JP2001147108A - 画像解析による円若しくは部分円形状部の直径計測方法 - Google Patents

画像解析による円若しくは部分円形状部の直径計測方法

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JP2001147108A
JP2001147108A JP33100199A JP33100199A JP2001147108A JP 2001147108 A JP2001147108 A JP 2001147108A JP 33100199 A JP33100199 A JP 33100199A JP 33100199 A JP33100199 A JP 33100199A JP 2001147108 A JP2001147108 A JP 2001147108A
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Hideharu Ogami
秀晴 大上
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Sumitomo Metal Mining Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 リードフレームにおけるガイドホール等の直
径を高精度で計測できる画像解析による直径計測方法を
提供する。 【解決手段】 この計測方法はリードフレームまたはラ
インスキャンカメラの一方を一定速度で移動させながら
ガイドホール5等の一次元または二次元画像を撮影し、
この画像に対しライン方向と平行な方向にエッジ検出線
10を設定して第一および第二エッジ座標を求めかつこれ
等座標からエッジ間距離を求める距離計測工程と、エッ
ジ検出線の設定を1画素分平行にずらして距離計測工程
を繰返し順次データを比較して長さが1番目の第一およ
び第二エッジ座標A1、B1と2番目の第一および第二エッ
ジ座標A2、B2を特定する工程と、A1−B1間距離、A1−B2
間距離、A2−B1間距離をそれぞれ求めその最大値を上記
直径値とすることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、同一パターンのリ
ードフレーム構造体が連続的に形成された帯状金属シー
ト若しくは上記リードフレーム構造体に設けられたガイ
ドホール等、円若しくは部分円形状部の直径を画像解析
により計測する方法に係り、特に、その計測精度を飛躍
的に向上できる直径計測方法の改良に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】この種のリードフレームとしては、図9
に示すようにCuまたはCu合金、Fe−Ni合金等の
帯状金属シート1に対し金型を用いたプレスによる機械
的打抜き加工あるいはエッチングレジストとエッチング
液を用いたエッチング加工等を施してリードフレーム構
造体2を連続的に形成して成るものが例示され、また、
上記リードフレーム構造体2は、通常、単一のチップ搭
載用ステージ3、複数のリード4やガイドホール5等を
備えている。そして、これ等帯状金属シート1やリード
フレーム構造体2に設けられた上記ガイドホール5につ
いては、製品出荷検査や製造プロセス管理のため頻繁に
その直径が計測される。
【0003】図10〜図12はラインスキャンカメラを
用いた計測装置を示している。
【0004】すなわち、この計測装置は、図10〜図1
2に示すように帯状金属シート1の搬送路近傍に設けら
れかつ内部にCCDアレイ6を有するラインスキャンカ
メラ7と、上記搬送路を挟んでラインスキャンカメラ7
の対向側に配置されたライン照明手段8と、この計測装
置における制御系の主要部を構成する図示外の制御用コ
ンピュータと、この制御用コンピュータに組込まれかつ
画像入力側が上記ラインスキャンカメラ7に接続される
と共にその画像出力側が撮影画像モニター用のディスプ
レイに接続された画像解析ボード(共に図示せず)を具
備するものであった。尚、図10中の91と92は、上
記ラインスキャンカメラ7とライン照明手段8を同期さ
せて矢印方向へ移動させる搬送手段を示している。
【0005】そして、上記帯状金属シート1またはライ
ンスキャンカメラ7の一方を上記CCDアレイ6の配列
方向(すなわち、ラインスキャンカメラ7のライン方
向)に対し垂直な方向へ移動させると、ライン照明手段
8で照明された帯状金属シート1におけるガイドホール
5周辺の投影像がラインスキャンカメラ7により順次撮
影され、かつ、この撮影データが上記画像解析ボードに
入力されて画像解析ボードの各座標位置にCCDアレイ
6における対応する各画素の撮影濃度が記録されると共
に、撮影された上記ガイドホール5周辺の二次元投影像
(図13参照)が撮影画像モニター用のディスプレイに
