CN102918353B - 板材的平坦度测量方法及采用该方法的钢板的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种无需大型的测量装置就能够测量板材的平坦度的方法。本发明的方法是将由亮部和暗部构成的明暗图案（P）投影在沿长度方向行进的板材（S）的表面上，通过利用具有比板材的宽度大的摄像视场的摄像部件（2）拍摄明暗图案来获取图案图像，通过对获取到的图案图像进行分析来测量板材的平坦度的方法。本发明的方法的特征在于，利用从具有在纵向和横向上分别以规定的间距配置的多个LED（111）的LED光源（1）射出的光，形成亮部在纵向和横向上分别以规定的设定间距配置的明暗图案，以该明暗图案的纵向沿着板材的长度方向、该明暗图案的横向沿着板材的宽度方向的方式将该明暗图案投影在板材的表面上。

Description

板材的平坦度测量方法及采用该方法的钢板的制造方法

技术领域

本发明涉及一种高精度地对沿长度方向行进的钢板等板材的平坦度进行测量的方法及采用该方法的钢板的制造方法。

背景技术

为了确保板材的质量，并且进行稳定的制造，要求板材具有良好的平坦度。因此，在板材的制造工序中要对平坦度进行适当的管理是一直以来的课题。

通常，使用伸长率差、陡度这样的值作为表示平坦度的指标。

伸长率差Δε是指板材的长度方向的一定区间中的、板材的宽度方向中央部的伸长率ε_CENT与板材的除宽度方向中央部以外(通过是边缘附近)的伸长率ε_EDGE之差，用以下的式(2)表示。

Δε＝ε_CENT－ε_EDGE…(2)

此外，陡度λ是通过使用板波的高度δ与其间距P，用λ＝δ/P来定义的。通过使该板波的形状近似于正弦波，从而在伸长率差Δε与陡度λ(％)之间存在有用以下的式(3)表示的众所周知的关系。

[数(数学式)1]

例如，作为板材的一例的热轧钢板的制造线通常由加热炉、粗轧机、精轧机列、冷却带和卷取机构成。由加热炉加热了的板坯被粗轧机轧制，被加工为厚度为30mm～60mm的钢坯(粗型材(日文：粗バー))。接着，钢坯被由6台～7台精轧机组成的精轧机列轧制，形成为客户所要求的厚度的热轧钢板。该热轧钢板在冷却带被冷却，并由卷取机卷取起来。

制造平坦度良好的热轧钢板对于确保产品质量是较为重要的，并且，对于稳定地进行向精轧机列的通板、卷取机中的卷取等来维持较高的生产率也是较为重要的。热轧钢板的平坦度不良的原因在于在精轧机列和冷却带中产生的、伸长率在板宽度方向上的不均。因此，作为用于制造平坦度良好的热轧钢板的方法，提出了在精轧机之间或在精轧机列的出口侧设置平坦度测量仪、板厚轮廓仪并根据这些仪器的测量值对精轧机的工作辊弯辊件进行反馈控制的方法、对工作辊的移动位置、精轧机列的载荷分配等设置条件进行学习控制的方法。如上所述的控制方法例如记载在日本特开平11－104721号公报中。此外，也提出了在冷却带的出口侧设置平坦度测量仪并根据该平坦度测量仪的测量值对冷却带的各冷却喷嘴的冷却水量进行反馈控制的方法。为了实施如上所述的控制方法，提出了在精轧机之间、精轧机列的出口侧或冷却带的出口侧对以高速行进的热轧钢板的平坦度进行测量的方法、装置，并将其应用于实际设备中。

作为以往的热轧钢板的平坦度测量方法，公知有如下方法：将由多根沿板宽度方向延伸的亮线构成的线状图案投影在被热轧并行进的热轧钢板的表面上，利用二维相机从与线状图案的投影方向不同的方向拍摄该线状图案，根据该拍摄图像内的线状图案的失真，测量热轧钢板的表面形状及平坦度。在该方法中，通过将线状图案投影在热轧钢板的长度方向(轧制方向)上的1m左右的范围内，抑制了测量精度在紧邻精轧机的出口侧的位置频繁观察到的、板波为驻波的状态(因板波在精轧机中被固定而成为固定端)下下降。如上所述的平坦度测量方法例如记载在日本特开昭61－40503号公报、日本特开2008－58036号公报中。

在日本特开昭61－40503号公报中记载有如下方法：通过沿板宽度方向以高速分别扫描3束在板的长度方向上隔开间隔地投射的激光光束，从而将由3根亮线组成的线状图案投影在板表面上，根据利用相机对该线状图案拍摄得到的拍摄图像内的线状图案的失真，测量板的表面形状及平坦度。但是，在由3根亮线组成的线状图案中，存在有无法高精度地测量板的表面形状量、特别是当板波的周期较短时测量精度极端变差这样的问题。

此外，在日本特开2008－58036号公报中记载有如下方法：使用描绘有高密度的线状图案的幻灯片(日文：スライド)，将由沿板宽度方向延伸的多个亮线构成的高密度的线状图案投影在板材表面上，根据利用相机对该高密度的线状图案拍摄得到的拍摄图像内的线状图案的失真，测量板材的表面形状及平坦度。在该方法中，与日本特开昭61－40503号公报所记载的方法不同，由于投影了高密度的线状图案，因此表面形状的测量分辨率(空间分辨率)提高，能够期待能够高精度地测量板材的表面形状。

日本特开2008－58036号公报所记载的那样的形状测量方法通常被称作格子投影法，并不限于测量钢板的表面形状的情况，该测量方法广泛地应用于各种用途。

图1是示意性地表示用于实施格子投影法的装置结构例的图。如图1所示，在格子投影法中，使用具有光源、描绘有格子图案(通常为线状图案)的幻灯片及成像透镜的投影仪从板材表面的斜上方将格子图案投影在板材表面上。然后，使用二维相机从与格子图案的投影方向不同的方向拍摄投影到板材表面上的格子图案。此时，若板材的表面形状发生变化，则板材表面的倾斜角度也会发生变化，利用相机拍摄的拍摄图像内的格子图案的间距(通常为构成线状图案的各亮线之间的间隔)会与上述板材表面的倾斜角度相应地发生变化。板材表面的倾斜角度与拍摄图像内的格子图案的间距之间的关系能够根据几何学计算出来。因此，如果测量拍摄图像内的格子图案的间距，就能够根据该测量结果与上述关系计算出板材表面的倾斜角度。然后，如果对该计算出的倾斜角度进行积分，就能够计算出板材的表面形状。

发明内容

在使用上述格子投影法测量热轧钢板的表面形状及平坦度的情况下，如上所述，作为格子图案将由多根沿板宽度方向延伸的亮线组成的线状图案投影在钢板表面上。然后，在该线状图案的拍摄图像内，在为了计算平坦度而需要测量表面形状的位置上设定沿热轧钢板的长度方向延伸的形状测量线，根据该形状测量线上的像素的浓度分布，计算出位于该形状测量线上的线状图案的间距(构成线状图案的各亮线之间的间隔)的分布。接着，根据位于上述形状测量线上的线状图案的间距的分布，计算出上述形状测量线上的钢板表面的倾斜角度的分布，并沿着上述形状测量线对该倾斜角度进行积分，从而计算出上述形状测量线上的钢板的表面形状。进而，根据该计算出的表面形状运算平坦度。

在将用于实施如图1所示那样的格子投影法的装置设置在热轧钢板的制造线上，对平坦度测量值进行实时反馈而对精轧机列进行控制的情况下，需要将装置设置在紧邻精轧机列的出口侧的位置上。除了在紧邻精轧机列的出口侧的位置上设有板厚度计、板宽度计、板温度计等测量仪以外，还在紧靠该位置的位置上具有水冷的冷却带，因此，大多无法确保足够的装置的设置空间。

为了尽可能减小装置的设置空间，首先，为了减小铅垂方向的设置空间，可以考虑使投影仪和相机靠近热轧钢板，并且，将各视角设定得较广以便热轧钢板的测量范围(在长度方向上1m左右)在投影仪的投影视角内和相机的视角内。但是，如图2所示，在投影仪的投影视角较广的情况下，为了减小水平方向的设置空间，必须将相机配置在能够接收投影仪投影光的正反射光(线状图案的正反射光)的位置。在提高表面形状的测量分辨率(空间分辨率)方面，只要投影间距较小的线状图案即可。但是，刚精轧制后的热轧钢板的表面的正反射性较强(正反射成分的反射强度较大)，因此，若将相机配置在能够接收投影仪投影光的正反射光的位置，则来自相机的光接收元件中的接收正反射光的元件的输出信号会饱和而产生晕影，从而在与接收正反射光的元件及其周边元件相对应的拍摄图像的像素区域中，相邻的亮线会彼此连在一起，而容易使线状图案变得模糊。此外，若过度降低相机的灵敏度以使得线状图案不会变得模糊，则会因除接收正反射光的元件以外的元件的输出信号强度不足而使拍摄图像中与上述输出信号强度不足的元件相对应的像素的浓度下降，成为难以识别亮线的线状图案。

此外，作为构成投影仪的光源，通常使用具有1kW以上的强大的输出功率的卤素灯、金属卤化物灯。对于这种光源而言，由于壳体较大，因此光源自身的尺寸较大，而且，由于光源发热而需要水冷机构、大型鼓风机(送风机)等强大的冷却机构，因此形成为大型的投影仪。

本发明是为了解决以上说明的以往技术的问题点而做成的，其第1课题在于提供一种对沿长度方向行进的钢板等板材的平坦度进行测量的方法，在该方法中，无需大型的测量装置就能够测量板材的平坦度。此外，其第2课题在于提供一种即使在将摄像部件配置在能够接收投影在正反射性较强的板材的表面上的明暗图案的正反射光的位置的情况下、也能够高精度地测量板材的平坦度的方法。

