JPH0528247A - 自動焦点拡大装置およびその合焦位置決定方法 - Google Patents
自動焦点拡大装置およびその合焦位置決定方法Info
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- JPH0528247A JPH0528247A JP3179187A JP17918791A JPH0528247A JP H0528247 A JPH0528247 A JP H0528247A JP 3179187 A JP3179187 A JP 3179187A JP 17918791 A JP17918791 A JP 17918791A JP H0528247 A JPH0528247 A JP H0528247A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 自動焦点機構が持っている引き込み範囲を実
質上拡大し、引き込み範囲外にある被認識物に対する合
焦を可能とする自動焦点拡大装置およびその合焦位置決
定方法を提供する。 【構成】 被認識物に対する自動焦点機構を備えた外観
検査装置の画像認識装置であって、結像レンズ１、ハー
フミラー２、画像認識部３、自動焦点部４、ＸＹＺテー
ブル５、テーブル制御部６およびコンピュータ７から構
成されている。そして、プリント基板８が自動焦点部４
の自動焦点範囲外に存在する場合に、ＸＹＺテーブル５
を通じてプリント基板８が自動焦点範囲内に移動され、
自動焦点部４による合焦時に画像認識部３による画像認
識によってプリント基板８の外観検査が行われる。
質上拡大し、引き込み範囲外にある被認識物に対する合
焦を可能とする自動焦点拡大装置およびその合焦位置決
定方法を提供する。 【構成】 被認識物に対する自動焦点機構を備えた外観
検査装置の画像認識装置であって、結像レンズ１、ハー
フミラー２、画像認識部３、自動焦点部４、ＸＹＺテー
ブル５、テーブル制御部６およびコンピュータ７から構
成されている。そして、プリント基板８が自動焦点部４
の自動焦点範囲外に存在する場合に、ＸＹＺテーブル５
を通じてプリント基板８が自動焦点範囲内に移動され、
自動焦点部４による合焦時に画像認識部３による画像認
識によってプリント基板８の外観検査が行われる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、自動焦点拡大装置に関
し、特に外観検査装置などの画像認識装置に備えられる
自動焦点機構において、この焦点合わせ機能の実質的な
拡大が可能とされる自動焦点拡大装置およびその合焦位
置決定方法に適用して有効な技術に関する。
し、特に外観検査装置などの画像認識装置に備えられる
自動焦点機構において、この焦点合わせ機能の実質的な
拡大が可能とされる自動焦点拡大装置およびその合焦位
置決定方法に適用して有効な技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、自動焦点機構を備えた画像認識装
置などにおいては、たとえば自動焦点機構の機能的な能
力範囲内でのみ焦点合わせが行われ、このために外観検
査装置などのように微細な焦点合わせを必要とする場合
には、自動焦点の引き込み範囲、すなわち画像認識セン
サの認識可能範囲が小さく設計されている。
置などにおいては、たとえば自動焦点機構の機能的な能
力範囲内でのみ焦点合わせが行われ、このために外観検
査装置などのように微細な焦点合わせを必要とする場合
には、自動焦点の引き込み範囲、すなわち画像認識セン
サの認識可能範囲が小さく設計されている。
【０００３】一方、被認識物がそりなどで歪が生じたり
する場合には、自動焦点引き込み範囲を越えた自動焦点
合わせが必要となるために、作業者による焦点合わせが
可能となるように自動焦点機能が実質上半自動に切り換
えて使用されている。
する場合には、自動焦点引き込み範囲を越えた自動焦点
合わせが必要となるために、作業者による焦点合わせが
可能となるように自動焦点機能が実質上半自動に切り換
えて使用されている。
【０００４】なお、これに類似する技術としては、たと
えば特開昭６３−１０１８１１号公報に記載される電子
カメラの自動焦点調節装置が挙げられ、この自動焦点機
能においては装置単体の引き込み範囲内でのみ合焦可能
であり、これを外れた位置では合焦不可能となってい
る。
えば特開昭６３−１０１８１１号公報に記載される電子
カメラの自動焦点調節装置が挙げられ、この自動焦点機
能においては装置単体の引き込み範囲内でのみ合焦可能
であり、これを外れた位置では合焦不可能となってい
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、前記のよう
な従来技術においては、自動焦点機構でのみ焦点合わせ
を行うために、合焦点が自動焦点機構の引き込み範囲内
にある時には自動焦点が実行でき、画像処理が可能であ
るものの、被認識物が引き込み範囲外となった場合には
画像認識が不可能になるという問題がある。
な従来技術においては、自動焦点機構でのみ焦点合わせ
を行うために、合焦点が自動焦点機構の引き込み範囲内
にある時には自動焦点が実行でき、画像処理が可能であ
るものの、被認識物が引き込み範囲外となった場合には
画像認識が不可能になるという問題がある。
【０００６】従って、従来の自動焦点機構を備えた装置
においては、自動焦点機構の引き込み範囲を越えた場合
の焦点合わせに時間を必要とすると同時に、正確に安定
した合焦が難しいという問題がある。
においては、自動焦点機構の引き込み範囲を越えた場合
の焦点合わせに時間を必要とすると同時に、正確に安定
した合焦が難しいという問題がある。
