(57)【要約】【課題】小さな凹凸欠陥や模様状欠陥を精度良くかつほぼ同時に検出することができる新規な表面欠陥検査装置および表面欠陥検査方法の提供。【解決手段】直線偏光を被検査面に入射し、その反射光を３つの受光カメラ29a,29b,29cで受光して前記被検査面上の欠陥を検査する方法であって、前記３つの受光カメラ29a,29b,29cのうちの第１の受光カメラ29aと第２の受光カメラ29bを前記被検査面からの正反射光路上に配置すると共に、前記第３の受光カメラ29cを正反射光路上から所定角度ずらして配置して前記被検査面からの反射光をこれら３つの受光カメラ29a,29b,29cで同時に受光して前記被検査面上の欠陥を検査する。これによって小さな模様状欠陥は勿論、従来の偏光式表面欠陥検査装置では識別が困難であった小さな凹凸欠陥についても高精度に識別することができる。【選択図】    図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検査面に直線偏光を入射する直線偏光光源と、前記被検査面からの反射光をそれぞれ所定の検光角で受光する第１〜第３の３つの受光カメラとを有する表面欠陥検査装置であって、
前記３つの受光カメラのうちの第１の受光カメラと第２の受光カメラを前記被検査面からの正反射光路上に配置すると共に、前記第３の受光カメラを正反射光路上から所定角度ずらして配置したことを特徴とする表面欠陥検査装置。
【請求項２】
請求項１に記載の表面欠陥検査装置において、
前記正反射光路上に配置される第１の受光カメラと第２の受光カメラの検光角は、それぞれ前記正反射光方向に対して３５°〜６０°および−５°〜５°となっていると共に、
前記第３の受光カメラの検光角は、前記正反射光方向に対して−３０°〜−５０°になっていることを特徴とする表面欠陥検査装置。
【請求項３】
請求項２に記載の表面欠陥検査装置において、
前記正反射光の反射角度は、前記被検査面に対して４５°〜６５°になっていると共に、前記第３の受光カメラは、前記被検査面に対して４５°〜５５°の角度で設置されていることを特徴とする表面欠陥検査装置。
【請求項４】
直線偏光を被検査面に入射し、前記被検査面からの反射光を第１〜第３の３つの受光カメラを用いてそれぞれ所定の検光角で受光して前記被検査面上の欠陥を検査するようにした表面欠陥検査方法であって、
前記３つの受光カメラのうちの第１の受光カメラと第２の受光カメラを前記被検査面からの正反射光路上に配置すると共に、前記第３の受光カメラを正反射光路上から所定角度ずらして配置した後、前記直線偏光光源から被検査面に直線偏光を入射し、前記被検査面からの反射光をこれら第１〜第３の３つの受光カメラで同時に受光して前記被検査面上の欠陥を検査するようにしたことを特徴とする表面欠陥検査方法。
【請求項５】
請求項４に記載の表面欠陥検査方法であって、
前記第１〜第３の受光カメラの前にそれぞれの受光量を調節するフィルターを設けると共に、当該フィルターの透過率と前記直線偏光光源とを前記被検査面の種別ごとに調節して前記被検査面の種別ごとに異なる前記第１〜第３の受光カメラの受光輝度を平滑化することを特徴とする表面欠陥検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、薄鋼板表面などの被検査面に光を照射してその検査面の表面欠陥（凹凸状欠陥や模様状欠陥）を光学的に検出するための表面欠陥検査装置および表面欠陥検査方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車用外板鋼板などの極めて高い品質精度が要求される鋼板を出荷するに際しては、その表面の凹凸欠陥や模様状欠陥などを検出すべく厳格な表面欠陥検査が行われている。
この鋼板表面の欠陥検査方法としては、検査員による目視検査の他、製造ラインを流れる鋼板にレーザ光を照射してその反射パターンで表面欠陥を検出する方法が主流であったが、目視検査方法では見落としや検査員による技量の差が大きく、また、レーザ光を用いる方法では大きな凹凸状欠陥はほぼ１００％検出できるものの表面が平滑な模様状欠陥や微小な凹凸状欠陥には対応できないといった欠点がある。
【０００３】
そのため、最近ではこれらの検査方法に代わって、偏光を利用したいわゆる偏光式表面欠陥検査方法や光の乱反射を利用したいわゆる乱反射式表面欠陥検査方法が主流となってきている。
この偏光式表面欠陥検査方法は、例えば以下の特許文献１や２などに示すように、入射光に対して正反射位置３つの偏光カメラを設置し、これら３つの偏光カメラによって偏光角をそれぞれ異ならしめて受光するようにしたものであり、模様状欠陥に光を入射した場合の反射率の違いにより、偏光角に散乱された光を３つの偏光カメラで受光することで特に模様状欠陥に対して精度良く識別することが可能となっている。
【０００４】
一方、乱反射式表面検査方法は、例えば以下の特許文献３などに示すように、光の正反射位置と乱反射位置とにそれぞれ受光カメラを設置し、それぞれの正反射光と乱反射光のカメラ信号を比較し、例えばお互いの論理和をとるなどによって特に凹凸状欠陥に対して精度良く識別することが可能となっている。
【特許文献１】特開平１１−１８３３９８号公報
【特許文献２】特開平９−１６６５５２号公報
【特許文献３】特開昭５８−２０４３５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、前者の偏光式表面欠陥検査方法（装置）では、模様状の欠陥や大きな凹凸欠陥は容易に識別できるが、小さな凹凸欠陥は識別し難いといった欠点がある。
一方、前述した第２の方法（装置）では、これとは反対に、凹凸欠陥や大きな模様状欠陥の識別には優れているが、小さな模様状欠陥は識別し難いといった欠点がある。
すなわち、従来の方法（装置）では、小さな凹凸欠陥や模様状欠陥を同時に検出することは殆ど不可能であり、これらの微小な表面欠陥を検出するためには、これら２種類の装置を製造ライン方向にリニアに並べて段階的に検査するしか方法がなく、その分検査に要する手間やコストが高くなるといった問題点がある。
そこで、本発明はこのような課題を有効に解決するために案出されたものであり、その主な目的は、小さな凹凸欠陥や模様状欠陥を精度良くかつほぼ同時に検出することができる新規な表面欠陥検査装置および表面欠陥検査方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するために請求項１の発明は、
