JP7070867B2 - Visual inspection equipment and its optical system automatic calibration method - Google Patents
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Description
本発明は、ビジョン測定及び検査システムに適用可能な外観検査装置及びその光学系自動キャリブレーション方法に関する。 The present invention relates to a visual inspection apparatus applicable to a vision measurement and inspection system and an optical system automatic calibration method thereof.
通常、ビジョン測定及び検査システムは、ビジョン(vision)光学系を用いて検査対象(target)製品を測定または検査する設備である。検査対象製品としては、例えば、受動素子、ISM(Image Sensor Module)及び基板などの種々の電子部品が挙げられる。 Typically, a vision measurement and inspection system is equipment that measures or inspects a target product using vision optical systems. Examples of products to be inspected include various electronic components such as passive elements, ISMs (Image Sensor Modules), and substrates.
かかるビジョン測定及び検査システムは、複数の製品及び各製品の検査面を検査するために、複数の外観検査装置を含み得る。複数の外観検査装置は、設定された照明とカメラを用いて受動素子の映像を獲得し、獲得された映像に基づいて製品の外観不良を判断することができる。ここで、検査対象製品に欠陥が発生した状態で使用する場合、致命的な損失をもたらし得るため、検査対象製品の生産工程の一つとして外観検査工程が必要である。 Such a vision measurement and inspection system may include a plurality of products and a plurality of visual inspection devices for inspecting the inspection surface of each product. The plurality of visual inspection devices can acquire an image of the passive element by using the set lighting and the camera, and can determine the appearance defect of the product based on the acquired image. Here, when the product to be inspected is used in a state where a defect has occurred, a fatal loss can be caused, so that an appearance inspection process is required as one of the production processes of the product to be inspected.
ここで、検査対象製品である受動素子は、外部から供給された電力を消費、蓄積、放出する素子であり、受動素子としては、例えば、MLCC(Multi Layer Ceramic Capacitor)、BLCC(Boundary Layer Ceramic Capacitor)、VLC(Vertically Laminated Capacitor)、及びEMC(Electro Magnetic Compatibility)などが挙げられる。 Here, the passive element, which is a product to be inspected, is an element that consumes, stores, and releases electric power supplied from the outside. Examples of the passive element include MLCC (Multi Layer Ceramic Capacitor) and BLCC (Boundary Layer Ceramic Capacitor). ), VLC (Vertically Laminated Capacitor), EMC (Electro Magnetic Capacitor) and the like.
ところが、複数の外観検査装置は、製品毎に反射率が著しく異なる可能性があり、ビジョン光学系の設定によって映像品質が著しく異なる可能性があって、その映像品質によって測定及び検査性能が左右され得る。 However, the reflectance of multiple visual inspection devices may differ significantly from product to product, and the image quality may differ significantly depending on the settings of the vision optical system, and the measurement and inspection performance depends on the image quality. obtain.
複数の外観検査装置を用いて効率的な検査を行うためには、製品毎に均一な品質の映像を得る必要があり、そのためには、製品を測定及び検査する前に、該当製品に適するように光学系を適切に調整及び設定する必要がある。 In order to perform efficient inspection using multiple visual inspection devices, it is necessary to obtain images of uniform quality for each product, and for that purpose, before measuring and inspecting the product, make it suitable for the relevant product. It is necessary to properly adjust and set the optical system.
従来の光学系の調整方式は、現場で作業者が作業者の経験値に依存して手動で一つ一つ調整する方式であった。 The conventional optical system adjustment method is a method in which a worker manually adjusts one by one in the field depending on the experience value of the worker.
このような手動調整は、作業者毎に偏差が発生し得て、検査の正確性に劣るため、検査の信頼度が低下するという問題点がある。 Such manual adjustment has a problem that the reliability of the inspection is lowered because the deviation may occur for each worker and the accuracy of the inspection is inferior.
また、複数の外観検査装置のそれぞれに対する光学系を手動で一つ一つ調整する作業には多くの時間がかかるという問題点がある。 Further, there is a problem that it takes a lot of time to manually adjust the optical system for each of the plurality of visual inspection devices one by one.
特に、検査すべき検査対象製品の種類が多い場合、従来の調整方法では、製品種類毎、モデル毎、容量毎に反射率が異なるため、照明の光量を最大限に用いても目標(target)値より小さい場合や、照明の光量を最小限に用いても目標値に測定値が収束しない場合が発生し得る。この場合、従来の方法では、該当カメラの調整に失敗したものと見なされ、手動調整がさらに要求される。これにより、製品に対する光学系を手動でさらに調整しなければならない場合が頻繁に発生するという問題点がある。 In particular, when there are many types of products to be inspected, the conventional adjustment method has different reflectances for each product type, model, and capacity, so even if the maximum amount of illumination is used, the target (taget). It may be smaller than the value, or the measured value may not converge to the target value even if the amount of light of the illumination is used to the minimum. In this case, in the conventional method, it is considered that the adjustment of the corresponding camera has failed, and further manual adjustment is required. This has the problem that it often becomes necessary to manually further adjust the optical system for the product.
一方、従来、ビジョン測定及び検査システムにおける光学系の較正方法が提案されているが、色相毎のホワイトバランス比率値が1次的に目標値に収束しない場合に対する適切な代案は提案されていない状況である。 On the other hand, conventionally, a calibration method of an optical system in a vision measurement and inspection system has been proposed, but an appropriate alternative for the case where the white balance ratio value for each hue does not temporarily converge to the target value has not been proposed. Is.
