JP2000241360A - 金属帯板の表面検査方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 連続製造・加工ラインを高速で通板さ
れる塗装金属帯板の塗膜の色の明度や光沢度が多種にわ
たり、金属帯板の繋ぎ目でこれらが変化しても、無検査
部の長さを最小限に抑えつつ、塗装金属帯板の表面異常
を確実に、精度良く検出が可能な金属帯板の検査方法及
び装置の提供を課題とする。 【解決手段】 金属帯板１の表面を照明する照明光源
２ａ，２ｂの明るさが一定の条件の下で、ＣＣＤライン
センサ３ａ，３ｂのビデオカメラ部４ａ，４ｂへの入射
光量が、予め設定・登録された最適露光量に一致するよ
うに、レンズ絞り機構５ａ，５ｂを自動調節しながら金
属帯板１の表面を撮影することを解決手段とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、金属帯板の表面検
査方法及び装置に関し、特に、塗膜の表面の色相や光沢
度が数百種類にも及ぶ着色塗装鋼帯等の塗装金属帯板を
連続的に製造・加工する連続塗装金属帯板製造・加工ラ
インにおける塗装金属帯板の表面異常の検査に適した金
属帯板の表面検査方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、着色塗装亜鉛めっき鋼帯のよう
な塗装金属帯板の製造・加工を行う連続塗装金属帯板製
造・加工ラインにおいては、近年金属帯板の通板速度が
高速化され、目視による外観検査では表面欠陥等の表面
異常を確実に見出すことが困難になってきたことから、
表面異常の自動検査装置が導入されている。

【０００３】前記の表面自動検査装置には種々の方式が
あるが、照明光源で照明された塗装金属帯板帯板の表面
をＣＣＤラインセンサで連続撮影し、表面状態を図７に
示すような明度として読み取り、前記表面状態に対応し
た明度が予め設定・登録された上下の閾値で規定される
範囲を外れた場合に、表面欠陥等の表面異常と判定し、
表面異常検出信号を出力するものが一般に用いられてい
る。

【０００４】前記の自動検査装置による表面検査は、図
８に示すように、連続的に通板される塗装金属帯板１の
表面に、照明光源２から光軸が斜めになるように照明光
を入射せしめ、前記金属帯板表面の前記照明光入射部位
１ｉに向けて配置されたＣＣＤラインセンサ３で前記塗
装金属帯板表面を撮影する方法で行われているが、ＣＣ
Ｄラインセンサ３のレンズ絞り機構が手動のもので、照
明光源２としても、明るさが一定で、前記塗装金属板１
の幅方向へ延びる蛍光灯のようなものを１灯使用してい
た。

【０００５】ところで、塗装金属帯板の製造ラインや加
工ラインでは、塗膜の色の明度や光沢度の異なる塗装金
属帯板１を製造したり、加工したりするが、塗膜の色が
明度や光沢度の高い場合には反射光が強くなり、塗膜の
色の明度や光沢度の低い場合は反射光が弱くなる。この
ため、表面検査方法が、前記のように照明光源２の明る
さが一定で、ＣＣＤラインセンサ３で塗装金属帯板１で
の照明光源２からの照明光の反射光を受光する方法であ
って、ＣＣＤラインセンサ３のレンズ絞りを一定の状態
で撮影すると、露光量過剰や露光量不足を生じ、前者の
場合は検査不可能となり、後者の場合は、塗装金属帯板
１の表面異常部位と表面正常部位との映像の明度差が小
さくなるため、表面異常を検出しにくく、見逃してしま
うことになる。

【０００６】そこで、前記のような問題点を解決するた
めに、本出願人は、ＣＣＤラインセンサのレンズ絞りを
一定の状態で表面検査を行う際には、塗膜の色の明度及
び／又は塗膜の光沢度に応じて照明光源の明るさを変化
させて、ＣＣＤラインセンサの露光量を一定に調節する
金属板の外観検査方法を特開平１０−１９７９７号公報
で先に提案した。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記特
開平１０−１９７９７号公報に提案した方法では、塗装
金属帯板製造・加工ラインを通板する塗装金属帯板の塗
膜の色の明度や塗膜の光沢が変化する度に照明光源の明
るさを変化させるのは非常に煩雑で、しかも、照明光源
の明るさの調節に時間を要するため、連続して通板され
る金属帯板の繋ぎ目の後に表面無検査部分が数十ｍも発
生するという欠点があった。

【０００８】又、塗装金属板製造ラインで塗装金属帯板
を製造するに際しては、素材のめっき金属帯板の表面状
態の変動、塗料のロットの違いやその特性の経時変化、
コントロール不可能な範囲の塗装条件や乾燥・焼付け条
件等の変動があり、製造される塗装金属帯板の塗膜の色
の明度や塗膜の光沢度には、表面欠陥等の表面異常にま
でには至らない許容される範囲内のばらつきがあり、こ
れらのばらつきがＣＣＤラインセンサの映像の明度デー
タのばらつきとなって現れることが、ある程度避けられ
ない。従って、このような明度データのばらつきを考慮
して表面異常検出のための上下の明度閾値を設定しない
と、本来許容範囲の塗膜表面状態のばらつきを表面異常
として過度に誤検出してしまったりする。又、このよう
な誤検出を防止するために、上下の閾値を各々必要異常
に高めや低めに設定したりすると、本来表面異常として
検出すべき塗膜表面状態異常が検出されないで見逃され
てしまい、検査精度が低下してしまうという問題があっ
た。

