(57)【要約】【課題】線状光を用いて金属板表面に沿って存在する線状の疵をより精度良く検出可能である、表面検査装置及び表面検査方法を提供することである。【解決手段】本発明の表面検査装置は、金属板表面の疵を検査するための表面検査装置１０であって、金属板表面に対して少なくとも２方向から線状光Ａ１を照射する照射部２０と、金属板表面での反射光を受光して画像信号を得る撮像部３０と、撮像部３０で得られた、少なくとも２方向からの線状光Ａ１に対応する反射光の画像信号のうち最もＳＮ比の高い画像信号、又は少なくとも２方向からの線状光Ａ１の合成波に対応する反射光の画像信号に基づいて金属板表面の疵１２を検出する画像処理部４０と、を備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属板表面の疵を検査するための表面検査装置であって、
金属板表面に対して少なくとも２方向から線状光を照射する照射部と、
前記金属板表面での反射光を受光して画像信号を得る撮像部と、
前記撮像部で得られた前記少なくとも２方向からの線状光に対応する反射光の画像信号のうち、最もＳＮ比の高い画像信号に基づいて前記金属板表面の疵を検出する画像処理部と、
を備える表面検査装置。
【請求項２】
金属板表面の疵を検査するための表面検査装置であって、
金属板表面に対して少なくとも２方向から線状光を照射する照射部と、
前記金属板表面での反射光を受光して画像信号を得る撮像部と、
前記撮像部で得られた前記少なくとも２方向からの線状光の合成波に対応する反射光の画像信号に基づいて前記金属板表面の疵を検出する画像処理部と、
を備える表面検査装置。
【請求項３】
前記照射部から照射される少なくとも２方向の線状光が、それぞれ、異なる波長域の光である、請求項１に記載の表面検査装置。
【請求項４】
前記照射部が、前記照射部から照射される少なくとも２方向に屈折する光を、それぞれ、前記異なる波長域の光のみ浸透させる光学フィルターを備える、請求項３に記載の表面検査装置。
【請求項５】
前記照射部から照射される少なくとも２方向の線状光が、互いに波長域の重なる光である、請求項２に記載の表面検査装置。
【請求項６】
前記照射部が、前記照射部から照射される少なくとも２方向に屈折する光を、互いに波長域の重なる光となるように、光を浸透させる光学フィルターを備える、請求項５に記載の表面検査装置。
【請求項７】
前記照射部が、光源と、当該光源からの光を前記少なくとも２方向に屈折させるプリズムシートと、を備える、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の表面検査装置。
【請求項８】
前記照射部が、光源と、複数の光導波路を備え、
前記複数の光導波路が、前記光源からの入射光線を、前記少なくとも２方向に出射するように配置されている、請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の表面検査装置。
【請求項９】
金属板表面の疵を検査するための表面検査方法であって、
金属板表面に対して少なくとも２方向から線状光を照射する照射ステップと、
前記金属板表面での反射光を受光して画像信号を得る撮像ステップと、
前記撮像ステップで得られた前記少なくとも２方向からの線状光に対応する反射光の画像信号のうち、最もＳＮ比の高い画像信号に基づいて前記金属板表面の疵を検出する画像処理ステップと、
を有する表面検査方法。
【請求項１０】
金属板表面の疵を検査するための表面検査方法であって、
金属板表面に対して少なくとも２方向から線状光を照射する照射ステップと、
前記金属板表面での反射光を受光して画像信号を得る撮像ステップと、
前記撮像ステップで得られた前記少なくとも２方向からの線状光の合成波に対応する反射光の画像信号に基づいて前記金属板表面の疵を検出する画像処理ステップと、
