JPS63171345A - Apparatus for inspecting surface flaw - Google Patents

Apparatus for inspecting surface flaw

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JPS63171345A
JPS63171345A JP365787A JP365787A JPS63171345A JP S63171345 A JPS63171345 A JP S63171345A JP 365787 A JP365787 A JP 365787A JP 365787 A JP365787 A JP 365787A JP S63171345 A JPS63171345 A JP S63171345A
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signal
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inspected
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Masato Sakakibara
正人 榊原
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Toyota Motor Corp
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Abstract

PURPOSE:To automatically detect the flaw part on an article to be inspected, by differentiating the level signal obtained by picking up the image of a surface to be inspected by an image pickup means to form a level change degree signal and comparing said change degree signal with a predetermined reference value. CONSTITUTION:The image of the light and shade stripe pattern projected on a surface to be inspected by a light and shade pattern projecting means M1 is picked up as a light intensity level signal by an image pickup mean M2 and the light intensity level signal of the picked-up image is differentiated by a change degree detection means M3 to form a level change degree signal. When a flaw part such as unevenness is present on the surface to be inspected, the level of the flaw part is detected as an intermediate level signal not belonging to both of the high level of a light part and the low level of a shade part by said flaw part and the change degree signal obtained by differentiating the flaw part is detected as a signal not having the boundary part of the high level of the light part and the low level of the shade part. Then, by comparing the change degree signal with a predetermined reference value using a flaw part extraction means 4, the irregular part of the change degree signal can be extracted as the flaw part of the surface to be inspected.

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1 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。
[Prior Art 1] Conventionally, the presence or absence of irregularities on the surface of an object has been inspected by an inspector based on the sense of sight or touch.

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った問題があった。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。
This visual or tactile inspection by the inspector is likely to be influenced by the inspector's subjectivity or skill level, and there are problems with the uniformity of the inspection, and the inspection requires a lot of effort and time, which reduces efficiency. there were. As a solution to these problems, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 52-90988
``Method for inspecting surface defects of objects'' shown in
Inventions and proposals have been made, such as the "Surface Inspection Apparatus" disclosed in Japanese Patent Application No. 71289, and the "Surface Texture Measuring Method and Apparatus" disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-97608. These inventions and proposals project striped bright and dark patterns on the surface of the object being inspected, and if there are defects such as unevenness on the surface of the object,
This method uses the distortion and disturbance of the projected striped pattern 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
る縞模様等の歪み・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ので、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 inventions and proposals can determine the presence or absence of defects on the surface of an object based on distortions and disturbances such as striped patterns projected on the surface of the object to be inspected. improve your sexuality,
Although this method has the excellent effect of increasing 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って物体表面
の欠陥の有無を判定しているので、未だに検査結果の均
一性に欠けるといっ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, so the inspection results still lack uniformity. Such problems were considered.

(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った
問題や、あるいは装置がかなり複雑なものになるといっ
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 an 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 include that the presence or absence cannot 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
ッ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m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-mentioned problems, and its purpose is to objectively, regularly, and automatically inspect the presence or absence of defects on the surface of an object.

窺旦ム且惑 [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(Ml)と、 該明暗模様投影手段(Ml)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光の強弱レベル信号として
lli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上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。
SUMMARY 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 (Ml) that projects a predetermined bright and dark striped pattern on the surface to be inspected; and the bright and dark pattern projection means. an imaging means (M2) for imaging an image of the bright and dark striped pattern projected on the surface to be inspected by (Ml) as a light intensity level signal, and the imaging means (M2)
a change detecting means (M3) for differentiating the level signal imaged by the above to obtain a level change signal; A defect extracting means (M4) for extracting a defect on the inspection surface.

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微分回路等のディ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ュ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 imaging means (M2) and generates a level change degree signal, and may be a so-called CR using a capacitor and a resistor. It can be configured as a discrete circuit such as a differential circuit, or it can be configured by converting the intensity level signal of the imaged light into a digital image signal and then converting the converted digital image signal into a logical operation circuit using a microcomputer or the like. It is conceivable to adopt a configuration that performs differentiation.

