JPH08278258A - Surface inspection apparatus - Google Patents

Surface inspection apparatus

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JPH08278258A
JPH08278258A JP7083592A JP8359295A JPH08278258A JP H08278258 A JPH08278258 A JP H08278258A JP 7083592 A JP7083592 A JP 7083592A JP 8359295 A JP8359295 A JP 8359295A JP H08278258 A JPH08278258 A JP H08278258A
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JP
Japan
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light
illumination
intensity distribution
light intensity
inspection
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Withdrawn
Application number
JP7083592A
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Japanese (ja)
Inventor
Noboru Hasegawa
谷 川 昇 長
Manabu Kuninaga
永 学 國
Shuji Naito
藤 修 治 内
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE: To obtain a surface inspection apparatus by which an inspection can be performed surely even when the surface of an object to be inspected is vibrated by a method wherein an incident-light distribution in an inspection position is decided to be a pattern shape comprising two peak points and a reflected-light intensity distribution pattern is flattened. CONSTITUTION: Substantial light radiation parts at an illumination device 2 are formed in two mutually adjacent places, and an identical inspection position PL on a steel plate 1 is illuminated simultaneously. In addition, the direction of the central axis of illumination light which is radiated from two light radiation ports is set properly, a reflected-light-intensity distribution pattern is flattened, and a change in reflected light intensity near a peak position is made gentle. Signals which are output by line sensor cameras 3, 6 are passed through respective signal processing circuits 7, 8 so as to be input respectively to an abnormality judgment circuit 4. Then, the level of a signal which is output by the signal processing circuit 7 is corrected by the level of a signal which is output by the signal processing circuit 8, the level of the signal is compared with a reference level which has been stored in advance, and the abnormality of properties on the surface of the steel plate 1 is discriminated.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は表面検査装置に関し、例
えば鋼板などの表面の状態を光学的に検査する場合に利
用しうる。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a surface inspection apparatus, which can be used for optically inspecting the state of the surface of a steel plate or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば鉄鋼業の分野においては、鋼板な
どの表面の状態を光学的に検査することにより、表面あ
るいは表層部の欠陥の有無を検査することが従来より実
施されている。
2. Description of the Related Art In the field of the steel industry, for example, it has been conventionally practiced to optically inspect the surface condition of a steel sheet or the like to inspect for defects on the surface or the surface layer.

【0003】例えば特開昭58−204350号公報に
示されるように、この種の表面検査装置は、検査対象物
の表面に光を照射する照明装置と、前記検査対象物に照
射された光の正反射方向に設置された受光装置と、該受
光装置に入射した光に応じて前記検査対象物の表面の状
態を識別する識別装置を備えている。即ち、疵の有無に
応じて受光装置に入射する反射光の強度が変わるので、
受光量の違いにより疵の有無が識別できる。
As disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-204350, a surface inspection apparatus of this type includes an illuminating device for irradiating the surface of the inspection object with light and a light for irradiating the inspection object. A light receiving device installed in the regular reflection direction and an identification device for identifying the surface state of the inspection object according to the light incident on the light receiving device are provided. That is, the intensity of the reflected light entering the light receiving device changes depending on the presence or absence of a flaw.
The presence or absence of a flaw can be identified by the difference in the amount of received light.

【0004】また、特開平4−178541号公報の表
面検査装置では、受光装置は正反射方向でない位置に設
置し、照明装置は所定の曲率半径で湾曲した面が発光す
るように構成し、照明装置の焦点位置が検査位置と一致
するように配置してある。
Further, in the surface inspection apparatus disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 4-178541, the light receiving device is installed at a position not in the direction of specular reflection, and the illuminating device is constructed so that a curved surface with a predetermined radius of curvature emits light. The focus position of the device is arranged so as to coincide with the inspection position.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】この種の表面検査装置
においては、識別装置に入力される信号のS/N比が比
較的小さく、例えば、疵が存在する領域を検査する場合
に受光装置に入射する光の強度と、疵が存在しない領域
を検査する場合に受光装置に入射する光の強度との差が
小さく、それらの違いの識別が困難な場合がある。
In this type of surface inspection device, the signal-to-noise ratio of the signal input to the identification device is relatively small. For example, when a region having a flaw is inspected, a light receiving device is used. There is a small difference between the intensity of the incident light and the intensity of the light incident on the light receiving device when inspecting a region where there is no flaw, and it may be difficult to identify the difference.

【0006】ところで、検査対象物を搬送しながらその
表面を連続的に検査する場合には、検査対象物に振動が
生じるのは避けられない。検査対象物に厚み方向(表面
に垂直な方向)の振動が生じると、照明光の入射角が微
妙に変動するため、それに伴なって検査対象物からの反
射光の正反射方向も変動する。受光装置はある程度の広
さの視野を有しているので、反射光の正反射方向が変動
する場合であっても、連続的に正反射光を受光すること
ができる。しかしながら、反射光の正反射方向が変動す
ると、受光装置の視野内における検査対象物からの反射
光の強度分布が変動する。これによって、疵が存在する
領域を検査する場合に受光装置に入射する光の強度と、
疵が存在しない領域を検査する場合に受光装置に入射す
る光の強度との違いにも変動が生じ、疵の有無の判別に
誤りを生じ易くなる。
When the object to be inspected is continuously inspected while being conveyed, it is inevitable that the object to be inspected vibrates. When the inspection object vibrates in the thickness direction (direction perpendicular to the surface), the incident angle of the illumination light slightly changes, and accordingly the specular reflection direction of the reflected light from the inspection object also changes. Since the light-receiving device has a field of view to some extent, it is possible to continuously receive specularly reflected light even when the specularly reflected direction of the reflected light changes. However, when the regular reflection direction of the reflected light changes, the intensity distribution of the reflected light from the inspection object in the visual field of the light receiving device changes. With this, when inspecting an area where a flaw exists, the intensity of light incident on the light receiving device,
When inspecting a region where no flaw exists, the difference with the intensity of light incident on the light receiving device also varies, and it is easy to make an error in determining the presence or absence of a flaw.

【0007】従って本発明は、表面検査装置において、
検査対象面に振動が生じる場合であっても、その表面状
態の正しい識別を容易にすることを課題とする。
Therefore, the present invention provides a surface inspection apparatus,
Even if vibration occurs on the surface to be inspected, it is an object to facilitate correct identification of the surface state.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項1では、検査対象物(1)の表面に光を照射
する照明装置と、前記検査対象物に照射された光の正反
射方向に設置された受光装置(3)と、該受光装置に入
射した光に応じて前記検査対象物の表面の状態を識別す
る識別装置(4)を備える表面検査装置において:前記
照明装置に、互いに間隔をおいて隣接する2つの位置か
ら、前記検査対象物の表面の実質的に同一の検査位置に
向けて照明光を照射する照明機構(2,2B,2C,2
D,2E)を設ける。
In order to solve the above-mentioned problems, in claim 1, an illuminating device for irradiating the surface of the inspection object (1) with light, and specular reflection of the light irradiated on the inspection object. In a surface inspection device including a light receiving device (3) installed in a direction, and an identification device (4) for identifying the state of the surface of the inspection object according to the light incident on the light receiving device: An illumination mechanism (2, 2B, 2C, 2) for irradiating illumination light from two positions which are adjacent to each other and are spaced apart from each other toward substantially the same inspection position on the surface of the inspection object.
D, 2E) are provided.

【0009】また請求項2では、前記照明機構(2,2
C)は、互いに隣接する位置に設置された2つのスリッ
ト状の開口(51,52,51C,52C)と、これら
の開口に向けて光を照射する少なくとも1つの光源(2
01,211,221)と、該光源と前記開口との間に
設置された拡散板(203,213,223)を備え
る。
Further, in claim 2, the illumination mechanism (2, 2)
C) is two slit-shaped openings (51, 52, 51C, 52C) installed at positions adjacent to each other, and at least one light source (2) that emits light toward these openings.
01, 211, 221) and a diffusion plate (203, 213, 223) installed between the light source and the opening.

【0010】また請求項3では、前記照明機構(2B)
は、スリット状の開口(51B,52B)と、該開口に
向けて光を照射する光源(211,221)と、該光源
と前記開口との間に配置された光学レンズ(23,2
4)とを有する照明ユニット(21B,22B)を互い
に隣接する位置に2つ設置して構成され、これら2つの
照明ユニットの照明光の光軸が、互いに傾斜する形で配
置される。
Further, in claim 3, the illumination mechanism (2B).
Is a slit-shaped opening (51B, 52B), a light source (211, 221) for irradiating light toward the opening, and an optical lens (23, 2) arranged between the light source and the opening.
4) and two illumination units (21B, 22B) having the above are installed at positions adjacent to each other, and the optical axes of the illumination light of these two illumination units are arranged to be inclined with respect to each other.

【0011】また請求項4では、前記照明機構(2D)
は、ビ−ム状の光を出射する1つの光源(25)と、該
光源から出射される単一の光ビ−ムを2つの光ビ−ムに
分離するビ−ム分離機構(26,27)と、該ビ−ム分
離機構から出る2つの光ビ−ムの通路に配置された光学
レンズ(28)を備える。
Further, in claim 4, the illumination mechanism (2D)
Is a light source (25) that emits beam-like light, and a beam separation mechanism (26, 26) that separates a single light beam emitted from the light source into two light beams. 27) and an optical lens (28) arranged in the path of the two light beams emerging from the beam separating mechanism.

【0012】また請求項5では、前記照明機構は、前記
光源と光出射口との間に設置された可変絞り機構(20
4,214,224)を備える。
According to a fifth aspect of the invention, the illumination mechanism is a variable diaphragm mechanism (20) installed between the light source and the light exit port.
4, 214, 224).

【0013】また請求項6では、前記照明装置の少なく
とも絞り機構の位置を照明光の光軸方向に対して移動自
在に支持する可動機構(40,41,42)を備える。
According to a sixth aspect of the invention, there is provided a movable mechanism (40, 41, 42) for movably supporting at least the position of the diaphragm mechanism of the illuminating device in the optical axis direction of the illumination light.

【0014】なお上記括弧内に示した記号は、後述する
実施例中の対応する要素の符号を参考までに示したもの
であるが、本発明の各構成要素は実施例中の具体的な要
素のみに限定されるものではない。
The symbols shown in the parentheses indicate the reference numerals of the corresponding elements in the embodiments described later for reference. However, each component of the present invention is a specific element in the embodiments. It is not limited to only.

【0015】[0015]

【作用】例えば図1に示すように、光源からの光がある
入射角θ1で検査対象物の表面に入射する場合、θ1と
等しい反射角θ2(即ち正反射方向)を中心としてある
程度の広がりをもった範囲に反射光が向かう。つまり、
反射光強度分布は次式で表わされる。
For example, as shown in FIG. 1, when light from the light source is incident on the surface of the inspection object at a certain incident angle θ1, there is a certain spread around the reflection angle θ2 (that is, the regular reflection direction) equal to θ1. Reflected light goes to the area that it has. That is,
The reflected light intensity distribution is expressed by the following equation.