を有する表面検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属板表面の疵を検査する表面検査装置及び表面検査方法に関する。より詳細には、本発明は、金属板表面に沿って存在する線状の疵をより精度良く検出可能である、線状光を用いた表面検査装置及び表面検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄鋼製品の製造ラインにおいて表面の品質保証は極めて重要であり、鋼板表面の微小な疵を検査するための装置が開発されている。
【０００３】
このような装置として、例えば、特許文献１に、被検査面に線状光を照射する照射部と、被検査面で反射した反射光を撮像する撮像装置と、表面欠陥を検出する画像処理装置と、を備える表面検査装置が開示されている。特許文献１の表面検査装置では、撮像装置の空間分解能を０．２ｍｍ以下とし、照射部と撮像装置の位置を調整することで、表面の疵を安定して検査できる。
【０００４】
また、特許文献２には、鋼板の移動方向に対して所定の角度傾いて配置され、鋼板の幅方向に均一な光を照射する照射装置と、被検査面で反射した反射光を撮像する撮像装置と、を備える表面疵の検査装置が開示されている。この装置では、特に鋼板の搬送方向（長手方向）の線状疵の検出性能が向上している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２７５４２４号公報
【特許文献２】特開２００６−２４２８８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、鋼板表面には、例えば、ロール疵等の細長い線状疵が、あらゆる方向に沿って存在している。
【０００７】
特許文献１の発明では、鋼板の搬送方向に沿った長い線状疵を検出することが難しい。また、特許文献２の発明では、線状疵の長軸方向が、照射装置からの光の照射方向と合致した場合に、著しく検出能が低下するという課題がある。
【０００８】
本発明は上記課題を解決するものであり、本発明の目的は、金属板表面に沿って存在する線状の疵をより精度良く検出可能である、線状光を用いた表面検査装置及び表面検査方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、上記課題を解決すべく、上記課題の原因等について検討する過程において、金属板表面に対して少なくとも２方向から線状光を照射する照射部と、金属板表面での反射光を受光して画像信号を得る撮像部と、撮像部で得られた、少なくとも２方向からの線状光に対応する反射光の画像信号のうち最もＳＮ比の高い画像信号、又は少なくとも２方向からの線状光の合成波に対応する反射光の画像信号に基づいて金属板表面の疵を検出する画像処理部と、を備える表面検査装置によって、線状疵をより精度よく検出できることを見出し、本発明に至った。上記課題を解決するための本発明の要旨は以下の通りである。
【００１０】
［１］金属板表面の疵を検査するための表面検査装置であって、
金属板表面に対して少なくとも２方向から線状光を照射する照射部と、
前記金属板表面での反射光を受光して画像信号を得る撮像部と、
前記撮像部で得られた前記少なくとも２方向からの線状光に対応する反射光の画像信号のうち、最もＳＮ比の高い画像信号に基づいて前記金属板表面の疵を検出する画像処理部と、
を備える表面検査装置。
［２］金属板表面の疵を検査するための表面検査装置であって、
金属板表面に対して少なくとも２方向から線状光を照射する照射部と、
前記金属板表面での反射光を受光して画像信号を得る撮像部と、
前記撮像部で得られた前記少なくとも２方向からの線状光の合成波に対応する反射光の画像信号に基づいて前記金属板表面の疵を検出する画像処理部と、
を備える表面検査装置。
［３］前記照射部から照射される少なくとも２方向の線状光が、それぞれ、異なる波長域の光である、［１］に記載の表面検査装置。
