JP4396231B2 - プログラマブルロジックコントローラ、これに用いられる画像オートフォーカスモジュール及び部品の製造方法 - Google Patents
プログラマブルロジックコントローラ、これに用いられる画像オートフォーカスモジュール及び部品の製造方法 Download PDFInfo
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Description
また、PLC1とオートフォーカス装置11との通信、オートフォーカス装置11とフォーカス軸駆動ユニット12との接続、PLC1側のインターロック実現、フォーカス軸センサをオートフォーカス装置11に入力すると共に各種インターロック実現のためのPLC1側の接続環境の整備など、制御システムが複雑になる。
更に、オートフォーカス装置11が高価であるため、システム構築コストも高価となる等の種々の問題を有している。
内部バスと、
前記内部バスに接続され、前記画像処理手段からの出力信号が入力されると共に前記制御対象機器に対して制御信号を出力する入出力モジュールと、
前記内部バスに接続された内部CPUと、前記内部CPUにより制御され、前記撮像手段から供給される前記対象ワークの画像データに基づいて、前記撮像手段を最適フォーカス位置へ駆動制御するコントローラとを有する画像オートフォーカスモジュールと、
前記内部バスに接続され、前記入出力モジュールと前記画像オートフォーカスモジュールの動作を制御するCPUモジュールとを具備する。
なお、画像オートフォーカスモジュールが直接的にフォーカス軸駆動手段を駆動制御する構成に限らず、間にCPUモジュールを介在させて間接的にフォーカス軸駆動手段を駆動制御する構成であってもよい。
なお、これら通信モジュール23及びI/Oモジュール25により、本発明の「入出力モジュール」が構成されている。
例えば、CPUモジュール22からAFモジュール24へは、画像オートフォーカス制御の動作開始と併せてピント位置の検索範囲情報や検索速度情報を供給し、また、AFモジュール24からCPUモジュール22へは、画像オートフォーカス制御の動作終了と併せて、動作結果のフォーカス軸座標やピント評価値、フォーカス位置付近の画面の平均輝度等の情報を供給することができる。
この例によれば、CPUモジュール22がフォーカス軸座標情報からワーク相互間のフォーカス位置のバラツキを判断して、フォーカス位置の検索範囲を絞ったり検索速度を早める等して画像オートフォーカス制御の動作時間の短縮化を図ることができるとともに、輝度情報を照明光源の光量制御にフィードバックする等、装置パフォーマンスの向上をも図ることが可能となる。
図3Aは、レンズ−ワーク間距離(横軸)とピント評価値(縦軸)との関係例を示している。これは、レンズ−ワーク間距離を一定間隔で変化させて画像を取り込み、各画像のピント評価値を計算してプロットしたものである。グラフ中のピント評価値最大値が、最適フォーカス位置である。以下、このレンズ−ワーク間距離に対するピント評価値のプロットを「フォーカスカーブ」と呼ぶ。
しかしながら、照明光源の短波長化により光路に使用するレンズ等の光学材料に制約が生じ、また、単一波長化によりスペックルなどの影響が出てくるという問題がある。ここでいうスペックルとは、画面の明るさが斑状に分布した状態をいい、光源の波長や光学系の構成によってユニークなパターンの濃淡分布をとる。
なお、画像平滑化の処理条件(処理対象画素数、フィルタリング係数、処理回数、重み付けの有無等)は任意に設定可能であり、これらの処理条件は、端末40を介して設定される。
なお、レンズの移動方向は特に限定されないが、本例ではワークに接近する方向へ移動する。
この場合、画像処理装置6からPLC21へ供給される出力信号としては、当該画像処理装置6にて検査結果を評価する場合にはその評価結果が含まれ、他方、PLC21(CPUモジュール22)にて検査結果を評価する場合にはその評価を行うのに必要な情報が含まれることになる。
例えば、フォーカス軸駆動ユニット12の駆動制御を、AFモジュール24からCPUモジュール22、I/Oモジュール25(又はその他の専用モジュール)を介して行うようにしてもよい。また、フォーカス軸座標を位置センサ等によって取得することも容易に行うことができる。
Claims (11)
- 撮像手段により撮影された対象ワークの映像を、画像処理手段を介して観察又は検査し、その結果得られる出力信号に基づいて制御対象機器を制御するプログラマブルロジックコントローラであって、
内部バスと、
前記内部バスに接続され、前記画像処理手段からの出力信号が入力されると共に前記制御対象機器に対して制御信号を出力する入出力モジュールと、
前記内部バスに接続された内部CPUと、前記内部CPUにより制御され、前記撮像手段から供給される前記対象ワークの画像データに基づいて、前記撮像手段を最適フォーカス位置へ駆動制御するコントローラとを有する画像オートフォーカスモジュールと、
