JP2016125857A - 連続体の幅測定装置、連続体の幅測定方法および鋼板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】鋼板等の連続体の板幅を精度よく測定することのできる連続体の幅測定装置および幅測定方法、また、板幅が精度よく検査された鋼板の製造方法を提供すること。【解決手段】連続体の厚み方向から挟んで設けられた光源部１１２ａ，１１２ｂおよび撮像部１１１ａ，１１１ｂを有し、通過する連続体の幅方向両端の位置を検出する検出部１１ａ，１１ｂと、連続体の幅方向に離隔した複数箇所において、連続体の厚み方向における基準高さから連続体までの距離を測定する測定部１２ａ，１２ｂと、検出部１１ａ，１１ｂにて検出される連続体の幅方向両端の位置と、測定部１２ａ，１２ｂにて測定される基準高さから連続体までの距離とに基づいて、連続体の板幅を算出する算出部１３と、を有する。【選択図】 図１

Description

本発明は、鋼板などの連続体の板幅測定装置、連続体の板幅測定方法および鋼板の製造方法に関する。

一般に、連続処理ラインにおいて鋼板を製造する際、連続処理ラインを通板する鋼板の幅寸法が非接触で測定される。この際、光学系の板幅測定装置を用いて、通板する鋼板の幅寸法を測定する方法が知られている。

例えば、特許文献１には、水平パスに対してパスラインを挟む形で上下面に受光機を設置した光学系の板幅計が開示されている。
また、特許文献２には、２台のカメラを用いたステレオマッチング法により、鋼板のエッジの３次元空間上の座標を求め、この座標から鋼板の幅を計算する方法が開示されている。

特開昭６２−２２８０５号公報 特開平５−２９６７２９号公報

しかし、特許文献１の板幅計を用いた測定方法では、一般的な非テレセントリックレンズを用いる際、エッジ位置の検出値が、鋼板の上下方向への振動によって変動する場合があった。また、特許文献１の板幅計を用いた測定方法では、鋼板がローリング方向に傾いた場合、正しい幅が測定できないことに加え、鋼板のエッジ位置と鋼板の高さとによって生じる測定誤差の量が２台のカメラでそれぞれ異なるため、板幅を精度よく測定できなかった。

これに対して、特許文献２の板幅の測定方法では、２台のカメラを用いたステレオマッチング法により、上述した特許文献１の測定方法における種々の問題を解決することができる。特許文献２では、カメラＡおよびカメラＢの測定値である、ｘ_Ａ１，ｘ_Ａ２，ｘ_Ｂ１，ｘ_Ｂ２を用いて下記に示す（１）式〜（４）式により両端位置の座標（ｘ_１，ｙ_１），（ｘ_２，ｙ_２）を算出する。しかし、ｘ_Ａ１＝ｘ_Ｂ１，ｘ_Ａ２＝ｘ_Ｂ２の場合のように、カメラＡおよびカメラＢで測定値が同じになった場合、座標を算出することができず、板幅を精度よく測定できなかった。

そこで、本発明は、上記の課題に着目してなされたものであり、鋼板等の連続体の板幅を精度よく測定することのできる連続体の幅測定装置および幅測定方法、また、板幅が精度よく検査された鋼板の製造方法を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る連続体の板幅測定装置は、連続体を厚み方向から挟んで設けられた光源部および撮像部を有し、通過する連続体の幅方向両端の位置を検出する検出部と、連続体の幅方向に離隔した複数箇所において、連続体の厚み方向における基準高さから連続体までの距離を測定する測定部と、検出部にて検出される幅方向両端の位置と、測定部にて測定される距離とに基づいて、連続体の板幅を算出する算出部と、を有することを特徴とする。

また、本発明の一態様に係る連続体の板幅測定方法は、連続体を厚み方向から挟んで設けられた光源部および撮像部を有する撮像装置を用いて、通過する連続体の幅方向両端の位置を検出し、連続体の幅方向に離隔した複数箇所において、連続体の厚み方向における基準高さから連続体までの距離を測定し、検出された連続体の幅方向両端の位置と、測定された基準高さから連続体までの距離とに基づいて、連続体の板幅を算出することを特徴とする。
さらに、本発明の一態様に係る鋼板の製造方法は、上記の連続体の板幅測定方法により、鋼板の板幅を検査する工程を備えることを特徴とする。

本発明に係る連続体の幅測定装置および幅測定方法によれば、鋼板等の帯状の連続体の板幅を精度よく測定することができる。また、本発明に係る鋼板の製造方法によれば、板幅が精度よく検査された鋼板を製造することができる。

本発明の一実施形態に係る板幅測定装置を示す構成図である。 板幅測定装置を示す正面図である。 板幅測定装置に第１の校正板が設けられた状態を示す正面図である。 板幅測定装置に第２の校正板が設けられた状態を示す正面図である。 板幅測定装置にて第１の校正板よりも板幅の小さい鋼板の板幅を測定する方法を示す正面図である。 板幅測定装置にて第１の校正板よりも板幅の大きな鋼板の板幅を測定する方法を示す正面図である。 鋼板の高さが変動することによるズレを示す説明図である。 非テレセントリックレンズによるエッジ位置のズレを示す説明図である。 エッジ位置が撮像部の中心よりも板幅測定装置の中央側にある状態を示す説明図である。 エッジ位置が撮像部の中心よりも板幅測定装置の中央の反対側にある状態を示す説明図である。 実施例における板幅の測定結果を示すグラフである。

以下、本発明を実施するための形態（以下、実施形態という。）を、図面を参照しながら詳細に説明する。

＜板幅測定装置の構成＞
はじめに、図１および図２を参照して、本発明の一実施形態に係る連続体の板幅測定装置１について説明する。本実施形態では、連続体として鋼板２の板幅が測定される。板幅測定装置１は、鋼板２の製造ラインの搬送方向下流側に設けられ、熱間・冷間圧延または表面処理され、板幅測定装置１を通過する鋼板２の板幅を測定する。図１に示すように、板幅測定装置１は、検出部１１ａ，１１ｂと、測定部１２ａ，１２ｂと、算出部１３と、記憶部１４とを有する。

