JPH0587782B2 - - Google Patents

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JPH0587782B2
JPH0587782B2 JP62003657A JP365787A JPH0587782B2 JP H0587782 B2 JPH0587782 B2 JP H0587782B2 JP 62003657 A JP62003657 A JP 62003657A JP 365787 A JP365787 A JP 365787A JP H0587782 B2 JPH0587782 B2 JP H0587782B2
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Japan
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signal
dark
circuit
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inspected
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Toyota Motor Corp
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Description

【発明の詳細な説明】 発明の目的 [産業上の利用分野] 本発明は、物体の表面形態等の欠陥を検査する
装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Object of the Invention [Industrial Application Field] The present invention relates to an apparatus for inspecting defects such as surface morphology of an object.

[従来の技術] 従来より物体表面における凹凸等の有無の検査
は、検査員により視覚あるいは触覚に基づいて行
なわれている。この検査員の視覚あるいは触覚に
よる検査は、検査員の主観または熟練度が介在し
易く、検査の均一性に関して問題があり、また検
査に必要な手間や時間が多くかかり能率が悪くな
るといつた問題があつた。これらの問題を解決す
るものとして、例えば、特開昭52−90988号に示
される「物体の表面欠陥検査方法」や特開昭52−
71289号に示される「表面検査装置」、あるいは特
開昭58−97608号に示される「表面性状測定方法
および装置」等の発明や提案等がなされている。
これらの発明や提案等は、検査される物体表面に
縞状の明暗模様等を写し出し、物体表面に凹凸等
の欠陥があれば、写し出された縞模様等が歪み・
乱れることを利用して物体表面の欠陥検査を行な
うものである。
[Prior Art] Conventionally, the presence or absence of irregularities on the surface of an object has been inspected by an inspector based on visual or tactile sense. This visual or tactile inspection by the inspector is likely to be influenced by the inspector's subjectivity or level of skill, and there are problems with the uniformity of the inspection, as well as the fact that the inspection requires a lot of effort and time, resulting in a decrease in efficiency. It was hot. To solve these problems, for example, the ``Method for Inspecting Surface Defects of Objects'' disclosed in JP-A No. 52-90988 and JP-A No. 52-90988,
Inventions and proposals have been made, such as the "Surface Inspection Apparatus" shown in No. 71289 and the "Surface Texture Measuring Method and Apparatus" shown in Japanese Patent Application Laid-open No. 58-97608.
These inventions and proposals project striped bright and dark patterns, etc. on the surface of the object being inspected, and if there are defects such as unevenness on the object surface, the projected stripes, etc. may become distorted or distorted.
The disturbance is used to inspect the surface of an object for defects.

[発明が解決しようとする問題点] 上記発明や提案等は、検査される物体表面に写
し出される縞模様の歪み・乱れにより物体表面の
欠陥の有無を判定することができるで、検査の均
一性を向上させ、作業の能率化を図ることができ
るという優れた効果を有するものの、猶、次のよ
うな問題が考えられた。
[Problems to be Solved by the Invention] The above-mentioned inventions and proposals can determine the presence or absence of defects on the surface of an object by the distortion and disturbance of the striped pattern projected on the surface of the object to be inspected, and improve the uniformity of the inspection. Although it has the excellent effect of improving work efficiency and improving work efficiency, it still has the following problems.

(a) 即ち、上記発明や提案等は、縞模様等の歪
み・乱れの程度を検査員が判断することによつ
て物体表面の欠陥の有無を判定しているので、
未だ検査結果の均一性に欠けるといつた問題が
考えられた。
(a) In other words, in the above-mentioned inventions and proposals, the presence or absence of defects on the surface of an object is determined by the inspector determining the degree of distortion and disturbance such as striped patterns.
There was still a problem with the lack of uniformity in test results.

(b) また、上記特開昭58−97608号に示される発
明のように、被測定表面から反射された矩形波
パターンを結像光学系により結像面上に投影結
像し、該結像面上の空間的光強度分布をフーリ
エ変換する等して被測定表面の表面性状を定量
化して検出しようとする提案等も為されている
が、複雑な操作が必要とされ物体表面の欠陥の
有無を自動的に検出するものではないといつた
問題や、あるいは装置がかなり複雑なものにな
るといつた問題が考えられた。
(b) Also, as in the invention disclosed in JP-A No. 58-97608, the rectangular wave pattern reflected from the surface to be measured is projected and imaged onto the imaging plane by an imaging optical system, and the image is formed. Some proposals have been made to quantify and detect the surface texture of the surface to be measured by Fourier transforming the spatial light intensity distribution on the surface, but this requires complicated operations and is difficult to detect defects on the surface of the object. Problems that could be considered were that the presence or absence could not be detected automatically, or that the device would be quite complex.

上記問題等により、物体表面の欠陥検査の省力
化やロボツト等を用いての無人化は妨げられてい
る。
Due to the above-mentioned problems, labor-saving inspection for defects on the surface of objects and unmanned inspection using robots and the like are hindered.

本発明の表面欠陥検査装置は、上記問題点を解
決するためになされたものであり、物体表面の欠
陥の有無を客観的・定量的かつ自動的に検査する
ことを目的としている。
The surface defect inspection device of the present invention was made to solve the above problems, and its purpose is to objectively, quantitatively, and automatically inspect the presence or absence of defects on the surface of an object.

