JPS636679A - Method for detecting tilt of wire - Google Patents

Method for detecting tilt of wire

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JPS636679A
JPS636679A JP61149509A JP14950986A JPS636679A JP S636679 A JPS636679 A JP S636679A JP 61149509 A JP61149509 A JP 61149509A JP 14950986 A JP14950986 A JP 14950986A JP S636679 A JPS636679 A JP S636679A
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camera
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Abstract

PURPOSE:To check the 3-dimensional form of a wire with no contact by illuminating the wire with a ring-shaped illumination means and detecting a bright- dark pattern produced on the wire with a 2-dimensional sensor. CONSTITUTION:A subject 1 hooked by plural wires is photographed by a TV camera 3 via a lens system 2 and this pickup signal is processed by a picture processor 4. The ring light 5 is set vertical to the optical axis of the camera 3. A subject carrying device 6 is provided and controlled by a controller 7. Then the processor 4 detects the tilt of the wire from the photographed picture based on the bright-dark pattern of the wire. This detection result signal is given to the controller 7.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は画像処理を用いた物体の検査方法に係り、特に
表面が鏡面であるワイヤの立体形状の測定あるいは検査
に好適なワイヤの傾き検出方法に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a method of inspecting an object using image processing, and in particular, detecting the inclination of a wire suitable for measuring or inspecting the three-dimensional shape of a wire with a mirror surface. Regarding the method.

[従来の技術] 従来から3次元形状の検出のための方法は種々研究され
ており、その内容は、昭59年11月20日発行、電気
学会編発行の書籍「外観検査の自動化」の4.2.3項
「三次元対象物の画像入力法」において解説されている
。この内、複数のワイヤの各々に沿う3次元位置を求め
るには、レンジファインダによる方法、両眼立体視法の
2つの方法があるが、いずれも次のような問題点がある
[Prior Art] Various methods for detecting three-dimensional shapes have been studied in the past, and the content is described in 4 of the book "Automation of Appearance Inspection" published on November 20, 1980, edited by the Institute of Electrical Engineers of Japan. .Explained in Section 2.3 "Image input method for three-dimensional objects". Among these methods, there are two methods for determining the three-dimensional position along each of the plurality of wires: a method using a range finder and a binocular stereoscopic viewing method, but both methods have the following problems.

まずレンジファインダによる方法においては、投光した
スリット光の当っている物体上の各点を、別の角度から
TVカメラで撮像するが、このためには物体表面が拡散
反射成分を持つことが必要である。ところが鏡面反射面
を持つ金属ワイヤではこの成分がほとんどないためワイ
ヤの方向がある特定の方向でない限りTVカメラには光
が入らず、従って光の当った点は検出できない。
First, in the range finder method, each point on the object that is hit by the projected slit light is imaged by a TV camera from a different angle, but in order to do this, the object surface needs to have a diffuse reflection component. It is. However, since a metal wire with a specular reflective surface has almost no such component, no light enters the TV camera unless the wire is oriented in a certain direction, and therefore the point on which the light hits cannot be detected.

−方、両眼立体視法では、対象の特定の点が2つのTV
カメラの画面のどの位置に写るかによって対象への距離
を算呂するが、そのためには、その特定の点が、各画面
の走査線上でユニークに1点として求められる必要があ
る。ところがワイヤは線に沿って同じ形状が連続してい
るためワイヤの方向が走査線の方向と近くなると、対応
点の決定に誤差が大きくなり、さらに走査線の方向と一
致すると原理的に検出不可能となってしまう。
-On the other hand, in binocular stereopsis, a specific point of interest is
The distance to the object can be calculated based on where it appears on the camera screen, but for this purpose, that specific point must be found uniquely as one point on the scanning line of each screen. However, since the wire has the same shape continuously along the line, if the direction of the wire approaches the direction of the scanning line, there will be a large error in determining the corresponding points, and furthermore, if the direction of the wire coincides with the direction of the scanning line, it will theoretically not be detected. It becomes possible.

他の方法も類似の問題点があり、従来にはワイヤ立体形
状を検出する有効な方法はなかった。
Other methods have similar problems, and so far there has been no effective method for detecting the three-dimensional shape of a wire.

