JPH06109656A - 磁気光学探傷装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 探傷効率を格別に下げることなく検出精度を
向上する。 【構成】 時間積分イメ−ジカメラ9で、鋼板1の移動速
度と同方向に撮影画像を転送し、磁区模様が消去した欠
陥検出信号Sxを得る。欠陥像は転送に同期するので、増
幅されて信号Sxに高ピ-クで現われる。また、通常のイ
メ-ジカメラ9Aの撮影画像を2値化し、2値化画像のヒス
トグラムをy方向,x方向ならびに±45°方向で算出し欠
陥検出信号Sxとして、これら各方向に長い欠陥を同時に
検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鋼板，鋼片等々強磁性
体（以下対象材）に磁界を印加すると、対象材の表面に
傷があるとそこから磁束が漏れる現象を利用して、この
漏れ磁束を磁気光学効果素子（ファラデ−素子）を介し
て光学的に検出する探傷装置に関する。

【０００２】

【従来技術】磁界を加えた対象材の表面に面対向したフ
ァラデ−素子の表面に偏光を照射し、該表面の反射光を
検光子を介して撮影すると、対象材がその表面に垂直な
磁束を発生しないときには、実質上均一な磁区模様（例
えば図３の（ａ）の、中央の白，黒縞を除く、ランダム
な白，黒模様）が表われた画像が得られる。対象材の表
面に傷があるとそこから磁束が漏れるので垂直磁界が生
じ、そこでは垂直磁界の方向に依存して、黒い磁区の幅
が太ると同時に白い磁区の幅が細る、あるいは白い磁区
の幅が太ると同時に黒い磁区の幅が細る。例えば図３の
（ａ）の中央部に示すように、白，黒縞が現われる。
白，黒縞の一方は、対象材表面から磁束が出ている箇所
であり他方は該磁束が対象材にまた入っている箇所であ
る。漏れ磁束（磁界）が強い程、白縞の白い面積の割合
が高く黒縞の黒い面積の割合が高くなる。図３の（ａ）
に見られるように、白縞領域および黒縞領域は磁気模様
に磁区模様の幅変調を施した様なものであるので、視認
では大要を認知しうるが、それらを電気的処理により磁
気模様から弁別することはかなり難かしい。一般的に
は、撮像カメラの画像信号の高周波分（磁区模様）を遮
断し低周波分（白縞領域および黒縞領域）を摘出する
が、傷サイズが小さいと、例えば磁区の幅に近くなる
と、傷信号（白，黒縞領域）まで減衰し、傷検出が困難
となるなど、小さい傷に対して所望の傷検出精度が得ら
れないという問題がある。

【０００３】特開平２−２２７６６６号公報や特開平３
−２４５０５２号公報には、鋼板の圧延方向（鋼板圧延
時の鋼板移動方向）に長辺を合せたスリットを通してフ
ァラデ−素子の反射光を撮影することにより、圧延済鋼
板すなわち探傷対象材の、該圧延方向に延びている傷の
検出精度を高くすることが述べられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしスリットの幅が
狭いので、スリット幅方向すなわち鋼板の幅方向の探傷
範囲が極く狭く、探傷効率がきわめて低くなる。また、
左右方向の分解能が低下する。

【０００５】本発明は、探傷効率を格別に下げることな
く検出精度を向上することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本願の第１番の発明の磁
気光学探傷装置は、ある方向ｙに移動する探傷対象材
(1)に、その表面に実質上平行な磁束を生起する励磁手
段(3,4)；前記表面に面対向する磁気光学効果素子(2)；
磁気光学効果素子(2)の表面に偏光を投射する偏光照明
手段(5,6)；光強度を電気信号レベル(Sx)に変換する単
位素子の２次元配列でなる素子マトリクスにおける積分
転送方向を探傷対象材像の移動方向に実質上合せた、磁
気光学効果素子(2)の前記表面を撮影する時間遅延積分
型２次元イメ−ジカメラ(9)；磁気光学効果素子(2)の前
記表面と前記イメ−ジカメラ(9)の間の光路に介挿され
た検光子(8)；および、前記イメ−ジカメラ(9)の素子マ
トリクスにおける積分転送速度(Vyt)と該素子マトリク
スにおける探傷対象材像の移動速度(Vyo対応)を相対的
に実質上同一とするための同期化手段(11,20,21,22)；
を備える。

【０００７】本願の第２番の発明の磁気光学探傷装置
は、探傷対象材(1)に、その表面に実質上平行な磁束を
生起する励磁手段(3,4)；前記表面に面対向する磁気光
学効果素子(2)；磁気光学効果素子(2)の表面に偏光を投
射する偏光照明手段(5,6)；光強度を電気信号レベルに
変換する単位素子の２次元配列でなる素子マトリクスを
有する２次元イメ−ジカメラ(9A)；磁気光学効果素子
(2)の前記表面と前記イメ−ジカメラ(9A)の間の光路に
介挿された検光子(8)；および、前記イメ−ジカメラ(9
A)の素子マトリクスの、実質上同一直線上にある複数の
単位素子の電気信号レベル(ASx)を加算し、和レベルを
示す電気信号(Sx)を発生する積算手段(CPU3)；を備え
る。

【０００８】なお、カッコ内の記号は、図面に示し後述
する各実施例の対応要素を示す。

【０００９】

【作用】図２を参照する。探傷対象材(1)がｙ方向に移
動しその表面に欠陥１０があるとすると、磁気光学効果
素子(2)上の、欠陥１０対応の白，黒縞（例えば図３の
（ａ）の中央部に示す）すなわち欠陥像１０ｅは、探傷
対象材(1)の移動と同じく移動するが、磁気光学効果素
子(2)上の磁区模様は静止である。第１番の発明では、
時間遅延積分型２次元イメ−ジカメラ(9)が、その積分
転送方向を探傷対象材像の移動方向に実質上合せて配置
されているので、カメラ(9)の光/電気変換単位素子の２
次元配列マトリクス９apg上において、磁気光学効果素
子(2)上の磁区模様の光学像は静止であるが、探傷対象
材像（欠陥像１０ｅ）は、探傷対象材(1)の移動速度(Vy
o)に比例する速度(Vyt)で、マトリクス９apgの積分転送
方向に移動する。すなわち、カメラ(9)の光/電気変換単
位素子の２次元配列マトリクス９apg上において、磁気
光学効果素子(2)上の磁気模様の投影像は静止である
が、探傷対象材像（欠陥像１０ｅ）は積分転送方向に流
れる。

