JPH11295240A - 表面疵検査装置及びその方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 顕著な凹凸性を持たない模様状ヘゲ欠陥を表
面ムラに影響されずに確実に検出する。 【解決手段】 本発明の表面疵検査装置は、表面にムラ
を有する被検査面２１をこの被検査面に対する入射面に
平行な方向に直線偏光された照明光で照射する光源２２
と、被検査面からの受光角が、ムラの要因物質のブリュ
ースター角に設定され、照明光の正反射光における照明
光の偏光方向と同一方向の偏光成分を受光する第１の受
光手段２８と、被検査面からの受光角が、ムラの要因物
質のブリュースター角に設定され、照明光の正反射光に
おける照明光の偏光方向と直交する方向の偏光成分を受
光する第２の受光手段２９と、第１及び第２の受光手段
で受光された同一方向及び直交方向の各偏光成分に基づ
いて被検査面の表面疵の有無を判定する判定処理部３１
とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば薄鋼板表面
等の被検査面に光を照射してこの被検査面の表面疵を光
学的に検出する表面疵検査装置及び表面疵検査方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】薄鋼板表面等の被検査面に光を照射して
この被検査面からの反射光を解析することによって、被
検査面に存在する表面疵を光学的に検出する表面疵検査
は従来から種々の手法が提唱され実施されている。

【０００３】例えば、被検体表面に対して光を入射し、
被検体表面からの正反射光及び拡散反射光をカメラで検
出する金属物体の表面探傷方法が特開昭58-204353 号公
報に提案されている。この表面探傷方法においては、被
検体表面に対し３５°〜７５°の角度で光を入射し、被
検体表面からの反射光を、正反射方向と入射方向又は正
反射方向から２０°以内の角度方向に設置した２台のカ
メラで受光する。そして、２台のカメラの受光信号を比
較し、例えば両者の論理和を取る。そして、２台のカメ
ラが同時に異常値を検出した場合のみ該当異常値を傷と
みなすことにより、ノイズに影響されない表面探傷方法
を実現している。

【０００４】また、被検体からの後方散乱光を受光する
ことによる被検体表面の疵検査方法が特開昭60-228943
号公報に提案されている。この疵検査方法においては、
ステンレス鋼板に対して大きな入射角で光を入射し、入
射側へ戻る反射光、すなわち後方散乱光を検出すること
により、ステンレス鋼板表面のヘゲ疵を検出している。

【０００５】さらに、複数の後方散乱反射光を検出する
ことによる平鋼熱間探傷装置が特開平8-178867号公報に
提案されている。この平鋼熱間探傷装置は熱間圧延され
た平鋼上の掻疵を検出する。そして、この探傷装置にお
いては、掻疵の疵斜面角度は１０〜４０°であり、この
範囲の疵斜面からの正反射光を全てカバーできるように
後方拡散反射方向に複数台のカメラが配設されている。

【０００６】さらに、特開昭58-204353 号公報や特開平
8-178867号公報では複数台のカメラの光軸が共通ではな
く出射角が異なるため、得られる２つの画像の対応する
画素の視野サイズが異なるほか、被検査面のバタツキや
対象の厚さ変動による距離変化があると視野に位置ズレ
を生じるという問題があった。特に特開昭58-204353号
公報では２つのカメラで同じ視野に対する論理和をとる
ことが要求されるため問題は大きかった。

【０００７】また、偏光を利用した表面の測定装置が特
開昭57-166533 号公報及び特開平9-166552号公報に提案
されている。特開昭57-166533 号公報に提案された測定
装置においては、測定対象に４５°方向の偏光を入射し
偏光カメラで反射光を受光している。偏光カメラにおい
ては、反射光をカメラ内部のビームスプリッタを用いて
３つに分岐し、それぞれ異なる方位角の偏光フィルタを
通して受光する。そして、偏光カメラからの３本の信号
を、カラーＴＶシステムと同様の信号処理により、モニ
タに表示し、偏光状態を可視化する技術が開示されてい
る。この技術はエリプソメトリの技術を利用しており、
光源は平行光であることが望ましく、例えばレーザ光が
用いられている。

【０００８】また、特開平9-166552号公報に提案された
表面検査装置においては、特開昭57-166533 号公報記載
技術と同様に、エリプソメトリを利用して鋼板表面の疵
を検査している。

【０００９】また、表面に塗装されたニスに影響される
ことなく印刷面、塗装面の色を測定する表面検査装置が
特開昭53-23678号公報に提案されている。この表面検査
装置においては、測定物に対する入射光を入射面に平行
な電界を持つｐ偏光とし、かつ入射光の測定物に対する
入射角を測定物のブリュースター角に設定している。

【００１０】入射角がブリュースター角度に設定されて
いる場合、反射光には入射面に平行する偏光成分（ｐ偏
光）は含まれない。したがって、入射光をｐ偏光とした
場合、反射光はゼロとなる。よって、入射角度をニスの
ブリュースター角に設定することによって、被測定物表
面に塗られたニスの表面での光沢性の反射をなくし、ニ
スの下の塗装面や印刷面の色の違いを検査可能にするも
のである。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た各公開公報に提案された各測定技術は、いずれも顕著
な凹凸性を持つ疵を検出するか、又は酸化膜等異物が存
在する疵を検出することを目的としたものであり、顕著
な凹凸性を持たない模様状ヘゲ欠陥等に対しては全ての
疵を確実に捕捉することが困難であった。

【００１２】例えば、特開昭58-204353 号公報の探傷方
法においては、正反射光と散乱反射光を受光する２台の
カメラを有しているが、その目的は２つのカメラにおけ
る検出信号の論理和によるノイズの影響除去である。し
たがつて、顕著な凹凸性を有する疵、すなわち表面に割
れ・抉れ・めくれ上がりを生じているような疵に対して
は両方のカメラで疵の信号が捉えられるので適用可能で
ある。しかし、いずれか一方のカメラでしか疵の信号を
捕らえられないような顕著な凹凸性を持たない模様状ヘ
ゲ欠陥のような疵の場合は、その疵を全て検出すること
はできない。

【００１３】また、特開昭60-228943 号公報の表面状態
検査方法は、表面粗さの小さいステンレス鋼板上に顕在
化した持ち上がったヘゲ疵を対象としている。したがっ
て、顕在化していない持ち上がった部分のない疵や、疵
の存在しない部分も入射側へ戻る光を反射するような表
面の粗い鋼板に適用することはできない。

【００１４】特開平8-178867号公報の平鋼熱間探傷装置
は、掻き疵を対象にしており、疵斜面での正反射光を捉
えることに基づいているため、顕著な凹凸性を持たない
模様状ヘゲのような疵の場合には後方散乱反射光では捉
えられないものも存在し、検出もれを生ずる問題点があ
った。

