JP2540323B2

JP2540323B2 - 物体検査装置

Info

Publication number: JP2540323B2
Application number: JP62100495A
Authority: JP
Inventors: 正治渡辺
Original assignee: シグマツクス株式会社
Priority date: 1987-04-23
Filing date: 1987-04-23
Publication date: 1996-10-02
Anticipated expiration: 2011-10-02
Also published as: JPS63265104A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は物体検査装置に関し、特にテレビジヨンカメ
ラを用いて被観測物体を撮像して得られるビデオ信号に
基づいて、被観測物体の有無、欠陥の有無などの被観測
物体の状態を観測するようにした物体検査装置に適用し
て好適なものである。

〔発明の概要〕

本発明は、被観測物体をテレビジヨンカメラのビデオ
信号に基づいて規定される撮像画面によって当該撮像画
面上に設定された監視点にある被観測物体の状態の正常
又は異常を認識するようになされた物体検査装置におい
て、撮像画面上に設定した位置ずれ検出用マーカによつ
てマスタ及び被観測物体のビデオ信号から得た第１及び
第２の検出情報の相関に基づいて監視領域の位置を補正
することにより、高い精度で被観測物体の位置ずれを補
正することができる。

〔従来の技術〕

この種の検査装置として、被観測物体をテレビジヨン
カメラによつて撮像して得られるビデオ信号のうち、所
定監視領域に相当する信号部分の信号レベルに基づい
て、当該信号レベルが所定の範囲内に入るか否かを判定
することによつて、物体の有無、物体の各部における欠
陥の有無などを認識するようにしたものが提案されてい
る（特願昭58−148243号）。

かかる構成の検査装置を用いて、例えばキーボードの
ボード表面にキーを装着する組立工程が終了したとき当
該装着作業が正しく行われたか否かを検査する場合と
か、例えばクーラなどのような大重量の電気機器の筺体
の表面にラベルを貼る作業工程が終了したとき当該作業
が正しく行われたか否かを検査する場合などにおいて
は、正常な外観をもつた標準的な被観測物体（これをマ
スタと呼ぶ）をテレビジヨンカメラが撮像したときの撮
像画面上に設定された所定の監視領域の輝度と、検査対
象となる被観測物体を撮像したときの撮像画面上の対応
する位置における輝度とを比較することによつて、両者
間に差異があれば被観測物体に異常があると判定するよ
うな方法が採用されている。

因にキーボードの場合装着されていないキーがあれ
ば、当該監視領域における輝度はマスタにおける対応す
る部分の輝度と相違するので、キーの装着作業工程にお
いて何らかの原因で未装着のキーがあれば、これを確実
に検出し得る。

またクーラの場合、マスタのラベルと同じラベルが同
じ位置に貼り付けられていなければ、当該ラベル位置に
設定された監視領域における輝度はマスタの輝度と相違
するので、当該異常を確実に検出することができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところがこのような方法によつて物体の異常を検査し
ようとする場合、被観測物体上に設定された監視領域の
位置がマスタにおいて設定された監視領域の位置と僅か
にでも位置ずれがあれば、正しい判定結果が得られなく
なるおそれがあるので、被観測物体について設定された
監視領域の位置に位置ずれがあればこれをできるだけ高
い精度で検出して補正する必要がある。

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、マスタ
に対して設定された監視領域に対して、被観測物体に対
して設定される監視領域の位置ずれを比較的簡易な方法
によつて高い精度で検出し得るようにした物体検査装置
を提案しようとするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

かかる問題点を解決するため本発明においては、被観
測物体３をテレビジヨンカメラ13によつて撮像して得ら
れるビデオ信号VDに基づいて表示される撮像画面５のう
ち、所定の監視点に設定された監視領域６に対応するビ
デオ信号部分をマスタの対応するビデオ信号部分と比較
することによつて、当該監視領域６にある被観測物体３
の状態の正常又は異常を検出するようになされた物体検
査装置において、線状に配列された複数の画素マーカで
なる位置ずれ検出用マーカ7X、7Yを撮像画面５上の所定
の表示位置に設定する位置ずれ検出用マーカ設定手段
（29、29E）と、テレビジヨンカメラ13によつてマスタ
を撮像した状態において得られる撮像画面５の画像情報
のうち各複数の画素マーカが設定された表示位置に対応
するビデオ信号部分から得た画像情報に基づいて第１の
検出情報INF_Mを形成する第１の検出情報形成手段（29、
SP2〜SP5）と、テレビジヨンカメラ13によつて被観測物
体３を撮像した状態において得られる撮像画面５の画像
情報のうち各複数の画素マーカが設定された表示位置に
対応するビデオ信号部分から得た画像情報に基づいて第
２の検出情報INF_Dを形成する第２の検出情報形成手段
（29、SP6〜SP8）と、第１の検出情報の複数の画素マー
カに対応する第１の画像情報INF_Mの配列と、第２の検出
情報INF_Dの複数の画素マーカに対応する第２の画像情報
の配列との間の相関をとることにより、第１及び第２の
画像情報の配列に不一致区間があるか否かを表す位置ず
れデータを作成する位置ずれデータ作成手段（29、SP
9）と、位置ずれデータが不一致区間があることを表わ
しているとき当該不一致区間に相当する位置ずれを修正
するように監視領域６の撮像画面５に対する相対的設定
位置を補正する位置ずれ補正手段（29、SP14）とを設け
るようにする。

