JPH07318315A - 測定器の姿勢検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 測定器の被測定物に対する姿勢を遠隔的に検
出し、もって両者の姿勢関係の自動的な一定化を可能に
し、作業性、測定品質を向上させる。 【構成】 測定器１は反射特性測定部２の他、光源部３
と撮像部４とを一体で備えるとともに演算部６を有す
る。光源部３は平面状のスリット光ＳＬ１，ＳＬ２を斜
め上方から押出材Ｗの表面に照射し、押出材Ｗの表面に
２本の輝線１１，１２を形成する。撮像手段は、押出材
Ｗに対向する姿勢に向けられており、輝線１１，１２の
反射光を撮像する。演算部６は撮像された輝線像１１，
１２から押出材Ｗと測定器１との姿勢、位置関係を演算
する。そして、姿勢調整駆動部５は演算結果に応じた姿
勢調整信号を受けて測定器１を移動、回転等させて、押
出材Ｗに対する姿勢を一定化させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、被測定物に関する物
性、例えば材表面の反射特性等を測定する測定器と一体
構成され、被測定物に対する測定器の姿勢を検出する姿
勢検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば成型された押出材の反射特性を測
定する工程においては、吊り下げられた状態で搬送され
て来る押出材に対し、作業者が、その都度、材表面の内
から測定に適した箇所を選定し、その箇所に測定器を当
てて行うようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】かかる測定工程を作業
性及び測定品質の観点から自動化する要求があるが、下
記のような解決すべき課題があることから、未だ実現に
至っていない。すなわち、押出材は、上述したように吊
り下げられた状態にあるため、その姿勢が常に一定とは
いえず、従って、測定に先立って測定器と押出材との相
対的な姿勢関係を一定化する必要がある。更に、押出材
は多種多様の断面形状を有していることが多いため、測
定面となる材の表面は上記断面形状に応じた多様な面か
ら構成されている。従って、それらの多数の面から測定
に適した、ある程度の面積を有し、できるだけ平坦な面
を選択する必要がある。

【０００４】本発明は、上記に鑑みてなされたもので、
被測定物に対する測定器の姿勢を遠隔的に検出し、両者
の姿勢関係の自動的な一定化を可能とする測定器の姿勢
検出装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、被測定物に関
する物性を測定する測定器と一体構成されてなる姿勢検
出装置であって、一定の間隔をおいて互いに平行な平面
状の光束を、上記被測定物の表面に対し傾斜させて照射
する光源部と、上記平面に対して所定の角度を有し、上
記光源部からの平面状の光束が上記被測定物の表面に形
成する輝線の反射光束を受光する撮像手段と、上記撮像
手段で撮像された２本の輝線像から上記被測定物に対す
る上記測定器の姿勢を演算する姿勢演算手段とを備えた
ものである。

【０００６】

【作用】本発明によれば、測定器に近接対向配置された
被測定物に対して、その傾斜方向から、一定の間隔をお
いて互いに平行な２条の平面状の光束が照射される。被
測定物の表面には、照射された２条の平面状の光束によ
り、２本の輝線が形成される。そして、この２本の輝線
は対向配置された撮像手段で輝線像として受光される。
２本の輝線像は、平面状の光束と被測定物の表面と交差
状態に応じて、以下に説明するように、基準に対する傾
斜や平行移動及び輝線像間の位相や間隔として表われ
る。

【０００７】ここで、説明の便宜上、方向と面は３次元
の直交ＸＹＺ座標系を用いて示すこととする。そして、
光源部は、その基準姿勢状態で、照射光束が形成する平
面がＸ−Ｙ平面に対して好ましい態様として、４５°傾
斜し、平面状の光束の中心光軸を通り、かつ平面と直交
する面がＺ−Ｘ平面と一致する。また、撮像手段は、そ
の基準姿勢状態で、撮像方向が、好ましい態様として、
Ｘ−Ｙ平面と平行で、少なくとも２本の輝線が撮像可能
なＺ軸方向への検知領域幅を有している。上記におい
て、光束の照射方向と撮像方向とは所定角度を有するよ
うに予め設定されているものである。但し、３次元直交
座標系は鉛直、水平方向を基準にするものに限定され
ず、各軸が直交するものであればいずれの向きを基準と
したものも採用可能である。

