JPH06288932A - 検査装置の検知回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 混入した異物の形状によらずこれを検知する
ことができ、また、照明の消灯や光量低下をも検知する
ことができる検知回路を提供する。 【構成】 入力側が撮像装置（５）の出力側に接続さ
れ、撮像装置（５）からの入力信号を処理して映像信号
を出力する画像処理回路（６）を設ける。入力側が画像
処理回路（６）の出力側に接続され、画像処理回路
（６）よりの映像信号を撮像装置（５）の少なくとも１
走査周期相当時間遅延させた遅延信号を出力する遅延回
路（７）を設ける。一方の入力端が画像処理回路（６）
の出力側に、他方の入力端が遅延回路（７）にそれぞれ
接続され、同期して入力した画像処理回路（６）よりの
映像信号と遅延回路（７）よりの遅延信号との差分値を
差分信号として出力する差分回路（８）を設ける。そし
て、入力側が差分回路（８）の出力側に接続され、入力
した差分信号を所定のしきい値を基準に２値化し、検知
信号として出力する判定回路（９）を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は移送される製品群を撮像
装置により撮像して得た信号を処理し、製品群に含まれ
る異物を検知するための回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】以下、前記回路の従来における例を添付
図面の図８及び図９に基づいて説明する。図８は従来の
検査装置の概要を示す説明図であり、図９はその作用を
説明するための説明図である。

【０００３】図８に示すように、従来の検査装置は背景
照明（１）、反射照明（２），（２）と、ラインイメー
ジセンサ（５）と、画像処理回路（６）と、微分回路
（１０）と、判定回路（１１）とからなる装置である。

【０００４】背景照明（１）、反射照明（２），（２）
はハロゲンランプ等の照明装置により構成されるが、背
景照明（１）より透過する背景光の光量と、反射照明
（２），（２）より発せられ、粉粒体（３）により反射
されてラインイメージセンサ（５）へ達する反射光の光
量とを等しく設定しており、粉粒体（３）は均質に照明
される。そして、図９（ａ）に示すように、ラインイメ
ージセンサ（５）は矢示Ｘ方向に走査して得た画像信号
Ａ₀ を前記画像処理回路（６）に入力する。画像処理回
路（６）では図９（ｂ）に示すように、入力された画像
信号Ａ₀ を増幅し、雑音を除去した後これを映像信号Ｂ
₀ として微分回路（１０）に入力する。微分回路（１
０）では映像信号Ｂ₀ の特異点に対した特徴を抽出し、
これを微分信号Ｆ₀として判定回路（１１）に入力す
る。判定回路（１１）ではしきい値を基準に微分ピーク
値を２値化し、検知信号Ｅ₀ を出力する。

【０００５】例えば、白色の粉粒体（３）を検査対象物
とし、黒色の異物（４）が粉粒体（３）に混在している
場合の検査について説明すると、図９（ｂ）に示すよう
に、得られた映像信号Ｂ₀ には白色の粉粒体（３）及び
黒色の異物（４）の夫々に対応する部分に変化が見ら
れ、異物（４）における変化の方が大きい。そして微分
回路（１０）により処理して得られた微分信号Ｆ₀ にお
いても異物（４）における変化が大きく現われる。しか
して、しきい値を粉粒体（３）における微分ピーク値よ
りも大きく、且つ、異物（４）における微分ピーク値よ
りも小さく設定することにより、判定回路（１１）で得
られる検知信号Ｅ₀ には異物（４）に対応したもののみ
現われる。以上により、異物（４）を検知することがで
きる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の検査
装置には以下に説明する問題点があった。即ち、図１０
（ａ）に示すように、異物（４）の形状が細長い棒状で
あり且つ、その長手方向がラインイメージセンサ（５）
の走査線の方向と略平行となった状態で異物（４）が撮
像された場合には、同図（ｂ）に示すように、画像処理
回路（６）より得られる異物（４）に対応する映像信号
Ｂ₀ は落ち込みは深いが滑らかな曲線を描く。そのた
め、微分回路（１０）より得られる微分信号Ｆ₀ の異物
（４）に対応する特徴はあまり大きく現われず、粉粒体
（３）におけるものと大差がないものとなる。従って、
かかる場合には判定回路（１１）の処理において、しき
い値により異物（４）の特徴と粉粒体（３）の特徴とを
判別するのは困難であり、異物（４）を検知することが
できないのである。