〔作用〕

撮像画面５上に設定した線状の位置ずれ検出用マーカ
7X、7Yを構成する複数の画素マーカに対応するビデオ信
号部分から、マスタ及び被観測物体３について検出情報
INF_M及びINF_Dを検出すると、これらの検出情報INF_M及び
INF_Dは線状の位置ずれ検出用マーカ7X、7Yの延長方向に
沿う方向の位置ずれを表すことになる。

かくしてマスタ及び被観測物体３の画像について画素
マーカから得られる検出情報の配列に不一致区間がある
か否かに基づいて両者間の位置ずれを検出することがで
きることにより、その位置ずれを確実に検出して補正す
ることができる。

〔実施例〕

〔１〕第１実施例以下図面について、本発明をクーラに付されたラベル
の文字を確認するようにした物体検査装置に適用した場
合の実施例について詳述する。

（１）位置ずれ検出の原理この実施例の場合物体検査装置は、第２図に示すよう
に、クーラ１の筺体２上に、所定位置に所定の文字パタ
ーン４を配列してなるラベル３が付着されているか否か
を確認する。

そのためクーラ１のラベル３の周りの映像がテレビジ
ヨンカメラによつて撮像され、第１図に示すように、撮
像画面５上の所定位置にラベル３の映像を写し出すよう
になされている。

かくして撮像画面５上に写し出される映像の各位置
は、撮像画面５上に設定されたXY座標によつて表すこと
ができ、当該XY座標上の位置を指定して監視領域６を設
定し、テレビジヨンカメラから得られるビデオ信号のう
ち、当該監視領域６に含まれるビデオ信号部分に対応す
る輝度信号を用いてラベル３上の文字パターン４の有
無、又は正誤を確認するようになされている。

実際上監視領域６には、所定の形状及び大きさを有す
る監視用マーカが割り当てられ、当該監視用マーカに対
応するビデオ信号部分についてのデータを取り込み得る
ようになされている。

かくしてクーラ１の撮像画面５のうち、被観測物体と
してのラベル３上の監視領域６の輝度（例えば平均輝
度）と、マスタから得られた撮像画面５上の監視領域６
の輝度とを比較し、両者に所定値以上の差があるか否か
によつて、被観測物体としてのラベル３上の文字パター
ン４が、マスタの文字パターンと同一であるか否かを判
定するようになされている。

撮像画面５上のラベル３の表示位置が、マスタと一致
するか否かを検出するために、撮像画面５上にＸ方向位
置ずれ検出用マーカ7X及びＹ方向位置ずれ検出用マーカ
7Yが設けられている。

Ｘ方向位置ずれ検出用マーカ7Xは、第３図に示すよう
に、撮像画面５上、Ｘ方向に順次一例に配列されている
所定数の画素マーカ 7X₁、7X₂……7X_i、7_i+1、7X_i+2…
…7X_nによつて直線状に形成され、撮像画面５上に設定
されたとき、対応する画素列の輝度情報を１画素ずつ取
り出し得るようになされている。

またＹ方向位置ずれ検出用マーカ7Yは、同様にしてＹ
方向に順次配列されている画素列に対応するように直線
状に形成され、かくして撮像画面５上の各画素の輝度情
報を指定し得るようになされている。

Ｘ方向及びＹ方向位置ずれ検出用マーカ7X及び7Yは、
ラベル３の隅部において、その一部がラベル３の映像に
重畳するように設定され、かくしてＸ方向及びＹ方向位
置ずれ検出用マーカ7X及び7Yのうち、ラベル３上に重畳
している部分から例えば明るい輝度を表す論理「１」レ
ベルの画素情報を得ることができると共に、ラベル３と
は重畳していない部分から暗い輝度を表す論理「０」レ
ベルの輝度情報を得ることができるようになされてい
る。

かくしてＸ方向位置ずれ検出用マーカ7Xを、マスタと
してのクーラ１を撮像している状態においてそのラベル
3M上に設定したとき、第３図（Ａ）に示すように、画素
マーカ7X_i+1〜7X_n部分がラベル3Mと重畳していることに
より、第３図（Ｂ）に示すように画素マーカ7X_i+1を境
として論理レベルが「０」から「１」に切り換わる検出
情報INF_Mを得ることができる。