被検査面に直線偏光を入射する直線偏光光源と、前記被検査面からの反射光をそれぞれ所定の検光角で受光する第１〜第３の３つの受光カメラとを有する表面欠陥検査装置であって、前記３つの受光カメラのうちの第１の受光カメラと第２の受光カメラを前記被検査面からの正反射光路上に配置すると共に、前記第３の受光カメラを正反射光路上から所定角度ずらして配置したことを特徴とする表面欠陥検査装置である。
すなわち、本発明装置は前述したような従来の偏光式表面欠陥検査装置を構成する３つの受光カメラのうちの１つの受光カメラの位置を正反射光路上から所定角度ずらして配置したものであり、これによって後に実証するように従来の偏光式表面欠陥検査装置では識別が困難であった小さな凹凸欠陥についても高精度に識別することができる。
【０００７】
また、請求項２の発明は、
請求項１に記載の表面欠陥検査装置において、前記正反射光路上に配置される第１の受光カメラと第２の受光カメラの検光角は、それぞれ前記正反射光方向に対して３５°〜６０°および−５°〜５°となっていると共に、前記第３の受光カメラの検光角は、前記正反射光方向に対して−３０°〜−５０°になっていることを特徴とする表面欠陥検査装置である。ここで、第１の受光カメラの検光角は前記正反射光に対して３５°〜６０°であれば良いが、好ましくは約４０°である。また、同様に第２の受光カメラの検光角は前記正反射光に対して−５°〜５°であれば良いが、好ましくは約０°である。
【０００８】
また、請求項３の発明は、
請求項２に記載の表面欠陥検査装置において、前記正反射光の反射角度は、前記被検査面に対して４５°〜６５°になっていると共に、前記第３の受光カメラは、前記被検査面に対して４５°〜５５°の角度で設置されていることを特徴とする表面欠陥検査装置である。ここで、前記正反射光の反射角度は、前記被検査面に対して４５°〜６５°が望ましいが、より好ましくは６０°である。
【０００９】
一方、請求項４の発明は、
直線偏光を被検査面に入射し、前記被検査面からの反射光を第１〜第３の３つの受光カメラを用いてそれぞれ所定の検光角で受光して前記被検査面上の欠陥を検査するようにした表面欠陥検査方法であって、前記３つの受光カメラのうちの第１の受光カメラと第２の受光カメラを前記被検査面からの正反射光路上に配置すると共に、前記第３の受光カメラを正反射光路上から所定角度ずらして配置した後、前記直線偏光光源から被検査面に直線偏光を入射し、前記被検査面からの反射光をこれら第１〜第３の３つの受光カメラで同時に受光して前記被検査面上の欠陥を検査するようにしたことを特徴とする表面欠陥検査方法である。
これによって、前記請求項１の発明と同様に、従来の偏光式表面欠陥検査装置が得意とする模様状欠陥を精度良く検出できることは勿論、識別が困難であった小さな凹凸欠陥についても高精度に識別することができる。
【００１０】
また、請求項５の発明は、
請求項４に記載の表面欠陥検査方法であって、前記第１〜第３の受光カメラの前にそれぞれの受光量を調節するフィルターを設けると共に、当該フィルターの透過率と前記直線偏光光源とを前記被検査面の種別ごとに調節して前記被検査面の種別ごとに異なる前記第１〜第３の受光カメラの受光輝度を平滑化することを特徴とする表面欠陥検査方法である。
これによって、前記被検査面の種別に拘わらず、その被検査面の小さな凹凸欠陥についても高精度に識別することができる。
【００１１】
次に、このような本発明の表面欠陥検出の原理を図面を用いて詳細に説明する。
先ず、本発明の表面欠陥検査装置が検査対象とする鋼板表面の光学的反射の形態を鋼板表面のミクロな凹凸形状と関連付けて説明する。
例えば、検査対象が合金化亜鉛めっき鋼板の場合においては、図１０（ａ）に示すように下地の冷延鋼板は、溶融亜鉛めっきされた後、合金化炉を通過する。この間に下地鋼板１の鉄元素がめっき層２の亜鉛中に拡散し、通常図１０（ｃ）に示すように合金の柱状結晶３を形成する。このめっきされた鋼板４は次にロール５ａ、５ｂで調質圧延される。すると、図１０（ｄ）に示すように、柱状結晶３における特に突出した箇所がロール５ａ、５ｂで平坦に潰され、それ以外の箇所は元の柱状結晶３の形状を維持したままとなる。
そして、この調質圧延のロール５ａ、５ｂにて平坦に潰された部分をテンパ部６と呼び、それ以外の調質圧延のロール５ａ、５ｂが当接しない元の凹凸形状を残した部分を非テンパ部７と称する。
【００１２】
図１１は、このようなテンパ部６と非テンパ部７とを有する鋼板４の表面でどのような光学的反射が生ずるかをモデル化した断面模式図である。
調質圧延のロール５ａ、５ｂにより押し潰されたテンパ部６に入射した入射光８は鋼板４の正反射方向に鏡面的に反射して正反射光９となる。
一方、調質圧延のロール５ａ、５ｂが当接しない元の柱状結晶３の構造を残す非テンパ部７に入射した入射光８は、ミクロに見れば柱状結晶３の各表面の微小面素一つ一つにより鏡面的に反射されるが、反射方向は鋼板４の正反射方向とは必ずしも一致しない拡散反射光１０となる。
【００１３】
従って、鋼板４の表面におけるテンパ部６および非テンパ部７の各反射光の角度分布はマクロに見ればそれぞれ図１２（ａ）、（ｂ）のようになる。すなわち、テンパ部６では鋭い鏡面性の正反射が発生し、非テンパ部７では柱状結晶３の表面の微小面素の角度分布に対応した広がりをもった拡散反射光となる。なお、本発明においては、このテンパ部６の反射光を正反射光９と称し、非テンパ部７の反射光を拡散反射光１０と称する。
【００１４】
そして実際にはテンパ部６と非テンパ部７はマクロ的には混在しているので、カメラ等の光学測定器で観察される反射光の角度分布は、図１２（ｃ）に示すように正反射光９および拡散反射光１０の角度分布をテンパ部６と非テンパ部７とのそれぞれの面積率に応じて加算したものとなる。以上、テンパ部６と非テンパ部７とを合金化亜鉛めっき鋼板を例に説明したが、調質圧延により平坦部が生じる他の鋼板にも一般に成立する。
【００１５】
次に、本発明で検出可能である顕著な凹凸形状をもたない模様状ヘゲ欠陥などと呼ばれる模様状欠陥の光学反射特性について説明する。
図１３に示すように、合金化溶融亜鉛めっき鋼板に見られるヘゲ欠陥（ヘゲ部１１）は、めっき加工前の冷延鋼板原板にヘゲ欠陥（ヘゲ部１１）が存在し、その上にめっき層２が乗り、さらに下地鋼板１の鉄元素の拡散によるヘゲ欠陥の合金化が進行したものである。
【００１６】
