JP2004020379A - Shape measuring apparatus and light source device - Google Patents

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Katsuya Ueki
植木 勝也
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田壷 宏和
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中島 利郎
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a shape measuring apparatus for allowing light from a linear light source section to efficiently contribute to the shape measurement of a body to be measured and for securing the degree of freedom to the deviation of a light axis, and to obtain the light source device. <P>SOLUTION: The shape measuring apparatus 1 comprises a linear light source section 103 where LEDs 102 are arranged straightly; an imaging section 104 for imaging light from the light source section 103 on an image forming surface; and a measurement section 106 for measuring the shape of a hot-rolled steel plate 105 between the linear light source section 103 and the imaging section 104 according to information from the imaging section 104. The shape measuring apparatus 1 has a polarizing means 6 arranged between the linear light source section 103 and the hot-rolled steel plate 105. The polarizing means 6 comprises: a first polarizing plate 2 having a first polarizing surface 4 for polarizing so that the quantity of light from the LEDs 102 is made uniform in the arrangement direction of the LEDs 102; and a second polarizing plate 3 having a second polarizing surface 5 for polarizing so that the quantity of light is made uniform in the direction vertical to the arrangement direction. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば圧延鋼板等の形状を光を用いて測定する形状測定装置、及び例えばその形状測定装置に用いられる光源装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図5は、従来の形状測定装置を示す斜視図である。図5において、従来の形状測定装置101は、直線状に配列された複数の発光体であるLED102を有する直線状光源部103と、この直線状光源部103に対向して配置され、結像面に直線状光源部103からの光が結像される撮像部104と、この撮像部104に電気的に接続された測定部106とを備えている。直線状光源部103及び撮像部104は、ともに鉄鋼等の架台に固定されている。この形状測定装置101においては、被測定体である例えば熱延鋼板105が直線状光源部103と撮像部104との間を移動するようになっており、この熱延鋼板105により撮像部104の結像面に結像される直線状光源部103からの光が部分的に遮蔽されるようになっている。
【0003】
直線状光源部103のLED102は、例えば5mmの中心間距離で配列されている。このLED102からの光の波長は、青色域の波長である。LED102の光が青色であるのは、例えば熱延鋼板105が赤く熱せられた状態であっても、フィルタによりLED102からの青色光と異なる波長の熱延鋼板105からの赤色光を容易に除去でき、LED102からの光を選択して撮像部104の撮像面に結像させることができるからである。
【0004】
撮像部104は、LED102が配列されている方向に沿って、複数配列されている。直線状光源部103からの光は、各撮像部104で分担して、それぞれの結像面に結像されるようになっている。即ち、各撮像部104は、その画角によって決定される処理範囲が、それぞれ直線状光源部103の一部分に設定され、各撮像部104の処理範囲を総合することにより直線状光源部103全体からの光が撮像されるようになっている。
【0005】
測定部106は、各撮像部104の結像面において、直線状光源部103からの光が到達して結像される部分と、熱延鋼板105が遮蔽することによってその光が到達しない部分、即ち熱延鋼板105のシルエット部分とを検出して得られた情報を、演算処理することにより熱延鋼板105の縁部形状、例えば板幅及び縁部の凹凸等を測定するようになっている。この測定部106は、各撮像部104の結像面からの情報を一定のパルス周期で得ており、これにより熱延鋼板105の移動方向に沿った熱延鋼板105の縁部形状を測定するようになっている。
【0006】
従って、熱延鋼板105の形状測定の際には、熱延鋼板105が直線状光源部103と撮像部104との間を移動され、各撮像部104の結像面における熱延鋼板105のシルエット部分が測定部106において検出されて演算処理される。
【0007】
また、直線状光源部103の複数のLED102が例えば5mm間隔で配列されて構成されていることから、各LED102からの光は、撮像部104の結像面においてLED102の配置間隔で結像される。即ち、結像面上においては、LED102からの光による輝度がLED102の配置間隔ごと、例えば5mm間隔ごとに大きくなり、その間の輝度はそれより小さくなる。この小さい輝度の部分に熱延鋼板105のシルエット部分の縁部がくると、シルエット部分と小さい輝度の部分との区別がされにくく明確とならないため、LED102の配置間隔ごと、例えば5mm単位の精度の形状測定しかできない。
【0008】
形状測定の精度を向上させるために、従来から直線状光源部103と熱延鋼板105との間に磨りガラスを配置する工夫がなされている。図6は、従来の磨りガラスを適用した形状測定装置の要部斜視図である。図6において、磨りガラス107は、LED102の配列方向に平行に配置されている。この磨りガラス107は、図5における直線状光源部103と熱延鋼板105との間に配置されており、直線状光源部103の光が一旦磨りガラス107を介してから熱延鋼板105あるいは撮像部104に到達するようになっている。
【0009】
この磨りガラス107は、直線状光源部103からの光をあらゆる方向に偏光して散乱させるようになっている。磨りガラス107は、LED102の配列方向にも光を散乱させるので、撮像部104の結像面に結像される光の光量は分散し、結像面におけるLED102の配列方向に沿った輝度の差が小さくなって均一に近づく。即ち、結像面における例えば5mmごとの輝度の大小の差が小さくなって、小さい輝度の部分でも熱延鋼板105によるシルエット部分を区別できる程度の輝度を確保することができるようになる。
【0010】
このようにすることで、形状測定の精度を向上させることができるが、磨りガラス107は、あらゆる方向に光を散乱させるようになっているので、各LED102から撮像部104に到達できる光、即ち熱延鋼板105の形状測定に寄与する光は、ほんの一部しかなく、ほとんどの光はこの形状測定に寄与しない。従って、各LED102の光を強くする必要があり、発光させるための電力が増大することになる。
【0011】