これに対して第３図（Ｃ）に示すように、被観測物体
でなるラベル3Dが画素マーカ7X_i+3〜7X_n上に重畳してい
る場合には、Ｘ方向位置ずれ検出用マーカ7Xから第３図
（Ｄ）に示すように、画素マーカ7X_i+3を境として論理
レベルが「０」から「１」に切り換わるような検出情報
INF_Dが得られる。

かくしてマスタのラベル3Mから得られた検出情報INF_M
及び被観測物体のラベル3Dから得られた検出情報INF_Dに
基づいて例えば排他的論理和の演算を実行することによ
り、第３図Ｅに示すように、相関情報CORを求めれば、
中央部分の画素マーカ7X_i+1及び7X_i+2において不一致区
間DISが生ずると共に、その両側に一致区間ACC1及びACC
2に生ずる。

かくして相関情報CORから、被観測物体のラベル3D
が、マスタのラベル3Mから不一致区間DISの分だけＸ方
向に位置ずれしていることを判知し得る。

従つて被観測物体としてのラベル3Dについて監視領域
６から検出データを得る際には、当該監視領域６の位置
をＸ方向に不一致区間DISの画素数だけ全体として移動
させれば、実際上マスタとしてのラベル3M上に設定した
監視領域６と同一の位置から検出データを得ることがで
きることになる。

Ｙ方向位置ずれ検出用マーカ7Yについても、Ｘ方向位
置ずれ検出用マーカ7Xについて上述した（第３図）と同
様の相関情報を得ることができ、かくしてＹ方向につい
ても被観測物体としてのラベル3Dが、マスタとしてのラ
ベル3MからＹ方向に位置ずれしているとき、これを補正
することができる。

かかる相関情報CORを一般式として表せば次式となる。（１）式においてｆ（ｉ）はマスタとしてのラ
ベル3Mの撮像画面５についてｉ番目の画素マーカ7X_iか
ら得ることができた輝度レベルを表し、またｇ（ｉ）は
被観測物体としてのラベル3Dから得た撮像画面５につい
てｉ番目の画素マーカ7X_iから得ることができた輝度レ
ベルを表す。またΔＸは不一致区間DIS（第３図
（Ｅ））の画素数を表し、かくして（１）式は、Ｘ方向
位置ずれ検出用マーカ7Xのｉ番目の画素の輝度レベルｆ
（ｉ）について、被観測物体としてのラベル3Dの（ｉ＋
ΔＸ）番目の画素マーカから得られる輝度レベルｇ（ｉ
＋ΔＸ）が最も大きい相関をもつていることを表してい
る。

このときＸ方向位置ずれ検出用マーカ7Xの全ての画素
マーカ7X₁〜7X_nについてΔＸだけ位置ずれした画素マー
カから相関が最も大きい輝度データを得ることができる
ことを表している。

従つて（１）式が最小になるような位置ずれ量ΔＸを
求めれば、これを被観測物体のマスタに対する位置ずれ
量ΔＸとして判知し得ることになる。

（２）具体的構成物体検査装置11は、第４図に示す構成を有する。

すなわちコンベア12によつて順次運ばれるクーラ１の
ラベル３はテレビジヨンカメラ13によつて撮像され、そ
のビデオ信号VDがビデオデータ入力部14及びタイミング
制御部15に入力されると共に、スーパインポーズ回路16
を介してモニタ部17に供給される。

コンベア12を駆動制御するコンベアコントローラ21
は、クーラ１がテレビジヨンカメラ13の撮像位置に位置
決めされるごとに、検査開始信号SIG_INをタイミング制
御部15に与えるようになされている。

タイミング制御部15は、ビデオ信号VDのうち、水平及
び垂直同期信号に同期するクロック信号を発生し、当該
クロツク信号をカウントしてビデオ信号VDの各ラインの
輝度信号について、所定の間隔のサンプリングパルスSM
P1をビデオデータ入力部14のアナログ／デイジタル変換
回路22に与え、かくしてアナログ／デイジタル変換回路
22においてビデオ信号VDを１画素ずつ画素データDPに変
換して切換回路23を介して画像メモリ24に供給する。

タイミング制御部15は、サンプリングパルスSMP1に基
づいて書込アドレス信号ADWを画像メモリ24に与える。

切換回路23はマスタ側切換出力端Ｍ及び検出側切換出
力端Ｄを有し、画素データDPをマスタ側切換出力端Ｍを
介して画像メモリ24のマスタ画像メモリ部24Mに格納
し、又は画素データDPを書込アドレス信号ADWに応じて
検出画像メモリ部24Dに格納する。

この実施例の場合CPU25は、マスタとしてのクーラ１
をテレビジヨンカメラ13によつて撮像しているマスタデ
ータ取込モードの状態において、バス26を介して操作ス
イツチ部27からマスタ画像データ取込指令がオペレータ
によつて入力されたとき、バス26を介してタイミング制
御部15に対して切換指令信号を与えることにより、タイ
ミング制御部15が切換信号SWを切換回路23に送出するこ
とによつて、アナログ／デイジタル変換回路22の出力端
に得られる画素データDPをマスタ側切換出力端Ｍを介し
てマスタ画像メモリ部24M側に取り込ませる。

