JPH0961131A - 表面品質検査方法 - Google Patents
表面品質検査方法Info
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- JPH0961131A JPH0961131A JP23903395A JP23903395A JPH0961131A JP H0961131 A JPH0961131 A JP H0961131A JP 23903395 A JP23903395 A JP 23903395A JP 23903395 A JP23903395 A JP 23903395A JP H0961131 A JPH0961131 A JP H0961131A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は鉄鋼プロセスにおいて製造される鋳
片や鋼板などといった材料の表面形状計測や表面疵検査
を行う表面品質検査の向上を目的とするものである。 【解決手段】 撮像手段により被検査材表面を２次元画
像として撮像する場合に、被検査材と被検査材表面の画
像を撮像する２次元撮像素子との間に、該被検査材画像
を一方向に圧縮する光学的変換器を設け、該光学的変換
器を通して得られる画像に画像処理を施して被検査材の
表面品質を検査する方法において、該光学的変換器が凸
面鏡のように一方向にのみ曲率のついた鏡面状のもので
あり、被検査材上の大きな縦横比を持つ長方形の画像
を、正方形または小さな縦横被を持つ長方形の２次元撮
像素子上に結像させて撮像することを特徴とする。
片や鋼板などといった材料の表面形状計測や表面疵検査
を行う表面品質検査の向上を目的とするものである。 【解決手段】 撮像手段により被検査材表面を２次元画
像として撮像する場合に、被検査材と被検査材表面の画
像を撮像する２次元撮像素子との間に、該被検査材画像
を一方向に圧縮する光学的変換器を設け、該光学的変換
器を通して得られる画像に画像処理を施して被検査材の
表面品質を検査する方法において、該光学的変換器が凸
面鏡のように一方向にのみ曲率のついた鏡面状のもので
あり、被検査材上の大きな縦横比を持つ長方形の画像
を、正方形または小さな縦横被を持つ長方形の２次元撮
像素子上に結像させて撮像することを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は鉄鋼プロセスにおい
て製造される鋳片（以降スラブと呼ぶ）や鋼板などとい
った材料の表面形状計測や表面疵検出を行う表面品質検
査に関するものである。
て製造される鋳片（以降スラブと呼ぶ）や鋼板などとい
った材料の表面形状計測や表面疵検出を行う表面品質検
査に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、被検査材の表面形状を計測する方
法としては光切断法、光波位相差検出方式、モアレ縞計
測方式などが用いられてきた。
法としては光切断法、光波位相差検出方式、モアレ縞計
測方式などが用いられてきた。
【０００３】光切断法は被検査材にスリット光を照射す
るとスリット光が被検査材の表面形状によって変形する
ので、この反射光を斜め方向に設置した撮像手段により
撮像し、得られた画像を処理することで被検査材の表面
形状を計測する方法である。
るとスリット光が被検査材の表面形状によって変形する
ので、この反射光を斜め方向に設置した撮像手段により
撮像し、得られた画像を処理することで被検査材の表面
形状を計測する方法である。
【０００４】光波位相差検出方式は被検査材に強度変調
したレーザ光を照射し、被検査材表面から反射されて戻
ってきた光の位相変化を計測し被検査材までの距離をレ
ーザ光をスキャンさせながら計測することにより被検査
材の表面形状を計測する方法である。
したレーザ光を照射し、被検査材表面から反射されて戻
ってきた光の位相変化を計測し被検査材までの距離をレ
ーザ光をスキャンさせながら計測することにより被検査
材の表面形状を計測する方法である。
【０００５】モアレ縞計測方式は被検査材に平行格子を
投影し、表面の形状によって変形した格子像を別の平行
格子を通して観察すると、モアレ縞と呼ばれる疑似等高
線が発生することを利用して、このモアレ縞を撮像し、