発明の構成 [問題点を解決するための手段] 本発明の表面欠陥検査装置は、次のように構成
されている。即ち、第1図にその基本構成を例示
する如く、 本発明の表面欠陥検査装置は、 予め定められた明暗縞模様を被検査表面に写し
出す明暗模様投影手段M1と、 該明暗模様投影手段M1により上記被検査表面
に写し出された明暗縞模様の像を、該縞模様に交
差する方向に走査して光の強弱レベル信号として
撮像する撮像手段M2と、 該撮像手段M2により撮像された上記レベル信
号を微分しレベルの変化度信号とする変化度検出
手段M3と、 該変化度信号を所定の基準値と比較することに
より変化度信号の不規則部分を下記被検査表面の
欠陥部として抽出する欠陥部抽出手段M4と、 を備えて構成されている。
Configuration of the Invention [Means for Solving the Problems] The surface defect inspection apparatus of the present invention is configured as follows. That is, as the basic configuration is illustrated in FIG. 1, the surface defect inspection apparatus of the present invention includes: a bright and dark pattern projection means M1 that projects a predetermined bright and dark striped pattern on the surface to be inspected; an imaging means M2 that scans an image of the bright and dark striped pattern projected on the surface to be inspected in a direction intersecting the striped pattern and images it as a light intensity level signal; and the level signal imaged by the imaging means M2. a change detection means M3 for differentiating the change signal to obtain a level change signal; and a defect detecting means M3 for extracting irregular portions of the change signal as defects on the surface to be inspected by comparing the change signal with a predetermined reference value. It is configured to include: a portion extracting means M4;

変化度検出手段M3とは、撮像手段M2により
撮像された光の強弱レベル信号を微分しレベルの
変化度信号とする手段であればよく、コンデンサ
と抵抗器とを用いた所謂CR微分回路等のデイス
クリートな回路として構成することや、撮像され
た光の強弱レベル信号を一旦デジタル画像信号に
変換し、該変換されたデジタル画像信号をマイク
ロコンピユータ等を用いた論理演算回路を用いて
微分する構成とすること等が考えられる。
The change degree detection means M3 may be any means that differentiates the intensity level signal of the light imaged by the image pickup means M2 and generates a level change signal, and may be a so-called CR differentiation circuit using a capacitor and a resistor. It can be configured as a discrete circuit, or it can be configured to first convert the intensity level signal of the imaged light into a digital image signal, and then differentiate the converted digital image signal using a logical operation circuit using a microcomputer or the like. It is possible to do so.

[作用] 上記構成を有する本発明の表面欠陥検査装置は
次の如く作用する。
[Function] The surface defect inspection apparatus of the present invention having the above configuration functions as follows.

本発明の表面欠陥検査装置は、 明暗模様投影手段M1により被検査表面に写し
出された明暗縞模様の像を撮像手段M2により該
縞模様に交差する方向に走査して光の強弱レベル
信号として撮像し、該撮像された光の強弱レベル
信号を変化度検出手段M3により微分してレベル
の変化度信号とした後、欠陥部抽出手段M4を用
いて上記変化度信号を所定の基準値と比較するこ
とにより変化度信号の不規則部分を被検査表面の
欠陥部として抽出するよう働く。
The surface defect inspection apparatus of the present invention scans an image of a light and dark striped pattern projected on the surface to be inspected by the light and dark pattern projection means M1 in a direction intersecting the striped pattern using the imaging means M2, and captures the image as a light intensity level signal. Then, the intensity level signal of the imaged light is differentiated by the change degree detection means M3 to obtain a level change degree signal, and then the said change degree signal is compared with a predetermined reference value using the defect extraction means M4. This serves to extract irregular portions of the change rate signal as defects on the surface to be inspected.

一般に、被検査表面に写し出された明暗縞模様
の像を撮像手段M2により光の強弱レベル信号と
して検出すると、明部のハイレベルと暗部のロウ
レベルとを一定の間隔で繰り返す信号となる。こ
の撮像手段による光の強弱レベル信号を変化度検
出手段M3を用いて微分すれば、レベル信号の変
化の度合いの大きいところ、換言すれば明部のハ
イレベルと暗部のロウレベルとの境界部を他のレ
ベル部と区別して検出することができる。一方、
被検査表面に凹凸等の欠陥部があれば、この欠陥
部により、歪み・乱された欠陥部のレベルは、明
部のハイレベルおよび暗部のロウレベルのどちら
にも属しない所謂中間レベルの信号として検出さ
れ、この部分を微分した変化度信号は、上記明部
のハイレベルと暗部のロウレベルとの境界部を有
しない信号として検出される。欠陥抽出手段は、
変化度信号を所定の基準値と比較することによ
り、この境界部を有しない部分、即ち変化度信号
の不規則部分を欠陥部として抽出する。尚、欠陥
部の光の強弱レベルが中間レベルとして検出され
ない場合でも、明部のハイレベルと暗部のロウレ
ベルとの境界部を有しない部分を欠陥部として検
出することができる。本発明は、この現象を応用
して表面欠陥の検出を行なう装置を提供しようと
するものである。
Generally, when an image of a bright and dark striped pattern projected on the surface to be inspected is detected as a light intensity level signal by the imaging means M2, the signal is a signal that repeats a high level in bright areas and a low level in dark areas at regular intervals. By differentiating the light intensity level signal from this imaging means using the change degree detection means M3, it is possible to detect areas where the degree of change in the level signal is large, in other words, the boundary between the high level in bright areas and the low level in dark areas. It can be detected separately from the level part of . on the other hand,
If there is a defect such as unevenness on the surface to be inspected, the level of the defect that is distorted or disturbed by this defect is a so-called intermediate level signal that does not belong to either the high level of the bright area or the low level of the dark area. A variation signal obtained by differentiating this portion is detected as a signal that does not have a boundary between the high level of the bright portion and the low level of the dark portion. Defect extraction means are
By comparing the degree of change signal with a predetermined reference value, a portion that does not have this boundary, that is, an irregular portion of the degree of change signal, is extracted as a defective portion. Note that even if the intensity level of light in a defective part is not detected as an intermediate level, a part that does not have a boundary between a high level in a bright part and a low level in a dark part can be detected as a defective part. The present invention aims to provide an apparatus that detects surface defects by applying this phenomenon.

