KR20170053707A - 금속체의 형상 검사 장치 및 금속체의 형상 검사 방법 - Google Patents

금속체의 형상 검사 장치 및 금속체의 형상 검사 방법 Download PDF

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유스케 곤노
히로나오 야마지
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신닛테츠스미킨 카부시키카이샤
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Abstract

보다 고속, 고밀도 또한 간편하게 금속체의 형상 검사를 실시한다. 본 발명의 장치는, 금속체에 대하여 적어도 2개의 조명광을 조사하여 반사광을 서로 구별하여 측정하는 측정 장치와, 측정 결과에 기초하여 금속체의 형상 검사에 사용되는 정보를 산출하는 연산 처리 장치를 구비한다. 측정 장치는, 피크 파장이 상이한 띠 형상의 조명광을 각각 조사하는 복수의 조명 광원과, 금속체의 표면의 연직 상방에 조사되는 조명광의 피크 파장의 개수와 동일한 수만큼 병치되고, 각각이 갖는 시프트 렌즈에 의해 금속체의 동일 부위를 촬상하도록 설정되며, 대역 통과 필터를 갖는 복수의 모노크롬 라인 센서 카메라를 갖는다. 복수의 조명 광원 중 적어도 2개는, 금속체 표면의 법선 방향과 제1 조명 광원의 광축이 이루는 각도와 법선 방향과 제2 조명 광원의 광축이 이루는 각도가 대략 동일하게 되고, 라인 센서 카메라를 사이에 두고 금속체와 측정 장치의 상대 이동 방향으로 대향하도록 배치된다.

Description

금속체의 형상 검사 장치 및 금속체의 형상 검사 방법{METAL BODY SHAPE INSPECTION DEVICE AND METAL BODY SHAPE INSPECTION METHOD}
본 발명은 금속체의 형상 검사 장치 및 금속체의 형상 검사 방법에 관한 것이다.
측정 대상물의 표면 형상을 측정하는 방법의 하나로, 형광등, 발광 다이오드(Light Emitting Diode : LED), 또는, 레이저광 등을 이용한 조명광을 사용하여, 조명광의 측정 대상물로부터의 반사광을 촬상함으로써, 측정 대상물의 표면 형상을 측정하는 방법이 있다.
예를 들어 하기의 특허문헌 1에는, 라인광과 촬상 카메라를 이용하여, 소위 광 절단법에 의해 타이어 표면의 형상을 측정하는 방법이 개시되어 있다.
또한, 하기의 특허문헌 2에는, 주기적으로 변조된 선상 레이저광을 조명광으로서 이용하고, 이 선상 레이저광의 반사광을 지연 적분형의 촬상 장치에 의해 촬상함으로써, 얻어진 줄무늬 화상에 의해 측정 대상물의 형상을 측정하는 기술이 개시되어 있다.
일본 특허 공개 제2012-225795호 공보 일본 특허 공개 제2004-3930호 공보 중국 특허 출원 공개 제102830123호 명세서
그러나, 상기 특허문헌 1에 개시되어 있는 바와 같은 광 절단법에서는, 1매의 촬상 화상으로부터 1개의 단면 형상밖에 얻을 수 없기 때문에, 측정 대상물의 전체 형상을 고속으로 측정하는 것이 곤란하였다.
또한, 상기 특허문헌 2에 개시되어 있는 바와 같은 지연 적분형의 촬상 장치를 이용한 방법에서는, 줄무늬 화상을 구성하는 1개의 줄무늬당 1단면의 형상밖에 얻을 수 없기 때문에, 고밀도의 형상 측정이 곤란하였다.
따라서, 본 발명자는, 보다 고속 또한 고밀도로 금속체의 형상을 검사하는 것이 가능한 방법에 대하여, 예의 검토를 행하였다. 검토 시에, 본 발명자는, 금속체의 형상 검사에 관한 기술은 아니지만, 상기 특허문헌 3에 개시되어 있는 바와 같은, 강판 등의 금속체의 표면에 대하여 적색광 및 청색광을 조사하고, 금속체로부터의 반사광을 컬러 라인 카메라에 의해 촬상함으로써, 금속체의 표면에 존재하는 미세 결함을 검사한다고 하는 검사 방법을, 금속체의 형상 측정에 적용하는 것도 검토하였다.
그러나, 상기 특허문헌 3에서 사용되는 바와 같은, 통상의 컬러 라인 센서 카메라에서는, 카메라가 수광 가능한 파장 대역이 RGB의 3색에 한정되어 버리기 때문에, 조명광의 파장을 임의로 선택할 수 없다. 또한, 조명광의 파장을 임의로 선택하기 위해, 신규로 컬러 라인 센서 카메라용의 컬러 필터를 설계하는 것도 가능하지만, 이러한 경우에는, 컬러 필터를 신규로 제작하기 위한 비용이 들어 버린다. 또한, 상기 특허문헌 3에서 사용되는 바와 같은 방법에서는, 제조 공정에 있어서 강판에 색의 변화가 발생하는 경우의 외란에 대하여 자유도가 낮다고 하는 문제가 있었다. 또한, 상기 특허문헌 3에서 사용되는 바와 같은 컬러 라인 센서 카메라는, 모노크롬(단색)의 라인 센서 카메라에 비해 저속이어서, 금속체의 형상 검사 처리의 고속화를 도모하는 것이 곤란하다고 하는 문제가 있었다.
따라서, 본 발명은 상기 문제를 감안하여 이루어진 것이며, 본 발명의 목적으로 하는 바는, 보다 고속, 고밀도 또한 간편하게 금속체의 형상 검사를 실시하는 것이 가능한, 금속체의 형상 검사 장치 및 금속체의 형상 검사 방법을 제공하는 것에 있다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 어느 관점에 의하면, 금속체에 대하여 적어도 2개의 조명광을 조사하여, 상기 금속체의 동일 부위로부터의 상기 적어도 2개의 조명광의 반사광을 서로 구별하여 측정하는 측정 장치와, 상기 측정 장치에 의한 측정 처리를 제어하면서, 상기 측정 장치에 의한 상기 반사광의 휘도값의 측정 결과에 기초하여, 상기 금속체의 형상 검사에 사용되는 정보를 산출하는 연산 처리 장치를 구비하고, 상기 측정 장치는, 상기 금속체에 대하여 피크 파장이 서로 다른 띠 형상의 조명광을 각각 조사하는 복수의 조명 광원과, 상기 금속체의 표면의 연직 상방에, 상기 복수의 조명 광원으로부터 조사되는 조명광의 피크 파장의 개수와 동일한 수만큼 병치되어 있고, 각각이 갖는 시프트 렌즈에 의해 상기 금속체의 동일 부위를 촬상하도록 설정된 복수의 모노크롬 라인 센서 카메라로 이루어지는 라인 센서 카메라군을 갖고, 상기 복수의 조명 광원 중 적어도 2개는, 상기 금속체의 표면의 법선 방향과 제1 상기 조명 광원의 광축이 이루는 제1 각도와, 상기 법선 방향과 제2 상기 조명 광원의 광축이 이루는 제2 각도가 대략 동일하게 되고, 또한, 상기 모노크롬 라인 센서 카메라를 사이에 두고 상기 금속체와 상기 측정 장치의 상대 이동 방향으로 대향하도록 배치되고, 각각의 상기 모노크롬 라인 센서 카메라에는, 당해 모노크롬 라인 센서 카메라가 갖는 촬상 소자의 전단에, 상기 복수의 조명 광원 중의 각각 상이한 조명 광원의 피크 파장에 대응한 투과 파장 대역을 갖는 대역 통과 필터가 설치되어 있고, 각각의 상기 모노크롬 라인 센서 카메라에서는, 상기 대역 통과 필터의 투과 파장 대역에 포함되는 피크 파장을 갖는 상기 조명 광원으로부터의 조명광의 반사광이 결상하고, 상기 연산 처리 장치는, 상기 제1 조명 광원의 피크 파장을 가장 높은 투과율로 투과시키는 상기 대역 통과 필터를 갖는 상기 모노크롬 라인 센서 카메라의 휘도값과, 상기 제2 조명 광원의 피크 파장을 가장 높은 투과율로 투과시키는 상기 대역 통과 필터를 갖는 상기 모노크롬 라인 센서 카메라의 휘도값의 차분을 사용하여, 상기 정보로서 상기 금속체의 표면의 기울기를 산출하는 금속체의 형상 검사 장치가 제공된다.
상기 라인 센서 카메라군의, 상기 상대 이동 방향을 따른 상류측과 하류측의 각각에 대하여, 당해 라인 센서 카메라군의 각각에 결상하는 조명광을 조사하는 복수의 상기 조명 광원으로 이루어지는 조명 광원군을 배치해도 된다.
상기 제1 각도 및 상기 제2 각도는 각각 30도 이상인 것이 바람직하다.
상기 측정 장치는, 3개 이상의 상기 조명 광원을 갖고, 상기 연산 처리 장치는, 상기 차분을 산출할 때에 사용하는 상기 반사광을 제공하는 상기 조명광의 피크 파장의 조합을, 상기 금속체의 반사 스펙트럼에 기초하여 사전에 결정해도 된다.
상기 측정 장치는, 3개 이상의 상기 조명 광원을 갖고, 각각의 상기 조명 광원은, 당해 조명 광원의 길이 방향이 상기 금속체의 폭 방향과 대략 평행하게 되도록 배치되어 있고, 상기 연산 처리 장치는, 상기 차분을 산출할 때에 사용하는 상기 반사광을 제공하는 상기 조명광의 피크 파장의 조합을, 산출한 상기 차분의 면내 평균값이 가장 제로에 근접하는 조합으로 되도록 동적으로 결정해도 된다.
상기 연산 처리 장치는, 상기 차분의 정부에 기초하여 상기 기울기의 방향을 특정함과 함께, 상기 차분의 절댓값에 기초하여 상기 기울기의 크기를 특정하는 것이 바람직하다.
상기 연산 처리 장치는, 산출한 상기 금속체의 표면의 기울기를, 상기 모노크롬 라인 센서 카메라와 상기 금속체의 상대 이동 방향을 따라서 적분하여, 상기 금속체의 표면의 높이를 상기 정보로서 더 산출해도 된다.
상기 연산 처리 장치는, 산출한 상기 금속체의 표면의 기울기를 소정의 역치와 비교함으로써, 상기 금속체의 형상을 검사해도 된다.
또한, 상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 다른 관점에 의하면, 금속체에 대하여 피크 파장이 서로 다른 띠 형상의 조명광을 각각 조사하는 복수의 조명 광원과, 상기 금속체의 표면의 연직 상방에, 상기 복수의 조명 광원으로부터 조사되는 조명광의 피크 파장의 개수와 동일한 수만큼 병치되어 있고, 각각이 갖는 시프트 렌즈에 의해 상기 금속체의 동일 부위를 촬상하도록 설정된 복수의 모노크롬 라인 센서 카메라로 이루어지는 라인 센서 카메라군을 갖고, 상기 복수의 조명 광원 중 적어도 2개는, 상기 금속체의 표면의 법선 방향과 제1 상기 조명 광원의 광축이 이루는 제1 각도와, 상기 법선 방향과 제2 상기 조명 광원의 광축이 이루는 제2 각도가 대략 동일하게 되고, 또한, 상기 모노크롬 라인 센서 카메라를 사이에 두고 상기 금속체와의 상대 이동 방향으로 대향하도록 배치되고, 각각의 상기 모노크롬 라인 센서 카메라에는, 당해 모노크롬 라인 센서 카메라가 갖는 촬상 소자의 전단에, 상기 복수의 조명 광원 중의 각각 상이한 조명 광원의 피크 파장에 대응한 투과 파장 대역을 갖는 대역 통과 필터가 설치되어 있고, 각각의 상기 모노크롬 라인 센서 카메라에서는, 상기 대역 통과 필터의 투과 파장 대역에 포함되는 피크 파장을 갖는 상기 조명 광원으로부터의 조명광의 반사광이 결상하는 측정 장치로부터, 상기 금속체에 대하여 적어도 2개의 상기 조명광을 조사하여, 상기 금속체로부터의 상기 조명광의 반사광을 서로 구별하여 측정하고, 상기 측정 장치에 의한 측정 처리를 제어하면서, 상기 측정 장치에 의한 상기 반사광의 휘도값의 측정 결과에 기초하여 상기 금속체의 형상을 검사하기 위한 정보를 산출하는 연산 처리 장치에 의해, 상기 제1 조명 광원의 피크 파장을 가장 높은 투과율로 투과시키는 상기 대역 통과 필터를 갖는 상기 모노크롬 라인 센서 카메라의 휘도값과, 상기 제2 조명 광원의 피크 파장을 가장 높은 투과율로 투과시키는 상기 대역 통과 필터를 갖는 상기 모노크롬 라인 센서 카메라의 휘도값의 차분을 사용하여, 상기 정보로서 상기 금속체의 표면의 기울기를 산출하는 금속체의 형상 검사 방법이 제공된다.
