JPS5863838A

JPS5863838A - 欠陥検出回路

Info

Publication number: JPS5863838A
Application number: JP56162725A
Authority: JP
Inventors: Tatsuo Yamamura; 山村　辰男
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd; Fuji Electric Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 1981-10-14
Filing date: 1981-10-14
Publication date: 1983-04-15
Also published as: US4486777A; JPS6355650B2; DE3237818C2; GB2108656A; GB2108656B; CH659707A5; DE3237818A1

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、例えば錠剤の如き被検査対象物全、工業用テ
レビカメラの如きＪ＠像デバイスによりラスク走査して
得られる撮隊信号の２値化データから該対象物における
欠陥（例えば欠け、傷、汚れなど）′ｆ、検出する欠陥
検出回路に関するものであり、更に詳しくは、該欠陥が
被検査対象物の周辺のＭ部にあって輪郭とまぎられしく
、通常のラスタ走査によっては検出困難な欠陥について
も、これを検出しうるようにした欠陥検出回路に関する
ものである。

一般に、錠剤のごとき被検査対象物における欠け、ｆ易
、汚れなどの欠陥に、対象物のどのｈ１１分ＶＣ生じて
も同じように検出されなければならない。

しかし、対象物の内側にある欠陥は、胸囲から孤立して
いるので、カメラの水平走査方向における走査出力のレ
ベル変化を見るだけで検査できるが、周辺部すなわち縁
部に生じた欠陥は、対象物の輪％の１部となってし１う
ので、水平走査方向における走査出力のレベル変化だけ
でみていたのでは検出されないことがある。

以下、このことを詳しく説明する。彼検査対象物上の欠
陥検出回路としては、カメラの１走査周期の走査線毎に
現われる走査出力レベルの大幅な変化点を求め、その変
化点の数が対象物の輪郭に起因して生じる同様な変化点
の数より多いかどうかで欠陥の有無を検出するものが知
られている。

第１図はかかる欠陥検出回路の原理説明図であり、第２
図（イ）、（ロ）は第１図における走査縁（イ）、仲）
に沿ったカメラの走査出力のビデオ波形を示す波形図、
である。

第１図において、１は被検査対象物、２は内側の欠陥、
３は周辺部の欠陥、（イ）と（ロ）はそ扛ぞれカメラに
よる走査線を示す。第２図において、６と８はそれぞれ
ビデオ波形、７は７［査出力レベルの変換点（被検査対
象物で示うと反射光量の大小の変化点、濃淡変化点とも
云う）、Ｓに水平同期信号、を示す。

第１図、第２図を参照する。被検査対象物ｌのうちで欠
陥のないところでの走査線（イ）によるビデオ波形は６
のようになり、対象物の輪７Ｉ≦に起因して２つたり濃
淡変化点７が現われるのに比べ、欠陥のあるところでの
走査Ｉｆｆ　（Ｏ）によるビデオ波形は８のようになっ
て、欠陥に起因する変化点７’、７’が、輪郭に起因す
る変化点７，７に加わるので、この変化点の数の差によ
って欠陥の検出が可１止である。しかしながら、ビデオ
波形８の波形から分かるように周辺に欠陥のある場合に
は、欠陥が輪郭の一部となり１その部分の欠陥自体によ
る変化点は別に現わｆＬず、検出ができない。

また、周辺における欠陥を輪ｆｌＳの変動として検出す
る方法としては、対象物の形秋が円形であるならば、そ
の円形形伏の座標全記憶しておき、入力さｎた走査出力
データと、原点全一致させた上で座像の比較を行い、ず
れ計を求めて周辺における欠陥全判定するものがある。

これだと、大幅な輪Ｕ−１ｓ　’Ｒ勤はど検出し易く、
局所的な変動に検出しにくいので、小さな周辺部の欠陥
検出には適さない。また、対象物の大きさの変動に影響
され易い。

さらに、座標を逐次的に比較していくので、演算処理に
時間がかかり、座標記憶のためにメモリが必要となり、
コスト的に高価になるという欠点もめるＯ本発明は、上述の如き従来技術の欠点を除去するために
なされたものであり、従って本発明の目的は、輪郭の一
部となった欠陥を、内側にある欠陥と同じように検出す
ることができ、しかも、そのために処理時間を多く必要
とすることなく、１画曲の撮像終了と同時に検出を終り
、また特別に座標記憶用のメモリを必要としない安価な
欠陥検出回路を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明では、テレビカメラに
よる被検査対象物のラスタ走査における連続した少なく
も３走査周期分の２値化データについて、第１の走査周
期分における％足画素位値の２値化データのレベルと、
続く第２の走査周期分における対応した画素位−′の２
制化テータのレベルとを比較したところ両者が異なり、
更にヤΔ・く第３の走査周Ｊυ］分における対応した画
累位ぬ°の２値化データのレベルと＋ｉｒｆ　Ｍｒ２第
２の走査周期分における対応した画素位論”の２仙化デ
ータのレベルとを比較したところ両者が異なるとき、そ
のレベルの異なる態様によって欠陥ありと利足するよう
にしたものであるが、以下、本発明の動作原理を説明す
る。

