JPH06294773A - 磁気光学式欠陥検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 欠陥検出精度を高くする。 【構成】 光源(4)が、特定波長域の近赤外線を放射す
る半導体レ−ザ(4a)，一端に該半導体レ−ザ(4a)が固定
され他端に出射口があり該半導体レ−ザ(4a)が放射する
近赤外線を反射する筐体(4b)、および、該筐体(4b)の出
射光を拡散させる拡散体(4c)、を含む。１対の磁極(2a
〜2d)の間の中間線(2Si)を検査対象物(1)の走行方向(1R
d)に対して斜め(45°)の方向となるように、検査対象物
(1)の走行ラインに対して磁化手段(2a〜2d)および光磁
気効果素子板(3)を設置し、撮影手段(6)の走査方向を中
間線(2Si)と平行にした。シリンドリカルレンズ(7)を走
査方向に平行に配置した。電磁遮蔽体(8)を備えその開
口に光磁気効果素子板(3)を配置した。

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９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９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９に見られるように、白縞領
域および黒縞領域は磁区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区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。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。

【０００４】鋼板表面の探傷精度を高くするための磁気
光学式欠陥検出装置を、本発明者等は、特願平４−６０
４４１号，特願平４−７１９９４号，特願平４−２５８
３９１号，特願平４−２５９４８２号，特願平２５９４
８３号等に提示した。本願発明はこの種の磁気光学式欠
陥検出装置の改良に関する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】高感度の磁気光学効果
素子の適用波長は８００ｎｍ前後の近赤外線領域である
が、従来はタングステン等のフィラメントを白熱させる
ランプおよびバンドパスフィルタ又はコ−ルドフィルタ
を使用して必要な波長域の照明を行なっている。また、
ＬＥＤ（発光ダイオ−ド）の発光をロッドレンズで集光
して照明を行なうという提案（特開平２−７７６４３号
公報）もある。

【０００６】ところがランプおよびフィルタを用いる場
合は、照明強度が低いと画像処理による欠陥検出精度が
低く、必要な波長域の高強度の光を得ようとしてランプ
のパワ−をあげると、不必要な波長域の光も大量に放射
され、高熱を発っしエネルギ経済性が低いという問題が
ある。レンズで集光した照明を行なう場合は広い面積を
均一に照明するのがむつかしく、比較的に広面積の磁気
光学効果素子を均一に照明できない。照度むらは欠陥検
出精度を低下させる。

【０００７】鋼板等の欠陥検出の場合、微小割れ検出が
重要であるが、割れには鋼板の長手方向（圧延方向）に
長い縦割れと幅方向に長い横割れがあり、両者を同時に
検出するためには、磁気光学効果素子の面積を広くしな
ければならない。また、２次元イメ−ジカメラで磁気光
学効果素子を撮影する場合にも、磁気光学効果素子の面
積は広い方が良い。ところが、磁気光学効果素子の面積
を広くすると、該素子面に平行な磁束を鋼板内に流すた
めの磁極間隙を磁気光学効果素子が入る程度に広くしな
ければならず、鋼板磁化用電磁石の発生磁界を強くしな
ければならない。すると、磁気光学効果素子の端縁部に
近い領域が磁気飽和し、該素子の端縁部感度が低下す
る。磁界が低いと端縁部の感度は高いが中心部の感度が
低下する。したがって磁気光学効果素子全体としての欠
陥検出精度が低くなる。

【０００８】また、鋼板磁化用電磁石の漏洩磁束や他の
電磁ノイズにより、磁気光学効果素子表面に対して垂直
に磁界が加わると、そこの磁区模様が乱れ欠陥検出精度
が低下する。

【０００９】本発明は欠陥検出精度を高くすること目的
とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本願の第１番の発明は、
磁性体の検査対象物(1)に、その表面に平行な磁束をも
たらす磁界を加える磁化手段(2)，前記表面に対向す
る、膜面に垂直方向に磁化容易軸を有する光磁気効果素
子板(3)，該光磁気効果素子板(3)に光を投射する光源
(4)，該光源(4)と前記光磁気効果素子板(3)の間にあっ
て光源(4)が投射する光を直線偏光する偏光板(5)，前記
光磁気効果素子板(3)より反射した光を検出する、少く
とも一列の光電変換エレメントアレイを含む撮像素子を
有する撮影手段(6)，および、該撮像素子の光電変換信
号を処理し、前記検査対象物(1)の欠陥による前記光磁
気効果素子板表面の磁区模様の変形を検出する画像処理
手段(100)、を備える磁気光学式欠陥検出装置におい
て、前記光源(4)を、特定波長域の近赤外線を放射する
半導体レ−ザ(4a)，一端に該半導体レ−ザ(4a)が固定さ
れ他端に出射口があり該半導体レ−ザ(4a)が放射する近
赤外線を反射する筐体(4b)、および、該筐体(4b)の出射
光を拡散させる拡散体(4c)、を含むものとしたことを特
徴とする。なお、カッコ内の記号は図面に示し後述する
実施例の対応要素を示す。

