JP4907428B2 - 表面検査システム及び表面検査システムの検査性能の診断方法 - Google Patents

Description

本発明は、搬送される帯状被検査体の表面に光を照射する光源と、帯状被検査体からの反射光を受光して撮像する撮像装置とを備えた表面検査システム及び表面検査システムの検査性能の診断方法に関する。

鋼板や非鉄金属板、紙あるいは不織布等の搬送ラインにおいては、これら薄板状の帯状被検査体の表面に対して表面検査装置により光学的な検査を施し、疵検出等を行うことがなされている。

表面検査装置としては、例えばレーザー等の点状光源を帯状被検査体の搬送方向と垂直な方向（幅方向）に移動させながら帯状被検査体の表面を走査し、その反射光を光電子倍増管等の光学素子で受光するものが知られている。また、帯状光源を帯状被検査体の表面の幅方向に照射し、その反射光をＣＣＤアレイセンサ等の撮像素子で受光するものが知られている。この結果得られた信号に各種信号処理を施して、帯状被検査体の表面の疵を検出し、さらには疵の種別や程度を判定する。

ところで、表面検査システムの検査性能は、光源や受光器又は光路上に存在するレンズ、ミラー等の位置ずれや汚れ、光源の投光窓や受光器の受光窓の汚れ、光源の経時劣化による光量減少等により低下することが避けられない。さらには、受光器の信号を信号処理部に取り込む際の変換・入力部の特性変化や故障、信号処理部での特性変化や設定不良、故障等の種々の要因により変化してしまう。

また、正反射と乱反射とを複数の撮像装置で別々に検出する複眼方式の撮像系では、板厚変動や機械的なずれに起因して正反射と乱反射で検査している位置がずれると、正しい検査を行うことができない。

一方、表面検査システムは、人間の目視検査では対応できないような高速ラインにおける微小欠陥の検出が可能であり、それゆえに表面検査システムに感度変化等の異常が発生しても検査員がすぐには気付くことができず、大量の欠陥が流出したり、誤検出によってラインの作業能率が著しく低下したりするおそれがある。

これまでは、光学系から信号処理に至るまでの検査性能の診断を、定修と呼ばれる６〜１２回/年のタイミングでラインを停止させたときに定期的に行うことが一般的であった。

一方、表面検査システムの検査性能を診断するための技術として、特許文献１には、帯状被検査体（鋼板）に貫通する開口を設け、この開口における反射光強度の大きさに基づいて表面検査装置の光学系の校正を行うことが開示されている。

また、特許文献２には、自己診断装置が、薄鋼板の溶接線が表面疵検出部に検出されたときの信号を受け、それが規定のパターンになっているかどうかを検出し、規定のパターンどおりのパターンが得られる場合には、表面疵検査装置が正常であると判断することが開示されている。

また、特許文献３には、帯状被検査体の特定の位置に特定の大きさの人工欠陥を設け、検出された人工欠陥の大きさと、既知の値とを比較することによって、表面検査装置を検査することが開示されている。

特開平１１−１３２９６７号公報 特開２００１−１６５８６７号公報 特開２００２−９０３０６号公報

しかしながら、特許文献１に開示された手法では、以下のような問題点があった。
（１）帯状被検査体（鋼板）に貫通する開口を設けなければならず、そのための設備や作業が必要となるため、コスト的に大きな負担となってしまう。
（２）一般的な製造ラインにおいては多種多様な表面肌の製品が製造されることが多いこと、照明光源は経時的に劣化していくものが多いことから、通常帯状被検査体の平均受光レベルが一定となるよう受光感度が自動的に調整されるのが一般的である。したがって、測定対象の絶対的な信号強度を測定するだけでは装置の感度変化を知ることはできず、また感度が自動調整される前の信号強度を計測したのでは光源の劣化の度合いが大きく影響するため、光源の劣化度が調整可能な許容範囲であっても、異常と認識されてしまう。
（３）特許文献１においては表面検査装置の分解能が明記されていないが、例えば分解能が開口部の寸法より十分小さい場合、その反射光強度は０であり、それ以外の場合は開口部周辺の地肌や、開口部の加工面の粗さ等により反射光強度は変化するため感度を安定的に計測することはできない。
（４）また、特許文献１には前項（３）の問題を解決するため帯状被検査体と反射率の異なる支持材にて帯状被検査体を支持する技術が提案されているが、ここで提案されているような支持材では経年変化あるいは汚れ等により反射率が変わるため、やはり感度を安定的に計測することはできない。また、このような設備を設置することはコスト的にも大きな負担となる。

また、特許文献２に開示された手法では、以下のような問題点があった。
（１）溶接線（溶接痕）は常に一定の形状とはならない。そのため、溶接痕は正常であるが、表面検査装置が正常に動作していないために溶接痕による規定のパターンが出力されないのか、表面検査装置が正常に動作しているが、溶接痕が異常であるために溶接痕による規定のパターンが出力されないのかを判断することができない。

また、特許文献３に開示された手法では、特許文献１のように反射光強度に大きさに基づく場合の不具合を避けることができるが、以下のような問題点があった。
（１）人工欠陥として、線状疵を設けたり、ポンチ等を用いて点状の欠陥を設けたりする場合には、そのための設備や作業が必要となるため、コスト的に大きな負担となってしまう。
（２）特定の大きさの人工欠陥を設けるため、大きさや形状が様々な疵に対する検査性能を保証することができない。
（３）特定の人工欠陥を設けるため、輝度が様々な疵に対する検査性能を保証することができない。
（４）特定の位置に人工欠陥を設けるため、帯状被検査体の幅方向の任意の位置での検査性能を保証することができない。

また、例えば、帯状被検査体である鋼板（コイル）が複数の種類である等で板厚が変動するとき、帯状被検査体表面の欠陥の板厚方向の位置が変動する。そのために、正反射と乱反射を別々に撮像する等の複眼方式の撮像系においては、正反射と乱反射で撮像画像における検査位置ずれが発生する。このずれを校正するために、製造ラインを管理する上位のコンピュータ等の上位装置から製造予定コイルの板厚の情報（上位情報）を受信し、当該板厚に基づきプリセットした位置変化分だけ撮像画像内の座標をずらすことによる校正を行って、正反射と乱反射それぞれの撮像画像における位置の対応関係を保つことが一般的である。しかしながら、コイル毎に伝送される上位情報は製造予定の板厚であることから精度が低く、また上位装置の不具合に起因する板厚のコイル番号ずれや伝送ミスにより、上位情報の板厚が「ゼロ」になる等の異常が生じることがある。複雑なシステムであれば、毎コイルの上記の校正を適切かつ柔軟に行うことは難しく、帯状被検査体の表面検査システムにおいて板厚が変動するときでも、検査性能を精度よく、柔軟にかつ安定して行うことが困難であった。

本発明は上記のような点に鑑みてなされたものであり、帯状被検査体に開口を設けたり、溶接線を利用したりして検査性能を診断する場合の不具合を避け、ラインを停止させることなく安定的に検査性能を診断できるようにすることを第１の目的とする。また、様々な大きさや形状、輝度の疵に対する検査性能や帯状被検査体の幅方向の任意の位置での検査性能を保証できるようにすることを第２の目的とする。さらに、帯状被検査体の板厚が変動するときでも、表面検査システムの検査性能を柔軟に診断することを第３の目的とする。

本発明による表面検査システムは、搬送される帯状被検査体の表面の幅方向に亘って光を照射する光源と、前記帯状被検査体からの反射光を受光して撮像する撮像装置とを備えた表面検査システムであって、
前記撮像装置は複数であり、
前記光源又は前記光源とは別の診断用光源と、前記帯状被検査体との間に配置され、光の透過率を位置により変化させることのできる透過率可変手段と、
前記透過率可変手段により前記帯状被検査体の表面に映し出される投影パターンを、前記帯状被検査体の幅方向に延びる領域に生成する光学手段と、
撮像画像に現れる投影画像に基づいて当該表面検査システムの検査性能を診断する診断手段とを備え、
当該表面検査システムの検査性能を診断するときに、前記透過率可変手段により光の透過率を変化させて、前記帯状被検査体の表面に投影パターンを映し出して撮像し、
前記透過率可変手段は、前記帯状被検査体の表面に映し出される投影パターンを、前記帯状被検査体の搬送方向に対して所定の角度θ傾斜した線状に生成し、
前記診断手段は、前記撮像装置それぞれの撮像画像における、前記帯状被検査体の表面に映し出される投影パターンの位置の差異から、前記撮像装置の設置状態のずれを検出する点に特徴を有する。
本発明による表面検査システムの検査性能の診断方法は、搬送される帯状被検査体の表面の幅方向に亘って光を照射する光源と、前記帯状被検査体からの反射光を受光して撮像する撮像装置とを備えた表面検査システムの検査性能の診断方法であって、
前記撮像装置は複数であり、
前記光源又は前記光源とは別の診断用光源と、前記帯状被検査体との間に配置され、光の透過率を位置により変化させることのできる透過率可変手段と、
前記透過率可変手段により前記帯状被検査体の表面に映し出される投影パターンを、前記帯状被検査体の幅方向に延びる領域に生成する光学手段とを用いて、
当該表面検査システムの検査性能を診断するときに、前記透過率可変手段により光の透過率を変化させて、前記帯状被検査体の表面に投影パターンを映し出して撮像し、
前記透過率可変手段は、前記帯状被検査体の表面に映し出される投影パターンを、前記帯状被検査体の搬送方向に対して所定の角度θ傾斜した線状に生成し、
撮像画像に現れる投影画像に基づいて当該表面検査システムの検査性能を診断する診断手段は、前記撮像装置それぞれの撮像画像における、前記帯状被検査体の表面に映し出される投影パターンの位置の差異から、前記撮像装置の設置状態のずれを検出する点に特徴を有する。

本発明によれば、表面検査システムの検査性能を診断するときに、液晶パネル等の透過率可変手段により光の透過率を変化させて、帯状被検査体の表面に投影パターンを映し出すようにしたので、帯状被検査体に開口を設けたり、溶接線を利用したりして検査性能を診断する場合の不具合を避け、ラインを停止させることなく安定的に検査性能を診断することができる。

さらに、帯状被検査体の幅方向の複数位置にて投影パターンを映し出すようにすれば、幅方向の任意の位置での検査性能を保証することができる。また、帯状被検査体の搬送速度に応じて透過率可変手段による投影時間を変えたり、透過率可変手段による透過率を変化させて影の輝度を変えたりすれば、様々な大きさや形状、輝度の疵に対する検査性能を保証することができる。

さらに、スポット照射装置のスポット照射の形状を鋼板の搬送方向に対して斜めの直線状とすることにより、正反射と乱反射とを複数の撮像装置で移動する帯状被検査体の同一箇所の画像を撮像する等の複数の撮像装置を用いるとき、各撮像装置の撮像位置即ち検査位置のずれの有無及びずれの大きさを検出して、表面検査システムの検査性能を診断することができる。

以上のようにして本発明は、帯状被検査体の板厚が変動するときでも、表面検査システムの検査性能を柔軟に診断するのに好適である。

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。
（第１の実施形態）
図１に、第１の実施形態に係る表面検査システムの概略構成を示す。本実施形態は、鋼板の連続製造ラインに表面検査システムを設置した例である。鋼板の連続製造ラインでは、各ロット（コイル）の鋼板の先端、後端をそれぞれラインの入側で溶接し、これを高速で搬送しつつ圧延、酸洗、めっき、焼鈍等の処理を行い、ラインの出側で溶接部を切断することによってロット毎にコイル状に巻き取る。鋼板の表面検査は、ライン内で発生する異常を検査するために、製造ラインの出側で行われることになる。

図１に示すように、表面検査システムは、ロール１０１上を搬送される鋼板１０２の表面に光を照射する光源１０３を備える。光源１０３としては、ライン状に配列されたファイバー照明が用いられる。

ここで、図２は表面検査システムを側面視した図であり、図３は平面視した図である。図２、３に示すように、光源１０３の光は、シリンドカルレンズ１０４により帯状に集光され、透過率可変手段である液晶パネル１０５、液晶パネルの透過率を変える電圧を印加する制御部１１２、さらには光学手段であるリニアフレネルレンズ１０６を介して鋼板１０２の表面に照射される。

シリンドカルレンズ１０４の前面に配置された液晶パネル１０５は、図４に示すように、上下に延びる複数の矩形領域１０５ａを有し、所望の矩形領域１０５ａに電圧を印加することにより、その矩形領域１０５ａにおいて光源１０３の光の透過率を変化させることができる。即ち、液晶パネル１０５は、光源１０３と鋼板１０２との間に配置され、光源１０３の光の透過率を位置により変化させることのできる透過率可変手段として機能する。図５には、印加電圧と透過率との関係の一例を示す。各矩形領域１０５ａの幅ｈは０．５ｍｍとされ、鋼板１０２の幅方向に一定のピッチで並べられている。

また、液晶パネル１０５の前面に配置されたリニアフレネルレンズ１０６は、液晶パネル１０５を透過した光を集光して並行光にし、鋼板１０２の表面に幅方向に延びる領域に照射する。

通常の鋼板１０２の表面検査時には、液晶パネル１０５のすべての矩形領域１０５ａにおいて光源１０３の光の透過率を１００％にしておく。既述したように、鋼板１０２の表面には、リニアフレネルレンズ１０６により鋼板１０２の幅方向に延びる線状の光が照射される。

それに対して、表面検査システムの検査性能診断時には、液晶パネル１０５の所望の矩形領域１０５ａに電圧を印加することにより、その矩形領域１０５ａにおいて光源１０３の光の透過率を位置的に変化させて低くして、鋼板１０２の表面に投影パターンを映し出す。この場合に、鋼板１０２の表面に映し出される投影パターンは、リニアフレネルレンズ１０６により鋼板１０２の幅方向の長さが例えば０．２ｍｍ〜２ｍｍの長さの線状となる。なお、所望の矩形領域１０５ａによる投影パターンの鋼板搬送方向の幅は、リニアフレネルレンズ１０６による集光の度合いにより変わり、例えば０．２〜２ｍｍ程度でもよい。また、印加電圧値を制御することにより、光源１０３の光の透過率を変化させて、鋼板１０２の表面に映し出される影の輝度を変えることができる。

また、図１に示すように、鋼板１０２からの反射光を受光して撮像するカメラ１０７を備える。本実施形態では、２台のカメラ１０７が鋼板１０２の幅方向に配置されている。カメラ１０７としては、例えば鋼板１０２からの反射光を受光してＣＣＤで光電変換することにより撮像画像を得るラインセンサカメラが用いられる。

画像処理回路１０８は、カメラ１０７から入力される信号に対してシェーディング補正等の各種補正処理等を施す前処理部、前処理部により処理された画像から疵候補を抽出する抽出部等を含む。なお、カメラ１０７がアナログ出力の場合は、アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器も含むものとする。

特徴量算出部１０９は、各画像処理回路１０８により抽出された疵候補の長さ、幅、面積、輝度等の特徴量を算出する。

疵判定部１１０は、各画像処理回路１０８により抽出された疵候補について、特徴量算出部１０９により算出された特徴量に基づいて所定のアルゴリズムに従って種別や程度を判定する。疵判定部１１０により判定された疵の種別や程度は、表示装置１１１に出力される。

制御部１１２（図２、３を参照）は、鋼板１０２の搬送速度、具体的にはロール１０１から取得するＰＬＧパルス信号に応じて液晶パネル１０５に対する電圧印加時間を制御する。また、液晶パネル１０５に対する印加電圧値を制御する。

診断部１１３は、撮像画像に現れる投影画像の形状や輝度を判定することによって、表面検査システムの検査性能を診断する。診断部１１３により診断された結果は、表示装置１１１に出力される。

以下、図６Ａ〜図６Ｃ、図７を参照して、表面検査システムの検査性能の診断について詳細に説明する。この例では、既述したように、鋼板１０２の表面に映し出される影は、リニアフレネルレンズ１０６により鋼板１０２の幅方向の長さが０．５ｍｍ（２ピクセル相当）とし、鋼板１０２の搬送方向の長さを、説明を容易にするために仮に０．５ｍｍよりも十分小さいとする。ただし、実際には１〜２ｍｍ程度でも良い。また、ＰＬＧパルス信号の１周期で鋼板１０２が０．２５ｍｍだけ搬送される。

図６Ａ（ａ）に示すように、制御部１１２により、ＰＬＧパルス信号の２周期の時間だけ液晶パネル１０５の所望の矩形領域１０５ａに電圧を印加すると、鋼板１０２の表面には、幅０．５ｍｍ×長さ０．５ｍｍの正方形の点状に影が映し出されることになる。

この場合、表面検査システムの検査性能が正常であれば、図６Ａ（ｂ）、（ｃ）に示すように、各画像処理回路１０８を経て得られる撮像画像に、幅０．５ｍｍ×長さ０．５ｍｍの点状の投影画像が現れる。したがって、診断部１１３では、投影画像が点状であると正しく判定できたとき、表面検査システムの検査性能が正常であると判定する。それに対して、投影画像が点状であると正しく判定できなかったり、投影画像そのものが検出されなかったりしたときは、検出性能が異常であると判定する。

また、図６Ｂ（ａ）に示すように、制御部１１２により、ＰＬＧパルス信号の２００周期の時間だけ液晶パネル１０５の所望の矩形領域１０５ａに電圧を印加すると、鋼板１０２の表面には、幅０．５ｍｍ×長さ５０ｍｍの線状に影が映し出されることになる。

この場合、表面検査システムの検査性能が正常であれば、図６Ｂ（ｂ）、（ｃ）に示すように、各画像処理回路１０８を経て得られる撮像画像に、幅０．５ｍｍ×長さ５０ｍｍの線状の投影画像が現れる。したがって、診断部１１３では、投影画像が線状であると正しく判定できたとき、表面検査システムの検査性能が正常であると判定する。それに対して、投影画像が線状であると正しく判定できなかったり、投影画像そのものが検出されなかったりしたときは、検出性能が異常であると判定する。

また、図６Ｃ（ａ）に示すように、制御部１１２により、ＰＬＧパルス信号の４周期の時間だけ液晶パネル１０５の所望の矩形領域１０５ａに電圧を印加し、その後の４周期の時間だけ電圧の印加を停止することを繰り返すと、鋼板１０２の表面には、幅０．５ｍｍ×長さ１ｍｍの点線（破線）状に影が映し出されることになる。

この場合、表面検査システムの検査性能が正常であれば、図６Ｃ（ｂ）、（ｃ）に示すように、各画像処理回路１０８を経て得られる撮像画像に、幅０．５ｍｍ×長さ１ｍｍの点線状の投影画像が現れる。したがって、診断部１１３では、投影画像が点線状であると正しく判定できたとき、表面検査システムの検査性能が正常であると判定する。それに対して、投影画像が点線状であると正しく判定できなかったり、投影画像そのものが検出されなかったりしたときは、検出性能が異常であると判定する。

なお、図６Ａ〜６Ｃにおいて、２台のカメラ１０７の視野（撮像範囲）にて同じ投影パターンとした例を図示したが、互いに異なる投影パターンとしてもかまわない。

以上説明した表面検査システムの検査性能の診断を行う際には、製造ラインを停止することなく、例えば各コイルの鋼板１０２の先端あるいは尾端に投影することにより、コイル毎にリアルタイムで検査性能を診断することができる。したがって、検査性能に異常が発見された場合には、すぐに表面検査システムの調査、修理等を行うことができ、また、異常発生の直前コイルと現在流れているコイルの途中までを再検査すればよい。

この場合に、図７に示すように、例えばコイル毎に投影位置を鋼板１０２の幅方向に移動させることによって、幅方向の任意の位置での検査性能を保証することができる。

また、例えばコイル毎に液晶パネル１０５の電圧印加時間の制御パターンを変えることにより、点状、線状、点線状のように投影パターンを変えることができるので、様々な大きさや形状の疵に対する検査性能を保証することができる。

さらに、印加電圧値を制御することにより、鋼板１０２の表面に映し出される影の輝度を変えることができるので、様々な輝度の疵に対する検査性能を保証することができる。図７に示す例では、透過率１００％で２５６階調の輝度１２８レベルであるとし、図中の左側から、透過率０％、輝度０（黒色）の投影パターン、透過率２５％、輝度３２（暗いグレー）の投影パターン、透過率５０％、輝度６４（明るいグレー）の投影パターンを示す。この場合に、診断部１１３において、それぞれ黒色、暗いグレー、明るいグレーであると認識できれば、受光感度に対する検査性能を保証することができる。

以上述べたように、表面検査システムの検査性能を診断するときに、液晶パネル１０５により光源１０３の光の透過率を変化させて、鋼板１０２の表面に影を映し出すようにしたので、鋼板に開口を設けたり、溶接線を利用したりして検査性能を診断する場合の不具合を避け、ラインを停止させることなく安定的に検査性能を診断することができる。即ち、鋼板に貫通する開口を設ける必要がないので、そのための設備や作業は不要であり、液晶パネル１０５やリニアフレネルレンズ１０６等を設置するだけの簡易な構成とすることができる。また、溶接痕とは異なり、鋼板１０２の表面に映し出す影を一定の形状（例えば点状、線状、点線状）として安定的に投影することができる。

図８に、本実施形態に係る表面検査システムの変形例を示す。本実施形態では、表面検査用の光源１０３の光の透過率を変化させることにより、鋼板１０２の表面に影を映し出すようにしたが、光源１０３とは別に表面検査システムの診断用光源１１４を備えるようにしてもよい。即ち、診断用光源１１４の光が、シリンドカルレンズ１０４により帯状に集光され、透過率可変手段である液晶パネル１０５、さらには光学手段であるリニアフレネルレンズ１０６を介して鋼板１０２の表面に照射される。

通常の鋼板１０２の表面検査時には、診断用光源１１４の電源がオフされており、光源１０３の光がロール１０１上を搬送される鋼板１０２の表面に照射される。それに対して、表面検査システムの検査性能の診断時には、診断用光源１１４の電源をオンにし、液晶パネル１０５により診断用光源１１４の光の透過率を変化させて、鋼板１０２の表面に影を映し出す。この場合、光源１０３の電源はオフにしてもよい。

（第２の実施形態）
第２の実施形態は、図９に示すように、光源１０３による鋼板１０２からの反射光を第１の角度で受光する第１のカメラ１０７ａと、第２の角度で受光する第２のカメラ１０７ｂとを備えた例である。第１のカメラ１０７ａ及び第２のカメラ１０７ｂはいずれも、第１の実施形態と同様に、鋼板１０２の幅方向（図９の紙面に垂直な方向）に２台配置されているものとする。なお、上記第１の実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付して説明し、その詳細な説明は省略する。なお、第１のカメラ１０７ａは鋼板１０２の正反射位置に、第２のカメラ１０７ｂは乱反射位置に設置されていることもある。

このように一対のカメラ１０７ａ及びカメラ１０７ｂとを用いることにより、異なる角度で同一箇所の画像を撮像する。そして、これらカメラ１０７ａ及びカメラ１０７ｂの画像から特徴量を抽出し、重ね合わせ、あるいは差分をとることより高精度の疵判定を行うことが可能である。さらには、これらカメラ１０７ａ及びカメラ１０７ｂの画像を直接重ね合わせ、あるいは差分をとることより高精度の疵判定を行うことも可能である。即ち、一対のカメラ１０７ａ及びカメラ１０７ｂは、鋼板１０２の表面の同一地点を撮像するようにセッティングされる。

本発明を適用することにより、一対のカメラ１０７ａ及びカメラ１０７ｂによる撮像地点のずれを補正することもできる。即ち、図１０に示すように、液晶パネル１０５を介して投影し、第１のカメラ１０７ａにより得られる撮像画像（第１の撮像画像（図１０（ａ）を参照））と、第２のカメラ１０７ｂにより得られる撮像画像（第２の撮像画像（図１０（ｂ）を参照）とを作成する。

診断部１１３では、第１の撮像画像、第２の撮像画像において、投影画像が双方に現れる場合、これら第１のカメラ１０７ａ及び第２のカメラ１０７ｂによる撮像地点のずれはないと判定する。それに対して、投影画像が第１の撮像画像あるいは第２の撮像画像のどちらかに１つだけ現れる場合、これら第１のカメラ１０７ａ及び第２のカメラ１０７ｂによる撮像地点にずれがあると判定する。図１０の例では、左側のカメラに関しては第１のカメラ及び第２のカメラともに投影パターンを検出しているのでＯＫ（ずれはない）であるのに対して、右側のカメラに関しては第２のカメラで投影パターンを検出していないのでＮＧ（ずれがある）となる。

