JPH08247929A

JPH08247929A - 照明装置

Info

Publication number: JPH08247929A
Application number: JP5311195A
Authority: JP
Inventors: Takanori Kajiya; 孝則加治屋; Shuji Naito; 藤修治内
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1995-03-14
Filing date: 1995-03-14
Publication date: 1996-09-27

Abstract

(57)【要約】【目的】検出感度の高い特定波長の光で照明する。光
源の発熱を抑制する。無駄な電力消費を抑える。光量分
布を均一にする。【構成】ガラス体１の一端面１ａを入射面、他端面１
ｂを出射面とし、入射面に設置した発光ダイオ−ド２Ａ
〜２Ｅからの光をガラス体１に通す。入射面と出射面以
外の４面を光反射面とし、反射によってガラス体１の内
部で光を拡散させ、出射面での光量分布を均一化する。
出射面に拡散器３，４を配置して、更に光量分布を均一
化する。拡散器４の外側に偏光板５を設け、直線偏向の
光で照明する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は照明装置に関し、例え
ば、磁気光学欠陥検査装置の光源として利用しうる。

【０００２】

【従来の技術】磁気光学欠陥検査装置の技術について
は、例えば特開平２−２５３１５２号公報及び特開平３
−２７６０５０号公報に開示されている。

【０００３】磁気光学欠陥検査装置では、強磁性体でな
る検査対象物を磁化し、その表面に近接配置したファラ
デ−効果素子（又は磁気光学効果素子と呼ばれる）に直
線偏光の光を入射させ、該素子を透過しその底面の反射
膜で反射し、再びファラデ−効果素子を透過した反射光
の偏光状態を、検光子を介して観察する。

【０００４】ファラデ−効果素子上には、全域に渡って
迷路状に磁区が存在している。そして、ファラデ−効果
素子を通過する光の偏光面は、ファラデ−効果素子上の
磁区に応じて回転する。従って、ファラデ−効果素子に
直線偏光を照射した状態で、それを検光子を介して観察
すると、例えば図１０に示すような磁区模様を見ること
ができる。

【０００５】磁気光学欠陥検査装置においては、検査対
象物の近傍に配置したファラデ−効果素子の磁区模様の
太さが、検査対象物からの漏れ磁束によって変わる。即
ち、磁区の自発磁化の方向と同じ向きの磁束によって磁
区が太くなり、反対方向の磁束によって磁区が細くな
る。検査対象物に欠陥がない時には漏れ磁束がないが、
欠陥があると漏れ磁束が生じるので、検査対象物上の欠
陥の有無に応じて、磁区模様の磁区の太さが変わる。従
って、検光子を通して観察される画像光に基づいて、欠
陥の有無を検出しうる。

【０００６】ところで、ファラデ−効果素子において
は、偏光面の回転量および光の吸収量が波長に応じて変
化するため、それを利用する磁気光学欠陥検査装置の検
出感度は、８００ｎｍ程度の波長に対して最大になる。
従って検出感度を高くするために、磁気光学欠陥検査装
置の光源としては、８００ｎｍ程度の波長の光を使用し
ている。

【０００７】従来の磁気光学欠陥検査装置では、白熱電
球を光源として採用し、白熱電球から出る様々な波長の
光の中から、バンドパスフィルタやコ−ルドフィルタを
用いて必要な波長成分の光のみを抽出し、抽出した光を
欠陥検出のために使用している。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、白熱電
球が出射する光には様々な波長成分が含まれているの
で、必要な波長の光の強度を大きくすると、不要な波長
のエネルギ−も増大し、無駄な電力を消費するだけでな
く、電球の発熱量が大きくなり、様々な不具合が生じ
る。

【０００９】例えば発光ダイオ−ドには、必要な波長成
分（７７０〜７９０ｎｍの近赤外線）の光だけを出射す
るものが存在するので、それを利用すれば、フィルタが
不要であり、光源の発熱も抑制することができる。しか
しながら、発光ダイオ−ドのような点光源を磁気光学欠
陥検査装置に用いると、光源からの光が拡散されずにそ
のまま検光子に到達するため、観察される像の中に光源
が輝点として映ることになり、均一な照度分布でないた
め、欠陥の識別が困難になる。

