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Inspektionseinrichtung
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3 e 5 c h r e i b 1 n g Die vorliegende Er Bindung betrifft allgemein
eine Inspektionseinrichtung zum Inspizieren der Form etc. eines zu inspizierenden
Objekts, und die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere eine Inspektionseintichtung,
welche ein Objekt ständig, gleichbleibend, gleichmäßig, unveränderlich, stetig und
zuverAassig genau inspizieren kann, und zwar unabhängig von Änderungen oder Schwankungen
der Begle@tumstände bzw.
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Verhältnisse um das Objekt und unabhängig von Schwankungen der Funktion
der Inspektionseinrichtung selbst. Im Rahmen der vorliegenden Beschreibung und der
Ansprüche umfaßt der Begriff "Inspektionseinrichtung" insbesondere auch die Begriffe
"Kontroll-, NachprUfungs-, Prüfungs-, Untersuchungs-, Inspektions- und Überwachungseinrichtung"
der Begriff "inspizieren" umfaßt im Rahmen der Ansprüche und der Beschreibung insbesondere
die Begriffe "in Augenschein nehmen, mustern, nachprüfen, prüfen, überwachen, inspizieren
und untersuchen"; und schließlich umfaßt der Begriff "Objekt" im Rahmen der Ansprüche
und der Beschreibung insbesondere den Begriff "Gegenstand".
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In einer Inspektionseinrichtung dieser Art nach dem Stande der Technik,
wie sie in Fig. 1 gezeigt ist, wird beispielsweise ein Körper, der ein Standard
ist, d.h. ein Bezugskörper 1 für die folgende Inspektion wird, auf einem Inspektionstisch
T angeordnet. Während dieser Bezugskörper 1 mit dem sicht von einer Lichtquelle
2 bestrahlt wird, wird der Bezugskörper 1 von einer Fernsehkamera 3 aufgenommen.
Das Videosignal von der Fernsehkamera 3 wird einer Videosignalverarbeitungseinrichtung
oder -schaltung 4 eingegeben, die einen A/D- (Analog-zu-digital-) Wandler 41 umfaßt
und eine Einrichtung oder Schaltung 42, welche die Merkmale des zu
verarbeitenden
.Videosignals extrahiert. Die Ausgangsinformation oder das Ausgangssignal hiervon
wird beispielsweise einem Rechner 43 als Bezugsinformationssignal für die folgende
Inspektion eingegeben und in diesem Rechner gespeichert.
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Dann wird ein zu inspizierendes Objekt auf dem Inspektionstisch T
in der gleichen Position angeordnet, in der auch der Bezugskörper 1 angeordnet war
(deshalb ist dem Objekt das leiche Bezugszeichen 1 wie dem Bezugskörper in Fig.
1 zugeordnet). Dam wird das Objekt 1 von der Fernsehkamera 3 aufgenommen während
es mit dem Licht von der Lichtquelle 2 beleuchtet wird. Dieses Videosignal von der
Fernsehkamera 3, das dem Objekt 1 entspricht, wird in gleichartiger bzw. ähnlicher
Weise von der Videosignalverarbeitungsschaltung 4 verarbeitet, das Ausgangsinformationssignal
von letzterer wird in den Rechner 43 eingegeben. Dieses Ausgangsinformationssignal
von der Schaltung 4, das dem Objekt 1 entspricht, wird im Rechner 43 mit dem darin
gespe-cherten Bezugsinformationssignal verglichen, und dann entscheidet der Rechner
43, ob das Objekt gleich ist wie der Bezugskörper oder nicht, oder ob das Objekt
gut ist oder nicht.
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Bei der obigen Inspektionseinrichtung nach dem Stande der Technik
kann bewirkt werden, daß das Videosignal von der Fernsehkamera 3, welche das Objekt
1 aufnimmt, selbst dann, wenn das Objekt gleich wie der Bezugskörper ist, unterschiedlich
von dem Videosignal wird, das dem Bezugskörper 1 entspricht, und zwar aufgrund solcher
Tatsachen, daß während der Inspektion des Objekts 1 die Intensität oder der Betrag
des Lichtes, das von der Lichtquelle 2 auf die Objekte aufgestrahlt wird, unterschiedlich
von der Intensität oder dem Betrag an Licht ist, das auf den Bezugskörper 1 aufgestrahlt
worden ist, als dieser aufgenommen wurde, und/oder aufgrund einer Drift bzw. Auswanderung
der elektrischen Schaltung oder des Schaltungssystems einschließlich der Fernsehkamera
3 etc.
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Infolgedessen kann es, obgleich das Objekt gleich wie der Bezugskörper
ist, zu fehlerhaften Entscheidungen kommen, wonach sich Objekt und Bcugskörper voneinander
unterscheiden.
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Allgemein ist es üblich, daß die Lichtquelle 2 säkularer Anderung
ausgesetzt ist oder daß das auf dem Umfang des Objekts vorhandene Licht verändert
wird, und daß es infolgedessen zu einer Veränderung des Betrages oder der Intensitat
des auf das Objekt 1 aufgestrahlten Lichtes in einem solchen Ausmaß kommt, welches
nicht vernachlässigt werden kann, und zwar durch Zeitablauf. Weiterhin werden Drifts
oft in den elektrischen Schaltungssystemen von Fernsehkameras3 etc. erzeugt. Daher
tritt die fehlerhafte Entscheidung, die oben dargelegt worden ist, in Inspektionseinrichtungen
nach dem Stande der Technik unvermeidlich oft auf, was ein entscheidender bzw. verhängnisvoller
Fehler bzwv Nachteil bei Inspektionseinrichtungen dieser Art ist.
