JP3591161B2

JP3591161B2 - 表面検査装置

Info

Publication number: JP3591161B2
Application number: JP28458196A
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: JPH09166553A

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等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か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。また、疵検査方法ではないが、偏光を用いた膜厚，表面物性の測定方法が例えば特開昭６２−２９３１０４号公報や特開平４−５８１３８号公報等に開示されている。特開昭６２−２９３１０４号公報に示された検査方法は、試料から反射した偏光を方位角の異なる３個の検光子を通して受光し、異なる３種類の偏光の光強度から各位置のエリプソパラメ−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を演算して、被検査面上の酸化膜やコ−ティング厚さあるいは物性値を精度良く測定する方法である。特開平４−５８１３８号公報に示された検出方法は、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、エリプソパラメ−タである振幅反射率比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、エリプソパラメ−タの振幅反射率比ｔａｎΨと位相差Δの両方を考慮しないと、エリプソパラメ−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】
これに対して特開昭６２−２９３１０４号公報に示された検査方法は、エリプソパラメ−タの振幅反射率比ｔａｎΨと位相差Δを使用しているから、油のしみや酸化膜のむら，異物の付着を弁別できる可能性がある。しかしながら、この方法は基本的に点測定であり、鋼板等の表面全体の検査に適さない。仮に、特開昭６２−２９３１０４号公報に示されている装置を鋼板の幅方向に多数並べたり、幅方向に高速に移動可能な機構を持った手段によって１台の装置を走査したり、何らかの工夫により全面走査が可能になったとしても、信号処理部は全測定点について偏光強度信号からエリプソパラメ−タの振幅反射率比ｔａｎΨと位相差Δを演算し、画像処理装置などを用いて疵種と疵の等級を判定する必要がある。しかし、幅方向１ラインで１０００点以上の偏光強度信号を処理しなけらばならず、特にエリプソパラメ−タ演算はソフトウェア演算で行った場合、約数１０秒の演算時間がかかるため、例えば毎分数１００ｍの速度で通過する鋼板等のシ−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。このために専用の偏光パラメ−タ等の演算処理装置が必要となり、装置が高価になってしまう。
【０００７】
また、この方法は元々膜厚あるいは物性値を測定する方法であり、そのためにはエリプソパラメ−タの振幅反射率比ｔａｎΨと位相差Δを測定すれば十分であった、しかしながら、これらのパラメ−タは必ずしも人の目で見た状態と一致するものではなく、人が疵と認識できてもエリプソパラメ−タは変化しない疵については検出することができない。
【０００８】
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。
【０００９】
また、特開昭６２−２９３１０４号公報や特開平４−５８１３８号公報に示されたいずれの検査方法も次のような短所があった。すなわち、これら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。
【００１０】