近年来，开发出了通过接通大电流而能够射出高亮度的光的、被称作所谓功率型LED(＝LightEmittingDiode：发光二极管)的LED，能够获得具有与金属卤化物灯同等水平的80lm/W以上的发光效率(＝发光强度/输入电力)的LED。在现阶段，由于能够使向一个元件的大小为1mm见方左右的功率型LED输入的输入电力为1W左右，因此能够使功率型LED的每单位面积的发光强度达到80lm/mm²以上。

另一方面，在以往的具有幻灯片的投影仪中，如果假定经由横100mm×竖80mm(面积8000mm²)的幻灯片对以总光束240000lm从输出功率为2.5kW的金属卤化物灯(例如欧司朗公司生产的HMI2500W/SE)射出的所有光进行投影，则幻灯片的每单位面积的发光强度为30lm/mm²。

即，若用一个元件单体评价功率型LED，则其每单位面积的发光强度超过具有金属卤化物灯的投影仪中的幻灯片表面上的每单位面积的发光强度。这意味着，如果将从LED光源射出的光用作明暗图案，则能够投影比使用输出功率为2.5kW的金属卤化物灯所投影的明暗图案亮的明暗图案，该LED光源在纵向和横向上分别以规定的间距配置有多个像功率型LED这样的LED。

在将从在纵向和横向上分别以规定的间距配置有多个LED的LED光源射出的光用作明暗图案的情况下，明暗图案不仅明亮，而且还能够获得以下(a)～(e)这样的优点。

(a)在将从LED光源射出的光用作明暗图案的情况下，LED光源由于能够由配置有多个LED的基板及其冷却机构(散热片、冷却风扇)构成，因此变得非常小型，能够以10cm见方左右的大小来实现。另一方面，在使用具有输出功率为kW级的金属卤化物灯的投影仪来投影明暗图案的情况下，在金属卤化物灯自身的长度有20cm左右的基础上，对从该灯射出的光进行配光的反射器也变得大型，因此，对于光源而言，即使在紧凑的情况也达到30cm见方以上，非常大。

(b)在将从LED光源射出的光用作明暗图案的情况下，不会产生像使用以往的具有幻灯片的投影仪的情况那样的幻灯片的暗部处的光量损失(例如在投影线状图案的情况下，一半的光量被浪费)，因此，能够以较小的输入电压投影与以往相同的图案，较为高效。

(c)作为构成LED光源的LED，能够适当地选择射出蓝色、绿色、红色等单一波长的光的LED。例如，在将明暗图案投影在刚轧制后的高温状态的钢板表面上的情况下，如果在摄像部件前方配置仅使LED的射出波长附近的光透过的带通滤波器，则能够采集到将从高温状态的钢板表面射出的辐射光的影响抑制到最小限度的明暗图案的图像。特别是在将明暗图案投影在高温状态的钢板表面上的情况下，应用射出蓝色光的LED是有效的做法。

(d)由于LED具有高速响应性，因此如果使用带电子快门的二维相机作为摄像部件，并使LED与该电子快门同步地点亮，则能够抑制LED的发热。

(e)在将从LED光源射出的光用作明暗图案的情况下，由于利用从各LED射出的光形成明暗图案的亮部，因此通过调整向各LED输入的输入电力(调整向各LED通入的电流值)，能够根据场所的不同容易地改变明暗图案的亮度。

本发明是本发明人通过着眼于如上所述的LED光源的优点而完成的。即，为了解决上述第1课题，本发明提供一种平坦度的测量方法，在该方法中，将由亮部和暗部构成的明暗图案投影在沿长度方向行进的板材的表面上，利用具有比上述板材的宽度大的摄像视场的摄像部件拍摄上述明暗图案，从而获取图案图像，通过对该获取到的图案图像进行分析来测量上述板材的平坦度，其特征在于，利用从具有在纵向和横向上分别以规定的间距配置的多个LED的LED光源射出的光，形成亮部在纵向和横向上分别以规定的设定间距配置的明暗图案，以该明暗图案的纵向沿着上述板材的长度方向、该明暗图案的横向沿着上述板材的宽度方向的方式将该明暗图案投影在上述板材的表面上。

采用本发明，使用具有在纵向和横向上分别以规定的间距配置的多个LED的LED光源作为用于将明暗图案投影在板材的表面上的光源，因此，无需大型的测量装置就能够测量板材的平坦度。

另外，本发明中的“具有在纵向和横向上分别以规定的间距配置的多个LED的LED光源”包括具有呈矩阵状地配置的多个LED(在沿纵向延伸的直线上以规定的间距配置并且在沿横向延伸的直线上以规定的间距配置的多个LED)的LED光源和具有在纵向和横向上分别以规定的间距呈锯齿状地配置的多个LED的LED光源这两者。在上述具有呈矩阵状地配置的多个LED的LED光源中，也包括在横向上无间隙地配置LED的LED光源(在将从该LED光源射出的光用作明暗图案的情况下，明暗图案变为线状图案)。

此外，本发明中的“以规定的间距配置的多个LED”未必必须以恒定的间距配置所有的LED，也可以包括局部地以与其他不同的间距配置的LED。但是。如后述那样，为了应用频率分析法求出明暗图案的亮部的纵向间距的分布，优选的是，至少在纵向上以恒定的间距配置LED。

此外，在本发明中，“设定间距”是指在假定供明暗图案投影的板材的表面形状完全平坦的情况下、将明暗图案的亮部的间隔沿摄像方向投影后而得到的值。特别是“纵向设定间距”是指沿着明暗图案的纵向相邻的亮部之间(在使用具有呈矩阵状地配置的多个LED的LED光源的情况下，是指沿着明暗图案的纵向呈直线状地相邻的亮部之间。在使用具有呈锯齿状地配置的多个LED的LED光源的情况下，是指沿着明暗图案的纵向呈锯齿状地相邻的亮部之间)的纵向的间隔。此外，“横向设定间距”是指沿着明暗图案的横向相邻的亮部之间(在使用具有呈矩阵状地配置的多个LED的LED光源的情况下，是指沿着明暗图案的横向呈直线状地相邻的亮部之间。在使用具有呈锯齿状地配置的多个LED的LED光源的情况下，是指沿着明暗图案的横向呈锯齿状地相邻的亮部之间)的横向的间隔。

在此，在将投影在板材的表面上的明暗图案作为间距较小的线状图案的情况下，若将摄像部件配置在能够接收明暗图案的正反射光的位置，则作为避免线状图案在与接收正反射光的元件及其周边元件相对应的像素区域中容易变得模糊的对策，一般认为有以下两种方法：(1)采用动态范围较广的相机作为摄像部件，以便即使降低摄像部件的灵敏度，未接收正反射光的元件的输出信号强度也不会不足；(2)增大线状图案的间距。

但是，对于上述(1)的对策，尽管通过采用近年来普及的数码相机，能够获得12位(4096级灰度)以上的动态范围，但是存在有布线长度受限、相机的成本升高这样的问题，有时无法容易地进行应用。

此外，对于上述(2)的对策，若简单地增大线状图案的间距(参照图3(b))，则表面形状的测量分辨率(空间分辨率)会降低，从而导致表面形状的测量精度及平坦度的测量精度变差。

因此，本发明人着眼于上述LED光源的优点(e)，想到了如果降低在摄像部件中接收该正反射光的亮部的亮度使其低于在摄像部件中未接收该正反射光的亮部的亮度，则即使在将摄像部件配置在能够接收投影在表面上的明暗图案的正反射光的位置的情况下，也能够使明暗图案不易变得模糊并且使测量分辨率不会降低地、高精度地测量板材的表面形状及平坦度。

即，除了解决上述第1课题以外，还为了解决上述第2课题，在本发明中，优选的是，在将上述摄像部件配置在能够接收上述明暗图案在上述板材的表面上的正反射光的位置的情况下，将向上述LED光源所具有的各LED通入的电流值中的、向与在上述摄像部件中接收该正反射光的亮部相对应的LED通入的电流值设定得最小。

例如，在利用摄像部件获取到的图案图像的中央部为与接收来自明暗图案的亮部的正反射光的摄像部件的元件相对应的像素区域的情况下，通过将向图案图像的中央部的与亮部相对应的LED通入的电流值设定得最小，能够在图案图像中使明暗图案不易变得模糊并且使测量分辨率不会降低地、高精度地测量板材的表面形状及平坦度。

另外，本发明中的“将向与接收正反射光的亮部相对应的LED通入的电流值设定得最小”不是指使向该LED(与接收正反射光的亮部相对应的LED)通入的电流值接近于0这样的意思，而是指以该LED的发光强度比其他LED的发光强度弱的方式、在向LED光源所具有的各LED通入的电流值中将向该LED通入的电流值设定为最小的值这样的意思。

在本发明中，优选的是，使用能够设定曝光时序和曝光时间的、带电子快门的二维相机作为上述摄像部件，使上述LED的点亮时序和点亮时间分别与在上述带电子快门的二维相机中设定的曝光时序和曝光时间同步。