【００１５】さらに、特開昭57-166533 号公報の測定装
置及び特開平9-166552号公報の表面検査装置は、エリプ
ソメトリの技術を用いており、「薄い透明な層の厚さ及
び屈折率」や「物性値のむら」を検出することはでき
る。しかしながら、例えば表面処理鋼板のように、もと
もと疵部が母材部と異なる物性値を有していたとして
も、その上から同一の物性値を有するものに覆われたよ
うな対象に対しては、有効性が低下してしまう問題があ
った。

【００１６】また、上述した各従来技術においては、い
ずれも、表面に薄膜が付着し、その膜の有無がムラとな
って観察される検査対象に対しては、ムラを模様状ヘゲ
欠陥として誤って検出してしまう問題点があった。

【００１７】表面のムラの存在が外見上重要でなく、か
つムラの程度も小さい場合は、ムラの存在が鋼板性能に
何ら支障を与えることがないので、ムラ自体は無害であ
る。しかし、表面疵検査装置にとっては上述した模様状
ヘゲ欠陥と誤認識するため過検出になる。

【００１８】特に、表面塗装が不完全で被検査面の全面
に亘って微細なムラが発生している場合には、ムラの発
生個数も非常に多いため、表面疵検査装置における信号
処理部の処理能力がムラの検出速度に追従できない問題
がある。

【００１９】前述した特開昭53-23678号公報の表面検査
装置においては、表面に膜が付着したものを対象として
いるが、反射光を正反射方向の一方向からのみ受光して
いる。したがって、この表面検査装置を、例えば鋼板上
の模様状ヘゲ欠陥のような、顕著な凹凸を持たず、色具
合にほとんど違いがない欠陥の検出に用いた場合におい
ては、全ての欠陥を捉えることはできない。

【００２０】製品の品質検査ラインに組込まれる表面検
査装置においては、製造製品に対する品質保証の観点か
ら、疵の検出もれがないことが絶対条件である。しかし
ながら、表面処理鋼板等まで検査対象とした表面疵検査
装置は実用化されていなかった。

【００２１】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであり、ｐ偏光された照明光の入射角と正反射光
の受光角とをブリュースター角を用いて設定することに
よって、被検査面からの正反射光に含まれる鏡面反射成
分と鏡面拡散反射成分とを精度よく検出でき、被検査面
における表面の割れ・抉れ・めくれ上がりのような顕著
な凹凸性を持たない模様状ヘゲ欠陥を、欠陥とはいえな
い表面のムラと区別して、確実に検出でき、高い欠陥検
出精度を発揮でき、製品の品質検査ラインにも十分組込
むことができる表面疵検査装置及び表面疵検査方法を提
供することを目的とする。

【００２２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解消するため
に請求項１の表面疵検査装置においては、表面にムラを
有する被検査面をこの被検査面に対する入射面に平行な
方向に直線偏光された照明光で照射する光源と、被検査
面からの受光角が、ムラの要因物質のブリュースター角
に設定され、照明光の正反射光における照明光の偏光方
向と同一方向の偏光成分を受光する第１の受光手段と、
被検査面からの受光角が、ムラの要因物質のブリュース
ター角に設定され、照明光の正反射光における照明光の
偏光方向と直交する方向の偏光成分を受光する第２の受
光手段と、第１及び第２の受光手段で受光された同一方
向及び直交方向の各偏光成分に基づいて被検査面の表面
疵の有無を判定する判定処理部とを備えている。

【００２３】また、請求項２は、上述した発明の表面疵
検査装置における光源を線状拡散光源で形成している。
さらに、請求項３の表面疵検査方法においては、表面に
ムラを有する被検査面をこの被検査面に対する入射面に
平行な方向に直線偏光された照明光で照射し、ムラの要
因物質のブリュースター角に設定された受光方向から、
照明光の正反射光における照明光の偏光方向と同一方向
の偏光成分を受光し、ムラの要因物質のブリュースター
角に設定された受光方向から、照明光の正反射光におけ
る照明光の偏光方向と直交する方向の偏光成分を受光
し、受光された同一方向及び直交方向の各偏光成分に基
づいて被検査面の表面疵の有無を判定するようにしてい
る。

【００２４】次に、上述した発明の表面疵検査装置及び
表面疵検査方法の動作原理を図面を用いて説明する。ま
ず、本発明の表面疵検査装置が検査対象とする鋼板表面
の光学的反射の形態を鋼板表面のミクロな凹凸形状と関
連づけて説明する。

【００２５】例えば、検査対象が合金化亜鉛メッキ鋼板
の場合においては、図６（ａ）に示すように、下地の冷
延鋼板は溶融亜鉛メッキされたのち合金化炉を通過す
る。この間に下地鋼板１の鉄元素がメッキ層２の亜鉛中
に拡散し、通常、図６（ｃ）に示すように合金の柱状結
晶３を形成する。このメッキされた鋼板４は次にロール
５ａ，５ｂで調質圧延される。すると、図６（ｄ）に示
すように、柱状結晶３における特に突出した箇所がロー
ル５ａ，５ｂで平坦につぶされ、それ以外の箇所は元の
柱状結晶３の形状を維持したままとなる。

【００２６】そして、この調質圧延のロール５ａ，５ｂ
にて平坦につぶされた部分をテンパ部６と呼び、それ以
外の調質圧延のロール５ａ，５ｂが当接しない元の凹凸
形状を残した部分を非テンバ部７と称する。

【００２７】図７は、このようなテンパ部６と非テンバ
部７とを有する鋼板４の表面でどのような光学的反射が
生じるかをモデル化した断面模式図である。この鋼板４
の表面（被検査面）はミクロ的に見ると種々の方向を向
いた無数の微小面素１３で構成されている。

【００２８】調質圧延のロール５ａ，５ｂによりつぶさ
れたテンパ部６に入射した入射光８は、テンパ部６の各
微小面素１３で鋼板４の正反射方向に鏡面的に反射して
鏡面反射光９となる。一方、調質圧延のロール５ａ，５
ｂが当接しない元の柱状結晶３の構造を残す非テンパ部
７に入射した入射光８は、ミクロに見れば柱状結晶３の
各表面の微小面素１３一つーつにより鏡面的に反射され
るが、反射の方向は鋼板４の正反射方向とは必ずしも一
致しない鏡面拡散反射光１０となる。

【００２９】したがって、鋼板４の表面におけるテンパ
部６及び非テンパ部７の各反射光の角度分布は、マクロ
に見ればそれぞれ図８（ａ）、図８（ｂ）のようにな
る。すなわち、テンパ部６では鋼板４の正反射方向に鋭
い鏡面性の反射が発生し、非テンパ部７では柱状結晶３
の表面の微小面素１３の角度分布に対応した広がりを持
った反射光となる。前述したように、テンパ部６の反射
光を鏡面反射光９と称し、非テンパ部７の反射光を鏡面
拡散反射光１０と称する。

【００３０】そして、実際には、テンパ部６と非テンパ
部７はマクロ的には混在しているので、カメラ等の光学
測定器で観察される反射光の角度分布は、図８（ｃ）に
示すように、鏡面反射光９及び鏡面拡散反射光１０の角
度分布はテンパ部６と非テンパ部７とのそれぞれの面積
率に応じて加算したものとなる。

