JPH0943163A - 表面検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】被検査物の被検査面に発生する面状の欠陥を確
実に検出すること。 【解決手段】被検査物の被検査面１に対してレーザビー
ムを幅方向に走査するレーザ投光器２と、走査レーザビ
ームの被検査面による反射光を幅方向にわたって光学的
に同一条件で受光する受光器３と、受光された光を任意
のゲインで電気信号に変換する光電変換器４と、これに
印加する高圧を供給する高圧電源５と、光電変換器４の
ゲインをコントロールする高圧コントロール信号を出力
する高圧制御回路６と、光電変換器４の映像信号から欠
陥信号を抽出する欠陥弁別手段７と、高圧コントロール
信号に対し特定周波数帯域のみを通過させるバンド・パ
ス・フィルター８と、この出力を任意のしきい値で弁別
する面状欠陥弁別手段９とを備え、高圧コントロール信
号の変化分をバンド・パス・フィルター８、面状欠陥弁
別手段９で検出することにより、被検査物の被検査面１
の反射率変化を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、金属、フィルム、
紙等のシート状の被検査物の表面に存在する欠陥を検査
する表面検査装置に係り、特に被検査物の被検査面に発
生する面状の欠陥を確実に検出できるようにした表面検
査装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、被検査物、例えば金属（鋼
板、アルミ、ステンレス等）、フィルム、紙等の連続シ
ートの表面に存在する欠陥を検査する表面検査装置が、
多く用いられてきている。

【０００３】図３は、この種の従来の表面検査装置の構
成例を示すブロック図である。すなわち、表面検査装置
は、図３に示すように、被検査物の被検査面１に対し
て、レーザビームを幅方向に走査するレーザ投光器２
と、このレーザ投光器２からの走査レーザビームの被検
査面１による反射光を幅方向にわたって光学的に同一条
件で受光する受光器３と、この受光器３により受光され
た光を任意のゲインで電気信号に変換する光電変換器４
と、この光電変換器４に印加する高圧を供給する高圧電
源５と、光電変換器４の映像信号を入力し、光電変換器
４のゲインをコントロールするための高圧コントロール
信号を高圧電源５に出力するＡＧＣ（オートゲインコン
トロール）回路よりなる高圧制御回路６と、光電変換器
４の映像信号から欠陥信号を抽出する欠陥弁別部７とか
ら構成されている。

【０００４】さて、このような表面検査装置において
は、被検査物の被検査面１の表面状態に合わせて、映像
信号の信号レベルが一定となるように、光電変換器４お
よび高圧制御回路６によって制御されていることから、
被検査物の被検査面１に面状の欠陥が発生していても、
映像信号上に変化はなく、面状の欠陥を検出するのは困
難となっている。

【０００５】すなわち、従来の表面検査装置では、走査
レーザビームの反射光量変化を捕らえて欠陥の検出を行
なっているため、一般的な欠陥のように走査レーザビー
ムが欠陥を横切るイメージであれば、十分な検出感度が
得られるが、面状欠陥のように走査レーザビームが何ス
キャンにもわたって常に欠陥上を照射していると、受光
系のＡＧＣが動作して、映像信号上の欠陥が失われてし
まい、結果として面状の欠陥を検出するが困難となる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
表面検査装置においては、被検査物の被検査面に発生す
る面状の欠陥を検出することが困難であるという問題が
あった。本発明の目的は、被検査物の被検査面に発生す
る面状の欠陥を確実に検出することが可能な表面検査装
置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、金属、フィルム、紙等のシート状の被検査物の表
面に存在する欠陥を検査する表面検査装置において、ま
ず、請求項１に対応する発明では、被検査物の被検査面
に対してレーザビームを幅方向に走査するレーザ投光器
と、レーザ投光器からの走査レーザビームの被検査面に
よる反射光を幅方向にわたって光学的に同一条件で受光
する受光器と、受光器により受光された光を任意のゲイ
ンで電気信号に変換する光電変換器と、光電変換器に印
加する高圧を供給する高圧電源と、光電変換器のゲイン
をコントロールするための高圧コントロール信号を高圧
電源に出力する高圧制御回路と、光電変換器の映像信号
から欠陥信号を抽出する欠陥弁別手段と、高圧制御回路
からの出力である高圧コントロール信号に対してその特
定周波数帯域のみを通過させるバンド・パス・フィルタ
ーと、バンド・パス・フィルターからの出力を任意のし
きい値で弁別する面状欠陥弁別手段とを備え、高圧制御
回路からの出力である高圧コントロール信号の変化分を
バンド・パス・フィルターおよび面状欠陥弁別手段で検
出することにより、被検査物の被検査面の反射率変化を
検出するようにしている。