【０００７】そこで、本発明の目的は、自動焦点機構が
持っている引き込み範囲を見かけ上拡大し、引き込み範
囲外にある被認識物に対しても合焦を可能とすることが
できる自動焦点拡大装置およびその合焦位置決定方法を
提供することにある。
持っている引き込み範囲を見かけ上拡大し、引き込み範
囲外にある被認識物に対しても合焦を可能とすることが
できる自動焦点拡大装置およびその合焦位置決定方法を
提供することにある。
【０００８】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
下記のとおりである。
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
下記のとおりである。
【００１０】すなわち、本発明の自動焦点拡大装置は、
被認識物に対する焦点合わせを行う自動焦点機構を備え
た画像認識装置の自動焦点拡大装置であって、被認識物
が自動焦点機構の自動焦点範囲外に存在する際、自動焦
点機構または被認識物を、この自動認識機構の自動焦点
範囲内に移動させる移動手段を備えるものである。
被認識物に対する焦点合わせを行う自動焦点機構を備え
た画像認識装置の自動焦点拡大装置であって、被認識物
が自動焦点機構の自動焦点範囲外に存在する際、自動焦
点機構または被認識物を、この自動認識機構の自動焦点
範囲内に移動させる移動手段を備えるものである。
【００１１】この場合に、前記移動手段により自動焦点
機構または被認識物を移動させる際、前回までの画像認
識時の合焦位置を記憶しておき、この合焦位置の変化傾
向に基づいて今回の合焦位置を推定する推定機能を備え
るようにしたものである。
機構または被認識物を移動させる際、前回までの画像認
識時の合焦位置を記憶しておき、この合焦位置の変化傾
向に基づいて今回の合焦位置を推定する推定機能を備え
るようにしたものである。
【００１２】さらに、前記推定機能による推定された合
焦位置への移動後、合焦不可能な時に改めて合焦位置を
自動検索する検索機能を備えるようにしたものである。
焦位置への移動後、合焦不可能な時に改めて合焦位置を
自動検索する検索機能を備えるようにしたものである。
【００１３】また、本発明の自動焦点拡大装置の合焦位
置決定方法は、被認識物が自動焦点範囲外に存在する
際、前回までの画像認識時の合焦位置を記憶しておき、
この合焦位置の変化傾向に基づいて今回の合焦位置を推
定するものである。
置決定方法は、被認識物が自動焦点範囲外に存在する
際、前回までの画像認識時の合焦位置を記憶しておき、
この合焦位置の変化傾向に基づいて今回の合焦位置を推
定するものである。
【００１４】さらに、前記推定された合焦位置において
合焦不可能な時に、所定の設定範囲までこの推定された
合焦位置から被認識物に対して近方および遠方に交互に
合焦位置の検索を行い、所定の設定範囲を越えた場合に
近方または遠方の一方向へ連続的に検索した後に他方向
へ連続的に合焦位置の検索を行うものである。
合焦不可能な時に、所定の設定範囲までこの推定された
合焦位置から被認識物に対して近方および遠方に交互に
合焦位置の検索を行い、所定の設定範囲を越えた場合に
近方または遠方の一方向へ連続的に検索した後に他方向
へ連続的に合焦位置の検索を行うものである。
【００１５】
【作用】前記した自動焦点拡大装置およびその合焦位置
決定方法によれば、自動焦点機構または被認識物の移動
手段を備えることにより、自動焦点機構が本来持ってい
る自動焦点機能のままで焦点能力を向上させることがで
きる。これにより、自動焦点機構を変更することなく、
その性能を実質上拡大することができる。
決定方法によれば、自動焦点機構または被認識物の移動
手段を備えることにより、自動焦点機構が本来持ってい
る自動焦点機能のままで焦点能力を向上させることがで
きる。これにより、自動焦点機構を変更することなく、
その性能を実質上拡大することができる。
【００１６】また、合焦位置を推定する推定機能を備え
ることにより、次の合焦位置を素早く見つけ出すことが
できる。これにより、自動焦点引き込み範囲外となる可
能性を低く押さえ、効率のよい合焦位置の決定が可能と
なる。
ることにより、次の合焦位置を素早く見つけ出すことが
できる。これにより、自動焦点引き込み範囲外となる可
能性を低く押さえ、効率のよい合焦位置の決定が可能と
なる。
【００１７】さらに、合焦位置を自動検索する検索機能
を備えることにより、今回の合焦位置が前合焦位置と大
きく異なる場合においても、効率よく合焦位置を見つけ
出すことができる。これにより、自動焦点引き込み範囲
外の場合の延べ検索回数を減少させ、合焦位置の検索効
率の向上が可能となる。
を備えることにより、今回の合焦位置が前合焦位置と大
きく異なる場合においても、効率よく合焦位置を見つけ
出すことができる。これにより、自動焦点引き込み範囲
外の場合の延べ検索回数を減少させ、合焦位置の検索効
率の向上が可能となる。
【００１８】
【実施例１】図１は本発明の自動焦点拡大装置およびそ
の合焦位置決定方法の一実施例である画像認識装置を示
す概略構成図、図２は本実施例の画像認識装置に用いら
れる被認識物のＹ軸座標に対する合焦高さを示す説明
図、図３は本実施例において、図２における被認識物の
Ｙ軸座標に対する合焦高さを詳細に示す説明図、図４お
よび図５は本実施例における合焦位置検索において、そ
の検索回数に対する合焦高さを示す説明図である。
の合焦位置決定方法の一実施例である画像認識装置を示
す概略構成図、図２は本実施例の画像認識装置に用いら
れる被認識物のＹ軸座標に対する合焦高さを示す説明
図、図３は本実施例において、図２における被認識物の
Ｙ軸座標に対する合焦高さを詳細に示す説明図、図４お