表示されるようになっている。尚、搬送路を挟んで上記
ラインスキャンカメラ7の対向側に配置されたライン照
明手段8に代えて反射照明若しくは同軸落射照明手段が
用いられる場合もある。この場合、上記ガイドホール5
周辺の二次元反射像が記録される。
【0006】そして、得られたガイドホール5周辺の二
次元投影像に対し、図13に示すように上記CCDアレ
イ6の配列方向(すなわち、ラインスキャンカメラ7の
ライン方向)と平行な方向でかつガイドホール5の縁を
横切るようにエッジ検出線10を設定し、このエッジ検
出線10上の画像濃度変化によるエッジ検出によりピク
セル精度若しくはサブピクセル精度で第一エッジ座標a
1(Xa、Ya)と第二エッジ座標b1(Xa、Yb)を求
めると共に、得られた上記第一エッジ座標a1(Xa、
Ya)と第二エッジ座標b1(Xa、Yb)からエッジ間
距離(Ya−Yb)を求める。
【0007】次に、上記エッジ検出線10の設定をCC
Dアレイ6の配列方向(すなわち、ラインスキャンカメ
ラ7のライン方向)と垂直な方向へ1画素分平行にずら
して同様にエッジ間距離(Ya−Yb)を求め、得られる
エッジ間距離(Ya−Yb)を逐次比較してエッジ間距離
が1番大きい1番目エッジ間距離を上記ガイドホール5
の直径値としている。
【0008】また、図14は、上記ラインスキャンカメ
ラ7で順次撮影されるガイドホール5周辺の一次元投影
像からガイドホール5の直径を求める方法を示してい
る。
【0009】すなわち、得られたガイドホール5周辺の
一次元投影像に対し、図14に示すように上記CCDア
レイ6の配列方向(すなわち、ラインスキャンカメラ7
のライン方向)と平行な方向でかつガイドホール5の縁
を横切るようにエッジ検出線10を設定し、このエッジ
検出線10上の画像濃度変化によるエッジ検出によりピ
クセル精度若しくはサブピクセル精度で第一エッジ座標
a1(Xa、Ya)と第二エッジ座標b1(Xa、Yb)を
求めると共に、得られた第一エッジ座標a1(Xa、Y
a)と第二エッジ座標b1(Xa、Yb)からエッジ間距
離(Ya−Yb)を求める。
【0010】次に、順次得られるガイドホール5周辺の
一次元投影像に対し、同様にエッジ間距離(Ya−Yb)
を求め、得られるエッジ間距離(Ya−Yb)を逐次比較
してエッジ間距離が1番大きい1番目エッジ間距離を上
記ガイドホール5の直径値としている。
【0011】尚、図13に示した計測方法ではそのエッ
ジ検出線10の設定をCCDアレイ6の配列方向(すな
わち、ラインスキャンカメラ7のライン方向)と平行な
方向に設定してガイドホール5の直径値を求めている
が、CCDアレイ6の配列方向(すなわち、ラインスキ
ャンカメラ7のライン方向)と垂直な方向に設定してガ
イドホール5の直径値を求めることも可能である。但
し、後者の計測方法の場合、ガイドホール5周辺の画像
取り込に際して上記帯状金属シート1またはラインスキ
ャンカメラ7の移動速度むらが加わるため、その分、前
者の計測方法と較べて計測誤差が増大する弊害が存在す
る。このため、通常、エッジ検出線10の設定をCCD
アレイ6の配列方向(すなわち、ラインスキャンカメラ
7のライン方向)と平行な方向に設定して計測する方法
が採られている。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】ところで、図13およ
び図14で示した従来の直径計測方法においてラインス
キャンカメラ7がガイドホール5の二次元若しくは一次
元画像を取込むとき、図15および図16に示すように
ガイドホール5における中心線上のエッジa、bが隣接
する画素列間の境界線上に位置された状態で取込まれる
場合があり、計測された1番目エッジ間距離がガイドホ
ール5の直径値より若干小さくなって真の直径値を示さ
なくなる問題点があった。特に、図17に示すようにラ
インスキャンカメラの取込み速度に対し移動速度が速い
とき(すなわち、取込まれた二次元画像におけるアスペ
クト比が等しくない場合)にこの問題は顕著であった。
【0013】本発明はこの様な問題点に着目してなされ
たもので、その課題とするところは、計測対象物におけ
る円若しくは部分円形状部の直径を高い精度で計測でき
る直径計測方法を提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】すなわち、請求項1に係
る発明は、計測対象物またはラインスキャンカメラの一
方を一定速度で移動させながら計測対象物全体若しくは
一部の二次元投影像若しくは反射像を撮影し、かつ、得
られた二次元画像の画像解析により上記計測対象物にお
ける円若しくは部分円形状部の直径を計測する方法を前
提とし、上記円若しくは部分円形状部の二次元画像に対
しラインスキャンカメラのライン方向と平行な方向でか
つ円若しくは部分円形状部の縁を横切るようにエッジ検
