JPS6373139A - Surface inspecting system - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、表面検査装置に関し、詳しくは検査用照明に
て、被検査体の表面を照射し、表面状態をテレビカメラ
で撮像し、その映像信号を処理して表面の凹凸、傷、付
着物などの欠陥を抽出して被検査体の合否の判定を行う
欠陥検出装置等の形態の表面検査装置に関するものであ
る。[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention relates to a surface inspection device, and more specifically, the present invention relates to a surface inspection device, and more specifically, the surface inspection device illuminates the surface of an object to be inspected with inspection lighting, images the surface state with a television camera, and The present invention relates to a surface inspection device such as a defect detection device that processes a video signal to extract defects such as surface irregularities, scratches, and deposits to determine whether or not an object to be inspected is acceptable.
被検査体の表面状態を知る方法として、例えばスリット
を通して直線状とした光束(スリット状の光束)を被検
査体に照射し、その光束の直線性の変化により外観形状
に対応した情報を得る方法(光切断法)がある。One way to know the surface condition of an object to be inspected is to irradiate the object with a linear beam of light (slit-shaped beam of light) through a slit, and obtain information corresponding to the external shape from changes in the linearity of the beam. (photosection method).
このような光切断法を用いた従来の表面検査装置として
は、1本のスリット状光束を照射する光源装置と被検査
体の表面状態を検出するためのラインセンサまたはエリ
アセンサとを具えたものがある。Conventional surface inspection equipment using such a light cutting method is equipped with a light source device that irradiates a single slit-shaped light beam and a line sensor or area sensor for detecting the surface condition of the object to be inspected. There is.
しかしながらこのような表面検査装置では、スリット状
光束が1木であるために、表面状態の検出に際して被検
査体の8動、または光源装置ないしは光学系のわ動を行
うことが必要であり、係る相対的なり勅を行わせる駆動
装置が必須となるので装置が複雑化するという問題点を
有している。However, in such a surface inspection device, since the slit-shaped light beam is one tree, it is necessary to perform 8 movements of the object to be inspected or oscillations of the light source device or optical system when detecting the surface condition. Since a driving device for relative movement is required, there is a problem in that the device becomes complicated.
また、このような外観検査装置では、センサ出力を画像
情報として記憶装置に一時入力し、その後当該格納され
た情報を処理するように構成されているが、このために
処理時間が長大化するという問題点を有している。In addition, such visual inspection equipment is configured to temporarily input sensor output as image information into a storage device and then process the stored information, but this increases the processing time. There are problems.
これに対して、スリット状光束を多数とし、しかもその
スリット状光束とエリアセンサとしての撮像装置(TV
カメラ)の水平走査線信号とを平行として水平走査信号
に同期した映像出力信号を実時間に微分することでスリ
ット像の変化を映像信号から随時検出することができる
ようにした表面検査装置、すなわちTVカメラの映像出
力信号の実時間処理が可能で、しかも広い面積を検査す
ることが可能な表面検査装置がある。On the other hand, a large number of slit-like light beams are used, and the slit-like light beams and an imaging device (TV
This is a surface inspection device that can detect changes in the slit image at any time from the video signal by differentiating the video output signal synchronized with the horizontal scanning signal in parallel with the horizontal scanning line signal of the camera) in real time. There is a surface inspection device that is capable of real-time processing of video output signals from a TV camera and is also capable of inspecting a wide area.
しかしながら、このようにTVカメラを用いて、表面の
傷、付着物、凹凸などの欠陥を検出する場合、特に凹凸
欠陥検出において、凹凸部に色の変化がないものや、そ
の凹凸形状がゆるやかなものであった場合、これを検出
することは困難であった。However, when detecting defects such as scratches, deposits, and unevenness on the surface using a TV camera, especially when detecting unevenness defects, there are cases where there is no color change in the uneven part or the uneven shape is gentle. If so, it would have been difficult to detect.