상기 라인 센서 카메라군의, 상기 상대 이동 방향을 따른 상류측과 하류측의 각각에 대하여, 당해 라인 센서 카메라군의 각각에 결상하는 조명광을 조사하는 복수의 상기 조명 광원으로 이루어지는 조명 광원군이 배치되어도 된다.
상기 제1 각도 및 상기 제2 각도는 각각 30도 이상으로 설정되는 것이 바람직하다.
상기 측정 장치는, 3개 이상의 상기 조명 광원을 갖고, 상기 연산 처리 장치는, 상기 차분을 산출할 때에 사용하는 상기 반사광을 제공하는 상기 조명광의 피크 파장의 조합을, 상기 금속체의 반사 스펙트럼에 기초하여 사전에 결정해도 된다.
상기 측정 장치는, 3개 이상의 상기 조명 광원을 갖고, 각각의 상기 조명 광원은, 당해 조명 광원의 길이 방향이 상기 금속체의 폭 방향과 대략 평행하게 되도록 배치되어 있고, 상기 연산 처리 장치는, 상기 차분을 산출할 때에 사용하는 상기 반사광을 제공하는 상기 조명광의 피크 파장의 조합을, 산출한 상기 차분의 면내 평균값이 가장 제로에 근접하는 조합으로 되도록 동적으로 결정해도 된다.
상기 연산 처리 장치는, 상기 차분의 정부에 기초하여 상기 기울기의 방향을 특정함과 함께, 상기 차분의 절댓값에 기초하여 상기 기울기의 크기를 특정하는 것이 바람직하다.
상기 금속체의 형상 검사 방법에서는, 상기 연산 처리 장치에 의해, 산출한 상기 금속체의 표면의 기울기를, 상기 모노크롬 라인 센서 카메라와 상기 금속체의 상대 이동 방향을 따라서 적분하여, 상기 금속체의 표면의 높이를 상기 정보로서 더 산출해도 된다.
상기 금속체의 형상 검사 방법에서는, 상기 연산 처리 장치에 의해, 산출한 상기 금속체의 표면의 기울기를 소정의 역치와 비교함으로써, 상기 금속체의 형상을 검사해도 된다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 보다 고속, 고밀도 또한 간편하게 금속체의 형상 검사를 실시하는 것이 가능해진다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 관한 형상 검사 장치의 일례를 모식적으로 도시한 설명도이다.
도 2a는 동 실시 형태에 관한 형상 검사 장치가 구비하는 측정 장치의 일례를 모식적으로 도시한 설명도이다.
도 2b는 동 실시 형태에 관한 형상 검사 장치가 구비하는 측정 장치의 일례를 모식적으로 도시한 설명도이다.
도 2c는 동 실시 형태에 관한 형상 검사 장치가 구비하는 측정 장치의 일례를 모식적으로 도시한 설명도이다.
도 2d는 동 실시 형태에 관한 형상 검사 장치가 구비하는 측정 장치의 일례를 모식적으로 도시한 설명도이다.
도 3은 동 실시 형태에 관한 측정 장치에 대하여 설명하기 위한 설명도이다.
도 4는 동 실시 형태에 관한 형상 검사 장치가 구비하는 측정 장치의 다른 일례를 모식적으로 도시한 설명도이다.
도 5는 동 실시 형태에 관한 형상 검사 장치가 구비하는 연산 처리 장치의 구성의 일례를 도시한 블록도이다.
도 6은 동 실시 형태에 관한 연산 처리 장치가 구비하는 데이터 처리부의 구성의 일례를 도시한 블록도이다.
도 7은 동 실시 형태에 관한 형상 검사 장치에 있어서의 반사광의 선택 방법을 설명하기 위한 설명도이다.
도 8은 반송 방향의 기울기와 측정 휘도값의 차분값의 관계에 대하여 설명하기 위한 그래프도이다.
도 9는 동 실시 형태에 관한 측정 장치에 있어서의 조명 광원의 광원 각도와 표면의 기울기각의 관계를 모식적으로 도시한 설명도이다.
도 10은 동 실시 형태에 관한 형상 검사 방법의 흐름의 일례를 도시한 흐름도이다.
도 11은 동 실시 형태에 관한 연산 처리 장치의 하드웨어 구성의 일례를 도시한 블록도이다.
도 12는 실시예 1에 대하여 설명하기 위한 설명도이다.
도 13은 실시예 1에 대하여 설명하기 위한 설명도이다.
도 14는 실시예 1에 대하여 설명하기 위한 설명도이다.
도 15는 실시예 1에 대하여 설명하기 위한 설명도이다.
도 16은 실시예 2에 대하여 설명하기 위한 설명도이다.
도 17은 실시예 2에 대하여 설명하기 위한 설명도이다.
이하에 첨부 도면을 참조하면서, 본 발명의 적합한 실시 형태에 대하여 상세하게 설명한다. 또한, 본 명세서 및 도면에 있어서, 실질적으로 동일한 기능 구성을 갖는 구성 요소에 대해서는, 동일한 번호를 붙임으로써 중복 설명을 생략한다.
(형상 검사 장치의 구성에 대하여)
먼저, 도 1을 참조하면서, 본 발명의 실시 형태에 관한 금속체의 형상 검사 장치(이하, 간단히 「형상 검사 장치」라고도 함)(10)의 전체적인 구성에 대하여 설명한다. 도 1은 본 실시 형태에 관한 형상 검사 장치(10)의 일 구성예를 도시한 설명도이다.
본 실시 형태에 관한 형상 검사 장치(10)는 소정의 장소에 적재되어 있는 강판이나 소정의 반송 라인 상을 반송되는 강판 등과 같은, 각종 금속체 S의 형상(예를 들어, 표면 형상)을 검사하는 장치이다.
여기서, 형상 검사 장치(10)와 금속체는, 서로 상대적으로 운동을 하고 있으면 되고, 상기한 바와 같이, 반송 라인에 대하여 형상 검사 장치(10)의 측정 장치(100)가 고정되어 있고, 또한, 금속체가 반송 라인 상을 반송되고 있어도 되고, 정지한 금속체에 대하여 측정 장치(100)가 이동하고 있어도 된다.
금속체 S의 거시적인 형상은 특별히 한정되는 것은 아니고, 예를 들어 슬래브나 빌렛과 같은 판상의 것이어도 되고, 띠 형상의 것이어도 된다.
또한, 금속체 S의 성분도 특별히 한정되는 것은 아니고, 철 원소를 주성분으로 하는 각종 강이어도 되고, 철과 다른 금속 원소와의 각종 합금이어도 되고, 각종 비철 금속이어도 된다.
이하에서는, 금속체 S는, 도시하지 않은 반송 라인 상을 금속체 S의 길이 방향을 따라서 반송되고 있는 것으로 하고, 금속체 S의 길이 방향을 반송 방향이라고도 칭하는 것으로 한다.
이러한 형상 검사 장치(10)는, 도 1에 도시한 바와 같이, 측정 장치(100)와, 연산 처리 장치(200)를 주로 구비한다.
측정 장치(100)는, 연산 처리 장치(200)에 의한 제어 하에서, 금속체 S(보다 상세하게는, 금속체 S의 표면)에 대하여 적어도 2종류의 조명광을 조사함과 함께, 당해 조명광의 금속체 S(보다 상세하게는, 금속체 S의 표면)로부터의 반사광을 서로 구별하여 측정하여, 반사광의 휘도값에 관한 데이터를 생성하는 장치이다. 측정 장치(100)는 생성한 반사광의 휘도값에 관한 데이터를, 연산 처리 장치(200)에 대하여 출력한다.
연산 처리 장치(200)는 측정 장치(100)에 의한 금속체 S의 측정 처리를 제어한다. 또한, 연산 처리 장치(200)는 측정 장치(100)에 의해 생성된 반사광의 휘도값에 관한 데이터를 취득하고, 취득한 휘도값에 관한 데이터에 대하여 이하에서 상세하게 설명하는 데이터 처리를 행함으로써, 금속체 S의 형상(보다 상세하게는, 표면 형상)을 검사하기 위해 사용되는 각종 정보를 산출한다. 이하에서는, 형상 검사에 사용되는 각종 정보를, 통합하여 「검사용 정보」라고 칭하는 것으로 한다. 연산 처리 장치(200)에 의해 산출되는 검사용 정보로서는, 이하에서 상세하게 설명하는 바와 같이, 예를 들어 2종류의 조명광의 반사광의 휘도값의 차분에 기초하여 산출되는 금속체 S의 표면의 기울기에 관한 정보 및 이러한 표면의 기울기를 적분함으로써 얻어지는 금속체 S의 표면의 높이에 관한 정보 등을 들 수 있다. 바꾸어 말하면, 이들 금속체 S의 표면의 기울기에 관한 정보 및 표면의 높이에 관한 정보가, 금속체 S의 형상을 나타내는 정보로 된다.
측정 장치(100)에 의한 금속체 S의 측정 처리, 및, 연산 처리 장치(200)에 의한 검사용 정보의 산출 처리는, 금속체 S의 반송에 맞추어 리얼타임으로 실시하는 것이 가능하다. 형상 검사 장치(10)의 사용자는, 형상 검사 장치(10)[보다 상세하게는, 연산 처리 장치(200)]로부터 출력되는 검사 결과에 주목함으로써, 금속체 S의 형상을 리얼타임으로 파악하여, 금속체 S를 검사하는 것이 가능해진다.
이하에서는, 이들 측정 장치(100) 및 연산 처리 장치(200)에 대하여, 각각 상세하게 설명하는 것으로 한다.
<측정 장치(100)에 대하여>
먼저, 도 2a∼도 4를 참조하면서, 본 실시 형태에 관한 측정 장치(100)에 대하여, 상세하게 설명한다.
도 2a∼도 2d는 본 실시 형태에 관한 형상 검사 장치가 구비하는 측정 장치의 일례를 모식적으로 도시한 설명도이다. 도 3은 본 실시 형태에 관한 측정 장치에 대하여 설명하기 위한 설명도이다. 도 4는 본 실시 형태에 관한 형상 검사 장치가 구비하는 측정 장치의 다른 일례를 모식적으로 도시한 설명도이다.
도 2a는 측정 장치(100)를 금속체 S의 상방으로부터 본 경우의 모식도이고, 도 2b는 측정 장치(100)를 금속체 S의 폭 방향을 따라서 측방으로부터 본 경우의 모식도이며, 도 2c는 측정 장치(100)를 금속체 S의 길이 방향을 따라서 측방으로부터 본 경우의 모식도이고, 도 2d는 측정 장치(100)를 금속체 S의 상방으로부터 본 경우의 모식도이다.
본 실시 형태에 관한 측정 장치(100)는, 도 2a∼도 2c에 도시한 바와 같이, 복수의 모노크롬 라인 카메라로 이루어지는 라인 센서 카메라군과, 금속체 S에 대하여 피크 파장이 서로 다른 띠 형상의 조명광을 각각 조사하는 복수의 조명 광원을 적어도 갖고 있다. 라인 센서 카메라군 및 복수의 조명 광원은, 이들의 설정 위치가 변화되지 않도록, 공지의 수단에 의해 고정되어 있다.
또한, 도 2a∼도 2c에서는, 조명 광원으로서, 피크 파장이 서로 다른 3종류의 조명광을 조사하는 3개의 조명 광원이 설치되어 있는 경우를 도시하고 있지만, 조명 광원의 개수는 도시한 경우에 한정되는 것은 아니다. 본 실시 형태에 관한 측정 장치(100)에 설치되는 조명 광원의 개수는 2개이어도 되고, 4개 이상이어도 된다. 또한, 이들 광원의 발광 스펙트럼 분포는, 피크 파장이 각각 상이하기만 하면, 겹침이 발생하고 있어도 된다.
복수의 모노크롬 라인 센서 카메라로 이루어지는 라인 센서 카메라군(101)은, 도 2b 및 도 2c에 도시한 바와 같이, 금속체 S의 표면의 연직 상방(z축 정방향측)에, 띠 형상의 조명광의 길이 방향(도 2a에 있어서의 금속체 S의 폭 방향)을 따라서 병치되어 있다. 바꾸어 말하면, 라인 센서 카메라군(101)은 각각의 모노크롬 라인 센서 카메라의 광축을 금속체 S의 폭 방향으로 사영한 사영축이, 금속체 S의 표면(이하, 「금속체 표면」이라고도 함)에 대하여 수직으로 되도록(보다 상세하게는, 이러한 사영축과 금속체 표면의 교점에 있어서의 금속체 S의 접평면과의 이루는 각이 수직으로 되도록) 배치되어 있다.