本発明の一実施形態は、ビジョン測定及び検査システムの外観検査装置において、光学系に対するキャリブレーションを自動で行うことができ、色相毎の測定輝度値が目標輝度値に収束しない場合、カメラゲインをリバランシング(re‐balancing)することで色相毎の測定輝度値が目標輝度値に収束するようにする、外観検査装置及びその光学系自動キャリブレーション方法を提供する。 In one embodiment of the present invention, the visual inspection device of the vision measurement and inspection system can automatically calibrate the optical system, and when the measured luminance value for each hue does not converge to the target luminance value, the camera gain is set. Provided is an visual inspection apparatus and an optical system automatic calibration method thereof so that the measured luminance value for each hue converges to a target luminance value by rebalancing.
本発明の一実施形態によると、検査対象製品を照明する照明装置と、上記検査対象製品を撮影して映像信号を提供するカメラ装置と、上記カメラ装置の映像信号から映像を獲得し、各色相のホワイトバランス比率値を調整しながら、上記映像から求められた各色相の測定輝度値が目標輝度値に収束する各色相のホワイトバランス比率値を調整及び設定する光学系制御装置と、を含み、上記光学系制御装置は、該当色相の測定輝度値が目標輝度値に収束しないと、カメラゲインをリバランシングした後、さらに該当色相の測定輝度値が目標輝度値に収束するように該当色相のホワイトバランス比率値を調整する、外観検査装置が提案される。 According to one embodiment of the present invention, an optical device for illuminating the product to be inspected, a camera device for photographing the product to be inspected and providing an image signal, and an image obtained from the image signal of the camera device are obtained and each hue is obtained. Includes an optical system control device that adjusts and sets the white balance ratio value of each hue in which the measured luminance value of each hue obtained from the above image converges to the target luminance value while adjusting the white balance ratio value of the above. If the measured luminance value of the corresponding hue does not converge to the target luminance value, the optical system control device rebalances the camera gain and then white of the corresponding hue so that the measured luminance value of the corresponding hue further converges to the target luminance value. A visual inspection device that adjusts the balance ratio value is proposed.
本発明の一実施形態によると、ビジョン測定及び検査システムの外観検査装置において、製品に適するように光学系に対するキャリブレーションを自動で行うことができるため、キャリブレーションにかかる時間を短縮することができ、手動キャリブレーションによる欠点を解消することができるとともに、色相毎の測定値が目標値に収束しない場合、光学系の相関因子に対するリバランシングにより、色相毎の測定値が目標値に収束することができる効果がある。 According to one embodiment of the present invention, in the visual inspection device of the vision measurement and inspection system, the optical system can be automatically calibrated to suit the product, so that the time required for calibration can be shortened. In addition to eliminating the drawbacks of manual calibration, if the measured value for each hue does not converge to the target value, the measured value for each hue may converge to the target value due to rebalancing with respect to the correlation factors of the optical system. There is an effect that can be done.
以下では、添付の図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。しかし、本発明の実施形態は様々な他の形態に変形されることができ、本発明の範囲は以下で説明する実施形態に限定されない。また、本発明の実施形態は、当該技術分野で平均的な知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。したがって、図面における要素の形状及び大きさなどはより明確な説明のために誇張されることがある。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, embodiments of the invention can be transformed into various other embodiments, and the scope of the invention is not limited to the embodiments described below. Also, embodiments of the invention are provided to more fully explain the invention to those with average knowledge in the art. Therefore, the shape and size of the elements in the drawings may be exaggerated for a clearer explanation.
図1は本発明の一実施形態による外観検査装置のブロック図である。 FIG. 1 is a block diagram of a visual inspection apparatus according to an embodiment of the present invention.
図1を参照すると、本発明の一実施形態による外観検査装置100は、検査対象製品1の外観を検査するために、照明装置110と、カメラ装置120と、光学系制御装置130と、を含む。
Referring to FIG. 1, the
ここで、検査対象製品1が多面体である場合には、各面を検査するために複数の外観検査装置100が要求され得る。
Here, when the
上記照明装置110は検査対象製品を照明することができる。上記照明装置110は、予め設定された照明値を用いて照明することができる。
The
ここで、上記照明装置110の照明値は、検査対象製品1の外観検査に必要な照明値に予め設定されることができる。または、上記照明装置110の照明値は、カメラゲインを調整する前に、チャンネル毎、色相毎の適正照明値に、光学系制御装置130による照明値調整過程によって設定されることができる。
Here, the lighting value of the
上記光学系制御装置130は、色相毎の照明値を調べて設定することができる。
The optical
上記カメラ装置120は、上記検査対象製品を撮影して映像信号を提供することができる。
The
上記光学系制御装置130は、上記カメラ装置120の映像信号から映像を獲得することができる。一例として、上記光学系制御装置130は、上記獲得された映像から、予め設定された関心領域に対する各色相毎の輝度値を各色相毎に分離して測定することができる。上記測定輝度値は、上記関心領域の複数のピクセルの輝度値を平均することで求められる測定平均輝度値であることができる。
The optical
ここで、色相は、赤色(Red)、緑色(Green)、及び青色(Blue)であることができる。 Here, the hue can be red, green, and blue.
次いで、光学系制御装置130は、上記各色相のホワイトバランス比率値を調整しながら、上記映像から求められた各色相の測定輝度値が目標輝度値に収束する各色相のホワイトバランス比率値を調整及び設定することができる。
Next, the optical
また、上記光学系制御装置130は、該当色相の測定輝度値が目標輝度値に収束しないと、カメラゲインをリバランシングした後、さらに該当色相の測定輝度値が目標輝度値に収束するように該当色相のホワイトバランス比率値を調整することができる。ここで、上記カメラゲインのリバランシングについては、下記式1、式2及び式3を参照して後述する。
Further, the optical
一方、上記光学系制御装置130は、上記カメラゲインに関連する各色相毎のホワイトバランス比率値を調整及び設定する前に、上記照明装置110の照明値を調整及び設定することができる。
On the other hand, the optical
図2は本発明の一実施形態による光学系制御装置の例である。 FIG. 2 is an example of an optical system control device according to an embodiment of the present invention.