[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(Ml)により被検査表面に写し出さ
れた明暗縞模様の像を11i像手段(M2)により光の
強弱レベル信号としてili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
して抽出するよう動く。
The surface defect inspection apparatus of the present invention images a bright and dark striped pattern image projected on the surface to be inspected by a bright and dark pattern projection means (Ml) as a light intensity level signal by an 11i image means (M2), and The intensity level signal of the light is differentiated by the change degree detection means (M3) to obtain a level change degree signal, and then the defect extraction means (M4)
By comparing the change degree signal with a predetermined reference value using , irregular portions of the change degree signal are extracted 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l
ff1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。
In general, an image of light and dark stripes projected on the surface to be inspected is
When detected as a light intensity level signal by the ff1 imager (M2), it becomes a signal that repeats a high level in bright areas and a low level in dark areas at regular intervals.

このva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。
If the intensity level signal of the light produced by the VA image means is differentiated using the degree of change detection means (M3), it is possible to find the area where the degree of change in the level signal is large, in other words, the boundary between the high level in the bright area and the low level in the dark area. can be detected separately from other level parts.

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。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。
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 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. 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朗らかにす
るために好適な実施例を図面と共に説明する。
[Embodiment] Next, a preferred embodiment will be described with reference to the drawings in order to further simplify 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
すブロック図である。
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08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 apparatus of this embodiment mainly includes a striped pattern projection device 1 as a bright and dark pattern projection means for projecting a striped bright and dark 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; and an imaging device 2 serving as an imaging means for capturing a virtual image of a striped pattern projected on the surface of the object to be inspected OB, and differentiating the light intensity level signal outputted by the imaging device 2 to determine the level. Defects on the surface of the object to be inspected 08 are detected by comparing the level change signal output from the change degree detection circuit 3 with a predetermined reference value. and a defective part extraction circuit 4 as a defective part extracting means for extracting a defective part.

縞模様投影装M1は、多数の等間隔のスリットを有する
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08の表面に所定ピッチの縞模様(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って、縞模様は虚像として写し出さ
れる。
The striped pattern projection device M1 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 1.5 mm). In this embodiment, the object to be inspected OB is a shiny iron plate, and the striped pattern is projected as a virtual image.

R像装置2は、被検査物OBの表面に写る縞模様を躍影
する躍像管く以下、単にTVカメラという20)等から
構成されている。
The R image device 2 is comprised of a video tube (hereinafter simply referred to as a TV camera 20) that captures the striped pattern 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31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. It is composed of a differentiation circuit 31, an absolute value circuit 32, and the like.

欠陥部抽出回路4は、ロウパスフィルタ回路40、比較
器41.混合器422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 includes a low-pass filter circuit 40, a comparator 41 . It is composed of a mixer 422, an image shrinkage circuit 43, a defect determination circuit 44, and the like.

