JPS6113177B2 - - Google Patents

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JPS6113177B2
JPS6113177B2 JP51143329A JP14332976A JPS6113177B2 JP S6113177 B2 JPS6113177 B2 JP S6113177B2 JP 51143329 A JP51143329 A JP 51143329A JP 14332976 A JP14332976 A JP 14332976A JP S6113177 B2 JPS6113177 B2 JP S6113177B2
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JP
Japan
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target object
circuit
frame
picture elements
signal
Prior art date
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Expired
Application number
JP51143329A
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English (en)
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JPS5368847A (en
Inventor
Tomohiro Kuji
Nobuyuki Akyama
Yoshimasa Ooshima
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Priority to US05/856,097 priority patent/US4242702A/en
Priority to DE2753593A priority patent/DE2753593C2/de
Publication of JPS5368847A publication Critical patent/JPS5368847A/ja
Publication of JPS6113177B2 publication Critical patent/JPS6113177B2/ja
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  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
  • Image Processing (AREA)
  • Image Analysis (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はリレーの接点等の外観不良を自動的に
検査する外観自動検査装置に関するものである。
ここで対象となる接点において、外観不良は外
形寸法の不足、接点表面のキズ、異物付着、側面
から周囲に広がる溶接チリ、つぶれ等である。
従来この種の外観検査は目視により行なわれて
いるが、微小な部品であるので長時間の安定した
検査結果を得ることは不可能であつた。
本発明の目的は、従来技術の欠点をなくし、撮
像装置に対して対象物の位置がずれたとしても、
更に対象物の大きさが変化したとしても対象物の
輪郭を欠陥と見なすことなく、対象物体の表面に
欠陥が存在するか否かを安定して自動的に検査す
ることができるようにした外観自動検査装置を提
供することにある。
ところで対象物体が接点である場合には接点が
閉じた時の電気的接触性ないし導通性を左右する
のは、接点自身の外形寸法の不足と接点表面にあ
るキズや異物である。したがつて接点表面として
は、最低限の面積を確保すればよく、さらにその
面積内にキズや異物がなければよい。又一方、開
いた時の絶縁性を疎外するのは、接点周囲にある
溶接チリや接点のつぶれである。溶接チリやつぶ
れは長さが短かければ絶縁性に影響を及ぼさな
い。したがつて接点周囲から一定値離れた場所に
おいて、溶接チリやつぶれがあるか検査すればよ
い。
本発明はこのような観点から撮像装置から得ら
れる映像信号を2値化する2値化回路と、2値化
信号にもとづいて画面の縦及び横方向について頻
度分布を求め、この頻度分布をもとにして対象物
体の中心位置を検出する中心位置検出回路と、こ
の中心位置座標にもとづいて対象物体の輪郭によ
つて示される大きさと異なつた内枠と外枠を設定
して、それら内枠と外枠に相当した信号を発生す
る枠信号発生回路を設け、2値絵素化信号をn×
m(但し、n、mは各々整数。n、mが同じでも
よい)の絵素に順次切出す切出回路を設け、上記
枠信号発生回路で設定された内枠と外枠との間を
不感帯にして上記切出回路によつて切出された絵
素の組合わせをもつて対象物体に欠陥が存在する
か否かを判定する判定手段を設け、撮像装置に対
して対象物体の位置がずれても、更に対象物体の
大きさが変化しても対象物体の輪郭を欠陥とみな
すことなく、安定して対象物体の表面を検査する