第３図は本発明の詳細な説明図である。第３図（イ）は
、周辺に欠陥のない被検査対象物１を垂直方向にラスタ
走査する場合をぜ定して描いた説明図である。第３図（
イ）において、走査出力のレベル変化点はａとｂであり
、ａ点では（暗→明）、ｂ点では（明→暗）であること
が分かる。

第３図（→は、周辺に欠陥３のある被検査対象物１を、
該欠陥位置を通るように垂直方向にラスタ走査した場合
を想定して描いた説明図である。この場合は、走査出力
のレベル変化点は、ａ、ｂのほか、欠陥３に起因して０
点とｄ点が生じる。しベルの変化は、０点では（明→暗
）、ｄ点では（暗→明）となり、欠陥に起因して生じた
変化点す。

ｄにおけるレベル変化の態様と、正常な周辺に起因して
生じる変化点ａ、ｂにおけるレベル変化の態様は丁度、
逆のｒＩＡ係になっていることが分かる。

従ってこの点に着目すれば、対象物の周辺における欠陥
を検出できる筈である。

しかし、一般に対象物を欠陥検査のためにラスク走査す
るときは、水平走査がなされておｐ１垂直走査は行なっ
ていない。従って水平走査を行ないながら、上記の検出
原理を利用して欠陥を検出する方法を講じなければなら
ない。この方法を第３図（ハ）を参照して次に説明する
。

第３図（ハ）を参照する。同図において、Ｘは第１の水
平走査線であり、ｙは続いてなされる第２の水平走査線
であり、ｚｌｄ更に続いてなきれる第３の水平走査線で
ある。各水平走査線において、成る特定の対応した画素
位置Ａ、Ｂ、Ｃのレベルを検出して比較すれは、そのレ
ベル変化の態様によって上述の原理に基づき欠陥を検出
することができる。検出すべき欠陥の大小により、相互
に比較すべき位１ｉＡ　、　Ｂ　、　Ｃにおける各画素
数を大きく、或いは小さく、選択するとよい。

以上で本発明の動作原理の説明を終わり、以下、図を参
照して本発明の一実施例を説明する。

第４図は本発明の一実施例を示すブロック図である。同
図において、９けテレビカメラからのビデオ信号人力、
１０は２値化回路、１１．１２Ｖｉそれぞれシフトレジ
スタ、１３．１４はそれぞれ比較回路、１５は比較回路
１３の出力、１６は比較回路１４の出力、である。

第４図において、図示せざるテレビカメラからのビデオ
信号人力９を２値化回路１０において、成る適当なしき
い値レベルと比較することにより２値化し、その２値化
データを、１水平疋噛−期ｍ１分のデータシフト容Ｖ＋
もつ第１のシフトレジスタ１１に入力してシフトさせる
。そして第１のシフトレジスタ１１のシフト出力を、同
じシフト容量をもつ第２のシフトレジスタ１２に入力し
シフトさせる。両レジスタの対応するシフト位置（例え
ば、ＱＡ、ＱＢ、ＱＣの３位置）からデータを取り出し
、比較回路１３に入力して比１咬する。このことは、第
３図Ｃつで説明すると、ｘ走査線上のＡ点に位置する水
平方向の３画素と、ｙ走置線上のＢ点に位置する水平方
向の３画素とのレベル比較を行なうことに相当する。

比較回路１３において、シフトレジスタ１１からの３画
素分のデータＡＯ、ＢＯ、ＣＯと、シフトレジスタ１２
からの３１ｉ！ｉ７素分のデータＡＩ、Ｂｉ。

Ｃ１を比較し、両者間のレベル変化が、例えば（明→暗
）であるとき、第１の比較回路１３は有効出力１５を発
生し、第２の比較回路１４を起動する。第２の比較回路
１４では、第１の比較回路１３における比較動作の時点
から１水平走査分の期間経Ｉａ後に、同じく第１のシフ
トレジスタ１１からの３画素分のデータと第２のシフト
レジスタ１２からの３画素分のデータとのレベル比較を
行なう。

