(57)【要約】【課題】絶縁皮膜被覆帯状体の下層および上層の疵をそれぞれ区別して検出するに際して、従来と比べて簡略な構成により高い検出性能で検査する。【解決手段】絶縁性不透明皮膜層および絶縁性透明皮膜層からなる絶縁皮膜被覆帯状体１の表面を照明し、撮像部２０で被覆帯状体１の表面を撮像して、疵を検査する。照明装置１０は、絶縁性透明皮膜層の略ブリュースター角で絶縁皮膜被覆帯状体１の幅方向に亘って照明し、撮像部２０は、略正反射角で反射光を撮像するもので、Ｐ偏光フィルターを介して撮像する第１の撮像装置２１と、Ｓ偏光フィルターを介して撮像する第２の撮像装置２２とを幅方向に配置する。さらに、第１の撮像装置２１と第２の撮像装置２２は、各撮像レンズの光軸を所定の距離だけ帯状体１の幅方向で互いに接近する向きにずらせて配置し、第１および第２の撮像装置２１、２２の撮像領域を一致させる。【選択図】図１
2008026060.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下層に絶縁性不透明皮膜層、上層に絶縁性透明皮膜層がそれぞれ形成された、長手方向に移動する絶縁皮膜被覆帯状体の表面を照明装置で照明し、それぞれ撮像レンズを有する複数の撮像装置で被覆帯状体表面を撮像して、前記絶縁性不透明皮膜層および絶縁性透明皮膜層の疵を検査する疵検査装置であって、
前記照明装置は、前記絶縁性透明皮膜層のブリュースター角またはその近くの入射角度で前記絶縁皮膜被覆帯状体の幅方向に亘って照明し、
前記複数の撮像装置は、正反射角またはその近くの角度で絶縁皮膜被覆鋼板からの反射光をＰ偏光フィルターを介して撮像する第１の撮像装置と、正反射角またはその近くの角度で絶縁皮膜被覆鋼板からの反射光をＳ偏光フィルターを介して撮像する第２の撮像装置とが絶縁皮膜被覆帯状体の幅方向に配置されたものであり、
前記それぞれの撮像レンズの光軸は、受光面と直交関係を保ったまま、所定の距離Ｄだけ絶縁皮膜被覆帯状体の幅方向で互いに接近する向きに平行移動されており、該第１の撮像装置と第２の撮像装置が前記絶縁皮膜被覆帯状体の同一領域を撮像することを特徴とする絶縁皮膜被覆帯状体の疵検査装置。
【請求項２】
前記第１の撮像装置と前記第２の撮像装置とは同一構成であって、
前記所定の距離Ｄは、前記第１の撮像装置と前記第２の撮像装置との前記絶縁皮膜被覆帯状体の幅方向に平行な間隔Ｌ、前記第１の撮像装置及び前記第２の撮像装置の受光面と撮像レンズの主点との距離をａ、絶縁皮膜被覆帯状体表面と撮像レンズの主点との距離をｂとして、
Ｄ＝（Ｌ／２）（ａ／（ａ＋ｂ））
であることを特徴とする請求項１に記載の絶縁皮膜被覆帯状体の疵検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶縁皮膜被覆帯状体の疵検査方法および装置に関し、特に電磁鋼板等の表面を被覆する複層からなる絶縁皮膜層の疵の検査を、絶縁皮膜被覆帯状体の撮影画像を用いて行う疵検査方法およびその装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鋼板等の帯状体の製造工程においては、帯状体である製品の品質を損なうおそれのある表面の疵は製造段階で早期に発見し、製造条件を変更するなどして、後続の製品について疵の発生を未然に防ぐ必要がある。このために、製造ライン中で移動中の鋼板に対して疵の検査を行っている。疵の検査方法として、電磁的、光学的など数々の検査方法が開発されており、なかでも光学的検査方法は鋼板に非接触で疵が検出可能であり、疵画像が容易に得られるために広く用いられている。