［４］前記照射部が、前記照射部から照射される少なくとも２方向に屈折する光を、それぞれ、前記異なる波長域の光のみ浸透させる光学フィルターを備える、［３］に記載の表面検査装置。
［５］前記照射部から照射される少なくとも２方向の線状光が、互いに波長域の重なる光である、［２］に記載の表面検査装置。
［６］前記照射部が、前記照射部から照射される少なくとも２方向に屈折する光を、互いに波長域の重なる光となるように、光を浸透させる光学フィルターを備える、［５］に記載の表面検査装置。
［７］前記照射部が、光源と、当該光源からの光を前記少なくとも２方向に屈折させるプリズムシートと、を備える、［１］から［６］のいずれか一つに記載の表面検査装置。
［８］前記照射部が、光源と、複数の光導波路を備え、
前記複数の光導波路が、前記光源からの入射光線を、前記少なくとも２方向に出射するように配置されている、［１］から［７］のいずれか一つに記載の表面検査装置。
［９］金属板表面の疵を検査するための表面検査方法であって、
金属板表面に対して少なくとも２方向から線状光を照射する照射ステップと、
前記金属板表面での反射光を受光して画像信号を得る撮像ステップと、
前記撮像ステップで得られた前記少なくとも２方向からの線状光に対応する反射光の画像信号のうち、最もＳＮ比の高い画像信号に基づいて前記金属板表面の疵を検出する画像処理ステップと、
を有する表面検査方法。
［１０］金属板表面の疵を検査するための表面検査方法であって、
金属板表面に対して少なくとも２方向から線状光を照射する照射ステップと、
前記金属板表面での反射光を受光して画像信号を得る撮像ステップと、
前記撮像ステップで得られた前記少なくとも２方向からの線状光の合成波に対応する反射光の画像信号に基づいて前記金属板表面の疵を検出する画像処理ステップと、
を有する表面検査方法。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、金属板表面に沿って存在する線状の疵をより精度良く検出可能である、線状光を用いた表面検査装置及び表面検査方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】鋼板表面に光照射し、反射光のＳＮ比を測定する装置構成の概念図である。
【図２】図１の装置構成で測定した反射光のＳＮ比の測定結果である。
【図３】本発明の表面検査装置の概要を示すブロック図である。
【図４】照射部と撮像部の位置関係の一例を示す斜視図である。
【図５】照射部と撮像部の位置関係の一例を示す側面図である。
【図６】投光角度、受光角度、斜光角度、および入射角度の位置関係を示す概念図である。
【図７】照射部と撮像部の位置関係の他の一例を示す側面図である。
【図８】プリズムシートと光学フィルターを備える照射部を示す模式図である。
【図９】プリズムシートの構造および光の進行を示す模式図である。
【図１０】複数の光導波路を備える照射部を示す模式図である。
【図１１】実施例の装置構成で測定した、２方向からの線状光に対応する反射光のＳＮ比の測定結果である。
【図１２】実施例の装置構成で測定した、２方向からの線状光の合成波に対応する反射光のＳＮ比の測定結果である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明者らは、まず、次のような検討を行った。図１は、鋼板１１の表面に光照射し、反射光のＳＮ比を測定する装置構成の概念図である。本発明者らは、図１に示すように、疵１２を有する鋼板１１に対して照射部２０から線状光Ａ１を照射し、当該疵１２の真上に配置された撮像部３０で反射光を受光した。光の照射は、疵１２のある部分を中心として１５°ずつ計２４か所で行い、それぞれの位置から鋼板１１に照射した線状光Ａ１の反射光Ａ２を撮像部３０で受光した。そして、反射光Ａ２のＳＮ比を測定した。
