JPS627588B2

JPS627588B2 -

Info

Publication number: JPS627588B2
Application number: JP54027298A
Authority: JP
Inventors: Hisao Goto; Juzaburo Mori; Toshihito Watanabe
Original assignee: Daihen Corp
Current assignee: Daihen Corp
Priority date: 1979-03-09
Filing date: 1979-03-09
Publication date: 1987-02-18
Also published as: JPS55119782A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は計算機を用いて二次元的なパターンの
自動検査を行なう方法に関するものである。

一般に生産ラインにおいては、製品または部品
の外観（形状、寸法、傷等）や製品に貼られたラ
ベル等の位置ずれ、或いはラベルや包装箱等に印
刷された文字や記号のミス、汚れまたは欠落、更
にはラインで混入した異物等の検査を行なう必要
がある。従来この種の検査を自動的に行なう目的
で、一次元イメージセンサで被検査パターンを走
査して得た被検査画像と基準パターンを走査して
得た基準画像とを比較して被検査パターンの良否
の判定を行なうようにした方法が種々提案されて
いる。この種の検査方法において、被検査対象物
の特定の部分のみを詳細に検査する必要がある場
合には、画像に含まれるパターン全体を比較する
と、検査の必要のない部分の情報がノイズとな
り、適確な検査を行なうことができなくなる。そ
こで画像を複数の領域に分割して必要な検査領域
のみを検査することが行なわれているが、従来は
例えば第１図ａに示すように画像の端部を基準に
して画面を領域k₁〜k₃に分割し、パターンＢを検
査する場合には領域k₂を検査領域として設定する
方法がとられていた。しかしこの方法では、被検
査対象物の位置がずれた場合に同図ｂに示すよう
にパターンが検査領域内に正しく入らなくなり、
この場合パターンＢを検査するために検査領域k₂
を指定したとしても適確な検査を行なうことがで
きなかつた。また同図ｃに示すようにパターンが
複数段に並んでいるような場合や検査しようとす
るパターンの近傍に連続的な模様があるような場
合には、検査すべき特定のパターン（例えば文字
Ｂ）のみを含む検査領域を設定することができ
ず、他のパターンの情報がノイズとなつて適確な
検査を行なうことができなかつた。

本発明の目的は、画像に含まれるパターン全体
の横方向及び縦方向の端縁を基準にとつて検査す
べき領域の中心位置の座標を定め、この中心位置
の周囲に検査枠を設定してこの検査枠の内側の領
域を検査領域とすることにより、特定の部分の検
査を常に適確に行ない得るようにしたパターン自
動検査方法を提案することにある。

以下図面を参照して本発明の検査方法を詳細に
説明する。

第２図を参照すると、本発明の検査方法を実施
する装置の概略構成が示されており、同図におい
ては１はパターン自動検査装置本体、２は被検査
対象物３，３…を搬送するコンベア、４は検査装
置本体１内の電源にコードl₁を介して接続されて
検査位置にある被検査対象物３を照明する照明装
置、５はコードl₂を介して検査装置本体１に接続
された位置検出センサである。位置検出センサ５
はコンベア２を間にして対向配置された投光器５
ａ及び受光器５ｂからなり、被検査対象物３が検
査位置に来たときにその端縁を検出して受光器５
ｂが位置検出信号（スタート信号）を発生する。

