JPH10282014A - Surface defect detector with polarizing plate - Google Patents

Surface defect detector with polarizing plate

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JPH10282014A
JPH10282014A JP9216397A JP9216397A JPH10282014A JP H10282014 A JPH10282014 A JP H10282014A JP 9216397 A JP9216397 A JP 9216397A JP 9216397 A JP9216397 A JP 9216397A JP H10282014 A JPH10282014 A JP H10282014A
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JP
Japan
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light
polarizing plate
comparison
electric signal
surface defect
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Pending
Application number
JP9216397A
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Japanese (ja)
Inventor
Shinichiro Kobari
信一郎 小針
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Mitsui Chemicals Inc
Original Assignee
Mitsui Chemicals Inc
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Filing date
Publication date
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  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a surface defect detector which enables not only accurately detecting of a microscopic defect caused in an object to be inspected without expanding the object to be inspected such as resin or metal larger than required but also keeping of the defect from being overlooked even when the color of the surface of the object to be inspected is black or dark. SOLUTION: Light information reflected from an object 3 to be inspected is received by a photodetecting section 5 and converted into an electrical signal to be outputted to a comparison/judging device 6. The comparison/judging device 6 compares the electrical signal inputted with a preset target value to judge the presence of a defect of an object 3 to be inspected based on the results of the comparison. Now, a first polarizing plate 2 is mounted on the irradiation side of light of a projecting part 1 forming a photosensor and a second polarizing plate 4 having an angle of polarization with respect to the first polarizing plate 2 is mounted on the condensing side of the photodetecting section 5.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、検査対象物の表面
に生じたクラックや傷等の欠陥を検出する表面欠陥検出
装置に係り、光検出装置の投光部と受光部に偏光子を装
着した偏光子付き表面欠陥検出装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a surface defect detecting device for detecting defects such as cracks and scratches on the surface of an object to be inspected, and has a polarizer mounted on a light projecting portion and a light receiving portion of the light detecting device. The present invention relates to a surface defect detecting device provided with a polarizer.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、樹脂や金属等の表面の欠陥を
検出する表面欠陥検出装置が多く用いられている。これ
らの検出装置は、一般的に光源から検査対象物に光を当
てて、反射した光情報を光検出装置等で集光し、この光
情報を電気信号に変換する。
2. Description of the Related Art Conventionally, surface defect detectors for detecting surface defects such as resin and metal have been widely used. In general, these detection devices irradiate a test object with light from a light source, collect reflected light information with a light detection device or the like, and convert the light information into an electric signal.

【0003】そして、電気信号を制御装置等に出力し比
較判定を行い欠陥の有無を検出する。ここで、光検出装
置等は、主に検査対象物から必要な光情報を得るための
照明であり、照明源や照明光学系等で構成する投光部
と、光情報を抽出、集光する機能を有し、レンズやフィ
ルタ等で構成する受光部と、光情報を電気信号に変換す
る機能を有し、撮像管や個体撮像素子または光電変換素
子等で構成する光電変換部とで形成する。
[0003] Then, an electric signal is output to a control device or the like and a comparison judgment is made to detect the presence or absence of a defect. Here, the light detection device and the like are mainly illumination for obtaining necessary optical information from the inspection object, and a light projecting unit including an illumination source and an illumination optical system, and extract and collect the optical information. It has a function, a light receiving unit formed of a lens, a filter, or the like, and a photoelectric conversion unit, which has a function of converting optical information into an electric signal and is formed of an imaging tube, a solid-state imaging device, a photoelectric conversion device, or the like. .

【0004】さらに、二次元光情報を時系列の一次元電
気信号に変換する機能を有する走査部を備えることもあ
る。この走査部は、ITVカメラや個体カメラのように
光電変換部を制御する場合と検査対象物や光電変換素子
を機械的に動かす場合がある。
Further, a scanning unit having a function of converting two-dimensional optical information into a time-series one-dimensional electric signal may be provided. The scanning unit may control the photoelectric conversion unit like an ITV camera or a solid-state camera, or may mechanically move the inspection object or the photoelectric conversion element.

【0005】次に、制御装置等は、光検出装置等からの
アナログ電気信号をデジタル信号に変換するA/Dコン
バータ部と、このデジタル信号を2値化する前処理部
と、2値化した信号を検査対象物の幾何学的特徴を抽出
して比較判定に使用する方法またはパターンそのものを
重ね合わせて比較判定する方法のいずれかによる論理演
算判定部とで形成する。
Next, a control device and the like include an A / D converter for converting an analog electric signal from a photodetector and the like into a digital signal, a pre-processing unit for converting the digital signal into a binary signal, and a binarized signal. The signal is formed by a logical operation determination unit using either a method of extracting the geometric feature of the inspection object and using it for comparison and determination, or a method of comparing and determining by superimposing the pattern itself.