[発明が解決しようとする問題点] 従来の3次元位置検出の方法は、拡散反射成分を持つ物
体であるか、あるいはコーナや凸起、表面の模様などの
ある物体であるかの条件を必要としていた。これらの条
件のどちらにも適合しない物体についてはその立体形状
を検出できないという問題があった。
[Problems to be solved by the invention] Conventional three-dimensional position detection methods require conditions such as whether the object has a diffuse reflection component or whether the object has corners, protrusions, or surface patterns. It was. There is a problem in that the three-dimensional shape of an object that does not meet either of these conditions cannot be detected.

本発明の目的は、上記の制限条件から外れる鏡面からな
る線状物体特にワイヤの傾きを検出する方法を提供する
ことにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a method for detecting the inclination of a linear object, particularly a wire, made of a mirror surface that does not meet the above-mentioned limiting conditions.

[問題点を解決するための手段] 上記目的を達成するため、本発明では2次元センサ(以
後カメラと呼ぶ)で対象を撮像するようにし、また照明
のため上記2次元センサの光軸に垂直な面内にあり、光
軸を中心とする円上に並んだ光源(以後リングライトと
呼ぶ)を用いる。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, in the present invention, a two-dimensional sensor (hereinafter referred to as a camera) is used to image an object, and for illumination, a sensor perpendicular to the optical axis of the two-dimensional sensor is used. A light source (hereinafter referred to as a ring light) arranged in a circle centered on the optical axis is used.

まず、2次元センサで得た画像の中から対象ワイヤを抽
出し、ワイヤに沿う各点の2次元的位置・方向を求める
。次に画像の中でワイヤに沿う明るさの分布から、ワイ
ヤの撮像面に対する傾きを検出する。
First, a target wire is extracted from an image obtained by a two-dimensional sensor, and the two-dimensional position and direction of each point along the wire is determined. Next, the inclination of the wire with respect to the imaging plane is detected from the brightness distribution along the wire in the image.

[作用] リングライトは、その径を被検査対象のワイヤに比べて
大きくすると対象上のどの点においてもカメラ光軸とほ
ぼ一定の角度を持った円錐状の入射光線があるようにす
ることができる6従って、もし光軸に垂直な面に対して
α/2だけ傾いた面の要素が存在すると、その面からは
強力な反射光がカメラに向うことになる。その結果画像
中で高い明るさを持った点として撮像される。
[Function] When the diameter of the ring light is made larger than the wire to be inspected, it is possible to create a cone-shaped incident light beam that has a nearly constant angle with the camera optical axis at any point on the subject. 6 Therefore, if there is an element with a surface inclined by α/2 with respect to the plane perpendicular to the optical axis, strong reflected light will be directed toward the camera from that surface. As a result, it is captured as a point with high brightness in the image.

また、ワイヤは通常円断面を持つと考えてよい。Also, wires can be considered to generally have a circular cross section.

以下第7図を用いて照明光の入射角がα、ワイヤの傾き
がφのとき、ワイヤと照明光を水平面に投影したときの
角度差βとの関係を示す。ワイヤの中心軸Gの1点0を
中心とし、ワイヤ径と同じ直径の球を考える。この球は
ワ、イヤ表面と円Hで接する。0からカメラ光軸の方向
ここでは垂直上方のベクトルMと球との文種をCとし、
GとCを含む垂直面と円Hとの交点をTとする。乙CO
Tはワイヤの傾きφに等しい、TにおいてCTと円Hは
直交している。円H上でカメラ光軸の方向へ反射光を返
す点をPとする。P点におけるワイヤ表面および球面の
垂線NはOを通す。鏡面反射の条件から光入射ベクトル
Lと、N、Mは同一平面上にあり、MとLのなす角はα
、MとNのなす角乙COPはその1/2でα/2である
The relationship between the angle difference β when the wire and the illumination light are projected onto a horizontal plane is shown below when the incident angle of the illumination light is α and the inclination of the wire is φ. Consider a sphere centered at point 0 on the central axis G of the wire and having the same diameter as the wire diameter. This sphere touches the surface of the ear at a circle H. From 0 to the direction of the camera optical axis.Here, let C be the vertically upward vector M and the sphere,
Let T be the intersection of the vertical plane containing G and C and the circle H. Otsu CO
T is equal to the wire inclination φ, and at T CT and circle H are orthogonal. Let P be a point on circle H that returns reflected light in the direction of the camera optical axis. The perpendicular N to the wire surface and the spherical surface at point P passes through O. From the specular reflection condition, the light incident vector L, N, and M are on the same plane, and the angle between M and L is α
, the angle COP formed by M and N is 1/2 of that, which is α/2.

