JPS6332123B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はテレビジヨンカメラで被検査物品を撮
像して映像信号を処理することにより物品の外観
や形状を検査する物品の自動検査装置に関するも
のである。

［従来の技術］ 製品の欠陥の検査や、製品の識別等を自動的に
行う自動検査装置として、テレビジヨンカメラで
被検査物品を撮像して得た像を予め記憶させてお
いた基準画像と比較する方式のものが種々提案さ
れている。しかしながらこの種の方式のもので
は、画像を記憶させるために容量の大きい記憶装
置を必要とする上に複雑な演算装置を必要とする
ため装置が高価になる欠点があつた。また被検査
物品の画像と基準画像との比較に時間を要するた
め、検査に要する時間が長くなり、生産ラインで
の検査には不向きであつた。またこの方式では、
基準画像と被検査物品の画像との位置合せを正確
に行なう必要があり、生産ラインでの検査で製品
を撮像するタイミングがずれると誤検査を生じる
欠点があつた。

そこで特開昭49―1280号に見られるように、被
検査物品の焦点が合つた結像光を受ける第１の受
光器と、該被検査物品の焦点がずれた結像光を受
ける第２の受光器とを設けて、第１及び第２の受
光器の出力信号を比較することにより第１の受光
器の出力信号中に含まれている欠陥信号成分を取
出すようにした検査装置が提案された。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記の装置によれば、基準画像との照合を行う
ことなく瞬時に検査を行うことができ、また被検
査物品の受光器に対する位置合わせを厳密に行う
必要がないため、生産ラインでの検査を行うこと
ができる。

しかしながら、この従来の装置では、焦点が合
つた像と焦点がずれた像とを得るために受光器
（テレビジヨンカメラ）を２台必要とするため、
部品点数が多くなり、装置の構成が複雑になるの
を避けられなかつた。そのため検査装置全体が大
形化し、その設置のために多大のスペースを必要
とするという問題があつた。特に生産ラインの途
中に検査装置を設置する場合には、設置スペース
の縮小を図ることが要求されるが、従来の装置で
はこのような要求に応えることが困難であつた。

本発明の目的は、被検査物品の外観や形状を自
動検査する物品の自動検査装置において、１台の
テレビジヨンカメラを用いるだけで焦点が合つた
映像信号と焦点がずれた映像信号とを得ることが
できるようにすることにより装置の構成の簡素化
と小形化とを図ることにある。

［問題点を解決するための手段］ そのため本発明においては、被検査物品にレン
ズの焦点が合されたテレビジヨンカメラと、該テ
レビジヨンカメラから焦点の合つた第１の映像信
号を出力させるためにテレビジヨンカメラの撮像
管の集束電極に印加する第１の集束電圧とテレビ
ジヨンカメラから焦点のずれた第２の映像信号を
出力させるために撮像管に与える第２の集束電圧
とを出力する集束電圧出力回路と、テレビジヨン
カメラの出力から分離した水平同期パルスを入力
として各水平同期パルスが入力される毎に第１の
集束電圧及び第２の集束電圧を切換えて撮像管に
与える集束電圧切換回路と、テレビジヨンカメラ
の出力信号に含まれる第１の映像信号を２値化し
て特徴部分を表わす特徴パルスと該特徴部分の背
景を表わす背景パルスとを含む第１の２値化信号
を発生させ且つ第２の映像信号を２値化して第１
の２値化信号に含まれる背景パルスと同一幅同一
位相の背景パルスを発生させる２値化回路と、第
１の２値化信号と第２の２値化信号との差をとつ
て背景パルスを消去する背景パルス消去回路とを
設けた。

［発明の作用］ 上記のように、集束電圧出力回路と集束電圧切
換回路とを設けて、水平同期パルスが入力される
毎に第１の集束電圧及び第２の集束電圧を交互に
切換えてテレビジヨンカメラの撮像管に与えるよ
うに構成すると、焦点が合つた第１の映像信号と
焦点がずれた第２の映像信号とを得ることができ
る。そしてこのようにして得られた第１の映像信
号を２値化して特徴パルスと背景パルスとを含む
第１の２値化信号を得、また第２の２値化信号を
２値化して第１の２値化信号に含まれる背景パル
スと同一幅同一位相の背景パルスからなる第２の
２値化信号を得て、第１の２値化信号と第２の２
値化信号との差をとることにより背景パルスを消
去すると、特徴パルスのみを取出すことができ、
被検査物品の自動検査を行うことができる。

