JP2000310702A - ゴースト防止フィルター - Google Patents
ゴースト防止フィルターInfo
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- JP2000310702A JP2000310702A JP11914899A JP11914899A JP2000310702A JP 2000310702 A JP2000310702 A JP 2000310702A JP 11914899 A JP11914899 A JP 11914899A JP 11914899 A JP11914899 A JP 11914899A JP 2000310702 A JP2000310702 A JP 2000310702A
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- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 被測定面からの入射光を高い減衰率で減衰で
き、かつゴースト光の発生を大幅に低減でき、更に従来
の回転式減衰器に容易に組み込める薄さに構成できるゴ
ースト防止フィルターを提供する。 【解決手段】 好ましくは、減衰率Ｔｄが１／１０〜１
／１０2 の吸収型ＮＤフィルタ−２４ａの背面に反射型
ＮＤフィルタ−２４ｂを設け、吸収型ＮＤフィルタ−側
を入射光側に向けて位置決めする。
き、かつゴースト光の発生を大幅に低減でき、更に従来
の回転式減衰器に容易に組み込める薄さに構成できるゴ
ースト防止フィルターを提供する。 【解決手段】 好ましくは、減衰率Ｔｄが１／１０〜１
／１０2 の吸収型ＮＤフィルタ−２４ａの背面に反射型
ＮＤフィルタ−２４ｂを設け、吸収型ＮＤフィルタ−側
を入射光側に向けて位置決めする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高炉炉頂面のプロ
フィルを測定する光学式プロフィル測定手段に関わり、
更に詳しくは、炉頂面からの入射光を高い減衰率で減衰
し、かつゴースト光の発生を抑制するゴースト防止フィ
ルターに関する。
フィルを測定する光学式プロフィル測定手段に関わり、
更に詳しくは、炉頂面からの入射光を高い減衰率で減衰
し、かつゴースト光の発生を抑制するゴースト防止フィ
ルターに関する。
【０００２】
【従来の技術】鉄鉱石を溶解する高炉では、通常、炉の
上部からコークスと鉄鉱石を交互に挿入し、その後攪拌
機により炉頂面のプロフィル（表面形状）の断面がＶ字
形となるように設定する。炉頂プロフィルを所望のＶ字
形にすることは高炉の燃費を節約する上で重要な意味を
もっており、従って炉頂プロフィルを正確に測定する手
段が要求される。
上部からコークスと鉄鉱石を交互に挿入し、その後攪拌
機により炉頂面のプロフィル（表面形状）の断面がＶ字
形となるように設定する。炉頂プロフィルを所望のＶ字
形にすることは高炉の燃費を節約する上で重要な意味を
もっており、従って炉頂プロフィルを正確に測定する手
段が要求される。
【０００３】この要求を満たすために、三角測量を応用
した光学式プロフィル測定手段が提案され出願されてい
る（例えば、特開昭５４−６５０５９号）。この「プロ
ファイル測定装置」は、図５に模式的に示すように、繰
り返し発振するパルスレーザを光源としてレーザビーム
５で被測定面３を走査し、被測定面３からの散乱光６を
所定の開口径をもつ受光光学系７で集光し、その受光光
学系７の焦点面上に描かれる像の軌跡から被測定面３の
プロフィルを求めるものである。
した光学式プロフィル測定手段が提案され出願されてい
る（例えば、特開昭５４−６５０５９号）。この「プロ
ファイル測定装置」は、図５に模式的に示すように、繰
り返し発振するパルスレーザを光源としてレーザビーム
５で被測定面３を走査し、被測定面３からの散乱光６を
所定の開口径をもつ受光光学系７で集光し、その受光光
学系７の焦点面上に描かれる像の軌跡から被測定面３の
プロフィルを求めるものである。
【０００４】上述した光学式プロフィル測定手段では、
図６に原理図を示すように、ビーム投光点Ａとビーム受
光点Ｂを基準長Ｌを隔てて設置し、基準長Ｌに対する投
光角αと受光角βとから被測定面３の垂直高さＨとその
水平位置（例えば投光点Ａからの水平距離Ｃ）を演算す
るようになっている。
図６に原理図を示すように、ビーム投光点Ａとビーム受