【０００３】
光学的検査方法は、通板する鋼板の表面をＣＣＤカメラのような撮像装置により撮影して得られる画像に基づいて、鋼板表面の疵を検出している。
【０００４】
ところで、鋼板によっては、光学的性質の異なる複層の絶縁皮膜層を被覆させた鋼板表面を有するものがある。例えば、電磁鋼板は表面が無機系絶縁皮膜（半透明誘電体皮膜）で被覆されている。この電磁鋼板の絶縁皮膜層は、下層が不透明のグラス皮膜層（絶縁性不透明皮膜層）、上層が透明な無機質コーティング層（絶縁性透明皮膜層）と、複数の皮膜層からなっていることが多い。このような電磁鋼板における疵検査では、それぞれの皮膜層に発生した疵を検査する必要がある。
【０００５】
一般的に絶縁皮膜被覆帯状体の一つである絶縁皮膜被覆鋼板の疵検査としては、光源として棒状の蛍光灯を利用した照明装置を用いて鋼板面上を照明し、この照明エリアをＣＣＤカメラなどで撮影することが多かった。通常は、疵の検出率を高め、被検査材である鋼板やカメラの振動の影響を低減するために、照明光の被覆鋼板表面への入射角（照明光の進行方向と鋼板面の垂線とのなす角）は０°〜３０°程度とし、撮像角度（撮像装置への入射方向と鋼板面の垂線とのなす角）は正反射方向で０°〜３０°と小さくすることが多い。ただし、軽度の凹凸疵や形状疵は、上記の光学配置では、顕在化できないことが多く、照明光の被覆鋼板表面への入射角を６０°とし、被覆鋼板表面に対する撮像角度を６０°と大きくして、皮膜表面の反射角を高めて検出した例もある。
【０００６】
上記の従来法のいずれの方法でも、単独では全ての形状疵や汚れ等の疵を検出することは出来ず、また両方併用しても、皮膜表面と鋼板表面からの反射光が重なってＳＮ比が低下し、疵が検出しにくかった。また、下層の絶縁性不透明皮膜層に発生した疵と上層の絶縁性透明皮膜層に発生した疵とを区別して検査することはできなかった。
【０００７】
このような問題点を解決するには、特許文献１には、前記被覆鋼板表面を絶縁性透明皮膜層のブリュースター角またはその近くの角度で照明し、正反射角またはその近くの角度で被覆鋼板からの反射光を、Ｐ偏光フィルターを介して撮像する第１カメラと、Ｓ偏光フィルターを介して撮像する第２カメラとを備えることで、Ｐ偏光成分から下層の絶縁性不透明皮膜層の状態を、Ｓ偏光成分から上層の絶縁性透明皮膜層の状態をそれぞれ区別して疵検出する技術が開示されている。
【０００８】
また、偏光を利用した他の鋼板の疵検査装置としては、特許文献２には搬送中の鋼板の幅方向の複数箇所に、２台以上の偏光カメラがそれぞれ組み込まれたカメラユニットを配置し、各カメラユニットに組み込まれた偏光カメラの画像データに基づいて鋼板の各位置の表面疵の有無を、エリプソメトリ技術を利用して判定する装置が開示されている。
【０００９】
【特許文献１】特開２００２−２１４１５０号公報
【特許文献２】特開平１１−１８３３９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら上記の従来の偏光を用いた疵画像を採取する方法では、鋼板面上の同一領域からの反射光のＰ又はＳ偏光成分画像をそれぞれの撮像装置で撮像して、Ｐ偏光成分画像とＳ偏光成分画像とを比較して疵を検出する必要がある。さらに疵検出性能の観点から、各照明と各撮像装置の鋼板に対する角度条件を同一にする必要があるために、上記の従来技術では以下のような問題があった。
【００１１】
