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JPH09138201A - Surface inspection apparatus - Google Patents

Surface inspection apparatus

Info

Publication number
JPH09138201A
JPH09138201A JP29717295A JP29717295A JPH09138201A JP H09138201 A JPH09138201 A JP H09138201A JP 29717295 A JP29717295 A JP 29717295A JP 29717295 A JP29717295 A JP 29717295A JP H09138201 A JPH09138201 A JP H09138201A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
image
inspected
smoothed
light
image data
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP29717295A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hajime Nakajima
一 仲嶋
Kazuo Takashima
和夫 高嶋
Yasuo Kushida
靖夫 櫛田
Kozo Maeda
孝三 前田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
JFE Engineering Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp, NKK Corp, Nippon Kokan Ltd filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP29717295A priority Critical patent/JPH09138201A/en
Publication of JPH09138201A publication Critical patent/JPH09138201A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a surface inspection apparatus by which flaw can be detected even when the direction of the visual line of a camera is deviated by a method wherein beams of light at different wavelengths are separated from a light source for specular reflection and that for diffused reflection, a face to be inspected is imaged by the beams of light at the different wavelengths and image data is processed. SOLUTION: An imaging lens 13 focuses the image of a face, to be inspected, on imaging elements 15a, 15b. However, beams of light at wavelengths λ1, λ2 separated by a beam splitter 14, the image of the face, to be inspected, which is illuminated with a light source 11 at the wavelength λ1 is focused on the element 15a, and its image by a light source 12 at the wavelength λ2 is formed on the element 15b. Due to the difference in their illumination directions, the image in a specular reflection direction is formed on the element 15a, and the image in a diffused reflection direction is focused on the element 15b. Imaging outputs 16a, 16b from both elements have an opposite characteristic with reference to a change in reflection directivity, and the difference in the directivity is enlarged and detected by the difference between both outputs. Since the image in the two reflection directions is imaged by the same visual line of a camera 7, a difference image is obtained even when an object 17 to be inspected is changed up and down and the direction of the visual line of the camera 7 is changed, and a flaw can be detected.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば鋼板等の
概ね平坦な被検査面に生じている疵などの検出率を向上
させた表面検査装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a surface inspection apparatus having an improved detection rate of flaws or the like formed on a generally flat surface to be inspected such as a steel plate.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、冷延圧延鋼板あるいは表面処理
鋼板の表面には、その生産工程において微小な凹凸によ
る疵が発生する場合がある。特に鋼板表面が梨地状に加
工されている場合には、微小な凹凸の疵は梨地肌に紛れ
てしまい認識不可能であるが、塗装等の後処理により顕
在化するため、出荷時の検査が不可欠である。このよう
な疵を検査するために現状では生産ラインの他に検査ラ
インを設け、鋼板の所定位置において検査員が表面に砥
石掛け作業を行い、目視にて疵判定検査を行っている。
このような砥石掛けは疵を浮き出させるためのもので、
正常部位に比べ微小な凸状の疵部は砥石の掛かりが強く
砥石掛け後には光沢面を呈するようになり、逆に凹状の
疵部は砥石の掛かりが弱いため梨地のまま残ることにな
る。このため、照明方向と視線方向により微妙な光沢差
が現れ検査可能となる。
2. Description of the Related Art Generally, the surface of a cold-rolled steel sheet or surface-treated steel sheet may have flaws due to minute irregularities in the production process. In particular, when the surface of the steel sheet is processed into a satin finish, the flaws of minute unevenness are unrecognizable because they are mixed in with the satin finish, but they become visible by post-treatment such as painting, so inspection at the time of shipping is not possible. It is essential. In order to inspect such flaws, at present, an inspection line is provided in addition to the production line, and an inspector performs a grindstone work on the surface at a predetermined position of the steel sheet, and visually inspects the flaw determination.
Such a whetstone is for raising flaws,
The convex flaws, which are smaller than those in the normal area, are strongly covered by the whetstone and become a glossy surface after the whetstone is applied. Therefore, a slight difference in gloss appears depending on the illumination direction and the line-of-sight direction, and inspection can be performed.

【0003】しかしながら、このような疵検査作業は、
鋼板表面に対しムラをできるだけ少なくして均一に砥石
掛けをしなければならず、鋼板表面の形状、硬さ、張力
等に合わせて砥石掛けをするには熟練を要し、かつ鋼板
は大面積であるので重労働であることなどと合わせて人
手に頼る作業であるために生産性に限界があり、このよ
うな疵検査作業の自動化が要求されている。このため砥
石掛けに関してはロボットに砥石を保持させて、鋼板表
面を一定量研磨する装置が提案されている。
However, such a flaw inspection work is
It is necessary to uniformly grind the surface of the steel plate with as little unevenness as possible, and it takes skill to grind the stone according to the shape, hardness, tension, etc. of the steel plate surface, and the steel plate has a large area. Therefore, it is a labor-intensive work in addition to the heavy labor, so that productivity is limited, and automation of such flaw inspection work is required. For this reason, with respect to the grindstone mounting, an apparatus has been proposed in which a robot holds the grindstone and grinds the steel plate surface by a certain amount.

【0004】また、光沢差を有する鋼板表面の検査方法
としては、特開平5−188010号公報に示されてい
るような正反射光と散乱反射光を用い、2個の撮像素子
を前記正反射光と前記散乱反射光の照明に対して正反射
方向および散乱反射方向に配置して撮像し、これら2個
の撮像素子から得られる画像データ間で差分演算を行う
ことにより、コントラストを拡大する方法が提案されて
いる。この検査方法は光沢面においては散乱面に比べて
正反射光の強度が増すため、正反射方向において光沢面
が明るく撮像され、逆に散乱反射方向では光沢面が暗く
撮像される現象を利用しており、その差分をとることに
より光沢の差に依存する情報だけを取り出すことがで
き、淡い光沢差の疵に対しコントラストを高くして撮像
できる。
As a method of inspecting the surface of a steel sheet having a difference in gloss, two specular reflections of two image pickup elements are used by using specular reflection light and scattered reflection light as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-188010. A method of enlarging the contrast by arranging in the regular reflection direction and the scattering reflection direction with respect to the light and the illumination of the scattered reflection light, capturing an image, and performing a difference calculation between the image data obtained from these two image sensors. Is proposed. This inspection method takes advantage of the phenomenon that the intensity of specular reflection light on the glossy surface is higher than that on the scattering surface, so the glossy surface is imaged brighter in the direction of specular reflection and conversely the glossy surface is imaged darker in the direction of scattering reflection. Therefore, by taking the difference, it is possible to extract only the information that depends on the difference in gloss, and it is possible to capture an image with a high contrast with respect to a flaw having a light gloss difference.

【0005】一方、砥石掛けの掛かりムラを完全になく
すことは不可能であり、砥石掛け後の表面には掛かりム
ラに起因する光沢差が必ず存在する。この光沢差は疵検
出に対するノイズとして現れ、これを除去することは検
出精度を向上させる意味で重要である。砥石掛けは一定
方向に砥石を掃引研磨することで行われるため、ノイズ
も前記一定方向の方向性を有し、このような一定方向の
ノイズの除去には特公平7−21462号公報に開示さ
れているような画像処理によるノイズ方向の平滑化画像
を用いてノイズ分を消去可能であることが示されてい
る。
On the other hand, it is impossible to completely eliminate the unevenness of the application of the grindstone, and there is always a difference in gloss due to the unevenness of the application on the surface after the application of the grindstone. This gloss difference appears as noise for flaw detection, and removing it is important in terms of improving detection accuracy. Since the whetstone is applied by sweeping and polishing the whetstone in a certain direction, the noise also has the directionality of the certain direction, and the removal of the noise in the certain direction is disclosed in Japanese Patent Publication No. 7-21462. It is shown that the noise component can be deleted by using a smoothed image in the noise direction by such image processing.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】従来の表面検査装置は
以上のように構成されているので、前記特開平5−18
8010号公報に開示された構成では各撮像カメラが異
なった視線方向より検査対象を観測する結果、両撮像カ
メラが同一の点を観測できる被検査面箇所は、前記両撮
像カメラの視線の交点である一点のみとなり、例えば両
撮像カメラの保持位置が変動した場合には、撮像カメラ
それぞれの観測点が異なってしまい、小面積の疵では正
反射と散乱反射の両画像間で共通して疵が撮像されなく
なり、かえってコントラストを悪化させる可能性が生じ
る課題があった。このような現象は、前記撮像カメラの
視線方向いわゆる見込み角度が被検査面に対して浅い角
度であるほど顕著であり、特に前記撮像カメラを可動体
に保持して被検査面上を走査する場合には、走査時の振
動などにより検査性能が大きく損なわれることになる。
Since the conventional surface inspection apparatus is constructed as described above, the above-mentioned Japanese Patent Laid-Open No. 5-18 has been proposed.
With the configuration disclosed in Japanese Patent No. 8010, as a result of each imaging camera observing an inspection object from different line-of-sight directions, the inspection surface location where both imaging cameras can observe the same point is at the intersection of the line-of-sight of both imaging cameras. If there is only one point, for example, if the holding positions of both imaging cameras change, the observation points of the imaging cameras will differ, and for small area flaws, there will be common flaws between both specular and scattered reflection images. There is a problem that the image may not be captured and the contrast may be deteriorated. Such a phenomenon is more remarkable as the line-of-sight direction of the image pickup camera, a so-called prospective angle, is shallower with respect to the surface to be inspected, and particularly when the image pickup camera is held on a movable body to scan the surface to be inspected. In addition, the inspection performance is greatly impaired by vibration during scanning.

【0007】また、前記特公平7−21462号公報に
開示されている画像処理による平滑化手法は、演算量が
比較的少ない場合には有効であるが、疵の面積が大きい
場合は平滑化範囲を大きくしなければならず、また鋼板
表面のように大面積に渡り検査する必要のある場合に
は、メモリ容量や演算時間が大きくなってしまうなどの
課題があった。
The smoothing method by image processing disclosed in Japanese Patent Publication No. 7-21462 is effective when the amount of calculation is relatively small, but when the area of a flaw is large, the smoothing range is large. Has to be increased, and when it is necessary to inspect over a large area such as the surface of a steel sheet, there are problems such as an increase in memory capacity and calculation time.

【0008】さらに、鋼板表面には、1mm以下〜数m
m程度の比較的小さいがコントラストの高い撮像可能な
点状の疵と、コントラストは低いが比較的大面積の疵が
混在して出現する。コントラストが低く大面積の疵に
は、線状の疵と縞状の疵があり、例えば線状の疵では数
mm〜10数mm幅の疵が、縞状の疵では約1cmピッ
チの縞模様が数10cm四方以上の領域で出現する。こ
れらの疵を画像処理する場合、大きな疵に対しては大面
積に渡る処理を行って特徴を際立たせる必要があるが、
処理の画素数が多ければメモリ量を多くとらねばなら
ず、また処理時間、処理回路のコストも増大するが、小
面積の疵を検出するためには画素を粗くとれないという
課題がある。
Further, the surface of the steel sheet is 1 mm or less to several meters.
A spot-like flaw having a relatively small size of about m but having a high contrast and a flaw having a low contrast but a relatively large area appear in a mixed manner. There are linear flaws and striped flaws in large areas with low contrast. For example, a linear flaw has a flaw with a width of several mm to 10 mm, and a striped flaw has a stripe pattern of about 1 cm pitch. Appears in an area of several tens cm square or more. When image processing these flaws, it is necessary to perform processing over a large area for large flaws to make the features stand out,
If the number of pixels to be processed is large, the amount of memory must be large, and the processing time and the cost of the processing circuit also increase, but there is a problem that the pixels cannot be roughened in order to detect a flaw in a small area.

【0009】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、撮像カメラの視線方向にずれが生
じても被検査面上の疵に対し良好な検出率を維持できる
表面検査装置を得ることを目的とする。
The present invention has been made to solve the above problems, and a surface inspection apparatus capable of maintaining a good detection rate for a flaw on a surface to be inspected even if a shift occurs in the line-of-sight direction of an imaging camera. Aim to get.

【0010】また、この発明は平滑化画像と非平滑化画
像を用いた疵検出のための画像処理においてノイズとな
る前記縞模様などとして現われる疵についての画像出力
を排除して、目的とする疵のみを正確に検出できる表面
検査装置を得ることを目的とする。
Further, according to the present invention, the image output for the flaws appearing as the above-mentioned striped pattern which becomes noise in the image processing for the flaw detection using the smoothed image and the non-smoothed image is eliminated to obtain the target flaw. The object is to obtain a surface inspection device that can accurately detect only

【0011】また、この発明は被検査面に疵の現われて
いる領域の大きさにかかわらず高速で前記疵検出のため
の画像処理を行うことのできる表面検査装置を得ること
を目的とする。
It is another object of the present invention to provide a surface inspection apparatus capable of performing image processing for detecting a flaw at high speed regardless of the size of the flawed area on the surface to be inspected.