【0006】また、この制御装置等に波形や比較判定結
果を表示するモニタTV等を備えることもある。そし
て、表面欠陥検出装置の特徴は、ハードウェアでのデー
タ収集及び入出力機能を充実させ、異なる欠陥の判定基
準、動作仕様に対してソフトウェア的に対処するように
したものである。
[0006] The control device or the like may be provided with a monitor TV or the like for displaying a waveform or a comparison / judgment result. The feature of the surface defect detection device is that the data collection and input / output functions of hardware are enhanced, and different defect determination criteria and operation specifications are dealt with by software.

【0007】さらに、表面欠陥検出装置に要求される機
能は、欠陥の検査分解機能が高いことや表面付着物の影
響を受けないこと及び欠陥の見逃しがなく信頼性が高い
こと並びに表面の凹凸状態や高速多様処理ができ自己診
断により異常場所、内容の表示ができることである。
Further, the functions required for the surface defect detection apparatus include a high defect inspection / resolving function, no influence of surface deposits, a high reliability without oversight of defects, and an uneven surface state. And high-speed various processing and display of abnormal places and contents by self-diagnosis.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】ところで、幅が数十μ
m程度の極狭いクラックや傷等の欠陥を検査するために
は、欠陥部をレンズを用いて拡大する必要がある。とこ
ろで、検査対象物の表面色が白色または明色である場合
は、検査対象物に生じた表面欠陥が白色と対照の黒色と
して表れるのでこれらの明度または色のコントラストで
欠陥を容易に発見することができる。
By the way, the width is several tens μm.
In order to inspect for defects such as cracks and scratches as small as about m, it is necessary to enlarge the defective portion using a lens. By the way, when the surface color of the inspection object is white or light, the surface defect generated on the inspection object appears as black in contrast to white, so it is easy to find the defect with the brightness or color contrast. Can be.

【0009】しかし、特に、樹脂や金属等の表面色が黒
色または暗色の場合は、欠陥部と正常部とのコントラス
トが低いため識別するにはさらに高い拡大率が必要であ
る。たとえば、黒色の成型品に生じた幅が20μm程度
のクラックを通常の照明の下で観察すると、欠陥を視野
一杯にまで拡大してもこのクラックを明瞭に観察するこ
とは難しいという問題がある。
However, especially when the surface color of resin or metal is black or dark, a higher magnification is required for discrimination because the contrast between the defective portion and the normal portion is low. For example, when a crack having a width of about 20 μm generated in a black molded product is observed under ordinary illumination, there is a problem that it is difficult to clearly observe the crack even if the defect is expanded to the full field of view.

【0010】また、微分干渉光学系と拡大光学系とを併
用した場合は、コントラストが大きくなり、表面の微細
な凹凸が拡大する。したがって、肉眼ではその存在を確
認することができるが、このような装置を用いて欠陥の
検出を自動化する場合は、凹凸によるノイズの中からク
ラックを分離しなければならず高度な画像処理手段が必
要になる。さらに、微分干渉光学系は、通常の照明に比
較して高価であり調節も難しいという問題もある。
When the differential interference optical system and the magnifying optical system are used in combination, the contrast is increased and fine irregularities on the surface are enlarged. Therefore, the presence can be confirmed with the naked eye, but when such a device is used to automate defect detection, cracks must be separated from noise due to unevenness, and advanced image processing means is required. Will be needed. Further, the differential interference optical system has a problem that it is expensive and difficult to adjust as compared with ordinary illumination.

【0011】さらに、拡大して検出する場合は、視野が
狭くなり検査対象物の全面を検査するために検査対象物
を検査したい範囲に合わせて上下方向または左右方向に
移動させなければならい。
Further, in the case of enlarged detection, the field of view becomes narrow and the inspection object has to be moved vertically or horizontally in accordance with the range to be inspected in order to inspect the entire surface of the inspection object.

【0012】そして、同時に焦点深度も深くなるので、
検査対象物にピントを合わせた状態を保持して観察位置
を移動させることが困難であるという問題もある。この
ように拡大して欠陥を検出する方法は、検査の効率を著
しく低下させるものである。
At the same time, the depth of focus also increases,
There is also a problem that it is difficult to move the observation position while maintaining the state where the inspection object is focused. Such a method of detecting a defect by enlarging greatly reduces the efficiency of inspection.

【0013】本発明は前記事項に鑑み改良を加えたもの
である。すなわち、樹脂や金属等の検査対象物を必要以
上に拡大しないで検査対象物に生じた微少の欠陥を正確
に検出するとともに、これらの検査対象物の表面色が黒
色または暗色の場合でも欠陥の見逃しがなく信頼性の高
い表面欠陥検出装置を提供することを技術的課題とす
る。
The present invention has been improved in view of the above. In other words, it is possible to accurately detect minute defects generated in the inspection object without expanding the inspection object such as resin or metal more than necessary, and to detect the defect even when the surface color of the inspection object is black or dark. A technical problem is to provide a highly reliable surface defect detection device that is not overlooked.