光点Ｂを基準長Ｌを隔てて設置し、基準長Ｌに対する投
光角αと受光角βとから被測定面３の垂直高さＨとその
水平位置（例えば投光点Ａからの水平距離Ｃ）を演算す
るようになっている。
【０００５】また、実際のプロフィル測定装置では、受
光角βの測定精度を高めるために、図５の受光光学系７
の前に受光ミラー（又はスキャニングミラー：図示せ
ず）を設け、その傾斜角度をレーザのスポット光位置
（照射点Ｐ）に追従させ、受光光学系７の焦点面上に位
置決めした光位置検出器８で照射点Ｐの位置を検出して
いる。すなわち、受光角βは、受光ミラーの受光角度と
光位置検出器８上の照射点Ｐの位置から演算される。
光角βの測定精度を高めるために、図５の受光光学系７
の前に受光ミラー（又はスキャニングミラー：図示せ
ず）を設け、その傾斜角度をレーザのスポット光位置
（照射点Ｐ）に追従させ、受光光学系７の焦点面上に位
置決めした光位置検出器８で照射点Ｐの位置を検出して
いる。すなわち、受光角βは、受光ミラーの受光角度と
光位置検出器８上の照射点Ｐの位置から演算される。
【０００６】更に、光位置検出器８は、多数の光電変換
器を直線状に配列したものであり、照射点Ｐの位置は、
散乱光６による各光電変換器の出力レベルを比較し、そ
の最大出力位置としている。
器を直線状に配列したものであり、照射点Ｐの位置は、
散乱光６による各光電変換器の出力レベルを比較し、そ
の最大出力位置としている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】光位置検出器８を構成
する各光電変換器は、比較的暗い散乱光６も検出できる
ように高感度に設定されている。そのため、散乱光６の
照度（明るさ）が高い場合には、逆にその照度を減衰し
て光位置検出器８に導く必要がある。そのため、従来か
ら、光位置検出器８の前に、複数の減衰フィルターを有
する回転式減衰器を設け、被測定面３からの入射光の照
度に応じて減衰フィルターの減衰率を選択し、減衰フィ
ルターを通過する入射光の照度を調整していた。この調
整範囲は、光電変換器のラチチュードが２桁程度であ
り、入射光の照度は６〜７桁に達するため、４〜５桁分
の減衰フィルター、例えば１／１，１／１０，１／１０
2 ，１／１０3 ，１／１０4 ，１／１０5 の透過率の６
枚のフィルターを必要とした。
する各光電変換器は、比較的暗い散乱光６も検出できる
ように高感度に設定されている。そのため、散乱光６の
照度（明るさ）が高い場合には、逆にその照度を減衰し
て光位置検出器８に導く必要がある。そのため、従来か
ら、光位置検出器８の前に、複数の減衰フィルターを有
する回転式減衰器を設け、被測定面３からの入射光の照
度に応じて減衰フィルターの減衰率を選択し、減衰フィ
ルターを通過する入射光の照度を調整していた。この調
整範囲は、光電変換器のラチチュードが２桁程度であ
り、入射光の照度は６〜７桁に達するため、４〜５桁分
の減衰フィルター、例えば１／１，１／１０，１／１０
2 ，１／１０3 ，１／１０4 ，１／１０5 の透過率の６
枚のフィルターを必要とした。
【０００８】減衰フィルターには、吸収型と反射型があ
り、１／１〜１／１０3 の比較的低い減衰率には吸収型
のＮＤフィルターが用いられ、１／１０4 以上の高い減
衰率には反射型のＮＤフィルターが用いられる。しか
し、かかる反射型ＮＤフィルターを使用する場合、フィ
ルターでの反射光がその前にあるレンズ系から反射され
て発生するゴースト光が光位置検出器に到達し、そのゴ
ースト光の強度が大きいため、照射点Ｐの位置を誤検出
する等の現象が発生する問題点があった。
り、１／１〜１／１０3 の比較的低い減衰率には吸収型
のＮＤフィルターが用いられ、１／１０4 以上の高い減
衰率には反射型のＮＤフィルターが用いられる。しか
し、かかる反射型ＮＤフィルターを使用する場合、フィ
ルターでの反射光がその前にあるレンズ系から反射され
て発生するゴースト光が光位置検出器に到達し、そのゴ
ースト光の強度が大きいため、照射点Ｐの位置を誤検出
する等の現象が発生する問題点があった。
【０００９】一方、吸収型のＮＤフィルターではこのよ
うな現象は生じないが、吸収型のみで１／１０4 以上の
高い減衰率を達成しようとすると、フィルターが厚く重
くなり、回転式減衰器に組み込むのが難しくなる問題点
があった。
うな現象は生じないが、吸収型のみで１／１０4 以上の
高い減衰率を達成しようとすると、フィルターが厚く重
