KR102342791B1 - 탐상 장치, 및 탐상 장치에 의한 결함 검출 방법 - Google Patents

Abstract

피(被)검사물을 촬영하는 카메라와, 카메라에 의해 취득된 원(原)화상으로부터 피검사물의 결함을 검출하는 검출 장치를 구비하는 자분(磁粉) 탐상 장치로서, 검출 장치는, 원(原)화상으로부터 추출된 결함 후보부(43)의 장축 방향으로 미리 정해진 길이를 가진 폭 산출 영역(Lc)에 있어서, 결함 후보부(43)의 장축 방향과 평행한 두 직선(s1, s2) 사이에 결함 후보부(43)가 수용되고, 또한 두 직선(s1, s2) 간의 거리(폭(w))가 미리 정해진 범위 내인 경우에, 결함 후보부(43)를 결함으로 판정하는 결함 판정부를 가진다.

Description

탐상 장치, 및 탐상 장치에 의한 결함 검출 방법

[0001] 본 발명은, 탐상(探傷) 장치, 및 탐상 장치에 의한 결함 검출 방법에 관한 것이며, 보다 상세하게는, 피(被)검사물의 결함을 기계적으로 검출하는 것이 가능한 탐상 장치, 및 탐상 장치에 의한 결함 검출 방법에 관한 것이다.

[0002] 강재(鋼材) 등의 강자성(强磁性)을 가지는 피검사물의 표면의 탐상 검사는, 비파괴 검사 방법의 일종인 자분(磁粉) 탐상 검사나, 침투 탐상 검사 등에 의해 이루어지고 있다. 그 중에서도, 자분 탐상은, 피검사물 표면의 유해한 손상인 결함(크랙)을 검출하는 방법으로서 가장 유력한 방법의 하나이다.

[0003] 강재에 자장을 인가(印加)하여 강재를 자화(磁化)하면, 강재의 손상에 기인한 자속(磁束)의 혼란이 생겨, 그 일부가, 누설 자속으로서 공중(空中)으로 누설된다. 이때, 강재의 표면에, 자분이나, 자분을 함유하는 자분액이 존재하면, 이 누설 자속으로 자분이 끌어들여져 자분의 지시(指示) 모양(模樣)이 형성된다. 자분 탐상은, 이러한 자분 지시 모양을 관측함으로써 결함을 검사하는 것이다.

[0004] 한편, 침투 탐상에서는, 피검사물의 표면에 개구(開口)되어 있는 균열이나, 핀홀 등의 결함에 침투액을 침투시키고, 잉여 침투액이 제거된 표면에 현상제 분말이 도포됨으로써, 결함으로부터, 모세관 현상으로 표면에 흡출(Bleed Out, 吸出)된 침투액에 의한 침투 지시 모양이 형성된다. 침투 탐상은, 이러한 침투 지시 모양을 관측함으로써 결함을 검사하는 것이다.

[0005] 이들 탐상 검사는, 자동화됨에 의해, 생산성 향상이나, 비용 저감, 품질 향상 등이 기대된다. 상술한 지시 모양을 카메라에 담아, 화상 처리에 의해 결함을 검출하는 탐상 장치의 자동화에 대한 시도가 행해지고 있다.

[0006] 특허 문헌 1에는, 피검사물의 표층부 부근에 회전 자계를 발생시키는 자화부와, 회전 자계의 발생 중에 카메라로 촬영한 화상을 쉐이딩 보정하고, 또한 모든(全) 방향의 손상부를 검출하는 손상 검출부를 구비하는 자분 탐상 장치가 개시되어 있다.

[0007] 1. 일본 특허공개공보 제2011-038796호

[0008] 특허 문헌 1의 구성에 의하면, 회전 자계 내에서의 자분 지시 모양의 관찰이 가능해져, 종래 간과하였던 깊이가 얕은 손상도 안정적으로 검출할 수 있으므로, 손상부의 검출 정밀도가 향상되어, 피검사물의 생산성이 개선되는 효과를 나타낸다고 여겨지고 있다. 그러나, 자분 지시 모양은, 피검사물에 있어서 결함이 되지는 않는 자기적 불연속부나, 표면 형상의 변화부에 있어서도 형성되기 때문에, 이러한 개소(個所)와, 결함을 판별하는 것이 용이하지 않다.

[0009] 따라서 본 발명의 목적은, 결함의 검출률이 향상된 탐상 장치, 및 탐상 장치에 의한 결함 검출 방법을 제공하는 데 있다.

[0010] 상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은, 피(被)검사물을 촬영하는 입력 장치와, 상기 입력 장치에 의해 취득된 원(原)화상으로부터 상기 피검사물의 결함을 검출하는 검출 장치를 구비하는 탐상 장치로서, 상기 검출 장치는, 상기 원화상으로부터 추출된 결함 후보부의 장축 방향으로 미리 정해진 길이를 가진 폭 산출 영역에 있어서, 상기 결함 후보부의 상기 장축 방향과 평행한 두 직선 사이에 상기 결함 후보부가 수용되고, 또한 두 직선 간의 거리(폭)가 미리 정해진 범위 내인 경우에, 상기 결함 후보부를 상기 결함으로 판정하는 결함 판정부를 가지는 것을 특징으로 한다.

[0011] 또한, 상기 폭 산출 영역은, 상기 결함 후보부의 무게중심(重心)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

[0012] 상기 검출 장치는, 상기 원화상을 제1 문턱값으로 2치화(二値化)하여 제1 결함 후보부를 추출하는 제1 추출부와, 상기 제1 결함 후보부가 포함되도록 검사 영역을 생성하는 검사 영역 생성부와, 상기 검사 영역을 상기 제1 문턱값보다 작은 제2 문턱값으로 2치화하여 제2 결함 후보부를 추출하는 제2 추출부를 더 가지며, 상기 결함 후보부는, 상기 제2 결함 후보부가 팽창 처리된 영역인 것을 특징으로 한다.

[0013] 또한, 상기 검사 영역은, 상기 제1 결함 후보부가 포함되는 최소의 직사각형으로부터 미리 정해진 폭만큼 확대시킨 직사각형에 의해 둘러싸인 영역인 것을 특징으로 한다.

[0014] 또한, 상기 팽창 처리는, 상기 제2 결함 후보부를 각각의 적어도 장축 방향으로 팽창시키는 처리인 것을 특징으로 한다.

[0015] 상기 탐상 장치는, 상기 피검사물에 자분을 적용하는 자분 살포 장치와, 상기 피검사물을 자화시켜 누설 자속에 의한 자분 지시 모양을 형성하는 자화 장치를 더 구비하는 자분 탐상 장치인 것을 특징으로 한다.

[0016] 또한, 상기 폭 산출 영역의 상기 길이는, 0.3mm 이상, 10mm 이하인 것을 특징으로 한다.

[0017] 또한, 본 발명은, 입력 장치가, 피검사물을 촬영하고, 검출 장치가, 상기 입력 장치에 의해 취득된 원화상으로부터 상기 피검사물의 결함을 검출하는 탐상 장치에 의한 결함 검출 방법으로서, 상기 검출 장치가 가지는 결함 판정부가, 상기 원화상으로부터 추출된 결함 후보부의 장축 방향으로 미리 정해진 길이를 가진 폭 산출 영역에 있어서, 상기 결함 후보부의 상기 장축 방향과 평행한 두 직선 사이에 상기 결함 후보부가 수용되고, 또한 두 직선 간의 거리(폭)가 미리 정해진 범위 내인 경우에, 상기 결함 후보부를 상기 결함으로 판정하는 것을 특징으로 한다.

[0018] 또한, 상기 폭 산출 영역은, 상기 결함 후보부의 무게중심을 포함하는 것을 특징으로 한다.

[0019] 상기 검출 장치가 더 가지는 제1 추출부가, 상기 원화상을 제1 문턱값으로 2치화하여 제1 결함 후보부를 추출하고, 검사 영역 생성부가, 상기 제1 결함 후보부가 포함되도록 검사 영역을 생성하고, 제2 추출부가, 상기 검사 영역을 상기 제1 문턱값보다 작은 제2 문턱값으로 2치화하여 제2 결함 후보부를 추출하고, 상기 결함 후보부는, 상기 제2 결함 후보부가 팽창 처리된 영역인 것을 특징으로 한다.

[0020] 또한, 상기 검사 영역은, 상기 제1 결함 후보부가 포함되는 최소의 직사각형으로부터 미리 정해진 폭만큼 확대시킨 직사각형에 의해 둘러싸인 영역인 것을 특징으로 한다.

[0021] 또한, 상기 팽창 처리는, 상기 제2 결함 후보부를 각각의 적어도 장축 방향으로 팽창시키는 처리인 것을 특징으로 한다.

[0022] 상기 탐상 장치는, 상기 피검사물에 자분을 적용하는 자분 살포 장치와, 상기 피검사물을 자화시켜 누설 자속에 의한 자분 지시 모양을 형성하는 자화 장치를 더 구비하는 자분 탐상 장치인 것을 특징으로 한다.

[0023] 또한, 상기 폭 산출 영역의 상기 길이는, 0.3mm 이상, 10mm 이하인 것을 특징으로 한다.