図2を参照すると、上記光学系制御装置130は、映像獲得部131と、輝度値測定部132と、ホワイトバランス比率値設定部133と、を含むことができる。
Referring to FIG. 2, the optical
上記映像獲得部131は、上記カメラ装置120からの映像信号から映像を獲得することができる。一例として、上記映像獲得部131は、アナログの映像信号をデジタルの映像信号に変換し、このデジタル映像信号から映像を抽出することができる。
The
上記輝度値測定部132は、上記映像獲得部131からの映像を用いて各色相の輝度値を測定して測定輝度値を提供することができる。
The luminance
上記ホワイトバランス比率値設定部133は、上記測定輝度値が予め設定された目標輝度値に収束するように各色相のホワイトバランス比率値を調整し、上記測定輝度値が上記目標輝度値に収束すると、その時の各色相のホワイトバランス比率値を設定し、上記ホワイトバランス比率値を上限値または下限値まで調整した場合にも、該当色相の測定輝度値が目標輝度値に収束しないと、カメラゲインをリバランシングした後、さらに該当色相の測定輝度値が目標輝度値に収束するように該当色相のホワイトバランス比率値を調整することができる。
The white balance ratio
次に、図3から図6を参照して、外観検査装置の光学系自動キャリブレーション方法について説明する。本明細書における外観検査装置および外観検査装置の光学系自動キャリブレーション方法についての説明は、特段の事情がない限り、互いに補完適用されることができる。 Next, a method of automatically calibrating the optical system of the visual inspection apparatus will be described with reference to FIGS. 3 to 6. The description of the visual inspection device and the method for automatically calibrating the optical system of the visual inspection device in the present specification can be applied complementarily to each other unless there are special circumstances.
図3は本発明の一実施形態による外観検査装置の光学系自動キャリブレーション方法の一例を示すフローチャートである。 FIG. 3 is a flowchart showing an example of an optical system automatic calibration method for an visual inspection apparatus according to an embodiment of the present invention.
図3から図6を参照して、本発明の一実施形態による外観検査装置の光学系自動キャリブレーション方法について説明する。 A method for automatically calibrating the optical system of the visual inspection apparatus according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 to 6.
後述の上記外観検査装置の光学系自動キャリブレーション方法についての説明には、図1及び図2を参照して説明された動作が適用可能である。これにより、上記外観検査装置の光学系自動キャリブレーション方法についての説明において、重複される詳細な説明はできるかぎり省略され得る。 The operation described with reference to FIGS. 1 and 2 can be applied to the description of the method for automatically calibrating the optical system of the visual inspection apparatus described later. Thereby, in the description of the optical system automatic calibration method of the visual inspection apparatus, duplicate detailed description can be omitted as much as possible.
図3を参照すると、外観検査装置の光学系自動キャリブレーション方法は、検査対象製品を照明する照明装置110と、上記検査対象製品を撮影するカメラ装置120と、光学系制御装置130と、を含む外観検査装置で行われる方法であって、検査対象製品(図1の1)の外観を検査するために、S210段階と、S220段階と、S230段階と、S240段階と、S250段階と、を含む。
Referring to FIG. 3, the optical system automatic calibration method of the visual inspection device includes a
上記S210段階では、上記光学系制御装置130により、上記カメラ装置120からの映像信号から映像が獲得されることができる。
At the S210 stage, the optical
上記S220段階では、上記光学系制御装置130により、上記映像から各色相の輝度値が測定され、各色相毎の測定輝度値が提供されることができる。一例として、色相の輝度値は、赤色輝度値、緑色輝度値、及び青色輝度値であることができる。
In the step S220, the optical
上記S230段階では、上記光学系制御装置130により、該当色相のホワイトバランス比率値が調整されながら、該当色相の測定輝度値が予め設定された目標輝度値に収束されるかが判断されることができる。ここで、色相のホワイトバランス比率値は、赤色ホワイトバランス比率値、緑色ホワイトバランス比率値、及び青色ホワイトバランス比率値であることができる。
In the step S230, the optical
上記S240段階では、上記光学系制御装置130により、上記測定輝度値が目標輝度値に収束されるように各色相のホワイトバランス比率値が調整され、上記ホワイトバランス比率値が上限値または下限値まで調整された場合にも、該当色相の測定輝度値が目標輝度値に収束されないと、カメラゲインがリバランシングされた後、さらに該当色相の測定輝度値が目標輝度値に収束されるように該当色相のホワイトバランス比率値が調整されることができる。
In the S240 step, the optical
上記S250段階では、上記光学系制御装置130により、上記測定輝度値が上記目標輝度値に収束されると、その時の各色相のホワイトバランス比率値が設定されることができる。
In the S250 step, when the measured luminance value is converged to the target luminance value by the optical
図4は本発明の一実施形態による外観検査装置の光学系自動キャリブレーション方法の他の例を示すフローチャートである。 FIG. 4 is a flowchart showing another example of the optical system automatic calibration method of the visual inspection apparatus according to the embodiment of the present invention.