一般にヘゲ部１１は、鋼板４の正常部分を示す母材１２と比較して例えばめっき厚に違いが生じたり、合金化の程度に違いが生じる。その結果、例えば、ヘゲ部１１のめっき厚が厚く母材１２に対し、凸の場合には、調質圧延が印加されることによりテンパ部６の面積が非テンパ部７に比べて多くなる。逆に、ヘゲ部１１のめっき厚が薄く母材１２に比べ凹の場合には、ヘゲ部１１は調質圧延のロール５ａ、５ｂが当接せず、非テンパ部７が大半を占める。また、ヘゲ部１１の合金化が浅い場合には微小面素の角度分布は鋼板法線方向に強く、拡散性は小さくなる。
【００１７】
次に、このようなヘゲ部１１と母材部１２の表面正常の違いにより、模様状ヘゲ欠陥がどのように見えるかを説明する。
上述したモデルに基づき、ヘゲ部１１と母材部１２の違いについて分類すると、一般に次の３種類（ａ〜ｃ）に分けられる。
（ａ）ヘゲ部１１におけるテンパ部６の面積率および非テンパ部７の微小面素の角度分布が、母材部１２におけるテンパ部６の面積率および非テンパ部７の微小面素の角度分布と異なる（図１５（ａ）、図１４（ａ））。
【００１８】
（ｂ）ヘゲ部１１におけるテンパ部６の面積率は母材部１２におけるテンパ部６の面積率と異なるが、ヘゲ部１１における非テンパ部７の微小面素の角度分布は母材部１２における非テンパ部７の微小面素の角度分布と変わらない（図１５（ｂ）、図１４（ｂ））。
（ｃ）ヘゲ部１１における非テンパ部７の微小面素の角度分布は母材部１２における非テンパ部７の微小面素の角度分布と異なるが、ヘゲ部１１におけるテンパ部６の面積率は母材部１２におけるテンパ部６の面積率と変わらない（図１５（ｃ）、図１４（ｃ））。
【００１９】
図１６に示すように、入射光８が当接する微小面素１３の法線方向の鋼板４の鋼板法線方向に対する傾斜角度を微小面素１３の法線角度ξ（クスィー、クサイ）とし、この法線角度ξとテンパ部６の面積率Ｓ（ξ）との関係を、上述した（ａ）〜（ｃ）の３つの場合について、図１５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示す。
このようなテンパ部６の面積率Ｓ（ξ）および微小面素１３の角度分布の違いが、図１４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すような反射光量の角度分布の違いとして観察される。図中実線で示す角度分布がヘゲ部１１に対応するヘゲ部角度分布１１ａであり、図中点線で示す角度分布が母材部１２に対応する母材部角度分布１２ａである。
【００２０】
すなわち、図１４（ａ）は、ヘゲ部角度分布１１ａと、母材部角度分布１２ｅとの間において、正反射成分と拡散反射成分とが共に差が存在する場合を示し、図１４（ｂ）は、正反射成分のみに差が存在する場合を示し、図１４（ｃ）は拡散反射成分のみに差が存在する場合を示す。
そして、ヘゲ部角度分布１１ａと母材部角度分布１２ａとでテンパ部６の面積率Ｓ（ξ）に相違がある場合には、図１４（ａ）、（ｂ）に示すように、その差は正反射方向から観察される。具体的には、正反射方向からヘゲ部１１の反射光を測定した場合と、母材部１２の反射光を測定した場合に、ヘゲ部１１のテンパ部６の面積率Ｓ（ξ）が母材部１２のテンパ部６の面積率Ｓ（ξ）より大きい場合には、ヘゲ部１１は母材部１２に比較して相対的に明るく見える。逆に、ヘゲ部１１のテンパ部６が母材部１２より小さいときにはヘゲ部１１は母材部１２に比較して相対的に暗く観察される。
【００２１】
ヘゲ部角度分布１１ａと母材部角度分布１２ａとでテンパ部６の面積率Ｓ（ξ）に違いがない場合には、図１４（ｃ）に示すように正反射方向からの単なる受光強度の差を観察するのみではヘゲ部１１の存在を観察できない。しかし、拡散反射成分の拡散性（角度分布）に違いがあるときには図１４（ｃ）に示すように正反射方向以外の拡散方向から欠陥が観察される。
【００２２】
例えば、ヘゲ部１１の拡散反射成分の拡散性（角度分布）が小さいときには、一般に正反射方向に比較的近い拡散方向からはヘゲ部１１は明るく観察され、正反射方向から離れるにしたがって明るさは小さくなり、ある角度で観察不能となる。さらに正反射方向から遠ざかると今度はヘゲ部１１は暗く観察される。 
このようなヘゲ部１１を母材部１２と確実に区別して検出するためには、図１５において、どういう角度（法線角度ξ）の微小面素１３からの反射光を抽出するのかを検討することが必要である。例えば、先の図１４（ａ）、（ｂ）の例のように、正反射方向でヘゲ部１１と母材部１２の違いを検出するということは、図１５で示される微小面素１３の角度分布のうち微小面素１３の法線角度ξ＝０について抽出し、ヘゲ部１１と母材部１２との違いを検出していることになる。 
【００２３】
ここで、微小面素１３の法線角度ξ＝０の反射光を抽出するということを数学的に表現すると、図１５の特性（面積率Ｓ（ξ））それぞれに、図１７（ａ）に示すデルタ関数δ（ξ）で表される抽出特性を示す関数（以後この関数を重み関数Ｉ（ξ）と呼ぶ）を乗じて積分することに相当する。 
また、例えば、入射角６０°において、正反射方向から２０°ずれた４０°の角度位置で反射光を測定することは、図１７（ｂ）のようなデルタ関数δ（ξ＋１０）なる重み関数Ｉ（ξ）を用いて計算することに相当する。 
【００２４】
なお、図１６に示すように、反射角度θ´と微小面素１３の法線角度ξと入射光８の入射角度θとの関係は簡単な幾何学的考察によって以下の式（１）で求まる。 
θ´＝−θ＋２ξ …（１）
すなわち、どういう角度（法線角度ξ）の微小面素１３からの反射光を抽出するかということは、どのような重み関数Ｉ（ξ）を設計するかということに相当することが理解できる。 
【００２５】
このような観点から、図１５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）で表されるような各ヘゲ部１１を母材部１２と弁別し検出するための重み関数Ｉ（ξ）を考えると、図１７（ａ）、（ｂ）に示すデルタ関数δ（ξ），δ（ξ＋１０）も有効な重み関数Ｉ（ξ）の一つである。 
なお、重み関数Ｉ（ξ）は、必ずしも図１７に示した特定の法線角度のみを抽出する幅が無限小のデルタ関数δ（ξ）である必要はなく、ある程度の信号幅を有することも可能である。 
【００２６】
しかしながら、このような弁別手法においては、２つの光学系の視野を同一にすることはできない。また、拡散反射光を測定するために一旦カメラを設置すると、その重み関数Ｉ（ξ）を変更することは、カメラの設置位置を変更することが必要であるから、容易ではない。 
