JPH06300710A - 光学式鋼板表面疵検査装置 - Google Patents
光学式鋼板表面疵検査装置Info
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- JPH06300710A JPH06300710A JP9160093A JP9160093A JPH06300710A JP H06300710 A JPH06300710 A JP H06300710A JP 9160093 A JP9160093 A JP 9160093A JP 9160093 A JP9160093 A JP 9160093A JP H06300710 A JPH06300710 A JP H06300710A
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- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 鋼板の光学式疵検査装置において、鋼板表面
の赤錆部を誤検出することなく高精度に疵を検査する。 【構成】 照明装置３、撮影装置５、画像表示装置６か
ら構成される。照明装置３として白色面光源を用い、拡
散板４として微小レンズをアレイ状に多数配置した物を
用いる。照明装置３の俯角は２０°〜７０°の範囲に設
定する。撮影装置５は照明装置３に対向して検査対象鋼
板１を撮影するように設置する。撮影装置５の俯角は照
明光の俯角に対して＋１０°〜＋３０°または−１０°
〜−３０°の範囲の角度に設置して検査対象鋼板照明部
分を撮影する。 【効果】 遠隔検査での疵の顕在化が可能となり、検査
作業の負荷軽減を達成できる。
の赤錆部を誤検出することなく高精度に疵を検査する。 【構成】 照明装置３、撮影装置５、画像表示装置６か
ら構成される。照明装置３として白色面光源を用い、拡
散板４として微小レンズをアレイ状に多数配置した物を
用いる。照明装置３の俯角は２０°〜７０°の範囲に設
定する。撮影装置５は照明装置３に対向して検査対象鋼
板１を撮影するように設置する。撮影装置５の俯角は照
明光の俯角に対して＋１０°〜＋３０°または−１０°
〜−３０°の範囲の角度に設置して検査対象鋼板照明部
分を撮影する。 【効果】 遠隔検査での疵の顕在化が可能となり、検査
作業の負荷軽減を達成できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】鋼板表面の光学式表面疵検査装置
に関する。
に関する。
【０００２】
【従来の技術】たとえば、特開昭５８−２０４３５０号
公報や特開昭５８−２０４３５２号公報には鋼板表面に
レーザ光を照射し、鋼板表面からの照明の反射光の像か
ら鋼板表面の疵を検出する方法が記載されている。ま
た、特開平３−２１０４６０号公報には、光源の一方を
鋸状に配置し隣合う照明と検査材のなす角度が一定とな
るように設定し、ラインセンサカメラは、照明と正反射
条件、または非正反射位置に配置する装置が記載されて
いる。
公報や特開昭５８−２０４３５２号公報には鋼板表面に
レーザ光を照射し、鋼板表面からの照明の反射光の像か
ら鋼板表面の疵を検出する方法が記載されている。ま
た、特開平３−２１０４６０号公報には、光源の一方を
鋸状に配置し隣合う照明と検査材のなす角度が一定とな
るように設定し、ラインセンサカメラは、照明と正反射
条件、または非正反射位置に配置する装置が記載されて
いる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】特開昭５８−２０４３
５０号公報や特開昭５８−２０４３５２号公報に見られ
るように光源としてレーザを用いた照明系や、特開昭６
０−８７３７号公報に見られるようにスリット光を検査
対象材に照射する方法では、検査対象材上にある赤錆部
では粗度が大きいため表面反射の状態が乱反射に近くな
り、撮影角度により赤錆部が黒皮に比べ明るくまたは暗
く映し出され疵検査に必要な明瞭な画像信号、欠陥信号
が得られないといった問題があった。
５０号公報や特開昭５８−２０４３５２号公報に見られ
るように光源としてレーザを用いた照明系や、特開昭６