このLED102に供給される電力を抑制するために、磨りガラス107に代えて、光を散乱させずに各LED102を含む平面上で主として偏光する一方向偏光板を適用する工夫が従来からなされている。図7は、一方向偏光板が適用された従来の形状測定装置の要部側面図である。図7において、一方向偏光板108は、この一方向偏光板108に垂直で、かつ、LED102の配列方向に平行ないずれの平面においても、その断面形状が同一となっている。その断面形状は、撮像部104側が直線109で、直線状光源部103側が曲線110の略長方形となっている。直線状光源部103側の曲線110は、直線状光源部103側に中央部がなだらかに盛り上がった曲線部111が複数、LED102の配列方向に連なることにより構成されている。
【0012】
従って、各LED102及び各撮像部104を含む平面上においては、各LED102から一方向偏光板108に入射される光は、この平面から外れることなく、この平面上で様々な方向に偏光される。この偏光された光は、この平面上で分散されているので、結像面におけるLED102の配列方向に沿った輝度の差が小さくなって均一に近づき、小さい輝度の部分でも熱延鋼板105によるシルエット部分を区別できる程度の輝度を確保することができるようになる。それとともに、一方向偏光板108は、LED102からの光を、磨りガラス107のようにあらゆる方向に散乱することなく、主としてLED102の配列方向に偏光するので、直線状光源部103からの光が熱延鋼板105の形状測定に寄与する割合が大きくなる。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、例えば熱延鋼板105からの熱により直線状光源部103を支持する架台が変形したり、熱延鋼板105の移動により直線状光線部103が振動したりすることで、各LED102及び各撮像部104が同一平面上に存在しなくなる場合がある。この場合、一方向偏光板108は、直線状光源部103からの光を熱延鋼板105の移動方向に分散させるようになっていないので、各撮像部104と直線状光源部103との関係における光軸が少しずれても、各撮像部104の画角により決定される撮像範囲に直線状光源部103からの光が入らなくなり、その結像面に光が結像されなくなる。即ち、一方向偏光板108を適用した場合には、形状測定装置は、直線状光源部103と撮像部104との関係における光軸のずれに対して許容度が小さく、この光軸の調整に労力を費やしたり、少しの光軸ずれで光軸調整の作業が必要となったりするという問題点があった。
【0014】
また、磨りガラス107を適用した場合には、直線状光源部103からの光があらゆる方向に散乱されるので、その光は熱延鋼板105の移動方向にも分散され、直線状光源部103と撮像部104との関係における光軸が多少ずれたとしても、各撮像部104の撮像範囲に光が入ることができる。従って、この場合には、形状測定装置は、直線状光源部103と撮像部104との関係における光軸のずれに対して許容度が大きくなり、一方向偏光板107を適用した場合のような問題点は解消できるが、効率的に直線状光源部103からの光を熱延鋼板105の形状測定に寄与させることができなくなることから、上記のように消費電力が大きくなるという問題点が発生する。
【0015】
そこでこの発明は、上記のような問題点を解決することを課題とするもので、直線状光源部からの光を効率的に被測定体の形状測定に寄与させるとともに、光軸ずれに対する自由度を確保する形状測定装置、及び直線状光源部からの光を効率的に均一に近づける光源装置を得ることを目的とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る形状測定装置は、直線状に配列された複数の発光体を有する直線状光源部と、直線状光源部に対向して配置され、直線状光源部からの光を結像面に結像する撮像部と、撮像部からの情報により、直線状光源部及び撮像部の間に介在される被測定体の形状を測定する測定部と、直線状光源部及び被測定体の間に配置され、各発光体からの光量を主として発光体の配列方向に沿って均一化するように発光体からの光を偏光する第1偏光面と、各発光体からの光量を主として発光体の配列方向と異なる方向に沿って均一化するように発光体からの光を偏光する第2偏光面とを有する偏光手段とを備えている。
【0017】
また、偏光手段は、その偏光手段と発光体との距離をL、互いに隣り合う発光体の間隔をx、発光体の指向角をθとすると、L≧x/tan(θ/2)の関係を満たすように配置されている。
【0018】
また、偏光手段は、第1偏光面及び第2偏光面を有する偏光板である。
【0019】
また、撮像部の画角は、発光体の指向角よりも小さくなっている。
【0020】
また、直線状に配列された複数の発光体を有する直線状光源部と、直線状光源部に対向して配置され、各発光体からの光量を主として発光体の配列方向に沿って均一化するように直線状光源部からの光を偏光する第1偏光面、及び各発光体からの光量を主として発光体の配列方向と異なる方向に沿って均一化するように発光体からの光を偏光する第2偏光面を有する偏光手段とを備えている。
【0021】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1に係る形状測定装置の模式的な側面図であり、図2は、図1の要部斜視図である。図1及び図2において、形状測定装置1は、従来と同様の構成の、直線状光源部103と、複数の撮像部104と、測定部106とを備えている。また、被測定体である熱延鋼板105も従来と同様に直線状光源部103と撮像部104との間を移動するようになっている。
【0022】
また、形状測定装置1は、直線状光源部103と熱延鋼板105との間に配置された、第1偏光板2及び第2偏光板3を備えている。第1偏光板2は、直線状光源部103と第2偏光板3との間に配置されている。第1偏光板2は、各LED102からの光量を主としてLED102の配列方向に沿って均一化するように直線状光源部103からの光を偏光する第1偏光面4を有している。第2偏光板3は、各LED102からの光量を主としてLED102の配列方向と垂直な方向に沿って均一化するように直線状光源部103からの光を偏光する第2偏光面5を有している。なお、偏光手段6は、第1偏光板2と第2偏光板3とを有している。
【0023】
図1に示すように、撮像部104の画角θは、各LED102の指向角θよりも小さくなっている。また、図3に示すように、第1偏光板2は、偏光手段6の第1偏光板2の直線状光源部103側の面とLED102の指向角の中心点との距離をL、互いに隣り合うLED102の中心間距離をx、LED102の指向角をθとすると、
L≧x/tan(θ/2)
を満たすように配置されている。
【0024】
第1偏光板2は、第1偏光面4を撮像部104に向けて配置されている。第1偏光面4は、LED102の配列方向に垂直な方向に延びた断面弧状の第1曲面部7がLED102の配列方向に沿って連続して複数配列されて成っている。各第1曲面部7は、撮像部104側へ向けて凸となるように湾曲した断面となっている。第1偏光板2の直線状光源部103側の面は、平面8となっている。また、第1偏光板2は、この第1偏光板2に垂直で、かつ、LED102の配列方向に平行ないずれの平面においても、断面形状が同一となっている。
【0025】
第2偏光板3は、第2偏光面5を撮像部104に向けて配置されている。第2偏光面5は、LED102の配列方向に沿って延びた断面弧状の第2曲面部9がLED102の配列方向に垂直な方向に連続して複数配列されて成っている。各第2曲面部9は、撮像部104側へ向けて凸となるように湾曲した断面となっている。第2偏光板3の直線状光源部103側の面は、平面10となっている。また、第2偏光板3は、この第2偏光板3に垂直で、かつ、LED102の配列方向に垂直ないずれの平面においても、断面形状が同一となっている。
【0026】
形状測定装置1においても従来と同様にして熱延鋼板105の形状測定がなされる。即ち、熱延鋼板105が偏光手段6と撮像部104との間を移動され、各撮像部104の結像面に熱延鋼板105のシルエット部分が形成される。この結像面における情報が測定部106によって検出され演算処理されることにより、熱延鋼板105の板幅等の形状が測定される。
【0027】
形状測定装置1は、このような構成となっているので、各LED102からの光は、第1偏光板2を通過する際に、第1偏光面4により各LED102及び各撮像部104を含む平面上で、この平面から外れることなく偏光される。また、この光は、第2偏光板3を通過する際には、第2偏光面5により各LED102及び各撮像部104を含む平面に垂直な平面上で、この平面から外れることなく偏光される。この偏光は、撮像部104の結像面において、仮に偏光手段6がない場合にこの光が結像されるであろう箇所とは異なる箇所に光を結像させることを示し、しかも光が偏光手段6に到達する箇所によって偏光方向がそれぞれ異なることにより、結像面にその光が結像される範囲が広がることを示している。即ち、各LED102からの光は、第1偏光板2によって複数の第1曲面部7の配列方向に沿って分散され、第2偏光板3によって複数の第2曲面部9の配列方向に沿って分散される。従って、各撮像部104の結像面におけるLED102の配列方向に沿った輝度の差が小さくなって均一に近づくとともに、LED102の配列方向に垂直な方向にも、第2偏光板3により分散された光がその結像面に結像されることから、熱延鋼板105によるシルエット部分との区別が可能な輝度の範囲が広がる。
