JPS63273047A - Surface irregularity detector - Google Patents

Surface irregularity detector

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JPS63273047A
JPS63273047A JP62104689A JP10468987A JPS63273047A JP S63273047 A JPS63273047 A JP S63273047A JP 62104689 A JP62104689 A JP 62104689A JP 10468987 A JP10468987 A JP 10468987A JP S63273047 A JPS63273047 A JP S63273047A
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shadow
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隆典 二宮
Mineo Nomoto
峰生 野本
Yasuo Nakagawa
中川 泰夫
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Abstract

PURPOSE:To perform a highly accurate and high speed detection by extracting shadow regions generated when an object to be inspected is irradiated from two oblique directions, detecting the one side boundaries of the shadow regions in different directions and detecting the maximum values of the widths of the shadow regions from the positional relationships of the boundaries. CONSTITUTION:An object 1 to be inspected is irradiated by monochromatic parallel light beam sources 2a and 2b different from each other from oblique directions. An image is detected by a color TV camera 6 arranged perpendicularly to the object 1. Then, the image is separated to images corresponding to illuminating light by a color analyzing circuit 9 and the images are binary-coded by binary-coding circuits 11a and 11b. Then, the + edges (left-hand illumination) or the - edges (right-hand illumination) of the shadow regions are detected by edge detecting circuits 12a or 12b, respectively. The positional relationships between the + edges and the - edges are analyzed in a positional relationship analyzing circuit 13 and the maximum quantities of the lengths of the shadows corresponding to recesses and projections are detected to be outputted. Therefore, a surface irregularity can be detected in real time and at a high speed.

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野〕 本発明は、対象物表面の凹凸状態を識別、検査する装置
に関し、例えば、焼結前の多層セラミック基板の各層に
明けられたスルーホールに充填された導体の充填状態を
検査するのに好適な凹凸状態検出装置に関する。
Detailed Description of the Invention [Field of Industrial Application] The present invention relates to a device for identifying and inspecting the uneven state of the surface of an object, for example, through holes drilled in each layer of a multilayer ceramic substrate before sintering. The present invention relates to an uneven state detection device suitable for inspecting the filling state of filled conductors.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、凹凸状態を認識する方法として、まず、検出器か
ら対象物の表面各点までの距離を計測し、この情報(距
離情報)を処理、認識するものがあった。この種の方式
としては、例えば、特願昭57−116853号等が公
知であるが、距離情報の検出に時間がかかるため、例え
ば基板1枚当り一万点以上にも及ぶスルーホールの凹凸
状態を、欠陥検出に十分な精度で、かつ人間よりも十分
高速に検出する装置をこの方式で構成することは、極め
て困難である。
Conventionally, as a method for recognizing unevenness, there has been a method that first measures the distance from a detector to each point on the surface of an object, and then processes and recognizes this information (distance information). This type of method is known, for example, as disclosed in Japanese Patent Application No. 116853/1982, but because it takes time to detect distance information, it is difficult to detect the unevenness of through holes, which can reach more than 10,000 points per board. It is extremely difficult to construct a device using this method that can detect defects with sufficient precision and at a speed sufficiently faster than humans.

一方、対象物に対して斜め方向より照明を行ない、その
時に生じる影の長さを計測することによって、対象物の
高さを検出するものがある。例えば、特開昭60−22
611号には、この種の方式が開示されているが、この
方式においては、対象物がある基準面から出っ張ってい
るか、へこんでいるかの識別はできない。
On the other hand, there is a method that detects the height of an object by illuminating the object from an oblique direction and measuring the length of the shadow produced at that time. For example, JP-A-60-22
No. 611 discloses this type of method, but in this method it is not possible to identify whether an object protrudes from a certain reference plane or is recessed.

また、特開昭58−92904号に示されている方法も
あるが、この方法では、影の検出に関する記載がなく、
また、影の位置関係の解析によって凹凸形状が識別でき
る点に関する認識も全くない。
There is also a method shown in Japanese Unexamined Patent Publication No. 58-92904, but this method does not mention shadow detection.
Furthermore, there is no recognition that uneven shapes can be identified by analyzing the positional relationship of shadows.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

上記のごとき従来技術においては、対象物の凹凸形状の
認識を高速で行なう点について配慮がされておらず、そ
のため、例えば焼結前の多層セラミック基板各層に明け
られたスルーホールに充填された導体の凹凸状態のよう
に、基板1枚当り一万点以上にも及ぶ凹凸状態を、欠陥
検出に十分な精度で、かつ人間よりも十分高速で自動検
査することは困難であるという問題があった。
In the above-mentioned conventional technology, no consideration is given to recognizing the uneven shape of the object at high speed. There was a problem in that it was difficult to automatically inspect the unevenness of more than 10,000 points per board with sufficient precision for defect detection and at a speed sufficiently faster than humans. .