出線を設定し、このエッジ検出線上の画像濃度変化によ
るエッジ検出によりピクセル精度若しくはサブピクセル
精度で第一エッジ座標と第二エッジ座標を求めると共
に、上記第一エッジ座標と第二エッジ座標からエッジ間
距離を求めるエッジ間距離計測工程と、上記エッジ検出
線の設定をラインスキャンカメラのライン方向と垂直な
方向へ1画素分平行にずらして上記エッジ間距離計測工
程を繰り返すと共に、得られたエッジ間距離を逐次比較
してエッジ間距離が1番大きい1番目エッジ間距離の第
一エッジ座標A1と第二エッジ座標B1および2番目に
大きい2番目エッジ間距離の第一エッジ座標A2と第二
エッジ座標B2を少なくとも特定するエッジ座標特定工
程と、特定された第一エッジ座標A1と第二エッジ座標
B1および第一エッジ座標A2と第二エッジ座標B2か
ら、第一エッジ座標A1と第二エッジ座標B2間距離お
よび第一エッジ座標A2と第二エッジ座標B1間距離を
求め、かつ、第一エッジ座標A1と第二エッジ座標B2
間距離、第一エッジ座標A2と第二エッジ座標B1間距
離、および、上記1番目エッジ間距離を比較してその最
大値を計測対象物における円若しくは部分円形状部の直
径とする直径計測工程、を具備することを特徴とし、ま
た、請求項2に係る発明は、計測対象物またはラインス
キャンカメラの一方を一定速度で移動させながら計測対
象物全体若しくは一部の一次元投影像若しくは反射像を
撮影し、かつ、順次得られる一次元画像の画像解析によ
り上記計測対象物における円若しくは部分円形状部の直
径を計測する方法を前提とし、上記円若しくは部分円形
状部の一次元画像に対しラインスキャンカメラのライン
方向と平行な方向でかつ円若しくは部分円形状部の縁を
横切るように設定されたエッジ検出線上の画像濃度変化
によるエッジ検出によりピクセル精度若しくはサブピク
セル精度で第一エッジ座標と第二エッジ座標を求め、か
つ、第一エッジ座標と第二エッジ座標からエッジ間距離
を求めるエッジ間距離計測工程と、順次得られる円若し
くは部分円形状部の一次元画像に対し上記エッジ間距離
計測工程を繰り返すと共に、得られたエッジ間距離を逐
次比較してエッジ間距離が1番大きい1番目エッジ間距
離の第一エッジ座標A1と第二エッジ座標B1および2
番目に大きい2番目エッジ間距離の第一エッジ座標A2
と第二エッジ座標B2を少なくとも特定するエッジ座標
特定工程と、特定された第一エッジ座標A1と第二エッ
ジ座標B1および第一エッジ座標A2と第二エッジ座標
B2から、第一エッジ座標A1と第二エッジ座標B2間
距離および第一エッジ座標A2と第二エッジ座標B1間
距離を求め、かつ、第一エッジ座標A1と第二エッジ座
標B2間距離、第一エッジ座標A2と第二エッジ座標B
1間距離、および、上記1番目エッジ間距離を比較して
その最大値を計測対象物における円若しくは部分円形状
部の直径とする直径計測工程、を具備することを特徴と
するものである。
【0015】次に、請求項3に係る発明は、請求項1ま
たは請求項2に係る円若しくは部分円形状部の直径計測
方法においてその計測対象物を特定した発明に関する。
【0016】すなわち、請求項3に係る発明は、請求項
1または2記載の発明に係る画像解析による円若しくは
部分円形状部の直径計測方法を前提とし、同一パターン
のリードフレーム構造体が連続的に形成された帯状金属
シート若しくは上記リードフレーム構造体により計測対
象物が構成され、かつ、上記円若しくは部分円形状部が
帯状金属シートまたはリードフレーム構造体に設けられ
たガイドホールであることを特徴とするものである。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。
【0018】[第一実施の形態]この実施の形態におい
て適用される計測装置は、図10〜図12に示した従来
例に係る計測装置と同一である。
【0019】すなわち、この計測装置は、内部にCCD
アレイを有するラインスキャンカメラ並びにライン照明
手段と、制御系の主要部を構成する制御用コンピュータ
と、この制御用コンピュータに組込まれかつ画像入力側
がラインスキャンカメラに接続され画像出力側が撮影画
像モニター用のディスプレイに接続された画像解析ボー
ド等を具備している。
【0020】尚、この計測装置においては、2倍レンズ
が取付けられた画素サイズ14μm×14μmでかつ2
048画素のラインスキャンカメラが組込まれている。
そして、上記ラインスキャンカメラのラインスキャンレ
ートを10kHzに設定した場合、280(mm/se
c)=14(μm)×2(倍)×10kHzの速度条件
で計測対象物若しくはラインスキャンカメラをCCDア
レイの配列方向(ラインスキャンカメラのライン方向)
に対し垂直な方向へ移動させると、取込まれた2次元画
像におけるCCDアレイの配列方向と移動方向のアスペ
