JP3451953B2 - 表面検査装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば薄鋼板等
の表面疵等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】鋼板等の表面欠陥を光学的に検出する装
置の信号処理部では、受光部から入力されシェーディン
グ補正を行った信号とあらかじめ定めた閾値とを比較
し、閾値を越えた信号を疵候補領域と認識し、疵候補領
域の信号の特徴量をもとに疵種等級判定を行っている。
しかしながら信号処理部のメモリ容量と処理速度は有限
であるため、閾値を越える信号の数が多くなると処理速
度内で処理ができなくなってしまう。そこでノイズの影
響を除去して疵のみを弁別するため、例えば特開昭５３
−１０６０８３号公報に示されているように、閾値を越
える信号の数を制限するように適切な閾値を自動設定す
ることが行われている。また、閾値を高めに設定して疵
を見逃すことを防止するためノイズ上限値を求め、これ
を閾値として微少欠陥を検出するようにしている。さら
に、処理する疵数を制限するため、疵特徴量等で例えば
処理する長さ等を制限して処理する疵数を減少させたり
している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】例えばメッキ鋼板の処
理過程でメッキ処理液の乾燥むら等が生じた鋼板表面に
光を入射し、その反射光を受光部で測定すると、受光部
から出力される信号には通常の閾値を越える信号が多数
含まれる。これらの信号の中には実際の疵信号と同レベ
ルのノイズ信号が多く存在する。このノイズ信号の影響
を除くために、信号処理部全体の閾値を高くしたり、ノ
イズ上限値を閾値とすると、疵の見逃しが生じる可能性
が高くなる。これを防止するため信号処理部全体の閾値
を低くすると発生する信号数が多くなり、オンライン処
理が間に合わなくなる可能性がある。また、疵特徴量等
で処理する長さを制限していると、メッキ処理液の乾燥
むら等中には長いものが数多く存在する可能性があるた
め、乾燥むら等の疑似欠陥のみを処理し、実際に検出す
べき疵が処理されず見逃しとなる危険性がある。

【０００４】この発明はかかる短所を改善し、乾燥むら
等の疑似欠陥と実際の疵とを弁別し、各種疵を確実に検
出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。

【０００５】

【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光強度
分布を被検査面の地肌光強度があらかじめ定めた基準値
となるように規格化し、規格化した光強度分布をもとに
疵特徴量を演算し、疵特徴量より疵種又は等級判定を行
う表面検査装置において、上記信号処理部は受光部で検
出したライン毎の疵信号のピーク値と閾値で定まる疵信
号の最初のアドレスと最後のアドレスより疵信号を五角
形近似又は三角形近似し、近似した疵信号により疵特徴
量である濃度積算値を求めることを特徴とする。

【０００６】

【０００７】また、特定のチャンネルの信号処理部で閾
値を上げたときは、閾値を上げない他のチャンネルの信
号処理部で算出した濃度積算値と比較可能な閾値を上げ
ないときと同等の濃度積算値を算出すると良い。

【０００８】

【発明の実施の形態】例えばメッキ鋼板表面でのメッキ
液の乾燥むらは特定の偏光角で大きな信号を発生する偏
光特性を示す。このメッキ液の乾燥むら等がある鋼板か
ら複数の異なる角度の偏光を入力するようなセンサー系
においては、特定の偏光角で検出した光強度信号に多く
のムラに起因した信号を含み、他の偏光角で検出した光
強度信号数と比べて疵を検出するために、設定した閾値
を上回る信号数が非常に多くなる。一方、凹凸性の疵等
はムラのような偏光特性は持たず、異なる偏光角でも比
較的同じ数の疵信号が発生する。この特定の偏光角で検
出した光強度信号に多く含まれるメッキ液の乾燥むら等
による疑似欠陥信号は除き、凹凸性等の疵信号を検出す
ることが必要である。

【０００９】そこで、この発明の表面検査装置において
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てある。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、０，４５度，−
４５度になるように配置されている。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
度信号に変換する。この正常部に対する相対的な変化を
示す３種類の光強度信号の分布の変化極性と変化量とを
それぞれあらかじめ定めたパターンと比較して偏光の変
化を検出する。この３種類の光強度信号の正常部に対す
る変化極性と変化量の大小から表面の物性が母材と異な
る疵の疵種を判定する。