【００３１】以上、テンパ部６と非テンパ部７とを合金
化亜鉛メッキ鋼板を例に説明したが、調質圧延により平
坦部が生じる他の鋼板にも一般に成立つ。次に、本発明
の検出対象となる顕著な凹凸性を持たない模様状ヘゲ欠
陥と呼ばれる欠陥の光学反射特性について説明する。

【００３２】図９に示すように、合金化溶融亜鉛メッキ
鋼板に見られるヘゲ欠陥（ヘゲ部１１）は、メッキ加工
前の冷延鋼板原板にヘゲ欠陥（ヘゲ部１１）が存在し、
その上にメッキ層２が乗り、さらに下地鋼板１の鉄元素
の拡散によるヘゲ欠陥の合金化が進行したものである。

【００３３】一般に、ヘゲ部１１は鋼板４の正常部分を
示す母材１２と比較して、例えばメッキ厚に違いが生じ
たり、合金化の程度に違いが生じる。その結果、例え
ば、ヘゲ部１１のメッキ厚が厚く母材１２に対し凸の場
合には、調質圧延が印加されることによりテンパ部６の
面積が非テンパ部７に比べて多くなる。逆に、ヘゲ部１
１のメッキ厚が薄く母材１２に比べ凹の場合には、ヘゲ
部１１は調質圧延のロール５ａ，５ｂが当接せず、非テ
ンパ部７が大半を占める。また、ヘゲ部１１の合金化が
浅い場合には微小面素１３の角度分布は鋼板法線方向に
強く、拡散性は小さくなる。

【００３４】次に、このようなヘゲ部１１と母材部１２
の表面性状の相違により、模様状ヘゲ欠陥がどのように
見えるかを説明する。上述したモデルに基づきヘゲ部１
１と母材部１２の違いについて分類すると一般的に次の
３種類に分けられる。

【００３５】(a) ヘゲ部１１におけるテンパ部６の面
積率及び非テンパ部７の微小面素１３の角度分布が、母
材部１２におけるテンパ部６の面積率及び非テンパ部７
の微小面素１３の角度分布と異なる。

【００３６】(b) ヘゲ部１１におけるテンパ部６の面
積率は母材部１２におけるテンパ部６の面積率と異なる
が、ヘゲ部１１における非テンパ部７の微小面素１３の
角度分布は母材部１２における非テンパ部７の微小面素
１３の角度分布と変わらない。

【００３７】(c) ヘゲ部１１における非テンパ部７の
微小面素１３の角度分布は母材部１２における非テンパ
部７の微小面素１３の角度分布と異なるが、ヘゲ部１１
におけるテンパ部６の面積率は母材部１２におけるテン
パ部６の面積率と変わらない。

【００３８】すなわち、図１０（ａ）はヘゲ部１１に対
応するヘゲ部角度分布１１ａと母材部１２に対応する母
材部角度分布１２ａとの間において、鏡面反射成分と鏡
面拡散反射成分とが共に差が存在する場合を示し、図１
０（ｂ）は鏡面反射成分のみに差が存在する場合を示
し、図１０（ｃ）は鏡面拡散反射成分のみに差が存在す
る場合を示す。

【００３９】そして、ヘゲ部角度分布１１ａと母材部角
度分布１２ａとでテンパ部６の面積率に相違がある場合
には、図１０（ａ）（ｂ）に示すように、その差は正反
射方向から観察される。具体的には、正反射方向からヘ
ゲ部１１の反射光を測定した場合と母材部１２の反射光
を測定した場合に、ヘゲ部１１のテンパ部６の面積率が
母材部１２のテンパ部６の面積率より大きい場合にはヘ
ゲ部１１は母材部１２に比較して相対的に明るく見え
る。逆に、ヘゲ部１１のテンパ部６が母材部１２より小
さいときにはヘゲ部１１は母材部１２に比較して相対的
に暗く観察される。

【００４０】ヘゲ部角度分布１１ａと母材部角度分布１
２ａとでテンパ部６の面積率に違いがない場合には図１
０（ｃ）に示すように、正反射方向からの単なる受光強
度の差を観察するのみではヘゲ部１１の存在を観察でき
ない。しかし、鏡面拡散反射成分の拡散性（角度分布）
に違いがあるときには図１０（ｃ）に示すように正反射
方向以外の拡散方向から欠陥が観察される。

【００４１】例えば、ヘゲ部１１の鏡面拡散反射成分の
拡散性（角度分布）が小さい時には、一般に正反射方向
に比較的近い拡散方向からはヘゲ部１１は明るく観察さ
れ、正反射方向から離れるに従い明るさは小さくなり、
ある角度で観察不能となる。さらに正反射方向から遠ざ
かると今度はヘゲ部１１は暗く観察される。

【００４２】この図１０（ａ）（ｂ）（ｃ）で表される
ような各ヘゲ部１１を母材部１２と区別して確実に検出
するために、反射光のテンパ部６に対応する鏡面反射成
分の光強度のみを検出したのでは、図１０（ｃ）で示さ
れるヘゲ部１１を母材部１２と区別して検出できない。

【００４３】このような模様状ヘゲ欠陥を未検出なく検
出するためには、鏡面反射に対応した光量と、鏡面拡散
反射に対応した光量とを独立に得ることが必要である。
ここで、表面ムラの発生過程を説明する。例えば、電気
メッキされる鋼板４においては強酸性のメッキ浴槽を通
過した後、ウェッティングを経て強アルカリの中和浴槽
を通過し、湯洗されることによつて、電気メッキ処理が
終了する。このメッキ処理過程において、鋼板上にメッ
キ液又は中和液を残さないための絞りロールの絞り不
良、湯洗の際の洗浄ムラなどにより、メッキ液又は中和
液の残存があると、その痕が製品の表面にムラとなって
観察される。なお、たとえ電気メッキをしない鋼板４で
も上述の洗浄浴槽を通過する場合、上述したムラが発生
する。

【００４４】鋼板母材の材質は１種類でなく多数の種類
があり、また、表面ムラは、薬液の残存膜、母材と薬液
による反応生成膜、母材の酸化膜など各種の膜状に起因
して発生している。そして、表面ムラの形状も帯状、線
状、水玉状など多様である。これら各種のムラの存在が
模様状ヘゲ欠陥を検出する受光器で検出されないことが
必要である。

【００４５】そのため、本発明においては、光源として
入射面に平行な偏光成分のみを含むｐ偏光を採用し、光
源から被検査面に照射され、この被検査面で反射された
反射光のうちの正反射光を被検査面の表面ムラの要因物
質である例えば膜のブリュースター角で受光する。