[実施例] 次に本発明の表面欠陥検査装置の構成を一層明
らかにするために好適な実施例を図面と共に説明
する。
[Example] Next, a preferred example will be described with reference to the drawings in order to further clarify the structure of the surface defect inspection apparatus of the present invention.

第2図は本発明一実施例の表面欠陥検査装置の
構成を示すブロツク図である。
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of a surface defect inspection apparatus according to an embodiment of the present invention.

本実施例の表面欠陥検査装置は、大きくは、凹
凸等の欠陥の有無が検査される被検査物OBの表
面に縞状の明暗模様を投影する明暗模様投影手段
としての縞模様投影装置1と、被検査物OBの表
面に投影された縞模様の虚像を撮影し光の強弱レ
ベル信号を出力する撮像手段としての撮像装置2
と、撮像装置2が出力する光の強弱レベル信号を
微分しレベルの変化度信号とする変化度検出手段
としての変化度検出回路3と、変化度検出回路3
の出力するレベルの変化度信号を所定の基準値と
比較する等して被検査物OB表面の欠陥部を抽出
する欠陥部抽出手段としての欠陥部抽出回路4
と、から構成されている。
The surface defect inspection device of this embodiment mainly includes a striped pattern projection device 1 as a bright and dark pattern projection means for projecting a bright and dark striped pattern onto the surface of the object to be inspected OB to be inspected for the presence or absence of defects such as irregularities. , an imaging device 2 serving as an imaging means for photographing a virtual image of a striped pattern projected on the surface of the object to be inspected OB and outputting a light intensity level signal;
, a change degree detection circuit 3 as change degree detection means for differentiating the intensity level signal of light outputted by the imaging device 2 to obtain a level change degree signal, and a change degree detection circuit 3
A defect extracting circuit 4 as a defect extracting means for extracting a defect on the surface of the object to be inspected OB by comparing a level change signal outputted by a predetermined reference value with a predetermined reference value.
It is composed of and.

縞模様投影装置1は、多数の等間隔のスリツト
を有する平板10と散乱光を射出する光源11と
から構成されていて、被検査物OBの表面に所定
ピツチの縞模様(本実施例では、明部・暗部共に
その間隔1.5mmとしている)を写し出す。尚、本
実施例では、被検査物OBは光沢を有する鉄板で
あつて、縞模様は虚像として写し出される。
The striped pattern projection device 1 is composed of a flat plate 10 having a large number of equally spaced slits and a light source 11 that emits scattered light. The distance between both bright and dark areas is 1.5mm). In this embodiment, the object to be inspected OB is a shiny iron plate, and the striped pattern is projected as a virtual image.

撮像装置2は、被検査物OBの表面に写る縞模
様を撮影する撮像管(以下、単にTVカメラとい
う)20から構成されている。
The imaging device 2 includes an imaging tube (hereinafter simply referred to as a TV camera) 20 that photographs a striped pattern appearing on the surface of the object to be inspected OB.

変化度検出回路3は、分配器30、微分回路3
1および絶対値回路32等から構成されている。
The degree of change detection circuit 3 includes a distributor 30 and a differentiation circuit 3.
1, an absolute value circuit 32, and the like.

欠陥部抽出回路4は、ロウパスフイルタ回路4
0、比較器41、混合器42、画像収縮回路43
および欠陥部判定回路44等から構成されてい
る。
The defect extraction circuit 4 is a low pass filter circuit 4
0, comparator 41, mixer 42, image contraction circuit 43
, a defective part determination circuit 44, and the like.

尚、CRTデイスプレイDP1はTVカメラ20
により撮影された縞模様を表示するものであり、
CRTデイスプレイDP2は混合器42より出力さ
れる画像信号(ビデオ信号)を表示するものであ
る。CRTデイスプレイDP3は画像収縮回路43
より出力されるビデオ信号を表示するものであ
る。また、欠陥部抽出回路4の画像収縮回路43
と欠陥部判定回路44とは、第3図に示すよう
に、周知のCPU50,ROM51およびRAM5
2等を中心に、これらと外部入力回路53および
外部出力回路54とをバス55により相互に接続
した論理演算回路として一体に構成されている。
In addition, CRT display DP1 has TV camera 20.
It displays the striped pattern photographed by
The CRT display DP2 displays the image signal (video signal) output from the mixer 42. CRT display DP3 has image contraction circuit 43
This is to display the video signal output from. In addition, the image shrinkage circuit 43 of the defect extraction circuit 4
As shown in FIG.
2, etc., and an external input circuit 53 and an external output circuit 54 are interconnected by a bus 55 to form an integral structure as a logic operation circuit.

