特開 2023-91569 欠陥検出装置及び欠陥検出方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023091569

(43)【公開日】2023-06-30

(54)【発明の名称】欠陥検出装置及び欠陥検出方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 21/892 20060101AFI20230623BHJP

   G01B 11/30 20060101ALI20230623BHJP

【ＦＩ】

G01N21/892 C

G01B11/30 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021206373

(22)【出願日】2021-12-20

(71)【出願人】

【識別番号】000006655

【氏名又は名称】日本製鉄株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100101557

【弁理士】

【氏名又は名称】萩原 康司

(74)【代理人】

【識別番号】100096389

【弁理士】

【氏名又は名称】金本 哲男

(74)【代理人】

【識別番号】100167634

【弁理士】

【氏名又は名称】扇田 尚紀

(74)【代理人】

【識別番号】100187849

【弁理士】

【氏名又は名称】齊藤 隆史

(74)【代理人】

【識別番号】100212059

【弁理士】

【氏名又は名称】三根 卓也

(72)【発明者】

【氏名】今野 雄介

(72)【発明者】

【氏名】松原 弘樹

(72)【発明者】

【氏名】池田 曉

【テーマコード（参考）】

2F065

2G051

【Ｆターム（参考）】

2F065AA06

2F065AA49

2F065BB06

2F065DD06

2F065FF51

2F065GG21

2F065LL12

2F065MM03

2F065MM04

2F065QQ16

2F065QQ25

2F065QQ29

2G051AA37

2G051AB07

2G051BA08

2G051BB03

2G051BB11

2G051CB01

2G051CC15

2G051DA08

2G051EC04

(57)【要約】

【課題】表面に液体が付着した対象物であっても、その表面に存在する欠陥を精度よく検出すること。
【解決手段】本発明は、表面に液体が付着した対象物の表面の欠陥を検出する欠陥検出装置に関する。かかる欠陥検出装置は、液体の表面までの距離と、対象物の表面までの見かけの距離とを算出する光干渉断層計と、光干渉断層計を用いて得られた対象物の表面までの見かけの距離から、光干渉断層計を用いて得られた液体の表面までの距離を減じることで得られる長さに、液体の屈折率の逆数を乗じることで得られる長さを、液体の厚みとし、液体の厚みを、液体の表面までの距離に加算することで得られる距離を、対象物の表面までの真の距離とすることで、対象物の表面の形状を判定し、対象物の表面の欠陥を検出する欠陥検出部と、を有する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

表面に液体が付着した対象物の表面の欠陥を検出する欠陥検出装置であって、
前記対象物に向けて照明光を照射する照明部と、
光を反射する反射光学素子と、
前記照明光を、前記対象物に向かう計測光と、前記対象物には向かわない参照光とに分岐し、前記対象物で反射した前記計測光と前記反射光学素子で反射した前記参照光とからなる干渉光を所定の方向へと進める分岐光学素子と、
前記分岐光学素子を経た前記干渉光を検出する光検出部と、
前記光検出部で検出した前記干渉光に基づいて、前記液体の表面までの距離と前記対象物の表面までの見かけの距離とを算出する距離算出部と、
を有する光干渉断層計と、
前記対象物の表面までの見かけの距離から前記液体の表面までの距離を減じることで得られる長さに、前記液体の屈折率の逆数を乗じることで得られる長さを前記液体の厚みとし、
前記液体の厚みを前記液体の表面までの距離に加算することで得られる距離を、前記対象物の表面までの真の距離とすることで、前記対象物の表面の形状を判定し、前記対象物の表面の欠陥を検出する欠陥検出部と、
を有する、欠陥検出装置。

【請求項2】

前記対象物は、圧延ロールであり、
前記圧延ロールを、前記圧延ロールの円柱中心軸を回転軸として回転させる回転機構と、
前記圧延ロールを、前記圧延ロールの円柱中心軸の方向に沿って相対的に移動させる移動機構と、
を有しており、
前記回転機構を用いて前記圧延ロールを回転させ、前記移動機構を用いて前記圧延ロールの円柱中心軸の方向に沿って相対的に移動させながら、前記圧延ロールの表面の欠陥を検出する、請求項１に記載の欠陥検出装置。

【請求項3】

前記照明光は低コヒーレンス光であり、
前記反射光学素子は、前記分岐光学素子との間の距離を変えることができる可動ミラーであり、
前記距離算出部は、前記光検出部で検出した前記干渉光の強度のピーク位置と、前記分岐光学素子から前記可動ミラーまでの距離と、の関係に基づいて、前記対象物の表面までの見かけの距離と前記液体の表面までの距離とを算出する、請求項１又は２に記載の欠陥検出装置。

【請求項4】

前記光干渉断層計は、
前記分岐光学素子を経て前記光検出部に検出される前の前記干渉光を分光する分光光学素子と、
前記分光光学素子で分光され前記光検出部で検出された前記干渉光の強度をフーリエ変換して、前記干渉光の周波数成分を算出するフーリエ変換部と、
を有し、
前記照明光は、低コヒーレンス光であり、
前記反射光学素子は、前記分岐光学素子との間の距離が固定された固定ミラーであり、
前記光検出部は、ラインセンサカメラであり、
前記距離算出部は、前記フーリエ変換部で算出された前記干渉光の周波数成分に基づいて、前記対象物の表面までの見かけの距離と前記液体の表面までの距離とを算出する、請求項１又は２に記載の欠陥検出装置。

【請求項5】

前記光干渉断層計は、
前記光検出部で検出された前記干渉光の強度をフーリエ変換して、前記干渉光の周波数成分を算出するフーリエ変換部を有し、
前記照明部は、前記照明光として、時間とともに成分波長が変化するレーザ光を照射し、
前記反射光学素子は、前記分岐光学素子との間の距離が固定された固定ミラーであり、
前記光検出部は、前記分岐光学素子を経た前記干渉光の強度の時間変化を検出し、
前記距離算出部は、前記フーリエ変換部で算出された前記干渉光の周波数成分に基づいて、前記対象物の表面までの見かけの距離と前記液体の表面までの距離とを算出する、請求項１又は２に記載の欠陥検出装置。

【請求項6】

表面に液体が付着した対象物の表面の欠陥を検出する欠陥検出方法であって、
前記対象物に向けて照明光を照射する照明部と、光を反射する反射光学素子と、前記照明光を、前記対象物に向かう計測光と、前記対象物には向かわない参照光とに分岐し、前記対象物で反射した前記計測光と前記反射光学素子で反射した前記参照光とからなる干渉光を所定の方向へと進める分岐光学素子と、前記分岐光学素子を経た前記干渉光を検出する光検出部と、前記光検出部で検出した前記干渉光に基づいて、前記液体の表面までの距離と前記対象物の表面までの見かけの距離とを算出する距離算出部と、を有する光干渉断層計と、
前記対象物の表面の欠陥を検出する欠陥検査部と、
を有する欠陥検出装置を用い、
前記光干渉断層系を用い、前記液体の表面までの距離と前記対象物の表面までの見かけの距離とを算出する距離算出ステップと、
欠陥検出部を用いて、前記対象物の表面までの見かけの距離から前記液体の表面までの距離を減じることで得られる長さに、前記液体の屈折率の逆数を乗じることで得られる長さを前記液体の厚みとし、前記液体の厚みを前記液体の表面までの距離に加算することで得られる距離を、前記対象物の表面までの真の距離とすることで、前記対象物の表面の形状を判定し、前記対象物の表面の欠陥を検出する欠陥検出ステップと、
を有する、欠陥検出方法。