【0014】また、この表面欠陥検出装置の構成を簡易
にして容易な画像処理手段で欠陥を検出することができ
るとともに、調整も容易で安価な表面欠陥検出装置を提
供することを技術的課題とする。
It is another object of the present invention to provide an inexpensive surface defect detecting device which can simplify the structure of the surface defect detecting device and detect defects with an easy image processing means, and which can be easily adjusted and is inexpensive. I do.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するために以下の手段を採用した。本発明に係る偏光
板付き表面欠陥検出装置は、検査対象物に投光部から光
を照射し、前記検査対象物から反射した光情報を受光部
にて受光するとともに、前記光情報を電気信号に変換し
て出力する光検出装置と、この光検出装置に接続され、
前記光検出装置からの電気信号をあらかじめ設定した目
標値と比較するとともに、この比較結果に基づいて前記
検査対象物の欠陥の有無を判定する比較判定装置とを備
えている。
The present invention employs the following means in order to solve the above-mentioned problems. The surface defect detection device with a polarizing plate according to the present invention irradiates the inspection object with light from a light projecting unit, receives light information reflected from the inspection object at a light receiving unit, and transmits the optical information to an electric signal. A photodetector that converts and outputs the light, and is connected to the photodetector,
A comparison / determination device that compares the electrical signal from the photodetector with a preset target value and determines whether the inspection object has a defect based on the comparison result.

【0016】そして、前記投光部の光の照射側に第1の
偏光板を装着するとともに、前記第1の偏光板に対して
所定の偏光角を有するように前記受光部の集光側に第2
の偏光板を装着したものである。
A first polarizing plate is mounted on the light irradiation side of the light projecting unit, and a first polarizing plate is provided on the light collecting side of the light receiving unit so as to have a predetermined polarization angle with respect to the first polarizing plate. Second
Is mounted.

【0017】本発明によれば、検査対象物から反射した
光情報を受光部で受けて、この光情報を電気信号に変換
して比較判定装置へと出力する。そして、電気信号を入
力した比較判定装置は、検査対象物の幾何学的特徴を抽
出して比較判定に使用する方法またはパターンそのもの
を重ね合わせて比較判定する方法のいずれかによって、
比較演算を行う。
According to the present invention, the light information reflected from the inspection object is received by the light receiving section, and the light information is converted into an electric signal and output to the comparison / determination device. Then, the comparison and determination device that has received the electric signal extracts the geometrical feature of the inspection object and performs the comparison or determination by superimposing the pattern itself or using the pattern itself.
Perform a comparison operation.

【0018】次に、光センサを形成する投光部の光の照
射側に第1の偏光板を装着し、この第1の偏光板に対し
て所定の偏光角を有する第2の偏光板を受光部の集光側
に装着する。これにより、検査対象物の正常部をより暗
色にするとともに、欠陥部をより明色にする。
Next, a first polarizing plate is mounted on the light irradiation side of the light projecting portion forming the optical sensor, and a second polarizing plate having a predetermined polarization angle with respect to the first polarizing plate is mounted. Attach to the light collecting side of the light receiving section. This makes the normal part of the inspection object darker and the defective part lighter.

【0019】その原理は、第1の偏光板に対して第2の
偏光板の偏光角を約90°にするように配置すること
で、第2の偏光板を透過した反射光の透過率が低下す
る。このため正常部の表面は暗くなる。しかし、欠陥部
では正常部に比較して光の反射角が異なり、第2の偏光
板を透過する光の透過率の低下が正常部よりも少ないた
めと考えられる。したがって、正常部が欠陥部に比べて
より暗色になるため、正常部と欠陥部とのコントラスト
が明確になる。
The principle is that, by arranging the second polarizing plate at a polarization angle of about 90 ° with respect to the first polarizing plate, the transmittance of the reflected light transmitted through the second polarizing plate is increased. descend. Therefore, the surface of the normal part becomes dark. However, it is considered that the defective portion has a different light reflection angle than the normal portion, and the transmittance of the light passing through the second polarizing plate is less reduced than the normal portion. Therefore, the normal part becomes darker in color than the defective part, and the contrast between the normal part and the defective part becomes clear.

【0020】次に、偏光板付き表面欠陥検出装置は、前
記投光部を環状にするとともに、前記投光部から照射さ
れた光の照射範囲に対応させて前記第1の偏光板を環状
にしたものである。
Next, the surface defect detecting device with a polarizing plate is configured such that the light projecting portion is formed in a ring shape and the first polarizing plate is formed in a ring shape corresponding to an irradiation range of the light irradiated from the light projecting portion. It was done.

【0021】本発明によれば、投光部から照射する光を
環状にすることで広域に光を照射するとともに、この光
の照射範囲に対応するように第1の偏光板を環状にして
この第1の偏光板を光が透過するようにする。
According to the present invention, the light emitted from the light projecting section is formed in a ring shape to irradiate light over a wide area, and the first polarizing plate is formed in a ring shape so as to correspond to the light irradiation range. Light is transmitted through the first polarizing plate.

【0022】また、偏光板付き表面欠陥検出装置は、前
記受光部を前記第2の偏光板を装着したテレビカメラに
するとともに、前記比較判定装置にモニタテレビを設け
たものである。
In the surface defect detecting device with a polarizing plate, the light receiving section is a television camera equipped with the second polarizing plate, and a monitor television is provided in the comparing and judging device.