【００１１】本願の第２番の発明は、検査対象物(1)が
走行する場合において、磁化手段(2)は、前記検査対象
物(1)の表面に下底が対向し、該表面に沿う方向に相対
向する１対の磁極(2a〜2d)と、これらの磁極(2a〜2d)を
異極に磁化する電気コイル(2f1,2f2)を有する電磁石(2)
であり；前記光磁気効果素子板(3)は、前記１対の磁極
(2a〜2d)の前記相対向する空間にあり；前記相対向する
１対の磁極(2a〜2d)の間の中間線(2Si)を前記検査対象
物(1)の走行方向(1Rd)に対して斜め(45°)の方向となる
ように、前記検査対象物(1)の走行ラインに対して前記
磁化手段(2a〜2d)および光磁気効果素子板(3)が設置さ
れ；前記撮影手段(6)の光電変換エレメントアレイの前
記列が延びる方向(走査線)が前記中間線(2Si)と実質上
平行である；ことを特徴とする。

【００１２】本願の第３番の発明は、磁化手段(2)は、
前記検査対象物(1)の表面に下底が対向し、該表面に沿
う方向に相対向する１対の磁極(2a〜2d)と、これらの磁
極(2a〜2d)を異極に磁化する電気コイル(2f1,2f2)を有
する電磁石(2)であり；前記光磁気効果素子板(3)は、前
記１対の磁極(2a〜2d)の前記相対向する空間にあり；前
記撮影手段の光電変換エレメントアレイの前記列が延び
る方向は磁極(2a〜2d)の間の中間線(2Si)と実質上平行
であり；前記光磁気効果素子板(3)と前記撮影手段(6)の
間に、長手方向を前記中間線(2Si)と実質上平行にして
配設されたシリンドリカルレンズ(7)を更に備える；こ
とを特徴とする。

【００１３】本願の第４番の発明は、磁化手段(2)は、
前記検査対象物(1)の表面に下底が対向し、該表面に沿
う方向に相対向する１対の磁極(2a〜2d)と、これらの磁
極(2a〜2d)を異極に磁化する電気コイル(2f1,2f2)を有
する電磁石(2)であり；前記１対の磁極(2a〜2d)の前記
相対向する空間に配置され、前記検査対象物(1)の表面
に対向する開口を有する、非磁性，導電体の電磁遮蔽体
(8)を更に備え；前記光磁気効果素子板(3)は、該電磁遮
蔽体(8)の開口に配置された；ことを特徴とする。

【００１４】

【作用】第１番の発明によれば、光源(4)においては、
半導体レ−ザ(4a)が特定波長域の近赤外線を放射し、こ
の放射光の一部は直接に拡散体(4c)に当って拡散して偏
光板(5)に当り直線偏光となって光磁気効果素子板(3)に
当る。半導体レ−ザ(4a)の放射光の残りのものは筐体(4
b)に当るが、筐体(4b)で反射されて拡散体(4c)に当って
拡散して偏光板(5)に当り直線偏光となって光磁気効果
素子板(3)に当る。このように偏光によって照明された
光磁気効果素子板(3)の表面が撮影手段(6)で撮影され、
画像処理手段(100)が、撮影手段(6)光電変換信号を処理
し、前記検査対象物(1)の欠陥による前記光磁気効果素
子板表面の磁区模様の変形を検出する。 必要波長域で
ある近赤外線を放射する半導体レ−ザ(4a)を用いるの
で、フィルタを用いる必要はなく、その分光量の減衰は
なく、エネルギ経済性が高い。拡散体(4c)により半導体
レ−ザ(4a)の放射光を拡散させるので、磁気光学効果素
子(3)の照明は均一に行なわれ、欠陥検出精度が高い。