このように、本発明によれば、基準画像との照
合を行うことなく特徴パルスを得ることができる
ため、物品の検査を瞬時に行うことができる。し
かも被検査物品のテレビジヨンカメラに対する位
置合わせを厳密に行う必要がないので、生産ライ
ンにおける製品の検査等を容易且つ正確に行うこ
とができる。

特に本発明においては、基準画像との照合を行
わないことにより記憶装置の容量の低減を図るこ
とができる上に、１台のテレビジヨンカメラを用
いるだけで焦点が合つた映像信号と焦点がずれた
映像信号とを得ることができるため、装置の構成
を簡単にすることができ、自動検査装置の小形化
を図つてその設置を容易にするとともに、コスト
の低減を図ることができる。

［実施例］ 以下添附図面を参照して本発明の実施例を説明
する。

第１図は、本発明の実施例を示したもので、同
図において２０はレンズの焦点を被検査物品に合
せたテレビジヨンカメラ、２１及び２２は第１及
び第２の比較器、２３及び２４はそれぞれ第１及
び第２のスレシヨールドレベルの電圧Et１及び
Et２を発生する基準電圧発生器であり、映像信
号Evは比較器２１及び２２によりそれぞれ第１
及び第２のスレシヨールドレベル電圧Et１及び
Et２と比較されて２値化される。２５は比較器
２１から得られる２値化信号Ebを１水平走査に
相当する時間だけ遅延させる遅延回路であり、こ
の遅延回路としては、超音波式、CCD式、シフ
トレジスタ式、メモリ式等任意のものを用いるこ
とができる。２６はエクスクルーシブオア回路
で、その入力端子には遅延回路２５で遅延された
２値化信号Ebと第２の比較器２２から得られる
２値化信号Eb′とが入力されている。本実施例で
は第１及び第２の比較器２１及び２２により２値
化回路が構成され、遅延回路２５及びエクスクル
ーシブオア回路２６により背景パルス消去回路が
構成されている。

２７は集束電圧出力回路で、この例では高圧電
源２７ａとポテンシヨメータ２７ｂ及び２７ｃと
からなり、テレビジヨンカメラ２０から焦点の合
つた第１の映像信号を出力させるために撮像管に
与える必要のある第１の集束電圧Ｖ１と、焦点の
ずれた第２の映像信号を出力させるために撮像管
に与える第２の集束電圧Ｖ２とを出力する。これ
らの集束電圧は切換回路２８を通してテレビジヨ
ンカメラ２０の撮像管の集束電圧入力端子に印加
されている。切換回路２８は、映像信号Evから
同期分離回路２９を通して得た水平同期パルス
Phによりトリガされるフリツプフロツプ回路３
０の出力により制御される。フリツプフロツプ回
路３０は、水平同期パルスが入力される毎に反転
して「１」と「０」の信号を交互に出力し、切換
回路２８は例えば「１」の信号が入力されたとき
に第１の集束電圧Ｖ１を撮像管に与え、「０」の
信号が入力されたときに第２の集束電圧Ｖ２をテ
レビジヨンカメラ２０の撮像管に与える。

尚撮像管の集束方式としては、静電式、磁束
式、及び両者を併用した静電・磁束式があるが、
いずれの方式による場合にも集束電圧入力端子に
印加する電圧を変化させることにより焦点の調整
を行うことができる。したがつてこの実施例で用
いるテレビジヨンカメラはいずれの形式のもので
もよい。焦点をずらすための第２の集束電圧の大
きさは被検査対象に応じて、また検査すべき特徴
部分に応じて適当な値に設定する。