０−８７３７号公報に見られるようにスリット光を検査
対象材に照射する方法では、検査対象材上にある赤錆部
では粗度が大きいため表面反射の状態が乱反射に近くな
り、撮影角度により赤錆部が黒皮に比べ明るくまたは暗
く映し出され疵検査に必要な明瞭な画像信号、欠陥信号
が得られないといった問題があった。
【０００４】さらに、レーザのような微小径のスポット
照明では大きな疵の凹凸や鋼板の振動により反射光が撮
影装置に入射しない場合が生じ不感となるという問題が
あった。
照明では大きな疵の凹凸や鋼板の振動により反射光が撮
影装置に入射しない場合が生じ不感となるという問題が
あった。
【０００５】同様に、特開昭６１−４８７５１号公報に
見られるようにレーザ、スリット光に比べ比較的方向性
の弱い水銀灯等の照明を用いて照明と撮影装置を正反射
条件に配置し、疵を検査しようとしても光源の方向性に
より、鋼板表面にある赤錆が黒く映し出され撮影画面だ
けでは疵、錆の判定は難しく、錆部を疵として誤検出し
てしまうという問題があった。
見られるようにレーザ、スリット光に比べ比較的方向性
の弱い水銀灯等の照明を用いて照明と撮影装置を正反射
条件に配置し、疵を検査しようとしても光源の方向性に
より、鋼板表面にある赤錆が黒く映し出され撮影画面だ
けでは疵、錆の判定は難しく、錆部を疵として誤検出し
てしまうという問題があった。
【０００６】本発明が解決しようとする課題は、従来法
にあった指向性のある光源であるレーザ光やスリット照
明を用いた場合、または比較的方向性の弱い水銀灯等の
照明を用いて疵の検査を行った場合の、赤錆部の誤検出
をなくし検査装置の信頼性を向上させることにある。
にあった指向性のある光源であるレーザ光やスリット照
明を用いた場合、または比較的方向性の弱い水銀灯等の
照明を用いて疵の検査を行った場合の、赤錆部の誤検出
をなくし検査装置の信頼性を向上させることにある。
【０００７】さらにレーザのような微小径スポット照明
にあった粗度の大きい疵、または鋼板の振動等が原因で
起こる不感状態をなくし信頼性の高い検査を行うことに
ある。
にあった粗度の大きい疵、または鋼板の振動等が原因で
起こる不感状態をなくし信頼性の高い検査を行うことに
ある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明では、前記課題を
解決するために、照明装置にレーザ等に比べ指向性の少
なく広範囲を一度に照明できる光源として棒状ハロゲン
のような白色光源を用い、さらに均質な拡散光を検査対
象に照射するために照明装置と検査対象鋼板の間に微小
レンズをアレイ状に多数配した拡散板を挿入し均質で広
範な面光源で照明し、レーザ照明にあった表面粗度や疵
部での乱反射を極力抑える。
解決するために、照明装置にレーザ等に比べ指向性の少
なく広範囲を一度に照明できる光源として棒状ハロゲン
のような白色光源を用い、さらに均質な拡散光を検査対
象に照射するために照明装置と検査対象鋼板の間に微小
レンズをアレイ状に多数配した拡散板を挿入し均質で広
範な面光源で照明し、レーザ照明にあった表面粗度や疵
部での乱反射を極力抑える。
【０００９】さらに、赤錆部と黒皮部の反射率がほぼ等
しくなる照明、撮影条件として、照明装置の俯角は、２
０°〜７０°の範囲に設定し、撮影装置の俯角は、照明
光の俯角に対して＋１０°〜＋３０°または−１０°〜
−３０°の範囲の角度に設定することを手段とする。
しくなる照明、撮影条件として、照明装置の俯角は、２
０°〜７０°の範囲に設定し、撮影装置の俯角は、照明
光の俯角に対して＋１０°〜＋３０°または−１０°〜
−３０°の範囲の角度に設定することを手段とする。
【００１０】
【作用および実施例】以下、厚板に適用した実施例であ
る図１を基に本発明装置の作用を説明する。図１におい
て、１は検査鋼板、２は疵部、３は照明装置、４は拡散
板、５はカメラ、６は画像表示装置、７は赤錆である。
本発明では光源３は発光面積の大きい白色光源であり、
この場合は棒状ハロゲンランプ１０００Ｗを使用してお
り、バルブの長さは２５０mm、俯角は４５°に設定し、