【００４６】次に、鋼板表面に薄い膜が存在する場合の
光学的な反射特性について説明する。図１１（ａ）は鋼
板４の表面に透明の膜１４が存在する場合における、テ
ンパ部６と非テンパ部７が形成された場合に、鋼板４の
表面でどのような光学的反射が生じるかをモデル化した
断面模式図である。

【００４７】例えば、合金化亜鉛鍍金鋼板の表面に薄い
膜１４が生成された場合を考える。膜１４の厚さは１０
ｎｍ程度と凹凸形状と比較して十分に薄いため、図１１
（ａ）に示すように、調質圧延ロール５ａ，５ｂで平坦
化されたテンパ部６と、調質圧延ロール５ａ，５ｂが当
接せずに結晶構造が残る非テンパ部７のどちらにも均一
に膜１４が生成していると考えられる。

【００４８】したがって、鋼板４の正反射方向からの観
察ではテンパ部６で、また、それ以外の方向からの観察
では非テンパ部７のたまたま正反射方向が観察方向と一
致した微小面素１３で、図１１（ｂ）の拡大図に示すよ
うに、空気／膜１４の界面と膜１４／鋼板４の界面との
多重反射が生じる。

【００４９】次に、膜１４による多重反射の偏光特性に
ついて説明する。入射光８を鋼板４へ入射した場合にお
ける反射光の正反射方向への反射率ｒの入射角φに対す
る依存性を図１２（ａ）（ｂ）に示す。但し、鋼板４は
合金化亜鉛鍍金鋼板を用いて測定した。図１２（ｂ）に
示すように、入射光８をｓ偏光とした場合には反射率ｒ
は入射角φに対して単調増加関係を有するので、膜１４
なしと、１０ｎｍの膜１４が生成した場合とを比較する
と、膜１４なしの方が全体に反射率ｒが増加する。

【００５０】これに対して、図１２（ａ）に示すよう
に、入射光８をｐ偏光とした場合には、膜１４なしの場
合、入射角φ＝０から入射角φ＝７５゜近傍までの角度
範囲においては、増加に伴って低下する。そして、入射
角φ＝７５゜を越えると、反射率ｒは急激に増加する。

【００５１】また、膜１４ありの場合、入射角φ＝０か
ら入射角φ＝７５゜近傍までの角度範囲においては、反
射率ｒは入射角φにあまり依存しなくて、ほぼ一定値を
維持する。そして、入射角φ＝７５゜を越えると、反射
率ｒは増加する。そして、膜１４なしの反射率特性と膜
１４ありの反射率特性は入射角φ＝５０°〜６０°近傍
で交差する。

【００５２】すなわち、図１１（ａ）に示すように、鋼
板４上に膜１４が生成され、図１１（ｂ）に示すよう
に、多重反射が生じると、入射角φが小さい（法線方向
に近い）ときは反射率ｒが膜在りの方が膜なしより低く
なり、入射角φが大きいときには反射率ｒは高くなる。
そして、入射角φ＝５０°〜６０°で、膜１４ありの場
合と膜１４なしの場合との反射率ｒが一致する。したが
って、入射角φをこの角度に設定すれば、膜１４の存在
に起因する表面のムラは観察不能となり、膜１４の影響
を受けずに正反射光の光強度を測定可能となる。

【００５３】この角度が膜１４のブリュースター角と一
致することは以下のように示される。ｐ偏光入射の反射
率は下記のフレネルの反射の式で表される。 ｒ_01P ＝（ｎ₁ cosφ₀ − cosφ₁ ）／（ｎ₁ cosφ₀ ＋ cosφ₁ ） ｒ_12P ＝（ｎ₂ cosφ₁ −ｎ₁ cosφ₂ ）／（ｎ₂ cosφ₁ ＋ｎ₁ cosφ₂ ） …(1) ここで、ｒ_01P 、ｒ_12P はそれぞれ空気／膜の界面およ
び膜／鋼板の界面でのフレネル反射係数、ｎ₁ 、ｎ₂ は
膜１４及び鋼板４の福素屈折率、φ₀ は入射角である。
また、φ₁ 、φ₂ は以下のスネルの屈折式を満たす角度
である。

【００５４】 sinφ₀ ＝ｎ₁ sinφ₁ ＝ｎ₂ sinφ₂ …(2) ここで、膜１４が透明膜であると想定し、前述したよう
に、入射角φ₀ がこの膜１４に対するブリュースター角
であるとき、以下の関係が知られている。

【００５５】 sinφ₁ ＝ cosφ₀ …(3) したがつて、下式も導かれる。 sinφ₀ ＝ cosφ₁ …(4) (2)(3)(4) 式より (5)式が得られる。

【００５６】 cosφ₁ ＝ｎ₁ cosφ₀ …(5) (5) 式を(1) 式に代入すると、次の関係が成立する。 ｒ_01P ＝０ …(6) ｒ_12P ＝（ｎ₂ cosφ₀ − cosφ₂ ）／（ｎ₂ cosφ₀ ＋ cosφ₂ ） …(7) すなわち、(6) 式は、入射光８にｐ偏光を採用し、入射
角をブリュースター角に設定すると、空気／膜１４の界
面での反射は存在しないという公知の性質を表す。

【００５７】また、(7) 式は、膜１４が存在しない場合
における空気／鋼板４の界面での反射のフレネル反射係
数を表している。すなわち、入射光８にｐ偏光を採用
し、入射角をブリュースター角に設定すると、膜１４／
鋼板４の界面での反射が膜１４がないときの空気／鋼板
４の界面での反射と一致することを表している。この二
つの関係から、総合的な反射も膜１４がないときに一致
することが言える。

【００５８】したがって、膜１４の下側に位置する鋼板
４の複素屈折率によらず、入射光８にｐ偏光を採用し、
入射角をブリュースター角に設定すると、膜４の存在の
有無が全く判断できないことが理解できる。

【００５９】なお、特開昭53-23678号公報に開示された
従来技術は(6) 式で示される膜１４の表面での強い反射
光をなくすことにのみ着目したものであり、(7) 式で表
される関係は利用しておらず、また、必要ともしていな
い。

【００６０】次に、以上の知見を基に被検査面からの正
反射光の鏡面反射成分と鏡面拡散反射成分とを捉え、か
つ、表面ムラを検出しない本発明の方法を説明する。本
発明においては、まず光源として、レーザのような平行
光源ではなく拡散特性をもつ線状の光源、すなわち線状
拡散光源を用いている。また、鋼板４の正反射方向から
鏡面反射成分と鏡面拡散反射成分とを分離して抽出する
必要があるので偏光を用いている。

【００６１】この線状拡散光源の効果を説明するため
に、図１３（ａ）（ｂ）に示すように、線状拡散光源１
４を鋼板４の表面に平行に配置し、光源に垂直な面内に
あり、入射角が出射角と一致する方向である鋼板正反射
方向から鋼板４上の一点を観察したときの反射特性を考
える。