これに対して操作スイツチ部27から検査モードの指令
信号が入力されたときCPU25はタイミング制御部15を介
して切換回路23を検出側切換出力端Ｄ側に切り換えさせ
ると共に、コンベアコントローラ21によつて被観測対象
としてのクーラ１がテレビジヨンカメラ13の撮像位置に
位置決めされるごとに発生される検査開始信号SIG_INに
よつてタイミング制御部15を制御することにより、画素
データDPを検出画像メモリ部24D側に取り込ませる。

CPU25は、ビデオデータ入力部14、タイミング制御部1
5、モニタ部17を、操作スイツチ部27の操作入力に応動
して、ROM28のプログラムメモリに格納されているプロ
グラムに従つて、必要に応じてRAM29のレジスタを利用
しながら、物体検査装置11を全体として制御することに
より、被観測対象としてのクーラ１のラベル３の判定処
理を実行し、１つのクーラ１についての判定が終了した
とき、CPU25はバス26、制御信号出力部30を介してコン
ベアコントローラ21に対して検査終了信号SIG_OUTを出力
させることにより、新たな被観測対象としてのクーラ１
をテレビジヨンカメラ13の撮像位置に運ばせるようにな
されている。

RAM29は第５図に示すように、カーソル位置レジスタ2
9A、監視領域プリセツトレジスタ29B、検出データレジ
スタ29C、評定データレジスタ29D、位置ずれ検出用マー
カレジスタ29E、位置ずれデータレジスタ29Fを有する。

カーソル位置レジスタ29Aは、ビデオ信号VDに基づい
てモニタ部17上に表示される撮像画面５について、監視
領域６を設定したり、監視領域６の位置、大きさ、形状
を選定したり、Ｘ方向及びＹ方向位置ずれ検出用マーカ
7X及び7Yを設定したりする際に用いられるカーソルの位
置を、時々刻々記憶して行く。

監視領域プリセツトレジスタ29Bは、１枚のラベル３
上の文字パターンに対して設定された監視領域６の位置
をオペレータが操作スイツチ部27を介して最大限16点ま
で入力したとき、これを格納する。

検出データレジスタ29Cは、被観測対象としてのクー
ラ１がテレビジヨンカメラ13の撮像位置に位置決めされ
たとき、監視領域プリセツトレジスタ29Bにプリセツト
された監視領域６についての輝度データをCPU25が取り
込んだとき、この検出データを格納する。

評定データレジスタ29Dは、マスタとしてのクーラ１
がテレビジヨンカメラ13の撮像位置に位置決めされたと
き、監視領域プリセツトレジスタ29Bに格納されている
監視領域６について、その輝度データをマスタ画像メモ
リ部24Mから格納する。

位置ずれ検出用マーカレジスタ29Eは、Ｘ方向及びＹ
方向位置ずれ検出用マーカ7X及び7Yの画像位置を、オペ
レータが操作スイツチ部27を用いて入力したとき、これ
を格納する。

位置ずれデータレジスタ29Fは、マスタとしてのクー
ラ１又は被観測対象としてのクーラ１がテレビジヨンカ
メラ13の撮像位置に位置決めされたとき、位置ずれ検出
用マーカレジスタ29Eに格納されている位置ずれ検出用
マーカ7X及び7Yについて、その輝度データを検出画像メ
モリ部24Dから格納する。

かくしてRAM29に格納されているデータは、オペレー
タが操作スイツチ部27によつてCPU25に対してデータの
処理モードを指定したとき、必要に応じてCPU25によつ
て読み出されて各処理ステツプにおいて必要なデータを
供給する。これと共に、RAM29のデータは、必要に応じ
てバス26を介してパターン発生器31に供給されてパター
ンデータDNをスーパインポーズ回路16を介してモニタ部
17に与えることにより、現在設定されているカーソル、
監視領域６、Ｘ方向及びＹ方向位置ずれ検出用マーカ7X
及び7Yを表すパターンをモニタ部17の表示画面上にビデ
オ信号VDに基づいて表示されている画像上にスーパイン
ポーズして表示させる。かくしてオペレータはモニタ部
17の表示画面上に表示されたパターンを見て、操作スイ
ツチ部27を介して適切な指令信号をCPU25に入力し得る
ようになされている。

以上の構成においてCPU25は第６図に示す処理手順に
従つて、被観測物体としてのラベル3Dについての検査処
理を実行する。

すなわちステツプSP1において当該処理プログラムを
開始すると、CPU25は次のステツプSP2において操作スイ
ツチ部27からオペレータによつてマスタデータの取込指
令が入力されるのを待ち受ける。

ここで、オペレータはテレビジヨンカメラ13の撮像位
置にマスタとしてのクーラ１を設定した後、操作スイツ
チ部27を介してCPU25にマスタデータの取込指令を入力
する。

