JP7031664B2 - Object detection device, object detection method, and program - Google Patents

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Description

本開示は、物体検出装置、および物体検出方法、並びにプログラムに関する。具体的には、透明物体の検出処理や、物体内の応力検出等の処理を実行する物体検出装置、および物体検出方法、並びにプログラムに関する。 The present disclosure relates to an object detection device, an object detection method, and a program. Specifically, the present invention relates to an object detection device that executes processing such as detection processing of a transparent object and stress detection in an object, an object detection method, and a program.

物体の有無を検出する処理として、光電センサを用いた処理がある。
例えば、工場の生産ラインのベルトコンベア上に検出対象物体が不定期に通過するような設定において、ベルトコンベア上に光を照射し、その反射光を光電センサで受光する。
As a process of detecting the presence or absence of an object, there is a process using a photoelectric sensor.
For example, in a setting where the object to be detected passes irregularly on the belt conveyor of the production line of the factory, the light is irradiated on the belt conveyor and the reflected light is received by the photoelectric sensor.

光電センサの出力値は、
(a)ベルトコンベア上に何もなく、光電センサが専用反射板あるいはベルトコンベア面の反射光を受光する場合、
(b)ベルトコンベア上に物体が存在し、光電センサが物体の反射光を受光する場合、
には差異が発生する。この差異に基づいて、物体を検出することができる。
The output value of the photoelectric sensor is
(A) When there is nothing on the belt conveyor and the photoelectric sensor receives the reflected light from the dedicated reflector or the belt conveyor surface.
(B) When an object exists on the belt conveyor and the photoelectric sensor receives the reflected light of the object.
Will make a difference. Objects can be detected based on this difference.

しかし、検出対象とする物体が光透過率の高い透明な物体である場合には、検出対象が存在する場合と、存在しない場合、いずれの場合も光電センサが受光する反射光はほぼ同様の光量となり、大きな差が発生しない。
このため、物体の検出能力が低下してしまうという問題がある。
However, when the object to be detected is a transparent object with high light transmittance, the amount of reflected light received by the photoelectric sensor is almost the same in both cases where the detection target exists and when it does not exist. And there is no big difference.
Therefore, there is a problem that the detection ability of the object is lowered.

このように光透過率の高い透明な物体の検出精度を高める構成として、偏光を用いた構成がある。透明物に直線偏光を透過させると、楕円偏光に変換されるという性質を利用して、直線偏光フィルタ(偏光板)を投光部と受光部に配置し、直線偏光を透明物に透過させて、この透過光をセンサで受光し、受光光量の減衰量を増やし、検出精度を高める手法である。 As a configuration for improving the detection accuracy of a transparent object having a high light transmittance, there is a configuration using polarization. Taking advantage of the property that when linearly polarized light is transmitted through a transparent object, it is converted to elliptically polarized light, a linearly polarized light filter (polarizing plate) is placed in the light projecting section and the light receiving section to transmit the linearly polarized light through the transparent object. This is a method of receiving this transmitted light with a sensor, increasing the amount of attenuation of the received light amount, and improving the detection accuracy.

例えば、特許文献1(特開平10-111365号公報)は、物体検出位置を挟むように投光部と受光部を配置し、投光部と受光部にそれぞれ1方向の直線偏光板を配置した構成を開示している。
投光部から照射した直線偏光は、物体検出位置に透明物体が存在しない場合は、そのまま直線偏光板を配置した受光部によって受光される。一方、物体検出位置に透明物体が存在する場合は、投光部から照射した直線偏光は、透明物体を通過して楕円偏光に変換され、この楕円偏光が、直線偏光板を配置した受光部によって受光される。
このような構成とすることで、透明物体の有無に応じて受光部の受光量を大きく異ならせることが可能となり、高精度な透明物体の検出を実現している。
For example, in Patent Document 1 (Japanese Unexamined Patent Publication No. 10-11365), a light projecting unit and a light receiving unit are arranged so as to sandwich an object detection position, and a linear polarizing plate in one direction is arranged in each of the light emitting unit and the light receiving unit. The composition is disclosed.
When a transparent object does not exist at the object detection position, the linearly polarized light emitted from the light projecting unit is received by the light receiving unit in which the linear polarizing plate is arranged as it is. On the other hand, when a transparent object exists at the object detection position, the linearly polarized light emitted from the light projecting portion passes through the transparent object and is converted into elliptically polarized light, and this elliptically polarized light is converted into elliptically polarized light by the light receiving portion in which the linear polarizing plate is arranged. Received light.
With such a configuration, it is possible to greatly change the amount of light received by the light receiving unit depending on the presence or absence of a transparent object, and it is possible to detect a transparent object with high accuracy.

また、特許文献2(特開平7-294663号公報)は、やはり上記文献と同様、物体検出位置を挟むように投光部と受光部を配置し、投光部には1方向の直線偏光板を配置し、受光部には2方向の偏光板を配置した構成を開示している。
この構成により、検出対象物の面の向きが変化して1方向の偏光受光量が減衰しない場合でも、残りの1方向の光量減衰を観測可能として、透明物体を上記特許文献1より安定して検出することを可能とした構成を開示している。
Further, in Patent Document 2 (Japanese Unexamined Patent Publication No. 7-294663), as in the above document, a light projecting portion and a light receiving portion are arranged so as to sandwich the object detection position, and the light projecting portion is a unidirectional linear polarizing plate. Discloses a configuration in which a polarizing plate in two directions is arranged in a light receiving portion.
With this configuration, even if the orientation of the surface of the object to be detected changes and the amount of polarized light received in one direction is not attenuated, the attenuation of the amount of light in the remaining one direction can be observed, and the transparent object can be made more stable than Patent Document 1. The configuration that enables detection is disclosed.

さらに、特許文献3(特開2010-107475号公報)は、物体検出位置を挟むように投光部と、受光部を設置し、受光部を空間的に離れた3つの位置に設定した構成を開示している。
投光部は、1方向の直線偏光板を持ち、3つの受光部はそれぞれ異なる方向を持つ偏光板を有する。
3つの受光部の受光量の変化を解析することで、検出対象が透明な平面板であっても高精度な検出を行うことを可能としている。
Further, Patent Document 3 (Japanese Unexamined Patent Publication No. 2010-107475) has a configuration in which a light projecting unit and a light receiving unit are installed so as to sandwich an object detection position, and the light receiving unit is set at three spatially separated positions. It is disclosed.
The light projecting unit has a linear polarizing plate in one direction, and the three light receiving units have a polarizing plate having different directions.
By analyzing changes in the amount of light received by the three light receiving units, it is possible to perform highly accurate detection even if the detection target is a transparent flat plate.

さらに、例えば工場の製造ラインでは、上記の物体検出に併せて、例えば、樹脂などの成型品の強度などの品質検査として残留応力の計測が行われることが多い。
残留応力が大きいと変形や割れ等を発生させる可能性が高く、例えば、基準値より大きな残留応力を持つ樹脂成型品を不良品として製造工程から取り除く等の処理が行われる。
Further, for example, in a factory production line, in addition to the above-mentioned object detection, residual stress is often measured as a quality inspection of, for example, the strength of a molded product such as a resin.
If the residual stress is large, there is a high possibility that deformation, cracking, etc. will occur. For example, a resin molded product having a residual stress larger than the reference value is removed from the manufacturing process as a defective product.

従来の一般的な残留応力の計測方法として、照明側の偏光板を複数の角度に回転させながら物体に照射し、その透過光をそれぞれの照明側偏光角度に対応する偏光角度を持つ偏光板を通して観測する方法がある。
しかし、この手法では、偏光板の正確な回転制御機構や、各受光側の測定タイミングの制御等が必要であり、高コストかつ複雑なシステムが必要となっていた。また、観測データの解析処理に時間を要するためリアルタイム計測が困難であるという問題が存在する。
As a conventional general method for measuring residual stress, a polarizing plate on the illumination side is rotated to a plurality of angles to irradiate an object, and the transmitted light is passed through a polarizing plate having a polarization angle corresponding to each polarization angle on the illumination side. There is a way to observe.
However, this method requires an accurate rotation control mechanism for the polarizing plate, control of the measurement timing on each light receiving side, and the like, and requires a high-cost and complicated system. In addition, there is a problem that real-time measurement is difficult because it takes time to analyze the observation data.

特開平10-111365号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 10-11365 特開平7-294663号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 7-294663 特開2010-107475号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2010-107475

上述のように、偏光フィルタ(偏光板)を利用することで、透明物体の検出を行う構成について様々な提案がなされている。
1つの直線偏光を複数の方向の偏光板を通して観測する場合、観測に用いた偏光方向に応じて、正弦関数的に変化する。基本的には3つの異なる偏光方向で観測すればこの正弦関数の変化を復元できる。
つまり、3方向上で観測すれば透明物でも常にその中の少なくとも一つの方向では大きな光量減衰が発生し、安定検出が可能となる。
As described above, various proposals have been made for a configuration for detecting a transparent object by using a polarizing filter (polarizing plate).
When observing one linearly polarized light through polarizing plates in a plurality of directions, it changes in a sinusoidal manner depending on the polarization direction used for the observation. Basically, this change in sine function can be restored by observing in three different polarization directions.
That is, when observed in three directions, even if the object is transparent, a large amount of light attenuation always occurs in at least one of the directions, and stable detection becomes possible.

しかしながら、上述した特許文献1や、特許文献2に記載された方式は、最大2つの偏光方向の光量しか観測できない。従って、検出対象物の形状や向きによっては検出に必要な光量減衰が発生せず、安定検出ができなくなるという問題がある。
具体的には、例えば透明な平板の向きを変えると検出ができなくなる可能性が高い。
However, the methods described in Patent Document 1 and Patent Document 2 described above can observe only the amount of light in two polarization directions at the maximum. Therefore, depending on the shape and orientation of the object to be detected, there is a problem that the light amount attenuation required for detection does not occur and stable detection cannot be performed.
Specifically, for example, if the orientation of the transparent flat plate is changed, there is a high possibility that detection will not be possible.

また、特許文献3に記載の構成は、3方向の異なる偏光を3つの受光部において観測することによって、上記の問題を解決している。
しかし、この特許文献3に記載の構成は、1つの投光部からの照射光を、空間的に離れた3つの位置の受光部において受光する構成であるため、3つの受光部の各々の受光する光は、検出対象物の同一点の透過光ではなく、異なる位置の透過光となる。
従って、検出対象物が小さい場合などには、3つの受光部の各々が同時に検出対象物の透過光を受光することができない場合が発生し、検出精度が低下するという問題が発生する。
Further, the configuration described in Patent Document 3 solves the above problem by observing different polarizations in three directions in three light receiving units.
However, since the configuration described in Patent Document 3 is a configuration in which the irradiation light from one light projecting unit is received by the light receiving units at three spatially separated positions, the light receiving from each of the three light receiving units is received. The light to be detected is not the transmitted light at the same point of the detection target, but the transmitted light at different positions.
Therefore, when the detection target is small, each of the three light receiving units may not be able to receive the transmitted light of the detection target at the same time, which causes a problem that the detection accuracy is lowered.

本開示は、例えば上記問題点に鑑みてなされたものであり、検出対象となる物体が光透過率の高い物体である場合に、高精度な物体検出処理を可能とした物体検出装置、および物体検出方法、並びにプログラムを提供することを目的とする。 The present disclosure has been made in view of the above problems, for example, and is an object detection device and an object that enable highly accurate object detection processing when the object to be detected is an object having a high light transmission rate. The purpose is to provide a detection method as well as a program.

また、本開示の一実施例においては、物体の検出に併せて物体内の応力検出も可能としたる物体検出装置、および物体検出方法、並びにプログラムを提供する。 Further, in one embodiment of the present disclosure, an object detection device, an object detection method, and a program capable of detecting stress in an object at the same time as detecting an object are provided.

本開示の第1の側面は、
少なくとも3種類以上の異なる偏光方向の偏光を出力する投光部と、
前記投光部の出力光を、少なくとも3種類以上の異なる観測偏光角で受光する受光部と、
前記受光部の受光信号に基づいて、前記投光部から前記受光部に至る光路内に透明物体が存在するか否かを判定するデータ処理部を有し、
前記データ処理部は、
前記光路内に透明物体が存在すると判定した場合に、前記受光部が受光した複数の異なる観測偏光角の受光信号を利用して前記透明物体の残留応力を算出する応力算出部を有する物体検出装置にある。
The first aspect of this disclosure is
A floodlight that outputs at least three types of polarization in different polarization directions, and
A light receiving unit that receives the output light of the light projecting unit at at least three different observation polarization angles.
It has a data processing unit that determines whether or not a transparent object exists in the optical path from the light emitting unit to the light receiving unit based on the light receiving signal of the light receiving unit.
The data processing unit
An object detection device having a stress calculation unit that calculates the residual stress of the transparent object by using the light receiving signals of a plurality of different observation polarization angles received by the light receiving unit when it is determined that a transparent object exists in the optical path. It is in.

さらに、本開示の第2の側面は、
物体検出装置において実行する物体検出方法であり、
前記物体検出装置は、
少なくとも3種類以上の異なる偏光方向の偏光を出力する投光部と、
前記投光部の出力光を、少なくとも3種類以上の異なる観測偏光角で受光する受光部と、
前記受光部の受光信号に基づいて、前記投光部から前記受光部に至る光路内に透明物体が存在するか否かを判定するデータ処理部を有し、
前記データ処理部が、
前記光路内に透明物体が存在すると判定した場合に、前記受光部が受光した複数の異なる観測偏光角の受光信号を利用して前記透明物体の残留応力を算出する応力算出ステップを実行する物体検出方法にある。
Further, the second aspect of the present disclosure is
It is an object detection method executed by an object detection device.
The object detection device is
A floodlight that outputs at least three types of polarization in different polarization directions, and
A light receiving unit that receives the output light of the light projecting unit at at least three different observation polarization angles.
It has a data processing unit that determines whether or not a transparent object exists in the optical path from the light emitting unit to the light receiving unit based on the light receiving signal of the light receiving unit.
The data processing unit
Object detection that executes a stress calculation step to calculate the residual stress of the transparent object by using the light receiving signals of a plurality of different observation polarization angles received by the light receiving unit when it is determined that the transparent object exists in the optical path. In the way.

さらに、本開示の第3の側面は、
物体検出装置において物体検出処理を実行させるプログラムであり、
前記物体検出装置は、
少なくとも3種類以上の異なる偏光方向の偏光を出力する投光部と、
前記投光部の出力光を、少なくとも3種類以上の異なる観測偏光角で受光する受光部と、
前記受光部の受光信号に基づいて、前記投光部から前記受光部に至る光路内に透明物体が存在するか否かを判定するデータ処理部を有し、
前記プログラムは、前記データ処理部に、
前記光路内に透明物体が存在すると判定した場合に、前記受光部が受光した複数の異なる観測偏光角の受光信号を利用して前記透明物体の残留応力を算出する応力算出ステップを実行させるプログラムにある。
Further, the third aspect of the present disclosure is
It is a program that executes the object detection process in the object detection device.
The object detection device is
A floodlight that outputs at least three types of polarization in different polarization directions, and
A light receiving unit that receives the output light of the light projecting unit at at least three different observation polarization angles.
It has a data processing unit that determines whether or not a transparent object exists in the optical path from the light emitting unit to the light receiving unit based on the light receiving signal of the light receiving unit.
The program is installed in the data processing unit.
A program for executing a stress calculation step of calculating the residual stress of the transparent object by using the light receiving signals of a plurality of different observation polarization angles received by the light receiving unit when it is determined that the transparent object exists in the optical path. be.

なお、本開示のプログラムは、例えば、様々なプログラム・コードを実行可能な情報処理装置やコンピュータ・システムに対して、コンピュータ可読な形式で提供する記憶媒体、通信媒体によって提供可能なプログラムである。このようなプログラムをコンピュータ可読な形式で提供することにより、情報処理装置やコンピュータ・システム上でプログラムに応じた処理が実現される。 The program of the present disclosure is, for example, a program that can be provided by a storage medium or a communication medium provided in a computer-readable format to an information processing apparatus or a computer system capable of executing various program codes. By providing such a program in a computer-readable format, processing according to the program can be realized on an information processing apparatus or a computer system.

本開示のさらに他の目的、特徴や利点は、後述する本発明の実施例や添付する図面に基づくより詳細な説明によって明らかになるであろう。なお、本明細書においてシステムとは、複数の装置の論理的集合構成であり、各構成の装置が同一筐体内にあるものには限らない。 Still other objects, features and advantages of the present disclosure will be clarified by more detailed description based on the examples of the present invention described below and the accompanying drawings. In the present specification, the system is a logical set configuration of a plurality of devices, and the devices of each configuration are not limited to those in the same housing.

本開示の一実施例の構成によれば、偏光を利用して透明物体の検出と透明物体の残留応力の算出を行う装置、および方法が実現される。
具体的には、例えば、少なくとも3種類以上の異なる偏光を出力する投光部と、少なくとも3種類以上の異なる観測偏光角で受光する受光部と、データ処理部を有する。データ処理部は、光路内に透明物体が存在しない状態の受光部の受光信号を基準値として記憶部に格納し、受光部が受光した複数の異なる観測偏光角の受光信号と、基準値とを比較して光路内の透明物体の有無を判定する。さらに、光路内に透明物体が存在すると判定した場合に、受光部が受光した複数の異なる観測偏光角の受光信号を利用して透明物体の残留応力を算出する。
本構成により、偏光を利用して透明物体の検出と透明物体の残留応力の算出を行う装置、および方法が実現される。
なお、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものではなく、また付加的な効果があってもよい。
According to the configuration of one embodiment of the present disclosure, an apparatus and a method for detecting a transparent object and calculating the residual stress of the transparent object using polarization are realized.
Specifically, for example, it has a light projecting unit that outputs at least three types of different polarizations, a light receiving unit that receives light at at least three types of observation polarization angles, and a data processing unit. The data processing unit stores the light-receiving signal of the light-receiving part in a state where no transparent object exists in the optical path as a reference value, and stores the light-receiving signals of a plurality of different observation polarization angles received by the light-receiving part and the reference value. The presence or absence of a transparent object in the optical path is determined by comparison. Further, when it is determined that a transparent object exists in the optical path, the residual stress of the transparent object is calculated by using the light receiving signals having a plurality of different observation polarization angles received by the light receiving unit.
With this configuration, a device and a method for detecting a transparent object and calculating the residual stress of the transparent object using polarization are realized.
It should be noted that the effects described in the present specification are merely exemplary and not limited, and may have additional effects.

偏光を用いた透明物体の検出処理の一構成例を示す図である。It is a figure which shows one configuration example of the detection process of a transparent object using polarization. 直線偏光と楕円偏光の光特性を示す図である。It is a figure which shows the optical characteristic of linearly polarized light and elliptically polarized light. 物体検出装置の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the object detection apparatus. 投光部の一構成例を示す図である。It is a figure which shows one structural example of a light projection part. 受光部の一構成例を示す図である。It is a figure which shows one configuration example of a light receiving part. 基準値取得処理の一例について説明する図である。It is a figure explaining an example of a reference value acquisition process. 透明物体有無検出処理の一例について説明する図である。It is a figure explaining an example of the transparent object presence / absence detection processing. 投光部の一構成例を示す図である。It is a figure which shows one structural example of a light projection part. 受光部の一構成例を示す図である。It is a figure which shows one configuration example of a light receiving part. 投光部の一構成例を示す図である。It is a figure which shows one structural example of a light projection part. 受光部の一構成例を示す図である。It is a figure which shows one configuration example of a light receiving part. 投光部の一構成例を示す図である。It is a figure which shows one structural example of a light projection part. 受光部の一構成例を示す図である。It is a figure which shows one configuration example of a light receiving part. 基準値取得処理の一例について説明する図である。It is a figure explaining an example of a reference value acquisition process. 透明物体有無検出処理の一例について説明する図である。It is a figure explaining an example of the transparent object presence / absence detection processing. 投光部の一構成例を示す図である。It is a figure which shows one structural example of a light projection part. 受光部の一構成例を示す図である。It is a figure which shows one configuration example of a light receiving part. 投光部の一構成例を示す図である。It is a figure which shows one structural example of a light projection part. 受光部の一構成例を示す図である。It is a figure which shows one configuration example of a light receiving part. 物体検出装置の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the object detection apparatus. 投光部と受光部の一構成例を示す図である。It is a figure which shows one configuration example of a light emitting part and a light receiving part. 本開示の物体検出装置の実行する処理シーケンスについて説明するフローチャートを示す図である。It is a figure which shows the flowchart explaining the processing sequence executed by the object detection apparatus of this disclosure. 本開示の物体検出装置の実行する処理シーケンスについて説明するフローチャートを示す図である。It is a figure which shows the flowchart explaining the processing sequence executed by the object detection apparatus of this disclosure. 本開示の物体検出装置の実行する処理シーケンスについて説明するフローチャートを示す図である。It is a figure which shows the flowchart explaining the processing sequence executed by the object detection apparatus of this disclosure. 物体検出装置のハードウェア構成例について説明する図である。It is a figure explaining the hardware configuration example of the object detection apparatus.

以下、図面を参照しながら本開示の物体検出装置、および物体検出方法、並びにプログラムの詳細について説明する。なお、説明は以下の項目に従って行う。
1.偏光を利用した透明物体の検出処理について
2.偏光を利用した応力検出処理について
3.(実施例1)偏光を用いた透明物体検出、および残留応力算出を行う物体検出装置の実施例1
4.(実施例2)偏光を用いた透明物体検出、および残留応力算出を行う物体検出装置の実施例2
5.(実施例3)偏光を用いた透明物体検出、および残留応力算出を行う物体検出装置の実施例3
6.その他の実施例について
7.物体検出装置の実行する処理のシーケンスについて
8.物体検出装置のハードウェア構成例について
9.本開示の構成のまとめ
Hereinafter, the details of the object detection device, the object detection method, and the program of the present disclosure will be described with reference to the drawings. The explanation will be given according to the following items.
1. 1. Detection processing of transparent objects using polarization 2. Stress detection processing using polarization 3. (Example 1) Example 1 of an object detection device that detects a transparent object using polarization and calculates residual stress.
4. (Example 2) Example 2 of an object detection device that detects a transparent object using polarization and calculates residual stress.
5. (Example 3) Example 3 of an object detection device that detects a transparent object using polarization and calculates residual stress.
6. About other examples 7. About the sequence of processing executed by the object detection device 8. About the hardware configuration example of the object detection device 9. Summary of the structure of this disclosure

[1.偏光を利用した透明物体の検出処理について]
まず、図1以下を参照して、偏光を利用した透明物体の検出処理について説明する。
図1は、偏光を利用した透明物体の検出処理の一構成例を示す図である。
投光部10から、偏光板11を介して光が照射される。この照射光は直線偏光である。
[1. About detection processing of transparent objects using polarization]
First, the detection process of a transparent object using polarization will be described with reference to FIGS. 1 and the following.
FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a transparent object detection process using polarization.
Light is emitted from the light projecting unit 10 through the polarizing plate 11. This irradiation light is linearly polarized.