[0024] 본 발명에 따르면, 피검사물을 촬영하는 입력 장치와, 입력 장치에 의해 취득된 원화상으로부터 피검사물의 결함을 검출하는 검출 장치를 구비하는 탐상 장치에 있어서, 검출 장치는, 원화상으로부터 추출된 결함 후보부의 장축 방향으로 미리 정해진 길이를 가진 폭 산출 영역에 있어서, 결함 후보부의 장축 방향과 평행한 두 직선 사이에 결함 후보부가 수용되고, 또한 두 직선 간의 거리(폭)가 미리 정해진 범위 내인 경우에, 결함 후보부를 결함으로 판정하는 결함 판정부를 가지므로, 피검사물의 결함의 형상이 특징량으로서 정량적으로 추출되어, 결함과, 그 이외를 높은 정확도로 식별하여 과검출(過檢出)을 저감할 수 있다. 따라서, 결함의 검출률이 향상된 탐상 장치를 제공할 수 있다.

[0025] 또한, 폭 산출 영역은, 결함 후보부의 무게중심을 포함함으로써, 피검사물의 결함의 형상이 보다 확실하게 특징량으로서 정량적으로 추출되어, 결함과, 그 이외를 보다 높은 정확도로 식별하여 검출 누락 및 과검출을 보다 저감할 수 있다. 따라서, 결함의 검출률이 보다 향상된 탐상 장치를 제공할 수 있다.

[0026] 검출 장치는, 원화상을 제1 문턱값으로 2치화하여 제1 결함 후보부를 추출하는 제1 추출부와, 제1 결함 후보부가 포함되도록 검사 영역을 생성하는 검사 영역 생성부와, 검사 영역을 제1 문턱값보다 작은 제2 문턱값으로 2치화하여 제2 결함 후보부를 추출하는 제2 추출부를 더 가지며, 결함 후보부는, 제2 결함 후보부가 팽창 처리된 영역이기 때문에, 피검사물의 결함의 검출 누락 및 과검출이 방지된 상태에서 결함의 형상이 보다 확실하게 특징량으로서 정량적으로 추출되어, 결함과, 그 이외를 보다 높은 정확도로 식별하여 과검출을 보다 저감할 수 있다. 따라서, 결함의 검출률이 보다 향상된 탐상 장치를 제공할 수 있다.

[0027] 또한, 검사 영역은, 제1 결함 후보부가 포함되는 최소의 직사각형으로부터 미리 정해진 폭만큼 확대시킨 직사각형에 의해 둘러싸인 영역이기 때문에, 피검사물의 결함의 검출 누락 및 과검출이 보다 확실하게 방지된 상태에서 결함의 형상이 보다 확실하게 특징량으로서 정량적으로 추출되어, 결함과, 그 이외를 보다 높은 정확도로 식별하여 과검출을 보다 저감할 수 있다. 따라서, 결함의 검출률이 보다 향상된 탐상 장치를 제공할 수 있다.

[0028] 또한, 팽창 처리는, 제2 결함 후보부를 각각의 적어도 장축 방향으로 팽창시키는 처리이기 때문에, 피검사물의 결함의 검출 누락 및 과검출이 보다 확실하게 방지된 상태에서 결함의 형상이 보다 확실하게 특징량으로서 정량적으로 추출되어, 결함과, 그 이외를 보다 높은 정확도로 식별하여 과검출을 보다 저감할 수 있다. 따라서, 결함의 검출률이 보다 향상된 탐상 장치를 제공할 수 있다.

[0029] 탐상 장치는, 피검사물에 자분을 적용하는 자분 살포 장치와, 피검사물을 자화시켜 누설 자속에 의한 자분 지시 모양을 형성하는 자화 장치를 더 구비하는 자분 탐상 장치이기 때문에, 강자성을 가지는 피검사물의 결함의 형상이 보다 확실하게 특징량으로서 정량적으로 추출되어, 결함과, 그 이외를 보다 높은 정확도로 식별하여 과검출을 보다 저감할 수 있다. 따라서, 결함의 검출률이 보다 향상된 탐상 장치를 제공할 수 있다.

[0030] 또한, 폭 산출 영역의 길이는, 0.3mm 이상, 10mm 이하이기 때문에, 피검사물의 결함의 형상이 보다 확실하게 특징량으로서 정량적으로 추출되어, 결함과, 그 이외를 보다 높은 정확도로 식별하여 검출 누락 및 과검출을 보다 저감할 수 있다. 따라서, 결함의 검출률이 보다 향상된 탐상 장치를 제공할 수 있다.

[0031] 또한, 본 발명은, 입력 장치가, 피검사물을 촬영하고, 검출 장치가, 입력 장치에 의해 취득된 원화상으로부터 피검사물의 결함을 검출하는 탐상 장치에 의한 결함 검출 방법으로서, 검출 장치가 가지는 결함 판정부가, 원화상으로부터 추출된 결함 후보부의 장축 방향으로 미리 정해진 길이를 가진 폭 산출 영역에 있어서, 결함 후보부의 장축 방향과 평행한 두 직선 사이에 결함 후보부가 수용되고, 또한 두 직선 간의 거리(폭)가 미리 정해진 범위 내인 경우에, 결함 후보부를 결함으로 판정하므로, 피검사물의 결함의 형상이 특징량으로서 정량적으로 추출되어, 결함과, 그 이외를 높은 정확도로 식별하여 과검출을 저감할 수 있다. 따라서, 결함의 검출률이 향상된 탐상 장치에 의한 결함 검출 방법을 제공할 수 있다.

[0032] 또한, 폭 산출 영역은, 결함 후보부의 무게중심을 포함함으로써, 피검사물의 결함의 형상이 보다 확실하게 특징량으로서 정량적으로 추출되어, 결함과, 그 이외를 보다 높은 정확도로 식별하여 검출 누락 및 과검출을 보다 저감할 수 있다. 따라서, 결함의 검출률이 보다 향상된 탐상 장치에 의한 결함 검출 방법을 제공할 수 있다.

[0033] 검출 장치가 더 가지는 제1 추출부가, 원화상을 제1 문턱값으로 2치화하여 제1 결함 후보부를 추출하고, 검사 영역 생성부가, 제1 결함 후보부가 포함되도록 검사 영역을 생성하고, 제2 추출부가, 검사 영역을 제1 문턱값보다 작은 제2 문턱값으로 2치화하여 제2 결함 후보부를 추출하고, 결함 후보부는, 제2 결함 후보부가 팽창 처리된 영역이기 때문에, 피검사물의 결함의 검출 누락 및 과검출이 방지된 상태에서 결함의 형상이 보다 확실하게 특징량으로서 정량적으로 추출되어, 결함과, 그 이외를 보다 높은 정확도로 식별하여 과검출을 보다 저감할 수 있다. 따라서, 결함의 검출률이 보다 향상된 탐상 장치에 의한 결함 검출 방법을 제공할 수 있다.

[0034] 또한, 검사 영역은, 제1 결함 후보부가 포함되는 최소의 직사각형으로부터 미리 정해진 폭만큼 확대시킨 직사각형에 의해 둘러싸인 영역이기 때문에, 피검사물의 결함의 검출 누락 및 과검출이 보다 확실하게 방지된 상태에서 결함의 형상이 보다 확실하게 특징량으로서 정량적으로 추출되어, 결함과, 그 이외를 보다 높은 정확도로 식별하여 과검출을 보다 저감할 수 있다. 따라서, 결함의 검출률이 보다 향상된 탐상 장치에 의한 결함 검출 방법을 제공할 수 있다.

[0035] 또한, 팽창 처리는, 제2 결함 후보부를 각각의 적어도 장축 방향으로 팽창시키는 처리이기 때문에, 피검사물의 결함의 검출 누락 및 과검출이 보다 확실하게 방지된 상태에서 결함의 형상이 보다 확실하게 특징량으로서 정량적으로 추출되어, 결함과, 그 이외를 보다 높은 정확도로 식별하여 과검출을 보다 저감할 수 있다. 따라서, 결함의 검출률이 보다 향상된 탐상 장치에 의한 결함 검출 방법을 제공할 수 있다.

[0036] 탐상 장치는, 피검사물에 자분을 적용하는 자분 살포 장치와, 피검사물을 자화시켜 누설 자속에 의한 자분 지시 모양을 형성하는 자화 장치를 더 구비하는 자분 탐상 장치이기 때문에, 강자성을 가지는 피검사물의 결함의 형상이 보다 확실하게 특징량으로서 정량적으로 추출되어, 결함과, 그 이외를 보다 높은 정확도로 식별하여 과검출을 보다 저감할 수 있다. 따라서, 결함의 검출률이 보다 향상된 탐상 장치에 의한 결함 검출 방법을 제공할 수 있다.

[0037] 또한, 폭 산출 영역의 길이는, 0.3mm 이상, 10mm 이하이기 때문에, 피검사물의 결함의 형상이 보다 확실하게 특징량으로서 정량적으로 추출되어, 결함과, 그 이외를 보다 높은 정확도로 식별하여 검출 누락 및 과검출을 보다 저감할 수 있다. 따라서, 결함의 검출률이 보다 향상된 탐상 장치에 의한 결함 검출 방법을 제공할 수 있다.

