JPH06103274B2 - 物体の表面検査装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は物体の表面のごみや傷等の欠陥を検査する物体
の表面検査装置に関する。

〔従来の技術〕

物体の表面に付着したごみや傷等の欠陥を検知し、その
存在を表示する物体の表面検査装置は、例えば被検査物
体としての紙や布等の平坦で広い面を有する物体等の表
面の欠陥の検査を含めて、各分野において広く採用され
ている。かかる物体の表面検査装置の１例では、被検査
物体の表面の検査される範囲に光を適切に照射し、その
反射光をビデオカメラの如き光電変換センサ等の撮像手
段で捉え、電気信号に変換し、電子処理機、即ち欠陥信
号処理手段によってその信号を処理し、その中から傷等
の欠陥を検出する。例えば、白であるべき紙の表面上の
黒点のような異物を検出するものである。

上述の如き従来の物体の表面検査装置の一例を、第５図
を参照して説明する。

この第５図の従来例においては、ランプの如き光源
（Ａ）で照明されている被検査物体（Ｂ）を、光電変換
センサ、例えばビデオカメラ（１）で撮像し、その映像
信号（S1）をモニタ（２）に供給し、被検査物体（Ｂ）
の像をモニタ（２）の画面上で直接監視する。一方、ビ
デオカメラ（１）よりの映像信号（S1）を電子処理機
（３）で処理して、傷等の欠陥を検出した場合は、欠陥
信号（Sd）を出力する。ビデオカメラ（１）が撮像して
いる被検査物体（Ｂ）の映像を直接モニタ（２）で見る
か、又はビデオカメラ（１）の出力信号（S1）を電子処
理機（３）により電子処理して得た信号、即ち傷等の欠
陥を検出した状態の信号（Sd）をモニタ（２）で見るか
は、映像転換スイッチ（４）で選択し得る。

上述した電子処理機（３）については、種々の回路構成
が提案されているが、その一例を第６図を参照して説明
する。同図において、（3A）はビデオカメラ（１）より
の映像信号（S1）を増幅する逆相型の前記増幅器として
のオペアンプであり、（3B）はオペアンプ（3A）により
増幅された映像信号（S1A）のレベルを、ポテンショメ
ータの如き閾値調節器（3C）で決る閾値（th）と比較す
るコンパレータで、映像信号（S1）の中から欠陥部分を
検出（後述）し、欠陥信号（Sd）を出力する為のもので
ある。尚、欠陥がない場合は、何等信号を出力しない。
又、（3D）はバッファで、コンパレータ（3B）の出力信
号（Sd）が負荷の変動の影響を受けないようにするため
のものである。

第７図はモニタ（２）の画面（2A）を示す。この例で
は、被検査物体（Ｂ）が、例えば白色の紙で、それがビ
デオカメラ（１）で撮映され、モニタ（２）の画面（2
A）上に映出されている場合である。尚、同図に於て、
（ａ）は被検査物体（Ｂ）である白色の紙上に在る欠陥
としての黒点を示す。

第８図Ａ乃至Ｃは、夫々第６図に示す電子処理機（３）
の各部の信号の波形を示す波形図である。

第８図Ａはビデオカメラ（１）よりの映像信号（S1）の
１水平期間（Ｈ）の波形図で、この例は、第７図に示す
黒点（ａ）を通る１水平走査線の映像信号（S1a）を示
す。第８図Ａに於て、白色の紙の白い部分では、映像信
号（S1a）はハイレベル（ｈ）で示され、その欠陥であ
る黒点の部分（ａ）では、信号（S1a）のレベルが低い
レベル（ｌ）に落ち込んでいる。

この第８図Ａに示す映像信号（S1a）は、電子処理機
（３）の逆相型のオペアンプ（3A）で増幅され、位相が
反転されて第８図Ｂに示す波形の信号（S1A）となる。
この信号（S1A）は、コンパレータ（3B）の一方の入力
端子に供給される。このコンパレータ（3B）で信号（S1
A）の黒点（ａ）に相当する部分（ｄ）を検出するた
め、閾値調節器（3C）を調節し、コンパレータ（3B）の
他方の入力端に供給される閾値（th）を、第８図Ｂに示
す如く上下に調節する。コンパレータ（3B）は、欠陥部
分（ｄ）を検出した場合は、第８図Ｃに示す如く、欠陥
部分（ｄ）をデジタル欠陥信号（Sd）として出力する。
この欠陥を検出したことを示すデジタル欠陥信号（Sd）
は、バッファ（3D）を経て欠陥の存在を示す警報回路
（AL）、例えばランプ点灯回路やブザー鳴動回路等に供
給されて、欠陥の存在を告知する。