検出部１１ａ，１１ｂは、図２に示すように、鋼板２の搬送方向に垂直な断面視において、左右方向となるｘ軸方向に所定距離だけ離隔してそれぞれ設けられる。検出部１１ａ，１１ｂは、撮像部１１１ａ，１１１ｂと、光源部１１２ａ，１１２ｂとをそれぞれ有する撮像装置である。
撮像部１１１ａ，１１１ｂは、非テレンセントリックレンズとラインセンサ等の撮像素子とを有し、図２の上下方向であるｙ軸方向において、鋼板２よりもｙ軸正方向側に設けられる。撮像部１１１ａ，１１１ｂは、ｙ軸負方向側に設けられた光源部１１２ａ，１１２ｂの発光面を撮像する。また、撮像部１１１ａ，１１１ｂは、板幅測定装置１のｘ軸方向の中心位置Ｐ１を中間として、ｘ軸方向に距離２Ｆ［ｍｍ］離隔して設けられる。ここで、撮像部１１１ａ，１１１ｂと光源部１１２ａ，１１２ｂとのｙ軸方向の距離をＬ［ｍｍ］とする。このように配された撮像部１１１ａ，１１１ｂは、ｙ軸負方向側に距離Ｌ［ｍｍ］離れた位置において、ｘ軸方向に距離２Ｃ［ｍｍ］の視野を有する。撮像部１１１ａ，１１１ｂの距離Ｌ［ｍｍ］離れた位置における必要な視野は、ｘ軸方向において（５）式で算出される距離２Ｃ［ｍｍ］以上であればよい。（５）式において、Ｗ_ＭＡＸは製造ラインにて製造される鋼板２のうち最大の板幅［ｍｍ］、Ｗ_ＭＩＮは製造ラインにて製造される鋼板２のうち最小の板幅［ｍｍ］、Δｘは幅測定装置を通過する鋼板２のｘ軸方向の最大蛇行量［ｍｍ］をそれぞれ示す。

例えば、Ｗ_ＭＡＸ＝１２５０ｍｍ、Ｗ_ＭＩＮ＝７００ｍｍ、蛇行量＝±５０ｍｍの場合、Δｘ＝１００ｍｍとなるため、必要な視野の距離Ｃは、（１２５０−７００）／２＋１００＝３７５ｍｍとなり、４００ｍｍの視野が確保できれば十分となる。また、２Ｃ＝４００ｍｍの場合において、撮像素子の画素数が２０４８画素の撮像部１１１ａ，１１１ｂで撮像すると、４００ｍｍ／２０４８画素＝０．１９５８ｍｍ／画素の分解能を得ることができる。

光源部１１２ａ，１１２ｂは、撮像部１１１ａ，１１１ｂの視野よりも広い範囲を照射し、具体的にはｘ軸方向において距離２Ｃ［ｍｍ］以上の範囲を照射する。光源部１１２ａ，１１２ｂには、例えば蛍光灯が用いられる。光源部１１２ａ，１１２ｂは、鋼板２よりもｙ軸方向負方向側に、撮像部１１１ａ，１１１ｂのｘ軸方向の中心位置と光源部１１２ａ，１１２ｂのｘ軸方向の中心位置とがｙ軸方向に対向してそれぞれ設けられる。撮像部１１１ａ，１１１ｂおよび光源部１１２ａ，１１２ｂは、通過する鋼板２を挟んで設けられる。検出部１１ａ，１１ｂは、光源部１１２ａ，１１２ｂのｙ軸正方向側の照射面を、撮像部１１１ａ，１１１ｂにて撮像することにより、鋼板２のエッジ位置を検出する。撮像部１１１ａ，１１１ｂによるエッジ位置の検出は、鋼板２が板幅測定装置１を通過する間、所定時間おきに連続して行われる。また、撮像部１１１ａ，１１１ｂでの検出結果である撮像画像は、算出部１３に送られる。

測定部１２ａ，１２ｂは、レーザ距離計等の非接触式の距離測定装置であり、互いにｘ軸方向に距離（Ｄ１＋Ｄ２）［ｍｍ］離隔して設けられる。また、測定部１２ａは、板幅測定装置１のｘ軸方向の中心位置Ｐ１からｘ軸負方向側に距離Ｄ１［ｍｍ］離隔して設けられる。一方、測定部１２ｂは、板幅測定装置１のｘ軸方向の中心位置Ｐ１から、ｘ軸正方向側に距離Ｄ２［ｍｍ］離隔して設けられる。距離Ｄ１，Ｄ２は、最小幅Ｗ_ＭＩＮの鋼板２が蛇行しても鋼板２の下面を必ず測定できる距離であり、且つ可能な限り測定部１２ａ，１２ｂ同士が離れるように大きく設定されることが好ましい。例えば、Ｗ_ＭＩＮ＝７００ｍｍ、蛇行量が±５０ｍｍである場合、Ｄ１（＝Ｄ２）≦７００ｍｍ／２−５０ｍｍ＝３００ｍｍとなればよく、一例としてＤ１＝Ｄ２＝２７５ｍｍ程度とする。測定部１２ａ，１２ｂは、中心位置Ｐ１からｘ軸負方向側に距離Ｄ１［ｍｍ］およびｘ軸正方向側に距離Ｄ２［ｍｍ］離隔した２箇所において、基準高さＰ２から鋼板２の下面までのｙ軸方向の高さｈ１，ｈ２をそれぞれ測定する。基準高さＰ２は、光源部１１２ａ，１１２ｂの上面側の照射面の高さである。なお、測定部１２ａ，１２ｂは、ｘ−ｙ平面に垂直なｚ軸方向において、光源部１１２ａ，１１２ｂとできるだけ近い位置に設けられることが好ましい。測定部１２ａ，１２ｂによる高さｈ１，ｈ２の測定は、鋼板２が板幅測定装置１を通過する間、所定時間おきに連続して行われる。また、測定部１２ａ，１２ｂでの測定結果は、算出部１３に送られる。