クト比(縦横比)は等しくなる。また、計測対象物若し
くはラインスキャンカメラの移動速度が140mm/s
ecならば2次元画像におけるCCDアレイの配列方向
と移動方向のアスペクト比(縦横比)は1:2になり、
計測対象物若しくはラインスキャンカメラの移動速度が
560mm/secならば2次元画像におけるCCDア
レイの配列方向と移動方向のアスペクト比(縦横比)は
1:0.5となる。
【0021】以下、上記計測装置を用いた第一実施の形
態に係る直径計測方法について説明する。
【0022】まず、2次元画像におけるCCDアレイの
配列方向と移動方向のアスペクト比(縦横比)が1:1
となるように計測対象物(リードフレーム構造体)若し
くはラインスキャンカメラの移動速度を280mm/s
ecに設定してリードフレーム構造体のガイドホール5
近傍における2次元投影像(図1参照)を撮影する。
【0023】尚、ラインスキャンカメラにおけるCCD
アレイの出力側は画像メモリーを装備する上記画像解析
ボードに接続されており、図2(A)に示す画像メモリ
ーのX軸(移動方向の座標位置を特定する)とY軸(C
CDアレイ方向の座標位置を特定する)で指定される各
座標位置に、CCDアレイにおける対応する各画素の撮
影濃度(図2Bに示すように同一のX1座標列上に存在
するD11、D12、D13等の画像濃度データ群)が一画素
列毎(すなわち、X1、X2、X3等同一のX座標列上に
存在する各画素列毎)順次記録されるようになってい
る。また、D11、D12、D13等の画像濃度データは、図
3(A)〜(B)に示すように1画素のCCDが受光す
る平均エネルギー(例えば、図3Bに示されているよう
に図3Aの暗部に対応する各画素の画像濃度は0、図3
Aの明部に対応する各画素の画像濃度は255、図3A
の中間部に対応する各画素の画像濃度は平均値としての
50、110、210等)に基づき設定されている。ま
た、図2(C)に示すように同一のX座標列(例えば、
X1座標列)上に存在する同一画素列の相隣接する各画
素間における差分濃度、すなわち、(D11−D12=D’
1112)、(D12−D13=D’1213)、(D13−D14=
D’1314)、(D14−D15=D’1415)等を順次求める
ことにより画像濃度変化の一次微分値が得られる。
【0024】次に、図4(A)に示すように撮影された
リードフレーム構造体のガイドホール5近傍における2
次元画像100に対し、ラインスキャンカメラのライン
方向(CCDアレイの配列方向)と平行な方向でかつガ
イドホール5の縁(図4Aに示すα、β)を横切るよう
にエッジ検出線10を設定し、かつ、図4(B)に示す
ように上記エッジ検出線10上の画像濃度変化によるエ
ッジ検出によりピクセル精度若しくはサブピクセル精度
でエッジ位置α(すなわち第一エッジ座標位置)とエッ
ジ位置β(すなわち第二エッジ座標位置)を求めると共
に、上記第一エッジ座標と第二エッジ座標からエッジ間
距離(すなわちエッジ位置αとエッジ位置β間距離)を
求める(エッジ間距離計測工程)。
【0025】尚、図4(A)においては1本のエッジ検
出線10によりエッジ位置αとエッジ位置βを求める内
容になっているが、図4(A)において101と102
に示すように同一のX座標列上に存在する2本のエッジ
検出線をそれぞれ設定してエッジ位置αとエッジ位置β
を別々に求める方法を採ってもよい。また、ピクセル精
度でエッジ位置を検出するとは、同一のX座標列(例え
ば、X1座標列)上に存在する同一画素列の相隣接する
各画素間における差分濃度、すなわち(D11−D12=
D’1112)、(D12−D13=D’1213)、(D13−D14
=D’1314)、(D14−D15=D’1415)等画像濃度変
化の1次微分値をコンピュータで計算し、その1次微分
値が最大の位置を1画素単位の精度で求めることを意味
し、また、サブピクセル精度でエッジ位置を検出すると
は、上記1次微分値をコンピュータで計算し、その変化
分を図5(A)に示すようにガウス曲線にフィッティン
グさせると共に、図5(A)〜(B)に示すようにその
最大の位置を上記ガウス曲線により1画素単位以下の精
度で求めることを意味する。
【0026】次に、上記エッジ検出線10の設定を、ラ
インスキャンカメラのライン方向と垂直な方向へ1画素
分平行にずらして上記エッジ間距離計測工程を繰り返す
と共に、得られるエッジ間距離を逐次比較してエッジ間
距離が1番大きい1番目エッジ間距離(Ya1−Yb1)の
第一エッジ座標A1(Xa1、Ya1)と第二エッジ座標B
1(Xa1、Yb1)および2番目に大きい2番目エッジ間
距離(Ya2−Yb2)の第一エッジ座標A2(Xa2、Ya
2)と第二エッジ座標B2(Xa2、Yb2)をそれぞれ特
定する(図1参照)。尚、上記第一エッジ座標A1(X
a1、Ya1)と第二エッジ座標B1(Xa1、Yb1)および