次に本実施例の表面欠陥検査装置の作用を、第
4図に示すタイミングチヤートを適宜用いて説明
する。
Next, the operation of the surface defect inspection apparatus of this embodiment will be explained using the timing chart shown in FIG. 4 as appropriate.

縞模様投影装置1により被検査物OB上に写さ
れる縞模様の虚像は、TVカメラ20によりビデ
オ信号VD1(第4図タイミングチヤート ビデオ
信号VD1)に変換されて変化度検出回路3の分
配器30に出力される。また、このビデオ信号
VD1は、CRTデイスプレイDP1にも出力され、
TVカメラ20により撮影された画像はCRTデイ
スプレイDP1の画面上に再生される。TVカメ
ラ20から出力されるビデオ信号VD1は、被検
査物OBの表面が滑らかな状態の時には、本来縞
模様が持つ明部のハイレベルと暗部のロウレベル
とを規則正しい状態で有する正弦波的な信号とな
るが、凹凸等の欠陥部を有している時には、その
欠陥部により縞模様は歪み・乱されて明部のハイ
レベルあるいは暗部のロウレベルのどちらにも属
しないレベル所謂中間レベルの信号を有すること
になる(第4図タイミングチヤート ビデオ信号
VD1区間bad)。この欠陥部により歪み・乱され
た中間レベル部badは、第2図に絵画的に示した
ようにCRTデイスプレイDP1の画面上おいても
観察することができる。尚、TVカメラ20によ
るビデオ信号VD1は、被検査物OB上の縞模様に
直交するスキヤン走査による映像信号である。従
つて、第4図に示されるタイミングチヤートは時
間tをパラメータとしている。
A virtual image of the striped pattern projected onto the object to be inspected OB by the striped pattern projection device 1 is converted into a video signal VD1 (video signal VD1 in the timing chart in FIG. 4) by the TV camera 20 and sent to the distributor of the change degree detection circuit 3. 30. Also, this video signal
VD1 is also output to CRT display DP1,
Images taken by the TV camera 20 are reproduced on the screen of the CRT display DP1. When the surface of the object to be inspected OB is smooth, the video signal VD1 outputted from the TV camera 20 is a sinusoidal signal that has regular high levels in bright areas and low levels in dark areas, which are inherent in the striped pattern. However, when there are defects such as unevenness, the striped pattern is distorted and disturbed by the defect, resulting in a so-called intermediate level signal that does not belong to either the high level of the bright area or the low level of the dark area. (Figure 4 timing chart video signal
VD1 section bad). The intermediate level portion bad, which is distorted and disturbed by this defective portion, can also be observed on the screen of the CRT display DP1, as illustrated pictorially in FIG. Note that the video signal VD1 from the TV camera 20 is a video signal obtained by scanning orthogonal to the striped pattern on the object to be inspected OB. Therefore, the timing chart shown in FIG. 4 uses time t as a parameter.

変化度検出回路3の分配器30に入力されたビ
デオ信号VD1は、ここで、画像のビデオ信号
VD2と同期信号SSとに分離される(第4図タイ
ミングチヤート ビデオ信号VD2、同期信号
SS)。ビデオ信号VD1の有するビデオ信号VD2は
正のレベル、同期信号SSは負のレベルなので、
分配器30は整流器等を用いて簡易に構成するこ
とができる。
Here, the video signal VD1 input to the distributor 30 of the change degree detection circuit 3 is the video signal of the image.
VD2 and synchronization signal SS (Fig. 4 Timing chart) Video signal VD2, synchronization signal SS
SS). Since the video signal VD2 of the video signal VD1 has a positive level and the synchronization signal SS has a negative level,
The distributor 30 can be easily configured using a rectifier or the like.

分配器30から出力されるビデオ信号VD2は、
微分回路31に入力される。
The video signal VD2 output from the distributor 30 is
It is input to the differentiation circuit 31.

コンデンサおよび抵抗器等から構成された微分
回路31は、正弦波的な上記ビデオ信号VD2の
明部のハイレベルから暗部のロウレベルへの境界
部、あるいは暗部のロウレベルから明部のハイレ
ベルの境界部を急激な信号の立ち下がり、あるい
は立ち上がりとして検出する(第4図タイミング
チヤート 変化度信号DD1)。即ち、微分回路3
1は、光の強弱レベル信号としてのビデオ信号
VD2のレベルの変化の度合いの大きい部分を検
出するのである。ここで、欠陥部により歪み・乱
された中間レベル部badには、レベルの変化の度
合いの大きい部分は検出されない。従つて、欠陥
部を示す中間レベル部badは、縞模様の明部およ
び暗部と同様、零レベルとして出力される(第4
図タイミングチヤート 変化度信号DD1区間
bad)。
The differentiating circuit 31, which is composed of a capacitor, a resistor, etc., detects the boundary between the high level in the bright part of the sinusoidal video signal VD2 and the low level in the dark part, or the boundary part between the low level in the dark part and the high level in the bright part. is detected as a sudden fall or rise of the signal (Figure 4 timing chart change degree signal DD1). That is, the differential circuit 3
1 is a video signal as a light intensity level signal
It detects parts where the degree of change in the VD2 level is large. Here, in the intermediate level portion bad that is distorted and disturbed by the defective portion, no portion with a large level change is detected. Therefore, the intermediate level part bad indicating the defective part is output as a zero level, similar to the bright and dark parts of the striped pattern (the fourth
Fig. Timing chart Change degree signal DD1 section
bad).

