JPH11218500A - 一次元ccdカメラを使用した疵検査装置の光学系調整方法 - Google Patents

一次元ccdカメラを使用した疵検査装置の光学系調整方法

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JPH11218500A
JPH11218500A JP2249198A JP2249198A JPH11218500A JP H11218500 A JPH11218500 A JP H11218500A JP 2249198 A JP2249198 A JP 2249198A JP 2249198 A JP2249198 A JP 2249198A JP H11218500 A JPH11218500 A JP H11218500A
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JP
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camera
optical system
ccd camera
dimensional ccd
dimensional
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JP2249198A
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Isao Nakamura
功 中村
Youichi Fujikake
洋一 藤懸
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Nippon Steel Corp
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Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 一次元CCDカメラを使用した疵検査装置の
光学系調整を容易にかつ正確に行う。 【解決手段】 一次元CCDカメラを使用した疵検査装
置の光学系調整において、正反射位置、最適視野、最適
焦点を、受光信号の最大面積の算出、目標画素数と現状
画素数の比較、調整用マーク紙の調整用マークの最大傾
きを算出することで、次の工程で容易かつ正確に行う。
:正反射位置を受光信号の面積を算出しながら、ステ
ッピングモーターとシリンダーでカメラの上下方向の角
度を変更して決定。:カメラ視野を目標画素数と受光
信号の指定範囲内の現状画素数を比較しながら、ステッ
ピングモーターとシリンダーでカメラを前後方向に移動
して決定。:カメラの焦点を調整用マーク紙の両端の
調整用マークの傾きを計算しながら、両調整マークの受
光信号の傾きが最大かつフォーカスリングの位置が許容
内となる位置をステッピングモーターとシリンダーで移
動して決定。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、一次元CCDカメ
ラを使用した疵検査装置において、効率的に光学系の調
整を行う方法である。
【0002】
【従来の技術】一次元CCDカメラを使用した疵検査装
置の光学系調整には、大別すると、正反射位置の決定、
視野の決定および焦点の調整の三つがある。これら調整
は、疵検査装置の性能を発揮する上で、基本的かつ重要
な要素であり、正確に行う必要がある。しかし、自動化
の及んでいない部分でもあり、通常これらの作業はライ
ンが止まっている際に行われるが、ライン停止の時間は
非常に限られているのが一般的で、効率的な調整の実施
が求められている。
【0003】ここで、一次元CCDカメラを使用した疵
検査装置とは、シート状の被検査材の幅方向と同じ方向
に直線上に配列されたCCDを備えたカメラにて、被検
査材からの反射光をとらえ、それを電気信号に変換して
から信号処理を行い、正常部と異常部(疵部)の判別を
行って疵部を顕在化することにより、被検査材の疵発生
を知らしめるものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来、一次元CCDカ
メラを使用した疵検査装置の光学系調整である正反射位
置の決定における受光信号の最高レベルの決定、および
視野の決定におけるカメラの前後方向の移動および焦点
の調整における調整用マークの受光信号の最大傾きの決