６は被検査対象物３の被検査パターンを撮影し
て電気的な画像を得るカメラで、このカメラは、
第３図に示したように一次元イメージセンサ７
と、被検査パターン８の像をイメージセンサ７の
受光面７ａ上に結ばせる集光レンズ９と、イメー
ジセンサ７を駆動する回路１０とを備えており、
このようなカメラとしては例えば半導体カメラの
名称で市販されているものを用いることができ
る。一次元イメージセンサ７は、走査に電子ビー
ムを用いない固体撮像素子で、自己走査機能を備
えており、シリコンの単一基板上にフオトダイオ
ードＤ_PのアレイとMOSシフトレジスタの走査回
路とを集積したものである。第４図はこのイメー
ジセンサの等価回路を示したもので、同図におい
てＤ_Pは受光面上に一列に並べられたフオトダイ
オード、Ｃは各フオトダイオードＤ_Pに並列接続
されたキヤパシタンス、Ｄは各フオトダイオード
Ｄ_Pに直列に接続されたダイオード、Ｒ_Lは負荷抵
抗、Ｃ_Oは出力キヤパシタンス、Ｖ_Tは直流電源、
SRはシフトレジスタである。このイメージセン
サにおいて、シフトレジスタSRにクロツクパル
スを１個与えると、シフトレジスタSRがフオト
ダイオードＤ_P，Ｄ_P，…の各回路に順次走査パル
スを与え、フオトダイオードＤ_Pのアレイを端か
ら順に自動的に走査する。各フオトダイオードＤ
_Pに直列に接続されているダイオードは、常時逆
バイアス状態にあり、走査パルスで走査を受けた
回路のダイオードＤのみがONになつてキヤパシ
タンスＣが電源Ｖ_Tの電圧まで充電される。光の
入射によつてフオトダイオードＤ_Pの導電率が上
がり、キヤパシタンスＣから入射光束量に応じた
電荷が放電してキヤパシタンスＣの端子電圧が低
下する。１レーム時間後に再びクロツクパルスが
与えられ、各フオトダイオードの回路に走査パル
スが与えられると、各キヤパシタンスＣが再充電
されるが、このときキヤパシタンスＣに流れる充
電電流はキヤパシタンスＣの端子電圧の低下分、
即ち入射光束量に比例し、この入射光束量に比例
した信号が連続パルス列の形で映像信号出力Ｅ_V
として取り出される。フオトダイオードは電荷蓄
積モードで動作するため、映像信号Ｅ_Vは光の強
さと繰り返し走査時間の積に比例した信号とな
る。現実に使用されているイメージセンサの一例
では、受光部の大きさが50μｍ×50μｍのフオト
ダイオードが50μｍの間隔で64個直線状に並べら
れ、2MHzまでの高速動作が可能になつている。
そして入射光束量に対する電気信号出力は直線的
である。

上記のようなイメージセンサ７を内蔵したカメ
ラ６をコンベア２上の被検査対象物に向けて配置
してコンベア２をイメージセンサ７の走査方向Ｙ
と直角な矢印Ｘ方向に移動させ、一定周期のクロ
ツクパルスをシフトレジスタSRに与えると、被
検査対象物の全面の走査をして被検査対象物の画
像を得ることができる。この場合画像の分解能は
クロツクパルスの周波数とイメージセンサのフオ
トダイオードの数とにより定まる。本発明の方法
では、例えば、前述のようにフオトダイオードの
数（１フレーム）を64とし、256個のクロツクパ
ルスにより１フイールドを構成する。この場合１
フイールドの絵素の総数は256×64個となる。

第５図を参照すると、本発明の方法を実施する
装置の電気的な構成がブロツク図で示されてお
り、第６図には検査装置本体１の操作表示パネル
部１ａの構成が示されている。イメージセンサ７
から得られる映像信号Ｅ_Vの各パルスの波高値
は、各絵素の明暗に比例している。このイメージ
センサ７から得られる信号は、第５図に示すよう
に、２値化回路１１に入力される。２値化回路１
１は、映像信号Ｅ_Vの各パルスをその波高値が一
定のスレツシヨールドレベル未満であるか以上で
あるかによつて白または黒のいずれかの信号に変
換するもので、２値化回路１１の出力側に得られ
る映像信号Ｅ_V′が表わす画像は、白または黒から
なり灰色部分のない２値化画像となる。２値化回
路１１の出力Ｅ_V′は検査装置本体１内に収納され
たマイクロコンピユータ１２の入力回路１３を通
して中央演算処理装置（CPU）１４に入力され
ている。マイクロコンピユータ１２にはまた、基
準画像を記憶させておく基準画像メモリ
（RAM）１５と、被検査画像を記憶させておく被
検査画像メモリ（RAM）１６と、両画像の比較
をするための演算を行なう際に用いられる演算用
メモリ（RAM）１７と、プログラムを記憶させ
ておくプログラム用メモリ（ROM）１８とが設
けられており、基準画像メモリ１５及び被検査画
像メモリ１６に記憶された基準画像及び被検査
画像はビデオ信号発生回路１９及びブランキン
グ回路（メモリの像が入つていないアドレスに相
応する部分を画面から消す回路）２０を通して操
作表示パネル１ａに設けられたモニタテレビ２１
に上下に並べて表示されるようになつている。