[0038] 도 1은, 본 실시형태에 따른 탐상 장치의 일례로서의 자분 탐상 장치가 도시된 모식도이다.
도 2는, 자분 탐상 장치의 제어 계통의 일례가 도시된 블럭도이다.
도 3은, 검출 장치의 검출 동작의 일례를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4는, 제1 추출부에 의해 2치화된 화상의 일례가 도시된 개략도이다.
도 5는, 추출된 제1 결함 후보부, 및 생성된 검사 영역의 일례가 도시된 화상의 개략도이다.
도 6은, 제2 추출부에 의해 2치화된 화상의 일례가 도시된 개략도이다.
도 7은, 추출된 제2 결함 후보부의 일례가 도시된 화상의 개략도이다.
도 8은, 제2 결함 후보부가 팽창 처리된 일례가 도시된 화상의 개략도이다.
도 9는, 결함 후보부의 특징량을 추출하는 방법의 일례를 설명하기 위한 개략도이다.
도 10은, 추출된 결함의 일례가 도시된 화상의 개략도이다.

[0039] 이하에서는, 도면을 참조하면서, 본 발명의 실시형태를 상세히 설명한다. 우선, 본 실시형태에 따른 탐상 장치에 대해 상세히 설명한다. 도 1은, 본 실시형태에 따른 탐상 장치의 일례로서의 자분 탐상 장치(1)가 도시된 모식도이다. 참고로, 자분 탐상 장치(1)의 검사 대상인 피검사물(10)의 반송 방향이 도 1에 있어서 화살표로 나타낸 바와 같이 오른쪽에서 왼쪽으로 되어 있다.

[0040] 자분 탐상 장치(1)는, 표지(標識)로서 자분이 이용되며, 강자성을 가지는 피검사물(10)의 표면이나, 표면 바로 아래(直下)에 있어서의 결함을 기계적으로 자동 검출하는 장치이다. 도 1에 예시된 자분 탐상 장치(1)는 사이즈가 비교적 큰 검사 대상에 이용되는 것이며, 피검사물(10)은, 길고 가느다란 각기둥(角柱) 형상의 강재이다. 그리고, 자분 탐상 장치(1)는, 롤러 컨베이어(11)와, 자분 살포 장치(12)와, 자화 장치(13)와, 에어 블로우 장치(14)와, 자외선 탐상등(15)과, 카메라(16)와, 마킹 장치(17)를 구비하고 있다. 또한, 자분 탐상 장치(1)는, 여기서는 도시되지 않은 컨트롤러나, 검출 장치 등도 구비하고 있다.

[0041] 반송 장치로서의 롤러 컨베이어(11)는 피검사물(10)을 반송하는 것이다. 롤러 컨베이어(11)는, 복수의 롤러를 구비하며, 피검사물(10)을 원하는 속도로 반송하도록 구성되어 있다. 그리고, 롤러 컨베이어(11)는, 자분 살포 장치(12)의 위치로부터, 자화 장치(13)나, 자외선 탐상등(15), 카메라(16) 등이 설치된 위치를 통과하여 마킹 장치(17)의 위치에 이르는 피검사물(10)의 반송 경로에 설치된다. 참고로, 반송 장치는, 피검사물(10)을 반송하는 것이 가능하다면 롤러 컨베이어(11)에 한정되지는 않으며, 예컨대, 이음매 없는 띠(無端帶) 형상의 벨트 등에 의해 구성되는 벨트 컨베이어여도 좋다.

[0042] 롤러 컨베이어(11)에는, 여기서는 도시되지 않은 반송 거리 계측 장치가 설치되어 있다. 반송 거리 계측 장치는, 피검사물(10)의 반송 거리를 계측하는 것이다. 반송 거리 계측 장치로서는 예컨대, 롤러 컨베이어(11)의 롤러에 있어서의 회전의 변위를 측정하는 로터리 인코더가 센서로서 구성되는 장치를 이용할 수 있다. 참고로, 반송 거리 계측 장치에는, 로터리 인코더에 한정되지 않고, 비접촉에 의한 측정 장치, 예컨대, 레이저 표면 속도계가 이용되어도 되며, 이들이 조합되어 이용되어도 된다.

[0043] 자분 살포 장치(12)는, 피검사물(10)의 검사 대상인 표면에 표지로서의 자분을 적용(살포)하는 것이며, 피검사물(10)의 반송 방향의 상류측에 배치된다. 자분으로서는 예컨대, 자성분(철 분말)의 표면이 형광체로 피복된 형광 자분이 이용되며, 이 형광 자분이 물이나, 오일에 분산되어 있는 자분 검사액이 이용된다. 자분 살포 장치(12)는, 예컨대 도시되지 않은 탱크나, 펌프, 노즐 등을 구비하며, 탱크에 수용된 자분 검사액을 펌프에 의해 압송(壓送)하여, 노즐로부터 분출하도록 구성되어 있다. 자분 살포 장치(12)는, 피검사물(10)의 표면에, 원하는 양의 자분 검사액을 연속적으로 살포할 수 있도록 구성되어 있다.

[0044] 자화 장치(13)는, 피검사물(10)에 자장을 인가하여 자화하는 것이며, 자분 살포 장치(12)의 하류측에 인접하여 배치된다. 자화 장치(13)는, 피검사물(10)의 반송 방향의 상류측과 하류측에 대향하여 배치되는 2개의 관통 코일(19, 20)과, 이들 사이에 있어서, 반송 방향으로 열(列)을 이루어 배치되는 2개의 극간 코일(21, 22)을 구비한다. 관통 코일(19, 20)은 링(圓環) 형상으로 형성되며, 그 링 내부를 관통하도록 피검사물(10)의 반송 경로가 배치된다. 한편, 극간 코일(21, 22)은 U자 형상으로 형성되며, 그 공극을 통과하도록 피검사물(10)의 반송 경로가 배치된다. 그리고, 자화 장치(13)는, 상기 2개의 극간 코일(21, 22)을 구비함으로써 2개의 관통 코일(19, 20) 사이에서 균일한 회전 자계를 발생시키도록 구성되어 있다.

[0045] 보다 상세하게는, 관통 코일(19, 20)에서는 피검사물(10)의 반송 방향으로 자장이 생성되고, 극간 코일(21, 22)에서는, 그 공극 방향인 피검사물(10)의 반송 방향과 직교하는 방향으로 자장이 생성된다. 그리고, 관통 코일(19, 20)과, 극간 코일(21, 22)에 위상이 90도 어긋난 교류 전류가 흐르면, 반송 방향의 자장과, 반송 방향과 직교하는 방향의 자장으로 형성되는 평면 내에 있어서 일정한 자계 강도로 회전하는 회전 자계가 생성된다. 이 회전 자계에 의해, 피검사물(10)의 표층부에 손상의 방향에 상관없이 누설 자속이 생성되어, 자분 지시 모양이 형성된다.

[0046] 참고로, 자화 장치(13)를 구성하는 관통 코일(19, 20)이나, 극간 코일(21, 22)의 개수 등은 적절히 설계된다. 예컨대, 자화 장치(13)는, 극간 코일(21, 22) 외에 복수의 극간 코일을 더 가지는 구성이어도 되고, 한편, 1개의 관통 코일(19)과, 1개의 극간 코일(21)에 의해 구성되는 것이어도 된다.

[0047] 에어 블로우 장치(14)는, 피검사물(10)을 향해 중력에 거스르는 방향으로 에어를 분출하는 것이며, 피검사물(10)의 표면을 흐르는 자분 검사액의 유속을 조절하는 기능을 가진다. 그리고, 상기 에어 블로우 장치(14)에 의해 형성되는 자분 지시 모양이 명료해진다. 에어 블로우 장치(14)는, 관통 코일(19)과 극간 코일(21)의 사이, 2개의 극간 코일(21, 22)의 사이, 및 극간 코일(22)과 관통 코일(20)의 사이에 각각 설치되어 있다.

[0048] 광원으로서의 자외선 탐상등(15)은, 2개의 관통 코일(19, 20)의 사이에 있어서 피검사물(10)의 표면의 자분 검사액에 자외선을 조사하는 것이다. 카메라(16)의 촬영 범위의 자외선 강도를 균일하게 하기 위해 자외선 탐상등(15)에는 포물선 타입의 반사판이 설치되면 좋다. 자외선 탐상등(15)은, 자화 장치(13)에 의해 생성되는 강한 회전 자계의 영향을 피하기 위해, 피검사물(10)로부터 적절한 거리, 예컨대 600mm∼2000mm 정도 떨어지도록 배치되는 것이 바람직하다. 참고로, 자외선 탐상등(15)에는 자기 실드가 되어 있어도 좋다.

[0049] 또한, 자분으로서 예컨대, 자성분(철 분말)의 표면이, 화이트, 블랙, 레드와 같은 착색 안료로 피복된 비(非)형광 자분이 이용되는 경우에는, 광원은 가시광인 것이 좋다. 그러나, 형광 자분에 대해 자외선이 조사되면, 자분 지시 모양이 가시광 영역에서 밝게 빛나(발광(發光)하여), 피검사물(10) 표면의 오염이나, 스케일 등의 영향을 받기 어려워, 높은 정확도로 손상을 검출할 수 있다. 이 때문에, 자외선 탐상등(15)과, 형광 자분이 이용되는 것이 보다 바람직하다.