この場合、検出した欠陥（ａ）としての黒点を、モニタ
（２）の画面（2A）で認知するには、第５図に示した映
像転換スイッチ（４）を電子処理機（３）側へ倒して、
電子処理された後の信号、即ちコンパレータ（3B）によ
り白黒の２値に分割された欠陥信号（Sd）をモニタ
（２）に供給し、その画面（2A）を見ながら行なう。こ
の際、モニタ（２）の画面（2A）上では、第７図に示す
如く、真白な部分に小さい黒点（ａ）が映出されるの
で、検知された欠陥部分がその位置と共に認知できる。
尚、（AL）は欠陥信号（Sd）検出時に検査者へ警告音等
を発する警報回路である。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述の如き従来の装置によっても、勿論、電子処理機
（３）により検出された被検査物体（Ｂ）の欠陥部分
（ａ）の位置は、モニタ（２）の画面（2A）上で認知し
得るものであるが、若しその欠陥部分（傷，異物，黒点
等）が極めて小さいものであった場合は、この欠陥を検
出したことを示す警報回路（AL）が動作したとしても、
その欠陥の位置をモニタ（２）の画面（2A）上で目で捉
えることは大変困難である。

従って、本発明は、いかに小さな欠陥部分でも検出され
た場合、その位置を明確にモニタの画面上で認知し得る
物体の表面検査装置を提供するものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明はその例が第１図に示されている様に、被検査物
体（Ｂ）を撮像手段（１）を介して撮像した映像信号
（S1）を欠陥信号処理手段（３）に供給して、該被検査
物体（Ｂ）表面の欠陥をモニタ（２）の再生画面上に表
示する様に成された物体の表面検査装置に於いて、上記
欠陥信号処理手段（３）から得られた欠陥信号（Sd）に
基づいて上記モニタ（２）に表示する表示信号の時間幅
を設定する時間幅設定手段（5A）と、該時間幅設定手段
（5A）の出力信号に基づいて上記表示信号の周期を設定
する周期設定手段（5B）と、該周期設定手段（5B）の出
力信号に基づいて上記モニタの明るさを設定する明るさ
設定手段（5C）と、該明るさ設定手段（5C）からの表示
信号を上記撮像手段（１）からの映像信号（S1）に重畳
する重畳手段（６）とを具備し、上記重畳手段（６）か
らの重畳信号（S3）を上記モニタ（２）に表示し、欠陥
位置が目に認識し易い表示信号を得る様に成したことを
特徴とする物体の表面検査装置としたものである。

〔作用〕

本発明による物体の表面検査装置によれば、被検査物体
（Ｂ）の表面の欠陥を検出した場合、欠陥に続く適当な
時間幅、周期及び明るさの欠陥の表示信号（S2）を映像
信号（S1）に重畳し、重畳信号（S3）をモニタ（２）に
供給し、その画面（2A）上で、どのように小さな欠陥で
も、目視できる周期と明るさで明滅表示させることがで
きる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１乃至第４図を参照して説
明する。

第１図は本発明の一実施例の全体を示すブロック図であ
る。同図に於て、第５図と同一符号は互に同一部分を示
すものとし、それ等の詳細説明を省略する。

第１図に示す本発明の例に於て、被検査物体（Ｂ）に欠
陥のあることが電子処理機（３）により検出され、欠陥
の存在を示すデジタル信号（Sd）が出力された場合、こ
の信号（Sd）を、上述の如き警報回路（AL）に供給する
と共に、表示信号作製回路（５）に入力する。この表示
信号作製回路（５）は、欠陥信号（Sd）をもとにして表
示信号（S2）を作り、この表示信号（S2）を重畳器
（６）に加える。重畳器（６）はビデオカメラ（１）か
らの映像信号（S1）も供給されているので、この信号
（S1）に表示信号（S2）を重畳して、重畳信号（S3）を
作り、これをモニタ（２）に与える。尚、第１図に於
て、（5A），（5B）及び（5C）は、夫々表示信号（S2）
の時間（幅），周期及び明るさを設定する時間（幅），
周期及び明るさ設定回路である。