【0028】
従って、実施の形態1に係る形状測定装置1によれば、直線状光源部103からの光を効率的に熱延鋼板105の形状測定に寄与させることができ、直線状光源部103に供給される電力を抑制することができる。
また、形状測定装置1は、各撮像部104の結像面におけるLED102の配列方向に沿った輝度の差を小さくして、均一に近づけることができる。このことから、熱延鋼板105の形状測定の精度が向上する。
さらに、形状測定装置1は、架台の熱変形等による直線状光源部103と各撮像部104との関係における光軸のずれが発生した場合であっても、ある範囲内で、第2偏光板3によってLED102の配列方向に垂直な方向にも熱延鋼板105によるシルエット部分との区別が可能な輝度を確保できるので、この光軸ずれに対応できる許容度が大きくなる。
【0029】
さらに、撮像部104の画角θは、各LED102の指向角θよりも小さくなっていることから、偏光手段6において、撮像部104の画角θによって決定される撮像範囲内に、もし画角θと同一あるいは小さい指向角のLEDならば入ってこないはずの、さらに外側のLED102からの光が入ってくるので、その撮像範囲の周縁部での光量が低下することを抑制することができる。
【0030】
また、偏光手段6は、その最もLED102側の面とLED102の指向角の中心点との距離をL、互いに隣り合うLED102の中心間距離をx、LED102の指向角をθとすると、L≧x/tan(θ/2)を満たすように配置されている。このことから、第1偏光板2において、少なくとも2つ以上のLED102からの光が、LED102の配列方向に沿った箇所で重なることになるので、各撮像部104の結像面における輝度が、LED102の配列方向に沿って極端に小さくなる箇所がなくなり、全体的に向上する。
【0031】
このように、形状測定装置1は、直線状光源部103からの光の効率的な利用、熱延鋼板105の形状測定精度の向上、及び光軸ずれに対する許容度の増大を、同時に達成することができる。
【0032】
なお、偏光手段6は、第1偏光板2が直線状光源部103と第2偏光板3との間に配置されている構成となっているが、この配置に限定されることなく、第2偏光板3が直線状光源部103と第1偏光板2との間に配置されている構成となっていても構わない。
【0033】
また、第1偏光板2及び第2偏光板3は、直線状光源部103と熱延鋼板105との間に存在していれば、各LED102からの光をそれぞれLED102の配列方向及びその配列方向に垂直な方向に分散させることができるので、その第1偏光面4及び第2偏光面5は、それぞれ撮像部104側あるいは直線状光源部103側のどちら側にあっても構わない。この場合、直線状光源部103側の第1曲面部及び第2曲面部は、直線状光源部103側へ向けて凸となるように湾曲した断面となっている。
さらに、第1偏光板2及び第2偏光板3は、それぞれ両面が第1偏光面4及び第2偏光面5であっても、同様に各LED102からの光を分散できるので、構わない。
【0034】
また、第2偏光板3は、その第2曲面部9が延びている方向をLED102の配列方向と同一の方向とする必要はなく、第1曲面部7が延びている方向と異なる方向であれば、LED102の配列方向と異なる方向に各LED102からの光を分散させて光軸ずれに対する許容度を大きくすることができるので、どのような方向としても構わない。
【0035】
また、第1偏光面4及び第2偏光面5は、それぞれ第1曲面部7及び第2曲面部9を複数有している必要はなく、1つであっても、各LED102からの光を分散させることができるので、構わない。
【0036】
また、第2偏光板3は、1枚である必要はなく、複数枚であっても構わない。この場合、各第2偏光板における第2曲面部9の配列方向がそれぞれ異なっていると、それぞれの配列方向に各LED102からの光を分散させることができる。
【0037】
実施の形態2.
図4は、この発明の実施の形態2に係る形状測定装置における偏光手段の斜視図である。この実施の形態2に係る形状測定装置は、実施の形態1に係る形状測定装置1における偏光手段6を、図4の偏光手段である偏光板20に置き換えたものである。図4において、偏光板20は、直線状光源部103側に第1偏光面21、撮像部104側に第2偏光面22を有している。第1偏光面21は、各LED102からの光量を主としてLED102の配列方向に沿って均一化するように直線状光源部103からの光を偏光するようになっている。また、第2偏光面22は、各LED102からの光量を主としてLED102の配列方向に垂直な方向に沿って均一化するように直線状光源部103からの光を偏光するようになっている。
【0038】
第1偏光面21は、LED102の配列方向に垂直な方向に延びた断面弧状の第1曲面部23がLED102の配列方向に沿って連続して複数配列されて成っている。各第1曲面部23は、直線状光源部103側へ向けて凸となるように湾曲した断面となっている。また、第2偏光面22は、LED102の配列方向に沿って延びた断面弧状の第2曲面部24がLED102の配列方向に垂直な方向に連続して複数配列されて成っている。各第2曲面部24は、撮像部104側へ向けて凸となるように湾曲した断面となっている。
【0039】
従って、第1偏光面21は、実施の形態1の第1偏光面4と同様の機能を有し、第2偏光面22は、実施の形態1の第2偏光面5と同様の機能を有する。即ち、偏光板20によって、各LED102からの光を、LED102の配列方向に分散させるとともに、この配列方向に垂直な方向にも分散させることができる。これにより、実施の形態2に係る形状測定装置1は、実施の形態1と同様の効果を奏するとともに、偏光手段が1枚の偏光板20とすることができるので、部品点数が少なくなり、生産コストが低減し、組立時間が短縮等する。
【0040】
なお、第2曲面部24は、その延びている方向をLED102の配列方向と同一の方向とする必要はなく、第1曲面部23が延びている方向と異なる方向であれば、LED102の配列方向と異なる方向に各LED102からの光を分散させることができるので、どのような方向としても構わない。
【0041】
また、第1偏光面21及び第2偏光面22は、それぞれ第1曲面部23及び第2曲面部24を複数有している必要はなく、1つであっても、各LED102からの光を分散させることができるので、構わない。
【0042】
また、偏光板20は、第1偏光面21を撮像部104側に、第2偏光面22を直線状光源部103側にして配置しても構わない。
【0043】
なお、上記各実施の形態において、撮像部104は、複数である必要はなく、その撮像部104の画角θによって決定される撮像範囲内に直線状光源部103全体が存在していれば、1つであっても構わない。
【0044】
また、上記各実施の形態において、被測定体は、熱延鋼板105に限定される必要はなく、例えば棒状部材あるいは光を通す貫通孔が形成された部材等、光を照射してその形状を特定する影ができるものであれば、どのようなものでも構わない。
【0045】
また、上記各実施の形態において、LED102からの光により撮像部104の結像面における輝度が完全に均一となる必要はなく、各LED102の間に対応した小さい輝度の部分においても熱延鋼板105によるシルエット部分を区別できる程度の輝度であれば、熱延鋼板105の形状測定の精度が向上するので、構わない。
【0046】
また、上記各実施の形態において、第1曲面部の配列ピッチと第2曲面部の配列ピッチとが異なっていても構わない。これにより、光軸ずれに対する許容度あるいはLED102の配列方向に沿った光量の均一化の度合いを調整することができる。
【0047】
また、被測定体の形状を測定する形状測定装置に限らず、上記各実施の形態における直線状光源部103と、この直線状光源部103に対向して配置された偏光手段とを備えた光源装置は、例えばコピー機あるいはスキャナ等の均一光源を必要とするあらゆる機器に用いることができる。
【0048】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、この発明に係る形状測定装置は、直線状に配列された複数の発光体を有する直線状光源部と、直線状光源部に対向して配置され、直線状光源部からの光を結像面に結像する撮像部と、撮像部からの情報により、直線状光源部及び撮像部の間に介在される被測定体の形状を測定する測定部と、直線状光源部及び被測定体の間に配置され、各発光体からの光量を主として発光体の配列方向に沿って均一化するように発光体からの光を偏光する第1偏光面と、各発光体からの光量を主として発光体の配列方向と異なる方向に沿って均一化するように発光体からの光を偏光する第2偏光面とを有する偏光手段とを備えているので、被測定体のシルエット部分が明確に近づき、その形状の測定精度が向上するとともに、発光体からの光を発生させるために発光体に供給されるエネルギを効率的に被測定体の形状の測定に利用でき、また直線状光源部と撮像部との関係における光軸ずれに対する許容度も大きくなる。
【0049】