第一エッジ座標A2(Xa2、Ya2)と第二エッジ座標B
2(Xa2、Yb2)は順次更新(上書き)記録され、最終
的に、エッジ間距離が1番大きい1番目エッジ間距離
(Ya1−Yb1)の第一エッジ座標A1(Xa1、Ya1)と
第二エッジ座標B1(Xa1、Yb1)および2番目に大き
い2番目エッジ間距離(Ya2−Yb2)の第一エッジ座標
A2(Xa2、Ya2)と第二エッジ座標B2(Xa2、Yb
2)が特定される。
【0027】次に、特定された第一エッジ座標A1(X
a1、Ya1)と第二エッジ座標B1(Xa1、Yb1)および
第一エッジ座標A2(Xa2、Ya2)と第二エッジ座標B
2(Xa2、Yb2)から、第一エッジ座標A1(Xa1、Y
a1)と第二エッジ座標B2(Xa2、Yb2)間距離および
第一エッジ座標A2(Xa2、Ya2)と第二エッジ座標B
1(Xa1、Yb1)間距離を求め、かつ、第一エッジ座標
A1と第二エッジ座標B2間距離、第一エッジ座標A2
と第二エッジ座標B1間距離、および、上記1番目エッ
ジ間距離(Ya1−Yb1)を比較してその最大値を上記リ
ードフレーム構造体のガイドホール5の直径とする。
【0028】そして、この実施の形態に係る直径計測方
法によれば、図1に示すようにガイドホール5における
中心線上のエッジa、bが、隣接する画素列間(すなわ
ち、隣接するXa1座標列とXa2座標列間)の境界線上に
位置された状態でガイドホール5の二次元画像が取込ま
れた場合でも、第一エッジ座標A1と第二エッジ座標B
2間距離、第一エッジ座標A2と第二エッジ座標B1間
距離、および、上記1番目エッジ間距離(Ya1−Yb1)
を比較してその最大値を上記リードフレーム構造体のガ
イドホール5の直径としているため、計測されたガイド
ホール5の直径値が真の直径値と大幅にずれることが無
くその計測精度を飛躍的に向上させることが可能とな
る。
【0029】尚、この実施の形態に係る直径計測方法に
おいては上記エッジ検出線10の設定をラインスキャン
カメラのライン方向と垂直な方向へ1画素分平行にずら
してエッジ間距離計測工程を繰り返すと共に、得られる
エッジ間距離を逐次比較してエッジ間距離が1番大きい
1番目エッジ間距離(Ya1−Yb1)の第一エッジ座標A
1(Xa1、Ya1)と第二エッジ座標B1(Xa1、Yb1)
および2番目に大きい2番目エッジ間距離(Ya2−Yb
2)の第一エッジ座標A2(Xa2、Ya2)と第二エッジ
座標B2(Xa2、Yb2)をそれぞれ特定しているが、こ
れ等座標に加えてエッジ間距離が3番目に大きい3番目
エッジ間距離(Ya3−Yb3)の第一エッジ座標A3(X
a3、Ya3)と第二エッジ座標B3(Xa3、Yb3)を特定
すると共に、特定された第一エッジ座標A1(Xa1、Y
a1)と第二エッジ座標B1(Xa1、Yb1)、第一エッジ
座標A2(Xa2、Ya2)と第二エッジ座標B2(Xa2、
Yb2)および第一エッジ座標A3(Xa3、Ya3)と第二
エッジ座標B3(Xa3、Yb3)から、第一エッジ座標A
1と第二エッジ座標B2間距離、第一エッジ座標A1と
第二エッジ座標B3間距離、第一エッジ座標A2と第二
エッジ座標B1間距離、第一エッジ座標A2と第二エッ
ジ座標B3間距離、第一エッジ座標A3と第二エッジ座
標B1間距離、および、第一エッジ座標A3と第二エッ
ジ座標B2間距離を求め、かつ、第一エッジ座標A1と
第二エッジ座標B2間距離、第一エッジ座標A1と第二
エッジ座標B3間距離、第一エッジ座標A2と第二エッ
ジ座標B1間距離、第一エッジ座標A2と第二エッジ座
標B3間距離、第一エッジ座標A3と第二エッジ座標B
1間距離、第一エッジ座標A3と第二エッジ座標B2間
距離、および、上記1番目エッジ間距離(Ya1−Yb1)
を比較してその最大値を上記リードフレーム構造体のガ
イドホール5の直径としてもよい。
【0030】そして、特定する第一エッジ座標と第二エ
ッジ座標の組数を多く設定することによりその計測精度
を更に向上させることが可能となる。
【0031】また、この実施の形態に係る直径計測方法
においては、計測対象物(リードフレーム構造体)若し
くはラインスキャンカメラの移動速度を280mm/s
ecに設定して得られる2次元画像のCCDアレイの配
列方向と移動方向のアスペクト比(縦横比)を1:1に
しているが、上記計測対象物(リードフレーム構造体)
若しくはラインスキャンカメラの移動速度を560mm
/secに設定して2次元画像のCCDアレイの配列方
向と移動方向のアスペクト比(縦横比)を1:0.5と
なるようにしてもよい。この場合、前者の方法に較べて
倍の速度でガイドホール5の直径を求めることができる
利点を有する。但し、上記計測対象物(リードフレーム
構造体)若しくはラインスキャンカメラの移動速度を倍
にした場合、得られるガイドホール5の2次元画像は図