算出部１３は、検出部１１ａ，１１ｂから取得した検出結果と、測定部１２ａ，１２ｂから取得した測定結果とに基づいて、通過する鋼板２の板幅を算出する。板幅の算出方法については、後述する。算出部１３による板幅の算出結果は、記憶部１４へと送られる。また、算出部１３は、必要に応じて、検出部１１ａ，１１ｂから取得したエッジ位置の検出結果および測定部１２ａ，１２ｂから取得した高さｈ１，ｈ２の測定結果のうち少なくとも一方を記憶部１４へと送る。
記憶部１４は、算出部１３から取得した板幅の算出結果を記憶する。また、記憶部１４は、必要に応じて、算出部１３から取得したエッジ位置の検出結果および高さｈ１，ｈ２の測定結果を記憶する。

＜板幅測定方法＞
［板幅測定装置の校正方法］
次に、本実施形態に係る板幅測定方法について説明する。まず、図３および図４を参照して、板幅測定装置１の校正方法について説明する。本実施形態では、鋼板２の板幅の測定に先立ち、板幅測定装置１の校正を行う。板幅測定装置１の校正は、板幅の測定の度に行われる必要はなく、例えば検出部１１ａ，１１ｂや測定部１２ａ，１２ｂが交換または補修されるタイミングで行われてもよい。

（検出部および測定部の校正）
はじめに、検出部１１ａ，１１ｂおよび測定部１２ａ，１２ｂの校正を行う。まず、図３に示すように、第１の校正板２１が板幅測定装置１の基準位置に配される。第１の校正板２１は、２つの撮像部１１１ａ，１１１ｂが設けられた間隔と同じ幅を有する鋼板である。つまり、図３に示すように、第１の校正板２１は、２つの撮像部１１１ａ，１１１ｂのｘ軸方向の離間距離となる距離２Ｆ［ｍｍ］と同じ幅（Ｗ_１ａ＋Ｗ_１ｂ）［ｍｍ］を有する。基準位置は、第１の校正板２１が図３に示すような搬送方向に垂直なｘ−ｙ断面視において、幅方向がｘ軸方向と平行となる位置であり、且つ第１の校正板２１の下面が基準高さＰ２から高さＨｓ［ｍｍ］となる位置である。第１の校正板２１の下面が基準高さＰ２から高さＨｓ［ｍｍ］となる位置は、通板時の鋼板の上下方向のばたつきやローリング方向の傾きが生じていない通常時において、鋼板２が通過する高さに設定するのが好ましい。また、基準位置は、第１の校正板２１の下面が基準高さＰ２から高さＨｓ［ｍｍ］離れ、且つ幅方向の中心位置が板幅測定装置１の中心位置Ｐ１と同じとなる位置である。なお、上記の基準位置において、中心位置Ｐ１から鋼板２の幅方向両端部までの距離Ｗ_１ａ，Ｗ_１ｂ［ｍｍ］は、Ｗ_１ａ＝Ｗ_１ｂ＝Ｆの関係となる。

次いで、測定部１２ａ，１２ｂは、第１の校正板２１の幅方向に離隔した２箇所における、第１の校正板２１の下面の高さを測定する。
さらに、測定部１２ａ，１２ｂの設置高さのズレ等により測定部１２ａ，１２ｂの測定結果である高さｈ１，ｈ２が異なる場合、高さｈ１，ｈ２の値が同じとなるように調整をすることで、測定値の校正を行う。測定部１２ａ，１２ｂの調整は、測定部１２ａ，１２ｂの出力値を調整または、測定部１２ａ，１２ｂの上下方向の設置高さを調整することで行われる。なお、高さｈ１，ｈ２が同じである場合、測定部１２ａ，１２ｂの調整は行われない。

その後、検出部１１ａ，１１ｂは、第１の校正板２１の両端のエッジ位置をそれぞれ検出する。この際、撮像部１１１ａ，１１１ｂは、光源部１１２ａ，１１２ｂの照射面を撮像し、撮像結果の明暗の境界をエッジ位置として検出する。
次いで、エッジ位置の検出結果において、エッジ位置が撮像部１１１ａ，１１１ｂの中心位置からずれている場合、エッジ位置が撮像部１１１ａ，１１１ｂの中心となるように検出部１１ａ，１１ｂの左右方向の設置位置を調整する。撮像部１１１ａ，１１１ｂがｘ軸方向に２０４８画素並んだ撮像素子を有する場合、撮像結果のうち明暗の境界が１０２４画素目となるように検出部１１ａ，１１ｂの設置位置を調整する。なお、エッジ位置が撮像部１１１ａ，１１１ｂの中心位置となる場合、検出部１１ａ，１１ｂの設置位置の調整は行われない。
さらに、検出部１１ａ，１１ｂは、設置位置の調整が行われた後、第１の校正板２１の両端のエッジ位置を検出し、検出結果を算出部１３へと送信する。

（分解能の算出）
検出部１１ａ，１１ｂおよび測定部１２ａ，１２ｂの校正を行った後、鋼板２の板幅を測定する際に用いる分解能Ｍを算出する。まず、図４に示すように、第２の校正板２２を板幅測定装置１の基準位置に設ける。第２の校正板２２は、製造ラインにて製造される鋼板２のうち板幅が最小となる鋼板２と同じ板幅（Ｗ_２ａ＋Ｗ_２ｂ）［ｍｍ］を有する。基準位置は第１の校正板２１と同じであり、第２の校正板２２が基準位置に設けられた際、板幅はＷ_２ａ＝Ｗ_２ｂの関係となる。