前者の課題に対しては同一光軸上の測定の必要がある。すなわち、拡散反射光を捉えるのでなく、鋼板４の正反射方向からの測定のみで正反射成分と拡散反射成分との両成分が捉えられることが望ましい。そして、後者の課題に対しては、重み関数Ｉ（ξ）をある程度自由度をもって設定できることが望ましい。 
【００２７】
そこで、本発明においては、まず光源として、レーザのような平行光源ではなく拡散特性をもつ線状の光源、すなわち線状拡散光源を用いている。また、鋼板４の正反射方向から正反射成分と拡散反射成分とを分離して抽出する必要があるので偏光を用いている。 
この線状拡散光源（直線偏光光源）の効果を説明するために、図１８（ａ）、（ｂ）に示すように、線状拡散光源１４を鋼板４の表面に平行に配置し、光源に垂直な面内にあり、入射角が出射角と一致する方向である鋼板正反射方向から鋼板４上の一点を観察したときの反射特性を考える。
【００２８】
図１８（ａ）に示すように、線状拡散光源１４の中央部から照射された入射光８の場合、テンパ部６に入射した入射光８は鏡面的に反射され、鋼板正反射方向で全て捉えられる。一方、非テンパ部７に入射した光は拡散的に反射され、たまたま鋼板法線方向と同一方向を向いている微小面素１３により反射された分のみが捉えられる。このような方向を向いている微小面素１３は非常に少ないので、鋼板正反射方向に配設された受光カメラで捉えられる反射光のうちではテンパ部６からの正反射光が支配的である。 
【００２９】
これに対し、図１８（ｂ）に示すように、線状拡散光源１４の中央部以外の位置から照射された入射光８の場合には、テンパ部６に入射した光は鏡面反射して鋼板正反射方向とは異なる方向へ反射する。そのため、鏡面反射した光は鋼板正反射方向では捉えることができない。一方、非テンパ部７に入射した光は拡散的に反射され、そのうち鋼板正反射方向に反射された分が受光カメラで捉えられる。従って、鋼板正反射方向に配設された受光カメラで捉えられる反射光は全て非テンパ部７で反射した拡散反射光である。
以上２つの場合を併せると、線状拡散光源１４の長尺方向全体から照射される全ての入射光８のうち鋼板正反射方向からの観察で捉えられるのは、テンパ部６からの正反射光と非テンパ部７からの拡散反射光との和である。 
【００３０】
次に、鋼板４の正反射方向から線状拡散光源１４を使用して観察した場合に、偏光特性がどう変化するかについて説明する。
一般に、鏡面状の金属表面での反射においては、電界の方向が入射面に平行な光（Ｐ偏光）あるいは入射面に直角な光（Ｓ偏光）においては、反射によっても偏光特性は保存される。すなわち、Ｐ偏光のまま、またはＳ偏光のまま出射する。また、Ｐ偏光成分とＳ偏光成分とを同時にもつ任意の偏光角を有した直線偏光が反射されると、Ｐ、Ｓ偏光の反射率比tanΨおよび位相差Δに応じた楕円偏光となって出射する。
【００３１】
合金化亜鉛めっき鋼板に線状拡散光源１４から光が照射される場合を図１９（ａ）、（ｂ）を用いて説明する。
図１９（ａ）に示すように、線状拡散光源１４の中央部から出射した光は鋼板４のテンパ部６で鏡面反射して鋼板正反射方向で観察される。これに関しては上記一般の鏡面状の金属表面での反射がそのまま成立する。 
一方、図１９（ｂ）に示すように、線状拡散光源１４の中央部以外の位置から出射した光は、鋼板４の非テンパ部７の結晶表面の傾いた微小面素１３で鏡面反射して鋼板正反射方向で観察される。この場合、鋼板４の入射面に平行なＰ偏光の光を入射したとしても実際に反射する傾いた微小面素１３に対して考えた場合には入射面は微小面素１３に対して平行ではなく、Ｐ、Ｓ両偏光成分をもつ直線偏光であるため、楕円偏光となって出射する。線状拡散光源１４からＳ偏光を入射した場合も同様である。 
【００３２】
また、線状拡散光源１４からＰ、Ｓ両偏光成分をもつ任意の偏光角αの直線偏光が鋼板４に入射した場合、線状拡散光源１４の中央部以外の位置から傾いた微小面素１３に入射した光は偏光角αが傾いて作用するため、鋼板正反射方向に出射する楕円偏光の形状は、線状拡散光源１４の中央部から入射してテンパ部６で鏡面反射した光とは異なる。 
以下、Ｐ，Ｓ両偏光成分をもつ直線偏光を線状拡散光源１４から鋼板４に入射する場合について詳細に検証する。
【００３３】
まず、図２０に示すように、線状拡散光源１４からの入射光８を方位角（偏光角）αを有する偏光板１５で直線偏光にした後、水平に配置された鋼板４に入射させ、その正反射光を受光カメラ１６で受光する。前述したように、線状拡散光源１４上のＣ点から出射された入射光８については、鋼板４におけるテンパ部６により鏡面反射された成分、および、非テンパ部７におけるたまたま法線が鋼板４の鉛直方向を向いた法線角度ξ＝０の微小面素１３から拡散反射された成分が鋼板４上のＯ点から受光カメラ１６方向へ反射する光に寄与している。 
【００３４】
一方、図２１に示すように、線状拡散光源１４上の鋼板４のＯ点から見て角度φだけずれた点Ａからの入射光８については、鏡面反射成分は受光カメラ１６方向とは異なる方向に反射されるため、前述した法線角度ξの微小面素１３による拡散反射成分のみが寄与する。 
ここで、入射光８の入射方向を示す角度φと微小面素１３の法線角度ξとの関係は、入射光８の鋼板４に対する入射角度θを用いて、簡単な幾何学的考察により、以下の式（２） 式で与えられる。 
cosξ＝［２・ cosθ・ cos2（φ／２）］
／［s in2 φ＋４・｛ cos2 θ・ cos4 （φ／４）
＋sin2 θ・ sin4 （φ／２）｝］1/2 …（２） 
【００３５】
次に、このようにして反射された光の偏光状態について考える。 
Ｃ点から出射された入射光８が、方位角（偏光角）αの偏光板１５を通り、鋼板４上のＯ点にて鏡面反射された後の偏光状態ＥC は、偏光光学で一般に用いられるジョーンズ行列を用いて、
ＥC ＝Ｔ・Ｅin …（３）
と表される。
但し、Ｅin  は偏光板１５の方位角（偏光角）αの直線偏光ベクトルを示し、Ｔは鋼板４の反射特性行列を示す。
そして、直線偏光ベクトルＥinおよび反射特性行列Ｔはそれぞれ以下の式（４）、（５）で与えられる。
【００３６】
【数１】
2008267972.tif 000003
【００３７】
但し、tanΨ：Ｐ，Ｓ偏光の振幅反射率比
Δ：Ｐ，Ｓ偏光の反射率の位相差
ｒS ：Ｓ偏光の振幅反射率
同様に、線状拡散光源１４上のＡ点から出射した入射光８が、法線角度ξの微小面素１３で受光器１６方向に反射された光の偏光状態ＥA は、入射面が偏光板１５および受光カメラ１６の検光子と直交しているとすれば以下の式（６）で与えられる。 
