(57)【要約】【課題】ロールが設置されていない位置に存在する材料に光を照射して材料の表面を検査する際に、検査対象から除外するマスク範囲を適切に設定する。【解決手段】ロール７が設置されていない位置に存在する材料８−１，８−２に帯状光を照射して材料８−１，８−２の表面を検査する際に、しきい値設定手段５１は、撮像領域における画素位置毎の反射光の強度から、全体の強度の平均値Ａを算出し、平均値Ａに基づいて、強度の高い画素位置における平均値Ｂを算出すると共に、強度の低い画素位置における平均値Ｃを算出し、これらの平均値Ｂ，Ｃの中点値Ｄに基づいてしきい値αを設定する。マスク範囲設定手段５２は、撮像領域における画素位置毎の反射光の強度としきい値αとを比較し、ｘ軸上で隣り合う画素位置において、反射光の強度がしきい値αを上回ってまたは下回って変化する画素位置を特定し、特定した画素位置からマスク範囲を設定する。【選択図】図２
2013072644.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロール上を移動する複数の帯状体の材料に対し、前記複数の材料の間に存在するスリットを含む前記複数の材料の幅方向に、かつ前記ロールが存在しない箇所へ向けて光を照射し、前記照射により得られる反射光の強度に基づいて、所定の検査対象範囲で前記材料の表面を検査する表面検査装置において、
前記スリットを含む複数の材料の幅方向における各位置の反射光の強度に基づいて、前記各位置の強度が高い側に含まれるかまたは低い側に含まれるかを判定し、強度が高い側に含まれると判定された全ての位置における強度の平均値、及び強度が低い側に含まれると判定された全ての位置における強度の平均値をそれぞれ算出し、前記算出したそれぞれの平均値に基づいてしきい値を設定するしきい値設定手段と、
前記スリットを含む複数の材料の幅方向における各位置の反射光の強度と、前記しきい値設定手段により設定されたしきい値とに基づいて、前記材料の位置及びスリットの位置を特定し、前記特定した位置に基づいて、前記スリットを含むマスク範囲を設定するマスク範囲設定手段と、
前記マスク範囲設定手段により設定されたマスク範囲を検査対象範囲から除外して、前記材料の表面を検査する検査手段と、を備えたことを特徴とする表面検査装置。
【請求項２】
請求項１に記載の表面検査装置において、
前記しきい値設定手段は、
前記スリットを含む複数の材料の幅方向における各位置の反射光の強度から全体の平均値を算出し、前記全体の平均値よりも高い反射光の強度を有する位置を抽出し、前記抽出した全ての位置における反射光の強度から第１の平均値を算出し、前記全体の平均値以下である反射光の強度を有する位置を抽出し、前記抽出した全ての位置における反射光の強度から第２の平均値を算出し、前記第１の平均値と前記第２の平均値とを平均した中点値を算出し、前記算出した中点値に基づいて前記しきい値を設定する、ことを特徴とする表面検査装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の表面検査装置において、
前記マスク範囲設定手段は、
前記スリットを含む複数の材料の幅方向における各位置の反射光の強度と、前記しきい値設定手段により設定されたしきい値とを比較し、前記隣り合う位置の反射光の強度がしきい値を上回ってまたは下回って変化する位置を特定し、前記特定した位置に基づいて、前記スリットを含むマスク範囲を設定する、ことを特徴とする表面検査装置。
【請求項４】
ロール上を移動する複数の帯状体の材料に対し、前記複数の材料の間に存在するスリットを含む前記複数の材料の幅方向に、かつ前記ロールが存在しない箇所へ向けて光を照射し、前記照射により得られる反射光の強度に基づいて、所定の検査対象範囲で前記材料の表面を検査する表面検査方法において、
前記スリットを含む複数の材料の幅方向における各位置の反射光の強度に基づいて、前記各位置の強度が高い側に含まれるかまたは低い側に含まれるかを判定するステップと、
強度が高い側に含まれると判定された全ての位置における強度の平均値、及び強度が低い側に含まれると判定された全ての位置における強度の平均値をそれぞれ算出するステップと、
前記算出したそれぞれの平均値に基づいてしきい値を設定するステップと、
前記スリットを含む複数の材料の幅方向における各位置の反射光の強度と前記しきい値とに基づいて、前記材料の位置及びスリットの位置を特定するステップと、
前記特定した位置に基づいて、前記スリットを含むマスク範囲を設定するステップと、
前記マスク範囲を検査対象範囲から除外して、前記材料の表面を検査するステップと、
を有することを特徴とする表面検査方法。
【請求項５】
コンピュータを、請求項１から３までのいずれか一項に記載の表面検査装置として機能させるための表面検査プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、帯状体の材料の表面を光学的に検査する表面検査装置に関し、特に、その表面の欠陥を検査する際に、所定範囲を検査対象から除外するマスク処理技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、金属、紙等の帯状体の材料の表面に表れた疵、凹凸、錆等の欠陥を検査する装置が知られている。これらの欠陥は、帯状体の材料を製造する工程において、材料に異物が付着すること等が原因で発生するものである。これらの欠陥を検出する表面検査装置は、帯状体の材料の表面に光を照射する照明装置、その光の反射を撮像するカメラ、及び、カメラにより撮像された材料の表面の反射光を処理する処理装置等を備えて構成される。