【０００９】本発明は、上記の従来技術の問題点を解消
し、塗装金属帯板製造・加工ラインを通板する塗装金属
帯板の塗膜の色の明度や塗膜の光沢が変化する度に照明
光源の明るさを変化させる煩雑な作業の必要がなく、従
って照明光源の明るさの調節に時間を要するために発生
していた金属帯板の繋ぎ目の後の表面無検査部分を最小
長さに抑制しつつ、塗膜の色の明度や光沢度が多種にわ
たる塗装金属帯板の表面欠陥等の表面異常を連続的に精
度良く検出することが可能な金属帯板の表面検査方法と
その装置の提供を第１の課題とする。

【００１０】本発明は、又、上記の従来技術の問題点を
解消し、本来許容範囲の塗膜表面状態のばらつきを表面
異常として過度に誤検出してしまったり、本来表面異常
として検出すべき塗膜表面状態異常が検出されないで見
逃されてしまい、検査精度が低下してしまうというよう
よなことのない金属帯板の表面検査方法とその装置の提
供を第２の課題とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の金属帯板の表面
検査方法は、前記第１の課題を解決するために、連続的
に搬送される金属帯板の表面に、照明光源から光軸が斜
めになるように照明光を入射せしめ、前記金属帯板表面
の前記照明光入射部位に向け、該照明光入射部位を挟ん
で前記照明光原とは逆方向に配置されたＣＣＤラインセ
ンサで前記金属帯板表面を撮影し、得られた表面画像を
画像処理して得られた各部位の表面状態に応じた明度デ
ータを、予め設定・登録された上下の明度閾値と比較し
て、前記明度データが前記の上下の明度閾値で規定され
る範囲を外れた場合に、金属帯板の表面異常と判定する
金属帯板の表面検査方法を、前記照明光源の明るさを一
定に保ちつつ、前記ＣＣＤラインセンサへの入射光量が
予め設定・登録された最適露光量設定・登録値に一致す
るように、前記ＣＣＤラインセンサのレンズ絞りを自動
調節しながら検査することを特徴とするように構成した
ものである。

【００１２】前記本発明の金属帯板の表面検査方法にお
いては、さらに、前記第２の課題を解決するために、前
記金属帯板の幅方向の明度の波形から明度ノイズの上・
下限レベルを自動計測し、計測された明度ノイズの上・
下限レベルに各々応じて前記上下の明度閾値を自動的に
設定・登録することを特徴とするよう構成することが望
ましい。

【００１３】本発明の金属帯板の表面検査装置は、前記
第１の課題を解決するために、連続的に搬送される金属
帯板の表面を入射光軸が斜めになるように照明する一定
の明るさの照明光源と、前記照明光源からの照明光の前
記金属帯板表面への入射部位に向け、該照明光入射部位
を挟んで前記照明光原とは逆方向に配置され、前記金属
帯板表面を撮影するＣＣＤラインセンサと、該ＣＣＤラ
インセンサで得られた表面画像を画像処理して各部位の
表面状態に応じた明度データを得る画像処理手段と、前
記明度データの上下の閾値を予め設定・登録する明度閾
値設定・登録手段と、前記明度データを前記の上下の明
度閾値と比較して、前記明度データが前記の上下の明度
閾値で規定される範囲を外れた場合に、金属帯板の表面
異常と判定し、表面異常信号を出力する表面異常判定手
段と、を具えてなる金属帯板の表面検査装置を、前記照
明光源の一定の明るさの下における前記ＣＣＤラインセ
ンサの最適露光量を予め設定・登録する最適露光量設定
・登録手段と、前記ＣＣＤラインセンサへの実際の入射
光量と予め設定・登録された最適露光量との偏差を求め
る入射光量偏差演算手段と、を具え、前記入射光量偏差
に応じて前記ＣＣＤラインセンサのレンズ絞り機構駆動
用モータに通電して、前記入射光量が前記設定・登録さ
れた最適露光量に一致するようにレンズ絞りを自動調節
する露光量制御手段を、設けたことを特徴とするように
構成したものである。

【００１４】上記本発明の金属帯板の表面検査装置にお
いては、さらに、前記第２の課題を解決するために、前
記金属帯板の幅方向の明度の波形から明度ノイズの上・
下限レベルを自動測定するノイズレベル計測手段と、測
定された明度ノイズの上・下限レベルに応じて前記上下
の明度閾値を自動的に設定・登録する明度閾値自動設定
・登録手段とを、設けるように構成することが望まし
い。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の金属帯板の表面検査方法
及び表面検査装置の実施の形態の例を、添付の図面と、
実施例を参照して以下に説明する。

