JPH09138201A - 表面検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 被検査体の位置や撮像の際の視線方向の変動
が被検査面上の疵検出に弊害となる課題があった。 【解決手段】 被検査面に対し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分離手段、前記分離し
た波長毎の光量を分割する分割手段、前記分割した波長
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、該撮像素子の
内の一方へ平滑化画像を結像させるためのフィルタ素
子、前記被検査面へ前記波長の異なる光を照射する正反
射用光源と散乱反射用光源、前記平滑化画像と非平滑化
画像との間で演算を行う画像データ処理手段を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【図面の簡単な説明】

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【符号の説明】

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。

───────────────────────────────────────────────────── 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

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【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。
2. 【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。
3. 【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。
4. 【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。
5. 【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。
6. 【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。
7. 【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。
8. 【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。
9. 【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。
10. 【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。
11. 【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。
12. 【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。
13. 【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。
14. 【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。
15. 【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。
16. 【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。
17. 【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。