よび図５は本実施例における合焦位置検索において、そ
の検索回数に対する合焦高さを示す説明図である。
【００１９】まず、図１により本実施例の画像認識装置
の構成を説明する。
の構成を説明する。
【００２０】本実施例の画像認識装置は、たとえば被認
識物に対する自動焦点機構を備えた外観検査装置の画像
認識装置とされ、結像レンズ１、ハーフミラー２、画像
認識部３、自動焦点部（自動焦点機構）４、ＸＹＺテー
ブル（移動手段）５、テーブル制御部６およびコンピュ
ータ７から構成されている。そして、画像認識部３と自
動焦点部４とが同軸上に同一光学系とされ、自動焦点部
４による合焦時に画像認識部３によってプリント基板
（被認識物）８の外観検査が行われている。
識物に対する自動焦点機構を備えた外観検査装置の画像
認識装置とされ、結像レンズ１、ハーフミラー２、画像
認識部３、自動焦点部（自動焦点機構）４、ＸＹＺテー
ブル（移動手段）５、テーブル制御部６およびコンピュ
ータ７から構成されている。そして、画像認識部３と自
動焦点部４とが同軸上に同一光学系とされ、自動焦点部
４による合焦時に画像認識部３によってプリント基板
（被認識物）８の外観検査が行われている。
【００２１】すなわち、プリント基板８の上方に結像レ
ンズ１が設置され、さらにその上方にハーフミラー２が
４５度の角度で設けられている。そして、画像認識部３
がハーフミラー２の上方に設けられ、かつ自動焦点部４
がハーフミラー２に対して４５度の角度で設置されてい
る。
ンズ１が設置され、さらにその上方にハーフミラー２が
４５度の角度で設けられている。そして、画像認識部３
がハーフミラー２の上方に設けられ、かつ自動焦点部４
がハーフミラー２に対して４５度の角度で設置されてい
る。
【００２２】さらに、ＸＹＺテーブル５に載置されたプ
リント基板８は、自動焦点部４に対応して制御されるテ
ーブル制御部６によって駆動され、そしてこれらの画像
認識部３、自動焦点部４およびテーブル制御部６がコン
ピュータ７によって総括的に制御されている。
リント基板８は、自動焦点部４に対応して制御されるテ
ーブル制御部６によって駆動され、そしてこれらの画像
認識部３、自動焦点部４およびテーブル制御部６がコン
ピュータ７によって総括的に制御されている。
【００２３】また、コンピュータ７には、前回までの画
像認識時の合焦位置を記憶しておき、この合焦位置の変
化傾向に基づいて今回の合焦位置を推定する推定機能
と、この推定された合焦位置で合焦不可能な時に改めて
合焦位置を自動検索する検索機能とを備えた合焦位置決
定プログラム（図示せず）が格納されている。
像認識時の合焦位置を記憶しておき、この合焦位置の変
化傾向に基づいて今回の合焦位置を推定する推定機能
と、この推定された合焦位置で合焦不可能な時に改めて
合焦位置を自動検索する検索機能とを備えた合焦位置決
定プログラム（図示せず）が格納されている。
【００２４】次に、本実施例の作用について、図２に示
すようなプリント基板８の外観検査をＹ軸方向に沿って
行う場合について説明する。
すようなプリント基板８の外観検査をＹ軸方向に沿って
行う場合について説明する。
【００２５】すなわち、プリント基板８は、その表面が
図２のようになだらかにうねっているＹa 点を経てその
頂点Ｙb まで緩やかに高くなり、さらに緩やかに下降す
るなだらかな面より急激に変化するＹc 点より構成さ
れ、この各点の合焦高さがそれぞれＺa ，Ｚb ，Ｚc と
されるものである。
図２のようになだらかにうねっているＹa 点を経てその
頂点Ｙb まで緩やかに高くなり、さらに緩やかに下降す
るなだらかな面より急激に変化するＹc 点より構成さ
れ、この各点の合焦高さがそれぞれＺa ，Ｚb ，Ｚc と
されるものである。
【００２６】始めに、プリント基板８の合焦位置が自動
焦点部４の引き込み範囲内にある場合の動作を説明す
る。
焦点部４の引き込み範囲内にある場合の動作を説明す
る。
【００２７】まず、プリント基板８を、結像レンズ１を
通してハーフミラー２で画像認識部３と自動焦点部４と
に像を分ける。このうち、自動焦点部４に入力された像
が引き込み範囲内にある場合、自動焦点部４がテーブル
制御部６に対し調整分のＺ軸移動量を送付して合焦さ
せ、コンピュータ７に合焦完了の信号を送付する。
通してハーフミラー２で画像認識部３と自動焦点部４と
に像を分ける。このうち、自動焦点部４に入力された像
が引き込み範囲内にある場合、自動焦点部４がテーブル
制御部６に対し調整分のＺ軸移動量を送付して合焦さ
せ、コンピュータ７に合焦完了の信号を送付する。
【００２８】そして、コンピュータ７は画像認識部３に
対して画像認識処理の開始を指示すると同時に、その合
焦高さを記憶する。その後、コンピュータ７が画像認識
部３より認識処理の終了を受けると、コンピュータ７は
次認識位置の合焦高さを算出する。
対して画像認識処理の開始を指示すると同時に、その合
焦高さを記憶する。その後、コンピュータ７が画像認識
部３より認識処理の終了を受けると、コンピュータ７は
次認識位置の合焦高さを算出する。
【００２９】この場合に、たとえば図３に示すように、
図２におけるＹa 点について自動焦点を行い、画像認識
を行おうとした場合、前画像認識時のＹ軸座標Ｙa-1 ，
Ｙa- 2 ，Ｙa-3 ，Ｙa-4 についてのそれぞれの合焦高さ
Ｚa-1 ，Ｚa-2 ，Ｚa-3 ，Ｚa-4 をメモリ上に格納して
おき、これらのサンプリングポイントより最もよく合う
ｎ次の多項式を作成する。
図２におけるＹa 点について自動焦点を行い、画像認識
を行おうとした場合、前画像認識時のＹ軸座標Ｙa-1 ，
Ｙa- 2 ，Ｙa-3 ，Ｙa-4 についてのそれぞれの合焦高さ
Ｚa-1 ，Ｚa-2 ，Ｚa-3 ，Ｚa-4 をメモリ上に格納して
