DE2916159C2

DE2916159C2 - Inspektionseinrichtung

Info

Publication number: DE2916159C2
Application number: DE19792916159
Authority: DE
Inventors: Hajime Chofu Yoshida
Original assignee: Hajime Industries Ltd
Current assignee: Hajime Industries Ltd
Priority date: 1979-04-20
Filing date: 1979-04-20
Publication date: 1987-04-23
Also published as: DE2916159A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine Inspektionseinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zum Inspizieren der Form etc. eines zu inspizierenden Objekts, und die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere eine Inspektionseinrichtung, welche ein Objekt ständig, gleichbleibend, gleichmäßig, unveränderlich, stetig und zuverlässig genau inspizieren kann, und zwar unabhängig von Änderungen oder Schwankungen der Begleitumstände bzw. Verhältnisse um das Objekt und unabhängig von Schwankungen der Funktion der Inspektionseinrichtung selbst. Im Rahmen der vorliegenden Beschreibung und der Ansprüche umfaßt der Begriff "Inspektionseinrichtung" insbesondere auch die Begriffe "Kontroll-, Nachprüfungs-, Prüfungs-, Untersuchungs-, Inspektions- und Überwachungseinrichtung"; der Begriff "inspizieren" umfaßt im Rahmen der Ansprüche und der Beschreibung insbesondere die Begriffe "in Augenschein nehmen, mustern, nachprüfen, prüfen, überwachen, inspizieren und untersuchen"; und schließlich umfaßt der Begriff "Objekt" im Rahmen der Ansprüche und der Beschreibung insbesondere den Begriff "Gegenstand".
In einer Inspektionseinrichtung dieser Art nach dem Stande der Technik, wie sie aus der DE-OS 25 45 753 bekannt und im Prinzip in Fig. 1 gezeigt ist, wird beispielsweise ein Körper, der ein Standard ist, d. h. ein Bezugskörper 1 für die folgende Inspektion wird, auf einem Inspektionstisch T angeordnet. Während dieser Bezugskörper 1 mit dem Licht von einer Lichtquelle 2 bestrahlt wird, wird der Bezugskörper 1 von einer Bildfühleinrichtung 3 aufgenommen. Das Videosignal von der Bildfühleinrichtung 3 wird einer Videosignalverarbeitungseinrichtung oder -schaltung 4 eingegeben, die einen A/D- (Analog-Digital-) Wandler 41 umfaßt und eine Merkmalsextrahierschaltung 42, welche die Merkmale des zu verarbeitenden Videosignals extrahiert. Die Ausgangsinformation oder das Ausgangssignal hiervon wird beispielsweise einem Rechner 43 als Bezugsinformationssignal für die folgende Inspektion eingegeben und in diesem Rechner gespeichert.
Dann wird ein zu inspizierendes Objekt auf dem Inspektionstisch T in der gleichen Position angeordnet, in der auch der Bezugskörper 1 angeordnet war (deshalb ist dem Objekt das gleiche Bezugszeichen 1 wie dem Bezugskörper in Fig. 1 zugeordnet). Dann wird das Objekt 1 von der Bildfühleinrichtung 3 aufgenommen, während es mit dem Licht von der Lichtquelle 2 beleuchtet wird. Dieses Videosignal von der Bildfühleinrichtung 3, das dem Objekt 1 entspricht, wird in gleichartiger bzw. ähnlicher Weise von der Videosignalverarbeitungsschaltung 4 verarbeitet, das Ausgangsinformationssignal von letzterer wird in den Rechner 43 eingegeben. Dieses Ausgangsinformationssignal von der Videosignalverarbeitungsschaltung 4, das dem Objekt 1 entspricht, wird im Rechner 43 mit dem darin gespeicherten Bezugsinformationssignal verglichen, und dann entscheidet der Rechner 43, ob das Objekt gleich ist wie der Bezugskörper oder nicht, oder ob das Objekt gut ist oder nicht.
Bei der obigen Inspektionseinrichtung nach dem Stande der Technik kann bewirkt werden, daß das Videosignal von der Bildfühleinrichtung 3, welche das Objekt 1 aufnimmt, selbst dann, wenn das Objekt gleich wie der Bezugskörper ist, unterschiedlich von dem Videosignal wird, das dem Bezugskörper 1 entspricht, und zwar aufgrund solcher Tatsachen, daß während der Inspektion des Objekts 1 die Intensität oder der Betrag des Lichtes, das von der Lichtquelle 2 auf die Objekte aufgestrahlt wird, unterschiedlich von der Intensität oder dem Betrag an Licht ist, das auf den Bezugskörper 1 aufgestrahlt worden ist, als dieser aufgenommen wurde, und/oder aufgrund einer Drift bzw. Auswanderung der elektrischen Schaltung oder des Schaltungssystems einschließlich der Bildfühleinrichtung 3 etc.
Infolgedessen kann es, obgleich das Objekt gleich wie der Bezugskörper ist, zu fehlerhaften Entscheidungen kommen, wonach sich Objekt und Bezugskörper voneinander unterscheiden.
Allgemein ist es üblich, daß die Lichtquelle 2 säkularer Änderung ausgesetzt ist oder daß das auf dem Umfang des Objekts vorhandene Licht verändert wird und daß es infolgedessen zu einer Veränderung des Betrages oder der Intensität des auf das Objekt 1 aufgestrahlten Lichtes in einem solchen Ausmaß kommt, welches nicht vernachlässigt werden kann, und zwar durch Zeitablauf. Weiterhin werden Drifts oft in den elektrischen Schaltungssystemen von Fernsehkameras 3 etc. erzeugt. Daher tritt die fehlerhafte Entscheidung, die oben dargelegt worden ist, in Inspektionseinrichtungen nach dem Stande der Technik unvermeidlich oft auf, was ein entscheidender bzw. verhängnisvoller Fehler bzw. Nachteil bei Inspektionseinrichtungen dieser Art ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Inspektionseinrichtung für ein Objekt zur Verfügung zu stellen, die keine fehlerhaften Entscheidungen aufgrund einer Veränderung des Betrags oder der Intensität des auf das Objekt aufgestrahlten Lichts und/oder aufgrund von Drifts in dem elektrischen Schaltungssystem trifft.
