JPS637644A - 形状検査方法とその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概　要］ 被検査図形を予め、登録された基準図形と比較する方法
は対象図形数が増加すると煩雑になる。そこで被検査図
形と被検査図形から形成された参照図形との？ｌ］　Ｉ
ＸＡを求め、被検査図形の良否を判定することによって
形状検査を簡１１１と化、同速度化を図ったものである
。

〔産業上の利用分野〕

本発明は情報処理装置を応用した検査装置に係り、特に
リードフレームや歯車等の形状を検査する形状検査方法
とその装置に関する。

リードフレームや歯車等の部品を高速度で大量に製造す
る製造分野において、加工中に例えば型の破損等が発生
すると大量の不良品を作り出す可能性があり、加工工程
間における形状の検査は極めて重要視されている。これ
等の形状検査は一般に作業者が目視によって行っており
作業者によって検査基準が異なる場合がある。また目視
による形状検査は大きい疲労を伴い疲労の増大によって
欠陥を見逃す恐れがある。

そこで形状検査の簡゛■化を図り検査に要する時間の短
縮を可能にすると共に、形状変化等の検出精度を高める
ことのできる形状検査装置の実現が要望されている。

〔従来の技術〕

第６図は従来の形状検査装置を示す図で第６図（ａ）は
主要部を示すブロック図、第６図（ｂ）、（Ｃ１、（ｄ
）はそれぞれの記憶回路に入力される画像の一例を示す
図である。

第６図（ａ）において従来の形状検査装置は被検査物体
１を撮像しその画像を検査装置に入力する画像入力部２
と、入力された画像を検査に適した画像に変換する画像
変換部３と、その画像に含まれる被検査図形を基準図形
と照合する画像照合部４とで構成されている。

画像入力部２は被検査物体１を照射する照明装置２１と
、被検査物体１の輪郭を撮像する撮像装置２２（例えば
テレビカメラ）を具えており、撮像装置２２は第６図（
ｋｌｌに示す第１の画像１１を基盤目状に配列された画
素１２に分割し、それぞれの画素１２の濃淡レベルを電
気信号に変換し映像信号として出力する。この映像信号
は信号変換回路２３によってディジタル化され主記憶回
路２４に記憶される。

また画像変換部３は第１の画像１１の中に被検査領域１
３を指定する領域指定回路３１、および被検査図形１４
を含んだ第６図ｆｃｌに示す被検査領域１３を記憶する
補助記憶回路３２を具えている。なお後述の基準図形と
区別するため第６図（ｂ）および（Ｃ１には０部に欠陥
のある被検査図形を図示している。

更に画像照合部４は被検査図形１４に対応する第６図（
ｄ）に示す基準図形１５を記憶するための辞書記憶回路
４１、被検査図形１４と基準図形１５のそれぞれ対応す
る画素１２を照合する照合回路４２、および欠陥部を検
出する欠陥検出回路４３を具えている。

第６図（Ｃ）に示ず被検査図形１４と第６図（ｄｌに示
す基準図形１５のり（応する画素のａ淡しベルを比較す
ると、被検査図形１４に欠陥のある０部において画素の
票決しヘルが相違しこの部分に欠陥のあることが容易に
検出される。

リードフレームや歯車等の部品を検査するに際してかか
る形状検査装置を用いことにより、短い時間で容易に形
状を検査することが可能になり、しかも画素を細分化す
ることによって高度な検査精度を１与ることができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし従来の形状検査装置は被検査図形に対応する全て
の基準図形を、形状検査に先立って辞書記憶回路に予め
登録して置く必要がある。しかし被検査図形の種類が限
定されている場合は良いがリードフレームや歯車等の形
状は多種多様であり、その他の部品を加えると数多くの
基準図形を辞書記憶回路に登録することになる。

かかる数多（の被検査図形に対応する全ての基準図形を
、予め登録して置くために膨大な容量の辞書記憶回路を
必要とし、形状検査に際して数多くの基準図形から必要
な基準図形を抜き出す作業や、設計変更等により形状が
変わった場合に基準図形の修正を必要とする。また形状
検査に際して該当する基準図形を登録すると辞書記憶回
路の容量を小さくできるが、被検査図形の数が多い場合
は形状検査が煩雑になるという問題があった。