【0012】また、この発明は砥石掛けを含む検査作業
を人手により行う必要をなくし、効率良く検査作業を行
うことのできる表面検査装置を得ることを目的とする。
Another object of the present invention is to provide a surface inspection device which can efficiently perform inspection work without manually performing inspection work including grindstone mounting.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明に係
る表面検査装置は、光の照射角度が被検査面を撮像する
際の見込み角と等しい正反射の方向に配置され第1の波
長の光を照射する正反射用光源と、光の照射角度が前記
被検査面を撮像する際の前記見込み角と異なる散乱反射
の方向に配置され前記第1の波長と異なる第2の波長の
光を照射する散乱反射用光源と、前記被検査面に対して
前記斜めの見込み角度位置から同軸の撮像光学系で取り
込んだ前記それぞれ異なる波長の光を前記波長毎に分離
するための分離手段と、該分離手段で分離した前記それ
ぞれ異なる波長の光により前記被検査面の像が結像され
る撮像素子と、該撮像素子により前記異なる波長の光毎
に撮像した前記被検査面の画像データを処理し、前記被
検査面の疵または被検出点を検出する画像データ処理手
段とを備えるようにしたものである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a surface inspection apparatus having a first wavelength arranged in a regular reflection direction in which an irradiation angle of light is equal to an angle of view when an image of a surface to be inspected is picked up. Light source for irradiating regular reflection light, and light having a second wavelength different from the first wavelength and arranged in a scattering reflection direction in which the irradiation angle of the light is different from the perspective angle when the surface to be inspected is imaged. A light source for scattering reflection for irradiating, and a separating means for separating the light of each of the different wavelengths captured by the imaging optical system coaxial from the oblique prospective angle position with respect to the surface to be inspected, for each wavelength. An image pickup element on which an image of the surface to be inspected is formed by the light of different wavelengths separated by the separating means, and image data of the surface to be inspected imaged by the image pickup element for each light of the different wavelength is processed. However, the flaws on the surface to be inspected or It is obtained so as to include an image data processing means for detecting a detection point.

【0014】請求項2記載の発明に係る表面検査装置
は、異なる波長毎に撮像した被検査面の画像データの差
分画像データを求めることで前記被検査面の疵または被
検出点を検出する画像データ処理手段を備えるように構
成したものである。
In the surface inspection apparatus according to the second aspect of the present invention, an image for detecting a flaw or a detected point on the surface to be inspected by obtaining difference image data of image data of the surface to be inspected for each different wavelength. The data processing means is provided.

【0015】請求項3記載の発明に係る表面検査装置
は、被検査面へ光を照射する光源と、前記被検査面に対
して斜めの見込み角度位置から取り込んだ光を分割する
ための分割手段と、該分割手段により分割したそれぞれ
の光を基に前記被検査面の像がそれぞれ結像される複数
の撮像素子と、該複数の撮像素子の内の一つの撮像素子
上へ疵検出の際にノイズ成分となる前記被検査面の一定
方向の線状または縞状の疵に対しノイズ方向に平滑化さ
れた平滑化画像を結像させるための前記撮像素子の結像
光路内に設けたフィルタ素子と、前記平滑化された平滑
化画像が得られた視野と同一の視野について前記平滑化
画像が結像される前記撮像素子から得られる画像データ
と前記フィルタ素子を介さない前記撮像素子により得ら
れる非平滑化画像の画像データとの間で演算処理を行
い、前記被検査面の前記ノイズ成分とは異なる形状の疵
を検出する画像データ処理手段とを備えるように構成し
たものである。
A surface inspection apparatus according to a third aspect of the present invention is a light source for irradiating the surface to be inspected with light, and a dividing means for dividing the light taken in from an oblique angle position oblique to the surface to be inspected. And a plurality of image pickup devices on which images of the surface to be inspected are formed based on the respective lights divided by the dividing means, and when detecting a flaw on one of the plurality of image pickup devices A filter provided in the image forming optical path of the image pickup device for forming a smoothed image smoothed in the noise direction on a linear or striped flaw in a certain direction on the surface to be inspected, which becomes a noise component. Element, image data obtained from the image pickup element in which the smoothed image is formed in the same visual field as the visual field in which the smoothed smoothed image is obtained, and the image pickup element not passing through the filter element Of the unsmoothed image Performs arithmetic processing with the image data, wherein the said noise component of the surface to be inspected is obtained by configured with the image data processing means for detecting flaws of different shapes.

【0016】請求項4記載の発明に係る表面検査装置
は、フィルタ素子として1次元のグレーティングあるい
は円筒レンズにより構成された1次元ローパスフィルタ
を備えるように構成したものである。
A surface inspection apparatus according to a fourth aspect of the present invention is configured to include a one-dimensional low-pass filter formed of a one-dimensional grating or a cylindrical lens as a filter element.

【0017】請求項5記載の発明に係る表面検査装置
は、被検査面のノイズ成分とは異なる形状の疵を検出す
るために、フィルタ素子を介さない撮像素子により得ら
れる非平滑化画像の画像データに対し、前記フィルタ素
子を介した撮像素子により得られる平滑化画像の画像デ
ータの減算を行う画像データ処理手段を備えるように構
成したものである。
In the surface inspection apparatus according to the invention of claim 5, in order to detect a flaw having a shape different from the noise component of the surface to be inspected, an image of a non-smoothed image obtained by an image pickup element without a filter element. The image data processing means for subtracting the image data of the smoothed image obtained by the image pickup element through the filter element from the data is configured.

【0018】請求項6記載の発明に係る表面検査装置
は、一点を中心とした放射線方向にのみ散乱性を有する
光透過型の散乱媒体よりなり、撮像レンズの結像光路内
に配置されると共に、散乱の中心位置が、前記撮像レン
ズの光軸を含んで被検査面に垂直な面内で且つ前記撮像
レンズの中心を通り前記被検査面に平行である主光線の
線上に位置して配置されたフィルタ素子を備えるように
構成したものである。
A surface inspection apparatus according to a sixth aspect of the present invention is composed of a light-transmissive scattering medium having a scattering property only in the radial direction with one point as the center, and is arranged in the image forming optical path of the imaging lens. The scattering center position is located in a plane including the optical axis of the image pickup lens and perpendicular to the surface to be inspected, and passing through the center of the image pickup lens and parallel to the surface to be inspected. It is configured to include the filtered filter element.

【0019】請求項7記載の発明に係る表面検査装置
は、主光線に対して表面を垂直にして配置したフィルタ
素子を備えるように構成したものである。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a surface inspection apparatus including a filter element having a surface perpendicular to a principal ray.

【0020】請求項8記載の発明に係る表面検査装置
は、フィルタ素子を介さない撮像素子により得られる非
平滑化画像の画像データに対し、前記フィルタ素子を介
した撮像素子により得られる平滑化画像の画像データの
減算処理を行い、被検査面のノイズ成分とは異なる形状
の疵を検出する画像データ処理手段を備えるように構成
したものである。
According to the eighth aspect of the present invention, in a surface inspection apparatus, image data of a non-smoothed image obtained by an image pickup device not passing through a filter element is subjected to a smoothed image obtained by an image pickup device passing through the filter element. The image data processing means for performing the subtraction processing of the image data and detecting a flaw having a shape different from the noise component of the surface to be inspected.

【0021】請求項9記載の発明に係る表面検査装置
は、光透過性を有し、表面に同心円上の凹凸を形成して
なるフィルタ素子を備えるように構成したものである。
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a surface inspecting apparatus having a filter element which is light-transmissive and has concentric concavo-convex patterns formed on the surface thereof.

【0022】請求項10記載の発明に係る表面検査装置
は、平滑化画像および非平滑化画像の輝度平均値を測定
する輝度平均値計測手段と、該輝度平均値計測手段によ
り計測された前記平滑化画像および前記非平滑化画像の
輝度平均値を基に、前記平滑化画像および前記非平滑化
画像の輝度平均値を等しくするための前記平滑化画像お
よび前記非平滑化画像の画像出力の増幅度を調整する増
幅率可変増幅手段とを備えるように構成したものであ
る。
A surface inspection apparatus according to a tenth aspect of the present invention is a brightness average value measuring means for measuring a brightness average value of a smoothed image and a non-smoothed image, and the smoothness measured by the brightness average value measuring means. Amplification of the image output of the smoothed image and the non-smoothed image for equalizing the average brightness of the smoothed image and the non-smoothed image based on the average brightness value of the non-smoothed image And a variable amplification rate amplifying means for adjusting the degree.

【0023】請求項11記載の発明に係る表面検査装置
は、被検査面に対して斜めの見込み角度位置から撮像レ
ンズを介して同軸の撮像光学系で取り込んだ異なる波長
の光をそれぞれ分離するための分離手段と、該分離手段
により分離したそれぞれ異なる波長毎の光量を分割する
ための分割手段と、該分割手段により分割したそれぞれ
の波長毎の光を基に前記被検査面の像がそれぞれ結像さ
れる前記波長毎に設けられた対をなす撮像素子と、該対
をなす撮像素子の内の一方の撮像素子上へ疵検出の際に
ノイズ成分となる前記被検査面の一定方向の線状または
縞状の疵に対しノイズ方向に平滑化された平滑化画像を
結像させるための前記撮像素子の結像光路内に設けたフ
ィルタ素子と、光の照射角度が前記被検査面を撮像する
前記見込み角と等しい正反射の方向に配置され前記異な
る波長の内の一方の波長の光を照射する正反射用光源
と、光の照射角度が前記被検査面を撮像する前記見込み
角と異なる散乱反射の方向に配置され前記一方の波長と
異なる波長の光を照射する散乱反射用光源と、同一の視
野について前記平滑化画像が結像される前記撮像素子か
ら得られる画像データと前記フィルタ素子を介さない非
平滑化画像の画像データとの間で演算を行う画像データ
処理手段とを備えるように構成したものである。
The surface inspection apparatus according to the invention of claim 11 separates light of different wavelengths captured by the coaxial imaging optical system from the oblique angle position with respect to the surface to be inspected through the imaging lens. The separating means, the dividing means for dividing the light amounts of the different wavelengths separated by the separating means, and the images of the surface to be inspected are formed based on the light of the respective wavelengths divided by the dividing means. A pair of imaging elements provided for each wavelength to be imaged, and a line in a certain direction on the surface to be inspected, which becomes a noise component when a flaw is detected on one of the pair of imaging elements. Filter element provided in the image forming optical path of the image pickup device for forming a smoothed image smoothed in the noise direction with respect to a linear or striped flaw, and the irradiation angle of light images the surface to be inspected. And the angle of view A regular reflection light source that is arranged in the direction of regular reflection and irradiates light of one of the different wavelengths, and a scattering reflection direction in which the irradiation angle of light is different from the perspective angle for imaging the surface to be inspected. Non-smooth non-smooth image data obtained from the scattered reflection light source that is disposed and emits light having a wavelength different from the one wavelength, image data obtained from the image pickup device on which the smoothed image is formed in the same field of view, and the filter device. The image data processing means for performing an arithmetic operation with the image data of the digitized image is configured.

【0024】請求項12記載の発明に係る表面検査装置
は、一点を中心とした放射線方向にのみ散乱性を有する
光透過型の散乱媒体よりなり、撮像レンズの結像光路内
に配置されると共に、散乱の中心位置が、前記撮像レン
ズの光軸を含んで被検査面に垂直な面内で且つ前記撮像
レンズの中心を通り前記被検査面に平行である主光線の
線上に位置して配置されたフィルタ素子、あるいは、さ
らにその表面を前記主光線に垂直にして配置されている
フィルタ素子を備えるように構成したものである。
The surface inspection apparatus according to the twelfth aspect of the present invention is composed of a light-transmissive scattering medium having a scattering property only in the radiation direction centering on one point, and is arranged in the image forming optical path of the imaging lens. The scattering center position is located in a plane including the optical axis of the image pickup lens and perpendicular to the surface to be inspected, and passing through the center of the image pickup lens and parallel to the surface to be inspected. Or a filter element whose surface is perpendicular to the chief ray.

【0025】請求項13記載の発明に係る表面検査装置
は、平滑化画像および非平滑化画像の輝度平均値を計測
する輝度平均値計測手段と、該輝度平均値計測手段によ
り計測された前記平滑化画像および前記非平滑化画像の
輝度平均値を基に、前記平滑化画像および前記非平滑化
画像の輝度平均値を等しくするための前記平滑化画像お
よび前記非平滑化画像の画像出力の増幅度を調整する増
幅率可変増幅手段とを有した画像データ処理手段を備え
るように構成したものである。
The surface inspection apparatus according to the thirteenth aspect of the present invention is a brightness average value measuring means for measuring a brightness average value of a smoothed image and a non-smoothed image, and the smoothness measured by the brightness average value measuring means. Amplification of the image output of the smoothed image and the non-smoothed image for equalizing the average brightness of the smoothed image and the non-smoothed image based on the average brightness value of the non-smoothed image The image data processing means having the amplification factor variable amplification means for adjusting the degree is provided.

【0026】請求項14記載の発明に係る表面検査装置
は、同一の視野について、正反射用光源を基に得られた
平滑化画像および非平滑化画像間の差分演算結果と、散
乱反射用光源を基に得られた平滑化画像および非平滑化
画像間の差分演算結果とを求め、さらに前記差分演算結
果両者の間で差分演算を行う画像データ処理手段を備え
るように構成したものである。
According to a fourteenth aspect of the present invention, in the surface inspection apparatus, the difference calculation result between the smoothed image and the non-smoothed image obtained on the basis of the light source for regular reflection and the light source for scattering reflection are obtained for the same visual field. An image data processing means for obtaining a difference calculation result between the smoothed image and the non-smoothed image obtained based on the above and further performing a difference calculation between both the difference calculation results.

【0027】請求項15記載の発明に係る表面検査装置
は、被検査面の疵または被検出点を検出するための少な
くとも2系列の画像処理回路を備えており、前記画像処
理回路の内の一系列の画像処理回路は、原画像の隣接す
る所定数の画素の全画素の強度値の平均値を新たな強度
値として一つの画素に圧縮した画像を作成し、該圧縮し
た画像を基に画像処理および前記被検査面の疵の検出を
行い、前記画像処理回路の内の他の一系列の画像処理回
路は、隣接する一定数の画素の集合毎に局所画像処理お
よび前記被検査面の疵の検出を逐次行うように構成した
ものである。
A surface inspection apparatus according to a fifteenth aspect of the present invention is provided with at least two series of image processing circuits for detecting flaws or detected points on the surface to be inspected, and one of the image processing circuits is provided. The series of image processing circuits creates an image in which the average value of the intensity values of all adjacent pixels of the original image is compressed into one pixel as a new intensity value, and the image is generated based on the compressed image. Processing and detection of flaws on the surface to be inspected are performed, and another series of image processing circuits in the image processing circuit are configured to perform local image processing and flaws on the surface to be inspected for each set of a fixed number of adjacent pixels. Is configured to be sequentially detected.

