JP3591160B2

JP3591160B2 - 表面検査装置

Info

Publication number: JP3591160B2
Application number: JP28458096A
Authority: JP
Inventors: 彰風間; 有治的場; 努河村; 貴彦大重
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1995-10-09
Filing date: 1996-10-08
Publication date: 2004-11-17
Anticipated expiration: 2016-10-08
Also published as: JPH09166552A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば薄鋼板等の表面疵を光学的に検出する表面検査装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば鋼板の表面疵を光学的に検出する装置としては、レ−ザ光の散乱又は回折パタ−ンの変化を利用して疵を検出する方法が多く用いられている。この方法は鋼板の表面に明らかな凹凸を形成している疵を検出する場合には有効な方法である。
【０００３】
一方、鋼板等の疵には、表面の凹凸はなく、物性値のむら，ミクロな粗さのむら，薄い酸化膜等の局所的な存在あるいはコ−ティング膜厚の厚さむらといった模様状疵といわれるものがある。このような模様状疵はレ−ザ光の散乱や回折パタ−ンの変化では検出が困難である。例えば正常部で１００Å程度の酸化膜が付いている鋼板表面に、局所的に４００Å程度の酸化膜が厚く付いている異常部がある場合、このような異常部の領域は表面処理工程において塗装不良が生じるため、疵として検出して除去したい要請がある。しかしながら、異常部と正常部の酸化膜厚の差は鋼板表面の粗さに埋もれてしまい、光の散乱や回折を利用した方法では全く検出が不可能である。
【０００４】
このように光の散乱や回折を利用した方法では検出できない疵を検出するために、偏光を用いた疵検査方法が例えば特開昭５２−１３８１８３号公報や特開昭５８−２０４３５６号公報，特開平４−５８１３８号公報等に開示されている。特開昭５２−１３８１８３号公報に示された検査方法は被検査体の表面から反射したＰ偏光とＳ偏光の比があらかじめ定めた比較レベルより高いか否可によって欠陥の有無を検知するものである。また、特開昭５８−２０４３５６号公報に示された検出方法は被検査体の表面に特定角度の入射角で光を照射して、表面欠陥を検出するときのＳ／Ｎ比を向上するようにしたものである。特開平４−５８１３８号公報に示された検査方法は、試料から反射した偏光を１／４波長板からなる移相子と検光子とを介してイメ−ジセンサに導くときに、移相子の透過軸の位置を所定角度変え、各角度毎に検光子を回転させてイメ−ジセンサの画素毎に偏光パラメ−タを求めて複屈折分布を精度良く測定する方法である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
特開昭５２−１３８１８３号公報や特開昭５８−２０４３５６号公報に示された検査方法は、偏光を用いて正常部と異常部とを弁別しているが、厳密な偏光パラメ−タすなわち反射光の電気ベクトルのうち入射面方向の成分であるＰ偏光と入射面に垂直方向の成分であるＳ偏光との振幅反射率比ｔａｎΨと位相差Δを判定することなしに疵を検出するようにしている。鋼板等の表面の疵部は光学的物性が正常部と異なった部分であることが多く、このような部分は複素屈折率が正常部と異なっているといえる。このような場合、偏光パラメ−タの振幅反射率比ｔａｎΨと位相差Δの両方を考慮しないと、偏光パラメ−タの変化の一部しか捕らえることができず、例えば検査結果として異常部が検出できたとしても、それが油のしみか、酸化膜のむらか、又は何らかしらの異常な付着物が付着したのであるか等を弁別するこができず、異常部の種別と程度を判定することは困難であった。