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Demgemäß soll mit der vorliegenden Erfindung eine Inspektionseinrichtung
für ein Objekt zur Verfügung gestellt werden, die von den oben erwähnten Mängeln
frei ist, die bei den Inspektionseinrichtungen nach dem Stande der Technik auftreten.
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Weiterhin soll mit der Erfindung eine Inspektionseinrichtung geschaffen
werden, welche den Unterschied, der zwischen den Lichtmengen oder -intensltäten
beim Aufnehmen eines Bezugskörpers und eines zu inspizierenden Objekts mittels einer
Fernsehkamera auftritt, genau korrigiert, so daß sie eine genaue Inspektion des
Objekts durchführt.
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Außerdem wird mit der Erfindung eine Inspektionseinrichtung vorgeschlagen,
bei der selbst dann, wenn das auf dem Umfang beim Aufnehmen eines Bezugskörpers
und eines zu inspizierenden Objekts auftretende Licht bzw. die dort auftretenden
Lichter unterschiedlich ist bzw. sind, dieser'Unterschied automatisch und genau
korrigiert wird.
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Schließlich soll mit der Erfindung eine Inspektionseinrichtung geschaffen
werden, mittels der selbst dann, wenn Drifts etc. durch Temperaturänderungen etc.
in dem elektrischen Schaltungssystem einschlierich der Fernsehkamera, deren Verstärker
etc., auftreten, diese Drifts etc. automatisch und zwangsweise korrigiert werden
können, so daß die Inspektion eines Objekts genau ausgeführt wird.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Inspektionseinrichtung
zur Verfügung gestellt, die eine Bildfühleinrichtung zum Aufnehmen eines Bezugskörpers
und/oder eines zu inspizierenden Objekts und zum Erzeugen eines Videosignals von
dem Bezugskörper und/oder dem Objekt umfaßt, sowie eine Lichtquelle zum Bestrahlen
eines Gesichtsfeldes der Bildfühleinrichtung, innerhalb dessen der Bezugskörper
und/ oder das Objekt angeordnet wird, weiter einen Eichkörper, der innerhalb des
Gesichtsfeldes der Bildfühleinrichtung für den Bezugskörper, das Objekt und den
Eichkörper angeordnet ist, wobei der Eichkörper zusammen mit dem Bezugskörper und/
oder dem Objekt von der Bildfühleinrichtung aufgenommen wird und als Referenz bzw.
Bezug für die Inspektion des Objekts dient, wenn das Objekt aufgenommen wird, weiter
ist eine Schaltung zum Ermitteln eines dem Eichkörper entsprechenden Signals vorgesehen,
das in dem Videosignal enthalten ist, welches dem Objekt entspricht und von der
Bildfühleinrichtung herkommtsund und welche das Videosignal mit diesem ermittelten
Signal korrigiert; und schließlich ist eine Einrichtung zum Vergleichen des korrigierten
Videosignals, das dem Objekt entspricht, mit dem Videosignal, das dem Bezugskörper
entspricht, vorgesehen, um zu entscheiden, ob das Objekt gleich wie der Bezugskörper
ist oder nicht.
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Die vorstehenden sowie weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung
werden nachfolgend anhand einiger in der Zeichnung im Prinzip dargestellter, besonders
bevorzugter AusfUhrungsbeispiele der Erfindung näher erläutert, wobei in den verschiedenen
Figuren
der Zeichnung die gleichen Elemente mit gleichartigen bzw. ähnlichen Bezugszeichen
bezeichnet sind; es zeigen: Fig. 1 ein Blockschaltbild, das ein Beispiel einer Inspektionseinrichtung
nach dem Stande der Technik veranschaulicht; Fig. 2 ein schematisches Blockschaltbild,
das ein Beispiel einer Inspektionseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
Fig. 3 eine schematische Vorderansicht des Schirms einer Bildfühleinrichtung, wie
beispielsweise einer Fernsehkamera, die in dem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
das in Fig. 2 gezeigt ist, verwendet wird; Fig 4 ein Wellenformdiagramm, das Videosignale
veranschaulicht, die von der Fernsehkamera abgegeben werden; Fig. 5 ein schematj
;ches Blockschaltbild, welches den Hauptteil der in Fig. 2 gezeigten erfindungsgemäßen
Einrichtung veranschaulicht; Fig. 6 und 7 systematische Blockschaltbilder, die jeweils
die Hauptteile von anderen Ausführungsbeispielen nach der Erfindung zeigen; und
Fig. 8, 9 und 10 jeweils Schaltbilder, die praktische ,Ausführungsbeispiele der
Hauptteile der in den Fig. 5, 6 und 7 gezeigten Ausführungsformen gemäß der Erfindung
veranschaulichen.
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Bei der nachfolgenden Erläuterung der Erfindung unter Bezugnahme auf
die Figuren der Zeichnung sei zunächst auf die Fig.
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2 his 5 eingegangen, die ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung
zeigen und in denen zur Bezeichnung der gleichen Elemente die gleichen Bezugszeichen
wie in Fig. 1 verwendet worden sind.
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Bei dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird, wenn ein Bezugskörper
1 von einem Bildfühler, beispielsweise einer Fernsehkamera 3, aufgenommen wird,
eine Referenz oder ein Eichkörper 5, wie beispielsweise ein weißes Papier, in der
Nähe des Bezugskörpers 1 auf dem Inspektionstisch T in dem Sichtfeld der Fernsehkamera
3, das durch gestrichelte Linien in Fig. 2 angedeutet ist, angeordnet. Der Eichkörper
5 wird als Referenz bzw. Bezug für die Helligkeit des Sichtfeldes bei der späteren
Inspektion eines Objekts verwendet.