【００１６】図1は、本発明の金属帯板の表面検査装置
の第１の実施の形態の構成を示す系統図である。図１に
示すように、本実施の形態における金属帯板の表面検査
装置は、連続的に通板される金属帯板１の表裏両面側の
少なくとも一方の側に配置され、前記表裏両面の各々を
入射光軸が斜めになるように照明する一定の明るさの照
明光源２ａ，２ｂと、前記照明光源２ａ，２ｂからの照
明光の前記金属帯板表面への入射部位１ａｉ，１ｂｉに
向け、該照明光入射部位１ａｉ，１ｂｉのそれぞれを挟
んで前記照明光源２ａｉ，２ｂｉとは逆方向に配置さ
れ、前記金属帯板表面を撮影するＣＣＤラインセンサ３
ａ，３ｂと、該ＣＣＤラインセンサ３ａ，３ｂのビデオ
カメラ部４ａ、４ｂの各々で得られた表面画像明度を２
値化（デジタル化）して明度データＬｉａ，Ｌｉｂを得
るアナログ／デジタル変換器６ａ，６ｂと、前記明度デ
ータＬｉａ，Ｌｉｂの上下の明度閾値ＵＬｉ，ＬＬｉを
予め設定・登録する明度閾値設定・登録手段８ａ，８ｂ
と、前記明度データＬｉａ，Ｌｉｂを前記の上下の明度
閾値ＵＬｉ，ＬＬｉのそれぞれと比較して、前記明度デ
ータＬｉａ，Ｌｉｂが前記の上下の明度閾値で規定され
る範囲を外れた場合に、金属帯板の表面異常と判定し、
表面異常検出信号Ｓｄａ，Ｓｄｂをそれぞれ表面異常表
示手段１４ａ、１４ｂの各々及び／又は警報段１５ａ、
１５ｂの各々に出力する表面異常判定手段９ａ，９ｂ
と、を具えてなる金属帯板の表面検査装置を、前記照明
光源２ａ，２ｂの一定の明るさの下における前記ＣＣＤ
ラインセンサ３ａ，３ｂの最適露光量Ｌｅｓａ，Ｌｅｓ
ｂの各々を予め設定・登録する最適露光量設定・登録手
段１０ａ，１０ｂと、前記ＣＣＤラインセンサ３ａ、３
ｂへの実際の入射光量Ｑａ，Ｑｂの各々と予め設定・登
録された最適露光量設定値Ｌｅｓａ，Ｌｅｓｂの各々と
の偏差ΔＱａ，ΔＱｂを求める入射光量偏差演算手段１
１ａ，１１ｂと、前記入射光量偏差ΔＱａ，ΔＱｂの各
々に応じて前記ＣＣＤラインセンサ３ａ、３ｂの各々の
レンズ絞り機構５ａ、５ｂの図示せぬ駆動用モータ(サ
ーボモータ又はステッピングモータ)に通電して、レン
ズ絞り機構５ａ、５ｂを駆動するレンズ絞り駆動制御手
段１２ａ，１２ｂと、から成り、前記入射光量Ｑｌａ，
Ｑｌｂが前記最適露光量設定値Ｌｅｓａ，Ｌｅｓｂの各
々に一致するようにレンズ絞りを自動調節する露光量制
御手段１３ａ，１３ｂを設けて主要部を構成している。

【００１７】前記のように構成された本発明の金属帯板
の表面検査装置の第１の実施の形態の作用と、本発明の
金属帯板の表面検査方法の第１の実施の形態について、
以下に手順を追って説明する。

【００１８】（１）前記の本発明の装置を用い、照明光
源２ａ，２ｂの明るさが一定の条件の下で、本発明の検
査方法で検査される着色塗装金属板の塗膜の色の明度及
び／又は塗膜の光沢度の範囲を考慮して、色の明度や光
沢度が最高レベルのものでも露出過剰により検査不可能
になることがなく、かつ、色の明度や光沢度が最低レベ
ルのものでも露光量不足により表面異常の見落としが生
じないような、最適の露光量Ｌｅｓａ，Ｌｅｓｂを予め
求めておく。

【００１９】（２）前記の最適の露光量Ｌｅｓａ，Ｌｅ
ｓｂの各々を、最適露光量設定・登録手段１０ａ，１０
ｂの各々により設定・登録しておく。

【００２０】（３）入射光量偏差演算手段１１ａ，１１
ｂの各々により、ＣＣＤラインセンサ３ａ、３ｂのそれ
ぞれのビデオカメラ部４ａ，４ｂに入射した光量Ｑａ，
Ｑｂの各々と前記最適の露光量Ｌｅｓａ，Ｌｅｓｂの各
々との入射光量偏差ΔＱａ＝（Ｑａ−Ｌｅｓａ），ΔＱ
ｂ＝（Ｑｂ−Ｌｅｓｂ）を求める。