操作表示パネル部１ａにはまた、検査領域を指
定することを指令するスイツチ２２と、基準画像
と被検査画像との比較を行なう際の処理方法を初
換える比較処理方法切換スイツチ２３と、基準画
像のヒストグラムと被検査画像のヒストグラムと
の間の偏差の許容値を設定する許容偏差設定用デ
ジタルスイツチ２４と、検査領域の位置や偏差の
書込みを指示する書込み用押ボタンスイツチ２５
と、画像の検査領域を指定する場合にその中心位
置や大きさを指定する検査領域指定用デジタルス
イツチ２６と、偏差の読出を指示する偏差読出用
押ボタンスイツチ２７と、押ボタンスイツチ２７
が押されたときにデジタルスイツチ２６により指
定された領域の偏差を表示する発光ダイオード
（LED）からなるデジタル表示部２８とが設けら
れ、これらのうち、検査領域の指定を指示するス
イツチ２２、比較処理方法設定用切換スイツチ２
３、許容偏差値設定用デジタルスイツチ２４、偏
差書込み指示用押ボタンスイツチ２５及び検査領
域位置指定用デジタルスイツチ２６により与えら
れる指示の内容は入力回路２９を介して中央演算
処理装置１４に入力されている。また偏差値表示
用のデジタル表示器２８は、中央処理装置１４に
出力回路３０を介して接続され、押ボタンスイツ
チ２７が押されたときにデジタルスイツチ２６で
指定された領域の偏差を％で表示するようになつ
ている。操作表示パネル１ａには更に、検査した
全数量、良品の数量及び不良品の数量をそれぞれ
表示するLED表示部３１乃至３３を有するカウ
ンタ３４が設けられ、このカウンタは中央演算処
理装置１４に出力回路３５を介して接続されてい
る。カウンタ３４の表示部の下方にはカウンタリ
セツトボタン３６が設けられ、このボタンの側方
には基準画像メモリ１５及び被検査画像メモリ１
６の内容等のクリアをするシステムリセツトボタ
ン３７が設けられている。またカウンタ３４の表
示器の上方には、被検査対象物が良品であるとき
及び不良品であるときにそれぞれ点灯する良品表
示灯３８及び不良品表示灯３９が設けられ、モニ
タテレビ２１の下方にはコンベア２の起動を行な
わせる押ボタンスイツチ４０及びコンベア２を停
止させる押ボタンスイツチ４１が設けられてい
る。またこれらの押ボタンスイツチの下方には電
源スイツチ４２と、電源が投入されているときに
点灯する電源表示灯４３とが設けられている。

次に上記の装置を用いて行なうパターン自動検
査方法を第７図のフローチヤートによつて説明す
るが、以下の説明ではイメージセンサの走査方向
（画面の縦方向）をｙ軸方向とし、コンベア２の
移動方向（画面の横方向）をｘ軸方向とする。

検査を開始するに当つては先ず、電源スイツチ
４２をオンにし、システムリセツトスイツチ３７
を押してメモリ１５，１６等をクリアする。次に
検査する対象物に応じて設定する検査領域の数と
各検査領域の中心位置とを指定する（第７図のス
テツプａ）。この検査領域の中心位置の指定は、
スイツチ２２を検査領域指定側に切換えてデジタ
ルスイツチ２６により検査領域の中心位置の座標
を指定することにより行なう。スイツチ２２及び
押ボタンスイツチ２６による指令は入力回路２９
を通して中央演算処理装置CPU１４に与えら
れ、CPU１４は後記する方法でプログラムに従
い検査領域の指定を行なう。