スライダックを介し光量を調整できるようになってお
り、検査対象鋼板１を拡散板４を通じて照明している。
撮影装置５として２次元のＣＣＤカメラを用い、その視
野は鋼板表面の照明のあたっている部分に調整し、撮影
している。撮影装置の俯角は６５°に設定している。撮
影装置の俯角は本特許請求項３にある２５°±１０°の
範囲内または６５°±１０°の範囲内に設定することも
勿論可能である。
る図１を基に本発明装置の作用を説明する。図１におい
て、１は検査鋼板、２は疵部、３は照明装置、４は拡散
板、５はカメラ、６は画像表示装置、７は赤錆である。
本発明では光源３は発光面積の大きい白色光源であり、
この場合は棒状ハロゲンランプ１０００Ｗを使用してお
り、バルブの長さは２５０mm、俯角は４５°に設定し、
スライダックを介し光量を調整できるようになってお
り、検査対象鋼板１を拡散板４を通じて照明している。
撮影装置５として２次元のＣＣＤカメラを用い、その視
野は鋼板表面の照明のあたっている部分に調整し、撮影
している。撮影装置の俯角は６５°に設定している。撮
影装置の俯角は本特許請求項３にある２５°±１０°の
範囲内または６５°±１０°の範囲内に設定することも
勿論可能である。
【００１１】発明者らの実験によれば鋼板表面の疵を撮
影装置の俯角が照明装置の俯角に対して±１０°以内で
ある正反射条件と、撮影装置の俯角が照明装置の俯角に
対して±３０゜以上である照明、撮影系でＴＶカメラに
よる撮像と画像処理による検査では、自動検査できるレ
ベルの疵画像が得られなかった。
影装置の俯角が照明装置の俯角に対して±１０°以内で
ある正反射条件と、撮影装置の俯角が照明装置の俯角に
対して±３０゜以上である照明、撮影系でＴＶカメラに
よる撮像と画像処理による検査では、自動検査できるレ
ベルの疵画像が得られなかった。
【００１２】この原因を調査した結果、鋼板表面の黒皮
と赤錆部の表面粗度の違いによる正反射条件、乱反射条
件での黒皮、赤錆部の表面粗度の違いによる正反射条
件、乱反射条件での黒皮部、赤錆部の反射率の角度依存
性の違いが原因で赤錆部を疵として誤検出してしまうと
いうことが判明した。
と赤錆部の表面粗度の違いによる正反射条件、乱反射条
件での黒皮、赤錆部の表面粗度の違いによる正反射条
件、乱反射条件での黒皮部、赤錆部の反射率の角度依存
性の違いが原因で赤錆部を疵として誤検出してしまうと
いうことが判明した。
【００１３】すなわち、照明装置の俯角と撮影装置の俯
角が等しく正反射条件に配置された場合は、黒皮上にあ
る赤錆部分の撮影装置方向への反射率は黒皮部の反射率
に比べ小さいために暗く撮影され、凹系の疵と判別が不
可能であり誤検出してしまう。また、俯角が±３０゜以
上ある場合は、撮影装置方向の反射率は黒皮部の反射率
に比べ明るく撮影され凸系の疵と判別がつかず誤検出し
てしまう。
角が等しく正反射条件に配置された場合は、黒皮上にあ
る赤錆部分の撮影装置方向への反射率は黒皮部の反射率
に比べ小さいために暗く撮影され、凹系の疵と判別が不
可能であり誤検出してしまう。また、俯角が±３０゜以
上ある場合は、撮影装置方向の反射率は黒皮部の反射率
に比べ明るく撮影され凸系の疵と判別がつかず誤検出し
てしまう。
【００１４】発明者らは、照明装置の俯角を２０°〜７
０°の範囲に設定し、撮影装置は照明装置に対向して検
査対象材を撮影し、その俯角は照明装置の俯角に対して
＋１０°〜＋３０°または−１０°〜−３０°の範囲の
角度に設置することで赤錆部と黒皮部の反射率がほぼ等
しくなるという知見を得た。
０°の範囲に設定し、撮影装置は照明装置に対向して検
査対象材を撮影し、その俯角は照明装置の俯角に対して
＋１０°〜＋３０°または−１０°〜−３０°の範囲の
角度に設置することで赤錆部と黒皮部の反射率がほぼ等
しくなるという知見を得た。
【００１５】すなわち赤錆の誤検出を防ぐためには、照
明装置の俯角は、２０°〜７０°の範囲に設定し、拡散
板の設置角度は照明光が拡散板面に垂直に入射するよう
に設定し、均等な拡散照明を検査面に照射する。撮影装
置は照明装置に対向して検査対象鋼板を撮影するように
設定する。撮影装置の俯角は、照明光の俯角に対して＋
