JP2000221143A - 表面検査装置 - Google Patents
表面検査装置Info
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- JP2000221143A JP2000221143A JP11023322A JP2332299A JP2000221143A JP 2000221143 A JP2000221143 A JP 2000221143A JP 11023322 A JP11023322 A JP 11023322A JP 2332299 A JP2332299 A JP 2332299A JP 2000221143 A JP2000221143 A JP 2000221143A
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
- G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
- G01N21/89—Investigating the presence of flaws or contamination in moving material, e.g. running paper or textiles
- G01N21/8914—Investigating the presence of flaws or contamination in moving material, e.g. running paper or textiles characterised by the material examined
- G01N2021/8918—Metal
Landscapes
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】簡単な構成で鋼板の重大な疵の見逃しを抑制し
精度良く検出する。 【解決手段】鋼板４の表面に偏光を入射し、リニアアレ
イカメラ３で少なくとも３方向の異なる角度の偏光を受
光して被検査面で反射した反射光を検出して画像信号に
変換する。信号処理部１２は各画像信号から疵候補領域
を抽出し、抽出した特徴量から疵種の一次判定を行い、
形状や特徴量が似ていて疵と疑似欠陥の判断が曖昧にな
る領域については、疵の発生形態を考慮して疵種の二次
判定を行なってから疵の等級判定を行う。
精度良く検出する。 【解決手段】鋼板４の表面に偏光を入射し、リニアアレ
イカメラ３で少なくとも３方向の異なる角度の偏光を受
光して被検査面で反射した反射光を検出して画像信号に
変換する。信号処理部１２は各画像信号から疵候補領域
を抽出し、抽出した特徴量から疵種の一次判定を行い、
形状や特徴量が似ていて疵と疑似欠陥の判断が曖昧にな
る領域については、疵の発生形態を考慮して疵種の二次
判定を行なってから疵の等級判定を行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えば亜鉛鍍金
鋼板等の表面疵を光学的に検出する表面検査装置に関す
るものである。
鋼板等の表面疵を光学的に検出する表面検査装置に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】例えば亜鉛鍍金鋼板の表面は種々の原因
により表面に線状の濃淡模様が発生する。この原因とし
ては鋼板の原板に線状疵があった場合やＴｉやＳｉ等の
添加物の表面への析出による場合、あるいはメッキ浴中
での異物の接触による結晶成長に差がでる場合、又は加
工プロセス中のロールにわずかな疵が付き、これが鋼板
に転写された場合等がある。これらの原因により表面に
発生する線状の濃淡模様は、メッキの合金化度の差や鍍
金厚の差による表面のつぶれ、メッキ結晶部のクレータ
と呼ばれる低反射率部の生成割合により生じている。光
学式の表面検査装置は、これら表面の濃淡を信号として
とらえ、一定信号レベル以上の濃淡について、長さと幅
と濃度等の特徴量から疵と認識して種類と等級を判定し
ている。
により表面に線状の濃淡模様が発生する。この原因とし
ては鋼板の原板に線状疵があった場合やＴｉやＳｉ等の
添加物の表面への析出による場合、あるいはメッキ浴中
での異物の接触による結晶成長に差がでる場合、又は加
工プロセス中のロールにわずかな疵が付き、これが鋼板
に転写された場合等がある。これらの原因により表面に
発生する線状の濃淡模様は、メッキの合金化度の差や鍍
金厚の差による表面のつぶれ、メッキ結晶部のクレータ
と呼ばれる低反射率部の生成割合により生じている。光
学式の表面検査装置は、これら表面の濃淡を信号として
とらえ、一定信号レベル以上の濃淡について、長さと幅
と濃度等の特徴量から疵と認識して種類と等級を判定し
ている。
【０００３】このようにカメラ等の撮像装置や検出器で
とらえられた一定信号レベル以上の濃淡について、長さ
と幅と濃度等の特徴量から疵と認識して種類と等級を判
断しているが、形状と特徴量の似ている疑似欠陥と欠陥
の判断は難しい。この検出率をあげるために疵が連続的
に同じ板幅位置に発生している場合には、個々の判断が
線状欠陥であるヘゲ疵という判断を行っていたとしても
すり疵と判断するといった疵の発生形態から似通った形
状の疵の判断を行うマクロ処理等が特開平２−９００４
６号公報や特開平４−１１０７５８号公報に示されてい
る。例えば特開平２−９００４６号公報に示された表面
検査装置では、疵の位置が鋼板の中央部にあるかエッジ
部にあるかを判定し、判定した結果とあらかじめ等級分
けされているデータと比較して疵の評価を行っている。
この処理毎に必要なデータをキー入力手段で入力してい
る。
とらえられた一定信号レベル以上の濃淡について、長さ