ことができるようにしたことに特徴を有する外観
自動検査装置である。
以下本発明を図に示す実施例にもとづいて具体
的に説明する。第1図は本発明による接点外観自
動検査装置の全体概略構成を示した図である。即
ち接点パネ2に溶接された接点1に光源3、集光
レンズ4、ハーフミラー5により落射照明し、レ
ンズ6によりTVカメラ21の撮像面に結像す
る。該TVカメラ21で検出された映像信号を2
値化回路7で2値化し、中心位置検出回路8で上
記接点1の輪郭1aから中心位置を検出する。こ
の中心位置検出回路8は第2図に示すように構成
されている。
即ちTVカメラ21からの映像信号を2値化回
路7により2値化し、クロツク23と共にゲート
24に入力することにより分割してサンプリング
する。ところで第3図に示す如くサンプル数は横
方向(走査線方向)にm個とし、走査線数は縦方
向にn本とする。そこでまず、縦方向の中心座標
を検出するためには、走査線方向に“黒”の絵素
数を計数して縦方向頻度分布曲線を求めることに
よつて行なわれる。
即ちカウンタ25により一本の走査線について
サンプリング部分の“黒”の絵素の個数をカウン
トする。このカウンタ25の内容は水平同期信号
Hsyncによりクリアするようにし、クリアされる
直前のカウンタの内容をメモリ26に入れる。一
方別のカウンタ27により水平同期信号Hsyncの
数をカウントし、番地選択28を通してメモリさ
れる内容と走査線の順序とを対応づける。このよ
うにしてカウンタ25は一本の走査線中の“黒”
の絵素数をカウントし、その個数はその走査線の
番号と対応づけられてメモリ26に記憶される。
一方カウンタ25は水平同期信号Hsyncにより
クリアされ、つぎの走査線について新たなカウン
トを行なう。従つてカウンタ25のカウントする
最大値は、一本の走査線がすべて“黒”の場合、
すなわちm個であり、メモリ26は最大m個まで
の値を走査線の本数n本分記憶できればよい。
つぎに横方向の中心座標を検出するためには画
面中の“黒”の絵素数を縦方向に計数して横方向
頻度分布曲線を求めることによつて行なわれる。
即ちクロツク信号23でサンプリングした信号
をフルアダー31の桁上がりに入れる。そしてフ
ルアダー31の内容とたし合わされた後の値をた
だちにシフトレジスタ32に入れる。今、例えば
n=1、m=1すなわち第1番目の走査線の最初
のサンプリング値が“黒”(=1)であるとする
と、フルアダー31は最初にクリアされているの
で、たし合わせ結果はそのまま“1”がシフトレ
ジスタ32に入る。
シフトレジスタ32に入れられた内容はサンプ
リング周期と同じクロツク信号によりシフトされ
る。ここでフルアダー31は最大n個のカウント
ができる2進ビツト数をもつていればよい。同様
にシフトレジスタ32は最大n個の数を同時に記
憶できるだけのものを並列に組み、シフト方向に
はmビツトとする。例えばサンプリング数m=
100、走査線数n=128とするとフルアダー31は
kビツト、例えばk=7、シフトレジスタ32は
シフト方向に100ビツト分つなげたものをk=7
個並列にすればよい。このようにしてフルアダー
31に新たなサンプリング結果が入ると、加算後
の値はシフトレジスタ32に移され、同時にそれ
までのシフトレジスタ32中の内容は1ビツト右
に送られる。順次この操作をくりかえすと、一本
走査線が終了した時、最初のサンプリング結果
(n=1、m=1)はmビツトシフトされてシフ
トレジスタ32の端末に出る。これを再びフルア
ダー31にもどすと、新たにフルアダー31に入
つて来た信号とたし合わせることができる。とこ
ろでこの時新たに入つて来た信号は、n=2、m
=1すなわち第2本目の走査線の最初の番地のサ
ンプリング結果である。これが再び“1”であれ
ば、前記例では加算結果は2個、“0”であれば
そのまま1個になり、これに相当する2進数がシ
フトレジスタ32に入る。
このようにして縦方向に等しい番地同志のサン
プリング結果が順次たし合わされ、その結果がシ
フトレジスタ32に記憶されて行く。シフトレジ
スタ32の内容はVsync(垂直同期信号)により
1フレーム終了時クリアされるが、その直前の内
容をメモリ33に移し変える。なお、カウンタ3
4によりクロツク信号をカウントし、番地選択3
5を通してサンプリング番地とシフトレジスタの
内容を対応づける。
以上のようにして、メモリ29,33の中にそ
れぞれ縦方向および横方向の“黒”の絵素数の頻
度分布が第4図に示すように求まつた。以後この
メモリの内容を1つづつ読出し、コンパレータ
(図示せず)を用い両サイドの最大値を示す番地
(lx1、lx2、ly1、ly2)を検出し、演算回路(図示せ
ず)により両側の番地を平均して縦、横の中心位
置座標(X0=lx+lx/2、Y0=ly+ly
/2)を求め る。
次に枠発生回路9は第4図に示す如く、上記中
心位置検出回路8で求められた中心位置座標
(X0、Y0)を原点にして、水平同期信号Hsyncと
サンプリングするクロツク信号にもとづいて各々
の信号をカウンタ(図示せず)によつて計数し
て、接点表面に予め大きさを設定した内枠19の
内側において全て“1”なるゲート信号36及び
接点周囲に予め大きさを設定した外枠の外側にお