【０００３】
例えば、所定の波長の光を材料に照射し、材料の表面の微小凹凸疵により反射した光の像をカメラにて撮影し、光の集束及び発散によって得られる明暗パターンに基づいて微小凹凸疵を検出する表面検査装置が知られている（特許文献１を参照）。この表面検査装置によれば、表面が粗い材料であっても、微小凹凸疵を確実に検出することができる。
【０００４】
また、可視域の波長の集束光を入射角約９０度で鋼板の表面に照射し、その鋼板の表面で反射した光の像を半透明のスクリーンを介してカメラにて撮影し、反射光の明るさ（強度）に基づいて微小凹凸疵を検出する表面検査装置が知られている（特許文献２を参照）。具体的には、光の波長をλ、鋼板への照射光の入射角をθとすると、ｃｏｓθ／λを所定値以下になるように、鋼板、光源、スクリーン及びカメラ等を配置すると、表面に存在する微小凹凸疵の部分がスクリーンに黒く写る。表面検査装置は、黒く写った箇所を微小凹凸疵として検出する。この表面検査装置によれば、表面が粗い材料であっても、微小凹凸疵を確実に検出することができる。
【０００５】
また、材料を通過させるロールを用いた表面検査装置（第１の表面検査装置）が知られている（特許文献３の図１３及び段落１４〜１６を参照）。この表面検査装置は、ロール上の位置に存在する材料に光を照射し、材料の反射光を撮像し、反射光の強度に基づいて材料の欠陥を検出するものである。この表面検査装置によれば、材料の反射光とロールの反射光との間の強度に差がつくようにロールを着色することで、材料の反射光のみが強調されるから、ロールの反射光から欠陥を検出することがなく、正確な欠陥検出を実現することができる。
【０００６】
しかしながら、この第１の表面検査装置では、ロール上の位置に存在する材料に対して光を照射する必要があるから、光源、カメラ等を含む表面検査装置の設置場所が、ロールを基準にした場所に限定されてしまう。また、例えば、既設の製造工程に対して第１の表面検査装置を設置するには、検査する箇所にロールを新たに設ける必要があり、コストが発生してしまう。また、製造工程によってはロールの設置場所を確保することが困難な場合もあり得る。
【０００７】
このような問題を解決するために、検査対象の材料を通過させる第１のロールと第２のロールとの間の所定箇所において、ロールが設置されていない位置に存在する材料に光を照射し、材料の反射光を撮像し、反射光の強度に基づいて材料の欠陥を検出する表面検査装置（第２の表面検査装置）が知られている（特許文献３の図１２及び段落９〜１３を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１０−１３３９６７号公報
【特許文献２】特許第３８２４０５９号公報
【特許文献３】特開２００８−３０４３０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、表面検査装置が使用される材料の製造工程では、スリット済み材料を検査する場合もある。スリット済み材料とは、１つの材料が走行方向に切断され、切断された複数の材料の間に所定の間隔（スリット）が設けられた材料である。表面検査装置は、複数の材料の間にスリットが存在した状態で、複数の材料をまとめて同時に検査する。しかしながら、前述の第１の表面検査装置及び第２の表面検査装置では、複数の材料の間に設けられたスリットを欠陥であると誤検出する可能性があり、検査精度が低下するという問題があった。
【００１０】
このため、欠陥を検出する処理を行う前に、誤検出する可能性のある箇所を特定し、その箇所を検査対象から除外するためのマスク処理を行う必要がある。従来、スリット済み材料を検査する場合には、検査対象範囲が撮像範囲に対して狭いことから、検査対象から除外してマスクする範囲（マスク範囲）を、材料の幅等に基づいてオペレータにより手動にて設定していた。
【００１１】
また、スリット済み材料を検査する例ではないが、材料のエッジ位置を特定し、エッジ位置から外側をマスク範囲とする手法が知られている（特許文献３の図１〜９、段落６３，６８，６９，８４等を参照）。この手法は、所定の照明装置からロール上の位置に存在する材料及びロールに、２つの帯状光を照射し、材料及びロールの反射光を撮像し、材料とロールとの間のエッジにて光が散乱され明るくなることを利用して、反射光の強度に基づいてエッジ位置を特定し、エッジ位置から外側を検査対象範囲から除外するものである。
【００１２】
しかしながら、マスク範囲をオペレータにより手動にて設定する手法では、設定作業に負担がかかるという問題があった。特に、スリット済み材料の場合、スリットの幅が頻繁に変わることから、その都度設定作業が必要になり手間である。
【００１３】