【０００６】
また、特開平４−５８１３８号公報に示された検査方法は、薄膜評価等に使用されているエリプソメ−タを２次元に拡大したものであり、この場合は、各画素毎に複屈折率が求められるため、正常部と異常部とでは異なる値として複屈折率が測定され、その違いにより正常部と異常部を弁別できる可能性がある。しかしながら、移相子と検光子を機械的に回転させて測定しているため、被検査体の各位置の複屈折率を測定するには、少なくとも１回の測定中は被検査体を停止させている必要があった。このため、例えば鋼板等のように連続的に製造されて送られるシ−ト状製品の表面をオンラインで連続的に検査することは不可能であった。
【０００７】
また、この方法は検査手法としては非常に敏感であり、他の種類の疵や汚れ，油むら，スケ−ルなどから相対的に微弱な検出強度した与えない模様状の表面疵の情報のみを弁別して検出することは困難であった。特に、表面に油膜が塗布されて製造ライン上を移動する鋼板を検査する場合には、その油膜むらと本来検出すべき表面疵の両方を含んだ偏光パラメ−タを検出してしまい、表面疵の情報だけを弁別して検出することはできなかった。このため、特に防錆のために表面に油膜が塗布されていることが多い冷延鋼板等の通常の鋼板の表面疵の検出に使える可能性がないと考えられており、鋼板の模様状疵を光学的手段で検出すること、さらに表面疵の種類や等級までを判定することは不可能とされていた。
【０００８】
この発明はかかる短所を改善するためになされたものであり、シ−ト状製品の表面にある模様状疵もオンラインで連続的に検出して、その種別や程度を正確に弁別することができる表面検査装置を得ることを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る表面検査装置は、投光部と受光部と信号処理部とを有し、投光部は被検査面に平行光束の偏光を入射し、受光部は被検査面からの反射光の異なる光路にそれぞれ設けられ、それぞれ異なる方位角を有する３個の検光子と、各検光子を透過した光を受光するリニアアレイセンサとを有し、被検査面からの反射光を入射し画像信号に変換し、信号処理部は３個のリニアアレイセンサからの画像信号を処理し、振幅反射率比ｔａｎΨと位相差Δを示すｃｏｓΔと被検査面の表面反射強度Ｉ_０を演算し、ｔａｎΨ画像とｃｏｓΔ画像及びＩ_０画像を生成し、生成したｔａｎΨ画像とｃｏｓΔ画像及びＩ_０画像の各画素の濃度から表面の特性を評価することを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
この発明においては、表面検査装置を投光部と受光部及び信号処理部で構成する。投光部は被検査面の板幅方向に長く形成された平行光源から偏光子を介して被検査面に偏光を入射し、被検査面からの反射光を受光して、被検査面に疵等の異常部があるか否を検出する。
【００１１】
受光部は３個のラインセンサカメラと、各ラインセンサカメラの受光面の前面に設けられた検光子とで構成し、３個の検光子はそれぞれ異なる方位角、すなわち透過軸が被検査面の入射面となす角が、例えば「０」，「π／４」，「−π／４」になるように配置され、３個のラインセンサカメラは各検光子を通った偏光を入射して偏光の強度分布を示す画像を出力する。
【００１２】
信号処理部は３個のラインセンサカメラからそれぞれ出力された光強度分布を示す画像の各画素における偏光パラメ−タすなわち振幅反射率比ｔａｎΨと位相差Δを示すｃｏｓΔと表面反射強度Ｉ_０を演算し、偏光パラメ−タのｔａｎΨ画像とｃｏｓΔ画像及びＩ_０画像を生成し、生成したｔａｎΨ画像とｃｏｓΔ画像とＩ_０画像の異常部における明暗のパタ−ンを利用して異常部の種別を判定し、それらの明暗の輝度変化の度合いにより異常の程度を判定する。