【0028】請求項16記載の発明に係る表面検査装置
は、被検査面を一定の方向に所定圧力で一定量掃引研磨
する研磨部と前記被検査面に対し少なくとも光源および
撮像レンズおよび撮像素子を有した光学系とが同一のア
ーム先端あるいは異なったアーム先端にそれぞれ装着さ
れた可動アームと、該可動アームを移動させ、前記研磨
部および前記光学系を前記被検査面上で移動させるため
の駆動機構とを備えるようにしたものである。
According to a sixteenth aspect of the present invention, in a surface inspecting apparatus, at least a light source, an image pickup lens and an image pickup element are provided for a polishing section for sweep polishing a surface to be inspected in a fixed direction at a predetermined pressure and a predetermined amount. A movable arm mounted on the same arm tip or a different arm tip from the optical system that it has, and a drive for moving the movable arm and moving the polishing section and the optical system on the surface to be inspected. And a mechanism.

【0029】請求項17記載の発明に係る表面検査装置
は、画像データ処理手段を可動アームに装着しないで光
学系とは別個に非可動的に設けるようにしたものであ
る。
The surface inspection apparatus according to the seventeenth aspect of the present invention is such that the image data processing means is not attached to the movable arm and is provided non-movably separately from the optical system.

【0030】[0030]

【実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を説明す
る。 実施の形態1.図1は、この発明の実施の形態1の表面
検査装置を示す部分構成図である。図において、11は
発光波長λ1の平行光線を照射する光源(正反射用光
源)、12は発光波長λ2の平行光線を照射する光源
(散乱反射用光源)、13は撮像レンズである。14は
波長に応じて異なった反射特性を有しているビームスプ
リッタ(分離手段)であり、この実施の形態では波長λ
1の光を透過し、波長λ2の光を反射する特性を有して
いる。15aおよび15bはCCDなどの撮像素子、1
7は表面に現われている疵が検査される鋼板などの被検
査体である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of the present invention will be described below. Embodiment 1 FIG. 1 is a partial configuration diagram showing a surface inspection apparatus according to a first embodiment of the present invention. In the figure, 11 is a light source for irradiating parallel rays of light emission wavelength λ1 (light source for specular reflection), 12 is a light source for irradiating parallel light rays of emission wavelength λ2 (light source for scattering reflection), and 13 is an imaging lens. Reference numeral 14 is a beam splitter (separating means) having different reflection characteristics depending on the wavelength. In this embodiment, the wavelength λ
It has a characteristic of transmitting light of wavelength 1 and reflecting light of wavelength λ2. 15a and 15b are image pickup devices such as CCD,
Reference numeral 7 denotes an object to be inspected, such as a steel plate, whose flaws appearing on the surface are inspected.

【0031】次に、動作について説明する。被検査体1
7がある種の散乱性を有し、その散乱指向性が位置によ
り異なる場合、その散乱特性が鏡面に近い鋭い指向性を
示すほどその反射光強度は正反射方向に集中する。この
ため、鏡面に近い表面を光源から照射される光に対し正
反射方向から観察すれば明るく見えるが、視線方向が正
反射方向からずれていればその反射光量は急激に減少し
暗く見えることになる。一方、散乱性の強い表面では正
反射方向への光量が少ないかわりに、正反射方向とは異
なる、つまり、散乱反射の方向でも光量の減少は比軟的
少なくなる。このため、被検体を正反射方向から観察し
ていれば、鏡面に近い部分は明るく浮上がってみえ、ま
た、散乱反射方向から観察すれば前記鏡面に近い部分は
暗く沈んで見える。この実施の形態における光源11
は、撮像カメラの視線方向が正反射となる角度位置に配
置されており、また光源12は散乱反射となる角度位置
に配置されている。
Next, the operation will be described. DUT 1
When 7 has a certain scattering property and its scattering directivity differs depending on the position, the reflected light intensity is concentrated in the specular reflection direction as the scattering property shows a sharp directivity closer to a mirror surface. For this reason, when a surface close to a mirror surface is viewed from the direction of regular reflection with respect to the light emitted from the light source, it looks bright, but if the line-of-sight direction deviates from the direction of regular reflection, the amount of reflected light decreases sharply and appears dark. Become. On the other hand, on the surface having a strong scattering property, the light amount in the specular reflection direction is small, but the light amount is different from the specular reflection direction, that is, the decrease in the light amount in the scatter reflection direction is relatively small. Therefore, when the subject is observed from the specular reflection direction, the portion close to the mirror surface appears bright and rises, and when observed from the scattering reflection direction, the portion close to the mirror surface appears dark and sunk. Light source 11 in this embodiment
Is arranged at an angular position where the line-of-sight direction of the image pickup camera is specular reflection, and the light source 12 is arranged at an angular position where scatter reflection is caused.

【0032】撮像レンズ13は、被検査面の像を撮像素
子15aおよび撮像素子15b上に結像するが、ビーム
スプリッタ14によって波長λ1,λ2の光を分離する
ので、撮像素子15a上には波長λ1である光源11か
らの光で照明を受けた被検査面の像、撮像素子15b上
には波長λ2である光源12からの光で照明を受けた被
検査面の像が結像されることになり、その照明方向の違
いから、撮像素子15aには正反射方向の像、撮像素子
15bには散乱反射方向の像が撮像される。これら撮像
素子15aからの撮像出力16aおよび撮像素子15b
からの撮像出力16bは、前述したように表面の反射指
向性の変化に対し逆の特性を示すので、両者の出力の差
をとれば指向特性の差を拡大して検出することができ
る。
The image pickup lens 13 forms an image of the surface to be inspected on the image pickup device 15a and the image pickup device 15b. Since the beam splitter 14 separates the light of wavelengths λ1 and λ2, the image pickup device 15a has a wavelength of λ1 and λ2. An image of the surface to be inspected illuminated by the light from the light source 11 having the wavelength λ1 and an image of the surface to be inspected being illuminated by the light from the light source 12 having the wavelength λ2 are formed on the imaging element 15b. Due to the difference in the illumination direction, an image in the specular reflection direction is captured by the image sensor 15a, and an image in the scattered reflection direction is captured by the image sensor 15b. Imaging output 16a and imaging element 15b from these imaging elements 15a
Since the image pickup output 16b from the above shows the opposite characteristic with respect to the change of the reflection directivity of the surface as described above, the difference in the directivity characteristics can be enlarged and detected by taking the difference between the outputs of the two.

【0033】以上説明したように、この実施の形態で
は、撮像カメラの同一視線で2つの反射方向の像、つま
り正反射による被検査面の像と散乱反射による前記被検
査面と同一の被検査面の像を撮像できるようにしたの
で、仮に被検査体17が上下に変動したり撮像カメラの
視線方向が傾いても、前記それぞれの像が異なることが
なくなり良好な差画像を得ることができ、前記被検査面
に現われている疵をコントラスト良く検出することが可
能となる。また、撮像レンズ13は、ビームスプリッタ
14の後に設けられていてもよく、この場合は撮像レン
ズと撮像素子15a,15b間の距離が短くできるの
で、視野の広い画像が容易に得られるが、撮像レンズが
2個必要であり、また各々の撮像レンズの視線を正確に
調整する必要がある。
As described above, in this embodiment, images in two reflection directions at the same line of sight of the image pickup camera, that is, an image of the surface to be inspected by regular reflection and the same surface to be inspected as the surface to be inspected by scattering reflection are the same. Since the image of the surface can be taken, even if the object 17 to be inspected fluctuates up and down or the line-of-sight direction of the imaging camera is tilted, the respective images do not differ and a good difference image can be obtained. Therefore, it becomes possible to detect a flaw appearing on the surface to be inspected with good contrast. Further, the image pickup lens 13 may be provided after the beam splitter 14, and in this case, the distance between the image pickup lens and the image pickup devices 15a and 15b can be shortened, so that an image with a wide field of view can be easily obtained. Two lenses are required, and the line of sight of each imaging lens must be adjusted accurately.

【0034】実施の形態2.図2は、この発明の実施の
形態2の表面検査装置を示す部分構成図である。図にお
いて、図1と同一または相当の部分については同一の符
号を付し説明を省略する。21は被検査面を照明するた
めの光源、23はハーフミラー(分割手段)、24は1
次元ローパスフィルタ素子、26aおよび26bは撮像
素子15a,15bからの画像出力である。
Embodiment 2 2 is a partial configuration diagram showing a surface inspection device according to a second embodiment of the present invention. In the figure, the same or corresponding parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. 21 is a light source for illuminating the surface to be inspected, 23 is a half mirror (dividing means), and 24 is 1
The dimensional low-pass filter elements 26a and 26b are image outputs from the image pickup elements 15a and 15b.

【0035】次に動作について説明する。冷間圧延鋼板
の検査において、適当な荒さの砥石で一定方向に若干量
研磨し、微小な凹凸を浮き出させて目視で検査する表面
検査法が一般に知られているが、この場合、砥石を掛け
た方向に一様な砥石痕や砥石掛けの強度ムラが入るた
め、目視により疵を抽出し認識することは可能である
が、画像処理による自動検査を行う場合には雑音源とな
り、検査を行う際の障害となる。この実施の形態では、
光源21で照明された一定方向に砥石痕を持つ被検査体
27の被検査面を撮像レンズ13で撮像しているが、撮
像レンズ13の後にハーフミラー23が設けられてお
り、前記被検査面の像が撮像素子15aおよび撮像素子
15bに分岐結像されるようになっており、撮像素子1
5a側にはその光路上に1次元ローパスフィルタ素子2
4が配置されている。この1次元ローパスフィルタ素子
24は、撮像素子15a上に砥石痕方向にぼけた画像を
発生させる性質を有し、1次元のグレーティングや円筒
レンズにより構成される。撮像素子15aからの画像出
力26aは、前述のように砥石痕方向にぼけた画像、つ
まり平滑化画像となるので、砥石掛けに起因する砥石掛
け方向に一様な情報だけが残り、他は平滑化されて消滅
する。この画像出力26aを前記1次元ローパスフィル
タ素子24を介さない正規の画像出力26bである非平
滑化画像から減算し、砥石掛けに起因する雑音成分のみ
を消去する。
Next, the operation will be described. In the inspection of cold-rolled steel sheets, a surface inspection method is generally known in which a small amount of unevenness is polished in a certain direction with a grindstone of appropriate roughness, and microscopic unevenness is raised to visually inspect it. Since it is possible to visually identify and detect flaws because there are uniform whetstone traces and uneven whetstone strength in the same direction, it becomes a noise source when performing automatic inspection by image processing, and the inspection is performed. It becomes an obstacle. In this embodiment,
The imaged surface of the object 27 to be inspected, which is illuminated by the light source 21 and has a grindstone trace in a certain direction, is imaged by the imaging lens 13, but the half mirror 23 is provided after the imaging lens 13 and the surface to be inspected. Of the image of the image pickup device 15a and the image pickup device 15b.
One-dimensional low-pass filter element 2 is provided on the optical path on the 5a side.
4 are arranged. The one-dimensional low-pass filter element 24 has a property of generating a blurred image in the grindstone trace direction on the image pickup element 15a and is configured by a one-dimensional grating or a cylindrical lens. Since the image output 26a from the image pickup device 15a is an image blurred in the grindstone trace direction as described above, that is, a smoothed image, only uniform information remains in the grindstone mounting direction due to the grindstone mounting, and the others are smooth. Disappears and disappears. This image output 26a is subtracted from the non-smoothed image that is the regular image output 26b that does not pass through the one-dimensional low-pass filter element 24, and only the noise component caused by the grinding stone is erased.

【0036】従ってこの実施の形態では、光学的に平滑
化画像を作り前記非平滑化画像から砥石掛けに起因する
雑音成分を除去しているので、前記砥石掛けに起因する
雑音成分が除去された目的とする疵が良好に撮像された
被検査体の被検査面の画像を得ることができ、高速の検
査が可能となる。
Therefore, in this embodiment, since the smoothed image is optically created and the noise component caused by the grinding stone is removed from the non-smoothed image, the noise component caused by the grinding stone is removed. It is possible to obtain an image of the surface to be inspected of the object to be inspected, in which the target flaw is satisfactorily imaged, and high-speed inspection becomes possible.

【0037】実施の形態3.図3は、この発明の実施の
形態3の表面検査装置に用いられるフィルタ素子の構成
を示す平面図、図4は前記フィルタ素子の撮像カメラ内
における光学配置位置を示す説明図である。また撮像系
および照明系の配置は前記実施の形態2で説明した図2
と同一である。図4において図2と同一または相当の部
分については同一の符号を付し説明を省略する。図にお
いて、53は撮像素子面を示している。
Embodiment 3 3 is a plan view showing the configuration of a filter element used in a surface inspection apparatus according to Embodiment 3 of the present invention, and FIG. 4 is an explanatory view showing the optical arrangement position of the filter element in an image pickup camera. The arrangement of the imaging system and the illumination system is the same as in FIG. 2 described in the second embodiment.
Is the same as 4, parts that are the same as or correspond to those in FIG. 2 are given the same reference numerals, and descriptions thereof will be omitted. In the figure, reference numeral 53 indicates an image pickup element surface.

