JPH01291103A

JPH01291103A - 幅計測装置

Info

Publication number: JPH01291103A
Application number: JP12058188A
Authority: JP
Inventors: Kenji Aizawa; 健治相沢
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1988-05-19
Filing date: 1988-05-19
Publication date: 1989-11-22

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）この発明は、例えば鉄鋼ラインにおける圧延シート等の
幅を計測する幅計測装置に関する。

（従来の技術〉従来の幅計測装置としては、例えば第４図に示すような
ものがある（以下、これを第１の従来例という）。同図
中、１１は蛍光灯、１２は光学レンズ、１３はリニアセ
ンサであり、これらの要素で構成された２組の検出器２
０ａ、２０ｂが、被測定対象１４の幅方向の片端部を含
む位置にそれぞれ配置されている。

そして、被測定対象１４の側端部付近を蛍光灯１１で照
射し、その反対側、即ち、被測定対象の背面側で光学レ
ンズ１２を通してリニアセンサ１３でビデオ信号を作り
、第５図（ａ）に示すように、このビデオ信号の立上り
及び立下り部分で両側端部を検出することにより、圧延
シート等の板状体からなる被測定対象１４の幅を測定す
るようにしている。

しかしながら、第６図中、実線で示すように、被測定対
象１４のパスラインが、光学レンズ１２に対し一定の位
置にある場合は、上述のように、被測定対象１４の側端
部の像がリニアセンサ１３上に焦点を結ぶが、同図中、
点線で示すように、パスラインに変動が生じた場合は、
被測定対象１４の側端部の像がぼけてしまう。このため
、りニアセンサ１３で得られるビデオ信号の波形は第５
図（ｂ）のようになって検出すべき被測定対象１４の側
端部を正確に捕えにくくなり、測定精度が低下してしま
う。

第７図は、このような問題を解決するようにした第２の
従来例を示している。この従来例は、光源１５からの光
を第１の光学レンズ１６ａで平行光に変換し、この平行
光を被測定対象１４の側端部近傍に照射するようにして
いる。そして、被測定対象１４の側端部の像を第２の光
学レンズ１６ｂで集光したのち、スリット１７を介して
リニアセンサ１３で得るようにしている。しかし、この
第２の従来例では光源１５の光量が非常に大きなものが
必要になってしまう。

（発明が解決しようとする課題）第１の従来例では、パスラインに変動が生じると、被測
定対象の側端部を正確に捕えにくくなり、測定精度が低
下してしまうという問題があつた。また、第２の従来例
では、光源の光示が非常に大きなものが必要になってし
まうという問題があった。

この発明は上記事情に基づいてなされたもので、光源に
は、その光量が格別大なるものを不要とし、また、被測
定対象にパスラインの変動が生じても、その幅を高精度
に測定することのできる幅計測装置を提供することを目
的とする。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）この発明は上記課題を解決するために、レーザ発振器と
、該レーザ発振器からのレーザビームを扇状に走査する
回転多面鏡と、該回転多面鏡からの扇状走査ビームを平
行走査ビームに変換し、この平行走査ビームをパスライ
ンを移動する被測定対象に照射する平行走査ビーム変換
手段と、該平行走査ビーム変換手段からの平行走査ビー
ムを前記被測定対象の背面側で受光するライトガイドと
、該ライトガイドに入射した光量を光電変換する光電変
換手段とを有することを要旨とする。

（作用）上記構成において、レーザビームが回転多面鏡で扇状に
走査されてから平行走査ビーム変換手段で平行走査ビー
ムに変換されるので、レーザ発振器から発振されるレー
ザビームの出力は格別大にすることが不要とされる。ま
た、被測定対象には、上記の平行走査ビームが照射され
るので、被測定対象のパスラインに変動が生じても、光
電変換手段の出力には、被測定対象の側端部の像が鋭い
エツジとして現われて、精度のよい幅計測が行なわれる
。

（実施例）以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図及び第２図は、この発明の一実施例を示す図であ
る。

まず、幅計測装置の構成を説明すると、第１図中、１は
レーザ発振器、２はレーザ発振器１からのレーデビーム
を適切なビーム径に絞るためのコリメータ、３はコリメ
ータ２からのレーザビームを扇状に走査するポリゴンミ
ラー（回転多面鏡）、４はポリゴンミラー３からの扇状
走査ビームを平行走査ビームに変換するための平行走査
ビーム変換手段としての放物面鏡、５は放物面鏡４から
の平行走査ビームを被測定対象７の背面側で受光するた
めのライトガイド、６はライトガイド５の端部に取付け
られた光電変換手段としての光電変換器であり、これら
の要素で構成された２組の検出器１０ａ、１０ｂが、被
測定対象７の幅方向の片端部を含む所定の位置にそれぞ
れ配置されている。

上述のライトガイド５は、ポリゴンミラー３及び放物面
鏡４等からなる走査系によって広範囲に走査される光を
被測定対象７の背面側で捕え、その光量を光電変換器６
に送るものであり、例えば、アクリル又はガラス等のよ
うな屈折率ｎ〉１のレーザ光に対して高い透過率を有す
る棒状部材や、走査された光の入射方向と同一方向の長
方形の領域に配列したバンドルファイバ等で構成されて
いる。また、充電変換器６には、レーザ発振器１からの
レーザビームの波長のみを透過させる図示省略のフィル
タが取付けられている。′ 次に、上述のように構成された幅計測装置の作用を説明
する。

