JP2001242091A - 表面検査のための方法及び装置 - Google Patents
表面検査のための方法及び装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 対象物１０６の表面を検査する方法及び該方
法を実施する装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 本方法は対象物と該対象物の表面を検査
するための装置との間で移動させ、対象物の表面を光放
射により放射することを含んでいる。前記放射は対象物
の表面の異なる各撮像領域１０８，１１０に対してなさ
れ、そのため各放射の少なくとも１つの特性が、別の撮
像領域における特性と異なっている。異なる各放射で対
象物の同一表面エリアからの画像情報を生成するため
に、画像が撮像領域から生成され、かつ異なる撮像領域
から得られた同一表面エリアの画像情報が比較及び／又
は結合されて、表面検査情報を生成する。
法を実施する装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 本方法は対象物と該対象物の表面を検査
するための装置との間で移動させ、対象物の表面を光放
射により放射することを含んでいる。前記放射は対象物
の表面の異なる各撮像領域１０８，１１０に対してなさ
れ、そのため各放射の少なくとも１つの特性が、別の撮
像領域における特性と異なっている。異なる各放射で対
象物の同一表面エリアからの画像情報を生成するため
に、画像が撮像領域から生成され、かつ異なる撮像領域
から得られた同一表面エリアの画像情報が比較及び／又
は結合されて、表面検査情報を生成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、オプトエレクトロ
ニクス計測装置によりロール状金属製品の表面といった
対象物の表面の品質を検査する技術に関するものであ
る。
ニクス計測装置によりロール状金属製品の表面といった
対象物の表面の品質を検査する技術に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】欧州特許第 97114590.0-1524 号文献に
よれば、移動対象物の表面を検査するための従来技術の
方法及び装置が教授されている。該方法及び装置におい
て、移動対象物の表面が明領域照明方向から第１光源に
より照明される。明領域照明方向は、前記表面のミラー
角度に応じた照明方向である。第２光源及び第３光源
が、暗領域照明方向から前記表面を照明するために使用
される。暗領域照明方向は、前記表面のミラー角度に応
じた照明方向とは異なるものである。前記明領域方向及
び暗領域方向からの前記照明は、スペクトルが異なって
いる。スペクトルが異なることは各照明の波長分布が異
なることを意味しており、これは 400 nm 〜700 nm の
可視光線において、異なる照明方向での各照明が異なる
色を有することを意味している。前記各照明方向から前
記表面への各照明から信号を生成するために各照明が受
容され、スペクトルがそれぞれ異なる各照明が別々のカ
メラにより受容される。反射率、光沢度、及び表面粗さ
を含む３Ｄ特性といった表面特性の中から少なくとも２
つを規定するために、前記信号が使用される。
よれば、移動対象物の表面を検査するための従来技術の
方法及び装置が教授されている。該方法及び装置におい
て、移動対象物の表面が明領域照明方向から第１光源に
より照明される。明領域照明方向は、前記表面のミラー
角度に応じた照明方向である。第２光源及び第３光源
が、暗領域照明方向から前記表面を照明するために使用
される。暗領域照明方向は、前記表面のミラー角度に応
じた照明方向とは異なるものである。前記明領域方向及
び暗領域方向からの前記照明は、スペクトルが異なって
いる。スペクトルが異なることは各照明の波長分布が異
なることを意味しており、これは 400 nm 〜700 nm の
可視光線において、異なる照明方向での各照明が異なる
色を有することを意味している。前記各照明方向から前
記表面への各照明から信号を生成するために各照明が受
容され、スペクトルがそれぞれ異なる各照明が別々のカ
メラにより受容される。反射率、光沢度、及び表面粗さ
を含む３Ｄ特性といった表面特性の中から少なくとも２
つを規定するために、前記信号が使用される。
【０００３】欧州特許第 97114590.0-1524 号文献で開
示された従来技術による解決方法においてスペクトルが
異なる光源を使用することの欠点は、色又は他のスペク
トル表面特性における変化により計測エラーが生じるこ
とである。特に（表面検査において最も重要である）３
Ｄ計測において、スペクトルの差により計測結果に甚大
なエラーが生じる。さらに、スペクトルの差によるエラ
ーのために、表面材料の変化又は同一表面材料の異なる
表面タイプへの変化、又はそれら双方の変化に適合する
ことができず、かつ照明における変化に順応することが
できない。前記適合できないことによって不必要に警報
がなる。これは特に製造工程では甚大な問題となる。
示された従来技術による解決方法においてスペクトルが
異なる光源を使用することの欠点は、色又は他のスペク
トル表面特性における変化により計測エラーが生じるこ
とである。特に（表面検査において最も重要である）３
Ｄ計測において、スペクトルの差により計測結果に甚大
なエラーが生じる。さらに、スペクトルの差によるエラ
ーのために、表面材料の変化又は同一表面材料の異なる
表面タイプへの変化、又はそれら双方の変化に適合する
ことができず、かつ照明における変化に順応することが