【００１０】従って本発明は、必要な波長の均一な強度
の光で、比較的広い範囲を同時に照明可能にするととも
に、光源の発熱を抑制することを課題とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の照明装置は、ほぼ直方体状に形成され、そ
れの光入射面（１ａ）及び該光入射面と対向する位置に
ある光出射面（１ｂ）を除く４つの面に光反射面（１
ｃ）が形成された光反射体（１）；該光反射体の光入射
面に対向して各々の光軸が配置された複数の発光手段
（２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ，２Ｅ）；前記光反射体の光
出射面に対向する位置に設置された、光拡散手段（３，
４）；及び前記光反射体から出て前記光拡散手段を通っ
た光を、直線偏光に変換する偏光板（５）；を備える。

【００１２】また請求項２の発明では、前記光拡散手段
は、前記光反射体の光出射面のほぼ全域に対向する位置
に設置された第１の拡散手段（３）と、前記光反射体の
光出射面と対向する位置のうち、前記発光手段の各々の
光軸と対向する位置の近傍に設置された第２の拡散手段
（４）を含む。

【００１３】また請求項３の発明では、前記複数の発光
手段の各々の近傍に、それらが出射する光の強度を検出
する検出手段（６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ，６Ｅ）が設置
され、該検出手段が検出した光の強度をフィ−ドバック
して各発光手段の付勢量をそれぞれ独立して調整する光
量調節手段（７）が設置される。

【００１４】なお上記括弧内に示した記号は、後述する
実施例中の対応する要素の符号を参考までに示したもの
であるが、本発明の各構成要素は実施例中の具体的な要
素のみに限定されるものではない。

【００１５】

【作用】本発明においては、複数の発光手段（２Ａ，２
Ｂ，２Ｃ，２Ｄ，２Ｅ）が、光反射体（１）の光入射面
（１ａ）に対向して配置されており、各々の発光手段か
ら出た光は、光入射面（１ａ）から光反射体（１）に入
射する。光反射体（１）は直方体状に形成されており、
光入射面（１ａ）と光出射面（１ｂ）を除く４つの面に
は光反射面（１ｃ）が形成されている。従って、光反射
体（１）に入射した光のうち、光軸の中心から少しずれ
た光は、光反射面（１ｃ）で反射して別の方向に向か
い、反射を繰り返して様々な方向から光出射面（１ｂ）
に到達するので、光出射面（１ｂ）から出る光の強度分
布は均一化される。また、複数の発光手段を使用するの
で、比較的広い範囲を同時に照明することができる。光
反射体（１）の光出射面（１ｂ）から出る光は、光拡散
手段（３，４）によって拡散されるため、光拡散手段の
出側では、光強度分布が更に平滑化される。光拡散手段
を通った光は、偏光板（５）によって直線偏光に変換さ
れ、照明光として出射される。

【００１６】請求項２の発明では、前記光反射体の光出
射面のほぼ全域に対向する位置に第１の拡散手段（３）
が設置され、更に前記光反射体の光出射面と対向する位
置のうち、前記発光手段の各々の光軸と対向する位置の
近傍に第２の拡散手段（４）が設置されている。このた
め、光の強度分布を平滑化する効果が非常に高い。特
に、第２の拡散手段が発光手段の各々の光軸と対向する
光強度の大きい部分に配置されているので、光強度分布
のピ−クレベルを下げ、光強度が比較的低い部分のレベ
ルを上げて、光強度分布をより平担化することができ
る。

【００１７】請求項３の発明では、各々の発光手段の近
傍に設置された検出手段（６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ，６
Ｅ）からの信号に基づいて、光量調節手段（７）が各発
光手段の付勢量をそれぞれ独立して調整するので、発光
手段の近傍での光強度分布を平担化することができる。
従って、照明光の光強度分布もより平滑化される。