図4を参照すると、本発明の一実施形態による外観検査装置の光学系自動キャリブレーション方法は、S100段階(照明値調整段階)と、S200段階(カメラゲイン調整段階)と、を含むことができる。 Referring to FIG. 4, the optical system automatic calibration method of the visual inspection apparatus according to the embodiment of the present invention can include S100 step (illumination value adjustment step) and S200 step (camera gain adjustment step). ..
上記S100段階では、上記光学系制御装置130により、上記照明装置110の照明値が調整されることができ、これについての説明は図6を参照して後述する。
In the S100 stage, the illumination value of the
上記S200段階では、図3及び図5に示されたように、カメラゲインが調整されることができ、これについての説明は、図3を参照する説明に加えて、図5を参照して後述する。 In the S200 stage, as shown in FIGS. 3 and 5, the camera gain can be adjusted, and the description thereof will be described later with reference to FIG. 5 in addition to the explanation with reference to FIG. do.
図5は本発明の一実施形態によるカメラゲイン調整段階の一例を示すフローチャートである。 FIG. 5 is a flowchart showing an example of a camera gain adjustment stage according to an embodiment of the present invention.
図1から図5を参照すると、上記光学系制御装置130は、該当色相の測定輝度値が目標輝度値より大きい場合(図5のS241を参照)には、該当色相の測定輝度値が目標輝度値に収束するように該当色相のホワイトバランス比率値を減少させることができる。
Referring to FIGS. 1 to 5, in the optical
例えば、上記光学系制御装置130は、該当色相の測定輝度値が目標輝度値より大きい場合、該当色相のホワイトバランス比率値が最小値である際に該当色相の測定輝度値が目標輝度値に収束しないと、該当色相のホワイトバランス比率値を予め設定された変更値(ΔBcolor1)だけ増加させ、この場合、カメラ装置のゲイン変更値(ΔG)及び他の色相のホワイトバランス比率値のそれぞれの変更値(ΔBcolor2、ΔBcolor3)を下記式1によって調整する、カメラゲインのリバランシングを行うことができる(図5のS242を参照)。
For example, in the optical
上記式1において、Bcolor1、Bcolor2及びBcolor3は、それぞれ赤色、緑色及び青色の何れか1つのホワイトバランス比率値であり、ΔBcolor1、ΔBcolor2及びΔBcolor3は、赤色、緑色及び青色の何れか1つのホワイトバランス比率値の変更値である。また、Aは定数であり、一例として、20/0.0359であることができる。
In the
また、上記光学系制御装置130は、該当色相の測定輝度値が目標輝度値より小さい場合(図5のS241を参照)には、該当色相の測定輝度値が目標輝度値に収束するように該当色相のホワイトバランス比率値を増加させることができる。
Further, the optical
例えば、上記光学系制御装置130は、該当色相の測定輝度値が目標輝度値より小さい場合、該当色相のホワイトバランス比率値が最大値である際に該当色相の測定輝度値が目標輝度値に収束しないと、該当色相のホワイトバランス比率値を予め設定された変更値(ΔBcolor1)だけ減少させ、この場合、カメラ装置のゲイン変更値(ΔG)及び他の色相のホワイトバランス比率値のそれぞれの変更値(ΔBcolor2、ΔBcolor3)を上記式1によって調整することができる(図5のS243を参照)。
For example, in the optical
図5を参照すると、上記光学系制御装置130は、赤色の測定輝度値が目標輝度値より大きい場合、赤色のホワイトバランス比率値(Bred)が最小値である際に赤色の測定輝度値が目標輝度値に収束しないと、赤色のホワイトバランス比率値(Bred)を予め設定された変更値(ΔBred)だけ増加させ、この場合、カメラ装置のゲイン変更値(ΔG)及び緑色及び青色のホワイトバランス比率値のそれぞれの変更値(ΔBgreen、ΔBblue)を下記式2によって調整する、カメラゲインのリバランシングを行うことができる(図5のS243を参照)。
Referring to FIG. 5, in the optical
これと異なって、上記光学系制御装置130は、赤色の測定輝度値が目標輝度値より小さい場合、赤色のホワイトバランス比率値が最大値である際に赤色の測定輝度値が目標輝度値に収束しないと、赤色のホワイトバランス比率値(Bred)を予め設定された変更値(ΔBred)だけ減少させ、この場合、カメラ装置のゲイン変更値(ΔG)及び緑色及び青色のホワイトバランス比率値のそれぞれの変更値(ΔBgreen、ΔBblue)を下記式2によって調整することができる(図5のS243を参照)。
Unlike this, in the optical
上記式2において、Bred、Bgreen及びBblueは赤色、緑色及び青色のホワイトバランス比率値であり、ΔBred、ΔBgreen及びΔBblueは赤色、緑色及び青色のホワイトバランス比率値の変更値である。また、Aは定数であり、一例として、20/0.0359であることができる。 In the above formula 2, Red, Bgreen and Bblue are red, green and blue white balance ratio values, and ΔBred, ΔBgreen and ΔBblue are red, green and blue white balance ratio values. Further, A is a constant and can be 20 / 0.0359 as an example.