尚、CRTディスプレイ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ディス
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ディスプレ
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。
Note that the CRT display DP1 displays the striped pattern photographed by the TV camera 20, and the CRT display DP2 displays the image signal (
video signals). The CRT display DP3 displays the video signal output from the image contraction circuit 43. Further, as shown in FIG. 3, the image contraction circuit 43 and the defect determination circuit 44 of the defect extraction circuit 4 are operated by a well-known CPU 50. ROM51 and RAM5
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
すタイミングチャ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@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よりビデオ信号VD1 (
第4図タイミングチャート ビデオ信号MDI)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ディスプレイDP
Iにも出力され、TVカメラ20により撮影された画像
はCRTディスプレイDP1の画面上に再生される。T
V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i、t、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図タイミングチャート 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ディスプレイ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MDIは、被検査物OB上の縞模様に直交するスキャ
ン走査による映像信号である。従って、第4図に示され
るタイミングチャートは時間tをパラメータとしている
A virtual image of a striped pattern projected onto the object to be inspected OB by the striped pattern projection device @1 is transmitted by a video signal VD1 (
FIG. 4 is a timing chart in which the video signal is converted into a video signal (MDI) and output to the distributor 30 of the change degree detection circuit 3. Further, this video signal VD1 is transmitted to the CRT display DP.
The image taken by the TV camera 20 is also output to the CRT display DP1 and reproduced on the screen of the CRT display DP1. T
When the surface of the object to be inspected OB is smooth, the video signal VD1 outputted from the V camera 20 is a sinusoidal signal that regularly has high levels in bright areas and low levels in dark areas, which are inherent to the striped pattern. However, when there is a defect such as unevenness, i, t, the striped pattern is distorted and disturbed by the defect, resulting in a so-called intermediate level 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 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 MDI 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@
VDIは、ここで、画像のビデオ信@VD2と同期信号
SSとに分離される(第4図タイミングチャート 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。
Video signal input to the distributor 30 of the change degree detection circuit 3 @
Here, the VDI is separated into a video signal @VD2 of the image and a synchronization signal SS (timing chart in FIG. 4: video signal VD2. synchronization signal SS). Since the video signal VD2 included in 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。
Video signal VD2 output from distributor 30 is input to 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へ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図タイミングチャート 変化度信号DD1)。即ら、
微分回路31は、光の強弱レベル信号としてのビデオ信
号V D 2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。従って、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図タイミングチャート 変化
度信号DD1区間bad)。
Differential circuit 31 composed of capacitors, resistors, etc.
represents 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 from the low level in the dark part to the high level in the bright part as a sudden fall or rise of the signal. (Figure 4 timing chart change degree signal DD1). In other words,
The differentiating circuit 31 detects a portion where the level of the video signal V D 2 as a light intensity level signal has a large change. 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 outputted as a zero level like the bright part and the dark part of the striped pattern (timing chart in FIG. 4, 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図タイミングチャート 
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 degree of change signal DD1 output from the differentiating circuit 31 is input to the absolute value circuit 32. A negative level signal such as a dark part of the change degree signal DD1 inputted to the absolute value circuit 32 is converted into a positive level signal here (see timing chart in Fig. 4).
change degree signal DD2). In other words, the degree of change signal DD1 input to the absolute value circuit 32 becomes the degree of change signal DD2 which is full-wave rectified here.

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のロウパスフィ
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。
The change degree signal DD2 outputted from the absolute value circuit 32 is input as is to the positive side of the comparator 41 of the defect extraction circuit 4, and is also input via the low-pass filter circuit 40 of the defect extraction circuit 4. It is also input to the negative side of the comparator 41.

ロウパスフィルタ回路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@002に基づいて浮動
しきい値信号SLを作る(第4図タイミングチャート 
浮動しきい値信号SL)。
The low-pass filter circuit 40 is configured as a so-called integrator circuit, and generates a floating threshold signal SL based on the input variation signal @002 (see timing chart in Fig. 4).
floating threshold signal SL).

この浮動しきい値信@SLは、第4図のタイミングチャ
ートに示すように、変化度信号DD2の立ち上がり信号
より小さく、零レベルより大きい信号とされている。
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V
D3を混合器42に出力する(第4図タイミングチャー
ト ビデオ信号VD3)。
A comparator 41 that uses the floating threshold signal SL as a reference value for comparison.
is a binary video signal V in which the border between the bright and dark parts of the striped pattern is at a high level, and the other parts are at a low level.
D3 is output to the mixer 42 (timing chart in FIG. 4, 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ディスプレイDP2に映偉出力す
るために、上述した分配器30により分離された同期信
@SSも入力され、ビデオ信号VD3は同期信@SSを
含んだビデオ信号vD4とされる(第4図タイミングチ
ャード 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ディスプレイDP2にも出力されるが、CRTデ
ィスプレイ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。即ら、上述した
CRTディスプレイ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, and the sync signal @SS separated by the above-mentioned distributor 30 is also input to the mixer 42 in order to output the video to the CRT display DP2. VD3 is a video signal vD4 including a synchronization signal @SS (timing chart in FIG. 4, video signal VD4). The video signal VD4 containing the synchronization signal SS is output to an image contraction circuit 43 configured as a logic operation circuit. Incidentally, the video signal VD4 is
Although it is also output to the CRT display DP2, 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 area and the dark area displayed on the above-mentioned CRT display DP1 is displayed as a bright area on the screen, and the bright area, the dark area, and the intermediate level area bad indicating the defective area are displayed as the dark area. .