【００１０】ところが、同期化手段(11,20,21,22)が、
イメ−ジカメラ(9)の素子マトリクス９apgにおける積分
転送速度(Vyt)と該素子マトリクスにおける探傷対象材
像（欠陥像１０ｅ）の移動速度(Vyo対応)を相対的に実
質上同一とするので、イメ−ジカメラ(9)の転送器９tpg
が出力する電気信号(Sx)は、欠陥像１０ｅに関してはそ
れが図２のマトリクス９apgの最右ラインから最左ライ
ンに移動する間の露光量すなわちマトリクス９apg上の
ｘ方向に延びる各ラインでの露光量の総和（積分値）を
表わすので、欠陥像１０ｅ（図３の（ａ）の中央部の
白，黒縞）の白はより高レベルの白に、黒はより高濃度
の黒に強調されたことになる（図３のｂ）。これに対し
て、磁区模様部での転送器９tpgが出力する電気信号(S
x)は、マトリクス９apgに投影された領域全体のｙ方向
の総和（ｙ方向積算値）を表わすものとなる。磁区模様
は実質上ランダムな分布であるので、磁区模様部の電気
信号(Sx)のレベルは、磁区模様の明確な白，黒が平均化
されて白と黒の中間値（灰色）となる。すなわち磁区模
様が消去したものとなる（図３のｂ）。

【００１１】以上により第１番の発明によれば、欠陥１
０が無い領域では中間（灰色）レベルで、欠陥１０の位
置で高レベルの白および高濃度の黒を表わすピ−クが現
われる、磁区模様対応の白，黒ピ−クが無い電気信号レ
ベル(Sx)が得られ、欠陥検出精度が高い。

【００１２】第２番の発明では、２次元イメ−ジカメラ
(9A)が磁気光学効果素子(2)の表面を撮影し、積算手段
(CPU3)が、カメラ(9A)の光/電気変換素子マトリクス
の、実質上同一直線上にある複数の単位素子の電気信号
レベル(ASx)を加算し、和レベルを示す電気信号(Sx)を
発生する。素子マトリクス上に図３の（ａ）に示す像が
投影されており中央の白，黒縞が欠陥対応である場合、
ｙ方向に延びる各ライン上の、単位素子受光レベルの総
和（平均値も同義）をとると、総和レベルは、ｘ方向
で、磁区模様対応位置では白，黒の中間値（灰色）とな
り、欠陥領域の白縞部では高レベルの白，欠陥領域の黒
縞部では高濃度の黒となる。このように総和レベルは、
欠陥が無い領域では中間（灰色）レベルで、欠陥の位置
で高レベルの白および高濃度の黒を表わすピ−クとな
る。磁区模様対応の白，黒ピ−クが無い電気信号レベル
(Sx)が得られ、欠陥検出精度が高い。ｘ方向に延びる各
ライン上の、単位素子受光レベルの総和をとると、ｘ方
向に比較的に長い欠陥に対して精度が高い電気信号レベ
ルが得られる。ｘおよびｙ方向に対して４５度傾斜した
方向のライン上の、単位素子受光レベルの総和をとる
と、４５度傾斜した方向に比較的に長い欠陥に対して精
度が高い電気信号レベルが得られる。単位素子受光レベ
ルの総和をデジタル処理に得る場合、マトリクスが大き
い程、総和を表わすデ−タビット数（桁数）が大きくな
り、演算処理速度が低下する。そこで第２番の発明の好
ましい実施例では、単位素子受光レベルを２値化（白：
「１」，黒：「０」）してから２値デ−タを加算する
（白：「１」のみをカウントアップする）。これによれ
ば演算処理用のデ−タビット数が大幅に低減し、演算処
理速度が高い。

【００１３】本願の各発明の他の目的および特徴は図面
を参照した以下の実施例の説明より明らかになろう。

【００１４】

【実施例】

（実施例１）図１に第１番の発明の一実施例（実施例
１）の外観概要を示す。鋼板１は実質上定速度でｙ方向
に送られる。鋼板１の下面には、小ギャップを置いてマ
グネットコア３の極端面が対向している。コア３には電
気コイル４が巻回されており、図示しない直流電源よ
り、定電圧が印加され、これにより鋼板１にはその幅方
向すなわちｘ方向に静止磁界が加えられる。鋼板１の表
面に、微小ギャップを置いてファラデ−素子（磁気光学
効果素子）２が面対向している。反射板の下方の光源５
がファラデ−素子２の全面を照明するが、光源５とファ
ラデ−素子２の間に偏光シ−ト６が配置されており、特
定方向に偏光面をもつ光のみがファラデ−素子２を照明
する。ファラデ−素子２の表面は、ファラデ−素子２の
偏光作用を受けない長波長光を遮断する干渉フィルタ７
および検光子８を通して、時間遅延積分２次元イメ−ジ
カメラ９で撮影される。鋼板１にはアィドルロ−ラ１０
が接触しており、ロ−ラ１０に連結されたロ−タリエン
コ−ダ１１が、ロ−ラ１０の所定小角度の回転につき１
パルスの電気パルスを発生する。この電気パルスの周波
数は、鋼板１のｙ方向の移動速度Ｖyoに比例する。