次いで、検出部１１ａ，１１ｂは、第２の校正板２２の両端のエッジ位置をそれぞれ検出する。エッジ位置の検出は、第１の校正板２１のエッジ位置の検出と同様に行われる。また、エッジ位置の検出と同時に、測定部１２ａ，１２ｂは、第２の校正板２２の幅方向に離隔した２箇所における、第２の校正板２２の下面の高さｈ１，ｈ２を測定する。第２の校正板２２の下面の高さｈ１，ｈ２の測定は、第１の校正板２１の下面の高さｈ１，ｈ２の測定と同様に行われる。検出部１１ａ，１１ｂによるエッジ位置の検出結果および測定部１２ａ，１２ｂによる高さｈ１，ｈ２の測定結果は、算出部１３へと送信される。

さらに、算出部１３は、下記（６）式で示される撮像部１１１ａ，１１１ｂの分解能Ｍを算出する。分解能Ｍは、基準高さＰ２から高さＨｓとなる位置における、撮像部１１１ａ，１１１ｂの視野２Ｃを撮像部１１１ａ，１１１ｂの画素数で除した値である。（６）式において、（Ｗ_１ａ＋Ｗ_１ｂ）は第１の校正板２１の幅［ｍｍ］、（Ｗ_２ａ＋Ｗ_２ｂ）は第２の校正板２２の幅［ｍｍ］、ｘ_１ａおよびｘ_１ｂは検出部１１ａ，１１ｂによる第１の校正板２１の両エッジ位置の検出結果、ｘ_２ａおよびｘ_２ｂは検出部１１ａ，１１ｂによる第２の校正板２２の両エッジ位置の検出結果をそれぞれ示す。

ここで、エッジ位置の検出結果ｘ_１ａ，ｘ_１ｂ，ｘ_２ａ，ｘ_２ｂは、撮像部１１１ａ，１１１ｂにて検出されるエッジ位置の視野の端からの画素数を示し、鋼板２が暗部として撮像された領域［画素］を示す。つまり、図１および図２に図示した例では、撮像領域において鋼板２の両端部が撮像された距離Ｘ_１ａ，Ｘ_１ｂ，Ｘ_２ａ，Ｘ_２ｂ［ｍｍ］に対応して、ｘ_１ａ，ｘ_１ｂ，ｘ_２ａ，ｘ_２ｂ［画素］がそれぞれ検出される。例えば、撮像部１１１ａの撮像素子が２０４８画素であり、第１の校正板２１のエッジ位置が検出される場合、エッジ位置の検出結果は、ｘ_１ａ＝１０２４［画素］となる。なお、本実施形態では、基準高さＰ２よりも高い位置における分解能Ｍを用いることにより、基準高さＰ２のように低い位置における分解能を用いる場合に比べ、撮像部１１１ａ，１１１ｂの撮像方向の傾きの影響を小さくすることができる。例えば、撮像部１１１ａ，１１１ｂの撮像方向が、ｙ軸に対して小さいながらも傾いている場合、ｘ軸の正方向側と負方向側とにおいて分解能のずれが生じる可能性がある。これに対して、本実施形態では、基準高さＰ２よりも高い位置における分解能Ｍを用いることで、ｘ軸の正方向側と負方向側とにおける分解能Ｍのずれを小さくすることができるため、分解能Ｍを精度よく算出することができる。

［板幅の測定方法］
次に、図５および図６を参照して、本実施形態に係る鋼板２の板幅測定方法について説明する。図５に図示した例では、鋼板２は、第１の校正板２１よりも小さな板幅を有する。図６に示した例では、鋼板２は、第１の校正板２１よりも大きな板幅を有する。また、図５および図６では、ローリング方向に鋼板２が傾いた状態として、鋼板２の板幅方向がｘ軸に対して傾いた状態をそれぞれ示す。

まず、検出部１１ａ，１１ｂは、ｘ−ｙ平面に垂直なｚ軸方向に搬送される鋼板２の幅方向両端のエッジ位置を検出する。エッジ位置の検出は、第１の校正板２１や第２の校正板２２のエッジ位置の検出と同様に行われる。検出部１１ａ，１１ｂでの検出結果は、算出部１３へと送信される。エッジ位置の検出は、鋼板２が板幅測定装置１を通過する間、所定間隔おきに連続して行われる。

また、検出部１１ａ，１１ｂによるエッジ位置の検出と同時に、測定部１２ａ，１２ｂは、鋼板２の高さｈ１，ｈ２を測定する。高さｈ１，ｈ２の測定は、第１の校正板２１の高さｈ１，ｈ２の測定と同様に行われる。この際、高さｈ１，ｈ２には、上述のように予め校正された値が用いられる。測定部１２ａ，１２ｂでの測定結果は、算出部１３へと送信される。高さｈ１，ｈ２の測定は、鋼板２が板幅測定装置１を通過する間、所定間隔おきに連続して行われる。また、高さｈ１，ｈ２の測定は、エッジ位置の検出と同じタイミングで行われることが好ましい。

次いで、算出部１３は、検出部１１ａ，１１ｂから取得したエッジ位置の検出結果と、測定部１２ａ，１２ｂから取得した高さｈ１，ｈ２の測定結果とに基づいて、鋼板２の板幅を算出する。
板幅を算出する際、算出部１３は、はじめに、両端部のエッジ位置として検出される画素数が半画角ｃ［画素］以下か否かをそれぞれ判断する。半画角ｃは、撮像部１１１ａ，１１１ｂの撮像素子のｘ軸方向の画素数の１／２となる画素数であり、基準高さＰ２においてｘ軸方向の撮像領域の１／２となる距離Ｃに相当する画素数である。例えば、撮像部１１１ａ，１１１ｂの撮像素子が２０４８画素である場合、半画角ｃは、１０２４［画素］となる。なお、鋼板２の板幅と位置とに応じて、両端部は、両端部のエッジ位置の画素数が半画角ｃ以下となる場合、両端部のエッジ位置の画素数が半画角ｃよりも大きくなる場合、および一方の端部のエッジ位置の画素数が半画角ｃ以下となり他方の端部のエッジ位置の画素数が半画角ｃよりも大きくなる場合の３つの状態になると考えられる。