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、簡単な構成でシ−ト状製品の表面にある模様状疵や凹凸状の疵をオンラインで連続的に検出して、その種別や程度を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。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明にかかわる表面検査装置は、投光部と受光部と信号処理部とを有し、投光部は幅方向に長いビ−ムの偏光を被検査面に入射し、受光部は被検査面の反射光の光路に設けられ、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、信号処理部は各リニアアレイセンサからの出力画像信号を正規化して平坦化し、平坦化した画像信号からエリプソパラメ−タである振幅反射率比ｔａｎΨと位相差Δを示すｃｏｓΔ及び反射光強度Ｉ_０の相対値を演算し、演算した振幅反射率比ｔａｎΨと位相差ｃｏｓΔ及び反射光強度Ｉ_０の相対値から被検査面の表面の異常の有無を判定することを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
この発明においては、被検査面に対して一定入射角で被検査面の幅方向全体に偏光を入射するように投光部を配置し、被検査面からの反射光を受光する受光部を所定の位置に配置する。受光部は入射した光を３本のビ−ムに分離するビ−ムスプリッタと、分離した３本のビ−ムを別々に入射して画像信号を出力する例えばＣＣＤセンサを有する３組のリニアアレイカメラと、ビ−ムスプリッタと各リニアアレイカメラの間に設けられ、被検査面からの反射光を異なる振動面の偏光にする検光子とが設けられている。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ている。
【００１３】
信号処理部は各リニアアレイセンサからの出力画像信号を正常部が全階調の中心輝度になるように正規化して平坦化し、正常部に対する相対的な変化を示す画像信号に変換する。この正常部に対する相対的な変化を示す画像信号からエリプソパラメ−タである振幅反射率比ｔａｎΨと位相差Δを示すｃｏｓΔ及び反射光強度Ｉ_０を演算し、振幅反射率比ｔａｎΨと位相差ｃｏｓΔ及び反射光強度Ｉ_０の相対値を算出し、ｔａｎΨ，ｃｏｓΔ，Ｉ_０の相対値画像を形成する。この相対値画像からｔａｎΨ，ｃｏｓΔ，Ｉ_０の相対的な変化を検出して鋼板等の被検査面の表面の異常の有無を検出する。
【００１４】
【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と正反射光を受光する受光部３を有する。投光部２は被検査体例えば鋼板４の幅方向全体に例えば入射角θ＝６０度で偏光を入射するものであり、光源５と光源５の前面に設けられた偏光子６とを有する。光源５は棒状に構成され、鋼板４の幅方向全体にわたり光を照射する。偏光子６は例えば偏光板や偏光フィルタからなり、図３の配置説明図に示すように、透過軸Ｐが鋼板４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は鋼板４から反射角θの正反射光を受光するものであり、例えばオプティカルフラットからなるビ−ムスプリッタ７ａ，７ｂ，７ｃと、例えばＣＣＤからなるリニアアレイカメラ８ａ，８ｂ，８ｃと、リニアアレイカメラ８ａ〜８ｃの受光面の前面に設けられた検光子９ａ，９ｂ，９ｃとを有する。リニアアレイカメラ８ａ〜８ｃは鋼板４の同一位置を見るように調整されている。検光子９ａ〜９ｃは例えば偏光板や偏光フィルタからなり、図３に示すように、検光子９の透過軸が鋼板４の入射面となす角α_２は検光子９ａがα_２＝０、検光子９ｂがα_２＝π／４、検光子９ｃがα_２＝−π／４になるように配置されている。
【００１５】
信号処理部１０は信号変換部１１ａ，１１ｂ，１１ｃと、フレ−ムメモリ１２ａ，１２ｂ，１２ｃと、演算手段１３と、ｔａｎΨ記憶手段１４ａとｃｏｓΔ記憶手段１４ｂとＩ_０記憶手段１４ｃと、パラメ−タ比較手段１５及び出力手段１６を有する。信号変換部１１ａ〜１１ｃはそれぞれリニアアレイカメラ８ａ〜８ｃから出力された偏光画像信号の正常部の信号を基準レベルとし、正常部の信号が全階調の中心輝度になるようにしてニアアレイカメラ８ａ〜８ｃから出力された偏光画像信号を正規化して平坦化し、正常部に対する相対的な変化を示す画像信号に変換する。フレ−ムメモリ１２ａ，１２ｂ，１２ｃにはそれぞれ信号変換部１１ａ〜１１ｃから出力された画像信号が各画素毎に展開される。演算手段１３は鋼板４の同じ位置の画像信号をフレ−ムメモリ１２ａ，１２ｂ，１２ｃから逐次読み出し、各画素におけるエリプソパラメ−タすなわち振幅反射率比ｔａｎΨと位相差Δを示すｃｏｓΔと、鋼板４の反射光の表面反射強度Ｉ_０を演算し、ｔａｎΨ記憶手段１４ａとｃｏｓΔ記憶手段１４ｂとＩ_０記憶手段１４ｃに格納する。パラメ−タ比較手段１５はｔａｎΨ記憶手段１４ａとｃｏｓΔ記憶手段１４ｂとＩ_０記憶手段１４ｃに記憶されたｔａｎΨとｃｏｓΔ及び表面反射強度Ｉ_０のレベル変化から、鋼板４の表面の模様状疵や凹凸状疵の有無とその種別を判定する。
