JP2000018919A - Imaging device, optical measuring apparatus, and optical system inspecting apparatus - Google Patents

Imaging device, optical measuring apparatus, and optical system inspecting apparatus

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JP2000018919A
JP2000018919A JP10187569A JP18756998A JP2000018919A JP 2000018919 A JP2000018919 A JP 2000018919A JP 10187569 A JP10187569 A JP 10187569A JP 18756998 A JP18756998 A JP 18756998A JP 2000018919 A JP2000018919 A JP 2000018919A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an image sensing device, capable of obtaining an accurate image on a projection drawing method. SOLUTION: An image-pickup device 10 is equipped with a parallel light generating part 52 and an image-pickup part 50. The parallel light generating part 52 converts an illuminating light radially outputted from a pin hole 174 of an orifice 152 into parallel light with a concave mirror 148, makes a beam splitter 150 reflect the parallel light at a right angle, and makes it pass vertically the periphery of an object 180 to be sensed from a lower part to the upper part. In the image sensing part 50, the parallel light which has passed the periphery of the object 180 is reflected by a beam splitter 72, and enters a concave mirror 70 from the direction parallel to the optical axis. The concave mirror 70 causes the parallel light to be condensed at a focal point. Only the light condensed in the focal point passes a pin hole 80 of an orifice 74 which exists at the focal point, and spreads radially. This light is converted into a parallel light by a lens system 76, and an image which is formed by the parallel light is pickup by a CCD 82. Thereby an accurate image on a projection drawing method can be obtained.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は対象物を撮像し、画
像データで表される画像を得る撮像装置、その撮像装置
により撮像された画像のデータを処理することにより撮
像対象物の位置(基準座標面上における位置),回転角
度(基準回転位置からの回転角度),寸法等を測定する
光学式測定装置、および撮像された画像のデータを処理
することにより撮像対象物の欠陥検査を行う光学式検査
装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image pickup apparatus for picking up an image of an object and obtaining an image represented by image data, and processing the data of the image picked up by the image pickup apparatus to obtain the position (reference) of the image pickup object. An optical measuring device that measures a position on a coordinate plane), a rotation angle (a rotation angle from a reference rotation position), a dimension, and the like, and an optical device that performs a defect inspection of an imaging target by processing data of a captured image. The present invention relates to a type inspection apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】本出願人は、この種の撮像装置,光学式
測定装置および光学式検査装置を開発し、特許出願し
た。まだ公開されていない特願平10−9085号およ
び特願平10−162459号がそれである。特願平1
0−9085号に記載の撮像装置は、一平面をなす反
射面と、その反射面と光軸が直交する状態で配置さ
れ、反射面からの平行光を焦点に集光する第一レンズ系
と、それら反射面と第一レンズ系との間の位置に撮像
対象物を支持する撮像対象物支持装置と、前記第一レ
ンズ系に対して前記反射面とは反対側の位置に設けら
れ、第一レンズ系の光軸に対して傾斜し、光の一部を透
過させ、残りを反射する反射面を有するビームスプリッ
タと、そのビームスプリッタの反射面に対して前記第
一レンズ系の焦点とは面対称の位置に設けられたオリフ
ィスと、そのオリフィスに対して前記ビームスプリッ
タとは反対側に設けられた光源と、前記第一レンズ系
の焦点に焦点を有し、第一レンズ系により集光されると
ともに前記ビームスプリッタを通過した光を平行光線に
変換する第二レンズ系と、その第二レンズ系により平
行光線に変換された光により形成される像を撮像する撮
像素子とを含むように構成される。
2. Description of the Related Art The present applicant has developed an image pickup apparatus, an optical measuring apparatus and an optical inspection apparatus of this kind and applied for a patent. Japanese Patent Application No. 10-9085 and Japanese Patent Application No. 10-162449, which have not been disclosed yet, are such applications. Japanese Patent Application No. 1
The imaging device described in No. 0-9085 includes a reflecting surface that forms a plane, a first lens system that is disposed with the reflecting surface orthogonal to the optical axis, and that condenses parallel light from the reflecting surface to a focal point. An imaging object support device that supports an imaging object at a position between the reflection surfaces and the first lens system, and the reflection surface is provided at a position opposite to the reflection surface with respect to the first lens system, A beam splitter that is inclined with respect to the optical axis of one lens system, has a reflecting surface that transmits part of light, and reflects the rest, and the focal point of the first lens system with respect to the reflecting surface of the beam splitter is An orifice provided at a plane-symmetric position, a light source provided on the side opposite to the beam splitter with respect to the orifice, and a focal point at the focal point of the first lens system, and condensed by the first lens system And passes through the beam splitter A second lens system for converting the light into parallel light, configured to include an imaging device that captures an image formed by light converted into parallel beams by the second lens system.

【0003】光源とオリフィスとにより構成される点光
源から放射状に投光される光は、ビームスプリッタの反
射面で反射されて第一レンズ系に向かうが、点光源はビ
ームスプリッタの反射面に対して、第一レンズ系の焦点
と面対称の位置にあるため、第一レンズ系にとっては自
身の焦点から放射状に投光された光と同じことになり、
第一レンズ系によって平行光に変換され、撮像対象物支
持装置に支持された物体(物体自体が撮像対象物である
場合と、物体表面の一部が撮像対象物である場合とがあ
る。以下、撮像対象物支持装置に支持された物体を特に
必要がない限り単に物体と称することとする)および反
射面に当てられる。反射面による反射光と物体表面によ
る反射光とがビームスプリッタに入射し、一部はそれの
反射面により点光源の方へ戻されるが、残りはビームス
プリッタを通過して第二レンズ系に至り、反射面による
反射光と、物体表面による反射光のうち第一レンズ系の
光軸に平行なもの(反射面に直角なもの)は、平行光に
変換され、撮像センサに入射する。光源およびオリフィ
スにより構成される点光源を、実際に第一レンズ系の焦
点に設置しようとすれば、上記反射面や物体表面からの
反射光が、オリフィスおよび光源により遮られて撮像セ
ンサに入射せず、物体およびその周辺の画像が得られな
いことになるが、本態様におけるようにビームスプリッ
タを使用すれば、この問題を解消することができるので
ある。
Light emitted radially from a point light source constituted by a light source and an orifice is reflected by a reflection surface of a beam splitter and travels toward a first lens system. Therefore, since it is located at a plane symmetrical position with respect to the focal point of the first lens system, it is the same as the light radially projected from its own focal point for the first lens system,
An object converted into parallel light by the first lens system and supported by the imaging object support device (there is a case where the object itself is the imaging object, and a case where a part of the object surface is the imaging object. The object supported by the imaging object supporting device is simply referred to as an object unless otherwise required) and is applied to the reflecting surface. The light reflected by the reflecting surface and the light reflected by the object surface enter the beam splitter, and part of the light is returned to the point light source by the reflecting surface, while the rest passes through the beam splitter to reach the second lens system. Of the light reflected by the reflecting surface and the light reflected by the object surface, the light parallel to the optical axis of the first lens system (perpendicular to the reflecting surface) is converted into parallel light and incident on the image sensor. If the point light source constituted by the light source and the orifice is actually installed at the focal point of the first lens system, the reflected light from the reflecting surface or the object surface is blocked by the orifice and the light source and is incident on the image sensor. As a result, an image of the object and its surroundings cannot be obtained, but this problem can be solved by using a beam splitter as in the present embodiment.

【0004】なお、第一,第二レンズ系はそれぞれ1枚
のレンズにより構成されても複数枚のレンズにより構成
されてもよい。また、例えば、第二レンズ系と撮像セン
サとの間に反射面を設け、第二レンズ系により平行光に
変換された光が反射面で反射されて撮像センサに入射さ
せられるようにしたり、第一レンズ系の焦点と第二レン
ズ系との間に反射面を設け、第一レンズ系からの光がそ
の反射面で反射された後に、第二レンズ系により平行光
に変換されるようにしたりすることができる。第一レン
ズ系についても同様のことが可能である。このように、
反射面により光の向きを任意に変えることができ、この
場合にはレンズ系の光軸も光と共に屈曲すると考えるこ
ととする。本態様の光学式測定装置においては、反射
面,撮像対象物支持装置,第一レンズ系,第二レンズ系
および撮像センサが、一直線上に配置されることは不可
欠ではないのである。
[0004] Each of the first and second lens systems may be constituted by one lens or a plurality of lenses. Also, for example, a reflecting surface is provided between the second lens system and the image sensor, so that light converted into parallel light by the second lens system is reflected by the reflecting surface and is incident on the image sensor, A reflecting surface is provided between the focal point of one lens system and the second lens system so that light from the first lens system is reflected by the reflecting surface and then converted into parallel light by the second lens system. can do. The same is possible for the first lens system. in this way,
The direction of light can be arbitrarily changed by the reflection surface, and in this case, the optical axis of the lens system is considered to be bent together with the light. In the optical measuring device of this embodiment, it is not essential that the reflecting surface, the imaging object support device, the first lens system, the second lens system, and the imaging sensor are arranged on a straight line.

【0005】上記のように、反射面およびその手前に置
いた物体に、反射面と直交する平行光を当て、反射面に
おいて反射され、物体の周囲を通過した平行光により形
成される像を撮像すれば、物体の正確な投影像を得るこ
とができ、その投影像を処理すれば、透視図法ないし投
影図法上の正確な寸法を得ることができる。平行光は物
体と反射面との両方に当てられるため、反射面で反射さ
れた光のみならず、物体の表面で反射された光も撮像面
に到達し、物体の表面像を形成するが、物体の表面がた
とえ研削面であっても、微細な凹凸が存在するため、反
射面に直角な平行光の一部が反射面に直角な方向に反射
されるに過ぎない。それに対し、反射面を鏡面とすれ
ば、反射面に直角な平行光の殆ど全部が反射面に直角な
方向に反射される。したがって、物体の表面の像に比較
して反射面の像を圧倒的に明るくすることは容易であ
り、容易に物体の輪郭線を特定することができる。反射
面により反射されて物体の周囲を通過した平行光により
形成される物体のシルエット像が得られるのであり、そ
のシルエット像を処理することにより、物体の外のり寸
法(貫通した開口があればその開口の内のり寸法も)を
求めることができるのである。ただし、物体の表面から
の反射光の、反射面に直角な方向の成分が多い場合に
は、物体の表面も撮像されるため、物体表面に記載され
た文字,記号等のキャラクタ、表面に形成された凹部や
傷の正確な投影像も取得することができ、必要があれば
これらの寸法や位置も正確に測定することができる。そ
して、物体および反射面に平行光を当てる光学系も、物
体および反射面からの平行反射光により形成される像を
撮像面に結像させる光学系も物体と同じ側に設けること
ができるため、撮像装置全体をコンパクトに構成するこ
とが可能になる。
[0005] As described above, parallel light orthogonal to the reflective surface is applied to the reflective surface and the object placed in front of the reflective surface, and an image formed by the parallel light reflected by the reflective surface and passing around the object is captured. By doing so, an accurate projected image of the object can be obtained, and by processing the projected image, it is possible to obtain accurate dimensions in the perspective projection or the projection. Since the parallel light is applied to both the object and the reflection surface, not only the light reflected on the reflection surface, but also the light reflected on the surface of the object reaches the imaging surface and forms a surface image of the object, Even if the surface of the object is a ground surface, fine unevenness is present, so that only a part of the parallel light perpendicular to the reflecting surface is reflected in a direction perpendicular to the reflecting surface. On the other hand, if the reflecting surface is a mirror surface, almost all of the parallel light perpendicular to the reflecting surface is reflected in a direction perpendicular to the reflecting surface. Therefore, it is easy to make the image of the reflection surface significantly brighter than the image of the surface of the object, and the contour of the object can be easily specified. A silhouette image of the object formed by the parallel light reflected by the reflecting surface and passing around the object is obtained. By processing the silhouette image, the outer dimension of the object (if there is a penetrating aperture, The inner dimension of the opening can also be determined. However, if there are many components of light reflected from the surface of the object in the direction perpendicular to the reflection surface, the surface of the object is also imaged, so characters such as characters and symbols written on the surface of the object and formed on the surface Accurate projection images of the formed concave portions and scratches can also be obtained, and if necessary, their dimensions and positions can be accurately measured. Also, since the optical system that irradiates the object and the reflecting surface with parallel light, and the optical system that forms an image formed by the parallel reflected light from the object and the reflecting surface on the imaging surface can also be provided on the same side as the object, It is possible to make the entire imaging device compact.

【0006】また、特願平10−9085号に記載の光
学式測定装置は、上記撮像装置と、それにより撮像され
た画像に基づいて前記対象物の前記反射面に平行な方向
の位置,反射面に直角な軸線まわりの回転角度、および
反射面に平行な方向の寸法の少なくとも1つを演算する
画像処理装置とを含むように構成される。この光学式測
定装置は、測定対象物すなわち撮像対象物に接触するこ
となく、位置,回転角度,寸法を測定することができる
ため、ゴム等軟らかい材料から成る測定対象物を支障な
く測定できる。さらに、画像処理装置を、撮像により取
得された画像内における測定対象物(撮像対象物)の像
の位置や回転角度(基準回転位置からの回転角度)のい
かんを問わず寸法を求め得るものとすれば、測定対象物
(物体)を平らな支持面に単純に載置すればよく、測定
対象物の測定装置へのセットを容易に行うことができ、
測定の能率を向上させることができる。本光学式測定装
置における画像処理装置の一例は、捜索テンプレートお
よび測定テンプレートを使用するものである。すなわ
ち、画像処理装置が、マスタ捜索テンプレートデータ記
憶手段,マスタ測定テンプレートデータ記憶手段,捜索
テンプレート自動設定手段,捜索物判定手段,測定テン
プレート自動設定手段およびエッジ点座標演算手段を含
むように構成されるのである。マスタ捜索テンプレート
は、一定の距離を隔てた2個の点を一対とするポイント
ペアを複数組有するものであり、マスタ捜索テンプレー
トデータ記憶手段はそのマスタ捜索テンプレートのデー
タを記憶するものである。マスタ測定テンプレートは、
測定シークラインを複数本有するものであり、マスタ測
定テンプレートデータ記憶手段はそのマスタ測定テンプ
レートのデータを記憶するものである。捜索テンプレー
ト自動設定手段は、マスタ捜索テンプレートデータ記憶
手段に記憶されたマスタ捜索テンプレートのデータを、
種々の位置および回転角度に移動させて複数の捜索テン
プレートを自動で設定するものである。捜索物判定手段
は、捜索テンプレート自動設定手段により設定された複
数の捜索テンプレートを順次、画像データ記憶手段の画
像データの表す画像が存在する画面に重ねた場合に、捜
索テンプレートの複数組のポイントペアを構成する各対
の点の光学的特性値の相違状態が設定状態以上である場
合には、その対の2点が、画像の光学的特性が急変する
部分であるエッジの両側に分かれて位置する適合状態に
あるとし、複数のポイントペアのうち設定量以上のもの
が適合状態にあれば、撮像対象物は捜索テンプレートに
適合する捜索対象物であると判定するものである。測定
テンプレート自動設定手段は、撮像対象物が捜索テンプ
レートに適合する捜索対象物であると判定された際の捜
索テンプレートのデータと、マスタ測定テンプレートデ
ータ記憶手段に記憶されたマスタ測定テンプレートデー
タとに基づいて、測定テンプレートを自動で設定するも
のである。エッジ点座標演算手段は、測定テンプレート
自動設定手段により設定された測定テンプレートを画像
データ記憶手段の画像データの表す画像が存在する画面
に重ね、複数本の測定シークラインの各々の上における
測定対象物(撮像対象物,捜索対象物)のエッジ点の座
標を演算するものである。エッジ点は、エッジと測定シ
ークラインとの交点である。エッジは、画像データによ
り表される画像内において光学的測定が急変する部分で
あり、測定対象物の輪郭線に対応する。エッジは多くの
場合閉曲線となるが、閉曲線とはならない場合もある。
測定対象物が大きくて撮像装置の視野内におさまらない
場合、測定対象物が物体の一部である場合等がその例で
ある。
The optical measuring device described in Japanese Patent Application No. 10-9085 is a device for measuring the position of the object in a direction parallel to the reflection surface of the object based on an image taken by the image pickup device. An image processing device that calculates at least one of a rotation angle about an axis perpendicular to the surface and a dimension in a direction parallel to the reflection surface. This optical measuring device can measure the position, the rotation angle, and the dimension without contacting the measurement object, that is, the imaging object, so that the measurement object made of a soft material such as rubber can be measured without any trouble. Further, the image processing apparatus is capable of obtaining dimensions regardless of the position of an image of a measurement target (imaging target) in an image obtained by imaging and a rotation angle (a rotation angle from a reference rotation position). Then, the object to be measured (object) can be simply placed on the flat support surface, and the object to be measured can be easily set on the measuring device.
The efficiency of measurement can be improved. An example of the image processing device in the optical measuring device uses a search template and a measurement template. That is, the image processing apparatus is configured to include a master search template data storage unit, a master measurement template data storage unit, a search template automatic setting unit, a search object determination unit, a measurement template automatic setting unit, and an edge point coordinate calculation unit. It is. The master search template has a plurality of point pairs each including two points separated by a predetermined distance, and the master search template data storage means stores the data of the master search template. The master measurement template is
It has a plurality of measurement seek lines, and the master measurement template data storage means stores the data of the master measurement template. The search template automatic setting means stores the master search template data stored in the master search template data storage means,
A plurality of search templates are automatically set by moving to various positions and rotation angles. When the plurality of search templates set by the search template automatic setting unit are sequentially superimposed on a screen on which an image represented by the image data in the image data storage unit exists, the search object determination unit includes a plurality of point pairs of the search template. When the difference state of the optical characteristic values of the points of each pair constituting the pair is equal to or greater than the set state, the two points of the pair are divided on both sides of the edge where the optical characteristic of the image changes suddenly. It is determined that the imaging target is a search target that matches the search template if more than a set amount of the plurality of point pairs are in the match. The measurement template automatic setting unit is configured to perform a search based on the search template data when the imaging target is determined to be a search target that conforms to the search template and the master measurement template data stored in the master measurement template data storage unit. Then, the measurement template is automatically set. The edge point coordinate calculation means superimposes the measurement template set by the measurement template automatic setting means on a screen on which an image represented by the image data of the image data storage means exists, and measures the measurement target on each of the plurality of measurement seek lines. The coordinates of the edge point of the (imaging target, search target) are calculated. The edge point is the intersection of the edge and the measurement seek line. The edge is a portion where the optical measurement changes suddenly in the image represented by the image data, and corresponds to the contour of the measurement target. Edges are often closed curves, but not always.
Examples are a case where the measurement target is large and does not fit within the field of view of the imaging device, a case where the measurement target is a part of the object, and the like.