微分回路31の出力する変化度信号DD1は、
絶対値回路32に入力される。絶対値回路32に
入力された変化度信号DD1の暗部等の負のレベ
ル信号は、ここで正レベルの信号に変換される
(第4図タイミングチヤート 変化度信号DD2)。
換言すれば、絶対値回路32に入力された変化度
信号DD1は、ここで全波整流された変化度信号
DD2となる。
The change degree signal DD1 output from the differentiating circuit 31 is
It is input to the absolute value circuit 32. Negative level signals such as dark portions of the change degree signal DD1 inputted to the absolute value circuit 32 are converted into positive level signals (change degree signal DD2 in the timing chart of FIG. 4).
In other words, the change degree signal DD1 input to the absolute value circuit 32 is a change degree signal that has been full-wave rectified here.
It becomes DD2.

絶対値回路32より出力される変化度信号
DD2は、そのままの形で欠陥部抽出回路4の比
較器41のプラス側に入力されると共に、欠陥部
抽出回路4のロウパスフイルタ回路40を介して
比較器41のマイナス側にも入力される。
Change degree signal output from absolute value circuit 32
DD2 is input as is to the positive side of the comparator 41 of the defect extraction circuit 4, and is also input to the negative side of the comparator 41 via the low-pass filter circuit 40 of the defect extraction circuit 4. .

ロウパスフイルタ回路40は所謂積分回路とし
て構成されていて、入力された変化度信号DD2
に基づいて浮動しきい値信号SLを作る(第4図
タイミングチヤート 浮動しきい値信号SL)。こ
の浮動しきい値信号SLは、第4図のタイミング
チヤートに示すように、変化度信号DD2の立り
上がり信号より小さく、零レベルより大きい信号
とされている。
The low-pass filter circuit 40 is configured as a so-called integrating circuit, and receives the input change degree signal DD2.
A floating threshold signal SL is created based on (Figure 4 timing chart floating threshold signal SL). As shown in the timing chart of FIG. 4, this floating threshold signal SL is a signal that is smaller than the rising signal of the change degree signal DD2 and larger than the zero level.

浮動しきい値信号SLを比較の基準値とする比
較器41は、縞模様の明部と暗部との境界部をハ
イレベル、それ以外の部分をロウレベルとする2
値信号のビデオ信号VD3を混合器42に出力す
る(第4図タイミングチヤート ビデオ信号
VD3)。
The comparator 41, which uses the floating threshold signal SL as a reference value for comparison, sets the border between the bright and dark parts of the striped pattern to a high level, and sets the other parts to a low level.
The video signal VD3 of the value signal is output to the mixer 42 (Fig. 4 timing chart video signal
VD3).

ビデオ信号VD3は混合器42に入力されるが、
この混合器42には、CRTデイスプレイDP2に
映像出力するために、上述した分配器30により
分離された同期信号SSも入力され、ビデオ信号
VD3は同期信号SSを含んだビデオ信号VD4とさ
れる(第4図タイミングチヤート ビデオ信号
VD4)。同期信号SSを含んだビデオ信号VD4は、
論理演算回路として構成された画像収縮回路43
に出力される。尚、ビデオ信号VD4は、CRTデ
イスプレイDP2にも出力されるが、CRTデイス
プレイDP2の画面上には、ビデオ信号VD4のハ
イレベル信号が明部として表示される。即ち、上
述したCRTデイスプレイDP1に表示された明部
と暗部との境界部が画面上に明部として表示さ
れ、明部と暗部および欠陥部を示す中間レベル部
badとが暗部として表示される。
The video signal VD3 is input to the mixer 42,
The mixer 42 also receives the synchronizing signal SS separated by the above-mentioned distributor 30 in order to output the video to the CRT display DP2, and receives the video signal SS.
VD3 is the video signal VD4 including the synchronization signal SS (Figure 4 timing chart video signal
VD4). The video signal VD4 containing the synchronization signal SS is
Image contraction circuit 43 configured as a logic operation circuit
is output to. Note that the video signal VD4 is also output to the CRT display DP2, and the high level signal of the video signal VD4 is displayed as a bright portion on the screen of the CRT display DP2. That is, the boundary between the bright and dark areas displayed on the above-mentioned CRT display DP1 is displayed as a bright area on the screen, and an intermediate level area indicating the bright area, dark area, and defective area is displayed on the screen.
"bad" is displayed as a dark part.