と幅と濃度等の特徴量から疵と認識して種類と等級を判
断しているが、形状と特徴量の似ている疑似欠陥と欠陥
の判断は難しい。この検出率をあげるために疵が連続的
に同じ板幅位置に発生している場合には、個々の判断が
線状欠陥であるヘゲ疵という判断を行っていたとしても
すり疵と判断するといった疵の発生形態から似通った形
状の疵の判断を行うマクロ処理等が特開平２−９００４
６号公報や特開平４−１１０７５８号公報に示されてい
る。例えば特開平２−９００４６号公報に示された表面
検査装置では、疵の位置が鋼板の中央部にあるかエッジ
部にあるかを判定し、判定した結果とあらかじめ等級分
けされているデータと比較して疵の評価を行っている。
この処理毎に必要なデータをキー入力手段で入力してい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】疵の発生形態として
は、特に板幅のエッジ部ではミルの圧加不足やメッキ付
着量の差やメッキの焼きむら等が原因となり、ヘゲ疵や
ヘゲと同様な形態であるが程度の軽い疑似欠陥である線
状マークが発生しやすい。このため、従来は板幅のエッ
ジに関しては、板の中心よりも疵判断の閾値を高くして
線状マークを検出しないようにし、エッジ部の疵の判断
は人間の目視に頼っていた。また、このような場所で前
記マクロ処理等を行うと重大欠陥が含まれていたとして
も軽い線状マーク等の軽度欠陥と判断され見逃しに繋が
るという問題点があった。また、重度欠陥を軽度欠陥と
判断することは不良率が上がることになり、正確な不良
率を管理する上で問題であった。
は、特に板幅のエッジ部ではミルの圧加不足やメッキ付
着量の差やメッキの焼きむら等が原因となり、ヘゲ疵や
ヘゲと同様な形態であるが程度の軽い疑似欠陥である線
状マークが発生しやすい。このため、従来は板幅のエッ
ジに関しては、板の中心よりも疵判断の閾値を高くして
線状マークを検出しないようにし、エッジ部の疵の判断
は人間の目視に頼っていた。また、このような場所で前
記マクロ処理等を行うと重大欠陥が含まれていたとして
も軽い線状マーク等の軽度欠陥と判断され見逃しに繋が
るという問題点があった。また、重度欠陥を軽度欠陥と
判断することは不良率が上がることになり、正確な不良
率を管理する上で問題であった。
【０００５】この発明はかかる短所を改善し、簡単な構
成で重大な疵の見逃しを抑制することができる表面検査
装置を得ることを目的とするものである。
成で重大な疵の見逃しを抑制することができる表面検査
装置を得ることを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明に係る表面検査
装置は、投光部と受光部と信号処理部とを有し、投光部
は被検査面に偏光を入射し、受光部は少なくとも３方向
の異なる角度の偏光を受光する複数の受光光学系を有
し、被検査面で反射した反射光を検出して画像信号に変
換し、信号処理部は各受光光学系から出力された画像信
号から疵候補領域を抽出し、抽出した特徴量から疵種の
一次判定を行い、形状や特徴量が似ていて疵と疑似欠陥
の判断が曖昧になる領域については、疵の発生形態を考
慮して疵種の二次判定を行なってから疵の等級判定を行
うことを特徴とする。
装置は、投光部と受光部と信号処理部とを有し、投光部
は被検査面に偏光を入射し、受光部は少なくとも３方向
の異なる角度の偏光を受光する複数の受光光学系を有
し、被検査面で反射した反射光を検出して画像信号に変
換し、信号処理部は各受光光学系から出力された画像信
号から疵候補領域を抽出し、抽出した特徴量から疵種の
一次判定を行い、形状や特徴量が似ていて疵と疑似欠陥
の判断が曖昧になる領域については、疵の発生形態を考
慮して疵種の二次判定を行なってから疵の等級判定を行
うことを特徴とする。
【０００７】上記疵種の一次判定で鍍金鋼板に生じる線
状重度欠陥と軽度疑似欠陥を疵信号ピーク値により判別
し、二次判定では一次判定で曖昧な欠陥中で幅同一位置
に断続的に発生している欠陥を軽度疑似欠陥と判定する
と良い。
状重度欠陥と軽度疑似欠陥を疵信号ピーク値により判別
し、二次判定では一次判定で曖昧な欠陥中で幅同一位置
に断続的に発生している欠陥を軽度疑似欠陥と判定する
と良い。
【０００８】さらに、上記疵種の二次判定で鍍金鋼板に
生じる線状重度欠陥と軽度疑似欠陥を弁別するときに、
コイル全面の線状軽度欠陥判定結果の統計データから線
状重度欠陥と軽度疑似欠陥を弁別する閾値を再度設定し
て疵判定を行う良い。
生じる線状重度欠陥と軽度疑似欠陥を弁別するときに、
コイル全面の線状軽度欠陥判定結果の統計データから線
状重度欠陥と軽度疑似欠陥を弁別する閾値を再度設定し
て疵判定を行う良い。
【０００９】
【発明の実施の形態】この発明の表面検査装置は、被検
査面に対して一定入射角で被検査面の幅方向全体に偏光
を入射するように投光部を配置し、被検査面からの反射
光を受光する受光部を所定の位置に配置する。受光部は
入射した光を例えば３本のビームに分離するビームスプ
リッタと、分離した３本のビームを別々に入射して画像
信号を出力する例えばＣＣＤセンサを有する３組のリニ
アアレイカメラと、ビームスプリッタと各リニアアレイ
カメラの間に設けられ、非検査面からの反射光を異なる
振動面の偏光にする検光子とが設けられている。３個の
検光子はそれぞれ異なる方位角、すなわち透過軸が被検
査面の入射面となす角が、例えば、０，π／４，−π／
４になるように配置されている。
査面に対して一定入射角で被検査面の幅方向全体に偏光
を入射するように投光部を配置し、被検査面からの反射
光を受光する受光部を所定の位置に配置する。受光部は