【0038】次に、動作について説明する。撮像レンズ
13は、その光軸Aが被検査体27の法線に所定角度θ
傾いた状態で設置されている。この場合、被検査体27
上の点O1とO2とで示される線分の像に対する撮像素
子面53上の像は、撮像レンズ13の中心を通る主光線
と撮像素子面53との交点位置に結像され、I1および
I2で示される線分の像となる。ここで、前記点O1お
よび点O2は、撮像レンズ13の光軸Aの被検査体27
への射影であり前記光軸Aの傾きの方向を示す線Bに平
行な線分である。このとき、点O1と点O2とにより現
わされる線分の点O2方向への無限遠への延長を考え、
無限遠における点をO∞とするとき、その点の像は、前
記線Bに平行な主光線Cと撮像素子面53との交点位置
I∞となる。つまり、点O1と点O2と点O∞とにより
現わされる半無限直線は撮像素子面53上で点I1,点
I2,点I∞とにより現われる線分として投影されるこ
となり、直線Bに平行な全ての線分は撮像素子面53上
で点I∞を中心とする放射状の線分に変換される。この
ように、斜めに傾いた視線を持つ撮像系では直線B方向
の平行線は撮像素子面53で平行とならず、直線B方向
の画像の平滑化を1次元ローパスフィルタで構成するこ
とはできない。
Next, the operation will be described. The optical axis A of the imaging lens 13 is at a predetermined angle θ with respect to the normal line of the inspection object 27.
It is installed in a tilted state. In this case, the inspection object 27
The image on the image pickup element surface 53 for the image of the line segment indicated by the points O1 and O2 above is formed at the intersection of the chief ray passing through the center of the image pickup lens 13 and the image pickup element surface 53, and I1 and I2. It becomes the image of the line segment shown by. Here, the points O1 and O2 are the inspection object 27 on the optical axis A of the imaging lens 13.
And a line segment parallel to the line B indicating the direction of inclination of the optical axis A. At this time, considering the extension of the line segment represented by the points O1 and O2 toward infinity in the direction of the point O2,
When the point at infinity is O ∞, the image at that point is the intersection position I ∞ between the chief ray C parallel to the line B and the image pickup element surface 53. That is, the semi-infinite line represented by the points O1, O2, and O∞ is projected on the image pickup element surface 53 as a line segment represented by the points I1, I2, and I∞, and the straight line B All line segments parallel to are converted into radial line segments centered on the point I ∞ on the image pickup element surface 53. As described above, in an image pickup system having an obliquely inclined line of sight, parallel lines in the direction of the straight line B are not parallel on the image pickup element surface 53, and smoothing of the image in the direction of the straight line B cannot be configured by a one-dimensional low-pass filter. .

【0039】一方、図3に示したフィルタ素子は、図に
示すように表面に同心円状の微細な凹凸が刻まれた光透
過性の板材よりなり、透過光は前記凹凸により散乱を受
けるが、その散乱光の散乱方向は前記凹凸の同心円の中
心からの放射線状となる。このフィルタ素子は、図4に
おける主光線Cを同心円の中心とし、撮像レンズ13と
撮像素子面53との間に、その表面を主光線Cに垂直に
して配置される。このとき、前記フィルタ素子を透過し
た光線は撮像素子面53の点I∞を中心とした放射線状
に散乱される。つまり、撮像素子面53で撮像される被
検査体27の表面の像は直線Bに平行な方向に平滑化さ
れた画像となる。
On the other hand, the filter element shown in FIG. 3 is made of a light-transmissive plate material having concentric minute irregularities on the surface as shown in the figure, and the transmitted light is scattered by the irregularities. The scattering direction of the scattered light is radial from the center of the concentric circles of the irregularities. This filter element is arranged between the image pickup lens 13 and the image pickup element surface 53 with the surface perpendicular to the principal ray C, with the chief ray C in FIG. At this time, the light rays that have passed through the filter element are scattered in a radial pattern centered on the point I ∞ on the image pickup element surface 53. That is, the image of the surface of the object 27 to be inspected picked up by the image pickup element surface 53 becomes an image smoothed in the direction parallel to the straight line B.

【0040】以上説明したように、この実施の形態で
は、同心円状に凹凸を持つ光透過性を有した板材をフィ
ルタ素子に用いたことにより、斜めに傾いた視線を持つ
撮像系でも被検査体27の被検査面の視線の傾き方向の
平滑化が一様に行えるので、前記実施の形態2における
1次元ローパスフィルタ24の代りに前記フィルタ素子
を用いた構成とすれば、前記直線B方向の砥石掛けに起
因する雑音成分を有効に除去できる。
As described above, in this embodiment, the filter element is made of the light-transmitting plate material having concentric concavo-convex projections and depressions, so that the object to be inspected even in an imaging system having an obliquely inclined line of sight. Since it is possible to uniformly smooth the direction of inclination of the line of sight of the surface to be inspected 27, if the filter element is used instead of the one-dimensional low-pass filter 24 in the second embodiment, the direction of the straight line B It is possible to effectively remove the noise component caused by the whetstone.

【0041】実施の形態4.図5は、この発明の実施の
形態4の表面検査装置における画像データ処理手段60
の構成を示すブロック図である。図において、61aは
平滑化画像撮像手段であり、実施の形態2における図2
に示すフィルタ素子24と撮像素子15a、実施の形態
3における図3,図4に示すフィルタ素子と撮像素子面
53とに相当する。また、61bは非平滑化画像撮像手
段であり、図2に示す実施の形態2におけるフィルタ素
子24を介さない撮像素子15bや図示しない実施の形
態3におけるフィルタ素子を介さない撮像素子面に相当
する。62aは平滑化画像撮像手段61aから出力され
る平滑化画像の輝度平均値を計測する輝度平均値計測手
段、62bは非平滑化画像撮像手段61bから出力され
る非平滑化画像の輝度平均値を計測する輝度平均値計測
手段、63aは平滑化画像撮像手段61aから出力され
る平滑化画像出力を増幅する増幅率可変増幅器(増幅率
可変増幅手段)、63bは非平滑化画像撮像手段61b
から出力される非平滑化画像出力を増幅する増幅率可変
増幅器(増幅率可変増幅手段)、64は増幅率可変増幅
器63a,63bから増幅されてそれぞれ出力される平
滑化画像と非平滑化画像との画像データ間で減算処理を
行う減算器である。
Embodiment 4 FIG. FIG. 5 is an image data processing means 60 in the surface inspection apparatus according to the fourth embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of FIG. In the figure, reference numeral 61a denotes a smoothed image pickup means, which is shown in FIG.
5 corresponds to the filter element 24 and the image pickup element 15a shown in FIG. 3, and the filter element and the image pickup element surface 53 shown in FIGS. Reference numeral 61b denotes a non-smoothed image pickup means, which corresponds to the image pickup element 15b without the filter element 24 in the second embodiment shown in FIG. 2 or the image pickup element surface without the filter element in the third embodiment not shown. . Reference numeral 62a is a brightness average value measuring means for measuring the brightness average value of the smoothed image output from the smoothed image capturing means 61a, and 62b is the brightness average value of the non-smoothed image output from the non-smoothed image capturing means 61b. Luminance average value measuring means 63a for measuring, amplification factor variable amplifier (amplification factor variable amplification means) 63a for amplifying the smoothed image output outputted from the smoothed image capturing means 61a, and 63b non-smoothed image capturing means 61b.
A variable amplification factor amplifier (amplification factor variable amplification means) for amplifying the non-smoothed image output outputted from the reference numeral 64, a smoothed image and a non-smoothed image which are respectively amplified by the variable amplification factor amplifiers 63a and 63b and outputted. It is a subtracter that performs a subtraction process between the image data of.

【0042】次に動作について説明する。平滑化画像出
力は増幅率可変増幅器63aに送られて増幅され、また
非平滑化画像出力は増幅率可変増幅器63bに送られて
増幅されるが、それぞれ増幅率可変増幅器に入力される
際に輝度平均値計測手段62a,62bにより輝度平均
値が計測される。これら輝度平均値計測手段は、撮像素
子の前にハーフミラー等の例えば光量を2等分する光路
分離手段を設置し、分離後のそれぞれの全光量をフォト
ディテクタ等で計測する構成を有している。また、撮像
後の平滑化画像の出力および非平滑化画像の出力をそれ
ぞれ電気的に積算して平均化しても実現可能である。こ
の輝度平均値が増幅率可変増幅器63aおよび63bに
送られ、増幅率可変増幅器63aからの平滑化画像出力
および増幅率可変増幅器63bからの非平滑化画像出力
の輝度の平均値が等しくなるように、増幅率可変増幅器
63aの増幅率を輝度平均値計測手段62aで計測した
輝度平均値の逆数の定数倍に、また増幅率可変増幅器6
3bの増幅率を輝度平均値計測手段62bで計測した輝
度平均値の逆数の定数倍に自動調整する。さらに、増幅
率可変増幅器63bから出力される画像出力に対し増幅
率可変増幅器63aから出力される画像出力を減算器6
4により減算処理し、前記両者の画像出力間の差を求め
出力する。
Next, the operation will be described. The smoothed image output is sent to and amplified by the variable amplification factor amplifier 63a, and the non-smoothed image output is sent to and amplified by the variable amplification factor amplifier 63b. The average brightness value is measured by the average value measuring means 62a and 62b. The brightness average value measuring means has a configuration in which an optical path separating means such as a half mirror is installed in front of the image pickup device to divide the light quantity into two equal parts and the total light quantity after separation is measured by a photodetector or the like. . It is also possible to electrically integrate and average the output of the smoothed image and the output of the non-smoothed image after imaging. This luminance average value is sent to the variable amplification factor amplifiers 63a and 63b so that the average luminance values of the smoothed image output from the variable amplification factor amplifier 63a and the non-smoothed image output from the variable amplification factor amplifier 63b become equal. , The amplification factor of the amplification factor variable amplifier 63a is a constant multiple of the reciprocal of the brightness average value measured by the brightness average value measuring means 62a, and the amplification factor variable amplifier 6
The amplification factor of 3b is automatically adjusted to a constant multiple of the reciprocal of the average brightness value measured by the average brightness value measuring means 62b. Further, the image output output from the variable gain amplifier 63a is subtracted from the image output output from the variable gain amplifier 63b.
The subtraction process is performed by 4, and the difference between the two image outputs is obtained and output.

【0043】平滑画像および非平滑化画像を用いて前記
実施の形態2および前記実施の形態3で説明した砥石掛
けに起因する雑音成分の除去を行う場合、画像出力値両
者の輝度が等しくなければ前記雑音成分を完全に零にす
ることができないが、この実施の形態の構成を用いるこ
とにより、平滑画像および非平滑化画像の画像出力値は
常に等しくなるように制御されるので、表面検査装置の
処理回路として適用した場合、砥石掛けに起因する雑音
成分に対し良好なノイズ除去効果が得られる。
When the noise component caused by the grinding stone described in the second and third embodiments is removed by using the smoothed image and the non-smoothed image, the brightness of the image output values must be equal. The noise component cannot be made completely zero, but by using the configuration of this embodiment, the image output values of the smoothed image and the non-smoothed image are controlled so that they are always equal to each other. When applied as a processing circuit of No. 3, a good noise removing effect can be obtained with respect to a noise component caused by grinding stones.

【0044】実施の形態5.図6は、この発明の実施の
形態5の表面検査装置を示す部分構成図である。図にお
いて、図1および図2と同一または相当の部分について
は同一の符号を付し説明を省略する。23aおよび23
bはハーフミラー、76aおよび76bは前記実施の形
態2あるいは前記実施の形態3で説明したフィルタ素
子、77a〜77dは撮像素子である。
Embodiment 5 FIG. FIG. 6 is a partial configuration diagram showing a surface inspection device according to a fifth embodiment of the present invention. In the figure, the same or corresponding parts as those in FIGS. 1 and 2 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. 23a and 23
b is a half mirror, 76a and 76b are the filter elements described in the second or third embodiment, and 77a to 77d are image pickup elements.

【0045】この実施の形態では、被検査体17の正反
射画像、散乱反射画像および各画像の平滑化画像を同一
の視線で撮像する。光源11は、撮像カメラの視線方向
が正反射となる角度位置に配置されており、ビームスプ
リッタ14により波長λ1と波長λ2との光が分離さ
れ、分離された波長λ1の光はハーフミラー23bに向
かい、また波長λ2の光はハーフミラー23aに向か
う。ハーフミラー23bでは光路を2分岐し、分岐した
一方の光はフィルタ素子76bを介して撮像素子77c
上に平滑化された正反射画像を、他方の光は撮像素子7
7d上に正反射画像を結像する。また、光源12は、撮
像カメラの視線方向が散乱反射となる角度位置に配置さ
れており、ビームスプリッタ14により反射して、さら
にハーフミラー23aにより光路が2分岐され、一方の
光は撮像素子77a上に平滑化された散乱反射画像を、
また他方の光は撮像素子77b上に散乱反射画像を結像
する。
In this embodiment, the specular reflection image, the scattered reflection image, and the smoothed image of each image of the object 17 to be inspected are picked up with the same line of sight. The light source 11 is arranged at an angular position where the line-of-sight direction of the imaging camera is specularly reflected, and the beam splitter 14 separates the light of the wavelength λ1 and the wavelength λ2, and the separated light of the wavelength λ1 is reflected by the half mirror 23b. The light having the wavelength λ2 goes toward the half mirror 23a. The half mirror 23b splits the optical path into two, and one of the split light beams passes through the filter element 76b and the image pickup element 77c.
The smoothed specular reflection image is displayed on the other side, and the other light is imaged by the image sensor 7.
A specular reflection image is formed on 7d. Further, the light source 12 is arranged at an angular position where the line-of-sight direction of the imaging camera is scattered and reflected, is reflected by the beam splitter 14, and is further divided into two optical paths by the half mirror 23a, and one light is imaged by the imaging element 77a. The scattered reflection image smoothed above,
The other light also forms a scattered reflection image on the image sensor 77b.