また、偏光手段は、その偏光手段と発光体との距離をL、互いに隣り合う発光体の間隔をx、発光体の指向角をθとすると、L≧x/tan(θ/2)の関係を満たすように配置されているので、少なくとも2つ以上の発光体からの光が偏光手段において重なり、極端に光量が小さい箇所を少なくできる。
【0050】
また、偏光手段は、第1偏光面及び第2偏光面を有する偏光板であるので、部品点数が少なくなり、生産コストが低減し、生産時間が短縮等する。
【0051】
また、撮像部の画角は、発光体の指向角よりも小さくなっているので、前記画角によって決定される撮像範囲において、その周縁部の光量が低下することを抑制できる。
【0052】
また、直線状に配列された複数の発光体を有する直線状光源部と、直線状光源部に対向して配置され、各発光体からの光量を主として発光体の配列方向に沿って均一化するように直線状光源部からの光を偏光する第1偏光面、及び各発光体からの光量を主として発光体の配列方向と異なる方向に沿って均一化するように発光体からの光を偏光する第2偏光面を有する偏光手段とを備えているので、コピー機等の均一光源を必要とする機器に適用した場合でも、その機器の精度が向上し、光を発生させるために発光体に供給されるエネルギを効率的に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態1に係る形状測定装置の模式的な側面図である。
【図2】図1の要部斜視図である。
【図3】偏光手段と発光体との配置関係を説明する側面図である。
【図4】この発明の実施の形態2に係る形状測定装置における偏光手段の斜視図である。
【図5】従来の形状測定装置を示す斜視図である。
【図6】従来の磨りガラスを適用した形状測定装置の要部斜視図である。
【図7】一方向偏光板が適用された従来の形状測定装置の要部側面図である。
【符号の説明】
1 形状測定装置、4 第1偏光面、5 第2偏光面、6 偏光手段、20 偏光板(偏光手段)、21 第1偏光面、22 第2偏光面、102 LED(発光体)、103 直線状光源部、104 撮像部、106 測定部。
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a shape measuring device that measures the shape of, for example, a rolled steel plate using light, and a light source device used for the shape measuring device, for example.
[0002]
[Prior art]
FIG. 5 is a perspective view showing a conventional shape measuring device. In FIG. 5, a conventional shape measuring apparatus 101 includes a linear light source section 103 having a plurality of LEDs 102, which are linearly arranged, and a light source section 103 disposed opposite to the linear light source section 103. The imaging unit 104 includes an imaging unit 104 on which light from the linear light source unit 103 is focused, and a measurement unit 106 electrically connected to the imaging unit 104. The linear light source unit 103 and the imaging unit 104 are both fixed to a mount made of steel or the like. In the shape measuring apparatus 101, for example, a hot rolled steel plate 105, which is an object to be measured, moves between the linear light source unit 103 and the imaging unit 104, and the hot rolled steel plate 105 Light from the linear light source unit 103 formed on the image forming plane is partially shielded.
[0003]
The LEDs 102 of the linear light source unit 103 are arranged at a center-to-center distance of, for example, 5 mm. The wavelength of the light from the LED 102 is in the blue range. The light of the LED 102 is blue, for example, even when the hot-rolled steel sheet 105 is heated red, the filter can easily remove the red light from the hot-rolled steel sheet 105 having a different wavelength from the blue light from the LED 102. This is because light from the LED 102 can be selected to form an image on the imaging surface of the imaging unit 104.
[0004]
A plurality of imaging units 104 are arranged along the direction in which the LEDs 102 are arranged. The light from the linear light source unit 103 is shared by the imaging units 104 and is formed on the respective imaging planes. That is, in each of the imaging units 104, the processing range determined by the angle of view is set to a part of the linear light source unit 103, and the processing range of each of the imaging units 104 is integrated to reduce the processing range of the entire linear light source unit 103. Is picked up.
[0005]
The measurement unit 106 includes, on the imaging plane of each imaging unit 104, a portion where light from the linear light source unit 103 reaches and forms an image, a portion where the light does not reach because the hot-rolled steel plate 105 blocks, That is, information obtained by detecting the silhouette portion of the hot-rolled steel sheet 105 is subjected to arithmetic processing to measure the edge shape, for example, the width of the hot-rolled steel sheet 105 and unevenness of the edge. . The measuring unit 106 obtains information from the imaging plane of each imaging unit 104 at a constant pulse cycle, and thereby measures the edge shape of the hot-rolled steel sheet 105 along the moving direction of the hot-rolled steel sheet 105. It has become.