入射した光を例えば３本のビームに分離するビームスプ
リッタと、分離した３本のビームを別々に入射して画像
信号を出力する例えばＣＣＤセンサを有する３組のリニ
アアレイカメラと、ビームスプリッタと各リニアアレイ
カメラの間に設けられ、非検査面からの反射光を異なる
振動面の偏光にする検光子とが設けられている。３個の
検光子はそれぞれ異なる方位角、すなわち透過軸が被検
査面の入射面となす角が、例えば、０，π／４，−π／
４になるように配置されている。
【００１０】信号処理部は各リニアアレイカメラからの
出力画像信号をシェーディング補正して正常部が全階調
の中心濃度になるように正規化して平坦化し、正常部に
対する相対的な変化を示す光強度信号に変換し、変換し
た３種類の光強度信号から疵候補領域を抽出し、抽出し
た疵候補領域の長さと幅と面積や各光強度信号の正常部
からの変化量を積分した積分量と輝度ピーク値等の特徴
量を演算する。この演算した各疵候補領域の特徴量とあ
らかじめ記憶した基準パターンとを比較して疵種を一次
判定する。この疵種を一次判定するときに、疵候補領域
によっては長さや幅の形態等の特徴量が、疵である線ヘ
ゲと疑似欠陥である線状マークのように似通っていて判
断しにくい疑似模様がある。この線ヘゲと線状マークの
濃淡の輝度ピーク値と疵発生度数の分布特性を比較する
と、線状マークの輝度ピーク値は線ヘゲの輝度ピーク値
とある輝度ピーク値で分けることができる。そこで線ヘ
ゲと線状マークを判別するために輝度ピーク値を使って
一次判定する。しかし線ヘゲと線状マークの輝度ピーク
値は境界領域で重なり、誤判断する曖昧な領域がある。
そこで一次判定で線ヘゲと線状マークの判断しにくい疑
似模様の曖昧領域にある疵候補領域は発生形態を考慮し
て二次判定して線ヘゲと線状マークを判別する。
出力画像信号をシェーディング補正して正常部が全階調
の中心濃度になるように正規化して平坦化し、正常部に
対する相対的な変化を示す光強度信号に変換し、変換し
た３種類の光強度信号から疵候補領域を抽出し、抽出し
た疵候補領域の長さと幅と面積や各光強度信号の正常部
からの変化量を積分した積分量と輝度ピーク値等の特徴
量を演算する。この演算した各疵候補領域の特徴量とあ
らかじめ記憶した基準パターンとを比較して疵種を一次
判定する。この疵種を一次判定するときに、疵候補領域
によっては長さや幅の形態等の特徴量が、疵である線ヘ
ゲと疑似欠陥である線状マークのように似通っていて判
断しにくい疑似模様がある。この線ヘゲと線状マークの
濃淡の輝度ピーク値と疵発生度数の分布特性を比較する
と、線状マークの輝度ピーク値は線ヘゲの輝度ピーク値
とある輝度ピーク値で分けることができる。そこで線ヘ
ゲと線状マークを判別するために輝度ピーク値を使って
一次判定する。しかし線ヘゲと線状マークの輝度ピーク
値は境界領域で重なり、誤判断する曖昧な領域がある。
そこで一次判定で線ヘゲと線状マークの判断しにくい疑
似模様の曖昧領域にある疵候補領域は発生形態を考慮し
て二次判定して線ヘゲと線状マークを判別する。
【００１１】さらに、測定したコイル毎の疑似欠陥輝度
ピーク値の統計データから疑似欠陥判断の閾値を再設定
して誤判断する曖昧な領域を再度判断して判定した疵種
を見直して正確な疑似欠陥の判断を行う。
ピーク値の統計データから疑似欠陥判断の閾値を再設定
して誤判断する曖昧な領域を再度判断して判定した疵種
を見直して正確な疑似欠陥の判断を行う。
【００１２】
【実施例】図１はこの発明の一実施例の光学系を示す配
置図である。図に示すように光学系１は投光部２と３板
式偏光リニアアレイカメラ３を有する。投光部２は被検
査体例えば鋼板４の表面に一定の入射角で偏光を入射す
るものであり、光源５と光源５の前面に設けられた偏光
子６とを有する。光源５は鋼板４の幅方向に伸びた棒状
発光装置からなり、鋼板４の幅方向全体に一様な強度分
布を有する光を照射する。偏光子６は例えば偏光板又は
偏光フィルタからなり、図２の配置説明図に示すよう
に、透過軸Ｐが鋼板４の入射面となす角α1 がπ／４に
なるように配置されている。３板式偏光リニアアレイカ
メラ３は、図３の構成図に示すようにビームスプリッタ
７と３個の検光子８ａ，８ｂ，８ｃと３個のリニアアレ
イセンサ９ａ，９ｂ，９ｃとを有する。ビームスプリッ
タ７は３個のプリズムからなり、入射面に誘電体多層膜
を蒸着した半透過性を有する反射面が２面設けられ、鋼
板４からの反射光を入射する第１の反射面７ａは透過率
と反射率が約２対１の割合になっており、第１の反射面
７ａを透過した光を入射する第２の反射面７ｂは透過率
と反射率が１対１の割合になっており、鋼板４からの反
射光を同じ光量の３本のビームに分離する。また、ビー
ムスプリッタ７の入射面から分離した３本のビームの出
射面までの光路長は同じにしてある。検光子８ａは第２
の反射面７ｂの透過光の光路に設けられ、図２に示すよ
うに、方位角すなわち透過軸が鋼板４の入射面となす角
α2 が０度になるように配置され、検光子８ｂは第２の
反射面７ｂの反射光の光路に設けられ、方位角α2 がπ
／４になるように配置され、検光子８ｃは第１の反射面
７ａの反射光の光路に設けられ、方位角α2 が−π／４
になるように配置されている。リニアアレイセンサ９
ａ，９ｂ，９ｃは、例えばＣＣＤセンサからなり、それ
ぞれ検光子８ａ，８ｂ，８ｃの後段に配置されている。
また、ビームスプリッタ７と検光子８ａ，８ｂ，８ｃの
間にはビームスプリッタ７内の多重反射光や不必要な散
乱光をカットするスリット１０ａ，１０ｂ，１０ｃが設
けられ、ビームスプリッタ７の前段にはレンズ群１１が
設けられている。また、リニアアレイセンサ９ａ，９
ｂ，９ｃは同じ光強度の光が入射したときに同じ信号を
