JP2000057345A - ワークの欠陥検査方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】単純で，高速かつ高精度のワーク傷の検出方法
及び装置を与える。 【解決手段】ワーク１を載置し固定するためのワーク台
２４と，ワークを撮影するカメラ２１と，カメラ及びワ
ークの間に配置された反射光源２２と，ワーク台に関し
てカメラと反対側に設置され反射光源と光軸の一致した
透過光源３１と，撮影された画像を画像処理する装置２
９とを有し、ワークをワーク台に位置決めして載置する
工程と，反射光源及び透過光源の照度を所望の値に設定
する工程であって，ワークの金属部分と金属以外の部分
の明度が実施的に一致するように設定する工程と，ワー
クの一部若しくは全体をカメラで撮影する工程と，撮影
された画像を２値化して，画像処理する工程と，画像処
理された画像をもとに傷の数をカウントする工程と，か
ら成る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は，プレス加工によっ
て打ち抜かれたワークの傷（打痕）等若しくはエッチン
グ処理等よって製作されたワークの傷を検出するための
装置及び方法に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】図１
は，従来のプレス加工によって打ち抜かれたワーク1を
示している。該ワーク1は具体的には連続する複数のリ
ードフレームが結合したものである。ここで，ワーク1
は単純化のために実際のリードフレームの中心付近を簡
略化して表示している。ワーク1は金属部２及び打ち抜
かれた金属以外の部分3から成る。各リードフレーム間
には位置合わせ用の穴4が少なくとも一つ設けられてい
る。概して当該リードフレーム1は，銅(Cu)，またはニ
ッケル(Ni)を42％含む鉄(Fe)製コイル材から成り，薄い
板状の部材をスタンピングプレスして形成したもので，
その形状はさまざまであるが，大きさはリードフレーム
ひとつ当たり概して20mm ²〜500mm²である。

【０００３】コイル材をスタンピングプレスしてワーク
を生産する際，下に落ちた抜きカスが浮き上がって金属
部分に付着し“打痕”と呼ばれる傷ができる。また材料
自体に傷がある場合やその他の理由により加工中に傷が
できる場合もある。この傷5を検出することは，半導体I
Cの信頼性に関わることなので非常に重要である。

【０００４】従来，ワークの打痕5を検出する方法とし
て次のようなものがある。図２(A)は，ワークの打痕5を
検出するための従来の装置20を示したものであり，図２
(B)は従来の装置で撮影したワークの画像28を示したも
のである。

【０００５】従来の装置20は，ワーク1を載置するため
の表面が平坦なワーク台24，ワーク1を撮影するための
撮影用のカメラ21，ワーク1及びカメラ21の間に配置さ
れた反射光源22，撮影した画像を画像処理するための画
像処理装置29，画像処理装置29に接続されたコンピュー
タ23及び撮影した画像を表示するためのディスプレイ26
から成る。

【０００６】従来のワーク欠陥検出方法は撮影に反射光
を使用するため，金属部分2は反射して白く，それ以外
の部分3は反射せずに黒く写るのが特徴である。したが
って，図１の打痕5は，画像28中では明暗の違う部分27
として検出される。

【０００７】ワークの撮影は以下の順序で実行される。
まず，傷のない正常なリードフレーム全体を撮影し，明
部及び暗部を画素単位で記録する。これをティーチング
と呼ぶ。次に，被写体のワークをワーク上に付けられた
位置決めマーク（例えば，図１の穴4）に従ってトリガ
ーを掛けて画像として取り込む。最後に取り込まれた画
像はコンピュータによって正確に位置補正され，正常な
画像と画素単位で比較される。この時，金属部分に傷が
あれば，明暗に差ができるのでそれによってリードフレ
ーム上の傷を検出することができる。

【０００８】取り込んだ画像を処理する方法として，例
えば以下の２つ方法がある。１つは記録された正常画像
及び撮影された被験画像をすべての画素にわたってその
明度を比較していく方法である。この方法は，各画素毎
の記憶されたそれぞれの明度の数値どうしを比較をしな
ければならないため，演算に非常に時間がかかるという
問題がある。

【０００９】もうひとつの方法は，画面当たりの検出ス
ピードを上げるために，取り込んだ画像内にいくつかの
ブロックを設定し，その範囲だけの明度を比較処理する
というものである。しかし，この方法では設定された範
囲外の傷の検出は不可能である。