ｃ問題点を解決するための手段〕 第７図は本発明の対象とする各種の被検査図形例を示す
図である。

第７図（ａｌおよび（ｂｌに示す図形はいずれも中心線
を対称軸とした対称図形であり、Ａ領域にある図形を反
転させてＢ領域にある図形に重ねると完全に合致する図
形である。また第７図（Ｃ）および（ｄ）に示す図形は
いずれも中心線の交点を通り紙面に垂直な線を対称軸と
した対称図形であり、例えば第７図（Ｃ１の図形はＡ領
域にある図形を１８０度回軸回転、Ｂ領域にある図形に
重ねると完全に合致する図形であり、第７図（ｄｌの図
形はＡ領域にある図形を９０度回転させ、Ｂ領域にある
図形に重ねると完全に合致する図形である。

前述のリードフレームや歯車の大半はこの範晴に属し、
例えばＡ領域にある図形に欠陥があってもＢ領域にある
図形は完全な場合が多く、かかる被検査図形の形状検査
はＡ領域にある部分、若しくはＢ領域にある部分のいず
れか一方を基準図形とし、それを他方の図形に重ねるこ
とによって図形全体の形状を検査することが可能である
。

本発明はかかる考えに基づいてなされたもので第１図は
本発明になる形状検査方法の原理を示す図である。なお
企図を通し同じ対象物は同一記号で表している。

上記問題点は例えば第１図（ａ）に示す平面上に投影し
たときに対称軸を有する図形になる被検査物体の形状検
査において、被検査物体を撮像することによって得た第
１図（′ｂ）に示す被検査図形１４（理解しやすくする
ため０部に欠陥のある被検査図形を示す）と、被検査図
形１４を対称移動せしめて形成した第１図（Ｃ１に示す
参照図形１６との相関を求め、第１図＋ｄ＋に示す被検
査図形１４の参照図形１６から食み出す部分１７を抽出
することにより、被検査物体の欠陥を検出する本発明に
なる形状検査方法によって解決される。

〔作用〕

第１図において本発明になる検査方法は、被検査図形か
ら形成した参照図形を従来の基準図形の代わりに用い、
参照図形と照合して被検査図形の形状の良否を判定して
いるため、被検査図形に対応した基準図形を予め登録し
て置く必要がない。

したがって基準図形を予め登録するための容量の大きい
辞書記憶回路を必要としない。

また被検査図形の形状が変われば参照図形も自動釣に変
わり、形状検査に際して数多くの基ン％図形から必要な
基準図形を抜き出したり、設計変更等で形状が変わった
場合に基準図形を修正したりする等の煩雑な作業が無く
なる。その結果形状検査の簡略化と高速度化を実現する
ことができる。

〔実施例〕

以下添付図により本発明の実施例について説明する。第
２図は参照図形の形成方法を示す図、第３図は本発明に
なる形状検査装置の実施例を示すブロック図、第４図は
本発明になる形状検査装置の変形例を示すブロック図、
第５図は変形例の作用を説明するだめの図である。

第１図に示す如く本発明になる形状検査方法は被検査図
形１４から参照図形１６を形成し、従来の検査方法にお
ける基準図形の代わりに用いているが、被検査図形１４
から参照図形１６を形成する方法を第２図に示す。なお
被検査図形と参照図形との用達点を明確にするため一部
に欠陥のある図形を被検査図形として図示している。

被検査図形１４から参照図形１６を形成する方法として
、第２図ｔａ＋に示す被検査図形１４を反転移動させる
方法と、第２図（′ｂ）に示す被検査図形１４を回転移
動させる方法とがある。第２図（ｂｌは被検査図形１４
を１８０度回軸回転て参照図形１６を形成しているが、
例えば山車等は図形の周縁部に形成された歯形の、１ピ
ッチ分を回転させることによって参照図形１６を形成す
ることができる。

第３図は本発明になる方法によって形状を検査するため
の装置で、被検査物体ｌを撮１象しその画像を検査装置
に入力する画像入力部２と、人力さ丸た第１の画像から
第２の画像を形成する画像変換部５と、第１の画像を第
２の画像と照合する画１象照合部６とで構成されている
。

画像入力部２は被検査物体１を照射する照明装置２１と
、被検査物体ｌの輪郭を撮１象する撮像装置２２を具え
ており、撮像装置２２は第１図（ｂｌに示す第１の画像
１１を基盤目状に配列された画素１２に分割し、画素１
２における濃淡レベルを映像信号として出力する。この
映像信号は信号変換回路２３によってディジタル化され
上記１，０回路２４に記憶される。

