JPS628045A - 欠陥検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 聚１１１１７）ｉわ１匁！ 本発明は欠陥検出装置に係り、特に被検出物を移動しな
がら該被検出物が有する傷、変形、着色などの欠陥や形
状の特異性（以下、欠陥等と称する）の検出を行う欠陥
等の検出装置に関する。

従来技術と問題点 被検出物を一定速度で移動しながらその表面や内部にあ
る欠陥や特異性を検査する欠陥検出装置として、従来か
ら工業用テレビジョン装置（以下、ＩＴＶ）やＸ線テレ
ビジョン装置が用いられている。かかる従来技術によれ
ば被検出物は撮像管やＣＣＤなど（以下、撮像管）によ
って画素に分解され、電子ビームや電荷の走査によって
逐次電気信号に変換され、その後ＣＲＴ等によって画像
として再生され上記欠陥等が検出されるものである。

同様な従来技術として、被検出物を一定速度で移動させ
つつ一次元ＣＯＤで撮像し、コンピュータや記録装置を
用いて画像再生する方式もあるが、例えば前記ＩＴＶの
垂直走査を機械的な被検出物の移動によって置換し、記
憶した画像信号をＣＲＴ上に画像再生して上記欠陥等の
検出をするものである。

かかる従来技術によれば、被検出物の有する欠陥等はそ
の形状や形態のいかんにかかわらず一定の画素に分解さ
れ（即ち、サンプリングされ）、かつ、一定の走査速度
もしくは移動速度で走査あるいは移動して検出され、画
像再生されて欠陥等であるか否か識別されるものである
。

従って、例えばＬ記欠陥等が幅の、狭い線状ないし針状
である場合には、画素の大きさく詰まり。

分解能）は勿論走査速度と移動速度との兼ねあいによっ
てはその欠陥を正確に検出することができず、欠陥検出
装置としての信頼性を満足できないという問題を有して
いた。

かかる従来技術の問題点は１画素数を大幅に増加させた
高分解能なＩＴＶや、被検出物の移動速度を極めて低速
にし、かつ、大容量の記憶装置等を用いることによりあ
る程度は解消されるが、走査時間や移動時間が長時間化
し、被検出物の欠陥検出を濠率よく行う本来の目的に反
するのみでなく、装置が大型化し複雑、高価格となり、
実用性に欠けるものであった。また、２次元走査による
撮像方式では、仮りに高密かつ高分解イ侶に多数の画素
が配設されても、はとんどの画素は平均的に有効には利
用されるものでなく、有効利用率が悪いものでもあった
。

発明の目的 本発明は上記した従来の未解決の課題に鑑みてなされた
もので、簡便な構成により被検出物の有する欠陥等をそ
の形状や形態にかかわらず高精度、かつ能率的に検出す
ることのできる欠陥検出装置を提供することを目的とす
るものである。

ｉ」Ｌ旦ＪＬＪ 上記目的を達成するため本発明に係る欠陥検出装置は、 被検出物の移動速度を可変に調整して移動する移動手段
と、前記被検出物の移動方向を横ぎる方向に走査して被
検出物の欠陥の有無を検出する第１の１次元イメージ検
出手段と、前記被検出物の欠陥の形状や特異性を詳しく
検出する第２の１次元イメージ検出手段とを備えて構成
され、前記第１の１次元イメージ検出手段が前記被検出
物の欠陥を検出して得た検知信号にもとすいて前記移動
手段は前記被検出物の移動速度を緩急に調整し、前記第
２の１次元イメージ検出手段により前記被検出物の有す
る欠陥の形状や特異性を正確に検出するようにしたもの
である。

Ｎ− 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。なお
、以下の図面で同一作用をなす同一部材には同一符号を
付しその説明を省略する。

第１図は本発明の一実施例を示す概略構成図である。ｌ
は表面や内部に欠陥や特異性を有する被検出物で、２は
被検出物１ｉ：を置して移動するベルトコンベア等の移
動手段、３は第１の一次元イメージ検出手段、４は第２
の一次元イメージ検出手段である。

第１の１次元イメージ検出手段３は、被検出物ｌの欠陥
の有無を検出し、その出力信号を欠陥検出回路５に入力
する。欠陥検出回路５は前記イメージ検出手段３の出力
信号から画像信号をとり出し、適宜に、微分・積分等の
波形成形を行い、基準信号レベルと比較する等による通
常の画像信号処理回路によって構成するととができる。