【請求項7】

前記対象物は、圧延ロールであり、
回転機構を用いて、前記圧延ロールを、前記圧延ロールの円柱中心軸を回転軸として回転させる回転ステップと、
移動機構を用いて、前記圧延ロールを、前記圧延ロールの円柱中心軸の方向に沿って相対的に移動させる移動ステップと、
を更に有しており、
前記回転機構を用いて前記圧延ロールを回転させ、前記移動機構を用いて前記圧延ロールの円柱中心軸の方向に沿って相対的に移動させながら、前記圧延ロールの表面の欠陥を検出する、請求項６に記載の欠陥検出方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、欠陥検出装置及び欠陥検出方法に関する。

【背景技術】

【0002】

圧延加工に用いられる圧延ロールは、使用により摩耗するとともに、その表面にクラックや疵が発生する。かかるクラックや疵が被圧延体に転写されてしまうと、被圧延体の表面性状が低下し、製品化が困難となるため、クラックや疵の発生した部位を研削することが行われる。

【0003】

従来、このような研削工程において、クラックや疵の発生した部位を検出するために、超音波探傷や渦流探傷などによる非破壊検査が行われてきた（例えば、以下の特許文献１及び特許文献２を参照）。また、超音波探傷や渦流探傷では検出できない、非常に浅い欠陥や研削不良については、光学的な検査方法が提案されている（例えば、以下の特許文献３を参照。）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平８－１１４５８１号公報

【特許文献2】特開平９－ ８００３０号公報

【特許文献3】特開２００６－２０８３４７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記の研削工程では、圧延ロールを冷却するとともに、表面の潤滑性を担保するために、油と水の混合物である研削液を圧延ロールの表面にかけながら研削が行われる。上記特許文献３のような光学的な検査を用いて、非常に浅い欠陥や研削不良等といった圧延ロールの表面粗度と同程度の凹凸の欠陥を検出しようとすると、圧延ロールの表面に残存する研削液が光学的な外乱となり、欠陥の検出精度が低下してしまうという問題があった。そのために、光学的な検査に先立って研削液を拭きあげる必要が生じ、検査に時間を要していた。

【0006】

そのため、表面に液体が付着した状態の検査対象物を、液体が付着したままの状態で光学的な検査を精度よく実施できるようになれば、検査時間の短縮化を図ることが可能となる。

【0007】

そこで、本発明は、上記のような状況に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、表面に液体が付着した対象物であっても、その表面に存在する欠陥を精度よく検出することが可能な、欠陥検出装置及び欠陥検出方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、表面に液体が付着した対象物の表面の欠陥を検出する欠陥検出装置であって、前記対象物に向けて照明光を照射する照明部と、光を反射する反射光学素子と、前記照明光を、前記対象物に向かう計測光と、前記対象物には向かわない参照光とに分岐し、前記対象物で反射した前記計測光と前記反射光学素子で反射した前記参照光とからなる干渉光を所定の方向へと進める分岐光学素子と、前記分岐光学素子を経た前記干渉光を検出する光検出部と、前記光検出部で検出した前記干渉光に基づいて、前記液体の表面までの距離と前記対象物の表面までの見かけの距離とを算出する距離算出部と、を有する光干渉断層計と、前記対象物の表面までの見かけの距離から前記液体の表面までの距離を減じることで得られる長さに、前記液体の屈折率の逆数を乗じることで得られる長さを前記液体の厚みとし、前記液体の厚みを前記液体の表面までの距離に加算することで得られる距離を、前記対象物の表面までの真の距離とすることで、前記対象物の表面の形状を判定し、前記対象物の表面の欠陥を検出する欠陥検出部と、を有する、欠陥検出装置が提供される。

【0009】

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、表面に液体が付着した対象物の表面の欠陥を検出する欠陥検出方法であって、前記対象物に向けて照明光を照射する照明部と、光を反射する反射光学素子と、前記照明光を、前記対象物に向かう計測光と、前記対象物には向かわない参照光とに分岐し、前記対象物で反射した前記計測光と前記反射光学素子で反射した前記参照光とからなる干渉光を所定の方向へと進める分岐光学素子と、前記分岐光学素子を経た前記干渉光を検出する光検出部と、前記光検出部で検出した前記干渉光に基づいて、前記液体の表面までの距離と前記対象物の表面までの見かけの距離とを算出する距離算出部と、を有する光干渉断層計と、前記対象物の表面の欠陥を検出する欠陥検査部と、を有する欠陥検出装置を用い、前記光干渉断層系を用い、前記液体の表面までの距離と前記対象物の表面までの見かけの距離とを算出する距離算出ステップと、欠陥検出部を用いて、前記対象物の表面までの見かけの距離か前記液体の表面までの距離を減じることで得られる長さに、前記液体の屈折率の逆数を乗じることで得られる長さを前記液体の厚みとし、前記液体の厚みを前記液体の表面までの距離に加算することで得られる距離を、前記対象物の表面までの真の距離とすることで、前記対象物の表面の形状を判定し、前記対象物の表面の欠陥を検出する欠陥検出ステップと、を有する、欠陥検出方法が提供される。

【発明の効果】

【0010】

以上説明したように本発明によれば、表面に液体が付着した対象物であっても、その表面に存在する欠陥を精度よく検出することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の実施形態に係る欠陥検出装置の全体的な構成を模式的に示した説明図である。

【図2】同実施形態に係る欠陥検出装置が有する光干渉断層計の全体的な構成を模式的に示した説明図である。

【図3】同実施形態に係る光干渉断層計が有する光学ユニットの構成の一例を模式的に示した説明図である。

【図4】同実施形態に係る光干渉断層計の光学ユニットで検出される検出信号を説明するための説明図である。

【図5】同実施形態に係る光干渉断層計が有する演算処理ユニットの構成の一例を示したブロック図である。

【図6】同実施形態に係る光干渉断層計で算出される２種類の距離について説明するための説明図である。

【図7】同実施形態に係る光干渉断層計の演算処理ユニットにおける距離の算出方法を説明するための説明図である。

【図8】同実施形態に係る光干渉断層計の演算処理ユニットにおける距離の算出方法を説明するための説明図である。

【図9A】同実施形態に係る光干渉断層計が有する光学ユニットの構成の他の一例を模式的に示した説明図である。

【図9B】同実施形態に係る光干渉断層計が有する光学ユニットの構成の他の一例を模式的に示した説明図である。

【図10】同実施形態に係る光干渉断層計が有する演算処理ユニットの構成の他の一例を示したブロック図である。

【図11】同実施形態に係る欠陥検出装置が有する演算処理装置の構成の一例を示したブロック図である。

【図12】同実施形態に係る欠陥検出装置について説明するための説明図である。

【図13】同実施形態に係る欠陥検出装置における光干渉断層計が有する演算処理ユニットのハードウェア構成の一例を示したブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

【0013】

（欠陥検出装置の全体的な構成について）
まず、図１を参照しながら、本発明の実施形態に係る欠陥検出装置の全体的な構成について説明する。図１は、本実施形態に係る欠陥検出装置の全体的な構成を模式的に示した説明図である。

