JP2747396B2 - 電子部品の外観検査装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子部品の外観形状の
検査を画像処理によって行う電子部品の外観検査装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の電子部品の外観検査装置
は、検査対象となる電子部品の画像を撮像するカメラ
と、画像データを記憶するメモリと、マイクロコンピュ
ータを使用した画像判定手段とから構成されており、例
えば回転対称形をなす本体の両端部にリードを同軸上に
有するインダクタやコンデンサ、或いは抵抗器等におけ
る外観形状の良否を判定している。

【０００３】ここで、上記画像判定手段における判定方
法について説明する。まず、検査対象となる電子部品の
外観をカメラによって撮像し、各画素の輝度データとし
きい値となる所定の輝度レベルとを比較して、二値化画
像データを生成する。次いで、この二値化画像データか
ら電子部品の外形寸法を測定し、この測定結果を予め記
憶している外形寸法と比較して、その良否を判定してい
る。これにより電子部品の外観検査を自動的に行うこと
ができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た従来の電子部品の外観検査装置においては、電子部品
をカメラで撮像し、これを二値化画像データに変換して
いるので、電子部品のエッジ部分と背景の輝度との詳細
な変化点を求めることができなかった。このため、電子
部品の二値化画像が得られる範囲内での寸法測定となる
ので、精度が低下し、正確な判定を行うことができない
と共に、不良部分の特定ができないという問題点があっ
た。

【０００５】本発明の目的は上記の問題点に鑑み、高精
度で不良部分を特定できる電子部品の外観検査装置を提
供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するために請求項１では、電子部品を撮像し、複数の
画素からなる画像データを出力する撮像器と、前記電子
部品の形状データを記憶する記憶手段と、前記撮像器に
よって撮像された画像データに基づいて、前記電子部品
の外観形状の良否を判定する判定手段とを備えた電子部
品の外観検査装置において、前記画像データに基づい
て、前記電子部品上の検査対象範囲を特定すると共に、
該検査対象範囲内の画像データにおける各画素に直交座
標を割り当てる検査範囲特定手段と、前記検査対象範囲
内において、前記直交座標における一方の座標軸に対し
て平行な方向に連なる複数の画素の平均輝度を他方の座
標毎に算出する平均輝度算出手段と、前記各画素の輝度
と該画素に対応する前記平均輝度との輝度差を算出する
輝度差算出手段と、前記他方の座標毎の前記輝度差の累
積値をを算出する累積値算出手段と、前記検査対象範囲
内の前記累積値の平均値を平均累積値として算出する平
均累積値算出手段とを設けると共に、前記判定手段は、
前記累積値と前記平均累積値を比較し、前記電子部品の
外観形状の良否を判定する電子部品の外観検査装置を提
案する。

【０００７】また、請求項２では、請求項１記載の電子
部品の外観検査装置において、前記検査対象範囲内の所
定画素の輝度を補正する輝度補正手段を設けた電子部品
の外観検査装置を提案する。

【０００８】さらに、請求項３では、請求項１又は２記
載の電子部品の外観検査装置において、前記判定手段
は、前記各累積値と前記平均累積値との差が所定の基準
値以上となる前記他の座標が所定数連続して存在する領
域に不良部分の存在確率が高いと判定する電子部品の外
観検査装置を提案する。

【０００９】

【作用】本発明の請求項１によれば、前記画像データに
基づいて、検査範囲特定手段により、電子部品上の検査
対象範囲が特定されると共に、該検査対象範囲内の画像
データにおける各画素に直交座標が割り当てられる。ま
た平均輝度算出手段により、前記検査対象範囲内におい
て、前記直交座標における一方の座標軸に対して平行な
方向に連なる複数の画素の平均輝度が他方の座標毎に算
出され、輝度差算出手段によって、前記各画素の輝度と
該画素に対応する前記平均輝度との輝度差が算出され
る。さらに、累積値算出手段によって、前記他方の座標
毎の前記輝度差の累積値が算出されると共に、平均累積
値算出手段によって、前記検査対象範囲内の前記累積値
の平均値が平均累積値として算出され、判定手段によっ
て、前記各累積値と前記平均累積値とが比較され、前記
電子部品の外観形状の良否が判定される。

【００１０】また、請求項２によれば、輝度補正手段に
よって前記検査対象範囲内の所定画素の輝度、例えば照
明器による反射が強く現れる部分の輝度が補正され、こ
の輝度補正された画像データを用いて判定処理が行われ
る。

【００１１】さらに、請求項３によれば、前記判定手段
によって、前記累積値と前記平均累積値との差が所定の
基準値以上となる前記他の座標が所定数連続して存在す
る領域に不良部分の存在確率が高いと判定される。