上記式2を参照すると、上記光学系制御装置130は、赤色の測定輝度値が目標輝度値より大きい場合、赤色のホワイトバランス比率値(Bred)を減少させなければならないが、赤色のホワイトバランス比率値(Bred)が最小値である際にも赤色の測定輝度値が目標輝度値に収束しない場合には、赤色のホワイトバランス比率値(Bred)をさらに減少させることができるように、赤色のホワイトバランス比率値(Bred)を予め設定された変更値(ΔBred)だけ増加させる。
Referring to the above equation 2, the optical
例えば、上記光学系制御装置130は、下記式3のように出力パワー(yred、ygreen、yblue)が維持される状態で、上記赤色のホワイトバランス比率値(Bred)を上記変更値(ΔBred)だけ増加させる時に、上記式2を用いると、カメラ装置のゲイン変更値(ΔG)及び緑色及び青色のホワイトバランス比率値のそれぞれの変更値(ΔBgreen、ΔBblue)を調整する、カメラゲインのリバランシングを行うことができる(図5のS243を参照)。
For example, in the optical
上記式3において、yred、ygreen及びyblueは赤色、緑色及び青色の出力パワーであり、xred、xgreen及びxblueは赤色、緑色及び青色の入力パワーであり、Gはカメラ装置のゲインであり、Bred、Bgreen及びBblueは赤色、緑色及び青色のホワイトバランス比率値である。また、Bは定数であり、一例として、0.0359であることができる。 In Equation 3, yred, ygreen and yblue are red, green and blue output powers, xred, xgreen and xblue are red, green and blue input powers, G is the gain of the camera device, and Bred, Bgreen and Bblue are red, green and blue white balance ratio values. Further, B is a constant and can be 0.0359 as an example.
上記式3を参照すると、各色相毎の出力パワー(yred、ygreen、yblue)は、入力パワー(xred、xgreen、xblue)及びカメラ装置のゲイン(G)の関数である。 With reference to the above equation 3, the output power (yred, ygreen, yblue) for each hue is a function of the input power (xred, xgreen, xblue) and the gain (G) of the camera device.
これと異なって、上記式2を参照すると、上記光学系制御装置130は、赤色の測定輝度値が目標輝度値より小さい場合、赤色のホワイトバランス比率値(Bred)を増加させなければならないが、赤色のホワイトバランス比率値が最大値である際に赤色の測定輝度値が目標輝度値に収束しない場合には、赤色のホワイトバランス比率値(Bred)を予め設定された変更値(ΔBred)だけ減少させる。
On the other hand, referring to the above equation 2, the optical
例えば、上記光学系制御装置130は、上記式3のように、出力パワー(yred、ygreen、yblue)が維持される状態で、上記赤色のホワイトバランス比率値(Bred)を上記変更値(ΔBred)だけ減少させる時に、上記式2を用いると、カメラ装置のゲイン変更値(ΔG)及び緑色及び青色のホワイトバランス比率値のそれぞれの変更値(ΔBgreen、ΔBblue)を調整することができる(図5のS243を参照)。
For example, in the optical
一方、上記カメラゲインのリバランシングについて説明する。例えば、式2及び3を参照すると、赤色、緑色及び青色のホワイトバランス比率値(Bred)の変更値(ΔBred、ΔBgreen、ΔBblue)及びカメラ装置のゲイン変更値(ΔG)は互いに相関関係を有しており、式2及び3を満たす組合せの値を有する。 On the other hand, the rebalancing of the camera gain will be described. For example, referring to Equations 2 and 3, the red, green, and blue white balance ratio value (Bred) change values (ΔBred, ΔBgreen, ΔBblue) and the gain change value (ΔG) of the camera device have a correlation with each other. And has a combination value that satisfies equations 2 and 3.
予め設定された組合せの値において、赤色の測定輝度値が目標輝度値に収束するように赤色のホワイトバランス比率値を調整する過程で、赤色のホワイトバランス比率値が最小値である際に赤色の測定輝度値が目標輝度値に収束しない場合に、赤色のホワイトバランス比率値(Bred)をさらに減少させることができるように、赤色のホワイトバランス比率値(Bred)を予め設定された変更値(ΔBred)だけ増加させ、赤色のホワイトバランス比率値(Bred)を上記変更値(ΔBred)だけ増加させる時に、上記式2を用いると、カメラ装置のゲイン変更値(ΔG)及び緑色及び青色のホワイトバランス比率値のそれぞれの変更値(ΔBgreen、ΔBblue)を決定することができる。 In the process of adjusting the red white balance ratio value so that the red measured luminance value converges to the target luminance value in the preset combination value, the red color is red when the red white balance ratio value is the minimum value. The red white balance ratio value (Bred) is set to a preset change value (ΔBred) so that the red white balance ratio value (Bred) can be further reduced when the measured luminance value does not converge to the target luminance value. ), And the red white balance ratio value (Bred) is increased by the above change value (ΔBred). When the above equation 2 is used, the gain change value (ΔG) of the camera device and the green and blue white balance ratios are used. Each change value (ΔBgreen, ΔBblue) of the value can be determined.
また、赤色の測定輝度値が目標輝度値に収束するように赤色のホワイトバランス比率値を調整する過程で、赤色のホワイトバランス比率値が最大値である際に赤色の測定輝度値が目標輝度値に収束しない場合に、赤色のホワイトバランス比率値(Bred)をさらに増加させることができるように、赤色のホワイトバランス比率値(Bred)を予め設定された変更値(ΔBred)だけ減少させ、赤色のホワイトバランス比率値(Bred)を上記変更値(ΔBred)だけ減少させる時に、上記式2を用いると、カメラ装置のゲイン変更値(ΔG)及び緑色及び青色のホワイトバランス比率値のそれぞれの変更値(ΔBgreen、ΔBblue)を決定することができる。このような過程が、カメラゲインのリバランシングである。 Further, in the process of adjusting the red white balance ratio value so that the red measured luminance value converges to the target luminance value, the red measured luminance value is the target luminance value when the red white balance ratio value is the maximum value. The red white balance ratio value (Bred) is reduced by a preset change value (ΔBred) so that the red white balance ratio value (Bred) can be further increased when it does not converge to the red color. When the above equation 2 is used when the white balance ratio value (Bred) is decreased by the above change value (ΔBred), the gain change value (ΔG) of the camera device and the respective change values (green and blue white balance ratio values) ( ΔBgreen, ΔBblue) can be determined. Such a process is camera gain rebalancing.