【００６２】図１３（ａ）に示すように、線状拡散光源
１４の中央部から照射された入射光８の場合、テンパ部
６に入射した入射光８は鏡面的に反射され、鋼板の正反
射方向で全て捉えられる。一方、非テンパ部７に入射し
た光は鏡面拡散的に反射され、たまたま鋼板法線方向と
同一方向を向いている微小面素１３により反射された分
のみが捉えられる。このような方向を向いている微小面
素１３は非常に少ないので、鋼板の正反射方向に配設さ
れた受光カメラで捉えられる反射光のうちではテンパ部
６からの鏡面反射光が支配的である。

【００６３】これに対し、図１３（ｂ）に示すように、
線状拡散光源１４の中央部以外の位置から照射された入
射光８の場合には、テンパ部６に入射した光は鏡面反射
して鋼板の正反射方向とは異なる方向へ反射する。その
ため、鏡面反射した光は鋼板の正反射方向では捉えるこ
とができない。一方、非テンパ部７に入射した光は鏡面
拡散的に反射され、そのうち鋼板の正反射方向に反射さ
れた分が受光カメラで捉えられる。したがって、鋼板の
正反射方向に配設された受光カメラで捉えられる反射光
は全て非テンパ部７で反射した鏡面拡散反射光である。

【００６４】以上２つの場合を併せると、線状拡散光源
１４の長尺方向全体から照射される全ての入射光８のう
ち鋼板の正反射方向からの観察で捉えられるのは、テン
パ部６からの鏡面反射光と非テンパ部７からの鏡面拡散
反射光との和である。

【００６５】次に、鋼板４の正反射方向から線状拡散光
源１４を使用して観察した場合に、偏光特性がどう変化
するかについて説明する。一般に、鏡面状の金属表面で
の反射においては、電界の方向が入射面に平行な光（ｐ
偏光）あるいは入射面に直角な光（ｓ偏光）において
は、反射によっても偏光特性は保存される。すなわち、
ｐ偏光のまま又はｓ偏光のまま出射する。また、ｐ偏光
成分とｓ偏光成分とを同時に持つ任意の偏光角を有した
直線偏光が反射されると、ｐ、ｓ偏光の反射率比及び位
相差に応じた楕円偏光となって出射する。

【００６６】合金化亜鉛メッキ鋼板に線状拡散光源１４
から光が照射される場合を図１４（ａ）（ｂ）を用いて
説明する。図１４（ａ）に示すように、線状拡散光源１
４の中央部から出射した光は鋼板４のテンパ部６で鏡面
反射して鋼板正反射方向で観察される。これに関しては
上記一般の鏡面状の金属表面での反射がそのまま成立す
る。

【００６７】一方、図１４（ｂ）に示すように、線状拡
散光源１４の中央部以外の位置から出射した光は、鋼板
４の非テンパ部７の結晶表面の傾いた微小面素１３で鏡
面反射して鋼板の正反射方向で観察される。この場合、
鋼板４の入射面に平行なｐ偏光の光を入射したとしても
実際に反射する傾いた微小面素１３に対して考えた場合
には入射面は微小面素１３に対して平行ではなく、ｐ、
ｓ両偏光成分を持つ直線偏光であるため、楕円偏光とな
って出射する。線状拡散光源１４からｓ偏光を入射した
場合も同様である。

【００６８】本発明では、線状拡散光源１４からの入射
光８を例えば入射面に平行（ｐ偏光）とする。さらに、
鋼板の正反射方向からこのｐ偏光された入射光８の反射
光をそれぞれ２台の受光カメラで受光する。この２台の
受光カメラはそれぞれ入射面に平行（ｐ偏光）成分、及
び入射面に直交（ｓ偏光）成分を取込む。

【００６９】今、鋼板４のテンパ部６で反射して鋼板の
正反射方向で捉えられる反射光はほとんどが線状拡散光
源１４の中央部から出射した光であり、反射により偏光
は保存されるのため、ｐ偏光で入射した光はｐ偏光のま
ま反射され、ｐ偏光成分を取込む一方の受光カメラで捉
えられる。他方、ｓ偏光成分を取込む他方の受光カメラ
は、線状拡散光源１４の中央部から出射したｐ偏光され
た光を捉えることはできない。

【００７０】これに対して、鋼板４の非テンパ部７で反
射して鋼板の正反射方向で捉えられる反射光は線状拡散
光源１４のあらゆる箇所からの出射光の和であり、線状
拡散光源１４の中央部以外からの出射光が多く含まれ、
偏光は保存されないため、ｓ偏光を取込む受光カメラに
よって取込まれる光が生じる。また、ｐ偏光を取込む受
光カメラでも一部の光を取込むが、線状拡散光源１４の
中央部から出射した光に比べれば非常に小さい。

【００７１】線状拡散光源１４からの出射位置が中央部
より離れれば離れるほど、ｓ偏光を取込む一方の受光カ
メラの受光量が高くなるため特に拡散性が強い鏡面拡散
反射に関してｓ偏光の受光光量は大きくなる。

【００７２】以上より、テンパ部６での反射と非テンパ
部７での反射を併せて考えると、ｐ偏光成分を取込む一
方の受光カメラは鏡面反射光を抽出し、ｓ偏光成分を取
込む他方の受光カメラは鏡面拡散反射を抽出する。

【００７３】そこで、鋼板４の表面に模様状ヘゲ欠陥が
あったとする。この時、ヘゲ部１１と母材部１２とでテ
ンパ部６の面積率に差があり、ヘゲ部１１のテンパ部面
積率が母材部１２に比較して大きかったとすると、それ
はｐ偏光成分を受光する一方の受光カメラで捉えられ、
ヘゲ部１１が明るく観察される。

【００７４】また、ヘゲ部１１と母材部１２とでテンパ
面６の面積率に差がなかった場合には、ｐ偏光成分を受
光する一方の受光カメラではそのへゲ欠陥を捉えること
はできない。しかし、鏡面拡散反射成分の拡散性に違い
があり、例えばヘゲ部１１で拡散性が小さかったとすれ
ば、ｓ偏光成分を受光する他方の受光カメラにおいて、
ヘゲ部１１が母材部１２より暗く観察される。その結
果、このヘゲ欠陥の検出が可能となる。

【００７５】また、線状拡散光源１４及び偏光を使用す
ることにより、各受光手段として、リニアアレイカメラ
やその他の走査型の光検出器を使用したとしても、被検
査面からの正反射光に含まれる鏡面反射成分及び鏡面拡
散反射成分を確実に検出できる。

【００７６】このような光学系により、正反射方向から
の共通な光軸での測定であるため、鋼板距離変動や速度
変化に影響されることなく、顕著な凹凸性を持たない模
様状ヘゲ欠陥を未検出を生じることなく検出可能な表面
疵検査装置が実現する。