定は、それぞれ目分量で行われ、手動でカメラを動かし
ていたため、非常な手間と時間を要していた。また、調
整結果の精度確保が非常に困難であるため、検査結果に
悪い影響を及ぼすという問題があった。
【0005】従って、本発明は、上記問題点を解決する
ために、光学系調整の効率と精度を向上させることがで
きる一次元CCDカメラを使用した疵検査装置の光学系
調整方法を提供することを課題とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明の要旨は、 (1)被検査材の表面からの反射光を一次元CCDでと
らえ、その光量変化から前記被検査材の表面疵を検出す
る一次元CCDカメラを使用した疵検査装置の光学系調
整方法において、カメラ角度を変えながら視野内の受光
信号の面積を算出し、その受光信号の面積が最大となる
角度を求めることで、正反射位置を決定することを特徴
とする一次元CCDカメラを使用した疵検査装置の光学
系調整方法である。 (2)検査材の表面からの反射光を一次元CCDでとら
え、その光学変化から前記被検査材の表面疵を検出する
一次元CCDカメラを使用した疵検査装置の光学系調整
方法において、カメラの指定視野内の画素数をカウント
し、カメラ前後方向の移動量を求め、視野内画素を目標
画素数に調整することを特徴とする一次元CCDカメラ
を使用した疵検査装置の光学系調整方法である。 (3)検査材の表面からの反射光を一次元CCDでとら
え、その光学変化から前記被検査材の表面疵を検出する
一次元CCDカメラを使用した疵検査装置の光学系調整
方法において、レンズの収差を考慮して、視野両端付近
の調整用マークのカメラ受光信号の傾きが最大となるよ
うに、自動的に焦点を調整することを特徴とする一次元
CCDカメラを使用した疵検査装置の光学系調整方法で
ある。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明で言う一次元CCDカメラ
を使用した疵検査装置は、CCDカメラに加えて、信号
処理部、計算機および入力表示装置を通常備えており、
調整のためのカメラ・焦点の移動は移動駆動機構によ
る。
【0008】以下に、本発明の実施例の図面に従って説
明する。図1は、本発明の実施例の装置構成である。図
2は、一次元CCDカメラを使用した疵検査装置の光学
系調整を行うにあたって、被検査材11や搬送ロール1
2に貼る調整用マーク紙30とそれを見ている一次元C
CDカメラ1の受光信号の出力波形である。CCDカメ
ラは、被検査材からの光を、連続して配列された画素と
呼ぶ微小な電子素子(CCD)で受光し、光強度(明る
さ)に応じて電気信号を出力する。また、調整用マーク
紙30は、被検査材11の最大幅とほぼ同じ長さのシー
トからなり、表面には複数個の調整用マーク31a〜3
1cが設けられている。図2の実施例では、調整用マー
クは、両端と中心に3個設けている。
【0009】最初に、図4のフローにあるように正反射
位置を決定する方法について説明する。調整用マーク紙
30の受光信号は入力表示装置19に32のごとく表示
されるが、調整マーク紙30の両端31d、31e近傍
を、入力表示装置19にて受光信号32上の34a、3
4gとして指定する。次に、34aを始点として34g
までのカメラの受光信号32の面積を各画素位置での明
るさ濃度を積分し、信号の面積を算出する。カメラ角度
変更用シリンダー5とカメラ角度変更用ステッピングモ
ーター6を使い、図1においてカメラの上下方向に角度
を微量変更する。そこで、前述と同様に受光信号32の
面積を算出する。このように、カメラ角度を微量変え
て、受光信号32の面積を算出していき、最も面積の大
きい角度にカメラ角度を設定する。この角度が被検査材
からの受光量が最も大きいカメラ角度で、正反射近傍と
なっている。
【0010】続いて出力信号32を図2の34aから3
4gのように偶数値に分割する(ここでは6分割)。各
分割34a〜34b、34b〜34c、34c〜34
d、34d〜34e、34e〜34f、34f〜34g
毎の受光信号32についての面積を、各画素位置の明る
さ濃度を積分することにより、算出する。図1のカメラ
左右角度変更用シリンダー16と左右角度変更用ステッ
ピングモーター17でカメラを正面から見て左右方向
(図2でカメラ位置を軸に左右に旋回する方向)の角度
