JPWO2018216349A1 - Object detection device, object detection method, and program - Google Patents

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Abstract

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、および方法を提供する。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。Provided are an apparatus and a method for detecting a transparent object and calculating residual stress of the transparent object using polarized light. It has a light projecting unit that outputs at least three or more different polarizations, a light receiving unit that receives at least three or more different observation polarization angles, and a data processing unit. The data processing unit stores the received light signal of the light receiving unit in a state where no transparent object is present in the optical path in the storage unit as a reference value, and stores the received light signals of the plurality of different observation polarization angles received by the light receiving unit 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 of the plurality of different observation polarization angles received by the light receiving unit.

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, an object detection method, and a program that execute processing for detecting a transparent object, detecting stress in the object, and the like.

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 for detecting the presence or absence of an object, there is a process using a photoelectric sensor.
For example, in a setting where an object to be detected passes irregularly on a belt conveyor on a production line of a factory, light is emitted onto the belt conveyor, and the reflected light is received by a 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 reflecting plate or the belt conveyor surface,
(B) When an object is present on the belt conveyor and the photoelectric sensor receives reflected light of the object,
Causes a difference. An object 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 reflected light received by the photoelectric sensor is almost the same in both cases when the object to be detected exists and when it does not exist. And no large difference occurs.
For this reason, there is a problem that the detection capability of the object is reduced.

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 polarized light. Utilizing the property that when a linearly polarized light is transmitted through a transparent material, it is converted into elliptically polarized light. A linear polarization filter (polarizing plate) is arranged in the light emitting part and the light receiving part, and the linearly polarized light is transmitted through the transparent material. In this method, the transmitted light is received by a sensor, the amount of attenuation of the received light amount is increased, and the detection accuracy is improved.

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, Patent Literature 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-111365) discloses that 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 projecting unit and the light receiving unit. The configuration is disclosed.
When there is no transparent object at the object detection position, the linearly polarized light emitted from the light projecting unit is received by the light receiving unit on which the linearly polarizing plate is disposed as it is. On the other hand, when a transparent object is present at the object detection position, the linearly polarized light emitted from the light projecting unit passes through the transparent object and is converted into elliptically polarized light. Received.
With such a configuration, the amount of light received by the light receiving unit can be greatly varied depending on the presence or absence of the transparent object, and highly accurate detection of the transparent object is realized.

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。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-294663 also discloses that a light projecting unit and a light receiving unit are disposed so as to sandwich an object detection position, and a one-way linear polarizing plate is provided in the light projecting unit. And a configuration in which two-way polarizing plates are disposed in the light receiving unit.
According to this configuration, even when the direction of the surface of the detection target changes and the amount of polarized light received in one direction does not attenuate, the attenuation of the amount of light in the remaining one direction can be observed, and the transparent object can be more stably than the Patent Document 1. A configuration that allows 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 Patent Application Laid-Open No. 2010-107475) discloses 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. Has been disclosed.
The light projecting unit has a linear polarizing plate in one direction, and the three light receiving units have polarizing plates having different directions.
By analyzing changes in the amounts 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 production line of a factory, in addition to the above-described object detection, for example, measurement of residual stress is often performed as a quality inspection such as 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 process such as removing a resin molded product having a residual stress larger than a reference value from the manufacturing process as a defective product is performed.

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 of measuring residual stress, an object is irradiated while rotating the illumination-side polarizing plate at a plurality of angles, and the transmitted light is passed through a polarizing plate having a polarization angle corresponding to each illumination-side polarization angle. There is a way to observe.
However, this method requires an accurate rotation control mechanism of the polarizing plate, control of measurement timing on each light receiving side, and the like, and thus requires a high-cost and complicated system. In addition, there is a problem in that real-time measurement is difficult because analysis processing of observation data requires time.

特開平10−111365号公報JP-A-10-11365 特開平7−294663号公報JP-A-7-294663 特開2010−107475号公報JP 2010-107475 A

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 one piece of linearly polarized light is observed through a polarizing plate in a plurality of directions, it changes sinusoidally according to the polarization direction used for observation. Basically, this change in the sine function can be restored by observing in three different polarization directions.
That is, when observed in three directions, even in a transparent object, 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 Literature 1 and Patent Literature 2 described above can only observe light amounts in a maximum of two polarization directions. Therefore, there is a problem that the amount of light required for detection does not attenuate depending on the shape and orientation of the detection target, and stable detection cannot be performed.
Specifically, for example, if the direction of a transparent flat plate is changed, there is a high possibility that detection cannot be performed.

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 Literature 3 solves the above-described problem by observing polarized lights having three different directions in three light receiving units.
However, the configuration described in Patent Literature 3 is a configuration in which irradiation light from one light projecting unit is received by light receiving units at three spatially separated positions, so that each of the three light receiving units receives light. The transmitted light is not transmitted light at the same point of the detection target, but is transmitted light at a different position.
Therefore, when the detection target is small or the like, each of the three light receiving units cannot receive the transmitted light of the detection target at the same time, and the detection accuracy is reduced.

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, for example, the above-described problems, and has an object detection device capable of performing highly accurate object detection processing when an object to be detected is an object having high light transmittance, and an object. It is an object to provide a detection method and 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。   In addition, according to an embodiment of the present disclosure, an object detection device, an object detection method, and a program that enable detection of stress in an object in addition to detection of the 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。
A first aspect of the present disclosure is:
A light emitting unit that outputs polarized light of at least three or more different polarization directions,
A light receiving unit that receives output light of the light emitting unit at at least three or more different observation polarization angles,
Based on a light receiving signal of the light receiving unit, a data processing unit that determines whether a transparent object is present in an optical path from the light emitting unit to the light receiving unit,
The data processing unit includes:
An object detection device including a stress calculation unit configured to calculate a residual stress of the transparent object using light reception signals of a plurality of different observation polarization angles received by the light reception 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, a second aspect of the present disclosure includes:
An object detection method executed by the object detection device,
The object detection device,
A light emitting unit that outputs polarized light of at least three or more different polarization directions,
A light receiving unit that receives output light of the light emitting unit at at least three or more different observation polarization angles,
Based on a light receiving signal of the light receiving unit, a data processing unit that determines whether a transparent object is present in an optical path from the light emitting unit to the light receiving unit,
The data processing unit includes:
When it is determined that a transparent object is present in the optical path, an object detection is performed by performing a stress calculation step of calculating a residual stress of the transparent object using light reception signals of a plurality of different observation polarization angles received by the light receiving unit. 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, a third aspect of the present disclosure includes:
A program for executing an object detection process in the object detection device,
The object detection device,
A light emitting unit that outputs polarized light of at least three or more different polarization directions,
A light receiving unit that receives output light of the light emitting unit at at least three or more different observation polarization angles,
Based on a light receiving signal of the light receiving unit, a data processing unit that determines whether a transparent object is present in an optical path from the light emitting unit to the light receiving unit,
The program, the data processing unit,
When it is determined that a transparent object is present in the optical path, a program that executes a stress calculation step of calculating a residual stress of the transparent object using light reception signals of a plurality of different observation polarization angles received by the light receiving unit. is there.

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 to an information processing device or a computer system that can execute various program codes by a storage medium or a communication medium provided in a computer-readable format. By providing such a program in a computer-readable format, processing according to the program is realized on an information processing device 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。   Further objects, features, and advantages of the present disclosure will become apparent from the following detailed description based on embodiments of the present invention and the accompanying drawings. In this specification, a system is a logical set configuration of a plurality of devices, and is not limited to a configuration in which devices of each configuration are 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 an embodiment of the present disclosure, an apparatus and a method for detecting a transparent object and calculating residual stress of the transparent object using polarized light are realized.
Specifically, for example, it has a light projecting unit that outputs at least three or more different polarizations, a light receiving unit that receives at least three or more different observation polarization angles, and a data processing unit. The data processing unit stores the received light signal of the light receiving unit in a state where no transparent object exists in the optical path in the storage unit as a reference value, and stores the received light signal of the plurality of different observation polarization angles received by the light receiving unit 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 of the plurality of different observation polarization angles received by the light receiving unit.
With this configuration, an apparatus and a method for detecting a transparent object and calculating the residual stress of the transparent object using polarized light are realized.
It should be noted that the effects described in the present specification are merely examples and are 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。FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration example of a transparent object detection process using polarized light. 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。FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of an object detection device. 投光部の一構成例を示す図である。It is a figure showing an example of 1 composition of a light projection part. 受光部の一構成例を示す図である。It is a figure showing an example of 1 composition of a light sensing portion. 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 reference value acquisition processing. 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 a transparent object existence detection processing. 投光部の一構成例を示す図である。It is a figure showing an example of 1 composition of a light projection part. 受光部の一構成例を示す図である。It is a figure showing an example of 1 composition of a light sensing portion. 投光部の一構成例を示す図である。It is a figure showing an example of 1 composition of a light projection part. 受光部の一構成例を示す図である。It is a figure showing an example of 1 composition of a light sensing portion. 投光部の一構成例を示す図である。It is a figure showing an example of 1 composition of a light projection part. 受光部の一構成例を示す図である。It is a figure showing an example of 1 composition of a light sensing portion. 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 reference value acquisition processing. 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 a transparent object existence detection processing. 投光部の一構成例を示す図である。It is a figure showing an example of 1 composition of a light projection part. 受光部の一構成例を示す図である。It is a figure showing an example of 1 composition of a light sensing portion. 投光部の一構成例を示す図である。It is a figure showing an example of 1 composition of a light projection part. 受光部の一構成例を示す図である。It is a figure showing an example of 1 composition of a light sensing portion. 物体検出装置の構成例を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of an object detection device. 投光部と受光部の一構成例を示す図である。It is a figure showing an example of 1 composition of a light projection part and a light sensing portion. 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。FIG. 9 is a flowchart illustrating a processing sequence executed by the object detection device according to the present 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。FIG. 9 is a flowchart illustrating a processing sequence executed by the object detection device according to the present 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。FIG. 9 is a flowchart illustrating a processing sequence executed by the object detection device according to the present 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。FIG. 3 is a diagram illustrating a hardware configuration example of an object detection device.