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った信号である。
As is well known, the video signal VD4 input to the image contraction circuit 43 is a signal that follows the scanning lines shown in FIG.

つまり、中間レベル部baci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
ングチャート ビデオ信号VD5)。
That is, in the scanning line rn where the intermediate level portion baci appears, the number of pixels in the dark portion forming the striped pattern of the video signal VD4 is small, and the number of pixels in the intermediate level portion 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 continued until the dark part of the striped pattern disappears (timing chart in FIG. 4, video signal VD5).

ここで、CRTディスプレイDPI、DP2.DP3の
画面サイズは10100mmX100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。
Here, CRT display DPI, DP2. The screen size of the DP3 is 10100 mm x 100, and the number of pixels in each horizontal and vertical scanning line is 512.

従って、1画素の面積は約0゜2X0.2mm2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。
Therefore, the area of one pixel is approximately 0°2×0.2 mm2. Further, the image shrinking work is performed as follows.

即ち、1ラインの走査線において、暗部となる画素数が
所定面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。
That is, in one scanning line, only when the number of pixels constituting a dark area continues for a predetermined area or more is a dark area, and this operation is performed until the vertical stripes at a predetermined interval 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@VD5
は、CRTディスプレイ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
像となっている。
The video signal VD5 from which the dark part of the striped pattern has been removed is output to the defective part determination circuit 44. In addition, this video message @VD5
is also output to the CRT display DP3, and the intermediate level part 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ba
d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 size of the area of the intermediate level portion bad. In this embodiment, the intermediate level part ba
When the size of d 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 in the intermediate level portion bad is 25 or more, the intermediate level portion bad is determined to be a defective portion and an NG signal is output.

尚、第6図に示すフローチャートは、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4
4の処理を示すフローチャートである。画像収縮回路4
3および欠陥部判定回路44は、この「欠陥部抽出・判
定処理」に従って中間レベル部badを抽出しくステッ
プ100)、中間レベル部badの面積の大きざを判定
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(ステップ110ないし”+20>。
Note that the flowchart shown in FIG.
4 is a flowchart showing the process of step 4. Image contraction circuit 4
3 and the defective part determination circuit 44 extracts the intermediate level part bad according to this "defect part extraction and determination process" (step 100), and determines the size of the area of the intermediate level part bad, and if the area is larger than a predetermined area, there is a defective part. and outputs an NG signal (steps 110 to "+20>").

本実施例の表面欠陥検査装置によると、被検査物08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。
According to the surface defect inspection device of this embodiment, defective parts such as irregularities on the object to be inspected 08 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.

従って、被検査物OBの表面塗装色等が検査する毎に異
なったとしても、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
弱レベルにとられ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。
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 intensity of light of the surface coating color will vary. It has an excellent effect of being able to detect defective parts without depending on the level.

これにより、ロボッ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」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≧、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っても
、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。
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 size of the intermediate level part bad on the object to be inspected OB can be quantified and compared with a constant value (in this example, 25 pixels or more) and determined to be a defective part. Another effect is that objective and highly reliable test results can be automatically obtained. Furthermore, defective areas such as unevenness are defined as intermediate level areas where there is no boundary between bright and dark areas (bad).
Therefore, even if the interval between bright and dark stripes becomes narrow when the surface of the inspection object OB is curved, the area of the stripes distorted or disturbed by the defect remains constant and accurate inspection results can be obtained. It has the excellent effect of being able to obtain

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
大きざ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ディスプレイを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。
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 that it can be improved. Furthermore, in this embodiment, three CRT displays are used to allow the status of each stage of the inspection process to be viewed.
By using it in conjunction with the output result of the defective part determination circuit 44, it is possible to prevent erroneous detection and also has the effect that the position of the defective part can be confirmed.