ＥA ＝Ｒ（ξ）・Ｔ・Ｒ（−ξ）・Ｅin …（６） 
但し、Ｒは回転行列であり、以下の式（７）で与えられる。 
【００３８】
【数２】
2008267972.tif 000004
【００３９】
前述した式（３）は、式（６）において微小面素１３の法線角度ξ＝０とした特別の場合であり、正反射成分についても散反射成分についても式（６）を用いて統一的に考えることができる。式（６）を計算し、法線角度ξの微小面素１３からの反射光の楕円偏光状態を図示すると、図２２に示すようになる。 
但し、ここで入射偏光の方位角（偏光角）αは４５°、入射角θは６０°、鋼板４の反射特性としてＰ，Ｓ偏光の振幅反射率比の逆正接Ψ＝２８゜、Ｐ，Ｓ偏光の反射率の位相差Δ＝１２０゜とした。
【００４０】
図２２より、法線角度ξ＝０、すなわち正反射の場合の楕円に対して法線角度ξの値が変化するにしたがって、楕円が傾いていくのが理解できる。 
従って、例えば受光カメラ１６の前に検光子１７を挿入し、その検光角βを設定することによって、どの法線角度ξの微小面素１３からの反射光をより多く抽出するかを選択することができる。 
このことを定量化するために、図２１に示すように、式（３）で表される偏光状態ＥA の反射光に対して検光角βの検光子１７を挿入した後における偏光状態Ｅ0 を求めると、以下の式（８）となる。 
Ｅ0 ＝Ｒ（β）・Ａ・Ｒ（−β）・ＥA 
＝Ｒ（β）・Ａ・Ｒ（−β）・Ｒ（ξ）・Ｔ・Ｒ（−ξ）・Ｅin …（８）
但し、Ａは検光子１７を表す行列であり、以下の式（９）で示される。 
【００４１】
【数３】
2008267972.tif 000005
【００４２】
次に、この式（８）から受光カメラ１６で検出する法線角度ξの微小面素１３からの反射光の光強度を求める。
前述したように、該当微小面素１３の面積率をＳ（ξ）とすると、以下の式（１０）が成立する。 
Ｓ（ξ）・｜Ｅ0 ｜2 ＝ｒS 2 ＥP 2 ・Ｓ（ξ）・Ｉ（ξ，β）
Ｉ（ξ，β）＝ tan2 Ψ・cos2 （ξ−α）・cos2 （ξ−β）
＋２・tanΨ・cosΔ・cos（ξ−α）・sin（ξ−α）
×cos（ξ−β）・sin（ξ−β）
＋sin2 （ξ−α）・sin2 （β−ξ）…（１０）
上式におけるＩ（ξ，β）は、前述したように、法線角度ξの微小面素１３からの反射光をどの程度抽出できるかを示す重み関数であり、光学系および被検体の偏光特性に依存する。そして、それに鋼板４の反射率ｒS 2 、入射光光量ＥP 2、面積率Ｓ（ξ）を乗じたものが検出される光強度になる。 
【００４３】
表面処理鋼板などのように、鋼板表面の材質が均−な対象を考える場合は反射率ｒS 2 の値は一定と考えられる。また、入射光光量ＥP 2 は入射光量が光源の位置によらず均一ならば同じく一定の値としてよい。 
従って、受光カメラ１６が検出する光強度を求めるには、法線角度ξの微小面素１３の面積率Ｓ（ξ）と重み関数Ｉ（ξ，β）とを考えれば良い。
ここで、重み関数Ｉ（ξ，β）について考える。法線角度ξの微小面素１３からの寄与が最も大きくなるような検光子１７の検光角β0 を選定しようとした場合、その候補は次の式（１１）をβについて解くことによって与えられる。 
【００４４】
【数４】
2008267972.tif 000006
【００４５】
この式（１１）により、法線角度ξ＝０、すなわち鏡面反射成分の寄与が最も大きくなるような検光角βを求めると、検光角βは約−４５°である。但し、ここでも、鋼板４の反射特性として前述した反射率比の逆正接Ψ＝２８°、位相差Δ＝１２０°を採用し、線状拡散光源１４からの入射光８に対する偏光板１５の方位角（偏光角）α＝４０°を採用した。 
【００４６】
図２３に、検光子１７の検光角βが−４５°の場合における微小面素１３の法線角度ξと重み関数Ｉ（ξ，−４５）との関係を示す。但し、見やすさのために重み関数Ｉ（ξ，−４５）の最大値を［１］に規格化してある。 
図２３の特性から、法線角度ξ＝０°、すなわち正反射成分が最も支配的で、逆に法線角度ξ＝±３５°付近の微小面素１３からの鏡面拡散反射光が最も抽出されないことが理解できる。 
また、逆に法線角度ξ＝±３５°の反射光を最も良く抽出するような検光子１７の検光角βを式（１０）および式（１１）より求めると、およそβ＝４０°である。
検光子１７の検光角β＝４０°に対する微小面素１３の法線角度ξと重み関数Ｉ（ξ，４０）の関係を図２４に示す。 
【００４７】
なお、図２４の重み関数Ｉ（ξ，β）の特性が左右対称でないのは、入射面（微小面素１３に対する入射光８と反射光により張られる平面）を基準に考えると、微小面素１３の法線角度ξが正の場合、見かけ上入射光８の偏光の方位角（偏光角）αが小さくなる（Ｐ偏光に近づく）ことと、鋼板４のＰ偏光反射率がＳ偏光反射率より小さいことによる。
また、検光子１７の検光角β＝−４５°と４０°の中間の特性となるβ＝０°についても計算した重み関数Ｉ（ξ，０）も図２４に示した。
【００４８】
式（１０）で示したように、法線角度ξの微小面素１３からの反射光強度は、重み関数Ｉ（ξ，β）と面積率Ｓ（ξ）の積により与えられるから、最終的に受光カメラ１６で受光する光強度は［Ｓ（ξ）・Ｉ（ξ，β）］を法線角度ξについて積分したものになる。例えば、図２５に示すような反射特性を有する鋼板４からの反射光を、検光角βが−４５°の検光子１７を通して受光した場合、図２５で示される面積率Ｓ（ξ）を図２３に示す重み関数Ｉ（ξ，β）で示される重みをつけて積分したものが実際に受光した光強度となる。
【００４９】
そこで、鋼板４の表面に、図１４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示されるような特性のヘゲ部１１が存在した場合を考える。その場合の各面積率Ｓ（ξ）は、それぞれ図１５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）のようになっている。 
まず、図１４（ｂ）、図１５（ｂ）のように鏡面反射成分のみに違いがある場合を考える。このような欠陥を検光角β＝−４５°の検光子１７を通して受光したときの光強度は、図１５（ｂ）に示す面積率Ｓ（ξ）に図２３で表される重み関数Ｉ（ξ，β）をかけて積分したものに相当するから、母材部１２とヘゲ部１１との反射光量の違いを検出することができる。 
【００５０】
また、同一欠陥を検光角β＝４５°の検光子１７を通して受光したときの光強度については、図１５（ｂ）に示すように、拡散反射成分に違いがないため、図２４の検光角β＝４０°の重み関数Ｉ（ξ，β）をかけて積分することを考えると明らかなように、母材部１２とヘゲ部１１との違いを検出することができない。 