【０００７】また、図１１（ａ）のように、斜線で示す
背景照明（１）が消灯した場合には、同図（ｂ）に示す
ように、映像信号Ｂ₀ ，微粉信号Ｆ₀ ，検知信号Ｅ₀ の
いずれについても変化が現われないため、照明条件が悪
いにもかかわらず異常なし（異物（４）なし）として検
査を続行することとなる結果、検査精度が保障できない
という不都合があった。一方、これを解消すべく、照明
の消灯を検知するための検出回路を別途設けるとする
と、装置全体が複雑になり、問題である。

【０００８】本発明は以上の実情に鑑みなされたもので
あって、異物の形状によらずこれを検知することがで
き、また、照明の消灯や光量低下をも検知することがで
きる検知回路の提供を目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明は、移送される製品群を撮像装置により撮像し
て得た信号を処理し、前記製品群に含まれる異物を検知
する回路であって、入力側が前記撮像装置の出力側に接
続され、前記撮像装置からの入力信号を処理して映像信
号を出力する画像処理回路と、入力側が前記画像処理回
路の出力側に接続され、前記画像処理回路よりの映像信
号を前記撮像装置の少なくとも１走査周期相当時間遅延
させた遅延信号を出力する遅延回路と、一方の入力端が
前記画像処理回路の出力側に、他方の入力端が前記遅延
回路にそれぞれ接続され、同期して入力した前記画像処
理回路よりの映像信号と前記遅延回路よりの遅延信号と
の差分値を差分信号として出力する差分回路と、入力側
が該差分回路の出力側に接続され、入力した差分信号を
所定のしきい値を基準に２値化し、検知信号として出力
する判定回路とから構成したことを要旨とする。

【００１０】

【作用】本発明によればまず、検査対象の製品群を撮像
装置により撮像し、得たデータを画像処理回路に入力す
る。画像処理回路は入力した信号を増幅し雑音を除去し
た後、これを映像信号として出力し、遅延回路を経由し
て差分回路に達する経路と、直接差分回路に達する経路
の二経路を介して差分回路に入力する。即ち、遅延回路
は入力した映像信号を撮像装置の少なくとも１走査周期
に相当する時間だけ遅延した遅延信号として出力するも
のであり、差分回路には遅延信号とリアルタイムの映像
信号とが同期して入力される。

【００１１】そして、差分回路は遅延信号と映像信号と
の差分値を差分信号として判定回路に入力し、判定回路
は差分信号を所定のしきい値を基準に２値化し、検知信
号として出力する。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例について添付図面、図
１乃至図７に基づいて説明する。図１は本発明の一実施
例の概略を示す説明図である。同図に示すように、実施
例の検査装置は従来の装置と検知回路（Ｋ）の構成が異
なるのみであり、同じ構成のものは従来例の説明におけ
る符号と同一の符号を付してその詳しい説明を省略す
る。

【００１３】図１に示すように、実施例の検知回路
（Ｋ）は、画像処理回路（６）、遅延回路（７）、差分
回路（８）、判定回路（９）からなる回路である。そし
て、画像処理回路（６）の入力部をラインイメージセン
サ（５）の出力部に接続し、同画像処理回路（６）の出
力部を遅延回路（７）の入力部及び差分回路（８）の一
方の入力部に接続し、遅延回路（７）の出力部を差分回
路（８）の他方の入力部に接続している。また、差分回
路（８）の出力部を判定回路（９）の入力部に接続して
いる。

【００１４】前記画像処理回路（６）は具体的な構成は
図示しないが、ラインイメージセンサ駆動回路、Ａ／Ｄ
変換回路，増幅回路，フィルタ回路からなり、前記ライ
ンイメージセンサ（５）を構成する各光電変換素子から
伝送される入力信号Ａ₁ を保持して１走査周期毎の信号
とし、さらに、Ａ／Ｄ変換，増幅，雑音除去した後これ
を映像信号Ｂとして前記遅延回路（７）及び差分回路
（８）に対し出力するものである。

【００１５】前記遅延回路（７）は、画像処理回路
（６）から入力される映像信号Ｂ₁ を、前記画像処理回
路（６）から差分回路（８）に入力される映像信号Ｂ₁
よりも少なくとも１走査周期分遅らせた遅延信号Ｃ₁ と
して前記差分回路（８）に入力するものである。