【0016】[0016]

【数1】反射光強度分布=入射光強度分布*反射分布特
性 *:コンボリュ−ション 例えば検査対象物が鋼板である場合には、反射分布特性
は主として鋼板の表面粗度に応じて定まる。そして、鋼
板の表面性状が異常であると、反射分布特性も変わるの
で、検査対象物の正常部と異常部とでは図1に示すよう
に、反射光強度分布が変わる。
## EQU1 ## Reflected light intensity distribution = incident light intensity distribution * reflection distribution characteristic *: convolution For example, when the inspection object is a steel sheet, the reflection distribution characteristic is mainly determined according to the surface roughness of the steel sheet. If the surface property of the steel sheet is abnormal, the reflection distribution characteristic also changes, so that the reflected light intensity distribution changes between the normal portion and the abnormal portion of the inspection object as shown in FIG.

【0017】一方、反射光が入射する受光器の視野角θ
vは、ある程度の大きさを有しているので、図1のよう
に正反射方向に受光器を配置すると、反射光強度分布の
うち、視野角θvに含まれる範囲の反射光の全エネルギ
−に相当する光量が受光器によって検出される。
On the other hand, the viewing angle θ of the light receiver on which the reflected light is incident
Since v has a certain magnitude, when the light receiver is arranged in the regular reflection direction as shown in FIG. 1, the total energy of the reflected light in the range included in the viewing angle θv in the reflected light intensity distribution is −. The light amount corresponding to is detected by the light receiver.

【0018】例えば図2に示すθv1が受光器の視野で
ある場合には、視野θv1に含まれるエネルギ−の総和
が異常部の反射光と正常部の反射光とで明らかに異なっ
ているので、受光器の検出レベルを判定することによっ
て、検査対象面が正常部か異常部かを識別することが可
能である。ところが、例えば図2に示すθv2が受光器
の視野である場合には、視野の中央付近では「異常部」
>「正常部」であり、逆に視野の周辺部では「異常部」
<「正常部」であるため、視野θv2に含まれるエネル
ギ−の総和は、異常部の反射光と正常部の反射光とで大
きな差がなく、視野の大きさの僅かな違いによって、両
者の大小関係が逆転する可能性がある。従って、視野が
θv2である場合には、受光器に得られる信号のS/N
比が非常に低く、信頼性の高い検査ができない。
For example, when θv1 shown in FIG. 2 is the visual field of the light receiver, the total energy contained in the visual field θv1 is obviously different between the reflected light in the abnormal portion and the reflected light in the normal portion. By determining the detection level of the light receiver, it is possible to identify whether the surface to be inspected is a normal part or an abnormal part. However, for example, when θv2 shown in FIG. 2 is the field of view of the light receiver, the “abnormal part” appears near the center of the field of view.
>"Normalpart", and conversely "abnormal part" in the peripheral part of the visual field
<Because it is a “normal part”, the total energy contained in the visual field θv2 does not have a large difference between the reflected light of the abnormal part and the reflected light of the normal part, and due to the slight difference in the size of the visual field, The magnitude relationship may be reversed. Therefore, when the field of view is θv2, the S / N of the signal obtained by the photodetector is
The ratio is so low that reliable testing is not possible.

【0019】また、図2に示すθv1が受光器の視野角
と一致する場合であっても、視野の中心が、反射光強度
のピ−クの方向と一致していなければ、視野がθv2で
ある場合と同様に、信頼性の高い検査ができない。実際
には、例えば鋼板を搬送しながらその表面を検査する場
合には、鋼板がその厚み方向に振動するため、照明光の
鋼板への入射角が微妙に変動し、鋼板からの反射光の向
かう方向も変動するため、受光器の視野内での反射光強
度分布に変動が現われる。従って、受光器に得られる信
号のS/N比が非常に低く、信頼性の高い検査ができな
い。特に、反射角の違いに対する反射光強度の変化が大
きく、例えば図2に示すように反射強度分布パタ−ンの
カ−ブが急俊であると、鋼板の振動に対する検査装置の
許容範囲が小さくなる。
Even if θv1 shown in FIG. 2 matches the viewing angle of the light receiver, if the center of the viewing field does not match the direction of the peak of the reflected light intensity, the viewing field is θv2. As with some cases, reliable testing is not possible. In fact, for example, when inspecting the surface of a steel sheet while it is being transported, the steel sheet vibrates in its thickness direction, so the incident angle of the illumination light on the steel sheet slightly changes, and the reflected light from the steel sheet is directed. Since the direction also fluctuates, the reflected light intensity distribution in the visual field of the light receiver fluctuates. Therefore, the S / N ratio of the signal obtained by the light receiver is very low, and highly reliable inspection cannot be performed. In particular, the change in the reflected light intensity with respect to the difference in the reflection angle is large. For example, when the curve of the reflected intensity distribution pattern is steep as shown in FIG. 2, the allowable range of the inspection device for the vibration of the steel sheet is small. Become.

【0020】一方、請求項1の装置においては、互いに
間隔をおいて隣接する2つの位置から、前記検査対象物
の表面の実質的に同一の検査位置に向けて照明光を照射
する照明機構(2,2B,2C,2D,2E)が備わっ
ている。即ち、検査対象物表面の検査位置から見ると互
いに近接する2カ所に光源が存在するため、検査位置に
おける入射光(照明光)の入射角度方向の強度分布は、
例えば図9に示す特性CBのようになる。また図9に示
すように、反射光強度分布は、入射光強度分布の違いに
応じて変化し、入射光強度分布が特性CAの場合(光源
位置が1カ所の場合)には反射光強度分布は特性CCの
ようになり、入射光強度分布が特性CBの場合には反射
光強度分布は特性CDのようになる。
On the other hand, in the apparatus according to the first aspect, the illumination mechanism for irradiating the illumination light from the two positions which are adjacent to each other with a space therebetween, toward the substantially same inspection position on the surface of the inspection object ( 2, 2B, 2C, 2D, 2E). That is, when viewed from the inspection position on the surface of the inspection object, the light sources are present at two locations that are close to each other, so the intensity distribution of the incident light (illumination light) in the incident angle direction at the inspection position is
For example, the characteristic CB shown in FIG. 9 is obtained. Further, as shown in FIG. 9, the reflected light intensity distribution changes according to the difference in the incident light intensity distribution, and when the incident light intensity distribution has the characteristic CA (when there is one light source position), the reflected light intensity distribution Has a characteristic CC, and when the incident light intensity distribution has a characteristic CB, the reflected light intensity distribution has a characteristic CD.

【0021】例えば図9の反射光強度分布において、
「正常部<異常部」である範囲は、特性CCがθx1、
特性CDがθx2であり、明らかに「θx1<θx2」
である。前述のように、検査対象物の振動などによって
反射光の角度が変化すると、反射光強度のピ−クの方向
と、受光器の視野中心軸方向とがずれる。例えば、図9
の特性CCの例において、受光器の視野がθx1である
場合、反射光の方向が受光器の視野中心軸方向から少し
でもずれると、視野の範囲に「正常部>異常部」の領域
が含まれるので、正常/異常の識別が難しくなる。一
方、図9の特性CDの例において、受光器の視野がθx
1である場合、反射光の方向が受光器の視野中心軸方向
から(θx2−θx1)/2だけずれたとしても、視野
の全域に渡って「正常部<異常部」であるため、正常/
異常の識別が容易である。つまり本発明では、実質上の
光源位置を互いに近接した2カ所に配置することによっ
て、検査対象物の振動による検査への悪影響を緩和する
ことができる。
For example, in the reflected light intensity distribution of FIG.
In the range of “normal part <abnormal part”, the characteristic CC is θx1,
Characteristic CD is θx2, clearly “θx1 <θx2”
Is. As described above, when the angle of the reflected light changes due to the vibration of the inspection object or the like, the peak direction of the reflected light intensity deviates from the direction of the central axis of the field of view of the light receiver. For example, in FIG.
In the example of the characteristic CC in the case where the field of view of the light receiver is θx1, if the direction of the reflected light is slightly deviated from the direction of the central axis of the field of view of the light receiver, the range of the field of view includes the region of “normal part> abnormal part”. Therefore, it is difficult to distinguish between normal and abnormal. On the other hand, in the example of the characteristic CD in FIG. 9, the field of view of the light receiver is θx.
In the case of 1, even if the direction of the reflected light deviates by (θx2-θx1) / 2 from the direction of the central axis of the field of view of the light receiver, “normal part <abnormal part” is satisfied over the entire area of the field of view.
It is easy to identify abnormalities. That is, according to the present invention, by arranging the substantial light source positions at two positions close to each other, it is possible to mitigate the adverse effect on the inspection due to the vibration of the inspection object.

【0022】なお、光源位置を互いに近接した2箇所と
し、2つの光源位置の間に間隔を設けることによって、
図9の特性CDのような反射光強度分布を得ることがで
きるが、例えば特開平4−178541号公報に示され
るように、単に広い範囲から照明光を照射しても特性C
Dのような反射光強度分布は得られない。
By setting the light source positions at two positions close to each other and providing a space between the two light source positions,
A reflected light intensity distribution like the characteristic CD in FIG. 9 can be obtained. However, as shown in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-178541, the characteristic C can be obtained by simply irradiating illumination light from a wide range.
A reflected light intensity distribution like D cannot be obtained.

【0023】請求項2においては、互いに隣接する位置
に設置された2つのスリット状の開口(51,52,5
1C,52C)と、これらの開口に向けて光を照射する
少なくとも1つの光源(201,211,221)と、
該光源と前記開口との間に設置された拡散板(203,
213,223)が前記照明機構(2,2C)に備わっ
ている。2つのスリット状の開口を設けることによっ
て、光源位置を互いに近接した2カ所に設けることがで
きる。また、光源と開口との間に拡散板を設置すること
によって、照明装置の各光軸の方向を精密に調整しなく
ても、検査面に入射する照明光の入射光強度分布を図1
0に示すように均一化することができ、これによって反
射光強度分布のパタ−ンを安定化するとともに、反射光
強度分布の正常/異常の識別が容易な範囲をより広くす
ることができる。
In the second aspect, two slit-shaped openings (51, 52, 5) installed at positions adjacent to each other.
1C, 52C) and at least one light source (201, 211, 221) for irradiating light toward these openings,
A diffuser plate (203, installed between the light source and the opening)
213, 223) are provided in the illumination mechanism (2, 2C). By providing the two slit-shaped openings, the light source positions can be provided at two locations close to each other. Further, by disposing a diffuser plate between the light source and the opening, the incident light intensity distribution of the illumination light incident on the inspection surface can be obtained without adjusting the directions of the respective optical axes of the illuminating device precisely.
As shown in 0, the pattern of the reflected light intensity distribution can be stabilized, and the range where the normal / abnormal of the reflected light intensity distribution can be easily distinguished can be widened.

【0024】請求項3においては、スリット状の開口
(51B,52B)と、該開口に向けて光を照射する光
源(211,221)と、該光源と前記開口との間に配
置された光学レンズ(23,24)とを有する照明ユニ
ット(21B,22B)が互いに隣接する位置に2つ設
置され、2つの照明ユニットの照明光の光軸が、互いに
傾斜する形で配置される。各々の照明ユニットにおい
て、光源から出た光は光学レンズ(23,24)で集光
され、開口(51B,52B)を通って所定位置に焦点
を結ぶ。2つの照明ユニットの光軸の傾きを調整するこ
とによって、2カ所から出る照明光が検査対象物上の1
つの検査位置で焦点を結ぶように設定することができ
る。これにより、検査位置での入射光強度分布を、図1
0に示すように均一化することができる。
In the third aspect, the slit-shaped openings (51B, 52B), the light sources (211, 221) for irradiating light toward the openings, and the optics arranged between the light sources and the openings. Two illumination units (21B, 22B) having lenses (23, 24) are installed at positions adjacent to each other, and the optical axes of the illumination light of the two illumination units are arranged to be inclined with respect to each other. In each illumination unit, the light emitted from the light source is condensed by the optical lenses (23, 24), passes through the openings (51B, 52B), and is focused at a predetermined position. By adjusting the inclinations of the optical axes of the two illumination units, the illumination light emitted from two locations can be adjusted to one on the inspection object.
It can be set to focus at one inspection position. As a result, the incident light intensity distribution at the inspection position is shown in FIG.
It can be made uniform as indicated by 0.

