JP2673753B2 - Ccdカメラによる線幅測定方法 - Google Patents

Ccdカメラによる線幅測定方法

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JP2673753B2
JP2673753B2 JP3158121A JP15812191A JP2673753B2 JP 2673753 B2 JP2673753 B2 JP 2673753B2 JP 3158121 A JP3158121 A JP 3158121A JP 15812191 A JP15812191 A JP 15812191A JP 2673753 B2 JP2673753 B2 JP 2673753B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、CCDカメラによる線
幅測定方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、例えば、防水構造の製品を組立て
る場合、最終組立て工程で製品の基台と内部を覆う外ケ
ースとの接合部に沿って弾力性を備えたクリーム状のシ
ール材を線様に塗布している。このシール材の塗布状態
を検査し、そのダレ、切れ等線幅の不均一を検出する場
合には、外観検査を行う必要がある。外観検査として
は、拡大鏡、ルーペ、測微鏡、実体顕微鏡等を用いる目
視検査と、自動外観検査機を用いる自動外観検査とに大
別することができる。
【0003】目視検査は、良否判定に長時間を要し、迅
速な処理ができないばかりか、検査員によって検査基準
が一定せず、良否判定にバラツキが生じ、正確な検査が
できない等の問題が生じている。自動外観検査は人間の
目に代わって光学系を通じて被検査画像を取り込み、デ
ータ処理を行うので、目視検査の限界を超えてシール材
の塗布状態の検査を正確に、かつ、能率良く行うことが
できる。
【0004】自動外観検査において線幅を測定する方法
としては、光学系を通して取り込んだ被検査画像をイメ
ージセンサのピクセル(画素)に分割し、画線部と非画
線部とを0か1の2値で表現し、この2値化されたデー
タを予め記憶させておいた基準データに照らし合わせて
線幅がその基準データに基づいて測定する方法(以下、
従来方法1という)と、人間の目に代わって光学系を通
して被検査画像を取り込み、画線部の一方の側縁点を検
出し、その側縁点の法線方向で検出される画線部の他方
の側縁点までの距離を幅として検出する方法(以下、従
来方法2という)がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記従来方法1は予め
被検査画像に対応する基準データを格納する大規模なメ
モリが必要になり、ハード的に高価になるとともに、処
理が複雑になり、処理速度を高める上で不利になる。ま
た、上記従来方法2によれば、大規模なメモリは不要に
なるが、演算処理が複雑であり、処理速度を高める上で
不利になる。
【0006】本発明は、上記の事情を鑑みてなされたも
のであり、対象物上に形成された形状不明の線に対して
高速で線幅を検出できるようにした、CCDカメラによ
る線幅の測定方法を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係るCCDカメラにおける線幅測定方法は
CCDカメラで読まれた対象物画像上に形成された線部
の内部もしくは外部に注目点を設定する第1のステップ
と、当該注目点から放射状に偶数方向に走査して、注目
点を通過する走査線上における前記線部の両縁点を検出
する第2のステップと、各方向の走査線上における両縁
点間距離を画素数によって演算し、これらの両縁点間距
離のうち最小のものを線幅とする第3のステップとを有
し、前記第2のステップは、注目点から所定個の画素を
走査しても線部の縁点を検出できない場合に、当該所定
個目の画素の座標を記憶し、これを当該走査線上におけ
る線部の縁点とみなすステップを含むことを特徴とす
る。また、本発明に係るCCDカメラにおける線幅測定
方法は、前記第2のステップにおける走査方向が、注目
点から等角度置きの8方向であることを特徴とする。
【0008】
【作用】本発明においては、注目点を読み取った対象物
画像上に形成された線部(以下、単に「線」という。)
の内部に設定するか外部に設定するかは自由であり、ま
た、注目点を線の一方の縁点に設定することも可能であ
る。要するに、測定の対象となる線の形状とは無関係に
1つの注目点を設定し、その注目点を通過する放射線状
に偶数方向に走査すればよい。
【0009】注目点を通過する何れかの走査線上に線の
縁点があれば、CCDカメラの画素信号が反転するの
で、これにより縁点の検出が可能である。注目点が線の
内部にあれば、注目点から互いに反対方向の走査線上に
2つの縁点が検出され、注目点が線の外部にあれば、注
目点から同じ方向の走査線上に2つの縁点が検出され
る。ただし、注目点から所定個の画素を走査しても線の
縁点を検出できない場合に、そこで走査を打ち切って当
該所定個目の画素を当該走査線上における線部の縁点と
みなすので、すぐに別の方向の走査に移行することがで
き、線幅測定処理の高速化を図れる。
【0010】注目点を通過する各方向の線の両縁点が検
出されると、両縁点間の画素数から各方向の線の両縁点
の距離が演算され、互いに比較して最小値を見出し、こ
れが線幅とされる。走査と線の両縁点の距離の演算とは
段階的に分けて処理してもよいが、2方向の走査と線の
両縁点の距離の演算をして比較し、次に小さい値の方向
に対して大きい値の方向と逆の方向に振った方向の走査
と線の両縁点の距離の演算をし、先の小さい値と比較