両検出器１０ａ、１０ｂにおいて、レーザ発振器１から
発射されたレーザビームがコリメータ２で適切なビーム
径に絞られ、このレーザビームが高速で回転するポリゴ
ンミラー４で扇状に走査されて扇状走査ビームが作られ
る。次いで、この扇状走査ビームが放物面鏡４で広範囲
に走査されて平行走査ビームに変換される。平行走査ビ
ームの走査方向は、パスラインを流れる被測定対象７の
流れ方向に対し直交方向である。そして、このような平
行走査ビームが、被測定対象７の両側端部近傍の下面側
に垂直に照射される。

そして、この平行走査ビームが、被測定対象７のパスラ
インに対し、放物面鏡４と反対側の位置、即ち、被測定
対象７の背面側でライトガイド６により受光され、その
集められた光量が光電変換器６により電気信号（ビデオ
信号）に変換される。

第２図（θは、このようにして得られた光電変換器６の
出力を示しており、この光電変換器出力の立上り（又は
立下り）のタイミングと、平行走査周期に同期して被測
定対象７の絶対位置を表わす基準パルス（走査スタート
パルス、第２図（ａ））との間の時間を、カウントパル
ス（第２図（Ｃ））をカウントして計測することにより
（第２図口））、被測定対象７の両側端部の位置が分り
、これを元に所要の計算を行なって、被測定対象７の幅
を高速に測定する。第２図（ｄ）中のカウント値りは、
被測定対象７の側端部の位置に相当する計測値である。

そして、この実施例の幅計測装置は、平行走査して得た
平行走査ビームを被測定対象７の側端部近傍に照射して
いるので、被測定対象７のパスラインに変動が生じても
、光電変換器６の出ツノには、第２図（ｂ）に示したよ
うに、被測定対象７の側端部が鋭いエツジとして現われ
て精度のよい測定を行なうことができる。またレーザビ
ームは、そのビーム径をコリメータ２により回折限界近
くまで絞り込めるので、幅計測を、これに相当する分解
能で一層高精度に行なうことができる。さらに、走査系
には、高速回転のポリゴンミラー３を用いているので、
高速計測を行なうことができ、高速の製造ライン等に適
切に対応することができる。

次いで第３図には、この発明の他の実施例を示す。

この実施例は、ポリゴンミラー３からの扇状走査ビーム
を平行走査ビームに変換するための平行走査ビーム変換
手段として凸レンズ８を用いたものである。

被測定対象７の幅計測作用は、前記一実施例のものとほ
ぼ同様である。

なお、上述の各実施例では、両検出器（走査系）１０ａ
、１０ｂを、被測定対象７の幅方向の片端部を含む一定
の位置にそれぞれ設置する方式としたが、この方式以外
に、被測定対象７の幅の変化、即ち、側端部の位置変化
に応じて、検出器１０ａ、１０ｂをサーボ機構等を以っ
て移動させる追従方式とすることもできる。追従方式と
すると、より広い節回に及ぶ被測定対象の幅計測を行な
うことができる。

［発明の効果］以上説明したように、この発明によれば、レーザ発振器
からのレーザビームを回転多面鏡で扇状に走査してから
平行走査ビーム変換手段で平行走査ビームに変換するよ
うにしたので、レーザ発振器から発Ｗ１するレーザビー
ムの出力を格別大にづ−ることが不要とされる。また、
被測定対象には、上記の平行走査ビームを照射し、これ
を被測定対象の背面側でライトガイド及び光電変換手段
により受光及び光電変換するようにしたので、被測定対
象のパスラインに変動が生じても、光電変換手段の出力
には、被測定対象の側端部の僅が鋭いエツジとして現わ
れて、精度のよい幅計測を高速で行なうことができると
いう利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る幅計測装置の一実施例を示す構
成図、第２図は同上実施例による幅計測作用を説明する
ための各信号のタイミングチャート、第３図はこの発明
の他の実施例を示す要部構成図、第４図は幅計測装置の
第１の従来例を示す構成図、第５図は同上第１の従来例
におけるリニアセンサの出力を示す信号波形図、第６図
は同上第１の従来例の問題点を説明するための図、第７
図は第２の従来例を示す構成図である。１：レーザ発撮器、３：ポリゴンミラ−（回転多面鏡）、４：放物面鏡〈平行走査ビーム変換手段）、５ニライト
ガイド、６：光電変換器（光電変換手段）７：被測定対象、８：凸レンズ（平行走査ビーム変換手段）。

Claims

【特許請求の範囲】

レーザ発振器と、該レーザ発振器からのレーザビームを
扇状に走査する回転多面鏡と、該回転多面鏡からの扇状
走査ビームを平行走査ビームに変換し、この平行走査ビ
ームをパスラインを移動する被測定対象に照射する平行
走査ビーム変換手段と、該平行走査ビーム変換手段から
の平行走査ビームを前記被測定対象の背面側で受光する
ライトガイドと、該ライトガイドに入射した光量を光電
変換する光電変換手段とを有することを特徴とする幅計
測装置。