本発明の目的は、上記のごとき高精度で高速な自動検査
の実現に好適な凹凸状態検出装置を提供することにある
An object of the present invention is to provide an uneven state detection device suitable for realizing high-accuracy and high-speed automatic inspection as described above.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

上記目的は、対象物に対して斜め2方向より照明した際
に生じるそれぞれの照明の影領域を抽出し、それぞれの
影領域の片側の境界線をそれぞれ異なった方向について
検出し、上記境界線の位置関係から特定の領域における
上記影領域の幅の最大値を検出することにより、達成さ
れる。
The above purpose is to extract the shadow area of each illumination that occurs when the object is illuminated from two diagonal directions, detect the boundary line on one side of each shadow area in different directions, and This is achieved by detecting the maximum width of the shadow area in a specific area from the positional relationship.

〔作用〕[Effect]

第2図は、斜め上方から特定の対象物に対して照明光を
あてた場合における影のでき方を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing how shadows are formed when illumination light is applied to a specific object from diagonally above.

第2図に示すように、左斜め上方からの照明光によって
生じる影の左側のエッヂは、対象物の左から右に下がる
段差位置に対応することがわかる。
As shown in FIG. 2, it can be seen that the left edge of the shadow caused by the illumination light from diagonally above the left corresponds to the step position of the object going down from the left to the right.

逆に、右斜め上方からの照明光によって生じる影の右側
のエッヂは、対象物の右から左に下がる段差位置に対応
する。従って、第2図に示すように、左斜め照明による
影の左側エッチ(以下、十エッヂと呼ぶ)と右斜め照明
による影の右側エッチ(以下、−エッヂと呼ぶ)との位
置関係により、対象物の凹凸状態が識別できる。すなわ
ち、同図左から右に向かって、十エッヂ、−エッヂの順
の場合は凸、−エッヂ、十エッヂの順の場合は凹である
。さらに、画像左はしから初めての十エッヂまでの影の
長さ、最後の一エッヂから画像右はじまでにある影の長
さが凸量、−エッヂと十エッヂの間め影の長さが回置に
対応する。それぞれの影の長さをa、基準面から照明光
の光軸への角度をθとし、影の検出を基準面に対して垂
直方向から行なうものとすると、対象物が凸の場合の基
準面からの高さhは、 h = Q tanθ と表わされる。
Conversely, the right edge of the shadow caused by the illumination light diagonally from above and to the right corresponds to the step position of the object going down from the right to the left. Therefore, as shown in Figure 2, the positional relationship between the left edge of the shadow caused by left oblique illumination (hereinafter referred to as the 10th edge) and the right edge of the shadow caused by right oblique illumination (hereinafter referred to as -edge) The unevenness of objects can be identified. That is, from left to right in the figure, if the order is 10 edges, -edge, it is convex, and if the order, -edge, 10 edges, is concave. Furthermore, the length of the shadow from the left edge of the image to the first tenth edge, the length of the shadow from the last edge to the right edge of the image are the convexity, and the length of the shadow between the -edge and the tenth edge is the convexity. Corresponds to rotation. Assuming that the length of each shadow is a, the angle from the reference plane to the optical axis of the illumination light is θ, and shadow detection is performed from the direction perpendicular to the reference plane, the reference plane when the object is convex is The height h from Q is expressed as h = Q tan θ.

一方、凹の場合は、凹の部分の幅をdとすれば、となる
On the other hand, in the case of a concave portion, if the width of the concave portion is d, then the following equation is obtained.

なお、0から必ずしもhが一意的に求まるわけではない
が、スルーホール等の欠陥の検出においては、d、h共
に欠陥検出基準として設定される場合が多いので、θを
適当に選べば、Qから凹の欠陥の程度に対応する量が得
られるので、欠陥検出上は問題がない。
Note that h cannot necessarily be found uniquely from 0, but in the detection of defects such as through holes, both d and h are often set as defect detection criteria, so if θ is chosen appropriately, Q can be determined. Since the amount corresponding to the degree of the concave defect can be obtained from the above, there is no problem in detecting the defect.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の詳細な説明する。 The present invention will be explained in detail below.

第1図は本発明の第1の実施例図である。FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of the present invention.

第1図において、検出対象物1は、例えば焼結前のセラ
ミック基板のスルーホール充填部であり、それぞれ異な
った波長を有する単色平行光源2a。
In FIG. 1, a detection target 1 is, for example, a through-hole filling part of a ceramic substrate before sintering, and monochromatic parallel light sources 2a each having a different wavelength.

2bによって、斜め2方向より照明される。本実施例で
は、上記単色光源は、ハロゲンランプ3゜色ガラスフィ
ルタ4.レンズ5により構成される。
2b, the light is illuminated from two diagonal directions. In this embodiment, the monochromatic light source includes a halogen lamp, 3° color glass filter, and 4. It is composed of a lens 5.

上記2つの光源の光軸7a、7bは、セラミック基板の
基準平面(表面)に対して垂直な平面上にあるようにし
、かつセラミック基板の基準平面への垂線に対して、異
なった側にあるようにする。
The optical axes 7a and 7b of the two light sources are on a plane perpendicular to the reference plane (surface) of the ceramic substrate, and on different sides with respect to the perpendicular to the reference plane of the ceramic substrate. do it like this.