すなわち、特許文献１に開示されている技術は、被覆鋼板表面をブリュースター角またはその近くの角度で反射される反射光を、ハーフミラーで分割し、ハーフミラーの透過光を第１カメラで撮像し、ハーフミラーの反射光を第２撮像装置で撮像するようにする。これにより、鋼板表面の同一箇所を同時に撮像しかつ、Ｐ偏光成分の画像とＳ偏光成分の画像を分離するように光学系を設置する。このために、ミラー角度の調整には複雑で高精度な作業が要求され、調整時間を要して、現場での光学系調整が困難であった。また、製造ライン内の粉塵等によるミラーの透過率や反射率低下を防止するための汚れ対策や、製造ラインの振動に対して光学系配置の持続性を確保するために、メンテナンス費用や設備費が高くなるといった問題があった。
【００１２】
一方、特許文献２に開示されている技術は、隣接する各カメラユニットはそれぞれ個別の観察範囲を有しているため、各偏光カメラは鋼板に対して同一の姿勢角を維持した状態では、隣接するもの同士の境界部において、必ず不足する撮像領域が生じ、これを解決するために、他方のカメラユニットから得られる画像データを用いていることで、同一検査範囲の画像データを得ている。しかし、各カメラユニット間での不足画像データを補てんするために、後段のデータ処理に多大な時間や負荷が生じるといった問題がある。また、各カメラユニットに生じる不足撮像データ領域は、端のカメラユニットでは、補てんするデータを提供するカメラユニットが存在しないため、本来のカメラの撮像領域に比べ実際に使用できる観察視野領域は小さくなり、微小疵検出を狙った高分解能検査では、特にカメラ台数が余分に必要となるといった問題があった。
【００１３】
上記の問題に鑑みて、本発明の目的は、絶縁皮膜被覆帯状体の下層の絶縁性不透明皮膜層および上層の絶縁性透明皮膜層の疵をそれぞれ区別して検出するに際して、従来と比べて簡略な構成により、幅広い帯状体の幅方向全域にわたって、高い検出性能で検査することができ、その結果、低コストで、製造ライン内で調整が容易な絶縁皮膜被覆帯状体の疵検査方法およびその装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本願第１の発明の絶縁皮膜被覆帯状体の疵検査装置は、下層に絶縁性不透明皮膜層、上層に絶縁性透明皮膜層がそれぞれ形成された、長手方向に移動する絶縁皮膜被覆帯状体の表面を照明装置で照明し、それぞれ撮像レンズを有する複数の撮像装置で被覆帯状体表面を撮像して、前記絶縁性不透明皮膜層および絶縁性透明皮膜層の疵を検査する疵検査装置であって、前記照明装置は、前記絶縁性透明皮膜層のブリュースター角またはその近くの入射角度で前記絶縁皮膜被覆帯状体の幅方向に亘って照明し、前記複数の撮像装置は、正反射角またはその近くの角度で絶縁皮膜被覆鋼板からの反射光を、Ｐ偏光フィルターを介して撮像する第１の撮像装置と、正反射角またはその近くの角度で絶縁皮膜被覆鋼板からの反射光を、Ｓ偏光フィルターを介して撮像する第２の撮像装置とが絶縁皮膜被覆帯状体の幅方向に配置されたものであり、それぞれの撮像レンズの光軸は、受光面と直交関係を保ったまま、所定の距離Ｄだけ絶縁皮膜被覆帯状体の幅方向で互いに接近する向きに平行移動されており、該第１の撮像装置と第２の撮像装置が前記絶縁皮膜被覆帯状体の同一領域を撮像することを特徴とする。
【００１５】
本願第２の発明の絶縁皮膜被覆帯状体の疵検査装置は、前記第１の撮像装置と前記第２の撮像装置とは同一構成であって、前記所定の距離Ｄが、前記第１の撮像装置と前記第２の撮像装置との前記絶縁皮膜被覆帯状体の幅方向に平行な間隔Ｌ、前記第１の撮像装置及び前記第２の撮像装置の受光面と撮像レンズの主点との距離をａ、絶縁皮膜被覆帯状体と撮像レンズの主点との距離をｂとして、
Ｄ＝（Ｌ／２）（ａ／（ａ＋ｂ））