【0025】また請求項4では、1つの光源(25)か
ら出射される単一の光ビ−ムは、ビ−ム分離機構(2
6,27)を通って2つの光ビ−ムに分離され、各々の
光ビ−ムは光学レンズ(28)で集光されて検査対象物
上の1つの検査位置で焦点を結ぶように設定される。こ
れにより、検査位置での入射光強度分布を、図10に示
すように平担化することができる。
According to a fourth aspect of the present invention, a single light beam emitted from one light source (25) is a beam separating mechanism (2).
6, 27) and separated into two light beams, and each light beam is focused by an optical lens (28) and focused at one inspection position on the inspection object. To be done. This makes it possible to flatten the incident light intensity distribution at the inspection position as shown in FIG.

【0026】また請求項5では、前記光源と光出射口と
の間に可変絞り機構(204,214,224)が設置
されている。絞り量(例えば開口幅)を調整することに
より、入射光強度分布の広がり幅(図10のθw1,θ
w2,θw3)を変えることができる。入射光強度分布
の広がり幅を変えると、それに伴なって、反射光強度分
布のパタ−ンが変化する。従って、反射光強度分布のパ
タ−ンが最も好ましくなるように(反射光強度分布上の
異常有/無に応じた差が生じる範囲(θx1〜θx5)
が広く、しかも差が大きくなるように)調整することが
可能である。
Further, in the present invention, the variable diaphragm mechanism (204, 214, 224) is installed between the light source and the light emitting port. By adjusting the aperture amount (for example, aperture width), the spread width of the incident light intensity distribution (θw1, θ in FIG. 10)
w2, θw3) can be changed. When the spread width of the incident light intensity distribution is changed, the pattern of the reflected light intensity distribution changes accordingly. Therefore, the pattern of the reflected light intensity distribution should be the most preferable (the range (θx1 to θx5) in which the difference according to the presence / absence of abnormality in the reflected light intensity distribution occurs)
Is wide and the difference is large) can be adjusted.

【0027】また請求項6では、可動機構(40,4
1,42)の調整により、絞り機構の位置を照明光の光
軸方向に対して移動することができる。絞り機構の位置
を照明光の光軸方向に対して移動すると、絞り量(例え
ば開口幅)が一定であっても、入射光強度分布の広がり
幅(図10のθw1,θw2,θw3)を変えることが
できる。従って、反射光強度分布のパタ−ンが最も好ま
しくなるように(反射光強度分布上の異常有/無に応じ
た差が生じる範囲(θx1〜θx5)が広く、しかも差
が大きくなるように)調整することが可能である。
In the sixth aspect, the movable mechanism (40, 4
1, 42), the position of the diaphragm mechanism can be moved in the optical axis direction of the illumination light. When the position of the diaphragm mechanism is moved in the optical axis direction of the illumination light, the spread width (θw1, θw2, θw3 in FIG. 10) of the incident light intensity distribution is changed even if the diaphragm amount (for example, the aperture width) is constant. be able to. Therefore, the pattern of the reflected light intensity distribution should be most preferable (so that the range (θx1 to θx5) in which the difference depending on the presence / absence of abnormality in the reflected light intensity distribution is wide and the difference becomes large) It is possible to adjust.

【0028】図3の例では、入射角の広がりθL(図1
0のθw1〜θw3に相当)が5度,10度,15度及
び30度の4種類のそれぞれの場合について、入射光強
度分布と反射光強度分布(正常部と異常部のそれぞれ)
を示している。図3を参照すると、入射角の広がりθL
に応じて、反射光強度分布のパタ−ンが変化するのが分
かる。また、受光器の視野角θvとして図3のように一
定の範囲を想定すると、視野角θv内のエネルギ−の総
和、即ち受光器が受光する光量は、入射角の広がりθL
に応じて変化することが分かる。
In the example of FIG. 3, the incident angle spread θL (see FIG.
(Corresponding to θw1 to θw3 of 0) is 4 degrees of 5 degrees, 10 degrees, 15 degrees, and 30 degrees, respectively, and incident light intensity distribution and reflected light intensity distribution (normal portion and abnormal portion, respectively)
Is shown. Referring to FIG. 3, the incident angle spread θL
It can be seen that the pattern of the reflected light intensity distribution changes in accordance with. Further, assuming a certain range as the viewing angle θv of the light receiver, as shown in FIG. 3, the total energy within the viewing angle θv, that is, the amount of light received by the light receiver is the spread of the incident angle θL.
It turns out that it changes according to.

【0029】図3の例では、入射角の広がりθLが5度
又は10度の場合には、視野内に「異常部」>「正常
部」の領域と、「異常部」<「正常部」の領域が含まれ
ているため、両者の相殺によって、視野θvに含まれる
エネルギ−の総和には、異常部の反射光と正常部の反射
光とで大きな差が生じない。また、入射角の広がりθL
が30度の場合には、視野内の全域において、ほぼ「異
常部」=「正常部」であるため、視野θvに含まれるエ
ネルギ−の総和には、異常部の反射光と正常部の反射光
とで大きな差が生じない。一方、入射角の広がりθLが
15度の場合には、視野内の全域において、ほぼ「異常
部」>「正常部」であるため、視野θvに含まれるエネ
ルギ−の総和も「異常部」>「正常部」となり、受光器
が受光する光量に基づいて、異常の有無を容易に識別で
きる。
In the example of FIG. 3, when the incident angle spread θL is 5 degrees or 10 degrees, an area of "abnormal part">"normalpart" and "abnormal part"<"normalpart" in the visual field. Since the area is included, the total amount of energy included in the visual field θv does not significantly differ between the reflected light of the abnormal portion and the reflected light of the normal portion due to the cancellation of the two areas. Also, the spread of the incident angle θL
Is 30 degrees, the "abnormal part" = "normal part" in the entire visual field. Therefore, the total energy contained in the visual field θv is the reflected light of the abnormal part and the reflection of the normal part. There is no big difference with light. On the other hand, when the incident angle spread θL is 15 degrees, the total sum of the energy contained in the visual field θv is also “abnormal part”> because the “abnormal part”> “normal part” in the entire visual field. It becomes a "normal part", and the presence or absence of abnormality can be easily identified based on the amount of light received by the light receiver.

【0030】従って、検査対象物が振動しない場合であ
れば、照明装置の可変絞りを操作して照明光の入射角の
広がりθLを調整することによって、異常の識別が容易
な状態(例えば、図3のθL=15度の状態)に設定す
ることができる。このような照明の調整によって、検査
の信頼性が大幅に向上する。
Therefore, if the object to be inspected does not vibrate, the variable diaphragm of the illumination device is operated to adjust the spread θL of the incident angle of the illumination light so that the abnormality can be easily identified (for example, as shown in FIG. 3 (θL = 15 degrees). The adjustment of such illumination significantly improves the reliability of the inspection.

【0031】[0031]

【実施例】一実施例の表面検査装置全体の構成を図4に
示す。この表面検査装置は、図4を参照すると、照明装
置2,ラインセンサカメラ3,6,信号処理回路7,
8,及び異常判別回路4を備えている。検査対象物であ
る鋼板1は、図中にYで示す長手方向に一定の速度で搬
送されながら検査される。
EXAMPLE FIG. 4 shows the configuration of the entire surface inspection apparatus of one example. Referring to FIG. 4, this surface inspection apparatus includes an illumination device 2, a line sensor camera 3, 6, a signal processing circuit 7,
8 and an abnormality determination circuit 4. The steel sheet 1 as the inspection object is inspected while being conveyed at a constant speed in the longitudinal direction indicated by Y in the drawing.

【0032】照明装置2は、図示しない支持機構によっ
て、上方から吊り下げられ固定されている。照明装置2
は、光出射口5から鋼板1の表面に向かって照明光を照
射するが、後述するように照明装置2の実質的な光出射
口は互いに近接した2カ所に設けられている。そして、
2カ所の光出射口から出る光は、いずれも鋼板1上の同
一の検査位置PLを同時に照明するように構成されてい
る。また、2カ所の光出射口から出る照明光の中心軸の
方向は、鋼板1の表面に対して、位置PLでそれぞれ角
度θ1aおよびθ1bだけ傾くように配置されている。
照明装置2から出る光は、鋼板1の幅方向(X方向)の
全体を同時に照明する。つまり、照明装置2から出る各
照明光の中心軸と鋼板1表面とが交叉する位置PLにお
いては、照明光の中心軸と鋼板1表面とのなす角度、即
ち光の入射角度が、それぞれθ1aおよびθ1bにな
る。
The illumination device 2 is suspended and fixed from above by a support mechanism (not shown). Lighting device 2
Illuminates the illumination light from the light exit port 5 toward the surface of the steel plate 1. However, as will be described later, the substantial light exit ports of the illuminating device 2 are provided at two locations close to each other. And
The light emitted from the two light emission ports is configured to simultaneously illuminate the same inspection position PL on the steel plate 1. Further, the directions of the central axes of the illumination light emitted from the two light emission ports are arranged so as to be inclined with respect to the surface of the steel sheet 1 at the angles PL and θ1a and θ1b, respectively.
The light emitted from the lighting device 2 simultaneously illuminates the entire width direction (X direction) of the steel plate 1. That is, at the position PL where the central axis of each illumination light emitted from the lighting device 2 and the surface of the steel plate 1 intersect, the angle formed by the central axis of the illumination light and the surface of the steel plate 1, that is, the incident angle of light is θ1a and θ1a, respectively. becomes θ1b.

【0033】但し、後述するように、スリットを通して
照明しているため、位置PLでの照明光の入射角度は、
図3に示すように幅θLの広がりを有している。幅θL
の大きさは、スリット幅に応じて定まる。
However, as will be described later, since the illumination is performed through the slit, the incident angle of the illumination light at the position PL is
As shown in FIG. 3, it has a width θL. Width θL
The size of is determined according to the slit width.

【0034】一方、ラインセンサカメラ3は、その視野
の中心軸が、鋼板1上の前記位置PLに向かうように位
置決めされ固定されている。また、鋼板1上の位置PL
で鋼板1表面とラインセンサカメラ3の視野の中心軸と
のなす角度θ2が、照明装置2から鋼板1に入射する照
明光の入射角θ1(前記角度θ1aとθ1bの中間の角
度)と一致するように位置決めされている。即ち、ライ
ンセンサカメラ3は、照明装置2から出て鋼板1表面で
反射する照明光の正反射方向に向けて配置されている。
On the other hand, the line sensor camera 3 is positioned and fixed so that the central axis of its field of view faces the position PL on the steel plate 1. Further, the position PL on the steel plate 1
The angle θ2 between the surface of the steel plate 1 and the central axis of the field of view of the line sensor camera 3 coincides with the incident angle θ1 of the illumination light incident on the steel plate 1 from the lighting device 2 (the angle between the angles θ1a and θ1b). Is positioned as. That is, the line sensor camera 3 is arranged toward the regular reflection direction of the illumination light emitted from the illumination device 2 and reflected on the surface of the steel plate 1.