一方、前述の、材料のエッジ位置を特定してマスク範囲を自動的に設定する手法では、エッジ位置にて光を散乱させるために、２つの帯状光を材料に照射する必要があることから、照明装置が高価かつ複雑な構成になるという問題があった。また、この手法は、ロール上に存在する材料に光を照射し、材料とロールとの間のエッジにて光が散乱され明るくなることを利用して、材料のエッジ位置を特定するものである。したがって、前述の第１の表面検査装置（ロール上の材料に光を照射する表面検査装置）について適用されるが、第２の表面検査装置（ロールが設置されていない位置に存在する材料に光を照射する表面検査装置）について適用されるとは限らない。さらに、この手法は、反射光の強度と、予め設定されたしきい値とを比較することにより、エッジ位置を特定する。しかし、材料が変更された場合には、新たなしきい値が必要になる。前述の特許文献３には、このしきい値がどのようにして設定されるかについて不明であり、材料によってはしきい値が適切な値になっているとは限らず、マスク範囲が正しく設定されない場合が想定されるという問題があった。
【００１４】
そこで、本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、ロールが設置されていない位置に存在する材料に光を照射して材料の表面を検査する際に、検査対象から除外するマスク範囲を適切に設定可能な表面検査装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するために、本発明による表面検査装置は、ロール上を移動する複数の帯状体の材料に対し、前記複数の材料の間に存在するスリットを含む前記複数の材料の幅方向に、かつ前記ロールが存在しない箇所へ向けて光を照射し、前記照射により得られる反射光の強度に基づいて、所定の検査対象範囲で前記材料の表面を検査する表面検査装置において、前記スリットを含む複数の材料の幅方向における各位置の反射光の強度に基づいて、前記各位置の強度が高い側に含まれるかまたは低い側に含まれるかを判定し、強度が高い側に含まれると判定された全ての位置における強度の平均値、及び強度が低い側に含まれると判定された全ての位置における強度の平均値をそれぞれ算出し、前記算出したそれぞれの平均値に基づいてしきい値を設定するしきい値設定手段と、前記スリットを含む複数の材料の幅方向における各位置の反射光の強度と、前記しきい値設定手段により設定されたしきい値とに基づいて、前記材料の位置及びスリットの位置を特定し、前記特定した位置に基づいて、前記スリットを含むマスク範囲を設定するマスク範囲設定手段と、前記マスク範囲設定手段により設定されたマスク範囲を検査対象範囲から除外して、前記材料の表面を検査する検査手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１６】
また、本発明による表面検査装置は、前記しきい値設定手段が、前記スリットを含む複数の材料の幅方向における各位置の反射光の強度から全体の平均値を算出し、前記全体の平均値よりも高い反射光の強度を有する位置を抽出し、前記抽出した全ての位置における反射光の強度から第１の平均値を算出し、前記全体の平均値以下である反射光の強度を有する位置を抽出し、前記抽出した全ての位置における反射光の強度から第２の平均値を算出し、前記第１の平均値と前記第２の平均値とを平均した中点値を算出し、前記算出した中点値に基づいて前記しきい値を設定する、ことを特徴とする。
【００１７】
また、本発明による表面検査装置は、前記マスク範囲設定手段が、前記スリットを含む複数の材料の幅方向における各位置の反射光の強度と、前記しきい値設定手段により設定されたしきい値とを比較し、前記隣り合う位置の反射光の強度がしきい値を上回ってまたは下回って変化する位置を特定し、前記特定した位置に基づいて、前記スリットを含むマスク範囲を設定する、ことを特徴とする。
【００１８】
さらに、本発明による表面検査方法は、ロール上を移動する複数の帯状体の材料に対し、前記複数の材料の間に存在するスリットを含む前記複数の材料の幅方向に、かつ前記ロールが存在しない箇所へ向けて光を照射し、前記照射により得られる反射光の強度に基づいて、所定の検査対象範囲で前記材料の表面を検査する表面検査方法において、前記スリットを含む複数の材料の幅方向における各位置の反射光の強度に基づいて、前記各位置の強度が高い側に含まれるかまたは低い側に含まれるかを判定するステップと、強度が高い側に含まれると判定された全ての位置における強度の平均値、及び強度が低い側に含まれると判定された全ての位置における強度の平均値をそれぞれ算出するステップと、前記算出したそれぞれの平均値に基づいてしきい値を設定するステップと、前記スリットを含む複数の材料の幅方向における各位置の反射光の強度と前記しきい値とに基づいて、前記材料の位置及びスリットの位置を特定するステップと、前記特定した位置に基づいて、前記スリットを含むマスク範囲を設定するステップと、前記マスク範囲を検査対象範囲から除外して、前記材料の表面を検査するステップと、を有することを特徴とする。
【００１９】
さらに、本発明による表面検査プログラムは、コンピュータを、前記表面検査装置として機能させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
以上のように、本発明によれば、ロールが設置されていない位置に存在する材料に光を照射して材料の表面を検査する際に、検査対象から除外するマスク範囲を適切に設定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態による表面検査装置の全体構成を示す概略図である。
【図２】処理装置の構成を示すブロック図である。
【図３】しきい値設定手段の処理を示すフローチャートである。