[0006]
Accordingly, when measuring the shape of the hot-rolled steel sheet 105, the hot-rolled steel sheet 105 is moved between the linear light source unit 103 and the imaging unit 104, and the silhouette of the hot-rolled steel sheet 105 on the imaging plane of each imaging unit 104 is measured. The portion is detected by the measuring unit 106 and subjected to arithmetic processing.
[0007]
Further, since the plurality of LEDs 102 of the linear light source unit 103 are arranged at intervals of, for example, 5 mm, light from each LED 102 is formed on the imaging plane of the imaging unit 104 at the arrangement interval of the LEDs 102. . That is, on the image forming surface, the luminance due to the light from the LEDs 102 increases at every arrangement interval of the LEDs 102, for example, at every 5 mm interval, and the luminance during that period becomes smaller. If the edge of the silhouette portion of the hot-rolled steel sheet 105 comes to this small luminance portion, the distinction between the silhouette portion and the small luminance portion is difficult to be made clear, so the accuracy of the arrangement interval of the LEDs 102, for example, in units of 5 mm, Only shape measurement is possible.
[0008]
In order to improve the accuracy of shape measurement, conventionally, there has been devised a method of arranging ground glass between the linear light source unit 103 and the hot-rolled steel plate 105. FIG. 6 is a perspective view of a main part of a conventional shape measuring apparatus to which frosted glass is applied. In FIG. 6, the frosted glass 107 is arranged in parallel to the direction in which the LEDs 102 are arranged. The ground glass 107 is disposed between the linear light source unit 103 and the hot-rolled steel plate 105 in FIG. It reaches the part 104.
[0009]
The ground glass 107 is configured to polarize and scatter light from the linear light source unit 103 in all directions. Since the frosted glass 107 also scatters light in the direction in which the LEDs 102 are arranged, the amount of light formed on the image plane of the imaging unit 104 is dispersed, and the difference in luminance along the direction in which the LEDs 102 are arranged on the image plane is obtained. Become smaller and closer to uniform. In other words, the difference in the magnitude of the luminance at, for example, every 5 mm on the image forming plane is reduced, and it is possible to secure such a luminance that the silhouette part of the hot-rolled steel sheet 105 can be distinguished even in a small luminance part.
[0010]
By doing so, the accuracy of shape measurement can be improved. However, since the ground glass 107 scatters light in all directions, light that can reach the imaging unit 104 from each LED 102, that is, Only a small portion of the light contributes to the shape measurement of the hot-rolled steel sheet 105, and most of the light does not contribute to the shape measurement. Therefore, it is necessary to intensify the light of each LED 102, and the power for emitting light increases.
[0011]
In order to suppress the electric power supplied to the LEDs 102, conventionally, instead of the frosted glass 107, a contrivance has been made in which a one-way polarizing plate that mainly polarizes on a plane including each LED 102 without scattering light is applied. . FIG. 7 is a side view of a main part of a conventional shape measuring apparatus to which a one-way polarizing plate is applied. 7, the one-way polarizing plate 108 has the same cross-sectional shape on any plane perpendicular to the one-way polarizing plate 108 and parallel to the arrangement direction of the LEDs 102. The cross-sectional shape is a substantially rectangular shape with a straight line 109 on the imaging unit 104 side and a curve 110 on the linear light source unit 103 side. The curved line 110 on the side of the linear light source unit 103 is constituted by a plurality of curved parts 111 whose central portions are gently raised toward the side of the linear light source unit 103 in the arrangement direction of the LEDs 102.
[0012]
Therefore, on a plane including each LED 102 and each imaging unit 104, light incident on the one-way polarizing plate 108 from each LED 102 is polarized in various directions on this plane without deviating from this plane. Since this polarized light is dispersed on this plane, the difference in luminance along the arrangement direction of the LEDs 102 on the image plane is reduced and approaches uniform, and even a portion of small luminance has a silhouette due to the hot-rolled steel sheet 105. It is possible to secure a luminance that can distinguish the portions. At the same time, the one-way polarizing plate 108 polarizes the light from the LED 102 mainly in the arrangement direction of the LED 102 without scattering the light from the LED 102 in all directions unlike the frosted glass 107. The proportion contributing to the shape measurement of the rolled steel sheet 105 increases.
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
However, for example, the frame supporting the linear light source unit 103 is deformed by heat from the hot-rolled steel plate 105, or the linear light beam unit 103 vibrates due to the movement of the hot-rolled steel plate 105, so that each LED 102 and each imaging The part 104 may not be present on the same plane. In this case, since the one-way polarizing plate 108 does not disperse the light from the linear light source unit 103 in the moving direction of the hot-rolled steel plate 105, the relationship between each imaging unit 104 and the linear light source unit 103 is different. Even if the optical axis is slightly shifted, the light from the linear light source unit 103 does not enter the imaging range determined by the angle of view of each imaging unit 104, and the light does not form an image on the imaging plane. That is, when the one-way polarizing plate 108 is applied, the shape measuring apparatus has a small tolerance for the deviation of the optical axis in the relationship between the linear light source unit 103 and the imaging unit 104, There has been a problem that labor is expended and an optical axis adjustment operation is required for a slight optical axis deviation.
[0014]
Further, when the frosted glass 107 is applied, since the light from the linear light source unit 103 is scattered in all directions, the light is also dispersed in the moving direction of the hot-rolled steel sheet 105, and Even if the optical axis in relation to the imaging unit 104 is slightly shifted, light can enter the imaging range of each imaging unit 104. Therefore, in this case, the shape measuring apparatus has a large tolerance for the deviation of the optical axis in the relationship between the linear light source unit 103 and the imaging unit 104, and the shape measuring apparatus has a configuration similar to the case where the one-way polarizing plate 107 is applied. Although the problem can be solved, since the light from the linear light source unit 103 cannot be efficiently contributed to the shape measurement of the hot-rolled steel sheet 105, the problem that the power consumption increases as described above occurs. I do.
[0015]
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-described problems, and to efficiently contribute light from a linear light source unit to shape measurement of an object to be measured, and to provide a degree of freedom with respect to optical axis deviation. It is an object of the present invention to obtain a shape measuring device that ensures the above, and a light source device that makes the light from the linear light source unit efficiently and uniform.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
The shape measuring device according to the present invention is a linear light source unit having a plurality of light emitters arranged in a straight line, and is disposed so as to face the linear light source unit, and the light from the linear light source unit is formed on an imaging surface. An imaging unit that forms an image, and a measurement unit that measures the shape of the DUT interposed between the linear light source unit and the imaging unit, based on information from the imaging unit, and a measurement unit that measures the shape of the linear light source unit and the DUT. A first polarization plane that is arranged and polarizes light from the illuminants so that the amount of light from each illuminant is mainly uniform along the direction in which the illuminants are arranged; And a second polarization plane that polarizes the light from the light emitter so as to be uniform along a direction different from the direction.