【０００８】従って、請求項１に対応する発明の表面検
査装置においては、高圧制御回路からの高圧コントロー
ル信号に対し特定周波数帯域のみを通過させるバンド・
パス・フィルターと、バンド・パス・フィルターからの
出力を任意のしきい値で弁別する面状欠陥弁別手段で、
高圧制御回路からの高圧コントロール信号の変化分を検
出することにより、被検査物の被検査面の反射率変化が
分かるため、被検査物の被検査面に発生する面状の欠陥
を確実に認識することができる。

【０００９】また、請求項２に対応する発明では、上記
請求項１に対応する発明の表面検査装置において、被検
査物の移動スピードに応じたパルスを発生するロータリ
ー・エンコーダを付加し、かつ当該ロータリー・エンコ
ーダからのパルスを前記バンド・パス・フィルターに入
力することにより、被検査物の移動スピードに従ってバ
ンド・パス・フィルターの周波数帯域を変化させるよう
にしている。

【００１０】従って、請求項２に対応する発明の表面検
査装置においては、被検査物の移動スピードに応じてバ
ンド・パス・フィルターの周波数帯域を変化させること
により、被検査物の被検査面に発生する面状の欠陥をよ
り一層確実に認識することができる。

【００１１】さらに、請求項３に対応する発明では、上
記請求項１または請求項２に対応する発明の表面検査装
置において、高圧制御回路、バンド・パス・フィルタ
ー、および面状欠陥弁別手段による一連の処理を、被検
査物の検査幅方向で複数分割して独立的に処理を行なう
ようにしている。

【００１２】従って、請求項３に対応する発明の表面検
査装置においては、高圧制御回路、バンド・パス・フィ
ルター、面状欠陥弁別手段による一連の処理を、被検査
物の検査幅方向で複数分割して独立的に処理を行なうこ
とにより、被検査物の被検査面の特定幅位置のみに発生
する面状欠陥を検出することができる。

【００１３】さらにまた、請求項４に対応する発明で
は、上記請求項１乃至請求項３のいずれか１項に対応す
る発明の表面検査装置において、バンド・パス・フィル
ターの通過周波数帯域を複数設け、これらの出力毎に面
状欠陥弁別手段を独立に設けるようにしている。

【００１４】従って、請求項４に対応する発明の表面検
査装置においては、バンド・パス・フィルターの複数の
通過周波数帯域の出力毎に面状欠陥弁別手段を独立に設
けることにより、様々な大きさや長さの面状欠陥を同時
に検出することができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】まず、本発明の考え方について説
明する。前述したように、走査レーザビームの反射光量
変化を捕らえて欠陥の検出を行なう場合、一般的な欠陥
のように走査レーザビームが欠陥を横切るイメージであ
れば、十分な検出感度が得られるが、面状欠陥のように
走査レーザビームが何スキャンにもわたって常に欠陥上
を照射していると、受光系のＡＧＣが動作して、映像信
号上の欠陥が失われてしまい、面状の欠陥を検出するは
困難である。

【００１６】ところが、前述した従来の表面検査装置の
場合でも、ＡＧＣ内部にはゲインをコントロールするた
めの制御信号（高圧コントロール信号）が存在してお
り、映像信号以外の欠陥に関する情報が存在しているこ
とになる。

【００１７】そこで、本発明では、前述したＡＧＣ内部
の高圧コントロール信号に着目し、高圧コントロール信
号のレベルの変化分を検出することによって、被検査物
の被検査面の反射率変化が分かるため、これにより被検
査物の被検査面に発生する面状の欠陥を認識するもので
ある。

【００１８】以下、上記のような考え方に基づく本発明
の一実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本実施形態による表面検査装置の構成例を示す
機能ブロック図であり、図３と同一要素には同一符号を
付して示している。