くなり、回転式減衰器に組み込むのが難しくなる問題点
があった。
【００１０】すなわち、光位置検出器を用いた三角測量
方式のプロフィル測定装置では、従来から、その光位置
検出にＰＳＤ（Position Sencing Device)）またはリニ
アＣＣＤなどの多チャンネル検出器が用いられ、その出
力のピーク位置が被測定面３の照射点Ｐの位置となる
が、上述したように、高減衰率の反射型ＮＤフィルター
を用いた場合に、ゴースト光により出力の山が２つで
き、スポット光位置（シグナル光）を誤って検知するこ
とがある。かかる誤検出が発生すると、図５における受
光角βの測定精度が大幅に悪化するばかりでなく、この
誤検出に追従して受光ミラー（スキャニングミラー）の
受光角度も大きく変化し、結果として測定したデータが
全く使えなくなる問題点があった。
方式のプロフィル測定装置では、従来から、その光位置
検出にＰＳＤ（Position Sencing Device)）またはリニ
アＣＣＤなどの多チャンネル検出器が用いられ、その出
力のピーク位置が被測定面３の照射点Ｐの位置となる
が、上述したように、高減衰率の反射型ＮＤフィルター
を用いた場合に、ゴースト光により出力の山が２つで
き、スポット光位置（シグナル光）を誤って検知するこ
とがある。かかる誤検出が発生すると、図５における受
光角βの測定精度が大幅に悪化するばかりでなく、この
誤検出に追従して受光ミラー（スキャニングミラー）の
受光角度も大きく変化し、結果として測定したデータが
全く使えなくなる問題点があった。
【００１１】本発明は、かかる問題点を解決するために
創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、被
測定面からの入射光を高い減衰率で減衰でき、かつゴー
スト光の発生を大幅に低減でき、更に従来の回転式減衰
器に容易に組み込める薄さに構成できるゴースト防止フ
ィルターを提供することにある。
創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、被
測定面からの入射光を高い減衰率で減衰でき、かつゴー
スト光の発生を大幅に低減でき、更に従来の回転式減衰
器に容易に組み込める薄さに構成できるゴースト防止フ
ィルターを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、吸収型
ＮＤフィルタ−の背面に反射型ＮＤフィルタ−を設け、
吸収型ＮＤフィルタ−側を入射光側に向けて配置する、
ことを特徴とするゴースト防止フィルターが提供され
る。本発明の好ましい実施形態によれば、前記反射型Ｎ
Ｄフィルタ−は、前記吸収型ＮＤフィルタ−の背面にコ
ーティングされて形成される。また、前記吸収型ＮＤフ
ィルタ−の透過率Ｔｄが１／１０〜１／１０2 であるの
がよい。
ＮＤフィルタ−の背面に反射型ＮＤフィルタ−を設け、
吸収型ＮＤフィルタ−側を入射光側に向けて配置する、
ことを特徴とするゴースト防止フィルターが提供され
る。本発明の好ましい実施形態によれば、前記反射型Ｎ
Ｄフィルタ−は、前記吸収型ＮＤフィルタ−の背面にコ
ーティングされて形成される。また、前記吸収型ＮＤフ
ィルタ−の透過率Ｔｄが１／１０〜１／１０2 であるの
がよい。
【００１３】上記本発明の構成によれば、吸収型フィル
タ−の背面に反射型フィルタ−を設けているので、反射
型フィルタ−で反射された反射光がその前にあるレンズ
系から反射されて再度反射型フィルタ−に入射するまで
に、吸収型フィルタ−内を少なくとも２回余分に通過
し、吸収型ＮＤフィルタ−の透過率Ｔｄの２乗の減衰を
余分に受ける。従って、その透過率Ｔｄを１／１０〜１
／１０2 とすると、ゴ−スト光は入射光に比べて１／１
０2 〜１／１０4 となり、シグナル光とゴースト光の強
度に大きな差が発生し、シグナル光の位置検出等の測定
に全く支障をきたさなくなる。
タ−の背面に反射型フィルタ−を設けているので、反射
型フィルタ−で反射された反射光がその前にあるレンズ
系から反射されて再度反射型フィルタ−に入射するまで
に、吸収型フィルタ−内を少なくとも２回余分に通過
し、吸収型ＮＤフィルタ−の透過率Ｔｄの２乗の減衰を
余分に受ける。従って、その透過率Ｔｄを１／１０〜１
／１０2 とすると、ゴ−スト光は入射光に比べて１／１
０2 〜１／１０4 となり、シグナル光とゴースト光の強
度に大きな差が発生し、シグナル光の位置検出等の測定