【0035】図1に示すように、光源からの光がある入
射角θ1で検査対象物の表面に入射する場合、θ1と等
しい反射角θ2(即ち正反射方向)を中心としてある程
度の広がりをもった範囲に反射光が向かう。つまり、反
射光強度分布は次式で表わされる。
As shown in FIG. 1, when the light from the light source is incident on the surface of the object to be inspected at a certain incident angle θ1, there is a certain spread around the reflection angle θ2 (that is, the regular reflection direction) equal to θ1. The reflected light goes to the area where That is, the reflected light intensity distribution is expressed by the following equation.

【0036】[0036]

【数2】 反射光強度分布=入射光強度分布*表面の反射分布特性 *:コンボリュ−ション 検査対象物が鋼板である場合には、反射分布特性は主と
して鋼板の表面粗度に応じて定まる。そして、鋼板の表
面性状が異常であると、反射分布特性も変わるので、検
査対象物の正常部と異常部とでは図1に示すように、反
射光強度分布が変わる。この反射光強度分布の違いを、
ラインセンサカメラ3が検出した信号から識別すること
によって、鋼板の表面性状の異常の有無(疵の有無等)
が判別される。ラインセンサカメラ3は、X軸方向に1
列に並ぶ多数(例えば4096個)の受光素子を内蔵し
ており、鋼板1上の位置PLにおける全幅の各位置から
の反射光を同時にそれぞれの受光素子が受光する。従っ
て、機械的な走査を実施することなく、幅方向の全体の
検査を1回で実施することができる。また、検査対象物
の幅が広い場合には、光源および検出器の組を幅方向に
多数配列することにより、全幅の検査をすることができ
る。
## EQU00002 ## Reflected light intensity distribution = incident light intensity distribution * surface reflection distribution characteristic *: convolution When the inspection object is a steel sheet, the reflection distribution characteristic is mainly determined according to the surface roughness of the steel sheet. If the surface property of the steel sheet is abnormal, the reflection distribution characteristic also changes, so that the reflected light intensity distribution changes between the normal portion and the abnormal portion of the inspection object as shown in FIG. This difference in reflected light intensity distribution
Whether or not there is an abnormality in the surface properties of the steel plate by distinguishing from the signal detected by the line sensor camera 3 (presence or absence of a flaw, etc.)
Is determined. The line sensor camera 3 is 1 in the X-axis direction.
A large number (for example, 4096) of light receiving elements arranged in a row are built in, and the respective light receiving elements simultaneously receive the reflected light from each position of the full width at the position PL on the steel plate 1. Therefore, the entire inspection in the width direction can be performed once without performing mechanical scanning. When the width of the inspection object is wide, the entire width can be inspected by arranging a large number of sets of light sources and detectors in the width direction.

【0037】一方、もう1つのラインセンサカメラ6
は、その視野の中心軸が、鋼板1上の前記位置PLに向
かうように位置決めされ固定されているが、視野の中心
軸が、鋼板1の表面に対して垂直になるように、位置P
Lの上方に設置されている。従って、ラインセンサカメ
ラ6は、鋼板1の表面で乱反射した光の成分を検出す
る。ラインセンサカメラ6も、X軸方向に1列に並ぶ多
数(例えば4096個)の受光素子を内蔵しており、鋼
板1上の位置PLにおける全幅の各位置からの反射光を
同時にそれぞれの受光素子が受光する。
On the other hand, another line sensor camera 6
Is positioned and fixed such that the central axis of the visual field is directed to the position PL on the steel plate 1, but the central axis of the visual field is perpendicular to the surface of the steel plate 1 at the position P.
It is installed above L. Therefore, the line sensor camera 6 detects the component of the light diffusely reflected on the surface of the steel plate 1. The line sensor camera 6 also has a large number (for example, 4096) of light receiving elements arranged in a line in the X-axis direction, and simultaneously receives the reflected light from each position of the full width at the position PL on the steel plate 1, respectively. Receives light.

【0038】なお、乱反射光を検出するラインセンサカ
メラ6を省略しても、鋼板表面性状の異常の有無を判別
することはできる。この実施例では、鋼板1の種類が変
化したり、照明装置2やラインセンサカメラ3の設置状
態が変化した場合であっても、無調整で鋼板表面性状の
異常を判別できるように、補助的にラインセンサカメラ
6を設置してある。
Even if the line sensor camera 6 for detecting diffused reflection light is omitted, it is possible to determine whether or not there is an abnormality in the surface property of the steel plate. In this embodiment, even if the type of the steel plate 1 is changed or the installation state of the lighting device 2 or the line sensor camera 3 is changed, it is possible to determine the abnormality of the steel plate surface property without adjustment so as to be an auxiliary. The line sensor camera 6 is installed in the.

【0039】ラインセンサカメラ3が出力する信号は信
号処理回路7を通り、ラインセンサカメラ6が出力する
信号は信号処理回路8を通り、それぞれ異常判別回路4
に入力される。異常判別回路4は、信号処理回路7が出
力する信号のレベル(ラインセンサカメラ3が検出した
各位置からの正反射光の光量レベル)を信号処理回路8
が出力する信号のレベル(ラインセンサカメラ6が検出
した各位置からの乱反射光の光量レベル)で補正した
後、その信号レベルを予め記憶している基準レベルと比
較して、両者の違いが所定以上である場合に、鋼板1の
表面性状が異常であると判別し、それ以外の場合には正
常と判別する。基準レベルは、予め目視検査などのより
表面性状が正常であると確認された鋼板の表面をライン
センサカメラ3,6によって検査した時に得られた信号
レベルであり、この基準レベルは特別な更新指示がある
まで異常判別回路4に保持される。
The signal output from the line sensor camera 3 passes through the signal processing circuit 7, the signal output from the line sensor camera 6 passes through the signal processing circuit 8, and the abnormality determination circuit 4 respectively.
Is input to The abnormality determination circuit 4 determines the level of the signal output by the signal processing circuit 7 (the light amount level of the specular reflection light from each position detected by the line sensor camera 3).
Is corrected by the level of the signal output by the line sensor (the light amount level of the diffused reflected light from each position detected by the line sensor camera 6), and then the signal level is compared with a prestored reference level to determine a difference between the two. When it is above, it is determined that the surface property of the steel sheet 1 is abnormal, and when it is other than that, it is determined that it is normal. The reference level is a signal level obtained by inspecting the surface of the steel sheet whose surface property is confirmed to be more normal by visual inspection or the like with the line sensor cameras 3 and 6, and the reference level is a special update instruction. It is held in the abnormality determination circuit 4 until there is.

【0040】図4に示した照明装置2の縦断面図を図5
に示す。図5を参照すると、この照明装置2は互いに同
一構成の2つの照明機構21および22を上下に重ね合
せて構成してある。照明機構21および22のそれぞれ
は、X軸方向に延びる直管状の蛍光灯ランプ211,2
21と、放物面鏡212,222と、透光性の拡散板2
13,223と、光出射口の近傍に配置された可変絞り
機構214,224を備えている。
FIG. 5 is a vertical sectional view of the illuminating device 2 shown in FIG.
Shown in Referring to FIG. 5, the lighting device 2 is configured by vertically stacking two lighting mechanisms 21 and 22 having the same structure. Each of the illumination mechanisms 21 and 22 has a straight tube-shaped fluorescent lamp 211, 2 extending in the X-axis direction.
21, parabolic mirrors 212 and 222, and a translucent diffusion plate 2
13 and 223, and variable diaphragm mechanisms 214 and 224 arranged near the light exit port.

【0041】蛍光灯ランプ211から出る光は、放物面
鏡212で反射して、矢印A方向に向かうほぼ平行な光
束になる。更に、この光束は拡散板213を透過して矢
印B方向に拡散し、その一部分が可変絞り機構214に
よって形成されるスリット状の開口51を通って矢印A
方向及びその軸に対して少し傾斜した方向に、つまり鋼
板1の表面に向かう方向に出射される。同様に、蛍光灯
ランプ221から出る光は、放物面鏡222で反射し
て、矢印A方向に向かうほぼ平行な光束になる。更に、
この光束は拡散板223を透過して矢印B方向に拡散
し、その一部分が可変絞り機構224によって形成され
るスリット状の開口52を通って矢印A方向及びその軸
に対して少し傾斜した方向に出射される。
The light emitted from the fluorescent lamp 211 is reflected by the parabolic mirror 212 and becomes a substantially parallel light beam in the direction of arrow A. Further, this light flux passes through the diffusion plate 213 and is diffused in the direction of arrow B, and a part thereof passes through the slit-shaped opening 51 formed by the variable diaphragm mechanism 214 and arrow A
Direction and a direction slightly inclined with respect to the axis thereof, that is, in the direction toward the surface of the steel plate 1. Similarly, the light emitted from the fluorescent lamp 221 is reflected by the parabolic mirror 222 and becomes a substantially parallel luminous flux in the arrow A direction. Furthermore,
This light flux passes through the diffusion plate 223 and diffuses in the direction of arrow B, and a part thereof passes through the slit-shaped opening 52 formed by the variable diaphragm mechanism 224 in the direction of arrow A and a direction slightly inclined with respect to its axis. Is emitted.

【0042】可変絞り機構214は、可撓性の材料で構
成される長方形(薄板状)の遮光板215および217
を上下に備えている。遮光板215は、照明機構21の
ケ−シング内壁とロ−ラ216によって挟まれ、ケ−シ
ング内壁の形状に従って変形している。ロ−ラ216
は、回動自在に支持されており、また図示しない電気モ
−タの駆動軸に連結されている。この電気モ−タを駆動
すると、ロ−ラ216が回動し、それに伴なって遮光板
215が移動する。同様に、遮光板217は、照明機構
21のケ−シング内壁とロ−ラ218によって挟まれ、
ケ−シング内壁の形状に従って変形している。ロ−ラ2
18は、回動自在に支持されており、また前記電気モ−
タの駆動軸に連結されている。電気モ−タを駆動する
と、ロ−ラ218が回動し、それに伴なって遮光板21
7が移動する。
The variable diaphragm mechanism 214 has rectangular (thin plate) light-shielding plates 215 and 217 made of a flexible material.
Is equipped with up and down. The light shielding plate 215 is sandwiched by the casing inner wall of the illumination mechanism 21 and the roller 216, and is deformed according to the shape of the casing inner wall. Roller 216
Is rotatably supported and is connected to a drive shaft of an electric motor (not shown). When this electric motor is driven, the roller 216 rotates, and the light shielding plate 215 moves accordingly. Similarly, the light shielding plate 217 is sandwiched between the casing inner wall of the illumination mechanism 21 and the roller 218,
It is deformed according to the shape of the inner wall of the casing. Roller 2
18 is rotatably supported, and the electric motor 18 is
Is connected to the drive shaft of the motor. When the electric motor is driven, the roller 218 rotates, and along with that, the light shielding plate 21.
7 moves.