二こで球面上に三角形CTPがあることになりTが直角
の三角形である。垂直上方から見てCTはワイヤ軸の方
向、CPは光の入射方向であり。
Since there is a triangle CTP on the spherical surface, T is a right-angled triangle. When viewed from vertically above, CT is the direction of the wire axis, and CP is the direction of light incidence.

Cにおける角度はβである。球面における直角三角形に
関しては次の式(1)が成立ちβが求められる。
The angle at C is β. Regarding a right triangle on a spherical surface, the following equation (1) holds and β can be obtained.

また、?POTをδとすると次の式(2)が成立つsi
nδ== sinβsin (α/2)      ・
・・(2)これから理解できるようにφの最大値はα/
2で、それはβおよびδが0のとき、すなわちPとTが
同一の点になったときに起る。またφ=O2β=ル/2
のときにはδが最大値α/2をとる。
Also,? When POT is δ, the following equation (2) holds true.si
nδ== sinβsin (α/2) ・
...(2) As you can understand from now on, the maximum value of φ is α/
2, it occurs when β and δ are 0, i.e. when P and T become the same point. Also, φ=O2β=le/2
When δ takes the maximum value α/2.

もしワイヤが円孤状であるとすると、それを上方から見
たとき、(ハ)に示すように反射光の戻る点Pの軌跡は
楕円状となる。その軸方向の端にあたる点P1.P2に
おけるワイヤの傾きはいずれもα/2である。従ってワ
イヤの傾きφが小さくφくα/2であれば、リングライ
トのいずれかの光源からの反射光がカメラに入射するが
、ワイヤの傾きが大きくφ〉α/2となるとその部分か
らは反射光がカメラに入射しない、すなわちワイヤの傾
きがOからα/2までの部分は明るく光った部分として
撮像され、また通常ワイヤの傾きは不連続ではないので
、明るく光った領域の端の点の傾きはα/2であると考
えられる。
If the wire is arc-shaped, when viewed from above, the locus of the point P to which the reflected light returns will be elliptical, as shown in (c). Point P1, which is the end in the axial direction. The inclination of the wire at P2 is α/2. Therefore, if the wire inclination φ is small and φ<α/2, the reflected light from one of the light sources of the ring light will enter the camera, but if the wire inclination is large and φ>α/2, the light will be reflected from that part. The area where the light does not enter the camera, that is, the inclination of the wire is from O to α/2, is imaged as a brightly lit area.Also, since the inclination of the wire is usually not discontinuous, the edge points of the brightly lit area are The slope is considered to be α/2.

上に述べた原理から、正常なワイヤの傾きパターンと比
較することによって、被検査ワイヤの異常な傾き(多く
の場合大きな傾き)を検出することができる。
Based on the principle described above, an abnormal tilt (often a large tilt) of the wire under test can be detected by comparing it with the tilt pattern of a normal wire.

[実施例] 以下、本発明の一実施例を第1図により説明する。複数
のワイヤが張られた対象1をレンズ系2を経てTVカメ
ラ3で撮像し、その信号を画像処理装置4で処理する。
[Example] Hereinafter, an example of the present invention will be described with reference to FIG. An object 1 on which a plurality of wires are stretched is imaged by a TV camera 3 through a lens system 2, and the signal is processed by an image processing device 4.

リングライト5をカメラ光軸と垂直に置く。そのとき光
源から対象に向う光線とカメラ光軸とのなす角をαとす
る。検査対象を順次搬送する搬送装置6があり、制御装
置7によって制御されている。搬送の1サイクルが終る
ごとに検査起動信号8が画像処理装置に送られ、検査が
終了すりと検査結果信号9が制御装置に返される。制御
装置r不良」の結果を受けとったときに、警報を出して
停止するとか対象を別のルートに排出とかの制御を行な
うようにする。
Place the ring light 5 perpendicular to the camera optical axis. At this time, the angle between the light ray from the light source toward the object and the camera optical axis is α. There is a transport device 6 that sequentially transports the objects to be inspected, and is controlled by a control device 7. An inspection activation signal 8 is sent to the image processing device every time one cycle of transport is completed, and an inspection result signal 9 is returned to the control device when the inspection is completed. When a result of "control device r failure" is received, control is performed such as issuing an alarm and shutting down or ejecting the object to another route.