おき、これらのサンプリングポイントより最もよく合う
ｎ次の多項式を作成する。
【００３０】たとえば、一例として３次の多項式（Ｚ＝
ａＹ3 ＋ｂＹ2 ＋ｃＹ＋ｄ・・(1))を使用し、今回、自
動焦点を行おうとしているＹ軸座標をＹa 点、前画像認
識時のＹ座標とこれに対応する合焦高さの値がそれぞれ
表１のように示される場合について説明する。
ａＹ3 ＋ｂＹ2 ＋ｃＹ＋ｄ・・(1))を使用し、今回、自
動焦点を行おうとしているＹ軸座標をＹa 点、前画像認
識時のＹ座標とこれに対応する合焦高さの値がそれぞれ
表１のように示される場合について説明する。
【００３１】
【表１】
【００３２】まず、３次の多項式(1) に各点の値を代入
すると、 ２２５＝ ａ＋ ｂ＋ ｃ＋ｄ・・・(2) ６６３＝ ２７ａ＋ ９ｂ＋３ｃ＋ｄ・・・(3) １０４５＝１２５ａ＋２５ｂ＋５ｃ＋ｄ・・・(4) １３２３＝３４３ａ＋４９ｂ＋７ｃ＋ｄ・・・(5) さらに、式(2) 〜(5) の連立式より各解を求めると、 ａ＝−１，ｂ＝２，ｃ＝２２４，ｄ＝０ そして、求められた解を３次の多項式に代入して得られ
る一般式は、 Ｚ＝−Ｙ3 ＋２Ｙ2 ＋２２４Ｙ・・・(6) この一般式(6) にＹ＝９を代入することによって、Ｚ＝
１４４９を求めることができ、これによってＹa 点での
推定合焦座標Ｚa を推定することができる。
すると、 ２２５＝ ａ＋ ｂ＋ ｃ＋ｄ・・・(2) ６６３＝ ２７ａ＋ ９ｂ＋３ｃ＋ｄ・・・(3) １０４５＝１２５ａ＋２５ｂ＋５ｃ＋ｄ・・・(4) １３２３＝３４３ａ＋４９ｂ＋７ｃ＋ｄ・・・(5) さらに、式(2) 〜(5) の連立式より各解を求めると、 ａ＝−１，ｂ＝２，ｃ＝２２４，ｄ＝０ そして、求められた解を３次の多項式に代入して得られ
る一般式は、 Ｚ＝−Ｙ3 ＋２Ｙ2 ＋２２４Ｙ・・・(6) この一般式(6) にＹ＝９を代入することによって、Ｚ＝
１４４９を求めることができ、これによってＹa 点での
推定合焦座標Ｚa を推定することができる。
【００３３】以上のように、Ｙa 点での推定合焦高さＺ
a を算出し、Ｙa 点移動時にはＺa にＺ軸を合わせて移
動させ、自動焦点部４により合焦を行った後に画像認識
部３によって画像認識を実施する。また、自動焦点実施
時に求められた合焦高さＺa ′はＺa としてメモリ上に
格納し、次検出点Ｙa+1 への移動時のサンプリングポイ
ントとする。
a を算出し、Ｙa 点移動時にはＺa にＺ軸を合わせて移
動させ、自動焦点部４により合焦を行った後に画像認識
部３によって画像認識を実施する。また、自動焦点実施
時に求められた合焦高さＺa ′はＺa としてメモリ上に
格納し、次検出点Ｙa+1 への移動時のサンプリングポイ
ントとする。
【００３４】すなわち、算出された次の合焦位置へ移動
するようにテーブル制御部６に指示し、テーブル制御部
６はＸＹＺテーブル５を指示位置に移動させる。これに
より、自動焦点部４が次認識位置に移動した際、自動焦
点引き込み範囲外となる可能性を低く押さえながら画像
認識を順次行うことにより、プリント基板８の外観検査
を行うことができる。
するようにテーブル制御部６に指示し、テーブル制御部
６はＸＹＺテーブル５を指示位置に移動させる。これに
より、自動焦点部４が次認識位置に移動した際、自動焦
点引き込み範囲外となる可能性を低く押さえながら画像
認識を順次行うことにより、プリント基板８の外観検査
を行うことができる。
【００３５】次に、上述のように画像認識を行っていく
際に自動焦点部４で自動焦点不能が生じた時、すなわち
合焦位置が引き込み範囲外となった場合の検索動作につ
いて説明する。
際に自動焦点部４で自動焦点不能が生じた時、すなわち
合焦位置が引き込み範囲外となった場合の検索動作につ
いて説明する。
【００３６】まず、コンピュータ７による所定の設定回
数まで、算出された推定合焦位置から近方および遠方に
交互に自動焦点基準位置の検索を行う。この場合に、合
焦が得られれば画像認識部３に対して画像認識処理の開
始を指示し、上述と同様の手順に基づいて画像認識を実
行する。
数まで、算出された推定合焦位置から近方および遠方に
交互に自動焦点基準位置の検索を行う。この場合に、合
焦が得られれば画像認識部３に対して画像認識処理の開
始を指示し、上述と同様の手順に基づいて画像認識を実
行する。
【００３７】たとえば、図２におけるＹb 点について、
前画像認識点Ｙb-1 の合焦高さＺb- 1 をＺb とした自動
焦点が合焦不能な場合、図４に示すようなＺ軸移動動作
を行い合焦点を検索する。この場合に、図４においてＴ
軸は自動焦点実施回数を示し、Ｚ軸は自動焦点実施のた
めの合焦位置座標であり、前合焦高さを基準座標Ｚ0 で
示す。
前画像認識点Ｙb-1 の合焦高さＺb- 1 をＺb とした自動
焦点が合焦不能な場合、図４に示すようなＺ軸移動動作
を行い合焦点を検索する。この場合に、図４においてＴ
軸は自動焦点実施回数を示し、Ｚ軸は自動焦点実施のた
めの合焦位置座標であり、前合焦高さを基準座標Ｚ0 で
示す。
【００３８】すなわち、Ｚ0 ＝Ｚb-1 として合焦不能で
あった場合、Ｔ1 ではＺ軸を近方のＺ1 に移動し、自動
焦点を実施して合焦点を得ようとする。ところが、Ｚ1
において合焦不能の場合、さらに遠方のＺ2 に移動して
自動焦点を実施する。このようにして、コンピュータ７
の設定上限値である設定回数Ｔn までこの処理を繰り返
し実施して合焦点を検索する。この時、移動量Ｚt は、
Ｚt ＝（自動焦点部引き込み可能最大値）−（Ｚ軸テー
ブル移動誤差） ＝｜Ｔ0 −Ｔ1 ｜ ＝｜Ｔn-1 −Ｔn ｜ となる。
あった場合、Ｔ1 ではＺ軸を近方のＺ1 に移動し、自動
焦点を実施して合焦点を得ようとする。ところが、Ｚ1