また画像変換部５は第１図（ｂｌに示す第１の画像ＩＩ
に含まれた、被検査図形１４を移動せしめ参照図形１６
を形成する画像変換回路５２、第１図（Ｃ）に示す参照
図形１６を含む第２の画像１８を記す、つする補助記憶
回路５３、および第１の画像１１と第２の画像１８の中
に被検査領域１３を設定する領域Ｆｒｌ定回路５１を具
えており、画像照合部６は両（ｔ　１１と画像１８の中
に設定された被検査領域１３のそれぞれ対応する画素１
２を照合する照合回路４２、および被検査図形１４と参
！１．３図形１６とを重ねたときに参照図形１６から食
み出す、第１図ｊｄｌに示す被検査図形１４の欠陥部１
７を検出する欠陥検出口ｉＩ′３４３を具えている。

例えば第１図山）における被検査図形１４は０部が欠け
ており、第１図（Ｃ）に示す参照図形１６も被検査図形
１４の０部に対応する部分が欠ける。したがって被検査
図形１４と参照図形１６とを重ねたときに、参照図形１
６の欠けた部分から被検査図形１４の正常な部分が食み
出し、被検査図形１４の０部に欠陥のあることが容易に
検出される。

上記形状検査装置は被検査図形から形成した参照図形を
従来の基準図形の代わりに用い、参照図形と照合して被
検査図形の形状の良否を判定しているため、被検査図形
に対応した基準図形を予め登録して置く必要がない。し
たがって基準図形を予め登録するための容量の大きい辞
書記憶回路を必要としない。

また被検査図形の形状が変われば参照図形も自動的に変
わり、形状検査に際して数多くの基準図形から必要な基
準図形を抜き出したり、設計変更等で形状が変わった場
合に基準図形を修正したりする等の煩雑な作業が無くな
る。その結果形状検査を簡略化し高速度化を図ると共に
同精度化を実現することができる。

第４Ｕ；！！Ｊは上記形状検査装置の変形例で画像照合
部６には、被検査図形１４と参照図形１６を合致させる
基準軸補正回路６１が設けられており、画像変換部５に
は参照図形１６の全ての周縁部を検査許容値だけ外側に
拡張し、補助記憶回路５３に入力する画１象拡張回路５
４が設けられている。

照合回路４２において第１の画像１１と第２の画像１８
のそれぞれ対応する画素１２を照合する際に、被検査図
形１４と参照図形１６の基準軸例えば中心線が合致して
いなければならない。

被検査図形１４が第１図ｔａ＋に示す如く形状が単純な
場合は、画像１１における被検査図形１４の中心線の位
置、画像１８における参照図形１６の中心線の位置、お
よび二つの画像におけるそれぞれの中心線の位置の“ず
れ量”は容易に検出でき、それを補正することにより対
応する両＝ｉ１２を照合することができる。しかし被検
査図形１４が第５図（ａｌに示す如く複雑になると、画
像１１におけろ被検査図形１４の中心線の位置、画１象
１８における参照図形１６の中心線の位置、および二つ
の画像におけるそれぞれの中心線の位置の“ずれ量”の
検出が困ゲ狂になる。

基準・軸補正回路６１はこのような中心・線の位置と中
心線の相対的な“ずれ量”の検出を容易にするための回
路で、被検査図形１４と参照図形１６の中の特徴のある
単純な図形、例えば第５図（ａｌに示す被検査図形では
中央の正方形部分のみを領域指定回路５１で指定し、そ
の図形の中心線の位置と中心線の相対的な“ずれ量”を
検出することによって、画像１１における被検査図形１
４の中心線の位置、画像１８における参照図形１６の中
心線の位置、および二つの画像におけるそれぞれの中心
線の位置の“ずれ量”を検出する回路である。

基準軸補正回路６１で中心線の位置と中心線の相対的な
“ずれ量”を検出することにより、複雑な形状を有する
被検査図形１４と参照図形１６の照合を容易に行うこと
ができる。

また撮像装置２２によって被検査物体１の輪郭を撮影す
る場合、第５図（ｂ）に示す如く完全に蔭になるｉ’ｉ
ｌ（分（斜線で図示した部分）に位置する画素１２ａと
、完全に露光される部分に位置する画素１２ｂと、その
ｂ′３界に位置する画素１２ｃとがあり映像信号でｌｆ
それぞれの電圧が異なる。したがって映像信号をディジ
タル化すると例えば第５図ｆｃ）に示す如く、境界に位
置する画素１２Ｃ力＜　ｉ！ｉ１１除された図形に変換
される場合があり、その結果被検査図形１４と参照図形
Ｉ６とが合致すべき図形において合致しない部分が生じ
る場合がある。