画像収縮回路43に入力されるビデオ信号
VD4は、周知のごとく、第5図に示す走査線に
従つた信号である。つまり、中間レベル部badが
表われる走査線rnにおいては、ビデオ信号VD4
の縞模様となる暗部の画素数は少なく、中間レベ
ル部badの画素数は多数である。これにより、画
像収縮回路43は、暗部となる画素数が所定数以
下の場合には、暗部となる画素を明部の画素とす
る所謂画像収縮作業を行なう。この画像収縮作業
は、縞模様の暗部が消えるまで行なわれる(第4
図タイミングチヤート ビデオ信号VD5)。こ
こで、CRTデイスプレイDP1,DP2,DP3の
画面サイズは100mm×100mmであり、走査線の横・
縦の1ラインの画素数は各々512とされている。
従つて、1画素の面積は約0.2×0.2mm2 である。
また、画像収縮作業は以下のようにして行なわれ
る。即ち、1ラインの走査線において、暗部とな
る画素数が所定数以上続いている場合のみに暗部
とし、この作業を所定間隔毎の縦縞が消えるまで
行なうのである。
Video signal input to image contraction circuit 43
As is well known, VD4 is a signal that follows the scanning line shown in FIG. In other words, in the scanning line rn where the intermediate level part bad appears, the video signal VD4
The number of pixels in the dark area forming the striped pattern is small, and the number of pixels in the intermediate level area bad is large. As a result, when the number of pixels forming a dark area is less than a predetermined number, the image shrinking circuit 43 performs a so-called image shrinking operation in which the pixels forming a dark area become pixels of a bright area. This image shrinking operation is performed until the dark part of the striped pattern disappears (fourth
Figure Timing Chart Video Signal VD5). Here, the screen size of CRT displays DP1, DP2, and DP3 is 100 mm x 100 mm, and the horizontal and
The number of pixels in each vertical line is 512.
Therefore, the area of one pixel is approximately 0.2×0.2 mm 2 .
Further, the image shrinking work is performed as follows. That is, in one scanning line, only when a predetermined number or more of pixels continue as a dark part, it is considered a dark part, and this operation is performed until the vertical stripes at predetermined intervals disappear.

縞模様の暗部が消去されたビデオ信号VD5は、
欠陥部判定回路44に出力される。尚、このビデ
オ信号VD5は、CRTデイスプレイDP3にも出
力され、中間レベル部badは画面上に表示され
る。この時の中間レベル部badは、、画像収縮回
路43により若干収縮された画像となつている。
The video signal VD5 from which the dark parts of the striped pattern have been removed is
The signal is output to the defective part determination circuit 44. Note that this video signal VD5 is also output to the CRT display DP3, and the intermediate level portion bad is displayed on the screen. At this time, the intermediate level portion bad is an image that has been slightly contracted by the image contraction circuit 43.

欠陥部判定回路44では、中間レベル部badの
面積の大きさが判定される。本実施例では、中間
レベル部badの大きさが直径1mm程度の円に相当
する大きさ以上の時、即ち、中間レベル部badの
画素数が25画素以上の時に中間レベル部badを欠
陥部とし、NG信号を出力する。
The defective portion determination circuit 44 determines the area size of the intermediate level portion bad. In this embodiment, when the size of the intermediate level part BAD is equal to or larger than the size equivalent to a circle with a diameter of about 1 mm, that is, when the number of pixels of the intermediate level part BAD is 25 or more, the intermediate level part BAD is regarded as a defective part. , outputs an NG signal.

尚、第6図に示すフローチヤートは、論理演算
回路として構成された画像収縮回路43および欠
陥部判定回路44の処理を示すフローチヤートで
ある。画像収縮回路43および欠陥部判定回路4
4は、この「欠陥部抽出・判定処理」に従つて中
間レベル部badを抽出し(ステツプ100)、中間レ
ベル部badの面積の大きさを判定し所定面積以上
のとき欠陥部有りとしてNG信号を出力する(ス
テツプ110ないし120)。
The flowchart shown in FIG. 6 is a flowchart showing the processing of the image shrinkage circuit 43 and the defective part determination circuit 44, which are configured as logic operation circuits. Image shrinkage circuit 43 and defect determination circuit 4
Step 4 extracts the intermediate level part bad according to this "defect part extraction/judgment process" (step 100), determines the size of the area of the intermediate level part bad, and when the area is larger than a predetermined area, a defective part is present and an NG signal is sent. Output (steps 110 to 120).

本実施例の表面欠陥検査装置によると、被検査
物OB上の凹凸等の欠陥部を、簡易な構成によ
り、明暗縞模様の明部と暗部との境界部を含まな
い部分として正確かつ自動的に検出することがで
きる。従つて、被検査物OBの表面塗装色等が検
査する毎に異なつたとしても、欠陥部には縞模様
の明部と暗部との境界部が存在しないことによ
り、表面塗装色の持つ光の強弱レベルにとらわれ
ず欠陥部を検出することができるという優れた効
果を有する。
According to the surface defect inspection device of this embodiment, defective parts such as irregularities on the object to be inspected OB can be accurately and automatically detected as parts that do not include the boundary between the bright and dark parts of the bright and dark striped pattern using a simple configuration. can be detected. Therefore, even if the surface coating color etc. of the inspected object OB differs each time it is inspected, since there is no boundary between the bright and dark areas of the striped pattern in the defective area, the light of the surface coating color will be different. It has the excellent effect of being able to detect defective parts regardless of strength levels.