【0023】本発明によれば、デレビカメラによって情
報を取り込み、この情報を比較判定装置へと出力する。
さらに、比較判定装置には、比較判定の解析結果のうち
選択した機能を監視、検証するモニタテレビを設け、検
査対象物の表面欠陥の有無を監視する。
According to the present invention, information is fetched by the Delevi camera, and this information is output to the comparison / judgment device.
Further, the comparison / determination apparatus is provided with a monitor television for monitoring and verifying the function selected from the analysis results of the comparison / determination, and monitors whether or not the inspection target has a surface defect.

【0024】また、この偏光板付き表面欠陥検出装置
は、前記受光部を前記第2の偏光板を装着したテレビカ
メラにするとともに、前記比較判定装置に画像処理部を
設けたものである。
Further, in this surface defect detecting device with a polarizing plate, the light receiving unit is a television camera equipped with the second polarizing plate, and the comparison and judgment device is provided with an image processing unit.

【0025】本発明によれば、テレビカメラから入力さ
れた電気信号を画素分解し、この画素を画素毎に電気信
号の強弱に従って明暗を数段階に分けて処理する。次
に、この偏光板付き表面欠陥検出装置は、検査対象物に
投光部から光を照射し前記検査対象物から反射した光情
報を受光部にて受光し前記光情報を電気信号に変換して
出力する光検出装置と、この光検出装置からの電気信号
を画像にするディスプレイとを備えている。
According to the present invention, the electric signal input from the television camera is decomposed into pixels, and the pixels are processed by dividing the brightness into several levels according to the strength of the electric signal for each pixel. Next, the surface defect detection device with a polarizing plate irradiates the inspection object with light from the light projecting unit, receives light information reflected from the inspection object at the light receiving unit, and converts the optical information into an electric signal. And a display for converting an electrical signal from the photodetector into an image.

【0026】そして、前記投光部の光の照射側に第1の
偏光板を装着するとともに、前記第1の偏光板に対して
所定の偏光角を有するように前記受光部の集光側に第2
の偏光板を装着したものである。
A first polarizing plate is mounted on the light-irradiation side of the light projecting unit, and a first polarizing plate is provided on the light-collecting side of the light receiving unit so as to have a predetermined polarization angle with respect to the first polarizing plate. Second
Is mounted.

【0027】本発明によれば、検査対象物から反射した
光情報を受光部で受けて、この光情報を電気信号に変換
してディスプレイへと出力する。そして、電気信号を入
力したディスプレイは、検査対象物の画像を表示する。
According to the present invention, light information reflected from the inspection object is received by the light receiving section, and the light information is converted into an electric signal and output to a display. Then, the display to which the electric signal is input displays an image of the inspection object.

【0028】[0028]

【発明の実施の形態】以下、本実施の形態に係る偏光板
付き表面欠陥検出装置を図1〜5に基づいて説明する。 「実施の形態1」 (1)最初に、本実施の形態1に係る偏光板付き表面欠
陥検出装置の概略構成を説明する。この偏光板付き表面
欠陥検出装置は、図1に示すように光を照射する投光部
1と、この投光部1の照射側に設けた第1の偏光板2
と、偏光板2を透過した光が検査対象物3に反射し、反
射光を透過させる第2の偏光板4と、偏光板4を透過し
た光を集光し、この光情報を電気信号に変換するテレビ
カメラ5を備えるとともに、このテレビカメラ5からの
電気信号を画素分解して処理する画像処理部を有する比
較判定装置6と、この比較判定装置6に接続したモニタ
テレビ7によって形成する。 (2)つぎに、本実施の形態1に係る偏光板付き表面欠
陥検出装置を具体的に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A surface defect detecting apparatus with a polarizing plate according to the present embodiment will be described below with reference to FIGS. First Embodiment (1) First, a schematic configuration of a surface defect detection device with a polarizing plate according to the first embodiment will be described. As shown in FIG. 1, the surface defect detection device with a polarizing plate includes a light projecting unit 1 for irradiating light, and a first polarizing plate 2 provided on the irradiation side of the light projecting unit 1.
Then, the light transmitted through the polarizing plate 2 is reflected on the inspection object 3, the second polarizing plate 4 transmitting the reflected light, and the light transmitted through the polarizing plate 4 is collected, and this optical information is converted into an electric signal. It is formed by a comparison / determination device 6 having a television camera 5 for conversion and having an image processing unit for subjecting an electric signal from the television camera 5 to pixel decomposition and processing, and a monitor television 7 connected to the comparison / determination device 6. (2) Next, the surface defect detecting device with a polarizing plate according to the first embodiment will be specifically described.

【0029】まず、光を照射する投光部1は、照明源や
照明光学系等で形成し、検査対象物3の形状や表面状態
または検査レベル等により照明条件を決定していく。こ
こで、照明源としては連続光用にはタングステンランプ
やハロゲンランプ、蛍光灯等が、間欠光用としては、キ
セノンランプがある。
First, the light projecting section 1 for irradiating light is formed by an illumination source, an illumination optical system or the like, and determines illumination conditions according to the shape and surface state of the inspection object 3 or the inspection level. Here, as the illumination source, a tungsten lamp, a halogen lamp, a fluorescent lamp, or the like is used for continuous light, and a xenon lamp is used for intermittent light.