【0007】光学式検査装置は、特願平10−1624
59号に記載されている。この光学式検査装置の画像処
理装置は、撮像装置により撮像された画像のデータであ
る画像データを記憶する画像データ記憶手段に加えて、
ネガティブシークライン設定手段および判定手段を含む
ように構成される。ネガティブシークラインはエッジと
交差しないことが予定されたシークラインであり、ネガ
ティブシークライン設定手段はそのネガティブシークラ
インを設定するものである。そして、判定手段は、設定
されたネガティブシークラインがエッジと交差する場合
には撮像対象物に欠陥があると判定するものである。前
記光学式測定装置における測定テンプレートのシークラ
インはエッジと交差することが予定されており、その意
味でポジティブシークラインと称すべきものであるが、
エッジと交差しないことが予定されたネガティブシーク
ラインを利用すれば、撮像対象物支持装置に支持された
物体の表面の傷、外側面の切欠,ばり等の欠陥を容易に
検出することができる。例えば、四角形の部品の水平な
表面に傷があるか否かを検査する場合には、その表面の
輪郭線の内側に多数のネガティブシークラインを設定
し、それらネガティブシークラインのいずれかがエッジ
と交差するか否かを調べるのである。明るい像となる表
面に暗い像となる傷や汚れが存在すれば、それら傷や汚
れの輪郭線がエッジとなる。ネガティブシークライン
は、上記のように、表面の輪郭線の内側に設定されるも
のであるから、通常はエッジと交差しないのであるが、
表面に傷や汚れが存在し、ネガティブシークラインがそ
れら傷や汚れと交差すれば、ネガティブシークラインは
エッジと交差することになる。したがって、ネガティブ
シークライン上にエッジ点、すなわち輝度の変化が大き
い点が存在するか否かを調べれば、検査対象表面に傷や
汚れが存在するか否かを調べることができるのである。
また、上記四角形の部品の物体の外側面に切欠があるか
否かは、その物体の輪郭線の直ぐ内側に、その輪郭線に
沿ってネガティブシークラインを設定すれば、検出する
ことができる。同様に、物体の輪郭線の直ぐ外側にネガ
ティブシークラインを設定すればばりを検出することが
できる。本光学式検査装置においては、傷,汚れ,切
欠,ばり等の欠陥を撮像対象物と考えることも、欠陥を
有する物体を撮像対象物と考えることもできる。
An optical inspection apparatus is disclosed in Japanese Patent Application No. Hei 10-1624.
No. 59. The image processing apparatus of the optical inspection apparatus includes an image data storage unit that stores image data that is data of an image captured by an imaging device.
It is configured to include negative seek line setting means and determination means. The negative seek line is a seek line that is not expected to intersect with the edge, and the negative seek line setting means sets the negative seek line. The determining means determines that the imaging target has a defect when the set negative seek line intersects the edge. The seek line of the measurement template in the optical measuring device is expected to intersect the edge, and in that sense, should be called a positive seek line,
By using a negative seek line that is not expected to intersect with the edge, it is possible to easily detect a defect such as a scratch on the surface of the object supported by the imaging object support device, a cutout on the outer surface, or a flash. For example, when inspecting a horizontal part of a square part for flaws, set a number of negative seek lines inside the outline of the surface, and any of those negative seek lines Check if they intersect. If there is a flaw or dirt that becomes a dark image on the surface that becomes a bright image, the outline of the flaw or dirt becomes an edge. Since the negative seek line is set inside the contour of the surface as described above, it does not normally intersect the edge,
If there are scratches and stains on the surface and the negative seek line intersects with the scratches and stains, the negative seek line will intersect the edge. Therefore, if it is determined whether or not there is an edge point on the negative seek line, that is, a point where the change in luminance is large, it is possible to determine whether or not a scratch or a stain exists on the surface of the inspection target.
Further, whether or not a notch is present on the outer surface of the object of the rectangular component can be detected by setting a negative seek line along the outline immediately inside the outline of the object. Similarly, a flash can be detected by setting a negative seek line immediately outside the contour of the object. In the present optical inspection apparatus, defects such as scratches, dirt, notches, and burrs can be considered as imaging targets, and objects having defects can be considered as imaging targets.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題,課題解決手段,作用お
よび効果】本発明は、上記先に開発された撮像装置,光
学式測定装置および光学式検査装置を改良すること、特
に撮像装置によって取得される画像の精度を向上させる
こと、ならびに、それによって光学式測定装置の測定精
度を向上させ、光学式検査装置の信頼性を向上させるこ
とを課題としてなされたものである。本発明によって、
下記各態様の撮像装置,光学式測定装置,光学式検査装
置が得られる。各態様は請求項と同様に、項に区分し、
各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用す
る形式で記載する。これは、各項に記載の特徴の組合わ
せの可能性の理解を容易にするためであり、本明細書に
記載の技術的特徴およびそれらの組合わせが以下のもの
に限定されると解釈されるべきではない。 (1)凹面鏡と、その凹面鏡の光軸上にその光軸に対し
て傾斜して配設されたビームスプリッタ(ハーフミラー
を含む)と、前記凹面鏡側から見てビームスプリッタの
透過方向と反射方向とのいずれか一方に配設され、撮像
対象物をほぼ前記凹面鏡の焦点の位置に支持する撮像対
象物支持装置と、前記透過方向と反射方向との他方にお
ける前記凹面鏡の焦点に対して前記ビームスプリッタと
は反対側に設けられ、その焦点を通過して放射状に広が
る光を実質的な平行光に変換するレンズ系と、そのレン
ズ系により変換された平行光によって形成される画像を
撮像する撮像素子と、その撮像素子に入射する光を、前
記凹面鏡にその凹面鏡の光軸に実質的に平行に入射する
光に制限する制限手段とを含むことを特徴とする撮像装
置(請求項1)。撮像対象物は、撮像対象物支持装置に
支持される物体自体である場合と、その物体の一部であ
る場合とがある。後者の場合には、撮像対象物支持装置
は、物体を支持することにより結果的に撮像対象物を支
持することになるのである。撮像対象物支持装置に支持
された物体は、前面側から照明されても、背面側から照
明されてもよい。前面側から照明される場合には、物体
の前面により反射された光が、ビームスプリッタを透過
し、あるいはビームスプリッタにより反射されて凹面鏡
に入射する。凹面鏡は、それの光軸に平行な方向から入
射した光を焦点に集光させる性質を有しているため、物
体の前面によりあらゆる方向に放射状に反射された光の
うち、凹面鏡の光軸に平行な成分光のみが焦点に集光さ
せられる。したがって、その焦点の位置に、下記 (2)項
に記載のように、ピンホールを有するオリフィスを配設
し、焦点に集光させられた成分光のみの通過が許容され
るようにすれば、凹面鏡にそれの光軸に平行に入射した
成分光のみがレンズ系に入射することとなる。オリフィ
スが制限手段を構成することになるのであり、このオリ
フィスを通過して放射状に広がる光がレンズ系により平
行光に変換され、撮像素子に入射して画像を形成する。
ただし、ピンホールはできる限り小さく形成されるもの
の、大きさが0というわけにはゆかず、焦点近傍に集光
させられる成分光、すなわち凹面鏡の光軸に対して僅か
に傾いた方向に反射された成分光もピンホールを通過し
て撮像素子に入射する。その結果、撮像素子の撮像面に
は、凹面鏡の光軸に実質的に平行な成分光により像が結
ばれることとなり、この像が撮像装置により撮像され
る。したがって、撮像素子はレンズ系の焦点の位置に配
設されることが望ましい。撮像対象物支持装置により支
持された物体が背面側から照明される場合にも、凹面鏡
の焦点の位置にピンホールを有するオリフィスを配設し
ておけば、物体の周囲を通過して凹面鏡に入射する光の
うち、凹面鏡の光軸に平行に入射する成分光(撮像対象
物支持装置の中心線に平行な成分光)により、撮像素子
の撮像面に画像が形成され、物体のシルエット像が取得
される。この場合、物体の周囲を通過する光が、撮像対
象物支持装置の中心線に平行な成分光の他に、中心線に
対して傾いた方向の成分光を含んでいても、その傾いた
方向の成分光が撮像素子の撮像面に入射することはオリ
フィスにより阻止される。したがって、 (5)項に記載の
明背景形成装置や (6)項に記載の均一照明装置を使用し
て撮像対象物のシルエット像を取得しても、そのシルエ
ット像は凹面鏡にそれの光軸に実質的に平行な方向から
入射した成分光のみによって形成されることとなる。そ
れに対し、物体の周囲を通過する光自体が、撮像対象物
支持装置の中心線に平行な成分光のみから成るようにす
れば、凹面鏡に入射するのはそれの光軸に平行な成分光
のみとなるため、凹面鏡の焦点の位置にオリフィスを設
けることは必ずしも必要ではなくなる。物体の周囲を通
過する光が、撮像対象物支持装置の中心線に平行な成分
光のみから成るようにする手段が、制限手段を構成する
ことになるのである。物体を、撮像対象物支持装置の中
心線に平行な成分光のみから成る光で照明するために
は、例えば、 (7)項や (8)項に記載の平行光発生装置を
使用すればよい。なお、平行光発生装置を使用する場合
でも、オリフィスを設けることは有効である。平行光発
生装置を使用して、物体の周囲を通過する光が撮像対象
物支持装置の中心線に平行な成分光のみから成るように
しても、光の回折によって、凹面鏡にそれの光軸に対し
て傾斜した方向から入射する成分光が生じ、その成分光
が撮像素子の撮像面に入射することを避け得ないからで
ある。制限手段は、撮像素子に入射する光を、結果的に
凹面鏡にそれの光軸に実質的に平行に入射する光に制限
することができるものであればよいのであるが、光の回
折を考慮すれば、できる限り撮像素子に近い位置に設け
られることが望ましいことになる。平行光発生装置とオ
リフィスとは、共に制限手段として機能するものであ
り、両方を設ければ特に正確な画像が得られる。以上説
明したように、本項に記載の態様の撮像装置において
は、凹面鏡の光軸に実質的に平行な成分光によって画像
が形成されるため、得られる撮像対象物の像は実質的に
透視図法ないし投影図法上の正確な像となる。先に開発
した特願平10−9085号に記載の撮像装置において
は、撮像対象物支持装置に支持された物体の周囲を反射
面に向かって通過し、反射面により反射されて再び物体
の周囲を逆向きに通過した、反射面に実質的に直角な方
向の成分光により撮像素子の撮像面に画像が形成される
ため、物体のシルエット像の外側輪郭線は正規の輪郭線
より大きめに、内側輪郭線(物体に形成された貫通孔の
輪郭線)は小さめに撮像されることを避け得ない。そし
て、これが撮像対象物の像の精度を低下させ、光学式測
定装置の測定精度の低下、あるいは光学式検査装置の信
頼性の低下の原因となっていたが、本態様の撮像装置に
おいては、撮像対象物支持装置に支持された物体のシル
エット像を形成する成分光が物体の周囲を1回通過する
のみであるため、撮像対象物の像の精度を向上させるこ
とが容易である。また、本態様の撮像装置は安価に製造
し得る利点を有している。特願平10−9085号に記
載の撮像装置においては、撮像対象物の情報を含む反射
面に直角な成分光を1点に集光させるために、レンズ系
が使用されていたため、撮像対象物が大きい場合には、
大径のレンズ系が必要となっていたのに対し、レンズ系
の代わりに凹面鏡が使用されているからである。平行な
成分光を一点に集光させ、それを再び平行な成分光とし
て撮像素子に精度のよい画像を撮像させるためには、レ
ンズ系の収差を小さくすることが必要であり、大径のレ
ンズ系であって収差の小さいものを製作するためには複
数のレンズを組み合わせることが必要である上、それで
も収差を小さくすることが困難であるのに対し、凹面鏡
は1個の無収差のものを容易に製作し得るのである。 (2)前記制限手段が、前記凹面鏡の焦点の位置に位置
するピンホールを有するオリフィスを含む (1)に記載の
撮像装置。 (3)前記オリフィス,レンズ系および撮像素子が前記
ビームスプリッタの反射方向に設けられた (1)項または
(2)項に記載の撮像装置。 (4)前記撮像対象物支持装置が前記ビームスプリッタ
の反射方向に設けられた(1)項または (2)項に記載の撮
像装置。 (5)さらに、前記撮像対象物支持装置に対して前記ビ
ームスプリッタとは反対側に設けられ、前記撮像対象物
の明るくかつ実質的に均一な背景を形成する明背景形成
装置を含む (1)ないし (4)項のいずれか1つに記載の撮
像装置(請求項3)。明背景形成装置からは放射状に光
が放射されるが、その放射状の光のうち、前述のように
凹面鏡の光軸に実質的に平行な成分光によって、撮像対
象物のシルエット像が撮像素子の撮像面上に形成され
る。 (6)前記明背景形成装置が、前記撮像対象物支持装置
に向かって実質的に均一な照明光を放射する照明装置で
ある (5)項に記載の撮像装置。明背景形成装置は、乱反
射面によっても構成することができるが、照明装置自体
により明背景形成装置を構成する方がエネルギ効率がよ
い。 (7)さらに、前記撮像対象物支持装置を間にして前記
ビームスプリッタとは反対側に設けられ、撮像対象物支
持装置を透過し、撮像対象物の周辺を通過してビームス
プリッタに入光する平行光を投光する平行光発生装置を
含み、その平行光発生装置が前記制限手段として機能す
る (1)ないし (4)項のいずれか1つに記載の撮像装置
(請求項4)。平行光発生装置により発生させられた平
行光により撮像対象物を背面側から照明する場合には、
凹面鏡の光軸に実質的に平行ではない無用の成分光が撮
像対象物の周辺に殆ど存在しないようにすることができ
るため、品質の高い画像を容易に得ることができる。例
えば、撮像対象物が球体である場合、明背景形成装置か
らあらゆる方向に放射される光によって背面側から照明
されれば、その照明光の一部は、球体の前側の半球面
(明背景形成装置とは反対側の半球面)の一部にも当た
り、そこで反射されて凹面鏡に向かう。この光の中には
凹面鏡の光軸に平行な成分光も含まれており、これはピ
ンホールを通過して撮像素子に入射するため、球体のシ
ルエット像が理論上のシルエット像より小さくなってし
まうことになる。それに対して、球体が平行光発生装置
により発生させられた平行光によって背面側から照明さ
れる場合は、その球体の前側の半球面に平行光が当たる
ことはない。したがって、球体の正確なシルエット像が
得られるのである。撮像対象物が例えば直方体形のもの
であっても、直方体の角部に丸みが付けられていれば、
その丸み部に関して同様の事態が発生する。また、明背
景形成装置から放射される光は、ごく一部(凹面鏡の光
軸に実質的に平行な成分光)のみが画像の取得に有効に
利用される。それに対して、平行光発生装置により撮像
対象物を背面側から照明すれば、照明光の全部がシルエ
ット像形成に有効に利用されるため、効率よく画像を形
成することができる。 (8)前記平行光発生装置が、前記撮像対象物支持装置
を間にして第1ビームスプリッタとしての前記ビームス
プリッタとは反対側に設けられた第2ビームスプリッタ
と、前記撮像対象物支持装置から見て前記第2ビームス
プリッタの反射方向に、第1凹面鏡としての前記凹面鏡
とは別に設けられた第2凹面鏡と、その第2凹面鏡から
見て前記第2ビームスプリッタの透過方向における第2
凹面鏡の焦点位置に設けられ、第2ビームスプリッタに
向かって放射状に広がる照明光を放射する点光源とを含
む (7)項に記載の撮像装置(請求項5)。本態様によれ
ば、平行光を容易に発生させることができる。 (9)前記点光源が、前記第2凹面鏡の焦点位置に設け
られたピンホールを備えた、第1オリフィスとしての前
記オリフィスとは別の第2オリフィスと、その第2オリ
フィスに対して前記第2ビームスプリッタとは反対側に
設けられ、オリフィスに向かってほぼ平行な照明光を投
光する平行光源と、その平行光源からの光を前記第2オ
リフィスのピンホールを経て前記第2ビームスプリッタ
に向かって放射状に広がる照明光に変換する、前記第1
レンズ系とは別の第2レンズ系とを含む (8)項に記載の
撮像装置(請求項6)。 (10)前記第1凹面鏡,第1ビームスプリッタ,第1
オリフィス,第1レンズ系と、前記第2凹面鏡,第2ビ
ームスプリッタ,第2オリフィス,第2レンズ系とがそ
れぞれ、前記撮像対象物支持装置による前記撮像物支持
位置に対して面対称に配置された (9)項に記載の撮像装
置(請求項7)。本態様によれば、撮像装置と平行光発
生装置とを対称の構成とすることができ、装置全体をコ
ンパクトに構成することができるとともに、部品の共用
により製造コストを低減させることができる。 (11)さらに、前記ビームスプリッタの前記凹面鏡の
光軸に対する傾斜角度を調節する傾斜角度調節装置を含
む (1)ないし(10)項のいずれか1つに記載の撮像装置。
傾斜角度調節装置を設ければ、撮像装置の製造誤差をビ
ームスプリッタの傾斜角度の調節により打ち消し、ある
いは軽減することができ、安価な撮像装置により精度の
高い画像を得ることができる。 (12)前記傾斜角度調節装置が、前記ビームスプリッ
タを、当該撮像装置の本体である装置本体に、前記凹面
鏡の光軸に対して直角な回動軸線の回りに回動可能に取
り付ける取付軸と、前記ビームスプリッタに、前記取付
軸の軸線と直交する方向に長く形成された長穴と、前記
装置本体に被支持軸部が、前記取付軸の軸線と平行な回
転軸線のまわりに回転可能に保持され、その被支持軸部
に対して偏心した偏心軸部において前記長穴に嵌入させ
られており、回転操作されることにより前記ビームスプ
リッタを前記取付軸の軸線のまわりに回動させる偏心操
作部材とを含む(11)項に記載の撮像装置。本態様によれ
ば、傾斜角度調節装置を安価に構成することができる。 (13)さらに、前記オリフィス,レンズ系および撮像
素子の、それらの光軸に平行な方向の位置を調節する位
置調節装置を含む (1)ないし(12)項のいずれか1つに記
載の撮像装置。位置調節装置を設ければ、撮像装置の製
造誤差をオリフィス,レンズ系および撮像素子の軸方向
の位置の調節により打ち消し、あるいは軽減することが
でき、安価な撮像装置により精度の高い画像を得ること
ができる。 (14)前記位置調節装置が、前記オリフィス,レンズ
系および撮像素子を保持する撮像素子等保持部材と、当
該撮像装置の本体である装置本体に、前記凹面鏡の光軸
に平行に設けられて前記撮像素子等保持部材を案内する
ガイドと、前記装置本体と前記撮像素子等保持部材との
両方と相対回転可能に係合し、それら装置本体および撮
像素子等保持部材との係合の少なくとも一方は雄ねじと
雌ねじとによる螺合であって、回転操作されることによ
り撮像素子等保持部材を前記ガイドに沿って移動させる
調節ねじ部材とを含む(13)項に記載の撮像装置。本態様
によれば、位置調節装置を安価に構成することができ
る。 (15) (1)ないし(14)項のいずれか1つに記載の撮像
装置と、その撮像装置により撮像された画像を表す画像
データを処理することにより前記撮像対象物の位置,回
転角度,寸法の少なくとも1つを取得する画像処理装置
とを含む光学式測定装置(請求項8)。本態様によれ
ば、撮像対象物の位置,回転角度,寸法等を精度よく測
定し得る光学式測定装置が得られる。 (16)前記画像処理装置が、前記撮像素子により撮像
された画像のデータを記憶する画像データ記憶手段と、
2個の点を直線状に結んで成るシークラインを複数本有
する測定テンプレートのデータを記憶する測定テンプレ
ートデータ記憶手段と、その測定テンプレートデータ記
憶手段の測定テンプレートを前記画像データ記憶手段の
画像データの表す画像が存在する画面に重ね、前記複数
本のシークラインの各々の上において光学的特性の急変
する点であるエッジ点の座標を演算するエッジ点座標演
算手段とを含む(15)項に記載の光学式測定装置(請求項
9)。上記「光学的特性値」とは、例えば、輝度,色相
等である。また、「エッジ点」とはシークラインとエッ
ジとの交点のことである。エッジは、画像の光学的特性
が急変する部分であり、撮像対象物が撮像対象物支持装
置に支持されている物体全体である場合にはその物体の
輪郭線に対応し、撮像対象物が撮像対象物支持装置に支
持されている物体の表面のキャラクタ,凹部,傷等であ
る場合にはそれらキャラクタ等輪郭線に対応する。本態
様の光学式測定装置において、撮像素子により撮像が行
われるときは通常、撮像面が多数の画素に分解され、1
画素のそれぞれについて画像データが作成されて画像デ
ータ記憶手段に記憶される。「画像データの表す画像」
とは、画像データに基づいて得られる画像であり、画素
を単位とし、光学的特性値が画素毎に得られる画像でも
よく、あるいは画素を単位とせず、光学的特性値が任意
の点において得られる画像でもよい。前者の一例は、多
数の光電変換素子を備え、各光電変換素子の受光状態に
応じた電気信号を発生させる撮像素子により得られた各
光電変換素子毎の電気信号の集合として観念される画像
であり、画像は光電変換素子が配列された撮像面上に物
理的に形成された画像であるということができる。その
意味でこの画像を物理画像と称し、物理画像が存在する
画面(撮像面と一致している)を物理画面と称すること
とする。物理画像のデータは、各光電変換素子毎の電気
信号のデータを各光電変換素子の位置と関連付けて記憶
手段に記憶させることにより保存され、再現され得る。
また、物理画像を表す画像データは実際に存在してお
り、その意味で物理画像は、後述の仮想画像との対比に
おいて実在画像と称することもでき、実在画像が存する
画面は実在画面と称することができる。実在画像を表す
画像データは、各光電変換素子毎の電気信号の大きさ自
体を表すアナログデータあるいはデジタルデータでもよ
く、例えば256段階の離散値で表される多段階のデジ
タルデータ(階調データと称する)でもよく、光電変換
素子毎の電気信号がしきい値を超えるか否かにより2値
化された2値化データでもよい。画素を単位とせず、光
学的特性値が任意の点において得られる画像の一例は、
上記物理画面の各光電変換素子の電気信号のデータが各
光電変換素子の中央の点の光学的特性値を表すと見な
し、それら多数の点の光学的特性値を満たす曲面を想定
した場合に、その曲面を規定する連続的な光学的特性値
の集合として観念される画像である。この画像の画像デ
ータは例えば上記曲面を表す式のデータとして保存する
ことも可能であり、この画像データも実在画像の一種で
あることになる。それに対して、上記曲面のデータを予
め求めておく代わりに、画面上の任意の点が指定された
場合に、その点のみの光学的特性値を各点が指定される
毎に演算によって求めることも可能である。この場合に
は画像は実際には存在せず、存在すると仮想されている
に過ぎないため、仮想画像と称し、仮想画像が存在する
画面を仮想画面と称することとする。「測定テンプレー
トを画面に重ね、」とは、例えば、物理画面上において
測定テンプレートデータにより指定される画素に対応す
る画像データを画像データ記憶手段から読み出すことで
あり、あるいは仮想画面上にシークラインにより指定さ
れる点の画像データ(光学的特性値)を物理画面の画像
データに基づいて演算することである。撮像対象物が撮
像対象物支持装置に支持された物体全体である場合は、
その物体の輪郭線の内側がエッジ内、その物体の周辺が
エッジ外あるいは背景となり、撮像対象物が物体表面に
形成されたキャラクタ,凹部,傷等である場合には、そ
れらを囲む物体表面がエッジ外あるいは背景となる。い
ずれにしても、撮像対象物に対応する画像データと背景
に対応する画像データとの間には相違がある。逆に言え
ば、背景との間に相違がある場合でなければ、画像処理
により撮像対象物に関する情報を取得することができな
い。撮像対象物とその周辺とでは上記のように光学的特
性値に差があるため、エッジ点において光学的特性値が
急変する。したがって、物理画面上で画素毎に得られる
光学的特性値の変化を求めることにより、また、仮想画
面上で光学的特性値の変化勾配を求めることによりエッ
ジ点を決定することができる。物理画面上においてはエ
ッジ点が画素単位で求められるが、仮想画面上において
はシークライン上の任意の点においてエッジ点が求めら
れ、画像処理の分解能を必要に応じて高くすることがで
きる。本態様によれば、撮像対象物のエッジ点を得るこ
とができる。それにより、例えば、撮像対象物の形状が
予め判っている場合には、比較的少ないシークラインの
設定で撮像対象物の寸法,位置,回転角度等を算出する
ことができる。また、撮像対象物の形状が予め判ってい
なくても、シークラインの数を多くし、多数のエッジ点
が得られるようにすれば、エッジ点の集合から形状を求
め、寸法,位置,回転角度等を求めることが可能にな
る。撮像対象物支持装置が、撮像対象物を正確な位置お
よび回転角度で位置決めする位置決め装置を備えるもの
であり、撮像対象物の寸法もほぼ一定である場合には、
測定テンプレートは一義的に決まる。しかし、撮像対象
物支持装置が位置決め装置を備えないものである場合に
は、撮像対象物の位置および回転角度が一義的に決まら
ない。その場合には光学式測定装置を、測定テンプレー
トに加えて、次項に記載の捜索テンプレートを使用する
ものとすることが必要となる。 (17)前記画像処理装置が、一定の距離を隔てた2個
の点を一対とするポイントペアを複数組有する捜索テン
プレートのデータを記憶する捜索テンプレートデータ記
憶手段と、その捜索テンプレートデータ記憶手段の捜索
テンプレートを前記画像データ記憶手段の画像データの
表す画像が存在する画面に重ねた場合に、前記複数組の
ポイントペアを構成する各対の点の光学的特性値の相違
状態が設定状態以上である場合には、それら各対の点
が、前記画像の光学的特性が急変する部分であるエッジ
の両側に位置する適合状態にあるとし、前記複数のポイ
ントペアのうち設定量以上のものが適合状態にあれば、
撮像対象物は捜索テンプレートに適合する捜索対象物で
あると判定する判定手段と、を含む(15)項または(16)項
に記載の光学式測定装置(請求項10)。本態様の光学
式測定装置の画像処理装置における「画像データの表す
画像が存在する画面」も、前項に記載の光学式測定装置
の画像処理装置におけると同様に、物理画面ないし実在
画面であっても、仮想画面であってもよい。エッジは多
くの場合閉曲線となり、各ポイントペアの2点の一方は
エッジ内に位置し、他方はエッジ外に位置することとな
る。そのため、厳密さを要しない場合には、「エッジ
内,エッジ外」の表現を用いることとするが、エッジが
閉曲線とならない場合もあるため、厳密さを要する場合
には、「各ポイントペアの2点がエッジの両側に位置す
る」との表現を用いることとする。捜索テンプレートデ
ータは、ポイントペアを構成する2個の点の画面上にお
ける位置を規定するデータであり、「捜索テンプレート
を画像データの表す画像が存在する画面に重ねる」と
は、画面が物理画面の場合、捜索テンプレートデータに
より指定された各位置にある画素の画像データを画像デ
ータ記憶手段から読み出して光学的特性値を得ることで
ある。また、画面が仮想画面である場合は、捜索テンプ
レートを仮想画面上に置いたと想定し、捜索テンプレー
トデータにより指定される仮想画面上の各点の光学的特
性値を物理画像のデータから演算で求めることである。
この場合の物理画像データは、各光電変換素子毎の電気
信号の大きさ自体を表すアナログデータあるいはデジタ
ルデータか、階調データであることが必要であり、2値
化データでは意味がない。前述のように、エッジにおい
て光学的特性が急変するため、ポイントペアの一方の点
が撮像対象物のエッジ内に位置し、他方の点がエッジ外
(背景内)にあれば、換言すれば、ポイントペアの一方
の点に対応する画像データが撮像対象物を表すデータで
あり、他方の点に対応するデータが背景を表すデータで
あれば、ポイントペアを構成する2個の点の光学的特性
値の相違状態が設定状態以上になるはずであり、相違状
態が設定状態以上ではないポイントペアの組の数(また
は率)が予め定められた設定数(または設定率)以下で
ある場合には、その撮像対象物が捜索対象物であると判
定することができる。また、そのようなポイントペアの
組を探すことにより、画面上において撮像対象物の像を
探すことができる。「光学的特性値が設定状態以上」と
は、輝度や色相等の差が設定値以上であることや、輝度
や色相等の比率が設定値以上であること等である。捜索
テンプレートを物理画面に重ねて光学的特性値を求める
場合、画像データはアナログデータや階調データ(以
下、階調データ等と称する)でもよく、2値化データで
もよい。階調データ等であれば、ポイントペアの2個の
点の一方の値と他方の点の値との差が設定値以上である
こと、あるいは両値の比率が設定比率以上であることが
光学特性値の相違状態が設定状態以上であることにな
る。2値化データであれば、ポイントペアの2個の点の
一方の値が0であり、他方の値が1であれば光学的特性
値の相違状態が設定状態以上であることになる。撮像対
象物(捜索対象物)の位置がほぼ一定である場合には、
捜索テンプレートは一定の位置で画面に重ね合わされれ
ばよいが、撮像対象物の位置と回転角度との少なくとも
一方が不定である場合には、判定手段は、捜索テンプレ
ートの位置と回転角度との少なくとも一方を、判定結果
が肯定になるか、予め定められた変更限度に達するまで
変更しつつ判定を繰り返すものとされる。捜索テンプレ
ートが変更される場合、位置や回転角度の異なる複数の
捜索テンプレートが予め準備されても、標準位置および
標準回転角度の標準捜索テンプレートのみが準備され、
一般的な位置や回転角度の捜索テンプレートは必要に応
じて座標変換により作成されてもよい。「変更限度」と
は、例えば、画像処理対象部を捜す捜索領域が設定され
ている場合に、それ以上捜索テンプレートの位置を変更
すれば捜索テンプレートが捜索領域からはみ出してしま
う位置に達したことや、捜索テンプレートの位置が予め
定められている回数変更されたこと等である。本態様の
光学式測定装置の好適な利用分野の一つは、立体形状の
測定対象物の寸法検査である。寸法検査においては、測
定対象物としての撮像対象物の寸法がほぼ一定であるた
め、捜索テンプレートの使用に適しているのである。撮
像対象物支持装置を測定対象物を一定の位置に位置決め
して支持するものとすれば、測定対象物の像に捜索テン
プレートを重ね合わせることが容易となって、特に能率
よく検査を実行することができる。本態様の光学式測定
装置の別の好適な利用分野は、電気回路組立ラインであ
る。例えば、電気部品装着装置においては、プリント基
板等の装着対象材に装着される電気部品やプリント基板
に設けられた基準マーク等が撮像対象物とされ、スクリ
ーン印刷機においては、スクリーンに設けられた基準マ
ークや印刷用透孔等が撮像対象物とされる。また、撮像
対象物は、物体全体の輪郭に限らず、部分が撮像対象物
にされることもある。例えば、角形のチップではチップ
そのものが撮像対象物であるが、リードや半田バンプ等
を有する電気部品においては、それらリードや半田バン
プ等を有する本体が撮像対象物とされる他、1本のリー
ドや1個の半田バンプが撮像対象物とされることもあ
る。本体の輪郭の外側に位置するリード等は勿論、内側
に位置するリード,半田バンプ等、他の部材の輪郭の内
側に位置する物が撮像対象物とされることもあるのであ
る。後者の場合、捜索テンプレートは、物体全体の輪郭
の内側に位置する物の輪郭を捜索対象として作成される
とともに、物理画面上あるいは仮想画面上において、物
体全体の輪郭の像の内側であって、内側に位置する物の
物理画像あるいは仮想画像の形成が予定される位置に重
ねられ、撮像対象物が捜索される。以上の説明から明ら
かなように、本態様によれば、画像データおよび捜索テ
ンプレートを用いて捜索対象物の有無や撮像対象物が捜
索対象部であるか否かを知ることができる。ポイントペ
アを構成する2個の点の光学的特性値の算出および比較
をポイントペアの数だけ行うことにより判定することが
でき、処理を容易にかつ迅速に行うことができる。ま
た、捜索テンプレートと測定テンプレートとの両方が使
用される場合には、撮像対象物が複数の捜索テンプレー
トの一つにより捜索対象物であると判定されれば、その
捜索テンプレートのデータとマスタ測定テンプレートの
データとにより、捜索対象物であるとされた撮像対象物
を測定対象物として測定するための測定テンプレートを
設定することができ、測定対象物(撮像対象物)を正確
に位置決めする必要のない光学式測定装置が得られる。 (18)前記画像処理装置がさらに、前記捜索テンプレ
ートを、前記捜索対象物を規定する捜索対象物規定デー
タに基づいて自動的に設定する捜索テンプレート自動設
定手段を含む(17)項に記載の光学式測定装置。捜索対象
物の位置および回転角度がほぼ一定である場合には、捜
索対象物規定データに基づいて捜索テンプレートが1個
設定されるようにすればよい。しかし、捜索対象物の位
置,回転角度の少なくとも一方が一定ではない場合に
は、その一定ではないものが基準の状態にある場合につ
いてマスタ捜索テンプレートが設定され、そのマスタ捜
索テンプレートに上記位置および回転角度のうち一定で
はないものに対応する変更が施されて、少なくとも1つ
の捜索テンプレートが設定されるようにすることが必要
となる。本態様においては、捜索テンプレートが自動で
設定されるため、作業者が設定する必要がなく、使用が
容易でかつ高能率の光学式測定装置が得られる。 (19)前記画像処理装置がさらに、前記捜索テンプレ
ートに基づいて前記測定テンプレートを自動で設定する
測定テンプレート自動設定手段を含む(17)項または(18)
項に記載の光学式測定装置。捜索対象物の位置および回
転角度がほぼ一定である場合には、捜索テンプレートが
一義的に決まるため、測定テンプレートも一義的に決ま
る。しかし、捜索対象物の位置,回転角度の少なくとも
一方が一定でない場合には、捜索テンプレートが複数設
定され、それらのいずれかによって撮像対象物が捜索対
象物であると判定される。したがって、測定テンプレー
トは、撮像対象物が捜索対象物であると判定された捜索
テンプレートに基づいて自動設定されることになる。有
効な測定テンプレートを簡単に得ることができ、測定対
象物(撮像対象物,捜索対象物)の位置,回転角度,寸
法等の測定を迅速に行うことが可能となる。 (20)前記画像処理装置がさらに、一つの測定テンプ
レートを用いた測定対象物の位置,回転角度および寸法
の少なくとも1つの測定結果に基づいて、再測定のため
の新たな測定テンプレートである再測定テンプレートを
自動で設定する再測定テンプレート自動設定手段を含む
(19)項に記載の光学式測定装置。一つの測定テンプレー
トを用いた測定対象物の位置,回転角度および寸法の少
なくとも1つの測定結果に基づいて再測定テンプレート
が設定されるようにすれば、再測定テンプレートを上記
一つの測定テンプレートより測定対象物とのずれの小さ
いものとすることができ、ずれの小さい測定テンプレー
トにより測定を行う方が高い精度を得ることができる。 (21)前記撮像素子が、多数の光電変換素子を備え、
各光電変換素子の受光状態に応じた電気信号を発生させ
るものであり、前記画像データ記憶手段がそれら各光電
変換素子の電気信号のデータを、各光電変換素子の位置
と関連付けて記憶するものであり、かつ、前記画像処理
装置がさらに、画像データ記憶手段の画像データにより
形成される物理画面に対応して想定される仮想画面上の
任意の点を指定する点指定手段と、その点指定手段によ
る点指定毎に前記物理画面上の光学的特性値のデータに
基づいて指定された点の光学的特性値を演算する仮想点
データ演算手段とを含む(16)ないし(20)項のいずれか1
つに記載の光学式測定装置。(16)ないし(20)項のいずれ
かに係る画像処理装置において撮像装置により撮像が行
われるときは通常、撮像面が多数の画素に分解され、画
素のそれぞれについて画像データが作成されて画像デー
タ記憶手段に記憶される。画像データにより表される画
像は、画素を単位とし、光学的特性値が画素毎に得られ
る画像でもよく、あるいは画素を単位とせず、光学的特
性値が任意の点において得られる画像でもよい。この任
意の点の画像データを予め求めておく代わりに、画面上
の任意の点が指定された場合に、その点のみの光学的特
性値を各点が指定される毎に演算によって求めることも
可能である。本態様の画像処理装置はこの仮想画像,仮
想画面を利用する態様であり、記憶容量の比較的小さい
画像データ記憶手段を使用しながら、迅速にかつ高精度
で測定対象物の測定や検査対象物の欠陥検査を行うこと
ができる。 (22)前記エッジ点座標演算手段が、前記シークライ
ン上に設定された複数の分割点の光学的特性値を取得す
る分割点特性値取得手段と、その分割点特性値取得手段
により取得された分割点の光学的特性値に基づいてシー
クライン上における光学的特性値の最も急激な変化点を
エッジ点として捜索するエッジ点捜索手段とを含む(16)
ないし(21)項に記載の光学式測定装置。 (23)前記複数の分割点のピッチが前記光電変換素子
のピッチより小さい(22)項に記載の光学式測定装置。 (24) (1)ないし(14)項のいずれか1つに記載の撮像
装置と、その撮像装置により撮像された画像を表す画像
データを処理することにより前記撮像対象物の欠陥を検
出する画像処理装置とを含む光学式検査装置(請求項1
1)。本態様によれば、撮像対象物の欠陥を高い信頼性
を以て検査し得る光学式検査装置が得られる。 (25)前記画像処理装置が、前記撮像装置により撮像
された画像のデータである画像データを記憶する画像デ
ータ記憶手段と、その画像データ記憶手段に記憶された
画像データにより表される画像の光学的特性が急変する
部分であるエッジと交差しないことが予定されたネガテ
ィブシークラインを設定するネガティブシークライン設
定手段と、その設定されたネガティブシークラインがエ
ッジと交差する場合には前記撮像対象物に欠陥があると
判定する判定手段とを含む(24)項に記載の光学式検査装
置(請求項12)。本態様の光学式検査装置によれば、
撮像対象物支持装置に支持された物体の表面に存在する
傷や汚れ、物体の外側面に存在する切欠,ばり等の欠陥
を、ネガティブシークラインを利用して迅速に検出する
ことができる。ネガティブシークラインは、エッジと交
差しないことが予定されているシークラインである。そ
のネガティブシークラインがエッジと交差すれば、物体
の表面あるいは外周の予定されていない部分にエッジが
存在するということであり、欠陥が存在すると推定する
ことができるのである。なお、欠陥の検査は、撮像対象
物支持装置に支持された物体全体についてのみならず、
物体の一部についても行うことができる。物体自体が検
査対象物とされる場合も、物体の一部が検査対象物とさ
れる場合もあるのである。 (26)前記画像処理装置がさらに、前記撮像対象物の
位置,回転角度,寸法の少なくとも1つを測定する測定
手段を含み、前記ネガティブシークライン設定手段が測
定手段により測定された前記位置,回転角度,寸法の少
なくとも1つに基づいて前記ネガティブシークラインを
設定する(25)項に記載の光学式検査装置。ネガティブシ
ークラインは前述のように、エッジと交差しないことが
予定されたシークラインであるから、傷や汚れ等の欠陥
検査に使用される場合には、検査対象物の位置,回転角
度,寸法等が既知であることが必要である。検査対象物
が正確な寸法を有し、かつ正確な位置および回転角度に
位置決めされる場合には、測定手段を省略することが可
能であるが、検査対象物の寸法が不正確であったり、検
査対象物が正確な位置や回転角度に位置決めされない場
合には、ネガティブシークラインの設定に先立って検査
対象物(対象物が検査対象物であるか否かが未定である
状態では撮像対象物)の位置,回転角度,寸法のうち、
不正確であるものが測定されることが必要となる。換言
すれば、測定手段を含む画像処理装置によれば、位置,
回転角度,寸法等が一定しない検査対象物の欠陥も支障
なく検査できるのである。 (27)前記画像処理装置がさらに、前記画像データ記
憶手段に記憶された画像データにより表される画像の光
学的特性が急変する部分であるエッジと交差することが
予定されたポジティブシークラインを設定するポジティ
ブシークライン設定手段を含む(25)項または(26)項に記
載の光学式検査装置。ネガティブシークラインとポジテ
ィブシークラインとを併用すれば、一方のみを使用する
場合に比較して、対象物の検査の信頼性と能率との少な
くとも1つを向上させることができる。 (28) (1)ないし(14)項のいずれか1つに記載の撮像
装置と、その撮像装置により撮像された画像を表す画像
データを処理することにより前記撮像対象物の位置およ
び回転角度を取得し、かつ、その取得した位置および回
転角度のデータと予め付与された欠陥検出用データとに
基づいて撮像対象物の欠陥を検出する画像処理装置とを
含む光学式検査装置(請求項13)。前記(15)項に記載
の測定の特徴と、(24)項に記載の検査の特徴とを合わせ
て有する光学式検査装置であり、測定に関しては前記(1
6)ないし(23)項の特徴を採用することができ、検査に関
しては前記(25)ないし(27)項に記載の特徴を採用するこ
とができる。画像処理装置に、上記欠陥検出手段に加え
て、画像データの処理により撮像対象物の寸法を取得
し、その取得した寸法を基準寸法とを比較して寸法検査
を行う寸法検査手段を設けることも可能である。なお付
言すれば、(15)項に記載の測定に関する特徴、(24)項に
記載の検査に関する特徴、および本項の特徴は、前記
(1)項に記載の撮像装置に関する特徴とは独立に採用す
ることができる。
Problems to be Solved by the Invention, Means for Solving Problems, Actions
The present invention relates to an imaging device, an optical device,
Improve scientific measuring and optical inspection equipment, especially
Improve the accuracy of images acquired by imaging devices
And the measurement accuracy of the optical measuring device
To improve the reliability of optical inspection equipment.
This was done as an issue. According to the present invention,
Imaging device, optical measuring device, optical inspection device
Is obtained. Each aspect is divided into terms as in the claims,
Number each section and quote other sections as needed
Describe in the following format. This is a combination of the features described in each section.
In order to facilitate understanding of the possibility of
The technical features described and their combinations are:
Should not be construed as limited to (1) Concave mirror and on the optical axis of the concave mirror
Beam splitter (half mirror)
And the beam splitter as viewed from the concave mirror side.
It is arranged in one of the transmission direction and the reflection direction,
An imaging pair for supporting an object substantially at the focal point of the concave mirror
An object support device and the other of the transmission direction and the reflection direction.
The beam splitter with respect to the focal point of the concave mirror
Are provided on the opposite side and extend radially through the focal point.
Lens system that converts light into substantially parallel light, and its lens
Image formed by parallel light converted by the
An image sensor for imaging and light incident on the image sensor are
Incident on the concave mirror substantially parallel to the optical axis of the concave mirror
An imaging device comprising:
(Claim 1). The imaging target is attached to the imaging target support device.
If the object is a supported object itself, or if it is a part of the object
Sometimes. In the latter case, the imaging object support device
Supports the object to be imaged by supporting the object.
You will have. Supported by the imaging object support device
The illuminated object can be illuminated from the front
May be disclosed. When illuminated from the front side,
Of light reflected by the front of the device passes through the beam splitter
Or a concave mirror reflected by the beam splitter
Incident on. The concave mirror enters from a direction parallel to its optical axis.
Because it has the property of condensing the emitted light at the focal point,
Light reflected radially in all directions by the front of the body
Only the component light parallel to the optical axis of the concave mirror is focused at the focal point.
Can be done. Therefore, at the position of the focal point,
Orifice with pinhole as described in
And only the component light focused at the focal point is allowed to pass.
So that it is incident on the concave mirror parallel to its optical axis
Only the component light enters the lens system. Orifice
This constitutes the limiting means.
Light that spreads radially through the fiss is flattened by the lens system.
The light is converted into row light and is incident on the image sensor to form an image.
However, the pinhole is formed as small as possible
The size of the light cannot be reduced to 0, but is focused near the focal point
Component light, i.e., slightly with respect to the optical axis of the concave mirror.
The component light reflected in the direction inclined to
Incident on the image sensor. As a result, on the imaging surface of the imaging device
Image is formed by component light substantially parallel to the optical axis of the concave mirror.
This image is taken by the imaging device
You. Therefore, the image sensor is located at the focal point of the lens system.
It is desirable to be installed. Supported by the imaging object support device
Even when the held object is illuminated from the back side, the concave mirror
An orifice with a pinhole at the focal point of
The light passing through the periphery of the object and entering the concave mirror
The component light incident parallel to the optical axis of the concave mirror
Imaging device by component light parallel to the center line of the object support device)
An image is formed on the imaging surface of the object and a silhouette image of the object is acquired
Is done. In this case, the light passing around the object is
In addition to the component light parallel to the center line of the elephant support device,
Even if it contains component light in the direction tilted,
The incidence of component light in the direction on the imaging surface of the image sensor
Blocked by Fiss. Therefore, as described in (5),
Use a light background forming device or a uniform illumination device described in (6).
The silhouette image of the object
The cut image is projected onto the concave mirror from a direction substantially parallel to its optical axis.
It is formed only by the incident component light. So
In contrast, the light passing around the object itself is
So that it consists only of component light parallel to the center line of the support device.
If the concave mirror is incident on the concave mirror, the component light parallel to its optical axis
Orifice at the focal point of the concave mirror.
Is not always necessary. Around the object
The light passing through is a component parallel to the center line of the imaging object support device.
Means consisting solely of light constitute limiting means
It will be. Move the object inside the imaging object support device.
To illuminate with light consisting only of component light parallel to the core wire
Is, for example, the parallel light generator described in (7) or (8)
Just use it. When using a parallel light generator
However, it is effective to provide an orifice. Collimated light
Light that passes around the object using the raw device
So that it consists only of component light parallel to the center line of the object support device
Even by the diffraction of light, the concave mirror is
Component light that is incident from an inclined direction
Inevitably impinges on the imaging surface of the image sensor.
is there. The restricting means controls the light incident on the image sensor as a result.
Limited to light incident on a concave mirror substantially parallel to its optical axis
Anything that can do it,
Considering folding, it should be installed as close as possible to the image sensor.
Would be desirable. Collimated light generator and
Refinements are both functions that act as restricting means.
If both are provided, a particularly accurate image can be obtained. Theory
As described above, in the imaging apparatus according to the aspect described in this section,
Is imaged by component light substantially parallel to the optical axis of the concave mirror.
Is formed, the obtained image of the object to be imaged is substantially
It is an accurate image in perspective or projection. Develop first
In the imaging device described in Japanese Patent Application No. 10-9085,
Reflects around the object supported by the imaging object support device
Object passing through the surface and reflected by the reflective surface again
Which is substantially perpendicular to the reflective surface
An image is formed on the imaging surface of the image sensor by the component light
Therefore, the outer contour of the silhouette image of the object is a regular contour
Larger inner contours (through holes in the object)
It is unavoidable that the contour line) is imaged smaller. Soshi
This reduces the accuracy of the image of the imaged
Measurement accuracy of the measuring instrument
Cause a decrease in reliability.
Of the object supported by the imaging object support device
The component light forming the jet image passes once around the object
Only the accuracy of the image of the object to be imaged can be improved.
And easy. In addition, the imaging device of this aspect is manufactured at low cost.
It has the following advantages. Recorded in Japanese Patent Application No. Hei 10-9085
In the above-mentioned imaging device, the reflection including the information of the imaging target is
A lens system for converging component light perpendicular to the surface to one point
Was used, so if the object to be imaged was large,
While a large-diameter lens system was required, the lens system
This is because a concave mirror is used instead of Parallel
Focus the component light at one point and convert it to parallel component light again
In order for the image sensor to capture accurate images,
It is necessary to reduce aberrations of the lens system,
To produce a lens system with small aberration,
It is necessary to combine a number of lenses, and
It is difficult to reduce aberrations, but a concave mirror
Can easily produce one stigmatic lens. (2) The restricting means is located at the focal position of the concave mirror.
Includes orifices with pinholes
Imaging device. (3) The orifice, lens system and image sensor are
Item (1) or provided in the reflection direction of the beam splitter
The imaging device according to item (2). (4) The imaging object support device is the beam splitter.
The shooting described in (1) or (2) provided in the reflection direction of
Imaging device. (5) Further, the camera is supported on the imaging object support device.
The object to be imaged, which is provided on the side opposite to the beam splitter.
Background formation to form a bright and substantially uniform background
The equipment described in any one of (1) to (4)
Imaging device (Claim 3). Light radiates from the light background forming device
Is emitted. Of the radial light, as described above,
The component light substantially parallel to the optical axis of the concave mirror causes
A silhouette image of the elephant is formed on the imaging surface of the image sensor.
You. (6) The light background forming device is the imaging object supporting device.
Lighting device that emits substantially uniform illumination light toward
An imaging device according to (5). Light background forming equipment
The lighting device itself can be configured by the launch surface.
Therefore, it is more energy efficient to construct a light background forming device.
No. (7) Further, with the imaging object supporting device interposed therebetween,
Provided on the opposite side of the beam splitter,
Beam passing through the holding device and around the object to be imaged.
A parallel light generator that projects parallel light that enters the splitter
The parallel light generator functions as the limiting means.
The imaging device according to any one of (1) to (4).
(Claim 4). Flat light generated by a collimated light generator
When illuminating the object to be imaged from the back side with line light,
Useless component light that is not substantially parallel to the optical axis of the concave mirror is taken.
Can be almost non-existent around the image object
Therefore, a high-quality image can be easily obtained. An example
For example, if the imaging target is a sphere,
From the back side with light emitted in all directions
If this is done, some of the illumination light will be in the hemisphere on the front side of the sphere
(Semi-spherical surface opposite to the light-background forming device)
And is reflected there toward the concave mirror. In this light
Includes component light parallel to the optical axis of the concave mirror, which is
And enters the image sensor through the
The Rouette image is smaller than the theoretical silhouette image
Will be able to. In contrast, the sphere is a parallel light generator
Illuminated from behind by the parallel light generated by the
, The parallel light hits the front hemisphere of the sphere
Never. Therefore, an accurate silhouette image of the sphere
You get it. The object to be imaged is, for example, a rectangular parallelepiped
Even if the corners of the rectangular parallelepiped are rounded,
A similar situation occurs for the rounded portion. In addition,
The light emitted from the scene forming device is only a small part (the light of the concave mirror).
Only the component light substantially parallel to the axis) is effective for image acquisition
Used. On the other hand, it is imaged by a parallel light generator
If the object is illuminated from behind, all of the illumination
Since it is effectively used for image formation, images can be efficiently formed.
Can be achieved. (8) The parallel light generating device is an imaging object supporting device.
The beam splitter as the first beam splitter
A second beam splitter provided on the side opposite to the splitter
And the second beams as viewed from the imaging object support device.
The concave mirror as a first concave mirror in the reflection direction of the splitter
From the second concave mirror provided separately from the second concave mirror
The second in the transmission direction of the second beam splitter
Provided at the focal position of the concave mirror, and provided to the second beam splitter
A point light source that emits illumination light radiating toward
(7) The imaging device according to the mode (7) (claim 5). According to this aspect
Thus, parallel light can be easily generated. (9) The point light source is provided at a focal position of the second concave mirror.
Front as first orifice with pinholes
A second orifice separate from the orifice and a second orifice
On the opposite side to the second beam splitter
And an almost parallel illumination light toward the orifice.
A collimated light source that emits light and light from the collimated light source
The second beam splitter through a pinhole in the orifice
Converting the light into illumination light that radiates toward
Including the second lens system separate from the lens system
An imaging device (claim 6). (10) The first concave mirror, the first beam splitter, the first
Orifice, first lens system, second concave mirror, second lens
The beam splitter, the second orifice, and the second lens system.
In each case, the imaging object support by the imaging object support device
The imaging device described in (9) is arranged symmetrically with respect to the position.
(Claim 7). According to this aspect, the imaging device and the parallel light emitting device
The raw device can be configured symmetrically, and the entire device can be
Can be configured to be compact and share parts
As a result, the manufacturing cost can be reduced. (11) Further, the concave mirror of the beam splitter
Includes a tilt angle adjustment device that adjusts the tilt angle with respect to the optical axis.
(M) The imaging device according to any one of (1) to (10).
If an inclination angle adjustment device is provided, manufacturing errors of the imaging device can be reduced.
Counter by adjusting the tilt angle of the beam splitter.
Can be reduced, and inexpensive
High images can be obtained. (12) The tilt angle adjusting device is provided with the beam splitter.
To the device body, which is the body of the imaging device, with the concave surface
Pivotable about a pivot axis perpendicular to the optical axis of the mirror
Mounting shaft and the beam splitter,
An elongated hole formed long in a direction orthogonal to the axis of the shaft,
When the supported shaft portion is parallel to the axis of the mounting shaft in the apparatus body,
The shaft is supported rotatably about the axis of rotation, and its supported shaft is
At the eccentric shaft portion eccentric with respect to
The beam sprocket is rotated and operated.
Eccentric operation for rotating the litter about the axis of the mounting shaft
The imaging device according to (11), including a working member. According to this aspect
If this is the case, the inclination angle adjusting device can be configured at low cost. (13) The orifice, lens system and imaging
Position to adjust the position of the elements in a direction parallel to their optical axis
Including one of the position adjustment devices, described in any one of (1) to (12).
Mounted imaging device. If a position adjustment device is provided,
Error in the axial direction of the orifice, lens system and image sensor
Can be canceled or reduced by adjusting the position of
Obtain high-precision images using inexpensive imaging devices
Can be. (14) The position adjusting device includes the orifice and the lens.
A holding member such as an image sensor for holding the system and the image sensor;
An optical axis of the concave mirror is provided on an apparatus main body which is a main body of the imaging apparatus.
To guide the holding member such as the image sensor.
The guide, the main body and the holding member such as the imaging device
Engage with both of them so that they can rotate relative to each other.
At least one of the engagement with the holding member such as an image element
It is screwed with a female screw, and is rotated.
Moving the holding member such as the image sensor along the guide
The imaging device according to item (13), including an adjustment screw member. This aspect
According to the above, the position adjusting device can be configured at a low cost.
You. (15) Imaging according to any one of (1) to (14)
Device and an image representing an image captured by the imaging device
By processing the data, the position and rotation of the
Image processing device for acquiring at least one of roll angle and dimension
An optical measuring device comprising: According to this aspect
For example, the position, rotation angle, dimensions, etc. of the imaging target can be accurately measured.
A determinable optical measuring device is obtained. (16) The image processing device captures an image using the image sensor.
Image data storage means for storing data of the obtained image,
Multiple seek lines consisting of two points connected in a straight line
Measurement template that stores the data of the measurement template
Data storage means and its measurement template data
The measurement template of the storage means is stored in the image data storage means.
Superimpose on the screen where the image represented by the image data exists, and
Sudden changes in optical properties on each of the book seek lines
Point coordinate operation to calculate the coordinates of the edge point
The optical measuring device according to the above mode (15) including
9). The “optical characteristic values” are, for example, luminance, hue,
And so on. The term “edge point” refers to the seek line and the edge.
It is the point of intersection with Ji. Edges are the optical characteristics of the image
Is the part where the imaging object changes suddenly.
If the whole object is supported by the
The imaging object is supported by the imaging object support device corresponding to the contour line.
Characters, recesses, scratches, etc. on the surface of the object
In this case, these characters correspond to contour lines. True nature
In an optical measuring device like the one described above, imaging is performed by an imaging device.
When an image is taken, the imaging surface is usually broken down into a number of pixels,
Image data is created for each pixel and
Is stored in the data storage means. "Image represented by image data"
Is an image obtained based on the image data,
In the image where the optical characteristic value is obtained for each pixel,
Good, or not in units of pixels, with arbitrary optical characteristics
An image obtained at the point (1) may be used. One example of the former is
Number of photoelectric conversion elements
Each obtained by the image sensor that generates an electric signal according to
An image thought as a set of electrical signals for each photoelectric conversion element
The image is an object on the imaging surface on which the photoelectric conversion elements are arranged.
It can be said that the image is a logically formed image. That
In the sense, this image is called a physical image, and a physical image exists
Screen (corresponding to the imaging surface) is called a physical screen
And The physical image data is the electrical data for each photoelectric conversion element.
Signal data is stored in association with the position of each photoelectric conversion element
It can be stored and reproduced by storing it in the means.
Also, image data representing a physical image actually exists.
In that sense, a physical image is compared with a virtual image described later.
Can also be called a real image, and a real image exists
The screen can be referred to as a real screen. Represents a real image
The image data is the size of the electric signal of each photoelectric conversion element.
It can be analog or digital data representing the body
For example, multi-stage digital values represented by 256 discrete values
Data (referred to as gradation data)
Binary depending on whether the electric signal of each element exceeds the threshold
Binarized data may be used. Light without using pixels
An example of an image in which biological characteristic values are obtained at any point is as follows:
The electric signal data of each photoelectric conversion element on the physical screen is
It is considered to represent the optical characteristic value of the center point of the photoelectric conversion element.
And assuming a curved surface that satisfies the optical characteristic values of these many points
, The continuous optical characteristic value that defines the curved surface
Is an image considered as a set of. Image data of this image
Data is stored as, for example, data of an expression representing the above-mentioned curved surface
This image data is also a kind of real image
There will be. On the other hand, the data of the above
Instead of asking for it, an arbitrary point on the screen is specified.
When each point is specified the optical property value of that point only
It is also possible to calculate by calculation every time. In this case
Is an image that does not actually exist but is assumed to exist
Is called a virtual image, and a virtual image exists.
The screen is referred to as a virtual screen. "Measurement template
On the physical screen, for example,
Corresponding to the pixel specified by the measurement template data
Image data from the image data storage means.
Yes, or specified by seek line on virtual screen
Image data (optical characteristic values)
It is to calculate based on the data. The object to be imaged
In the case of the entire object supported by the image object support device,
The inside of the outline of the object is inside the edge, and the periphery of the object is
The object to be imaged is on the surface of the object
If it is a formed character, recess, scratch, etc.,
The object surface surrounding them is outside the edge or the background. I
Even if the image data is shifted, the image data and background
Is different from the image data corresponding to. Conversely
If there is no difference from the background,
Cannot obtain information about the imaging target
No. The optical characteristics between the object to be imaged and its surroundings are as described above.
Optical property value at the edge point
Change suddenly. Therefore, it is obtained for each pixel on the physical screen
By determining changes in optical characteristic values,
By determining the change gradient of the optical characteristic value on the surface,
The di point can be determined. On the physical screen
Edge point is determined in pixel units, but on the virtual screen
Finds the edge point at any point on the seek line
The resolution of image processing can be increased as necessary.
Wear. According to this aspect, it is possible to obtain the edge points of the imaging object.
Can be. Thereby, for example, the shape of the imaging object
If you know in advance, relatively few seek lines
Calculate the size, position, rotation angle, etc. of the imaging target by setting
be able to. Also, the shape of the imaging target is known in advance.
Increase the number of seek lines and increase the number of edge points
Can be obtained from the set of edge points.
It is possible to obtain dimensions, positions, rotation angles, etc.
You. The imaging object support device moves the imaging object to the correct position and
With a positioning device for positioning at a rotation angle
And when the dimensions of the imaging target are almost constant,
The measurement template is uniquely determined. But the imaging target
When the object support device does not have a positioning device
Means that the position and rotation angle of the
Absent. In this case, the optical measuring device must be
Use the search template described in the next section in addition to the
It is necessary to make things. (17) The two image processing devices are separated by a certain distance.
Search point having a plurality of point pairs
Search template data record that stores plate data
Search of storage means and its search template data storage means
The template is stored in the image data storage
When superimposed on the screen where the image to represent exists,
Difference in optical characteristic value of each pair of points that make up a point pair
If the state is greater than or equal to the set state,
Are edges where the optical characteristics of the image change suddenly
Of the plurality of poi
If more than the set amount of
The imaging target is a search target that matches the search template.
(15) or (16) including a determination means for determining that there is
The optical measuring device according to claim (claim 10). Optics of this embodiment
Expression of image data
The screen on which an image exists '' is also the optical measurement device described in the previous section.
Physical screen or real screen as in
It may be a screen or a virtual screen. Many edges
In most cases, it is a closed curve, and one of the two points of each point pair is
Will be located inside the edge and the other will be outside the edge.
You. So if you don't need strictness,
The expression “inside, outside edge” is used, but the edge is
When strictness is required because it may not be a closed curve
States that the two points of each point pair are located on either side of the edge.
The expression "ru" is used. Search template de
Data is displayed on the screen of the two points that make up the point pair.
Data that defines the location to search
On the screen where the image represented by the image data exists. ''
If the screen is a physical screen, the search template data
The image data of the pixel at each position specified by
Data from the data storage means to obtain the optical characteristic values.
is there. If the screen is a virtual screen, the search template
Assuming that the rate is on the virtual screen,
Optical characteristics of each point on the virtual screen specified by the
That is, the gender value is calculated from the physical image data.
The physical image data in this case is the electrical
Analog data or digital data representing the magnitude of the signal itself
Data or grayscale data.
There is no meaning in coded data. As mentioned earlier, the smell at the edge
One point of a point pair
Is located within the edge of the object to be imaged, and the other point is outside the edge.
(In the background), in other words, one of the point pairs
The image data corresponding to the point
Yes, and the data corresponding to the other point is the data representing the background
If present, the optical properties of the two points that make up the point pair
The difference state of the value should be higher than the setting state,
The number of pairs of point pairs whose status is not
Is less than a preset number (or set rate)
In some cases, it is determined that the imaging target is a search target.
Can be specified. Also, for such point pairs
By searching for a set, the image of the object
You can look for it. `` The optical characteristic value is over the set state ''
Indicates that the difference in luminance, hue, etc. is
And the ratio of color and hue are equal to or greater than a set value. search
Obtain optical characteristic values by overlaying the template on the physical screen
Image data is analog data or gradation data (hereinafter
Below, referred to as gradation data).
Is also good. In the case of gradation data, etc., two point pairs
The difference between one point value and the other point value is greater than or equal to the set value
That the ratio of both values is greater than or equal to the set ratio
The difference state of the optical characteristic values is equal to or greater than the set state.
You. If it is binary data, the two points of the point pair
If one value is 0 and the other value is 1, optical characteristics
The value difference state is equal to or greater than the set state. Imaging pair
If the position of the elephant (search object) is almost constant,
The search template is superimposed on the screen at a certain position.
It is sufficient that at least the position and the rotation angle of the imaging target are
If one of them is indeterminate, the determination means determines whether the search template
At least one of the position and rotation angle of the
Until affirmative or a predefined change limit is reached
The determination is repeated while changing. Search template
When the position is changed, multiple positions and rotation angles differ.
Even if the search template is prepared in advance, the standard position and
Only the standard search template with the standard rotation angle is prepared,
General position and rotation angle search templates are needed
Alternatively, it may be created by coordinate transformation. "Change limit" and
For example, a search area for searching the image processing target part is set.
Change the position of the search template if it is
Then the search template protrudes from the search area
Is reached, or the position of the search template
That is, the number of times has been changed. Of this embodiment
One of the preferred fields of application of optical measuring devices is the
This is a dimensional inspection of the object to be measured. In dimension inspection,
The size of the imaging target as a fixed target is almost constant
Therefore, it is suitable for using the search template. Shooting
Positions the object to be measured at a fixed position with the image object support device
If it is supported, the search
Easy to stack plates, especially efficiency
Inspection can be performed well. Optical measurement of this embodiment
Another preferred application of the device is in electrical circuit assembly lines.
You. For example, in an electrical component mounting device,
Electrical components and printed circuit boards mounted on materials to be mounted such as boards
The reference mark, etc. provided in the
Screen printing press, the reference mark provided on the screen
A mark, a printing through hole, or the like is an imaging target. Also, imaging
The target object is not limited to the outline of the entire object,
Sometimes it is. For example, for a square chip
The object itself is the object to be imaged, but leads, solder bumps, etc.
For electrical components with
In addition to the main body having the
And one solder bump may be the target of imaging.
You. Leads located outside the contour of the main body, as well as inside
Of other members such as leads, solder bumps, etc.
The object located on the side may be the object to be imaged.
You. In the latter case, the search template is the outline of the entire object
Is created by searching for the outline of the object located inside
Along with the physical or virtual screen
Inside the outline image of the whole body,
Overlap the position where the physical image or virtual image is to be formed.
The user is searched for the object to be imaged. It is clear from the above description
As described above, according to this aspect, the image data and the search
The presence or absence of the search object and the
It is possible to know whether or not the part is a search target part. Point
Calculation and comparison of optical characteristic values of two points constituting a
Can be determined by performing the number of point pairs.
And the processing can be performed easily and quickly. Ma
Both search and measurement templates are used.
If the object to be imaged is
If it is determined by one of the
Search template data and master measurement template
The imaging object determined to be the search object based on the data
A measurement template for measuring
Can be set to accurately measure the measurement target (imaging target)
An optical measuring device that does not need to be positioned at a predetermined position is obtained. (18) The image processing apparatus further includes the search template.
Is a search object definition data defining the search object.
Search template automatically set based on data
(17) The optical measuring device according to the above (17), comprising a determining means. Search target
If the position and rotation angle of the object are almost constant, search
One search template based on search target data
What is necessary is just to set it. However, the position of the search object
When at least one of the setting and the rotation angle is not constant
Indicates that the non-constant is in the reference state.
The master search template is set
The cable template has a fixed position and rotation angle
Not corresponding changes have been made to at least one
Need to make sure that the search template is set
Becomes In this embodiment, the search template is automatically
Since it is set, there is no need for the operator to set it,
An easy and highly efficient optical measuring device can be obtained. (19) The image processing apparatus further includes the search template.
Automatically set the measurement template based on the report
Item (17) or (18) including measurement template automatic setting means
An optical measuring device according to the item. Search target position and time
If the turning angle is almost constant, the search template
Because it is uniquely determined, the measurement template is also uniquely determined.
You. However, at least the position and rotation angle of the search object
If one of them is not constant, multiple search templates
And any one of them will
It is determined that the object is an elephant. Therefore, the measurement template
Is a search that has been determined that the imaging target is a search target.
It will be automatically set based on the template. Yes
Effective measurement templates can be easily obtained,
The position, rotation angle, and dimensions of the elephant (imaging target, search target)
It becomes possible to quickly perform measurement such as a method. (20) The image processing apparatus further comprises one measuring template.
Position, rotation angle and dimensions of the measuring object using the rate
For re-measurement based on at least one measurement result of
Re-measurement template
Includes automatic re-measurement template automatic setting means
The optical measurement device according to (19). One measuring template
The position, rotation angle, and dimensions of the
Remeasurement template based on at least one measurement result
Is set, the remeasurement template
Less deviation from measurement object than one measurement template
Measurement template with small deviation
Higher accuracy can be obtained by performing the measurement by using (21) The imaging device includes a large number of photoelectric conversion devices,
Generates electric signals according to the light receiving state of each photoelectric conversion element
The image data storage means stores
The data of the electric signal of the conversion element is transferred to the position of each photoelectric conversion element.
And the image processing
The apparatus is further provided with the image data in the image data storage means.
On the virtual screen assumed corresponding to the physical screen to be formed
A point designating means for designating an arbitrary point;
Each time a point is specified, the data of the optical characteristic value on the physical screen
A virtual point that calculates the optical characteristic value of a specified point based on
Any one of the above items (16) to (20) including data calculation means
The optical measuring device according to any one of the above. Any of (16) to (20)
In the image processing apparatus according to
When an image is captured, the imaging surface is usually
Image data is created for each element
Stored in the data storage means. Image represented by image data
The image is a pixel unit, and the optical characteristic values are obtained for each pixel.
Image may be used, or optical characteristics may not be used for each pixel.
An image whose gender value is obtained at an arbitrary point may be used. This responsibilities
Instead of obtaining the image data of the desired point in advance,
If any point is specified, the optical characteristics of that point only
The gender value can be obtained by calculation each time a point is specified.
It is possible. The image processing apparatus according to this embodiment uses the virtual image
In this mode, the storage screen is relatively small.
Quick and high accuracy while using image data storage means
Measurement of the object to be measured and defect inspection of the object to be inspected
Can be. (22) The edge point coordinate calculation means is configured to
Acquire the optical characteristic values of multiple division points set on the
Dividing point characteristic value acquiring means, and the dividing point characteristic value acquiring means
Based on the optical characteristic values of the division points obtained by
The sharpest change point of the optical characteristic value on the Klein
Edge point searching means for searching as an edge point (16)
The optical measuring device according to any one of items (21) to (21). (23) The pitch of the plurality of division points is equal to the photoelectric conversion element.
Item 22. The optical measuring device according to item 22, which is smaller than the pitch. (24) The imaging described in any one of the above (1) to (14).
Device and an image representing an image captured by the imaging device
By processing the data, it is possible to detect defects in the imaging object.
And an optical inspection device including an image processing device that outputs the image data.
1). According to this aspect, the defect of the imaging target is highly reliable.
Thus, an optical inspection device that can be inspected is obtained. (25) The image processing device captures an image using the imaging device.
Image data that stores the image data that is the data of the
Data storage means and the image data stored in the image data storage means.
The optical characteristics of the image represented by the image data change suddenly
Negatives that are not expected to intersect the edges that are parts
Negative seek line setting
And the set negative seek line
In the case where the object intersects with the
The optical inspection device according to item (24), comprising:
(Claim 12). According to the optical inspection device of this aspect,
Exists on the surface of the object supported by the imaging object support device
Defects such as cuts, burrs, etc. on the outer surface of the object, such as scratches and dirt
Is quickly detected using a negative seek line
be able to. The negative seek line crosses the edge
It is a seek line that is not expected to be inserted. So
If the negative seek line intersects the edge, the object
Edges on unplanned parts of the surface or circumference
Exists, presumes that a defect exists
You can do it. In addition, the inspection of the defect
Not only for the entire object supported by the object support device,
It can be performed on a part of the object. The object itself is detected
Even when the object is inspected, part of the object is
In some cases. (26) The image processing apparatus further includes a
Measurement to measure at least one of position, rotation angle and dimension
Means for setting the negative seek line
Of the position, rotation angle and dimensions measured by the
The negative seek line based on at least one
The optical inspection device according to the above mode (25). Negative
The Klein should not intersect the edge as described above
Defects such as scratches and dirt due to the planned seek line
When used for inspection, the position and rotation angle of the inspection object
It is necessary that the degree and size are known. Inspection object
Has the correct dimensions and the correct position and rotation angle
When positioning, measurement means can be omitted.
Function, but the dimensions of the inspection object are incorrect or
When the object to be inspected is not positioned at the correct position or rotation angle
Inspection before setting the negative seek line
Object (It is undecided whether the object is an inspection object
In the state, the position, rotation angle and dimensions of the imaging object)
What is inaccurate needs to be measured. Paraphrase
Then, according to the image processing apparatus including the measuring means, the position,
Defects in the inspection object whose rotation angle, dimensions, etc. are not constant also hinder
It can be inspected without. (27) The image processing apparatus further includes the image data storage
Image light represented by image data stored in storage means
May intersect with the edge where the characteristic changes suddenly
Positive to set scheduled positive seek line
(25) or (26) including the
Optical inspection equipment. Negative seek line and positive
If you use it together with the live seek line, only one will be used
Inspection of objects is less reliable and efficient than
At least one can be improved. (28) The imaging according to any one of the above items (1) to (14).
Device and an image representing an image captured by the imaging device
By processing the data, the position and position of the
And rotation angle, and the obtained position and rotation
To the data of the roll angle and the data for defect detection given in advance.
And an image processing device that detects a defect of the imaging target based on the
An optical inspection device including: Item (15)
Combining the characteristics of the measurement of
An optical inspection device having
The features of paragraphs 6) to (23) can be adopted and
Therefore, the features described in the above (25) to (27) should be adopted.
Can be. In addition to the above-described defect detection means,
To obtain the dimensions of the imaging object by processing the image data
Dimension inspection
May be provided. Attached
In other words, the features related to measurement described in paragraph (15) and those described in paragraph (24)
The inspection features described in this section and the features in this section
Adopt independently of the features related to the imaging device described in (1).
Can be

