JPS5858404A - 信号の浮動2値方式 - Google Patents

信号の浮動2値方式

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JPS5858404A
JPS5858404A JP56157547A JP15754781A JPS5858404A JP S5858404 A JPS5858404 A JP S5858404A JP 56157547 A JP56157547 A JP 56157547A JP 15754781 A JP15754781 A JP 15754781A JP S5858404 A JPS5858404 A JP S5858404A
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JP
Japan
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pattern
signal
floating
detection signal
memory
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JP56157547A
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English (en)
Inventor
Yasuhiko Hara
靖彦 原
Mitsuzo Nakahata
仲畑 光蔵
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06KGRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K7/00Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns
    • G06K7/10Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation
    • G06K7/10544Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation by scanning of the records by radiation in the optical part of the electromagnetic spectrum
    • G06K7/10821Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation by scanning of the records by radiation in the optical part of the electromagnetic spectrum further details of bar or optical code scanning devices
    • G06K7/10851Circuits for pulse shaping, amplifying, eliminating noise signals, checking the function of the sensing device

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  • Physics & Mathematics (AREA)
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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Image Input (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

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】 本発明は、信号の、浮動2値化方式、特にプリント基板
等に印刷されたパターンの検査あるいは寸法の計測を行
なう際に、パターンを光学的に検出して得た信号を2値
化する揚台に用いて効果的な信号の浮動型値化方式に関
する。
一般に、プリント基板等に印刷されたパターンの検査、
計測に際しては、プリントパターンの像を光学検出器上
に投影し、その検出器からの検出信号を一宇レベルの2
値化レベル信号と比較することによって検出信号を2値
化している。
以下、このような従来技術による信号の2値化方式を図
面について説明する。
第1図、$12図、第3図及び第4図は、従粂技術によ
る信号の2値化方式を説明するためのもので、#11図
はプリンシ基板等に印刷されたパターン−を検出器上に
投影する光学系の構成図、12図はパターンの濃度を示