カラーTVカメラ6は、検出対象物であるセラミック基
板の基準平面に対して垂直上方から照明されたスルーホ
ール充填部の画像を検出する。
The color TV camera 6 detects an image of the through-hole filling portion that is illuminated from above perpendicularly to the reference plane of the ceramic substrate that is the detection target.

また、カラーTVカメラ6の水平走査方向15は。Further, the horizontal scanning direction 15 of the color TV camera 6 is as follows.

照明光の光軸の存在する平面に平行になるようにする。The optical axis of the illumination light should be parallel to the plane where it exists.

色分離回路9は、それぞれの照明光に対応する画像に分
離するものである。なお、カラーTVカメラ6として、
RGBa管式(3板式)カメラを用い、RGB3信号が
独立に出力されるものであれば、単色照明光の波長をR
又はG又はB(例えば、RとG)の波長に対応するよう
に選ぶことによって、色分離回路9は不要になる。
The color separation circuit 9 separates images into images corresponding to respective illumination lights. In addition, as the color TV camera 6,
If you are using an RGBa tube type (3-plate type) camera and the RGB 3 signals are output independently, the wavelength of the monochromatic illumination light can be set to R.
Alternatively, by selecting a wavelength corresponding to G or B (for example, R and G), the color separation circuit 9 becomes unnecessary.

シェーディング補正回路10a、 10bは、照明むら
The shading correction circuits 10a and 10b correct illumination unevenness.

カラーTVカメラ6の感度むらを補正するものであって
1例えば、特開昭57−35721号に開示された回路
と同様のものである。
This circuit corrects the uneven sensitivity of the color TV camera 6, and is similar to the circuit disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 57-35721.

2値化回路11a、 llbは、シェーディング補正さ
れた画像を2値化するものであり、ある所定の閾値Th
以下の部分を1、Thを越える部分を0に変換する。す
なわち、入力信号値をV i g出力信号をvoとした
とき である。
The binarization circuits 11a and llb binarize the shading-corrected image, and set a certain predetermined threshold Th.
Convert the following parts to 1 and the parts exceeding Th to 0. That is, when the input signal value is Vig and the output signal is vo.

上記の閾値Thを適当に選ぶことによって、上記2値画
像は、影領域に対応した画像となる。
By appropriately selecting the threshold Th, the binary image becomes an image corresponding to the shadow area.

エッチ検出回路12a、 12bは、影領域の十エッヂ
又は−エッヂの検出を行なうものであって、隣り合った
入力信号値をv ;(x L v t(i + L L
出力信号をvo(i )としたとき。
The etch detection circuits 12a and 12b detect ten edges or - edges of a shadow area, and convert adjacent input signal values to v ; (x L v t(i + L L
When the output signal is vo(i).

+エッチに対して。+For sex.

vI、(i) =v;(i)・vI(i+1)−エッチ
に対して。
vI, (i) = v; (i)·vI (i+1)-for etch.

vo(i) =v+(i)・vi(x +1)である。vo(i)=v+(i)·vi(x+1).

ここに、−は否定、・は論理積を表わす。Here, - represents negation, and . represents logical product.

なお、第3図に上記2値化回路11の一実施例、第4図
に上記エッチ検出回路12の一実施例を示す。
Incidentally, FIG. 3 shows an embodiment of the binarization circuit 11, and FIG. 4 shows an embodiment of the etch detection circuit 12.

第3図において、50は比較器であり、また、第4図に
おいて、φは全回路に共通なりロック、16はDフリッ
プフロップ、17はインバータ、18はアンドゲートで
ある。
In FIG. 3, 50 is a comparator, and in FIG. 4, φ is a lock common to all circuits, 16 is a D flip-flop, 17 is an inverter, and 18 is an AND gate.

次に、再び第1図に戻って1位置関係解析回路13にお
いては、十エッヂと一エッヂの位置関係を解析し、凹に
対応する影、及び凸に対応する影の長さを検出して出力
する。すなわち、前記第2図に例示したように、右方向
からの照明による影の2値画像に対しては、画像左端か
ら十エッヂまでの影の長さの最大値を6量、又、−エッ
ヂと十エッヂの間の影の長さの最大値を回置、左方向か
らの照明による影の2値画像に対しては、−エッヂから
画像右端までの影の長さの最大値を6量、−エッヂと十
エッヂの間の影の長さの最大値を回置として検出するも
のである。
Next, returning to FIG. 1 again, the first positional relationship analysis circuit 13 analyzes the positional relationship between the tenth edge and the first edge, and detects the length of the shadow corresponding to the concave and the length of the shadow corresponding to the convex. Output. That is, as illustrated in FIG. 2 above, for a binary image of a shadow caused by illumination from the right, the maximum length of the shadow from the left edge of the image to the 10th edge is set to 6, and the -edge is set to 6. For a binary image of a shadow caused by illumination from the left, the maximum value of the shadow length between the - edge and the right edge of the image is rotated by 6. , - The maximum value of the length of the shadow between the edge and the ten edge is detected as a rotation.