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】以下、本発明を立体形状の対象物
(撮像の際は撮像対象物、測定の際は測定対象物、検査
の際は検査対象物となる。以下、それぞれの場合に適し
た呼称を使用する)の撮像、位置,回転角度および寸法
の測定、寸法検査および欠陥検査を行う装置に適用した
場合の一実施形態を図面に基づいて説明する。本装置
は、本発明の一実施形態である撮像装置および光学式測
定装置を含むとともに、本発明に係る光学式検査装置の
一実施形態である。本光学式検査装置は、図1〜8に示
す撮像装置10と、図12に示す画像処理装置12,モ
ニタテレビ14および入力装置16とを含んでいる。入
力装置16は、キーボード18,マウス20,フットス
イッチ22等を含んでいる。画像処理装置12は、入力
装置16から入力される情報,指令等に応じて作動し、
撮像装置10により撮像された画像のデータを処理して
検査対象物の寸法を測定し、その測定寸法を基準寸法と
比較して合否の判定を行う。また、検査対象物表面に傷
や汚れ等の欠陥があるか否か、外周部に欠け等の欠陥が
あるか否かの検査も行う。撮像された画像,測定された
寸法,判定結果および欠陥の有無等は表示装置としての
モニタテレビ14に表示される。さらに、モニタテレビ
14の表示内容を記録媒体としての記録用紙に印刷する
印刷装置を画像処理装置12に接続することも可能であ
る。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention is applied to an object having a three-dimensional shape (an object to be imaged at the time of imaging, an object to be measured at the time of measurement, and an inspection object at the time of inspection. An embodiment in which the present invention is applied to an apparatus that performs imaging, position, rotation angle, and dimension measurement, dimension inspection, and defect inspection (using an appropriate name) will be described with reference to the drawings. This apparatus includes an imaging device and an optical measuring device according to an embodiment of the present invention, and is an embodiment of an optical inspection device according to the present invention. The optical inspection device includes an imaging device 10 shown in FIGS. 1 to 8, an image processing device 12, a monitor television 14, and an input device 16 shown in FIG. The input device 16 includes a keyboard 18, a mouse 20, a foot switch 22, and the like. The image processing device 12 operates in response to information, commands, and the like input from the input device 16,
The data of the image captured by the image capturing device 10 is processed to measure the dimensions of the inspection object, and the measured dimensions are compared with the reference dimensions to determine the pass / fail. In addition, an inspection is performed to determine whether or not the surface of the inspection object has a defect such as a scratch or dirt, and whether or not the outer peripheral portion has a defect such as a chip. The captured image, the measured dimensions, the determination result, the presence or absence of a defect, and the like are displayed on a monitor television 14 as a display device. Further, it is also possible to connect a printing device for printing the display contents of the monitor television 14 on recording paper as a recording medium to the image processing device 12.

【0010】画像処理装置12の作動に必要な情報の入
力はキーボード18およびマウス20を使用して行われ
るが、作動開始指令等の単純な指令はキーボード18,
マウス20およびフットスイッチ22のいずれからも入
力可能であり、特に多数の検査対象物の検査を連続的に
行う場合には、フットスイッチ22により作動開始指令
を入力すれば、両手を検査対象物の交換等別の作業に使
用することができ、便利である。さらに、検査の結果、
検査対象物が不合格であった場合には、画像処置装置に
内蔵のブザーが作動するようになっており、オペレータ
はモニタテレビ14を常時注視している必要がなく、本
光学式検査装置はこの点でも使い勝手のよいものとなっ
ている。
Input of information necessary for operating the image processing apparatus 12 is performed using the keyboard 18 and the mouse 20.
The input can be made from either the mouse 20 or the foot switch 22. In particular, in the case of continuously inspecting a large number of inspection objects, if an operation start command is input by the foot switch 22, both hands can be used to detect the inspection objects. It can be used for other work such as replacement, which is convenient. In addition, as a result of inspection,
When the inspection object is rejected, a buzzer built in the image processing apparatus is activated, and the operator does not need to watch the monitor television 14 at all times. In this respect, it is easy to use.

【0011】次に、撮像装置10について説明する。撮
像装置10は図8に概念的に示す構成を有し、具体的に
は図1〜7に示す構造を有している。図1〜3におい
て、符号30は装置本体を示す。装置本体30は複数の
部材が組み立てられて成り、全体として矩形の箱状をな
している。装置本体30の第1の部材は垂直に立ち上が
った支持壁32であり、その支持壁32の垂直な一側面
に支持壁34が固定されている。それら両支持壁32,
34の下端にベースプレート36が固定されるととも
に、支持壁32の中央部にフレーム38が固定されてい
る。支持壁32,34の上端にカバー部材40が固定さ
れるとともに、支持壁32と平行なカバー部材42が固
定され、1つの側面のみが開放された箱状の構造物が構
成されている。なお、図1においては、カバー部材42
が除かれ、位置のみが二点鎖線で示されている。また、
支持壁32は、図2から明らかなように、それ自体が浅
い箱状の部材であり、内部には図示を省略する補強のリ
ブが複数形成されている。図2においては、カバー部材
40とビームスプリッタ72とが省略されている。
Next, the imaging device 10 will be described. The imaging device 10 has a configuration conceptually shown in FIG. 8, and specifically has a structure shown in FIGS. 1 to 3, reference numeral 30 indicates an apparatus main body. The apparatus main body 30 is formed by assembling a plurality of members, and has a rectangular box shape as a whole. A first member of the apparatus main body 30 is a vertically rising support wall 32, and a support wall 34 is fixed to one vertical side surface of the support wall 32. The two support walls 32,
A base plate 36 is fixed to the lower end of 34, and a frame 38 is fixed to the center of the support wall 32. A cover member 40 is fixed to the upper ends of the support walls 32 and 34, a cover member 42 parallel to the support wall 32 is fixed, and a box-shaped structure having only one side opened. In FIG. 1, the cover member 42
Are removed, and only the position is indicated by a two-dot chain line. Also,
As is clear from FIG. 2, the support wall 32 is a shallow box-shaped member itself, and has a plurality of reinforcing ribs (not shown) formed therein. 2, the cover member 40 and the beam splitter 72 are omitted.

【0012】この装置本体30内に、撮像部50と平行
光発生部52とが構成されている。撮像部50は、フレ
ーム38と2枚のガラス板54,56とを有する撮像対
象物支持装置58を備えている。フレーム38に、それ
を上下方向に貫通する貫通孔60が形成され、その貫通
孔60(図2参照)の上方と下方の開口部に2枚のガラ
ス板54,56が配設されているのである。フレーム3
8にはそれを、支持壁32およびカバー部材42に直角
な方向に貫通する貫通孔62も形成されており、支持壁
32およびカバー部材42にもその貫通孔62に対応す
る開口64,66が形成されている。平行光発生部52
は、後述の構成により、フレーム38の貫通孔60を下
から上へ向かう平行光(図8参照)を発生させる。した
がって、カバー部材42の開口66から物体を挿入して
下側のガラス板54上に載せれば、その物体は背面側
(下面側)から平行光により照明されることとなる。本
撮像装置10においては物体のシルエット像が撮像され
るのであり、物体全体が撮像対象物であることになる。
なお、支持壁32の開口64は、撮像対象物が長い場合
でも、それのフレーム38への挿入を許容するために形
成されているものである。
An image pickup section 50 and a parallel light generating section 52 are formed in the main body 30 of the apparatus. The imaging unit 50 includes an imaging object support device 58 having a frame 38 and two glass plates 54 and 56. A through-hole 60 penetrating the frame 38 in the up-down direction is formed, and two glass plates 54 and 56 are disposed in openings above and below the through-hole 60 (see FIG. 2). is there. Frame 3
8 also has a through-hole 62 penetrating it in a direction perpendicular to the support wall 32 and the cover member 42, and the support wall 32 and the cover member 42 also have openings 64, 66 corresponding to the through-hole 62. Is formed. Parallel light generator 52
Generates parallel light (see FIG. 8) from the bottom to the top through the through hole 60 of the frame 38 by a configuration described later. Therefore, if an object is inserted from the opening 66 of the cover member 42 and placed on the lower glass plate 54, the object is illuminated by parallel light from the back side (lower side). In the present imaging device 10, a silhouette image of an object is captured, and the entire object is an imaging target.
Note that the opening 64 of the support wall 32 is formed to allow insertion of the imaging target into the frame 38 even when the imaging target is long.

【0013】撮像部50は、上記撮像対象物支持装置5
8の他に、凹面鏡70,ビームスプリッタ72,オリフ
ィス74,レンズ系76およびCCDカメラ78(図2
参照)を備えている。凹面鏡70は放物面鏡であり、光
軸に平行に入射する光を焦点に向かって反射する。凹面
鏡70は支持壁34に固定されており、それの焦点の位
置にオリフィス74のピンホール80(図8参照)が位
置させられている。これら凹面鏡70とオリフィス74
との間の位置にビームスプリッタ72が配設されてい
る。ビームスプリッタ72は、前記フレーム38の貫通
孔60の中心線と、凹面鏡70の光軸との交点の位置
に、それら中心線および光軸に対して45度傾斜した姿
勢で支持壁32に支持されている。ビームスプリッタ7
2は入射した光の一部は透過させ、残りの部分は反射す
るものであり、図8に示すように、平行光発生部52に
おいて発生させられ、フレーム38の貫通孔60を通過
した平行光のうちの、ビームスプリッタ72によって反
射されたものが凹面鏡70に入射する。この光は、実質
的に凹面鏡70の光軸に平行な方向から凹面鏡70に入
射するため、凹面鏡70の焦点に集光される。
The imaging unit 50 includes the imaging object support device 5.
8, a concave mirror 70, a beam splitter 72, an orifice 74, a lens system 76, and a CCD camera 78 (FIG. 2).
Reference). The concave mirror 70 is a parabolic mirror, and reflects light incident parallel to the optical axis toward the focal point. The concave mirror 70 is fixed to the support wall 34, and the pinhole 80 of the orifice 74 (see FIG. 8) is located at the focal point of the concave mirror 70. These concave mirror 70 and orifice 74
The beam splitter 72 is disposed at a position between the two. The beam splitter 72 is supported by the support wall 32 at a position where the center line of the through hole 60 of the frame 38 intersects with the optical axis of the concave mirror 70 at an angle of 45 degrees with respect to the center line and the optical axis. ing. Beam splitter 7
Numeral 2 denotes a part which transmits a part of the incident light and reflects the remaining part. As shown in FIG. 8, the parallel light is generated in the parallel light generating part 52 and passes through the through hole 60 of the frame 38. Among them, the one reflected by the beam splitter 72 enters the concave mirror 70. This light is incident on the concave mirror 70 from a direction substantially parallel to the optical axis of the concave mirror 70, and thus is collected at the focal point of the concave mirror 70.

【0014】この集光した光は、オリフィス74のピン
ホール80を通過し、放射状に広がった後、レンズ系7
6により平行光に変換される。レンズ系76の焦点が凹
面鏡70の焦点と一致させられているからである。オリ
フィス74は、凹面鏡70に入射する光(すなわち撮像
対象物の周囲を通過した光)のうち、凹面鏡70の光軸
に平行なもののみを通過させ、他の方向の光は通過させ
ない機能を果たすものであり、その機能はピンホール8
0の直径が小さいほど鋭くなる。ピンホール80が面積
のない理論的な点であれば、厳密に平行光のみのがピン
ホール80を通過することとなるが、現実には微小な面
積を有するものとせざるを得ず、光軸に対して微小角度
傾斜した方向の光もピンホール80を通過し、それら実
質的に凹面鏡70の光軸に平行な光により、CCDカメ
ラ78の撮像素子としてのCCD82(図2,図8参
照)の撮像面に画像が形成される。したがって、鮮明な
画像を得るためには、レンズ系76の、ピンホール80
の位置にある焦点とは反対側の焦点の位置にCCD82
を配置することが必要である。CCD82は、多数の光
電変換素子(電荷結合素子)が格子状に形成されたもの
であり、各光電変換素子に入射した光の強さに応じた電
気信号を、各光電変換素子の位置に対応させて取り出し
可能なものである。
The condensed light passes through the pinhole 80 of the orifice 74 and spreads radially.
The light is converted into a parallel light by the light source 6. This is because the focal point of the lens system 76 is matched with the focal point of the concave mirror 70. The orifice 74 has a function of allowing only light parallel to the optical axis of the concave mirror 70 to pass through among light incident on the concave mirror 70 (that is, light passing around the object to be imaged) and not passing light in other directions. The function is pinhole 8
The smaller the diameter of 0, the sharper. If the pinhole 80 is a theoretical point having no area, only strictly parallel light passes through the pinhole 80, but in reality, it must have a small area, The light in the direction inclined by a small angle with respect to the light also passes through the pinhole 80, and is substantially parallel to the optical axis of the concave mirror 70, and the CCD 82 as an image sensor of the CCD camera 78 (see FIGS. 2 and 8). An image is formed on the imaging surface of. Therefore, in order to obtain a clear image, the pinhole 80 of the lens system 76 is required.
The CCD 82 is located at the position of the focus opposite to the focus at the position of
It is necessary to arrange. The CCD 82 has a large number of photoelectric conversion elements (charge-coupled elements) formed in a lattice shape, and converts an electric signal corresponding to the intensity of light incident on each photoelectric conversion element to a position of each photoelectric conversion element. It can be taken out.

【0015】上記オリフィス74およびレンズ系76
は、共通の筒体内に組み込まれて一体的な光学系を構成
している。本実施例装置においては、図5,6,7に示
すように、長,中,短と長さが3段階に異なる筒体9
0,92,94内に組み込まれて、視野が小,中,大と
3段階に異なる3種類の光学系96,98,100が準
備されており、目的に合わせて選択的に装置本体30に
取り付けられる。その意味において、以下、光学系9
6,98,100を交換レンズと称することとする。こ
れら交換レンズ96,98,100は、ブラケット10
2を介して装置本体30に取り付けられ、その後端にC
CDカメラ78が螺合により着脱可能に取り付けられ
る。
The orifice 74 and the lens system 76
Are integrated into a common cylinder to constitute an integrated optical system. In the apparatus of this embodiment, as shown in FIGS.
0, 92, and 94, three types of optical systems 96, 98, and 100 having different fields of view, small, medium, and large, are prepared. It is attached. In that sense, hereinafter, the optical system 9 will be described.
6, 98, 100 are referred to as interchangeable lenses. These interchangeable lenses 96, 98, 100 are
2 and is attached to the device main body 30 through
A CD camera 78 is detachably attached by screwing.

【0016】凹面鏡70への平行光の入射方向は正確に
凹面鏡70の光軸に平行であることが必要であり、ま
た、オリフィス74のピンホール80は正確に凹面鏡7
0の焦点の位置にあることが必要であるため、ビームス
プリッタ72の傾斜角度を調節する傾斜角度調節装置1
08と、交換レンズ96等の軸方向位置を調節する位置
調節装置110とが設けられている。
The direction of incidence of the parallel light on the concave mirror 70 must be exactly parallel to the optical axis of the concave mirror 70, and the pinhole 80 of the orifice 74 is exactly the concave mirror 7
Since it is necessary to be at the focal position of 0, the tilt angle adjusting device 1 for adjusting the tilt angle of the beam splitter 72
08 and a position adjusting device 110 for adjusting the axial position of the interchangeable lens 96 and the like.

【0017】傾斜角度調節装置108は、図4に示すよ
うに、取付軸112,偏心操作部材114および長穴1
16を含んでいる。取付軸112は前記支持壁32に直
角に固定され、ビームスプリッタ72を、前記フレーム
38の貫通孔60の中心線と凹面鏡70の光軸との両方
に直角な回動軸線のまわりに回動可能に支持している。
偏心操作部材114は、支持壁32に取付軸112の軸
線に平行な軸線のまわりに回転可能に保持された被支持
軸部118とそれに対して偏心した偏心カム部120と
を備え、偏心カム部120がビームスプリッタ72に形
成された長穴116に嵌入させられている。長穴116
は、ビームスプリッタ72の回動軸線と直交する方向に
長く形成されており、偏心カム120は、その長穴11
6にその長穴116の幅方向には実質的に相対移動不能
に嵌入させられているため、偏心操作部材114が回転
操作されるにつれてビームスプリッタ72が取付軸11
2の軸線である回動軸線のまわりに回動し、凹面鏡70
の光軸に対する傾斜角度が調節される。角度調節後、ビ
ームスプリッタ72はボルト122により支持壁32に
固定される。
As shown in FIG. 4, the inclination angle adjusting device 108 includes a mounting shaft 112, an eccentric operation member 114, and a long hole 1
16 is included. The mounting shaft 112 is fixed to the support wall 32 at a right angle, and the beam splitter 72 can be rotated around a rotation axis perpendicular to both the center line of the through hole 60 of the frame 38 and the optical axis of the concave mirror 70. I support it.
The eccentric operation member 114 includes a supported shaft portion 118 held rotatably on the support wall 32 about an axis parallel to the axis of the mounting shaft 112 and an eccentric cam portion 120 eccentric to the shaft portion. 120 is fitted into the elongated hole 116 formed in the beam splitter 72. Slot 116
Is formed long in a direction orthogonal to the rotation axis of the beam splitter 72, and the eccentric cam 120 is
6, the beam splitter 72 is attached to the mounting shaft 11 as the eccentric operation member 114 is rotated.
2 is rotated about a rotation axis which is the axis of
Is adjusted with respect to the optical axis. After the angle adjustment, the beam splitter 72 is fixed to the support wall 32 by the bolt 122.

【0018】位置調節装置110は、図2に最も明瞭に
示されているように、前記ブラケット102の他、キー
126,キー溝128,調節ねじ部材130,調節ねじ
部材保持部材132等を含んでいる。キー126は装置
本体30に凹面鏡70の光軸に平行に固定されてガイド
を形成しており、このキー126にブラケット102の
キー溝128が嵌合されている。また、ブラケット10
2は複数本のボルト134により装置本体30に固定さ
れるが、それらボルト134は緩められた状態で、ブラ
ケット102の装置本体30に対する相対移動を許容し
つつ装置本体30からの過大な浮き上がりを防止する。
以上によって、ブラケット102の移動が凹面鏡70の
光軸に平行な方向に規制されている。調節ねじ部材13
0は、装置本体30に固定されてその一部をなす調節ね
じ部材保持部材132に回転可能かつ軸方向に移動不能
に保持されるとともに、雄ねじ部138においてブラケ
ット102の雌ねじ部140に螺合されている。したが
って、調節ねじ部材130が回転操作されるにつれて、
ブラケット102がキー126に沿って移動し、その結
果、ブラケット102に保持されている交換レンズ96
等およびCCDカメラ78の軸方向の位置が調節され
る。オリフィス74のピンホール80が丁度凹面鏡70
の焦点の位置に位置する状態となったとき、ボルト13
4が締めつけられて、交換レンズ96等の位置が固定さ
れる。なお、調節ねじ部材は、ねじの向きあるいはピッ
チが違う2つの雄ねじ部を有し、それぞれの雄ねじ部に
おいてブラケット102および装置本体30と螺合する
ものとすることも可能である。
The position adjusting device 110 includes a key 126, a key groove 128, an adjusting screw member 130, an adjusting screw member holding member 132, and the like, in addition to the bracket 102, as shown most clearly in FIG. I have. The key 126 is fixed to the apparatus main body 30 in parallel with the optical axis of the concave mirror 70 to form a guide, and the key groove 128 of the bracket 102 is fitted to the key 126. Also, the bracket 10
2 is fixed to the apparatus main body 30 by a plurality of bolts 134, but in a state where the bolts 134 are loosened, the bracket 102 is allowed to move relative to the apparatus main body 30 while preventing excessive lifting from the apparatus main body 30. I do.
As described above, the movement of the bracket 102 is restricted in a direction parallel to the optical axis of the concave mirror 70. Adjustment screw member 13
Numeral 0 is fixed to the apparatus main body 30 and held rotatably and axially immovable by an adjustment screw member holding member 132 forming a part thereof, and is screwed to the female screw portion 140 of the bracket 102 at the male screw portion 138. ing. Therefore, as the adjusting screw member 130 is rotated,
The bracket 102 moves along the key 126 so that the interchangeable lens 96 held by the bracket 102 is moved.
And the axial position of the CCD camera 78 are adjusted. The pinhole 80 of the orifice 74 is just the concave mirror 70
When the bolt 13 is positioned at the focal point of
4 is tightened, and the positions of the interchangeable lens 96 and the like are fixed. The adjusting screw member may have two male screw portions having different screw directions or pitches, and each of the male screw portions may be screwed with the bracket 102 and the apparatus main body 30.

【0019】次に、平行光発生部52について説明す
る。平行光発生部52は、レンズ系76およびCCDカ
メラ78の代わりに、光源装置146が設けられている
以外は、上記撮像部50と面対称に構成されている。凹
面鏡148,ビームスプリッタ150およびオリフィス
152が、それぞれ撮像部50の前記凹面鏡70,ビー
ムスプリッタ72およびオリフィス74と、撮像対象物
支持装置58の上下方向の中央を通る水平面を対称面と
する面対称の位置に配設されているのである。さらに、
平行光発生部52にも前記傾斜角度調節装置108およ
び位置調節装置110と同じ構成の傾斜角度調節装置1
58および位置調節装置160が設けられている。
Next, the parallel light generator 52 will be described. The parallel light generating unit 52 is configured to be plane-symmetric with the imaging unit 50 except that a light source device 146 is provided instead of the lens system 76 and the CCD camera 78. The concave mirror 148, the beam splitter 150, and the orifice 152 are respectively symmetrical with the concave mirror 70, the beam splitter 72, and the orifice 74 of the imaging unit 50 and the horizontal plane passing through the center in the vertical direction of the imaging object support device 58 as a plane of symmetry. It is arranged at the position. further,
The parallel light generating unit 52 also includes the tilt angle adjusting device 1 having the same configuration as the tilt angle adjusting device 108 and the position adjusting device 110.
58 and a position adjusting device 160 are provided.

【0020】上記光源装置146は、光源としてのハロ
ゲンランプ170、それの光を導くグラスファイバ17
2、およびグラスファイバ172の先端からほぼ平行に
放射される光をオリフィス152のピンホール174に
集光させるレンズ系としてのボールレンズ176を含ん
でいる。ボールレンズ176により集光させられた光は
ピンホール174を通過して放射状に広がる。光源装置
146が点光源として機能するのである。ピンホール1
74から放射された光の一部はビームスプリッタ150
により反射されるが、残りはビームスプリッタ150を
透過して凹面鏡148に入射する。ピンホール174は
凹面鏡148の焦点に位置させられているため、ピンホ
ール174から放射された光は凹面鏡148により、凹
面鏡148の光軸に平行な平行光に変換される。この平
行光がビームスプリッタ150により前記撮像対象物支
持装置58に向かって反射される。
The light source device 146 includes a halogen lamp 170 as a light source and a glass fiber 17 for guiding the light.
2 and a ball lens 176 as a lens system for condensing light emitted almost in parallel from the tip of the glass fiber 172 to the pinhole 174 of the orifice 152. The light collected by the ball lens 176 passes through the pinhole 174 and spreads radially. The light source device 146 functions as a point light source. Pinhole 1
Some of the light emitted from 74 is split by beam splitter 150
The rest is transmitted through the beam splitter 150 and enters the concave mirror 148. Since the pinhole 174 is located at the focal point of the concave mirror 148, the light emitted from the pinhole 174 is converted by the concave mirror 148 into parallel light parallel to the optical axis of the concave mirror 148. The parallel light is reflected by the beam splitter 150 toward the imaging object support device 58.

【0021】本撮像装置は以上のように構成されている
ため、平行光発生部52において発生させられた平行光
が、撮像対象物支持装置58を下から上へ貫通穴60の
中心線に平行に通過する。したがって、撮像対象物支持
装置58のガラス板54上に撮像対象物180(図8参
照)を載せておけば、平行光の一部は撮像対象物180
に遮られ、残りは撮像対象物180の周囲を通過する。
この通過した光によって、前述のようにCCDカメラ7
8のCCD82に画像が形成されるのであるが、この画
像は暗い撮像対象物180の像と明るい背景の像とから
成る。撮像対象物180のシルエット像が得られるので
あり、背景の明るい像は撮像対象物180の周囲を通過
した平行光により形成されるため、撮像対象物180の
シルエット像は透視図法ないし投影図法で描かれた図面
の図形と正確に同じ寸法となる。図66に示すように、
通常の光学系182を通してCCD184により撮像対
象物180を撮像した場合には、撮像対象物180の光
学系182から遠い部分の画像が、近い部分の画像に比
較して小さく撮像されてしまう。もし、光学系182か
ら遠い部分が二点鎖線で示すように、光学系182から
の距離が他の部分と同じ位置にあれば、もっと大きな画
像として取得されるのに対し、小さく撮像されてしまう
のである。この問題は、撮像対象物180の光学系18
2に対向する面が光学系182の光軸に直角な一平面で
ない限り発生し、また、一平面であっても、その一平面
の位置が一定しない限り発生し、三次元形状の検査対象
物の寸法測定を不可能にする。それに対し、本撮像装置
10によればこの問題が解消され、三次元形状の撮像対
象物180であっても透視図法ないし投影図法で描かれ
た図面と同じ画像が取得されるため、この画像に基づい
て寸法を求めれば、透視図法ないし投影図法上の寸法を
取得することができる。
Since the present imaging apparatus is constructed as described above, the parallel light generated in the parallel light generating section 52 moves the imaging object supporting device 58 from bottom to top in parallel with the center line of the through hole 60. Pass through. Therefore, if the imaging object 180 (see FIG. 8) is placed on the glass plate 54 of the imaging object supporting device 58, a part of the parallel light will be part of the imaging object 180.
And the rest passes around the imaging object 180.
The light passing through the CCD camera 7 as described above
An image is formed on the eight CCDs 82, and this image includes an image of the dark object 180 and an image of a light background. Since a silhouette image of the imaging target 180 is obtained, and a bright image of the background is formed by parallel light passing around the imaging target 180, the silhouette image of the imaging target 180 is drawn by the perspective projection method or the projection projection method. Dimensions exactly the same as the figures in the drawing. As shown in FIG.
When the imaging target 180 is imaged by the CCD 184 through the normal optical system 182, an image of a part of the imaging target 180 far from the optical system 182 is imaged smaller than an image of a near part. If the portion far from the optical system 182 is located at the same position as the other portions as indicated by a two-dot chain line, a larger image is obtained but a smaller image is taken. It is. This problem is caused by the optical system 18 of the imaging object 180.
2 is generated unless the plane opposite to the optical axis of the optical system 182 is a plane, and even if it is a plane, the plane is generated unless the position of the plane is constant. Dimension measurement becomes impossible. On the other hand, according to the imaging apparatus 10, this problem is solved, and the same image as the drawing drawn by the perspective projection method or the projection projection method is obtained even with the three-dimensional imaging object 180. If the dimensions are obtained based on the dimensions, the dimensions in the perspective projection or the projection can be obtained.

【0022】以上説明した撮像装置10に代えて図9に
示す撮像装置190を使用することも可能である。この
撮像装置190は、撮像装置10における平行光発生部
52を明背景形成装置の一種である均一照明装置192
に変えたものである。均一照明装置192は、例えば、
多数の発光ダイオードを格子上に配列した光源を乳白色
の拡散板によって覆ったものとすることができる。多数
の発光ダイオードから放射された光が拡散板内で拡散さ
せられ、拡散板の表面からあらゆる方向に均一に放射さ
れる。したがって、撮像対象物180の周囲を通過する
光は種々の方向の成分光を含むことになるが、前述のよ
うに、ピンホール80を有するオリフィス74は、凹面
鏡70へそれの光軸に平行な方向から入射した成分光を
選択的に通過させる機能を有しているため、撮像素子と
してのCCD82には、撮像対象物180の、透視図法
ないし投影図法で描かれた図面の図形と正確に同じ寸法
となる。
An imaging device 190 shown in FIG. 9 can be used in place of the imaging device 10 described above. The imaging device 190 includes a parallel light generation unit 52 in the imaging device 10 and a uniform illumination device 192 that is a type of a bright background forming device.
It is changed to. The uniform illumination device 192 is, for example,
A light source in which a large number of light emitting diodes are arranged on a grid may be covered with a milky white diffusion plate. Light emitted from a large number of light emitting diodes is diffused in the diffusion plate, and is uniformly emitted in all directions from the surface of the diffusion plate. Therefore, the light passing around the imaging object 180 includes component lights in various directions. However, as described above, the orifice 74 having the pinhole 80 moves the concave mirror 70 parallel to its optical axis. Since the CCD 82 as an image sensor has a function of selectively passing component light incident from the direction, the CCD 82 as the image sensor is exactly the same as the figure of the drawing drawn by the perspective projection method or the projection method. Dimensions.

【0023】図10に示す撮像装置200を使用するこ
とも可能である。この撮像装置200は上記撮像装置1
90における撮像対象物180(すなわち撮像対象物支
持装置)とオリフィス74,レンズ系76およびCCD
カメラ78との位置を入れ換えたものである。撮像装置
190においては、撮像対象物支持装置が凹面鏡70の
側から見てビームスプリッタ72の反射方向に配設さ
れ、オリフィス74等が透過方向に配設されていたが、
図10の撮像装置200においては、撮像対象物支持装
置がビームスプリッタ72の透過方向に配設され、オリ
フィス74等が反射方向に配設されているのである。こ
の構成の撮像装置200によっても透視図法ないし投影
図法上の画像を得ることができる。
It is also possible to use the imaging device 200 shown in FIG. The imaging device 200 is the same as the imaging device 1
The imaging object 180 (that is, the imaging object support device), the orifice 74, the lens system 76, and the CCD at 90
The position of the camera 78 is changed. In the imaging device 190, the imaging object support device is disposed in the reflection direction of the beam splitter 72 when viewed from the concave mirror 70 side, and the orifice 74 and the like are disposed in the transmission direction.
In the imaging device 200 of FIG. 10, the imaging object support device is disposed in the transmission direction of the beam splitter 72, and the orifice 74 and the like are disposed in the reflection direction. With the imaging device 200 having this configuration, it is possible to obtain an image in the perspective projection method or the projection projection method.

【0024】図11に示す撮像装置204を使用するこ
とも可能である。この撮像装置204は、プリント配線
板に電気回路を装着してプリント回路板を組み立てる電
気部品装着システムにおいて、電気部品保持部材として
の吸着ノズル206に保持された撮像対象物としての電
気部品208の位置および回転角度を測定するために構
成されたものである。吸着ノズル206は紫外線放射器
210からの紫外線を受けて可視光線を放射する蛍光板
212(可視光線を乱反射する乱反射板を使用すること
も可能である)を備えている。本撮像装置204は、蛍
光板212(あるいは乱反射板)を明背景形成装置とし
て使用し、撮像対象物(電気部品208)の正確なシル
エット像を取得するものなのである。
It is also possible to use the image pickup device 204 shown in FIG. This imaging device 204 is used to mount an electric circuit on a printed wiring board to assemble a printed circuit board. In an electric component mounting system, the position of an electric component 208 as an imaging target held by a suction nozzle 206 serving as an electric component holding member. And for measuring the rotation angle. The suction nozzle 206 includes a fluorescent plate 212 that emits visible light upon receiving ultraviolet rays from the ultraviolet radiator 210 (a diffuse reflection plate that diffusely reflects visible light may be used). The imaging device 204 uses a fluorescent plate 212 (or a diffuse reflection plate) as a light background forming device, and acquires an accurate silhouette image of an imaging target (electric component 208).

【0025】以上図面に基づいて説明した撮像装置はす
べて撮像対象物のシルエット像を取得するものであった
が、平行光発生部52,均一照明装置192,蛍光板2
12等に代えて、撮像対象物を前面側から照明装置によ
り照明して正面像を取得することも可能である。その一
例は、図11の撮像装置204において、紫外線放射器
210を可視光線を放射するリングライトに変更したも
のである。紫外線放射器210とリングライトとの両方
を設けておき、選択的に使用することにより、撮像対象
物としての電気部品208のシルエット像も正面像も取
得できるようにすることも可能である。撮像対象物の正
面像を取得すれば、それの表面上に存在する凹部,突
部、表面上に印刷されたキャラクタ、表面上に生じた
傷,汚れ等の欠陥の像を得ることができる。
Although all of the imaging devices described above with reference to the drawings obtain a silhouette image of an object to be imaged, the parallel light generating section 52, the uniform illumination device 192, and the fluorescent screen 2
Instead of 12 or the like, it is also possible to illuminate the imaging target object from the front side with a lighting device to obtain a front image. In one example, in the imaging device 204 of FIG. 11, the ultraviolet radiator 210 is changed to a ring light that emits visible light. By providing both the ultraviolet radiator 210 and the ring light and selectively using them, it is also possible to obtain both a silhouette image and a front image of the electric component 208 as an object to be imaged. If a front image of the object to be imaged is obtained, it is possible to obtain an image of a defect such as a concave portion, a protrusion, a character printed on the surface, and a flaw or dirt generated on the surface.