【0043】同様に、可変絞り機構224は、可撓性の
材料で構成される長方形(薄板状)の遮光板225およ
び227を上下に備えている。遮光板225は、照明機
構22のケ−シング内壁とロ−ラ226によって挟ま
れ、ケ−シング内壁の形状に従って変形している。ロ−
ラ226は、回動自在に支持されており、また前記電気
モ−タの駆動軸に連結されている。電気モ−タを駆動す
ると、ロ−ラ226が回動し、それに伴なって遮光板2
25が移動する。同様に、遮光板227は、照明機構2
2のケ−シング内壁とロ−ラ228によって挟まれ、ケ
−シング内壁の形状に従って変形している。ロ−ラ22
8は、回動自在に支持されており、また前記電気モ−タ
の駆動軸に連結されている。電気モ−タを駆動すると、
ロ−ラ228が回動し、それに伴なって遮光板227が
移動する。
Similarly, the variable diaphragm mechanism 224 is provided with rectangular (thin plate-shaped) light shielding plates 225 and 227 made of a flexible material in the upper and lower directions. The light shielding plate 225 is sandwiched by the casing inner wall of the illumination mechanism 22 and the roller 226, and is deformed according to the shape of the casing inner wall. B
The rotor 226 is rotatably supported and is connected to the drive shaft of the electric motor. When the electric motor is driven, the roller 226 rotates, and along with that, the light shielding plate 2
25 moves. Similarly, the light blocking plate 227 is used for the illumination mechanism 2
It is sandwiched between the inner casing wall 2 and the roller 228 and is deformed according to the shape of the inner casing wall. Roller 22
8 is rotatably supported and is also connected to the drive shaft of the electric motor. When you drive an electric motor,
The roller 228 rotates, and the light blocking plate 227 moves accordingly.

【0044】この実施例では、前記電気モ−タを正転駆
動すると、遮光板215,225が上昇し、遮光板21
7,227が下降する。また、電気モ−タを逆転駆動す
ると、遮光板215,225が下降し、遮光板217,
227が上昇する。従って、前記電気モ−タを正転駆動
すれば、遮光板215,217の間の開口51のスリッ
ト幅Wsb、ならびに遮光板225,227の間の開口
52のスリット幅Wsaが大きくなり、逆転駆動すれ
ば、スリット幅Wsb,Wsaが小さくなる。この電気
モ−タの正転駆動,逆転駆動,及び停止の制御は、図示
しないスイッチの操作に応答して実行される。また、常
にスリット幅WsbとWsaがほぼ同一になるように制
御される。
In this embodiment, when the electric motor is driven in the normal direction, the light shielding plates 215 and 225 rise, and the light shielding plate 21 is moved.
7,227 descends. Further, when the electric motor is driven in the reverse direction, the light shielding plates 215 and 225 descend and the light shielding plates 217, 217,
227 rises. Therefore, when the electric motor is driven in the normal direction, the slit width Wsb of the opening 51 between the light shielding plates 215 and 217 and the slit width Wsa of the opening 52 between the light shielding plates 225 and 227 are increased, and the reverse rotation driving is performed. Then, the slit widths Wsb and Wsa are reduced. The forward rotation drive, reverse rotation drive, and stop control of the electric motor are executed in response to the operation of a switch (not shown). Further, the slit widths Wsb and Wsa are always controlled to be substantially the same.

【0045】なお、開口51および52は、X方向に細
長く(スリット状に)延びており、鋼板1の全幅と略等
しい長さを有している。従って、鋼板1の全幅に渡る範
囲を同時に照明することができる。
The openings 51 and 52 are elongated (slit-like) in the X direction and have a length substantially equal to the entire width of the steel plate 1. Therefore, it is possible to simultaneously illuminate the range over the entire width of the steel plate 1.

【0046】照明装置2の光出射口5から出る光は、図
5に示すように、可変絞り機構214,224の開口の
大きさ、即ちスリット幅Wsa,Wsbに応じて制限さ
れる。例えば図6に示すように、開口51を通って鋼板
1上の検査位置PLに入射する照明光の入射角の広がり
幅θw3は、スリット幅Wsbに応じて定まり、開口5
2を通って鋼板1上の検査位置PLに入射する照明光の
入射角の広がり幅θw3は、スリット幅Wsaに応じて
定まる。つまり、スリット幅Wsa,Wsbを変えるこ
とにより、照明光の広がり幅θw3を変えることができ
る。また、照明光は拡散板213,223で拡散してか
ら開口51,52を通るので、θw3の範囲内における
照明光の強度分布はほぼ均一になる。このため、鋼板1
上の位置PLにおける照明光の入射角に関する強度分布
は、図10に示す特性D3のようになる。
The light emitted from the light emitting port 5 of the illuminating device 2 is limited according to the size of the openings of the variable diaphragm mechanisms 214 and 224, that is, the slit widths Wsa and Wsb, as shown in FIG. For example, as shown in FIG. 6, the spread width θw3 of the incident angle of the illumination light that enters the inspection position PL on the steel plate 1 through the opening 51 is determined according to the slit width Wsb, and the opening 5 is formed.
The spread width θw3 of the incident angle of the illumination light that enters the inspection position PL on the steel plate 1 through 2 is determined according to the slit width Wsa. That is, the spread width θw3 of the illumination light can be changed by changing the slit widths Wsa and Wsb. Further, since the illumination light is diffused by the diffusion plates 213 and 223 and then passes through the openings 51 and 52, the intensity distribution of the illumination light within the range of θw3 becomes substantially uniform. Therefore, the steel plate 1
The intensity distribution with respect to the incident angle of the illumination light at the upper position PL has a characteristic D3 shown in FIG.

【0047】前記数2から分かるように、検査対象の鋼
板1の反射分布特性が一定であっても、入射光強度分布
が変化すれば、反射光強度分布も変化する。実際には図
3に示すようになる。図3は、入射光、即ち照明光の広
がり幅θL(図10のθw1,θw2,θw3に相当)
が5度,10度,15度および30度のそれぞれの場合
における、入射光強度分布と反射光強度分布を示してい
る。また、反射光強度分布については、鋼板1の表面性
状が正常な場合と異常な場合との両者を示している。ま
た、図3に示すθvは、受光器(ラインセンサカメラ3
の相当)の視野角である。
As can be seen from the above equation 2, even if the reflection distribution characteristic of the steel sheet 1 to be inspected is constant, if the incident light intensity distribution changes, the reflected light intensity distribution also changes. Actually, it becomes as shown in FIG. FIG. 3 is a spread width θL of incident light, that is, illumination light (corresponding to θw1, θw2, and θw3 in FIG. 10).
Shows the incident light intensity distribution and the reflected light intensity distribution in the respective cases of 5 degrees, 10 degrees, 15 degrees and 30 degrees. The distribution of reflected light intensity shows both the case where the surface properties of the steel sheet 1 are normal and the case where the surface properties are abnormal. Further, θv shown in FIG. 3 is a light receiver (line sensor camera 3
Is equivalent to the viewing angle.

【0048】図3を参照すると、照明光の広がり幅θL
が5度,10度,15度および30度のいずれであって
も、鋼板1の表面性状が正常か異常かに応じて、反射光
強度分布のパタ−ンが違っていることが分かる。しかし
ながら、実際に受光器によって検出される反射光の光量
は、視野角θvの範囲内での平均的な光量レベルである
ため、パタ−ンに違いがあってもその違いの識別は困難
である場合がある。例えば、図3におけるθL=5度の
例では、視野の中央付近では「正常部の反射光強度」<
「異常部の反射光強度」であるが、視野の周辺部分では
「正常部の反射光強度」>「異常部の反射光強度」であ
るため、視野の中央付近での受光量と周辺部分での受光
量との相殺により、受光器で検出される光量レベルに
は、正常部と異常部とで差がほとんどなくなる。また、
図3におけるθL=30度の例では、視野の全域に渡っ
て、「正常部の反射光強度」と「異常部の反射光強度」
との差がほとんどないため、受光器で検出される光量レ
ベルにも、正常部と異常部とで差がほとんど生じない。
Referring to FIG. 3, the spread width θL of the illumination light
It can be seen that the pattern of the reflected light intensity distribution is different depending on whether the surface texture of the steel sheet 1 is normal or abnormal regardless of whether the surface is 5 degrees, 10 degrees, 15 degrees or 30 degrees. However, since the light quantity of the reflected light actually detected by the light receiver is an average light quantity level within the range of the viewing angle θv, it is difficult to identify the difference even if the patterns are different. There are cases. For example, in the example of θL = 5 degrees in FIG. 3, “reflected light intensity of normal part” <near the center of the visual field.
"Reflected light intensity of abnormal area" is, but "reflective light intensity of normal area">"reflected light intensity of abnormal area" in the peripheral area of the field of view, so the amount of light received near the center of the visual field and the peripheral area By canceling out with the received light amount of, there is almost no difference in the light amount level detected by the light receiver between the normal portion and the abnormal portion. Also,
In the example of θL = 30 degrees in FIG. 3, the “reflected light intensity of the normal portion” and the “reflected light intensity of the abnormal portion” are over the entire visual field.
Since there is almost no difference between the normal part and the abnormal part, there is almost no difference in the light amount level detected by the light receiver.

【0049】一方、図3におけるθL=15度の例で
は、視野の全域に渡って「正常部の反射光強度」<「異
常部の反射光強度」であるため、受光器で検出される光
量レベルには、正常部と異常部とで明らかに差が生じ
る。即ち、反射光強度分布パタ−ンと視野角θvとの関
係を、図3におけるθL=15度の場合のように定めれ
ば、表面検査の信頼性を高めることができる。視野角θ
vを固定する場合を想定すれば、照明光の入射光強度分
布を調整することによって、図3におけるθL=15度
の場合のように設定することができる。
On the other hand, in the example of θL = 15 degrees in FIG. 3, since "reflected light intensity of normal part"<"reflected light intensity of abnormal part" over the entire field of view, the amount of light detected by the light receiver is The level clearly differs between the normal part and the abnormal part. That is, if the relationship between the reflected light intensity distribution pattern and the viewing angle θv is set as in the case of θL = 15 degrees in FIG. 3, the reliability of the surface inspection can be improved. Viewing angle θ
Assuming that v is fixed, it can be set as in the case of θL = 15 degrees in FIG. 3 by adjusting the incident light intensity distribution of the illumination light.

【0050】この実施例においては、図5に示す照明装
置を用いるので、鋼板1上の検査位置PLにおける入射
光強度分布は、図10に示す特性D3のようになる。即
ち、入射角θ1aを中心としてθw3の広がり幅を有す
る範囲と、入射角θ1bを中心としてθw3の広がり幅
を有する範囲とが均一な入射光強度を有し、それ以外の
範囲(θ1aとθ1bの中間の入射角θ1を中心として
θw3の広がり幅を有する範囲も含む)では入射光強度
が零になる。
Since the illuminating device shown in FIG. 5 is used in this embodiment, the incident light intensity distribution at the inspection position PL on the steel plate 1 has a characteristic D3 shown in FIG. That is, a range having a spread width of θw3 centered on the incident angle θ1a and a range having a spread width of θw3 centered on the incident angle θ1b have uniform incident light intensity, and the other range (of θ1a and θ1b). The incident light intensity becomes zero in a range including a spread width of θw3 around the intermediate incident angle θ1).