【００１０】この疵を検出しているときに、メッキ鋼板
表面にメッキ液の乾燥むら等が発生していると、特定チ
ャンネルのみ非常に多くの信号が発生して処理すべき信
号が多くなる。このとき処理速度やメモリの記憶容量の
関係で処理できなくなったら、光強度信号から疵部を検
出するために設定されている閾値を自動的に１レベル上
げて処理すべき信号数を減らして信号処理して疵種と疵
の等級を判定する。

【００１１】また、受光部で検出した光強度信号の分布
から疵信号を認識して疵特徴量である濃度積算値を算出
するときに、疵信号のピーク値と閾値で定まる疵信号の
最初のアドレスと最後のアドレスより疵信号を五角形近
似又は三角形近似し、近似した疵信号により濃度積算値
を算出し、演算処理を簡略化して処理速度を高める。

【００１２】また、閾値を上げたときには濃度積算値が
小さくなるため、閾値を上げないときの疵信号のアドレ
スを算出し、それにより濃度積算値を求めることで、閾
値を上げない他のチャンネルの信号処理部で算出した濃
度積算値と比較可能とする。

【００１３】

【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αが４５度にな
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７
ａ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１０ｂ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
β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βが４５度
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βが−４５度になる
ように配置されている。リニアアレイセンサ９ａ，９
ｂ，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，９ｂ，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。

【００１４】このように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９
ａ〜９ｃ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９ａ〜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。

【００１５】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１２
は信号前処理部１３ａ，１３ｂ，１３ｃとメモリ１４
ａ，１４ｂ，１４ｃと一次疵パラメータ演算部１５ａ，
１５ｂ，１５ｃと疵パラメータ記憶部１６ａ，１６ｂ，
１６ｃと信号処理制御部１７と画面間疵パラメータ演算
部１８とパターン記憶部１９と光量記憶部２０と基準パ
ターン記憶部２１と疵種判定部２２と疵等級判定部２３
と等級パターン記憶部２４及び出力部２５を有する。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，Ｉ
３の幅方向等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，Ｉ
２，Ｉ３をそれぞれメモリ１４ａ，１４ｂ，１４ｃに格
納する。一次疵パラメータ演算部１５ａ，１５ｂ，１５
ｃはそれぞれメモリ１４ａ〜１４ｃに格納された光強度
信号Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３の分布の正常部の値である１２８
階調を基準にして予め定められた閾値を越える変化点を
疵部と認識して光強度信号Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３毎に一次疵
パラメータを演算して疵パラメータ記憶部１６ａ，１６
ｂ，１６ｃに格納する。信号処理制御部１７は一次疵パ
ラメータ演算部１５ａ，１５ｂ，１５ｃの演算速度や疵
パラメータ記憶部１６ａ，１６ｂ，１６ｃの記憶容量と
の兼ね合いで全ての信号の処理が不能になると一次疵パ
ラメータ演算部１５ａ，１５ｂ，１５ｃの閾値を自動的
に１レベル上げる。画面間疵パラメータ演算部１８は疵
パラメータ記憶部１６ａ，１６ｂ，１６ｃに記憶した各
光強度信号Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３の分布に基づく一次疵パラ
メータから疵種を判定するための極性パターンと値パタ
ーン及び疵の等級を判定するための最大濃度積算値と最
大疵ピーク値の各疵パラメータを演算し、疵種を判定す
る極性パターンと値パターンをパターン記憶部１９に格
納し、疵の等級を判定する最大濃度積算値と最大疵ピー
ク値を光量記憶部２０に格納する。基準パターン記憶部
２１には各種極性パターンと値パターン及びこれらに対
応する疵種があらかじめ格納されている。疵種判定部２
２はパターン記憶部１６に記憶された極性パターンと値
パターンとを基準パターン記憶部２１に記憶された各種
極性パターンと値パターンと比較して疵種を判定する。
等級パターン記憶部２４には各疵種毎に最大濃度積算値
と最大疵ピーク値に対する疵の等級を示す等級基準パタ
ーンがあらかじめ格納してある。疵等級判定部２３は光
量記憶部２０に記憶した最大濃度積算値と最大疵ピーク
値と疵種判定部２２で判定した疵種を等級パターン記憶
部２４に記憶してある等級基準パターンと比較して疵の
等級を判定する。出力部２５は疵等級判定部２３から出
力される疵種と疵の等級を不図示の表示装置や記録装置
に出力する。