【００１６】
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個のリニアアレイカメラ８ａ，８ｂ，８ｃで検出した光強度から振幅反射率比ｔａｎΨとｃｏｓΔと鋼板４の反射光の表面反射強度Ｉ_０を演算する原理を説明する。
【００１７】
図３に示すように、鋼板４からの反射光が検光子９に入射する場合、偏光子６の透過軸Ｐと検光子９の透過軸Ａが鋼板４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４に入射して反射したｐ偏光成分とｓ偏光成分が検光子９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。
【００１８】
【数１】

【００１９】
ここでα_１＝π／４にしたとき、α_２＝０の検光子９ａ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９ｂ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９ｃ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。
【００２０】
【数２】

【００２１】
次に、上記原理を使用した表面検査装置の動作を説明する。投光部２から出射されて一定速度で移動している鋼板４の表面で反射した偏光は検光子９ａ，９ｂ，９ｃを通ってリニアアレイカメラ８ａ，８ｂ，８ｃに入射する。このリニアアレイカメラ８ａ〜８ｃで反射光の光強度を検出するときに、リニアアレイカメラ８ａは前面にα_２＝０の検光子９ａが設けられているから前記光強度Ｉ_１を検出し、リニアアレイカメラ８ｂは前面にα_２＝π／４の検光子９ｂが設けられているから光強度Ｉ_２を検出し、リニアアレイカメラ８ｃは前面にα_２＝−π／４の検光子９ｃが設けられているから光強度Ｉ_３を検出する。なお、リニアアレイカメラ８ａ〜８ｃが出力する偏光画像信号の出力レベルを同じようなレベルにするためにリニアアレイカメラ８ａのゲインをリニアアレイカメラ８ｂ，８７ｃのゲインの１／２にしておくと前記式における光強度Ｉ_１はリニアアレイカメラ８ａで検出した光強度の２倍になる。
【００２２】
リニアアレイカメラ８ａ，８ｂ，８ｃで検出した光強度Ｉ_１，Ｉ_２，Ｉ_３を示す偏光画像信号はそれぞれ信号変換部１１ａ，１１ｂ，１１ｃに送られる。信号変換部１１ａ〜１１ｃは送られた光強度Ｉ_１，Ｉ_２，Ｉ_３を示す偏光画像信号を、正常部の画像を信号の基準レベルとし、正常部の画像信号が全階調の中心輝度になるようにして正規化して平坦化し、正常部に対する相対的な変化を示す画像信号に変換する。すなわち、例えば図４（ａ）に示すように、リニアアレイカメラ８ａ，８ｂ，８ｃで検出した光強度Ｉ_１，Ｉ_２，Ｉ_３を示す偏光画像信号を正常部の画像を信号の基準レベルとし、図４（ｂ）に示すように、正常部の画像信号が２５５階調の中心輝度である１２８階調になるようにして、光強度Ｉ_１，Ｉ_２，Ｉ_３を幅方向に所定の移動平均幅で平均輝度を求めて正規化して平坦化する。例えばリニアアレイカメラ８ａにｊ番目の画素の光強度をＩａｊ、所定の幅で移動平均処理を行った後の光強度をＩａｊｍとすると、〔Ｇ（Ｉａｊ−Ｉａｊｍ）／Ｉａｊｍ〕＋１２８なる計算を行う。なお、Ｇは各カメラ，画素に共通な定数である。この平坦化した正常部に対する相対的な変化を示す画像信号をそれぞれフレ−ムメモリ１２ａ，１２ｂ，１２ｃに格納する。このように正規化する前後の光強度Ｉ_１，Ｉ_２，Ｉ_３の画像を図５（ａ），（ｂ）に示す。図５（ａ）に示すように、リニアアレイカメラ８ａ，８ｂ，８ｃで検出した光強度Ｉ_１，Ｉ_２，Ｉ_３を示す偏光画像は光強度Ｉ_１，Ｉ_２，Ｉ_３の輝度に応じて濃淡が異なる画像を形成しているが、図５（ｂ）に示すように、正規化した相対的な変化を示す画像は、同じ濃度を示す正常部を基準として異常部は明るくなったり暗くなったりして濃度変化を示す。このようにリニアアレイカメラ８ａ〜８ｃで検出した光強度Ｉ_１，Ｉ_２，Ｉ_３を正常部を基準として正規化することにより、リニアアレイカメラ８ａ〜８ｃの個々のドリフト等は問題にならずに光強度Ｉ_１，Ｉ_２，Ｉ_３に応じた画像を得ることができる。