投光部10から偏光板11を介して照射された光は、透明物体50が存在する場合は、透明物体50を通過して、偏光板21を有する受光部20によって受光される。
透明物体50が存在しない場合は、投光部10から偏光板11を介して照射された光が、そのまま偏光板21を有する受光部20によって受光される。
When the transparent object 50 is present, the light emitted from the light projecting unit 10 via the polarizing plate 11 passes through the transparent object 50 and is received by the light receiving unit 20 having the polarizing plate 21.
When the transparent object 50 does not exist, the light emitted from the light projecting unit 10 through the polarizing plate 11 is received as it is by the light receiving unit 20 having the polarizing plate 21.

投光部10から偏光板11を介して照射される光は直線偏光である。
透明物体50が存在しない場合は、受光部20はこの直線偏光を受光する。
一方、透明物体50が存在し、透明物体50を通過した光は楕円偏光に変化し、受光部20は楕円偏光を受光する。
この違いに基づいて、透明物体の有無を検出することができる。
以下、直線偏光、楕円偏光の特性や、透明物体による直線偏光から楕円偏光への変化の原理の概要について説明する。
The light emitted from the light projecting unit 10 through the polarizing plate 11 is linearly polarized light.
When the transparent object 50 does not exist, the light receiving unit 20 receives the linearly polarized light.
On the other hand, the transparent object 50 exists, the light passing through the transparent object 50 changes to elliptically polarized light, and the light receiving unit 20 receives the elliptically polarized light.
Based on this difference, the presence or absence of a transparent object can be detected.
Hereinafter, the characteristics of linearly polarized light and elliptically polarized light and the outline of the principle of change from linearly polarized light to elliptically polarized light by a transparent object will be described.

投光部10から偏光板11を介して照射される直線偏光は、P偏光(またはP波)とS偏光(またはS波)を有する。
光は電磁波であり、進行方向に対して直交して振動する電界と磁界によって構成される。
ここでは電界が垂直方向に振動する光成分をP偏光と呼び、電界が水平に振動する光成分をS偏光と呼ぶ。
直線偏光は、このP偏光とS偏光との位相差がない、すなわち位相差φ=0の特性を有する偏光である。
The linearly polarized light emitted from the light projecting unit 10 via the polarizing plate 11 has P-polarized light (or P-wave) and S-polarized light (or S-wave).
Light is an electromagnetic wave and is composed of an electric field and a magnetic field that oscillate orthogonally to the traveling direction.
Here, the light component in which the electric field oscillates in the vertical direction is called P polarization, and the light component in which the electric field oscillates horizontally is called S polarization.
The linear polarization is a polarization having no phase difference between the P polarization and the S polarization, that is, having a characteristic of a phase difference φ = 0.

図2を参照して直線偏光と楕円偏光の光特性について説明する。
図2(a)は、直線偏光の光特性を示す図である。
図2(a1)は、直線偏光の振幅特性を示す図であり、光の進行方向の1つの位置、すなわち、図1に示すZ軸のある一点の面(垂直面)における電界の振動方向を示している。
直線偏光は、上述したようにP偏光、S偏光の位相差がなく、偏光方向が1つの平面に限られた偏光であり、図1に示すZ軸のある一点の面(垂直面)における電解の振動方向(=電場ベクトルの先端の軌跡)は、図2(a1)に示すように直線となる。
図2(a2)は、直線偏光の観測偏光角と観測強度(相対値)との対応関係を示すグラフである。
直線偏光の観測偏光角と観測強度(相対値)との対応関係は、図2(a2)に示すような三角関数のグラフとなる。
The optical characteristics of linearly polarized light and elliptically polarized light will be described with reference to FIG.
FIG. 2A is a diagram showing the optical characteristics of linearly polarized light.
FIG. 2A1 is a diagram showing the amplitude characteristics of linearly polarized light, and shows the vibration direction of the electric field at one position in the traveling direction of light, that is, at one point plane (vertical plane) having the Z axis shown in FIG. Shows.
As described above, linear polarization is polarization in which there is no phase difference between P polarization and S polarization and the polarization direction is limited to one plane, and electrolysis is performed on a single plane (vertical plane) having a Z axis shown in FIG. The vibration direction (= locus of the tip of the electric field vector) is a straight line as shown in FIG. 2 (a1).
FIG. 2A2 is a graph showing the correspondence between the observed polarization angle of linearly polarized light and the observed intensity (relative value).
The correspondence between the observed polarization angle of linear polarization and the observed intensity (relative value) is a graph of trigonometric function as shown in FIG. 2 (a2).

図1に示すように、投光部10から出力された直線偏光は、空間(屈折率N)30を、Z軸に沿って進行し、空間30とは異なる屈折率を持つ透明物体(屈折率N)50に入射し、透明物体50を通過する。透明物体50を通過した通過光が、偏光板21を有する受光部20によって受光される。As shown in FIG. 1, the linear polarization output from the light projecting unit 10 travels in the space (refractive index N 1 ) 30 along the Z axis, and is a transparent object (refractive index) having a refractive index different from that of the space 30. It is incident on the index N 2 ) 50 and passes through the transparent object 50. The passing light that has passed through the transparent object 50 is received by the light receiving unit 20 having the polarizing plate 21.

直線偏光が、空間(屈折率N)30から、空間30とは異なる屈折率を持つ透明物体(屈折率N)50に入射し、透明物体50を通過することで、直線偏光は楕円偏光に変化する。Linear polarization is elliptically polarized light by incident on a transparent object (refractive index N 2 ) 50 having a refractive index different from that of space 30 from the space (refractive index N 1 ) 30 and passing through the transparent object 50. Changes to.

この直線偏光から楕円偏光への変化は、透明物体50の材質に基づく円二色性(CD:Circular Dichroism)によるものである。
円二色性(CDょについて簡単に説明する。
直線偏光は、左円偏光と右円偏光の和とみなすことができる。すなわち、左円偏光と右円偏光が、透明物体を通過することになる。
しかし、多くの透明物体は、左円偏光と右円偏光の吸光度が異なる。
このように、左円偏光と右円偏光の吸光度に差が発生する現象を円二色性(CD)と呼ぶ。
This change from linearly polarized light to elliptically polarized light is due to circular dichroism (CD) based on the material of the transparent object 50.
Circular dichroism (CDs will be briefly described.
Linear polarization can be regarded as the sum of left circular polarization and right circular polarization. That is, the left circular polarization and the right circular polarization pass through the transparent object.
However, many transparent objects have different absorbances for left-handed and right-handed circularly polarized light.
Such a phenomenon in which the absorbance of left-handed circularly polarized light and right-handed circularly polarized light is different is called circular dichroism (CD).

バランスのとれた左円偏光と右円偏光の和である直線偏光は、円二色性(CD)を持つ透明物体50を通過することで、左円偏光と右円偏光のバランスが崩れ、直線偏光から楕円偏光に変化する。 Linear polarization, which is the sum of well-balanced left-circle polarization and right-circle polarization, passes through a transparent object 50 having circular dichroism (CD), and the balance between left-circle polarization and right-circle polarization is lost, resulting in a straight line. It changes from polarized light to elliptically polarized light.

楕円偏光は、P偏光、S偏光の位相差が発生した偏光であり、偏光方向が1つの平面にならない偏光であり、図1に示すZ軸のある一点の面(垂直面)における電解の振動方向(=電場ベクトルの先端の軌跡)は、図2(b1)に示すように楕円となる。
図2(b2)は、楕円偏光の観測偏光角と観測強度(相対値)との対応関係を示すグラフである。
楕円偏光の観測偏光角と観測強度(相対値)との対応関係は、図2(b2)に示すような三角関数のグラフとなる。
Elliptical polarization is polarization in which a phase difference between P-polarization and S-polarization occurs, and the polarization direction does not become one plane. The direction (= locus of the tip of the electric field vector) is an ellipse as shown in FIG. 2 (b1).
FIG. 2B2 is a graph showing the correspondence between the observed polarization angle of elliptically polarized light and the observed intensity (relative value).
The correspondence between the observed polarization angle of elliptically polarized light and the observed intensity (relative value) is a graph of trigonometric functions as shown in FIG. 2 (b2).

前述したように、投光部10から偏光板11を介して照射される光は直線偏光であり、透明物体50が存在しない場合は、受光部20はこの直線偏光を受光する。
一方、透明物体50が存在し、透明物体50を通過した光は楕円偏光に変化し、受光部20は楕円偏光を受光する。
この違いに基づいて、透明物体の有無を検出することができる。
As described above, the light emitted from the light projecting unit 10 through the polarizing plate 11 is linearly polarized light, and when the transparent object 50 does not exist, the light receiving unit 20 receives the linearly polarized light.
On the other hand, the transparent object 50 exists, the light passing through the transparent object 50 changes to elliptically polarized light, and the light receiving unit 20 receives the elliptically polarized light.
Based on this difference, the presence or absence of a transparent object can be detected.

前述したように、直線偏光のP偏光とS偏光の位相差は0である。
一方、透明物体50を通過した楕円偏光のP偏光とS偏光の位相差は0でなく、位相差φは、以下の(式1)のようになる。
As described above, the phase difference between the linearly polarized P polarization and the S polarization is 0.
On the other hand, the phase difference between the P-polarization and the S-polarization of the elliptically polarized light that has passed through the transparent object 50 is not 0, and the phase difference φ is as shown in (Equation 1) below.

Figure 0007031664000001
Figure 0007031664000001

上記(式1)において、λは、光の波長、Nは、空間30の屈折率(=空気の屈折率)、Nは、透明物体50の屈折率、dは、透明物体50の厚さである。In the above (Equation 1), λ is the wavelength of light, N 1 is the refractive index of space 30 (= refractive index of air), N 2 is the refractive index of the transparent object 50, and d is the thickness of the transparent object 50. That's right.

また、透明物体50を通過した楕円偏光のある点Zにおける、
X方向の振動(S偏光の振動)=Ax(Z)、
Y方向の振動(P偏光の振動)=Ay(Z)、
これらAx(Z),Ay(Z)は、以下の(式2)、(式3)で示すことができる。
Further, at a point Z having elliptically polarized light that has passed through the transparent object 50,
Vibration in the X direction (vibration of S polarization) = Ax (Z),
Vibration in the Y direction (vibration of P polarization) = Ay (Z),
These Ax (Z) and Ay (Z) can be represented by the following (Equation 2) and (Equation 3).

Figure 0007031664000002
Figure 0007031664000002

上記(式2),(式3)において、
1Xは、透明物体50の出射光(通過光)である楕円偏光のX方向の振幅、
1Yは、透明物体50の出射光(通過光)である楕円偏光のY方向の振幅、
である。
In the above (Equation 2) and (Equation 3),
A 1X is the amplitude of the elliptically polarized light in the X direction, which is the emitted light (passing light) of the transparent object 50.
A 1Y is the amplitude of the elliptically polarized light in the Y direction, which is the emitted light (passing light) of the transparent object 50.
Is.

また、図1に示す受光部20における観測光の強度(輝度)は、以下の(式4)、(式5)によって算出される。
(式4)は、透明物体50が存在せず、投光部10からの直線偏光をそのまま受光した場合の観測輝度である。
(式5)は、透明物体50が存在し、投光部10からの直線偏光が、透明物体50によって楕円偏光に変化し、この楕円偏光を受光した場合の観測輝度である。
なお、以下の(式4)、(式5)は、いずれも図1に示す受光部20に備えられた偏光板21の設定角度である観測偏光角(θ)に応じた観測輝度I(θ)を算出する式である。
Further, the intensity (luminance) of the observed light in the light receiving unit 20 shown in FIG. 1 is calculated by the following (Equation 4) and (Equation 5).
(Equation 4) is the observed luminance when the transparent object 50 does not exist and the linearly polarized light from the light projecting unit 10 is received as it is.
(Equation 5) is the observed luminance when the transparent object 50 exists, the linear polarization from the light projecting unit 10 is changed to elliptically polarized light by the transparent object 50, and the elliptically polarized light is received.
In each of the following (Equation 4) and (Equation 5), the observation luminance I (θ) according to the observation polarization angle (θ) which is the set angle of the polarizing plate 21 provided in the light receiving unit 20 shown in FIG. ) Is a formula for calculating.

Figure 0007031664000003
Figure 0007031664000003

上記(式4)、(式5)において、
0Xは、透明物体50を通過しない直線偏光のX方向の振幅、
0Yは、透明物体50を通過しない直線偏光のY方向の振幅、
1Xは、透明物体50の出射光(通過光)である楕円偏光のX方向の振幅、
1Yは、透明物体50の出射光(通過光)である楕円偏光のY方向の振幅、
である。
In the above (Equation 4) and (Equation 5),
A0X is the amplitude of linearly polarized light in the X direction that does not pass through the transparent object 50.
A0Y is the amplitude of linearly polarized light in the Y direction that does not pass through the transparent object 50.
A 1X is the amplitude of the elliptically polarized light in the X direction, which is the emitted light (passing light) of the transparent object 50.
A 1Y is the amplitude of the elliptically polarized light in the Y direction, which is the emitted light (passing light) of the transparent object 50.
Is.

上記(式4)は、図2(a)に示す直線偏光の(a2)偏光角-強度特性のグラフに対応する。
(式4)によって算出される観測輝度I(θ)は、図2(a)に示す直線偏光の(a2)偏光角-強度特性のグラフの観測強度に相当する。
(式4)に示す観測偏光角(θ)は、図2(a2)の横軸の観測偏光角(θ)に対応する。
すなわち(式4)の関係式で示される直線偏光の観測偏光角(θ)と観測輝度(I(θ))との対応関係は、図2(a2)に示す三角関数のグラフとなる。
The above (Equation 4) corresponds to the graph of the (a2) polarization angle-intensity characteristic of the linearly polarized light shown in FIG. 2 (a).
The observed luminance I (θ) calculated by (Equation 4) corresponds to the observed intensity of the graph of the (a2) polarization angle-intensity characteristic of the linearly polarized light shown in FIG. 2 (a).
The observed polarization angle (θ) shown in (Equation 4) corresponds to the observed polarization angle (θ) on the horizontal axis of FIG. 2 (a2).
That is, the correspondence between the observed polarization angle (θ) and the observed brightness (I (θ)) of the linear polarization shown by the relational expression of (Equation 4) is a graph of the trigonometric function shown in FIG. 2 (a2).

また、上記(式5)は、図2(b)に示す楕円偏光の(b2)偏光角-強度特性のグラフに対応する。
(式5)によって算出される観測輝度I(θ)は、図2(b)に示す楕円偏光の(b2)偏光角-強度特性のグラフの観測強度に相当する。
(式5)に示す観測偏光角(θ)は、図2(b2)の横軸の観測偏光角(θ)に対応する。
すなわち(式5)の関係式で示される楕円偏光の観測偏光角(θ)と観測輝度(I(θ))との対応関係は、図2(b2)に示す三角関数のグラフとなる。
Further, the above (Equation 5) corresponds to the graph of the (b2) polarization angle-intensity characteristic of the elliptically polarized light shown in FIG. 2 (b).
The observed luminance I (θ) calculated by (Equation 5) corresponds to the observed intensity of the graph of the (b2) polarization angle-intensity characteristic of the elliptically polarized light shown in FIG. 2 (b).
The observed polarization angle (θ) shown in (Equation 5) corresponds to the observed polarization angle (θ) on the horizontal axis of FIG. 2 (b2).
That is, the correspondence between the observed polarization angle (θ) and the observed brightness (I (θ)) of the elliptically polarized light shown by the relational expression of (Equation 5) is a graph of the trigonometric function shown in FIG. 2 (b2).

この観測値に基づいて得られる観測偏光角(θ)と観測輝度I(θ)との対応関係が、図2(a2)に示す直線偏光の三角関数グラフに相当すれば、受光部20の受光する光は直線偏光であり、透明物体50が存在しないと判定することができる。
一方、観測値に基づいて得られる観測偏光角(θ)と観測輝度I(θ)との対応関係が、図2(b2)に示す楕円偏光の三角関数グラフに相当すれば、受光部20の受光する光は楕円偏光であり、透明物体50が存在すると判定することができる。
If the correspondence between the observed polarization angle (θ) obtained based on this observed value and the observed brightness I (θ) corresponds to the trigonometric function graph of linear polarization shown in FIG. 2 (a2), the light received by the light receiving unit 20 The light is linearly polarized, and it can be determined that the transparent object 50 does not exist.
On the other hand, if the correspondence between the observed polarization angle (θ) obtained based on the observed value and the observed brightness I (θ) corresponds to the trigonometric function graph of elliptically polarized light shown in FIG. 2 (b2), the light receiving unit 20 The light received is elliptically polarized light, and it can be determined that the transparent object 50 is present.

図1に示す受光部20は、偏光板21を回転させることで、観測偏光角(θ)を任意の角度に設定して、各観測偏光角(θ)における観測輝度I(θ)を観測値として取得することができる。
受光部20の観測値に基づいて、観測光が、上記(式4)に対応するか、(式5)に対応するかを判定するためには、複数の異なる観測偏光角(θ)の観測輝度I(θ)を観測値として取得することが必要である。
The light receiving unit 20 shown in FIG. 1 rotates the polarizing plate 21 to set the observed polarization angle (θ) to an arbitrary angle, and the observed brightness I (θ) at each observed polarization angle (θ) is an observed value. Can be obtained as.
In order to determine whether the observed light corresponds to the above (Equation 4) or (Equation 5) based on the observed value of the light receiving unit 20, it is necessary to observe a plurality of different observation polarization angles (θ). It is necessary to acquire the luminance I (θ) as an observed value.

上記(式4)に含まれる未知数は、
直線偏光のX方向の振幅:A0X
直線偏光のY方向の振幅:A0Y
これら2つの値である。
一方、上記(式5)に含まれる未知数は、
楕円偏光のX方向の振幅:A1X
楕円偏光のY方向の振幅:A1Y
位相差:φ
これら3つの値である。
The unknown number included in the above (Equation 4) is
Amplitude of linearly polarized light in the X direction: A 0X ,
Amplitude of linearly polarized light in the Y direction: A 0Y ,
These two values.
On the other hand, the unknown number included in the above (Equation 5) is
Amplitude of elliptically polarized light in the X direction: A 1X ,
Amplitude of elliptically polarized light in the Y direction: A 1Y ,
Phase difference: φ
These three values.

このように、受光部20が、上記(式4)に従った直線偏光を受光している場合は、未知数が2つ、上記(式5)に従った楕円偏光を受光している場合は、未知数が3つであり、最低3つの異なる観測偏光角(θ)に対応する観測輝度I(θ)を取得することで、上記(式4)、(式5)のいずれの式に従った三角関数グラフに対応する光信号を受光しているかを判定することができる。 As described above, when the light receiving unit 20 receives the linearly polarized light according to the above (Equation 4), there are two unknowns, and when the light receiving unit 20 receives the elliptically polarized light according to the above (Equation 5). By acquiring the observation brightness I (θ) corresponding to at least three different observation polarization angles (θ) with three unknowns, a triangle according to any of the above equations (Equation 4) and (Equation 5). It can be determined whether or not the optical signal corresponding to the function graph is received.

つまり、投光部10と、受光部20の間に透明物体50が存在するか否かを判定するためには、受光部20は、偏光板21を回転させて、最低3つの異なる観測偏光角(θ)を設定して、各観測偏光角(θ)における観測輝度I(θ)を観測値として取得すればよい。 That is, in order to determine whether or not the transparent object 50 exists between the light projecting unit 10 and the light receiving unit 20, the light receiving unit 20 rotates the polarizing plate 21 and at least three different observation polarization angles. (Θ) may be set, and the observed brightness I (θ) at each observed polarization angle (θ) may be acquired as an observed value.

このように、受光部20の受光する光が、
透明物体50を通過しない直線偏光であるか、
透明物体50を通過した楕円偏光であるか、
を判別するためには、最低3点以上のサンプリングが必要となる。
In this way, the light received by the light receiving unit 20 is
Is it linearly polarized light that does not pass through the transparent object 50?
Is it elliptically polarized light that has passed through the transparent object 50?
At least 3 points or more are required to be sampled in order to determine.

透明物体検出処理を実行する装置構成、および処理シーケンスについては、後段で詳細に説明する。
後段において説明する本開示の物体検出装置では、3方向以上の異なる偏光を利用した検出処理を実行し、透明物体の有無を確実に判定することを可能としている。
The device configuration for executing the transparent object detection process and the process sequence will be described in detail later.
In the object detection device of the present disclosure described later, it is possible to execute a detection process using different polarizations in three or more directions and reliably determine the presence or absence of a transparent object.

なお、透明物体の有無検出の一般的な構成としては、投光部が1つの直線偏光を出力し、受光部側で、この1つの直線偏光に対して、複数の観測偏光角でデータを取得する構成であるが、本開示の構成では、投光部から、異なる偏光角の複数(3種類以上)の直線偏光を並列に出力、あるいは時系列に順次出力する構成としている。 As a general configuration for detecting the presence or absence of a transparent object, the light projecting unit outputs one linearly polarized light, and the light receiving unit acquires data at a plurality of observed polarization angles for this one linearly polarized light. However, in the configuration of the present disclosure, a plurality of (three or more types) of linearly polarized light having different polarization angles are output in parallel or sequentially in chronological order from the light projecting unit.

受光部側では、これら複数の直線偏光に基づく受光信号、すなわち透明物体を通過した楕円偏光、あるいは通過しない直線偏光を受光する。
受光部側も、複数の異なる観測偏光角で受光信号を観測する。
このような処理を行うことで、透明物体の検出精度を高めている。
なお、具体的な透明物体有無判定処理については後段で詳細に説明する。
On the light receiving unit side, a light receiving signal based on these plurality of linearly polarized light, that is, elliptically polarized light that has passed through a transparent object or linearly polarized light that does not pass through is received.
The light receiving unit side also observes the light receiving signal at a plurality of different observation polarization angles.
By performing such processing, the detection accuracy of transparent objects is improved.
The specific process for determining the presence or absence of a transparent object will be described in detail later.

検出領域を通過する透明物体は、様々な角度に設定されることがあり、また、多数の透明物体は内部の素材や応力等に基づく歪等、各々個体差があり、各透明物体に入力した直線偏光は、透明物体の角度や内部素材の差異によって異なる振る舞いを発生させる。
従って、1つの直線偏光のみでは、直線偏光から楕円偏光への変化を確実に確認できない場合が発生することが想定される。
Transparent objects that pass through the detection area may be set at various angles, and many transparent objects have individual differences such as distortion due to internal materials and stress, etc., and were input to each transparent object. Linear polarization causes different behavior depending on the angle of the transparent object and the difference in the internal material.
Therefore, it is assumed that there may be cases where the change from linear polarization to elliptically polarized light cannot be reliably confirmed with only one linearly polarized light.