【図４】画素位置と反射光の強度との関係を示す図である。
【図５】マスク範囲設定手段の処理を示すフローチャートである。
【図６】画素位置と反射光の強度、２値データ及びマスク範囲との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。
〔表面検査装置〕
まず、本発明の実施形態による表面検査装置の全体構成について説明する。図１は、表面検査装置の全体構成を示す概略図である。この表面検査装置１は、照明装置２、カメラ３、ＰＧ（パルスジェネレータ）４、処理装置５、記憶装置６及びロール７を備えて構成される。表面検査装置１は、ロール７上を走行する帯状体の材料８−１，８−２の表面を、ロール７が設置されていない位置にて光学的に検査する装置である。材料８−１と材料８−２との間には所定幅のスリットが存在し、材料８−１，８−２は、所定幅のスリットを有する状態で同速度にて走行する。また、ロール７は、材料８−１，８−２の走行に伴って回転する。材料８−１，８−２の走行する向きは、ｙ軸のプラス方向であってもよいしマイナス方向であってもよい。
【００２３】
照明装置２は、照明手段の一例であり、走行する材料８−１，８−２の幅方向に対して略平行になるように設置され、所定の波長を有する帯状光を、ロール７が設置されていない位置に存在する材料８−１，８−２へ照射する。帯状光は、材料８−１，８−２の幅方向に横切って、図１に示すｘ軸方向の所定領域に照射される。また、帯状光は、材料８−１，８−２の領域だけでなく、スリットの領域及び材料８−１，８−２の外側の領域（他方の材料８−１，８−２が存在しない側の領域）にも照射される。
【００２４】
カメラ３は、撮像手段の一例であり、例えばラインセンサーカメラ、エリアセンサーカメラである。ラインセンサーカメラは、１列分の画像を撮影するカメラであり、エリアセンサーカメラは、平面の画像を撮影するカメラである。以下、カメラ３がラインセンサーカメラであるとして説明する。カメラ３は、照明装置２から照射された帯状光が材料８−１，８−２から反射した反射光を撮像し、反射光の明るさの指標となる強度を処理装置５に出力する。カメラ３は、材料８−１，８−２の領域だけでなく、スリットの領域及び材料８−１，８−２の外側の領域を含む撮像領域を撮影する。尚、カメラ３の設置位置は、材料（鋼板）及び照明装置の設置位置に対応しており、前述した特許文献３と同様であるから、ここでは説明を省略する。図１において、ｐ１，ｐ２は、ｘ軸上における撮像領域の端を示す。これにより、処理装置５は、カメラ３（ラインセンサーカメラ）から、撮像領域のｘ軸上における画素位置毎の反射光の強度を入力する。
【００２５】
ＰＧ４は、材料８−１，８−２の走行に伴って回転するロール７の回転量をパルス信号として処理装置５に出力する。処理装置５により、パルス信号から材料８−１，８−２の走行量が算出される。
【００２６】
処理装置５は、マスク範囲設定（調整）時において、カメラ３から撮像領域の反射光の強度を入力し、撮像領域の反射光の強度を用いてしきい値αを求め、撮像領域の反射光の強度及びしきい値αに基づいて、反射光の強度が変化する位置を特定し、特定した位置から撮像領域のマスク範囲（検査対象から除外する範囲）を設定する。そして、処理装置５は、検査時において、カメラ３から撮像領域の反射光の強度を入力すると共に、ＰＧ４からパルス信号を入力し、撮像領域のマスク範囲を除く検査対象範囲について、反射光の強度に基づいて材料８−１，８−２の表面を検査することで疵を検出し、パルス信号から材料８−１，８−２の走行量を算出し、疵の位置（ｘ軸上の位置及びｙ軸上（材料８−１，８−２の走行方向）の位置）、大きさ等の情報を生成して記憶装置６に格納する。このようにして、記憶装置６には、材料８−１，８−２の表面に存在する疵に関する情報が格納される。尚、検査対象の材料８−１，８−２が変更される毎に、処理装置５は、最初に撮像領域のマスク範囲を設定し、その後に材料８−１，８−２の検査を行う。
【００２７】
〔処理装置〕
次に、図１に示した処理装置５について説明する。図２は、処理装置５の構成を示すブロック図である。この処理装置５は、しきい値設定手段５１、マスク範囲設定手段５２、記憶手段５３及び疵検出手段５４を備えている。前述のとおり、処理装置５は、マスク範囲設定時において、撮像領域の反射光の強度からしきい値αを求め、撮像領域のマスク範囲を設定する。また、処理装置５は、検査時において、マスク範囲を除く検査対象範囲について疵を検出し、パルス信号から材料８−１，８−２の走行量を算出し、疵の位置、大きさ等の情報を生成する。
【００２８】
しきい値設定手段５１は、マスク範囲設定時において、カメラ３から撮像領域の反射光の強度を入力し、撮像領域におけるｘ軸上の画素位置毎の強度から全体の強度の平均値Ａを算出し、全体の平均値Ａに基づいて、強度の高い画素位置における平均値Ｂを算出すると共に、強度の低い画素位置における平均値Ｃを算出する。そして、しきい値設定手段５１は、これらの平均値Ｂ，Ｃの平均値である中点値Ｄからしきい値αを設定し、しきい値αをマスク範囲設定手段５２に出力する。しきい値設定手段５１の詳細については後述する。
【００２９】