【００１５】第２番の発明によれば、検査対象物(1)が
走行する場合において、相対向する１対の磁極(2a〜2d)
の間の中間線(2Si)を検査対象物(1)の走行方向(1Rd)に
対して斜め(45°)の方向となるように、検査対象物(1)
の走行ラインに対して前記磁化手段(2a〜2d)および光磁
気効果素子板(3)を設置しているので、割れ疵の検出精
度が高い。例えば、磁化方向が走行方向(1Rd)と平行で
あると縦割れ疵(走行方向に長い疵)からの漏洩磁束は疵
の端部で多く中間部でほとんどないので検出漏れを生じ
易いが、本発明では縦割れ疵および横割れ疵に対して、
磁化方向が斜め(45°)になるので、疵の端部のみならず
中間部でも磁束が漏洩する。すなわち疵全長に渡って漏
洩磁束があるので、疵検出漏れを生ずる確率が低減す
る。また、撮影手段(6)の光電変換エレメントアレイの
列が延びる方向(走査線)を中間線(2Si)と実質上平行に
しているので、検査対象物(1)の磁化方向が撮影手段(6)
の走査方向に対して直角である。したがって光磁気効果
素子板(3)の端縁部が磁気飽和する場合でも、光磁気効
果素子板(3)の、中間線(2Si)を中心にした中央部のみの
画像を摘出することにより、磁気飽和の影響を排除した
疵検出が行なわれ疵検出精度がその分高くなる。

【００１６】第３番の発明では、撮影手段(6)の光電変
換エレメントアレイの列が延びる方向(走査線)を中間線
(2Si)と実質上平行にしているので、検査対象物(1)の磁
化方向が撮影手段(6)の走査方向に対して直角である。
したがって光磁気効果素子板(3)の端縁部が磁気飽和す
る場合でも、光磁気効果素子板(3)の、中間線(2Si)を中
心にした中央部のみの画像を摘出することにより、磁気
飽和の影響を排除した疵検出が行なわれ疵検出精度がそ
の分高くなる。また、光磁気効果素子板(3)の上方に、
長手方向を前記中間線(2Si)と実質上平行にしてシリン
ドリカルレンズ(7)を配置しているので、撮影手段(6)に
よる光磁気効果素子板(3)の撮影態様は図６の（ａ）に
示すようなる。該図面において、光磁気効果素子板(3)
およびシリンドリカルレンズ(7)は紙面と垂直な方向に
延びており、撮影手段(6)の走査方向も紙面と垂直な方
向である。割れ疵により光磁気効果素子板(3)表面に図
６の（ｂ）に示すように黒縞および白縞（正確には図９
に示すもの）が現われると、撮影手段(6)の、シリンド
リカルレンズ(7)を通したこれらの黒縞および白縞は、
シリンドリカルレンズ(7)の径方向の拡大作用により、
図６の（ｃ）に示すように、シリンドリカルレンズ(7)
の長手軸に直交するように矯正されたものとなる。撮影
手段(6)の走査方向がシリンドリカルレンズ(7)の長手軸
に平行であるので、多くの光電変換エレメントにまたが
っていた黒縞および白縞(図6のb)が、少い光電変換エレ
メントに集中する(図6のc)のでS/Nが高くなり、疵検出
精度が向上する。

【００１７】第４番の発明では、検査対象物(1)の表面
に対向する開口を有する、非磁性，導電体の電磁遮蔽体
(8)を磁極(2a〜2d)の相対向する空間に配置し、該開口
に光磁気効果素子板(3)を配置しているので、交流磁化
する場合の磁化手段(2)の漏洩磁束や電磁ノイズによる
脈動磁束が電磁遮蔽体(8)に流れるとファラデ−の右手
の法則により、電磁遮蔽体(8)に該脈動磁束を減衰する
向きの渦電流が誘起され、これにより該脈動磁束が減衰
されて、光磁気効果素子板(3)の、ノイズ磁界による磁
区模様の乱れ（代表的には磁気飽和）が抑制され、その
分疵検出精度が向上する。