【００１８】

【実施例】実施例の磁気光学欠陥検出装置の主要部であ
る検出ユニットの構成を図１に示す。図１を参照して説
明する。ケ−シング２０の先端部２０ａに薄板状のファ
ラデ−効果素子２１が固定されている。ケ−シング２０
の内部には、ファラデ−効果素子２１の面に光軸を向け
て配置された照明装置１０が備わっている。また、照明
装置１０と別の位置に、ＣＣＤイメ−ジセンサが撮像装
置２４として設置されている。照明装置１０から出た照
明光は、ファラデ−効果素子２１を透過し、その底面の
反射膜で反射して再びファラデ−効果素子２１を透過
し、検光子２２及びレンズ２３を通って撮像装置２４で
受光される。

【００１９】照明装置１０の縦断面を拡大して図２に示
し、照明装置１０の平面図を図３に示す。図２及び図３
を参照して説明する。光拡散体１は、直方体のガラス材
料で構成してある。大きさは、Ｘ軸方向が９０ｍｍ、Ｙ
軸方向が２ｍｍ、Ｚ軸方向が５０ｍｍになっている。光
拡散体１の６つの面１１，１２，１３，１４，１５及び
１６のうち、側方の４面１１，１２，１３及び１４に
は、アルミニウムの蒸着によって形成した光反射膜１ｃ
がそれぞれ設けてあり、残りの２面１５及び１６は透明
になっている。

【００２０】光拡散体１の面１５には、それと対向する
面１６の方向に光軸を向けて配置した５個の発光ダイオ
−ド２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ及び２ＥをＸ軸方向に等間
隔に並べて固定してある。発光ダイオ−ド２Ａ，２Ｂ，
２Ｃ，２Ｄ及び２Ｅは、全て近赤外線の波長（７７０〜
７９０ｎｍ）で発光する特性を有している。近赤外線の
波長で発光する発光ダイオ−ドを照明用光源として用い
ることにより、ファラデ−効果素子２１の検出感度が高
くなる。

【００２１】光拡散体１の上側の面１４上には、発光ダ
イオ−ド２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ及び２Ｅの近傍に、そ
れぞれ、フォトダイオ−ド６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ及び
６Ｅが受光面を下に向けて設置してある。フォトダイオ
−ド６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ及び６Ｅの受光面と対向す
る部分については、上面１４の光反射膜１ｃは取除いて
ある。即ち、フォトダイオ−ド６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ
及び６Ｅは、それぞれ、発光ダイオ−ド２Ａ，２Ｂ，２
Ｃ，２Ｄ及び２Ｅの近傍での照度を検出することができ
る。

【００２２】光拡散体１の４面１１，１２，１３及び１
４には光反射膜１ｃが形成されているので、発光ダイオ
−ド２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ及び２Ｅから出た光は、入
射面１ａから光拡散体１に入射し、その内空間で光反射
膜１ｃによって反射を繰り返し、出射面１ｂから光拡散
体１の外に出る。発光ダイオ−ドは比較的指向性が高い
ため、入射面１ａの近傍では、位置によって照度に大き
な差が生じるが、光拡散体１の内部で反射を繰り返すこ
とによって、照度が均一化され、照度分布が比較的平担
になる。

【００２３】照明光の光強度分布を更に平担にするため
に、出射面１ｂの外側に、２組の光拡散器３及び４を設
置してある。光拡散器３及び４の材料は、半透明の樹脂
フィルムであり、それを透過する光を拡散する機能を有
する。光拡散器３は、出射面１ｂの全幅に渡ってそれを
覆うように配置した１枚の樹脂フィルムで構成してあ
る。また光拡散器４は、分割された複数の樹脂フィルム
で構成してあり、複数の樹脂フィルムは各々、発光ダイ
オ−ド２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ及び２Ｅの光軸の中心
（Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５）が通る位置及びその
周辺部のみを覆うように配置されている。

【００２４】光拡散体１の内部での反射の繰り返し、な
らびに光拡散器３及び４のそれぞれによる光の拡散によ
って、図４に示すように、光強度分布は平担化されるの
で、この照明装置１０の出力には、均一な照度分布が得
られる。また、光拡散器３，４の外側に偏光板５が設置
されているため、照明装置１０の出力には、直線偏光の
照明光が得られる。この照明光が、図１に示すファラデ
−効果素子２１に照射される。