采用该优选方法，LED的点亮时序和点亮时间分别与在带电子快门的二维相机中设定的曝光时序和曝光时间同步，因此，与连续地点亮LED的情况相比，能够抑制LED的发热。

此外，除了解决上述第1课题以外，还为了解决上述第2课题，本发明人进行了认真研究，想到了如下方法：如图3(c)所示，使用亮部在纵向和横向上分别以规定的设定间距(纵向的设定间距P_L、横向的设定间距P_W)呈锯齿状地配置的锯齿状图案作为投影在板材的表面上的明暗图案，以该锯齿状图案的纵向沿着板材的长度方向、横向沿着板材的宽度方向的方式将该锯齿状图案投影在板材的表面上。如果使用该锯齿状图案，则亮部在纵向和横向上呈锯齿状地配置，因此，即使纵向的亮部的设定间距P_L与以往的线状图案(图3(a))的设定间距P_L’相同，在纵向上呈直线状地相邻的亮部之间(例如亮部M1、M2)的距离也比在以往的线状图案中在纵向上相邻的亮部之间的距离P_L’大(为2倍)，因此，亮部之间的间隔扩大。对于横向而言，相对于在以往的线状图案中亮部连续的情况，在锯齿状图案中在横向上呈直线状地相邻的亮部之间(例如亮部M1、M3)具有间隔。因此，存在有即使在与接收正反射光的摄像部件的元件等相对应的像素区域中，明暗图案也不易变得模糊这样的优点。

但是，即使使用了锯齿状图案作为投影在板材的表面上的明暗图案，也与以往同样地产生如下情况：如果简单地根据沿着板材的长度方向(锯齿状图案的纵向)延伸的形状测量线L1上的像素的浓度分布计算板材的表面形状，则由于在纵向上呈直线状地相邻的亮部之间的间隔较大，因此表面形状的测量分辨率(空间分辨率)降低。

因此，本发明人进一步认真研究，着眼于将通过形状测量线L1上的像素且沿锯齿状图案的横向延伸的、具有亮部的横向设定间距P_W两倍以上的长度W的直线L2上的像素浓度平均化，从而计算出平均像素浓度。例如，假定锯齿状图案的亮部的像素浓度全部为254，暗部的像素浓度全部为0。若直线L2的长度W是亮部的横向设定间距P_W的两倍(W＝2P_W)，并且，直线L2上的亮部的像素数与暗部的像素数相同，则直线L2上的平均像素浓度为127。而且，若计算沿着形状测量线L1的平均像素浓度的分布(改变直线L2的纵向位置)，则该平均像素浓度分布成为：在直线L2穿过亮部的位置，平均像素浓度为127、在只穿过暗部的位置，平均像素浓度为0的分布，即成为具有与纵向的亮部的设定间距P_L相同的周期的分布。换言之，上述平均像素浓度分布的周期P_L与以往的线状图案(图3(a))的形状测量线L’上的像素浓度分布的周期P_L’相同。因而，如果根据上述平均像素浓度分布计算板材的表面形状，则能够使锯齿状图案的纵向(板材的长度方向)上的表面形状的测量分辨率(空间分辨率)不会降低地、获得与使用以往的线状图案的情况相同程度的测量分辨率。另外，与使用了线状图案的情况下的像素浓度分布的振幅相比，使用了锯齿状图案的情况下的平均像素浓度分布的振幅降低。但是，只要将进行平均化的直线L2的长度W设为亮部的横向设定间距P_W两倍以上的长度，则在直线L2上必然存在有亮部，因此，平均像素浓度分布的振幅即使降到最低，也只不过为使用线状图案的情况的1/2左右，不会成为问题。此外，锯齿状图案的横向(板材的宽度方向)上的表面形状的测量分辨率(空间分辨率)虽然会与直线L2的长度W相应地降低，但是由于作为本发明的主要应用对象的热轧钢板不会在宽度方向上发生急剧的形状变化，因此只要不极端地增大W就不会成为问题。

如以上说明的那样，本发明人想到了如果按照下述(A)～(C)的顺序计算板材的表面形状，则即使在将摄像部件配置在能够接收投影在表面上的明暗图案的正反射光的位置的情况下，也能够使明暗图案不易变得模糊并且使测量分辨率不会降低地、高精度地测量板材的表面形状及平坦度。

(A)使用亮部在纵向和横向上分别以规定的设定间距呈锯齿状地配置的锯齿状图案作为投影在板材的表面上的明暗图案，以该锯齿状图案的纵向沿着板材的长度方向、横向沿着板材的宽度方向的方式将该锯齿状图案投影在板材的表面上。

(B)将通过沿着锯齿状图案的纵向(板材的长度方向)延伸的形状测量线上的像素且沿锯齿状图案的横向(板材的宽度方向)延伸的、具有亮部的横向设定间距两倍以上的长度的直线上的像素浓度平均化，从而计算出平均像素浓度。

(C)计算出沿着形状测量线的上述平均像素浓度的分布，根据该平均像素浓度分布计算出沿着形状测量线的板材的表面形状。

根据上述本发明人的见解，除了解决上述第1课题以外，还为了解决上述第2课题，在本发明中，优选的是，包括以下第1步骤～第6步骤。

(1)第1步骤：利用从具有在纵向和横向上分别以规定的间距呈锯齿状地配置的多个LED的LED光源射出的光，形成亮部在纵向和横向上分别以规定的设定间距呈锯齿状地配置的锯齿状图案，以该锯齿状图案的纵向沿着上述板材的长度方向、该锯齿状图案的横向沿着上述板材的宽度方向的方式将该锯齿状图案投影在上述板材的表面上。

(2)第2步骤：将上述摄像部件配置在能够接收上述锯齿状图案在上述板材的表面上的正反射光的位置，通过利用该摄像部件拍摄上述锯齿状图案来获取图案图像。

(3)第3步骤：在上述获取到的图案图像内的规定的位置上设定沿着上述锯齿状图案的纵向延伸的形状测量线。

(4)第4步骤：将通过上述形状测量线上的像素且沿上述锯齿状图案的横向延伸的、具有上述亮部的横向设定间距两倍以上的长度的直线上的像素浓度平均化，从而计算出平均像素浓度。

(5)第5步骤：计算出上述平均像素浓度的沿着上述形状测量线的分布。

(6)第6步骤：根据上述计算出的平均像素浓度分布计算出上述板材的沿着上述形状测量线的表面形状，根据该计算出的表面形状运算上述板材的平坦度。

采用该优选方法，即使在将摄像部件配置在能够接收投影在表面上的明暗图案的正反射光的位置的情况下，也能够使明暗图案不易变得模糊并且使测量分辨率不会降低地、高精度地测量板材的表面形状及平坦度。

此外，采用上述优选方法，还能够获得如下所述的优点。当在面积有限的基板上配置多个LED而制作LED光源时，通常，确保LED驱动用的布线空间会成为问题。为了在面积有限的基板上高效地进行布线，期望的是，将多个LED配置成矩阵状，将沿着纵向或横向排列在一条直线上的各LED串联连接起来。但是，若串联连接许多LED，则串联连接的LED整体的输入电压过高，所需的直流电源成本较高。此外，在如上所述使用带电子快门的二维相机作为摄像部件，并与该电子快门同步地点亮LED的情况(闪光驱动(日文：点滅駆動)LED的情况)下，也产生了存在因耐电压限制而不存在用于该闪光驱动的继电器等的情况这样的问题。如上述优选方法那样，如果将LED配置成锯齿状，则能够将沿着纵向或横向排列在一条直线上的LED的个数设为配置成矩阵状的情况的一半，从而易于避免如上述那样的问题。例如，在将LED配置成锯齿状的情况下，仅通过沿纵向排列15个LED就能够实现与将LED配置成矩阵状并沿纵向排列30个LED的情况相同的测量分辨率。在串联连接30个蓝色LED的情况下，由于每一个LED的输入电压为3V～4V，因此串联连接的LED整体的输入电压达到90V～120V这样的高电压。另一方面，在为一半即15个的情况下，LED整体的输入电压也为一半即45V～60V即可，因此较为合适。

在此，在上述第6步骤中，在根据沿着形状测量线的平均像素浓度分布计算板材的沿着形状测量线的表面形状时，具体而言，首先，只要根据沿着形状测量线的平均像素浓度分布(例如对平均像素浓度分布应用公知的相位分析法)计算出锯齿状图案的亮部的纵向间距的沿着形状测量线的分布p_m(x)即可。锯齿状图案的亮部的纵向间距p_m与板材的表面的倾斜角度θ之间的关系能够根据几何学求出。因此，只要计算出锯齿状图案的亮部的纵向间距的沿着形状测量线的分布p_m(x)，就能够根据该亮部的纵向间距的分布p_m(x)与上述关系计算出板材的表面的倾斜角度的沿着形状测量线的分布θ(x)。

图4是表示锯齿状图案的亮部的纵向间距p_m与板材的表面的倾斜角度θ之间的关系的示意图。图4表示板材沿水平方向行进的例子。在图4中，θ是指板材的行进方向(水平方向)与板材的表面所成的倾斜角度，α是指与板材的行进方向垂直的方向(铅垂方向)和摄像部件的摄像方向所成的角度，β是指与板材的行进方向垂直的方向(铅垂方向)和锯齿状图案的投影方向所成的角度。此外，p_m是指就板材所获取到的图案图像中的锯齿状图案的亮部的纵向间距，p_m0是指将p_m在与板材的行进方向垂直的方向(铅垂方向)上投影后而得到的值。并且，p_S是指就与板材的行进方向平行设置(水平设置)且具有平坦的表面形状的基准件所获取到的图案图像中的锯齿状图案的亮部的纵向间距，p_S0是指将p_S在铅垂方向上投影后而得到的值。

在θ、α、β、p_m、p_m0、p_S、p_S0之间，下式(4)～(6)在几何学上成立。

[数2]

$\tan \mathrm{\θ}=\frac{(p_{m0}/p_{S0})-1}{(p_{m0}/p_{S0})\tan \mathrm{\β}}\mathrm{...}\left(4\right)$