【００１２】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の一実施例を説
明する。図１は本発明の一実施例の構成を示す図であ
る。図において、Ｃはインダクタンス、コンデンサ、抵
抗器等の検査対象となるリード付き略円筒型の電子部
品、１はＣＣＤ等からなるカメラで、レンズの周囲に電
子部品Ｃを照明する照明器を備えている。３は画像判定
装置で、カメラ１から画像データを入力すると共に、電
子部品の形状データをを予め記憶し、これらに基づいて
電子部品の外観形状を判定する。４はモニタ用の表示装
置で、カメラ１によって撮像された画像を表示する。

【００１３】カメラ１は、撮像した電子部品の画像を、
例えば各画素が２５６階調の輝度データからなる画像デ
ータを出力する。

【００１４】画像判定装置３は、カメラ１を通じて得ら
れた画像データを記憶する画像メモリ３ａと、画像メモ
リ３ａに記憶された輝度データに基づいて電子部品Ｃの
二値化画像データを生成するデータ変換回路３ｂと、デ
ータ変換回路３ｃによって生成された二値化画像データ
を記憶する画像メモリ３ｃと、判定処理部３ｄと、判定
処理部３ｄによって補正処理を施された画像データを記
憶する画像メモリ３ｅとを備えている。

【００１５】データ変換回路３ｂは画像メモリ３ａに記
憶された各画素の輝度データと所定のしきい値とを比較
し、この輝度データがしきい値以上であるか否かによっ
て得られる二値化画像データを生成して出力する。

【００１６】判定処理部３ｄは、周知のＣＰＵ及びプロ
グラム格納用並びにデータ処理用のメモリ等から構成さ
れ、画像メモリ３ａ，３ｃのそれぞれから画像データを
入力し、二値化画像データから電子部品Ｃのエッジを検
出すると共に、このエッジに基づいて、電子部品Ｃにお
ける検査対象範囲を特定すると共に、検査対象範囲内に
おける各画素の輝度レベルに基づいて、電子部品Ｃの表
面のピンホール、塗装の剥げ等による不良を検出し、外
見形状の良否を判定して判定結果を表示装置４に表示す
る。

【００１７】次に、前述の構成よりなる外観検査装置の
動作を図２乃至図６に基づいて説明する。カメラ１によ
って電子部品Ｃが撮像されると、撮像された画像データ
は即座に画像メモリ３ａに記憶されると共に、この画像
データはデータ変換回路３ｂによって二値化画像データ
に変換され画像メモリ３ｃに記憶される。さらに、画像
メモリ３ａの画像データは判定処理部３ｄによって補正
処理が施され画像メモリ３ｅに記憶される。

【００１８】ここで、判定処理部３ｄは図２に示すよう
に、画像メモリ３ｃに記憶された二値化画像データから
電子部品Ｃが確実に存在する部分を長方形状の検査対象
範囲ＥＲとして特定する（Ｓ１）と共に、検査対象範囲
ＥＲ内の各画素に直交座標、例えばＸ−Ｙ座標を割り当
てる（Ｓ２）。次いで、画像メモリ３ａに記憶されてい
る画像における検査対象範囲ＥＲ内の特定画素の輝度レ
ベルを補正した補正画像データを生成して画像メモリ３
ｅに記憶する（Ｓ３）。

【００１９】即ち、図３に示すように、カメラ１によっ
て撮像された画像には照明器２の形状に対応した輝度レ
ベルの高い反射画像Ｒが含まれている。判定処理部３ｄ
は、この反射画像Ｒの領域内の各画素の輝度レベルを、
反射画像Ｒ以外の領域における最大の輝度レベルで置換
した補正画像データを生成して画像メモリ３ｅに記憶す
る。

【００２０】次に、判定処理部３ｄは、補正画像データ
を用い、検査対象範囲ＥＲ内においてＸ軸に対して平行
に連なる複数画素Ｐ（ｘ，ｙ）の輝度ｆ（ｘ，ｙ）の平
均値Ｍ（ｙ）を各Ｙ座標毎に算出する（Ｓ４）。

【００２１】Ｍ（ｙ）＝Σｆ（ｘ，ｙ）／Ｎｘ …(1) ここで、Ｎｘは検査対象範囲ＥＲ内におけるＸ座標の数
である。

【００２２】さらに、判定処理部３ｄは、各Ｙ座標の平
均輝度Ｍ（ｙ）に所定の定数αを乗算して補正平均輝度
ＭＨ（ｙ）を算出する（Ｓ５）と共に、各画素Ｐ（ｘ，
ｙ）の輝度ｆ（ｘ，ｙ）と補正平均輝度ＭＨ（ｙ）との
差を平均化した値の累積Ｒ（ｙ）を各Ｙ座標毎に算出す
る（Ｓ６）。

