JPS6342201B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、多量の製品が流れる生産工程におい
て製品の外観検査や印刷物の検査等を行うにあた
り、二次元的図形パターンを識別することにより
これらパターン検査を自動的に行うパターン検査
方法および装置に関するものである。

従来、生産工程での製品の外観検査や印刷物検
査は、検査員の視覚に頼り、標準と試料とを比較
することで行つていた。この方法は単調であるた
め、検査員の疲労等の要因より信頼性の点で問題
があり、かつ人件費の点でも好ましくなかつた。
そこで人手によらずに機械により自動的にパター
ン検査を行うパターン検査装置が各種開発されて
きた。これら従来開発されてきた装置では、計測
し演算して得た類似度や特徴量に対し、撮像セン
サー素子のばらつき、電源投入後の立上り特性の
変動、温度特性による変動等種々の変動要因に対
して許容される固定的な設定値を外部よりセツト
して判定を行なつていた。この種装置の精度は一
般には低く、精度向上には上記設定値の許容範囲
を狭くしていくことが必要であるが、そのために
は種々の変動要因を除いていくことが必要とな
り、例えば撮像センサーについて変動の小さい高
精度のものを使用するということはコストの著し
い増大に帰着する。更に、センサー出力の変動が
若干あつても変動に無関係に特徴量を計測する装
置も提案されているが、この場合のパターン識別
アルコリズムは大変複雑なものとなり、大規模で
高価な装置となつてしまう。

本発明の目的は、特殊なパターン判定アルゴリ
ズムを用いず単純なアルゴリズムによつて、しか
も低コストのセンサーを使用し、使用条件を左程
厳しくしないでも、撮像センサー出力の時間的変
動や外乱光の時間的変動等に影響されることなし
に高精度でパターンの識別を行なうことのできる
パターン検査方法およびパターン検査装置を提供
することにある。

本発明は、検査対象物についての標準パターン
を二次元逐次走査形撮像素子により撮像して電気
信号を形成し、この電気信号を初期の標準パター
ン情報として記憶し、次いで検査対象物の被検査
パターンを前記二次元逐次走査形撮像素子により
撮像して電気信号を形成し、この電気信号を被検
査パターン情報として記憶し、前記標準パターン
情報と被検査パターン情報との類似度を算出し、
その類似度により被検査パターンの標準パターン
に対する類似の良否判定を行うにあたり、被検査
パターンと標準パターンとの類似度が所定しきい
値以上のときには当該被検査パターン情報を標準
パターン情報として書き替え、前記類似度が所定
しきい値より小さいときにはすでに記憶されてい
る標準パターンを保持することを特徴とするパタ
ーン検査方法に係るものである。

本発明パターン検査方法において、複数個の検
査対象物についての標準パターン情報を記憶し、
その平均値より標準パターン情報を算出し、次い
で１個の検査対象物の被検査パターン情報を記憶
し、前記複数個の標準パターン情報のうちの最も
古い情報を前記被検査パターン情報で置き換えた
場合の平均値より当該被検査パターンについての
類似度を算出し、この類似度により被検査パター
ンに対する類似の良否判定を行い、前記類似度が
所定しきい値以上のときには前記最も古い情報の
一部を前記被検査パターン情報で書き替え、前記
類似度が所定しきい値より小さいときには前記複
数個の標準パターン情報を保存することもでき
る。

更に、本発明は、検査対象物の被検査パターン
を撮像するテレビジヨンカメラ装置と、このテレ
ビジヨンカメラ装置の画像信号出力をデジタル画
像信号に変換するAD変換回路と、前記デジタル
画像信号を択一的に記憶する２個のメモリー回路
と、これら２個のメモリー回路の一方を標準パタ
ーンについてのデジタル画像信号の記憶に、他方
を被検査パターンについてのデジタル画像信号の
記憶に選択指示するメモリー制御回路と、前記２
個のメモリー回路の各々から読出した出力を比較
して類似度を演算する類似度演算回路と、この類
似度演算回路より得られた演算結果に基づいて類
似度の良否を判定する良否判定出力回路とを具え
たパターン検査装置において、前記良否判定出力
回路から得られた判定出力を受信し、被検査パタ
ーンと標準パターンとの類似度が所定しきい値以
上の場合には前記一方のメモリー回路を次の判定
時の被検査パターンについてのデジタル画像信号
記憶用メモリー回路となし、前記他方のメモリー
回路では記憶されている被検査パターンについて
のデジタル画像信号をそのまま保存し標準パター
ンについてのデジタル画像信号記憶用メモリー回
路となすように前記メモリー制御回路を制御する
判定制御回路を具えたことを特徴とするパターン
検査装置にも係わるものである。