できない。前記適合できないことによって不必要に警報
がなる。これは特に製造工程では甚大な問題となる。
【０００４】独国特許第 19511534 号公開公報は、各光
源（ここで、前記各光源からの各光は異なる色を有して
いる）により少なくとも２つの異なる方向から照明する
ことで移動表面の３Ｄ特性を検査するための方法及び装
置に関するものである。異なる方向から同時にそれぞれ
照明され、かつ各照明方向に対する各カメラを使用して
照明された表面から画像が生成される。前記表面の３Ｄ
特性の分析は色分類に基づいて行われ、この分類により
表面から得られた色値が比較される。
源（ここで、前記各光源からの各光は異なる色を有して
いる）により少なくとも２つの異なる方向から照明する
ことで移動表面の３Ｄ特性を検査するための方法及び装
置に関するものである。異なる方向から同時にそれぞれ
照明され、かつ各照明方向に対する各カメラを使用して
照明された表面から画像が生成される。前記表面の３Ｄ
特性の分析は色分類に基づいて行われ、この分類により
表面から得られた色値が比較される。
【０００５】独国特許第 19511534 号公開公報における
従来技術の解決方法では、表面の３Ｄ特性を検査するこ
とが可能となっているが、光沢度又は反射率を検査する
ことができない。これは、該方法が２つの方向からの対
称暗領域照明を使用しているからである。さらに、３Ｄ
解析は色分類に基づいており、色のエラーにより該方法
が害されてしまう。すなわち色のエラーにより、表面材
料の変化又は同一材料の異なる表面タイプへの変化、又
はそれら双方の変化に適合できず、又は照明における変
化に適合することができなくなる。前記適合できないこ
とによって不必要に警報がなる。これは特に製造工程で
は甚大な問題となる。
従来技術の解決方法では、表面の３Ｄ特性を検査するこ
とが可能となっているが、光沢度又は反射率を検査する
ことができない。これは、該方法が２つの方向からの対
称暗領域照明を使用しているからである。さらに、３Ｄ
解析は色分類に基づいており、色のエラーにより該方法
が害されてしまう。すなわち色のエラーにより、表面材
料の変化又は同一材料の異なる表面タイプへの変化、又
はそれら双方の変化に適合できず、又は照明における変
化に適合することができなくなる。前記適合できないこ
とによって不必要に警報がなる。これは特に製造工程で
は甚大な問題となる。
【０００６】換言すれば、独国特許第 19511534 号公開
公報における従来技術の解決方法では、それぞれ異なる
表面エラー特性を識別する能力が非常に制限されてい
る。
公報における従来技術の解決方法では、それぞれ異なる
表面エラー特性を識別する能力が非常に制限されてい
る。
【０００７】独国特許第 19720308 号特許公報における
従来技術の解決方法では、移動材料の表面から暗領域画
像が得られる。生成すべき画像の表面領域は、暗領域角
度で放射する放射源にあり、かつ対応するマトリックス
カメラにある。明領域画像は明領域角度で得られ、生成
すべき画像の対応するエリアは、明領域角度で照射する
放射源にありかつ対応するカメラにある。表面検査にお
いて、どの画像からエラーがよりよく分析可能であるか
に応じて、暗領域画像又は明領域画像の何れかから表面
エラーが分析される。前記解決方法は、２Ｄエラーと３
Ｄエラーとを選ばないものである。表面の色及びパター
ンでの変化により検出の際にエラーが生じる。これは、
１画像に基づく表面検出では前記変化をよく観察し得な
いからである。
従来技術の解決方法では、移動材料の表面から暗領域画
像が得られる。生成すべき画像の表面領域は、暗領域角
度で放射する放射源にあり、かつ対応するマトリックス
カメラにある。明領域画像は明領域角度で得られ、生成
すべき画像の対応するエリアは、明領域角度で照射する
放射源にありかつ対応するカメラにある。表面検査にお
いて、どの画像からエラーがよりよく分析可能であるか
に応じて、暗領域画像又は明領域画像の何れかから表面
エラーが分析される。前記解決方法は、２Ｄエラーと３
Ｄエラーとを選ばないものである。表面の色及びパター
ンでの変化により検出の際にエラーが生じる。これは、
１画像に基づく表面検出では前記変化をよく観察し得な
いからである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題及び課題を解決するため
の手段】よって、本発明の目的は、上記問題点を解決す
るための方法と、該方法を実施する装置を提供すること
である。これは、対象物の表面を検査する方法により達
成される。該方法は、対象物と対象物の表面を検査する
ための装置との間を移動することを含み、前記対象物の
表面は光放射により放射されている。さらに、本方法
は、前記放射を対象物の表面の異なる撮像領域へ方向づ
けることを含み、そのため各放射の少なくとも１つの特
性が、他の撮像領域での特性と異なっている。異なる放
射で対象物の同一表面エリアの画像情報を作るように画
像が撮像領域から生成され、かつ異なる各撮像領域にお
ける同一表面エリアでの画像情報が、比較され及び／又
は結合されて表面検査情報が生成される。
の手段】よって、本発明の目的は、上記問題点を解決す
るための方法と、該方法を実施する装置を提供すること
である。これは、対象物の表面を検査する方法により達
成される。該方法は、対象物と対象物の表面を検査する
ための装置との間を移動することを含み、前記対象物の
表面は光放射により放射されている。さらに、本方法
は、前記放射を対象物の表面の異なる撮像領域へ方向づ
けることを含み、そのため各放射の少なくとも１つの特