【００１６】前記差分回路（８）は減算回路と増幅回路
からなり、同期して入力される前記画像処理回路よりの
映像信号Ｂ₁ と前記遅延回路（７）よりの遅延信号とＣ
₁ との差を計算し、さらに増幅した後これを差分信号Ｄ
₁ として判定回路（９）に対し出力するものである。

【００１７】前記判定回路（９）は、コンパレータ及び
パルス発生回路からなり、入力された差分信号Ｄ₁ を所
定のしきい値と比較し、２値化した検知信号Ｅ₁ を出力
するものである。

【００１８】次に、以上の構成を備える検査装置を用い
て検査を実施する態様について説明する。

【００１９】まず、図１に示すように、矢示Ｙ方向に移
動する粉粒体（３）に対して背景照明（１）と反射照明
（２）により均質な照明を行う。即ち、背景照明（１）
及び反射照明（２）はハロゲンランプ等の照明装置によ
り構成されるが、背景照明（１）より透過する背景光の
光量と、反射照明（２）から発せられ、粉粒体（３）に
より反射されてラインイメージセンサ（５）へ達する反
射光の光量とを等しく設定しており、粉粒体（３）は均
質に照明される。

【００２０】そして、ラインイメージセンサ（５）はそ
の視野内を通過する粉粒体（３）を一定周期で走査して
映像信号Ｂ₁ を出力する。そしてこの映像信号Ｂ₁ は、
遅延回路（７）を経て差分回路（８）に至る経路と、直
接差分回路（８）に至る経路の二経路を経て差分回路
（８）に入力される。遅延回路（７）では、入力した映
像信号Ｂ₁ を前記ラインイメージセンサ（５）の少なく
とも１走査相当時間だけ遅延させて遅延信号Ｃ₁ として
おり、直接差分回路（８）に入力される映像信号Ｂ₁ と
同期した状態で遅延信号Ｃ₁ を差分回路（８）に入力す
る。そして、差分回路（８）では入力された遅延信号Ｃ
₁ と映像信号Ｂ₁ との差分処理を行い、判定回路（９）
において、得られた差分信号Ｄ₁ を予め定めたしきい値
を基準として２値化し、検知信号Ｅ₁ を得る。

【００２１】以上のことを図２及び図３に基づき具体的
に説明する。図２（ａ），（ｂ）は白色の粉粒体（３）
に同程度の大きさの黒色の異物（４）が混在する場合に
おけるラインイメージセンサ（５）による撮像状態を示
し、図２（ｂ）の撮像状態は図２（ａ）の状態からライ
ンイメージセンサ（５）の数走査相当時間経過後の状態
である。そして、これらの状態における画像処理回路
（６）よりの映像信号Ｂ₁ （映像信号Ｂ₁₁及びＢ₁₂）を
図３に示す。図２（ａ）における場合には、ラインイメ
ージセンサ（５）の走査線上に異物（４）が位置するた
め、映像信号Ｂ₁₁には異物（４）に対応する変化が大き
く現われている。一方、図２（ｂ）における場合には、
ラインイメージセンサ（５）の走査線の下方のこれに僅
かに掛かる位置に異物（４）があるため、映像信号Ｂ₁₂
に現われる異物（４）に対応する変化は小さいものとな
っている。

【００２２】そして、図３の映像信号Ｂ₁₁は遅延回路
（７）及び差分回路（８）の双方に入力される。また、
映像信号Ｂ₁₁は遅延回路（７）により所定時間遅延せし
められて遅延信号Ｃ₁ として差分回路（８）に入力され
る。この遅延信号Ｃ₁ と同期して差分回路（８）に入力
される映像信号を図３に示す映像信号Ｂ₁₂とすると、差
分回路（８）では遅延信号Ｃ₁ （図３に示す映像信号Ｂ
₁₁と同じ）と映像信号Ｂ₁₂との差分をとり、差分信号Ｄ
₁ （図３）を得る。相互に対応する変化が遅延信号Ｃ₁
と映像信号Ｂ₁₂の双方に存在する場合には、差分信号Ｄ
₁ における変化は小さくなるが、粉粒体（３）及び異物
（４）双方における変化が相対的に小さくなるため、判
定回路（９）におけるしきい値を基準とした２値化によ
る検知は可能であり、検知信号Ｅ₁ は図３に示す如くな
る。

【００２３】次に図４に示すような、異物（４）の形状
が細長い棒状物であり且つこれがラインイメージセンサ
（５）の走査方向と略平行となった状態で撮像された場
合の検知について説明する。