上記のようにして検査領域を指定した後、パタ
ーンの比較方法を決定する（第７図のステツプ
ｂ）。パターンの比較方法は種々考えられるが、
本実施例では、後記するように、検査領域内のパ
ターンの白または黒の面積を比較する面積比較
法、パターンの白または黒の１つの軸方向のヒス
トグラムを比較する１軸ヒストグラム比較法及び
異なる２つの軸方向のヒストグラムを比較する２
軸ヒストグラム比較法の３種類の比較法により検
査を行なうことができるようになつている。この
パターンの比較法の設定は、比較処理方法設定用
切換スイツチ２３を「面積比較法」、「１軸法」ま
たは「２軸法」に切換えることにより行なわれ、
このスイツチによる指令は入回路２９を通して
CPU１４に与えられる。CPU１４は所定のプロ
グラムに従つてパターンの比較処理を行なわせ
る。パターンの比較処理方法を決定した後、コン
ベア２を起動させて検査の基準とすべき被検査対
象物を撮像し、基準画像のデータを取り込む（第
７図のステツプｃ）。このデータの取り込みは、
位置検出センサ５が信号を発生すると同時に開始
され、256個のクロツクパルスが与えられた時点
で終了する。カメラ６から得られた像は２値化回
路１１により黒または白の絵素からなる２値化画
像に変換され、この２値化画像はモニタテレビ
２１の画面の上方に表示される（第７図のステツ
プｄ）。次にオペレータはこのテレビ画面の像を
見て基準画像として適当か否かを判断し（第７図
のステツプｅ）、もし基準画像として不適当な場
合には、基準となるべき被検査物の変更や、照明
の具合の調節等の必要な処置を行なつた後システ
ムリセツトスイツチ３７を押してメモリ１５を再
度クリアしてから基準画像のデータを取り込む。
モニタテレビ２１上に表示された基準画像が適当
な場合には、被検査物の中から正常と思われるも
のをコンベア２上に配置し、前記と同様にしてそ
の画像データを取り込む（第７図のステツプ
ｆ）。この正常な被検査物の２値化画像はモニ
タテレビ２１の画面の下方に表示される（第７図
のステツプｇ）。尚カメラ６から与えられる画像
信号を基準画像とすべきか否かはオペレータの判
断により行ない、画像データの起動は位置検出セ
ンサ５の出力信号により行なう。即ち、システム
リセツトスイツチ３７が押された後最初に発生し
た位置検出センサの出力により走査を開始して得
た画像のみが基準画像として基準画像メモリ１５
に記憶され、その後に発生する位置検出センサの
出力により走査を開始して得た画像は被検査画像
として被検査画像メモリ１６に記憶される。基準
画像メモリ１５の内容はシステムリセツトスイツ
チ３７が再び押されるまで保持され、従つてモニ
タテレビ２１上の基準画像もシステムリセツトス
イツチ３７が押されるまで保持される。被検査画
像メモリ１６の内容は、位置検出センサ５の出力
が発生して新たな被検査画像のデータが入力され
る毎に書き変えられ、モニタテレビ２１上の被検
査画像もその都度新たな被検査画像と入れ換わ
る。

次にCPU１４は、２値化された基準画像及び
被検査画像のそれぞれについて指定された位置に
検査領域を設定し、各検査領域の枠をモニタテレ
ビ２１上に表示する。この検査領域の設定のしか
たにつき第８図及び第９図を参照して説明する。
今、基準画像が第８図に示す通りであつたと
し、この画像に含まれるパターンのうち文字
「Ｂ」のみを検査するものとする。検査領域を設
定するに当つては先ず画像に含まれるパターン
「Ａ〜Ｈ」の縦方向及び横方向の両端縁ｕ，ｄ及
びｌ，ｒを検出し、これらの端縁により囲まれた
領域Ｑ内で座標系を考えて検査領域の中心位置の
座標を定める。この座標系の座標軸は端縁ｕ，ｄ
及びｌ，ｒにより囲まれた領域Ｑ内の各点の位置
の座標を特定できるものであればよいが、最も簡
単なのは端縁ｕまたはｄをｘ軸とし、端縁ｌまた
はｒをｙ軸とする方法である。本実施例では第９
図に示したように端縁ｄ及びｌをそれぞれｘ軸及
びｙ軸とし、領域Ｑの左下隅を原点０とする。そ
して領域Ｑの右下隅を（100、０）、左上隅（０、
100）としてｘ軸及びｙ軸を100等分し、デジタル
スイツチ２ｂにより検査領域の中心位置αの座標
（X₁、Y₁）を設定する。図示の例ではX₁＝45、Y₁
＝85とし、この中心位置αの周囲に文字「Ｂ」を
囲む大きさの矩形状の検査枠βを設定している。
検査枠βの大きさ及び形状は検査領域内に含ませ
るパターンの大きさ及び形に応じて適宜に設定す
ることができ、この検査枠βの内側の領域を検査
領域ｋとする。検査枠βの大きさの設定はその幅
ｗと高さｈとを予めデジタルスイツチにより書き
込むことにより行ない、中心位置αが定められた
ときに自動的にその周囲に検査枠βが定められる
ようにプログラムしておく。