【0026】次に、画像処理装置12について説明す
る。画像処理装置12は、上記のようにしてCCDカメ
ラ78により取得された画像のデータを処理し、撮像対
象物180の外側や内側の輪郭線に基づいて、撮像対象
物180の寸法,位置,基準回転位置からの回転角度等
を求める。また、撮像対象物180の表面に存在するキ
ャラクタ,図形,凹部,傷,汚れ等の輪郭線に基づい
て、キャラクタ,図形,凹部等を識別し、傷,汚れ等欠
陥を検出する。この画像処理は複雑であるので、後にま
とめて詳述することとし、ここでは省略する。画像処理
装置12は、さらに、上記のように求めた寸法,位置,
回転角度等のデータを基準データと比較して合否の判定
を行い、その判定結果を、求めた寸法,位置,回転角度
等の値と共にモニタテレビ14に表示させる。また、撮
像対象物180の表面に存在するキャラクタ,図形,凹
部等の識別結果や、傷,汚れ等欠陥の検出結果もモニタ
テレビ14に表示させる。
Next, the image processing apparatus 12 will be described. The image processing device 12 processes the data of the image acquired by the CCD camera 78 as described above, and based on the outlines inside and outside the image pickup object 180, the dimensions, the position, and the reference of the image pickup object 180. Obtain the rotation angle from the rotation position. Further, based on the contours of the characters, figures, recesses, scratches, dirt and the like existing on the surface of the imaging target 180, the characters, figures, recesses and the like are identified, and defects such as scratches and dirt are detected. Since this image processing is complicated, it will be collectively described later in detail and omitted here. The image processing device 12 further calculates the size, position,
The data such as the rotation angle is compared with the reference data to make a pass / fail judgment, and the result of the judgment is displayed on the monitor television 14 together with the obtained values of the dimensions, position, rotation angle and the like. In addition, the monitor television 14 also displays the identification result of a character, a figure, a concave portion, or the like existing on the surface of the imaging target 180, and the detection result of a defect such as a scratch or dirt.

【0027】この画像処理装置12は、本来、電気部品
供給装置から供給される電気部品を、吸着ヘッド等の部
品保持ヘッドにより保持し、搬送して、プリント基板等
の回路基材に装着する電気部品装着装置用の画像処理装
置として開発されたものである。電気部品装着装置にお
いては、部品保持ヘッドによる電気部品の保持位置や保
持方位(基準回転位置からの回転角度で表され、以下、
回転角度と称する)を検出し、あるいは基材支持装置に
より支持された回路基材の位置や回転角度を検出し、そ
れらの誤差を修正した上で、電気部品を回路基材に装着
することが行われており、そのために、電気部品や回路
基材の基準マークを撮像する撮像装置が必要であり、こ
れら撮像装置の画像処理装置として開発されたものなの
である。しかし、一般的な工業製品の位置,回転角度,
寸法の測定や検査、欠陥の有無の検査にも使用が可能で
ある。
The image processing apparatus 12 is designed to hold an electric component supplied from an electric component supply device by a component holding head such as a suction head, transport the electric component, and mount the electric component on a circuit substrate such as a printed circuit board. It was developed as an image processing device for a component mounting device. In the electric component mounting apparatus, the holding position and holding direction of the electric component by the component holding head (represented by the rotation angle from the reference rotation position.
Detecting the rotation angle), or detecting the position and rotation angle of the circuit substrate supported by the substrate supporting device, correcting the errors, and then mounting the electric component on the circuit substrate. For this purpose, an image pickup device for picking up an image of a reference mark on an electric component or a circuit substrate is required, and the image pickup device has been developed as an image processing device. However, the position, rotation angle,
It can also be used for measuring and inspecting dimensions and inspecting for defects.

【0028】画像処理装置12はコンピュータを主体と
するものであり、図13に示すように、CPU254,
DRAM(ダイナミックラム)256,SRAM(スタ
ティックラム)258,PROM(プログラマブルロ
ム)260,漢字ROM262,フレームグラバメモリ
264,および4面分のオーバレイ表示メモリ266を
有し、これらは基板267上の図示しない内部バスによ
って互に接続されている。
The image processing apparatus 12 is mainly composed of a computer, and as shown in FIG.
It has a DRAM (dynamic ram) 256, an SRAM (static ram) 258, a PROM (programmable rom) 260, a kanji ROM 262, a frame grabber memory 264, and an overlay display memory 266 for four planes, which are not shown on the substrate 267. They are connected to each other by an internal bus.

【0029】上記内部バスにはまた、2チャンネルのシ
リアルインタフェース270が接続され、入力装置16
が接続されている。入力装置16は、テンキー,アルフ
ァベットキー等を有する前記キーボード18を主体と
し、光学式検査装置全体の運転に必要な情報,指令と共
に、画像処理対象物(物体の全体でも一部でもよい)の
種類,個数等,画像処理に必要な情報を入力する装置で
ある。バスにはまた、イーサネットインタフェース27
4およびメモリカードインタフェース276が接続され
ている。
A two-channel serial interface 270 is connected to the internal bus.
Is connected. The input device 16 mainly includes the keyboard 18 having numeric keys, alphabet keys, and the like. The input device 16 includes information and commands necessary for the operation of the entire optical inspection apparatus, and types of the image processing target (the entire object or a part of the object). This is a device for inputting information necessary for image processing, such as the number, number, and the like. The bus also has an Ethernet interface 27
4 and a memory card interface 276 are connected.

【0030】イーサネットインタフェース274は電気
部品装着装置等の、画像処理装置以外の部分を制御する
コンピュータとの間で通信を行うためのインタフェース
である。画像処理装置12には、オプションの制御機器
を接続可能であり、イーサネットインタフェース274
はP1コネクタ268を介してデータ交換を行うのであ
る。また、電気部品装着装置の各種駆動装置を制御する
制御装置も、コンピュータを主体として画像処理装置1
2とは別に設けられ、図示しない外部バスを介してP1
コネクタ268に接続される。この別の制御装置は本発
明とは関連が薄いため図示および説明は省略する。メモ
リカードは、画像処理を行うために予め作成されたプロ
グラムが記憶されたものであり、画像処理装置12にセ
ットされれば、CPU254がPROM260を使用し
てメモリカード内のプログラムやプログラムの実行に必
要なデータをメモリカードインタフェース276を介し
て読み出し、DRAM256に記憶させる。
The Ethernet interface 274 is an interface for performing communication with a computer that controls parts other than the image processing apparatus, such as an electric component mounting apparatus. An optional control device can be connected to the image processing apparatus 12.
Performs data exchange via the P1 connector 268. Further, a control device for controlling various driving devices of the electric component mounting apparatus is also a computer-based image processing apparatus 1.
2 and P1 via an external bus (not shown).
Connected to connector 268. Since this other control device has little relation to the present invention, its illustration and description are omitted. The memory card stores a program created in advance for performing image processing. When the memory card is set in the image processing apparatus 12, the CPU 254 uses the PROM 260 to execute programs and programs in the memory card. The necessary data is read out via the memory card interface 276 and stored in the DRAM 256.

【0031】バスには更に、CCDカメラインタフェー
ス280が接続され、これに前記光学式検査装置のCC
Dカメラ78(または電気部品装着装置のCCDカメラ
78)が接続される。CCDカメラ78により得られた
画像のデータである画像データは、CCDカメラインタ
フェース280を介してフレームグラバメモリ264に
格納される。前述のように、フレームグラバメモリ26
4は4つ設けられており、例えば、連続して撮像される
4個の撮像対象物180の画像データが各フレームグラ
バメモリ264に順次格納される。
Further, a CCD camera interface 280 is connected to the bus.
The D camera 78 (or the CCD camera 78 of the electric component mounting device) is connected. Image data which is data of an image obtained by the CCD camera 78 is stored in the frame grabber memory 264 via the CCD camera interface 280. As described above, the frame grabber memory 26
4 are provided, and, for example, image data of four imaging targets 180 that are continuously imaged are sequentially stored in each frame grabber memory 264.

【0032】バスには更に、テレビインタフェース28
6が接続され、モニタテレビ14が接続されている。モ
ニタテレビ14はカラー表示およびモノクロ表示の両方
が可能である。前述のように、撮像対象物180の撮像
により得られた4つのモノクロ画像の画像データが、フ
レームグラバメモリ264に並列的に格納されるように
なっており、一方オーバレイ表示メモリ266は、画像
を16色のカラーで表示するカラー画像データを記憶し
得るメモリを4面分備えている。モニタテレビ14に
は、上記4つのモノクロ画像のいずれか1つに、上記4
面分のカラー画像のうちモノクロ画像に対応するものが
重ねて表示され、画像処理の経過や結果が表示される。
この同じモニタテレビ14に、入力装置16を用いて入
力されたデータもカラーで表示される。この表示時に漢
字ROM262が使用される。
The bus further includes a television interface 28.
6 is connected, and the monitor television 14 is connected. The monitor television 14 is capable of both color display and monochrome display. As described above, the image data of the four monochrome images obtained by imaging the imaging object 180 is stored in parallel in the frame grabber memory 264, while the overlay display memory 266 stores the There are four memories each capable of storing color image data to be displayed in 16 colors. The monitor TV 14 displays one of the four monochrome images with the four
Among the color images for the planes, those corresponding to the monochrome images are displayed in a superimposed manner, and the progress and results of the image processing are displayed.
Data input using the input device 16 is also displayed in color on the same monitor television 14. At the time of this display, the kanji ROM 262 is used.

【0033】以下、CCDカメラ78の撮像により得ら
れた画像データの処理について説明する。画像処理のた
めのプログラムやデータは前述のようにメモリカードに
記憶されており、メモリカードがセットされれば読み出
されてDRAM256に記憶される。メモリカードから
読み出される画像処理プログラムを図14ないし図16
にそれぞれ示す。これらのプログラムの実行により、画
像処理対象物(撮像対象物)の寸法,位置,回転角度等
の測定、寸法の検査ならびに欠陥の有無の検査が行われ
る。
Hereinafter, the processing of image data obtained by the imaging by the CCD camera 78 will be described. The programs and data for image processing are stored in the memory card as described above, and are read out and stored in the DRAM 256 when the memory card is set. 14 to 16 show an image processing program read from the memory card.
Are shown below. By executing these programs, measurement of dimensions, positions, rotation angles, and the like of the image processing target (imaging target), inspection of the dimensions, and inspection for the presence or absence of a defect are performed.

【0034】図14に示すプログラムは事前処理プログ
ラムである。事前処理プログラムは、一検査プログラム
の立ち上げ時、すなわち事前処理プログラムのDRAM
256への格納後に実行される。まず、一検査プログラ
ムの実行に必要なすべての画像処理対象物のうちの1つ
について、パターンマッチングを行うか否かが判定さ
れ、行うのであればマスタ捜索テンプレートに基づいて
捜索テンプレートが生成されてDRAM256に記憶さ
れる。同様の処理がすべての画像処理対象物について順
次行われる。
The program shown in FIG. 14 is a pre-processing program. The pre-processing program is executed at the start of one inspection program, that is, the DRAM of the pre-processing program
It is executed after storing in 256. First, it is determined whether or not to perform pattern matching on one of all image processing objects necessary for executing one inspection program, and if so, a search template is generated based on the master search template. Stored in the DRAM 256. Similar processing is sequentially performed on all image processing objects.

【0035】上記マスタ捜索テンプレートは2個の点を
一対とするポイントペアを複数組有し、それらポイント
ペアを規定する座標面(マスタ捜索テンプレート座標面
と称する)が画像処理装置12の基準座標面と一致して
いるものである。すなわち、マスタ捜索テンプレート座
標面の原点および座標軸の方向が、CCDカメラ78の
視野の中心に原点が設定された基準座標面の原点および
座標軸の方向と一致しているのである。マスタ捜索テン
プレートは、画像処理対象物の形状,寸法に基づいて予
め作成されてメモリカードに記憶されており、事前処理
プログラムと共にDRAM256に読み込まれる。
The master search template has a plurality of point pairs each including two points. Is the same as That is, the origin and the direction of the coordinate axis of the master search template coordinate plane match the origin and the coordinate axis of the reference coordinate plane in which the origin is set at the center of the field of view of the CCD camera 78. The master search template is created in advance based on the shape and dimensions of the image processing target, is stored in the memory card, and is read into the DRAM 256 together with the preprocessing program.

【0036】図17に、画像処理対象物が正方形の部分
である場合のマスタ捜索テンプレートの設定データの一
例を示し、そのデータによって設定されるマスタ捜索テ
ンプレート300を図18に示す。図17のデータ中、
第7,8,10,11行のデータおよび第5行のhs
(ハーフスパン)=5.5がマスタ捜索テンプレートの
設定データである。Pairとは、ポイントペアを構成
する2個の点の延長線上において、画像処理対象物の中
心線に対して対称に別のポイントペアを設定することを
意味する。例えば、図18に示す(7),(8),(10),(11) の
各ポイントペア302に対して(7) ´,(8)´,(10) ´,
(11) ´の各ポイントペア302が設定されるのであ
る。これらポイントペア302に付された括弧付の数字
は、図17における行番号と一致している。また、30
4は画像処理対象物である。
FIG. 17 shows an example of setting data of the master search template when the image processing object is a square portion, and FIG. 18 shows a master search template 300 set by the data. In the data of FIG.
Data on lines 7, 8, 10, 11 and hs on line 5
(Half span) = 5.5 is the setting data of the master search template. Pair means that another point pair is set symmetrically with respect to the center line of the image processing object on an extension of two points forming the point pair. For example, for each point pair 302 of (7), (8), (10), and (11) shown in FIG. 18, (7) ', (8)', (10) ',
(11) Each point pair 302 is set. The numbers in parentheses given to these point pairs 302 match the line numbers in FIG. Also, 30
Reference numeral 4 denotes an image processing target.

【0037】マスタ捜索テンプレートは、寸法,位置,
回転角度のいずれにも誤差のないマスタ画像処理対象物
について、各組のポイントペアを構成する2個の点の一
方が画像処理対象物の内側に、他方が外側に位置し、か
つ、それらポイントペアの2個の点の中点がマスタ画像
処理対象物のエッジ(輪郭線)上に位置するように作成
される。それを図に示せば、図18に示すようになるの
である。なお、一般的には、ポイントペアの2個の点の
中点がマスタ画像処理対象物のエッジ上に位置すること
は不可欠ではなく、2個の点がそれぞれ画像処理対象物
のエッジより内側と外側とに指定されればよい。また、
図18に示す例の場合、ポイントペア302の2個の点
のうちの一方の点が別のポイントペア302の一方の点
と共通にされているが、これも不可欠なことではない。
さらに、図18においては、いずれの点がポイントペア
302を構成するかを判り易く示すために、ポイントペ
ア302を構成する2個の点が直線でつながれている
が、この直線は説明の都合上の線であって実際に直線の
データが設定されるわけではない。
The master search template has dimensions, positions,
For a master image processing object having no error in any of the rotation angles, one of the two points forming each point pair is located inside the image processing object, the other is located outside, and the points It is created such that the midpoint of the two points of the pair is located on the edge (contour) of the master image processing object. If it is shown in the figure, it will be as shown in FIG. In general, it is not essential that the midpoint between the two points of the point pair be located on the edge of the master image processing object, and the two points are located inside the edge of the image processing object. What is necessary is just to specify outside. Also,
In the example shown in FIG. 18, one of the two points of the point pair 302 is shared with one of the points of another point pair 302, but this is not essential.
Further, in FIG. 18, two points constituting the point pair 302 are connected by a straight line in order to easily indicate which point constitutes the point pair 302. , And the data of the straight line is not actually set.

【0038】図21に、画像処理対象物が、一部が切り
欠かれた図22の円板306である場合のマスタ捜索テ
ンプレートのデータを示す。このマスタ捜索テンプレー
ト308においては、円周部分に設けられた(15)〜(17)
のポイントペア310は(15)´〜(17)´のポイントペア
310とペアにされているが、その他のポイントペア3
10は他のポイントペアとペアにされてはいない。
FIG. 21 shows the data of the master search template when the image processing object is the disk 306 of FIG. 22 which is partially cut away. In this master search template 308, (15)-(17)
Is paired with the point pair 310 of (15) ′ to (17) ′, but the other point pair 3
10 is not paired with another point pair.

【0039】光学式検査装置においては、画像処理対象
物が、例えば撮像対象物180の像の全体とされ、検査
されるべき複数種類の撮像対象物180についてのマス
タ捜索テンプレートデータが予め作成されてメモリカー
ドに記憶されており、画像処理実行時にはDRAM25
6に格納される。そのため、捜索テンプレートの生成時
には、捜索テンプレートを生成すべき撮像対象物180
の種類に応じてマスタ捜索テンプレートデータがDRA
M256から読み出される。マスタ捜索テンプレートは
前述のように回転角度が0度の捜索テンプレートであ
り、マスタ捜索テンプレートが設定角度範囲内において
図20に二点鎖線で示すように設定ピッチで回転させら
れることにより、複数種類の捜索テンプレートが生成さ
れ、そのデータがDRAM256に格納される。
In the optical inspection apparatus, the image processing object is, for example, the entire image of the imaging object 180, and master search template data for a plurality of types of imaging objects 180 to be inspected is created in advance. It is stored in a memory card, and is stored in a DRAM 25 when image processing is executed.
6 is stored. Therefore, at the time of generating the search template, the imaging object 180 for which the search template is to be generated.
Master search template data is DRA according to the type of
It is read from M256. As described above, the master search template is a search template having a rotation angle of 0 degrees. By rotating the master search template at a set pitch within a set angle range as shown by a two-dot chain line in FIG. A search template is generated and the data is stored in DRAM 256.

【0040】この捜索テンプレートの生成角度範囲およ
び設定ピッチをそれぞれ指定するデータは、図17に示
すように、マスタ捜索テンプレートのデータと共に記憶
されている。第15行のpitchA=4.5 が設定ピッチのデ
ータであり、第16行のstartA=-45および第17行のen
dA=45 が捜索テンプレートの生成角度範囲を規定するデ
ータである。捜索テンプレートを生成する角度範囲およ
びピッチは撮像対象物180に応じて設定される。例え
ば、撮像対象物180が撮像対象物支持装置58のガラ
ス板54上に載置される際の回転角度が大きくずれるこ
とが予想される場合には、生成角度範囲が広くされるの
である。因みに、図14に示す事前処理プログラムの例
では、生成角度範囲が−45度から+45度とされ、設
定ピッチが5度とされている。
The data specifying the generation angle range and the set pitch of the search template are stored together with the data of the master search template as shown in FIG. PitchA = 4.5 on the 15th line is the data of the set pitch, startA = −45 on the 16th line, and en on the 17th line.
dA = 45 is data that defines the search template generation angle range. The angle range and the pitch for generating the search template are set according to the imaging target 180. For example, when it is expected that the rotation angle when the imaging target 180 is placed on the glass plate 54 of the imaging target supporting device 58 is largely shifted, the generation angle range is widened. Incidentally, in the example of the pre-processing program shown in FIG. 14, the generation angle range is from -45 degrees to +45 degrees, and the set pitch is 5 degrees.

【0041】1つの撮像対象物180についての捜索テ
ンプレートの生成が終了すれば、プログラムの実行は最
初に戻り、次の撮像対象物180についてパターンマッ
チングを行うか否かの判定および行うのであれば捜索テ
ンプレートの生成が行われる。パターンマッチングを行
わない場合にはプログラムの実行は始めに戻り、次の撮
像対象物180についてパターンマッチングを行うか否
かの判定が行われる。全部の撮像対象物180について
パターンマッチングを行うか否かの判定,パターンマッ
チングを行う撮像対象物180についての捜索テンプレ
ートの生成が行われたならば図14のプログラムの実行
は終了する。
When the generation of the search template for one imaging target 180 is completed, the execution of the program returns to the beginning, and it is determined whether or not pattern matching is to be performed for the next imaging target 180, and if so, the search is performed. A template is generated. If the pattern matching is not performed, the execution of the program returns to the beginning, and it is determined whether or not pattern matching is to be performed on the next imaging target 180. If it is determined whether or not pattern matching is to be performed for all of the imaging targets 180, and if a search template has been generated for the imaging targets 180 to be subjected to pattern matching, the execution of the program in FIG. 14 ends.

【0042】次に、図15に示す実行処理プログラムを
説明する。このプログラムは、CCDカメラ78により
撮像対象物180が撮像され、画像データがフレームグ
ラバメモリ264に格納された後に実行される。まず、
撮像対象物180が四角形物等、パターンマッチングの
みで処理可能であれば、図16に示すパターンマッチン
グプログラムに従って画像処理が行われる。
Next, the execution processing program shown in FIG. 15 will be described. This program is executed after the imaging object 180 is imaged by the CCD camera 78 and the image data is stored in the frame grabber memory 264. First,
If the imaging object 180 can be processed only by pattern matching, such as a square object, image processing is performed according to the pattern matching program shown in FIG.

【0043】次に、画像処理対象物が、QFP(クウォ
ード フラットパッケージ),PLCC(プラスティッ
ク リーデッド チップ キャリア),SOP(スモー
ルアウト ライン パッケージ)等多数のリードを備え
て形状が複雑な電気部品、BGA(ボール グリッド
アレイ)の半田バンプ等画像処理対象物の数が多いも
の、太陽電池のグリッドパターンのように画像処理対象
物の形状が複雑なもの、形状が単純な円や四角形ではな
い機械部品、画像処理のためにパターンマッチングを組
み合わせたパターンマッチングマネージャを作動させる
必要があるものであるか否かが判定される。パターンマ
ッチングの組合わせについては後述する。
Next, the object to be image-processed is an electric component having a complicated shape, such as QFP (Quad Flat Package), PLCC (Plastic Leaded Chip Carrier), SOP (Small Outline Package), etc. Ball grid
Array) solder bumps with a large number of image processing objects such as solder bumps, image processing objects with complicated shapes such as solar cell grid patterns, mechanical parts that are not simple circles or squares, and image processing It is determined whether it is necessary to operate a pattern matching manager that combines pattern matching. The combination of pattern matching will be described later.

【0044】パターンマッチングマネージャ作動の必要
がなければ、仮想画面上での画像処理を行うべきか否か
が判定され、判定の結果がNOであれば物理画面上での
画像処理を行うべきか否かが判定される。物理画面は、
光学的特性値が画素毎に求められて画像データが実在す
る画像の画面であり、仮想画面は、画素に拘束されない
任意の点の光学的特性値が必要に応じて演算によって求
められる画面である。上記パターンマッチングおよびパ
ターンマッチングマネージャはいずれも、後に説明する
ように、仮想画面上で行われる処理であるが、本実施形
態においては、これらの他に、パターンマッチングによ
らないで仮想画面上と物理画面上とでそれぞれ画像処理
を行い得るようにされている。上記「仮想画面上での画
像処理を行うべきか否か」および「物理画面上での画像
処理を行うべきか否か」の判定は、パターンマッチング
またはパターンマッチングマネージャの画像処理を行う
ことが指令されているか否かの判定なのである
If the operation of the pattern matching manager is not necessary, it is determined whether or not to perform image processing on the virtual screen. If the result of the determination is NO, whether or not to perform image processing on the physical screen is determined. Is determined. The physical screen is
An optical characteristic value is obtained for each pixel and a screen of an image in which image data actually exists, and a virtual screen is a screen where an optical characteristic value of an arbitrary point which is not constrained by pixels is obtained by calculation as needed. . As described later, both the pattern matching and the pattern matching manager are processes performed on the virtual screen. However, in the present embodiment, in addition to these, on the virtual screen and the physical Image processing can be performed on the screen and on the screen. The determination of “whether or not to perform image processing on the virtual screen” and “whether or not to perform image processing on the physical screen” are instructed to perform pattern matching or image processing of the pattern matching manager. It is a judgment of whether or not

【0045】図16に示すパターンマッチングプログラ
ムを説明する。まず、サーチウインドウが設定され、画
像処理対象物を捜索する捜索領域が設定される。サーチ
ウインドウの設定は、CCDカメラ78の撮像面の一部
あるいは全部を座標値によって指定することにより行わ
れる。画像処理対象物が何であるかは、作業手順中のデ
ータにより判っており、撮像面に形成される画像処理対
象物の像の位置はおおよそ判るため、サーチウインドウ
は位置に多少のずれがあっても画像処理対象物を包含す
るに適した十分な大きさに設定される。このようにすれ
ば捜索領域が狭くて済み、短時間で捜索することができ
る。
The pattern matching program shown in FIG. 16 will be described. First, a search window is set, and a search area for searching for an image processing object is set. The search window is set by designating a part or the whole of the imaging surface of the CCD camera 78 by coordinate values. The identity of the image processing object is known from the data during the work procedure, and the position of the image of the image processing object formed on the imaging surface is roughly known. Is also set to a size sufficient to include the image processing target. In this way, the search area can be narrow, and the search can be performed in a short time.

【0046】フルセットのパターンマッチング処理は、
捜索対象部を捜索する捜索ステップ,捜索対象部のおお
よそのエッジ点を捜索する再捜索ステップ,捜索対象部
のエッジ点を演算する測定ステップ,測定ステップを繰
り返し行う再測定ステップおよび検査ステップの5つの
ステップを含む。通常は5つのステップ全部の終了によ
りパターンマッチングが終了する。1つでも異常のステ
ップがあれば、次のステップは実行されず、直ちにパタ
ーンマッチングが終了させられる。
The full set of pattern matching processing is as follows:
A search step for searching a search target portion, a re-search step for searching for an approximate edge point of the search target portion, a measurement step for calculating an edge point of the search target portion, a re-measurement step for repeating the measurement step, and an inspection step. Including steps. Normally, pattern matching ends when all five steps end. If there is at least one abnormal step, the next step is not executed, and the pattern matching is immediately terminated.

【0047】まず、捜索ステップを説明する。捜索ステ
ップにおいては、DRAM256から捜索テンプレート
が1つずつ順次読み出され、図24に示すように画像処
理対象物の像320と背景(画像処理対象物以外の部分
の意であって、画像処理対象物が部品表面の凹部等であ
る場合には部品表面の像が背景となる)とを含む画像が
存在する画面321に重ねられ、捜索テンプレート32
2の複数のポイントペア324を構成する2個の点(以
下、ポイントペア構成点と称する)の光学的特性値(本
実施形態では輝度)が演算される。図17に示す例で
は、回転角度が−45度の捜索テンプレートから順に読
み出される。
First, the search step will be described. In the search step, search templates are sequentially read one by one from the DRAM 256, and as shown in FIG. 24, the image 320 of the image processing object and the background If the object is a concave portion or the like on the surface of the component, an image including the image of the surface of the component becomes a background).
Optical characteristic values (luminance in the present embodiment) of two points (hereinafter, referred to as point pair configuration points) constituting the two plurality of point pairs 324 are calculated. In the example illustrated in FIG. 17, the search templates are sequentially read from the search template whose rotation angle is −45 degrees.

【0048】ポイントペア構成点は仮想画面上の点であ
り、ポイントペア構成点の輝度は物理画面上の複数の画
素の画像データとしての輝度から補間演算により求めら
れる。捜索テンプレートのデータにより指定された仮想
画面上の点の光学的特性値が物理画面の画像データに基
づいて求められるのであり、これを視覚的に表したのが
図24であって、請求項10にいう「捜索テンプレート
を画像データの表す画像が存在する画面に重ねる」とは
このことを意味する。図24の画面321は仮想画面で
あり、この画面321内の画像対象物の像320はこの
位置に存在すると仮想されているのみで、実際にこの像
320を表す画像データは存在しない。他の図に関して
も同様である。
The point pair composing points are points on the virtual screen, and the luminance of the point pair composing points is obtained by interpolation from the luminance of a plurality of pixels on the physical screen as image data. The optical characteristic value of a point on the virtual screen designated by the data of the search template is obtained based on the image data of the physical screen, and FIG. 24 visually shows this. This means that "the search template is superimposed on the screen on which the image represented by the image data exists". The screen 321 in FIG. 24 is a virtual screen, and the image 320 of the image object in the screen 321 is only imagined to exist at this position, and there is no actual image data representing the image 320. The same applies to other figures.

【0049】ポイントペア構成点の輝度の補間演算は、
例えばX,Y座標面上における4×4個の制御点の画像
データによって規定される双3次スプライン曲面等の曲
面を使用して行うことも可能であるが、本実施形態にお
いては、ポイントペア構成点に隣接する4個の画素の画
像データに基づいて、最も単純な線形補間により行われ
る。図25において(u0 ,v0 )はポイントペア構成
点、f(u0 ,v0 )はポイントペア構成点の輝度、
(u´,v´),(u´+1,v´),(u´,v´+
1),(u´+1,v´+1)はそれぞれ線形補間に使
用される4個の画素の中心位置、f(u´,v´),f
(u´+1,v´),f(u´,v´+1),f(u´
+1,v´+1)は4個の画素の各輝度であり、ポイン
トペア構成点の輝度は(1)式によって演算される。 f=(u0 ,v0 )=f(u´,v´)(1−α)(1−β)+f(u´+1, v´)α(1−β)+f(u´,v´+1)(1−β)β+f(u´+1,v´ +1)αβ・・・・・・・(1)
Interpolation calculation of the brightness of the point pair composing points is as follows.
For example, it can be performed using a curved surface such as a bicubic spline curved surface defined by image data of 4 × 4 control points on the X and Y coordinate planes. The simplest linear interpolation is performed based on the image data of four pixels adjacent to the constituent point. In FIG. 25, (u 0 , v 0 ) is the point pair composing point, f (u 0 , v 0 ) is the luminance of the point pair composing point,
(U ', v'), (u '+ 1, v'), (u ', v' +
1) and (u '+ 1, v' + 1) are the center positions of four pixels used for linear interpolation, f (u ', v'), f
(U '+ 1, v'), f (u ', v' + 1), f (u '
(+1, v ′ + 1) is the luminance of each of the four pixels, and the luminance of the point pair composing point is calculated by equation (1). f = (u 0 , v 0 ) = f (u ′, v ′) (1−α) (1−β) + f (u ′ + 1, v ′) α (1−β) + f (u ′, v ′) +1) (1-β) β + f (u ′ + 1, v ′ + 1) αβ (1)

【0050】上記演算は図26に示す物理画面/仮想画
面変換ドライバ380によって行われる。図に示すよう
に、物理画面/仮想画面変換ドライバ380は、一般的
な画像処理アプリケーションソフトウエア382とは別
に構成されており、画像処理アプリケーションソフトウ
エア382において、物理画面384上の画像データに
基づいて仮想画面386上の画像データを演算する必要
が生じる度に、物理画面/仮想画面変換ドライバ380
が呼び出されて、仮想画面386上の画像データの演算
が行われるのである。
The above operation is performed by the physical screen / virtual screen conversion driver 380 shown in FIG. As shown in the figure, the physical screen / virtual screen conversion driver 380 is configured separately from general image processing application software 382, and is based on image data on the physical screen 384 in the image processing application software 382. Every time it is necessary to calculate image data on the virtual screen 386, the physical screen / virtual screen conversion driver 380
Is called to calculate the image data on the virtual screen 386.

【0051】各対のポイントペア324の2個の構成点
について輝度が演算される毎に、それら2個のポイント
ペア構成点の輝度が比較される。CCDカメラ78によ
るシルエット像の撮像時には、画像処理対象物(撮像対
象物180)に対応する部分と背景に対応する部分とで
は固体撮像素子の電荷量に差が生ずる。画像処理対象物
の像が暗く、背景が明るくなるのである。そのため、2
個のポイントペア構成点の一方が画像処理対象物のエッ
ジ内に位置し、他方の点がエッジ外に位置するのであれ
ば、2個のポイントペア構成点の輝度に予め設定された
設定値以上(設定値が正の場合)または設定値以下(設
定値が負の場合)の差が生ずる。
Each time the luminance is calculated for the two constituent points of each pair of point pairs 324, the luminance of these two point pair constituent points is compared. At the time of capturing a silhouette image by the CCD camera 78, a difference occurs in the charge amount of the solid-state imaging device between a portion corresponding to the image processing target (the imaging target 180) and a portion corresponding to the background. The image of the image processing object is dark and the background is light. Therefore, 2
If one of the point pair constituent points is located within the edge of the image processing target object and the other point is located outside the edge, the luminance value of the two point pair constituent points is equal to or greater than a preset value. A difference occurs when the set value is positive or less than the set value (when the set value is negative).

【0052】上記輝度差の設定値はマスタ捜索テンプレ
ートデータと共に記憶されている。例えば、図17にお
いては第5行に記述されているように設定値diffが
20に設定されている。この場合には、2個のポイント
ペア構成点のうち、画像処理対象物のエッジ内のポイン
トペア構成点の輝度がエッジ外のポイントペア構成点の
輝度より20階調以上小さければ、設定値以上の差があ
ると判定される。逆に、設定値diffが−20に設定
されていれば、画像処理対象物のエッジ外のポイントペ
ア構成点の輝度がエッジ内のポイントペア構成点の輝度
より20階調以上小さければ、設定値以上の差があると
判定される。いずれの場合もそれら2個のポイントペア
構成点は画像処理対象物のエッジを跨いでおり、適合状
態にあることになる。この場合に、「2個のポイントペ
ア構成点が設定輝度差条件を満たす」と表現することと
する。
The set value of the luminance difference is stored together with the master search template data. For example, in FIG. 17, the setting value diff is set to 20, as described in the fifth row. In this case, if the luminance of the point pair composing point inside the edge of the image processing target object is smaller than the luminance of the point pair composing point outside the edge by 20 gradations or more among the two point pair composing points, the setting value is exceeded. Are determined to be different. Conversely, if the setting value diff is set to -20, the brightness of the point pair composing point outside the edge of the image processing object is smaller than the brightness of the point pair composing point within the edge by 20 gradations or more. It is determined that there is the above difference. In any case, these two point pair constituent points straddle the edge of the image processing target, and are in a suitable state. In this case, the expression “two point pair constituent points satisfy the set luminance difference condition” will be used.

【0053】(1) 画像処理対象物が捜索対象部ではな
く、2個のポイントペア構成点がエッジを跨いでいな
い、(2) 供給ミスにより撮像対象物180が検査対象物
支持板72上に載置されていない、あるいは(3) 固体撮
像素子にごみ等が付着して画像データが得られない等の
理由により、2個のポイントペア構成点が設定輝度差条
件を満たさず、適合状態にあるとは言えないことがあ
る。この状態をポイントペアのフェールと称する。捜索
テンプレートに適合する捜索対象部が存在しないと判定
するためのフェール数は予め設定されている。例えば、
図17においては、第3行に示すようにフェール数は0
に設定されており、全部のポイントペアについて2個の
ポイントペア構成点が設定輝度差条件を満たさなけれ
ば、捜索テンプレートに適合する捜索対象部が存在する
とは判定されないようになっている。
(1) The image processing target is not the search target portion, and the two point pair constituent points do not straddle the edge. (2) The imaging target 180 is placed on the inspection target support plate 72 due to a supply error. The two point-pair configuration points do not satisfy the set luminance difference condition because they are not mounted or (3) image data cannot be obtained due to dust or the like adhering to the solid-state image sensor There are things you can't say. This state is called a point pair failure. The number of failures for determining that there is no search target portion that matches the search template is set in advance. For example,
In FIG. 17, the number of failures is 0 as shown in the third row.
If two point pair constituent points do not satisfy the set luminance difference condition for all the point pairs, it is not determined that there is a search target portion that matches the search template.

【0054】フェール数が1以上に設定されているとす
れば、複数組のポイントペアのうち設定輝度差条件を満
たさないポイントペアが設定フェール数を越える数あれ
ば、捜索テンプレートに適合する捜索対象部は存在しな
いと判定される。−45度の回転角度において捜索対象
部が存在すると判定されれば、捜索ステップは終了し、
再捜索ステップが実行されるが、存在しないと判定され
れば、回転角度が異なる捜索テンプレートが読み出され
て捜索対象部が捜索される。
If the number of failures is set to one or more, if the number of point pairs that do not satisfy the set luminance difference condition exceeds the set number of failures among a plurality of point pairs, the search target matching the search template It is determined that the part does not exist. If it is determined that the search target portion exists at a rotation angle of −45 degrees, the search step ends,
A re-search step is performed, but if it is determined that the search template does not exist, search templates having different rotation angles are read and a search target portion is searched.

【0055】捜索対象部が存在すると判定されるまで、
複数種類の捜索テンプレートが順次読み出され、捜索対
象部が捜索される。全種類の捜索テンプレートを用いて
捜索しても、捜索テンプレートに適合する捜索対象部が
存在するとの判定が得られなければ、次に捜索テンプレ
ートの位置をずらして捜索が行われる。X軸方向とY軸
方向とにそれぞれ一定ピッチずつずらされ、各位置にお
いてそれぞれ回転角度の異なる複数種類の捜索テンプレ
ートを用いて捜索対象部が捜索されるのである。
Until it is determined that the search target portion exists,
A plurality of types of search templates are sequentially read, and a search target portion is searched. Even if the search is performed using all types of search templates, if it is not determined that there is a search target portion that matches the search template, then the search is performed by shifting the position of the search template. The search target portion is searched using a plurality of types of search templates having different rotation angles at each position while being shifted by a constant pitch in the X-axis direction and the Y-axis direction.

【0056】この移動ピッチは予め設定され、マスタ捜
索テンプレートを規定するデータと共にメモリカードに
記憶されている。図17において第13行および14行
に示されているpitchX=2.2, pitchY=2.2が移動ピッチで
ある。まず、Y軸方向に設定ピッチ移動させられる。具
体的には、複数種類の捜索テンプレートの各ポイントペ
アの座標がY軸方向を正方向へ設定ピッチ分ずれるよう
に座標変換が行われるのである。この捜索テンプレート
を用いて捜索対象部の捜索が行われる。この位置におい
て回転角度の異なる全種類の捜索テンプレートを用いて
も捜索対象部が存在するとの判定が得られなければ、次
に捜索テンプレートがX軸方向を正方向へ設定ピッチ分
ずらされる。さらにここでも捜索対象部が存在するとの
判定が得られなければ、次に捜索テンプレートはY軸方
向を負方向へ設定ピッチ分ずらされる。ここでも捜索対
象部が存在するとの判定が得られなければ、次に捜索テ
ンプレートは更にY軸方向を負方向へ設定ピッチ分ずら
され、さらにここでも捜索対象部が存在するとの判定が
得られなければ、次に捜索テンプレートはX軸方向を負
方向へ設定ピッチ分ずらされる。捜索テンプレートはサ
ーチウインドウ内を角形の螺旋形を描くように移動させ
られるのである。
The moving pitch is set in advance and stored in the memory card together with data defining the master search template. In FIG. 17, pitchX = 2.2 and pitchY = 2.2 shown in the 13th and 14th rows are movement pitches. First, the set pitch is moved in the Y-axis direction. Specifically, the coordinate conversion is performed such that the coordinates of each point pair of the plurality of types of search templates are shifted from the Y-axis direction in the positive direction by the set pitch. Using this search template, a search of the search target portion is performed. At this position, if it is not determined that the search target portion exists even if all types of search templates having different rotation angles are used, then the search template is shifted in the X-axis direction in the forward direction by the set pitch. Further, if it is not determined that the search target portion exists, the search template is then shifted in the Y-axis direction in the negative direction by the set pitch. If it is not determined here that the search target portion exists, the search template is further shifted in the Y-axis direction in the negative direction by the set pitch, and it must be determined that the search target portion also exists here. Then, the search template is shifted by the set pitch in the X-axis direction in the negative direction. The search template is moved in the search window so as to draw a square spiral.

【0057】捜索テンプレートを移動させても捜索対象
部が存在するとの判定を得ることができず、座標変換を
行ったとき、サーチウインドウからはみ出すポイントペ
アが生ずるに至れば、捜索テンプレートの移動は不可能
であって捜索テンプレートに適合する捜索対象部は存在
しないと判定され、捜索ステップは異常終了される。前
記モニタテレビ14に異常発生が表示されるとともに、
異常の発生が記憶される。画像処理対象物が検査対象物
180である場合には、画像処理結果が異常であると判
定された検査対象物180の検査対象物支持板72への
載置位置がオペレータによりチェックされ、載置位置が
大きく外れておれば、位置の修正が行われ、大きく外れ
ていなければ、検査対象物180は予定されたものでは
ないと判断されて、排除される。
Even if the search template is moved, it cannot be determined that the search target portion exists. If the coordinate transformation is performed and a point pair protrudes from the search window, the search template cannot be moved. It is determined that there is no search target portion that is possible and matches the search template, and the search step is abnormally terminated. The occurrence of an abnormality is displayed on the monitor TV 14, and
The occurrence of the abnormality is stored. When the image processing object is the inspection object 180, the operator checks the mounting position of the inspection object 180 determined to be abnormal in the image processing result on the inspection object support plate 72, and If the position deviates significantly, the position is corrected. If the position is not largely deviated, the inspection object 180 is determined to be unscheduled and is removed.

【0058】図24に示す画像処理対象物の像320の
ように全部のポイントペア324の2個のポイントペア
構成点が像320のエッジの内側と外側とにあり、設定
輝度差条件が満たされれば、そのときの捜索テンプレー
トの位置および回転角度がDRAM256に記憶され、
再捜索ステップが実行される。再捜索ステップにおいて
は、図27に示すように再捜索テンプレート328を用
いて画像処理対象物の像320のエッジ点が、再捜索テ
ンプレート328の座標面である再捜索テンプレート座
標面(捜索テンプレート座標面と同じである)上におい
て捜索される。再捜索テンプレート328は、複数本の
シークライン330を含む。シークライン330は、捜
索ステップにおいて画像処理対象物の像320を見つけ
た捜索テンプレートに基づいて設定される。ポイントペ
アの2個のポイントペア構成点がシークライン330の
両端をそれぞれ規定する点とされるのである。
As shown in the image 320 of the image processing object shown in FIG. 24, two point pair constituting points of all the point pairs 324 are inside and outside the edge of the image 320, and the set luminance difference condition is satisfied. For example, the position and rotation angle of the search template at that time are stored in the DRAM 256,
A re-search step is performed. In the re-searching step, as shown in FIG. 27, the edge point of the image 320 of the image processing object is changed to the re-searching template coordinate plane (searching template coordinate plane) which is the coordinate plane of the re-searching template 328 by using the re-searching template 328. Is the same as above). The search template 328 includes a plurality of seek lines 330. The seek line 330 is set based on a search template that has found the image 320 of the image processing object in the search step. The two point pair constituting points of the point pair are defined as points defining both ends of the seek line 330, respectively.