【0030】本実施の形態1では、照明条件として正常
部と欠陥部とのコントラストを明確にするため、周囲の
明るさよりも若干明るい照明を備える。したがって、照
明設備を安価にすることができる。なお、照明源として
発光ダイオードやレーザ光も用いることもできる。
In the first embodiment, the illumination condition is provided with illumination slightly brighter than the surrounding brightness in order to clarify the contrast between the normal portion and the defective portion. Therefore, the lighting equipment can be made inexpensive. Note that a light-emitting diode or laser light can also be used as an illumination source.

【0031】次に、照明光学系としては、投光用レンズ
や反射ミラーまたは反射筒、反射材、拡散材、ホルダ等
の部材を組み合わせて用い、所期する光学特性を出す。
また、光ファイバをライトガイドに利用し特殊形状の照
明や狭い場所の照明に用いることもできる。
Next, as an illumination optical system, desired optical characteristics are obtained by using a combination of members such as a light projecting lens, a reflecting mirror or a reflecting cylinder, a reflecting material, a diffusing material, and a holder.
In addition, the optical fiber can be used as a light guide for illumination of a special shape or illumination of a narrow place.

【0032】次に、投光部1の照射側に設けた第1の偏
光板2及び受光部の集光側設けた第2の偏光板4は、直
接偏光特性を有する偏光子を使用する。ここで、偏光子
としては、偏光フィルタや偏光プリズムまたは電気石を
用いることができる。
Next, as the first polarizing plate 2 provided on the irradiation side of the light projecting section 1 and the second polarizing plate 4 provided on the condensing side of the light receiving section, a polarizer having direct polarization characteristics is used. Here, a polarizing filter, a polarizing prism, or tourmaline can be used as the polarizer.

【0033】そして、図2に示すように第1の偏光板2
に対して第2の偏光板4を偏光角が90°になるように
配置する。このようにすることで検査対象物3から反射
した光は、第2の偏光板4を透過するとその透過率が低
下する。したがって、正常部の表面はより暗くなる。こ
れに対して欠陥部では、光の反射角が異なるために第2
の偏光板4を透過する光の透過率の低下が少ないものと
考えられる。したがって、正常部に比較して欠陥部はよ
り明るく見え、正常部と欠陥部のコントラストが明確に
なる。
Then, as shown in FIG.
, The second polarizing plate 4 is arranged so that the polarization angle becomes 90 °. By doing so, when the light reflected from the inspection object 3 passes through the second polarizing plate 4, the transmittance thereof decreases. Therefore, the surface of the normal part becomes darker. On the other hand, in the defective portion, the second
It is considered that the decrease in transmittance of light transmitted through the polarizing plate 4 is small. Therefore, the defective part looks brighter than the normal part, and the contrast between the normal part and the defective part becomes clear.

【0034】そして、第2の偏光板を透過した光をテレ
ビカメラで受光し、受光した光情報を電気信号に変換し
て比較判定装置6へと転送する。ここで、比較判定装置
6では、あらかじめ設定した目標値と比較演算すること
で傷等の欠陥の有無を判定する。
Then, the light transmitted through the second polarizing plate is received by the television camera, and the received light information is converted into an electric signal and transferred to the comparison / determination device 6. Here, the comparison determination device 6 determines the presence or absence of a defect such as a scratch by performing a comparison calculation with a preset target value.

【0035】なお、比較判定装置6を設けないで電気信
号を画像にするディスプレイを設けても良い。そして、
正常部と欠陥部のコントラストが明確であるため、画像
をモニタテレビに直接映すだけでも非常に容易に傷の有
無がわかる。
It is to be noted that a display for displaying an electric signal as an image without providing the comparison / determination device 6 may be provided. And
Since the contrast between the normal part and the defective part is clear, the presence or absence of a flaw can be recognized very easily even by directly displaying the image on the monitor television.

【0036】したがって、検査員の負担を大幅に軽減で
き能率も向上する。また、比較判定装置でも信号を微分
して二値化するだけの簡単な処理演算で検出することが
できる。
Therefore, the burden on the inspector can be greatly reduced, and the efficiency can be improved. In addition, the comparison / determination device can detect the signal by a simple processing operation in which the signal is differentiated and binarized.

【0037】また、傷等の発生部位を限定して検査ウイ
ンドウを設けることで、検査対象物3の縁等のノイズ源
を検査対象3から外すことができる。このように傷等の
特性を利用して検出精度を上げることができる。
Further, by providing an inspection window by limiting a site where a scratch or the like occurs, a noise source such as an edge of the inspection target 3 can be removed from the inspection target 3. As described above, the detection accuracy can be improved by utilizing the characteristics such as a flaw.