【０００８】一方、被測定物は、その表面がＺ−Ｙ平面
と可及的に平行となるように配置される。このとき、被
測定物の表面がＺ−Ｙ面と平行で、Ｘ軸に対して回転ず
れを生じている場合、２本の輝線像は、両輝線像間のＹ
軸方向における位相差として表われる。また、被測定物
の表面がＹ軸に対して回転ずれを生じている場合、２本
の輝線像は、両輝線像の間隔の大小（あるいは基準値に
対する差として）表われる。また、被測定物の表面がＺ
軸に対して回転ずれを生じている場合、２本の輝線像
は、Ｙ軸に対する傾斜角度として表われる。また、被測
定物の表面がＸ軸方向に位置ずれを生じている場合、２
本の輝線像は、輝線像の撮像位置の基準位置に対する平
行移動として表われる。そして、姿勢演算手段は、上記
各情報から被測定物の表面と測定器との相対的な姿勢
（角度、位置）を演算する。演算結果は、測定器の姿勢
調整機構に導かれ、基準となる姿勢位置に調整駆動する
データとして利用されることとなる。

【０００９】

【実施例】図３は、本発明に係る測定器の姿勢検出装置
の一例を示す斜視図で、測定器の一例として被測定物で
ある押出材の表面の反射特性を測定するものが採用され
ている。

【００１０】本測定器１は、材表面の反射特性を検出す
る反射特性測定部２の他、少なくとも姿勢検出を行うた
めの光源部３及び撮像部４とが一体構成され、姿勢調整
機構部５に姿勢調整可能に取り付けられている。光源部
３は一定の間隔をおいて互いに平行な平面状のスリット
光（図１，２参照）を照射するもので、撮像部４は照射
されたスリット光が押出材Ｗの表面に形成する２本の輝
線１１，１２を、その撮像面で撮像するものである。反
射特性測定部２の例えば測定用開口部の撮像部４に対す
る配設位置は予め入力されており、姿勢検出結果に基づ
いて反射特性測定部２が所要の姿勢、位置に駆動可能に
なっている。なお、反射特性測定部２の測定方向は、姿
勢調整量の演算の容易化を考慮して撮像部４の撮像方向
と一致するように設定されていることが好ましいが、所
定の角度関係を持って設定されていてもよい。また、撮
像部４に対する反射特性測定部２の位置データは、姿勢
調整量の演算式中に定数として含める他、検出値と姿勢
調整量とが換算テーブルより求められるときはその換算
量の中に含めるようにしたものでもよい。

【００１１】なお、以後の説明においては、説明の便宜
上、方向と面は３次元の直交ＸＹＺ座標系を用いて示す
こととする。そして、本実施例に係る測定器１は、その
基準姿勢状態で、照射光束の平面をＸ−Ｙ平面に対して
４５°傾斜させ、平面状の光束の中心光軸を通り、かつ
光束平面と直交する面をＺ−Ｘ平面と一致させ、また、
撮像方向をＸ−Ｙ平面と平行とし、少なくとも２本の輝
線が撮像可能なＺ軸方向への検知幅を有して構成されて
いるものである。

【００１２】姿勢調整機構部５は３軸Ｘ，Ｙ，Ｚ方向へ
の移動と各軸に対する回転とが可能な機構を備えるもの
で、詳細は後述する。演算部６は撮像部４で撮像された
輝線像に基づいて、後述するような演算を実行して測定
器１の基準姿勢からのずれ量を算出するもので、このず
れ量は調整信号発生部７に導かれ、ここで上記ずれ量に
応じた姿勢調整信号が生成され、姿勢調整機構部５に出
力される。姿勢調整信号は各軸の駆動源に対する移動信
号と回転信号とからなっている。