【００１５】図２に、図１に示す鋼板１，ファラデ−素
子２およびイメ−ジカメラ９の配置関係を示す。イメ−
ジカメラ９の、光／電気変換単位素子を２次元配列した
素子マトリクス９apg上に、レンズ９Ｌを通してファラ
デ-素子２の表面像が投影され、鋼板１上の表面欠陥１
０に対応する、ファラデ−素子２上の白，黒縞（図３の
（ａ）の中央部に示す）すなわち欠陥像１０ｅは、マト
リクス９apg上で、鋼板１のｙ方向移動速度Ｖyoに比例
した速度Ｖytで、右から左に向かって移動する。イメ−
ジカメラ９は、その積分転送方向を、マトリクス９apg
上の欠陥像１０ｅの移動方向に合せて、すなわちｙ方向
かつ鋼板１の移動方向と逆にして、配置されている。図
２においてファラデ−素子２上の矩形領域９０ｆがマト
リクス９apg上に投影される。マトリクス９apgの、最右
端のラインの電荷は、所定（後述）の速度で順次に最左
端のラインに向かってパラレルにライン間転送されて最
後に転送器９tpgに移り、転送器９tpgからシリアル出力
(Sx)されるが、最右端のラインにあるときから最左端の
ラインにある間に、各ライン位置で露光強度に対応する
電荷の減衰(又は蓄積)を生じ、すなわち電位の低下(又
は上昇)を生じる。これが時間遅延積分型と呼ばれる所
以である。マトリクス９apgの上述のライン間パラレル
転送の速度を、マトリクス９apg上での欠陥像１０ｅの
移動速度(鋼板1の移動速度に比例)に合致させると、欠
陥像１０ｅのある点Dtp(例えば先端:図示せず)がマトリ
クス９apgの、最右端のライン上のある位置LDtp(図示せ
ず)にあるとき、点Dtpの露光によって生じた電荷（初期
値マイナス点Dtp露光分、又は初期値＋点Dtp露光分）
は、点Dtpが最右端ラインから１つ左側のラインに進ん
だとき同様にこの左側のラインに移り、このラインでも
同じく点Dtpの露光を受けて変化する。このようにし
て、マトリクス９apgに光／電気変換単位素子がｙ方向
にｎラインあるとすると、点Dtpが最右端のライン上に
ある間の露光時間ｄｔのｎ倍の露光時間ｎ×ｄｔの間、
点Dtpを同一ライン上に投影したのと同様な荷電量の減
衰（又は上昇）を生じ、これに対応する信号レベルが出
力信号Ｓｘに現われる。ところが磁区模様は静止してい
るので、磁区模様に関しては、マトリクス９apgの最右
端のラインの電荷は、最右端のラインでは撮影領域９０
ｆの最左端のライン上の磁区模様（部分）の露光による
減衰（又は上昇）を生じ、最右端から１つ左側のライン
に進むと、撮影領域９０ｆの最左端から１つ右側のライ
ン上の磁区模様の露光による減衰（又は上昇）を生ず
る。このようにして、転送器９tpgの出力信号Sxは、磁
区模様領域では、撮影領域９０ｆのｙ方向幅をｎ分割し
た各領域（ライン）を、１つのリニアイメ−ジセンサに
重複投影又は重複露光したのと同様なものとなる。磁区
模様は実質上ランダムであるので、磁区模様領域の出力
信号Ｓｘは白と黒の中間値（灰色）を示すレベルであ
る。欠陥の各部は上述のようにｎ倍の露光時間ｎ×ｄｔ
となるのに対して、磁区模様の各部はｄｔの露光時間で
あってしかも異なった部位を重複露光した形となるの
で、出力信号Ｓｘにおいては、図３の（ｂ）に示すよう
に、磁区模様対応のレベル変動は無くなり、欠陥対応の
際立った白ピ−クレベルおよび黒ピ−クレベルが現われ
る。

【００１６】図４に、図１に示す時間遅延積分型イメ−
ジカメラ９の出力信号を処理し欠陥判定を行なう電気回
路の概要を示す。ロ−タリエンコ−ダ１１が発生する電
気パルスは信号処理回路２０で増幅および波形整形され
てＦ／Ｖ変換器２１に与えられ、Ｆ／Ｖ変換器２１が、
エンコ−ダ１１が発生するパルスの周波数に比例する電
圧すなわち鋼板１の移動速度Ｖyoにレベルが比例する電
圧を発生する。この電圧はＶ／Ｆ変換器２２に与えら
れ、Ｖ／Ｆ変換器２２は与えられる電圧レベルに比例す
る周波数のパルスＳvytを発生する。このパルスＳvyt
が、積分転送同期パルス（速度指示パルス）として時間
遅延積分型イメ−ジカメラ９に与えられる。イメ−ジカ
メラ９は、このパルスＳvytに同期して光／電気変換単
位素子マトリクス９apgの、ライン間パラレル転送を行
なう。これにより、鋼板１の移動速度と、イメ−ジカメ
ラ９の積分転送速度とが比例関係になっている。加え
て、Ｆ／Ｖ変換器２１の、入力周波数に対する出力電圧
レベルの比、ならびに、Ｖ／Ｆ変換器２２の入力電圧レ
ベルに対する出力パルス周波数の比、の調整により、鋼
板１のマトリクス９apg上投影像の移動速度に、イメ−
ジカメラ９の積分転送速度を等しく設定している。

【００１７】イメ−ジカメラ９は、パルスＳvytの周期
の整数倍の周期で転送器９tpgより1ライン分の電気信号
Ｓx(図２のｂ）をシリアル出力すると共に、このシリア
ル出力期間を示すライン同期パルスＰＬsおよび画素同
期パルスＰvxを出力する。

【００１８】電気信号Ｓxはロ−パスフィルタ１２を介
して３値化回路１３に与えられる。ロ−パスフィルタ１
２は、圧延方向に長い表面疵のｘ方向幅（検出しようと
する最小幅）対応の信号Ｓｘのレベル変動周波数よりも
高い周波数のレベル変動を平滑化（遮断）する。３値化
回路１３は２個の比較器と論理素子でなり、信号Ｓｘの
レベルが、第１基準値Ｒｓ１以下の第１領域，第１基準
値Ｒｓ１を越え第２基準値Ｒｓ２未満の第２領域および
第２基準値Ｒｓ２以上の第３領域（図３のｂ）の、いず
れにあるかを示す２ビットデ−タ（図３のｃ；下位桁ｂ
１，上位桁ｂ２）を出力する。すなわち、信号Ｓｘのレ
ベルが第１領域にあると０（ｂ２），０（ｂ１）、第２
領域にあると０，１および第３領域にあると１，０のデ
−タを出力する。

【００１９】鋼板１のｙ方向移動速度Ｖyoが高いとき、
イメ−ジカメラ９の積分転送速度が高く、ファラデ−素
子２上の鋼板１の欠陥１０対応像１０ｅの露光時間が短
い。鋼板１の移動速度の変動や、変更により該露光時間
が変化し信号Ｓｘの欠陥対応レベルが変動するので、こ
の変動によっても３値化デ−タが実質上変動しないよう
に、鋼板１の速度Ｖyoを差動増幅器１８，１９のマイナ
ス入力端に与えて、差動増幅器１８，１９より、オペレ
−タ設定値より速度Ｖyo対応値を減算して第１基準値Ｒ
ｓ１，第２基準値Ｒｓ２を生成し３値化回路１３（の比
較器）に与えるようにしている。これにより、鋼板１の
移動速度Ｖyoの変化に連動（該変化による露光時間の変
化→信号Ｓｘのレベルシフト、に対応）して、第１基準
値Ｒｓ１，第２基準値Ｒｓ２が信号Ｓｘのレベルシフト
方向に同様にシフトし、３値化デ−タは鋼板１の移動速
度の変化によっては実質上変動しない。