【００７７】以上説明したように、光源からｐ偏光され
た照射光の被検査面の正反射光のｐ偏光成分を受光し、
かつ光源からｐ偏光された照射光の被検査面の正反射光
のｓ偏光成分を受光することによつて、顕著な凹凸性を
持たない模様状ヘゲ欠陥を未検出を生じることなく検出
可能である。さらに、光源の入射角度及び正反射光のｐ
偏光成分及びｓ偏光成分の受光角度を表面ムラの要因物
質のブリュースター角に設定しているので、測定された
ｐ偏光成分及びｓ偏光成分に表面ムラに起因する誤差要
因は入らない。よつて、模様状ヘゲ欠陥の測定精度がさ
らに向上する。

【００７８】

【発明の実施の形態】以下本発明の各実施形態を図面を
用いて説明する。 （第１実施形態）図１（ａ）は本発明の第１実施形態の
表面疵検査方法が採用された表面疵検査装置の側面図で
あり、図１（ｂ）は同表面疵検査装置の上面図である。

【００７９】この第１実施形態の表面疵検査装置は製鉄
工場における合金化亜鉛メッキ鋼板の品質検査ラインに
設置されている。図中矢印方向に搬送状態の鋼板２１の
搬送路の上方位置に、この帯状の鋼板２１の幅方向に線
状拡散光源２２が配設されている。この線状拡散光源２
２は、一部に拡散反射塗料を塗布した透明導光棒の両端
から内部へメタルハライド光源の光を投光することによ
って、幅方向に一様の出射光を得る。

【００８０】線状拡散光源２２の各位置から出射された
鋼板２１に対する照射光としての入射光２３は、シリン
ドリカルレンズ２４と偏光板２５を介して走行状態の鋼
板２１の全幅に対して入射角θで照射する。偏光板２５
の方位角（偏光角）αは、この入射光２３の鋼板２１に
対する入射面に対して平行する方向に設定されている。
すなわち、線状拡散光源２２から鋼板２１に照射される
入射光２３はｐ偏光状態である。

【００８１】鋼板２１の表面には電気メッキ工程におけ
る薬液の残像膜、反応生成膜、酸化膜等にムラが発生し
ている。そして、このムラの原因物質である膜のブリュ
ースター角は予め測定されている。この実施形態におけ
る膜のブリュースター角の測定値は６０°である。

【００８２】鋼板２１で反射された正反射光２６の一部
は鋼板の正反射方向、すなわち鋼板２１の法線方向に対
して入射角θと等しい受光角γ方向に配置されたビーム
スプリッタ２７を透過して例えばリニアアレイカメラで
構成された第１の受光カメラ２８に入射する。また、正
反射光２６の一部は前記ビームスプリッタ２７で反射さ
れて同じくリニアアレイカメラで構成された第２の受光
カメラ２９に入射する。

【００８３】ここで、入射光２３の入射角θ及びこの入
射角θと等しい受光角γは、鋼板２１の表面ムラの要因
物質である膜のブリュースター角である６０°に設定さ
れている（θ＝γ＝６０°）。

【００８４】第１、第２の受光カメラ２８，２９のレン
ズの前面にはそれぞれ検光子３０ａ，３０ｂが取付けら
れている。第１の受光カメラ２８のレンズの前面の検光
子３０ａは、偏光方向が線状拡散光源２２の偏光板２５
と同一方向に設定されている。すなわち、第１の受光カ
メラ２８には正反射光２６のｐ偏光成分のみを受光す
る。前述したように、第１の受光カメラ２８の検光子３
０ａの偏光方向は線状拡散光源２２の偏光板２５の偏光
方向（ｐ偏光）に一致しているので、第１の受光カメラ
２８は、鋼板２１における正反射光２６の鏡面反射成分
を受光する。

【００８５】また、第２の受光カメラ２９のレンズの前
面の検光子３０ｂは、偏光方向が線状拡散光源２２の偏
光板２５と直交方向に設定されている。すなわち、第２
の受光カメラ２９には正反射光２６のｓ偏光成分のみを
受光する。前述したように、第２の受光カメラ２９の検
光子３０ｂの偏光方向は線状拡散光源２２の偏光板２５
の偏光方向（ｐ偏光）と直交する方向（ｓ偏光）である
ので、第２の受光カメラ２８は、鋼板２１における正反
射光２６の鏡面拡散反射成分を受光する。

【００８６】また、入射角θ及び受光角γは表面ムラの
ブリュースター角に設定されているので、各受光カメラ
２８，２９の入射光に表面ムラの存在に起因する変動は
含まれない。

【００８７】ここで、各受光カメラ２８，２９として、
リニアアレイカメラの代りに２次元ＣＣＤカメラを使用
することもできる。さらに、単一光検出素子とガルヴァ
ノミラーやポリゴンミラーを組合わせた走査型の光検出
器を使用することも可能である。

【００８８】また、線状拡散光源２２として、蛍光灯を
使用することもできる。また、バンドルファイバの出射
端を直線上に整列させたファイバ光源を使用することも
できる。各ファイバからの出射光は、ファイバのＮ／Ａ
に対応して充分な広がり角を持つため、これを整列させ
たファイバ光源は実質的に線状拡散光源となるためであ
る。

【００８９】各受光カメラ２８，２９で受光された正反
射光２６におけるｐ偏光成分（鏡面反射成分）及びｓ偏
光成分（鏡面拡散反射成分）の鋼板２１の幅方向の１ラ
イン分の各画素毎の光強度はそれぞれ光強度信号ａ，ｂ
に変換されて判定処理部としての信号処理部３１へ送信
される。

【００９０】図２は信号処理部３１の概略構成を示すブ
ロック図である。鋼板２１で反射された正反射光２６に
おけるｐ偏光成分（鏡面反射成分）を受光する第１の受
光カメラ２８、正反射光２６におけるｓ偏光成分（鏡面
拡散反射成分）を受光する第２の受光カメラ２９から出
力された各光強度信号ａ，ｂはそれぞれ平均値間引き部
３２ａ，３２ｂへ入力される。

【００９１】各平均値間引き部３２ａ，３２ｂは、各受
光カメラ２８，２９のスキャン周期毎に各受光カメラ２
８，２９から入力される各光強度信号ａ，ｂを平均し、
鋼板２１が信号処理における長手方向分解能に相当する
距離を移動した場合に、１ライン分の信号を出力する。

【００９２】このような間引き処理を行うことにより、
鋼板２１の搬送速度が変化しても信号処理における１ラ
インの鋼板移動方向の分解能を一定にすることができ
る。また、スキャン周期毎の各光強度信号ａ，ｂを平均
しているので、信号処理における１ラインの鋼板移動方
向の分解能が受光カメラ２８，２９の鋼板移動方向の視
野サイズよりも十分大きい場合にも、間を細かく測定し
た平均値を用いることができるので、見落としをなくす
ことができる。