なお、画像処理装置4と、制御装置7は例えばマイクロ
コンピュータなどを用いて1つの装置として構成しても
よく、そのとき信号8,9は計算機プログラムが扱うデ
ータとなる。
Note that the image processing device 4 and the control device 7 may be configured as one device using, for example, a microcomputer, and in that case, the signals 8 and 9 become data handled by a computer program.

また1画像処理装置4は、ワイヤーに沿う明るさの規準
パターンを持ち、入力画像のものとの照合に用いる。
Furthermore, the image processing device 4 has a standard pattern of brightness along the wire, which is used for comparison with that of the input image.

第2図に本実施例における処理のステップを示す、まず
ステップ101で、被検査対象をカメラの視野に搬入す
る。制御装置からの信号を受けて、画像処理装置はステ
ップ102で対象の画像を入力する。ステップ103で
対象の画像に含まれるワイヤの位置を求める。ワイヤの
抽出には種々の方式が考えられるが、応用毎に背景が異
なり、それぞれに適した方式を採用することになる1例
えば背景が拡散成分を持つほぼ均質な物体であれば、ワ
イヤが極端に明か暗であるため、画像においてその境界
で大きな空間微分値が検出される。ワイヤの幅の間隔で
検出される大きな空間微分値の画素を検出してその中点
をとることによってワイヤの位置の候補が検出される。
FIG. 2 shows the processing steps in this embodiment. First, in step 101, the object to be inspected is brought into the field of view of the camera. Upon receiving the signal from the control device, the image processing device inputs an image of the object in step 102 . In step 103, the position of the wire included in the target image is determined. Various methods can be considered for wire extraction, but the background differs for each application, and a method suitable for each will be adopted.1For example, if the background is a nearly homogeneous object with a diffuse component, the wire may be extremely Since there are bright and dark areas, a large spatial differential value is detected at the boundary in the image. Wire position candidates are detected by detecting pixels with large spatial differential values detected at intervals of the wire width and taking the midpoint.

次に、この候補点の中で孤立した点を除き、途切れた点
を補充してワイヤの位置を検出することができる。
Next, the position of the wire can be detected by removing isolated points among these candidate points and replenishing the broken points.

ステップ104では、ステップ103で求めたワイヤに
沿う各点の画像内の位置から、画像の値を読み出しワイ
ヤの両端の間の明るさの分布を求め、これをIiとする
。ここで添字iはワイヤに沿ってつけられた番号で、1
からNまでとし、Nは規準パターンにおける点数と同じ
になるように、もし差異があるなら全長を規準パターン
における点数で分割し、補間することによって再びIi
パターンを求める。このパターンIiにおいてワイヤの
傾きがα/2以下であれば大、α/2以上であれば小の
値が得られている。
In step 104, the image value is read from the position in the image of each point along the wire determined in step 103, and the brightness distribution between both ends of the wire is determined, and this is set as Ii. where the subscript i is a number along the wire, 1
to N, and if there is a difference, divide the total length by the number of points in the standard pattern and interpolate so that N is the same as the number of points in the standard pattern, and then Ii
Look for patterns. In this pattern Ii, a large value is obtained if the wire inclination is less than or equal to α/2, and a small value is obtained if it is greater than or equal to α/2.

ステップ105では、ステップ104で得たパターンI
iと規準パターンTiとを比較照合する。
In step 105, the pattern I obtained in step 104 is
i and the reference pattern Ti are compared and verified.

この照合の方法には種々考えられ、その選択は応用毎の
検査の意義に基づいて行なうことになる。
Various methods can be considered for this verification, and the selection is made based on the significance of the inspection for each application.

そのいくつかを次に挙げる。Some of them are listed below.

(1)誤差値として N、≠1 を求め、これが予め定めた許容値以内であるかどうかを
調べる。
(1) Find N,≠1 as an error value, and check whether this is within a predetermined tolerance.

(2)誤差値として N】=1 を求める。これは各点毎の誤差がある閾値Eを越える点
数を求め、全点数に対する比率を求めるものである。
(2) Find N]=1 as the error value. In this method, the number of points exceeding a certain threshold value E with an error for each point is determined, and the ratio to the total number of points is determined.