す説明図、#13図は検出器よりの検出信号の波形と一
定レベルの8値化レベル信号の説明図、I a図は11
3図に示す検出信号から得た2値化信号の波形図であり
、鯖1図において、1は1リシト基板等に印刷されたパ
ターン、2は一次元光学検出器、3はレンズ、4はハー
フ竜う−、5は照明光である。
wI1図において、検査または計測をすべきパターンl
は1ハーフ鷹ラー4により反射された照明光5により落
射照明され、そのパターン像がハーフ鷹う−4、レンズ
3を介して一次元光学検出器2上に結像される。・なお
パターン1の照明は、パターン1が印刷されたプリント
板が透明材料め場合、ハーフミラ−を用いることなくプ
リント板下部から透過形式で行なってもよい。−次元光
学検出器2は、リニアイメージセンサ−のような自己走
査型の一次元光学センサであり、パターン1のX軸方向
に沿ったパターンの検出信号を時系列信号として出力端
子o u t 、より出力する。パターンlの全平面に
ついて検出信号を得る必要がある場合は、パターン1を
X軸方向に順次移動させることによって行い得る。パタ
ーン1は、白黒パターンから成っておtす、パターンの
白あるいは黒の部分の濃度は、1Ii2図に示すように
一様な濃度を有するものである。
このようなパターン1の像を第1図に示す光学系により
一次元光学検出器2上に投影したとき、該検出器2の出
力端子out、から得られる検出信号は、l を図に示
す濃度図と同じ波形となるはずである。しかしながら実
際には、w41図に示す光学系ではパターン1を一様に
照明することが困■であること、レンズ3の一般的な性
質として画像の脣辺部が中心部に比べて暗くなること噂
の理由により為出力端子Ou 11からの検出信号は、
jl!3図に示した検出波veAに示すようにパターン
1の中央部に相当する部分で比較的大きいレベルを有す
るものとなる。
この検出信号波形ムを第3Fl!Jに示す一定レベルの
2値化レベル信号Bと比較し公知の方法で2値化すると
、その2値化信号は#14図に示すようになる。
この2値化信号は、第3図に示すような中央部と萄辺部
で検出レベルの異なる検出信号波形Aを一定レベルの2
値化レベル信号Bと比較して得ているため、パターン1
の中央部のパターンと周辺部のパターンに対する2値化
信号幅が興なるものとなり、パターン1のパターン太さ
を正確に示すことができず、また、検出信号波形ムに含
まれるノイズ成分Nと2値化レベル信号Bとの間のクリ
アランスが少なく、ノイズ成分Nをも含んだものとなる
。このため、従来技術による信号の2値化方式は、パタ
ーン1の正確な検査、計測を行なうことが困−であると
いう欠点があった。
本発明の目的は、前述した従来技術の欠点を除去し、プ
リン)基板等に印刷されたパターンの像を光学検出器上
に結像させる光学系の性能にかかわらず、常にバター/
を正確に検出し2値化することができるパターン信号の
浮動2値化力式を得るにある。
この目的を達成するため、本発明は、照明光の分布、レ
ンズの投影特性等を考慮した2値化レベルを設定するこ
とを特徴とし、そのために、全面白のパターン及び全闇
黒のパターンの像を予め光学検出器上に投影し、その検
出信号に基づいて2値化レベル信号を演算しておく点を
特鍛とする。
以下、図面について本発明による信号の浮動2値化方式
の実施例を説明する。
#l5vlJ、#!611、第7図、M l 図及r7
$119 fflハ本発明による信号の浮動2値化方式
を説明するための各種波形図で、第5図η)、ω)は全
、面白パターンの濃度とその検出信号の説明図、m a
図(A) # (B)は全面黒パターンの濃度とその検
出信号の説明図、#!7図は浮動2値化レベル信号の説
明図、#1III図は浮動2値化レベル信号を用いてパ
ターンの検出信号を2値化する説明図、#I−図はパタ
ーンの検出信号の2値化信号の波Ve図であり、第10
図は本発明による信号の浮動2値化方式を実施するだめ
の具体的な一実施例の回路図である。#IlO図におい
て、プリント基板等に印刷されたパターン1、−次元光
学検出器2、レンズ3はwi1図の場合と同じであり、
6はサンプルホールド回路、7はアナ田グ/ディジタル
変換回路、8t9*13及び15はメモリ、10は差分
器、11はディジタル宕歇発生器、12は乗算器、14
は加算器、16は比較器、17は演算回路部である◇は
じめに、98図乃至第9図を用いて本発明の詳細な説明
する。
プリン)基板等に印刷されたパターンlを検出するため
の光学系の構成は、第1図に示すものと全く同じでよい
。いま、第1図において、パターンlとして*Sv!J
囚に示すような一定の濃度を有する全面白のパターンを
図示の位置に置くと、レンズ3によりこのパターンの像
が一次元光学検出器2上に投影され、該検出器2からの
検出信号は、第S図(ロ)にVw囚として示すパターン