従来例では、第５図に示す如く、転換スイッチ（４）に
よって映像信号（S1）と欠陥信号（Sd）とを切換えて、
欠陥検出の確認等を行っていたが、本発明では、映像信
号（S1）に表示信号（S2）を重畳し、常時この重畳信号
（S3）をモニタ（２）に供給し、その画面（2A）に表示
するので、従来の如き転換の必要はなく、又見易いもの
となる。

表示信号作製回路（５）の一具体例を、第２図を参照し
て説明する。

電子処理機（３）よりの欠陥が検出されたことを示す第
３図Ａ（第８図Ｃと同じ）に示されたデジタル欠陥信号
（Sd）が表示信号作製回路（５）の時間（幅）設定回路
（5A）の単安定マルチバイブレータ（5A1）の入力端子
（Ｂ）に入力されると、部品外付け端子（Ｃ）及び
（Ｒ）に接続されタイミング調整用のコンデンサ（5A
2）及び抵抗器（5A3）により決まる時定数で定まる特定
の時間幅（τ）を持ったプレ表示信号（SA）が、検出信
号（Sd）の立上り時に同期して単安定マルチバイブレー
タ（5A1）のＱ端子に発生する（第３図Ｂ参照）。この
時間（幅）設定回路（5A）は、上述の如く、表示信号
（S2）の時間（幅）を設定するもので、欠陥信号（Sd）
の大小（時間幅の相違）に関係なく欠陥（ａ）をモニタ
（２）の画面（2A）で目で認知し易く、しかも、その邪
魔にならない程度で、不変の時間幅を持つ表示信号（S
2）を作る為のものである。尚、このプレ表示信号（S
A）の時間幅（τ）を、コンデンサ（5A2）及び抵抗器
（5A3）を調整して、例えば第３図Ｂに点線で示す
（τ′）の如く、広くすることもできる。

単安定マルチ（5A1）よりのプレ表示信号（SA）は、周
期設定回路（5B）のアンドゲート（5B1）の一方の入力
端子に入力される。アンドゲート（5B1）の他方の入力
端子は、周期設定回路（5B）の自走マルチバイブレータ
（5B2）の出力端子に接続されている。

第４図Ａ乃至Ｃは、夫々周期設定回路（5B）の各部の信
号の波形を示す波形図である。第４図Ａは、時間幅設定
回路（5A）より出力され、アンドゲート（5B1）の一方
の入力端に供給されるプレ表示信号（SA）の波形図であ
る。例えば第７図に示す如く、１画面（１フレーム）の
走査で一本の水平走査線が欠陥である黒点（ａ）を通過
し、これを検出する場合は、一画面の走査周期は約17ms
ec（16.6……msec）であるので、このプレ表示信号（S
A）の周期も約17msecとなる。換言すれば、一画面の走
査で、１個のプレ表示信号（SA）が出力される。このよ
うに17msecの周期のプレ表示信号（SA）によっては、モ
ニタ（２）の画面（2A）上で、人間の目に明滅感を殆ん
ど与えないので、このプレ表示信号（SA）が人間の目に
モニタ（２）の画面（2A）上で明滅感を与えるように遅
い周期でプレ表示信号（SA）を断続せしめるのが、自走
マルチバイブレータ（5B2）の役目である。

以下、これを説明する。自走マルチ（5B2）の発振周期
は、そのC,R及びＱ端子に接続したタイミング用コンデ
ンサ（5B3）及び抵抗器（5B4）により自由に設定できる
ので、この発振周期を画面の走査周期17msecより遅い周
期、例えば50msec〜100msec程度に選んでおけば、後述
する如く、プレ表示信号（SA）が、数個づつ間欠的にア
ンドゲート（5B1）より出力され、画面（2A）上で、人
間の目に明滅感を与え得る。即ち、第４図Ｂは、自走マ
ルチ（5B2）の出力端の出力信号（SB）の波形を示す
波形図で、この信号（SB）の周期は、上述の如く、例え
ば50〜100msecに設定されている。この信号（SB）が、
上述の如く、アンドゲート（5B1）の他方の入力端に供
給されている。従って、アンドゲート（5B1）の出力信
号（5C）は、第４図Ｃに示す如き波形となる。即ち、こ
の信号（SC）は、プレ表示信号（SA）が、自走マルチバ
イブレータ（5B2）の遅い周期の信号（SB）で断続さ
れ、数個づつのプレ表示信号（SA）が間欠的に連続した
信号となる。