において合焦不能の場合、さらに遠方のＺ2 に移動して
自動焦点を実施する。このようにして、コンピュータ７
の設定上限値である設定回数Ｔn までこの処理を繰り返
し実施して合焦点を検索する。この時、移動量Ｚt は、
Ｚt ＝（自動焦点部引き込み可能最大値）−（Ｚ軸テー
ブル移動誤差） ＝｜Ｔ0 −Ｔ1 ｜ ＝｜Ｔn-1 −Ｔn ｜ となる。
【００３９】以上のような処理を行うことにより、自動
焦点不能時の合焦位置検索が可能となる。
焦点不能時の合焦位置検索が可能となる。
【００４０】また、上述の所定の設定回数Ｔn までに合
焦不能な場合は、算出された推定合焦位置から近方へＸ
ＹＺテーブル５の移動量限界位置まで連続的に検索した
後、さらに遠方へ連続的に検索を行う。この際、近方か
ら遠方への検索方向および変更回数はコンピュータ７に
より設定される。
焦不能な場合は、算出された推定合焦位置から近方へＸ
ＹＺテーブル５の移動量限界位置まで連続的に検索した
後、さらに遠方へ連続的に検索を行う。この際、近方か
ら遠方への検索方向および変更回数はコンピュータ７に
より設定される。
【００４１】たとえば、図２におけるＹc 点のように急
激に合焦点位置が変化した場合、図４に示した方法では
合焦点位置検出までの延べテーブル移動量が増大してし
まう。このため、合焦点検索が所定の設定回数Ｔn 以上
の場合、図５に示すようにＸＹＺテーブル５の移動方法
を切り換え、一方向へ連続的に合焦検索を実行する。
激に合焦点位置が変化した場合、図４に示した方法では
合焦点位置検出までの延べテーブル移動量が増大してし
まう。このため、合焦点検索が所定の設定回数Ｔn 以上
の場合、図５に示すようにＸＹＺテーブル５の移動方法
を切り換え、一方向へ連続的に合焦検索を実行する。
【００４２】図５では、図４と同様にＴ軸は合焦回数を
示し、Ｚ軸は自動焦点実施のための合焦基準座標を示
す。
示し、Ｚ軸は自動焦点実施のための合焦基準座標を示
す。
【００４３】すなわち、Ｚ0 ＝Ｚn とした場合、Ｔ1で
は合焦のための移動量Ｚt 分だけ近方に移動して自動焦
点を行う。このように、ある一定の設定値Ｔm 回（図５
では３回）まで近方向にＺ軸を連続的に移動させて合焦
を行う。
は合焦のための移動量Ｚt 分だけ近方に移動して自動焦
点を行う。このように、ある一定の設定値Ｔm 回（図５
では３回）まで近方向にＺ軸を連続的に移動させて合焦
を行う。
【００４４】ところが、この設定値Ｔm までの間に合焦
不能な場合、Ｔm+1 回（図５では４回）目では遠方向へ
Ｚ軸を移動させ、Ｚ0 ＋Ｚt の座標をＴm+1 回目の合焦
基準座標とする。その後は、＋Ｚt ずつ連続的に移動し
て合焦を行い、Ｔ2m+1回目にまた近方向にＺ0 −２Ｚt
を合焦基準座標とする。
不能な場合、Ｔm+1 回（図５では４回）目では遠方向へ
Ｚ軸を移動させ、Ｚ0 ＋Ｚt の座標をＴm+1 回目の合焦
基準座標とする。その後は、＋Ｚt ずつ連続的に移動し
て合焦を行い、Ｔ2m+1回目にまた近方向にＺ0 −２Ｚt
を合焦基準座標とする。
【００４５】以上のように、Ｚ軸の移動限界まで合焦点
を自動検索していくことにより、自動焦点部４の引き込
み範囲がＸＹＺテーブル５の移動量より小さくても、Ｘ
ＹＺテーブル５の移動量限界まで合焦可能であり、その
上合焦点位置検出までの延べテーブル移動量を減少する
ことができる。
を自動検索していくことにより、自動焦点部４の引き込
み範囲がＸＹＺテーブル５の移動量より小さくても、Ｘ
ＹＺテーブル５の移動量限界まで合焦可能であり、その
上合焦点位置検出までの延べテーブル移動量を減少する
ことができる。
【００４６】従って、本実施例の画像認識装置によれ
ば、プリント基板８を自動焦点部４の自動焦点範囲内に
移動させるＸＹＺテーブル５を備えることにより、プリ
ント基板８が自動焦点部４の自動焦点範囲外に存在する
場合に、ＸＹＺテーブル５を通じてプリント基板８を自
動焦点範囲内に移動させ、実質上、自動焦点部４が本来
備えている合焦機能を拡大し、自動焦点部４の引き込み
範囲以上の焦点合わせが可能となるので、自動焦点部４
の制限を受けることなくプリント基板８の画像認識によ
る外観検査が可能となる。
ば、プリント基板８を自動焦点部４の自動焦点範囲内に
移動させるＸＹＺテーブル５を備えることにより、プリ
ント基板８が自動焦点部４の自動焦点範囲外に存在する
場合に、ＸＹＺテーブル５を通じてプリント基板８を自
動焦点範囲内に移動させ、実質上、自動焦点部４が本来
備えている合焦機能を拡大し、自動焦点部４の引き込み
範囲以上の焦点合わせが可能となるので、自動焦点部４
の制限を受けることなくプリント基板８の画像認識によ
る外観検査が可能となる。
【００４７】また、自動焦点の合焦検索においても、前
合焦位置より次合焦位置を算出することによって自動焦
点引き込み範囲外となる可能性を低く押さえることがで
き、さらに引き込み範囲の所定範囲外にある場合におい
ても、前合焦位置より近方および遠方について順次検索
し、これによっても合焦点が得られない場合には近方に
連続的に、さらに得られない場合には遠方へ連続的に検
索を行うことにより、今回の合焦位置が前合焦位置と大
きく異なる場合でもＸＹＺテーブル５の移動限界まで効
率よく合焦位置を検索することができる。
合焦位置より次合焦位置を算出することによって自動焦
点引き込み範囲外となる可能性を低く押さえることがで
き、さらに引き込み範囲の所定範囲外にある場合におい
ても、前合焦位置より近方および遠方について順次検索
し、これによっても合焦点が得られない場合には近方に
連続的に、さらに得られない場合には遠方へ連続的に検
索を行うことにより、今回の合焦位置が前合焦位置と大
きく異なる場合でもＸＹＺテーブル５の移動限界まで効