【００１３】
【実施例】
図１，図２はこの発明の一実施例の構成を示し、図１は光学系の構成図、図２は信号処理部を示すブロック図である。図１に示すように、光学系１は投光部２と受光部３とを有する。投光部２は平行光源４と平行光源４の前面に設けられた偏光子５とを有する。平行光源４は被検査体例えば鋼板６の板幅方向に長く形成された面状光源からなり、鋼板６の表面の一定長さ範囲に平行光束を照射する。偏光子５は例えば偏光板や偏光フイルタからなり、図３に示すように、透過軸Ｐが鋼板６の入射面となす角α_１がπ／４になるように配置されている。受光部３は３個のラインセンサカメラ７ａ，７ｂ，７ｃと、各ラインセンサカメラ７ａ，７ｂ，７ｃの受光面の前面に設けられた検光子８ａ，８ｂ，８ｃとを有する。ラインセンサカメラ７ａ，７ｂ，７ｃは鋼板６の移動方向に位置をずらして配置され、鋼板６の表面からの反射光を検出して偏光画像信号に変換する。検光子８ａ，８ｂ，８ｃは、例えば偏光板や偏光フイルタからなり、図３に示すように、検光子８の透過軸が鋼板４の入射面となす角α_２は検光子８ａがα_２＝０、検光子８ｂがα_２＝π／４、検光子８ｃがα_２＝−π／４になるように配置されている。
【００１４】
信号処理部９は偏光画像用のフレ−ムメモリ１０ａ，１０ｂ，１０ｃと、演算用ＣＰＵ１１と、エリプソパラメ−タ画像用のフレ−ムメモリ１２ａ，１２ｂ，１２ｃ及び処理用ＣＰＵ１３とを有する。フレ−ムメモリ１０ａ，１０ｂ，１０ｃにはそれぞれラインセンサカメラ７ａ，７ｂ，７ｃから出力された偏光画像信号が２次元展開される。演算用ＣＰＵ１１はラインセンサカメラ７ａ，７ｂ，７ｃの設置位置のずれを考慮して鋼板６の同じ位置の偏光画像信号をフレ−ムメモリ１０ａ，１０ｂ，１０ｃから読み出し、各画素における偏光パラメ−タすなわち振幅反射率比ｔａｎΨと位相差Δを示すｃｏｓΔと鋼板６の表面反射強度Ｉ_０を演算し、偏光パラメ−タのｔａｎΨ画像とｃｏｓΔ画像及びＩ_０画像を生成する。フレ−ムメモリ１２ａ，１２ｂ，１２ｃには演算用ＣＰＵ１１で演算したｔａｎΨ画像とｃｏｓΔ画像及びＩ_０画像が展開される。処理用ＣＰＵ１３はフレ−ムメモリ１２ａ，１２ｂ，１２ｃに展開されたｔａｎΨ画像とｃｏｓΔ画像とＩ_０画像の異常部における明暗のパタ−ンを利用して異常部の種別を判定し、それらの明暗の輝度変化の度合いにより異常部程度を判定する。
【００１５】
上記のように構成された表面検査装置の動作を説明するに当たり、まず、３個のラインセンサカメラ７ａ，７ｂ，７ｃで検出した光強度から振幅反射率比ｔａｎΨとｃｏｓΔと鋼板６の表面反射強度Ｉ_０を演算する原理を説明する。
【００１６】
図３に示すように偏光子５の透過軸Ｐと検光子８の透過軸Ａが鋼板６の入射面となす角をα_１，α_２とすると、任意の入射角ｉで鋼板６に入射して反射したｐ偏光成分とｓ偏光成分が検光子８を通って合成されたときの光強度Ｉ（α_１，α_２）は、ｐ成分とｓ成分の振幅反射率をｒ_ｐ，ｒ_ｓとすると次式で表せる。
【００１７】
【数１】

【００１８】
ここでα_１＝π／４にしたとき、α_２＝０の検光子８ａを通った光強度Ｉ_１は、Ｉ_１＝Ｉ_０ρ^２となり、α_２＝π／４の検光子８ｂを通った光強度Ｉ_２は、Ｉ_２＝Ｉ_０（１＋ρ^２＋２ρｃｏｓΔ）／２、α_２＝−π／４の検光子８ｃを通った光強度Ｉ_３は、Ｉ_２＝Ｉ_０（１＋ρ^２−２ρｃｏｓΔ）／２となる。この光強度Ｉ_１，Ｉ_２，Ｉ_３からｔａｎΨとｃｏｓΔ及び表面反射強度Ｉ_０は次式で得られる。ただし、光強度Ｉ_１，Ｉ_２，Ｉ_３はカメラのアンプゲインなどの選び方によって定数倍される場合もある。
【００１９】
【数２】

【００２０】