画像に含まれるパターン全体の端縁の検出は、
パターンの面積のｘ軸方向及びｙ軸方向のヒスト
グラムを作成して記憶させ、これらのヒストグラ
ムの端縁のアドレスを検出することにより行なう
ことができる。この場合パターンの面積のとり方
としては、黒の部分の面積をとる方法と白の部分
の面積をとる方法とが考えられるが、黒の背景に
白抜きで現われるパターンを検査するような特別
の場合を除き、黒の部分の面積をとる。第８図に
おいてHxは画像に含まれるパターンのｘ軸方
向（横方向）ヒストグラムを示し、Hyはｙ軸方
向（縦方向）ヒストグラムを示している。尚この
場合ｙ軸方向ヒストグラムHyは画面のｙ軸方向
全体について作成してもよいが、図示のように上
下の一定幅の部分についてのみ作成して領域Ｑの
左下隅部及び右上隅部を見出す方法をとつた方が
プログラムが容易になる。

上記のようなヒストグラムHx、Hyは、例えば
２値化回路から出力される黒のパルス数を各クロ
ツクパルス毎に計数して記憶させていくか、また
は基準画像メモリ及び被検査画像メモリの中から
黒の絵素を記憶しているアドレスをピツクアツプ
して横方向及び縦方向の各走査線毎に計数し記憶
させていくことにより作成することができる。

このように本発明では、検査領域を指定するに
当り、画像に含まれるパターン全体の横方向及び
縦方向の端縁を基準にとるので、被検査対象物の
位置全体が同時に多少ずれてテレビ画面に表示さ
れても被検査パターンを所定の検査枠内に入れる
ことができ、常に正確に被検査パターンと基準パ
ターンとを対応させて検査精度を高めることがで
きる。

検査領域の指定を行なつた後、各検査領域毎に
基準パターンと被検査パターンとの比較を行なう
（第７図のステツプｉ）。この比較処理方法には前
述のように３種類あるので、以下これらの方法に
ついて説明する。

(イ) 面積比較法この方法は基準画像の各検査領域に含まる基
準パターンの白または黒の面積S₀と、被検査画
像の対応する各検査領域に含まれる被検査パタ
ーンの白または黒の面積S₁とを比較する方法
で、この場合も通常はパターンの黒の部分の面
積をとる。そして基準パターンの面積S₁と被検
査パターンの面積S₂との差の絶対値｜S₁―S₂｜
を基準パターン面積S₁で除することにより偏差
ｄ＝（｜S₁―S₂｜／S₁）×100（％）を計算し、
この偏差ｄを予め設定した許容偏差d₀と比較す
ることにより被検査対象物の良否を判定する。

(ロ) １軸方向ヒストグラム比較法この方法は、各検査領域内に含まれるパター
ンの１つの軸方向、例えばｘ軸方向のヒストグ
ラムを重ね合せて一致するか否かを見る方法で
ある。例えば、或基準パターンのｘ軸方向のヒ
ストグラムが第１０図のHxsであり、被検査パ
ターンのｘ軸方向ヒストグラムがHxである場
合には、両ヒストグラムを例えば中心位置x₀を
合せて重ね合せ、両ヒストグラムの一致しない
部分の間の面積sx（不一致部分間面積）を算
出する。そしてこのsxを基準パターンのヒス
トグラムの面積Ｓで除して偏差ｄ＝sx／Ｓ×
100（％）を算出する。この偏差を許容偏差と
比較し、被検査対象物の良否の判定を行なう。

(ハ) ２軸方向ヒストグラム比較法この方法においては、各検査領域内に含まれ
る基準パターン及び被検査パターンの第１の軸
方向（例えばｘ軸方向）のヒストグラムを第１
０図に示したのと同様な方法で重ね合せて比較
して不一致部分間面積sxを算出するととも
に、両パターンの第１の軸に対して角度をもつ
た第２の軸方向（例えばｙ軸方向）のヒストグ
ラムをも同様の方法で重ね合せて比較し、第２
の軸方向ヒストグラムの不一致部分間面積sy
を算出する。そしてsx及びsyのうち大きい
方、max（sx、sy）を判定資料とし、偏差ｄ＝
max（sx、sy）／Ｓ×100（％）を算出する。

このように向きが異なる２つの軸方向のヒスト
グラムを比較すると、パターンの面積や１軸方向
のみのヒストグラムでは差が現われないようなパ
ターンの欠陥をも検出できるため、検査精度を高
めることができる。