【0014】

本実施形態に係る欠陥検出装置は、表面に液体が付着した対象物の表面の欠陥を検出する装置である。ここで、検出対象となる対象物については、特に限定されるものではなく、対象物の表面で、検査の際に用いられる照明光を反射させる物体であれば、各種の物体を対象物とすることができる。また、対象物の表面に付着している液体についても、特に限定されるものではなく、検査の際に用いられる照明光の波長にとって透明なものであればよい。このような、表面に液体が付着した対象物の一例として、研削液が表面に付着した圧延ロール等を挙げることができる。

【0015】

図１に示したように、本実施形態に係る欠陥検出装置１は、光干渉断層計（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ：ＯＣＴ）１０と、演算処理装置２０と、を有している。

【0016】

光干渉断層計１０は、演算処理装置２０による制御のもとで、着目する対象物に照明光を照射し、光の干渉性を利用して、対象物の表面に付着している液体の表面までの距離と、対象物の表面までの見かけの距離と、を計測する装置である。かかる光干渉断層計１０の詳細な構成については、以下で改めて説明する。

【0017】

また、演算処理装置２０は、光干渉断層計１０による距離の計測処理を制御するとともに、光干渉断層計１０により計測された上記２種類の距離を用いて、対象物の表面に存在する欠陥を検出する装置である。かかる演算処理装置２０の詳細な構成についても、以下で改めて説明する。

【0018】

（光干渉断層計について）
＜全体的な構成について＞
次に、図２を参照しながら、本実施形態に係る欠陥検出装置１が有する光干渉断層計１０の全体的な構成について説明する。図２は、本実施形態に係る欠陥検出装置が有する光干渉断層計の全体的な構成を模式的に示した説明図である。

【0019】

図２に示したように、本実施形態に係る光干渉断層計１０は、光学ユニット１１と、演算処理ユニット１３と、を有している。

【0020】

光学ユニット１１は、演算処理ユニット１３による制御のもとで、対象物に向かって照明光を照射する。また、光学ユニット１１は、液体の表面、又は、対象物の表面で反射した照明光の反射光を２つの光路に分岐して互いに干渉させ、生じた干渉光を検出する。

【0021】

また、演算処理ユニット１３は、光学ユニット１１の動作を制御するとともに、光学ユニット１１が検出した干渉光の検出結果に基づいて、対象物の表面に付着している液体の表面までの距離と、対象物の表面までの見かけの距離と、を算出する。

【0022】

＜光学ユニット１１の構成について＞
図３は、本実施形態に係る光干渉断層計１０が有する光学ユニット１１の構成の一例を模式的に示した説明図である。
図３に示したように、光学ユニット１１は、照明部１０１と、分岐光学素子の一例としてのビームスプリッタＢＳと、反射光学素子の一例としての可動ミラーＭ１と、光検出部１０３と、を有している。

【0023】

照明部１０１は、対象物に向けて照明光を照射する光源（図示せず。）を有しており、必要に応じて、光源から照射された照明光を所望の位置まで導光するための、例えば各種レンズやミラー等に代表される光学素子（図示せず。）を更に有していてもよい。

【0024】

ここで、照射される照明光の波長は、着目する対象物の表面に付着した液体に吸収されない波長であることが好ましい。また、本実施形態に係る照明部１０１は、照明光として、低コヒーレンス光を照射することが好ましい。ここで、低コヒーレンス光とは、発光のスペクトル半値幅が４０～６０ｎｍ程度である広帯域光である。このような低コヒーレンス光として、例えば中心波長が８００ｎｍ又は１μｍ程度である広帯域光を挙げることができる。このような広帯域光を照射可能な広帯域光源としては、特に限定されるものではなく、例えば、スーパールミネッセントダイオード（Ｓｕｐｅｒ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ Ｄｉｏｄｅ：ＳＬＤ）や、スーパーコンティニウム（Ｓｕｐｅｒ Ｃｏｎｔｉｎｕｕｍ）光源等の各種の広帯域光源を用いることが可能である。

【0025】

照明部１０１から照射された照明光は、分岐光学素子の一例としてのビームスプリッタＢＳまで導光される。ビームスプリッタＢＳは、照明部１０１から照射された照明光を、対象物に向かう第１の光路を伝播する照明光である計測光と、対象物には向かわない第２の光路を伝播する照明光である参照光と、に分岐した上で透過させる。

【0026】

ここで、本実施形態では、ビームスプリッタＢＳを透過して、表面に液体が付着した対象物まで到達し、再びビームスプリッタＢＳまで戻ってきた後に、後述する光検出部１０３に至る光路を、上記の第１の光路とする。また、ビームスプリッタＢＳを透過して、後述する可動ミラーＭ１に向かい、再びビームスプリッタＢＳまで戻ってきた後に、後述する光検出部１０３に至る光路を、上記の第２の光路とする。

【0027】

計測光は、ビームスプリッタＢＳを透過した後、表面に液体が付着した対象物に照射される。この計測光は、液体の表面（換言すれば、周囲に存在する空気と液体との界面）、又は、対象物の表面（換言すれば、液体と対象物との界面）で反射して、反射光となる。光学ユニット１１内に入射した反射光は、ビームスプリッタＢＳまで到達すると、ビームスプリッタＢＳの表面で反射して、後述する光検出部１０３へと到達する。

【0028】

また、参照光は、表面に液体が付着した対象物へは到達せずに、後述する可動ミラーＭ１に向かい、再びビームスプリッタＢＳまで戻ってきた後に、後述する光検出部１０３へと到達する。

【0029】

図３に示したように、反射光学素子の一例である可動ミラーＭ１は、第２の光路において、ビームスプリッタＢＳまでの距離（光学的距離）を変えることができるようになっている。可動ミラーＭ１は、光学ユニット１１による干渉光の検出の際に、第２の光路の光軸方向に沿って前後に移動することで、ビームスプリッタＢＳまでの光学的距離を変化させる。そして、可動ミラーＭ１で反射して第２の光路を進行する参照光と、対象物又は液体で反射して第１の光路を進行する反射光とは、ビームスプリッタＢ２を経た後に互いに干渉して、干渉光が生成される。その結果、第１の光路と第２の光路の光路長の差が、照明光の波長の１／２波長の偶数倍となるときに、干渉光の振幅（強度と捉えることもできる。）が増幅されてピークとなる。特に、照明光が低コヒーレント光（即ち、種々の波長の光が含まれた光）である場合には、第１の光路の光路長と第２の光路の光路長とが一致する場合には、波長によらずに、常に振幅が増幅されることから、最大のピークを生じることになる。そのため、振幅の値に所定の閾値を設定することで、第１の光路の光路長と第２の光路の光路長とが一致する際の干渉光を、光検出器１０３によりピークとして検出することができる。