【００１４】
本発明でいうＳＮ比（シグナル対ノイズ比）において、ノイズは、ライン上で取得した輝度（信号）のばらつき（標準偏差σ）のことをいう。また、シグナルは、ライン上で検出した各点の輝度の絶対値のことをいう。ここで、あるしきい値（例えば、3σ）を超えるシグナルが異常点であるとして、これを欠陥部（疵）でのシグナルとした。しきい値は、光の照射装置や、照射条件、検査対象表面性状等に応じて適切な値が選択される。
すなわち、ＳＮ比は、欠陥部での輝度の絶対値を、輝度（信号）のばらつき（標準偏差σ）で割った値である。つまり、ＳＮ比が高いとは、検出感度がより高いことを意味する。
【００１５】
図２は、図１の装置構成の撮像部３０で測定した反射光のＳＮ比の測定結果である。図２の横軸の角度は、鋼板１１を真上からみたときに、ある基準とする位置での角度を０°とし、鋼板１１の設けられた面で、疵を中心として鋼板１１を１５°ずつ３６０°回転して、それぞれの角度で測定したＳＮ比を示している。図２に示すように、角度によってＳＮ比は大きく異なり、ＳＮ比が低くなる角度がある。したがって、少なくとも２方向から線状光を照射し、それらの反射光うちのＳＮ比の高い方の画像信号を用いて疵を検出すれば、あらゆる方向に存在する線状の疵を、より精度良く検出可能であることが分かった。
【００１６】
以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態について説明する。ただし、発明の範囲は図示例に限定されない。また、以下の図面では、鋼板の搬送方向Ｌ（長手方向）を前後方向、鋼板の幅方向Ｗを左右方向、これらの方向に直交する方向を上下方向として図面に付して説明している。
本発明でいう「疵」は、金属板状の表面状で表面に存在する凹凸部を意味し、細長い線状の疵や、金属板表面に存在する微小な凹凸等を含む意味である。
【００１７】
本発明の表面検査装置は、金属板表面の疵を検査するための装置である。表面検査装置は、鋼板表面の線状疵などの微小な疵を検査するために好ましく用いられる。表面検査装置は、鋼板表面の疵に限られず、アルミ板および銅板などの種々の金属板表面の疵を検査するために用いることができる。
【００１８】
図３は、本発明の表面検査装置の概要を示すブロック図である。
表面検査装置１０は、照射部２０と、撮像部３０と、画像処理部４０とを備える。以下の説明では、金属板として鋼板１１の表面の疵１２を検査する場合を例にして説明する。
【００１９】
照射部２０は、鋼板１１の表面に対して少なくとも２方向から線状光Ａ１を照射する。照射部２０は、少なくとも２方向に光を照射可能な１つの照射装置から構成されていてもよく、１方向にのみ光を照射可能な照射装置を２以上備えてもよい。また、小型にする観点からは、照射部２０は、少なくとも２方向に光を照射可能な１つの照射装置で構成されていることが好ましい。
【００２０】
照射部２０から照射される少なくとも２方向の線状光Ａ１は、それぞれ、異なる波長域の光であることが好ましい。２方向の線状光Ａ１を異なる波長域の光とした場合、照射部２０で波長域の異なる２方向の光を同時に照射し、撮像部３０でそれぞれの方向の波長域の光を別々に撮像できる。
また、照射部２０から照射される少なくとも２方向の線状光Ａ１が、互いに波長域の重なる光としてもよい。この場合は、例えば、撮像部３０において、重なる波長域の光の合成波を撮像できる。また、２方向の線状光Ａ１のうち、一方向の光と、他方向の光を交互に照射する構成とすれば、撮像部３０において、それぞれの光を別々に撮像できる。
【００２１】
撮像部３０は、例えばＣＣＤエリアセンサカメラ等から構成されており、鋼板１１の表面での反射光Ａ２を受光して画像信号を得る。撮像部３０は、照射部２０からの光の方向の数と同数の装置を設置してもよいが、設備サイズを小さくする観点から、１つの装置構成とすることが好ましい。１つの装置構成とする場合は、例えば、照射部２０で、線状光Ａ１を方向ごとに順番に高速に明滅させ、撮像部３０の露光タイミングを、各方向の光の照射タイミングに合わせればよい。