率よく合焦位置を検索することができる。
【００４８】
【実施例２】図６は本発明の自動焦点拡大装置およびそ
の合焦位置決定方法の他の実施例である画像認識装置を
示す概略構成図である。
の合焦位置決定方法の他の実施例である画像認識装置を
示す概略構成図である。
【００４９】本実施例の画像認識装置は、実施例１と同
様に被認識物に対する自動焦点機構を備えた外観検査装
置の画像認識装置とされ、結像レンズ１、画像認識部
３、自動焦点部（自動焦点機構）４、ＸＹＺテーブル
（移動手段）５、テーブル制御部６、コンピュータ７お
よび投光器９から構成され、実施例１との相違点は、画
像認識部３と自動焦点部４とが異なる光学系とされる点
である。
様に被認識物に対する自動焦点機構を備えた外観検査装
置の画像認識装置とされ、結像レンズ１、画像認識部
３、自動焦点部（自動焦点機構）４、ＸＹＺテーブル
（移動手段）５、テーブル制御部６、コンピュータ７お
よび投光器９から構成され、実施例１との相違点は、画
像認識部３と自動焦点部４とが異なる光学系とされる点
である。
【００５０】すなわち、画像認識部３の結像レンズ１に
よる光学系に対して、たとえばプリント基板（被確認
物）８に対して４５度の角度に投光器９が設けられ、そ
の反射光の経路に自動焦点部４が設置されている。
よる光学系に対して、たとえばプリント基板（被確認
物）８に対して４５度の角度に投光器９が設けられ、そ
の反射光の経路に自動焦点部４が設置されている。
【００５１】従って、本実施例においては、始めにプリ
ント基板８の認識点に対して投光器９より焦点光を照射
し、認識点での反射光を自動焦点部４で受光する。そし
て、この反射光が自動焦点引き込み範囲内にある場合に
は、実施例１と同様に前の画像認識時の合焦位置を記憶
しておき、この合焦位置の変化傾向に基づいて今回の合
焦位置を推定し、この推定された合焦位置に移動させて
画像認識部３によって画像認識を順次行うことによって
プリント基板８の外観検査が可能となる。
ント基板８の認識点に対して投光器９より焦点光を照射
し、認識点での反射光を自動焦点部４で受光する。そし
て、この反射光が自動焦点引き込み範囲内にある場合に
は、実施例１と同様に前の画像認識時の合焦位置を記憶
しておき、この合焦位置の変化傾向に基づいて今回の合
焦位置を推定し、この推定された合焦位置に移動させて
画像認識部３によって画像認識を順次行うことによって
プリント基板８の外観検査が可能となる。
【００５２】一方、引き込み範囲外の場合においても、
実施例１と同様に所定の設定値まで推定された合焦位置
から近方および遠方に交互に検索を行い、設定値を越え
た場合に近方へ連続的に検索した後に遠方へ連続的に検
索を行うことにより、合焦点位置検出までの延べテーブ
ル移動量を減少させ、ＸＹＺテーブル５の移動量限界ま
で合焦可能である。
実施例１と同様に所定の設定値まで推定された合焦位置
から近方および遠方に交互に検索を行い、設定値を越え
た場合に近方へ連続的に検索した後に遠方へ連続的に検
索を行うことにより、合焦点位置検出までの延べテーブ
ル移動量を減少させ、ＸＹＺテーブル５の移動量限界ま
で合焦可能である。
【００５３】従って、本実施例の画像認識装置において
も、画像認識部３に対して異なる光学系の自動焦点部４
および投光器９を設けることにより、実施例１と同様に
自動焦点部４の引き込み範囲の制限を受けることなく、
実質上、自動焦点部４の合焦機能を拡大してプリント基
板８の画像認識による外観検査が可能となり、同時に合
焦検索を効率よくプリント基板８の移動機構の移動限界
まで実施することができる。
も、画像認識部３に対して異なる光学系の自動焦点部４
および投光器９を設けることにより、実施例１と同様に
自動焦点部４の引き込み範囲の制限を受けることなく、
実質上、自動焦点部４の合焦機能を拡大してプリント基
板８の画像認識による外観検査が可能となり、同時に合
焦検索を効率よくプリント基板８の移動機構の移動限界
まで実施することができる。
【００５４】以上、本発明者によってなされた発明を実
施例１および２に基づき具体的に説明したが、本発明は
前記各実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸
脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもな
い。
施例１および２に基づき具体的に説明したが、本発明は
前記各実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸
脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもな
い。
【００５５】たとえば、本実施例の画像認識装置につい
ては、プリント基板８をＸＹＺテーブル５に載置して移
動させる場合について説明したが、本発明は前記実施例
に限定されるものではなく、たとえば自動焦点部４に移
動機構を連結し、逆に自動焦点部４を移動させることも
可能である。特に、被認識物が大型かつ重い場合にはこ
の方法が良好に適用可能である。
ては、プリント基板８をＸＹＺテーブル５に載置して移
動させる場合について説明したが、本発明は前記実施例
に限定されるものではなく、たとえば自動焦点部４に移
動機構を連結し、逆に自動焦点部４を移動させることも
可能である。特に、被認識物が大型かつ重い場合にはこ
の方法が良好に適用可能である。
【００５６】また、合焦検索については、算出された合
焦位置から近方および遠方に交互に検索した後、先に遠
方へ連続的に検索した後に近方を検索する場合について
も適用可能であり、検索の順序については前合焦検索の
傾向などに対応させて決定するなど、さらに各検索にお