【００１６】上記のように構成された信号処理部１２で
メモリ１４ａ，１４ｂ，１４ｃに格納された正規化した
光強度信号Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３の分布から疵種と疵の等級
を判定するときの処理を光強度信号Ｉ１の信号処理系で
説明する。一次疵パラメータ演算部１５ａはメモリ１４
ａに格納された例えば図５（ａ）に示す１回目の走査の
ときの光強度信号Ｉ１の分布と正常部の値である１２８
階調を基準にして予め定められた閾値Ｔｈ例えば１２８
階調±６階調を超えた信号を、図６（ａ）に示すように
抽出して疵部として認識し、各疵部の閾値Ｔｈを越える
変化点の最初のアドレスＸ１ｓｉ（ｉ＝１〜ｎ）と最後
のアドレスＸ１ｅｉと各疵部に対応する信号のピーク値
Ｉ１ｐｉを算出し、算出した最初のアドレスＸ１ｓ１〜
Ｘ１ｓｎと最後のアドレスＸ１ｅ１〜Ｘ１ｅｎ及びピー
ク値Ｉ１ｐ１〜Ｉ１ｐｎで各疵部の濃度積算値Ｉ１ｓ１
〜Ｉ１ｓｎを演算し、各疵部毎に疵番号を付けて各疵部
の最初のアドレスＸ１ｓｉと最後のアドレスＸ１ｅｉと
ピーク値Ｉ１ｐｉ及び濃度積算値Ｉ１ｓｉを一時記憶す
る。この各疵部の濃度積算値Ｉ１ｓ１〜Ｉ１ｓｎを演算
するときは、図７に示すように、最初のアドレスＸ１ｓ
ｉと最後のアドレスＸ１ｅｉとピーク値Ｉ１ｐｉと閾値
Ｔｈにより疵部に対応する信号を５角形で近似し、濃度
積算値Ｉ１ｓｉをＩ１ｓｉ＝(Ｘ１ｅｉ−Ｘ１ｓｉ＋
１）(Ｉ１ｐｉ＋Ｔｈ)／２で演算する。

【００１７】一定周期後にリニアアレイセンサ９ａは、
次の走査で新たに光強度信号を発生し、例えば図５
（ｂ）に示すように、正規化した次の光強度信号Ｉ１を
メモリ１４ａに格納する。一次疵パラメータ演算部１５
ａでは前回と同様の処理を行い、図６（ｂ）に示すよう
に抽出して疵部として認識し、閾値Ｔｈを超える各疵部
の最初のアドレスＸ１ｓｉと最後のアドレスＸ１ｅｉと
ピーク値Ｉ１ｐｉ及び濃度積算値Ｉ１ｓｉを算出して一
時記憶する。そして前回走査時の各疵部の最初のアドレ
スＸ１ｓｉと最後のアドレスＸ１ｅｉが今回算出した最
初のアドレスＸ１ｓｉと最後のアドレスＸ１ｅｉと重な
っていれば同一疵部と判断し、前回算出した濃度積算値
Ｉ１ｓｉと今回算出した濃度積算値Ｉ１ｓｉを加算し、
今回の疵ピーク値Ｉ１ｐｉが前回の疵ピーク値Ｉ１ｐｉ
を上回れば更新して一時記憶する。また、１次疵パラメ
ータ演算部１５ａは前回のアドレスと重なる信号がなけ
れば、その疵が完了したと認識し、疵番号に対応する最
初のアドレスＸ１ｓｉと最後のアドレスＸ１ｅｉとピー
ク値Ｉ１ｐｉ及び濃度積算値Ｉ１ｓｉを一次疵パラメー
タとして一次疵パラメータ記憶部１６ａに格納する。ま
た、今回算出したアドレスが前回のアドレスと重ならな
い場合、その部分を新しい疵部と認識し、新たな疵番号
に対応させて最初のアドレスと最後のアドレスとピーク
値及び濃度積算値を一時記憶する。この処理を、図５
（ｃ）（ｄ）と図６（ｃ），（ｄ）に示すように、リニ
アアレイセンサ９ａから次の走査で新たな光強度信号が
発生するたびに繰返し、図５（ｄ），図６（ｄ）に示す
ように、前回のアドレスと重なる信号がなければ、その
疵が完了したと認識し、各疵番号に対応する最初のアド
レスＸ１ｓｉと最後のアドレスＸ１ｅｉとピーク値Ｉ１
ｐｉと濃度積算値Ｉ１ｓｉの累積値を一次疵パラメータ
として一次疵パラメータ記憶部１６ａに格納する。