【００２２】
画像処理部４０は、撮像部３０で得られた少なくとも２方向からの線状光Ａ１に対応する反射光Ａ２の画像信号のうち、最もＳＮ比の高い画像信号に基づいて、鋼板１１の表面の疵１２を検出することが好ましい。また、画像処理部４０は、撮像部３０で得られた少なくとも２方向からの線状光Ａ１の合成波に対応する反射光の画像信号に基づいて鋼板１１の表面の疵１２を検出することとしてもよい。また、画像処理部４０は、例えば、撮像部３０で得られた画像信号に一般的なシェーディング補正処理や周波数フィルター処理を行い、閾値処理により欠陥信号を検出する。また、画像処理部４０は、検出された欠陥信号を、所定の特徴量などを用いて疵（欠陥）であるかの判定をする。
【００２３】
なお、上記シェーディング補正では、欠陥検出に必要な閾値処理の前に、鋼板１１の表面部の疵１２がない部分の輝度で正規化することで、撮像部３０の視野内の輝度むらを抑えることができる。
【００２４】
照射部２０と撮像部３０の位置関係の一例について、図４に斜視図、図５に側面図を示す。図４及び図５に示す一例は、照射部２０として、２方向に光を照射可能な１つの照射装置を用いた場合の例である。なお、図４および図５は、説明の都合上、鋼板１１の表面に照射される線状光Ａ１のうち、疵１２に照射される位置の光のみを図示している。
【００２５】
図４に示すように、例えば、照射部２０は、撮像部３０よりも前側に１つ設けられている。照射部２０からの線状光Ａ１は鋼板１１の表面で反射され、その反射光Ａ２を撮像部３０で受光する。また、図５に示す一例では、照射部２０から照射される２方向の線状光Ａ１は、それぞれ鋼板１１の表面への投光角度φが同じである。
【００２６】
疵１２をより精度よく検出するために、撮像部で得られた線状光Ａ１に含まれる２方向の光の反射光のそれぞれの画像信号のうち、よりＳＮ比の高い画像信号に基づいて疵を検出するか、又は撮像部で得られた線状光Ａ１の合成波に対応する反射光の画像信号に基づいて疵を検出する。ここで、線状光Ａ１に含まれる２方向の光は、鋼板１１の真上から見たときの光の角度差（以下、単に角度差ともいう。）がある程度大きければ、ＳＮ比の高い画像信号をより取得しやすくなる。線状光Ａ１に含まれる２方向の光の角度差は、３０〜１５０°が好ましく、より好ましくは６０〜１２０°であり、さらに好ましくは８０〜１００°であり、最も好ましくは９０°である。図２からもわかるとおり、高いＳＮ比となる角度と、低いＳＮ比となる角度が、１８０°周期で出現する傾向があるため、角度差を９０°とすることで、少なくとも１つは高いＳＮ比のものを取得しやすくなる。ただし、２方向の光が鋼板１１の真上から見たときに直交（角度差が９０°）していなかったとしても、２方向の光のうち、よりＳＮ比の高い方を選んで金属板表面の疵を検出すれば、本発明の効果は得られる。また、２方向の光の合成波の画像信号に基づき疵を検出した場合は、合成波とすることで、一方の光のＳＮ比が小さくても、他方の光でＳＮ比を高めることができ、あらゆる方向で一定以上のＳＮ比が得られ、本発明の効果は得られる。次に、照射部２０から出射される２方向の光が検査領域上で直交するための照射条件について説明する。
【００２７】
図６は、投光角度φ、受光角度α、斜光角度θ、入射角度γの位置関係を示す概念図である。図６は、原点Ｏ（０，０，０）を通るＸＹ平面が鋼板１１の表面に対応し、Ｙ方向が鋼板１１の搬送方向Ｌに対応し、Ｚ方向が上方向に対応する。また、照射部２０における線状光Ａ１の照射口が、位置（０，ｙ，ｚ）と位置（ｘ，ｙ，ｚ）を通る線上にあるとしている。また、線状光Ａ１のうち位置（ｘ，ｙ，ｚ）からの光が原点Ｏ（０，０，０）に届くものとする。また、説明の便宜上、図６は、照射部２０から１方向の光を出射している例を示している。
