JP3243394B2 - 疵検査装置 - Google Patents

疵検査装置

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JP3243394B2
JP3243394B2 JP07378395A JP7378395A JP3243394B2 JP 3243394 B2 JP3243394 B2 JP 3243394B2 JP 07378395 A JP07378395 A JP 07378395A JP 7378395 A JP7378395 A JP 7378395A JP 3243394 B2 JP3243394 B2 JP 3243394B2
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/89Investigating the presence of flaws or contamination in moving material, e.g. running paper or textiles
    • G01N21/8914Investigating the presence of flaws or contamination in moving material, e.g. running paper or textiles characterised by the material examined
    • G01N2021/8918Metal

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  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、金属,フィルム,紙,
半導体等の生産ラインにおいて適用される疵検査装置に
おいて、疵部分の画像をリアルタイムに表示して検査員
に疵の画像情報を提示する疵検査装置に関するものであ
る。
【0002】
【従来技術】一般に金属,フィルム,紙,半導体等の生
産ラインにおいて適用される表面疵検査装置は光学式に
て実現され、疵部と無疵部で分布が異なる反射光を特定
の方向から受光することによって疵部と無疵部の区分を
行なっている。すなわち受光部での光の強度を電気信号
に変換し、無疵部の電気信号レベルに対し、しきい値レ
ベルを設定し、このしきい値を越えた部分を疵と特定す
る。しかるに、実際の疵の有害さと受光部で受光される
光の強度はリニアに対応していないため、このような疵
検査装置は、正確に検出したい疵をかならず検出するこ
とは不可能であり、誤検出、あるいは見逃しが発生する
という問題がある。このような問題点に対し、例えば、
受光部で受光された光の強度を検査対象の検査点ごとに
展開することによって疵部の画像を再構成し、該画像か
ら画像処理により疵部の長さ,幅あるいは面積等の特徴
量を抽出し、これらをもとに疵種や程度の分類を行う装
置がある。このような装置では、疵の有害さが単純な光
の強度のみではなく、長さ,幅,面積などの、より多く
の特徴量をもとに疵種,程度が判別できるため、誤検
出,見逃しを更に減少させることが可能である。しか
し、このような装置をもってしても、確実に疵種,程度
を判別することはできず、依然として誤検出,見逃しと
いった問題は十分には解決されていない。
【0003】一方、このような問題点に対し受光部から
得られる信号から画像を再構成し、疵の画像をCRTモ
ニタ上にリアルタイムに表示し、これを検査員に提示す
ることにより、オペレ−タの判断を加えて、疵の最終判
定を下せるようにした疵検査装置が開発されている。し
かし、このような疵検査装置では、有害な疵や無害な模
様等が混在して発生する場合、例えば、鉄鋼ラインで
は、鋼板表面の油分が誤検出される例が多いが、このよ
うな場合、連続して油分の画像が表示されてしまい、そ
のなかで時折発生する有害な疵の画像が表示されず、結
果として検査員が有害な疵を見逃してしまうことが発生
する。
【0004】このような問題点に対し、例えば特開平4
−54443号公報で示すように被検査材の表面を走査
して得た画像信号に含まれる信号出力レベルの大小によ
ってレベルの大きいものを優先的に表示する装置が考案
されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかるに上記特開平4
−54443号公報で示す方法では、画像信号レベルが
疵の有害,無害とはリニアに一致していないのに対し
て、画像表示の優先度を画像信号レベルによって制御し
ているため、有害な疵,無害な模様等の判断が正確にな