(3)明るさパターンIiをある閾値で暗部、暗部に分
離し、その境界点番号を求め、これと規準パターンから
予め求めである境界点番号とを比較してそのずれ量を求
め、各々の境界について定めておいた許容ずれ量の範囲
の内にあるかどうかを判定する。このとき余分な境界の
存在、あるべき境界の欠落は重大な欠陥として検出され
る。
(3) Separate the brightness pattern Ii into dark areas and dark areas using a certain threshold value, find the boundary point number, compare this with the boundary point number obtained in advance from the reference pattern to find the amount of deviation, and calculate each Determine whether the boundary is within the permissible deviation amount defined for the boundary. At this time, the presence of an extra boundary or the absence of an expected boundary is detected as a serious defect.

ステップ106では、上述の各種方法における誤差が許
容できる範囲にあるかどうかを判定する。
In step 106, it is determined whether the errors in the various methods described above are within an acceptable range.

許容範囲にあればステップ107でワイヤ形状が良好で
あるとして、次のサイクルに戻るためステップ101に
移る。許容できないときには、ステップ108でワイヤ
形状は不良とし、さらにステップ109で不良検出に対
する行動を取る。たとえば、警報を発して、操作者を呼
ぶとか、あるいは、自動排斥装置の起動をかけりとか、
さらに対象に対して不良であることを明らかに示すしる
しをつけるなどの方法があるが、これらはさらに大きな
生産システムの設計に従って決めればよい。
If it is within the allowable range, the wire shape is determined to be good in step 107, and the process moves to step 101 to return to the next cycle. If it is not acceptable, the wire shape is determined to be defective in step 108, and further action is taken in step 109 to detect the defect. For example, sounding an alarm and calling an operator, or activating an automatic exclusion device.
Furthermore, there are methods such as attaching marks to objects that clearly indicate that they are defective, but these can be determined according to the design of the larger production system.

本実施例においては、ワイヤ形状の良否の判定に有効な
限界角α/2を設定すると、その倍角αに従ってリング
ライト5を配置するだけの装置配置だけで、後は画像処
理装置4内の処理で判定できるため複雑な構成の装置を
必要とせず、制御も簡単である。
In this embodiment, if the critical angle α/2 is set, which is effective for determining the quality of the wire shape, all that is required is to arrange the ring light 5 according to the double angle α, and the rest is done by the processing within the image processing device 4. Since it can be determined, it does not require a device with a complicated configuration and is easy to control.

リングライトとしては、蛍光灯リングライトや発光素子
をリング状に並べたもの、光ファイバーの一端を円形に
並べ、他端から照明光を入力するものなどが利用できる
Examples of ring lights that can be used include fluorescent ring lights, light emitting elements arranged in a ring shape, and optical fibers arranged in a circle at one end and illumination light input from the other end.

以上に説明した実施例においては、ワイヤの傾きに関し
て、ある角度α/2との大小のみが検出できた。さらに
細かな角度分布について検出するものとして、以下に述
べる2つの実施例がある。
In the embodiment described above, only the magnitude of the inclination of the wire relative to a certain angle α/2 could be detected. There are two embodiments described below that detect a more detailed angular distribution.

第3図は第2の実施例における照明系の構成を示したも
のである。同図に示すように、2つのリングライト5−
1.5−2を軸を同じにして重ねる。このようにすると
、照明光の対象への入射角はα1.α2の2通りとなる
FIG. 3 shows the configuration of the illumination system in the second embodiment. As shown in the figure, two ring lights 5-
1. Overlap 5-2 with the same axis. In this way, the angle of incidence of the illumination light on the object is α1. There are two ways α2.

この2つのリングライトの両方、あるいは少くとも入射
角の大きい5−2のリングライトは、画像処理装置4あ
るいは、制御装置7によってオンオフの切換えができる
ようにしておく。
Both of these two ring lights, or at least the ring light 5-2 having a large angle of incidence, can be switched on and off by the image processing device 4 or the control device 7.

2つのリングライトを用いた検査の手順は以下のように
なる。まず、リングライト5−2をオンとして対象画像
をとり込み、ワイヤ位置の検出を行ない、その位置を用
いてワイヤに沿う明るさを求める。ワイヤ傾きα2/2
まで明となっている。
The inspection procedure using two ring lights is as follows. First, the ring light 5-2 is turned on, a target image is captured, the wire position is detected, and the brightness along the wire is determined using the position. Wire inclination α2/2
It is now clear.