【００２５】この実施例では、光拡散体１の内部におけ
る照度分布を最適にするために、各位置の光量を検出す
るフォトダイオ−ド６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ及び６Ｅ
と、発光ダイオ−ド２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ及び２Ｅの
光量を調節する光量調節回路７を設けてある。

【００２６】光量調節回路７の構成を図５に示す。図５
を参照すると、光量調節回路７には、それぞれ発光ダイ
オ−ド２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ及び２Ｅの光量を調節す
る、独立した５組の回路が備わっている。各々の回路に
は、可変抵抗器７ａ，減算器７ｂ，増幅器７ｃ及びドラ
イバ７ｄが備わっている。５組の回路の可変抵抗器７ａ
には、それぞれ独立した目標レベルＶＡ，ＶＢ，ＶＣ，
ＶＤ及びＶＥがセットされる。フォトダイオ−ド６Ａ，
６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ及び６Ｅの出力信号は、増幅器７ｃで
増幅され、減算器７ｂに印加される。減算器７ｂは、可
変抵抗器７ａが出力する目標レベルと増幅器７ｃの出力
レベルとの差の信号をドライバ７ｄに印加する。従っ
て、各可変抵抗器７ａにセットされた目標レベルＶＡ〜
ＶＥと、フォトダイオ−ド６Ａ〜６Ｅの検出した光量と
に応じて、発光ダイオ−ド２Ａ〜２Ｅの発光量が自動的
に調節される。この実施例では、フォトダイオ−ド６Ａ
〜６Ｅの検出する光量分布が均一になるように、予め目
標レベルＶＡ，ＶＢ，ＶＣ，ＶＤ及びＶＥをセットして
ある。従って、側方の面１１，１３からの反射の影響な
ども補償され、均一な照度分布が照明装置１０の出力に
得られる。

【００２７】図１に示した検出ユニットを用いて構成し
た欠陥検出装置を正面から見た状態及び側面から見た状
態の外観を、それぞれ図７及び図８に示す。この欠陥検
査装置は、製造された厚板鋼板６１の検査ラインに設置
されている。厚板鋼板６１は、図７の矢印方向に高速で
搬送されながら、その表面の全域が欠陥検査装置によっ
て検査される。実際の厚板鋼板６１は非常に大きいの
で、その全域を１台の欠陥検査装置で検査することはで
きず、従って実際には、多数の欠陥検査装置が検査ライ
ン上に配列されているが、図では１台の欠陥検査装置の
みが示されている。また、欠陥検査装置は移動しない
が、４つの車輪６２を介して厚板鋼板の表面６１ａと常
時当接しており、表面６１ａに倣って動くように支持さ
れている。

【００２８】この欠陥検査装置は、ファラデ−効果を利
用して、厚板鋼板表面の欠陥を検出する。即ち、厚板鋼
板６１を磁化する場合、欠陥が無ければ表面６１ａ上に
漏洩磁束は生じないが、欠陥があると漏洩磁束が生じ
る。従って、表面６１ａ上にファラデ−効果を生じる素
子を配置すれば、漏洩磁束の有無によって、該素子の磁
区幅が変化するので、検光子を介してファラデ−効果素
子上の磁区模様を観察すれば、漏洩磁束の有無、つまり
欠陥の有無が検出できる。従って、この欠陥検査装置の
主要部は、磁化器５０，ファラデ−効果素子２１，照明
装置１０，検光子２２，レンズ２３及び撮像装置２４で
構成されている。