出力するように利得が調整してある。
置図である。図に示すように光学系１は投光部２と３板
式偏光リニアアレイカメラ３を有する。投光部２は被検
査体例えば鋼板４の表面に一定の入射角で偏光を入射す
るものであり、光源５と光源５の前面に設けられた偏光
子６とを有する。光源５は鋼板４の幅方向に伸びた棒状
発光装置からなり、鋼板４の幅方向全体に一様な強度分
布を有する光を照射する。偏光子６は例えば偏光板又は
偏光フィルタからなり、図２の配置説明図に示すよう
に、透過軸Ｐが鋼板４の入射面となす角α1 がπ／４に
なるように配置されている。３板式偏光リニアアレイカ
メラ３は、図３の構成図に示すようにビームスプリッタ
７と３個の検光子８ａ，８ｂ，８ｃと３個のリニアアレ
イセンサ９ａ，９ｂ，９ｃとを有する。ビームスプリッ
タ７は３個のプリズムからなり、入射面に誘電体多層膜
を蒸着した半透過性を有する反射面が２面設けられ、鋼
板４からの反射光を入射する第１の反射面７ａは透過率
と反射率が約２対１の割合になっており、第１の反射面
７ａを透過した光を入射する第２の反射面７ｂは透過率
と反射率が１対１の割合になっており、鋼板４からの反
射光を同じ光量の３本のビームに分離する。また、ビー
ムスプリッタ７の入射面から分離した３本のビームの出
射面までの光路長は同じにしてある。検光子８ａは第２
の反射面７ｂの透過光の光路に設けられ、図２に示すよ
うに、方位角すなわち透過軸が鋼板４の入射面となす角
α2 が０度になるように配置され、検光子８ｂは第２の
反射面７ｂの反射光の光路に設けられ、方位角α2 がπ
／４になるように配置され、検光子８ｃは第１の反射面
７ａの反射光の光路に設けられ、方位角α2 が−π／４
になるように配置されている。リニアアレイセンサ９
ａ，９ｂ，９ｃは、例えばＣＣＤセンサからなり、それ
ぞれ検光子８ａ，８ｂ，８ｃの後段に配置されている。
また、ビームスプリッタ７と検光子８ａ，８ｂ，８ｃの
間にはビームスプリッタ７内の多重反射光や不必要な散
乱光をカットするスリット１０ａ，１０ｂ，１０ｃが設
けられ、ビームスプリッタ７の前段にはレンズ群１１が
設けられている。また、リニアアレイセンサ９ａ，９
ｂ，９ｃは同じ光強度の光が入射したときに同じ信号を
出力するように利得が調整してある。
【００１３】この入射した光を分離した３本のビームの
光路に検光子８ａ〜８ｃとリニアアレイセンサ９ａ〜９
ｃが一体化して設けられているから、リニアアレイセン
サ９ａ〜９ｃ等を鋼板４の搬送路近傍に配置して鋼板４
からの反射光を検出するときに、リニアアレイセンサ９
ａ〜９ｃ等の位置調整を必要としないとともに鋼板４の
同じ位置からの反射光を同じタイミングで検出すること
ができる。また、３板式偏光リニアアレイカメラ３内に
３組のリニアアレイセンサ９ａ〜９ｃがまとまって収納
されて小型化しているから、３板式偏光リニアアレイカ
メラ３を鋼板４の反射光の光路に簡単に配置することが
できるとともに配置位置を任意に選択することができ、
光学系１の配置の自由度を向上することができる。
光路に検光子８ａ〜８ｃとリニアアレイセンサ９ａ〜９
ｃが一体化して設けられているから、リニアアレイセン
サ９ａ〜９ｃ等を鋼板４の搬送路近傍に配置して鋼板４
からの反射光を検出するときに、リニアアレイセンサ９
ａ〜９ｃ等の位置調整を必要としないとともに鋼板４の
同じ位置からの反射光を同じタイミングで検出すること
ができる。また、３板式偏光リニアアレイカメラ３内に
３組のリニアアレイセンサ９ａ〜９ｃがまとまって収納
されて小型化しているから、３板式偏光リニアアレイカ
メラ３を鋼板４の反射光の光路に簡単に配置することが
できるとともに配置位置を任意に選択することができ、
光学系１の配置の自由度を向上することができる。
【００１４】３板式偏光リニアアレイカメラ３のリニア
アレイセンサ９ａ〜９ｃは、図４のブロック図に示すよ
うに、信号処理部１２に接続されている。信号処理部１
２は信号前処理部１３ａ，１３ｂ，１３ｃとメモリ１４
ａ，１４ｂ，１４ｃと疵パラメータ演算部１５とパター
ン記憶部１６と一次判定パターン記憶部１７と疵種判定
部１８と疵発生位置記憶部１９と保留疵パラメータ記憶
部２０と発生形態疵種判定部２１と等級パターン記憶部
２２と疵等級判定部２３及び出力部２４を有する。信号
前処理部１３ａ〜１３ｃはリニアアレイセンサ９ａ〜９
ｃから出力された偏光の光強度信号Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３の
幅方向の感度むら等を補正するシェーディング補正等を
行ってから、例えば図５の疵信号分布図に示すように、
正常部の信号を基準レベルとして、正常部の信号が２５
５階調の中心濃度である１２８階調になるように正規化
して、正規化した光強度信号Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３をそれぞ
れメモリ１４ａ，１４ｂ，１４ｃに格納する。疵パラメ
ータ演算部１５はメモリ１４ａ〜１４ｃに格納された光
強度信号Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３を疵候補領域を抽出するため
にあらかじめ１２８階調を基準に正負に設定してある２
値化レベルで２値化して疵候補領域を抽出し、抽出した
疵候補領域の長さと幅と面積や光強度信号Ｉ１，Ｉ２，
Ｉ３の正常部からの変化量を積分した積分量と輝度ピー
ク値等の特徴量を明らかにしてパターン記憶部１６に格
納する。一次判定パターン記憶部１７には複数の疵種に
対応する特徴量が実験で定められて基準パターンとして
格納されている。疵種判定部１８はパターン記憶部１６