本開示の構成は、このような問題を除去、あるいは低減させるため、投光部から、異なる偏光角の複数(3種類以上)の直線偏光を並列に出力、あるいは時系列に順次出力し、これらを受光部側で観測する構成としている。
この構成により、高精度な透明物体の検出を実現している。
In the configuration of the present disclosure, in order to eliminate or reduce such a problem, a plurality of (three or more types) linearly polarized light having different polarization angles are output in parallel or sequentially in chronological order from the light projecting unit. Is configured to be observed on the light receiving part side.
With this configuration, highly accurate detection of transparent objects is realized.

さらに、このように、投光部から複数の直線偏光を出力し、これらを受光部側で観測することにより、透明物体の内部の残留応力の計測を併せて実行することを可能としている。
以下の項目において、偏光を用いた内部の残留応力の計測処理について説明する。
Further, by outputting a plurality of linearly polarized light from the light projecting section and observing them on the light receiving section side in this way, it is possible to simultaneously measure the residual stress inside the transparent object.
In the following items, the measurement process of internal residual stress using polarization will be described.

[2.偏光を利用した応力検出処理について]
先に説明したようなに、例えば工場の製造ラインでは、上記の物体検出に併せて、例えば、樹脂などの成型品の強度などの品質検査として残留応力の計測が行われることが多い。
残留応力が大きいと変形や割れ等を発生させる可能性が高く、例えば、規定の値より大きな残留応力を持つ樹脂成型品を不良品として製造工程から取り除く等の処理が行われる。
[2. About stress detection processing using polarization]
As described above, for example, in a factory production line, residual stress is often measured as a quality inspection such as the strength of a molded product such as a resin in addition to the above-mentioned object detection.
If the residual stress is large, there is a high possibility that deformation, cracking, etc. will occur. For example, a resin molded product having a residual stress larger than a specified value is removed from the manufacturing process as a defective product.

従来の一般的な残留応力の計測方法として、照明側の偏光板を複数の角度に回転させながら物体に照射し、その透過光をそれぞれの照明側偏光角度に対応する偏光角度を持つ偏光板を通して観測する方法がある。
しかし、この手法では、偏光板の正確な回転制御機構や、各受光側の測定タイミングの制御等が必要であり、高コストかつ複雑なシステムが必要となっていた。また、観測データの解析処理に時間を要するためリアルタイム計測が困難であるという問題が存在する。
以下では、これらの問題を解決した残留応力測定処理について説明する。
残留応力測定対象物の残留応力(N)は以下に示す(式6)で算出できる。
As a conventional general method for measuring residual stress, a polarizing plate on the illumination side is rotated to a plurality of angles to irradiate an object, and the transmitted light is passed through a polarizing plate having a polarization angle corresponding to each polarization angle on the illumination side. There is a way to observe.
However, this method requires an accurate rotation control mechanism for the polarizing plate, control of the measurement timing on each light receiving side, and the like, and requires a high-cost and complicated system. In addition, there is a problem that real-time measurement is difficult because it takes time to analyze the observation data.
The residual stress measurement process that solves these problems will be described below.
Residual stress The residual stress (N) of the object to be measured can be calculated by the following formula (Equation 6).

Figure 0007031664000004
Figure 0007031664000004

上記(式6)において、
Nは、残留応力、
αは、測定対象物の材質固有の光弾性定数、
dは、測定対象物の材料の厚み、
σは、残留応力中の引張成分を表す主応力、
σは、残留応力中の圧縮成分を表す主応力、
In the above (Equation 6)
N is the residual stress,
α is the photoelastic constant peculiar to the material of the object to be measured,
d is the thickness of the material of the object to be measured,
σ 1 is the principal stress, which represents the tensile component in the residual stress.
σ 2 is the principal stress, which represents the compressive component in the residual stress.

なお、残留応力中の引張成分を表す主応力σが大きいと材質の密度が下がり、強度が低くなる。また、残留応力中の圧縮成分を表す主応力σが大きいと材質の密度が上がり、強度が高くなる。If the principal stress σ 1 , which represents the tensile component in the residual stress, is large, the density of the material decreases and the strength decreases. Further, when the principal stress σ 2 , which represents the compression component in the residual stress, is large, the density of the material increases and the strength increases.

残留応力の分布により、材質内部の物質密度にひずみが発生する。このような歪の発生した物質に偏光を通過させると、垂直方向と水平方向の屈折率に差があるため、偏光成分が変化する。
この変化を観測することで、測定対象物の残留応力を計測することができる。
なお、本実施例において、測定対象物は、光を透過する透明物体であるものとする。
Due to the distribution of residual stress, strain occurs in the material density inside the material. When polarized light is passed through a substance in which such distortion occurs, the refractive index changes due to the difference in refractive index between the vertical direction and the horizontal direction.
By observing this change, the residual stress of the object to be measured can be measured.
In this embodiment, the object to be measured is a transparent object that transmits light.

図1に示す構成を参照して、透明物体50の残留応力を計測する場合の処理について説明する。
投光部10は、残留応力の測定対象物である透明物体50に、偏光板11を介して4種類の角度(0°、45°、90°、135°)の偏光を照射する。
A process for measuring the residual stress of the transparent object 50 will be described with reference to the configuration shown in FIG.
The light projecting unit 10 irradiates the transparent object 50, which is the object for measuring the residual stress, with the polarized light at four different angles (0 °, 45 °, 90 °, 135 °) via the polarizing plate 11.

偏光板11は、4つの偏光角(0°、45°、90°、135°)を区分領域として有する設定としてもよいし、あるいは、
1方向の偏光方向を持つ偏光板11を、4つの偏光角(0°、45°、90°、135°)の設定に、順次、時系列に変化させる構成としてもよい。
The polarizing plate 11 may be set to have four polarization angles (0 °, 45 °, 90 °, 135 °) as a dividing region, or may be set.
The polarizing plate 11 having a polarization direction in one direction may be sequentially changed in time series to the settings of four polarization angles (0 °, 45 °, 90 °, 135 °).

透明物体50を通過した4つの偏光は、それぞれ、受光部20に設定された、同様の4種類の角度(0°、45°、90°、135°)の偏光板21を介して受光部20において受光する。
受光部20側の偏光板21も、4つの偏光角(0°、45°、90°、135°)を区分領域として有する設定としてもよいし、あるいは、
1方向の偏光方向を持つ偏光板21を、4つの偏光角(0°、45°、90°、135°)の設定に、順次、時系列に変化させる構成としてもよい。
The four polarizations that have passed through the transparent object 50 are passed through the polarizing plate 21 of the same four types of angles (0 °, 45 °, 90 °, 135 °) set in the light receiving unit 20, respectively, and the light receiving unit 20 is used. Receives light at.
The polarizing plate 21 on the light receiving portion 20 side may also be set to have four polarization angles (0 °, 45 °, 90 °, 135 °) as a dividing region, or may be set.
The polarizing plate 21 having a polarization direction in one direction may be configured to be sequentially changed in time series by setting four polarization angles (0 °, 45 °, 90 °, 135 °).

受光部20において受光した、4種類の角度(0°、45°、90°、135°)の偏光の観測輝度を、I、I45、I90、I135とする。
この4つの偏光に対応する観測輝度を用いて、先に(式6)で示した残留応力(N)算出式を以下の(式7)のように書き換えることができる。
Let the observed luminance of the four kinds of angles (0 °, 45 °, 90 °, 135 °) received by the light receiving unit 20 be I 0 , I 45 , I 90 , and I 135 .
Using the observed brightness corresponding to these four polarizations, the residual stress (N) calculation formula previously shown in (Equation 6) can be rewritten as the following (Equation 7).

Figure 0007031664000005
Figure 0007031664000005

なお、上記(式7)に示す各パラメータは以下の(式8)~(式10)に示す設定である。 Each parameter shown in the above (Equation 7) is a setting shown in the following (Equation 8) to (Equation 10).

Figure 0007031664000006
Figure 0007031664000006

なお、Iは、背景の明るさであり、定数である。In addition, I b is the brightness of the background and is a constant.

また、応力方向(φ)は、以下に示す(式11)によって示される。 Further, the stress direction (φ) is indicated by the following (Equation 11).

Figure 0007031664000007
Figure 0007031664000007

このように、4種類の角度(0°、45°、90°、135°)の偏光の観測輝度(I、I45、I90、I135)を用いて、透明物体50内の残留応力と応力方向を算出することができる。In this way, the residual stress in the transparent object 50 is used by using the observed brightness (I 0 , I 45 , I 90 , I 135 ) of the polarization at four angles (0 °, 45 °, 90 °, 135 °). And the stress direction can be calculated.

なお、残留応力の計測安定性を高めるため、利用する偏光の種類は4偏光とすることが好ましいが、理論的には3偏光でも残留応力と応力方向を算出することができる。 In order to improve the measurement stability of the residual stress, it is preferable to use four polarizations, but theoretically, the residual stress and the stress direction can be calculated even with three polarizations.

一例として、(0°、45°、90°)の3偏光を利用した残留応力と応力方向の算出処理例について説明する。 As an example, an example of calculation processing of residual stress and stress direction using three polarizations (0 °, 45 °, 90 °) will be described.

上述した(式8)、(式9)、(式11)は、以下に示す(式12)、(式13)、(式14)のように書き換えることができる。 The above-mentioned (Equation 8), (Equation 9), and (Equation 11) can be rewritten as the following (Equation 12), (Equation 13), and (Equation 14).

Figure 0007031664000008
Figure 0007031664000008

このように、3種類の角度(0°、45°、90°)の偏光の観測輝度(I、I45、I90)を用いて、透明物体50内の残留応力と応力方向を算出することができる。In this way, the residual stress and stress direction in the transparent object 50 are calculated using the observed luminances (I 0 , I 45 , I 90 ) of the polarizations at three different angles (0 °, 45 °, 90 °). be able to.

以下、透明物体の有無検出や、残留応力の検出処理を実行する装置と処理シーケンスの複数の具体的な実施例について説明する。 Hereinafter, a plurality of specific examples of an apparatus and a processing sequence for executing the presence / absence detection of a transparent object and the detection processing of residual stress will be described.

[3.(実施例1)偏光を用いた透明物体検出、および残留応力算出を行う物体検出装置の実施例1]
まず、偏光を用いた透明物体検出、および残留応力算出を行う物体検出装置の実施例1について説明する。
[3. (Example 1) Example 1 of an object detection device that detects a transparent object using polarization and calculates residual stress]
First, Example 1 of an object detection device that detects a transparent object using polarization and calculates residual stress will be described.

図3は、本実施例1の物体検出装置100の構成例を示すブロック図である。
図3に示すように、物体検出装置100は、入力部101、制御部102、記憶部103、出力部104、投光部110、受光部120、データ処理部130を有する。
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration example of the object detection device 100 of the first embodiment.
As shown in FIG. 3, the object detection device 100 includes an input unit 101, a control unit 102, a storage unit 103, an output unit 104, a light projecting unit 110, a light receiving unit 120, and a data processing unit 130.

投光部110から偏光が出力され、検出領域150を通過する透明物体170を透過した偏光が、受光部120によって受光され、受光信号に基づいて検出領域150内に透明物体170が存在するか否かの透明物体有無判定を行い、さらに、透明物体170が検出された場合には、透明物体の残留応力の算出も実行する。 Whether or not the transparent object 170 exists in the detection area 150 based on the light receiving signal after the polarization is output from the light projecting unit 110 and the polarized light transmitted through the transparent object 170 passing through the detection area 150 is received by the light receiving unit 120. The presence or absence of the transparent object is determined, and when the transparent object 170 is detected, the residual stress of the transparent object is also calculated.

入力部101は、物体検出処理の開始、停止等のユーザによる処理制御のためのトリガとなる情報や、例えば、物体検出処理のみのモード、物体検出と応力検出を実行するモード等のモード設定情報の入力等を行う。
その他、例えば利用する偏光の設定情報等、処理に必要となるパラメータの入力や、物体検出、応力算出処理等に用いるしきい値等の入力等にも用いられる。
The input unit 101 is information that triggers processing control by the user such as start and stop of object detection processing, and mode setting information such as a mode of only object detection processing and a mode of executing object detection and stress detection. Input etc.
In addition, it is also used for inputting parameters required for processing such as setting information of polarization to be used, input of threshold values used for object detection, stress calculation processing, and the like.

制御部102は、物体検出装置100全体の処理制御を行う、各構成部に対する処理制御、実行タイミングの制御等を行う。
なお、制御部102は、例えばプログラム実行機能を有するCPU等を有し、記憶部103に格納されたプログラムに従って処理制御を実行する。
The control unit 102 controls the processing of the entire object detection device 100, performs processing control for each component, controls execution timing, and the like.
The control unit 102 has, for example, a CPU having a program execution function, and executes processing control according to a program stored in the storage unit 103.

記憶部103は、受光部120において受光された信号に基づくデータや、データ処理部130において生成、算出されたデータを記憶する。
さらに、データ処理部130におけるデータ処理に適用するパラメータ、基準値、しきい値、制御部102において実行するプログラム等の格納領域としても利用される。
The storage unit 103 stores data based on the signal received by the light receiving unit 120 and data generated and calculated by the data processing unit 130.
Further, it is also used as a storage area for parameters, reference values, threshold values, programs executed by the control unit 102, etc. applied to data processing in the data processing unit 130.

出力部104は、例えばデータ処理部130におけるデータ処理結果を出力する。
具体的には、透明物体が検出されたか否かの検出情報や、検出された透明物体について算出された残留応力に関する情報や、算出した残留応力に基づいて判定された透明物体の良品/不良品情報等を出力する。
The output unit 104 outputs, for example, the data processing result of the data processing unit 130.
Specifically, the detection information of whether or not a transparent object is detected, the information on the residual stress calculated for the detected transparent object, and the good / defective product of the transparent object determined based on the calculated residual stress. Output information etc.

投光部110は、光出力部111と、偏光生成部112を有する。
投光部110は、異なる偏光角の複数(3種類以上)の直線偏光を並列出力、あるいは時系列に順次出力する構成を有する。
具体的な投光部110の構成例については後段で詳細に説明する。
The light projecting unit 110 includes a light output unit 111 and a polarization generating unit 112.
The light projecting unit 110 has a configuration in which a plurality of (three or more types) linearly polarized light having different polarization angles are output in parallel or sequentially in chronological order.
A specific configuration example of the light projecting unit 110 will be described in detail later.

受光部120は、偏光板121と、受光センサ122を有する。
受光部120は、投光部110から出力される複数(3種類以上)の直線偏光に基づく透明物体170の通過光である楕円偏光、あるいは、透明物体170の非通過光である直線偏光を異なる観測偏光角で観測する構成を有している。
受光部120も、複数(3種類以上)の異なる観測偏光角(θ)を設定して、各観測偏光角(θ)における観測輝度I(θ)を観測値として取得する構成を有する。
具体的な受光部120の構成例については後段で詳細に説明する。
The light receiving unit 120 has a polarizing plate 121 and a light receiving sensor 122.
The light receiving unit 120 differs from elliptically polarized light, which is the passing light of the transparent object 170 based on a plurality of (three or more types) of linearly polarized light output from the floodlighting unit 110, or linearly polarized light, which is the non-passing light of the transparent object 170. It has a configuration for observing at the observation polarization angle.
The light receiving unit 120 also has a configuration in which a plurality (three or more types) of different observation polarization angles (θ) are set, and the observation brightness I (θ) at each observation polarization angle (θ) is acquired as an observation value.
A specific configuration example of the light receiving unit 120 will be described in detail later.

データ処理部130は、受光信号記録部131、物体有無判定部132、応力算出部133、応力判定部134を有する。 The data processing unit 130 includes a light receiving signal recording unit 131, an object presence / absence determination unit 132, a stress calculation unit 133, and a stress determination unit 134.

受光信号記録部131は、受光部120の受光センサ122の受光した光に基づく光電変換信号を入力し、検出領域150内に透明物体170が存在するか否かの判定に必要となる入力信号の解析を実行する。 The light receiving signal recording unit 131 inputs a photoelectric conversion signal based on the light received by the light receiving sensor 122 of the light receiving unit 120, and is an input signal necessary for determining whether or not the transparent object 170 exists in the detection area 150. Perform the analysis.

例えば、受光信号記録部131は、事前準備処理として、検出領域150内に透明物体170が存在していない状態で受光部120の受光信号を入力し、入力信号値に基づいて基準値を算出し、算出した基準値を記憶部103に格納する。
この基準値は、その後の実際の透明物体有無判定処理において、透明物体の有無を判定するために用いられる。
この基準値取得処理後に実際の透明物体検出処理が開始される。
For example, the light receiving signal recording unit 131 inputs the light receiving signal of the light receiving unit 120 in a state where the transparent object 170 does not exist in the detection area 150 as a preliminary preparation process, and calculates a reference value based on the input signal value. , The calculated reference value is stored in the storage unit 103.
This reference value is used to determine the presence or absence of a transparent object in the subsequent actual transparent object presence / absence determination process.
After this reference value acquisition process, the actual transparent object detection process is started.

透明物体検出処理においては、検出領域150内に透明物体170が存在している場合、存在していない場合、様々な状態で受光部120の受光信号を継続的に入力し、この信号値に基づいて、先に取得した基準値と比較するための信号値を算出する。 In the transparent object detection process, when the transparent object 170 exists in the detection area 150 and when it does not exist, the light receiving signal of the light receiving unit 120 is continuously input in various states, and based on this signal value. Then, the signal value for comparison with the previously acquired reference value is calculated.

物体有無判定部132は、受光信号記録部131の算出した信号値と、記憶部に格納済みの基準値とを比較して、検出領域150内に透明物体170が存在するか否かを判定する。
新規取得信号値と、基準値との差分が予め規定したしきい値より大きい場合は、検出領域150内に透明物体170が存在すると判定する。
一方、新規取得信号値と、基準値との差分が予め規定したしきい値より大きくない場合は、検出領域150内に透明物体170が存在しないと判定する。
The object presence / absence determination unit 132 compares the signal value calculated by the light receiving signal recording unit 131 with the reference value stored in the storage unit, and determines whether or not the transparent object 170 exists in the detection area 150. ..
When the difference between the newly acquired signal value and the reference value is larger than the predetermined threshold value, it is determined that the transparent object 170 exists in the detection area 150.
On the other hand, when the difference between the newly acquired signal value and the reference value is not larger than the predetermined threshold value, it is determined that the transparent object 170 does not exist in the detection area 150.

なお、この判定処理は、基本的には、受光部120の受光信号が、直線偏光であるか楕円偏光であるかを判別するための判定処理に従ったものである。
具体的には、例えば図2に示す、
(a2)直線偏光の偏光角-強度特性信号
(b2)楕円偏光の偏光角-強度特性信号
これらの信号の差分を、複数の異なる偏光角の出力と、観測値を利用して算出しているものである。
It should be noted that this determination process basically follows the determination process for determining whether the light receiving signal of the light receiving unit 120 is linearly polarized light or elliptically polarized light.
Specifically, for example, as shown in FIG.
(A2) Polarized polarization angle-intensity characteristic signal of linear polarization (b2) Polarized angle-intensity characteristic signal of elliptically polarized light The difference between these signals is calculated using the outputs of a plurality of different polarization angles and the observed values. It is a thing.

物体有無判定部132による判定結果は、出力部104に出力される。
本開示の構成において、この透明物体有無判定処理は、投光部110の出力する複数の異なる偏光角の偏光を全て利用して実行する。この処理により、例えば透明物体の向き等に応じて検出精度が低下するといった問題の発生を低減させている。
The determination result by the object presence / absence determination unit 132 is output to the output unit 104.
In the configuration of the present disclosure, this transparent object presence / absence determination process is executed by utilizing all the polarizations of a plurality of different polarization angles output by the light projecting unit 110. This process reduces the occurrence of problems such as a decrease in detection accuracy depending on the orientation of the transparent object.

応力算出部133は、物体有無判定部132の判定結果として、検出領域150内に透明物体170が存在するとの判定結果が得られた場合、検出領域150内の透明物体170内部の残留応力とその方向を算出する。
この応力算出は、先に説明した項目[2.偏光を利用した応力検出処理について]に記載した処理によって実行される。
すなわち、投光部110の出力する複数(3種類以上)の異なる偏光角の偏光を利用して、透明物体170内部の残留応力とその方向を算出する。
When the stress calculation unit 133 determines that the transparent object 170 exists in the detection area 150 as the determination result of the object presence / absence determination unit 132, the residual stress inside the transparent object 170 in the detection area 150 and the residual stress thereof. Calculate the direction.
This stress calculation is based on the item described above [2. It is executed by the process described in [Stress detection process using polarization].
That is, the residual stress inside the transparent object 170 and its direction are calculated by utilizing the polarization of a plurality of (three or more types) different polarization angles output by the light projecting unit 110.

応力判定部134は、応力算出部133の算出した透明物体170内部の残留応力とその方向に基づいて、透明物体170を不良品と判定するか良品と判定するかの判定処理を行う。
具体的には、例えば、予め設定した判定しきい値を利用した判定処理を行う。応力算出部133の算出した透明物体170内部の残留応力とその方向と、しきい値を比較し、透明物体170が良品であるか不良品であるかを判定する。
判定結果は、出力部104に出力される。
The stress determination unit 134 performs a determination process of determining whether the transparent object 170 is a defective product or a non-defective product based on the residual stress inside the transparent object 170 calculated by the stress calculation unit 133 and its direction.
Specifically, for example, a determination process using a preset determination threshold value is performed. The residual stress inside the transparent object 170 calculated by the stress calculation unit 133 is compared with the direction thereof and the threshold value, and it is determined whether the transparent object 170 is a good product or a defective product.
The determination result is output to the output unit 104.

次に、投光部110と、受光部120の具体的な構成例について説明する。
前述したように、投光部110は、異なる偏光角の複数(3種類以上)の直線偏光を並列出力、あるいは時系列に順次出力する構成を有する。
また、受光部120も、複数(3種類以上)の異なる観測偏光角(θ)を設定して、各観測偏光角(θ)における観測輝度I(θ)を観測値として取得する構成を有する。
Next, a specific configuration example of the light projecting unit 110 and the light receiving unit 120 will be described.
As described above, the light projecting unit 110 has a configuration in which a plurality of (three or more types) linearly polarized light having different polarization angles are output in parallel or sequentially in chronological order.
Further, the light receiving unit 120 also has a configuration in which a plurality (three or more types) of different observation polarization angles (θ) are set, and the observation brightness I (θ) at each observation polarization angle (θ) is acquired as an observation value.

前述したように、検出領域150を通過する透明物体170は、様々な角度に設定されることがあり、また、多数の透明物体は内部の素材や応力等に基づく歪等、各々個体差がある。各透明物体に入力した直線偏光は、透明物体の角度や内部素材の差異によって異なる振る舞いを発生させる。
従って、1つの直線偏光のみでは、直線偏光から楕円偏光への変化を確実に確認できない場合が発生することが想定される。
As described above, the transparent object 170 passing through the detection region 150 may be set at various angles, and many transparent objects have individual differences such as strain due to internal materials and stress. .. The linear polarization input to each transparent object causes different behavior depending on the angle of the transparent object and the difference in the internal material.
Therefore, it is assumed that there may be cases where the change from linear polarization to elliptically polarized light cannot be reliably confirmed with only one linearly polarized light.

