形状測定装置
【課題】安価でかつ幅方向に高い分解能を有することができ、高精度に被測定物体の形状を測定可能にする。
【解決手段】被測定物体１の搬送方向に対し垂直な平面内であってその斜め上方または下方に配置されスリット状光を照射するスリット状光光源２ａ，２ｂと、被測定物体１を介しスリット状光光源２ａ，２ｂと反対側となる被測定物体１の斜め上方または下方であって、被測定物体１の表面１ａまたは裏面１ｂ上に照射されたスリット状光をその照射方向に対し所定の角度だけずれた方向から撮像する撮像部３ａ，３ｂと、撮像部３ａ，３ｂが撮像した被測定物体表面１ａおよび裏面１ｂの撮像画像の座標を、撮像部３ａ，３ｂがスリット状光光源２ａ，２ｂからの照射線上で撮像したように変換する座標変換部４ａ，４ｂと、その座標変換された撮像画像の座標に基づいて、被測定物体１の断面厚み形状を演算する断面厚み形状演算部５とを有する。
【解決手段】被測定物体１の搬送方向に対し垂直な平面内であってその斜め上方または下方に配置されスリット状光を照射するスリット状光光源２ａ，２ｂと、被測定物体１を介しスリット状光光源２ａ，２ｂと反対側となる被測定物体１の斜め上方または下方であって、被測定物体１の表面１ａまたは裏面１ｂ上に照射されたスリット状光をその照射方向に対し所定の角度だけずれた方向から撮像する撮像部３ａ，３ｂと、撮像部３ａ，３ｂが撮像した被測定物体表面１ａおよび裏面１ｂの撮像画像の座標を、撮像部３ａ，３ｂがスリット状光光源２ａ，２ｂからの照射線上で撮像したように変換する座標変換部４ａ，４ｂと、その座標変換された撮像画像の座標に基づいて、被測定物体１の断面厚み形状を演算する断面厚み形状演算部５とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連続鋳造工程で鋳造中の鋳片等の被測定物体の断面厚み形状や、断面幅形状、凹凸形状、長さ形状等の形状を測定する形状測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、連続鋳造工程で鋳造中の鋳片等における被測定物体の断面形状を測定する断面形状測定装置として、例えば、被測定対象物の表面側等の一面側の斜め上方に光源とカメラを設けたもの（例えば、特許文献１，２参照）や、被測定対象物の真上または真下に光源等を設けたもの（例えば、特許文献３，４，５参照）等がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１５１６０９号公報
【特許文献２】特開２００２−２２１４１０号公報
【特許文献３】特開２０００−２５８１３０号公報
【特許文献４】特開平０７−５１８２４号公報
【特許文献５】特開２００４−１０８９６１号号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１，２記載の従来の形状測定装置では、被測定対象物の表面側にのみ光源とカメラを設けていたため、表面側の形状は測定できるものの、裏面側の形状は測定できず、被測定対象物の厚さ等の形状を簡単かつ高精度に測定できない、という問題があった。
【０００５】
また、特許文献３，４記載の従来の形状測定装置では、被測定対象物の真上または真下に光源等を含む距離計を設けているため、異物がその距離計に落下する可能性があり、異物の落下により、測定できない場合がある、という問題がある。
【０００６】
また、特許文献５記載の従来の形状測定装置では、被測定対象物を挟むＣ形フレームの上下の互いに対向する腕部に光源を設けているため、被測定対象物が１０００℃を超える鋳片等の場合、その近傍に設置すると、Ｃ形フレームが熱により膨張などして、厚さ測定誤差が大きくなると共に、また被測定物体の下部に設置される光源等は、異物が落下する可能性があり、異物の落下により磨耗すると厚み計測誤差となるという問題があった。また、被測定物体に接触ロールが接触するため、被測定物体に疵をつけてしまう恐れがあるという問題があった。
【０００７】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、安価でかつ幅方向に高い分解能を有することができ、高精度に被測定物体の形状を測定することができる厚み形状、長さ形状を測定することができる形状測定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明の実施形態は、被測定物体の搬送方向に対し垂直な平面内であって前記被測定物体の斜め上方に配置され、その平面と平行に前記被測定物体の表面に対しスリット状光を照射する表面側スリット状光光源と、前記被測定物体を介し前記表面側スリットと反対側となる前記被測定物体の斜め上方であって、前記表面側スリットからのスリット状光の照射線上から前記被測定物体の搬送方向あるいはそれとは反対方向にずれた位置に配置され、前記被測定物体の表面上に照射されたスリット状光をその照射方向に対し所定の角度だけ斜め方向から撮像する表面側撮像部と、前記被測定物体の搬送方向に対し垂直な平面内であって前記被測定物体の斜め下方に配置され、その平面と平行に前記被測定物体の裏面に対しスリット状光を照射する裏面側スリット状光光源と、前記被測定物体を介し前記裏面側スリット状光光源と反対側となる前記被測定物体の斜め下方であって、前記裏面側スリット状光光源からのスリット状光の照射線上から前記被測定物体の搬送方向あるいはそれとは反対方向にずれた位置に配置され、前記被測定物体の裏面上に照射されたスリット状光をその照射方向に対し所定の角度だけ斜め方向から撮像する裏面側撮像部と、前記表面側撮像部が撮像した前記被測定物体表面の撮像画像の座標と、前記裏面側撮像部が撮像した前記被測定物体裏面の撮像画像の座標とを、ぞれぞれ、前記表面側撮像部または前記裏面側撮像部が前記表面側スリット状光光源または前記裏面側スリット状光光源からの照射線上で撮像したように変換する座標変換部と、前記座標変換部によって変換された前記被測定物体表面の撮像画像の座標と、前記被測定物体裏面の撮像画像の座標とに基づいて、前記被測定物体の断面厚み形状を演算する断面厚み形状演算部と、を備えることを特徴とする形状測定装置である。
【０００９】
また、本発明の他の実施形態は、被測定物体の搬送方向に対し垂直な平面内であって前記被測定物体の斜め上方に配置され、その平面と平行に前記被測定物体の表面に対しスリット状光を照射する表面側スリット状光光源と、前記被測定物体を介し前記表面側スリットと反対側となる前記被測定物体の斜め上方であって、前記表面側スリットからのスリット状光の照射線上から搬送方向あるいはそれとは反対方向にずれた位置に配置され、前記被測定物体の表面に照射され反射されたスリット状光を反射する表面側ミラーと、前記被測定物体の搬送方向に対し垂直な平面内であって前記被測定物体の斜め下方に配置され、その平面と平行に前記被測定物体の裏面に対しスリット状光を照射する裏面側スリット状光光源と、前記被測定物体を介し前記裏面側スリット状光光源と反対側となる前記被測定物体の斜め下方方であって、前記裏面側スリット状光光源からのスリット状光の照射線上から搬送方向あるいはそれとは反対方向にずれた位置に配置され、前記被測定物体の裏面に照射され反射されたスリット状光を反射する裏面側ミラーと、前記表面側ミラーによって反射された前記被測定物体の表面からのスリット状光を透過または反射する一方、前記裏面側ミラーによって反射された前記被測定物体の裏面からのスリット状光を反射または透過するハーフミラーと、前記ハーフミラーを透過または反射した前記被測定物体の表面からのスリット状光と、前記ハーフミラーを反射または透過した前記被測定物体の裏面からのスリット状光とを撮像する一の撮像部と、前記一の撮像部が撮像した前記被測定物体表面撮像画像の座標および前記被測定物体裏面撮像画像の座標を、前記一の撮像部が前記表面側スリット状光光源または前記裏面側スリット状光光源からの照射線上で撮像したように変換する座標変換部と、前記座標変換部によって変換された前記被測定物体表面撮像画像の座標と、前記被測定物体裏面撮像画像の座標とに基づいて、前記被測定物体の断面厚み形状を演算する断面厚み形状演算部と、を備えることを特徴とする形状測定装置である。
【００１０】
また、本発明の他の実施形態は、被測定物体の搬送方向に対し垂直な平面内であって前記被測定物体の斜め上方に配置され、その平面と平行に前記被測定物体の表面に対しスリット状光を照射する表面側スリット状光光源と、前記被測定物体を介し前記表面側スリットと反対側となる前記被測定物体の斜め上方であって、前記表面側スリットからのスリット状光の照射線上から前記被測定物体の搬送方向あるいはそれとは反対方向にずれた位置に配置され、前記被測定物体の表面上に照射されたスリット状光をその照射方向に対し所定の角度だけ斜め方向から撮像する表面側撮像部と、前記被測定物体の搬送方向に対し垂直な平面内であって前記被測定物体の斜め下方に配置され、その平面と平行に前記被測定物体の裏面に対しスリット状光を照射する裏面側スリット状光光源と、前記被測定物体を介し前記裏面側スリット状光光源と反対側となる前記被測定物体の斜め下方であって、前記裏面側スリット状光光源からのスリット状光の照射線上から前記被測定物体の搬送方向あるいはそれとは反対方向にずれた位置に配置され、前記被測定物体の裏面上に照射されたスリット状光をその照射方向に対し所定の角度だけ斜め方向から撮像する裏面側撮像部と、前記表面側スリット状光光源および前記裏面側スリット状光光源双方からの前記スリット状光が照射される範囲で、かつ、前記表面側撮像部および前記裏面側撮像部の撮像範囲に配置されたその厚さが既知の基準板と、前記表面側撮像部が撮像した前記被測定物体表面および前記基準板表面の撮像画像の座標と、前記裏面側撮像部が撮像した前記被測定物体裏面および前記基準板裏面の撮像画像の座標とを、ぞれぞれ、前記表面側撮像部または前記裏面側撮像部が前記表面側スリット状光光源または前記裏面側スリット状光光源からの照射線上で撮像したように変換する座標変換部と、前記座標変換部によって変換された前記基準板表面の撮像画像の座標と、前記基準板裏面の撮像画像の座標とに基づいて前記基準板の厚みを演算すると共に、演算した前記基準板の厚みと前記基準板の既知の厚みとの比率に基づいて補正値を演算する基準値演算部と、前記座標変換部によって変換された前記被測定物体表面の撮像画像の座標と、前記被測定物体裏面の撮像画像の座標とに基づいて、前記被測定物体の断面形状を演算すると共に、演算した前記被測定物体の断面形状を前記補正値によって補正する断面厚み形状演算部と、を備えることを特徴とする形状測定装置である。
【００１１】
また、本発明の他の実施形態は、被測定物体と同一平面内であって前記被測定物体に当たらない位置に配置され、その平面と平行に前記被測定物体の先端部に対しスリット状光を照射する先端部側スリット状光光源と、前記被測定物体を介し前記先端部側スリット状光光源と反対側であって前記被測定物体に当たらない前記被測定物体の斜め上方または斜め下方の位置に配置され、前記被測定物体の先端部に照射されたスリット状光をその照射方向に対し所定の角度だけ斜め方向から撮像する先端部側撮像部と、前記被測定物体と同一平面内であって前記被測定物体に当たらない位置であって、前記被測定物体の搬送方向に沿って前記先端部側スリット状光光源より後方の位置に配置され、その平面と平行に前記被測定物体の後端部に対しスリット状光を照射する後端部側スリット状光光源と、前記被測定物体を介し前記後端部側スリット状光光源と反対側であって、前記被測定物体の搬送方向に沿って前記先端部側撮像部より後方、かつ、前記被測定物体に当たらない前記被測定物体の斜め上方または斜め下方の位置に配置され、前記被測定物体の後端部に照射されたスリット状光をその照射方向に対し所定の角度だけ斜め方向から撮像する後端部側撮像部と、前記先端部側撮像部が撮像した前記被測定物体先端部の撮像画像の座標と、前記後端部側撮像部が撮像した前記被測定物体後端部の撮像画像の座標とを、ぞれぞれ、前記先端部側撮像部または前記後端部側撮像部が前記先端部側スリット状光光源または前記後端部側スリット状光光源からの照射線上で撮像したように変換する座標変換部と、前記座標変換部によって変換された前記被測定物体先端部の撮像画像の座標と、前記被測定物体後端部の撮像画像の座標とに基づいて、前記被測定物体先端部および前記被測定物体後端部の形状を演算する先後端部形状演算部と、を備えることを特徴とする形状測定装置である。
【００１２】
また、本発明の他の実施形態は、被測定物体の搬送方向に対し所定の間隔を空けて平行に配置され、搬送方向に対し垂直な方向で前記被測定物体上にセンシング信号を出力して、前記被測定物体の有無を検知する一つまたは複数台の被測定物体有無検知部と、前記被測定物体有無検知部が前記被測定物体の無し状態から有り状態を検知した時と、または前記被測定物体の有り状態から無し状態を検知した時とに、パルス信号を発生するパルス信号発生部と、前記被測定物体の上方に配置され、前記パルス信号発生部からのパルス信号に基づいて前記被測定物体の表面を照射する光源と、前記被測定物体の上方であって前記光源に重ならない位置に配置され、前記パルス信号発生部からのパルス信号に基づいて前記光源によって前記被測定物体の表面に照射された照射光を撮像する撮像部と、前記撮像部が撮像した前記被測定物体表面の撮像画像の座標を、前記撮像部が前記光源からの照射線上で撮像したように変換する座標変換部と、前記座標変換部によって座標が変換された前記光源がパルス点灯した時の前記撮像部の撮像結果に基づいて前記被測定物体の搬送方向の端部位置を検出し、前記被測定物体の長さ形状を演算する長さ形状演算部と、を備えることを特徴とする形状測定装置である。
【００１３】
また、本発明の他の実施形態は、被測定物体の搬送方向と平行に所定間隔を空けた位置で、前記被測定物体の搬送方向に対し垂直な平面内であって前記被測定物体の斜め上方に配置され、その平面と平行に前記被測定物体の表面に対しスリット状光を照射する複数の表面側スリット状光光源と、前記被測定物体を介し前記複数の表面側スリット状光光源と反対側となる前記被測定物体の斜め上方であって、前記複数の表面側スリット状光光源からのスリット状光の照射線上から前記被測定物体の搬送方向あるいはそれとは反対方向にずれた位置に配置され、前記被測定物体の表面上に照射された２つのスリット状光をその照射方向に対し所定の角度だけ斜め方向から撮像する表面側撮像部と、前記表面側撮像部が撮像した前記被測定物体表面の２つの撮像画像の座標を、ぞれぞれ、前記表面側撮像部が前記２つのスリット状光光源からの照射線上で撮像したように変換する表面側座標変換部と、前記表面側座標変換部によって変換された前記被測定物体表面の２つの撮像画像の座標に基づいて、前記被測定物体表面の凹凸形状を演算する凹凸形状演算部と、を備えることを特徴とする形状測定装置である。
【００１４】
また、本発明の他の実施形態は、被測定物体の搬送方向と平行に所定間隔を空けた位置で、前記被測定物体の搬送方向に対し垂直な平面内であって前記被測定物体の斜め上方に配置され、その平面と平行に前記被測定物体の表面に対しスリット状光を照射する複数の表面側スリット状光光源と、前記被測定物体を介し前記複数の表面側スリット状光光源と反対側となる前記被測定物体の斜め上方であって、前記複数の表面側スリット状光光源からのスリット状光の照射線上から前記被測定物体の搬送方向あるいはそれとは反対方向にずれた位置に配置され、前記被測定物体の表面上に照射された２つのスリット状光をその照射方向に対し所定の角度だけ斜め方向から撮像する表面側撮像部と、前記表面側撮像部が撮像した前記被測定物体表面の２つの撮像画像の座標を、ぞれぞれ、前記表面側撮像部が前記２つのスリット状光光源からの照射線上で撮像したように変換する表面側座標変換部と、前記表面側座標変換部によって変換された前記被測定物体表面の２つの撮像画像の座標に基づいて、前記被測定物体表面の凹凸形状を演算する凹凸形状演算部と、前記被測定物体の搬送方向に対し垂直な平面内であって前記被測定物体の斜め下方に配置され、その平面と平行に前記被測定物体の裏面に対しスリット状光を照射する裏面側スリット状光光源と、前記被測定物体を介し前記裏面側スリット状光光源と反対側となる前記被測定物体の斜め下方であって、前記裏面側スリット状光光源からのスリット状光の照射線上から前記被測定物体の搬送方向あるいはそれとは反対方向にずれた位置に配置され、前記被測定物体の裏面上に照射されたスリット状光をその照射方向に対し所定の角度だけ斜め方向から撮像する裏面側撮像部と、前記裏面側撮像部が撮像した前記被測定物体裏面の撮像画像の座標を、前記裏面側撮像部が前記裏面側スリット状光光源からの照射線上で撮像したように変換する裏面側座標変換部と、前記座標変換部によって変換された前記被測定物体表面の撮像画像の座標と、前記被測定物体裏面の撮像画像の座標とに基づいて、前記被測定物体の断面厚み形状を演算する断面厚み形状演算部と、を備えることを特徴とする形状測定装置である。
【００１５】
また、本発明の他の実施形態は、被測定物体の搬送方向に対し垂直な平面内であって前記被測定物体の斜め上方に配置され、その平面と平行に前記被測定物体の表面および一方の側面に対しスリット状光を照射する表面・一側面照射スリット状光光源と、前記被測定物体を介し前記表面・一側面照射スリット状光光源と反対側となる前記被測定物体の斜め下方であって、前記表面・一側面照射スリット状光光源からのスリット状光の照射線上に配置され、前記表面・一側面照射スリット状光光源とは反対側から前記表面・一側面照射スリット状光光源からのスリット状光と連続するように前記被測定物体の裏面および他方の側面に対しスリット状光を照射する裏面・他側面照射スリット状光光源と、前記被測定物体を介し前記表面・一側面照射スリット状光光源と反対側となる前記被測定物体の斜め上方であって、前記表面・一側面照射スリット状光光源からのスリット状光の照射線上から前記被測定物体の搬送方向あるいはそれとは反対方向にずれた位置に配置され、前記被測定物体の表面および他方の側面上に照射されたスリット状光をその照射方向に対し所定の角度だけ斜め方向から撮像する表面・他側面撮像部と、前記被測定物体を介し前記裏面・他側面照射スリット状光光源と反対側となる前記被測定物体の斜め下方であって、前記裏面・他側面照射スリット状光光源からのスリット状光の照射線上から前記被測定物体の搬送方向あるいはそれとは反対方向にずれた位置に配置され、前記被測定物体の裏面および一方の側面上に照射されたスリット状光をその照射方向に対し所定の角度だけ斜め方向から撮像する裏面・一側面撮像部と、前記表面・他側面撮像部が撮像した前記被測定物体表面および他方の側面の撮像画像の座標を前記表面・他側面撮像部が前記表面・一側面照射スリット状光光源からの照射線上で撮像したように変換する表面・他側面座標変換部と、前記裏面・一側面撮像部が撮像した前記被測定物体裏面および一方の側面の撮像画像の座標を、前記裏面・一側面撮像部が前記裏面・他側面照射スリット状光光源からの照射線上で撮像したように変換する裏面・一側面座標変換部と、前記表面・他側面座標変換部によって座標変換された前記被測定物体表面および他方の側面の撮像画像の座標と、前記裏面・一側面座標変換部によって座標変換された前記被測定物体裏面および一方の側面の撮像画像の座標とに基づいて、前記被測定物体の断面厚み形状および断面幅形状を演算する断面厚み・断面幅形状演算部と、を備えることを特徴とする形状測定装置である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の形状測定装置によれば、距離計を収納するＣ形フレーム構造体が必要無くなるので、Ｃ形フレーム構造体の伸縮膨張やたわみにより測定精度が低下することが無く、設置スペースが狭い環境にも適用が可能である。また、被測定物体の上下に機器を配置する必要が無いので、被測定物体が高温の場合においても、被測定物体の近傍に設置する必要が無く、配置される装置の冷却の問題も無い。また、被測定物体に接触せずに測定ができるので、被測定物体の疵が発生することも無く、設置装置の磨耗が無いため装置維持も簡易である。また、装置を被測定物体の下部に設置しないので、異物が落下して測定できないという問題も解決される。従って、安価で安定測定可能でかつ高精度な形状測定装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係る実施の形態１の形状測定装置の構成例を示す構成図である。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、図１に示す実施の形態１の形状測定装置におけるスリット状光光源と撮像部の配置例等を示す平面図、背面図、正面図である。
【図３】本発明に係る実施の形態１の形状測定装置による撮像結果を示す説明図である。
【図４】本発明に係る実施の形態２の形状測定装置の構成例を示す構成図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、図４に示す実施の形態２の形状測定装置５０＋＋Ｂにおけるスリット状光光源と撮像部の配置例等を示す平面図、背面図、正面図である。
【図６】本発明に係る実施の形態２の形状測定装置による撮像結果を示す説明図である。
【図７】本発明に係る実施の形態３の形状測定装置の構成例を示す構成図である。
【図８】（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、図７に示す実施の形態３の形状測定装置におけるスリット状光光源と撮像部の配置例等を示す平面図、背面図、正面図である。
【図９】本発明に係る実施の形態３の形状測定装置による撮像結果を示す説明図である。
【図１０】本発明に係る実施の形態４の形状測定装置の構成例を示す構成図である。
【図１１】本発明に係る実施の形態４の形状測定装置による撮像結果を示す説明図である。
【図１２】本発明に係る実施の形態５の形状測定装置の構成例を示す構成図である。
【図１３】（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、図１２に示す実施の形態５の形状測定装置の構成例におけるスリット状光光源と撮像部の配置例等を示す平面図、背面図、正面図である。
【図１４】本発明に係る実施の形態５の形状測定装置による撮像結果を示す説明図である。
【図１５】本発明に係る実施の形態６の形状測定装置の構成例を示す構成図である。
【図１６】（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、図１５に示す実施の形態６の形状測定装置におけるスリット状光光源と撮像部の配置例等を示す平面図、背面図、正面図である。
【図１７】本発明に係る実施の形態６の形状測定装置による撮像結果を示す説明図である。
【図１８】本発明に係る実施の形態７の形状測定装置の構成例を示す構成図である。
【図１９】（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、図１８に示す実施の形態７の形状測定装置の他の構成例におけるスリット状光光源と撮像部の配置例等を示す平面図、背面図、正面図である。
【図２０】本発明に係る施の形態７の形状測定装置による撮像結果を示す説明図である。
【図２１】本発明に係る実施の形態８の形状測定装置の構成例を示す構成図である。
【図２２】（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、図２１に示す実施の形態８の形状測定装置におけるスリット状光光源と撮像部の配置例等を示す平面図、背面図、正面図である。
【図２３】本発明に係る実施の形態８の形状測定装置による撮像結果を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
実施の形態１．
次に、本発明に係る実施の形態１を図１、図２（ａ）〜（ｃ）、図３に基づいて説明する。
【００１９】
図１は、本発明の実施の形態１の形状測定装置５０Ａの構成例を示す構成図である。
【００２０】
図１において、形状測定装置５０Ａは、表面側スリット状光光源２ａと、表面側撮像部３ａと、裏面側スリット状光光源２ｂと、裏面側撮像部３ｂと、表面側座標変換部４ａと、裏面側座標変換部４ｂと、断面厚み形状演算部５と、モニタ等の表示部６とを有する。なお、表面側座標変換部４ａと裏面側座標変換部４ｂとを合体させて１台の座標変換部により構成しても良い。
【００２１】
ここで、表面側スリット状光光源２ａは、被測定物体１の搬送方向に対し垂直な平面内であって前記被測定物体の斜め上方に配置され、その平面と平行に被測定物体１の表面に対しスリット状の光（以下、スリット状光という）を照射する。
【００２２】
表面側撮像部３ａは、被測定物体１を介し先端部側スリット状光光源２ａと反対側となる被測定物体１の斜め上方であって、先端部側スリット状光光源２ａからのスリット状光の照射線上から被測定物体１の搬送方向あるいはそれとは反対方向にずれた位置に配置され、被測定物体１の表面上に照射されたスリット状光をその照射方向に対し所定の角度θａ１（図２（ｃ）参照）だけ斜め方向から撮像する。
【００２３】
裏面側スリット状光光源２ｂは、被測定物体１の搬送方向に対し垂直な平面内であって被測定物体１の斜め下方に配置され、その平面と平行に被測定物体１の裏面に対しスリット状光を照射する。
【００２４】
裏面側撮像部３ｂは、被測定物体１を介し裏面側スリット状光光源２ｂと反対側となる被測定物体１の斜め下方であって、裏面側スリット状光光源２ｂからのスリット状光の照射線上から被測定物体１の搬送方向あるいはそれとは反対方向にずれた位置に配置され、被測定物体１の裏面上に照射されたスリット状光をその照射方向に対し所定の角度θｂ１（図２（ｃ）参照）だけ斜め方向から撮像する。
【００２５】
表面側座標変換部４ａは、表面側撮像部３ａが撮像した被測定物体１表面の撮像画像の座標を、表面側撮像部３ａが表面側スリット状光光源２ａからの照射線上で撮像したように所定の角度θａ１（図２（ｃ）参照）だけ座標変換する。
【００２６】