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Wenn der Eichkörper 5 und der Bezugskörper 1 von der Fernsehkamera
3 aufgenommen werden, dann wird das aufgenommene Muster auf deren Schirm S so, wie
es in Fig. 3 gezeigt ist. In Fig. 3 ist mit 1' das Bild des Bezugskörpers 1 bzw.
mit 5' ein Bild des Eichkörpers 5 bezeichnet. In diesem Falle hat das Videosignal
von der Fernsehkamera 3 eine Wellenform, die beispielsweise der mit ausgezogenen
Linien bezeichneten Kurve A in Fig. 4 entspricht. In dem Wellenformdiagramm der
Fig. 4 entsprechen die Bezugszeichen 5" und 1 N auf der Abszisse den im wesentlichen
mittigen Positionen des Bildes 5' des Eichkörpers 5 bzw. des Bildes 1' des Bezugskörpers
1, und die Bezugszeichen B1 und Al sind den Niveaus des Videosignals zugeordnet,
welche den Bildern 5' bzw. 1' entsprechen. Das Videosignal von der Fernsehkamera
3, dem die ausgezogenen Linien der Kurve A in Fig. 4 entspricht, wird von der Videosignalverarbeitungsschaltung
4 in einer Art und Weise verarbeitet, die gleichartig bzw. ähnlich wie die nach
dem Stande der Technik verwendete Art und Weise ist, und dann wird dieses verarbeitete
Signal in einen Rechner 43 eingespeist, und daraufhin wird es dort als Bezugs- oder
Standardinformationssignal für die folgende Inspektion eines Objekts gespeichert.
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Als nächstes wird, wenn mittels der Inspektionseinrichtung nach der
Erfindung ein Objekt inspiziert werden soll, der Eichkörper 5 auf dem Inspektionstisch
T angeordnet, und zwar in der gleichen Position, die er beim Aufnehmen des Bezugskörpers
1 hatte, und das Objekt wird anstelle des Bezugskörpers 1 oder in der gleichen Position
wie der Bezugskörper 1 auf dem Inspektionstisch T angeordnet (demgemäß ist das zu
inspizierende Objekt in gleichartiger Weise wie der Bezugskörper 1 mit .1 bezeichnet).
Dann werden, wenn der Eichkörper 5 und das Objekt 1 in der vorstehend erörterten
Weise angeordnet sind, beide von der Fernsehkamera 3 aufgenommen, während sie mit
dem Licht von der Lichtquelle 2 bestrahlt werden. In diesem Falle wird, wie man
erkennt, das Bild auf dem Schirm S der Fernsehkamera 3 das gleiche, wie in Fig.
3 für die Position gezeigt ist, weiche dem Fall des Aufnehmens des Bezugskörpers
1 und des Eichkörpers 5 entspricht, wie oben erläutert wurde. Nimmt man nun an,
daß das Objekt 1 im Aussehen oder dergleichen gleich wie der Bezugskörper 1 ist,
dann ist die Helligkeit oder Intensität des Lichtes im Sichtfeld der Fernsehkamcra
die gleiche wie beim Aufnehmen des Bezugskörpers und des Objekt, und die Funktion
des elektrischen Schaltungssystems der Kamera 3 etc. ist ebenfalls die gleiche wie
beim Aufnehmen des Bezugskörpers und des Objekts, und schließlichistes auchdas Videosignal
von der Kamera, und zwar das Signal gemäß der mit ausgezogenen Linien veranschaulichten
Kurve A in Fig. 4. Infolgedessen fällt der Rechner 43 eine fehlerhafte Entscheidung.
In der Praxis jedoch wird, da sich das Licht von der Lichtquelle 2 in seiner Menge
oder Intensität ändern kann und da sich die Funktion des elektrischen Schaltungssystems
der Kamera 3 etc. ändern kann (oder die Drift derselben bzw. desselben kann zunehmen),
wie oben erläutert wurde, selbst dann, wenn das Objekt gleich wie der Bezugskörper
ist, der in der gleichen Position wie das letztere angeordnet ist, und wenn sie
von der Fernsehkamera 3 aufgenommen werden, das Videosignal, das von der Kamera
ab.gegeben
wird, unterschiedlich von der Kurve A, die der Aufnahme
des Bezugskörpers 1 entspricht, und es hat beispielsweise einen Verlauf, der durch
die in gestrichelten Linien dargestellte Kurve B in Fig. 4 angedeutet ist. Auf diese
Weise kommt es, wenn das Videosignal B, so wie es ist, in die Videosignalverarbeitungsschaltung
4 und dann zur Tnspektion in den Rechner 43 eingespeist wird, dazu, daß die Entscheidung
gefällt wird, daß dieses Objekt zurückzuweisen ist oder daß es nicht ein gleiches
Objekt wie der Bezugskörper ist.