このことは、第３図（ハ）で説明すると、ｙ走査線上の
Ｂ点に位置する水平方向の３画素と、２走査線上の０点
に位置する水平方向の３画素とのレベル比較に相当する
０その結果、両者間のレベル変化が例えば（暗→明）で
あったとすると、第２の比較回路１４は、欠βＩＩ！１
ありの出力信号１６を発生する。

以上の説明では、３１画素を単位としてレベル比較を行
なったが、検出すべき欠陥の大小に応じて、任慧の１１
１ｉｉ素数を単位としてレベル比較を行なうものである
ことは説明するまでもないであろう。

第５図は、第４図における比較回路１３　、１４の具体
例を示す回路図である。同図において、２２と２３はそ
れぞれ連動スイッチ、２４と４０はそれぞれ３人力ＡＮ
Ｄ素子、２５と４１はそれぞれ３人力ＮＯＲ素子、２６
と４２はそれぞれ２人力ＡＮＤ累子、２７と２８はそれ
ぞれＪＫフリップ７０ッグである。

今、（明神暗）の変換点検出に際し、明部ｋ　ａｉｉ＋
理１、暗部を論理０に対応させて２値化するものとし、
第５図の回路動作を説明する。

第５図において、連動スイッチ２２．２３を図示の位置
から反対側へ切り換えておくものとする。

上下に並んだ画素データＡＩ　、Ｂｌ　、Ｃ１とＡＯ。

ＢＯ、Ｃｏにつき、上（ＡＩ　、Ｂｌ　、ＣＩ　）が明
（論理１）で下（ＡＯ、ＢＯ、ＣＯ）’７Ｅ暗（論理０
）のと＝、ＡＮＤ　ｉ子２４のＡＮＤ出力は１、ＮＯＲ
素子２５のＮＯＲ出力も１になり、ＡＮＤ累子２６の出
力が１となって、ＪＫフリップ７０ッグ２７がセットさ
れる。すなわち、明部から暗部への変化点が求められた
ことになる０クリツプ７０ツグ２７の出力ＱＡがＪＫフ
リッグ７０ッグ２８のクリア端子に入り、クリアを解除
するのでフリップフロップ２８が動作可能になる。この
後（１水平走食期間経過後）で、上下のデータＡ１．Ｂ
１．ＣＩとＡＯ、ＢＯ、ＣＯにつき、上が暗で下が明に
なるとき、ＡＮＤ累子種子４０ＮＤ出力Ｖｉｌ、ＮＯＲ
素子４１のＮＯＲ出力もＩＫなり、ＡＮＤ累子種子４２
力が１となって、フリップ７０ツグ２８がセットされる
。すなわち、暗部から明部への変化点が求められたこと
になり、初めに明から暗の変化点があり、次に暗から明
の変化点の現われる欠陥が検出されたことになる。

連動スイッチ２２．２３の接点をともにＡＩ。

ＡＯ，Ｂ１．ＢＯへつながないときには、上下に並んだ
１画素について検査を行うので、１１ｔｈｉ累相当の大
きさでも被検査対象物の周辺から内側へ入り込んだ欠陥
があれば検出される。連動スイッチ２２のみをＡ１．Ａ
Ｏへつながないときには、２画素相当分の大きさ以上、
内側へ入り込んだ欠陥が検出される。連動スイッチ２２
．２３をともにＡＩ、ＡＯ，Ｂ１．ＢＯへつないだとき
には、３画素相当分の大きさ以上、内側へ入り込んだ欠
陥が検出される。連動スイッチ２２．２３の切替状態に
よって、１画素相当分以上のものを欠陥として検出する
か、２画素相当分以上のもの倉欠陥とするか、３画素相
当分以上ｔこするかの、欠陥の大きさに応じた検出感贋
の設足が可能である。

この検査方式では、上下方向に並んだデータについて明
→暗の変化点を求め、欠陥を検出するので、欠陥は、被
検査対象物が円形であるとしたとき、円の周辺部にあろ
うが、内側ｊにあろうが、同じように検出されることは
明らかであろう。

Ｍ６図は、第５図の回路の各部信号のタイミングチャー
トラ示したものである。同図において、＊Ｈ８ＹＣが、
テレビカメラの水平た査の同期信号で、これに同期して
、撮像画面が上から下へ順次走査されていく。＊ＣＬＯ
ＣＲは、−足周期のクロック信号で、第４図１１．１２
のシフトレジスタのクロック入力であり、これに同期し
て、２値化データが順次シフトされる。ＡＯ、ＢＯ、Ｃ
Ｏの信号は、カメラから入力された画像信号を２値化し
たデータをクロック信号＊ＣＬＯＣＫによって、順次ｌ
ステップ（１画素）づつシフトさせた出力である。Ａ１
．Ｂ１．ＣＩの信号は、それぞれＡＯ。

