ダブルバッファの仕組み
CV-2000/2500 に搭載されているダブルバッファの構造を説明します。
②転送されたデータは一旦バッファメモリに書き込まれます。
③前の処理が終了次第、転送されたデータが
①撮像完了と同時にCCDデータを 演算メモリ上に移動して処理されます。
A/D変換して、デジタル信号として転送
バッファ
演算メ リ
モ 画像処理部
A/D メリ
モ
CCD
変換
デジタル転送（LVDS）
カラ
メ
コントローラ
ダブルバッファ部：バッファメモリの書き込みと
演算メモリの画像処理が並列実行可能
ダブルバッファ使用時の処理能力
ダブルバッファを反映させた場合の処理能力（最短トリガ間隔）は以下の計算で求められます。
最短トリガ間隔 ＝ 表示処理時間 −（シャッタースピード＋転送時間）
（ただし、最短トリガ間隔はシャッタースピード + 転送時間を下限とする）
【例：表示処理時間（トリガ立ち上がりから処理終了まで）が36msの場合】
・CV-020（倍速プログレッシブ）カメラ使用、シャッタースピード 1/1000
最短トリガ間隔 ＝ 36ms −（1ms+17ms） 18ms
=
この処理能力は、ダブルバッファの無い従来方式だと画像処理時間がほぼ 0ms である状態に相当します。
ダブルバッファなし
ダブルバッファなし ダブルバッファあり
最大処理能力 最大処理能力 約 2 倍の高速化
毎分 1670 トリガ 毎分 3330 トリガ
ダブルバッファはシステム並列化により、効率的な処理を可能にします。
V isionMagazine Vol.2
ダブルバッファの仕組み
CV-2000/2500 に搭載されているダブルバッファの構造を説明します。
②転送されたデータは一旦バッファメモリに書き込まれます。
③前の処理が終了次第、転送されたデータが
①撮像完了と同時にCCDデータを 演算メモリ上に移動して処理されます。
A/D変換して、デジタル信号として転送
バッファ
演算メ リ
モ 画像処理部
A/D メリ
モ
CCD
変換
デジタル転送（LVDS）
カラ
メ
コントローラ
ダブルバッファ部：バッファメモリの書き込みと
演算メモリの画像処理が並列実行可能
ダブルバッファ使用時の処理能力
ダブルバッファを反映させた場合の処理能力（最短トリガ間隔）は以下の計算で求められます。
最短トリガ間隔 ＝ 表示処理時間 −（シャッタースピード＋転送時間）
（ただし、最短トリガ間隔はシャッタースピード + 転送時間を下限とする）
【例：表示処理時間（トリガ立ち上がりから処理終了まで）が36msの場合】
・CV-020（倍速プログレッシブ）カメラ使用、シャッタースピード 1/1000
最短トリガ間隔 ＝ 36ms −（1ms+17ms） 18ms
=
この処理能力は、ダブルバッファの無い従来方式だと画像処理時間がほぼ 0ms である状態に相当します。
ダブルバッファなし
ダブルバッファなし ダブルバッファあり
最大処理能力 最大処理能力 約 2 倍の高速化
毎分 1670 トリガ 毎分 3330 トリガ
ダブルバッファはシステム並列化により、効率的な処理を可能にします。
V isionMagazine Vol.2
ダブルバッファの仕組み
CV-2000/2500 に搭載されているダブルバッファの構造を説明します。
②転送されたデータは一旦バッファメモリに書き込まれます。
③前の処理が終了次第、転送されたデータが
①撮像完了と同時にCCDデータを 演算メモリ上に移動して処理されます。
A/D変換して、デジタル信号として転送
バッファ
演算メ リ
モ 画像処理部
A/D メリ
モ
CCD
変換
デジタル転送（LVDS）
カラ
メ
コントローラ
ダブルバッファ部：バッファメモリの書き込みと
演算メモリの画像処理が並列実行可能
ダブルバッファ使用時の処理能力
ダブルバッファを反映させた場合の処理能力（最短トリガ間隔）は以下の計算で求められます。
最短トリガ間隔 ＝ 表示処理時間 −（シャッタースピード＋転送時間）
（ただし、最短トリガ間隔はシャッタースピード + 転送時間を下限とする）
【例：表示処理時間（トリガ立ち上がりから処理終了まで）が36msの場合】
・CV-020（倍速プログレッシブ）カメラ使用、シャッタースピード 1/1000
最短トリガ間隔 ＝ 36ms −（1ms+17ms） 18ms
=
この処理能力は、ダブルバッファの無い従来方式だと画像処理時間がほぼ 0ms である状態に相当します。
ダブルバッファなし
ダブルバッファなし ダブルバッファあり
最大処理能力 最大処理能力 約 2 倍の高速化
毎分 1670 トリガ 毎分 3330 トリガ
ダブルバッファはシステム並列化により、効率的な処理を可能にします。
V isionMagazine Vol.2
ダブルバッファの仕組み
CV-2000/2500 に搭載されているダブルバッファの構造を説明します。