この明るさパターンで第1の規準パターンとの比較照合
を行なう。もし誤差が範囲外であれば、この段階で不良
と判定できる。誤差が範囲内であれば、次にリングライ
ト5−2をオフ、リングライト5−1をオンとする。今
後はワイヤ傾きα1/2はで明となっている。既に求ま
っているワイヤ位置を用いて明るさのパターンを求め、
この明るさパターンで第2の規準パターンと比較照合を
行なう。もし誤差が範囲外であれば不良、範囲内であれ
ば良品と判定する。
This brightness pattern is compared with the first reference pattern. If the error is outside the range, it can be determined that the product is defective at this stage. If the error is within the range, then the ring light 5-2 is turned off and the ring light 5-1 is turned on. From now on, the wire inclination α1/2 will become clear. Find the brightness pattern using the already determined wire position,
This brightness pattern is compared with the second reference pattern. If the error is outside the range, it is determined to be defective, and if it is within the range, it is determined to be good.

この実施例では、水平からα1/2まで、α1/2から
α2/2まで、α2/2以上と3つの角度範囲に分けて
ワイヤ形状を検査することができるので第1の実施例よ
り細かく形状を検査することができる。またこのリング
ライトの構成の利用法として、α2を大きく1例えば8
0″′などに設定するとワイヤの傾き40°以内の部分
が明るく撮像され、多くの応用例でワイヤの全域にわた
って明るくなることが期待でき、ワイヤ位置の検出が単
純な2値化などで行えるなどの長点がある。
In this embodiment, the wire shape can be inspected in three angle ranges: from horizontal to α1/2, from α1/2 to α2/2, and over α2/2, so the wire shape can be inspected more finely than in the first embodiment. can be inspected. Also, as a way to use this ring light configuration, increase α2 by 1, for example 8.
When set to 0'', etc., the area within the 40° inclination of the wire will be imaged brightly, and in many applications, it can be expected that the entire area of the wire will be bright, and the wire position can be detected by simple binarization, etc. There is a strong point.

第2の実施例の考え方をさらに進めて、3つ以上の必要
な数だけリングライトを重ねる構成を採用することも可
能であり、より詳細な検査を行うことができる。
It is also possible to further advance the idea of the second embodiment and adopt a configuration in which three or more ring lights are stacked as many as necessary, allowing for more detailed inspection.

また各リングライトの入射角は、検査対象の品種に応じ
て設定を変更してもよい。そのようなリングライトの支
持の構造は容易に実現可能である。
Further, the incident angle of each ring light may be changed depending on the product type to be inspected. Such a ring light support structure is easily realizable.

さらに第4図に示すようにこれら設定を柔軟に変更でき
るよう、リングライトを駆動機構によってカメラ光軸方
向に自動設定を可能としてもよい。
Furthermore, as shown in FIG. 4, the ring light may be automatically set in the direction of the camera optical axis by a drive mechanism so that these settings can be changed flexibly.

第5図は第3の実施例におけるリングライトの構成を模
式的に示したものである。リング状の基材21に、円周
に沿って等間隔にN個の発光素子22−1.22−2.
・・・、22−Nを並べ、個別に配線23−1.23−
2.・・・、23−Nを駆動回路24まで行なう。駆動
回路24は画像処理装置4あるいは制御装置7からの制
御信号によって個別に駆動電流のオン・オフを行なうた
めの回路である。このような回路はレジスタと電流のス
イッチ回路、制御信号のデコーダなどから容易と構成す
ることができる。
FIG. 5 schematically shows the structure of a ring light in the third embodiment. N light emitting elements 22-1, 22-2.
..., 22-N and individually wire 23-1.23-
2. . . , 23-N is performed up to the drive circuit 24. The drive circuit 24 is a circuit for individually turning on and off the drive current according to control signals from the image processing device 4 or the control device 7. Such a circuit can be easily constructed from a resistor, a current switch circuit, a control signal decoder, and the like.