次に、第5図、第6図及び第7図に、上記位置関係解析
回路13の一実施例を示し、以下説明する。
Next, an embodiment of the positional relationship analysis circuit 13 is shown in FIGS. 5, 6, and 7, and will be described below.

まず、第5図は回置の検出回路である。この回路におい
ては、−エッヂからの影の長さをカウンタ19aで計数
し、つぎに十エッヂが現われた場合に、フリップフロッ
プ20aに格納された古い回置と現在の影の長さのカウ
ント値とを比較し、それらのうちの大きい方をフリップ
フロップ20aに再格納する。フリップフロップ20a
の内容は、各水平走査線毎にフリップフロップ20bの
内容と比較され、大きい方がフリップフロップ20bに
再格納される。一画面についての処理が終わった後、垂
直同期信号VDによって、フリップフロップ20bの内
容がフリップフロップ20cに格納される。
First, FIG. 5 shows a rotation detection circuit. In this circuit, the length of the shadow from the - edge is counted by the counter 19a, and when the ten edge appears next, the count value of the old rotation and the current length of the shadow stored in the flip-flop 20a is counted. and the larger one of them is stored again in the flip-flop 20a. flip flop 20a
The contents of are compared with the contents of flip-flop 20b for each horizontal scan line, and the larger one is stored back in flip-flop 20b. After the processing for one screen is completed, the contents of the flip-flop 20b are stored in the flip-flop 20c in response to the vertical synchronization signal VD.

以上の処理によって、−エッヂと十エッヂとの間にある
影領域のうち、最も幅の広い部分の幅がフリップフロッ
プ20cに格納されることになる。
Through the above processing, the width of the widest part of the shadow area between the - edge and the ten edge is stored in the flip-flop 20c.

なお、画像は左から右、上から下に走査されているもの
とし、 5tart信号は画像左端で1となる信号、 
End信号は画像右端で1となる信号を表わすものとす
る。また、21はコンパレータ、22はセレクタ、23
はDフリップフロップ、24はフリップフロップ、25
はオアゲート、26はアンドゲート、27はナントゲー
ト、28はインバータである。
It is assumed that the image is scanned from left to right and from top to bottom, and the 5tart signal is a signal that becomes 1 at the left edge of the image.
It is assumed that the End signal represents a signal that becomes 1 at the right end of the image. Also, 21 is a comparator, 22 is a selector, 23
is a D flip-flop, 24 is a flip-flop, 25
is an OR gate, 26 is an AND gate, 27 is a Nant gate, and 28 is an inverter.

次に、第6図に、5tart信号及びEnd信号の生成
回路を示す。第6図において、HDは水平同期信号、2
8はインバータ、29はコンパレータ、30はカウンタ
である。
Next, FIG. 6 shows a generation circuit for the 5tart signal and the End signal. In FIG. 6, HD is a horizontal synchronizing signal, 2
8 is an inverter, 29 is a comparator, and 30 is a counter.

次に、第7図は6量の検出回路である。この回路は、カ
ウンタ19bの内容をフリップフロップ20dの内容と
比較せずに直接フリップフロップ20dに格納する点を
除いて、他は第5図の日量の検出回路と同様である。こ
の場合、右方向からの照明による影の2値画像に対する
回路では、第7図a点に5tart信号を、b点に十エ
ッヂ信号入力し、左方向からの照明による影の2値画像
に対する回路では、a点に一エッヂ信号を、b点にEn
d信号を入力するものとする。なお、第7図において第
5図と同符号は同一の機能を有するものを示す。
Next, FIG. 7 shows a six-quantity detection circuit. This circuit is otherwise similar to the daily amount detection circuit of FIG. 5, except that the contents of the counter 19b are directly stored in the flip-flop 20d without comparing them with the contents of the flip-flop 20d. In this case, in a circuit for a binary image of a shadow caused by illumination from the right, a 5tart signal is input to point a in FIG. Then, one edge signal is placed at point a, and En is placed at point b.
d signal is input. Note that in FIG. 7, the same reference numerals as in FIG. 5 indicate components having the same functions.

このように1位置関係解析回路13からは、左右両方向
の照明に対応する影の2値画像から得られた日量及び0
量がそれぞれ出力される。
In this way, the positional relationship analysis circuit 13 calculates the daily amount and 0
The amount is output respectively.

なお、左右照明のどちらの回置、凸量を採用するかは、
以降の処理の目的による。例えば、凹凸状態の検出感度
を上げて、高感度な欠陥検出をしたい場合には、それぞ
れ、大きい方の値をとればよい。
In addition, which rotation and convexity of the left and right illumination should be adopted?
Depends on the purpose of subsequent processing. For example, if it is desired to increase the detection sensitivity of the uneven state and perform highly sensitive defect detection, it is sufficient to take the larger value for each.

以上説明した第1の実施例では、カラーTVカメラ6の
一画面に、一つの対象物、例えば一つのスルーホール充
填部しか入れることができないが。
In the first embodiment described above, only one object, for example, one through-hole filling part, can be placed on one screen of the color TV camera 6.