上記カメラゲインのリバランシングについて、赤色の場合を例として説明したが、緑色及び青色にも同一の原理が適用されることができる。 The rebalancing of the camera gain has been described by taking the case of red as an example, but the same principle can be applied to green and blue.
上述のように、赤色に対する調整過程と同様の方式により、緑色に対しても下記式4を用いて調節することができ、青色に対しても下記式5を用いて調節することができる。
As described above, the green color can be adjusted using the following
図6は本発明の一実施形態による照明値調整段階の一例を示すフローチャートであり、図7は本発明の一実施形態による照明値調整段階における収束の概念図である。 FIG. 6 is a flowchart showing an example of the illumination value adjustment stage according to the embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a conceptual diagram of convergence in the illumination value adjustment stage according to the embodiment of the present invention.
図6及び図7を参照すると、上記照明値を調整する段階(S100)は、S110段階と、S120段階と、S130段階と、S140段階と、S150段階と、を含むことができる。 Referring to FIGS. 6 and 7, the step (S100) for adjusting the illumination value can include an S110 step, an S120 step, an S130 step, an S140 step, and an S150 step.
上記S110段階では、上記光学系制御装置130により、上記カメラ装置120からの映像信号から映像が獲得されることができる。
At the S110 stage, the optical
上記S120段階では、上記光学系制御装置130により、上記映像から各色相の輝度値が測定され、各色相毎の測定明度値が提供されることができる。
In the step S120, the optical
上記S130段階では、上記光学系制御装置130により、該当色相の照明値が調整されながら該当色相の測定明度値が予め設定された目標明度値に収束されるかの判断が行われることができる。
In the step S130, the optical
上記S140段階では、上記光学系制御装置130により、上記測定明度値が上記目標明度値に収束されないと、各色相の照明値が調整されて上記映像を獲得する段階に進む。
In the step S140, if the measured brightness value is not converged to the target brightness value by the optical
そして、上記S150段階では、上記光学系制御装置130により、上記測定明度値が上記目標明度値に収束されると、その時の各色相の照明値が設定されることができる。
Then, in the S150 step, when the measured brightness value is converged to the target brightness value by the optical
上記のような照明装置の照明値調整過程を経ることで、図7に示されたように、上記照明装置に対する各色相毎の測定明度値が目標明度値に収束される照明値を調べて設定することができる。 As shown in FIG. 7, by going through the illumination value adjustment process of the illumination device as described above, the illumination value at which the measured brightness value for each hue with respect to the illumination device is converged to the target brightness value is investigated and set. can do.
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の範囲はこれに限定されず、特許請求の範囲に記載された本発明の技術的思想から外れない範囲内で多様な修正及び変形が可能であるということは、当技術分野の通常の知識を有する者には明らかである。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited to this, and various modifications and modifications are made within the scope of the technical idea of the present invention described in the claims. It is clear to those with ordinary knowledge in the art that this is possible.
100 外観検査装置
110 照明装置
120 カメラ装置
130 光学系制御装置
131 映像獲得部
132 輝度値測定部
133 ホワイトバランス比率値設定部
100
Claims (14)
前記検査対象製品を撮影して映像信号を提供するカメラ装置と、
前記カメラ装置の映像信号から映像を獲得し、各色相のホワイトバランス比率値を調整しながら、前記映像から求められた各色相の測定輝度値が目標輝度値に収束する各色相のホワイトバランス比率値を調整及び設定する光学系制御装置と、を含み、
前記光学系制御装置は、
該当色相の測定輝度値が目標輝度値に収束しないと、カメラゲインをリバランシングした後、さらに該当色相の測定輝度値が目標輝度値に収束するように該当色相のホワイトバランス比率値を調整する、外観検査装置。 Lighting equipment that illuminates the product to be inspected,
A camera device that captures the product to be inspected and provides a video signal,
The white balance ratio value of each hue in which the measured luminance value of each hue obtained from the image converges to the target luminance value while acquiring the image from the video signal of the camera device and adjusting the white balance ratio value of each hue. Including optical system control device, which adjusts and sets
The optical system control device is
If the measured luminance value of the corresponding hue does not converge to the target luminance value, after rebalancing the camera gain, the white balance ratio value of the corresponding hue is further adjusted so that the measured luminance value of the corresponding hue converges to the target luminance value. Visual inspection equipment.
前記カメラ装置からの映像信号から映像を獲得する映像獲得部と、
前記映像から各色相の輝度値を測定して測定輝度値を提供する輝度値測定部と、
前記測定輝度値が予め設定された目標輝度値に収束するように各色相のホワイトバランス比率値を調整し、前記測定輝度値が前記目標輝度値に収束すると、その時の各色相のホワイトバランス比率値を設定し、前記ホワイトバランス比率値を上限値または下限値まで調整した場合にも、該当色相の測定輝度値が目標輝度値に収束しないと、カメラゲインをリバランシングした後、さらに該当色相の測定輝度値が目標輝度値に収束するように該当色相のホワイトバランス比率値を調整するホワイトバランス比率値設定部と、を含む、請求項1に記載の外観検査装置。 The optical system control device is
A video acquisition unit that acquires video from the video signal from the camera device,
A luminance value measuring unit that measures the luminance value of each hue from the image and provides the measured luminance value,
The white balance ratio value of each hue is adjusted so that the measured luminance value converges to the preset target luminance value, and when the measured luminance value converges to the target luminance value, the white balance ratio value of each hue at that time. If the measured luminance value of the corresponding hue does not converge to the target luminance value even when the white balance ratio value is adjusted to the upper limit value or the lower limit value, the camera gain is rebalanced and then the corresponding hue is measured. The visual inspection apparatus according to claim 1, further comprising a white balance ratio value setting unit that adjusts the white balance ratio value of the corresponding hue so that the luminance value converges to the target luminance value.