$p_{S0}=\frac{p_S}{\cos \mathrm{\α}}\mathrm{...}\left(5\right)$

$p_{S0}=\frac{p_m\cos \mathrm{\θ}}{\cos (\mathrm{\α}-\mathrm{\θ})}\mathrm{...}\left(6\right)$

若将上述的式(5)、(6)代入式(4)中，则下式(7)成立。

[数3]

$\tan \mathrm{\θ}=\frac{(p_m/p_S)-1}{\tan \mathrm{\α}+(p_m/p_S)\tan \mathrm{\β}}\mathrm{...}\left(7\right)$

根据上述的式(7)，下式(8)成立。

[数4]

$\mathrm{\θ}={\tan }^{-1}\left\{\frac{(p_m/p_S)-1}{\tan \mathrm{\α}+(p_m/p_S)\tan \mathrm{\β}}\right\}\mathrm{...}\left(8\right)$

因而，板材的表面的倾斜角度的沿着形状测量线的分布θ(x)能够用下式(1)计算出来。

[数5]

$\mathrm{\θ}\left(x\right)={\tan }^{-1}\left\{\frac{\left(p_m\right(x\left)p_S\right(x\left)\right)-1}{tan\mathrm{\α}+\left(p_m\right(x)/p_S\left(x\right))\tan \mathrm{\β}}\right\}\mathrm{...}\left(1\right)$

在上述的式(1)中，x是指图案图像中的沿着锯齿状图案的纵向的位置(沿着板材的长度方向的位置)，θ(x)是指板材的行进方向(水平方向)与板材的表面所成的倾斜角度的分布，α是指与板材的行进方向垂直的方向(铅垂方向)和摄像部件的摄像方向所成的角度，β是指与板材的行进方向垂直的方向(铅垂方向)和锯齿状图案的投影方向所成的角度。

另外，在本发明中，优选的是，使用射出与从上述板材射出的辐射光的峰值波长不同的单一波长的光的LED作为上述LED，在上述摄像部件前方配置仅使上述LED的射出波长附近的光透过的带通滤波器。采用该优选方法，例如即使上述板材是刚轧制后的高温状态的钢板，也能够采集到将从钢板表面射出的辐射光的影响抑制到最小限度的图案图像。

此外，本发明还提供一种钢板的制造方法，在该方法中，在利用精轧机列对由粗轧机粗轧后的钢坯进行轧制之后，在冷却带对轧制后的钢板进行冷却而制造钢板，其特征在于，根据利用上述平坦度测量方法对作为板材的钢板的平坦度进行测量而得到的结果，对精轧机列的轧制条件或冷却带中的冷却条件进行控制。

采用本发明，无需大型的测量装置就能够测量板材的平坦度。此外，采用本发明，即使在将摄像部件配置在能够接收投影在正反射性较强的板材的表面上的明暗图案的正反射光的位置的情况下，也能够高精度地测量板材的表面形状，由此，能够高精度地测量板材的平坦度。

附图说明

图1是示意性地表示用于实施格子投影法的装置结构例的图。

图2是说明相机能够接收投影仪投影光的正反射光的范围的说明图。

图3是通过比较各种明暗图案来说明各种明暗图案的说明图。

图4是表示锯齿状图案的亮部的纵向间距p_m与板材的表面的倾斜角度θ之间的关系的示意图。

图5是表示用于实施本发明的平坦度测量方法的平坦度测量装置的概略结构例的示意图。

图6是表示图5所示的平坦度测量装置的设置状况的示意图。

图7是表示本发明的一实施方式中的配置条件下的、p_m/p_S与热轧钢板表面的倾斜角度θ之间的关系的曲线图。

图8是表示图5所示的LED光源的概略结构的示意图。

图9是表示图8所示的各基板上的LED的配置例的图。

图10是图8所示的各基板的布线图。

图11是表示在图5所示的图像分析装置中执行的处理的概要的流程图。

图12是用于说明热轧钢板的形状测量线的设定方法的说明图。

图13是用于说明运算陡度的方法的说明图。

图14是表示分别在对连续地点亮图5所示的LED光源的LED的情况和与摄像部件同步且间歇地点亮图5所示的LED光源的LED的情况下对LED的温度上升进行评价而得到的结果的曲线图。

图15表示通过使用倾斜角度测量用样品对由图5所示的平坦度测量装置测量的倾斜角度测量精度进行验证得到的结果。

图16表示在使用了由以往的具有幻灯片的投影仪形成的线状图案作为投影在热轧钢板表面上的明暗图案的情况下得到的图案图像例和在使用了由图5所示的LED光源形成的锯齿状图案作为投影在热轧钢板表面上的明暗图案的情况下得到的图案图像例。

图17是表示形成在构成以往的投影仪的幻灯片上的线状图案的一例的图。

图18表示在使用了由以往的具有幻灯片的投影仪形成的线状图案作为投影在热轧钢板表面上的明暗图案的情况下、一圈钢板的全长的陡度等的测量例。

图19表示在使用了由图5所示的LED光源形成的锯齿状图案作为投影在热轧钢板表面上的明暗图案的情况下、一圈钢板的全长的陡度等的测量例。

图20是表示对能够利用图5所示的平坦度测量装置计算出的热轧钢板的板宽度测量值进行评价而得到的结果的图表。

图21是表示图8所示的LED光源的变形例的概略结构的示意图。

图22表示通过使用图21所示的LED光源而得到的图案图像的例子。

具体实施方式

以下，适当地参照附图，列举板材为热轧钢板、在热轧钢板制造线的精轧机列的出口侧测量平坦度(陡度)的情况为例说明本发明的实施方式。

A.第1实施方式

<A－1.平坦度测量装置的整体结构>

图5是表示用于实施本发明的平坦度测量方法的平坦度测量装置的概略结构例的示意图。图6是表示图5所示的平坦度测量装置的设置状况的示意图。如图5、图6所示，本实施方式的平坦度测量装置100具有LED光源1、摄像部件2和图像分析装置3，该LED光源1用于将作为明暗图案的锯齿状图案P以锯齿状图案P的纵向沿着热轧钢板S的长度方向、锯齿状图案P的横向沿着热轧钢板S的宽度方向的方式投影在沿长度方向水平行进的热轧钢板S的表面上，该摄像部件2具有比热轧钢板S的宽度大的摄像视场，对投影在热轧钢板S的表面上的锯齿状图案P进行拍摄而获取图案图像，该图像分析装置3对在摄像部件2中获取到的图案图像进行分析。

如图6所示，供本实施方式的平坦度测量装置100设置的精轧机列出口侧的设置空间在热轧钢板S的长度方向只有2.5m、在铅垂方向上只有2.5m，因此，为了在热轧钢板S的长度方向上确保至少1m的测量范围(摄像视场)，必须将摄像部件2配置在能够接收来自LED光源1的投影光的正反射光(锯齿状图案P的正反射光)的位置。在本实施方式中，使用LED光源1，从热轧钢板S的斜上方以角度15°(铅垂方向与锯齿状图案P的投影方向所成的角度)投影锯齿状图案P，使用摄像部件2，从热轧钢板S的斜上方以角度25°(铅垂方向与摄像方向所成的角度)拍摄该投影了的锯齿状图案P。

图7是表示上述配置条件下的、p_m/p_S与热轧钢板S的表面的倾斜角度θ之间的关系的曲线图。在此，如上所述，p_m是指就热轧钢板S所获取到的图案图像中的锯齿状图案P的亮部的纵向间距，p_S是指就水平设置且具有平坦的表面形状的基准件所获取到的图案图像中的锯齿状图案的亮部的纵向间距，θ是指水平方向与热轧钢板S的表面所成的倾斜角度。热轧钢板S表面的倾斜角度θ的测量范围由所要求的平坦度(陡度)测量范围与能够在测量时产生的热轧钢板S表面整体的倾斜角度的范围之和确定。在本实施方式中，所要求的陡度的测量范围为－5％～+5％(如果换算为热轧钢板S的表面的倾斜角度，则相当于－9°～+9°)，在此基础上，考虑到伴随着热轧钢板S的偏差而产生的热轧钢板S表面整体的倾斜角度的变动余量，将热轧钢板S表面的倾斜角度θ的测量范围设为－15°～+15°。根据图7，若热轧钢板S表面的倾斜角度在－15°～+15°的范围内变化，则p_m/p_S在0.81～1.22的范围内变动。

<A－2.LED光源的结构>

图8是表示本实施方式的LED光源1的概略结构的示意图。如图8所示，本实施方式的LED光源1具有呈锯齿状地配置有射出蓝色光的多个LED111的基板11、配置在基板11的前面的成像透镜12(参照图5)、作为冷却机构的散热片13和气冷风扇14以及向LED111输入电力的直流电源15。在本实施方式中，以沿着与热轧钢板S的宽度方向平行的方向的方式排列5张基板11，将这5张基板11粘贴在散热片13上。不是在1张基板上配置LED111而是分割成5张基板11而在5张基板11上配置LED111，这是因为，在一部分LED111发生故障的情况下，不必更换配置有所有LED111的基板整体。即，只要仅更换配置有发生了故障的LED111的基板11即可。此外，在本实施方式中，直流电源15也有5个，以便能够向每个基板11输入电力。由此，由于能够在各基板11中单独调整输入电力，因此能够在热轧钢板S的宽度方向上调整(变更)锯齿状图案P的亮度。另外，在本实施方式中，示出了能够调整每个基板11的输入电力的例子，但是本发明并不限于此，例如，也能够做成能够调整沿各基板11的纵向配置成一直线状的每个LED111的输入电力的结构，或者做成能够调整每个LED111的输入电力的结构。