本開示の構成は、このような問題を除去、あるいは低減させるため、投光部から、異なる偏光角の複数(3種類以上)の直線偏光を並列に出力、あるいは時系列に順次出力し、これらを受光部側で観測する構成としている。
この構成により、高精度な透明物体の検出を実現している。
In the configuration of the present disclosure, in order to eliminate or reduce such a problem, a plurality of (three or more types) linearly polarized light having different polarization angles are output in parallel or sequentially in chronological order from the light projecting unit. Is configured to be observed on the light receiving part side.
With this configuration, highly accurate detection of transparent objects is realized.

以下、具体的な投光部110と受光部120の複数の構成例について説明する。
図4は、投光部110の一構成例を示す図である。
図4に示すように投光部110は、光出力部111と、偏光生成部112を有する。
図4(1)には、偏光生成部112の具体的構成例を示している。
図4(1)に示すように、投光部110の偏光生成部112は、4種類の偏光方向(偏光角)を持つ4種類の偏光板の組み合わせによって構成されている。
Hereinafter, a plurality of specific configuration examples of the light emitting unit 110 and the light receiving unit 120 will be described.
FIG. 4 is a diagram showing a configuration example of the light projecting unit 110.
As shown in FIG. 4, the light projecting unit 110 includes a light output unit 111 and a polarization generating unit 112.
FIG. 4 (1) shows a specific configuration example of the polarization generating unit 112.
As shown in FIG. 4 (1), the polarization generating unit 112 of the light projecting unit 110 is composed of a combination of four types of polarizing plates having four types of polarization directions (polarization angles).

具体的には、(0°、45°、90°、135°)、これらの4種類の偏光方向を持つ偏光板を組み合わせた構成である。
図4(2)は、4つの偏光板の偏光方向(偏光角)を矢印で示している。
図に示すように、
a=偏光方向0°、
b=偏光方向45°、
c=偏光方向90°、
d=偏光方向135°、
偏光生成部112は、上記4種類(a~d)の偏光方向を持つ偏光板を組み合わせた構成を持つ。
投光部110は、この構成により、4つの異なる偏光角の直線偏光を並列出力する。
Specifically, it is a configuration in which polarizing plates having these four types of polarization directions are combined (0 °, 45 °, 90 °, 135 °).
In FIG. 4 (2), the polarization directions (polarization angles) of the four polarizing plates are indicated by arrows.
As shown in the figure
a = polarization direction 0 °,
b = polarization direction 45 °,
c = polarization direction 90 °,
d = polarization direction 135 °,
The polarization generation unit 112 has a configuration in which polarizing plates having the above four types (a to d) of polarization directions are combined.
With this configuration, the light projecting unit 110 outputs linearly polarized light having four different polarization angles in parallel.

次に、図5を参照して、受光部120の構成例について説明する。
受光部120は、上述した投光部110から出力される複数の異なる偏光角の直線偏光を、透明物体を介して、あるいはそのまま受光する。
Next, a configuration example of the light receiving unit 120 will be described with reference to FIG.
The light receiving unit 120 receives linearly polarized light having a plurality of different polarization angles output from the above-mentioned light projecting unit 110 via a transparent object or as it is.

受光部120は、複数の異なる観測偏光角(θ)における観測輝度I(θ)を観測値として取得する構成を有する。
図5は、受光部120の一構成例を示す図である。
図5に示すように受光部120は、偏光板121と、受光センサ122を有する。
図5(1)には、偏光板121の具体的構成例を示している。
図5(1)に示すように、受光部120の偏光板121は、4種類の偏光方向(偏光角)を持つ4種類の偏光板の組み合わせによって構成されている。
The light receiving unit 120 has a configuration in which the observed luminance I (θ) at a plurality of different observed polarization angles (θ) is acquired as an observed value.
FIG. 5 is a diagram showing a configuration example of the light receiving unit 120.
As shown in FIG. 5, the light receiving unit 120 has a polarizing plate 121 and a light receiving sensor 122.
FIG. 5 (1) shows a specific configuration example of the polarizing plate 121.
As shown in FIG. 5 (1), the polarizing plate 121 of the light receiving unit 120 is composed of a combination of four types of polarizing plates having four types of polarization directions (polarization angles).

具体的には、(0°、45°、90°、135°)、これらの4種類の偏光方向を持つ偏光板を組み合わせた構成である。
図5(2)は、4つの偏光板の偏光方向(偏光角)を矢印で示している。
図に示すように、
a=偏光方向0°、
b=偏光方向45°、
c=偏光方向90°、
d=偏光方向135°、
偏光板121は、上記4種類(a~d)の偏光方向を持つ偏光板を組み合わせた構成を持つ。
Specifically, it is a configuration in which polarizing plates having these four types of polarization directions are combined (0 °, 45 °, 90 °, 135 °).
In FIG. 5 (2), the polarization directions (polarization angles) of the four polarizing plates are indicated by arrows.
As shown in the figure
a = polarization direction 0 °,
b = polarization direction 45 °,
c = polarization direction 90 °,
d = polarization direction 135 °,
The polarizing plate 121 has a configuration in which polarizing plates having the above four types (a to d) of polarization directions are combined.

上記4種類(a~d)の偏光方向を持つ偏光板を組み合わせた偏光板121を介した光信号は、受光センサ122に入力され、光信号量(光強度)に応じた電気信号に変換する光電変換処理がなされ、光強度を示す電気信号が記憶部103に格納され、データ処理部130に入力される。
このように、受光部120は、4つの異なる観測偏光角(θ)における観測輝度I(θ)を観測値として取得する構成を有する。
The optical signal via the polarizing plate 121, which is a combination of the polarizing plates having the above four types (a to d) of polarization directions, is input to the light receiving sensor 122 and converted into an electric signal according to the amount of optical signal (light intensity). A photoelectric conversion process is performed, and an electric signal indicating the light intensity is stored in the storage unit 103 and input to the data processing unit 130.
As described above, the light receiving unit 120 has a configuration in which the observed luminance I (θ) at four different observed polarization angles (θ) is acquired as an observed value.

受光部120が受光した4つの異なる観測偏光角(θ)における観測値である観測輝度I(θ)は、記憶部103に格納され、データ処理部130に入力されて、検出領域150内に透明物体170が存在するか否かの判定に利用される。
さらに、検出領域150内に透明物体170が存在すると判定された場合には、透明物体170の内部の残留応力の算出にも利用される。
The observed brightness I (θ), which is an observed value at four different observed polarization angles (θ) received by the light receiving unit 120, is stored in the storage unit 103, input to the data processing unit 130, and is transparent in the detection area 150. It is used to determine whether or not the object 170 exists.
Further, when it is determined that the transparent object 170 exists in the detection region 150, it is also used for calculating the residual stress inside the transparent object 170.

図4、図5を参照して説明した投光部110と受光部120を利用して実行する処理、すなわち、検出領域150内に透明物体170が存在するか否かの具体的な判定処理について図6、図7を参照して説明する。
先に説明したように、受光信号記録部131は、事前準備処理として、検出領域150内に透明物体170が存在していない状態で受光部120の受光信号を入力し、入力信号値に基づいて基準値を算出し、算出した基準値を記憶部103に格納する。
この基準値取得処理後に実際の検出処理が開始される。
Regarding the process executed by using the light projecting unit 110 and the light receiving unit 120 described with reference to FIGS. 4 and 5, that is, a specific determination process of whether or not the transparent object 170 exists in the detection area 150. This will be described with reference to FIGS. 6 and 7.
As described above, as a preliminary preparation process, the light receiving signal recording unit 131 inputs the light receiving signal of the light receiving unit 120 in a state where the transparent object 170 does not exist in the detection area 150, and based on the input signal value. A reference value is calculated, and the calculated reference value is stored in the storage unit 103.
After this reference value acquisition process, the actual detection process is started.

まず、図6を参照して基準値取得処理の具体例について説明する。
図6は、受光部120の受光信号に基づいて基準値を算出する受光信号記録部131の処理を説明する図である。
First, a specific example of the reference value acquisition process will be described with reference to FIG.
FIG. 6 is a diagram illustrating the processing of the light receiving signal recording unit 131 for calculating the reference value based on the light receiving signal of the light receiving unit 120.

ユーザは、検出領域150内に透明物体170が存在しないことを確認し、この状態で入力部101から処理開始要求(トリガ信号)を入力し、受光信号の解析を開始させる。
受光部120は、図5を参照して説明した4つの異なる観測偏光角の信号を受光し、この受光信号が、受光信号記録部131に入力される。
なお、受光部120の受光信号は、以下の信号である。
Ia_o=透明物体がない状態での観測偏光角0°の受光信号
Ib_o=透明物体がない状態での観測偏光角45°の受光信号
Ic_o=透明物体がない状態での観測偏光角90°の受光信号
Id_o=透明物体がない状態での観測偏光角135°の受光信号
光信号解析部131はこれら4つの信号(Ia_o,Ib_o,Ic_o,Id_o)を基準値(基準信号値)として記憶部103に格納する。
The user confirms that the transparent object 170 does not exist in the detection area 150, and in this state, inputs a processing start request (trigger signal) from the input unit 101 to start the analysis of the received light signal.
The light receiving unit 120 receives signals having four different observation polarization angles described with reference to FIG. 5, and the light receiving signal is input to the light receiving signal recording unit 131.
The light receiving signal of the light receiving unit 120 is the following signal.
Ia_o = light-receiving signal with an observed polarization angle of 0 ° in the absence of a transparent object Ib_o = light-receiving signal with a polarization angle of 45 ° in the absence of a transparent object Ic_o = light-receiving signal with an observation polarization angle of 90 ° in the absence of a transparent object Signal Id_o = Observed light received signal with a polarization angle of 135 ° in the absence of a transparent object The optical signal analysis unit 131 uses these four signals (Ia_o, Ib_o, Ic_o, Id_o) as reference values (reference signal values) in the storage unit 103. Store.

この基準値は、その後の実際の透明物体有無判定処理において、透明物体の有無を判定するために用いられる。
この基準値取得処理後に実際の透明物体検出処理が開始される。
This reference value is used to determine the presence or absence of a transparent object in the subsequent actual transparent object presence / absence determination process.
After this reference value acquisition process, the actual transparent object detection process is started.

図7を参照して、透明物体検出処理の詳細について説明する。
透明物体検出処理においては、検出領域150内に透明物体170が存在している場合、存在していない場合、様々な状態で受光部120の受光信号を継続的に入力し、この信号値に基づいて、先に取得した基準値と比較するための信号値を算出する。
The details of the transparent object detection process will be described with reference to FIG. 7.
In the transparent object detection process, when the transparent object 170 exists in the detection area 150 and when it does not exist, the light receiving signal of the light receiving unit 120 is continuously input in various states, and based on this signal value. Then, the signal value for comparison with the previously acquired reference value is calculated.

物体有無判定部132は、受光信号記録部131の算出した信号値と、記憶部に格納済みの基準値とを比較して、検出領域150内に透明物体170が存在するか否かを判定する。
新規取得信号値を、以下の信号値とする。
Ia=観測偏光角0°の受光信号
Ib=観測偏光角45°の受光信号
Ic=観測偏光角90°の受光信号
Id=観測偏光角135°の受光信号
The object presence / absence determination unit 132 compares the signal value calculated by the light receiving signal recording unit 131 with the reference value stored in the storage unit, and determines whether or not the transparent object 170 exists in the detection area 150. ..
Let the newly acquired signal value be the following signal value.
Ia = Light-receiving signal with an observed polarization angle of 0 ° Ib = Light-receiving signal with an observed polarization angle of 45 ° Ic = Light-receiving signal with an observed polarization angle of 90 ° Id = Light-receiving signal with an observed polarization angle of 135 °

物体有無判定部132は、これらの新規取得信号値と、記憶部に格納済みの基準値(Ia_o,Ib_o,Ic_o,Id_o)とを比較して、検出領域150内に透明物体170が存在するか否かを判定する。 The object presence / absence determination unit 132 compares these newly acquired signal values with the reference values (Ia_o, Ib_o, Ic_o, Id_o) stored in the storage unit, and determines whether the transparent object 170 exists in the detection area 150. Judge whether or not.

具体的には、例えば、以下の判定式に従った判定処理を実行する。
4つの偏光板(a~d)を介した受光信号値(Ia,Ib,Ic,Id)と、
基準値(Ia_o,Ib_o,Ic_o,Id_o)との差分を算出して、
差分値と、しきい値とを比較する。すなわち、
(Ia-Ia_o)>Th1a?・・・(判定式11a)
(Ib-Ib_o)>Th1b?・・・(判定式11b)
(Ic-Ic_o)>Th1c?・・・(判定式11c)
(Id-Id_o)>Th1d?・・・(判定式11d)
Specifically, for example, a determination process according to the following determination formula is executed.
Received signal values (Ia, Ib, Ic, Id) via the four polarizing plates (a to d) and
Calculate the difference from the reference value (Ia_o, Ib_o, Ic_o, Id_o),
Compare the difference value with the threshold. That is,
(Ia-Ia_o)> Th1a? ... (Judgment formula 11a)
(Ib-Ib_o)> Th1b? ... (Judgment formula 11b)
(Ic-Ic_o)> Th1c? ... (Judgment formula 11c)
(Id-Id_o)> Th1d? ... (Judgment formula 11d)

上記(判定式11a~11d)において、
Th1a~Th1dは予め規定したしきい値である。
このしきい値は、記憶部103に格納しておく。
上記判定式11a~11dは、各観測偏光角における取得信号値と基準値の差分と、規定のしきい値(Th1a~Th1d)との比較を行う判定式である。
In the above (judgment formulas 11a to 11d),
Th1a to Th1d are predetermined threshold values.
This threshold value is stored in the storage unit 103.
The determination formulas 11a to 11d are judgment formulas for comparing the difference between the acquired signal value and the reference value at each observed polarization angle with the specified threshold value (Th1a to Th1d).

上記(判定式11a~11d)のいずれか1つでも成立する場合、すなわち、
各観測偏光角における取得信号値と基準値の差分の1つでも、予め規定したしきい値より大きい場合は、検出領域150内に透明物体170が存在すると判定する。
一方、上記(判定式11a~11d)の全てが成立しない場合、すなわち、
各観測偏光角における取得信号値と基準値の差分のいずれも、予め規定したしきい値より大きくない場合は、検出領域150内に透明物体170が存在しないと判定する。
When any one of the above (determination formulas 11a to 11d) is satisfied, that is,
If even one of the differences between the acquired signal value and the reference value at each observed polarization angle is larger than the predetermined threshold value, it is determined that the transparent object 170 exists in the detection region 150.
On the other hand, when all of the above (determination formulas 11a to 11d) are not satisfied, that is,
If neither the difference between the acquired signal value and the reference value at each observed polarization angle is larger than the predetermined threshold value, it is determined that the transparent object 170 does not exist in the detection region 150.

なお、上記の4つの判定式ではなく、以下のような1つの判定式(判定式12)のみを用いた処理を実行してもよい。
(Ia-Ia_o)+(Ib-Ib_o)+(Ic-Ic_o)+(Id-Id_o)>Th1・・・(判定式12)
It should be noted that the process using only one determination formula (determination formula 12) as described below may be executed instead of the above four determination formulas.
(Ia-Ia_o) + (Ib-Ib_o) + (Ic-Ic_o) + (Id-Id_o)> Th1 ... (Determining formula 12)

上記(判定式12)において、
Th1は予め規定したしきい値である。
このしきい値は、記憶部103に格納しておく。
上記判定式12は、各観測偏光角における取得信号値と基準値の差分の加算値と、しきい値(Th1)との比較を行う判定式である。
In the above (judgment formula 12),
Th1 is a predetermined threshold value.
This threshold value is stored in the storage unit 103.
The determination formula 12 is a judgment formula for comparing the sum of the differences between the acquired signal value and the reference value at each observed polarization angle with the threshold value (Th1).

上記(判定式12)が成立する場合、すなわち、
各観測偏光角における取得信号値と基準値の差分の加算値が、予め規定したしきい値(Th1)より大きい場合は、検出領域150内に透明物体170が存在すると判定する。
一方、上記(判定式12)が成立しない場合、すなわち、
各観測偏光角における取得信号値と基準値の差分の加算値が、予め規定したしきい値(Th1)より大きくない場合は、検出領域150内に透明物体170が存在しないと判定する。
When the above (judgment formula 12) is satisfied, that is,
When the added value of the difference between the acquired signal value and the reference value at each observed polarization angle is larger than the predetermined threshold value (Th1), it is determined that the transparent object 170 exists in the detection region 150.
On the other hand, when the above (determination formula 12) does not hold, that is,
When the sum of the difference between the acquired signal value and the reference value at each observed polarization angle is not larger than the predetermined threshold value (Th1), it is determined that the transparent object 170 does not exist in the detection region 150.

このように、本開示の構成において、この透明物体有無判定処理は、投光部110の出力する複数の異なる偏光角の偏光を全て利用する。この処理により、例えば透明物体の向き等に応じて検出精度が低下するといった問題の発生を低減させている。
なお、判定結果は、出力部104に出力される。
As described above, in the configuration of the present disclosure, the transparent object presence / absence determination process utilizes all the polarizations of the plurality of different polarization angles output by the light projecting unit 110. This process reduces the occurrence of problems such as a decrease in detection accuracy depending on the orientation of the transparent object.
The determination result is output to the output unit 104.

さらに、検出領域150内に透明物体170が存在すると判定された場合、応力算出部133が、検出領域150内の透明物体170内部の残留応力とその方向を算出する。残留応力とその方向の算出処理は、先に説明した項目[2.偏光を利用した応力検出処理について]に記載した処理によって実行される。 Further, when it is determined that the transparent object 170 exists in the detection area 150, the stress calculation unit 133 calculates the residual stress inside the transparent object 170 in the detection area 150 and its direction. The calculation process of the residual stress and its direction is described in the item described above [2. It is executed by the process described in [Stress detection process using polarization].

応力判定部134は、応力算出部133の算出した透明物体170内部の残留応力とその方向に基づいて、透明物体170を不良品と判定するか良品と判定するかの判定処理を行う。
具体的には、例えば、予め設定した判定しきい値を利用した判定処理を行う。応力算出部133の算出した透明物体170内部の残留応力とその方向と、しきい値を比較し、透明物体170が良品であるか不良品であるかを判定する。
判定結果は、出力部104に出力される。
The stress determination unit 134 performs a determination process of determining whether the transparent object 170 is a defective product or a non-defective product based on the residual stress inside the transparent object 170 calculated by the stress calculation unit 133 and its direction.
Specifically, for example, a determination process using a preset determination threshold value is performed. The residual stress inside the transparent object 170 calculated by the stress calculation unit 133 is compared with the direction thereof and the threshold value, and it is determined whether the transparent object 170 is a good product or a defective product.
The determination result is output to the output unit 104.

投光部110と、受光部120の構成は、図4、図5を参照して説明した構成に限らず、その他の様々な構成が可能である。
その他の投光部110と、受光部120の構成例について、図8以下を参照して説明する。
The configuration of the light projecting unit 110 and the light receiving unit 120 is not limited to the configuration described with reference to FIGS. 4 and 5, and various other configurations are possible.
A configuration example of the other light projecting unit 110 and the light receiving unit 120 will be described with reference to FIGS. 8 and 8 and below.

図8は、投光部110の構成例を示す図である。
先に図4を参照して説明したと投光部110の偏光生成部112は、4つの分割領域の各々に4種類の偏光方向(0°、45°、90°、135°)を持つ偏光板を1つずつ設定して組み合わせた構成である。
これに対して、図8に示す投光部の偏光生成部112は、光出力領域を細分化して多数の区分領域を設定し、4種類の偏光方向(0°、45°、90°、135°)を持つ偏光板を細分化した各区分領域に配置して、多数の偏光板を組み合わせた構成である。
FIG. 8 is a diagram showing a configuration example of the light projecting unit 110.
As described above with reference to FIG. 4, the polarization generating unit 112 of the light projecting unit 110 has four types of polarization directions (0 °, 45 °, 90 °, 135 °) in each of the four divided regions. It is a configuration in which the boards are set one by one and combined.
On the other hand, the polarizing generation unit 112 of the light projecting unit shown in FIG. 8 subdivides the light output region to set a large number of divided regions, and has four types of polarization directions (0 °, 45 °, 90 °, 135). It is a configuration in which a large number of polarizing plates are combined by arranging polarizing plates having °) in each subdivided division region.

図9は、受光部120の構成例を示す図である。
図9に示す受光部120の偏光板121も、図6に示す投光部110の偏光生成部112の構成と同様、光入力領域を細分化して多数の区分領域を設定し、4種類の偏光方向(0°、45°、90°、135°)を持つ偏光板を細分化した各区分領域に配置して、多数の偏光板を組み合わせた構成である。
FIG. 9 is a diagram showing a configuration example of the light receiving unit 120.
The polarizing plate 121 of the light receiving unit 120 shown in FIG. 9 also has the same configuration as the polarization generating unit 112 of the light projecting unit 110 shown in FIG. It is a configuration in which a large number of polarizing plates are combined by arranging polarizing plates having directions (0 °, 45 °, 90 °, 135 °) in each subdivided division region.

なお、基準値の取得処理や、透明物体検出処理は、偏光板121のすべての偏光板を介して受光する受光信号値を用いて実行する。
例えば、基準値の取得処理において、ユーザは、検出領域150内に透明物体170が存在しないことを確認し、この状態で入力部101から処理開始要求(トリガ信号)を入力し、受光信号の解析を開始させる。
受光部120は、図9を参照して説明した4つの異なる観測偏光角の信号を複数、受光し、この受光信号を受光信号記録部131に入力する。
The reference value acquisition process and the transparent object detection process are performed using the received light signal values received through all the polarizing plates of the polarizing plate 121.
For example, in the reference value acquisition process, the user confirms that the transparent object 170 does not exist in the detection area 150, inputs a process start request (trigger signal) from the input unit 101 in this state, and analyzes the received light signal. To start.
The light receiving unit 120 receives a plurality of signals having four different observation polarization angles described with reference to FIG. 9, and inputs the light receiving signals to the light receiving signal recording unit 131.

受光信号記録部131は、以下の信号値を算出して基準値(基準信号)とする。
基準値:Ia_o=透明物体がない状態での観測偏光角0°の複数の受光信号の加算値、
基準値:Ib_o=透明物体がない状態での観測偏光角45°の複数の受光信号の加算値、
基準値:Ic_o=透明物体がない状態での観測偏光角90°の複数の受光信号の加算値、
基準津:Id_o=透明物体がない状態での観測偏光角135°の複数の受光信号の加算値、
光信号解析部131はこれら4つの信号(Ia_o,Ib_o,Ic_o,Id_o)を基準値(基準信号値)として記憶部103に格納する。
The light receiving signal recording unit 131 calculates the following signal values and uses them as reference values (reference signals).
Reference value: Ia_o = Addition value of multiple received light signals with an observed polarization angle of 0 ° in the absence of a transparent object.
Reference value: Ib_o = Addition value of multiple received light signals with an observed polarization angle of 45 ° in the absence of a transparent object.
Reference value: Ic_o = Addition value of multiple received light signals with an observed polarization angle of 90 ° in the absence of a transparent object.
Reference Tsu: Id_o = Addition value of multiple received light signals with an observed polarization angle of 135 ° in the absence of a transparent object.
The optical signal analysis unit 131 stores these four signals (Ia_o, Ib_o, Ic_o, Id_o) as reference values (reference signal values) in the storage unit 103.