６は被検出物の移動量を検出する移動量検出手段であり
、前記移動手段２がベルトコンベアの場合には該ベルト
コンベアに連動するパルスジェネレータ等によることが
できる。６１は前記移動量検出手段６の出力信号を示す
、７は制御部で前記移動手段２の駆動装置２１を制御す
る制御回路７１及びカウンタ回路７２を有して構成され
ている。

第２の１次元イメージ検出手段４は被検出物ｌの欠陥の
形状や詳しく検出し出力信号を表示部８に入力する。

表示部８はイメー・ジ検出手段４の出力するアナログ信
号をデジタル変換するＡ／Ｄ変換回路８１、変換された
デジタル信号を記憶する記憶回路８２及びＣＲＴ等の表
示装置８３を有して構成されている。記憶回路８２は本
実施例では前記制御部７のカウンタ回路７２の出力信号
を入力し、記憶動作用のトリガ信号としてＡ／Ｄ変挽回
路８１の出力するデジタル信号を記憶するように接続さ
れている。記憶回路８２の読出し信号は欠陥評価部９に
入力する。欠陥評価部９は前記読出し信号に基づいて欠
陥の大きさを測定する測定回路９１、該測定結果を基準
値と比較し欠陥の良否を判定する判定回路９２及び該判
定結果に基づいてアラームを発生する警告手段９３を有
して構成され、更に前記判定結果信号は制御部７の制御
回路７１に接続されている。

本実施例によれば被検出物ｌは移動速度を変化するベル
トコンベア２によって移動されるとともに第１の１次元
イメージ検出手段３により走査され、被検出物１の欠陥
ｌＯは画像信号３１に変換され欠陥検出回路５に電気信
号として入力される。

欠陥検出回路５は被検出物ｌ上の欠陥を欠陥と認識した
とき出力信号である欠陥検出信号をカウンタ回路７２に
送る。カウンタ回路７２は１記欠陥検出信号を受けた瞬
間から移動量検出手段６の出力信号（例えばパルスジェ
ネレータの出力パルス）を計数開始する。その後、カウ
ンタ回路７２はその計数値が被検出物ｌが第１の１次元
イメージ検出り段３と第２の１次元イメージ検出手段４
と間を移動する量に相当する値に達した瞬間（あるいは
その直前）にカウンタ出力信号を記憶回路８２に出力す
る。記憶回路８２は、記憶動作のトリガ信号であるカウ
ンタ出力信号をうけて、第２の１次元イメージ検出手段
４の画像信号４１をＡ／Ｄ変換回路８１を介して記憶回
路８２に２次元画像情報として記憶する。なお、上記に
おいて２力ウンタ回路７２の出力するカウンタ出力信号
は制御回路７１にも入力し、駆動装置２１を制御して移
動１段２を、例えば低速運転にすることができるもので
ある。記憶回路８２に記憶された２次元画像情報はＣＲ
Ｔ等の表示装置８３に表示し欠陥の様子を操作員に示す
ことができ、更に前記欠陥評価部９を介して欠陥の大き
さの測定や、欠陥が看過できない場合の警報、告知、移
動手段の停止あるいは被検出物の払い落しく除去）等を
行わしめることができる。また、判定回路９２の出力信
号は判定作業の終了に応じて制御回路７１を所期の状態
に復帰させ、再びベルトコンベア等の移動手段２を高速
運転させることができるものである。

なお、上記説明では、制御部７は１次元イメージセンサ
３の検出した画像信号３１から自動的に欠陥を検出して
（例えば画像信号レベルを予め設定する閾値と比較する
などにより）被検出物ｌが第２の１次元イメージ検出手
段４の検出範囲に至ったとき、移動速度を自動的に調整
し、あるいは前記第２の１次元イメージ検出手段４によ
り欠陥を微細に検知するとして説明したが、操作員が制
御部７を外部からマニュアル調整して適宜移動手段２の
移動速度を自在に調整し、あるいは、第２の１次元イメ
ージ検出ｆ段４による撮像を行なわしめるようにするこ
ともできる。以下、第２図乃至第４図を参照して本発明
の詳細な説明する。