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Um die vorstehende fehlerhafte Entscheidung zu vermeiden, ist die
Videosignalverarbeitungsschaltung 4 nach der Erfindung in der in Fig. 5 gezeigten
Weise ausgebildet. In dem Ausführungsbeispiel der Videosignalverarbeitungs schaltung
4 nach der Erfindung, das in Fig. 5 gezeigt ist, wird das Ausgangsvideosignal von
der Fernsehkamera 3 in einen A/D-Wandler 41 (dieser Begriff wird nachstehend stets
für einen "Analog-zu-digital-Wandler" benutzt) gegeben, der gleichartig wie ein
A/D-Wandler nach dem Stande der Technik ist, sowie außerdem in eine Eichsignalbildungsschaltung
44, die beispielsweise ein Signal ermittelt, das dem Eichkörper 5 entspricht und
in dem Videosignal enthalten ist, und die ein Eichsignal liefert, das auf dem ermittelten
Signal basiert, wie ein Eichsignal, das dem Niveau des Bildes 5' des Eichkörpers
5 entspricht. Das digitale Videosignal vom A/D-Wandler 41 und das Eichsignal von
der Eichslgnalbildungsschaltung 44 werden beide an eine Korrigierschaltung 45 angelegt.
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Diese Korrigierschaltung 45 korrigiert das digitale Videosignal vom
A/D-Wandler 41 mit dem Eichsignal von der Eichsignalbildungsschaltung 44 in der
folgenden Art und Weise. Im einzelnen ist, wenn der Bezugskörper 1 und der Eichkörper
5 von der Fernsehkamera 3 aufgenommen werden, das Videoausgangssignal der letzteren
so, wie es durch die ausgezogene Linie der Kurve A in Fig. 4 repräsentiert wird,
und die Niveaus des Videosignals, das dem Bezugskörper 1 und dem Eichkörper 5 entspricht,
sind
Al bzw. 31 in Fig. 4. Wenn jedoch ein Objekt, das dem Bezugskörper 1 gleicht, und
der Eichkörper 5 in einer Anordnung auf dem Tisch T in der gleichen Position, wie
sie bei der Aufnahme des Bezugskörpers 1 war, von der Kamera 3 aufgenommen werden,
dann wird ihr Ausgangsvideosignal so, wie es beispielsweise durch die mit gestrichelter
Linie dargestellte Kurve B in Fig. 4 repräsentiert wird, und zwar aus den oben erläuterten
Gründen, und die Niveaus des Videosignals, die dem Objekt 1 und dem Eichkorper 5
entsprechen, sind zu den Niveaus A2 bzw. B2 in Fig. 4 verändert. Die Korrigierschaltung
45 führt eine solche Korrektur durch, daß die Niveauänderung, die durch die gestrichelte
Kurve B repräsentiert wird, auf das Niveau der ausgezogenen Kurve A zurilokgebracht
wird, d.h. das Niveau B2 wird auf das Niveau B1 zurückgebracht, so daß das Videosignal
B vollständig auf das gleiche Niveau wie das Videosignal A gebracht wird (in diesem
Falle wird natürlich tias Niveau A2 auf das Niveau Al zurUckgebracht). Mit anderen
Worten bedeutet das, daß die Korrigierschaltung 45 die Funktion hat, den Zustand
bzw. die Bedingung beim Aufnehmen des Objekts gleich demjenigen bzw. derjenigen
beim Aufnehmen des Bezugskörpers 1 zu machen. Das Ausgangssignal von der Korrigierschaltung
45 wird an eine Merkmalsextrahierschaltung 42 angelegt, das Ausgangssignal von letzterer
wird in den Rechner 43 eingegeben, damit ein Vergleich des Informationssignals von
dem Objekt mit demjenigen vom Bezugskörper durchgeführt wird. Daher wird in den
Fällen, in denen ein Objekt, das dem Bezugskörper gleicht, von der Fernsehkamera
aufgenommen wird, selbst dann, wenn sich das entsprechende Videosignal von der Kamera
von dem Videosignal A des Bezugskötpers aufgrund der obigen Ursachen unterscheidet,
wie durch die gestrichelte Kurve B in Fig. 4 angedeutet ist, das Videosignal B dem
Videosignal A gleichgemacht, und zwar durch die Eichsignalbildungsschaltung 44 und
die Korrigierschaltung 45, und infolgedessen kann durch die Inspektionseinrichtung
nach der vorliegenden Erfindung die Entscl.eidung gefällt werden, daß das Objekt
dem Bezugskörper gleicht.
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Die Inspektionseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung fällt
nur dann die Entscheidung, daß ein Objekt "schlecht" rist, wenn sich das Objekt
tatsächlich voran Bezugskörper unterscheidet (in diesem Falle unterscheidet sich
das Videosignal vom Objekt selbst natürlich von dem Videosignal vom Bezugskörper),
und die erfindungsgemäße Inspektionseinrichtung vermeidet den Nachteil, daß eine
"fehlerhafte" Entscheidung aufgrund einer anderen Ursache als aufgrund der zu inspizierenden
Objekte bewirkt wird, so daß es also im Gegensatz zu den Inspektionseinrichtungen
nach dem Stande der Technik nicht dazu kommt, daß ein dem Bezugskörper gleichendes
Objekt als ungleich angezeigt wird.
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In dem Ausführungsbeispiel der Erfindung, das in Fig. 5 gezeigt ist,
ist die Korrigierschaltung 45 am Ausgang des A/D-Wandlers 41 vorgesehen, aber es
besteht keine Notwendigkeit, die Anordnung der Korrigierschaltung 45 darauf zu beschranken,
daß sie an die rückwärtige Stufe des A/D-Wandlers 41 angeschaltet bzw. dem A/D-Wandler
41 nachgeschaltet ist, wie es in dem vorstehenden Beispiel der Fall ist. Das bedeutet,
daß die Korrigierschaltung 45 auch an anderen Stellen vorgesehen sein kann.
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Fig. 6 ist ein Blockschaltbild, das den Hauptteil eines anderen Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung zeigt, d.