17に示すような略楕円形状となるが、本発明に係る直
径計測方法においてはこの様な場合においても高い精度
でガイドホール5の直径を求めることができる利点を有
する。
【0032】[第二実施の形態]この実施の形態におい
て適用される計測装置も、図10〜図12に示した従来
例に係る計測装置と同一である。
【0033】以下、上記計測装置を用いた第二実施の形
態に係る直径計測方法について説明する。
【0034】まず、第一実施の形態と同様に計測対象物
(リードフレーム構造体)若しくはラインスキャンカメ
ラの移動速度を280mm/secに設定してリードフ
レーム構造体のガイドホール5近傍における1次元投影
像(図6参照)を順次撮影する。
【0035】次に、順次撮影されるリードフレーム構造
体のガイドホール5近傍における1次元画像に対し、図
6に示すようにラインスキャンカメラのライン方向(C
CDアレイの配列方向)と平行な方向でかつガイドホー
ルの縁を横切るようにエッジ検出線10を設定し、か
つ、このエッジ検出線10上の画像濃度変化によるエッ
ジ検出によりピクセル精度若しくはサブピクセル精度で
第一エッジ座標と第二エッジ座標を求めると共に、上記
第一エッジ座標と第二エッジ座標からエッジ間距離を求
める(エッジ間距離計測工程)。尚、第一実施の形態に
おいて述べたように同一のX座標列上に存在する2本の
エッジ検出線をそれぞれ設定して上記第一エッジ座標と
第二エッジ座標を別々に求める方法を採ってもよい。
【0036】次に、順次得られるガイドホール5近傍の
1次元画像に対し上記エッジ間距離計測工程を繰り返す
と共に、得られるエッジ間距離を逐次比較してエッジ間
距離が1番大きい1番目エッジ間距離(Ya1−Yb1)の
第一エッジ座標A1(Xa1、Ya1)と第二エッジ座標B
1(Xa1、Yb1)および2番目に大きい2番目エッジ間
距離(Ya2−Yb2)の第一エッジ座標A2(Xa2、Ya
2)と第二エッジ座標B2(Xa2、Yb2)をそれぞれ特
定する(図6参照)。
【0037】次に、特定された第一エッジ座標A1(X
a1、Ya1)と第二エッジ座標B1(Xa1、Yb1)および
第一エッジ座標A2(Xa2、Ya2)と第二エッジ座標B
2(Xa2、Yb2)から、第一エッジ座標A1(Xa1、Y
a1)と第二エッジ座標B2(Xa2、Yb2)間距離および
第一エッジ座標A2(Xa2、Ya2)と第二エッジ座標B
1(Xa1、Yb1)間距離を求め、かつ、第一エッジ座標
A1と第二エッジ座標B2間距離、第一エッジ座標A2
と第二エッジ座標B1間距離、および、上記1番目エッ
ジ間距離(Ya1−Yb1)を比較してその最大値を上記リ
ードフレーム構造体のガイドホール5の直径とする。
【0038】そして、この実施の形態に係る直径計測方
法によれば、図6に示すようにガイドホール5における
中心線上のエッジa、bが、隣接する画素列間(すなわ
ち、隣接するXa1座標列とXa2座標列間)の境界線上に
位置された状態でガイドホール5の一次元画像が順次取
込まれた場合でも、第一エッジ座標A1と第二エッジ座
標B2間距離、第一エッジ座標A2と第二エッジ座標B
1間距離、および、上記1番目エッジ間距離(Ya1−Y
b1)を比較してその最大値を上記リードフレーム構造体
のガイドホール5の直径としているため、第一実施の形
態に係る直径計測方法と同様に計測されたガイドホール
5の直径値が真の直径値と大幅にずれることが無くその
計測精度を飛躍的に向上させることが可能となる。
【0039】尚、この実施の形態に係る直径計測方法と
第一実施の形態に係る直径計測方法を比較した場合、第
二実施の形態に係る直径計測方法においてはガイドホー
ル5近傍の1次元画像を取込んだ後、早い時点でガイド
ホール5の直径値が求まる利点がある。但し、この処理
のために、高速の演算処理能力が計測装置に要求され
る。従って、その用途に応じて第一実施の形態に係る直
径計測方法または第二実施の形態に係る直径計測方法を
適用するとよい。
【0040】また、第一実施の形態並びに第二実施の形
態においてその計測対象物としてリードフレーム構造体
のガイドホール5が例示されているが、図7に示すよう
な円筒体200の内径あるいは図8に示すような断面部
分円形状を有する構造体300の内径の計測に本発明を
適用してもよい。
【0041】
【実施例】以下、本発明の実施例について具体的に説明
する。
【0042】まず、第一実施の形態に係る直径計測方法
(実施例)と図13に示した従来法に係る直径計測方法
(比較例)を適用してリードフレーム構造体におけるガ
イドホールの直径をそれぞれ計測した。尚、計測装置と
しては、図10〜図12に示した従来の計測装置を適用
し、かつ、撮影条件も第一実施の形態と同一にして行な
った。
【0043】すなわち、2倍レンズが取付けられた画素
サイズ14μm×14μmで2048画素のラインスキ