このｔａｎΨとｃｏｓΔと表面反射強度Ｉ_０を使用して鋼板６の疵を検出する表面検査装置の動作を図４の信号特性図を参照して説明する。光学系１から出射されて一定速度で移動している鋼板６の一定間隔Ｌをおいた各位置で反射した偏光はそれぞれ検光子８ａ，８ｂ，８ｃを通ってラインセンサカメラ７ａ，７ｂ，７ｃに入射する。すなわち鋼板６表面の同一検査線上の像は間隔Ｌに対応したずれが生じて検出される。このラインセンサカメラ７ａ，７ｂ，７ｃで鋼板６の表面からの反射光の光強度を検出するときに、ラインセンサカメラ７ａの前面にはα_２＝０の検光子８ａが設けられているから、ラインセンサカメラ７ａは前記光強度Ｉ_１を検出し、ラインセンサカメラ７ｂの前面にはα_２＝π／４の検光子８ｂが設けられているから、ラインセンサカメラ７ｂは前記光強度Ｉ_２を検出し、ラインセンサカメラ７ｃの前面にはα_２＝−π／４の検光子８ｃが設けられているから、ラインセンサカメラ７ｃは前記光強度Ｉ_３を検出する。ラインセンサカメラ７ａ，７ｂ，７ｃで検出した光強度Ｉ_１，Ｉ_２，Ｉ_３の分布を示す画像がそれぞれフレ−ムメモリ１０ａ，１０ｂ，１０ｃに展開される。このようにラインセンサカメラ７ａ，７ｂ，７ｃで光強度Ｉ_１，Ｉ_２，Ｉ_３を検出するときに、α_２＝０の検光子８ａを通ってラインセンサカメラ７ａに入射する光強度のＩ_１はラインセンサカメラ７ｂ，７ｃに入射する光強度Ｉ_２，Ｉ_３のほぼ２倍程度になる。そこでラインセンサカメラ７ａの感度をラインセンサカメラ７ｂ，７ｃの感度の１／２にしておくと、フレ−ムメモリ１０ａ，１０ｂ，１０ｃに同じ程度の濃度を基準とした画像を生成することができる。
【００２１】
演算用ＣＰＵ１１はフレ−ムメモリ１０ａ，１０ｂ，１０ｃに生成された光強度Ｉ_１，Ｉ_２，Ｉ_３による偏光画像信号をラインセンサカメラ７ａ，７ｂ，７ｃの設置位置のずれを考慮して読み出し、各画素における振幅反射率比ｔａｎΨと位相差Δを示すｃｏｓΔと鋼板６の表面反射強度Ｉ_０を逐次演算してフレ−ムメモリ１２ａにはｔａｎΨ画像を生成し、フレ−ムメモリ１２ｂにはｃｏｓΔ画像を生成し、フレ−ムメモリ１２ｂにはＩ_０画像を生成する。この画像を生成するときに、各画素のｔａｎΨ＝０〜２程度を０〜２５５階調に変換し、ｃｏｓΔ＝−１〜１を０〜２５５階調に変換して生成する。例えばｃｏｓΔ画像において、正常部がｃｏｓΔ＝０であるとき、異常部をｃｏｓΔ＝−１とすると、ｃｏｓΔ画像で異常部は正常部より濃度が濃い画像に形成される。ここで振幅反射率比ｔａｎΨと位相差Δを示すｃｏｓΔと鋼板６の表面反射強度Ｉ_０を演算するときに、ラインセンサカメラ７ａの感度をラインセンサカメラ７ｂ，７ｃの感度の１／２にしたときには、ラインセンサカメラ７ａで検出した光強度をＩ_１とすると、ｔａｎΨとｃｏｓΔ及びＩ_０を下記で演算する。
【００２２】
【数３】

【００２３】
処理用ＣＰＵ１３はフレ−ムメモリ１２ａ，１２ｂ，１２ｃに生成されたｔａｎΨ画像とｃｏｓΔ画像及びＩ_０画像の各画素の濃度をシェ−ディング補正してから正常部の濃度を基準として正規化して、濃度レベル特性に変換処理する。このｔａｎΨ画像とｃｏｓΔ画像及びＩ_０画像の濃度レベル特性の変化により異常部の種別とその程度を判定する。
【００２４】
例えば、板速度が３００ｍ／分で移動している鋼板６に投光部２から偏光を入射角６０度で入射し、検査線間隔Ｌ＝１００ｍｍおきにラインセンサカメラ７ａ，７ｂ，７ｃで光強度Ｉ_１，Ｉ_２，Ｉ_３を検出してフレ−ムメモリ１０ａ，１０ｂ，１０ｃに展開した画像を図４（ａ）に示す。また、このフレ−ムメモリ１０ａ，１０ｂ，１０ｃに生成された光強度Ｉ_１，Ｉ_２，Ｉ_３による偏光画像から演算用ＣＰＵ１１で演算して生成したｔａｎΨ画像とｃｏｓΔ画像及びＩ_０画像を図４（ｂ）に示す。