【００２３】 ＭＨ（ｙ）＝Ｍ（ｙ）×α …(2) Ｒ（ｙ）＝Σ｜ｆ（ｘ，ｙ）−ＭＨ（ｙ）｜／Ｍ（ｙ） …(3) ここで、各画素Ｐ（ｘ，ｙ）の輝度ｆ（ｘ，ｙ）と補正
平均輝度ＭＨ（ｙ）との差を算出する際、平均輝度Ｍ
（ｙ）を用いたのでは、電子部品Ｃの中央部と周縁部と
では輝度差画大きいため、判定処理の基準値としては適
さないものとなってしまう。このため、平均輝度Ｍ
（ｙ）に補正定数α、例えば0.9 を乗じた補正平均輝度
ＭＨ（ｙ）を用いている。

【００２４】この後、判定処理部３ｄは、検査対象範囲
ＥＲの全体における累積Ｒ（ｙ）の平均値ＭＲ（ｙ）を
算出する（Ｓ７）。

【００２５】ＭＲ（ｙ）＝ΣＲ（ｙ）／Ｎｙ …(4) 次いで、以下の処理に用いる変数ＡＲ及び変数ｍのそれ
ぞれを０に設定する（Ｓ８，Ｓ９）と共に、変数ｎを１
に設定した後（Ｓ１０）、Ｙ座標がｙn の累積Ｒ（ｙn
）が平均値ＭＲ（ｙ）より大きいか否かを判定する
（Ｓ１１）。この判定の結果、累積Ｒ（ｙn ）が平均値
ＭＲ（ｙ）以下のときは後述するＳ１７の処理に移行
し、累積Ｒ（ｙn ）が平均値ＭＲ（ｙ）より大きいとき
は、Ｙ座標がｙn の画素列に異常があるものとして、異
常である画素列の数を表す変数ｍに１を加算する（Ｓ１
２）と共に、異常画素列の累積Ｒ（ｙ）の合計を表す変
数ＡＲに累積Ｒ（ｙn ）を加算する（Ｓ１３）。

【００２６】この後、判定処理部３ｄは、変数ｍの値が
所定の基準値Ｇｍ以上であるか否かを判定し（Ｓ１
４）、変数ｍの値が基準値Ｇｍより小さいときは後述す
るＳ１７の処理に移行し、変数ｍの値が基準値Ｇｍ以上
のときは、異常画素列が連続しているので、これらの画
素列の位置にピンホール或いは塗装剥げ等の不良部分が
存在可する能性があるとして、変数ＡＲの値が所定の基
準値Ｋ以上であるか否かを判定する（Ｓ１５）。この判
定の結果、変数ＡＲの値が基準値Ｋよりも小さいときは
陰や反射による異常であり不良部分は存在しないものと
して、後述するＳ１７の処理に移行する。また、変数Ａ
Ｒの値が所定の基準値Ｋ以上であるときは、異常画素列
の位置にピンホール或いは塗装剥げ等の不良部分が存在
するものとして不良領域をメモリに記憶する（Ｓ１
６）。

【００２７】次に、判定処理部３ｄは、変数ｍ及び変数
ＡＲの値をそれぞれ０に初期化した後（Ｓ１７，Ｓ１
８）、変数ｎの値が検査対象領域ＥＲに含まれるＹ座標
の数Ｔｙに達したか否かを判定し（Ｓ１９）、変数ｎの
値がＹ座標の数Ｔｙに達しないときは変数ｎに１を加算
した後（Ｓ２０）、前記Ｓ１１の処理に移行して判定処
理を継続する。

【００２８】また、Ｓ１９の判定の結果、変数ｎの値が
検査対象領域ＥＲに含まれるＹ座標の数Ｔｙに達したと
きには、判定処理部３ｄは、メモリに記憶されている不
良領域データに基づいて、電子部品Ｃの外観形状の良否
を判定し（Ｓ２１）、この判定結果を表示装置４に表示
する（Ｓ２２）。