以下に図面により本発明を詳述する。

本発明によるパターン検査方法の概略を第１図
により説明する。ここで、搬送装置の搬送台１上
を矢印方向に連続移動してくる検査対象物２をス
トロボ３の強力な瞬間光により照明し、その瞬間
像を撮像センサー４、例えば一定周期で画面を走
査する安価な二次元逐次走査形ビデオセンサー、
すなわちテレビジヨンカメラにより撮像して検査
対象物２の図形パターン（以後被検査パターンと
いう）の光電変換出力信号を得、この信号を本発
明パターン検査装置５に供給し、パターンマツチ
ング法によりパターンの識別を行う。

更に詳しく述べると、上記搬送台１は被検査パ
ターンの地色部分に対して明らかにコントラスト
の出る色に定めるものとする。なお、搬送台１の
色を変更できないときには、テレビジヨンカメラ
４の視野内の搬送台部分を第２図のように構成す
る。すなわち、テレビジヨンカメラ４の視野内に
おいて、搬送台１のやや上方に固定された検査台
６を配設し、この検査台６の前後端を連続的に薄
く形成し、搬送台１から検査台６および検査台６
から搬送台１への検査対象物２の移動を図示矢印
のように滑らかに行うようにすると共に、この検
査台６を検査対象物２の図形パターンの地色に対
して明らかにコントラストのある色に定める。第
１図においてテレビジヨンカメラ４の視野内の適
当な位置に検査対象物２の到着を検知する位置検
出器すなわち本例では光源７と光検出器８との組
合せによる位置検出器を配設し、その出力をパタ
ーン検査装置５に供給する。位置検出器７，８の
直前には検査対象物２の進行方向に対して垂直方
向のずれを補正するためのガイド９を取付ける。
更にストロボ３はテレビジヨンカメラ４の視野が
一様に照明される位置に取付け、パターン検査装
置５の制御下、瞬間照明装置１０により発光制御
される。テレビジヨンカメラ４は通常光によつて
は露光されないように十分に絞つておくものとす
る。

検査対象物２が位置検出器７，８の位置に到着
すると、位置検出器７，８はその到着の旨をパタ
ーン検査装置５に供給する。このパターン検査装
置５ではテレビジヨンカメラ用垂直同期信号Ａ
（第３図Ａ参照）を発生しており、上記位置検出
器７，８からの位置検出信号Ｂ（第３図Ｂ参照）
受信後に最初に生起する垂直同期信号Ａに同期し
てストロボ点弧信号Ｃ（第３図Ｃ参照）を発生さ
せ、この信号Ｃを瞬間照明装置１０に供給する。
それによりストロボ３は点弧し、テレビジヨンカ
メラ４は第３図Ｄに示す画像書込期間、すなわち
１垂直走査期間にわたり、検査対象物２の被検査
パターンを静止画像として撮像し、撮像面に記憶
した検査パターンを含む画像信号が取り出され
る。ここで、瞬間照明装置１０はストロボ点弧信
号Ｃを受信後直ちにストロボ３を発光させるが、
検出対象物２が位置検出器７，８に到着してから
ストロボ３が発光するまでの待ち時間τは、第３
図から明らかなように、最大でテレビジヨンカメ
ラ４の１垂直同期期間内でランダムに変化する。
従つて、この待ち時間τの間に、検査対象物２は
距離ｄ＝υτだけ進行する。ここにυは搬送台の
搬送速度を示す。

パターン検査装置５では、背景すなわち搬送台
１の色と被検査パターンの地色とのコントラスト
が大きいことを利用し、入力画像信号より、垂直
方向に関して背景と被検査パターンとの境界を検
出する。他方、画像信号をAD変換して水平方向
に適当な分解能をもつメツシユ状小区間（絵素）
に画像分割し、各区間の位置および濃淡の情報を
メモリー回路に蓄えておき標準パターンとの比較
をパターンマツチング法により行つて両者の類似
度を算出し、その類似度の度合より被検査パター
ンの良否を判断する。