この基準値は、その後の実際の透明物体有無判定処理において、透明物体の有無を判定するために用いられる。 This reference value is used to determine the presence or absence of a transparent object in the subsequent actual transparent object presence / absence determination process.

基準値を利用した透明物体有無判定処理では、以下のように4つの判定処理を行う。
(1)観測偏光角0°の複数の受光信号の加算値:Iaと、基準値:Ia_oとの比較処理、すなわち、Ia-Ia_oとの差分が規定のしきい値Th1aより大か否かを判定する。
(2)観測偏光角45°の複数の受光信号の加算値:Ibと、基準値:Ib_oとの比較処理、すなわち、Ib-Ib_oとの差分が規定のしきい値Th1bより大か否かを判定する。
(3)観測偏光角90°の複数の受光信号の加算値:Icと、基準値:Ic_oとの比較処理、すなわち、Ic-Ic_oとの差分が規定のしきい値Th1cより大か否かを判定する。
(4)観測偏光角135°の複数の受光信号の加算値:Idと、基準値:Id_oとの比較処理、すなわち、Id-Id_oとの差分が規定のしきい値Th1dより大か否かを判定する。
In the transparent object presence / absence determination process using the reference value, four determination processes are performed as follows.
(1) Comparison processing between the added value of a plurality of received light signals having an observed polarization angle of 0 °: Ia and the reference value: Ia_o, that is, whether or not the difference between Ia-Ia_o is larger than the specified threshold value Th1a. judge.
(2) Comparison processing between the added value of a plurality of received light signals having an observed polarization angle of 45 °: Ib and the reference value: Ib_o, that is, whether or not the difference between Ib-Ib_o is larger than the specified threshold value Th1b. judge.
(3) Comparison processing between the added value of a plurality of received light signals having an observed polarization angle of 90 °: Ic and the reference value: Ic_o, that is, whether or not the difference between Ic-Ic_o is larger than the specified threshold value Th1c. judge.
(4) Comparison processing between the added value of a plurality of received light signals having an observed polarization angle of 135 °: Id and the reference value: Id_o, that is, whether or not the difference between Id-Id_o is larger than the specified threshold value Th1d. judge.

これらの判定処理において、いずれか1つでも、差分が規定しきい値Th1a~Th1dより大である場合、透明物体が存在すると判定する。
一方、全ての差分が規定しきい値Th1a~Th1dより大でない場合、透明物体が存在しないと判定する。
In any one of these determination processes, if the difference is larger than the specified threshold values Th1a to Th1d, it is determined that the transparent object exists.
On the other hand, when all the differences are not larger than the specified threshold values Th1a to Th1d, it is determined that the transparent object does not exist.

なお、先に図7を参照して説明したと同様、4種類の観測偏光角に対応する4つの受光信号各々と、しきい値との比較判定処理ではなく、各観測偏光角対応の受光信号と基準値との差分の加算値を算出して、その加算値と1つのしきい値Th1との比較に基づいて透明物体の有無を判定する処理を行ってもよい。 As described above with reference to FIG. 7, the light-receiving signal corresponding to each observed polarization angle is not a comparison determination process between each of the four light-receiving signals corresponding to the four types of observed polarization angles and the threshold value. The addition value of the difference between the addition value and the reference value may be calculated, and a process of determining the presence or absence of a transparent object may be performed based on the comparison between the addition value and one threshold value Th1.

図10は、投光部110の別の構成例を示す図である。
図10に示す投光部110は、4種類の偏光方向(0°、45°、90°、135°)を持つ偏光を、時系列に順次出力する構成を持つ。
図10に示す投光部110の偏光生成部112は、例えば、1枚の偏光板によって構成され、この偏光板を時間経過に伴い、所定角度(45°)ずつ回転させる。
この処理により、4種類の偏光方向(0°、45°、90°、135°)を持つ偏光を、時系列に順次出力する。
FIG. 10 is a diagram showing another configuration example of the light projecting unit 110.
The light projecting unit 110 shown in FIG. 10 has a configuration in which polarized light having four types of polarization directions (0 °, 45 °, 90 °, 135 °) is sequentially output in chronological order.
The polarization generating unit 112 of the light projecting unit 110 shown in FIG. 10 is composed of, for example, one polarizing plate, and the polarizing plate is rotated by a predetermined angle (45 °) with the passage of time.
By this processing, the polarization having four kinds of polarization directions (0 °, 45 °, 90 °, 135 °) is sequentially output in chronological order.

図11は、受光部120の構成例を示す図である。
図11に示す受光部120の偏光板121も、図8に示す投光部110の偏光生成部112の構成と同様、例えば、1枚の偏光板によって構成され、この偏光板を時間経過に伴い、所定角度(45°)ずつ回転させる。
この処理により、4種類の偏光方向(0°、45°、90°、135°)を持つ偏光を、時系列に順次入力する。
FIG. 11 is a diagram showing a configuration example of the light receiving unit 120.
The polarizing plate 121 of the light receiving unit 120 shown in FIG. 11 is also composed of, for example, one polarizing plate in the same manner as the configuration of the polarization generating unit 112 of the light projecting unit 110 shown in FIG. , Rotate by a predetermined angle (45 °).
By this processing, the polarizations having four kinds of polarization directions (0 °, 45 °, 90 °, 135 °) are sequentially input in chronological order.

なお、この図11に示す構成を用いた場合、基準値の取得処理や、透明物体検出処理は、偏光板121を4つの異なる偏光角に設定して4回の信号取得処理を実行して、これを1セットとし、1セット単位の受光信号値を利用して実行する。 When the configuration shown in FIG. 11 is used, in the reference value acquisition process and the transparent object detection process, the polarizing plate 121 is set to four different polarization angles and the signal acquisition process is executed four times. This is set as one set, and execution is performed using the received light signal values in units of one set.

基準信号は、以下の各信号とするる
Ia_o=透明物体がない状態での観測偏光角0°の受光信号
Ib_o=透明物体がない状態での観測偏光角45°の受光信号
Ic_o=透明物体がない状態での観測偏光角90°の受光信号
Id_o=透明物体がない状態での観測偏光角135°の受光信号
The reference signals are the following signals: Ia_o = light-receiving signal with an observed polarization angle of 0 ° in the absence of a transparent object Ib_o = light-receiving signal with an observation polarization angle of 45 ° in the absence of a transparent object Ic_o = a transparent object Light-receiving signal with an observed polarization angle of 90 ° without a transparent object Id_o = Light-receiving signal with an observation polarization angle of 135 ° without a transparent object

透明物体有無判定処理では、4種類の偏光板(a~d)を介した受光信号値(Ia,Ib,Ic,Id)と、基準値(Ia_o,Ib_o,Ic_o,Id_o)との差分を算出して、
差分値と、しきい値とを比較する。すなわち、
(Ia-Ia_o)>Th1a?・・・(判定式11a)
(Ib-Ib_o)>Th1b?・・・(判定式11b)
(Ic-Ic_o)>Th1c?・・・(判定式11c)
(Id-Id_o)>Th1d?・・・(判定式11d)
上記判定式は、図7を参照して説明したと同様の判定式である。
In the transparent object presence / absence determination process, the difference between the light receiving signal values (Ia, Ib, Ic, Id) via the four types of polarizing plates (a to d) and the reference values (Ia_o, Ib_o, Ic_o, Id_o) is calculated. do,
Compare the difference value with the threshold. That is,
(Ia-Ia_o)> Th1a? ... (Judgment formula 11a)
(Ib-Ib_o)> Th1b? ... (Judgment formula 11b)
(Ic-Ic_o)> Th1c? ... (Judgment formula 11c)
(Id-Id_o)> Th1d? ... (Judgment formula 11d)
The above-mentioned determination formula is the same determination formula as described with reference to FIG. 7.

あるいは、図7を参照して説明したと同様、以下のような1つの判定式(判定式12)のみを用いた処理を実行してもよい。
(Ia-Ia_o)+(Ib-Ib_o)+(Ic-Ic_o)+(Id-Id_o)>Th1・・・(判定式12)
Alternatively, as described with reference to FIG. 7, a process using only one determination formula (determination formula 12) such as the following may be executed.
(Ia-Ia_o) + (Ib-Ib_o) + (Ic-Ic_o) + (Id-Id_o)> Th1 ... (Determining formula 12)

図3に示す物体検出装置100の投光部110と、受光部120は、例えば図4~図11に示すように、様々な構成とすることができる。
いずれの構成においても、投光部110は、異なる4種類の偏光角の直線偏光を並列に出力、あるいは時系列に順次出力する。
受光部120は、これら複数の直線偏光に基づく受光信号、すなわち透明物体を通過した楕円偏光、あるいは通過しない直線偏光を複数の観測偏光角で各々観測する。
このような処理を行うことで、透明物体の検出精度を高めている。
The light emitting unit 110 and the light receiving unit 120 of the object detection device 100 shown in FIG. 3 can have various configurations as shown in FIGS. 4 to 11, for example.
In any configuration, the floodlight unit 110 outputs linearly polarized light having four different polarization angles in parallel or sequentially in chronological order.
The light receiving unit 120 observes a light receiving signal based on these plurality of linearly polarized light, that is, elliptically polarized light that has passed through a transparent object or linearly polarized light that has not passed through, at a plurality of observed polarization angles.
By performing such processing, the detection accuracy of transparent objects is improved.

[4.(実施例2)偏光を用いた透明物体検出、および残留応力算出を行う物体検出装置の実施例2]
次に、偏光を用いた透明物体検出、および残留応力算出を行う物体検出装置の実施例2について説明する。
[4. (Example 2) Example 2 of an object detection device that detects a transparent object using polarization and calculates residual stress]
Next, Example 2 of an object detection device that detects a transparent object using polarization and calculates residual stress will be described.

本実施例2の物体検出装置の全体構成は、実施例1と同様、図3に示す物体検出装置100と同様の構成を持つ。
本実施例2では、投光部110と、受光部120の構成が、実施例1の構成と異なる。
The overall configuration of the object detection device of the second embodiment has the same configuration as the object detection device 100 shown in FIG. 3, as in the first embodiment.
In the second embodiment, the configurations of the light projecting unit 110 and the light receiving unit 120 are different from the configurations of the first embodiment.

実施例1では、図4~図11を参照して説明したように、
投光部110は、4種類の偏光方向(偏光角)を持つ4種類の偏光を出力する構成であり、
受光部120も、4つの異なる観測偏光角(θ)における観測輝度I(θ)を観測値として取得する構成であった。
In the first embodiment, as described with reference to FIGS. 4 to 11.
The light projecting unit 110 is configured to output four types of polarization having four types of polarization directions (polarization angles).
The light receiving unit 120 also has a configuration in which the observed luminance I (θ) at four different observed polarization angles (θ) is acquired as an observed value.

これに対して、実施例2では、
投光部110は、3種類の偏光方向(偏光角)を持つ3種類の偏光を出力する構成であり、
受光部120も、3つの異なる観測偏光角(θ)における観測輝度I(θ)を観測値として取得する構成としている。
On the other hand, in Example 2,
The light projecting unit 110 is configured to output three types of polarization having three types of polarization directions (polarization angles).
The light receiving unit 120 is also configured to acquire the observed luminance I (θ) at three different observed polarization angles (θ) as an observed value.

以下、本実施例2における具体的な投光部110と受光部120の複数の構成例について説明する。
図12は、投光部110の一構成例を示す図である。
図12に示すように投光部110は、光出力部111と、偏光生成部112を有する。
図12(1)には、偏光生成部112の具体的構成例を示している。
図12(1)に示すように、投光部110の偏光生成部112は、4種類の偏光方向(偏光角)を持つ3種類の偏光板の組み合わせによって構成されている。
Hereinafter, a plurality of specific configuration examples of the light emitting unit 110 and the light receiving unit 120 in the second embodiment will be described.
FIG. 12 is a diagram showing a configuration example of the light projecting unit 110.
As shown in FIG. 12, the light projecting unit 110 includes a light output unit 111 and a polarization generating unit 112.
FIG. 12 (1) shows a specific configuration example of the polarization generating unit 112.
As shown in FIG. 12 (1), the polarization generating unit 112 of the light projecting unit 110 is composed of a combination of three types of polarizing plates having four types of polarization directions (polarization angles).

具体的には、(0°、45°、90°)、これらの3種類の偏光方向を持つ偏光板を組み合わせた構成である。
図12(2)は、3つの偏光板の偏光方向(偏光角)を矢印で示している。
図に示すように、
a=偏光方向0°、
b=偏光方向45°、
c=偏光方向90°、
偏光生成部112は、上記3種類(a~c)の偏光方向を持つ偏光板を組み合わせた構成を持つ。
投光部110は、この構成により、3つの異なる偏光角の直線偏光を並列出力する。
Specifically, it is a configuration in which polarizing plates having these three types of polarization directions are combined (0 °, 45 °, 90 °).
In FIG. 12 (2), the polarization directions (polarization angles) of the three polarizing plates are indicated by arrows.
As shown in the figure
a = polarization direction 0 °,
b = polarization direction 45 °,
c = polarization direction 90 °,
The polarization generation unit 112 has a configuration in which polarizing plates having the above three types (a to c) of polarization directions are combined.
With this configuration, the light projecting unit 110 outputs linearly polarized light having three different polarization angles in parallel.

次に、図13を参照して、受光部120の構成例について説明する。
受光部120は、上述した投光部110から出力される複数の異なる偏光角の直線偏光を、透明物体を介して、あるいはそのまま受光する。
Next, a configuration example of the light receiving unit 120 will be described with reference to FIG.
The light receiving unit 120 receives linearly polarized light having a plurality of different polarization angles output from the above-mentioned light projecting unit 110 via a transparent object or as it is.

受光部120は、複数の異なる観測偏光角(θ)における観測輝度I(θ)を観測値として取得する構成を有する。
図13は、受光部120の一構成例を示す図である。
図13に示すように受光部120は、偏光板121と、受光センサ122を有する。
図13(1)には、偏光板121の具体的構成例を示している。
図13(1)に示すように、受光部120の偏光板121は、3種類の偏光方向(偏光角)を持つ3種類の偏光板の組み合わせによって構成されている。
The light receiving unit 120 has a configuration in which the observed luminance I (θ) at a plurality of different observed polarization angles (θ) is acquired as an observed value.
FIG. 13 is a diagram showing a configuration example of the light receiving unit 120.
As shown in FIG. 13, the light receiving unit 120 has a polarizing plate 121 and a light receiving sensor 122.
FIG. 13 (1) shows a specific configuration example of the polarizing plate 121.
As shown in FIG. 13 (1), the polarizing plate 121 of the light receiving unit 120 is composed of a combination of three types of polarizing plates having three types of polarization directions (polarization angles).

具体的には、(0°、45°、90°)、これらの3種類の偏光方向を持つ偏光板を組み合わせた構成である。
図13(2)は、3つの偏光板の偏光方向(偏光角)を矢印で示している。
図に示すように、
a=偏光方向0°、
b=偏光方向45°、
c=偏光方向90°、
偏光板121は、上記3種類(a~c)の偏光方向を持つ偏光板を組み合わせた構成を持つ。
Specifically, it is a configuration in which polarizing plates having these three types of polarization directions are combined (0 °, 45 °, 90 °).
In FIG. 13 (2), the polarization directions (polarization angles) of the three polarizing plates are indicated by arrows.
As shown in the figure
a = polarization direction 0 °,
b = polarization direction 45 °,
c = polarization direction 90 °,
The polarizing plate 121 has a configuration in which polarizing plates having the above three types (a to c) of polarization directions are combined.

上記3種類(a~c)の偏光方向を持つ偏光板を組み合わせた偏光板121を介した光信号は、受光センサ122に入力され、光信号量(光強度)に応じた電気信号に変換する光電変換処理がなされ、光強度を示す電気信号が記憶部103に格納され、データ処理部130に入力される。
このように、受光部120は、3つの異なる観測偏光角(θ)における観測輝度I(θ)を観測値として取得する構成を有する。
The optical signal via the polarizing plate 121, which is a combination of the polarizing plates having the above three types (a to c) of polarization directions, is input to the light receiving sensor 122 and converted into an electric signal according to the amount of optical signal (light intensity). A photoelectric conversion process is performed, and an electric signal indicating the light intensity is stored in the storage unit 103 and input to the data processing unit 130.
As described above, the light receiving unit 120 has a configuration in which the observed luminance I (θ) at three different observed polarization angles (θ) is acquired as an observed value.

受光部120が受光した3つの異なる観測偏光角(θ)における観測値である観測輝度I(θ)は、記憶部103に格納され、データ処理部130に入力されて、検出領域150内に透明物体170が存在するか否かの判定に料される。
さらに、検出領域150内に透明物体170が存在すると判定された場合には、透明物体170の内部の残留応力の算出にも利用される。
The observed brightness I (θ), which is an observed value at three different observed polarization angles (θ) received by the light receiving unit 120, is stored in the storage unit 103, input to the data processing unit 130, and is transparent in the detection area 150. It is charged to determine whether or not the object 170 exists.
Further, when it is determined that the transparent object 170 exists in the detection region 150, it is also used for calculating the residual stress inside the transparent object 170.

図12、図13を参照して説明した投光部110と受光部120を利用して実行する処理、すなわち、検出領域150内に透明物体170が存在するか否かの具体的な判定処理について図14、図15を参照して説明する。
先に説明したように、受光信号記録部131は、事前準備処理として、検出領域150内に透明物体170が存在していない状態で受光部120の受光信号を入力し、入力信号値に基づいて基準値を算出し、算出した基準値を記憶部103に格納する。
この基準値取得処理後に実際の検出処理が開始される。
Regarding the process executed by using the light projecting unit 110 and the light receiving unit 120 described with reference to FIGS. 12 and 13, that is, a specific determination process of whether or not the transparent object 170 exists in the detection area 150. This will be described with reference to FIGS. 14 and 15.
As described above, as a preliminary preparation process, the light receiving signal recording unit 131 inputs the light receiving signal of the light receiving unit 120 in a state where the transparent object 170 does not exist in the detection area 150, and based on the input signal value. A reference value is calculated, and the calculated reference value is stored in the storage unit 103.
After this reference value acquisition process, the actual detection process is started.

まず、図14を参照して基準値取得処理の具体例について説明する。
図14は、受光部120の受光信号に基づいて基準値を算出する受光信号記録部131の処理を説明する図である。
First, a specific example of the reference value acquisition process will be described with reference to FIG.
FIG. 14 is a diagram illustrating the processing of the light receiving signal recording unit 131 for calculating the reference value based on the light receiving signal of the light receiving unit 120.

ユーザは、検出領域150内に透明物体170が存在しないことを確認し、この状態で入力部101から処理開始要求(トリガ信号)を入力し、受光信号の解析を開始させる。
受光部120は、図13を参照して説明した3つの異なる観測偏光角の信号を受光し、この受光信号が、受光信号記録部131に入力される。
なお、受光部120の受光信号は、以下の信号である。
Ia_o=透明物体がない状態での観測偏光角0°の受光信号
Ib1_o=透明物体がない状態での観測偏光角45°の受光信号
Ib2_o=透明物体がない状態での観測偏光角45°の受光信号
Ic_o=透明物体がない状態での観測偏光角90°の受光信号
光信号解析部131はこれら4つの信号(Ia_o,Ib1_o,Ib2_o,Ic_o)を基準値(基準信号値)として記憶部103に格納する。
The user confirms that the transparent object 170 does not exist in the detection area 150, and in this state, inputs a processing start request (trigger signal) from the input unit 101 to start the analysis of the received light signal.
The light receiving unit 120 receives signals having three different observation polarization angles described with reference to FIG. 13, and the light receiving signal is input to the light receiving signal recording unit 131.
The light receiving signal of the light receiving unit 120 is the following signal.
Ia_o = Light-receiving signal with an observed polarization angle of 0 ° in the absence of a transparent object Ib1_o = Light-receiving signal with a polarization angle of 45 ° in the absence of a transparent object Ib2_o = Light-receiving signal with an observation polarization angle of 45 ° in the absence of a transparent object Signal Ic_o = Observed light received signal with a polarization angle of 90 ° in the absence of a transparent object The optical signal analysis unit 131 uses these four signals (Ia_o, Ib1_o, Ib2_o, Ic_o) as reference values (reference signal values) in the storage unit 103. Store.

この基準値は、その後の実際の透明物体有無判定処理において、透明物体の有無を判定するために用いられる。
この基準値取得処理後に実際の検出処理が開始される。
This reference value is used to determine the presence or absence of a transparent object in the subsequent actual transparent object presence / absence determination process.
After this reference value acquisition process, the actual detection process is started.

図15を参照して、検出処理の詳細について説明する。
検出処理においては、検出領域150内に透明物体170が存在している場合、存在していない場合、様々な状態で受光部120の受光信号を継続的に入力し、この信号値に基づいて、先に取得した基準値と比較するための信号値を算出する。
The details of the detection process will be described with reference to FIG.
In the detection process, when the transparent object 170 exists in the detection area 150 and when it does not exist, the light receiving signal of the light receiving unit 120 is continuously input in various states, and based on this signal value, the light receiving signal is continuously input. The signal value for comparison with the previously acquired reference value is calculated.

物体有無判定部132は、受光信号記録部131の算出した信号値と、記憶部に格納済みの基準値とを比較して、検出領域150内に透明物体170が存在するか否かを判定する。
新規取得信号値を、以下の信号値とする。
Ia=観測偏光角0°の受光信号
Ib1=観測偏光角45°の受光信号
Ib2=観測偏光角45°の受光信号
Ic=観測偏光角90°の受光信号
The object presence / absence determination unit 132 compares the signal value calculated by the light receiving signal recording unit 131 with the reference value stored in the storage unit, and determines whether or not the transparent object 170 exists in the detection area 150. ..
Let the newly acquired signal value be the following signal value.
Ia = Light-receiving signal with an observed polarization angle of 0 ° Ib1 = Light-receiving signal with an observed polarization angle of 45 ° Ib2 = Light-receiving signal with an observed polarization angle of 45 ° Ic = Light-receiving signal with an observed polarization angle of 90 °

物体有無判定部132は、これらの新規取得信号値と、記憶部に格納済みの基準値(Ia_o,Ib1_o,Ib2_o,Ic_o)とを比較して、検出領域150内に透明物体170が存在するか否かを判定する。 The object presence / absence determination unit 132 compares these newly acquired signal values with the reference values (Ia_o, Ib1_o, Ib2_o, Ic_o) stored in the storage unit, and determines whether the transparent object 170 exists in the detection area 150. Judge whether or not.