また、図１４（ｃ）、図１５（ｃ）のように拡散反射成分のみに違いがある場合には、逆に、検光角β＝−４５°の検光子１７を通したのでは検出できず、検光角β＝４０°の度検光子１７を通したときに検出できる。 
【００５１】
但し、母材部１２とヘゲ部１１の拡散反射成分の違いがなくなっている法線角度ξは、図１５（ｃ）では法線角度ξ＝±２０°付近であったが、もし、その角度がたまたま±３０数°付近となる欠陥があると、検光角β＝４０°の検光子１７を通しても検出できなくなる。 
その場合は、別の重み関数（例えばＩ（ξ，９０））となるような検光角β（例えば０゜）の検光子１７をもう一つ別に用意し、３番目の受光カメラ１６で受光するようにすれば良い。 
一般に、鋼板４の表面の母材部１２とヘゲ部１１の反射特性は図１４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）のいずれかであるので、ヘゲ部１１の見落としをなくするためには、３つの異なる検光角βの検光子１７を用い、対応する３つの法線角度ξの微小面素１３からの反射光を抽出して受光するようにすることが必要である。 
【００５２】
また、図１４（ａ）、図１５（ａ）のように正反射成分、拡散反射成分ともに違いがある場合には、基本的には、例えば−４５°と＋４０°とのいずれの検光子１７を通した反射光でも母材部１２とヘゲ部１１との違いを検出できる。 
そして、本発明は前述したように、この−４５°の検光子１７を有する受光カメラ１６（偏光カメラ）を正反射光路（６０°）から所定角度（５５°〜４５°）ずらして配置して乱反射光を受光するようにしたものであり、このような検出原理によって微小な模様状欠陥のみならず微小な凹凸状欠陥も精度良く検出することができる。
【発明の効果】
【００５３】
本発明によれば、従来の偏光式表面欠陥検査装置を構成する３つの受光カメラのうちの１つの受光カメラの位置を正反射光路上から所定角度ずらして配置したため、従来の偏光式表面欠陥検査装置では識別が困難であった小さな凹凸欠陥についても高精度に識別することができる。
この結果、本発明装置のみによって小さな凹凸欠陥や模様状欠陥を精度良く同時に検出できるため、従来のように２種類の装置を製造ライン方向にリニアに並べて段階的に検査するような方法に比較して、検査に要する手間やコストを省くことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５４】
以下、本発明を実施するための最良の形態を添付図面を参照しながら詳述する。
図１（ａ）は本発明に係る表面欠陥検査装置１００の実施の一形態を示す側面図であり、図１（ｂ）は同表面欠陥検査装置１００を示す平面図、図２は同表面欠陥検査装置１００の光学系のおおまかな配置関係を分かりやすく示す斜視図である。 
図示するようにこの表面欠陥検査装置１００は、亜鉛系めっき鋼板の品質検査ライン上に設置された例であり、図中矢印方向に搬送される帯状の鋼板２１の搬送路の上方位置にその幅方向に沿って配設される線状拡散光源２２と、この線状拡散光源２２から鋼板２１表面に照射された線状の反射光を受光する受光部２７と、その受光部２７からの信号を処理する信号処理部４０とを主に備えた構成となっている。
【００５５】
この線状拡散光源２２は、一部に拡散反射塗料を塗布した透明導光棒の両端から内部へメタルハライド光源の光を投光することによって、幅方向に一様の出射光を得るようになっている。そして、この線状拡散光源２２の各位置から出射された鋼板２１に対する入射光２３は、シリンドリカルレンズ２４と偏光板２５を介して走行状態の鋼板２１の全幅に対して、例えば６０°の入射角θで照射するようになっており、この鋼板２１で反射された反射光２６は、鋼板正反射方向に配置された受光部２７に入射するようになっている。なお、偏光板２５の方位角（偏光角）αは、例えば４５°に設定されている。 
この受光部２７は、レンズの前に検光角βが４０°、０°、−４５°に設定された検光子２８ａ，２８ｂ，２８ｃを有する３台のリニアアレイカメラからなる受光カメラ２９ａ（第１の受光カメラ），２９ｂ（第２の受光カメラ），２９ｃ（第３の受光カメラ）から構成されている。 
【００５６】
そして、これら各受光カメラ２９ａ，２９ｂ，２９ｃのうち、検光角βが４０°および０°に設定された検光子２８ａ，２８ｂをそれぞれ有する受光カメラ２９ａ，２９ｂの２台は、正反射光路（反射角θ）上であってそれぞれの各光軸は互いに平行に維持されているのに対し、検光角βが−４５°に設定された検光子２９ｃを有する受光カメラ２９ｃは、鋼板２１の表面（照射面）に対して約５０°の反射角θで設置されている。なお、３台の受光カメラ２９ａ，２９ｂ，２９ｃの視野のずれは、信号処理部４０において補正している。また、このようにリニアアレイカメラを採用することによって、ビームスプリッタを用いる場合に比べて、光量のロスがなくなり、効率的な測定が可能となる。 
ここで、受光部２７を構成する受光カメラ２９ａ，２９ｂ，２９ｃとしては具体的には特に限定されるものではないが、前述したリニアアレイカメラの代りに２次元ＣＣＤカメラや、単一光検出素子とガルヴァノミラーやポリゴンミラーを組み合わせた走査型の光検出器などを使用することも可能である。 
【００５７】
また、線状拡散光源２２として、蛍光灯を使用することもできる。また、バンドルファイバの出射端を直線上に整列させたファイバ光源を使用することもできる。各ファイバからの出射光は、ファイバのＮ／Ａに対応して充分な広がり角をもつため、これを整列させたファイバ光源は実質的に線状拡散光源となるためである。 
そして、このようにして各受光カメラ２９ａ，２９ｂ，２９ｃで受光された反射光２６における鋼板２１の幅方向の１ライン分の各画素ごとの光強度は、それぞれ光強度信号ａ，ｂ，ｃに変換されて図３に示すような信号処理部４０へ送信されるようになっている。
【００５８】
図３は、この信号処理部４０の概略構成を示すブロック図である。 
４０°の検光子２８ａが組込まれた第１のカメラとしての受光カメラ２９ａ、０°の検光子２８ｂが組込まれた第２のカメラとしての受光カメラ２９ｂ、−４５°検光子２８ｃが組込まれた第３のカメラとしての受光カメラ２９ｃから入力された各光強度信号ａ，ｂ，ｃは、それぞれ平均値間引き部３０ａ，３０ｂ，３０ｃへ入力される。 
【００５９】