【００２８】
投光角度φは、ＹＺ平面でのＺ軸に対する線状光Ａ１の角度である。具体的には、ＹＺ平面において、位置（０，ｙ，ｚ）から原点Ｏ（０，０，０）までの線分と、Ｚ軸との間の角度である。
【００２９】
受光角度αは、ＹＺ平面でのＺ軸に対する、撮像部３０が受光する反射光Ａ２の角度である。具体的には、ＹＺ平面において、撮像部３０の位置から原点Ｏ（０，０，０）までの線分と、Ｚ軸との間の角度である。
【００３０】
斜光角度θは、原点Ｏに対する線状光Ａ１の角度である。具体的には、原点Ｏ（０，０，０）、位置Ａ（ｘ，ｙ，ｚ）及び位置（ｘ，０，０）の３点を通過する面において、原点Ｏ（０，０，０）から位置Ａ（ｘ，ｙ，ｚ）までの線分と、位置（ｘ，０，０）から位置Ａ（ｘ，ｙ，ｚ）までの線分との間の角度である。
【００３１】
入射角度γは、基準線としてのＺ軸に対する線状光Ａ１の角度である。具体的には、位置Ａ（ｘ，ｙ，ｚ）および原点Ｏ（０，０，０）を通過し、かつＺ軸に平行である面において、位置Ａ（ｘ，ｙ，ｚ）から原点Ｏ（０，０，０）までの線分と、Ｚ軸との間の角度である。
【００３２】
照射部２０から線状光Ａ１を鋼板１１の表面に出射したときに、照射部２０から出射された２方向の光が鋼板１１を真上からみたときに９０°となるための、条件の一例を説明する。条件の一例としては、例えば、２方向の光が、鋼板１１を真上からみたときに搬送方向Ｌに対して線対称であり、かつそれぞれの光が搬送方向Ｌに対して４５°の傾きとなるように設計することが挙げられる。これにより、当該２方向の光を直交させることができる。
【００３３】
このような設計とする場合に満たすべき条件は、幾何的に算出することが可能である。具体的には、鋼板１１を真上からみたときに、搬送方向Ｌに対して４５°とするためには、下記式（１）を満たすように、投光角度φと斜光角度θを設計すればよい。また、式（１）の関係を満たすように設計すれば、入射角度γも一義的に決まる。なお、以下の式（１）および式（２）において、図６に示すとおり、位置Ｏの座標は（０，０，０）、位置Ａの座標は（ｘ，ｙ，ｚ）、位置Ｂの座標は（ｘ，ｙ，０）である。
φ＝ａｒｃｓｉｎ（ｔａｎθ）・・・（１）
γ＝ａｒｃｃｏｓ（ＯＡ×ＯＢ／｜ＯＡ｜｜ＯＢ｜）・・・（２）
【００３４】
したがって、対象となる疵１２に対して最適な入射角さえ決定すれば、照射する光に関する光学系は一意に決定できる。なお、上述したとおり、２方向の光が直交でなかったとしても、本発明の効果は得られる。
【００３５】
以上では、鋼板１１の表面に対して２方向から線状光Ａ１を照射する一例として、線状光Ａ１に２つの方向の光が含まれる例を示したが、これに限られない。
【００３６】
例えば、図７に、照射部２０と撮像部３０の位置関係の他の一例を示す側面図を示す。図７に示すように、一方向の線状光Ａ１を出射する照射部２０を、２つ設置してもよい。２つ設置する場合は、図７に示すように、撮像部３０の前側と後側にそれぞれ１つずつ設置してもよいし、撮像部３０の前側と側面側（右側又は左側）に設置してもよい。
【００３７】
また、鋼板１１の表面に対して２方向から線状光Ａ１を照射する例を述べたが、３方向以上であってもよい。３方向以上の場合も、２方向と同様の考え方で設計することができる。
【００３８】
次に、照射部２０から出射される光が２方向の光を含む場合で、かつそれぞれの方向の光が異なる波長域の光である場合の構成例について説明する。
【００３９】
図８は、プリズムシート２２と光学フィルター２３を備える照射部２０を示す模式図である。図９は、プリズムシート２２の構造および光の進行を示す模式図である。
【００４０】
図８に示す照射部２０は、光源２１と、当該光源２１からの光を少なくとも２方向に屈折させるプリズムシート２２を備えている。プリズムシート２２は、図９に示すように、通過する光の進行方向を所定の角度に屈折させる。