具体的には、例えば、以下の判定式に従った判定処理を実行する。
4つの偏光板(a~d)を介した受光信号値(Ia,Ib1,Ib2,Ic)と、
基準値(Ia_o,Ib1_o,Ib2_o,Ic_o)との差分を算出して、
差分値と、しきい値とを比較する。すなわち、
(Ia-Ia_o)>Th2a?・・・(判定式21a)
(Ib1-Ib1_o)>Th2b1?・・・(判定式21b1)
(Ib2-Ib2_o)>Th2b2?・・・(判定式21b2)
(Ic-Ic_o)>Th2c?・・・(判定式21c)
Specifically, for example, a determination process according to the following determination formula is executed.
Received signal values (Ia, Ib1, Ib2, Ic) via the four polarizing plates (a to d) and
Calculate the difference from the reference value (Ia_o, Ib1_o, Ib2_o, Ic_o),
Compare the difference value with the threshold. That is,
(Ia-Ia_o)> Th2a? ... (Judgment formula 21a)
(Ib1-Ib1_o)> Th2b1? ... (Judgment formula 21b1)
(Ib2-Ib2_o)> Th2b2? ... (Judgment formula 21b2)
(Ic-Ic_o)> Th2c? ... (Judgment formula 21c)

上記判定式21a、21b1、21b2,21cにおいて、
Th2a,Th2b1,Th2b2,Th2cは予め規定したしきい値である。
このしきい値は、記憶部103に格納しておく。
上記判定式21a~21cは、各観測偏光角における取得信号値と基準値の差分としきい値(Th2a~Th2c)との比較を行う判定式である。
In the above determination formulas 21a, 21b1, 21b2, 21c,
Th2a, Th2b1, Th2b2, Th2c are predetermined threshold values.
This threshold value is stored in the storage unit 103.
The determination formulas 21a to 21c are determination formulas for comparing the difference between the acquired signal value and the reference value at each observed polarization angle and the threshold value (Th2a to Th2c).

上記(判定式21a~21c)のいずれか1つでも成立する場合、すなわち、
各観測偏光角における取得信号値と基準値の差分が、予め規定したしきい値より大きい場合は、検出領域150内に透明物体170が存在すると判定する。
一方、上記(判定式21a~21c)の全てが成立しない場合、すなわち、
各観測偏光角における取得信号値と基準値の差分のいずれも、予め規定したしきい値より大きくない場合は、検出領域150内に透明物体170が存在しないと判定する。
When any one of the above (determination formulas 21a to 21c) holds, that is,
When the difference between the acquired signal value and the reference value at each observed polarization angle is larger than the predetermined threshold value, it is determined that the transparent object 170 exists in the detection region 150.
On the other hand, when all of the above (determination formulas 21a to 21c) are not satisfied, that is,
If neither the difference between the acquired signal value and the reference value at each observed polarization angle is larger than the predetermined threshold value, it is determined that the transparent object 170 does not exist in the detection region 150.

なお、上記の4つの判定式ではなく、以下のような1つの判定式(判定式22)のみを用いた処理を実行してもよい。
(Ia-Ia_o)+(Ib1-Ib1_o)+(Ib2-Ib2_o)+(Ic-Ic_o)>Th2・・・(判定式22)
It should be noted that the process using only one determination formula (determination formula 22) as described below may be executed instead of the above four determination formulas.
(Ia-Ia_o) + (Ib1-Ib1_o) + (Ib2-Ib2_o) + (Ic-Ic_o)> Th2 ... (Determining formula 22)

上記(判定式22)において、
Th2は予め規定したしきい値である。
このしきい値は、記憶部103に格納しておく。
上記判定式22は、各観測偏光角における取得信号値と基準値の差分の加算値と、しきい値(Th2)との比較を行う判定式である。
In the above (judgment formula 22)
Th2 is a predetermined threshold value.
This threshold value is stored in the storage unit 103.
The determination formula 22 is a determination formula for comparing the sum of the differences between the acquired signal value and the reference value at each observed polarization angle with the threshold value (Th2).

上記(判定式22)が成立する場合、すなわち、
各観測偏光角における取得信号値と基準値の差分の加算値が、予め規定したしきい値(Th2)より大きい場合は、検出領域150内に透明物体170が存在すると判定する。
一方、上記(判定式22)が成立しない場合、すなわち、
各観測偏光角における取得信号値と基準値の差分の加算値が、予め規定したしきい値(Th2)より大きくない場合は、検出領域150内に透明物体170が存在しないと判定する。
When the above (judgment formula 22) is satisfied, that is,
When the added value of the difference between the acquired signal value and the reference value at each observed polarization angle is larger than the predetermined threshold value (Th2), it is determined that the transparent object 170 exists in the detection region 150.
On the other hand, when the above (determination formula 22) does not hold, that is,
When the added value of the difference between the acquired signal value and the reference value at each observed polarization angle is not larger than the predetermined threshold value (Th2), it is determined that the transparent object 170 does not exist in the detection region 150.

このように、本開示の構成において、この透明物体有無判定処理は、投光部110の出力する複数の異なる偏光角の偏光を全て利用する。この処理により、例えば透明物体の向き等に応じて検出精度が低下するといった問題の発生を低減させている。
なお、判定結果は、出力部104に出力される。
As described above, in the configuration of the present disclosure, the transparent object presence / absence determination process utilizes all the polarizations of the plurality of different polarization angles output by the light projecting unit 110. This process reduces the occurrence of problems such as a decrease in detection accuracy depending on the orientation of the transparent object.
The determination result is output to the output unit 104.

さらに、検出領域150内に透明物体170が存在すると判定された場合、応力算出部133が、検出領域150内の透明物体170内部の残留応力とその方向を算出する。先に説明した項目[2.偏光を利用した応力検出処理について]に記載した処理によって実行される。
応力判定部134は、応力算出部133の算出した透明物体170内部の残留応力とその方向に基づいて、透明物体170を不良品と判定するか良品と判定するかの判定処理を行う。
具体的には、例えば、予め設定した判定しきい値を利用した判定処理を行う。応力算出部133の算出した透明物体170内部の残留応力とその方向と、しきい値を比較し、透明物体170が良品であるか不良品であるかを判定する。
判定結果は、出力部104に出力される。
Further, when it is determined that the transparent object 170 exists in the detection area 150, the stress calculation unit 133 calculates the residual stress inside the transparent object 170 in the detection area 150 and its direction. Items explained earlier [2. It is executed by the process described in [Stress detection process using polarization].
The stress determination unit 134 performs a determination process of determining whether the transparent object 170 is a defective product or a non-defective product based on the residual stress inside the transparent object 170 calculated by the stress calculation unit 133 and its direction.
Specifically, for example, a determination process using a preset determination threshold value is performed. The residual stress inside the transparent object 170 calculated by the stress calculation unit 133 is compared with the direction thereof and the threshold value, and it is determined whether the transparent object 170 is a good product or a defective product.
The determination result is output to the output unit 104.

本実施例2における投光部110と、受光部120のその他の構成例について、図16以下を参照して説明する。 Other configuration examples of the light projecting unit 110 and the light receiving unit 120 in the second embodiment will be described with reference to FIGS. 16 and below.

図16は、投光部110の構成例を示す図である。
先に図12を参照して説明したと投光部110の偏光生成部112は、4つの分割領域の各々に3種類の偏光方向(0°、45°、90°)を持つ偏光板を1つずつ設定して組み合わせた構成である。
これに対して、図16に示す投光部の偏光生成部112は、光出力領域を細分化して多数の区分領域を設定し、3種類の偏光方向(0°、45°、90°)を持つ偏光板を細分化した各区分領域に配置して、多数の偏光板を組み合わせた構成である。
FIG. 16 is a diagram showing a configuration example of the light projecting unit 110.
As described above with reference to FIG. 12, the polarization generating unit 112 of the light projecting unit 110 has one polarizing plate having three types of polarization directions (0 °, 45 °, 90 °) in each of the four divided regions. It is a configuration that is set and combined one by one.
On the other hand, the polarizing generation unit 112 of the light projecting unit shown in FIG. 16 subdivides the light output region to set a large number of divided regions, and sets three types of polarization directions (0 °, 45 °, 90 °). It is a configuration in which a large number of polarizing plates are combined by arranging the polarizing plates having the same in each subdivided area.

図17は、受光部120の構成例を示す図である。
図17に示す受光部120の偏光板121も、図16に示す投光部110の偏光生成部112の構成と同様、光入力領域を細分化して多数の区分領域を設定し、3種類の偏光方向(0°、45°、90)を持つ偏光板を細分化した各区分領域に配置して、多数の偏光板を組み合わせた構成である。
FIG. 17 is a diagram showing a configuration example of the light receiving unit 120.
The polarizing plate 121 of the light receiving unit 120 shown in FIG. 17 also has the same configuration as the polarization generating unit 112 of the light projecting unit 110 shown in FIG. It is a configuration in which a large number of polarizing plates are combined by arranging polarizing plates having directions (0 °, 45 °, 90) in each subdivided division region.

なお、基準値の取得処理や、透明物体検出処理は、偏光板121のすべての偏光板を介して受光する受光信号値を用いて実行する。
例えば、基準値の取得処理において、ユーザは、検出領域150内に透明物体170が存在しないことを確認し、この状態で入力部101から処理開始要求(トリガ信号)を入力し、受光信号の解析を開始させる。
受光部120は、図17を参照して説明した3つの異なる観測偏光角の信号を複数、受光し、この受光信号を受光信号記録部131に入力する。
The reference value acquisition process and the transparent object detection process are performed using the received light signal values received through all the polarizing plates of the polarizing plate 121.
For example, in the reference value acquisition process, the user confirms that the transparent object 170 does not exist in the detection area 150, inputs a process start request (trigger signal) from the input unit 101 in this state, and analyzes the received light signal. To start.
The light receiving unit 120 receives a plurality of signals having three different observation polarization angles described with reference to FIG. 17, and inputs the light receiving signal to the light receiving signal recording unit 131.

受光信号記録部131は、以下の信号値を算出して基準値(基準信号)とする。
基準値:Ia_o=透明物体がない状態での観測偏光角0°の複数の受光信号の加算値、
基準値:Ib1_o=透明物体がない状態での観測偏光角45°の複数の受光信号の加算値、
基準値:Ib2_o=透明物体がない状態での観測偏光角45°の複数の受光信号の加算値、
基準値:Ic_o=透明物体がない状態での観測偏光角90°の複数の受光信号の加算値、
光信号解析部131はこれら4つの信号(Ia_o,Ib1_o,Ib2_o,Ic_o)を基準値(基準信号値)として記憶部103に格納する。
The light receiving signal recording unit 131 calculates the following signal values and uses them as reference values (reference signals).
Reference value: Ia_o = Addition value of multiple received light signals with an observed polarization angle of 0 ° in the absence of a transparent object.
Reference value: Ib1_o = Addition value of multiple received light signals with an observed polarization angle of 45 ° in the absence of a transparent object.
Reference value: Ib2_o = Addition value of multiple received light signals with an observed polarization angle of 45 ° in the absence of a transparent object.
Reference value: Ic_o = Addition value of multiple received light signals with an observed polarization angle of 90 ° in the absence of a transparent object.
The optical signal analysis unit 131 stores these four signals (Ia_o, Ib1_o, Ib2_o, Ic_o) as reference values (reference signal values) in the storage unit 103.

この基準値は、その後の実際の透明物体有無判定処理において、透明物体の有無を判定するために用いられる。 This reference value is used to determine the presence or absence of a transparent object in the subsequent actual transparent object presence / absence determination process.

基準値を利用した透明物体有無判定処理では、以下のように4つの判定処理を行う。
(1)観測偏光角0°の複数の受光信号の加算値:Iaと、基準値:Ia_oとの比較処理、すなわち、Ia-Ia_oとの差分が規定のしきい値Th2aより大か否かを判定する。
(2)観測偏光角45°の複数の受光信号の加算値:Ib1と、基準値:Ib1_oとの比較処理、すなわち、Ib1-Ib1_oとの差分が規定のしきい値Th2b1より大か否かを判定する。
(3)観測偏光角45°の複数の受光信号の加算値:Ib2と、基準値:Ib2_oとの比較処理、すなわち、Ib2-Ib2_oとの差分が規定のしきい値Th2b2より大か否かを判定する。
(4)観測偏光角90°の複数の受光信号の加算値:Icと、基準値:Ic_oとの比較処理、すなわち、Ic-Ic_oとの差分が規定のしきい値Th2cより大か否かを判定する。
In the transparent object presence / absence determination process using the reference value, four determination processes are performed as follows.
(1) Comparison processing between the added value of a plurality of received light signals having an observed polarization angle of 0 °: Ia and the reference value: Ia_o, that is, whether or not the difference between Ia-Ia_o is larger than the specified threshold value Th2a. judge.
(2) Comparison processing between the added value of a plurality of received light signals having an observed polarization angle of 45 °: Ib1 and the reference value: Ib1_o, that is, whether or not the difference between Ib1-Ib1_o is larger than the specified threshold value Th2b1. judge.
(3) Comparison processing between the added value of a plurality of received light signals having an observed polarization angle of 45 °: Ib2 and the reference value: Ib2_o, that is, whether or not the difference between Ib2-Ib2_o is larger than the specified threshold value Th2b2. judge.
(4) Comparison processing between the added value of a plurality of received light signals having an observed polarization angle of 90 °: Ic and the reference value: Ic_o, that is, whether or not the difference between Ic-Ic_o is larger than the specified threshold value Th2c. judge.

これらの判定処理において、いずれか1つでも、差分が規定しきい値Th2a~Th2cより大である場合、透明物体が存在すると判定する。
一方、全ての差分が規定しきい値Th2a~Th2cより大でない場合、透明物体が存在しないと判定する。
In any one of these determination processes, if the difference is larger than the specified threshold values Th2a to Th2c, it is determined that the transparent object exists.
On the other hand, when all the differences are not larger than the specified threshold values Th2a to Th2c, it is determined that the transparent object does not exist.

なお、先に図15を参照して説明したと同様、3種類の観測偏光角に対応する4つの受光信号各々と、しきい値との比較判定処理ではなく、各観測偏光角対応の受光信号と基準値との差分の加算値を算出して、その加算値と1つのしきい値Th2との比較に基づいて透明物体の有無を判定する処理を行ってもよい。 As described above with reference to FIG. 15, the light-receiving signal corresponding to each observed polarization angle is not a comparison determination process between each of the four light-receiving signals corresponding to the three types of observed polarization angles and the threshold value. The addition value of the difference between the addition value and the reference value may be calculated, and a process of determining the presence or absence of a transparent object may be performed based on the comparison between the addition value and one threshold value Th2.

図18は、投光部110の別の構成例を示す図である。
図18に示す投光部110は、3種類の偏光方向(0°、45°、90°)を持つ偏光を、時系列に順次出力する構成を持つ。
図18に示す投光部110の偏光生成部112は、例えば、1枚の偏光板によって構成され、この偏光板を時間経過に伴い、所定角度(45°)ずつ回転させる。
この処理により、3種類の偏光方向(0°、45°、90°)を持つ偏光を、時系列に順次出力する。
FIG. 18 is a diagram showing another configuration example of the light projecting unit 110.
The light projecting unit 110 shown in FIG. 18 has a configuration in which polarized light having three types of polarization directions (0 °, 45 °, 90 °) is sequentially output in chronological order.
The polarization generating unit 112 of the light projecting unit 110 shown in FIG. 18 is composed of, for example, one polarizing plate, and the polarizing plate is rotated by a predetermined angle (45 °) with the passage of time.
By this processing, the polarization having three kinds of polarization directions (0 °, 45 °, 90 °) is sequentially output in chronological order.

図19は、受光部120の構成例を示す図である。
図19に示す受光部120の偏光板121も、図18に示す投光部110の偏光生成部112の構成と同様、例えば、1枚の偏光板によって構成され、この偏光板を時間経過に伴い、所定角度(45°)ずつ回転させる。
この処理により、3種類の偏光方向(0°、45°、90°)を持つ偏光を、時系列に順次入力する。
FIG. 19 is a diagram showing a configuration example of the light receiving unit 120.
The polarizing plate 121 of the light receiving unit 120 shown in FIG. 19 is also composed of, for example, one polarizing plate in the same manner as the configuration of the polarization generating unit 112 of the light projecting unit 110 shown in FIG. , Rotate by a predetermined angle (45 °).
By this processing, the polarizations having three kinds of polarization directions (0 °, 45 °, 90 °) are sequentially input in chronological order.

なお、この図19に示す構成を用いた場合、基準値の取得処理や、透明物体検出処理は、偏光板121を3つの異なる偏光角に設定して3回の信号取得処理を実行して、これを1セットとし、1セット単位の受光信号値を利用して実行する。 When the configuration shown in FIG. 19 is used, in the reference value acquisition process and the transparent object detection process, the polarizing plate 121 is set to three different polarization angles and the signal acquisition process is executed three times. This is set as one set, and execution is performed using the received light signal values in units of one set.

基準信号は、以下の各信号とするる
Ia_o=透明物体がない状態での観測偏光角0°の受光信号
Ib_o=透明物体がない状態での観測偏光角45°の受光信号
Ic_o=透明物体がない状態での観測偏光角90°の受光信号
The reference signals are the following signals: Ia_o = light-receiving signal with an observed polarization angle of 0 ° in the absence of a transparent object Ib_o = light-receiving signal with an observation polarization angle of 45 ° in the absence of a transparent object Ic_o = a transparent object Received signal with an observed polarization angle of 90 ° in the absence

透明物体有無判定処理では、3種類の偏光板(a~c)を介した受光信号値(Ia,Ib,Ic)と、基準値(Ia_o,Ib_o,Ic_o)との差分を算出して、
差分値と、しきい値とを比較する。すなわち、
(Ia-Ia_o)>Th2a?・・・(判定式21a)
(Ib-Ib_o)>Th2b?・・・(判定式21b)
(Ic-Ic_o)>Th2c?・・・(判定式21c
In the transparent object presence / absence determination process, the difference between the received light signal values (Ia, Ib, Ic) via the three types of polarizing plates (a to c) and the reference values (Ia_o, Ib_o, Ic_o) is calculated.
Compare the difference value with the threshold. That is,
(Ia-Ia_o)> Th2a? ... (Judgment formula 21a)
(Ib-Ib_o)> Th2b? ... (Judgment formula 21b)
(Ic-Ic_o)> Th2c? ... (Judgment formula 21c

あるいは、以下のような1つの判定式(判定式22)のみを用いた処理を実行してもよい。
(Ia-Ia_o)+(Ib-Ib_o)+(Ic-Ic_o)>Th2・・・(判定式23)
Alternatively, a process using only one determination formula (determination formula 22) as described below may be executed.
(Ia-Ia_o) + (Ib-Ib_o) + (Ic-Ic_o)> Th2 ... (Judgment formula 23)

このように、図3に示す物体検出装置100の投光部110と、受光部120は、例えば図12~図19に示すように、様々な構成とすることができる。
いずれの構成においても、投光部110は、異なる3種類の偏光角の直線偏光を並列に出力、あるいは時系列に順次出力する。
受光部120は、これら複数の直線偏光に基づく受光信号、すなわち透明物体を通過した楕円偏光、あるいは通過しない直線偏光を複数の観測偏光角で各々観測する。
このような処理を行うことで、透明物体の検出精度を高めている。
As described above, the light emitting unit 110 and the light receiving unit 120 of the object detection device 100 shown in FIG. 3 can have various configurations as shown in FIGS. 12 to 19, for example.
In any configuration, the light projecting unit 110 outputs linearly polarized light having three different types of polarization angles in parallel or sequentially outputs them in chronological order.
The light receiving unit 120 observes a light receiving signal based on these plurality of linearly polarized light, that is, elliptically polarized light that has passed through a transparent object or linearly polarized light that has not passed through, at a plurality of observed polarization angles.
By performing such processing, the detection accuracy of transparent objects is improved.

[5.(実施例3)偏光を用いた透明物体検出、および残留応力算出を行う物体検出装置の実施例3]
次に、偏光を用いた透明物体検出、および残留応力算出を行う物体検出装置の実施例3について説明する。
[5. (Example 3) Example 3 of an object detection device that detects a transparent object using polarization and calculates residual stress]
Next, Example 3 of an object detection device that detects a transparent object using polarization and calculates residual stress will be described.

実施例3の物体検出装置200の構成例を図20に示す。
図20に示すように、物体検出装置200は、入力部101、制御部102、記憶部103、出力部104、投光部110、受光部120、データ処理部130を有する。
これらの構成と処理は、実施例1や実施例2を参照して説明した構成と処理と同様である。
FIG. 20 shows a configuration example of the object detection device 200 of the third embodiment.
As shown in FIG. 20, the object detection device 200 includes an input unit 101, a control unit 102, a storage unit 103, an output unit 104, a light projecting unit 110, a light receiving unit 120, and a data processing unit 130.
These configurations and processes are the same as the configurations and processes described with reference to the first and second embodiments.

本実施例3の構成においては、図20に示すように、投光部110の投稿した偏光が、検出領域を介して反射板180によって反射し、この反射光を受光部120が受光する構成となっている。
この反射板180を用いた構成のみが実施例1,2と異なる点である。
In the configuration of the third embodiment, as shown in FIG. 20, the polarization posted by the light projecting unit 110 is reflected by the reflector 180 through the detection region, and the reflected light is received by the light receiving unit 120. It has become.
Only the configuration using the reflector 180 is different from the first and second embodiments.

投光部110、受光部120は、先に説明した実施例1や、実施例2と同様、4種類または3種類の異なる偏光を出力し、受光する構成とする。 Similar to the first and second embodiments described above, the light projecting unit 110 and the light receiving unit 120 are configured to output four or three different types of polarized light and receive light.

[6.その他の実施例について]
次に、その他の実施例について説明する。
投光部、受光部の様々な構成について、図4~図19を参照して説明したが、これらの構成の他、例えば投光部から、波長の異なる偏光光を出力し、受光部側でも各波長に応じた偏光を観測する構成としてもよい。
[6. About other examples]
Next, other examples will be described.
Various configurations of the light emitting unit and the light receiving unit have been described with reference to FIGS. 4 to 19, but in addition to these configurations, for example, polarized light having a different wavelength is output from the light emitting unit, and the light receiving unit side also outputs the polarized light. It may be configured to observe the polarization corresponding to each wavelength.

具体例について、図21を参照して説明する。
図21に示すように、投光部110の偏光板を介した出力光をR(赤)G、(緑)、B(青)の3色の異なる波長光とし、各波長光の各々について偏光角を(0°,45°,90°,135°)の4偏光を出力する構成とする。
A specific example will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 21, the output light passing through the polarizing plate of the light projecting unit 110 is defined as light having three different wavelengths of R (red) G, (green), and B (blue), and each of the wavelength lights is polarized. The angle is configured to output four polarizations (0 °, 45 °, 90 °, 135 °).