カラーTVカメラ6を検出器に使った点で、検出光学系
が簡単に構成できる効果があるとともに、すべての処理
部分をハードウェアで構成したので。
By using the color TV camera 6 as the detector, the detection optical system can be easily constructed, and all processing parts are constructed using hardware.

実時間で高速に凹凸状態、凹凸量で検出することが出来
るという利点がある。また、ハードウェアの規模も小さ
い。
It has the advantage of being able to detect the state of unevenness and the amount of unevenness at high speed in real time. Additionally, the scale of the hardware is small.

なお、上記第1の実施例の変形としては、光源をレーザ
、水銀灯等の他の光源を用いるもの。カラーTVカメラ
6をラインセンサとその機械的走査による2次元検出器
におきかえるもの、検出画像の処理部分の一部又は全部
をコンピュータにおきかえるものなどが考えられる。い
ずれの構成を用いても本発明の目的が達成できるのは明
らかである。
Note that as a modification of the first embodiment, another light source such as a laser or a mercury lamp may be used as the light source. Possible options include replacing the color TV camera 6 with a two-dimensional detector using a line sensor and its mechanical scanning, and replacing part or all of the processing of detected images with a computer. It is clear that the object of the present invention can be achieved using either configuration.

また、一画面の中に複数の対象物が存在し、その存在領
域が既知の場合には、画像を一部メモリに格納し、そこ
から所望の領域を切り出して、上述した処理回路に実行
させれば良い。このような追加変更は容易である。
In addition, if there are multiple objects on one screen and the areas in which they exist are known, part of the image is stored in memory, the desired area is cut out from there, and the processing circuit described above executes it. That's fine. Such additional changes are easy.

次に、第8図は本発明の第2の実施例図である。Next, FIG. 8 shows a second embodiment of the present invention.

第8図において、検出対象物1は平行光源2aによって
、図示するように斜め方向より照明され、この部分が垂
直上方よりレンズ5dを介してラインセンサ32aで検
出される。照明系の光軸と検出系の光軸とのなす平面は
、検出対象物面に対して垂直である。また、センサの検
出領域は、光軸のなす平面内にある。
In FIG. 8, the object to be detected 1 is illuminated by a parallel light source 2a from an oblique direction as shown, and this portion is detected by a line sensor 32a from vertically above through a lens 5d. The plane formed by the optical axis of the illumination system and the optical axis of the detection system is perpendicular to the object surface to be detected. Further, the detection area of the sensor is within a plane defined by the optical axis.

また、上記平行光源2aの照明部分に平行で、かつ距i
1t!D離れた部分を、上記と同様に平行光源2bで反
対方向から斜めに照明する。そしてこの部分をやはりレ
ンズ5eを介してラインセンサ32bで垂直上方より検
出する。この場合も、照明系の光軸と検出系の光軸との
なす平面は、検出対象物面に対して垂直であり、この平
面内にセンサの検出領域がある。また、この平面は、先
の一組の検出、照明系の光軸のなす平面に平行である。
Also, parallel to the illuminated portion of the parallel light source 2a and at a distance i
1t! A portion separated by D is diagonally illuminated from the opposite direction with the parallel light source 2b in the same manner as above. Then, this portion is also detected from vertically above by the line sensor 32b via the lens 5e. In this case as well, the plane formed by the optical axis of the illumination system and the optical axis of the detection system is perpendicular to the object surface to be detected, and the detection area of the sensor lies within this plane. Further, this plane is parallel to the plane formed by the optical axes of the previous pair of detection and illumination systems.

また。Also.

それぞれの照明光は、それぞれのラインセンサ32a、
32bの検出部分で重ならないように遮光する。
Each illumination light is transmitted to each line sensor 32a,
The detection portion 32b is shielded from light so as not to overlap.

上記の構成において、検出対象物1を駆動機構33によ
って、水平かつ、ラインセンサ32の検出部分の長手方
向に平行でない方向に移動させれば、2次元画像が検出
できる。
In the above configuration, a two-dimensional image can be detected by moving the detection target 1 horizontally and in a direction not parallel to the longitudinal direction of the detection portion of the line sensor 32 by the drive mechanism 33.

そして、それぞれのラインセンサ32の出力信号をシェ
ーディング補正回路10.2値化回路11を通した後、
位置合せ回路31によって、あたかも、同一箇所を同時
に検出しているようにすれば、それ以降は前記第1の実
施例と全く同じ処理回路を用いることによって、凹凸量
を連続的に検出できる。
Then, after passing the output signal of each line sensor 32 through the shading correction circuit 10 and the binarization circuit 11,
If the alignment circuit 31 detects the same location at the same time, then the amount of unevenness can be detected continuously by using the same processing circuit as in the first embodiment.

ただし、この実施例の場合は、前記第1図のカラーTV
カメラ6のように、垂直同期信号VDに対応する信号が
ないので、第6図に示した5tart及びEnd信号生
成回路と類似の回路を用いて、対象物の存在領域の開始
ライン及び終了ラインで等価な信号を出すように構成す
ればよい。
However, in the case of this embodiment, the color TV shown in FIG.
Since there is no signal corresponding to the vertical synchronization signal VD like the camera 6, a circuit similar to the 5tart and End signal generation circuit shown in FIG. What is necessary is just to configure it so that it outputs an equivalent signal.