此外，作为优选方式，本实施方式的LED光源1具有触发产生器16和具有高速响应性的晶体管继电器(SSR＝SolidStateRelay)17。本实施方式的晶体管继电器17有5个，各晶体管继电器17夹设在用于连接各直流电源15与各基板11的配线的中途。触发产生器16朝向晶体管继电器17输出频率为40Hz、脉冲宽度为5msec的TTL触发。当该TTL触发接通时，直流电源15与基板11借助于晶体管继电器17电连接起来，向配置在基板11上的LED111输入电力而点亮LED111。当TTL触发断开时，直流电源15与基板11因晶体管继电器17而处于非电连接的状态，而熄灭配置在基板11上的LED111。这样一来，高速地闪光驱动LED111。

另一方面，触发产生器16也朝向摄像部件2输出TTL触发。向该摄像部件2输出的TTL触发与向上述晶体管继电器17输出的TTL触发相比输出时序延迟1msec，脉冲宽度为4msec。如后述那样，作为本实施方式的摄像部件2，使用带电子快门的二维相机，从触发产生器16输出的TTL触发被用于接通/断开摄像部件2的电子快门。即，当TTL触发接通时，电子快门打开(拍摄锯齿状图案P)，当TTL触发断开时，电子快门关闭(不拍摄锯齿状图案P)。

通过以上结构，配置在基板11上的LED111的点亮时序和点亮时间分别与在摄像部件2中设定的曝光时序和曝光时间同步，因此，与连续地点亮LED111的情况相比，能够抑制LED111的发热。

图9是表示各基板11上的LED111的配置例的图。图9(a)表示整体图，图9(b)表示局部放大的图。图10是各基板11的布线图。本实施方式的LED111是大小为0.6mm见方、最大能够输出0.6W的LED，将其固定在绝缘的铝制的基板11上而对其进行电布线。由于在各基板11上配置有共计240个LED111，因此向各基板11输入的输入电力为144W(＝0.6W×240)。如图9或图10所示，沿各基板11的纵向配置在一条直线上的LED111的个数为15个，这15个LED111串联连接，而且，沿基板11的横向排列的两个LED111构成一对，该LED111对在基板11的纵向上以2mm的间距、在横向上以2.2mm的间距呈锯齿状地配置。换言之，投影在热轧钢板S上的锯齿状图案P的1个亮部由从沿基板11的横向排列的两个LED111射出的光构成。像本实施方式这样，把沿基板11的横向排列的两个LED111看作一对(将从沿横向排列的一对LED111射出的光视为1个亮部)，由此，即使在万一哪个LED111发生故障而使串联连接的15个LED没有点亮的情况下，只要在横向上相邻的串联连接的15个LED点亮，就能够继续进行测量。但是，本发明并不限于此，当然也能够沿基板的纵向和横向以规定的间距(例如与上述一样，在基板11的纵向上以2mm的间距、在横向上以2.2mm的间距)呈锯齿状地配置各LED111，将从1个LED111射出的光视为锯齿状图案P的1个亮部。

在本实施方式中，由于必须将LED光源1设置在粉尘、雾状水滴大量飞散的场所，因此将LED光源1整体容纳在不锈钢制的防尘盒内。此外，为了避免粉尘、雾状水滴从用于投影锯齿状图案P的开口部进入防尘盒内而做成使用大型鼓风机向防尘盒内供给空气、并使空气从上述开口部向外部喷出的构造。

从具有以上说明的结构的LED光源1射出的光以18倍的成像倍率投影在热轧钢板S的表面上。从LED光源1到热轧钢板S表面的距离约为2.5m，所投影的锯齿状图案P的尺寸在纵向(板长度方向)上为1200mm，在横向(板宽度方向)上为1800mm。如图9所示，LED光源1中的LED111的配置间距(一对的LED111的配置间距)在基板11的纵向上为2mm，在横向上为2.2mm，如上所述成像倍率为18倍，因此，在热轧钢板S表面上，投影有亮部在纵向和横向上分别以约40mm的间距(即，纵向的设定间距P_L＝40mm，横向的设定间距P_w＝40mm)呈锯齿状地配置的锯齿状图案P。

<A－3.摄像部件的结构>

在本实施方式中，作为摄像部件2，使用具有SVGA尺寸的光接收元件(在横向上有788个光接收元件，在纵向上有580个的光接收元件)、并以逐行扫描方式输出每秒40张图像信号的、带电子快门的二维CCD相机。该CCD相机根据来自外部的同步信号能够多台同步地进行摄像。在本实施方式中，作为摄像部件2，使用两台上述CCD相机21、22。CCD相机21、22以各自的摄像视场具有彼此重叠的部分的方式并列设置，通过调整各自的镜头光圈和增益，将灵敏度设定为1：4(以下，为了方便，将灵敏度较低的CCD相机称作低灵敏度摄像部件21，将灵敏度较高的CCD相机称作高灵敏度摄像部件22)。

在本实施方式中，将摄像部件2的曝光时间设定为4msec，以便能够无抖动地测量以最大1500mpm这样的高速轧制并卷取的热轧钢板S的表面形状。此外，在本实施方式的摄像部件2的镜头的前方具有仅供蓝绿色透过的带通滤波器，以便在对950℃的热轧钢板S进行测量时，也能够不受来自热轧钢板S表面的辐射光的影响地清楚地拍摄锯齿状图案P。本实施方式的摄像部件2也与LED光源1相同地容纳在不锈钢制的防尘盒内，并且，为了避免镜头变脏而用压缩空气进行空气吹扫。本实施方式的摄像部件2由于在热轧钢板S的宽度方向上具有约1800mm的摄像视场，因此由摄像部件2获取的图案图像的横向的分辨率约为2.3mm/像素。

<A－4.图像分析装置的结构>

本实施方式的图像分析装置3是在通用的个人计算机(CPU：时钟频率为2.4GHz的Core2Duo处理器；OS：Windows(注册商标))中安装了用于执行后述那样的处理的程序(以下，称作平坦度分析程序)的结构。图像分析装置3构成为利用内置的多通道图像采集板将从低灵敏度摄像部件21和高灵敏度摄像部件22输出的图像信号以256级灰度(8位)同时采集到存储器内。被采集到图像分析装置3的存储器内的图像数据(图案图像)通过平坦度分析程序进行分析，将作为分析结果的平坦度测量值输出到图像分析装置3的监视器画面和上位的控制装置(用于控制精轧机等的控制装置)。

<A－5.平坦度分析程序的处理内容>

图像分析装置3利用所安装的平坦度分析程序按照图11所示的顺序对由摄像部件2拍摄获取到的图案图像进行处理。以下，依次说明各处理。

<A－5－1.形状测量线的设定处理(图11的S1)>

在设定形状测量线时，首先，对热轧钢板S是否进入到高灵敏度摄像部件22的摄像视场内进行判断。具体而言，在由高灵敏度摄像部件22获取到的图案图像的中央部设置规定的区域，在该区域内的像素浓度超过预先设定的阈值的情况下，判断为热轧钢板S进入到高灵敏度摄像部件22的摄像视场内。

如果判断为热轧钢板S进入到高灵敏度摄像部件22的摄像视场内，则在由高灵敏度摄像部件22获取到的图案图像中，考虑到图案图像的横向的分辨率(在本实施方式中约为2.3mm/像素)，并且，在热轧钢板S的最大制造宽度、即1650mm的范围内，在板宽度方向(图案图像的横向)上以75mm的间距设定23条沿着板长度方向(图案图像的纵向)延伸的形状测量线(在图12(a)中为标注了编号1～编号23的直线)。

另外，通过预先求出由高灵敏度摄像部件22获取到的图案图像内的坐标和由低灵敏度摄像部件21获取到的图案图像内的与其相对应的坐标之间的位置关系，从而能够在由低灵敏度摄像部件21获取到的图案图像中，在与如上所述在由高灵敏度摄像部件22获取到的图案图像中设定的形状测量线相对应的位置上设定形状测量线。

<A－5－2.沿着形状测量线的平均像素浓度分布的计算处理(图11的S2)>

在本处理中，对于由低灵敏度摄像部件21和高灵敏度摄像部件22双方分别获取到的图案图像，将通过形状测量线上的像素且沿锯齿状图案的横向延伸的、具有亮部的横向设定间距(在本实施方式中，横向设定间距P_W＝40mm)两倍以上的长度的直线上的像素浓度平均化，从而计算出平均像素浓度。如上所述，在本实施方式中图案图像的横向的分辨率约为2.3mm/像素，因此，将像素浓度平均化的直线的长度只要为35像素以上即可。在本实施方式中，考虑到在相当于各基板11的接合处的像素区域中锯齿状图案的亮部的横向间隔变大，而把将像素浓度平均化的直线的长度设为60像素，计算出沿着各形状测量线的平均像素浓度的分布。此外，计算出各形状测量线的x坐标(图案图像中的沿着锯齿状图案的纵向的位置)在以像素单位计为60～429的范围内的平均像素浓度分布(即370个平均像素数据)。