本発明は、このような欠陥をもTVカメラを用いて検出
できるようにすることにより、以て装置の複雑化を伴う
ことなく高速かつ確実に表面状態の検査を行うことがで
きる表面検査装置を提供することを目的とする。The present invention provides a surface inspection device that can detect surface conditions quickly and reliably without complicating the device by making it possible to detect such defects using a TV camera. The purpose is to provide.
そのため、本発明では、被検査体を照明する照明装置と
、照明された被検査体の表面を撮像する撮像装置と、映
像出力により表面状態に応じた信号を抽出する信号処理
部とを備えた表面検査装置において、照明装置に透過率
の異なるスリットを周期的に配置すると共に、撮像装置
を、スリットを介して表面に照射された光の投影像と撮
像装置の水平走査方向とが平行となるように配置したこ
とを特徴とする。Therefore, the present invention includes an illumination device that illuminates the object to be inspected, an imaging device that images the illuminated surface of the object to be inspected, and a signal processing unit that extracts a signal according to the surface state by outputting a video. In a surface inspection device, slits with different transmittances are periodically arranged in an illumination device, and an imaging device is arranged so that the projected image of light irradiated onto the surface through the slits is parallel to the horizontal scanning direction of the imaging device. It is characterized by being arranged as follows.
すなわち、本発明では、透過率の異なる例えば2種類の
スリットを交互に配設して、強さの異なる2種類のスリ
ット光束で被検査体表面を照射するようにする。これに
より、同じ強さのスリット光で照射を行った場合に近接
した投影像の直線状態の変化による凹凸等表面状態の非
検出を防止できる。また、水平走査方向が投影像に平行
となるように撮像装置を配置したことにより、その映像
出力を実時間で処理できるようになる。That is, in the present invention, for example, two types of slits having different transmittances are alternately arranged so that the surface of the object to be inspected is irradiated with two types of slit light beams having different intensities. Thereby, when irradiation is performed with slit light of the same intensity, it is possible to prevent surface conditions such as unevenness from being undetected due to changes in the linear condition of adjacent projected images. Further, by arranging the imaging device so that the horizontal scanning direction is parallel to the projected image, the video output can be processed in real time.
(実施例〕 以下に図面を参照して本発明の詳細な説明する。(Example〕 The present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
第1図は本発明の一実施例を示す。ここで、1は透過率
の異なるスリットを交互に配置した多線チャートlaを
有する照明部、 2は被検査体、1bは照明部lによっ
て照射された多線チャートの投影像である。なお2aは
被検査体表面に凸の欠陥がある場合の多線チャートの投
影像を示したものである。FIG. 1 shows an embodiment of the invention. Here, 1 is an illumination unit having a multi-line chart la in which slits with different transmittances are arranged alternately, 2 is an object to be inspected, and 1b is a projected image of the multi-line chart irradiated by the illumination unit l. Note that 2a shows a projected image of a multi-line chart when there is a convex defect on the surface of the object to be inspected.
3は照明部lが照射した被検査体2の表面および多線チ
ャートの投影像1b、2aを撮像するTVカメラ、 4
はTVカメラ3の映像出力信号であり、微分処理回路5
に入力される。6は微分処理回路5の微分出力5aの2
値化を行う2値化処理回路、7は合否判定に係る検査範
囲を設定する検査範囲設定回路、8は各部6および7か
らそれぞれ出力される2値化信号6aおよび検査範囲設
定信号7aを受容し、論理積を演算するアンドゲートで
あり、これにより回路7で設定された検査範囲内の2値
化(8号8aが出力される。9はアンド出力8aにつき
表面状態の合否判定を行う合否判定回路である。3 is a TV camera that images the surface of the object to be inspected 2 irradiated by the illumination unit 1 and the projected images 1b and 2a of the multiline chart; 4
is the video output signal of the TV camera 3, and the differential processing circuit 5
is input. 6 is 2 of the differential output 5a of the differential processing circuit 5
A binarization processing circuit performs digitization, 7 is an inspection range setting circuit that sets an inspection range related to pass/fail judgment, and 8 receives a binarization signal 6a and an inspection range setting signal 7a output from each section 6 and 7, respectively. This is an AND gate that calculates a logical product, and this outputs a binary number (No. 8 8a) within the inspection range set by the circuit 7. 9 is an AND gate that performs a pass/fail judgment on the surface condition for the AND output 8a. This is a judgment circuit.