【００４１】
光源２１は、ＬＥＤやメタルハライド等の既存の検査装置で用いられる光源装置である。照射部内の隣り合う光源２１の間には、遮光板２５が設けられている。
【００４２】
図８には、光源２１からの入射光を、２方向に出射するように設計した照射部２０の例を示している。このような照射部２０は、例えば、第一の方向に光を屈折させるプリズムシート２２ａと、第二の方向に光を屈折させるプリズムシート２２ｂが、一定の間隔ごとに配置されている。これにより、一定間隔ごとに光の進行方向を変えることができる。
【００４３】
線状光の輝度の均一性を向上させる観点からは、第一の方向に光を屈折させるプリズムシート２２と、第二の方向に光を屈折させるプリズムシート２２ｂとの間の間隔を短くすることが好ましい。
【００４４】
照射部２０は、照射部２０から照射される少なくとも２方向の線状光が、それぞれ、異なる波長域の光である場合には、例えば、照射部２０から照射される少なくとも２方向に屈折する光を、それぞれ、異なる波長域の光のみ浸透（透過）させる光学フィルター２３を備えている。このような光学フィルター２３は、例えば、図８に示すように、プリズムシート２２ａを通過した光が通過する光学フィルター２３ａと、プリズムシート２２ｂを通過した光が通過する光学フィルター２３ｂとが、一定の間隔ごとに配置されている。ここで、光学フィルター２３ａと光学フィルター２３ｂがそれぞれ異なる波長域の光のみ透過させるように構成されている。
また、照射部２０は、照射部２０から照射される少なくとも２方向の線状光が、互いに波長域の重なる光である場合には、例えば、照射部２０から照射される少なくとも２方向に屈折する光を、互いに波長域の重なる光となるように、光を浸透（透過）させる光学フィルター２３を備える。このような光学フィルター２３は、例えば、図８で示した光学フィルター２３の例であれば、光学フィルター２３ａと光学フィルター２３ｂが互いに波長域の重なる光を透過させるように構成されている。
【００４５】
次に、他の照射部２０の一例について説明する。図１０は、複数の光導波路２４ａ，２４ｂを備える照射部２０を示す模式図である。光導波路２４ａ，２４ｂとしては、光ファイバーを用いることができる。
【００４６】
図１０に示す照射部２０は、光源２１ａ，２１ｂと、複数の光導波路２４ａ，２４ｂと、を備える。複数の光導波路２４ａ，２４ｂは、光源２１ａ，２１ｂからの入射光線を２方向に出射するように配置されている。
【００４７】
照射部２０は、出射する光の波長域が異なる、第１の光源２１ａと、第２の光源２１ｂとを備えている。第１の方向に光を出射するように配置された光導波路２４ａは、第１の光源２１ａと接続されており、第２の方向に光を出射するように配置された光導波路２４ｂは第２の光源２１ｂと接続されている。なお、照射部２０から出射した光を、拡散板やロッドレンズなどを用いて検査対象領域に集光してもよい。
【００４８】
以上で説明した本発明の実施形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。すなわち、本発明の範囲は、上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【００４９】
例えば、図８及び図１０では、それぞれ２方向に光を出射する照射部２０の例を示したが、３方向以上に光を出射する構成としてもよい。
【００５０】
また、図８では、照射部２０が、プリズムシート２２と光学フィルター２３を両方備える例を示したが、いずれか一方を備えるものであってもよい。
【００５１】
＜表面検査方法＞