得られた画像を処理することで被検査材の表面形状を計
測する方法である。
投影し、表面の形状によって変形した格子像を別の平行
格子を通して観察すると、モアレ縞と呼ばれる疑似等高
線が発生することを利用して、このモアレ縞を撮像し、
得られた画像を処理することで被検査材の表面形状を計
測する方法である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述したような方法の
内、光波位相差検出方式はモアレ縞計測方式、光切断法
に比較して計測精度が悪く、高精度な検査性能が要求さ
れる場合には不向きである。
内、光波位相差検出方式はモアレ縞計測方式、光切断法
に比較して計測精度が悪く、高精度な検査性能が要求さ
れる場合には不向きである。
【０００７】モアレ縞計測方式、光切断法における計測
精度は、計測用画像を得る撮像素子の視野範囲と密接な
関係があり、計測精度を上げるためには撮像素子の視野
範囲を絞り込む必要がある。スラブや鋼板のように幅、
長さ共に大きく、広い表面積を持つ被検査材の表面全体
を高精度に計測するためには、撮像素子を幅方向に多数
並べるか撮像素子を幅方向にスキャンさせる必要があ
り、設備費用が高くなる、設備のメンテナンス性が悪く
なるといった問題がある。なお、これは被検査材の長さ
方向にはスラブや鋼板が搬送されているものとして考え
ており、スラブや鋼板が静止している場合には長さ方向
に撮像素子をスキャンさせるなどの方法を取る必要があ
る。
精度は、計測用画像を得る撮像素子の視野範囲と密接な
関係があり、計測精度を上げるためには撮像素子の視野
範囲を絞り込む必要がある。スラブや鋼板のように幅、
長さ共に大きく、広い表面積を持つ被検査材の表面全体
を高精度に計測するためには、撮像素子を幅方向に多数
並べるか撮像素子を幅方向にスキャンさせる必要があ
り、設備費用が高くなる、設備のメンテナンス性が悪く
なるといった問題がある。なお、これは被検査材の長さ
方向にはスラブや鋼板が搬送されているものとして考え
ており、スラブや鋼板が静止している場合には長さ方向
に撮像素子をスキャンさせるなどの方法を取る必要があ
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明は、撮像手段により被検査材表面を２次元画像と
して撮像する場合に、被検査材と被検査材表面の画像を
撮像する２次元撮像素子との間に、該被検査材画像を一
方向に圧縮する光学的変換器を設け、該光学的変換器を
通して得られる画像に画像処理を施して被検査材の表面
品質を検査する方法において、該光学的変換器が凸面鏡
のように一方向にのみ曲率のついた鏡面状のものであ
り、被検査材上の大きな縦横比を持つ長方形の画像を、
正方形または小さな縦横比を持つ長方形の２次元撮像素
子上に結像させて撮像することを特徴としている。
本発明は、撮像手段により被検査材表面を２次元画像と
して撮像する場合に、被検査材と被検査材表面の画像を
撮像する２次元撮像素子との間に、該被検査材画像を一
方向に圧縮する光学的変換器を設け、該光学的変換器を
通して得られる画像に画像処理を施して被検査材の表面
品質を検査する方法において、該光学的変換器が凸面鏡
のように一方向にのみ曲率のついた鏡面状のものであ
り、被検査材上の大きな縦横比を持つ長方形の画像を、
正方形または小さな縦横比を持つ長方形の２次元撮像素
子上に結像させて撮像することを特徴としている。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明によれば、撮像手段により
対象物表面を２次元画像として撮像し、該撮像画像に画
像処理を施して被検査材の表面品質を検査する方法にお
いて、２次元画像の特に一方向に高精度な検査を実施す
る必要がある場合に、光学的な手法により被検査材表面
の画像を一方向に圧縮して撮像することにより、被検査
材上の大きな縦横比を持つ長方形の画像を、正方形また
は小さな縦横比を持つ長方形の２次元撮像素子上に結像
させて撮像することができるので、非圧縮方向の画像の
視野範囲を要求される検査精度に合わせて決定しておけ
ば、被検査材の非圧縮方向に高精度検査を実施しつつ、
被検査材表面全体を検査する場合に必要となる撮像素子
