JPS6216373B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、検査対象物を撮像して得た撮像信号
を処理して、検査対象物上の汚れや疵等を自動的
に検査する欠陥検査装置に関するものである。

一般に、錠剤等の製品の欠陥を自動的に検査す
る場合、検査対象物をテレビカメラ等の撮像装置
で撮像して得た撮像信号を適切な閾値レベルと比
較して２値化し、その２値化信号を処理して検査
対象物表面に於ける欠陥の有無を判別している
が、この欠陥の検査精度は、前記２値化の精度に
ほぼ依存するものとなる。そこで、従来より前述
したような撮像信号を正確に２値化しようと各種
の２値化方式が提案されているが、これらの２値
化精度は要求を完全に満たすものではない。

例えば上記２値化の為に従来多く採用されてい
る固定レベル方式の２値化回路は、第１図に示す
ように、基準レベル設定回路１の基準電圧seと撮
像信号vidとを比較回路３に於いて比較し、その
比較信号sigが２値化信号となるものであるが、
基準電圧seが固定的であるから撮像信号vidの振
幅が被写体の反射光量変化等により変動する場合
あるいは欠陥信号が撮像信号の立上り又は立下り
部に発生する場合には、正確な２値化が困難とな
る。即ち、例えば第２図Ａに示すように、搬送器
５によつて錠剤等の検査対象物７，９，１１が矢
印方向に搬送されている状態で、適当なる照明の
下、検査対象物表面を撮像装置１３で撮像して得
た撮像信号は、欠陥のない検査対象物７の場合は
同図Ｂの実線１５で示すような信号となり、表面
中央部に欠陥１７を有する検査対象物９の場合は
同図Ｂの実線１９で示すような信号となり、また
周辺部に欠陥２１を有する検査対象物１１の場合
には同図Ｂの実線２３で示すような信号になるの
が一般的である。従つて、このような撮像信号１
５，１９，２３を同図Ｂの破線２５で示す固定レ
ベルと比較して２値化を行なうと、同図Ｃに示す
ように検査対象物９の欠陥１７は検出することが
できるが、検査対象物１１の欠陥２１は検出する
ことができない。また、固定レベルを同図Ｂの破
線２７に示す位置に設定すると、同図Ｄに示すよ
うに欠陥２１は検出することができるが、逆に欠
陥１７は検出不可能となつてしまう。

このように、正常品に於ける撮像信号１５が例
えば検査対象物の形状等に起因して比較的ゆるや
かな立上り及び立下りを示す信号になるような場
合、固定レベル方式２値化回路では、表面中央部
の欠陥１７及び表面周辺部の欠陥２１を同時に２
値化することができないので、錠剤等の欠陥検査
精度が低下し、充分な検査を行なうことができな
かつた。

本発明はこのような従来の欠点を改善したもの
であり、その目的は、欠陥の発生する位置に拘ら
ず、検査対象物上の全ての欠陥を確実に検出する
ことができる欠陥検査装置を提供することにあ
る。以下実施例について詳細に説明する。

第３図は本発明装置の実施例を表わす要部ブロ
ツク図であり、２９は搬送器、３１は正常品であ
る検査対象物、３３は周辺部に欠陥３５を中央部
に欠陥３７を有する検査対象物、３９はITVカメ
ラ等の撮像装置、４１は増幅回路、４３はサンプ
ルホールド回路、４５は差動増幅回路、４７，４
９は比較回路、５１，５３は基準レベル設定回
路、５５はサンプルホールドトリガ回路、５７は
判定回路、５９は出力端子である。また、第４図
は第３図示装置を動作させた場合の各部の信号波
形を表わす線図である。

検査対象物３１，３３は、搬送器２９により矢
印方向に搬送され、順次撮像装置３９の撮像視野
内に送り込まれている。この場合、図示しない照
明系により検査対象物３１，３３表面を均一照明
することにより、検査対象物表面に欠陥がない状
態のとき例えば第２図Ｂの信号１５のように、検
査対象物を表わす撮像信号領域の時間に対する微
分係数が只一度零になるようにしておく。これ
は、錠剤等の如く表面が均一である検査対象物の
場合は、通常の照明系により容易に達成すること
ができる。

このような撮像条件の下で撮像装置３９により
検査対象物３１，３３を撮像すると正常品である
検査対象物３１については例えば第４図Ａの実線
ａ１に示すような撮像信号が増幅回路４１の出力
として得られ、また周辺部に欠陥３５、中央部に
欠陥３７を有する検査対象物については例えば第
４図Ａの実線ａ２に示すような撮像信号が同様に
得られる。ここで、撮像信号ａ２のレベルダウン
している部分Ｘ，Ｙがそれぞれ欠陥３５，３７に
対応する欠陥信号であり、両欠陥３５，３７が反
射係数の小さいゴミや汚れ等である場合を示して
いる。