<A－5－3.区分使用低灵敏度摄像部件与高灵敏度摄像部件的判断处理(图11的S3)>

在本处理中，在沿着在由高灵敏度摄像部件22获取到的图案图像内设定的各形状测量线的平均像素浓度分布中，对浓度饱和的像素数进行计数。具体而言，在本实施方式中，若浓度超过250，则认为浓度饱和，对该像素数(浓度饱和像素数)进行计数。其结果，在浓度饱和像素数为预先设定的规定的阈值以上的情况下，使用沿着在由低灵敏度摄像部件21获取到的图案图像内设定的形状测量线的平均像素浓度分布(如后述那样，使用该平均像素浓度分布，计算出沿着形状测量线的热轧钢板S的表面形状)。另一方面，在浓度饱和像素数小于预先设定的阈值的情况下，使用沿着在由高灵敏度摄像部件22获取到的图案图像内设定的形状测量线的平均像素浓度分布。具体而言，例如在沿着在由高灵敏度摄像部件22获取到的图案图像内设定的编号6的形状测量线的平均像素浓度分布中，在浓度饱和像素数为阈值以上的情况下，使用沿着在由低灵敏度摄像部件21获取到的图案图像内设定的编号6的形状测量线的平均像素浓度分布。此外，例如在沿着在由高灵敏度摄像部件22获取到的图案图像内设定的编号13的形状测量线的平均像素浓度分布中，在浓度饱和像素数小于阈值的情况下，使用沿着在由高灵敏度摄像部件22获取到的图案图像内设定的编号13的形状测量线的平均像素浓度分布。

<A－5－4.热轧钢板表面的沿着形状测量线的倾斜角度分布和表面形状的计算处理(图11的S4)>

在本处理中，根据沿着就作为测量平坦度的对象的热轧钢板S如上述那样计算出的形状测量线的平均像素浓度分布，计算出锯齿状图案P的亮部的纵向间距的沿着形状测量线的分布p_m(x)。

另一方面，对水平设置且具有平坦的表面形状的基准件实施与上述相同的各处理，计算出就基准件获取到的图案图像中的沿着形状测量线的平均像素浓度分布。然后，根据这些沿着形状测量线的平均像素浓度分布，预先计算出锯齿状图案的亮部的纵向间距的沿着形状测量线的分布p_S(x)。

作为根据平均像素浓度分布计算亮部的纵向间距的分布p_m(x)、p_S(x)的方法，一般认为有多种方法，在本实施方式中，应用以下说明的相位分析法。

以下，说明应用于上述平均像素浓度分布的相位分析法。

将就作为测量平坦度的对象的热轧钢板S所得到的平均像素浓度分布设为f(x)。若通过对该f(x)应用傅立叶变换法等频率分析法，从f(x)中仅抽出相当于所设想的锯齿状图案的亮部的纵向间距的变动幅度(例如－5％～+5％)的空间频率成分，则能够获得用下式(9)表示的分布f_S(x)。在该f_S(x)中，作为周期性成分仅包括所投影的锯齿状图案的亮部的纵向间距的分布，因此，通过对相位成分φ(x)进行分析，能够求出纵向间距的分布。

[数6]

f_s(x)＝A(x)sinφ(x)…(9)

在相位成分的分析中，例如能够采用希尔伯特变换。希尔伯特变换是指向相位相对于原来的波形偏移了π/2(90°)的同振幅的波形的变换。在用于进行希尔伯特变换的计算方法中，利用了如下方式，即，通过将对f_S(x)进行离散傅立叶变换而得到的F_S(k)的负的频率部的系数置换为0，使离散逆傅立叶变换后的结果为f_S(X)+if_H(x)。所得到的f_H(x)相对于f_S(x)相位偏移了π/2，因此，用下式(10)表示。

[数7]

$f_H\left(x\right)=A\left(x\right)sin\{\mathrm{\&phi;}\left(x\right)-\frac{\mathrm{\&pi;}}{2}\}=-A\left(x\right)cos\mathrm{\&phi;}\left(x\right)\mathrm{...}\left(10\right)$

因此，对f_S(x)/f_H(x)的反正切(反正切函数)进行计算后的结果如下式(11)所示，与作为相位成分的－φ(x)相等。

[数8]

${\tan }^{-1}\left\{\frac{f_S\left(x\right)}{f_H\left(x\right)}\right\}=-{\tan }^{-1}\left\{\frac{A\left(x\right)sin\mathrm{\&phi;}\left(x\right)}{A\left(x\right)cos\mathrm{\&phi;}\left(x\right)}\right\}=-\mathrm{\&phi;}\left(x\right)\mathrm{...}\left(11\right)$

由于所得到的φ(x)被包裹起来(在每个π处折返)，因此在每个折返点加减π(进行展开处理)，形成连续的波形。此外，如下式(12)所示，通过计算f_S(x)与f_H(x)的平方和的平方根，能够求出f_S(x)的振幅A(x)。

[数9]

$\sqrt{{\left\{f_S\left(x\right)\right\}}^2+{\left\{f_H\left(x\right)\right\}}^2}=\sqrt{{\left\{A\left(x\right)sin\left(\mathrm{\&phi;}\right(x)\right)\}}^2+{\left\{A\left(x\right)\cos \left(\mathrm{\&phi;}\right(x)\right)\}}^2}=A\left(x\right)\mathrm{...}\left(12\right)$

在此，由于作为相位成分φ(x)的微分的dφ(x)/dx与空间频率分布乘以2π得到的值相等，因此锯齿状图案的亮部的纵向间距p_m(x)能够用下式(13)求出。

[数10]

$p_m\left(x\right)=2\mathrm{\&pi;}{\left(\frac{d\mathrm{\&phi;}\left(x\right)}{dx}\right)}^{-1}\mathrm{...}\left(13\right)$

对于就水平设置且具有平坦的表面形状的基准件所得到的平均像素浓度分布也进行与上述相同的分析，由此，能够求出锯齿状图案的亮部的纵向间距p_S(x)。

接着，在本处理中，根据如上所述计算出的锯齿状图案的亮部的纵向间距的分布p_m(x)、p_S(x)与下述的式(1)，计算热轧钢板S的表面的沿着形状测量线的倾斜角度的分布θ(x)。

[数11]

$\mathrm{\&theta;}\left(x\right)={\tan }^{-1}\left\{\frac{\left(p_m\right(x)/p_S(x\left)\right)-1}{tan\mathrm{\&alpha;}+\left(p_m\right(x)/p_S\left(x\right))tan\mathrm{\&beta;}}\right\}\mathrm{...}\left(1\right)$

在上述的式(1)中，x是指图案图像中的沿着锯齿状图案的纵向的位置(沿着板材的长度方向的位置)，θ(x)是指水平方向与板材的表面所成的倾斜角度的分布，α是指铅垂方向与摄像部件的摄像方向所成的角度(在本实施方式中为25°)，β是指铅垂方向与锯齿状图案的投影方向所成的角度(在本实施方式中为15°)。

最后，在本处理中，通过沿着各形状测量线对如上所述计算出的热轧钢板S的表面的沿着各形状测量线的倾斜角度进行积分，计算出热轧钢板S的沿着各形状测量线的表面形状。

对于是否能够正常计算出热轧钢板S的沿着各形状测量线的表面形状而言，例如能够根据沿着各形状测量线的平均像素浓度分布的振幅是否过度变小来进行判断。具体而言，对通过如上述那样对平均像素浓度分布f(x)进行相位分析而用式(12)计算出的振幅A(x)中的、小于预先设定的阈值的振幅的像素数进行计数，能够进行如下判断，如果该像素数比预先确定的个数少，则判断为未能正常计算出热轧钢板S的表面形状，如果该像素数为预先确定的个数以上，则判断为能够正常计算出热轧钢板S的表面形状。

<A－5－5.代表形状测量线的确定(图11的S5)>

在本处理中，首先，确定所有的形状测量线中的、通过上述判断能够正常计算出热轧钢板S的表面形状的形状测量线。对于图12所示的例子，在编号5～编号21的形状测量线中，能够正常计算出热轧钢板S的表面形状(参照图12(b))。

接着，选定能够正常计算出热轧钢板S的表面形状的形状测量线(编号5～编号21的形状测量线)中的、在板宽度方向上比最靠板宽度方向边缘的形状测量线(编号5和编号21的形状测量线)靠内侧1条的形状测量线(编号6和编号20的形状测量线)作为代表形状测量线L11、L15。

并且，还选定能够正常计算出热轧钢板S的表面形状的形状测量线(编号5～编号21的形状测量线)中的、将由最靠板宽度方向边缘的形状测量线(编号5和编号21的形状测量线)划分的板宽度方向的范围大致4等分的形状测量线(编号9、编号13及编号17的形状测量线)作为代表形状测量线L12、L13、L14。

像以上那样，确定共计5条代表形状测量线L11～L15。

<A－5－6.平坦度(陡度)的运算处理(图10的S6)>

在本处理中，根据如上所述计算出的热轧钢板S的沿着各代表形状测量线L11～L15的表面形状，运算陡度。在运算该陡度时，首先，根据沿着各代表形状测量线L11～L15的恒定的对象区间中的表面长度与其间的直线距离，计算出各代表形状测量线L11～L15上的伸长率。然后，计算出热轧钢板S的宽度方向中央部的代表形状测量线L13中的伸长率ε_CENT与其他代表形状测量线L11、L12、L14、L15中的伸长率ε_EDGE之差，即计算出伸长率差Δε(参照上述的式(2))。然后，根据该伸长率差Δε与上述的式(3)，运算出陡度λ。

以下，参照图13具体说明根据沿着左侧边缘附近的代表形状测量线L11和宽度方向中央部的代表形状测量线L13的表面形状求出陡度的情况。

图13是用于说明运算陡度的方法的说明图。代表形状测量线L11中的伸长率ε_EDGE是根据热轧钢板S的沿着代表形状测量线L11的表面形状S11的对象区间中的表面长度与其间的直线距离用图中的计算式计算出来的。同样地，代表形状测量线L13中的伸长率ε_CENT是根据热轧钢板S的沿着代表形状测量线L13的表面形状S13的对象区间中的表面长度与其间的直线距离用图中的计算式计算出来的。在图13所示的例子中，为了抑制微小的测量噪声的影响，用点P₀～P₁₂将对象区间分割为12个区间并进行折线近似，由此，计算出表面形状S11和S13的表面长度。然后，计算出代表形状测量线L13中的伸长率ε_CENT与代表形状测量线L11中的伸长率ε_EDGE之差，即计算出伸长率差Δε，根据该伸长率差Δε与式(3)，运算出陡度λ。