Diese Aufgabe wird, ausgehend von einer Inspektionseinrichtung der in der DE-OS 25 45 753 beschriebenen Art, durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Inspektionseinrichtung für ein Objekt zur Verfügung zu stellen, die keine fehlerhaften Entscheidungen aufgrund einer Veränderung des Betrags oder der Intensität des auf das Objekt aufgestrahlten Lichts und/oder aufgrund von Drifts in dem elektrischen Schaltungssystem trifft.
Diese Aufgabe wird, ausgehend von einer Inspektionseinrichtung der in der DE-OS 25 45 753 beschriebenen Art, durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Diese Inspektionseinrichtung nach der Erfindung korrigiert den Unterschied, der zwischen den Lichtmengen oder -intensitäten beim Aufnehmen eines Bezugskörpers und eines zu inspizierenden Objekts mittels einer Fernsehkamera auftritt, genau, so daß sie eine genaue Inspektion des Objekts durchführt. Insbesondere wird mittels dieser Inspektionseinrichtung selbst dann, wenn das auf dem Umfang beim Aufnehmen eines Bezugskörpers und eines zu inspizierenden Objekts auftretende Licht bzw. die dort auftretenden Lichter unterschiedlich ist bzw. sind, dieser Unterschied automatisch und genau korrigiert.
Schließlich werden durch die erfindungsgemäße Inspektionseinrichtung Drifts etc., welche durch Temperaturänderungen etc. in dem elektrischen Schaltungssystem einschließlich der Fernsehkamera, deren Verstärker etc., auftreten, automatisch und zwangsweise korrigiert, so daß die Inspektion eines Objekts genau ausgeführt wird.
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung sei nachfolgend anhand einiger in der Zeichnung im Prinzip dargestellter, besonders bevorzugter Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Inspektionseinrichtung näher erläutert, wobei in den verschiedenen Figuren der Zeichnung die gleichen Elemente mit gleichartigen bzw. ähnlichen Bezugszeichen bezeichnet sind; es zeigt
Fig. 1 ein Blockschaltbild, das ein Beispiel einer Inspektionseinrichtung nach dem Stande der Technik veranschaulicht;
Fig. 2 ein schematisches Blockschaltbild, das ein Beispiel einer Inspektionseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
Fig. 3 eine schematische Vorderansicht des Schirms einer Bildfühleinrichtung, wie beispielsweise einer Fernsehkamera, die in dem Ausführungsbeispiel der Erfindung, das in Fig. 2 gezeigt ist, verwendet wird;
Fig. 4 ein Wellenformdiagramm, das Videosignale veranschaulicht, die von der Fernsehkamera abgegeben werden;
Fig. 5 ein schematisches Blockschaltbild, welches den Hauptteil der in Fig. 2 gezeigten erfindungsgemäßen Einrichtung veranschaulicht;
Fig. 6 und 7 systematische Blockschaltbilder, die jeweils die Hauptteile von anderen Ausführungsbeispielen nach der Erfindung zeigen; und
Fig. 8, 9 und 10 jeweils Schaltbilder, die praktische Ausführungsbeispiele der Hauptteile der in den Fig. 5, 6 und 7 gezeigten Ausführungsformen gemäß der Erfindung veranschaulichen.
Bei der nachfolgenden Erläuterung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung sei zunächst auf die Fig.2 bis 5 eingeganen, die ein erstes Ausführungsbeispiel zeigen und in denen zur Bezeichnung der gleichen Elemente die gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 verwendet worden sind.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel wird, wenn ein Bezugskörper 1 von einer Bildfühleinrichtung 3 beispielsweise einer Fernsehkamera, aufgenommen wird, ein Eichkörper 5, wie beispielsweise ein weißes Papier, in der Nähe des Bezugskörpers 1 auf dem Inspektionstisch T in dem Sichtfeld der Bildfühleinrichtung 3, das durch gestrichelte Linien in Fig. 2 angedeutet ist, angeordnet. Der Eichkörper 5 wird als Referenz bzw. Bezug für die Helligkeit des Sichtfeldes bei der späteren Inspektion eines Objekts verwendet. Wenn der Eichkörper 5 und der Bezugskörper 1 von der Bildfühleinrichtung 3 aufgenommen werden, dann wird das aufgenommene Muster auf deren Schirm S so, wie es in Fig. 3 gezeigt ist. In Fig. 3 ist mit 1&min; das Bild des Bezugskörpers 1 bzw. mit 5&min; ein Bild des Eichkörpers 5 bezeichnet. In diesem Falle hat das Videosignal von der Bildfühleinrichtung 3 eine Wellenform, die beispielsweise der mit ausgezogenen Linien bezeichneten Kurve A&min; in Fig. 4 entspricht. In dem Wellenformdiagramm der Fig. 4 entsprechen die Bezugszeichen 5&sec; und 1&sec; auf der Abszisse den im wesentlichen mittigen Positionen des Bildes 5&min; des Eichkörpers 5 bzw. des Bildes 1&min; des Bezugskörpers 1, und die Bezugszeichen B&min; 1 und A&min; 1 sind den Niveaus des Videosignals zugeordnet, welche den Bildern 5&min; bzw. 1&min; entsprechen. Das Videosignal von der Bildfühleinrichtung 3, dem die ausgezogenen Linien der Kurve A&min; in Fig. 4 entspricht, wird von der Videosignalverarbeitungsschaltung 4 in einer Art und Weise verarbeitet, die gleichartig bzw. ähnlich wie die nach dem Stande der Technik verwendete Art und Weise ist, und dann wird dieses verarbeitete Signal in einen Rechner 43 eingespeist, und daraufhin wird es dort als Bezugs- oder Standardinformationssignal für die folgende Inspektion eines Objektes gespeichert.