【００２０】３値化デ−タ（図３のｃ）の上位桁ビット
ｂ２はＲ／Ｓフリップフロップ１４のセット入力端Ｓ
に、下位桁ビットｂ１はリセット入力端に与えられる。
フリップフロップ１４は、信号Ｓｘのレベルが第２領域
から第３領域に変化したときにすなわち上位桁ビットが
０から１に立上ったときに、セットされてその出力ｂ３
を０から１に反転する。そして信号Ｓｘのレベルが第１
領域から第２領域に変化したときにすなわち下位桁ビッ
トが０から１に立上ったときに、リセットされてその出
力ｂ３を１から０に反転する（図３のｄ）。このフリッ
プフロップ１４の出力ｂ３の「１」が欠陥有りを意味す
る。なお、フリップフロップ１４は、ライン同期信号Ｐ
Ｌｓが０から１に立上ったときにもリセットされる。

【００２１】信号Ｓｘを高周波分平滑化処理した信号
（図３のｂ相当），画素同期パルスＰvxおよびライン同
期信号ＰＬｓはＣＲＴディスプレイＣＲＴ１（４値以上
のデジタル階調表示）に与えられ、３値化デ−タ，同期
パルスＰvx，同期信号ＰＬｓはＣＲＴディスプレイＣＲ
Ｔ２（３値表示）に与えられ、欠陥信号ｂ３，同期パル
スＰvx，同期信号ＰＬｓはＣＲＴディスプレイＣＲＴ３
（２値表示）に与えられる。また、これらのディスプレ
イＣＲＴ１〜３の画面上像位置を整合させるために、図
４に示すように分周器４１が備わっており、これが、ラ
イン同期パルスＰＬｓをカウントして、ＰＬｓのＦ個の
到来毎に１パルスの画面同期パルスＰＦｓを発生し、デ
ィスプレイＣＲＴ１〜３に与える。

【００２２】ディスプレイＣＲＴ１は画像メモリ（多階
調画像デ−タメモリ）を内蔵しており、電源オン後最初
に到来した画面同期パルスＰＦｓに応答して以後到来す
る同期パルスＰvx，同期信号ＰＬｓに応答して信号Ｓｘ
の読込み（デジタル変換，メモリへの書込み，ＣＲＴの
表示更新）を行なう。なお、一ライン分の信号Ｓｘを受
けるとき、画像メモリ上で既存デ−タをシフトして最も
古い一ライン分のデ−タを捨て、受けた信号（最新の一
ライン分のデ−タ）を画像メモリに書込み、そして画像
メモリのデ−タをＣＲＴに更新表示する。ＣＲＴには、
背景が灰色で、欠陥部が白および黒縞の階調画像（アナ
ログ風）が表示される。

【００２３】ディスプレイＣＲＴ２は画像メモリ（３値
画像デ−タメモリ）を内蔵しており、電源オン後最初に
到来した画面同期パルスＰＦｓに応答して以後到来する
同期パルスＰvx，同期信号ＰＬｓに応答して３値化デ−
タｂ２，ｂ１の読込み（メモリへの書込み，ＣＲＴの表
示更新）を行なう。なお、一ライン分の３値化デ−タｂ
２，ｂ１を受けるとき、画像メモリ上で既存デ−タをシ
フトして最も古い一ライン分のデ−タを捨て、受けたデ
−タ（最新の一ライン分のデ−タ）を画像メモリに書込
み、そして画像メモリのデ−タをＣＲＴに更新表示す
る。ＣＲＴには、背景が灰色で、欠陥部が白および黒縞
の３値画像が表示される。

【００２４】ディスプレイＣＲＴ３は画像メモリ（２値
画像デ−タメモリ）を内蔵しており、電源オン後最初に
到来した画面同期パルスＰＦｓに応答して以後到来する
同期パルスＰvx，同期信号ＰＬｓに応答して２値デ−タ
ｂ３の読込み（メモリへの書込み，ＣＲＴの表示更新）
を行なう。なお、一ライン分の２値デ−タｂ３を受ける
とき、画像メモリ上で既存デ−タをシフトして最も古い
一ライン分のデ−タを捨て、受けたデ−タ（最新の一ラ
イン分のデ−タ）を画像メモリに書込み、そして画像メ
モリのデ−タをＣＲＴに更新表示する。ＣＲＴには、背
景が黒で、欠陥部が白の２値画像が表示される。

【００２５】図４に示すマイクロプロセッサ（以下ＣＰ
Ｕ）１は、操作・表示ボ−ド２５の入力読取および該ボ
−ド２５への表示用の出力を行なう。オペレ−タはディ
スプレイＣＲＴ１の表示と、ディスプレイＣＲＴ２およ
び／又はディスプレイＣＲＴ３の表示とを対比して、し
かもこれらの表示に対応する鋼板１上の欠陥１０の形状
等を参照して、基準値Ｒｓ１，Ｒｓ２のべ−ス値を操作
・表示ボ−ド２５で調整しうる。すなわち、ＣＰＵ１
は、電源オン直後にはプログラム上設定された固定値
（ベ−ス値の基準値）をＤ／Ａコンバ−タ１６，１７へ
出力（ラッチ）し操作・表示ボ−ド２５に表示するが、
その後操作・表示ボ−ド２５よりそれらの値の変更入力
があるとそれに応じてベ−ス値を変更してＤ／Ａコンバ
−タ１６，１７へ更新出力（更新ラッチ）し操作・表示
ボ−ド２５に更新表示する。これにより３値化回路１３
に与えられる第１基準値Ｒｓ１，第２基準値Ｒｓ２が変
更される。このように第１基準値Ｒｓ１，第２基準値Ｒ
ｓ２を調整して、欠陥有無信号ｂ３が示す欠陥幅（図３
の（ｄ）に示すｂ３の高レベル幅）を、欠陥幅に対応す
るように調整しうる。