【００１０】したがって，本発明の目的は，単純で，高
速かつ高精度のワークの打痕の検出方法及び装置を与え
ることである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は以下の手段から成る。

【００１２】本発明係る加工されたワーク表面の欠陥を
検出するための装置は，前記ワークを載置し固定するた
めのワーク台と，前記ワークを撮影するカメラと，前記
カメラ及びワークの間に配置された反射光源と，前記ワ
ーク台に関して前記カメラと反対側に設置された透過光
源であって，前記反射光源と光軸の一致した透過光源
と，前記撮影された画像を画像処理する装置と，から成
る装置。

【００１３】ここで具体的には，前記ワークは，プレス
加工によって作成される。

【００１４】また前記ワークは，エッチング処理によっ
て作成されてもよい。

【００１５】さらに具体的には前記反射光源と，前記透
過光源は調光式の照明器具である。

【００１６】さらに当該装置は前記画像処理装置に接続
されたディスプレイ手段を含むこともできる。

【００１７】一方，本発明係る加工されたワーク表面の
欠陥を検出するための方法は，前記ワークをワーク台に
位置決めして載置する工程と，前記反射光源の照度及び
前記透過光源の照度を所望の値に設定する工程であっ
て，ワークの金属部分と金属以外の部分の明度が実質的
に一致するように設定する工程と，ワークの一部若しく
は全体をカメラで撮影する工程と，撮影された画像を２
値化して，画像処理する工程と，画像処理された画像を
もとに傷の数をカウントする工程と，から成る方法。

【００１８】具体的には，前記ワークは，プレス加工に
よって作成される。

【００１９】また具体的には，前記ワークは，エッチン
グ処理によって作成されてもよい。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下，図面とともに本発明を説明
する。

【００２１】図３を参照して，本発明に係る加工された
ワーク表面の欠陥を検出するための装置30は，前記ワー
ク1を載置し固定するためのワーク台24と，前記ワーク1
を撮影するカメラ21と，前記カメラ21及びワーク1の間
に配置された反射光源22と，前記ワーク台24に関して前
記カメラ21と反対側に設置された透過光源31であって，
前記反射光源22と光軸aの一致した透過光源31と，前記
撮影された画像を画像処理する装置29と，から成る。

【００２２】ワーク1は，上記したように，具体的には
銅(Cu)，またはニッケル(Ni)42%を含む鉄(Fe)から成る
コイル材から成る薄板をスタンピング処理することによ
って作成される。その際の抜きカスが金型から浮き上が
ってワークに付着し打痕5を生じさせる。若しくはエッ
チング処理されたワーク自体に材料の傷が存在する場合
もある。

【００２３】ワークを載置するためのワーク台は通常の
平坦なもので良く，好適には被験体のワーク1の下部に
は開口部25が設けられている。

【００２４】当該ワーク1を撮影するカメラ21は好適に
は，有効画素数659*494のCCDカメラであり，レンズの焦
点距離は約50mm，検出有効面積は30*20mm，画面分解能
は約0.06mm/画素であるが，それ以外のカメラを使用す
ることも可能である。このカメラ21を使用すると，直径
0.2mm以上の傷が検出可能である。

【００２５】上記カメラ21とワーク台24の間に配置され
た反射光源22は通常のLED方式の証明装置であるがそれ
以外の均一は照度が得られる照明装置を使用してもよ
い。通常は約1200ルクスで使用する。だだし，後に詳し
く説明するように，この反射光源の照度は透過光源の照
度とともに変更され得る。

【００２６】ワーク台24を介して反射光源22と反対側に
透過光源31が設けられている。この透過光源31は上記反
射光源22と光軸aが一致しており，同様にLED方式の照明
装置である。

【００２７】カメラ21で撮影された画像は画像処理装置
29内で，サンプリングされ２値化されて，画素単位で明
度の階調がメモリに記憶され，合成された画像がディス
プレイ26に表示される。

【００２８】本発明に係る装置はさらに，画像処理装置
29に接続されたが画像処理用のコンピュータ23を含むこ
とができる。

【００２９】一方，本発明に係る加工処置されたワーク
表面の欠陥を検出するための方法は，前記ワーク1をワ
ーク台24に位置決めして載置する工程と，前記反射光源
の照度及び前記透過光源の照度を所望の値に設定する工
程であって，ワークの金属部分と金属以外の部分の明度
が実施的に一致するように設定する工程と，ワークの一
部若しくは全体をカメラ21で撮影する工程と，撮影され
た画像を２値化して，画像処理する工程と，画像処理さ
れた画像をもとに傷の数をカウントする工程と，から成
る。