平面図A−A’での断面を第5図の下方に描いているが
、発光素子をリング内側の方に折曲げている。発光素子
からの光束は鋭い指向性を持つビームである必要はなく
、むしろTVカメラの視野となる対象の全幅にわたって
均一な光を与えるものが望ましい。
A cross section taken along the plane view A-A' is shown in the lower part of FIG. 5, and the light emitting element is bent toward the inside of the ring. The light flux from the light emitting element does not need to be a beam with sharp directivity, but rather it is desirable that it provides uniform light over the entire width of the object that is the field of view of the TV camera.

第6図は第5図のリングライトを用いたワイヤ形状の検
査の手順を示したものである。
FIG. 6 shows the procedure for inspecting the wire shape using the ring light shown in FIG.

対象をカメラの視野に搬入しくステップ2o1)、まず
全ての発光素子を点灯して(ステップ202)、対象を
撮像し画像中からワイヤを抽出する(ステップ203)
、抽出結果からワイヤに沿う各点の位置Ai(xi、y
i)と方向θを求める(ステップ(204)。方向は既
知とすることもありうる。
Bring the object into the field of view of the camera (Step 2o1), first turn on all the light emitting elements (Step 202), image the object, and extract the wire from the image (Step 203).
, from the extraction results, the position Ai(xi, y
i) and the direction θ are determined (step (204). The direction may be known.

次にワイヤの傾きについてチエツクしたい角度φがある
と、ちょうど傾きがφのときに反射光がカメラに入るよ
うな入射角を求める。入射角の内カメラ光軸との角θは
既知であるので、リングに沿う角度θ′を求める9 θ
′とθとの差βは式(1)によってφ、αから計算でき
るのでθ′を求めその方向に求も近い発光素子を決定す
ることができる。発光素子は離散的にしか配置できない
のでその角度θ′から逆にφ′を求めておくこともでき
る。決定した発光素子のみを点灯し、他の素子を消すこ
とによってワイヤの1点が光るようになる(ステップ2
05)。ワイヤに沿う明るさIiを求め(ステップ20
6)これを規準パターンTiと照合する。この照合の方
法には前述のように種々の方法があるが、特に位置を比
較する方法が本実施例に適している。
Next, if there is an angle φ to be checked regarding the inclination of the wire, find the angle of incidence such that the reflected light enters the camera exactly when the inclination is φ. Of the incident angles, the angle θ with the camera optical axis is known, so find the angle θ' along the ring9 θ
Since the difference β between ' and θ can be calculated from φ and α using equation (1), it is possible to find θ' and determine a light emitting element that is closest to that direction. Since the light emitting elements can only be arranged discretely, φ' can also be determined from the angle θ'. By lighting only the determined light-emitting element and turning off the other elements, one point on the wire will light up (Step 2)
05). Find the brightness Ii along the wire (step 20
6) Compare this with the reference pattern Ti. As described above, there are various methods for this verification, but the method of comparing positions is particularly suitable for this embodiment.

照合の結果誤差が範囲内にあると、さらに他のワイヤ傾
き角について調べるかどうかをみる(ステップ209)
。調べる場合にはステップ205に戻る。もう調べる必
要がないときにはワイヤ形状を良としくステップ210
)、ステップ201に戻って次の対象の検査に移る。照
合の結果誤差が範囲内にないときにはワイヤ形状を不良
としくステップ211)、不良品に対する処置を行なう
(ステップ212)。
If the matching error is within the range, it is determined whether to investigate other wire inclination angles (step 209).
. If it is checked, the process returns to step 205. If there is no need to investigate further, select the wire shape in step 210.
), the process returns to step 201 to proceed to the next target inspection. If the error is not within the range as a result of the verification, the wire shape is determined to be defective (step 211), and the defective product is dealt with (step 212).

この実施例では、1つのリングのみで、種々のワイヤ傾
き角についての検出が可能であり、リングライトのスペ
ースが小さくて済むのが長所である。また各々1端をリ
ング状に並べた光ファイバーで発光素子からリングまで
光を送るようにしてもよい。このときリングを小さくし
たり、より多くの角度を設定することが可能である。
This embodiment has the advantage that it is possible to detect various wire inclination angles with only one ring, and that the space required for the ring light is small. Alternatively, light may be transmitted from the light emitting element to the ring using optical fibers each having one end arranged in a ring shape. At this time, it is possible to make the ring smaller or set more angles.