【００１８】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。

【００１９】

【実施例】図１に一実施例の正面を、図２に右側面を、
図３に平面を示す。電磁石２は、吊下棒９ａ〜９ｄの下
端に固着されており、検査対象材である圧延鋼板１の上
表面に、微小距離を置いて対向している。吊下棒９ａ，
９ｃには、撮影手段であるラインイメ−ジセンサ６が、
また吊下棒９ｂ，９ｄには光源４が支持されている。
図４に、電磁石２の、電気コイル２ｆ１，２ｆ２を外し
た外形を示す。電磁石２の鉄心は、下底鋼板１に対向す
る磁極端部材２ａ，２ｃ，磁極幹２ｂ，２ｄおよび回状
のコア２ｅで構成されている。この鉄心のコア２ｅの対
向辺２ｅ１および２ｅ２に、それぞれ電気コイル２ｆ１
および２ｆ２が装着されて、図１〜３に示す電磁石２が
構成されている。磁極端部材２ａと２ｃの相対向する空
間には、銅製の電磁遮蔽枠８が挿入され、図示しない倣
い装置で圧延鋼板１に、微小距離を置いて対向してい
る。図４にはこの電磁遮蔽枠８を、磁極端部材２ａと２
ｃの間から下方に離して示している。電磁遮蔽枠８には
細長矩形の開口（窓）がありそこに、細長矩形の光磁気
効果素子３がはめ込まれている。

【００２０】電磁遮蔽枠８を磁極端部材２ａ，２ｃに装
着した状態（図１〜３）では、光磁気効果素子３の下面
は実質上、磁極端部材２ａ，２ｃの底面の延長上にあ
り、微小距離を置いて鋼板１の表面に対向する。また、
光磁気効果素子３の長辺が、磁極端部材２ａ，２ｃの相
対向端縁に平行であり、磁極端部材２ａ，２ｃの相対向
端縁間の中間線２Ｓｉに、光磁気効果素子３の、長辺に
平行な中心線（長軸線）が合致している。電磁遮蔽枠８
には、シリンドリカルレンズ７が載置され固着されてい
る。シリンドリカルレンズ７の長手方向に延びる中心軸
は、中間線２Ｓｉに平行でありしかも、光磁気効果素子
３の長軸線の真上に位置する。

【００２１】光源４の拡大縦断面を図５に示す。この光
源４の筐体４ｂは円筒状でありその内面は鏡面仕上によ
り鏡面となっている、筐体４ｂの上開口には、半導体レ
−ザ４ａおよびそのドライバ回路を装着したプリント基
板を含む半導体レ−ザユニットが装着されており、下開
口にはスリガラス等の拡散板４ｃが装着されている。こ
の実施例では、偏光ポラロイドフィルム等の偏光板５
が、拡散板４ｃと共に筐体４ｂの下開口に装着されてい
る。半導体レ−ザ４ａが放射する近赤外線は、一部は直
進し一部は筐体４ｂの内面で反射して、拡散板４ｃに当
り、拡散板４ｃで拡散して偏光板５を透過して光磁気効
果素子３を照明するが、偏光板５を透過した直線偏光成
分のみが光磁気効果素子３を照明する。

【００２２】光磁気効果素子３は、希土類鉄ガーネット
の垂直磁化膜であり、面に垂直な方向以外は難磁化特性
を有し、５００〜１０００エルステッド程度の水平磁界
では磁区の移動や磁気飽和がおきないものである。また
膜の上面には無反射コーティング、底面には全反射コー
ティングが施されており、膜内に入射した光は底面で反
射されて垂直方向にでていく。光は、ファラデー効果に
より、この膜内を往復透過する距離と膜の感度常数、お
よび膜の垂直方向の磁界強度の積に比例して、偏光面が
回転する。反射光は、干渉フィルタおよび検光子（両者
合せて図１の９）を透過してラインイメ−ジセンサ６に
入射する。干渉フィルタの透過波長は、光磁気効果素子
３の感度波長帯域と減衰常数の波長特性より決まる磁気
光学性能指数が極大となる波長λｍを中心とする。光磁
気効果素子３の表面には無反射コーティングが施されて
いるとはいえ、設計波長域以外の照明光は反射され、ラ
インイメ−ジセンサ６に検出され、磁界の検出に無効な
光量を増加させ、ノイズの原因の１つとなる。また、λ
ｍより長波長側においては、照明光は光磁気効果素子３
中を容易に透過しかつ、偏波面の回転が少ないため相対
的に検出感度を低下させる事となる。本実施例に於いて
は、例えば光磁気効果素子３の厚みが２０μｍの場合、
干渉フィルタの中心波長は８００ｎｍ，半値幅は４０ｎ
ｍである。この干渉フィルタを装着した場合のＳ／Ｎ比
の改善は１０ｄＢ以上であった。検光子の偏光軸の角度
は、光磁気効果素子３の厚みによって変化させ、例えば
光磁気効果素子３の厚みが２０μｍのとき偏光軸の角度
は+４５°または-４５゜を中心とし±２０°以内はＳ／
Ｎの劣化は少ない。

