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発明の名称 検査装置及び検査方法
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平9−6963
公開日 平成9年(1997)1月10日
出願番号 特願平7−150484
出願日 平成7年(1995)6月16日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】松隈 秀盛
発明者 内田 順 / 横田 宏 / 早房 長隆
要約 目的
移動中の物品にストロボ光を照射しテレビカメラによって撮像し画像処理技術によって物品を識別し検査する装置又は方法の改良をを目的とする。

構成
物品の移動に同期したリセット信号によってビデオカメラの同期信号をリセットとし、斯かるリセット信号に同期してストロボを発光させる。リセット信号に同期した取り込み信号によって、ストロボ発光時の映像信号を取り込むことができる。
特許請求の範囲
【請求項1】 移動している被写体をストロボ光によって照明するためのストロボ発光器と上記移動している被写体を撮影するためのビデオカメラと該ビデオカメラからの映像信号を入力して画像処理する画像処理装置とを有する検査装置において、上記被写体の移動に同期した信号によって上記ビデオカメラの同期信号をリセットし且つ上記ストロボ発光器を駆動することを特徴とする検査装置。
【請求項2】 請求項1記載の検査装置において、上記画像処理装置は、上記ビデオカメラの同期信号をリセットしてから所定時間後に上記ビデオカメラの映像信号を取り込むことを特徴とする検査装置。
【請求項3】 請求項1記載の検査装置において、上記ストロボ発光器は、上記ビデオカメラの同期信号をリセットしてから所定時間後にストロボ光を発光することを特徴とする検査装置。
【請求項4】 請求項2記載の検査装置において、上記所定時間は上記ビデオカメラの同期信号の1周期より短いことを特徴とする検査装置。
【請求項5】 請求項3記載の検査装置において、上記所定時間は上記ビデオカメラの同期信号の1周期より短いことを特徴とする検査装置。
【請求項6】 被写体の移動に同期した信号によってビデオカメラの同期信号をリセットすることと、上記ビデオカメラの同期信号のリセットに同期して上記移動している被写体にストロボ光を照射することと、上記ビデオカメラの同期信号のリセット後に上記ビデオカメラの映像信号を取り込むことと、を含む検査方法。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、画像処理技術によって物品を検査するため検査装置及び方法に関し、より詳細には、斯かる検査装置の照明装置の機能の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】画像処理技術を使用して物品を識別又は検査する技術が様々な産業分野にて使用されている。斯かる技術は、例えば、製造された製品を検査するための検査装置、電子部品を組み立てるための部品装着装置、野菜、果物等の生鮮食料品を識別するための識別装置等で使用されている。
【0003】斯かる装置は、典型的には、物品を照明するための照明装置と物品を検査するためのビデオカメラと斯かるビデオカメラより出力された画像信号を処理して物品を識別又は検査するための画像処理装置とを有する。
【0004】画像処理技術を使用した例として不良ピンを検出するためのピン検出装置を説明する。図3に比較的小さな寸法のピン1の例を示す。斯かるピン1は頭部1Aと軸部1Bとを有する。頭部1Aの上には、はんだ2が装着されている。図4に斯かるピン1がトレー3に整列して配置された状態を示す。トレー3には多数の孔3aが形成されており、斯かる孔3aは碁盤目状に多数の行と列に沿って形成されている。ピン1の軸部1Bが斯かる孔3a内に挿入され支持されている。
【0005】図5に従来のピン検査装置の概略図を示す。斯かるピン検査装置の詳細は、例えば、本願出願人と同一の出願人によって平成7年5月24日に出願された特願平7−125374号を参照されたい。ピン検査装置は、ベース200上に傾斜して配置されたXYテーブル装置10と斯かるXYテーブル装置10上に配置されトレー支持位置決め装置20とトレー支持位置決め装置20の上側に配置された遮光装置50と更にその上方に配置されたピン排出装置70とを有する。
【0006】トレー支持位置決め装置20は図4に示した如きトレー3を支持するように構成されており、斯かるトレー3をZ軸方向に移動させるためのZテーブル25を有する。
【0007】遮光装置50はプレート部材51を有し、斯かるプレート部材51は位置決め装置69によってXYZ軸方向に移動することができるように構成されている。プレート部材51の上側に互いに平行に延在する複数のテープ状フィルムが設けられており、斯かるフィルムをトレー3に配列されたピン1の横の行の間に配置するように構成されている。それによって縦の列にピン1が重なって見えることが防止される。