또한, 라인 센서 카메라군(101)을 구성하는 각각의 모노크롬 라인 센서 카메라에는, 시프트 기능을 갖는 렌즈(소위, 시프트 렌즈)가 장착되어 있다. 라인 센서 카메라군(101)은, 이러한 시프트 렌즈의 시프트 기능을 적절하게 이용함으로써, 도 2c에 모식적으로 도시한 바와 같이, 금속체 S의 표면의 동일 부위를 촬상하도록 설정되어 있다.
또한, 라인 센서 카메라군(101)을 구성하는 각각의 모노크롬 라인 센서 카메라에는, 이러한 모노크롬 라인 센서 카메라가 갖는 촬상 소자(도시하지 않음)의 전단에, 복수의 조명 광원 중의 각각 상이한 조명 광원의 피크 파장에 대응한 투과 파장 대역을 갖는 대역 통과 필터(103)가 설치되어 있다. 여기서, 「조명 광원의 피크 파장에 대응」이란, 대응하는 조명 광원의 피크 파장의 투과율이, 그 밖의 조명 광원의 피크 파장보다도 높은 것을 의미한다. 또한, 도 2b 및 도 2c에서는, 대역 통과 필터(103)는 시프트 렌즈의 전단에 장착되어 있지만, 대역 통과 필터(103)의 배치 위치는 도시한 위치에 한정되는 것은 아니고, 모노크롬 라인 센서 카메라의 내부의 촬상 소자의 전단에 설치되어 있어도 된다.
상기의 대역 통과 필터(103a, 103b, 103c)가 장착됨으로써, 모노크롬 라인 센서 카메라(101a, 101b, 101c)에는, 복수의 조명 광원으로부터 조사되는 복수의 조명광 중, 각각 상이한 하나의 조명광의 금속체 S에서의 반사광이 최대의 휘도값으로 결상한다. 그 때문에, 본 실시 형태에 관한 라인 센서 카메라군(101)은 이하에서 설명하는 조명 광원으로부터 조사되는, 피크 파장이 서로 다른 조명광의 금속체 S에서의 반사광을, 서로 구별하여 측정하는 것이 가능하다. 또한, 이러한 라인 센서 카메라군(101)을 사용함으로써, 본 실시 형태에 관한 측정 장치(100)에서는, N종류(N은 2 이상의 정수. 도 2a∼도 2c에서는 3종류)의 피크 파장의 조명광의 멀티스펙트럼 관찰이 가능해진다.
라인 센서 카메라군(101)을 구성하는 각각의 모노크롬 라인 센서 카메라는, 대역 통과 필터(103)에 대응하는 조명광의 반사광의 휘도값을 서로 구별하여 측정하면, 얻어진 측정 결과에 대응하는 데이터(반사광의 휘도값에 관한 데이터)를 생성하여, 후술하는 연산 처리 장치(200)에 출력한다.
이러한 모노크롬 라인 센서 카메라로서는, 공지의 것을 사용하는 것이 가능하다. 일반적으로, 모노크롬 라인 센서 카메라는, 상기 특허문헌 1에서 사용되고 있는 바와 같은 컬러 라인 센서 카메라에 비해 고속 촬상이 가능하다. 컬러 라인 센서 카메라가 예를 들어 3종류의 색광을 촬상 가능한 것이며, 출력 인터페이스가 동일한 것으로 하면, 본 실시 형태와 같이 3개의 모노크롬 라인 센서 카메라를 이용함으로써, 컬러 라인 센서 카메라에 비해 3배의 고속화를 도모하는 것이 가능해진다.
본 실시 형태에 관한 측정 장치(100)에는, 복수의 조명 광원으로서, 예를 들어 제1 조명 광원(이하, 「제1 조명 광원」이라고도 함)(105)과, 제2 조명 광원(이하, 「제2 조명 광원」이라고도 함)(107)과, 제3 조명 광원(이하, 「제3 조명 광원」이라고도 함)(109)의 3종류의 조명 광원이 배치되어 있다. 제1 조명 광원(105)으로부터는, 금속체 S의 표면에 대하여 제1 조명광(이하, 「제1 조명광」이라고도 함)이 조사되고, 제2 조명 광원(107)으로부터는, 금속체 S의 표면에 대하여 제2 조명광(이하, 「제2 조명광」이라고도 함)이 조사되고, 제3 조명 광원(109)으로부터는, 금속체 S의 표면에 대하여 제3 조명광(이하, 「제3 조명광」이라고도 함)이 조사된다. 제1 조명광, 제2 조명광 및 제3 조명광은 서로 피크 파장이 다른 조명광이다.
각각의 조명 광원으로부터 조사되는 조명광의 피크 파장은, 서로 다르면 되지만, 도 2a∼도 2c에 도시한 바와 같이, 제1 조명 광원(105), 제2 조명 광원(107) 및 제3 조명 광원(109)이라는 3개의 조명 광원을 이용하는 경우, 각 조명 광원으로부터 조사되는 조명광의 색을, 적색광, 녹색광, 청색광 중 어느 하나로부터 중복되지 않도록 선택해도 된다.
여기서, 적색광은, 예를 들어 피크 파장 600∼700㎚의 가시광을 가리키고, 녹색광은, 예를 들어 피크 파장 500∼560㎚의 가시광을 가리키고, 청색광은, 예를 들어 피크 파장 430㎚∼500㎚의 광을 가리킨다.
편의적으로, 제1 조명 광원(105)으로부터 조사되는 조명광이 적색광이고, 제2 조명 광원(107)으로부터 조사되는 조명광이 녹색광이며, 제3 조명 광원(109)으로부터 조사되는 조명광이 청색광인 것으로 한다. 또한, 모노크롬 라인 센서 카메라(101a)의 대역 통과 필터(103a)의 투과 파장 대역이 적색광에 대응하고 있고, 모노크롬 라인 센서 카메라(101b)의 대역 통과 필터(103b)의 투과 파장 대역이 녹색광에 대응하고 있고, 모노크롬 라인 센서 카메라(101c)의 대역 통과 필터(103c)의 투과 파장이 청색광에 대응하고 있는 것으로 한다. 이와 같은 경우, 제1 조명 광원(105)으로부터 조사된 제1 조명광(적색광)의 금속체 S에서의 반사광은, 모노크롬 라인 센서 카메라(101a)에 가장 높은 휘도값으로 결상하고, 제2 조명 광원(107)으로부터 조사된 제2 조명광(녹색광)의 금속체 S에서의 반사광은, 모노크롬 라인 센서 카메라(101b)에 가장 높은 휘도값으로 결상하고, 제3 조명 광원(109)으로부터 조사된 제3 조명광(청색광)의 금속체 S에서의 반사광은, 모노크롬 라인 센서 카메라(101c)에 가장 높은 휘도값으로 결상한다.
도 2b에 도시한 바와 같이, 금속체 S의 표면의 법선 방향(보다 상세하게는, 모노크롬 라인 센서의 광축을 금속체 S의 폭 방향으로 사영한 사영축의 방향)과 제1 조명 광원(105)의 광축이 이루는 각을 θ1로 나타내는 것으로 하고, 당해 법선 방향과 제2 조명 광원(107)의 광축이 이루는 각을 θ2로 나타내는 것으로 하고, 당해 법선 방향과 제3 조명 광원(109)의 광축이 이루는 각을 θ3으로 나타내는 것으로 한다. 이 경우에, 본 실시 형태에 관한 측정 장치(100)에서는, 적어도 2개의 조명 광원에 대해서는, 상기에서 규정되는 바와 같은 각이 대략 동일하게 되도록, 금속체 S의 상방에 배치된다. 도 2b에서는, 제1 조명 광원(105) 및 제2 조명 광원(107)이, θ1과 θ2가 대략 동일하게 되도록 배치되어 있는 경우를 나타내고 있다. 또한, 도 2b에 있어서의 각도 θ1과 θ3의 크기도, 가능한 한 비슷한 값으로 하는 것이 바람직하다.
여기서, θ1과 θ2가 대략 동일하다란, θ1과 θ2가 동일한 경우뿐만 아니라, 요철이 존재하지 않는 평면을 제1 조명 광원(105) 및 제2 조명 광원(107)으로 촬상한 경우에, 요철이 존재하지 않는 평면이, 이러한 평면에 존재하는 오염 등에 의한 휘도의 변화를 포함하여 서로 동일하게 보이는 범위의 각도차를 갖고 있는 경우도 포함하는 것으로 한다. 이와 같은 θ1과 θ2의 각도차 |θ1-θ2|는, 예를 들어 10도 이내인 것이 바람직하고, 5도 이내인 것이 더욱 바람직한다. 이와 같은 범위의 각도차이면, 요철이 존재하지 않는 평면을 각각의 조명광으로 촬상한 경우, 2개의 촬상 화상이 서로 동일하게 보이는 것으로 된다.
여기서, 제1 조명 광원(105)∼제3 조명 광원(109)은, 예를 들어 도 2a에 도시한 바와 같이, 금속체 S의 폭 방향의 거의 전역에 걸쳐 조명광을 조사 가능한 것이면, 임의의 광원을 이용하는 것이 가능하다. 이와 같은 광원으로서, 예를 들어 막대상의 LED 조명을 이용하는 것도 가능하고, 레이저광을 로드 렌즈 등에 의해 선상으로 확장한 것 등을 이용하는 것도 가능하다. 또한, 제1 조명 광원(105)∼제3 조명 광원(109)에 이용하는 가시광 광원으로서는, 단파장의 레이저광이나 발광 파장 대역이 좁은 LED와 같은 광원을 사용해도 되고, 크세논 램프와 같은 연속 스펙트럼을 갖는 광원에 컬러 필터를 조합하여 사용한 준단색으로 간주할 수 있는 광을 조사하는 광원이어도 된다.
또한, 도 2b에서는, 제1 조명 광원(105)과 제2 조명 광원(107)이, 라인 센서 카메라군(101)의 반송 방향의 상류측 및 하류측에, 균등하게 배치되어 있고, 제3 조명 광원(109)은 제1 조명 광원(105)과 동일한 측에 배치되어 있지만, 제3 조명 광원(109)은 제2 조명 광원(107)과 같은 측에 배치되어 있어도 된다.
또한, 도 2a∼도 2c에 도시한 예에서는, 제1 조명 광원(105)∼제3 조명 광원(109)의 길이 방향이, 금속체 S의 폭 방향과 대략 평행하게 되도록 설치되어 있지만, 도 2d에 도시한 바와 같이, 제1 조명 광원(105)∼제3 조명 광원(109)의 길이 방향이 금속체 S의 폭 방향에 대하여 경사지도록, 각 조명 광원을 기울어지게 하여 배치해도 된다. 그 이유는 후술한다.
도 3은 도 2b에 도시한 3개의 조명 광원 중, 법선 방향과 조명 광원의 광축이 이루는 각이 서로 대략 동일하게 되도록 배치된 제1 조명 광원(105) 및 제2 조명 광원(107)을 추출하여 도시한 것이다. 도 2b 및 도 3에 도시한 바와 같이 라인 센서 카메라군(101), 제1 조명 광원(105) 및 제2 조명 광원(107)을 배치함으로써, 요철이 존재하지 않는 평면을 측정한 경우에는, 제1 조명광의 반사광의 휘도값과, 제2 조명광의 반사광의 휘도값이 대략 동일하게 된다. 그 한편, 금속체 표면에 요철이 존재한 경우에는, 요철에 기인하여 표면의 기울기가 변화되어 있어, 제1 및 제2 조명광의 카메라 방향으로의 반사광 강도에 차가 발생하기 때문에, 제1 조명광의 반사광의 휘도값과 제2 조명광의 반사광의 휘도값에 차가 발생한다.
또한, 요철에 기인하는 표면의 기울기가 반송 방향과 평행한 기울기(보다 정확하게는, 반송 방향에 대하여 평행한 축 주위로 회전한 경우의 기울기)인 경우, 도 2a의 배치에서는, 제1 및 제2 조명광의 카메라 방향으로의 반사광 강도가 동일하게 변화되기 때문에, 요철을 검출할 수 없다. 그러나, 도 2d에 도시한 바와 같이, 제1 조명 광원(105)∼제3 조명 광원(109)을 반송 방향에 대하여 비스듬히 배치함으로써, 반송 방향에 대하여 평행한 기울기를, 2개의 반사광의 휘도값의 차에 의해 검출하는 것이 가능해진다.