【００２３】図３に示すように、光磁気効果素子３等を
装備した電磁石２は、鋼板１の走行ライン上に、中間線
２Ｓｉを走行方向（１Ｒｄ）に対して４５°にして配置
されており、ラインイメ−ジセンサ６の走査方向（光電
変換エレメント列の延びる方向）は、中間軸２Ｓｉに合
せている。すなわち撮影手段（６）の走査方向は中間軸
２Ｓｉに平行である。また先に説明したように、光磁気
効果素子３の長軸線（長手方向に延びる中心線）は中間
線２Ｓｉに整合している。その結果、鋼板１に横割れ疵
あるいは縦割れ疵があると、それらは光磁気効果素子３
の長軸線およびセンサ６の走査方向と略４５°の角度を
なす。電気コイル２ｆ１および２ｆ２に通電し、磁極２
ａと２ｃの一方をＮ極に、他方をＳ極にしていると、疵
（横割れ疵又は縦割れ疵）が光磁気効果素子３の直下に
来たとき、光磁気効果素子３には図９に示すような白縞
および黒縞が現われ、これらの白縞および黒縞は、図６
の（ｂ）に示す（縦割れ疵の場合）ように、光磁気効果
素子３の長軸線に対して略４５°の角度をなす（横割れ
疵の場合には、９０度回転した形となるが、同様に略４
５°の角度をなす）。ラインイメ−ジセンサ６は、図６
の（ａ）に示す態様でシリンドリカルレンズ７を通して
これらの白縞および黒縞を撮影するので、撮影画像で
は、図６の（ｃ）に示すように、光磁気効果素子３上の
白縞，黒縞像よりも光磁気効果素子３の中心線（長軸
線）に対してより直角方向に矯正され白縞，黒縞像とな
る。

【００２４】図７に、ラインイメ−ジセンサ６の光電変
換信号を処理し、鋼板１の欠陥による光磁気効果素子３
表面の磁区模様の変形を検出する画像処理回路１００の
構成を示し、図８には回路１００各部の入，出力信号を
示す。ラインイメ−ジセンサ６が出力する一ライン分の
光電変換信号は、Ａ／Ｄコンバ−タ１０１が８ビットデ
ジタルデ−タ（以下画像デ−タ）に変換し、最新の一ラ
イン分の画像デ−タが画像メモリ１０２の一ライン分の
記憶領域（メモリ１）に書込まれ、これが繰返えされ、
これにより、メモリ１には最新に読込んだ１ライン分の
画像デ−タが、常時格納されることになる。なお、画像
メモリ１０２の一ライン分のもう１つの記憶領域（メモ
リ２）には、イメ−ジカメラ６の画像を表示する図示し
ないＣＲＴを見ながら、該画像が、欠陥がない標準的な
無欠陥画像（磁区模様画像）のときにオペレ−タが図示
しない入，出力ボ−ドより「標準画像登録」を指示した
ときに、そのときの一ライン分の画像デ−タ（標準的な
磁区模様画像）が書込まれる。

【００２５】メモリ１への、１ライン分の画像デ−タの
読込みの繰返しの間に、メモリ１とメモリ２の、相対応
する画素（１ライン上の画素）の画像デ−タが読み出さ
れて減算器１０３に与えられ、減算器１０３が、メモリ
１の画像デ−タ（検査対象画像）が表わす濃度値よりメ
モリ２の画像デ−タ（標準画像）が表わす濃度値を減算
した値を示す偏差デ−タを生成し、空間フィルタ１０４
に出力する。

