条件を特定する、
請求項１から７のいずれか１項に記載の位置計測システム。
【請求項９】
さらに、前記画像処理部によって求められた前記相対位置の、基準位置からのずれ量を求め、前記ずれ量に基づいて前記相対位置の良否を判定する判定部を備えた、請求項８に記載の位置計測システム。
【請求項１０】
さらに、前記画像処理部によって求められた前記相対位置の、基準位置からのずれ量を求め、前記ずれ量に基づいて前記相対位置の良否を判定する判定部を備えた、請求項１から７のいずれか１項に記載の位置計測システム。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、位置計測システム及び照明条件好適化システムに関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤ素子を基板に実装する場合、ＬＥＤから出射される光を受けるレンズとの間の位置精度を確保するため、ＬＥＤ素子は基板上の正しい位置に実装される必要がある。そこで、ＬＥＤ実装位置の検査が行われる。
【０００３】
特許文献１には、ＬＥＤ素子が実装済みの基板を保持したキャリアを光学認識することにより、キャリアに形成された代表マークの位置およびキャリアにおいてＬＥＤ素子が基板に実装された実装位置を検出し、実装位置の代表マークに対する相対位置を求めることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１４－１７９１８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、ＬＥＤ素子のような丸みを帯びた立体物については、撮像のために立体物に照射される光の方向が変動すると立体物表面の陰影の状態が変化するため、位置の計測値の変動が発生する場合がある。基板をコンベアで搬送しながら撮像するような状況においては、撮像時の撮像装置及び照明装置と基板との間の位置関係にばらつきが生じ、基板上の立体物に照射される光の方向も変動することとなるため、位置の計測値の変動が生じうる。
特許文献１に記載されるような従来の方法では、撮像時の撮像装置及び照明装置と基板との間の位置関係にばらつきが生じないことが前提とされていたため、上記の計測値の変動が生じうることが認識されていなかった。
【０００６】
本発明は、基板のようなワークに備えられたＬＥＤ素子のような立体の形態要素のワークに対する相対位置を計測するに際し、撮像装置とワークとの間の位置関係が変動しても形態要素のワークに対する相対位置の計測値の変動を小さくできるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一実施形態に係る位置計測システムは、ワーク及び前記ワークに備えられた立体の形態要素を対象として、前記形態要素の前記ワークに対する相対位置を計測する位置計測システムであって、前記ワークを撮像する撮像装置と、前記撮像装置が撮像するための光源として使用され、前記ワークに対する照明条件を変化させることができる照明装置と、前記ワークの画像を用いて前記相対位置を求める画像処理部と、前記ワークの画像の撮像時における前記撮像装置と前記ワークとの間の位置関係の変動に起因して生じる前記画像処理部によって求められた前記相対位置の変動が小さくなる、前記照明装置の好適照明条件を特定する照明条件特定部と、前記好適照明条件のもとで前記撮像装置に前記ワークを撮像させ、撮像された前記ワークの画像を用いて前記画像処理部に前記相対位置を求めさせる計測制御部とを備えたものである。
【０００８】
上記構成によれば、ワークに備えられた立体の形態要素のワークに対する相対位置を計測するに際して、撮像装置とワークとの間の位置関係が変動しても形態要素のワークに対する相対位置の計測値の変動を小さくすることができる。
【０００９】
また、前記形態要素は、１次元の形態要素であり、前記画像処理部は、探索線と前記１次元の形態要素との交点を前記形態要素の位置として前記相対位置を求めるようにしてもよい。
【００１０】
また、前記形態要素は、２次元の形態要素であり、前記画像処理部は、探索領域内で特定された前記２次元の形態要素の代表位置を前記形態要素の位置として前記相対位置を求めるようにしてもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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