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h. ein anderes Ausführungsbeispiel der Videosignalverarbeitungsschaltung
4 nach der Erfindung. In Fig. 6 sind die Teile oder Elemente, die den in Fig. 5
verwendeten entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen versehen, und diese Teile
werden nicht erneut erläutert.
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In dem Ausführungsbeispiel der Erfindung, das in Fig. 6 dargestellt
ist, wird das Ausgangsvideosignal von der Fernsehkamera 3 zunächst in die Eichsignalbildungsschaltung
44 und außerdem in die Korrigierschaltung 45 eingegeben, und das Ausgangseichsignal
von
der Schaltung 44 wird an die Korrigierschaltung 45 angelegt, um dadurch das Videosignal
von der Kamera 3 in der Korrigierschaltung 45 in gleichartiger bzw. ähnlicher Weise
wie in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 zu normalisieren.
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Das bedeutet daß das Ausführungsbeispiel der Fig. 6 auch ein VideosiL
al liefert, das frei von den Einflüssen ist, die sich durch Veränderungen des Lichtes
ergeben, das auf den Eichkörper 5 und das Objekt 1 aufgestrahlt wird, sowie von
der Drift des elektrischen Schaltsystems einschließlich der Kamera etc. Dieses Videosignal
wird durch den A/D-Wandler 41, die Merkmalsextrahierschaltung 42 und den Rechner
43 in gleichartiger bzw. ähnlicher Weise verarbeitet, wie das bei dem obigen Ausführungsbeispiel
nach der Erfindung der Fall ist, um die Inspektion des Objekts mit der gleichen
Wirkung wie in dem obigen Ausführungsbeispiel nach der Erfindung durchzuführen.
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Fig. 7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel nach der Erfindung,
in dem die gleichen Bezugszeichen wie in den Fig. 5 und 6 zur Bezeichnung der gleichen
Elemente verwendet sind, und zwar unter Weglassung einer erneuten Erläuterung dieser
Elemente.
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In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 wird das Ausgangsvideosignal
von der Fernsehkamera 3 an den A/D-Wandler 41 und außerdem an die Eichsignalbildungsschaltung
44 angelegt, wobei letzterer außerdem das Digitalsignal vom A/D-Wandler 41 zugeführt
wird; und das Digitalsignal vom A/D-Wandler 41 sowie das Eichsignal von der Schaltung
44 werden an die Korrigierschaltung 45 angelegt, deren Ausgangssignal von der Schaltung
42 verarbeitet und dann von letzterer in den Rechner 43 eingegeben wird, und zwar
in gleichartiger bzw. ähnlicher Weise wie bei den Ausführungsbeispielen nach den
Fig. 5 und 6.
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Als nächstes seinen praktische Ausführungsbeispiele der Videosignalverarbeitungsschaltung
4, die jeweils in den Ausführungsbeispielen
der Erfindung nach
den Fig. 5, 6 und 7 verwendet wird, unter Bezugnahme auf die Fig. 8, 9 und 10 jeweils
erläutert, in denen die gleichen Bezugszeichen, die in den Fig.
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5, 6 und 7 verwendet worden sind, die gleichen Teile bezeichnen.
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Die Fig. 8 zeigt ein praktisches Ausführungsbeispiel einer VideosignalverarEeitungsschaltung
4, die in dem Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet wird, das in Fig. 5 gezeigt
ist. In diesem praktischen Ausführungsbeispiel der Fig. 8 wird das zusammengesetzte
Videosignal SV von der Fernsehkamera 3 über einen Operationsverstärker OPI an einen
Transistor TR1 in Emitterfolgerschaltung angelegt, so daß ein zusammengesetztes
synchronisiertes Signal HV am Emitter des Transistors TR1 erzeugt wird. Dieses zusammengesetzte
synchronisierte Signal HV wird an einen monostabilen Multivibrator M1 und an NAND-Schaltungen
A7 und A2 angelegt, denen außerdem die Ausgangssignale des Multivibrators M1 zugeführt
werden, so daß ein horizontales und ein vertikales Synchronisiersignal HS bzw. VS
von der NAND-Schaltung Al bzw. A2 erzeugt wird. Das horizontale Synchronisiersignal
HS von der NAND-Schaltung Al wird an monostabile Multivibratoren M2 und M3 angelegt,
so daß man ein Synchronisiersignal HP erhält, das die horizontale Position des Eichkörpers
5 auf dem Schirm S bestimmt, während das vertikale Synchronisiersignal VS von der
NAND-Schaltung A2 an monostabile Multivibratoren M4 und M5 angelegt wird, um ein
Synchronisiersignal VP zu erzeugen, das die vertikale Position des Eichkörpers 5
auf dem Schirm S bestimmt. Im Ergebnis werden, da das Videosignal des Eichkörpers
5 in einer Position (Zeitperiode) erscheint, die von den Synchronisiersignalen HP
und VP bestimmt wird, die Signale HP und VP in eine UND-Schaltung A3 eingegeben,
so daß man ein Signal VHP erhält, welches die obige horizontale und vertikale Position
(Zeitperioden) des Videosignals des Eichkörpers 5 repräsentiert.
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Das Videosignal. 5V von der Kamera 3 wird außerdem in einen Operationsverstärker
OP2 eingegeben, dessen Ausgangssiganl in eine Sampling- bzw. Abfragewert- bzw. Probnahmehalteshaltung
SH eingegeben wird, der außerdem das Signal VHP von der UND-Schaltung A3 zugeführt
wird und die das Videosignal SV innerhalb einer Zeitdauer als Probenahme bzw. Abfragewert
bzw. Sampling hält, wobei diese Zeitdauer durch das Signal VIIP bestimmt ist, das
von der UND-Schaltung A3 an die Schaltung SH angelegt wird, und letztere erzeugt
auf diese Weise ein Sampling- bzw. Abfragewert- bzw. Probenahmehaltesignal VHS.