【0051】図10は、入射光強度分布とそれに対応す
る反射光強度分布を示している。また、入射光強度分布
についてはD1,D2,D3の3種類が示され、表面性
状が正常なものと異常なものの2種類の検査対象物につ
いてのそれぞれの反射光強度分布E1,E2及びE3が
示されている。特性D1の入射光強度分布においては、
入射角θ1を中心としてθw1の広がり幅を有する範囲
で均一な入射光強度を有し、それ以外の範囲では入射光
強度が零になる。また、特性D2の入射光強度分布にお
いては、入射角θ1を中心としてθw2の広がり幅を有
する範囲で均一な入射光強度を有し、それ以外の範囲で
は入射光強度が零になる。そして、「θw1=θw3=
θw2/2」の関係になっている。
FIG. 10 shows an incident light intensity distribution and a corresponding reflected light intensity distribution. Three types of incident light intensity distributions, D1, D2, and D3, are shown, and reflected light intensity distributions E1, E2, and E3 of two types of inspected objects having normal surface properties and abnormal surface properties are shown. It is shown. In the incident light intensity distribution of the characteristic D1,
The incident light intensity is uniform in a range having a spread width of θw1 around the incident angle θ1, and the incident light intensity is zero in other ranges. Further, in the incident light intensity distribution of the characteristic D2, the incident light intensity is uniform in a range having a spread width of θw2 around the incident angle θ1, and the incident light intensity is zero in other ranges. Then, “θw1 = θw3 =
θw2 / 2 ”.

【0052】図10の反射光強度分布E1,E2及びE
3を参照すると、反射光強度が「異常」>「正常」であ
る範囲の大きさθx3,θx4,θx5は、互いに異な
っている。即ち、「θx3<θx4<θx5」である。
ここで受光器の視野角θvがθx4と同一である場合を
想定すると、特性E1の反射光強度分布については、受
光器の視野内に、反射光強度が「異常」>「正常」であ
る範囲と「異常」<「正常」である範囲との両者が含ま
れるので、受光器が検出するレベルの違いによって正常
/異常を識別するのが難しい。また、特性E2の反射光
強度分布については、受光器の視野内の全域について、
反射光強度が「異常」>「正常」である。しかし、もし
も受光器の視野の中心が、反射光強度分布のピ−ク位置
からずれていると、特性E2についても特性E1の場合
と同様の結果になる。
Reflected light intensity distributions E1, E2 and E in FIG.
3, the magnitudes θx3, θx4, and θx5 of the range where the reflected light intensity is “abnormal”> “normal” are different from each other. That is, “θx3 <θx4 <θx5”.
Assuming that the viewing angle θv of the light receiver is the same as θx4, the reflected light intensity distribution of the characteristic E1 is within the range where the reflected light intensity is “abnormal”> “normal” within the light field of the light receiver. Since both "abnormal" and "normal" are included, it is difficult to distinguish normal / abnormal by the difference in the level detected by the light receiver. Regarding the reflected light intensity distribution of the characteristic E2,
The reflected light intensity is “abnormal”> “normal”. However, if the center of the field of view of the light receiver is deviated from the peak position of the reflected light intensity distribution, the characteristic E2 has the same result as the characteristic E1.

【0053】一方、特性E3の反射光強度分布について
は、受光器の視野内の全域について、反射光強度が「異
常」>「正常」である。しかも「θx5>視野角」であ
るため、例えば鋼板1の振動によって受光器の視野の中
心が、反射光強度分布のピ−ク位置から多少ずれた場合
であっても、受光器の視野内の全域について、反射光強
度が「異常」>「正常」に維持される。従って、受光器
が検出するレベルの違いによって正常/異常を確実に識
別することができる。
On the other hand, regarding the reflected light intensity distribution of the characteristic E3, the reflected light intensity is "abnormal">"normal" in the entire area within the visual field of the light receiver. Moreover, since “θx5> viewing angle”, even if the center of the field of view of the light receiver is slightly displaced from the peak position of the reflected light intensity distribution due to the vibration of the steel plate 1, for example, within the field of view of the light receiver. The reflected light intensity is maintained as “abnormal”> “normal” over the entire area. Therefore, it is possible to reliably identify normality / abnormality based on the difference in level detected by the light receiver.

【0054】ところで、例えば特性D2の入射光強度分
布における広がり幅θw2を更に大きくすれば、反射光
強度分布E2における、「異常」>「正常」である範囲
の大きさθx4を大きくし、θx4を視野の角度より大
きくすることができる。従って、鋼板の振動によって生
じる受光器の視野中心と反射光強度分布ピ−ク位置との
ずれに対しては、入射光強度分布における広がり幅θw
2を単に大きくするだけでも、多少の効果は得られる。
By the way, for example, if the spread width θw2 in the incident light intensity distribution of the characteristic D2 is further increased, the size θx4 in the range of “abnormal”> “normal” in the reflected light intensity distribution E2 is increased and θx4 is changed. It can be larger than the angle of view. Therefore, with respect to the shift between the center of the visual field of the light receiver and the position of the reflected light intensity distribution peak caused by the vibration of the steel plate, the spread width θw in the incident light intensity distribution
Even if 2 is simply increased, some effect can be obtained.

【0055】しかしながら、一般的に受光器ではその視
野の中心に近い方が受光感度が高い傾向にある。反射光
強度分布パタ−ンが比較的尖鋭な場合には、受光器の視
野内の受光強度分布が、反射光分布のピ−ク位置と視野
中心との位置ずれの程度に応じて大きく変化するため、
受光器が検出する受光レベルも、その位置ずれの影響を
受ける。そして、反射光強度分布のピ−ク位置と受光器
の視野中心との位置ずれが生じると、「異常」と「正
常」の間の受光レベルの差が小さくなり、正常/異常の
識別が困難になる。従って、鋼板の振動によって生じる
受光器の視野中心と反射光強度分布のピ−ク位置とのず
れに対しては、反射光強度分布パタ−ンを平担化し、特
にピ−ク位置の近傍で反射光強度の変化が緩やかになる
ようにするのが望ましい。
However, in general, in a light receiver, the light receiving sensitivity tends to be higher as it is closer to the center of the visual field. When the reflected light intensity distribution pattern is relatively sharp, the received light intensity distribution within the field of view of the light receiver changes greatly depending on the degree of positional deviation between the peak position of the reflected light distribution and the center of the field of view. For,
The light reception level detected by the light receiver is also affected by the positional deviation. When the peak position of the reflected light intensity distribution and the center of the field of view of the light receiver are displaced, the difference in the light receiving level between "abnormal" and "normal" becomes small, and it is difficult to distinguish between normal and abnormal. become. Therefore, with respect to the shift between the center of the field of view of the light receiver and the peak position of the reflected light intensity distribution caused by the vibration of the steel plate, the reflected light intensity distribution pattern is flattened, especially in the vicinity of the peak position. It is desirable that the change in reflected light intensity be gentle.

【0056】例えば特性D2の入射光強度分布における
広がり幅θw2を大きくするだけでは、反射光強度分布
のパタ−ン形状の変化はほとんどなく、受光器の視野内
における受光強度分布が平担にならない。しかし、入射
光強度分布を特性D3のように定め、照明の光軸位置
(入射角:θ1)近傍の入射光強度をその周辺に比べて
小さくすると、反射光強度分布が特性E3のようになる
ので、受光器の視野内における受光強度分布が平担にな
る。即ち、特性D3のような入射光強度分布にすると、
鋼板の振動などによって、受光器の視野中心と反射光強
度分布のピ−ク位置との間にずれが生じる場合であって
も、鋼板の表面性状の異常/正常の識別が容易になる。
For example, only by increasing the spread width θw2 in the incident light intensity distribution of the characteristic D2, there is almost no change in the pattern shape of the reflected light intensity distribution, and the received light intensity distribution in the visual field of the light receiver does not become flat. . However, if the incident light intensity distribution is defined as the characteristic D3 and the incident light intensity in the vicinity of the illumination optical axis position (incident angle: θ1) is made smaller than that in the surroundings, the reflected light intensity distribution becomes the characteristic E3. Therefore, the received light intensity distribution in the visual field of the light receiver is flat. That is, when the incident light intensity distribution like the characteristic D3 is obtained,
Even when the center of the field of view of the light receiver and the peak position of the reflected light intensity distribution are deviated due to the vibration of the steel plate, it is easy to distinguish the abnormality / normality of the surface property of the steel plate.

【0057】この実施例では、図6に示すように、照明
装置の光出射口5から出る光のうち、開口51を通って
鋼板1上の検査位置PLに入射する光の入射方向の広が
り幅θw3はスリット幅Wsbに応じて定まり、開口5
2を通って鋼板1上の検査位置PLに入射する光の入射
方向の広がり幅θw3はスリット幅Wsaに応じて定ま
る。また、開口51,52以外の部分から鋼板1上の検
査位置PLに入射する照明光は存在しない。従って、鋼
板1上の検査位置PLにおける照明の入射光強度分布は
図10の特性D3のようになる。入射方向の広がり幅θ
w3は、スリット幅Wsa,Wsbの調整により、必要
に応じて変更しうる。
In this embodiment, as shown in FIG. 6, of the light emitted from the light emission port 5 of the illuminating device, the width of the light incident on the inspection position PL on the steel plate 1 through the opening 51 in the incident direction. θw3 is determined according to the slit width Wsb, and the opening 5
The spread width θw3 in the incident direction of the light that enters the inspection position PL on the steel plate 1 through the line 2 is determined according to the slit width Wsa. Further, there is no illumination light that enters the inspection position PL on the steel plate 1 from the portions other than the openings 51 and 52. Therefore, the incident light intensity distribution of the illumination at the inspection position PL on the steel plate 1 is as shown by the characteristic D3 in FIG. Spread width in incident direction θ
w3 can be changed as necessary by adjusting the slit widths Wsa and Wsb.

【0058】スリット幅Wsa,Wsbは、例えば次の
ような作業によって調整される。予め表面性状が正常で
あることが確認された第1の鋼板と、予め表面性状が異
常であることが確認された第2の鋼板(第1の鋼板と種
類が同じもの)とを用意し、第1の鋼板を検査した時に
信号処理回路7の出力に得られる信号のレベル(又はそ
れを信号処理回路8の出力によって補正したもの)と、
第2の鋼板を検査した時に信号処理回路7の出力に得ら
れる信号のレベル(又はそれを信号処理回路8の出力に
よって補正したもの)とを参照し、両者の違いができる
だけ大きくなるように、スリット幅Wsa,Wsbを調
整する。更に、第1の鋼板および第2の鋼板をそれぞれ
実際の検査環境で、即ち実際の設備を用いて鋼板を搬送
しながら表面検査を実施し、両者の信号レベルの違いが
できるだけ大きくなるように、スリット幅Wsa,Ws
bを再調整する。
The slit widths Wsa and Wsb are adjusted by the following work, for example. Prepare a first steel sheet whose surface texture is confirmed to be normal in advance, and a second steel sheet whose surface texture is previously confirmed to be abnormal (the same type as the first steel sheet), The level of the signal obtained at the output of the signal processing circuit 7 when the first steel plate is inspected (or that corrected by the output of the signal processing circuit 8),
With reference to the level of the signal obtained at the output of the signal processing circuit 7 when inspecting the second steel plate (or that corrected by the output of the signal processing circuit 8), the difference between the two should be as large as possible. The slit widths Wsa and Wsb are adjusted. Further, the first steel sheet and the second steel sheet are respectively subjected to surface inspection in an actual inspection environment, that is, while conveying the steel sheet using actual equipment, so that the difference in signal level between the two is as large as possible. Slit width Wsa, Ws
Readjust b.