【００２１】（４）求められた入射光量偏差ΔＱａ，Δ
Ｑｂを、各々レンズ絞り駆動制御手段１２ａ，１２ｂに
入力し、予め設定・記憶された例えば［入射光量偏差―
通電時間］換算関数を用いて、前記ＣＣＤラインセンサ
３ａ、３ｂの各々のレンズ絞り機構５ａ、５ｂの図示せ
ぬ駆動用モータ(サーボモータ又はステッピングモータ)
への通電時間の各々を求め、該各々の通電時間だけ、前
記のレンズ絞り機構５ａ、５ｂの図示せぬ駆動用モータ
に通電し、前記入射光量Ｑｌａ，Ｑｌｂが前記最適露光
量設定値Ｌｅｓａ，Ｌｅｓｂの各々に一致するようにレ
ンズ絞りを自動調節する。この際、前記入射光量偏差Δ
Ｑａ，ΔＱｂの各々が正の値を取る場合（即ち、入射光
量が露光量設定値より大きい場合）は、レンズ絞りを大
きく（絞り開度を小さく）して入射光量を小さくするよ
うに前記レンズ絞り駆動モータを作動させる。入射光量
が露光量設定値に一致するまでこの動作を繰り返して、
露光量過剰を解消せしめる。逆に、前記入射光量偏差Δ
Ｑａ，ΔＱｂの各々が負の値を取る場合（即ち、入射光
量が露光量設定値より小さい場合）は、レンズ絞りを小
さく（絞り開度を大きく）して入射光量を大きくするよ
うに前記レンズ絞り駆動モータを作動させる。入射光量
が露光量設定値に一致するまでこの動作を繰り返して、
露光量不足を解消せしめる。

【００２２】図２に表面検査時のＣＣＤラインセンサへ
の入射光量（Ｖ）とレンズ絞り（ｆ）との関係の一例を
示す。例えば、露光量設定値を２．５Ｖにした場合、入
射光量が１．０Ｖであればレンズ絞りはｆ＝１．７まで
小さくして入射光量を増大させ、又、入射光量が４．０
Ｖであればレンズ絞りはｆ＝５．６まで大きくして入射
光量を減少させる。さらに、露光量設定値を２．５Ｖよ
り高い３．５Ｖにした場合は、２．５Ｖの場合に比べて
レンズ絞り（ｆ）は小さくなり、逆に、露光量設定値を
２．５Ｖより低い１．５Ｖにした場合は、２．５Ｖの場
合に比べてレンズ絞り（ｆ）は大きくなる。

【００２３】（５）上記のように常に最適の露光量設定
値に一致するようにレンズ絞りを自動調節されたＣＣＤ
ラインセンサ３ａ，３ｂの各々のビデオカメラ部４ａ，
４ｂで、金属帯板１の表面状態を明度として読み取った
画像明度データは、アナログ／デジタル変換器６ａ，６
ｂの各々で２値信号化（デジタル信号化）され、明度デ
ータＬｉａ，Ｌｉｂに変換される。

【００２４】（６）前記明度データＬｉａ，Ｌｉｂの各
々は、表面異常判定手段９ａ，９ｂの各々において、明
度閾値設定・登録手段８ａ，８ｂの各々から予め設定登
録された上下の明度閾値ＵＬｉ，ＬＬｉの各々と比較さ
れ、明度データＬｉａ，Ｌｉｂの各々が前記の上下の明
度閾値ＵＬｉ，ＬＬｉで規定される範囲を外れた場合
に、表面異常検出信号Ｓｄａ，Ｓｄｂを，それぞれ、表
面異常表示手段１４ａ及び／又は表面異常警報手段１５
ａと、表面異常表示手段１４ｂ及び／又は表面異常警報
手段１５ｂに出力する。

【００２５】前記の本発明の表面検査装置の第１の実施
の形態を用いた、前記の本発明の表面検査方法の第１の
実施の形態によれば、照明光源２ａ，２ｂの明るさ一定
の条件の下で、ＣＣＤラインセンサの露光量が、常に最
適の値に自動制御され、露光量過剰により検査不可能に
なったり、露光量不足により表面欠陥等の表面異常を見
逃してしまうことが防止される。

【００２６】次に、本発明の表面検査方法の一実験例に
ついて説明する。金属帯板の連続塗装ラインにおいて、
図１に示す表面検査装置の裏側のＣＣＤラインセンサ３
ｂや照明光源２ｂの電源を切って、作動を停止させた
後、塗装金属帯板１の表面に垂直な面Ｖａ−１ａｉとＣ
ＣＤラインセンサ３ａの軸の成す角度θ₁（図８参照）
を３５度に、前記塗装金属帯板１の表面に垂直な面Ｖａ
−１ａｉと照明光源２ａの照明光の光軸とが成す角度θ
₂（図８参照）を３０度に、ＣＣＤラインセンサ３ａの
露光量設定値を２．４Ｖに、各々設定して、照明光源２
ａの明るさを一定に調節した状態で、先行塗装金属帯板
１と後続塗装金属帯板１の色相(色の明度)を変化させ
て、色相（色の明度）を変化させる前後のＣＣＤライン
センサ３ａへの入射光量（Ｖ）を測定した。

