JPH0235306A - 形状検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、光切断法により、例えば電子部品のはんだ何
部の立体形状を検出する形状検出方法に関するものであ
る。

［従来の技術］ 光切断法は被測定物の立体形状を測定あるいは検査する
手段として従来から使用されている。第４図はその原理
図である。図において、１は形状検出の対象となる被測
定物であり、その上方にスリット光投光器２があり、こ
のスリット光投光器２から線状光線４を被測定物１上に
投光する。これを斜め上方の像検出器３１例えばテレビ
カメラにより検出する。第５図はこのようにして光学的
に検出された被測定物１の光切断線像５を示すものであ
る。光切断線像５は明暗を有する二次元的な光学像とし
て得られる。そこで次に、この光学的な光切断線像５を
電気的に処理するため、光切断線像５を横切る方向に全
域を走査して、例えば特開昭５６−７０４０７号公報に
示された技術などを用いて映像信号か最大値を示す位置
、すなわち光切断線位置を決定することにより二次元領
域の立体形状を示す光切断線を抽出する。これによリ、
対象物の立体形状を正確に自動測定あるいは自動検査す
ることができる。

しかしながら、上記公報に示された技術は、対象物か像
検出器から見たときに死角を有したり、鏡面を有する場
合の光切断線像の処理に関するものであり、基本的に１
本の光切断線像についてノイズ成分の除去処理などを行
うものである。

［発明が解決しようとする課題］ したかって、複数個の移動中の対象物について形状検出
する場合、あるいはそれらの対象物に投光される線状光
線を移動させなから対象物の複数個所の形状を検出する
場合なとにおいても、従来の形状検出装置では、連続し
た複数本の光切断線像か検出されるか、その処理に際し
ては各々の光切断線像を独立のものとして処理していた
。そのため、例えば第６図に示すように、ある線状光線
４ａ（区別のため破線で示す）の投光位置Ａとこれに隣
接する線状光線４ｂ（実線で示す）の投光位置Ｂにおい
て、それぞれの線状光線の画像を第７図（ａ）、（ｂ）
に示すように、先の線状光線４ａの投光位置Ａでは現れ
なかった対象物コからの反射光による二次光源によるノ
イズ画像６が後の線状光線４ｂの投光位置Ｂでは明瞭に
現れることかある。これは、先の線状光線４ａの投光位
置Ａでは対向する対象物］の側面に当たらなかった反射
光７か、線状光線の移動により、後の線状光線４ｂの投
光位置Ｂでは対向する対象物］の側面に当たるようにな
ることによるもので、これが第７図（ｂ）に示すように
、ハ字状のライス光を含む画像６として現れるのである
。この様子を第８図に示す中央の対象物１についてみる
と、左右の対象物］の斜面からの反射光７か各々向い合
った中央対象物１の側斜面に当たり、これかノイズとな
る輝線となって現れるのである。ノイズ光の形状は勿論
、対象物の形状によって変わる。

このようなノイズ画像の存在のもとでは、従来の形状検
出装置では、該ノイズ画像を除去することかできないの
で偽の形状を抽出することになり、対象物の形状を正確
に計測することかできないという問題点かあった。

本発明は、上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、対象物及びその上に投光される線状光線か相
対移動する場合において、ある光切断線像が上記のごと
きノイズ画像を含む場合であっても、該ノイズ画像に影
響されることなくこれを無視して処理することかでき、
したかって偽の形状を抽出することなく正確に対象物の
形状を計測することができる形状検出方法を得ることを
目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明に係る形状検出方法は、対象物及び該対象物の上
方より投光される線状光線が相対移動する場合について
適用されるものであり、まず、前記対象物または線状光
線が一定量移動するごとに像検出器により一画面ごとの
光切断線像を得る。

次に、各画面の光切断線像について該光切断線像を横切
る方向に全域を走査して光切断線を抽出するのであるか
、その場合に、その走査線上にノイズ画像によるピーク
値を持つときには前画面の同一走査線上で検出された光
切断線位置と現画面の該走査線に隣接する前の走査線に
おいてすでに検出されている光切断線位置を基準として
光切断線探索範囲を設定し、これにより前記ノイズ画像
を無視して処理することとしたものである。

［作　用］ 本発明においては、線状光線の相対移動により光切断線
像かノイズ画像を含むようになった場合には、本来の光
切断線像とノイズ画像がある程度離れているので、上記
のように光切断線探索範囲を限定することにより、本来
の光切断線位置のみを抽出することができるのである。

したかつて、ノイズ画像が存在していてもこれを無視し
て処理することかできる。

［実施例］ 以下、本発明による形状検出方法を図により具体的に説
明する。

第１図は本発明の形状検出方法を実施した場合に、ある
線状光線の投光位置での対象物の光切断線像の一例を示
すもので、像検出器の出力画像である。また、第１図は
説明の都合上第６図に示す対象物に対するものとして示
されており、第１図（ａ）は第７図（ａ）と、第１図（
ｂ）は第７図（ｂ）とそれぞれ同一のものである。そし
て、第１図（ａ）は前画面の光切断線像を示し、第１図
（ｂ）は現画面（検査画面）の光切断線像を示している
。

第２図は上記の各画面の垂直走査線」二での輝度分布を
示すもので、同図（ａ）は前画面の垂直走査線口上での
輝度分布を、同図（ｂ）は現画面の垂直走査線ｎとｎ−
１上での輝度分布をそれぞれ示している。