に格納された各疵候補領域の特徴量と一次判定パターン
記憶部１７に記憶した基準パターンとを比較して疵種を
判定する。疵発生位置記憶部１９は各疵候補領域の位置
を記憶する。保留疵パラメータ記憶部２０は疵種判定部
１８の判定結果が曖昧となった疵候補領域の疵特徴量と
判定した疵種を保留疵パラメータとして記憶する。発生
形態疵種判定部２１は各疵候補領域の位置と保留疵パラ
メータから疵種判定部１８の判定結果が曖昧となった疵
候補領域の疵種を判定する。等級パターン記憶部２２に
は各疵種毎に疵特徴量に対する疵の等級を示す等級パタ
ーンがあらかじめ格納してある。疵等級判定部２３は各
疵候補領域の疵種と疵特徴量と等級パターン記憶部２２
に格納してある等級パターンから各疵の等級を判定す
る。出力部２４は判定した疵種と疵の等級を表示装置や
記録装置に出力する。
アレイセンサ９ａ〜９ｃは、図４のブロック図に示すよ
うに、信号処理部１２に接続されている。信号処理部１
２は信号前処理部１３ａ，１３ｂ，１３ｃとメモリ１４
ａ，１４ｂ，１４ｃと疵パラメータ演算部１５とパター
ン記憶部１６と一次判定パターン記憶部１７と疵種判定
部１８と疵発生位置記憶部１９と保留疵パラメータ記憶
部２０と発生形態疵種判定部２１と等級パターン記憶部
２２と疵等級判定部２３及び出力部２４を有する。信号
前処理部１３ａ〜１３ｃはリニアアレイセンサ９ａ〜９
ｃから出力された偏光の光強度信号Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３の
幅方向の感度むら等を補正するシェーディング補正等を
行ってから、例えば図５の疵信号分布図に示すように、
正常部の信号を基準レベルとして、正常部の信号が２５
５階調の中心濃度である１２８階調になるように正規化
して、正規化した光強度信号Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３をそれぞ
れメモリ１４ａ，１４ｂ，１４ｃに格納する。疵パラメ
ータ演算部１５はメモリ１４ａ〜１４ｃに格納された光
強度信号Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３を疵候補領域を抽出するため
にあらかじめ１２８階調を基準に正負に設定してある２
値化レベルで２値化して疵候補領域を抽出し、抽出した
疵候補領域の長さと幅と面積や光強度信号Ｉ１，Ｉ２，
Ｉ３の正常部からの変化量を積分した積分量と輝度ピー
ク値等の特徴量を明らかにしてパターン記憶部１６に格
納する。一次判定パターン記憶部１７には複数の疵種に
対応する特徴量が実験で定められて基準パターンとして
格納されている。疵種判定部１８はパターン記憶部１６
に格納された各疵候補領域の特徴量と一次判定パターン
記憶部１７に記憶した基準パターンとを比較して疵種を
判定する。疵発生位置記憶部１９は各疵候補領域の位置
を記憶する。保留疵パラメータ記憶部２０は疵種判定部
１８の判定結果が曖昧となった疵候補領域の疵特徴量と
判定した疵種を保留疵パラメータとして記憶する。発生
形態疵種判定部２１は各疵候補領域の位置と保留疵パラ
メータから疵種判定部１８の判定結果が曖昧となった疵
候補領域の疵種を判定する。等級パターン記憶部２２に
は各疵種毎に疵特徴量に対する疵の等級を示す等級パタ
ーンがあらかじめ格納してある。疵等級判定部２３は各
疵候補領域の疵種と疵特徴量と等級パターン記憶部２２
に格納してある等級パターンから各疵の等級を判定す
る。出力部２４は判定した疵種と疵の等級を表示装置や
記録装置に出力する。
【００１５】上記のように構成された表面検査装置で鋼
板４の表面を検査するときの疵種と疵の等級を判定処理
する動作を図６のフローチャートを参照して説明する。
信号処理部１２の信号前処理部１３ａ〜１３ｃはリニア
アレイセンサ９ａ〜９ｃから出力された偏光の光強度信
号Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３の幅方向の感度むら等を補正するシ
ェーディング補正等を行ってから、正常部の信号を基準
レベルとして、正常部の信号が255階調の中心濃度であ
る１２８階調になるように正規化して、正規化した光強
度信号Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３をそれぞれメモリ１４ａ，１４
ｂ，１４ｃに格納する。疵パラメータ演算部１５はメモ
リ１４ａ〜１４ｃに格納された光強度信号Ｉ１，Ｉ２，
Ｉ３により疵候補領域を抽出し（ステップＳ１）、抽出
した疵候補領域の長さと幅と面積や光強度信号Ｉ１，Ｉ
２，Ｉ３の正常部からの変化量を積分した積分量と輝度
ピーク値等の特徴量を演算してパターン記憶部１６に格
納する（ステップＳ２）。疵種判定部１８はパターン記
憶部１６に格納された各疵候補領域の特徴量と一次判定
パターン記憶部１７に記憶した基準パターンとを比較し
て疵種を一次判定する（ステップＳ３）。この疵種を一
次判定するときに、疵候補領域によっては長さや幅の形
態等の特徴量が、例えば、疵である線ヘゲと疑似欠陥で
ある線状マークのように似通っていて判断しにくい疑似
模様がある。線ヘゲと線状マークはどちらも幅が狭く細
長い形態をしていて、人間が見ても瞬間的には判断しに
くい対象であるが、この線ヘゲと線状マークを判別する
ためには濃淡の輝度ピーク値を使うと有効であるという
ことが判った。例えば図７の輝度ピーク値と疵発生度数
の分布特性図に示すように、線状マーク３１と線ヘゲ３
２の輝度ピーク値を比較すると、線状マーク３１と線ヘ
ゲ３２を閾値Ｔｈで分けることができる。しかし線状マ
ーク３１と線ヘゲ３２の輝度ピーク値の境界部分では、