また、被検査物08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。
Furthermore, even if the defective part on the object to be inspected 08 is not detected as an intermediate level part and 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 boundary part, so the defective part It also has the effect of being able to detect.

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、マイクロコンピュ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。
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, it is also conceivable that the degree of change detection circuit 3 and the defect extraction circuit 4 of this embodiment are configured as a logical operation circuit using a microcomputer or the like, as described below.

即ち、第7図のブロック図および第8図のフローチャー
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(ステップ200> 、アナ
ログ/デジタルコンバータ150を用いて−Hデジタル
信号のビデオ信号に変換した後(ステップ210)メ[
す151に取り込む(ステップ220)。この復、微分
演算回路152で明部と暗部との境界部を検出しくステ
ップ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(ステップ240)欠
陥部判定回路154でその面積の大きさを判定する(ス
テップ250)。このとき、面積の大きざが所定面積以
上であればI10ポート155からNG信号を出力する
(ステップ260)。
That is, as shown in the block diagram of FIG. 7 and the flowchart of FIG. After converting the signal to a video signal (step 210),
151 (step 220). After this, the differential calculation circuit 152 detects the boundary between the bright and dark areas (step 230), and the image contraction circuit 153 extracts an intermediate level area that does not have the boundary (step 240), and the defect determination circuit 154 The size of the area is determined (step 250). At this time, if the size of the area is greater than or equal to a predetermined area, an NG signal is output from the I10 port 155 (step 260).

及皿ム四呈 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を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、
ロボッ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秦
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
様の間隔が狭くなっても、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。
According to the surface defect inspection apparatus of the present invention, it has a simple configuration and has the excellent effect of automatically detecting defects such as irregularities on an object to be inspected. This results in
The surface inspection of objects can be performed unmanned using industrial equipment such as robots, and has the excellent effect of significantly increasing work efficiency. 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 benefit is that objective and extremely 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 can be detected. Even if the width is narrowed, the area of the stripes distorted and disturbed by the defect remains constant, which has the excellent effect of allowing accurate inspection results to be obtained.

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

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
るブロック図、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ック図、第3図は画像収縮回路4
3および欠陥部判定回路44を示すブロック図、第4図
は各部の出力信号を示すタイミングチャート、第5図は
CRTディスプレイ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」をホ
ブフローチャート、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
子を示すブロック図、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ャート、である。 1・・・縞模様投影装置 2・・・陽像装置 3・・・変化度検出回路 4・・・欠陥部抽出回路 bad・・・中間レベル部      、DPI、DP
2.DP3・・・CRTディスプレイOB・・・被検査
FIG. 1 is a block diagram illustrating the basic configuration of a surface defect inspection device according to the present invention, FIG. 2 is a block diagram illustrating the configuration of a surface defect inspection device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a block diagram illustrating the configuration of a surface defect inspection device according to an embodiment of the present invention.
3 and a block diagram showing the defect determination circuit 44, FIG. 4 is a timing chart showing output signals of each part, FIG. 5 is an explanatory diagram showing scanning lines of the CRT display DP2, and FIG.
The figure is a hob flowchart showing the "defect part extraction/judgment processing" performed by the image shrinkage circuit 43 and the defect part determination circuit 44 as logic operation circuits, and FIG. FIG. 8 is a block diagram showing how the logic operation circuit is integrated. FIG. 8 is a flow chart showing the processing performed by the logical operation circuit. 1... Striped pattern projection device 2... Positive image device 3... Change degree detection circuit 4... Defect part extraction circuit bad... Intermediate level part, DPI, DP
2. DP3...CRT display OB...Object to be inspected

Claims (1)

【特許請求の範囲】 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上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] Light and dark pattern projecting means for projecting a predetermined light and dark striped pattern onto the surface to be inspected; and a light intensity level signal representing the 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 capturing an image as a 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 by comparing the change signal with a predetermined reference value. A surface defect inspection apparatus comprising: defect extracting means for extracting the irregular portion of the surface as a defect on the surface to be inspected.
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