[0017]
When the distance between the polarizing means and the light emitter is L, the interval between the adjacent light emitters is x, and the directional angle of the light emitter is θ, the relationship of L ≧ x / tan (θ / 2) is satisfied. It is arranged to satisfy.
[0018]
The polarizing means is a polarizing plate having a first polarizing plane and a second polarizing plane.
[0019]
Further, the angle of view of the imaging unit is smaller than the directional angle of the light emitter.
[0020]
In addition, a linear light source unit having a plurality of light emitters arranged in a straight line and a linear light source unit are disposed to face the linear light source unit, and the light amount from each light emitter is made uniform mainly along the direction in which the light emitters are arranged. The first polarization plane that polarizes the light from the linear light source unit, and the light from the luminous body so as to make the amount of light from each luminous body uniform mainly along a direction different from the arrangement direction of the luminous body. Polarizing means having a second polarization plane.
[0021]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a schematic side view of a shape measuring apparatus according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view of a main part of FIG. 1 and 2, the shape measuring device 1 includes a linear light source unit 103, a plurality of imaging units 104, and a measuring unit 106 having the same configuration as the related art. Further, the hot-rolled steel plate 105 as the object to be measured also moves between the linear light source unit 103 and the imaging unit 104 as in the related art.
[0022]
Further, the shape measuring device 1 includes a first polarizing plate 2 and a second polarizing plate 3 disposed between the linear light source unit 103 and the hot-rolled steel plate 105. The first polarizing plate 2 is disposed between the linear light source 103 and the second polarizing plate 3. The first polarizing plate 2 has a first polarizing surface 4 for polarizing the light from the linear light source 103 so as to make the amount of light from each LED 102 uniform mainly along the arrangement direction of the LEDs 102. The second polarizing plate 3 has a second polarizing surface 5 that polarizes light from the linear light source unit 103 so as to make the amount of light from each LED 102 mainly uniform along a direction perpendicular to the arrangement direction of the LEDs 102. I have. The polarizing means 6 has a first polarizing plate 2 and a second polarizing plate 3.
[0023]
As shown in FIG. 1, the angle of view θ of the imaging unit 104 0 Is smaller than the directional angle θ of each LED 102. As shown in FIG. 3, the first polarizing plate 2 has a distance L between the surface of the polarizing means 6 on the side of the linear light source 103 of the first polarizing plate 2 and the center point of the directivity angle of the LED 102, and is adjacent to each other. Assuming that the distance between the centers of the matching LEDs 102 is x and the directional angle of the LEDs 102 is θ,
L ≧ x / tan (θ / 2)
It is arranged to satisfy.
[0024]
The first polarizing plate 2 is arranged with the first polarizing surface 4 facing the imaging unit 104. The first polarizing surface 4 is formed by a plurality of first curved surface portions 7 having an arc-shaped cross section extending in a direction perpendicular to the arrangement direction of the LEDs 102 and being continuously arranged along the arrangement direction of the LEDs 102. Each first curved surface portion 7 has a cross section that is curved so as to protrude toward the imaging unit 104 side. The surface of the first polarizing plate 2 on the side of the linear light source 103 is a plane 8. The cross section of the first polarizing plate 2 is the same on any plane perpendicular to the first polarizing plate 2 and parallel to the arrangement direction of the LEDs 102.
[0025]
The second polarizing plate 3 is arranged with the second polarizing surface 5 facing the imaging unit 104. The second polarizing surface 5 is formed by arranging a plurality of second curved surface portions 9 having an arcuate cross section extending in the arrangement direction of the LEDs 102 continuously in a direction perpendicular to the arrangement direction of the LEDs 102. Each second curved surface portion 9 has a cross section that is curved so as to be convex toward the imaging unit 104 side. The surface of the second polarizing plate 3 on the side of the linear light source 103 is a flat surface 10. The second polarizing plate 3 has the same cross-sectional shape in any plane perpendicular to the second polarizing plate 3 and perpendicular to the direction in which the LEDs 102 are arranged.
[0026]
The shape of the hot-rolled steel sheet 105 is also measured in the shape measuring device 1 in the same manner as in the related art. That is, the hot-rolled steel sheet 105 is moved between the polarizing means 6 and the imaging unit 104, and a silhouette portion of the hot-rolled steel sheet 105 is formed on the imaging surface of each imaging unit 104. The information such as the width of the hot-rolled steel sheet 105 is measured by the information on the image forming plane being detected and processed by the measuring unit 106.
[0027]
Since the shape measuring apparatus 1 has such a configuration, when the light from each LED 102 passes through the first polarizing plate 2, the light from the LED 102 is converted into a plane including the LED 102 and each imaging unit 104 by the first polarization plane 4. Above, it is polarized without deviating from this plane. When the light passes through the second polarizing plate 3, the light is polarized by the second polarizing surface 5 on a plane perpendicular to the plane including the LEDs 102 and the imaging units 104 without deviating from this plane. . This polarized light indicates that the light is focused on a different portion of the imaging plane of the imaging unit 104 from the location where the light would be focused if the polarizing means 6 were not provided. The fact that the polarization direction differs depending on the position where the light reaches the means 6 indicates that the range in which the light is imaged on the imaging plane is widened. That is, the light from each LED 102 is dispersed by the first polarizing plate 2 along the arrangement direction of the plurality of first curved surface portions 7, and is dispersed by the second polarizing plate 3 along the arrangement direction of the plurality of second curved surface portions 9. Distributed. Therefore, the difference in luminance along the arrangement direction of the LEDs 102 on the imaging plane of each imaging unit 104 is reduced and approaches uniform, and the light is dispersed by the second polarizing plate 3 also in the direction perpendicular to the arrangement direction of the LEDs 102. Since the light is imaged on the image plane, the range of luminance that can be distinguished from the silhouette portion by the hot-rolled steel sheet 105 is widened.
[0028]
Therefore, according to the shape measuring apparatus 1 according to the first embodiment, the light from the linear light source 103 can be efficiently contributed to the shape measurement of the hot-rolled steel sheet 105, and is supplied to the linear light source 103. Power can be suppressed.
In addition, the shape measuring device 1 can reduce the difference in luminance along the arrangement direction of the LEDs 102 on the image plane of each imaging unit 104 and make the difference close to uniform. From this, the accuracy of the shape measurement of the hot-rolled steel sheet 105 is improved.
Furthermore, the shape measuring apparatus 1 can keep the second polarizing plate within a certain range even when the optical axis shifts in the relationship between the linear light source unit 103 and each imaging unit 104 due to thermal deformation of the gantry or the like. 3, the brightness which can be distinguished from the silhouette portion by the hot-rolled steel sheet 105 can be secured also in the direction perpendicular to the arrangement direction of the LEDs 102, so that the tolerance to cope with this optical axis shift becomes large.