【0030】

第１の光路及び第２の光路の終端に位置する光検出部１０３は、上記のようにして生成した干渉光（より詳細には、干渉光の強度）を検出する。かかる光検出部１０３は、上記のような波長を有する光を検出可能なものであれば、公知の各種の検出素子を用いることが可能である。このような検出素子として、例えば、ＣＣＤ、ＣＭＯＳ等のイメージセンサや、ＩｎＳｂ、ＰｂＳｅ、ＰｂＳ、ＩｎＧａＡｓ、ＨｇＣｄＴｅ（通称、ＭＣＴ）、ＱＷＩＰ（量子井戸型赤外線検出器、Ｑｕａｎｔｕｍ Ｗｅｌｌ Ｉｎｆｒａｒｅｄ Ｐｈｏｔｏｄｅｔｅｃｔｏｒｓ）等の光検出器等を用いることが可能である。

【0031】

本実施形態で着目する対象物は、その表面に液体が付着しているものであり、計測光が反射しうる表面は、液体の表面と、対象物の表面の２つに限られる。そのため、これら表面で計測光が反射した反射光と参照光とが互いに干渉して干渉光となり、その振幅が増幅される。こうした振幅が増幅される状況としては、第２の光路の光路長が液体の表面で反射した反射光が辿る第１の光路の光路長と等しくなる場合と、第２の光路の光路長が対象物の表面で反射した反射光が辿る第１の光路の光路長と等しくなる場合とが考えられる。このような場合に着目することにより、光検出部１０３が干渉光を検出することで生成される検出信号には、図４に模式的に示したように、液体の表面で反射した場合に対応するピークＰ_Ａと、対象物の表面で反射した場合に対応するピークＰ_Ｂの２つが存在するようになる。

【0032】

光検出部１０３は、このようにして検出した干渉光の検出信号を、演算処理ユニット１３へと出力する。

【0033】

このように、図３に示したような光学系を有する光学ユニット１１は、反射光と参照光との干渉を、可動ミラーＭ１を用いて実空間の時間領域で実現するため、いわゆる時間領域ＯＣＴ（Ｔｉｍｅ－Ｄｏｍａｉｎ ＯＣＴ：ＴＤ－ＯＣＴ）を実現するための光学系を有していると捉えることができる。

【0034】

なお、図３に示したように、光学ユニット１１から射出した計測光は、表面に液体が付着した対象物に対して、略垂直に入射することが好ましい。これにより、液体の表面、又は、対象物の表面からの反射光をより確実に検出することが可能となる。また、上記のようにすることで、光学ユニット１１の小型化が可能となり、光学ユニット１１を配置する際の省スペース化にも寄与することができる。

【0035】

＜演算処理ユニット１３の構成について＞
続いて、図５及び図６を参照しながら、本実施形態に係る光干渉断層計１０が有する演算処理ユニット１３の構成について、詳細に説明する。図５は、本実施形態に係る光干渉断層計が有する演算処理ユニットの構成の一例を示したブロック図であり、図６は、本実施形態に係る光干渉断層計で算出される２種類の距離について説明するための説明図である。

【0036】

本実施形態に係る演算処理ユニット１３は、上記のような光学ユニット１１の動作を統括的に制御するとともに、光学ユニット１１から出力された干渉光の検出信号に基づいて、所定の基準位置から液体の表面までの距離と、所定の基準位置から対象物の表面までの見かけの距離と、を算出する。

【0037】

図５に示したように、かかる演算処理ユニット１３は、光学ユニット制御部１３１と、演算処理部１３３と、結果出力部１３７と、記憶部１３９と、を有している。

【0038】

光学ユニット制御部１３１は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、入力装置、出力装置、通信装置等により実現される。光学ユニット制御部１３１は、本実施形態に係る光学ユニット１１の機能を統括的に制御する処理部である。

【0039】

より詳細には、光学ユニット制御部１３１は、対象物についての距離の計測を開始する場合に、光学ユニット１１に対して照明部１０１からの照明光の照射を開始させるための制御信号を送出し、照明部１０１は、対象物の表面に向けて照明光を照射する。また、光学ユニット制御部１３１は、光検出部１０３に対して、干渉光に関する検出信号を出力させるためのトリガ信号を送出し、光検出部１０３は、干渉光に関する検出信号を、演算処理ユニット１３に対して出力する。

【0040】

演算処理部１３３は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、通信装置等により実現される。演算処理部１３３は、光学ユニット１１から出力される、干渉光に関する検出信号を取得して、かかる検出信号に対して各種の演算処理を施す処理部である。この演算処理部１３３は、図５に示したように、距離算出部１３５を有している。

【0041】

距離算出部１３５は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等により実現される。距離算出部１３５は、取得した干渉光の検出信号に基づき、光学ユニット１１における所定の基準位置（例えば、ビームスプリッタＢＳ）から液体の表面までの距離と、所定の基準位置（例えば、ビームスプリッタＢＳ）から対象物の表面までの見かけの距離と、の２種類を算出する。なお、所定の基準位置としては、距離を算出する際に都合のよい任意の位置を用いることができ、例えば、ビームスプリッタＢＳや、照明部１０１や、照明部１０１からビームスプリッタＢＳに至る光路上の任意の位置等を、用いることができる。以下では、ビームスプリッタＢＳを所定の基準位置とした場合を例として説明を行う。

【0042】

図６は、本実施形態に係る光干渉断層計で算出される２種類の距離について説明するための説明図である。図６に示し、また、上記で言及しているように、本実施形態に係る距離算出部１３５は、光学ユニット１１におけるビームスプリッタＢＳから液体の表面までの距離ｄ_１と、ビームスプリッタＢＳから対象物の表面までの見かけの距離ｄ_２と、を算出する。

【0043】

ここで、距離算出部１３５が算出する２種類の距離ｄ_１とｄ_２とは、共に、光学的な測定によって得られる光学的な距離である。図６に示したように、ビームスプリッタＢＳから液体の表面までの間は、光は、屈折率ｎ_Ａが１である空気中を伝播しているため、ビームスプリッタＢＳから液体の表面までの間は、（実空間上の長さである）経路長と、光学的な距離とが等しくなる。これにより、距離算出部１３５で算出される光学的な距離ｄ_１は、ビームスプリッタＢＳから液体の表面までの距離（空間的な距離）として取り扱うことができる。

【0044】

一方、液体の表面から対象物の表面までの間は、光は、屈折率がｎ_Ｌ（＞１）である液体中を伝播するため、液体の表面から対象物の表面までの間は、経路長と光学的な距離とが相違する（より詳細には、光学的な距離は、経路長のｎ_Ｌ倍となる）。そのため、距離算出部１３５により算出される距離ｄ_２は、ビームスプリッタＢＳから対象物の表面までの空間的な距離とは異なる、（経路長さと異なる）液体層中の光学的な距離を含んだ対象物の表面までの見かけの距離となる。

【0045】

図７及び図８は、同実施形態に係る光干渉断層計の演算処理ユニットにおける距離の算出方法を説明するための説明図である。
図３に示したようなＴＤ－ＯＣＴに対応する光学系を有する光学ユニット１１において、ある計測位置に対する深さ方向走査（すなわち、液体や対象物の厚み方向の走査）の干渉波形は、光学系を設定した時点で定まっている。そのため、例えば図７（ａ）に示したような、単一の表面での干渉波形（液体が付着していない状態の表面での干渉波形：基準干渉波形）を予め計測しておき、記憶部１３９等に格納しておく。

