JPH0346871B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、シート物等の被検査面を撮像装置
により光電的に走査して欠点を検出する装置に関
する。

例えば第１図に示すように、撮像装置１と光源
２との間に紙やフイルム等のシート状の被検査物
３を配し、透過光式に被検査物３を走査し、ピン
ホール４の如き欠点を検出する場合、基本的に次
のような信号処理を行なう。

上記撮像素子１がCCD（電荷結合素子）等の半
導体イメージセンサを用いて構成される場合、そ
の映像信号は第２図に例示するように高周波パル
スの形で出力される。この波形図は一走査分の映
像信号VSを示しており、Ｅは被検査物３の正常
部分の明かるさに対応した地合レベルであり、こ
の地合レベルＥには周知のように種々の要因によ
り低周波数の変動が現れる。また、ｎは被検査物
３のピンホール４に対応する欠点信号で、ピンホ
ール４を通して強い光が撮像装置１に入射するた
め、欠点信号ｎは地合レベルＥより高レベルのパ
ルス状の信号となる。

この欠点信号ｎを弁別するために映像信号VS
を適宜なしきい値で２値化する訳だが、浮動２値
化として良く知られているもうに映像信号VSを
適宜に積分するとともに適宜にレベルシフトする
ことにより、映像信号VS中の地合レベルＥの変
動に追従するしきい値信号SHを作り、これで２
値化を行なつている。第３図はしきい値信号SH
を得る回路の要部である上記積分回路の具体例で
ある。この回路において、映像信号VSがダイオ
ードＤのカソード側に印加され、映像信号VSの
瞬時電圧がコンデンサＣの充電電圧Vc（この回路
の出力電圧である）以下のとき、ダイオードＤお
よび抵抗Ｒ１を通してコンデンサＣへ充電電流が
流れ、映像信号VSの順次電圧が電圧Vc以下のと
き、コンデンサＣから抵抗Ｒ２に放電電流が流れ
る。ここで抵抗Ｒ１およびＲ２を適宜に選んで、
コンデンサＣに対する充電経路の時定数を比較的
小さく、放電経路の時定数を比較的大きく設定す
る。出力電圧Vcは第２図に示すように地合レベ
ルＥの低周波数の変動に追従し、かつパルス状の
欠点信号ｎには余り応答しない波形となる。この
信号Vcを適宜に増幅したり、あるいは一定電圧
を加算することによりレベルシフトし、地合レベ
ルＥより僅かに大きいしきい値信号SHが得られ
るのである。

以下が浮動２値化方式による欠点弁別の基本で
ある。ところで、撮像装置１の出力には周知のよ
うに各走査の間で映像信号がなくなる期間（帰線
期間に相当するもので、ここではブランク期間と
称す）が含まれる。このブランク期間において上
記積分回路のコンデンサＣの充電電荷が放電する
ため、積分出力Vcは徐々に低下し、しきい値信
号SHも低下する。このブランク期間でのしきい
値の低下による誤弁別を防ぐために、従来の多く
の装置では、上記コンデンサＣの充放電路にアナ
ログスイツチを設け、上記ブランク期間にこのア
ナログスイツチをオフにして充電電圧（しきい
値）を保持するように構成している。しかし、ブ
ランク期間が比較的長い場合にはこれでもコンデ
ンサＣの放電を完全に防げず、ブランク期間での
しきい値低下による誤弁別を完全になくすことが
できなかつた。

また、例えば第１図に示す検査態様において、
被検査物３が非常に厚いかあるいは非透光性のも
のであり、ピンホール４のごとき欠点の部分での
み光が透過するような場合、映像信号VSの地合
レベルＥはほとんど零レベルとなり、その映像信
号VSを上述した積分回路で積分しても適切なし
きい値信号を得ることができなくなる。このよう
な場合、上記積分回路によりしきい値信号を得る
浮動２値化方式でなはく、しきい値レベルを一定
値に固定して２値化する固定２値化方式の方が適
当である。