【0059】照明装置の変形例を図7に示す。なお、図
7において前記実施例と同一の構成要素には、同一の符
号を付して示してある。図7を参照して説明する。この
実施例においては、図5の拡散板213及び223の代
わりにレンズ23及び24が備わっている。従って、蛍
光灯211から出る光は、放物面鏡212で反射して矢
印A方向に向かう光束になる。更にこの光束は、レンズ
23を通って鋼板1上の検査位置PLで焦点を結ぶよう
に集光され、可変絞り機構214の開口51Bを通過し
た一部分の光のみが照明光として鋼板1上の検査位置P
Lに入射する。同様に、蛍光灯221から出る光は、放
物面鏡222で反射して矢印A方向に向かう光束にな
り、レンズ24を通って鋼板1上の検査位置PLで焦点
を結ぶように集光され、可変絞り機構224の開口52
Bを通過した一部分の光のみが照明光として鋼板1上の
検査位置PLに入射する。
A modified example of the illumination device is shown in FIG. Note that, in FIG. 7, the same components as those in the above-described embodiment are designated by the same reference numerals. This will be described with reference to FIG. In this embodiment, lenses 23 and 24 are provided instead of the diffusion plates 213 and 223 of FIG. Therefore, the light emitted from the fluorescent lamp 211 is reflected by the parabolic mirror 212 and becomes a light beam directed in the arrow A direction. Further, this light flux is condensed through the lens 23 so as to be focused at the inspection position PL on the steel plate 1, and only a part of the light passing through the opening 51B of the variable diaphragm mechanism 214 is inspected on the steel plate 1 as illumination light. Position P
It is incident on L. Similarly, the light emitted from the fluorescent lamp 221 is reflected by the parabolic mirror 222 to be a light beam traveling in the direction of the arrow A, passes through the lens 24, and is focused so as to be focused at the inspection position PL on the steel plate 1. , The aperture 52 of the variable diaphragm mechanism 224
Only a part of the light passing through B enters the inspection position PL on the steel plate 1 as illumination light.

【0060】図7の実施例では、2つの照明機構21
B,22Bは前側が係合部61で係合しており、後側が
両者の間に挿入された移動可能なスペ−サ62によって
それらの間隔が保持されている。スペ−サ62の位置の
変更又はスペ−サ62の厚みの変更により、照明機構2
1Bのケ−シングと照明機構22Bのケ−シングとの相
対的な傾斜角度を調整することができる。照明機構21
B及び22Bの各々から出る照明光の光軸はそれぞれの
ケ−シングの向きによって定まるので、スペ−サ62の
調整により、2つの照明機構21B,22Bの各々の光
軸が、焦点である鋼板1上の検査位置PLに向かうよう
に光軸合せをすることができる。
In the embodiment shown in FIG. 7, two illumination mechanisms 21 are provided.
The front sides of B and 22B are engaged with each other by the engaging portion 61, and the rear sides of the B and 22B are held by a movable spacer 62 which is inserted between them. By changing the position of the spacer 62 or changing the thickness of the spacer 62, the illumination mechanism 2
The relative tilt angle between the casing of 1B and the casing of the illumination mechanism 22B can be adjusted. Lighting mechanism 21
Since the optical axis of the illumination light emitted from each of B and 22B is determined by the direction of each casing, the adjustment of the spacer 62 allows the optical axis of each of the two illumination mechanisms 21B and 22B to be the focal point. The optical axis can be aligned so as to go to the inspection position PL above 1.

【0061】照明装置のもう1つの変形例を図8に示
す。図8を参照して説明する。この実施例においては、
単一の光源から出る光が、2つの光出射口から出射され
るように構成してあり、単一の照明機構20が照明装置
2Cを構成している。蛍光灯201から出る光は、放物
面鏡202で反射して矢印A方向に向かう光束になり、
拡散板203を通って拡散され、可変絞り機構204の
開口51C及び52Cを通過した一部分の光のみが照明
光として鋼板1上の検査位置PLに入射する。可変絞り
機構204は、3枚の遮光板205,206及び207
を備えている。
Another modification of the lighting device is shown in FIG. This will be described with reference to FIG. In this example,
The light emitted from the single light source is configured to be emitted from the two light emission ports, and the single illumination mechanism 20 configures the illumination device 2C. The light emitted from the fluorescent lamp 201 is reflected by the parabolic mirror 202 and becomes a light beam traveling in the direction of arrow A,
Only a part of the light that has been diffused through the diffusion plate 203 and has passed through the openings 51C and 52C of the variable diaphragm mechanism 204 enters the inspection position PL on the steel plate 1 as illumination light. The variable diaphragm mechanism 204 includes three light shielding plates 205, 206 and 207.
It has.

【0062】遮光板205はその一端が回動自在な軸2
08によって支持され、遮光板206はその中央部が回
動自在な軸209によって支持され、遮光板207はそ
の一端が回動自在な軸210によって支持されている。
軸208,209及び210は、図示しない1つの電気
モ−タの駆動軸に連結されている。この電気モ−タを駆
動することによって、軸208,209及び210が時
計回り方向又は反時計回り方向に回転する。図8に示す
状態から軸208,209及び210が時計回り方向に
回転すると、開口51C及び52Cのスリット幅Wsが
増大し、反時計回り方向に回転すると、スリット幅は小
さくなる。
The shading plate 205 has a shaft 2 whose one end is rotatable.
The shading plate 206 is supported by a rotatable shaft 209 at its center portion, and the shading plate 207 is supported by a rotatable shaft 210 at one end thereof.
The shafts 208, 209 and 210 are connected to the drive shaft of one electric motor (not shown). By driving this electric motor, the shafts 208, 209 and 210 rotate in the clockwise direction or the counterclockwise direction. When the shafts 208, 209 and 210 rotate clockwise from the state shown in FIG. 8, the slit width Ws of the openings 51C and 52C increases, and when they rotate counterclockwise, the slit width Ws decreases.

【0063】表面検査装置のもう1つの実施例を図11
に示す。なお図11において、照明装置2D及び検出器
以外は図4に示した実施例と同一である。図11を参照
して説明する。この実施例では、照明装置2Dは、レ−
ザ光源25,ハ−フミラ−26,反射鏡27,レンズ2
8および走査機構29を備えている。走査機構29は、
鋼板1の速度に同期して高速回転するポリゴンミラ−2
91と、ポリゴンミラ−291から出た光を反射して鋼
板1の表面に導く反射鏡292を備えている。この反射
鏡292は、鋼板1の幅より大きいサイズで曲面形状を
しており、ポリゴンミラ−291の反射光とY軸方向
(鋼板の長手方向)とを一定の角度に保ったまま鋼板を
レ−ザ−照射することができる。このときの反射光は光
導棒及び光電子増倍管から構成されるパイプレシ−バ3
B,6Bを用いて検出される。このパイプレシ−バ3B
を用いることによって、鋼板幅方向位置とは無関係に、
照明光の正反射光の角度が一定の成分のみを受光でき
る。
Another embodiment of the surface inspection apparatus is shown in FIG.
Shown in Note that, in FIG. 11, the same as the embodiment shown in FIG. 4 except the illumination device 2D and the detector. This will be described with reference to FIG. In this embodiment, the lighting device 2D is a
The light source 25, Hahmira-26, reflecting mirror 27, lens 2
8 and a scanning mechanism 29. The scanning mechanism 29 is
Polygon mirror-2 that rotates at high speed in synchronization with the speed of the steel plate-1
91 and a reflecting mirror 292 that reflects the light emitted from the polygon mirror-291 and guides it to the surface of the steel plate 1. The reflecting mirror 292 has a curved shape with a size larger than the width of the steel plate 1 and keeps the steel plate while keeping the reflected light of the polygon mirror-291 and the Y-axis direction (longitudinal direction of the steel plate) at a constant angle. -Then can be irradiated. The reflected light at this time is a pipe receiver 3 composed of a light guide rod and a photomultiplier tube.
B, 6B is used for detection. This pipe receiver 3B
By using, regardless of the steel plate width direction position,
Only the component of the regular reflection light of the illumination light having a constant angle can be received.

【0064】レ−ザ光源101から出射されるレ−ザ光
は、半分はハ−フミラ−26を透過し、第1の光路を通
ってレンズ28を通過し、ポリゴンミラ−291及び反
射鏡292で反射されて鋼板1の表面に入射する。また
レ−ザ光源101から出射されるレ−ザ光の残りの半分
は、ハ−フミラ−26で反射した後、反射鏡27で反射
して、第2の光路を通ってレンズ28を通過し、ポリゴ
ンミラ−291及び反射鏡292で反射されて鋼板1の
表面に入射する。前記第1の光路を通った照明光の鋼板
表面への入射角はθ1bであり、前記第2の光路を通っ
た照明光の鋼板表面への入射角はθ1aであり、θ1a
<θ1bである。従って、鋼板表面に入射する照明光の
入射光強度分布は、例えば図9の特性CBのようになる
ので、前記実施例の場合と同様に、反射光強度分布パタ
−ンが平担化される。
Half of the laser light emitted from the laser light source 101 passes through the half mirror 26, passes through the lens 28 through the first optical path, and the polygon mirror 291 and the reflecting mirror 292. It is reflected by and is incident on the surface of the steel plate 1. The other half of the laser light emitted from the laser light source 101 is reflected by the half mirror 26, then reflected by the reflecting mirror 27, and passes through the lens 28 through the second optical path. , Is reflected by the polygon mirror-291 and the reflecting mirror 292, and enters the surface of the steel plate 1. The incident angle of the illumination light passing through the first optical path to the steel plate surface is θ1b, and the incident angle of the illumination light passing through the second optical path to the steel plate surface is θ1a, θ1a
<Θ1b. Therefore, the incident light intensity distribution of the illumination light incident on the surface of the steel plate is as shown in, for example, the characteristic CB of FIG. 9, so that the reflected light intensity distribution pattern is flattened as in the case of the above embodiment. .

【0065】レンズ28は、レ−ザ光源101から出射
されたレ−ザ光が、鋼板1の検査位置の表面で焦点を結
ぶように予め調整される。
The lens 28 is adjusted in advance so that the laser light emitted from the laser light source 101 is focused on the surface of the inspection position of the steel plate 1.

【0066】図11に示した実施例の構成では、照明光
の入射光強度分布パタ−ンが一定になるが、入射光強度
分布パタ−ンを調整できるように構成に変更してもよ
い。例えば、ビ−ムエクスパンダを使用してレ−ザビ−
ム径を拡大すれば、絞り調整機構によってビ−ム径を可
変にできるので、ハ−フミラ−26及び反射鏡27とレ
ンズ28との間にビ−ムエクスパンダを設置し、このビ
−ムエクスパンダとレンズ28との間にアイリス絞りの
ような可変絞り機構を設置すれば、入射光強度分布パタ
−ンが可変になる。また、ビ−ムエクスパンダの代わり
にシリンドリカルレンズを用いてもよい。
In the structure of the embodiment shown in FIG. 11, the incident light intensity distribution pattern of the illumination light is constant, but the structure may be changed so that the incident light intensity distribution pattern can be adjusted. For example, using a beam expander, a laser beam
If the beam diameter is enlarged, the beam diameter can be changed by the diaphragm adjusting mechanism. Therefore, a beam expander is installed between the lens 28 and the harf mirror 26 and the reflecting mirror 27, and the beam expander and the lens are expanded. If a variable diaphragm mechanism such as an iris diaphragm is installed between the lens 28 and 28, the incident light intensity distribution pattern becomes variable. A cylindrical lens may be used instead of the beam expander.