マスク範囲設定手段５２は、マスク範囲設定時において、撮像範囲のｘ軸上における反射光の強度の変化量に基づいてマスク範囲を設定し、設定したマスク範囲を記憶手段５３に格納する。具体的には、マスク範囲設定手段５２は、カメラ３から撮像領域の反射光の強度を入力すると共に、しきい値設定手段５１からしきい値αを入力し、撮像領域のｘ軸上における画素位置毎の反射光の強度としきい値αとを比較し、ｘ軸上の隣り合う画素位置において、反射光の強度がしきい値αを上回って変化する画素位置、及び反射光の強度がしきい値αよりも下回って変化する画素位置を特定する。そして、マスク範囲設定手段５２は、特定した画素位置からマスク範囲を設定し、マスク範囲を記憶手段５３に格納する。特定した画素位置は、撮像領域内の材料８−１，８−２における端の位置、すなわち、スリットの両端を示す。これにより、材料８−１と材料８−２との間のスリットの領域及び材料８−１，８−２の外側の領域がマスク範囲に設定される。マスク範囲設定手段５２の詳細については後述する。
【００３０】
疵検出手段５４は、検査時において、記憶手段５３からマスク範囲を読み出すと共に、カメラ３から撮像領域の反射光の強度を入力し、撮像領域のマスク範囲を除く検査対象範囲において、反射光の強度に基づいて材料８−１，８−２の表面を検査することで疵を検出し、パルス信号から材料８−１，８−２の走行量を算出し、疵の位置、大きさ等の情報を生成して記憶装置６に格納する。尚、反射光の強度に基づいて材料８−１，８−２の表面を検査し疵を検出する手法は既知であるから、ここでは詳細な説明を省略する。
【００３１】
（しきい値設定手段）
次に、図２に示したしきい値設定手段５１の詳細について説明する。図３は、しきい値設定手段５１の処理を示すフローチャートであり、この処理はマスク範囲設定時に行われる。図４は、画素位置と反射光の強度との関係を示す図である。まず、しきい値設定手段５１は、カメラ３から撮像領域の反射光の強度を入力する（ステップＳ３０１）。
【００３２】
カメラ３がラインセンサーカメラの場合、撮像領域は、図１に示した材料８−１，８−２の幅方向におけるｘ軸上にて、１列分の１画素毎の領域となる。この場合のしきい値設定手段５１により入力される撮像領域の反射光の強度は、図４に示すように、ｘ軸上における撮像領域ｐ１からｐ２までの１画素毎の値となる。また、材料８−１，８−２が存在する撮像領域における反射光の強度は、スリット及び材料８−１，８−２の外側の撮像領域における反射光の強度よりも高くなる。これは、照明装置２からの帯状光が、材料８−１，８−２の存在する撮像領域にてカメラ３へ反射されその領域が明るくなり、スリット等の撮像領域ではカメラ３へ反射されずその領域が暗くなるからである。
【００３３】
また、カメラ３が平面を撮影するエリアセンサーカメラの場合、撮像領域は、ｘ軸及びｙ軸上の所定面の領域になる。この場合のしきい値設定手段５１は、入力した撮像領域の反射光の強度から、ｘ軸上の撮像範囲の画素位置毎に、ｙ軸上の複数の画素位置における反射光の強度を平均する。これにより、図４に示すような特性が、撮像領域内の（ｘ軸上の）各画素位置における反射光の強度として求められ、ラインセンサーカメラの場合と同様の処理を行うことができる。
【００３４】
しきい値設定手段５１は、撮像領域内の各画素位置における反射光の強度から、全体の強度の平均値Ａ（全体の平均値Ａ）を算出する（ステップＳ３０２）。そして、しきい値設定手段５１は、撮像領域内の各画素位置における反射光の強度と全体の平均値Ａとを比較し、全体の平均値Ａよりも強度が高い画素位置を抽出し（ステップＳ３０３）、抽出した画素位置における反射光の強度から、強度の平均値Ｂ（強度の高い画素位置の平均値Ｂ）を算出する（ステップＳ３０４）。図４に示すように、強度の高い画素位置の平均値Ｂは、材料８−１，８−２が存在する撮像領域における反射光の強度の平均値となる。
【００３５】
また、しきい値設定手段５１は、撮像領域内の各画素位置における反射光の強度と全体の平均値Ａとを比較し、全体の平均値Ａ以下の強度を有する画素位置を抽出し（ステップＳ３０５）、抽出した画素位置における反射光の強度から、強度の平均値Ｃ（強度の低い画素位置の平均値Ｃ）を算出する（ステップＳ３０６）。図４に示すように、強度の低い画素位置の平均値Ｃは、スリット等の撮像領域における反射光の強度の平均値となる。
【００３６】
しきい値設定手段５１は、強度の高い画素位置の平均値Ｂと強度の低い画素位置の平均値Ｃとの間の中点の値（平均値）を中点値Ｄとして算出する（ステップＳ３０７）。そして、しきい値設定手段５１は、ステップＳ３０１〜ステップＳ３０７の処理を所定撮像ライン数行ったか否かを判定し（ステップＳ３０８）、所定撮像ライン数行ったと判定した場合（ステップＳ３０８：Ｙ）、ステップＳ３０９へ移行する。一方、しきい値設定手段５１は、所定撮像ライン数行っていないと判定した場合（ステップＳ３０８：Ｎ）、ステップＳ３０１へ移行し、次の撮像ラインの撮像領域についてステップＳ３０１〜ステップＳ３０７の処理を行い、中点値Ｄを算出する。ここで、カメラ３が１列分の画像を撮影するラインセンサーカメラの場合、中点値Ｄは、１列分の反射光の強度から算出され、誤差を含む場合があり得る。そこで、複数個の中点値Ｄを算出するために、オペレータにより予め設定される所定撮像ライン数が用いられる。
【００３７】