ける設定回数などもコンピュータ７内でソフト的に容易
に設定および変更することが可能である。
焦位置から近方および遠方に交互に検索した後、先に遠
方へ連続的に検索した後に近方を検索する場合について
も適用可能であり、検索の順序については前合焦検索の
傾向などに対応させて決定するなど、さらに各検索にお
ける設定回数などもコンピュータ７内でソフト的に容易
に設定および変更することが可能である。
【００５７】さらに、被認識物としては、プリント基板
８に限られるものではなく、たとえば半導体ウエハなど
のように表面の外観検査が必要とされる全てのものに適
用可能であることは言うまでもない。
８に限られるものではなく、たとえば半導体ウエハなど
のように表面の外観検査が必要とされる全てのものに適
用可能であることは言うまでもない。
【００５８】以上の説明では、主として本発明者によっ
てなされた発明をその利用分野である外観検査装置とし
ての画像認識装置に備えられる自動焦点拡大装置に適用
した場合について説明したが、これに限定されるもので
はなく、他の画像認識装置に用いられる自動焦点拡大装
置についても広く適用可能である。
てなされた発明をその利用分野である外観検査装置とし
ての画像認識装置に備えられる自動焦点拡大装置に適用
した場合について説明したが、これに限定されるもので
はなく、他の画像認識装置に用いられる自動焦点拡大装
置についても広く適用可能である。
【００５９】
【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
下記のとおりである。
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
下記のとおりである。
【００６０】(1).被認識物が自動焦点機構の自動焦点範
囲外に存在する際、自動焦点機構または被認識物をこの
自動認識機構の自動焦点範囲内に移動させる移動手段を
備えることにより、自動焦点機構が備えている自動焦点
機能のままで焦点能力を向上させることができるので、
自動焦点機構を変更することなく、実質上その性能の拡
大が可能となる。
囲外に存在する際、自動焦点機構または被認識物をこの
自動認識機構の自動焦点範囲内に移動させる移動手段を
備えることにより、自動焦点機構が備えている自動焦点
機能のままで焦点能力を向上させることができるので、
自動焦点機構を変更することなく、実質上その性能の拡
大が可能となる。
【００６１】(2).合焦位置を推定する推定機能を備え、
被認識物が自動焦点範囲外に存在する際、前回までの画
像認識時の合焦位置を記憶しておき、この合焦位置の変
化傾向に基づいて今回の合焦位置を推定することによ
り、次の合焦位置を素早く見つけ出すことができるの
で、自動焦点引き込み範囲外となる可能性を低く押さ
え、効率のよい合焦位置の決定が可能となる。
被認識物が自動焦点範囲外に存在する際、前回までの画
像認識時の合焦位置を記憶しておき、この合焦位置の変
化傾向に基づいて今回の合焦位置を推定することによ
り、次の合焦位置を素早く見つけ出すことができるの
で、自動焦点引き込み範囲外となる可能性を低く押さ
え、効率のよい合焦位置の決定が可能となる。
【００６２】(3).合焦位置を自動検索する検索機能を備
え、推定された合焦位置において合焦不可能な時に、所
定の設定範囲までこの推定された合焦位置から被認識物
に対して近方および遠方に交互に合焦位置の検索を行
い、所定の設定範囲を越えた場合に近方または遠方の一
方向へ連続的に検索した後に他方向へ連続的に合焦位置
の検索を行うことにより、今回の合焦位置が前合焦位置
と大きく異なる場合においても、効率よく合焦位置を見
つけ出すことができるので、自動焦点引き込み範囲外の
場合の延べ検索回数を減少させ、合焦位置の検索効率の
向上を図ることができる。
え、推定された合焦位置において合焦不可能な時に、所
定の設定範囲までこの推定された合焦位置から被認識物
に対して近方および遠方に交互に合焦位置の検索を行
い、所定の設定範囲を越えた場合に近方または遠方の一
方向へ連続的に検索した後に他方向へ連続的に合焦位置
の検索を行うことにより、今回の合焦位置が前合焦位置
と大きく異なる場合においても、効率よく合焦位置を見
つけ出すことができるので、自動焦点引き込み範囲外の
場合の延べ検索回数を減少させ、合焦位置の検索効率の
向上を図ることができる。
【００６３】(4).前記(1) 〜(3) により、自動焦点機構
を備えた画像認識装置において、自動焦点機構の制限を
受けることなく、効率のよい画像認識処理が可能とな
る。
を備えた画像認識装置において、自動焦点機構の制限を
受けることなく、効率のよい画像認識処理が可能とな
る。
【図１】本発明の自動焦点拡大装置およびその合焦位置
決定方法の実施例１である画像認識装置を示す概略構成
図である。
決定方法の実施例１である画像認識装置を示す概略構成
図である。
【図２】実施例１の画像認識装置に用いられる被認識物
のＹ軸座標に対する合焦高さを示す説明図である。
のＹ軸座標に対する合焦高さを示す説明図である。
【図３】実施例１において、図２における被認識物のＹ
軸座標に対する合焦高さを詳細に示す説明図である。
軸座標に対する合焦高さを詳細に示す説明図である。
【図４】実施例１における合焦位置検索において、その
検索回数に対する合焦高さを示す説明図である。
検索回数に対する合焦高さを示す説明図である。
【図５】実施例１における他の合焦位置検索において、
その検索回数に対する合焦高さを示す説明図である。
その検索回数に対する合焦高さを示す説明図である。
【図６】本発明の自動焦点拡大装置およびその合焦位置
決定方法の実施例２である画像認識装置を示す概略構成