であることを特徴とする。
【００１６】
本発明の絶縁被膜被覆帯状体の疵検査装置では、絶縁被膜被覆帯状体へブリュースター角またはその近くの入射角度で投射された照明光の反射光のＰ偏光成分とＳ偏光成分をそれぞれ、第１の撮像装置と第２の撮像装置で撮像する際に、第１の撮像装置の撮像レンズ光軸は受光素子面との直交関係を保持したまま、第２の撮像装置の方向へ所定の距離Ｄだけ撮像レンズ光軸を平行移動させ、第２の撮像装置の撮像レンズ光軸も同様に受光面との直交関係を保持したまま、第１の撮像装置の方向へ所定の距離Ｄだけ撮像レンズ光軸を平行移動させるので、第１の撮像装置の撮像領域は第２の撮像装置側へ平行移動する。一方、第２の撮像装置の撮像領域も第１の撮像装置側へ平行移動することになるので、第１の撮像装置の撮像領域と第２の撮像装置の撮像領域はほぼ完全に一致させることが可能となる。これにより、Ｐ偏光成分の画像とＳ偏光成分の画像を分離しかつ、同一領域を同時に撮像することが可能となる。
【００１７】
そして、特許文献１に開示されているように、照明角度および撮像角度を上記のように特定しているので、照明光のＰ偏光成分は、照明光のほとんどが無反射で絶縁性透明皮膜層を透過し、絶縁性不透明膜層に入射する。絶縁性不透明皮膜層に入射したＰ偏光成分の光は、散乱減衰を受けながら帯状体表面に達し、帯状体表面で反射されて透明皮膜層の表面から反射光として出射される。この間不透明皮膜層中で、多重反射散乱するため、Ｓ、Ｐ偏光間の変換が起こり、ほぼ５０％ずつの割合となる。かつ完全に散乱されるため、正反射方向の強度は入射強度に比較して、極めて弱くなる。Ｓ偏光成分においては２０％弱の照明光のＳ偏光成分が透明皮膜層で反射され、８０％強のＳ偏光成分は、透明皮膜層に入射する。入射したＳ偏光成分はＰ偏光成分と同様に、不透明皮膜層中で、多重反射散乱するため、Ｓ、Ｐ偏光間の変換が起こり、ほぼ５０％ずつの割合となる。かつ完全に散乱するため、極めて弱くなる。したがって、下層の絶縁性不透明皮膜層および上層の絶縁性透明皮膜層がそれぞれ形成された被覆帯状体表面に上層の絶縁性透明皮膜層のブリュースター角またはその近くの角度で投射された照明光の反射光は、透明皮膜層の表面で反射した強いＳ偏光成分と、不透明皮膜層で散乱減衰して被覆層内部から出てくる弱いＳ、Ｐ偏光成分となる。これらの反射光を、Ｐ偏光フィルターを介して、Ｐ偏光成分のみを透過し撮像すると、不透明皮膜層内の疵に応じてＰ偏光成分の強度が変化しているので、これにより不透明皮膜層の欠落、表面の汚れなどを検査することができる。一方、Ｓ偏光フィルターを介して、Ｓ偏光成分のみを透過し撮像すると、表面反射したＳ偏光成分が圧倒的に強いため、透明皮膜層の表面の凹凸や表面の汚れなどを検査することができる。以上であるから、本発明の疵検査装置は、簡便な光学系の構成によって、下層の絶縁不透明皮膜層および上層の絶縁性透明皮膜層の疵をそれぞれ区別し、高い疵検出性能で検査することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によると、絶縁皮膜被覆帯状体表面の撮像に際して、Ｐ偏光成分の画像とＳ偏光成分の画像を分離するように光学系としてのミラー等が不要であり、光学系が簡便にすることができ、また、撮像光学系の調整が容易になる。
【００１９】