これにより、ロボツト等の産業機器を用いて物
体の表面検査を無人化することができ、著しく作
業効率を高めることができるという優れた効果を
有する。また、被検査物OB上の中間レベル部
badの大きさは数値化することができ、定量値
(本実施例では25画素以上)と比較されて欠陥部
と判定されるので、検査結果に客観性を有し極め
て信頼性の高い検査結果を自動的に得ることがで
きるという効果も奏している。更に、凹凸等の欠
陥部を明部と暗部との境界部が存在しない中間レ
ベル部badとして検出することができるので、被
検査物OBの表面が曲面等の場合に、明暗の縞模
様の間隔が狭くなつても、欠陥部により歪み・乱
れる縞の面積は一定となり正確な検査結果を得る
ことができるという優れた効果を有している。ま
た、本実施例においては、明暗模様の明部および
暗部の間隔を各々1.5mmとしたが、検出したい欠
陥部の大きさよりも縞間隔を狭くしていけば、欠
陥部検出の精度を向上させることができるという
効果も奏する。更に、本実施例においては、
CRTデイスプレイを3台用いて、検査処理の各
段階の状態を見ることができるので、欠陥部判定
回路44の出力結果と合わせて用いることにより
誤検出を防ぐことができると共に、欠陥部の位置
確認をできるという効果も有している。
As a result, surface inspection of objects can be performed unmanned using industrial equipment such as robots, which has the excellent effect of significantly increasing work efficiency. In addition, the intermediate level part on the object to be inspected OB
The size of bad can be quantified and compared with a quantitative value (in this example, 25 pixels or more) to determine that it is a defective area, so the inspection results are objective and extremely reliable. It also has the effect of being able to automatically obtain the information. Furthermore, defects such as irregularities can be detected as intermediate level areas (bad) where there is no boundary between bright and dark areas, so when the surface of the object to be inspected OB is curved, etc., the interval between bright and dark striped patterns can be detected. Even if the area becomes narrower, the area of the stripes that are distorted and disturbed by the defect remains constant and has the excellent effect of allowing accurate inspection results to be obtained. In addition, in this example, the interval between the bright and dark areas of the bright and dark pattern was set to 1.5 mm, but the accuracy of defect detection can be improved by making the stripe interval narrower than the size of the defect you want to detect. It also has the effect of being able to Furthermore, in this example,
Since the status of each stage of the inspection process can be viewed using three CRT displays, erroneous detection can be prevented by using this together with the output results of the defective part determination circuit 44, and the position of the defective part can be confirmed. It also has the effect of being able to.

また、被検査物OB上の欠陥部が中間レベル部
として検出されなく、明部のハイレベルあるいは
暗部のロウレベルと同じレベルとして検出されて
も、欠陥部には上記境界部が存在しないので欠陥
部を検出することができるという効果も奏する。
更に、光の強弱レベル信号を微分した後絶対値化
して変化度信号DD2を得ているため、「bad」の
区域のノイズがビデオ信号VD3のピークとして
現れるおそれが少ない。このため、S/Nが高い
という効果を有している。
In addition, even if the defective part on the object to be inspected OB is not detected as an intermediate level part, but is detected as the same level as the high level of the bright part or the low level of the dark part, the defective part does not have the above boundary part, so the defective part cannot be detected as an intermediate level part. It also has the effect of being able to detect.
Furthermore, since the intensity level signal of the light is differentiated and converted into an absolute value to obtain the degree of change signal DD2, there is little possibility that noise in the "bad" area will appear as a peak in the video signal VD3. Therefore, it has the effect of high S/N.

また、絶対値化することにより、所定の基準値
としての浮動しきい値信号SLと比較するデータ
数を多くすることができるため、欠陥部を抽出す
る精度が高くなるという効果も有している。
In addition, by converting into absolute values, it is possible to increase the number of data to be compared with the floating threshold signal SL as a predetermined reference value, which has the effect of increasing the accuracy of extracting defective parts. .

以上、本発明の表面欠陥検査装置の一実施例に
ついて詳細に説明したが、本発明の表面欠陥検査
装置は上記実施例に何等限定されるものではな
く、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々
の態様で実施可能である。例えば、本実施例の変
化度検出回路3と欠陥部抽出回路4とを、マイク
ロコンピユータ等を用いた論理演算回路として、
以下のように、一体に構成することも考えられ
る。即ち、第7図のブロツク図および第8図のフ
ローチヤートに示すように、TVカメラ20の出
力する光の強弱レベルとしてのビデオ信号を(ス
テツプ200)、アナログ/デジタルコンバータ15
0を用いて一旦デジタル信号のビデオ信号に変換
した後(ステツプ210)メモリ151に取り込む
(ステツプ220)。この後、微分演算回路152で
明部と暗部との境界部を検出し(ステツプ230)、
画像収縮回路153により上記境界部を有しない
中間レベル部を抽出して(ステツプ240)欠陥部
判定回路154でその面積の大きさを判定する
(ステツプ250)。このとき、面積の大きさが所定
面積以上であればI/Oポート155からNG信
号を出力する(ステツプ260)。
Although one embodiment of the surface defect inspection device of the present invention has been described above in detail, the surface defect inspection device of the present invention is not limited to the above embodiment in any way, and may be modified in various ways without departing from the gist of the present invention. It can be implemented in the following manner. For example, the change degree detection circuit 3 and defect extraction circuit 4 of this embodiment may be implemented as a logic operation circuit using a microcomputer or the like.
It is also conceivable to configure them in one piece as shown below. That is, as shown in the block diagram of FIG. 7 and the flowchart of FIG.
0 to a digital video signal (step 210), and then imported into the memory 151 (step 220). After that, the differential calculation circuit 152 detects the boundary between the bright area and the dark area (step 230),
The image shrinkage circuit 153 extracts the intermediate level part having no boundary part (step 240), and the defect determination circuit 154 determines the size of its area (step 250). At this time, if the area is larger than a predetermined area, an NG signal is output from the I/O port 155 (step 260).