【0059】設定された複数本のシークライン330の
それぞれについて画像処理対象物の像320のエッジ点
が捜索される。この意味において、再捜索テンプレート
328は測定テンプレートと考えることもできる。この
捜索は、図28に示すように、予め定められたピッチ
(例えば0.05mm)でシークライン330を分割し、
複数の分割点P1〜P15の各々についてそれぞれ輝度
を演算することにより行われる。このピッチは、CCD
カメラ78の固体撮像素子332の対角線より短い長さ
に設定されている。そのため、1個の固体撮像素子33
2の中に分割点が3個ないし4個含まれることとなる。
分割点も仮想画面上の点であり、捜索ステップにおける
と同様に線形補間が行われ、分割点P1〜P15の輝度
が演算される。
An edge point of the image 320 of the image processing object is searched for each of the plurality of set seek lines 330. In this sense, the search template 328 can also be considered a measurement template. This search divides the seek line 330 at a predetermined pitch (for example, 0.05 mm) as shown in FIG.
This is performed by calculating the luminance for each of the plurality of division points P1 to P15. This pitch is CCD
The length is set shorter than the diagonal line of the solid-state imaging device 332 of the camera 78. Therefore, one solid-state imaging device 33
Two or three division points are included in 2.
The division point is also a point on the virtual screen, and linear interpolation is performed as in the search step, and the luminance of the division points P1 to P15 is calculated.

【0060】線形補間によって演算された15個の分割
点P1〜P15の各輝度の一例を図29に示す。なお、
輝度値は正の値で表され、輝度値取得対象物が明るいほ
ど値は大きくなる。本実施形態の撮像装置10は、画像
処理対象物としての検査対象物180に背面側から平行
光を照射し、検査対象物180の周囲を通過した平行光
に基づいて像を取得するようにされており、以下の説明
は画像処理対象物が暗くて輝度値が小さく、背景は明る
くて輝度値が大きいものとして行う。線形補間によって
演算された輝度値からは、図32のグラフに示すよう
に、どこで輝度が最も大きく変化するかが判らない。そ
のため、差分フィルタを用いて輝度値の微分値を求め
る。図30に示す差分フィルタを用いて微分値を求めた
結果を図33のグラフに示す。この差分フィルタは、シ
ークラインを規定する一方の点から他方の点に向かっ
て、隣接する2個の点のうち上流側に位置する点の輝度
を負の値とし、下流側に位置する点を正の値とし、それ
ら2個の値の和を求めるフィルタである。この微分値は
分割点の値ではなく、図33のグラフにおいては、輝度
微分値の得られる位置が隣接2分割点の中央位置である
「.5」で示されている。このグラフから明らかなよう
に、輝度変化の大小は判るが、どこが最大であるかは判
らない。なお、演算方向に応じて、すなわち画像処理対
象物の内側にある分割点から画像処理対象物の外側(背
景内)にある分割点に向かって演算を行うか、逆に行う
かにより、輝度微分値の符号が逆になる。前者の場合は
輝度微分値が正の値になり、輝度微分値が最大の位置が
輝度の変化勾配の絶対値が最大の位置である(変化勾配
の絶対値が最大の位置の輝度微分値を極大値と称す
る)。後者の場合は輝度微分値が負の値になり、輝度微
分値が最小の位置が輝度の変化勾配の絶対値が最大の位
置である(変化勾配の絶対値が最大の位置の輝度微分値
を極小値と称する)。図33および次に説明する図34
のグラフに示す輝度微分値は、前者の演算により得られ
た値である。
FIG. 29 shows an example of each luminance of the fifteen division points P1 to P15 calculated by the linear interpolation. In addition,
The luminance value is represented by a positive value, and the value increases as the luminance value acquisition target is brighter. The imaging device 10 of the present embodiment irradiates the inspection object 180 as an image processing object with parallel light from the back side, and acquires an image based on the parallel light passing around the inspection object 180. In the following description, it is assumed that the image processing target is dark and has a small luminance value, and the background is bright and has a large luminance value. From the luminance value calculated by the linear interpolation, it is not known where the luminance changes most, as shown in the graph of FIG. Therefore, a differential value of the luminance value is obtained using a difference filter. FIG. 33 is a graph showing the result of obtaining a differential value using the difference filter shown in FIG. This difference filter sets the brightness of a point located on the upstream side of two adjacent points from one point defining the seek line to the other point to a negative value, and sets the point located on the downstream side to a negative value. This is a filter that takes a positive value and calculates the sum of those two values. This differential value is not the value of the division point. In the graph of FIG. 33, the position at which the luminance differential value is obtained is indicated by ".5" which is the center position of the adjacent two division points. As is clear from this graph, the magnitude of the luminance change can be determined, but it is not clear which is the maximum. It should be noted that depending on the calculation direction, that is, whether the calculation is performed from the division point inside the image processing object to the division point outside the image processing object (inside the background) or vice versa, The sign of the value is reversed. In the former case, the luminance differential value is a positive value, and the position where the luminance differential value is the maximum is the position where the absolute value of the luminance change gradient is the maximum (the luminance differential value at the position where the absolute value of the change gradient is the maximum) Maxima). In the latter case, the luminance differential value is a negative value, and the position where the luminance differential value is the minimum is the position where the absolute value of the luminance change gradient is the maximum (the luminance differential value at the position where the absolute value of the change gradient is the maximum) Called the local minimum). FIG. 33 and FIG. 34 described next.
Is a value obtained by the former calculation.

【0061】それに対し、図31に示す差分フィルタを
用いて微分を行えば、図34のグラフに示すように、f
8.5の位置に輝度微分値の極大値177が得られ、こ
の位置が輝度の変化勾配の絶対値が最大の位置であるこ
とが判る。図31に示す差分フィルタは、シークライン
上に設定された分割点のうちの1つに対して、その分割
点を含んで演算方向において上流側の4個の分割点をい
ずれも負の値とし、下流側において連続する4個の分割
点の輝度値をいずれも正の値とし、それらの和を求める
フィルタである。
On the other hand, if differentiation is performed using the difference filter shown in FIG. 31, f
A maximum value 177 of the luminance differential value is obtained at the position 8.5, and it is understood that this position is the position where the absolute value of the luminance change gradient is the maximum. The difference filter shown in FIG. 31 sets one of the four division points on the upstream side in the calculation direction including one of the division points set on the seek line to a negative value. , A filter for obtaining the sum of the luminance values of the four continuous division points on the downstream side as positive values.

【0062】固体撮像素子のエッジ点に対応する部分に
汚れ等が付着して電荷量に変化が生ずれば、エッジ点で
はない位置において輝度微分値の極大値あるいは極小値
が得られることがあるが、そのような位置における輝度
の変化勾配の絶対値は小さい。それに対しエッジ点近傍
においては、画像処理対象物と背景との明るさに顕著な
差があって輝度の変化勾配の絶対値が大きい。そのた
め、設定値を設け、変化勾配の絶対値が最も大きい位置
の輝度微分値が、エッジ点近傍について得られた値であ
るか否かを判定し、前者の場合を排除する。この設定値
は、輝度微分値が正の値で得られる場合には正の値で設
定され、輝度微分値の極大値が設定値以上であるか否か
が判定され、極大値が設定値以上であれば、その極大値
はエッジ点近傍の位置に得られた値であって、エッジ点
の演算に用いることができると判定され、エッジ点の演
算が行われる。また、輝度微分値が負の値で得られる場
合には、設定値は負の値で設定され、輝度微分値の極小
値が設定値以下であるか否かが判定され、極小値が設定
値以下であれば、その極小値をエッジ点の演算に用いる
ことができると判定される。換言すれば、輝度微分値の
極大値が設定値より小さく、あるいは極小値が設定値よ
り大きくてエッジ点が演算されないことが再捜索ステッ
プにおけるシークラインのフェールである。
If dirt or the like adheres to the portion corresponding to the edge point of the solid-state image pickup device and the charge amount changes, a maximum value or a minimum value of the luminance differential value may be obtained at a position other than the edge point. However, the absolute value of the luminance change gradient at such a position is small. On the other hand, in the vicinity of the edge point, there is a remarkable difference in brightness between the image processing target and the background, and the absolute value of the luminance change gradient is large. Therefore, a set value is provided, and it is determined whether or not the luminance differential value at the position where the absolute value of the change gradient is the largest is a value obtained in the vicinity of the edge point, and the former case is excluded. This setting value is set as a positive value when the luminance derivative value is obtained as a positive value, and it is determined whether or not the maximum value of the luminance derivative value is equal to or greater than the set value. If, the local maximum value is a value obtained at a position near the edge point, and it is determined that the maximum value can be used for the calculation of the edge point, and the calculation of the edge point is performed. If the luminance derivative is obtained as a negative value, the set value is set as a negative value, and it is determined whether or not the minimum value of the luminance derivative is equal to or less than the set value. If it is below, it is determined that the minimum value can be used for the calculation of the edge point. In other words, the failure of the seek line in the re-searching step is that the maximum value of the luminance differential value is smaller than the set value or the minimum value is larger than the set value and the edge point is not calculated.

【0063】図17に示す例においては、図32および
図33に示す例と同様に、画像処理対象物の内側にある
分割点から外側にある分割点に向かって輝度微分値の演
算を行うように決められており、輝度値の変化勾配の絶
対値が最も大きい位置において輝度微分値は最大にな
り、その極大値がエッジ点近傍において得られた値であ
るか否かを判定する設定値は、正の値、すなわち第5行
に示すようにll=200とされている。本例では画像
処理対象物の方が背景より暗いため、輝度微分値が正の
値で求められるとともに、その値が200以上でなけれ
ば、エッジ点の位置の演算が行われないようにされてい
る。
In the example shown in FIG. 17, similarly to the examples shown in FIGS. 32 and 33, the calculation of the luminance differential value is performed from the division point inside the image processing object to the division point outside. Is set at the position where the absolute value of the change gradient of the brightness value is the largest, and the setting value for determining whether or not the maximum value is a value obtained near the edge point is , A positive value, that is, 11 = 200 as shown in the fifth row. In this example, since the image processing object is darker than the background, the luminance differential value is obtained as a positive value, and if the value is not 200 or more, the calculation of the position of the edge point is not performed. I have.

【0064】また、図17に示すように、どのような差
分フィルタを用いて演算を行うかも予め決められてい
る。この差分フィルタ係数Nは(2)式に従って演算さ
れる。 N=gUnit/分割点間ピッチ・・・・・・・(2) ただし、gUnit は固体撮像素子の対角線の長さである。
Also, as shown in FIG. 17, it is predetermined in advance what kind of difference filter is to be used for the calculation. This difference filter coefficient N is calculated according to the equation (2). N = gUnit / pitch between division points (2) where gUnit is the length of a diagonal line of the solid-state imaging device.

【0065】差分フィルタを用いて微分が行われ、輝度
微分値の極大値(または極小値)が得られれば、輝度の
変化勾配の絶対値が最大の位置、すなわちエッジ点が下
記の式に従って求められる。なお、(3)式および
(4)式は、N=4の場合を例に取った式であり、f
max ,f(max-4) 〜f(max-1) ,f(max+1) 〜f
(max+4) はそれぞれ、輝度微分値(fmax は極大(小)
値)である。「f」は、図34に示すように、数字が付
されてシークライン上の輝度微分値の取得位置を表す
が、(3),(4)式においては、fに付された数字に
より指定される位置の輝度微分値を表す。fmax は輝度
微分値が極大(小)の位置(図33に示す例ではf8.
5)の輝度微分値であり、f(max-1) ,f(max-2) ,f
(max-3) ,f(max-4) はそれぞれ、演算方向においてf
max より上流側の4個所(図33に示す例ではf7.5 ,
f6.5 ,f5.5 ,f4.5 )の各輝度微分値であり、f
(max+1) ,f(max+2),f(max+3) ,f(max+4はそれぞ
れ、演算方向においてfmax より下流側の4個所(図3
3に示す例ではf9.5 ,f10.5,f11.5,f12.5) の各
輝度微分値である。 dl=fmax ×4 −(f(max-1) +f(max-2) +f(max-3) +f(max-4) )・・ ・・・・・(3) dr =fmax ×4 −(f(max+1) +f(max+2) +f(max+3) +f(max+4) )・・ ・・・(4) edgePitch =(dl×N)/(dl+dr)−N/2・・・・・・(5) エッジ点=(輝度微分値極大(小)値点ピッチ数+edgePitch)×分割点ピッチ・ ・・・・(6) (3)式および(4)式はN=4の場合の式であるが、
一般的には、dlを求める場合、極大(小)値点の輝度
微分値にNを掛けた値から、演算方向において極大
(小)値点より上流側のN個の点の各輝度微分値の和が
引かれ、drを求める場合、極大(小)値点の輝度微分
値にNを掛けた値から、極大(小)値点より下流側のN
個の点の各輝度微分値の和が引かれる。なお、図29に
示す演算結果を図31に示す差分フィルタを用いて微分
を行った場合にエッジ点を求めるとき、(6)式の輝度
微分値極大(小)値点ピッチ数は、8.5である。
If the maximum value (or the minimum value) of the luminance differential value is obtained by performing differentiation using a difference filter, the position where the absolute value of the luminance change gradient is the maximum, that is, the edge point is obtained according to the following equation. Can be Expressions (3) and (4) are expressions taking the case of N = 4 as an example, and f
max , f (max-4) to f (max-1) , f (max + 1) to f
(max + 4) is the luminance differential value (f max is local maximum (small))
Value). “F” is, as shown in FIG. 34, numbered to indicate the acquisition position of the luminance differential value on the seek line, and is designated by the number added to f in the equations (3) and (4). Represents the luminance differential value of the position to be set. f max is a position where the luminance differential value is maximum (small) (in the example shown in FIG. 33, f 8.
5) is the luminance differential value of f (max-1) , f (max-2) , f
(max-3) and f (max-4) are respectively f
The four locations upstream of max (f7.5 in the example shown in FIG. 33,
f6.5, f5.5, f4.5).
(max + 1) , f (max + 2) , f (max + 3) , f (max + 4) are respectively four locations downstream of f max in the calculation direction (FIG. 3
In the example shown in FIG. 3, the luminance differential values are f9.5, f10.5, f11.5, and f12.5). dl = fmax × 4− (f (max−1) + f (max−2) + f (max−3) + f (max−4) ) (3) dr = fmax × 4− (F (max + 1) + f (max + 2) + f (max + 3) + f (max + 4) ) (4) edgePitch = (dl × N) / (dl + dr) −N / 2. ... (5) Edge point = (Luminance value local maximum (small) value point pitch number + edgePitch) × division point pitch... (6) N = 4 in equations (3) and (4) Is the expression for
In general, when dl is obtained, the luminance differential value of N points upstream of the local maximum (small) value point in the calculation direction is calculated from the value obtained by multiplying the local differential value of the local brightness value by N. Is subtracted and dr is obtained, the value obtained by multiplying the luminance differential value of the local maximum (small) value point by N is N from the value downstream of the local maximum (small) value point.
The sum of the luminance differential values of the points is subtracted. When the edge point is obtained when the calculation result shown in FIG. 29 is differentiated by using the difference filter shown in FIG. 31, the pitch number of the maximum (small) value of the luminance differential value in equation (6) is 8.8. 5

【0066】エッジ点の演算時には、まず、線形補間に
より分割点の輝度が演算され、差分フィルタ係数Nに従
って微分が行われた後、(3)〜(6)式に従って演算
が行われて輝度の最大変化位置、すなわちエッジ点が求
められる。図28に示すシークライン330の場合、
(6)式の演算結果は0.403mmになり、シークライ
ン330の分割点P1から0.403mmの位置にエッジ
点があることが判る。
When calculating the edge point, first, the luminance of the division point is calculated by linear interpolation, the differentiation is performed according to the difference filter coefficient N, and then the calculation is performed according to the equations (3) to (6). The maximum change position, that is, the edge point is obtained. In the case of the seek line 330 shown in FIG.
The calculation result of the equation (6) is 0.403 mm, and it is understood that the edge point is located 0.403 mm from the division point P1 of the seek line 330.

【0067】このようにして複数本のシークライン33
0の各々についてエッジ点が演算される。シークライン
330のフェール数(ポイントペア302のフェール数
が設定数以下である場合には捜索テンプレートに適合す
る捜索対象部が存在すると判定されるようにされている
場合には、ポイントペア302のフェール数とシークラ
イン330のフェール数との和)が設定数以下であれば
正常であると判定されて測定ステップが実行され、設定
数を越えるフェールがあれば異常終了される。異常発生
時の処理は捜索ステップと同じである。図17において
は第3行に示すようにfail Countが0に設定されてお
り、フェールが1つでもあれば再捜索ステップは異常終
了させられる。
In this manner, a plurality of seek lines 33
An edge point is computed for each of the zeros. The number of failures of the seek line 330 (if the number of failures of the point pair 302 is less than or equal to the set number, if it is determined that there is a search target portion that matches the search template, the number of failures of the point pair 302 If the sum of the number and the number of failures of the seek line 330) is equal to or smaller than the set number, it is determined that the operation is normal, and the measurement step is executed. The processing when an abnormality occurs is the same as the search step. In FIG. 17, the fail Count is set to 0 as shown in the third row, and if there is at least one failure, the re-search step is abnormally terminated.

【0068】フェール数が設定数以下であり、再捜索ス
テップが正常に終了すれば、次に測定ステップが実行さ
れる。再捜索テンプレートは、捜索ステップにおいて捜
索対象部ありと判定した捜索テンプレートに基づいて設
定されており、シークライン330上においてエッジ点
を見つけることはできるが、エッジ点とシークライン3
30の中点(図27に×印を付して示し、以下、アイデ
アルポイントと称する)との間にはずれがあるのが普通
である。前記ポイントペアを構成する2個の点は、捜索
対象部に寸法,位置,回転角度のずれがなければそれら
2個の点の中点が捜索対象部のエッジ上に位置するよう
に設定されており、アイデアルポイントとエッジ点とが
一致するはずであるが、実際には画像処理対象物にはず
れがあり、アイデアルポイントと演算により得られたエ
ッジ点とにはずれが生ずるのである。
If the number of failures is equal to or less than the set number and the re-search step is completed normally, the measurement step is executed next. The re-search template is set based on the search template determined to have the search target portion in the search step, and an edge point can be found on the seek line 330, but the edge point and the seek line 3
Usually, there is a deviation from the midpoint of 30 (shown with an X mark in FIG. 27 and hereinafter referred to as an ideal point). The two points forming the point pair are set such that the middle point of the two points is located on the edge of the search target portion if there is no deviation in the size, position, and rotation angle of the search target portion. Although the ideal point and the edge point should match, in reality, the object to be image-processed has a deviation, and a deviation occurs between the ideal point and the edge point obtained by the calculation.

【0069】そのため、再捜索ステップが異常なく実行
されれば、次に測定ステップが実行され、エッジ点の位
置が演算される。測定ステップにおいては、まず、図3
5に示すような測定テンプレート336が自動設定され
る。測定テンプレート336は、複数のシークライン3
38を有しており、予め設定されたマスタ測定テンプレ
ートのデータと、上記再捜索ステップにおける再捜索テ
ンプレート座標面の基準座標面に対する相対位置のデー
タと、再捜索テンプレート座標面上におけるエッジ点の
演算結果とに基づいて設定される。
For this reason, if the re-search step is executed without any abnormality, the measurement step is executed next, and the position of the edge point is calculated. In the measurement step, first, FIG.
The measurement template 336 as shown in FIG. 5 is automatically set. The measurement template 336 includes a plurality of seek lines 3
38, data of a preset master measurement template, data of a relative position of the re-search template coordinate plane with respect to the reference coordinate plane in the re-search step, and calculation of an edge point on the re-search template coordinate plane. It is set based on the result.

【0070】マスタ測定テンプレートデータは、前記図
17に例示するように、マスタ捜索テンプレートデータ
等と共に記憶されている。図17の第20行〜33行の
データが測定ステップ実行のためのデータであり、第2
1行のhs=3.5,第23行〜27行および第29行
〜33行のデータがマスタ測定テンプレートデータであ
る。このデータにより得られるマスタ測定テンプレート
340を図19に示す。342はシークラインである。
マスタ測定テンプレート340は同じ電気部品用のマス
タ捜索テンプレートより多くのシークラインを有してい
る。なお、画像処理対象物が一部が切り欠かれた円板3
06の場合には、図23に示すように複数のシークライ
ン346を有するマスタ測定テンプレート344が設定
される。
As shown in FIG. 17, the master measurement template data is stored together with the master search template data and the like. The data in the 20th to 33rd rows in FIG.
The data of one line hs = 3.5, lines 23 to 27 and lines 29 to 33 are master measurement template data. FIG. 19 shows a master measurement template 340 obtained from this data. 342 is a seek line.
The master measurement template 340 has more seek lines than the master search template for the same electrical component. It should be noted that the image processing object is a disk 3 partially cut away.
In the case of 06, a master measurement template 344 having a plurality of seek lines 346 is set as shown in FIG.

【0071】測定テンプレートのシークラインの一部あ
るいは全部がペアにされている。シークラインの延長線
上に、画像処理対象物の中心線に対して対称に別のシー
クラインが設定されているのである。これらペアにされ
たシークラインをペアシークラインと称する。測定テン
プレートは、マスタ測定テンプレートデータの座標変換
によって設定される。再捜索テンプレートの座標面(こ
の再捜索テンプレートの座標面は、捜索ステップにおい
て画像処理対象物が捜索テンプレートに適合する捜索対
象部であると判定された際の捜索テンプレートの捜索テ
ンプレート座標面と共通である)の基準座標面に対する
相対位置および相対回転角度と、再捜索テンプレート座
標面に対する画像処理対象物の相対位置および相対回転
角度(これらは再捜索ステップにおいて演算されたエッ
ジ点の座標値に基づいて演算されるが、この演算につい
ては後に説明する)とに対応する座標変換を、マスタ測
定テンプレートデータ(基準座標面と一致するマスタ測
定テンプレート座標面において設定されている)に施し
て設定されるのである。
Some or all of the seek lines of the measurement template are paired. Another seek line is set on the extension of the seek line symmetrically with respect to the center line of the image processing object. These paired seek lines are referred to as pair seek lines. The measurement template is set by coordinate conversion of the master measurement template data. The coordinate plane of the re-search template (the coordinate plane of the re-search template is the same as the coordinate plane of the search template of the search template when the image processing object is determined to be the search target portion that matches the search template in the search step. ) Relative position and relative rotation angle with respect to the reference coordinate plane, and the relative position and relative rotation angle of the image processing object with respect to the re-search template coordinate plane (these are based on the coordinate values of the edge points calculated in the re-search step). The calculation is performed, and this calculation will be described later.) This is set by performing a coordinate conversion corresponding to the master measurement template data (set on the master measurement template coordinate plane coincident with the reference coordinate plane). is there.

【0072】測定テンプレートの自動設定が終了したな
らば、その測定テンプレートの各シークライン上のエッ
ジ点の演算が、再捜索ステップにおけるそれと同様に行
われる。シークライン上に一定ピッチで分割点が設定さ
れ、分割点毎に線形補間によって輝度が演算されるとと
もに、差分フィルタが用いられて輝度微分値が演算され
るとともにエッジ点が演算されるのである。測定ステッ
プにおいても、許容されるフェールの数が設定されてい
る。ここにおけるフェールは、再捜索ステップにおける
と同様に、シークラインについてエッジ点が演算されな
いことを意味する。フェール数が設定数以下であれば正
常とされ、次に再測定ステップが実行される。また、フ
ェール数が設定数を越える数あれば測定ステップは異常
終了させられる。異常発生時の処理は捜索ステップにお
けると同じである。
When the automatic setting of the measurement template is completed, the calculation of the edge point on each seek line of the measurement template is performed in the same manner as in the re-search step. Division points are set at a constant pitch on the seek line, luminance is calculated by linear interpolation for each division point, a luminance differential value is calculated using a difference filter, and an edge point is calculated. Also in the measurement step, the number of allowable failures is set. A failure here means that no edge point is calculated for the seek line, as in the re-search step. If the number of failures is equal to or less than the set number, it is determined to be normal, and then a re-measurement step is executed. If the number of failures exceeds the set number, the measurement step is abnormally terminated. The processing when an abnormality occurs is the same as in the search step.

【0073】再測定ステップにおいては再測定テンプレ
ートが設定され、エッジ点が演算される。再測定テンプ
レートは、測定テンプレートおよび測定ステップにおい
て演算されたエッジ点に基づいて自動設定される。測定
ステップにおいて得られたエッジ点に基づき、アイデア
ルポイントがエッジ点上に位置すると予想される位置へ
測定テンプレートが座標変換により回転移動させられる
のである。再測定ステップにおけるエッジ点の演算も再
捜索ステップにおけると同様に行われる。
In the re-measurement step, a re-measurement template is set, and an edge point is calculated. The re-measurement template is automatically set based on the measurement template and the edge points calculated in the measurement step. Based on the edge points obtained in the measurement step, the measurement template is rotated by coordinate transformation to a position where the ideal point is expected to be located on the edge point. The calculation of the edge point in the re-measurement step is performed in the same manner as in the re-search step.

【0074】再測定ステップにおける異常の判定は、測
定ステップについて設定された許容フェール数が用いら
れ、エッジ点の得られないシークラインが設定数より多
くあれば異常であって画像処理が終了される。異常発生
時の処理は捜索ステップにおけると同じである。設定数
以下であれば正常終了され、次にオブジェクトベクト
ル、すなわち画像処理対象物の寸法,位置,回転角度が
演算される。再測定ステップの実行回数が多いほどアイ
デアルポイントとエッジ点とのずれが少なくなり、エッ
ジ点の検出精度が向上する。再測定ステップの設定回数
は予め設定されて記憶されている。なお、2回目以降の
再測定ステップの実行に用いられる再測定テンプレート
は、その直前の再測定ステップ実行時における再測定テ
ンプレートとその再測定ステップにおけるエッジ点の演
算結果とから自動設定される。
The determination of abnormality in the re-measurement step uses the allowable number of failures set for the measurement step. If the number of seek lines for which edge points cannot be obtained is larger than the set number, it is abnormal and the image processing is terminated. . The processing when an abnormality occurs is the same as in the search step. If the number is equal to or smaller than the set number, the process ends normally, and then the object vector, that is, the size, position, and rotation angle of the image processing object are calculated. The greater the number of times the re-measurement step is performed, the smaller the difference between the ideal point and the edge point, and the detection accuracy of the edge point is improved. The set number of re-measurement steps is set and stored in advance. The re-measurement template used for executing the second and subsequent re-measurement steps is automatically set based on the re-measurement template at the time of the immediately preceding re-measurement step and the calculation result of the edge point in the re-measurement step.

【0075】再測定ステップが正常に終了すれば、測定
された画像処理対象物の寸法と基準寸法との差が演算さ
れ、その演算結果が許容誤差範囲と比較されて、許容誤
差範囲内であれば合格、許容誤差範囲外であれば不合格
と判定される。基準寸法および許容誤差範囲は、各画像
処理対象物に対して予め定められ、メモリカードに格納
されている。したがって、メモリカードが画像処理装置
12に読み込まれれば、DRAM256に記憶され、寸
法検査においてはこれら基準寸法および許容誤差範囲が
使用される。
If the re-measurement step is completed normally, the difference between the measured dimension of the image processing object and the reference dimension is calculated, and the calculation result is compared with the allowable error range. If the value is outside the allowable error range, it is determined to be unacceptable. The reference size and the allowable error range are predetermined for each image processing object, and are stored in the memory card. Therefore, when the memory card is read into the image processing device 12, it is stored in the DRAM 256, and these reference dimensions and the allowable error range are used in the dimension inspection.

【0076】上記寸法検査が正常に終了すれば、続いて
欠陥の有無の検査である検査ステップが実行される。図
17の最下部に例示するように、前記マスタ捜索テンプ
レートデータおよびマスタ測定テンプレートデータと共
にマスタ検査テンプレートデータがDRAM256に記
憶されている。このマスタ検査テンプレートデータによ
り表されるマスタ検査テンプレートは図57に示すもの
であり、このマスタ検査テンプレートデータと、再測定
ステップの実行により測定された画像処理対象物の位置
および回転角度のデータとに基づいて検査テンプレート
データが作成され、検査ステップが実行されるのであ
る。なお、図57に示すマスタ検査テンプレートは、正
方形の画像処理対象物304の右辺に切欠とばりとの欠
陥が存在するか否かを検査するための2本のネガティブ
シークライン350,352と多数本のポジティブシー
クライン354とを含むものである。ポジティブシーク
ライン354は本来右向きの矢印で表されるべきもので
あるが、図示の都合で単純な線分で表されている。検査
ステップの詳細については後に説明する。
If the dimensional inspection is completed normally, an inspection step for inspecting the presence or absence of a defect is subsequently performed. As illustrated at the bottom of FIG. 17, master inspection template data is stored in the DRAM 256 together with the master search template data and the master measurement template data. The master inspection template represented by the master inspection template data is shown in FIG. 57. The master inspection template data and the data of the position and rotation angle of the image processing object measured by executing the re-measurement step are shown in FIG. Inspection template data is created based on this, and the inspection step is executed. The master inspection template shown in FIG. 57 includes two negative seek lines 350 and 352 for inspecting whether or not a defect such as a notch and a burr exists on the right side of the square image processing object 304. And a positive seek line 354 of FIG. The positive seek line 354 should be originally represented by a rightward arrow, but is represented by a simple line segment for convenience of illustration. Details of the inspection step will be described later.

【0077】モニタテレビ14には、画像処理の経過が
表示される。例えば、捜索ステップの実行時には、フレ
ームグラバメモリ264に格納されている画像データ
(例えば、4つの検査対象物304を撮像した4セット
の画像データの1セット)に基づいて画像処理対象物
(検査対象物304)の像と背景とを含む画像がモノク
ロ表示され、その上に捜索テンプレートの角度が設定ピ
ッチずつ変えられるとともに角形の螺旋状に位置が変え
られる様子がカラー表示され、作業者に処理の進行状況
が示される。
The progress of the image processing is displayed on the monitor television 14. For example, at the time of executing the search step, an image processing object (inspection target) is based on image data stored in the frame grabber memory 264 (for example, one set of four sets of image data obtained by imaging four inspection targets 304). The image including the image of the object 304) and the background is displayed in monochrome, on which the angle of the search template is changed by the set pitch and the position of the search template is changed in a spiral shape in color are displayed in color. Progress is shown.

【0078】モニタテレビ14は、自動選択表示モード
と手動選択表示モードとの2つのモードで表示が可能な
ものとされており、自動選択表示モードに設定されてい
る場合には、画像処理経過の表示と、入力装置16から
の入力に関連した入力関連データとの両方が、入力関連
データを優先させつつ表示される。したがって、自動選
択表示モードに設定されている状態で、入力装置16に
よりデータが入力されれば、上記画像処理経過の表示か
ら自動的に入力関連データの表示に切り換えられる。手
動表示選択モードにおいては、画像処理経過の表示と入
力関連データの表示とのうち、オペレータの手動操作に
よって選択された方のみの表示が行われる。
The monitor television 14 is capable of displaying in two modes: an automatic selection display mode and a manual selection display mode. Both the display and the input-related data related to the input from the input device 16 are displayed while giving priority to the input-related data. Therefore, if data is input by the input device 16 in the automatic selection display mode, the display of the progress of the image processing is automatically switched to the display of the input-related data. In the manual display selection mode, of the display of the progress of the image processing and the display of the input related data, only the one selected by the manual operation of the operator is displayed.

【0079】次に、画像処理対象物のオブジェクトベク
トルの演算について説明する。以下に説明する演算を行
うためのオブジェクトベクトル演算プログラムはメモリ
カードに記憶されており、メモリカードの画像処理装置
12へのセット時にDRAM256に移される。寸法,
位置,回転角度は指定がある場合に演算される。例え
ば、図17の例においては、第5行および第21行のv
f=PAのPが位置(Position) ,Aが角度(Angle) を
表し、位置および回転角度を演算することが指定されて
いる。
Next, the calculation of the object vector of the image processing object will be described. An object vector calculation program for performing the calculation described below is stored in a memory card, and is transferred to the DRAM 256 when the memory card is set in the image processing device 12. Size,
The position and rotation angle are calculated when specified. For example, in the example of FIG.
P of f = PA represents a position (Position), A represents an angle (Angle), and it is specified that a position and a rotation angle are calculated.

【0080】寸法演算は例えば次の場合に必要になる。
画像処理対象物の寸法が必要な場合、画像処理対象
物を、捜索対象部に似ているが捜索対象部ではないもの
と識別したい場合、エッジ測定にフェールがあり、か
つ、位置測定精度を確保したい場合等である。は、例
えば、形状が同じで寸法が少し異なる電気部品を区別す
ることが必要な場合である。の場合に寸法演算が必要
になるのは、フェールがある場合には、後述のようにフ
ェールを考慮して画像処理対象物の位置を求めるために
寸法が必要であるからである。本実施形態においても、
上記〜のいずれにも該当しない場合には寸法演算は
行われないが、寸法演算の必要がある場合には、位置お
よび回転角度の演算に先立って行われる。
The dimension calculation is required, for example, in the following cases.
If the dimensions of the image processing object are required, and if you want to identify the image processing object as similar to the search target part but not the search target part, the edge measurement has a failure and the position measurement accuracy is secured. Such as when you want to. This is the case, for example, when it is necessary to distinguish electrical components having the same shape but slightly different dimensions. The reason why the dimension calculation is required in the case of (1) is that if there is a failure, the dimension is required in order to obtain the position of the image processing object in consideration of the failure as described later. Also in this embodiment,
If none of the above-mentioned conditions applies, the dimension calculation is not performed, but if the dimension calculation is necessary, it is performed prior to the calculation of the position and the rotation angle.

【0081】以下、画像処理対象物が四角形の検査対象
物304であり、寸法,位置,角度の演算が指定されて
おり、かつ、フェールがある場合を例に取って説明す
る。まず、寸法演算を説明する。寸法演算は、寸法演算
に使う旨の指示があるペアシークラインを用いて行われ
る。換言すれば、いずれのシークラインにも寸法演算に
使う旨の指示がない場合,指示があってもシークライン
がペアシークラインでない場合には寸法演算が行われな
いのである。1つのテンプレート内にシークラインにつ
いて寸法演算を行う旨の指定が1つもないときにはフラ
グが0にセットされ、1つでも指定があればフラグが1
にセットされることにより、寸法演算を行うか否かが判
定される。このようにすれば、寸法演算が不要である場
合に、複数本のシークラインの一つ一つについて寸法演
算に使うことが指示されているか否かを判定することな
く寸法演算不要を知ることができ、処理時間が短くて済
む。
Hereinafter, a case will be described as an example where the image processing object is the square inspection object 304, the calculation of the size, position, and angle is specified and there is a failure. First, the dimension calculation will be described. The dimension calculation is performed using a pair seek line instructed to use for the dimension calculation. In other words, if there is no instruction to use the dimension calculation for any of the seek lines, or if the seek line is not a paired seek line even if the instruction is given, the dimension calculation is not performed. The flag is set to 0 when there is no designation to perform the dimension calculation for the seek line in one template, and the flag is set to 1 when there is at least one designation.
Is set, it is determined whether or not to perform the dimension calculation. In this way, when the dimension calculation is unnecessary, it is possible to know that the dimension calculation is unnecessary without determining whether or not it is instructed to use each of the plurality of seek lines for the dimension calculation. Processing time is short.

【0082】寸法演算の最初はサイズファクタの演算で
ある。サイズファクタは、画像処理対象物の寸法の、測
定テンプレート座標面(測定テンプレートの設定座標
面)のX軸方向とY軸方向とのそれぞれにおける過大率
である。X軸方向の寸法過大率は、図36に四角形物3
58を示すように、X軸方向に平行に設定された複数組
のペアシークラインの各組のシークラインのエッジ点間
の距離(測定スパンと称する)をペアシークラインのア
イデアルポイント(図中×印が付された点)間の距離
(本来のスパンと称する)で除した値を平均することに
より求められる。また、Y軸方向の寸法過大率は、Y軸
方向に設定された複数組のペアシークラインの各組のペ
アシークラインの測定スパンを本来のスパンで除した値
を平均することにより求められる。なお、図36に破線
で示すのは、フェールが生じたシークラインであり、フ
ェールの生じたシークラインを含むペアシークラインに
ついては、寸法過大率は演算されない。これらX軸方向
の寸法過大率およびY軸方向の寸法過大率をそれぞれ、
四角形物358のX軸方向,Y軸方向の各本来のスパン
に掛けることにより寸法が演算される。
The first of the dimensional operations is the operation of the size factor. The size factor is an excessive rate of the dimension of the image processing target in the X-axis direction and the Y-axis direction of the measurement template coordinate plane (the measurement template setting coordinate plane). The oversize ratio in the X-axis direction is shown in FIG.
As shown at 58, the distance (referred to as measurement span) between the edge points of each set of seek lines of a plurality of pairs of set seek lines set parallel to the X-axis direction is represented by the ideal point of the pair seek line (× in the figure). It is obtained by averaging the values divided by the distance (referred to as the original span) between the marked points). In addition, the dimensional excess rate in the Y-axis direction is obtained by averaging values obtained by dividing the measurement span of each of the plurality of pairs of seek lines set in the Y-axis direction by the original span. Note that the broken line in FIG. 36 indicates a seek line in which a failure has occurred. For a pair seek line including a seek line in which a failure has occurred, the oversize ratio is not calculated. The dimensional excess rate in the X-axis direction and the dimensional excess rate in the Y-axis direction
The dimension is calculated by multiplying each of the original spans of the rectangular object 358 in the X-axis direction and the Y-axis direction.

【0083】複数本のシークラインのいずれか1つにで
もフェールがあれば、フェールのないシークラインの全
部についてアイデアルポイントをサイズファクタで補正
した点であるサイズポイントが演算される。図37に例
を示すように、Y軸方向にほぼ平行なシークラインにつ
いては、アイデアルポイントのY座標値にY軸方向の寸
法過大率を掛けることによりサイズポイントのY座標値
が演算され、図示は省略するが、X軸方向に平行なシー
クラインについては、アイデアルポイントのX座標値に
X軸方向の寸法過大率を掛けることにより演算される。
If any one of the plurality of seek lines has a failure, a size point, which is a point obtained by correcting an ideal point by a size factor, is calculated for all of the seek lines having no failure. As shown in FIG. 37, for a seek line substantially parallel to the Y-axis direction, the Y-coordinate value of the size point is calculated by multiplying the Y-coordinate value of the ideal point by the dimensional excess rate in the Y-axis direction. Is omitted, a seek line parallel to the X-axis direction is calculated by multiplying the X-coordinate value of the ideal point by the dimensional excess rate in the X-axis direction.

【0084】また、前述のように、サイズファクタの演
算はX軸およびY軸に平行なシークラインであってペア
にされているもののみを使用して行われるが、この得ら
れたサイズファクタを用いたサイズポイントの演算等
は、X軸ともY軸とも平行ではないシークラインについ
ても行われる。傾斜したシークラインについてのサイズ
ポイントの演算および以下の演算は、後述の円形の画像
処理対象物(検査対象物)におけるサイズポイントの演
算等と実質的に同じである。
As described above, the calculation of the size factor is performed using only a pair of seek lines parallel to the X-axis and the Y-axis. The calculation of the used size point and the like are also performed for seek lines that are not parallel to the X axis and the Y axis. The calculation of the size point for the inclined seek line and the following calculation are substantially the same as the calculation of the size point of a circular image processing target (inspection target) described later.

【0085】次いで、エッジ点とサイズポイントとの差
Diffが演算される。サイズポイントは、寸法誤差を有す
る画像処理対象物に対して、その寸法誤差を承認した上
で改めて測定テンプレートを設定し直したと考えた場合
のアイデアルポイントに相当する。したがって、上記エ
ッジ点とサイズポイントとの差Diffはエッジ点の位置ず
れ量そのものを表していることになる。差Diffの演算
は、エッジ点の座標値からサイズポイントの座標値を引
くことにより行われるため、差Diffが正の値である場合
にはエッジ点が測定テンプレート座標面上において正側
へずれていることになるのである。
Next, the difference between the edge point and the size point
Diff is calculated. The size point corresponds to an ideal point when it is considered that a measurement template is newly set again after approving the dimensional error of an image processing target having a dimensional error. Therefore, the difference Diff between the edge point and the size point indicates the positional deviation amount of the edge point itself. Since the difference Diff is calculated by subtracting the coordinate value of the size point from the coordinate value of the edge point, when the difference Diff is a positive value, the edge point is shifted to the positive side on the measurement template coordinate plane. You will be.

