JPS6226418B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、搬送装置によつて順次搬送されてく
る対象物体、例えば、機械部品、焼結体、核燃料
ペレツト等を電気光学的に検査する検査装置に関
するものである。

第１図ａ、及びｂは、円柱状の対象物体を順次
搬送する搬送装置の一例を示す正面図及び平面図
である。即ち円柱状の対象物体１はコンベア２上
に形成された半円形の溝に搭載されて矢印方向に
一定速度で搬送移動する。このように順次移動さ
れてくる対象物体の表面を検査する従来の検査装
置は第２図に示すように構成されていた。即ちコ
ンベア２上に搭載された対象物体１の端面をラン
プ６、照明レンズ７で斜め方向から照明し、その
乱反射光を結像レンズ４により撮像装置（TVカ
メラ、一次元撮像素子等）５の受光面上に結像す
る。然るに第３図に示すようにコンベア２による
Ｘ軸方向への対象物体１の移行に伴つて撮像装置
５の少くともＹ軸方向への自己走査とによつて対
象物体１の端面が２次元的に走査されて映像信号
として抽出することができる。

ところで対象物体１の端面上には第４図ａに示
すように欠けなる欠陥９、割れなる欠陥１０が存
在する。そこで欠けなる欠陥９を通る走査線１１
によつて撮像装置５から得られる映像信号は第４
図ｂに示すような波形になり、欠けなる欠陥９の
領域に対応する部分からは乱反射光のため、その
他の正常面より明るく検出されて高いレベルとな
る。従つて２値化回路１６によつて正常面より高
い閾値、Ｖ_T1でスレツシヨルドして２値化処理を
施せば、第４図ｃに示す２値化パターン１３が得
られる。これに対し割れなる欠陥１０を通る走査
線１２によつて撮像装置５から得られる映像信号
は第４図ｄに示すような波形になり、割れなる欠
陥１０の領域に対応する部分からは反射光が発し
ないため、正常面より暗く検出されて低いレベル
となる。従つて２値化回路１７によつて正常面よ
り低い閾値Ｖ_T2でスレツシヨルドして２値化処理
を施せば、第４図ｅに示す２値化パターン１４が
得られる。しかしこの場合、端面の背景が暗らい
ため、この部分も割れなる欠陥１０の領域と同じ
ように“０”レベルと検知されてしまい、割れな
る欠陥なのか、背景なのかを識別することができ
ない。そこで対象物体１の端面輪郭形状は、予め
決められているので、この端面輪郭形状に相応し
い検査有効領域を示すゲート信号を電気回路で構
成されるパターンジエネレータで形成し、上記対
象物体１の移行及び撮像装置５の自己走査に同期
させて前記２値化回路１７より出力される２次元
２値化信号（２値化パターン信号）を上記ゲート
信号で検査有効領域のみ開いてやれば、背景部分
が除去され、割れなる欠陥を検査することが可能
となる。しかしながら、パターンジエネレータで
前記の如く、例えば円形の輪郭形状に相応しい検
査有効領域を示すゲート信号を形成するのは、パ
ターンジエネレータを著しく複雑化し、非常に高
価になる欠点を有する。特に検査有効領域の形状
が複雑化すればする程この欠点が顕著となる。

本発明の目的は、上記従来技術の欠点をなく
し、対象物体を順次搬送装置に搭載した状態で連
続して背景等に関係なく、対象物体の検査しよう
とする検査有効領域において欠陥の有無、または
欠陥の状態などを非常に能率よく検査できるよう
にした検査装置を提供するにある。

即ち本発明は、上記目的を達成するために、対
象物体を順次搭載すると共に検査有効領域を示す
基準物体を取付けて搬送する搬送装置と、該搬送
装置によつて搬送される対象物体及び基準物体か
らの反射光像を撮像して２次元的に走査された映
像信号を得る撮像装置と、該撮像装置から得られ
る２次元映像信号を２値化、サンプリングして２
次元画像信号を形成する２値化回路と、上記撮像
装置によつて撮像するものが対象物体か基準物体
かを識別する識別手段と、該識別手段によつて基
準物体が識別されたとき、上記２値化回路から出
力される基準物体で表される検査有効領域を示す
マスク画像信号を記憶するメモリと、上記識別手
段によつて対象物体と識別されたとき、上記メモ
リから読み出し、この読み出されたマスク画像信
号で上記２値化回路から出力される対象物体の２
次元画像信号をゲートし、検査有効領域を抽出す
る抽出手段とを備え、該抽出手段から得られる２
次元画像信号によつて対象物体を検査するように
構成したことを特徴とする検査装置である。