位置によって検出信号レベルの異なる全面白パターン検
出信号となる。ま、た、同様にパターン1に代り第6E
(A)に示すような一定の濃度を有する全面黒のパター
ンをjl1m図示の位置に置くと、検出112からの出
力信号は、11II6図(ロ)にVmOQとして示すよ
うな全面黒パターン検出信号となる。
この実施例は、第7図に示すように、全面白パターン検
出信号VWOQと全面黒パターン検出信号Vl(X)f
)ISflヲk ! (1−k)、(但り、 O< k
 < 1)に分割して得ることができる信号V*h O
Qを浮動意値化レベル信号として用いるものである。
この浮動2値化レベル信号Vth (gは、Vth□Q
 −VB <IQ + k (Vw 内−vl 9Q 
)、(但しkは0<k<xの定数)として表わされる。
この浮動2値化レベル信号VshMを用いて、実際に検
査型たは計測すべきパターン1の検出信号vQQを2値
化する様子をIIs図により説明する。
#18図に示すように、浮動2値化レベル信号Vtk(
Xlは、実際に検査または計測すべきパターン1の検出
信号v囚のレベルが、パターンの位置によって異なって
いても、常にパターン1の検出信号V(へ)の山と谷を
に!(1−k)の割合で分割する曲線となっており、こ
れにより得られる2値化信号は、JlllWJに示すよ
うに、照明光50分布の不均一やレンズ3の特性に依存
することなくパターン1のどの部分でも正確にパターン
の幅を表わしている。また、パターン1の検出信号v囚
にノイズ成分Nがあっても、ノイズ成分Nと浮動2値化
レベル信号Vsh OQとの間のクリアランスが第3図
に示した従来例の場合に比べて充分に大きくなるので、
2値化信号中にノイズ成分が入り込むことが少なくなる
次に、以上説明した本発明の原理を実現するための実際
の回路の一実施例を第10図により説明する。
第10図において、差分ilI O,ディジタル定数発
生−11、乗算器12、メモリ13及び加算1114か
ら成る演算回路部17は、検査または計測をすべきパタ
ーンlの検出信号を妬理する前に、予め用意された全面
白及び黒のパターンの検出信号から前述した浮動2値化
レベル信号Vtb(3)を演算するための回路であり、
メモリ8及び9と共にオフ・ライン状態で動作される。
まず、パターン1として全面白のパターンを用意し、こ
のパターンをレンズ3を介して一次元光学検出器2上に
投影する。検出器2の出力信号は、@8図に示した全面
白パターン検出信号vw〆)であり、この信号Vw (
X)は、サンプルホールド回路6、アナログ/ディジタ
ル(以下ムDと略称する)変換器7を介して、所定局期
でサンプリングされ、ディジタル化された多数のディジ
タル信号としてメモリ9に配憶される。次に、パターン
lとして全面黒のパターンが用意され、全面白パターン
の場合と同様に、検出器2からの1116図に示した全
面黒パターン検出信号VB(X)がディジタル化されメ
モリ8にε憧される。
メモリ8.9は、その後同期的に順次読出されその内容
が差分器10に入力されて、V、(X)−VB囚が演算
される。この差分信号は、乗算1i12に入力され、デ
ィジタルtFWI発生器11からの定数kが乗算される
。この結果得られる信号k(V。
9Q−VmOQ)は、一旦メモリ13に記憶される。
次に、メモリ8内のディジタル化された全面黒パターン
の検出信号VmQQ  及びメモリ13内の前記した信
号、k (7w9Q −V!1内)は、同期的に読出さ
れ加算器14に印加される。加算器14の加ml 結果
jj、VmOQ+ k (Vw(X) −V)OQ  
) トナr)、これはすでに第1図により説明した浮動
2値化レベル信号Vth 9Qであって、メモリ15に
配憶される。
以上説明した動作がオフ番ライン処理として行なわれた
後、オン・ツイン動作として、実際に検査または計測す
べきパターン1の光学像がレンズ3を介して一次元光学
検出112上に投影される。
検出l12よりのバターy1の検出信号V(X)は、サ
ングルーホールド回Ws6、ムD変換器7により、前述
したオアーライン動作時と同−一期でサンプリングされ
、ディジタル化されて順次比較器16に入力される0こ
のとき1メモリ15内の浮動z値化レベル信号Vtbに
)も同時に同期的に読出されて比較器16に入力される
比較、ll!16は、第8図により説明したように、検
査または計測すべきパターン1の検出信号v凶とメモリ
15からの浮動2値化レベル信号Vth 00を比較し
、V 囚−Vth(イ)の正負に従って“l”あるいは
′0ルベル信号を出力端子out、に出力することによ
り、jl s ti!Jで説明したようQハfi−y幅
に正確に対応した2値化信号を出力する。
従って、この実施例によれば、鯖1図に説明したような
プリント板等に印刷されたパターンを落射照明し、反5
