JPH0350217B2 - - 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ように映像信号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）以上のとき、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。

以上が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
別を防ぐ目的で、従来は、ブランク期間ではしき
い値信号SHのレベルを保持する回路や、一定電
圧を積分回路の出力に加えてその一定電圧に保持
する回路が一般的に採用されているが、その効果
は以下に説明するように充分でない。

第４図はブランク期間BLにてしきい値信号SH
のレベルを保持する方式における映像信号VSと
しきい値信号SHの関係を示し、また第５図はブ
ランク期間BLにて一定電圧V1を積分回路の出力
に加え一定電圧V1に保持する方式における映像
信号VSとしきい値信号SHの関係を示す。なお、
両図における映像信号VSは上記のように高周波
パルスで出力される信号の包絡線で表されてい
る。

第４図ａに示した例は映像信号VSの地合レベ
ルが各走査の冒頭部分で比較的高く、走査終了部
分で比較的低くなるような一定の傾向を持つ傾き
を示している場合の例であり、逆に第４図ｂの例
は映像信号VSの地合レベルが走査冒頭部分で比
較的低く、走査終了部分で比較的高い場合の例で
ある。ここで、ブランク期間BLでしきい値信号
SHを保持するようにした場合、第４図ａの例で
は映像信号VSの冒頭部分で欠点がないにも拘わ
らず欠点弁別信号を出力してしまい、逆に第４図
ｂの例では、映像信号VSの冒頭部分に比較的小
さな欠点信号があつてもこれが検出されないとい
つた問題を生ずる。

また、第５図に示すようにブランク期間BLに
一定電圧を積分出力に加え一定電圧V1に保持す
る方式では、同図ａのように被検査物、光源等の
変化により映像信号VSの全体的なレベルが変化
した場合、ブランク期間BLにて積分回路の出力
に加え得る一定電圧V1を変えないと、査冒頭部
分の欠点を検出できないという問題点がある。ま
た同図ｂに示すようにブランク期間BLが短くな
つた場合、積分回路が一定電圧V1まで充電でき
ず、走査冒頭部分で誤つた欠点弁別をしてしまう
という問題点もあつた。

これらの問題を解決するために、従来、走査冒
頭部分の映像信号レベルを、包絡線信号を作る第
１の積分回路とは別の第２の積分回路に保持し、
ブランク期間に第１の積分回路を上記第２の積分
回路に保持されたレベルに充電するという方式が
あるが、走査周期が長く、ブランク期間が長くな
つた場合、コンデンサを用いた積分回路ではレベ
ルの保持が難しく、また、その保持したレベルを
他方の積分回路に急速充電することが難しいとい
う問題点がある。

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、映像信号の各走査間
のブランク期間に全く影響されず映像信号の走査
冒頭部分のレベルを追従記憶し、かつその記憶し
たレベルを基に包絡線信号を作り、その信号から
しきい値信号を発生し、その結果誤弁別の少い高
精度な欠点検出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６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７図および第８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記憶するためのメ
モリ１７と、上記カウンタ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１４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、上記撮像素子５による各
走査の開始直後に上記カウンタ１１の出力を上記
メモリ１７に記憶させる記憶タイミング制御手段
と、上記撮像素子５による各走査間のブランク期
間中に上記メモリ１７の記憶データを上記カウン
タ１１にプリセツトさせるプリセツトタイミング
制御手段とを備え、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。

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７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下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。

また、タイミング回路１３からは撮像素子５の
走査と同期して、走査開始直後に一発のパルス信
号TWが出力されるとともに、走査終了直後に一
発のパルス信号TPが出力される。走査開始直後
のパルス信号TWは上記メモリ１７に対して書込
みパルス信号として印加され、走査終了直後のパ
ルス信号TPは上記カウンタ１１にプリセツト信
号として印加される。

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７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中の各絵素パルスのレベルがＤ／Ａ変換器１
４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、その度にアンドゲート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。

また、撮像素子５による走査開始直後にタイミ
ング回路１３から書込みパルスTWが出力され、
これによつてその時点のカウント１１のデジタル
計数出力がメモリ１７に記憶される。また、撮像
素子５による各走査の終了直後にタイミング回路
１３からプリセツトパルスTPが出力され、これ
によつてメモリ１７に記憶されているデータがカ
ウンタ１１にプリセツトされ、次の走査時にこの
プリセツトされたデータを初期値とし、上述した
ような包絡線信号を作る回路動作が行われる。

上記のようにして各走査冒頭部分の映像信号の
レベルを基準にして、その変動に追従した包絡線
信号の作成動作が行われる。その結果、第８図に
示すように、映像信号VSの地合レベルが走査開
始から走査終了に向けて一定の傾きを有している
場合ａ，ｂであつても、従来のように走査冒頭部
分にてしきい値信号SHが映像信号VSにクロスし
たりあるいは逆に大きく掛離れたりして誤弁別を
生じてしまうことがなくなる。同図ｃのように映
像信号VSのレベルが大きく変化した場合でも、
同様にしきい値信号SHがこれに追従し、誤弁別
を生じることがない。また、メモリ１７へのデジ
タルデータの書込みおよびそのデジタルデータの
カウンタ１１へのプリセツトは瞬時にして行われ
るので、同図ｄに示したようにブランク期間BL
が極端に短くなつても何等問題は生じない。

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、かつ、走査開始
直後のカウンタの出力をメモリに記憶し、その記
憶データを走査終了後のブランク期間にて上記カ
ウンタにプリセツトするようにしているので、
種々の要因によつて生ずる映像信号の低周波数の
レベル変動に全く影響されず、極めて高精度な欠
点弁別が行なえるようになる。

【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図は従来のし
きい値信号を得るための回路の要部を示す図、第
４図および第５図は従来の問題点を示す波形図、
第６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７図および第８図は第６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……メモリ、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 検査対象物の被検査面を撮像手段により光電
   的に走査し、そうして得られる映像信号と適宜な
   しきい値信号とを欠点弁別用比較器にてレベル比
   較することにより、上記検査対象物の被検査面の
   欠点を検出する装置であつて、 アツプダウンカウンタと、 このカウンタデジタル計数出力を記憶するメモ
   リと、 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を適宜に増幅ま
   たは減衰またはレベルシフトすることによつて上
   記しきい値信号を得るとともに、上記出力信号ｂ
   と上記映像信号ａとレベル比較をする比較器と、 上記撮像手段の走査期間中に上記カウンタをカ
   ウンタの出力に応じて、上記映像信号ａのレベル
   が上記Ｄ／Ａ変換器の出力信号ｂよりも高いとき
   はアツプカウントさせるとともに、映像信号ａの
   レベルがＤ／Ａ変換器の出力信号ｂよりも低いと
   きはダウンカウントさせるアツプダウン制御手段
   と、 上記撮像手段による各走査の開始直後に上記カ
   ウンタの出力を上記メモリに記憶させる記憶タイ
   ミング制御手段と、 上記撮像手段により各走査間のブランク期間中
   に上記メモリの記憶データを上記カウンタにプリ
   セツトさせるプリセツトタイミング制御手段と、 を備えていることを特徴とする欠点検出装置。