全ての検査領域の偏差が算出された後、許容偏
差が既に設定されているか否かの判定が行なわれ
る（第７図のステツプｊ）。最初はこの許容偏差
の設定が行なわれていないので、次に第７図ｋの
ステツプに進み、ステツプｉで算出された各検査
領域毎の偏差を読み出す。オペレータはこの読み
出されたデータに基いて良品のバラツキによる偏
差のバラツキの範囲を示すデータをとる（第７図
のステツプｌ）。良品の偏差のバラツキ範囲を知
るために十分なデータが得られていないと判断さ
れた場合（第７図のステツプｍ）には再びステツ
プｆに戻り、正常な被検査物の画像データを取り
込む。以下ステツプｇ〜ｍを繰り返し、良品の偏
差のバラツキ範囲を示すのに十分なデータが得ら
れたときに、得られたデータに基いて各検査領域
ごとに許容偏差を設定する（第７図のステツプ
ｎ）。この許容偏差の設定は、操作パネル１ａの
デジタルスイツチ２４と書込み用押ボタンスイツ
チ２５とにより行なわれる。許容偏差の設定を行
なつた後、実際に検査を行なう被検査物の画像デ
ータを取り込み（第７図のステツプｏ）、第７図
のステツプｇに戻る。以下ステツプｈ〜ｊを順次
行ない、ステツプｊでは、既に許容偏差が設定さ
れているので、ステツプｐへと進む。ステツプｐ
では、すべての検査領域について基準パターンと
被検査パターンの偏差を許容偏差と比較し、すべ
ての検査領域で偏差が許容偏差以下の場合にその
被検査物が良品であることを示す良品信号を出力
する（第７図のステツプｑ）。この良品信号が出
力されると操作表示パネルの良品表示灯３８が点
灯し、またカウンタ３４の良品数量表示部３２に
表示される計数値が１つ増加する（第７図のステ
ツプｒ）。またステツプｐにおいていずれかの検
査領域で偏差が許容偏差より大きい場合には被検
査物が不良品であることを示す不良品信号を出力
する（第７図のステツプｓ）。この不良品信号が
出力されると、不良品表示灯３９が点灯するとと
もに、カウンタ３４の不良品数量表示部３３の計
数値が１つ増加する（第７図のステツプｔ）。カ
ウンタの全数量表示部３１の計数値は、良品信号
または不良品信号が出力されるごとに１つ増加
し、検査を行なつた被検査物の全数量を表示する
（第７図のステツプｕ）。また不良品信号が出力さ
れたときには必要に応じて不良品をコンベアから
除去するための信号が出力される（第７図のステ
ツプｖ）。

良品信号または不良品を除去するための信号が
出力された後再びステツプＯに戻り、次の被検査
物の画像データを取り込んで上記と同様の検査を
繰り返す。

本発明の方法では、上記のように、検査領域を
指定する際にパターン全体の端縁を検出するが、
この検出の際に背景の僅かな汚れをも１つのパタ
ーンと認めると検査領域の設定を正確に行なうこ
とができなくなることがある。これを避けるため
には、パターンの端縁を検出する際に一定面積以
下の部分を無視するように検出感度を設定してお
けばよい。

本発明の方法では、被検査対象物をイメージセ
ンサで走査して画像を得るが、イメージセンサで
走査して得た像は連続した線を不連続な点または
線分で近似したものであるので、いわゆる量子化
誤差を生じる。またイメージセンサで走査して得
た画像を２値化する際にも灰色物分を白または黒
で置き換えるために誤差を生じる。更に、コンベ
アで送られてくる対象物を撮像した場合、一般に
イメージセンサが走査を開始する位置を一定にす
ることは困難であるので、仮りにコンベアで順次
送られてくる被検査対象物が全く同一であつたと
しても微視的にみると毎回同一の画像が得られる
とは限らない。これらの誤差はイメージセンサの
受光素子の数とクロツクパルスの周波数とを増大
させて分解能を高くすれば減少するが、分解能を
高くすると処理に時間がかかり実用的でない。分
解能を特に高めることなくこれらの誤差を補なう
ためには、基準パターンの面積またはヒストグラ
ムに一定の幅をもたせるように補正量を設定し
て、この幅の範囲に入るものを良品と判定するよ
うにしておけばよい。この補正量の設定は許容偏
差値に適当な幅をもたせることにより行なうこと
ができる。