【００１８】例えば図５（ａ）に示すように１回目の走
査時の光強度信号Ｉ１の分布と正常部の値である１２８
階調を基準にして予め定められた閾値Ｔｈ、例えば６階
調を超えて疵部として認識された信号は、図６（ａ）に
示すように７個であり、図５（ｂ）に示すように２回目
の走査時の光強度信号Ｉ１の分布で疵部として認識され
た信号は、図６（ｂ）に示すように６個、図５（ｃ）に
示すように３回目の走査時の光強度信号Ｉ１の分布で疵
部として認識された信号は、図６（ｃ）に示すように５
個であり、図５（ｄ）に示すように４回目の走査時の光
強度信号Ｉ１の分布で疵部として認識された信号は、図
６（ｄ）に示すように０個である。そして、図６（ａ）
に示すように１回目の走査時の光強度信号Ｉ１の分布で
認識された最初の疵部の最初のアドレスＸ１ｓ１は「２
０」、最後のアドレスＸ１ｅ１は「２５」であり、正常
部の値である１２８階調を基準にした疵ピーク値Ｉ１ｐ
１は「２７」、図７に示すように五角形近似した濃度積
算値Ｉ１ｓ１は「９９」である。また、図６（ｂ）に示
すように２回目の走査時の光強度信号Ｉ１の分布で認識
された最初の疵部の最初のアドレスＸ１ｓ１は「２
１」、最後のアドレスＸ１ｅ１は「２４」であり、疵ピ
ーク値Ｉ１ｐ１は「１６」、濃度積算値Ｉ１ｓ１は「４
４」である。この２回目の走査時の光強度信号Ｉ１の分
布で認識された最初の疵部のアドレスは１回目の走査時
の光強度信号Ｉ１の分布で認識された最初の疵部と重な
るため同一疵とみなされ、濃度積算値の値は加算されて
「１４３」となり、疵ピーク値Ｉ１ｐ１は１回目より小
さいから「２７」のままである。また、２回目の走査時
の光強度信号Ｉ１の分布で認識された２番目の疵部も１
回目の走査で認識した２番目の疵部とアドレスが重なる
ため、同一疵とみなされ濃度積算値Ｉ１ｓ２は加算さ
れ、疵ピーク値Ｉ１ｐ２は２回目の走査で認識した方が
大きいので２回目の疵ピーク値Ｉ１ｐ２である「−１
９」に更新される。また、１回目の走査で認識した７番
目の疵部は２回目の走査で認識されず重なるアドレスの
疵部がないため一次疵パラメータを演算し終わったとみ
なして、算出した最初のアドレスＸ１ｓ７と最後のアド
レスＸ１ｅ７とピーク値Ｉ１ｐ７及び濃度積算値Ｉ１ｓ
７を一次疵パラメータとして一次疵パラメータ記憶部１
６ａに格納する。