線状マーク３１と線ヘゲ３２の判断を誤判断する曖昧な
領域Ｃがある。そこで疵種判定部１８は一次判定で疵で
ある線ヘゲと疑似欠陥である線状マークのように判断し
にくい疑似模様の輝度ピーク値があらかじめ定めた閾値
Ｔｈ１より小さい領域Ａにある疵候補領域を線状マーク
３１と判断し、輝度ピーク値があらかじめ定めた閾値Ｔ
ｈ２より大きい領域Ｂにある疵候補領域を線ヘゲ３２と
判断する。また、輝度ピーク値が閾値Ｔｈ１と閾値Ｔｈ
２の間の領域Ｃにある疵候補領域を曖昧領域にある判断
し、疵種の判断を保留して、その特徴量等を保留パラメ
ータ記憶部２０に格納し、各疵候補領域の疵種と発生位
置を疵発生位置記憶部１９に格納する（ステップＳ４，
Ｓ５，Ｓ６）。発生形態疵種判定部２１は疵発生位置記
憶部１９と保留パラメータ記憶部２０に格納された疵の
発生位置と特徴量等から疵の発生形態を考慮して疵種の
二次判定を行う（ステップＳ７）。疵の発生形態として
線状マーク３１は、図８（ａ）に示すように鋼板４の長
手方向に比較的連続してほぼ同一幅個所に発生する傾向
がある。また、線ヘゲ３２は、図８（ｂ）に示すよう
に、鋼板４の長手方向に散発的に出る傾向がある。そこ
で、疵種の判断を保留した疵候補領域の発生形態を考慮
して線状マーク３１と線ヘゲ３２を判別する。この疵種
の判断を保留した疵候補領域の発生形態を調べるため、
曖昧領域にある疵候補領域の前後数１０ｍ〜数１００ｍ
について、判断した疵種と疵の板幅方向の位置情報のデ
ータを使用し、疵種の判断を保留した疵候補領域が線ヘ
ゲ３２か線状マーク３１かを判別する。疵等級判定部２
３は各疵候補領域の疵種と疵特徴量と等級パターン記憶
部２２に格納してある等級パターンから各疵の等級を判
定し、出力部２４は判定した疵種と疵の等級を表示装置
や記録装置に出力する（ステップＳ８）。
板４の表面を検査するときの疵種と疵の等級を判定処理
する動作を図６のフローチャートを参照して説明する。
信号処理部１２の信号前処理部１３ａ〜１３ｃはリニア
アレイセンサ９ａ〜９ｃから出力された偏光の光強度信
号Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３の幅方向の感度むら等を補正するシ
ェーディング補正等を行ってから、正常部の信号を基準
レベルとして、正常部の信号が255階調の中心濃度であ
る１２８階調になるように正規化して、正規化した光強
度信号Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３をそれぞれメモリ１４ａ，１４
ｂ，１４ｃに格納する。疵パラメータ演算部１５はメモ
リ１４ａ〜１４ｃに格納された光強度信号Ｉ１，Ｉ２，
Ｉ３により疵候補領域を抽出し（ステップＳ１）、抽出
した疵候補領域の長さと幅と面積や光強度信号Ｉ１，Ｉ
２，Ｉ３の正常部からの変化量を積分した積分量と輝度
ピーク値等の特徴量を演算してパターン記憶部１６に格
納する（ステップＳ２）。疵種判定部１８はパターン記
憶部１６に格納された各疵候補領域の特徴量と一次判定
パターン記憶部１７に記憶した基準パターンとを比較し
て疵種を一次判定する（ステップＳ３）。この疵種を一
次判定するときに、疵候補領域によっては長さや幅の形
態等の特徴量が、例えば、疵である線ヘゲと疑似欠陥で
ある線状マークのように似通っていて判断しにくい疑似
模様がある。線ヘゲと線状マークはどちらも幅が狭く細
長い形態をしていて、人間が見ても瞬間的には判断しに
くい対象であるが、この線ヘゲと線状マークを判別する
ためには濃淡の輝度ピーク値を使うと有効であるという
ことが判った。例えば図７の輝度ピーク値と疵発生度数
の分布特性図に示すように、線状マーク３１と線ヘゲ３
２の輝度ピーク値を比較すると、線状マーク３１と線ヘ
ゲ３２を閾値Ｔｈで分けることができる。しかし線状マ
ーク３１と線ヘゲ３２の輝度ピーク値の境界部分では、
線状マーク３１と線ヘゲ３２の判断を誤判断する曖昧な
領域Ｃがある。そこで疵種判定部１８は一次判定で疵で
ある線ヘゲと疑似欠陥である線状マークのように判断し
にくい疑似模様の輝度ピーク値があらかじめ定めた閾値
Ｔｈ１より小さい領域Ａにある疵候補領域を線状マーク
３１と判断し、輝度ピーク値があらかじめ定めた閾値Ｔ
ｈ２より大きい領域Ｂにある疵候補領域を線ヘゲ３２と
判断する。また、輝度ピーク値が閾値Ｔｈ１と閾値Ｔｈ
２の間の領域Ｃにある疵候補領域を曖昧領域にある判断
し、疵種の判断を保留して、その特徴量等を保留パラメ
ータ記憶部２０に格納し、各疵候補領域の疵種と発生位
置を疵発生位置記憶部１９に格納する（ステップＳ４，
Ｓ５，Ｓ６）。発生形態疵種判定部２１は疵発生位置記
憶部１９と保留パラメータ記憶部２０に格納された疵の
発生位置と特徴量等から疵の発生形態を考慮して疵種の
二次判定を行う（ステップＳ７）。疵の発生形態として
線状マーク３１は、図８（ａ）に示すように鋼板４の長
手方向に比較的連続してほぼ同一幅個所に発生する傾向
がある。また、線ヘゲ３２は、図８（ｂ）に示すよう
に、鋼板４の長手方向に散発的に出る傾向がある。そこ
で、疵種の判断を保留した疵候補領域の発生形態を考慮
して線状マーク３１と線ヘゲ３２を判別する。この疵種
の判断を保留した疵候補領域の発生形態を調べるため、
曖昧領域にある疵候補領域の前後数１０ｍ〜数１００ｍ
について、判断した疵種と疵の板幅方向の位置情報のデ
ータを使用し、疵種の判断を保留した疵候補領域が線ヘ
ゲ３２か線状マーク３１かを判別する。疵等級判定部２
３は各疵候補領域の疵種と疵特徴量と等級パターン記憶
部２２に格納してある等級パターンから各疵の等級を判
定し、出力部２４は判定した疵種と疵の等級を表示装置