発明の効果 本発明の表面欠陥検査装置によると、簡易な構
成により、被検査物上の凹凸等の欠陥部と自動的
に検出することができるという優れた効果を有し
ている。これにより、ロボツト等の産業機器を用
いて物体の表面検査を無人化することができ、著
しく作業効率を高めることができるという優れた
効果を有する。また、被検査表面上にて縞模様の
明部と暗部との境界部が存在しない部分を欠陥部
として抽出するため、欠陥部が凹凸である場合の
みならず、光の強弱が異なる箇所、例えば部分的
に材質が変化した箇所や部分的に塗装が劣化した
箇所等も、欠陥部として抽出することができると
いう優れた効果を有する。また、被検査物上の縞
模様の明部と暗部との境界部が存在しない部分の
大きさは数値化することができ、定量値と比較さ
れて欠陥部と判定されるので、検査結果に客観性
を有し極めて信頼性の高い検査結果を自動的に得
ることができるという効果も奏している。更に、
凹凸等の欠陥部を縞模様の明部と暗部との境界部
が存在しない部分として検出することができるの
で、被検査物の表面が曲面等の場合に、明暗の縞
模様の間隔が狭くなつても、欠陥部により歪み・
乱れる縞の面積は一定となり正確な検査結果を得
ることができるという優れた効果を有している。
Effects of the Invention According to the surface defect inspection device of the present invention, it has a simple configuration and has an excellent effect of being able to automatically detect defects such as irregularities on an object to be inspected. As a result, surface inspection of objects can be performed unmanned using industrial equipment such as robots, which has the excellent effect of significantly increasing work efficiency. In addition, in order to extract areas on the surface to be inspected where there is no boundary between the bright and dark areas of the striped pattern as defective areas, it is possible to detect not only uneven areas but also areas where the intensity of light is different, such as It has the excellent effect of being able to extract areas where the material has partially changed or where the coating has deteriorated as defective areas. In addition, the size of the area on the object to be inspected where there is no boundary between the bright and dark areas of the striped pattern can be quantified and compared with the quantitative value and determined to be a defective area, so the inspection results will Another effect is that objective and highly reliable test results can be automatically obtained. Furthermore,
Defects such as irregularities can be detected as areas where there is no boundary between the bright and dark parts of the striped pattern, so when the surface of the object to be inspected is curved, the interval between the bright and dark striped patterns becomes narrower. However, defects may cause distortion and
This has the excellent effect that the area of the disturbed stripes is constant and accurate inspection results can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の表面欠陥検査装置の基本構成
を例示するブロツク図、第2図は本発明一実施例
の表面欠陥検査装置の構成を示すブロツク図、第
3図は画像収縮回路43および欠陥部判定回路4
4を示すブロツク図、第4図は各部の出力信号を
示すタイミングチヤート、第5図はCRTデイス
プレイDP2の走査線を示す説明図、第6図は論
理演算回路としての画像収縮回路43および欠陥
部判定回路44の行なう「欠陥部抽出・判定処
理」を示すフローチヤート、第7図は変化度検出
回路3および欠陥部抽出回路4を論理演算回路と
して一体に構成した様子を示すブロツク図、第8
図はその論理演算回路の行なう処理を示すフロー
チヤート、である。 1……縞模様投影装置、2……撮像装置、3…
…変化度検出回路、4……欠陥部抽出回路、bad
……中間レベル部、DP1,DP2,DP3……
CRTデイスプレイ、OB……被検査物。
FIG. 1 is a block diagram illustrating the basic configuration of a surface defect inspection apparatus according to the present invention, FIG. 2 is a block diagram illustrating the configuration of a surface defect inspection apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. Defective part determination circuit 4
4 is a timing chart showing the output signals of each part, FIG. 5 is an explanatory diagram showing the scanning lines of the CRT display DP2, and FIG. 6 is an image shrinking circuit 43 as a logic operation circuit and a defective part. FIG. 7 is a flowchart showing the "defect part extraction/judgment process" carried out by the judgment circuit 44. FIG.
The figure is a flowchart showing the processing performed by the logical operation circuit. 1... Striped pattern projection device, 2... Imaging device, 3...
...change detection circuit, 4...defect part extraction circuit, bad
...Intermediate level section, DP1, DP2, DP3...
CRT display, OB...Object to be inspected.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 予め定められた明暗縞模様を被検査表面に写
し出す明暗模様投影手段と、 該明暗模様投影手段により上記被検査表面に写
し出された明暗縞模様の像を、該縞模様に交差す
る方向に走査して光の強弱レベル信号として撮像
する撮像手段と、 該撮像手段により撮像された上記レベル信号を
微分しレベルの変化度信号とする変化度検出手段
と、 該変化度信号を所定の基準値と比較することに
より変化度信号の不規則部分を下記被検査表面の
欠陥部として抽出する欠陥部抽出手段と、 を備えて構成された表面欠陥検査装置。
[Scope of Claims] 1. A light and dark pattern projection means for projecting a predetermined light and dark striped pattern on the surface to be inspected; and an image of the light and dark striped pattern projected on the surface to be inspected by the light and dark pattern projecting means; an imaging means for scanning in a direction intersecting the direction of the light and capturing an image as a light intensity level signal; a change detection means for differentiating the level signal imaged by the imaging means to obtain a level change signal; and a change degree signal. A surface defect inspection apparatus comprising: defect extracting means for extracting an irregular portion of a change degree signal as a defect on a surface to be inspected by comparing the change rate signal with a predetermined reference value.
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