受光部120側においても、観測光をR(赤)G、(緑)、B(青)の3色の異なる波長光とし、各波長光の各々について偏光角を(0°,45°,90°,135°)の4偏光を観測する構成とする。 Also on the light receiving unit 120 side, the observed light has three different wavelengths of R (red) G, (green), and B (blue), and the polarization angles of each wavelength light are (0 °, 45 °, 90). The configuration is such that four polarizations (°, 135 °) are observed.

先に、(式1)を参照して説明したように、直線偏光が透明物体を通過して発生する楕円偏光の位相差φは光の波長λに依存する。
すなわち、波長に応じた異なる楕円偏光が発生する。これらを観測することで、波長に応じた異なる楕円偏光の観測が可能となり、さらに、検出精度を高めることが可能となる。
As described above with reference to (Equation 1), the phase difference φ of the elliptically polarized light generated by the linear polarization passing through the transparent object depends on the wavelength λ of the light.
That is, different elliptically polarized light is generated depending on the wavelength. By observing these, it is possible to observe different elliptically polarized light according to the wavelength, and it is possible to further improve the detection accuracy.

[7.物体検出装置の実行する処理のシーケンスについて]
次に、上述した各実施例において説明した物体検出装置の実行する処理のシーケンスについて説明する。
[7. About the sequence of processing executed by the object detection device]
Next, a sequence of processes executed by the object detection device described in each of the above-described embodiments will be described.

図3、または図20に示す物体検出装置の実行する処理のシーケンスについて、図22以下のフローチャートを参照して説明する。
なお、図22以下に示すフローチャートに従った処理は、図3、または図20に示す物体検出装置の制御部102の下で実行される。
例えば記憶部103に格納されたプログラムに従ってプログラム実行機能を有するCPU等を有する制御部102の制御の下で実行される。
The sequence of processing executed by the object detection device shown in FIG. 3 or FIG. 20 will be described with reference to the flowchart of FIG. 22 and below.
The process according to the flowchart shown in FIGS. 22 and 22 is executed under the control unit 102 of the object detection device shown in FIG. 3 or FIG.
For example, it is executed under the control of a control unit 102 having a CPU or the like having a program execution function according to a program stored in the storage unit 103.

図22に示すフローチャートは、物体検出装置の実行する処理の全体シーケンスを説明するフローチャートである。
図23に示すフローチャートは、図22に示すフローのステップS101~ステップS102の基準値取得処理と透明物体検出処理の詳細シーケンスを説明するフローチャートである。
図24に示すフローチャートは、図22に示すフローのステップS105の残留応力算出処理の詳細シーケンスを説明するフローチャートである。
The flowchart shown in FIG. 22 is a flowchart illustrating the entire sequence of processes executed by the object detection device.
The flowchart shown in FIG. 23 is a flowchart illustrating a detailed sequence of the reference value acquisition process and the transparent object detection process in steps S101 to S102 of the flow shown in FIG. 22.
The flowchart shown in FIG. 24 is a flowchart illustrating a detailed sequence of the residual stress calculation process in step S105 of the flow shown in FIG. 22.

まず、図22に示すフローチャートを参照して、物体検出装置の実行する処理の全体シーケンスについて説明する。
以下、各ステップの処理について、順次、説明する。
First, the entire sequence of processes executed by the object detection device will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
Hereinafter, the processing of each step will be described in sequence.

(ステップS101)
まず、ステップS101において、基準値取得処理を実行する。
この基準値とは、
受光信号記録部131は、事前準備処理として、検出領域150内に透明物体170が存在していない状態で受光部120の受光信号を入力し、入力信号値に基づいて基準値を算出し、算出した基準値を記憶部103に格納する。
この基準値は、その後の実際の透明物体有無判定処理において、透明物体の有無を判定するために用いられる。
この基準値取得処理後に実際の検出処理が開始される。
(Step S101)
First, in step S101, the reference value acquisition process is executed.
This reference value is
As a preliminary preparation process, the light receiving signal recording unit 131 inputs the light receiving signal of the light receiving unit 120 in a state where the transparent object 170 does not exist in the detection area 150, calculates a reference value based on the input signal value, and calculates it. The reference value is stored in the storage unit 103.
This reference value is used to determine the presence or absence of a transparent object in the subsequent actual transparent object presence / absence determination process.
After this reference value acquisition process, the actual detection process is started.

(ステップS102)
次に、ステップS102において、透明物体検出処理を実行する。
この処理は、図3や図20に示す検出領域20内の偏光通過領域に透明物体170が存在するか否かを検出する処理である。
この処理は、受光部120の受光した光信号に基づいて、データ処理部130の受光信号記録部131と、物体有無判定部132において実行される。
この具体的処理シーケンスについては、後段において図23に示すフローチャートを参照して説明する。
(Step S102)
Next, in step S102, the transparent object detection process is executed.
This process is a process for detecting whether or not the transparent object 170 exists in the polarization passing region in the detection region 20 shown in FIGS. 3 and 20.
This process is executed by the light receiving signal recording unit 131 of the data processing unit 130 and the object presence / absence determination unit 132 based on the optical signal received by the light receiving unit 120.
This specific processing sequence will be described later with reference to the flowchart shown in FIG. 23.

(ステップS103)
ステップS102において透明物体の検出処理が終了すると、ステップS103において透明物体検出処理の結果情報を出力部104に出力する。
(Step S103)
When the transparent object detection process is completed in step S102, the result information of the transparent object detection process is output to the output unit 104 in step S103.

(ステップS104)
次のステップS104は、ステップS102における透明物体検出処理結果として、透明物体が検出されたか否かに応じて次の処理を決定する分岐処理である。
ステップS102における透明物体検出処理において透明物体が検出された場合は、ステップS105に進む。
一方、透明物体が検出されていない場合は、ステップS102に戻り、透明物体検出処理を継続する。
(Step S104)
The next step S104 is a branching process for determining the next process depending on whether or not a transparent object is detected as a result of the transparent object detection process in step S102.
If a transparent object is detected in the transparent object detection process in step S102, the process proceeds to step S105.
On the other hand, if the transparent object is not detected, the process returns to step S102 and the transparent object detection process is continued.

(ステップS105)
ステップS102における透明物体検出処理において透明物体が検出された場合は、ステップS105に進み、ステップS105において、検出された透明物体の残留応力検出処理を実行する。
この処理は、先に説明した項目[2.偏光を利用した応力検出処理について]に記載した処理によって実行される。
具体的な処理シーケンスについては、後段において図24に示すフローチャートを参照して説明する。
(Step S105)
If a transparent object is detected in the transparent object detection process in step S102, the process proceeds to step S105, and in step S105, the residual stress detection process for the detected transparent object is executed.
This process is performed by the item described above [2. It is executed by the process described in [Stress detection process using polarization].
A specific processing sequence will be described later with reference to the flowchart shown in FIG. 24.

(ステップS106)
ステップS105において透明物体の残留応力検出処理が終了すると、ステップS106において透明物体の残留応力検出処理の結果情報を出力部104に出力する。
(Step S106)
When the residual stress detection process for the transparent object is completed in step S105, the result information of the residual stress detection process for the transparent object is output to the output unit 104 in step S106.

次に、図23に示すフローチャートを参照して、図22に示すフローのステップS101~ステップS102の基準値取得処理と透明物体検出処理の詳細シーケンスについて説明する。 Next, with reference to the flowchart shown in FIG. 23, a detailed sequence of the reference value acquisition process and the transparent object detection process in steps S101 to S102 of the flow shown in FIG. 22 will be described.

(ステップS201)
まず、ステップS201において、受光部120の受光信号をデータ処理部130の受光信号記録部131に入力する。
(Step S201)
First, in step S201, the light receiving signal of the light receiving unit 120 is input to the light receiving signal recording unit 131 of the data processing unit 130.

(ステップS202)
次に、ステップS202において、受光部120の受光信号を入力した受光信号記録部131が、検出領域150に透明物体が存在しない状態で受光部120が受光した信号に基づく基準値を生成して、記憶部103に格納する。
(Step S202)
Next, in step S202, the light receiving signal recording unit 131 that has input the light receiving signal of the light receiving unit 120 generates a reference value based on the signal received by the light receiving unit 120 in a state where the transparent object does not exist in the detection area 150. It is stored in the storage unit 103.

なお、基準値の生成方法は、投光部110や受光部120の構成により異なる。
投光部110や受光部120の構成は、先に図4~図19を参照して説明したように様々であり、受光信号記録部131は、図4~図19を参照して説明したように、投光部110や受光部120の構成に応じた基準値(基準信号)を生成して、記憶部103に格納する。
The method of generating the reference value differs depending on the configuration of the light projecting unit 110 and the light receiving unit 120.
The configurations of the light projecting unit 110 and the light receiving unit 120 are various as described above with reference to FIGS. 4 to 19, and the light receiving signal recording unit 131 is described with reference to FIGS. 4 to 19. A reference value (reference signal) corresponding to the configuration of the light projecting unit 110 and the light receiving unit 120 is generated and stored in the storage unit 103.

(ステップS203)
ステップS202における基準値取得処理が完了すると、次に、ステップS203において、透明物体検出処理を開始する。
(Step S203)
When the reference value acquisition process in step S202 is completed, the transparent object detection process is then started in step S203.

(ステップS204~S208)
次に、ステップS204において、受光部120の受光信号を取得し、データ処理部130の受光信号記録部131に入力する。
(Steps S204 to S208)
Next, in step S204, the light receiving signal of the light receiving unit 120 is acquired and input to the light receiving signal recording unit 131 of the data processing unit 130.

受光信号記録部131は、ステップS205において、検出領域150内に透明物体170が存在している場合、存在していない場合、様々な状態で受光部120の受光信号を継続的に入力し、この信号値に基づいて、先に取得した基準値と比較するための信号値を算出する。 In step S205, the light receiving signal recording unit 131 continuously inputs the light receiving signal of the light receiving unit 120 in various states when the transparent object 170 exists in the detection area 150 and when it does not exist. Based on the signal value, the signal value for comparison with the previously acquired reference value is calculated.

さらに、ステップS205~S206において、物体有無判定部132が、受光信号記録部131の算出した信号値と、記憶部に格納済みの基準値とを比較して、検出領域150内に透明物体170が存在するか否かを判定する。 Further, in steps S205 to S206, the object presence / absence determination unit 132 compares the signal value calculated by the light receiving signal recording unit 131 with the reference value stored in the storage unit, and the transparent object 170 is generated in the detection area 150. Determine if it exists.

新規取得信号値と、基準値との差分が予め規定したしきい値より大きい場合、すなわちステップS206の判定がYesの場合は、ステップS207に進み、検出領域150内に透明物体170が存在すると判定する。 If the difference between the newly acquired signal value and the reference value is larger than the predetermined threshold value, that is, if the determination in step S206 is Yes, the process proceeds to step S207, and it is determined that the transparent object 170 exists in the detection area 150. do.

一方、新規取得信号値と、基準値との差分が予め規定したしきい値より大きくない場合、すなわちステップS206の判定がNoの場合は、ステップS208に進み、は、検出領域150内に透明物体170が存在しないと判定する。 On the other hand, if the difference between the newly acquired signal value and the reference value is not larger than the predetermined threshold value, that is, if the determination in step S206 is No, the process proceeds to step S208, and is a transparent object in the detection area 150. It is determined that 170 does not exist.

これらの判定処理後、判定結果が、出力部104に出力され、さらに、ステップS203に戻り、継続的に透明物体検出処理を実行する。 After these determination processes, the determination result is output to the output unit 104, further returns to step S203, and the transparent object detection process is continuously executed.

次に、図24に示すフローチャートを参照して図22に示すフローのステップS105の残留応力算出処理の詳細シーケンスの詳細について説明する。 Next, the details of the detailed sequence of the residual stress calculation process in step S105 of the flow shown in FIG. 22 will be described with reference to the flowchart shown in FIG. 24.

(ステップS301)
まず、ステップS301において、受光部120の受光信号をデータ処理部130の応力算出部133に入力する。
(Step S301)
First, in step S301, the light receiving signal of the light receiving unit 120 is input to the stress calculation unit 133 of the data processing unit 130.

(ステップS302)
次に、ステップS302において、応力算出部133は、入力した信号を利用して、透明物体の残留応力と応力方向を算出する。
この応力算出は、先に説明した項目[2.偏光を利用した応力検出処理について]に記載した処理によって実行される。
すなわち、投光部110の出力する複数(3種類以上)の異なる偏光角の偏光を利用して、透明物体170内部の残留応力とその方向を算出する。
算出結果は、応力判定部134に出力する。
(Step S302)
Next, in step S302, the stress calculation unit 133 calculates the residual stress and the stress direction of the transparent object by using the input signal.
This stress calculation is based on the item described above [2. It is executed by the process described in [Stress detection process using polarization].
That is, the residual stress inside the transparent object 170 and its direction are calculated by utilizing the polarization of a plurality of (three or more types) different polarization angles output by the light projecting unit 110.
The calculation result is output to the stress determination unit 134.

(ステップS303~S306)
次に、ステップS303~S304において、応力判定部134は、応力算出部133から入力した透明物体170内部の残留応力とその方向情報と、予め規定したしきい値を比較し、透明物体170が良品であるか不良品であるかを判定する。
(Steps S303 to S306)
Next, in steps S303 to S304, the stress determination unit 134 compares the residual stress inside the transparent object 170 input from the stress calculation unit 133 with the direction information thereof and a predetermined threshold value, and the transparent object 170 is a non-defective product. It is determined whether it is a defective product or a defective product.

不良品と判定した場合は、ステップS305に進み、不良品であるとの判定結果を、出力部104に出力する。
一方、不良品でないと判定した場合は、ステップS306に進み、不良品でないとの判定結果を、出力部104に出力する。
If it is determined to be a defective product, the process proceeds to step S305, and the determination result of the defective product is output to the output unit 104.
On the other hand, if it is determined that the product is not defective, the process proceeds to step S306, and the determination result that the product is not defective is output to the output unit 104.

[8.物体検出装置のハードウェア構成例について]
次に、図25を参照して物体検出装置のハードウェア構成例について説明する。
なお、図25に示すハードウェア構成は、上述した実施例において説明した物体検出装置として利用可能なハードウェア構成の一例を示すブロック図である。
[8. About the hardware configuration example of the object detection device]
Next, a hardware configuration example of the object detection device will be described with reference to FIG. 25.
The hardware configuration shown in FIG. 25 is a block diagram showing an example of a hardware configuration that can be used as the object detection device described in the above-described embodiment.

CPU(Central Processing Unit)301は、ROM(Read Only Memory)302、または記憶部308に記憶されているプログラムに従って各種の処理を実行するデータ処理部として機能する。例えば、上述した実施例において説明した処理を実行する。RAM(Random Access Memory)303には、CPU301が実行するプログラムやデータなどが記憶される。これらのCPU301、ROM302、およびRAM303は、バス304により相互に接続されている。 The CPU (Central Processing Unit) 301 functions as a data processing unit that executes various processes according to a program stored in the ROM (Read Only Memory) 302 or the storage unit 308. For example, the process described in the above-described embodiment is executed. The RAM (Random Access Memory) 303 stores programs and data executed by the CPU 301. These CPU 301, ROM 302, and RAM 303 are connected to each other by a bus 304.

CPU301はバス304を介して入出力インタフェース305に接続され、入出力インタフェース305には、各種スイッチ、キーボード、マウス、マイクロフォンなどよりなる入力部306、ディスプレイ、スピーカなどよりなる出力部307が接続されている。
CPU301は、入力部306から入力される指令に対応して各種の処理を実行し、処理結果を例えば出力部307に出力する。
The CPU 301 is connected to the input / output interface 305 via the bus 304, and the input / output interface 305 is connected to an input unit 306 including various switches, a keyboard, a mouse, a microphone, etc., and an output unit 307 including a display, a speaker, and the like. There is.
The CPU 301 executes various processes in response to commands input from the input unit 306, and outputs the process results to, for example, the output unit 307.

入出力インタフェース305に接続されている記憶部308は、例えばハードディスク等からなり、CPU301が実行するプログラムや各種のデータを記憶する。通信部309は、インターネットやローカルエリアネットワークなどのネットワークを介したデータ通信の送受信部として機能し、外部の装置と通信する。 The storage unit 308 connected to the input / output interface 305 is composed of, for example, a hard disk or the like, and stores a program executed by the CPU 301 and various data. The communication unit 309 functions as a transmission / reception unit for data communication via a network such as the Internet or a local area network, and communicates with an external device.

入出力インタフェース305に接続されているドライブ310は、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、あるいはメモリカード等の半導体メモリなどのリムーバブルメディア311を駆動し、データの記録あるいは読み取りを実行する。 The drive 310 connected to the input / output interface 305 drives a removable medium 311 such as a magnetic disk, an optical disk, a magneto-optical disk, or a semiconductor memory such as a memory card, and records or reads data.

投光部321は、図3、図20に示す物体検出装置の投光部110に相当し、複数種類の偏光を投光する。
受光部322は、図3、図20に示す物体検出装置の受光部120に相当し、複数種類の偏光を観測光として受光する。
The light projecting unit 321 corresponds to the light projecting unit 110 of the object detection device shown in FIGS. 3 and 20, and projects a plurality of types of polarized light.
The light receiving unit 322 corresponds to the light receiving unit 120 of the object detection device shown in FIGS. 3 and 20, and receives a plurality of types of polarized light as observation light.

[9.本開示の構成のまとめ]
以上、特定の実施例を参照しながら、本開示の実施例について詳解してきた。しかしながら、本開示の要旨を逸脱しない範囲で当業者が実施例の修正や代用を成し得ることは自明である。すなわち、例示という形態で本発明を開示してきたのであり、限定的に解釈されるべきではない。本開示の要旨を判断するためには、特許請求の範囲の欄を参酌すべきである。
[9. Summary of the structure of this disclosure]
As described above, the embodiments of the present disclosure have been described in detail with reference to the specific embodiments. However, it is self-evident that those skilled in the art may modify or substitute the examples without departing from the gist of the present disclosure. That is, the present invention has been disclosed in the form of an example and should not be construed in a limited manner. In order to judge the gist of this disclosure, the column of claims should be taken into consideration.

なお、本明細書において開示した技術は、以下のような構成をとることができる。
(1) 少なくとも3種類以上の異なる偏光方向の偏光を出力する投光部と、
前記投光部の出力光を、少なくとも3種類以上の異なる観測偏光角で受光する受光部と、
前記受光部の受光信号に基づいて、前記投光部から前記受光部に至る光路内に透明物体が存在するか否かを判定するデータ処理部を有し、
前記データ処理部は、
前記物体有無判定部が前記光路内に透明物体が存在すると判定した場合に、前記受光部が受光した複数の異なる観測偏光角の受光信号を利用して前記透明物体の残留応力を算出する応力算出部を有する物体検出装置。
The technology disclosed in the present specification can have the following configurations.
(1) A light projecting unit that outputs at least three types of polarization in different polarization directions, and
A light receiving unit that receives the output light of the light projecting unit at at least three different observation polarization angles.
It has a data processing unit that determines whether or not a transparent object exists in the optical path from the light emitting unit to the light receiving unit based on the light receiving signal of the light receiving unit.
The data processing unit
Stress calculation to calculate the residual stress of the transparent object by using the light receiving signals of a plurality of different observation polarization angles received by the light receiving unit when the object presence / absence determination unit determines that a transparent object exists in the optical path. An object detection device having a part.

(2) 前記データ処理部は、
前記光路内に透明物体が存在しない状態で前記受光部が受光した複数の異なる観測偏光角の受光信号を記憶部に格納する受光信号記録部と、
前記受光部が受光した複数の異なる観測偏光角の受光信号と、前記受光信号記録部に記録された受光信号に基づいて前記光路内の透明物体の有無を判定する物体有無判定部とを有する(1)に記載の物体検出装置。
(2) The data processing unit is
A light receiving signal recording unit that stores light receiving signals having a plurality of different observation polarization angles received by the light receiving unit in a state where no transparent object exists in the optical path, and a light receiving signal recording unit.
It has a light receiving signal having a plurality of different observation polarization angles received by the light receiving unit, and an object presence / absence determining unit that determines the presence / absence of a transparent object in the optical path based on the light receiving signal recorded in the light receiving signal recording unit. The object detection device according to 1).

(3) 前記投光部から前記受光部に至る光路は、直線的な光路であり、
透明物体の有無を検出する検出領域は、前記投光部と、前記受光部間の直線的な光路内に設定されている(1)または(2)に記載の物体検出装置。
(3) The optical path from the light projecting section to the light receiving section is a linear optical path.
The object detection device according to (1) or (2), wherein the detection region for detecting the presence or absence of a transparent object is set in a linear optical path between the light emitting unit and the light receiving unit.

(4) 前記投光部から前記受光部に至る光路は、反射板によって方向の変化する光路であり、
透明物体の有無を検出する検出領域は、前記反射板によって方向の変化する光路内に設定されている(1)または(2)に記載の物体検出装置。
(4) The optical path from the light projecting section to the light receiving section is an optical path whose direction changes depending on the reflector.
The object detection device according to (1) or (2), wherein the detection region for detecting the presence or absence of a transparent object is set in an optical path whose direction is changed by the reflector.

(5) 前記投光部は、少なくとも3種類以上の異なる偏光方向の偏光を並列に出力する構成であり、
前記受光部は、少なくとも3種類以上の異なる偏光方向の偏光を並列に入力する構成である(1)~(4)いずれかに記載の物体検出装置。
(5) The light projecting unit has a configuration in which at least three or more types of polarizations in different polarization directions are output in parallel.
The object detection device according to any one of (1) to (4), wherein the light receiving unit has a configuration in which at least three or more types of polarizations in different polarization directions are input in parallel.

(6) 前記投光部は、少なくとも3種類以上の異なる偏光方向の偏光を、順次、出力する構成であり、
前記受光部は、少なくとも3種類以上の異なる偏光方向の偏光を、順次、入力する構成である(1)~(4)いずれかに記載の物体検出装置。
(6) The light projecting unit has a configuration in which at least three or more types of polarization in different polarization directions are sequentially output.
The object detection device according to any one of (1) to (4), wherein the light receiving unit sequentially inputs polarizations of at least three types in different polarization directions.

(7) 前記投光部は、偏光方向が0°、45°、90°、135°の4種類の偏光を出力する構成であり、
前記受光部は、偏光方向が0°、45°、90°、135°の4種類の偏光を入力する構成である(1)~(6)いずれかに記載の物体検出装置。
(7) The light projecting unit is configured to output four types of polarization having polarization directions of 0 °, 45 °, 90 °, and 135 °.
The object detection device according to any one of (1) to (6), wherein the light receiving unit is configured to input four types of polarization having polarization directions of 0 °, 45 °, 90 °, and 135 °.