し、先の小さい値の方が小さい場合には先の小さい値を
線の幅とする、というように、走査と演算とを適宜交錯
させて行うようにしてもよい。
【0011】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき説明す
る。図1は本発明を実施するために用いる線幅測定装置
のブロック図であり、CCDを内蔵したカメラ1を通し
て取り込んだ被検査画像が画像取り込み部(カメライン
ターフェース)2でCCDのピクセル(画素)に分割さ
れ、画線部と非画線部とを0か1の2値で表現して出力
され、画像メモリ3に格納されるようにしてある。画像
メモリ3に格納されたデータは内部バス4を介して中央
処理部5に読み込まれ、後述する演算処理を経て線幅が
得られる。なお、中央処理部5はプログラムメモリ6に
格納された制御プログラムに従って装置全体を制御する
ようにしてある。
【0012】図2は上記制御プログラムのメインルーチ
ンの要部を示すフロー図であり、図3はこの制御プログ
ラムによる線の縁点の検出原理を示す原理説明図であ
る。図2に示すように、この制御プログラムのメインル
ーチンでは、対象物上に形成された線L(図3のハッチ
ングで示す部分)内に注目点を設定する注目点P抽出ル
ーチン(S1)、注目点Pから所定の8方向にCCDで
走査し、線Lの縁点を検出する縁点検出ルーチン(S
2)、注目点Pから互いに反対方向で検出された2つの
縁点の間の距離を演算する両縁点間距離演算ステップ
(S3)及び演算された両縁点間距離のなかから最小値
を線幅として抽出する線幅抽出ステップ(S4)が順に
実行される。
【0013】注目点P抽出ルーチン(S1)では、図4
に示すように、ウィンドウの中央を例えばウィンドウの
上端から下端の方向に走査し(S11)、線Lの縁点A
を検出すれば(S12)、その縁点Aの座標を記憶する
(S13)。この後、更に同じ方向に走査してもう1つ
の縁点Bを探し(S14)、縁点Bが見つかれば(S1
5)、この縁点Bの座標を記憶し(S16)、両縁点
A,Bの中点を求めて注目点Pとし、その座標を出力し
て(S17)メインルーチンに戻る。
【0014】縁点検出ルーチン(S2)では、注目点P
から放射状に等間隔をおいて8方向に走査するもので、
例えば図5に示すように、a方向縁点検出ルーチン(S
21)、b方向縁点検出ルーチン(S22)、c方向縁
点検出ルーチン(S23)、d方向縁点検出ルーチン
(S24)が順に実行される。各方向の縁点検出ルーチ
ン(S21,S22,S23,S24)は、走査方向が
異なることを除けば同様であるので、ここではa方向縁
点検出ルーチン(S21)を例にとって説明する。
【0015】a方向縁点検出ルーチン(S21)では、
例えば図6に示すように、注目点Pから上方向に走査し
(S210)、縁点Pa0を探す。縁点Pa0が相当数の画
素を走査しても見出せない場合は(S211,S21
2)、所定の画素数を走査したところの座標をPa0とし
て記憶し(S213〜S214)、また、縁点Pa0が見
出せた場合は、その座標Pa0を記憶する(S211,S
214)。この後、注目点Pから下方向に走査し(S2
15)、縁点Pa1を探す(S216)。縁点Pa1が相当
数の画素を走査しても見出せない場合は(S216,S
217)、所定の画素数を走査したところの座標をPa1
として記憶し(S218,S219)、また、縁点Pa1
が見出せた場合は、その座標Pa1を記憶する(S21
6,S218)。
【0016】なお、上記画像メモリ3には、図7に示す
ように座標(CCDの画素)と1対1に対応するメモリ
枠(アドレス)を有するフレームメモリが内蔵され、画
線Lのある座標に「1」、ない座標には「0」が記入さ
れる。このようにして、注目点Pを通過する上下方向の
縁点Pa0,Pa1を検出した後、注目点Pを通過する他の
方向、即ち、左右方向(b方向)、斜め右上がり方向
(c方向)及び斜め右下がり方向(d)方向の各縁点P
b0,Pb1,Pc0,Pc1,Pd0,Pd1を画像メモリ3に記
憶する。
【0017】縁点間距離演算ステップ(S3)では、各
縁点Pa0,Pa1,Pb0,Pb1,Pc0,Pc1,Pd0,Pd1
の座標が読出され、注目点Pを通過する各直線上の両縁
点間の距離|Pa0−Pa1|,|Pb0−Pb1|,|Pc0
c1|,|Pd0−Pd1|が演算される。幅抽出ステップ
(S4)では、これらの中の最小値、即ち、図3の上下
方向の両縁点間の距離|Pa0−Pa1|が注目点Pにおけ
る線幅として抽出される。
【0018】この線幅測定方法によれば、被測定物であ
る線Lの形状とは無関係に注目点Pを設定して線幅を測
定することができる。したがって、予め基準となるデー
タを記憶させるメモリが不要となり、ハード的に安価に
できる。また、注目点Pを基準にして8方の放射方向に
CCDで走査して縁点Pa0,Pa1,Pb0,Pb1,Pc0
c1,Pd0,Pd1を検出し、注目点Pに対して互いに反
対方向にある縁点間の距離を演算し、その最小値を抽出
するだけであるから、処理が簡単であり、処理速度を高
める上で有利になる。
【0019】以上の説明においては、注目点Pを線L内
に設定するように構成しているが、注目点Pを線L外に
設定するように構成してもよい。この場合には、注目点
Pから同じ方向に線Lの両縁点が検出されることになる
が、前例と同様にして両縁点間の距離を演算し、その最
小値を求めて線幅とすることができる。また、CCDの
走査方向(向き)が注目点Pを通る8方向に設定されて
いるが、これは比較的少数の走査によって所定の精度で
線幅を測定できるようにするためであり、走査方向の数
は特に限定されず、偶数であればよく、例えば、22.