このときCPU25は、次のステツプSP3に移つてバス26を
介してタイミング制御部15を制御することによつてテレ
ビジヨンカメラ13から得られるマスタについてのビデオ
信号VDを、アナログ／デイジタル変換回路22、切換回路
23のマスタ側切換出力端Ｍを介してマスタ画像メモリ部
24Mに１フレーム分の画像データとして取り込む。

続いてCPU25はステツプSP4に移つて、位置ずれ検出用
マーカレジスタ29Eのデータを用いてマスタ画像メモリ
部24Mに取り込まれているマスタ画像データのうち、Ｘ
方向及びＹ方向位置ずれ検出用マーカ7X及び7Yの画素デ
ータを位置ずれデータレジスタ29Fに格納する。

続いてCPU25はステツプSP5に移つて監視領域プルセツ
トレジスタ29Bのデータを用いてマスタ画像メモリ部24M
に取り込まれているマスタ画像データのうち、監視領域
６の輝度データを評定基準データとして評定データレジ
スタ29Dに取り込み、かくしてマスタとしてのラベル3M
についてのデータの取込処理を終了する。

続いてCPU25は検査処理プログラムを実行する。すな
わちCPU25は続くステツプSP6において検出データの取込
指令が到来するのを待ち受ける。

ここで、オペレータは操作スイツチ部27を介して被観
測対象としてのクーラ１をコンベア12によつてテレビジ
ヨンカメラ13の撮像位置に順次１つずつ運び込ませる。

コンベアコントローラ21は、１つの被観測対象として
のクーラ１がテレビジヨンカメラ13の撮像位置に位置決
めされたとき、検査開始信号SIG_INをタイミング制御部1
5に送出することにより、次のステツプSP7において、被
観測対象としてのクーラ１のラベル3D（すなわち被観測
物体）についてのビデオ信号VDを検出画像メモリ部24D
に取り込ませる。

続いてCPU25はステツプSP8に移つてRAM29の位置ずれ
検出マーカレジスタ29Eに格納されているＸ方向及びＹ
方向位置ずれ検出用マーカ7X及び7Yの位置データを用い
て、当該Ｘ方向及びＹ方向位置ずれ検出用マーカ7X及び
7Yによつて指定されている画素データを検出画像メモリ
部24Dから読み出してRAM29の位置ずれデータレジスタ29
Fに取り込む。かくして位置ずれデータレジスタ29Fに
は、マスタ及び被観測対象としてのクーラ１から得たＸ
方向及びＹ方向位置ずれ検出用マーカ7X及び7Yの画素デ
ータを取り込んだ状態が得られる。

続いてCPU25は、ステツプSP9において、位置ずれデー
タレジスタ29Fに取り込まれているＸ方向及びＹ方向位
置ずれ検出用マーカ7X及び7Yの各画素に対応する輝度デ
ータを読み出して、（１）式について上述したようにし
て、マスタ及び被観測対象について得られた位置データ
に基づいて、位置ずれΔＸ及びΔＹを演算する。

かくして現在テレビジヨンカメラ13によつて撮像され
ている被観測対象としてのクーラ１の被観測物体すなわ
ちラベル3Dについて、その位置ずれ量を表す位置ずれデ
ータを得る処理ステツプを終了する。

続いてCPU25はステツプSP10に移つて、監視領域プリ
セツトレジスタ29Bの監視領域位置データを読み出し
て、これを位置ずれデータレジスタ29Fに格納されてい
る位置ずれデータによつて位置ずれ量ΔＸ及びΔＹだけ
補正してバス26を通じて検出画像メモリ部24Dに対する
アドレス信号としてタイミング制御部15に転送する。か
くして検出画像メモリ部24Dから読み出された輝度デー
タは検出データレジスタ29Cに取り込まれる。

その後CPU25はステツプSP11に移つて当該輝度データ
を評定データレジスタ29Dに格納されているマスタの輝
度情報と比較することによつて製品の良否の判定処理を
する。

CPU25は続くステツプSP12において判定結果の良否の
判断をし、不良の場合には、オペレータがステツプSP13
において現在テレビジヨンカメラ13によつて撮像されて
いるクーラ１のラベル３についてその不良を改善する不
良処理をするのを待つて上述のステツプSP6に戻る。

これに対してステツプSP12においてCPU25が不良では
ないと判断したとき、CPU25は直ちに上述のステツプSP6
に戻る。

かくしてCPU25は次の被観測対象としてのクーラ１が
テレビジヨンカメラ13の撮像位置に位置決めされるのを
待ち受ける状態になり、新たな被観測対象としてのクー
ラ１がテレビジヨンカメラ13の撮像位置に設定されて新
たに検査開始信号SIG_INがタイミング制御部15に供給さ
れたとき、当該新たな被観測物体について位置ずれ検出
用マーカ7X及び7Yのデータの読込み、位置ずれデータの
作成、監視領域の補正、補正後の監視領域の輝度データ
の取込み、良否の判定処理を繰り返す。