該当色相の測定輝度値が目標輝度値より大きい場合には、該当色相の測定輝度値が目標輝度値に収束するように該当色相のホワイトバランス比率値を減少させる、請求項1または2に記載の外観検査装置。 The optical system control device is
The white balance ratio value of the corresponding hue is reduced so that the measured luminance value of the corresponding hue converges to the target luminance value when the measured luminance value of the corresponding hue is larger than the target luminance value, according to claim 1 or 2. Visual inspection equipment.
該当色相の測定輝度値が目標輝度値より大きい場合、該当色相のホワイトバランス比率値が最小値である際に該当色相の測定輝度値が目標輝度値に収束しないと、該当色相のホワイトバランス比率値を予め設定された変更値ΔBcolor1だけ増加させ、この場合、カメラ装置のゲイン変更値ΔG及び他の色相のホワイトバランス比率値のそれぞれの変更値ΔBcolor2、ΔBcolor3を下記式
によって調整するカメラゲインのリバランシングを行う、請求項3に記載の外観検査装置。 The optical system control device is
If the measured luminance value of the corresponding hue is larger than the target luminance value, and the measured luminance value of the corresponding hue does not converge to the target luminance value when the white balance ratio value of the corresponding hue is the minimum value, the white balance ratio value of the corresponding hue Is increased by the preset change value ΔBcolor1, and in this case, the change values ΔBcolor2 and ΔBcolor3 of the gain change value ΔG of the camera device and the white balance ratio value of other hues are expressed by the following equations.
The visual inspection apparatus according to claim 3, wherein the camera gain adjusted by the above rebalancing is performed.
該当色相の測定輝度値が目標輝度値より小さい場合には、該当色相の測定輝度値が目標輝度値に収束するように該当色相のホワイトバランス比率値を増加させる、請求項1から4のいずれか一項に記載の外観検査装置。 The optical system control device is
If the measured luminance value of the corresponding hue is smaller than the target luminance value, the white balance ratio value of the corresponding hue is increased so that the measured luminance value of the corresponding hue converges to the target luminance value, which is one of claims 1 to 4. The visual inspection device according to paragraph 1.
該当色相の測定輝度値が目標輝度値より小さい場合、該当色相のホワイトバランス比率値が最大値である際に該当色相の測定輝度値が目標輝度値に収束しないと、該当色相のホワイトバランス比率値を予め設定された変更値ΔBcolor1だけ減少させ、この場合、カメラ装置のゲイン変更値ΔG及び他の色相のホワイトバランス比率値のそれぞれの変更値ΔBcolor2、ΔBcolor3を下記式
によって調整するカメラゲインのリバランシングを行う、請求項5に記載の外観検査装置。 The optical system control device is
If the measured luminance value of the corresponding hue is smaller than the target luminance value, and the measured luminance value of the corresponding hue does not converge to the target luminance value when the white balance ratio value of the corresponding hue is the maximum value, the white balance ratio value of the corresponding hue Is reduced by the preset change value ΔBcolor1, and in this case, the change values ΔBcolor2 and ΔBcolor3 of the gain change value ΔG of the camera device and the white balance ratio value of other hues are expressed by the following equations.
The visual inspection apparatus according to claim 5, which rebalances the camera gain adjusted by.
前記カメラゲインに関連する各色相毎のホワイトバランス比率値を調整及び設定する前に、前記照明装置の照明値に関連する各色相毎のホワイトバランス比率値を調整及び設定する、請求項1から6のいずれか一項に記載の外観検査装置。 The optical system control device is
Claims 1 to 6 adjust and set the white balance ratio value for each hue related to the illumination value of the lighting device before adjusting and setting the white balance ratio value for each hue related to the camera gain. The visual inspection apparatus according to any one of the above.
前記光学系制御装置により、前記カメラ装置からの映像信号から映像を獲得する段階と、
前記映像から各色相の輝度値を測定して各色相毎の測定輝度値を提供する段階と、
該当色相のホワイトバランス比率値を調整しながら、該当色相の測定輝度値が予め設定された目標輝度値に収束するかを判断する段階と、
前記測定輝度値が目標輝度値に収束するように各色相のホワイトバランス比率値を調整し、前記ホワイトバランス比率値を上限値または下限値まで調整した場合にも、該当色相の測定輝度値が目標輝度値に収束しないと、カメラゲインをリバランシングした後、さらに該当色相の測定輝度値が目標輝度値に収束するように該当色相のホワイトバランス比率値を調整する段階と、
前記測定輝度値が前記目標輝度値に収束すると、その時の各色相のホワイトバランス比率値を設定する段階と、を含む、外観検査装置の光学系自動キャリブレーション方法。 An optical system automatic calibration method for an visual inspection device including a lighting device for illuminating a product to be inspected, a camera device for photographing the product to be inspected, and an optical system control device.
