表面検査装置は1）受光器、2）投光器、3）信号処理盤、4）ロータリーエンコーダー、5）マーカーから構成されます。受光器とはCCDラインセンサーを用いたカメラのことで、投光器とは蛍光灯やLED照明などを用いた光源のことです。カメラや光源の種類、光学系によって検出性能は大きく左右されます。信号処理盤は、専用のハードウェアにより高速生産ラインにおけるリアルタイム処理を実現しています。また複数の画像処理フィルタを用いることにより、多様な欠点を検出することができます。ロータリーエンコーダーは生産ラインの速度、検査長、欠点サイズの計測などに使われます。マーカーは、発見した欠点の位置を被検査材に対してマーキングするものであり、検査対象の素材、または、後工程の運用によって決定されます。

欠点の検出プロセスは、まず投光器から被検査材に光が照射されることから始まります。光は被検査材の表面で反射、もしくは被検査材を透過してカメラに入り、そこで電気信号に変換されます。電気信号は受光器から信号処理盤へ送られ、専用の検出回路・判定回路を経て、欠点として認識されます。欠点が検出されると、検査装置はアラーム・回転灯により、オペレーターに欠点の発生を知らせ、オペレーションモニタに欠点画像、検査情報を表示します。欠点画像と検査情報は、ハードディスクに記録され、必要に応じて、プリンターでの印字等、出力できます。

光源の種類によって輝度、波長、指向性などの特性が違うため、被検査材の光学的な特性と検出しようとする欠点の種類によって、適した光源を選択する必要があります。また、寿命も種類によって大きく変わります。

※上記以外の特殊な光源を使うこともあります。

検出性能を大きく左右する要素として、分解能が上げられます。分解能には、幅分解能と流れ分解能の2種類があります。幅分解能はカメラ1台あたりの視野幅とカメラの画素数、流れ分解能は生産速度と、カメラの画素数およびデータレートで決定されるスキャンレートにより決まります。一般的に、分解能が小さい方がより小さな欠点を検出することができ、ピクセルサイズが大きいカメラを使用した方がより薄い欠点を検出することができます。

光学系には透過方式、間接透過方式、乱反射方式、正反射方式とそれらの組み合わせによる併用方式があります。被検査材の素材、検出したい欠点の形状などによって、光学系を選択します。