ここで、本例においてTVカメラ3は次のように配置さ
れている。Here, in this example, the TV camera 3 is arranged as follows.
第2図はTVカメラ3の撮像面を示す。3bは水平走査
信号であり、この図に示すように横に走査される場合、
TVカメラ3は、被検査体2の表面に投影された多線チ
ャート1bと水平走査信号3bの走査方向とが平行とな
るように、配置しておく。FIG. 2 shows the imaging surface of the TV camera 3. 3b is a horizontal scanning signal, and when it is scanned horizontally as shown in this figure,
The TV camera 3 is arranged so that the multi-line chart 1b projected onto the surface of the inspected object 2 and the scanning direction of the horizontal scanning signal 3b are parallel to each other.
第3図は、かかる配置で被検査体2の表面を撮像し、不
図示のモニタで観察した画像であり、被検査体2の表面
の凸部によるチャートの変化4aが観察されている。FIG. 3 is an image taken of the surface of the object 2 to be inspected in this arrangement and observed on a monitor (not shown), in which a change 4a in the chart due to a convex portion on the surface of the object 2 to be inspected is observed.
第4図は各部3.5〜8の出力信号4.5〜8aの波形
の一例を示し、この図を用いて本実施例に係る装置の動
作を説明する。FIG. 4 shows an example of the waveforms of the output signals 4.5 to 8a of each part 3.5 to 8, and the operation of the apparatus according to this embodiment will be explained using this diagram.
まず、信号4は第3図の水平走査当りの映像信号4bお
よび4cを示したもので、期間信号4dが信号4bに、
期間信号4eが信号4Cに対応するものである。このよ
うな信号が映像出力信号4として微分処理回路5に入力
されると、微分処理が行なわれ、微分信号5aが得られ
る。図においては4d工および4e1が映像信号上での
欠陥部による変化を示し、4d2および4e2がそれぞ
れの微分処理後の欠陥部を示している。First, the signal 4 shows the video signals 4b and 4c per horizontal scan in FIG. 3, and the period signal 4d is the signal 4b,
Period signal 4e corresponds to signal 4C. When such a signal is input to the differential processing circuit 5 as the video output signal 4, differential processing is performed and a differential signal 5a is obtained. In the figure, 4d and 4e1 indicate changes due to defective portions on the video signal, and 4d2 and 4e2 indicate defective portions after differential processing.
このように微分処理された信号5aが2値化処理回路6
に人力されると、あるしきい値電圧と比較され、 2値
化回路6の出力として、しきい値電圧より大きい場合に
はHレベル、しきい値より小さい場合にはLレベルとな
るディジタル信号が出力される0図示の信号6aは、微
分処理出力信号5aに対し、正の所定の電圧レベルをし
きい値6bとした場合の2値化処理出力を示したもので
ある。ここでしぎい値としては、微分処理後の信号に対
して定めるものであるから正の電圧レベル(6b)でも
良いし、あるいは負電圧レベル6Cをし鮒い値としても
良い。また、6bおよび6Cの双方をしきい値として2
値化処理を行うようにしても良い。このように2値化さ
れた出力信号6aはアンドゲート8の一方の入力端に供
給される。The signal 5a thus differentiated is sent to the binarization processing circuit 6.