そのために、従来の多くの欠点検出装置では、
浮動２値化のための上記の積分回路の他に、固定
２値化の際の一定のしきい値を得るための基準電
圧発生回路を設け、また上記積分回路を使う浮動
２値化か上記基準電圧発生回路を使う固定２値化
かを選択する切換回路を設けている。しかし、こ
の構成においては、固定２値化の信頼性を得るた
めに充分に安定な基準電圧発生回路が必要であ
り、そのため回路コストが非常に高くなるという
欠点があつた。

この発明は上述した従来の問題点に鑑みなされ
たものであり、その目的は、映像信号の包絡線信
号を得るための回路にデジタル回路を採用し、浮
動２値化時におけるブランク期間でのしきい値レ
ベルの低下を完全になくし、また上記デジタル回
路を利用することにより高級で高価な基準電圧発
生回路を用いずとも高い信頼性の固定２値化が行
なえるようにした欠点検出装置を提供することに
ある。

以下、この発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。

第４図はこの発明に係る欠点検出装置の一実施
例を示すブロツク図であり、第５図はこの欠点検
出装置の各部の信号波形を示す。CCDイメージ
センサ等からなる撮像素子５は駆動回路１２から
の制御信号を受けて動作し、例えば第１図に示し
た態様で被検査物３上を光電的に繰り返し走査す
る。

撮像素子５から出力されて増幅器６で増幅され
た映像信号VSは、欠点弁別用比較器１６におい
て後述のようにして得られるしきい値信号SHと
レベル比較され、これにより２値化された弁別信
号OUTが出力される。この発明に係る欠点検出
装置は、アツプダウンカウンタ１１と、このカウ
ンタ１１のデジタル計数出力をアナログ信号に変
換するＤ／Ａ変換器１４と、このＤ／Ａ変換器１
４の出力信号ｂと上記映像信号VSのレベル比較
をする比較器７と、上記撮像素子５による走査期
間中に上記カウンタ１１を上記比較器７の出力に
応じてVS＞ｂのときは所定速度でアツプカウン
トさせるとともに、VS／ｂのときは所定速度で
ダウンカウントさせるアツプダウン制御手段と、
所定の切換信号に応動して上記アツプダウン制御
手段の動作を禁止するとともに、上記カウンタに
所定のデジタル数値データをプリセツトする固定
値設定手段とを備え、上記Ｄ／Ａ変換器１４の出
力信号ｂを増幅器１５によつて適宜に増幅して上
記しきい値信号SHを得るようにしている。

上記固定値設定手段は、カウンタ１１にプリセ
ツトすべき所定のデジタル数値を設定するデジタ
ルスイツチ等の設定器１７と、上記アツプダウン
制御手段の動作を禁止するとともに、上記設定器
１７の設定データをカウンタ１１にプリセツトす
る信号を発生するスイツチ１８とからなる。この
スイツチ１８を図のようにオフしておくと、スイ
ツチ信号ｄはＨレベルとなり、これが２つのアン
ドゲート９，１０に入力されるとともに、信号ｄ
をインバータ１９で反転した信号がカウンタ１１
のプリセツト制御信号端子に印加され、該カウン
タ１１はカウンタ可能状態となる。これは上記ア
ツプダウン制御手段が動作する状態で、このとき
浮動２値化方式でもつて本回路が動作する。ま
ず、この浮動２値化方式の動作から説明する。

実施例について詳述すると、タイミング回路１
３からは、駆動回路１２にて作られる撮像素子５
の走査クロツク信号と同期した２相のクロツク信
号Ｔ１，Ｔ２が出力される。第５図に示すよう
に、クロツク信号Ｔ２は映像信号VS中に含まれ
ている各絵素パルスの立ち上がり直後に発生する
極めて幅の狭いパルス信号であり、またクロツク
信号Ｔ１は、クロツク信号Ｔ２より極く僅かに遅
れて発生するやはり幅の狭いパルス信号である。
クロツク信号Ｔ１，Ｔ２は撮像素子５の走査が行
われている期間にのみ発生し、各走査間のブラン
ク期間BLでは発生しない。