本発明パターン検査装置５の詳細を第４図の一
例について説明する。テレビジヨンカメラ４から
の映像信号をAD変換回路１１に加えて常時デジ
タル化画像信号を形成している。ここで、テレビ
ジヨンカメラ４をカメラ制御回路１２により制御
する。すなわち、カメラ制御回路１２より垂直同
期信号および水平同期信号をテレビジヨンカメラ
４に加えてこのカメラ４の画像読出し走査を制御
する。なお、カメラ制御回路１２からの垂直およ
び水平同期信号を判定制御回路１３にも供給す
る。この判定制御回路１３には上記位置検出器
７，８の位置検出出力、後述する判定出力および
操作パネル（図示せず）のモードスイツチ出力
MSOすなわち標準パターン書込みモード出力も
しくは判定モード出力を加え、これら３種類の出
力を上記同期信号のタイミングで制御して、一連
の被検査パターンの書込みから判定終了までのシ
ーケンスを制御する。ここで、判定制御回路１３
における各種信号のタイミング関係を第５図Ａ〜
Ｓに示す。

まず、判定制御回路１３から上記位置検出出力
すなわち物体到着信号（第５図Ａ参照）に対応し
たパターン先端検出起動信号を得、この起動信号
をパターン先端検出回路１４に加えてこの検出回
路１４を起動させる。パターン先端検出回路１４
は前記テレビジヨンカメラ４からの画像信号を受
信し、ストロボ点弧信号（第５図Ｃ参照）により
ストロボが発光した直後の１垂直走査期間中（第
５図Ｂの垂直同期信号参照）の１画面に対して、
垂直方向に関する背景と被検査パターンとの境界
を検出して先端検出信号（第５図Ｆ参照）を発生
する。この回路１４では各水平走査期間毎に画像
信号を積分し、各水平走査終端附近でその積分量
をチエツクして境界を検出する。例えば背景が黒
色ならば積分量は小さくなり、被検査パターンの
地が白色である場合には被検査パターンの部分の
水平走査期間における積分値は大きくなり、積分
量の大小により境界を判別できる。なお、物体到
着信号と垂直同期信号とより判定制御回路１３に
おいてスタート信号（第５図Ｄ参照）を形成し、
各回路を初期状態にセツトする。スタート信号に
基いて、被検査パターン書込みを指示するための
書込み期間信号（第５図Ｅ参照）を判定制御回路
１３より発生させ、メモリー制御回路１５に加え
る。

次にAD変換回路１１からデジタル化画像信号
をメモリー制御回路１５に供給する。メモリー制
御回路１５には、パターン先端検出回路１４から
の先端検出信号と、判定制御回路１３からの制御
信号とを供給し、１垂直期間中の被検査パターン
に対応する水平走査により得られた画像信号のみ
を次段の第１メモリー回路１６または第２メモリ
ー回路１７に供給する。ここで水平および垂直方
向の書込みを水平および垂直方向書込み信号（第
５図ＪおよびＫ参照）により制御する。また、メ
モリー制御回路１５は上記操作パネルのモードス
イツチにより選択される辞書フラグを有し、次段
メモリー回路１６および１７のいずれかが標準メ
モリー（これは被検査パターンの比較基準となる
標準パターンを蓄積しているメモリー）であり、
またサンプルメモリー（これは被検査パターンの
蓄積されるメモリー）であるかをこの辞書フラグ
により決定する。なお、メモリー回路１６および
１７の読出し制御もメモリー制御回路１５におい
て水平および垂直方向読出し信号（第５図Ｍおよ
びＮ参照）により行うものとするが、その詳細例
は後述する。なお、上記水平方向読出し第１メモ
リー回路１６および第２メモリー回路１７は同一
構成かつ同一記憶容量のものとなし、メモリー制
御回路１５の制御により一方を標準メモリー、他
方をサンプルメモリーとして用いる。所定量の被
検査パターン情報の書き込み完了後、判定制御回
路１３の制御下にこれらメモリー回路１６および
１７よりこの被検査パターン情報とそれ以前に蓄
積しておいた標準パターン情報とを読み出してパ
ターンマツチング演算回路１８に供給し、ここで
両情報の比較を行つて被検査パターンの標準パタ
ーンに対する位置および濃淡情報についての類似
度をパターンマツチング法によつて算出する。こ
の演算回路１８は例えばAD変換回路１１の出力
ビツト数に等しいビツト数のデジタルコンパレー
タにより構成でき、上述した各小区間に関する位
置および濃淡情報について、被検査パターンと標
準パターンとの間で比較し、小区画全体について
比較結果を集計して両パターン間の類似度を算出
する。被検査パターンに欠陥があつたり、標準パ
ターンに対する差異があると、両パターン間の類
似度は低くなり、他方被検査パターンが正常、す
なわち標準パターンとほぼ同一であれば、類似度
は極めて高くなる。