性が、他の撮像領域での特性と異なっている。異なる放
射で対象物の同一表面エリアの画像情報を作るように画
像が撮像領域から生成され、かつ異なる各撮像領域にお
ける同一表面エリアでの画像情報が、比較され及び／又
は結合されて表面検査情報が生成される。
【０００９】本発明は、さらに、対象物の表面を検査す
るための装置に関するものであり、本装置と対象物の表
面との間で移動が行われる。前記装置は、少なくとも２
つの異なる撮像領域で放射するための１つ又は２つ以上
の放射源（ここで、放射の少なくとも１つの特性が異な
る撮像領域内で異なっている）と、それぞれ異なる放射
で対象物の同一表面エリアの画像情報を生成するための
撮像領域における撮像領域固有画像検出器と、表面エリ
ア固有検査情報を生成するためにそれぞれ異なる撮像領
域から得られる同一表面エリアの画像情報を比較及び／
又は結合手段とを備えている。
るための装置に関するものであり、本装置と対象物の表
面との間で移動が行われる。前記装置は、少なくとも２
つの異なる撮像領域で放射するための１つ又は２つ以上
の放射源（ここで、放射の少なくとも１つの特性が異な
る撮像領域内で異なっている）と、それぞれ異なる放射
で対象物の同一表面エリアの画像情報を生成するための
撮像領域における撮像領域固有画像検出器と、表面エリ
ア固有検査情報を生成するためにそれぞれ異なる撮像領
域から得られる同一表面エリアの画像情報を比較及び／
又は結合手段とを備えている。
【００１０】本発明の好適なものが従属請求項に開示さ
れている。
れている。
【００１１】本発明は、表面上の異なる撮像領域におい
て光放射により移動対象物の表面を放射することに基づ
いており、異なる各撮像領域での放射の少なくとも１つ
の特性が異なっている。それぞれ異なる放射で対象物の
同一エリアから画像情報を作るために、画像が撮像領域
から生成される。それぞれ異なる撮像領域で得られた同
一表面エリアの画像情報が比較及び／又は結合されて、
表面検査情報が生成される。
て光放射により移動対象物の表面を放射することに基づ
いており、異なる各撮像領域での放射の少なくとも１つ
の特性が異なっている。それぞれ異なる放射で対象物の
同一エリアから画像情報を作るために、画像が撮像領域
から生成される。それぞれ異なる撮像領域で得られた同
一表面エリアの画像情報が比較及び／又は結合されて、
表面検査情報が生成される。
【００１２】本発明の有利点は、計測精度を向上させる
ことである。
ことである。
【００１３】本発明の解決方法では、色エラーにより生
じる欠点がない。よって、特に３Ｄ計測において、計測
精度が非常によい。本発明では、移動表面が共通のスペ
クトルの光放射により（すなわち、同一色の光放射を有
する可視光の 400 nm 〜700nm の波長範囲において）放
射されるので、色エラーが生じない。これは、表面の３
Ｄ特性を検査する信頼性を向上させるだけでは無く、表
面の光沢度及び反射率を検査する信頼性も向上させてい
る。向上した信頼性の１つのしるしとしては、例えば不
必要な警報を回避することである。これは、製造工程を
非常に加速させる。
じる欠点がない。よって、特に３Ｄ計測において、計測
精度が非常によい。本発明では、移動表面が共通のスペ
クトルの光放射により（すなわち、同一色の光放射を有
する可視光の 400 nm 〜700nm の波長範囲において）放
射されるので、色エラーが生じない。これは、表面の３
Ｄ特性を検査する信頼性を向上させるだけでは無く、表
面の光沢度及び反射率を検査する信頼性も向上させてい
る。向上した信頼性の１つのしるしとしては、例えば不
必要な警報を回避することである。これは、製造工程を
非常に加速させる。
【００１４】本発明の解決方法は、好ましくは、異なる
偏光を有する光放射の比率（通常、水平方向偏光と垂直
方向偏光との比率）を利用している。よって、対象物の
表面の例えば膜の厚さ及び屈折率と、対象物の表面の厚
さ及び屈折率とを良好な計測精度にて計測可能である。
偏光を有する光放射の比率（通常、水平方向偏光と垂直
方向偏光との比率）を利用している。よって、対象物の
表面の例えば膜の厚さ及び屈折率と、対象物の表面の厚
さ及び屈折率とを良好な計測精度にて計測可能である。
【００１５】小表面のエラーを見つけるには、小表面エ
リアに対して高放射パワーを生成する必要があり、高速
生産ライン速度に合うように短い露光時間で画像を生成
することを可能としている。さらに、３Ｄ計測におい
て、それぞれ異なる方向からの各放射の入射角と、放射
のスペクトル同一性とを精確に制御することが好まし
い。前記目的は、本発明の解決方法において各レーザ放
射源を使用することにより達成される。
リアに対して高放射パワーを生成する必要があり、高速
生産ライン速度に合うように短い露光時間で画像を生成
することを可能としている。さらに、３Ｄ計測におい
て、それぞれ異なる方向からの各放射の入射角と、放射
のスペクトル同一性とを精確に制御することが好まし
い。前記目的は、本発明の解決方法において各レーザ放
射源を使用することにより達成される。
【００１６】本発明では、同一スペクトルの放射により
対象物の表面を放射するためにレーザ放射源が使用さ
れ、移動高温表面の検査のように、以前のものよりもさ
らに離れた所から移動表面をより良好に検査することが
可能である。この記載において、離れた所からの表面検
査とは、１メートル又は１メートルよりも遠く、３メー
トルまでの実行可能な距離だけ離れた所から表面検査す
ることを指している。本発明は、急速移動対象物の表面
の検査をも可能としている。本発明の本質的な有利点