いて全て“1”なるゲート信号37を出力するも
のである。即ち接点の大きさは予め定められてい
るので、輪郭の非直線性及びバラツキを考慮すれ
ば、自ら枠を設定するための値H1、H2、H3、H4
が定まる。この値H1、H2、H3、H4を指定するこ
とによつて、例えば第4図に示す如く上記中心位
置座標(X0、Y0)を基準にして接点の周囲に設定
された外枠20(縦方向についてはX1=X0
H1、X2=X0+H1、横方向についてはY1=Y0
H2、Y2=Y0+H2)については、水平同期信号
Hsyncの数(即ち走査線の数)を第1のカウンタ
により計数して該第1のカウンタの内容がX1
なるまで走査線全て“1”なるゲート信号37を
出力し、該第1のカウンタの内容がX1からX2
間は、サンプリングするクロツク信号を第2のカ
ウンタにより計数して第2のカウンタの内容が
Y1以前とY2以後について“1”なるゲート信号
37を出力し、上記第1のカウンタの内容がX2
以後については走査線全て“1”なるゲート信号
37を出力するようにしたフリツプフロツプ(図
示せず)を有している。内枠19(X3=X0
H3、X4=X0+H3、Y3=Y0−H4、Y4=Y0+H4)に
ついても上記外枠20と同様にゲート信号36を
形成するフリツプフロツプ(図示せず)を備えて
いる。なお、上記外枠20も内枠19も中心座標
(X0、Y0)から設定しているが、中心座標はX0
lx+lx/2、Y0=ly+ly/2から検出
しているので lx1、lx2、ly1、ly2から枠を設定しても同じである
ことは明らかである。
内枠内側2値化回路10は上記TVカメラ21
から得られる映像信号を所定の閾値で2値化し、
この2値化された信号と、枠発生回路9から得ら
れるゲート信号36とをゲート(図示せず)にお
いてANDを取り、その信号38を判定回路12
aに入力する。この判定回路12aは、第6図に
示す如く一走査線のサンプリングされた数だけ順
次シフトして記憶するシフトレジスタ39を7個
並列に設置し、各々シフトレジスタ39から出力
される絵素毎の信号を記憶する7×7の絵素を有
するメモリ40と、各絵素の各列毎及び各行毎に
論理和否定をとる論理和否定回路41,42と、
該論理和否定回路41,42の出力信号の論理積
否定をとる論理積否定回路43,44と、該論理
積否定回路43,44の出力信号の論理和否定を
とる論理和否定回路45と、上記メモリ40の各
全ての絵素に亘つて“0”なる信号の数を計数
し、その数が例えば16未満のときは“0”なる信
号を、16以上のときは“1”なる信号を出力する
カウンタ回路46と、該カウンタ回路46の出力
と論理和否定回路45と出力との論理積とする論
理積回路47とによつて構成されている。また外
枠外側2値化回路11は、上記TVカメラ21か
ら得られる映像信号を所定の閾値で2値化し、こ
の2値化された信号と、枠発生回路9から得られ
るゲート信号37とをゲート(図示せず)におい
てANDを取り、その信号48を判定回路12b
に入力する。この判定回路12bは第5図に示す
如く、一走査線のサンプリングされた数だけ順次
シフトして記憶するシフトレジスタ49を3個並
列に設置し、各々シフトレジスタ49から出力さ
れる絵素毎の信号を記憶する3×3の絵素を有す
るメモリ50と、該メモリ50の全ての絵素につ
いて信号を反転させるインバータ51と、該イン
バータ51の全ての出力の論理積をとる論理積回
路52とから構成されている。
第4図には内枠内側2値化回路10及び外枠外
側2値化回路11により2値化した接点の映像と
枠発生回路9により作成した内枠及び外枠との関
係を示す2値化映像画面22の一例をあげる。こ
の図に示す如く中心位置検出回路8は縦及び横の
頻度分布を求め、輪郭14の黒の部分に生じる頻
度分布の最大値にもとづいて求められた中心位置
15のまわりに枠発生回路9は内枠19、外枠2
0に相当するゲート信号36,38を形成する。
ところで接点1の2値化映像にはキズ16、溶接
チリ17、つぶれ18が現われている。ここで判
定回路12aにより、内枠内側では検出したいキ
ズや異物の大きさにあわせた例えば7×7絵素数
のマス目で走査し、16以上黒の絵素数が存在し、
且全ての行または列に亘つて黒の絵素がつながつ
ている場合には不良として判定し、また外枠外側
でも検出したいチリやつぶれの大きさにあわせた
例えば3×3の絵素数のマス目で走査し、この全
ての絵素が黒として存在したとき不良として判定
を行なう。なお内枠内側は全面走査であるが、外
枠外側では事情が許せば外周沿いの走査でもい
い。また上記実施例では内枠内側2値化回路10
及び外枠外側2値化回路11にTVカメラ21か
ら得られる映像信号を入力したが、2値化回路7
の出力をそのまま入力してもよい。
さらにノイズの影響を除去し、しかも接点表面
と接点バネとの明るさに相異による影響、及びノ
イズの影響をできるだけ少なくするためには、内
枠内側と外枠外側で異なる閾値で2値化処理を行
なうことが必要で、各々内枠内側2値化回路10
及び外枠外側2値化回路11で2値化を行なう方
が良好な2値化映像信号を得ることができる。
以上説明したように本発明によれば、画面の縦
方向及び横方向に求められた頻度分布から対象物