②転送されたデータは一旦バッファメモリに書き込まれます。
③前の処理が終了次第、転送されたデータが
①撮像完了と同時にCCDデータを 演算メモリ上に移動して処理されます。
A/D変換して、デジタル信号として転送
バッファ
演算メ リ
モ 画像処理部
A/D メリ
モ
CCD
変換
デジタル転送（LVDS）
カラ
メ
コントローラ
ダブルバッファ部：バッファメモリの書き込みと
演算メモリの画像処理が並列実行可能
ダブルバッファ使用時の処理能力
ダブルバッファを反映させた場合の処理能力（最短トリガ間隔）は以下の計算で求められます。
最短トリガ間隔 ＝ 表示処理時間 −（シャッタースピード＋転送時間）
（ただし、最短トリガ間隔はシャッタースピード + 転送時間を下限とする）
【例：表示処理時間（トリガ立ち上がりから処理終了まで）が36msの場合】
・CV-020（倍速プログレッシブ）カメラ使用、シャッタースピード 1/1000
最短トリガ間隔 ＝ 36ms −（1ms+17ms） 18ms
=
この処理能力は、ダブルバッファの無い従来方式だと画像処理時間がほぼ 0ms である状態に相当します。
ダブルバッファなし
ダブルバッファなし ダブルバッファあり
最大処理能力 最大処理能力 約 2 倍の高速化
毎分 1670 トリガ 毎分 3330 トリガ
ダブルバッファはシステム並列化により、効率的な処理を可能にします。
V isionMagazine Vol.2
27
日本語 英 語 中国語
省力化 Labor saving
ショート Short circuit
し︱ ショールーム Showroom
し 初期化 Initialization
初期値 Default
直線 Straight lines
直線性 Linearity
食品機械 Food industry
受信レベル Fiduciary level
助走長 Approach length
ショットブラスト Shot blasting
除電器 Static eliminator
除電時間 Static elimination time
除電能力 Static elimination ability
所要量計算 Calculation of demand
処理サイクル Process cycle
処理能力 Throughput
シリアルNo Serial No.
シ リアルインターフェイス Serial interface
シリアル伝送 Serial communication
シリアルポート Serial port
シリコン樹脂 Silicon resin
シリコンダイヤフラム式 Silicon diaphragm type
試料 Sample
シリンダブロック Cylinder block
シリンダヘッド Cylinder head
白黒反転する Reverse B/W
白の反射率 White reflection rate
真空 Vacuum
真空成形 Vacuum forming
2 ＊ ダブルバッファ構造について
画像処理には、撮像→転送→処理→出力の４ステップが必要です。
従来、処理時間とはこの4ステップの内、出力を除く3ステップ分を示しますが、画像データを扱うバッファメモリを2
つ持っておくと、撮像+転送と画像処理を並列処理することができます。
CV/XGシリーズはこのダブルバッファ構造となっています。
②転送されたデータは一旦バッファメモリに書き込まれます。
③前の処理が終了次第、転送されたデータが
演算メモリ上に移動して処理されます。
①撮像完了と同時にCCDデータを
A/D変換して、デジタル信号として転送
バッファメモリ 演算メモリ 画像処理部
A/D
CCD
変換
デジタル転送（LVDS）
カメラ
コントローラ
ダブルバッファ部 ： バッファメモリの書き込みと演算メモリの
画像処理が並列実行可能
【計測時間とトリガ間隔の違い】
〈CV-5000表示画像より〉 〈ダブルバッファ無しの従来構造〉
1回目の検査 2回目の検査
撮像 転送 処理
撮像 転送 処理
CV/XGシリーズの表示画面には、計測時間とト
〈ダブルバッファ搭載のＣＶ/ＸＧ〉
リガ間隔という2つの時間が表示されます。
1回目の検査
計測時間とは、撮像から判定結果確定までの 撮像と
処理
撮像 転送 2回目の検査
一般的な画像処理時間を示します。 画像処理の
撮像 転送 処理 並列処理
トリガ間隔とは、トリガ入力を受付け可能な最
従来比最大2倍の
短時間であり、ダブルバッファ構造では、①撮像
検査が可能です
+転送/②処理のうち長い方がトリガ間隔とな
ります。
【ダブルバッファ使用時の処理能力】
■ ダブルバッファを反映させた場合の処理能力（トリガ間隔）は以下の計算で求められます。
トリガ間隔 ＝ 表示処理時間 −（シャッタースピード＋転送時間）
（ただし、
最短トリガ間隔はシャッタースピード+ 転送時間を下限とする）
【例 表示計測時間