前記内部バスに接続され、前記入出力モジュールと前記画像オートフォーカスモジュールの動作を制御するCPUモジュールと
を具備するプログラマブルロジックコントローラ。 - 前記コントローラは、
複数のフォーカス位置で取得した前記対象ワークの各画像データを平滑化処理する画像平滑化手段と、
前記平滑化処理した各画像データについて各々ピント評価値を算出する評価値算出手段と、
前記算出した各ピント評価値のうちその最大値に基づいてピント位置を算出するピント位置算出手段と、
前記算出したピント位置を最適フォーカス位置として前記撮像手段を駆動する駆動手段とを有する
請求項1に記載のプログラマブルロジックコントローラ。 - 前記コントローラは、前記取得した各画像データの画面平均輝度を算出する平均輝度算出手段をさらに有し、前記ピント評価値として前記算出した画面平均輝度による除算値を用いる
請求項2に記載のプログラマブルロジックコントローラ。 - 前記評価値算出手段は、前記取得した各画像データにおける隣接画素間の輝度データ差を算出するエッジ強調処理手段でなる
請求項2に記載のプログラマブルロジックコントローラ。 - 前記ピント位置算出手段は、前記算出したピント評価値の最大値及びその近傍の複数のピント評価値に基づいて前記ピント位置を算出する
請求項2に記載のプログラマブルロジックコントローラ。 - 前記内部CPUは、前記CPUモジュールにより、前記内部バスを介して、オートフォーカス動作に関するパラメータが設定される
請求項1に記載のプログラマブルロジックコントローラ。 - 撮像手段により撮影された対象ワークの映像を、画像処理手段を介して観察又は検査し、その結果得られる出力信号に基づいて制御対象機器を制御するプログラマブルロジックコントローラ用の画像オートフォーカスモジュールであって、
前記プログラマブルロジックコントローラのCPUモジュールと、前記画像処理手段からの出力信号が入力されると共に前記制御対象機器に対して制御信号を出力する前記プログラマブルロジックコントローラの入出力モジュールとに対し、前記プログラマブルロジックコントローラの内部バスを介して接続される内部CPUと、
前記内部CPUにより制御され、前記撮像手段から供給される前記対象ワークの画像データとに基づいて、前記撮像手段を最適フォーカス位置へ駆動制御するコントローラと
を具備する画像オートフォーカスモジュール。 - 内部バスと、
前記内部バスに接続され、画像処理手段からの出力信号が入力されると共に制御対象機器に対して制御信号を出力する入出力モジュールと、
前記内部バスに接続された内部CPUと、前記内部CPUにより制御され、撮像手段から供給される対象ワークの画像データに基づいて、前記撮像手段を最適フォーカス位置へ駆動制御するコントローラとを有する画像オートフォーカスモジュールと、
前記内部バスに接続され、前記入出力モジュールと前記画像オートフォーカスモジュールの動作を制御するCPUモジュールとを有するプログラマブルロジックコントローラを用いた部品の製造方法であって、
前記画像オートフォーカスモジュールの動作を制御する信号を前記CPUモジュールから前記内部CPUへ前記内部バスを介して供給することで、前記コントローラにより、前記対象ワークを撮影する撮像手段を最適フォーカス位置へ駆動制御し、
最適フォーカス位置へ駆動制御された前記撮像手段により撮影された前記対象ワークの映像を、前記画像処理手段を介して検査し、その結果得られる出力信号に基づいて前記制御対象機器を制御する
部品の製造方法。 - 前記画像オートフォーカスモジュールの動作を制御する信号として、画像オートフォーカス制御の開始信号が供給され、
前記撮像手段を最適フォーカス位置へ駆動制御した後、前記撮像手段に対する画像オートフォーカス制御の終了時に前記画像オートフォーカスモジュールから前記CPUモジュールへ前記内部バスを介して供給される終了信号に基づいて生成されるコマンドを、前記CPUモジュールから前記入出力モジュールに接続された前記画像処理手段へ供給することで、前記画像処理手段により、前記撮像手段によって撮影された前記対象ワークの映像に基づいて前記対象ワークを検査し、
前記画像処理手段からの前記対象ワークの検査結果を含む出力信号に基づいて生成される制御信号を、前記CPUモジュールから前記入出力モジュールに接続された制御対象機器へ供給することで、前記制御対象機器を前記検査結果に応じて制御する
請求項8に記載の部品の製造方法。 - 前記出力信号は、前記対象ワークの良否判定または当該良否判定に寄与する出力信号である
請求項8に記載の部品の製造方法。 - 前記制御対象機器に対する前記検査結果に応じた制御は、搬送系に対する前記検査結果に応じて異なる搬送先への前記対象ワークの搬送制御である
請求項8に記載の部品の製造方法。
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