その結果、可視光に対して帯状体皮膜の下層が不透明であり、上層が透明であることを利用し、照明角度および撮像角度を特定し、帯状体の同一領域からのＰ偏光成分の反射光とＳ偏光成分の反射光を容易に分離して撮像することができる。これにより、下層の不透明皮膜層および透明皮膜層のそれぞれに発生した疵を区別して検査することができる。この結果、凹凸疵（例えば押し疵、折れ等）に関する大幅なＳＮ比向上を達成し、透明皮膜層の表面の欠陥（例えばコーティング不良等）と不透明皮膜層（例えば、スケール等）の欠陥を容易に分離できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００２１】
図１は本発明の１実施の形態を示すもので、絶縁皮膜被覆帯状体の一例である電磁鋼板を被検査材１とする疵検査装置の概略を示す図である。当該疵検査装置は被検査材の表面幅方向に亘って照明する照明装置１０、被検査材１の照明領域の画像を採取する撮像部２０、画像処理装置３０、およびオペレータ疵表示装置３１で構成されている。電磁鋼板１がロール２に巻付いている部分を撮像することにより、パスライン変動による誤差を少なく検査が可能である。なお、本願で湾曲した電磁鋼板面のある位置における垂直方向とは、電磁鋼板の当該位置における接平面の垂直方向をさす。
【００２２】
照明装置は１０、蛍光灯または白熱灯からなる光源１１、および光源１１で出射された光を伝送する光ファイバー束１２からなっている。光ファイバー束１２の入力端１３には光源１１が近接しており、その出力端１４では、照射される帯状光Ｌ１が電磁鋼板１のライン方向に平行光で照射されるように多数の光ファイバーが整列されている。
【００２３】
撮像部２０は第１撮像装置２１および第２撮像装置２３を備えており、これらカメラ２１、２３はいずれもライン（一次元）センサを用いたＣＣＤカメラであり、照明装置１０に電磁鋼板の照明領域を挟んで対向する位置にあって、第１撮像装置と第２撮像装置は電磁鋼板幅方向に沿って間隔Ｌで並列に配置されている。
【００２４】
絶縁皮膜被覆鋼板１は複数種類あり、その幅が１ｍ〜４ｍ程度であるので、幅に合わせて２台のＣＣＤカメラは通常３、４セットが幅方向に並べられる。なお、撮像部２０から帯状光Ｌ１の鋼板面上の帯状光照射領域ＬＡまでの距離は８００〜１８００ｍｍ程度とすることが多い。
【００２５】
第１撮像装置２１の撮影レンズ２５ａにはＰ偏光フィルター２３が、第２撮像装置２２の撮影レンズ２５ｂにはＳ偏光フィルター２４がそれぞれ取り付かれている。本実施例においては、第１撮像装置と第２撮像装置は同一種類の光学部品で構成しているが、互いに異なる光学部品でも構成しても良い。
【００２６】
第１撮像装置２１と第２撮像装置２２それぞれは、撮影レンズ光軸と受光素子面との直交関係を保持したまま、撮影レンズ光軸を電磁鋼板幅方向で互いに接近する向きに所定の距離Ｄ（レンズ光軸平行移動量）だけ平行移動させてある（図４参照）。
【００２７】
撮像部２０は、帯状光が鋼板面の検査領域で反射された反射像を撮像し、疵画像信号を出力する。疵画像の鋼板ライン方向の画素サイズは、ラインセンサを１ラインスキャンする間（露光時間）に移動する鋼板の長さに等しい。鋼板の製造ライン横に設置された、鋼板の通板速度を検出する速度センサから出力されるパルス信号ＰＬＧに同期して、１ラインスキャンするごとに疵画像信号は疵画像処理装置３０に出力される。
【００２８】
画像処理装置３０は、撮像部２０からの疵画像信号を取り込む入力インターフェィス、画像メモリなどを含むコンピュータ（いずれも図示しない）からなっている。画像処理装置３０は、撮像部２０から順次入力される１ラインスキャンごとの疵画像信号を蓄積し、例えば特開２００４−１３８４１７号公報に記載されているように、フレーム画像を生成し、画質改善、画像解析、画像圧縮などの画像処理を用いて、疵画像および疵画像から特徴量を抽出するといった疵検出及び検出データ処理を行う。