各平均値間引き部３０ａ〜３０ｃは、各受光カメラ２９ａ〜２９ｃのスキャン周期ごとに各受光カメラ２９ａ〜２９ｃから入力される各光強度信号ａ〜ｃを平均し、鋼板２１が信号処理における長手方向分解能に相当する距離を移動した場合に、１ライン分の信号を出力する。 
このような間引き処理を行うことにより、鋼板２１の搬送速度が変化しても信号処理における１ラインの鋼板移動方向の分解能を一定にすることができる。また、スキャン周期ごとの各光強度信号ａ〜ｃを平均しているので、信号処理における１ラインの鋼板移動方向の分解能が受光カメラ２９ａ〜２９ｃの鋼板移動方向の視野サイズよりも充分大きい場合にも、間を細かく測定した平均値を用いることができるので、見落としをなくすことができる。 
【００６０】
各平均値間引き部３０ａ〜３０ｃで信号処理された各光強度信号ａ〜ｃは、次の各前処理部３１ａ，３１ｂ，３１ｃへ入力される。各前処理部３１ａ〜３１ｃは、１ラインの信号の輝度ムラを補正する。ここでいう輝度ムラには、光学系に起因するムラも鋼板２１の反射率に起因するムラも含まれる。また、各前処理部３１ａ〜３１ｃは、鋼板２１の両側のエッジ位置も検出し、エッジにおける急激な光強度信号ａ〜ｃの変化を表面欠陥と誤認識することを防ぐ処理も実施する。各前処理部３１ａ〜３１ｃで信号処理された各光強度信号ａ〜ｃは次の各２値化処理部３２ａ，３２ｂ，３２ｃへ入力される。 
【００６１】
各２値化処理部３２ａ〜３２ｃは、各光強度信号ａ〜ｃに含まれる各画素のデータを予め決められたしきい値と比較し、表面欠陥候補点を抽出して、次の特徴量算出部３３ａ，３３ｂ，３３ｃへ送出する。 
特徴量抽出部３３ａ〜３３ｃは、一続きとなっている表面欠陥候補点を１つの表面欠陥候補領域と判定し、例えばスタートアドレス、エンドアドレスなどの位置特徴量や、ピーク値などの濃度特徴量などを算出する。 
正反射性欠陥判定部３４および拡散反射性欠陥判定部３５では、各受光カメラ２９ａ〜２９ｃに対応する各特徴量抽出部３３ａ〜３３ｃにより算出された特徴量に基づいて、欠陥の種類、およびその程度を判定する。 
【００６２】
そして、欠陥総合判定部３６では、正反射性欠陥判定部３４および拡散反射性欠陥判定部３５での判定結果および特徴量により、検査対象としての鋼板２１に対する最終的な欠陥の種別およびその程度を判定する。 
また、この総合判定部３６では、各特徴量抽出部３３ａ〜３３ｃからの位置特徴量を基に、各受光カメラ２９ａ〜２９ｃにおける視野ずれの補正も行う。このように、特徴量単位で受光カメラ２９ａ〜２９ｃ相互間の視野ずれの補正を行うので、受光カメラ２９ａ〜２９ｃ相互間の視野を画素単位で調整しておく必要はない。 
【００６３】
そして、このような構成をした本発明の表面欠陥検査装置１００を用いた亜鉛系めっき鋼板（合金化溶融亜鉛めっきＧＡ１、ＧＡ２）、溶融亜鉛めっきＧＩ１，ＧＩ２）の表面欠陥の識別を行ったところ、例えば、ヘゲ、不めっき、スプラッシュ、アッシュ、デンツ、焼けムラ、擦り傷、白筋状スケール、筋模様などの顕著な凹凸欠陥や模様状欠陥については正確に識別できたことは、勿論、従来の偏光式表面欠陥装置では検出することができなかった、白筋状スケール（Ｂ級）などの微小凹凸欠陥についてもはっきりと識別することができた。
【実施例】
【００６４】
次に、このような構成をした本発明の表面欠陥検査装置１００のカメラ位置や検出条件の選定などについて主に図４〜図９の図面を参照しながら説明する。 
先ず、前述した３つの受光カメラ２９ａ（以後、これを「偏光４０°カメラ」と称す）、受光カメラ２９ｂ（以後、これを「偏光０°カメラ」と称す）、受光カメラ２９ｃ（以後、これを「偏光−４５°カメラ」と称す）のうち、いずれのカメラ位置を正反射光路上である正反射位置から乱反射位置にずらすかを決定するに際し、それぞれのカメラを実際に正反射位置から乱反射位置にずらしたときの感度余裕度（ａ．ｕ．）を調べた。
【００６５】
図４は、４種類の自動車外板用亜鉛系めっき鋼板（ＧＡ１（低粗度）、ＧＡ２（低粗度）、ＧＩ１（中粗度）、ＧＩ２（低粗度））についてのそれぞれの偏光４０°カメラ、偏光０°カメラ、偏光−４５°カメラの感度余裕度（ａ．ｕ．）を示したものである。
図示するように、いずれのケース（鋼板種）においても、偏光４０°カメラの感度余裕度（ａ．ｕ．）が最も低く、偏光−４５°カメラの感度余裕度（ａ．ｕ．）が最も高い関係であることが分かった。
従って、本発明においては、正反射位置から乱反射位置に移動するカメラとして感度余裕度（ａ．ｕ．）が最も高い偏光−４５°カメラ（受光カメラ２９ｃ）を選定した。
【００６６】
次に、この正反射位置から乱反射位置に移動する偏光−４５°カメラの角度を決定するに際して、その感度余裕度（ａ．ｕ．）が最も高くなる角度を調べた。
図５および図６は、それぞれこの偏光−４５°カメラを正反射角度である６０°から乱反射角度である４５°および５０°に変化させたときの感度余裕度（ａ．ｕ．）を示したものである。
【００６７】
図５に示すように、この偏光−４５°カメラを正反射角度である６０°から乱反射角度である４５°に移動した場合では、いずれのケース（鋼板種）においても優れた感度余裕度を示したものの、いずれもそのカメラの感度限界に達しなかったが、図６に示すようにこの偏光−４５°カメラを正反射角度である６０°から乱反射角度である５０°に移動した場合では、いずれのケース（鋼板種）においてもそのカメラの感度限界を超えることが分かり、優れた感度余裕度（ａ．ｕ．）を発揮することが分かった。
また、特に図示していないが、この偏光−４５°カメラの角度をさらに移動した場合、約５５°を超えると急激にその感度余裕度（ａ．ｕ．）が減少することが分かった。
【００６８】
従って、本発明においては、この乱反射位置に設置する偏光−４５°カメラの設置角度として鋼板表面（反射面）に対して約４５°〜５５°の範囲に設置する必要があり、より望ましくは鋼板表面（反射面）に対して約５０°の角度にこの偏光−４５°カメラを設置すればより確実に欠陥を識別することができる。
また、このようにして正反射光および拡散反射光を受光するに際しては、各鋼板種ごとに異なる受光輝度（ａ．ｕ．）をフィルターや光量の調節などによって平滑化することが望ましい。
【００６９】