【００２９】前述したように本実施例によれば、Ｙ座標
毎に算出された累積値Ｒ（ｙ）と検査対象範囲ＥＲ内全
体における累積値Ｒ（ｙ）の平均値ＭＲ（ｙ）が比較さ
れ、電子部品Ｃの外観形状の良否が判定されるので、不
良部分をＹ座標によって高精度で特定することができ
る。また、検査対象範囲ＥＲ内において、照明器２によ
る反射が強く現れる部分の輝度が補正され、この輝度補
正された補正画像データを用いて判定処理が行われるの
で、照明による検出誤差を低減でき、正確な良否判定を
行うことができる。さらに、累積Ｒ（ｙ）が累積の平均
値ＭＲ（ｙ）よりも大きくなるＹ座標が連続してＧｍ個
存在し、この部分の累積Ｒ（ｙ）の合計値ＡＲが基準値
Ｋ以上のとき、不良と判定されるので、一部分的な陰や
反射による誤判定を防止でき、さらに正確な良否判定を
行うことができ、外観検査の信頼性並びに生産効率の向
上を図ることができる。

【００３０】尚、本実施例における構成は一例でありこ
れに限定されることはない。

【００３１】また、本実施例では各Ｙ座標毎の累積値Ｒ
（ｙ）を算出し、これに基づいて判定処理を行ったが、
Ｘ座標とＹ座標とを入れ換えても同様の効果が得られ
る。さらに、各Ｙ座標毎の累積値Ｒ（ｙ）と、同様の各
Ｘ座標毎の累積値Ｒ（ｘ）を算出し、これら双方を同様
に処理する事により、不良部分の範囲をＸ座標及びＹ座
標によってさらに詳細に検出することができる。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように本発明の請求項１に
よれば、他方の座標毎に算出された各画素の輝度差の累
積値と、検査対象範囲内全体における前記累積値の平均
値とが比較され、電子部品の外観形状の良否が判定され
るので、不良部分を前記他の座標によって高精度で特定
することができ、外観検査の信頼性並びに生産効率の向
上を図ることができる。

【００３３】また、請求項２によれば、上記の効果に加
えて、前記検査対象範囲内の所定画素の輝度が補正さ
れ、この輝度補正された画像データによって判定処理が
行われるので、照明等による検出誤差を低減でき、正確
な良否判定を行うことができる。

【００３４】さらに、請求項３によれば、上記の効果に
加えて、判定手段によって、各累積値と平均累積値との
差が所定の基準値以上となる前記他の座標が所定数連続
して存在する領域に不良部分の存在確率が高いと判定さ
れるので、一部分的な陰や反射による誤判定を防止で
き、さらに正確な良否判定を行うことができるという非
常に優れた効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の構成を示す図

【図２】一実施例における検査対象範囲を示す図

【図３】一実施例における画像データの補正を説明する
図

【図４】一実施例における不良部分の検出方法を説明す
る図

【図５】一実施例における判定処理手順を示すフローチ
ャート

【図６】一実施例における判定処理手順を示すフローチ
ャート

【符号の説明】

１…カメラ、２…照明器、３…画像判定装置、３ａ…画
像メモリ、３ｂ…データ変換回路、３ｃ…画像メモリ、
３ｄ…判定処理部、３ｅ…画像メモリ、４…表示装置、
Ｃ…電子部品。

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子部品を撮像し、複数の画素からなる
   画像データを出力する撮像器と、前記電子部品の形状デ
   ータを記憶する記憶手段と、前記撮像器によって撮像さ
   れた画像データに基づいて、前記電子部品の外観形状の
   良否を判定する判定手段とを備えた電子部品の外観検査
   装置において、 前記画像データに基づいて、前記電子部品上の検査対象
   範囲を特定すると共に、該検査対象範囲内の画像データ
   における各画素に直交座標を割り当てる検査範囲特定手
   段と、 前記検査対象範囲内において、前記直交座標における一
   方の座標軸に対して平行な方向に連なる複数の画素の平
   均輝度を他方の座標毎に算出する平均輝度算出手段と、 前記各画素の輝度と該画素に対応する前記平均輝度との
   輝度差を算出する輝度差算出手段と、 前記他方の座標毎の前記輝度差の累積値を算出する累積
   値算出手段と、 前記検査対象範囲内の前記累積値の平均値を平均累積値
   として算出する平均累積値算出手段とを設けると共に、 前記判定手段は、前記各累積値と前記平均累積値とを比
   較し、前記電子部品の外観形状の良否を判定する、 ことを特徴とする電子部品の外観検査装置。
2. 【請求項２】 前記検査対象範囲内の所定画素の輝度を
   補正する輝度補正手段を設けたことを特徴とする請求項
   １記載の電子部品の外観検査装置。
3. 【請求項３】 前記判定手段は、前記累積値と前記平均
   累積値との差が所定の基準値以上となる前記他の座標が
   所定数連続して存在する領域に不良部分の存在確率が高
   いと判定することを特徴とする請求項１又は２記載の電
   子部品の外観検査装置。