次に第１１Ａ図及び第１１Ｂ図を参照すると、
上記実施例において、基準パターンと被検査パタ
ーンとの比較を面積比較法により行なう場合のコ
ンピユータのプログラムを作成するためのフロー
チヤートの要部が示されている。第１１Ａ図にお
いてａの部分は基準画像メモリにデータを入力し
たか否かを判断する過程であり、ｂの部分は、基
準画像のデータをメモリに取り込む過程である。
ｃの部分は検査領域の指定が既に行なわれている
か否かを判断して指定が行なわれていない場合に
は終了し、指定が行なわれている場合には次のス
テツプに進むことを指示する過程である。ｄの部
分は基準画像に含まれるパターンのｘ軸方向ヒス
トグラムを作成してこのヒストグラムより基準画
像に含まれるパターン全体の左端縁及び右端縁
（横方向の両端縁）を検出する過程である。ｅの
部分は基準画像に含まれるパターン全体の少なく
とも上下の一定幅部分についてｙ軸方向ヒストグ
ラムを作成して、このヒストグラムよりパターン
の上端縁及び下端縁（縦方向の両端）を求める過
程である。またｆの部分は、検出した上下左右の
端縁により囲まれる領域の左下隅を原点とし、右
上隅を点（100、100）として座標系を構成する過
程である。ｇの部分は指定された座標（X₁、
Y₁）を中心に指定された高さ及び幅の検査枠をモ
ニタTV上に基準画像とともに表示する過程であ
り、ｈの部分は各検査領域内の基準パターンの面
積を求める過程である。ｉの部分は全検査領域の
指定と検査領域内の基準パターンの面積の算出と
が終了しているか否かを判別して終了していない
場合にはｇに戻り、終了している場合には次のｊ
に進むことを指示する過程である。ｊの部分は検
査領域の設定が適当であるか否かを判断して適当
でない場合にはｋの部分に進み、適当な場合には
第１１Ｂ図のｌの部分に進むことを指示する過程
である。ｋの部分は検査領域の中心の座標と検査
枠の高さ、幅及び検査領域の数を修正する過程で
あり、この修正はオペレータに指示して行なわせ
る。この修正が行なわれる場合には前記ｂの部分
に戻つて再度基準画像メモリに２値化画像を取り
進む。第１１Ｂ図においてｌ乃至ｑの部分は被検
査パターンについて前記と同様にして検査領域の
指定と検査領域内の被検査パターンの面積の計算
を行なう過程であり、ｌはｂに対応し、ｍ乃至ｑ
はそれぞれｄ乃至ｈに対応している。ｒは検査領
域内の基準パターンの面積S₁と被検査パターンの
面積S₂との差｜S₁―S₂｜を基準パターンの面積S₁
で除して偏差ｄ＝（｜S₁−S₂｜／S₁）×100（％）
を算出する過程である。ｓは全検査領域について
終了したか否かを判断して終了していない場合に
はｐの部分に戻り、終了している場合には次のｔ
の部分に進むことを指示する過程である。ｔの過
程は良否の判定を行なうことが指示されているか
否かを判断する過程で、良否の判定を行なうこと
が指示されていない場合には偏差の表示を行なわ
せて終了させ、良否の判定を行なうことが指示さ
れている場合には次のｕの部分に進むことを指示
する。ｕの部分はｒで算出された偏差と設定され
た許容偏差とを比較して偏差が許容偏差より大き
い場合には不良品信号を出力して終了させ、偏差
が許容偏差以下の場合には次のｖの部分に進むこ
とを指示する過程である。そしてｖの部分は全検
査領域について偏差と許容偏差との比較が終了し
たか否かを判別して終了していない場合にはｕに
戻り、全検査領域において偏差が許容偏差以下の
場合には良品信号を出力させて検査を終了させる
過程である。

上記の説明では、基準パターンの面積と被検査
パターンの面積との差を基準パターンの面積で除
して偏差を求めるとしたが、偏差を求めることな
く面積の差をそのまま判定の資料とし、表示させ
るようにすることもできる。

次に第１２図を参照すると、本発明の方法の応
用例を種々示してある。同図ａは被検査物の印刷
もれや汚れを検査する場合であり、同図ｂはライ
ンに異物（図示の例では印刷された文字が異なる
箱）が混入しているのを検査する場合である。ま
た同図ｃは錠剤等のパツクの検査（錠剤の不足、
錠剤の欠け等）を行なう場合であり、同図ｄはカ
メラを水平方向に配置して製品に印刷された文字
や汚れを検査する場合である。更に同図ｅは被検
査物をターンテーブルＴに載せて検査する場合
で、びんや円筒体のような物の検査を行なう場合
である。また同図(f)はびんに貼られたラベルの位
置ずれを検査する場合である。