ＢＯ、ＣＯが１水平期間分シフトされた陵の信号テアル
。ＡＯ，ＢＯ，ＣＯとＡＩ　、Ｂｌ　、ＣＩを同じ時点
でみれば、上下２段に３つ隣り合った画業のデータがみ
られることになる。ＱＡは、信号ＡＩ、Ｂｌ、ＣＩおよ
びＡＯ，ＢＯ，ＣＯに従い明部から暗部への変化部Ｓ１
が検出されたときの第５図２７のフリラグフロップ出力
である。

ＤＥＦＥＣＴは、ＱＡが論理１となった後で、信号ＡＩ
　、Ｂｌ　、Ｃ１＄−よびＡＯ、ＢＯ、ＣＯに従い暗部
から明部の変化部ｓ２が求められて、欠陥が（１＆出さ
れたときの第５図２８の７リツプフロソプの出力である
。＊ＣＬＥＡＲは、欠陥検出を始める前に、前回の検出
結果をクリアするための信ぢである。

この発明によれば、撮像画面の上下方向にデータをみて
いるので、円形対象物の内側にある欠陥のように、上下
、水平方向の両方向で回りがらみ淡の変化の生じる欠陥
の他にも、周辺に接した欠陥のように、水平方向では輪
郭の一部とみなされるものでも、上下方向で回りがら磯
淡変化を生じるものが検出できる。しかも、内側にある
欠陥も含めて検出できる。処理時間は、１水平走査期Ｎ
ＪＪ分、データをシフトさせるだけで処理するので、１
画面の撮像期間で十分であり、処理スピードを考慮する
必要がない。

対象物の外形座標そのものを求めて検査するのではない
ので、対象の大良さが拡大縮小で変化しても、カメラ画
面内で移動しても検査には影響ｄない。

検査対象物は、円形のものだけでなく、楕円形のものを
初め左右対象で、凸曲線より構成されるものであれば、
すべてのものの欠陥検出に本発明は適用できる。また、
第７図に示すような垂面方向に１ｌｆｌＩ的輪郭４３を
もつものに、本来あってはならない筈の凸凹Ｄ１．Ｄ２
がないかどうがを検査することにより、直線性の検査が
可能である。

凸の欠陥を検出するときには、入力画像の白黒を反転さ
せれば、凹に変化するので、本発明の方法により検出が
行われる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の欠陥検出回路のｆｊＡ理説明図、第２図
Ｆｉ第１図における走査線に沿ったカメラの走査出力の
ビデオ波形を示す波形図、第３図は本発明の詳細な説明
図、第４図は本発明の一実施例を示すブロック図、第５
図は第４図における比較回路１３．１４の具体例を示す
回路内、第６図は第５図における各部信号のタイミング
チャート、第７図は本発明の用途例を示すための説明図
、である。符号説明１・・・被検査対象物、２・・・内側欠陥、３・・・周
辺部の欠陥、６．８・・・ビデオ波形、７・・・走査出
力レベルの変化点、９・・・ビデオ信号入力、１０・・
・２値化回路、１１．１２・・・シフトレジスタ、１３
．１４・・・比較回路、１５．１６・・・出力、２２．
２３・・・連動スイッチ。代理人　弁理士　運　木　昭　夫代理人　弁理士　松　崎　　　清大　　　　　　　　　　　　　　　　　の綜

Claims

【特許請求の範囲】

１）被検査対象物を撮像デバイスによりラスク走査して
得られる撮像信号の２値化データから該対象物における
欠陥を検出する欠陥検出回路であって、前記ラスク走査
における少なくも連続した２走査周期分の２値化データ
を１走査周期分ずつ区切って蓄積するデータ蓄積手段と
、第１の走査周期分における特定の画素位置のデータと
第２の走査周期分における対応した特定画素位置のデー
タとを前記蓄積手段から読出して比較する手段とを備え
、ラスク走査における少なくも連続した３ｆｉ！周期分
の２値化データについて、第１の走査周期分における特
定画素位置の２値化データのレベルと、続く第２の走査
周期分における対応した画素位置の２値化データのレベ
ルが異なり、更に続く第３の走査周期分における対応し
た画業位置の２値化データのレベルと前記第２の走査周
期分における対応した画業位置の２値化データのレベル
とが異なるとき、そのレベルの異なる態様によって欠陥
ありと判定するようにしたことを特許とする欠陥検出回
路。