CN1320248A - 使用行传感器的图像处理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种使用行传感器的图像处理系统,不会产生图像变形、模糊,能得到适应于图像处理能力(图像处理速度)的最佳的图像读取速度。本发明的图像处理系统具有照明部、行传感器、光学系统、移动部、图像处理部和控制部。上述照明部对被检测体的表面进行照明;上述行传感器对上述被检测体的表面的图像进行摄像;上述光学系统将上述被检测体的表面的图像在上述行传感器上成像;上述移动部使上述照明装置和上述行传感器及上述光学系统相对于上述被检测体移动;上述图像处理装置对来自上述行传感器的图像信号进行处理;上述控制部至少控制上述行传感器的时标速率和上述移动装置的移动速度。

Description

使用行传感器的图像处理系统
技术领域
本发明涉及使用行传感器(line sensor)的图像处理系统，并涉及这样一种图像处理系统，通过使用检测印刷板图案上的缺陷的行传感器，并对获取的图像信号进行处理，来对被检测体的外观进行检查。
背景技术
图4是使用已有的行传感器的图像处理系统的框图，该图像处理系统通过使用检测印刷板图案上的缺陷的行传感器并处理读取的图像信号，来进行被检测体的外观检查。
即如图4所示，被检测体2被放置到运送皮带1上，通过运送电机3的驱动而移动。
照明装置4、光学系统5、行传感器6与X-Y平台(stage)7被组合成为一体。
被检测体2被运送到预定的检查位置时，运送电机3停止，被检测体2到达检查位置后，X-Y平台7进行2维移动。
这样，行传感器6相对于被检测体2进行移动，所需的检查范围的图像信号被读入中央处理器(CPU)9的图像处理部8，图像处理部8对该图像信号进行处理，检测被检测体2表面的缺陷。
上述动作由中央处理器CPU9进行控制。
即，X-Y平台7的移动是由接收中央处理器CPU9的指示的X-Y平台控制器10来控制的。
行传感器6读取图像的时间是通过行传感器时间发生器11产生的时间信号来控制的。
在这里，提供给行传感器6的时间信号和X-Y平台7的移动速度的关系，当用x表示行传感器6的摄像单元(摄像素子)的大小，用m表示光学系统5的放大率时，则被检测体2表面的一个像素(画素)的大小y的大小可表示2为：
y＝mx                                           (1)
另一方面，当设行传感器6的行速率(line rate)(时间)为L时，X-Y平台7的移动速度v可表示为：
v＝y/L                                          (2)
当用a表示1行的像素数，用c表示像素的时标速率(clock rate)(时间)时，行传感器6的行速率L大致可表示为：
L＝ca                                           (3)
根据上述公式(1)、(2)、(3)，X-Y平台7的移动速度v为：
v＝(mx)/(ca)                                    (4)
根据公式(4)，当光学系统5的放大率不变时，供给行传感器6的时间信号的时标速率和X-Y平台7的移动速度一一对应。
因此，本发明人得出的结论是，当改变供给行传感器6的时间信号的时标速率时，需要同时改变X-Y平台7的移动速度。
即，行传感器6的时标速率对向图像处理部8传送图像信号的速度产生影响，当图像处理部8的图像处理速度比图像信号的传送速度慢时，需要降低行传感器6的时标速率，使向图像处理部8传送图像信号的速度与图像处理部8的图像处理速度一致。
此时，由于上述行传感器6的时标速率和X-Y平台7的移动速度具有唯一的关系，所以当改变时标速率时，需要根据上述关系改变X-Y平台7的移动速度。
但是，在以往，当改变了行传感器6的时标速率时，为了满足公式(4)，都没有改变X-Y平台7的移动速度。
因此，当供给行传感器6的时间信号和X-Y平台7的移动速度不满足上述关系时，行传感器6读取的图像信号所产生的再生图像在扫描方向进行伸缩，成为变形的图像，或成为未对准焦点的模糊图像。