に全く支障をきたさなくなる。
【００１４】また、被測定面からの入射光は、吸収型フ
ィルタ−による透過率Ｔｄと反射型ＮＤフィルタ−の透
過率Ｔｒで続けて減衰されるので、全体としてＴｄ×Ｔ
ｒの高い減衰率で減衰できる。例えば、透過率Ｔｄが１
／１０〜１／１０2 、透過率Ｔｒが１／１０2 〜１／１
０3 の場合、この透過率は、１／１０3 〜１／１０5と
なる。
ィルタ−による透過率Ｔｄと反射型ＮＤフィルタ−の透
過率Ｔｒで続けて減衰されるので、全体としてＴｄ×Ｔ
ｒの高い減衰率で減衰できる。例えば、透過率Ｔｄが１
／１０〜１／１０2 、透過率Ｔｒが１／１０2 〜１／１
０3 の場合、この透過率は、１／１０3 〜１／１０5と
なる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照して説明する。図１は、本発明のゴースト防止フィ
ルターを備えた光学式プロフィル測定装置の全体構成図
である。この図において、光学式プロフィル測定装置１
０は、被測定面３にレーザビーム５（レーザ光）を投光
する投光部１２と、被測定面３のスポット光位置（照射
点Ｐ）からのレーザ光の散乱光６を受光する受光部１４
とを備えている。被測定面３は、この図では高炉に装入
されたコークスと鉄鋼石の積層面であるが、本発明はこ
れに限定されず、その他の被測定面にも適用することが
できる。
参照して説明する。図１は、本発明のゴースト防止フィ
ルターを備えた光学式プロフィル測定装置の全体構成図
である。この図において、光学式プロフィル測定装置１
０は、被測定面３にレーザビーム５（レーザ光）を投光
する投光部１２と、被測定面３のスポット光位置（照射
点Ｐ）からのレーザ光の散乱光６を受光する受光部１４
とを備えている。被測定面３は、この図では高炉に装入
されたコークスと鉄鋼石の積層面であるが、本発明はこ
れに限定されず、その他の被測定面にも適用することが
できる。
【００１６】図１において、投光部１２は、レーザコン
トローラ１２ａ、レーザ電源部１２ｂ、レーザ発振器１
２ｃ及びミラースキャナ１３からなり、レーザ発振器１
２ｃから出射されたレーザビーム５を被測定面３に向け
て反射し、かつミラーの揺動により被測定面３を走査す
るようになっている。
トローラ１２ａ、レーザ電源部１２ｂ、レーザ発振器１
２ｃ及びミラースキャナ１３からなり、レーザ発振器１
２ｃから出射されたレーザビーム５を被測定面３に向け
て反射し、かつミラーの揺動により被測定面３を走査す
るようになっている。
【００１７】受光部１４は、ミラースキャナ１４ａ、レ
ンズ１４ｂ、回転式光減衰器２２、受光器アレイ２０
（光位置検出器）及び受光制御盤１５からなり、投光部
１２で投光される被測定面３の照射点Ｐに応じてミラー
を揺動させ、被測定面３の照射点Ｐからの散乱光６を常
に安定して光位置検出器２０に向けて反射させるように
なっている。更に、図中の１６はシステム制御部、１６
ａはシステム制御盤、１６ｂはディスプレイであり、光
位置検出器２０で得られたデータを基に被測定面３のプ
ロフィルをディスプレイ１６ｂ上に表示するようになっ
ている。
ンズ１４ｂ、回転式光減衰器２２、受光器アレイ２０
（光位置検出器）及び受光制御盤１５からなり、投光部
１２で投光される被測定面３の照射点Ｐに応じてミラー
を揺動させ、被測定面３の照射点Ｐからの散乱光６を常
に安定して光位置検出器２０に向けて反射させるように
なっている。更に、図中の１６はシステム制御部、１６
ａはシステム制御盤、１６ｂはディスプレイであり、光
位置検出器２０で得られたデータを基に被測定面３のプ
ロフィルをディスプレイ１６ｂ上に表示するようになっ
ている。
【００１８】図２は、図１の受光部１４の部分構成図で
ある。この図に示すように、受光部１４のレンズ１４ｂ
は、通常収差補正の目的で２枚以上のレンズ系で構成さ
れ、光位置検出器２０の焦点面に正確に焦点を結ぶよう
に構成されている。そのため、このレンズ系の光位置検
出器２０側は通常凸球面に形成されている。
ある。この図に示すように、受光部１４のレンズ１４ｂ
は、通常収差補正の目的で２枚以上のレンズ系で構成さ
れ、光位置検出器２０の焦点面に正確に焦点を結ぶよう
に構成されている。そのため、このレンズ系の光位置検
出器２０側は通常凸球面に形成されている。
【００１９】回転式光減衰器２２は、光位置検出器２０
の光軸Ｚと平行な回転軸２２ａを中心に回転可能なフィ