【００２７】下記表１に先行塗装金属帯板１と後続塗装
金属帯板１の各々の色相（色の明度）、それぞれの色相
（色の明度）におけるＣＣＤラインセンサ３ａへの入射
光量（Ｖ）を比較して示した。表１から明らかなよう
に、色相（色の明度）が変化してもＣＣＤラインセンサ
３ａへの入射光量（Ｖ）は露光量設定値の２．４Ｖと変
わらなかった。又、色相（色の明度）変化後の検査不可
能部分の長さは、通板速度８０ｍ／分で約２ｍに過ぎな
かった。

【００２８】

【表１】

【００２９】次に、本発明の金属帯板の表面検査装置及
び表面検査方法の別の実施の形態を、添付の図面を参照
しつつ以下に説明する。

【００３０】図２は、本発明の金属帯板の表面検査装置
の第２の実施の形態の概略の構成を示す系統図、図３は
図２に示した構成の一部の詳細な構成を示す系統図、図
４は本発明の金属帯板の表面検査方法の第２の実施の形
態における上下のノイズレベルの決定方法を説明するた
めの図、図５は本発明の金属帯板の表面検査方法の第２
の実施の形態における上下の明度閾値の決定方法を説明
するための図である。

【００３１】図２に示すように、本発明の金属帯板の表
面検査装置の本実施の形態の構成は、前記図１を参照し
て説明した実施の形態の構成とは以下の点が異なるだけ
で、他の構成は同じである。 （Ａ）画像処理手段７ａ，７ｂから入力される明度デー
タＬｉａ，Ｌｉｂの各々に基づき、前記金属帯板の幅方
向の明度の波形から明度ノイズの上・下限レベルを自動
測定するノイズレベル計測手段１６ａ，１６ｂを備える
こと。 （Ｂ）測定された明度ノイズの上・下限レベルに応じて
前記上下の閾値を自動的に設定・登録する閾値自動設定
・登録手段１７ａ，１７ｂを備えること。

【００３２】前記のノイズレベル計測手段１６ａ，１６
ｂは、さらに具体的には以下のような構成を有する。即
ち、図３に示すように、前記金属帯板の幅方向の明度の
波形の振幅の中央付近を中心として上下に前記の振幅を
十分にカバーできるように設定した明度レベルの範囲を
少なくとも含む範囲内に、等間隔明度（ｍＶ）（例え
ば、５ｍＶ，１０ｍＶ）の明度レベル線ＳＬ１〜ＳＬＮ
を設定する明度レベル線設定手段１８と、設定された明
度レベル線ＳＬ１〜ＳＬＮの各々について、前記明度波
形が各々の明度レベル線の明度を下回った金属帯板の幅
方向の画素領域を２値化データの低値Ｌの範囲とし、前
記明度波形が各々の明度レベル線の明度以上になった金
属帯板の幅方向の画素領域を２値化データの高値Ｈの範
囲とする２値化領域判定手段１９と、前記明度レベル線
ＳＬ１〜ＳＬＮの各々について、低値Ｌの範囲と高値Ｈ
の範囲の各々の金属帯板の幅方向の合計画素数を計数・
演算する合計画素数計数・演算手段２０と、前記明度レ
ベル線ＳＬ１〜ＳＬＮの各々について、低値Ｌの範囲の
合計画素数とＣＣＤラインセンサの金属帯板の幅方向の
総画素数（例えば、２０４０画素）に対する予め設定さ
れた所定の割合の画素数ＮＬｌとを比較し、低値Ｌの範
囲の合計画素数が前記所定の割合の画素数ＮＬｌを上回
った明度レベル線ＳＬＵの明度レベルを仮の上限ノイズ
レベルＵＮＬｖ（Ｖ）として仮決定する上限ノイズレベ
ル仮決定手段２１Ｈｖと、前記の仮の上限ノイズレベル
ＵＮＬｖ（Ｖ）をＣＣＤラインセンサの数走査分記憶す
る記憶手段２２Ｈｍと、前記記憶された仮の上限ノイズ
レベルＵＮＬｖ（Ｖ）のＣＣＤラインセンサの数走査分
を読み出して平均し、上限ノイズレベルＵＮＬ（Ｖ）と
して決定する上限ノイズレベル平均化・決定手段２３Ｈ
と、前記明度レベル線ＳＬ１〜ＳＬＮの各々について、
高値Ｈの範囲の合計画素数とＣＣＤラインセンサの金属
帯板の幅方向の総画素数（例えば、２０４０画素）に対
する予め設定された所定の割合の画素数ＮＨｌとを比較
し、高値Ｈの範囲の合計画素数が前記所定の割合の画素
数ＮＨｌを上回った明度レベル線ＳＬＬの明度レベルを
仮の下限ノイズレベルＬＮＬｖ（Ｖ）として決定する下
限ノイズレベル仮決定手段２１Ｌｖと、前記の仮の下限
ノイズレベルＬＮＬｖ（Ｖ）をＣＣＤラインセンサの数
走査分記憶する記憶手段２２Ｌｍと、前記記憶された仮
の下限ノイズレベルＬＮＬｖ（Ｖ）のＣＣＤラインセン
サの数走査分を読み出して平均し、下限ノイズレベルＬ
ＮＬ（Ｖ）として決定する下限ノイズレベル平均化・決
定手段２３Ｌと、から構成される。