次に第２図Ａ乃至Ｆを参照して、第１図の検査
装置の動作を説明する。第２図Ａ及びＢはそれぞ
れ水平同期パルスPh及び映像信号Ev（テレビジヨ
ンカメラの出力信号）の一例を示している。前述
のように、テレビジヨンカメラの撮像管の集束電
圧入力端子に印加される集束電圧は各水平走査毎
に切換えられるため、テレビジヨンカメラ２０か
ら得られる映像信号Evには、焦点の合つた第１
の映像信号Ev１と焦点のずれた第２の映像信号
Ev２とが交互に現われる。そこでこの映像信号
Evを第１の比較器２１により特徴抽出のための
第１のスレシヨールドレベルEt１と比較するこ
とにより、第２図Ｃに示すような２値化信号Eb
を得、更に映像信号Evを第２の比較器２２によ
り第２のスレシヨールドレベルEt２と比較する
ことにより、第２図Ｄに示すような２値化信号
Eb′を得る。２値化信号Ebは、第１の映像信号Ev
１の２値化信号である第１の２値化信号を１水平
走査置きに含む信号であり、２値化信号Eb′は、
第２の映像信号Ev２の２値化信号である第２の
２値化信号を１水平走査置きに含む信号である。
次に２値化信号Eb，Eb′のうちの一方Ebを遅延回
路２５により１水平走査に相当する時間だけ遅延
させて図示のようにEbとEb′とを１水平走査分だ
けずらし、遅延させた２値化信号Ebと２値化信
号Eb′とをエクスクルーシブオア回路２６に入力
する。これにより背景パルスＰ１′，Ｐ２′を消去
し、特徴パルスＰ０′のみを含む検出信号Ｅ０を
得る。尚第２図Ｆはフリツプフロツプ回路３０の
出力信号を示している。

第１図に示した実施例においては、第１及び第
２の比較器に第１及び第２の映像信号を交互に含
む信号Evを入力しているため、２値化信号Ebに
は、第１の映像信号Ev１を第１のスレシヨール
ドレベルEt１と比較して２値化した第１の２値
化信号Eb１の他に第２の映像信号Ev２を第１の
スレシヨールドレベルEt１と比較して２値化し
た信号Eb２′が含まれる。同様に２値化信号
Eb′には、第２の映像信号Ev２を第２のスレシヨ
ールドレベルEt２と比較して２値化した第２の
２値化信号Eb２の他に第１の映像信号Ev２を第
２のスレシヨールドレベルEt２と比較して２値
化した信号Eb１′が含まれる。ここで２値化信号
Eb２′は背景パルスＰ１０′及びＰ２０′からな
り、Eb１′は背景パルスＰ１０″，Ｐ２０″と特徴
パルスＰ００″とからなるが、被検査物品によつ
ては背景パルスＰ１０′，Ｐ２０′の幅をそれぞれ
背景パルスＰ１０″，Ｐ２０″の幅に等しくできな
い場合も考えられる。このような場合には、第３
図に示すように、テレビジヨンカメラ２０と第１
及び第２の比較器２１及び２２との間に水平同期
パルスPhが入力される毎に切換え動作を行う分
配回路３１を設けて、映像信号Evに含まれる第
１の映像信号Ev１及び第２の映像信号Ev２をそ
れぞれ第１及び第２の比較器２１及び２２に分配
するようにすればよい。この場合第１の比較器２
１の出力側には焦点の合つた第１の映像信号Ev
１を第１のスレシヨールドレベルEt１と比較し
て２値化した第１の２値化信号Eb１のみが得ら
れ、第２の比較器２２の出力側には焦点のずれた
第２の映像信号Ev２を第２のスレシヨールドレ
ベルEt２と比較して２値化した第２の２値化信
号Eb２のみが得られる。

上記の実施例では、第１及び第２のスレシヨー
ルドレベルを異なるレベルとしたが、小さい欠点
を検出する場合には、第１及び第２のスレシヨー
ルドレベルを等しくすることができる。この場合
は第４図に示したように１個の比較器２１のみを
設けてテレビジヨンカメラ２０から得られる映像
信号をスレシヨールドレベルEtと比較するよう
にすればよい。

［発明の効果］ 以上のように、本発明によれば、被検査物品を
テレビジヨンカメラで撮像して、焦点の合つた像
と焦点のずれた像の映像信号を得、両映像信号を
２値化して差をとることにより特徴部分の背景を
現わす信号を消去するようにしたので、基準画像
との照合を行うことなく瞬時に検査を行うことが
できる。