ャンカメラを用いると共に、ラインスキャンカメラのラ
インスキャンレートを10kHzに設定し、かつ、28
0(mm/sec)の速度条件でリードフレーム構造体
をCCDアレイの配列方向(ラインスキャンカメラのラ
イン方向)に対し垂直な方向へ移動させた。また、得ら
れたリードフレーム構造体のガイドホール近傍における
2次元投影像に対し、サブピクセル精度で第一エッジ座
標と第二エッジ座標を求めている。
【0044】そして、これ等の計測結果を以下の表1に
示す。
【0045】
【表1】 「確 認」表1に示された結果から、実施例における計
測値の最大値(312μm)と最小値(309μm)の
差は3μmであるのに対し、比較例における計測値の最
大値(312μm)と最小値(307μm)の差は5μ
mであり、実施例に係る計測方法は比較例に係る計測方
法よりその計測精度が改善されていることが確認され
る。
【0046】
【発明の効果】請求項1〜3記載の発明に係る直径計測
方法によれば、円若しくは部分円形状部における中心線
上のエッジが、隣接する画素列間の境界線上に位置され
た状態で計測対象物の一次元若しくは二次元画像が取込
まれた場合でも、第一エッジ座標A1と第二エッジ座標
B2間距離、第一エッジ座標A2と第二エッジ座標B1
間距離、および、1番目エッジ間距離を比較してその最
大値を上記円若しくは部分円形状部の直径としているた
め、計測された円若しくは部分円形状部の直径値が真の
直径値と大幅にずれることが無くその計測精度を飛躍的
に向上できる効果を有する。
【0047】また、計測対象物またはラインスキャンカ
メラの一方を高速で移動させることでラインスキャンカ
メラのライン方向と上記移動方向のアスペクト比(縦横
比)が等しくならない場合でも、計測される円若しくは
部分円形状部の直径値が真の直径値と大幅にずれること
がないため計測精度を高めながら計測速度も速められる
効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】第一実施の形態に係る直径計測方法の説明図。
【図2】図2(A)は画像解析ボードの画像メモリーを
示す説明図、図2(B)は画像メモリーに記録される画
像濃度のデータ説明図、図2(C)はこの画像濃度変化
の一次微分値のデータ説明図。
【図3】図3(A)は撮影された二次元投影像の説明
図、図3(B)はこの二次元投影像に対応する画像メモ
リーに記録された画像濃度のデータ説明図。
【図4】図4(A)はディスプレイに表示されたガイド
ホール近傍の二次元画像とエッジ検出線との関係を示す
説明図、図4(B)は上記エッジ検出線上の画像濃度変
化を示すグラフ図。
【図5】図5(A)は上記エッジ検出線上の位置と画像
濃度変化の一次微分値との関係を示すグラフ図、図5
(B)は上記エッジ検出線上におけるエッジ位置β近傍
の画像濃度変化を示すグラフ図。
【図6】第二実施の形態に係る直径計測方法の説明図。
【図7】本発明に係る直径計測方法の計測対象物の一例
を示す円筒体の概略斜視図。
【図8】本発明に係る直径計測方法の計測対象物の一例
を示す断面部分円形状を有する構造体の概略斜視図。
【図9】同一パターンのリードフレーム構造体が連続的
に形成された帯状金属シートの平面図。
【図10】従来の直径計測方法に用いられる計測装置の
概略斜視図。
【図11】図10の一部省略平面図。
【図12】図10の側面図。
【図13】二次元投影像を用いてガイドホールの直径値
を計測する従来例に係る直径計測方法の説明図。
【図14】一次元投影像を用いてガイドホールの直径値
を計測する従来例に係る直径計測方法の説明図。
【図15】図13に示した従来例に係る直径計測方法の
問題点を示す説明図。
【図16】図14に示した従来例に係る直径計測方法の
問題点を示す説明図。
【図17】取込んだ画像のアスペクト比が等しくない場
合の図13に示した従来例に係る直径計測方法の問題点
を示す説明図。
【符号の説明】
5 ガイドホール 10 エッジ検出線
フロントページの続き Fターム(参考) 2F065 AA27 AA56 BB13 BB15 BB24 CC02 CC06 DD03 DD06 FF04 GG16 JJ02 JJ25 MM07 QQ04 QQ25 QQ31 QQ35 5F067 AA19 BA10 DA00 EA02 EA04 5L096 CA02 CA14 CA16 CA17 FA04 FA06 FA64 GA02

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】計測対象物またはラインスキャンカメラの
    一方を一定速度で移動させながら計測対象物全体若しく
    は一部の二次元投影像若しくは反射像を撮影し、かつ、
    得られた二次元画像の画像解析により上記計測対象物に
    おける円若しくは部分円形状部の直径を計測する方法に