パターンマツチング演算回路１８からの類似度
出力を良否判定出力回路１９に供給し、類似度が
あるしきい値以上のときは良と判定し、良判定出
力を発生させ、類似度がかかるしきい値より低い
ときには不良と判定し、不良判定出力を発生させ
る。不良判定の場合にはその旨を判定出力端子２
０より取り出して当該被検査パターンについての
判定を終了させる。良判定の場合にはその旨を同
じく判定出力端子２０より出力すると共に、判定
制御回路１３に帰還して、標準パターン切替を行
うか否かの吟味を行なうシーケンスに進ませる。
すなわち、更に吟味を行なうことによつて、当該
被検査パターンが標準パターンと極めて良く類似
しているか否かを調べる。その為に判定制御回路
１３より良否判定出力回路１９に第２の類似度し
きい値を指示し、この回路１９で再度判定を行
う。ここで、両パターンが極めて良く類似してい
るときには、その判定出力２０を判定制御回路１
３に加え、メモリー制御回路１５の辞書フラグを
反転させるパルスを発生させ、そこでシーケンス
を終了させる。その場合、今の判定に使用した被
検査パターンを以後の判定の標準パターンとす
る。その切替え動作の終了により判定を終了す
る。なお、本発明装置への最初の標準パターンの
書き込みは操作パネルのモードスイツチを標準パ
ターン書込みモードとして、標準パターンを第１
メモリー回路１６に書き込み、辞書フラグを初期
セツトする。この場合には類似度の算出および判
定は行なわれない。

第５図において、同図Ｇはパターンマツチング
演算を行なう期間を示す演算期間信号、第５図Ｈ
はパターンの良否判定を行なう期間を示す良否判
定期間信号、第５図Ｉは、良否判定の結果として
良いと判定した出力が得られた場合に、今ここで
使用した被検査パターンを以降の標準パターンと
して扱つてもよいか否かの吟味を行なう期間を示
す標準パターン吟味期間信号、および第５図Ｌは
パターンマツチング演算が行なわれるタイミング
を示すマツチング演算同期信号であり、それぞれ
上述した判定制御回路１３により発生させる。更
に加えて、判定制御回路１３では、第５図Ｏに示
すような最大類似度記憶パルスをマツチング演算
同期信号の各周期の終りの部分で発生させ、第ｎ
回目のマツチング演算終了時に第（ｎ−１）回目
までの最大類似度と第ｎ回目の類似度とを比較
し、大きい方の値を記憶させるためのものであ
る。第５図Ｐは判定制御回路１３より良否判定出
力回路１９に加えられる良否判定パルスを示し、
そのタイミングで被検査パターンの良否を判定
し、その結果を出力保持用フリツプフロツプ（図
示せず）に記憶する。かかる判定出力は第５図Ｓ
に示す判定出力タイミング信号により読み出す。
なお、第５図Ｑは標準パターン吟味パルスを示
し、これは、被検査パターンに対して良判定を行
なつた場合、被検査パターンに対して姿勢の補正
を行なわなかつたときの類似度を算出し、その値
が所定値以上のときには、当該被検査パターンが
標準パターンとよく似ているとして、かかる当該
被検査パターンを以降の標準パターンとするよう
に標準メモリーを決めるためのフリツプフロツプ
（図示せず）の状態を反転させるためのクロツク
パルスである。

なお、上例では類似度判定後に標準パターン切
替のための判定を行なつているが、類似度の演算
中に標準パターン切替のための判定を併行して行
なうように判定制御回路１３のシーケンスを組む
こともできる。本発明によれば、第６図に示すよ
うなセンサー電源投入後の信号レベルの過渡的変
動や、第７図に示すような外乱光強度の昼夜によ
る変動等のようにある程度の時間をもつて変動す
る変動があつても、これら変動に応じて標準パタ
ーンが変更されるので、センサーについてかかる
変動幅に対する許容値を考慮することなく高精度
の判定が行なえる。