如果根据这种图像进行图像处理的话，则或者检测出的是有过度缺陷的图像，或者不能检测出缺陷，因而不能进行正确的图像处理。
在以往，为了解决这个问题，根据图像处理部8的图像处理速度，预先设定低速的图像传送速度来加以解决，但是，此时，会产生检查时间变长的新的问题。
发明的公开
本发明的目的是为了解决上述已有的问题，提供一种使用行传感器的图像处理系统，不会产生图像变形、模糊，能得到与图像处理能力(图像处理速度)相适应的最佳的图像读取速度。
为了实现上述目的，本发明一个形态为：
(1)提供一种图像处理系统，包括：
对被检测体的表面进行照明的照明装置；
对上述被检测体的表面的图像进行摄像的行传感器；
将上述被检测体的表面的图像在上述行传感器上成像的光学系统；
使上述照明装置和上述行传感器及上述光学系统相对于上述被检测体移动的移动装置；
对来自上述行传感器的图像信号进行处理的图像处理装置；
至少控制上述行传感器的时标速率和上述移动装置的移动速度的控制装置。
在(1)的发明中，由于上述控制装置至少控制上述行传感器的时标速率和上述移动装置的移动速度，所以可以使得图像读入速度最佳，不会产生图像的变形或模糊。
本发明的另一个形态为：(2)提供一种(1)中所述的图像处理系统，其特征在于，上述控制装置控制上述移动装置的移动速度和上述行传感器的时标速率，以使得上述移动装置的移动速度(v)、上述光学系统的放大率(m)、上述行传感器的时标速率(c)满足公式v＝(mx)/(ca)，其中，
x为上述行传感器的摄像单元的大小；
a为上述行传感器1行的像素。
本发明的另一个形态为：(3)提供一种(1)中所述的图像处理系统，其特征在于，上述控制装置控制上述移动装置的移动速度和上述行传感器的时标速率，以便将来自上述行传感器的图像信号传送速度设定为对于上述图像处理装置的处理速度来说为最适合的速度。
本发明的另一个形态为：(4)提供一种(2)中所述的图像处理系统，其特征在于，随着上述移动装置的移动速度和上述光学系统的放大率中的至少一方的改变，上述控制装置改变上述行传感器的时标速率，以便满足上述公式v＝(mx)/(ca)。
在这些形态的发明中，由于通过上述控制装置在与上述图像处理装置的处理速度或上述移动装置的移动速度的关系下，控制上述行传感器的时标速率，使用可使行传感器的时标速率为最佳。
本发明的另一个形态为：
(5)提供一种(1)中所述的图像处理系统，其特征在于，上述移动装置包括X-Y平台和控制上述X-Y平台的X-Y平台控制器。
本发明的另一个形态为：
(6)提供一种(5)中所述的图像处理系统，其特征在于，上述照明装置、光学系统及行传感器与上述X-Y平台被组合为一体。
本发明的另一个形态为：
(7)提供一种(1)中所述的图像处理系统，其特征在于，上述图像处理系统包括具有上述图像处理装置的中央处理器单元(CPU)；
上述中央处理器CPU被分配有多位的并行输出端口；
在作为向上述行传感器提供时间信号的装置所使用的行传感器时
间发生器中，被分配有与上述多位的并行输出端口对应的多位的
并行输入端口；
根据在上述多位的并行输出端口和上述多位的并行输入端口间传
送的、作为时间选择指示信号而预备的与上述多位对应的数量的
时标速率模式，进行上述行传感器的图像信号传送速度的选择。
本发明的另一个形态为：
(8)提供一种(1)中所述的图像处理系统，其特征在于，上述图像处理系统包括具有上述图像处理装置的中央处理器单元(CPU)；
上述移动装置包括X-Y平台和控制上述X-Y平台的X-Y平台控制器；
上述照明装置、光学系统及行传感器与上述X-Y平台被组合为一体；
上述X-Y平台控制器被分配有多位的并行输出端口；
在作为向上述行传感器提供时间信号的装置所使用的行传感器时
间发生器中，被分配有与上述多位的并行输出端口对应的多位的
并行输入端口；
根据在上述多位的并行输出端口和上述多位的并行输入端口间传送的、作为时间选择指示信号而预备的与上述多位对应的数量的时标速率模式，进行上述行传感器的图像信号传送速度的选择。
本发明的另一个形态为：