エッジ位置として検出される画素数が半画角ｃ以下となる場合、図５に示すように、エッジ位置が撮像部１１１ａ，１１１ｂの中心位置から板幅測定装置１の中心位置Ｐ１側に位置する状態となる。エッジ位置として検出される画素数が半画角ｃ以下と判断された場合、算出部１３は、幾何学的な位置関係から算出される数式を用いて、エッジ位置から中心位置Ｐ１までの幅を算出する。つまり、図５に図示した例では、幅Ｗ_３ａ，Ｗ_３ｂがそれぞれ算出される。以下では、図５における幅Ｗ_３ａの算出方法について詳細に説明する。

まず、算出部１３は、（７）式を用いてｘ軸負方向側のエッジ位置から中心位置Ｐ１までのｘ軸に平行な距離Ｗ’_３ａを算出する。（７）式において、Ｆは中心位置Ｐ１から撮像部１１１ａの中心までのｘ軸に平行な距離［ｍｍ］、Ｃは基準高さＰ２における撮像部１１１ａによるｘ軸方向の撮像領域の１／２に相当する距離［ｍｍ］、ｘ_３ａは撮像部１１１ａによるエッジ位置の検出結果［画素］、Ｍは上述のように予め算出される分解能［ｍｍ／画素］、Ｌは撮像部１１１ａと光源部１１２ａとの離間距離［ｍｍ］、ｈ１は測定部１２ａによる測定結果［ｍｍ］をそれぞれ示す。なお、（７）式において、（ｘ_３ａ・Ｍ）で算出される値は、距離Ｘ_３ａ［ｍｍ］を示す。

次いで、算出部１３は、（８）式を用いて、ｘ軸負方向側のエッジ位置における鋼板２の下面側の高さＨ_１ａを算出する。（８）式において、Ｄ１およびＤ２は中心位置Ｐ１から測定部１２ａ，１２ｂまでの距離をそれぞれ示す。

さらに、算出部１３は、（９）式を用いて、鋼板２の幅Ｗ_３ａを算出する。（９）式では、高さＨ_１ａを用いることで、傾きによる影響が補正される。

なお、図５における幅Ｗ_３ｂを算出する際には、幅Ｗ_ａと同様に、算出部１３は、（１０）式〜（１２）式を用いて幅Ｗ_３ｂを算出する。（１０）式〜（１２）式において、Ｗ’_３ｂはｘ軸正方向側のエッジ位置から中心位置Ｐ１までのｘ軸に平行な距離［ｍｍ］、ｘ_３ｂは撮像部１１１ｂによるエッジ位置の検出結果［画素］、Ｈ_１ａはｘ軸正方向側のエッジ位置における鋼板２の下面の高さ［ｍｍ］をそれぞれ示す。なお、（１０）式において、（ｘ_３ｂ・Ｍ）で算出される値は、距離Ｘ_３ｂ［ｍｍ］を示す。

以上のように、エッジ位置として検出される画素数が半画角ｃ以下となる場合には、上述の算出方法によって、エッジ位置から中心位置Ｐ１までの幅が算出される。一方、エッジ位置として検出される画素数が半画角ｃより大きくなる場合、図６に示すように、エッジ位置が撮像部１１１ａ，１１１ｂの中心位置から板幅測定装置１の中心位置Ｐ１の反対側に位置する状態となる。エッジ位置として検出される画素数が半画角ｃ以下と判断された場合、算出部１３は、幾何学的な位置関係から算出される数式を用いて、エッジ位置から中心位置Ｐ１までの幅を算出する。つまり、図６に図示した例では、幅Ｗ_４ａ，Ｗ_４ｂがそれぞれ算出される。以下では、図６における幅Ｗ_４ａの算出方法について詳細に説明する。

まず、算出部１３は、（１４）式を用いてｘ軸負方向側のエッジ位置から中心位置Ｐ１までのｘ軸に平行な距離Ｗ’_４ａを算出する。（１４）式において、ｘ_４ａは撮像部１１１ａによるエッジ位置の検出結果［画素］、ｈｔ１は（１５）式から算出される高さ［ｍｍ］をそれぞれ示す。また、（１５）式において、ｔは鋼板２の板厚［ｍｍ］を示す。なお、（１４）式において、（ｘ_４ａ・Ｍ）で算出される値は、距離Ｘ_４ａ［ｍｍ］を示す。

次いで、算出部１３は、（１６）式を用いて、ｘ軸負方向側のエッジ位置における鋼板２の上面側の高さＨ’_２ａを算出する。（１６）式において、ｈｔ２は（１７）式から算出される高さ［ｍｍ］を示す。

さらに、算出部１３は、（１８）式を用いて、鋼板２の幅Ｗ_４ａを算出する。（１８）式では、高さＨａ’_２ａを用いることで、傾きによる影響が補正される。

なお、図６における幅Ｗ_４ｂを算出する際には、幅Ｗ_ａと同様に、算出部１３は、（１９）式〜（２１）式を用いて幅Ｗ_４ｂを算出する。（１９）式〜（２１）式において、Ｗ’_４ｂはｘ軸正方向側のエッジ位置から中心位置Ｐ１までのｘ軸に平行な距離［ｍｍ］、ｘ_４ｂは撮像部１１１ｂによるエッジ位置の検出結果［画素］、Ｈ’_２ａはｘ軸正方向側のエッジ位置における鋼板２の上面の高さ［ｍｍ］をそれぞれ示す。
以上のように、エッジ位置として検出される画素数が半画角ｃ以下となる場合には、上述の算出方法によって、エッジ位置から中心位置Ｐ１までの幅が算出される。なお、（１９）式において、（ｘ_４ｂ・Ｍ）で算出される値は、距離Ｘ_４ｂ［ｍｍ］を示す。