【００１３】被測定物としての押出材Ｗは、断面形状が
１本の直線からなるものの他、複数の不連続な線分、ま
た一部に傾斜や曲線を有するものでもよい。また、本実
施例では、押出材Ｗは、例えば吊り下げられた状態で搬
送されて来て、反射特性測定工程に供されるようになっ
ているものであるが、本発明は係る搬送形態に限定され
るものではなく、ベルト搬送やロボットアームによる移
送、更には人手による１枚乃至１個ずつの載置部への載
置によるものも含まれる。

【００１４】反射特性測定部２は、公知の積分球と、こ
の積分球内に配設された光源によって、積分球の測定用
開口部に向けて拡散光を照射する光源部及び被測定物表
面に対して一定の角度方向を指向し、前記測定用開口部
の被測定物表面からの反射光を受光する受光部とから構
成される測色器、あるいは被測定物の塗膜が角度メタメ
リズムを有する物質からなるときは公知のマルチアング
ル測色器が採用可能である他、表面処理の加工度合等、
反射特性に限定されず、被測定物乃至はその表面に関す
る物性一般を得るための接触式、遠隔式の測定器が採用
可能である。

【００１５】図１、２は、本発明に係る測定器の姿勢検
出装置の詳細構造を説明する図で、図１は側面図（Ｚ−
Ｘ平面）、図２は図１の矢印Ａ方向から見た背面図であ
る。

【００１６】図において、光源部３はレーザ発光器３０
ａとポリゴンミラー３０ｂとからなる光源３０と、所定
の間隔を有して平行配置された２枚のミラー３１，３２
とからなる。ポリゴンミラー３０ｂは、その回転軸がレ
ーザ発光器３０ａからのビーム光ＢＬ０に対して垂直
で、Ｚ軸に対して４５°の角度に設定されており、その
回転軸上で高速回転することで、Ｙ軸方向から入射され
るレーザ発光器３０ａのビーム光ＢＬ０を４５°上向き
にした平面状のスリット光ＳＬ０に変換するものであ
る。

【００１７】２枚のミラー３１，３２は、ポリゴンミラ
ー３０ｂからのスリット光の中心光軸上であって、Ｘ−
Ｙ平面に平行、すなわちスリット光ＳＬ０の中心光軸に
対して４５°傾斜されて互いに平行配設されている。ミ
ラー３２はハープミラーであって、入射光量の、好まし
くは１／２を反射し、残りを透過するようになってい
る。一方、ミラー３１は全反射タイプのミラーで、ミラ
ー３２を通過したスリット光を反射するようにしてい
る。スリット光ＳＬ０は両ミラー３１，３２で反射さ
れ、ほぼ等レベルの光量を有するスリット光ＳＬ１，Ｓ
Ｌ２として分離形成される。このスリット光ＳＬ１，Ｓ
Ｌ２は互いに平行で、予め設定された間隔を有し、Ｚ−
Ｘ平面上で４５°下方へ向けて照射される。

【００１８】光源部３の前方（図１の左側）には、吊り
下げられた状態で搬送されて来た押出材Ｗが対向してお
り、この押出材Ｗの表面は可及的にＺ−Ｙ平面を向くよ
うにされている。そして、この表面には、４５°の傾斜
を有するスリット光ＳＬ１，ＳＬ２が上方斜め方向から
照射されることによって２本の輝線１１，１２が形成さ
れるようになっている。

【００１９】輝線形成位置は押出材Ｗの表面のＸ軸方向
への位置等により定まり、例えば図１に示すように押出
材Ｗに対して押出材Ｗ′では、輝線位置は１１′，１
２′となる。そして、この各輝線位置のＺ軸上での間隔
（１１−１１′），（１２−１２′）と押出材Ｗ，Ｗ′
との間隔とは対応関係にあることが知られている。

【００２０】図４、図５は、上記の対応関係を利用して
材表面の形状認識が可能であることを説明するもので、
図４（ａ）は押出材Ｗの断面形状を示す平面断面図、図
４（ｂ）は押出材Ｗの正面図及びその表面に形成された
輝線を示す図、図５は撮像部４で得られた輝線像を示す
図である。