【0046】

その上で、距離算出部１３５は、例えば図７（ｂ）に示したような、実際の計測において光検出部１０３から出力された検出干渉波形と、基準干渉波形との相互相関を算出して、図７（ｃ）に示したような相互相関波形を得る。距離算出部１３５は、このようにして得られた相互相関波形から、図４に模式的に示したような、２つのピーク位置Ｐ_Ａ、Ｐ_Ｂを検出する。

【0047】

この際、距離算出部１３５は、図８に例示したように、正の極大値の近傍に存在する３～５点の重心位置を算出することで、各ピークのピーク位置とする。これにより、本実施形態に係る距離算出部１３５では、各ピーク位置をより正確に算出することが可能となる。その後、距離算出部１３５は、得られた２つのピーク位置を用いて、光学ユニット１１におけるビームスプリッタＢＳから液体の表面までの距離ｄ_１と、ビームスプリッタＢＳから対象物の表面までの見かけの距離ｄ_２と、を算出する。ここで、算出したピーク位置から２種類の距離を求めるまでの具体的な演算方法については、特に限定されるものではなく、公知の各種の方法を用いることが可能である。

【0048】

距離算出部１３５は、このようにして得られた２つの距離ｄ_１、ｄ_２を、結果出力部１３７へと出力する。

【0049】

なお、対象物の表面に液体が付着していない場合には、検出信号において、２つのピークではなく１つのピークが存在するようになる。このピークは、計測光が対象物の表面で反射した場合の反射光に対応するものである。この場合、屈折率ｎ_Ｌの液体が光路上に存在していないわけであるから、距離算出部１３５により算出される距離は、ビームスプリッタＢＳから対象物の表面までの真の距離となる。

【0050】

また、光学ユニット１１と対象物との間の相対的な位置関係を変化させながら、光学ユニット１１により検出信号を検出し、得られた各検出信号から上記のような距離算出処理を行って、得られた結果を記憶部１３９に随時格納しておく。格納された結果を、格納された順序を保ちながら２次元に配置していくことで、対象物の表面全域にわたっての距離の分布状態をマップ化することができる。また、各距離を表す数値を輝度値に対応付けることで、距離の分布状態を示した２次元マップ画像を生成することも可能である。

【0051】

結果出力部１３７は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、出力装置、通信装置等により実現される。結果出力部１３７は、演算処理部１３３（より詳細には、距離算出部１３５）から出力された、ビームスプリッタＢＳから液体の表面までの距離ｄ_１と、ビームスプリッタＢＳから対象物の表面までの見かけの距離ｄ_２とを、演算処理装置２０に出力する。具体的には、結果出力部１３７は、上記のような２種類の距離ｄ_１、ｄ_２に関する算出結果を、当該結果が生成された日時等に関する時刻と対応づけて、演算処理装置２０に出力する。また、結果出力部１３７は、上記のような２種類の距離ｄ_１、ｄ_２に関する算出結果を、各種の記録媒体に出力してもよい。

【0052】

記憶部１３９は、演算処理ユニット１３が備える記憶装置の一例であり、例えば、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ストレージ装置等により実現される。この記憶部１３９には、例えば、基準干渉波形に関するデータ等のような、演算処理ユニット１３が演算処理を実施する際に利用される各種のデータが格納される。また、記憶部１３９には、本実施形態に係る演算処理ユニット１３が何らかの処理を行う際に保存する必要が生じた様々なパラメータや処理の途中経過が、適宜記録される。この記憶部１３９は、光学ユニット制御部１３１、演算処理部１３３、距離算出部１３５、結果出力部１３７、及び、後述する演算処理装置２０等が、自由にデータのリード／ライト処理を行うことが可能である。

【0053】

以上、本実施形態に係る演算処理ユニット１３の機能の一例を示した。上記の各構成要素は、汎用的な部材や回路を用いて構成されていてもよいし、各構成要素の機能に特化したハードウェアにより構成されていてもよい。また、各構成要素の機能を、ＣＰＵ等が全て行ってもよい。従って、本実施形態を実施する時々の技術レベルに応じて、適宜、利用する構成を変更することが可能である。

【0054】

なお、上述のような本実施形態に係る演算処理ユニットの各機能を実現するためのコンピュータプログラムを作製し、パーソナルコンピュータや上位演算処理装置であるプロセスコンピュータ等に実装することが可能である。また、このようなコンピュータプログラムが格納された、コンピュータで読み取り可能な記録媒体も提供することができる。記録媒体は、例えば、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、フラッシュメモリなどである。また、上記のコンピュータプログラムは、記録媒体を用いずに、例えばネットワークを介して配信してもよい。

【0055】

＜光干渉断層計１０の変形例について＞
以上の説明では、図３に示したような光学系を有する光学ユニット１１と、図７及び図８に示したような干渉波形を用いた距離算出処理を行う演算処理ユニット１３と、を有する光干渉断層計１０を例に挙げたが、以下のような光学ユニット１１及び演算処理ユニット１３を有する光干渉断層計を用いることも可能である。

【0056】

より詳細には、以下で図９Ａ及び図９Ｂを参照しながら説明するような光学ユニット１１を用い、得られた検出信号をフーリエ変換することで、図７及び図８に示したような干渉波形を用いた距離算出処理を、周波数領域で実施することも可能である。

【0057】

［光学ユニット１１の変形例－１：スペクトル領域ＯＣＴ］
図９Ａは、本実施形態に係る光干渉断層計が有する光学ユニットの構成の他の一例を模式的に示した説明図である。
図９Ａに示したように、本変形例に係る光学ユニット１１は、図３に示した光学ユニット１１における可動ミラーＭ１に換えて、固定ミラーＭ２が設けられており、光検出部１０３に換えて、分光光学素子１４１及び光検出部１４３が設けられている。

【0058】

図９Ａに示した光学系を有する光学ユニット１１では、固定ミラーＭ２を設けて参照光の光路長を固定しておいた上で（換言すれば、参照光の光路長に対応する深さをある位置に固定しておいた上で）、照明部１０１から低コヒーレンス光を照射し、ビームスプリッタＢＳを経て光検出部１４３に検出される前の干渉光を分光光学素子１４１で分光した上で、分光された干渉光をそれぞれ光検出部１４３で検出する。このような光学系を有するＯＣＴは、干渉光を分光して検出することから、スペクトル領域ＯＣＴ（Ｓｐｅｃｔｒａｌ Ｄｏｍａｉｎ ＯＣＴ：ＳＤ－ＯＣＴ）と呼ばれる。

【0059】

ここで、分光光学素子１４１としては、特に限定されるものではなく、各種のプリズムや回折格子等といった、公知の分光光学素子を用いることが可能である。また、分光後の干渉光を検出するための光検出部１４３としては、各種のラインセンサカメラに代表される撮像装置を用いることが可能である。

【0060】

このような光学ユニット１１から得られる干渉光の検出信号は、図７（ｂ）に示したような、横軸に光路長差、縦軸に干渉光の強度を採用したグラフ図ではなく、横軸に波長、縦軸に干渉光の強度を採用したグラフ図で表すことができる。

【0061】

［光学ユニット１１の変形例－２：周波数掃引ＯＣＴ］
図９Ａに示した光学系で得られる干渉光の検出信号と等価な意味を有する検出信号は、図９Ｂに示したような光学系を有する光学ユニット１１でも取得することが可能である。図９Ｂは、本実施形態に係る光干渉断層計が有する光学ユニットの構成の他の一例を模式的に示した説明図である。