特に対象物体の検査有効領域が円形の場合効果
がある。また上記撮像装置を対象物体の搬送方向
に対して、ほぼ直角方向に自己走査する少くとも
一次元撮像装置で構成すれば、分解能を著しく向
上させることができ、対象物体の欠陥を高精度に
検査することができる。

以下本発明を図に示す実施例にもとづいて説明
する。第５図は本発明の表面検査装置の一実施例
を示す概略構成図、第６図は第５図に示す搬送送
置を示す正面図、第７図は第５図のＡ―Ａ矢視断
面図である。即ち２０は、対象物体１を搭載でき
るように外周に等ピツチでＶ溝２１を形成し、一
定速度で回転して左側から右側へと対象物体１を
搬送する円板状の搬送装置である。

この搬送装置２０の側面には、第６図に示すよ
うに対象物体１の中心搬送径路２３と同じ位置に
中心を位置付け、かつ対象物体１の円形状をした
端面の径Ｄより僅か小さくした径ｄを有する円形
状の平滑な面をもつた基準物体２２が固定されて
いる。更にこの搬送装置２０には、対象物体１の
右端面に対応する位置及び基準物体２２の右端面
から右側へ（Ｄ―ｄ）／２なる距離離した位置に
対応する位置に、パターン開始検出用小孔２４が
穿設され、更に基準物体２２の右側位置に基準面
検出用小孔２５が穿設されている。そして第７図
に示すように２６及び２７はランプ、２８及び２
９は光電スイツチにして、各々パターン開始検出
用小孔２４及び基準面検出用小孔２５に対向させ
て設置している。６ａ及び６ｂはランプである。
７ａ及び７ｂはこのランプ６ａ及び６ｂから点灯
された光をほぼ平行光に変換して対称なる斜め方
向から対象物体１の端面を照明するように構成さ
れた照明レンズである。５は撮像装置で、例えば
対象物体１の搬送方向（Ｘ軸方向）に対して直角
な方向（Ｙ軸方向）に素子を配列した一次元固体
撮像素子で構成している。４は対象物体１の端面
からの反射光像を撮像装置５上に結像させる結像
レンズである。１６は撮像装置５から２軸方向に
走査されて出力される２次元映像信号を正常面よ
り高い閾値レベルＶ_T1でスレツシヨルドして２値
化すると共にクロツク（CLOCK）によつてサン
プリングして絵素化して２次元２値絵素化信号
（２次元画像信号）を形成する２値化回路であ
る。１７は撮像装置５から出力される２次元映像
信号を正常面より低い閾値レベルＶ_T2でスレツシ
ヨルドして２値化すると共にクロツク
（CLOCK）によつてサンプリングして絵素化し
て２次元２値絵素化信号（２次元画像信号）を形
成する２値化回路である。３０は光電スイツチ２
８から得られる信号を増幅する増幅回路、３１は
光電スイツチ２９から得られる信号を増幅する増
幅回路である。３２はタイミング制御回路で、増
幅回路３１から信号を受けたとき、所定なる時間
の間ゲート３３を開いて２値化回路１７から出力
される２次元２値絵素化信号（マスク画像信号）
をメモリ３４に書込むように書込命令３５を出す
と共に増幅回路３１からの信号を受けずに増幅回
路３０から信号を受けたとき、所定なる時間の間
メモリ３４に記憶された検査有効領域を示す２次
元２値絵素化信号（マスク画像信号）を読み出す
読出命令３６を出し、撮像装置５が走査して撮像
する水平同期信号Hsync及び垂直同期信号Vsync
を出力するものである。３７はゲート回路で２値
化回路１７の出力と上記読出命令との論理積をと
るものである。３８はAND回路でメモリ３４の
出力と２値化回路１７の出力との論理積をとるも
のである。３９はインバータ回路で、２値化回路
１６から出力される信号を反転するものである。
４０は検査処理回路で、AND回路３８から出力
される割れ欠陥の２次元２値化絵素信号とインバ
ータ回路３９から出力される欠け欠陥の２次元２
値化絵素信号とを受けて処理して、割れ欠陥なの
か、欠け欠陥なのかを認識すると共に欠陥の有
無、及び形状、大きさ、つながり等の欠陥の状態
を検査するものである。