【００２３】
演算手段１３はフレ−ムメモリ１２ａ〜１２ｃに展開された光強度Ｉ_１，Ｉ_２，Ｉ_３の相対的な変化を示す画像を各画素毎に読み出して、各画素毎に振幅反射率比ｔａｎΨとｃｏｓΔと表面反射強度Ｉ_０を逐次演算して、ｔａｎΨ，ｃｏｓΔ，Ｉ_０の画像デ−タとしてｔａｎΨ記憶手段１４ａとｃｏｓΔ記憶手段１４ｂとＩ_０記憶手段１４ｃに格納する。この演算によって得られるｔａｎΨ，ｃｏｓΔ，Ｉ_０の画像は、図６（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、正常部を基準とした相対値画像となり、例えば、ｃｏｓΔについてはΔ＝９０度の正常部を基準にして生成され、異常部は明るくなるか暗くなる。このｔａｎΨ，ｃｏｓΔ，Ｉ_０の相対値画像を不図示の表示装置に表示する。
【００２４】
パラメ−タ比較手段１５はｔａｎΨ記憶手段１４ａとｃｏｓΔ記憶手段１４ｂとＩ_０記憶手段１４ｃに記憶されたｔａｎΨとｃｏｓΔ及び表面反射強度Ｉ_０のレベル変化から、鋼板４の表面の模様状疵や凹凸状疵の有無とその種別を判定して出力手段１６から記録装置や表示装置に出力する。すなわち、鋼板４の異常部は、図５（ｃ）のｔａｎΨ，ｃｏｓΔ，Ｉ_０の画像に示すように、異常すなわち疵等の種別によって正常部を基準にした極性が異なり、例えば鋼板４の内部介在物に起因した疵２１はｔａｎΨ画面とｃｏｓΔ画面で正極性となり、Ｉ_０画面では負極性を示す。また、油しみの場合はｔａｎΨ画面とｃｏｓΔ画面とＩ_０画面で正，負，正極性あるいはすべて正極性となり、ｔａｎΨ，ｃｏｓΔ，Ｉ_０のレベルにより異常部の種別を弁別することができる。
【００２５】
上に述べた疵も含めて冷延鋼板における異なる疵種Ｓ，Ｔ，Ｕ，Ｖ，Ｗ，Ｘに対するｔａｎΨ，ｃｏｓΔ，Ｉ_０の極性変化を調べた結果を図７に示す。図中、プラス（＋）は正極性、マイナス（−）は負極性、０は変化無しを意味する。図７から明らかなように、ｔａｎΨ，ｃｏｓΔ，Ｉ_０の極性の１つまたは２つの組合せでは疵種を判別することはできないが、ｔａｎΨ，ｃｏｓΔ，Ｉ_０の３つの極性を組み合わせることにより疵種を明確に区分けすることができる。
【００２６】
また、冷延鋼板，鍍金鋼板における種々の疵についてｔａｎΨ，ｃｏｓΔ，Ｉ_０の絶対値を演算した後に極性を調べたところ、相対値の演算の場合と同じ結果になった。
【００２７】
このように、正常部の画像信号を２５５階調の中心輝度である１２８階調になるようにして正規化して相対的画像を生成することにより、エリプソパラメ−タｔａｎΨやｃｏｓΔの異常部における変化を明確にすることができる。すなわち、一般的な画像処理の階調は２５５階調であるが、例えばリニアアレイカメラ８ｃで検出した光強度Ｉ_３の正常部の階調度が小さくなると、図５（ａ）のＩ_３画像に示すように画像全体が非常に暗くなる。この画像デ−タを用いてエリプソパラメ−タである振幅反射率比ｔａｎΨやｃｏｓΔの絶対値を演算すると、エリプソパラメ−タｔａｎΨやｃｏｓΔの異常部における変化が明確にならない場合も生じ、疵検出に不都合が生じることもあるが、このような不都合を解消することができる。
【００２８】
また、各パラメ−タは理論的には、０≦ｔａｎΨ≦∞，−１≦ｃｏｓΔ≦１，０≦Ｉ_０≦５１０という値をとり得るが、鋼板４の表面疵検査では、例えば０．４≦ｔａｎΨ≦１．６，−０．２８≦ｃｏｓΔ≦０．２８，３２≦Ｉ_０≦２２４のように、とり得る値が限られることがある。このような場合は、現実にとり得る値が０から２５５階調に対応するようにレンジの拡大を行うことで、フレ−ムメモリ１２ａ〜１２ｃの階調を有効に使い、例えば疵検出のしきい値設定をより細かくできるようになる。
【００２９】
なお、上記各実施例は鋼板４の反射光をビ−ムスプリッタ７ａ〜７ｃで３本のビ−ムに分離してリニアアレイカメラ８ａ，８ｂ，８ｃで受光した場合について説明したが、図８に示すように、リニアアレイカメラ８ａ，８ｂ，８ｃを鋼板４の移動方向に対して位置をずらして配置して、設定位置のずれ量Ｌを考慮して鋼板４の同一位置からの反射光を検出しても良い。また、図９の上面図と図１０の側面図に示すように、リニアアレイカメラ８ａ，８ｂ，８ｃを鋼板４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４の同一位置からの反射光をで同時に検出するようにしても良い。
【００３０】