<A－5－7.测量结果的有效性判断处理(图11的S7)>

在本处理中，像上述那样，就热轧钢板S的在长度方向上不同的多个部位的平坦度(陡度)依次进行测量，并分别对预先设定的最近N(N为2以上的整数)次的平坦度测量值是否是测量成功的平坦度测量值进行判断。在本实施方式中，对是否是测量成功的平坦度测量值的判断是通过是否能够正常计算出热轧钢板S的沿着所有代表形状测量线的表面形状来进行判断的。即，在能够正常计算出热轧钢板S的沿着所有代表形状测量线的表面形状的情况下，初次判断为是测量成功的平坦度测量值。对于是否能够正常计算出热轧钢板S的沿着代表形状测量线的表面形状而言，如上所述，对用式(12)计算出的振幅A(x)中的、小于预先设定的阈值的振幅的像素数进行计数，如果该像素数比预先确定的个数少，则判断为未能正常计算出热轧钢板S的表面形状，如果该像素数为预先确定的个数以上，则判断为能够正常计算出热轧钢板S的表面形状。

接着，在本处理中，在最近N次的平坦度测量值中的、判断为是测量成功的平坦度测量值的次数为预先设定的阈值M以上的情况下，向控制精轧机等的控制装置输出表示测量成功的信号(表示测量结果有效的信号)，并且，作为平坦度测量结果向上述控制装置输出上述最近N次的平坦度测量值中的、测量成功的平坦度测量值的平均值。另一方面，在判断为是测量成功的平坦度测量值的次数小于上述阈值M的情况下，向上述控制装置输出表示测量失败的信号(表示测量结果无效的信号)。

在本实施方式中，设定为N＝10。采用本实施方式的图像分析装置3，能够在1秒钟内处理20张图案图像，因此，对于N＝10而言相当于0.5秒。这对在向精轧机等的反馈控制中使用平坦度测量值所需的测量响应速度来说已经足够。此外，在本实施方式中，设定为阈值M＝5。为了准确地运算陡度，一般认为需要在热轧钢板S的宽度(最大为1.65m)的约3倍以上的长度5m上的测量值。因此，设定为阈值M＝5，以便向上述控制装置输出在本实施方式中的热轧钢板S的长度方向的摄像视场1m的范围内能够正常测量至少5次得到的平坦度测量值。

以下，说明应用了本实施方式的平坦度测量方法的情况的效果。

<A－6.关于LED的同步点亮的效果>

图14是表示分别在对连续地点亮本实施方式的LED的情况和与摄像部件同步且间歇地点亮本实施方式的LED的(频率40Hz、点亮时间5msec)的情况下对LED的温度上升(到达温度)进行评价而得到的结果的曲线图。

如图14所示，在连续点亮的情况下，即使是0.3W左右的输入电力，LED111也达到100℃以上的高温。通常，由于LED的耐热温度为120℃左右，因此在连续点亮的情况下，有可能会使LED111的寿命明显变短。另一方面，像本实施方式这样间歇点亮的情况下，即使在输入最大电力0.6W(瞬间值)的情况下，温度上升也为50℃左右，温度上升较低，从而会防止由发热导致的LED111的破损。

<A－7.倾斜角度测量精度的验证>

图15表示通过使用倾斜角度测量用样品对由本实施方式的平坦度测量装置测量的倾斜角度测量精度进行验证得到的结果。图15(a)是表示倾斜角度测量用样品的概略结构的俯视图，图15(b)是表示倾斜角度测量用样品的概略结构的主视图，图15(c)是表示测量精度验证结果的曲线图。

如图15(a)和图15(b)所示，倾斜角度测量用样品构成为能够任意设定作为板材的聚氯乙烯板的长度方向上的两个位置(相当于旋转轴a和b的位置的位置)的倾斜角度，通过使用倾斜计(测量精度0.05°)对在各位置设定的倾斜角度进行了测量。接着，将该倾斜角度测量用样品设置在辊道上，使用图5所示的平坦度测量装置100，对聚氯乙烯板的上述两个位置的倾斜角度进行了测量。图15(c)的横轴表示在上述两个位置设定的倾斜角度的差，纵轴表示用平坦度测量装置100测量到的上述两个位置处的聚氯乙烯板宽度方向中央部的倾斜角度的差。

如图15(c)所示，平坦度测量装置100的测量结果与设定值(倾斜计的测量值)之差为2σ＝0.45°。若假定板材的表面形状为正弦波，则陡度与倾斜角度存在比例关系，若将在热轧钢板的制造线中设想的最大陡度5％换算为倾斜角度，则相当于9°。因此，上述0.45°若换算为陡度则为0.13％，可以说能够确保良好的测量精度。

<A－8.图案图像的比较>

图16表示在使用了由以往的具有幻灯片的投影仪形成的线状图案作为投影在热轧钢板S表面上的明暗图案的情况下得到的图案图像例和在使用了由本实施方式的LED光源形成的锯齿状图案的情况下得到的图案图像例。图16(a)表示使用了由以往的具有幻灯片的投影仪形成的线状图案的情况下的图案图像例。图16(b)是使用了由本实施方式的LED光源形成的锯齿状图案的情况下的图案图像例，是表示对LED光源的所有基板输入了相同的电力的情况的例子。图16(c)是使用了由本实施方式的LED光源形成的锯齿状图案的情况下的图案图像例，是表示将与热轧钢板S的宽度方向中央部相对应的基板的输入电力设定得比与宽度方向边缘部相对应的基板的输入电力低的情况的例子。图16(a)～图16(c)的图案图像均是由高灵敏度摄像部件22获取到的图案图像。此外，图16(a)～图16(c)的图案图像均是就相同材质、相同尺寸的热轧钢板S的稳定部所获取到的图案图像。

另外，作为构成上述以往的具有幻灯片的投影仪的光源，使用了输出功率为2.5kW的金属卤化物灯。从该灯射出的光通过配置在灯前面的幻灯片和成像透镜，以约18倍的成像倍率投影在热轧钢板S表面上。从投影仪到热轧钢板S表面的距离为2.5m，所投影的线状图案的尺寸在纵向上为1400mm，在横向上为1800mm。在上述幻灯片上，通过在石英玻璃基板上蒸镀Cr而形成有线状图案。蒸镀有Cr的部分形成为线状图案的暗部，未蒸镀有Cr的部分形成为线状图案的亮部。

图17是表示形成在构成以往的投影仪的幻灯片上的线状图案的一例的图。图17(a)表示整体图，图17(b)表示局部放大的图。如图17所示，在幻灯片上，在纵向上以1.6mm的间距配置有亮部M。如上所述，由于成像倍率为约18倍，因此在热轧钢板S表面上，投影有亮部M在纵向上以约28.8mm的间距配置的线状图案。对于热轧钢板S表面附近的照度而言，在投影仪的光轴附近约为6000Lx，在热轧钢板S的边缘附近约为3000Lx。

如图16(a)所示，在使用了由以往的投影仪形成的线状图案的情况下，在与接收正反射光的位置相对应的像素区域(图案图像的中央部)中，像素浓度饱和，线状图案变得模糊。与此相对，在使用了由本实施方式的LED光源形成的锯齿状图案的情况下，即使在对所有基板输入相同的电力时(图16(b))，在图案图像的中央部，锯齿状图案也没有完全变得模糊，特别是在将向与图案图像的中央部相对应的基板输入的输入电力设定为最小时(图16(c))，锯齿状图案没有变得模糊，而能够清楚地对其进行观察。

<A－9.陡度等测量图的比较>

图18表示在使用了上述由以往的具有幻灯片的投影仪形成的线状图案作为投影在热轧钢板S表面上的明暗图案的情况下、一圈钢板的全长的陡度等的测量例。图19表示在使用了由本实施方式的LED光源形成的锯齿状图案作为投影在热轧钢板S表面上的明暗图案的情况下、一圈钢板的全长的陡度等的测量例。图18(a)和图19(a)表示就两边缘附近的代表形状测量线L11、L15所测量到的陡度的测量值，图18(b)和图19(b)表示最近10次的平坦度测量值中的测量成功的次数，图18(c)和图19(c)表示能够正常测量表面形状的代表形状测量线的条数。作为测量对象的热轧钢板S在任一情况下均为相同的材质、相同的尺寸，并且是产生了平坦度不良的顶端附近的热轧钢板。

如图18所示，在使用由以往的具有幻灯片的投影仪形成的线状图案作为明暗图案的情况下，对于表面形状的测量，发生了无法就所有的5条代表形状测量线正常地进行测量，就几个代表形状测量线进行的测量失败的情况。因此，发生了最近10次的平坦度测量值中的测量成功的次数小于5次的情况，而成为无法信赖的测量值，因此，无法向控制装置输出。特别是在本来需要对平坦度进行控制的热轧钢板S顶端的无张力状态下无法进行测量。另一方面，如图19所示，在使用了由本实施方式的LED光源形成的锯齿状图案作为明暗图案的情况下，大致在一圈热轧钢板S的全长上，能够正常测量表面形状，可知与以往相比获得了改善。