裏面側座標変換部４ｂは、裏面側撮像部３ｂが撮像した被測定物体１裏面の撮像画像の座標を、裏面側撮像部３ｂが裏面側スリット状光光源２ｂからの照射線上で撮像したように所定の角度θｂ１（図２（ｃ）参照）だけ座標変換する．
断面厚み形状演算部５は，表面側座標変換部４ａおよび裏面側座標変換部４ｂによって変換された被測定物体１表面の撮像画像の座標と、被測定物体１裏面の撮像画像の座標とに基づいて、被測定物体１の断面厚み形状を後述するように演算する。
【００２７】
図２（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、図１に示す実施の形態１の形状測定装置５０Ａにおける光源や撮像部等の配置例を示す平面図（上方から見た状態）、背面図（搬送方向の後方から見た状態）、正面図（搬送方向と直角方向から見た状態）である。
【００２８】
図２（ａ）において、センターライン７は、被測定物体１の幅方向の中心で搬送方向に仮定した中心線である。また、図２（ａ）に示すように、スリット状光光源２ａ，２ｂと、表面側撮像部３ａおよび裏面側撮像部３ｂとは、センターライン７を含む被測定物体１に垂直な平面を介して反対側に配置される。
【００２９】
スリット状光光源２ａ，２ｂは、被測定物体の搬送方向に対し平行な直線、例えば、センターライン７と垂直な平面内に配置され、この平面内でスリット状光を被測定物体表面１ａの幅方向へ照射する。そして、表面側撮像部３ａおよび裏面側撮像部３ｂは、図２（ａ），図２（ｃ）から分かるように、この平面から外れた位置に配置される。なお、スリット状光光源２ａ，２ｂと表面側撮像部３ａおよび裏面側撮像部３ｂとは、図２（ｂ），図２（ｃ）に示すように、それぞれ、被測定物体１の両側に設けられている。
【００３０】
図３は、本発明に係る実施の形態１の形状測定装置５０Ａにおける座標変換前後の撮像結果の一例を示す説明図である。
【００３１】
図３において、３ａ１は、表面側座標変換部４ａによる座標変換前の表面側撮像部３ａによる被測定物体表面撮像結果例を示しており、この被測定物体表面表面撮像結果例３ａ１には、表面側スリット状光光源２ａが照射した表面スリット状光画像３ａ１１が含まれている。
【００３２】
また、図３において、３ｂ１は、裏面側座標変換部４ｂによる座標変換前の裏面側撮像部３ｂによる被測定物体裏面撮像結果例を示しており、この被測定物体裏面撮像結果例３ｂ１には、裏面側スリット状光光源２ｂが照射した裏面スリット状光画像３ｂ１１が含まれている。
【００３３】
なお、表面撮像結果例３ａ１および裏面撮像結果例３ｂ１において、縦方向は、被測定物体１の厚み方向の座標を表し、斜め方向の軸は、被測定物体１の幅方向の座標を表す。
【００３４】
また、図３において、４ａ１は、被測定物体表面撮像結果例３ａ１を表面側座標変換部４ａによって座標変換した画座標変換結果例４ａ１を示しており、この画座標変換結果例４ａ１には、座標変換後の表面スリット状光画像４ａ１１が含まれている。
【００３５】
また、図３において、４ｂ１は、被測定物体裏面撮像結果例３ｂ１を裏面側座標変換部４ｂによって座標変換した被測定物体裏面撮像結果例４ｂ１を示しており、この被測定物体裏面撮像結果例４ｂ１には、座標変換後の裏面スリット状光画像４ｂ１１が含まれている。
【００３６】
なお、画座標変換結果例４ａ１および被測定物体裏面撮像結果例４ｂ１において、横方向は、被測定物体１の幅方向の座標を表し、縦方向は、被測定物体１の先端部側または裏面側の厚み方向の座標を示している。
【００３７】
そのため、断面厚み形状演算部５は、図３に示す画座標変換結果例４ａ１における座標変換後の表面スリット状光画像４ａ１１の縦方向の表面厚み方向座標と、被測定物体裏面撮像結果例４ｂ１における座標変換後の裏面スリット状光画像４ｂ１１の縦方向の裏面厚み方向座標との差分から、被測定対象物１の幅方向の断面厚み形状を演算して、表示部６に表示することができる。
【００３８】
以上説明したように、実施の形態１の形状測定装置５０Ａは、先端部側先端部側スリット状光光源２ａおよび裏面側スリット状光光源２ｂおよび裏面側先端部側スリット状光光源２ａおよび裏面側スリット状光光源２ｂと、表面側撮像部３ａおよび裏面側撮像部３ｂとを、被測定物体１の真上または真下に配置せず、被測定物体１の斜め上方または斜め下方に配置するようにしたので、設置スペースが狭い環境においても適用できる形状測定装置を提供することができると共に、被測定物体１の下部に配置しないことにより、異物落下の影響を受けることなく、高い信頼性の形状測定装置を提供することができる。
【００３９】
また、実施の形態１の形状測定装置５０Ａによれば、先端部側スリット状光光源２ａおよび裏面側スリット状光光源２ｂと、表面側撮像部３ａおよび裏面側撮像部３ｂとを、被測定物体１の真上または真下に配置しないことにより、Ｃ形フレームの如き構造物が不要となるので、被測定物体１の温度が高温の場合においても、熱による膨張伸縮の影響を受けることなく、信頼性の高い形状測定装置を提供することができる。
【００４０】
また、実施の形態１の形状測定装置５０Ａによれば、被測定物体１に接触することなく、測定することができるので、被測定物体１に疵をつけることが無く、また、機器が磨耗したり損傷を受けたりすることが無いので、信頼性の高い形状測定装置を提供することができる。
【００４１】
また、実施の形態１の形状測定装置５０Ａによれば、先端部側スリット状光光源２ａおよび裏面側スリット状光光源２ｂと、表面側撮像部３ａおよび裏面側撮像部３ｂとを有するので、被測定物体１の幅方向に高分解能な形状測定装置を提供することができる。
【００４２】
実施の形態２．
次に、本発明に係る実施の形態２の形状測定装置５０Ｂを、図４、図５（ａ）〜（ｃ）、図６に基づいて説明する。
【００４３】
図４は、本発明に係る実施の形態２の形状測定装置５０Ｂの構成例を示す構成図である。
【００４４】
図４において、実施形態２の形状測定装置５０Ｂは、表面側スリット状光光源２ａと、裏面側スリット状光光源２ｂと、表面側ミラー８ａと、裏面側ミラー８ｂと、１台の撮像部３と、１台の座標変換部４と、断面厚み形状演算部５と、モニタ等の表示部６とを有する。
【００４５】
ここで、表面側スリット状光光源２ａおよび裏面側スリット状光光源２ｂは、実施の形態１の形状測定装置５０Ａと同様に、それぞれ、被測定物体１の搬送方向に対し垂直な平面内であって被測定物体１の斜め上方または斜め下方に配置され、その平面と平行に被測定物体１の表面１ａまたは裏面１ｂに対しスリット状光を照射するものである。
【００４６】
表面側ミラー８ａは、被測定物体１を介し先端部側スリット状光光源２ａと反対側となる被測定物体１の斜め上方であって、先端部側スリット状光光源２ａからのスリット状光の照射線上から搬送方向あるいはそれとは反対方向に所定の角度θａ２（図５（ｃ）参照）だけずれた位置に配置され、被測定物体１の表面１ａに照射され反射されたスリット状光を反射するものである。
【００４７】
裏面側ミラー８ｂは、被測定物体１を介し裏面側スリット状光光源２ｂと反対側となる被測定物体１の斜め下方方であって、裏面側スリット状光光源２ｂからのスリット状光の照射線上から搬送方向あるいはそれとは反対方向に所定の角度θｂ２（図５（ｃ）参照）だけずれた位置に配置され、被測定物体１の裏面１ｂに照射され反射されたスリット状光を反射するものである。
【００４８】
ハーフミラー９は、表面側ミラー８ａによって反射された被測定物体１の表面１ａからのスリット状光を透過する一方、裏面側ミラー８ｂによって反射された被測定物体１の裏面１ｂからのスリット状光を反射するものである。
【００４９】
撮像部３は、ハーフミラー９を透過した被測定物体１の表面１ａからのスリット状光と、ハーフミラー９を反射した被測定物体１の裏面１ｂからのスリット状光とを撮像するものである。
【００５０】
座標変換部５は、一の撮像部３が撮像した被測定物体表面１ａの撮像画像の座標および被測定物体裏面１ｂの撮像画像の座標を、一の撮像部３が表面側スリット状光光源２ａまたは裏面側スリット状光光源２ｂからの照射線上で撮像したように所定の角度θａ２，θｂ２だけ座標変換するものである。
【００５１】
断面厚み形状演算部６は、座標変換部５によって変換された被測定物体表面１ａの撮像画像の座標と、被測定物体裏面１ｂの撮像画像の座標とに基づいて、被測定物体１の断面厚み形状を演算するものである。
【００５２】
次に動作を説明する。
【００５３】
図４に示す実施の形態２の形状測定装置５０Ｂにおいて、２台の先端部側および裏面側スリット状光光源２ａ，２ｂは、実施の形態１の形状測定装置５０Ａと同様に、被測定物体１の表面１ａおよび裏面１ｂにスリット状光を照射する。
【００５４】
被測定物体１の表面１ａ上に照射されたスリット状光は、表面側ミラー８ａにて反射され、ハーフミラー９を透過して、撮像部３の撮像素子上に結像する。また、被測定物体１の裏面上に照射されたスリット状光も、同様に、裏面側ミラー８ａにて反射され、ハーフミラー９を反射して、被測定物体１表面のスリット状光と同一の表面側撮像部３ａおよび裏面側撮像部３ｂの撮像素子上に結像する。
【００５５】
座標変換部４は、撮像素子上に結像された被測定物体１の表面１ａ上のスリット状光の像と、被測定物体１ｂの裏面１ｂ上のスリット状光の像の座標とを、被測定物体１の測定範囲の座標に変換する。
【００５６】
断面厚み形状演算部５は、座標変換部４における座標変換結果から被測定物体１の断面形状を演算し、表示部６は、断面厚み形状演算部５からの断面形状演算結果を表示する。
【００５７】
図５（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、図４に示す実施の形態２の形状測定装置５０Ｂにおける光源や撮像部等の配置例を示す平面図（上方から見た状態）、背面図（搬送方向の後方から見た状態）、正面図（搬送方向と直角方向から見た状態）である。
【００５８】
図５（ａ）において、センターライン７は被測定物体１の幅方向の中心で搬送方向に仮定した中心線である。図５（ａ）に示すように、スリット状光光源２ａ，２ｂと、表面側撮像部３ａおよび裏面側撮像部３ｂは、センターライン７を含む被測定物体１に垂直な平面を介して反対側に配置される。また、図５（ｂ），（ｃ）に示すように、表面側ミラー８ａは表面側撮像部３ａに配置される一方、裏面側ミラー８ｂは裏面側撮像部３ｂ側に配置され、ハーフミラー９はほぼ被測定物体１と平行に設けられる。
【００５９】
先端部側および裏面側のスリット状光光源２ａ，２ｂは、被測定物体の搬送方向に対し平行な直線（例えばセンターライン７）と垂直な平面内に配置され、この平面内でスリット状光を被測定物体表面の幅方向へ照射する。そして、表面側撮像部３ａおよび裏面側撮像部３ｂは、図５（ａ），図５（ｃ）から分かるように、この平面から外れた位置に配置される。
【００６０】
図６は、本発明に係る実施の形態２の形状測定装置５０Ｂにおける座標変換前後の撮像結果の一例を示す説明図である。
【００６１】
図６において、３ａｂは、実施の形態２の形状測定装置５０Ｂにおける座標変換部４の座標変換前の被測定物体表面裏面撮像結果例を示しており、横方向は、被測定物体１の表面１ａの厚み方向の座標を表し、斜め軸方向は、被測定物体１の表面１ａの幅方向の座標を表している。そして、この被測定物体表面裏面撮像結果例３ａｂにおいて、３ａｂ１は、座標変換部４による座標変換前の被測定物体１の表面１ａのスリット状光画像を示しており、３ａｂ２は、座標変換部４による座標変換前の被測定物体１の裏面１ｂのスリット状光画像を示している。
【００６２】
また、図６において、４ａｂは、図６（ａ）に示す座標変換後の被測定物体表面裏面撮像結果例を示しており、横方向は、被測定物体１の裏面１ｂの幅方向を表し、縦方向は、被測定物体１の表面１ａの厚み方向を表している。そして、この座標変換後の被測定物体表面裏面撮像結果例４ａｂにおいて、４ａｂ１は、座標変換部４による座標変換後の被測定物体１の表面１ａのスリット状光画像を示しており、４ａｂ２は、座標変換部４による座標変換後の被測定物体１の裏面１ｂのスリット状光画像を示している。
【００６３】
そのため、断面厚み形状演算部５は、図６に示す座標変換結果例４ａｂにおける座標変換後の被測定物体１の表面１ａの表面スリット状光画像４ａｂ１の表面厚み方向座標と、座標変換後の被測定物体１の裏面１ｂの表面スリット状光画像４ａｂ２の表面厚み方向座標との差分から、被測定物体１の幅方向の断面厚み形状を演算し、その演算結果等を表示部６に表示することができる。
【００６４】
以上説明したように、実施の形態２の形状測定装置５０Ｂは、２台の先端部側スリット状光光源２ａおよび裏面側スリット状光光源２ｂと、表面側ミラー８ａと、裏面側ミラー８ｂと、ハーフミラー９と、１台の表面側撮像部３ａおよび裏面側撮像部３ｂとを有しており、１台の撮像部３に先端部側および裏面側の２つのスリット像を結像するように構成されているので、実施の形態１の形状測定装置５０Ａと同様に、設置スペースが狭い環境においても適用できる形状測定装置を提供することができると共に、異物落下の影響を受けることなく、高い信頼性の形状測定装置を提供することができ、またＣ形フレームの如き構造物が必要となり、被測定物体１の温度が高温の場合においても、熱による膨張伸縮の影響を受けることなく、さらに、被測定物体１に疵をつけることが無く、また、機器が磨耗したり損傷を受けたりすることが無いので、信頼性の高い形状測定装置を提供することができる。
【００６５】
特に、実施の形態２の形状測定装置５０Ｂによれば、表面側ミラー８ａと、裏面側ミラー８ｂと、ハーフミラー９とを用いることにより、１台の撮像部３および座標変換部４で済ますようにしたので、実施の形態１の形状測定装置５０Ａの例に比べ、撮像部３および座標変換部４の台数を削減することが可能となり、より安価で調整が容易な形状測定装置を提供することができる。
【００６６】
実施の形態３．
次に、本発明に係る実施の形態３の形状測定装置５０Ｃを、図７、図８（ａ）〜（ｃ）、図９に基づいて説明する。
【００６７】
図７は、本発明に係る実施の形態３の形状測定装置５０Ｃの構成例を示す構成図である。
【００６８】
図７において、実施の形態３の形状測定装置５０Ｃは、表面側スリット状光光源２ａと、表面側撮像部３ａと、裏面側スリット状光光源２ｂと、裏面側撮像部３ｂと、表面側座標変換部４ａと、裏面側座標変換部４ｂと、断面厚み形状演算部５と、モニタ等の表示部６と、基準板１０と、基準値演算部１１とを有する。なお、表面側座標変換部４ａと裏面側座標変換部４ｂとを合体させて１台の座標変換部により構成しても良い。つまり、実施の形態３の形状測定装置５０Ｃは、実施の形態１の形状測定装置５０Ａに対し、基準板１０と、基準値演算部１１とを追加したものである。そのため、図１に示す実施の形態１の形状測定装置５０Ａの構成と、同じ構成には、同一符号を付して説明を省略する。なお、このことは、他の実施の形態でも同様である。
【００６９】
ここで、基準板１０は、表面側スリット状光光源２ａおよび裏面側スリット状光光源２ｂ双方からのスリット状光が照射される範囲で、かつ、先端部側撮像部２ａおよび裏面側撮像部２ｂの撮像範囲に配置されるもので、その厚さ等の形状が既知のものである。
【００７０】
基準値演算部１１は、表面側座標変換部４ａによって変換された基準板表面１０ａの撮像画像の座標と、基準板裏面１０ｂの撮像画像の座標とに基づいて，基準板１０の厚みを演算すると共に、演算した基準板１０の厚みと、基準板１０の既知の厚みとの比率に基づいて補正値を演算するものである。
【００７１】
次に動作を説明する。
【００７２】
実施の形態３の形状測定装置５０Ｃでは、基準板１０は、２台の表面側スリット状光光源２ａおよび裏面側スリット状光光源２ｂの照射範囲で、かつ、２台の先端部側撮像部２ａおよび裏面側撮像部２ｂの撮像範囲に配置されているので、２台の表面側スリット状光光源２ａおよび裏面側スリット状光光源２ｂは、それぞれ、被測定物体１の表面１ａまたは裏面１ｂと、基準板１０の表面１０ａまたは裏面１０ｂにスリット状光を照射する。
【００７３】
そして、表面側撮像部３ａおよび裏面側撮像部３ｂは、それぞれ、被測定物体１の表面１ａまたは裏面１ｂと、基準板１０の表面１０ａまたは裏面１０ｂとに照射されたスリット状光をその照射方向に対し所定の角度だけ斜め方向から撮像する。
【００７４】
次に、表面側座標変換部４ａは、表面側撮像部３ａが撮像した被測定物体表面１ａおよび基準板表面１０ａの撮像画像の座標を、ぞれぞれ、表面側撮像部３ａが表面側スリット状光光源２ａからの照射線上で撮像したように所定の角度θａ１（図８（ｃ）参照）だけ座標変換する。
【００７５】
また、裏面側座標変換部４ｂは、裏面側撮像部３ｂが撮像した被測定物体裏面１ｂおよび基準板裏面１０ｂの撮像画像の座標を、ぞれぞれ、裏面側撮像部３ｂが裏面側スリット状光光源２ｂからの照射線上で撮像したように所定の角度θｂ１（図２（ｃ）参照）だけ座標変換する。
【００７６】
基準値演算部１１は、表面側座標変換部４ａおよび裏面側座標変換部４ｂによって変換された基準板表面１０ａの撮像画像の座標と、基準板裏面１０ｂの撮像画像の座標とに基づいて，基準板１０の厚みを演算すると共に、演算した基準板１０の厚みと基準板１０の既知の厚みとの比率に基づいて補正値を演算する。
【００７７】
断面厚み形状演算部５は、表面側座標変換部４ａおよび裏面側座標変換部４ｂによって変換された被測定物体表面１ａの撮像画像の座標と、被測定物体裏面１ｂの撮像画像の座標とに基づいて、被測定物体１の断面形状を演算すると共に、演算した被測定物体１の断面形状を，基準値演算部１１からの補正値によって補正する。
【００７８】
そして、表示部６は、断面厚み形状演算部５からの断面形状演算結果を表示する。
【００７９】
図８（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、図７に示す実施の形態３の形状測定装置５０Ｃにおける光源や撮像部等の配置例を示す平面図（上方から見た状態）、背面図（搬送方向の後方から見た状態）、正面図（搬送方向と直角方向から見た状態）である。
【００８０】
図８（ａ）において、センターライン７は、被測定物体１の幅方向の中心で搬送方向に仮定した中心線である。また、図８（ａ）に示すように、スリット状光光源２ａ，２ｂと、表面側撮像部３ａおよび裏面側撮像部３ｂとは、センターライン７を含む被測定物体１に垂直な平面を介して反対側に配置される。なお、図８（ｂ），図８（ｃ）に示すように、スリット状光光源２ａ，２ｂと表面側撮像部３ａおよび裏面側撮像部３ｂとは、それぞれ、被測定物体１の両側に設けられる一方、基準板１０は、表面側スリット状光光源２ａおよび裏面側スリット状光光源２ｂ双方からのスリット状光が照射される範囲で、かつ、先端部側撮像部２ａおよび裏面側撮像部２ｂの撮像範囲であって、表面側スリット状光光源２ａおよび裏面側スリット状光光源２ｂ双方からの照射方向に対し所定の角度θａ１，θｂ１だけ傾斜した位置に配置されている。
【００８１】
図９は、本発明に係る実施の形態３の形状測定装置５０Ｃにおける座標変換前後の撮像結果の一例を示す説明図である。
【００８２】
つまり、図９において、３ａ３は、表面側座標変換部４ａによる座標変換前の表面側撮像部３ａによる被測定物体１による被測定物体表面及び基準板表面撮像結果例を示しており、３ｂ３は、裏面側座標変換部４ｂによる座標変換前の裏面側撮像部３ｂによる被測定物体裏面及び基準板裏面撮像結果例を示している。
【００８３】
そして、これら被測定物体表面及び基準板表面撮像結果例３ａ３および被測定物体表面及び基準板表面撮像結果例３ｂ３において、横方向は、被測定物体１の表面または裏面の厚み方向の座標を表し、斜め方向の軸は、被測定物体１の幅方向の座標を表している。
【００８４】
また、図３に示す実施の形態１の表面撮像結果例３ａ１および裏面撮像結果例３ｂ１とは異なり、図９に示す実施の形態３の被測定物体表面及び基準板表面撮像結果例３ａ３および被測定物体表面及び基準板表面撮像結果例３ｂ３では、それぞれ、表面スリット状光画像３ａ３１および裏面スリット状光画像３ｂ３１以外に、さらに、座標変換前の基準板表面スリット状光画像３ａ３２および基準板裏面スリット状光画像３ｂ３２が含まれている。
【００８５】
また、図９において、４ａ３は、表面側座標変換部４ａによる座標変換後の被測定物体表面及び基準板表面撮像結果例を示しており、４ｂ３は、裏面側座標変換部４ｂによる座標変換後の被測定物体裏面及び基準板裏面撮像結果例を示している。そして、これら座標変換後の被測定物体表面及び基準板表面撮像結果例４ａ３および被測定物体裏面及び基準板裏面撮像結果例４ｂ３において、横方向は、被測定物体１の幅方向の座標を表し、縦方向は、被測定物体１の先端部側または裏面側の厚み方向の座標を示している。そして、図３に示す実施の形態１の座標変換後の被測定物体表面撮像結果例４ａ１および被測定物体裏面撮像結果例４ｂ１とは異なり、図９に示す被測定物体表面及び基準板表面撮像結果例４ａ３および被測定物体裏面及び基準板裏面撮像結果例４ｂ３では、それぞれ、座標変換後の表面スリット状光画像４ａ３１および裏面スリット状光画像４ｂ３１以外に、さらに、座標変換後の基準板表面スリット状光画像４ａ３２および基準板裏面スリット状光画像４ｂ３２が含まれている。
【００８６】
そのため、基準値演算部１１は、図９に示す座標変換後の基準板表面スリット状光画像４ａ３２の座標と、基準板裏面スリット状光画像４ｂ３２の座標との差分等に基づいて，基準板１０の厚みを演算すると共に、演算した基準板１０の厚みと基準板１０の既知の厚みとの比率に基づいて表面スリット状光画像４ａ３１および裏面スリット状光画像４ｂ３１を補正するための補正値を演算する。
【００８７】
そして、断面厚み形状演算部５は、座標変換後の表面スリット状光画像４ａ３１の座標と、裏面スリット状光画像４ｂ３１の座標との差分等に基づいて、被測定物体１の断面厚み形状を演算すると共に、演算した被測定物体１の断面形状を基準値演算部１１からの補正値によって補正し、表示部６が断面厚み形状演算部５からの断面形状演算結果を表示する。
【００８８】
以上説明したように、実施の形態３の形状測定装置５０Ｃは、実施の形態１，２の形状測定装置５０Ａ，５０Ｂと同様に、先端部側スリット状光光源２ａおよび裏面側スリット状光光源２ｂと、表面側撮像部３ａおよび裏面側撮像部３ｂとを、被測定物体１の真上または真下に配置していないので、設置スペースが狭い環境においても適用できる形状測定装置を提供することができると共に、異物落下の影響を受けることなく、高い信頼性の形状測定装置を提供することができ、またＣ形フレームの如き構造物が必要となり、被測定物体１の温度が高温の場合においても、熱による膨張伸縮の影響を受けることなく、さらに、被測定物体１に疵をつけることが無く、また、機器が磨耗したり損傷を受けたりすることが無いので、信頼性の高い形状測定装置を提供することができる。
【００８９】
特に、実施形態３の形状測定装置５０Ｃは、基準板１０と、基準値演算部１１とを有し、基準板１０は、表面側スリット状光光源２ａおよび裏面側スリット状光光源２ｂ双方からのスリット状光が照射される範囲で、かつ、先端部側撮像部２ａおよび裏面側撮像部２ｂの撮像範囲に配置するようにしたので、基準板１０による測定結果に基づいて補正をする際に、従来装置のような基準板移動機構等が不要となり、この点でも、安価な形状測定装置を提供することができる。
【００９０】
また、従来装置では、基準板移動機構を用いた補正動作を、被測定物体１の測定中に実行することはできないが、本実施形態３の形状測定装置５０Ｃでは、被測定物体１を測定中でも、断面厚み形状演算部５は、演算した被測定物体１の断面形状を基準板１０による測定結果に基づいて補正動作を実行できるので、補正の精度が向上し、高精度な形状測定装置を提供することができる。
【００９１】
また、実施形態３の形状測定装置５０Ｃによれば、基準板移動機構が不要となるので、基準板移動機構が故障することもなくなり、操業行為を中断することないので、他設備に悪影響を及ぼさない形状測定装置を提供することができる。
【００９２】
実施の形態４．
次に、本発明に係る実施の形態４の形状測定装置５０Ｄについて、図１０、図１１（ａ）〜（ｃ）に基づいて説明する。
【００９３】
図１０は，本発明に係る実施の形態４の形状測定装置５０Ｄの構成例を示す構成図である。
【００９４】
図１０において、実施形態４の形状測定装置５０Ｄは、複数台（ここでは、例えば、説明の便宜上、３台とする）の被測定物体有無検知部１４ａ〜１４ｃと、パルス信号発生部１５と、光源１８と、撮像部３と、座標変換部４と、長さ形状演算部１６と、モニタ等の表示部６とを有する。なお、裏面側に、複数台の被測定物体有無検知部１４ａ〜１４ｃや、光源１８、撮像部３等を設けるようにしても勿論よい。
【００９５】
ここで、図１０において、Ｌ０は、光源１８と被測定物体有無検知部１４ａとの距離であり、Ｌ２は、被測定物体有無検知部１４ａと被測定物体有無検知部１４ｂとの距離、Ｌ１は、被測定物体有無検知部１４ｂと被測定物体有無検知部１４ｃとの距離で、それぞれ、既知の値として、長さ演算部１６に記憶されている。
【００９６】
被測定物体有無検知部１４ａ〜１４ｃは、被測定物体１の搬送方向に対し所定の間隔を空けて平行に配置されるもので、搬送方向に対し垂直な方向で被測定物体１の表面１ａ上にセンシング信号を出力して、被測定物体有無検知部１４ａ〜１４ｃの真下を被測定物体１が通過するか否かを検知するものである。
【００９７】
パルス信号発生部１５は、被測定物体有無検知部１４ａ〜１４ｃそれぞれが被測定物体１が真下を通過する際、被測定物体１の無し状態から有り状態を検知した時と、または被測定物体１の有り状態から無し状態を検知した時とに、パルス信号を発生して駆動信号として、被測定物体有無検知部１４ａ〜１４ｃおよび光源１８に対し送信するものである。
【００９８】
光源１８は、被測定物体１の上方に配置され、パルス信号発生部１５からのパルス信号に基づいて被測定物体１の表面１ａを照射するものである。
【００９９】
撮像部３は、被測定物体１の上方であって光源１８に重ならない位置に配置され、パルス信号発生部１５からのパルス信号に基づいて、光源１８によって被測定物体１の表面１ａに照射された照射光を撮像するものである。