また、上記各実施例は投光部２から出射した偏光を鋼板４の表面に直接入射し、その反射光をリニアアレイカメラ８ａ，８ｂ，８ｃで直接受光する場合について説明したが、図１１に示すように、光源５から偏光子６を通して所定の入射角で鋼板４の表面に入射し、その反射光をミラ−１７で反射して鋼板４の表面に対して直交するように設けたリニアアレイカメラ８ａ，８ｂ，８ｃ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。この場合、ｔａｎΨ，ｃｏｓΔ，Ｉ_０の絶対的な変化を問題にしないで相対的な変化を問題にするから、アルミニュ−ム等のミラ−１７による偏光の影響を問題にしないで済み、光学系１の構成や設置の自由度を高めることができる。
【００３１】
また、上記実施例はｔａｎΨ，ｃｏｓΔ，Ｉ_０の各パラメ−タを演算により求める場合について説明したが、光強度Ｉ_１，Ｉ_２，Ｉ_３の信号レベルの組合せに対応した各パラメ−タの値を納めたテ−ブルをあらかじめ作成しておき、そのデ−ブルを参照することによりパラメ−タを求めることもできる。この場合、Ｉ_１，Ｉ_２，Ｉ_３の取り得る値が制限されていると、テ−ブルの容量が小さく、処理時間が短くてすむ。冷延鋼板，鍍金鋼板について種々の疵について調べたところ、Ｉ_１，Ｉ_２，Ｉ_３を２５６階調で処理する場合、すべての疵を対象にした場合１２８±６４の範囲の値、また、最低の等級の一部の疵を除けば１２８±３２の範囲内の値を想定しておけば良いことが確認された。また、その一部の疵についても１２８±３２を超えた値を、１２８＋３２または１２８−３２に置き換えて計算してもパラメ−タの極性は同じで、等級判定に用いるパラメ−タの値も大きく変わらないことを確認した。
【００３２】
【発明の効果】
この発明は以上説明したように、被検査面に対して偏光を入射し、その反射光を異なる方位角を有する検光子を通して受光し、異なる偏光の光強度分布を測定し、測定した光強度分布を正常部が全階調の中心輝度になるように正規化して平坦化し、正常部に対する相対的な変化を示す画像信号に変換するようにしたから、受光部の各カメラのドリフト等を問題とせずに光強度に応じた画像を生成することができる。
【００３３】
また、生成した相対的画像からエリプソパラメ−タｔａｎΨやｃｏｓΔ及び反射光強度Ｉ_０を演算するから、エリプソパラメ−タｔａｎΨやｃｏｓΔ及び反射光強度Ｉ_０の異常部における変化を明確にすることができ、シ−ト状製品の表面にある異常部の有無や種別をオンラインで精度良く検出することができる。
【００３４】
さらに、エリプソパラメ−タの絶対値を測定しないで相対値を測定するから、光学系や信号処理部の厳密さが大幅に緩和され、装置全体を低価格にすることができるとともに設置や調整も容易にすることができる。
【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】光学系の動作を示す配置説明図である。
【図４】上記実施例の正規化処理を示す画像濃度特性図である。
【図５】正規化処理した画像を示す画面図である。
【図６】ｔａｎΨ，ｃｏｓΔ，Ｉ_０の画像を示す画面図である。
【図７】冷延鋼板における疵種の極性特性図である。
【図８】第２の実施例の光学系を示す側面図である。
【図９】第３の実施例の光学系を示す上面図である。
【図１０】第３の実施例の光学系を示す側面図である。
【図１１】第４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鋼板
５光源
６偏光子
７ビ−ムスプリッタ
８リニアアレイカメラ
９検光子
１０信号処理部
１１信号変換部
１２フレ−ムメモリ
１３演算手段
１４ａｔａｎΨ記憶手段
１４ｂｃｏｓΔ記憶手段
１４ｃＩ_０記憶手段
１５パラメ−タ比較手段

Claims

投光部と受光部と信号処理部とを有し、
投光部は幅方向に長いビ−ムの偏光を被検査面に入射し、受光部は被検査面からの反射光の光路に設けられ、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、信号処理部は各リニアアレイセンサからの出力画像信号を正規化して平坦化し、平坦化した画像信号からエリプソパラメ−タである振幅反射率比ｔａｎΨと位相差Δを示すｃｏｓΔ及び反射光強度Ｉ_０の相対値を演算し、演算した振幅反射率比ｔａｎΨと位相差ｃｏｓΔ及び反射光強度Ｉ_０の相対値から被検査面の表面の異常の有無を判定することを特徴とする表面検査装置。