【００３３】また、前記の閾値自動設定・登録手段１７
ａ，１７ｂは、さらに具体的には以下のような構成を有
する。即ち、図３、図４に示すように、予め前記上下の
ノイズレベルＵＮＬ（Ｖ），ＬＮＬ（Ｖ）の各々からか
ら上下の明度閾値（上下のスラッシュレベル）ＵＬｉ
（Ｖ），ＬＬｉ（Ｖ）を決定するための余裕代α（Ｖ）
を予め設定・登録する余裕代設定・登録手段２４ａ，２
４ｂを付設され、前記上限ノイズレベル平均化・決定手
段２３Ｈにより決定された上限ノイズレベルＵＮＬ
（Ｖ）に前記設定・登録された余裕代α（Ｖ）を加算し
て、上部閾値（上限スラッシュレベル）ＵＬｉ（Ｖ）を
求める加算手段２５ａ，２５ｂと、前記下限ノイズレベ
ル平均化・決定手段２３Ｌにより決定された下限ノイズ
レベルＬＮＬ（Ｖ）から前記設定・登録された余裕代α
（Ｖ）を減算して、下部閾値（下限スラッシュレベル）
ＬＬｉ（Ｖ）を求める減算手段２６ａ，２６ｂと、から
構成される。

【００３４】前記のように構成された本発明の金属帯板
の表面検査装置の第２の実施の形態の作用と、これを用
いた本発明の金属帯板の表面検査方法の第２の実施の形
態は、前記図１を参照して説明した本発明の金属帯板の
表面検査装置の第１の実施の形態の作用と、本発明の金
属帯板の表面検査方法の第１の実施の形態についての説
明のうちの、（１）項〜（５）項までの手順は共通であ
るので重複説明を省略し、(６)項以下の手順を以下に説
明する。なお、説明の簡略化のためにＣＣＤラインセン
サの金属帯板幅方向の画素数を１００画素として、前記
図３と、本実施の形態における上下のノイズレベルの自
動計測・決定方法を説明するための概略図である図５
と、本実施の形態における上下の明度閾値（スラッシュ
レベル）の自動決定方法を説明するための概略図である
図６とを参照しつつ説明する。

【００３５】（６）明度レベル線設定手段１８により、
図４（ａ）の金属帯板幅方向の明度波形ＷＬの振幅の中
央付近（図のＳＬ４の近辺）を中心として上下に前記の
振幅を十分にカバーできるように設定した明度レベルの
範囲を少なくとも含む範囲内に、１０ｍＶの等間隔明度
の明度レベル線ＳＬ１〜ＳＬ７を設定する。

【００３６】（７）２値化領域判定手段１９によって、
図４（ｂ）に示すように、設定された明度レベル線ＳＬ
１〜ＳＬ７の各々について、前記明度波形ＷＬが各々の
明度レベル線の明度を下回った金属帯板の幅方向の画素
領域を２値化データの低値Ｌの範囲とし、前記明度波形
ＷＬが各々の明度レベル線の明度以上になった金属帯板
の幅方向の画素領域を２値化データの高値Ｈの範囲とし
て決定する。

【００３７】（８）合計画素数計数・演算手段２０によ
って、前記明度レベル線ＳＬ１〜ＳＬＮの各々につい
て、低値Ｌの範囲と高値Ｈの範囲の各々の金属帯板の幅
方向の合計画素数を計数・演算する。

【００３８】（９）上限ノイズレベル仮決定手段２１Ｈ
ｖにより、前記明度レベル線ＳＬ１〜ＳＬ７の各々につ
いて、低値Ｌの範囲の合計画素数とＣＣＤラインセンサ
の金属帯板の幅方向の総画素数（ここでは１００）に対
する予め設定された所定の割合（ここでは７５％とす
る）の画素数（ここでは７５）とを比較し、低値Ｌの範
囲の合計画素数が前記所定の割合の画素数７５を上回っ
た明度レベル線ＳＬ５の明度レベルを仮の上限ノイズレ
ベルＵＮＬｖ（Ｖ）として仮決定する。得られた仮の上
限ノイズレベルＵＮＬｖ（Ｖ）をＣＣＤラインセンサの
数走査分だけ記憶手段２２Ｈｍに記憶させる。次いで、
上限ノイズレベル平均化・決定手段２３Ｈにより、前記
記憶された仮の上限ノイズレベルＵＮＬｖ（Ｖ）のＣＣ
Ｄラインセンサの数走査分を読み出して平均し、上限ノ
イズレベルＵＮＬ（Ｖ）として決定する。