Dieses Signal VHS von der Sampling- bzw, Abfragewert-bzw. Probenahmehalteschaltung
SH wird einem Transistor TR2 zugeführt, und von letzterem einen A/D-Wandler AD1,
der dann einen entsprechenden Digitalwert b erzeugt. Der A/D-Wandler 41, dem das
Videosignal SV von der Kamera 3 zugeführt wird, wie weiter oben bereits näher erörtert
wurde, erzeugt einen entsprechenden Digitalwert a. Beide Digitalwerte a und b werden
in einen Teiler (Korrigierschaltung).45 eingegeben, der den Wert a/b berechnet.
Wenn die Lichtmenge, die bei der Inspektion des Objekts in die Kamera 3 eingeführt
wird, beinielsweise 10 96 vermindert wird, und zwar verglichen mit der Lichtmenge,
die bei der Aufnahme des Bezugskörpers in die Kamera 3 eingeführt wird, dann nimmt
der Digitalwert vom A/D-Wandler 41 denWer O,9aan, das Signal VSH von der Sampling-bzw.
Abfragewert- b4. Probenahmehalteschaltung SH wird auf gleiche bzw. ähnliche Weise
vermindert, und infolgedessen nimmt der Digitalwert b vom A/D-Wandler AD1 den Wert
0,9b an.
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Auf diese Weise berechnet der Teiler 45 den Wert von 0,9a/0,9b, welcher
gleich a/b ist. Das Ausgangssignal vom Teiler 45 ist frei von Einflüssen, die sich
aufgrund einer Änderung der Lichtmenge oder -intensität im Sichtfeld der Fernsehkamera
3 ergeben, sowie von Einflüssen, die sich aufgrund von Drifts in dem Schaltungssystem
der Fernsehkamera 3 etc. ergeben.
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In Fig. 8 ist m;Lt dem Bezugszeichen VR ein veränderbarer Widerstand
bzeichnet, der mit dem Operationsverstärker OP2 eingangsseitig verbunden ist, um
dessen Betriebspunkt einstellen zu können.
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Fig. 9 zeigt ein praktisches Ausführungsbeispiel der Videosignalverarbeitungsschaltung
4, die in dem in Fig. 6 gezeigten Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet werden
kann.
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In dem praktischen Ausführungsbeispiel der Fig, 9 wird das zusammengesetzte
Videosignal SV von der Fernsehkamera 3 huber einen Operationsverstärker OP1 an einen
Transistor TR1 in Emitterfolgerschaltung angelegt, um ein zusammengesetztes Synchronisiersignal
HV am Emitter des Transistors TR1 zu erzeugen. Dieses zusammengesetzte Synchronisiersignal
HV wird an einen monostabilen Multivibrator M1 und an NAND-Schaltungen A1 und A2
angelegt, die außerdem mit den Ausgangssignalen des Multivibrators M1 beaufschlagt
werden, so daß ein horizontales und ein vertikales Synchronisiersignal HS bzw. VS
von den NAND-Schaltungen Al bzw. A2 erzeugt wird. Das horizontale Synchronisiersignal
HS von der NAND-Schaltung Al wird an monostabile Multivibratoren M2 und M3 angelegt,
so daß man ein Synchronisiersignal HP erhält, das die horizontale Position des Eichkörpers
5 auf dem Schirm S bestimmt, während das vertikale Synchronisiersignal VS von der
NAND-Schaltung A2 an monostabile Multivibratoren M4 und M5 angelegt wird, so daß
man ein Synchronisiersignal VP erhält, das die vertikale Position des Eichkörpers
5 auf dem Schirm S bestimmt. Im Ergebnis werden, da das Videosignal des Eichkörpers
5 in einer Position (Zeitperiode) erscheint, die von den Synchronisiersignalen HP
und VP bestimmt werden, die Signale HP und VP in eine UND-Schaltung A3 eingespeist,
um ein Signal VHP zu erzeugen, welches die obige horizontale und vertikale Position
(Zeitperiode) des Videosignals des Eichkörpers 5 repräsentiert.
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Das Videosignal SV von der Kamera 3 wird außerdem einem Operationsverstärker
OP2 zugeführt, dessen Ausg2ngssignal in eine Sampling- bzw. Abfragewert- bzw. Probenahmehalteschaltung
SH eingespeist wird, der außerdem das Signal VRP von der UND-Schaltung A3 zugeführt
wird und die das Videesignal SV als Sampling bzw. Abfragewert bzw. Probenahme innerhalb
einer vorbestimmten Zeitdauer hält, die von dem Signal VHP bestimmt wird, das an
die Schaltung SH von der UND-Schaltung A3 aus angelegt ist, um ein Sampling- bzw.
Abfragewert- bzw.
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Probenahmehaltesignal VHS zu erzeugen. Dieses Signal VHS wird einem
Transistor TR2 zugeführt, der ausgangsseitig mit einer lichtemittie enden Diode
LED eines Photo- bzw. Lichtkopplers PH verbunden ist, der außerdem ein photoelektrisches
Umwandlungselement oder einen Widerstand cds R1 umfaßt. Der Widerstand R1 des Photokopplers
PH ist parallel zum-Operationsverstärker OP3 geschaltet, dem das Videosignal SV
von der Kamera 3 zugeführt wird. Wenn das Signal VS ein hohes Niveau hat, nimmt
ein Strom i, der durch die Diode LED des Photokopplers PH fließt, zu. Infolgedessen
nimmt der Widerstandswert des Widerstands R1 des Photokopplers PH während dieser
Zeit ab.