エッジ位置から中心位置Ｐ１までの幅が算出された後、算出部１３は、算出された両端のエッジ位置から中心位置Ｐ１までの幅を足し合わせることで、鋼板２の板幅を算出する。図５に図示した例では、Ｗ_３ａとＷ_３ｂとを足し合せることで板幅が算出される。また、図６に図示した例では、Ｗ_４ａとＷ_４ｂとを足し合せることで板幅が算出される。算出された板幅は、記憶部１４へと送られ、記憶される。
なお、図５および図６では、両端部のエッジ位置の画素数が半画角ｃ以下または半画角ｃよりも大きくなる場合について説明したが、上記のように一方の端部のエッジ位置の画素数が半画角ｃ以下となり他方の端部のエッジ位置の画素数が半画角ｃよりも大きくなる場合も考えられる。この場合、両端部について、上記の画素数が半画角ｃ以下および半画角ｃよりも大きくなる場合における幅の算出方法をそれぞれ適用することで、エッジ位置から中心位置Ｐ１までの幅が算出される。

＜変形例＞
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、各種の変更例また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。

例えば、上記実施形態では、板幅測定装置１は、鋼板２の両端をそれぞれ検出する２つの検出部１１ａ，１１ｂを有するとしたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、板幅測定装置１は、鋼板２の両端を検出する１つの検出部を有する構成であってもよい。このとき、検出部は、鋼板２の幅方向両端を撮像可能な１つの撮像部を有する。なお、撮像部に用いられる撮像素子の画素数が同じものである場合、２つの撮像部有する上記実施形態の構成は、１つの撮像部を有する構成に比べ、エッジ位置の分解能Ｍが高くなるため、板幅をより高精度に測定することができる。

また、上記実施形態では、撮像部１１１ａ，１１１ｂは、非テレセントリックレンズを有するとしたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、撮像部１１１ａ，１１１ｂは、基準高さＰ２において２Ｃ［ｍｍ］の視野角を有していれば、テレセントリックレンズを有する構成であってもよい。なお、非テレセントリックレンズは、テレセントリックレンズに比べ安価であり、装置を小型化できるため、非テレセントリックレンズを用いる方が好ましい。

さらに、上記実施形態では、板幅測定装置１は、２つの測定部１２ａ，１２ｂを用いる構成としたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、板幅測定装置１は、ｘ軸方向に離隔した３つ以上の測定部を有してもよい。このとき、鋼板２のｘ軸方向に対する傾きを測定部で測定される３つ以上の測定結果から算出することで、鋼板２が撓んでいる場合等においてもより正確に板幅を測定することができる。

さらに、上記実施形態では、検出部１１ａ，１１ｂは、撮像部１１１ａ，１１１ｂが鋼板２よりも上方、光源部１１２ａ，１１２ｂが鋼板２よりも下方に設けられるとしたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、検出部１１ａ，１１ｂは、撮像部１１１ａ，１１１ｂが鋼板２よりも下方、光源部１１２ａ，１１２ｂが鋼板２よりも上方に設けられてもよい。
さらに、上記実施形態では、測定部１２ａ，１２ｂは、鋼板２よりも下方に設けられるとしたが、本発明はかかる例に限定されない。測定部１２ａ，１２ｂは、鋼板２よりも上方に設けられ、鋼板２よりも上方における基準高さから鋼板２の上面までの距離を測定してもよい。

さらに、上記実施形態では、板幅測定装置１の校正をする際に、製造ラインにて製造される鋼板２のうち板幅が最小となる鋼板２と同じ板幅を有する第２の校正板２２を用いるとしたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、第２の校正板は、基準位置において、両端が検出部１１ａ，１１ｂにて検出可能な位置にあり、且つ第１の校正板２１と異なる板幅を有していればどのような板幅を有していてもよい。

さらに、上記実施形態では、板幅の測定を行う前に板幅測定装置１を校正するとしたが、本発明はかかる例に限定されない。検出部１１ａ，１１ｂおよび測定部１２ａ，１２ｂの位置を精度よく設置できるようであれば、検出部１１ａ，１１ｂおよび測定部１２ａ，１２ｂの幾何学的な位置関係から分解能Ｍが算出されてもよい。
さらに、上記実施形態では、連続体として鋼板２の板幅を測定するとしたが、本発明はかかる例に限定されない。板幅を測定する連続体は、板状または帯状のものであれば、鋼以外の他の金属、繊維や樹脂等の他の材質のものであってもよい。

また、上記実施形態では、（７）式〜（２１）式を用いてエッジ位置から中心位置Ｐ１までの幅を算出し、算出された両端の幅を足し合わせることで鋼板２の板幅を算出するとしたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、図５および図６に示すように、撮像結果ｘ_３ａ，ｘ_３ｂ，ｘ_４ａ，ｘ_４ｂ［画素］から算出される距離Ｘ_３ａ，Ｘ_３ｂ，Ｘ_４ａ，Ｘ_４ｂＸ［ｍｍ］と、測定される高さｈ１，ｈ２と、鋼板２の板幅（Ｗ_３ａ＋Ｗ_３ｂ），（Ｗ_４ａ＋Ｗ_４ｂ）との幾何学的な関係から算出されれば、（７）式〜（２１）式以外の式を用いて板幅の算出が行われてもよい。

＜実施形態の効果＞
（１）本発明の実施形態に係る板幅測定装置１は、鋼板２等の連続体の厚み方向から挟んで設けられた光源部１１２ａ，１１２ｂおよび撮像部１１１ａ，１１１ｂを有し、通過する連続体の幅方向両端の位置を検出する検出部１１ａ，１１ｂと、連続体の幅方向に離隔した複数箇所において、連続体の厚み方向における基準高さＰ１から連続体までの距離を測定する測定部１２ａ，１２ｂと、検出部１１ａ，１１ｂにて検出される連続体の幅方向両端の位置と、測定部１２ａ，１２ｂにて測定される基準高さＰ１から連続体までの距離とに基づいて、連続体の板幅を算出する算出部１３と、を有する。