ここで図４（ａ）、（ｂ）の画像において、画面中央部に示す光強度の変化している部分２１は模様状疵を示し、右端部の光強度の変化している部分２２は油しみ等の無害であるが模様状のパタ−ンを示す。図４（ｂ）に示すようにほとんど大部分を示す正常部と異常部ではｔａｎΨ画像とｃｏｓΔ画像及びＩ_０画像の濃度が明らかに相違し、例えば図４（ｂ）に示すようにｃｏｓΔ画像では異常部が正常部より非常に濃くなる。このｔａｎΨ画像とｃｏｓΔ画像及びＩ_０画像の各画素の濃度を正常部の濃度を基準として正規化した濃度レベル特性を図４（ｃ）に示す。図４（ｃ）に示すように、模様状疵２１のｔａｎΨ画像の濃度レベルはプラスになり、ｃｏｓΔ画像の濃度レベルはマイナスになり、Ｉ_０画像の濃度レベルはマイナスになるが、油しみ等の模様状パタ−ン２２の部分はｔａｎΨ画像の濃度レベルとｃｏｓΔ画像の濃度レベルはともにマイナスになり、Ｉ_０画像の濃度レベルはプラスになる。したがって、ｔａｎΨ画像の明暗とｃｏｓΔ画像の明暗とＩ_０画像の明暗により疵の種別を判別することができる。また、それらの濃度レベルの変化度により疵の程度を判定することができる。
【００２５】
なお、上記実施例は投光部２の光源４を１個の面状光源で構成した場合について説明したが、図５の側面図に示すように、３個のラインセンサカメラ７ａ，７ｂ，７ｃに対応して一定距離をおいて配置された３個の線状光源４ａ，４ｂ，４ｃを用い、各線状光源４ａ，４ｂ，４ｃから出射し鋼板６表面で反射した偏光を対応するラインセンサカメラ７ａ，７ｂ，７ｃで受光するようにしても良い。
【００２６】
また、上記各実施例は受光部３のラインセンサカメラ７ａ，７ｂ，７ｃを鋼板６の移動方向に対して位置をずらして配置した場合について説明したが、図６の上面図と図７の側面図に示すように、ラインセンサカメラ７ａ，７ｂ，７ｃを鋼板６の移動方向と直交する同一ライン上で同じ高さの位置に設け、鋼板６の同一位置からの反射光をラインセンサカメラ７ａ，７ｂ，７ｃで同時に検出するようにしても良い。そしてスペ−ス的に余裕がある場合にはラインセンサカメラ７ａ，７ｂ，７ｃに焦点距離の長いレンズを使用することにより、画面上の被写界深度の問題を回避することができる。また、場合によっては中心に設けたラインセンサカメラ７ａの両側のラインセンサカメラ７ｂ，７ｃを一定角度内側に向けても良い。
【００２７】
上記実施例はラインセンサカメラ７ａ，７ｂ，７ｃを鋼板６の移動方向と直交する同一ライン上で同じ高さの位置に設けた場合について説明したが、図８に示すようにラインセンサカメラ７ａ，７ｂ，７ｃの設置高さを変えて鋼板６の同一位置からの反射光を同時に検出するようにしても良い。
【００２８】
このとき、光源４からの光をレンズを用いて平行光よりも若干収束させることにより入射角の幅を持たせ、各ラインセンサカメラ７ａ，７ｂ，７ｃが光源４からの正反射光を捕らえるようにすると良い。また光源４として白色光源を用いた場合は、元々完全な平行光にはできないので、若干異なる入射角と反射角の光を別々のラインセンサカメラ７ａ，７ｂ，７ｃで拾うことで、光源光量をより有効に利用することができる。また、ラインセンサカメラ７ａ，７ｂ，７ｃの設置高さを変えると、入射角と反射角がラインセンサカメラ７ａ，７ｂ，７ｃ毎に異なるという問題が考えられるが、例えば鋼板６から距離１０００ｍｍの位置に５０ｍｍ上または下にずらしてラインセンサカメラ７ａ，７ｂ，７ｃを配置した場合、入射角と反射角の違いは３度程度である。図９は冷延鋼板上の典型的な模様疵を測定したときの光強度Ｉ_１，Ｉ_２，Ｉ_３の信号レベルと初期入・反射角θからのずれとの関係を示す。図に示すように、入射角と反射角のラインセンサカメラ７ａ，７ｂ，７ｃ毎の相違が±３度程度であれば、各信号の信号レベルの違いはせいぜい数％であり、表面検査装置の性能上特に問題なく使用することができる。
【００２９】