【００２９】
オペレータ疵表示装置３１は、画像処理装置３０から送られてくる疵画像および疵画像から抽出された特徴量を含む信号を重畳し、疵の画像および特徴量を表示する。ここで特徴量は疵の種類、位置、大きさ、有害度などのデータを含んでいる。
【００３０】
図２はロール面上方からみた照明装置１０と撮像部２０の配置の平面図を示し、図３はロール軸方向からみた照明装置１０と撮像装置２０の配置の側面図を示している。照明装置１０の出力端は、図３に示すように、鋼板の幅方向に平行な被検査領域に、上側の絶縁性透明皮膜層のブリュースター角度またはその近くの入射角度で照射するように設置してあり、撮像部２０は、正反射角またその近くの角度で被検査領域からの反射光を受光するように設置されている。光ファイバー束１２の出力端１４から帯状光Ｌ１の鋼板面上の入射点までの距離は２００〜４００ｍｍとするのが好ましい。鋼板上の被検査領域である帯状光照射領域ＬＡの幅（鋼板の通板方向の幅）は、８０〜２００ｍｍ程度であり、帯状光照射領域ＬＡの長さは鋼板の全幅にわたって照射される。また、撮像部２０の受光角度は、帯状光Ｌ１の入射角度に対する正反射角度とするのが最も好ましい。あるいは正反射角度近くの角度で、第１撮像装置２１によるＰ偏光の画像、又は第２撮像装置２２によるＳ偏光の画像採取において、それぞれの偏光成分の逆の偏光成分が疵画像に顕著に影響を及ぼさない範囲であればよい。
【００３１】
図４は撮像レンズの光軸を鋼板の幅方向に所定の距離Ｄずらしたときの、第１撮像装置と第２撮像装置の撮像領域との関係を示す図であり、図５は撮像レンズの光軸を所定の距離Ｄずらさないときの、第１撮像装置と第２撮像装置の撮像領域との関係を示す図である。ここで、第１撮像装置と第２撮像装置は同一の構成とした。本実施の形態では、レンズ光軸平行移動量Ｄは、第１撮像装置と第２撮像装置との電磁鋼板の幅方向に平行な間隔Ｌと、受光面２６ａ、２６ｂと撮影レンズ２５ａ、２５ｂの主点との距離をａ、電磁鋼板表面とレンズの主点との距離をｂとすると、次の演算式（１）
Ｄ＝（Ｌ／２）（ａ／（ａ＋ｂ））…（１）
を満たすように予めレンズ光軸平行移動量Ｄを設定しているので、第１撮像装置の撮像領域ＣＰは第２撮像装置側へ、第２撮像装置の撮像領域ＣＳは第１撮像装置側へそれぞれ移動し、ほぼ完全に同一領域Ｃに一致させることができる。従って、第１撮像装置と第２撮像装置は、電磁鋼板からの垂直成分の反射角度は予め設定されたブリュースター角またはその近くの角度に保たれた状態で、電磁鋼板面上の同一領域を撮像することが可能である。
【００３２】
なお、第１撮像装置と第２撮像装置とが別の構成のときには、それぞれの受光面と撮影レンズの主点との距離をａ1及びａ２とし、またそれぞれの鋼板表面とレンズの主点との距離をｂ１及びｂ２として、第１撮像装置と第２撮像装置とが電磁鋼板面上の同一領域を撮像するように（１）を幾何光学を用いて修正すれば良い。
【００３３】
特許文献１にも記載されているが、Ｐ偏光とＳ偏光の反射光を別々に画像検出する疵検出方法について詳しく説明する。電磁鋼板１は図６に示すように皮膜の下層はグラス皮膜層（絶縁性不透明皮膜層）４２、上層は無機質コーティング層（絶縁性透明皮膜層）４３となっている。
【００３４】
上記のように構成された装置において、電磁鋼板１を板長手方向Ａに送りながら疵を検査する。照明装置１０により照明光の入射角度５５°として電磁鋼板１の表面を照明する。第１撮像装置２１と第２撮像装置２２は、撮像レンズ光軸移動手段により垂直方向の角度はブリュースター角またはその近くの角度を保持した状態で同一の撮影領域を撮像することができ、第１撮像装置２１はＰ偏光フィルター２３を介して反射光を撮像するとともに、第２撮像装置２２はＳ偏光フィルター２４を介して反射光を撮像する。