【００２９】ファラデ−効果素子２１は、薄板状で厚板
鋼板６１の幅方向に長い帯状（長方形状）に形成されて
おり、厚板鋼板６１の表面１ａに近接してそれと対向す
るように配置されている。ファラデ−効果素子２１の主
要部は、希土類・鉄・ガ−ネット（ＲＩＧ）の垂直磁化
膜であり、面に垂直な方向以外は難磁化特性を有し、５
００〜１０００エルステッド程度の水平磁界では磁区の
移動や磁気飽和が生じない物が使用されている。また、
膜の上面（光の入射面）には無反射コ−ティング、膜の
底面（鋼板と対向する面）には全反射コ−ティングがそ
れぞれ施されており、ファラデ−効果素子２１に入射し
た光は、垂直磁化膜内を通り、底面で反射されて再び垂
直磁化膜内を通り、ファラデ−効果素子２１から出る。
光が垂直磁化膜内を往復する間に、各々の位置の磁区に
応じて、偏光面の回転が生じる。従って、検光子２２を
介して観察できる画像（偏光パタ−ン）は、ファラデ−
効果素子２１上の磁区模様に対応する。そして、各磁区
の幅が垂直方向の磁束（価板表面又は表層部の欠陥から
の漏れ磁束）の大きさによって変化する。このため、検
光子２２を介して観察される画像により、欠陥の有無を
識別できる。

【００３０】磁化器５０の外観を図６に示す。図６を参
照すると、この磁化器５０は、強磁性体で構成されたコ
ア５１と、それに巻回された２つの電気コイル５２及び
５３で構成されている。コア５１は、４辺５１ａ，５１
ｂ，５１ｃ及び５１ｄでなる実質上矩形の枠体であり、
互いに対向する２辺５１ｃ及び５１ｄに、それぞれ電気
コイル５２及び５３が巻回してある。また残りの２辺５
１ａ及び５１ｂには、それぞれ突起５１ｅ及び５１ｆが
形成してある。２つの電気コイル５２及び５３は、巻数
が同一になっており、また互いに対称に磁束を発生する
ように結線されている。つまり、電気コイル５２の一端
５２ａがＮ極、他端５２ｂがＳ極になる時には、電気コ
イル５３の一端５３ａがＮ極、他端５３ｂがＳ極にな
り、突起５１ｅ及び５１ｆがそれぞれＮ極及びＳ極の磁
極を形成する。

【００３１】図７及び図８に示すように、突起５１ｅ及
び５１ｆは、厚板鋼板６１の表面６１ａと近接して配置
されているので、電気コイル５２及び５３に通電し、突
起５１ｅ及び５１ｆに磁極を形成することによって、厚
板鋼板６１が磁化される。また、突起５１ｅ及び５１ｆ
は、各辺５１ａ及び５１ｂの中央部に形成されているの
で、厚板鋼板６１は、磁化器５０の中心部と対向する位
置が最も強く磁化される。この位置と対向するように、
ファラデ−効果素子２１が配置されている。また、コア
５１は矩形の枠体であり、その中央部は開口部５１ｇを
形成しているので、この部分に光路が形成されるように
光学系、即ちファラデ−効果素子２１，照明装置１０，
検光子２２，レンズ２３及び撮像装置２４を含む図１の
検出ユニットが配置されている。

【００３２】照明装置１０は、スリット状の光をファラ
デ−効果素子２１に照射するので、ファラデ−効果素子
２１の全領域が同時に照明される。また照明装置１０に
は偏光板５が備わっているので、ファラデ−効果素子２
１は直線偏光された光で照明される。照明光の波長は、
ファラデ−効果素子２１の感度が高い７７０〜７９０ｎ
ｍの範囲になっている。

【００３３】検光子２２，レンズ２３及び撮像装置２４
は、ファラデ−効果素子２１の上方に、照明装置１０と
光学的に対称な位置関係で配置されている。検光子２２
は、偏光板であり、それが透過する光の偏光方向は、偏
光板５に対して４５度傾けてある。検光子２２を透過し
た光は、レンズ２３で集光されて撮像装置２４に入射
し、２次元画像として撮像される。