１０°〜＋３０°または−１０°〜−３０°の範囲の角
度に設定して検査対象鋼板の照明部分を撮影することで
赤錆の誤検出をなくすことができる。
明装置の俯角は、２０°〜７０°の範囲に設定し、拡散
板の設置角度は照明光が拡散板面に垂直に入射するよう
に設定し、均等な拡散照明を検査面に照射する。撮影装
置は照明装置に対向して検査対象鋼板を撮影するように
設定する。撮影装置の俯角は、照明光の俯角に対して＋
１０°〜＋３０°または−１０°〜−３０°の範囲の角
度に設定して検査対象鋼板の照明部分を撮影することで
赤錆の誤検出をなくすことができる。
【００１６】本発明で使用する拡散板は、スリガラス等
の表面凹凸による乱反射拡散ではなく、多数の微小レン
ズを組み合わせた２次元アレイ板を透過する際の光の発
散により拡散を行う拡散板を使用する。
の表面凹凸による乱反射拡散ではなく、多数の微小レン
ズを組み合わせた２次元アレイ板を透過する際の光の発
散により拡散を行う拡散板を使用する。
【００１７】本拡散板の作用を以下に記す。拡散板に入
射する照明光は光源が棒状であるために様々な方向、強
度を持ち各微小レンズに入射する。微小レンズでは屈折
により光は集光され、焦点を過ぎ直進し発散される。
射する照明光は光源が棒状であるために様々な方向、強
度を持ち各微小レンズに入射する。微小レンズでは屈折
により光は集光され、焦点を過ぎ直進し発散される。
【００１８】このことにより照明は、レンズの焦点距離
以上離れると、各微小レンズがレンズ径と同じ大きさを
持った点拡散光源となる。この点拡散光源がアレイ状に
集まって点光源の集合した面光源となり良好な拡散能力
を有することとなる。また、拡散板の材質は透明体を使
用しているので拡散板の透過率は高くなり、今までの拡
散板の問題点であった照度の低下も最小に抑えられる。
また、光源は棒状光源を使用しているため、各微小レン
ズには様々な角度から光が入射することとなり、本微小
レンズにより構成される拡散板の拡散能力はさらに高め
られることとなる。
以上離れると、各微小レンズがレンズ径と同じ大きさを
持った点拡散光源となる。この点拡散光源がアレイ状に
集まって点光源の集合した面光源となり良好な拡散能力
を有することとなる。また、拡散板の材質は透明体を使
用しているので拡散板の透過率は高くなり、今までの拡
散板の問題点であった照度の低下も最小に抑えられる。
また、光源は棒状光源を使用しているため、各微小レン
ズには様々な角度から光が入射することとなり、本微小
レンズにより構成される拡散板の拡散能力はさらに高め
られることとなる。
【００１９】本実施例では照明と鋼板表面までの距離は
１０００mm、照明と拡散板までの距離は６００mmであ
る。鋼板表面と撮影装置であるＣＣＤカメラまでの距離
は７００ｍにしている。撮影装置５で撮影した鋼板表面
の画像は画像表示装置ＣＲＴ６に表示される。
１０００mm、照明と拡散板までの距離は６００mmであ
る。鋼板表面と撮影装置であるＣＣＤカメラまでの距離
は７００ｍにしている。撮影装置５で撮影した鋼板表面
の画像は画像表示装置ＣＲＴ６に表示される。
【００２０】本実施例で鋼板表面疵の画像を撮影した結
果、他の撮影装置で撮影した鋼板表面疵の画像に比べて
赤錆部と黒皮部の反射光がほとんど同じになり、疵部の
みが映し出され疵検査に良好な画像が得られた。
果、他の撮影装置で撮影した鋼板表面疵の画像に比べて
赤錆部と黒皮部の反射光がほとんど同じになり、疵部の
みが映し出され疵検査に良好な画像が得られた。
【００２１】さらに、微小スポット照明であるレーザを
利用した照明での疵検査装置にあった大凹凸疵や鋼板振
動での不感現象は棒状ハロゲンランプと微小レンズをア
レイ状に配した拡散板の挿入により常に鋼板表面の状態
を検査することが可能となり信頼性の高い疵検査が行え
るようになった。
利用した照明での疵検査装置にあった大凹凸疵や鋼板振
動での不感現象は棒状ハロゲンランプと微小レンズをア
レイ状に配した拡散板の挿入により常に鋼板表面の状態
を検査することが可能となり信頼性の高い疵検査が行え
るようになった。
【００２２】
【発明の効果】鋼板表面の検査、手入れ作業は悪環境作