【００２６】ＣＰＵ１は、操作・表示ボ−ド２５（又は
別途のホストコンピュ−タ）よりスタ−ト信号（鋼板１
先端到来信号）が到来すると、これをＣＰＵ２に転送す
る。ＣＰＵ２は、この信号を受けるとｙカウンタ３６を
クリアして、ｙカウンタ３６の、速度同期パルスＰｖｙ
のカウントアップをスタ−トする。これによりｙカウン
タ３６のカウントデ−タは、スタ−ト信号（鋼板１先
端）から鋼板１が移動した距離（鋼板１上の探傷位置）
を示すものとなる。ＣＰＵ２は次いでライン同期パルス
ＰＬｓが立上るときにｘカウンタ３５をクリアして、ｘ
カウンタ３５の、画素同期パルスＰｖｘのカウントアッ
プをスタ−トする。これによりｘカウンタ３５のカウン
ドデ−タは、探傷視野９０ｆ（図２）のｘ方向の走査始
端からの走査進行位置（ｘ位置）を示すものとなる。Ｃ
ＰＵ２は更に、欠陥有無を示す信号ｂ３をＲＡＭ１に書
込み、ＲＡＭ１上に欠陥有無のビットマップを作成す
る。これはディスプレイ３３の画像メモリへのデ−タの
書込みと同様である。ＣＰＵ２は更に、ＲＡＭ１（ビッ
トマップ）上で欠陥を示す１の存否をチェックし、それ
があるとそれが分布する領域を切出して、そのｙ方向長
さ（欠陥領域のｙ方向最大長）およびｘ方向幅（欠陥領
域のｘ方向最大幅）を算出し、これらのデ−タと欠陥始
端のｘ位置（ビットマップ上）およびそのときのｙカウ
ンタ３６のカウントデ−タをＲＡＭ２に書込み、ＣＰＵ
１に「出力」を指示する。ＣＰＵ１はこの指示に応答し
てＲＡＭ２のデ−タを操作・表示ボ−ド２５に出力す
る。プリンタ等他の出力手段もあればこれにも出力す
る。これにより、ビットマップ（ＲＡＭ１）上でＣＰＵ
２が検出した欠陥のｘ，ｙ位置ならびに欠陥のｙ方向長
さおよびｘ方向幅が操作・表示ボ−ド２５に表示され、
プリンタ等で印字される。

【００２７】（実施例２）図５に、本願の第２番の発明
の一実施例（実施例２）の、前述の実施例１と異なる部
分を示す。図５に示す撮像／信号処理装置４０Ａは、通
常の（時間遅延積分型でない）ＣＣＤ２次元カメラ等
の、２次元イメ−ジカメラ９Ａを主体とするものであ
り、図４の撮像／信号処理装置４０に置き換えられるも
のである。すなわち、図４より撮像／信号処理装置４０
を削除し、そこに図５に示す撮像／信号処理装置４０Ａ
を挿入することにより、また図１に示すカメラ９を図５
に示すカメラ９Ａと置換することにより、図１および図
４が、第２番の発明の一実施例（実施例）を示すものと
なる。

【００２８】図５に示す２次元イメ−ジカメラ９Ａは、
Ｖ／Ｆ変換器２２が発生するパルスＳvytに同期して1画
面の画像信号を出力し(すなわち露光時間がＳvytの周期
に比例)、アナログビデオ信号Ａsx，画素同期パルスＡ
Ｐvx,ライン同期パルスＡＰＬｓおよびフレ−ム同期信
号ＡＰＦｓを出力する。２値化回路４２がアナログビデ
オ信号Ａsxを白（１），黒（０）に２値化する。まず概
要を説明すると、ＣＰＵ３はこの２値化デ−タを、フレ
−ム同期信号ＡＰＦｓ，ライン同期パルスＡＰＬｓおよ
び画素同期パルスＡＰvxに基づいて、カメラ９Ａの１フ
レ−ム分、フレ−ムＲＡＭ１に書込む。すなわちフレ−
ムＲＡＭ１上に２値化デ−タのビットマップを展開す
る。

【００２９】そしてビットマップ上の白（１）をｙ方向
でカウントしてｙ方向に延びる各ライン上の白（１）存
在個数をカウントする。すなわちｙ方向に積算する。ｙ
方向に延びる各ラインのこのようなカウント値は、各ラ
インの白画素数を示し、撮影画像が図３の（ａ）に示す
ものであるときには、カウント値は図３のｂに示すよう
に分布することになる。すなわち、磁区模様のみが存在
するｙ方向に延びるライン上では、白と黒が略同程度存
在するのでカウント値は中位値となるが、ｙ方向に延び
る欠陥部の白縞部では白の個数が格段に多いのでカウン
ト値はきわめて高い値になり、欠陥部の黒縞部では黒の
個数が格段に多いのでカウント値はきわめて低い値にな
る。ＣＰＵ３はこのカウントデ−タを、Ｄ／Ａコンバ−
タ４７でアナログ信号（ｙ方向欠陥検出信号）Ｓxに変
換してロ−パスフィルタ１２に与える。

【００３０】ＣＰＵ３はまた、ビットマップ上の白
（１）をｘ方向でカウントしてｘ方向に延びる各ライン
上の白（１）存在個数をカウントする。すなわちｘ方向
に積算する。ｘ方向に延びる各ラインのこのようなカウ
ント値は、各ラインの白画素数を示し、撮影画像が図３
の（ａ）に示すものであるときには、カウント値は図３
のｂに示すように分布することになる。ただしこの場合
に図３の（ａ）は、ｘ軸とｙ軸を入れ換えて解釈する。
すなわち、磁区模様のみが存在するｘ方向に延びるライ
ン上では、白と黒が略同程度存在するのでカウント値は
中位値となるが、ｘ方向に延びる欠陥部の白縞部では白
の個数が格段に多いのでカウント値はきわめて高い値に
なり、欠陥部の黒縞部では黒の個数が格段に多いのでカ
ウント値はきわめて低い値になる。ＣＰＵ３はこのカウ
ントデ−タを、Ｄ／Ａコンバ−タ４７でアナログ信号
（ｘ方向欠陥検出信号）に変換してロ−パスフィルタ１
２に与える。