【0038】また、傷等の方向性を考慮して微分演算の
方向を設定することもできる。通常、微分演算は、水平
方向、垂直方向に可能であるが傷の長手方向に直角に微
分すると傷を確実に捉えることができ、同時に表面の凹
凸等方向性のないものは除くことができるため画像のS
/N比を向上させることができる。
Further, the direction of the differential operation can be set in consideration of the directionality of a flaw or the like. Normally, the differential operation can be performed in the horizontal and vertical directions, but when differentiated at right angles to the longitudinal direction of the flaw, the flaw can be reliably caught, and at the same time, those without surface irregularities such as surface irregularities can be removed. S of the image
/ N ratio can be improved.

【0039】次に、比較判定装置6に接続したモニタテ
レビ7は、図示はしていないがメモリと、録画機能を有
するVTRと、テレビによって形成する。ここで、テレ
ビカメラ5からの信号を高速A/D変換装置でデジタル
信号に変換してメモリに記憶する。メモリは所定のビッ
トで構成し、検査対象物3の表面を1フレームとして記
憶する。
Next, although not shown, the monitor television 7 connected to the comparison / determination device 6 is formed by a memory, a VTR having a recording function, and a television. Here, the signal from the television camera 5 is converted into a digital signal by a high-speed A / D converter and stored in a memory. The memory is composed of predetermined bits and stores the surface of the inspection object 3 as one frame.

【0040】そして、記憶した内容は、高速D/A変換
装置で変換し、標準テレビ信号として取り出され、テレ
ビ上に静止画像を出力する。ところで、ライン運転中に
検査員がこの画像をチェックしてシステムにその欠陥に
関する検査結果を打ち込み、システムにこの検査結果を
補助的に加えることができる。さらに、多量の画像デー
タは、VTRに収録することもできる。 「実施の形態2」 (3)次に、本実施の形態2に係る偏光板付き表面欠陥
検出装置を説明する。
The stored contents are converted by a high-speed D / A converter, taken out as a standard television signal, and a still image is output on a television. By the way, during the line operation, the inspector can check this image, drive the inspection result regarding the defect into the system, and supplement the inspection result to the system. Further, a large amount of image data can be recorded on a VTR. Second Embodiment (3) Next, a surface defect detection device with a polarizing plate according to a second embodiment will be described.

【0041】本実施の形態2に係る偏光板付き表面欠陥
検出装置は、図3に示すように光源10から複数の光フ
ァイバ11でリングライト12に導き、リングライト1
2の孔端部19にリング状に配置された光ファイバ11
端面から光を照射する環状光源(たとえば、旭硝子
(株)製ミライト)と、このリングライト12の照射側
に第1の偏光板13を設け、リングライト12から偏光
板13を透過した光が検査対象物14で反射し、反射し
た光を透過させる第2の偏光板15とを備えている。
As shown in FIG. 3, the surface defect detecting device with a polarizing plate according to the second embodiment is guided from a light source 10 to a ring light 12 by a plurality of optical fibers 11, and
The optical fiber 11 arranged in a ring shape at the hole end 19 of the second
An annular light source that irradiates light from the end surface (for example, a milite manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.) and a first polarizing plate 13 provided on the irradiation side of the ring light 12, and the light transmitted from the ring light 12 through the polarizing plate 13 is inspected. And a second polarizing plate 15 that transmits the reflected light.

【0042】なお、その他の構成については実施の形態
1と同様であるので説明は省略する。次に、第1の偏光
板13は、図4に示すように形状を中心部から等円の孔
を開けた環状にしている。そして、照明も環状照明を用
い、この照明から照射される光が環状の偏光板13から
透過するように配置する。
The other configuration is the same as that of the first embodiment, and the description is omitted. Next, as shown in FIG. 4, the first polarizing plate 13 is formed in an annular shape in which a hole having an equal circle is opened from the center. The illumination is also annular illumination, and is arranged such that light emitted from the illumination is transmitted through the annular polarizing plate 13.

【0043】このようにすることで検査対象が広域にか
かる場合、検査対象物14に均一に光が当たるようにす
ることができる。なお、この偏光板13の孔径は、小さ
すぎるとカメラの視野を狭くする。
In this way, when the inspection object covers a wide area, the inspection object 14 can be uniformly irradiated with light. If the hole diameter of the polarizing plate 13 is too small, the field of view of the camera is narrowed.

【0044】また、大きすぎるとこの孔を通過した偏光
していない光が検査対象物14に直接照射し、コントラ
スト向上の程度が低下する。したがって、この孔径は検
査対象物14の形状や大きさに合わせて適時調節するこ
とが好ましい。
On the other hand, if it is too large, unpolarized light passing through the hole directly irradiates the inspection object 14, and the degree of improvement in contrast is reduced. Therefore, it is preferable to adjust this hole diameter as appropriate according to the shape and size of the inspection object 14.