例えば欠陥の有無だけを検査する場合は、上記
検査処理回路４０をOR回路で構成すればよい。
４１は検査処理回路４０で検査された結果を順次
記憶するシフトレジスタで、記憶された内容によ
つて分類装置（図示せず）を駆動して円板状搬送
装置２０で搬送されてきた対象物体１を良品と不
良品に分類するものである。

次に表面検査装置の動作について説明する。ま
ず対象物体１は、第６図に示す左側において一定
なる速度で回転している円板状の搬送装置２０の
Ｖ溝２１に次々と搭載されて搬送される。基準物
体２２の端面が撮像装置５の位置している個所に
接近するとパターン開始検出用小孔２４及び基準
面検出用小孔２５が光電スイツチ２８、及び２９
の前を通過して、光電スイツチ２８及び２９から
信号が検出され、タイミング制御回路３２は撮像
装置５がパターン検出を開始するように走査撮像
する水平同期信号Hsyncを発生すると共に、ゲー
ト３３を所定時間の間開かせて２値化回路１７の
出力をメモリ３４に書込む書込命令３５を発生す
る。するとメモリ３４内には、撮像装置５により
基準物体２２の円形表面を２軸方向に走査撮像し
て得られる２次元映像信号を２値化回路１７内で
閾値Ｖ_T2でスレツシヨルドし、クロツクで絵素化
した２次元２値絵素化信号（マスク画像信号）、
即ち第８図ａに示す検査有効領域を示す直径がｄ
なる円形のマスクパターンが記憶されたことにな
る。

次に対象物体１が撮像装置５の前面に接近する
とパターン開始検出用小孔２４が光電スイツチ２
８の前を通過し、一方基準面検出用小孔２５が光
電スイツチ２９の前を通過しないことから判断
し、タイミング制御回路３２は読出命令３６を出
力し、ゲート回路３７を開けると共にメモリ３４
に記憶された円形のマスクパターンを２次元２値
絵素信号の形で読出す。同時にタイミング制御回
路３２は垂直同期信号Vsyncを出す所定の時間の
間、水平同期信号Hsyncを撮像装置５に印加し、
撮像装置５は走査撮像して２次元映像信号を得、
２値化回路１７からは第８図ｂに示すような２値
パターンで示される２次元２値絵素信号が出力さ
れる。そこでAND回路３８はメモリ３４から読
出される内容と２値化回路１７の出力との論理積
をとり、第８図ｃに示すような直径ｄなる円形の
有効検査領域内の割れ欠陥パターンを２次元２値
化絵素信号の“０”の形で出力する。同時に２値
化回路１６から出力された２次元２値化絵素信号
をインバータ回路３９で反転し、欠け欠陥パター
ンが２次元２値絵素化信号の“０”の形で出力す
る。検査処理回路４０は２次元２値絵素信号を受
けとり、予め定められた検査仕様（欠陥の有無、
または欠陥の状態等）と比較処理し、良品か不良
品かを識別し、その結果をシフトレジスタ４１に
順次記憶させる。そして分割装置（図示せず）は
シフトレジスタ４１の内容に従つて作動して円板
状の搬送装置２０によつて搬送されて来た対象物
体１を分類してアンローデイングする。

なお、前記実施例では、対象物を搬送する搬送
装置として大きな慣性力を有し、一定なる速度で
回転できる回転円板の場合について説明したが、
直線送りテーブル等の移動装置で構成しても同じ
作用効果を得ることができる。また前記実施例で
は搬送装置２０にパターン開始検出用小孔２４を
穿設し、それに対応して光電スイツチ２８を設置
した場合を示したが、これらを削除して撮像装置
５を作動状態にしておいて撮像装置５が対象物体
１の始端面及び基準物体２２の始端の像を検知し
たときから所定時間の間、または所定のラスタ本
数になるまで撮像装置５から得られる２次元映像
信号をとり込んで前記実施例と同じ処理を施こす
ことも可能である。

また前記実施例では、基準物体２２であること
を孔２５と光電スイツチ２９とで検知したが、そ
の他各種近接スイツチ，ロータリエンコータ等
様々な形態のものが使用できる。また２値化回路
内で映像信号を２値化した後、フリツプフロツプ
によつて1/2化したクロツクパルスで、２絵素に
１絵素づつサンプリングしてメモリ３４に記憶
し、メモリ３４から読み出すとき、２値化回路の
出力のタイミングの２倍のタイミングで読み出せ
ば、メモリ３４の容量を1/4に大巾減少すること
が出来る。