【0086】このようにフェールがある場合にサイズポ
イントを演算するのは、画像処理対象物の位置の演算に
対するフェールの影響を小さくし、演算誤差を小さくす
るためである。例えば、画像処理対象物の寸法が本来の
寸法より大きいが位置ずれはない場合に、演算誤差ペア
シークラインを構成する一方のシークラインにフェール
があり、他方のシークラインにフェールがないとすれ
ば、サイズポイントを演算せず、アイデアルポイントの
ままで演算を行った場合には、フェールのない側におい
てエッジ点とアイデアルポイントとの差の和がフェール
のある側より大きくなり、実際には位置ずれはないにも
かかわらず画像処理対象物がフェールのないシークライ
ン側にずれているとの演算結果が出されてしまうため、
これを回避するためにサイズポイントの演算を行うので
ある。
The reason why the size point is calculated when there is a failure is to reduce the effect of the failure on the calculation of the position of the image processing object and reduce the calculation error. For example, if the size of the image processing object is larger than the original size but there is no displacement, if there is a failure in one of the seek lines constituting the calculation error pair seek line and no failure in the other seek line If the calculation is performed with the ideal point without calculating the size point, the sum of the difference between the edge point and the ideal point is larger on the side without the failure than on the side with the failure, and the position is actually shifted. Although the calculation result that the image processing object is shifted to the seek line side where no failure occurs even though there is no
In order to avoid this, the calculation of the size point is performed.

【0087】次に位置および回転角度の演算を説明す
る。光学式検査装置においては検査対象物304の外の
り寸法あるいは内のり寸法のみが取得されればよい場合
が多いが、画像処理対象物が、検査対象物304の表面
に記載されたキャラクタや、検査対象物304の表面に
発生している傷等である場合や、電気部品装着装置にお
いて吸着ヘッドに保持された電気部品208である場合
には、それらの位置や回転角度の測定が必要となること
がしばしばある。回転角度の演算は、0度,90度,1
80度,270度のシークラインであって、かつ、回転
角度の演算に使用することが指示されているシークライ
ンに基づいてのみ行われる。また、0度と180度、9
0度と270度との各処理は一括して行われる。
Next, the calculation of the position and the rotation angle will be described. In many cases, only the outer dimensions or inner dimensions of the inspection object 304 need to be acquired by the optical inspection apparatus. However, the image processing object may be a character described on the surface of the inspection object 304 or an inspection object. In the case of a scratch or the like generated on the surface of the object 304, or in the case of the electric component 208 held by the suction head in the electric component mounting apparatus, it is necessary to measure the position and the rotation angle thereof. Often there. The calculation of the rotation angle is 0 degree, 90 degree, 1
It is performed only on the basis of seek lines of 80 degrees and 270 degrees, which are instructed to be used for calculating the rotation angle. 0 and 180 degrees, 9
The processes of 0 ° and 270 ° are performed collectively.

【0088】位置および回転角度は、回転中心RCにつ
いて演算される。回転中心RCとはコンピュータの演算
上の中心であり、オペレータが画像処理対象物の中心と
して指定する指定中心DCとは異なる場合もあり、一致
する場合もある。指定中心DCは、検査対象物180の
平面形状に中心点がある場合にはその中心点とされるの
が普通であるが、中心点がない場合には勿論、中心点が
ある場合でも他の点が指定中心DCとされても差し支え
ない。画像処理対象物が電気部品208である場合に
は、その電気部品208を回路基材に装着するプログラ
ムの作成に当たり、画像処理対象物の基準とされる点が
指定中心DCとされる。また、前記マスタ捜索テンプレ
ート座標面,マスタ測定テンプレート座標面等の原点が
指定中心DCに置かれ、さらに、後述するように、指定
中心DCについて電気部品208の水平面内における位
置修正量が演算される。
The position and the rotation angle are calculated for the rotation center RC. The rotation center RC is a calculation center of the computer, and may be different from or coincide with the specified center DC specified by the operator as the center of the image processing target. The designated center DC is generally set to the center point when the planar shape of the inspection object 180 has a center point. The point may be set as the designated center DC. When the image processing target is the electric component 208, a point used as a reference of the image processing target is set as the designated center DC in creating a program for mounting the electric component 208 on the circuit substrate. Also, the origins of the master search template coordinate plane, master measurement template coordinate plane, and the like are placed at the designated center DC, and the position correction amount of the electric component 208 in the horizontal plane is calculated for the designated center DC as described later. .

【0089】まず、図38に示す直線Lを例に取り、位
置および回転角度の演算を説明する。直線Lには本来は
4本のシークラインが設定されていたが1本がフェール
したか、あるいは当初から3本のシークラインが設定さ
れていたかにより、3本のシークラインSL1 ,SL
2 ,SL3 について上記差Diffが演算されたとすれば、
回転中心RCは左側の2本のシークラインSL1 ,SL
2 寄りに設定される。回転中心RCは、一方の側の複数
本のシークラインと回転中心RCとの各距離の和(シー
クラインが1本の場合、そのシークラインと回転中心R
Cとの距離)の絶対値と、他方の側の複数本のシークラ
インと回転中心との距離の和(シークラインが1本の場
合、そのシークラインと回転中心RCとの距離)の絶対
値とが等しくなる位置に設定される。換言すれば、回転
中心RCの一方の側を正,他方の側を負とすれば、全部
のシークラインまでの距離の和が0になる位置に回転中
心RCが設定されるのである。回転角度(ラジアン)
は、(7)式によって演算される。 回転角度=(AO・A′+BO・B′+CO・C′)/(AO2 +BO2 +CO 2 )・・・・・・・・・(7) ただし、 AO:回転中心RCとシークラインSL1 との距離 BO:回転中心RCとシークラインSL2 との距離 CO:回転中心RCとシークラインSL3 との距離 A′:シークラインA上における差Diff B′:シークラインB上における差Diff C′:シークラインC上における差Diff また、回転中心RCの位置は、(8)式によって演算さ
れる。 (A´+B´+C´)/3・・・・(8)
First, taking the straight line L shown in FIG. 38 as an example,
The calculation of the position and the rotation angle will be described. Originally, the straight line L
Four seek lines were set, but one failed
Or three seek lines have been set from the beginning.
3 seek lines SL1 , SL
Two , SLThree If the above-mentioned difference Diff is calculated for
The center of rotation RC is the two seek lines SL on the left.1 , SL
Two Set closer. The number of rotation centers RC is plural on one side.
Sum of each distance between the book seek line and the rotation center RC (see
When there is only one kline, the seek line and the rotation center R
Distance to C) and the multiple
The sum of the distance between the in and the center of rotation (for a single seek line)
The distance between the seek line and the rotation center RC)
Set to a position where the value is equal. In other words, rotation
If one side of the center RC is positive and the other side is negative,
Rotating to a position where the sum of the distances to the seek line is zero
The heart RC is set. Rotation angle (radian)
Is calculated by equation (7). Rotation angle = (AO.A '+ BO.B' + CO.C ') / (AOTwo + BOTwo + CO Two ) ... (7) where AO: rotation center RC and seek line SL1 BO: Rotation center RC and seek line SLTwo CO: Rotation center RC and seek line SLThree A ': Difference Diff on seek line A B': Difference Diff on seek line B C ': Difference Diff on seek line C The position of rotation center RC is calculated by equation (8).
It is. (A '+ B' + C ') / 3 (8)

【0090】差Diffと、エッジ点の回転中心からの距離
を用いて複数のシークラインの各々について角度を演算
し、それらを平均することによっても角度を得ることが
できるが、その場合、例えば、凹凸があって1個所でも
角度が大きく外れればその誤差が最終的な角度の値に大
きな影響を与える。それに対し、上記(7)式に従って
角度を演算すれば、特定のエッジ点の誤差の影響を小さ
くすることができ、回転角度の演算精度を向上させるこ
とができる。
Using the difference Diff and the distance from the center of rotation of the edge point to calculate the angle for each of the plurality of seek lines and averaging them, the angle can also be obtained. If the angle is greatly deviated even at one location due to the unevenness, the error greatly affects the final angle value. On the other hand, if the angle is calculated according to the above equation (7), the influence of an error at a specific edge point can be reduced, and the calculation accuracy of the rotation angle can be improved.

【0091】複数本のシークラインのいずれかにフェー
ルがあり、エッジ点が得られない場合には、図39に示
すように、指定中心DCと回転中心RCとにずれが生ず
る。SL2 がフェールのあったシークラインである。一
般に、指定中心DCは画像処理対象物の中心に設定さ
れ、シークラインはその指定中心DCに対して対称に設
定されるため、シークラインにフェールが生じ、それに
対応した回転中心RCの設定が行われれば、指定中心D
Cと回転中心RCとにずれが生じるのである。回転中心
RCは前述のように、回転中心RCの一方の側を正と
し、他方の側を負とすることにより、複数のシークライ
ンの各エッジ点と回転中心RCとの距離の和が0になる
ように設定されることから(9)式が成立し、この
(9)式とから(10)式が得られ、回転中心RCと指定中
心DCとのずれvが演算される。 t0 +t1 +t3 =0・・・・・・(9) (s0 −v)+{s0 +(s1 −s0 )−v}+{s0 +(s3 −s0 )−v} =0・・・・・・・(10) ただし、 t0 :回転中心RCとシークラインSL0 との距離 t1 :回転中心RCとシークラインSL1 との距離 t3 :回転中心RCとシークラインSL3 との距離 s0 :指定中心DCとシークラインSL0 との距離 s1 :指定中心DCとシークラインSL1 との距離 s3 :指定中心DCとシークラインSL3 との距離
If any of the plurality of seek lines has a failure and an edge point cannot be obtained, a deviation occurs between the designated center DC and the rotation center RC as shown in FIG. SL 2 is a Sea Klein was the fail. In general, the designated center DC is set at the center of the image processing object, and the seek line is set symmetrically with respect to the designated center DC. If specified, designated center D
A shift occurs between C and the rotation center RC. As described above, by setting one side of the rotation center RC to be positive and the other side to be negative, the sum of the distance between each edge point of the plurality of seek lines and the rotation center RC becomes zero, as described above. Thus, equation (9) is satisfied, and equation (10) is obtained from equation (9), and the shift v between the rotation center RC and the designated center DC is calculated. t 0 + t 1 + t 3 = 0 (9) (s 0 −v) + {s 0 + (s 1 −s 0 ) −v} + Δs 0 + (s 3 −s 0 ) −v} = 0 (10) where t 0 is the distance between the rotation center RC and the seek line SL 0 t 1 is the distance between the rotation center RC and the seek line SL 1 t 3 is the rotation center Distance between RC and seek line SL 3 s 0 : distance between designated center DC and seek line SL 0 s 1 : distance between designated center DC and seek line SL 1 s 3 : distance between designated center DC and seek line SL 3 distance

【0092】図40に示すように、シークラインが矩形
の画像処理対象物の互に平行な2本の辺について設定さ
れている場合、(11)式が成立し、回転中心RCと指定
中心DCとのずれ量vは(12)式に基づいて演算され
る。 t0 +t1 +t2 +t3 +t4 +t5 =0・・・・・・(11) s0 +{s0 +(s1 −s0 )}+{s0 +(s2 −s0 )}+{s0 +(s3 −s0 )}+{s0 +(s4 −s0 )}+{s0 +(s5 −s0 )}−6v=0 ・・・・・・(12)
As shown in FIG. 40, when a seek line is set for two sides parallel to each other of a rectangular image processing object, equation (11) is established, and the rotation center RC and the designated center DC are set. Is calculated based on equation (12). t 0 + t 1 + t 2 + t 3 + t 4 + t 5 = 0 (11) s 0 + {s 0 + (s 1 -s 0 ) {+ {s 0 + (s 2 -s 0 ) } + {s 0 + (s 3 -s 0)} + {s 0 + (s 4 -s 0)} + {s 0 + (s 5 -s 0)} - 6v = 0 ······ (12)

【0093】図41に示す画像処理対象物の場合、(1
3)式が成立し、回転中心RCと指定中心DCとのずれ
vは(14)式に基づいて演算される。 t0 +t1 +t2 +t3 +t4 =0・・・・・・(13) s0 +{s0 +(s1 −s0 )}+{s0 +(s2 −s0 )}+{s0 +(s3 −s0 )}+{s0 +(s4 −s0 )}−5v=0・・・・・・(14)
In the case of the image processing object shown in FIG.
Equation 3) holds, and the deviation v between the rotation center RC and the designated center DC is calculated based on equation (14). t 0 + t 1 + t 2 + t 3 + t 4 = 0 (13) s 0 + {s 0 + (s 1 −s 0 )} + {s 0 + (s 2 −s 0 )} + {S 0 + (s 3 −s 0 )} + {s 0 + (s 4 −s 0 )} − 5v = 0 (14)

【0094】図42に示すように、シークラインが互に
直角な2方向に設定されている場合にはX軸方向および
Y軸方向に関してそれぞれ(15)式および(16)式が成
立し、回転中心RCと指定中心DCとのX軸方向,Y軸
方向の各位置ずれvx ,vyは、それぞれ(17)式およ
び(18)式に基づいて演算される。 t0 +t1 +t2 +t3 +t4 +t5 =0・・・・・・(15) t6 +t7 +t8 +t9 +t10+t11=0・・・・・・(16) s0 +{s0 +(s1 −s0 )}+{s0 +(s2 −s0 )}+{s0 +(s3 −s0 )}+{s0 +(s4 −s0 )}+{s0 +(s5 −s0 )}−6vx = 0・・・・・・(17) s6 +{s6 +(s7 −s6 )}+{s6 +(s8 −s6 )}+{s6 +(s9 −s6 )}+{s6 +(s10−s6 )}+{s6 +(s11−s6 )}−6vy = 0・・・・・・(18)
As shown in FIG. 42, when the seek lines are set in two directions perpendicular to each other, equations (15) and (16) are established in the X-axis direction and the Y-axis direction, respectively, The respective positional deviations v x and v y between the center RC and the designated center DC in the X-axis direction and the Y-axis direction are calculated based on the equations (17) and (18), respectively. t 0 + t 1 + t 2 + t 3 + t 4 + t 5 = 0 (15) t 6 + t 7 + t 8 + t 9 + t 10 + t 11 = 0 (16) s 0 + { s 0 + (s 1 -s 0 )} + {s 0 + (s 2 -s 0)} + {s 0 + (s 3 -s 0)} + {s 0 + (s 4 -s 0)} + {S 0 + (s 5 −s 0 )} − 6v x = 0 (17) s 6 + {s 6 + (s 7 −s 6 )} + {s 6 + (s 8 -s 6)} + {s 6 + (s 9 -s 6)} + {s 6 + (s 10 -s 6)} + {s 6 + (s 11 -s 6)} - 6v y = 0 ·・ ・ ・ ・ ・ (18)

【0095】X軸方向について(17)式に基づいて回転
中心RCX の指定中心DCに対するX軸方向の位置ずれ
x を演算し、それに基づいて回転中心RCX が求めら
れる。Y軸方向について(18)式に基づいて回転中心R
Y の指定中心DCに対するY軸方向の位置ずれvy
演算し、それに基づいて回転中心RCy が求められる。
回転中心RCX を通り、シークライン設定座標のY軸に
平行な直線と、回転中心RCY を通り、X軸に平行な直
線との交点が図42に示す画像処理対象物の回転中心R
Cである。
In the X-axis direction, a displacement v x of the rotation center RC X in the X-axis direction with respect to the designated center DC is calculated based on the equation (17), and the rotation center RC X is obtained based on the calculation. In the Y-axis direction, the rotation center R is calculated based on equation (18).
A position shift v y in the Y-axis direction with respect to the designated center DC of C Y is calculated, and a rotation center RC y is obtained based on the calculated position shift v y .
The intersection of the straight line passing through the rotation center RC X and parallel to the Y axis of the seek line setting coordinate and the straight line passing through the rotation center RC Y and parallel to the X axis is the rotation center R of the image processing object shown in FIG.
C.

【0096】シークラインが互に直角な2方向に設定さ
れている画像処理対象物の別の例を図43に示す。この
画像処理対象物については(19)式および(20)式が成
立し、回転中心RCと指定中心DCとのX軸方向,Y軸
方向の各ずれvx ,vy は、それぞれ(21)式および
(22)式に基づいて演算される。ただし、図43に示す
画像処理対象物は、回転中心RCと指定中心DCとにず
れがなく、vx =vy =0であって、シークラインと回
転中心RCおよび指定中心DCとの距離は同じであると
して図示されており、したがって、(19)式および(2
0)式と、(21)式および(22)式とにおいて同じ符号
が使用されている。 s0 +s1 +s2 +s3 =0・・・・・・(19) s4 +s5 +s6 +s7 =0・・・・・・(20) s0 +{s0 +(s1 −s0 )}+{s0 +(s2 −s0 )}+{s0 +(s3 −s0 )}−4vx =0・・・・・・(21) s4 +{s4 +(s5 −s4 )}+{s4 +(s6 −s4 )}+{s4 +(s7 −s4 )}−4vy =0・・・・・・(22)
FIG. 43 shows another example of an image processing object in which seek lines are set in two directions perpendicular to each other. Equations (19) and (20) hold for this image processing object, and the shifts v x and v y between the rotation center RC and the designated center DC in the X-axis direction and the Y-axis direction are respectively (21) It is calculated based on the equation and the equation (22). However, in the image processing object shown in FIG. 43, there is no deviation between the rotation center RC and the designated center DC, v x = v y = 0, and the distance between the seek line and the rotation center RC and the designated center DC is It is illustrated as being the same, and therefore equation (19) and (2
The same reference numerals are used in the expression (0) and the expressions (21) and (22). s 0 + s 1 + s 2 + s 3 = 0 (19) s 4 + s 5 + s 6 + s 7 = 0 (20) s 0 + {s 0 + (s 1 -s 0 )} + {s 0 + (s 2 −s 0 )} + {s 0 + (s 3 −s 0 )} − 4v x = 0 (21) s 4 + {s 4 + (S 5 −s 4 )} + {s 4 + (s 6 −s 4 )} + {s 4 + (s 7 −s 4 )} − 4 v y = 0 (22)

【0097】回転角度を演算するために、図44に示す
角度ファクタが予め設定されている。角度ファクタは、
シークラインの位置および極性によって決定される。図
44に示す角度ファクタをXY座標上で示せば図45に
示すようになる。
In order to calculate the rotation angle, an angle factor shown in FIG. 44 is set in advance. The angle factor is
It is determined by the position and polarity of the seek line. FIG. 45 shows the angle factors shown in FIG. 44 on the XY coordinates.

【0098】図46に回転中心RCおよび角度ファクタ
を用いて画像処理対象物の位置および回転角度を演算す
る例を示す。回転角度は(23)式,(24)式に従って演
算される。(23)式におけるd00 ないしd41
正負の符号は角度ファクタによって決められている。
(23)式で演算される回転角度は、画像処理対象物の測
定テンプレート座標面に対する回転角度である。また、
回転中心RCのX軸方向の位置ずれΔx,Y軸方向の位
置ずれΔyはそれぞれ(25)式,(26)式により演算さ
れる。これら位置ずれΔx,Δyは、回転中心RCの実
際の位置の本来あるべき位置からのずれ量である。 回転角度=(−d00 −d11 +d22 +d30 −d41 )/ta ・ ・・・・(23) ta =t0 2+t1 2+t2 2+v0 2+v1 2・・・・(24) Δx=(d3 +d4 )/2・・・・・・・・・(25) Δy=(d0 +d1 +d2 )/3・・・・・・(26) ただし、d0 ,d1 ,d2 ,d3 ,d4 はそれぞれ、5
本のシークラインにおけるエッジ点のサイズポイントか
らのずれ量である。
FIG. 46 shows an example of calculating the position and the rotation angle of the image processing object using the rotation center RC and the angle factor. The rotation angle is calculated according to equations (23) and (24). The sign of the sign of d 0 t 0 to d 4 v 1 in the equation (23) is determined by the angle factor.
The rotation angle calculated by Expression (23) is the rotation angle of the image processing target object with respect to the measurement template coordinate plane. Also,
The displacement Δx in the X-axis direction and the displacement Δy in the Y-axis direction of the rotation center RC are calculated by equations (25) and (26), respectively. These positional deviations Δx and Δy are deviation amounts of the actual position of the rotation center RC from the original position. Rotation angle = (- d 0 t 0 -d 1 t 1 + d 2 t 2 + d 3 v 0 -d 4 v 1) / t a · ···· (23) t a = t 0 2 + t 1 2 + t 2 2 + v 0 2 + v 1 2 (24) Δx = (d 3 + d 4 ) / 2 (25) Δy = (d 0 + d 1 + d 2 ) / 3 (26) where d 0 , d 1 , d 2 , d 3 , and d 4 are each 5
This is the shift amount of the edge point from the size point in the book seek line.

【0099】画像処理対象物が矩形であり、図47に示
すように矩形の像258のX軸,Y軸にそれぞれ平行な
2辺に各々シークラインが設定されている場合の回転角
度および回転中心RCの位置ずれΔx,Δyの演算を
(27)式〜(29)式に示す。 回転角度=(−d00 +d11 +d22 −d33 +d40 −d51 −d62 +d73 )/(t0 2+t1 2+t2 2+t3 2+v0 2+v1 2+v2 2+v3 2 )・・・・・(27) Δx=(d4 +d5 +d6 +d7 )/4・・・・・・(28) Δy=(d0 +d1 +d2 +d3 )/4・・・・・・(29) d0 〜d3 は回転中心RCからの距離がt0 〜t3 のシ
ークライン上におけるエッジ点とサイズポイントとのず
れ量であり、d4 〜d7 は回転中心RCからの距離がv
0 〜v3 のシークライン上におけるエッジ点とサイズポ
イントとのずれ量である。
The rotation angle and rotation center when the image processing object is a rectangle and a seek line is set on each of two sides parallel to the X axis and the Y axis of the rectangular image 258 as shown in FIG. The calculation of the RC displacements Δx and Δy are shown in equations (27) to (29). Rotation angle = (− d 0 t 0 + d 1 t 1 + d 2 t 2 −d 3 t 3 + d 4 v 0 −d 5 v 1 −d 6 v 2 + d 7 v 3 ) / (t 0 2 + t 1 2 + t) 2 2 + t 3 2 + v 0 2 + v 1 2 + v 2 2 + v 3 2 ) (27) Δx = (d 4 + d 5 + d 6 + d 7 ) / 4 (28) Δy = (D 0 + d 1 + d 2 + d 3 ) / 4 (29) d 0 to d 3 are edge points and size points on the seek line whose distance from the rotation center RC is t 0 to t 3. And d 4 to d 7 are distances from the rotation center RC of v
A shift amount of the edge point and size point of 0 to v 3 on the search lines.

【0100】上記各式が回転角度および位置ずれΔx,
Δyの演算式として妥当なものであることを数学的に証
明する代わりに、具体的に数値を代入して妥当性を示
す。図48に示す形状の画像処理対象物が、回転中心R
Cのまわりに−0.1(ラジアン)回転するとともに、
回転中心RCがY軸方向に5mm、X軸方向に0mmずれた
場合を想定する。この場合に、t0 =30mm,t1 =2
mm,t2 =50mm,v0 =30mm,v1 =30mmとす
れば、sin θ=θと見なしてよい程に回転角度が小さい
限り、d0 =+8mm,d1 =+7mm,d2 =0mm,d3
=−3mm,d 4 =+3mmとなるはずである。また、ta
=t0 2+t1 2+t2 2+v0 2+v1 2を演算すれば5600
(mm2 )が得られる。これらの値を(30), (31) ,(32)式
に代入すれば、下記の通り、回転角度および回転中心R
Cの位置ずれΔx,Δyがそれぞれ、−0.1ラジア
ン,5mmおよび0mmと求まり、式の妥当性が確かめられ
る。 回転角度={−(8×30}−(7×20)+(0×50)+(−3×30)− (+3×30)}/5600=−0.1・・・・(30) Δx=(−3+3)/2=0・・・・・・・(31) Δy=(8+7+0)/3=5・・・・・・(32)
Each of the above equations is equivalent to the rotation angle and the displacement Δx,
Mathematically proves that it is a valid expression for Δy
Instead of clarifying, justify the specific values and justify them.
You. The image processing object having the shape shown in FIG.
While rotating -0.1 (radian) around C,
Rotation center RC is shifted 5mm in Y axis direction and 0mm in X axis direction
Assume the case. In this case, t0 = 30mm, t1 = 2
0mm, TTwo = 50mm, V0 = 30mm, V1 = 30mmToss
Then, the rotation angle is so small that it can be considered that sin θ = θ
As long as d0 = + 8mm, d1 = + 7mm, dTwo = 0mm, dThree 
= -3mm, d Four = + 3 mm. Also, ta
= T0 Two+ T1 Two+ TTwo Two+ V0 Two+ V1 TwoIs calculated to be 5600
(MmTwo ) Is obtained. These values are calculated by (30), (31), and (32).
To the rotation angle and the rotation center R
The displacements Δx and Δy of C are -0.1 radia, respectively.
, 5mm and 0mm, and the validity of the equation was confirmed.
You. Rotation angle = {− (8 × 30) − (7 × 20) + (0 × 50) + (− 3 × 30) − (+ 3 × 30)} / 5600 = −0.1 (30) Δx = (− 3 + 3) / 2 = 0 (31) Δy = (8 + 7 + 0) / 3 = 5 (32)

【0101】以上のようにして演算されるのは回転中心
RCの回転角度および位置ずれであるが、画像処理対象
物が電気部品208である場合には、その電気部品20
8の回路基材への装着作業の実行上必要なのは指定中心
DCの回転角度および位置ずれであるため、回転中心R
Cの回転角度および位置ずれから指定中心DCのそれら
を演算することが必要である。ただし、回転角度は回転
中心RCについても指定中心DCについても同じである
ため演算の必要はなく、位置ずれのみについて演算を行
えばよい。画像処理対象物に回転角度誤差がなく、単純
にX軸方向とY軸方向とに位置ずれΔx1 ,Δy1 を生
じたのみであれば、回転中心RCの位置ずれも指定中心
DCの位置ずれも共にΔx1 ,Δy1 となる。しかし、
画像処理対象物に回転角度誤差Δθが生じた場合には、
図49に示すように回転中心RCからX軸方向およびY
軸方向にそれぞれvx ,vy だけ離れた位置にある指定
中心DCの位置ずれは、(Δx1 −Δθ×vy ),(Δ
1 +Δθ×vx )となる。
Although the rotation angle and the displacement of the rotation center RC are calculated as described above, when the image processing object is the electric component 208, the electric component
Since the rotation of the designated center DC and the positional deviation are necessary for the execution of the mounting work on the circuit substrate of No. 8, the rotation center R
It is necessary to calculate those of the designated center DC from the rotation angle and the displacement of C. However, since the rotation angle is the same for the rotation center RC and the designated center DC, there is no need to perform the calculation, and the calculation may be performed only for the displacement. If there is no rotation angle error in the image processing object and only the displacements Δx 1 and Δy 1 are generated in the X-axis direction and the Y-axis direction, the displacement of the rotation center RC is also the displacement of the designated center DC. Are also Δx 1 and Δy 1 . But,
When the rotation angle error Δθ occurs in the image processing object,
As shown in FIG. 49, the X-axis direction and Y
The positional deviations of the designated center DC located at positions separated by v x and v y in the axial direction are (Δx 1 −Δθ × v y ) and (Δ
y 1 + Δθ × v x ).

【0102】ここで演算された回転角度Δθおよび位置
ずれ(Δx1 −Δθ×vy ),(Δy1 +Δθ×vx
は画像処理対象物の指定中心DCの測定テンプレート座
標面に対する回転角度および位置ずれであるが、測定テ
ンプレート座標面自体が図50に示すように基準座標面
に対して回転角度θおよび位置ずれΔx2 ,Δy2 を有
しているのが普通である。そして、基準座標は一般にC
CDカメラ78の光軸、すなわち視野の中心に原点を有
する座標面として設定され、また、部品姿勢検出位置に
おいては吸着ノズル206の軸線がCCDカメラ78の
光軸と一致するように位置決めされる。この場合には、
上記測定テンプレート座標面の基準座標面に対する回転
角度θおよび位置ずれΔx2 ,Δy2 は、測定テンプレ
ート座標面の吸着ノズル206の軸線に対する回転角度
および位置ずれであることになる。したがって、画像処
理対象物としての電気部品の指定中心DCの吸着ノズル
206の軸線に対する回転角度および位置ずれはそれぞ
れ、θ+Δθ,Δx2 +(Δx1 −Δθ×vy )cos
θ,Δy2 +(Δy1 +Δθ×vx )sin θとなる。
The calculated rotation angle Δθ and displacement (Δx 1 −Δθ × v y ), (Δy 1 + Δθ × v x )
Is the rotation angle and the displacement of the designated center DC of the image processing object with respect to the measurement template coordinate plane, and the measurement template coordinate plane itself has the rotation angle θ and the displacement Δx 2 with respect to the reference coordinate plane as shown in FIG. , Δy 2 . And the reference coordinates are generally C
The optical axis of the CD camera 78, that is, a coordinate plane having the origin at the center of the field of view, is set, and the position of the suction nozzle 206 is positioned so as to coincide with the optical axis of the CCD camera 78 at the component posture detection position. In this case,
The rotation angle θ and the displacement Δx 2 , Δy 2 of the measurement template coordinate plane with respect to the reference coordinate plane are the rotation angle and the displacement of the measurement template coordinate plane with respect to the axis of the suction nozzle 206. Therefore, the rotation angle and the displacement of the designated center DC of the electric component as the image processing object with respect to the axis of the suction nozzle 206 are θ + Δθ, Δx 2 + (Δx 1 −Δθ × v y ) cos, respectively.
θ, Δy 2 + (Δy 1 + Δθ × v x ) sin θ.

【0103】フェールがある場合には回転中心の座標,
回転中心から各シークラインまでの距離,回転中心と指
定中心との位置ずれ等の値が前述のように演算される
が、フェールがない場合はこれらの値は各画像処理対象
物とテンプレートとの組合わせに対してそれぞれ一定の
値に決まるため、これらの値がデフォルト値としてメモ
リカードに格納されており、このデフォルト値を用いて
上記各演算が行われる。なお、寸法の演算が指定されて
おらず、すべてのシークラインがペアにされており、か
つ、フェールもない場合には、サイズポイントの演算が
省略されて、サイズポイントに代えてエッジ点とアイデ
アルポイントとの差が演算され、その演算結果に基づい
て位置および回転角度が演算されるようにしてもよい。
この場合には、サイズに誤差があっても、ペアシークラ
インを構成する2本のシークライン同士で寸法誤差の影
響を打ち消し合い、位置の演算結果に影響を及ぼさない
からである。さらに、フェールがある場合でも、位置ず
れの演算が指定されていない場合はサイズポイントが不
要であり、演算を省略してもよい。
If there is a failure, the coordinates of the rotation center,
Values such as the distance from the rotation center to each seek line and the displacement between the rotation center and the designated center are calculated as described above. If there is no failure, these values are used for the respective image processing objects and the template. Since fixed values are determined for each combination, these values are stored in the memory card as default values, and the above calculations are performed using the default values. If the calculation of the dimensions is not specified, all the seek lines are paired, and there is no failure, the calculation of the size point is omitted, and the edge point and the ideal point are replaced with the size point. The difference from the point may be calculated, and the position and the rotation angle may be calculated based on the calculation result.
In this case, even if there is an error in the size, the influence of the dimensional error is canceled by the two seek lines constituting the pair seek line, and the position calculation result is not affected. Further, even when there is a failure, if the calculation of the displacement is not specified, the size point is unnecessary, and the calculation may be omitted.

【0104】次に、画像処理対象物がプリント基板の基
準マーク等のように円形や円形の一部が切り欠かれた形
状のものである場合について説明する。基準マークはプ
リント基板に付され、基準マークの撮像に基づいてプリ
ント基板の位置誤差および回転角度誤差が算出される。
したがって、基準マークの回転角度を演算する必要はな
い。また、円形や円形の一部が切り欠かれた画像処理対
象物の位置ずれの演算も矩形の画像処理対象物の位置ず
れの演算と共通する部分が多いが、位置ずれの演算に特
殊性がある。以下、この点について説明する。
Next, a case will be described in which the object to be image-processed has a circular shape or a partially cut-out circular shape such as a reference mark on a printed circuit board. The reference mark is attached to the printed circuit board, and a position error and a rotation angle error of the printed circuit board are calculated based on the image of the reference mark.
Therefore, there is no need to calculate the rotation angle of the reference mark. In addition, the calculation of the positional deviation of an image processing object in which a circle or a part of a circle is cut out has a lot in common with the calculation of the positional deviation of a rectangular image processing object. is there. Hereinafter, this point will be described.

【0105】まず、図51〜図53に基づいて円形の像
360のシークラインにフェールがある場合を説明す
る。ここでは、図51に示すように、破線で示す0度の
シークラインがフェールのシークラインであり、また、
円形の像360が、本来の寸法(図中二点鎖線で示す大
きさ)より大きいものとする。円形の像360について
も始めに寸法演算が行われる。寸法演算においては、矩
形の像358の場合と同様にサイズファクタが演算され
る。シークラインが図51に示すように45度間隔で放
射状に8本設定されているとすれば、X軸方向,Y軸方
向の各サイズファクタsizeFX,sizeFYはそれぞれ、size
XM=sizeYM=0,baseXM=baseYM=0の初期設定を行っ
た上で、(33)式〜(35)式によって演算される。 for(i=0; i<n;i++){sizeXM+=(測定スパン〔i〕/本来のスパン〔i 〕)*|cos 角度〔i〕|;baseXM+=|cos 角度〔i〕|;sizeYM+=(測定スパ ン〔i〕/本来のスパン〔i〕)*|sin 角度〔i〕|;baseYM+=|sin 角度〔 i〕|}; ・・・(33) sizeFX=(sizeXM)/baseXM ; ・・・・・(34) sizeFY=(sizeYM)/baseYM ; ・・・・・(35) ただし、(33)式はC言語で記述されており、for(i=
0; i<n;i++)は、i番目のシークラインについて
の{ }内の演算を、iを0からn−1まで1ずつ変化
させつつ行った結果の総和を意味する。また、nはペア
シークライン数であり、図51の例では4であるため、
(33)式の演算に当たってiは0から3まで順次変えら
れることとなるが、このiがフェールのシークラインを
含むペアシークラインを指定する値になった場合には、
演算が行われることなく次のペアシークラインを指定す
る値に変えられるようになっている。したがって、図5
1の例では0度のシークラインを含むペアシークライン
以外の3対のペアシークラインについて(33)式の演算
が行われることとなる。
First, the case where the seek line of the circular image 360 has a failure will be described with reference to FIGS. Here, as shown in FIG. 51, a seek line of 0 degree indicated by a broken line is a seek line of failure, and
It is assumed that the circular image 360 is larger than its original size (the size indicated by the two-dot chain line in the figure). The size calculation is also performed on the circular image 360 first. In the size calculation, the size factor is calculated in the same manner as in the case of the rectangular image 358. Assuming that eight seek lines are radially set at intervals of 45 degrees as shown in FIG. 51, the size factors sizeFX and sizeFY in the X-axis direction and the Y-axis direction are respectively size
After the initial settings of XM = sizeYM = 0 and baseXM = baseYM = 0, the calculation is performed by the equations (33) to (35). for (i = 0; i <n; i ++) {sizeXM + = (measurement span [i] / original span [i]) * | cos angle [i] |; baseXM + = | cos angle [i] |; sizeYM + = (measurement span [i] / original span [i]) * | sin angle [i] |; baseYM + = | sin angle [i] |}; (33) sizeFX = (sizeXM) / baseXM ····· (34) sizeFY = (sizeYM) / baseYM; ····· (35) However, expression (33) is described in C language and for (i =
0; i <n; i ++) means the sum of the results of performing the operation in {} on the i-th seek line while changing i from 0 to n-1 by one. Also, n is the number of pair seek lines, which is 4 in the example of FIG.
In the calculation of the equation (33), i is sequentially changed from 0 to 3. When i becomes a value designating a pair seek line including a fail seek line,
The value can be changed to a value that specifies the next pair seek line without performing the operation. Therefore, FIG.
In the example of (1), the calculation of the expression (33) is performed for three pairs of pair seek lines other than the pair seek line including the 0 ° seek line.

【0106】円の場合、シークラインが放射状に設定さ
れるため、X軸およびY軸に対して傾斜したシークライ
ンが存在し、これらシークラインはX軸方向とY軸方向
との両方について寸法過大率の成分を有する。そのた
め、(33)〜(35)式においては、各シークライン上に
おける寸法過大率のX軸方向の成分とY軸方向の成分と
が求められ、それぞれ成分比率に応じてサイズファクタ
の決定に寄与させられるようになっている。この演算に
よって得られるsizeFXおよびsizeFYは、それぞれX軸方
向とY軸方向との寸法過大率である。寸法誤差がX軸方
向とY軸方向とで異なる比率で生ずる場合に対処するた
めに、両方向で別個にサイズファクタが演算されるよう
になっているのである。
In the case of a circle, since the seek line is set radially, there are seek lines inclined with respect to the X axis and the Y axis, and these seek lines have excessive dimensions in both the X axis direction and the Y axis direction. It has a rate component. Therefore, in the equations (33) to (35), the X-axis direction component and the Y-axis direction component of the oversize ratio on each seek line are obtained, and each contributes to the determination of the size factor according to the component ratio. It is made to be made. The sizeFX and sizeFY obtained by this calculation are the dimensional excess rates in the X-axis direction and the Y-axis direction, respectively. In order to cope with the case where the dimensional error occurs at a different ratio between the X-axis direction and the Y-axis direction, the size factor is separately calculated in both directions.

【0107】次に、サイズポイントが演算される。ま
ず、図53に示すようにアイデアルポイントとサイズポ
イントとの差であるpairDiffが(36)〜(43)式((36),(3
7)式はC言語で記述されている)によって演算され、 得
られたpairDiffとアイデアルポイントとからサイズポイ
ントが算出され、更にエッジポイントを用いてサイズポ
イントとエッジポイントとのずれDiffが演算されるので
ある。 ΔLx =pairRadius*cos θ*(sizeFX −1); ・・(36) ΔLy =pairRadius*sin θ*(sizeFY −1); ・・(37) ΔLx ≧0かつΔLy ≧0の場合 pairDiff=√{(ΔLx 2 +(ΔLy 2 }; ・・(38) ΔLx <0かつΔLy <0の場合 pairDiff=−√{(ΔLx 2 +(ΔLy 2 }; ・・(39) ΔLx <0かつΔLy ≧0であって|ΔLx |≧|ΔLy |の場合 pairDiff=−√{(ΔLx 2 −(ΔLy 2 }; ・・(40) ΔLx <0かつΔLy ≧0であって|ΔLx |<|ΔLy |の場合 pairDiff=√{−(ΔLx 2 +(ΔLy 2 }; ・・(41) ΔLx ≧0かつΔLy <0であって|ΔLx |≧|ΔLy |の場合 pairDiff=√{(ΔLx 2 −(ΔLy 2 }; ・・(42) ΔLx ≧0かつΔLy <0であって|ΔLx |<|ΔLy |の場合 pairDiff=−√{−(ΔLx 2 +(ΔLy 2 }; ・・(43)
Next, a size point is calculated. First, as shown in FIG. 53, the pairDiff, which is the difference between the ideal point and the size point, is calculated by the equations (36) to (43) ((36), (3
Equation 7) is described in C language), the size point is calculated from the obtained pairDiff and the ideal point, and the deviation Diff between the size point and the edge point is calculated using the edge point. It is. ΔL x = pairRadius * cos θ * (sizeFX -1); ·· (36) ΔL y = pairRadius * sin θ * (sizeFY -1); ·· (37) when the [Delta] L x ≧ 0 and ΔL y ≧ 0 pairDiff = {(ΔL x ) 2 + (ΔL y ) 2 };... (38) When ΔL x <0 and ΔL y <0, pairDiff = −√ {(ΔL x ) 2 + (ΔL y ) 2 }; (39) When ΔL x <0 and ΔL y ≧ 0 and | ΔL x | ≧ | ΔL y | pairDiff = −√ {(ΔL x ) 2 − (ΔL y ) 2 }; ) ΔL x <0 and ΔL y ≧ 0 and | ΔL x | <| ΔL y | pairDiff = iff− (ΔL x ) 2 + (ΔL y ) 2 };... (41) ΔL x ≧ 0 and ΔL y <0 and | ΔL x | ≧ | ΔL y | pairDiff = {(ΔL x ) 2 − (ΔL y ) 2 }; (42) ΔL x ≧ 0 and ΔL y < When 0 and | ΔL x | <| ΔL y |, pairDiff = −√ {− (ΔL x ) 2 + (ΔL y ) 2 };

【0108】前述のように、円形の像360は回転角度
を演算する必要がなく、位置のみが演算される。位置を
演算するにあたり、まず、位置ファクタ(posFactor) が
(44)式に従って演算される。 posFactorM〔i〕=1/Σcos2(角度R〔i〕−角度〔n〕)・・・(44) ただし、iはシークラインを指定する値であり、0から
7まである。また、nの値もシークラインの本数である
1から8まで1ずつ増加させられる。Σcos2(角度R
〔i〕−角度〔n〕)の演算は、i番目のシークライン
の角度R〔i〕とフェールのないシークラインすべての
角度R〔n〕との差の余弦の2乗の和を求める演算であ
る。この演算においても、iがフェールのシークライン
を指定する値になった場合には、演算が行われることな
く次のシークラインを指定する値に変えられるようにな
っているため、図51の例では0度のシークラインにつ
いての演算は行われず、45度〜315度の各シークラ
インについて位置ファクタの演算が行われる。
As described above, it is not necessary to calculate the rotation angle of the circular image 360, and only the position is calculated. In calculating the position, first, the position factor (posFactor) is calculated according to the equation (44). posFactorM [i] = 1 / Σcos 2 (angle R [i] −angle [n]) (44) where i is a value specifying a seek line and is from 0 to 7. Further, the value of n is also increased by one from 1 to 8, which is the number of seek lines. Σcos 2 (angle R
The calculation of [i] -angle [n]) calculates the sum of the squares of the cosine of the difference between the angle R [i] of the i-th seek line and the angles R [n] of all the seek lines without fail. It is. Also in this calculation, if i becomes a value specifying the seek line of the fail, the value can be changed to a value specifying the next seek line without performing the calculation. In, the calculation is not performed on the 0 ° seek line, and the position factor is calculated on each of the 45 ° to 315 ° seek lines.