ルター取付板２２ｂと、このフィルター取付板２２ｂを
所定の角度（例えば、６０°）づつ旋回させる駆動モー
タ２２ｃとを備えている。フィルター取付板２２ｂの周
囲には、減衰フィルター２３を取り付けるフィルター取
付金具が設けられ、その位置のフィルター取付板には開
口が設けられている。この構成で駆動モータ２２ｃでフ
ィルター取付板２２ｂを所定の角度づつ旋回させること
により、所望の減衰率を有する減衰フィルター２３を光
軸Ｚ上に自由に挿入することができる。また、本発明の
ゴースト防止フィルター２４は、この減衰フィルター２
３のうちの１枚又は複数枚として使用するものである。
の光軸Ｚと平行な回転軸２２ａを中心に回転可能なフィ
ルター取付板２２ｂと、このフィルター取付板２２ｂを
所定の角度（例えば、６０°）づつ旋回させる駆動モー
タ２２ｃとを備えている。フィルター取付板２２ｂの周
囲には、減衰フィルター２３を取り付けるフィルター取
付金具が設けられ、その位置のフィルター取付板には開
口が設けられている。この構成で駆動モータ２２ｃでフ
ィルター取付板２２ｂを所定の角度づつ旋回させること
により、所望の減衰率を有する減衰フィルター２３を光
軸Ｚ上に自由に挿入することができる。また、本発明の
ゴースト防止フィルター２４は、この減衰フィルター２
３のうちの１枚又は複数枚として使用するものである。
【００２０】図３は、本発明のゴースト防止フィルター
の原理図である。図３（Ａ）に示すように、本発明のゴ
ースト防止フィルター２４は、吸収型ＮＤフィルタ−２
４ａの背面に反射型ＮＤフィルタ−２４ｂを設けたもの
である。また、このゴースト防止フィルター２４は、こ
の図のように吸収型ＮＤフィルタ−側を入射光側に向け
て位置決めする。更に、吸収型ＮＤフィルタ−２４ａの
透過率Ｔｄは１／１０〜１／１０2 であり、背面の反射
型ＮＤフィルタ−２４ｂの透過率Ｔｒは１／１０2 〜１
／１０3 であるのがよい。
の原理図である。図３（Ａ）に示すように、本発明のゴ
ースト防止フィルター２４は、吸収型ＮＤフィルタ−２
４ａの背面に反射型ＮＤフィルタ−２４ｂを設けたもの
である。また、このゴースト防止フィルター２４は、こ
の図のように吸収型ＮＤフィルタ−側を入射光側に向け
て位置決めする。更に、吸収型ＮＤフィルタ−２４ａの
透過率Ｔｄは１／１０〜１／１０2 であり、背面の反射
型ＮＤフィルタ−２４ｂの透過率Ｔｒは１／１０2 〜１
／１０3 であるのがよい。
【００２１】以下、図３を基に、本発明の原理を説明す
る。本発明のゴースト防止フィルターの場合、図３
（Ｂ）は、従来の反射型ＮＤフィルタ−２４ｂで透過率
Ｔｒが１／１０5 の場合である。図３（Ｂ）の場合、入
射光の強度をＩ0 とすると、フィルターを通過して光位
置検出器２０に入るシグナル光の強度はＩｓ＝Ｉ0 ×Ｔ
ｒ．．．（式１）となる。一方、反射型ＮＤフィルタ−
２４ｂで反射された光の強度はＩｒ＝Ｉ0 ×（１−Ｔ
ｒ）．．．（式２）であり、これが上述したレンズ系で
１００％反射して再度入射すると、その通過光、すなわ
ちゴースト光の強度は、Ｉｇ＝Ｉｒ×Ｔｒ＝Ｉ0 ×（１
−Ｔｒ）×Ｔｒ＝Ｉｓ×（１−Ｔｒ）．．．（式３）と
なる。従って、シグナル光とゴースト光の強度比は、
１：１−Ｔｒであり、透過率Ｔｒが非常に小さい（１／
１０5 ）ため、両者の差はほとんどなく、上述したよう
にゴースト光により出力の山が２つでき、スポット光位
置（シグナル光）を誤って検知する問題が発生する。
る。本発明のゴースト防止フィルターの場合、図３
（Ｂ）は、従来の反射型ＮＤフィルタ−２４ｂで透過率
Ｔｒが１／１０5 の場合である。図３（Ｂ）の場合、入
射光の強度をＩ0 とすると、フィルターを通過して光位
置検出器２０に入るシグナル光の強度はＩｓ＝Ｉ0 ×Ｔ
ｒ．．．（式１）となる。一方、反射型ＮＤフィルタ−
２４ｂで反射された光の強度はＩｒ＝Ｉ0 ×（１−Ｔ
ｒ）．．．（式２）であり、これが上述したレンズ系で
１００％反射して再度入射すると、その通過光、すなわ
ちゴースト光の強度は、Ｉｇ＝Ｉｒ×Ｔｒ＝Ｉ0 ×（１
−Ｔｒ）×Ｔｒ＝Ｉｓ×（１−Ｔｒ）．．．（式３）と
なる。従って、シグナル光とゴースト光の強度比は、
１：１−Ｔｒであり、透過率Ｔｒが非常に小さい（１／
１０5 ）ため、両者の差はほとんどなく、上述したよう
にゴースト光により出力の山が２つでき、スポット光位
置（シグナル光）を誤って検知する問題が発生する。
【００２２】これに対して、図３（Ａ）に示す本発明の