以上の構成によれば、撮像画面上、マスタとしてのク
ーラ１のラベル3Mの位置に対して、被観測対象としての
クーラ１のラベル3Dの位置がＸ方向又はＹ方向にずれて
いるとき、これを位置ずれ検出用マーカ7X及び7Yから得
られる画素データに基づいて検出するようにしたことに
より、被観測物体としてのラベル3Dのラベル3Mに対する
位置ずれを容易に検出し得る。

かくして当該検出結果に基づいて監視領域６の位置を
補正するようにしたことにより、高い精度でラベル３の
異常の有無を判定することができる。

〔２〕第２実施例第７図は本発明の他の実施例を示すもので、第４図と
の対応部分に同一符号を付して示すように、ビデオデー
タ入力部14はサンプルホールド回路41及びアナグロ／デ
イジタル変換回路42を有し、タイミング制御部15から送
出されるサンプリングパルスSMP2及びSMP3の制御の下
に、監視領域６（第１図）の輝度情報をサンプルホール
ド回路41にホールドし、これをアナログ／デイジタル変
換回路42においてデイジタルデータに変換した後RAM29
の評定データレジスタ29D又は検出データレジスタ29Cに
取り込むようになされている。

このように第７図の場合には、RAM29の監視領域プリ
セツトレジスタ29Bに設定された監視領域６についての
輝度情報を、位置ずれ検出用マーカ7X及び7Yのデータと
は別個にRAM29に取り込み得るようになされている点に
おいて第４図の構成と異なる特徴をもつている。

第７図の構成において、CPU25は第６図との対応部分
に同一符号を付して示す第８図に示す処理手順に従つて
検査処理を実行する。

第８図において、第６図の場合と比較して、位置ずれ
データを作成する処理ステツプSP9から監視領域６の輝
度データを取り込む処理ステツプSP10の間に、監視領域
６の位置を補正する処理ステツプSP14を実行するように
なされている点に相違がある。

第８図の処理手順において、CPU25はステツプSP3にお
いてマスタ画像データを取り込んだ後ステツプSP4にお
いて位置ずれ検出用マーカデータを取り込む際には、テ
レビジヨンカメラ13から得られるビデオ信号VDを、アナ
ログ／デイジタル変換回路22、切換回路23を介してマス
タ画像メモリ部24Mに取り込む。このときマスタ画像メ
モリ部24Mに取り込まれるデータは、Ｘ方向及びＹ方向
位置ずれ検出用マーカ7X及び7Yについて位置ずれを検出
するための画素データDPを取り込めば良く、この実施例
の場合当該画素データDPは１ビツトのデイジタル情報で
なり、この１ビツトのデイジタル情報が撮像画面５全体
についてマスタ画像メモリ部24Mに取り込まれる。

これに続いてCPU25はステツプSP5において評定データ
を取り込む際には、ビデオ信号VDをサンプルホールド回
路41にサンプルホールドさせる。ここでサンプルホール
ド回路41にサンプルホールドされるビデオ信号VDは、監
視領域６に含まれる画素のアナログ輝度情報でなり、ア
ナログ信号でなる。

かくしてCPU25はアナログ／ディジタル変換回路42を
介してサンプルホールド回路41のサンプルホールド出力
を所定の複数ビツト（例えば５ビツト）のデータに変換
して評定データレジスタ29Dに格納させる。

その後CPU25はステツプSP7において被観測物体からの
位置ずれ検出データとしてビデオ信号VDをアナログ／デ
イジタル変換回路22において２ビツトの画素データDPに
変換した後切換回路23を介して検出画像メモリ部24Dに
取り込み、次のステツプSP8において当該検出画像メモ
リ部24DのデータのうちＸ方向及びＹ方向位置ずれ検出
用マーカ7X及び7Yの画素データを位置ずれデータレジス
タ29Fに取り込んだ後、次のステツプSP9においてマスタ
についての位置ずれデータに対する相関を演算して位置
ずれ量ΔＸ及びΔＹを求める。

ところが、この実施例の場合CPU25は、続くステツプS
P14において、この位置ずれ量ΔＸ及びΔＹを用いて、
監視領域プリセツトレジスタ29Bから読み出した監視領
域位置データを位置ずれ量ΔＸ及びΔＹだけ補正してタ
イミング制御部15に送出する。かくしてタイミング制御
部15は、Ｘ方向及びＹ方向位置ずれ検出用マーカ7X及び
7Yによつて検出された位置ずれ量ΔＸ及びΔＹだけＸ方
向及びＹ方向に平行移動した位置に監視領域６を移動さ
せて当該補正後の監視領域６に含まれる各画素のアナロ
グ輝度情報をサンプルホールド回路41にサンプルホール
ドさせる。