： が34msの場合】
（撮像開始から判定結果確定まで）
■ CV-035M（倍速プログレッシブ）
カメラ使用、シャッタースピード1/1000
トリガ間隔 ＝ 34ms −（1ms+16ms） 17ms
=
2
第７弾 中 級編④
はじめに
・画像処理（カメラ検査）に興味はありますか？
・貴社のラインで目視検査をしていて、
「これを自動化したい」と考えたことはありますか？
・画像処理を検討したけれど、難しそうで分かりにくくて導入を見送ったことはありますか？
これらの質問に思い当たるところがあれば、是非この資料をお読みください。
貴方を3ヶ月でＦＡ関連画像処理のプロにするための講座を今回公開させていただきます。
位置測定/サーチモードの原理と活用方法
中 級編④
７−１ サーチモードを用いた検査の代表例
ガラス基板の位置決め ビンのラベルズレ検査 ICの方向判別
角度 OK ０度
角度 NG ２ ０度
７
ガラス基板貼り合わせ前に、基板対角にあるマー ビンに貼られているラベルの位置ズレを検査しま インデックス上でICの印字をサーチして角度検出
クの位置を計測しアライ ン
メ トを行ないます。 す。高速ラインにおいても全数検査が可能なた を行ない、方向判別をします。高速ラインにも対
め不良流出防止につながります。 応できる処理能力が必要とされます。
『位置 角度測定』
・画像センサでよく使われる用途のひとつに があります。
ガラス基板であればより精度の高い位置情報が必要となり、 ICの検査であれば高速ラインに対応できる処理能力が要
求されます。また、過去2回にわたり紹介してきた「傷」「エッジ」といった計測項目の検査実行前にワークの位置ズレを
修正する「位置補正機能」 しても汎用的に使用されています。
と
『パターンサーチ』 その 原理から安定した検出を行なう手法を
今回は最も汎用的な モードを中心として、
詳しく説明します。
1
V isionMagazine Vol.5
CCDと感度調整による
画像処理カメラで最も多く使用される撮像素子が CCD です。
画像の最適化
近年 CCD の高画素化に伴い、画像処理の精度も
飛躍的に向上しています。
加えてカメラ調整による画像の最適化（感度・スパン・
シフト調整）は処理能力に大きく影響を与えます。
ここでは、画像を最適化するための
CCD・カメラ機能について説明します。
CVシリーズで使用しているCCD
CV-2000 シリーズでは 2 種類の CCD を使用しています。
超高速・汎用タイプ「CV-2000」では 24 万画素 CCD、超高精度タイプ「CV-2500」ではクラス初の 200 万画素 CCD
（高速 100 万画素モードと広範囲 200 万画素モードの切替え可）を使用しています。
■メガピクセル CCD の特徴 高精度・広範囲に検査可能
より高精度に
視野を同等にした場合 24万画素 100万画素
拡大すると
より解像度の高い画像が得られるため、
計測精度が向上します。
より広い範囲を
1画素あたりの精度を
同等とする場合
24万画素 4倍広く 100万画素
広範囲を一度に検出できるためカメラの移動が不要となり、
装置のコストダウン、タクトアップが実現します。
業界最小の超小型サイ NV-200
ズ
筐 体に金 属を採 用したファンレス設 計によ 業 界 最 小
り、 一般的なルータ
NV-200
81×117×32mmの手の平サイズを実現 。縦置きで運用 32mm
たて置きする と
こ
もできるので、
することもできるので、 規 模 店 舗でのレジ横や配 電 盤
小 81mm スペース さ
を らに
117mm
有効活用可能
内など、
スペースの狭い場所でも余裕で設置することが 体積比1/4以下
（従来比）
可能です。
高い処理能力と信頼性
小型サイズながら高性能プロセッサを採用し、
中小規模の
■ ISDNを用いたバックアップ
■ VRRP
ネト ッ ワーク構築に最適な処理能力を実現。VPN時で最大
89Mbpsのスループ ト
ッ を発揮し、 ト
最大 ンネル数は128拠点
に対応可能です（NV-400の場合） また、
。 PPPoE回線の障害 バク
ッ
障害
通常時
アップ時
NV-400
が発生しても、ISDNに接続回線を自動的に切り替える NV-400
ISDN
インターネ ト
ッ バク
ッ
通常時
アップ時
バッ ア プ機能や、
クッ 機器障害時には、
同グループに属する 障害
待機用ルータが自動的に通信を受け継ぐVRRPなど、
多彩 NV-200
NV-200
な冗長化機能を装備。 ッ ワークのダウ
ネト ンタイムを最小化
する とができ
こ ます。
設定が超簡単
どなたでも簡単に設定できる専用設定ソフ を用意。
ト 従来
■ Webブラウザ（GUI画面）
■ コマンド入力による設定
による設定との比較
との比較
のよ な難しいコマン ラ ンでの設定は一切不要です。 た、
う ドイ ま