【0008】ピン検査装置は、更に、トレー3に配置されたピン1を照明するため照明装置120とそれを撮像するための撮像装置130と該撮像装置130によって得られた画像を処理して不良ピンを識別する検査制御装置140とを有する。
【0009】XYテーブル装置10は互いに直交するX軸及びY軸を有し、その上に配置されたトレー支持位置決め装置20をY軸方向に沿って移動させるためのY駆動装置11とY駆動装置11をX軸方向に移動させるためのX駆動装置12とを有し、斯かる駆動装置11、12はそれぞれパルスモータ(Y駆動装置11に取り付けられたパルスモータ13のみ図示)を有する。
【0010】照明装置120はベース200の下側に配置された光源装置121と斯かる光源装置121によって生成された光線を伝播させる光ファイバ123と斯かる光ファイバ123の先端に配置された光学レンズ125とを有する。光源装置121は例えばストロボ光を生成する。光学レンズ125によって拡散された光はトレー支持位置決め装置20上のトレー3を照明するように構成されている。撮像装置130は複数のビデオカメラ131を有する。
【0011】次に検査制御装置140の構成及び機能を説明する。検査制御装置140はベース200の上側に配置されたモニター用の表示装置141と画像処理装置143と入力用キーボード145とを有し、更に、ベース200の下側に配置された制御用コンピュータ兼用の信号処理装置150を有する。
【0012】ビデオカメラ131からの撮像信号は表示装置141及び画像処理装置143に供給される。表示装置141によってビデオカメラ131によって撮像されたトレー3上のピン1の映像が表示される。画像処理装置143によってトレー3上のピン1が検査される。例えば、ピン1の形状及び寸法が検査されてよい。それによって不良ピンが識別される。不良ピンが検出されると、斯かる不良ピン検出信号が制御用コンピュータ兼用の信号処理装置150に供給される。
【0013】信号処理装置150は全ての不良ピンのXY座標、又は行番号及び列番号を記憶する。更に、信号処理装置150はピン検査装置及びピン検査方法の全体を制御し管理する。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】従来のピン検査装置において、高い性能を得るために次のような構成とすることができる。
(1)ビデオカメラ131が撮像すべき被写体、即ち、ピン1は常に移動している。
(2)ビデオカメラ131は固体検査素子(CCD)を使用し、また高い解像度を得ることが可能なフィールド蓄積法及びインタレースモードを使用する。
(3)被写体を照明するためにストロボ発光を使用する。
【0015】斯かる構成では、ストロボの発光時にビデオカメラ131の映像信号を取り込む必要がある。即ち、ストロボの発光時と映像信号の取り込み時が一致しないと正確な画像処理ができない。
【0016】本発明は斯かる点に鑑み、画像処理技術によって物品を検査又は識別するための検査装置又は検査方法において、物品が移動中であっても正確に検査又は識別することができることを目的とする。
【0017】本発明は斯かる点に鑑み、画像処理技術によって物品を検査又は識別するための検査装置又は検査方法において、ストロボ発光によって物品を照明し、固体検査素子(CCD)を有するビデオカメラによって物品を撮像するように構成された場合であっても、正確に検査又は識別することができることを目的とする。
【0018】
【課題を解決するための手段】本発明によると、移動している被写体をストロボ光によって照明するためのストロボ発光器と上記移動している被写体を撮影するためのビデオカメラと該ビデオカメラからの映像信号を入力して画像処理する画像処理装置とを有する検査装置において、上記被写体の移動に同期した信号によって上記ビデオカメラの同期信号をリセットし且つ上記ストロボ発光器を駆動することを特徴とする。
【0019】本発明によると、検査装置において、上記画像処理装置は、上記ビデオカメラの同期信号をリセットしてから所定時間後に上記ビデオカメラの映像信号を取り込むことを特徴とする。上記所定時間は上記ビデオカメラの同期信号の1周期より短い。
【0020】本発明によると、上記ストロボ発光器は、上記ビデオカメラの同期信号をリセットしてから所定時間後にストロボ光を発光することを特徴とする。上記所定時間は上記ビデオカメラの同期信号の1周期より短い。
【0021】本発明の検査方法によると、被写体の移動に同期した信号によってビデオカメラの同期信号をリセットすることと、上記ビデオカメラの同期信号のリセットに同期して上記移動している被写体にストロボ光を照射することと、上記ビデオカメラの同期信号のリセット後に上記ビデオカメラの映像信号を取り込むことと、を含む。
【0022】
【作用】被写体の移動に同期した信号によってビデオカメラの同期信号をリセットするから、ビデオカメラの同期信号は被写体の移動に同期することとなる。また、被写体の移動に同期した信号によってストロボを発光すると、斯かるストロボ発光はビデオカメラの同期信号に同期している。
【0023】従って、被写体の移動に同期した画像取り込み信号によってビデオカメラの映像信号を取り込むことによって、ストロボ発光時の映像信号を取り込むことができる。