第２図は本発明の一実施例の作用を説明するフローチャ
ートである。スタート命令（図中符号Ｚｏｏ）に応じて
移動手段は被検出物を通常の速度（Ｊ：、記高速移動に
相当し、第１の１次元イメージ検出手段が欠陥の有無を
検出できうる分解能を得ることができる速度を指す）で
移動開始する（符号１０１）、第１の１次元イメージ検
出ｆ段の出力信号は欠陥検出回路（第１図符号５）によ
り欠陥の有無をチェックされ（符号１０２゜１０３）、
万一欠陥が認識されるとカウンタ回路にカウントの開始
を命令する（符号１０４）、図示の実施例では前記実施
例の説明とことなリカウンタスタートののち被検出物の
移動は低速移動とするべく示されている（符号１０５）
、低速移動とは第２の１次元イメージ検出検出手段が欠
陥の形状や特異性を詳しく検出できうる分解能を得るこ
とができる速度を指す、その後、カウンタ回路の計数値
は予め設定する設定値と比較され（符号１０６）、計数
値が設定値に至った場合（即ち、被検出物が、第２の１
次元イメージ検出手段の撮像範囲に至った場合）、第２
の１次元イメージ検出手段の画像出力信号が記憶回路（
第１図符号８２）に２次元情報として記憶される（符号
１０７）。なお、上記実施例での被検出物の低速移動（
符号１０５）をＬ記計数値と設定値との比較（符号１０
６）の後に行うようにすることもできる。記憶回路の記
憶情報は表示装置に表示され（符号１０８）、あるいは
欠陥評価部（第１図符号１０９）によって欠陥が測定さ
れ（符号１０９）、測定値と限界値が比較される（符号
１１０）、Ｊｌｌ定値が限界に至っていない場合には被
検出物の移動速度は通常の高速移動に復帰する。また、
測定値が限界を越えている場合にはアラーム信号を発生
しく符ｑｌ　１１）　、被検出物の欠陥を操作員に知ら
せる。あるいは被検出物の除去をマニピュレータを介し
て行なう、更に、インクを被検出物に着色するなど各種
の欠陥物の排除処理を行わせることができるものである
。

第３図乃至第４図の図面において２００は１次元イメー
ジセンナ３．４の走査方向を示し。

２０１はベルトコンベア２の移動方向を示している。ま
た、２０２は本発明の詳細な説明するために仮想した同
一位置を示す位置表示線である。

第３図（Ａ）は被検出物ｌの表面を１次元イメージ検出
・Ｌ段３側から（即ち、被検出物を上面から）見た略図
を示している。２０３は欠陥で、走査方向２００及び移
動方向２０１に伸びた縦横比の大きな欠陥（例えば溝状
クラック）を示している。従来の欠陥検出方式によれば
、被検出物は移動手段により定速度移動し、テレビカメ
ラ等の撮像７段は水平走査を走査方向２００に行いつつ
逐次垂直方向（移動方向２０１に相当する）に電子ビー
ムを走査し被検出物の欠陥を撮像する。このため、欠陥
が上記の如き縦横比の大きな線状の場合には、電子ビー
ムを垂直走査する間に被検出物体１は移動手段により位
置を移動してしまい、あるいは走査サンプリングの間隔
内に埋没してしまい精密な欠陥検出ができない場合があ
った。しかるに本発明によれば、被検出物ｌ上の欠陥２
０３は第１の１次元イメージ検出手段により欠陥の有無
が検出され、その検出信号に応じてベルトコンベア２の
移動速度が低速に変化される。しかして第２の１次元イ
メージ検出手段４に対する前記欠陥２０３の相対移動速
度が遅くなるので欠陥２０３は移動中に充分な解像度を
もって第２の１次元イメージ検出手段４によって精密に
走査され、結果として第３図（Ｂ）に示される如き移動
方向２０１に拡張された再生画像を記憶し、あるいは表
示することができることとなる。即ち、線状の欠陥２０
３は移動方向に充分な分解能を有して拡大された欠陥検
出像として検知されるものである。

第４図（Ａ）は被検出物ｌの端部を１次元イメージ検出
手段３側から見た端部略図である。被検出物ｌの端部に
生じた浅いカケやクラック等２０４を高分解能に検出す
る場合の本発明の作用説明図である０本例においても第
１の１次元イメージ検出手段３が被検出物を検知し、該
検出信号にもとづいて移動方向２０１に対する被検出物
ｌの移動速度を低速にする′ことによって通常の場合に
は第４図（Ａ）の如く検知・再生される画像も第４図（
Ｂ）に示される如く拡大されて記憶・再生され、わずか
なカケやクラック２０４も確実に検出することができる
ものである。