特に本発明によれば、基準画像との照合を行わ
ないことにより記憶装置の容量の低減を図ること
ができる上に、１台のテレビジヨンカメラを用い
るだけで焦点が合つた映像信号と焦点がずれた映
像信号とを得ることができるため、装置の構成を
簡単にすることができ、自動検査装置の小形化を
図つてその設置を容易にするとともに、コストの
低減を図ることができる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図，第３図及び第４図はそれぞれ本発明の
異なる実施例を示すブロツク図、第２図は第１図
の各部の信号波形を示す線図である。 ２０…テレビジヨンカメラ、２１，２２…比較
器、２６…エクスクルーシブオア回路、２５…遅
延回路、２７…集束電圧出力回路、２８…切換回
路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 被検査物品の外観や形状を自動検査する物品
   の自動検査装置において、前記被検査物品にレン
   ズの焦点が合されたテレビジヨンカメラと、前記
   テレビジヨンカメラから焦点の合つた第１の映像
   信号を出力させるために前記テレビジヨンカメラ
   の撮像管の集束電極に印加する第１の集束電圧と
   前記テレビジヨンカメラから焦点のずれた第２の
   映像信号を出力させるために前記撮像管に与える
   第２の集束電圧とを出力する集束電圧出力回路
   と、前記テレビジヨンカメラの出力から分離した
   水平同期パルスを入力として各水平同期パルスが
   入力される毎に前記第１の集束電圧及び第２の集
   束電圧を切換えて前記撮像管に与える集束電圧切
   換回路と、前記テレビジヨンカメラの出力信号に
   含まれる前記第１の映像信号を２値化して特徴部
   分を表わす特徴パルスと該特徴部分の背景を表わ
   す背景パルスとを含む第１の２値化信号を発生さ
   せ且つ前記第２の映像信号を２値化して前記第１
   の２値化信号に含まれる背景パルスと同一幅同一
   位相の背景パルスからなる第２の２値化信号を発
   生させる２値化回路と、前記第１の２値化信号と
   第２の２値化信号との差をとつて背景パルスを消
   去する背景パルス消去回路とを具備してなる物品
   の自動検査装置。 ２ 前記２値化回路は、前記テレビジヨンカメラ
   の出力信号をスレシヨールドレベルと比較する比
   較器からなり、前記背景パルス消去回路は前記比
   較器の出力を１水平走査に相当する時間だけ遅延
   させる遅延回路と該遅延回路の出力及び前記比較
   器の出力を入力とするエクスクルーシブオア回路
   とからなつている特許請求の範囲第１項に記載の
   物品の自動検査装置。 ３ 前記２値化回路は、前記テレビジヨンカメラ
   の出力信号を第１のスレシヨールドレベルと比較
   する第１の比較器と前記出力信号を第２のスレシ
   ヨールドレベルと比較する第２の比較器とからな
   り、前記背景パルス消去回路は前記第１及び第２
   の比較器の一方の出力を１水平走査に相当する時
   間だけ遅延させる遅延回路と前記第１及び第２の
   比較器の他方の出力と前記遅延回路の出力とを入
   力とするエクスクルーシブオア回路とならなつて
   いる特許請求の範囲第１項に記載の物品の自動検
   査装置。 ４ 前記２値化回路は、入力信号を第１のスレシ
   ヨールドレベルと比較する第１の比較器と、入力
   信号を第２のスレシヨールドレベルと比較する第
   ２の比較器と前記テレビジヨンカメラの出力信号
   に交互に現われる第１の映像信号及び第２の映像
   信号をそれぞれ前記第１の比較器及び第２の比較
   器に分配する分配回路とからなり、前記背景パル
   ス消去回路は前記第１及び第２の比較器の一方の
   出力を１水平走査に相当する時間だけ遅延させる
   遅延回路と前記第１及び第２の比較器の他方の出
   力と前記遅延回路の出力とを入力するエクスクル
   ーシブオア回路とからなつている特許請求の範囲
   第１項に記載の物品の自動検査装置。