【0045】また、照明から照射される光は、検査対象
物の検査面に直角に照射しても良いが、図1あるいはリ
ング照明を用いた図3のように斜めから照射した方がコ
ントラストがより高くなるのでより好ましい。 (4)次に、本実施の形態に係る偏光板付き表面欠陥検
出装置を形成する比較判定装置6の表面欠陥の検出動作
の一例をフローチャート図に基づいて説明する。
The light emitted from the illumination may be emitted at right angles to the inspection surface of the inspection object. However, the contrast is better when the light is emitted obliquely as shown in FIG. 1 or FIG. 3 using ring illumination. It is more preferable because it becomes higher. (4) Next, an example of a surface defect detection operation of the comparison / determination device 6 forming the surface defect detection device with a polarizing plate according to the present embodiment will be described with reference to a flowchart.

【0046】最初に、判定条件の目標値を設定する(ス
テップ1)。次に、検査対象物3、13の表面画像をテ
レビカメラ5によって取り込むようにする(ステップ
2)。ここで、画像は、256〜64段階程度のグレイ
スケールのデジタル画像で取り込む。そして、比較判定
装置6へと入力する(ステップ3)。
First, a target value of a judgment condition is set (step 1). Next, the surface images of the inspection objects 3 and 13 are taken in by the television camera 5 (step 2). Here, the image is captured as a gray scale digital image of about 256 to 64 steps. Then, an input is made to the comparison determination device 6 (step 3).

【0047】次に、欠陥の発生する部位があらかじめ限
定できる場合は、検査ウインドウを設定して(ステップ
4)誤判定を防止する。そして、入力したデジタル画像
に微分演算を行う(ステップ5)。ここで、欠陥の発生
する方向があらかじめ予測できる場合は、その方向と直
角に微分演算することにより方向性のない凹凸による影
響を低減することができる。
Next, if the portion where the defect occurs can be limited in advance, an inspection window is set (step 4) to prevent erroneous determination. Then, a differential operation is performed on the input digital image (step 5). Here, if the direction in which the defect occurs can be predicted in advance, the influence of unevenness without directivity can be reduced by performing a differential operation at right angles to the direction.

【0048】そして、閾値を設定して白か黒に二値化す
る(ステップ6)。次に、白に区分された画素が欠陥部
に相当するので、この白の画素数をカウントする(ステ
ップ7)。
Then, a threshold value is set and binarized to white or black (step 6). Next, since the pixels classified into white correspond to the defective portions, the number of white pixels is counted (step 7).

【0049】次に、このカウント数と判定条件を比較判
定し(ステップ8)、カウント数が判定条件内にある場
合は、検査対象物3、13に欠陥がないものと判断する
(ステップ9)。ここで、カウント数が少ない場合は、
ノイズとみなして無視をする。
Next, the count number is compared with a judgment condition (step 8), and when the count number is within the judgment condition, it is judged that the inspection objects 3 and 13 have no defect (step 9). . Here, if the count is small,
Ignore it as noise.

【0050】また、カウント数が判定条件の外にある場
合は、検査対象物3、13に欠陥があるものと判断する
(ステップ10)。以上の検出動作を検査対象物3、1
3毎に繰り返して行い欠陥の有無を検出するものであ
る。
If the counted number is out of the determination condition, it is determined that the inspection objects 3 and 13 are defective (step 10). The above detection operation is performed on the inspection objects 3, 1
This process is repeated every three times to detect the presence or absence of a defect.

【0051】[0051]

【発明の効果】本発明は、樹脂や金属等の検査対象を必
要以上に拡大しないで検査対象物に生じた微少の表面傷
等の欠陥部を正確に検出することができる。
According to the present invention, it is possible to accurately detect a defect such as a minute surface scratch or the like generated on an inspection object without expanding the inspection object such as resin or metal more than necessary.

【0052】特に、検査対象物の表面色が黒色または暗
色であっても、暗色の正常部と明色の欠陥部の明度のコ
ントラストが明確になり、欠陥部の見逃しがなく信頼性
の高い偏光板付き表面欠陥検出装置を提供することがで
きる。
In particular, even if the surface color of the object to be inspected is black or dark, the contrast of the brightness between the dark normal portion and the light defective portion becomes clear, and the defective portion is not missed and the polarized light is highly reliable. A plate-mounted surface defect detection device can be provided.

【0053】また、このように欠陥部と正常部の識別が
容易になるため表面欠陥検出装置の構成を簡易にするこ
とができるとともに、容易な画像処理手段で欠陥を検出
することができる。さらに、検査対象物を微妙に移動さ
せる必要もなく調整も容易で安価な偏光板付き表面欠陥
検出装置を提供することができる。
Further, since the defect portion and the normal portion can be easily distinguished as described above, the configuration of the surface defect detection device can be simplified, and the defect can be detected by an easy image processing means. Furthermore, it is possible to provide an inexpensive surface defect detection device with a polarizing plate that is easy to adjust without the necessity of delicately moving the inspection object.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本実施の形態1に係る偏光板付き表面欠陥検出
装置の構成図
FIG. 1 is a configuration diagram of a surface defect detection device with a polarizing plate according to a first embodiment.

【図2】本実施の形態1に係る偏光板の配置図FIG. 2 is a layout diagram of a polarizing plate according to the first embodiment.