또한, 제3 조명광의 반사광의 휘도값과 제2 조명광의 반사광의 휘도값을 비교한 경우라도, 제1 조명 광원(105) 및 제3 조명 광원(109)을 가능한 한 근접하도록 배치함으로써, 요철이 존재하지 않는 평면을 측정한 경우에는, 제3 조명광의 반사광의 휘도값과, 제2 조명광의 반사광의 휘도값이 대략 동일하게 된다. 그 한편, 금속체 표면에 요철이 존재한 경우에는, 요철에 기인하여 제3 조명광의 반사광의 휘도값과 제2 조명광의 반사광의 휘도값에 차가 발생한다.
또한, 도 2b에 도시한 θ1∼θ3의 각각의 크기는, 광원의 설치상의 제약이 존재하지 않는 범위에서, 가능한 한 큰 각도로 하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 각각의 조명광의 난반사를 라인 센서 카메라군(101)에 의해 측정시키는 것이 가능해진다. 예를 들어, θ1∼θ3의 크기는, 각각 30도 이상으로 하는 것이 바람직하다. θ1∼θ3의 크기를 각각 30도 이상으로 함으로써, 라인 센서 카메라군(101)에 의해 측정되는 각도 변화에 대한 휘도값의 상대 변화를 더 크게 하는 것이 가능해진다.
이하에서 상세하게 설명하는 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 연산 처리 장치(200)에서는, 금속체 S에 대하여 조사된 복수의 조명광의 반사광의 휘도값 중 2개의 반사광의 휘도값을 사용하여, 선택한 2개의 휘도값의 차분을 사용한 연산 처리가 실시된다. 이때, 도 2a∼도 2c에 도시한 바와 같이, 반송 방향의 상류측에 제1 조명 광원(105) 및 제3 조명 광원(109)을 배치하고, 반송 방향의 하류측에 제2 조명 광원(107)을 배치하는 것 등과 같이, 반송 방향의 상류측과 하류측에서 비대칭으로 조명 광원을 배치한 경우에는, 2개의 반사광의 선택의 조합이 한정되어 버린다. 즉, 도 2a∼도 2d에 도시한 예에서는, 제1 조명광의 반사광과 제2 조명광의 반사광의 조합, 또는, 제3 조명광의 반사광과 제2 조명광의 반사광의 조합의 2개의 조합으로 한정되어 버린다.
따라서, 본 실시 형태에 관한 측정 장치(100)에서는, 라인 센서 카메라군(101)의 반송 방향을 따른 상류측과 하류측의 각각에 대하여, 라인 센서 카메라군(101)의 각각에 결상하는 조명광을 조사하는 복수의 조명 광원으로 이루어지는 조명 광원군을 배치해도 된다. 즉, 도 4에 모식적으로 도시한 바와 같이, 제1 조명광∼제3 조명광을 조사하는 제1 조명 광원(105)∼제3 조명 광원(109)으로 이루어지는 조명 광원군을, 라인 센서 카메라군(101)에 대하여 대칭으로 배치해도 된다. 조명 광원군을 도 4에 예시한 바와 같이 배치함으로써, 연산 처리에 이용하는 반사광의 조합의 자유도를 향상시킬 수 있어, 모든 조명광의 조합을 실현할 수 있다.
이상, 도 2a∼도 4를 참조하면서, 본 실시 형태에 관한 측정 장치(100)에 대하여, 상세하게 설명하였다.
<연산 처리 장치(200)에 대하여>
계속해서, 도 5를 참조하면서, 본 실시 형태에 관한 형상 검사 장치(10)가 구비하는 연산 처리 장치(200)의 구성에 대하여 상세하게 설명한다. 도 5는 본 실시 형태에 관한 연산 처리 장치(200)의 전체 구성의 일례를 도시한 블록도이다.
본 실시 형태에 관한 연산 처리 장치(200)는, 측정 장치(100)에 의한 반사광의 휘도값에 기초하여, 금속체 S의 형상 검사에 사용되는 검사용 정보를 산출하는 장치이다. 연산 처리 장치(200)에서는, 이러한 검사용 정보로서, 금속체 S의 표면의 기울기에 관한 정보가 적어도 산출되고, 또한, 금속체 S의 표면 형상에 관한 정보가 산출되어도 된다.
이 연산 처리 장치(200)는, 도 5에 도시한 바와 같이, 데이터 취득부(201)와 측정 제어부(203)와, 데이터 처리부(205)와, 표시 제어부(207)와, 기억부(209)를 주로 구비한다.
데이터 취득부(201)는, 예를 들어 CPU(Central Processing Unit), ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), 통신 장치 등에 의해 실현된다. 데이터 취득부(201)는 측정 장치(100)에 의해 생성되어, 측정 장치(100)로부터 출력된 반사광의 휘도값에 관한 데이터를 취득하고, 후술하는 데이터 처리부(205)에 전송한다. 또한, 데이터 취득부(201)는, 취득한 반사광의 휘도값에 관한 데이터에, 당해 데이터를 취득한 일시 등에 관한 시각 정보를 관련지어, 이력 정보로서 후술하는 기억부(209)에 저장해도 된다.
측정 제어부(203)는 CPU, ROM, RAM, 통신 장치 등에 의해 실현된다. 측정 제어부(203)는 본 실시 형태에 관한 측정 장치(100)에 의한 금속체 S의 측정 제어를 실시한다. 보다 상세하게는, 측정 제어부(203)는 금속체 S의 측정을 개시하는 경우에, 복수의 조명 광원[예를 들어, 도 2a∼도 2c, 또는, 도 4에 있어서의 제1 조명 광원(105), 제2 조명 광원(107) 및 제3 조명 광원(109)]에 대하여, 각 조명광의 조사를 개시시키기 위한 제어 신호를 각각 송출한다.
또한, 복수의 조명 광원이 금속체 S의 표면에 대하여 각 조명광의 조사를 개시하면, 측정 제어부(203)는 금속체 S와 측정 장치(100) 사이의 상대적인 위치를 변화시키는 구동 기구 등으로부터 정기적으로 송출되는 PLG 신호(예를 들어, 금속체 S가 1㎜ 이동할 때마다 등에 출력되는 PLG 신호)에 기초하여, 라인 센서 카메라군(101)에 대하여 측정을 개시하기 위한 트리거 신호를 송출한다.
이에 의해, 측정 장치(100)는 금속체 S의 반송 방향의 각 위치에 있어서의 측정 데이터(반사광의 휘도값에 관한 데이터)를 생성하는 것이 가능해진다.
데이터 처리부(205)는, 예를 들어 CPU, ROM, RAM, 통신 장치 등에 의해 실현된다. 데이터 처리부(205)는 측정 장치(100)에 의해 생성된 반사광의 휘도값에 관한 데이터를 사용하여, 각 반사광의 휘도값에 관한 데이터에 대하여 이하에서 설명하는 바와 같은 데이터 처리를 행하여, 금속체 S의 형상 검사에 사용되는 검사용 정보를 산출한다. 데이터 처리부(205)는 검사용 정보의 산출 처리를 종료하면, 얻어진 처리 결과에 관한 정보를, 표시 제어부(207)에 전송한다.
또한, 이 데이터 처리부(205)에 대해서는, 이하에서 상세하게 설명한다.
표시 제어부(207)는, 예를 들어 CPU, ROM, RAM, 출력 장치 등에 의해 실현된다. 표시 제어부(207)는 데이터 처리부(205)로부터 전송된, 금속체 S에 관한 검사용 정보의 산출 결과를 포함하는 각종 처리 결과를, 연산 처리 장치(200)가 구비하는 디스플레이 등의 출력 장치나 연산 처리 장치(200)의 외부에 설치된 출력 장치 등에 표시할 때의 표시 제어를 행한다. 이에 의해, 형상 검사 장치(10)의 이용자는, 금속체 S에 대한 검사용 정보 등과 같은 각종 처리 결과를, 그 자리에서 파악하는 것이 가능해진다.
기억부(209)는 예를 들어 본 실시 형태에 관한 연산 처리 장치(200)가 구비하는 RAM이나 스토리지 장치 등에 의해 실현된다. 기억부(209)에는, 본 실시 형태에 관한 연산 처리 장치(200)가, 어떠한 처리를 행할 때에 보존할 필요가 발생한 다양한 파라미터나 처리의 도중 경과 등, 또는, 각종 데이터베이스나 프로그램 등이 적절히 기록된다. 이 기억부(209)는 데이터 취득부(201), 측정 제어부(203), 데이터 처리부(205), 표시 제어부(207) 등이, 자유롭게 데이터의 리드/라이트 처리를 행하는 것이 가능하다.
[데이터 처리부(205)에 대하여]
다음에, 도 6∼도 8을 참조하면서, 본 실시 형태에 관한 연산 처리 장치(200)가 구비하는 데이터 처리부(205)의 구성에 대하여 상세하게 설명한다.
도 6은 본 실시 형태에 관한 연산 처리 장치가 구비하는 데이터 처리부의 구성의 일례를 도시한 블록도이다. 도 7은 본 실시 형태에 관한 형상 검사 장치에 있어서의 반사광의 선택 방법을 설명하기 위한 설명도이다. 도 8은 반송 방향의 기울기와 측정 휘도값의 차분값의 관계에 대하여 설명하기 위한 그래프도이다.
본 실시 형태에 관한 데이터 처리부(205)는, 측정 장치(100)에 의해 측정된 복수의 조명광의 반사광의 휘도값에 관한 데이터 중, 라인 센서 카메라군(101)에 대하여 금속체 S의 상류 방향에 설치된 조명광의 반사광의 휘도값에 관한 데이터를1개와, 금속체 S의 하류 방향에 설치된 조명광의 반사광의 휘도값에 관한 데이터를1개 선택한다. 선택된 합계 2개의 데이터는, 바꾸어 말하면, 라인 센서 카메라군(101)을 사이에 두고 상대 이동 방향으로 대향하도록 배치된 2개의 조명 광원에서 유래되는 2개의 휘도값에 관한 데이터로 된다. 그 후, 데이터 처리부(205)는 상기와 같이 하여 선택한 2개의 휘도값에 관한 데이터의 차분(즉, 휘도차)에 기초하여, 금속체 S의 표면의 기울기에 관한 정보를 적어도 포함하는 검사용 정보를 산출한다. 이 데이터 처리부(205)는, 도 6에 도시한 바와 같이, 차분 데이터 생성부(221)와, 기울기 산출부(223)와, 높이 산출부(225)와, 결과 출력부(227)를 구비한다.
차분 데이터 생성부(221)는, 예를 들어 CPU, ROM, RAM 등에 의해 실현된다. 차분 데이터 생성부(221)는, 데이터 취득부(201)가 취득한 복수의 조명광의 반사광의 휘도값에 관한 데이터(이하, 제n 조명광의 반사광의 휘도값에 관한 데이터를, 간단히, 「제n 조명광의 측정 데이터」라고 함) 중에서, 금속체 S의 성상 등에 따라서 2개의 휘도값에 관한 데이터를 선택한다. 그 후, 차분 데이터 생성부(221)는 선택한 2개의 휘도값에 관한 측정 데이터에 대하여, 이하에서 설명하는 바와 같은 차분 데이터의 생성 처리(즉, 휘도차 데이터의 생성 처리)를 실시한다.
이하, 차분 데이터 생성부(221)가 실시하는 차분 데이터의 생성 처리에 대하여 설명한다.
차분 데이터 생성부(221)는, 상기한 바와 같이, 먼저, 차분 데이터의 산출에 이용하는 2개의 휘도값의 측정 데이터를 선택한다. 측정 데이터의 선택 기준으로서는, 예를 들어 이하의 2개를 생각할 수 있다.
제1 선택 기준으로서는, 금속체 S의 반사 스펙트럼에 기초하는 방법이 있다. 금속체 S가 착색되어 있는 경우, 착색의 영향을 받는 파장의 휘도의 변동량이 커진다. 선택한 2개의 휘도값의 측정 데이터간의 차분을 산출하는 처리를 실시하는 데 있어서, 산출되는 차분의 정밀도를 담보하기 위해, 차분 데이터 생성부(221)는 금속체 S의 형상 변동 이외의 요인에 의한 휘도값의 변동량이 큰 측정 데이터를 사용하지 않는 것이 바람직하다. 따라서, 금속체 S의 반사 스펙트럼을 사전에 알고 있으면, 반사 스펙트럼 강도가 가장 동일한 조합에 대하여, 차분 산출 처리의 사전에 2개의 측정 데이터를 선택하면 된다.