【0046】従って、この実施の形態では、波長λ1と
波長λ2夫々の光について撮像カメラの同一視線で正反
射方向と散乱反射方向との2つの反射方向に対する非平
滑化画像および平滑化画像が撮像でき、これら非平滑化
画像および平滑化画像間の減算処理により、前記正反射
方向と前記散乱反射方向との2つの反射方向それぞれに
おける砥石掛けに起因する雑音成分に対し良好なノイズ
除去効果が得られ、さらにこれらノイズ除去を行った画
像出力間の減算処理を行うことで、前記実施の形態1で
説明した被検査面に現われている疵を際立たせて検出で
きる効果も得られ、前記実施の形態2あるいは前記実施
の形態3で説明した効果と前記実施の形態1で説明した
効果が相乗的に実現できる表面検査装置が得られること
になり、仮に被検査体17が上下に変動したり、撮像カ
メラの視線方向が傾いても、常に同一の領域の画像に対
し前記雑音成分の除去された良好な画像を得ることが可
能となる。
Therefore, in this embodiment, the non-smoothed image and the smoothed image for the two reflection directions of the specular reflection direction and the scattering reflection direction are picked up with respect to the light of wavelength λ1 and the light of wavelength λ2 in the same line of sight of the image pickup camera. By performing the subtraction process between the non-smoothed image and the smoothed image, it is possible to obtain a good noise removal effect with respect to the noise component caused by the whetstone in the two reflection directions of the regular reflection direction and the scattering reflection direction. By further performing the subtraction process between the image outputs from which these noises have been removed, the effect of highlighting the flaw appearing on the surface to be inspected described in the first embodiment can be obtained. A surface inspection apparatus that can synergistically achieve the effect described in the second or third embodiment and the effect described in the first embodiment can be obtained. Even if the body 17 fluctuates up and down or the line-of-sight direction of the imaging camera is tilted, it is possible to always obtain a good image from which the noise component has been removed with respect to the image in the same region.

【0047】実施の形態6.図7は、この発明の実施の
形態6の表面検査装置における画像データ処理手段80
の構成を示すブロック図である。この画像処理回路は、
例えば前記実施の形態4で説明した減算器64により減
算処理した結果得られる画像出力に対し適用される。図
において、81および83はフレームメモリ、82は所
定数N個の画素の各強度値の平均化を行う平均化回路、
84は平均化回路82により平均化することで1/Nの
画素数に画像を圧縮する画像圧縮回路(一系列の画像処
理回路)、85は局所画像処理回路(一系列の画像処理
回路)、86は局所画像処理回路(他の一系列の画像処
理回路)、87は被検査面に現われている疵などの欠陥
認識回路である。
Embodiment 6 FIG. FIG. 7 is an image data processing means 80 in the surface inspection apparatus according to the sixth embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of FIG. This image processing circuit
For example, it is applied to the image output obtained as a result of the subtraction processing by the subtractor 64 described in the fourth embodiment. In the figure, 81 and 83 are frame memories, 82 is an averaging circuit for averaging intensity values of a predetermined number N of pixels,
Reference numeral 84 is an image compression circuit (a series of image processing circuits) that compresses an image to a pixel number of 1 / N by averaging by an averaging circuit 82, 85 is a local image processing circuit (a series of image processing circuits), Reference numeral 86 is a local image processing circuit (another series of image processing circuits), and 87 is a defect recognizing circuit such as a flaw appearing on the surface to be inspected.

【0048】次に動作について説明する。減算器64よ
り送られてくる画像情報はフレームメモリ81に蓄積さ
れ、その後、画像圧縮回路84と局所画像処理回路86
とに送られる。画像圧縮回路84に送られた画像情報
は、平均化回路82により所定数Nの画素毎に強度値の
平均値が算出され、この平均値がフレームメモリ83に
蓄積される。このとき、フレームメモリ83には所定数
Nの画素の平均値を1個の画素の強度値として圧縮して
得られる画像情報が蓄積されるので、フレームメモリ8
3に蓄積される画像情報の画素数は全画素数に対して1
/Nに圧縮されることになる。さらに、フレームメモリ
83に蓄積された画像情報は、局所画像処理回路85に
送られ処理を施されて疵などの欠陥を認識する欠陥認識
回路87に送られる。
Next, the operation will be described. The image information sent from the subtractor 64 is accumulated in the frame memory 81, and then the image compression circuit 84 and the local image processing circuit 86.
And sent to. With respect to the image information sent to the image compression circuit 84, an average value of intensity values is calculated for each predetermined number N of pixels by the averaging circuit 82, and this average value is stored in the frame memory 83. At this time, since the image information obtained by compressing the average value of the predetermined number N of pixels as the intensity value of one pixel is stored in the frame memory 83, the frame memory 8
The number of pixels of the image information stored in 3 is 1 with respect to the total number of pixels.
Will be compressed to / N. Further, the image information accumulated in the frame memory 83 is sent to a local image processing circuit 85, processed and sent to a defect recognition circuit 87 for recognizing a defect such as a flaw.

【0049】一方、局所画像処理回路86では、全画素
に対する局所処理が施されて欠陥認識回路87に送ら
れ、被検査面に現われている疵の検出結果が出力され
る。
On the other hand, in the local image processing circuit 86, all pixels are subjected to local processing and sent to the defect recognition circuit 87, and the detection result of the flaw appearing on the surface to be inspected is output.

【0050】従って、この実施の形態では、画像圧縮回
路84を通過した画像情報は、画素サイズに対して非常
に大きい疵を検出するために用いられ、例えばフィルタ
リングを行う場合に原画像を直接処理する場合では非常
に大きな画素数に対して演算する必要があるのに対し、
1/N画素のフィルタサイズで処理でき、高速処理およ
び回路構成のコスト削減が可能となる。
Therefore, in this embodiment, the image information that has passed through the image compression circuit 84 is used to detect a flaw that is very large with respect to the pixel size. For example, when filtering is performed, the original image is directly processed. In case of doing, it is necessary to operate on a very large number of pixels, whereas
Processing can be performed with a filter size of 1 / N pixel, which enables high-speed processing and cost reduction of circuit configuration.

【0051】実施の形態7.図8は、この発明の実施の
形態7の表面検査装置の構成を示す斜視図である。図に
おいて、91は前記実施の形態5に示した表面検査装置
の撮像部を保持する保持アーム(可動アーム)、92は
砥石掛けヘッド(研磨部)92aを保持する保持アーム
(可動アーム)、93は保持アームの駆動機構、94は
前記実施の形態5で説明した画像データ処理を行う画像
データ処理手段や前記実施の形態4,実施の形態6で説
明した画像データ処理手段を有した画像処理ユニット、
95は駆動機構制御ユニット、96はシステム制御ユニ
ット、97は被検査鋼板である。
Embodiment 7 FIG. FIG. 8 is a perspective view showing the structure of the surface inspection apparatus according to the seventh embodiment of the present invention. In the figure, 91 is a holding arm (movable arm) that holds the imaging unit of the surface inspection apparatus described in the fifth embodiment, 92 is a holding arm (movable arm) that holds a grindstone mounting head (polishing unit) 92a, and 93. Is a drive mechanism for the holding arm, and 94 is an image processing unit having the image data processing means for performing the image data processing described in the fifth embodiment and the image data processing means described in the fourth and sixth embodiments. ,
Reference numeral 95 is a drive mechanism control unit, 96 is a system control unit, and 97 is a steel plate to be inspected.

【0052】次に、動作について説明する。駆動機構制
御ユニット95は、駆動機構93を制御して保持アーム
92に保持されている砥石掛けヘッドにより被検査鋼板
97の表面を所定圧力で所定回数研磨を行う。続いて、
駆動機構制御ユニット95は、駆動機構93を制御して
保持アーム91に保持されている撮像部を砥石を掛けら
れた被検査鋼板97の表面に対し一定速度で走査する。
撮像装置91は、撮像した画像情報を画像処理ユニット
94に伝送する。画像処理ユニット94は実施の形態6
の構成であり、また保持アーム91に保持されている撮
像部は、駆動機構93による被検査鋼板の送り方向に垂
直に配置された1次元の撮像素子を有し、駆動機構93
の走査により被検査鋼板97の表面の2次元画像を形成
する。
Next, the operation will be described. The drive mechanism control unit 95 controls the drive mechanism 93 to grind the surface of the steel plate 97 to be inspected with a predetermined pressure for a predetermined number of times by the grindstone mounting head held by the holding arm 92. continue,
The drive mechanism control unit 95 controls the drive mechanism 93 to scan the surface of the steel sheet to be inspected 97 on which the grindstone is applied with the imaging unit held by the holding arm 91 at a constant speed.
The imaging device 91 transmits the captured image information to the image processing unit 94. The image processing unit 94 is the sixth embodiment.
The image pickup section held by the holding arm 91 has a one-dimensional image pickup element arranged perpendicularly to the feeding direction of the steel sheet to be inspected by the drive mechanism 93.
A two-dimensional image of the surface of the steel plate 97 to be inspected is formed by scanning.

【0053】画像処理ユニット94は、実施の形態5の
図6に示す撮像素子から送られてくる正反射画像と散乱
反射画像、およびそれら各々の平滑化画像と被平滑化画
像とから雑音成分の除去された差画像を作製し、実施の
形態6に示す2系統の画像処理回路によって被検査鋼板
97の表面に現われる疵の検出を行い、システム制御ユ
ニット96にその検査結果を出力する。システム制御ユ
ニット96では、被検査鋼板97のランク付けや検査作
業員への通告の他に、被検査鋼板97の厚みや材質、表
面状態を管理し、駆動機構制御ユニット95に研磨圧
力、研磨回数等の指示を行う。
The image processing unit 94 detects noise components from the specular reflection image and the scattered reflection image sent from the image pickup device shown in FIG. 6 of the fifth embodiment, and the smoothed image and the smoothed image of each of them. The removed difference image is produced, the flaw appearing on the surface of the steel plate 97 to be inspected is detected by the two-system image processing circuit shown in the sixth embodiment, and the inspection result is output to the system control unit 96. The system control unit 96 manages the thickness, material, and surface condition of the steel plate 97 to be inspected, in addition to ranking the steel plate 97 to be inspected and notifying the inspection workers, and the drive mechanism control unit 95 controls the polishing pressure and the number of times of polishing. And so on.

【0054】[0054]

【発明の効果】以上のように請求項1記載の発明によれ
ば、被検査面を撮像する際の見込み角と等しい正反射の
方向に配置された正反射用光源と前記見込み角と異なる
散乱反射の方向に配置された散乱反射用光源とから、異
なる波長の光を前記被検査面に照射し、被検査面に対し
て斜めの見込み角度位置から同軸の撮像光学系で取り込
んだそれぞれ前記異なる波長の光を分離手段により波長
毎に分離し、前記異なる波長毎に撮像素子により撮像し
た前記被検査面の画像データを画像データ処理手段によ
り処理し、前記被検査面の疵または被検出点を検出する
ように構成したので、前記正反射用光源と前記散乱反射
用光源とから照射される光により撮像される前記被検査
面の画像データを画像データ処理手段により処理するこ
とで、前記被検査面の同一の領域について反射指向性の
特徴を強調することが可能となり、特に鏡面に近い前記
被検査面の領域と凹凸のある前記被検査面の領域との違
いを際立たせることが可能となり、前記被検査面に現わ
れている疵の検出を容易かつ確実に行うことができ、さ
らに前記被検査面が上下に変動したり、撮像する際の視
線方向が傾いても前記正反射用光源と前記散乱反射用光
源とから照射される光により撮像される前記被検査面の
領域の像がずれることがなくなり、前記被検査面の検査
に及ぼす影響を排除することができる効果がある。
As described above, according to the first aspect of the present invention, the specular reflection light source arranged in the direction of specular reflection equal to the prospective angle when the surface to be inspected is imaged and the scattering different from the prospective angle. The scattering reflection light source arranged in the direction of reflection irradiates the surface to be inspected with light having different wavelengths, and the imaging optical system coaxially captures the light at different angles from the oblique angle to the surface to be inspected. The light having the wavelength is separated for each wavelength by the separating means, and the image data of the surface to be inspected imaged by the image sensor for each of the different wavelengths is processed by the image data processing means to detect a flaw or a detected point on the surface to be inspected. Since the image data of the surface to be inspected, which is picked up by the light emitted from the light source for specular reflection and the light source for scattering reflection, is processed by the image data processing means, the object to be inspected is detected. It is possible to emphasize the characteristics of the reflection directivity for the same region of, it becomes possible to particularly emphasize the difference between the region of the surface to be inspected close to the mirror surface and the area of the surface to be inspected with irregularities, It is possible to easily and reliably detect flaws appearing on the surface to be inspected, and further, even if the surface to be inspected fluctuates up and down or the direction of the line of sight at the time of imaging is inclined, the specular reflection light source and the scattering The image of the region of the surface to be inspected, which is picked up by the light emitted from the light source for reflection, is not displaced, and the effect on the inspection of the surface to be inspected can be eliminated.