以上のように、本発明によれば、基準画像及び
被検査画像に含まれるパターン全体の横方向及び
縦方向の端縁を検出し、検出した端縁を基準にし
て検査領域の中心位置の座標を定めるようにした
ので、被検査対象物を撮像する位置が多少ずれて
も正確に被検査パターンを検査領域内に入れるこ
とができ、常に適確な検査を行なわせることがで
きる利点がある。また検査領域の設定は中心位置
を定めてその周囲に検査枠を設定することにより
行なうので、被検査対象物のパターンが如何なる
場合でも特定の被検査パターンのみを含む検査領
域を設定することができ、必要な部分のみを詳し
く検査して検査精度を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ乃至ｃは従来のパターン自動検査方法
において画像を複数の検査領域に分けた状態を示
す説明図、第２図は本発明の方法を実施する装置
の外観を示す斜視図、第３図は本発明の方法にお
いてカメラで被検査物を撮像している状態を示す
説明図、第４図は本発明の方法で用いるイメージ
センサの構成を示す回路図、第５図は本発明の方
法を実施する装置の概略構成を示すブロツク図、
第６図は本発明を実施する装置の操作表示パネル
の構成を示す正面図、第７図は本発明の一実施例
の流れを示すフローチヤート、第８図及び第９図
は本発明の方法における検査領域の指定方法を説
明する説明図、第１０図は基準パターンと被検査
パターンとの比較法の一つを説明する線図、第１
１Ａ図及び同Ｂ図は本発明で用いるコンピユータ
のプログラムを作成するためのフローチヤート、
第１２図ａ乃至ｆは本発明の種々の応用例を示す
斜視図である。１…パターン自動検査装置本体、２…コンベ
ア、３…被検査物、４…照明装置、５…位置検出
センサ、６…カメラ、７…イメージセンサ、ｕ，
ｄ…画像に含まれるパターン全体の縦方向の端
縁、ｌ，ｒ…画像に含まれるパターン全体の横方
向の端縁、α…検査領域の中心位置、β…検査
枠。

Claims

【特許請求の範囲】１基準となる対象物及び被検査対象物をそれぞ
れ一次元イメージセンサで走査して得た像を２値
化して白または黒の絵素からなる基準画像及び被
検査画像を得、前記基準画像及び被検査画像にそ
れぞれ含まれる基準パターン及び被検査パターン
を比較して被検査対象物の良否の判定を行なうパ
ターン自動検査方法において、前記基準画像及び
被検査画像にそれぞれ含まれるパターン全体の横
方向及び縦方向の端縁を検出して検出した端縁を
基準として検査すべき領域の中心位置の座標を求
め、該中心位置の周囲に所定の大きさの検査枠を
設定して該検査枠の内側の領域を検査領域とし、
前記基準画像及び被検査画像の対応する検査領域
にそれぞれ含まれる基準パターンと被検査パター
ンとを比較することを特徴とするパターン自動検
査方法。２前記基準画像及び被検査画像に含まれるパタ
ーン全体の横方向及び縦方向の端縁の検出は、該
パターンの白または黒の部分の面積の横方向及び
縦方向のヒストグラムを作成し、両ヒストグラム
の端部を検出することにより行なうことを特徴と
する特許請求の範囲第１項に記載のパターン自動
検査方法。３前記基準パターンと被検査パターンとの比較
は、該基準パターン及び被検査パターンの白また
は黒の部分の面積を比較することにより行なうこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２
項に記載のパターン自動検査方法。４前記基準パターンと被検査パターンとの比較
は、該基準パターン及び被検査パターンの白また
は黒の部分の面積の１つの軸方向のヒストグラム
を重ね合せて比較することにより行なうことを特
徴とする特許請求の範囲第１項または第２項に記
載のパターン自動検査方法。５前記基準パターンと被検査パターンとの比較
は、該基準パターン及び被検査パターンの白また
は黒の部分の面積の互いに角度をもつた異なる２
つの軸方向のヒストグラムを重ね合せて比較する
ことにより行なうことを特徴とする特許請求の範
囲第１項または第２項に記載のパターン自動検査
方法。６前記ヒストグラムを重ね合せて比較する際に
は、重ね合せたヒストグラムの一致していない部
分の間の面積を算出し、該面積を被検査対象物の
良否の判定資料とすることを特徴とする特許請求
の範囲第４項または第５項に記載のパターン自動
検査方法。