されない。従って、誤検出された部分の画像がCRT上
に表示されてそれ以前に表示された疵画像が十分にチェ
ックされていないうちに更新されてしまう、あるいは、
無害な模様等が有害な疵よりも優先して表示されてしま
い、検査員が判定不可能となる場合がある、といった問
題点がある。
【0006】従って、本発明は、上記の問題点を解決す
るとともに、誤検出に煩わされることなく、重要な疵の
みを検査員が十分に監視することが可能となる疵検査装
置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は従来技術を有利
に解決するものであり、金属、フィルム、紙、半導体等
の生産ラインにおいて適用され、投光装置と受光装置
と、受光装置の出力信号処理を行う信号処理装置と、そ
の出力を一時記憶するビデオメモリおよびゲート回路
と、疵部を判定する疵弁別回路と、疵部の画像のみを切
り出す画像切りだし制御回路と切り出された画像を記憶
するフレームメモリと、この画像を表示するための画像
表示用フレームメモリとCRT装置により構成され、疵部
分の画像を表示して検査員に疵の画像情報を提示する疵
検査装置において、疵の種類あるいは程度を自動的に分
類する手段と、分類された疵の種類あるいは程度に応じ
て、疵の画像情報の表示の有無を制御する手段とを具備
するとともに、前記疵の種類あるいは程度を自動的に分
類する手段が、分類された疵の種類あるいは程度に応じ
て評価点を設定する機能を有し、前記疵の画像情報の表
示の有無を制御する手段が、前記疵の種類あるいは程度
を自動的に分類する手段から出力された評価点を予め設
定されたしきい値と比較し、該しきい値を上回る疵の画
像で、かつある時間またはある通板長さの中に検出され
た疵のうち評価点の最も大きなものを優先して表示する
機能を有するようにしたことを特徴とする。
【0008】
【作用】本発明によれば、分類手段が疵の種類あるいは
程度を自動的に分類し、制御手段がこの分類に従って分
類した疵の表示/非表示を制御するので、従来の、画像
表示の優先度を画像信号レベルによって制御している装
置に比べて、より高い性能で、表示が制御される。特に
検査員の注意を必要としない軽微な疵、あるいは、製品
として問題のない表面の模様,汚れ,付着物等、疵検出
装置の特性上検出してしまうものが非表示となり、検査
員にとって重要な疵が表示され、軽微な疵の表示により
重要疵が表示されない、あるいは重要疵の画面が軽微な
疵の画面にすぐ更新されてしまうことがなくなり、その
結果、重要な疵を選択的にかつ優先的に十分な時間をも
って画像にて監視することが可能となり、上記分類機能
が分類し得ないものに対して検査員が表示された疵の画
像を目視にて検査することができるため、検査員と検査
装置が互いに補完しあい高い精度での疵種あるいは疵の
程度の識別が可能となる。
【0009】さらに、本装置であれば感度をあげて使用
しても、誤検出に煩わされることなく、重大疵のみを十
分に監視することが可能となるため、軽微な疵の検出感
度の向上と、重大疵のみの検査員への警報が両立可能と
なる。以下図面に基づいて本発明を説明する。
【0010】
【実施例】図1に、本発明の1実施例を示す。鋼板1は
冷間圧延された後、熱処理,調質圧延をほどこされた鋼
板であり、板幅600mm〜2000mm、厚さ0.1mm〜2.5mm程度
のものが、通常100mpm〜600mpm程度の速度で通板されて
いる。光源装置2は、ハロゲンランプ等輝度の高いラン
プと集光レンズ等からなり、鋼板1上、板全幅にわた
り、通板方向に5mm程度の幅の細いスリット光を投射す
る。受光装置3は、集光レンズとCCDラインセンサか
らなるカメラであり、約10000回/秒の速度で板全幅を
電子的にスキャンしている。これにより幅方向0.5mm×
長手方向1.0mm程度の分解能で鋼板全面の検査を実施し
ている。なお、さらに分解能を上げるために複数のカメ
ラを幅方向に並列に並べることも可能である。
【0011】信号処理回路4は、受光装置3からの出力
を信号処理に適した強度の電気信号への変換(増幅)お
よび出力が全幅かつ全長にわたりほぼ一定のレベルに保
たれるようにゲインコントロ−ルを行っている。さらに
アナログ/デジタル変換回路を内蔵し、受光装置3にて
得られた輝度レベルを8bit程度の分解能でデジタル化す
る。またゲ−ト回路5は、鋼板1のエッジ部(側端)を
判定し、このエッジより数10mm程度内側の部分にお
いてON、その他の部分についてはOFFとなるような
マスキング信号を生成し、この信号がONの間のみ信号