【０１００】
座標変換部４は、撮像部３が撮像した被測定物体表面１ａの撮像画像の座標を、撮像部３が光源１８からの照射線上で撮像したように変換するものである。
【０１０１】
長さ形状演算部１６は、座標変換部４によって座標が変換された光源２がパルス点灯した時の撮像部３の撮像結果に基づいて、被測定物体1の搬送方向の端部位置を検出し、被測定物体1の長さ形状を演算するものである。
【０１０２】
次に動作を説明する。
【０１０３】
図１０に示すように、実施の形態４の形状測定装置５０Ｄでは、被測定物体有無検知部１４ａ〜１４ｃは、それぞれの検知範囲に被測定物体１が進入すると、これを検知してパルス信号発生部１５に信号を送信する。なお、被測定物体有無検知部１４ａ〜１４ｃそれぞれからの検知範囲から被測定物体１が通り過ぎた場合も、これを検知してパルス信号発生部１５に信号を送信する。
【０１０４】
すると、パルス信号発生部１５は、被測定物体有無検知部１４ａ〜１４ｃそれぞれからの検知信号を受信して、光源１８および撮像部３に対し、所定の時間だけ点灯および撮影させるためのパルス信号を送信する。
【０１０５】
光源１８は、パルス信号発生部１５からのパルス信号を受けて、被測定物体１を所定の時間照射する一方、撮像部３は、パルス信号発生部１５からのパルス信号を受けて、被測定物体１に照射された光を撮像する。
【０１０６】
そして、座標変換部４は、撮像部３の撮像結果を、撮像部３が撮像部３からの照射線上から撮影したように、搬送方向の長さと、搬送方向とは垂直方向である幅方向の長さの座標を座標変換する。
【０１０７】
長さ形状演算部１６は、座標変換部４によって座標変換された撮像結果から被測定物体１の長さ形状を演算し、表示部６は、その長さ形状の演算結果を表示する。
【０１０８】
図１１は、実施の形態４の形状測定装置５０Ｄによる撮像結果の一例を示す説明図である。
【０１０９】
図１１において、１７ａは、被測定物体有無検知部１４ａが被測定物体１の無し状態から有り状態を検知し、パルス信号発生部１５からパルス信号が発生した時点における撮像部３が撮像した被測定物体１の撮像画像例を示しており、被測定物体１の先端部画像１７ａ１が含まれている。
【０１１０】
また、図１１において、１７ｂは、被測定物体有無検知部１４ｂが被測定物体１の無し状態から有り状態を検知し、パルス信号発生部１５からパルス信号が発生した時点における撮像部３が撮像した被測定物体１の撮像画像例を示しており、被測定物体１の中央部画像１７ｂ１が含まれている。
【０１１１】
また、図１１において、１７ｃは、被測定物体有無検知部１４ｃが被測定物体１の無し状態から有り状態を検知し、パルス信号発生部１５からパルス信号が発生した時点における撮像部３が撮像した被測定物体１の撮像画像例を示しており、被測定物体１の後端部画像１７ｃ１が含まれている。
【０１１２】
なお、図１０の場合と同様に、図１１において、Ｌ０は、光源１８または撮像部３と、被測定物体有無検知部１４ａとの距離、Ｌ１は、被測定物体有無検知部１４ｂと被測定物体有無検知部１４ｃとの距離、Ｌ２は、被測定物体有無検知部１４ａと被測定物体有無検知部１４ｂとの距離で、これらＬ０，Ｌ１、Ｌ２の距離は、既知の値として、長さ演算部１６に記憶されている。そして、さらに、図１１において、Ｌｘは、被測定物体有無検知部１４ｃが被測定物体１の無し状態から有り状態を検知したパルス点灯発生時の撮像画像例１７ｃにおける、被測定対象物１の後端部位置と、撮像部３の視野の直下における被測定物体１の位置との距離として演算される。
【０１１３】
その結果、長さ形状演算部１６は、撮像部３が撮像した被測定物体１の撮像画像例１７ａ〜１７ｃに基づいて、被測定物体１の搬送方向における基準長さＬを、Ｌ０＋Ｌ１＋Ｌ２±Ｌｘとして演算することができる。
【０１１４】
また、長さ形状演算部１６は、この被測定物体１の搬送方向における基準長さＬを基準として、搬送方向とは垂直方向となる被測定物体１の幅方向の長さや、被測定物体１の傾きを、被測定物体１の先端部のパルス点灯発生時撮像画像例１７ａや、後端部のパルス点灯発生時撮像画像例１７ｃとにおける幅などから演算することができる。
【０１１５】
以上説明したように、実施形態４の形状測定装置５０Ｄは、撮像部３が撮像したパルス点灯発生時撮像画像例１７ａとパルス点灯発生時撮像画像例１７ｃの先端部画像と後端部画像から被測定物体１の形状を演算し、その基準位置から被測定物体１の長さを演算することによって、被測定物体１が斜行して、被測定物体１の先端部または後端部の形状が矩形では無い場合でも、正確な被測定物体１の長さを測定する形状測定装置を提供することができる。
【０１１６】
また、実施形態４の形状測定装置５０Ｄによれば、被測定物体１の幅方向の長さ形状を測定する形状測定装置を供給することができる。
【０１１７】
実施の形態５．
次に、実施の形態５の形状測定装置５０Ｅについて、図１２、図１３（ａ）〜（ｃ）、図１４に基づいて説明する。
【０１１８】
実施の形態４の形状測定装置５０Ｄでは、図１１に示すような被測定物体１の先端部のパルス点灯発生時撮像画像例１７ａおよび後端部のパルス点灯発生時撮像画像例１７ｂの形状を演算するために、光源１８と、撮像部３とを用いた場合について述べたが、この実施の形態５の形状測定装置５０Ｅでは、光源１８と撮像部３の代わりに、図１２、図１３（ａ）〜（ｃ）、図１４に示すように、先端部側スリット状光光源２ｃと、後端部側スリット状光光源２ｄと、先端部側撮像部３ｃと、後端部側撮像部３ｄとを設けたことを特徴としている。
【０１１９】
図１２は、実施形態５の被測定物体１の先端部または後端部の形状を測定する形状測定装置５０Ｅの構成図である。
【０１２０】
図１２において、実施の形態５の形状測定装置５０Ｅは、先端部側スリット状光光源２ｃと、後端部側スリット状光光源２ｄと、先端部側撮像部３ｃと、後端部側撮像部３ｄと、先端部側座標変換部４ｃと、後端部側座標変換部４ｄと、先端部側形状演算部１３ｃと、後端部側形状演算部１３ｄと、表示部６とを有する。なお、先端部側座標変換部４ｃと後端部側座標変換部４ｄは、１台の座標変換部により構成しても良いし、同様に、先端部側形状演算部１３ｃと後端部側形状演算部１３ｄも、１台の形状演算部により構成するようにしても勿論良い。
【０１２１】
ここで、先端部側スリット状光光源２ｃは、被測定物体１と同一平面内であって被測定物体１に当たらない位置に配置され、その平面と平行に被測定物体１の先端部１ｃに対しスリット状光を照射するものである。
【０１２２】
後端部側スリット状光光源２ｄは、被測定物体１と同一平面内であって被測定物体１に当たらない位置であって、被測定物体１の搬送方向に沿って先端部側スリット状光光源２ｃより後方の位置に配置され、その平面と平行に被測定物体１の後端部１ｄに対しスリット状光を照射するものである。
【０１２３】
先端部側撮像部３ｃは、被測定物体１を介し先端部側スリット状光光源２ｃと反対側であって被測定物体１に当たらない被測定物体１の斜め上方または斜め下方の位置に配置され、被測定物体１の先端部に照射されたスリット状光をその照射方向に対し所定の角度θ５（図３（ｂ）参照）だけ斜め方向から撮像するものである。
【０１２４】
後端部側撮像部３ｄは、被測定物体１を介し後端部側スリット状光光源２ｄと反対側であって、被測定物体１の搬送方向に沿って先端部側撮像部３ｃより後方、かつ、被測定物体１に当たらない被測定物体１の斜め上方または斜め下方の位置に配置され、被測定物体１の後端部１ｄに照射されたスリット状光をその照射方向に対し所定の角度角度θ５（図３（ｂ）参照）だけ斜め方向から撮像する後端部側撮像部と、
先端部側座標変換部４ｃは、先端部側撮像部３ｃが撮像した被測定物体先端部１ｃの撮像画像の座標を、先端部側撮像部３ｃが先端部側スリット状光光源２ｃからの照射線上で撮像したように所定の角度角度θ５（図３（ｂ）参照）だけ座標変換するものである。
【０１２５】
後端部側座標変換部４ｄは、後端部側撮像部３ｄが撮像した被測定物体後端部１ｄの撮像画像の座標を、後端部側撮像部３ｄが後端部側スリット状光光源２ｄからの照射線上で撮像したように所定の角度角度θ５（図３（ｂ）参照）だけ座標変換するものである。
【０１２６】
先端部側形状演算部１３ｃは、先端部側座標変換部４ｃによって座標変換された被測定物体先端部１ｃの撮像画像の座標に基づいて、前記被測定物体先端部の形状を演算するものである。
【０１２７】
後端部側形状演算部１３ｄは、後端部側座標変換部４ｄによって座標変換された被測定物体後端部１ｄの撮像画像の座標に基づいて、被測定物体後端部１ｄの形状を演算するものである。
【０１２８】
図１３（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、実施の形態５の形状測定装置５０Ｅにおける光源や撮像部等の配置例を示す平面図（上方から見た状態）、背面図（搬送方向の後方から見た状態）、正面図（搬送方向と直角方向から見た状態）である。
【０１２９】
次に動作を説明すると、実施の形態５の形状測定装置５０Ｅでは、図１２、図１３（ａ）〜（ｃ）、図１４に示すように、先端部側スリット状光光源２ｃおよび後端部側スリット状光光源２ｄが、それぞれ、被測定物体１の先端部側面１ｃまたは後端部側面１ｄに照射する。先端部側スリット状光光源２ｃおよび後端部側スリット状光光源２ｄは、被測定物体１１の先端部側面１ｃまたは後端部側面１ｄに照射されたスリット状光をその照射方向に対し所定の角度θ５だけ斜め方向から撮像する。
【０１３０】
図１４（ａ）〜（ｄ）は、それぞれ、実施の形態５の形状測定装置５０Ｅにおける座標変換前後の撮像結果の一例を示す説明図である。
【０１３１】
つまり、図１４において、３ｃ１は、先端部側座標変換部４ｃによる座標変換前の表面側撮像部３ａによる被測定物体先端側面撮像結果例を示しており、この座標変換前の被測定物体先端側面撮像結果例３ｃ１には、被測定物体１の先端側面１ｃに照射された先端側面スリット状光画像３ｃ１１が含まれている。
【０１３２】
また、３ｄ１は、後端部側座標変換部４ｄによる座標変換後の後端側側撮像部３ｄによる被測定物体後端側面撮像結果例を示しており、この座標変換後の被測定物体後端側面撮像結果例３ｄ１には、被測定物体１の後端側面１ｄに照射された後端側面スリット状光画像３ｄ１１が含まれている。
【０１３３】
また、４ｃ１は、被測定物体先端側面撮像結果例３ｃ１を先端部側座標変換部４ｃによって所定の角度θ５だけ座標変換した被測定物体先端側面撮像結果例４ｃ１を示しており、この座標変換前の被測定物体先端側面撮像結果例４ｃ１には、座標変換後の先端側面スリット状光画像４ｃ１１が含まれている。
【０１３４】
また、４ｄ１は、被測定物体後端側面撮像結果例３ｄ１を後端部側座標変換部４ｄによって所定の角度θ５だけ座標変換した被測定物体後端側面撮像結果例４ｄ１を示しており、この座標変換後の被測定物体後端側面撮像結果例４ｄ１には、座標変換後の後端側面スリット状光画像４ｄ１１が含まれている。
【０１３５】
そして、先端部側形状演算部１３ｃと後端部側形状演算部１３ｄとは、それぞれ、先端部側座標変換部４ｃによって所定の角度θ５だけ座標変換した座標変換後の被測定物体先端側面撮像結果例４ｃ１と、端部側座標変換部４ｄによって所定の角度θ５だけ座標変換した座標変換後の被測定物体後端側面撮像結果例４ｄ１とから、被測定物体１の先端部または後端部の異形長さを演算することができ、その結果を、表示部６に表示することができる。
【０１３６】
従って、実施の形態５の形状測定装置５０Ｅによっても、図１２、図１３（ａ）〜（ｃ）、図１４に示すように、先端部側スリット状光光源２ｃと、後端部側スリット状光光源２ｄと、先端部側撮像部３ｃと、後端部側撮像部３ｄと、先端部側座標変換部４ｃと、後端部側座標変換部４ｄと、先端部側形状演算部１３ｃと、後端部側形状演算部１３ｄとを用いたことにより、被測定物体１の先端部または後端部の異形長さ等を正確に求めることができる。
【０１３７】
実施の形態６．
次に、本発明に係る実施の形態６の形状測定装置５０Ｆを，図１５、図１６（ａ）〜（ｃ）、図１７に基づいて説明する。
【０１３８】
図１５は、本発明の実施の形態６の形状測定装置５０Ｆの構成例を示す構成図である。
【０１３９】
図１５において、実施の形態６の形状測定装置５０Ｆは、２つの表面側スリット状光光源２ａ１，２ａ２と、１台の表面側撮像部３ａと、１台の表面側座標変換部４ａと、凹凸形状演算部１２と、表示部６とを有する。なお、被測定物体１の裏面側に同様のスリット状光光源や撮像部等を構成するようにしても勿論よい。
【０１４０】
ここで、２つの表面側スリット状光光源２ａ１，２ａ２は、それぞれ、被測定物体１の搬送方向に対し垂直な平面内であって被測定物体１の斜め上方に搬送方向に初手間隔を空けて配置され、その平面と平行に被測定物体１の表面１ａに対し２本のスリット状光２ａ１Ｌ，２ａ２Ｌを照射するものである。
【０１４１】
表面側撮像部３ａは、被測定物体１を介し２つの表面側スリット状光光源２ａ１，２ａ２と反対側となる被測定物体１の斜め上方であって、２つの表面側スリット状光光源２ａ１，２ａ２からのスリット状光２ａ１Ｌ，２ａ２Ｌの照射方向に対し所定の角度θａ６（図１６（ｃ）参照）だけ被測定物体１の搬送方向あるいはそれとは反対方向にずれた位置に配置され、被測定物体１の表面上１ａに照射された２つのスリット状光２ａ１１，２ａ２１をその照射方向に対し所定の角度だけ斜め方向から撮像するものである。
【０１４２】
表面側座標変換部４ａは、表面側撮像部３ａが撮像した被測定物体表面１ａの２つの撮像画像の座標を、ぞれぞれ、表面側撮像部３ａが２つの表面側スリット状光光源２ａ１，２ａ２からの照射線上で撮像したように所定の角度θａ６（図１６（ｃ）参照）だけ座標変換するものである。
【０１４３】
凹凸形状演算部１２は、表面側座標変換部４ａによって変換された被測定物体表面１ａの２つの撮像画像の座標に基づいて、被測定物体表面１ａの凹凸形状を演算するものである。
【０１４４】
表示部６は、凹凸形状演算部１２によって演算された凹凸形状演算結果を表示するものである。
【０１４５】
図１６（ａ）は、図１５に示す実施の形態６の形状測定装置５０Ｆにおける光源や撮像部等の配置例を示す平面図（上方から見た状態）である。図１６（ｂ）は、図１５に示す実施の形態６の形状測定装置５０Ｆの背面図（搬送方向の後方から見た状態）である。図１６（ｃ）は、図１５に示す実施の形態６の形状測定装置５０Ｆの正面図（搬送方向と直角方向から見た状態）である。
【０１４６】
図１６（ａ）において、センターライン７は被測定物体１の幅方向の中心で搬送方向に仮定した中心線である。図１６（ａ）において、二つのスリット状光光源２ａ，２ｂと、表面側撮像部３ａは、センターライン７を含む被測定物体１に垂直な平面を介して反対側に配置される。
【０１４７】
２つの表面側スリット状光光源２ａ１，２ａ２は、被測定物体１の搬送方向に対し平行な直線（例えばセンターライン７）と垂直な平面内に配置され、この平面内で二つのスリット状光を所定の搬送方向に間隔を置いて平行に、被測定物体表面の幅方向へ照射する。そして、表面側撮像部３ａは、図１６（ａ），図１６（ｃ）から分かるように、この平面から外れた位置であって、２つの表面側スリット状光光源２ａ１，２ａ２からの照射線に対し所定の角度θａ６（図１６（ｃ）参照）だけはずれた位置に配置される。
【０１４８】
図１７は、本発明に係る実施の形態６の形状測定装置５０Ｆによる撮像結果と座標変換結果の一例を示す説明図である。
【０１４９】
つまり、図１７において、３ａ６は、座標変換部４による座標変換前の撮像部３による被測定物体表面撮像結果例を示し、この座標変換前の被測定物体表面撮像結果例３ａ６の横方向は、被測定物体１の凹凸高さ方向の座標を表し、その斜め軸方向は、被測定物体１の幅方向の座標を表している。そして、この座標変換前の被測定物体表面撮像結果例３ａ６には、２つの表面側スリット状光光源２ａ１，２ａ２が照射した座標変換前の表面スリット状光画像３ａ６１，３ａ６２が含まれている
また、図１７において、４ａ６は、被測定物体表面撮像結果例３ａ６を座標変換部４によって座標変換した座標変換後の被測定物体表面撮像結果例を示しており、この座標変換後の被測定物体表面撮像結果例４ａ６の横方向は，被測定物体１の幅方向の座標を表し、その縦方向は被測定物体１の凹凸高さ方向の座標を表している。そして、この座標変換後の被測定物体表面撮像結果例４ａ６には、座標変換後の表面スリット状光画像４ａ６１，４ａ６２が含まれている
凹凸形状演算部１２は、一定周期毎に、座標変換後の被測定物体表面撮像結果４ａ６内の表面スリット状光画像４ａ６１，４ａ６２の座標を基に、次のようにして被測定物体１の凹凸形状を演算する。
【０１５０】
ここで、凹凸形状演算部１２における被測定物体１の凹凸形状の演算方法を説明すると、一定周期時間をΔｔ、幅方向座標をｗｉ、搬送方向座標ｆｉとすると、被測定物体１の凹凸形状分布は、ｈ（ｔ，ｗ，ｆ）の関数で表される。
【０１５１】
例えば、時刻ｔ１における被測定物体表面撮像結果４ａ６内の表面スリット状光画像４ａ６１は、ｈ（ｔ１，ｗ，ｆ１）、被測定物体表面撮像結果４ａ６内のリット状光の撮像結果４ａ６２は、ｈ（ｔ１，ｗ，ｆ１＋Δｆ）で表される。
【０１５２】
ここで，ｗは幅方向の任意の位置とする。被測定物体表面撮像結果４ａ６内の部分凹凸形状をΔＨとすると、部分凹凸形状ΔＨは、
ΔＨ（ｗ，ｆ１）＝ｈ（ｔ１，ｗ，ｆ１＋Δｆ）−ｈ（ｔ１，ｗ，ｆ１）
ΔＨ（ｗ，ｆ２）＝ｈ（ｔ２，ｗ，ｆ２＋Δｆ）−ｈ（ｔ２，ｗ，ｆ２）
ΔＨ（ｗ，ｆｎ）＝ｈ（ｔｎ，ｗ，ｆｎ＋Δｆ）−ｈ（ｔｎ，ｗ，ｆｎ）
というように、時刻ｔに対し無関係に、被測定物体の幅方向座標ｗと搬送方向座標ｆｎにおける被測定物体１の部分凹凸形状ΔＨが求まる。
【０１５３】
そして、ΔＨを搬送方向に積算していくと、Ｈ（ｗ，ｆｎ）が得られ、振動に影響しない凹凸形状が得られる。
【０１５４】
以上説明したように、実施形態６の形状測定装置５０Ｆは、２つの表面側スリット状光光源２ａ１，２ａ２と、１台の表面側撮像部３ａと、１台の表面側座標変換部４ａと、凹凸形状演算部１２と、表示部６とを有するので、上述のようにして振動に影響しない凹凸形状を得ることが可能となり、安価な凹凸形状測定装置を提供することができる。
【０１５５】
実施の形態７．
次に、本発明に係る実施の形態７の形状測定装置５０Ｇを、図１８、図１９（ａ）〜（ｃ）、図２０に基づいて説明する。
【０１５６】
図１８は、本発明に係る実施の形態７の形状測定装置５０Ｇの構成例を示す構成図である。
【０１５７】
図１８において、実施の形態７の形状測定装置５０Ｇは、２つの表面側スリット状光光源２ａ１，２ａ２と、表面側撮像部３ａと、表面側座標変換部４ａと、裏面側スリット状光光源２ｂと、裏面側撮像部３ｂと、裏面側座標変換部４ｂと、断面厚み形状演算部５と、凹凸形状演算部１２と、表示部６とを有する。つまり、実施の形態７の形状測定装置５０Ｇは、図１に示す実施の形態１の形状測定装置５０Ａと、図１５に示す実施形態６の形状測定装置５０Ｆとを合体したものである。
【０１５８】
つまり、２つの表面側スリット状光光源２ａ１，２ａ２は、被測定物体１の表面１ａの所定の間隔を置いて２箇所、スリット状光２ａ１Ｌ，２ａ２Ｌを照射する一方、裏面側スリット状光光源２ｂは、被測定物体１の裏面１ｂにスリット状光２ｂＬを照射するものである。
【０１５９】
表面側撮像部３ａおよび裏面側撮像部３ｂは、被測定物体１の表面１ａおよび裏面１ｂに照射された３つのスリット状光２ａ１Ｌ，２ａ２Ｌ，２ｂＬを、その照射方向に対し所定の角度だけ斜め方向から撮像するものである。
【０１６０】
表面側座標変換部４ａと、裏面側座標変換部４ｂとは、それぞれ、そららの撮像素子上の座標を、所定の角度θａ７、θｂ７（図１９（ｃ）参照）だけ座標変換して、被測定物体１の測定範囲の座標に変換するものである。
【０１６１】
断面厚み形状演算部５は、座標変換部４における座標変換結果から被測定物体１の断面形状を演算するものである。
【０１６２】
凹凸形状演算部１２は、前記座標演算結果から凹凸形状を演算するものである。
【０１６３】
表示部６は、凹凸形状演算部１２からの凹凸演算結果と、断面厚み形状演算部５からの断面形状演算結果とを表示するものである。
【０１６４】
図１９（ａ）は、図１８に示す実施の形態７の形状測定装置５０Ｇにおける光源や撮像部等の配置例を示す平面図（上方から見た状態）である。図１９（ｂ）は、図１８に示す実施の形態７の形状測定装置５０Ｇの背面図（搬送方向の後方から見た状態）である。図１９（ｃ）は、図１８に示す実施の形態７の形状測定装置５０Ｇの正面図（搬送方向と直角方向から見た状態）である。
【０１６５】
図１９（ａ）において、センターライン７は被測定物体１の幅方向の中心で搬送方向に仮定した中心線である。また、図１９（ａ）に示すように、２つの表面側スリット状光光源２ａ１，２ａ２と表面側撮像部３ａは、センターライン７を含む被測定物体１に垂直な平面を介して反対側に配置される。なお、裏面側スリット状光光源２ｂと裏面側撮像部３ｂも、同様にセンターライン７を含む被測定物体１に垂直な平面を介して反対側に配置される。
【０１６６】
そして、２つの表面側スリット状光光源２ａ１，２ａ２と、裏面側スリット状光光源２ｂとは、それぞれ、被測定物体１の搬送方向に対し平行な直線（例えばセンターライン７）と垂直な平面内で、スリット状光２ａ１Ｌ，２ａ２Ｌ，２ｂＬを、被測定物体１の表面１ａまたは裏面１ｂの幅方向へ照射する。そして、表面側撮像部３ａと、裏面側撮像部３ｂとは、図１９（ａ），図１９（ｃ）から分かるように、この平面から外れた位置に配置され、２つの表面側スリット状光光源２ａ１，２ａ２と、裏面側スリット状光光源２ｂからの照射方向に対し、所定の角度だけ傾斜した角度から被測定物体１の表面１ａまたは裏面１ｂに照射されたスリット状光を撮像する。
【０１６７】
図２０は、本発明に係る実施の形態７の形状測定装置５０Ｇによる撮像結果の一例を示す説明図である。
【０１６８】
実施の形態７の形状測定装置５０Ｇは、図１に示す実施の形態１の形状測定装置５０Ａと、図１５に示す実施形態６の形状測定装置５０Ｆとを合体したものであるので、図２０に示す座標変換前後の被測定物体表面撮像結果例３ａ６，４ａ６は、図１７に示す実施の形態６の形状測定装置５０Ｆによる座標変換前後の被測定物体表面撮像結果例３ａ６，４ａ６と同じである。
【０１６９】
つまり、図２０において、３ａ６は、座標変換前の撮像部３による被測定物体表面撮像結果例を示し、この被測定物体表面撮像結果例３ａ６の横方向は、被測定物体１の凹凸高さ方向び座標を表し、その斜め軸方向は、被測定物体１の幅方向の座標を表している。そして、この座標変換前の被測定物体表面撮像結果例３ａ６には、２つの表面側スリット状光光源２ａ１，２ａ２が照射した表面スリット状光画像３ａ６１，３ａ６２が含まれている
また、図２０において、４ａ６は、座標変換前の被測定物体表面撮像結果例３ａ６を座標変換部４によって座標変換した座標変換後の被測定物体表面撮像結果例を示しており、この被測定物体表面撮像結果例４ａ６の横方向は，被測定物体１の幅方向の座標を表し、その縦方向は被測定物体１の凹凸高さ方向の座標を表している。そして、この座標変換後の被測定物体表面撮像結果例４ａ６には、２つの表面側スリット状光光源２ａ１，２ａ２が照射した表面スリット状光画像４ａ６１，４ａ６２が含まれている。
【０１７０】
また、図２０において、３ｂ１は、裏面側座標変換部４ｂによる座標変換前の裏面側撮像部３ｂによる被測定物体裏面撮像結果例を示しており、この座標変換前の裏面撮像結果例３ｂ１には、裏面側スリット状光光源２ｂが照射した裏面スリット状光画像３ｂ１１が含まれている。
【０１７１】
また、図２０において、４ｂ１は、被測定物体裏面撮像結果例３ｂ１を裏面側座標変換部４ｂによって座標変換した座標変換後の被測定物体裏面撮像結果例を示しており、この座標変換後の被測定物体裏面撮像結果例４ｂ１には、座標変換された裏面スリット状光画像４ｂ１１が含まれている。
【０１７２】
そのため、この実施の形態７の形状測定装置５０Ｇでは、凹凸形状演算部１２は、実施の形態６の形状測定装置５０Ｆの凹凸形状演算部１２と同様に、被測定物体表面撮像結果４ａ６内の部分凹凸形状をΔＨとして、ΔＨを搬送方向に積算していくことにより、Ｈ（ｗ，ｆｎ）を得て、振動に影響しない被測定物体１の凹凸形状を得て、表示部６に表示する。その一方、断面厚み形状演算部５は、実施の形態１の形状測定装置５０Ａの断面厚み形状演算部５と同様に、被測定物体１の幅方向の断面厚み形状を演算して、表示部６に表示する。
【０１７３】
以上説明したように、実施形態７の形状測定装置５０Ｇは、図１に示す実施の形態１の形状測定装置５０Ａと、図１５に示す実施形態６の形状測定装置５０Ｆとを合体したもので、２つの表面側スリット状光光源２ａ１，２ａ２と、表面側撮像部３ａと、表面側座標変換部４ａと、裏面側スリット状光光源２ｂと、裏面側撮像部３ｂと、裏面側座標変換部４ｂと、断面厚み形状演算部５と、凹凸形状演算部１２と、表示部６とを有するので、被測定物体１の表面１ａ側においては、前記の実施の形態６の凹凸形状測定装置５０Ｆと同様に動作する一方、被測定物体１の裏面１ｂ側においては、前記の実施の形態１の凹凸形状測定装置５０Ａと同様に動作する。そのため、図１に示す実施の形態１の形状測定装置５０Ａと、図１５に示す実施形態６の形状測定装置５０Ｆと同様の効果が得られる。
【０１７４】
実施の形態８．
次に、本発明に係る実施の形態８の形状測定装置５０Ｈを、図２１、図２２（ａ）〜（ｂ）、図２３に基づいて説明する。
【０１７５】
図２１は、本発明に係る実施の形態８の形状測定装置５０Ｈの構成例を示す構成図である。
【０１７６】
図２１において、この実施の形態８の形状測定装置５０Ｈにおいて、表面・一側面照射スリット状光光源２ｅと、裏面・他側面照射スリット状光光源２ｆと、表面・他側面撮像部３ｆと、裏面・一側面撮像部３ｅと、表面・他側面座標変換部４ｆと、裏面・一側面座標変換部４ｅと、断面厚み形状演算部５と、断面幅形状演算部２０と、表示部６とを有する。なお、表面・他側面座標変換部４ｆと裏面・一側面座標変換部４ｅとを合体させて１台の座標変換部により構成しても良いし、また、断面厚み形状演算部５と断面幅形状演算部２０とを合体させて１台の断面厚み・断面幅形状演算部により構成するようにしても勿論よい。
【０１７７】
ここで、表面・一側面照射スリット状光光源２ｅは、被測定物体１の搬送方向に対し垂直な平面内であって被測定物体１の斜め上方に配置され、その平面と平行に被測定物体１の表面１ａおよび一方の側面１ｅに対しスリット状光を照射するものである。
【０１７８】
裏面・他側面照射スリット状光光源２ｆは、被測定物体１を介し表面・一側面照射スリット状光光源２ｅと反対側となる被測定物体１の斜め下方であって、表面・一側面照射スリット状光光源２ｅからのスリット状光の照射線上に配置され、表面・一側面照射スリット状光光源２ｅとは反対側から表面・一側面照射スリット状光光源２ｅからのスリット状光と連続するように被測定物体１の裏面１ｂおよび他方の側面１ｆに対しスリット状光を照射するものである。
【０１７９】
表面・他側面撮像部３ｆは、被測定物体１を介し表面・一側面照射スリット状光光源２ｅと反対側となる被測定物体１の斜め上方であって、表面・一側面照射スリット状光光源２ｅからのスリット状光の照射線上から被測定物体１の搬送方向あるいはそれとは反対方向にずれた位置に配置され、被測定物体１の表面１ａおよび他方の側面１ｆ上に照射されたスリット状光をその照射方向に対し所定の角度所定の角度θｆ８（図２２（ｃ）参照）だけ斜め方向からものである。
【０１８０】
裏面・一側面撮像部３ｅは、被測定物体１を介し裏面・他側面照射スリット状光光源２ｆと反対側となる被測定物体１の斜め下方であって、裏面・他側面照射スリット状光光源２ｆからのスリット状光の照射線上から被測定物体１の搬送方向あるいはそれとは反対方向にずれた位置に配置され、被測定物体１の裏面１ｂおよび一方の側面上１ｅに照射されたスリット状光をその照射方向に対し所定の角度だけ所定の角度θｅ８（図２２（ｃ）参照）だけ斜め方向から撮像するものである。
【０１８１】
表面・他側面座標変換部４ｆは、表面・他側面撮像部３ｆが撮像した被測定物体１の表面１ａおよび他方の側面１ｆの撮像画像の座標を、表面・他側面撮像部３ｆが表面・一側面照射スリット状光光源２ｅからの照射線上で撮像したように所定の角度θｆ８（図２２（ｃ）参照）だけ座標変換するものである。
【０１８２】
裏面・一側面座標変換部４ｅは、裏面・一側面撮像部３ｅが撮像した被測定物体１の裏面１ｂおよび一方の側面１ｅの撮像画像の座標を、裏面・一側面撮像部３ｅが裏面・他側面照射スリット状光光源２ｆからの照射線上で撮像したように所定の角度θｅ８（図２２（ｃ）参照）だけ座標変換するものである。
【０１８３】
断面厚み形状演算部５は、実施の形態１の形状測定装置５０Ａの断面厚み形状演算部５と同様に、座標変換部４によって変換された被測定物体１の表面１ａの撮像画像の座標と、被測定物体１の裏面１ｂの撮像画像の座標とに基づいて、被測定物体１の断面厚み形状を演算するものである。
【０１８４】
断面幅形状演算部２０は、座標変換部４によって変換された被測定物体１の他方の側面１ｆの撮像画像の座標と、一方の側面１ｅの撮像画像の座標とに基づいて、被測定物体１の断面幅形状を演算するものである。
【０１８５】
次に、動作を説明する。
【０１８６】
この実施の形態８の形状測定装置５０Ｈでは、表面・一側面照射スリット状光光源２ｅと、裏面・他側面照射スリット状光光源２ｆとは、それぞれ、被測定物体１の表面１ａおよび一方の側面１ｅと、被測定物体１の裏面１ｂおよび他方の側面１ｆに対しスリット状光を照射する。
【０１８７】
すると、表面・他側面撮像部３ｆと、裏面・一側面撮像部３ｅは、それぞれ、被測定物体１の表面１ａおよび他方の側面１ｆ、または被測定物体１の表面１ａおよび一方の側面１ｅ上に照射されたスリット状光をその照射方向に対し所定の角度θｆ８，θｅ８（図２２（ｃ）参照）だけ斜め方向から撮像する。
【０１８８】
そして、表面・他側面座標変換部４ｆは、表面・他側面撮像部３ｆが撮像した被測定物体１の表面１ａの撮像画像の座標を所定の角度θｆ８（図２２（ｃ）参照）だけ座標変換する一方、裏面・一側面座標変換部４ｅは、裏面・一側面撮像部３ｅが撮像した被測定物体１の裏面１ｂおよび一方の側面１ｅの撮像画像の座標を所定の角度θｅ８（図２２（ｃ）参照）だけ座標変換する。
【０１８９】
断面厚み形状演算部５は、座標変換部４によって変換された被測定物体１の表面１ａの撮像画像の座標と、被測定物体１の裏面１ｂの撮像画像の座標とに基づいて、被測定物体１の断面厚み形状演算し、その演算結果を表示部６に出力する一方、断面幅形状演算部２０は、座標変換部４によって変換された被測定物体１の他方の側面１ｆの撮像画像の座標と、一方の側面１ｅの撮像画像の座標とに基づいて、被測定物体１の断面幅形状を演算して、その演算結果を表示部６に出力する
図２２（ａ）は、図２１に示す実施の形態８の形状測定装置５０Ｈにおける光源や撮像部等の配置例を示す平面図（上方から見た状態）である。図２２（ｂ）は、図２１に示す実施の形態８の形状測定装置５０Ｈの背面図（搬送方向の後方から見た状態）である。図２２（ｃ）は、図２１に示す実施の形態８の形状測定装置５０Ｈの正面図（搬送方向と直角方向から見た状態）である。
【０１９０】
図２２（ａ）において、センターライン７は被測定物体１の幅方向の中心で搬送方向に仮定した中心線である。図２２（ａ）において、表面・一側面照射スリット状光光源２ｅと、裏面・他側面照射スリット状光光源２ｆと、表面・他側面撮像部３ｆと、裏面・一側面撮像部３ｅとは、センターライン７を含む被測定物体１に垂直な平面を介して反対側に配置される。
【０１９１】
表面・一側面照射スリット状光光源２ｅと、裏面・他側面照射スリット状光光源２ｆは、それぞれ、被測定物体１の搬送方向に対し平行な直線（例えばセンターライン７）と垂直な平面内に配置され、この平面内でスリット状光を被測定物体表面の幅方向へ照射する。そして、表面・他側面撮像部３ｆと、裏面・一側面撮像部３ｅは、図２２（ａ），図２２（ｃ）から分かるように、この平面から外れた位置であって、それぞれ、表面・一側面照射スリット状光光源２ｅと、裏面・他側面照射スリット状光光源２ｆの照射方向に対し、所定の角度θｆ８，θｅ８だけ傾斜した位置に配置される。
【０１９２】
図２３は、本発明に係る実施の形態８の形状測定装置５０Ｈを示す撮像結果の一例を示す説明図である。
【０１９３】
図２３において、３ｆ１は、座標変換部４による座標変換前の表面・他側面撮像部３ｆの撮像結果例を示しており、この撮像結果例３ｆ１には、被測定物体１の表面１ａに照射された表面スリット状光画像３ｆ１１と、被測定物体１の他側面１ｆに照射された他側面スリット状光画像３ｆ１２とが含まれている。
【０１９４】
また、３ｅ１は、座標変換部４による座標変換前の裏面・一側面撮像部３ｅの撮像結果例を示しており、この撮像結果例３ｅ１には、被測定物体１の裏面１ｂに照射された裏面スリット状光画像３ｅ１１と、被測定物体１の一側面１ｅに照射された他側面スリット状光画像３ｅ１２とが含まれている。
【０１９５】
また、４ｆ１は、図３における撮像結果例４ａ１と同様に、被測定物体表面撮像結果例３ｆ１における表面スリット状光画像３ｆ１１部分を表面・他側面座標変換部４ｆによって座標変換した画座標変換結果例を示しており、この画座標変換結果例４ｆ１には、水平方向に座標変換された表面スリット状光画像４ｆ１１が含まれている。なお、この画座標変換結果例４ｆ１において、横方向は、被測定物体１の幅方向の座標を表し、縦方向は，被測定物体１の表面厚み方向の座標を表している。
【０１９６】
また、４ｅ１は、図３における撮像結果例４ｂ１と同様に、被測定物体裏面撮像結果例３ｅ１における裏面スリット状光画像３ｅ１１部分を裏面・一側面座標変換部４ｅによって座標変換した画座標変換結果例を示しており、この画座標変換結果例４ｅ１には、水平方向に座標変換された裏面スリット状光画像４ｅ１１が含まれている。なお、この画座標変換結果例４ｅ１において、横方向は、被測定物体１の幅方向の座標を表し、縦方向は，被測定物体１の裏面厚み方向の座標を表している。
【０１９７】
また、４ｆ２は、被測定物体表面撮像結果例３ｆ１における他側面スリット状光画像３ｆ１２部分を表面・他側面座標変換部４ｆによって座標変換した画座標変換結果例を示しており、この画座標変換結果例４ｆ２には、水平方向に座標変換された他側面スリット状光画像４ｆ１２が含まれている。なお、この画座標変換結果例４ｆ２において、横方向は、被測定物体１の幅方向の座標を表し、縦方向は，被測定物体１の厚み方向の座標を表している。
【０１９８】
また、４ｅ２は、被測定物体裏面撮像結果例３ｅ１における一側面スリット状光画像３ｅ１２部分を裏面・一側面座標変換部４ｅによって座標変換した画座標変換結果例を示しており、この画座標変換結果例４ｅ２には、水平方向に座標変換された一側面スリット状光画像４ｅ１２が含まれている。なお、この画座標変換結果例４ｅ２において、横方向は、被測定物体１の幅方向の座標を表し、縦方向は，被測定物体１の厚み方向の座標を表している。
【０１９９】
そのため、断面厚み形状演算部５は、図２３に示す画座標変換結果例４ｆ１における表面スリット状光画像４ｆ１と、画座標変換結果例４ｅ１における裏面スリット状光画像４ｅ１１の縦方向の厚み方向座標の差分等から被測定物体１の断面厚み形状等を演算することができる。
【０２００】
また、断面幅形状演算部２０は、図２３に示す画座標変換結果例４ｆ２における他側面スリット状光画像４ｆ１２と、画座標変換結果例４ｅ２における一側面スリット状光画像４ｅ１２の横方向の幅方向座標の差分等から被測定物体１の断面幅形状等を演算することができる。
【０２０１】
以上説明したように、実施形態８の形状測定装置５０Ｈは、表面・一側面照射スリット状光光源２ｅと、裏面・他側面照射スリット状光光源２ｆと、表面・他側面撮像部３ｆと、裏面・一側面撮像部３ｅと、表面・他側面座標変換部４ｆと、裏面・一側面座標変換部４ｅと、断面厚み形状演算部５と、断面幅形状演算部２０と、表示部６とを有するので、安価な断面形状測定装置と、被測定物体１の側面形状と幅形状測定装置の複合機能を提供することができる。
【０２０２】
なお、本発明は、上述の各実施の形態１〜８の形状測定装置５０Ａ〜５０Ｈに限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変形して実施することが可能である。
【符号の説明】
【０２０３】
５０Ａ〜５０Ｈ 形状測定装置
１ 被測定物体
１ａ 被測定物体表面
１ｂ 被測定物体裏面
１ｃ 被測定物体先端側面
１ｄ 被測定物体後端側面
２ａ、２ａ１，２ａ２ 表面側スリット状光光源
２ｂ 裏面側スリット状光光源
２ｃ 先端部側スリット状光光源
２ｄ 後端部側スリット状光光源
３ 撮像部
３ａ 表面側撮像部
３ｂ 裏面側撮像部
３ｃ 先端部側撮像部
３ｄ 後端部側撮像部
３ｅ 裏面・一側面撮像部
３ｆ 表面・他側面撮像部
４ａ 表面側座標変換部
４ｂ 裏面側座標変換部
４ｃ 先端部側座標変換部
４ｄ 後端部側座標変換部
４ｅ 裏面・一側面座標変換部
４ｆ 表面・他側面座標変換部
５ 断面厚み形状演算部
６ 表示部
７ センターライン
８ａ 表面側ミラー
８ｂ 裏面側ミラー
９ ハーフミラー
１０ 基準板
１０ａ 基準板表面
１０ｂ 基準板裏面
１１ 基準値演算部
１２ 凹凸形状演算部
１３ａ 先端部側形状演算部
１３ｂ 後端部側形状演算部
１４ａ〜１４ｃ 被測定物体有無検知部
１５ パルス信号発生部
１６ 長さ形状演算部
１８ 光源
１９ 基準線
２０ 断面幅形状演算部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連続鋳造工程で鋳造中の鋳片等の被測定物体の断面厚み形状や、断面幅形状、凹凸形状、長さ形状等の形状を測定する形状測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、連続鋳造工程で鋳造中の鋳片等における被測定物体の断面形状を測定する断面形状測定装置として、例えば、被測定対象物の表面側等の一面側の斜め上方に光源とカメラを設けたもの（例えば、特許文献１，２参照）や、被測定対象物の真上または真下に光源等を設けたもの（例えば、特許文献３，４，５参照）等がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１５１６０９号公報
【特許文献２】特開２００２−２２１４１０号公報
【特許文献３】特開２０００−２５８１３０号公報
【特許文献４】特開平０７−５１８２４号公報
【特許文献５】特開２００４−１０８９６１号号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１，２記載の従来の形状測定装置では、被測定対象物の表面側にのみ光源とカメラを設けていたため、表面側の形状は測定できるものの、裏面側の形状は測定できず、被測定対象物の厚さ等の形状を簡単かつ高精度に測定できない、という問題があった。
【０００５】
また、特許文献３，４記載の従来の形状測定装置では、被測定対象物の真上または真下に光源等を含む距離計を設けているため、異物がその距離計に落下する可能性があり、異物の落下により、測定できない場合がある、という問題がある。
【０００６】
また、特許文献５記載の従来の形状測定装置では、被測定対象物を挟むＣ形フレームの上下の互いに対向する腕部に光源を設けているため、被測定対象物が１０００℃を超える鋳片等の場合、その近傍に設置すると、Ｃ形フレームが熱により膨張などして、厚さ測定誤差が大きくなると共に、また被測定物体の下部に設置される光源等は、異物が落下する可能性があり、異物の落下により磨耗すると厚み計測誤差となるという問題があった。また、被測定物体に接触ロールが接触するため、被測定物体に疵をつけてしまう恐れがあるという問題があった。
【０００７】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、安価でかつ幅方向に高い分解能を有することができ、高精度に被測定物体の形状を測定することができる厚み形状、長さ形状を測定することができる形状測定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明の実施形態は、被測定物体の搬送方向に対し垂直な平面内であって前記被測定物体の斜め上方に配置され、その平面と平行に前記被測定物体の表面に対しスリット状光を照射する表面側スリット状光光源と、前記被測定物体を介し前記表面側スリットと反対側となる前記被測定物体の斜め上方であって、前記表面側スリットからのスリット状光の照射線上から前記被測定物体の搬送方向あるいはそれとは反対方向にずれた位置に配置され、前記被測定物体の表面上に照射されたスリット状光をその照射方向に対し所定の角度だけ斜め方向から撮像する表面側撮像部と、前記被測定物体の搬送方向に対し垂直な平面内であって前記被測定物体の斜め下方に配置され、その平面と平行に前記被測定物体の裏面に対しスリット状光を照射する裏面側スリット状光光源と、前記被測定物体を介し前記裏面側スリット状光光源と反対側となる前記被測定物体の斜め下方であって、前記裏面側スリット状光光源からのスリット状光の照射線上から前記被測定物体の搬送方向あるいはそれとは反対方向にずれた位置に配置され、前記被測定物体の裏面上に照射されたスリット状光をその照射方向に対し所定の角度だけ斜め方向から撮像する裏面側撮像部と、前記表面側撮像部が撮像した前記被測定物体表面の撮像画像の座標と、前記裏面側撮像部が撮像した前記被測定物体裏面の撮像画像の座標とを、ぞれぞれ、前記表面側撮像部または前記裏面側撮像部が前記表面側スリット状光光源または前記裏面側スリット状光光源からの照射線上で撮像したように変換する座標変換部と、前記座標変換部によって変換された前記被測定物体表面の撮像画像の座標と、前記被測定物体裏面の撮像画像の座標とに基づいて、前記被測定物体の断面厚み形状を演算する断面厚み形状演算部と、を備えることを特徴とする形状測定装置である。
【０００９】
また、本発明の他の実施形態は、被測定物体の搬送方向に対し垂直な平面内であって前記被測定物体の斜め上方に配置され、その平面と平行に前記被測定物体の表面に対しスリット状光を照射する表面側スリット状光光源と、前記被測定物体を介し前記表面側スリットと反対側となる前記被測定物体の斜め上方であって、前記表面側スリットからのスリット状光の照射線上から搬送方向あるいはそれとは反対方向にずれた位置に配置され、前記被測定物体の表面に照射され反射されたスリット状光を反射する表面側ミラーと、前記被測定物体の搬送方向に対し垂直な平面内であって前記被測定物体の斜め下方に配置され、その平面と平行に前記被測定物体の裏面に対しスリット状光を照射する裏面側スリット状光光源と、前記被測定物体を介し前記裏面側スリット状光光源と反対側となる前記被測定物体の斜め下方方であって、前記裏面側スリット状光光源からのスリット状光の照射線上から搬送方向あるいはそれとは反対方向にずれた位置に配置され、前記被測定物体の裏面に照射され反射されたスリット状光を反射する裏面側ミラーと、前記表面側ミラーによって反射された前記被測定物体の表面からのスリット状光を透過または反射する一方、前記裏面側ミラーによって反射された前記被測定物体の裏面からのスリット状光を反射または透過するハーフミラーと、前記ハーフミラーを透過または反射した前記被測定物体の表面からのスリット状光と、前記ハーフミラーを反射または透過した前記被測定物体の裏面からのスリット状光とを撮像する一の撮像部と、前記一の撮像部が撮像した前記被測定物体表面撮像画像の座標および前記被測定物体裏面撮像画像の座標を、前記一の撮像部が前記表面側スリット状光光源または前記裏面側スリット状光光源からの照射線上で撮像したように変換する座標変換部と、前記座標変換部によって変換された前記被測定物体表面撮像画像の座標と、前記被測定物体裏面撮像画像の座標とに基づいて、前記被測定物体の断面厚み形状を演算する断面厚み形状演算部と、を備えることを特徴とする形状測定装置である。
【００１０】
また、本発明の他の実施形態は、被測定物体の搬送方向に対し垂直な平面内であって前記被測定物体の斜め上方に配置され、その平面と平行に前記被測定物体の表面に対しスリット状光を照射する表面側スリット状光光源と、前記被測定物体を介し前記表面側スリットと反対側となる前記被測定物体の斜め上方であって、前記表面側スリットからのスリット状光の照射線上から前記被測定物体の搬送方向あるいはそれとは反対方向にずれた位置に配置され、前記被測定物体の表面上に照射されたスリット状光をその照射方向に対し所定の角度だけ斜め方向から撮像する表面側撮像部と、前記被測定物体の搬送方向に対し垂直な平面内であって前記被測定物体の斜め下方に配置され、その平面と平行に前記被測定物体の裏面に対しスリット状光を照射する裏面側スリット状光光源と、前記被測定物体を介し前記裏面側スリット状光光源と反対側となる前記被測定物体の斜め下方であって、前記裏面側スリット状光光源からのスリット状光の照射線上から前記被測定物体の搬送方向あるいはそれとは反対方向にずれた位置に配置され、前記被測定物体の裏面上に照射されたスリット状光をその照射方向に対し所定の角度だけ斜め方向から撮像する裏面側撮像部と、前記表面側スリット状光光源および前記裏面側スリット状光光源双方からの前記スリット状光が照射される範囲で、かつ、前記表面側撮像部および前記裏面側撮像部の撮像範囲に配置されたその厚さが既知の基準板と、前記表面側撮像部が撮像した前記被測定物体表面および前記基準板表面の撮像画像の座標と、前記裏面側撮像部が撮像した前記被測定物体裏面および前記基準板裏面の撮像画像の座標とを、ぞれぞれ、前記表面側撮像部または前記裏面側撮像部が前記表面側スリット状光光源または前記裏面側スリット状光光源からの照射線上で撮像したように変換する座標変換部と、前記座標変換部によって変換された前記基準板表面の撮像画像の座標と、前記基準板裏面の撮像画像の座標とに基づいて前記基準板の厚みを演算すると共に、演算した前記基準板の厚みと前記基準板の既知の厚みとの比率に基づいて補正値を演算する基準値演算部と、前記座標変換部によって変換された前記被測定物体表面の撮像画像の座標と、前記被測定物体裏面の撮像画像の座標とに基づいて、前記被測定物体の断面形状を演算すると共に、演算した前記被測定物体の断面形状を前記補正値によって補正する断面厚み形状演算部と、を備えることを特徴とする形状測定装置である。
【００１１】
また、本発明の他の実施形態は、被測定物体と同一平面内であって前記被測定物体に当たらない位置に配置され、その平面と平行に前記被測定物体の先端部に対しスリット状光を照射する先端部側スリット状光光源と、前記被測定物体を介し前記先端部側スリット状光光源と反対側であって前記被測定物体に当たらない前記被測定物体の斜め上方または斜め下方の位置に配置され、前記被測定物体の先端部に照射されたスリット状光をその照射方向に対し所定の角度だけ斜め方向から撮像する先端部側撮像部と、前記被測定物体と同一平面内であって前記被測定物体に当たらない位置であって、前記被測定物体の搬送方向に沿って前記先端部側スリット状光光源より後方の位置に配置され、その平面と平行に前記被測定物体の後端部に対しスリット状光を照射する後端部側スリット状光光源と、前記被測定物体を介し前記後端部側スリット状光光源と反対側であって、前記被測定物体の搬送方向に沿って前記先端部側撮像部より後方、かつ、前記被測定物体に当たらない前記被測定物体の斜め上方または斜め下方の位置に配置され、前記被測定物体の後端部に照射されたスリット状光をその照射方向に対し所定の角度だけ斜め方向から撮像する後端部側撮像部と、前記先端部側撮像部が撮像した前記被測定物体先端部の撮像画像の座標と、前記後端部側撮像部が撮像した前記被測定物体後端部の撮像画像の座標とを、ぞれぞれ、前記先端部側撮像部または前記後端部側撮像部が前記先端部側スリット状光光源または前記後端部側スリット状光光源からの照射線上で撮像したように変換する座標変換部と、前記座標変換部によって変換された前記被測定物体先端部の撮像画像の座標と、前記被測定物体後端部の撮像画像の座標とに基づいて、前記被測定物体先端部および前記被測定物体後端部の形状を演算する先後端部形状演算部と、を備えることを特徴とする形状測定装置である。
【００１２】
また、本発明の他の実施形態は、被測定物体の搬送方向に対し所定の間隔を空けて平行に配置され、搬送方向に対し垂直な方向で前記被測定物体上にセンシング信号を出力して、前記被測定物体の有無を検知する一つまたは複数台の被測定物体有無検知部と、前記被測定物体有無検知部が前記被測定物体の無し状態から有り状態を検知した時と、または前記被測定物体の有り状態から無し状態を検知した時とに、パルス信号を発生するパルス信号発生部と、前記被測定物体の上方に配置され、前記パルス信号発生部からのパルス信号に基づいて前記被測定物体の表面を照射する光源と、前記被測定物体の上方であって前記光源に重ならない位置に配置され、前記パルス信号発生部からのパルス信号に基づいて前記光源によって前記被測定物体の表面に照射された照射光を撮像する撮像部と、前記撮像部が撮像した前記被測定物体表面の撮像画像の座標を、前記撮像部が前記光源からの照射線上で撮像したように変換する座標変換部と、前記座標変換部によって座標が変換された前記光源がパルス点灯した時の前記撮像部の撮像結果に基づいて前記被測定物体の搬送方向の端部位置を検出し、前記被測定物体の長さ形状を演算する長さ形状演算部と、を備えることを特徴とする形状測定装置である。
【００１３】
また、本発明の他の実施形態は、被測定物体の搬送方向と平行に所定間隔を空けた位置で、前記被測定物体の搬送方向に対し垂直な平面内であって前記被測定物体の斜め上方に配置され、その平面と平行に前記被測定物体の表面に対しスリット状光を照射する複数の表面側スリット状光光源と、前記被測定物体を介し前記複数の表面側スリット状光光源と反対側となる前記被測定物体の斜め上方であって、前記複数の表面側スリット状光光源からのスリット状光の照射線上から前記被測定物体の搬送方向あるいはそれとは反対方向にずれた位置に配置され、前記被測定物体の表面上に照射された２つのスリット状光をその照射方向に対し所定の角度だけ斜め方向から撮像する表面側撮像部と、前記表面側撮像部が撮像した前記被測定物体表面の２つの撮像画像の座標を、ぞれぞれ、前記表面側撮像部が前記２つのスリット状光光源からの照射線上で撮像したように変換する表面側座標変換部と、前記表面側座標変換部によって変換された前記被測定物体表面の２つの撮像画像の座標に基づいて、前記被測定物体表面の凹凸形状を演算する凹凸形状演算部と、を備えることを特徴とする形状測定装置である。
【００１４】
また、本発明の他の実施形態は、被測定物体の搬送方向と平行に所定間隔を空けた位置で、前記被測定物体の搬送方向に対し垂直な平面内であって前記被測定物体の斜め上方に配置され、その平面と平行に前記被測定物体の表面に対しスリット状光を照射する複数の表面側スリット状光光源と、前記被測定物体を介し前記複数の表面側スリット状光光源と反対側となる前記被測定物体の斜め上方であって、前記複数の表面側スリット状光光源からのスリット状光の照射線上から前記被測定物体の搬送方向あるいはそれとは反対方向にずれた位置に配置され、前記被測定物体の表面上に照射された２つのスリット状光をその照射方向に対し所定の角度だけ斜め方向から撮像する表面側撮像部と、前記表面側撮像部が撮像した前記被測定物体表面の２つの撮像画像の座標を、ぞれぞれ、前記表面側撮像部が前記２つのスリット状光光源からの照射線上で撮像したように変換する表面側座標変換部と、前記表面側座標変換部によって変換された前記被測定物体表面の２つの撮像画像の座標に基づいて、前記被測定物体表面の凹凸形状を演算する凹凸形状演算部と、前記被測定物体の搬送方向に対し垂直な平面内であって前記被測定物体の斜め下方に配置され、その平面と平行に前記被測定物体の裏面に対しスリット状光を照射する裏面側スリット状光光源と、前記被測定物体を介し前記裏面側スリット状光光源と反対側となる前記被測定物体の斜め下方であって、前記裏面側スリット状光光源からのスリット状光の照射線上から前記被測定物体の搬送方向あるいはそれとは反対方向にずれた位置に配置され、前記被測定物体の裏面上に照射されたスリット状光をその照射方向に対し所定の角度だけ斜め方向から撮像する裏面側撮像部と、前記裏面側撮像部が撮像した前記被測定物体裏面の撮像画像の座標を、前記裏面側撮像部が前記裏面側スリット状光光源からの照射線上で撮像したように変換する裏面側座標変換部と、前記座標変換部によって変換された前記被測定物体表面の撮像画像の座標と、前記被測定物体裏面の撮像画像の座標とに基づいて、前記被測定物体の断面厚み形状を演算する断面厚み形状演算部と、を備えることを特徴とする形状測定装置である。
【００１５】
また、本発明の他の実施形態は、被測定物体の搬送方向に対し垂直な平面内であって前記被測定物体の斜め上方に配置され、その平面と平行に前記被測定物体の表面および一方の側面に対しスリット状光を照射する表面・一側面照射スリット状光光源と、前記被測定物体を介し前記表面・一側面照射スリット状光光源と反対側となる前記被測定物体の斜め下方であって、前記表面・一側面照射スリット状光光源からのスリット状光の照射線上に配置され、前記表面・一側面照射スリット状光光源とは反対側から前記表面・一側面照射スリット状光光源からのスリット状光と連続するように前記被測定物体の裏面および他方の側面に対しスリット状光を照射する裏面・他側面照射スリット状光光源と、前記被測定物体を介し前記表面・一側面照射スリット状光光源と反対側となる前記被測定物体の斜め上方であって、前記表面・一側面照射スリット状光光源からのスリット状光の照射線上から前記被測定物体の搬送方向あるいはそれとは反対方向にずれた位置に配置され、前記被測定物体の表面および他方の側面上に照射されたスリット状光をその照射方向に対し所定の角度だけ斜め方向から撮像する表面・他側面撮像部と、前記被測定物体を介し前記裏面・他側面照射スリット状光光源と反対側となる前記被測定物体の斜め下方であって、前記裏面・他側面照射スリット状光光源からのスリット状光の照射線上から前記被測定物体の搬送方向あるいはそれとは反対方向にずれた位置に配置され、前記被測定物体の裏面および一方の側面上に照射されたスリット状光をその照射方向に対し所定の角度だけ斜め方向から撮像する裏面・一側面撮像部と、前記表面・他側面撮像部が撮像した前記被測定物体表面および他方の側面の撮像画像の座標を前記表面・他側面撮像部が前記表面・一側面照射スリット状光光源からの照射線上で撮像したように変換する表面・他側面座標変換部と、前記裏面・一側面撮像部が撮像した前記被測定物体裏面および一方の側面の撮像画像の座標を、前記裏面・一側面撮像部が前記裏面・他側面照射スリット状光光源からの照射線上で撮像したように変換する裏面・一側面座標変換部と、前記表面・他側面座標変換部によって座標変換された前記被測定物体表面および他方の側面の撮像画像の座標と、前記裏面・一側面座標変換部によって座標変換された前記被測定物体裏面および一方の側面の撮像画像の座標とに基づいて、前記被測定物体の断面厚み形状および断面幅形状を演算する断面厚み・断面幅形状演算部と、を備えることを特徴とする形状測定装置である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の形状測定装置によれば、距離計を収納するＣ形フレーム構造体が必要無くなるので、Ｃ形フレーム構造体の伸縮膨張やたわみにより測定精度が低下することが無く、設置スペースが狭い環境にも適用が可能である。また、被測定物体の上下に機器を配置する必要が無いので、被測定物体が高温の場合においても、被測定物体の近傍に設置する必要が無く、配置される装置の冷却の問題も無い。また、被測定物体に接触せずに測定ができるので、被測定物体の疵が発生することも無く、設置装置の磨耗が無いため装置維持も簡易である。また、装置を被測定物体の下部に設置しないので、異物が落下して測定できないという問題も解決される。従って、安価で安定測定可能でかつ高精度な形状測定装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係る実施の形態１の形状測定装置の構成例を示す構成図である。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、図１に示す実施の形態１の形状測定装置におけるスリット状光光源と撮像部の配置例等を示す平面図、背面図、正面図である。
【図３】本発明に係る実施の形態１の形状測定装置による撮像結果を示す説明図である。
【図４】本発明に係る実施の形態２の形状測定装置の構成例を示す構成図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、図４に示す実施の形態２の形状測定装置５０＋＋Ｂにおけるスリット状光光源と撮像部の配置例等を示す平面図、背面図、正面図である。
【図６】本発明に係る実施の形態２の形状測定装置による撮像結果を示す説明図である。
【図７】本発明に係る実施の形態３の形状測定装置の構成例を示す構成図である。
【図８】（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、図７に示す実施の形態３の形状測定装置におけるスリット状光光源と撮像部の配置例等を示す平面図、背面図、正面図である。
【図９】本発明に係る実施の形態３の形状測定装置による撮像結果を示す説明図である。
【図１０】本発明に係る実施の形態４の形状測定装置の構成例を示す構成図である。
【図１１】本発明に係る実施の形態４の形状測定装置による撮像結果を示す説明図である。
【図１２】本発明に係る実施の形態５の形状測定装置の構成例を示す構成図である。
【図１３】（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、図１２に示す実施の形態５の形状測定装置の構成例におけるスリット状光光源と撮像部の配置例等を示す平面図、背面図、正面図である。
【図１４】本発明に係る実施の形態５の形状測定装置による撮像結果を示す説明図である。
【図１５】本発明に係る実施の形態６の形状測定装置の構成例を示す構成図である。
【図１６】（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、図１５に示す実施の形態６の形状測定装置におけるスリット状光光源と撮像部の配置例等を示す平面図、背面図、正面図である。
【図１７】本発明に係る実施の形態６の形状測定装置による撮像結果を示す説明図である。
【図１８】本発明に係る実施の形態７の形状測定装置の構成例を示す構成図である。
【図１９】（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、図１８に示す実施の形態７の形状測定装置の他の構成例におけるスリット状光光源と撮像部の配置例等を示す平面図、背面図、正面図である。
【図２０】本発明に係る施の形態７の形状測定装置による撮像結果を示す説明図である。
【図２１】本発明に係る実施の形態８の形状測定装置の構成例を示す構成図である。
【図２２】（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、図２１に示す実施の形態８の形状測定装置におけるスリット状光光源と撮像部の配置例等を示す平面図、背面図、正面図である。
【図２３】本発明に係る実施の形態８の形状測定装置による撮像結果を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
実施の形態１．
次に、本発明に係る実施の形態１を図１、図２（ａ）〜（ｃ）、図３に基づいて説明する。
【００１９】
図１は、本発明の実施の形態１の形状測定装置５０Ａの構成例を示す構成図である。
【００２０】
図１において、形状測定装置５０Ａは、表面側スリット状光光源２ａと、表面側撮像部３ａと、裏面側スリット状光光源２ｂと、裏面側撮像部３ｂと、表面側座標変換部４ａと、裏面側座標変換部４ｂと、断面厚み形状演算部５と、モニタ等の表示部６とを有する。なお、表面側座標変換部４ａと裏面側座標変換部４ｂとを合体させて１台の座標変換部により構成しても良い。
【００２１】
ここで、表面側スリット状光光源２ａは、被測定物体１の搬送方向に対し垂直な平面内であって前記被測定物体の斜め上方に配置され、その平面と平行に被測定物体１の表面に対しスリット状の光（以下、スリット状光という）を照射する。
【００２２】
表面側撮像部３ａは、被測定物体１を介し先端部側スリット状光光源２ａと反対側となる被測定物体１の斜め上方であって、先端部側スリット状光光源２ａからのスリット状光の照射線上から被測定物体１の搬送方向あるいはそれとは反対方向にずれた位置に配置され、被測定物体１の表面上に照射されたスリット状光をその照射方向に対し所定の角度θａ１（図２（ｃ）参照）だけ斜め方向から撮像する。
【００２３】
裏面側スリット状光光源２ｂは、被測定物体１の搬送方向に対し垂直な平面内であって被測定物体１の斜め下方に配置され、その平面と平行に被測定物体１の裏面に対しスリット状光を照射する。
【００２４】
裏面側撮像部３ｂは、被測定物体１を介し裏面側スリット状光光源２ｂと反対側となる被測定物体１の斜め下方であって、裏面側スリット状光光源２ｂからのスリット状光の照射線上から被測定物体１の搬送方向あるいはそれとは反対方向にずれた位置に配置され、被測定物体１の裏面上に照射されたスリット状光をその照射方向に対し所定の角度θｂ１（図２（ｃ）参照）だけ斜め方向から撮像する。
【００２５】
表面側座標変換部４ａは、表面側撮像部３ａが撮像した被測定物体１表面の撮像画像の座標を、表面側撮像部３ａが表面側スリット状光光源２ａからの照射線上で撮像したように所定の角度θａ１（図２（ｃ）参照）だけ座標変換する。
【００２６】
裏面側座標変換部４ｂは、裏面側撮像部３ｂが撮像した被測定物体１裏面の撮像画像の座標を、裏面側撮像部３ｂが裏面側スリット状光光源２ｂからの照射線上で撮像したように所定の角度θｂ１（図２（ｃ）参照）だけ座標変換する．
断面厚み形状演算部５は，表面側座標変換部４ａおよび裏面側座標変換部４ｂによって変換された被測定物体１表面の撮像画像の座標と、被測定物体１裏面の撮像画像の座標とに基づいて、被測定物体１の断面厚み形状を後述するように演算する。
【００２７】
図２（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、図１に示す実施の形態１の形状測定装置５０Ａにおける光源や撮像部等の配置例を示す平面図（上方から見た状態）、背面図（搬送方向の後方から見た状態）、正面図（搬送方向と直角方向から見た状態）である。
【００２８】
図２（ａ）において、センターライン７は、被測定物体１の幅方向の中心で搬送方向に仮定した中心線である。また、図２（ａ）に示すように、スリット状光光源２ａ，２ｂと、表面側撮像部３ａおよび裏面側撮像部３ｂとは、センターライン７を含む被測定物体１に垂直な平面を介して反対側に配置される。
【００２９】
スリット状光光源２ａ，２ｂは、被測定物体の搬送方向に対し平行な直線、例えば、センターライン７と垂直な平面内に配置され、この平面内でスリット状光を被測定物体表面１ａの幅方向へ照射する。そして、表面側撮像部３ａおよび裏面側撮像部３ｂは、図２（ａ），図２（ｃ）から分かるように、この平面から外れた位置に配置される。なお、スリット状光光源２ａ，２ｂと表面側撮像部３ａおよび裏面側撮像部３ｂとは、図２（ｂ），図２（ｃ）に示すように、それぞれ、被測定物体１の両側に設けられている。
【００３０】
図３は、本発明に係る実施の形態１の形状測定装置５０Ａにおける座標変換前後の撮像結果の一例を示す説明図である。
【００３１】
図３において、３ａ１は、表面側座標変換部４ａによる座標変換前の表面側撮像部３ａによる被測定物体表面撮像結果例を示しており、この被測定物体表面表面撮像結果例３ａ１には、表面側スリット状光光源２ａが照射した表面スリット状光画像３ａ１１が含まれている。
【００３２】
また、図３において、３ｂ１は、裏面側座標変換部４ｂによる座標変換前の裏面側撮像部３ｂによる被測定物体裏面撮像結果例を示しており、この被測定物体裏面撮像結果例３ｂ１には、裏面側スリット状光光源２ｂが照射した裏面スリット状光画像３ｂ１１が含まれている。
【００３３】
なお、表面撮像結果例３ａ１および裏面撮像結果例３ｂ１において、縦方向は、被測定物体１の厚み方向の座標を表し、斜め方向の軸は、被測定物体１の幅方向の座標を表す。
【００３４】
また、図３において、４ａ１は、被測定物体表面撮像結果例３ａ１を表面側座標変換部４ａによって座標変換した画座標変換結果例４ａ１を示しており、この画座標変換結果例４ａ１には、座標変換後の表面スリット状光画像４ａ１１が含まれている。
【００３５】
また、図３において、４ｂ１は、被測定物体裏面撮像結果例３ｂ１を裏面側座標変換部４ｂによって座標変換した被測定物体裏面撮像結果例４ｂ１を示しており、この被測定物体裏面撮像結果例４ｂ１には、座標変換後の裏面スリット状光画像４ｂ１１が含まれている。
【００３６】
なお、画座標変換結果例４ａ１および被測定物体裏面撮像結果例４ｂ１において、横方向は、被測定物体１の幅方向の座標を表し、縦方向は、被測定物体１の先端部側または裏面側の厚み方向の座標を示している。
【００３７】
そのため、断面厚み形状演算部５は、図３に示す画座標変換結果例４ａ１における座標変換後の表面スリット状光画像４ａ１１の縦方向の表面厚み方向座標と、被測定物体裏面撮像結果例４ｂ１における座標変換後の裏面スリット状光画像４ｂ１１の縦方向の裏面厚み方向座標との差分から、被測定対象物１の幅方向の断面厚み形状を演算して、表示部６に表示することができる。
【００３８】
以上説明したように、実施の形態１の形状測定装置５０Ａは、先端部側先端部側スリット状光光源２ａおよび裏面側スリット状光光源２ｂおよび裏面側先端部側スリット状光光源２ａおよび裏面側スリット状光光源２ｂと、表面側撮像部３ａおよび裏面側撮像部３ｂとを、被測定物体１の真上または真下に配置せず、被測定物体１の斜め上方または斜め下方に配置するようにしたので、設置スペースが狭い環境においても適用できる形状測定装置を提供することができると共に、被測定物体１の下部に配置しないことにより、異物落下の影響を受けることなく、高い信頼性の形状測定装置を提供することができる。
【００３９】
また、実施の形態１の形状測定装置５０Ａによれば、先端部側スリット状光光源２ａおよび裏面側スリット状光光源２ｂと、表面側撮像部３ａおよび裏面側撮像部３ｂとを、被測定物体１の真上または真下に配置しないことにより、Ｃ形フレームの如き構造物が不要となるので、被測定物体１の温度が高温の場合においても、熱による膨張伸縮の影響を受けることなく、信頼性の高い形状測定装置を提供することができる。
【００４０】
また、実施の形態１の形状測定装置５０Ａによれば、被測定物体１に接触することなく、測定することができるので、被測定物体１に疵をつけることが無く、また、機器が磨耗したり損傷を受けたりすることが無いので、信頼性の高い形状測定装置を提供することができる。
【００４１】
また、実施の形態１の形状測定装置５０Ａによれば、先端部側スリット状光光源２ａおよび裏面側スリット状光光源２ｂと、表面側撮像部３ａおよび裏面側撮像部３ｂとを有するので、被測定物体１の幅方向に高分解能な形状測定装置を提供することができる。
【００４２】
実施の形態２．
次に、本発明に係る実施の形態２の形状測定装置５０Ｂを、図４、図５（ａ）〜（ｃ）、図６に基づいて説明する。
【００４３】
図４は、本発明に係る実施の形態２の形状測定装置５０Ｂの構成例を示す構成図である。
【００４４】
図４において、実施形態２の形状測定装置５０Ｂは、表面側スリット状光光源２ａと、裏面側スリット状光光源２ｂと、表面側ミラー８ａと、裏面側ミラー８ｂと、１台の撮像部３と、１台の座標変換部４と、断面厚み形状演算部５と、モニタ等の表示部６とを有する。
【００４５】
ここで、表面側スリット状光光源２ａおよび裏面側スリット状光光源２ｂは、実施の形態１の形状測定装置５０Ａと同様に、それぞれ、被測定物体１の搬送方向に対し垂直な平面内であって被測定物体１の斜め上方または斜め下方に配置され、その平面と平行に被測定物体１の表面１ａまたは裏面１ｂに対しスリット状光を照射するものである。
【００４６】
表面側ミラー８ａは、被測定物体１を介し先端部側スリット状光光源２ａと反対側となる被測定物体１の斜め上方であって、先端部側スリット状光光源２ａからのスリット状光の照射線上から搬送方向あるいはそれとは反対方向に所定の角度θａ２（図５（ｃ）参照）だけずれた位置に配置され、被測定物体１の表面１ａに照射され反射されたスリット状光を反射するものである。
【００４７】
裏面側ミラー８ｂは、被測定物体１を介し裏面側スリット状光光源２ｂと反対側となる被測定物体１の斜め下方方であって、裏面側スリット状光光源２ｂからのスリット状光の照射線上から搬送方向あるいはそれとは反対方向に所定の角度θｂ２（図５（ｃ）参照）だけずれた位置に配置され、被測定物体１の裏面１ｂに照射され反射されたスリット状光を反射するものである。
【００４８】
ハーフミラー９は、表面側ミラー８ａによって反射された被測定物体１の表面１ａからのスリット状光を透過する一方、裏面側ミラー８ｂによって反射された被測定物体１の裏面１ｂからのスリット状光を反射するものである。
【００４９】
撮像部３は、ハーフミラー９を透過した被測定物体１の表面１ａからのスリット状光と、ハーフミラー９を反射した被測定物体１の裏面１ｂからのスリット状光とを撮像するものである。
【００５０】
座標変換部５は、一の撮像部３が撮像した被測定物体表面１ａの撮像画像の座標および被測定物体裏面１ｂの撮像画像の座標を、一の撮像部３が表面側スリット状光光源２ａまたは裏面側スリット状光光源２ｂからの照射線上で撮像したように所定の角度θａ２，θｂ２だけ座標変換するものである。
【００５１】
断面厚み形状演算部６は、座標変換部５によって変換された被測定物体表面１ａの撮像画像の座標と、被測定物体裏面１ｂの撮像画像の座標とに基づいて、被測定物体１の断面厚み形状を演算するものである。
【００５２】
次に動作を説明する。
【００５３】
図４に示す実施の形態２の形状測定装置５０Ｂにおいて、２台の先端部側および裏面側スリット状光光源２ａ，２ｂは、実施の形態１の形状測定装置５０Ａと同様に、被測定物体１の表面１ａおよび裏面１ｂにスリット状光を照射する。
【００５４】
被測定物体１の表面１ａ上に照射されたスリット状光は、表面側ミラー８ａにて反射され、ハーフミラー９を透過して、撮像部３の撮像素子上に結像する。また、被測定物体１の裏面上に照射されたスリット状光も、同様に、裏面側ミラー８ａにて反射され、ハーフミラー９を反射して、被測定物体１表面のスリット状光と同一の表面側撮像部３ａおよび裏面側撮像部３ｂの撮像素子上に結像する。
【００５５】
座標変換部４は、撮像素子上に結像された被測定物体１の表面１ａ上のスリット状光の像と、被測定物体１ｂの裏面１ｂ上のスリット状光の像の座標とを、被測定物体１の測定範囲の座標に変換する。
【００５６】
断面厚み形状演算部５は、座標変換部４における座標変換結果から被測定物体１の断面形状を演算し、表示部６は、断面厚み形状演算部５からの断面形状演算結果を表示する。
【００５７】
図５（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、図４に示す実施の形態２の形状測定装置５０Ｂにおける光源や撮像部等の配置例を示す平面図（上方から見た状態）、背面図（搬送方向の後方から見た状態）、正面図（搬送方向と直角方向から見た状態）である。
【００５８】
図５（ａ）において、センターライン７は被測定物体１の幅方向の中心で搬送方向に仮定した中心線である。図５（ａ）に示すように、スリット状光光源２ａ，２ｂと、表面側撮像部３ａおよび裏面側撮像部３ｂは、センターライン７を含む被測定物体１に垂直な平面を介して反対側に配置される。また、図５（ｂ），（ｃ）に示すように、表面側ミラー８ａは表面側撮像部３ａに配置される一方、裏面側ミラー８ｂは裏面側撮像部３ｂ側に配置され、ハーフミラー９はほぼ被測定物体１と平行に設けられる。
【００５９】
先端部側および裏面側のスリット状光光源２ａ，２ｂは、被測定物体の搬送方向に対し平行な直線（例えばセンターライン７）と垂直な平面内に配置され、この平面内でスリット状光を被測定物体表面の幅方向へ照射する。そして、表面側撮像部３ａおよび裏面側撮像部３ｂは、図５（ａ），図５（ｃ）から分かるように、この平面から外れた位置に配置される。
【００６０】
図６は、本発明に係る実施の形態２の形状測定装置５０Ｂにおける座標変換前後の撮像結果の一例を示す説明図である。
【００６１】
図６において、３ａｂは、実施の形態２の形状測定装置５０Ｂにおける座標変換部４の座標変換前の被測定物体表面裏面撮像結果例を示しており、横方向は、被測定物体１の表面１ａの厚み方向の座標を表し、斜め軸方向は、被測定物体１の表面１ａの幅方向の座標を表している。そして、この被測定物体表面裏面撮像結果例３ａｂにおいて、３ａｂ１は、座標変換部４による座標変換前の被測定物体１の表面１ａのスリット状光画像を示しており、３ａｂ２は、座標変換部４による座標変換前の被測定物体１の裏面１ｂのスリット状光画像を示している。
【００６２】
また、図６において、４ａｂは、図６（ａ）に示す座標変換後の被測定物体表面裏面撮像結果例を示しており、横方向は、被測定物体１の裏面１ｂの幅方向を表し、縦方向は、被測定物体１の表面１ａの厚み方向を表している。そして、この座標変換後の被測定物体表面裏面撮像結果例４ａｂにおいて、４ａｂ１は、座標変換部４による座標変換後の被測定物体１の表面１ａのスリット状光画像を示しており、４ａｂ２は、座標変換部４による座標変換後の被測定物体１の裏面１ｂのスリット状光画像を示している。
【００６３】
そのため、断面厚み形状演算部５は、図６に示す座標変換結果例４ａｂにおける座標変換後の被測定物体１の表面１ａの表面スリット状光画像４ａｂ１の表面厚み方向座標と、座標変換後の被測定物体１の裏面１ｂの表面スリット状光画像４ａｂ２の表面厚み方向座標との差分から、被測定物体１の幅方向の断面厚み形状を演算し、その演算結果等を表示部６に表示することができる。
【００６４】
以上説明したように、実施の形態２の形状測定装置５０Ｂは、２台の先端部側スリット状光光源２ａおよび裏面側スリット状光光源２ｂと、表面側ミラー８ａと、裏面側ミラー８ｂと、ハーフミラー９と、１台の表面側撮像部３ａおよび裏面側撮像部３ｂとを有しており、１台の撮像部３に先端部側および裏面側の２つのスリット像を結像するように構成されているので、実施の形態１の形状測定装置５０Ａと同様に、設置スペースが狭い環境においても適用できる形状測定装置を提供することができると共に、異物落下の影響を受けることなく、高い信頼性の形状測定装置を提供することができ、またＣ形フレームの如き構造物が必要となり、被測定物体１の温度が高温の場合においても、熱による膨張伸縮の影響を受けることなく、さらに、被測定物体１に疵をつけることが無く、また、機器が磨耗したり損傷を受けたりすることが無いので、信頼性の高い形状測定装置を提供することができる。
【００６５】
特に、実施の形態２の形状測定装置５０Ｂによれば、表面側ミラー８ａと、裏面側ミラー８ｂと、ハーフミラー９とを用いることにより、１台の撮像部３および座標変換部４で済ますようにしたので、実施の形態１の形状測定装置５０Ａの例に比べ、撮像部３および座標変換部４の台数を削減することが可能となり、より安価で調整が容易な形状測定装置を提供することができる。
【００６６】
実施の形態３．
次に、本発明に係る実施の形態３の形状測定装置５０Ｃを、図７、図８（ａ）〜（ｃ）、図９に基づいて説明する。
【００６７】
図７は、本発明に係る実施の形態３の形状測定装置５０Ｃの構成例を示す構成図である。
【００６８】
図７において、実施の形態３の形状測定装置５０Ｃは、表面側スリット状光光源２ａと、表面側撮像部３ａと、裏面側スリット状光光源２ｂと、裏面側撮像部３ｂと、表面側座標変換部４ａと、裏面側座標変換部４ｂと、断面厚み形状演算部５と、モニタ等の表示部６と、基準板１０と、基準値演算部１１とを有する。なお、表面側座標変換部４ａと裏面側座標変換部４ｂとを合体させて１台の座標変換部により構成しても良い。つまり、実施の形態３の形状測定装置５０Ｃは、実施の形態１の形状測定装置５０Ａに対し、基準板１０と、基準値演算部１１とを追加したものである。そのため、図１に示す実施の形態１の形状測定装置５０Ａの構成と、同じ構成には、同一符号を付して説明を省略する。なお、このことは、他の実施の形態でも同様である。
【００６９】
ここで、基準板１０は、表面側スリット状光光源２ａおよび裏面側スリット状光光源２ｂ双方からのスリット状光が照射される範囲で、かつ、先端部側撮像部２ａおよび裏面側撮像部２ｂの撮像範囲に配置されるもので、その厚さ等の形状が既知のものである。
【００７０】
基準値演算部１１は、表面側座標変換部４ａによって変換された基準板表面１０ａの撮像画像の座標と、基準板裏面１０ｂの撮像画像の座標とに基づいて，基準板１０の厚みを演算すると共に、演算した基準板１０の厚みと、基準板１０の既知の厚みとの比率に基づいて補正値を演算するものである。
【００７１】
次に動作を説明する。
【００７２】
実施の形態３の形状測定装置５０Ｃでは、基準板１０は、２台の表面側スリット状光光源２ａおよび裏面側スリット状光光源２ｂの照射範囲で、かつ、２台の先端部側撮像部２ａおよび裏面側撮像部２ｂの撮像範囲に配置されているので、２台の表面側スリット状光光源２ａおよび裏面側スリット状光光源２ｂは、それぞれ、被測定物体１の表面１ａまたは裏面１ｂと、基準板１０の表面１０ａまたは裏面１０ｂにスリット状光を照射する。
【００７３】
そして、表面側撮像部３ａおよび裏面側撮像部３ｂは、それぞれ、被測定物体１の表面１ａまたは裏面１ｂと、基準板１０の表面１０ａまたは裏面１０ｂとに照射されたスリット状光をその照射方向に対し所定の角度だけ斜め方向から撮像する。
【００７４】
次に、表面側座標変換部４ａは、表面側撮像部３ａが撮像した被測定物体表面１ａおよび基準板表面１０ａの撮像画像の座標を、ぞれぞれ、表面側撮像部３ａが表面側スリット状光光源２ａからの照射線上で撮像したように所定の角度θａ１（図８（ｃ）参照）だけ座標変換する。
【００７５】
また、裏面側座標変換部４ｂは、裏面側撮像部３ｂが撮像した被測定物体裏面１ｂおよび基準板裏面１０ｂの撮像画像の座標を、ぞれぞれ、裏面側撮像部３ｂが裏面側スリット状光光源２ｂからの照射線上で撮像したように所定の角度θｂ１（図２（ｃ）参照）だけ座標変換する。
【００７６】
基準値演算部１１は、表面側座標変換部４ａおよび裏面側座標変換部４ｂによって変換された基準板表面１０ａの撮像画像の座標と、基準板裏面１０ｂの撮像画像の座標とに基づいて，基準板１０の厚みを演算すると共に、演算した基準板１０の厚みと基準板１０の既知の厚みとの比率に基づいて補正値を演算する。
【００７７】
断面厚み形状演算部５は、表面側座標変換部４ａおよび裏面側座標変換部４ｂによって変換された被測定物体表面１ａの撮像画像の座標と、被測定物体裏面１ｂの撮像画像の座標とに基づいて、被測定物体１の断面形状を演算すると共に、演算した被測定物体１の断面形状を，基準値演算部１１からの補正値によって補正する。
【００７８】
そして、表示部６は、断面厚み形状演算部５からの断面形状演算結果を表示する。
【００７９】
図８（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、図７に示す実施の形態３の形状測定装置５０Ｃにおける光源や撮像部等の配置例を示す平面図（上方から見た状態）、背面図（搬送方向の後方から見た状態）、正面図（搬送方向と直角方向から見た状態）である。
【００８０】
図８（ａ）において、センターライン７は、被測定物体１の幅方向の中心で搬送方向に仮定した中心線である。また、図８（ａ）に示すように、スリット状光光源２ａ，２ｂと、表面側撮像部３ａおよび裏面側撮像部３ｂとは、センターライン７を含む被測定物体１に垂直な平面を介して反対側に配置される。なお、図８（ｂ），図８（ｃ）に示すように、スリット状光光源２ａ，２ｂと表面側撮像部３ａおよび裏面側撮像部３ｂとは、それぞれ、被測定物体１の両側に設けられる一方、基準板１０は、表面側スリット状光光源２ａおよび裏面側スリット状光光源２ｂ双方からのスリット状光が照射される範囲で、かつ、先端部側撮像部２ａおよび裏面側撮像部２ｂの撮像範囲であって、表面側スリット状光光源２ａおよび裏面側スリット状光光源２ｂ双方からの照射方向に対し所定の角度θａ１，θｂ１だけ傾斜した位置に配置されている。
【００８１】
図９は、本発明に係る実施の形態３の形状測定装置５０Ｃにおける座標変換前後の撮像結果の一例を示す説明図である。
【００８２】
つまり、図９において、３ａ３は、表面側座標変換部４ａによる座標変換前の表面側撮像部３ａによる被測定物体１による被測定物体表面及び基準板表面撮像結果例を示しており、３ｂ３は、裏面側座標変換部４ｂによる座標変換前の裏面側撮像部３ｂによる被測定物体裏面及び基準板裏面撮像結果例を示している。
【００８３】
そして、これら被測定物体表面及び基準板表面撮像結果例３ａ３および被測定物体表面及び基準板表面撮像結果例３ｂ３において、横方向は、被測定物体１の表面または裏面の厚み方向の座標を表し、斜め方向の軸は、被測定物体１の幅方向の座標を表している。
【００８４】
また、図３に示す実施の形態１の表面撮像結果例３ａ１および裏面撮像結果例３ｂ１とは異なり、図９に示す実施の形態３の被測定物体表面及び基準板表面撮像結果例３ａ３および被測定物体表面及び基準板表面撮像結果例３ｂ３では、それぞれ、表面スリット状光画像３ａ３１および裏面スリット状光画像３ｂ３１以外に、さらに、座標変換前の基準板表面スリット状光画像３ａ３２および基準板裏面スリット状光画像３ｂ３２が含まれている。
【００８５】
また、図９において、４ａ３は、表面側座標変換部４ａによる座標変換後の被測定物体表面及び基準板表面撮像結果例を示しており、４ｂ３は、裏面側座標変換部４ｂによる座標変換後の被測定物体裏面及び基準板裏面撮像結果例を示している。そして、これら座標変換後の被測定物体表面及び基準板表面撮像結果例４ａ３および被測定物体裏面及び基準板裏面撮像結果例４ｂ３において、横方向は、被測定物体１の幅方向の座標を表し、縦方向は、被測定物体１の先端部側または裏面側の厚み方向の座標を示している。そして、図３に示す実施の形態１の座標変換後の被測定物体表面撮像結果例４ａ１および被測定物体裏面撮像結果例４ｂ１とは異なり、図９に示す被測定物体表面及び基準板表面撮像結果例４ａ３および被測定物体裏面及び基準板裏面撮像結果例４ｂ３では、それぞれ、座標変換後の表面スリット状光画像４ａ３１および裏面スリット状光画像４ｂ３１以外に、さらに、座標変換後の基準板表面スリット状光画像４ａ３２および基準板裏面スリット状光画像４ｂ３２が含まれている。
【００８６】
そのため、基準値演算部１１は、図９に示す座標変換後の基準板表面スリット状光画像４ａ３２の座標と、基準板裏面スリット状光画像４ｂ３２の座標との差分等に基づいて，基準板１０の厚みを演算すると共に、演算した基準板１０の厚みと基準板１０の既知の厚みとの比率に基づいて表面スリット状光画像４ａ３１および裏面スリット状光画像４ｂ３１を補正するための補正値を演算する。
【００８７】
そして、断面厚み形状演算部５は、座標変換後の表面スリット状光画像４ａ３１の座標と、裏面スリット状光画像４ｂ３１の座標との差分等に基づいて、被測定物体１の断面厚み形状を演算すると共に、演算した被測定物体１の断面形状を基準値演算部１１からの補正値によって補正し、表示部６が断面厚み形状演算部５からの断面形状演算結果を表示する。
【００８８】
以上説明したように、実施の形態３の形状測定装置５０Ｃは、実施の形態１，２の形状測定装置５０Ａ，５０Ｂと同様に、先端部側スリット状光光源２ａおよび裏面側スリット状光光源２ｂと、表面側撮像部３ａおよび裏面側撮像部３ｂとを、被測定物体１の真上または真下に配置していないので、設置スペースが狭い環境においても適用できる形状測定装置を提供することができると共に、異物落下の影響を受けることなく、高い信頼性の形状測定装置を提供することができ、またＣ形フレームの如き構造物が必要となり、被測定物体１の温度が高温の場合においても、熱による膨張伸縮の影響を受けることなく、さらに、被測定物体１に疵をつけることが無く、また、機器が磨耗したり損傷を受けたりすることが無いので、信頼性の高い形状測定装置を提供することができる。
【００８９】
特に、実施形態３の形状測定装置５０Ｃは、基準板１０と、基準値演算部１１とを有し、基準板１０は、表面側スリット状光光源２ａおよび裏面側スリット状光光源２ｂ双方からのスリット状光が照射される範囲で、かつ、先端部側撮像部２ａおよび裏面側撮像部２ｂの撮像範囲に配置するようにしたので、基準板１０による測定結果に基づいて補正をする際に、従来装置のような基準板移動機構等が不要となり、この点でも、安価な形状測定装置を提供することができる。
【００９０】
また、従来装置では、基準板移動機構を用いた補正動作を、被測定物体１の測定中に実行することはできないが、本実施形態３の形状測定装置５０Ｃでは、被測定物体１を測定中でも、断面厚み形状演算部５は、演算した被測定物体１の断面形状を基準板１０による測定結果に基づいて補正動作を実行できるので、補正の精度が向上し、高精度な形状測定装置を提供することができる。
【００９１】
また、実施形態３の形状測定装置５０Ｃによれば、基準板移動機構が不要となるので、基準板移動機構が故障することもなくなり、操業行為を中断することないので、他設備に悪影響を及ぼさない形状測定装置を提供することができる。
【００９２】
実施の形態４．
次に、本発明に係る実施の形態４の形状測定装置５０Ｄについて、図１０、図１１（ａ）〜（ｃ）に基づいて説明する。
【００９３】
図１０は，本発明に係る実施の形態４の形状測定装置５０Ｄの構成例を示す構成図である。
【００９４】
図１０において、実施形態４の形状測定装置５０Ｄは、複数台（ここでは、例えば、説明の便宜上、３台とする）の被測定物体有無検知部１４ａ〜１４ｃと、パルス信号発生部１５と、光源１８と、撮像部３と、座標変換部４と、長さ形状演算部１６と、モニタ等の表示部６とを有する。なお、裏面側に、複数台の被測定物体有無検知部１４ａ〜１４ｃや、光源１８、撮像部３等を設けるようにしても勿論よい。
【００９５】
ここで、図１０において、Ｌ０は、光源１８と被測定物体有無検知部１４ａとの距離であり、Ｌ２は、被測定物体有無検知部１４ａと被測定物体有無検知部１４ｂとの距離、Ｌ１は、被測定物体有無検知部１４ｂと被測定物体有無検知部１４ｃとの距離で、それぞれ、既知の値として、長さ演算部１６に記憶されている。
【００９６】
被測定物体有無検知部１４ａ〜１４ｃは、被測定物体１の搬送方向に対し所定の間隔を空けて平行に配置されるもので、搬送方向に対し垂直な方向で被測定物体１の表面１ａ上にセンシング信号を出力して、被測定物体有無検知部１４ａ〜１４ｃの真下を被測定物体１が通過するか否かを検知するものである。
【００９７】
パルス信号発生部１５は、被測定物体有無検知部１４ａ〜１４ｃそれぞれが被測定物体１が真下を通過する際、被測定物体１の無し状態から有り状態を検知した時と、または被測定物体１の有り状態から無し状態を検知した時とに、パルス信号を発生して駆動信号として、被測定物体有無検知部１４ａ〜１４ｃおよび光源１８に対し送信するものである。
【００９８】
光源１８は、被測定物体１の上方に配置され、パルス信号発生部１５からのパルス信号に基づいて被測定物体１の表面１ａを照射するものである。
【００９９】
撮像部３は、被測定物体１の上方であって光源１８に重ならない位置に配置され、パルス信号発生部１５からのパルス信号に基づいて、光源１８によって被測定物体１の表面１ａに照射された照射光を撮像するものである。
【０１００】
座標変換部４は、撮像部３が撮像した被測定物体表面１ａの撮像画像の座標を、撮像部３が光源１８からの照射線上で撮像したように変換するものである。
【０１０１】
長さ形状演算部１６は、座標変換部４によって座標が変換された光源２がパルス点灯した時の撮像部３の撮像結果に基づいて、被測定物体1の搬送方向の端部位置を検出し、被測定物体1の長さ形状を演算するものである。
【０１０２】
次に動作を説明する。
【０１０３】
図１０に示すように、実施の形態４の形状測定装置５０Ｄでは、被測定物体有無検知部１４ａ〜１４ｃは、それぞれの検知範囲に被測定物体１が進入すると、これを検知してパルス信号発生部１５に信号を送信する。なお、被測定物体有無検知部１４ａ〜１４ｃそれぞれからの検知範囲から被測定物体１が通り過ぎた場合も、これを検知してパルス信号発生部１５に信号を送信する。
【０１０４】
すると、パルス信号発生部１５は、被測定物体有無検知部１４ａ〜１４ｃそれぞれからの検知信号を受信して、光源１８および撮像部３に対し、所定の時間だけ点灯および撮影させるためのパルス信号を送信する。
【０１０５】
光源１８は、パルス信号発生部１５からのパルス信号を受けて、被測定物体１を所定の時間照射する一方、撮像部３は、パルス信号発生部１５からのパルス信号を受けて、被測定物体１に照射された光を撮像する。
【０１０６】
そして、座標変換部４は、撮像部３の撮像結果を、撮像部３が撮像部３からの照射線上から撮影したように、搬送方向の長さと、搬送方向とは垂直方向である幅方向の長さの座標を座標変換する。
【０１０７】
長さ形状演算部１６は、座標変換部４によって座標変換された撮像結果から被測定物体１の長さ形状を演算し、表示部６は、その長さ形状の演算結果を表示する。
【０１０８】
図１１は、実施の形態４の形状測定装置５０Ｄによる撮像結果の一例を示す説明図である。
【０１０９】
図１１において、１７ａは、被測定物体有無検知部１４ａが被測定物体１の無し状態から有り状態を検知し、パルス信号発生部１５からパルス信号が発生した時点における撮像部３が撮像した被測定物体１の撮像画像例を示しており、被測定物体１の先端部画像１７ａ１が含まれている。
【０１１０】
また、図１１において、１７ｂは、被測定物体有無検知部１４ｂが被測定物体１の無し状態から有り状態を検知し、パルス信号発生部１５からパルス信号が発生した時点における撮像部３が撮像した被測定物体１の撮像画像例を示しており、被測定物体１の中央部画像１７ｂ１が含まれている。
【０１１１】
また、図１１において、１７ｃは、被測定物体有無検知部１４ｃが被測定物体１の無し状態から有り状態を検知し、パルス信号発生部１５からパルス信号が発生した時点における撮像部３が撮像した被測定物体１の撮像画像例を示しており、被測定物体１の後端部画像１７ｃ１が含まれている。
【０１１２】
なお、図１０の場合と同様に、図１１において、Ｌ０は、光源１８または撮像部３と、被測定物体有無検知部１４ａとの距離、Ｌ１は、被測定物体有無検知部１４ｂと被測定物体有無検知部１４ｃとの距離、Ｌ２は、被測定物体有無検知部１４ａと被測定物体有無検知部１４ｂとの距離で、これらＬ０，Ｌ１、Ｌ２の距離は、既知の値として、長さ演算部１６に記憶されている。そして、さらに、図１１において、Ｌｘは、被測定物体有無検知部１４ｃが被測定物体１の無し状態から有り状態を検知したパルス点灯発生時の撮像画像例１７ｃにおける、被測定対象物１の後端部位置と、撮像部３の視野の直下における被測定物体１の位置との距離として演算される。
【０１１３】
その結果、長さ形状演算部１６は、撮像部３が撮像した被測定物体１の撮像画像例１７ａ〜１７ｃに基づいて、被測定物体１の搬送方向における基準長さＬを、Ｌ０＋Ｌ１＋Ｌ２±Ｌｘとして演算することができる。
【０１１４】
また、長さ形状演算部１６は、この被測定物体１の搬送方向における基準長さＬを基準として、搬送方向とは垂直方向となる被測定物体１の幅方向の長さや、被測定物体１の傾きを、被測定物体１の先端部のパルス点灯発生時撮像画像例１７ａや、後端部のパルス点灯発生時撮像画像例１７ｃとにおける幅などから演算することができる。
【０１１５】
以上説明したように、実施形態４の形状測定装置５０Ｄは、撮像部３が撮像したパルス点灯発生時撮像画像例１７ａとパルス点灯発生時撮像画像例１７ｃの先端部画像と後端部画像から被測定物体１の形状を演算し、その基準位置から被測定物体１の長さを演算することによって、被測定物体１が斜行して、被測定物体１の先端部または後端部の形状が矩形では無い場合でも、正確な被測定物体１の長さを測定する形状測定装置を提供することができる。
【０１１６】
また、実施形態４の形状測定装置５０Ｄによれば、被測定物体１の幅方向の長さ形状を測定する形状測定装置を供給することができる。
【０１１７】
実施の形態５．
次に、実施の形態５の形状測定装置５０Ｅについて、図１２、図１３（ａ）〜（ｃ）、図１４に基づいて説明する。
【０１１８】
実施の形態４の形状測定装置５０Ｄでは、図１１に示すような被測定物体１の先端部のパルス点灯発生時撮像画像例１７ａおよび後端部のパルス点灯発生時撮像画像例１７ｂの形状を演算するために、光源１８と、撮像部３とを用いた場合について述べたが、この実施の形態５の形状測定装置５０Ｅでは、光源１８と撮像部３の代わりに、図１２、図１３（ａ）〜（ｃ）、図１４に示すように、先端部側スリット状光光源２ｃと、後端部側スリット状光光源２ｄと、先端部側撮像部３ｃと、後端部側撮像部３ｄとを設けたことを特徴としている。
【０１１９】
図１２は、実施形態５の被測定物体１の先端部または後端部の形状を測定する形状測定装置５０Ｅの構成図である。
【０１２０】
図１２において、実施の形態５の形状測定装置５０Ｅは、先端部側スリット状光光源２ｃと、後端部側スリット状光光源２ｄと、先端部側撮像部３ｃと、後端部側撮像部３ｄと、先端部側座標変換部４ｃと、後端部側座標変換部４ｄと、先端部側形状演算部１３ｃと、後端部側形状演算部１３ｄと、表示部６とを有する。なお、先端部側座標変換部４ｃと後端部側座標変換部４ｄは、１台の座標変換部により構成しても良いし、同様に、先端部側形状演算部１３ｃと後端部側形状演算部１３ｄも、１台の形状演算部により構成するようにしても勿論良い。
【０１２１】
ここで、先端部側スリット状光光源２ｃは、被測定物体１と同一平面内であって被測定物体１に当たらない位置に配置され、その平面と平行に被測定物体１の先端部１ｃに対しスリット状光を照射するものである。
【０１２２】
後端部側スリット状光光源２ｄは、被測定物体１と同一平面内であって被測定物体１に当たらない位置であって、被測定物体１の搬送方向に沿って先端部側スリット状光光源２ｃより後方の位置に配置され、その平面と平行に被測定物体１の後端部１ｄに対しスリット状光を照射するものである。
【０１２３】
先端部側撮像部３ｃは、被測定物体１を介し先端部側スリット状光光源２ｃと反対側であって被測定物体１に当たらない被測定物体１の斜め上方または斜め下方の位置に配置され、被測定物体１の先端部に照射されたスリット状光をその照射方向に対し所定の角度θ５（図３（ｂ）参照）だけ斜め方向から撮像するものである。
【０１２４】
後端部側撮像部３ｄは、被測定物体１を介し後端部側スリット状光光源２ｄと反対側であって、被測定物体１の搬送方向に沿って先端部側撮像部３ｃより後方、かつ、被測定物体１に当たらない被測定物体１の斜め上方または斜め下方の位置に配置され、被測定物体１の後端部１ｄに照射されたスリット状光をその照射方向に対し所定の角度角度θ５（図３（ｂ）参照）だけ斜め方向から撮像する後端部側撮像部と、
先端部側座標変換部４ｃは、先端部側撮像部３ｃが撮像した被測定物体先端部１ｃの撮像画像の座標を、先端部側撮像部３ｃが先端部側スリット状光光源２ｃからの照射線上で撮像したように所定の角度角度θ５（図３（ｂ）参照）だけ座標変換するものである。
【０１２５】
後端部側座標変換部４ｄは、後端部側撮像部３ｄが撮像した被測定物体後端部１ｄの撮像画像の座標を、後端部側撮像部３ｄが後端部側スリット状光光源２ｄからの照射線上で撮像したように所定の角度角度θ５（図３（ｂ）参照）だけ座標変換するものである。
【０１２６】
先端部側形状演算部１３ｃは、先端部側座標変換部４ｃによって座標変換された被測定物体先端部１ｃの撮像画像の座標に基づいて、前記被測定物体先端部の形状を演算するものである。
【０１２７】
後端部側形状演算部１３ｄは、後端部側座標変換部４ｄによって座標変換された被測定物体後端部１ｄの撮像画像の座標に基づいて、被測定物体後端部１ｄの形状を演算するものである。
【０１２８】
図１３（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、実施の形態５の形状測定装置５０Ｅにおける光源や撮像部等の配置例を示す平面図（上方から見た状態）、背面図（搬送方向の後方から見た状態）、正面図（搬送方向と直角方向から見た状態）である。
【０１２９】
次に動作を説明すると、実施の形態５の形状測定装置５０Ｅでは、図１２、図１３（ａ）〜（ｃ）、図１４に示すように、先端部側スリット状光光源２ｃおよび後端部側スリット状光光源２ｄが、それぞれ、被測定物体１の先端部側面１ｃまたは後端部側面１ｄに照射する。先端部側スリット状光光源２ｃおよび後端部側スリット状光光源２ｄは、被測定物体１１の先端部側面１ｃまたは後端部側面１ｄに照射されたスリット状光をその照射方向に対し所定の角度θ５だけ斜め方向から撮像する。
【０１３０】
図１４（ａ）〜（ｄ）は、それぞれ、実施の形態５の形状測定装置５０Ｅにおける座標変換前後の撮像結果の一例を示す説明図である。
【０１３１】
つまり、図１４において、３ｃ１は、先端部側座標変換部４ｃによる座標変換前の表面側撮像部３ａによる被測定物体先端側面撮像結果例を示しており、この座標変換前の被測定物体先端側面撮像結果例３ｃ１には、被測定物体１の先端側面１ｃに照射された先端側面スリット状光画像３ｃ１１が含まれている。
【０１３２】
また、３ｄ１は、後端部側座標変換部４ｄによる座標変換後の後端側側撮像部３ｄによる被測定物体後端側面撮像結果例を示しており、この座標変換後の被測定物体後端側面撮像結果例３ｄ１には、被測定物体１の後端側面１ｄに照射された後端側面スリット状光画像３ｄ１１が含まれている。
【０１３３】
また、４ｃ１は、被測定物体先端側面撮像結果例３ｃ１を先端部側座標変換部４ｃによって所定の角度θ５だけ座標変換した被測定物体先端側面撮像結果例４ｃ１を示しており、この座標変換前の被測定物体先端側面撮像結果例４ｃ１には、座標変換後の先端側面スリット状光画像４ｃ１１が含まれている。
【０１３４】
また、４ｄ１は、被測定物体後端側面撮像結果例３ｄ１を後端部側座標変換部４ｄによって所定の角度θ５だけ座標変換した被測定物体後端側面撮像結果例４ｄ１を示しており、この座標変換後の被測定物体後端側面撮像結果例４ｄ１には、座標変換後の後端側面スリット状光画像４ｄ１１が含まれている。
【０１３５】
そして、先端部側形状演算部１３ｃと後端部側形状演算部１３ｄとは、それぞれ、先端部側座標変換部４ｃによって所定の角度θ５だけ座標変換した座標変換後の被測定物体先端側面撮像結果例４ｃ１と、端部側座標変換部４ｄによって所定の角度θ５だけ座標変換した座標変換後の被測定物体後端側面撮像結果例４ｄ１とから、被測定物体１の先端部または後端部の異形長さを演算することができ、その結果を、表示部６に表示することができる。
【０１３６】
従って、実施の形態５の形状測定装置５０Ｅによっても、図１２、図１３（ａ）〜（ｃ）、図１４に示すように、先端部側スリット状光光源２ｃと、後端部側スリット状光光源２ｄと、先端部側撮像部３ｃと、後端部側撮像部３ｄと、先端部側座標変換部４ｃと、後端部側座標変換部４ｄと、先端部側形状演算部１３ｃと、後端部側形状演算部１３ｄとを用いたことにより、被測定物体１の先端部または後端部の異形長さ等を正確に求めることができる。
【０１３７】
実施の形態６．
次に、本発明に係る実施の形態６の形状測定装置５０Ｆを，図１５、図１６（ａ）〜（ｃ）、図１７に基づいて説明する。
【０１３８】
図１５は、本発明の実施の形態６の形状測定装置５０Ｆの構成例を示す構成図である。
【０１３９】
図１５において、実施の形態６の形状測定装置５０Ｆは、２つの表面側スリット状光光源２ａ１，２ａ２と、１台の表面側撮像部３ａと、１台の表面側座標変換部４ａと、凹凸形状演算部１２と、表示部６とを有する。なお、被測定物体１の裏面側に同様のスリット状光光源や撮像部等を構成するようにしても勿論よい。
【０１４０】
ここで、２つの表面側スリット状光光源２ａ１，２ａ２は、それぞれ、被測定物体１の搬送方向に対し垂直な平面内であって被測定物体１の斜め上方に搬送方向に初手間隔を空けて配置され、その平面と平行に被測定物体１の表面１ａに対し２本のスリット状光２ａ１Ｌ，２ａ２Ｌを照射するものである。
【０１４１】
表面側撮像部３ａは、被測定物体１を介し２つの表面側スリット状光光源２ａ１，２ａ２と反対側となる被測定物体１の斜め上方であって、２つの表面側スリット状光光源２ａ１，２ａ２からのスリット状光２ａ１Ｌ，２ａ２Ｌの照射方向に対し所定の角度θａ６（図１６（ｃ）参照）だけ被測定物体１の搬送方向あるいはそれとは反対方向にずれた位置に配置され、被測定物体１の表面上１ａに照射された２つのスリット状光２ａ１１，２ａ２１をその照射方向に対し所定の角度だけ斜め方向から撮像するものである。
【０１４２】
表面側座標変換部４ａは、表面側撮像部３ａが撮像した被測定物体表面１ａの２つの撮像画像の座標を、ぞれぞれ、表面側撮像部３ａが２つの表面側スリット状光光源２ａ１，２ａ２からの照射線上で撮像したように所定の角度θａ６（図１６（ｃ）参照）だけ座標変換するものである。
【０１４３】
凹凸形状演算部１２は、表面側座標変換部４ａによって変換された被測定物体表面１ａの２つの撮像画像の座標に基づいて、被測定物体表面１ａの凹凸形状を演算するものである。
【０１４４】
表示部６は、凹凸形状演算部１２によって演算された凹凸形状演算結果を表示するものである。
【０１４５】
図１６（ａ）は、図１５に示す実施の形態６の形状測定装置５０Ｆにおける光源や撮像部等の配置例を示す平面図（上方から見た状態）である。図１６（ｂ）は、図１５に示す実施の形態６の形状測定装置５０Ｆの背面図（搬送方向の後方から見た状態）である。図１６（ｃ）は、図１５に示す実施の形態６の形状測定装置５０Ｆの正面図（搬送方向と直角方向から見た状態）である。
【０１４６】
図１６（ａ）において、センターライン７は被測定物体１の幅方向の中心で搬送方向に仮定した中心線である。図１６（ａ）において、二つのスリット状光光源２ａ，２ｂと、表面側撮像部３ａは、センターライン７を含む被測定物体１に垂直な平面を介して反対側に配置される。
【０１４７】
２つの表面側スリット状光光源２ａ１，２ａ２は、被測定物体１の搬送方向に対し平行な直線（例えばセンターライン７）と垂直な平面内に配置され、この平面内で二つのスリット状光を所定の搬送方向に間隔を置いて平行に、被測定物体表面の幅方向へ照射する。そして、表面側撮像部３ａは、図１６（ａ），図１６（ｃ）から分かるように、この平面から外れた位置であって、２つの表面側スリット状光光源２ａ１，２ａ２からの照射線に対し所定の角度θａ６（図１６（ｃ）参照）だけはずれた位置に配置される。
【０１４８】
図１７は、本発明に係る実施の形態６の形状測定装置５０Ｆによる撮像結果と座標変換結果の一例を示す説明図である。
【０１４９】
つまり、図１７において、３ａ６は、座標変換部４による座標変換前の撮像部３による被測定物体表面撮像結果例を示し、この座標変換前の被測定物体表面撮像結果例３ａ６の横方向は、被測定物体１の凹凸高さ方向の座標を表し、その斜め軸方向は、被測定物体１の幅方向の座標を表している。そして、この座標変換前の被測定物体表面撮像結果例３ａ６には、２つの表面側スリット状光光源２ａ１，２ａ２が照射した座標変換前の表面スリット状光画像３ａ６１，３ａ６２が含まれている
また、図１７において、４ａ６は、被測定物体表面撮像結果例３ａ６を座標変換部４によって座標変換した座標変換後の被測定物体表面撮像結果例を示しており、この座標変換後の被測定物体表面撮像結果例４ａ６の横方向は，被測定物体１の幅方向の座標を表し、その縦方向は被測定物体１の凹凸高さ方向の座標を表している。そして、この座標変換後の被測定物体表面撮像結果例４ａ６には、座標変換後の表面スリット状光画像４ａ６１，４ａ６２が含まれている
凹凸形状演算部１２は、一定周期毎に、座標変換後の被測定物体表面撮像結果４ａ６内の表面スリット状光画像４ａ６１，４ａ６２の座標を基に、次のようにして被測定物体１の凹凸形状を演算する。
【０１５０】
ここで、凹凸形状演算部１２における被測定物体１の凹凸形状の演算方法を説明すると、一定周期時間をΔｔ、幅方向座標をｗｉ、搬送方向座標ｆｉとすると、被測定物体１の凹凸形状分布は、ｈ（ｔ，ｗ，ｆ）の関数で表される。
【０１５１】
例えば、時刻ｔ１における被測定物体表面撮像結果４ａ６内の表面スリット状光画像４ａ６１は、ｈ（ｔ１，ｗ，ｆ１）、被測定物体表面撮像結果４ａ６内のリット状光の撮像結果４ａ６２は、ｈ（ｔ１，ｗ，ｆ１＋Δｆ）で表される。
【０１５２】
ここで，ｗは幅方向の任意の位置とする。被測定物体表面撮像結果４ａ６内の部分凹凸形状をΔＨとすると、部分凹凸形状ΔＨは、
ΔＨ（ｗ，ｆ１）＝ｈ（ｔ１，ｗ，ｆ１＋Δｆ）−ｈ（ｔ１，ｗ，ｆ１）
ΔＨ（ｗ，ｆ２）＝ｈ（ｔ２，ｗ，ｆ２＋Δｆ）−ｈ（ｔ２，ｗ，ｆ２）
ΔＨ（ｗ，ｆｎ）＝ｈ（ｔｎ，ｗ，ｆｎ＋Δｆ）−ｈ（ｔｎ，ｗ，ｆｎ）
というように、時刻ｔに対し無関係に、被測定物体の幅方向座標ｗと搬送方向座標ｆｎにおける被測定物体１の部分凹凸形状ΔＨが求まる。
【０１５３】
そして、ΔＨを搬送方向に積算していくと、Ｈ（ｗ，ｆｎ）が得られ、振動に影響しない凹凸形状が得られる。
【０１５４】
以上説明したように、実施形態６の形状測定装置５０Ｆは、２つの表面側スリット状光光源２ａ１，２ａ２と、１台の表面側撮像部３ａと、１台の表面側座標変換部４ａと、凹凸形状演算部１２と、表示部６とを有するので、上述のようにして振動に影響しない凹凸形状を得ることが可能となり、安価な凹凸形状測定装置を提供することができる。
【０１５５】
実施の形態７．
次に、本発明に係る実施の形態７の形状測定装置５０Ｇを、図１８、図１９（ａ）〜（ｃ）、図２０に基づいて説明する。
【０１５６】
図１８は、本発明に係る実施の形態７の形状測定装置５０Ｇの構成例を示す構成図である。
【０１５７】
図１８において、実施の形態７の形状測定装置５０Ｇは、２つの表面側スリット状光光源２ａ１，２ａ２と、表面側撮像部３ａと、表面側座標変換部４ａと、裏面側スリット状光光源２ｂと、裏面側撮像部３ｂと、裏面側座標変換部４ｂと、断面厚み形状演算部５と、凹凸形状演算部１２と、表示部６とを有する。つまり、実施の形態７の形状測定装置５０Ｇは、図１に示す実施の形態１の形状測定装置５０Ａと、図１５に示す実施形態６の形状測定装置５０Ｆとを合体したものである。
【０１５８】
つまり、２つの表面側スリット状光光源２ａ１，２ａ２は、被測定物体１の表面１ａの所定の間隔を置いて２箇所、スリット状光２ａ１Ｌ，２ａ２Ｌを照射する一方、裏面側スリット状光光源２ｂは、被測定物体１の裏面１ｂにスリット状光２ｂＬを照射するものである。
【０１５９】
表面側撮像部３ａおよび裏面側撮像部３ｂは、被測定物体１の表面１ａおよび裏面１ｂに照射された３つのスリット状光２ａ１Ｌ，２ａ２Ｌ，２ｂＬを、その照射方向に対し所定の角度だけ斜め方向から撮像するものである。
【０１６０】
表面側座標変換部４ａと、裏面側座標変換部４ｂとは、それぞれ、そららの撮像素子上の座標を、所定の角度θａ７、θｂ７（図１９（ｃ）参照）だけ座標変換して、被測定物体１の測定範囲の座標に変換するものである。
【０１６１】
断面厚み形状演算部５は、座標変換部４における座標変換結果から被測定物体１の断面形状を演算するものである。
【０１６２】
凹凸形状演算部１２は、前記座標演算結果から凹凸形状を演算するものである。
【０１６３】
表示部６は、凹凸形状演算部１２からの凹凸演算結果と、断面厚み形状演算部５からの断面形状演算結果とを表示するものである。
【０１６４】
図１９（ａ）は、図１８に示す実施の形態７の形状測定装置５０Ｇにおける光源や撮像部等の配置例を示す平面図（上方から見た状態）である。図１９（ｂ）は、図１８に示す実施の形態７の形状測定装置５０Ｇの背面図（搬送方向の後方から見た状態）である。図１９（ｃ）は、図１８に示す実施の形態７の形状測定装置５０Ｇの正面図（搬送方向と直角方向から見た状態）である。
【０１６５】
図１９（ａ）において、センターライン７は被測定物体１の幅方向の中心で搬送方向に仮定した中心線である。また、図１９（ａ）に示すように、２つの表面側スリット状光光源２ａ１，２ａ２と表面側撮像部３ａは、センターライン７を含む被測定物体１に垂直な平面を介して反対側に配置される。なお、裏面側スリット状光光源２ｂと裏面側撮像部３ｂも、同様にセンターライン７を含む被測定物体１に垂直な平面を介して反対側に配置される。
【０１６６】
そして、２つの表面側スリット状光光源２ａ１，２ａ２と、裏面側スリット状光光源２ｂとは、それぞれ、被測定物体１の搬送方向に対し平行な直線（例えばセンターライン７）と垂直な平面内で、スリット状光２ａ１Ｌ，２ａ２Ｌ，２ｂＬを、被測定物体１の表面１ａまたは裏面１ｂの幅方向へ照射する。そして、表面側撮像部３ａと、裏面側撮像部３ｂとは、図１９（ａ），図１９（ｃ）から分かるように、この平面から外れた位置に配置され、２つの表面側スリット状光光源２ａ１，２ａ２と、裏面側スリット状光光源２ｂからの照射方向に対し、所定の角度だけ傾斜した角度から被測定物体１の表面１ａまたは裏面１ｂに照射されたスリット状光を撮像する。
【０１６７】
図２０は、本発明に係る実施の形態７の形状測定装置５０Ｇによる撮像結果の一例を示す説明図である。
【０１６８】
実施の形態７の形状測定装置５０Ｇは、図１に示す実施の形態１の形状測定装置５０Ａと、図１５に示す実施形態６の形状測定装置５０Ｆとを合体したものであるので、図２０に示す座標変換前後の被測定物体表面撮像結果例３ａ６，４ａ６は、図１７に示す実施の形態６の形状測定装置５０Ｆによる座標変換前後の被測定物体表面撮像結果例３ａ６，４ａ６と同じである。
【０１６９】
つまり、図２０において、３ａ６は、座標変換前の撮像部３による被測定物体表面撮像結果例を示し、この被測定物体表面撮像結果例３ａ６の横方向は、被測定物体１の凹凸高さ方向び座標を表し、その斜め軸方向は、被測定物体１の幅方向の座標を表している。そして、この座標変換前の被測定物体表面撮像結果例３ａ６には、２つの表面側スリット状光光源２ａ１，２ａ２が照射した表面スリット状光画像３ａ６１，３ａ６２が含まれている
また、図２０において、４ａ６は、座標変換前の被測定物体表面撮像結果例３ａ６を座標変換部４によって座標変換した座標変換後の被測定物体表面撮像結果例を示しており、この被測定物体表面撮像結果例４ａ６の横方向は，被測定物体１の幅方向の座標を表し、その縦方向は被測定物体１の凹凸高さ方向の座標を表している。そして、この座標変換後の被測定物体表面撮像結果例４ａ６には、２つの表面側スリット状光光源２ａ１，２ａ２が照射した表面スリット状光画像４ａ６１，４ａ６２が含まれている。
【０１７０】
また、図２０において、３ｂ１は、裏面側座標変換部４ｂによる座標変換前の裏面側撮像部３ｂによる被測定物体裏面撮像結果例を示しており、この座標変換前の裏面撮像結果例３ｂ１には、裏面側スリット状光光源２ｂが照射した裏面スリット状光画像３ｂ１１が含まれている。
【０１７１】
また、図２０において、４ｂ１は、被測定物体裏面撮像結果例３ｂ１を裏面側座標変換部４ｂによって座標変換した座標変換後の被測定物体裏面撮像結果例を示しており、この座標変換後の被測定物体裏面撮像結果例４ｂ１には、座標変換された裏面スリット状光画像４ｂ１１が含まれている。
【０１７２】
そのため、この実施の形態７の形状測定装置５０Ｇでは、凹凸形状演算部１２は、実施の形態６の形状測定装置５０Ｆの凹凸形状演算部１２と同様に、被測定物体表面撮像結果４ａ６内の部分凹凸形状をΔＨとして、ΔＨを搬送方向に積算していくことにより、Ｈ（ｗ，ｆｎ）を得て、振動に影響しない被測定物体１の凹凸形状を得て、表示部６に表示する。その一方、断面厚み形状演算部５は、実施の形態１の形状測定装置５０Ａの断面厚み形状演算部５と同様に、被測定物体１の幅方向の断面厚み形状を演算して、表示部６に表示する。
【０１７３】
以上説明したように、実施形態７の形状測定装置５０Ｇは、図１に示す実施の形態１の形状測定装置５０Ａと、図１５に示す実施形態６の形状測定装置５０Ｆとを合体したもので、２つの表面側スリット状光光源２ａ１，２ａ２と、表面側撮像部３ａと、表面側座標変換部４ａと、裏面側スリット状光光源２ｂと、裏面側撮像部３ｂと、裏面側座標変換部４ｂと、断面厚み形状演算部５と、凹凸形状演算部１２と、表示部６とを有するので、被測定物体１の表面１ａ側においては、前記の実施の形態６の凹凸形状測定装置５０Ｆと同様に動作する一方、被測定物体１の裏面１ｂ側においては、前記の実施の形態１の凹凸形状測定装置５０Ａと同様に動作する。そのため、図１に示す実施の形態１の形状測定装置５０Ａと、図１５に示す実施形態６の形状測定装置５０Ｆと同様の効果が得られる。
【０１７４】
実施の形態８．
次に、本発明に係る実施の形態８の形状測定装置５０Ｈを、図２１、図２２（ａ）〜（ｂ）、図２３に基づいて説明する。
【０１７５】
図２１は、本発明に係る実施の形態８の形状測定装置５０Ｈの構成例を示す構成図である。
【０１７６】
図２１において、この実施の形態８の形状測定装置５０Ｈにおいて、表面・一側面照射スリット状光光源２ｅと、裏面・他側面照射スリット状光光源２ｆと、表面・他側面撮像部３ｆと、裏面・一側面撮像部３ｅと、表面・他側面座標変換部４ｆと、裏面・一側面座標変換部４ｅと、断面厚み形状演算部５と、断面幅形状演算部２０と、表示部６とを有する。なお、表面・他側面座標変換部４ｆと裏面・一側面座標変換部４ｅとを合体させて１台の座標変換部により構成しても良いし、また、断面厚み形状演算部５と断面幅形状演算部２０とを合体させて１台の断面厚み・断面幅形状演算部により構成するようにしても勿論よい。
【０１７７】
ここで、表面・一側面照射スリット状光光源２ｅは、被測定物体１の搬送方向に対し垂直な平面内であって被測定物体１の斜め上方に配置され、その平面と平行に被測定物体１の表面１ａおよび一方の側面１ｅに対しスリット状光を照射するものである。
【０１７８】
裏面・他側面照射スリット状光光源２ｆは、被測定物体１を介し表面・一側面照射スリット状光光源２ｅと反対側となる被測定物体１の斜め下方であって、表面・一側面照射スリット状光光源２ｅからのスリット状光の照射線上に配置され、表面・一側面照射スリット状光光源２ｅとは反対側から表面・一側面照射スリット状光光源２ｅからのスリット状光と連続するように被測定物体１の裏面１ｂおよび他方の側面１ｆに対しスリット状光を照射するものである。
【０１７９】
表面・他側面撮像部３ｆは、被測定物体１を介し表面・一側面照射スリット状光光源２ｅと反対側となる被測定物体１の斜め上方であって、表面・一側面照射スリット状光光源２ｅからのスリット状光の照射線上から被測定物体１の搬送方向あるいはそれとは反対方向にずれた位置に配置され、被測定物体１の表面１ａおよび他方の側面１ｆ上に照射されたスリット状光をその照射方向に対し所定の角度所定の角度θｆ８（図２２（ｃ）参照）だけ斜め方向からものである。
【０１８０】
裏面・一側面撮像部３ｅは、被測定物体１を介し裏面・他側面照射スリット状光光源２ｆと反対側となる被測定物体１の斜め下方であって、裏面・他側面照射スリット状光光源２ｆからのスリット状光の照射線上から被測定物体１の搬送方向あるいはそれとは反対方向にずれた位置に配置され、被測定物体１の裏面１ｂおよび一方の側面上１ｅに照射されたスリット状光をその照射方向に対し所定の角度だけ所定の角度θｅ８（図２２（ｃ）参照）だけ斜め方向から撮像するものである。
【０１８１】
表面・他側面座標変換部４ｆは、表面・他側面撮像部３ｆが撮像した被測定物体１の表面１ａおよび他方の側面１ｆの撮像画像の座標を、表面・他側面撮像部３ｆが表面・一側面照射スリット状光光源２ｅからの照射線上で撮像したように所定の角度θｆ８（図２２（ｃ）参照）だけ座標変換するものである。
【０１８２】
裏面・一側面座標変換部４ｅは、裏面・一側面撮像部３ｅが撮像した被測定物体１の裏面１ｂおよび一方の側面１ｅの撮像画像の座標を、裏面・一側面撮像部３ｅが裏面・他側面照射スリット状光光源２ｆからの照射線上で撮像したように所定の角度θｅ８（図２２（ｃ）参照）だけ座標変換するものである。
【０１８３】
断面厚み形状演算部５は、実施の形態１の形状測定装置５０Ａの断面厚み形状演算部５と同様に、座標変換部４によって変換された被測定物体１の表面１ａの撮像画像の座標と、被測定物体１の裏面１ｂの撮像画像の座標とに基づいて、被測定物体１の断面厚み形状を演算するものである。
【０１８４】
断面幅形状演算部２０は、座標変換部４によって変換された被測定物体１の他方の側面１ｆの撮像画像の座標と、一方の側面１ｅの撮像画像の座標とに基づいて、被測定物体１の断面幅形状を演算するものである。
【０１８５】
次に、動作を説明する。
【０１８６】
この実施の形態８の形状測定装置５０Ｈでは、表面・一側面照射スリット状光光源２ｅと、裏面・他側面照射スリット状光光源２ｆとは、それぞれ、被測定物体１の表面１ａおよび一方の側面１ｅと、被測定物体１の裏面１ｂおよび他方の側面１ｆに対しスリット状光を照射する。
【０１８７】
すると、表面・他側面撮像部３ｆと、裏面・一側面撮像部３ｅは、それぞれ、被測定物体１の表面１ａおよび他方の側面１ｆ、または被測定物体１の表面１ａおよび一方の側面１ｅ上に照射されたスリット状光をその照射方向に対し所定の角度θｆ８，θｅ８（図２２（ｃ）参照）だけ斜め方向から撮像する。
【０１８８】
そして、表面・他側面座標変換部４ｆは、表面・他側面撮像部３ｆが撮像した被測定物体１の表面１ａの撮像画像の座標を所定の角度θｆ８（図２２（ｃ）参照）だけ座標変換する一方、裏面・一側面座標変換部４ｅは、裏面・一側面撮像部３ｅが撮像した被測定物体１の裏面１ｂおよび一方の側面１ｅの撮像画像の座標を所定の角度θｅ８（図２２（ｃ）参照）だけ座標変換する。
【０１８９】
断面厚み形状演算部５は、座標変換部４によって変換された被測定物体１の表面１ａの撮像画像の座標と、被測定物体１の裏面１ｂの撮像画像の座標とに基づいて、被測定物体１の断面厚み形状演算し、その演算結果を表示部６に出力する一方、断面幅形状演算部２０は、座標変換部４によって変換された被測定物体１の他方の側面１ｆの撮像画像の座標と、一方の側面１ｅの撮像画像の座標とに基づいて、被測定物体１の断面幅形状を演算して、その演算結果を表示部６に出力する
図２２（ａ）は、図２１に示す実施の形態８の形状測定装置５０Ｈにおける光源や撮像部等の配置例を示す平面図（上方から見た状態）である。図２２（ｂ）は、図２１に示す実施の形態８の形状測定装置５０Ｈの背面図（搬送方向の後方から見た状態）である。図２２（ｃ）は、図２１に示す実施の形態８の形状測定装置５０Ｈの正面図（搬送方向と直角方向から見た状態）である。
【０１９０】
図２２（ａ）において、センターライン７は被測定物体１の幅方向の中心で搬送方向に仮定した中心線である。図２２（ａ）において、表面・一側面照射スリット状光光源２ｅと、裏面・他側面照射スリット状光光源２ｆと、表面・他側面撮像部３ｆと、裏面・一側面撮像部３ｅとは、センターライン７を含む被測定物体１に垂直な平面を介して反対側に配置される。
【０１９１】
表面・一側面照射スリット状光光源２ｅと、裏面・他側面照射スリット状光光源２ｆは、それぞれ、被測定物体１の搬送方向に対し平行な直線（例えばセンターライン７）と垂直な平面内に配置され、この平面内でスリット状光を被測定物体表面の幅方向へ照射する。そして、表面・他側面撮像部３ｆと、裏面・一側面撮像部３ｅは、図２２（ａ），図２２（ｃ）から分かるように、この平面から外れた位置であって、それぞれ、表面・一側面照射スリット状光光源２ｅと、裏面・他側面照射スリット状光光源２ｆの照射方向に対し、所定の角度θｆ８，θｅ８だけ傾斜した位置に配置される。
【０１９２】
図２３は、本発明に係る実施の形態８の形状測定装置５０Ｈを示す撮像結果の一例を示す説明図である。
【０１９３】
図２３において、３ｆ１は、座標変換部４による座標変換前の表面・他側面撮像部３ｆの撮像結果例を示しており、この撮像結果例３ｆ１には、被測定物体１の表面１ａに照射された表面スリット状光画像３ｆ１１と、被測定物体１の他側面１ｆに照射された他側面スリット状光画像３ｆ１２とが含まれている。
【０１９４】
また、３ｅ１は、座標変換部４による座標変換前の裏面・一側面撮像部３ｅの撮像結果例を示しており、この撮像結果例３ｅ１には、被測定物体１の裏面１ｂに照射された裏面スリット状光画像３ｅ１１と、被測定物体１の一側面１ｅに照射された他側面スリット状光画像３ｅ１２とが含まれている。
【０１９５】
また、４ｆ１は、図３における撮像結果例４ａ１と同様に、被測定物体表面撮像結果例３ｆ１における表面スリット状光画像３ｆ１１部分を表面・他側面座標変換部４ｆによって座標変換した画座標変換結果例を示しており、この画座標変換結果例４ｆ１には、水平方向に座標変換された表面スリット状光画像４ｆ１１が含まれている。なお、この画座標変換結果例４ｆ１において、横方向は、被測定物体１の幅方向の座標を表し、縦方向は，被測定物体１の表面厚み方向の座標を表している。
【０１９６】
また、４ｅ１は、図３における撮像結果例４ｂ１と同様に、被測定物体裏面撮像結果例３ｅ１における裏面スリット状光画像３ｅ１１部分を裏面・一側面座標変換部４ｅによって座標変換した画座標変換結果例を示しており、この画座標変換結果例４ｅ１には、水平方向に座標変換された裏面スリット状光画像４ｅ１１が含まれている。なお、この画座標変換結果例４ｅ１において、横方向は、被測定物体１の幅方向の座標を表し、縦方向は，被測定物体１の裏面厚み方向の座標を表している。
【０１９７】
また、４ｆ２は、被測定物体表面撮像結果例３ｆ１における他側面スリット状光画像３ｆ１２部分を表面・他側面座標変換部４ｆによって座標変換した画座標変換結果例を示しており、この画座標変換結果例４ｆ２には、水平方向に座標変換された他側面スリット状光画像４ｆ１２が含まれている。なお、この画座標変換結果例４ｆ２において、横方向は、被測定物体１の幅方向の座標を表し、縦方向は，被測定物体１の厚み方向の座標を表している。
【０１９８】
また、４ｅ２は、被測定物体裏面撮像結果例３ｅ１における一側面スリット状光画像３ｅ１２部分を裏面・一側面座標変換部４ｅによって座標変換した画座標変換結果例を示しており、この画座標変換結果例４ｅ２には、水平方向に座標変換された一側面スリット状光画像４ｅ１２が含まれている。なお、この画座標変換結果例４ｅ２において、横方向は、被測定物体１の幅方向の座標を表し、縦方向は，被測定物体１の厚み方向の座標を表している。
【０１９９】
そのため、断面厚み形状演算部５は、図２３に示す画座標変換結果例４ｆ１における表面スリット状光画像４ｆ１と、画座標変換結果例４ｅ１における裏面スリット状光画像４ｅ１１の縦方向の厚み方向座標の差分等から被測定物体１の断面厚み形状等を演算することができる。
【０２００】
また、断面幅形状演算部２０は、図２３に示す画座標変換結果例４ｆ２における他側面スリット状光画像４ｆ１２と、画座標変換結果例４ｅ２における一側面スリット状光画像４ｅ１２の横方向の幅方向座標の差分等から被測定物体１の断面幅形状等を演算することができる。
【０２０１】
以上説明したように、実施形態８の形状測定装置５０Ｈは、表面・一側面照射スリット状光光源２ｅと、裏面・他側面照射スリット状光光源２ｆと、表面・他側面撮像部３ｆと、裏面・一側面撮像部３ｅと、表面・他側面座標変換部４ｆと、裏面・一側面座標変換部４ｅと、断面厚み形状演算部５と、断面幅形状演算部２０と、表示部６とを有するので、安価な断面形状測定装置と、被測定物体１の側面形状と幅形状測定装置の複合機能を提供することができる。
【０２０２】
なお、本発明は、上述の各実施の形態１〜８の形状測定装置５０Ａ〜５０Ｈに限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変形して実施することが可能である。
【符号の説明】
【０２０３】
５０Ａ〜５０Ｈ 形状測定装置
１ 被測定物体
１ａ 被測定物体表面
１ｂ 被測定物体裏面
１ｃ 被測定物体先端側面
１ｄ 被測定物体後端側面
２ａ、２ａ１，２ａ２ 表面側スリット状光光源
２ｂ 裏面側スリット状光光源
２ｃ 先端部側スリット状光光源
２ｄ 後端部側スリット状光光源
３ 撮像部
３ａ 表面側撮像部
３ｂ 裏面側撮像部
３ｃ 先端部側撮像部
３ｄ 後端部側撮像部
３ｅ 裏面・一側面撮像部
３ｆ 表面・他側面撮像部
４ａ 表面側座標変換部
４ｂ 裏面側座標変換部
４ｃ 先端部側座標変換部
４ｄ 後端部側座標変換部
４ｅ 裏面・一側面座標変換部
４ｆ 表面・他側面座標変換部
５ 断面厚み形状演算部
６ 表示部
７ センターライン
８ａ 表面側ミラー
８ｂ 裏面側ミラー
９ ハーフミラー
１０ 基準板
１０ａ 基準板表面
１０ｂ 基準板裏面
１１ 基準値演算部
１２ 凹凸形状演算部
１３ａ 先端部側形状演算部
１３ｂ 後端部側形状演算部
１４ａ〜１４ｃ 被測定物体有無検知部
１５ パルス信号発生部
１６ 長さ形状演算部
１８ 光源
１９ 基準線
２０ 断面幅形状演算部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定物体の搬送方向に対し垂直な平面内であって前記被測定物体の斜め上方に配置され、その平面と平行に前記被測定物体の表面に対しスリット状光を照射する表面側スリット状光光源と、
前記被測定物体を介し前記表面側スリット状光光源と反対側となる前記被測定物体の斜め上方であって、前記表面側スリット状光光源からのスリット状光の照射線上から前記被測定物体の搬送方向あるいはそれとは反対方向にずれた位置に配置され、前記被測定物体の表面上に照射されたスリット状光をその照射方向に対し所定の角度だけ斜め方向から撮像する表面側撮像部と、
前記被測定物体の搬送方向に対し垂直な平面内であって前記被測定物体の斜め下方に配置され、その平面と平行に前記被測定物体の裏面に対しスリット状光を照射する裏面側スリット状光光源と、
前記被測定物体を介し前記裏面側スリット状光光源と反対側となる前記被測定物体の斜め下方であって、前記裏面側スリット状光光源からのスリット状光の照射線上から前記被測定物体の搬送方向あるいはそれとは反対方向にずれた位置に配置され、前記被測定物体の裏面上に照射されたスリット状光をその照射方向に対し所定の角度だけ斜め方向から撮像する裏面側撮像部と、
前記表面側撮像部が撮像した前記被測定物体表面の撮像画像の座標と、前記裏面側撮像部が撮像した前記被測定物体裏面の撮像画像の座標とを、ぞれぞれ、前記表面側撮像部または前記裏面側撮像部が前記表面側スリット状光光源または前記裏面側スリット状光光源からの照射線上で撮像したように変換する座標変換部と、
前記座標変換部によって変換された前記被測定物体表面の撮像画像の座標と、前記被測定物体裏面の撮像画像の座標とに基づいて、前記被測定物体の断面厚み形状を演算する断面厚み形状演算部と、
を備えることを特徴とする形状測定装置。
【請求項２】
被測定物体の搬送方向に対し垂直な平面内であって前記被測定物体の斜め上方に配置され、その平面と平行に前記被測定物体の表面に対しスリット状光を照射する表面側スリット状光光源と、
前記被測定物体を介し前記表面側スリット状光光源と反対側となる前記被測定物体の斜め上方であって、前記表面側スリット状光光源からのスリット状光の照射線上から搬送方向あるいはそれとは反対方向にずれた位置に配置され、前記被測定物体の表面に照射され反射されたスリット状光を反射する表面側ミラーと、
前記被測定物体の搬送方向に対し垂直な平面内であって前記被測定物体の斜め下方に配置され、その平面と平行に前記被測定物体の裏面に対しスリット状光を照射する裏面側スリット状光光源と、
前記被測定物体を介し前記裏面側スリット状光光源と反対側となる前記被測定物体の斜め下方方であって、前記裏面側スリット状光光源からのスリット状光の照射線上から搬送方向あるいはそれとは反対方向にずれた位置に配置され、前記被測定物体の裏面に照射され反射されたスリット状光を反射する裏面側ミラーと、
前記表面側ミラーによって反射された前記被測定物体の表面からのスリット状光を透過または反射する一方、前記裏面側ミラーによって反射された前記被測定物体の裏面からのスリット状光を反射または透過するハーフミラーと、
前記ハーフミラーを透過または反射した前記被測定物体の表面からのスリット状光と、前記ハーフミラーを反射または透過した前記被測定物体の裏面からのスリット状光とを撮像する一の撮像部と、
前記一の撮像部が撮像した前記被測定物体表面撮像画像の座標および前記被測定物体裏面撮像画像の座標を、前記一の撮像部が前記表面側スリット状光光源または前記裏面側スリット状光光源からの照射線上で撮像したように変換する座標変換部と、
前記座標変換部によって変換された前記被測定物体表面撮像画像の座標と、前記被測定物体裏面撮像画像の座標とに基づいて、前記被測定物体の断面厚み形状を演算する断面厚み形状演算部と、
を備えることを特徴とする形状測定装置。
【請求項３】
被測定物体の搬送方向に対し垂直な平面内であって前記被測定物体の斜め上方に配置され、その平面と平行に前記被測定物体の表面に対しスリット状光を照射する表面側スリット状光光源と、
前記被測定物体を介し前記表面側スリット状光光源と反対側となる前記被測定物体の斜め上方であって、前記表面側スリット状光光源からのスリット状光の照射線上から前記被測定物体の搬送方向あるいはそれとは反対方向にずれた位置に配置され、前記被測定物体の表面上に照射されたスリット状光をその照射方向に対し所定の角度だけ斜め方向から撮像する表面側撮像部と、
前記被測定物体の搬送方向に対し垂直な平面内であって前記被測定物体の斜め下方に配置され、その平面と平行に前記被測定物体の裏面に対しスリット状光を照射する裏面側スリット状光光源と、
前記被測定物体を介し前記裏面側スリット状光光源と反対側となる前記被測定物体の斜め下方であって、前記裏面側スリット状光光源からのスリット状光の照射線上から前記被測定物体の搬送方向あるいはそれとは反対方向にずれた位置に配置され、前記被測定物体の裏面上に照射されたスリット状光をその照射方向に対し所定の角度だけ斜め方向から撮像する裏面側撮像部と、
前記表面側スリット状光光源および前記裏面側スリット状光光源双方からの前記スリット状光が照射される範囲で、かつ、前記表面側撮像部および前記裏面側撮像部の撮像範囲に配置されたその厚さが既知の基準板と、
前記表面側撮像部が撮像した前記被測定物体表面および前記基準板表面の撮像画像の座標と、前記裏面側撮像部が撮像した前記被測定物体裏面および前記基準板裏面の撮像画像の座標とを、ぞれぞれ、前記表面側撮像部または前記裏面側撮像部が前記表面側スリット状光光源または前記裏面側スリット状光光源からの照射線上で撮像したように変換する座標変換部と、
前記座標変換部によって変換された前記基準板表面の撮像画像の座標と、前記基準板裏面の撮像画像の座標とに基づいて前記基準板の厚みを演算すると共に、演算した前記基準板の厚みと前記基準板の既知の厚みとの比率に基づいて補正値を演算する基準値演算部と、
前記座標変換部によって変換された前記被測定物体表面の撮像画像の座標と、前記被測定物体裏面の撮像画像の座標とに基づいて、前記被測定物体の断面形状を演算すると共に、演算した前記被測定物体の断面形状を前記補正値によって補正する断面厚み形状演算部と、
を備えることを特徴とする形状測定装置。
【請求項４】
被測定物体の搬送方向に対し所定の間隔を空けて平行に配置され、搬送方向に対し垂直な方向で前記被測定物体上にセンシング信号を出力して、前記被測定物体の有無を検知する一つまたは複数台の被測定物体有無検知部と、
前記被測定物体有無検知部が前記被測定物体の無し状態から有り状態を検知した時と、または前記被測定物体の有り状態から無し状態を検知した時とに、パルス信号を発生するパルス信号発生部と、
前記被測定物体の上方に配置され、前記パルス信号発生部からのパルス信号に基づいて前記被測定物体の表面を照射する光源と、
前記被測定物体の上方であって前記光源に重ならない位置に配置され、前記パルス信号発生部からのパルス信号に基づいて前記光源によって前記被測定物体の表面に照射された照射光を撮像する撮像部と、
前記撮像部が撮像した前記被測定物体表面の撮像画像の座標を、前記撮像部が前記光源からの照射線上で撮像したように変換する座標変換部と、
前記座標変換部によって座標が変換された前記光源がパルス点灯した時の前記撮像部の撮像結果に基づいて前記被測定物体の搬送方向の端部位置を検出し、前記被測定物体の長さ形状を演算する長さ形状演算部と、
を備えることを特徴とする形状測定装置。
【請求項５】
被測定物体と同一平面内であって前記被測定物体に当たらない位置に配置され、その平面と平行に前記被測定物体の先端部に対しスリット状光を照射する先端部側スリット状光光源と、
前記被測定物体を介し前記先端部側スリット状光光源と反対側であって前記被測定物体に当たらない前記被測定物体の斜め上方または斜め下方の位置に配置され、前記被測定物体の先端部に照射されたスリット状光をその照射方向に対し所定の角度だけ斜め方向から撮像する先端部側撮像部と、
前記被測定物体と同一平面内であって前記被測定物体に当たらない位置であって、前記被測定物体の搬送方向に沿って前記先端部側スリット状光光源より後方の位置に配置され、その平面と平行に前記被測定物体の後端部に対しスリット状光を照射する後端部側スリット状光光源と、
前記被測定物体を介し前記後端部側スリット状光光源と反対側であって、前記被測定物体の搬送方向に沿って前記先端部側撮像部より後方、かつ、前記被測定物体に当たらない前記被測定物体の斜め上方または斜め下方の位置に配置され、前記被測定物体の後端部に照射されたスリット状光をその照射方向に対し所定の角度だけ斜め方向から撮像する後端部側撮像部と、
前記先端部側撮像部が撮像した前記被測定物体先端部の撮像画像の座標と、前記後端部側撮像部が撮像した前記被測定物体後端部の撮像画像の座標とを、ぞれぞれ、前記先端部側撮像部または前記後端部側撮像部が前記先端部側スリット状光光源または前記後端部側スリット状光光源からの照射線上で撮像したように変換する座標変換部と、
前記座標変換部によって変換された前記被測定物体先端部の撮像画像の座標と、前記被測定物体後端部の撮像画像の座標とに基づいて、前記被測定物体先端部および前記被測定物体後端部の形状を演算する先後端部形状演算部と、
を備えることを特徴とする形状測定装置。
【請求項６】
被測定物体の搬送方向と平行に所定間隔を空けた位置で、前記被測定物体の搬送方向に対し垂直な平面内であって前記被測定物体の斜め上方に配置され、その平面と平行に前記被測定物体の表面に対しスリット状光を照射する複数の表面側スリット状光光源と、
前記被測定物体を介し前記複数の表面側スリット状光光源と反対側となる前記被測定物体の斜め上方であって、前記複数の表面側スリット状光光源からのスリット状光の照射線上から前記被測定物体の搬送方向あるいはそれとは反対方向にずれた位置に配置され、前記被測定物体の表面上に照射された２つのスリット状光をその照射方向に対し所定の角度だけ斜め方向から撮像する表面側撮像部と、
前記表面側撮像部が撮像した前記被測定物体表面の２つの撮像画像の座標を、ぞれぞれ、前記表面側撮像部が前記２つのスリット状光光源からの照射線上で撮像したように変換する表面側座標変換部と、
前記表面側座標変換部によって変換された前記被測定物体表面の２つの撮像画像の座標に基づいて、前記被測定物体表面の凹凸形状を演算する凹凸形状演算部と、
を備えることを特徴とする形状測定装置。
【請求項７】
被測定物体の搬送方向と平行に所定間隔を空けた位置で、前記被測定物体の搬送方向に対し垂直な平面内であって前記被測定物体の斜め上方に配置され、その平面と平行に前記被測定物体の表面に対しスリット状光を照射する複数の表面側スリット状光光源と、
前記被測定物体を介し前記複数の表面側スリット状光光源と反対側となる前記被測定物体の斜め上方であって、前記複数の表面側スリット状光光源からのスリット状光の照射線上から前記被測定物体の搬送方向あるいはそれとは反対方向にずれた位置に配置され、前記被測定物体の表面上に照射された２つのスリット状光をその照射方向に対し所定の角度だけ斜め方向から撮像する表面側撮像部と、
前記表面側撮像部が撮像した前記被測定物体表面の２つの撮像画像の座標を、ぞれぞれ、前記表面側撮像部が前記２つのスリット状光光源からの照射線上で撮像したように変換する表面側座標変換部と、
前記表面側座標変換部によって変換された前記被測定物体表面の２つの撮像画像の座標に基づいて、前記被測定物体表面の凹凸形状を演算する凹凸形状演算部と、
前記被測定物体の搬送方向に対し垂直な平面内であって前記被測定物体の斜め下方に配置され、その平面と平行に前記被測定物体の裏面に対しスリット状光を照射する裏面側スリット状光光源と、
前記被測定物体を介し前記裏面側スリット状光光源と反対側となる前記被測定物体の斜め下方であって、前記裏面側スリット状光光源からのスリット状光の照射線上から前記被測定物体の搬送方向あるいはそれとは反対方向にずれた位置に配置され、前記被測定物体の裏面上に照射されたスリット状光をその照射方向に対し所定の角度だけ斜め方向から撮像する裏面側撮像部と、
前記裏面側撮像部が撮像した前記被測定物体裏面の撮像画像の座標を、前記裏面側撮像部が前記裏面側スリット状光光源からの照射線上で撮像したように変換する裏面側座標変換部と、
前記座標変換部によって変換された前記被測定物体表面の撮像画像の座標と、前記被測定物体裏面の撮像画像の座標とに基づいて、前記被測定物体の断面厚み形状を演算する断面厚み形状演算部と、
を備えることを特徴とする形状測定装置。
【請求項８】
被測定物体の搬送方向に対し垂直な平面内であって前記被測定物体の斜め上方に配置され、その平面と平行に前記被測定物体の表面および一方の側面に対しスリット状光を照射する表面・一側面照射スリット状光光源と、
前記被測定物体を介し前記表面・一側面照射スリット状光光源と反対側となる前記被測定物体の斜め下方であって、前記表面・一側面照射スリット状光光源からのスリット状光の照射線上に配置され、前記表面・一側面照射スリット状光光源とは反対側から前記表面・一側面照射スリット状光光源からのスリット状光と連続するように前記被測定物体の裏面および他方の側面に対しスリット状光を照射する裏面・他側面照射スリット状光光源と、
前記被測定物体を介し前記表面・一側面照射スリット状光光源と反対側となる前記被測定物体の斜め上方であって、前記表面・一側面照射スリット状光光源からのスリット状光の照射線上から前記被測定物体の搬送方向あるいはそれとは反対方向にずれた位置に配置され、前記被測定物体の表面および他方の側面上に照射されたスリット状光をその照射方向に対し所定の角度だけ斜め方向から撮像する表面・他側面撮像部と、
前記被測定物体を介し前記裏面・他側面照射スリット状光光源と反対側となる前記被測定物体の斜め下方であって、前記裏面・他側面照射スリット状光光源からのスリット状光の照射線上から前記被測定物体の搬送方向あるいはそれとは反対方向にずれた位置に配置され、前記被測定物体の裏面および一方の側面上に照射されたスリット状光をその照射方向に対し所定の角度だけ斜め方向から撮像する裏面・一側面撮像部と、
前記表面・他側面撮像部が撮像した前記被測定物体表面および他方の側面の撮像画像の座標を前記表面・他側面撮像部が前記表面・一側面照射スリット状光光源からの照射線上で撮像したように変換する表面・他側面座標変換部と、
前記裏面・一側面撮像部が撮像した前記被測定物体裏面および一方の側面の撮像画像の座標を、前記裏面・一側面撮像部が前記裏面・他側面照射スリット状光光源からの照射線上で撮像したように変換する裏面・一側面座標変換部と、
前記表面・他側面座標変換部によって座標変換された前記被測定物体表面および他方の側面の撮像画像の座標と、前記裏面・一側面座標変換部によって座標変換された前記被測定物体裏面および一方の側面の撮像画像の座標とに基づいて、前記被測定物体の断面厚み形状および断面幅形状を演算する断面厚み・断面幅形状演算部と、
を備えることを特徴とする形状測定装置。
【請求項１】
被測定物体の搬送方向に対し垂直な平面内であって前記被測定物体の斜め上方に配置され、その平面と平行に前記被測定物体の表面に対しスリット状光を照射する表面側スリット状光光源と、
前記被測定物体を介し前記表面側スリット状光光源と反対側となる前記被測定物体の斜め上方であって、前記表面側スリット状光光源からのスリット状光の照射線上から前記被測定物体の搬送方向あるいはそれとは反対方向にずれた位置に配置され、前記被測定物体の表面上に照射されたスリット状光をその照射方向に対し所定の角度だけ斜め方向から撮像する表面側撮像部と、
前記被測定物体の搬送方向に対し垂直な平面内であって前記被測定物体の斜め下方に配置され、その平面と平行に前記被測定物体の裏面に対しスリット状光を照射する裏面側スリット状光光源と、
前記被測定物体を介し前記裏面側スリット状光光源と反対側となる前記被測定物体の斜め下方であって、前記裏面側スリット状光光源からのスリット状光の照射線上から前記被測定物体の搬送方向あるいはそれとは反対方向にずれた位置に配置され、前記被測定物体の裏面上に照射されたスリット状光をその照射方向に対し所定の角度だけ斜め方向から撮像する裏面側撮像部と、
前記表面側撮像部が撮像した前記被測定物体表面の撮像画像の座標と、前記裏面側撮像部が撮像した前記被測定物体裏面の撮像画像の座標とを、ぞれぞれ、前記表面側撮像部または前記裏面側撮像部が前記表面側スリット状光光源または前記裏面側スリット状光光源からの照射線上で撮像したように変換する座標変換部と、
前記座標変換部によって変換された前記被測定物体表面の撮像画像の座標と、前記被測定物体裏面の撮像画像の座標とに基づいて、前記被測定物体の断面厚み形状を演算する断面厚み形状演算部と、
を備えることを特徴とする形状測定装置。
【請求項２】
被測定物体の搬送方向に対し垂直な平面内であって前記被測定物体の斜め上方に配置され、その平面と平行に前記被測定物体の表面に対しスリット状光を照射する表面側スリット状光光源と、
前記被測定物体を介し前記表面側スリット状光光源と反対側となる前記被測定物体の斜め上方であって、前記表面側スリット状光光源からのスリット状光の照射線上から搬送方向あるいはそれとは反対方向にずれた位置に配置され、前記被測定物体の表面に照射され反射されたスリット状光を反射する表面側ミラーと、
前記被測定物体の搬送方向に対し垂直な平面内であって前記被測定物体の斜め下方に配置され、その平面と平行に前記被測定物体の裏面に対しスリット状光を照射する裏面側スリット状光光源と、
前記被測定物体を介し前記裏面側スリット状光光源と反対側となる前記被測定物体の斜め下方方であって、前記裏面側スリット状光光源からのスリット状光の照射線上から搬送方向あるいはそれとは反対方向にずれた位置に配置され、前記被測定物体の裏面に照射され反射されたスリット状光を反射する裏面側ミラーと、
前記表面側ミラーによって反射された前記被測定物体の表面からのスリット状光を透過または反射する一方、前記裏面側ミラーによって反射された前記被測定物体の裏面からのスリット状光を反射または透過するハーフミラーと、
前記ハーフミラーを透過または反射した前記被測定物体の表面からのスリット状光と、前記ハーフミラーを反射または透過した前記被測定物体の裏面からのスリット状光とを撮像する一の撮像部と、
前記一の撮像部が撮像した前記被測定物体表面撮像画像の座標および前記被測定物体裏面撮像画像の座標を、前記一の撮像部が前記表面側スリット状光光源または前記裏面側スリット状光光源からの照射線上で撮像したように変換する座標変換部と、
前記座標変換部によって変換された前記被測定物体表面撮像画像の座標と、前記被測定物体裏面撮像画像の座標とに基づいて、前記被測定物体の断面厚み形状を演算する断面厚み形状演算部と、
を備えることを特徴とする形状測定装置。
【請求項３】
被測定物体の搬送方向に対し垂直な平面内であって前記被測定物体の斜め上方に配置され、その平面と平行に前記被測定物体の表面に対しスリット状光を照射する表面側スリット状光光源と、
前記被測定物体を介し前記表面側スリット状光光源と反対側となる前記被測定物体の斜め上方であって、前記表面側スリット状光光源からのスリット状光の照射線上から前記被測定物体の搬送方向あるいはそれとは反対方向にずれた位置に配置され、前記被測定物体の表面上に照射されたスリット状光をその照射方向に対し所定の角度だけ斜め方向から撮像する表面側撮像部と、
前記被測定物体の搬送方向に対し垂直な平面内であって前記被測定物体の斜め下方に配置され、その平面と平行に前記被測定物体の裏面に対しスリット状光を照射する裏面側スリット状光光源と、
前記被測定物体を介し前記裏面側スリット状光光源と反対側となる前記被測定物体の斜め下方であって、前記裏面側スリット状光光源からのスリット状光の照射線上から前記被測定物体の搬送方向あるいはそれとは反対方向にずれた位置に配置され、前記被測定物体の裏面上に照射されたスリット状光をその照射方向に対し所定の角度だけ斜め方向から撮像する裏面側撮像部と、
前記表面側スリット状光光源および前記裏面側スリット状光光源双方からの前記スリット状光が照射される範囲で、かつ、前記表面側撮像部および前記裏面側撮像部の撮像範囲に配置されたその厚さが既知の基準板と、
前記表面側撮像部が撮像した前記被測定物体表面および前記基準板表面の撮像画像の座標と、前記裏面側撮像部が撮像した前記被測定物体裏面および前記基準板裏面の撮像画像の座標とを、ぞれぞれ、前記表面側撮像部または前記裏面側撮像部が前記表面側スリット状光光源または前記裏面側スリット状光光源からの照射線上で撮像したように変換する座標変換部と、
前記座標変換部によって変換された前記基準板表面の撮像画像の座標と、前記基準板裏面の撮像画像の座標とに基づいて前記基準板の厚みを演算すると共に、演算した前記基準板の厚みと前記基準板の既知の厚みとの比率に基づいて補正値を演算する基準値演算部と、
前記座標変換部によって変換された前記被測定物体表面の撮像画像の座標と、前記被測定物体裏面の撮像画像の座標とに基づいて、前記被測定物体の断面形状を演算すると共に、演算した前記被測定物体の断面形状を前記補正値によって補正する断面厚み形状演算部と、
を備えることを特徴とする形状測定装置。
【請求項４】
被測定物体の搬送方向に対し所定の間隔を空けて平行に配置され、搬送方向に対し垂直な方向で前記被測定物体上にセンシング信号を出力して、前記被測定物体の有無を検知する一つまたは複数台の被測定物体有無検知部と、
前記被測定物体有無検知部が前記被測定物体の無し状態から有り状態を検知した時と、または前記被測定物体の有り状態から無し状態を検知した時とに、パルス信号を発生するパルス信号発生部と、
前記被測定物体の上方に配置され、前記パルス信号発生部からのパルス信号に基づいて前記被測定物体の表面を照射する光源と、
前記被測定物体の上方であって前記光源に重ならない位置に配置され、前記パルス信号発生部からのパルス信号に基づいて前記光源によって前記被測定物体の表面に照射された照射光を撮像する撮像部と、
前記撮像部が撮像した前記被測定物体表面の撮像画像の座標を、前記撮像部が前記光源からの照射線上で撮像したように変換する座標変換部と、
前記座標変換部によって座標が変換された前記光源がパルス点灯した時の前記撮像部の撮像結果に基づいて前記被測定物体の搬送方向の端部位置を検出し、前記被測定物体の長さ形状を演算する長さ形状演算部と、
を備えることを特徴とする形状測定装置。
【請求項５】
被測定物体と同一平面内であって前記被測定物体に当たらない位置に配置され、その平面と平行に前記被測定物体の先端部に対しスリット状光を照射する先端部側スリット状光光源と、
前記被測定物体を介し前記先端部側スリット状光光源と反対側であって前記被測定物体に当たらない前記被測定物体の斜め上方または斜め下方の位置に配置され、前記被測定物体の先端部に照射されたスリット状光をその照射方向に対し所定の角度だけ斜め方向から撮像する先端部側撮像部と、
前記被測定物体と同一平面内であって前記被測定物体に当たらない位置であって、前記被測定物体の搬送方向に沿って前記先端部側スリット状光光源より後方の位置に配置され、その平面と平行に前記被測定物体の後端部に対しスリット状光を照射する後端部側スリット状光光源と、
前記被測定物体を介し前記後端部側スリット状光光源と反対側であって、前記被測定物体の搬送方向に沿って前記先端部側撮像部より後方、かつ、前記被測定物体に当たらない前記被測定物体の斜め上方または斜め下方の位置に配置され、前記被測定物体の後端部に照射されたスリット状光をその照射方向に対し所定の角度だけ斜め方向から撮像する後端部側撮像部と、
前記先端部側撮像部が撮像した前記被測定物体先端部の撮像画像の座標と、前記後端部側撮像部が撮像した前記被測定物体後端部の撮像画像の座標とを、ぞれぞれ、前記先端部側撮像部または前記後端部側撮像部が前記先端部側スリット状光光源または前記後端部側スリット状光光源からの照射線上で撮像したように変換する座標変換部と、
前記座標変換部によって変換された前記被測定物体先端部の撮像画像の座標と、前記被測定物体後端部の撮像画像の座標とに基づいて、前記被測定物体先端部および前記被測定物体後端部の形状を演算する先後端部形状演算部と、
を備えることを特徴とする形状測定装置。
【請求項６】
被測定物体の搬送方向と平行に所定間隔を空けた位置で、前記被測定物体の搬送方向に対し垂直な平面内であって前記被測定物体の斜め上方に配置され、その平面と平行に前記被測定物体の表面に対しスリット状光を照射する複数の表面側スリット状光光源と、
前記被測定物体を介し前記複数の表面側スリット状光光源と反対側となる前記被測定物体の斜め上方であって、前記複数の表面側スリット状光光源からのスリット状光の照射線上から前記被測定物体の搬送方向あるいはそれとは反対方向にずれた位置に配置され、前記被測定物体の表面上に照射された２つのスリット状光をその照射方向に対し所定の角度だけ斜め方向から撮像する表面側撮像部と、
前記表面側撮像部が撮像した前記被測定物体表面の２つの撮像画像の座標を、ぞれぞれ、前記表面側撮像部が前記２つのスリット状光光源からの照射線上で撮像したように変換する表面側座標変換部と、
前記表面側座標変換部によって変換された前記被測定物体表面の２つの撮像画像の座標に基づいて、前記被測定物体表面の凹凸形状を演算する凹凸形状演算部と、
を備えることを特徴とする形状測定装置。
【請求項７】
被測定物体の搬送方向と平行に所定間隔を空けた位置で、前記被測定物体の搬送方向に対し垂直な平面内であって前記被測定物体の斜め上方に配置され、その平面と平行に前記被測定物体の表面に対しスリット状光を照射する複数の表面側スリット状光光源と、
前記被測定物体を介し前記複数の表面側スリット状光光源と反対側となる前記被測定物体の斜め上方であって、前記複数の表面側スリット状光光源からのスリット状光の照射線上から前記被測定物体の搬送方向あるいはそれとは反対方向にずれた位置に配置され、前記被測定物体の表面上に照射された２つのスリット状光をその照射方向に対し所定の角度だけ斜め方向から撮像する表面側撮像部と、
前記表面側撮像部が撮像した前記被測定物体表面の２つの撮像画像の座標を、ぞれぞれ、前記表面側撮像部が前記２つのスリット状光光源からの照射線上で撮像したように変換する表面側座標変換部と、
前記表面側座標変換部によって変換された前記被測定物体表面の２つの撮像画像の座標に基づいて、前記被測定物体表面の凹凸形状を演算する凹凸形状演算部と、
前記被測定物体の搬送方向に対し垂直な平面内であって前記被測定物体の斜め下方に配置され、その平面と平行に前記被測定物体の裏面に対しスリット状光を照射する裏面側スリット状光光源と、
前記被測定物体を介し前記裏面側スリット状光光源と反対側となる前記被測定物体の斜め下方であって、前記裏面側スリット状光光源からのスリット状光の照射線上から前記被測定物体の搬送方向あるいはそれとは反対方向にずれた位置に配置され、前記被測定物体の裏面上に照射されたスリット状光をその照射方向に対し所定の角度だけ斜め方向から撮像する裏面側撮像部と、
前記裏面側撮像部が撮像した前記被測定物体裏面の撮像画像の座標を、前記裏面側撮像部が前記裏面側スリット状光光源からの照射線上で撮像したように変換する裏面側座標変換部と、
前記座標変換部によって変換された前記被測定物体表面の撮像画像の座標と、前記被測定物体裏面の撮像画像の座標とに基づいて、前記被測定物体の断面厚み形状を演算する断面厚み形状演算部と、
を備えることを特徴とする形状測定装置。
【請求項８】
被測定物体の搬送方向に対し垂直な平面内であって前記被測定物体の斜め上方に配置され、その平面と平行に前記被測定物体の表面および一方の側面に対しスリット状光を照射する表面・一側面照射スリット状光光源と、
前記被測定物体を介し前記表面・一側面照射スリット状光光源と反対側となる前記被測定物体の斜め下方であって、前記表面・一側面照射スリット状光光源からのスリット状光の照射線上に配置され、前記表面・一側面照射スリット状光光源とは反対側から前記表面・一側面照射スリット状光光源からのスリット状光と連続するように前記被測定物体の裏面および他方の側面に対しスリット状光を照射する裏面・他側面照射スリット状光光源と、
前記被測定物体を介し前記表面・一側面照射スリット状光光源と反対側となる前記被測定物体の斜め上方であって、前記表面・一側面照射スリット状光光源からのスリット状光の照射線上から前記被測定物体の搬送方向あるいはそれとは反対方向にずれた位置に配置され、前記被測定物体の表面および他方の側面上に照射されたスリット状光をその照射方向に対し所定の角度だけ斜め方向から撮像する表面・他側面撮像部と、
前記被測定物体を介し前記裏面・他側面照射スリット状光光源と反対側となる前記被測定物体の斜め下方であって、前記裏面・他側面照射スリット状光光源からのスリット状光の照射線上から前記被測定物体の搬送方向あるいはそれとは反対方向にずれた位置に配置され、前記被測定物体の裏面および一方の側面上に照射されたスリット状光をその照射方向に対し所定の角度だけ斜め方向から撮像する裏面・一側面撮像部と、
前記表面・他側面撮像部が撮像した前記被測定物体表面および他方の側面の撮像画像の座標を前記表面・他側面撮像部が前記表面・一側面照射スリット状光光源からの照射線上で撮像したように変換する表面・他側面座標変換部と、
前記裏面・一側面撮像部が撮像した前記被測定物体裏面および一方の側面の撮像画像の座標を、前記裏面・一側面撮像部が前記裏面・他側面照射スリット状光光源からの照射線上で撮像したように変換する裏面・一側面座標変換部と、
前記表面・他側面座標変換部によって座標変換された前記被測定物体表面および他方の側面の撮像画像の座標と、前記裏面・一側面座標変換部によって座標変換された前記被測定物体裏面および一方の側面の撮像画像の座標とに基づいて、前記被測定物体の断面厚み形状および断面幅形状を演算する断面厚み・断面幅形状演算部と、
を備えることを特徴とする形状測定装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【公開番号】特開２０１２−２５１８１６（Ｐ２０１２−２５１８１６Ａ）
【公開日】平成２４年１２月２０日（２０１２．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１２３２６５（Ｐ２０１１−１２３２６５）
【出願日】平成２３年６月１日（２０１１．６．１）
【出願人】（５０１１３７６３６）東芝三菱電機産業システム株式会社 (904)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月２０日（２０１２．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月１日（２０１１．６．１）
【出願人】（５０１１３７６３６）東芝三菱電機産業システム株式会社 (904)
【Ｆターム（参考）】
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