さて、撮像装置３９の撮像信号ａ１，ａ２は、
サンプルホールド回路４３及び差動増幅回路４５
の一方の入力端子に加えられ、差動増幅回路４５
の他方の入力端子にはサンプルホールド回路４３
の出力が加えられる。このサンプルホールド回路
４３は、後述するサンプルホールドトリガ回路５
５からのサンプルホールドトリガ信号ｈを受け
て、信号ａ１，ａ２を逐次サンプルホールドして
出力するものであり、例えば信号ａ１，ａ２に対
して第４図Ａの破線ｂ１，ｂ２に示すような信号
を出力する。また、差動増幅回路４５は信号ａ
１，ａ２とこれらのサンプルホールド信号ｂ１，
ｂ２との差分を求め、例えば第４図Ｂの実線ｃ
１，ｃ２に示すような信号を出力するものであ
り、この信号ｃ１，ｃ２は比較回路４７，４９の
一方の入力端子にそれぞれ加えられる。

比較回路４７においては、基準レベル設定回路
５１で生成した例えば第４図Ｂの直線ｄに示すよ
うな正の基準レベルと上記差動増幅回路４５の出
力ｃ１，ｃ２とを比較し、信号ｃ１，ｃ２が基準
レベルｄより大きい間その出力を“１”にして、
例えば第４図Ｃに示すようなパルス列信号ｅ１，
ｅ２を出力する。即ち、撮像信号ａ１，ａ２の上
昇部分にのみパルスを含むパルス列信号が出力さ
れることになり、撮像信号ａ１，ａ２の上昇領域
が検出される。また、比較回路４９においては、
基準レベル設定回路５３で生成した例えば第４図
Ｂの直線ｆで示すような負の基準レベルと差動増
幅器４５の出力である信号ｃ１，ｃ２とが比較さ
れ、信号ｃ１，ｃ２が基準レベルｆより小さい間
“１”が出力されて、例えば第４図Ｄに示すよう
なパルス列信号ｇ１，ｇ２が形成される。即ち、
撮像信号ａ１，ａ２の下降部分にのみパルスを含
むパルス列信号が出力されることになり、撮像信
号ａ１，ａ２の下降領域が検出される。

上記比較回路４７及び比較回路４９の出力であ
るパルス列信号ｅ１，ｅ２，ｇ１，ｇ２は、欠陥
有無の識別を行なう判定回路５７に加えられると
共に、サンプルホールドトリガ回路５５には加え
られ、このサンプルホールドトリガ回路５５で両
信号ｅ１，ｇ１又はｅ２，ｇ２が出力されるごと
に第４図Ｅに示すようなパルス列信号を形成す
る。このパルス列信号が前述したサンプルホール
ドトリガ信号ｈとなるものである。パルス列信号
は撮像信号とこれらのサンプルホールド信号との
差分が予め設定した基準レベルに達するたびに発
せられるものであるから、このパルス信号に同期
するトリガ信号の周期は一定でなく、出力ａ１，
ａ２の変化、換言すれば欠陥の度合いに応じて変
化する。すなわち、同図Ｅから明らかなように、
撮像信号ａ１，ａ２の変化が激しい部分において
周期の短かいサンプルホールドトリガ信号が形成
されるので、高周波的な欠陥信号を確実に検出す
ることが可能となり、また撮像信号ａ１，ａ２の
変化のゆるやかな部分においては、周期の長いサ
ンプルホールドトリガ信号が形成されるので、低
周波的な欠陥信号を検出することが容易となる。
従つて、一定周期を有するサンプルホールドトリ
ガ信号を使用する場合に比べて欠陥の検出精度が
高まることになる。