図７は、光源の光量値を「７」にしたときの、各カメラの受光輝度を示したものである。図からも分かるように、ＧＡ１低粗度鋼およびＧＡ２低粗度鋼の場合は、いずれのカメラにおいてもその受光輝度（ａ．ｕ．）は、「５０」以下であって欠陥検出限界最大輝度である「２５０」に遙かに満たない状態であるが、ＧＩ２低粗度鋼の場合は、いずれのカメラにおいてもその受光輝度（ａ．ｕ．）は、「５０」を超えることが分かる。しかも、ＧＩ２低粗度鋼の場合、特に正反射光路上に位置する偏光０°カメラの受光輝度（ａ．ｕ．）は突出しており、欠陥検出限界最大輝度に達するほどの高い輝度を発揮した。
従って、本発明装置１００によって実際に欠陥検出を行うにあたっては、このように各鋼種ごとに異なる受光輝度を考慮し、その受光輝度ができるだけ平滑化するように、光源の光量を調節したり、透過率の異なるフィルターを選定して設置するなどしてから測定することが望ましい。
【００７０】
図８は、このように鋼種ごとに異なる受光輝度を平滑化するための光源の光量値とフィルター透過率との組み合わせの一例を示したものである。
すなわち、ＧＡ１低粗度鋼およびＧＡ２低粗度鋼の場合は、図７に示したようにいずれのカメラもその受光輝度（ａ．ｕ．）が低いことから、その光源の光量値を標準値である「７」からそれぞれ「９．１」、「７．８」に上昇させると共に、各カメラごとに異なる受光輝度（ａ．ｕ．）の最大値の差を小さくすべく、フィルターの透過率を、受光輝度（ａ．ｕ．）が最も低い偏光４０°カメラでは１００％とするのに対し、他のカメラではそれぞれ４４％、７９％とする。
【００７１】
一方、これらＧＡ１低粗度鋼およびＧＡ２低粗度鋼に比べて受光輝度（ａ．ｕ．）が高いＧＩ２低粗度鋼の場合は、その光源の光量値を標準値である「７」からそれぞれ「６．４」に下げると共に、各カメラごとに異なる受光輝度（ａ．ｕ．）の最大値の差を小さくするべく、フィルターの透過率を、受光輝度（ａ．ｕ．）が最も高い偏光０°カメラでは、１４％とし、他のカメラではそれぞれ６５％、３３％などとする。
これによって、図９に示すように、受光輝度が鋼種やカメラの位置に拘わらず上昇し、かつその最大値が平滑化されるため、より高い精度で確実に鋼板表面の欠陥を識別することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】（ａ）は、本発明に係る表面欠陥検査装置１００の実施の一形態を示す側面図、（ｂ）はその平面図である。
【図２】本発明に係る表面欠陥検査装置１００の実施の一形態を示す斜視図である。
【図３】信号処理部の構成を示すブロック図である。
【図４】４種類の自動車外板用亜鉛系めっき鋼板（ＧＡ１（低粗度）、ＧＡ２（低粗度）、ＧＩ１（中粗度）、ＧＩ２（低粗度））についてのそれぞれの偏光４０°カメラ、偏光０°カメラ、偏光−４５°カメラの感度余裕度（ａ．ｕ．）を示すグラフ図である。
【図５】偏光−４５°カメラを正反射角度である６０°から乱反射角度である４５°に変化させたときの感度余裕度（ａ．ｕ．）を示すグラフ図である。
【図６】偏光−４５°カメラを正反射角度である６０°から乱反射角度である５０°に変化させたときの感度余裕度（ａ．ｕ．）を示すグラフ図である。
【図７】光源の光量値を「７」にしたときの、各カメラの受光輝度を示したグラフ図である。
【図８】鋼種ごとに異なる受光輝度を平滑化するための光源の光量値とフィルター透過率との組み合わせの一例を示す表図である。
【図９】平滑化処理後の最大受光輝度を示すグラフ図である。
【図１０】表面欠陥検査装置の検査対象となる合金亜鉛めっき鋼板の製造方法および詳細断面構造を示す図である。
【図１１】検査対象の鋼板におけるテンパ部と非テンパ部における入射光と反射光との関係を示す断面模式図である。
【図１２】同テンパ部と非テンパ部とにおける反射光の角度分布図である。
【図１３】鋼板に存在するヘゲ部の生成過程を説明するための図である。
【図１４】ヘゲ部における正反射成分および拡散反射成分と、母材部における正反射成分および拡散反射成分との関係を示す図である。
【図１５】鋼板の照射部における微小面素の法線角度と面積率との関係を示す図である。
【図１６】鋼板に対する入射光の入射角と微小面素の法線角度との関係を示す図である。
【図１７】微小面素の法線角度と重み関数との関係を示す図である。
【図１８】線状拡散光源の各位置からの各入射光と鋼板上の入射位置との関係を示す図である。
【図１９】線状拡散光源の各入射光が偏光されていた場合における反射光の偏光状態を示す図である。
【図２０】線状拡散光源の中央部からの各入射光が偏光されていた場合における微小面素からの反射光を示す図である。
【図２１】線状拡散光源の中央部以外の位置からの各入射光が偏光されていた場合における微小面素からの反射光を示す図である。
【図２２】微小面素の法線角度と反射光の楕円偏光状態との関係を示す図である。
【図２３】反射光の光路に検光子を挿入した場合における微小面素の法線角度と重み関数との関係を示す図である。
【図２４】検光子の検光角を変更した場合における微小面素の法線角度と重み関数との関係を示す図である。
【図２５】微小面素の法線角度と面積率との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００７３】
１００…表面欠陥検査装置
４、２１…鋼板
６…テンパ部
７…非テンパ部
８，２３…入射光
９…正反射光
１０…拡散反射光
１１…ヘゲ部
１２…母材部
１４，２２…線状拡散光源
１５，２５…偏光板
１６…受光カメラ
１７，２８ａ，２８ｂ，２８ｃ…検光子
２４…シリンドリカルレンズ
２７…受光部
２９ａ…第１の受光カメラ（偏光４０°カメラ）
２９ｂ…第２の受光カメラ（偏光０°カメラ）
２９ｃ…第３の受光カメラ（偏光−４５°カメラ）
４０…信号処理部 
【図１】
2008267972.tif 000007
【図２】
2008267972.tif 000008
【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】
2008267972.tif 000017
【図１２】
2008267972.tif 000018
【図１３】
2008267972.tif 000019
【図１４】
2008267972.tif 000020
【図１５】
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【図１６】
2008267972.tif 000022
【図１７】
2008267972.tif 000023
【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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