次に上述したメモリー制御回路１５およびメモ
リー回路１６および１７の構成の一例を第８図を
参照して説明する。第８図において、アドレスカ
ウンタ２１のクロツクパルス入力端子CLKには
判定制御回路１３よりアドレス進行カウンタクロ
ツクパルスACCLKを加えて基本アドレス信号
BAを取り出す。この基本アドレス信号BAはメ
モリー回路１６および１７の記憶アドレスを進る
ためのアドレス指定信号であるが、サンプルメモ
リーおよび標準メモリーに対する各アドレスのず
れを補正するために、この基本アドレス信号BA
をまずサンプル加算器２２および標準加算器２３
の各一方の入力端子Ａに加え、同他方の入力端子
Ｂには第５図Ｒに示すようなサンプルメモリーア
ドレス補正量SMACおよび標準メモリーアドレ
ス補正書RMACをそれぞれ加えて、上記基本ア
ドレス信号BAとそれぞれ加算し、得られたサン
プルアドレス信号SAおよび標準アドレス信号
RAをそれぞれチヤンネルセレクタ２４および２
５に供給し、これらセレクタの選択入力端子Ｓに
加えられる辞書フラグ信号DFに応じて選択され
たアドレス信号をそれぞれ第１メモリー１６およ
び第２メモリー１７のアドレス入力端子
ADDRESSに加える。なお、上述したアドレス
カウンタ２１のリセツト入力端子には判定制御回
路１３よりアドレスカウンタリセツト入力を加え
る。

更に、AD変換回路１１からのデジタル化分割
画像信号PSをメモリー回路１６および１７のデ
ータ入力端子DATAINに加える。判定制御回路
１３より辞書フラグ切替用クロツクパルス
DFSCLKをＪ−Ｋフリツプフロツプ２６のクロ
ツク入力端子CLKに加える。このＪ−Ｋフリツ
プフロツプ２６のＪおよびＫ入力は高レベル
“Ｈ”に保つておくものとする。従つて、このＪ
−Ｋフリツプフロツプ２６はクロツク入力
DFSCLKの入来する度毎に出力状態をを反転さ
せる。Ｊ−Ｋフリツプフロツプ２６のリセツト入
力端子には判定制御回路１３からのモード指定信
号MODEを加える。このモード指定信号MODE
は標準パターン書き込みモードのときに低レベル
“Ｌ”、判定モードのときに高レベル“Ｈ”とす
る。このモード指定信号MODEは更に排他的論
理和素子２７の一方の入力端子に加え、同他方の
入力端子には上記Ｊ−Ｋフリツプフロツプ２６の
Ｑ出力を加える。このＱ出力は上述した辞書フラ
グ信号DFとしてチヤンネルセレクタ２４および
２５の選択入力端子に加えると共に後述するチヤ
ンネルセレクタ２８および２９の選択入力端子に
も加える。排他的論理和素子２７の出力をアンド
ゲート３０の一方の入力端子に供給すると共に、
インバータ３１を介してアンドゲート３２の一方
の入力端子にも供給する。これらアンドゲート３
０および３２の他方の入力端子には判定制御回路
１３からのメモリー書込みクロツクパルス
WRITECLKを加える。このクロツクパルス
WRITECLKは高レベル“Ｈ”で書込みを指示
し、低レベル“Ｌ”では読出しを指示する。アン
ドゲート３０の出力を第２メモリー回路１７の書
込み／読出し制御入力端子Ｗ／Ｒに供給し、アン
ドゲート３２の出力を第１メモリー回路１６の書
込み／読出し制御入力端子Ｗ／Ｒに供給する。

第１メモリー回路１６および第２メモリー回路
１７の各読出し出力OUTをチヤンネルセレクタ
２８および２９に供給し、上述した辞書フラグ信
号DFの制御下にこれら読出し出力の振分けを行
い、チヤンネルセレクタ２８からは標準メモリー
データRMDを取り出し、チヤンネルセレクタ２
９からはサンプルメモリーデータSMDを取り出
し、これら両データRMDとSMDを次段のパター
ンマツチング演算回路１８に供給する。