    おいて、 上記円若しくは部分円形状部の二次元画像に対しライン
    スキャンカメラのライン方向と平行な方向でかつ円若し
    くは部分円形状部の縁を横切るようにエッジ検出線を設
    定し、このエッジ検出線上の画像濃度変化によるエッジ
    検出によりピクセル精度若しくはサブピクセル精度で第
    一エッジ座標と第二エッジ座標を求めると共に、上記第
    一エッジ座標と第二エッジ座標からエッジ間距離を求め
    るエッジ間距離計測工程と、 上記エッジ検出線の設定をラインスキャンカメラのライ
    ン方向と垂直な方向へ1画素分平行にずらして上記エッ
    ジ間距離計測工程を繰り返すと共に、得られたエッジ間
    距離を逐次比較してエッジ間距離が1番大きい1番目エ
    ッジ間距離の第一エッジ座標A1と第二エッジ座標B1
    および2番目に大きい2番目エッジ間距離の第一エッジ
    座標A2と第二エッジ座標B2を少なくとも特定するエ
    ッジ座標特定工程と、 特定された第一エッジ座標A1と第二エッジ座標B1お
    よび第一エッジ座標A2と第二エッジ座標B2から、第
    一エッジ座標A1と第二エッジ座標B2間距離および第
    一エッジ座標A2と第二エッジ座標B1間距離を求め、
    かつ、第一エッジ座標A1と第二エッジ座標B2間距
    離、第一エッジ座標A2と第二エッジ座標B1間距離、
    および、上記1番目エッジ間距離を比較してその最大値
    を計測対象物における円若しくは部分円形状部の直径と
    する直径計測工程、を具備することを特徴とする画像解
    析による円若しくは部分円形状部の直径計測方法。
  2. 【請求項2】計測対象物またはラインスキャンカメラの
    一方を一定速度で移動させながら計測対象物全体若しく
    は一部の一次元投影像若しくは反射像を撮影し、かつ、
    順次得られる一次元画像の画像解析により上記計測対象
    物における円若しくは部分円形状部の直径を計測する方
    法において、 上記円若しくは部分円形状部の一次元画像に対しライン
    スキャンカメラのライン方向と平行な方向でかつ円若し
    くは部分円形状部の縁を横切るように設定されたエッジ
    検出線上の画像濃度変化によるエッジ検出によりピクセ
    ル精度若しくはサブピクセル精度で第一エッジ座標と第
    二エッジ座標を求め、かつ、第一エッジ座標と第二エッ
    ジ座標からエッジ間距離を求めるエッジ間距離計測工程
    と、 順次得られる円若しくは部分円形状部の一次元画像に対
    し上記エッジ間距離計測工程を繰り返すと共に、得られ
    たエッジ間距離を逐次比較してエッジ間距離が1番大き
    い1番目エッジ間距離の第一エッジ座標A1と第二エッ
    ジ座標B1および2番目に大きい2番目エッジ間距離の
    第一エッジ座標A2と第二エッジ座標B2を少なくとも
    特定するエッジ座標特定工程と、 特定された第一エッジ座標A1と第二エッジ座標B1お
    よび第一エッジ座標A2と第二エッジ座標B2から、第
    一エッジ座標A1と第二エッジ座標B2間距離および第
    一エッジ座標A2と第二エッジ座標B1間距離を求め、
    かつ、第一エッジ座標A1と第二エッジ座標B2間距
    離、第一エッジ座標A2と第二エッジ座標B1間距離、
    および、上記1番目エッジ間距離を比較してその最大値
    を計測対象物における円若しくは部分円形状部の直径と
    する直径計測工程、を具備することを特徴とする画像解
    析による円若しくは部分円形状部の直径計測方法。
  3. 【請求項3】同一パターンのリードフレーム構造体が連
    続的に形成された帯状金属シート若しくは上記リードフ
    レーム構造体により計測対象物が構成され、かつ、上記
    円若しくは部分円形状部が帯状金属シートまたはリード
    フレーム構造体に設けられたガイドホールであることを
    特徴とする請求項1または2記載の画像解析による円若
    しくは部分円形状部の直径計測方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109190618A (zh) * 2018-08-17 2019-01-11 重庆大学 基于图像识别技术的高温熔渣流量测量装置及方法
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JP2020153664A (ja) * 2019-03-18 2020-09-24 Tdk株式会社 信号処理回路、位置検出装置および磁気センサシステム
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