예를 들어, 차분 데이터 생성부(221)는 데이터 취득부(201)로부터 수시로 출력되는 복수의 휘도값의 측정 데이터를 참조하여, 도 7과 같이 청색광을 조명광으로 하는 휘도값의 측정 데이터의 변동량이 소정의 역치 이상으로 된 경우에는, 청색광의 측정 데이터를 사용하지 않도록 결정하면 된다. 이때, 측정 장치(100)에 있어서, 도 2a∼도 2c 또는 도 4에 도시한 바와 같이 3종류의 조명 광원이 설치되어 있는 경우에는, 차분 데이터 생성부(221)는 청색광의 측정 데이터 이외의 측정 데이터(즉, 적색광의 측정 데이터와 녹색광의 측정 데이터)를 사용한다는 취지를 결정한다.
제2 선택 기준으로서는, 측정 장치(100)가 도 2a에 도시한 배치로 되어 있는 경우에는, 선택할 수 있는 휘도값의 측정 데이터에 대하여 실제로 휘도차를 산출함으로써 얻어지는, 휘도차의 면내 평균값을 사용하는 방법이 있다. 도 2a에 도시한 배치의 경우, 휘도차는 반송 방향을 따른 금속체 S의 표면의 기울기이며, 금속체 S의 평균적인 높이가 일정하면, 휘도차의 면내 평균값(금속체 S의 표면 내에서의 휘도차의 평균값)은 제로로 된다. 따라서, 이 면내 평균값을 산출하는 처리는, 금속체 S에 발생할 수 있는 형상 변화의 사이즈보다도 충분히 큰 면적에 대하여 행하는 것이 바람직하다. 검사 대상인 금속체 S의 표면에, 다른 부분과는 색조가 상이한 부분이 존재하고 있었던 것으로 한다. 이러한 경우, 색조 변화가 발생한 부분에서는, 그 색조의 보색에 대응하는 파장 대역의 광이 흡수되어 버려, 해당하는 파장 대역의 휘도값의 측정 데이터(즉, 반사 강도)가 다른 부분과 변화되어 버린다. 예를 들어, 검사 대상인 금속체 S가, 강판 제조에 있어서의 산세 공정이 실시되어 있는 강판인 경우, 산세 시간이 길면 황변이라 불리는 황색의 착색이 발생한다. 검사 대상인 금속체 S에 노란 부분이 존재한 것으로 하면, 도 7에 도시한 바와 같이, 황색의 보색인 청색광의 대역 강도가 저하되어 버린다. 이 경우에, 다른 휘도값의 측정 데이터와의 사이에서 휘도차를 산출하면, 차의 균형이 무너져, 휘도차의 평균값이 제로에 가까운 값으로 되지 않게 된다. 따라서, 차분 데이터 생성부(221)는 선택할 수 있는 휘도값의 측정 데이터의 모든 조합에 대하여 실제로 휘도차를 산출하고, 산출한 휘도차의 평균값을 산출한다. 그리고 나서, 차분 데이터 생성부(221)는, 휘도차의 평균값이 가장 제로에 가까운 조합(예를 들어, 도 7에 있어서의 녹색광의 측정 데이터와, 적색광의 측정 데이터의 조합)을 예를 들어 촬상 프레임마다와 같이 일정 간격으로 선택하면 된다.
처리에 사용하는 측정 데이터를 선택한 경우에, 차분 데이터 생성부(221)는 사용하지 않는 측정 데이터에 관한 정보를, 측정 제어부(203)에 통지해도 된다. 이러한 통지를 받은 측정 제어부(203)는 소비 전력을 절감하기 위해 처리에 사용되지 않는 측정 데이터를 제공하는 조명 광원을 소등시키거나, 조명 강도를 저하시키거나 해도 된다.
차분 데이터의 산출에 이용하는 휘도값의 측정 데이터를 선택하면, 차분 데이터 생성부(221)는, 선택한 2개의 측정 데이터 중 한쪽의 측정 데이터의 휘도값으로부터 다른 쪽의 측정 데이터의 휘도값을 감한, 차분 데이터(즉, 휘도차의 데이터)를 생성한다. 측정 장치(100)에 의해 생성되는 반사광의 휘도값의 측정 데이터는, 실제로는, 반사광을 촬상한 화상으로서 파악하는 것이 가능하지만, 이러한 차분 데이터의 생성은, 각각의 측정 데이터를 구성하는 화소마다 실시된다.
이와 같은 차분 연산 처리를 행함으로써, 차분 데이터 생성부(221)는 금속체 S의 표면 전체에 대한 차의 값의 데이터군(바꾸어 말하면, 차의 값에 관한 맵 데이터)을 얻을 수 있다. 이와 같이 하여 얻어지는 차의 값의 데이터군이, 금속체 S의 형상(보다 상세하게는, 표면 형상)을 검사할 때에 사용되는 검사용 정보로 된다. 또한, 이러한 검사용 정보에 포함되는 차분값을 휘도값의 고저나 농담으로 치환함으로써, 검사용 정보를 영상화하는 것도 가능하다. 생성된 휘도차에 관한 맵 데이터를 영상화하여 차분 화상으로 함으로써, 차분 화상에 기초하는 형상 검사를 행하는 것도 가능해진다.
또한, 어떤 측정 데이터로부터 어떤 측정 데이터를 감할지에 대해서는, 처리를 통하여 통일하도록 해 두면 특별히 한정되는 것은 아니다. 즉, 조명광 A의 측정 데이터로부터 조명광 B의 측정 데이터를 감한 것을 차분 데이터로 해도 되고, 조명광 B의 측정 데이터로부터 조명광 A의 측정 데이터를 감한 것을 차분 데이터로 해도 된다.
여기서, 차분 데이터에 대해서는, 소정의 조명 강도에 있어서 평탄한 대상을 측정한 경우에 휘도차가 제로로 되도록 계산하면 된다. 구체적으로는, 조명광 A의 측정 데이터를 IA, 조명광 B의 측정 데이터를 IB로 한 경우, 차분 데이터 D는, 예를 들어 이하의 식 101 또는 식 103과 같이 된다.
Figure pct00001
Figure pct00002
여기서, 상기 식 101에 있어서, k1, k2는 정의 계수이고, 평탄한 대상을 측정한 경우에 D가 제로로 되도록, 미리 결정해 두면 된다. 또는, 간단화를 위해 k1=k2=1로 하고, D가 제로로 되도록 각 색의 조명 강도를 미리 설정해 두어도 된다.
또한, 상기 식 103은 계수 k1, k2가 아니라, 보정 상수 ΔI를 사용하여 차분 데이터 D를 산출하는 예를 나타낸 것이다. 여기서, 보정 상수 ΔI는, 계수 k1, k2를 사용하는 경우와 마찬가지로, 평탄한 대상을 측정한 경우에 D가 제로로 되도록, 미리 결정해 두면 된다.
미리 결정된 계수 k1, k2의 값 또는 보정 상수 ΔI의 값에 관한 정보는, 예를 들어 기억부(209) 등에 저장되어 있고, 차분 데이터 생성부(221)는 차분 데이터의 생성 처리를 실시할 때에 기억부(209)로부터 계수 k1, k2의 값 또는 보정 상수 ΔI의 값에 관한 정보를 취득하여, 차분 데이터의 생성 처리를 실시한다.
변색 이외의 오염 등의 파장 의존성이 없는 반사율 변동은, 상기 IA, IB와 동일하게 영향을 미치기 때문에, 차분 데이터 생성부(221)가 이상과 같은 차분 데이터의 생성 처리를 행함으로써, 파장 의존성이 없는 반사율의 차이에 수반되는 영향을 측정 데이터로부터 제거하는 것이 가능해져, 미소한 형상을 고정밀도로 검출하는 것이 가능해진다.
차분 데이터 생성부(221)는 이상과 같이 하여 생성한 차분 데이터(휘도차의 데이터)를 기울기 산출부(223)에 출력한다. 또한, 차분 데이터 생성부(221)는 생성한 차분 데이터 그 자체를, 결과 출력부(227)에 대하여 출력해도 된다.
기울기 산출부(223)는, 예를 들어 CPU, ROM, RAM 등에 의해 실현된다. 기울기 산출부(223)는 차분 데이터 생성부(221)로부터 출력된 차분 데이터(휘도차의 데이터)를 사용하여, 휘도차와 기울기의 관계성에 기초하여, 금속체 S의 표면의 기울기의 방향 및 크기를 산출한다. 이하, 기울기 산출부(223)에 의한 기울기 산출 방법에 대하여, 도 8을 참조하면서 구체적으로 설명한다.
본 실시 형태에 관한 측정 장치(100)에서는, 도 2b, 도 3, 도 4 등에 도시한 바와 같이, 금속체 S의 표면의 법선 방향과, 적어도 2개의 조명 광원의 광축이 이루는 각이, 대략 동일하게 되도록 설치(고정)되어 있다. 이 각도를 광원 각도 θ로 칭하는 것으로 한다. 이와 같이 조명 광원이 설치되어 있기 때문에, 수평을 유지하고 있는 평면을 촬상한 경우에, 라인 센서 카메라군(101)에 의해 검출되는 반사광의 측정 휘도에 있어서, 선택한 한쪽의 측정 휘도와 다른 쪽의 측정 휘도의 휘도차는 제로로 생각할 수 있다. 여기서, 수평을 유지하고 있는 평면에 금속체 S의 길이 방향의 기울기 tanφ가 발생하면, 각 조명광의 반사의 정도가 변화되어, 각 반사광의 휘도차가 변화된다.
표면에 요철이 존재하지 않는 것이 기지인 측정 대상물을 사용하여 기울기각 φ를 변화시키면서 측정을 행하고, 어떤 일 화소에서의 차분 데이터의 변화 모습을 산출하여, 도 8에 도시하였다. 도 8에 있어서, 횡축은 기울기각 φ에 대응하고 있고, 종축은 측정 휘도값의 차분값에 대응하고 있다. 또한, 표면의 기울기각 φ는, 도 9에 모식적으로 도시한 바와 같이, 광원 각도 θ와는 상이한 것이다. 여기서, 도 8의 그래프도를 얻을 때에 있어서, 광원 각도 θ=45도로 하였다.
도 8에 도시한 휘도차의 데이터로부터 명백해지는 바와 같이, 기울기각 φ와 휘도차 사이에는 상관이 있다. 따라서, 본 실시 형태에 관한 연산 처리 장치(200)에서는, 예를 들어 도 8에 도시된 바와 같은 기울기각과 휘도차의 관계로부터, 차분 데이터 생성부(221)에 의해 산출된 휘도차를, 기울기각으로 환산한다. 보다 상세하게는, 도 8에 있어서의 원점 부근, 즉, 기울기 0도의 근방에서의 그래프의 기울기로부터, 휘도차를 각도로 환산하는 환산 계수를 결정한다. 이 환산 계수는, 라인 센서 카메라군(101)에 설치한 시프트 렌즈의 조리개 등에 의해서도 변화되기 때문에, 실제의 측정에 사용하는 광학계를 사용하여 미리 실험적으로 결정해 둔다.
도 8로부터도 명백해지는 바와 같이, 원점 부근에서의 그래프의 기울기(즉, 변환 계수)를 α로 나타내는 것으로 하면, 휘도차 ΔL과 기울기각 φ는 ΔL=α×φ라고 하는 관계로 나타낼 수 있다. 따라서, 기울기 산출부(223)는 차분 데이터 생성부(221)로부터 출력된 ΔL에 관한 데이터군과, 변환 계수 α를 이용함으로써, 각 휘도차 ΔL을 표면의 기울기각 φ로 변환할 수 있다. 주목하고 있는 금속체 S의 표면의 기울기는, 휘도차로부터 환산된 기울기각 φ에 있어서의 정접(tangent)에 대응한다. 따라서, 기울기 산출부(223)는 산출한 기울기각 φ에 있어서의 정접인 tanφ를 산출함으로써, 주목하고 있는 금속체 S의 표면의 기울기를 산출할 수 있다. 이와 같이 하여 산출된 기울기는, 그 정부가 기울기의 방향을 나타내고 있고, 절댓값이 기울기의 구체적인 크기를 나타내고 있다.
또한, 미리 결정된 변환 계수에 관한 정보는, 예를 들어 기억부(209) 등에 저장되어 있고, 기울기 산출부(223)는 기울기의 산출 처리를 실시할 때에 기억부(209)로부터 변환 계수에 관한 정보를 취득하여, 휘도차를 기울기각으로 변환한다.