When input manually, it is compared with a certain threshold voltage, and the output of the binarization circuit 6 is a digital signal that becomes H level when it is higher than the threshold voltage and becomes L level when it is lower than the threshold voltage. The signal 6a shown in FIG. 1, which is outputted, shows the binarized output when a predetermined positive voltage level is set as the threshold value 6b for the differential processing output signal 5a. Here, the threshold value is determined for the signal after differential processing, so it may be a positive voltage level (6b), or a negative voltage level 6C may be used as a threshold value. Also, with both 6b and 6C as thresholds, 2
Value conversion processing may also be performed. The output signal 6a thus binarized is supplied to one input terminal of the AND gate 8.
ここで、このように映像出力信号4aの微分処理を行い
、その後2値化処理を行うと、映像出力信号に含まれて
いる水平同期信号4f1.4f2.4f。Here, when the video output signal 4a is differentiated and then binarized, the horizontal synchronization signal 4f1.4f2.4f contained in the video output signal is obtained.
や垂直同期信号に対しても微分および2値化処理が行わ
れるために、 2値化出力6aにその部分の信号が出力
される可能性がある。すなわちTV左カメラで撮像した
像に無関係な信号が2値化出力6aに現われる可能性が
あり合否判定処理を行う上で不合理を生じてくる。Since differentiation and binarization processing are also performed on the vertical synchronization signal and the vertical synchronization signal, there is a possibility that that portion of the signal is output to the binarization output 6a. That is, there is a possibility that a signal unrelated to the image taken by the TV left camera will appear in the binarized output 6a, which will cause unreasonableness in performing the pass/fail determination process.
そこで本例においては、検査範囲設定回路7によって合
否判定処理上必要な映像信号の範囲を設定する信号を発
生させてアンドゲート8の他方の入力端に供給し、 2
値化出力信号6aとの論理積を演算することで2値化出
力信号6aの中で合否判定処理上必要な範囲のみがアン
ド出力8aとして合否判定に供されるようにする。Therefore, in this example, the inspection range setting circuit 7 generates a signal for setting the range of the video signal necessary for the pass/fail judgment process, and supplies it to the other input terminal of the AND gate 8.
By calculating the logical product with the digitized output signal 6a, only the range necessary for the pass/fail judgment process in the binarized output signal 6a is provided for the pass/fail judgment as the AND output 8a.
ここで、検査範囲設定回路7にはTV左カメラの水平同
期信号7bおよび垂直同期信号7Cが入力され(第1図
参照)、これら信号に同期した形で検査範囲出力信号が
出力される。したがって、TV左カメラの映像出力信号
4とも同期された形となる。図中78は、このような検
査範囲出力信号の例を示す。かくすることにより、アン
ドゲート8の2つの入力端には第4図中の信号6aと7
8とが人力されアンド出力として信号8aが得られる。Here, the horizontal synchronization signal 7b and vertical synchronization signal 7C of the TV left camera are input to the inspection range setting circuit 7 (see FIG. 1), and an inspection range output signal is output in synchronization with these signals. Therefore, it is also synchronized with the video output signal 4 of the TV left camera. Reference numeral 78 in the figure indicates an example of such an inspection range output signal. By doing this, the two input terminals of the AND gate 8 receive the signals 6a and 7 in FIG.
8 is manually input and a signal 8a is obtained as an AND output.
すなわち、4f1〜4f3のような水平同期信号による
2値化出力、および水平映像信号の開始および終了時の
映像信号変化による 2値化出力など、合否判定処理に
不要な2値化出力信号が取り除かれた信号が合否判定処
理回路9に入力されることになる。In other words, binarized output signals that are unnecessary for pass/fail judgment processing are removed, such as binarized outputs based on horizontal synchronization signals such as 4f1 to 4f3, and binarized outputs caused by video signal changes at the start and end of the horizontal video signal. The received signal is input to the pass/fail determination processing circuit 9.