[0050] 입력 장치로서의 카메라(16)는, 자외선 탐상등(15)에 의해 자외선이 조사된 피검사물(10)의 표면을 촬영하는 것이다. 카메라(16)는, 결함을 보다 높은 정확도로 검출하기 위해, 피검사물(10)의 표면에 대해 수직 방향으로부터 촬영하는 배치로 이루어지는 것이 바람직하다. 또한, 카메라(16)는, 자화 장치(13)에 의해 생성되는 강한 회전 자계의 영향을 피하기 위해, 피검사물(10)로부터 적절한 거리, 예컨대 600mm∼2000mm 정도 떨어지도록 배치되는 동시에, 자기 실드되는 것이 바람직하다.

[0051] 카메라(16)로서는, 라인 카메라가 이용되어도 되고, 에리어 카메라가 이용되어도 된다. 또한, 카메라(16)에 탑재되는 소자에 대해서도, CCD(Charge Coupled Device) 이미지 센서가 이용되어도 되고, CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor) 이미지 센서가 이용되어도 된다.

[0052] 마킹 장치(17)는, 검출 장치에 의해 검출된 피검사물(10) 표면의 결함에 육안으로 확인 가능한 마킹을 행하는 것이다. 마킹 장치(17)로서는 예컨대, 공기압으로 잉크를 분사하여 마킹을 행하는 마킹 건을 이용할 수 있다. 참고로, 사이즈가 비교적 작은 검사 대상에 이용되는 자분 탐상 장치(1), 예컨대 결함품을 제품째 불량품 팰릿으로 배출할 수 있는 것인 경우에는 마킹 장치(17)를 생략할 수도 있다.

[0053] 다음으로, 본 실시형태에 따른 자분 탐상 장치(1)의 제어 계통에 대해 상세히 설명한다. 도 2는, 자분 탐상 장치(1)의 제어 계통의 일례가 도시된 블럭도이다.

[0054] 자분 탐상 장치(1)는 컨트롤러(C)를 구비한다. 컨트롤러(C)에는, 롤러 컨베이어(11)와, 반송 거리 계측 장치(18)와, 자분 살포 장치(12)와, 자화 장치(13)와, 에어 블로우 장치(14)와, 자외선 탐상등(15)과, 카메라(16)와, 마킹 장치(17)와, 검출 장치(30)가 전기적으로 접속되어 있다. 참고로, 컨트롤러(C)에는, 도 2에 예시된 구성 이외의 각종 센서류도 전기적으로 접속되어 있다. 자분 탐상 장치(1)는, 상기 컨트롤러(C)가 상술한 각종 장치를 제어하여 피검사물(10)의 표면의 결함을 자동적으로 검출하도록 구성되어 있다.

[0055] 컨트롤러(C)는, 다양한 설정치나, 각종 센서에 의한 검출치 등의 입력 신호를 읽어 들이는 동시에, 제어 신호를 출력함으로써, 자분 탐상 장치(1)가 구비하는 각종 장치의 동작을 제어하도록 구성되어 있다. 컨트롤러(C)는, 연산 처리 및 제어 처리를 행하는 처리 장치나, 데이터가 격납(格納)되는 주(主) 기억 장치 등에 의해 구성되어 있다. 컨트롤러(C)는, 예컨대, 처리 장치로서의 CPU(Central Processing Unit), 주 기억 장치로서의 ROM(Read Only Memory)이나 RAM(Random Access Memory), 타이머, 입력 회로, 출력 회로, 전원 회로 등을 구비하는 마이크로 컴퓨터이다. 주 기억 장치에는, 본 실시형태에 따른 동작을 실행하기 위한 제어 프로그램이나, 각종 데이터 등이 격납되어 있다. 참고로, 이러한 각종 프로그램이나 데이터 등은, 컨트롤러(C)와는 별개(別體)로서 설치되는 기억 장치에 격납되고, 컨트롤러(C)가 읽어내는 형태여도 좋다.

[0056] 검출 장치(30)는, 카메라(16)에 의해 취득된 화상 신호(원화상)를 읽어 들이는 동시에 원화상에 소정의 처리를 행함으로써 피검사물(10) 표면의 결함을 검출하는 것이다. 또한, 카메라(16)에 의해 취득된 원화상의 검출 장치(30)로의 입력은 컨트롤러(C)가 행하도록 구성되어 있다. 검출 장치(30)는, 컨트롤러(C)와 마찬가지로, 연산 처리 및 제어 처리를 행하는 처리 장치나, 데이터가 격납되는 주 기억 장치 등에 의해 구성되며, 예컨대, CPU, 주 기억 장치, 타이머, 입력 회로, 출력 회로, 전원 회로 등을 구비하는 마이크로 컴퓨터이다.

[0057] 검출 장치(30)는, 원화상으로부터 추출된 결함 후보부가 결함인지의 여부를 판정하는 결함 판정부를 적어도 가진다. 이에 의해, 피검사물(10)의 결함의 형상이 특징량으로서 정량적으로 추출되어, 결함과, 그 이외를 높은 정확도로 식별하여 과검출을 저감할 수 있다. 따라서, 결함의 검출률이 향상된 탐상 장치를 제공할 수 있다.

[0058] 도 2에 예시되는 검출 장치(30)는, 제1 추출부(31)와, 검사 영역 생성부(32)와, 제2 추출부(33)와, 결함 판정부(34)를 가지고 있다. 이들 각부(各部)는, 예컨대 프로그램에 의해 구성된다. 참고로, 각부의 기능이, 하드웨어로 실현되도록 구성되어도 상관없다.

[0059] 제1 추출부(31)는, 카메라(16)에 의해 취득된 원화상을 입력하고, 미리 정해진 제1 문턱값으로 2치화하여 제1 결함 후보부를 추출하도록 구성되어 있다.

[0060] 검사 영역 생성부(32)는, 제1 추출부(31)에 의해 추출된 제1 결함 후보부가 포함되도록 검사 영역을 생성하도록 구성되어 있다.

[0061] 제2 추출부(33)는, 검사 영역 생성부(32)에 의해 생성된 검사 영역을 입력하고, 미리 정해진 제2 문턱값으로 2치화하여 제2 결함 후보부를 추출하도록 구성되어 있다.

[0062] 결함 판정부(34)는, 제2 추출부(33)에 의해 추출된 제2 결함 후보부를 입력하고, 팽창 처리한 결함 후보부의 폭을 산출하여 결함을 검출하도록 구성되어 있다. 그리고, 검출 장치(30)는, 결함 판정부(34)에 의해 검출된 결함의 위치 데이터를 컨트롤러(C)에 출력하도록 구성되어 있다.

[0063] 다음으로, 자분 탐상 장치(1)의 동작에 대해 상세히 설명한다. 자분 탐상 장치(1)는, 피검사물(10)이, 롤러 컨베이어(11)에 의해 차례로 각 장치로 반송되어, 피검사물(10) 표면의 결함이 검출되도록 구성되어 있다.

[0064] 우선, 피검사물(10)의 표면에는, 자분 살포 장치(12)에 의해 자분 검사액이 적용된다. 자분 검사액이 표면에 적용된 피검사물(10)은, 자화 장치(13)에 의해 형성된 회전 자계 영역 내로 반송된다. 이때, 피검사물(10)의 표면에 손상이 존재하는 경우에는, 그 손상에 기인하는 누설 자계가 생겨, 자분 검사액에 포함되는 자분은 그 누설 자계로 끌어들여진다. 이때, 자화 장치(13)에 의해 형성되어 있는 자계는 회전하고 있기 때문에, 손상에는, 그 연장되는 방향이나, 형상에 상관없이 누설 자계가 발생하여, 어느 손상에도 자분이 끌어들여진다. 그리고, 자분이 손상에 집합함으로써, 손상에 대응하는 자분 지시 모양이 피검사물(10)의 표면에 형성된다.

[0065] 또한, 피검사물(10)의 표면을 흐르는 자분 검사액의 유속은 에어 블로우 장치(14)에 의해 적절히 조절된다. 자분 검사액의 유속이 너무 낮으면, 자분 지시 모양이 형성되어 안정되기까지 많은 시간을 필요로 하게 되어, 검사 효율이 저하된다. 한편, 자분 검사액의 유속이 너무 높으면, 자분이, 손상에 기인하는 누설 자계로 끌어들여지기가 어려워져, 자분 지시 모양이 불확실해진다. 따라서, 자분 지시 모양을 확실히 형성시키는 관점에서 보면, 자분 검사액의 유속은, 5mm/s 이상, 100mm/s 이하인 것이 바람직하다.

[0066] 이와 같이 하여 형성된 자분 지시 모양은, 자성분의 표면을 피복하는 형광체가, 자외선 탐상등(15)에 의해 조사된 자외선의 에너지를 흡수하여 여기하고, 그것이 기저(基底) 상태로 되돌아올 때 방출하는 고휘도의 가시광으로서 카메라(16)에 의해 촬영된다. 상기 카메라(16)에 의해 취득된 원화상은 검출 장치(30)에 입력된다. 검출 장치(30)는, 상기 원화상에 소정의 처리를 실시하여 원화상 내에 있어서의 결함을 검출하고, 그 위치 데이터를 컨트롤러(C)에 출력한다. 컨트롤러(C)는, 상기 결함의 위치 데이터와, 반송 거리 계측 장치(18)의 계측 데이터에 근거하여 마킹 장치(17)의 동작을 제어한다. 그리고, 피검사물(10) 표면의 결함에는 마킹 장치(17)에 의해 마킹이 행해진다.