しきい値設定手段５１は、ステップＳ３０１〜ステップＳ３０７の処理を所定撮像ライン数行ったと判定してステップＳ３０８から移行した場合、ステップＳ３０７にて算出した所定撮像ライン数分の中点値Ｄから、その平均値を算出し、算出結果の平均値をしきい値αとして設定する（ステップＳ３０９）。図４に示すように、中点値Ｄは、強度の高い画素位置の平均値Ｂと強度の低い画素位置の平均値Ｃとの間の中央の値となり、しきい値αは、強度の高い画素位置の平均値Ｂと強度の低い画素位置の平均値Ｃとの間の中央付近の値となる。
【００３８】
しきい値設定手段５１は、ステップＳ３０９において設定したしきい値αを、マスク範囲設定手段５２に出力する（ステップＳ３１０）。
【００３９】
このように、しきい値設定手段５１によれば、スリットの幅に応じた全体の平均値Ａを算出し、全体の平均値Ａを基準にして、強度の高い画素位置及び強度の低い画素位置を区別し、これらの平均値Ｂ，Ｃを算出して中点値Ｄを算出し、しきい値αを設定するようにした。これにより、全体の平均値Ａは、スリットの幅が広い場合は小さくなり、スリットの幅が狭い場合は大きくなるが、強度の高い画素位置の平均値Ｂ及び強度の低い画素位置の平均値Ｃは、スリットの幅に関係することなく反射光の強度に応じた値になる。したがって、スリットの幅に関係することなく、しきい値αを精度高く設定することができる。
【００４０】
（マスク範囲設定手段）
次に、図２に示したマスク範囲設定手段５２の詳細について説明する。図５は、マスク範囲設定手段５２の処理を示すフローチャートであり、この処理はマスク範囲設定時に行われる。図６は、画素位置と反射光の強度、２値データ及びマスク範囲との関係を示す図である。以下に示す処理は、ｘ軸上の隣り合う画素位置において、反射光の強度がしきい値αを上回って変化する画素位置、及び反射光の強度がしきい値αよりも下回って変化する画素位置を特定するために、反射光の強度を一旦２値データに変換し、２値データに基づいて、所定の画素位置を特定する。
【００４１】
まず、マスク範囲設定手段５２は、カメラ３から撮像領域の反射光の強度を入力すると共に（ステップＳ５０１）、しきい値設定手段５１からしきい値αを入力する（ステップＳ５０２）。図６の上図に示すように、マスク範囲設定手段５２に入力される撮像領域の反射光の強度は、図４と同様に、ｘ軸上における撮像領域ｐ１からｐ２までの１画素毎の値となる。
【００４２】
マスク範囲設定手段５２は、撮像領域の画素位置毎に、その画素位置における反射光の強度がしきい値αよりも低いか否かを判定し（ステップＳ５０３）、反射光の強度がしきい値αよりも低いと判定した場合（ステップＳ５０３：Ｙ）、当該画素位置に対して２値データ「０」を設定する（ステップＳ５０４）。一方、マスク範囲設定手段５２は、反射光の強度がしきい値αよりも低くないと判定した場合（ステップＳ５０３：Ｎ）、当該画素位置に対して２値データ「１」を設定する（ステップＳ５０５）。ステップＳ５０３、ステップＳ５０４及びステップＳ５０５の処理は、撮像領域の画素位置毎に行われる。これにより、撮像領域の画素位置毎に２値データが設定される。図６の下図に示すように、マスク範囲設定手段５２により設定される２値データは、画素位置ａ（ｐ１）からｂまでの範囲である材料８−１の外側の領域（撮像領域の端から材料８−１の外側における端までの領域）において「０」となり、画素位置ｂからｃまでの範囲である材料８−１の領域において「１」となり、画素位置ｃからｄまでの範囲であるスリットの領域において「０」となり、画素位置ｄからｅまでの範囲である材料８−２の領域において「１」となり、画素位置ｅからｆ（ｐ２）までの範囲である材料８−２の外側の領域（材料８−２の外側における端から撮像領域の端までの領域）において「０」となる。
【００４３】
マスク範囲設定手段５２は、撮像領域における各画素位置の２値データに基づいて、２値データが「０」から「１」に変化する画素位置、及び「１」から「０」に変化する画素位置を特定し（ステップＳ５０６）、特定した画素位置を画素位置ｂ，ｃ，ｄ，ｅに設定する（ステップＳ５０７）。そして、マスク範囲設定手段５２は、ｘ軸上の範囲ａ（ｐ１）〜ｂ，ｃ〜ｄ，ｅ〜ｆ（ｐ２）をマスク範囲に設定する（ステップＳ５０８）。図６の下図に示すように、マスク範囲は、ｘ軸上のａ（ｐ１）〜ｂ，ｃ〜ｄ，ｅ〜ｆ（ｐ２）となる。
【００４４】
マスク範囲設定手段５２は、ステップＳ５０８において設定したマスク範囲を記憶手段５３に格納する（ステップＳ５０９）。
【００４５】
尚、図５は２値データを用いた処理の例であるが、前述のとおり、２値データを用いることなくマスク範囲を設定するようにしてもよい。例えば、マスク範囲設定手段５２は、ｘ軸上の隣り合う画素位置において、反射光の強度としきい値αとを比較し、反射光の強度がしきい値αを上回って変化する画素位置、及び反射光の強度がしきい値αよりも下回って変化する画素位置をそれぞれ特定し、特定した画素位置を画素位置ｂ，ｃ，ｄ，ｅに設定し、ｘ軸上の範囲ａ（ｐ１）〜ｂ，ｃ〜ｄ，ｅ〜ｆ（ｐ２）をマスク範囲に設定する。
【００４６】