5°置きの16方向に設定して、より正確に線幅を測定
できるようにしてもよい。
【0020】なお、1つの注目点Pについての幅線Lの
測定が終了した時には次の注目点Pを設定し、その注目
点Pにおける幅線Lの測定が同様の手順で行われる。ま
た、本発明は、例えばプリント基板に印刷されるシール
その他の連続する帯状の被測定物の形状検査及び幅寸法
測定に適用することができ、更に、特定の方向を向いて
移動する製品上に形成された帯状の被測定物の形状検査
及び幅寸法測定のみならず、不特定の方向を向いて移動
する製品上の形成された帯状の被測定物の形状検査及び
幅寸法測定にも適用することができる。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように本発明の線幅測定方
法によれば、対象物上に形成された線部の内部もしくは
外部に注目点を設定し、注目点から放射線状に偶数方向
に走査して、注目点を通過する直線上の両縁点を検出
し、線部の両縁点間の距離の最小値を線幅とするので、
予め基準となるデータを記憶させておく大規模なメモリ
が不要となり、ハード的に安価にできる。また、検出し
た線部の各縁点のデータから線幅を求める処理が簡単で
あり、処理速度を高める上で有利になる。また、線部の
縁点の検出時において、注目点から所定個の画素を走査
しても線の縁点を検出できない場合に、そこで走査を打
ち切って当該所定個目の画素を当該走査線上における線
部の縁点とみなすので、すぐに別の方向の走査に移るこ
とができ、線幅測定処理の高速化をさらに図れる。その
上、所定個の画素を走査しても縁点が検出されなかった
場合に、その所定個目の画素を記憶しておくことによ
り、当該走査方向に縁点がない蓋然性を情報としてもつ
ことができ、これにより次の注目点の設定に有用な情報
とすることができ、さらに迅速な線幅測定が可能とな
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を実施するために用いる線幅測定装置の
ブロック図である。
【図2】その制御プログラムのメインルーチンのフロー
図である。
【図3】その制御プログラムによる線Lの縁点の検出原
理を示す原理説明図である。
【図4】その制御プログラムの注目点抽出ルーチンのフ
ロー図である。
【図5】その制御プログラムの縁点検出ルーチンのフロ
ー図である。
【図6】その制御プログラムのa方向縁点検出ルーチン
のフロー図である。
【図7】上記線幅測定装置の画像メモリ内に設けたフレ
ームメモリの構成図である。
【符号の説明】
P 注目点 Pa0 縁点 Pa1 縁点 Pb0 縁点 Pb1 縁点 Pc0 縁点 Pc1 縁点 Pd0 縁点 Pd1 縁点

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 CCDカメラで読まれた対象物画像上に
    形成された線部の内部もしくは外部に注目点を設定する
    第1のステップと、 当該 注目点から放射状に偶数方向に走査して、注目点を
    通過する走査線上における前記線部の両縁点を検出する
    第2のステップと、 各方向の走査線上における両縁点間距離を画素数によっ
    て演算し、これらの両縁点間距離のうち最小のものを線
    幅とする第3のステップと、 を有し、 前記第2のステップは、 注目点から所定個の画素を走査しても線部の縁点を検出
    できない場合に、当該所定個目の画素の座標を記憶し、
    これを当該走査線上における線部の縁点とみなすステッ
    プを含む ことを特徴とするCCDカメラによる線幅測定
    方法。
  2. 【請求項2】 前記第2のステップにおける走査方向
    は、注目点から等角度置きの8方向であることを特徴と
    する請求項1記載の線幅測定方法。
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