は、表面の３Ｄ特性と色特性の信頼可能な検査のために
同様の装置を使用することが可能であることである。
対象物の表面を放射するためにレーザ放射源が使用さ
れ、移動高温表面の検査のように、以前のものよりもさ
らに離れた所から移動表面をより良好に検査することが
可能である。この記載において、離れた所からの表面検
査とは、１メートル又は１メートルよりも遠く、３メー
トルまでの実行可能な距離だけ離れた所から表面検査す
ることを指している。本発明は、急速移動対象物の表面
の検査をも可能としている。本発明の本質的な有利点
は、表面の３Ｄ特性と色特性の信頼可能な検査のために
同様の装置を使用することが可能であることである。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、添付の図面を参照しなが
ら、好適な実施形態により本発明をより詳細に記載す
る。図１は、対象物の表面を検査するための本発明の装
置を示している。図１の装置は、異なる各放射方向１０
２，１０４の２つの放射源１００を備えているが、各放
射源は本発明の解決方法における同一放射方向に配置さ
れてもよい。さらに、本発明の解決方法は、放射源をた
だ一つ備えても良い。表面の各放射源により方向付けら
れた各放射の少なくとも１つの特性が異なっている。各
表面放射の間で通常異なる特性には、発散、波長範囲、
及び偏光が含まれる。
ら、好適な実施形態により本発明をより詳細に記載す
る。図１は、対象物の表面を検査するための本発明の装
置を示している。図１の装置は、異なる各放射方向１０
２，１０４の２つの放射源１００を備えているが、各放
射源は本発明の解決方法における同一放射方向に配置さ
れてもよい。さらに、本発明の解決方法は、放射源をた
だ一つ備えても良い。表面の各放射源により方向付けら
れた各放射の少なくとも１つの特性が異なっている。各
表面放射の間で通常異なる特性には、発散、波長範囲、
及び偏光が含まれる。
【００１８】矢印Ａで示す移動が、対象物１０６と該対
象物の表面を検査するための装置との間でなされる。図
１では対象物１０６が移動するが、本発明の解決方法
は、静止対象物と移動装置とすることも可能である。対
象物と装置との間で移動が行われることが本質的であ
る。
象物の表面を検査するための装置との間でなされる。図
１では対象物１０６が移動するが、本発明の解決方法
は、静止対象物と移動装置とすることも可能である。対
象物と装置との間で移動が行われることが本質的であ
る。
【００１９】各放射源１００は、光放射を使用し、対象
物１０６の表面にそれぞれ異なる撮像領域１０８，１０
０（通常同一のサイズ）を放射する。当然のことではあ
るが、各画像を生成する瞬間には、撮像領域は移動対象
物１０６の表面である。本発明の解決方法によれば、１
つの放射源１００が両方の撮像領域を放射することも可
能である。よって、これは発散放射を受け取る。
物１０６の表面にそれぞれ異なる撮像領域１０８，１０
０（通常同一のサイズ）を放射する。当然のことではあ
るが、各画像を生成する瞬間には、撮像領域は移動対象
物１０６の表面である。本発明の解決方法によれば、１
つの放射源１００が両方の撮像領域を放射することも可
能である。よって、これは発散放射を受け取る。
【００２０】各放射源は、通常、対象物の表面を連続的
に放射するレーザ放射源である。レーザ放射源は、レー
ザラインの幅のエリアを放射するために使用される。レ
ーザラインの幅のエリアは、画像検出器の少なくとも画
素幅に対応している。放射源は、単一放射源を１つ以上
備えている。通常、対象物の表面の全幅が放射される。
換言すれば、対象物が移動するにつれて、その全体表面
が放射されかつ画像が生成される。本装置は、それぞれ
異なる放射で対象物の同一表面エリアの画像情報を生成
するために、対象物と装置との間で移動がなされる際に
各撮像領域の画像を生成するための各撮像領域１０８，
１１０に対する撮像領域固有画像検出器１１２，１１４
を備えている。各画像検出器は、通常、画素の幅分の表
面の画像を生成する。すなわち、移動対象物１０６の１
画素長表面エリアが撮像領域１０８，１１０を構成す
る。撮像領域で所望の放射を得るために、放射源と撮像
領域との間で所望するように放射を処理してもよい。撮
像領域固有検出器はＣＣＤカメラの画素マトリックスで
あってもよく、ＣＣＤカメラ又は画像検出器の画素マト
リクスの画素マトリクス範囲はシリコンチップ上に形成
される。
に放射するレーザ放射源である。レーザ放射源は、レー
ザラインの幅のエリアを放射するために使用される。レ
ーザラインの幅のエリアは、画像検出器の少なくとも画
素幅に対応している。放射源は、単一放射源を１つ以上
備えている。通常、対象物の表面の全幅が放射される。
換言すれば、対象物が移動するにつれて、その全体表面
が放射されかつ画像が生成される。本装置は、それぞれ
異なる放射で対象物の同一表面エリアの画像情報を生成
するために、対象物と装置との間で移動がなされる際に
各撮像領域の画像を生成するための各撮像領域１０８，
１１０に対する撮像領域固有画像検出器１１２，１１４
を備えている。各画像検出器は、通常、画素の幅分の表
面の画像を生成する。すなわち、移動対象物１０６の１
画素長表面エリアが撮像領域１０８，１１０を構成す
る。撮像領域で所望の放射を得るために、放射源と撮像
領域との間で所望するように放射を処理してもよい。撮
像領域固有検出器はＣＣＤカメラの画素マトリックスで
あってもよく、ＣＣＤカメラ又は画像検出器の画素マト
リクスの画素マトリクス範囲はシリコンチップ上に形成
される。
【００２１】図１で示した本発明の解決方法をなお参照