このようなアンドゲート（5B1）の出力信号（SC）は、
そのレベルを調整する回路、即ちモニタ（２）の画面
（2A）上において、表示信号による像の明るさをはっき
りと目に感じさせる程度に調整する明るさ設定回路（5
C）に供給される。即ち、信号（SC）は、第２図に示す
如く、そのレベルを調整する可変抵抗器（5C1）を介し
て、バッファ（5C2）に供給される。この実施例におい
ては、表示信号作製回路（５）はTTLのレベルで説明し
てあり、TTLの出力レベルは通常5Vあるので、モニタ
（２）の画面（2A）の輝度を制御する電圧としては充分
である。この例では、バッファ（5C2）は通常のユニテ
ィ・ゲイン・バッファを示し、その増幅度は１である。
バッファ（5C2）の出力が、最終表示信号（S2）とな
り、これが重畳器（６）へ送られ、そこで、ビデオカメ
ラ（１）からの映像信号（S1）に重畳される。この場
合、重畳器（６）は、矢張りユニティ・ゲイン・バッフ
ァ（6A）と混合用抵抗（6B）との組合せにより構成され
ている。

かくして電子処理機（３）が映像信号（S1）の中から黒
点（ａ）等の欠陥を検出した場合、その欠陥信号（Sd）
に隣接して表示信号（S2）を作り、これを映像信号（S
1）に重畳してモニタ（２）の画面（2A）上に表示せし
める。しかし、この表示信号（S2）は、時間幅の設定回
路（5A），周期の設定回路（5B）及び明るさの設定回路
（5C）により目に認知し易いように調節されているもの
である。

〔発明の効果〕

上述の如く、本発明によれば、検出された欠陥の大きさ
に関係なく、欠陥の部分に隣接して目で認知し易い欠陥
の表示を、被検査物体の通常の映像に重畳してモニタの
画面上に常時表わし、しかも映像の転換の必要がないの
で、操作上の便利さと、それにも増して欠陥を検出した
かしないかの現象を明白に捉え、加えて、その欠陥部分
の位置をも明確に示せるという大きな効果を有する。

更に、本発明では、表示信号を明確に認知し易いよう
に、欠陥の表示信号の時間幅，それを断続する周期，そ
してその明るさの調整手段を有するもので、これにより
最適の表示信号の性質を定めて、欠陥認知の容易性を増
進するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一例の全体を示すブロック図、第２図
はその主要部の接続図、第３図及び第４図はその説明に
供する波形図、第５図は従来例のブロック図、第６図は
その主要部の回路図、第７及び第８図はその説明に供す
る略線図である。 図に於て、（１）は光電変換センサ、（２）はモニタ、
（３）は電子処理機、（５）は表示信号作製回路、
（６）は重畳器を夫々示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被検査物体を撮像手段を介して撮像した映
   像信号を欠陥信号処理手段に供給して、該被検査物体表
   面の欠陥をモニタの再生画面上に表示する様に成された
   物体の表面検査装置に於いて、 上記欠陥信号処理手段から得られた欠陥信号に基づいて
   上記モニタに表示する表示信号の時間幅を設定する時間
   幅設定手段と、上記時間幅設定手段の出力信号に基づい
   て、上記表示信号の周期を設定する周期設定手段と、 上記周期設定手段の出力信号に基づいて、上記モニタの
   明るさを設定する明るさ設定手段と、 上記明るさ設定手段からの表示信号を上記撮像手段から
   の映像信号に重畳する重畳手段とを具備し、 上記重畳手段からの重畳信号を上記モニタに表示し、欠
   陥位置が目に認識し易い表示信号を得る様に成したこと
   を特徴とする物体の表面検査装置。