また、2つのラインセンサ32a、 32bの位置ずれ
量は常に一定であるので、位置合せ回路31は、直列入
力、直列出力型のシフトレジスタによる遅延回路で構成
することが出来、例えば、ビデオ用FIFOメモリを用
いれば容易に実現できる。
Furthermore, since the amount of positional deviation between the two line sensors 32a and 32b is always constant, the alignment circuit 31 can be configured with a delay circuit using a serial input/series output type shift register, such as a video FIFO. This can be easily achieved using memory.

本実施例においては、複数の対象物の凹凸量を連続的に
検出できるので、大量の検査を高速に行なうことが出来
るという効果がある。また、処理ハードウェアの規模が
小さいという効果もある。
In this embodiment, since the amount of unevenness of a plurality of objects can be detected continuously, there is an advantage that a large amount of inspection can be performed at high speed. Another advantage is that the scale of the processing hardware is small.

なお、本実施例においても、第1の実施例と同様に種々
の変形が考えられることは明らかである。
It is clear that various modifications can be made to this embodiment as well, similar to the first embodiment.

また、対象物を平行移動させる代オ)りに、2組の検出
、照明光学系の方を同時に平行移動させても、同様の効
果が得られる。
Furthermore, instead of moving the object in parallel, the same effect can be obtained by simultaneously moving the two sets of detection and illumination optical systems in parallel.

次に、第9図は本発明の第3の実施例図である。Next, FIG. 9 shows a third embodiment of the present invention.

第9図において、検出対象物1は、平行光源2aによっ
て図示するように斜め方向より照明され、垂直上方から
ラインセンサ32aで検出される。
In FIG. 9, the object to be detected 1 is illuminated from an oblique direction as shown by a parallel light source 2a, and is detected by a line sensor 32a from vertically above.

照明系と検出系の光軸のなす平面は、検出対象物面に対
して垂直である。また、ラインセンサ32aの検出領域
は、この平面に対して垂直である。
The plane formed by the optical axes of the illumination system and the detection system is perpendicular to the object surface to be detected. Further, the detection area of the line sensor 32a is perpendicular to this plane.

一方、ラインセンサ32aの検出領域に平行で、かつ距
離り離れた部分をやはり斜め逆方向より平行光源2bで
照明し、この部分をラインセンサ32bで検出する。こ
の場合、2組の照明系、検出系の計4本の光軸は、同一
平面上に配置する。また。
On the other hand, a portion parallel to and distant from the detection area of the line sensor 32a is illuminated by the parallel light source 2b from an obliquely opposite direction, and this portion is detected by the line sensor 32b. In this case, a total of four optical axes of the two sets of illumination systems and detection systems are arranged on the same plane. Also.

2つの光源2a、2bが、2つのラインセンサ32a。The two light sources 2a and 2b are the two line sensors 32a.

32bの検出領域のそれぞれ一方のみを照明するように
する。
Only one of the detection areas 32b is illuminated.

上記の構成において、検出対象物1をラインセンサ32
a、 32bの検出長手方向に平行でない方向に水平移
動させれば、それぞれのラインセンサ32a。
In the above configuration, the detection target 1 is detected by the line sensor 32.
If the line sensors 32a and 32b are horizontally moved in a direction that is not parallel to the detection longitudinal direction, the respective line sensors 32a.

32bから2次元画像が得られる。そして、それぞれの
ラインセンサ32a、 32bの出力信号をシェーディ
ング補正回路10.2値化回路11を通した後、位置合
せ回路31でラインセンサ検出位置のずれを補正すれば
、2つのラインセンサ32a、 32bが、それぞれ異
なった方向からの照明による画像を、あたかも同時に検
出しているようになる。ここで、第1の実施例と同様に
、十エッヂ、−エッヂをエッヂ検出回路12a、 12
bで検出し1位置関係解析回路13で処理すれば、凹凸
量14を検出することが出来る。
A two-dimensional image is obtained from 32b. Then, after the output signals of the respective line sensors 32a and 32b are passed through the shading correction circuit 10 and the binarization circuit 11, the alignment circuit 31 corrects the deviation of the line sensor detection position, so that the two line sensors 32a, 32b are simultaneously detecting images illuminated from different directions. Here, similarly to the first embodiment, the edge detection circuits 12a and 12 detect the 10th edge and the 12th edge.
By detecting it in step b and processing it in the positional relationship analysis circuit 13, the amount of unevenness 14 can be detected.

本実施例の異なる点は、照明方向が、ラインセンサの検
出長手方向に垂直であるため、第1、第2の実施例と比
較して直角方向に影ができる点である。このため、処、
理回路の処理方向が、水平走査方向(ラインセンサの自
己走査方向)から垂直走査方向(対象物の移動方向)に
変更になる。
The difference in this embodiment is that since the illumination direction is perpendicular to the detection longitudinal direction of the line sensor, shadows are created in the perpendicular direction compared to the first and second embodiments. For this reason,
The processing direction of the logic circuit changes from the horizontal scanning direction (the self-scanning direction of the line sensor) to the vertical scanning direction (the moving direction of the object).