すると、通常、その目的は対象物の全表面を検査するこ
とである。これにより、（画像が対象物の全表面から生
成されて画像情報を作るために）画像検出器１１２，１
１４がタイミングを合わせて、対象物１０６の放射され
た撮像領域１０８，１１０の画像を生成することが可能
である。対象物の速度を予め知ることにより、前記タイ
ミングは必要ではないが、画像検出器を所望の画像生成
速度へと予めプログラムしてもよい。画像検出器１１４
が撮像領域１１０にて精確な瞬間に対象物１０６の表面
エリアの画像を生成するように装置を同期させてもよ
く、画像検出器１１２は、撮像領域１０８内にあるとき
に、前記表面エリアの画像を予め生成している。各検出
器が画像を写して画像情報を作るように本装置を形成し
てもよい。これは、対象物と装置との間の移動情報に基
づいて及び／又は相関計算により対象物の同一表面エリ
アの画像情報を得るために使用される。処理ユニット１
１６を備える手段１１６は、通常、上記タイミングと各
画像検出器の同期と対象物の同一表面エリアからの画像
情報とを規定するために使用される。他の選択の実施形
態も存在する；例えば、各画像検出器１１２，１１４内
に同期化を手段として付与してもよい。
すると、通常、その目的は対象物の全表面を検査するこ
とである。これにより、（画像が対象物の全表面から生
成されて画像情報を作るために）画像検出器１１２，１
１４がタイミングを合わせて、対象物１０６の放射され
た撮像領域１０８，１１０の画像を生成することが可能
である。対象物の速度を予め知ることにより、前記タイ
ミングは必要ではないが、画像検出器を所望の画像生成
速度へと予めプログラムしてもよい。画像検出器１１４
が撮像領域１１０にて精確な瞬間に対象物１０６の表面
エリアの画像を生成するように装置を同期させてもよ
く、画像検出器１１２は、撮像領域１０８内にあるとき
に、前記表面エリアの画像を予め生成している。各検出
器が画像を写して画像情報を作るように本装置を形成し
てもよい。これは、対象物と装置との間の移動情報に基
づいて及び／又は相関計算により対象物の同一表面エリ
アの画像情報を得るために使用される。処理ユニット１
１６を備える手段１１６は、通常、上記タイミングと各
画像検出器の同期と対象物の同一表面エリアからの画像
情報とを規定するために使用される。他の選択の実施形
態も存在する；例えば、各画像検出器１１２，１１４内
に同期化を手段として付与してもよい。
【００２２】制御情報は、同一表面エリアの画像情報を
比較すること及び／又は結合することに対して基準とな
っている。制御情報は、通常、対象物１０６と装置との
間の移動に基づいて生成される。相関計算に基づいて制
御情報を生成してもよく、それぞれ異なる撮像領域１０
８，１１０から得られる画像情報が相関関係とされる。
これにより、十分に相関が存在することで、対象物の同
一表面エリアの画像情報が提供される。対象物と装置と
の間の移動の情報は、相関計算の際には必ずしも必要で
はない。制御情報は、通常、各表面エリアの移動同期化
画像情報の生成を制御するために使用される。制御情報
は、対象物の同一表面エリアの画像情報を見つけるため
に使用される。制御情報に関する上記計測は、通常、処
理ユニット１１６を備える手段１１６により実行され
る。処理ユニットは、通常、適切なソフトウエアを使用
して、本発明の方法段階を実行するプロセッサベースの
ソフトウエア（例えば、コンピュータ又はプロセッサ）
として提供されている。対象物の移動を計測する移動セ
ンサ１１８は、通常、移動情報を作成する。
比較すること及び／又は結合することに対して基準とな
っている。制御情報は、通常、対象物１０６と装置との
間の移動に基づいて生成される。相関計算に基づいて制
御情報を生成してもよく、それぞれ異なる撮像領域１０
８，１１０から得られる画像情報が相関関係とされる。
これにより、十分に相関が存在することで、対象物の同
一表面エリアの画像情報が提供される。対象物と装置と
の間の移動の情報は、相関計算の際には必ずしも必要で
はない。制御情報は、通常、各表面エリアの移動同期化
画像情報の生成を制御するために使用される。制御情報
は、対象物の同一表面エリアの画像情報を見つけるため
に使用される。制御情報に関する上記計測は、通常、処
理ユニット１１６を備える手段１１６により実行され
る。処理ユニットは、通常、適切なソフトウエアを使用
して、本発明の方法段階を実行するプロセッサベースの
ソフトウエア（例えば、コンピュータ又はプロセッサ）
として提供されている。対象物の移動を計測する移動セ
ンサ１１８は、通常、移動情報を作成する。
【００２３】対象物１０６の同一表面エリアの画像情報
は、比較され及び／又は結合されて、手段１１６（通
常、処理ユニット１１６又は別体のコンピュータ）に
て、対象物１０６の表面の検査情報が生成される。検査
情報は、処理ユニット１１６又は別体のコンピュータで
使用されて、例えば対象物表面の３Ｄ特性（すなわち、
表面粗さ及び色特性、光沢度及び反射率）を定める。
は、比較され及び／又は結合されて、手段１１６（通
常、処理ユニット１１６又は別体のコンピュータ）に
て、対象物１０６の表面の検査情報が生成される。検査
情報は、処理ユニット１１６又は別体のコンピュータで
使用されて、例えば対象物表面の３Ｄ特性（すなわち、
表面粗さ及び色特性、光沢度及び反射率）を定める。
【００２４】次に記載する本発明の好適な実施形態で
は、検査すべき表面がバンド状の幅狭表面又はロール状
金属製品の表面といったシート状の幅広表面である。
は、検査すべき表面がバンド状の幅狭表面又はロール状