【００９３】各平均値間引き部３２ａ，３２ｂで信号処
理された各光強度信号ａ，ｂは次の各前処理部３３ａ，
３３ｂへ入力される。各前処理部３３ａ，３３ｂは、１
ラインの信号の輝度ムラを補正する。ここでいう輝度ム
ラには、光学系に起因するムラも鋼板２１の反射率に起
因するムラも含まれる。また、各前処理部３３ａ，３３
ｂは、鋼板２１の両側のエッジ位置も検出し、エッジに
おける急激な光強度信号ａ，ｂの変化を疵と誤認識する
ことを防ぐ処理も実施する。各前処理部３３ａ，３３ｂ
で信号処理された各光強度信号ａ，ｂは次の各２値化処
理部３４ａ，３４ｂへ入力される。

【００９４】各２値化処理部３４ａ，３４ｂは、各光強
度信号ａ，ｂに含まれる各画素のデータを予め決められ
たしきい値と比較し、疵候補点を抽出して、次の特徴量
算出部３５ａ，３５ｂへ送出する。

【００９５】特徴量抽出部３５ａ，３５ｂは、一続きと
なっている疵候補点をーつの疵候補領域と判定し、例え
ばスタートアドレス、エンドアドレスなどの位置特徴量
や、ピーク値などの濃度特徴量などを算出する。

【００９６】鏡面性疵判定部３６及び鏡面拡散性疵判定
部３７では、各受光カメラ２８，２９に対応する各特徴
量抽出部３５ａ，３５ｂにより算出された特徴量に基づ
いて、疵の種類、程度を判定する。

【００９７】そして、疵総合判定部３８では、鏡面性疵
判定部３６及び鏡面拡散性疵判定部３７での判定結果及
び特徴量により、検査対象としての鋼板２１に対する最
終的な疵種及びその程度を判定する。

【００９８】

【実施例】図１に示す第１実施形態の表面疵検査装置を
用いた合金化亜鉛鍍金鋼板の表面疵の測定結果を図３に
示す。測定した各疵は、図１０（ａ）に示すテンパ部６
の面積率がヘゲ部１１で母材部１２より大きく、かつ非
テンパ部７の拡散性がヘゲ部１１で母材部１２より大き
い疵と、図１０（ｂ）に示すテンパ部６の面積率がヘゲ
部１１で母材部１２より大きいが、非テンパ部７の拡散
性は変わらない疵と、図１０（ｃ）に示すテンパ部６の
面積率はヘゲ部１１と母材部１２間に大きな差はない
が、拡散性に差がある疵との合計３種類の疵である。

【００９９】また、この被検査面としての合金化亜鉛鍍
金鋼板の表面は電気メッキ工程における反応生成膜、酸
化膜等の表面ムラが発生している。そして、鋼板２１の
幅方向の中央部に図１０（ａ）に示すタイプの疵が発生
し、かつ前述した表面ムラが幅方向の端近傍に発生した
場合において、鏡面反射成分を受光する第１の受光カメ
ラ２７及び鏡面拡散反射成分を受光する第２の受光カメ
ラ２８を鋼板２１の幅方向に１ライン分走査して得られ
た鋼材２１の１幅分の光強度信号ａ，ｂの変化を図３
（ａ）（ｂ）に示す。

【０１００】図示するように、第１の受光カメラ２８の
光強度信号ａに疵（ヘゲ部１１）に対応する正方向（明
方向）のピーク波形４０が発生する。また、第２の受光
カメラ２９の光強度信号ｂに疵（ヘゲ部１１）に対応す
るピーク波形４０が発生する。

【０１０１】また、鋼板２１の幅方向の中央部に図１０
（ｂ）示すタイプの疵が発生、かつ前述した表面ムラが
幅方向の端近傍に発生した場合において、鏡面反射成分
を受光する第１の受光カメラ２８及び鏡面拡散反射成分
を受光する第２の受光カメラ２９を鋼板２１の幅方向に
１ライン分走査して得られた鋼材２１の１幅分の光強度
信号ａ，ｂの変化を図３（ｃ）（ｄ）に示す。

【０１０２】図示するように、第１の受光カメラ２８の
光強度信号ａに疵（ヘゲ部１１）に対応する正方向（明
方向）のピーク波形４０が発生する。しかし、第２の受
光カメラ２８の光強度信号ｂに疵（ヘゲ部１１）に対応
するピーク波形は発生しない。

【０１０３】さらに、鋼板２１の幅方向の中央部に図１
０（ｃ）示すタイプの疵が発生し、端近傍に表面ムラが
発生した場合において、鏡面反射成分を受光する第１の
受光カメラ２８及び鏡面拡散反射成分を受光する第２の
受光カメラ２９を鋼板２１の幅方向に１ライン分走査し
て得られた鋼材２１の１幅分の光強度信号ａ，ｂの変化
を図３（ｅ）（ｆ）に示す。

【０１０４】図示するように、第１の受光カメラ２８の
光強度信号ａには疵（ヘゲ部１１）に対応する正方向
（明方向）のピーク波形は発生しない。しかし、第２の
受光カメラ２９の光強度信号ｂに疵（ヘゲ部１１）に対
応するピーク波形４０が発生する。

【０１０５】このように、図１０（ａ）（ｂ）（ｃ）に
示す代表的な３種類の模様状ヘゲ欠陥のうちいずれの種
類の模様状ヘゲ欠陥が発生したとしても、この模様状ヘ
ゲ欠陥を確実に検出できる。さらに、図３（ａ）〜
（ｆ）に示すように、３種類の模様状ヘゲ欠陥の種別も
判別できる。

【０１０６】そして、図３（ａ）〜（ｆ）に示すよう
に、模様状ヘゲ欠陥のみが検出され、表面ムラに起因す
る波形は検出されない。発明者等は、この第１実施形態
装置の優れた検出機能を確認するために、図１０（ａ）
（ｂ）（ｃ）で示す疵及び表面ムラを従来の表面疵検査
装置で測定した。

【０１０７】なお、この従来装置においては、鋼板２１
の幅方向に配設された線状光源から鋼板２１に入射角６
０°で入射した無偏光の入射光の正反射方向に配設され
た第１の受光カメラで鏡面反射光を受光する。したがっ
て、この第１の受光カメラの受光角は第１実施形態装置
の第１のカメラ２８の受光角と同じである。一方、入射
光の正反射方向とは異なる例えば鋼板２１の法線方向に
対して４０°の方向に配設された第２の受光カメラで鏡
面拡散反射光を受光する。

【０１０８】測定結果を図４（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）
（ｅ）（ｆ）に示す。図示するように、図１０（ａ）
（ｂ）に示すタイプの模様状ヘゲ欠陥を検出することが
可能である。しかし、図示するように、疵（ヘゲ部１
１）に対応する正方向のピーク波形４０の他に、表面ム
ラに起因する波形４１が発生する。一般的に波形を観察
するのみでは、疵（ヘゲ部１１）に対応するピーク波形
４０と表面ムラに起因する波形４１とは区別できないの
で、表面ムラに起因する波形４１を疵（ヘゲ部１１）に
対応するピーク波形４０と誤認識する懸念がある。