【0062】

図９Ｂに示したように、本変形例に係る光学ユニット１１は、図３に示した光学ユニット１１における可動ミラーＭ１に換えて、固定ミラーＭ２が設けられており、低コヒーレント光を照射する照明部１０１に換えて、時間とともに成分波長が変化するレーザ光を照射する照明部１４５が設けられている。

【0063】

図９Ａに示した光学系を有する光学ユニット１１では、固定ミラーＭ２を設けて参照光の光路長を固定しておいた上で（換言すれば、参照光の光路長に対応する深さをある位置に固定しておいた上で）、照明部１０１から時間とともに成分波長が変化するレーザ光を、波長を切り替えながら順次照射し、各波長についてビームスプリッタＢＳを経た干渉光を、光検出部１０３で順次検出していく。そのため、光検出部１０３は、干渉光の強度の時間変化を検出することになる。このような光学系を有するＯＣＴは、照明光の波長を掃引しながら干渉光の強度を検出することから、周波数掃引ＯＣＴ（Ｓｗｅｐｔ Ｓｏｕｒｃｅ ＯＣＴ：ＳＳ－ＯＣＴ）と呼ばれる。

【0064】

ここで、照明部１４５としては、特に限定されるものではなく、所望の波長帯域の光を照射可能な、各種の波長掃引レーザ光源を用いることが可能である。

【0065】

このような光学ユニット１１から得られる干渉光の検出信号は、図７（ｂ）に示したような、横軸に光路長差、縦軸に干渉光の強度を採用したグラフ図ではなく、横軸に時間、縦軸に干渉光の強度を採用したグラフ図で表すことができる。

【0066】

なお、図９Ａ及び図９Ｂに示した光学ユニット１１を比較すると、図９Ａに示した光学ユニット１１の方が、より高速な検出処理を実現できることから、図９Ａに示した光学ユニット１１は、実際の圧延ロールにおける研削工程をより短縮化するために、より好ましい態様であるといえる。

【0067】

［演算処理ユニット１３の変形例：フーリエ変換を用いた信号処理］
以下では、図１０を参照しながら、図９Ａ又は図９Ｂに示したような光学系を有する光学ユニット１１から得られた干渉光の検出信号から、２種類の距離ｄ_１、ｄ_２を算出するための演算処理ユニット１３の構成について、図５との相違点に注目しながら説明する。図１０は、本実施形態に係る光干渉断層計が有する演算処理ユニットの構成の他の一例を示したブロック図である。

【0068】

図９Ａ又は図９Ｂに示したような光学系を有する光学ユニット１１から得られた干渉光の検出信号を処理する場合、得られた検出信号をフーリエ変換して、周波数成分領域で演算処理を行う必要がある。そのため、かかる処理を実現する演算処理部１３３は、図５に示した距離算出部１３５に換えて、図１０に示したように、フーリエ変換部１５１及び距離算出部１５３を有する。

【0069】

フーリエ変換部１５１は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等により実現される。フーリエ変換部１５１は、分光後の干渉光の強度（図９Ａに示した光学系を有する光学ユニット１１の場合）、又は、干渉光の強度（図９Ｂに示した光学系を有する光学ユニット１１の場合）をフーリエ変換して、干渉光の周波数成分を算出する処理部である。

【0070】

ここで、フーリエ変換部１５１で実施されるフーリエ変換処理の詳細については、特に限定されるものではなく、高速フーリエ変換（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ：ＦＦＴ）に代表されるような、各種の離散フーリエ変換（ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｆｏｕｒｉｅｒ ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）のアルゴリズムを適宜用いることが可能である。

【0071】

フーリエ変換部１５１は、このようにして干渉光の強度の周波数成分を算出すると、得られた周波数成分を、距離算出部１５３へと出力する。

【0072】

距離算出部１５３は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等により実現される。距離算出部１５３は、フーリエ変換部１５１により算出された、干渉光の強度の周波数成分に基づいて、図６に例示したような、液体の表面までの距離ｄ_１と、対象物の表面までの見かけの距離ｄ_２と、を算出する。

【0073】

ここで、距離算出部１５３が実施する距離算出処理は、フーリエ変換により得られた周波数成分を用いる以外は、図７及び図８を参照しながら説明した処理と同様の処理を実施することが可能である。ここで、フーリエ変換を用いた場合には、図７に示した検出信号のような、強度における正負の波打ちは存在しないため、各ピークについて、極大値近傍の３～５点の重心位置を算出することで、各ピークのピーク位置とすることができる。

【0074】

（演算処理装置２０について）
続いて、図１１を参照しながら、本実施形態に係る欠陥検出装置１が有する演算処理装置２０の構成について、詳細に説明する。図１１は、本実施形態に係る欠陥検出装置が有する演算処理装置の構成の一例を示したブロック図である。

【0075】

本実施形態に係る欠陥検出装置１が有する演算処理装置２０は、以上説明したような光干渉断層計１０の動作を統括的に制御するとともに、光干渉断層計１０から得られた２種類の距離に基づき、以下で説明するような演算処理を行うことで、対象物の表面の欠陥を検出する装置である。

【0076】

図１１に示したように、本実施形態に係る演算処理装置２０は、制御部２０１と、演算処理部２０３と、結果出力部２０７と、表示制御部２０９と、記憶部２１１と、を主に有する。

【0077】

制御部２０１は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、通信装置等により実現される。制御部２０１は、本実施形態に係る光干渉断層計１０による干渉光の検出処理及び距離算出処理を統括して制御する。

【0078】

より詳細には、制御部２０１は、着目する対象物に関する欠陥検出処理を開始する場合に、光干渉断層計１０に対して計測を開始させるための制御信号を送出する。また、制御部２０１は、光干渉断層計１０と対象物との相対的な位置関係を変化させるための駆動機構等から定期的に送出されるＰＬＧ信号を取得する毎に、光干渉断層計１０に対して、距離算出結果を出力させるためのトリガ信号を送出する。

【0079】

演算処理部２０３は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、通信装置等により実現される。演算処理部２０３は、光干渉断層計１０から出力される、２種類の距離（液体の表面までの距離、及び、対象物の表面までの見かけの距離）を取得し、かかる２種類の距離に基づいて、各種の演算処理を施す処理部である。この演算処理部２０３は、図１１に示したように、欠陥検出部２０５を有している。

【0080】

欠陥検出部２０５は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等により実現される。欠陥検出部２０５は、光干渉断層計１０を用いて得られた２種類の距離を用いて、対象物の表面までの真の距離を算出する。その後、欠陥検出部２０５は、得られた真の距離を用いて、着目する対象物の表面の形状を判定して、対象物の表面の欠陥を検出する。

【0081】

先だって言及したように、光干渉断層計１０により得られる、対象物の表面までの見かけの距離（図６における距離ｄ_２）のうち、液体中を伝播する間の光学的な距離は、空間的な距離のｎ_Ｌ倍となっている。そこで、欠陥検出部２０５は、対象物の表面までの見かけの距離（図６における距離ｄ_２）から、液体の表面までの距離（図６における距離ｄ_１）を減じることで得られる長さ（図６における差分ｄ_２－ｄ_１）に対し、液体の屈折率ｎ_Ｌの逆数を乗じることで、液体の厚み（光路差ｄ_２－ｄ_１に対応する、空間的な厚み）を算出する。