[0067] 다음으로, 검출 장치(30)에 의한 결함의 검출 방법에 대해 상세히 설명한다. 본 실시형태에 따른 탐상 장치에 의한 결함 검출 방법에서는, 우선, 검출 장치(30)가 가지는 결함 판정부(34)가, 원화상으로부터 추출된 결함 후보부의 장축 방향으로 미리 정해진 길이를 가진 폭 산출 영역을 잘라낸다. 그리고, 결함 판정부(34)는, 폭 산출 영역에 있어서, 결함 후보부의 장축 방향과 평행한 두 직선 사이에 결함 후보부가 수용되고, 또한 두 직선 간의 거리(폭)가 미리 정해진 범위 내인 경우에, 결함 후보부를 결함으로 판정한다. 이와 같이, 본 실시형태에 따른 탐상 장치에 의한 결함 검출 방법에서는, 결함 후보부가 입력됨으로써 피검사물(10)의 결함의 형상이 특징량으로서 정량적으로 추출되어, 결함과, 그 이외를 높은 정확도로 식별하여 과검출을 저감할 수 있다. 따라서, 결함의 검출률이 향상된 탐상 장치에 의한 결함 검출 방법을 제공할 수 있다.

[0068] 본 실시형태에 따른 탐상 장치에 의한 결함 검출 방법에서는, 피검사물(10)의 결함의 검출 누락 및 과검출이 보다 확실하게 방지되도록 결함 후보부를 추출하는 공정을 포함할 수도 있다. 다음으로, 이러한 탐상 장치에 의한 결함 검출 방법에 대해 상세히 설명한다. 도 3은, 검출 장치(30)의 검출 동작의 일례를 설명하기 위한 흐름도이다.

[0069] 우선, 검출 장치(30)가, 화상을 불러들인다(스텝 S1). 검출 장치(30)는, 컨트롤러(C)를 통해, 카메라(16)에 의해 취득된 화상 신호(원화상)를 불러들인다. 원화상은, 가로×세로가, 예컨대 1280×960인 화소로 구성되어 있다. 그리고, 원화상에는, 촬영 시각의 정보가 격납되어 있다.

[0070] 본 실시형태에 따른 탐상 장치에 의한 결함 검출 방법에서는, 크게 나누어, 3개의 공정을 거쳐서, 원화상으로부터 결함이 추출된다. 제1 공정(i)은, 제1 추출부(31)에 의해 이루어진다.

[0071] 우선, 제1 추출부(31)가, 강조 처리를 행한다(스텝 S2). 제1 추출부(31)는, 전처리로서, 각종 필터를 이용하여, 원화상에 대해 강조 처리를 행한다. 강조 처리는, 원화상의 손상이 강조되는 처리이면 되는데, 예컨대, LUT(Look Up Table) 변환 처리, 확대·수축 처리, 쉐이딩 처리 등이며, 이러한 각종 처리가 조합된 처리여도 좋다. 참고로, 강조 처리를 생략하는 것도 가능하기는 하지만, 결함의 검출률을 높이기 위해서는 강조 처리가 행해지는 것이 바람직하다.

[0072] 다음으로, 제1 추출부(31)는, 제1 문턱값으로 2치화를 행한다(스텝 S3). 제1 추출부(31)는, 강조 처리된 화상(강조 처리가 생략된 경우에는 원화상)을 제1 문턱값으로 2치화한다. 상기 제1 문턱값은, 높은 정확도로 결함을 검출하기 위해 조정된 적절한 값으로서 미리 설정되는 것이며, 검출 장치(30)의 도시하지 않은 주 기억 장치에 격납되어 있다. 검출 장치(30)는 제1 문턱값을 변경 가능하도록 구성되어 있어도 좋다.

[0073] 도 4는, 제1 추출부(31)에 의해 2치화된 화상의 일례가 도시된 개략도이다. 참고로, 도 4는, 설명에 필요한 부분의 화소가 추출된 것이다. 도 4에서는, 자분 지시 모양이 블랙으로 표시되어 있다. 이 블랙으로 표시된 개개의 자분 지시 모양에 대해 라벨링이 행해진다. 여기서, 라벨링이란, 2치화 화상에 있어서 연결하는 화소, 즉 1개의 윤곽선으로 폐쇄된 영역에 대해 동일한 라벨(번호)을 붙여, 영역 나누기를 하는 처리이다.

[0074] 그리고, 제1 추출부(31)는, 제1 결함 후보부에 해당하는 영역을 추출한다(스텝 S4). 여기까지가 제1 공정이다. 제1 추출부(31)는, 라벨이 부착된 영역마다, 판정치로서 예컨대, 면적, 길이, 세로 방향의 폭, 가로 방향의 폭을 산출한다. 그리고, 제1 추출부(31)는, 이러한 산출된 판정치와, 미리 격납되어 있는 제1 판정 기준치를 비교하여 제1 결함 후보부인지의 여부를 판정하고, 제1 결함 후보부에 해당하는 영역을 추출한다.

[0075] 여기서, 제1 결함 후보부란, 결함이라고 상정(想定)되는 영역이다. 그리고, 제1 추출부(31)는, 라벨이 부착된 모든 영역에 대해 동일하게, 제1 결함 후보부인지의 여부를 판정한다.

[0076] 도 5는, 추출된 제1 결함 후보부(40), 및 생성된 검사 영역(41)의 일례가 도시된 화상의 개략도이다. 참고로, 도 5는, 영역의 길이를 판정치로 하여 제1 결함 후보부(40)가 추출된 상태이며, 8개의 제1 결함 후보부(40a, 40b, 40c, 40d, 40e, 40f, 40g, 및 40h)가 추출된 상태이다.

[0077] 참고로 판정치는, 영역의 특징을 비교할 수 있는 것이면 되며, 적절히 설정된다. 또한, 제1 결함 후보부(40)인지의 여부의 판정은, 1 종류의 판정치에 근거하여 행해져도 되고, 복수 종류의 판정치에 근거하여 행해져도 된다. 또한, 복수 종류의 판정치에 근거하여, 제1 결함 후보부(40)인지의 여부가 판정되는 경우에는, 이들 복수 종류의 판정치 중에서 적어도 1 종류의 판정치에 근거하여 판정이 이루어지면 된다. 예컨대, 3 종류의 판정치 중에서, 적어도 2 종류의 판정치가 기준을 만족하는 경우에, 그 영역을 제1 결함 후보부(40)라고 판정하는 방법이 이용되어도 좋다.

[0078] 또한, 제1 추출부(31)는 영역마다, 스텝 S4를 반복하는 것이 아니라, 모든 영역의 판정치를 먼저 산출한 후에, 영역마다, 산출된 판정치와 제1 판정 기준치와의 비교, 및 제1 결함 후보부(40)인지의 여부의 판정을 행해도 된다.

[0079] 다음으로, 제2 공정(ii)으로 진행한다. 제2 공정은, 검출 장치(30)의 검사 영역 생성부(32)와 제2 추출부(33)에 의해 이루어진다.

[0080] 검사 영역 생성부(32)는 검사 영역(41)의 생성을 행한다(스텝 S5). 검사 영역 생성부(32)는, 제1 추출부(31)에 의해 추출된 제1 결함 후보부(40)마다 각각이 포함되도록 검사 영역(41)을 생성한다. 이와 같이, 검사 영역(41)이, 제1 결함 후보부(40) 부근으로 좁혀짐으로써, 결함이 존재할 가능성이 낮은 영역에서 유해하지 않은 손상이나 먼지 등을 결함으로서 검출하는 과검출이 방지된다. 또한, 검출 장치(30)의 연산량이 저감된다.

[0081] 도 5에는, 8개의 제1 결함 후보부(40a, 40b, 40c, 40d, 40e, 40f, 40g, 및 40h)에 대응하여 각각 생성된 검사 영역(41a, 41b, 41c, 41d, 41e, 41f, 41g, 및 41h)이 도시되어 있다. 도 5에 예시된 검사 영역(41)은, 세로 방향, 및 가로 방향으로 연장되는 직사각형에 의해 둘러싸이는 영역이다. 그리고, 검사 영역(41)은, 그 면적이 최소가 되는 것으로부터 세로 방향, 및 가로 방향으로 각각 미리 정해진 폭만큼 확대시킨 직사각형에 의해 둘러싸이는 영역이다.

[0082] 참고로, 상기 세로 및 가로의 확대 폭은, 동일해도 되고, 상이해도 된다. 여기서, 검사 영역(41)은, 제1 결함 후보부(40)가 포함되는 영역이면 되며, 예컨대, 마름모꼴, 사다리꼴, 원, 타원 등에 의해 둘러싸이는 영역이어도 된다. 또한, 검사 영역(41)은, 경사진 영역이어도 되며, 예컨대, 제1 결함 후보부(40)의 장축 방향으로 연장되는 직사각형 등이어도 된다.