Als nächstes wird, wenn mittels der Inspektionseinrichtung ein Objekt inspiziert werden soll, der Eichkörper 5 auf dem Inspektionstisch T angeordnet, und zwar in der gleichen Position, die er beim Aufnehmen des Bezugskörpers 1 hatte, und das Objekt wird anstelle des Bezugskörpers 1 oder in der gleichen Position wie der Bezugskörper 1 auf dem Inspektionstisch T angeordnet (demgemäß ist das zu inspizierende Objekt in gleichartiger Weise wie der Bezugskörper 1 mit 1 bezeichnet). Dann werden, wenn der Eichkörper 5 und das Objekt 1 in der vorstehend erörterten Weise angeordnet sind, beide von der Bildfühleinrichtung 3 aufgenommen, während sie mit dem Licht von der Lichtquelle 2 bestrahlt werden. In diesem Falle wird, wie man erkennt, das Bild auf dem Schirm S der Bildfühleinrichtung 3 das gleiche, wie in Fig. 3 für die Position gezeigt ist, welche dem Fall des Aufnehmens des Bezugskörpers 1 und des Eichkörpers 5 entspricht, wie oben erläutert wurde. Nimmt man nun an, daß das Objekt 1 im Aussehen oder dergleichen gleich wie der Bezugskörper 1 ist, dann ist die Helligkeit oder Intensität des Lichtes im Sichtfeld der Bildfühleinrichtung die gleiche wie beim Aufnehmen des Bezugskörpers und des Objekts, und die Funktion des elektrischen Schaltungssystems der Bildfühleinrichtung 3 etc. ist ebenfalls die gleiche wie beim Aufnehmen des Bezugskörpers und des Objekts, und schließlich ist es auch das Videosignal von der Bildfühleinrichtung, und zwar das Signal gemäß der mit ausgezogenen Linien veranschaulichten Kurve A&min; in Fig. 4. Infolgedessen fällt der Rechner 43 keine fehlerhafte Entscheidung. In der Praxis jedoch wird, da sich das Licht von der Lichtquelle 2 in seiner Menge oder Intensität ändern kann und da sich die Funktion des elektrischen Schaltungssystems der Bildfühleinrichtung 3 etc. ändern kann (oder die Drift derselben bzw. desselben kann zunehmen), wie oben erläutert wurde, selbst dann, wenn das Objekt gleich wie der Bezugskörper ist, der in der gleichen Position wie das letztere angeordnet ist, und wenn sie von der Bildfühleinrichtung 3 aufgenommen werden; das Videosignal, das von der Bildfühleinrichtung abgegeben wird, unterschiedlich von der Kurve A&min;, die der Aufnahme des Bezugskörpers 1 entspricht, und es hat beispielsweise einen Verlauf, der durch die in gestrichelten Linien dargestellte Kurve B&min; in Fig. 4 angedeutet ist. Auf diese Weise kommt es, wenn das Videosignal gemäß der Kurve B&min;, so wie es ist, in die Videosignalverarbeitungsschaltung -4 und dann zur Inspektion in den Rechner 43 eingespeist wird, dazu, daß die Entscheidung gefällt wird, daß dieses Objekt zurückzuweisen ist oder daß es nicht ein gleiches Objekt wie der Bezugskörper ist.
Um die vorstehende fehlerhafte Entscheidung zu vermeiden, ist die Videosignalverarbeitungsschaltung 4 in der in Fig. 5 gezeigten Weise ausgebildet. In dem Ausführungsbeispiel der Videosignalverarbeitungsschaltung 4, das in Fig. 5 gezeigt ist, wird das Ausgangsvideosignal von der Bildfühleinrichtung 3 in einen A/D- Wandler 41 (dieser Begriff wird nachstehend stets für einen "Analog-Digital-Wandler" benutzt) gegeben, der gleichartig wie ein A/D-Wandler nach dem Stande der Technik ist, sowie außerdem in eine Eichsignalbildungsschaltung 44, die beispielsweise ein Signal ermittelt, das dem Eichkörper 5 entspricht und in dem Videosignal enthalten ist, und die ein Eichsignal liefert, das auf dem ermittelten Signal basiert, wie ein Eichsignal, das dem Niveau des Bildes 5&min; des Eichkörpers 5 entspricht. Das digitale Videosignal vom A/D- Wandler 41 und das Eichsignal von der Eichsignalbildungsschaltung 44 werden beide an eine Korrigierschaltung 45 angelegt. Diese Korrigierschaltung 45 korrigiert das digitale Videosignal vom A/D-Wandler 41 mittels des Eichsignals von der Eichsignalbildungsschaltung 44 in der folgenden Art und Weise. Im einzelnen ist, wenn der Bezugskörper 1 und der Eichkörper 5 von der Bildfühleinrichtung 3 aufgenommen werden, das Videoausgangssignal der letzteren so, wie es durch die ausgezogene Linie der Kurve A&min; in Fig. 4 repräsentiert wird, und die Niveaus des Videosignals, das dem Bezugskörper 1 und dem Eichkörper 5 entspricht, sind A 1 bw. B 1 in Fig. 4. Wenn jedoch ein Objekt, das dem Bezugskörper 1 gleicht, und der Eichkörper 5 in einer Anordnung auf dem Inspektionstisch T in der gleichen Position, wie sie bei der Aufnahme des Bezugskörpers 1 war, von der Bildfühleinrichtung 3 aufgenommen werden, dann wird ihr Ausgangsvideosignal so, wie es beispielsweise durch die mit gestrichelter Linie dargestellte Kurve B&min; in Fig. 4 repräsentiert wird, und zwar aus den oben erläuterten Gründen, und die Niveaus des Videosignals, die dem Objekt 1 und dem Eichkörper 5 entsprechen, sind zu den Niveaus A 2 bzw. B 2 in Fig. 4 verändert. Die Korrigierschaltung 45 führt eine solche Korrektur durch, daß die Niveauänderung, die durch die gestrichelte Kurve B&min; repräsentiert wird, auf das Niveau der ausgezogenen Kurve A&min; zurückgebracht wird, d. h. das