上記構成によれば、鋼板２が上下方向に振動した場合においても、測定部１２ａ，１２ｂによって鋼板２の高さの変化を測定することができる。例えば、図７のように、撮像部１１１ａの撮像素子１１４と、レンズ位置Ｐ３とに対して、鋼板２がｙ軸方向に振動する場合、鋼板２のｙ軸方向の高さに応じて撮像素子１１４におけるエッジ位置の検出位置が変化してしまう。しかし、上記構成によれば、板幅を算出する際、撮像部１１１ａ，１１１ｂによる検出結果に加えて、基準高さＰ１から連続体までの距離を考慮することで、精度良く板幅を算出することができる。

また、上記構成によれば、測定部１２ａ，１２ｂを連続体の幅方向に複数設けることで、図５および図６に示すように連続体が搬送方向に垂直な面において傾いた場合でも、その傾きを測定することができる。このため、板幅を算出する際、撮像部１１１ａ，１１１ｂによる検出結果に加えて、複数個所における基準高さＰ１から連続体までの距離から得られる傾きが考慮されることで、精度良く板幅を算出することができる。
さらに、上記構成によれば、連続体の高さおよび傾きが測定部１２ａ，１２ｂによって測定される。このため、特許文献２のように、２台のカメラから算出される座標を用いて連続体の高さや傾きを把握する方法に比べ、連続体がどの位置にあったとしても板幅を精度よく測定することができる。

（２）検出部１１ａ，１１ｂは、光源部１１２ａ，１１２ｂおよび撮像部１１１ａ，１１１ｂを、連続体の幅方向両端部それぞれに対応して２組有する。
上記構成によれば、検出部を一つだけ設ける場合に比べ、分解能Ｍを高くすることができるため、板幅の測定精度を向上させることができる。例えば、２Ｃ＝４００ｍｍ、撮像素子の画素数が２０４８画素の場合、上述のように分解能Ｍ＝０．１９５８ｍｍ／画素となる。一方、同様な条件において、検出部を一つだけ設け、当該検出部のみで連続体の幅方向両端を撮像する場合、必要な視野は２Ｃ＝１２５０ｍｍ＋１００ｍｍ＝１３５０ｍｍ、分解能Ｍは１３７５ｍｍ／２０４８画素＝０．６７１４ｍｍ／画素となるため、上記構成に比べて分解能が３．４倍低下する。なお、特許文献２においては、カメラを２台用いて撮像が行われるが、２台のカメラそれぞれが鋼板の全幅を視野として確保する必要がある。このため、カメラ視野（長さ）／カメラ画素数で定義される上記の分解能が低下するため、精度良く測定することができない。さらに、特許文献２の場合、カメラ１台あたりの視野を有効に使用するため、カメラを鋼板の上面に対して斜めに取りつける必要がある。このため、分解能が固定値として求められないことに加え、視野のうちカメラから遠い領域は近い領域に比べて小さく映るため分解能が低くなる。一方、上記構成によれば、カメラ１台あたりの視野は、連続体の全幅である必要がないため、特許文献２に比べて精度よく測定することができる。

（３）検出部１１ａ，１１ｂは、検出部１１ａ，１１ｂにて検出される幅方向両端の位置と、測定部１２ａ，１２ｂにて測定される距離である高さｈ１，ｈ２とに基づいて、厚み方向における基準高さＰ２から幅方向両端までの高さＨ_１ａ，Ｈ_１ｂ，Ｈ’_２ａ，Ｈ’_２ｂをそれぞれ算出し（（８）式、（１１）式、（１６）式および（２０））式、算出された幅方向両端までの高さＨ_１ａ，Ｈ_１ｂ，Ｈ’_２ａ，Ｈ’_２ｂと検出部１１ａ，１１ｂが検出した幅方向両端の位置とに基づいて連続体の板幅を算出する（（９）式、（１２）式、（１８）式および（１２）式）。
上記構成によれば、撮像結果と、測定される高さｈ１，ｈ２と、板幅との幾何学的な関係から板幅が算出されるため、精度良くかつ容易に板幅を算出することができる。また、上記構成によれば、非テレセントリックレンズを用いた場合においても、精度よく板幅を測定することができる。ここで、特許文献１の板幅計を用いた測定方法では、一般的な非テレセントリックレンズを用いる際に、鋼板のエッジ位置と鋼板の高さとによって測定誤差が生じる場合があった。図８に示すように、撮像部１１１ａにて撮像される場合、エッジ位置が撮像部１１１ａの中心からズレると、エッジ位置の真の値Ｘ’_５に対して測定された値Ｘ_５にズレが生じてしまう。一方、上記構成によれば、非テレセントリックレンズによるズレを考慮した算出式を用いて板幅を算出するため、精度良く板幅を算出することができる。また、特許文献１の板幅計を用いた測定方法では、図９および図１０に示すように、一般的な非テレセントリックレンズを用いる際に、カメラ視野に対する鋼板２のエッジ位置によって、鋼板２の上下面のうちの測定される面が変わってしまうため、測定誤差が生じる場合があった。この測定される面が変わることによる誤差は、上記の鋼板のエッジ位置と鋼板の高さとによって生じる測定誤差に加えて観測されるため、測定誤差が大きくなる場合があった。しかし、上記構成によれば、撮像部１１１ａ，１１１ｂに対するエッジ位置に応じて、用いる算出式を変えることで、精度良く板幅を測定することができる。

（４）本発明の実施形態に係る連続体の板幅測定方法は、連続体の厚み方向から挟んで設けられた光源部１１２ａ，１１２ｂおよび撮像部１１１ａ，１１１ｂを有する撮像装置１１ａ，１１ｂを用いて、通過する連続体の幅方向両端の位置を検出し、連続体の幅方向に離隔した複数箇所において、連続体の厚み方向における基準高さから連続体までの距離を測定し、検出された連続体の幅方向両端の位置と、測定された基準高さＰ２から連続体までの距離である高さｈ１，ｈ２とに基づいて、連続体の板幅を算出する。
上記構成によれば、（１）と同様な効果を得ることができる。