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, details of an object detection device, an object detection method, and a program of the present disclosure will be described with reference to the drawings. The description will be made in accordance with the following items.
1. 1. Processing for detecting a transparent object using polarized light 2. Stress detection processing using polarized light (Embodiment 1) Embodiment 1 of an object detection device for detecting a transparent object using polarized light and calculating residual stress
4. (Embodiment 2) Embodiment 2 of an object detection apparatus for detecting a transparent object using polarized light and calculating residual stress
5. (Embodiment 3) Embodiment 3 of an object detection apparatus for detecting a transparent object using polarized light and calculating residual stress
6. 6. Other embodiments 7. Sequence of processing executed by object detection apparatus 8. Example of hardware configuration of object detection device Summary of configuration of the present 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 the detection of transparent objects using polarized light]
First, a process of detecting a transparent object using polarized light will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a transparent object detection process using polarized light.
Light is emitted from the light projecting unit 10 via the polarizing plate 11. This irradiation light is linearly polarized light.

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。
The light emitted from the light projecting unit 10 via the polarizing plate 11 passes through the transparent object 50 when the transparent object 50 exists, 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 via the polarizing plate 11 is received by the light receiving unit 20 having the polarizing plate 21 as it is.

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。
Light emitted from the light projecting unit 10 via the polarizing plate 11 is linearly polarized light.
When the transparent object 50 does not exist, the light receiving unit 20 receives this linearly polarized light.
On the other hand, the transparent object 50 exists, and the light that has passed 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.
The outline of the characteristics of linearly polarized light and elliptically polarized light and the principle of change from linearly polarized light to elliptically polarized light by a transparent object will be described below.

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 vibrate orthogonally to the traveling direction.
Here, the light component whose electric field vibrates in the vertical direction is called P-polarized light, and the light component whose electric field vibrates horizontally is called S-polarized light.
The linearly polarized light is a polarized light having no phase difference between the P-polarized light and the S-polarized light, 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 illustrating optical characteristics of linearly polarized light.
FIG. 2 (a1) is a diagram showing the amplitude characteristic of linearly polarized light. FIG. Is shown.
As described above, the linearly polarized light has no phase difference between the P-polarized light and the S-polarized light, and has a polarization direction limited to one plane. (= The trajectory of the tip of the electric field vector) is a straight line as shown in FIG.
FIG. 2 (a2) 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 linearly polarized light and the observed intensity (relative value) is a graph of a trigonometric function as shown in FIG.

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 linearly polarized light output from the light projecting unit 10 travels in the space (refractive index N 1 ) 30 along the Z axis and has a transparent object (refractive index) having a different refractive index from the space 30. Rate N 2 ) 50 and passes through the transparent object 50. Light passing 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。When linearly polarized light enters the transparent object (refractive index N 2 ) 50 having a different refractive index from the space 30 (refractive index N 1 ) 30 and passes through the transparent object 50, the linearly polarized light is converted into elliptically polarized light. 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 (CD will be briefly described.
Linearly polarized light can be regarded as the sum of left circularly polarized light and right circularly polarized light. That is, the left circularly polarized light and the right circularly polarized light pass through the transparent object.
However, many transparent objects have different absorbances for left circularly polarized light and right circularly polarized light.
Such a phenomenon that a difference occurs in the absorbance between left circularly polarized light and right circularly polarized light 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。   The linearly polarized light, which is the balanced sum of the left circularly polarized light and the right circularly polarized light, passes through the transparent object 50 having circular dichroism (CD), so that the balance between the left circularly polarized light and the right circularly polarized light is lost. 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。
The elliptically polarized light is a polarized light in which a phase difference between the P-polarized light and the S-polarized light is generated. The elliptically polarized light is a polarized light whose polarization direction is not one plane. The direction (= trajectory of the tip of the electric field vector) becomes an ellipse as shown in FIG. 2 (b1).
FIG. 2 (b2) 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 a trigonometric function 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 via 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, and the light that has passed 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 linearly polarized P-polarized light and S-polarized light is zero.
On the other hand, the phase difference between the elliptically polarized P-polarized light and the S-polarized light that has passed through the transparent object 50 is not 0, and the phase difference φ is as shown in the following (Equation 1).

Figure 2018216349
Figure 2018216349

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 the 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 it.

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 of elliptically polarized light that has passed through the transparent object 50,
Vibration in X direction (vibration of S polarized light) = Ax (Z),
Vibration in the Y direction (P-polarized vibration) = Ay (Z),
These Ax (Z) and Ay (Z) can be represented by the following (Equation 2) and (Equation 3).

Figure 2018216349
Figure 2018216349

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 in the X direction of the elliptically polarized light that is the outgoing light (passing light) of the transparent object 50;
A 1Y is the amplitude in the Y direction of the elliptically polarized light that is the light (passing light) emitted from the transparent object 50;
It 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 observation 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 observation 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 is present, the linearly polarized light 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 the following (Equation 4) and (Equation 5), the observation luminance I (θ) corresponding 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 calculated.

Figure 2018216349
Figure 2018216349

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 in the X direction of linearly polarized light that does not pass through the transparent object 50,
A0Y is the amplitude in the Y direction of linearly polarized light that does not pass through the transparent object 50,
A 1X is the amplitude in the X direction of the elliptically polarized light that is the outgoing light (passing light) of the transparent object 50;
A 1Y is the amplitude in the Y direction of the elliptically polarized light that is the light (passing light) emitted from the transparent object 50;
It 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 (a2) polarization angle-intensity graph of linearly polarized light shown in FIG.
The observation luminance I (θ) calculated by (Equation 4) corresponds to the observation intensity of the (a2) polarization angle-intensity graph of linearly polarized light shown in FIG.
The observed polarization angle (θ) shown in (Equation 4) corresponds to the observed polarization angle (θ) on the horizontal axis in FIG.
That is, the correspondence between the observed polarization angle (θ) of linearly polarized light and the observed luminance (I (θ)) represented by the relational expression of (Equation 4) is a graph of a trigonometric function shown in FIG.

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。
The above (Equation 5) corresponds to the graph of (b2) polarization angle-intensity characteristics of the elliptically polarized light shown in FIG.
The observation luminance I (θ) calculated by (Equation 5) corresponds to the observation intensity in the (b2) polarization angle-intensity graph of the elliptically polarized light shown in FIG.
The observation polarization angle (θ) shown in (Equation 5) corresponds to the observation polarization angle (θ) on the horizontal axis in FIG.
That is, the correspondence between the observed polarization angle (θ) of elliptically polarized light and the observed luminance (I (θ)) represented by the relational expression of (Equation 5) is a graph of a trigonometric function shown in FIG. 2B2.

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) and the observed luminance I (θ) obtained based on this observed value corresponds to the triangular function graph of linearly polarized light shown in FIG. The emitted light is linearly polarized light, 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) and the observed luminance I (θ) obtained based on the observed value corresponds to the elliptically polarized light trigonometric function graph shown in FIG. The received light is elliptically polarized light, and it can be determined that the transparent object 50 exists.

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 sets the observation polarization angle (θ) to an arbitrary angle by rotating the polarizing plate 21, and changes the observation luminance I (θ) at each observation polarization angle (θ) to the observed value. Can be obtained as
In order to determine whether the observation light corresponds to the above (Equation 4) or (Equation 5) based on the observation value of the light receiving unit 20, it is necessary to observe a plurality of different observation polarization angles (θ). It is necessary to obtain the luminance I (θ) as an observation 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 included in the above (Equation 4) is
X-direction amplitude of linearly polarized light: A0X ,
Amplitude of linearly polarized light in the Y direction: A 0Y ,
These two values.
On the other hand, the unknowns included in the above (Equation 5) are:
X-direction amplitude of elliptically polarized light: 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。   Thus, when the light receiving unit 20 receives linearly polarized light according to the above (Equation 4), two unknowns are received, and when the light receiving unit 20 receives elliptically polarized light according to the above (Equation 5), There are three unknowns, and by acquiring the observation luminance I (θ) corresponding to at least three different observation polarization angles (θ), the triangular shape according to any of the above (Equation 4) and (Equation 5) is obtained. It can be determined whether an 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 observation luminance I (θ) at each observation polarization angle (θ) may be obtained as an observation 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。
Thus, the light received by the light receiving unit 20 is
Linearly polarized light that does not pass through the transparent object 50,
Whether it is elliptically polarized light that has passed through the transparent object 50,
In order to determine, sampling of at least three points is required.

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 processing and the processing sequence will be described later in detail.
In the object detection device according to the present disclosure described later, a detection process using different polarizations in three or more directions is performed, and it is possible to 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 with respect to the one linearly polarized light at a plurality of observation polarization angles. However, in the configuration of the present disclosure, a plurality of (three or more types) linearly polarized lights having different polarization angles are output in parallel or sequentially output in time series 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。
The light receiving unit receives a light receiving signal based on the plurality of linearly polarized lights, that is, elliptically polarized light that has passed through a transparent object or linearly polarized light that has not passed through.
The light receiving unit also observes the received light signal at a plurality of different observation polarization angles.
By performing such processing, the accuracy of detecting a transparent object is increased.
A specific transparent object presence / absence determination process will be described later in detail.

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 passing through the detection area may be set at various angles, and many transparent objects have individual differences, such as distortion based on internal materials and stress, etc., and are input to each transparent object. Linearly polarized light produces different behavior depending on the angle of the transparent object and the difference in the internal material.
Therefore, it can be assumed that a change from linearly polarized light to elliptically polarized light cannot be 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。
According to the configuration of the present disclosure, in order to eliminate or reduce such a problem, a plurality of (three or more types) linearly polarized lights having different polarization angles are output in parallel or sequentially output in time series from the light projecting unit. Is observed on the light receiving unit side.
With this configuration, highly accurate detection of a transparent object 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, in this way, by outputting a plurality of linearly polarized lights from the light projecting unit and observing them on the light receiving unit side, it is possible to simultaneously measure the residual stress inside the transparent object.
In the following items, measurement processing of internal residual stress using polarized light 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. Stress detection using polarized light]
As described above, for example, in a manufacturing line of a factory, for example, measurement of residual stress is often performed as a quality inspection of the strength of a molded product such as a resin in addition to the above-described object detection.
If the residual stress is large, there is a high possibility of causing deformation, cracking, and the like. For example, processing such as removing a resin molded product having a residual stress larger than a specified value from the manufacturing process as a defective product is performed.

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 of measuring residual stress, an object is irradiated while rotating the illumination-side polarizing plate at a plurality of angles, and the transmitted light is passed through a polarizing plate having a polarization angle corresponding to each illumination-side polarization angle. There is a way to observe.
However, this method requires an accurate rotation control mechanism of the polarizing plate, control of measurement timing on each light receiving side, and the like, and thus requires a high-cost and complicated system. In addition, there is a problem in that real-time measurement is difficult because analysis processing of observation data requires time.
In the following, a description will be given of a residual stress measurement process that solves these problems.
The residual stress (N) of the residual stress measurement object can be calculated by the following (Equation 6).

Figure 2018216349
Figure 2018216349

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 specific to the material of the object to be measured,
d is the thickness of the material to be measured,
σ 1 is the main stress representing the tensile component in the residual stress,
σ 2 is a main stress representing a 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。When the main stress σ 1 representing the tensile component in the residual stress is large, the density of the material decreases, and the strength decreases. Further, when the main stress σ 2 representing 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 the residual stress, strain occurs in the material density inside the material. When polarized light is allowed to pass through such a strained substance, there is a difference in the refractive index between the vertical direction and the horizontal direction, so that the polarization component changes.
By observing this change, the residual stress of the measurement object can be measured.
In this example, the measurement target 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。
With reference to the configuration shown in FIG. 1, a process for measuring the residual stress of the transparent object 50 will be described.
The light projecting unit 10 irradiates, through the polarizing plate 11, polarized light of four types of angles (0 °, 45 °, 90 °, and 135 °) to the transparent object 50 that is a measurement object of the residual stress.

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 the segmented regions, or
The polarization plate 11 having one polarization direction may be sequentially changed in time series to 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 polarized lights that have passed through the transparent object 50 pass through the polarizing plate 21 having the same four types of angles (0 °, 45 °, 90 °, and 135 °) set in the light receiving unit 20, respectively. The light is received at.
The polarizing plate 21 on the side of the light receiving unit 20 may also be set to have four polarization angles (0 °, 45 °, 90 °, 135 °) as the divided regions, or
The polarizing plate 21 having one polarization direction may be sequentially changed in time series to 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。
Observed luminances of polarized light at four types of angles (0 °, 45 °, 90 °, 135 °) received by the light receiving unit 20 are defined as I 0 , I 45 , I 90 , and I 135 .
Using the observation luminances corresponding to the four polarized lights, the equation for calculating the residual stress (N) shown in (Equation 6) can be rewritten as (Equation 7) below.

Figure 2018216349
Figure 2018216349

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。   The parameters shown in the above (Equation 7) are the settings shown in the following (Equation 8) to (Equation 10).

Figure 2018216349
Figure 2018216349

なお、Iは、背景の明るさであり、定数である。Note that Ib 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。   The stress direction (φ) is represented by the following (Equation 11).

Figure 2018216349
Figure 2018216349

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。As described above, the residual stress in the transparent object 50 is obtained using the observation luminances (I 0 , I 45 , I 90 , I 135 ) of the polarized light 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 addition, in order to enhance the measurement stability of the residual stress, it is preferable to use four types of polarized light, but theoretically, the residual stress and the stress direction can be calculated even with three polarized light.

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, a description will be given of an example of calculation processing of residual stress and stress direction using three polarized lights (0 °, 45 °, 90 °).

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 (Equation 8), (Equation 9), and (Equation 11) can be rewritten as the following (Equation 12), (Equation 13), and (Equation 14).

Figure 2018216349
Figure 2018216349

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。As described above, the residual stress and the stress direction in the transparent object 50 are calculated using the observation luminances (I 0 , I 45 , I 90 ) of the polarized light at three 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 a device and a processing sequence for detecting the presence or absence of a transparent object and detecting 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. (Embodiment 1) Embodiment 1 of an object detection apparatus for detecting a transparent object using polarized light and calculating residual stress]
First, a first embodiment of an object detection device that performs transparent object detection 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 illustrating a configuration example of the object detection device 100 according to the first embodiment.
As illustrated 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。   Polarized light 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, and whether or not the transparent object 170 exists in the detection area 150 based on the received light signal The transparent object presence / absence determination is performed, and when the transparent object 170 is detected, the calculation of the residual stress of the transparent object is also performed.

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 includes information serving as a trigger for processing control by the user such as start and stop of the object detection processing, and mode setting information such as a mode for only the object detection processing and a mode for performing the object detection and the stress detection. Is input.
In addition, it is also used for input of parameters necessary for processing, such as setting information of polarization to be used, and for input of thresholds and the like 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 each component, controls the execution timing, and the like, and controls the processing of the entire object detection device 100.
Note that the control unit 102 includes, 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 a parameter, a reference value, a threshold value applied to data processing in the data processing unit 130, a program executed in the control unit 102, and the like.

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, a data processing result in the data processing unit 130.
Specifically, detection information on whether a transparent object has been detected, information on the residual stress calculated for the detected transparent object, and a non-defective / 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 generation unit 112.
The light projecting unit 110 has a configuration in which a plurality (three or more types) of linearly polarized lights having different polarization angles are output in parallel or sequentially output in time series.
A specific configuration example of the light projecting unit 110 will be described later in detail.

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 section 120 has a polarizing plate 121 and a light receiving sensor 122.
The light receiving unit 120 differs between elliptically polarized light, which is light passing through the transparent object 170 based on a plurality (three or more types) of linearly polarized light output from the light projecting unit 110, or linearly polarized light, which is light not passing through the transparent object 170. It has a configuration for observation at the observation polarization angle.
The light receiving unit 120 also has a configuration in which a plurality of (three or more) different observation polarization angles (θ) are set, and the observation luminance I (θ) at each observation polarization angle (θ) is obtained 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 reception 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 outputs an input signal necessary to determine whether or not the transparent object 170 exists in the detection area 150. Perform 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 reception signal recording unit 131 inputs a light reception signal of the light reception 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. , And the calculated reference value is stored in the storage unit 103.
This reference value is used in subsequent actual transparent object presence / absence determination processing to determine the presence / absence of a transparent object.
After this reference value acquisition processing, the actual transparent object detection processing 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, 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, a 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 reception signal recording unit 131 with a reference value stored in the storage unit to determine 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 a 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 a predetermined threshold, 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。
Note that this determination process basically follows a determination process for determining whether the light reception signal of the light receiving unit 120 is linearly polarized light or elliptically polarized light.
Specifically, for example, as shown in FIG.
(A2) Polarization angle-intensity characteristic signal of linearly polarized light (b2) Polarization angle-intensity characteristic signal of elliptically polarized light The difference between these signals is calculated using outputs of a plurality of different polarization angles and observation values. Things.

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, the transparent object presence / absence determination processing is executed using all of the polarizations having different polarization angles output by the light projecting unit 110. This processing reduces the occurrence of the problem that the detection accuracy is reduced in accordance with, for example, the direction 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。
The stress calculation unit 133 determines the residual stress in the transparent object 170 in the detection area 150 and the residual stress in the detection area 150 when the determination result of the object presence / absence determination unit 132 indicates that the transparent object 170 is present in the detection area 150. Calculate the direction.
This stress calculation is based on the item [2. Regarding Stress Detection Processing Using Polarized Light].
That is, the residual stress inside the transparent object 170 and its direction are calculated using a plurality of (three or more) 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 defective or non-defective 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 is performed. The residual stress inside the transparent object 170 calculated by the stress calculation unit 133 and its direction are compared with a threshold value to determine 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 (three or more types) of linearly polarized lights having different polarization angles are output in parallel or sequentially output in time series.
The light receiving unit 120 also has a configuration in which a plurality of (three or more) different observation polarization angles (θ) are set, and the observation luminance I (θ) at each observation polarization angle (θ) is obtained 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 area 150 may be set at various angles, and a large number of transparent objects have individual differences such as distortion due to internal materials and stress. . The linearly polarized light input to each transparent object generates different behavior depending on the angle of the transparent object and the difference in the internal material.
Therefore, it can be assumed that a change from linearly polarized light to elliptically polarized light cannot be 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。
According to the configuration of the present disclosure, in order to eliminate or reduce such a problem, a plurality of (three or more types) linearly polarized lights having different polarization angles are output in parallel or sequentially output in time series from the light projecting unit. Is observed on the light receiving unit side.
With this configuration, highly accurate detection of a transparent object 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 configuration examples of the light projecting unit 110 and the light receiving unit 120 will be described in detail.
FIG. 4 is a diagram illustrating 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 generation unit 112.
FIG. 4A shows a specific configuration example of the polarization generation unit 112.
As shown in FIG. 4A, the polarization generation unit 112 of the light projection unit 110 is configured by 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。
More specifically, (0 °, 45 °, 90 °, 135 °) is a configuration in which polarizing plates having these four types of polarization directions are combined.
FIG. 4B shows the polarization directions (polarization angles) of the four polarizing plates 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 (a to d) polarization directions are combined.
With this configuration, the light projecting unit 110 outputs linearly polarized lights 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 the linearly polarized light having a plurality of different polarization angles output from the 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 observation luminance I (θ) at a plurality of different observation polarization angles (θ) is acquired as an observation value.
FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration example of the light receiving unit 120.
As shown in FIG. 5, the light receiving unit 120 includes a polarizing plate 121 and a light receiving sensor 122.
FIG. 5A shows a specific configuration example of the polarizing plate 121.
As shown in FIG. 5A, the polarizing plate 121 of the light receiving unit 120 is configured by 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。
More specifically, (0 °, 45 °, 90 °, 135 °) is a configuration in which polarizing plates having these four types of polarization directions are combined.
FIG. 5B shows the polarization directions (polarization angles) of the four polarizing plates 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 (a to d) 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。
An optical signal passing through a polarizing plate 121 obtained by combining polarizing plates having the above four (a to d) polarization directions is input to a light receiving sensor 122, and is converted into an electric signal corresponding to the amount of optical signal (light intensity). The 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 observation luminance I (θ) at four different observation polarization angles (θ) is obtained as the observation 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。
Observation luminance I (θ), which is an observation value at four different observation 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 becomes transparent in the detection area 150. It is used to determine whether the object 170 exists.
Further, when it is determined that the transparent object 170 is present in the detection area 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。
Processing to be executed using the light projecting unit 110 and the light receiving unit 120 described with reference to FIGS. 4 and 5, that is, specific determination processing of whether or not the transparent object 170 exists in the detection area 150 This will be described with reference to FIGS.
As described above, the light reception signal recording unit 131 inputs the light reception signal of the light reception unit 120 in a state where the transparent object 170 does not exist in the detection region 150 as a preliminary preparation process, 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 the reference value acquisition processing, the actual detection processing 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 processing will be described with reference to FIG.
FIG. 6 is a diagram illustrating a process of the light reception signal recording unit 131 that calculates a reference value based on the light reception signal of the light reception 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, inputs a processing start request (trigger signal) from the input unit 101 in this state, and starts the analysis of the received light signal.
The light receiving unit 120 receives the signals of the four different observation polarization angles described with reference to FIG. 5, and the received light signals are input to the received light signal recording unit 131.
The light receiving signal of the light receiving unit 120 is the following signal.
Ia_o = Received signal at 0 ° observed polarization angle without transparent object Ib_o = Received signal at 45 ° observed polarization angle without transparent object Ic_o = Received light at 90 ° observed polarization angle without transparent object Signal Id_o = received signal at observation polarization angle of 135 ° in the absence of a transparent object The optical signal analyzer 131 stores these four signals (Ia_o, Ib_o, Ic_o, Id_o) in the storage unit 103 as reference values (reference signal values). 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 in subsequent actual transparent object presence / absence determination processing to determine the presence / absence of a transparent object.
After this reference value acquisition processing, the actual transparent object detection processing 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 processing will be described with reference to FIG.
In the transparent object detection process, when the transparent object 170 exists in the detection area 150, 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, a 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 reception signal recording unit 131 with a reference value stored in the storage unit to determine 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 = Received signal at observation polarization angle of 0 ° Ib = Received signal at observation polarization angle of 45 ° Ic = Received signal at observation polarization angle of 90 ° Id = Received signal at observation 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 determining 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. Determine 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.
Light receiving signal values (Ia, Ib, Ic, Id) through the four polarizing plates (a to d);
By calculating the difference from the reference value (Ia_o, Ib_o, Ic_o, Id_o),
The difference value is compared with a threshold value. 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 expressions 11a to 11d),
Th1a to Th1d are predetermined threshold values.
This threshold value is stored in the storage unit 103.
The above-mentioned judgment formulas 11a to 11d are judgment formulas for comparing the difference between the acquired signal value and the reference value at each observation polarization angle with a prescribed 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 (judgment formulas 11a to 11d) is satisfied, that is,
If at least one of the difference between the acquired signal value and the reference value at each observation polarization angle is larger than a predetermined threshold value, it is determined that the transparent object 170 exists in the detection area 150.
On the other hand, when all of the above (judgment formulas 11a to 11d) do not hold, that is,
If none of the difference between the obtained signal value and the reference value at each observation polarization angle is larger than a predetermined threshold value, it is determined that the transparent object 170 does not exist in the detection area 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)
Note that a process using only one determination formula (determination formula 12) as follows, instead of the above four determination formulas, may be executed.
(Ia-Ia_o) + (Ib-Ib_o) + (Ic-Ic_o) + (Id-Id_o)> Th1 (judgment 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 equation 12),
Th1 is a predetermined threshold value.
This threshold value is stored in the storage unit 103.
The determination formula 12 is a determination formula for comparing the sum of the difference between the acquired signal value and the reference value at each observation 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,
If the sum of the difference between the acquired signal value and the reference value at each observation polarization angle is larger than a predetermined threshold value (Th1), it is determined that the transparent object 170 exists in the detection area 150.
On the other hand, when the above (judgment expression 12) does not hold, that is,
If the sum of the difference between the acquired signal value and the reference value at each observation polarization angle is not greater than a predetermined threshold value (Th1), it is determined that the transparent object 170 does not exist in the detection area 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 uses all of the polarizations having different polarization angles output by the light projecting unit 110. This processing reduces the occurrence of the problem that the detection accuracy is reduced in accordance with, for example, the direction of the transparent object.
Note that 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 process of calculating the residual stress and its direction is performed according to the item [2. Regarding Stress Detection Processing Using Polarized Light].

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 defective or non-defective 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 is performed. The residual stress inside the transparent object 170 calculated by the stress calculation unit 133 and its direction are compared with a threshold value to determine 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 configurations of the light projecting unit 110 and the light receiving unit 120 are not limited to the configurations described with reference to FIGS. 4 and 5, and various other configurations are possible.
Other configuration examples of the light projecting unit 110 and the light receiving unit 120 will be described with reference to FIG.

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 illustrating a configuration example of the light projecting unit 110.
As described above with reference to FIG. 4, the polarization generation unit 112 of the light projection unit 110 has four types of polarization directions (0 °, 45 °, 90 °, 135 °) in each of the four divided regions. In this configuration, the plates are set one by one and combined.
On the other hand, the polarization generation unit 112 of the light projecting unit shown in FIG. 8 subdivides the light output region to set a number of divided regions, and sets four types of polarization directions (0 °, 45 °, 90 °, 135 °). °) are arranged in each of the subdivided sections, and a large number of polarizing plates are combined.

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 illustrating a configuration example of the light receiving unit 120.
The polarizing plate 121 of the light receiving unit 120 illustrated in FIG. 9 also has four types of polarization by subdividing the light input region and setting a large number of divided regions, similarly to the configuration of the polarization generating unit 112 of the light projecting unit 110 illustrated in FIG. In this configuration, polarizing plates having directions (0 °, 45 °, 90 °, 135 °) are arranged in each of the divided sections, and a large number of polarizing plates are combined.

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。
Note that the process of acquiring the reference value and the process of detecting the transparent object are performed using the light receiving signal values received through all the polarizing plates 121.
For example, in the process of acquiring the reference value, the user confirms that the transparent object 170 does not exist in the detection area 150, inputs a processing 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 of the four different observation polarization angles described with reference to FIG. 9 and inputs the received light signals to the received light 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 value and sets it as a reference value (reference signal).
Reference value: Ia_o = added value of a plurality of light receiving signals at an observation polarization angle of 0 ° without a transparent object,
Reference value: Ib_o = added value of a plurality of light receiving signals at an observation polarization angle of 45 ° without a transparent object,
Reference value: Ic_o = added value of a plurality of light receiving signals at an observation polarization angle of 90 ° without a transparent object,
Reference Tsu: Id_o = added value of a plurality of received light signals at an observation polarization angle of 135 ° without a transparent object,
The optical signal analysis unit 131 stores these four signals (Ia_o, Ib_o, Ic_o, Id_o) in the storage unit 103 as reference values (reference signal values).

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 in subsequent actual transparent object presence / absence determination processing to determine the presence / absence of a transparent object.

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) A process of comparing the sum of a plurality of received light signals with the observed polarization angle of 0 °: Ia and the reference value: Ia_o, that is, whether or not the difference between Ia-Ia_o is greater than a specified threshold Th1a. judge.
(2) A process of comparing the sum of a plurality of received light signals with the observed polarization angle of 45 °: Ib and the reference value: Ib_o, that is, whether or not the difference between Ib-Ib_o is greater than a specified threshold Th1b. judge.
(3) A process of comparing the sum of a plurality of received light signals with the observed polarization angle of 90 °: Ic and the reference value: Ic_o, that is, whether or not the difference between Ic-Ic_o is greater than a specified threshold Th1c. judge.
(4) A process of comparing the sum of a plurality of received light signals with the observed polarization angle of 135 °: Id and the reference value: Id_o, that is, whether or not the difference between Id-Id_o is greater than a specified threshold 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 any one of the differences is larger than the specified thresholds Th1a to Th1d, it is determined that a transparent object exists.
On the other hand, if all the differences are not larger than the specified thresholds Th1a to Th1d, it is determined that no transparent object exists.

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。   It should be noted that, similarly to the description with reference to FIG. 7 above, instead of comparing and judging each of the four light receiving signals corresponding to the four types of observation polarization angles with the threshold value, the light reception signal corresponding to each observation polarization angle is obtained. A process of calculating an addition value of a difference between the threshold value and the reference value and determining the presence or absence of a transparent object based on a comparison between the addition value and one threshold value Th1 may be performed.

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 illustrating another configuration example of the light projecting unit 110.
The light projecting unit 110 illustrated in FIG. 10 has a configuration in which polarized lights having four types of polarization directions (0 °, 45 °, 90 °, and 135 °) are sequentially output in time series.
The polarization generating unit 112 of the light projecting unit 110 shown in FIG. 10 is configured by, for example, one polarizing plate, and rotates this polarizing plate by a predetermined angle (45 °) with time.
With this processing, polarized lights having four types of polarization directions (0 °, 45 °, 90 °, and 135 °) are sequentially output in time series.

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 illustrating a configuration example of the light receiving unit 120.
The polarizing plate 121 of the light receiving unit 120 illustrated in FIG. 11 is also configured by, for example, one polarizing plate, similar to the configuration of the polarization generating unit 112 of the light projecting unit 110 illustrated in FIG. , At a predetermined angle (45 °).
By this processing, polarized lights having four kinds of polarization directions (0 °, 45 °, 90 °, 135 °) are sequentially input in time series.

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, the reference value acquisition process and the transparent object detection process execute the signal acquisition process four times by setting the polarizing plate 121 to four different polarization angles. This is set as one set, and the process is executed by using the light receiving signal value of one set unit.

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 signal is the following signals. Receiving signal of observed polarization angle of 90 ° without light Id_o = Received signal of observed polarization angle of 135 ° without 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 processing, the difference between the light receiving signal value (Ia, Ib, Ic, Id) through the four types of polarizing plates (a to d) and the reference values (Ia_o, Ib_o, Ic_o, Id_o) is calculated. do it,
The difference value is compared with a threshold value. 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 determination expression is the same as the determination expression described with reference to FIG.

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) as described below may be executed.
(Ia-Ia_o) + (Ib-Ib_o) + (Ic-Ic_o) + (Id-Id_o)> Th1 (judgment 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 projecting unit 110 and the light receiving unit 120 of the object detection device 100 illustrated in FIG. 3 can have various configurations, for example, as illustrated in FIGS.
In any of the configurations, the light projecting unit 110 outputs linearly polarized light having four different polarization angles in parallel or sequentially outputs in a time series.
The light receiving unit 120 observes the received light signal based on the plurality of linearly polarized lights, that is, the elliptically polarized light that has passed through the transparent object or the linearly polarized light that has not passed through the transparent object at a plurality of observation polarization angles.
By performing such processing, the accuracy of detecting a transparent object is increased.

[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. (Embodiment 2) Embodiment 2 of an object detection apparatus for detecting a transparent object using polarized light and calculating residual stress]
Next, a description will be given of a second embodiment of the object detection apparatus for detecting a transparent object using polarized light and calculating a residual stress.

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 according to the second embodiment has the same configuration as the object detection device 100 illustrated in FIG.
In the second embodiment, the configurations of the light projecting unit 110 and the light receiving unit 120 are different from those 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.
The light projecting unit 110 is configured to output four types of polarized lights having four types of polarization directions (polarization angles).
The light receiving unit 120 is also configured to acquire the observation luminance I (θ) at four different observation polarization angles (θ) as observation values.

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。
In contrast, in the second embodiment,
The light projecting unit 110 is configured to output three types of polarized lights having three types of polarization directions (polarization angles).
The light receiving unit 120 is also configured to acquire observation luminance I (θ) at three different observation polarization angles (θ) as observation values.

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 exemplary configurations of the light projecting unit 110 and the light receiving unit 120 according to the second embodiment will be described.
FIG. 12 is a diagram illustrating 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 generation unit 112.
FIG. 12A shows a specific configuration example of the polarization generation unit 112.
As shown in FIG. 12A, the polarization generation unit 112 of the light projection unit 110 is configured by 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。
More specifically, (0 °, 45 °, 90 °) is a configuration in which polarizing plates having these three types of polarization directions are combined.
FIG. 12 (2) shows the polarization directions (polarization angles) of the three polarizing plates 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 the linearly polarized lights 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 the linearly polarized light having a plurality of different polarization angles output from the 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 observation luminance I (θ) at a plurality of different observation polarization angles (θ) is acquired as an observation value.
FIG. 13 is a diagram illustrating a configuration example of the light receiving unit 120.
As illustrated in FIG. 13, the light receiving unit 120 includes a polarizing plate 121 and a light receiving sensor 122.
FIG. 13A shows a specific configuration example of the polarizing plate 121.
As shown in FIG. 13A, the polarizing plate 121 of the light receiving unit 120 is configured by 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。
More specifically, (0 °, 45 °, 90 °) is a configuration in which polarizing plates having these three types of polarization directions are combined.
FIG. 13B shows the polarization directions (polarization angles) of the three polarizing plates 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 (a to c) 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。
An optical signal passing through a polarizing plate 121 obtained by combining polarizing plates having the above three types (a to c) of polarization directions is input to a light receiving sensor 122 and converted into an electric signal corresponding to the amount of light signal (light intensity). The 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 observation luminance I (θ) at three different observation polarization angles (θ) is obtained as the observation 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。
Observation luminance I (θ), which is an observation value at three different observation 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 becomes transparent in the detection area 150. It is used to determine whether the object 170 exists.
Further, when it is determined that the transparent object 170 is present in the detection area 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。
The process executed using the light projecting unit 110 and the light receiving unit 120 described with reference to FIGS. 12 and 13, that is, the specific process of determining whether or not the transparent object 170 exists in the detection area 150 This will be described with reference to FIGS.
As described above, the light reception signal recording unit 131 inputs the light reception signal of the light reception unit 120 in a state where the transparent object 170 does not exist in the detection region 150 as a preliminary preparation process, 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 the reference value acquisition processing, the actual detection processing 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 a process of the light reception signal recording unit 131 that calculates a reference value based on the light reception signal of the light reception 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 the signals of the three different observation polarization angles described with reference to FIG. 13, and the received light signals are input to the received light signal recording unit 131.
The light receiving signal of the light receiving unit 120 is the following signal.
Ia_o = Reception signal of observation polarization angle 0 ° without transparent object Ib1_o = Reception signal of observation polarization angle 45 ° without transparent object Ib2_o = Reception of observation polarization angle 45 ° without transparent object Signal Ic_o = received signal at observation polarization angle of 90 ° in the absence of a transparent object The optical signal analyzer 131 stores these four signals (Ia_o, Ib1_o, Ib2_o, Ic_o) in the storage unit 103 as reference values (reference signal values). 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 in subsequent actual transparent object presence / absence determination processing to determine the presence / absence of a transparent object.
After the reference value acquisition processing, the actual detection processing 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 is present in the detection area 150, when it is not present, the light receiving signal of the light receiving unit 120 is continuously input in various states, and based on this signal value, A signal value to be compared 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 reception signal recording unit 131 with a reference value stored in the storage unit to determine 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 = received signal at observation polarization angle of 0 ° Ib1 = received signal at observation polarization angle of 45 ° Ib2 = received signal at observation polarization angle of 45 ° Ic = received signal at observation 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 determining 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. Determine 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.
Light receiving signal values (Ia, Ib1, Ib2, Ic) through the four polarizing plates (a to d);
By calculating the differences from the reference values (Ia_o, Ib1_o, Ib2_o, Ic_o),
The difference value is compared with a threshold value. 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, and 21c,
Th2a, Th2b1, Th2b2, and Th2c are predetermined threshold values.
This threshold value is stored in the storage unit 103.
The above determination formulas 21a to 21c are determination formulas for comparing the difference between the acquired signal value and the reference value at each observation 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 (judgment expressions 21a to 21c) is satisfied, that is,
If the difference between the acquired signal value and the reference value at each observation polarization angle is larger than a predetermined threshold value, it is determined that the transparent object 170 exists in the detection area 150.
On the other hand, when all of the above (judgment expressions 21a to 21c) do not hold, that is,
If none of the difference between the obtained signal value and the reference value at each observation polarization angle is larger than a predetermined threshold value, it is determined that the transparent object 170 does not exist in the detection area 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)
Note that a process using only one determination formula (determination formula 22) as described below, instead of the above four determination formulas, may be executed.
(Ia-Ia_o) + (Ib1-Ib1_o) + (Ib2-Ib2_o) + (Ic-Ic_o)> Th2 (decision 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 (determination formula 22),
Th2 is a predetermined threshold value.
This threshold value is stored in the storage unit 103.
The judgment formula 22 is a judgment formula for comparing the sum of the difference between the acquired signal value and the reference value at each observation polarization angle with a 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 expression 22) holds, that is,
If the sum of the difference between the acquired signal value and the reference value at each observation polarization angle is larger than a predetermined threshold value (Th2), it is determined that the transparent object 170 exists in the detection area 150.
On the other hand, when the above (determination formula 22) does not hold, that is,
If the sum of the difference between the acquired signal value and the reference value at each observation polarization angle is not larger than a predetermined threshold value (Th2), it is determined that the transparent object 170 does not exist in the detection area 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 uses all of the polarizations having different polarization angles output by the light projecting unit 110. This processing reduces the occurrence of the problem that the detection accuracy is reduced in accordance with, for example, the direction of the transparent object.
Note that 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. The item [2. Regarding Stress Detection Processing Using Polarized Light].
The stress determination unit 134 performs a determination process of determining whether the transparent object 170 is defective or non-defective 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 is performed. The residual stress inside the transparent object 170 calculated by the stress calculation unit 133 and its direction are compared with a threshold value to determine 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。   Another configuration example of the light projecting unit 110 and the light receiving unit 120 according to the second embodiment will be described with reference to FIG.

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 illustrating a configuration example of the light projecting unit 110.
As described above with reference to FIG. 12, the polarization generation unit 112 of the light projection unit 110 includes one polarization plate having three types of polarization directions (0 °, 45 °, and 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 polarization generation unit 112 of the light projecting unit shown in FIG. 16 subdivides the light output region to set a number of divided regions, and sets three types of polarization directions (0 °, 45 °, 90 °). In this configuration, a polarizing plate having a plurality of polarizing plates is arranged in each of the divided sections.

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 illustrating 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 three types of polarized light, similar to the configuration of the polarization generating unit 112 of the light projecting unit 110 shown in FIG. In this configuration, polarizing plates having directions (0 °, 45 °, 90) are arranged in each of the divided sections, and a large number of polarizing plates are combined.

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。
Note that the process of acquiring the reference value and the process of detecting the transparent object are performed using the light receiving signal values received through all the polarizing plates 121.
For example, in the process of acquiring the reference value, the user confirms that the transparent object 170 does not exist in the detection area 150, inputs a processing 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 of the three different observation polarization angles described with reference to FIG. 17 and inputs the received light signals to the received light 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 value and sets it as a reference value (reference signal).
Reference value: Ia_o = added value of a plurality of light receiving signals at an observation polarization angle of 0 ° without a transparent object,
Reference value: Ib1_o = added value of a plurality of light receiving signals at an observation polarization angle of 45 ° without a transparent object,
Reference value: Ib2_o = added value of a plurality of light receiving signals at an observation polarization angle of 45 ° without a transparent object,
Reference value: Ic_o = added value of a plurality of light receiving signals at an observation polarization angle of 90 ° without a transparent object,
The optical signal analyzing unit 131 stores these four signals (Ia_o, Ib1_o, Ib2_o, Ic_o) in the storage unit 103 as reference values (reference signal values).

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 in subsequent actual transparent object presence / absence determination processing to determine the presence / absence of a transparent object.

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) A process of comparing the sum of a plurality of received light signals with the observed polarization angle of 0 °: Ia and the reference value: Ia_o, that is, whether or not the difference between Ia-Ia_o is greater than a prescribed threshold Th2a. judge.
(2) A process of comparing the sum of a plurality of received light signals at the observation polarization angle of 45 °: Ib1 with the reference value: Ib1_o, that is, whether or not the difference between Ib1 and Ib1_o is larger than a specified threshold Th2b1. judge.
(3) A process of comparing the sum of a plurality of received light signals with the observed polarization angle of 45 °: Ib2 and the reference value: Ib2_o, that is, whether or not the difference between Ib2 and Ib2_o is greater than a specified threshold Th2b2. judge.
(4) A process of comparing the sum of a plurality of received light signals with the observed polarization angle of 90 °: Ic and the reference value: Ic_o, that is, whether or not the difference between Ic-Ic_o is greater than a specified threshold 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 of these determination processes, if any one of the differences is larger than the specified thresholds Th2a to Th2c, it is determined that a transparent object exists.
On the other hand, if all the differences are not larger than the specified thresholds Th2a to Th2c, it is determined that no transparent object exists.

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。   It should be noted that, similarly to the description with reference to FIG. 15 above, instead of comparing and judging each of the four light receiving signals corresponding to the three types of observation polarization angles with the threshold, the light reception signal corresponding to each observation polarization angle is obtained. A process of calculating an addition value of a difference between the threshold value and the reference value and determining the presence or absence of a transparent object based on a comparison between the addition value and one threshold value Th2 may be performed.

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 illustrating another configuration example of the light projecting unit 110.
The light projecting unit 110 illustrated in FIG. 18 has a configuration in which polarized lights having three types of polarization directions (0 °, 45 °, and 90 °) are sequentially output in time series.
The polarization generating unit 112 of the light projecting unit 110 illustrated in FIG. 18 includes, for example, one polarizing plate, and rotates the polarizing plate by a predetermined angle (45 °) with time.
With this processing, polarized lights having three types of polarization directions (0 °, 45 °, and 90 °) are sequentially output in time series.

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 illustrating a configuration example of the light receiving unit 120.
The polarizing plate 121 of the light receiving unit 120 illustrated in FIG. 19 is also configured by, for example, one polarizing plate, similar to the configuration of the polarization generating unit 112 of the light projecting unit 110 illustrated in FIG. , At a predetermined angle (45 °).
With this processing, polarized lights having three types of polarization directions (0 °, 45 °, and 90 °) are sequentially input in time series.

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, the reference value acquisition process and the transparent object detection process are performed by setting the polarizing plate 121 to three different polarization angles and executing the signal acquisition process three times. This is set as one set, and the process is executed by using the light receiving signal value of one set unit.

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 = Received signal of observation polarization angle 0 ° without transparent object Ib_o = Received signal of observation polarization angle 45 ° without transparent object Ic_o = Transparent object Observed polarization signal at 90 ° without light

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 processing, the difference between the light receiving signal value (Ia, Ib, Ic) through the three types of polarizing plates (a to c) and the reference value (Ia_o, Ib_o, Ic_o) is calculated.
The difference value is compared with a threshold value. 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 (determination 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 projecting unit 110 and the light receiving unit 120 of the object detection device 100 illustrated in FIG. 3 can have various configurations, for example, as illustrated in FIGS.
In any configuration, the light projecting unit 110 outputs linearly polarized lights having three different types of polarization angles in parallel or sequentially outputs in a time series.
The light receiving unit 120 observes the received light signal based on the plurality of linearly polarized lights, that is, the elliptically polarized light that has passed through the transparent object or the linearly polarized light that has not passed through the transparent object at a plurality of observation polarization angles.
By performing such processing, the accuracy of detecting a transparent object is increased.

[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. (Embodiment 3) Embodiment 3 of an object detection device that detects a transparent object using polarized light and calculates residual stress]
Third Embodiment Next, a third embodiment of an object detection device that performs transparent object detection 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 illustrates a configuration example of the object detection device 200 according to 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 polarized light posted by the light projecting unit 110 is reflected by the reflector 180 via the detection area, and the reflected light is received by the light receiving unit 120. Has become.
Only the configuration using the reflection plate 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。   The light projecting unit 110 and the light receiving unit 120 are configured to output and receive four or three different types of polarized light, as in the first and second embodiments described above.

[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. Other Examples]
Next, other embodiments will be described.
The various configurations of the light emitting unit and the light receiving unit have been described with reference to FIGS. 4 to 19. In addition to these configurations, for example, the light emitting unit outputs polarized light having different wavelengths, and It may be configured to observe polarized light 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 through the polarizing plate of the light projecting unit 110 is R (red), G (green), and B (blue) different wavelength lights, and each wavelength light is polarized. It is configured to output four polarized lights having angles of (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 observation light is R (red), G (green), and B (blue) light of different wavelengths, and the polarization angle of each wavelength light is (0 °, 45 °, 90 °). , 135 °).

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 elliptically polarized light generated when linearly polarized light passes through a transparent object depends on the wavelength λ of light.
That is, different elliptically polarized light is generated according to 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. Regarding the sequence of processing executed by the object detection device]
Next, a sequence of processing 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 the process executed by the object detection device shown in FIG. 3 or FIG. 20 will be described with reference to the flowcharts in FIG.
The processing according to the flowcharts shown in FIG. 22 and subsequent figures 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 a 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 illustrated in FIG. 22 is a flowchart illustrating an entire sequence of a process performed by the object detection device.
The flowchart illustrated 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 illustrated in FIG.
The flowchart illustrated in FIG. 24 is a flowchart illustrating a detailed sequence of the residual stress calculation process in step S105 of the flow illustrated in FIG.

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, an overall sequence of a process executed by the object detection device will be described with reference to a flowchart illustrated in FIG.
Hereinafter, the processing of each step will be sequentially described.

(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, a reference value acquisition process is performed.
This reference value is
The light reception signal recording unit 131 receives the light reception signal of the light reception unit 120 in a state where the transparent object 170 does not exist in the detection area 150 as a preliminary preparation process, calculates a reference value based on the input signal value, and calculates The obtained reference value is stored in the storage unit 103.
This reference value is used in subsequent actual transparent object presence / absence determination processing to determine the presence / absence of a transparent object.
After the reference value acquisition processing, the actual detection processing 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, a transparent object detection process is performed.
This process is a process for detecting whether or not the transparent object 170 exists in the polarized light passing region in the detection region 20 shown in FIGS.
This process is executed by the light receiving signal recording unit 131 of the data processing unit 130 and the object presence / absence determining 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.

(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 processing is completed in step S102, the result information of the transparent object detection processing 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 according to whether or not a transparent object has been detected as a result of the transparent object detection process in step S102.
If a transparent object is detected in the transparent object detection processing in step S102, the process proceeds to step S105.
On the other hand, if a transparent object has not been detected, the process returns to step S102, and the transparent object detection processing 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, a residual stress detection process for the detected transparent object is executed.
This processing is performed according to the item [2. Regarding Stress Detection Processing Using Polarized Light].
The specific processing sequence will be described later with reference to the flowchart shown in FIG.

(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 process of detecting the residual stress of the transparent object is completed in step S105, the result information of the process of detecting the residual stress of 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, a detailed sequence of the reference value acquisition processing and the transparent object detection processing in steps S101 to S102 of the flow shown in FIG. 22 will be described with reference to the flowchart shown in FIG.

(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 received 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 no transparent object exists 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。
Note that the method of generating the reference value differs depending on the configurations 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 configured as described with reference to FIGS. 4 to 19. Then, 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 processing in step S202 is completed, next, in step S203, the transparent object detection processing is started.

(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, a light receiving signal of the light receiving unit 120 is obtained 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 or does not exist in the detection area 150. Based on the signal value, a signal value to be compared 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 S <b> 205 to S <b> 206, the object presence / absence determination unit 132 compares the signal value calculated by the light reception signal recording unit 131 with the reference value stored in the storage unit, and determines whether the transparent object 170 is within 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 a predetermined threshold value, that is, if the determination in step S206 is Yes, the process proceeds to step S207, where it is determined that the transparent object 170 exists in the detection area 150. I 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, where a transparent object 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, and the process returns to step S203 to continuously execute the transparent object detection process.

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.

(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 calculating 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 calculator 133 calculates the residual stress and the stress direction of the transparent object using the input signal.
This stress calculation is based on the item [2. Regarding Stress Detection Processing Using Polarized Light].
That is, the residual stress inside the transparent object 170 and its direction are calculated using a plurality of (three or more) 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 and its direction information with a predetermined threshold value, and determines that the transparent object 170 is non-defective. Or defective.

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 that the product is defective, the process proceeds to step S305, and the result of determination that the product is defective 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. Hardware configuration example of object detection device]
Next, an example of a hardware configuration of the object detection device will be described with reference to FIG.
The hardware configuration illustrated in FIG. 25 is a block diagram illustrating 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。   A CPU (Central Processing Unit) 301 functions as a data processing unit that executes various processes according to a program stored in a ROM (Read Only Memory) 302 or a storage unit 308. For example, the processing described in the above embodiment is executed. A RAM (Random Access Memory) 303 stores programs executed by the CPU 301, data, and the like. The CPU 301, the ROM 302, and the RAM 303 are mutually connected 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 an input / output interface 305 via a bus 304. The input / output interface 305 is connected to an input unit 306 including various switches, a keyboard, a mouse, a microphone, and the like, and an output unit 307 including a display, a speaker, and the like. I have.
The CPU 301 executes various processes in response to a command input from the input unit 306, and outputs a processing result 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 includes, for example, a hard disk and stores programs 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。   A 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 to record or read 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 illustrated in FIGS. 3 and 20, and projects a plurality of types of polarized light.
The light receiving section 322 corresponds to the light receiving section 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 Configuration of the Present Disclosure]
The embodiment of the present disclosure has been described in detail with reference to the specific embodiment. However, it is obvious that those skilled in the art can modify or substitute the embodiments without departing from the gist of the present disclosure. That is, the present invention has been disclosed by way of example, and should not be construed as limiting. In order to determine the gist of the present disclosure, the claims should be considered.

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 emitting unit that outputs polarized light of at least three or more different polarization directions,
A light receiving unit that receives output light of the light emitting unit at at least three or more different observation polarization angles,
Based on a light receiving signal of the light receiving unit, a data processing unit that determines whether a transparent object is present in an optical path from the light emitting unit to the light receiving unit,
The data processing unit includes:
When the object presence / absence determination unit determines that a transparent object is present in the optical path, a stress calculation for calculating a residual stress of the transparent object using light reception signals of a plurality of different observation polarization angles received by the light reception unit. 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 includes:
A light receiving signal recording unit that stores light receiving signals of a plurality of different observation polarization angles received by the light receiving unit in a state where no transparent object is present in the optical path in a storage unit,
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 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) An optical path from the light projecting unit to the light receiving unit is a straight optical path,
The object detection device according to (1) or (2), wherein a detection area for detecting the presence or absence of a transparent object is set in a linear optical path between the light projecting 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) An optical path from the light projecting unit to the light receiving unit is an optical path whose direction changes by a reflection plate,
The object detection device according to (1) or (2), wherein a detection area for detecting the presence or absence of a transparent object is set in an optical path whose direction changes 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 is configured to output at least three or more types of polarized lights having different polarization directions in parallel,
The object detection device according to any one of (1) to (4), wherein the light receiving unit is configured to input at least three or more types of polarized lights having different polarization directions 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 is configured to sequentially output at least three or more types of polarized light having different polarization directions,
The object detection device according to any one of (1) to (4), wherein the light receiving unit is configured to sequentially input at least three or more types of polarized light having 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 emitting unit is configured to output four types of polarized lights 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 polarized lights 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 outputs three types of polarized light 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 is configured to input three types of polarized lights having polarization directions of 0 °, 45 °, and 90 °.

(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 is configured to output at least three or more types of polarized light having a plurality of different wavelengths and having different polarization directions.
The object detection device according to any one of (1) to (8), wherein the light receiving unit is configured to input at least three or more types of polarizations having different wavelengths and different polarization directions.

(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 light reception signal recording unit includes:
The storage unit stores at least three or more reference values which are light reception signals of at least three or more different observation polarization angles received by the light receiving unit in a state where no transparent object is present in the optical path,
The object presence determination unit,
A light receiving signal of at least three or more different observation polarization angles received by the light receiving unit and a difference between a reference value of the same observation polarization angle as the light reception signal are calculated,
The object detection device according to any one of (1) to (9), wherein when at least one of the calculated three or more differences is larger than a predetermined threshold value, it is determined that a transparent object exists in the optical path.

(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 light reception signal recording section includes:
The storage unit stores at least three or more reference values which are light reception signals of at least three or more different observation polarization angles received by the light receiving unit in a state where no transparent object is present in the optical path,
The object presence determination unit,
A light receiving signal of at least three or more different observation polarization angles received by the light receiving unit, and an addition value of a difference between a reference value of the same observation polarization angle as the light reception signal is calculated.
The object detection device according to any one of (1) to (9), wherein when the calculated difference addition value is larger than a predetermined threshold value, it is determined that a transparent object exists in the optical path.

(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 includes:
The object detection device according to any one of (1) to (11), wherein a residual stress and a stress direction of the transparent object are calculated using light reception signals of at least three or more 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 includes:
A stress determination unit configured to compare the calculation data of the stress calculation unit with a predetermined threshold to determine whether the residual stress of the transparent object is a residual stress to be determined as a defective product (1) The object detection device according to any one of (1) to (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) An object detection method executed by the object detection device,
The object detection device,
A light emitting unit that outputs polarized light of at least three or more different polarization directions,
A light receiving unit that receives output light of the light emitting unit at at least three or more different observation polarization angles,
Based on a light receiving signal of the light receiving unit, a data processing unit that determines whether a transparent object is present in an optical path from the light emitting unit to the light receiving unit,
The data processing unit includes:
When it is determined that a transparent object is present in the optical path, an object detection is performed by performing a stress calculation step of calculating a residual stress of the transparent object using light reception signals of a plurality of different observation polarization angles received by the light receiving unit. 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 for causing the object detection device to execute an object detection process;
The object detection device,
A light emitting unit that outputs polarized light of at least three or more different polarization directions,
A light receiving unit that receives output light of the light emitting unit at at least three or more different observation polarization angles,
Based on a light receiving signal of the light receiving unit, a data processing unit that determines whether a transparent object is present in an optical path from the light emitting unit to the light receiving unit,
The program, the data processing unit,
A program for executing, when it is determined that a transparent object exists in the optical path, a stress calculating step of calculating a residual stress of the transparent object using light receiving signals of a plurality of different observation polarization angles received by the light receiving unit.

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 combination of both. When processing by software is performed, the program recording the processing sequence is installed in a memory in a computer built in dedicated hardware and executed, or the program is stored in a general-purpose computer capable of executing various processing. It can be installed and run. For example, the program can be recorded in a recording medium in advance. In addition to installing the program from the recording medium to the computer, 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。   The various processes described in the specification may be executed not only in chronological order according to the description, but also in parallel or individually according to the processing capacity of the device that executes the processes or as necessary. Further, in this specification, a 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 the 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 polarized light are realized.
Specifically, for example, it has a light projecting unit that outputs at least three or more different polarizations, a light receiving unit that receives at least three or more different observation polarization angles, and a data processing unit. The data processing unit stores the received light signal of the light receiving unit in a state where no transparent object exists in the optical path in the storage unit as a reference value, and stores the received light signal of the plurality of different observation polarization angles received by the light receiving unit 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 of the plurality of different observation polarization angles received by the light receiving unit.
With this configuration, an apparatus and a method for detecting a transparent object and calculating the residual stress of the transparent object using polarized light 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
REFERENCE SIGNS LIST 10 light projecting unit 11 polarizing plate 20 light receiving unit 21 polarizing plate 30 space 50 transparent object 100 object detecting device 101 input unit 102 control unit 103 storage unit 104 output unit 110 light projecting unit 111 light output unit 112 polarization generating unit 120 light receiving unit 121 Polarizing plate 122 Light receiving sensor 130 Data processing unit 131 Light receiving signal recording unit 132 Object existence determining unit 133 Stress calculating unit 134 Stress determining unit 150 Detection area 170 Transparent object 180 Reflecting plate 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 Light emitting unit 322 Light receiving unit

Claims (15)

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。
A light emitting unit that outputs polarized light of at least three or more different polarization directions,
A light receiving unit that receives output light of the light emitting unit at at least three or more different observation polarization angles,
Based on a light receiving signal of the light receiving unit, a data processing unit that determines whether a transparent object is present in an optical path from the light emitting unit to the light receiving unit,
The data processing unit includes:
An object detection device including a stress calculation unit configured to calculate a residual stress of the transparent object using light reception signals of a plurality of different observation polarization angles received by the light reception unit when it is determined that a transparent object exists in the optical path; .
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請求項1に記載の物体検出装置。
The data processing unit includes:
A light receiving signal recording unit that stores light receiving signals of a plurality of different observation polarization angles received by the light receiving unit in a state where no transparent object is present in the optical path in a storage unit,
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 presence / absence of a transparent object in the optical path based on the light receiving signal recorded in the light receiving signal recording unit. Item 1. The object detection device according to Item 1.
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。
An optical path from the light emitting unit to the light receiving unit is a linear optical path,
The object detection device according to claim 1, wherein a detection area for detecting the presence or absence of a transparent object is set in a linear optical path between the light projecting 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。
An optical path from the light projecting unit to the light receiving unit is an optical path whose direction is changed by a reflector,
The object detection device according to claim 1, wherein a detection area for detecting the presence or absence of a transparent object is set in an optical path whose direction changes 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 emitting unit is configured to output at least three or more types of polarized light having different polarization directions in parallel,
The object detection device according to claim 1, wherein the light receiving unit is configured to input at least three or more types of polarized lights having different polarization directions 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 emitting unit is configured to sequentially output at least three or more types of polarized light having different polarization directions,
The object detection device according to claim 1, wherein the light receiving unit is configured to sequentially input at least three or more types of polarized light having 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 emitting unit is configured to output four types of polarized lights having polarization directions of 0 °, 45 °, 90 °, and 135 °,
2. The object detection device according to claim 1, wherein the light receiving unit is configured to input four types of polarized lights having polarization directions of 0 °, 45 °, 90 °, and 135 °. 3.
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 emitting unit is configured to output three types of polarized lights having polarization directions of 0 °, 45 °, and 90 °,
2. The object detection device according to claim 1, wherein the light receiving unit is configured to input three types of polarized lights having polarization directions of 0 °, 45 °, and 90 °. 3.
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 emitting unit is configured to output at least three or more types of polarized lights having different wavelengths and different polarization directions,
The object detection device according to claim 1, wherein the light receiving unit is configured to input at least three or more types of polarizations having different wavelengths and different polarization directions.
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請求項2に記載の物体検出装置。
The light receiving signal recording unit,
The storage unit stores at least three or more reference values which are light reception signals of at least three or more different observation polarization angles received by the light receiving unit in a state where no transparent object is present in the optical path,
The object presence determination unit,
A light receiving signal of at least three or more different observation polarization angles received by the light receiving unit and a difference between a reference value of the same observation polarization angle as the light reception signal are calculated,
The object detection device according to claim 2, wherein when at least one of the calculated three or more differences is larger than a predetermined threshold value, it is determined that a transparent object exists in the optical path.
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請求項2に記載の物体検出装置。
The light receiving signal recording unit,
The storage unit stores at least three or more reference values which are light reception signals of at least three or more different observation polarization angles received by the light receiving unit in a state where no transparent object is present in the optical path,
The object presence determination unit,
A light receiving signal of at least three or more different observation polarization angles received by the light receiving unit, and an addition value of a difference between a reference value of the same observation polarization angle as the light reception signal is calculated.
The object detection device according to claim 2, wherein when the calculated difference addition value is larger than a predetermined threshold value, it is determined that a transparent object exists in the optical path.
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 calculator,
The object detection device according to claim 1, wherein a residual stress and a stress direction of the transparent object are calculated using light reception signals of at least three or more 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 may further include:
A stress judging unit that judges whether or not the residual stress of the transparent object is the residual stress to be judged as a defective product by comparing the calculation data of the stress calculating unit with a predetermined threshold value. 2. 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。
An object detection method executed by the object detection device,
The object detection device,
A light emitting unit that outputs polarized light of at least three or more different polarization directions,
A light receiving unit that receives output light of the light emitting unit at at least three or more different observation polarization angles,
Based on a light receiving signal of the light receiving unit, a data processing unit that determines whether a transparent object is present in an optical path from the light emitting unit to the light receiving unit,
The data processing unit includes:
When it is determined that a transparent object is present in the optical path, an object detection is performed by performing a stress calculation step of calculating a residual stress of the transparent object using light reception signals of a plurality of different observation polarization angles received by the light receiving unit. Method.
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。
A program for executing an object detection process in the object detection device,
The object detection device,
A light emitting unit that outputs polarized light of at least three or more different polarization directions,
A light receiving unit that receives output light of the light emitting unit at at least three or more different observation polarization angles,
Based on a light receiving signal of the light receiving unit, a data processing unit that determines whether a transparent object is present in an optical path from the light emitting unit to the light receiving unit,
The program, the data processing unit,
A program for executing, when it is determined that a transparent object exists in the optical path, a stress calculating step of calculating a residual stress of the transparent object using light receiving signals of a plurality of different observation polarization angles received by the light receiving unit.
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