JPH0473533B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は物品の表面欠陥検査用カメラの撮像部
に用いられるリニアイメージセンサの改良に関す
るものである。

（従来の技術） 従来のリニアイメージセンサ５０は第６図に示
すように感光部が１列の光電素子列５１によつて
構成されたものであり、光電素子列５１に比較し
て集積度を上げ難いゲート部５２と電荷転送部５
３とを光電素子列５１の両側に配置し、片側で奇
数番を光電素子からの出力信号を処理させ、反対
側で偶数番の光電素子からの出力信号を処理させ
るとともに各電荷転送部５３からの出力信号を出
力ゲート５４により交互に取込んでプリアンプ５
５で増幅したうえ出力するものであつた。このよ
うなリニアイメージセンサ５０を内蔵したカメラ
５６を用いた表面欠陥検査システムの一例は第７
図に示されるとおりであつて、リニアイメージセ
ンサ５０からの出力信号をすべてコンピユータ５
７に入力して良否の判断を行わせる必要があるの
で入力情報量が膨大なものとなり、コンピユータ
５７の内部処理に時間を要し工場等における検査
システムとしては実用性に乏しいものであつた。
そこで検査対象物５８が第７図に示すようなシー
ト状の物品である場合には適当なスライスレベル
を設定しておき、これを越える欠陥信号のみをコ
ンピユータ５７へ入力させるようにしたシステム
も実用化されているが、検査対象物が第４図に示
す碍子のような凹凸表面を有する場合には凹部と
凸部との明度差が表面欠陥による明度差よりもは
るかに大となるため、適当なスライスレベルを設
定することが不可能となり、シート状の物品以外
には実用化されていない状況にあつた。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明はこのような従来の問題点を解決して、
表面形状が複雑な検査対象物についてもオンライ
ンで高速かつ正確な表面欠陥の検査を行うことが
できる表面欠陥検査用カメラのためのリニアイメ
ージセンサを提供することを目的として完成され
たものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明は細幅の光遮蔽膜を挟んで２列の光電素
子列を並列に配置し、各光電素子列の外側にそれ
ぞれゲート部と電荷転送部とを平行に配設すると
ともに、その各出力端には各電荷転送部からの出
力信号を独立して処理する出力ゲートとこれらの
出力ゲートの差動出力を増幅する差動増幅回路と
を設たことを特徴とするものである。

以下に本発明を第１図及び第２図によつて更に
詳細に説明すると、１，２は細幅の光遮蔽膜３を
挟んで並列に配置された２列の光電素子列であ
り、各光電素子の大きさは例えば第２図に示すよ
うに10μm×14μmであり、その長手方向のピツチ
は14μm、光遮蔽膜３の幅ｄは数μmから十数μm
の範囲で適当に設定できる。各光電素子列１，２
の外側にはそれぞれゲート部４，５と電荷転送部
６，７とが平行に配設されており、ゲート部４，
５が電子的にゲートを開くと各光電素子列１，２
の各ビツトに受光強度に応じて発生し蓄えられて
いた電荷は電荷転送部６，７へ移動し、更にクロ
クパルスにより第１図の左方向へシフトすること
となる。８，９はこのようにシフトして出力端に
達した出力信号を読み取るため各電荷転送部６，
７の出力端に設けられた出力ゲート、１０は各出
力ゲート８，９の差動出力を増幅する差動増幅回
路であつて、各電荷転送部６，７からの出力信号
は出力ゲート８，９により例えば同一のクロツク
パルスに応じて同一タイミングで読み取られたう
え差動増幅回路１０によつて両信号間の差である
差動出力が演算され、さらに増幅されたうえで出
力されることとなる。