【0082】

欠陥検出部２０５は、このようにして得られた液体の厚みに対し、液体の表面までの距離（図６における距離ｄ_１）を加算することで、対象物の表面までの真の距離を算出する。

【0083】

ここで、光学ユニット１１と対象物との間の相対的な位置関係を変化させながら、光干渉断層計１０により２種類の距離を随時計測しておき、欠陥検出部２０５は、得られた対象物の表面までの真の距離の算出結果を、後述する記憶部２１１に随時格納しておく。欠陥検出部２０５は、格納された結果を、格納された順序を保ちながら２次元に配置していくことで、対象物の表面全域にわたっての真の距離の分布状態をマップ化することができる。また、真の距離を表す数値を輝度値に対応付けることで、真の距離の分布状態を示した２次元マップ画像を生成することも可能である。これにより、欠陥検出部２０５は、着目する対象物の表面の形状を特定することができる。

【0084】

その後、欠陥検出部２０５は、得られた対象物の表面の形状を判定して、対象物の表面の欠陥を検出する。例えば、欠陥検出部２０５は、ある判定位置について、かかる判定位置の周囲に存在する真の距離の算出結果から平均値を算出し、得られた平均値と、かかる判定位置に対応付けられている真の距離と、の差分を算出する。得られた差分と、所定の判定閾値との間で、大小比較を行うことで、欠陥検出部２０５は、着目している判定位置について、欠陥検出を行うことができる。

【0085】

また、欠陥検出部２０５は、上記のような閾値に基づく大小比較だけでなく、各種のルックアップテーブルに代表される判定ロジックや、予め学習された機械学習モデルによる判定器を用いることで、算出した真の距離に基づき、欠陥検出処理を行うことも可能である。

【0086】

欠陥検出部２０５は、以上のようにして表面の形状の欠陥検出処理を行うと、得られた検出結果を、結果出力部２０７に出力する。

【0087】

結果出力部２０７は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、出力装置、通信装置等により実現される。結果出力部２０７は、演算処理部２０５（より詳細には、欠陥検出部２０５）から出力された、対象物の表面の欠陥検出結果に関する情報を、欠陥検出装置１のユーザに出力する。具体的には、結果出力部２０７は、演算処理部２０５による対象物の表面の欠陥検出結果に関するデータを、当該データが生成された日時等に関する時刻データと対応づけて、各種サーバや制御装置に出力したり、プリンタ等の出力装置を利用して、紙媒体として出力したりする。また、結果出力部２０７は、対象物の表面の欠陥検出結果に関するデータを、外部に設けられたコンピュータ等の各種の情報処理装置に出力してもよいし、各種の記録媒体に出力してもよい。

【0088】

また、結果出力部２０７は、演算処理部２０５による対象物の表面の欠陥検出結果に関するデータを、欠陥検出装置１に設けられたディスプレイ等の出力装置や、外部に設けられた各種機器の有するディスプレイ等に出力する際には、後述する表示制御部２０９と連携して演算結果を出力する。

【0089】

表示制御部２０９は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、出力装置、通信装置等により実現される。表示制御部２０９は、結果出力部２０７から伝送された、対象物の表面の欠陥検出結果を、演算処理装置２０が備えるディスプレイ等の出力装置や演算処理装置２０の外部に設けられた出力装置等に表示する際の表示制御を行う。これにより、欠陥検出装置１のユーザは、対象物の表面の欠陥検出結果を、その場で把握することが可能となる。

【0090】

記憶部２１１は、演算処理装置２０が備える記憶装置の一例であり、例えば、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ストレージ装置等により実現される。この記憶部２１１には、本実施形態に係る演算処理装置２０が何らかの処理を行う際に保存する必要が生じた様々なパラメータや処理の途中経過（例えば、事前に格納されている各種のデータやデータベース、及び、プログラム等）が、適宜記録される。この記憶部２１１は、制御部２０１、演算処理部２０３、欠陥検出部２０５、結果出力部２０７、表示制御部２０９及び上位計算機等が、自由にデータのリード／ライト処理を行うことが可能である。

【0091】

以上、本実施形態に係る演算処理装置２０の機能の一例を示した。上記の各構成要素は、汎用的な部材や回路を用いて構成されていてもよいし、各構成要素の機能に特化したハードウェアにより構成されていてもよい。また、各構成要素の機能を、ＣＰＵ等が全て行ってもよい。従って、本実施形態を実施する時々の技術レベルに応じて、適宜、利用する構成を変更することが可能である。

【0092】

なお、上述のような本実施形態に係る演算処理装置の各機能を実現するためのコンピュータプログラムを作製し、パーソナルコンピュータや上位演算処理装置であるプロセスコンピュータ等に実装することが可能である。また、このようなコンピュータプログラムが格納された、コンピュータで読み取り可能な記録媒体も提供することができる。記録媒体は、例えば、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、フラッシュメモリなどである。また、上記のコンピュータプログラムは、記録媒体を用いずに、例えばネットワークを介して配信してもよい。

【0093】

また、本実施形態では、説明の便宜上、光干渉断層計１０における演算処理ユニット１３と、演算処理装置２０と、を別体として記載しているが、本実施形態に係る演算処理装置２０の一機能として、演算処理ユニット１３で実現される機能が実現されていてもよい。また、本実施形態に係る演算処理装置２０で実現される機能は、例えば各種のプロセスコンピュータに代表される上位演算処理装置の一機能として、実現されていてもよい。

【0094】

（欠陥検出装置１の適用例）
以上説明したような、本実施形態に係る欠陥検出装置１の適用例について、図１２を参照しながら具体的に説明する。図１２は、本実施形態に係る欠陥検出装置について説明するための説明図である。

【0095】

以上説明したような、本実施形態に係る欠陥検出装置１は、圧延加工に用いられる圧延ロールを補修する際に実施される圧延ロール表面の研削工程において、クラックや疵の発生した部位を検出するために用いることが可能である。

【0096】

この場合、図１２に模式的に示したように、対象物である圧延ロールに対して、圧延ロールを、圧延ロールの円柱中心軸を回転軸として回転させる回転機構３と、圧延ロールを圧延ロールの円柱中心軸の方向に沿って相対的に移動させる移動機構５と、設置する。その上で、かかる回転機構３及び移動機構５の動作を、欠陥検出装置１が備える演算処理装置２０により制御しながら、光干渉断層計１０を用いて検査していく。

【0097】

具体的には、回転機構を用いて圧延ロールを回転させ、移動機構を用いて圧延ロールの円柱中心軸の方向に沿って相対的に移動させながら、圧延ロールの表面の欠陥を検出すればよい。

【0098】

これにより、圧延ロールの表面に存在する欠陥を、圧延ロールの全周全幅に亘って、精度よく検出することが可能となる。

【0099】

なお、図１２に示したような回転機構３や移動機構５の詳細については、特に限定されるものではなく、各種のモータやアクチュエータ等を適宜組み合わせて用いればよい。

【0100】

（演算処理ユニット１３及び演算処理装置２０のハードウェア構成について）
次に、図１３を参照しながら、本実施形態に係る演算処理ユニット１３のハードウェア構成について、詳細に説明する。図１３は、本発明の実施形態に係る演算処理ユニット１３のハードウェア構成を説明するためのブロック図である。