第８図において、まず最初に標準パターンを書
込む場合、モード指定信号MODEは低レベル
“Ｌ”であり、Ｊ−Ｋフリツプフロツプ２６はリ
セツトされ、そのＱ出力が低レベル“Ｌ”とな
り、従つて排他的論理和素子２７の出力は低レベ
ル“Ｌ”となり、メモリー書込みクロツクパルス
WRITECLKはアンドゲート３２を通つて第１メ
モリー回路１６にのみ供給される。このときのア
ドレスは、パターン先端検出後に判定制御回路１
３より送られてくるアドレス進行カウンタクロツ
クパルスACCLKによりアドレスカウンタ２１で
形成された基本アドレス信号BAに、次段加算器
２２および２３で適当なアドレス補正量を加える
ことでサンプルメモリー用アドレスSAおよび標
準メモリー用アドレスRAとして形成される。こ
こで、標準パターン書込みや判定動作時のサンプ
ルパターン書込みの場合、アドレス補正量は零の
指令から入り、判定動作の演算時のみ補正書込み
を行う必要に応じて変化する。チヤンネルセレク
タ２４および２５では、選択入力端子Ｓが低レベ
ル“Ｌ”の場合にＡチヤンネルが、高レベル
“Ｈ”の場合にＢチヤンネルが選択されるものと
すると、標準パターン書込み時、すなわちモード
指定信号MODEが低レベル“Ｌ”のときには、
辞書フラグ信号DFが低レベル“Ｌ”であるから、
チヤンネルセレクタ２４からは標準メモリー用ア
ドレスが取り出されて第１メモリー回路１６に供
給される。チヤンネルセレクタ２５からはサンプ
ルメモリー用アドレスが第２メモリー回路１７に
供給される。ここで、アンドゲート３０は出力を
阻止され、アンドゲート３２よりメモリー書込み
クロツクパルスWRITECLKが取り出され、第１
メモリー回路１６にのみデジタル画像信号が標準
パターンとして書き込まれる。

次に、モード指定信号MODEが高レベル“Ｈ”
になつて判定モードが設定されると、排他的論理
和素子２７の出力は高レベル“Ｈ”となり、メモ
リー書込みクロツクパルスWRITECLKはアンド
ゲート３０を通つて第２メモリー回路１７にのみ
供給される。この場合のアドレスについては、こ
の時点ではＪ−Ｋフリツプフロツプ２６に辞書フ
ラグ切替クロツクパルスDFSCLKが入来してい
ないので、フリツプフロツプ出力、すなわち辞書
フラグ信号DFは依然として低レベル“Ｌ”にあ
り、チヤンネルセレクタ２４からは標準パターン
用アドレスが、チヤンネルセレクタ２５からはサ
ンプルパターン用アドレスが取り出される。従つ
て、第２メモリー回路１７にはサンプルパターン
（被検査パターン）が書込まれる。

サンプルパターン書込みに引続いて、類似度演
算のためにメモリー回路１６および１７の書込
み／読出し制御入力Ｗ／Ｒを低レベル“Ｌ”とし
て読出しを行なう。そのためにメモリー書込みク
ロツクパルスWRITECLKは低レベル“Ｌ”とし
ておく。ここでＪ−Ｋフリツプフロツプ２６のＱ
出力は依然として低レベル“Ｌ”にあり、メモリ
ー回路１６および１７の各々からは標準パターン
およびサンプルパターンがそれぞれ読み出され
る。次段チヤンネルセレクタ２８および２９にお
いて選択入力端子Ｓが低レベル“Ｌ”のときにＡ
チヤンネルが、高レベル“Ｈ”のときにＢチヤン
ネルが選択されるものとすると、この状態ではチ
ヤンネルセレクタ２８からは標準メモリデータ
RMDが、チヤンネルセレクタ２９からはサンプ
ルメモリデータSMDが取り出され、次段のパタ
ーンマツチング演算回路１８に供給される。

パターンマツチング演算回路１８で類似度の演
算が行なわれ、その結果不良と判定されれば一連
の判定シーケンスはそこで終了し、良と判定され
れば引き続き標準パターン切替用の吟味が判定制
御回路１３にて行なわれる。その結果、標準パタ
ーンを切り替えてもよいとなると、判定制御回路
１３より辞書フラグ切替クロツクパルス
DFSCLKがひとつ出力される。このクロツクパ
ルスによりＪ−Ｋフリツプフロツプ２６のＱ出力
は反転し、すなわち辞書フラグ信号DFが上述し
た標準パターン書込み時の低レベル“Ｌ”から高
レベル“Ｈ”に切り替わる。従つて、次の判定シ
ーケンスにおいては、第１メモリー回路１６がサ
ンプルメモリーとなり、第２メモリー回路が標準
メモリーとなる。ここで、被検査パターンに対し
て姿勢の補正なしでメモリーから読み出して標準
パターンとパターンマツチングをとり、良否判定
の設定値とは別個の設定値（この値は良否判定の
設定値より厳しい方に定める）に対して十分な類
似度があるか否かを吟味し、かかる吟味の結果、
辞書フラグを切り替えるべきでないとなれば、辞
書フラグ切替クロツクパルスDFSCLKは生じな
いので、第１メモリー回路１６はサンプルメモリ
ー、第２メモリー回路１７は標準メモリーという
以前の状態が保たれる。なお、上記不良判定の場
合もかかる以前の状態が保たれていることは当然
である。以上の動作を終了すると、判定シーケン
スは完了する。更に何回か判定を行なつたときに
いずれのメモリー回路が標準メモリーであるかを
知るためには、上記辞書フラグ信号DFのレベル
を知ればよく、例えば低レベル“Ｌ”のときは第
１メモリー回路１６であり、高レベル“Ｈ”のと
きは第２メモリー回路である。