以上のように、本発明の実施形態による表面検査装置１によれば、ロール７が設置されていない位置に存在する材料８−１，８−２に帯状光を照射して材料８−１，８−２の表面を検査する際に、処理装置５のしきい値設定手段５１が、マスク範囲設定時において、撮像領域における画素位置毎の反射光の強度から、全体の強度の平均値Ａを算出し、平均値Ａに基づいて、強度の高い画素位置における平均値Ｂを算出すると共に、強度の低い画素位置における平均値Ｃを算出し、これらの平均値Ｂ，Ｃの中点値Ｄからしきい値αを設定するようにした。また、マスク範囲設定手段５２が、マスク範囲設定時において、撮像領域における画素位置毎の反射光の強度としきい値αとを比較し、ｘ軸上で隣り合う画素位置において、反射光の強度がしきい値αを上回ってまたは下回って変化する画素位置を特定し、特定した画素位置からマスク範囲を設定するようにした。これにより、疵検出手段５４が、検査時において、撮像範囲のうちマスク範囲設定手段５２により設定されたマスク範囲を除いた検査対象範囲について、材料８−１，８−２の表面を検査し疵を検出することができる。したがって、材料８−１，８−２の幅及びスリットの幅等からオペレータが手動にてマスク範囲を設定していた従来に比べ、手間をかけることなく適切にマスク範囲を設定することができ、オペレータの作業負荷を低減することが可能となる。また、材料が変更されたとしても、スリットの幅に関係することなく材料に応じたしきい値αが設定されるから、精度の高いマスク範囲を設定することができる。
【００４７】
以上、実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、その技術思想を逸脱しない範囲で種々変形可能である。例えば、前記実施形態では、２つの材料８−１，８−２を対象にしてマスク範囲を設定するようにしたが、３以上の材料を対象にしてマスク範囲を設定するようにしてもよい。また、前記実施形態では、材料８−１,８−２の表面に表れた疵を検出するようにしたが、本発明は、疵だけでなく、凹凸等の欠陥を検出する場合に適用がある。
【符号の説明】
【００４８】
１  表面検査装置
２  照明装置
３  カメラ
４  ＰＧ
５  処理装置
６  記憶装置
７  ロール
８−１，８−２  材料
５１  しきい値設定手段
５２  マスク範囲設定手段
５３  記憶手段
５４  疵検出手段
【図１】
2013072644.tif 000003
【図２】
2013072644.tif 000004
【図３】
2013072644.tif 000005
【図４】
2013072644.tif 000006
【図５】
2013072644.tif 000007
【図６】
2013072644.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成24年8月3日(2012.8.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロール上を移動する複数の帯状体の材料に対し、前記複数の材料の間に存在するスリットを含む前記複数の材料の幅方向に、かつ前記ロールが存在しない箇所へ向けて光を照射し、前記照射により得られる反射光の強度に基づいて、所定の検査対象範囲で前記材料の表面を検査する表面検査装置において、
前記スリットを含む複数の材料の幅方向における各位置の反射光の強度から全体の平均値を算出し、前記全体の平均値よりも高い反射光の強度を有する位置を、前記材料が存在する領域として抽出し、前記抽出した全ての位置における反射光の強度から第１の平均値を算出し、前記全体の平均値以下である反射光の強度を有する位置を、前記材料が存在しないスリットを含む領域として抽出し、前記抽出した全ての位置における反射光の強度から第２の平均値を算出し、前記第１の平均値と前記第２の平均値とを平均して中点値を算出し、
前記全体の平均値を算出する処理、前記材料が存在する領域を抽出して第１の平均値を算出する処理、前記材料が存在しないスリットを含む領域を抽出して第２の平均値を算出する処理、及び前記中点値を算出する処理を、前記移動する複数の帯状体の材料に対して所定数分行い、前記所定数分の中点値を平均し、その平均結果をしきい値として設定するしきい値設定手段と、
前記スリットを含む複数の材料の幅方向における各位置の反射光の強度と、前記しきい値設定手段により設定されたしきい値とに基づいて、前記材料の位置及びスリットの位置を特定し、前記特定した位置に基づいて、前記スリットを含むマスク範囲を設定するマスク範囲設定手段と、
前記マスク範囲設定手段により設定されたマスク範囲を検査対象範囲から除外して、前記材料の表面を検査する検査手段と、を備えたことを特徴とする表面検査装置。
【請求項２】
請求項１に記載の表面検査装置において、
前記マスク範囲設定手段は、
前記スリットを含む複数の材料の幅方向における各位置の反射光の強度と、前記しきい値設定手段により設定されたしきい値とを比較し、前記隣り合う位置の反射光の強度がしきい値を上回ってまたは下回って変化する位置を特定し、前記特定した位置に基づいて、前記スリットを含むマスク範囲を設定する、ことを特徴とする表面検査装置。
【請求項３】
ロール上を移動する複数の帯状体の材料に対し、前記複数の材料の間に存在するスリットを含む前記複数の材料の幅方向に、かつ前記ロールが存在しない箇所へ向けて光を照射し、前記照射により得られる反射光の強度に基づいて、所定の検査対象範囲で前記材料の表面を検査する表面検査方法において、
前記スリットを含む複数の材料の幅方向における各位置の反射光の強度から全体の平均値を算出する第１のステップと、
前記全体の平均値よりも高い反射光の強度を有する位置を、前記材料が存在する領域として抽出し、前記抽出した全ての位置における反射光の強度から第１の平均値を算出する第２のステップと、