<A－10.边缘检测位置的验证>

图20是表示对能够利用本实施方式的平坦度测量装置100计算出的热轧钢板S的板宽度测量值进行评价而得到的结果的图表。图20的横轴表示实际的板宽度，纵轴表示由平坦度测量装置100测量的板宽度测量值与实际的板宽度之差。参照图12，如上所述，由平坦度测量装置100测量的板宽度测量值是指能够正常计算出热轧钢板S的表面形状的形状测量线(在图12所示的例子中为编号5～编号21的形状测量线)中的、最靠板宽度方向边缘的形状测量线(在图12所示的例子中为编号5和编号21的形状测量线)彼此之间的间隔。因而，由平坦度测量装置100测量的板宽度测量值能够与各形状测量线的间距相同地以75mm的间距计算出来。

如图20所示，由平坦度测量装置100测量的板宽度测量值与实际的板宽度之差为－100mm～+50mm左右。如上所述，由平坦度测量装置100测量的板宽度测量值是指能够正常计算出热轧钢板S的表面形状的形状测量线中的、最靠板宽度方向边缘的形状测量线彼此之间的间隔。此外，左侧边缘附近的代表形状测量线L11和右侧边缘附近的代表形状测量线L15是在板宽度方向上比上述最靠板宽度方向边缘的形状测量线靠内侧1条(内侧75mm)的形状测量线。因此，左侧边缘附近的代表形状测量线L11和右侧边缘附近的代表形状测量线L15之间的间隔与实际的板宽度之差就变为－250mm(＝－100－75－75)～－100mm(＝+50－75－75)的值。换言之，左侧边缘附近的代表形状测量线L11和右侧边缘附近的代表形状测量线L15的位置比实际的热轧钢板S的边缘平均靠内侧50mm～125mm。因而，能够认为在通常用于平坦度控制的位置对表面形状进行了测量。

<A－11.测量稳定性>

在表1中表示就同一钢种的热轧钢板S对使用了上述由以往的具有幻灯片的投影仪形成的线状图案的情况下的测量稳定性与使用了由本实施方式的LED光源形成的锯齿状图案的情况下的测量稳定性进行比较而得到的结果的一例。根据钢种的不同，热轧钢板S表面的状况不同，因此，就与在使用了由以往的投影仪形成的线状图案的情况下表面形状测量成功率较低的钢种相同的钢种，对测量稳定性进行了比较。表1中的表面形状测量成功率、有效判断率分别表示用下式(14)、(15)对各圈热轧钢板S求得的值的平均值。

表面形状测量成功率＝(能够正常计算出表面形状的代表形状测量线的条数/就一圈全长拍摄的拍摄图像中分别确定的代表形状测量线的总条数)×100…(14)

有效判断率＝(平坦度测量成功的次数/就一圈全长拍摄的拍摄图像数)×100…(15)

[表1]

对于表面形状的测量，在使用了由以往的投影仪形成的线状图案的情况下为83.8％的成功率，但是通过使用由本实施方式的LED光源形成的锯齿状图案，成功率大幅度改善为99.8％。与此相伴，有效判断率也从94.2％改善为99.9％。

如上述说明那样，若考虑到使用由以往的投影仪形成的线状图案的情况下的测量不良多发生在本来应进行控制的平坦度不良部的情况，则能够期待像本实施方式那样通过使用由LED光源形成的锯齿状图案所带来的对平坦度测量值的控制的应用效果变得较大。而且，根据测量结果的有效性判断，接通/断开控制，由此，能够防止由测量异常值导致的控制失误，从而能够实现稳定的控制。

B.第2实施方式

<B－1.LED光源的结构>

在上述第1实施方式中，说明了使用呈锯齿状地配置有多个LED的LED光源的方式，但是本发明并不限于此，也能够使用呈矩阵状地配置有多个LED的LED光源。

图21是表示本实施方式的LED光源1A的概略结构的示意图。图21(a)是LED光源1A的主要部分的立体图，图21(b)是表示各基板11上的LED111的配置例的图。如图21所示，本实施方式的LED光源1A在具有5张呈矩阵状地配置有多个LED111的基板11这一点上与第1实施方式的LED光源1不同。本实施方式的LED111也是大小为0.6mm见方、最大能够输出0.6W的LED，将其固定在绝缘的铝制的基板11上而对其进行电布线。在各基板11上，以在纵向上配置有7个LED111(这7个LED111串联连接)、在横向上配置有16个LED111的方式，共计配置有112个LED111，因此，向各基板11输入的输入电力为67.2W(＝0.6W×112)。LED111在基板11的纵向上以10mm的间距、在横向上以1.1mm的间距呈矩阵状地配置。LED光源1A的其他结构与第1实施方式的LED光源1相同，因此，省略说明。除了应用本实施方式的LED光源1A来代替LED光源1以外，使用具有与第1实施方式的平坦度测量装置100相同的结构的平坦度测量装置，也能够高精度地测量热轧钢板S的平坦度。

通过使用本实施方式的LED光源1A而投影在热轧钢板S的表面上的明暗图案的LED111的横向的配置间距与纵向的配置间距相比非常小，因此，其形成为近似于大致线状图案的明暗图案。

图22表示通过使用本实施方式的LED光源1A而得到的图案图像的例子。图22(a)表示就具有平坦的表面形状的热轧钢板S所得到的图案图像的例子，图22(b)表示就发生了中间伸长(日文：中間伸び)的热轧钢板S所得到的图案图像的例子。

如图22所示可知，就发生了中间拉伸的热轧钢板S所得到的图案图像的中央部(代表形状测量线L13上)的明暗图案的亮部的纵向间距从就具有平坦的表面形状的热轧钢板S所得到的图案图像的中央部(代表形状测量线L13上)的明暗图案的亮部的纵向间距发生变化。通过对该图案图像进行与第1实施方式相同的处理，能够与第1实施方式相同地、高精度地测量热轧钢板S的平坦度。

另外，在以上说明的第1实施方式和第2实施方式中，以在热轧钢板制造线的精轧机列的出口侧测量平坦度(陡度)的情况为例进行了说明。但是，在本发明的方法中，由于无需大型的测量装置，而且对热轧钢板的蛇形运动的追随性也较良好(参照图20)，因此也能够应用于在设置空间较少的精轧机之间、紧靠热轧钢板的蛇形运动量较大的卷取机前测量平坦度的情况。此外，也能够应用于在除热轧钢板以外平坦度不良成为问题的薄钢板制造线的、例如连续退火炉出口侧测量平坦度的情况。并且，通过使用成像倍率较大的成像透镜并且距板材表面较远地设置LED光源，也能够测量厚钢板这样较大的板材的平坦度。

Claims (5)

1.一种板材的平坦度测量方法，其将由亮部和暗部构成的明暗图案投影在沿长度方向行进的板材的表面上，利用具有比上述板材的宽度大的摄像视场的摄像部件拍摄上述明暗图案，从而获取图案图像，通过对该获取到的图案图像进行分析来测量上述板材的平坦度，其特征在于，

利用从具有在纵向和横向上分别以规定的间距配置的多个LED的LED光源射出的光，形成亮部在纵向和横向上分别以规定的设定间距配置的明暗图案，以该明暗图案的纵向沿着上述板材的长度方向、该明暗图案的横向沿着上述板材的宽度方向的方式将该明暗图案投影在上述板材的表面上，

将上述摄像部件配置在能够接收上述明暗图案在上述板材的表面上的正反射光的位置，

将向上述LED光源所具有的各LED通入的电流值中的、向与上述明暗图案中的对应于上述摄像部件所接收的该正反射光的亮部相对应的LED通入的电流值设定为最小。

2.根据权利要求1所述的板材的平坦度测量方法，其特征在于，

使用能够设定曝光时序和曝光时间的带电子快门的二维相机作为上述摄像部件，

使上述LED的点亮时序和点亮时间分别与在上述带电子快门的二维相机中设定的曝光时序和曝光时间同步。

3.根据权利要求1所述的板材的平坦度测量方法，其特征在于，该板材的平坦度测量方法包括以下步骤：

第1步骤，利用从具有在纵向和横向上分别以规定的间距呈锯齿状地配置的多个LED的LED光源射出的光，形成亮部在纵向和横向上分别以规定的设定间距呈锯齿状地配置的锯齿状图案，以该锯齿状图案的纵向沿着上述板材的长度方向、该锯齿状图案的横向沿着上述板材的宽度方向的方式将该锯齿状图案投影在上述板材的表面上；

第2步骤，将上述摄像部件配置在能够接收上述锯齿状图案在上述板材的表面上的正反射光的位置，通过利用该摄像部件拍摄上述锯齿状图案来获取上述图案图像；

第3步骤，在上述获取到的图案图像内的规定的位置上设定沿着上述锯齿状图案的纵向延伸的形状测量线；

第4步骤，将通过上述形状测量线上的像素且沿上述锯齿状图案的横向延伸的、具有上述亮部的横向设定间距两倍以上的长度的直线上的像素浓度平均化，从而计算出平均像素浓度；

第5步骤，计算出上述平均像素浓度的沿着上述形状测量线的分布；以及

第6步骤，根据上述计算出的平均像素浓度分布计算出上述板材的沿着上述形状测量线的表面形状，根据该计算出的表面形状运算上述板材的平坦度。

4.根据权利要求1所述的板材的平坦度测量方法，其特征在于，

使用射出与从上述板材射出的辐射光的峰值波长不同的单一波长的光的LED作为上述LED，

在上述摄像部件前方配置仅使上述LED的射出波长附近的光透过的带通滤波器。

5.一种钢板的制造方法，其在利用精轧机列对由粗轧机粗轧后的钢坯进行轧制之后，在冷却带对轧制后的钢板进行冷却而制造钢板，其特征在于，

根据利用权利要求1至4中任一项所述的平坦度测量方法对作为上述板材的钢板的平坦度进行测量而得到的结果，对上述精轧机列的轧制条件或上述冷却带中的冷却条件进行控制。