体の輪郭を示す領域座標を求め、この領域座標か
ら輪郭の内側と外側とに設定された内枠と外枠と
の間を不感帯にして対象物の表面を判定する判定
法を導入したことにより、撮像装置に対する対象
物の位置ずれが生じても、対象物の大きさが変動
しても、対象物の輪郭部のノイズの発生や反射率
の変動にともなつて欠陥としてみなすことなく、
対象物の表面に欠陥が存在するか否かを安定して
自動的に検査することができる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の外観自動検査装置の概要構成
を示す図、第2図は第1図に示す中心位置検出回
路を具体的に示したブロツク図、第3図はTVカ
メラでモニタされた画面を示した図、第4図は黒
の絵素の縦、横方向の頻度分布とそれら頻度分布
の最大値から得られる対象物体の中心位置座標
と、TVカメラでモニタされる画面に内枠及び外
枠を設定した状態とを示す図、第5図は外枠外側
を判定する判定回路を具体的に示した構成図、第
6図は内枠内側を判定する判定回路を具体的に示
した構成図である。 符号の説明、1……接点、2……接点バネ、3
……光源、4……集光レンズ、6……レンズ、7
……2値化回路、8……中心位置検出回路、9…
…枠発生回路、10……内枠内側2値化回路、1
1……外枠外側2値化回路、12a,12b……
判定回路、21……TVカメラ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 対象物体と背景との間に輪郭を有し、対象物
    体の表面と背景とは共に明部または暗部になるよ
    うに形成すると共に欠陥部分及び対象物体の輪郭
    は暗部または明部になるように形成し、上記対象
    物体及び背景を拡大結像する光学系を設け、該光
    学系によつて拡大された対象物体及び背景の像を
    撮像して映像信号を検出する撮像装置を設け、該
    撮像装置から得られる映像信号を所定の閾値で2
    値化すると共に絵素化する2値化回路を設け、該
    2値化回路から得られる2値絵素化信号にもとづ
    いて画面の縦方向及び横方向の頻度分布を求め、
    この頻度分布に応じて上記対象物体の輪郭によつ
    て示される領域座標を求める検出回路を設け、該
    検出回路から得られる領域座標にもとづいて対象
    物体の輪郭によつて示される大きさと異なつた内
    枠と外枠を設定してそれら内枠と外枠に相当した
    信号を発生する枠信号発生回路を設け、2値絵素
    化信号をn×m(但し、n、mは各々整数。n、
    mは同じ場合も含む。)の絵素に順次切出す切出
    回路を設け、上記枠信号発生回路で設定された内
    枠と外枠との間を不感帯にして、上記切出回路に
    よつて切出された絵素の組合わせをもつて対象物
    体に欠陥が存在するか否かを判定する判定手段を
    設けたことを特徴とする外観自動検査装置。 2 上記切出回路は、上記内枠の内側及び外枠の
    外側において、映像信号を互いに異なつた値で2
    値化すると共に絵素化して各2値絵素化信号を各
    n1×n1、n2×n2(但し、n1、n2は各々異なつた整
    数。)の絵素に切出すように構成したことを特徴
    とする特許請求の範囲第1項記載の外観自動検査
    装置。 3 上記判定手段は、内枠の内側においてn×n
    の絵素に亘つて欠陥に相当する絵素数が所定の値
    以上であつて、欠陥に相当する絵素について縦方
    向または横方向にn数連続した場合、欠陥として
    判定するよう構成することを特徴とする特許請求
    の範囲第1項記載の外観自動検査装置。
JP14332976A 1976-12-01 1976-12-01 Automatic appearance inspecting device Granted JPS5368847A (en)

Priority Applications (3)

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JP14332976A JPS5368847A (en) 1976-12-01 1976-12-01 Automatic appearance inspecting device
US05/856,097 US4242702A (en) 1976-12-01 1977-11-30 Apparatus for automatically checking external appearance of object
DE2753593A DE2753593C2 (de) 1976-12-01 1977-12-01 Optische Prüfeinrichtung

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JPS5368847A JPS5368847A (en) 1978-06-19
JPS6113177B2 true JPS6113177B2 (ja) 1986-04-11

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