不慣れな人には
これまでWebブラウザによる設定ではできなかった複数台 一般的なルータ
難し て
く
理解で きない。 1台目 2台目 3台目 4台目 5台目
ルータへの設定コピー機能や、
ルータ間のVPN設定をパソ
1台づつしか設定できないため
コン上で簡単にチェ クできる設定検証機能を搭載。
ッ 設定 時間がかかる。
NV-200
時間を大幅に短縮し、
設定ミスによ ト
る ラブルを未然に防止 1台目
できます。 2台目以降は、設定コピー機能で
設定時間を大幅に短縮
どなたでも簡単に設定可能
業界初 ネ ト
ッ ワーク監視ソ ト
フ を用意 Network Watcher
本部や外出先から モー でネ ト
リ ト ッ ワークの死活監視がで る
き
■ リモートでのネ ト
ッ ワーク監視
A店
専用ソフトを用意 。各拠点のルータはもちろん、
ルータに
本部
接続されている機器の死活監視までリアルタイムに行える インターネ ト
ッ NV-200
ので、ラブル発生時の切り分けに威力を発揮します。
ト また、
B店
エラー発生時のアラー メール送信やシステムログの取得、
ト
ファームウェアの自動更新なども簡単にできるので、導入後 NV-400
Network
NV-200
Watcher
の運用やメンテナンスも極めて簡単です。 アプリケーシ ン
ョ
C店
サーバ
※ネ トワーク監視ソフ を使用する場合は、
ッ ト アプリケーシ ンサーバを用意する必要が
ョ 外出先
あ ます。 ウザか
り ブラ らアクセスするため、 こか で
ど ら も監視が可能です。 本部や外出先 モー か
（リ ト） ら NV-200
ブラウザで
ネ ト クの死活状況が
ッ ワー 監視
ひと目でわかる
3
アライメントに関する一 般知識
アライ トとは
メン キャリブレーション
事前
準備
アライメントとは、対象物を規定の位置 カメラやステージの座標系をひとつに統一する重要な項目です。
に移動させることです。
step
位置検出
アライメントの動作ステップは大きく分
1
けると次のようになります。
XG-7000シリーズのような画像処理装置で対象物の位置を正確かつ高速
に検出します。
step
ステージ移動量算出
2 規定位置に到達させるために必要なステージの移動量を演算します。複雑
な空間演算が必須で、
かつステージ種別に応じた演算が必要となります。
step
ステージ移動
3 ステージをステップ2で計算した量だけ移動させます。通常、
・ PLC モーション
コントロールユニットを使い、
ステージのモータを駆動することで実現します。
アライメントを構成する機器とその役割です。
構成図
画像処理
画像処理XG-7000シリーズを代表とする画像処理装置です。 単に画像処理能力
に優れるだけでなく、 操作性向上につながるユーザーインター フェースを柔軟に構
築できることも必須条件となります。 また、複雑な演算を実行する処理能力と、複
雑な演算記述ができ、 かつデバッグが容易であることもアライメント用画像処理装
置にとっては必要不可欠な要素です。 さらには、対象物に合わせた最適なアライメ
ントを実行するためのカメラ拡張性も重要な要素です。
XG-7000シリーズ
使用ステージイメージ
X1軸
コントロール用タッチパネルVT3
Y軸
XG-7000からのステージ
PLC KV-5000シリーズ 移動量をモーションコント
ロールユニットに伝達する役割
を担います。 また、装置全体の
統括制御をおこなう中枢の役目
も担います。
X2軸
ACサーボモータSVシリーズ
ステージのモータを駆動させ
ステージ るためのユニットです。
対象物を移動させる働きを担い、 大きく分けて、
XYΘステージ、UVWステージがあります。
XYΘステージの特長
演算が比較的容易 （分かり易い） ステージの稼働範囲
で、 （特にΘ方向）を大きくすることができ
ます。一方で、X軸、
Y軸、およびΘ軸を積み上げる構造となるため、
ステージが大きくなります。
UVWステージの特長
X方向2軸、
Y方向1軸を同一平面内に取り付けるためステージ全体を小さくすることができます。
稼働範囲、特にΘ方向が小さいステージです。ステージ制御の演算は複雑で、より高度な知識を
必要となります。
VISIA事業部 フリーダイヤル
0120-66-3000
この商品に関する
〒 135-0091 東京都港区台場2-3-1トレードピアお台場 Tel 03 - 3570- 0511 Fax 03 - 3570- 0510 お問い合わせは
VS7-0108
www.keyence.co.jp/gazo 仕様は改良のため予告なく変更することがあります。
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C
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