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Wenn der Widerstandswert des Widerstands R1 abnimmt, wird der Verstärkungsfaktor
des Operationsverstärkers OP2 niedrig.
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Wie oben erläutert wurde, wird, wenn das zusammengesetzte Videosignal
SV groß wird, der Verstäri ungsfaktor des Operationsverstärkers OP3 niedirg, während
dann, wenn das VideosiL ial SV klein wird, der Verstärkungsfaktor des Operationsverstärkers
OP3 hoch wird. Als Folge hiervon erzeugt der Operationsverstärker OP3 stets ein
im wesentlichen konstantes Ausgangssignal SVO, das dem A/D-Wandler 41 eingegeben
wird. Auf diese Weise wird das Ausgangs signal von der Schaltung 45 nicht durch
Änderungen der Lichtmenge im Sichtfeld der Kamera 3 sowie durch Drifts in dem Schaltungssystem
einschließlich der Kamera 3 etc. in ähnlicher Weise wie in dem Ausführungsbeispiel
der Fig. 8 beeinflußt.
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Unter nezuenahme auf Fig. 10 sei nun ein praktisches Ausführungsbeispiel
der Schaltung 4 beschrieben, die in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 verwendet
werden kann. In dem Ausfilhrungsbeispiel nach Fig. 10 wird das zusammengesetzte
Videosignal SV von der Fernsehkamera 3 über einen Operationsverstärker OP1 an einen
Transistor TR1 in Emitterfolgerschaltung angelegt, so daß am Emitter des Transistors
TR1 ein zusammengesetztes Synchronisiersignal KV erzeugt wird. Dieses zusammengesetzte
Synchronisiersignal 11V wird an einen monostabilen Multivibrator M1 und an NAND-Schaltungen
A1 und A2 angelegt, denen außerdem die Ausgangssignale des Multivibrators MI zugeführt
werden, so daß ein horizontales und ein vertikales Synchronisiersignal HS bzw. VS
von den NAND-Schaltungen Al bzw. A2 erzeugt wird. Das horinzontale Synchronisiersignal
HS von der NAND-Schaltung Al wird an monostabile Multivibratoren M2 und M3 angelegt,
so daß ein Synchronisiersignal lIP erzeugt wird, welches die horinzontale Position
des Eichkörpers 5 auf dem Schirm S bestimmt, während das vertikale Synchronisiersignal
VS von der NAND-Schaltung A2 an monostabile Multivibratoren M4 und M5 angelegt wird,
um ein Synchronisiersignal VP zu erzeugen, welches die vertikale Position des Eichkörpers
5 auf dem Schirm S bestimmt. Im Ergebnis werden, da das Videosignal des Eichkörpers
5 in einer Position (Zeitperiode) erscheint, die von den Synchronisiersignalen HP
und VP bestimmt wird, die Signale HP und VP in eine UND-Schaltung A3 eingespeist,
um ein Signal VHP zu erzeugen, welches die obige horizontale und vertikale Position
(Zeitperiode) des Videosignals des Eichkörpers 5 bestimmt. Das Signal VHP wird an
eine Latch- bzw. Sperr- bzw. Verriegelungsschaltung La angelegt, an die außerdem
das digitale Videosignal VSd vom A/D-Wandler 41 gegeben wird. Das Ausgangs signal
von der Latch- bzw. Sperr- bzw. Verriegelungsschaltung La wird einem Teiler Di eingespeist,
mit dem ein Faktorwählschalter SW verbunden ist. Der Wählschalter SW hat eine Mehrzahl
von Schalterelementen, durch die es möglich ist, einen geeigneten Faktor b für den
Teiler Di einzustellen. Das digitale Videosignal
VSd vom A/D-Wandler
41 und das Ausgangssignal vom Teiler Di werden der Korrigierschaltung oder Multiplizierschaltung
45 eingegeben.
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Es sei angenommen, daß dann, wc-nn der Bezugskörper von der Fernsehkamera
3 aufgenommen wird, der A/D-Wandler 41 digitale Videosignale VSd oder al, ... ai,
... an in einer Einzelbild-bzw. Halbbildaustastperiode erzeugt. In der Latch- bzw.