金属製品の表面といったシート状の幅広表面である。
【００２５】図２に示す本発明の好適な第１実施形態で
は、少なくとも２つの撮像領域が少なくとも１つの共通
放射を有するように、対象物１０６の表面の撮像領域２
００，２０２，２０４が光放射により放射される。図２
では、放射源２０６により撮像領域２００，２０２に対
して共通放射がなされている。さらに、放射源２０８に
より撮像領域２０２に対して放射されている。第１放射
源２１０と第２放射源２１２とにより撮像領域２０４に
対して放射されている。検出器２１４，２１６，２１８
に対してそれぞれ固有の各撮像領域２００，２０２，２
０４から画像が作られ画像情報を生成する。各撮像領域
間の距離は、通常、検出器により備えられた多数の画素
サイズである。よって、本発明の好適な実施形態では、
対象物の表面の画像情報は、画素の精度で生成される。
処理ユニット１１６は、移動センサ１１８により計測さ
れた移動情報を使用して、各画像検出器を制御し、画素
の精度で対象物の表面の画像を作る。その他の点では、
本発明の好適な第１実施形態は、図１に示したものと同
様であるとしてもよい。
は、少なくとも２つの撮像領域が少なくとも１つの共通
放射を有するように、対象物１０６の表面の撮像領域２
００，２０２，２０４が光放射により放射される。図２
では、放射源２０６により撮像領域２００，２０２に対
して共通放射がなされている。さらに、放射源２０８に
より撮像領域２０２に対して放射されている。第１放射
源２１０と第２放射源２１２とにより撮像領域２０４に
対して放射されている。検出器２１４，２１６，２１８
に対してそれぞれ固有の各撮像領域２００，２０２，２
０４から画像が作られ画像情報を生成する。各撮像領域
間の距離は、通常、検出器により備えられた多数の画素
サイズである。よって、本発明の好適な実施形態では、
対象物の表面の画像情報は、画素の精度で生成される。
処理ユニット１１６は、移動センサ１１８により計測さ
れた移動情報を使用して、各画像検出器を制御し、画素
の精度で対象物の表面の画像を作る。その他の点では、
本発明の好適な第１実施形態は、図１に示したものと同
様であるとしてもよい。
【００２６】図３に示す本発明の第２実施形態では、移
動対象物１０６の表面の色特性及び３Ｄ特性が同様の計
測装置により計測可能である。矢印Ｂは、対象物の移動
を示している。色計測において、対象物の表面が各放射
源３０６，３０８，３１０を使用して、それぞれ異なる
色及びそれぞれ異なる波長の各光放射により同一の放射
方向３１４から各撮像領域３００，３０２，３０４へと
放射される。対象物１０６と装置の間で移動がなされる
につれて、それぞれ異なる色とされた放射で対象物の全
表面から画像が作られ画像情報が生成されるように、各
撮像領域から画像が作られる。前記画像情報は、表面の
各色特性を精確に決定するために固有の表面エリアと比
較される。さらに、同一の装置により、例えば放射源３
１０，３１６により２つの放射方向３１４，３２０から
撮像領域３０４，３１８を放射することで３Ｄ計測が行
われる。ここで、対象物の表面に対する前記放射源の放
射は同一の色を有している。上記両放射において、撮像
領域から画像が作られ画像情報が生成される。その他の
点においては、本発明の好適な第２実施形態は、図１に
記載したものと同様であるとしてもよい。
動対象物１０６の表面の色特性及び３Ｄ特性が同様の計
測装置により計測可能である。矢印Ｂは、対象物の移動
を示している。色計測において、対象物の表面が各放射
源３０６，３０８，３１０を使用して、それぞれ異なる
色及びそれぞれ異なる波長の各光放射により同一の放射
方向３１４から各撮像領域３００，３０２，３０４へと
放射される。対象物１０６と装置の間で移動がなされる
につれて、それぞれ異なる色とされた放射で対象物の全
表面から画像が作られ画像情報が生成されるように、各
撮像領域から画像が作られる。前記画像情報は、表面の
各色特性を精確に決定するために固有の表面エリアと比
較される。さらに、同一の装置により、例えば放射源３
１０，３１６により２つの放射方向３１４，３２０から
撮像領域３０４，３１８を放射することで３Ｄ計測が行
われる。ここで、対象物の表面に対する前記放射源の放
射は同一の色を有している。上記両放射において、撮像
領域から画像が作られ画像情報が生成される。その他の
点においては、本発明の好適な第２実施形態は、図１に
記載したものと同様であるとしてもよい。
【００２７】図４に示す本発明の好適な第３実施形態で
は、３つの異なる放射方向から光放射により表面を放射
することで、移動対象物１０６の表面が検査される。矢
印Ｂは対象物の移動を示す。放射源４００が第１暗領域
放射方向４０４から撮像領域４０２を放射する。放射源
４１２が第２暗領域放射方向４１６から撮像領域４１４
を放射する。さらに、放射源４１５が明領域放射方向４
１９から撮像領域４１７を放射する。各放射源は、通
常、（レーザラインエリアと称される）幅狭の線状エリ
アを放射可能とするレーザ放射源である。放射されたレ
ーザ線状エリアは、画像検出器の画素の精度で対象物の
表面上にある。その他の点については、本発明の好適な
第３の実施形態は、図１に記載したものと同様であると
してよい。
は、３つの異なる放射方向から光放射により表面を放射
することで、移動対象物１０６の表面が検査される。矢
印Ｂは対象物の移動を示す。放射源４００が第１暗領域
放射方向４０４から撮像領域４０２を放射する。放射源
４１２が第２暗領域放射方向４１６から撮像領域４１４
を放射する。さらに、放射源４１５が明領域放射方向４