や記録装置に出力する（ステップＳ８）。
【００１６】このように疵種の判断が曖昧になった疵候
補領域について二次判定のマクロ処理を行うことによ
り、線ヘゲ３２と線状マーク３１の誤判断を抑えること
ができる。また、一次判定で輝度ピーク値が曖昧でない
部分のレベルを持つ疵候補領域について疵の判断を行う
から、重大疵の見逃しを防止し鋼板４への正確なマーキ
ングや正確な疵展開表の作成を可能にすることができ
る。
補領域について二次判定のマクロ処理を行うことによ
り、線ヘゲ３２と線状マーク３１の誤判断を抑えること
ができる。また、一次判定で輝度ピーク値が曖昧でない
部分のレベルを持つ疵候補領域について疵の判断を行う
から、重大疵の見逃しを防止し鋼板４への正確なマーキ
ングや正確な疵展開表の作成を可能にすることができ
る。
【００１７】上記実施例はあらかじめ定めた閾値Ｔｈ
１，Ｔｈ２により疵候補領域が曖昧領域にあるか否を判
断した場合について説明したが、図９のブロック図に示
すように、判定結果記憶部２５に疵種判定部２３と発生
形態疵種判定部２１から出力する疵種と特徴量を格納
し、測定したコイル毎の疑似欠陥判定輝度ピーク値の発
生数統計データから疑似欠陥輝度曲線演算部２６で、図
７に示すような疑似欠陥輝度ピーク値の推定曲線を求
め、疑似欠陥判断の曖昧領域Ｃを定める閾値Ｔｈ１，Ｔ
ｈ２を線ヘゲ３２の推定曲線と線状マーク３１の推定曲
線の度数が「０」になる位置までずらして再設定し、疵
再判定部２７で誤判断する曖昧な領域Ｃを再度判断して
線ヘゲ３２と線状マーク３１を再度判別するようにして
も良い。このようにコイル毎の疑似欠陥判定輝度ピーク
値の発生数統計データから線ヘゲ３２と線状マーク３１
を再度判別することにより、より正確な疑似欠陥の判断
を行うことができる。
１，Ｔｈ２により疵候補領域が曖昧領域にあるか否を判
断した場合について説明したが、図９のブロック図に示
すように、判定結果記憶部２５に疵種判定部２３と発生
形態疵種判定部２１から出力する疵種と特徴量を格納
し、測定したコイル毎の疑似欠陥判定輝度ピーク値の発
生数統計データから疑似欠陥輝度曲線演算部２６で、図
７に示すような疑似欠陥輝度ピーク値の推定曲線を求
め、疑似欠陥判断の曖昧領域Ｃを定める閾値Ｔｈ１，Ｔ
ｈ２を線ヘゲ３２の推定曲線と線状マーク３１の推定曲
線の度数が「０」になる位置までずらして再設定し、疵
再判定部２７で誤判断する曖昧な領域Ｃを再度判断して
線ヘゲ３２と線状マーク３１を再度判別するようにして
も良い。このようにコイル毎の疑似欠陥判定輝度ピーク
値の発生数統計データから線ヘゲ３２と線状マーク３１
を再度判別することにより、より正確な疑似欠陥の判断
を行うことができる。
【００１８】亜鉛鍍金鋼板使用して上記のように疵種の
判断が曖昧になった疵候補領域について疵種と疵の板幅
方向の位置情報のデータを使用して二次判定した場合
と、疑似欠陥判断の曖昧領域Ｃを定める閾値Ｔｈ１，Ｔ
ｈ２をコイル毎の疑似欠陥判定輝度ピーク値の発生数統
計データから再設定して再度判別した場合と目視検査の
結果を図１０に示す。図１０において、「処理なし」は
撮像装置でとらえられた一定信号レベル以上の濃淡につ
いて、長さと幅と濃度等の特徴量から疵と認識して種類
と等級を判断した場合を示す。図１０に示すように、
「処理なし」の場合は、メッキによる濃淡を欠陥として
多数検出したが、二次判定した場合にはメッキによる濃
淡を欠陥とし検出することを大幅に低減することができ
た。さらに、コイル毎の疑似欠陥判定輝度ピーク値の発
生数統計データから再設定して再度判別した場合には目
視検査の結果と同等の検出精度を得ることができた。
判断が曖昧になった疵候補領域について疵種と疵の板幅
方向の位置情報のデータを使用して二次判定した場合
と、疑似欠陥判断の曖昧領域Ｃを定める閾値Ｔｈ１，Ｔ
ｈ２をコイル毎の疑似欠陥判定輝度ピーク値の発生数統
計データから再設定して再度判別した場合と目視検査の
結果を図１０に示す。図１０において、「処理なし」は
撮像装置でとらえられた一定信号レベル以上の濃淡につ
いて、長さと幅と濃度等の特徴量から疵と認識して種類
と等級を判断した場合を示す。図１０に示すように、
「処理なし」の場合は、メッキによる濃淡を欠陥として
多数検出したが、二次判定した場合にはメッキによる濃
淡を欠陥とし検出することを大幅に低減することができ
た。さらに、コイル毎の疑似欠陥判定輝度ピーク値の発
生数統計データから再設定して再度判別した場合には目
視検査の結果と同等の検出精度を得ることができた。
【００１９】
【発明の効果】この発明は以上説明したように、長さや
幅の形態等の特徴量が似通っていて判断しにくい疑似模
様の輝度ピーク値を使って一次判定したのち、輝度ピー
ク値が重なって誤判断する曖昧な領域にある疵候補領域
は発生形態を考慮して二次判定して線種を判別するよう
にしたから、疵と疑似欠陥を正確に判別することができ
る。
幅の形態等の特徴量が似通っていて判断しにくい疑似模
様の輝度ピーク値を使って一次判定したのち、輝度ピー
ク値が重なって誤判断する曖昧な領域にある疵候補領域
は発生形態を考慮して二次判定して線種を判別するよう
にしたから、疵と疑似欠陥を正確に判別することができ
る。
【００２０】また、コイル毎の疑似欠陥判定輝度ピーク
値の発生数統計データから疵と疑似欠陥を再度判別する
ことにより、目視検査と同等に精度良くより疵と疑似欠
陥を判別することができる。
値の発生数統計データから疵と疑似欠陥を再度判別する
ことにより、目視検査と同等に精度良くより疵と疑似欠
陥を判別することができる。
【図１】この発明の実施例の光学系を示す配置図であ
る。
る。
【図２】光学系の動作を示す配置説明図である。