（５）撮像装置１１ａ，１１ｂは、連続体の両端部をそれぞれ撮像する２つの撮像部１１１ａ，１１１ｂを有し、連続体の幅方向両端の位置を検出する前に、２つの撮像部１１１ａ，１１１ｂが設けられた間隔と同じ幅を有する第１の校正板２１を基準位置に配した後、第１の校正板２１の幅方向両端の位置を検出し、さらに、第１の校正板２１と異なる幅を有する第２の校正板２２を基準位置に配した後、第２の校正板２２の幅方向両端の位置を検出し、第１の校正板２１および第２の校正板２２の、幅方向両端の位置の検出結果から撮像部１１１ａ，１１１ｂの位置および距離である高さｈ１，ｈ２の測定値の校正をする。
上記構成によれば、交換または補修等によって検出部１１ａ，１１ｂの左右方向の位置や、測定部１２ａ，１２ｂの上下方向の位置等がズレた場合でも、校正を行うことで精度良く板幅を測定することができる。

（６）本発明の実施形態に係る鋼板の製造方法は、上記の（４）または（５）の連続体の板幅測定方法により、鋼板２の板幅を検査する工程を備える。
上記構成によれば、大小様々な板厚を有するような鋼板においても、板厚に影響されずれに、板幅を精度よく測定することができる。また、上記構成によれば、（１）と同様な効果から、鋼板２が基準の板幅の範囲を超えたか否かを精度よく判別することができる。また、上記構成によれば、鋼板２のどの位置において、板幅が基準を超えたか否かを判断することができる。このため、鋼板２が長手方向に長いコイル等である場合、基準を超えた箇所を除いて、コイルの基準内となった箇所のみを使用することができるため、コイルの歩留りを向上させることができる。

次に、発明者らが行った実施例について説明する。
発明者らは、図１および図２に示す板幅測定装置１および上記実施形態における測定方法を用いて、鋼板２の板幅を測定した。鋼板２は、長手方向の長さが３０，０００ｍｍのコイルである。

図１１に実施例における板幅の測定結果、および測定部１２ａ，１２ｂによる高さｈ１，ｈ２の測定結果をそれぞれ示す。図１１に示すように、高さｈ１，ｈ２は、コイル分割のためのシャー切断等によりコイルの張力が変動するため、２０ｍｍ以上変動することを確認した。しかし、測定された板幅は、張力の変動に影響されて変動しないことを確認した。また、コイル長さが同じ位置において、高さｈ１，ｈ２の大きさが異なる箇所では、コイルが傾いていることがわかる。しかし、測定された板幅は、コイルの傾きに影響されて板幅が変化する傾向はみられなかった。
以上の結果から、本発明の連続体の板幅測定装置および板幅測定方法によれば、鋼板等の連続体の板幅を精度よく測定することのできることを確認した。

１ ：板幅測定装置
１１ａ，１１ｂ ：検出部
１１１ａ，１１１ｂ ：撮像部
１１２ａ，１１２ｂ ：光源部
１２ａ，１２ｂ ：測定部
１３ ：算出部
１４ ：記憶部
２ ：鋼板
２１ ：第１の校正板
２２ ：第２の校正板
Ｐ１ ：板幅測定装置の中心位置
Ｐ２ ：基準高さ

Claims (6)

1. 連続体を厚み方向から挟んで設けられた光源部および撮像部を有し、通過する前記連続体の幅方向両端の位置を検出する検出部と、
   前記連続体の幅方向に離隔した複数箇所において、前記連続体の厚み方向における基準高さから前記連続体までの距離を測定する測定部と、
   前記検出部にて検出される前記幅方向両端の位置と、前記測定部にて測定される前記距離とに基づいて、前記連続体の板幅を算出する算出部と、
   を有することを特徴とする連続体の板幅測定装置。
2. 前記検出部は、前記光源部および前記撮像部を、前記連続体の幅方向両端部それぞれに対応して２組有することを特徴とする請求項１に記載の連続体の板幅測定装置。
3. 前記算出部は、前記検出部にて検出される前記幅方向両端の位置と、前記測定部にて測定される前記距離とに基づいて、前記厚み方向における前記基準高さから前記幅方向両端までの高さをそれぞれ算出し、算出された前記幅方向両端までの高さと前記検出部が検出した前記幅方向両端の位置とに基づいて前記連続体の板幅を算出することを特徴とする請求項１または２に記載の連続体の板幅測定装置。
4. 連続体を厚み方向から挟んで設けられた光源部および撮像部を有する撮像装置を用いて、通過する前記連続体の幅方向両端の位置を検出し、
   前記連続体の幅方向に離隔した複数箇所において、前記連続体の厚み方向における基準高さから前記連続体までの距離を測定し、
   検出された前記連続体の幅方向両端の位置と、測定された前記基準高さから前記連続体までの距離とに基づいて、前記連続体の板幅を算出することを特徴とする連続体の板幅測定方法。
5. 前記撮像装置は、前記連続体の両端部をそれぞれ撮像する２つの撮像部を有し、
   前記連続体の幅方向両端の位置を検出する前に、２つの前記撮像部が設けられた間隔と同じ幅を有する第１の校正板を基準位置に配した後、前記第１の校正板の幅方向両端の位置を検出し、
   さらに、前記第１の校正板と異なる幅を有する第２の校正板を前記基準位置に配した後、前記第２の校正板の幅方向両端の位置を検出し、
   前記第１の校正板および前記第２の校正板の、幅方向両端の位置の検出結果から、前記撮像部の位置および前記距離の測定値の校正をすることを特徴とする請求項４に記載の連続体の板幅測定方法。
6. 請求項４または５に記載の連続体の板幅測定方法により、鋼板の板幅を検査する工程を備えることを特徴とする鋼板の製造方法。

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