(57)【要約】  本発明に係る帯状体の端部位置検出装置は、走行中の帯状体の幅方向における両端の位置及び帯状体の両端の高さを求める。端部位置検出装置(100)は、帯状体(2000)の下方から帯状体に光を照射する第一光源(110)と、帯状体の上方から帯状体の表面に対して鉛直方向に線形光を照射する第二光源(120)と、帯状体の表面を撮像する撮像装置(130)と、第一光源(110)から発せられる光から得られる画像と、第二光源(120)からの反射光から得られる画像とから帯状体の幅方向における帯状体の端部の位置及び帯状体の高さ方向における帯状体の端部の位置を算出する端部位置算出装置(140)と、からなる。
2013011586.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下動を行いながら一方向に走行する帯状体の幅方向における前記帯状体の端部の位置及び高さ方向における前記帯状体の端部の位置を検出する装置であって、
前記帯状体に光を照射する第一光源と、
前記第一光源から発せられた光が照射されている領域内において前記帯状体の上方から前記帯状体の表面に線形光を照射する第二光源と、
前記第二光源から発せられた線形光が前記帯状体の表面に照射された領域を含む領域を撮像し、前記第二光源の前記線形光の照射角と異なる入射角を有する撮像装置と、
前記第一光源から発せられる光から得られる画像と、前記第二光源からの反射光から得られる画像とから前記帯状体の幅方向における前記帯状体の端部の位置及び前記帯状体の高さ方向における前記帯状体の端部の位置を算出する端部位置算出装置と、
からなる帯状体の端部位置検出装置。
【請求項２】
前記第二光源の前記照射角と前記撮像装置の前記入射角との差は５度以上かつ７５度以下であることを特徴とする請求項１に記載の帯状体の端部位置検出装置。
【請求項３】
前記第二光源及び前記撮像装置の何れか一方は前記帯状体の表面に対して鉛直方向を向いていることを特徴とする請求項１または２に記載の帯状体の端部位置検出装置。
【請求項４】
前記第一光源は前記帯状体の下方から前記帯状体に対して光を照射することを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の帯状体の端部位置検出装置。
【請求項５】
前記第一光源が光を照射する方向は前記撮像装置の向きと一致していることを特徴とする請求項４に記載の帯状体の端部位置検出装置。
【請求項６】
前記帯状体と前記第一光源との間に配置された光拡散部材をさらに備えることを特徴とする請求項４または５に記載の帯状体の端部位置検出装置。
【請求項７】
前記第一光源は前記帯状体の上方から前記帯状体の表面に光を照射するものであることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の帯状体の端部位置検出装置。
【請求項８】
前記第二光源から発せられる光の輝度は前記第一光源から発せられる光の輝度より大きいことを特徴とする請求項７に記載の帯状体の端部位置検出装置。
【請求項９】
前記第二光源から発せられる光の波長は前記第一光源から発せられる光の波長とは異なるものであり、
前記撮像装置はカラー画像を撮像可能であることを特徴とする請求項１乃至８の何れか一項に記載の帯状体の端部位置検出装置。
【請求項１０】
上下動を行いながら一方向に走行し、自ら光を発する帯状体の幅方向における前記帯状体の端部の位置及び高さ方向における前記帯状体の端部の位置を検出する装置であって、
前記帯状体の上方から前記帯状体の表面に線形光を照射する第二光源と、
前記第二光源から発せられた線形光が前記帯状体の表面に照射された領域を含む領域を撮像し、前記第二光源の前記線形光の照射角と異なる入射角を有する撮像装置と、
前記帯状体から発せられる光から得られる画像と前記第二光源からの反射光から得られる画像とから前記帯状体の幅方向における前記帯状体の端部の位置及び前記帯状体の高さ方向における前記帯状体の端部の位置を算出する端部位置算出装置と、
からなる帯状体の端部位置検出装置。
【請求項１１】
前記第二光源の前記照射角と前記撮像装置の前記入射角との差は５度以上かつ７５度以下であることを特徴とする請求項１０に記載の帯状体の端部位置検出装置。
【請求項１２】
前記第二光源及び前記撮像装置の何れか一方は前記帯状体の表面に対して鉛直方向を向いていることを特徴とする請求項１０または１１に記載の帯状体の端部位置検出装置。
【請求項１３】
前記第二光源から発せられる光の輝度は前記帯状体から発せられる光の輝度より大きいことを特徴とする請求項１０乃至１２の何れか一項に記載の帯状体の端部位置検出装置。
【請求項１４】
前記第二光源から発せられる光の波長は前記帯状体から発せられる光の波長とは異なるものであり、
前記撮像装置はカラー画像を撮像可能であることを特徴とする請求項１０乃至１３の何れか一項に記載の帯状体の端部位置検出装置。
【請求項１５】
前記撮像装置が前記帯状体の表面に対して鉛直方向を向いていることを特徴とする請求項１乃至１４の何れか一項に記載の帯状体の端部位置検出装置。
【請求項１６】
前記端部位置算出装置は、前記第一光源または前記帯状体から得られる画像における明領域と暗領域との境界線と前記第二光源から得られる線形画像との交点に基づいて、前記帯状体の幅方向における端部の位置を算出することを特徴とする請求項１乃至１５の何れか一項に記載の帯状体の端部位置検出装置。
【請求項１７】
前記端部位置算出装置は、前記帯状体が基準高さを走行している場合に前記第二光源から得られる線形画像と実際に得られた線形画像との間の距離に応じて、前記帯状体の高さ方向における前記帯状体の端部の位置を算出することを特徴とする請求項１乃至１６の何れか一項に記載の帯状体の端部位置検出装置。
【請求項１８】
前記撮像装置は二次元カメラであることを特徴とする請求項１乃至１７の何れか一項に記載の帯状体の端部位置検出装置。
【請求項１９】
上下動を行いながら一方向に走行する帯状体の幅方向における前記帯状体の端部の位置及び高さ方向における前記帯状体の端部の位置を検出する方法であって、
前記帯状体に光を照射する第一の過程と、
前記第一の過程において発せられた光が照射されている領域内において前記帯状体の上方から前記帯状体の表面に線形光を照射する第二の過程と、
前記第二の過程において発せられた線形光が前記帯状体の表面に照射された領域を含む領域を、前記第二の過程における前記線形光の照射角とは異なる入射角で撮像する第三の過程と、
前記第一の過程において得られる画像と前記第二の過程において得られる画像とから前記帯状体の幅方向における前記帯状体の端部の位置及び前記帯状体の高さ方向における前記帯状体の端部の位置を算出する第四の過程と、
からなる帯状体の端部位置検出方法。
【請求項２０】
前記照射角と前記入射角との差は５度以上かつ７５度以下であることを特徴とする請求項１９に記載の帯状体の端部位置検出方法。
【請求項２１】
前記第二の過程における前記線形光の照射及び前記第三の過程における撮像の何れか一方は前記帯状体の表面に対して鉛直方向に行われるものであることを特徴とする請求項１９または２０に記載の帯状体の端部位置検出方法。
【請求項２２】
前記第一の過程においては前記帯状体の下方から前記帯状体に対して光を照射することを特徴とする請求項１９乃至２１の何れか一項に記載の帯状体の端部位置検出方法。
【請求項２３】
前記帯状体に到達する前に前記光を拡散させる過程を備えることを特徴とする請求項２２に記載の帯状体の端部位置検出方法。
【請求項２４】
前記第一の過程においては前記帯状体の上方から前記帯状体の表面に光を照射するものであることを特徴とする請求項１９乃至２１の何れか一項に記載の帯状体の端部位置検出方法。
【請求項２５】
前記第二の過程において発せられる光の輝度を前記第一の過程において発せられる光の輝度より大きい輝度に設定する過程を備えることを特徴とする請求項２４に記載の帯状体の端部位置検出方法。
【請求項２６】
前記第二の過程において発せられる光の波長を前記第一の過程において発せられる光の波長と異なる波長に設定する過程を備えることを特徴とする請求項１９乃至２５の何れか一項に記載の帯状体の端部位置検出方法。
【請求項２７】
前記第四の過程においては、前記第一の過程において得られる画像における明領域と暗領域との境界線と前記第二の過程において得られる線形画像との交点に基づいて、前記帯状体の幅方向における端部の位置を算出することを特徴とする請求項１９乃至２６の何れか一項に記載の帯状体の端部位置検出方法。
【請求項２８】
前記第四の過程においては、前記帯状体が基準高さを走行している場合に前記第二の過程において得られる線形画像と実際に得られた線形画像との間の距離に応じて、前記帯状体の高さ方向における前記帯状体の端部の位置を算出することを特徴とする請求項１９乃至２７の何れか一項に記載の帯状体の端部位置検出方法。
【請求項２９】
上下動を行いながら一方向に走行し、自ら光を発する帯状体の幅方向における前記帯状体の端部の位置及び高さ方向における前記帯状体の端部の位置を検出する方法であって、
前記帯状体の上方から前記帯状体の表面に線形光を照射する第一の過程と、
前記第一の過程において発せられた線形光が前記帯状体の表面に照射された領域を含む領域を、前記第二の過程における前記線形光の照射角とは異なる入射角で撮像する第二の過程と、
前記第一の過程において得られる画像と前記帯状体からの光により得られる画像とから前記帯状体の幅方向における前記帯状体の端部の位置及び前記帯状体の高さ方向における前記帯状体の端部の位置を算出する第三の過程と、