本発明では以上のように標準パターンを判定を
行いながら切り替え、変更していくので、テレビ
ジヨンカメラ等のセンサーの出力信号が時間的に
変動するとしても高精度の測定が行なえる。

なお、メモリー回路１６と１７の切替の判断基
準としての類似度しきい値は、未知パターンの良
否判定のための類似度しきい値とは別個の値、一
般にはより高い類似度に設定する。その理由は、
良否検査では、ある程度以下の欠陥をもつ製品を
すべて良品として許容しなければならず、換言す
ると類似度しきい値は低いものであつてもよい
（すなわち、良品のパターンすべてが標準パター
ンと一致している訳ではない）が、メモリー切替
のための標準パターンの比較にあたつてはより厳
密にパターンの類似度を比較する必要があるから
である。メモリー切替条件の類似度しきい値を良
否判定の類似度しきい値と等しく定めると、多数
回の切替後には不良品を良品と判定してしまう惧
れもある。

次に本発明を特徴抽出法に応用した一例を第９
図に示す。ここでは製品に関するあるパターンの
周囲長をそのパターンの特徴量としてパターン検
査を行うものとする。

第９図において、符号４０および４１はｎ計数
カウンタで構成したアドレス指定カウンタであ
り、その計数値がメモリー４２のアドレスを指定
する。なお、カウンタ４０は書き込み専用、カウ
ンタ４１は読出し専用とし、両者を適宜切り替え
て使用するものとする。符号４３は測定特徴量抽
出回路であり、ｎ個のパターンの周囲長を測定す
る。メモリー４２はこれらｎ個の特徴量をデータ
として書き込むことのできる記憶容量をもつもの
とする。このメモリー４２から読出したｎ個のデ
ータを平均値計算回路４４に加えてこれらデータ
の平均値を算出し、標準値RVとする。

最初、ｎ個の良品として分つているものの特徴
量を回路４３で算出し、他方書き込み専用カウン
タ４０によりメモリー４２のアドレスを決め、ｎ
個のデータを書き込む。更にこれらｎ個のデータ
を読出して回路４４でこれらデータ間の平均値を
算出し、以て標準値RVとする。その後、判定動
作を開始する。ここで、良と判定されたときには
書込みカウンタ４０を＋１歩進させ、そのアドレ
スのデータを新しいデータに変更する。不良と判
定されたときにはカウンタ歩進を行なわない。以
上のようにして、本例においても、判定と併行し
て標準値のデータ群を逐次変更していく。本例に
おいても、良品すべてを新しい書替情報対象とせ
ず、良品のうちで一層高い類似度をもつものだけ
が書替に関与できるものとする。