【００３５】
図７は、ガラス（絶縁被膜に相当）に対するＰ偏光成分入射光およびＳ偏光成分入射光の反射率を、法線からの入射角の関数でそれぞれに表した一例のグラフである。図７に示されるように、ガラスに対するＳ偏光の反射率曲線５１は、法線からの入射角の増大に伴って増加し続ける。入射面が平坦である場合には、ほぼとの材料に対するＳ偏光も同質の反射曲線を示す。但し、具体的な数値は屈折率に依存する。しがしながら、Ｐ偏光の反射曲線５２は、ブリュースター角で０となる。ガラスのブリュースター角は約５５°である。屈折率ｎを有する材料に対して空気を通して光を照射する場合のブリュースター角θBは、下記の式（２）
ｔａｎθB＝ｎ…（２）
に従って決定される。
【００３６】
照明装置１０からの照明光入射角を５５°として電磁鋼板１に照明すると、照明光のＰ偏光成分のほとんどは無反射で無機質コーティング層４３に入射する。無機質コーティングの屈折率とグラス皮膜の屈折率もほぼ同じであるため、ほとんど反射されずに、大部分はグラス皮膜層４２の方に透過していく。グラス皮膜は不透明であるため、無機質コーティング層４３を透過したＰ偏光成分は吸収・散乱減衰を受けつつ鋼板４１の表面に達し、そこで反射されて逆の経路を減衰しつつ、表面に出てくる投射光量に比較して大幅に減衰した光量となる。グラス皮膜４２が欠落したり、透明になったりすると、電磁鋼板表面から強い反射光が得られる。また、グラス皮膜層４２に変色があれば、強い吸収を受ける。したがって、Ｐ偏光成分だけを観察すれば、表面反射の妨害を受けずに、ＳＮ比の良い状態で、主にグラス皮膜層４２の状態を観察できる。したがって、第１撮像装置２１の前面にＰ偏光フィルター２３を設けてＰ偏光成分の強度を測定解析すれば、グラス皮膜層４２の欠落、疵、グラス層表面の汚れなどの検査することができる。
【００３７】
一方、照明光のＳ偏光成分は、強い表面反射成分が存在するから、透過成分が減衰すれば、相対的に表面反射成分が大きくなり、無機質コーティング層４３の表面の形状・散乱や吸収・反射物質の存在を、反射情報として効率よく得ることができる。したがって、第２撮像装置の前面にＳ偏光フィルターを設けてＳ偏光成分の強度を測定解析すると、無機質コーティング層４３の表面の凹凸・内部の汚れなどの疵を検査することができる。本願の疵検査装置では、第１撮像装置と第２撮像装置はともに同一箇所を同時に同じ入射光で観察することができるため、Ｐ偏光成分とS偏光成分との疵の画像および特徴量を解析することによって、より正確に疵の種類、有害度を検出できることが可能となる。
【００３８】
なお、上記の入射角度はブリュースター角と厳密に一致するように設定する必要はなく、無機質コーティング層４３でＰ偏光成分が若干反射されても、グラス皮膜層４２による反射光の検出によるグラス皮膜層４２の観察に妨害とならない範囲であれば良い。したがって、照明光の入射角度は、電磁鋼板表面の皮膜の性状により適宜実験的に定めれば良い。
【実施例】
【００３９】
実施例として、図１に示す装置を用いた。電磁鋼板の幅は１５００ｍｍである。
【００４０】
撮像装置は２０４８画素の受光素子面は２８．７ｍｍの長さのラインセンサーカメラであり、第１撮像装置３台、第２撮像装置３台で構成されている。第１撮像装置と第２撮像装置は共に視野サイズは５１２ｍｍになるようにあらかじめ光学条件を設定している。したがって、板幅方向の画素サイズは０．２５ｍｍで、ライン方向の画素サイズは通板速度に対応したＰＬＧピッチ間隔から０．５ｍｍである。