【００２６】図８の（ａ）に、無欠陥部の画像デ−タ
（一ライン分）が表わす濃度レベルを示す。このような
濃度レベルを示す画像デ−タがメモリ２に書込まれる。
横軸はラインイメ−ジセンサ６の走査位置（中間線２Ｓ
ｉに沿う方向の、走査起点からの位置）であり、レベル
変動は光磁気効果素子３表面の磁区模様（図９に示す模
様中の、白縦縞および黒縦縞を除く部分の模様）に対応
するものである。図８の（ｂ）に、欠陥が在る場合のも
のを示す。これにおいて、磁区模様によるレベル変動は
（ａ）に示すものと同様であるが、欠陥部では白縦縞お
よび黒縦縞が表われるので、そこのレベル変動は（ａ）
に示すものと異なる。鋼板１がその搬送ラインに沿って
図３に矢印１Ｒｄで示す方向に移動することにより、画
像デ−タが図８の（ａ）に示すもの（欠陥なし）から
（ｂ）に示すもの（欠陥あり）に切換わったとき、減算
器１０３の出力デ−タが示す偏差レベルは図８の（ｃ）
に示すものとなる。すなわち、磁区模様は一定であるの
で磁区模様部では偏差が実質上ない（図８のｃの零レベ
ル）が、欠陥部の白縦縞および黒縦縞に対応して偏差が
増大する。空間フィルタは、白縦縞および黒縦縞による
偏差レベルの昇降周波数より高い高周波数領域の変動を
抑制し、図８の（ｄ）に示す、高周波ノイズを除去した
偏差デ−タを生成する。比較器１０５が、正閾値と負閾
値で、偏差デ−タ（図８のｄ）を３値化する。すなわ
ち、正閾値より高レベルであると「０１」を表わす２ビ
ットデ−タを発生し、正閾値以下負負閾値以上であると
「００」を表わす２ビットデ−タを発生し、負閾値未満
であると「１０」を表わす２ビットデ−タを発生する。
１ライン上で、この２ビットデ−タの各ビットの論理和
が「１」になってから、それが「０」となってまた
「１」になるまでの区間が、欠陥部の白縦縞および黒縦
縞の存在する区間である。比較器１０５の出力を受ける
図示しない疵検知出力装置においては、比較器１０５の
出力（２ビット）の論理和を演算して、疵輪郭表示モ−
ドが設定されているときには演算結果が「１」であると
出力画像メモリ（２次元）の対応画素位置に「１」（黒
表示）を書込み、「０」であると「０」（白表示）を書
込み、出力画像メモリのビット分布（「１」，「０」の
分布）を２次元ディスプレイに表示する。疵領域塗潰し
表示モ−ドが設定されているときには、出力画像メモリ
（２次元）には、１ライン上で演算結果が「１」になっ
て「０」に戻りそして「１」になる区間の画素のすべて
に「１」（黒表示）を書込み、他の領域には「０」（白
表示）を書込み、出力画像メモリのビット分布
（「１」，「０」の分布）を２次元ディスプレイに表示
する。

【００２７】欠陥部が素子３直下にある間、素子３に白
縦縞および黒縦縞が現われ、減算器１０３が出力する偏
差デ−タは、白縦縞および黒縦縞によるレベル変動を有
するものとなる。すなわち欠陥を表わすレベル変動が、
欠陥がラインイメ−ジセンサの１ライン視野領域内にあ
る限り、連続して表われる。

【００２８】

【発明の効果】第１番の発明では、必要波長域である近
赤外線を放射する半導体レ−ザ(4a)を用いるので、フィ
ルタを用いる必要はなく、その分光量の減衰はなく、エ
ネルギ経済性が高い。拡散体(4c)により半導体レ−ザ(4
a)の放射光を拡散させるので、磁気光学効果素子(3)の
照明は均一に行なわれ、欠陥検出精度が高い。

【００２９】第２番の発明では、検査対象物(1)が走行
する場合において、相対向する１対の磁極(2a〜2d)の間
の中間線(2Si)を検査対象物(1)の走行方向(1Rd)に対し
て斜め(45°)の方向となるように、検査対象物(1)の走
行ラインに対して前記磁化手段(2a〜2d)および光磁気効
果素子板(3)を設置しているので、割れ疵の検出精度が
高い。例えば、磁化方向が走行方向(1Rd)と平行である
と縦割れ疵(走行方向に長い疵)からの漏洩磁束は疵の端
部で多く中間部でほとんどないので検出漏れを生じ易い
が、本発明では縦割れ疵および横割れ疵に対して、磁化
方向が斜め(45°)になるので、疵の端部のみならず中間
部でも磁束が漏洩する。すなわち疵全長に渡って漏洩磁
束があるので、疵検出漏れを生ずる確率が低減する。ま
た、撮影手段(6)の光電変換エレメントアレイの列が延
びる方向(走査線)を中間線(2Si)と実質上平行にしてい
るので、検査対象物(1)の磁化方向が撮影手段(6)の走査
方向に対して直角である。したがって光磁気効果素子板
(3)の端縁部が磁気飽和する場合でも、光磁気効果素子
板(3)の、中間線(2Si)を中心にした中央部のみの画像を
摘出することにより、磁気飽和の影響を排除した疵検出
が行なわれ疵検出精度がその分高くなる。