【図3】本実施の形態2に係る偏光板付き表面欠陥検出
装置の構成図
FIG. 3 is a configuration diagram of a surface defect detection device with a polarizing plate according to the second embodiment.

【図4】本実施の形態2に係る偏光板の配置図FIG. 4 is a layout diagram of a polarizing plate according to the second embodiment.

【図5】比較判定装置の検出動作フローチャート図FIG. 5 is a flowchart of a detection operation of the comparison and determination device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・投光部 2・・・第1の偏光板 3・・・検査対象物 4・・・第2の偏光板 5・・・テレビカメラ 6・・・比較判定装置 7・・・モニタ 10・・・光源 11・・・ファイバ 12・・・リングライト 13・・・第1の偏光板 15・・・第2の偏光板 16・・・テレビカメラ 17・・・比較判定装置 18・・・モニタ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Light projection part 2 ... 1st polarizing plate 3 ... Inspection object 4 ... 2nd polarizing plate 5 ... Television camera 6 ... Comparison judgment apparatus 7 ... Monitor DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Light source 11 ... Fiber 12 ... Ring light 13 ... 1st polarizing plate 15 ... 2nd polarizing plate 16 ... Television camera 17 ... Comparison judgment apparatus 18 ... monitor

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 検査対象物に投光部から光を照射し前記
検査対象物から反射した光情報を受光部にて受光し前記
光情報を電気信号に変換して出力する光検出装置と、こ
の光検出装置に接続され、前記光検出装置からの電気信
号をあらかじめ設定した目標値と比較しこの比較結果に
基づいて前記検査対象物の欠陥の有無を判定する比較判
定装置とを備えた表面欠陥検出装置において、 前記投光部の光の照射側に第1の偏光板を装着するとと
もに、前記第1の偏光板に対して所定の偏光角を有する
ように前記受光部の集光側に第2の偏光板を装着したこ
とを特徴とする偏光板付き表面欠陥検出装置。
A light detecting device that irradiates a light to a test object from a light projecting unit, receives light information reflected from the test object by a light receiving unit, converts the light information into an electric signal, and outputs the electric signal; A surface connected to the light detection device, comprising: a comparison / determination device that compares an electric signal from the light detection device with a preset target value and determines presence / absence of a defect in the inspection object based on the comparison result. In the defect detection device, a first polarizing plate is mounted on a light irradiation side of the light projecting unit, and a light is collected on a light collecting side of the light receiving unit so as to have a predetermined polarization angle with respect to the first polarizing plate. A surface defect detection device provided with a polarizing plate, comprising a second polarizing plate.
【請求項2】 前記投光部を環状にするとともに、前記
投光部から照射される光の照射範囲に対応させて前記第
1の偏光板を環状にしたことを特徴とする請求項1記載
の偏光板付き表面欠陥検出装置。
2. The light-emitting device according to claim 1, wherein the light-projecting portion is formed in a ring shape, and the first polarizing plate is formed in a ring shape in correspondence with an irradiation range of light emitted from the light-projecting portion. Surface defect detector with polarizing plate.
【請求項3】 前記受光部を前記第2の偏光板を装着し
たテレビカメラにするとともに、前記比較判定装置にモ
ニタテレビを設けた請求項1または請求項2記載の偏光
板付き表面欠陥検出装置。
3. The surface defect detecting device with a polarizing plate according to claim 1, wherein the light receiving section is a television camera equipped with the second polarizing plate, and the comparison and determination device is provided with a monitor television. .
【請求項4】 前記受光部を前記第2の偏光板を装着し
たテレビカメラにするとともに、前記比較判定装置に画
像処理部を設けた請求項1ないし請求項3いずれかに記
載の偏光板付き表面欠陥検出装置。
4. The apparatus according to claim 1, wherein the light receiving section is a television camera equipped with the second polarizing plate, and the comparison and determination device is provided with an image processing section. Surface defect detection device.
【請求項5】 検査対象物に投光部から光を照射し前記
検査対象物から反射した光情報を受光部にて受光し前記
光情報を電気信号に変換して出力する光検出装置と、こ
の光検出装置からの電気信号を画像にするディスプレイ
とを備え、 前記投光部の光の照射側に第1の偏光板を装着するとと
もに、前記第1の偏光板に対して所定の偏光角を有する
ように前記受光部の集光側に第2の偏光板を装着したこ
とを特徴とする偏光板付き表面欠陥検出装置。
5. A photodetector that irradiates an inspection object with light from a light projecting unit, receives light information reflected from the inspection object at a light receiving unit, converts the optical information into an electric signal, and outputs the electric signal. A display for converting an electric signal from the photodetector into an image, wherein a first polarizing plate is mounted on the light irradiation side of the light projecting unit, and a predetermined polarization angle with respect to the first polarizing plate is provided. Wherein a second polarizing plate is mounted on the light-collecting side of the light receiving section so as to have the following.
JP9216397A 1997-04-10 1997-04-10 Surface defect detector with polarizing plate Pending JPH10282014A (en)

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