処理部5からの出力をビデオメモリ6に与える。これに
より、鋼板1の幅内のビデオデ−タがメモリ6に記録さ
れる。なおビデオメモリ6は、該メモリ6の最も古いデ
−タを捨てて、新しく入力されるデ−タを、最新デ−タ
書込領域に記録し、常時、最デ−タから順次前のデ−
タを、所定容量分保持するリングバッファタイプのもの
である。
【0012】疵弁別回路7は、ビデオメモリ6に記録さ
れたデ−タを順次読み込み、しきい値処理等の2値化処
理を行う。通常、疵部からの受光信号は無疵部に対し明
るい、あるいは暗いものとなるため、該2値化処理によ
り疵部に対応する画素が抽出される。画像切り出し制御
回路8は疵弁別回路7により抽出された疵画素情報によ
り疵のラベリング処理を行い、疵およびその周囲の画像
情報を切り出し、正確に1つの疵の形状を抽出し、その
部分の画像のみをビデオメモリ6よりフレ−ムメモリ9
に切り出す。
【0013】特徴抽出回路10は、抽出された疵画像の
長さ,幅,面積,最大明度,最小明度等の特徴量を演算
し、そのデ−タを疵種判別回路11へと伝送する。
【0014】疵種判別回路11は、上記の特徴量をもと
にあらかじめプログラムされた疵種,程度判別ロジック
に基づいて、疵種あるいは程度の判定を行い、メモリ1
2にあらかじめ記録された評価点対照テ−ブルに基づ
き、判別された疵種,程度に応じた評価点を出力する。
【0015】画像表示制御回路16は、疵種判別回路1
1よりの評価点の出力信号を受け、この評価点を読み込
んだ後、あらかじめ設定されたしきい値(表示しきい
値)と比較し、これより大きい(あるいは小さい)場合
のみ、フレ−ムメモリ9より該当する疵画像デ−タを画
像表示用フレ−ムメモリ13に転送しCRT表示装置1
4に疵画像を表示する。
【0016】像表示制御回路16は更に、ラインに設
置されたPLG17より常時供給されるパルス信号をカ
ウントすることにより、鋼板が一定距離移動するのを監
視する。疵種判別回路11より受け取った評価点が表示
しきい値より大きい(あるいは小さい)場合に画像デ−
タをフレ−ムメモリ18に転送する機能を有しているの
に加えて、上記の一定の鋼板移動距離に達するまでこれ
をホ−ルドしておく機能を有する。そして、鋼板移動距
離が一定値に達した時にこのデ−タを画像表示用フレ−
ムメモリ13に転送し、CRT14上に疵画像を表示す
る。一方、フレ−ムメモリ18に画像デ−タをホ−ルド
している間に次の疵情報を受け取った場合、その評価点
が先にホ−ルドした疵の評価点より高かった場合には、
この疵画像デ−タをフレ−ムメモリ18に上書きして転
送する制御を行う。
【0017】鋼板の移動距離が先の一定値に達するまで
この制御を繰り返し、一定距離を過ぎた時点で、画像表
示用フレ−ムメモリ13にこの疵画像デ−タを転送す
る。以上のような、鋼板が一定の移動距離を移動する間
に発生した疵の評価点の最高値を判定し、この最高値に
対応した疵のデ−タを画像表示用フレ−ムメモリ13に
転送する機能により、より有害な疵が優先判定され表示
される。
【0018】なお、図1においてハロゲンランプ光源と
CCDラインセンサ受光素子が用いられているが、例え
ばレ−ザ−光源とフォトマル、ハロゲンランプ光源とC
CDエリアセンサ等、他の投受光系を用いてもよい。ま
、ラインから供給されるPLG信号に変えてクロック
信号発生器を用いて、一定時間ごとに評価点の最高値を
判定し、画像表示を制御してもよい。
【0019】図に、疵種判別回路11にて実行される
疵種の判定処理および評価点の設定例を示す。ここで行
われる疵種判別ロジックは、デシジョンツリ−によるも
のである。上述の検査対象は冷延鋼板である。検出すベ
き疵としてはスリバ,スケ−ルおよびロ−ル疵がある。
また鋼板上の圧延油による模様も光学式疵検査装置では
検出されてしまうが、出荷品質上問題になるものではな
い。これらに対し、まず鋼板面上の明度むら部の面積
は、圧延油による模様の場合は明度むら部の面積が大き
いので、圧延油による模様の識別に有効である。
【0020】次に、3つの疵スリバ,スケ−ルおよび
ロ−ル疵のうち、スリバのみが疵の長さが長く、他の2
つの疵とは明らかに区分できる。長さがスリバよりも短
いスケ−ルとロ−ル疵のうち、スケ−ルは長さは短いも
のの細長い疵であり、ロ−ル疵は点状の疵であるので、
両者共に長さ/幅で分別できる。さらに、ここで示した
3種類の疵については、スリバが鋼板を加工したときに
割れを発生させるなど、品質上非常に重要な疵であり、
次にスケ−ルは大きなものについては同じく割れを生じ
させる。一方ロ−ル疵は繰り返し周期的に発生するた