業の一つであり、もっぱら現場での人間の目視によりな
されていたが、本法の適用により、遠隔検査での疵の顕
在化が可能となり検査作業の負荷軽減が可能となった。
本発明は熱延板等の検査にも適用できる可能性があり、
従来の目視検査職場の検査作業負荷軽減を実現できる可
能性を有する。
業の一つであり、もっぱら現場での人間の目視によりな
されていたが、本法の適用により、遠隔検査での疵の顕
在化が可能となり検査作業の負荷軽減が可能となった。
本発明は熱延板等の検査にも適用できる可能性があり、
従来の目視検査職場の検査作業負荷軽減を実現できる可
能性を有する。
【図１】本発明装置の構成および実施例を示す図であ
る。
る。
１ 検査鋼板 ２ 疵部 ３ 照明装置 ４ 拡散板 ５ カメラ ６ 画像表示装置 ７ 赤錆部
Claims (3)
- 【請求項１】 棒状または面状に発光する光源を有し、
検査対象鋼板との間に微小レンズをアレイ状に多数配し
た拡散板を挿入し広域を均一に拡散照明する照明装置、
検査対象鋼板の照明された部分を撮影する撮影装置、お
よび撮影画像または処理画像を表示する画像表示装置を
具備することを特徴とする光学式鋼板表面疵検査装置。 - 【請求項２】 前記照明装置の俯角は２０°〜７０°の
範囲に設定し、前記拡散板の角度は照明光が拡散板面に
垂直に入射する角度に設定した請求項１記載の光学式鋼
板表面疵検査装置。 - 【請求項３】 前記撮影装置は照明装置に対向し、検査
対象鋼板を撮影するように設置し、撮影装置の俯角は照
明光の俯角に対して＋１０°〜＋３０°または−１０°
〜−３０°の範囲の角度に設定した請求項１記載の光学
式鋼板表面疵検査装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9160093A JPH06300710A (ja) | 1993-04-19 | 1993-04-19 | 光学式鋼板表面疵検査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9160093A JPH06300710A (ja) | 1993-04-19 | 1993-04-19 | 光学式鋼板表面疵検査装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06300710A true JPH06300710A (ja) | 1994-10-28 |
Family
ID=14031057
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9160093A Withdrawn JPH06300710A (ja) | 1993-04-19 | 1993-04-19 | 光学式鋼板表面疵検査装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06300710A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001337044A (ja) * | 2000-05-30 | 2001-12-07 | Honda Motor Co Ltd | 鋳造品の外観検査方法 |
| JP2011075325A (ja) * | 2009-09-29 | 2011-04-14 | Aisin Seiki Co Ltd | 表面検査装置 |
-
1993
- 1993-04-19 JP JP9160093A patent/JPH06300710A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001337044A (ja) * | 2000-05-30 | 2001-12-07 | Honda Motor Co Ltd | 鋳造品の外観検査方法 |
| JP2011075325A (ja) * | 2009-09-29 | 2011-04-14 | Aisin Seiki Co Ltd | 表面検査装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20000704 |