【００１９】一次疵パラメータ演算部１５ｂ，１５ｃも
同様にリニアアレイセンサ９ｂ，９ｃから出力されてメ
モリ１４ｂ，１４ｃに格納された正規化した光強度信号
Ｉ１２，Ｉ３の分布から一次疵パラメータを算出し一次
疵パラメータ記憶部１６ｂ，１６ｃに格納する。この処
理をラインパルス信号を入力している信号処理制御部１
７が計測ブロック完了信号を出すまで継続して行い、計
測ブロック完了信号が出力されると、画面間疵パラメー
タ演算部１８はメモリ１６ａ，１６ｂ，１６ｃに格納さ
れた各疵番号の一次疵パラメータを読み取る。

【００２０】この計測ブロック完了信号を受信する前
に、例えば一次疵パラメータ演算部１５ａの演算速度又
は一次疵パラメータ記憶部１６ａの記憶容量との兼ね合
いですべての信号の処理が不能になると１次疵パラメー
タ演算部１５ａは信号処理制御部１７に処理不能フラグ
を送信する。信号処理制御部１７は１次疵パラメータ演
算部１５ａから処理不能フラグを受信すると、一次疵パ
ラメータ演算部１５ａの閾値Ｔｈを自動的に１レベル上
げて閾値Ｔｈ１とし、一次疵パラメータ記憶部１６ａに
格納中の一次疵パラメータを消去する。一次疵パラメー
タ演算部１５ａはメモリ１４ａに格納された光強度信号
Ｉ１の分布を閾値Ｔｈ１で処理して疵部を認識し、図７
に示すように１レベル上げた閾値Ｔｈ１と元の閾値Ｔｈ
と各疵部の疵ピーク値Ｉ１ｐｉ及び閾値Ｔｈ１で検出し
た各疵部の最初のアドレスＸ１ｓｉ１と最後のアドレス
Ｘ１ｅｉ１を求める。このとき、疵部の最初のアドレス
と最後のアドレスは閾値を上げる前に比べて小さくなる
ため、このまま濃度積算値を求めると小さくなってしま
う。そこで閾値を上げる前と同等の濃度積算値を求める
ため、閾値を上げたときは下記式で演算する。

【００２１】

【数１】

【００２２】このように一次疵パラメータ演算部１５ａ
の演算速度又は一次疵パラメータ記憶部１６ａの記憶容
量との兼ね合いですべての信号の処理が不能になったと
きに閾値Ｔｈを自動的に上げることによりメッキ液乾燥
むら等の疑似欠陥を除去することができるとともに、濃
度積算値も閾値を上げる前と同等の結果を得ることがで
きる。

【００２３】メッキ液乾燥むら等は、例えば図８に示す
ような偏光特性を示す。図８において（ａ）は後メッキ
むらによる偏光特性を示し、（ｂ）は洗浄むらによる偏
光特性を示す。図８に示すように、特定の偏光角で大き
なむら信号を発生するがむら信号を発生しない偏光角も
ある。一方、３板式偏光リニアアレイカメラ３の３個の
検光子８ａ，８ｂ，８ｃは方位角βが０度と４５度と−
４５度になるように配置されているため、リニアレイセ
ンサ９ａ，９ｂ，９ｃの中で特定のリニアレイセンサが
メッキ液乾燥むら等を検出する。このメッキ液乾燥むら
等を検出すると閾値Ｔｈを上回る信号数が多くなり、一
次疵パラメータ演算部１５ａ〜１５ｃの演算速度又は一
次疵パラメータ記憶部１６ａ〜１６ｃの記憶容量との兼
ね合いで信号処理が不能になってしまう。これに対して
凹凸性の疵等実際の疵はメッキ液乾燥むら等のような偏
光特性は持たず、各チャンネルで比較的同じレベルの疵
信号を発生する。そこで信号の処理が不能になったとき
に閾値Ｔｈを自動的に上げる。例えばメッキ液乾燥むら
等がある画像信号を、閾値Ｔｈ＝±６階調で２値化した
ときの２値化画像３０は、図９（ａ）に示すように、閾
値を上回る信号が多くあるが、同じ画像信号を閾値Ｔｈ
１＝±７階調で２値化したときの２値化画像３０は、図
９（ｂ）に示すように、閾値を上回る信号は少なくな
り、閾値Ｔｈ２＝±８階調で２値化したときの２値化画
像３０は、図９（ｃ）に示すように、閾値を上回る信号
が大幅に減少する。このようにして一次疵パラメータ演
算部１５ａ〜１５ｃの演算速度又は一次疵パラメータ記
憶部１６ａ〜１６ｃの記憶容量に応じて処理する信号数
を低減し、処理不能を解消することができる。