【００２１】図４に示す例では、押出材ＷはＺ軸方向に
長尺で、その表面にはＹ軸方向に複数の面ｗ１〜ｗ７が
形成されている。そして、上方４５°方向からのスリッ
ト光ＳＬ１，ＳＬ２によって、その表面には押出材Ｗの
各表面の凹凸（すなわち、各面の高さ）に応じた輝線１
１，１２が形成され、この輝線１１，１２をＸ軸方向か
ら観察すると、図４、図５のようになる。輝線１１，１
２は平面ｗ１，ｗ４〜ｗ７に対してはＹ軸に平行な直線
として現われ、かつ前述したように表面の高さに対応し
た位置に現われる。この例では、面ｗ１と面ｗ４と面ｗ
６とが同一位置に、面ｗ５と面ｗ７とが同一位置に現わ
れる。傾斜凹面ｗ２，ｗ３に対しては、その底部から上
向きの斜線として現われる。なお、傾斜凸面の場合に
は、上記傾斜凹面とは逆向きの斜線として現われる。

【００２２】撮像部４は、受光量に応じたレベルの電気
信号を発生するＣＣＤ素子やフォトトランジスタ素子が
マトリクス状に配列されてなるエリアセンサで、少なく
とも押出材Ｗ上に形成される輝線１１，１２が撮像可能
なＺ−Ｙ平面に対し所要の検知領域幅を有しており、Ｘ
軸方向に向けて配設されている。すなわち、撮像部４は
スリット光ＳＬ１，ＳＬ２が押出材Ｗの表面で反射し、
そのＸ−Ｙ平面とほぼ平行な方向に反射したスリット
光、すなわち図５に示すような輝線像１１，１２を撮像
するようになっているものである。この撮像部４の光学
系にはレーザ発光器３０ａのレーザ波長領域のみを透過
させるバンドパスフィルターが配設され、外光の影響を
除去するようにしている。

【００２３】演算部６は撮像一画面分の画像メモリを有
し、撮像部４からの入力信号を適切なスレショルドレベ
ルで２値化した後取り込み、この取り込み画像から上記
輝線像１１，１２を抽出するとともに、抽出された輝線
像１１，１２から測定面の選定、更には傾斜角度や平行
移動量に関する量を算出する。

【００２４】測定面としては、測定精度の点から反射特
性測定部２の測定用開口部をカバーするだけの所要の面
積する平面乃至は平面に近い面であることが要求され
る。演算部６は得られた輝線像１１，１２から連続性、
傾斜線や強い曲線でないこと及び各線分の長さを検出及
び算出し、線分の内から最も長い、すなわち最も幅広の
面を測定面として選出する。また、この時、測定面の近
くに、反射特性測定部２の先端部に干渉するような凸部
がないことを確認する。図４，５の例では、面ｗ４が選
出されることとなる。なお、次候補として面ｗ７を確保
するようにしておいてもよい。そして、調整信号発生部
７は反射特性測定部２の測定開口部を選出された面ｗ４
上に対向するための基準位置からの駆動量信号を生成
し、姿勢調整機構部５内のＹ軸方向への移動を担う駆動
源５０ｙ（図１４参照）へ出力する。

【００２５】なお、最長の線分を算出する方法に代え
て、測定可能な基準線分長を越えているかどうかで選出
するようにすることもでき、このようにすれば一旦基準
値をこえる線分が算出されれば、残りの部分に対して演
算を実行する必要がないので、その分選出時間が短縮さ
れる。

【００２６】演算部６は、続いてあるいは測定面の選出
に先立って、上記した傾斜角度や平行移動量に関する量
を算出する。以下、この点について説明する。

【００２７】（１）押出材ＷがＺ−Ｙ平面上で傾斜θを
有している場合（図６，図７）押出材Ｗにはその押出し
方向（長さ方向、すなわちＺ方向）にダイス目と呼ばれ
るスジが走っており、反射特性を測定する上で、このダ
イス目の方向を常に一定にしておくことがしばしば必要
となる。