【０１０９】また、図４（ｅ）（ｆ）に示すように、図
１０（ｃ）に示すタイプの模様状ヘゲ欠陥を検出するこ
とができない。この場合、模様状ヘゲ欠陥を検出できな
いのみならず、表面ムラに起因する波形４１が発生す
る。

【０１１０】この場合は、実際に図１０（ｃ）に示す模
様状ヘゲ欠陥が存在するのに、この模様状ヘゲ欠陥を検
出できずに、検出が不必要な表面ムラが検出される不都
合が生じる。

【０１１１】このように、第１実施形態の表面疵検査装
置においては、従来装置では検出できなかったタイプの
模様状ヘゲ欠陥を、表面ムラの存在を排除した状態で、
確実に検出でき、結果として、顕著な凹凸性を持たない
模様状ヘゲ疵を検出もれすることなく確実にかつ高い精
度で検出することが可能になった。

【０１１２】（第２実施形態）図５は本発明の第２実施
形態の表面疵検査装置の上面図である。図１に示す第１
実施形態の表面疵検査装置と同一部分には同一符号が付
してある。したがって、重複する部分の詳細説明は省略
する。

【０１１３】この第２実施形態の表面疵検査装置におい
ては、正反射光２６のうちの入射光２３の鋼板２１に対
する入射面と平行するｐ偏光成分を受光する第１の受光
カメラ２８ａと、正反射光２６のうちの入射光２３の鋼
板２１に対する入射面と直交するｓ偏光成分を受光する
第２の受光カメラ２９ａとが鋼板２１の幅方向、すなわ
ち、線状拡散光源２２に対して微小間隔を開けて平行に
配列されている。

【０１１４】また、入射光２３の入射角θと正反射光２
６の受光角γは共に、表面ムラの要因物質のブリュース
ター角である６０°に設定されている。このような構成
であっても、第１，第２の受光カメラ２８ａ，２９ａは
それぞれ独立して正反射光２６のうちのｐ偏光成分及び
ｓ偏光成分を受光して、各光強度に対応する各光強度信
号ａ，ｂを出力するので、図１に示す第１実施形態の表
面疵検査装置とほぼ同様の作用効果が得られる。

【０１１５】なお、第１，第２の受光カメラ２８ａ，２
９ａはそれぞれの光軸は一致していないので、第１，第
２の受光カメラ２８ａ，２９ａにおける視野ずれの補正
を行う必要がある。この視野ずれの補正は信号処理部３
１内の総合判定部３８で簡単に実施することが可能であ
る。

【０１１６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の表面疵検
査装置及び表面疵検査方法においては、ｐ偏光である照
明光の入射角と正反射光の受光角とをブリュースター角
に設定し、この正反射光のｐ偏光成分とｓ偏光成分とを
受光することによって、受光される各反射光に、被検査
表面におけるムラに起因する要因が入ることを未然に防
止している。

【０１１７】したがって、被検査面からの反射光に含ま
れる鏡面反射成分と鏡面拡散反射成分とを精度よく検出
でき、被検査面における表面の割れ・抉れ・めくれ上が
りのような顕著な凹凸性を持たない模様状ヘゲ欠陥を、
欠陥とは言えない表面のムラと区別して、確実に検出で
き、高い欠陥検出精度を発揮でき、製品の品質検査ライ
ンにも十分組込むことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１実施形態の表面疵検査装置の概
略構成を示す側面図及び上面図

【図２】 同表面疵検査装置の信号処理部の概略構成を
示すブロック図

【図３】 同表面疵検査装置で測定された光強度信号波
形図

【図４】 従来の表面疵検査装置で測定された光強度信
号波形図

【図５】 本発明の第２実施形態の表面疵検査装置の概
略構成を示す上面図

【図６】 表面疵検査装置の検査対象となる合金亜鉛メ
ッキ鋼板の製造方法及び詳細断面構造を示す図

【図７】 検査対象の鋼板におけるテンパ部と非テンパ
部における入射光と反射光との関係を示す断面模式図

【図８】 同テンパ部と非テンパ部とにおける反射光の
角度分布図

【図９】 鋼板に存在するヘゲ部の生成過程を説明する
ための図

【図１０】 ヘゲ部における鏡面反射成分及び鏡面拡散
反射成分と、母材部における鏡面反射成分及び鏡面拡散
反射成分との関係を示す図

【図１１】 表面に膜が存在する場合の検査対象の鋼板
におけるテンパ部と非テンパ部における入射光と反射光
との関係を示す断面模式図

【図１２】 被検査面に対する入射光の入射角と反射率
との関係を示す図

【図１３】 線状拡散光源の各位置からの各入射光と鋼
板上の入射位置との関係を示す図

【図１４】 線状拡散光源の各入射光が偏光されていた
場合における反射光の偏光状態を示す図

【符号の説明】 ４，２１…鋼板 ６…テンパ部 ７…非テンパ部 ８，２３…入射光 ９…鏡面反射光 １０…鏡面拡散反射光 １１…ヘゲ部 １２…母財部 １３…微小面素 ２２…線状拡散光源 ２５…偏光板 ２６…正反射光 ２７…ビームスプリッタ ２８…第１の受光カメラ ２９…第２の受光カメラ ３０ａ，３０ｂ…検光子 ３１…信号処理部 ４０…ピーク波形 ４１…波形

フロントページの続き (72)発明者 的場 有治 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 猪股 雅一 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 吉川 省二 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 河村 努 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 杉浦 寛幸 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面にムラを有する被検査面をこの被検
   査面に対する入射面に平行な方向に直線偏光された照明
   光で照射する光源と、 前記被検査面からの受光角が、前記ムラの要因物質のブ
   リュースター角に設定され、前記照明光の正反射光にお
   ける前記照明光の偏光方向と同一方向の偏光成分を受光
   する第１の受光手段と、 前記被検査面からの受光角が、前記ムラの要因物質のブ
   リュースター角に設定され、前記照明光の正反射光にお
   ける前記照明光の偏光方向と直交する方向の偏光成分を
   受光する第２の受光手段と、 前記第１及び第２の受光手段で受光された同一方向及び
   直交方向の各偏光成分に基づいて前記被検査面の表面疵
   の有無を判定する判定処理部とを備えた表面疵検査装
   置。
2. 【請求項２】 前記光源は線状拡散光源であることを特
   徴とする請求項１記載の表面疵検査装置。
3. 【請求項３】 表面にムラを有する被検査面をこの被検
   査面に対する入射面に平行な方向に直線偏光された照明
   光で照射し、 前記ムラの要因物質のブリュースター角に設定された受
   光方向から、前記照明光の正反射光における前記照明光
   の偏光方向と同一方向の偏光成分を受光し、 前記ムラの要因物質のブリュースター角に設定された受
   光方向から、前記照明光の正反射光における前記照明光
   の偏光方向と直交する方向の偏光成分を受光し、 前記受光された同一方向及び直交方向の各偏光成分に基
   づいて前記被検査面の表面疵の有無を判定することを特
   徴とする表面疵検査方法。