【００３９】（１０）一方、下限ノイズレベル仮決定手
段２１Ｌｖにより、前記明度レベル線ＳＬ１〜ＳＬＮの
各々について、高値Ｈの範囲の合計画素数とＣＣＤライ
ンセンサの金属帯板の幅方向の総画素数（ここでは１０
０）に対する予め設定された所定の割合（ここでは７５
％とする）の画素数（ここでは７５）とを比較し、高値
Ｈの範囲の合計画素数が前記所定の割合の画素数を上回
った明度レベル線ＳＬ３の明度レベルを仮の下限ノイズ
レベルＬＮＬｖ（Ｖ）として決定する。得られた仮の下
限ノイズレベルＬＮＬｖ（Ｖ）をＣＣＤラインセンサの
数走査分だけ記憶手段２２Ｌｍに記憶させる。次いで、
下限ノイズレベル平均化・決定手段２３Ｌにより、前記
記憶された仮の下限ノイズレベルＬＮＬｖ（Ｖ）のＣＣ
Ｄラインセンサの数走査分を読み出して平均し、下限ノ
イズレベルＬＮＬ（Ｖ）として決定する。

【００４０】（１１）余裕代設定・登録手段２４ａ，２
４ｂで、余裕代α（Ｖ）を予め設定・登録しておく。

【００４１】（１２）加算手段２５ａ，２５ｂにより、
図４、図６に示すように、前記上限ノイズレベル決定手
段２３Ｈにより決定された上限ノイズレベルＵＮＬ
（Ｖ）に前記設定・登録された余裕代α（Ｖ）を加算し
て、上部閾値（上限スラッシュレベル）ＵＬｉ（Ｖ）を
求める。又、減算手段２６ａ，２６ｂにより、図４、図
６に示すように、前記下限ノイズレベル決定手段２３Ｌ
により決定された下限ノイズレベルＬＮＬ（Ｖ）から前
記設定・登録された余裕代α（Ｖ）を減算して、下部閾
値（下限スラッシュレベル）ＬＬｉ（Ｖ）を求める。

【００４２】上記のように構成された本発明の金属帯板
表面の検査装置と検査方法のそれぞれの第２の実施の形
態とによれば、本来許容範囲の塗膜表面状態のばらつき
を表面異常として過度に誤検出してしまったり、本来表
面異常として検出すべき塗膜表面状態異常が検出されな
いで見逃されてしまい、検査精度が低下してしまうとい
うようよなことがない。

【００４３】

【発明の効果】本発明の請求項１に係る金属帯板表面の
検査方法及び請求項３に係る金属帯板表面の検査装置に
よれば、塗装金属帯板製造・加工ラインを通板する塗装
金属帯板の塗膜の色の明度や塗膜の光沢が変化する度に
照明光源の明るさを変化させる煩雑な作業の必要がな
く、従って照明光源の明るさの調節に時間を要するため
に発生していた金属帯板の繋ぎ目の後の表面無検査部分
を最小限に抑制しつつ、塗膜の色の明度や光沢度が多種
にわたる塗装金属帯板の表面欠陥等の表面異常を連続的
に精度良く検出できる。

【００４４】本発明の請求項２に係る金属帯板表面の検
査方法及び請求項４に係る金属帯板表面の検査装置によ
れば、本来許容範囲の塗膜表面状態のばらつきを表面異
常として過度に誤検出してしまったり、本来表面異常と
して検出すべき塗膜表面状態異常が検出されないで見逃
されてしまい、検査精度が低下してしまうというようよ
なことがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の金属帯板の表面検査装置の第１の
実施の形態の構成を示す系統図である。

【図２】 表面検査時のＣＣＤラインセンサへの入射
光量（Ｖ）とレンズ絞り（ｆ）との関係の一例を示す図
である。

【図３】 本発明の金属帯板の表面検査装置の第２の
実施の形態の概略の構成を示す系統図である。

【図４】 図３に示した本発明の金属帯板の表面検査
装置の第２の実施の形態の概略の構成の一部の詳細な構
成を示す系統図である。

【図５】 本発明の金属帯板の表面検査方法の第２の
実施の形態における上下のノイズレベルの決定方法を説
明するための図である。

【図６】 本発明の金属帯板の表面検査方法の第２の
実施の形態における上下の明度閾値の決定方法を説明す
るための図である。

【図７】 塗装金属帯板の表面の明度を示す図であっ
て、（ａ）はＣＣＤラインセンサによる撮影原画像の明
度の一例を示し、（ｂ）は（ａ）の明度を画像処理して
得られた増幅された明度を示す図である。