また前記実施例では撮像装置として高分解能を
もつた一次元固体撮像素子を使用した場合を示し
たが、分解能は悪くなるけれども対象物体が小さ
なものになればTVカメラ等でも使用することが
できる。

以上説明したように本発明によれば、対象物体
を順次搬送装置によつて連続的に搬送した状態で
非常に能率よく検査でき、しかも連続的に搬送さ
れる対象物体に対して検査を必要とする検査有効
領域を簡単な安価な装置で設定できて背景に影響
されず、対象物体のエツジ部に存在する欠陥を見
逃すことなく、検査有効領域における欠陥の有
無、または欠陥の状態等の検査を自動的にできる
顕著な作用効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ及びｂは、対象物体を搬送する従来の
搬送装置を示す正面図、及び平面図、第２図は第
１図ａ、及びｂに示す搬送装置によつて搬送され
る対象物体の端面を検査する従来の検査装置を示
す概略構成図、第３図は第２図に示す撮像装置が
対象物体の端面を２次元方向に走査して撮像する
状態を示した図、第４図ａは欠け欠陥及び割れ欠
陥を有する対象物体の端面を示した図、第４図ｂ
は第４図ａに示す欠け欠陥を通る走査線から得ら
れる映像信号波形を示した図、第４図ｃは映像信
号を閾値レベルＶ_T1で２値化した２値化パターン
を示した図、第４図ｄは第４図ａに示す割れ欠陥
を通る走査線から得られる映像信号波形を示した
図、第４図ｅは映像信号を閾値レベルＶ_T2で２値
化した２値化パターンを示した図、第５図は本発
明による検査装置の一実施例を示す概略構成図、
第６図は第５図に示す搬送装置を示す正面図、第
７図は第５図のＡ―Ａ矢視断面図、第８図ａは基
準物体を２次元方向に走査撮像されて２値絵素化
され、メモリ内に記憶された検査有効領域を示す
マスクパターンを示した図、第８図ｂは割れ欠陥
を有する対象物体の端面を２次元方向に走査撮像
されて２値絵素化されたパターンを示す図、第８
図ｃはAND回路によつて第８図ａのものと第８
図ｂのものとの論理積をとつたパターンを示した
図である。 符号の説明、１……対象物体、４……結像レン
ズ、５……撮像装置、６ａ，６ｂ……ランプ、７
ａ，７ｂ……照明レンズ、１６，１７……２値化
回路、２２……基準物体、２５……基準面検出用
小孔、２９……光電スイツチ、３２……タイミン
グ制御回路、３３，３７……ゲート回路、３４…
…メモリ、３８……AND回路、４０……検査処
理回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 対象物体を順次搭載すると共に検査有効領域
   を示す基準物体を取付けて搬送する搬送装置と、
   該搬送装置によつて搬送される対象物体及び基準
   物体からの反射光像を撮像して２次元的に走査さ
   れた映像信号を得る撮像装置と、該撮像装置から
   得られる２次元映像信号を２値化、サンプリング
   して２次元画像信号を形成する２値化回路と、上
   記撮像装置によつて撮像するものが対象物体か基
   準物体かを識別する識別手段と、該識別手段によ
   つて基準物体が識別されたとき、上記２値化回路
   から出力される基準物体で表される検査有効領域
   を示すマスク画像信号を記憶するメモリと、上記
   識別手段によつて対象物体と識別されたとき、上
   記メモリから読み出し、この読み出されたマスク
   画像信号で上記２値化回路から出力される対象物
   体の２次元画像信号をゲートし、検査有効領域を
   抽出する抽出手段とを備え、該抽出手段から得ら
   れる２次元画像信号によつて対象物体を検査する
   ように構成したことを特徴とする検査装置。 ２ 上記撮像装置は、対象物体の搬送方向に対し
   てほぼ直角方向に自己走査する少なくとも一次元
   撮像素子で構成したことを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の検査装置。 ３ 上記搬送装置は、対象物体を搭載する部分を
   周囲に形成し、且つ回転運動をする回転円板によ
   つて構成したことを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の検査装置。 ４ 上記識別手段として、上記搬送装置に対象物
   体か基準物体かを記すマークを形成し、このマー
   クを検知して識別するように構成したことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の検査装置。