JP2004020379A - Shape measuring apparatus and light source device - Google Patents
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Abstract
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θ0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θ0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θ0によって決定される撮像範囲内に、もし画角θ0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θ0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
[0003]
The
[0004]
A plurality of
[0005]
The
[0006]
Accordingly, when measuring the shape of the hot-rolled
[0007]
Further, since the plurality of
[0008]
In order to improve the accuracy of shape measurement, conventionally, there has been devised a method of arranging ground glass between the linear
[0009]
The
[0010]
By doing so, the accuracy of shape measurement can be improved. However, since the
[0011]
In order to suppress the electric power supplied to the
[0012]
Therefore, on a plane including each
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
However, for example, the frame supporting the linear
[0014]
Further, when the
[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
[0022]
Further, the shape measuring device 1 includes a first
[0023]
As shown in FIG. 1, the angle of view θ of the
L ≧ x / tan (θ / 2)
It is arranged to satisfy.
[0024]
The first
[0025]
The second
[0026]
The shape of the hot-rolled
[0027]
Since the shape measuring apparatus 1 has such a configuration, when the light from each
[0028]
Therefore, according to the shape measuring apparatus 1 according to the first embodiment, the light from the linear
In addition, the shape measuring device 1 can reduce the difference in luminance along the arrangement direction of the
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
[0029]
Further, the angle of view θ of the
[0030]
Further, the
[0031]
As described above, the shape measuring apparatus 1 simultaneously achieves efficient use of light from the linear
[0032]
The polarizing means 6 has a configuration in which the first
[0033]
In addition, if the first
Furthermore, the first
[0034]
Further, the direction in which the second
[0035]
Further, the first polarization surface 4 and the
[0036]
Further, the number of the second
[0037]
FIG. 4 is a perspective view of a polarizing means in the shape measuring apparatus according to
[0038]
The first
[0039]
Therefore, the
[0040]
The extending direction of the second
[0041]
Further, the
[0042]
The
[0043]
In each of the above embodiments, the number of the
[0044]
In each of the above embodiments, the measured object does not need to be limited to the hot-rolled
[0045]
Further, in each of the above-described embodiments, it is not necessary for the light from the
[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
[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
[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
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)
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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