Niveau B 2 wird auf das Niveau B 1 zurückgebracht, so daß das Videosignal gemäß der Kurve B vollständig auf das gleiche Niveau wie das Videosignal gemäß der Kurve A&min; gebracht wird (in diesem Falle wird natürlich das Niveau A 2 auf das Niveau A 1 zurückgebracht). Mit anderen Worten bedeutet das, daß die Korrigierschaltung 45 die Funktion hat, den Zustand bzw. die Bedingung beim Aufnehmen des Objekts gleich demjenigen bzw. derjenigen beim Aufnehmen des Bezugskörpers 1 zu machen. Das Ausgangssignal von der Korrigierschaltung 45 wird an eine Merkmalsextrahierschaltung 42 angelegt, das Ausgangssignal von letzterer wird in den Rechner 43 eingegeben, damit ein Vergleich des Informationssignals von dem Objekt mit demjenigen vom Bezugskörper durchgeführt wird. Daher wird in den Fällen, in denen ein Objekt, das dem Bezugskörper gleicht, von der Bildfühleinrichtung aufgenommen wird, selbst dann, wenn sich das entsprechende Videosignal von der Bildfühleinrichtung von dem Videosignal des Bezugskörpers gemäß Kurve A&min; aufgrund der obigen Ursachen unterscheidet, wie durch die gestrichelte Kurve B&min; in Fig. 4 angedeutet ist, das Videosignal gemäß Kurve B dem Videosignal gemäß Kurve A gleichgemacht, und zwar durch die Eichsignalbildungsschaltung 44 und die Korrigierschaltung 45, und infolgedessen kann durch die Inspektionseinrichtung die Entscheidung gefällt werden, daß das Objekt dem Bezugskörper gleicht.
Die vorgeschlagene Inspektionseinrichtung fällt nur dann die Entscheidung, daß ein Objekt "schlecht" ist, wenn sich das Objekt tatsächlich vom Bezugskörper unterscheidet (in diesem Falle unterscheidet sich das Videosignal vom Objekt selbst natürlich von dem Videosignal vom Bezugskörper), und die vorgeschlagene Inspektionseinrichtung vermeidet den Nachteil, daß eine "fehlerhafte" Entscheidung aufgrund einer anderen Ursache als aufgrund der zu inspizierenden Objekte bewirkt wird, so daß es also im Gegensatz zu den Inspektoreinrichtungen nach dem Stande der Technik nicht dazu kommt, daß ein dem Bezugskörper gleichendes Objekt als ungleich angezeigt wird.
In dem Ausführungsbeispiel, das in Fig. 5 gezeigt ist, ist die Korrigierschaltung 45 am Ausgang des A/D-Wandlers 41 vorgesehen, aber es besteht keine Notwendigkeit, die Anordnung der Korrigierschaltung 45 darauf zu beschränken, daß sie an die rückwärtige Stufe des A/D-Wandlers 41 angeschaltet bzw. dem A/D-Wandler 41 nachgeschaltet ist, wie es in dem vorstehenden Beispiel der Fall ist. Das bedeutet, daß die Korrigierschaltung 45 auch an anderen Stellen vorgesehen sein kann.
Fig. 6 ist ein Blockschaltbild, das den Hauptteil eines anderen Ausführungsbeispiels zeigt, d. h. ein anderes Ausführungsbeispiel der Videosignalverarbeitungsschaltung 4. In Fig. 6 sind die Teile oder Elemente, die den in Fig. 5 verwendeten entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen versehen, und diese Teile werden nicht erneut erläutert.
In dem Ausführungsbeispiel, das in Fig. 5 dargestellt ist, wird das Ausgangsvideosignal von der Bildfühleinrichtung 3 zunächst in die Eichsignalbildungsschaltung 44 und außerdem in die Korrigierschaltung 45 eingegeben, und das Ausgangseichsignal von der Eichsignalbildungsschaltung 44 wird an die Korrigierschaltung 45 angelegt, um dadurch das Videosignal von der Bildfühleinrichtung 3 in der Korrigierschaltung 45 in gleichartiger bzw. ähnlicher Weise wie in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 zu normalisieren. Das bedeutet, daß das Ausführungsbeispiel der Fig. 6 auch ein Videosignal liefert, das frei von den Einflüssen ist, die sich durch Veränderungen des Lichtes ergeben, das auf den Eichkörper 5 und das Objekt 1 aufgestrahlt wird, sowie von der Drift des elektrischen Schaltsystems einschließlich der Bildfühleinrichtung etc. Dieses Videosignal wird durch den A/D-Wandler 41, die Merkmalsextrahierschaltung 42 und den Rechner 43 in gleichartiger bzw. ähnlicher Weise verarbeitet, wie das bei dem obigen Ausführungsbeispiel der Fall ist, um die Inspektion des Objekts mit der gleichen Wirkung wie in dem obigen Ausführungsbeispiel durchzuführen.
Fig. 7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, in dem die gleichen Bezugszeichen wie in den Fig. 5 und 6 zur Bezeichnung der gleichen Elemente verwendet sind, und zwar unter Weglassung einer erneuten Erläuterung dieser Elemente.
In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 wird das Ausgangsvideosignal von der Bildfühleinrichtung an den A/D-Wandler 41 und außerdem an die Eichsignalbildungsschaltung 44 angelegt, wobei letzterer außerdem das Digitalsignal vom A/D-Wandler 41 zugeführt wird; und das Digitalsignal vom A/D-Wandler 41 sowie das Eichsignal von der Eichsignalbildungsschaltung 44 werden an die Korrigierschaltung 45 angelegt, deren Ausgangssignal von der Merkmalsextrahierschaltung 42 verarbeitet und dann von letzterer in den Rechner 43 eingegeben wird, und zwar in gleichartiger bzw. ähnlicher Weise wie bei den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 5 und 6.