また、上記各実施例は投光部２から出射した偏光を鋼板６の表面に直接入射し、その反射光をラインセンサカメラ７ａ，７ｂ，７ｃで直接受光する場合について説明したが、図１０に示すように、平行光源４から鋼板６の表面に対して直交するように出射した光をミラ−１４で反射してから偏光子５を通して所定の入射角で鋼板６の表面に入射し、その反射光を検光子８ａ，８ｂ，８ｃを通してからミラ−１５で反射して鋼板６の表面に対して直交するように設けたラインセンサカメラ７ａ，７ｂ，７ｃで受光するようにしても良い。このように投光部２と受光部３を構成することにより、光学系１の設置スペ−スを小さくすることができ、オンラインにおける設置の自由度を改善することができる。なお、上記実施例は偏光子５をミラ−１４の後段に設け、検光子８ａ，８ｂ，８ｃをミラ−１５の前段に設けて偏光がミラ−１４，１５の影響を受けないようにしたが、偏光子５をミラ−１４の前段に設け、検光子８ａ，８ｂ，８ｃをミラ−１５の後段に設けて、ミラ−１４，１５の影響を補正するようにしても良い。
【００３０】
また、上記各実施例はラインセンサカメラ７ａ，７ｂ，７ｃでそれぞれ鋼板６の移動方向と直交するライン画像を検出する場合について説明したが、２次元ＣＣＤカメラを使用して鋼板６の一定長さ毎の画像を検出するようにしても良い。
【００３１】
【発明の効果】
この発明は以上説明したように、被検査面に平行光束の偏光を入射し、被検査面からの反射光の異なる光路にそれぞれ設けられ、異なる方位角を有する３個の検光子を通した偏光の光強度分布を検出し、検出した光強度分布を示す画像の各画素における偏光パラメ−タすなわち振幅反射率比ｔａｎΨと位相差Δを示すｃｏｓΔと表面反射強度Ｉ_０を演算し、偏光パラメ−タの像ｔａｎΨ画像とｃｏｓΔ画像及びＩ_０画像を生成し、生成したｔａｎΨ画像とｃｏｓΔ画像とＩ_０画像の異常部における明暗のパタ−ンを利用して異常部の種別を判定し、それらの明暗の輝度変化の度合いにより異常の程度を判定するようにしたから、簡単な構成で被検査面の疵や油じみ等を精度良く検出することができる。
【００３２】
また、偏光角度の調整等を必要なしで迅速に被検査面の疵等を検出できるから、連続的に製造されて送られるシ−ト状製品の表面をオンラインで連続的に検査することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例の光学系を示す構成図である。
【図２】上記実施例の信号処理部を示すブロック図である。
【図３】上記実施例の動作原理を示す説明図である。
【図４】上記実施例の動作を示す画像分布特性図である。
【図５】第２の実施例の光学系を示す側面図である。
【図６】第３の実施例の光学系を示す上面図である。
【図７】第３の実施例の光学系を示す側面図である。
【図８】第４の実施例の光学系を示す側面図である。
【図９】入・反射角のずれに対する光強度の信号レベルの変化特性図である。
【図１０】第５の実施例の光学系を示す側面図である。
【符号の説明】
１光学系
２投光部
３受光部
４光源
５偏光子
６鋼板
７ラインセンサカメラ
８検光子
９信号処理部
１０フレ−ムメモリ
１１演算用ＣＰＵ
１２フレ−ムメモリ
１３処理用ＣＰＵ

Claims

投光部と受光部と信号処理部とを有し、投光部は被検査面に平行光束の偏光を入射し、受光部は被検査面からの反射光の異なる光路にそれぞれ設けられ、それぞれ異なる方位角を有する３個の検光子と、各検光子を透過した光を受光するリニアアレイセンサとを有し、被検査面からの反射光を入射し画像信号に変換し、信号処理部は３個のリニアアレイセンサからの画像信号を処理し、振幅反射率比ｔａｎΨと位相差Δを示すｃｏｓΔと被検査面の表面反射強度Ｉ_０を演算し、ｔａｎΨ画像とｃｏｓΔ画像及びＩ_０画像を生成し、生成したｔａｎΨ画像とｃｏｓΔ画像及びＩ_０画像の各画素の濃度から表面の特性を評価することを特徴とする表面検査装置。