【００３１】ＣＰＵ３はまた、ビットマップ上のビット
デ−タの内、ｙ軸より時計方向に４５度（＋４５度）傾
斜した線に平行な長方形領域のビットデ−タを摘出して
−４５度回転し、そして上述のｙ方向積算処理と同様に
カウント処理を行なう。この場合には、前記＋４５度傾
斜した方向に長い欠陥においてカウント値が多くなりま
た小さくなる。ＣＰＵ３はこのカウントデ−タを、Ｄ／
Ａコンバ−タ４７でアナログ信号（＋４５度方向欠陥検
出信号）に変換してロ−パスフィルタ１２に与える。

【００３２】ＣＰＵ３は更に、ビットマップ上のビット
デ−タの内、ｙ軸より反時計方向に４５度（−４５度）
傾斜した線に平行な長方形領域のビットデ−タを摘出し
て＋４５度回転し、そして上述のｙ方向積算処理と同様
にカウント処理を行なう。この場合には、前記−４５度
傾斜した方向に長い欠陥においてカウント値が多くなり
また小さくなる。ＣＰＵ３はこのカウントデ−タを、Ｄ
／Ａコンバ−タ４７でアナログ信号（−４５度方向欠陥
検出信号）に変換してロ−パスフィルタ１２に与える。

【００３３】上述のｙ方向積算処理，＋４５度方向積算
処理，ｘ方向積算処理および−４５度方向積算処理の、
ライン長が異なるとそれぞれの欠陥検出信号レベルがば
らつくことになるので、ライン長は同一に設定するのが
良い。同一に設定しない場合には、欠陥幅に対する欠陥
有無信号ｂ３の高レベル幅を同一規格化するために、こ
れら４種の信号を識別する情報をＣＰＵ３（図５）から
ＣＰＵ１（図４）に与えて、ＣＰＵ１により該識別情報
に対応してＤ／Ａコンバ−タ１６，１７に与えるベ−ス
値を補正する。すなわち、ライン長が長いカウント処理
のデ−タの出力のときにはそのレベルが高くなるので、
基準値Ｒｓ１，Ｒｓ２をその分高く変更する。ライン長
が短いカウント処理のデ−タの出力のときにはそのレベ
ルが低くなるので、基準値Ｒｓ１，Ｒｓ２をその分低く
変更する。

【００３４】図６に、ＣＰＵ３の情報処理動作を示す。
ＣＰＵ３はフレ−ム同期信号ＡＰＦｓが到来するのを待
ち（ステップ１；以下カツコ内ではステップという語を
省略し、番号のみを記す）、それが到来するとライン同
期パルスＡＰＬｓが到来するのを待つ（２）。ライン同
期パルスＡＰＬｓが到来すると、フレ−ムＲＡＭ１を書
込みに、ＲＡＭ４を読出しに設定し（３，４）、ディス
プレイＣＲＴ１〜３等へのライン同期パルス出力端ＰＬ
ｓに高レベルＨを設定して（５）、ライン同期パルスＡ
ＰＬｓおよび画素同期パルスＡＰvxに同期して、２値デ
−タ（４２の出力）をフレ−ムＲＡＭ１に書込み、かつ
ＲＡＭ４のデ−タ（後述するカウントデ−タ）を読出し
てＤ／Ａコンバ−タ４７に出力する（６）。ＲＡＭ４の
デ−タの読出しを終了するとライン同期パルス出力端Ｐ
Ｌｓを低レベルＬに転換し（７，８）、ＲＡＭ４の読出
しを停止する（９）。ＣＰＵ３は次に、フレ−ムＲＡＭ
１の書込みが終了するのを待つ（１０）。すなわちカメ
ラ９Ａが出力する１フレ−ム分の画像信号Ａｓｘの２値
画像デ−タの、フレ−ムＲＡＭ１への書込の終了を待
つ。これが終了するとＣＰＵ３は、「ｙ方向積算」（１
１），「＋４５°方向積算」（１２），「ｘ方向積算」
（１３）および「−４５°方向積算」（１４）をこの順
に実行する。これらを終了すると次のフレ−ム同期信号
（ＡＰＦｓ＝Ｈ）が到来するのを待ち（１５−１）、到
来すると同様に、ステップ１〜１４の処理を行なう。以
下同様である。

【００３５】図７に「ｙ方向積算」（１１）の内容を示
す。これにおいてはＲＡＭ４の第１領域のデ−タをクリ
アして、フレ−ムＲＡＭ１の読出しｘアドレスを１（ｙ
方向に延びる第１ライン）に定め（１１２）、このライ
ン上の白（Ｄｂ＝１）の個数をカウントする（１１４〜
１１８の繰返し）。カウント値はＲＡＭ４の第１領域の
第１ライン宛てのアドレスに書込む（１１６）。これを
終了すると、フレ−ムＲＡＭ１の読出しｘアドレスを２
（ｙ方向に延びる第２ライン）に定め（１１２）、この
ライン上の白（Ｄｂ＝１）の個数をカウントする（１１
４〜１１８の繰返し）。カウント値はＲＡＭ４の第１領
域の第２ライン宛てのアドレスに書込む（１１６）。以
下同様に、最後の第ｍラインまでこれを繰返し実行する
（１１３〜１２０の繰返し）。以上により、ＲＡＭ４の
第１領域には、図３の（ｂ）に示す如きレベル分布を表
わすデ−タが格納されたことになる。

【００３６】図６に示す「＋４５°方向積算」（１２）
では、その内容は図示しないが、まずフレ−ムＲＡＭ１
のｘ＝ｍ，ｙ＝ｎでｍ×ｎ２次元分布の２値デ−タよ
り、図８に示すようにｙ軸より時計方向に４５度回転し
た直線に平行に延びる長さがｍの長辺を有し、前記ｍ×
ｎマトリクス内にある長方形領域Ｍｅのものを摘出し、
この長方形領域をその中のデ−タごと−４５度回転させ
る形で、一時格納用のメモリに格納する。なお、ｍ＝ｎ
（カメラ９Ａの光／電気変換単位素子の２次元マトリク
スは正方形）である。そしてこの摘出デ−タに関して、
図７に示す「ｙ方向積算」（１１）と同様な処理を行な
う（図８）。ただし、図７の第１領域は第２領域と、図
７のｍは前記長方形領域の短辺幅（図８の（ｍ√２）−
ｍ）と読み替える。