【0055】請求項2記載の発明によれば、画像データ
処理手段により、異なる波長毎に撮像した被検査面の画
像データの差分画像データを求め、前記被検査面に現わ
れる疵などを検出するように構成したので、特に正反射
用光源から照射される光により撮像される前記被検査面
の領域の画像に対する、散乱反射用光源から照射される
光により撮像される前記被検査面の領域の画像の差分画
像は、鏡面に近い前記被検査面の領域が凹凸のある前記
被検査面の領域に比べて際立った明るさの画像となり、
前記被検査面に現われている疵の検出を容易かつ確実に
行うことができ、さらに前記被検査面が上下に変動した
り、撮像する際の視線方向が傾いても前記正反射用光源
と前記散乱反射用光源とから照射される光により撮像さ
れる前記被検査面の領域の像がずれることがなくなり、
前記被検査面の検査に及ぼす悪影響を排除することがで
きる効果がある。
According to the second aspect of the invention, the image data processing means obtains the difference image data of the image data of the surface to be inspected for each different wavelength, and detects the flaws appearing on the surface to be inspected. In particular, the image of the area of the surface to be inspected, which is imaged by the light emitted from the light source for scattered reflection, with respect to the image of the area of the surface to be inspected, which is imaged by the light emitted from the light source for specular reflection. Difference image, the area of the surface to be inspected close to the mirror surface becomes an image of outstanding brightness compared to the area of the surface to be inspected with unevenness,
A flaw appearing on the surface to be inspected can be easily and surely detected, and even if the surface to be inspected fluctuates up and down or the line-of-sight direction at the time of imaging is inclined, the specular reflection light source and the The image of the region of the surface to be inspected that is imaged by the light emitted from the light source for scattering reflection does not shift,
There is an effect that it is possible to eliminate adverse effects on the inspection of the surface to be inspected.

【0056】請求項3記載の発明によれば、被検査面へ
光を照射する光源と、前記被検査面に対して斜めの見込
み角度位置から取り込んだ光を分割するための分割手段
と、該分割手段により分割したそれぞれの光を基に前記
被検査面の像がそれぞれ結像される複数の撮像素子と、
該複数の撮像素子の内の一つの撮像素子上へ疵検出の際
にノイズ成分となる前記被検査面の一定方向の線状また
は縞状の疵に対しノイズ方向に平滑化された平滑化画像
を結像させるための前記撮像素子の結像光路内に設けた
フィルタ素子と、前記平滑化された平滑化画像が得られ
た視野と同一の視野について前記平滑化画像が結像され
る前記撮像素子から得られる画像データと前記フィルタ
素子を介さない前記撮像素子により得られる非平滑化画
像の画像データとの間で演算処理を行い、前記被検査面
の前記ノイズ成分とは異なる形状の疵を検出する画像デ
ータ処理手段とを備えるように構成したので、疵検出の
際にノイズ成分となる前記被検査面の一定方向の線状ま
たは縞状の疵についての画像を排除した前記被検査面に
対する、前記ノイズ成分となる疵とは異なる疵の検出が
可能となり、さらに前記被検査面が上下に変動したり撮
像する際の視線方向が傾くことによる前記被検査面の検
査に及ぼす悪影響を排除することができる効果がある。
According to the third aspect of the invention, the light source for irradiating the surface to be inspected with light, the dividing means for dividing the light taken in from the oblique angle position with respect to the surface to be inspected, A plurality of image pickup elements on which images of the surface to be inspected are formed based on the respective lights divided by the dividing means,
A smoothed image smoothed in the noise direction on a linear or striped flaw in a certain direction of the surface to be inspected, which becomes a noise component when a flaw is detected on one of the plurality of image pickup elements. A filter element provided in the image forming optical path of the image pickup device for forming an image, and the image pickup in which the smoothed image is formed in the same visual field as the visual field in which the smoothed smoothed image is obtained. An arithmetic process is performed between image data obtained from an element and image data of a non-smoothed image obtained by the image pickup element that does not pass through the filter element, and a flaw having a shape different from the noise component of the surface to be inspected is generated. Since it is configured to include an image data processing unit for detecting, to the surface to be inspected excluding an image of a linear or striped flaw in a certain direction of the surface to be inspected, which becomes a noise component during flaw detection. , Said Neu It is possible to detect a flaw different from a flaw as a component, and further it is possible to eliminate an adverse effect on the inspection of the surface to be inspected due to the vertical movement of the surface to be inspected or the inclination of the line of sight when imaging. effective.

【0057】請求項4記載の発明によれば、1次元のグ
レーティングあるいは円筒レンズにより構成された1次
元ローパスフィルタをフィルタ素子として備えるように
構成したので、疵検出の際にノイズ成分となる被検査面
の一定方向の線状または縞状の疵についての画像を排除
した前記ノイズ成分となる疵とは異なる疵の検出が可能
となり、さらに前記被検査面が上下に変動したり撮像す
る際の視線方向が傾くことによる前記被検査面の検査に
及ぼす悪影響を排除することができる効果がある。
According to the fourth aspect of the present invention, since the one-dimensional low-pass filter constituted by the one-dimensional grating or the cylindrical lens is provided as the filter element, the inspected object which becomes a noise component at the time of flaw detection. It is possible to detect a flaw different from the flaw that is the noise component that excludes an image of a linear or striped flaw in a certain direction of the surface, and further, the line of sight when the surface to be inspected fluctuates vertically or is imaged. There is an effect that it is possible to eliminate an adverse effect on the inspection of the surface to be inspected due to the inclination of the direction.

【0058】請求項5記載の発明によれば、画像データ
処理手段は、非平滑化画像の画像データに対する平滑化
画像の画像データの減算処理を行うように構成したの
で、疵検出の際にノイズ成分となる被検査面の一定方向
の線状または縞状の疵についての画像を排除した、前記
被検査面に対する前記ノイズ成分となる疵とは異なる疵
の検出が可能となり、さらに前記被検査面が上下に変動
したり撮像する際の視線方向が傾くことによる前記被検
査面の検査に及ぼす悪影響を排除することができる効果
がある。
According to the fifth aspect of the invention, the image data processing means is configured to subtract the image data of the smoothed image from the image data of the non-smoothed image. It is possible to detect a flaw different from the flaw that is the noise component with respect to the surface to be inspected, by eliminating the image of a linear or striped flaw in a certain direction of the surface to be inspected, and further, the surface to be inspected Has the effect of eliminating the adverse effect on the inspection of the surface to be inspected due to the vertical movement of the vertical axis or the inclination of the line-of-sight direction during imaging.

【0059】請求項6記載の発明によれば、一点を中心
とした放射線方向にのみ散乱性を有する光透過型の散乱
媒体よりなり、撮像レンズの結像光路内に配置されると
共に、散乱の中心位置が、前記撮像レンズの光軸を含ん
で被検査面に垂直な面内で且つ前記撮像レンズの中心を
通り前記被検査面に平行である主光線の線上に位置して
配置されたフィルタ素子を備えるように構成したので、
斜めに傾いた視線を持つ撮像系でも例えば砥石掛けに起
因する雑音成分などを一次元ローパスフィルタを用いた
場合に比べて有効に除去することが可能となり、前記被
検査面の良好な画像を実時間で得ることができ、高速か
つ確実な検査を可能にする効果がある。
According to the sixth aspect of the present invention, the light-transmitting type scattering medium having a scattering property only in the radiation direction centering on one point is disposed in the image forming optical path of the imaging lens, and the scattering A filter whose center position is located in a plane including the optical axis of the imaging lens and perpendicular to the surface to be inspected, and on a line of a principal ray passing through the center of the imaging lens and parallel to the surface to be inspected. Since it is configured to include elements,
Even in an imaging system having an obliquely inclined line of sight, it is possible to effectively remove noise components caused by, for example, grinding stones, compared to the case where a one-dimensional low-pass filter is used, and a good image of the surface to be inspected is actually obtained. It can be obtained in a short time, and has the effect of enabling high-speed and reliable inspection.

【0060】請求項7記載の発明によれば、表面が主光
線に対し垂直に配置されたフィルタ素子を備えるように
構成したので、斜めに傾いた視線を持つ撮像系でも例え
ば砥石掛けに起因する雑音成分などをより有効に除去す
ることが可能となり、被検査面の良好な画像を実時間で
得ることができ、高速かつ確実な検査を可能にする効果
がある。
According to the seventh aspect of the present invention, since the surface is provided with the filter element arranged perpendicularly to the principal ray, even an image pickup system having an obliquely inclined line of sight is caused by, for example, grindstone mounting. It is possible to more effectively remove a noise component and the like, and it is possible to obtain a good image of the surface to be inspected in real time, which has the effect of enabling high-speed and reliable inspection.

【0061】請求項8記載の発明によれば、画像データ
処理手段は非平滑化画像に対する平滑化画像の減算処理
を行うように構成したので、斜めに傾いた視線を持つ撮
像系でも例えば砥石掛けに起因する雑音成分などを減算
処理により有効に除去することが可能となり、被検査面
の良好な画像を実時間で得ることができ、高速かつ確実
な被検査面の検査を可能にする効果がある。
According to the invention described in claim 8, since the image data processing means is configured to perform the subtraction processing of the smoothed image with respect to the non-smoothed image, even in an image pickup system having an obliquely inclined line of sight, for example, a whetstone is applied. It is possible to effectively remove the noise component caused by the subtraction process, and it is possible to obtain a good image of the surface to be inspected in real time. is there.

【0062】請求項9記載の発明によれば、光透過型の
散乱媒体よりなり、表面に同心円上の凹凸が形成された
フィルタ素子を備えるように構成したので、斜めに傾い
た視線を持つ撮像系でも被検査面の例えば砥石掛けに起
因する雑音成分などを有効に除去することが可能とな
り、前記被検査面の良好な画像を実時間で得ることがで
き、高速かつ確実な検査を可能にする効果がある。
According to the ninth aspect of the present invention, since the filter element is formed of a light transmission type scattering medium and has concentric concavo-convex patterns formed on the surface thereof, an image having an oblique line of sight is picked up. Even in the system, it is possible to effectively remove noise components such as those caused by grinding stones on the surface to be inspected, and a good image of the surface to be inspected can be obtained in real time, enabling high-speed and reliable inspection. Has the effect of

【0063】請求項10記載の発明によれば、平滑化画
像および非平滑化画像の輝度平均値を測定する輝度平均
値計測手段と、該輝度平均値計測手段により計測された
前記平滑化画像および前記非平滑化画像の輝度平均値を
基に、前記平滑化画像および前記非平滑化画像の輝度平
均値を等しくするための前記平滑化画像および前記非平
滑化画像の画像出力の増幅度を調整する増幅率可変増幅
手段とを備えるように構成したので、輝度平均値の等し
い前記平滑化画像および前記非平滑化画像の画像出力間
の画像データ処理により雑音成分をほぼ零にできる優れ
た雑音除去を行うことができる効果がある。
According to a tenth aspect of the present invention, a brightness average value measuring means for measuring the brightness average value of the smoothed image and the non-smoothed image, the smoothed image measured by the brightness average value measuring means, and Based on the luminance average value of the non-smoothed image, the amplification degree of the image output of the smoothed image and the non-smoothed image for adjusting the luminance average value of the smoothed image and the non-smoothed image is adjusted. And a variable amplification means for changing the amplification factor. Therefore, excellent noise removal capable of reducing the noise component to almost zero by image data processing between the image outputs of the smoothed image and the non-smoothed image having the same average brightness value. There is an effect that can be done.

【0064】請求項11記載の発明によれば、見込み角
と等しい正反射の方向に配置された正反射用光源から被
検査面へ異なる波長の一方の波長の光を照射すると共
に、光の照射角度が前記見込み角と異なる散乱反射の方
向に配置された散乱反射用光源から前記一方の波長と異
なる波長の光を照射し、被検査面に対して斜めの見込み
角度位置から撮像レンズを介して同軸の撮像光学系で取
り込んだ異なる波長の光をそれぞれ分離手段により分離
し、分離したそれぞれ異なる波長の光量をさらに分割手
段で分割し、分割した前記異なる波長毎の光を基に前記
被検査面の像をそれぞれ前記波長毎に設けられた対をな
す撮像素子上で結像させ、また前記対をなす撮像素子の
内の一方の撮像素子の光路上へ、疵検出の際にノイズ成
分となる前記被検査面の一定方向の線状または縞状の疵
に対しノイズ方向に平滑化された平滑化画像を結像させ
るフィルタ素子を配置し、同一の視野について前記平滑
化画像と前記非平滑化画像との間での画像データの演算
処理を画像データ処理手段により行うように構成したの
で、雑音成分を有効に除去すると共に検出対象とする被
検査面上に現われた疵などを際立たせて検出することが
可能となる効果がある。
According to the eleventh aspect of the present invention, the light having one of different wavelengths is irradiated to the surface to be inspected from the light source for specular reflection arranged in the direction of specular reflection equal to the angle of view, and the light is irradiated. The light having a wavelength different from the one wavelength is radiated from the light source for scattering reflection arranged in the direction of scattering reflection having an angle different from the prospective angle, and through the imaging lens from a prospective angle position oblique to the surface to be inspected. The light of different wavelengths captured by the coaxial imaging optical system is separated by the respective separating means, the separated light amounts of the different wavelengths are further divided by the dividing means, and the surface to be inspected is based on the divided light of each different wavelength. Image on each pair of imaging elements provided for each wavelength, and becomes a noise component at the time of flaw detection on the optical path of one of the paired imaging elements. Inspected A filter element for forming a smoothed image smoothed in the noise direction with respect to a linear or striped flaw in a certain direction, is arranged between the smoothed image and the non-smoothed image for the same visual field. Since it is configured to perform image data calculation processing by the image data processing means at the same time, it is possible to effectively remove noise components and to detect flaws and the like appearing on the surface to be inspected, which is a detection target, in a conspicuous manner. There is an effect.