【図８】 塗装金属帯板に対する表面検査装置のＣＣ
Ｄラインセンサと照明光源の配置を示す側面図である。

【符号の説明】

１ 金属帯板 ２，２ａ，２ｂ 照明光源 ３，３ａ，３ｂ ＣＣＤラインセンサ ４ａ，４ｂ ビデオカメラ部 ５ａ，５ｂ レンズ絞り機構 ６ａ，６ｂ アナログ／デジタル変換器 ８ａ，８ｂ 明度閾値設定・登録手段 ９ａ，９ｂ 表面異常判定手段 １０ａ，１０ｂ 最適露光量設定・登録手段 １１ａ，１１ｂ 入射光量偏差演算手段 １２ａ，１２ｂ レンズ絞り駆動制御手段 １３ａ，１３ｂ 露光量制御手段 １４ａ，１４ｂ 表面異常表示手段 １５ａ，１５ｂ 表面異常警報手段 １６ａ，１６ｂ ノイズレベル計測手段 １７ａ，１７ｂ 閾値自動設定登録手段 １８ 明度レベル線設定手段 １９ ２値化領域判定手段 ２０ 合計画素数計数・演算手段 ２１Ｈｖ 上限ノイズレベル仮決定手段 ２１Ｌｖ 下限ノイズレベル仮決定手段 ２２Ｈｍ 記憶手段 ２２Ｌｍ 記憶手段 ２３Ｈ 上限ノイズレベル平均化・決定手段 ２３Ｌ 下限ノイズレベル平均化・決定手段 ２４ａ，２４ｂ 余裕代設定・登録手段 ２５ａ，２５ｂ 加算手段 ２６ａ，２６ｂ 減算手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 畠中 信夫 千葉県市川市高谷新町７番地の１ 日新製 鋼株式会社市川製造所内 (72)発明者 藤川 敬文 京都府京都市山科区四ノ宮奈良野町２−１ 竹中システム機器株式会社内 Ｆターム(参考） 2F065 AA49 BB13 BB15 CC00 FF01 FF04 HH12 JJ02 JJ05 JJ08 JJ25 NN03 QQ25 QQ31 UU05 2G051 AA37 AB07 AB12 AC21 CA04 CB05 CC07 DA06 EA11 EA12 EA16 EB01 ED05 GC04 GD02 2G059 AA05 BB10 DD12 EE02 FF01 HH02 JJ11 KK04 MM05 MM09 MM18 PP01

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 連続的に搬送される金属帯板の表面
   に、照明光源から光軸が斜めになるように照明光を入射
   せしめ、前記金属帯板表面の前記照明光入射部位に向け
   て、該照明光入射部を挟んで前記照明光源とは逆方向に
   配置されたＣＣＤラインセンサで前記金属帯板表面を撮
   影し、得られた表面画像を画像処理して得られた各部位
   の表面状態に応じた明度データを、予め設定された上下
   の明度閾値と比較して、前記明度データが前記の上下の
   明度閾値で規定される範囲を外れた場合に、金属帯板の
   表面異常と判定する金属帯板の表面検査方法において、 前記照明光源の明るさを一定に保ちつつ、前記ＣＣＤラ
   インセンサへの入射光量が予め設定・登録された最適露
   光量に一致するように、前記ＣＣＤラインセンサのレン
   ズ絞りを自動調節しながら検査することを特徴とした金
   属帯板の表面検査方法。
2. 【請求項２】 前記金属帯板の幅方向の明度の波形か
   ら明度ノイズの上・下限レベルを自動計測し、計測され
   た明度ノイズの上・下限レベルに各々応じて前記の上下
   の明度閾値を自動的に設定・登録することを特徴とした
   請求項１に記載の金属帯板の表面検査方法。
3. 【請求項３】 連続的に搬送される金属帯板の表面を
   入射光軸が斜めになるように照明する一定の明るさの照
   明光源と、 前記照明光源からの照明光の前記金属帯板表面への入射
   部位に向け、該照明光入射部を挟んで前記照明光源とは
   逆方向に配置され、前記金属帯板表面を撮影するＣＣＤ
   ラインセンサと、 該ＣＣＤラインセンサで得られた表面画像を画像処理し
   て各部位の表面状態に応じた明度データを得る画像処理
   手段と、 前記明度データの上下の明度閾値を予め設定・登録する
   明度閾値設定・登録手段と、 前記明度データを前記の上下の明度閾値と比較して、前
   記明度データが前記の上下の明度閾値で規定される範囲
   を外れた場合に、金属帯板の表面異常と判定し、表面異
   常信号を出力する表面異常判定手段と、を具えてなる金
   属帯板の表面検査装置であって、 前記照明光源の一定の明るさの下における前記ＣＣＤラ
   インセンサの最適露光量を予め設定・登録する最適露光
   量設定・登録手段と、 前記ＣＣＤラインセンサへの実際の入射光量と予め設定
   ・登録された最適露光量との偏差を求める入射光量偏差
   演算手段と、を具え、 前記入射光量偏差に応じて前記ＣＣＤラインセンサのレ
   ンズ絞り機構駆動用モータに通電して、前記入射光量が
   前記設定・登録された最適露光量に一致するようにレン
   ズ絞りを自動調節する露光量制御手段を、設けたことを
   特徴とする金属帯板の表面検査装置。
4. 【請求項４】 前記金属帯板の幅方向の明度の波形か
   ら明度ノイズの上・下限レベルを自動測定するノイズレ
   ベル計測手段と、 計測された明度ノイズの上・下限レベルに各々応じて前
   記上下の明度閾値を自動的に設定・登録する明度閾値自
   動設定・登録手段とを、設けたことを特徴とした請求項
   ３に記載の金属帯板の表面検査装置。