【００２８】図６から分かるように押出材Ｗ上の各面を
結ぶ境界線はＺ軸に対して角度θだけ傾斜している。従
って、各境界線とスリット光ＳＬ１，ＳＬ２の照射位置
との交点はＹ軸方向にずれている。図７は、図６の輝線
１１，１２を撮像部４で撮像した状態を示したもので、
輝線像１１と輝線像１２との位相差δは、δ＝ｄ・tan
θとなる。但し、ｄは輝線１１，１２間の間隔である。
位相差δをどの線分を用いて算出するかは、対応する線
分間であればいずれでも可能であるが、輝線１１，１２
全体の相関をみることで算出精度を上げることができ
る。

【００２９】演算部６は、位相差δ＝０とする姿勢調整
信号を生成して、調整信号発生部７へ出力する。調整信
号発生部７はＸ軸回りに回転を行わせるモータ５１ｘに
駆動信号を出力する。この場合、上記算出式において、
間隔ｄは既知であるので、δ＝０とする姿勢調整信号、
すなわちずれ量に相当する信号を生成可能であるが、間
隔ｄが未知であっても、位相差の大小のみ検出可能に
し、位相差有のときは、その大小に応じてこの位相差が
なくなる方向に駆動させ、その駆動中に連続的に姿勢検
出動作を行わせることで、同様に傾斜θ＝０とすること
も可能である。

【００３０】（２）押出材ＷがＺ−Ｘ平面上で傾斜αを
有している場合（図８，図９）図８に示すように、押出
材の表面は傾斜αにより、同一平面であってもＸ軸方向
での高さ位置が異なることとなり、このためスリット光
ＳＬ１，ＳＬ２との照射位置がＺ軸方向にそれぞれ異な
る量だけ相対的にずれる、すなわち輝線１１、１２の間
隔が所定の基準値ｄ（既知データ）に対してずれること
となる。図８では、押出材Ｗは輝線１１の照射位置を中
心に回転傾斜されているが、この場合、輝線１１は移動
せず、輝線１２が輝線１１側へ、あるいはその逆側へ移
動する。図９に示すように、押出材Ｗが時計回り方向に
回転傾斜しているときは（押出材Ｗ′の状態、α＞
０）、輝線１１，１２の間隔ｄ′は基準値ｄに比して大
きく、逆に反時計回り方向に回転傾斜しているときは
（押出材Ｗ″の状態、α＜０）、ｄ′は基準値ｄに比し
て小さい。間隔ｄ′は、 ｄ′＝ｄ・sin４５°／sin(４５°−α) となる。演算部６はこの値ｄ′が基準値ｄに一致するよ
うに姿勢調整信号を生成して、調整信号発生部７へ出力
する。調整信号発生部７はＹ軸回りに回転を行わせるモ
ータ５１ｙに対して駆動信号を出力する。なお、基準姿
勢位置からのずれ量としてのΔｄ（＝ｄ′−ｄ）を直接
算出するようにし、その大きさに応じてΔｄを０にする
姿勢調整信号を生成するようにしてもよい。

【００３１】（３）押出材ＷがＸ−Ｙ平面上で傾斜βを
有している場合（図１０，図１１）図１０に示すよう
に、押出材の表面は傾斜βにより、同一平面であっても
Ｙ軸方向での高さ位置が異なることとなり、このためス
リット光ＳＬ１，ＳＬ２との照射位置がＹ軸上でＺ軸方
向に対して傾斜することとなる。すなわち、輝線１１、
１２は互いに平行でありながら、図１１に示すように角
度βで傾斜を有する線分として表われる。

【００３２】演算部６は輝線１１，１２の、少なくとも
一方に対して、その傾斜角度βを算出し、その大きさに
応じて角度βが０になるように姿勢調整信号を生成し
て、調整信号発生部７へ出力する。調整信号発生部７は
Ｚ軸回りに回転を行わせるモータ５１ｚに対して駆動信
号を出力する。