映像信号VSとＤ／Ａ変換器１４の出力信号ｂ
とをレベル比較する比較器７の出力信号ｃがフリ
ツプフロツプ８のセツト入力側に印加され、上記
クロツク信号Ｔ１がこのフリツプフロツプ８のリ
セツト入力側に印加される。これにより、映像信
号VS中のある絵素パルスのレベルが信号ｂのレ
ベルより大きい場合、第５図ｃに示すように比較
器７からパルス信号が生じ、この信号によつてフ
リツプフロツプ８がセツトされる。逆に映像信号
VS中のある絵素パルスのレベルが信号ｂより低
い場合、比較器７の出力信号ｃはＬレベルのまま
で、フリツプフロツプ８はクロツク信号Ｔ１によ
つてリセツトされたままとなる。フリツプフロツ
プ８のセツト出力Ｑはアンドゲート９に印加さ
れ、リセツト出力はアンドゲート１０に入力さ
れる。２つのアンドゲート９，１０にはタイミン
グ回路１３からの上記クロツク信号Ｔ２が入力さ
れる。そして、アンドゲート９の出力信号がカウ
ンタ１１のアツプカウント入力となり、アンドゲ
ート１０の出力信号がカウンタ１１のダウンカウ
ント入力となる。

上記の構成において、映像信号VSの各絵素パ
ルスのレベルがＤ／Ａ変換器１４の出力信号ｂよ
り大きいと、そのような絵素パルスが発生する度
にフリツプフロツプ８がセツトされ、その度にア
ンゲート９からパルス信号UPが出力され、その
度にカウンタ１１が１づつアツプカウントされ
る。そのため、カウンタ１１の出力をアナログ変
換してなる信号ｂのレベルも増加していく。上記
とは逆に映像信号VS中の絵素パルスのレベルが
信号ｂより低い場合、フリツプフロツプ８がリセ
ツトされたままとなり、その状態でクロツク信号
Ｔ２が発生するため、このようなレベルの低い絵
素パルスが発生する度にアンドゲート１０からパ
ルス信号DWが出力され、その度にカウンタ１１
が１づつダウンカウントされる。その結果、カウ
ンタ１１の出力をアナログ変換してなる信号ｂの
レベルも減少する。

上記のようにして、映像信号VSのレベルが信
号ｂより大きければ信号ｂのレベルが増加させら
れ、逆に信号ｂより映像信号VSのレベルが小さ
ければ信号ｂのレベルが減少させられる。この結
果、Ｄ／Ａ変換器１４の出力信号ｂは映像信号
VSの包絡線信号に略等しくなる。ここで注目す
べきことは、タイミング回路１３からのクロツク
信号Ｔ１，Ｔ２は撮像素子５のブランク期間BL
では発生しないため、ブランク期間BLではカウ
ンタ１１のカウント動作が禁止されている。従つ
てブランク期間BLでの信号ｂのレベル変化は全
くない、映像信号VSの終了点のレベルが全く減
ずることなく保持される。この様子を第５図破線
でに示している。しきい値信号SHはこの信号ｂ
に基づいて作られるものであるから、しきい値
SHのブランク期間BLでのレベル減衰も全くなく
なる訳である。

また、本欠点検出装置の動作を上述した浮動２
値化方式から固定２値化方式に切換える場合、上
記スイツチ１８をオンにする。すると、スイツチ
信号ｄがＬレベルになつてアンドゲート９，１０
の出力信号がともにＬレベルに固定され、同時に
信号ｄをインバータ１９で反転してなる信号がＬ
レベルからＨレベルに変化し、これに応動して設
定器１７の設定データがカウンタ１１にプリセツ
トされる。この後フリツプフロツプ８の状態に関
係なくカウンタ１１は動作せず、Ｄ／Ａ変換器１
４にはプリセツトされた設定データが入力され続
ける。従つて、Ｄ／Ａ変換器１４のアナログ出力
ｂは設定器１７のデジタル設定値に対応した一定
値に固定される。つまり、しきい値SHも一定レ
ベルに固定され、固定２値化方式で欠点弁別が行
なわれる。ここで注目すべきことは、固定２値化
のための一定のしきい値がデジタルスイツチ等の
設定器１７にてデジタル的に設定でき、従来のよ
うな安定度の高い高価な基準電圧発生回路を必要
とせず、極めて信頼性の高い固定２値化方式の欠
点弁別が行なえることである。