画像拡張回路５４はこのような信号の処理に伴う誤差を
吸収するための回路で、補助記憶回路５３から参照図形
１６を読み出して第５図ｆｄｌに示す如く図形の全ての
周縁部を検査許容値、例えば画素１２の１　ｆＩｔ分だ
け外ｆ！１１に拡張し補助２４１１回路５３に再入力す
る。第５図中）〜ｆｄｌにおいて図形形状（斜線で図示
した部分）が異なっているが、実際の撮（象装置２２で
は図形の大きさに比べて画素が極めて小さく、全ての周
縁部を画素１２の１個分だけ外側に拡張しても形状が大
きく変わることは無い。画像変換部５にかかる回路を付
加することによって上記誤差に伴う誤判定を低減するこ
とができる。

〔発明の効果〕

上述の如く本発明によれば形状検査の高速度化と高４゛
１７度化が可能で、しかも簡略化された形状検査方法と
その装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明になる形状検査方法の原理を示す図、 第２図は参照図形の形成方法を示す図、第３図は本発明
になる形状検査装置の実施例を示すブロック図、 第４図は本発明になる形状検査装置の変形例を示すブロ
ック図、 第５図は変形例の作用を説明するための図、第６図は従
来の形状検査装置を示す図、第７図は本発明の対象とす
る各種の被検査図形の例を示す回、 である。図において １は被検査物体、　　　２は画像入力部、５は画像変換
部、　　　６は画像照合部、１１は第１の画像、　　１
２は画素、 １３は被検査領域、　　１４シよ被検査図形、１６は参
照図形、　　　１７は欠陥部、１８は第２の画像、　　
２１は照明装置、２２は撮像装置、　　　２３は信号変
換回路、２４は主記憶回路、　　４２は照合回路、４３
は欠陥検出回路、　５１は領域（旨定回路、５２は画像
変換回路、　５３は補助記↑、０回路、５４は画１象拡
張回路、　６１は基準軸補正回路、をそれぞれ表す。 木をｇルーな　う形４ズレ月耐４１方勅源理祢寸βｉ第
　１　図 （θ） （Ｉｌ）） 外ゑ図形の形成力ｊ■示１図 第２　図 不発ｅＦＪＩ（′−なろ形状旅看装Ｌａす胞例乏ホす）
泊・ソ７ｍ％　３　図 、ネ、ｅｅｌ１１ｔ２７ｚろ形状腋渣装置の妾形脅１１
を示１２′ロツノ図第４　図 （の　　　　　　　　（Ｌ：ｉ） 変形ｆり１（ＩＴ用？説明すうための図茅′５　図 猛采ρ涯ボ玲４梨置を示す図 第６　図 （θ）（ｂ） （Ｃ）　　　　　　　　　　（ｄ） ｉＸを萌０対線とすう各檀ｎ栖綬涜図形の脅・に示す図
第７　ｍ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）平面上に投影したときに対称軸を有する図形になる
   被検査物体の形状検査において、 被検査物体を撮像することによって得た被検査図形（１
   ４）と、該被検査図形（１４）を対称移動せしめて形成
   した参照図形（１６）との相関を求め、該被検査図形（
   １４）の該参照図形（１６）から食み出す部分（１７）
   を抽出することにより、被検査物体の欠陥を検出するこ
   とを特徴とした形状検査方法。 ２）平面上に投影したときに対称軸を有する図形になる
   被検査物体の形状検査において、 被検査物体（１）を照射する照明装置（２１）、該被検
   査物体（１）の輪郭、即ち被検査図形（１４）を含む第
   １の画像（１１）を撮像し映像信号に変換する撮像装置
   （２２）、該映像信号をディジタル化し記憶する信号変
   換回路（２３）および主記憶回路（２４）を具えた画像
   入力部（２）と、 該被検査図形（１４）を移動せしめ参照図形（１６）を
   形成する画像変換回路（５２）、該参照図形（１６）を
   含む第２の画像（１８）を記憶する補助記憶回路（５３
   ）、および画像（１１）と画像（１８）の中に被検査領
   域（１３）を設定する領域指定回路（５１）を具えた画
   像変換部（５）と、 画像（１１）と画像（１８）の中に設定された被検査領
   域（１３）のそれぞれ対応する画素（１２）を照合する
   照合回路（４２）、および欠陥部（１７）を検出する欠
   陥検出回路（４３）を具えた画像照合部（６）とで構成
   してなることを特徴とする形状検査装置。