【００３４】また、ファラデ−効果素子２１を含む検出
ユニットを支持している部材及び突起５１ｅには、それ
ぞれ市販のレ−ザ距離計で構成される間隙センサ７１及
び７２が設置されている。間隙センサ７１は、検出面を
下に向けて配置されており、ファラデ−効果素子２１の
底面と厚板鋼板６１の表面６１ａとの間隙を検出する。
また間隙センサ７２は、検出面を下に向けて配置されて
おり、突起５１ｅ、即ち磁極の先端と厚板鋼板６１の表
面６１ａとの間隙を検出する。この欠陥検査装置は、車
輪６２などで構成される倣い機構によって、厚板鋼板６
１の表面６１ａに倣うように動くので、上記間隙が大き
く変化する機会は少ないが、厚板鋼板６１の移動に伴な
う振動などによって、間隙に僅かな変化が生じうる。し
かし、これらの間隙の大きさが変化すると、検査対象物
である厚板鋼板６１の磁化の程度が変化し、漏れ磁束の
大きさも変化し、欠陥検出に利用される信号のＳ／Ｎ比
が悪化する。そこでこの実施例では、間隙センサ７１及
び７２で検出した間隙に基づいて、電気コイル５２及び
５３に流す電流の大きさを自動的に調整し、常に最高の
Ｓ／Ｎ比が得られるように制御している。

【００３５】この欠陥検査装置の電気回路の構成を図９
に示す。図９を参照して説明する。発振器８１は、この
電気回路の制御タイミングを定める一定周期の方形波信
号を出力する。具体的には、発振器８１は、撮像装置２
４の二次元画像読取走査に使用される水平同期信号に同
期した三角波を生成し、それを整形して方形波を生成し
ている。発振器８１が出力する方形波信号は、移相器８
５を介して、ストロボ電源８２に印加される。ストロボ
電源８２は、発振器８１が出力する方形波信号に同期し
たパルス電力を、照明装置１０にその電源として供給す
る。従って、照明は所定のタイミングで間欠的に実施さ
れる。

【００３６】磁化コイル（電気コイル）５２及び５３に
は、検出信号のＳ／Ｎ比を最大にするような電流が常時
供給される。この電流は交流であり、発振器８１が出力
する方形波信号に同期した方形波形になる。磁化コイル
５２及び５３に流す電流の値Ｃ＋，Ｃ−は、マイクロコ
ンピュ−タＣＰＵによって決定され、間隙センサ７１が
検出した間隙Ｇ１，間隙センサ７２が検出した間隙Ｇ
２，製造ラインを管理するプロセスコンピュ−タ７８か
ら得られる検出対象鋼板の寸法及び鋼種に応じて変更さ
れる。電流の＋側の値Ｃ＋及び−側の値Ｃ−は、ラッチ
７５に保持され、それらの一方がデ−タセレクタ７６を
介してＤ／Ａ変換器７７に印加される。即ち、デ−タセ
レクタ７６に印加される２つの信号Ｃ＋，Ｃ−は、発振
器８１が出力する信号の半周期毎に、極性検出器６３の
出力によって交互に切換えられ、Ｄ／Ａ変換器７７に印
加される。電力増幅器６４は、Ｄ／Ａ変換器７７が出力
するアナログ信号レベルを目標値とする一定の電流を磁
化コイル５２及び５３に流すように制御する。

【００３７】磁化コイル５２及び５３に印加される電力
の極性は周期的に変化するので、磁化コイル５２及び５
３によって磁化器５０に発生する磁極も周期的に変化す
る。この極性変化の周期は非常に短いので、表皮効果が
現われ、厚板鋼板６１中の磁束はその表層部分に集中す
る。これにより、比較的小さい電力で、厚板鋼板６１の
欠陥検出に必要な部分だけを磁化することができる。

【００３８】撮像装置２４は、検光子２２を介して入射
する二次元画像光を走査しながら撮像する。撮像装置２
４が出力する画像信号は、Ａ／Ｄ変換器４１によってデ
ジタル信号に変換され、極性変換器４２に印加される。
極性変換器４２は、発振器８１が出力する方形波信号の
極性を検出する極性検出器６３の出力によって制御され
る。極性変換器４２が出力する画像信号は、フレ−ムバ
ッファ４３と加算器４４に印加される。加算器４４は、
極性変換器４２が出力する画像信号とフレ−ムバッファ
４３が出力する画像信号とを加算し、その結果を画像処
理装置４５に出力する。画像処理装置４５は、画像信号
に所定の画像処理を施し、処理の結果を欠陥弁別器４６
に出力する。欠陥弁別器４６は、欠陥の有無を識別す
る。モニタＴＶ４７は、画像処理前の画像，画像処理後
の画像，欠陥弁別結果等をその二次元表示画面に表示す
ることができる。