かくして、撮像画面５において、被観測物体としての
ラベル3Dの位置が、マスタとしてのラベル3Mの位置と比
較して位置ずれしている場合には、当該位置ずれ量ΔＸ
及びΔＹに相当する分だけ監視領域６の位置を補正した
後ステツプSP10において輝度情報を取り込むことにな
る。

その結果マスタとしてのラベル3Mから得た位置情報と
被観測物体としてのラベル3Dから得た位置情報とがほぼ
同一になることにより、ステツプSP11における判定動作
の結果に位置ずれによる誤差を生じさせないようにし得
る。

以上の構成によれば、第４図及び第６図について上述
した効果を得ることができると共に、これに加えて第７
図及び第８図の構成によれば、被観測物体の良否を判定
するために取り込まれるアナログ輝度情報は撮像画面５
全体ではなく監視領域６に限られているので、判定デー
タをRAM29に取り込む時間を一段と短縮し得、この分全
体として検査時間を短縮し得る。

〔３〕他の実施例（１）上述の実施例においては、Ｘ方向及びＹ方向に
直線状に延長するＸ方向及びＹ方向位置ずれ検出用マー
カ7X及び7Yを用いて、被観測物体としてのラベル3Dのマ
スタとしてのラベル3Mからの位置ずれをＸ方向及びＹ方
向の２つの方向について検出するようにしたが、位置ず
れ検出用マーカの延長方向及びその本数はこれに限らず
種々変更し得る。

例えば第９図に示すように、マスタとして円形形状の
物体41Mを撮像した場合、この物体41Mに対する被観測物
体41Dの位置ずれを検出するときには、３本の位置ずれ
検出用マーカ42A、42B、42Cを円周上の所定位置に物体4
1M、41Dの周縁を横切るように斜め方向に設定してお
く。

このようにすれば、位置ずれ情報として、３方向の検
出情報を得ることができ、かくして被観測物体41Dの位
置ずれ方向及びその量を簡易に検出し得る。

（２）上述の実施例においては位置ずれ検出用マーカ
とし直線状に延長するものを用いた実施例について述べ
たが、これに限らず例えば第10図に示すように、円弧状
に延長する位置ずれ検出用マーカ49を用いても良い。

第10図において、45は歯車の映像で、各歯先46に監視
領域47が設定され、これにより歯先46の欠損の有無を検
出するようになされている。

この場合歯車45の中心孔47の周縁には、その中心Ｏに
向かうように３本の位置ずれ検出用マーカ48A、48B、48
Cが設けられ、これら３本の位置ずれ検出用マーカ48A〜
48Cから得られる位置ずれ情報によつて、歯車45を中心
Ｏの位置に位置決めし得るようになされている。

これに加えて、歯車45が中心Ｏに位置決めされている
状態において円弧状位置ずれ検出用マーカ49が歯先46の
列に沿つて順次横切るように設定し得るようになされて
いる。

第10図の構成によれば、円弧状位置ずれ検出用マーカ
49は、順次隣合う歯先46の位置を表す検出データを画素
単位で検出することができ、従つて被観測対象としての
歯車45の歯先46がマスタとしての歯車の歯の位置に対し
て回転方向に位置ずれしていれば、当該回転方向の位置
ずれ量を検出することができる。

従つて円弧状位置ずれ検出用マーカ49の検出出力に基
づいて、位置ずれをなくすように監視領域47を全体とし
て回転方向に移動すれば、マスタの歯先に対して欠けた
歯があれば、これを位置ずれの影響を受けることなく確
実に検出することができる。

（３）上述の実施例においては、位置ずれ検出用マー
カとして１画素分の幅をもつものを適用したが、位置ず
れ検出用マーカの幅はこれに限らず複数画素に対応する
幅にしても良く、要は全体として線状であれば良い。

（４）上述の実施例においては、第３図に示すよう
に、撮像画面状に表示された被観測物体が明確に白レベ
ル又は黒レベルをもつており、従つて位置ずれ検出用マ
ーカに含まれる画素から被観測物体の境界位置に対応し
て明確に論理「０」レベルから論理「１」レベルに切り
換わる検出情報を得ることができる場合に本発明を適用
した実施例について述べたが、撮像画面上の被観測物体
の境界がグレーレベルを含む場合には、境界位置が不明
確になるおそれがある。

すなわちこの場合には、テレビジヨンカメラ13から得
られるビデオ信号VDは第11図（Ａ）に示すように境界位
置において白レベルL_Wから黒レベルL_Bに立ち下がるまで
に距離Δｄ分の画素を必要とし、従つてこの距離Δｄの
間の画素数だけ位置ずれ量が不明確な検出信号が生ず
る。