[0083] 다음으로, 제2 추출부(33)가 강조 처리를 행한다(스텝 S6). 제2 추출부(33)는, 원화상의 검사 영역(41)에, 제1 추출부(31)에 의한 스텝 S2와 마찬가지로 강조 처리를 행한다. 또한, 검출 장치(30)는, 스텝 S2에서 강조 처리된 화상을 주 기억부에 격납하며, 제2 추출부(33)는, 격납된 화상의 검사 영역(41)을 잘라냄으로써 스텝 S6를 생략하도록 이루어져도 된다. 이러한 방법이 이용됨으로써 검출 장치(30)의 연산량을 저감할 수 있다.

[0084] 또한, 제2 추출부(33)는, 제2 문턱값으로 2치화를 행한다(스텝 S7). 제2 추출부(33)는, 강조 처리된 화상(강조 처리가 생략된 경우에는 원화상)을 제1 문턱값보다 작은 제2 문턱값으로 2치화한다. 상기 제2 문턱값은, 높은 정확도로 결함을 검출하기 위해 조정된 적절한 값으로서 미리 설정되는 것이며, 검출 장치(30)의 도시되지 않은 주 기억 장치에 격납되어 있다. 검출 장치(30)는 제2 문턱값을 변경 가능하도록 구성되어 있어도 된다.

[0085] 도 6은, 제2 추출부(33)에 의해 2치화된 화상의 일례가 도시된 개략도이다. 여기서, 도 6을 참조하면, 도 4에 비해, 보다 작은 영역이 다수 추출되어 있다. 그리고, 예컨대, 도 5에 있어서의 제1 결함 후보부(40c), 및 제1 결함 후보부(40d)에 대응하는 영역은 연결되어, 하나의 영역으로서 형성되어 있다. 이것은, 제2 문턱값은, 제1 문턱값보다 작아, 손상의 폭이 좁거나, 얕거나 하여 자분 지시 모양으로서는 보다 명확하지 않고 휘도가 보다 작은 영역도 검출되기 때문이다.

[0086] 손상은, 하나의 연속되는 것이라 하더라도, 그 깊이나 폭에 따라, 휘도가 큰 영역과, 휘도가 작은 영역이 랜덤하게 존재하는 상태로 촬영된다. 그러나, 제1 문턱값보다 작은 제2 문턱값으로 2치화함으로써 휘도가 보다 작은 영역도 검출할 수 있어, 결함에 해당하는 영역이 얕은 개소 등에서 중도에 끊어진 것이 되지 않도록 할 수 있다. 그리고, 제2 추출부(33)는, 제1 추출부(31)와 마찬가지로, 2치화된 화상의 개개의 자분 지시 모양에 대해 라벨링을 행한다.

[0087] 그리고, 제2 추출부(33)는, 제2 결함 후보부에 해당하는 영역을 추출한다(스텝 S8). 여기까지가 제2 공정이다. 제2 추출부(33)는, 라벨이 부착된 영역마다, 판정치로서 예컨대, 면적, 길이, 세로 방향의 폭, 가로 방향의 폭을 산출한다. 그리고, 제2 추출부(33)는, 이러한 산출된 판정치와, 미리 격납되어 있는 제2 판정 기준치를 비교하여 제2 결함 후보부인지의 여부를 판정하고, 제2 결함 후보부에 해당하는 영역을 추출한다.

[0088] 여기서, 제2 결함 후보부란, 제1 결함 후보부와 마찬가지로, 결함이라고 상정되는 영역이다. 그리고, 제2 추출부(33)는, 라벨이 부착된 모든 영역에 대해 동일하게, 제2 결함 후보부인지의 여부를 판정한다.

[0089] 상기 제2 판정 기준치는, 제1 추출부(31)에 이용되는 제1 판정 기준치보다도, 영역이, 결함으로서 추출되기가 더욱 어렵도록 하는 값이다. 추출되기 어렵다는 것은, 예컨대 보다 큰 영역이나, 보다 긴 영역이 아니면 결함으로서는 추출되지 않는 것을 의미한다. 즉, 제2 판정 기준치의 범위는, 제1 판정 기준치의 범위에 포함되며, 또한 좁은 범위이다.

[0090] 도 7은, 추출된 제2 결함 후보부(42)의 일례가 도시된 화상의 개략도이다. 참고로, 도 7은, 영역의 길이를 판정치로 하여 제2 결함 후보부(42)가 추출된 상태이며, 6개의 제2 결함 후보부(42a, 42b, 42c, 42e, 42f, 및 42g)가 추출된 상태이다. 그리고, 도 7에서는, 도 5에 있어서의 제1 결함 후보부(40h)에 대응하는 영역은 추출되어 있지 않다. 이것은, 제2 판정 기준치가, 제1 판정 기준치보다, 영역이, 결함으로서 추출되기 어려운 값이기 때문에, 제1 결함 후보부(40h)에 대응하는 영역이 결함으로 상정되는 영역은 아니라고 판정되었기 때문이다.

[0091] 참고로, 판정치는, 영역의 특징을 비교할 수 있는 것이면 되며, 적절히 설정된다. 또한, 제2 결함 후보부(42)인지의 여부의 판정은, 1 종류의 판정치에 근거하여 행해져도 되고, 복수 종류의 판정치에 근거하여 행해져도 된다. 또한, 복수 종류의 판정치에 근거하여, 제2 결함 후보부(42)인지의 여부가 판정되는 경우에는, 이들 복수 종류의 판정치 중에서 적어도 1 종류의 판정치에 근거하여 판정이 이루어지면 된다. 예컨대, 3 종류의 판정치 중에서, 적어도 2 종류의 판정치가 기준을 만족하는 경우에, 그 영역을 제2 결함 후보부(42)라고 판정하는 방법이 이용되어도 좋다.

[0092] 참고로, 제2 판정 기준치는, 제1 판정 기준치보다, 영역이, 결함으로서 추출되기 쉬운 값이 아니면 된다. 예컨대, 제2 판정 기준치는, 제1 판정 기준치와 동일해도 되며, 이러한 경우에는, 제2 추출부(33)는, 제1 추출부(31)보다 많은 종류의 판정치에 근거하여, 제2 결함 후보부(42)인지의 여부를 판정하도록 구성된다.

[0093] 또한, 제2 추출부(33)는, 제1 추출부(31)와 마찬가지로, 영역마다, 스텝 S8을 반복하는 것이 아니라, 모든 영역의 판정치를 먼저 산출한 후에, 영역마다, 산출된 판정치와 제2 판정 기준치와의 비교, 및 제2 결함 후보부(42)인지의 여부의 판정을 행해도 된다.

[0094] 다음으로, 제3 공정(iii)으로 진행한다. 제3 공정은, 검출 장치(30)의 결함 판정부(34)에 의해 이루어진다.

[0095] 결함 판정부(34)는, 제2 결함 후보부(42)를 각각 팽창 처리한다(스텝 S9). 여기서, 팽창 처리란, 제2 결함 후보부(42)의 영역을 확대(팽창)시키는 처리이다. 결함 판정부(34)는, 제2 결함 후보부(42)의 각각에 대해, 그 세로 방향, 및 가로 방향으로 미리 정해진 양만큼 확대시킨다. 즉, 결함 판정부(34)의 팽창 처리는 제2 결함 후보부(42)를 그 외주 방향으로 확대하는 처리이다. 이때, 팽창 처리는, 제2 결함 후보부(42)의 각각에 대해, 적어도 그 장축 방향으로 확대하면 된다. 이러한 팽창 처리에 의해, 하나의 연속된 손상이 중도에 끊어져 있어서 결함이 아니라고 판정되는 것이 방지되어, 결함의 검출 누락이 방지된다. 이와 같이 하여, 제2 결함 후보부(42)의 팽창 처리된 영역이 결함 후보부로 된다.

[0096] 도 8은, 제2 결함 후보부(42)가 팽창 처리된 일례가 도시된 화상의 개략도이다. 도 8을 참조하면, 예컨대, 도 7에 있어서의 3개의 제2 결함 후보부(42a, 42b, 및 42c)는 팽창 처리됨에 따라 연결되어, 하나의 결함 후보부(43a)가 형성되어 있다. 그리고, 결함 판정부(34)는, 제1 추출부(31), 및 제2 추출부(33)와 마찬가지로, 제2 결함 후보부(42)가 팽창 처리됨에 의해 형성된 개개의 결함 후보부(43)에 대해 라벨링을 행한다.

[0097] 다음으로, 결함 판정부(34)는, 결함 후보부(43)를 타원 호(弧)로 간주하여 타원에 근사시키고, 이 타원에 근거하여 결함 후보부(43)의 무게중심, 및 장축의 산출을 행한다(스텝 S10). 도 9는, 결함 후보부(43a)의 특징량을 추출하는 방법의 일례를 설명하기 위한 개략도이다. 도 9에는, 타원 호 형상으로 만곡되는 결함 후보부(43a)의 내측 위치에 산출된 무게중심(c)(도형의 중심점)이 도시되어 있다.

[0098] 다음으로, 폭 산출 영역(Lc)을 잘라낸다(스텝 S11). 결함 판정부(34)는, 결함 후보부(43a)의 장축 방향으로 미리 정해진 길이를 가진 폭 산출 영역(Lc)을 잘라낸다. 상기 폭 산출 영역(Lc)은, 피검사물(10)의 가공 단계나, 가공 방법 등에 따라 미리 정해진 값이다.