以上のように、本発明では標準パターンを固定
せずに類似度演算結果に応じて標準パターンを被
検査パターンで置き換えて以後この被検査パター
ンを標準パターンとしていくことで単純な判定ア
ルゴリズム、例えば情報対象物のパターンをパタ
ーンマツチング法や特徴量抽出法により検査して
おり、撮像センサーの出力が各種の変動要因によ
り時間的に変動したり、外乱光の時間的変動が加
わつても、これら変動に応じて標準パターンを常
時変更していくことができ、変動の少ない高級な
撮像センサーを使用することなく、また環境条件
を厳しくすることなく、しかも複雑なアルゴリズ
ムを採用する場合のように大規模な回路構成とす
ることなく高精度のパターン検査を実現できる。
これによればパターン検査装置のコストの大幅な
削減が可能となつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるパターン検査方法の概略
の説明図、第２図はパターン検査用搬送台の一変
形例の説明用線図、第３図Ａ〜Ｄは本発明による
パターン検査装置の各部の時間関係を示す信号波
形図、第４図は本発明パターン検査装置の一例の
構成を示すブロツク線図、第５図Ａ〜Ｓは判定制
御装置より発生する各種信号を示す信号波形図、
第６図はセンサー電源投入時の信号レベルの変動
を示す信号波形図、第７図は昼夜の時間の推移に
対する外乱光強度の変動を示す線図、第８図は第
４図示のパターン検査装置のメモリー制御回路の
構成の一例を示す回路配置図、および第９図は本
発明パターン検査方法の他の適用例を示すブロツ
ク線図である。 １……搬送台、２……検査対象物、３……スト
ロボライト、４……テレビジヨンカメラ、５……
パターン検査装置、６……検査台、７，８……位
置検出器、９……ガイド、１０……瞬間照明装
置、１１……AD変換回路、１２……カメラ制御
回路、１３……判定制御回路、１４……パターン
先端検出回路、１５……メモリー制御回路、１６
……第１メモリー回路、１７……第２メモリー回
路、１８……パターンマツチング演算回路、１９
……良否判定出力回路、２０……判定出力端子、
２１……アドレスカウンタ、２２……サンプル加
算器、２３……標準加算器、２４，２５，２８，
２９……チヤンネルセレクタ、２６……Ｊ−Ｋフ
リツプフロツプ、２７……排他的論理和素子、３
０，３２……アンドゲート、３１……インバー
タ、４０……書込み専用アドレス指定カウンタ、
４１……読出し専用アドレス指定カウンタ、４２
……メモリー、４３……測定特徴量抽出回路、４
４……平均値計算回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 検査対象物についての標準パターンを二次元
   逐次走査形撮像素子により撮像して電気信号を形
   成し、この電気信号を初期の標準パターン情報と
   して記憶し、次いで検査対象物の被検査パターン
   を前記二次元逐次走査形撮像素子により撮像して
   電気信号を形成し、この電気信号を被検査パター
   ン情報として記憶し、前記標準パターン情報と被
   検査パターン情報との類似度を算出し、その類似
   度を第１の類似度しきい値と比較して被検査パタ
   ーンの標準パターンに対する類似の良否判定を行
   うにあたり、前記第１の類似度しきい値より大き
   い値の第２の類似度しきい値を設定し、被検査パ
   ターンと標準パターンとの類似度が第２の類似度
   しきい値以上のときには当該被検査パターン情報
   を標準パターン情報として書き替え、前記類似度
   が第２の類似度しきい値より小さいときにはすで
   に記憶されている標準パターンを保持することを
   特徴とするパターン検査方法。 ２ 特許請求の範囲１項記載のパターン検査方法
   において、複数個の検査対象物につつての標準パ
   ターン情報を記憶し、その平均値より標準パター
   ン情報を算出し、次いで１個の検査対象物の被検
   査パターン情報を記憶し、前記複数個の標準パタ
   ーン情報のうちの最も古い情報を前記被検査パタ
   ーン情報で置き換えた場合の平均値より当該被検
   査パターンについての類似度を算出し、この類似
   度を第１の類似度しきい値と比較して被検査パタ
   ーンに対する類似の良否判定を行い、前記類似度
   が第２の類似度しきい値以上のときには前記最も
   古い情報の一部を前記被検査パターン情報で書き
   替え、前記類似度が第２の類似度しきい値より小
   さいときには前記複数個の標準パターン情報を保
   存することを特徴とするパターン検査方法。 ３ 検査対象物の被検査パターンを撮像するテレ
   ビジヨンカメラ装置と、このテレビジヨンカメラ
   装置の画像信号出力をデジタル画像信号に変換す
   るAD変換回路と、前記デジタル画像信号を択一
   的に記憶する２個のメモリー回路と、これら２個
   のメモリー回路の一方を標準パターンについての
   デジタル画像信号の記憶に、他方を被検査パター
   ンについてのデジタル画像信号の記憶に選択指示
   するメモリー制御回路と、前記２個のメモリー回
   路の各々から読出した出力を比較して類似度を演
   算する類似度演算回路と、この類似度演算回路よ
   り得られた類似度を第１の類似度しきい値と比較
   して類似度の良否を判定する良否判定出力回路と
   を具えたパターン検査装置において、前記良否判
   定出力回路から得られた判定出力を受信し、被検
   査パターンと標準パターンとの類似度が前記第１
   の類似度より大きい値に設定された第２の類似度
   しきい値以上の場合には前記一方のメモリー回路
   の次の判定時の被検査パターンについてのデジタ
   ル画像信号記憶用メモリー回路となし、前記他方
   のメモリー回路では記憶されている被検査パター
   ンについてのデジタル画像信号をそのまま保存し
   標準パターンについてのデジタル画像信号記憶用
   メモリー回路となすように前記メモリー制御回路
   を制御する判定制御回路を具えたことを特徴とす
   るパターン検査装置。