ゴースト防止フィルターでは、例えば、フィルターを通
過して光位置検出器２０に入るシグナル光の強度はＩｓ
＝Ｉ 0 ×Ｔｄ×Ｔｒ．．．（式４）となる。一方、反射
型ＮＤフィルタ−２４ｂで反射した光は、その段階で吸
収型ＮＤフィルタ−２４ａにより減衰されており、更に
反射してもどる際に減衰されるので、反射光の強度はＩ
ｒ＝Ｉ0 ×Ｔｄ×（１−Ｔｒ）×Ｔｄ．．．（式５）で
ある。この反射光がレンズ系で１００％反射して再度入
射すると、その通過光、すなわちゴースト光の強度は、
Ｉｇ＝Ｉ0 ×Ｔｄ×（１−Ｔｒ）×Ｔｄ×Ｔｄ×Ｔｒ＝
Ｉ0 ×Ｔｄ×Ｔｒ×（１−Ｔｒ）×Ｔｄ 2 ＝Ｉｓ×（１
−Ｔｒ）×Ｔｄ2 ．．．（式６）となる。従って、シグ
ナル光とゴースト光の強度比は、１：（１−Ｔｒ）×Ｔ
ｄ2 ≒１：Ｔｄ2 となり、吸収型ＮＤフィルタ−２４ａ
の透過率Ｔｄを１／１０〜１／１０2 と比較的小さい減
衰率にした場合でも、ゴースト光の強度はその二乗の１
／１０2 〜１／１０4 となり、ゴースト光はほとんど消
えて、シグナル光の位置検出等の測定に全く支障をきた
さなくなる。
ゴースト防止フィルターでは、例えば、フィルターを通
過して光位置検出器２０に入るシグナル光の強度はＩｓ
＝Ｉ 0 ×Ｔｄ×Ｔｒ．．．（式４）となる。一方、反射
型ＮＤフィルタ−２４ｂで反射した光は、その段階で吸
収型ＮＤフィルタ−２４ａにより減衰されており、更に
反射してもどる際に減衰されるので、反射光の強度はＩ
ｒ＝Ｉ0 ×Ｔｄ×（１−Ｔｒ）×Ｔｄ．．．（式５）で
ある。この反射光がレンズ系で１００％反射して再度入
射すると、その通過光、すなわちゴースト光の強度は、
Ｉｇ＝Ｉ0 ×Ｔｄ×（１−Ｔｒ）×Ｔｄ×Ｔｄ×Ｔｒ＝
Ｉ0 ×Ｔｄ×Ｔｒ×（１−Ｔｒ）×Ｔｄ 2 ＝Ｉｓ×（１
−Ｔｒ）×Ｔｄ2 ．．．（式６）となる。従って、シグ
ナル光とゴースト光の強度比は、１：（１−Ｔｒ）×Ｔ
ｄ2 ≒１：Ｔｄ2 となり、吸収型ＮＤフィルタ−２４ａ
の透過率Ｔｄを１／１０〜１／１０2 と比較的小さい減
衰率にした場合でも、ゴースト光の強度はその二乗の１
／１０2 〜１／１０4 となり、ゴースト光はほとんど消
えて、シグナル光の位置検出等の測定に全く支障をきた
さなくなる。
【００２３】
【実施例】図４は、図２の光位置検出器による各光電変
換器の出力例である。この図において、（Ａ）は従来の
出力例、（Ｂ）は本発明のゴースト防止フィルターを用
いた出力例である。受光器アレイ、すなわち、光位置検
出器２０は、図４（Ａ）に示すように、複数（この例で
は３２チャンネル）の光電変換器からなる。また、上述
したシステム制御盤１６ａにより、各光電変換器の出力
レベルを比較し、その最大出力位置を光位置検出器上の
照射点Ｐと判断し、これから被測定面３上の照射点Ｐの
垂直高さと水平位置を演算して、そのプロフィルを求め
るようになっている。
換器の出力例である。この図において、（Ａ）は従来の
出力例、（Ｂ）は本発明のゴースト防止フィルターを用
いた出力例である。受光器アレイ、すなわち、光位置検
出器２０は、図４（Ａ）に示すように、複数（この例で
は３２チャンネル）の光電変換器からなる。また、上述
したシステム制御盤１６ａにより、各光電変換器の出力
レベルを比較し、その最大出力位置を光位置検出器上の
照射点Ｐと判断し、これから被測定面３上の照射点Ｐの
垂直高さと水平位置を演算して、そのプロフィルを求め
るようになっている。
【００２４】図４（Ａ）の例では、被測定面からのシグ
ナル光Ｓの他にゴースト光Ｇが発生している。従って、
この場合に、照射点Ｐの位置を誤検出するおそれがあ
る。これに対して、図４（Ｂ）の例では、（Ａ）のゴー
スト光Ｇのみが完全に消えている。すなわち、本発明の
ゴースト防止フィルターを用いることにより、ゴースト
光の発生を大幅に低減できることが確認された。
ナル光Ｓの他にゴースト光Ｇが発生している。従って、
この場合に、照射点Ｐの位置を誤検出するおそれがあ
る。これに対して、図４（Ｂ）の例では、（Ａ）のゴー
スト光Ｇのみが完全に消えている。すなわち、本発明の
ゴースト防止フィルターを用いることにより、ゴースト
光の発生を大幅に低減できることが確認された。
【００２５】なお、本発明の方法は、上述した実施例に
限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々に変
更できることは勿論である。例えば、上述した実施形態