等の部品点数を削減することが可能となる。
対象物表面を２次元画像として撮像し、該撮像画像に画
像処理を施して被検査材の表面品質を検査する方法にお
いて、２次元画像の特に一方向に高精度な検査を実施す
る必要がある場合に、光学的な手法により被検査材表面
の画像を一方向に圧縮して撮像することにより、被検査
材上の大きな縦横比を持つ長方形の画像を、正方形また
は小さな縦横比を持つ長方形の２次元撮像素子上に結像
させて撮像することができるので、非圧縮方向の画像の
視野範囲を要求される検査精度に合わせて決定しておけ
ば、被検査材の非圧縮方向に高精度検査を実施しつつ、
被検査材表面全体を検査する場合に必要となる撮像素子
等の部品点数を削減することが可能となる。
【００１０】
【実施例】図１〜図４は、本発明を鉄鋼プロセスの「連
続鋳造工程」を経たスラブに対して行われるスラブ表面
品質検査の一部である表面形状計測に適用した場合の例
を示す図である。本実施例では表面形状を光切断法にて
計測している。
続鋳造工程」を経たスラブに対して行われるスラブ表面
品質検査の一部である表面形状計測に適用した場合の例
を示す図である。本実施例では表面形状を光切断法にて
計測している。
【００１１】図１はスラブ表面形状を説明するために、
表面形状の特徴である「表面凹凸」や「トラガリ」と呼
ばれる形状を強調して書いたイメージ図である。なお、
「トラガリ」とは表面品質検査の前に行われる、スラブ
表面処理工程であるスカーフ処理工程において、何らか
の原因で部分的にスカーフ処理ができていない状態のこ
とを言う。検査は「凹凸形状」や「トラガリ」による段
差に対して行い、各スラブごとに規定されている検査基
準を満たしていない場合には該スラブに対してグライン
ダー処理などの補修が施された後、次工程に送り出され
る。
表面形状の特徴である「表面凹凸」や「トラガリ」と呼
ばれる形状を強調して書いたイメージ図である。なお、
「トラガリ」とは表面品質検査の前に行われる、スラブ
表面処理工程であるスカーフ処理工程において、何らか
の原因で部分的にスカーフ処理ができていない状態のこ
とを言う。検査は「凹凸形状」や「トラガリ」による段
差に対して行い、各スラブごとに規定されている検査基
準を満たしていない場合には該スラブに対してグライン
ダー処理などの補修が施された後、次工程に送り出され
る。
【００１２】図２は、従来の方法による光切断法でスラ
ブ表面形状計測を行う場合のイメージ図である。図２に
おいて、被検査材であるスラブ０２の表面に、投光手段
である光源０１よりスリット光を照射し、この反射光を
レンズ０３を通して集光した後、撮像手段である２次元
撮像素子０４上に結像させて得られるスラブ表面形状計
測用画像０５を画像処理装置０６により解析することに
より、被検査材表面の形状計測を実施する。
ブ表面形状計測を行う場合のイメージ図である。図２に
おいて、被検査材であるスラブ０２の表面に、投光手段
である光源０１よりスリット光を照射し、この反射光を
レンズ０３を通して集光した後、撮像手段である２次元
撮像素子０４上に結像させて得られるスラブ表面形状計
測用画像０５を画像処理装置０６により解析することに
より、被検査材表面の形状計測を実施する。
【００１３】ここで、図２に示す従来の方法により、
「連続鋳造工程」で精製されるスラブ表面全体（裏面も
同様）を検査する場合の計測分解能と必要な撮像素子数
について説明する。スラブの幅方向のサイズは大きなも
ので２ｍ程度である。これに対してスラブ表面凹凸差は
ミリオーダーの大きさである。従って、スラブ表面凹凸
差を光切断法で計測する場合には、表面凹凸の高さ方
向、即ちスラブ厚さ方向の計測には高精度計測が要求さ
れ、１画素当たりの分解能はサブミリオーダーにするの
が適切になる。これにより必然的に１台の撮像素子の視
野範囲は決定され、例えば撮像素子の画素数を５１２×
５１２画素とし、計測分解能を０．１ｍｍ／画素とすれ
ば、視野範囲は約５０ｍｍ（スラブ厚さ方向）×５０ｍ
ｍ（スラブ幅方向）となる。この場合スラブ表面全体を
検査するために、スラブ幅方向に撮像素子を並べるとす
れば、例えばスラブ幅が２ｍである場合には、約４０台
の撮像素子が必要になる。
「連続鋳造工程」で精製されるスラブ表面全体（裏面も