기울기 산출부(223)는, 이상 설명한 바와 같은 처리를 휘도차의 데이터의 모든 요소에 대하여 실시함으로써, 금속체 S의 표면 전체에 대한 기울기의 값의 데이터군(바꾸어 말하면, 기울기의 값에 관한 맵 데이터)을 얻을 수 있다. 이와 같이 하여 얻어지는 기울기의 값의 데이터군이, 금속체 S의 형상(보다 상세하게는, 표면 형상)을 검사할 때에 사용되는 검사용 정보로 된다. 또한, 이러한 검사용 정보에 포함되는 기울기의 값을 휘도값의 고저나 농담으로 치환함으로써, 검사용 정보를 영상화하는 것도 가능하다. 생성된 기울기에 관한 맵 데이터를 영상화하여 기울기 화상으로 함으로써, 기울기 화상에 기초하는 형상 검사를 행하는 것도 가능해진다.
또한, 기울기 산출부(223)는 산출한 기울기를 소정의 역치와 비교함으로써, 금속체 S의 표면의 형상의 검사를 행하는 것도 가능하다. 즉, 과거의 조업 데이터 등에 기초하여 공지의 통계 처리 등을 실시함으로써, 금속체 S의 표면에 이상 부분이 존재하는 경우에 있어서의 표면의 기울기의 역치를 미리 특정해 두고, 기억부(209) 등에 저장해 둔다. 게다가, 기울기 산출부(223)는, 산출한 기울기의 값과 역치의 대소 관계를 특정함으로써, 주목하고 있는 금속체 S의 표면에 이상 부분이 존재하는지 여부를 검사하는 것이 가능해진다.
기울기 산출부(223)는 이상과 같이 하여 생성한 금속체 S의 표면의 기울기에 관한 데이터를, 높이 산출부(225)에 출력한다. 또한, 기울기 산출부(223)는 생성한 금속체 S의 표면의 기울기에 관한 데이터 그 자체나, 금속체 S의 표면의 검사 결과 등을, 결과 출력부(227)에 대하여 출력해도 된다.
또한, 도 8에 도시한 바와 같은, 차분 데이터의 값과 기울기각의 관계는, 실측값을 이용해도 되고, Kirchhoff-Beckmann-Spizzichino 모델, Torrance-Sparrow-Beckman 모델, Phone 모델, Bline 모델 등과 같은 공지의 각종 반사 모델을 이용하여, 시뮬레이션에 의해 생성해도 된다.
높이 산출부(225)는, 예를 들어 CPU, ROM, RAM 등에 의해 실현된다. 높이 산출부(225)는 기울기 산출부(223)에 의해 산출된 금속체 S의 표면의 기울기를 사용하여, 주목하고 있는 금속체 S의 표면의 높이를 산출한다. 구체적으로는, 높이 산출부(225)는 기울기 산출부(223)에 의해 산출된 금속체 S의 표면의 기울기 tanφ를, 모노크롬 라인 센서 카메라와 금속체 S의 상대 이동 방향(즉, 금속체 S의 길이 방향(반송 방향))을 따라서 적분해 감으로써, 금속체 S의 표면의 높이를 산출한다.
높이 산출부(225)는 이상 설명한 바와 같은 적분 처리를 표면의 기울기에 관한 데이터의 모든 요소에 대하여 실시함으로써, 금속체 S의 표면 전체에 대한 표면의 높이에 관한 데이터군(바꾸어 말하면, 표면의 높이에 관한 맵 데이터)을 얻을 수 있다. 이와 같이 하여 얻어지는 표면의 높이에 관한 데이터군이, 금속체 S의 형상(보다 상세하게는, 표면 형상)을 검사할 때에 사용되는 검사용 정보로 된다. 또한, 이러한 검사용 정보에 포함되는 표면의 높이에 관한 값을 휘도값의 고저나 농담으로 치환함으로써, 검사용 정보를 영상화하는 것도 가능하다. 생성된 표면의 높이에 관한 맵 데이터를 영상화하여 높이 화상으로 함으로써, 높이 화상에 기초하는 형상 검사를 행하는 것도 가능해진다.
높이 산출부(225)는 이상과 같이 하여 생성한 금속체 S의 표면의 높이에 관한 데이터를, 결과 출력부(227)에 출력한다.
결과 출력부(227)는, 예를 들어 CPU, ROM, RAM 등에 의해 실현된다. 결과 출력부(227)는 차분 데이터 생성부(221)에 의해 생성된 휘도차에 관한 데이터, 기울기 산출부(223)에 의해 산출된 금속체 S의 표면의 기울기나 검사 결과에 관한 데이터, 및, 높이 산출부(225)에 의해 산출된 금속체 S의 표면의 높이에 관한 데이터 등, 금속체의 형상 검사 결과에 관한 다양한 정보를, 표시 제어부(207)에 출력한다. 이에 의해, 금속체 S의 형상 검사 결과에 관한 다양한 정보가, 표시부(도시하지 않음)에 출력된다. 또한, 결과 출력부(227)는, 얻어진 형상 검사 결과를, 제조 관리용 프로세스 컴퓨터 등의 외부의 장치에 출력해도 되고, 얻어진 형상 검사 결과를 이용하여, 제품에 관한 각종 장부나 전표를 작성해도 된다. 또한, 결과 출력부(227)는 금속체 S의 형상 검사 결과에 관한 정보를, 당해 정보를 산출한 일시 등에 관한 시각 정보와 관련지어, 기억부(209) 등에 이력 정보로서 저장해도 된다.
이상, 본 실시 형태에 관한 연산 처리 장치(200)의 기능의 일례를 나타냈다. 상기의 각 구성 요소는, 범용적인 부재나 회로를 사용하여 구성되어 있어도 되고, 각 구성 요소의 기능에 특화된 하드웨어에 의해 구성되어 있어도 된다. 또한, 각 구성 요소의 기능을, CPU 등이 모두 행해도 된다. 따라서, 본 실시 형태를 실시하는 그때그때의 기술 레벨에 따라서, 적절히, 이용하는 구성을 변경하는 것이 가능하다.
또한, 상술한 바와 같은 본 실시 형태에 관한 연산 처리 장치의 각 기능을 실현하기 위한 컴퓨터 프로그램을 제작하고, 퍼스널 컴퓨터 등에 실장하는 것이 가능하다. 또한, 이와 같은 컴퓨터 프로그램이 저장된, 컴퓨터에서 판독 가능한 기록 매체도 제공할 수 있다. 기록 매체는, 예를 들어 자기 디스크, 광 디스크, 광자기 디스크, 플래시 메모리 등이다. 또한, 상기의 컴퓨터 프로그램은, 기록 매체를 사용하지 않고, 예를 들어 네트워크를 통해 배신해도 된다.
(형상 검사 방법의 흐름에 대하여)
계속해서, 도 10을 참조하면서, 본 실시 형태에 관한 형상 검사 장치(10)에서 실시되는 형상 검사 방법의 흐름의 일례에 대하여, 간단하게 설명한다. 도 10은, 본 실시 형태에 관한 형상 검사 방법의 흐름의 일례를 도시한 흐름도이다.
형상 검사 장치(10)의 측정 장치(100)는, 연산 처리 장치(200)의 측정 제어부(203)의 제어 하에서, 금속체 S의 표면의 소정 영역을 복수의 조명광을 이용하여 측정하고, 각각의 조명광에 관한 측정 데이터를 생성한다(스텝 S101). 그 후, 측정 장치(100)는 생성한 측정 데이터를, 연산 처리 장치(200)에 출력한다.
연산 처리 장치(200)의 데이터 취득부(201)는, 측정 장치(100)로부터 출력된 측정 데이터를 취득하면, 취득한 측정 데이터를, 데이터 처리부(205)의 차분 데이터 생성부(221)에 출력한다.
데이터 처리부(205)의 차분 데이터 생성부(221)는, 앞서 설명한 바와 같은 방법에 의해 복수의 조명광의 측정 데이터 중으로부터 처리에 이용하는 2개의 측정 데이터를 선택한 후에, 차분 데이터(즉, 휘도차에 관한 데이터)를 생성한다(스텝 S103). 그 후, 차분 데이터 생성부(221)는 생성한 휘도차에 관한 데이터를, 기울기 산출부(223)에 출력한다.
기울기 산출부(223)는 차분 데이터 생성부(221)로부터 출력된 차분 데이터(휘도차에 관한 데이터)를 이용하여, 주목하는 금속체 S의 표면의 기울기에 관한 데이터(즉, 측정 영역의 기울기)를 산출한다(스텝 S105). 그 후, 기울기 산출부(223)는 산출한 기울기에 관한 데이터를, 높이 산출부(225)에 출력한다.
그 후, 높이 산출부(225)는 기울기 산출부(223)로부터 출력된 기울기에 관한 데이터에 저장되어 있는 기울기를 적분함으로써, 금속체의 표면의 높이를 산출한다(스텝 S107). 높이 산출부(225)는 얻어진 금속체의 표면의 높이에 관한 데이터를, 결과 출력부(227)에 출력한다.
결과 출력부(227)는 금속체 S의 표면 검사에 사용되는 각종 검사용 정보가 입력되면, 얻어진 결과를, 유저나 외부에 설치된 각종 기기에 출력한다(스텝 S109). 이에 의해, 유저는, 금속체 S의 형상에 관한 검사 결과를 파악하는 것이 가능해진다.
이상, 도 10을 참조하면서, 본 실시 형태에 관한 형상 검사 장치(10)에서 실시되는 형상 검사 방법의 일례에 대하여, 간단하게 설명하였다.
(하드웨어 구성에 대하여)
다음에, 도 11을 참조하면서, 본 발명의 실시 형태에 관한 연산 처리 장치(200)의 하드웨어 구성에 대하여, 상세하게 설명한다. 도 11은 본 발명의 실시 형태에 관한 연산 처리 장치(200)의 하드웨어 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
연산 처리 장치(200)는, 주로, CPU(901)와, ROM(903)과, RAM(905)을 구비한다. 또한, 연산 처리 장치(200)는 버스(907)와, 입력 장치(909)와, 출력 장치(911)와, 스토리지 장치(913)와, 드라이브(915)와, 접속 포트(917)와, 통신 장치(919)를 더 구비한다.
CPU(901)는, 중심적인 처리 장치 및 제어 장치로서 기능하고, ROM(903), RAM(905), 스토리지 장치(913), 또는, 리무버블 기록 매체(921)에 기록된 각종 프로그램에 따라서, 연산 처리 장치(200) 내의 동작 전반 또는 그 일부를 제어한다. ROM(903)은, CPU(901)가 사용하는 프로그램이나 연산 파라미터 등을 기억한다. RAM(905)은, CPU(901)가 사용하는 프로그램이나, 프로그램의 실행에 있어서 적절히 변화되는 파라미터 등을 1차 기억한다. 이들은 CPU 버스 등의 내부 버스에 의해 구성되는 버스(907)에 의해 서로 접속되어 있다.
버스(907)는, 브리지를 통해, PCI(Peripheral Component Interconnect/Interface) 버스 등의 외부 버스에 접속되어 있다.
입력 장치(909)는, 예를 들어 마우스, 키보드, 터치 패널, 버튼, 스위치 및 레버 등 유저가 조작하는 조작 수단이다. 또한, 입력 장치(909)는, 예를 들어 적외선이나 그 밖의 전파를 이용한 리모트 컨트롤 수단(소위, 리모컨)이어도 되고, 연산 처리 장치(200)의 조작에 대응한 PDA 등의 외부 접속 기기(923)이어도 된다. 또한, 입력 장치(909)는, 예를 들어 상기의 조작 수단을 사용하여 유저에 의해 입력된 정보에 기초하여 입력 신호를 생성하고, CPU(901)에 출력하는 입력 제어 회로 등으로 구성되어 있다. 유저는, 이 입력 장치(909)를 조작함으로써, 형상 검사 장치(10)에 대하여 각종 데이터를 입력하거나 처리 동작을 지시하거나 할 수 있다.
출력 장치(911)는 취득한 정보를 유저에 대하여 시각적 또는 청각적으로 통지하는 것이 가능한 장치로 구성된다. 이와 같은 장치로서, CRT 디스플레이 장치, 액정 디스플레이 장치, 플라즈마 디스플레이 장치, EL 디스플레이 장치 및 램프 등의 표시 장치나, 스피커 및 헤드폰 등의 음성 출력 장치나, 프린터 장치, 휴대 전화, 팩시밀리 등이 있다. 출력 장치(911)는, 예를 들어 연산 처리 장치(200)가 행한 각종 처리에 의해 얻어진 결과를 출력한다. 구체적으로는, 표시 장치는, 연산 처리 장치(200)가 행한 각종 처리에 의해 얻어진 결과를, 텍스트 또는 이미지로 표시한다. 한편, 음성 출력 장치는, 재생된 음성 데이터나 음향 데이터 등으로 이루어지는 오디오 신호를 아날로그 신호로 변환하여 출력한다.