Als nächstes seien praktische Ausführungsbeispiele der Videosignalverarbeitungsschaltung 4, die jeweils in den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 5, 6 und 7 verwendet wird, unter Bezugnahme auf die Fig. 8, 9 und 10 jeweils erläutert, in denen die gleichen Bezugszeichen, die in den Fig. 5, 6 und 7 verwendet worden sind, die gleichen Teile bezeichnen.
Die Fig. 8 zeigt ein praktisches Ausführungsbeispiel einer Videosignalverarbeitungsschaltung 4, die in dem Ausführungsbeispiel verwendet wird, das in Fig. 5 gezeigt ist. In diesem praktischen Ausführungsbeispiel der Fig. 8 wird das in üblicher Weise aus einem Bildsignal und einem Synchronisiersignal SV von der Bildfühleinrichtung 3 über einen Operationsverstärker OP 1 an einen Transistor TR 1 in Emitterfolgerschaltung angelegt, so daß ein aus einem horizontalen und vertikalen Synchronisiersignal zusammengesetztes Synchronisiersignal HV am Emitter des Transistors TR 1 erzeugt wird. Dieses zusammengesetzte Synchronisiersignal HV wird an einen monostabilen Multivibrator M 1 und an NAND-Schaltungen A 1 und A 2 angelegt, denen außerdem die Ausgangssignale des Multivibrators M 1 zugeführt werden, so daß ein horizontales und ein vertikales Synchronisiersignal HS bzw. VS von der NAND-Schaltung A 1 bzw. A 2 erzeugt wird. Das horizontale Synchronisiersignal HS von der NAND-Schaltung A 1 wird an monostabile Multivibratoren M 2 und M 3 angelegt, so daß man ein Synchronisiersignal HP erhält, das die horizontale Position des Eichkörpers 5 auf dem Schirm S bestimmt, während das vertikale Synchronisiersignal VS von der NAND-Schaltung A 2 an monostabile Multivibratoren M 4 und M 5 angelegt wird, um ein Synchronisiersignal VP zu erzeugen, das die vertikale Position des Eichkörpers 5 auf dem Schirm S bestimmt. Im Ergebnis werden, da das Videosignal des Eichkörpers 5 in einer Position (Zeitperiode) erscheint, die von den Synchronisiersignalen HP und VP bestimmt wird, diese Synchronisiersignale HP und VP in eine UND-Schaltung A 3 eingegeben, so daß man ein Signal VHP erhält, welches die obige horizontale und vertikale Position (Zeitperioden) des Videosignals des Eichkörpers 5 repräsentiert.
Das Videosignal SV von der Bildfühleinrichtung 3 wird außerdem in einen Operationsverstärker OP 2 eingegeben, dessen Ausgangssignal in eine Sampling- bzw. Abfragewert- bzw. Probenahmehalteschaltung SH eingegeben wird, der außerdem das Signal VHP von der UND-Schaltung A 3 zugeführt wird und die das Videosignal SV innerhalb einer Zeitdauer als Probenahme bzw. Abfragewert bzw. Sampling hält, wobei diese Zeitdauer durch das Signal VHP bestimmt ist, das von der UND-Schaltung A 3 an die Schaltung SH angelegt wird, und letztere erzeugt auf diese Weise ein Sampling- bzw. Abfragewert- bzw. Probenahmehaltesignal VSH. Dieses Signal VSH von der Sampling- bzw. Abfragewert- bzw. Probenahmehalteschaltung SH wird einem Transistor TR 2 zugeführt, und von letzterem einen A/D-Wandler AD 1, der dann einen entsprechenden Digitalwert b erzeugt. Der A/D- Wandler 41, dem das Videosignal SV von der Kamera 3 zugeführt wird, wie weiter oben bereits erörtert wurde, erzeugt einen entsprechenden Digitalwert a. Beide Digitalwerte a und b werden in einen als Korrigierschaltung 45 vorgesehenen Teiler eingegeben, der den Wert a/b berechnet. Wenn die Lichtmenge, die bei der Inspektion des Objekts in die Bildfühleinrichtung 3 eingeführt wird, beispielsweise 10% vermindert wird, und zwar verglichen mit der Lichtmenge, die bei der Aufnahme des Bezugskörpers in die Bildfühleinrichtung 3 eingeführt wird, dann nimmt der Digitalwert vom A/D-Wandler 41 den Wert 0,9 a an, das Signal VSH von der Sampling- bzw. Abfragewert- bzw. Probenahmehalteschaltung SH wird auf gleiche bzw. ähnliche Weise vermindert, und infolgedessen nimmt der Digitalwert b vom A/D-Wandler AD 1 den Wert 0,9 b an. Auf diese Weise berechnet die als Teiler ausgebildete Korrigierschaltung 45 den Wert von 0,9 a/0,9b, welcher gleich a/b ist. Das Ausgangssignal der Korrigierschaltung 45 ist frei von Einflüssen, die sich aufgrund einer Änderung der Lichtmenge oder -intensität im Sichtfeld der Bildfühleinrichtung 3 ergeben, sowie von Einflüssen, die sich aufgrund von Drifts in dem Schaltungssystem der Bildfühleinrichtung 3 etc. ergeben.
In Fig. 8 ist mit dem Bezugszeichen VR ein veränderbarer Widerstand bezeichnet, der mit dem Operationsverstärker OP 2 eingangsseitig verbunden ist, um dessen Betriebspunkt einstellen zu können.