次に、第1011は第9図の実施例におけるエッチ検出
回路12の一実施例図である。
Next, reference numeral 1011 shows an embodiment of the etch detection circuit 12 in the embodiment of FIG.

第10図において、ラインセンサ32の画素数の長さを
持ったシフトレジスタ34a、34bによって、2画素
が垂直方向に切り出され、エッチ信号が生成される。そ
の他、26はアンドゲート、28はインバータである。
In FIG. 10, two pixels are vertically cut out by shift registers 34a and 34b having a length equal to the number of pixels of the line sensor 32, and an etch signal is generated. In addition, 26 is an AND gate, and 28 is an inverter.

次に、第9図における回置を検出する位置関係解析回路
13の実施例を第11図に、同じく6量を検出する位置
関係解析回路13の実施例を第12図に示す。
Next, FIG. 11 shows an embodiment of the positional relationship analysis circuit 13 that detects rotation in FIG. 9, and FIG. 12 shows an embodiment of the positional relationship analysis circuit 13 that similarly detects six amounts.

第11図及び第12図において、前記第5図、第7図に
示したカウンタ、フリップフロップ等は、メモリ35及
びその周辺回路(メモリ36、加算器37゜セレクタ3
8.コンパレータ39、フリップフロップ40、41、
オアゲート42、ナントゲート43.インバータ44)
によって構成され、各画素の処理が垂直方向になされる
ようにする。
11 and 12, the counters, flip-flops, etc. shown in FIGS. 5 and 7 are replaced by the memory 35 and its peripheral circuits (memory 36, adder 37,
8. Comparator 39, flip-flops 40, 41,
Or Gate 42, Nantes Gate 43. Inverter 44)
, so that each pixel is processed in the vertical direction.

なお第11図、第12図のメモリ35には、アドレスに
関する制御信号が記述されていないが、すべて同一のア
ドレスカウンタによって、ラインセンサ32の画素に対
応したアドレスが与えられているものとする。また、シ
フトレジスタ37はラインセンサの画素数分の長さをも
つものとする。
Although no control signals regarding addresses are written in the memories 35 in FIGS. 11 and 12, it is assumed that addresses corresponding to pixels of the line sensor 32 are all given by the same address counter. Further, it is assumed that the shift register 37 has a length equal to the number of pixels of the line sensor.

また、本実施例では、後述する検出領域生成回路によっ
て、第13図に示すごとき検出対象物の存在する長方形
領域の上辺(Start信号)と下辺(End信号)の
信号が生成される。
Further, in this embodiment, a detection area generation circuit, which will be described later, generates signals for the upper side (Start signal) and lower side (End signal) of a rectangular area where the detection target exists, as shown in FIG.

次に、第14図に上記の検出領域生成回路の実施例を示
す。
Next, FIG. 14 shows an embodiment of the above detection area generation circuit.

第14図において、メモ1月01には、予め、5tar
t信号の開始アドレス(xs、 ys)とEnd信号の
開始アドレス(xat ye) 、及び検出領域の幅が
格納されている。なお、(Xs+ ys)及び(xat
 ye)は、その出現類に、メモリに格納されているも
のとする。
In Figure 14, in the memo January 01, 5 tar
The start address (xs, ys) of the t signal, the start address (xat ye) of the End signal, and the width of the detection area are stored. In addition, (Xs+ys) and (xat
ye) is stored in memory in its occurrence class.

この検出領域生成回路は、メモi月O1の内容を順次読
み出しながら、5tart信号、 End信号を生成す
る。その他、100はカウンタ、102はレジスタ、1
03は加算器、104はコンパレータ、105はアンド
ゲートである。
This detection area generation circuit generates the 5tart signal and the End signal while sequentially reading out the contents of the memo i month O1. Others: 100 is a counter, 102 is a register, 1
03 is an adder, 104 is a comparator, and 105 is an AND gate.

前記第11図の位置関係解析回路13は、上記の5ta
rt信号とEnd信号とに挾まれた領域に関して、前記
第5図の実施例と同様の処理を行ない、メモリ36にそ
の結果を格納する。
The positional relationship analysis circuit 13 in FIG.
Regarding the area between the rt signal and the End signal, the same processing as in the embodiment shown in FIG. 5 is performed, and the results are stored in the memory 36.

以上述べたごとき第9図の実施例によれば、−走査線内
に複数の検出対象物が存在している場合でも、その存在
領域を分離して処理できる°ため、前記第8図の実施例
よりも、さらに大量の検出対象物の凹凸状態を同時かつ
高速に検出できるという効果がある。
According to the embodiment shown in FIG. 9 as described above, even if a plurality of objects to be detected exist within a scanning line, the existing regions can be processed separately, so that the embodiment shown in FIG. There is an effect that the irregularities of a larger amount of objects to be detected can be detected simultaneously and at a higher speed than in the example.