同様）を検査する場合の計測分解能と必要な撮像素子数
について説明する。スラブの幅方向のサイズは大きなも
ので２ｍ程度である。これに対してスラブ表面凹凸差は
ミリオーダーの大きさである。従って、スラブ表面凹凸
差を光切断法で計測する場合には、表面凹凸の高さ方
向、即ちスラブ厚さ方向の計測には高精度計測が要求さ
れ、１画素当たりの分解能はサブミリオーダーにするの
が適切になる。これにより必然的に１台の撮像素子の視
野範囲は決定され、例えば撮像素子の画素数を５１２×
５１２画素とし、計測分解能を０．１ｍｍ／画素とすれ
ば、視野範囲は約５０ｍｍ（スラブ厚さ方向）×５０ｍ
ｍ（スラブ幅方向）となる。この場合スラブ表面全体を
検査するために、スラブ幅方向に撮像素子を並べるとす
れば、例えばスラブ幅が２ｍである場合には、約４０台
の撮像素子が必要になる。
【００１４】なお、図２の例ではスラブ表面の「凹凸形
状」のみを示しているが、「トラガリ」の計測も同様に
して行われる。
状」のみを示しているが、「トラガリ」の計測も同様に
して行われる。
【００１５】図３は本発明において、画像を圧縮する手
段の基となる凸面鏡の動作を説明するための図である。
図３は凸面鏡と平面鏡とを比較して示している。図３
（ａ）に示すように凸面鏡と平面鏡とで同じ幅Ｗを持つ
場合には、凸面鏡の方がより広い範囲の画像を写すこと
が可能である。また同図（ｂ）に示すように凸面鏡に写
る画像は鏡の中心付近で密度の濃い歪んだ画像になるも
のの、平面鏡と比較すると対象面上の情報をより多く拾
うことができる。凸面鏡のこのような特徴を利用するこ
とにより、画像を一方向にのみ圧縮することが可能とな
る。
段の基となる凸面鏡の動作を説明するための図である。
図３は凸面鏡と平面鏡とを比較して示している。図３
（ａ）に示すように凸面鏡と平面鏡とで同じ幅Ｗを持つ
場合には、凸面鏡の方がより広い範囲の画像を写すこと
が可能である。また同図（ｂ）に示すように凸面鏡に写
る画像は鏡の中心付近で密度の濃い歪んだ画像になるも
のの、平面鏡と比較すると対象面上の情報をより多く拾
うことができる。凸面鏡のこのような特徴を利用するこ
とにより、画像を一方向にのみ圧縮することが可能とな
る。
【００１６】図４は、本発明を用いた光切断法によりス
ラブ表面形状計測を行う場合のイメージを示す図であ
る。図４において、被検査材であるスラブ０２の表面
に、投光手段である光源０１よりスリット光を照射し、
この反射光をレンズ０３を通して集光した後、図３で説
明した凸面鏡を用いた画像圧縮手段０４を介して撮像手
段である２次元撮像素子０５上に結像させる。この場合
に画像圧縮手段０４の出力側に出射される画像はスラブ
０２上の画像を歪めた形状にするものの幅方向に圧縮し
た画像となり、この画像圧縮手段０４を介して２次元撮
像素子に結像することで、スラブ０２上の幅方向に長い
横長の画像を、正方形または縦横比の小さな長方形の形
状を持つ２次元撮像素子に結像することが可能となる。
このようにして得られるスラブ表面形状計測用画像０６
を、画像処理装置０７により解析することにより、被検
査材表面の形状計測を実施する。
ラブ表面形状計測を行う場合のイメージを示す図であ
る。図４において、被検査材であるスラブ０２の表面
に、投光手段である光源０１よりスリット光を照射し、
この反射光をレンズ０３を通して集光した後、図３で説
明した凸面鏡を用いた画像圧縮手段０４を介して撮像手
段である２次元撮像素子０５上に結像させる。この場合
に画像圧縮手段０４の出力側に出射される画像はスラブ
０２上の画像を歪めた形状にするものの幅方向に圧縮し
た画像となり、この画像圧縮手段０４を介して２次元撮
像素子に結像することで、スラブ０２上の幅方向に長い
横長の画像を、正方形または縦横比の小さな長方形の形
状を持つ２次元撮像素子に結像することが可能となる。
このようにして得られるスラブ表面形状計測用画像０６
を、画像処理装置０７により解析することにより、被検
査材表面の形状計測を実施する。
【００１７】ここで、図２でも説明した計測分解能と必
要な撮像素子数の関係について、本発明によれば撮像素
子数を削減できることを説明する。
要な撮像素子数の関係について、本発明によれば撮像素
子数を削減できることを説明する。