Fig. 9 zeigt ein praktisches Ausführungsbeispiel der Videosignalverarbeitungsschaltung 4, die in dem in Fig. 6 gezeigten Ausführungsbeispiel verwendet werden kann. In dem praktischen Ausführungsbeispiel der Fig. 9 wird das aus einem Bildsignal und einem Synchronisiersignal zusammengesetzte Videosignal SV von der Bildfühleinrichtung 3 über einen Operationsverstärker OP 1 an einen Transistor TR 1 in Emitterfolgerschaltung angelegt, um ein aus einem horizontalen und vertikalen Synchronisiersignal zusammengesetztes Synchronisiersignal HV am Emitter des Transitors TR 1 zu erzeugen. Dieses zusammengesetzte Synchronisiersignal HV wird an einen monostabilen Multivibrator M 1 und an NAND-Schaltungen A 1 und A 2 angelegt, die außerdem mit den Ausgangssignalen des Multivibrators M 1 beaufschlagt werden, so daß ein horizontales und ein vertikales Synchronisiersignal HS bzw. VS von den NAND-Schaltungen A 1 bzw. A 2 erzeugt wird. Das horizontale Synchronisiersignal HS von der NAND-Schaltung A 1 wird an monostabile Multivibratoren M 2 und M 3 angelegt, so daß man ein Synchronisiersignal HP erhält, das die horizontale Position des Eichkörpers 5 auf dem Schirm S bestimmt, während das vertikale Synchronisiersignal VS von der NAND- Schaltung A 2 an monostabile Multivibratoren M 4 und M 5 angelegt wird, so daß man ein Synchronisiersignal VP erhält, das die vertikale Position des Eichkörpers 5 auf dem Schirm S bestimmt. Im Ergebnis werden, da das Videosignal des Eichkörpers 5 in einer Position (Zeitperiode) erscheint, die von den Synchronisiersignalen HP und VP bestimmt werden, die Signale HP und VP in eine UND-Schaltung A 3 eingespeist, um ein Signal VHP zu erzeugen, welches die obige horizontale und vertikale Position (Zeitperiode) des Videosignals des Eichkörpers 5 repräsentiert.
Das Videosignal SV von der Bildfühleinrichtung 3 wird außerdem einem Operationsverstärker OP 2 zugeführt, dessen Ausgangssignal in eine Sampling- bzw. Abfragewert- bzw. Probenahmehalteschaltung SH eingespeist wird, der außerdem das Signal VHP von der UND-Schaltung bzw. Abfragewert bzw. Probenahme innerhalb einer vorbestimmten Zeitdauer hält, die von dem Signal VHP bestimmt wird, das an die Schaltung SH von der UND-Schaltung A 3 aus angelegt ist, um ein Sampling- bzw. Abfragewert- bzw. Probenahmehaltesignal VSH zu erzeugen. Dieses Signal VSH wird einem Transistor TR 2 zugeführt, der ausgangsseitig mit einer lichtemittierenden Diode LED eines Photo- bzw. Lichtkopplers PH verbunden ist, der außerdem ein photoelektrisches Umwandlungselement oder einen Widerstand cds R 1 umfaßt. Der Widerstand R 1 des Photokopplers PH ist parallel zum Operationsverstärker OP 3 geschaltet, dem das Videosignal SV von der Bildfühleinrichtung 3 zugeführt wird. Wenn das Signal VSH ein hohes Niveau hat, nimmt ein Strom i, der durch die Diode LED des Photokopplers PH fließt, zu. Infolgedessen nimmt der Widerstandswert des Widerstands R 1 des Photokopplers PH während dieser Zeit ab. Wenn der Widerstandswert des Widerstands R 1 abnimmt, wird der Verstärkungsfaktor des Operationsverstärkers OP 2 niedrig.
Wie oben erläutert wurde, wird, wenn das zusammengesetzte Videosignal SV groß wird, der Verstärkungsfaktor des Operationsverstärkers OP 3 niedrig, während dann, wenn das Videosignal SV klein wird, der Verstärkungsfaktor des Operationsverstärkers OP 3 hoch wird. Als Folge hiervon erzeugt der Operationsverstärker OP 3 stets ein im wesentlichen konstantes Ausgangssignal SVO, das dem A/D-Wandler 41 eingegeben wird. Auf diese Weise wird das Ausgangssignal von der Korrigierschaltung 45 nicht durch Änderungen der Lichtmenge im Sichtfeld der Bildfühleinrichtung 3 sowie durch Drifts in dem Schaltungssystem einschließlich der Bildfühleinrichtung 3 etc. in ähnlicher Weise wie in dem Ausführungsbeispiel der Fig. 8 beeinflußt.
Unter Bezugnahme auf Fig. 10 sei nun ein praktisches Ausführungsbeispiel der Schaltung 4 beschrieben, die in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 verwendet werden kann. In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 10 wird das aus einem Bildsignal und einem Synchronisiersignal zusammengesetzte Videosignal SV von der Bildfühleinrichtung 3 über einen Operationsverstärker OP 1 an einen Transistor TR 1 in Emitterfolgerschaltung angelegt, so daß am Emitter des Transitors TR 1 ein aus einem horizontalen und vertikalen Synchronisiersignal zusammengesetztes Synchronisiersignal HV erzeugt wird. Dieses zusammengesetzte Synchronisiersignal HV wird an einen monostabilen Multivibrator M 1 und an NAND-Schaltungen A 1 und A 2 angelegt, denen außerdem die Ausgangssignale des Multivibrators M 1 zugeführt werden, so daß ein horizontales und ein vertikales Synchronisiersignal HS bzw. VS von den NAND-Schaltungen A 1 bzw. A 2 erzeugt wird. Das horizontale Synchronisiersignal HS von der NAND-Schaltung A 1 wird an monostabile Multivibratoren M 2 und M 3 angelegt, so daß ein Synchronisiersignal HP erzeugt wird, welches die horizontale Position des Eichkörpers 5 auf dem Schirm S bestimmt, während das vertikale Synchronisiersignal VS von der NAND-Schaltung A 2 an monostabile Multivibratoren M 4 und M 5 angelegt wird, um ein Synchronisiersignal VP zu erzeugen, welches die vertikale Position des Eichkörpers 5 auf dem Schirm S bestimmt. Im Ergebnis werden, da das Videosignal des Eichkörpers 5 in einer Position (Zeitperiode) erscheint, die von den Synchronisiersignalen HP und VP bestimmt wird, die Signale HP und VP in eine UND- Schaltung A 3 eingespeist, um ein Signal VHP zu erzeugen, welches die obige horizontale und vertikale Position (Zeitperiode) des Videosignals des Eichkörpers 5 bestimmt. Das Signal VHP wird an eine Latch- bzw. Sperr- bzw. Verriegelungsschaltung La angelegt, an die außerdem das digitale Videosignal VSd vom A/D-Wandler 41 gegeben wird. Das Ausgangssignal von der Latch- bzw. Sperr- bzw. Verriegelungsschaltung La wird einem Teiler Di eingespeist, mit dem ein Faktorwählschalter SW verbunden ist. Der Faktorwählschalter SW hat eine Mehrzahl von Schalterelementen, durch die es möglich ist, einen geeigneten Faktor b für den Teiler Di einzustellen. Das digitale Videosignal VSd vom A/D-Wandler 41 und das Ausgangssignal vom Teiler Di werden der Korrigierschaltung 45 eingegeben, die als Multiplizierschaltung ausgebildet ist.