【００１９】すなわち、本実施形態の表面検査装置は、
図１に示すように、被検査物の被検査面１に対して、レ
ーザビームを幅方向に走査するレーザ投光器２と、この
レーザ投光器２からの走査レーザビームの被検査面１に
よる反射光を幅方向にわたって光学的に同一条件で受光
する受光器３と、この受光器３により受光された光を任
意のゲインで電気信号に変換する光電変換器４と、この
光電変換器４に印加する高圧を供給する高圧電源５と、
光電変換器４の映像信号を入力し、光電変換器４のゲイ
ンをコントロールするための高圧コントロール信号を高
圧電源５に出力するＡＧＣ回路よりなる高圧制御回路６
と、光電変換器４の映像信号から欠陥信号を抽出する欠
陥弁別部７と、高圧制御回路６からの出力である高圧コ
ントロール信号に対して、その特定周波数帯域のみを通
過させるバンド・パス・フィルター８と、このバンド・
パス・フィルター８からの出力を任意のしきい値で弁別
する面状欠陥弁別部９と、被検査物の移動スピードに応
じたパルスを発生するロータリー・エンコーダ１０とか
ら構成し、高圧制御回路６からの出力である高圧コント
ロール信号の変化分をバンド・パス・フィルター８およ
び面状欠陥弁別部９で検出することにより、被検査物の
被検査面１の反射率変化を検出すると共に、ロータリー
・エンコーダ１０からのパルスをバンド・パス・フィル
ター８に入力することにより、被検査物の移動スピード
に従ってバンド・パス・フィルター８の周波数帯域を変
化させるようにしている。

【００２０】次に、以上のように構成した本実施形態の
表面検査装置の作用について、図２に示す動作原理図を
用いて説明する。図１において、レーザ投光器２によ
り、被検査物の被検査面１に対して、レーザビームが幅
方向に走査される。そして、このレーザ投光器２からの
走査レーザビームの被検査面１による反射光は、幅方向
にわたって光学的に同一条件で受光器３により受光され
る。

【００２１】一方、受光器３により受光された光は、高
圧電源５から高圧が印加されている光電変換器４によ
り、任意のゲインで電気信号（映像信号）に変換され
る。また、光電変換器４からの映像信号は高圧制御回路
６に入力され、この高圧制御回路６から、光電変換器４
のゲインをコントロールするための高圧コントロール信
号が高圧電源５に出力される。さらに、光電変換器４か
らの映像信号は欠陥弁別部７にも入力され、この欠陥弁
別部７により、光電変換器４の映像信号から欠陥信号が
抽出される。

【００２２】次に、被検査物の被検査面１に発生した面
状の欠陥は、以下のようにして検出される。いま、図２
に示すように、被検査物の被検査面１に、例えば面状欠
陥１１ａ，１１ｂが発生したと仮定する。ここで、面状
欠陥１１ａは、被検査物の被検査面１の通常の地肌に対
してやや反射率が高く、また面状欠陥１１ｂは、逆に、
被検査物の被検査面１の通常の地肌に対してやや反射率
が低くなっている場合を想定する。

【００２３】この時、面状欠陥１１ａが検査位置を通過
中は、光電変換器４のゲインを下げようとするため、高
圧制御回路６から出力される高圧コントロール信号のレ
ベルは、被検査物の被検査面１の地肌部分よりも低くな
る。また、面状欠陥１１ｂが検査位置を通過中は、光電
変換器４のゲインを上げようとするため、高圧制御回路
６から出力される高圧コントロール信号のレベルは、被
検査物の被検査面１の地肌部分よりも高くなる。

【００２４】よって、高圧制御回路６からの高圧コント
ロール信号に対し特定周波数帯域のみを通過させるバン
ド・パス・フィルター８と、バンド・パス・フィルター
８からの出力を任意のしきい値で弁別する面状欠陥弁別
部９で、高圧制御回路６からの高圧コントロール信号の
レベルの変化分を捕らえることにより、被検査物の被検
査面１の反射率変化が分かるため、被検査物の被検査面
１に発生する面状の欠陥を認識することができる。

【００２５】ただし、被検査物の被検査面１の地肌部分
自体にも微弱な高圧コントロール信号の変化があるた
め、検出の対象とする面状欠陥のサイズに合わせて、特
定周波数領域のみを抽出して、任意のしきい値で弁別す
るようにすればよい。