(8) 前記投光部は、偏光方向が0°、45°、90°の3種類の偏光を出力する構成であり、
前記受光部は、偏光方向が0°、45°、90°の3種類の偏光を入力する構成である(1)~(6)いずれかに記載の物体検出装置。
(8) The light projecting unit is configured to output three types of polarization having polarization directions of 0 °, 45 °, and 90 °.
The object detection device according to any one of (1) to (6), wherein the light receiving unit has a configuration in which three types of polarization having a polarization direction of 0 °, 45 °, and 90 ° are input.

(9) 前記投光部は、複数の異なる波長の少なくとも3種類以上の異なる偏光方向の偏光を出力する構成であり、
前記受光部は、複数の異なる波長の少なくとも3種類以上の異なる偏光方向の偏光を入力する構成である(1)~(8)いずれかに記載の物体検出装置。
(9) The light projecting unit has a configuration in which at least three or more types of polarization in different polarization directions having a plurality of different wavelengths are output.
The object detection device according to any one of (1) to (8), wherein the light receiving unit is configured to input polarization of at least three types of different polarization directions having a plurality of different wavelengths.

(10) 前記受光信号記録部は、
前記光路内に透明物体が存在しない状態で前記受光部が受光した少なくとも3種類以上の異なる観測偏光角の受光信号である少なくとも3種類以上の基準値を記憶部に格納し、
前記物体有無判定部は、
前記受光部が受光した少なくとも3種類以上の異なる観測偏光角の受光信号と、該受光信号と同一の観測偏光角の基準値との差分を各々、算出し、
算出した3以上の差分の少なくともいずれかが、予め規定したしきい値より大きい場合に、光路内に透明物体が存在すると判定する(1)~(9)いずれかに記載の物体検出装置。
(10) The received light signal recording unit is
At least three types of reference values, which are light receiving signals having at least three different observation polarization angles received by the light receiving unit in the absence of a transparent object in the optical path, are stored in the storage unit.
The object presence / absence determination unit is
The difference between the light-receiving signals having at least three different observation polarization angles received by the light-receiving unit and the reference value of the same observation polarization angle as the light-receiving signal is calculated.
The object detection device according to any one of (1) to (9), wherein it is determined that a transparent object exists in the optical path when at least one of the calculated differences of 3 or more is larger than a predetermined threshold value.

(11) 前記受光信号記録部は、
前記光路内に透明物体が存在しない状態で前記受光部が受光した少なくとも3種類以上の異なる観測偏光角の受光信号である少なくとも3種類以上の基準値を記憶部に格納し、
前記物体有無判定部は、
前記受光部が受光した少なくとも3種類以上の異なる観測偏光角の受光信号と、該受光信号と同一の観測偏光角の基準値との差分の加算値を算出し、
算出した差分加算値が、予め規定したしきい値より大きい場合に、光路内に透明物体が存在すると判定する(1)~(9)いずれかに記載の物体検出装置。
(11) The received light signal recording unit is
At least three types of reference values, which are light receiving signals having at least three different observation polarization angles received by the light receiving unit in the absence of a transparent object in the optical path, are stored in the storage unit.
The object presence / absence determination unit is
The added value of the difference between the light receiving signal having at least three different observation polarization angles received by the light receiving unit and the reference value having the same observation polarization angle as the light receiving signal is calculated.
The object detection device according to any one of (1) to (9), wherein it is determined that a transparent object exists in the optical path when the calculated difference addition value is larger than a predetermined threshold value.

(12) 前記応力算出部は、
前記受光部が受光した少なくとも3種類以上の異なる観測偏光角の受光信号を利用して前記透明物体の残留応力と応力方向を算出する(1)~(11)いずれかに記載の物体検出装置。
(12) The stress calculation unit is
The object detection device according to any one of (1) to (11), wherein the residual stress and the stress direction of the transparent object are calculated by using the light receiving signals having at least three different observation polarization angles received by the light receiving unit.

(13) 前記物体検出装置は、さらに、
前記応力算出部の算出データと、予め規定したしきい値とを比較して、透明物体の残留応力が不良品と判定すべき残留応力であるか否かを判定する応力判定部を有する(1)~(11)いずれかに記載の物体検出装置。
(13) The object detection device further
It has a stress determination unit that compares the calculated data of the stress calculation unit with a predetermined threshold value and determines whether or not the residual stress of the transparent object is the residual stress that should be determined as a defective product (1). )-(11) The object detection device according to any one of (11).

(14) 物体検出装置において実行する物体検出方法であり、
前記物体検出装置は、
少なくとも3種類以上の異なる偏光方向の偏光を出力する投光部と、
前記投光部の出力光を、少なくとも3種類以上の異なる観測偏光角で受光する受光部と、
前記受光部の受光信号に基づいて、前記投光部から前記受光部に至る光路内に透明物体が存在するか否かを判定するデータ処理部を有し、
前記データ処理部が、
前記光路内に透明物体が存在すると判定した場合に、前記受光部が受光した複数の異なる観測偏光角の受光信号を利用して前記透明物体の残留応力を算出する応力算出ステップを実行する物体検出方法。
(14) This is an object detection method executed by an object detection device.
The object detection device is
A floodlight that outputs at least three types of polarization in different polarization directions, and
A light receiving unit that receives the output light of the light projecting unit at at least three different observation polarization angles.
It has a data processing unit that determines whether or not a transparent object exists in the optical path from the light emitting unit to the light receiving unit based on the light receiving signal of the light receiving unit.
The data processing unit
Object detection that executes a stress calculation step to calculate the residual stress of the transparent object by using the light receiving signals of a plurality of different observation polarization angles received by the light receiving unit when it is determined that the transparent object exists in the optical path. Method.

(15) 物体検出装置において物体検出処理を実行させるプログラムであり、
前記物体検出装置は、
少なくとも3種類以上の異なる偏光方向の偏光を出力する投光部と、
前記投光部の出力光を、少なくとも3種類以上の異なる観測偏光角で受光する受光部と、
前記受光部の受光信号に基づいて、前記投光部から前記受光部に至る光路内に透明物体が存在するか否かを判定するデータ処理部を有し、
前記プログラムは、前記データ処理部に、
前記光路内に透明物体が存在すると判定した場合に、前記受光部が受光した複数の異なる観測偏光角の受光信号を利用して前記透明物体の残留応力を算出する応力算出ステップを実行させるプログラム。
(15) A program that executes an object detection process in an object detection device.
The object detection device is
A floodlight unit that outputs at least three types of polarization in different polarization directions, and
A light receiving unit that receives the output light of the light projecting unit at at least three different observation polarization angles.
It has a data processing unit that determines whether or not a transparent object exists in the optical path from the light emitting unit to the light receiving unit based on the light receiving signal of the light receiving unit.
The program is installed in the data processing unit.
A program for executing a stress calculation step of calculating the residual stress of the transparent object by using the light receiving signals having a plurality of different observation polarization angles received by the light receiving unit when it is determined that the transparent object exists in the optical path.

また、明細書中において説明した一連の処理はハードウェア、またはソフトウェア、あるいは両者の複合構成によって実行することが可能である。ソフトウェアによる処理を実行する場合は、処理シーケンスを記録したプログラムを、専用のハードウェアに組み込まれたコンピュータ内のメモリにインストールして実行させるか、あるいは、各種処理が実行可能な汎用コンピュータにプログラムをインストールして実行させることが可能である。例えば、プログラムは記録媒体に予め記録しておくことができる。記録媒体からコンピュータにインストールする他、LAN(Local Area Network)、インターネットといったネットワークを介してプログラムを受信し、内蔵するハードディスク等の記録媒体にインストールすることができる。 Further, the series of processes described in the specification can be executed by hardware, software, or a composite configuration of both. When executing processing by software, install the program that records the processing sequence in the memory in the computer built in the dedicated hardware and execute it, or execute the program on a general-purpose computer that can execute various processing. It can be installed and run. For example, the program can be pre-recorded on a recording medium. In addition to installing the program on a computer from a recording medium, the program can be received via a network such as a LAN (Local Area Network) or the Internet and installed on a recording medium such as a built-in hard disk.

なお、明細書に記載された各種の処理は、記載に従って時系列に実行されるのみならず、処理を実行する装置の処理能力あるいは必要に応じて並列的にあるいは個別に実行されてもよい。また、本明細書においてシステムとは、複数の装置の論理的集合構成であり、各構成の装置が同一筐体内にあるものには限らない。 It should be noted that the various processes described in the specification are not only executed in chronological order according to the description, but may also be executed in parallel or individually as required by the processing capacity of the device that executes the processes. Further, in the present specification, the system is a logical set configuration of a plurality of devices, and the devices of each configuration are not limited to those in the same housing.

以上、説明したように、本開示の一実施例の構成によれば、偏光を利用して透明物体の検出と透明物体の残留応力の算出を行う装置、および方法が実現される。
具体的には、例えば、少なくとも3種類以上の異なる偏光を出力する投光部と、少なくとも3種類以上の異なる観測偏光角で受光する受光部と、データ処理部を有する。データ処理部は、光路内に透明物体が存在しない状態の受光部の受光信号を基準値として記憶部に格納し、受光部が受光した複数の異なる観測偏光角の受光信号と、基準値とを比較して光路内の透明物体の有無を判定する。さらに、光路内に透明物体が存在すると判定した場合に、受光部が受光した複数の異なる観測偏光角の受光信号を利用して透明物体の残留応力を算出する。
本構成により、偏光を利用して透明物体の検出と透明物体の残留応力の算出を行う装置、および方法が実現される。
As described above, according to the configuration of one embodiment of the present disclosure, a device and a method for detecting a transparent object and calculating the residual stress of the transparent object using polarization are realized.
Specifically, for example, it has a light projecting unit that outputs at least three types of different polarizations, a light receiving unit that receives light at at least three types of observation polarization angles, and a data processing unit. The data processing unit stores the light-receiving signal of the light-receiving part in a state where no transparent object exists in the optical path as a reference value, and stores the light-receiving signals of a plurality of different observation polarization angles received by the light-receiving part and the reference value. The presence or absence of a transparent object in the optical path is determined by comparison. Further, when it is determined that a transparent object exists in the optical path, the residual stress of the transparent object is calculated by using the light receiving signals having a plurality of different observation polarization angles received by the light receiving unit.
With this configuration, a device and a method for detecting a transparent object and calculating the residual stress of the transparent object using polarization are realized.

10 投光部
11 偏光板
20 受光部
21 偏光板
30 空間
50 透明物体
100 物体検出装置
101 入力部
102 制御部
103 記憶部
104 出力部
110 投光部
111 光出力部
112 偏光生成部
120 受光部
121 偏光板
122 受光センサ
130 データ処理部
131 受光信号記録部
132 物体有無判定部
133 応力算出部
134 応力判定部
150 検出領域
170 透明物体
180 反射板
301 CPU
302 ROM
303 RAM
304 バス
305 入出力インタフェース
306 入力部
307 出力部
308 記憶部
309 通信部
310 ドライブ
311 リムーバブルメディア
321 投光部
322 受光部
10 Floodlight 11 Polarizing plate 20 Light receiving unit 21 Polarizing plate 30 Space 50 Transparent object 100 Object detection device 101 Input unit 102 Control unit 103 Storage unit 104 Output unit 110 Light emitting unit 111 Light output unit 112 Polarization generation unit 120 Light receiving unit 121 Polarizing plate 122 Light receiving sensor 130 Data processing unit 131 Light receiving signal recording unit 132 Object presence / absence judgment unit 133 Stress calculation unit 134 Stress judgment unit 150 Detection area 170 Transparent object 180 Reflector 301 CPU
302 ROM
303 RAM
304 Bus 305 Input / output interface 306 Input unit 307 Output unit 308 Storage unit 309 Communication unit 310 Drive 311 Removable media 321 Floodlight unit 322 Light receiving unit

Claims (12)

少なくとも3種類以上の異なる偏光方向の偏光を出力する投光部と、
前記投光部の出力光を、少なくとも3種類以上の異なる観測偏光角で受光する受光部と、
前記受光部の受光信号に基づいて、前記投光部から前記受光部に至る光路内に透明物体が存在するか否かを判定するデータ処理部を有し、
前記データ処理部は、
前記光路内に透明物体が存在しない状態で前記受光部が受光した少なくとも3種類以上の異なる観測偏光角の受光信号である少なくとも3種類以上の基準値を記憶部に格納する受光信号記録部と、
前記受光部が受光した少なくとも3種類以上の異なる観測偏光角の受光信号と、該受光信号と同一の観測偏光角の基準値との差分を各々、算出し、
算出した3以上の差分の少なくともいずれかが予め規定したしきい値より大きい場合、または、
算出した3以上の差分の加算値が予め規定したしきい値より大きい場合に、光路内に透明物体が存在すると判定する物体有無判定部と、
前記物体有無判定部が前記光路内に透明物体が存在すると判定した場合に、前記受光部が受光した複数の異なる観測偏光角の受光信号を利用して前記透明物体の残留応力を算出する応力算出部を有する物体検出装置。
A floodlight that outputs at least three types of polarization in different polarization directions, and
A light receiving unit that receives the output light of the light projecting unit at at least three different observation polarization angles.
It has a data processing unit that determines whether or not a transparent object exists in the optical path from the light emitting unit to the light receiving unit based on the light receiving signal of the light receiving unit.
The data processing unit
A light receiving signal recording unit that stores at least three types of reference values, which are light receiving signals having at least three different observation polarization angles received by the light receiving unit in the absence of a transparent object in the optical path, and a light receiving signal recording unit.
The difference between the light-receiving signals having at least three different observation polarization angles received by the light-receiving unit and the reference value of the same observation polarization angle as the light-receiving signal is calculated.
If at least one of the calculated differences of 3 or more is greater than the predetermined threshold, or
An object presence / absence determination unit that determines that a transparent object exists in the optical path when the added value of the calculated difference of 3 or more is larger than the predetermined threshold value.
Stress calculation to calculate the residual stress of the transparent object by using the light receiving signals of a plurality of different observation polarization angles received by the light receiving unit when the object presence / absence determination unit determines that a transparent object exists in the optical path. An object detection device having a part.
前記投光部から前記受光部に至る光路は、直線的な光路であり、
透明物体の有無を検出する検出領域は、前記投光部と、前記受光部間の直線的な光路内に設定されている請求項1に記載の物体検出装置。
The optical path from the light projecting section to the light receiving section is a linear optical path.
The object detection device according to claim 1, wherein the detection region for detecting the presence or absence of a transparent object is set in a linear optical path between the light emitting unit and the light receiving unit.
前記投光部から前記受光部に至る光路は、反射板によって方向の変化する光路であり、
透明物体の有無を検出する検出領域は、前記反射板によって方向の変化する光路内に設定されている請求項1に記載の物体検出装置。
The optical path from the light projecting section to the light receiving section is an optical path whose direction changes depending on the reflector.
The object detection device according to claim 1, wherein the detection region for detecting the presence or absence of a transparent object is set in an optical path whose direction is changed by the reflector.
前記投光部は、少なくとも3種類以上の異なる偏光方向の偏光を並列に出力する構成であり、
前記受光部は、少なくとも3種類以上の異なる偏光方向の偏光を並列に入力する構成である請求項1に記載の物体検出装置。
The light projecting unit has a configuration in which at least three or more types of polarizations in different polarization directions are output in parallel.
The object detection device according to claim 1, wherein the light receiving unit has a configuration in which at least three or more types of polarizations in different polarization directions are input in parallel.
前記投光部は、少なくとも3種類以上の異なる偏光方向の偏光を、順次、出力する構成であり、
前記受光部は、少なくとも3種類以上の異なる偏光方向の偏光を、順次、入力する構成である請求項1に記載の物体検出装置。
The light projecting unit has a configuration in which at least three or more types of polarizations in different polarization directions are sequentially output.
The object detection device according to claim 1, wherein the light receiving unit sequentially inputs polarizations of at least three types in different polarization directions.
前記投光部は、偏光方向が0°、45°、90°、135°の4種類の偏光を出力する構成であり、
前記受光部は、偏光方向が0°、45°、90°、135°の4種類の偏光を入力する構成である請求項1に記載の物体検出装置。
The light projecting unit is configured to output four types of polarization having polarization directions of 0 °, 45 °, 90 °, and 135 °.
The object detection device according to claim 1, wherein the light receiving unit is configured to input four types of polarization having polarization directions of 0 °, 45 °, 90 °, and 135 °.
前記投光部は、偏光方向が0°、45°、90°の3種類の偏光を出力する構成であり、
前記受光部は、偏光方向が0°、45°、90°の3種類の偏光を入力する構成である請求項1に記載の物体検出装置。
The light projecting unit is configured to output three types of polarization having polarization directions of 0 °, 45 °, and 90 °.
The object detection device according to claim 1, wherein the light receiving unit has a configuration in which three types of polarization having a polarization direction of 0 °, 45 °, and 90 ° are input.
前記投光部は、複数の異なる波長の少なくとも3種類以上の異なる偏光方向の偏光を出力する構成であり、
前記受光部は、複数の異なる波長の少なくとも3種類以上の異なる偏光方向の偏光を入力する構成である請求項1に記載の物体検出装置。
The light projecting unit has a configuration in which at least three or more types of polarization in different polarization directions having a plurality of different wavelengths are output.
The object detection device according to claim 1, wherein the light receiving unit is configured to input polarization in at least three types of different polarization directions having a plurality of different wavelengths.
前記応力算出部は、
前記受光部が受光した少なくとも3種類以上の異なる観測偏光角の受光信号を利用して前記透明物体の残留応力と応力方向を算出する請求項1に記載の物体検出装置。
The stress calculation unit
The object detection device according to claim 1, wherein the residual stress and the stress direction of the transparent object are calculated by using the light receiving signals having at least three different observation polarization angles received by the light receiving unit.
前記物体検出装置は、さらに、
前記応力算出部の算出データと、予め規定したしきい値とを比較して、透明物体の残留応力が不良品と判定すべき残留応力であるか否かを判定する応力判定部を有する請求項1に記載の物体検出装置。
The object detection device further
A claim having a stress determination unit that compares the calculated data of the stress calculation unit with a predetermined threshold value and determines whether or not the residual stress of the transparent object is the residual stress that should be determined as a defective product. The object detection device according to 1.
物体検出装置において実行する物体検出方法であり、
前記物体検出装置は、
少なくとも3種類以上の異なる偏光方向の偏光を出力する投光部と、
前記投光部の出力光を、少なくとも3種類以上の異なる観測偏光角で受光する受光部と、
前記受光部の受光信号に基づいて、前記投光部から前記受光部に至る光路内に透明物体が存在するか否かを判定するデータ処理部を有し、
前記データ処理部が、
前記光路内に透明物体が存在しない状態で前記受光部が受光した少なくとも3種類以上の異なる観測偏光角の受光信号である少なくとも3種類以上の基準値を記憶部に格納する受光信号記録ステップと、
前記受光部が受光した少なくとも3種類以上の異なる観測偏光角の受光信号と、該受光信号と同一の観測偏光角の基準値との差分を各々、算出し、
算出した3以上の差分の少なくともいずれかが予め規定したしきい値より大きい場合、または、
算出した3以上の差分の加算値が予め規定したしきい値より大きい場合に、光路内に透明物体が存在すると判定する物体有無判定ステップと、
前記物体有無判定ステップにおいて前記光路内に透明物体が存在すると判定した場合に、前記受光部が受光した複数の異なる観測偏光角の受光信号を利用して前記透明物体の残留応力を算出する応力算出ステップを実行する物体検出方法。
It is an object detection method executed by an object detection device.
The object detection device is
A floodlight that outputs at least three types of polarization in different polarization directions, and
A light receiving unit that receives the output light of the light projecting unit at at least three different observation polarization angles.
It has a data processing unit that determines whether or not a transparent object exists in the optical path from the light emitting unit to the light receiving unit based on the light receiving signal of the light receiving unit.
The data processing unit
A light-receiving signal recording step for storing at least three types of reference values, which are light-receiving signals having at least three different observation polarization angles received by the light-receiving unit in the absence of a transparent object in the optical path, and a storage unit.
The difference between the light-receiving signals having at least three different observation polarization angles received by the light-receiving unit and the reference value of the same observation polarization angle as the light-receiving signal is calculated.
If at least one of the calculated differences of 3 or more is greater than the predetermined threshold, or
An object presence / absence determination step for determining that a transparent object exists in the optical path when the added value of the calculated difference of 3 or more is larger than a predetermined threshold value.
When it is determined in the object presence / absence determination step that a transparent object exists in the optical path, the stress calculation for calculating the residual stress of the transparent object by using the light receiving signals of a plurality of different observation polarization angles received by the light receiving unit. An object detection method that performs a step.
物体検出装置において物体検出処理を実行させるプログラムであり、
前記物体検出装置は、
少なくとも3種類以上の異なる偏光方向の偏光を出力する投光部と、
前記投光部の出力光を、少なくとも3種類以上の異なる観測偏光角で受光する受光部と、
前記受光部の受光信号に基づいて、前記投光部から前記受光部に至る光路内に透明物体が存在するか否かを判定するデータ処理部を有し、
前記プログラムは、前記データ処理部に、
前記光路内に透明物体が存在しない状態で前記受光部が受光した少なくとも3種類以上の異なる観測偏光角の受光信号である少なくとも3種類以上の基準値を記憶部に格納する受光信号記録ステップと、
前記受光部が受光した少なくとも3種類以上の異なる観測偏光角の受光信号と、該受光信号と同一の観測偏光角の基準値との差分を各々、算出し、
算出した3以上の差分の少なくともいずれかが予め規定したしきい値より大きい場合、または、
算出した3以上の差分の加算値が予め規定したしきい値より大きい場合に、光路内に透明物体が存在すると判定する物体有無判定ステップと、
前記物体有無判定ステップにおいて前記光路内に透明物体が存在すると判定した場合に、前記受光部が受光した複数の異なる観測偏光角の受光信号を利用して前記透明物体の残留応力を算出する応力算出ステップを実行させるプログラム。
It is a program that executes the object detection process in the object detection device.
The object detection device is
A floodlight that outputs at least three types of polarization in different polarization directions, and
A light receiving unit that receives the output light of the light projecting unit at at least three different observation polarization angles.
It has a data processing unit that determines whether or not a transparent object exists in the optical path from the light emitting unit to the light receiving unit based on the light receiving signal of the light receiving unit.
The program is installed in the data processing unit.
A light-receiving signal recording step for storing at least three types of reference values, which are light-receiving signals having at least three different observation polarization angles received by the light-receiving unit in the absence of a transparent object in the optical path, and a storage unit.
The difference between the light-receiving signals having at least three different observation polarization angles received by the light-receiving unit and the reference value of the same observation polarization angle as the light-receiving signal is calculated.
If at least one of the calculated differences of 3 or more is greater than the predetermined threshold, or
An object presence / absence determination step for determining that a transparent object exists in the optical path when the added value of the calculated difference of 3 or more is larger than a predetermined threshold value.
Stress calculation for calculating the residual stress of the transparent object by using the light receiving signals of a plurality of different observation polarization angles received by the light receiving unit when it is determined in the object presence / absence determination step that a transparent object exists in the optical path. A program that executes a step.
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