本発明の表面検査方法は、金属板表面の疵を検査するための表面検査方法であって、金属板表面に対して少なくとも２方向から線状光を照射する照射ステップと、金属板表面での反射光を受光して画像信号を得る撮像ステップと、撮像ステップで得られた少なくとも２方向からの線状光に対応する反射光の画像信号のうち、最もＳＮ比の高い画像信号に基づいて金属板表面の疵を検出する画像処理ステップと、を有する。画像処理ステップは、撮像ステップで得られた少なくとも２方向からの線状光の合成波に対応する反射光の画像信号に基づいて金属板表面の疵を検出することとしてもよい。本発明の表面検査方法は、例えば、上述した表面検査装置を用いて実現できる。
【実施例】
【００５２】
以下、実施例を参照して説明するが、本発明の表面検査装置は、後述する実施例で示す実施形態に限定されない。
【００５３】
図５に示すような構成の表面検査装置を準備した。照射部２０としては、図８に示すような、プリズムシートと光学フィルターを備え、光を２方向に出射する線状光の照射装置を用いた。なお、以下の説明において、鋼板に照射される異なる２方向の光を、第１の方向の光と、第２の方向の光として説明する。
【００５４】
プリズムシートは、１０ｍｍ間隔で第１の方向と第２の方向に光の方向を屈折させるものを用いた。また、緑色の光のみを透過させる光学フィルターと、赤色の光のみ透過させる光学フィルターと、を準備した。これらの光学フィルターは、プリズムシートの１０ｍｍ間隔と合わせて交互に配置し、第１の方向の光は赤色の光のみ透過させるようにし、第２の方向の光は緑色の光のみを透過させるようにした。撮像部としては、赤色及び緑色の光を受光可能なカラーセンサを用いた。
【００５５】
実施例で用いた鋼板表面には、疵（長さ：５ｍｍ、幅：１ｍｍ、深さ：５０μｍ）を設けおき、この鋼板表面に対して、照射部から出射された２方向の光が照射されるようにした。第１の方向の光は、投光角度φ＝４０°、受光角度α＝０°、斜光角度θ＝３３°、入射角度γ＝５０°とした。また、第２の方向の光は、鋼板の長手方向に垂直な面（図６のＺＸ面）に対して、第１の方向の光と面対称となるようにした。また、第１の方向の光と第２の方向の光は、鋼板の真上からみたときに直交するようにした。
【００５６】
また、上記鋼板が設けられた面で、疵を中心として鋼板を１５°ずつ３６０°回転して、それぞれの角度で、撮像部で反射光を撮像した。それぞれの角度において、第１の方向および第２の方向の光の鋼板での反射光の画像信号について、ＳＮ比をプロットした結果を図１１に示す。この結果からわかるとおり、一方の反射光のＳＮ比が低い場合には、他方の反射光を用いればよいので、本発明例の表面検査装置を用いれば、１方向の光を出射する照射部のみを用いて鋼板表面の疵を検出する場合よりも、線状の疵をより精度良く検出可能であることが確認できた。
【００５７】
また、上記の実施例において、光学フィルターを、第１の方向の光と第２の方向の光をともに赤色の光のみ透過させるように構成した以外は同様の構成として、第１の方向および第２の方向の光の鋼板での反射光（合成波に対応する反射光）の画像信号について、ＳＮ比をプロットした結果を図１２に示す。この結果より、合成波を使用すれば、一方の光のＳＮ比が小さくても、他方の光でＳＮ比を高めることができるので、あらゆる方向で一定以上のＳＮ比が得られ、線状の疵をより精度良く検出可能であることを確認できた。
【符号の説明】
【００５８】
１０    表面検査装置
１１    鋼板（金属板）
１２    疵
２０    照射部
２１，２１ａ，２１ｂ    光源
２２，２２ａ，２２ｂ    プリズムシート
２３，２３ａ，２３ｂ    光学フィルター
２４a，２４ｂ    光導波路
２５    遮光板
３０    撮像部
４０    画像処理部
Ｌ    搬送方向（長手方向）
Ａ１    線状光
Ａ２    反射光
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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