[0099] 참고로, 폭 산출 영역(Lc)이 너무 작으면, 결함이 아닌 것이, 결함으로서의 특징을 나타내게 될 가능성이 높아져서, 오(誤)검출의 비율이 높아져 버린다. 한편, 폭 산출 영역(Lc)이 너무 크면, 결함 후보부(43a)의 선 폭이 아니라, 결함 후보부(43a)의 전체로서의 폭(B)을 산출하게 되어 결함 후보부(43a)로서의 특징을 추출하기가 어려워져서, 결함의 검출 누락 비율이 높아져 버린다. 이러한 이유에서, 폭 산출 영역(Lc)의 길이는, 0.3mm 이상, 10mm 이하인 것이 바람직하며, 1mm 이상, 6mm 이하인 것이 보다 바람직하다. 폭 산출 영역(Lc)이 이러한 범위로 됨에 따라, 피검사물(10)의 결함의 형상이 보다 확실하게 특징량으로서 정량적으로 추출되므로, 결함과, 그 이외를 보다 높은 정확도로 식별하여 검출 누락 및 과검출을 보다 저감할 수 있다.

[0100] 결함이나, 결함이 되지는 않는 자기적 불연속부, 표면 형상의 변화부 등은 모두, 그 단부(端部) 부근에서는 판별이 용이하지 않게 된다. 또한, 이들은, 무게중심 부근으로부터 멀어질수록, 장축 방향에 대한 기울기가 커져서 정확한 선 폭을 검출하기 어려워진다. 따라서, 폭 산출 영역(Lc)은, 결함 후보부(43a)의 무게중심(c)을 포함하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 피검사물(10)의 결함의 형상이 보다 확실하게 특징량으로서 정량적으로 추출되므로, 결함과, 그 이외를 보다 높은 정확도로 식별하여 과검출을 보다 저감할 수 있다. 여기서, 폭 산출 영역(Lc)이, 결함 후보부(43a)의 무게중심(c)을 포함한다는 것은, 폭 산출 영역(Lc)의 양단의 각각으로부터 장축 방향과 수직 방향으로 선을 연장시켰을 때 그 2개의 선 사이에 무게중심(c)이 위치하고 있음을 의미하고 있다.

[0101] 다음으로, 결함 판정부(34)는, 폭(w)을 산출한다(스텝 S12). 폭(w)은, 결함 후보부(43)의 장축 방향과 평행한 두 직선 사이에 결함 후보부(43a)가 수용되고, 또한 두 직선 간의 거리가 최소가 되는 것이다.

[0102] 우선, 결함 판정부(34)는, 결함 후보부(43a)의 장축 방향과 평행한 두 직선(s1, s2)을 결함 후보부(43a)를 사이에 두고 양 외측에 그린다. 도 9의 예시에서는, 결함 후보부(43a)의 만곡하는 내측에 직선(s1)이 그려지고, 외측에 직선(s2)이 그려져 있다. 또한, 결함 판정부(34)는, 두 직선(s1, s2)을 장축 방향과 평행을 유지한 채로 결함 후보부(43a)에 각각 접근시켜 간다. 즉, 직선(s1)은, 화살표(d1)로 나타내는 방향으로 접근되고, 직선(s2)은, 화살표(d2)로 나타내는 방향으로 접근된다. 그리고, 직선(s1), 및 직선(s2)의 각각이, 결함 후보부(43a)의 윤곽과 최초로 만나는 위치, 즉, 교점(v1), 및 교점(v2)이 정해진다. 그리고, 이와 같이 하여 정해진 두 직선(s1, s2) 간의 거리가 결함 후보부(43a)의 폭(w)이라고 정의된다.

[0103] 결함 판정부(34)는, 상기 폭(w)이, 미리 정해진 범위 내인 경우에, 결함 후보부(43a)를 결함으로 판정함으로써, 결함의 검출을 행한다(스텝 S13). 그리고, 도 8에 도시된 결함 후보부(43e 및 43f)에 대해서도 동일하게 하여 결함의 검출이 행해진다.

[0104] 도 10은, 추출된 결함(50)의 일례가 도시된 화상의 개략도이다. 도 8에 있어서의 3개의 결함 후보부(43a, 43e 및 43f) 중에서 결함 후보부(43e 및 43f)가 제외되고, 결함 후보부(43a)만이 결함(50)으로 판정되어 있다. 그리고, 검출 장치(30)는, 컨트롤러(C)에 검출한 결함(50)의 위치 데이터를 출력한다.

[0105] 피검사물(10)에 형성되는 자분 지시 모양에는 그 형성 요인에 따라 특징이 나타난다. 예컨대 유해한 손상의 자분 지시 모양은 윤곽이, 명료하고, 선 형상이며, 끊어짐이 적다는 특징을 가지며, 한편, 무해한 손상의 자분 지시 모양은 윤곽이, 불명료하고, 톱니 형상이며, 끊어짐이 많다는 등의 특징을 가진다. 이러한 자분 지시 모양의 특징은 자분 탐상 시험에 있어서 화상 처리를 행하면, 폭(w)에 특히 현저하게 나타난다. 그리고, 본 실시형태는, 이러한 폭(w)의 값을 판정 기준에 반영함으로써, 유해한 손상에 의한 자분 지시 모양과 그 이외의 자분 지시 모양의 식별을 행하는 것이다. 따라서, 본 실시형태에 따른 자분 탐상 장치(1)에 의한 결함 검출 방법에 의하면, 새로운 자분 지시 모양 형상의 특징을 화상 처리 상의 값으로서 파악하는 것이 가능해져, 유해한 손상에 의한 자분 지시 모양과 그 이외의 자분 지시 모양 간의 보다 정확도 높은 식별이 가능해진다.

[0106] 또한, 결함 후보부(43)가 결함(50)인지의 여부의 판정은 폭(w)에 더하여 다른 판정치에 근거하여 행해져도 좋다. 이때에는, 스텝 S4와 마찬가지로, 판정치로서 예컨대, 면적, 길이, 세로 방향의 폭, 가로 방향의 폭이 이용되며, 결함 판정 기준치와의 비교에 근거하여 결함인지의 여부를 판정하는 방법이 이용되어도 좋다. 그리고, 이때, 폭(w)에 의한 판정이 우선하도록 이루어져도 좋다. 또한, 결함 판정 기준치는, 제2 추출부(33)에 있어서의 제2 판정 기준치보다, 영역이, 결함으로서 보다 추출되기 어렵도록 하는 값이면 된다.

[0107] 또한, 검출 장치(30)는, 원화상이나, 각 공정에서 추출된 화상, 산출된 폭(w), 판정치 등의 데이터가 적절히 주 기억부에 격납되도록 구성되어도 좋다.

[0108] 또한, 검출 장치(30)는, 각 문턱값, 각 판정 기준치, 폭 산출 영역 등의 값을 적절히 변경 가능하도록 구성되면 된다. 이에 따라, 결함으로서 검출되는 결함의 크기를 적절히 변경할 수 있어, 결함의 검사 정밀도를 적절히 조절할 수 있으므로 사용하기 편리하다.

[0109] 이상과 같이, 본 실시형태에서는, 카메라(16)가, 피검사물(10)을 촬영하고, 검출 장치(30)가, 카메라(16)에 의해 취득된 원화상으로부터 피검사물(10)의 결함을 검출하는 자분 탐상 장치(1)에 의한 결함 검출 방법에 있어서, 검출 장치(30)가 가지는 결함 판정부(34)가, 원화상으로부터 추출된 결함 후보부(43)의 장축 방향으로 미리 정해진 길이를 가진 폭 산출 영역(Lc)에 있어서, 결함 후보부(43)의 장축 방향과 평행한 두 직선(s1, s2) 사이에 결함 후보부(43)가 수용되고, 또한 두 직선(s1, s2) 간의 거리가 최소가 되는 폭(w)이 미리 정해진 범위 내인 경우에, 결함 후보부(43)를 결함(50)으로 판정한다.

[0110] 이에 따라, 피검사물(10)의 결함의 형상이 특징량으로서 정량적으로 추출되어, 결함과, 그 이외를 높은 정확도로 식별하여 과검출을 저감할 수 있다. 따라서, 본 실시형태에 의하면, 결함의 검출률이 향상된 자분 탐상 장치(1)에 의한 결함 검출 방법을 제공할 수 있다.

[0111] 또한, 본 실시형태에 따른 자분 탐상 장치(1)는, 피검사물(10)을 촬영하는 카메라(16)와, 카메라(16)에 의해 취득된 원화상으로부터 피검사물(10)의 결함을 검출하는 검출 장치(30)를 구비하며, 검출 장치(30)는, 원화상으로부터 추출된 결함 후보부(43)의 장축 방향으로 미리 정해진 길이를 가진 폭 산출 영역(Lc)에 있어서, 결함 후보부(43)의 장축 방향과 평행한 두 직선(s1, s2) 사이에 결함 후보부(43)가 수용되고, 또한 두 직선(s1, s2) 간의 거리가 최소가 되는 폭(w)이 미리 정해진 범위 내인 경우에, 결함 후보부(43)를 결함(50)으로 판정하는 결함 판정부(34)를 가진다.