（作 用） このように構成されたものは、例えば第３図に
示すように表面欠陥検査用カメラ１２の撮像部と
して使用すれば、細幅の光遮蔽膜３を挟んで並列
に配置された２列の光電素子列１，２上に検査対
象物４０の表面上の極めて近接した２本のライン
４１，４２の像を結ばせることができ、その明度
に応じた電荷を各光電素子列１，２の各ビツトに
発生させることができる。そこで各ビツトの電荷
をゲート部４，５を介して電荷転送部６，７へ移
動させたうえでクロツクパルスによつて順次出力
端へシフトさせつつ出力ゲート８，９により出力
信号として読み取り、さらに差動増幅回路１０に
よつて両信号間の差動出力を増幅したうえでリア
ルタイムで出力させるようにすれば、検査対象物
４０に表面欠陥１００が存在する場合にはその表
面欠陥１００が２本のライン４１，４２の一方に
掛かつた瞬間にライン４１，４２の対応部分の明
度差をリアルタイムで差動出力として取り出すこ
とができ、その表面欠陥の有無をコンピユータ１
４によつて直ちに判別することが可能となる。こ
のときには、コンピユータ１４が処理すべき入力
情報量は差動増幅回路１０によつて増幅された差
動出力が持つ情報量のみとなるから、従来のよう
にリニアイメージセンサから出力される全部の情
報量を処理する場合に比較して10^-4〜10^-5倍とな
り、その処理速度を飛躍的に向上させることがで
きるとともにコンピユータ１４を小型で低価格の
ものとすることができる。本発明のリニアイメー
ジセンサは特に第４図に示される碍子のような凹
凸表面を有する検査対象物４０を検査するカメラ
の撮像部として有効なものである。即ち、このよ
うな検査対象物４０に対しては照明をどのように
工夫してもライン４１，４２上の各点の明度を一
定にすることは極めて困難であつて第５図に信号
出力１、信号出力２として示すような明度差を生
ずるが、円周方向の明度差はわずかであるから、
極めて近接したライン４１，４２の像が光電素子
列１，２に結ばれるようにすればその差信号は表
面に欠陥がない場合にはゼロとなり、表面欠陥１
００が一方のライン上に存在する場合にのみ差信
号が生ずることとなる。このような方式の表面欠
陥検査システムにおいて２本のライン４１，４２
間の距離をできるだけ小さくすることが検査精度
向上のために重要であり、本発明によれば例えば
カメラ倍率を100倍としたときにも２本のライン
４１，４２間の距離を１〜２mmとすることがで
き、高い検査精度が得られる利点がある。

（発明の効果） 本発明は以上の説明からも明らかなように、２
列の光電素子列を微小間隔で並列に配置するとと
もに各光電素子列の外側にそれぞれゲート部と電
荷転送部とを平行に配設して出力信号を並列的に
取り出すことができるようにしたものであるか
ら、表面形状の複雑な検査対象物のための表面欠
陥検査用カメラの撮像部として使用すれば高速度
で正確な検査を行わせることができるものであ
る。また本発明おいては各電荷転送部からの出力
信号を独立して処理する出力ゲートとこれらの出
力ゲートの差動出力を増幅する差動増幅回路とを
設けたので、検査のために必要な信号のみを外部
へ取り出すことができ、外部に差動演算回路を設
ける必要もないので検査装置を簡素化すること
が、できる利点もある。よつて本発明は従来のリ
ニアイメージセンサの問題点を解決したものとし
て、産業の発展に寄与するところは極めて大であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のリニアイメージセンサの構成
を示すブロツク図、第２図はその要部の拡大平面
図、第３図及び第４図は使用状態の説明図、第５
図は表面欠陥を検出した状態における各電荷転送
部からの信号出力の波形図、第６図は従来のリニ
アイメージセンサの構成を示すブロツク図、第７
図はその使用状態の説明図である。 １，２：光電素子列、３：光遮蔽膜、４，５：
ゲート部、６，７：電荷転送部、８，９：出力ゲ
ート、１０：差動増幅回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 細幅の光遮蔽膜３を挟んで２列の光電素子列
   １，２を並列に配置し、各光電素子列１，２の外
   側にそれぞれゲート部４，５と電荷転送部６，７
   とを平行に配設するとともに、その各出力端には
   各電荷転送部６，７からの出力信号を独立して処
   理する出力ゲート８，９とこれらの出力ゲート
   ８，９の差動出力を増幅する差動増幅回路１０と
   を設けたことを特徴とするリニアイメージセン
   サ。