【００３９】撮像装置２４によって撮像される２次元画
像の例を、図１０及び図１１に示す。これらは、人工的
に作られた表面欠陥を含む厚板表面部に、ファラデ−効
果素子２１を対向させた時に得られた画像であり、図１
０は、厚板鋼板６１の磁化極性が正の場合の画像であ
り、図１１はそれから磁化極性変化周期の半周期後の、
つまり磁化極性が負の場合の画像である。画像中の全域
にわたって見られる模様は、ファラデ−効果素子２１の
磁区模様である。

【００４０】極性変換器４２は、画像信号の極性（ポジ
／ネガ）を切換える回路であり、極性検出器６３の出力
する信号に従ってポジ／ネガを切換え、磁化極性変化周
期の半周期毎に、ポジ画像とネガ画像とを交互に出力す
る。従って例えば、厚板鋼板６１の磁化極性が正の時に
はポジ画像が出力され、厚板鋼板６１の磁化極性が負の
時にはネガ画像が出力される。

【００４１】図１２は、図１１の画像のネガ画像を示し
ている。図１２を参照すると、磁区模様の白黒が反転し
ており、また欠陥部分の白黒の割合いは磁化極性が逆の
画像（図１０）と同様になっているのが分かる。そこで
この実施例では、図１０のような画像と図１２のような
画像とを加算器４４で加算することによって、ノイズで
ある磁区模様の成分を打ち消すようにしている。

【００４２】フレ−ムバッファ４３は、磁化極性変化周
期の半周期毎に、それまでに記憶していた画像の出力と
新しい画像の書き込みとを同時に行なう。従って加算器
４４には、極性変換器から出力される最新の画像と、半
周期前の画像とが同時に印加されるが、それらのうち一
方は反転されたネガ画像であり、他方は反転されないポ
ジ画像であり、しかも両者は磁化極性が逆であるので、
図１０のような画像と図１２のような画像とを同じタイ
ミングで加算することができる。

【００４３】この加算によって得られる画像は、例えば
図１３の最上部に示すようになり、磁区模様の成分はほ
とんど消え、しかも欠陥部分のコントラストが倍増す
る。図１３の中央部に示す波形は、加算によって得られ
る画像の１ラインの信号レベル変化を示しているが、欠
陥の有無を識別するためには、更に信号を処理する必要
がある。

【００４４】そこで次の画像処理装置４５で、様々な信
号処理を実施している。即ち、ロ−パスフィルタ処理，
画像の縦方向の平均化処理，及びハイパスフィルタ処理
を実施している。ロ−パスフィルタ処理（平滑化）によ
って、磁区模様の残留成分が更に減衰され、縦方向の平
均化処理によって、欠陥信号のＳ／Ｎ比が改善され、ハ
イパスフィルタ処理によって、磁化器による緩やかな垂
直磁界分布によって生じる画像の輝度むらを低減するこ
とができる。この処理の結果、図１３の最下部に示す信
号波形が得られ、この信号が次の欠陥弁別器４６に印加
される。欠陥弁別器４６は、図１３の最下部に示す信号
のような比較的大きなレベル変化を、欠陥として識別す
る。

【００４５】

【発明の効果】以上のとおり本発明の照明装置によれ
ば、発光手段（光源）として、発光ダイオ−ドのような
放射角の広い点光源を用いる場合であっても、特定の幅
を有する偏光板の全域を均一な照度で照明しうる。即
ち、光反射体が存在しない場合には、偏光板の中央部の
照度が最も高く、周辺部で照度が低下するが、本発明で
は、光反射体に光入射面から入射した光のうち、側方に
向かう成分が、光反射体の側面の４面の光反射面で反射
されて光反射体の内側に戻るため、この成分によって偏
光板の周辺部の照度の落ち込みが改善され、更に光拡散
手段によって光反射体から出る光が拡散されるため、偏
光板上の照度分布が均一化される。