【００３０】本発明によれば，反射光源22の照度及び透
過光源31の照度を同時に調節することによって，反射光
源22からの光で反射する金属部分の照度と，透過光源31
からの光による金属以外の部分の照度を一致させること
ができる。その結果，ワークの形状は完全に消滅し，こ
の状態で撮影される画像には何も写らないことになる。
だだし，ワークに傷が存在すると，その部分のみが明度
の均衡を破り，暗部となって画像上に出現することにな
る。

【００３１】すなわち，ワーク表面の傷がくぼみ状のも
のであれば，くぼみ周縁部で反射光が散乱するためその
部分は暗部となって画像処理され，表示される。図３
(B)はコントラストを反転した画像である。白い部分32
は傷を表している。こうすれば傷の発見は至って容易で
あり，極小さい傷でも発見することが可能である。

【００３２】このように，本発明によれば，ワーク形状
に無関係に傷の発見及び計測を行うことができるため，
従来のような面倒なティーチングが不要になるばかり
か，画像取り込みの際にトリガーを掛ける必要もなくな
り，取り込んだ画像の微妙な位置調整も不要となった。

【００３３】従って，本発明に係る装置及び方法によれ
ば，従来よりも単純に，迅速かつ正確にワークの打痕を
検出することが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は，実際に製作された一連のワークを略示
したものである。

【図２】図２は，従来のワーク打痕検出装置及び処理画
像を略示したものである。

【図３】図３は，本発明に係るワーク打痕検出装置及び
処理画像を略示したものである。

【符号の説明】

1 ワーク 21 CCDカメラ 22 反射光源 23 コンピュータ 24 ワーク台 25 開口 26 ディスプレイ 29 画像処理装置 30 ワーク打痕検出装置 31 透過光源 32 打痕 33 シルエット 34 画像

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浅 野 芳 則 愛知県犬山市大字犬山字南古券105番地加 藤ビル４階 トーク株式会社内 Ｆターム(参考） 2G051 AA56 AA61 AB07 CB01 CB02 EA11 EA16 EB01 ED07 5B047 AA12 AB02 BC12 BC16 CA19 CB04 DB03 DC07 5B057 AA03 BA02 CA02 CA08 CA12 CA16 CB02 CB06 CB12 CC01 CE11 CE12 DA03

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】加工されたワーク表面の欠陥を検出するた
   めの装置であって，前記ワークを載置し固定するための
   ワーク台と，前記ワークを撮影するカメラと，前記カメ
   ラ及びワークの間に配置された反射光源と，前記ワーク
   台に関して前記カメラと反対側に設置された透過光源で
   あって，前記反射光源と光軸の一致した透過光源と，前
   記撮影された画像を画像処理する装置と，から成る装
   置。
2. 【請求項２】請求項１に記載の装置であって，前記ワー
   クは，プレス加工によって作成された，ところの装置。
3. 【請求項３】請求項１に記載の装置であって，前記ワー
   クは，エッチング処理によって作成された，ところの装
   置。
4. 【請求項４】請求項１に記載の装置であって，前記反射
   光源と，前記透過光源は調光式の照明器具である，とこ
   ろの装置。
5. 【請求項５】請求項１に記載の装置であって，さらに前
   記画像処理装置に接続されたディスプレイ手段を含む，
   ところの装置。
6. 【請求項６】加工されたワーク表面の欠陥を検出するた
   めの方法であって，前記ワークをワーク台に位置決めし
   て載置する工程と，前記反射光源の照度及び前記透過光
   源の照度を所望の値に設定する工程であって，ワークの
   金属部分と金属以外の部分の明度が実質的に一致するよ
   うに設定する工程と，ワークの一部若しくは全体をカメ
   ラで撮影する工程と，撮影された画像を２値化して，画
   像処理する工程と，画像処理された画像をもとに傷の数
   をカウントする工程と，から成る方法。
7. 【請求項７】請求項６に記載の方法であって，前記ワー
   クは，プレス加工によって作成された，ところの方法。
8. 【請求項８】請求項６に記載の方法であって，前記ワー
   クは，エッチング処理によって作成された，ところの方
   法。