Es sei angenommen, daß dann, wenn der Bezugskörper von der Bildfühleinrichtung 3 aufgenommen wird, der A/D-Wandler 41 digitale Videosignale VSd oder a 1, . . . ai, . . . an in einer Einzelbild- bzw. Halbbildaustastperiode erzeugt. In der Latch- bzw. Sperr- bzw. Verriegelungsschaltung La, der die digitalen Videosignale a 1, . . . ai, . . . an und außerdem das Signal VHP von der UND-Schaltung A 3 zugeführt werden, kommt es dazu, daß sie dann, wenn das digitale Videosignal, beispielsweise ai, in Ansprechung auf das Signal VHP eingeklinkt bzw. verriegelt wird, das digitale Videosignal ai während einer Einzelbild- bzw. Halbbildaustastperiode an den Teiler Di abgibt. Zu dieser Zeit erzeugt der Teiler Di, wenn ein geeigneter Faktor Di manuell mittels des Faktorwählschalters SW für den Teiler Di unter Berücksichtigung der Charakteristik des A/D-Wandlers 41 eingestellt worden ist. ein Ausgangssignal der Größe c = @O:°Kb°k:°Ka°k&udf54; oder ci =@O:°Kbi°k:°Kai°k&udf54;. Das Ausgangssignal ci =@O:°Kbi°k:ai&udf54; wird dann in die als Multiplizierschaltung ausgebildete Korrigierschaltung 45 eingegeben, der auch das Videosignal VSd oder a 1, . . . ai, . . . an von dem A/D-Wandler 41 zugeführt wird und die infolgedessen aufgrund der Eichung ein korrigiertes Ausgangssignal d = a × c = (ai . . . an) × @O:°Kbi°k:°Kai°k&udf54; erzeugt.
Als nächstes sei angenommen, daß ein zu inspizierendes Objekt von der Bildfühleinrichtung 3 aufgenommen wird und hierbei erzeugt der A/D-Wandler 41 digitale Videosignale a 11, . . . a 1 n. In diesem Falle ist, da das digitale Videosignal a 1 i in der Latch- bzw. Sperr- Verriegelungsschaltung La durch das Signal VHP (welches das gleiche ist, wie es beim Aufnehmen des Bezugsobjekts erzeugt worden ist) eingeklinkt bzw. verriegelt wird und der Faktor bi nicht verändert worden ist, das Ausgangssignal vom Teiler Di gleich dem Wert c = @O:°Kbi°k:°Ka°k¤°F1°f¤°Ki°k&udf54;, und das korrigierte Ausgangssignal von der als Multiplizierschaltung ausgebildeten Korrigierschaltung 45 beträgt d = (ai . . . an) × @O:°Kbi°k:°Ka°k¤°F1°f¤°Ki°k&udf54;. Infolgedessen läßt sich deutlich ersehen, daß das Ausgangssignal von der Korrigierschaltung 45 nicht durch Veränderungen in der Lichtmenge im visuellen Feld der Bildfühleinrichtung 3 und auch nicht durch Drifts in der Schaltung ähnlich wie bei den vorhergehenden Beispielen beeinflußt wird.
Wie oben erläutert wurde, wird in der vorgeschlagenen Inspektionseinrichtung selbst dann, wenn eine Umfangsbedingung bzw. ein Umgebungszustand, in denen ein zu inspizierendes Objekt von einer Bildfühleinrichtung aufgenommen wird, unterschiedlich von einer Bedingung wird, in der ein Bezugskörper von der Bildfühleinrichtung aufgenommen wird, und zwar aufgrund von Änderungen der Lichtbestrahlung des Objekts, des elektrischen Schaltsystems einschließlich der Bildfühleinrichtung etc., wodurch das Videosignal von der Bildfühleinrichtung entsprechend dem Objekt unterschiedlich von dem Videosignal wird, das dem Bezugskörper entspricht, wobei diese Unterschiedlichkeit nicht durch das Objekt selbst sondern durch den Unterschied zwischen den Umfangs- bzw. Umgebungsbedingungen zwischen dem zu inspizierenden Objekt und dem Bezugskörper verursacht wird, diese Änderung des Videosignals automatisch korrigiert und eine fehlerhafte Entscheidung, die durch die obigen Änderungen des Videosignals verursacht werden könnte, kann dadurch vermieden werden, daß ein Eichkörper innerhalb des Sichtfeldes der Bildfühleinrichtung für den Bezugskörper und/oder das zu inspizierende Objekt angeordnet wird; von dem Videosignal wird ein Eichsignal erhalten, welches dem Eichkörper entspricht, und das Videosignal von der Bildfühleinrichtung wird durch das Eichsignal korrigiert, bevor das Videosignal einem Rechner eingegeben wird. Demgemäß ist es bei der vorgeschlagenen Inspektionseinrichtung nicht erforderlich, kostenaufwendige Lichtquellen mit geringer Änderung der Lichtmenge oder -intensität, eine Lichtabschirmeinrichtung, die strikt jede Änderung des Lichtes von der Lichtquelle zu einem zu inspizierenden Objekt vermeidet, und eine kostenaufwendige Fernsehkamera, die ihrerseits selbst nur geringen Veränderungen unterworfen ist, zu verwenden, so daß die Inspektionseinrichtung sehr kostengünstig ausgebildet, jedoch in ihrer Genauigkeit erheblich verbessert ist.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Eichkörper 5 auf dem Inspektionstisch T angeordnet, wobei die Anordnungsposition des Eichkörpers 5 je nach Wunsch ausgewählt werden kann, sofern er innerhalb des visuellen Feldes der Bildfühleinrichtung 3 angeordnet ist und nicht das Aufnehmen eines Bezugskörpers und/oder eines Eichkörpers bzw. eines zu inspizierenden Objekts behindert sowie unverändert während des Aufnehmens des Bezugskörpers und/oder des Eichkörpers bzw. eines zu inspizierenden Objekts gehalten wird.