【００４６】また、光源から出た光が光反射体の外側に
広がらないため、光源から出た光の全ての成分を有効に
利用することができる。従って、比較的小さい電力で充
分に大きな照度を得ることができ、光源の発熱及び無駄
な電力消費を抑えることができる。従って、ファラデ−
効果素子を用いる欠陥検査装置の照明装置として好適で
ある。

【００４７】また、請求項２及び請求項３の発明によれ
ば、照明光の照度分布を更に均一化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の欠陥検査装置に用いる検出ユニット
の正面図である。

【図２】図１の検出ユニットの照明装置１０の拡大縦
断面図である。

【図３】照明装置１０の平面図である。

【図４】照明装置１０の各部の光量分布を示すグラフ
である。

【図５】照明装置１０の光量調節回路を示すブロック
図である。

【図６】図７の磁化器５０の外観を示す斜視図であ
る。

【図７】実施例の欠陥検査装置の主要部の外観を示す
正面図である。

【図８】図７の欠陥検査装置の側面図である。

【図９】欠陥検査装置の電気回路の構成を示すブロッ
ク図である。

【図１０】撮像装置２４が撮像する画像の例を示す平
面図である。

【図１１】図１０の半周期後の画像を示す平面図であ
る。

【図１２】図１１の画像のネガ画像を示す平面図であ
る。

【図１３】処理前及び処理後の画像の輝度変化を示す
波形図である。

【符号の説明】

１：光拡散体１ａ：入射面１ｂ：出射面１ｃ：光反射膜２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ，２Ｅ：発光ダイオ−ド３，４：光拡散器５：偏光板６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ，６Ｅ：フォトダイオ−ド７：光量調節回路７ａ：可変抵抗器７ｂ：減算器７ｃ：増幅器７ｄ：ドライバ１０：照明装置１１〜１６：面２０：ケ−シング２１：ファラデ−効果素子２２：検光子２３：レンズ２４：撮像装置４１：Ａ／Ｄ変換器４２：極性変換器４３：フレ−ムバッファ４４：加算器４５：画像処理装置４６：欠陥弁別器４７：モニタＴＶ５０：磁化器５１：コア５１ａ，５１ｂ，５１
ｃ，５１ｄ：辺５１ｅ，５１ｆ：突起５１ｇ：開口部５２，５３：電気コイル６１：厚板鋼板６１ａ：表面６２：車輪６３：極性検出器６４：電力増幅器７１，７２：間隙センサ７３：磁束密度決定処
理７４：磁化電流決定処理７５：ラッチ７６：デ−タセレクタ７７：Ｄ／Ａ変換器７８：プロセスコンピュ−タ８１：発振器８２：ストロボ電源８５：移相器Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５：光軸ＣＰＵ：マイクロコンピュ−タＶＡ，ＶＢ，ＶＣ，ＶＤ，ＶＥ：目標レベル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ほぼ直方体状に形成され、それの光入射
面及び該光入射面と対向する位置にある光出射面を除く
４つの面に光反射面が形成された光反射体；該光反射体
の光入射面に対向して各々の光軸が配置された複数の発
光手段；前記光反射体の光出射面に対向する位置に設置
された、光拡散手段；及び前記光反射体から出て前記光
拡散手段を通った光を、直線偏光に変換する偏光板；を
備える照明装置。
【請求項２】前記光拡散手段は、前記光反射体の光出
射面のほぼ全域に対向する位置に設置された第１の拡散
手段と、前記光反射体の光出射面と対向する位置のう
ち、前記発光手段の各々の光軸と対向する位置の近傍に
設置された第２の拡散手段を含む、前記請求項１記載の
照明装置。
【請求項３】前記複数の発光手段の各々の近傍に、そ
れらが出射する光の強度を検出する検出手段が設置さ
れ、該検出手段が検出した光の強度をフィ−ドバックし
て各発光手段の付勢量をそれぞれ独立して調整する光量
調節手段が設置された、前記請求項１記載の照明装置。