また、判定回路５７における欠陥有無の判定
は、例えば次のようにして行なわれる。すなわ
ち、第４図Ｃ，Ｄにおいて、信号ｅ２のＡからＮ
のパルスに対し、信号ｇ２のＯのパルスが信号ｅ
２のＥとＦのパルスの間に存在し、またＰのパル
スがＭとＮのパルスの間に存在しているため、信
号ｅ２のＡからＥを１つのパルス群とし、Ｆから
Ｍを１つのパルス群とする。同様に、信号ｇ２の
ＯからＺのパルスに対し、信号ｅ２のＦからＭの
パルス（１パルスでもよい）が信号ｇ２のＯとＰ
のパルスの間に存在しているため、またＮのパル
スがＰとＱと間に存在しているため、信号ｇ２の
ＯおよびＰの１パルスを１つをパルス群とし、Ｑ
からＺを１つのパルス群とすると、正常品である
検査対象物３１についての比較回路４７，４９の
出力パルス列信号ｅ１，ｇ１と、欠陥を有する検
査対象物３３についての比較回路４７，４９の出
力パルス列信号ｅ２，ｇ２とを比べてみれば判る
ように、正常品の場合は、両比較回路４７，４９
の出力パルス列信号中にそれぞれ１つのパルス列
群が現れるのに対し、欠陥がある場合には、比較
回路４７，４９の出力パルス列信号ｅ２，ｇ２の
どちらか或は双方とも２以上のパルス列群を含む
ものとなる。従つて、判定回路５７を第５図に示
すように、フリツプフロツプ８０，８１、エクス
ルシブORゲート８２，８３および計数器８４，
８５で構成し、比較回路４７，４９（第３図）か
らそれぞれ信号ｅ（ｅ１，ｅ２），ｇ（ｇ１，ｇ
２）を入力し、また検査対象体領域を表す信号Ｔ
（第４図Ｇ参照）を入力すれば、計数器８４にお
いて信号ｅに含まれるパルス群を、計数器８５に
おいて信号ｇに含まれるパルス群を計数すること
ができ、１個の検査対象物について、両比較回路
４７，４９にそれぞれの出力に只一つのパルス列
群が存在する場合にのみ、その検査対象物を正常
品と判定することができる。第４図Ｆは、判定回
路５７の出力を示し、検査対象物３３に欠陥があ
つたことを示すパルスが出力されている。

このように本実施例は、撮像信号をサンプルホ
ールドして得た信号とその撮像信号との差分を差
動増幅回路４５において求め、この差動増幅出力
をそれぞれ異極性の基準レベルと比較することに
より撮像信号の上昇領域及び下降領域を求めて、
その上昇領域と下降領域におけるパルス群の発生
頻度から間接的に欠陥信号の有無を判断するもの
であり、撮像信号を固定閾値で直接２値化する方
式に比べ、広範囲の欠陥を検出することが可能と
なる。また、レベルの異なる複数個の固定閾値で
撮像信号を２値化して欠陥の有無を判別する方法
も知られているが、本発明はその方法より回路構
成が簡単になる利点がある。

なお、以上の説明においては、検査対象物３１
の撮像信号ａ１に対する処理動作と検査対象物３
３の撮像信号ａ２に対する処理動作を並列的に説
明したけれども、これは説明の便宜上の為であ
り、検査対象物３１の欠陥判別処理が終了したの
ち検査対象物３３の処理が開始されるものであ
る。また、撮像信号ａ１，ａ２は検査対象物上の
或る１ライン分の信号を示すものであり、各検査
対象物の全てのラインについて同様の処理を行な
うものである。

以上の説明から判るように、本発明に依れば、
撮像信号の上昇領域と下降領域の発生頻度から欠
陥の有無を判別するので、欠陥が検査対象物上の
どの部分にあろうとも確実に検出することがで
き、従来の固定レベル方式２値化回路を採用した
欠陥検査装置に比べその検出精度が高まる利点が
ある。従つて、本発明装置を錠剤、カプセル等の
工業製品の自動欠陥検査に適用すれば非常に有効
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は固定レベル２値化回路のブロツク図、
第２図は第１図示回路を使用して欠陥を検査する
場合の説明図、第３図は本発明の実施例を表わす
要部ブロツク図、第４図は第３図示装置を動作さ
せた場合の各部の信号波形を表わす線図、第５図
は本発明に係る判定回路の一例を示す図である。 ２９は搬送器、３１，３３は検査対象物、３
５，３７は欠陥、３９は撮像装置、４１は増幅回
路、４３はサンプルホールド回路、４５は差動増
幅回路、４７，４９は比較回路、５１，５３は基
準レベル設定回路、５５はサンプルホールドトリ
ガ回路、５７は判定回路である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 検査対象物を撮像装置で撮像して得た撮像信
   号を処理して前記検査対象物上の欠陥の有無を検
   査する欠陥検査装置に於いて、前記撮像信号をサ
   ンプルホールドするサンプルホールド回路と、該
   サンプルホールド回路出力と前記撮像信号との差
   分を求める差動増幅回路と、該差動増幅回路出力
   を正極性の基準電圧と比較して２値化する比較回
   路と、前記差動増幅回路出力を負極性の基準電圧
   と比較して２値化する比較回路と、該両比較回路
   出力に含まれるパルス列群を計数し該計数結果に
   基づいて欠陥の有無を判定する判定回路と、前記
   両比較回路の出力が出されるたびに前記サンプル
   ホールド回路のサンプルホールドトリガ信号を生
   成するサンプルホールドトリガ回路とを具備した
   ことを特徴とする欠陥検査装置。