【００１８】図２の場合と同様にスラブ幅を２ｍ、撮像
素子の画素数を５１２×５１２、スラブ厚さ方向の計測
分解能を０．１ｍｍ／画素とし、画像圧縮手段による縦
横圧縮比を例えば４：１とすれば、１台の撮像素子の視
野範囲は５０ｍｍ（スラブ厚さ方向）×２００ｍｍ（ス
ラブ幅方向）となり、スラブ全幅を検査するのに必要な
撮像素子数は約１０台となり、図２に示す従来方式で必
要な撮像素子数を１／４に削減することが可能となる。
素子の画素数を５１２×５１２、スラブ厚さ方向の計測
分解能を０．１ｍｍ／画素とし、画像圧縮手段による縦
横圧縮比を例えば４：１とすれば、１台の撮像素子の視
野範囲は５０ｍｍ（スラブ厚さ方向）×２００ｍｍ（ス
ラブ幅方向）となり、スラブ全幅を検査するのに必要な
撮像素子数は約１０台となり、図２に示す従来方式で必
要な撮像素子数を１／４に削減することが可能となる。
【００１９】なお、ここでは凸面鏡による画像の縦横圧
縮比を４：１としたが、これは一例であり、圧縮比は凸
面鏡の曲率により可変である。
縮比を４：１としたが、これは一例であり、圧縮比は凸
面鏡の曲率により可変である。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、撮
像手段により対象物表面を２次元画像として撮像し、該
撮像画像に画像処理を施して被検査材の表面品質を検査
する方法において、スラブや鋼板などの幅方向、長さ方
向共に大きくかつ撮像する２次元画像の特に一方向に高
精度な検査を実施する必要がある場合に、光学的な手法
により被検査材表面の画像を一方向に圧縮して撮像する
ことにより、被検査材上の大きな縦横被を持つ長方形の
画像を、正方形または小さな縦横比を持つ長方形の２次
元撮像素子上に結像させて撮像することができるので、
非圧縮方向の画像の視野範囲を要求される検査精度に合
わせて決定しておけば、被検査材の非圧縮方向に高精度
検査を実施しつつ、被検査材表面全体を検査する場合に
必要となる撮像素子等の部品点数を削減することが可能
となる。これにより、従来必要とされた撮像素子台数及
び得られた画像を解析する画像処理装置の台数を削減で
きるため、装置を導入する際の設備費の大幅な削減、装
置のメンテナンス性の向上、検査時間の短縮などの効果
と共に、狭いスペースにも検査装置を設置することがで
きる効果がある。
像手段により対象物表面を２次元画像として撮像し、該
撮像画像に画像処理を施して被検査材の表面品質を検査
する方法において、スラブや鋼板などの幅方向、長さ方
向共に大きくかつ撮像する２次元画像の特に一方向に高
精度な検査を実施する必要がある場合に、光学的な手法
により被検査材表面の画像を一方向に圧縮して撮像する
ことにより、被検査材上の大きな縦横被を持つ長方形の
画像を、正方形または小さな縦横比を持つ長方形の２次
元撮像素子上に結像させて撮像することができるので、
非圧縮方向の画像の視野範囲を要求される検査精度に合
わせて決定しておけば、被検査材の非圧縮方向に高精度
検査を実施しつつ、被検査材表面全体を検査する場合に
必要となる撮像素子等の部品点数を削減することが可能
となる。これにより、従来必要とされた撮像素子台数及
び得られた画像を解析する画像処理装置の台数を削減で
きるため、装置を導入する際の設備費の大幅な削減、装
置のメンテナンス性の向上、検査時間の短縮などの効果
と共に、狭いスペースにも検査装置を設置することがで
きる効果がある。
【図１】スラブ表面形状の特徴である「表面凹凸」や
「トラガリ」と呼ばれる形状のイメージ図である。
「トラガリ」と呼ばれる形状のイメージ図である。
【図２】従来の方法による光切断法でスラブ表面形状計
測を行う場合のイメージ図である。
測を行う場合のイメージ図である。
【図３】本発明において、画像圧縮手段の基となる凸面
鏡の動作を説明するための図である。
鏡の動作を説明するための図である。
【図４】本発明を用いた光切断法によりスラブ表面形状
計測を行う場合のイメージを示す図である。
計測を行う場合のイメージを示す図である。
フロントページの続き (72)発明者 植木 勝也 神戸市兵庫区和田崎町１−１−２ 三菱電 機株式会社制御製作所内 (72)発明者 高嶋 和夫 尼崎市塚口本町８−１−１ 三菱電機株式 会社産業システム研究所内