【００２６】上述したように、本実施形態の表面検査装
置は、被検査物の被検査面１に対して、レーザビームを
幅方向に走査するレーザ投光器２と、このレーザ投光器
２からの走査レーザビームの被検査面１による反射光を
幅方向にわたって光学的に同一条件で受光する受光器３
と、この受光器３により受光された光を任意のゲインで
電気信号に変換する光電変換器４と、この光電変換器４
に印加する高圧を供給する高圧電源５と、光電変換器４
の映像信号を入力し、光電変換器４のゲインをコントロ
ールするための高圧コントロール信号を高圧電源５に出
力するＡＧＣ回路よりなる高圧制御回路６と、光電変換
器４の映像信号から欠陥信号を抽出する欠陥弁別部７
と、高圧制御回路６からの出力である高圧コントロール
信号に対して、その特定周波数帯域のみを通過させるバ
ンド・パス・フィルター８と、このバンド・パス・フィ
ルター８からの出力を任意のしきい値で弁別する面状欠
陥弁別部９と、被検査物の移動スピードに応じたパルス
を発生するロータリー・エンコーダ１０とから構成し、
高圧制御回路６からの出力である高圧コントロール信号
の変化分をバンド・パス・フィルター８および面状欠陥
弁別部９で検出することにより、被検査物の被検査面１
の反射率変化を検出すると共に、ロータリー・エンコー
ダ１０からのパルスをバンド・パス・フィルター８に入
力することにより、被検査物の移動スピードに従ってバ
ンド・パス・フィルター８の周波数帯域を変化させるよ
うにしたものである。

【００２７】従って、高圧制御回路６からの高圧コント
ロール信号の変化分を検出することにより、被検査物の
被検査面１の反射率変化が分かるため、従来では困難と
されていた被検査物の被検査面１に発生する面状の欠陥
を、装置の構成を複雑にすることなく、確実に認識する
ことが可能となる。

【００２８】また、被検査物の移動スピードに応じてバ
ンド・パス・フィルター８の周波数帯域を変化させてい
るため、被検査物の被検査面１に発生する面状の欠陥を
より一層確実に認識することができる。

【００２９】尚、本発明は上記実施形態に限定されるも
のではなく、次のようにしても同様に実施できるもので
ある。 （ａ）上記実施形態では、被検査物の移動スピードに応
じたパルスを発生するロータリー・エンコーダ１０を備
え、このロータリー・エンコーダ１０からのパルスをバ
ンド・パス・フィルター８に入力することにより、被検
査物の移動スピードに従ってバンド・パス・フィルター
８の周波数帯域を変化させる場合について説明したが、
これは本発明に必要不可欠な要件ではなく、必要に応じ
て備えればよいものである。

【００３０】（ｂ）上記実施形態の表面検査装置におい
て、高圧制御回路６、バンド・パス・フィルター８、お
よび面状欠陥弁別部９による一連の処理を、被検査物の
検査幅方向で複数分割して独立的に処理を行なうように
してもよい。

【００３１】このような処理を行なうことにより、被検
査物の被検査面１の特定幅位置のみに発生する面状欠陥
を検出することが可能となる。 （ｃ）上記実施形態の表面検査装置において、バンド・
パス・フィルター８の通過周波数帯域を複数設け、これ
らの出力毎に前記面状欠陥弁別部９を独立に設けるよう
にしてもよい。このようにすることにより、様々な大き
さや長さの面状欠陥を同時に検出することが可能とな
る。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に対応す
る発明によれば、金属、フィルム、紙等のシート状の被
検査物の被検査面に対してレーザビームを幅方向に走査
するレーザ投光器と、レーザ投光器からの走査レーザビ
ームの被検査面による反射光を幅方向にわたって光学的
に同一条件で受光する受光器と、受光器により受光され
た光を任意のゲインで電気信号に変換する光電変換器
と、光電変換器に印加する高圧を供給する高圧電源と、
光電変換器のゲインをコントロールするための高圧コン
トロール信号を高圧電源に出力する高圧制御回路と、光
電変換器の映像信号から欠陥信号を抽出する欠陥弁別手
段と、高圧制御回路からの出力である高圧コントロール
信号に対してその特定周波数帯域のみを通過させるバン
ド・パス・フィルターと、バンド・パス・フィルターか
らの出力を任意のしきい値で弁別する面状欠陥弁別手段
とを備え、高圧制御回路からの出力である高圧コントロ
ール信号の変化分をバンド・パス・フィルターおよび面
状欠陥弁別手段で検出することにより、被検査物の被検
査面の反射率変化を検出するようにしたので、被検査物
の被検査面に発生する面状の欠陥を確実に検出すること
が可能な表面検査装置が提供できる。