なお、上記の実施例では映像信号VSの地合レ
ベルＥよりレベルが大きくなる欠点信号の弁別に
ついて説明したが、地合レベルＥよりレベルが下
がる欠点信号の弁別についても上記と同様である
ことは言うまでもない。

以上詳細に説明したように、この発明に係る欠
点検出装置にあつては、コンデンサを含む積分回
路によつて映像信号の地合レベル変動に追従した
包絡線信号を得るのではなくて、アツプダウンカ
ウンタによつてデジタル的に映像信号の地合レベ
ル信号に追従したデータを得、これをＤ／Ａ変換
して包絡線信号を得るようにし、これを基に浮動
２値化用のしきい値信号を得るようにしたので、
ブランク期間でのしきい値レベルの低下はまつた
くなく、これによる誤弁別は完全に防止できる。
また、上記アツプダウンカウンタに所定の数値を
プリセツトすることで固定２値化用のしきい値信
号を得るようにしたので、極めて簡単な回路で信
頼性の高い固定２値化の欠点弁別が行なえる。ま
た固定値設定手段が選択されている場合には、被
検査物が厚いかまたは非透光性で映像信号レベル
が０の場合においてもピンホール等の欠陥を検出
できるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は欠点検出装置の概要の説明図、第２図
は映像信号の波形例を示す図、第３は従来のしき
い値信号を得るための回路の要部を示す図、第４
図は本発明による欠点検出装置の一実施例のブロ
ツク図、第５図は第４図に示す本発明の装置の各
部の波形を示す図である。 ５……撮像素子、７……比較器、１１……アツ
プダウンカウンタ、１４……Ｄ／Ａ変換器、１６
……欠点弁別用比較器、１７……設定器、VS…
…映像信号、SH……しきい値信号、OUT……欠
点弁別信号。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 被検査面を撮像手段により光電的に走査し、
   得られる映像信号と適宜なしきい値信号とを第１
   の比較器によつてレベル比較することにより被検
   査面の欠点を検出する装置であつて、 しきい値設定用のアツプダウンカウンタと、上
   記カウンタのデジタル計数出力をアナログ信号に
   変換するＤ／Ａ変換器と、このＤ／Ａ変換器の出
   力信号ｂと上記映像信号ａのレベル比較をする第
   ２の比較器と、上記撮像手段の走査期間中に上記
   カウンタを上記第２の比較器の出力に応じてａ＞
   ｂのときは上記撮像手段の走査クロツク信号と同
   期してアツプカウントさせるとともに、ａ＜ｂの
   ときは上記撮像手段の走査クロツク信号と同期し
   てダウンカウントさせるアツプダウン制御手段
   と、所定の切換信号に応動して上記アツプダウン
   制御手段の動作を禁止するとともに、上記カウン
   タに所定のデジタル数値データをプリセツトする
   固定値設定手段とを備え、アツプダウン制御手段
   と固定値制御手段とを切換えて動作させ、上記
   Ｄ／Ａ変換器の出力信号を増幅または減衰または
   レベルシフトして上記しきい値信号を変動２値化
   用と固定２値化用に切換えて出力するしきい値信
   号出力手段と、 上記撮像手段によつて得られた映像信号レベル
   と上記しきい値信号出力手段によつて出力される
   信号レベルを比較する第１の比較器と、 を有することを特徴とする欠点検出装置。