前記全体の平均値以下である反射光の強度を有する位置を、前記材料が存在しないスリットを含む領域として抽出し、前記抽出した全ての位置における反射光の強度から第２の平均値を算出する第３のステップと、
前記第１の平均値と前記第２の平均値とを平均して中点値を算出する第４のステップと、
前記第１のステップ、第２のステップ、第３のステップ及び第４のステップの処理を、前記移動する複数の帯状体の材料に対して所定数分行い、前記所定数分の中点値を平均し、その平均結果をしきい値として設定する第５のステップと、
前記スリットを含む複数の材料の幅方向における各位置の反射光の強度と、前記しきい値設定手段により設定されたしきい値とに基づいて、前記材料の位置及びスリットの位置を特定する第６のステップと、
前記特定した位置に基づいて、前記スリットを含むマスク範囲を設定する第７のステップと、
前記マスク範囲を検査対象範囲から除外して、前記材料の表面を検査する第８のステップと、を有することを特徴とする表面検査方法。
【請求項４】
コンピュータを、請求項１または２に記載の表面検査装置として機能させるための表面検査プログラム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
上記目的を達成するために、本発明による表面検査装置は、ロール上を移動する複数の帯状体の材料に対し、前記複数の材料の間に存在するスリットを含む前記複数の材料の幅方向に、かつ前記ロールが存在しない箇所へ向けて光を照射し、前記照射により得られる反射光の強度に基づいて、所定の検査対象範囲で前記材料の表面を検査する表面検査装置において、前記スリットを含む複数の材料の幅方向における各位置の反射光の強度から全体の平均値を算出し、前記全体の平均値よりも高い反射光の強度を有する位置を、前記材料が存在する領域として抽出し、前記抽出した全ての位置における反射光の強度から第１の平均値を算出し、前記全体の平均値以下である反射光の強度を有する位置を、前記材料が存在しないスリットを含む領域として抽出し、前記抽出した全ての位置における反射光の強度から第２の平均値を算出し、前記第１の平均値と前記第２の平均値とを平均して中点値を算出し、前記全体の平均値を算出する処理、前記材料が存在する領域を抽出して第１の平均値を算出する処理、前記材料が存在しないスリットを含む領域を抽出して第２の平均値を算出する処理、及び前記中点値を算出する処理を、前記移動する複数の帯状体の材料に対して所定数分行い、前記所定数分の中点値を平均し、その平均結果をしきい値として設定するしきい値設定手段と、前記スリットを含む複数の材料の幅方向における各位置の反射光の強度と、前記しきい値設定手段により設定されたしきい値とに基づいて、前記材料の位置及びスリットの位置を特定し、前記特定した位置に基づいて、前記スリットを含むマスク範囲を設定するマスク範囲設定手段と、前記マスク範囲設定手段により設定されたマスク範囲を検査対象範囲から除外して、前記材料の表面を検査する検査手段と、を備えたことを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
また、本発明による表面検査装置は、前記マスク範囲設定手段が、前記スリットを含む複数の材料の幅方向における各位置の反射光の強度と、前記しきい値設定手段により設定されたしきい値とを比較し、前記隣り合う位置の反射光の強度がしきい値を上回ってまたは下回って変化する位置を特定し、前記特定した位置に基づいて、前記スリットを含むマスク範囲を設定する、ことを特徴とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
また、本発明による表面検査方法は、ロール上を移動する複数の帯状体の材料に対し、前記複数の材料の間に存在するスリットを含む前記複数の材料の幅方向に、かつ前記ロールが存在しない箇所へ向けて光を照射し、前記照射により得られる反射光の強度に基づいて、所定の検査対象範囲で前記材料の表面を検査する表面検査方法において、前記スリットを含む複数の材料の幅方向における各位置の反射光の強度から全体の平均値を算出する第１のステップと、前記全体の平均値よりも高い反射光の強度を有する位置を、前記材料が存在する領域として抽出し、前記抽出した全ての位置における反射光の強度から第１の平均値を算出する第２のステップと、前記全体の平均値以下である反射光の強度を有する位置を、前記材料が存在しないスリットを含む領域として抽出し、前記抽出した全ての位置における反射光の強度から第２の平均値を算出する第３のステップと、前記第１の平均値と前記第２の平均値とを平均して中点値を算出する第４のステップと、前記第１のステップ、第２のステップ、第３のステップ及び第４のステップの処理を、前記移動する複数の帯状体の材料に対して所定数分行い、前記所定数分の中点値を平均し、その平均結果をしきい値として設定する第５のステップと、前記スリットを含む複数の材料の幅方向における各位置の反射光の強度と、前記しきい値設定手段により設定されたしきい値とに基づいて、前記材料の位置及びスリットの位置を特定する第６のステップと、前記特定した位置に基づいて、前記スリットを含むマスク範囲を設定する第７のステップと、前記マスク範囲を検査対象範囲から除外して、前記材料の表面を検査する第８のステップと、を有することを特徴とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】削除
【補正の内容】