而して、合否判定処理回路9においては、例えば検査範
囲設定回路7によって設定された範囲内でアンドゲート
出力8aのHレベルのパルス信号の数を計数し、規格パ
ルス数と比較して、大であれば被検査体を欠陥品と判定
し、小であれば良品と判定することができるようになる
。Then, the pass/fail judgment processing circuit 9 counts the number of H level pulse signals of the AND gate output 8a within the range set by the inspection range setting circuit 7, compares it with the standard number of pulses, and determines the number of high-level pulse signals. If it is small, the object to be inspected can be determined to be defective, and if it is small, it can be determined to be good.
本発明は、第1図示の実施例における各部5.6、7、
8および9を次のように変形することもできる。The present invention provides various parts 5.6, 7,
8 and 9 can also be modified as follows.
第5図は本発明の他の実施例を説明するためのもので、
本例では、映像出力信号4を2値化処理しその2値化出
力信号をテレビカメラの水°平、垂直同期信号に同期さ
せながら画像メモリ50に一時記憶し、その記憶データ
を処理して欠陥部を抽出し合否の判定を行うようにした
ものである。FIG. 5 is for explaining another embodiment of the present invention,
In this example, the video output signal 4 is binarized, the binarized output signal is temporarily stored in the image memory 50 while being synchronized with the horizontal and vertical synchronization signals of the television camera, and the stored data is processed. This method extracts defective parts and makes pass/fail judgments.
すなわち、例えば多線チャート像をTV左カメラでとら
え、 2値化し、図示のようにメモリ50に記憶したと
すると、メモリ50内にチャートによるデータの規則性
ができる。つまり、横方向を考えると、1行に含まれる
データのすべてが “1”または“0”である場合は正
しいと判定できるが、 1行の中にある部分が“0°゛
または“l”となっていると規則性がくずれることにな
る。従って、上述と同様にしてこの部分を凹凸等の欠陥
と判断することができる。That is, for example, if a multi-line chart image is captured by a TV left camera, binarized, and stored in the memory 50 as shown in the figure, regularity of data according to the chart will be created in the memory 50. In other words, considering the horizontal direction, if all of the data contained in one row is "1" or "0", it can be determined to be correct, but if the data in one row is "0°" or "l" If this occurs, the regularity will be disrupted.Therefore, in the same manner as described above, this portion can be determined to be a defect such as unevenness.
すなわち、これら実施例によれば、透過率の異なる2種
類のスリットを交互に配設し、すなわち強さの異なる2
種類のスリット光束で被検査体表面を縞状に照射すると
共に、表面に投影された多線チャートと水平走査信号の
走査方向が平行となるようにTVカメラを配設したので
、同じ強さのスリット光を照射した場合に近接した投影
像の直線状態の変化によって生じ得る凹凸の非検出を防
止でき、いかなる凹凸をも確実に発見できるようになる
。また、検査範囲はその設定回路によって適切に設定さ
れるので、検査対象外であるべき信号を誤検出すること
がなくなる。That is, according to these embodiments, two types of slits with different transmittances are arranged alternately, that is, two types of slits with different strengths are arranged alternately.
In addition to irradiating the surface of the object to be inspected in a striped manner with different types of slit light beams, a TV camera was installed so that the scanning direction of the horizontal scanning signal was parallel to the multi-line chart projected on the surface. It is possible to prevent unevenness from being undetected, which may occur due to a change in the linear state of a close projected image when slit light is irradiated, and any unevenness can be reliably discovered. Further, since the test range is appropriately set by the setting circuit, there is no possibility of erroneously detecting signals that should not be tested.
また、投影された多線チャート像とTVカメラ3の水平
走査方向とを平行にすることで、TVカメラ3の映像出
力信号4を実時間で処理でき、しかも合否判定処理まで
の時間を高速化できる。In addition, by making the projected multi-line chart image parallel to the horizontal scanning direction of the TV camera 3, the video output signal 4 of the TV camera 3 can be processed in real time, and the time until pass/fail judgment processing is accelerated. can.