[発明の効果] 以上説明したように、本発明によれば、通常のTVカメ
ラ1台と、容易に構成できるリングライトを用いること
により、非接触でワイヤの3次元的形状を検査すること
ができ、簡単な装置構成で高速に検査が可能となる効果
がある。また高速に動く機構部分も必要とせず、長寿命
、高信頼、高速な検査が可能となっている。
[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, the three-dimensional shape of a wire can be inspected in a non-contact manner by using one ordinary TV camera and a ring light that can be easily configured. This has the effect of enabling high-speed inspection with a simple device configuration. Additionally, there is no need for mechanical parts that move at high speed, allowing for long life, high reliability, and high-speed inspection.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の第1の基本的な実施例の装置構成図、
第2図は第1の実施例の検査手順を示す図、第3図は第
2の実施例における照明装置の構成図、第4図は第2の
実施例の照明装置の別の構成図、第5図は第3の実施例
における照明装置の構成図、第6図は第3の実施例にお
ける検査の手順を示す図、第7図はワイヤと照明光の入
射反射の幾何的関係を説明する図である。 1・・・被検査対象、3・・・TVカメラ、4・・・画
像処理装置、5・・・リングライト、7・・・制御装置
、22・・・発光素子、23・・・発光素子駆動回路。 、・′二) 、・ ゛   I
FIG. 1 is an apparatus configuration diagram of a first basic embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a diagram showing the inspection procedure of the first embodiment, FIG. 3 is a configuration diagram of the illumination device in the second embodiment, and FIG. 4 is another configuration diagram of the illumination device in the second embodiment. Fig. 5 is a configuration diagram of the illumination device in the third embodiment, Fig. 6 is a diagram showing the inspection procedure in the third embodiment, and Fig. 7 explains the geometric relationship between the wire and the incident reflection of illumination light. This is a diagram. 1... Object to be inspected, 3... TV camera, 4... Image processing device, 5... Ring light, 7... Control device, 22... Light emitting element, 23... Light emitting element drive circuit. ,・'2) ,・゛I

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、検出すべきワイヤを2次元センサで撮像し、該2次
センサの光軸と軸を同じとするリング状の照明手段で、
該ワイヤを照明し、該撮像した画像においてワイヤ上に
生じる明暗のパターンに基き、該光軸と重直な面に対す
るワイヤの傾きを検出することを特徴とするワイヤの傾
き検出方法。 2、上記2次元センサの光軸上に複数のリング状の照明
手段を設け、該リング状の照明手段を切替えて上記ワイ
ヤを照明することを特徴とする特許請求の範囲第1項の
ワイヤ傾きの検出方法。 3、上記リング状の照明手段は、複数の点滅可能な小光
源を上記照明手段のリングに沿って配置したものとし、
該小光源を一斉に点燈、又は順次点灯とすることを特徴
とする特許請求の範囲第1項又は第2項のワイヤ傾き検
出方法。
[Claims] 1. Ring-shaped illumination means that images the wire to be detected with a two-dimensional sensor and whose axis is the same as the optical axis of the secondary sensor,
A wire inclination detection method comprising: illuminating the wire and detecting the inclination of the wire with respect to a plane perpendicular to the optical axis based on a pattern of brightness and darkness occurring on the wire in the captured image. 2. The wire inclination according to claim 1, characterized in that a plurality of ring-shaped illumination means are provided on the optical axis of the two-dimensional sensor, and the ring-shaped illumination means are switched to illuminate the wire. Detection method. 3. The ring-shaped illumination means has a plurality of blinkable small light sources arranged along the ring of the illumination means,
3. The wire inclination detection method according to claim 1 or 2, characterized in that the small light sources are turned on all at once or sequentially.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0247374A (en) * 1988-08-05 1990-02-16 Kanebo Ltd Durable mothproof fiber
JPH02273485A (en) * 1989-02-28 1990-11-07 Aerospat Soc Natl Ind Testing apparatus for testing connection of electrical conductor member to connector and automatic connecting apparatus in which the testing apparatus is provided
JPH0347391A (en) * 1989-03-27 1991-02-28 Albany Internatl Corp Incombustible winding door
US5243406A (en) * 1990-07-04 1993-09-07 Fujitsu Limited Method and apparatus for measuring three-dimensional configuration of wire-shaped object in a short time
JP2008084330A (en) * 2007-10-18 2008-04-10 Fujitsu Ltd Photographing device and personal identification system

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