【００３３】（４）押出材ＷがＸ軸方向に位置ずれεを
有している場合（図１２，図１３）図１２に示すよう
に、押出材Ｗが、本来の基準位置に対してＸ軸方向にず
れている場合には、前述したように、押出材Ｗの表面に
対するスリット光ＳＬ１，ＳＬ２の照射位置は、Ｚ軸方
向にずれることとなる。図１３に示すように、押出材Ｗ
が前方側にずれているときは（押出材Ｗ′の状態、ε＞
０）、輝線像１１，１２の位置は基準位置に比して上側
にｅだけずれ、逆に後方側にずれているときは（押出材
Ｗ″の状態、ε＜０）、輝線像１１，１２の位置は基準
位置に比して下側にｅだけずれる。

【００３４】演算部６は、押出材Ｗが基準位置（ε＝
０）にあるときの輝線像１１，１２の撮像位置を予めデ
ータとして取り込んでおり、この基準位置データと、ず
れを有するときの撮像位置とから、ずれｅを算出し、そ
の大きさに応じてずれｅが０になるように姿勢調整信号
を生成して、調整信号発生部７へ出力する。調整信号発
生部７はＸ軸方向への移動を行わせるモータ５０ｘに対
して駆動信号を出力する。

【００３５】なお、平面状の光束ＳＬ１，ＳＬ２の照射
方向や、撮像部４の撮像方向は、本実施例に限定され
ず、所要の角度を採用することが可能である。但し、平
面状の光束ＳＬ１，ＳＬ２は上記（１）〜（４）の状態
が検出できるためには、少なくとも被測定物Ｗの表面に
対して斜め方向から照射する必要があり、一方、撮像部
４の撮像方向は、Ｚ−Ｘ平面上で傾斜していてもよい
が、平面状の光束ＳＬ１，ＳＬ２と所定の角度関係にあ
ることが予め設定されておればよい。そして、演算部６
は両者の角度データに基づいて上記（１）〜（４）での
検出データから姿勢調整量の演算を実行する。

【００３６】図１４は、姿勢調整機構部５の一例を示す
構成図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。図
において、５０ｘ，５０ｙは、それぞれＸ，Ｙ軸方向へ
の移動を行わせる駆動源たるモータで、５１ｘ，５１
ｙ，５１ｚは、それぞれＸ，Ｙ，Ｚ軸回りの回転を行わ
せる駆動源たるモータである。

【００３７】モータ５０ｙは基台５２に設けられ、この
基台５２に対して下マウント５３がボールネジ等で摺動
可能に設けられている。そして、モータ５０ｙの回転に
より下マウント５３が基台５２に対してＹ軸方向（図１
４（ａ）の矢印Ａ方向）に移動するようになっている。
上マウント５４は下マウント５３に対して回動可能に設
けられており、この上マウント５４の上部には更に回動
腕部材５５が取り付けられている。そして、下マウント
５３に設けられたモータ５１ｚの回転により上マウント
５４が回動腕部材５５とともにＺ軸を中心（矢印Ｃ方
向）に回動するようになっている。

【００３８】回動腕部材５５のの後端部にはモータ５０
ｘが設けられ、先端側にはモータ５１ｘを載置状に固定
する固定部材５６がボールネジ等により回動腕部材５５
に対して前後移動するように構成されている。そして、
モータ５０ｘの回転により固定部材５６が回動腕部材５
５に対してＸ軸方向（矢印Ｂ方向）に前後動するように
なっている。更に、モータ５１ｘの回動軸部５７にはモ
ータ５１ｙが取り付けられており、モータ５１ｘの回転
によりモータ５１ｙがＸ軸を中心（矢印Ｄ方向）に回動
するようになっている。そして、モータ５１ｙの回動軸
には固定部材５８が回動可能に設けられている。この固
定部材５８の先端側には光源部３や撮像部４が固定され
ている。そして、モータ５１ｙの回転により固定部材５
８、すなわち光源部３や撮像部４がＹ軸を中心（矢印Ｅ
方向）に回動するようになっている。

【００３９】図１５は、姿勢検出、調整及び測定面選出
の動作を説明するフローチャートである。このフローチ
ャートは、押出材Ｗが測定位置まで搬送されてきたこと
をセンサ等で検知すると開始され、あるいはその都度作
業者が開始スイッチを操作することにより開始される。