【0024】
【実施例】図1を参照して本発明による検査装置の例を説明する。本例の検査装置は、被検査物体、即ち、被写体を撮像するためのビデオカメラ15と被写体を照明するためのストロボ発光器16と斯かるストロボ発光器16を駆動するためのストロボ駆動部17と被写体を移動させるためのモータ31と該モータ31を駆動するためのモータ駆動部32とを有する。
【0025】ビデオカメラ15は固体撮像素子(CCD)を含むものであってよい。また、被写体は、図1には示されていないが、モータ31が作動することによって移動するように構成されている。尚、被写体は図5を参照して説明した如きXYテーブル装置によってXY軸方向に移動するように構成されてよい。
【0026】本例の検査装置は更に検査装置全体を制御するコンピュータ21と斯かるコンピュータ21に制御バスによって接続されたパルスコントローラ22と斯かるパルスコントローラ22からの取り込み命令信号TPを入力して各装置にトリガー信号SP、RP、ITPを供給するトリガー基板23とトリガー基板23からリセット信号RPを入力する映像信号処理ボード24とトリガー基板23から映像信号取り込み命令信号ITPを入力するディジタル入力出力ボード25と映像信号処理ボード24に映像信号等を取り込むべき命令信号を生成する信号処理装置(CPU)26とを有する。
【0027】図2を参照して本例の検査装置の動作を説明する。コンピュータ21からの命令信号に基づいてパルスコントローラ22はモータ駆動部32に命令信号を供給する。それによってモータ16は作動し、被写体は所定速度にてX軸又はY軸方向に移動する。被写体の移動及び停止、移動速度及びXY座標は、コンピュータ21によって制御されている。即ち、コンピュータ21は常に被写体のXY座標を時間的に管理している。
【0028】図2Aに示すように、予め設定された画像取り込み時点tp より所定時間Tp前になると、パルスコントローラ22は取り込み命令信号TPをトリガー基板23に供給する。斯かる画像取り込み時点tp 及び所定時間Tp はコンピュータ21より供給される。
【0029】図2Bに示すように、トリガー基板23は取り込み命令信号TPを入力すると同時にリセット信号RPを映像信号処理ボード24に供給する。
【0030】図2C及び図2Dに示すように、ビデオカメラ15から映像信号処理ボード24に常時、フィールド信号FLD及びカメラ同期信号VDが供給されているが、リセット信号RPが供給されると、斯かる信号FLD、VDはリセットされて、取り込み命令信号TPと同期する。即ち、フィールド信号FLD及びカメラ同期信号VDはモータ31によって移動する被写体の運動と同期する。
【0031】図2E及び図2Fに示すように、トリガー基板23はリセット信号RPを映像信号処理ボード24に供給してから所定の短い時間後に、即ち、カメラ同期信号VDの1周期より短い時間後に、画像取り込み命令信号ITPをディジタル入力出力部25に供給し、ストロボ発光命令信号SPをストロボ駆動部17に供給する。それによってストロボ発光器16は発光する。
【0032】画像取り込み命令信号ITPがディジタル入力出力部25に供給されると、CPU26は映像信号処理ボード24に画像取り込み命令信号を供給する。それによって図2Gに示すように、ビデオカメラ15より映像信号IDが取り込まれる。斯かる映像信号IDは、ストロボ発光器16が発光した時にビデオカメラ15に蓄積されたものである。
【0033】こうして本例では、被写体の移動又はXY座標に基づいたリセット信号RPによってビデオ同期信号FLD、VDをリセットする。それによってビデオ同期信号FLD、VDは被写体の移動又はXY座標に同期する。斯かるリセット信号RPに同期してストロボを発光させ、且つ映像信号IDを取り込むから、被写体の移動又はXY座標に同期した映像信号IDを得ることができる。
【0034】尚、図1に示した、被写体を移動させるモータ31とストロボ発光器16とビデオカメラ15の配置は例示であって、他の配列も可能であることは当業者にとって理解されよう。また図1には検査装置の全体像を示していないが、本例の検査装置は例えば図5に示したものと同一であってよい。
【0035】以上、本発明の実施例について詳細に説明したが、本発明はこれに限ることなく変更等が可能であることは当業者にとって明らかであろう。
【0036】
【発明の効果】本発明によると、移動中の物品をストロボ光によって照明しビデオカメラによって撮像し画像処理技術によって物品を検査し識別するように構成された検査装置及び方法において、正確に物品を検査し識別することができる利点がある。
【0037】本発明によると、物品の移動に同期した取り込み信号によってビデオ信号をリセットするから、物品の移動に同期してビデオ映像信号を取り込むことができる利点がある。
【0038】本発明によると、物品の移動に同期した取り込み信号によってビデオ信号をリセットし、更に、物品の移動に同期してストロボを発光させるから、ストロボ発光時の映像信号を取り込むことができる利点がある。




 

 


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