【0101】

演算処理ユニット１３は、主に、ＣＰＵ９０１と、ＲＯＭ９０３と、ＲＡＭ９０５と、を備える。また、演算処理ユニット１３は、更に、バス９０７と、入力装置９０９と、出力装置９１１と、ストレージ装置９１３と、ドライブ９１５と、接続ポート９１７と、通信装置９１９とを備える。

【0102】

ＣＰＵ９０１は、中心的な処理装置及び制御装置として機能し、ＲＯＭ９０３、ＲＡＭ９０５、ストレージ装置９１３、又はリムーバブル記録媒体９２１に記録された各種プログラムに従って、演算処理ユニット１３内の動作全般又はその一部を制御する。ＲＯＭ９０３は、ＣＰＵ９０１が使用するプログラムや演算パラメータ等を記憶する。ＲＡＭ９０５は、ＣＰＵ９０１が使用するプログラムや、プログラムの実行において適宜変化するパラメータ等を一次記憶する。これらはＣＰＵバス等の内部バスにより構成されるバス９０７により相互に接続されている。

【0103】

バス９０７は、ブリッジを介して、ＰＣＩ（Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ／Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）バスなどの外部バスに接続されている。

【0104】

入力装置９０９は、例えば、マウス、キーボード、タッチパネル、ボタン、スイッチ及びレバーなどユーザが操作する操作手段である。また、入力装置９０９は、例えば、赤外線やその他の電波を利用したリモートコントロール手段（いわゆる、リモコン）であってもよいし、演算処理ユニット１３の操作に対応したＰＤＡ等の外部接続機器９２３であってもよい。更に、入力装置９０９は、例えば、上記の操作手段を用いてユーザにより入力された情報に基づいて入力信号を生成し、ＣＰＵ９０１に出力する入力制御回路などから構成されている。ユーザは、この入力装置９０９を操作することにより、演算処理ユニット１３に対して各種のデータを入力したり処理動作を指示したりすることができる。

【0105】

出力装置９１１は、取得した情報をユーザに対して視覚的又は聴覚的に通知することが可能な装置で構成される。このような装置として、ＣＲＴディスプレイ装置、液晶ディスプレイ装置、プラズマディスプレイ装置、ＥＬディスプレイ装置及びランプなどの表示装置や、スピーカ及びヘッドホンなどの音声出力装置や、プリンタ装置、携帯電話、ファクシミリなどがある。出力装置９１１は、例えば、演算処理ユニット１３が行った各種処理により得られた結果を出力する。具体的には、表示装置は、演算処理ユニット１３が行った各種処理により得られた結果を、テキスト又はイメージで表示する。他方、音声出力装置は、再生された音声データや音響データ等からなるオーディオ信号をアナログ信号に変換して出力する。

【0106】

ストレージ装置９１３は、演算処理ユニット１３の記憶部の一例として構成されたデータ格納用の装置である。ストレージ装置９１３は、例えば、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）等の磁気記憶デバイス、半導体記憶デバイス、光記憶デバイス、又は光磁気記憶デバイス等により構成される。このストレージ装置９１３は、ＣＰＵ９０１が実行するプログラムや各種データ、及び外部から取得した各種のデータなどを格納する。

【0107】

ドライブ９１５は、記録媒体用リーダライタであり、演算処理ユニット１３に内蔵、あるいは外付けされる。ドライブ９１５は、装着されている磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、又は半導体メモリ等のリムーバブル記録媒体９２１に記録されている情報を読み出して、ＲＡＭ９０５に出力する。また、ドライブ９１５は、装着されている磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、又は半導体メモリ等のリムーバブル記録媒体９２１に記録を書き込むことも可能である。リムーバブル記録媒体９２１は、例えば、ＣＤメディア、ＤＶＤメディア、Ｂｌｕ－ｒａｙ（登録商標）メディア等である。また、リムーバブル記録媒体９２１は、コンパクトフラッシュ（登録商標）（ＣｏｍｐａｃｔＦｌａｓｈ：ＣＦ）、フラッシュメモリ、又は、ＳＤメモリカード（Ｓｅｃｕｒｅ Ｄｉｇｉｔａｌ ｍｅｍｏｒｙ ｃａｒｄ）等であってもよい。また、リムーバブル記録媒体９２１は、例えば、非接触型ＩＣチップを搭載したＩＣカード（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ ｃａｒｄ）又は電子機器等であってもよい。

【0108】

接続ポート９１７は、機器を演算処理ユニット１３に直接接続するためのポートである。接続ポート９１７の一例として、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）ポート、ＩＥＥＥ１３９４ポート、ＳＣＳＩ（Ｓｍａｌｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｓｙｓｔｅｍ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）ポート、ＲＳ－２３２Ｃポート、ＨＤＭＩ（登録商標）（Ｈｉｇｈ－Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）ポート等がある。この接続ポート９１７に外部接続機器９２３を接続することで、演算処理ユニット１３は、外部接続機器９２３から直接各種のデータを取得したり、外部接続機器９２３に各種のデータを提供したりする。

【0109】

通信装置９１９は、例えば、通信網９２５に接続するための通信デバイス等で構成された通信インターフェースである。通信装置９１９は、例えば、有線もしくは無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、又はＷＵＳＢ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ ＵＳＢ）用の通信カード等である。また、通信装置９１９は、光通信用のルータ、ＡＤＳＬ（Ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｌｉｎｅ）用のルータ、又は、各種通信用のモデム等であってもよい。この通信装置９１９は、例えば、インターネットや他の通信機器との間で、例えばＴＣＰ／ＩＰ等の所定のプロトコルに則して信号等を送受信することができる。また、通信装置９１９に接続される通信網９２５は、有線又は無線によって接続されたネットワーク等により構成され、例えば、インターネット、家庭内ＬＡＮ、社内ＬＡＮ、赤外線通信、ラジオ波通信又は衛星通信等であってもよい。

【0110】

以上、本発明の実施形態に係る演算処理ユニット１３の機能を実現可能なハードウェア構成の一例を示した。上記の各構成要素は、汎用的な部材を用いて構成されていてもよいし、各構成要素の機能に特化したハードウェアにより構成されていてもよい。従って、本実施形態を実施する時々の技術レベルに応じて、適宜、利用するハードウェア構成を変更することが可能である。

【0111】

なお、本実施形態に係る演算処理装置２０についても、演算処理ユニット１３と同様のハードウェア構成を有しているため、以下では詳細な説明は省略する。

【0112】

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

【符号の説明】

【0113】

１ 欠陥検出装置
３ 回転機構
５ 移動機構
１０ 光干渉断層計
１１ 光学ユニット
１３ 演算処理ユニット
２０ 演算処理装置
１０１、１４５ 照明部
１０３、１４３ 光検出部
１３１ 光学ユニット制御部
１３３、２０３ 演算処理部
１３５、１５３ 距離算出部
１３７、２０７ 結果出力部
１３９、２１１ 記憶部
１４１ 分光光学素子
１５１ フーリエ変換部
２０１ 制御部
２０５ 欠陥検出部
２０９ 表示制御部
ＢＳ ビームスプリッタ
Ｍ１ 可動ミラー
Ｍ２ 固定ミラー

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9A】

【図9B】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】