스토리지 장치(913)는 연산 처리 장치(200)의 기억부의 일례로서 구성된 데이터 저장용의 장치이다. 스토리지 장치(913)는, 예를 들어 HDD(Hard Disk Drive) 등의 자기 기억부 디바이스, 반도체 기억 디바이스, 광 기억 디바이스, 또는, 광자기 기억 디바이스 등에 의해 구성된다. 이 스토리지 장치(913)는 CPU(901)가 실행하는 프로그램이나 각종 데이터 및 외부로부터 취득한 각종 데이터 등을 저장한다.
드라이브(915)는 기록 매체용 리더 라이터이며, 연산 처리 장치(200)에 내장, 또는 외장된다. 드라이브(915)는 장착되어 있는 자기 디스크, 광 디스크, 광자기 디스크, 또는, 반도체 메모리 등의 리무버블 기록 매체(921)에 기록되어 있는 정보를 판독하여, RAM(905)에 출력한다. 또한, 드라이브(915)는 장착되어 있는 자기 디스크, 광 디스크, 광자기 디스크, 또는, 반도체 메모리 등의 리무버블 기록 매체(921)에 기록을 기입하는 것도 가능하다. 리무버블 기록 매체(921)는, 예를 들어 CD 미디어, DVD 미디어, Blu-ray 미디어 등이다. 또한, 리무버블 기록 매체(921)는 컴팩트 플래시(등록 상표)(Compact Flash : CF), 플래시 메모리, 또는, SD 메모리 카드(Secure Digital memory card) 등이어도 된다. 또한, 리무버블 기록 매체(921)는, 예를 들어 비접촉형 IC 칩을 탑재한 IC 카드(Integrated Circuit card) 또는 전자 기기 등이어도 된다.
접속 포트(917)는 기기를 연산 처리 장치(200)에 직접 접속하기 위한 포트이다. 접속 포트(917)의 일례로서, USB(Universal Serial Bus) 포트, IEEE1394 포트, SCSI(Small Computer System Interface) 포트, RS-232C 포트 등이 있다. 이 접속 포트(917)에 외부 접속 기기(923)를 접속함으로써, 연산 처리 장치(200)는 외부 접속 기기(923)로부터 직접 각종 데이터를 취득하거나, 외부 접속 기기(923)에 각종 데이터를 제공하거나 한다.
통신 장치(919)는, 예를 들어 통신망(925)에 접속하기 위한 통신 디바이스 등으로 구성된 통신 인터페이스이다. 통신 장치(919)는, 예를 들어 유선 또는 무선 LAN(Local Area Network), Bluetooth(등록 상표) 또는 WUSB(Wireless USB)용의 통신 카드 등이다. 또한, 통신 장치(919)는 광 통신용의 라우터, ADSL(Asy㎜etric Digital Subscriber Line)용의 라우터, 또는, 각종 통신용의 모뎀 등이어도 된다. 이 통신 장치(919)는, 예를 들어 인터넷이나 다른 통신 기기와의 사이에서, 예를 들어 TCP/IP 등의 소정의 프로토콜에 의거하여 신호 등을 송수신할 수 있다. 또한, 통신 장치(919)에 접속되는 통신망(925)은 유선 또는 무선에 의해 접속된 네트워크 등에 의해 구성되고, 예를 들어 인터넷, 가정 내 LAN, 적외선 통신, 라디오파 통신 또는 위성 통신 등이어도 된다.
이상, 본 발명의 실시 형태에 관한 연산 처리 장치(200)의 기능을 실현 가능한 하드웨어 구성의 일례를 나타냈다. 상기의 각 구성 요소는, 범용적인 부재를 사용하여 구성되어 있어도 되고, 각 구성 요소의 기능에 특화된 하드웨어에 의해 구성되어 있어도 된다. 따라서, 본 실시 형태를 실시하는 그때그때의 기술 레벨에 따라서, 적절히 이용하는 하드웨어 구성을 변경하는 것이 가능하다.
(정리)
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시 형태에 관한 금속체의 형상 검사 장치 및 형상 검사 방법에서는, 형상 검사에 사용되는 조명 광원의 조합을 적절하게 선택함으로써, 금속체의 표면의 형상을 정확하게 검사하는 것이 가능해진다. 또한, 본 발명의 실시 형태에 관한 금속체의 형상 검사 장치 및 형상 검사 방법에서는, 모노크롬 라인 센서 카메라에 의해 촬상된 촬상 화상의 1화소마다의 검사용 정보가 얻어지기 때문에, 매우 고밀도의 형상 검사가 가능하다. 또한, 본 발명의 실시 형태에 관한 금속체의 형상 검사 장치 및 형상 검사 방법에서는, 상기와 같은 간편한 연산에 의해 검사용 정보를 산출하는 것이 가능하기 때문에, 매우 고속의 형상 검사가 가능하다.
실시예
계속해서, 구체예를 나타내면서, 본 발명에 따른 형상 검사 장치(10)에 대하여, 구체적으로 설명을 행한다. 여기서, 이하에 나타내는 실시예는, 본 발명에 따른 형상 검사 장치 및 형상 검사 방법의 어디까지나 일례이며, 본 발명에 따른 형상 검사 장치 및 형상 검사 방법이, 이하에 나타내는 실시예에 한정되는 것은 아니다.
(실시예 1)
도 12∼도 15는 실시예 1에 대하여 설명하기 위한 설명도이다. 도 12에 도시한 바와 같이, 본 실시예에서는, 강판의 표면에 도 12에 도시한 바와 같은 요철성 형상(V홈)을 의도적으로 형성하고, 이 V홈을 포함하는 표면의 형상 측정을 시도하였다. 여기서, V홈의 폭은 3㎜로 하고, 홈의 깊이 d는 50㎛, 100㎛, 200㎛, 300㎛의 4종류로 하였다. 이러한 강판에서는, 강판의 길이 방향으로, 4종류의 깊이의 홈을 형성하였다.
본 발명에 따른 형상 검사 장치(10)로서, 도 2a∼도 2c에 도시한 측정 장치(100)를 갖는 형상 검사 장치(10)를 사용하였다. 여기서, 본 실시예에서는, 제1 조명 광원(105)을 녹색광(피크 파장 : 530㎚)으로 하고, 제2 조명 광원(107)을 청색광(피크 파장 : 460㎚)으로 하고, 제3 조명 광원(109)을 적색광(피크 파장 : 640㎚)으로 하였다. 본 실시예에서는, 휘도차를 산출할 때에 이용하는 측정 데이터로서, 제1 조명광인 녹색광의 측정 데이터와, 제2 조명광인 청색광의 측정 데이터를 이용하였다. 여기서, 제1 조명 광원(105)용으로 설치된 모노크롬 라인 센서 카메라(101a)에 설치한 대역 통과 필터(103a)의 투과 대역의 피크 파장은 530㎚이며, 반값 전폭은 60㎚이다. 또한, 제2 조명 광원(107)용으로 설치된 모노크롬 라인 센서 카메라(101b)에 설치한 대역 통과 필터(103b)의 투과 대역의 피크 파장은 460㎚이며, 반값 전폭은 60㎚이다. 또한, 제3 조명 광원(109)용으로 설치된 모노크롬 라인 센서 카메라(101c)에 설치한 대역 통과 필터(103c)의 투과 대역의 피크 파장은 640㎚이며, 반값 전폭은 60㎚이다.
또한, 라인 센서 카메라군(101)은 강판 표면에 대하여 수직으로 설치하고, 도 2a에 도시한 θ1 및 θ2는 각각 45도로 하였다. 본 실시예에서 이용한 라인 센서 카메라군(101)은 0.1㎜/화소의 분해능을 갖고 있다.
상기와 같은 형상 검사 장치(10)를 사용하여, (녹-청)이라고 하는 측정값의 차에 기초하여, 상기의 V홈을 측정하였다.
또한, 차분 데이터값으로부터 기울기를 산출하기 위해, y=-x로 나타내어지는 직선을 이용하였다. 본 실시예에 있어서의 측정 장치(100)의 구성에서는, 도 8에 도시한 바와 같은 차분 데이터값과 기울기의 관계가 얻어지지만, 원점 부근의 그래프 형상에 주목하면, y=-x라고 하는 직선에 근사 가능하다고 판단하였기 때문이다.
또한, 비교예로서, 상기 특허문헌 1에 개시되어 있는 바와 같은 일반적으로 사용되는 광 절단법에 의한 형상 검사 장치를 사용하여, 상기의 V홈이 형성된 강판을 검사하였다. 이러한 광 절단법에 있어서도, 촬상 분해능은 0.1㎜로 하고, 레이저선상 광원의 설치 각도는 45도로 하고, 에어리어 카메라의 설치 각도는 0도로 하였다.
도 13에, 본 발명에 따른 형상 검사 장치(10)에 의해 얻어진 표면의 높이 화상(도 13에 있어서의 본 발명예)과, 광 절단법에 의한 표면 형상 화상(도 13에 있어서의 비교예)을 아울러 도시한다. 도 13에서는, 강판의 평탄한 부분보다도 홈의 부분이 어둡게 보이도록(바꾸어 말하면, 높이가 휘도와 대응하도록), 표면의 높이가 묘화되어 있고, 높이 0㎜를 128로 하고, -400㎛ 내지 400㎛의 레인지를 0∼255의 8bit 화상에 대응시킴으로써 얻어진 높이 화상이 도시되어 있다.
도 13에서는, 본 발명예 및 비교예 모두, 4종류의 깊이에 대응하는 V홈의 부분이, 주위보다도 어둡게 촬상되어 있는 것을 알 수 있다. 한편, 본 발명예의 촬상 화상과, 비교예의 촬상 화상을 비교하면, 특히 d=50㎛ 및 d=100㎛에 대응하는 부분으로부터 명백해지는 바와 같이, 본 발명예의 촬상 화상쪽이, 신호 잡음비가 높은 것을 알 수 있다.
도 13에 도시한 바와 같은 높이 화상에 있어서, 어떤 폭 방향 위치(도 13에 있어서의 수평 방향 위치)의 표면의 높이를 그래프화하여 도시한 것이 도 14 및 도 15이다. 도 14로부터 명백해지는 바와 같이, 본 발명예에서는, 4종류의 V홈에 대응하는 화소 위치에, 각각, 아래로 볼록한 피크가 관측되고 있다. 한편, 도 15로부터 명백해지는 바와 같이, 비교예에서는, d=50㎛, d=100㎛에 대응하는 위치의 피크는 불선명하다. 이 결과로부터도 명백해지는 바와 같이, 본 발명에 따른 형상 검사 장치(10)를 사용함으로써, 금속체 S의 표면의 높이를, 정밀도 좋게 고밀도로 측정하는 것이 가능해진다.
(실시예 2)
도 16 및 도 17은 실시예 2에 대하여 설명하기 위한 설명도이다. 이하에서 설명하는 실시예 2에서는, 표면에 평탄한 적색 녹(Fe2O3를 주성분으로 하는 녹)이 발생한 강판을 시료로 하여, 적색 녹이 발생한 부분의 형상 검사를 시도하였다. 또한, 실시예 2에서는, 상기 실시예 1에서 사용한, 본 발명에 따른 형상 검사 장치(10)를 사용하였다.
도 16은 각 조명광을 단독으로 점등한 경우에 얻어지는 촬상 화상(즉, 휘도값에 관한 측정 데이터)을 각각 도시한 것이다. 시료에 발생한 적색 녹은, 550㎚ 이상의 파장 가시광을 사용하여 관찰한 경우에, 반사율이 증가되어 버리는 것이 알려져 있다. 그 결과, 이와 같은 파장의 가시광을 사용하여 촬상 처리를 행한 경우, 적색 녹에서 유래되는 부분은 주위보다도 밝게 비춰진다. 따라서, 도 16에 도시한 3종류의 촬상 화상 중, 640㎚의 조명광을 점등시켜 촬상한 화상에 보이는 밝은 색의 부분이, 적색 녹이 발생한 영역이다. 이와 같은 적색 녹이 발생하고 있는 영역을 관찰하는 경우에, 조명광으로서 적색광을 사용하여 촬상한 촬상 화상은, 도 7을 참조하면서 설명한 경우에 있어서의, 반사 스펙트럼의 변동량이 큰 측정 데이터에 해당한다.