【００３７】図６に示す「ｘ方向積算」（１３）は、そ
の内容は図示しないが、図７中の「第１領域」を「第３
領域」に、ｘをｙに、そしてｙをｘに置換したものであ
る。「ｘ方向積算」（１３）により、ＲＡＭ４の第３領
域には、図３の（ｂ）に示す如きレベル分布（ただし図
３の（ｂ）のｘ軸はｙ軸と読替える）を表わすデ−タが
格納されたことになる。

【００３８】図６に示す「−４５°方向積算」（１４）
では、その内容は図示しないが、「＋４５°方向積算」
（１２）と同様な処理を、回転角を−４５度として行な
う。この処理で得るカウント値はＲＡＭ４の第４領域に
書込む。

【００３９】以上によりＲＡＭ４の第１領域〜第４領域
に書込まれた４組のデ−タは、図６のステップ６で、組
単位（領域単位＝ライン区分）で出力される。すなわち
第１領域のデ−タ（ｙ方向に長い欠陥検出信号）が、カ
メラ９Ａからの第１ラインの２値画像デ−タをフレ−ム
ＲＡＭ１の第１ラインに書込んでいる間に、ＲＡＭ４か
ら読出されてＤ／Ａ変換器４７に出力され、アナログ信
号に変換されてロ−パスフィルタ１２（図４）に与えら
れる。第２領域のデ−タ（ｙ軸より時計方向に４５度回
転した方向に長い欠陥検出信号）は、カメラ９Ａからの
第２ラインの２値画像デ−タをフレ−ムＲＡＭ１の第２
ラインに書込んでいる間に、ＲＡＭ４から読出されてＤ
／Ａ変換器４７に出力され、アナログ信号に変換されて
ロ−パスフィルタ１２（図４）に与えられる。第３領域
のデ−タ（ｘ方向に長い欠陥検出信号）は、カメラ９Ａ
からの第３ラインの２値画像デ−タをフレ−ムＲＡＭ１
の第３ラインに書込んでいる間に、ＲＡＭ４から読出さ
れてＤ／Ａ変換器４７に出力され、アナログ信号に変換
されてロ−パスフィルタ１２（図４）に与えられる。そ
して、第４領域のデ−タ（ｙ軸より反時計方向に４５度
回転した方向に長い欠陥検出信号）は、カメラ９Ａから
の第４ラインの２値画像デ−タをフレ−ムＲＡＭ１の第
４ラインに書込んでいる間に、ＲＡＭ４から読出されて
Ｄ／Ａ変換器４７に出力され、アナログ信号に変換され
てロ−パスフィルタ１２（図４）に与えられる。これら
４組（各１ライン分、計４ライン分）のデ−タの区分
を、ＣＰＵ２およびディスプレイＣＲＴ１〜ＣＲＴ３
は、ＰＬｓが１になってからのＡＰＬｓの到来数をカウ
ントして認識する。ＣＰＵ２は、ＲＡＭ１の４領域に、
それぞれ領域対応でデ−タを書込み、ＲＡＭ１の各領域
（ビットマップ）上で欠陥を示す１の存否をチェック
し、それがあるとそれが分布する領域を切出して、その
長さおよび幅を算出し、これらのデ−タと欠陥始端の位
置およびそのときのｙカウンタ３６のカウントデ−タ
を、領域情報（欠陥の長手方向情報）を付してＲＡＭ２
に書込み、ＣＰＵ１に「出力」を指示する。ＣＰＵ１は
この指示に応答してＲＡＭ２のデ−タを操作・表示ボ−
ド２５に出力する。プリンタ等他の出力手段もあればこ
れにも出力する。これにより、ビットマップ（ＲＡＭ
１）上でＣＰＵ２が検出した欠陥の方向および位置なら
びに欠陥の長さおよび幅が操作・表示ボ−ド２５に表示
され、プリンタ等で印字される。

【００４０】ＣＲＴディスプレイＣＲＴ１〜ＣＲＴ３
は、この実施例２では、画面４分割で上述の４組（各１
ライン分、計４ライン分）のデ−タの、各組を各分割面
に表示する。１画面対応の画像メモリ上では、デ−タは
２次元分布で表わすと図９に示すように、画像メモリＣ
ＲＴｍの各分割画像対応の、第１領域９０ｆｍ１には前
述の「ｙ方向積算」（１１）で算出した第１領域のデ−
タ（ｙ方向に長い欠陥検出信号）が書込まれ、第２領域
９０ｆｍ２には前述の「＋４５°方向積算」（１２）で
算出した第２領域のデ−タ（ｙ軸より時計方向に４５度
回転した方向に長い欠陥検出信号）が書込まれ、第３領
域９０ｆｍ３には前述の「ｘ方向積算」（１３）で算出
した第３領域のデ−タ（ｘ方向に長い欠陥検出信号）が
書込まれ、また、第４領域９０ｆｍ４には前述の「−４
５°方向積算」（１４）で算出した第４領域のデ−タ
（ｙ軸より反時計方向に４５度回転した方向に長い欠陥
検出信号）が書込まれる。各領域への一ライン分のデ−
タの書込みにおいて、第１領域９０ｍｆ１では、図９に
矢印Ａ１で示すｙ方向に一ライン分デ−タをシフトした
後に新たな信号を該領域の先頭のラインに書込む。第２
領域９０ｍｆ２では、図９に矢印Ａ２で示すｙ軸より＋
４５°傾斜した方向に一ライン（ｘ，ｙ方向共に１画
素）分デ−タをシフトした後に新たな信号を該領域の先
頭のラインのｘ＝ａから、ｙ軸より＋１３５°傾斜した
方向に書込む。第３領域９０ｍｆ３では、図９に矢印Ａ
３で示すｘ方向に一ライン分デ−タをシフトした後に新
たな信号（原信号ではｘ方向１ライン分）を９０度回転
させてｙ方向の連なりとして書込む。第４領域９０ｍｆ
４では、図９に矢印Ａ４で示すｙ軸より−４５°傾斜し
た方向に一ライン（ｘ，ｙ方向共に１画素）分デ−タを
シフトした後に新たな信号を該領域のｙ＝ｂ，ｘ＝１か
ら、ｙ軸より＋４５°傾斜した方向に書込む。以上の書
込処理により、ＣＲＴ画面上には、鋼板１上の表面欠陥
が伸びる方向と同じ方向に欠陥像（欠陥部が白で背景が
黒）が表示される。