【0065】請求項12記載の発明によれば、一点を中
心とした放射線方向にのみ散乱性を有する光透過型の散
乱媒体よりなり、撮像レンズの結像光路内に配置される
と共に、散乱の中心位置が、前記撮像レンズの光軸を含
んで被検査面に垂直な面内で且つ前記撮像レンズの中心
を通り前記被検査面に平行である主光線の線上に位置し
て配置され、あるいは、さらに表面を前記主光線に垂直
にして配置されているフィルタ素子を備えるように構成
したので、斜めに傾いた視線を持つ撮像系でも例えば砥
石掛けに起因する雑音成分などを除去することが可能と
なり、被検査面の良好な画像を得るための処理をリアル
タイム処理に近づけることができ、高速かつ確実な検査
を可能にする効果がある。
According to the twelfth aspect of the invention, the light-transmitting type scattering medium having a scattering property only in the radiation direction centering on one point is disposed in the image forming optical path of the image pickup lens, and the scattering The center position is arranged in a plane including the optical axis of the imaging lens and perpendicular to the surface to be inspected, and on a line of a principal ray passing through the center of the imaging lens and parallel to the surface to be inspected, or Since the filter element is arranged so that its surface is perpendicular to the chief ray, it is possible to remove noise components caused by, for example, grinding stones even in an imaging system having an oblique line of sight. Therefore, the processing for obtaining a good image of the surface to be inspected can be brought close to the real-time processing, and there is an effect that a high-speed and reliable inspection can be performed.

【0066】請求項13記載の発明によれば、平滑化画
像および非平滑化画像の輝度平均値を計測する輝度平均
値計測手段と、該輝度平均値計測手段により計測された
前記平滑化画像および前記非平滑化画像の輝度平均値を
基に、前記平滑化画像および前記非平滑化画像の輝度平
均値を等しくするための前記平滑化画像および前記非平
滑化画像の画像出力の増幅度を調整する増幅率可変増幅
手段とを有した画像データ処理手段を備えるように構成
したので、前記画像データ処理手段において前記平滑化
画像と前記非平滑化画像との画像データ間の演算を有効
に行うことができ、斜めに傾いた視線を持つ撮像系でも
例えば砥石掛けに起因する雑音成分などを有効に除去す
ることが可能となり、被検査面の良好な画像を実時間で
得ることができ、高速かつ確実な被検査面の検査を可能
にする効果がある。
According to the thirteenth aspect of the present invention, a brightness average value measuring means for measuring the brightness average value of the smoothed image and the non-smoothed image, the smoothed image measured by the brightness average value measuring means, and Based on the luminance average value of the non-smoothed image, the amplification degree of the image output of the smoothed image and the non-smoothed image for adjusting the luminance average value of the smoothed image and the non-smoothed image is adjusted. Since the image data processing means having the variable amplification factor amplification means is provided, it is possible to effectively perform the calculation between the image data of the smoothed image and the non-smoothed image in the image data processing means. It is possible to effectively remove, for example, a noise component caused by a grindstone even in an imaging system having a line of sight that is obliquely inclined, and a good image of the surface to be inspected can be obtained in real time. It has the effect of allowing the testing of fast and reliable test surface.

【0067】請求項14記載の発明によれば、同一の視
野について、正反射用光源を基に得られた平滑化画像お
よび非平滑化画像間の差分演算結果と、散乱反射用光源
を基に得られた平滑化画像および非平滑化画像間の差分
演算結果とを求め、さらに前記差分演算結果両者の間で
差分演算を行う画像データ処理手段を備えるように構成
したので、斜めに傾いた視線を持つ撮像系でも例えば砥
石掛けに起因する雑音成分などを有効にほぼ完全に除去
して疵を確実に検出することができる効果がある。
According to the fourteenth aspect of the invention, for the same field of view, the difference calculation result between the smoothed image and the non-smoothed image obtained based on the regular reflection light source and the scattering reflection light source are used. Since the image data processing means for obtaining the difference calculation result between the obtained smoothed image and the non-smoothed image and further performing the difference calculation between the difference calculation result are arranged, the line of sight inclined Even in the imaging system having, for example, there is an effect that a noise component caused by the grinding stone can be effectively and almost completely removed and the flaw can be surely detected.

【0068】請求項15記載の発明によれば、被検査面
の疵または被検出点を検出するための少なくとも2系列
の画像処理回路を備えており、前記画像処理回路の内の
一系列の画像処理回路は、原画像の隣接する所定数の画
素の全画素の強度値の平均値を新たな強度値として一つ
の画素に圧縮した画像を作成し、該圧縮した画像を基に
画像処理および前記被検査面の疵の検出を行い、前記画
像処理回路の内の他の一系列の画像処理回路は、隣接す
る一定数の画素の集合毎に局所画像処理および前記被検
査面の疵の検出を逐次行う画像データ処理手段を備える
ように構成したので、被検査面の広い領域に現われた疵
および狭い領域に現われた疵共に対応でき、特に被検査
面の広い領域に現われた疵に対しては処理すべき画像デ
ータが圧縮されていることから画像処理のフィルタサイ
ズを大きくすることなく、画像データ処理時間を短縮で
きると共に画像処理回路のコストを削減できる効果があ
る。
According to the fifteenth aspect of the present invention, at least two series of image processing circuits for detecting flaws or detected points on the surface to be inspected are provided, and one series of images of the image processing circuits is provided. The processing circuit creates an image in which one pixel is compressed with an average value of the intensity values of all pixels of a predetermined number of adjacent pixels of the original image as a new intensity value, and the image processing and the image processing are performed based on the compressed image. Defects on the surface to be inspected are detected, and another series of image processing circuits in the image processing circuit performs local image processing and detection of defects on the surface to be inspected for each set of a fixed number of adjacent pixels. Since it is configured so as to include image data processing means that performs sequentially, it is possible to deal with both the flaws appearing in the wide area of the surface to be inspected and the flaws appearing in the narrow area, especially for the flaws appearing in the wide area of the inspected surface. Image data to be processed is compressed Without increasing the filter size of the image processing from Rukoto is effective to reduce the cost of the image processing circuit can be shortened image data processing time.

【0069】請求項16記載の発明によれば、被検査面
を一定の方向に所定圧力で一定量掃引研磨する研磨部と
前記被検査面に対し少なくとも光源および撮像レンズお
よび撮像素子を有した光学系とが同一のアーム先端ある
いは異なったアーム先端にそれぞれ装着された可動アー
ムと、該可動アームを移動させ、前記研磨部および前記
光学系を前記被検査面上で移動させるための駆動機構と
を備えるように構成したので、砥石掛けを含む人手によ
る検査作業を不要として効率良く前記被検査面上の疵あ
るいは検出点を検出でき、省力化および安定した検査を
行うことができる効果がある。
According to the sixteenth aspect of the present invention, there is provided an optical unit having a polishing section for sweep-polishing a surface to be inspected in a predetermined direction at a predetermined pressure by a predetermined amount, and at least a light source, an image pickup lens and an image pickup element for the surface to be inspected. A movable arm mounted to the same arm tip or a different arm tip from the system, and a drive mechanism for moving the movable arm and moving the polishing section and the optical system on the surface to be inspected. Since it is configured to be provided, there is an effect that a flaw or a detection point on the surface to be inspected can be efficiently detected without requiring a manual inspection work including a grindstone, and labor saving and stable inspection can be performed.

【0070】請求項17記載の発明によれば、画像デー
タ処理手段を可動アームに装着しないで光学系とは別個
に非可動的に設けるように構成したので、前記画像デー
タ処理手段は可動アーム移動時の振動などによる悪影響
を受けることがなく、信頼性を向上させることができる
効果がある。
According to the seventeenth aspect of the present invention, since the image data processing means is not mounted on the movable arm and is provided non-movably separately from the optical system, the image data processing means moves the movable arm. There is an effect that reliability can be improved without being adversely affected by vibration and the like.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 この発明の実施の形態1による表面検査装置
を示す部分構成図である。
FIG. 1 is a partial configuration diagram showing a surface inspection device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 この発明の実施の形態2による表面検査装置
を示す部分構成図である。
FIG. 2 is a partial configuration diagram showing a surface inspection device according to a second embodiment of the present invention.

【図3】 この発明の実施の形態3による表面検査装置
に用いられるフィルタ素子の構成を示す平面図である。
FIG. 3 is a plan view showing a configuration of a filter element used in a surface inspection device according to a third embodiment of the present invention.

【図4】 この発明の実施の形態3による表面検査装置
に用いられる撮像レンズおよびフィルタ素子の光学配置
位置を示す説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing optical arrangement positions of an imaging lens and a filter element used in a surface inspection device according to a third embodiment of the present invention.

【図5】 この発明の実施の形態4による表面検査装置
における画像データ処理手段の構成を示すブロック図で
ある。
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of image data processing means in a surface inspection device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図6】 この発明の実施の形態5による表面検査装置
を示すの部分構成図である。
FIG. 6 is a partial configuration diagram showing a surface inspection device according to a fifth embodiment of the present invention.

【図7】 この発明の実施の形態6による表面検査装置
における画像データ処理手段の構成を示すブロック図で
ある。
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of image data processing means in a surface inspection device according to a sixth embodiment of the present invention.

【図8】 この発明の実施の形態7による表面検査装置
の構成を示す斜視図である。
FIG. 8 is a perspective view showing a configuration of a surface inspection device according to a seventh embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 光源(正反射用光源)、12 光源(散乱反射用
光源)、13 撮像レンズ、14 ビームスプリッタ
(分離手段)、15a,15b,77a〜77d撮像素
子、21 光源、23 ハーフミラー(分割手段)、2
4,76a,76b フィルタ素子、60,80 画像
データ処理手段、62a,62b 輝度平均値計測手
段、63a,63b 増幅率可変増幅器(増幅率可変増
幅手段)、84 画像圧縮回路(一系列の画像処理回
路)、85 局所画像処理回路(一系列の画像処理回
路)、86 局所画像処理回路(他の一系列の画像処理
回路)、91,92 保持アーム(可動アーム)、92
a 砥石掛けヘッド(研磨部)、93 駆動機構、94
画像処理ユニット。
11 light sources (regular reflection light sources), 12 light sources (scatter reflection light sources), 13 imaging lenses, 14 beam splitters (separation means), 15a, 15b, 77a to 77d imaging elements, 21 light sources, 23 half mirrors (splitting means) Two
4, 76a, 76b filter element, 60, 80 image data processing means, 62a, 62b luminance average value measuring means, 63a, 63b variable amplification factor amplifier (amplification factor variable amplification means), 84 image compression circuit (one series of image processing Circuit), 85 local image processing circuit (one series of image processing circuit), 86 local image processing circuit (other one series of image processing circuit), 91, 92 holding arm (movable arm), 92
a grindstone mounting head (polishing part), 93 drive mechanism, 94
Image processing unit.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 櫛田 靖夫 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 前田 孝三 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 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Yasuo Kushida 1-2-1, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Japan Steel Pipe Co., Ltd. (72) Kozo Maeda 1-2-1 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Main Steel Pipe Co., Ltd.