(9)提供一种(7)中所述的图像处理系统，其特征在于，上述时间选择指示信号从设在上述中央处理器CPU内的预定数量的晶体管向上述多位的并行输出端口输出。
本发明的另一个形态为：
(10)提供一种(8)中所述的图像处理系统，其特征在于，上述时间选择指示信号从设在上述X-Y平台控制器内的预定数量的晶体管向上述多位的并行输出端口输出。
本发明的另一个形态为：
(11)提供一种(9)中所述的图像处理系统，其特征在于，设在上述行传感器时间发生器内的预定数量的光电耦合器与上述多位的并行输入端口连接；
时间信号从上述各光电耦合器分别通过放大器向上述行传感器输出。
本发明的另一个形态为：
(12)提供一种(10)中所述的图像处理系统，其特征在于，设在上述行传感器时间发生器内的预定数量的光电耦合器与上述多位的并行输入端口连接；
时间信号从上述各光电耦合器分别通过放大器向上述行传感器输出。
附图的简要说明
图1是本发明的图像处理系统的第1实施例的结构框图。
图2是图1的中央处理器CPU和行传感器时间发生器的连接关系的电路图。
图3是本发明的图像处理系统的第2实施例的结构的框图。
图4是现有的图像处理系统的结构的框图。
实施发明的最佳形态
以下使用附图说明本发明的实施例。
在各实施例中，相同的单元用相同的符号表示。
图1是本发明的第1实施例的基本结构的框图。
即，如图1所示，印刷板等被检测体22被放置到运送皮带21上，通过运送电机23来移动。
行传感器26对被检测体22的表面进行摄像，照明装置24将被检测体22的表面照明，光学系统25在行传感器26上以预定的放大率将被检测体22的表面成像。
这些照明装置24、光学系统25及行传感器26与X-Y平台27组合为一体，可以对被检测体22进行全面扫描。
中央处理器CPU29控制系统的整体，输出运送电机23的ON/OFF控制、相对于X-Y平台30的速度、加速度的指示及移动指示等。
中央处理器CPU29还向行传感器时间发生器31输出时间选择指示信号。
行传感器时间发生器31根据来自中央处理器CPU29的时间选择指示信号切换时间信号，向行传感器26输出时间信号。
行传感器26得到的图像信号被送给中央处理器CPU29内的图像处理部28，通过图像处理，来判断被检测体22表面的缺陷及被检测体22是否良好。
在具有上述结构的第1实施例中，当放置在运送皮带21上的被检测体22被运送到预定的检查位置时，运送电机23停止。
被检测体22到达检查位置后，根据由中央处理器CPU29预先设定的基于被检测体22的检查区域的检查图案，中央处理器CPU29向X-Y平台控制器30输出速度指示、移动指示。
同时，中央处理器CPU29向行传感器时间发生器31输出与向X-Y平台控制器30指示的速度对应的时间选择指示信号。
图2是图1的中央处理器CPU29与行传感器时间发生器的连接关系的电路图，特别是表示从中央处理器CPU29向行传感器时间发生器31输出时间选择指示信号的硬件结构。
如图2所示，中央处理器CPU29被分配了3位(bit)的并行输出端口41(port)。
此外，行传感器时间发生器31被分配了与并行输出端口41对应的3位的并行输入端口42。
此时，时间选择指示信号从在中央处理器CPU29内设置的3个晶体管43送给各并行输出端口41。
另一方面，在行传感器时间发生器31中，3个光电耦合器(photocoupler)与各并行输入端口42连接。
各光电耦合器44分别与放大器45连接，时间信号通过放大器45向图1的行传感器26输出。
在这种结构中，能够准备3位即23＝8个时标速率模式(pattern)，通过行传感器时间发生器3 1根据X-Y平台27的移动速度选择上述公式(4)成立的8个时间信号，可以改变图像信号传送速度。
这样，行传感器时间发生器31将根据中央处理器CPU29的时间选择信号选择的、与时标速率模式对应的时间信号，向行传感器26输出。
此时，X-Y平台控制器30向X-Y平台27输出以中央处理器CPU29指示的速度进行指示的量的移动的驱动信号。
通过X-Y平台27的移动，行传感器26相对于被检测体22进行运动，被检测体22的所需的检查范围的图像信号一行行地送给图像处理部28。