図である。
決定方法の実施例２である画像認識装置を示す概略構成
図である。
１ 結像レンズ
２ ハーフミラー
３ 画像認識部
４ 自動焦点部（自動焦点機構）
５ ＸＹＺテーブル（移動手段）
６ テーブル制御部
７ コンピュータ
８ プリント基板（被認識物）
９ 投光器
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所
// Ｇ０１Ｎ 21/88 Ｆ 2107−2Ｊ
(72)発明者 藤井 邦保
神奈川県秦野市堀山下１番地 日立コンピ
ユータエンジニアリング株式会社内
(72)発明者 星 史郎
神奈川県秦野市堀山下１番地 株式会社日
立製作所神奈川工場内
Claims (5)
- 【請求項１】 被認識物に対する焦点合わせを行う自動
焦点機構を備えた画像認識装置の自動焦点拡大装置であ
って、前記被認識物が前記自動焦点機構の自動焦点範囲
外に存在する際、前記自動焦点機構または被認識物を、
該自動認識機構の自動焦点範囲内に移動させる移動手段
を備えることを特徴とする自動焦点拡大装置。 - 【請求項２】 前記移動手段により自動焦点機構または
被認識物を移動させる際、前回までの画像認識時の合焦
位置を記憶しておき、該合焦位置の変化傾向に基づいて
今回の合焦位置を推定する推定機能を備えることを特徴
とする請求項１記載の自動焦点拡大装置。 - 【請求項３】 前記推定機能による推定された合焦位置
への移動後、合焦不可能な時に改めて合焦位置を自動検
索する検索機能を備えることを特徴とする請求項１また
は２記載の自動焦点拡大装置。 - 【請求項４】 前記請求項１、２または３記載の自動焦
点拡大装置の被認識物に対する焦点合わせを行う合焦位
置決定方法であって、前記被認識物が自動焦点範囲外に
存在する際、前回までの画像認識時の合焦位置を記憶し
ておき、該合焦位置の変化傾向に基づいて今回の合焦位
置を推定することを特徴とする合焦位置決定方法。 - 【請求項５】 前記推定された合焦位置において合焦不
可能な時に、所定の設定範囲まで該推定された合焦位置
から前記被認識物に対して近方および遠方に交互に合焦
位置の検索を行い、所定の設定範囲を越えた場合に近方
または遠方の一方向へ連続的に検索した後に他方向へ連
続的に合焦位置の検索を行うことを特徴とする請求項４
記載の合焦位置決定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03179187A JP3101006B2 (ja) | 1991-07-19 | 1991-07-19 | 自動焦点拡大装置およびその合焦位置決定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03179187A JP3101006B2 (ja) | 1991-07-19 | 1991-07-19 | 自動焦点拡大装置およびその合焦位置決定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0528247A true JPH0528247A (ja) | 1993-02-05 |
| JP3101006B2 JP3101006B2 (ja) | 2000-10-23 |
Family
ID=16061463
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03179187A Expired - Fee Related JP3101006B2 (ja) | 1991-07-19 | 1991-07-19 | 自動焦点拡大装置およびその合焦位置決定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3101006B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0701200A2 (en) | 1994-08-11 | 1996-03-13 | Seiko Epson Corporation | Tape printer |
| JP2010145775A (ja) * | 2008-12-19 | 2010-07-01 | Juki Corp | 撮像装置の焦点調整方法および焦点調整装置 |
| CN114878593A (zh) * | 2022-06-17 | 2022-08-09 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种晶圆表面缺陷检测装置和方法 |
-
1991
- 1991-07-19 JP JP03179187A patent/JP3101006B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0701200A2 (en) | 1994-08-11 | 1996-03-13 | Seiko Epson Corporation | Tape printer |
| JP2010145775A (ja) * | 2008-12-19 | 2010-07-01 | Juki Corp | 撮像装置の焦点調整方法および焦点調整装置 |
| CN114878593A (zh) * | 2022-06-17 | 2022-08-09 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种晶圆表面缺陷检测装置和方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3101006B2 (ja) | 2000-10-23 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |