JPH04174359A - 非金属介在物検査方法並びに非金属介在物検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は、画像処理技術を用いた非金属介在物の検査装
置に関する。

（従来の技術） 金属材料中に存在する非金属介在物は金属材料の機械的
諸特性を左右するため、これらの定量解析を行うことは
金属材料の品質管理を行ううえで大変重要である。

従来より、金属材料中に存在する非金属介在物の検査方
法として、ＪＩＳ　Ｇ　０５５５−１９−．７に規定さ
れている。この検査方法は、測定倍率が４００倍の顕微
鏡を用い、第６図に示すように顕微鏡の視野内に縦２０
本×横２０本程度の格子線１を設け、金属材料から採取
された試料の表面を観察する。そして、第７図に示すよ
うに暗色に呈する非金属介在物２上にある格子線１の交
点３の数を計数する。このような計数を６０視野程度行
い、これらの積算値を評価値とする。

ところで、検査者の肉眼による目視検査では、検査速度
や誤差の面で問題があるため、最近では金属材料の検査
を画像処理技術を用いて自動的に行う検査装置が検討さ
れている。

ところが、画像処理を行うためには、＃１１倍率を４０
０倍としたときの金属材料と非金属介在物との間の明暗
の差異では不十分であり、正確な処理が行えないという
問題がある。

そこで、画像処理により正確な処理を行うためには、測
定倍率を２００倍程度にすることが要望される。

しかしながら、上述した格子線１は一般的に接眼レンズ
上に設けられるものであるため、測定倍率を２００倍程
度にすると格子線ｌの太さは観察対象との相対的な関係
では２倍となり、正確な評価が行えないという問題を生
じる。これは、格子線１が太くなると、格子線１の交点
３に非金属介在物が覆われて非金属介在物の発見ができ
ないことがあり、また格子線１の交点３内に金属材料と
非金属介在物との境界線がきたときにいずれに属するか
の判別が困難になるからである。

（発明が解決しようとする課題） 上述したように非金属介在物を画像処理により検査する
装置では、画像処理を正確に行うためには測定倍率を目
視で行う場合の半分程度にすることが要望されるが、測
定倍率を下げると格子線が観察対象との相対的な関係で
太くなり、正確な評価が行えないという問題を生じる。

本発明は、このような事情に基づき成されたもので、測
定倍率を下げた場合にも正確な評価を行うことができる
非金属介在物の検査装置を提供することを目的としてい
る。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、非金属介在物を含む金属材料から採取された
試料を拡大視する顕微鏡と、この顕微鏡により拡大視さ
れた試料を映像信号に変換する撮像手段と、この顕微鏡
により拡大視された試料の所定の範囲内で縦横に所定の
間隔でアドレスを発生するアドレス発生手段と、前記映
像信号を構成する画素のうち前記アドレス発生手段によ
り発生されたアドレスに対応する画素の明度を予め定め
られたしきい値と比較する比較手段と、この比較手段に
よる比較結果を計数する計数手段とを具備するものであ
る。

（作　用） 本発明では、アドレス発生手段により発生されたアドレ
スが従来の格子線の交点に相当する。

従って、測定倍率を下げても格子線が観察対象との相対
的な関係で太くなるといった事態は生じない。よって、
測定倍率を下げた場合にも正確な評価を行うことができ
る。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。

第１図は、本発明の一実施例の非金属介在物の検査装置
の構成を示す図である。

同図に示すように、この検査装置は、金属材料から採取
された試料１００を拡大視した映像信号を得るための光
学系２００と、光学系２００により得られた映像信号を
画像処理して非金属介在物の解析を行う処理系３００と
から構成されている。

また、光学系２００は、複数個の試料１００を収納する
ホールダ２１０、試料面を光学的に測定倍率２００倍に
拡大する光学顕微鏡２２０、光学顕微鏡２２０により拡
大された試料面を撮像して映像信号に変換するＩＴＶカ
メラ（Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ　Ｔｅ１ｅｖｉｓｉｏｎ　
；工業用テレビカメラ）２３０、試料面を顕微鏡２２０
の光軸と同軸で照明する照明光源２４０、顕微Ｒ２２０
に備えられたオートフォーカス機構の制御を行うオート
フォーカスコントローラ２５０、ホールダ２１０の位置
をＸ−Ｙ２方向に移動させるＸ−Ｙステージ２６０、処
理系３００からの指示に基づいてＸ−Ｙステージ２６０
の移動制御を行うＸ−Ｙステージコントローラ２７０か
ら構成されている。

また、処理系３００は、検査装置全体の制御と測定デー
タの処理を行う情報処理装置３１０、情報処理装置３１
０の指示に基づいてＩＴＶカメラ２３０から映像信号を
入力し検査に必要な画像処理を行う画像処理装置３２０
、ＩＴＶカメラ２３０で撮像された生画像の表示を行う
画像モニタ３３０、画像処理装置３２０で画像処理され
た画像の表示を行う画像モニタ３４０、画像処理装置３
２０で画像処理された画像のハードコピーを出力するビ
デオプリンター３５０、情報処理装置３１０で処理され
た測定データなどの印字を行うプリンター３６０から構
成されている。

さらに、画像処理装置３２０の画像処理に係る部分につ
いて詳細な構成を第２図に示す。

同図において、３２１は画像処理装置３２０全体の制御
を行う制御ＣＰＵである。

また、３２２はＩＴＶカメラ２３０から入力される映像
信号の濃度をディジタル値に変換するＡ／Ｄコンバータ
、３２３はＡ／Ｄコンバータ３２２により変換された濃
度情報を記憶するフレームメモリである。

さらに、３２４は試料１００の所定の範囲内で縦横に所
定の間隔で設定されたアドレス（画素上におけるアドレ
ス）を記憶するアドレスメモリである。具体的には、第
３図に示すように試料１０Ｏ上を縦横に１２．５μｍｒ
ｊＩ隔となるようなアドレスを順次４００個（縦２０×
横２０）記憶する。

また、３２５は制御ＣＰＵ３２１による所定の比較結果
を計数する計数カウンタである。

次に、この実施例の画像処理装置３２０における動作を
第４図に示すフローチャートを参照しつつ説明する。

まず、試料１００の画像がフレームメモリ３２３に取込
まれる（ステップ４０１）。これは、Ａ／Ｄコンバータ
３２２に入力された１画面分の映像信号を構成する例え
ば縦５１２画素Ｘ横５１２画素の各画素の濃度が、Ａ／
Ｄコンバータ３２２により例えば８ビツト（０〜２５５
）のディジタルの濃度情報に変換され、この濃度情報が
フレームメモリ３２３に順次記憶されることで行われる
。

次いで、制御ＣＰＵ３２１のアドレスカウンタをクリア
しくステップ４０２　）　、アドレスカウンタに応じた
アドレス値（最初は初期値）をアドレスメモリ３２４よ
り読出しくステップ４０３　）　、読出されたストレス
に対応する画素の濃度情報をフレームメモリ３２３から
読出す（ステップ４０４）。

そして、この濃度情報と予め定められたしきい値と比較
する（ステップ４０５）。

濃度情報が予め定められたしきい値よりも低い場合には
、当該画素に対応する試料１００上は非金属介在物があ
ると判定し、計数カウンタ３２５を“１゛アツプさせる
（ステップ４０６）。

一方、濃度情報が予め定められたしきい値よりも高い場
合には、当該画素に対応する試料１００上は金属材料が
あると判定する。

以上の動作をアドレスカウンタがエンド値になるまで行
う（ステップ４０７．４０８　）これにより、第３図に
示した４００点について、非金属介在物であるか金属材
料であるかが判定され、計数カウンタ３２５による計数
値が評価値として出力される。

このように本実施例においては、第５図の破線に示す従
来必要であった格子線は不要となり、測定倍率を２００
倍程変色した場合にも正確な評価を行える。すなわち、
格子線がなくなることで、非金属介在物の発見ができな
いという事態や金属材料と非金属介在物との境界線が不
明になるという事態か回避できるからである。

なお、本発明は上述した実施例に限定されない。

例えば、上述した実施例では、試料の所定の範囲内で縦
横に所定の間隔でアドレスを発生する手段としてアドレ
スメモリを挙げて説明したが、上記アドレスは順次計算
により発生させるようなものであってもよい。

また、試料の画像のすべてを一旦がフレームメモリに取
込んだ後、本発明による処理を行っていたが、アドレス
発生手段からのアドレスを利用した必要な画像のみを取
出すようにしてもよい。

サラに、本発明の処理はすべてソフトウェアに置き換え
て実施することも可能である。

［発明の効果コ 以上説明したように、本発明によれば、従来の格子線は
不要となり、測定倍率を下げた場合にも正確な評価を行
うことができる。

【図面の簡単な説明】

１１１図は本発明の実施例の非金属介在物の検査装置の
構成を示すブロック図、第２図はこの検査装置の画像処
理装置で行われる画像処理に係る部分の構成を示すブロ
ック図、第３図は本実施例に係るアドレスを説明するた
めの図、第４図はこの画像処理装置の動作を示すフロー
チャート、第５図は第４図の一部拡大図、第６図は従来
の非金属介在物の検査方法を説明するための図、第７図
は第６図の一部拡大図である。 １００・・・試料、３２１・・・制御ＣＰＵ、３２２−
１゜Ａ／Ｄコンバータ、３２３・・・フレームメモリ、
３２４・・・アドレスメモリ、３２５・・・計数カウン
タ。 出願人　　　　　　東芝エンジニアリング株式会社 同　　　　　　　大同特殊鋼株式会社 代理人　弁理士　　須　山　佐　− （ほか１名） 第１　図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）非金属介在物を含む金属材料から採取された試料
   を拡大視する顕微鏡と、 この顕微鏡により拡大視された、試料を映像信号に変換
   する撮像手段と、 この顕微鏡により拡大視された試料の所定の範囲内で縦
   横に所定の間隔でアドレスを発生するアドレス発生手段
   と、 前記映像信号を構成する画素のうち前記アドレス発生手
   段により発生されたアドレスに対応する画素の明度を予
   め定められたしきい値と比較する比較手段と、 この比較手段による比較結果を計数する計数手段と を具備することを特徴とする非金属介在物の検査装置。