さらに、上側では主として凹凸状の欠陥検出を行う場合
について述べたが、透過率のちがうスリットの幅および
間隔を適切に選択することにより、透過率の高いスリッ
ト部では凹凸以外の汚れ、囚埃等その地表面状態を検出
することができるようになる。Furthermore, although the case where detection of irregularities is mainly performed is described above, by appropriately selecting the width and spacing of the slits with different transmittances, it is possible to detect dirt, particles, etc. other than irregularities in the slit parts with high transmittance. It becomes possible to detect the ground surface condition.
以上説明したように、本発明によれば、装置の複雑化を
伴うことなく、高速かつ確実に被検査体の表面状態の検
査を行うことができる表面検査装置を実現できる。As described above, according to the present invention, it is possible to realize a surface inspection apparatus that can quickly and reliably inspect the surface state of an object to be inspected without complicating the apparatus.
第1図は本発明装置の一実施例を示す線図、第2図は第
1図示の実施例におけるTVカメラの配置状態を説明す
るための説明図、
第3図は第1図示の装置により被検査体の表面を撮像し
た状態を説明するための説明図、第4図は第1図示の装
置の動作を説明するために各部の出力信号波形を示す波
形図、
第5図は本発明の他の実施例を説明するための説明図で
ある。
l・・・照明部、
la・・・多線チャート、
lb、 2a・・・多線チャート投影像、2・・・被検
査体、
3・・・TVカメラ、
4・・・映像出力信号、
5・・・微分処理回路、
6・・・2値化回路、
7・・・検査範囲設定回路、
8・・・アントゲート、
9・・・合否判定回路、
50・・・画像メモリ。Fig. 1 is a line diagram showing one embodiment of the device of the present invention, Fig. 2 is an explanatory diagram for explaining the arrangement of the TV camera in the embodiment shown in the first drawing, and Fig. 3 is a diagram showing the arrangement of the TV camera in the embodiment shown in the first drawing. FIG. 4 is a waveform diagram showing the output signal waveform of each part to explain the operation of the apparatus shown in FIG. 1. FIG. FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining another embodiment. l... Illumination unit, la... Multi-line chart, lb, 2a... Multi-line chart projected image, 2... Subject to be inspected, 3... TV camera, 4... Video output signal, 5... Differential processing circuit, 6... Binarization circuit, 7... Inspection range setting circuit, 8... Ant gate, 9... Pass/fail determination circuit, 50... Image memory.
Claims (1)
体の表面を撮像する撮像装置と、当該映像出力により前
記表面状態に応じた信号を抽出する信号処理部とを備え
た表面検査装置において、前記照明装置に透過率の異な
るスリットを周期的に配置すると共に、前記撮像装置を
、前記スリットを介して前記表面に照射された光の投影
像と前記撮像装置の水平走査方向とが平行となるように
配置したことを特徴とする表面検査装置。A surface inspection device that includes an illumination device that illuminates an object to be inspected, an imaging device that images the illuminated surface of the object to be inspected, and a signal processing unit that extracts a signal according to the surface state by outputting the image. , slits with different transmittances are periodically arranged in the illumination device, and the imaging device is arranged such that a projected image of light irradiated onto the surface through the slits is parallel to a horizontal scanning direction of the imaging device. A surface inspection device characterized in that it is arranged so that.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21705986A JPS6373139A (en) | 1986-09-17 | 1986-09-17 | Surface inspecting system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21705986A JPS6373139A (en) | 1986-09-17 | 1986-09-17 | Surface inspecting system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6373139A true JPS6373139A (en) | 1988-04-02 |
Family
ID=16698185
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP21705986A Pending JPS6373139A (en) | 1986-09-17 | 1986-09-17 | Surface inspecting system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6373139A (en) |
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1986
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