【００４０】先ず、光源部３０が駆動され、ポリゴンミ
ラー３０ｂが定速回転に達した後、レーザ発光器３０ａ
が、少なくとも撮像部４が撮像に伴う調整処理のために
要求する時間だけ駆動される（＃２）。レーザ発光器３
０ａからのビーム光ＢＬ０は、ポリゴンミラー３０ｂ及
びミラー３１，３２を経て２条のスリット光ＳＬ１，Ｓ
Ｌ２に変換生成されて、押出材Ｗの表面に照射され、そ
の反射光が２本の輝線として撮像部４で連続撮像される
（＃４）。

【００４１】撮像された輝線像から、先ず、少なくとも
一方の輝線を構成し、押出材Ｗの各面を表わす線要素の
曲率と長さがそれぞれ算出され、その結果から測定面の
選出、すなわちＹ軸方向の移動量の算出が行われる（＃
６）。次いで、少なくとも一方の輝線を用いてその傾斜
βの算出が行われ（＃８）、この傾斜βが０になるよう
にモータ５１ｚが駆動される（＃１０）。ここで、測定
器１を、＃６で選出された測定面に対向するべく、モー
タ５０ｙが算出された移動量だけ駆動される（＃１
２）。更に、両輝線像１１，１２から位相差δの算出が
行われ（＃１４）、この位相差δが０になるようにモー
タ５１ｘが駆動される（＃１６）。次いで、両輝線像１
１，１２の間隔ｄ′が算出され（＃１８）、この間隔
ｄ′が基準値ｄに一致するようにモータ５１ｙが駆動さ
れる（＃２０）。そして、ずれｅの算出が行われ（＃２
２）、このずれｅが０になるようにモータ５０ｘが駆動
される（＃２４）。このように少なくとも測定面への対
向動作後にＸ軸方向のずれを調整するようにすること
で、反射特性測定部２が押出材Ｗの他の背の高い面に干
渉しないようにしている。

【００４２】この後、反射特性の測定動作が行われる。
測定は、＃１２で設定された位置が押出材Ｗの表面に当
接しているときは、そのまま行うこととし、一方、所定
の距離だけ離間しているときは、更に当接動作を行わせ
て、あるいは測定内容によってはその位置での遠隔的な
測定を行わせるようにすることができる。

【００４３】なお、位相差δ、間隔ｄ′、傾斜βに対す
る姿勢検出とその調整動作の手順は、本実施例の手順に
限定されず、所要の順番を採用可能である。

【００４４】また、本発明は、位相差δ、間隔ｄ′、傾
斜β及びずれｅの全てを検出することを要求するもので
はなく、被測定物の姿勢安定状態に応じて、あるいは測
定する物性に応じて、適宜かつ必要な要素に対して姿勢
検出を行えばよい。例えば、搬送機構の構成上、回転θ
が発生することがないということであれば、位相差δ以
外の要素に対して姿勢検出を行えばよい。

【００４５】また、本実施例では、光源部３として１つ
の光源（レーザ発光器３０ａ）からの光束を途中で分離
して２つ並列光束を形成することで、構造の簡素化を図
ったが、ぞれぞれの光束を別個独立に生成するようにし
たものでもよい。

【００４６】また、スリット光を形成するのにポリゴン
ミラーを用いず、かまぼこレンズを用いて簡易構成とす
ることもできる。

【００４７】また、本実施例では、各軸毎に回転用のモ
ータ５１ｘ，５１ｙ，５１ｚを設けたが、２個だけを用
いて、例えば５１ｘと５１ｙとで、全ての方向に向ける
ように構成してもよい。この場合、Ｚ軸回りの回転角度
はモータ５１ｙ，５１ｘで実現することができる。

【００４８】更に、本実施では、被測定物として押出材
を例にして説明したが、測定対象物はこれに限定され
ず、各種製品の製造工程において、一部乃至は全体組立
て後の一部の部品に対する物性を観察、測定する場合の
姿勢調整用としても適用可能である。