Weiterhin ist eine Beschränkung des Eichkörpers 5 auf weißes Papier unnötig, vielmehr kann die Farbe des Eichkörpers zum Erreichen des obigen Zweckes gewählt werden, beispielsweise kann sie grau, gelb oder dergleichen sein. Außerdem ist keine Beschränkung bezüglich des Materials, aus dem der Eichkörper 5 ausgebildet ist, erforderlich, sofern das Material in der Lage ist, seine Farbe unverändert beizubehalten. Es ist weiterhin ersichtlich, daß keine Beschränkung hinsichtlich der Form des Eichkörpers erforderlich ist, sofern er nicht das Aufnehmen eines Bezugskörpers und/oder eines zu inspizierenden Objekts durch die Bildfühleinrichtung beeinträchtigt.
Schließlich ist es auch möglich, die Korrektur eines Videosignals durch das Programm eines Rechners anstelle durch dessen Einrichtungen, wie in den obigen Beispielen der vorgeschlagenen Inspektionseinrichtung durchzuführen.

Claims

1. Inspektionseinrichtung, umfassend

(a) eine Bildfühleinrichtung (3) zum Aufnehmen eines Bezugskörpers (1) und/oder eines zu inspizierenden Objekts (1) und zum Erzeugen von Videosignalen (SV) des Bezugskörpers (1) und/oder des Objekts (1);

(b) eine Lichtquelle (2) zum Bestrahlen eines Sichtfeldes der Bildfühleinrichtung (3), innerhalb dessen sich der Bezugskörper (1) und/oder das Objekt (1) befindet;

(c) eine Einrichtung (43) zum Vergleichen des Videosignals (SV), das dem Objekt (1) entspricht, mit dem Videosignal (SV), das dem Bezugskörper (1) entspricht, und zwar zum Zwecke der Entscheidung, ob das Objekt (1) gleich dem Bezugskörper (1) ist oder nicht;

gekennzeichnet durch

(d) einen Eichkörper (5), der innerhalb des Sichtfeldes der Bildfühleinrichtung (3) getrennt von dem Bezugskörper (1) und/oder dem Objekt (1) angeordnet ist, wobei der Eichkörper (5) von der Bildfühleinrichtung (3) zusammen mit dem Bezugskörper (1) und/oder dem Objekt (1) aufgenommen wird und als Referenz für die Inspektion des Objekts (1) dient, wenn das Objekt (1) aufgenommen wird; und

(e) eine Ermittlungseinrichtung (41, 44, 45) zum Ermitteln eines Signals, welches dem Eichkörper (5) entspricht, und in dem Videosignal (SV), welches dem Objekt (1) entspricht, und von der Bildfühleinrichtung (3) herkommt, enthalten ist, wobei diese Ermittlungseinrichtung (41, 44, 45) das Videosignal (SV) mittels des erwähnten ermittelten Signals korrigiert, wenn irgendeine Änderung in dem ermittelten Signal aufgrund eines Unterschieds zwischen den die Bilder (5&min;) des Eichkörpers (5) repräsentierenden Videosignalen, welche jeweils zusammen mit dem Bild (1) aufgenommen werden, vorhanden ist.

2. Inspektionseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ermittlungseinrichtung (41, 44, 45) einen Analog-Digital-Wandler (41), eine Eichsignalbildungsschaltung (44) und eine Korrigierschaltung (45) umfaßt.

3. Inspektionseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Analog-Digital-Wandler (41) das Videosignal (SV) von der Bildfühleinrichtung (3) zugeführt wird und dieser das Videosignal (SV) in ein digitales Videosignal umwandelt; daß der Eichsignalbildungsschaltung (44) das Videosignal (SV) zugeführt wird und diese ein Eichsignal erzeugt, das auf dem dem Eichkörper (5) entsprechenden Signal basiert; und daß der Korrigierschaltung (45) das digitale Videosignal von dem Analog- Digital-Wandler (41) und das Eichsignal von der Eichsignalbildungsschaltung (44) zum Korrigieren des ersteren Signals mit dem letzteren Signal zugeführt wird.

4. Inspektionseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Eichsignalbildungsschaltung (44) das Videosignal (SV) von der Bildfühleinrichtung (3) zum Erzeugen eines Eichsignals zugeführt wird; daß der Korrigierschaltung (45) das Videosignal (SV) von der Bildfühleinrichtung (3) und das Eichsignal von der Eichsignalbildungsschaltung (44) zum Korrigieren des Videosignals (SV) mit dem Eichsignal zugeführt wird; und daß dem Analog-Digital-Wandler (41) ein Ausgangsvideosignal von der Korrigierschaltung (45) zugeführt wird.