【００４１】この実施例２では、ビデオ信号Ａsxを回路
４２で２値化してから２値化デ−タの加算（図７の１１
４〜１１６）するようにしている。ビデオ信号Ａsxを多
階調デジタル変換し、このデ−タを加算しても図３の
（ｂ）に示すようなレベル分布を示す信号を得ることが
できるが、このように単位素子受光レベルの総和をデジ
タル処理で得る場合、マトリクスが大きい程、総和を表
わすデ−タビット数（桁数）が大きくなり、演算処理速
度が低下する。したがって上述の実施例２では、ビデオ
信号Ａｓｘをまず２値化してデ−タビット数を大幅に少
くしている。これにより、演算処理用のデ−タビット数
が大幅に低減し、演算処理速度が高い。

【００４２】

【発明の効果】本願の各発明によれば、欠陥１０が無い
領域では中間（灰色）レベルで、欠陥１０の位置で高レ
ベルの白および高濃度の黒を表わすピ−クが現われる、
磁区模様対応の白，黒ピ−クが無い、電気信号レベル(S
x)が得られ、欠陥検出精度が高い。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１番の発明の一実施例(実施例１)の外観概
要を示す斜視図であり、一部は破断して断面を示す。

【図２】 図１に示すファラデ−素子２と時間積分イメ
−ジカメラ９内の素子マトリクス上への素子２直影像の
関係を示す斜視図である。

【図３】 図２に示すファラデ−素子２上の画像を示す
平面図であり、イメ−ジカメラ９の出力信号Ｓｘならび
に図４に示す３値化回路１３およびフリップフロップ１
４の出力信号をも示す。

【図４】 図１に示すイメ−ジカメラ９の欠陥有無信号
Ｓｘ等より欠陥有無および欠陥位置を判別する電気回路
の構成概要を示すブロック図である。

【図５】 第２番の発明の一実施例(実施例２)の主要部
を示すブロック図である。

【図６】 図５に示すＣＰＵ３の欠陥有無信号生成処理
の概要を示すフロ−チャ−トである。

【図７】 図６に示す「ｙ方向演算」（１１）の内容を
示すフロ−チャ−トである。

【図８】 図６に示す「＋４５°方向積算」（１２）に
おける画像デ−タの切出し領域Ｍｅを示す平面図であ
る。

【図９】 実施例２におけるＣＲＴディスプレイＣＲＴ
１〜３それぞれの画像メモリ上のデ−タ領域区分を示す
平面図である。

【符号の説明】

１：鋼板（探傷対象材） ２：ファラデ−素
子（磁気光学効果素子） ３：マグネットコア
４：電気コイル ５：光源 ６：偏光シ−ト ７：干渉フィルタ ８：検光子 ９:時間積分2次元イメ−ジカメラ １０：アイドルロ−
ラ １１：ロ−タリエンコ−ダ ９Ａ：通常の2次
元イメ−ジカメラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 永 沼 洋 一 富津市新富20−１ 新日本製鐵株式会社技 術開発本部内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ある方向ｙに移動する探傷対象材に、その
   表面に実質上平行な磁束を生起する励磁手段；前記表面
   に面対向する磁気光学効果素子；磁気光学効果素子の表
   面に偏光を投射する偏光照明手段；光強度を電気信号レ
   ベルに変換する単位素子の２次元配列でなる素子マトリ
   クスにおける積分転送方向を探傷対象材像の移動方向に
   実質上合せた、磁気光学効果素子の前記表面を撮影する
   時間遅延積分型２次元イメ−ジカメラ；磁気光学効果素
   子の前記表面と前記イメ−ジカメラの間の光路に介挿さ
   れた検光子；および、前記イメ−ジカメラの素子マトリ
   クスにおける積分転送速度と該素子マトリクスにおける
   探傷対象材像の移動速度を相対的に実質上同一とするた
   めの同期化手段；を備える磁気光学探傷装置。
2. 【請求項２】イメ−ジカメラが出力する電気信号レベル
   が、第１基準レベルＲｓ１以下の第１領域にあるか、第
   １基準レベルＲｓ１より高い第２基準レベルＲｓ２以上
   の第３領域にあるかを検出するレベル検出手段、およ
   び、前記電気信号レベルが第１領域および第３領域にあ
   る間傷有りを示す信号を発生しこれらの傷有りの区間の
   間の信号区間にも同じく傷有りを示す信号を発生する傷
   信号発生手段、を更に備える請求項１記載の磁気光学探
   傷装置。
3. 【請求項３】探傷対象材の移動速度に対応してそれが高
   いと低光強度側に、低いと高光強度側に第１基準レベル
   Ｒｓ１および第２基準レベルＲｓ２をシフトする基準レ
   ベル調整手段を更に備える請求項２記載の磁気光学探傷
   装置。
4. 【請求項４】探傷対象材に、その表面に実質上平行な磁
   束を生起する励磁手段；前記表面に面対向する磁気光学
   効果素子；磁気光学効果素子の表面に偏光を投射する偏
   光照明手段；光強度を電気信号レベルに変換する単位素
   子の２次元配列でなる素子マトリクスを有する２次元イ
   メ−ジカメラ；磁気光学効果素子の前記表面と前記イメ
   −ジカメラの間の光路に介挿された検光子；および、前
   記イメ−ジカメラの素子マトリクスの、実質上同一直線
   上にある複数の単位素子の電気信号レベルを加算し、和
   レベルを示す電気信号を発生する積算手段；を備える磁
   気光学探傷装置。
5. 【請求項５】積算手段は、単位素子の電気信号レベルを
   ２値化して加算する請求項４記載の磁気光学探傷装置。
6. 【請求項６】積算手段が発生する電気信号レベルが、第
   １基準レベルＲｓ１以下の第１領域にあるか、第１基準
   レベルＲｓ１より高い第２基準レベルＲｓ２以上の第３
   領域にあるかを検出するレベル検出手段、および、前記
   電気信号レベルが第１領域および第３領域にある間傷有
   りを示す信号を発生しこれらの傷有りの区間の間の信号
   区間にも同じく傷有りを示す信号を発生する傷信号発生
   手段、を更に備える請求項４又は請求項５記載の磁気光
   学探傷装置。