【0067】表面検査装置のもう1つの実施例を図12
に示す。なお図12において、照明装置2E以外は図4
に示した実施例と同一である。図12を参照して説明す
る。薄板状の金具で構成されるガイド部材40は、所定
の角度(θ1)で傾斜した状態で固定支持されている。
照明装置2Eは、幅方向の両端部で、それぞれガイド部
材40に形成された長穴40a及び40bと係合してお
り、長穴40a,40bに沿って矢印D方向(照明光の
光軸と平行)に移動自在になっている。また、固定具4
1,42を絞め付けることにより、照明装置2Eの位置
を固定することができる。照明装置2Eの構成は、図5
の照明装置2の可変絞り機構214,224を固定絞り
機構に変更した以外は照明装置2と同一である。
Another embodiment of the surface inspection apparatus is shown in FIG.
Shown in Note that, in FIG. 12, except for the illumination device 2E, FIG.
The same as the embodiment shown in FIG. This will be described with reference to FIG. The guide member 40 formed of a thin plate-like metal fitting is fixedly supported in a state of being inclined at a predetermined angle (θ1).
The illuminating device 2E is engaged with the long holes 40a and 40b formed in the guide member 40 at both ends in the width direction, respectively, and extends along the long holes 40a and 40b in the direction of arrow D (the optical axis of the illumination light. It is movable in parallel). Also, the fixture 4
By squeezing 1, 42, the position of the lighting device 2E can be fixed. The configuration of the lighting device 2E is shown in FIG.
The illumination device 2 is the same as the illumination device 2 except that the variable aperture mechanisms 214 and 224 of the illumination device 2 are changed to fixed aperture mechanisms.

【0068】この実施例では、照明装置2Eのスリット
幅Wsが一定である代わりに、照明装置2Eの矢印D方
向の位置を調整することにより、スリットと鋼板上の照
明位置PLとの距離Lが変化する。スリット幅Wsが一
定であっても、距離Lが変化すれば、照明位置PLにお
ける照明光の分布範囲θLが変化するので、前記実施例
と同様に、入射角に関する照明光の分布範囲θLを調整
することができる。
In this embodiment, the slit width Ws of the illuminating device 2E is constant, but the distance L between the slit and the illuminating position PL on the steel plate is adjusted by adjusting the position of the illuminating device 2E in the direction of arrow D. Change. Even if the slit width Ws is constant, if the distance L changes, the distribution range θL of the illumination light at the illumination position PL changes, so that the distribution range θL of the illumination light with respect to the incident angle is adjusted as in the above embodiment. can do.

【0069】なお、スポット状の領域を検査する場合に
は、光源として点光源を用いてもよいし、図11の実施
例における走査機構29を省略してもよい。ラインセン
サカメラ3,6の代わりに一般的な受光装置を利用して
もよい。更に、検査対象材は鋼板に限定されるものでは
なく、表面性状に応じて反射特性が変化するものであれ
ば本発明の装置で検査しうる。
When inspecting a spot-like area, a point light source may be used as the light source, or the scanning mechanism 29 in the embodiment of FIG. 11 may be omitted. A general light receiving device may be used instead of the line sensor cameras 3 and 6. Further, the material to be inspected is not limited to the steel plate, and the material of the present invention may be inspected as long as the reflection characteristic changes according to the surface texture.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 一般的な表面検査装置の構成を示す模式図で
ある。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a general surface inspection apparatus.

【図2】 表面性状が正常な鋼板と異常な鋼板から得ら
れる反射光強度分布を示すグラフである。
FIG. 2 is a graph showing a reflected light intensity distribution obtained from a steel plate having a normal surface texture and a steel plate having an abnormal surface texture.

【図3】 4種類の入射光強度分布と各々の入射光に対
する反射光強度分布を示すグラフである。
FIG. 3 is a graph showing four types of incident light intensity distributions and a reflected light intensity distribution for each incident light.

【図4】 一実施例の表面検査装置全体の構成を示す斜
視図である。
FIG. 4 is a perspective view showing the configuration of the entire surface inspection apparatus of one embodiment.

【図5】 図4に示す照明装置2の縦断面図である。5 is a vertical cross-sectional view of the lighting device 2 shown in FIG.

【図6】 照明装置2から出る光の光路の主要部を示す
模式図である。
FIG. 6 is a schematic diagram showing a main part of an optical path of light emitted from the illumination device 2.

【図7】 照明装置の変形実施例を示す縦断面図であ
る。
FIG. 7 is a vertical sectional view showing a modified example of the lighting device.

【図8】 照明装置のもう1つの変形実施例を示す縦断
面図である。
FIG. 8 is a vertical cross-sectional view showing another modification of the lighting device.

【図9】 2種類の入射光強度分布と各々の入射光に対
する反射光強度分布を示すグラフである。
FIG. 9 is a graph showing two types of incident light intensity distributions and reflected light intensity distributions for each incident light.

【図10】 3種類の入射光強度分布と各々の入射光に
対する反射光強度分布を示すグラフである。
FIG. 10 is a graph showing three types of incident light intensity distributions and a reflected light intensity distribution for each incident light.

【図11】 別の実施例の表面検査装置全体の構成を示
す斜視図である。
FIG. 11 is a perspective view showing the configuration of the entire surface inspection apparatus of another embodiment.

【図12】 もう1つの実施例の表面検査装置全体の構
成を示す斜視図である。
FIG. 12 is a perspective view showing the configuration of the entire surface inspection apparatus of another embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:鋼板 2,2B,2C,2D,2E:照明装置 3,6:ラインセンサカメラ 3B,6B:パイプレシ−バ(光導棒+光電子増倍管) 4:異常判別回路 5:光出射口 7,8:信号処理回路 21,22:照明機構 23,24,28:レンズ 25:レ−ザ光源 26:ハ−フミラ− 27:反射鏡 29:走査機構 51,52:開口 61:係合部 62:スペ−サ 205,206,207:遮光板 208,209,210:軸 211,221:蛍光灯ランプ 212,222:放物面鏡 213,223:拡散
板 214,224:可変絞り機構 215,217,225,227:遮光板 291:ポリゴンミラ− 292:反射鏡 Wsa,Wsb:スリット幅
1: Steel plate 2, 2B, 2C, 2D, 2E: Illumination device 3, 6: Line sensor camera 3B, 6B: Pipe receiver (optical rod + photomultiplier tube) 4: Abnormality determination circuit 5: Light emission port 7, 8: Signal processing circuit 21, 22: Illumination mechanism 23, 24, 28: Lens 25: Laser light source 26: Hafmylar 27: Reflector 29: Scanning mechanism 51, 52: Opening 61: Engagement part 62: Spacers 205, 206, 207: Shading plates 208, 209, 210: Shafts 211, 221: Fluorescent lamps 212, 222: Parabolic mirrors 213, 223: Diffusing plates 214, 224: Variable diaphragm mechanisms 215, 217, 225, 227: Light-shielding plate 291: Polygon mirror 292: Reflecting mirror Wsa, Wsb: Slit width

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 検査対象物の表面に光を照射する照明装
置と、前記検査対象物に照射された光の正反射方向に設
置された受光装置と、該受光装置に入射した光に応じて
前記検査対象物の表面の状態を識別する識別装置を備え
る表面検査装置において:前記照明装置に、互いに間隔
をおいて隣接する2つの位置から、前記検査対象物の表
面の実質的に同一の検査位置に向けて照明光を照射する
照明機構を設けたことを特徴とする表面検査装置。
1. An illuminating device for irradiating the surface of an inspection object with light, a light receiving device installed in the direction of specular reflection of the light with which the inspection object is irradiated, and light depending on the light incident on the light receiving device. A surface inspection apparatus comprising an identification device for identifying a surface state of the inspection object: a substantially identical inspection of the surface of the inspection object from two positions adjacent to the lighting device at a distance from each other. A surface inspection apparatus comprising an illumination mechanism for irradiating illumination light toward a position.
【請求項2】 前記照明機構は、互いに隣接する位置に
設置された2つのスリット状の開口と、これらの開口に
向けて光を照射する少なくとも1つの光源と、該光源と
前記開口との間に設置された拡散板を備える、前記請求
項1記載の表面検査装置。
2. The illumination mechanism comprises two slit-shaped openings installed at positions adjacent to each other, at least one light source for radiating light toward these openings, and between the light source and the opening. The surface inspection apparatus according to claim 1, further comprising a diffusion plate installed on the surface.
【請求項3】 前記照明機構は、スリット状の開口と、
該開口に向けて光を照射する光源と、該光源と前記開口
との間に配置された光学レンズとを有する照明ユニット
を互いに隣接する位置に2つ設置して構成され、これら
2つの照明ユニットの照明光の光軸が、互いに傾斜する
形で配置された、前記請求項1記載の表面検査装置。
3. The illumination mechanism includes a slit-shaped opening,
Two lighting units having a light source for irradiating light toward the opening and an optical lens arranged between the light source and the opening are installed at positions adjacent to each other, and these two lighting units are provided. The surface inspection apparatus according to claim 1, wherein the optical axes of the illumination light are arranged so as to be inclined with respect to each other.
【請求項4】 前記照明機構は、ビ−ム状の光を出射す
る1つの光源と、該光源から出射される単一の光ビ−ム
を2つの光ビ−ムに分離するビ−ム分離機構と、該ビ−
ム分離機構から出る2つの光ビ−ムの通路に配置された
光学レンズを備える、前記請求項1記載の表面検査装
置。
4. The illumination mechanism comprises one light source for emitting a beam of light and a beam for separating a single light beam emitted from the light source into two light beams. Separation mechanism and the beer
The surface inspection apparatus according to claim 1, further comprising an optical lens disposed in a path of two light beams emitted from the beam separating mechanism.
【請求項5】 前記照明機構は、前記光源と光出射口と
の間に設置された可変絞り機構を備える、前記請求項
1,請求項2,請求項3,又は請求項4記載の表面検査
装置。
5. The surface inspection according to claim 1, claim 2, claim 3, or claim 4, wherein the illumination mechanism includes a variable diaphragm mechanism installed between the light source and the light exit port. apparatus.
【請求項6】 前記照明装置の少なくとも絞り機構の位
置を照明光の光軸方向に対して移動自在に支持する可動
機構を備える、前記請求項1,請求項2,請求項3,又
は請求項4記載の表面検査装置。
6. The movable mechanism for supporting at least the position of the diaphragm mechanism of the illumination device so as to be movable with respect to the optical axis direction of the illumination light. 4. The surface inspection device according to 4.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6027295B1 (en) * 2015-03-31 2016-11-16 日新製鋼株式会社 Surface defect inspection apparatus and surface defect inspection method for hot dip galvanized steel sheet

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US10041888B2 (en) 2015-03-31 2018-08-07 Nisshin Steel Co., Ltd. Surface defect inspecting device and method for hot-dip coated steel sheets

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