及び実施例では、光学式プロフィル測定装置に適用した
場合について詳述したが、本発明のゴースト防止フィル
ターは、その他の装置にも同様に適用することができ
る。
限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々に変
更できることは勿論である。例えば、上述した実施形態
及び実施例では、光学式プロフィル測定装置に適用した
場合について詳述したが、本発明のゴースト防止フィル
ターは、その他の装置にも同様に適用することができ
る。
【００２６】
【発明の効果】上述したように、本発明の構成によれ
ば、反射型フィルタ−で反射された反射光がその前にあ
るレンズ系から反射されて再度反射型フィルタ−に入射
するまでに、吸収型フィルタ−内を少なくとも２回余分
に通過し、吸収型ＮＤフィルタ−の透過率Ｔｄの２乗の
減衰を余分に受ける。従って、その透過率Ｔｄを１／１
０〜１／１０2 とすると、ゴ−スト光は入射光に比べて
１／１０2 〜１／１０4 となり、ゴースト光をほとんど
なくすことができる。
ば、反射型フィルタ−で反射された反射光がその前にあ
るレンズ系から反射されて再度反射型フィルタ−に入射
するまでに、吸収型フィルタ−内を少なくとも２回余分
に通過し、吸収型ＮＤフィルタ−の透過率Ｔｄの２乗の
減衰を余分に受ける。従って、その透過率Ｔｄを１／１
０〜１／１０2 とすると、ゴ−スト光は入射光に比べて
１／１０2 〜１／１０4 となり、ゴースト光をほとんど
なくすことができる。
【００２７】また、被測定面からの入射光は、吸収型フ
ィルタ−による透過率Ｔｄと反射型ＮＤフィルタ−の透
過率Ｔｒで続けて減衰されるので、全体としてＴｄ×Ｔ
ｒの高い減衰率で減衰できる。
ィルタ−による透過率Ｔｄと反射型ＮＤフィルタ−の透
過率Ｔｒで続けて減衰されるので、全体としてＴｄ×Ｔ
ｒの高い減衰率で減衰できる。
【００２８】更に、本発明のゴースト防止フィルター
は、１枚の吸収型フィルタ−と１枚の反射型フィルタ−
を密着して構成できるので、５ｍｍ前後の厚い吸収型フ
ィルタ−を２〜３枚組み合わせた場合の厚さ（１０〜１
５ｍｍ）に比較して、反射型フィルタ−の厚さは薄くで
きる（例えば１．５ｍｍ程度）ので、ゴースト防止フィ
ルター全体の厚さを６．５ｍｍ程度にすることができ、
従来の回転式減衰器に容易に組み込むことができる。
は、１枚の吸収型フィルタ−と１枚の反射型フィルタ−
を密着して構成できるので、５ｍｍ前後の厚い吸収型フ
ィルタ−を２〜３枚組み合わせた場合の厚さ（１０〜１
５ｍｍ）に比較して、反射型フィルタ−の厚さは薄くで
きる（例えば１．５ｍｍ程度）ので、ゴースト防止フィ
ルター全体の厚さを６．５ｍｍ程度にすることができ、
従来の回転式減衰器に容易に組み込むことができる。
【００２９】従って、本発明のゴースト防止フィルター
は、被測定面からの入射光を高い減衰率で減衰でき、か
つゴースト光の発生を大幅に低減でき、更に従来の回転
式減衰器に容易に組み込める薄さに構成できる、等の優
れた効果を有する。
は、被測定面からの入射光を高い減衰率で減衰でき、か
つゴースト光の発生を大幅に低減でき、更に従来の回転
式減衰器に容易に組み込める薄さに構成できる、等の優
れた効果を有する。
【図１】本発明のゴースト防止フィルターを備えた光学
式プロフィル測定装置の全体構成図である。
式プロフィル測定装置の全体構成図である。
【図２】図１の受光部１４の部分構成図である。
【図３】本発明のゴースト防止フィルターの原理図であ
る。
る。
【図４】図２の光位置検出器による各光電変換器の出力
例である。
例である。
【図５】従来の光学式プロフィル測定装置の模式的構成
図である。
図である。
【図６】光学式プロフィル測定装置の原理図である。
３ 被測定面 ５ レーザビーム ６ 散乱光 ７ 受光光学系 ８ 光位置検出器 ８ａ 光電変換器 １０ 光学式プロフィル測定装置 １２ 投光部 １２ａ レーザコントローラ １２ｂ レーザ電源部 １２ｃ レーザ発振器 １３ ミラースキャナ １４ 受光部 １４ａ ミラースキャナ １４ｂ レンズ １５ 受光制御盤 １６ システム制御部 １６ａ システム制御盤 １６ｂ ディスプレイ ２０ 受光器アレイ（光位置検出器） ２０ａ 光電変換器 ２２ 回転式光減衰器 ２２ａ 回転軸 ２２ｂ フィルター取付板 ２２ｃ 駆動モータ ２３ 減衰フィルター ２４ ゴースト防止フィルター ２４ａ 吸収型ＮＤフィルター ２４ｂ 反射型ＮＤフィルタ−