射光を検出器上に結像させる比較的簡単な構成の光学系
を用いて得たパターンの検出信号を2値化する場合にも
、その検出信号レベルが一様でないにもかかわらず正確
な信号の2値化を行なうことができ、また、パターン上
のしみ、ごみなどによって生じる検出信号内のノイズに
対しても強く、光学系におけるパターン検出視野を大き
くすることができるという効果がある。
以上説明したように、本発明によれば、照明光の分布、
レンズの投影特性等を考慮し、予め検出した全面白及び
全固態のパターンの検出信号に基づいて信号の2値化レ
ベルを設定しているから、従来技術の欠点を除き、パタ
ーン像を検8$器上に投影する光学系の性能にかかわら
ず、常に正確なバタニン検出信号の2値化を行なうこと
ができる信号の浮動2値化方式を提供することができる
【図面の簡単な説明】
第1[、#!2図、第3図及び第4図は、従来技術によ
る信号の2値化方式を説明するためのもので一#11図
はプリント基板等に印刷されたパターンを検出器上に投
影する光学系の構成図、第2図はパターンの濃度を示す
説明図、#13図は検出器よりの検出信号の波形と一定
レベルの2値化レベル信号の説明図、#14図は第3図
に示す検出信号から得た2値化信号の波形図である。#
!5図(A)。 (B)、鯖6図(A) 、 (H)、1176M、m 
s tm及Um e 図G;J、本発明による信号の浮
動2値化方式を説明するための各W波形図で、鯖11W
J(^) t (II)は金l由パターンの濃度とその
検出信号の説明図、IFI61A(A)l(B)は全面
黒パターンの濃度とその検出信号の説明図、第7rI!
Jは浮動2値化レベル信号0説明図、1118図は浮動
2値化レベル信号を用いてパターンの検出信号を2値化
する説明図、w!J9図はパターンの検出信号の2値化
信号の波形図であり、#Ilo図は本発明による信号の
浮動2値化方式を実施するための具体的な一実施例の回
路図である。 1・・・・・・プリント基板等に印刷されたパターン、
2・・自・・−次元光学検出器、3・・・・・・レンズ
、4・・・・・・ハーフミラ−15・・・・・・照明光
、6・・・・・・サンプル・ホールド回路、7・・・・
・・AD変換回路% 8 r 9+IL15・・・・・
・メモリ、10・・・・・・差分器、1100006.
ディジタル定数発生器、12・・・・・・乗算器、14
・・・・・・加算器、16・・・・・・比較器、17・
・・・・・演算回路部。 代理人 弁理士 武 顯次部 (ほか14:6i’、パ 第1図 2 X 第2図 イi夏−X 第3図 第4図 □X 第5図 (A) □X (B) (A) X 第7図 第8図 第9図 X

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  検査すべきパターンを光学的に検出器上に投
    影し、該検出器による検出信号を2値化するための信号
    の浮動2値化方式において、上記検出器により検出した
    全面白のパターンからの検出信号を記憶する#11のメ
    モリと、上記検出器により検出した全面黒のパターンか
    らの検出信号を記憶する第2のメモリと、これら第1と
    第2のメモリから読み出した全面白のパターンの検出信
    号と全面黒のパターンの検出信号の演算により浮動2値
    化レベル信号を発生する演算回路部と、該浮動2値化レ
    ベル信号を記憶する#I3のメモリとを設け、検査すべ
    きパターンの検出信号と上記tII43のメモリから読
    み出した浮動2値化レベル信号を比較して検査すべきパ
    ターンの検出信号を2値化することにより、検出信号の
    パターン位置による検出レベル変化の影警を受けること
    なく検出信号の2値化を可能に構成したことを特徴とす
    る信号の浮動2値化方式。
  2. (2)  特許請求の範囲第1項において、上記演算回
    路部を、全面白パターンの検出信号をV、内、全面黒パ
    ターンの検出信号をV+□Qとしたとき、浮動2値化レ
    ベル信号Vth(3)を、VthOQ−VBOQ+ k
     (Vw(X) −VBOQ )(但しkは、O<k<
    1である定数)として演算するように構成したことを特
    徴とする信号の浮動2値化方式。
JP56157547A 1981-10-05 1981-10-05 信号の浮動2値方式 Pending JPS5858404A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63295906A (ja) * 1987-01-13 1988-12-02 Hitachi Electronics Eng Co Ltd 紙葉類の測長方式
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