【００３０】第３番の発明では、撮影手段(6)の光電変
換エレメントアレイの列が延びる方向(走査線)を中間線
(2Si)と実質上平行にしているので、光磁気効果素子板
(3)の端縁部が磁気飽和する場合でも、光磁気効果素子
板(3)の、中間線(2Si)を中心にした中央部のみの画像を
摘出することにより、磁気飽和の影響を排除した疵検出
が行なわれ疵検出精度がその分高くなる。また、光磁気
効果素子板(3)の上方に、長手方向を前記中間線(2Si)と
実質上平行にしてシリンドリカルレンズ(7)を配置して
いるので、撮影手段(6)の光電変換信号のS/Nが高くな
り、疵検出精度が向上する。

【００３１】第４番の発明では、交流磁化する場合の磁
化手段(2)の漏洩磁束や電磁ノイズによる脈動磁束が電
磁遮蔽体(8)で減衰されて、光磁気効果素子板(3)の、ノ
イズ磁界による磁区模様の乱れ（代表的には磁気飽和）
が抑制され、その分疵検出精度が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 一実施例である磁気光学式欠陥検出装置を示
す正面図であり、該装置を図３（平面図）の矢印Ａ１方
向で見た正面図である。

【図２】 図１に示す磁気光学式欠陥検出装置の右側面
図であり、該装置を図３（平面図）の矢印Ａ２方向で見
た正面図である。

【図３】 図１に示す磁気光学式欠陥検出装置の平面図
である。

【図４】 図１に示す電磁石２の鉄心の外観を示す斜視
図である。

【図５】 図１に示す光源４の拡大縦断面図である。

【図６】 （ａ）は図１に示す磁気光学式欠陥検出装置
の、光磁気効果素子板３，シリンドリカルレンズ７およ
びラインイメ−ジセンサ６の配置関係を示す正面図であ
り、（ｂ）は図１に示す鋼板１の、磁気光学式欠陥検出
装置の直下の部位に欠陥がある場合の光磁気効果素子板
３上の光学模様の概様を示す平面図、（ｃ）は、（ｂ）
に示す光学模様をシリンドリカルレンズ７を通して示す
平面図である。

【図７】 図１に示すラインイメ−ジセンサ６の撮影信
号を処理して鋼板１の欠陥対応の電気信号を発生する画
像処理装置１００の構成を示すブロック図である。

【図８】 （ａ）は図７に示すメモリ２にある時点に記
憶されている１ライン分の画像デ−タが表わす濃度レベ
ルを示すグラフであり、（ｂ）は図７に示すメモリ１に
ある時点に記憶されている１ライン分の画像デ−タが表
わす濃度レベルを示すグラフであり、（ｃ）は図７に示
す減算器１０３の出力の一例を示し、ある時点のメモリ
１と２の１ライン分の画像デ−タの差分値を示すグラフ
であり、（ｄ）は図７に示す空間フィルタ１０４の出力
の一例を示すグラフである。

【図９】 図１に示す光磁気効果素子板３の表面に表わ
れる模様の一部を示す平面図である。

【符号の説明】

１：鋼板 ２：電磁石 ２ａ〜２ｄ：磁極 ２ｅ：コア ２ｆ１，２ｆ２：電気コイル ３：光磁気効果素子
板 ４：光源 ４ａ：半導体レ−ザ ４ｂ：筐体 ４ｃ：拡散板 ５：偏光板 ６：ラインイメ−ジ
センサ ７：シリンドリカルレンズ ８：電磁遮蔽枠 ９ａ〜９ｄ：吊下棒 １００：画像処理装
置