【００４１】
照明装置は、１８０Ｗのハロゲンランプ３台を光源とした、２０００ｍｍのファイバー束の出力端の照明装置で、電磁鋼板の無機質コーティング層のブリュースター角である入射角度５５°傾いて照射するように設定してある。Ｐ偏光成分画像を撮像する第１撮像装置とＳ偏光成分画像を撮像する第２撮像装置との間隔は１２０ｍｍで配置され、撮像レンズの焦点距離８５ｍｍから、受光素子面と撮影レンズの主点との距離を６３ｍｍ、鋼板表面とレンズの主点との距離は１６００ｍｍで、このときのレンズ光軸平行移動量は２．２７ｍｍに設定してある。上記の構成で疵検査装置を用いて、速度は２００ｍ／ｍｉｎで走行する電磁鋼板の表面検査をおこなったところ、透明皮膜層の表面の欠陥とグラス皮膜層欠陥を分別して判定することができ、また凹凸疵に対する大幅なＳＮ比向上を達成することができたので、誤検出の少ない確実な検査が可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の絶縁皮膜被覆帯状体の疵検査装置の一実施形態の概略を示す図である。
【図２】図１の疵検査装置を上方から見た、絶縁皮膜被覆帯状体、照明装置、及び撮像装置の配置を示す平面図である。
【図３】図１の疵検査装置を正面から見た、絶縁皮膜被覆帯状体、照明装置、及び撮像装置の配置状況を示す正面図である。
【図４】レンズ光軸をレンズ光軸平行移動量Ｄ移動させたときの第１撮像装置と第２撮像装置の撮像領域を示す平面図である。
【図５】レンズ光軸をレンズ光軸平行移動量移動させないときの第１撮像装置と第２撮像装置の撮像領域を示す正面図である。
【図６】被覆鋼板の断面を模式的に示す図である。
【図７】空気中におけるＳ偏光とＰ偏光のガラス面での反射率を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４３】
１    絶縁皮膜被覆帯状体（被検査材）
２    ロール
１０    照明装置
１１    光源
１２    光ファイバー束
１３    光ファイバー束入力端
１４    光ファイバー束出力端
２０    撮像部
２１    第１撮像装置
２２    第２撮像装置
２３    Ｐ偏光フィルター
２４    Ｓ偏光フィルター
２５ａ、２５ｂ    撮像レンズ
２５ａ、２５ｂ    受光素子
３０    疵画像処理装置
３１    オペレータ疵表示装置
４１    鋼板
４２    絶縁性不透明皮膜層（グラス皮膜層）
４３    絶縁性透明皮膜層（無機質コーティング層）
５１    Ｐ偏光の反射率曲線
５２    Ｓ偏光の反射率曲線
ＣＰ    第１撮像装置の撮像領域
ＣＳ    第２撮像装置の撮像領域
Ｄ    レンズ光軸移動量
Ｅａ    移動前の第１撮像装置のレンズ光軸
Ｅｂ    移動前の第２撮像装置のレンズ光軸
ＣＰ    第１撮像装置の撮像領域
ＣＳ    第２撮像装置の撮像領域
Ｃ    第１撮像装置と第２撮像装置の一致した場合の撮像領域
Ｄ    レンズ光軸移動量
Ｌ    第１撮像装置と第２撮像装置の設置間隔
Ｌ１    帯状光
ＬＡ    帯状光照射面
Ｓａ    移動後の第１撮像装置のレンズ光軸
Ｓｂ    移動後の第２撮像装置のレンズ光軸
【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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