Claims (1)
- 【請求項１】 撮像手段により被検査材表面を２次元画
像として撮像する場合に、被検査材と被検査材表面の画
像を撮像する２次元撮像素子との間に、該被検査材画像
を一方向に圧縮する光学的変換器を設け、該光学的変換
器を通して得られる画像に画像処理を施して被検査材の
表面品質を検査する方法において、 該光学的変換器が凸面鏡のように一方向にのみ曲率のつ
いた鏡面状のものであり、被検査材上の大きな縦横比を
持つ長方形の画像を、正方形または小さな縦横比を持つ
長方形の２次元撮像素子上に結像させて撮像することを
特徴とする表面品質検査方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23903395A JPH0961131A (ja) | 1995-08-25 | 1995-08-25 | 表面品質検査方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23903395A JPH0961131A (ja) | 1995-08-25 | 1995-08-25 | 表面品質検査方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0961131A true JPH0961131A (ja) | 1997-03-07 |
Family
ID=17038888
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23903395A Withdrawn JPH0961131A (ja) | 1995-08-25 | 1995-08-25 | 表面品質検査方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0961131A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7601544B2 (en) | 2001-01-17 | 2009-10-13 | Siemens Healthcare Diagnostics Inc. | Method and apparatus for using infrared readings to detect misidentification of a diagnostic test strip in a reflectance spectrometer |
| WO2011095961A3 (ko) * | 2010-02-08 | 2011-12-08 | 주식회사 포스코 | 주편 처리 방법 및 주편 처리 시스템 |
| JP2018091759A (ja) * | 2016-12-05 | 2018-06-14 | リコーエレメックス株式会社 | 光切断検査装置 |
-
1995
- 1995-08-25 JP JP23903395A patent/JPH0961131A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7601544B2 (en) | 2001-01-17 | 2009-10-13 | Siemens Healthcare Diagnostics Inc. | Method and apparatus for using infrared readings to detect misidentification of a diagnostic test strip in a reflectance spectrometer |
| WO2011095961A3 (ko) * | 2010-02-08 | 2011-12-08 | 주식회사 포스코 | 주편 처리 방법 및 주편 처리 시스템 |
| CN102791401A (zh) * | 2010-02-08 | 2012-11-21 | Posco公司 | 坯料加工方法和坯料加工系统 |
| JP2018091759A (ja) * | 2016-12-05 | 2018-06-14 | リコーエレメックス株式会社 | 光切断検査装置 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20021105 |