め、1個を見逃しても次に発生するものを検出できれば
問題はない。従ってこの場合評価点はスリバが10、ス
ケ−ルが5、ロ−ル疵が3、油による模様は0とし、表
示しきい値を1とした。これにより、スリバ,スケ−ル
およびロ−ル疵は表示するが、油による模様は表示しな
い。
【0021】このように重要な疵ほど高い評価点を与
え、重要度が下がるに従って小さい評価点を設定し、表
示する必要のない無害な疵もしくは無疵部については表
示しきい値より低く設定した。そして、評価点の高いも
のを優先的に表示し、かつ表示しきい値より低いものは
表示しないように設定すれば良い。
【0022】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、疵
検査装置は大まかに疵の分類を行い、疵画像表示装置に
表示して検査員の判断を仰ぐ必要のあるもののみを表示
し、かつ検査員にとって重要な疵のみが選択的にかつ優
先的に表示されることから検査員はこれらの重要な疵を
十分時間をもって検査することができるため、疵検査精
度が確実に向上する。さらに疵検査装置の感度をあげて
使用しても、誤検出に煩わされることなく、重大疵のみ
を十分に監視することが可能となるため、軽微な疵の検
出感度向上と、重要な疵のみの検査員への警報が両立可
能となる。従って、検査員の負荷を増大することなく、
重要な疵の詳細検査と、軽微な疵の検出,発生確認が可
能となることから、ラインでは品質保証能力の向上と検
査員の負荷軽減が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の1実施例の構成を示すブロック図で
ある。
【図2】 図1に示す疵種判別回路11にて実行される
疵種の判定処理および評価点の設定例を示すフロ−チャ
−トである。
【符号の説明】
1:鋼板 2:光源装置 3:受光装置 4:信号処理回路 5:ゲ−ト回路 6:ビデオメモリ 7:疵弁別回路 8:画像切り出し制
御回路 9:フレ−ムメモリ 10:特徴抽出回路 11:疵種判別回路 12:メモリ 13:画像表示用フレ−ムメモリ 14:CRT 15:画像表示制御回路 16:画像表示制御
回路 17:PLG 18:フレ−ムメモ
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−54443(JP,A) 特開 平2−108948(JP,A) 特開 平2−38957(JP,A) 特開 平2−38953(JP,A) 特開 昭63−255647(JP,A) 特公 平6−63985(JP,B2) 民安明成,新たな検査システムへの展 開−欠点自動録画システムの開発−,コ ンバーテック,日本,加工技術研究会, 1992年1月15日,第20巻1号 通巻第 225号,第52−58頁 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01N 21/88 G01N 21/892

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金属、フィルム、紙、半導体等の生産ラ
    インにおいて適用され、投光装置と受光装置と、受光装
    置の出力信号処理を行う信号処理装置と、その出力を一
    時記憶するビデオメモリおよびゲート回路と、疵部を判
    定する疵弁別回路と、疵部の画像のみを切り出す画像切
    りだし制御回路と切り出された画像を記憶するフレーム
    メモリと、この画像を表示するための画像表示用フレー
    ムメモリとCRT装置により構成され、疵部分の画像を表
    示して検査員に疵の画像情報を提示する疵検査装置にお
    いて、 疵の種類あるいは程度を自動的に分類する手段と、分類
    された疵の種類あるいは程度に応じて、疵の画像情報の
    表示の有無を制御する手段とを具備するとともに、 前記疵の種類あるいは程度を自動的に分類する手段が、
    分類された疵の種類あるいは程度に応じて評価点を設定
    する機能を有し、前記疵の画像情報の表示の有無を制御
    する手段が、前記疵の種類あるいは程度を自動的に分類
    する手段から出力された評価点を予め設定されたしきい
    値と比較し、該しきい値を上回る疵の画像で、かつある
    時間またはある通板長さの中に検出された疵のうち評価
    点の最も大きなものを優先して表示する機能を有するよ
    うにしたことを特徴とする疵検査装置。
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