[0029]
Further, the angle of view θ of the imaging unit 104 0 Is smaller than the directivity angle θ of each LED 102, so that the polarization unit 6 sets the angle of view θ 0 If the angle of view θ is within the imaging range determined by 0 Light from the outer LED 102, which should not enter if the LED has the same or smaller directivity angle, enters, so that it is possible to suppress a decrease in the amount of light at the periphery of the imaging range.
[0030]
Further, the polarizing means 6 has a relation L ≧ x, where L is the distance between the surface of the LED 102 closest to the LED 102 and the center point of the directional angle of the LED 102, x is the distance between the centers of the LEDs 102 adjacent to each other, and θ is the directional angle of the LED 102. / Tan (θ / 2). From this, in the first polarizing plate 2, light from at least two or more LEDs 102 overlaps at a position along the arrangement direction of the LEDs 102, so that the brightness of the imaging surface of each There is no extremely small portion along the arrangement direction, and the whole is improved.
[0031]
As described above, the shape measuring apparatus 1 simultaneously achieves efficient use of light from the linear light source unit 103, improvement of the shape measurement accuracy of the hot-rolled steel sheet 105, and increase in tolerance for optical axis deviation. Can be.
[0032]
The polarizing means 6 has a configuration in which the first polarizing plate 2 is disposed between the linear light source unit 103 and the second polarizing plate 3, but the present invention is not limited to this arrangement. The polarizing plate 3 may be arranged between the linear light source unit 103 and the first polarizing plate 2.
[0033]
In addition, if the first polarizing plate 2 and the second polarizing plate 3 exist between the linear light source unit 103 and the hot-rolled steel plate 105, the light from each LED 102 is arranged in the arrangement direction of the LED 102 and the arrangement direction thereof. The first polarization plane 4 and the second polarization plane 5 may be located on either the imaging unit 104 side or the linear light source unit 103 side, respectively. In this case, the first curved surface portion and the second curved surface portion on the side of the linear light source 103 have a cross section that is curved so as to be convex toward the side of the linear light source 103.
Furthermore, the first polarizing plate 2 and the second polarizing plate 3 can be dispersed even if both surfaces are the first polarizing surface 4 and the second polarizing surface 5, respectively.
[0034]
Further, the direction in which the second curved surface portion 9 of the second polarizing plate 3 extends need not be the same as the direction in which the LEDs 102 are arranged, and may be different from the direction in which the first curved surface portion 7 extends. For example, the light from each LED 102 can be dispersed in a direction different from the arrangement direction of the LEDs 102 to increase the tolerance for the optical axis deviation, so that any direction is acceptable.
[0035]
Further, the first polarization surface 4 and the second polarization surface 5 do not need to have a plurality of first curved surface portions 7 and second curved surface portions 9 respectively, and even if only one, the light from each LED 102 can be used. Since it can be dispersed, it does not matter.
[0036]
Further, the number of the second polarizing plate 3 does not need to be one, but may be plural. In this case, if the arrangement directions of the second curved surface portions 9 in the respective second polarizing plates are different from each other, light from the LEDs 102 can be dispersed in the respective arrangement directions.
[0037]
Embodiment 2 FIG.
FIG. 4 is a perspective view of a polarizing means in the shape measuring apparatus according to Embodiment 2 of the present invention. The shape measuring apparatus according to the second embodiment is obtained by replacing the polarizing means 6 in the shape measuring apparatus 1 according to the first embodiment with a polarizing plate 20 as the polarizing means in FIG. In FIG. 4, the polarizing plate 20 has a first polarizing surface 21 on the side of the linear light source unit 103 and a second polarizing surface 22 on the side of the imaging unit 104. The first polarization plane 21 polarizes the light from the linear light source unit 103 so that the amount of light from each LED 102 is mainly uniform along the direction in which the LEDs 102 are arranged. The second polarization plane 22 polarizes the light from the linear light source unit 103 so that the amount of light from each LED 102 is mainly made uniform along a direction perpendicular to the arrangement direction of the LEDs 102.
[0038]
The first polarizing surface 21 is configured by a plurality of first curved surface portions 23 having an arc-shaped cross section extending in a direction perpendicular to the arrangement direction of the LEDs 102 continuously arranged in the arrangement direction of the LEDs 102. Each of the first curved surface portions 23 has a cross section that is curved so as to protrude toward the linear light source 103 side. Further, the second polarization surface 22 is configured by arranging a plurality of second curved surface portions 24 having an arc-shaped cross section extending along the arrangement direction of the LEDs 102 continuously in a direction perpendicular to the arrangement direction of the LEDs 102. Each second curved surface portion 24 has a cross section that is curved so as to be convex toward the imaging unit 104 side.
[0039]
Therefore, the first polarization plane 21 has the same function as the first polarization plane 4 of the first embodiment, and the second polarization plane 22 has the same function as the second polarization plane 5 of the first embodiment. . That is, the light from each LED 102 can be dispersed by the polarizing plate 20 in the direction in which the LEDs 102 are arranged, and also in the direction perpendicular to the arrangement direction. As a result, the shape measuring apparatus 1 according to the second embodiment has the same effects as the first embodiment, and the polarizing means can be a single polarizing plate 20. Costs are reduced and assembly time is reduced.
[0040]
The extending direction of the second curved surface portion 24 does not need to be the same as the direction in which the LEDs 102 are arranged. Since the light from each LED 102 can be dispersed in a direction different from the above, any direction may be used.
[0041]
Further, the first polarization surface 21 and the second polarization surface 22 do not need to have a plurality of first curved surface portions 23 and a plurality of second curved surface portions 24, respectively. Since it can be dispersed, it does not matter.
[0042]
The polarizing plate 20 may be arranged such that the first polarizing surface 21 is on the imaging unit 104 side and the second polarizing surface 22 is on the linear light source unit 103 side.
[0043]
In each of the above embodiments, the number of the imaging units 104 does not need to be plural, and the angle of view θ 0 As long as the entire linear light source unit 103 exists within the imaging range determined by the above, the number may be one.
[0044]
In each of the above embodiments, the measured object does not need to be limited to the hot-rolled steel sheet 105, and may be shaped by irradiating light, such as a rod-shaped member or a member having a through-hole through which light passes. Any object can be used as long as the shadow can be specified.
[0045]
Further, in each of the above-described embodiments, it is not necessary for the light from the LED 102 to make the luminance on the imaging surface of the imaging unit 104 completely uniform. If the brightness is such that the silhouette part can be distinguished, the accuracy of the shape measurement of the hot-rolled steel sheet 105 is improved, so that it does not matter.