を微量変更する。同様に、分割された各部分の受光信号
の面積を算出する。そして、34a〜34bと34f〜
34g、34b〜34cと34e〜34f、34c〜3
4dと34d〜34eの各分割区分について、前回の信
号面積と今回の信号面積とを比較する。それぞれの差が
許容値以内かどうかを評価し、許容値以内であれば現位
置に正反射位置が決定となる。
【0011】次に、図5のフローにあるように、カメラ
視野35を決定する方法を説明する。入力表示装置19
に、調整用マーク紙32の表面に設けた調整用マーク3
1a、31cの受光信号33a、33cが表示される
が、これを入力表示装置19で指定すると共に、その調
整用マーク間に対応するCCDカメラの目標画素数、目
標画素サイズ、目標カメラ距離、調整許容画素数を入力
表示装置19より入力する。ここで、調整用マーク31
aと31cは、この間の距離をあらかじめ測定を行って
描かれている。
【0012】まず、33aと33cの間の画素数をカウ
ントし、以下の式から図1で、カメラの前後方向の移動
量を算出する。 画素数差 :dev=現状画素数−目標画素数 ・・・・(1) 現状画素サイズ:pix=M/現状画素数 ・・・・(2) 現状カメラ距離:L′=現状画素サイズ/目標画素サイズ×目標カメラ距離 L ・・・・(3) 移動量 :mov=L−L′ ・・・・(4)
【0013】式(4)より得られた移動量を計算機18
よりカメラ前後移動用ステッピングモーター10に指示
し、カメラ前後移動用シリンダー9に備えたスケールで
位置を測定しながら移動架台8をカメラ前後方向に駆動
する。ここで式(1)より画素数差を再度算出し、この
値が調整許容画素数以内であれば、カメラ視野が決定と
なる。
【0014】引き続いて、図6のフローにあるように、
カメラの焦点を調整する方法を説明する。レンズの収差
を考慮して、図2の視野片端のマーク33aの拡大図3
6を入力表示装置19に表示し、上端の点37[座標
(明るさ濃度d37、画素位置p37)]、下端の点3
8[座標(明るさ濃度d38、画素位置p38)]を指
定する。ここで、点37と38間の傾きを以下の式から
算出する。 マーク部傾き:deg33a=(明るさ濃度d37−明るさ濃度d38)/ (画素位置p37−画素位置p38) ・・・・(5)
【0015】図1の焦点調整用ステッピングモーター1
5を駆動し、焦点調整用シリンダー14にてフォーカス
リング13を微少角度動かす。ここで、式(5)によ
り、マーク部の傾きを再度算出し、この値が最大となる
点でフォーカスリング13を固定する。このとき、焦点
調整用シリンダー14の位置をs33aとして計算機1
8に記憶する。続いて、視野の他端マーク33cも同様
に入力表示装置19より上端と下端の点を指定し、マー
ク部傾きdeg33c最大となる点を求め、フォーカス
リング13を固定する。ここでも焦点調整用シリンダー
14の位置をs33cとして計算機18に記憶する。こ
こで、|s33a−s33c|が許容値以内であれば、
最適な焦点位置の決定である。
【0016】以上でもって、一次元CCDカメラを使用
した疵検査装置の光学系調整は終了である。なお、被検
査材は、鋼板、ステンレス鋼板などがあるが、これらに
限定されるものではなく、シート状のものであればよ
い。また、カメラの台数は、一台に限らず図3に示すよ
うに、カメラが被検査材の幅方向に複数台設置されてい
てもよい。
【0017】
【発明の効果】請求項1に係る本発明により、一次元C
CDカメラを使用した疵検査装置の光学系調整におい
て、カメラ視野内の受光信号の面積を算出し、ステッピ
ングモーターとシリンダーでカメラ角度を微量自動的に
動かすことにより、正確に正反射位置を決定することが
可能となる。
【0018】また、請求項2に係る本発明により、所定
の視野内の画素数、1画素サイズ、許容画素数差を入力
表示装置にて指定し、カメラの受光信号の画素数をカウ
ントしながら、カメラを前後方向に自動的に移動するこ
とにより、正確に視野範囲を決定することが可能とな
る。
【0019】さらに、請求項3に係る本発明により、レ
ンズの収差を考慮して、調整用マーク紙上のカメラ視野
両端付近の調整用マークを入力表示装置にて指定し、調
整用マークのカメラの受光信号の傾きを算出し、自動的
にフォーカスリングを動かすことにより、正確に焦点の
あう点を決定することが可能となる。