フロントページの続き (72)発明者 中西 勉 北海道室蘭市仲町12番地 ニッテツ北海道 制御システム株式会社内 Ｆターム(参考） 2F065 AA02 AA06 AA07 BB29 CC39 DD03 DD11 FF09 FF24 FF65 GG04 GG12 HH02 JJ02 JJ09 JJ25 LL12 LL24 MM16 MM26 QQ43 SS13 UU07 2H042 AA06 AA09 AA11 AA21
Claims (3)
- 【請求項１】 吸収型ＮＤフィルタ−の背面に反射型Ｎ
Ｄフィルタ−を設け、吸収型ＮＤフィルタ−側を入射光
側に向けて配置する、ことを特徴とするゴースト防止フ
ィルター。 - 【請求項２】 前記反射型ＮＤフィルタ−は、前記吸収
型ＮＤフィルタ−の背面にコーティングされて形成され
る、ことを特徴とする請求項１に記載のゴースト防止フ
ィルター。 - 【請求項３】 前記吸収型ＮＤフィルタ−の透過率Ｔｄ
が１／１０〜１／１０2 である、ことを特徴とする請求
項１又は２に記載のゴースト防止フィルター。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11914899A JP4247729B2 (ja) | 1999-04-27 | 1999-04-27 | 照射点検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11914899A JP4247729B2 (ja) | 1999-04-27 | 1999-04-27 | 照射点検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000310702A true JP2000310702A (ja) | 2000-11-07 |
| JP4247729B2 JP4247729B2 (ja) | 2009-04-02 |
Family
ID=14754113
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11914899A Expired - Lifetime JP4247729B2 (ja) | 1999-04-27 | 1999-04-27 | 照射点検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4247729B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005283855A (ja) * | 2004-03-29 | 2005-10-13 | Fujitsu Ltd | フィルタ、その製造方法、撮像装置及び電子装置 |
| JP2005313480A (ja) * | 2004-04-28 | 2005-11-10 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | 画像記録装置および光ビーム強度補正方法 |
-
1999
- 1999-04-27 JP JP11914899A patent/JP4247729B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005283855A (ja) * | 2004-03-29 | 2005-10-13 | Fujitsu Ltd | フィルタ、その製造方法、撮像装置及び電子装置 |
| JP4563709B2 (ja) * | 2004-03-29 | 2010-10-13 | 富士通株式会社 | フィルタ及び電子装置 |
| JP2005313480A (ja) * | 2004-04-28 | 2005-11-10 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | 画像記録装置および光ビーム強度補正方法 |
| JP4493077B2 (ja) * | 2004-04-28 | 2010-06-30 | 大日本スクリーン製造株式会社 | 画像記録装置および光ビーム強度補正方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4247729B2 (ja) | 2009-04-02 |
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