なお、上記の実施例において、欠陥長さ測定回路９１は
１例えば、第２の１次元イメージ検出手段４から画像信
号４１を直接に入力し、該信号レベルについて予め設定
する閾値と比較し欠陥等に応じたデジタルパルス信号に
変換する比較回路やＡ／Ｄ変換回路等により構成するこ
ともできる。

また制御部７や表示！１Ｉ１８の１部、あるいは欠陥評
価部９はデジタル信号を入力して所定の論理演算や時間
操作を行うマイクロコンピュータ等により構成すること
もできる。

以上１本実施例をより具体的に一例をもって示すと、１
次元イメージ検出手段４は５００ビツトの１次元画素を
毎秒２００００回の速度で走査するとともに被検出物１
はベルトコンベア２によって低速秒速時には毎秒１０ｃ
■の速さで移動される。１次元イメージセンサ４の走査
方向視野はレンズによって１００■腸に調整されている
。一方、画像メモリの記憶容量は移動方向に対応して５
００ビツト（画素）、走査方向に対応して５００ビツト
（画素）である、しかして、第２の１次元イメージ検出
ｆ段４の出力する画像信号４１はＡ／Ｄ変換器８１を介
して逐次画像記憶回路８２に記録される０画像記憶回路
８２内の１ビツト（画素）は、移動手段２の移動方向に
ついては前記移動速度、走査速度及び記憶容量から被検
出物ｌトの距離で５μ層に相当する。なお、走査方向に
ついては視野の幅と記憶容量とからビット（画素）当り
２００終層に相当する。即ち、被検出物１上で移動方向
について２．５　ｍｍ、走査方向についてＬｏｏｍｍの
領域が、前記画像記憶回路上では５００ピツ）Ｘ５００
ビツトに拡大され検出された事に相当する０画像記憶回
路８２に１時記録された前記画像信号は近状読出されて
欠陥長さ測定回路９１に入力し、被検出物の有する欠陥
等の大きさが、拡大されて記録された画像信号にもとす
いて移動方向及び／又は走査方向に対応して測定され、
該測定信号は判定回路９２に入力し欠陥を警告するとと
もに制御部７等を介して＋Ｉｆびベルトコンベア２の移
動速度を調整し高速かつ高効率で欠陥検出を行うことが
できる効を奏するものである。

Ｌ記説明において、１次元イメージ検出手段は例えばＣ
ＯＤなどの固体撮像素子や光学的イメージセンサによる
ことも、あるいはＸ線を照射してｘ＆１イメージインテ
ンシファイヤによることも、超音波ラインスキャナによ
ることもできることは勿論である。

発明の効果 本発明によれば、被検出物は移動手段によって移動され
つつ第１の１次元イメージ検出手段によって被検出物が
有する欠陥の有無が検出され。

該検出信号にもとづいて移動手段は被検出物を低速で移
動する。第２の１次元イメージ検出手段は被検出物が有
する欠陥等を精密・高分解能で検知し、該検知した画像
情報にもとづいて拡大した欠陥像を記憶・再生または判
定する。

即ち、移動手段の移動速度が緩急最適に設定され制御さ
れるので従来技術によれば見落されていた欠陥等が確実
に検出される効を奏するものである。更に、欠陥等のな
い部分では移動手段の移動速度を高速にし、欠陥等が微
妙な部分では低速に調整されるので被検出物の欠陥等の
検査が短時間で効率よく行われる高い作業性をも有する
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す概略構成図、第２図乃
至第４図は本発明の詳細な説明する説明図を示す。 ｌ・・・被検出物 ２・・・移動手段 ３・・・第１の１次元イメージ検出手段４・・・第２の
１次元イメージ検出ｆ段５・・・欠陥検出回路 ６・・・移動量検出手段 ７・・・制御部 ８・・・表示部 ９・・・欠陥評価部 第３図 （Ａ）（Ｂ） 第４図 （Ａ）（Ｂ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）被検出物の移動速度を可変に調整して移動する移
   動手段と、前記被検出物の移動方向を横ぎる方向に走査
   して被検出物の欠陥の有無を検出する第１の１次元イメ
   ージ検出手段 と、前記被検出物の欠陥の形状や特異性を詳しく検出す
   る第２の１次元イメージ検出手段とを備え、前記第１の
   １次元イメージ検出手段が欠陥を検出して得た検知信号
   にもとずいて前記移動手段は被検出物の移動速度を緩急
   に調整し、前記第２の１次元イメージ検出手段により前
   記被検出物の有する欠陥の形状や特異性を検出すること
   を特徴とする欠陥検出装置。