第１図（ａ）において、第６図に示す１つの線状光線４
ａの投光位置Ａでは対象物１の他の部分からの反射光は
存在しないので、この線状光線４ａを第４図に示す像検
出器３により撮像すると、第１図（ａ）に示すような輝
線の光切断線像５を得ることかできる。したがって、こ
の光切断線像５からそれを横切る方向に全域を走査する
ことにより、各垂直走査線上において映像信号Ｖの最大
値Ｖ　　の位置ｙ　を検出し、これらの位置ｙ。

ｍａＸ　　　　　　　　　　　　　Ｉ　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　］を統合することにより該投光位置Ａでの対象物］の
光切断線を抽出することかでき、その立体形状を検Ｈ４
することがてきる。第２図（ａ）は任意の１本の垂直走
査線ｎ　ｌでの光切断線位置ｙ　　（ｉ■ −ｎ）を示したものである。

次に、線状光線が相対的に一定量移動したときの投光位
置Ｂでは前述したように対象物１−の他の部分からの反
射光があり、これが現画面では第１図（ｂ）に示すよう
にノイズ画像６となって明瞭に現れる。しかし、このノ
イズ画像６は本来の光切断線像５とは分離した形で現れ
るので、前画面の画像情報と現画面の隣接する前の走査
線の画像情報とを利用することによりノイズ画像６を無
視した処理が可能となるものである。すなわち、第１図
（ｂ）に示すようにノイズ画像６が発生し始めた現画面
においては、前画面の垂直走査線ｎと同一走査線ｎ」二
の輝度分布を見ると、ノイズ成分を含むためピーり値を
２つ持つ分布となる。そこで、このような場合には、本
来の光切断線像５とノイズ画像６は上記のようにある程
度離れているので、現画面の１本前の垂直走査線ｎ−１
ですでに検出した光切断線位置ｙ　　と、前画面の同一
走査線ｎで検出した光切断線位置ｙ　とを基準として光
切断線探索範囲７を設定する。っまりｙｎ点から」一方
へα、ｙ　　点から下方へβの距離をとり、光切断線探
索範囲８を設定する。このように光切断線探索範囲８を
限定することにより、ノイズ成分を簡単に除去すること
ができる。

この場合において、光切断線探索範囲８内の最大値がし
きい値Ｖ　以上のときは最大値をとる位ｐ 置をもって光切断線位置とし、最大値がしきい値■　未
病のときは前画面の同一走査線上の光切断ｐ 線位置ｙ　点を現画面の光切断線位置とする。また第３
図に示すように、光切断線探索範囲８内の値がしきい値
Ｖ　を超えるときは、しきい値Ｖ１１ｘｘ を超える２点ｙ　とｙ　の中点ｙ　をもって光切ｐ　　
　　　　ｑ　　　　　　　　　　Ｏ断線位置とする。こ
のような処理を行うことによって、ノイズ成分を除去し
、対象物１の当該投光位置Ｂでの光切断線を正しく抽出
することかできる。

なお、第２図（ｂ）においてはｙ　　点が下に、ｙ　点
が上になる例を示したが、この関係は逆になることもあ
る。また、第２図（ｂ）におけるｙｎ−１点とｙ　点の
上下関係を判断して第２図（ｂ）と同一の関係になるよ
うに、ｙ　　点とｙ　点のｎ−１ｎ 位置関係を調整して光切断線探索範囲８を設定すること
もできる。

［発明の効果］ 以上のように本発明によれば、対象物及びその上に投光
される線状光線か相対移動する場合において、ある光切
断線像が対象物の他の部分からの反射光によるノイズ画
像を含む場合であっても、上記のように光切断線の探索
範囲を限定することにより、該ノイズ画像に影響される
ことなくこれを無視して処理することかでき、したかっ
て偽の形状を抽出することなく正確にしかも高速に対象
物の形状を計測することかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による形状検出方法を実施した場合に、
ある線状光線の投光位置での対象物の光切断線像の一例
を示す出力画像図で、同図（ａ）は前画面の光切１析線
像の出力画像図、同図（ｂ）は現画面の光切断線像の出
力画像図である。第２図は上記の各画面の垂直走査線上
での輝度分布図で、同図（ａ）は前画面の垂直走査線ｎ
上での輝度分布図、同図（ｂ）は現画面の垂直走査線ｎ
とｎ−１上での輝度分布図である。第３図は光切断線が
高い輝度を持つときの光切断線位置の決定方法を説明す
るための図、第４図は従来からの光切断法の原理図、第
５図は第４図の方法で得られる対象物の光切断線像の出
力画像図、第６図は対象物及びその上に投光される線状
光線が相対移動する場合に反射光が現れる様子を示す説
明図、第７図（ａ）、（ｂ）は第６図の線状光線のそれ
ぞれの投光位置における光切断線像の出力画像図、第８
図は第６図の中央の対象物に他の部分からの反射光が現
れる様子を示す説明図である。 １・・対象物 ４．４ａ、４ｂ・・線状光線 ５・・・光切断線像 ６　・ノイズ画像 ８　光切断線探索範囲 なお、図中、同一符号は同−又は相当部う（を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 対象物及び該対象物の上方より投光される線状光線が相
   対移動する場合の光切断法を利用した形状検出方法にお
   いて、 前記対象物または線状光線が一定量移動するごとに一画
   面ごとの光切断線像を得、各画面の光切断線像について
   該光切断線像を横切る方向に全域を走査し、その走査線
   上にノイズ画像によるピーク値を持つ場合には前画面の
   同一走査線上で検出された光切断線位置と現画面の該走
   査線に隣接する前の走査線においてすでに検出されてい
   る光切断線位置を基準として光切断線探索範囲を設定し
   、前記ノイズ画像を無視して処理することを特徴とする
   形状検出方法。