【００３３】また、請求項２に対応する発明によれば、
上記請求項１に対応する発明の表面検査装置において、
被検査物の移動スピードに応じたパルスを発生するロー
タリー・エンコーダを付加し、かつ当該ロータリー・エ
ンコーダからのパルスを前記バンド・パス・フィルター
に入力することにより、被検査物の移動スピードに従っ
てバンド・パス・フィルターの周波数帯域を変化させる
ようにしたので、被検査物の被検査面に発生する面状の
欠陥をより一層確実に認識することが可能な表面検査装
置が提供できる。

【００３４】さらに、請求項３に対応する発明によれ
ば、上記請求項１または請求項２に対応する発明の表面
検査装置において、高圧制御回路、バンド・パス・フィ
ルター、および面状欠陥弁別手段による一連の処理を、
被検査物の検査幅方向で複数分割して独立的に処理を行
なうようにしたので、被検査物の被検査面の特定幅位置
のみに発生する面状欠陥を検出することが可能な表面検
査装置が提供できる。

【００３５】さらにまた、請求項４に対応する発明によ
れば、上記請求項１乃至請求項３のいずれか１項に対応
する発明の表面検査装置において、バンド・パス・フィ
ルターの通過周波数帯域を複数設け、これらの出力毎に
面状欠陥弁別手段を独立に設けるようにしたので、様々
な大きさや長さの面状欠陥を同時に検出することが可能
な表面検査装置が提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による表面検査装置の一実施形態を示す
ブロック図。

【図２】同実施形態における表面検査装置の作用を説明
するための図。

【図３】従来の表面検査装置の構成例を示すブロック
図。

【符号の説明】

１…被検査面、 ２…レーザ投光器、 ３…受光器、 ４…光電変換器、 ５…高圧電源、 ６…高圧制御回路、 ７…欠陥弁別部、 ８…バンド・パス・フィルター、 ９…面状欠陥弁別部、 １０…ロータリー・エンコーダ。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属、フィルム、紙等のシート状の被検
   査物の表面に存在する欠陥を検査する表面検査装置にお
   いて、 前記被検査物の被検査面に対してレーザビームを幅方向
   に走査するレーザ投光器と、 前記レーザ投光器からの走査レーザビームの被検査面に
   よる反射光を幅方向にわたって光学的に同一条件で受光
   する受光器と、 前記受光器により受光された光を任意のゲインで電気信
   号に変換する光電変換器と、 前記光電変換器に印加する高圧を供給する高圧電源と、 前記光電変換器のゲインをコントロールするための高圧
   コントロール信号を前記高圧電源に出力する高圧制御回
   路と、 前記光電変換器の映像信号から欠陥信号を抽出する欠陥
   弁別手段と、 前記高圧制御回路からの出力である高圧コントロール信
   号に対してその特定周波数帯域のみを通過させるバンド
   ・パス・フィルターと、 前記バンド・パス・フィルターからの出力を任意のしき
   い値で弁別する面状欠陥弁別手段とを備え、 前記高圧制御回路からの出力である高圧コントロール信
   号の変化分を前記バンド・パス・フィルターおよび面状
   欠陥弁別手段で検出することにより、前記被検査物の被
   検査面の反射率変化を検出するようにしたことを特徴と
   する表面検査装置。
2. 【請求項２】 前記請求項１に記載の表面検査装置にお
   いて、 前記被検査物の移動スピードに応じたパルスを発生する
   ロータリー・エンコーダを付加し、かつ当該ロータリー
   ・エンコーダからのパルスを前記バンド・パス・フィル
   ターに入力することにより、被検査物の移動スピードに
   従ってバンド・パス・フィルターの周波数帯域を変化さ
   せるようにしたことを特徴とする表面検査装置。
3. 【請求項３】 前記請求項１または請求項２に記載の表
   面検査装置において、 前記高圧制御回路、バンド・パス・フィルター、および
   面状欠陥弁別手段による一連の処理を、前記被検査物の
   検査幅方向で複数分割して独立的に処理を行なうように
   したことを特徴とする表面検査装置。
4. 【請求項４】 前記請求項１乃至請求項３のいずれか１
   項に記載の表面検査装置において、 前記バンド・パス・フィルターの通過周波数帯域を複数
   設け、これらの出力毎に前記面状欠陥弁別手段を独立に
   設けるようにしたことを特徴とする表面検査装置。