【００２４】図４（ａ）に示す撮像状態から所定走査周
期後の撮像状態を図４（ｂ）に示す。また図４（ａ）に
おける場合の映像信号Ｂ₂₁及び図４（ｂ）における場合
の映像信号Ｂ₂₂を図５に示す。上述の場合と同様に、映
像信号Ｂ₂₁は遅延回路（７）を経て遅延信号Ｃ₂ として
映像信号Ｂ₂₂と同期し差分回路（８）に入力される。図
５に示すように、映像信号Ｂ₂₁における異物（４）に対
応した変化は大きく現われ、所定走査周期後の映像信号
Ｂ₂₂における同変化はかなり小さいものとなる。従っ
て、差分回路（８）により得られる差分信号Ｄ₂ の異物
（４）についての変化は粉粒体（３）についてものもの
よりも大きいものとなる。従って判定回路（９）におけ
るしきい値を基準とした２値化による検知は可能であ
り、検知信号Ｅ₂ は同図に示す如くなる。

【００２５】次に背景照明（１）が消灯した場合、ある
いは背景照明（１）の光量レベルが急激に低下して検査
が不可能となった場合の検知について図６及び図７に基
づき説明する。

【００２６】図６（ａ）の状態における映像信号Ｂ₃₁及
びそれから所定周期後に背景照明（１）が消灯した状
態、即ち、図８（ｂ）の状態における映像信号Ｂ₃₂はそ
れぞれ図７に示す如くなる。即ち、映像信号Ｂ₃₁は正常
な信号が得られ、映像信号Ｂ₃₂は全く変化のない異常な
信号となる。

【００２７】そして、映像信号Ｂ₃₁が遅延信号Ｃ₃ とし
て映像信号Ｂ₃₂と同期し差分回路（８）に入力され、差
分信号Ｄ₃ が得られる。差分信号Ｄ₃ は図７に示す如く
なり、また得られる検知信号Ｅ₃ も通常の異物を検知に
より得られる信号よりも波長の長いパルス信号となる。
よって、異物の検知と区別して照明の光量低下等を検知
することができる。

【００２８】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、映
像信号と遅延信号との差分をとり、所定のしきい値を基
に判定することで細長い異物を確実に検知し得るととも
に、これを排除可能となるので、清潔度の高い製品群を
得ることができる。また、同時に照明の光量低下等の異
常事態が発生した場合にこれを検知することができるの
で、検査精度が低下するのを防止できる一方、照明の光
量低下を検出する回路を別途設ける必要がなく、装置全
体を簡素化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例の概略構成を示す説明図であ
る。

【図２】実施例の作用を説明するための説明図である。

【図３】実施例の作用を説明するための説明図である。

【図４】実施例の作用を説明するための説明図である。

【図５】実施例の作用を説明するための説明図である。

【図６】実施例の作用を説明するための説明図である。

【図７】実施例の作用を説明するための説明図である。

【図８】従来の検知回路の概略構成を示す説明図であ
る。

【図９】従来例の作用を説明するための説明図である。

【図１０】従来例における問題点を説明するための説明
図である。

【図１１】従来例における問題点を説明するための説明
図である。

【符号の説明】

１ 背景照明 ２ 反射照明 ３ 粉粒体 ４ 異物 ５ ラインイメージセンサ ６ 画像処理回路 ７ 遅延回路 ８ 差分回路 ９ 検知回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 移送される製品群を撮像装置により撮像
   して得た信号を処理し、前記製品群に含まれる異物を検
   知する回路であって、入力側が前記撮像装置の出力側に
   接続され、前記撮像装置からの入力信号を処理して映像
   信号を出力する画像処理回路と、入力側が前記画像処理
   回路の出力側に接続され、前記画像処理回路よりの映像
   信号を前記撮像装置の少なくとも１走査周期相当時間遅
   延させた遅延信号を出力する遅延回路と、一方の入力端
   が前記画像処理回路の出力側に、他方の入力端が前記遅
   延回路にそれぞれ接続され、同期して入力した前記画像
   処理回路よりの映像信号と前記遅延回路よりの遅延信号
   との差分値を差分信号として出力する差分回路と、入力
   側が該差分回路の出力側に接続され、入力した差分信号
   を所定のしきい値を基準に２値化し、検知信号として出
   力する判定回路からなる検査装置の検知回路。