【００２４】画面間疵パラメータ演算部１８は計測ブロ
ック完了信号が出力されるとメモリ１６ａ，１６ｂ，１
６ｃに格納された各疵番号の一次疵パラメータを読み取
り、同一疵部に対する一次疵パラメータの濃度積算値Ｉ
ｊｓｉと疵ピーク値Ｉｊｐｉより極性パターンＩｐｐと
変化量を示す値パターンＶｐｐを算出するとともに疵部
の等級を判定するためのＩ₁，Ｉ₂，Ｉ₃内での最大濃度
積算値ＩｓＭａｘと最大疵ピーク値Ｉｐｅａｋを演算し
疵部の特徴量としてパターン記憶部１９と光量記憶部２
０に出力する。パターン記憶部１９は算出された極性パ
ターンＩｐｐと値パターンＶｐｐを記憶し、光量記憶部
２０は算出された最大濃度積算値ＩｓＭａｘと最大疵ピ
ーク値Ｉｐｅａｋを記憶する。基準パターン記憶部２１
には疵の程度に応じて複数の疵種に対応する極性パター
ンと値パターンが実験で定められ、例えば図１０に示す
ように、基準パターンとして格納してある。図１０にお
いて、疵種Ａ〜疵種Ｌは例えば有害度が低い疵から有害
度が高い疵の順に疵種を示し、疵種Ａ〜疵種Ｌに対応す
る極性パターンと値パターンの基準値を示す。疵種判定
部２２はパターン記憶部１９に記憶された極性パターン
Ｉｐｐと値パターンＶｐｐとを基準パターン記憶部２１
に記憶された各種極性パターンと値パターンと比較して
疵種を判定する。また、等級パターン記憶部２４には疵
種Ａ〜疵種Ｌに応じて最大濃度積算値と最大疵ピーク値
と疵の等級を示す相関をあらかじめ調べ、例えば図１１
に示すように等級判定基準値が格納してある。疵等級判
定部２３は光量記憶部２０に記憶した最大濃度積算値Ｉ
ｓＭａｘと最大疵ピーク値Ｉｐｅａｋと疵種判定部２２
で判定した疵種を等級パターン記憶部２４に記憶してあ
る等級基準パターンと比較して疵の等級を判定する。出
力部２５は疵等級判定部２３から出力される疵種と疵の
等級を不図示の表示装置や記録装置に出力する。

【００２５】上記実施例は、図７に示すように、疵部の
最初のアドレスＸ１ｓｉと最後のアドレスＸ１ｅｉとピ
ーク値Ｉ１ｐｉと閾値Ｔｈにより疵部に対応する信号を
５角形で近似して濃度積算値Ｉ１ｓｉを算出した場合に
ついて説明したが、疵部の最初のアドレスＸ１ｓｉと最
後のアドレスＸ１ｅｉとピーク値Ｉ１ｐｉにより疵部に
対応する信号を３角形で近似して濃度積算値Ｉ１ｓｉを
Ｉ１ｓｉ＝Ｋ(Ｘ１ｅｉ−Ｘ１ｓｉ＋１）Ｉ１ｐｉ／２
で算出しても良い。ここでＫは補正項である。このよう
に疵部に対応する信号を５角形で近似して濃度積算値を
算出した場合と３角形で近似して濃度積算値を算出した
場合の濃度積算値を図１２に示す。図１２において丸印
は５角形で近似して算出した濃度積算値を示し、角印は
３角形で近似して算出した濃度積算値を示す。図に示す
ように、５角形で近似した濃度積算値は実際の光強度分
布から算出した濃度積算値とほぼ一致している。また、
補正項Ｋを考慮しないで３角形で近似した場合は実際の
濃度積算値に比べ、約７０％の値となった。そこで補正
項Ｋを１／０．７とすると良い。このように疵部に対応
する信号を５角形や３角形で近似して濃度積算値を算出
することにより、濃度積算値を簡単に算出することがで
き、一次疵パラメータの演算処理を迅速に行うことがで
きる。