Claims (17)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被検査面を撮像し、前記被検査面の疵ま
たは被検出点を検出する表面検査装置において、光の照
射角度が前記被検査面を撮像する際の見込み角と等しい
正反射の方向に配置され第1の波長の光を照射する正反
射用光源と、光の照射角度が前記被検査面を撮像する際
の前記見込み角と異なる散乱反射の方向に配置され前記
第1の波長と異なる第2の波長の光を照射する散乱反射
用光源と、前記被検査面に対して斜めの見込み角度位置
から同軸の撮像光学系で取り込んだ前記それぞれ異なる
波長の光を前記波長毎に分離するための分離手段と、該
分離手段で分離した前記それぞれ異なる波長の光により
前記被検査面の像が結像される撮像素子と、該撮像素子
により前記異なる波長の光毎に撮像した前記被検査面の
画像データを処理し、前記被検査面の疵または被検出点
を検出する画像データ処理手段とを備えていることを特
徴とする表面検査装置。
1. A surface inspection apparatus for imaging a surface to be inspected and detecting a flaw or a point to be detected on the surface to be inspected, wherein a light reflection angle is equal to a prospective angle when the surface to be inspected is imaged. And a light source for specular reflection arranged in the direction of the first wavelength for irradiating light of a first wavelength, and a first direction in which the irradiation angle of the light is arranged in a scattering reflection direction different from the perspective angle when the surface to be inspected is imaged. A light source for scattering reflection for irradiating light of a second wavelength different from the wavelength, and light of the different wavelengths captured by the imaging optical system coaxial from the prospective angle position oblique to the surface to be inspected for each wavelength. Separation means for separating, an image pickup element on which an image of the surface to be inspected is formed by the light having different wavelengths separated by the separation means, and the image pickup element picked up for each light having the different wavelength. Processing the image data of the surface to be inspected An image data processing means for detecting a flaw or a detected point on the surface to be inspected.
【請求項2】 画像データ処理手段は、異なる波長毎に
撮像した被検査面の画像データの差分画像データを求め
ることを特徴とする請求項1記載の表面検査装置。
2. The surface inspection apparatus according to claim 1, wherein the image data processing means obtains differential image data of the image data of the surface to be inspected captured for each different wavelength.
【請求項3】 被検査面を撮像し、前記被検査面の疵ま
たは被検出点を検出する表面検査装置において、前記被
検査面へ光を照射する光源と、前記被検査面に対して斜
めの見込み角度位置から取り込んだ前記光を分割するた
めの分割手段と、該分割手段により分割したそれぞれの
光を基に前記被検査面の像がそれぞれ結像される複数の
撮像素子と、該複数の撮像素子の内の一つの撮像素子上
へ疵検出の際にノイズ成分となる前記被検査面の一定方
向の線状または縞状の疵に対しノイズ方向に平滑化され
た平滑化画像を結像させるための前記撮像素子の結像光
路内に設けたフィルタ素子と、前記平滑化された平滑化
画像が得られた視野と同一の視野について前記平滑化画
像が結像される前記撮像素子から得られる画像データと
前記フィルタ素子を介さない前記撮像素子により得られ
る非平滑化画像の画像データとの間で演算処理を行い、
前記被検査面の前記ノイズ成分とは異なる形状の疵を検
出する画像データ処理手段とを備えていることを特徴と
する表面検査装置。
3. A surface inspection apparatus for imaging a surface to be inspected and detecting a flaw or a detected point on the surface to be inspected, wherein a light source for irradiating the surface to be inspected with a light source oblique to the surface to be inspected. Dividing means for dividing the light taken in from the expected angular position, a plurality of image pickup elements on which images of the surface to be inspected are formed based on the respective light divided by the dividing means, and A smoothed image smoothed in the noise direction is formed on one of the image pickup elements of the image pickup element, which is a noise component when a flaw is detected and which is a linear or striped flaw in a certain direction of the surface to be inspected. From a filter element provided in the image forming optical path of the image pickup device for forming an image, and from the image pickup device on which the smoothed image is formed for the same visual field as the visual field from which the smoothed smoothed image is obtained. The obtained image data and the filter element Performs arithmetic processing with the image data of the non-smoothed image obtained by the image pickup device not through,
An image data processing unit for detecting a flaw having a shape different from that of the noise component on the surface to be inspected.
【請求項4】 フィルタ素子は、1次元のグレーティン
グあるいは円筒レンズにより構成された1次元ローパス
フィルタであることを特徴とする請求項3記載の表面検
査装置。
4. The surface inspection apparatus according to claim 3, wherein the filter element is a one-dimensional low-pass filter including a one-dimensional grating or a cylindrical lens.
【請求項5】 画像データ処理手段が被検査面のノイズ
成分とは異なる形状の疵を検出するために行う演算処理
は、フィルタ素子を介さない撮像素子により得られる非
平滑化画像の画像データに対する前記フィルタ素子を介
した撮像素子により得られる平滑化画像の画像データの
減算処理であることを特徴とする請求項3または請求項
4記載の表面検査装置。
5. The arithmetic processing performed by the image data processing unit to detect a flaw having a shape different from the noise component of the surface to be inspected is performed on the image data of the non-smoothed image obtained by the image pickup element not passing through the filter element. The surface inspection apparatus according to claim 3 or 4, wherein the subtraction process is performed on image data of a smoothed image obtained by an image pickup device via the filter element.
【請求項6】 フィルタ素子は、一点を中心とした放射
線方向にのみ散乱性を有する光透過型の散乱媒体よりな
り、撮像レンズの結像光路内に配置されると共に、散乱
の中心位置が、前記撮像レンズの光軸を含んで被検査面
に垂直な面内で且つ前記撮像レンズの中心を通り前記被
検査面に平行である主光線の線上に位置して配置された
フィルタ素子であることを特徴とする請求項3記載の表
面検査装置。
6. The filter element is made of a light transmissive scattering medium having a scattering property only in the radiation direction centered on one point, and is arranged in the image forming optical path of the imaging lens, and the center position of the scattering is A filter element disposed in a plane including the optical axis of the image pickup lens and perpendicular to the surface to be inspected, and on a line of a principal ray passing through the center of the image pickup lens and parallel to the surface to be inspected. The surface inspection apparatus according to claim 3, wherein
【請求項7】 フィルタ素子は、表面を主光線に垂直に
して配置されていることを特徴とする請求項6記載の表
面検査装置。
7. The surface inspection apparatus according to claim 6, wherein the filter element is arranged with its surface perpendicular to the chief ray.
【請求項8】 画像データ処理手段が被検査面のノイズ
成分とは異なる形状の疵を検出するために行う演算処理
は、フィルタ素子を介さない撮像素子により得られる非
平滑化画像の画像データに対する前記フィルタ素子を介
した撮像素子により得られる平滑化画像の画像データの
減算処理であることを特徴とする請求項6から請求項7
のうちのいずれか1項記載の表面検査装置。
8. The arithmetic processing performed by the image data processing means for detecting a flaw having a shape different from the noise component of the surface to be inspected is performed on the image data of the non-smoothed image obtained by the image pickup element not passing through the filter element. 8. The subtraction process of the image data of the smoothed image obtained by the image pickup device via the filter device, according to claim 6 or 7.
The surface inspection apparatus according to claim 1.
【請求項9】 フィルタ素子は、表面に同心円上の凹凸
を形成してなることを特徴とする請求項6から請求項8
のうちのいずれか1項記載の表面検査装置。
9. The filter element according to claim 6, wherein concavity and convexity on a concentric circle are formed on the surface of the filter element.
The surface inspection apparatus according to claim 1.
【請求項10】 画像データ処理手段は、平滑化画像お
よび非平滑化画像の輝度平均値を測定する輝度平均値計
測手段と、該輝度平均値計測手段により計測された前記
平滑化画像および前記非平滑化画像の輝度平均値を基
に、前記平滑化画像および前記非平滑化画像の輝度平均
値を等しくするための前記平滑化画像および前記非平滑
化画像の画像出力の増幅度を調整する増幅率可変増幅手
段とを備えていることを特徴とする請求項3から請求項
9のうちのいずれか1項記載の表面検査装置。
10. The image data processing means, a brightness average value measuring means for measuring a brightness average value of the smoothed image and the non-smoothed image, and the smoothed image and the non-smooth image measured by the brightness average value measuring means. Amplification that adjusts the amplification degree of the image output of the smoothed image and the non-smoothed image for equalizing the brightness average value of the smoothed image and the non-smoothed image based on the brightness average value of the smoothed image 10. The surface inspection apparatus according to claim 3, further comprising variable rate amplification means.
【請求項11】 被検査面を撮像し、前記被検査面の疵
または被検出点を検出する表面検査装置において、前記
被検査面に対して斜めの見込み角度位置から撮像レンズ
を介して同軸の撮像光学系で取り込んだ異なる波長の光
をそれぞれ分離するための分離手段と、該分離手段によ
り分離したそれぞれ異なる波長の光量を分割するための
分割手段と、該分割手段により分割された前記異なる波
長毎の光を基に前記被検査面の像がそれぞれ結像される
前記波長毎に設けられた対をなす撮像素子と、前記対を
なす撮像素子の内の一方の撮像素子上へ、疵検出の際に
ノイズ成分となる前記被検査面の一定方向の線状または
縞状の疵に対しノイズ方向に平滑化された平滑化画像を
結像させるための前記撮像素子の結像光路内に設けたフ
ィルタ素子と、光の照射角度が前記被検査面を撮像する
前記見込み角と等しい正反射の方向に配置され前記異な
る波長の一方の波長の光を照射する正反射用光源と、光
の照射角度が前記被検査面を撮像する前記見込み角と異
なる散乱反射の方向に配置され前記一方の波長と異なる
波長の光を照射する散乱反射用光源と、前記平滑化され
た平滑化画像が得られた視野と同一の視野について前記
平滑化画像が結像される前記撮像素子から得られる画像
データと前記フィルタ素子を介さない前記撮像素子によ
り得られる非平滑化画像の画像データとの間で演算を行
い前記被検査面の前記ノイズ成分とは異なる形状の疵を
検出する画像データ処理手段とを備えていることを特徴
とする表面検査装置。
11. A surface inspection apparatus for imaging a surface to be inspected and detecting a flaw or a point to be detected on the surface to be inspected, which is coaxial with the surface to be inspected through an imaging lens from an oblique angle position. Separation means for separating light of different wavelengths captured by the imaging optical system, dividing means for dividing light amounts of different wavelengths separated by the separation means, and the different wavelengths divided by the dividing means Defect detection on a pair of image pickup devices provided for each wavelength at which an image of the surface to be inspected is formed based on the light of each of the images, and on one of the pair of image pickup devices. Provided in the image forming optical path of the image pickup device for forming a smoothed image smoothed in the noise direction on a linear or striped flaw in a certain direction on the surface to be inspected, which becomes a noise component at the time of Filter element and light A specular reflection light source having an irradiation angle arranged in a direction of specular reflection equal to the prospective angle for imaging the surface to be inspected and irradiating light of one of the different wavelengths, and an irradiation angle of light indicates the surface to be inspected. Regarding the same field of view as the scatter reflection light source that is arranged in the direction of scatter reflection different from the angle of view to be imaged and irradiates light of a wavelength different from the one wavelength, and the field of view from which the smoothed image is obtained. The image data obtained from the image pickup device on which the smoothed image is formed and the image data of the non-smoothed image obtained by the image pickup device that does not pass through the filter device are operated to perform the calculation on the surface to be inspected. A surface inspection apparatus, comprising: an image data processing means for detecting a flaw having a shape different from that of a noise component.
【請求項12】 フィルタ素子は、一点を中心とした放
射線方向にのみ散乱性を有する光透過型の散乱媒体より
なり、撮像レンズの結像光路内に配置されると共に、散
乱の中心位置が、前記撮像レンズの光軸を含んで被検査
面に垂直な面内で且つ前記撮像レンズの中心を通り前記
被検査面に平行である主光線の線上に位置して配置され
たフィルタ素子、あるいは、さらに表面を前記主光線に
垂直にして配置されているフィルタ素子であることを特
徴とする請求項11記載の表面検査装置。
12. The filter element is made of a light-transmissive scattering medium having a scattering property only in the radiation direction with one point as the center, is arranged in the image forming optical path of the imaging lens, and the center position of the scattering is A filter element arranged in a plane that includes the optical axis of the imaging lens and is perpendicular to the surface to be inspected and that is located on a line of a principal ray that passes through the center of the imaging lens and is parallel to the surface to be inspected, or The surface inspection apparatus according to claim 11, further comprising a filter element whose surface is arranged perpendicular to the chief ray.
【請求項13】 画像データ処理手段は、平滑化画像お
よび非平滑化画像の輝度平均値を計測する輝度平均値計
測手段と、該輝度平均値計測手段により計測された前記
平滑化画像および前記非平滑化画像の輝度平均値を基
に、前記平滑化画像および前記非平滑化画像の輝度平均
値を等しくするための前記平滑化画像および前記非平滑
化画像の画像出力の増幅度を調整する増幅率可変増幅手
段とを備えていることを特徴とする請求項11または請
求項12記載の表面検査装置。
13. An image data processing means, a brightness average value measuring means for measuring a brightness average value of a smoothed image and a non-smoothed image, and the smoothed image and the non-smooth image measured by the brightness average value measuring means. Amplification that adjusts the amplification degree of the image output of the smoothed image and the non-smoothed image for equalizing the brightness average value of the smoothed image and the non-smoothed image based on the brightness average value of the smoothed image 13. The surface inspection apparatus according to claim 11 or 12, further comprising variable rate amplification means.
【請求項14】 画像データ処理手段は、同一の視野に
ついて、正反射用光源を基に得られた平滑化画像および
非平滑化画像間の差分演算結果と、散乱反射用光源を基
に得られた平滑化画像および非平滑化画像間の差分演算
結果とを求め、さらに前記差分演算結果両者の間で差分
演算を行うことを特徴とする請求項11から請求項13
のうちのいずれか1項記載の表面検査装置。
14. The image data processing means obtains the difference calculation result between the smoothed image and the non-smoothed image obtained based on the regular reflection light source and the scattered reflection light source for the same visual field. 14. The difference calculation result between the smoothed image and the non-smoothed image is obtained, and the difference calculation is further performed between the difference calculation results.
The surface inspection apparatus according to claim 1.
【請求項15】 画像データ処理手段は、被検査面の疵
または被検出点を検出するための少なくとも2系列の画
像処理回路を備えており、前記画像処理回路の内の一系
列の画像処理回路は、原画像の隣接する所定数の画素の
全画素の強度値の平均値を新たな強度値として一つの画
素に圧縮した画像を作成し、該圧縮した画像を基に画像
処理および前記被検査面の疵の検出を行い、前記画像処
理回路の内の他の一系列の画像処理回路は、隣接する一
定数の画素の集合毎に局所画像処理および前記被検査面
の疵の検出を逐次行うことを特徴とする請求項1から請
求項14のうちのいずれか1項記載の表面検査装置。
15. The image data processing means comprises at least two series of image processing circuits for detecting a flaw or a detected point on a surface to be inspected, and one series of image processing circuits among the image processing circuits. Creates an image in which the average value of the intensity values of all pixels of a predetermined number of adjacent pixels of the original image is used as a new intensity value and compressed into one pixel, and image processing and the inspection are performed based on the compressed image. A surface flaw is detected, and another series of image processing circuits in the image processing circuit sequentially performs local image processing and detection of flaws on the surface to be inspected for each set of adjacent fixed number of pixels. The surface inspection apparatus according to any one of claims 1 to 14, characterized in that
【請求項16】 被検査面を一定の方向に所定圧力で一
定量掃引研磨する研磨部と前記被検査面に対し少なくと
も光源および撮像レンズおよび撮像素子を有した光学系
とが同一のアーム先端あるいは異なったアーム先端にそ
れぞれ装着された可動アームと、該可動アームを移動さ
せ、前記研磨部および前記光学系を前記被検査面上で移
動させるための駆動機構とを備えていることを特徴とす
る請求項15記載の表面検査装置。
16. A polishing part for sweep-polishing a surface to be inspected in a predetermined direction at a predetermined pressure by a predetermined amount and an optical system having at least a light source, an imaging lens and an image pickup element for the surface to be inspected are the same arm tip or It is characterized in that it comprises a movable arm attached to each of different arm tips, and a drive mechanism for moving the movable arm to move the polishing section and the optical system on the surface to be inspected. The surface inspection apparatus according to claim 15.
【請求項17】 画像データ処理手段は可動アームに装
着されておらず光学系とは別個に非可動的に設けられて
いることを特徴とする請求項16記載の表面検査装置。
17. The surface inspection apparatus according to claim 16, wherein the image data processing means is not attached to the movable arm and is non-movably provided separately from the optical system.
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