【0109】次に位置ファクタを用いて円形の像360
の位置が(45)式(C言語で記述されている)に従って
演算される。 for(x=0,y=0,i=0;i<n;i++){x=x+cos (i) *posFactorM [i]*ss[i];y=y+sin(i)*posFactorM[i]*ss[i]; }・・・・ (45) ss[i]は、先に演算された各シークラインについての
サイズポイントとエッジポイントとのずれ量Diffであ
り、フェールのないシークラインの全部について、それ
ぞれそのシークラインのずれ量ss[i]に位置ファクタ
posFactorM[i]が掛けられるとともにX軸,Y軸に平
行な成分が演算されてX座標,Y座標毎にそれぞれ加算
され、中心位置(x,y)が求められる。この中心位置
の座標は、円形の像360の中心の、測定テンプレート
座標面の原点からのX軸方向およびY軸方向における位
置ずれを示す。前述のように、シークラインにフェール
があれば画像処理対象物の回転中心RCが、フェールが
ない場合の位置(正規の回転中心の位置と称すべきも
の)からずれるのであるが、(44) 式により位置ファク
タが演算され、その位置ファクタを用いて(45)式により
位置ずれが演算されることにより、シークラインにフェ
ールがある場合でも、フェールがない場合と同様に、円
形の像360の正規の回転中心に相当する中心の位置ず
れが演算されるのである。したがって、得られた位置ず
れに測定テンプレート座標面の基準座標面に対する位置
ずれを加えた値が円形の像360の基準座標面上におけ
る位置ずれを表すことになる。
Next, a circular image 360 is obtained using the position factor.
Is calculated according to equation (45) (described in C language). for (x = 0, y = 0, i = 0; i <n; i ++) {x = x + cos (i) * posFactorM [i] * ss [i]; y = y + sin (i) * posFactorM [i ] * Ss [i];} ... (45) ss [i] is the shift amount Diff between the size point and the edge point for each seek line previously calculated, and For all of them, the position factor is added to the shift amount ss [i] of the seek line.
posFactorM [i] is multiplied, and a component parallel to the X-axis and the Y-axis is calculated and added for each of the X-coordinate and the Y-coordinate to obtain the center position (x, y). The coordinates of the center position indicate the displacement of the center of the circular image 360 from the origin of the measurement template coordinate plane in the X-axis direction and the Y-axis direction. As described above, if there is a failure in the seek line, the rotation center RC of the image processing object is shifted from the position where there is no failure (the position of the normal rotation center). Is calculated by using the position factor, and the position shift is calculated by the equation (45) using the position factor. Thus, even if there is a failure in the seek line, the normalization of the circular image 360 is performed in the same manner as when there is no failure. Of the center corresponding to the center of rotation is calculated. Therefore, a value obtained by adding the positional deviation of the measurement template coordinate plane to the reference coordinate plane to the obtained positional deviation represents the positional deviation of the circular image 360 on the reference coordinate plane.

【0110】画像処理対象物が円形であってフェールが
ない場合には、位置ファクタ等にデフォルト値を用いて
演算が行われる。この点は、画像処理対象物が矩形の像
358である前述の場合と同様である。画像処理対象物
が図38の線分や、図47の矩形等である場合の前記説
明においては、位置ファクタなる用語を使用しなかった
が、実際の実施形態においては、これらの場合にも(44)
式を用いて位置ファクタの演算が行われるのであって、
前記 (8)式における1/3や、(28),(29)式における1
/4等が位置ファクタに相当する。このことは(44)式
に実際の値を代入してみれば容易に確かめ得る。(44)式
は図形のいかんを問わず一般的に使用し得るものなので
ある。図38,図47等の説明において(44)式を使用
しなかったのは、直観的に理解できるようにするためで
あり、これら簡単な例について直観的に演算した結果
と、同じ例について(44)式を用いて演算した結果とを
比較することにより(44)式の妥当性を確かめるためで
ある。上記1/3,1/4等の値はシークラインにフェ
ールが発生すれば勿論変わる。また、例えば矩形の角部
が斜めに45度で切り欠かれた八角形について上記円形
の画像対象物についての演算がそのまま適用できること
は勿論、一般的に傾斜した辺を有する画像処理対象物に
ついても寸法や位置の演算を同様に行い得る。
If the object to be processed is circular and there is no failure, calculation is performed using default values for the position factor and the like. This is the same as the above-described case where the image processing target is the rectangular image 358. Although the term “position factor” is not used in the above description in the case where the image processing target is the line segment in FIG. 38 or the rectangle in FIG. 47, in the actual embodiment, 44)
The calculation of the position factor is performed using the equation,
1/3 in equation (8) and 1 in equations (28) and (29)
/ 4 or the like corresponds to the position factor. This can be easily confirmed by substituting the actual value into the equation (44). Equation (44) can be used generally regardless of the figure. The reason why equation (44) is not used in the description of FIGS. 38 and 47 is to make it intuitively understandable. This is to confirm the validity of the expression (44) by comparing the result calculated using the expression (44). Of course, the values of 1/3, 1/4, etc. will change if a failure occurs in the seek line. In addition, for example, not only can the above-described calculation for the circular image object be applied to an octagon in which a rectangular corner is cut off obliquely at 45 degrees, but also for an image processing object generally having inclined sides. Calculations of dimensions and positions can be performed similarly.

【0111】以上、画像処理対象物がリードを有しない
角チップのように矩形である場合と基準マークのように
円形である場合とについて説明したが、回路基材にに装
着される電気部品には、クウォードフラットパッケージ
型の電気部品のように複数のリード線を有するものがあ
る。このような電気部品が画像処理対象物である場合に
は、パターンマッチングプロセスの組合わせであるパタ
ーンマッチングマネージャにより画像処理が行われる。
パターンマッチングマネージャはパターンマッチングプ
ロセスを複数回組み合わせることにより画像処理を行う
ものである。
The case where the image processing object is rectangular, such as a square chip having no leads, and the case where the image processing object is circular, such as a reference mark, have been described. Some have a plurality of lead wires, such as a quad flat package type electric component. When such an electrical component is an image processing target, image processing is performed by a pattern matching manager, which is a combination of pattern matching processes.
The pattern matching manager performs image processing by combining the pattern matching processes a plurality of times.

【0112】例えば、図54に示すQFP(クウォード
フラットパッケージ型電気部品)の像370の場合
は、QFP全体の輪郭に基づいてではなく、リードの像
に基づいて画像処理が行われる。これは、QFPではリ
ードの位置のデータに基づいて装着を行えばリードと基
板のパターンとの誤差を最も小さくできるからであり、
各リードを画像処理対象物とするパターンマッチングの
組合わせによって、QFPの寸法,位置,回転角度等が
演算されるのである。
For example, in the case of an image 370 of a QFP (quad flat package type electric part) shown in FIG. 54, image processing is performed not based on the outline of the entire QFP but on the image of the lead. This is because in the QFP, the error between the lead and the pattern of the board can be minimized if the mounting is performed based on the data of the position of the lead.
The size, position, rotation angle, and the like of the QFP are calculated by a combination of pattern matching using each lead as an image processing target.

【0113】画像処理時には、まず、リードの像372
の1つが捜索される。そのために、リードの像372を
1つ包含するのに適した大きさのサーチウインドウ37
6が設定され、その中で予め設定された複数組のポイン
トペアを含む捜索テンプレートを用いてリードの像37
2が捜索される。
At the time of image processing, first, the lead image 372 is read.
Is searched. Therefore, a search window 37 sized appropriately to include one lead image 372
6, a lead image 37 is set using a search template including a plurality of point pairs set in advance.
2 is searched.

【0114】捜索ステップ,再捜索ステップ,測定ステ
ップおよび再測定ステップのフルセットのパターンマッ
チングが行われてリードの像372の位置および回転角
度が測定される。リードの像372の位置および回転角
度が判れば、次に捜索ステップおよび再捜索ステップを
含むサブセットのパターンマッチングにより1辺全部の
リードの像372が捜索される。続いて隣接するリード
の像372の位置および回転角度が測定されるが、リー
ドのピッチは予め判っており、次のリードの像372に
ついての捜索ステップにおいて捜索テンプレート座標面
の位置,回転角度は、その直前に再捜索ステップによっ
て求められたリードの像372の位置および回転角度
と、リード間のピッチとに基づいて相当正確に予測され
るため、フルセットのパターンマッチングを行わなくて
も十分に精度良く次のリードの像372を捜索し得る。
A full set of pattern matching of the search step, the re-search step, the measurement step, and the re-measurement step is performed, and the position and the rotation angle of the lead image 372 are measured. When the position and the rotation angle of the lead image 372 are known, the lead image 372 of the entire side is searched by pattern matching of a subset including a search step and a re-search step. Subsequently, the position and the rotation angle of the image 372 of the adjacent lead are measured. The pitch of the lead is known in advance, and the position and the rotation angle of the coordinate plane of the search template are determined in the search step for the next image 372 of the lead. Since the position and the rotation angle of the lead image 372 obtained by the re-search step immediately before that and the pitch between the leads are predicted fairly accurately, sufficient accuracy can be obtained without performing full set pattern matching. The next lead image 372 can be searched well.

【0115】1辺全部のリードの像372についてパタ
ーンマッチングが行われ、全部のリードの像372の位
置が演算されたならば、これらリードの像372の中心
のX座標値,Y座標値が加算されるとともにリード本数
で除され、1辺の中心座標が演算される。同様にして3
辺のリードの像372がサブセットのパターンマッチン
グで捜索される。辺同士の位置関係は予め判っており、
先に行われたパターンマッチングの再捜索テンプレート
座標面の位置,回転角度に基づいて捜索テンプレートの
位置,回転角度が設定される。4辺全部について各中心
座標が演算されたならば、互に平行な2つの辺の各中心
を結ぶ2本の直線a,bの交点が演算され、電気部品の
中心座標とされる。QFPの像370の回転角度は、(4
6)式で求められる。 (直線aの傾き−90度+直線bの傾き)/2・・・・(46)
When pattern matching is performed on the image 372 of all leads on one side and the positions of the images 372 of all leads are calculated, the X coordinate value and the Y coordinate value of the center of the image 372 of these leads are added. Is divided by the number of leads, and the center coordinates of one side are calculated. Similarly, 3
The image 372 of the lead of the side is searched by the pattern matching of the subset. The positional relationship between the sides is known in advance,
The position and the rotation angle of the search template are set based on the position and the rotation angle of the re-search template coordinate plane of the previously performed pattern matching. If the respective center coordinates are calculated for all four sides, the intersection of two straight lines a and b connecting the centers of the two sides parallel to each other is calculated, and is set as the center coordinate of the electric component. The rotation angle of the QFP image 370 is (4
It can be obtained by equation (6). (Slope of straight line a−90 degrees + slope of straight line b) / 2 (46)

【0116】このようにパターンマッチングまたはパタ
ーンマッチングマネージャによれば、殆どの形状の検査
対象物や回路基材に装着すべき電気部品の像認識を行う
ことができる。マスタ捜索テンプレート,マスタ測定テ
ンプレートの作成は必要であるが、それらテンプレート
を使用した画像処理プログラムは共用でき、検査対象物
や電気部品の種類毎に画像処理プログラムを作成するこ
とに比較すれば、プログラム作成に要する時間が短くて
済むのである。
As described above, according to the pattern matching or the pattern matching manager, it is possible to recognize an image of an inspection object having almost any shape or an electric component to be mounted on a circuit substrate. Although it is necessary to create a master search template and a master measurement template, image processing programs using these templates can be shared, and compared to creating an image processing program for each type of inspection object or electrical component, the program The time required for creation is short.

【0117】なお、画像処理時間は、サーチウインドウ
の中心からの画像処理対象物の中心のオフセット量が大
きいほど長くなる。そのため、画像処理対象物が捜索さ
れた捜索テンプレート座標面の位置に基づいて、サーチ
ウインドウの中心の位置を修正することが望ましい。例
えば、QFPの像370の場合、複数個のQFPについ
ての画像処理後、リードの像372の中心のサーチウイ
ンドウ376の中心からの平均的なはずれを求め、その
平均的なはずれを0にするようにサーチウインドウの中
心位置を修正するのである。
The image processing time becomes longer as the offset amount of the center of the image processing object from the center of the search window becomes larger. Therefore, it is desirable to correct the position of the center of the search window based on the position of the search template coordinate plane where the image processing object has been searched. For example, in the case of a QFP image 370, after image processing for a plurality of QFPs, an average deviation from the center of the search window 376 at the center of the lead image 372 is determined, and the average deviation is set to zero. Then, the center position of the search window is corrected.

【0118】本実施形態においては、順次撮像される複
数の電気部品208の画像について、パターンマッチン
グあるいはパターンマッチングマネージャと、オブジェ
クトベクトルの演算とが行われ、電気部品の識別,位置
誤差および回転角度誤差の演算が行われる。図55のタ
イムチャートに示すように、電気部品208の装着サイ
クルタイムTrのうち、電気部品208が撮像位置にお
いて停止している間にCCDカメラ78による撮像が行
われる。撮像後、画像データはCCDカメラ78からフ
レームグラバメモリ264へ転送され、画像処理される
のであるが、画像データの転送と画像処理とは並行して
行われる。
In the present embodiment, pattern matching or a pattern matching manager and an operation of an object vector are performed on images of a plurality of electric components 208 which are sequentially captured, and identification, position error and rotation angle error of the electric components are performed. Is performed. As shown in the time chart of FIG. 55, during the mounting cycle time Tr of the electric component 208, the imaging by the CCD camera 78 is performed while the electric component 208 is stopped at the imaging position. After the image is captured, the image data is transferred from the CCD camera 78 to the frame grabber memory 264, where the image processing is performed. The transfer of the image data and the image processing are performed in parallel.

【0119】フレームグラバメモリ264は、4個分の
電気部品208の画像データを並列的に記憶し得るよう
にされており、そのため、処理時間が装着サイクルタイ
ムより長い電気部品208についても画像処理を行うこ
とができる。画像処理は、画像処理結果が使用されるま
でに終了すればよく、1個の電気部品208の撮像から
画像処理結果の使用までの間に他の電気部品208が複
数個装着されるのであれば、1装着サイクルタイムTr
の間に画像処理を終了させることは不可欠ではなく、複
数装着サイクルタイムの間に、そのサイクル数と同じ数
の画像処理対象物の画像処理が行われればよい。本実施
形態においては、1個の電気部品208の撮像から装着
までの間に他の3個の電気部品208の装着が行われ、
合計4個の電気部品208の間では画像処理時間を融通
し合うことが可能である。
The frame grabber memory 264 is capable of storing image data of four electric components 208 in parallel, so that the image processing is performed for the electric components 208 whose processing time is longer than the mounting cycle time. It can be carried out. The image processing may be completed before the image processing result is used. If a plurality of other electric components 208 are mounted between the time when one electric component 208 is captured and the time when the image processing result is used. , 1 mounting cycle time Tr
It is not essential to end the image processing during this period, and it is sufficient that the image processing of the same number of image processing objects as the number of cycles is performed during the multiple mounting cycle time. In the present embodiment, the mounting of the other three electric components 208 is performed during the period from imaging to mounting of one electric component 208,
The image processing time can be exchanged among the four electric components 208 in total.

【0120】電気部品には、例えば、角チップのように
形状が単純でリードを有せず、所要画像処理時間が短い
ものもあれば、QFPのように多数のリードを有し、所
要画像処理時間が長い電気部品もあり、所要画像処理時
間が短い電気部品について余った時間を所要画像処理時
間が長い電気部品の処理に使うことができるのである。
全ての電気部品の画像処理が1装着サイクルタイム内に
終了しなければならないとすれば、装着サイクルタイム
は画像処理が予定されている複数種類の電気部品のうち
で最も長時間を要するものに合わせて決定される必要が
あり、装着能率が低く抑えられてしまう。それに対し
て、本電気部品装着装置においては、4個の画像データ
が並列的にフレームグラバメモリ264に記憶され、4
装着サイクルタイムの間にそれら画像データの処理が行
われるため、4個の電気部品の各画像処理時間の合計
が、画像処理が行われる電気部品の数倍の装着サイクル
タイム以内であればよい。換言すれば、それら複数の電
気部品の画像処理時間の平均が、1装着サイクルタイム
以内であればよいのであり、装着サイクルタイムを短縮
することができる。
For example, some electric components have a simple shape without a lead like a square chip and have a short required image processing time, while others have a large number of leads like a QFP and have a required image processing time. Some electric components have a long time, and the surplus time of an electric component having a short required image processing time can be used for processing an electric component having a long required image processing time.
Assuming that the image processing of all electrical components must be completed within one mounting cycle time, the mounting cycle time should be set to the longest of the multiple types of electrical components scheduled for image processing. And the mounting efficiency is kept low. On the other hand, in the electric component mounting apparatus, four image data are stored in the frame grabber memory 264 in parallel, and
Since the processing of the image data is performed during the mounting cycle time, the sum of the image processing times of the four electrical components may be within the mounting cycle time which is several times the electrical component for which the image processing is performed. In other words, the average of the image processing times of the plurality of electric components only needs to be within one mounting cycle time, and the mounting cycle time can be reduced.

【0121】その一例を図56に示す。図から明らかな
ように、1個の電気部品にそれぞれ要する画像処理時間
e1〜Te7には長短差があるが、4個ずつの画像処理時
間の合計Tt1〜Tt4はそれぞれ、装着サイクルタイムT
rの4倍より短い時間であり、その分だけ装着サイクル
タイムTrを短くすることができるのである。
An example is shown in FIG. As apparent from the figure, although the one of the image processing time T e1 through T e7 required each electrical component has length difference, respectively total T t1 through T t4 of the image processing time of four by four, mounting cycle Time T
This is a time shorter than four times r, and the mounting cycle time Tr can be shortened accordingly.

【0122】順次検査すべき検査対象物180が、複数
種類混合して流れてくる場合にも同様の効果が得られ
る。順次検査される検査対象物180の検査に要する時
間が互いに異なる場合に、フレームグラバメモリ264
の数と同数の、順次検査される検査対象物180の各々
の検査に要する時間の平均値に近いサイクルタイムで検
査を実行することができるのである。
The same effect can be obtained when a plurality of types of inspection objects 180 to be inspected sequentially flow. When the time required for the inspection of the inspection object 180 to be sequentially inspected is different from each other, the frame grabber memory 264
Inspection can be performed with a cycle time close to the average value of the time required for each of the inspection objects 180 to be sequentially inspected, which is the same as the number of inspection objects 180.

【0123】さらに、順次検査される検査対象物180
の種類が1種類で、検査に要する時間が同じであって
も、検査対象物180の撮像時間間隔がまちまちの場合
には、複数のフレームグラバメモリ264の効果が得ら
れる。連続した複数個の検査対象物180の間で画像処
理時間を融通し合うことができるからである。
Further, the inspection object 180 to be inspected sequentially
Is one type and the time required for the inspection is the same, the effect of the plurality of frame grabber memories 264 can be obtained if the imaging time intervals of the inspection object 180 are different. This is because the image processing time can be exchanged between a plurality of continuous inspection objects 180.

【0124】最後に検査ステップの詳細について説明す
る。例えば、図58に示す形状の部品の互いに隣接する
3辺に欠陥の一種である切欠411が存在するか否かを
検査する必要がある場合には、問題の部品の画像(以
下、単に部品という)410の3辺の小距離内側の位置
に、各辺に平行なネガティブシークライン412,41
3,414が設定される。基準位置,基準回転角度の部
品410に基づいて予め設定され、DRAM256に記
憶されているマスタ検査テンプレートが読み出され、そ
のマスタ検査テンプレートが、検査に先立って測定され
た部品410の実際の位置,回転角度に応じて座標変換
されることにより、ネガティブシークライン412,4
13,414を含む実際の検査テンプレート415が設
定されるのである。設定された検査テンプレート415
のデータもDRAM256に記憶され、DRAM256
は検査テンプレートデータ記憶手段として機能する。
Finally, the details of the inspection step will be described. For example, when it is necessary to inspect whether or not the notch 411, which is a kind of defect, exists on three sides adjacent to each other in the component having the shape shown in FIG. Negative seek lines 412, 41 parallel to each side are located at positions within a small distance of three sides of 410).
3,414 are set. A master inspection template set in advance based on the component 410 having the reference position and the reference rotation angle and stored in the DRAM 256 is read out, and the master inspection template is used to determine the actual position of the component 410 measured before the inspection. The negative seek lines 412 and 4 are converted by the coordinates according to the rotation angle.
An actual inspection template 415 including 13, 414 is set. Inspection template 415 set
Is also stored in the DRAM 256, and the DRAM 256
Functions as an inspection template data storage unit.

【0125】図58の例では部品410のシルエット画
像が取得され、切欠411は明るい像として形成される
とする。ネガティブシークライン412,413,41
4は部品410の暗い像の内側に設定され、本来はエッ
ジと交差しないものであるが、切欠411が存在すれ
ば、部品410と切欠411との境界がエッジとなる。
したがって、ネガティブシークライン412,413に
関して行われる「エッジと交差しないか」の判定の結果
はYESとなるが、ネガティブシークライン414に関
して行われる判定の結果はNOとなる。検査テンプレー
ト415に属するすべてのネガティブシークラインのう
ち一つについてでも判定結果がNOになれば、その部品
410は切欠411の欠陥を有するものとして不合格で
あることがモニタテレビ14に表示される。
In the example of FIG. 58, it is assumed that a silhouette image of the component 410 is obtained, and the notch 411 is formed as a bright image. Negative seek line 412, 413, 41
4 is set inside the dark image of the component 410 and originally does not intersect the edge, but if the notch 411 exists, the boundary between the component 410 and the notch 411 becomes the edge.
Therefore, the result of the determination of “does not intersect with the edge” performed on the negative seek lines 412 and 413 is YES, but the result of the determination performed on the negative seek line 414 is NO. If the determination result is NO for at least one of all the negative seek lines belonging to the inspection template 415, it is displayed on the monitor television 14 that the component 410 is rejected as having the notch 411 defect.

【0126】上記ネガティブシークライン412,41
3,414の、部品410の各辺からの距離を変更する
ことによって、検出可能な切欠の大きさを変更し得る。
切欠が存在しても、小さいものであれば部品が合格品と
される場合には、その小さい切欠を横切らない位置にネ
ガティブシークライン412,413,414を設定す
ればよいのである。また、各辺に対して、それらからの
距離が異なる複数本ずつのネガティブシークラインを設
定しておけば、辺からの距離が大きいネガティブシーク
ラインほど大きい切欠しか検出しないため、大きさの範
囲毎にそれぞれいくつの切欠が存在するかも調べること
ができる。
The negative seek lines 412 and 41
By changing the distance of 3,414 from each side of component 410, the size of the detectable notch can be changed.
Even if there is a notch, if the part is acceptable if it is small, the negative seek lines 412, 413, 414 may be set at positions that do not cross the small notch. In addition, if a plurality of negative seek lines having different distances from each other are set for each side, only a larger notch is detected for a negative seek line having a larger distance from the side. You can also see how many notches are present in each.

【0127】上記部品410に、図59に示すように欠
陥の一種であるばり416が存在するか否かの検査をす
る必要がある場合には、3辺の小距離外側の位置におい
て各辺に平行に延びる3本のネガティブシークライン4
17,418,420を含む検査テンプレート422が
設定される。DRAM256に記憶されているマスタ検
査テンプレートの座標変換によって実際の検査テンプレ
ート422が設定されるのである。そして、図示の場合
には、ネガティブシークライン420に関しての「エッ
ジと交差しないか」の判定の結果がNOになることによ
り、部品410はばり416の欠陥を有することにより
不合格の判定がなされ、その判定結果がモニタテレビ1
4に表示される。
In the case where it is necessary to inspect the part 410 for the presence of a burr 416 as a kind of defect as shown in FIG. 3 negative seek lines 4 extending in parallel
An inspection template 422 including 17, 418, and 420 is set. The actual inspection template 422 is set by the coordinate conversion of the master inspection template stored in the DRAM 256. In the case shown in the drawing, the result of the determination of “does not intersect with the edge” for the negative seek line 420 is NO, and the component 410 has a defect of the flash 416 and is determined to be rejected. The judgment result is the monitor TV 1
4 is displayed.

【0128】上記部品410の像の中に図60に示す傷
426があるか否かを検査する必要がある場合には、部
品410の輪郭線の内側に多数本のネガティブシークラ
イン428〜438等を含む検査テンプレート439が
設定される。この際、部品410の輪郭線の内側に穴4
40,442等が存在すれば、ネガティブシークライン
は符号436,438で示されるもののように、穴44
0,442等を避けて設定される。ネガティブシークラ
インが穴440,442等の縁と交差すれば、「エッジ
と交差しないか」の判定の結果がNOとなり、誤った検
査結果が出されてしまうからである。図示の例では、部
品410の表面の像に比較して傷426の像が暗いもの
とすれば、本来エッジと交差しないはずのネガティブシ
ークライン432,434がエッジと交差することとな
り、その事実に基づいて部品410には傷426が存在
し、不合格であるとの判定がなされることとなる。
If it is necessary to check whether or not the image of the component 410 has the flaw 426 shown in FIG. 60, a large number of negative seek lines 428 to 438 are provided inside the outline of the component 410. Is set. At this time, a hole 4 is placed inside the outline of the part 410.
If there are 40, 442, etc., the negative seek line will be the hole 44, as shown at 436, 438.
0, 442, etc. are set. If the negative seek line intersects the edge of the hole 440, 442 or the like, the result of the determination of "whether the edge does not intersect with the edge" is NO, and an incorrect inspection result is output. In the illustrated example, if the image of the scratch 426 is darker than the image of the surface of the component 410, the negative seek lines 432 and 434, which should not originally intersect the edge, intersect the edge. Based on this, it is determined that the component 410 has a flaw 426 and is rejected.

【0129】図58のネガティブシークライン412,
413,414と図59のネガティブシークライン41
7,418,420との両方を含む検査テンプレートが
設定されるようにすることも可能であり、その場合に
は、切欠411とばり416との両方の欠陥を一挙に検
査することができる。さらに、図60のネガティブシー
クライン428〜438等も共に設定されるようにすれ
ば、切欠411,ばり416および傷426の検査を一
挙に行うことができる。
The negative seek line 412, FIG.
413, 414 and the negative seek line 41 in FIG.
It is also possible to set an inspection template including both 7, 418 and 420, and in this case, it is possible to inspect both the notch 411 and the burr 416 at once. Further, if the negative seek lines 428 to 438 in FIG. 60 are set together, the inspection of the notch 411, the burrs 416 and the scratches 426 can be performed at one time.

【0130】本光学式検査装置によれば、部品全体の検
査のみならず、部品の一部の検査も行うことができる。
その一例を図61に示す。図示の部品は太陽電池450
であり、検査対象物はそれのグリッドパターン452で
ある。グリッドパターン452は、互いに平行に延びる
多数のグリッド454,456,458等を含んでお
り、これらグリッドに不連続部460が存在すれば使用
不能であるため、検査を行う必要がある。また、グリッ
ド間に汚れ462が存在すれば、機能不良の可能性があ
るため、その検査も必要になる。そこで、各グリッド4
54等の輪郭線の内側に不連続部検出用のネガティブシ
ークライン466,468,470等が、また、グリッ
ド間には汚れ検出用のネガティブシークライン472,
474等が設定される。これらシークライン466等は
いずれもグリッド454等の長手方向に平行に延びる状
態で形成され、検査テンプレート478を構成する。
According to the present optical inspection apparatus, not only the whole component but also a part of the component can be inspected.
An example is shown in FIG. The parts shown are solar cells 450
And the inspection object is its grid pattern 452. The grid pattern 452 includes a large number of grids 454, 456, 458, etc. extending parallel to each other. If a discontinuous portion 460 exists in these grids, the grid pattern 452 cannot be used. In addition, if dirt 462 exists between the grids, there is a possibility of a malfunction, so that the inspection is also required. Therefore, each grid 4
Negative seek lines 466, 468, 470 and the like for detecting a discontinuous portion are provided inside the contour line such as 54, and negative seek lines 472 and 472 for detecting a stain are provided between grids.
474 and the like are set. Each of these seek lines 466 and the like is formed so as to extend in parallel with the longitudinal direction of the grid 454 and the like, and forms an inspection template 478.

【0131】この検査テンプレート478のネガティブ
シークラインのうち、ネガティブシークライン468の
ように不連続部460を通過するものがあれば、そのネ
ガティブシークライン468はエッジと交差することと
なり、その太陽電池450のグリッドパターン452に
は欠陥の一種である不連続部460が存在するとして、
不合格の判定がなされる。また、ネガティブシークライ
ン474のように、汚れ462を通過するものがあれ
ば、そのネガティブシークライン474がエッジと交差
することとなり、その太陽電池450には欠陥の一種で
ある汚れが存在するとして、不合格の判定がなされる。
そのために、不連続部検出用のネガティブシークライン
466等と、汚れ検出用のネガティブシークライン47
2等とは、検査テンプレート内において区別されてい
る。
If any of the negative seek lines of the inspection template 478 passes through the discontinuous portion 460 like the negative seek line 468, the negative seek line 468 intersects the edge and the solar cell 450 It is assumed that the grid pattern 452 of FIG.
A rejection is determined. Also, if there is something that passes through the dirt 462 like the negative seek line 474, the negative seek line 474 will intersect with the edge, and it is assumed that the solar cell 450 has a dirt which is a kind of defect. A rejection is determined.
For this purpose, a negative seek line 466 for detecting a discontinuous portion and a negative seek line 47 for detecting dirt are used.
2 etc. are distinguished in the inspection template.

【0132】以上説明した検査テンプレートにおいて
は、ネガティブシークラインの1本でもエッジと交差す
れば、その検査対象物は不合格とされていたが、小さい
傷や汚れ等、検査対象物の性能に影響がないものが存在
するのみである場合には、合格であると判定されるよう
にすることも可能である。例えば、ネガティブシークラ
インのうち、連続して何本のものに関しての判定結果が
NOになったかに基づいて欠陥の大きさを知ることがで
き、欠陥の大きさが設定寸法以上である場合に不合格の
判定が行われるようにし、あるいは、判定結果がNOに
なるネガティブシークラインの本数が設定本数以上であ
る場合に不合格の判定が行われるようにするのである。
モニタテレビ14には、合否の判定結果のみならず、欠
陥の種類,大きさ,数等も共に表示されるようにするこ
とが望ましい。
In the inspection template described above, if at least one of the negative seek lines intersects with the edge, the inspection object is rejected. However, the performance of the inspection object such as small scratches and dirt is affected. If there is only one that does not exist, it may be determined to be a pass. For example, the size of a defect can be known based on how many consecutive negative seek lines have a negative determination result. A pass judgment is made, or a reject judgment is made when the number of negative seek lines for which the judgment result is NO is greater than or equal to the set number.
It is desirable that the monitor television 14 display not only the pass / fail judgment result but also the type, size, number, and the like of the defects.

【0133】以上の説明においては、ポジティブシーク
ラインが位置,回転角度,寸法等の測定および検査に使
用され、ネガティブシークラインが欠陥検査に使用され
ていたが、これらは別の目的にも使用可能である。その
一例を図62に示す。本例はポジティブシークラインが
欠陥検査に使用される場合の一例である。前記太陽電池
450のグリッド454等に不連続部460が存在する
か否かを検査するために、グリッド454等の長手方向
と交差(図示の例では直交)するポジティブシークライ
ン480が多数設定されている。ポジティブシークライ
ン480は、不連続部460の寸法より小さいピッチで
多数設定され、共同して検査テンプレート482を構成
している。ポジティブシークライン480は通常はエッ
ジと交差するが、不連続部460においてはエッジと交
差しないため、「エッジと交差するか」の判定の結果が
NOとなり、太陽電池450は不合格品であると判定さ
れる。
In the above description, the positive seek line is used for measuring and inspecting the position, rotation angle, dimensions, etc., and the negative seek line is used for defect inspection. However, these can be used for other purposes. It is. An example is shown in FIG. This example is an example in which a positive seek line is used for defect inspection. In order to check whether or not the discontinuous portion 460 exists in the grid 454 or the like of the solar cell 450, a large number of positive seek lines 480 intersecting (or orthogonal in the illustrated example) with the longitudinal direction of the grid 454 or the like are set. I have. A large number of positive seek lines 480 are set at a pitch smaller than the size of the discontinuity 460, and together form the inspection template 482. The positive seek line 480 normally intersects with the edge, but does not intersect with the edge in the discontinuous portion 460. Therefore, the result of the determination of "whether to intersect with the edge" is NO, and the solar cell 450 is a rejected product. Is determined.

【0134】ネガティブシークラインが対象物の捜索に
使用される場合の一例を図63に示す。本例は、部品4
90の暗い表面に四角形状の明るいパッド492が多数
形成されている場合に、右上角のパッド492が捜索さ
れる例である。そのために、パッド492の輪郭線と交
差する多数のポジティブシークライン494と複数本
(図示の例では4本)のネガティブシークライン496
とを含む検査テンプレート498が設定される。そし
て、すべてのポジティブシークライン494について
「エッジと交差するか」の判定が、また、すべてのネガ
ティブシークライン496について「エッジと交差しな
いか」の判定が行われ、すべての判定結果がYESとな
れば、ポジティブシークライン494が設定されている
位置にあるパッド492が右上角のパッドであると判定
される。例えば、右上角のパッド492の左側に位置す
るパッド492に対して同じ検査テンプレート498が
設定されたとすれば、上下方向に延びるネガティブシー
クライン496が右上角のパッド492と交差し、ま
た、下側に位置するパッド492に対して同じ検査テン
プレート498が設定されたとすれば、横方向に延びる
ネガティブシークライン496が右上角のパッド492
と交差する。そのため、いずれも場合にも「エッジと交
差しないか」の判定の結果がNOとなるネガティブシー
クライン496が存在し、現に検査テンプレート498
が設定されているパッド492が右上角のパッドではな
いことが判り、前記条件が満たされるのは図示の場合の
みであるからである。
FIG. 63 shows an example in which a negative seek line is used for searching for an object. In this example, the part 4
In this example, when a large number of square-shaped bright pads 492 are formed on the dark surface of 90, the upper right corner pad 492 is searched. Therefore, a large number of positive seek lines 494 intersecting with the outline of the pad 492 and a plurality of (four in the illustrated example) negative seek lines 496 are provided.
Are set. Then, the determination of “whether to intersect with the edge” is made for all the positive seek lines 494, and the determination of “whether or not to cross the edge” is made for all the negative seek lines 496, and all the determination results become YES. For example, it is determined that the pad 492 located at the position where the positive seek line 494 is set is the upper right corner pad. For example, if the same inspection template 498 is set for the pad 492 located on the left side of the pad 492 in the upper right corner, the negative seek line 496 extending in the vertical direction intersects the pad 492 in the upper right corner, and If the same inspection template 498 is set for the pad 492 located at the right side, the negative seek line 496 extending in the lateral direction is
Intersect with Therefore, in any case, there is a negative seek line 496 for which the result of the determination of “does not intersect with the edge” is NO, and the inspection template 498 is actually present.
It is found that the pad 492 in which is set is not the pad in the upper right corner, and the above condition is satisfied only in the case of the illustration.

【0135】以上の例ではシークラインはすべて、両端
が有限の直線、すなわち線分で設定されていたが、これ
は不可欠ではない。例えば、図64に示すように、画像
処理対象物504が円形のものである場合には、その画
像処理対象物504と同心の円をネガティブシークライ
ン506,508として設定することが好都合である場
合があるのである。ネガティブシークライン506は切
欠検出用、ネガティブシークライン508はばり検出用
である。また、画像処理対象物504の輪郭線の内側に
同心の円を多数設定して、それらを傷,汚れ等内部領域
欠陥の有無を検査するための検査シークライン(ネガテ
ィブシークライン)とすることも可能である。
In the above example, all the seek lines are set with finite straight lines, that is, line segments at both ends, but this is not essential. For example, as shown in FIG. 64, when the image processing target 504 is circular, it is convenient to set circles concentric with the image processing target 504 as the negative seek lines 506 and 508. There is. The negative seek line 506 is for notch detection, and the negative seek line 508 is for burr detection. Also, a large number of concentric circles may be set inside the outline of the image processing object 504, and these may be used as an inspection seek line (negative seek line) for inspecting the presence or absence of internal area defects such as scratches and dirt. It is possible.

【0136】図65に示す例においては、画像処理対象
物512が扇形であるため、円弧のネガティブシークラ
イン514,516と、線分のネガティブシークライン
518,520を含む検査テンプレート522が設定さ
れている。この検査テンプレート522は切欠検出用で
あり、この他に、ばり検出用,内部領域欠陥検出用等を
同様の形態で設定することができる。
In the example shown in FIG. 65, since the image processing object 512 has a sector shape, an inspection template 522 including arc negative seek lines 514 and 516 and line segment negative seek lines 518 and 520 is set. I have. The inspection template 522 is for notch detection, and other than that, it can be set in a similar manner for burr detection, internal area defect detection, and the like.

【0137】以上のようにして、欠陥の有無が検出され
た後、その検出結果に基づいて画像処理対象物が合格品
であるか不合格品であるかの判定が行われる。最も単純
な判定は、1個でも欠陥が存在すれば不合格とする判定
であるが、予め定められた基準以上の大きさ,数等欠陥
検査基準を超える欠陥が存在する場合に不合格とされる
ようにすることも可能である。この欠陥検査基準も画像
処理対象物毎に予め作成されてメモリカードに格納され
ており、画像処理装置12のDRAM256に読み込ま
れて使用される。
After the presence or absence of a defect is detected as described above, it is determined based on the detection result whether the image processing object is a pass or reject. The simplest determination is a rejection if there is at least one defect, but it is rejected if there is a defect exceeding a predetermined standard such as a size and number exceeding a defect inspection standard. It is also possible to make it. This defect inspection reference is also created in advance for each image processing object and stored in the memory card, and is read into the DRAM 256 of the image processing apparatus 12 and used.

【0138】以上説明したように、画像処理装置12に
おいては、CCDカメラ78により撮像された検査対象
物180,電気部品208,基準マーク等の画像のデー
タは、パターンマッチングやパターンマッチングマネー
ジャによって処理されるのであるが、パターンマッチン
グ,パターンマッチングマネージャは、捜索テンプレー
ト,再捜索テンプレート,測定テンプレート,再測定テ
ンプレートおよび検査テンプレートを用いて画像処理対
象物を捜索し、エッジ点を演算するようにされており、
テンプレートが設定された部分のみが捜索され、測定さ
れ、検査される。画像処理の必要な部分のみが処理さ
れ、画像処理の必要がない部分は画像データが得られて
も処理されないのである。そのため、短時間で画像処理
を行うことができ、かつ、画像処理対象物に直接接触し
ていない限り大抵の画像ノイズ(白点,黒点,しみ等)
の影響を受けることなく画像処理を行うことができる。
As described above, in the image processing apparatus 12, the data of the image of the inspection object 180, the electric component 208, the reference mark, and the like captured by the CCD camera 78 is processed by the pattern matching or the pattern matching manager. However, the pattern matching and the pattern matching manager search the image processing object using the search template, the re-search template, the measurement template, the re-measurement template, and the inspection template, and calculate the edge points. ,
Only the part where the template is set is searched, measured and inspected. Only the part that requires image processing is processed, and the part that does not require image processing is not processed even if image data is obtained. Therefore, image processing can be performed in a short time, and most image noises (white spots, black spots, spots, etc.) unless the image processing object is directly touched.
Image processing can be performed without being affected by the above.

【0139】さらに、捜索ステップにおいては2個のポ
イントペア構成点の輝度差等光学的特性値の差の状態に
よって適合状態にあるか否かが判定され、再捜索ステッ
プ,測定ステップ,再測定ステップ,検査ステップにお
いては、シークライン上における輝度等光学的特性値の
変化勾配によってエッジ点が決定されるようになってい
る。そのため、QFPのように画像処理対象物が比較的
大きく、照明にむらが生じ易い場合でも、照明に殆ど差
がない部分同士の間で光学的特性値の比較が行われるこ
ととなり、照明の偏りの影響を受けることなく、正確に
画像処理を行うことができる。
Further, in the search step, it is determined whether or not the state is in conformity with the state of the difference in optical characteristic values such as the luminance difference between the two point pair constituent points, and the re-search step, the measurement step, and the re-measurement step are performed. In the inspection step, an edge point is determined by a change gradient of an optical characteristic value such as luminance on a seek line. Therefore, even when the image processing target is relatively large and the illumination tends to be uneven, as in the case of the QFP, the comparison of the optical characteristic values is performed between the portions having almost no difference in the illumination. Image processing can be accurately performed without being affected by the image processing.

【0140】また、CCDカメラの固体撮像素子の大き
さが変わっても、プログラムを実質的に変更することな
く、容易に対応することができる。さらに、画像処理対
象物の位置,回転角度,寸法等の測定および検査と同様
の手法で欠陥検査を行うものであるため、寸法等の検査
に付随して短時間で欠陥検査を行うことができる。
Further, even if the size of the solid-state image pickup device of the CCD camera changes, it is possible to easily cope with the program without substantially changing the program. Further, since the defect inspection is performed by the same method as the measurement and inspection of the position, the rotation angle, and the size of the image processing object, the defect inspection can be performed in a short time accompanying the inspection of the size and the like. .