[0112] 이에 의해, 피검사물(10)의 결함의 형상이 특징량으로서 정량적으로 추출되어, 결함과, 그 이외를 높은 정확도로 식별하여 과검출을 저감할 수 있다. 따라서, 본 실시형태에 의하면, 결함의 검출률이 향상된 자분 탐상 장치(1)를 제공할 수 있다.

[0113] 또한, 탐상 장치로서의 자분 탐상 장치(1)는, 상술한 구성으로 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 컨트롤러(C)와, 검출 장치(30)가 일체로 구성되어 있어도 된다. 즉, 컨트롤러(C)가, 제1 추출부(31), 검사 영역 생성부(32), 제2 추출부(33), 및 결함 판정부(34)를 구비하는 구성이어도 된다. 이러한 구성으로 함으로써, 자분 탐상 장치(1)가 간소화되어, 소형화가 도모된다. 또한, 검출 장치(30)는, 제1 결함 후보부(40)가 추출된 화상, 생성된 검사 영역(41), 제2 결함 후보부(42)가 추출된 화상, 제2 결함 후보부(42)가 팽창 처리된 결함 후보부(43)의 화상, 검출된 결함(50)의 화상, 산출된 판정치 등의 데이터를 표시시키는 모니터를 구비하는 구성이어도 된다. 이러한 구성에 의해, 적절히 결함의 검출 결과를 확인할 수 있어, 사용하기 편리하다.

[0114] 또한, 자분 탐상 장치(1)는, 컨트롤러(C)에 접속되는 다른 컨트롤러를 더 구비하는 구성이어도 좋다. 다른 컨트롤러는, 컨트롤러(C)와 마찬가지로, 연산 처리 및 제어 처리를 행하는 처리 장치, 데이터가 격납되는 주 기억 장치 등으로 구성되며, 예컨대, CPU, 주 기억 장치, 타이머, 입력 회로, 출력 회로, 전원 회로 등을 구비하는 마이크로 컴퓨터이다. 컨트롤러(C)는, 제1 결함 후보부(40)가 추출된 화상, 생성된 검사 영역(41), 제2 결함 후보부(42)가 추출된 화상, 제2 결함 후보부(42)가 팽창 처리된 결함 후보부(43)의 화상, 검출된 결함(50)의 화상, 산출된 판정치 등의 데이터를 다른 컨트롤러에 보낸다. 한편, 다른 컨트롤러는, 컨트롤러(C)로부터 보내져 온 이들 데이터를, 그 주 기억 장치에, 미리 격납된 피검사물(10)의 사이즈나 재질 등의 데이터에 관련지어 격납한다.

[0115] 이러한 구성으로 함으로써, 다른 컨트롤러에 의해 피검사물(10)의 결함(50)의 매핑 데이터를 작성할 수 있어, 피검사물(10)의 생산관리를 용이하게 행할 수 있다. 또한, 컨트롤러(C)가, 다른 컨트롤러로부터 피검사물(10)의 사이즈나 재질 등의 데이터를 받아, 피검사물(10)의 결함(50)의 매핑 데이터를 작성하도록 구성되어 있어도 된다.

산업상의 이용 가능성

[0116] 본 발명의 탐상 장치는, 자분 탐상 장치(1)에 한정되는 것이 아니라, 예컨대, 침투액을 이용하여 피검사물(10)의 표면의 결함을 탐상하는 침투 탐상 장치여도 되며, 피검사물(10)의 표면을 촬영하는 입력 장치와, 입력 장치에 의해 취득된 원화상을 처리하여 표면에 있어서의 결함을 검출하는 검출 장치를 구비하는, 모든 탐상 장치에 적용할 수 있다.

[0117] 1 : 자분 탐상 장치(탐상 장치)
10 : 피검사물
16 : 카메라(입력 장치)
30 : 검출 장치
31 : 제1 추출부
32 : 검사 영역 생성부
33 : 제2 추출부
34 : 결함 판정부
40 : 제1 결함 후보부
41 : 검사 영역
42 : 제2 결함 후보부
43 : 결함 후보부
50 : 결함
c : 무게중심(도면 중심)
Lc : 폭 산출 영역
s1, s2 : 직선
w : 폭

Claims (14)

1. 피(被)검사물을 촬영하는 입력 장치와,
   상기 입력 장치에 의해 취득된 원(原)화상으로부터 상기 피검사물의 결함을 검출하는 검출 장치
   를 구비하는 탐상 장치로서,
   상기 검출 장치는,
   상기 원화상으로부터 추출된 결함 후보부의 장축 방향으로 미리 정해진 길이를 가진 폭 산출 영역에 있어서, 상기 결함 후보부의 상기 장축 방향과 평행한 두 직선 사이에 상기 결함 후보부가 수용되고, 또한 두 직선 간의 거리(폭)가 미리 정해진 범위 내인 경우에, 상기 결함 후보부를 상기 결함으로 판정하는 결함 판정부를 가지는 것을 특징으로 하는
   탐상 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 폭 산출 영역은, 상기 결함 후보부의 무게중심(重心)을 포함하는 것을 특징으로 하는
   탐상 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 검출 장치는,
   상기 원화상을 제1 문턱값으로 2치화(二値化)하여 제1 결함 후보부를 추출하는 제1 추출부와,
   상기 제1 결함 후보부가 포함되도록 검사 영역을 생성하는 검사 영역 생성부와,
   상기 검사 영역을 상기 제1 문턱값보다 작은 제2 문턱값으로 2치화하여 제2 결함 후보부를 추출하는 제2 추출부
   를 더 가지며,
   상기 결함 후보부는, 상기 제2 결함 후보부가 팽창 처리된 영역인 것을 특징으로 하는
   탐상 장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 검사 영역은, 상기 제1 결함 후보부가 포함되는 최소의 직사각형으로부터 미리 정해진 폭만큼 확대시킨 직사각형에 의해 둘러싸인 영역인 것을 특징으로 하는
   탐상 장치.
5. 제3항에 있어서,
   상기 팽창 처리는, 상기 제2 결함 후보부를 각각의 적어도 장축 방향으로 팽창시키는 처리인 것을 특징으로 하는
   탐상 장치.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 탐상 장치는,
   상기 피검사물에 자분을 적용하는 자분 살포 장치와,
   상기 피검사물을 자화시켜 누설 자속에 의한 자분 지시 모양을 형성하는 자화 장치
   를 더 구비하는 자분 탐상 장치인 것을 특징으로 하는
   탐상 장치.
7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 폭 산출 영역의 상기 길이는, 0.3mm 이상, 10mm 이하인 것을 특징으로 하는
   탐상 장치.
8. 입력 장치가, 피검사물을 촬영하고,
   검출 장치가, 상기 입력 장치에 의해 취득된 원화상으로부터 상기 피검사물의 결함을 검출하는 탐상 장치에 의한 결함 검출 방법으로서,
   상기 검출 장치가 가지는 결함 판정부가, 상기 원화상으로부터 추출된 결함 후보부의 장축 방향으로 미리 정해진 길이를 가진 폭 산출 영역에 있어서, 상기 결함 후보부의 상기 장축 방향과 평행한 두 직선 사이에 상기 결함 후보부가 수용되고, 또한 두 직선 간의 거리(폭)가 미리 정해진 범위 내인 경우에, 상기 결함 후보부를 상기 결함으로 판정하는 것을 특징으로 하는
   탐상 장치에 의한 결함 검출 방법.
9. 제8항에 있어서,
   상기 폭 산출 영역은, 상기 결함 후보부의 무게중심을 포함하는 것을 특징으로 하는
   탐상 장치에 의한 결함 검출 방법.
10. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    상기 검출 장치가 더 가지는 제1 추출부가, 상기 원화상을 제1 문턱값으로 2치화하여 제1 결함 후보부를 추출하고,
    검사 영역 생성부가, 상기 제1 결함 후보부가 포함되도록 검사 영역을 생성하고,
    제2 추출부가, 상기 검사 영역을 상기 제1 문턱값보다 작은 제2 문턱값으로 2치화하여 제2 결함 후보부를 추출하고,
    상기 결함 후보부는, 상기 제2 결함 후보부가 팽창 처리된 영역인 것을 특징으로 하는
    탐상 장치에 의한 결함 검출 방법.
11. 제10항에 있어서,
    상기 검사 영역은, 상기 제1 결함 후보부가 포함되는 최소의 직사각형으로부터 미리 정해진 폭만큼 확대시킨 직사각형에 의해 둘러싸인 영역인 것을 특징으로 하는
    탐상 장치에 의한 결함 검출 방법.
12. 제10항에 있어서,
    상기 팽창 처리는, 상기 제2 결함 후보부를 각각의 적어도 장축 방향으로 팽창시키는 처리인 것을 특징으로 하는
    탐상 장치에 의한 결함 검출 방법.
13. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    상기 탐상 장치는,
    상기 피검사물에 자분을 적용하는 자분 살포 장치와,
    상기 피검사물을 자화시켜 누설 자속에 의한 자분 지시 모양을 형성하는 자화 장치
    를 더 구비하는 자분 탐상 장치인 것을 특징으로 하는
    탐상 장치에 의한 결함 검출 방법.
14. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    상기 폭 산출 영역의 상기 길이는, 0.3mm 이상, 10mm 이하인 것을 특징으로 하는
    탐상 장치에 의한 결함 검출 방법.
    

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