The stage of acquiring an image from the image signal from the camera device by the optical system control device, and
A step of measuring the luminance value of each hue from the above image and providing the measured luminance value for each hue, and
While adjusting the white balance ratio value of the corresponding hue, the stage of determining whether the measured brightness value of the corresponding hue converges to the preset target brightness value, and
Even when the white balance ratio value of each hue is adjusted so that the measured luminance value converges to the target luminance value and the white balance ratio value is adjusted to the upper limit value or the lower limit value, the measured luminance value of the corresponding hue is the target. If it does not converge to the brightness value, after rebalancing the camera gain, the stage of adjusting the white balance ratio value of the corresponding hue so that the measured brightness value of the corresponding hue converges to the target brightness value, and
A method for automatically calibrating an optical system of an visual inspection apparatus, which comprises a step of setting a white balance ratio value of each hue at that time when the measured luminance value converges to the target luminance value.
該当色相の測定輝度値が目標輝度値より大きい場合には、該当色相の測定輝度値が目標輝度値に収束するように該当色相のホワイトバランス比率値を減少させる、請求項8に記載の外観検査装置の光学系自動キャリブレーション方法。 At the stage of adjusting the white balance ratio value,
The visual inspection according to claim 8, wherein when the measured luminance value of the corresponding hue is larger than the target luminance value, the white balance ratio value of the corresponding hue is reduced so that the measured luminance value of the corresponding hue converges to the target luminance value. How to automatically calibrate the optical system of the device.
該当色相の測定輝度値が目標輝度値より大きい場合、該当色相のホワイトバランス比率値が最小値である際に該当色相の測定輝度値が目標輝度値に収束しないと、該当色相のホワイトバランス比率値を予め設定された変更値ΔBcolor1だけ増加させ、この場合、カメラ装置のゲイン変更値ΔG及び他の色相のホワイトバランス比率値のそれぞれの変更値ΔBcolor2、ΔBcolor3を下記式
によって調整するカメラゲインのリバランシングを行う、請求項9に記載の外観検査装置の光学系自動キャリブレーション方法。 At the stage of adjusting the white balance ratio value,
If the measured luminance value of the corresponding hue is larger than the target luminance value, and the measured luminance value of the corresponding hue does not converge to the target luminance value when the white balance ratio value of the corresponding hue is the minimum value, the white balance ratio value of the corresponding hue Is increased by the preset change value ΔBcolor1, and in this case, the change values ΔBcolor2 and ΔBcolor3 of the gain change value ΔG of the camera device and the white balance ratio value of other hues are expressed by the following equations.
The method for automatically calibrating an optical system of the visual inspection apparatus according to claim 9, wherein the camera gain adjusted by is rebalanced.
該当色相の測定輝度値が目標輝度値より小さい場合には、該当色相の測定輝度値が目標輝度値に収束するように該当色相のホワイトバランス比率値を増加させる、請求項8から10のいずれか一項に記載の外観検査装置の光学系自動キャリブレーション方法。 At the stage of adjusting the white balance ratio value,
Any of claims 8 to 10, wherein when the measured luminance value of the corresponding hue is smaller than the target luminance value, the white balance ratio value of the corresponding hue is increased so that the measured luminance value of the corresponding hue converges to the target luminance value. The method for automatically calibrating an optical system of the visual inspection apparatus according to item 1.
該当色相の測定輝度値が目標輝度値より小さい場合、該当色相のホワイトバランス比率値が最大値である際に該当色相の測定輝度値が目標輝度値に収束しないと、該当色相のホワイトバランス比率値を予め設定された変更値ΔBcolor1だけ減少させ、この場合、カメラ装置のゲイン変更値ΔG及び他の色相のホワイトバランス比率値のそれぞれの変更値ΔBcolor2、ΔBcolor3を下記式
によって調整するカメラゲインのリバランシングを行う、請求項11に記載の外観検査装置の光学系自動キャリブレーション方法。 At the stage of adjusting the white balance ratio value,
If the measured luminance value of the corresponding hue is smaller than the target luminance value, and the measured luminance value of the corresponding hue does not converge to the target luminance value when the white balance ratio value of the corresponding hue is the maximum value, the white balance ratio value of the corresponding hue Is reduced by the preset change value ΔBcolor1, and in this case, the change values ΔBcolor2 and ΔBcolor3 of the gain change value ΔG of the camera device and the white balance ratio value of other hues are expressed by the following equations.
The method for automatically calibrating an optical system of the visual inspection apparatus according to claim 11, wherein the camera gain adjusted by the above is rebalanced.
前記光学系制御装置により、前記カメラ装置からの映像信号から映像を獲得する段階と、
前記映像から各色相の輝度値を測定して各色相毎の測定明度値を提供する段階と、
該当色相の照明値を調整しながら、該当色相の測定明度値が予め設定された目標明度値に収束するかを判断する段階と、
前記測定明度値が前記目標明度値に収束しないと、各色相の照明値を調整して前記映像を獲得する段階に進む段階と、
前記測定明度値が前記目標明度値に収束すると、その時の各色相の照明値を設定する段階と、を含む、請求項13に記載の外観検査装置の光学系自動キャリブレーション方法。 The step of adjusting the lighting value is
The stage of acquiring an image from the image signal from the camera device by the optical system control device, and
The stage of measuring the luminance value of each hue from the above image and providing the measured brightness value for each hue, and
While adjusting the illumination value of the corresponding hue, the stage of determining whether the measured brightness value of the corresponding hue converges to the preset target brightness value, and
If the measured brightness value does not converge to the target brightness value, the stage of adjusting the illumination value of each hue and proceeding to the stage of acquiring the image, and the stage of proceeding to the stage of acquiring the image.
The method for automatically calibrating an optical system of an visual inspection apparatus according to claim 13, comprising a step of setting an illumination value of each hue at that time when the measured brightness value converges to the target brightness value.
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