【0141】先には画像処理対象物の指定中心DCにマ
スタ測定テンプレート座標面の原点が置かれる場合につ
いて説明したが、マスタ測定テンプレート座標面の原点
が指定中心DC以外の位置に置かれてもよい。この場
合、回転中心RCと指定中心DCとの間の位置ずれ(ま
たは回転角度)に、指定中心DCとマスタ測定テンプレ
ート座標面との間の位置ずれ(または回転角度)を加
え、その値にさらにマスタ測定テンプレート座標面の基
準座標面に対する位置ずれ(または回転角度)を加える
ことにより、指定中心DCの基準座標上における位置ず
れ(または回転角度)が得られる。
Although the case where the origin of the master measurement template coordinate plane is located at the designated center DC of the image processing object has been described above, the origin of the master measurement template coordinate plane may be located at a position other than the designated center DC. Good. In this case, the displacement (or rotation angle) between the designated center DC and the master measurement template coordinate plane is added to the displacement (or rotation angle) between the rotation center RC and the designated center DC, and the value is further added. By adding the displacement (or rotation angle) of the master measurement template coordinate plane with respect to the reference coordinate plane, the displacement (or rotation angle) of the designated center DC on the reference coordinates can be obtained.

【0142】本実施形態においては、画像処理装置12
が、被検査物の形状,寸法がほぼ決まっていることを利
用し、捜索テンプレート,再捜索テンプレート328,
測定テンプレート336,再測定テンプレート,検査テ
ンプレート415等を使用する特殊な処理により寸法検
査および欠陥検査を行うものであるため、ごく短時間で
処理を完了することができる。また、被検査物(被測定
物でもある)支持装置が透明平板であり、かつ、被検査
物の位置や回転角度に合わせて捜索テンプレート300
等が自動設定されるものであるため、被検査物は被検査
物支持板72上に単純に載置すればよい。測定対象物1
80の位置や回転角度を正確に決めなくても、画像処理
装置12により寸法の取得や欠陥の検出が行われるので
あり、検査対象物の撮像装置10へのセットが容易であ
る。また、画像処理装置12に対する処理開始指令をフ
ットスイッチで行うことが可能であるため、両手を他の
目的に使用することができ、使い勝手がよい利点があ
る。さらに、被測定物を固定する必要がなく、かつ、非
接触で寸法測定が可能であるため、ゴム,軟質合成樹脂
等から成る製品の寸法測定,寸法検査を容易に行い得
る。そのため、例えば、射出成形やプレス成形により製
造される多量の製品の全数寸法検査すら可能である。ま
た、貫通穴内径,穴間ピッチ,突起間ピッチ,円筒外
径,フランジ間距離,軸長等予め定められた部位の寸法
検査のみならず、加工もれや欠損等の検査も行い得る。
In this embodiment, the image processing device 12
Makes use of the fact that the shape and dimensions of the object to be inspected are substantially determined, and uses a search template, a re-search template 328,
Since the dimensional inspection and the defect inspection are performed by special processing using the measurement template 336, the re-measurement template, the inspection template 415, and the like, the processing can be completed in a very short time. Further, the support device for the object to be inspected (which is also the object to be measured) is a transparent flat plate, and the search template 300 is adjusted in accordance with the position and rotation angle of the object to be inspected.
And the like are automatically set, the inspection object may be simply placed on the inspection object support plate 72. Measurement object 1
Even if the position and the rotation angle of 80 are not determined accurately, the image processing device 12 can obtain dimensions and detect defects, and can easily set the inspection object on the imaging device 10. Further, since the processing start command to the image processing apparatus 12 can be issued by the foot switch, both hands can be used for other purposes, and there is an advantage that the usability is good. Further, since it is not necessary to fix the object to be measured and the dimension can be measured in a non-contact manner, the dimension measurement and the dimension inspection of a product made of rubber, a soft synthetic resin or the like can be easily performed. For this reason, for example, it is possible to inspect all the dimensions of a large number of products manufactured by injection molding or press molding. In addition, not only dimensional inspection of a predetermined portion such as an inner diameter of a through hole, a pitch between holes, a pitch between protrusions, an outer diameter of a cylinder, a distance between flanges, and a shaft length, but also an inspection of processing leakage or defect can be performed.

【0143】以上の説明から明らかなように、本実施形
態においては、平行光発生部52が平行光発生装置を構
成している。また、画像処理装置12のフレームグラバ
メモリ264が画像データ記憶手段を構成し、DRAM
156が捜索テンプレートデータ記憶手段,測定テンプ
レートデータ記憶手段、検査テンプレートデータ記憶手
段を構成している。画像処理装置12の、パターンマッ
チングプログラムの捜索ステップ単独または捜索ステッ
プと再捜索ステップとの両方を実行する部分が捜索物判
定手段を構成している。画像処理装置12の、パターン
マッチングプログラムの捜索ステップ,再捜索ステッ
プ,測定ステップ,再測定ステップを実行する部分が位
置等測定手段を構成しており、そのうち、再捜索ステッ
プ,測定ステップ,再測定ステップ等においてエッジ点
の座標を演算する部分がエッジ点座標演算手段を構成し
ている。画像処理装置12のパターンマッチングプログ
ラムのうち、捜索ステップ,再捜索ステップ,測定ステ
ップ,再捜索ステップにおいて輝度を演算すべき点を指
定する部分が点指定手段を構成し、指定された点の輝度
値の演算を行う部分が仮想点データ演算手段を構成して
いる。
As is clear from the above description, in the present embodiment, the parallel light generator 52 constitutes a parallel light generator. Further, the frame grabber memory 264 of the image processing device 12 constitutes image data storage means,
Reference numeral 156 constitutes search template data storage means, measurement template data storage means, and inspection template data storage means. A part of the image processing apparatus 12 that executes the search step alone or both the search step and the re-search step of the pattern matching program constitutes a search object determination unit. A portion of the image processing apparatus 12 that executes the search step, the re-search step, the measurement step, and the re-measurement step of the pattern matching program constitutes a position and the like measurement means, of which the re-search step, the measurement step, and the re-measurement step are included. The part for calculating the coordinates of the edge point in the above constitutes an edge point coordinate calculating means. In the pattern matching program of the image processing device 12, a portion for specifying a point for which luminance is to be calculated in the search step, the re-search step, the measurement step, and the re-search step constitutes a point specifying means, and the luminance value of the specified point The portion that performs the above calculation constitutes virtual point data calculation means.

【0144】さらに、画像処理装置12の、測定された
画像処理対象物の寸法を基準寸法と比較して合否を判定
する部分が寸法検査手段を構成している。画像処理装置
12の、ネガティブシークラインを含む検査テンプレー
トを設定する部分や、ネガティブシークラインを含む捜
索テンプレートを設定する部分がネガティブシークライ
ン設定手段を構成し、ポジティブシークラインを含む検
査テンプレートや捜索テンプレートを設定する部分がポ
ジティブシークライン設定手段を構成しており、それら
ネガティブシークライン設定手段またはポジティブシー
クライン設定手段が単独で、あるいは共同でシークライ
ン設定手段を構成すると考えることができる。また、画
像処理装置12の、ネガティブシークラインがエッジと
交差するか否かを判定する部分が判定手段を構成し、そ
の判定結果に基づいて画像処理対象物の合否を判定する
部分が上記判定手段と共同して合否判定手段を構成して
いる。そして、上記シークライン設定手段と判定手段と
が欠陥判定手段を構成している。
Further, the portion of the image processing apparatus 12 which compares the measured dimensions of the image processing object with the reference dimensions to determine whether or not the image processing is acceptable constitutes a dimension inspection means. A portion of the image processing apparatus 12 for setting an inspection template including a negative seek line and a portion for setting a search template including a negative seek line constitute a negative seek line setting means, and include an inspection template and a search template including a positive seek line. Constitutes the positive seek line setting means, and it can be considered that the negative seek line setting means or the positive seek line setting means constitutes the seek line setting means alone or jointly. Further, a portion of the image processing device 12 that determines whether a negative seek line intersects an edge constitutes a determination unit, and a portion that determines whether the image processing target is acceptable or not based on the determination result is the determination unit. And pass / fail judgment means. The seek line setting means and the determination means constitute a defect determination means.

【0145】なお、上記実施形態において、再捜索ステ
ップは1回行われていたが、2回以上行われるようにし
てもよい。1回目の再捜索ステップにおいてフェールが
設定数以下であり、画像処理対象物のエッジ点が得られ
た後、更に再捜索テンプレートを設定して再捜索ステッ
プを行うのであり、再捜索テンプレートは、前回の再捜
索ステップにおいて用いられた再捜索テンプレートとエ
ッジ点の演算結果とに基づいて、画像処理対象物とのず
れがより少なくなる位置,角度で設定される。再捜索ス
テップが1回のみ行われるようにするより、複数回行わ
れるようにする方が、次の測定ステップでフェールが発
生する確率が低下することが経験上判っている。この理
由は定かではないが、捜索ステップにおいて画像処理対
象物と捜索テンプレートとのずれが大きく、辛うじて捜
索対象部が存在すると判定された場合には、再捜索テン
プレートと画像処理対象物とのずれがかなり大きくなる
可能性があり、この場合には次の測定ステップにおいて
測定テンプレートと画像処理対象物とのずれも大きくな
ってフェールが発生することがあるのに対し、再捜索ス
テップが2回以上行われれば、その確率が低下するため
ではないかと推測されている。
In the above embodiment, the re-search step is performed once, but may be performed two or more times. After the number of failures is equal to or less than the set number in the first re-search step and the edge point of the image processing object is obtained, the re-search template is set and the re-search step is performed. Based on the re-search template used in the re-search step and the calculation result of the edge point, the position and the angle are set such that the deviation from the image processing target is reduced. Experience has shown that making the re-searching step multiple times, rather than just once, reduces the probability of a failure occurring in the next measurement step. The reason for this is not clear, but in the search step, the difference between the image processing target and the search template is large, and if it is determined that the search target part barely exists, the deviation between the re-search template and the image processing target is small. In this case, the displacement between the measurement template and the image processing target may increase in the next measurement step and a failure may occur. In contrast, the re-search step may be performed more than once. If so, it is speculated that the probability may decrease.

【0146】また、画像処理対象物の形状,おおよその
位置,回転角度が予め判っていれば、捜索テンプレート
による捜索を行わなくてもシークラインをエッジ点の演
算可能な位置に設定することができ、始めから測定テン
プレートを用いてエッジ点を求めることができる。上記
実施形態においては、再捜索テンプレートを用いて再捜
索ステップを行った後、測定ステップが行われるように
なっていたが、画像処理対象物の寸法誤差や形状欠陥が
小さい場合には、捜索ステップの直後に測定ステップを
実行させることも可能である。この場合、前記再捜索テ
ンプレートを測定テンプレートとして使用することも可
能であるが、シークライン数がさらに多いテンプレート
を使用することが望ましい。
If the shape, approximate position, and rotation angle of the image processing object are known in advance, the seek line can be set at a position where the edge point can be calculated without performing a search using a search template. The edge point can be obtained from the beginning by using the measurement template. In the above embodiment, the re-searching step is performed using the re-searching template, and then the measurement step is performed. However, when the dimensional error or the shape defect of the image processing target is small, the searching step is performed. It is also possible to execute the measurement step immediately after. In this case, it is possible to use the re-search template as a measurement template, but it is preferable to use a template having a larger number of seek lines.

【0147】さらに、上記実施形態においてパターンマ
ッチングにおける異常の判定は、プログラム中に設定さ
れた許容フェール数を越えるフェールがあるか否かによ
り行われていたが、例えば、フェールが一つでもあれば
異常と判定し、フェールのない画像処理対象物について
のみオブジェクトベクトルの演算を行うプログラムと、
少なくとも1つのフェールを許容し、フェールがあって
もオブジェクトベクトルの演算を行うプログラムとを作
成し、オペレータが選択し得るようにしてもよい。フェ
ールを許容しないプログラムは画像処理に要する時間が
短くて済むため、状況によってはこのプログラムを選択
し、検査対象物180の検査能率を高め、あるいは電気
部品208を1個装着するのに要する時間を短縮するこ
とができる。
Further, in the above-described embodiment, the judgment of the abnormality in the pattern matching is made based on whether or not there is a failure exceeding the allowable number of failures set in the program. A program that determines an abnormality and calculates an object vector only for an image processing target having no failure;
At least one failure may be allowed, and a program for calculating the object vector may be created even if a failure occurs, so that the operator can select the failure. A program that does not allow a failure requires a short time for image processing. Therefore, depending on the situation, select this program to increase the inspection efficiency of the inspection object 180 or reduce the time required for mounting one electric component 208. Can be shortened.

【0148】上記実施形態においては、画像内のエッ
ジ、すなわち光学的特性が急変する部分を捜すために、
まず捜索テンプレートの各ポイントペアを構成する2点
の光学的特性値が設定値以上異なる部分が捜され、次に
測定テンプレートのシークライン(測定シークライン)
上における光学的特性値の微分値が最大の部分が捜され
てエッジ点とされるようになっていたが、測定テンプレ
ートのシークライン上における光学的特性の微分値が設
定値以上である部分が捜され、その部分がエッジである
とされるようにすることも可能である。その場合、1本
のシークライン上に微分値が設定値以上である点が連続
して現れる場合には、それらの中で最大のものがエッジ
点とされるようにすればよい。
In the above embodiment, in order to search for an edge in an image, that is, a portion where the optical characteristics change suddenly,
First, a portion where the optical characteristic values of the two points forming each point pair of the search template are different from each other by a set value or more is searched, and then the seek line (measure seek line) of the measurement template is searched.
The part where the differential value of the optical characteristic value above was found to be the edge point by searching for the part where the differential value of the optical characteristic value on the seek line of the measurement template was greater than or equal to the set value. It is also possible to search for the part and to make that part an edge. In this case, when points whose differential values are equal to or larger than the set value appear continuously on one seek line, the largest one of them may be set as an edge point.

【0149】その他、特許請求の範囲を逸脱することな
く、当業者の知識に基づいて種々の変形,改良を施した
態様で本発明を実施することができる。
In addition, without departing from the scope of the claims, the present invention can be implemented in various modified and improved forms based on the knowledge of those skilled in the art.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施形態である光学式検査装置の撮
像装置を示す正面図(カバー部材を除去した状態)であ
る。
FIG. 1 is a front view (with a cover member removed) showing an imaging device of an optical inspection device according to an embodiment of the present invention.

【図2】上記撮像装置の平面図(カバー部材およびビー
ムスプリッタを除去した状態)である。
FIG. 2 is a plan view of the image pickup apparatus (with a cover member and a beam splitter removed).

【図3】上記撮像装置の右側面図である。FIG. 3 is a right side view of the imaging device.

【図4】上記撮像装置におけるビームスプリッタの周辺
を示す側面図(一部断面)である。
FIG. 4 is a side view (partial cross section) showing a periphery of a beam splitter in the imaging apparatus.

【図5】上記撮像装置の交換レンズの正面断面図であ
る。
FIG. 5 is a front sectional view of an interchangeable lens of the imaging device.

【図6】上記撮像装置の別の交換レンズの正面断面図で
ある。
FIG. 6 is a front sectional view of another interchangeable lens of the imaging device.

【図7】上記撮像装置のさらに別の交換レンズの正面断
面図である。
FIG. 7 is a front sectional view of still another interchangeable lens of the imaging device.

【図8】上記撮像装置を概念的に示す図である。FIG. 8 is a diagram conceptually showing the imaging device.

【図9】本発明の別の実施形態である撮像装置の概念図
である。
FIG. 9 is a conceptual diagram of an imaging apparatus according to another embodiment of the present invention.

【図10】本発明のさらに別の実施形態である撮像装置
の概念図である。
FIG. 10 is a conceptual diagram of an imaging device according to still another embodiment of the present invention.

【図11】本発明のさらに別の実施形態である撮像装置
の概念図である。
FIG. 11 is a conceptual diagram of an imaging apparatus according to still another embodiment of the present invention.

【図12】本発明の一実施形態である前記光学式検査装
置の撮像装置以外の構成要素を示す正面図である。
FIG. 12 is a front view showing components other than the imaging device of the optical inspection device according to the embodiment of the present invention.

【図13】上記光学式検査装置の画像処理装置のブロッ
ク図である。
FIG. 13 is a block diagram of an image processing device of the optical inspection device.

【図14】上記画像処理装置のDRAMに記憶された事
前処理プログラムを示す図である。
FIG. 14 is a diagram showing a pre-processing program stored in a DRAM of the image processing apparatus.

【図15】上記画像処理装置のDRAMに記憶された実
行処理プログラムを示す図である。
FIG. 15 is a diagram showing an execution processing program stored in a DRAM of the image processing apparatus.

【図16】上記画像処理装置のDRAMに記憶されたパ
ターンマッチングプログラムを示す図である。
FIG. 16 is a diagram showing a pattern matching program stored in a DRAM of the image processing apparatus.

【図17】上記パターンマッチングプログラムを正方形
の像について実行するための設定データを示す図であ
る。
FIG. 17 is a diagram showing setting data for executing the pattern matching program for a square image.

【図18】図17に示す設定データに基づいて設定され
るマスタ捜索テンプレートを画像処理対象物と共に示す
図である。
18 is a diagram showing a master search template set based on the setting data shown in FIG. 17 together with an image processing object.

【図19】図17に示す設定データに基づいて設定され
るマスタ測定テンプレートを画像処理対象物と共に示す
図である。
19 is a diagram showing a master measurement template set based on the setting data shown in FIG. 17 together with an image processing object.

【図20】上記マスタ捜索テンプレートに基づく捜索テ
ンプレートの生成を説明する図である。
FIG. 20 is a diagram illustrating generation of a search template based on the master search template.

【図21】前記パターンマッチングプログラムを一部が
切り欠かれた円板について実行するための設定データを
示す図である。
FIG. 21 is a diagram showing setting data for executing the pattern matching program on a partially cut-out disk.

【図22】図21に示す設定データに基づいて設定され
るマスタ捜索テンプレートを円板と共に示す図である。
FIG. 22 is a diagram showing a master search template set based on the setting data shown in FIG. 21 together with a disk.

【図23】図21に示す設定データに基づいて設定され
るマスタ測定テンプレートを円板と共に示す図である。
23 is a diagram showing a master measurement template set based on the setting data shown in FIG. 21 together with a disk.

【図24】前記パターンマッチングプログラムの捜索ス
テップにおいて捜索テンプレートが仮想画面に重ねられ
た状態を示す図である。
FIG. 24 is a diagram showing a state in which a search template is superimposed on a virtual screen in a search step of the pattern matching program.

【図25】仮想画面上において指定された点の輝度を演
算するための線形補間を説明する図である。
FIG. 25 is a diagram illustrating linear interpolation for calculating the luminance of a designated point on a virtual screen.

【図26】前記画像処理装置において物理画面上の画像
データから仮想画面上の画像データを演算する物理画面
/仮想画面変換ドライバを概念的に示す図である。
FIG. 26 is a diagram conceptually showing a physical screen / virtual screen conversion driver that calculates image data on a virtual screen from image data on a physical screen in the image processing apparatus.

【図27】前記パターンマッチングプログラムの再捜索
ステップの再捜索テンプレートが仮想画面に重ねられた
状態を示す図である。
FIG. 27 is a diagram showing a state in which a re-search template in a re-search step of the pattern matching program is overlaid on a virtual screen.

【図28】上記再捜索テンプレートのシークライン上に
設定された分割点と撮像面を構成する固体撮像素子との
関係を示す図である。
FIG. 28 is a diagram illustrating a relationship between a division point set on a seek line of the re-search template and a solid-state imaging device forming an imaging surface.

【図29】図28に示す分割点について演算された輝度
を表す図表である。
FIG. 29 is a table showing luminance calculated for the division points shown in FIG. 28;

【図30】上記分割点について演算された輝度を微分す
るための差分フィルタを示す図である。
FIG. 30 is a diagram showing a difference filter for differentiating the luminance calculated for the division point.

【図31】上記分割点について演算された輝度を微分す
るための別の差分フィルタを示す図である。
FIG. 31 is a diagram showing another difference filter for differentiating the luminance calculated for the division point.

【図32】図29に示す演算結果をグラフにして示す図
である。
FIG. 32 is a graph showing the calculation result shown in FIG. 29;

【図33】図30に示す差分フィルタを用いて行った微
分の結果を表すグラフである。
FIG. 33 is a graph showing the result of differentiation performed using the difference filter shown in FIG. 30.

【図34】図31に示す差分フィルタを用いて行った微
分の結果を表すグラフである。
FIG. 34 is a graph showing the result of differentiation performed using the difference filter shown in FIG. 31.

【図35】前記パターンマッチングプログラムの測定ス
テップにおいて測定テンプレートが仮想画面に重ねられ
た状態を示す図である。
FIG. 35 is a diagram showing a state in which a measurement template is overlaid on a virtual screen in a measurement step of the pattern matching program.

【図36】パターンマッチングの実行後に行われる画像
処理対象物の寸法計算を矩形の像を例に取って説明する
図である。
FIG. 36 is a diagram for describing dimension calculation of an image processing object performed after execution of pattern matching, taking a rectangular image as an example.

【図37】上記寸法計算においてサイズポイントとエッ
ジポイントとの差の演算を説明する図である。
FIG. 37 is a diagram illustrating a calculation of a difference between a size point and an edge point in the dimension calculation.

【図38】画像処理対象物の回転中心および回転角度の
演算を直線を例に取って説明する図である。
FIG. 38 is a diagram illustrating the calculation of the rotation center and the rotation angle of the image processing target object using a straight line as an example.

【図39】シークラインにフェールがある場合における
画像処理対象物の回転中心の指定中心に対するずれの演
算を説明する図である。
FIG. 39 is a diagram illustrating a calculation of a deviation of the rotation center of the image processing target from the designated center when there is a failure in the seek line.

【図40】シークラインにフェールがある場合における
画像処理対象物の回転中心の指定中心に対するずれの演
算の別の例を説明する図である。
FIG. 40 is a diagram illustrating another example of the calculation of the deviation of the rotation center of the image processing target from the designated center when there is a failure in the seek line.

【図41】シークラインにフェールがある場合における
画像処理対象物の回転中心の指定中心に対するずれの演
算の更に別の例を説明する図である。
FIG. 41 is a diagram illustrating still another example of the calculation of the deviation of the rotation center of the image processing object from the designated center when a seek line has a failure.

【図42】シークラインが互に直交する2方向に設定さ
れた場合における画像処理対象物の回転中心および回転
中心の指定中心に対するずれの演算を説明する図であ
る。
FIG. 42 is a diagram illustrating a rotation center of an image processing object and a calculation of a shift of the rotation center with respect to a specified center when a seek line is set in two directions orthogonal to each other.

【図43】シークラインが互に直交する2方向に設定さ
れた場合における画像処理対象物の回転中心および回転
中心の指定中心に対するずれの演算の別の例を説明する
図である。
FIG. 43 is a diagram illustrating another example of the calculation of the rotation center of the image processing object and the deviation of the rotation center from the designated center when the seek line is set in two directions orthogonal to each other.

【図44】画像処理対象物の角度の演算に用いられる角
度ファクタを示す図表である。
FIG. 44 is a chart showing angle factors used for calculating an angle of an image processing object.

【図45】上記角度ファクタを座標面上において示す図
である。
FIG. 45 is a diagram showing the angle factor on a coordinate plane.

【図46】画像処理対象物の回転中心および回転角度の
演算を説明する図である。
FIG. 46 is a diagram for explaining calculation of a rotation center and a rotation angle of an image processing object.

【図47】画像処理対象物の回転中心および回転角度の
演算の別の例を説明する図である。
FIG. 47 is a diagram illustrating another example of the calculation of the rotation center and the rotation angle of the image processing object.

【図48】画像処理対象物の回転中心および回転角度の
演算の更に別の例を説明する図である。
FIG. 48 is a diagram illustrating still another example of calculation of the rotation center and the rotation angle of the image processing object.

【図49】画像処理対象物の指定中心と回転中心とにず
れがあり、画像処理対象物に位置および角度のずれがあ
る場合における指定中心の位置の演算を説明する図であ
る。
FIG. 49 is a diagram illustrating the calculation of the position of the designated center when the designated center and the rotation center of the image processing object are shifted and the position and angle of the image processing object are shifted.

【図50】画像処理対象物の基準座標に対する位置ずれ
量および角度ずれ量の演算を説明する図である。
FIG. 50 is a diagram for explaining calculation of a positional shift amount and an angular shift amount of an image processing target object with respect to reference coordinates.

【図51】画像処理対象物の一種である円形の像にシー
クラインが設定された状態を示す図である。
FIG. 51 is a diagram showing a state in which a seek line is set on a circular image which is a kind of an image processing object.

【図52】上記円形の像の寸法計算を説明する図であ
る。
FIG. 52 is a diagram illustrating the calculation of the size of the circular image.

【図53】上記寸法計算におけるサイズポイントの演算
およびエッジポイントとの差の演算を説明する図であ
る。
FIG. 53 is a diagram for explaining the calculation of the size point and the calculation of the difference from the edge point in the size calculation.

【図54】QFPについて行われるパターンマッチング
を説明する図である。
FIG. 54 is a diagram illustrating pattern matching performed on a QFP.

【図55】電気部品装着装置における装着サイクルタイ
ムとCCDカメラの露光時間および画像転送時間との関
係を示すタイムチャートである。
FIG. 55 is a time chart showing the relationship between the mounting cycle time in the electric component mounting apparatus and the exposure time and image transfer time of the CCD camera.

【図56】上記電気部品装着装置における画像処理サイ
クルを説明するタイムチャートである。
FIG. 56 is a time chart for explaining an image processing cycle in the electric component mounting apparatus.

【図57】図17に示す設定データに基づいて設定され
るマスタ検査テンプレートを画像処理対象物と共に示す
図である。
57 is a diagram showing a master inspection template set based on the setting data shown in FIG. 17 together with an image processing target.

【図58】検査テンプレートによる切欠の検査の一例を
示す図である。
FIG. 58 is a diagram showing an example of notch inspection using an inspection template.

【図59】検査テンプレートによるばりの検査の一例を
示す図である。
FIG. 59 is a diagram showing an example of inspection of burrs using an inspection template.

【図60】検査テンプレートによる傷の検査の一例を示
す図である。
FIG. 60 is a diagram showing an example of a flaw inspection using an inspection template.

【図61】検査テンプレートによる不連続部および汚れ
の検査の一例を示す図である。
FIG. 61 is a diagram illustrating an example of inspection of a discontinuous portion and dirt using an inspection template.

【図62】別の検査テンプレートによる不連続部の検査
の一例を示す図である。
FIG. 62 is a diagram illustrating an example of inspection of a discontinuous portion using another inspection template.

【図63】ネガティブシークラインとポジティブシーク
ラインとを含む捜索テンプレートによる捜索の一例を示
す図である。
FIG. 63 is a diagram illustrating an example of a search using a search template including a negative seek line and a positive seek line.

【図64】別の検査テンプレートを示す図である。FIG. 64 is a diagram showing another inspection template.

【図65】さらに別の検査テンプレートを示す図であ
る。
FIG. 65 is a diagram showing still another inspection template.

【図66】従来の撮像装置による撮像を概念的に示す図
である。
FIG. 66 is a diagram conceptually showing imaging by a conventional imaging device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10:撮像装置 12:画像処理装置 14:モニ
タテレビ 16:入力装置 18:キーボード
20:マウス 22:フットスイッチ 30:装置
本体 50:撮像部 52:平行光発生部 5
8:撮像対象物支持装置 70:凹面鏡 72:ビ
ームスプリッタ 74:オリフィス 76:レンズ
系 78:CCDカメラ 80:ピンホール 8
2:CCD 108:傾斜角度調節装置 110:位置調節装置
146:光源装置 148:凹面鏡 150:ビームスプリッタ 15
2:オリフィス 154:レンズ系 180:撮像
対象物 192:均一照明装置 200,204:
撮像装置 212:蛍光板 256:DRAM
264:フレームグラバメモリ 300,308:マ
スタ捜索テンプレート 302,310,324:ポ
イントペア 328:再捜索テンプレート 33
0,346:シークライン 336:測定テンプレー
ト 338,342:シークライン 340,34
4:マスタ測定テンプレート 350,352,35
4:ネガティブシークライン 411:切欠 41
2,413,414:ネガティブシークライン 41
5,422,439,478,482:検査テンプレー
ト 480:ポジティブシークライン
10: Imaging device 12: Image processing device 14: Monitor television 16: Input device 18: Keyboard
20: mouse 22: foot switch 30: device main body 50: imaging unit 52: parallel light generation unit 5
8: Imaging object support device 70: Concave mirror 72: Beam splitter 74: Orifice 76: Lens system 78: CCD camera 80: Pinhole 8
2: CCD 108: tilt angle adjusting device 110: position adjusting device
146: light source device 148: concave mirror 150: beam splitter 15
2: Orifice 154: Lens system 180: Object to be imaged 192: Uniform illumination device 200, 204:
Imaging device 212: Fluorescent plate 256: DRAM
264: frame grabber memory 300, 308: master search template 302, 310, 324: point pair 328: re-search template 33
0, 346: seek line 336: measurement template 338, 342: seek line 340, 34
4: Master measurement template 350, 352, 35
4: Negative seek line 411: Notch 41
2,413,414: Negative seek line 41
5,422,439,478,482: Inspection template 480: Positive seek line

フロントページの続き Fターム(参考) 2F065 AA03 AA07 AA12 AA21 AA37 AA39 AA65 BB05 DD03 DD06 DD09 FF02 FF04 FF26 FF61 GG02 GG07 GG12 GG15 HH03 HH16 JJ03 JJ26 LL02 LL04 LL19 LL30 QQ13 QQ21 QQ23 QQ24 QQ25 QQ28 QQ39 QQ40 SS02 SS06 SS13 5B047 AA07 AA30 BA02 BB04 BC05 BC09 BC11 BC30 5C022 AA01 AB00 AC42 AC51 AC77 AC78 Continued on the front page F-term (reference) 2F065 AA03 AA07 AA12 AA21 AA37 AA39 AA65 BB05 DD03 DD06 DD09 FF02 FF04 FF26 FF61 GG02 GG07 GG12 GG15 HH03 HH16 JJ03 JJ26 LL02 LL04 LL19 Q24 Q27 Q28 AA30 BA02 BB04 BC05 BC09 BC11 BC30 5C022 AA01 AB00 AC42 AC51 AC77 AC78

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 凹面鏡と、 その凹面鏡の光軸上にその光軸に対して傾斜して配設さ
れたビームスプリッタと、 前記凹面鏡側から見てビームスプリッタの透過方向と反
射方向とのいずれか一方に配設され、撮像対象物をほぼ
前記凹面鏡の焦点の位置に支持する撮像対象物支持装置
と、 前記透過方向と反射方向との他方における前記凹面鏡の
焦点に対して前記ビームスプリッタとは反対側に設けら
れ、その焦点を通過して放射状に広がる光を実質的な平
行光に変換するレンズ系と、 そのレンズ系により変換された平行光によって形成され
る画像を撮像する撮像素子と、 その撮像素子に入射する光を、前記凹面鏡にその凹面鏡
の光軸に実質的に平行に入射する光に制限する制限手段
とを含むことを特徴とする撮像装置。
1. A concave mirror, a beam splitter disposed on an optical axis of the concave mirror so as to be inclined with respect to the optical axis, and one of a transmission direction and a reflection direction of the beam splitter when viewed from the concave mirror side. An imaging object support device disposed on one side and supporting the imaging object substantially at the position of the focal point of the concave mirror; and the beam splitter opposite to the focal point of the concave mirror in the other of the transmission direction and the reflection direction. A lens system that is provided on the side and converts light that spreads radially through the focal point into substantially parallel light; an image sensor that captures an image formed by the parallel light converted by the lens system; An image pickup apparatus, comprising: a limiting unit that limits light incident on the image sensor to light incident on the concave mirror substantially in parallel with an optical axis of the concave mirror.
【請求項2】 前記制限手段が、前記凹面鏡の焦点の位
置に位置するピンホールを有するオリフィスを含むこと
を特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
2. The imaging apparatus according to claim 1, wherein said restricting means includes an orifice having a pinhole located at a focal point of said concave mirror.
【請求項3】 さらに、前記撮像対象物支持装置に対し
て前記ビームスプリッタとは反対側に設けられ、前記撮
像対象物の明るくかつ実質的に均一な背景を形成する明
背景形成装置を含むことを特徴とする請求項1または2
に記載の撮像装置。
3. The apparatus according to claim 1, further comprising a light background forming device provided on a side opposite to the beam splitter with respect to the imaging target object supporting device, for forming a bright and substantially uniform background of the imaging target object. 3. The method according to claim 1, wherein
An imaging device according to claim 1.
【請求項4】 さらに、前記撮像対象物支持装置を間に
して前記ビームスプリッタとは反対側に設けられ、撮像
対象物支持装置を透過し、撮像対象物の周辺を通過して
ビームスプリッタに入光する平行光を投光する平行光発
生装置を含み、その平行光発生装置が前記制限手段とし
て機能することを特徴とする請求項1ないし3のいずれ
か1つに記載の撮像装置。
4. A beam splitter which is provided on a side opposite to the beam splitter with the imaging object support device interposed therebetween, transmits through the imaging object support device, passes around the imaging object, and enters the beam splitter. The imaging device according to any one of claims 1 to 3, further comprising a parallel light generator that projects parallel light that emits light, wherein the parallel light generator functions as the limiting unit.
【請求項5】 前記平行光発生装置が、 前記撮像対象物支持装置を間にして第1ビームスプリッ
タとしての前記ビームスプリッタとは反対側に設けられ
た第2ビームスプリッタと、 前記撮像対象物支持装置から見て前記第2ビームスプリ
ッタの反射方向に、第1凹面鏡としての前記凹面鏡とは
別に設けられた第2凹面鏡と、 その第2凹面鏡から見て前記第2ビームスプリッタの透
過方向における第2凹面鏡の焦点位置に設けられ、第2
ビームスプリッタに向かって放射状に広がる照明光を放
射する点光源とを含むことを特徴とする請求項4に記載
の撮像装置。
5. A parallel beam generator, comprising: a second beam splitter provided on a side opposite to the beam splitter as a first beam splitter with the imaging object support device interposed therebetween; A second concave mirror provided separately from the concave mirror as a first concave mirror in a reflection direction of the second beam splitter as viewed from the apparatus; and a second concave mirror in a transmission direction of the second beam splitter as viewed from the second concave mirror. The second mirror is provided at the focal position of
The imaging device according to claim 4, further comprising: a point light source that emits illumination light that spreads radially toward the beam splitter.
【請求項6】 前記点光源が、 前記第2凹面鏡の焦点位置に設けられたピンホールを備
えた、第1オリフィスとしての前記オリフィスとは別の
第2オリフィスと、 その第2オリフィスに対して前記第2ビームスプリッタ
とは反対側に設けられ、オリフィスに向かってほぼ平行
な照明光を投光する平行光源と、 その平行光源からの光を前記第2オリフィスのピンホー
ルを経て前記第2ビームスプリッタに向かって放射状に
広がる照明光に変換する、前記第1レンズ系とは別の第
2レンズ系とを含むことを特徴とする請求項5に記載の
撮像装置。
6. A second orifice different from the orifice as a first orifice, wherein the point light source has a pinhole provided at a focal position of the second concave mirror, and a second orifice. A parallel light source that is provided on the opposite side to the second beam splitter and emits substantially parallel illumination light toward the orifice; and the light from the parallel light source passes through the pinhole of the second orifice to form the second beam. The image pickup apparatus according to claim 5, further comprising a second lens system different from the first lens system, which converts the light into illumination light that spreads radially toward the splitter.
【請求項7】 前記第1凹面鏡,第1ビームスプリッ
タ,第1オリフィス,第1レンズ系と、前記第2凹面
鏡,第2ビームスプリッタ,第2オリフィス,第2レン
ズ系とがそれぞれ、前記撮像対象物支持装置による前記
撮像物支持位置に対して面対称に配置されたことを特徴
とする請求項6に記載の撮像装置。
7. The imaging object includes the first concave mirror, the first beam splitter, the first orifice, and the first lens system, and the second concave mirror, the second beam splitter, the second orifice, and the second lens system, respectively. The imaging device according to claim 6, wherein the imaging device is arranged symmetrically with respect to a position where the object is supported by the object support device.
【請求項8】 請求項1ないし7のいずれか1つに記載
の撮像装置と、 その撮像装置により撮像された画像を表す画像データを
処理することにより前記撮像対象物の位置,回転角度,
寸法の少なくとも1つを取得する画像処理装置とを含む
ことを特徴とする光学式測定装置。
8. An image pickup device according to claim 1, wherein the image pickup device processes image data representing an image picked up by the image pickup device to obtain a position, a rotation angle,
An image processing device for acquiring at least one of the dimensions.
【請求項9】 前記画像処理装置が、 前記撮像素子により撮像された画像のデータを記憶する
画像データ記憶手段と、 2個の点を直線状に結んで成るシークラインを複数本有
する測定テンプレートのデータを記憶する測定テンプレ
ートデータ記憶手段と、 その測定テンプレートデータ記憶手段の測定テンプレー
トを前記画像データ記憶手段の画像データの表す画像が
存在する画面に重ね、前記複数本のシークラインの各々
の上において光学的特性の急変する点であるエッジ点の
座標を演算するエッジ点座標演算手段とを含むことを特
徴とする請求項8に記載の光学式測定装置。
9. An image processing apparatus comprising: an image data storage unit configured to store data of an image captured by the imaging device; and a measurement template including a plurality of seek lines connecting two points in a straight line. A measurement template data storage unit for storing data, and a measurement template of the measurement template data storage unit is superimposed on a screen on which an image represented by the image data of the image data storage unit exists, and on each of the plurality of seek lines, 9. The optical measuring apparatus according to claim 8, further comprising edge point coordinate calculating means for calculating coordinates of an edge point at which an optical characteristic changes suddenly.
【請求項10】 前記画像処理装置がさらに、 一定の距離を隔てた2個の点を一対とするポイントペア
を複数組有する捜索テンプレートのデータを記憶する捜
索テンプレートデータ記憶手段と、 その捜索テンプレートデータ記憶手段の捜索テンプレー
トを前記画像データ記憶手段の画像データの表す画像が
存在する画面に重ねた場合に、前記複数組のポイントペ
アを構成する各対の点の光学的特性値の相違状態が設定
状態以上である場合には、それら各対の点が、前記画像
の光学的特性が急変する部分であるエッジの両側に位置
する適合状態にあるとし、前記複数のポイントペアのう
ち設定量以上のものが適合状態にあれば、撮像対象物は
捜索テンプレートに適合する捜索対象物であると判定す
る判定手段と、を含むことを特徴とする請求項9に記載
の光学式測定装置。
10. A search template data storage means for storing data of a search template having a plurality of point pairs each including a pair of two points separated by a predetermined distance, the search template data comprising: When the search template of the storage unit is overlaid on a screen on which an image represented by the image data of the image data storage unit is present, the difference state of the optical characteristic value of each pair of the plurality of point pairs is set. If the state is equal to or more than the state, each pair of points is in an adapted state located on both sides of an edge, which is a part where the optical characteristics of the image change rapidly, and a set amount or more of the plurality of point pairs A determination unit that determines that the imaging target object is a search target object that matches the search template if the object is in a matching state. Optical measuring device according to.
【請求項11】 請求項1ないし7のいずれか1つに記
載の撮像装置と、 その撮像装置により撮像された画像を表す画像データを
処理することにより前記撮像対象物の欠陥を検出する画
像処理装置とを含むことを特徴とする光学式検査装置。
11. An image pickup apparatus according to claim 1, wherein the image pickup apparatus detects a defect of the object by processing image data representing an image picked up by the image pickup apparatus. An optical inspection device, comprising:
【請求項12】 前記画像処理装置が、 前記撮像装置により撮像された画像のデータである画像
データを記憶する画像データ記憶手段と、 その画像データ記憶手段に記憶された画像データにより
表される画像の光学的特性が急変する部分であるエッジ
と交差しないことが予定されたネガティブシークライン
を設定するネガティブシークライン設定手段と、 その設定されたネガティブシークラインがエッジと交差
する場合には前記撮像対象物に欠陥があると判定する判
定手段とを含むことを特徴とする請求項11に記載の光
学式検査装置。
12. The image processing apparatus, comprising: an image data storage unit configured to store image data that is data of an image captured by the imaging device; and an image represented by the image data stored in the image data storage unit. Negative seek line setting means for setting a negative seek line scheduled not to intersect with an edge which is a portion where the optical characteristics of the image suddenly change; and, when the set negative seek line intersects with the edge, the imaging object The optical inspection apparatus according to claim 11, further comprising: a determination unit configured to determine that the object has a defect.
【請求項13】 請求項1ないし7のいずれか1つに記
載の撮像装置と、 その撮像装置により撮像された画像を表す画像データを
処理することにより前記撮像対象物の位置および回転角
度を取得し、かつ、その取得した位置および回転角度の
データと予め付与された欠陥検出用データとに基づいて
撮像対象物の欠陥を検出する画像処理装置とを含むこと
を特徴とする光学式検査装置。
13. An image capturing apparatus according to claim 1, wherein a position and a rotation angle of the image capturing object are obtained by processing image data representing an image captured by the image capturing apparatus. And an image processing apparatus for detecting a defect of an object to be imaged based on the acquired position and rotation angle data and defect detection data provided in advance.
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