１９から撮像領域４１７を放射する。各放射源は、通
常、（レーザラインエリアと称される）幅狭の線状エリ
アを放射可能とするレーザ放射源である。放射されたレ
ーザ線状エリアは、画像検出器の画素の精度で対象物の
表面上にある。その他の点については、本発明の好適な
第３の実施形態は、図１に記載したものと同様であると
してよい。
【００２８】図５に示す本発明の好適な第４実施形態で
は、移動対象物１０６の表面が、少なくとも２つの異な
る偏光レベルにて検査される。矢印Ｂは対象物の移動を
示す。前記実施形態において、異なるように偏光された
少なくとも２つの光放射がそれぞれ異なる撮像領域での
対象物の表面を放射するように使用される。通常の実施
形態では、放射源５００が、明領域放射方向５０８から
垂直方向に偏光された光放射により対象物の撮像領域５
０２を放射するように使用される。放射源５０４が、同
様に明領域放射方向５０８から水平方向に偏光された光
放射により対象物の撮像領域５０６を放射するように使
用される。その他の点では、本発明の好適な第４実施形
態は、図１に記載したものと同様であるとしてよい。第
４実施形態は、垂直方向偏光及び水平方向偏光の比を使
用する。これは、例えば、表面粗さ、厚さ、及び屈折率
を計測するために使用される。通常、ラッカー又はオイ
ルといった液体上の膜の厚さ及び屈折率が計測される。
は、移動対象物１０６の表面が、少なくとも２つの異な
る偏光レベルにて検査される。矢印Ｂは対象物の移動を
示す。前記実施形態において、異なるように偏光された
少なくとも２つの光放射がそれぞれ異なる撮像領域での
対象物の表面を放射するように使用される。通常の実施
形態では、放射源５００が、明領域放射方向５０８から
垂直方向に偏光された光放射により対象物の撮像領域５
０２を放射するように使用される。放射源５０４が、同
様に明領域放射方向５０８から水平方向に偏光された光
放射により対象物の撮像領域５０６を放射するように使
用される。その他の点では、本発明の好適な第４実施形
態は、図１に記載したものと同様であるとしてよい。第
４実施形態は、垂直方向偏光及び水平方向偏光の比を使
用する。これは、例えば、表面粗さ、厚さ、及び屈折率
を計測するために使用される。通常、ラッカー又はオイ
ルといった液体上の膜の厚さ及び屈折率が計測される。
【００２９】本発明を添付の図面により例示的に参照し
て記載したが、本発明が該記載に制限されないことは明
らかであり、前記特許請求の範囲に記載した本発明の概
念の範囲内で種々に変形することが可能である。
て記載したが、本発明が該記載に制限されないことは明
らかであり、前記特許請求の範囲に記載した本発明の概
念の範囲内で種々に変形することが可能である。
【図１】 本発明の装置の概略ブロック図である。
【図２】 本発明の好適な第１実施形態を示す図であ
る。
る。
【図３】 本発明の好適な第２実施形態を示す図であ
る。
る。
【図４】 本発明の好適な第３実施形態を示す図であ
る。
る。
【図５】 本発明の好適な第４実施形態を示す図であ
る。
る。
１００ 放射源 １０６ 対象物 １０８，１１０ 撮像領域 １１２，１１４ 撮像領域固有画像検出器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０６Ｔ 1/00 ３００ Ｇ０６Ｔ 1/00 ３００ (72)発明者 ペッカ・ユントゥネン フィンランド・ＦＩＮ−90820・ケロー・ クルティンクヤ・10
Claims (31)
- 【請求項１】 対象物と該対象物の表面を検査するため
の装置との間に移動が存在し、前記対象物の前記表面が
光放射により放射されてなる対象物（１０６）の表面を
検査する方法において、 各放射の少なくとも１つの特性が他の撮像領域における
特性と異なるように、前記対象物の前記表面のそれぞれ
異なる各撮像領域（１０８，１１０）へ放射し、 異なる各放射で前記対象物の同一表面エリアの画像情報
を生成するように、前記各撮像領域から画像を生成し、 表面検査情報を生成するように、前記異なる各撮像領域
の前記同一表面エリアの画像情報を比較及び／又は結合
することを特徴とする方法。 - 【請求項２】 制御情報は、前記対象物（１０６）の同
一表面エリアの画像情報を比較及び／又は結合するため
の基準となることを特徴とする請求項１記載の方法。 - 【請求項３】 前記制御情報が、通常、前記対象物（１
０６）と前記装置との間の移動に基づいて生成されるこ
とを特徴とする請求項２記載の方法。 - 【請求項４】 前記制御情報が相関計算に基づいて生成
され、異なる各撮像領域（１０８，１１０）から得られ
た画像情報が相関関係とされ、これにより、十分に相関
があることで、前記対象物（１０６）の同一表面エリア
の画像情報が提供されることを特徴とする請求項２記載
の方法。 - 【請求項５】 制御情報は、前記表面エリアの画像情報
の移動同期化生成を制御するために使用されることを特
徴とする請求項１記載の方法。 - 【請求項６】 制御情報は、前記対象物の同一表面エリ
アの画像情報を見出すために使用されることを特徴とす
る請求項１記載の方法。 - 【請求項７】 前記各放射は、それぞれ異なる方向を有
することを特徴とする請求項１記載の方法。 - 【請求項８】 前記各放射は、それぞれ異なる波長範囲
を有することを特徴とする請求項１記載の方法。 - 【請求項９】 前記各放射は、それぞれ異なる偏光を有
することを特徴とする請求項１記載の方法。 - 【請求項１０】 前記対象物（１０６）の前記表面が、
各レーザ放射源により放射されることを特徴とする請求
項１記載の方法。 - 【請求項１１】 前記レーザ放射源を使用して、前記対