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】磁性体の検査対象物に、その表面に平行な
   磁束をもたらす磁界を加える磁化手段，前記表面に対向
   する、膜面に垂直方向に磁化容易軸を有する光磁気効果
   素子板，該光磁気効果素子板に光を投射する光源，該光
   源と前記光磁気効果素子板の間にあって光源が投射する
   光を直線偏光する偏光板，前記光磁気効果素子板より反
   射した光を検出する、少くとも一列の光電変換エレメン
   トアレイを含む撮像素子を有する撮影手段，および、該
   撮像素子の光電変換信号を処理し、前記検査対象物の欠
   陥による前記光磁気効果素子板表面の磁区模様の変形を
   検出する画像処理手段、を備える磁気光学式欠陥検出装
   置において、 前記光源を、特定波長域の近赤外線を放射する半導体レ
   −ザ，一端に該半導体レ−ザが固定され他端に出射口が
   あり該半導体レ−ザが放射する近赤外線を反射する筐
   体、および、該筐体の出射光を拡散させる拡散体、を含
   むものとしたことを特徴とする磁気光学式欠陥検出装
   置。
2. 【請求項２】走行する磁性体の検査対象物に、その表面
   に平行な磁束をもたらす磁界を加える磁化手段，前記表
   面に対向する、膜面に垂直方向に磁化容易軸を有する光
   磁気効果素子板，該光磁気効果素子板に光を投射する光
   源，該光源と前記光磁気効果素子板の間にあって光源が
   投射する光を直線偏光する偏光板，前記光磁気効果素子
   板より反射した光を検出する、少くとも一列の光電変換
   エレメントアレイを含む撮像素子を有する撮影手段，お
   よび、該撮像素子の光電変換信号を処理し、前記検査対
   象物の欠陥による前記光磁気効果素子板表面の磁区模様
   の変形を検出する画像処理手段、を備える磁気光学式欠
   陥検出装置において、 磁化手段は、前記検査対象物の表面に下底が対向し、該
   表面に沿う方向に相対向する１対の磁極と、これらの磁
   極を異極に磁化する電気コイルを有する電磁石であり；
   前記光磁気効果素子板は、前記１対の磁極の前記相対向
   する空間にあり；前記相対向する１対の磁極の間の中間
   線を前記検査対象物の走行方向に対して斜めの方向とな
   るように、前記検査対象物の走行ラインに対して前記磁
   化手段および光磁気効果素子板が設置され；前記撮影手
   段の光電変換エレメントアレイの前記列が延びる方向が
   前記中間線と実質上平行である；ことを特徴とする磁気
   光学式欠陥検出装置。
3. 【請求項３】磁性体の検査対象物に、その表面に平行な
   磁束をもたらす磁界を加える磁化手段，前記表面に対向
   する、膜面に垂直方向に磁化容易軸を有する光磁気効果
   素子板，該光磁気効果素子板に光を投射する光源，該光
   源と前記光磁気効果素子板の間にあって光源が投射する
   光を直線偏光する偏光板，前記光磁気効果素子板より反
   射した光を検出する、少くとも一列の光電変換エレメン
   トアレイを含む撮像素子を有する撮影手段，および、該
   撮像素子の光電変換信号を処理し、前記検査対象物の欠
   陥による前記光磁気効果素子板表面の磁区模様の変形を
   検出する画像処理手段、を備える磁気光学式欠陥検出装
   置において、 磁化手段は、前記検査対象物の表面に下底が対向し、該
   表面に沿う方向に相対向する１対の磁極と、これらの磁
   極を異極に磁化する電気コイルを有する電磁石であり；
   前記光磁気効果素子板は、前記１対の磁極の前記相対向
   する空間にあり；前記撮影手段の光電変換エレメントア
   レイの前記列が延びる方向は磁極の間の中間線と実質上
   平行であり；前記光磁気効果素子板と前記撮影手段の間
   に、長手方向を前記中間線と実質上平行にして配設され
   たシリンドリカルレンズを更に備える；ことを特徴とす
   る磁気光学式欠陥検出装置。
4. 【請求項４】磁性体の検査対象物に、その表面に平行な
   磁束をもたらす磁界を加える磁化手段，前記表面に対向
   する、膜面に垂直方向に磁化容易軸を有する光磁気効果
   素子板，該光磁気効果素子板に光を投射する光源，該光
   源と前記光磁気効果素子板の間にあって光源が投射する
   光を直線偏光する偏光板，前記光磁気効果素子板より反
   射した光を検出する、少くとも一列の光電変換エレメン
   トアレイを含む撮像素子を有する撮影手段，および、該
   撮像素子の光電変換信号を処理し、前記検査対象物の欠
   陥による前記光磁気効果素子板表面の磁区模様の変形を
   検出する画像処理手段、を備える磁気光学式欠陥検出装
   置において、 磁化手段は、前記検査対象物の表面に下底が対向し、該
   表面に沿う方向に相対向する１対の磁極と、これらの磁
   極を異極に磁化する電気コイルを有する電磁石であり；
   前記１対の磁極の前記相対向する空間に配置され、前記
   検査対象物の表面に対向する開口を有する、非磁性，導
   電体の電磁遮蔽体を更に備え；前記光磁気効果素子板
   は、該電磁遮蔽体の開口に配置された；ことを特徴とす
   る磁気光学式欠陥検出装置。