【0020】以上の本発明の調整方法は、能率よく高精
度にしかも再現性を持って行うことができ、調整の手間
と時間を大幅に少なくしただけでなく、疵検査の精度向
上と調整による検査精度のばらつきも減少した。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の正反射位置、視野調整、焦点調整を行
うための機器配置を示す図である。
【図2】本発明の正反射位置、視野調整、焦点調整を行
う際の調整用マーク紙と受光信号の出力波形との関係を
示す模式図である。
【図3】本発明のカメラが被検査材の幅方向に複数台設
置された場合の調整用マーク紙とカメラ視野の配置を示
す図である。
【図4】本発明の正反射位置決定の処理フローを示す図
である。
【図5】本発明の視野調整の処理フローを示す図であ
る。
【図6】本発明の焦点調整の処理フローを示す図であ
る。
【符号の説明】
1 一次元CCDカメラ 2 レンズおよびフォーカスリング 3 視野方向 4 カメラ角度変更支点 5 カメラ角度変更用シリンダー 6 カメラ角度変更用ステッピングモーター 7 カメラ架台 8 カメラ前後移動用レール 9 カメラ前後移動用シリンダー 10 カメラ前後移動用ステッピングモーター 11 被検査材 12 搬送ロール 13 フォーカスリング 14 焦点調整用シリンダー 15 焦点調整用ステッピングモーター 16 カメラ左右角度変更用シリンダー 17 カメラ左右角度変更用ステッピングモーター 18 計算機 19 入力表示装置 30 調整用マーク紙 31a〜31c 調整用マーク 32 カメラ受光信号 33a〜33c 調整用マーク受光信号 34a〜34g 指定視野偶数個分割点 35 カメラ視野 36 マーク部拡大図 37 マーク部上端の点 38 マーク部下端の点

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被検査材の表面からの反射光を一次元C
    CDでとらえ、その光量変化から前記被検査材の表面疵
    を検出する一次元CCDカメラを使用した疵検査装置の
    光学系調整方法において、カメラ角度を変えながら視野
    内の受光信号の面積を算出し、その受光信号の面積が最
    大となる角度を求めることで、正反射位置を決定するこ
    とを特徴とする一次元CCDカメラを使用した疵検査装
    置の光学系調整方法。
  2. 【請求項2】 検査材の表面からの反射光を一次元CC
    Dでとらえ、その光学変化から前記被検査材の表面疵を
    検出する一次元CCDカメラを使用した疵検査装置の光
    学系調整方法において、カメラの指定視野内の画素数を
    カウントし、カメラ前後方向の移動量を求め、視野内画
    素を目標画素数に調整することを特徴とする一次元CC
    Dカメラを使用した疵検査装置の光学系調整方法。
  3. 【請求項3】 検査材の表面からの反射光を一次元CC
    Dでとらえ、その光学変化から前記被検査材の表面疵を
    検出する一次元CCDカメラを使用した疵検査装置の光
    学系調整方法において、レンズの収差を考慮して、視野
    両端付近の調整用マークのカメラ受光信号の傾きが最大
    となるように自動的に焦点を調整することを特徴とする
    一次元CCDカメラを使用した疵検査装置の光学系調整
    方法。
JP2249198A 1998-02-04 1998-02-04 一次元ccdカメラを使用した疵検査装置の光学系調整方法 Withdrawn JPH11218500A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010112846A (ja) * 2008-11-07 2010-05-20 Jfe Steel Corp 表面検査装置の調整方法および装置
JP2014139550A (ja) * 2013-01-21 2014-07-31 Tokyo Electron Ltd 基板検査装置
JP2015219181A (ja) * 2014-05-20 2015-12-07 Jfeスチール株式会社 金属帯エッジ部撮像装置および金属帯エッジ部撮像方法

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Effective date: 20050405