象物（１０６）の前記表面上のレーザラインの幅のエリ
アを放射することを特徴とする請求項１０記載の方法。 - 【請求項１２】 少なくとも画像検出器の画素幅に対応
するレーザラインの幅のエリアを特徴とする請求項１１
記載の方法。 - 【請求項１３】 撮像領域固有画像検出器（１１２，１
１４）により各撮像領域の画像を生成することを特徴と
する請求項１記載の方法。 - 【請求項１４】 少なくとも１つの前記撮像領域固有画
像検出器は、ＣＣＤカメラの画素マトリックスであるこ
とを特徴とする請求項１３記載の方法。 - 【請求項１５】 少なくとも１つの前記撮像領域固有画
像検出器は、ＣＣＤカメラの画素マトリックスの画素マ
トリックスエリアであることを特徴とする請求項１３記
載の方法。 - 【請求項１６】 少なくとも１つの前記撮像領域固有画
像検出器は、シリコンチップにより構成された画像検出
器であることを特徴とする請求項１３記載の方法。 - 【請求項１７】 対象物（１０８）の表面との間で移動
が行われる対象物の表面を検査するための装置におい
て、 少なくとも２つの異なる撮像領域（１０８，１１０）を
放射するための１つ又は２つ以上の放射源（１００）で
あって、前記放射の少なくとも１つの特性が別の撮像領
域における特性と異なる放射源と、 異なる放射で前記対象物の同一表面エリアの画像情報を
生成するための前記各撮像領域（１０８，１１０）での
撮像領域固有画像検出器（１１２，１１４）と、 表面エリア固有検査情報を生成するために、異なる各撮
像領域から得られた同一表面エリアの画像情報を比較及
び／又は結合するための手段（１１６）と、を備えるこ
とを特徴とする装置。 - 【請求項１８】 制御情報に基づいて比較及び／又は結
合するために、対象物（１０６）の同一表面エリアの画
像情報を得るための手段（１１６）を備えることを特徴
とする請求項１７記載の装置。 - 【請求項１９】 前記対象物（１０６）との間の移動の
計測に基づく制御情報を生成するための手段（１１６）
を備えることを特徴とする請求項１８記載の装置。 - 【請求項２０】 相関計算に基づく制御情報を生成する
ための手段（１１６）を備えて成り、ここで、前記異な
る各撮像領域から得られた前記画像情報が相関関係とさ
れ、これにより、十分に相関があることで前記対象物
（１０６）の同一表面エリアの画像情報が提供されるこ
とを特徴とする請求項１８記載の装置。 - 【請求項２１】 前記表面エリアの移動同期化画像情報
の生成を制御するための制御情報を使用するための手段
（１１６）を備えることを特徴とする請求項１７記載の
装置。 - 【請求項２２】 画像情報の中から、前記対象物（１０
６）の同一表面エリアの画像情報を見出すための制御情
報を使用するための手段（１１６）を備えることを特徴
とする請求項１７記載の装置。 - 【請求項２３】 前記各放射はそれぞれ異なる方向を有
することを特徴とする請求項１７記載の装置。 - 【請求項２４】 前記各放射はそれぞれ異なる波長範囲
を有することを特徴とする請求項１７記載の装置。 - 【請求項２５】 前記各放射はそれぞれ異なる偏光を有
することを特徴とする請求項１７記載の装置。 - 【請求項２６】 １つ又は２つ以上の放射源（１００）
は、レーザ放射源であることを特徴とする請求項１７記
載の装置。 - 【請求項２７】 前記対象物（１０６）の表面上のレー
ザラインの幅のエリアを放射するためのレーザ放射源を
備えることを特徴とする請求項２６記載の装置。 - 【請求項２８】 レーザラインの幅のエリアは、少なく
とも画像検出器の画素幅に対応することを特徴とする請
求項２７記載の装置。 - 【請求項２９】 撮像領域固有画像検出器の１つとして
ＣＣＤカメラの画素マトリックスを備えることを特徴と
する請求項１７記載の装置。 - 【請求項３０】 撮像領域固有画像検出器の１つとして
ＣＣＤカメラの画素マトリックスの画素マトリックスエ
リアを備えることを特徴とする請求項２９記載の装置。 - 【請求項３１】 撮像領域固有画像検出器の１つとして
シリコンチップ上に形成された画像検出器を備えること
を特徴とする請求項１７記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI20000032A FI20000032A0 (fi) | 2000-01-07 | 2000-01-07 | Järjestely ja menetelmä pinnan tarkistamiseksi |
| FI20000032 | 2000-01-07 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001242091A true JP2001242091A (ja) | 2001-09-07 |
Family
ID=8556992
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001001777A Withdrawn JP2001242091A (ja) | 2000-01-07 | 2001-01-09 | 表面検査のための方法及び装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20010015414A1 (ja) |
| EP (1) | EP1114993A3 (ja) |
| JP (1) | JP2001242091A (ja) |
| FI (1) | FI20000032A0 (ja) |
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