图像处理部28在每次读取被检测体22的预定区域的图像信号时进行图像处理，进行被检测体22表面的缺陷的检测。
在这样一系列的图像处理动作中，当在被检测体22表面检测出的缺陷存在较多时，对某个预定区域的图像处理所需时间比缺陷少的时候要长。
在这种情况下，图像信号传送速度有可能超过图像处理部28的图像处理速度，产生不能进行适当图像处理的区域。
此时，中央处理器CPU29将向X-Y平台控制器30输出的速度指示设定为比目前的速度低。
同时，对应于时标速率的时间选择信号，向行传感器时间发生器31输出，送给行传感器26的时间信号的时标速率被改变，以满足公式(4)，上述时标速率通过公式(4)由X-Y平台27的速度唯一确定。
这样，当改变X-Y平台27的移动速度时，为了满足公式(4)，行传感器26的时标速率自动改变，不会出现获得的图像变形、或模糊的情况，并能够调节图像的传送速度。
因此，在第1实施例中，不会产生图像的变形或模糊，且可以使图像信号传送速度与图像处理部28的图像处理速度一致，所以可以不用将检查速度大幅降低，得到与图像处理速度相适应的最佳的图像读取速度。
在第1实施例中，送给行传感器26的时间信号的时标速率通过满足公式(4)中与X-Y平台27的移动速度的关系来决定，反之，X-Y平台27的移动速度可以通过满足公式(4)中与时标速率的关系来决定。
此时，可以由中央处理器CPU29向行传感器时间发生器31输出时间选择指示信号，以便能够选择使图像信号传送速度与图像处理速度一致的时间信号。
第2实施例
图3是本发明的第2实施例基本结构的框图。
即如图3所示，在第2实施例中，与第1实施例相比，只有向行传感器时间发生器31提供时间选择指示信号的提供方不同。
在第2实施例中，送给行传感器时间发生器31的时间选择指示信号，不是由中央处理器CPU29提供，而是由X-Y平台控制器30a提供。
因此，在X-Y平台控制器30a设置图2所示3位(bit)的并行端口41，从该并行输出端口41向行传感器时间发生器31输出时间选择指示信号。
在第2实施例中，根据与第1实施例相同的理由，在需要将来自行传感器26的图像信号传送速度降低时，中央处理器CPU29a将向X-Y平台控制器30a输出的速度指示设定为比这之前的速度低。
这样，X-Y平台控制器30a根据原有的功能，向X-Y平台27输出驱动信号。
与此同时，X-Y平台控制器30a输出时间选择指示信号，与第1实施例同样地，向行传感器时间发生器31输出对应于时标速率的时间选择信号，而该时标速率根据公式(4)由X-Y平台27的速度唯一确定。
因此，在第2实施例中，与第1实施例同样地，不会产生图像的变形或模糊，并不用将检查速度大幅降低，得到与图像处理速度相适应的最佳的图像读取速度。
特别是，在第2实施例中，X-Y平台控制器30a向行传感器31输出时间选择指示信号，所以中央处理器CPU29a只要向X-Y平台控制器30a输出速度指示，就可以改变X-Y平台27的速度和行传感器26的时标速率。
因此，在第2实施例中，与第1实施例相比，可以更容易地设定与图像处理速度相适应的最佳的图像读取速度。
本发明不限定于上述实施例，可以进行各种改变。
在光学系统中组合有放大率不同的物镜的情况下，当物镜的放大率改变时，由于图像的纵与横的比例不能成为1∶1，所以需要改变X-Y平台27的移动速度。
这样，在根据光学系统的放大率改变X-Y平台27的移动速度时，也最好改变送给行传感器26的时间信号的时标速率，以便满足公式(4)，从而得到与上述实施例同样的效果。
在第1和第2实施例中，照明装置24、光学系统25、行传感器26与X-Y平台27组合在一起，相对于被检测体22进行移动，但也可以将被检测体22放在X-Y平台27上进行相对移动。
此外，送给行传感器时间发生器31的时间选择指示信号可以使用例如R232C和GP-IB等通用的图像接口来输出。
如上所述，根据本发明，由于根据与移动装置的移动速度、光学系统的放大率、图像处理装置的处理速度的关系所决定的时间信号被送给行传感器，所以能够获得与图像处理速度相适应的最佳的图像读取速度，不会产生图像的变形和模糊。