次に、本実施形態では、シリンドカルレンズ１０４の前面に配置された液晶パネル２０５は、図１３に示すように、鋼板の搬送方向に対して角度θ１傾いた複数の傾斜領域２０５ａを有し、第１の実施形態のときと同様にして、所望の傾斜領域２０５ａに電圧を印加することにより、その傾斜領域２０５ａにおいて光源１０３の光の透過率を変化させることができる。そして、液晶パネル２０５の前面に配置されたリニアフレネルレンズ１０６は、液晶パネル２０５を透過した光を第１の実施形態のときよりも、鋼板の搬送方向について広く集光する。こうして、図１１に示すように、鋼板１０２の表面に搬送方向に角度θ傾斜した線状として投影パターンを生成する。

そして、当該液晶パネル２０５において、ＰＬＧパルス信号の２００周期の時間だけ液晶パネル１０５の所望の領域２０５ａに電圧を印加すると、図１２に示すように、第１の撮像画像（図１２（ａ）を参照）と第２の撮像画像（図１２（ｂ）を参照）を得る。図１２では第２のカメラの設置状態にずれがあるとき（図１２（ａ）、（ｂ）の右側）と、無いとき（図１２（ａ）、（ｂ）の左側）とを並列して表示してある。ずれがあるときには、第１の撮像画像と第２の撮像画像とで、図１２（ｃ）に示すようにΔピクセルずれた長
さ５０ｍｍの線が撮影される。

ここで、
Ｓ＝Δｔａｎ（９０−θ）・・・（１）
であるから、カメラのずれ量Ｓを計算し、カメラ設置状態が異常と判断することができる。

診断部１１３において、式（１）の演算を実行して、第１のカメラ１０７ａ及び第２のカメラ１０７ｂによる撮像地点にずれがあると判定された場合、図１２（ｄ）に示すように、ＯＲ画像において投影画像が１つになるように第１のカメラ１０７ａ及びカメラ１０７ｂのうち少なくともいずれか一方の画像をずらすことによって、これら第１のカメラ１０７ａ及び第２のカメラ１０７ｂによる撮像地点のずれを補正することができる。

撮影する鋼板の板厚変動に起因する第１のカメラ１０７ａと第２のカメラ１０７ｂでの検査位置ずれに対しても、投影パターンを線状に変更し、鋼板１０２上に、搬送方向に対して角度θをなす斜線を照射することで、上記のごとく、カメラのずれ量Ｓを計算して、撮像地点のずれやカメラの光軸等の撮像装置の設置状態を補正することができる。

さらに、鋼板１０２上に、鋼板１０２の搬送向に対して角度θ（度）をなす斜めの直線状にレーザー光とともに、角度−θ（度）をなす斜めの直線状にレーザー光を照射することで、有限値のカメラの搬送方向のずれ量Ｓとともに、搬送方向と垂直な方向へのカメラのずれ量も計算できる。その結果、カメラ設置状態が異常と判断することができる。さらには、当該ずれ量Ｓに基づきカメラ設置位置や光軸等の撮像装置の設置状態を修正することができる。

なお、上記２つの実施形態において画像に問題がある場合は撮像部あるいは画像処理回路１０６の異常であることが決定され、画像が正常であるにもかかわらず、疵検査装置の判定に問題がある場合は、特徴量算出部１０７あるいは疵判定部１０８の異常であることが決定できるので、故障箇所の特定が可能となる。

以上、本発明を種々の実施形態と共に説明したが、本発明はこれらの実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲内で変更等が可能である。例えばカメラ１０７の台数等については実施形態のものに限られない。

液晶パネル１０５としては、例えば液晶プロジェクタで用いられるような２次元パターンの投影機能を有するものを用いて、上記の実施形態で用いた所望の形状の投影パターンを生成するようにしても良い。さらに、投影パターンについて、遮光する領域と透光する領域を上記の実施形態と反転させても良い。