【００４９】また、押出材の種類があらかじめ分かって
いる場合、姿勢検出は位相差δ、間隔ｄ′、傾斜β及び
ずれｅの検出動作を各押出材毎に基準位置から行わせる
ようにしてもよく、一種類の押出材が連続している場合
は、直前の押出材に対して調整された位置で次の押出材
に対する姿勢検出動作を行わせるようにしてもよい。

【００５０】また、本実施では、検出データに基づいて
姿勢調整機構部５を作動させるようにしたが、自動調整
に代えて、検出データを求め、このデータに基づいてマ
ニュアルで姿勢調整するようにしても、調整作業の向上
と、定量的な姿勢調整が可能となることに伴う測定品質
の向上が図れる。

【００５１】

【発明の効果】本発明は、一定の間隔をおいて互いに平
行な平面状の光束を、上記被測定物の表面に対し傾斜さ
せて照射する光源部と、上記平面に対して所定の角度を
有し、上記光源部からの平面状の光束が上記被測定物の
表面に形成する輝線の反射光束を受光する撮像手段と、
上記撮像手段で撮像された２本の輝線像から上記被測定
物に対する上記測定器の姿勢を演算する姿勢演算手段と
を備えた構成としたので、測定器の被測定物に対する姿
勢を遠隔的に検出することができる。これにより、両者
の姿勢関係を自動的に一定化することが可能となり、作
業性、測定品質を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る測定器の姿勢検出装置の詳細構造
を説明する側面図である。

【図２】図１の矢印Ａ方向から見た背面図である。

【図３】本発明に係る測定器の姿勢検出装置の一例を示
す斜視図である。

【図４】（ａ）は押出材の断面形状を示す平面断面図、
（ｂ）は押出材の正面図及びその表面に形成された輝線
を示す図である。

【図５】撮像部で得られた輝線像を示す図である。

【図６】押出材ＷがＺ−Ｙ平面上で傾斜θを有している
状態を示す図で、（ａ）は平面断面図、（ｂ）は正面図
である。

【図７】図６の輝線であって、撮像部で得られた輝線像
を示す図である。

【図８】押出材ＷがＺ−Ｘ平面上で傾斜αを有している
状態を示す側面図である。

【図９】図８の輝線であって、撮像部で得られた輝線像
を示す図である。

【図１０】押出材ＷがＸ−Ｙ平面上で傾斜βを有してい
る状態を示す図で、（ａ）は平面断面図、（ｂ）は正面
図である。

【図１１】図１０の輝線であって、撮像部で得られた輝
線像を示す図である。

【図１２】押出材ＷがＸ軸方向に位置ずれεを有してい
る状態を示す側面図である。

【図１３】図１２の輝線であって、撮像部で得られた輝
線像を示す図である。

【図１４】姿勢調整機構部の構成図で、（ａ）は平面
図、（ｂ）は側面図である。

【図１５】姿勢検出、調整及び測定面選出の動作を説明
するフローチャートである。

【符号の説明】

１ 測定器 ２ 反射特性測定部 ３ 光源部 ３０ 光源 ３０ａ レーザ発光器 ３０ｂ ポリゴンミラー ３１，３２ ミラー ４ 撮像部 ５ 姿勢調整機構部 ５０ｘ，５０ｙ 移動用のモータ ５１ｘ，５１ｙ，５１ｚ 回転用のモータ ６ 演算部 ７ 調整信号発生部 １１，１２ 輝線 Ｗ 押出し材 ＳＬ１，ＳＬ２ 平面状のスリット光

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被測定物に関する物性を測定する測定器
   と一体構成されてなる姿勢検出装置であって、一定の間
   隔をおいて互いに平行な平面状の光束を、上記被測定物
   の表面に対し傾斜させて照射する光源部と、上記平面に
   対して所定の角度を有し、上記光源部からの平面状の光
   束が上記被測定物の表面に形成する輝線の反射光束を受
   光する撮像手段と、上記撮像手段で撮像された２本の輝
   線像から上記被測定物に対する上記測定器の姿勢を演算
   する姿勢演算手段とを備えたことを特徴とする測定器の
   姿勢検出装置。