根据本发明，由于与时间信号发生装置相关的图像处理装置或移动装置控制时间信号发生装置，所以可以向行传感器提供最佳的时间信号。
因此，根据本发明，能解决已有的问题，提供一种使用行传感器的图像处理系统，不会产生图像变形、模糊，能得到适应于图像处理能力(图像处理速度)的最佳的图像读取速度。

Claims (12)

1.一种图像处理系统，包括：
对被检测体的表面进行照明的照明装置；
对上述被检测体的表面的图像进行摄像的行传感器；
将上述被检测体的表面的图像在上述行传感器上成像的光学系统；
使上述照明装置和上述行传感器及上述光学系统相对于上述被检测体移动的移动装置；
对来自上述行传感器的图像信号进行处理的图像处理装置；
至少控制上述行传感器的时标速率和上述移动装置的移动速度的控制装置。
2.根据权利要求1所述的图像处理系统，其特征在于，上述控制装置控制上述移动装置的移动速度和上述行传感器的时标速率，以使得上述移动装置的移动速度(v)、上述光学系统的放大率(m)、上述行传感器的时标速率(c)满足公式v＝(mx)/(ca)，其中，
x为上述行传感器的摄像单元的大小；
a为上述行传感器1行的像素数量。
3.根据权利要求1所述的图像处理系统，其特征在于，上述控制装置控制上述移动装置的移动速度和上述行传感器的时标速率，以便将来自上述行传感器的图像信号传送速度设定为对于上述图像处理装置的处理速度来说为最适合的速度。
4.根据权利要求2所述的图像处理系统，其特征在于，随着上述移动装置的移动速度和上述光学系统的放大率中的至少一方的改变，上述控制装置改变上述行传感器的时标速率，以便满足上述公式v＝(mx)/(ca)。
5.根据权利要求1所述的图像处理系统，其特征在于，上述移动装置包括X-Y平台和控制上述X-Y平台的X-Y平台控制器。
6.根据权利要求5所述的图像处理系统，其特征在于，上述照明装置、光学系统及行传感器与上述X-Y平台被组合为一体。
7.根据权利要求1所述的图像处理系统，其特征在于，
上述图像处理系统包括具有上述图像处理装置的中央处理器单元(CPU)；
上述中央处理器CPU被分配有多位的并行输出端口；
在作为向上述行传感器提供时间信号的装置所使用的行传感器时间发生器中，被分配有与上述多位的并行输出端口对应的多位的并行输入端口；
根据在上述多位的并行输出端口和上述多位的并行输入端口间传送的、作为时间选择指示信号而预备的与上述多位对应的数量的时标速率模式，进行上述行传感器的图像信号传送速度的选择。
8.根据权利要求1所述的图像处理系统，其特征在于，
上述图像处理系统包括具有上述图像处理装置的中央处理器单元(CPU)；
上述移动装置包括X-Y平台和控制上述X-Y平台的X-Y平台控制器；
上述照明装置、光学系统及行传感器与上述X-Y平台被组合
为一体；
上述X-Y平台控制器被分配有多位的并行输出端口；
在作为向上述行传感器提供时间信号的装置所使用的行传感器时间发生器中，被分配有与上述多位的并行输出端口对应的多位的并行输入端口；
根据在上述多位的并行输出端口和上述多位的并行输入端口间传送的、作为时间选择指示信号而预备的与上述多位对应的数量的时标速率模式，进行上述行传感器的图像信号传送速度的选择。
9.根据权利要求7所述的图像处理系统，其特征在于，上述时间选择指示信号从设在上述中央处理器CPU内的预定数量的晶体管向上述多位的并行输出端口输出。
10.根据权利要求8所述的图像处理系统，其特征在于，上述时间选择指示信号从设在上述X-Y平台控制器内的预定数量的晶体管向上述多位的并行输出端口输出。
11.根据权利要求9所述的图像处理系统，其特征在于，设在上述行传感器时间发生器内的预定数量的光电耦合器与上述多位的并行输入端口连接；
时间信号从上述各光电耦合器分别通过放大器向上述行传感器输出。
12.根据权利要求10所述的图像处理系统，其特征在于，设在上述行传感器时间发生器内的预定数量的光电耦合器与上述多位的并行输入端口连接；
时间信号从上述各光电耦合器分别通过放大器向上述行传感器输出。
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