Sperr-bzw. Verriegelungsschaltung La, der die Signale al, ... ai, ... an und außerdem
das Signal VHP von der UND-Schaltung A3 zugeführt werden, kommt es dazu, daß sie
dann, wenn das digitale Videosignal, beispielsweise das Signal ai, in Ansprechung
auf das Signal VHP eingeklinkt bzw. verriegelt wird, das Signal ai während einer
Einzelbild- bzw. Halbbildaustastperiode an den Teiler Di abgibt. Zu dieser Zeit
erzeugt der Teiler Di, wenn ein geeigneter Faktor Di manuell mittels des Schalters
SW für den Teiler DI unter Berücksichtigung der Charakteristik des A/D-Wandlers
41 eingestellt worden 'ist, bi ein Ausgangssignal der Größe c = b/a oder ci = #
Das Ausbi gangssignal ci = wird dann in die Korrigierschaltung oder ai die Multiplizierschaltung
45 eingegeben, der auch das Ausgangsvideosignal VSd oder al, ... ai, ... an von
dem A/D-Wandler 41 zugeführt wird und die infolgedessen mit der Eichung ein korbi
figiertes Ausgangssignal d = a x c = (ai ... an) x erzeugt. ai Als nächstes sei
ein zu inspizierendes Objekt von der Fernsehkamera 3 aufgenommen, @@d hierbei erzeugt
der A/D-Wandler 41 digitale Videosignale a11, ... a1i, ... aln. In diesem Falle
ist, da das digitale Signal ali in der Latch- bzw. Sperr-bzw. Verriegelungsschaltung
La durch das Signal VHP (welches das gleiche ist, wie es beim Aufnehmen des Bezugsobjekts
erzeugt worden ist) eingeklinkt bzw. verriegelt wird und der Faktor bi nicht verändert
worden ist, das Ausgangssignal vom Teiler Di gleich dem Wert c = bi und das korrigierte
Ausgangssignal
von der M'ltipliierschaltung 45 beträgt d = (ai
... an) x ab1iti . Infolgedessen läßt sich deutlich ersehen, daß das Ausgangssignal
von der Multiplizierschaltung 45 nicht durch Veränderungen in der Lichtuienge im
visuellen Feld der Kamera 3 und auch nicht durch Drifts in der Schaltung ähnlich
wie bei den vorhergehenden Beispielen beeinfluß wird.
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Wie oben erläutert wurde, wird gemäß der vorliegenden Erfindung selbst
dann, wenn eine Umfangsbedingung bzw. ein Umgebungszustand, in denen ein zu inspizierendes
Objekt von einer Fernsehkamera aufgenommen wird, unterschiedlich von einer Bedingung
wird, in der ein Bezug körper von der Kamera aufgenommen wird, und zwar aufgrund
von Änderungen der Lichtbestrahlung des Objekts, des elektrischen Schaltsystems
einschließlich der Kamera etc., wodurch das Videosignal von der Kamera zntsprechend
dem Objekt unterschiedlich von dem Videosignal wird, ?-as dem Bezugskörper entspricht,
wobei diese Unterschiedlicheit nicht durch das Objekt selbst sondern durch den Unterschied
zwischen den Umfangs- bzw. Umgebungsbedingungen zwischen dem zu inspizierenden Objekt
und dem Bezugskörper verursacht wird, diese Änderung des Videosignals automatisch
gemäß der Erfindung korrigiert und eine fehlerhafte Entscheidung, die durch die
obigen Änderungen des Videosignals verursacht werden könnte, kann dadurch vermieden
werden, daß ein Sichkörper innerhalb des Sichtfeldes der Fernsehkamera für den Bezugskörper
und/oder das zu inspizierende Objekt angeordnet wird; von dem Videosignal wird ein
Eichsignal erhalten, welches dem Eichkörper entspricht, und das Videosignal von
der Kamera wird durch das Eichsignal korrigiert, bevor das Videosignal einem Rechner
eingegeben wird. Demgemäß ist es bei der Erfindung nicht erforderlich, kostenaufwendige
Lichtquellen mit geringer Änderung der Lichtmenge oder -intensität, eine Lichtabschirmeinrichtung,
die strikt jede Änderung des Lichtes von der Lichtquelle zu einem zu inspizierenden
Objekt vermeidet,
und eiz- kostünaufwendige Fernsehkamera, die
ihrerseits selbst nur geringen Veränderungen unterworfen ist, zu verwenden, so daß
die Inspektionseinrichtung s- hr kostengünstig ausgebildet, jedoch in ihrer Genaulgkeit
erheblich verbessert werden kann.
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In dem dargestellten Ausführungabeispiel der Erfindung ist der Eichkörper
5 auf dem Inspektionstisch T angeordnet, wobei die Anordnungsposition des Eichkörpers
5 je nach Wunsch ausgewählt werden kann, sofern er innerhalb des visuellen Feldes
der Kamera 3 angeordnet ist und nicht das Aufnehmen eines Bezugskörpers und/oder
eines Eichkörpers bzw. eines zu inspizierenden Objekts behindert sowie unverändert
während des Aufnehmens des Bezugskörpers und/oder des Eichkörpers bzw.
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eines zu inspizierenden Objekts gehalten wird.
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Weiterhin ist eine Beschränkung des Eichkörpers 5 auf weißes Papier
unnötig, vielmehr kann die Farbe des Eichkörpers innerhalb des Gegenstands der Erfindung
und des allgemeinen Erfindungsgedankens zum Erreichen des obigen Zweckes der Erfindung
gewählt werden, beispielsweise kann sie grau, gelb oder dergleichen sein. Außerdem
ist keine Beschränkung bezüglich des Materials, aus dem der Eichkörper 5 ausgebildet
ist, erforderlich, sofern das Material in der Lage ist, seine Farbe unverändert
beizubehalten. Es ist weiterhin ersichtlich, daß keine Beschränkung hinsichtlich
der Form des Eichkörpers erforderlich ist, sofern er nicht das Aufnehmen eines Bezugskörpers
und/oder eines Eichkörpers bzw. eines zu inspizierenden Objekts durch die Fernsehkamera
beeinträchtigt.
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Schließlich ist es auch möglich, die Korrektur eines Videosignals
durch das Programm eines Rechners anstelle durch dessen Einrichtungen, wie in den
obigen Beispielen nach der Erfindung, durchzuführen.
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Im übrigen ist die Erfindung nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele
beschränkt sondern läßt sich im Rahmen des
Gegenstonds der Erfindung,
wie er in den Ansprüchen zum Ausdruck kommt, sowie im Rahmen des allgemeinen Erfindungsgedankens
in vielfältiger Weise abwandeln.
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Ende der Beschreibung.