このような場合には、第４図の構成において、例えば
マスタ画像メモリ部24M及び検出画像メモリ部24Dに取り
込まれた輝度データのうち、位置ずれ検出用マーカに含
まれている画素から位置ずれデータレジスタ29Fに取り
込んだ検出データに基づいて白レベルL_W及び黒レベルL_B
のデータを抽出し、その平均値としてスレツシユホール
ドレベルL_THを算出し、当該スレツシユホールドレベルL
_THをビデオ信号VDを表す検出信号と比較することによ
り、第11図（Ｂ）に示すようなマスタについての検出情
報INF_M及び被検出物体についての検出情報INF_Dを得るよ
うにすれば良い。

かくしてグレーレベルを含むような被検出物体につい
ても確実に位置ずれを検出することができる。

（５）上述の実施例においては、本発明をクーラに付
されたラベルや、歯車の歯先を検査する場合に適用した
が、本発明はこれに限らず種々の被観測対象に適用し得
る。

（６）上述の実施例においては、マスタの画像に対し
て被観測物体の画像が位置ずれしている場合、監視領域
の位置を補正するように構成したが、これに代え、テレ
ビジヨンカメラ13又はこのテレビジヨンカメラ13によつ
て撮像される被観測物体の相対的な位置を変更すること
により、ビデオ信号VDの撮像画面を全体として補正する
ようにしても上述の場合と同様の効果を得ることができ
る。

〔発明の効果〕

上述のように本発明によれば、撮像画面上に線状の位
置ずれ検出マーカを設定し、当該位置ずれ検出用マーカ
に含まれる画素マーカに対応するビデオ信号部分から得
た検出情報の相関によつて位置ずれを検出するようにし
たことにより、マスタに対する被観測物体の画像上の位
置ずれを高い精度で検出及び補正をすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１の実施例における撮像画面を示す略線図、
第２図は被観測対象となるクーラを示す側面図、第３図
は位置ずれ検出用マーカから得られる検出情報の説明に
供する信号図、第４図は第１の実施例における物体検査
装置の具体的構成を示す系統的接続図、第５図はRAMの
構成を示す略線図、第６図は物体検査処理手順を示すフ
ローチヤート、第７図は物体検査装置の第２の実施例を
示す系統的接続図、第８図はその物体検査処理手順を示
すフローチヤート、第９図は被観測物体が円形の場合の
位置ずれ検出用マーカの配置を示す略線図、第10図は被
観測物体が歯車の場合の位置ずれ検出用マーカの配置を
示す略線図、第11図はグレーレベルを含む被観測物体の
場合の信号処理の説明に供する信号波形図である。３……ラベル、４……文字パターン、５……撮像画面、
６……監視領域、7X、7Y……位置ずれ検出用マーカ、11
……物体検査装置、13……テレビジヨンカメラ、14……
ビデオデータ入力部、15……タイミング制御部、25……
CPU。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】被観測物体をテレビジヨンカメラによつて
撮像して得られるビデオ信号に基づいて表示される撮像
画面のうち、所定の監視点に設定された監視領域に対応
するビデオ信号部分をマスタの対応するビデオ信号部分
と比較することによつて、当該監視領域にある上記被観
測物体の状態の正常又は異常を検出するようになされた
物体検査装置において、線状に配列された複数の画素マーカでなる位置ずれ検出
用マーカを上記撮像画面上の所定の表示位置に設定する
位置ずれ検出用マーカ設定手段と、上記テレビジヨンカメラによつて上記マスタを撮像した
状態において得られる上記撮像画面の画像情報のうち上
記各複数の画素マーカが設定された表示位置に対応する
ビデオ信号部分から得た画像情報に基づいて第１の検出
情報を形成する第１の検出情報形成手段と、上記テレビジヨンカメラによつて上記被観測物体を撮像
した状態において得られる上記撮像画面の画像情報のう
ち上記各複数の画素マーカが設定された表示位置に対応
するビデオ信号部分から得た画像情報に基づいて第２の
検出情報を形成する第２の検出情報形成手段と、上記第１の検出情報の上記複数の画素マーカに対応する
第１の画像情報の配列と、上記第２の検出情報の上記複
数の画素マーカに対応する第２の画像情報の配列との間
の相関をとることにより、上記第１及び第２の画像情報
の配列に不一致区間があるか否かを表す位置ずれデータ
を作成する位置ずれデータ作成手段と、上記位置ずれデータが上記不一致区間があることを表わ
しているとき当該不一致区間に相当する位置ずれを修正
するように上記監視領域の上記撮像画面に対する相対的
設定位置を補正する位置ずれ補正手段とを具えることを特徴とする物体検査装置。
【請求項２】上記位置ずれ検出結果に基づいて、上記被
観測物体についての撮像画面上の上記監視領域の表示位
置を、上記被観測物体に対して移動させることにより上
記位置ずれを補正させてなる特許請求の範囲第１項に記
載の物体検査装置。
【請求項３】上記位置ずれ検出結果に基づいて、上記被
観測物体についての撮像画面の表示位置を、上記監視領
域に対して移動させることにより上記位置ずれを補正さ
せてなる特許請求の範囲第１項に記載の物体検査装置。