[0046]
In each of the above embodiments, the arrangement pitch of the first curved surface portion and the arrangement pitch of the second curved surface portion may be different. This makes it possible to adjust the tolerance for the optical axis deviation or the degree of uniformity of the light amount along the arrangement direction of the LEDs 102.
[0047]
In addition, the light source is not limited to the shape measuring device that measures the shape of the object to be measured, and includes the linear light source unit 103 in each of the above-described embodiments, and a polarizing unit disposed to face the linear light source unit 103. The apparatus can be used in any equipment that requires a uniform light source, such as a copier or a scanner.
[0048]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, the shape measuring apparatus according to the present invention includes a linear light source section having a plurality of light emitting elements arranged in a straight line, and a linear light source An imaging unit that forms light from the imaging unit on an imaging surface; a measurement unit that measures the shape of an object to be measured interposed between the linear light source unit and the imaging unit based on information from the imaging unit; A first polarization plane disposed between the light source unit and the object to be measured, and configured to polarize light from the light emitters so as to make the amount of light from each light emitter mainly uniform along the direction in which the light emitters are arranged; A polarizing means having a second polarization plane for polarizing the light from the illuminant so as to make the amount of light from the illuminant mainly uniform along a direction different from the arrangement direction of the illuminant. As the part approaches clearly, the measurement accuracy of the shape improves, The energy supplied to the luminous body to generate light from the luminous body can be efficiently used for measuring the shape of the measured object, and the tolerance for optical axis deviation in the relationship between the linear light source unit and the imaging unit. Also increases.
[0049]
When the distance between the polarizing means and the light emitter is L, the interval between the adjacent light emitters is x, and the directional angle of the light emitter is θ, the relationship of L ≧ x / tan (θ / 2) is satisfied. , Light from at least two or more light emitters overlaps in the polarizing means, and it is possible to reduce portions where the amount of light is extremely small.
[0050]
Further, since the polarizing means is a polarizing plate having a first polarizing surface and a second polarizing surface, the number of parts is reduced, the production cost is reduced, and the production time is shortened.
[0051]
Further, since the angle of view of the imaging unit is smaller than the directional angle of the light-emitting body, it is possible to suppress a decrease in the amount of light at the periphery in the imaging range determined by the angle of view.
[0052]
In addition, a linear light source unit having a plurality of light emitters arranged in a straight line and a linear light source unit are disposed to face the linear light source unit, and the light amount from each light emitter is made uniform mainly along the direction in which the light emitters are arranged. The first polarization plane that polarizes the light from the linear light source unit, and the light from the luminous body so as to make the amount of light from each luminous body uniform mainly along a direction different from the arrangement direction of the luminous body. Since it is provided with a polarizing means having a second polarizing plane, even when applied to a device requiring a uniform light source such as a copier, the accuracy of the device is improved and the light is supplied to the luminous body to generate light. Energy can be used efficiently.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic side view of a shape measuring apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view of a main part of FIG.
FIG. 3 is a side view illustrating an arrangement relationship between a polarizing unit and a light emitting body.
FIG. 4 is a perspective view of a polarizing means in the shape measuring apparatus according to Embodiment 2 of the present invention.
FIG. 5 is a perspective view showing a conventional shape measuring device.
FIG. 6 is a perspective view of a main part of a conventional shape measuring apparatus to which frosted glass is applied.
FIG. 7 is a side view of a main part of a conventional shape measuring apparatus to which a one-way polarizing plate is applied.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Shape measuring device, 4 1st polarizing surface, 5 2nd polarizing surface, 6 polarizing means, 20 polarizing plate (polarizing means), 21 1st polarizing surface, 22 2nd polarizing surface, 102 LED (light emitting body), 103 straight line Shape light source unit, 104 imaging unit, 106 measuring unit.

Claims (5)

直線状に配列された複数の発光体を有する直線状光源部と、前記直線状光源部に対向して配置され、前記直線状光源部からの光を結像面に結像する撮像部と、
前記撮像部からの情報により、前記直線状光源部及び前記撮像部の間に介在される被測定体の形状を測定する測定部と、
前記直線状光源部及び前記被測定体の間に配置され、各前記発光体からの光量を主として前記配列方向に沿って均一化するように前記光を偏光する第1偏光面と、各前記発光体からの光量を主として前記配列方向と異なる方向に沿って均一化するように前記光を偏光する第2偏光面とを有する偏光手段と
を備えていることを特徴とする形状測定装置。
A linear light source unit having a plurality of light emitters arranged in a straight line, and an imaging unit arranged to face the linear light source unit and imaging light from the linear light source unit on an imaging surface,
With the information from the imaging unit, a measurement unit that measures the shape of the measured object interposed between the linear light source unit and the imaging unit,
A first polarization plane disposed between the linear light source unit and the object to be measured, and configured to polarize the light so as to equalize the amount of light from each of the light emitters mainly along the arrangement direction; A polarizing means having a second polarizing surface for polarizing the light so as to make the amount of light from the body mainly uniform along a direction different from the arrangement direction.
前記偏光手段は、
前記偏光手段と前記発光体との距離をL、互いに隣り合う前記発光体の間隔をx、前記発光体の指向角をθとすると、
L≧x/tan(θ/2)
の関係を満たすように配置されていることを特徴とする請求項1に記載の形状測定装置。
The polarizing means,
When the distance between the polarizing means and the light emitter is L, the interval between the light emitters adjacent to each other is x, and the directional angle of the light emitter is θ,
L ≧ x / tan (θ / 2)
2. The shape measuring device according to claim 1, wherein the shape measuring device is arranged so as to satisfy the following relationship.
前記偏光手段は、前記第1偏光面及び前記第2偏光面を有する偏光板であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の形状測定装置。The shape measuring apparatus according to claim 1, wherein the polarization unit is a polarizing plate having the first polarization plane and the second polarization plane. 前記撮像部の画角は、前記発光体の指向角よりも小さくなっていることを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れかに記載の形状測定装置。The shape measuring apparatus according to claim 1, wherein an angle of view of the imaging unit is smaller than a directional angle of the light emitter. 直線状に配列された複数の発光体を有する直線状光源部と、
前記直線状光源部に対向して配置され、各前記発光体からの光量を主として前記配列方向に沿って均一化するように前記直線状光源部からの光を偏光する第1偏光面、及び各前記発光体からの光量を主として前記配列方向と異なる方向に沿って均一化するように前記光を偏光する第2偏光面を有する偏光手段と
を備えていることを特徴とする光源装置。
A linear light source section having a plurality of light emitters arranged in a straight line,
A first polarizing surface that is disposed to face the linear light source unit, and that polarizes light from the linear light source unit so as to make the amount of light from each of the light emitters mainly uniform along the arrangement direction; and A light source device, comprising: a polarizing unit having a second polarization surface that polarizes the light so that the amount of light from the light emitter is mainly uniform along a direction different from the arrangement direction.
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