【００２６】

【発明の効果】この発明は以上説明したように、メッキ
液の乾燥ムラ等による疑似欠陥を検出して、特定チャン
ネルのみ非常に多くの信号が発生して処理すべき信号が
多くなり、処理速度やメモリの記憶容量の関係で処理で
きなくなったときに、光強度信号から疵部を検出するた
めに設定されている閾値を、そのチャンネルだけ自動的
に上げて処理すべき信号数を減らして信号処理可能とす
るから、疵信号のピーク値は大きくないが面積が大きい
疵の見逃しを防止することができ、疵種と疵の等級を確
実に判定するすることができる。

【００２７】また、受光部で検出した光強度信号の分布
から疵信号を認識して疵特徴量である濃度積算値を算出
するときに、疵信号のピーク値と閾値で定まる疵信号の
最初のアドレスと最後のアドレスより疵信号を五角形近
似又は三角形近似し、近似した疵信号により濃度積算値
を算出するから、演算処理を簡略化して処理速度を高め
ることができる。

【００２８】さらに、閾値を上げたときも疵信号を閾値
を上げる前の値に補正して五角形近似又は三角形近似す
ることにより、閾値を上げる前と同等の濃度積算値を求
めることができ、閾値を上げない他のチャンネルで算出
した濃度積算値と比較をすることができ、閾値を上げた
ことによる影響なく正しい疵の等級判定を行うことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例の光学系を示す配置図であ
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。

【図４】信号処理部の構成を示すブロック図である。

【図５】正規化した光強度信号を示す光強度分布図であ
る。

【図６】疵信号を示す光強度分布図である。

【図７】疵信号を５角形で近似して濃度積算値の算出処
理を示す説明図である。

【図８】メッキ液乾燥むらの偏光特性図である。

【図９】メッキ液乾燥むらを有する画像の閾値を変えた
ときの２値化画像図である。

【図１０】疵種と極性パターンと値パターンの相関を示
す基準パターン図である。

【図１１】疵種と疵特徴量と等級の相関を示す基準パタ
ーン図である。

【図１２】５角形と３角形で近似した疵信号で算出した
濃度積算値と実濃度積算値の比較図である。

【符号の説明】

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 一次疵パラメータ演算部 １６ 一次疵パラメータ記憶部 １７ 信号処理制御部 １８ 画面間疵パラメータ演算部 １９ パターン記憶部 ２０ 光量記憶部 ２１ 基準パターン記憶部 ２２ 疵種判定部 ２３ 疵等級判定部 ２４ 等級パターン記憶部 ２５ 出力部

フロントページの続き (72)発明者 杉浦 寛幸 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 上杉 満昭 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 (56)参考文献 特開 平１−313744（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−189905（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−178669（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−196645（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01N 21/84 - 21/958

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【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光
   強度分布を被検査面の地肌光強度があらかじめ定めた基
   準値となるように規格化し、規格化した光強度分布をも
   とに疵特徴量を演算し、疵特徴量より疵種又は等級判定
   を行う表面検査装置において、 上記信号処理部は受光部で検出したライン毎の疵信号の
   ピーク値と閾値で定まる疵信号の最初のアドレスと最後
   のアドレスより疵信号を五角形近似又は三角形近似し、
   近似した疵信号により疵特徴量である濃度積算値を求め
   ることを特徴とする表面検査装置。
2. 【請求項２】 上記特定のチャンネルの信号処理部で閾
   値を上げたときに、閾値を上げない他のチャンネルの信
   号処理部で算出した濃度積算値と比較可能な閾値を上げ
   ないときと同等の濃度積算値を求める請求項１記載の表
   面検査装置。