なお、本実施例においても、第8図の実施例と同様に種
々の変形例が考えられ、これらによって、本発明の効果
が実現できることは、明らかである。
It should be noted that in this embodiment as well, various modifications can be made as in the embodiment of FIG. 8, and it is clear that the effects of the present invention can be realized by these modifications.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、2方向からの照明による影の領域とい
う2値画像を取り扱っているため、小規模なハードウェ
ア構成で、凹凸状態の識別及びその量の検出を、実用上
十分な精度で、かつ極めて高速に行なうことが出来るの
で、欠陥検査や形状検出などを容易に行なうことが出来
るという効果がある。
According to the present invention, since a binary image of a shadow area caused by illumination from two directions is handled, it is possible to identify unevenness and detect its amount with sufficient accuracy for practical use using a small-scale hardware configuration. , and can be carried out at extremely high speed, which has the effect of facilitating defect inspection, shape detection, etc.

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

第1図は本発明の第1の実施例を示す図、第2図は本発
明の原理を示す図、第3図は2値化回路の一実施例図、
第4図はエッチ検出回路の一実施 ′例図、第5図は回
置を検出する位置関係解析回路の実施例図、第6図は5
tart信号及びEnd信号生成回路の実施例図、第7
図は6量を検出する位置関係解析回路の実施例図、第8
図は本発明の第2の実施例を示す図、第9図は本発明の
第3の実施例を示す図、第10図はエッチ検出回路の実
施例図。 第11図は回置を検出する位置関係解析回路の実施例図
、第12図は6量を検出する位置関係解析回路の実施例
図、第13図は5tart信号及びEnd信号の位置関
係を示す図、第14図は5tart信号及びEnd信号
生成回路の実施例図である。 〈符号の説明〉 1・・・検出対象物    2・・・平行光源6・・・
カラーTVカメラ 9川色分離回路10・・・シェーデ
ィング補正回路 11・・・2値化回路    12・・・エッヂ検出回
路13・・・位置関係解析回路 14・・・凹凸量代理
人弁理士  中 村 純之助 第 1 図 1枚を灯1物 凹           凸 第3図 電n h 第4図 第5図 第6図 第7図 第 8 図 第9図 第10図 第11  図 第12図
FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of the invention, FIG. 2 is a diagram showing the principle of the invention, and FIG. 3 is a diagram of an embodiment of a binarization circuit.
Figure 4 is an example of an etch detection circuit, Figure 5 is an example of a positional relationship analysis circuit that detects rotation, and Figure 6 is an example of an etch detection circuit.
Example diagram of tart signal and end signal generation circuit, seventh
The figure is an example diagram of a positional relationship analysis circuit that detects six quantities.
The figures show a second embodiment of the invention, FIG. 9 shows a third embodiment of the invention, and FIG. 10 shows an embodiment of an etch detection circuit. Fig. 11 shows an example of a positional relationship analysis circuit that detects rotation, Fig. 12 shows an example of a positional relationship analysis circuit that detects 6 quantities, and Fig. 13 shows the positional relationship of the 5tart signal and the End signal. FIG. 14 is an embodiment diagram of a 5tart signal and End signal generation circuit. <Explanation of symbols> 1... Detection target 2... Parallel light source 6...
Color TV camera 9 Color separation circuit 10...Shading correction circuit 11...Binarization circuit 12...Edge detection circuit 13...Positional relationship analysis circuit 14...Irregularity amount agent Patent attorney Nakamura Junnosuke 1st figure 1 light 1 thing concave convex 3rd figure n h figure 4 figure 5 figure 6 figure 7 figure 8 figure 9 figure 10 figure 11 figure 12 figure

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1、対象物の光学像を検出し、その光学像を解析するこ
とによって対象物表面の凹凸形状を検出する装置におい
て、対象物を相異なる斜め2方向より照明する手段と、
上記の照明によって生じる2つの光学像をそれぞれ検出
し、電気信号に変換する手段と、変換された2つの電気
信号を2値化し、2つの光学像におけるそれぞれの影領
域を抽出する手段と、それぞれの影領域の片側の境界線
をそれぞれ異なった方向について検出する手段と、該境
界線を検出する手段によって得られた境界線の位置関係
から特定の領域における上記影領域の幅の最大値を検出
することによって凹凸量を検出する手段とを備えたこと
を特徴とする凹凸状態検出装置。
1. In a device that detects an optical image of an object and analyzes the optical image to detect the uneven shape of the object's surface, means for illuminating the object from two different diagonal directions;
means for respectively detecting two optical images generated by the illumination and converting them into electrical signals; and means for binarizing the converted two electrical signals and extracting respective shadow areas in the two optical images; means for detecting boundaries on one side of the shadow area in different directions, and detecting the maximum value of the width of the shadow area in a specific area from the positional relationship of the boundaries obtained by the means for detecting the boundaries. What is claimed is: 1. An uneven state detection device comprising means for detecting an amount of unevenness by detecting an amount of unevenness.
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