본 실시예에서는, 이와 같은 3종류의 촬상 화상을 이용하여, (G 화상-B 화상) 및 (R 화상-B 화상)이라는 차분 데이터 생성 처리를 행하여, 2종류의 휘도차의 측정 데이터를 생성하고, 얻어진 휘도차의 측정 데이터를 사용하여, 실시예 1과 마찬가지로 하여 표면의 높이의 측정 데이터를 산출하였다.
얻어진 결과를 도 17에 도시하였다. 도 17에 있어서, 횡축은 적색 녹이 발생한 부분에 있어서의 촬상 화상의 길이 방향 위치를 나타내고 있고, 종축은 강판의 표면의 높이 변화를 나타내고 있다.
도 17로부터 명백해지는 바와 같이, 반사 스펙트럼의 변동량이 큰 측정 데이터를 사용하여 산출한, (R 화상-B 화상)이라고 하는 휘도차에 기초하는 표면의 높이의 데이터에서는, 높이 변화의 변동이 커서, 적색 녹이 발생한 부분에서 유래되는 오차가 중첩되어 있다고 생각된다. 한편, 반사 스펙트럼의 변동량이 큰 측정 데이터를 사용하지 않고 산출한, (G 화상-B 화상)이라고 하는 휘도차에 기초하는 표면의 높이의 데이터에서는, 높이 변화의 변동은 작은 것을 알 수 있다. 여기서, 적색 녹이 발생한 부분의 표면의 진짜 높이를 촉침식 조도계에 의해 별도 측정한 결과, 진짜 높이는, (G 화상-B 화상)이라고 하는 휘도차에 기초하는 표면의 높이의 데이터에 매우 가까운 것이 명확해졌다. 이러한 결과로부터, 반사 스펙트럼의 변동량이 큰 측정 데이터를 사용하지 않고 산출한 휘도차에 주목함으로써, 시료 표면의 높이를 보다 정확하게 측정할 수 있었던 것이 명확해졌다.
이상, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 적합한 실시 형태에 대하여 상세하게 설명하였지만, 본 발명은 이러한 예에 한정되지 않는다. 본 발명이 속하는 기술 분야에 있어서의 통상의 지식을 갖는 사람이라면, 특허 청구 범위에 기재된 기술적 사상의 범주 내에서, 각종 변경예 또는 수정예에 상도할 수 있는 것은 명확하며, 이들에 대해서도, 당연히 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것으로 이해된다.
10 : 형상 검사 장치
100 : 측정 장치
101 : 라인 센서 카메라군
103 : 대역 통과 필터
105 : 제1 조명 광원
107 : 제2 조명 광원
109 : 제3 조명 광원
200 : 연산 처리 장치
201 : 데이터 취득부
203 : 측정 제어부
205 : 데이터 처리부
207 : 표시 제어부
209 : 기억부
221 : 차분 데이터 생성부
223 : 기울기 산출부
225 : 높이 산출부
227 : 결과 출력부

Claims (16)

  1. 금속체에 대하여 적어도 2개의 조명광을 조사하여, 상기 금속체의 동일 부위로부터의 상기 적어도 2개의 조명광의 반사광을 서로 구별하여 측정하는 측정 장치와,
    상기 측정 장치에 의한 측정 처리를 제어하면서, 상기 측정 장치에 의한 상기 반사광의 휘도값의 측정 결과에 기초하여, 상기 금속체의 형상 검사에 사용되는 정보를 산출하는 연산 처리 장치를 구비하고,
    상기 측정 장치는,
    상기 금속체에 대하여 피크 파장이 서로 다른 띠 형상의 조명광을 각각 조사하는 복수의 조명 광원과,
    상기 금속체의 표면의 연직 상방에, 상기 복수의 조명 광원으로부터 조사되는 조명광의 피크 파장의 개수와 동일한 수만큼 병치되어 있고, 각각이 갖는 시프트 렌즈에 의해 상기 금속체의 동일 부위를 촬상하도록 설정된 복수의 모노크롬 라인 센서 카메라로 이루어지는 라인 센서 카메라군을 갖고,
    상기 복수의 조명 광원 중 적어도 2개는, 상기 금속체의 표면의 법선 방향과 제1 상기 조명 광원의 광축이 이루는 제1 각도와, 상기 법선 방향과 제2 상기 조명 광원의 광축이 이루는 제2 각도가 대략 동일하게 되고, 또한, 상기 모노크롬 라인 센서 카메라를 사이에 두고 상기 금속체와 상기 측정 장치의 상대 이동 방향으로 대향하도록 배치되고,
    각각의 상기 모노크롬 라인 센서 카메라에는, 당해 모노크롬 라인 센서 카메라가 갖는 촬상 소자의 전단에, 상기 복수의 조명 광원 중의 각각 상이한 조명 광원의 피크 파장에 대응한 투과 파장 대역을 갖는 대역 통과 필터가 설치되어 있고, 각각의 상기 모노크롬 라인 센서 카메라에서는, 상기 대역 통과 필터의 투과 파장 대역에 포함되는 피크 파장을 갖는 상기 조명 광원으로부터의 조명광의 반사광이 결상하고,
    상기 연산 처리 장치는, 상기 제1 조명 광원의 피크 파장을 가장 높은 투과율로 투과시키는 상기 대역 통과 필터를 갖는 상기 모노크롬 라인 센서 카메라의 휘도값과, 상기 제2 조명 광원의 피크 파장을 가장 높은 투과율로 투과시키는 상기 대역 통과 필터를 갖는 상기 모노크롬 라인 센서 카메라의 휘도값의 차분을 사용하여, 상기 정보로서 상기 금속체의 표면의 기울기를 산출하는, 금속체의 형상 검사 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 라인 센서 카메라군의, 상기 상대 이동 방향을 따른 상류측과 하류측의 각각에 대하여, 당해 라인 센서 카메라군의 각각에 결상하는 조명광을 조사하는 복수의 상기 조명 광원으로 이루어지는 조명 광원군을 배치하는, 금속체의 형상 검사 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 각도 및 상기 제2 각도는, 각각 30도 이상인, 금속체의 형상 검사 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 측정 장치는, 3개 이상의 상기 조명 광원을 갖고,
    상기 연산 처리 장치는, 상기 차분을 산출할 때에 사용하는 상기 반사광을 제공하는 상기 조명광의 피크 파장의 조합을, 상기 금속체의 반사 스펙트럼에 기초하여 사전에 결정하는, 금속체의 형상 검사 장치.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 측정 장치는, 3개 이상의 상기 조명 광원을 갖고, 각각의 상기 조명 광원은, 당해 조명 광원의 길이 방향이 상기 금속체의 폭 방향과 대략 평행하게 되도록 배치되어 있고,
    상기 연산 처리 장치는, 상기 차분을 산출할 때에 사용하는 상기 반사광을 제공하는 상기 조명광의 피크 파장의 조합을, 산출한 상기 차분의 면내 평균값이 가장 제로에 근접하는 조합으로 되도록 동적으로 결정하는, 금속체의 형상 검사 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 연산 처리 장치는, 상기 차분의 정부에 기초하여 상기 기울기의 방향을 특정함과 함께, 상기 차분의 절댓값에 기초하여 상기 기울기의 크기를 특정하는, 금속체의 형상 검사 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 연산 처리 장치는, 산출한 상기 금속체의 표면의 기울기를, 상기 모노크롬 라인 센서 카메라와 상기 금속체의 상대 이동 방향을 따라서 적분하여, 상기 금속체의 표면의 높이를 상기 정보로서 더 산출하는, 금속체의 형상 검사 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 연산 처리 장치는, 산출한 상기 금속체의 표면의 기울기를 소정의 역치와 비교함으로써, 상기 금속체의 형상을 검사하는, 금속체의 형상 검사 장치.
  9. 금속체에 대하여 피크 파장이 서로 다른 띠 형상의 조명광을 각각 조사하는 복수의 조명 광원과, 상기 금속체의 표면의 연직 상방에, 상기 복수의 조명 광원으로부터 조사되는 조명광의 피크 파장의 개수와 동일한 수만큼 병치되어 있고, 각각이 갖는 시프트 렌즈에 의해 상기 금속체의 동일 부위를 촬상하도록 설정된 복수의 모노크롬 라인 센서 카메라로 이루어지는 라인 센서 카메라군을 갖고, 상기 복수의 조명 광원 중 적어도 2개는, 상기 금속체의 표면의 법선 방향과 제1 상기 조명 광원의 광축이 이루는 제1 각도와, 상기 법선 방향과 제2 상기 조명 광원의 광축이 이루는 제2 각도가 대략 동일하게 되고, 또한, 상기 모노크롬 라인 센서 카메라를 사이에 두고 상기 금속체와의 상대 이동 방향으로 대향하도록 배치되고, 각각의 상기 모노크롬 라인 센서 카메라에는, 당해 모노크롬 라인 센서 카메라가 갖는 촬상 소자의 전단에, 상기 복수의 조명 광원 중의 각각 상이한 조명 광원의 피크 파장에 대응한 투과 파장 대역을 갖는 대역 통과 필터가 설치되어 있고, 각각의 상기 모노크롬 라인 센서 카메라에서는, 상기 대역 통과 필터의 투과 파장 대역에 포함되는 피크 파장을 갖는 상기 조명 광원으로부터의 조명광의 반사광이 결상하는 측정 장치로부터, 상기 금속체에 대하여 적어도 2개의 상기 조명광을 조사하여, 상기 금속체로부터의 상기 조명광의 반사광을 서로 구별하여 측정하고,
    상기 측정 장치에 의한 측정 처리를 제어하면서, 상기 측정 장치에 의한 상기 반사광의 휘도값의 측정 결과에 기초하여 상기 금속체의 형상을 검사하기 위한 정보를 산출하는 연산 처리 장치에 의해, 상기 제1 조명 광원의 피크 파장을 가장 높은 투과율로 투과시키는 상기 대역 통과 필터를 갖는 상기 모노크롬 라인 센서 카메라의 휘도값과, 상기 제2 조명 광원의 피크 파장을 가장 높은 투과율로 투과시키는 상기 대역 통과 필터를 갖는 상기 모노크롬 라인 센서 카메라의 휘도값의 차분을 사용하여, 상기 정보로서 상기 금속체의 표면의 기울기를 산출하는, 금속체의 형상 검사 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 라인 센서 카메라군의, 상기 상대 이동 방향을 따른 상류측과 하류측의 각각에 대하여, 당해 라인 센서 카메라군의 각각에 결상하는 조명광을 조사하는 복수의 상기 조명 광원으로 이루어지는 조명 광원군이 배치되는, 금속체의 형상 검사 방법.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    상기 제1 각도 및 상기 제2 각도는, 각각 30도 이상으로 설정되는, 금속체의 형상 검사 방법.
  12. 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 측정 장치는, 3개 이상의 상기 조명 광원을 갖고,
    상기 연산 처리 장치는, 상기 차분을 산출할 때에 사용하는 상기 반사광을 제공하는 상기 조명광의 피크 파장의 조합을, 상기 금속체의 반사 스펙트럼에 기초하여 사전에 결정하는, 금속체의 형상 검사 방법.
  13. 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 측정 장치는, 3개 이상의 상기 조명 광원을 갖고, 각각의 상기 조명 광원은, 당해 조명 광원의 길이 방향이 상기 금속체의 폭 방향과 대략 평행하게 되도록 배치되어 있고,
    상기 연산 처리 장치는, 상기 차분을 산출할 때에 사용하는 상기 반사광을 제공하는 상기 조명광의 피크 파장의 조합을, 산출한 상기 차분의 면내 평균값이 가장 제로에 근접하는 조합으로 되도록 동적으로 결정하는, 금속체의 형상 검사 방법.
  14. 제9항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 연산 처리 장치는, 상기 차분의 정부에 기초하여 상기 기울기의 방향을 특정함과 함께, 상기 차분의 절댓값에 기초하여 상기 기울기의 크기를 특정하는, 금속체의 형상 검사 방법.
  15. 제9항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 연산 처리 장치는, 산출한 상기 금속체의 표면의 기울기를, 상기 모노크롬 라인 센서 카메라와 상기 금속체의 상대 이동 방향을 따라서 적분하여, 상기 금속체의 표면의 높이를 상기 정보로서 더 산출하는, 금속체의 형상 검사 방법.
  16. 제9항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 연산 처리 장치는, 산출한 상기 금속체의 표면의 기울기를 소정의 역치와 비교함으로써, 상기 금속체의 형상을 검사하는, 금속체의 형상 검사 방법.
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