さらに、上記の実施形態において撮像装置はラインセンサカメラを用いて説明したが、ＣＣＤやＣＭＯＳ素子で構成された２次元カメラを用いても良いことは明らかである。

第１の実施形態に係る表面検査システムの概略構成を示す図である。 第１の実施形態に係る表面検査システムを側面視した図である。 第１の実施形態に係る表面検査システムを平面視した図である。 液晶パネルを示す図である。 印加電圧と透過率との関係の一例を示す特性図である。 投影パターンを説明するための図である。 投影パターンを説明するための図である。 投影パターンを説明するための図である。 投影位置を鋼板の幅方向に移動させる状態を示す図である。 第１の実施形態の変形例に係る表面検査システムの概略構成を示す図である。 第２の実施形態に係る表面検査システムの概略構成を示す図である。 第２の実施形態における表面検査システムの検査性能の診断について説明するための図である。 第２の実施形態に係る投影パターンを説明するための図である。 第２の実施形態における表面検査システムの検査性能の診断について説明するための図である。 第２の液晶パネルを示す図である。

符号の説明

１０１ ロール
１０２ 鋼板
１０３ 光源
１０４ シリンドカルレンズ
１０５ 液晶パネル
１０６ リニアフレネルレンズ
１０７ カメラ
１０８ 画像処理回路
１０９ 特徴量算出部
１１０ 疵判定部
１１１ 表示装置
１１２ 制御部
１１３ 診断部
１１４ 診断用光源
２０５ 液晶パネル

Claims (5)

1. 搬送される帯状被検査体の表面の幅方向に亘って光を照射する光源と、前記帯状被検査体からの反射光を受光して撮像する撮像装置とを備えた表面検査システムであって、
   前記撮像装置は複数であり、
   前記光源又は前記光源とは別の診断用光源と、前記帯状被検査体との間に配置され、光の透過率を位置により変化させることのできる透過率可変手段と、
   前記透過率可変手段により前記帯状被検査体の表面に映し出される投影パターンを、前記帯状被検査体の幅方向に延びる領域に生成する光学手段と、
   撮像画像に現れる投影画像に基づいて当該表面検査システムの検査性能を診断する診断手段とを備え、
   当該表面検査システムの検査性能を診断するときに、前記透過率可変手段により光の透過率を変化させて、前記帯状被検査体の表面に投影パターンを映し出して撮像し、
   前記透過率可変手段は、前記帯状被検査体の表面に映し出される投影パターンを、前記帯状被検査体の搬送方向に対して所定の角度θ傾斜した線状に生成し、
   前記診断手段は、前記撮像装置それぞれの撮像画像における、前記帯状被検査体の表面に映し出される投影パターンの位置の差異から、前記撮像装置の設置状態のずれを検出することを特徴とする表面検査システム。
2. 前記帯状被検査体の搬送速度に応じて前記透過率可変手段による投影時間を制御する制御手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の表面検査システム。
3. 前記透過率可変手段は、前記帯状被検査体の幅方向の複数位置に影を映し出すことができることを特徴とする請求項１又は２に記載の表面検査システム。
4. 前記透過率可変手段は液晶パネルであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の表面検査システム。
5. 搬送される帯状被検査体の表面の幅方向に亘って光を照射する光源と、前記帯状被検査体からの反射光を受光して撮像する撮像装置とを備えた表面検査システムの検査性能の診断方法であって、
   前記撮像装置は複数であり、
   前記光源又は前記光源とは別の診断用光源と、前記帯状被検査体との間に配置され、光の透過率を位置により変化させることのできる透過率可変手段と、
   前記透過率可変手段により前記帯状被検査体の表面に映し出される投影パターンを、前記帯状被検査体の幅方向に延びる領域に生成する光学手段とを用いて、
   当該表面検査システムの検査性能を診断するときに、前記透過率可変手段により光の透過率を変化させて、前記帯状被検査体の表面に投影パターンを映し出して撮像し、
   前記透過率可変手段は、前記帯状被検査体の表面に映し出される投影パターンを、前記帯状被検査体の搬送方向に対して所定の角度θ傾斜した線状に生成し、
   撮像画像に現れる投影画像に基づいて当該表面検査システムの検査性能を診断する診断手段は、前記撮像装置それぞれの撮像画像における、前記帯状被検査体の表面に映し出される投影パターンの位置の差異から、前記撮像装置の設置状態のずれを検出することを特徴とする表面検査システムの検査性能の診断方法。

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