【図３】３板式偏光リニアアレイカメラの構成図であ
る。
る。
【図４】信号処理部の構成を示すブロック図である。
【図５】疵信号を示す光強度分布図である。
【図６】上記実施例の動作を示すフローチャートであ
る。
る。
【図７】輝度ピーク値と疵発生度数の分布特性図であ
る。
る。
【図８】線状マークと線ヘゲの発生位置を示す説明図で
ある。
ある。
【図９】他の信号処理部の構成を示すブロック図であ
る。
る。
【図１０】疵種の判定結果の具体例を示す説明図であ
る。
る。
１ 光学系 ２ 投光部 ３ ３板式偏光リニアアレイカメラ ４ 鋼板 ５ 光源 ６ 偏光子 ７ ビームスプリッタ ８ 検光子 ９ リニアアレイセンサ １２ 信号処理部 １３ 信号前処理部 １４ メモリ １５ 疵パラメータ演算部 １６ パターン記憶部 １７ 一次判定パターン記憶部 １８ 疵種判定部 １９ 疵発生位置記憶部 ２０ 保留疵パラメータ記憶部 ２１ 発生形態疵種判定部 ２２ 等級パターン記憶部 ２３ 疵等級判定部 ２４ 出力部 ２５ 判定結果記憶部 ２６ 疑似欠陥輝度曲線演算部 ２７ 疵再判定部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 的場 有治 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 河村 努 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 猪股 雅一 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 吉川 省二 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 山田 善郎 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 大重 貴彦 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 田中 一 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 Ｆターム(参考） 2F065 AA49 AA61 BB01 CC06 FF04 JJ02 JJ05 JJ25 LL33 LL34 LL37 QQ06 QQ08 QQ14 QQ24 QQ29 QQ41 TT03 2G051 AA37 AB07 BA11 CA03 CB01 CC20 EA24 EB01 EC01 ED11 5B057 AA17 BA02 BA15 DA03 DB09 DC03 DC04 DC22 DC36
Claims (3)
- 【請求項１】 投光部と受光部と信号処理部とを有し、
投光部は被検査面に偏光を入射し、受光部は少なくとも
３方向の異なる角度の偏光を受光する複数の受光光学系
を有し、被検査面で反射した反射光を検出して画像信号
に変換し、信号処理部は各受光光学系から出力された画
像信号から疵候補領域を抽出し、抽出した特徴量から疵
種の一次判定を行い、形状や特徴量が似ていて疵と疑似
欠陥の判断が曖昧になる領域については、疵の発生形態
を考慮して疵種の二次判定を行なってから疵の等級判定
を行うことを特徴とする表面検査装置。 - 【請求項２】 上記疵種の一次判定で鍍金鋼板に生じる
線状重度欠陥と軽度疑似欠陥を疵信号ピーク値により判
別し、二次判定では一次判定で曖昧な欠陥中で幅同一位
置に断続的に発生している欠陥を軽度疑似欠陥と判定す
る請求項１記載の表面検査装置。 - 【請求項３】 上記疵種の二次判定で鍍金鋼板に生じる
線状重度欠陥と軽度疑似欠陥を弁別するときに、コイル
全面の線状軽度欠陥判定結果の統計データから線状重度
欠陥と軽度疑似欠陥を弁別する閾値を再度設定して疵判
定を行う請求項２記載の表面検査装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02332299A JP3728965B2 (ja) | 1999-02-01 | 1999-02-01 | 表面検査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02332299A JP3728965B2 (ja) | 1999-02-01 | 1999-02-01 | 表面検査装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000221143A true JP2000221143A (ja) | 2000-08-11 |
| JP3728965B2 JP3728965B2 (ja) | 2005-12-21 |
Family
ID=12107366
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02332299A Expired - Fee Related JP3728965B2 (ja) | 1999-02-01 | 1999-02-01 | 表面検査装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3728965B2 (ja) |
Cited By (14)
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-
1999
- 1999-02-01 JP JP02332299A patent/JP3728965B2/ja not_active Expired - Fee Related
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