からなる帯状体の端部位置検出方法。
【請求項３０】
前記照射角と前記入射角との差は５度以上かつ７５度以下であることを特徴とする請求項２９に記載の帯状体の端部位置検出方法。
【請求項３１】
前記第一の過程における前記線形光の照射及び前記第二の過程における撮像の何れか一方は前記帯状体の表面に対して鉛直方向に行われるものであることを特徴とする請求項２９または３０に記載の帯状体の端部位置検出方法。
【請求項３２】
前記第一の過程において発せられる光の輝度を前記帯状体から発せられる光の輝度より大きい輝度に設定する過程を備えることを特徴とする請求項２９乃至３１の何れか一項に記載の帯状体の端部位置検出方法。
【請求項３３】
前記第一の過程において発せられる光の波長を前記帯状体から発せられる光の波長と異なる波長に設定する過程を備えることを特徴とする請求項２９乃至３２の何れか一項に記載の帯状体の端部位置検出方法。
【請求項３４】
前記第三の過程においては、前記帯状体から得られる画像における明領域と暗領域との境界線と前記第一の過程において得られる線形画像との交点に基づいて、前記帯状体の幅方向における端部の位置を算出することを特徴とする請求項２９乃至３３の何れか一項に記載の帯状体の端部位置検出方法。
【請求項３５】
前記第三の過程においては、前記帯状体が基準高さを走行している場合に前記第一の過程において得られる線形画像と実際に得られた線形画像との間の距離に応じて、前記帯状体の高さ方向における前記帯状体の端部の位置を算出することを特徴とする請求項２９乃至３４の何れか一項に記載の帯状体の端部位置検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、上下動を行いながら一方向に走行する帯状体の幅方向における端部の位置及び高さ方向における端部の位置を検出する装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、帯状体（例えば、フィルムその他のシート状素材）の表面に印刷されたパターンが正確に印刷されたものであるか否かの検査は、帯状体を一方向に走行させ、帯状体の上方から各パターンを撮像し、撮像されたパターンを解析することにより（例えば、基準となるパターンと比較することにより）、行われる。この検査の際には、走行中の帯状体の端部の位置を検出する必要があるため、従来は、帯状体の上方にカメラその他の撮像装置を配置し、この撮像装置により帯状体を撮像し、その画像から帯状体の端部の位置を検出していた。【０００３】
走行中の帯状体は常に一定の高さを維持して走行している訳ではなく、走行中に部分的に浮き上がったり、あるいは、波打ったりすることがある。すなわち、走行中の帯状体は部分的に上下方向に変位することがある。【０００４】
帯状体を撮像する撮像装置は帯状体が一定の高さに位置していることを前提として配置いるため、帯状体が上下方向に変位すると、撮像装置の視野における帯状体の端部の位置が変化し、端部の位置検出における誤差を生じる原因となっていた。【０００５】
このような問題を解決するため、同一物を二つの異なる視点から見ることによって、その三次元的な位置を計測する（これを「ステレオ視」と呼ぶ）帯状体の端部位置検出装置が提案されている。この端部位置検出装置によれば、帯状体が上下方向に変位しても、２個のカメラによるステレオ視が行われているため、帯状体の上下方向における変動に影響されることなく、帯状体の端部の位置を正確に検出することができる。【０００６】
しかしながら、この端部位置検出装置は一つの端部に対して２個のカメラを必要とするという構造上の問題点がある。【０００７】
この問題点を解決するため、例えば、特開２００７−１７０９４８号公報は一つの端部に対して１個のカメラでその端部を検出することを可能にする帯状体の端部位置検出装置を提案している。【０００８】
図１６は上記公報に記載されている帯状体の端部位置検出装置の構成を示す概略図である。【０００９】
図１６に示す端部位置検出装置１０００は、図１６の紙面と直交する方向に走行する帯状体２０００の両端の位置ひいては帯状体２０００の幅Ｗを検出する。【００１０】
端部位置検出装置１０００は、帯状体２０００の一方の端部を撮像する第一カメラ１１００と、帯状体２０００の他方の端部を撮像する第二カメラ１２００と、帯状体２０００の下方に配置され、帯状体２０００にその幅方向（図１６の左右方向）において帯状に光を照射する照明装置１３００と、第一カメラ１１００及び第二カメラ１２００が撮像した画像に基づいて帯状体２０００の両端の位置（または帯状体２０００の幅Ｗ）を算出する演算装置１４００と、から構成されている。【００１１】
照明装置１３００は、帯状体２０００の幅方向に延びる発光体を備える光源１３０１と、光源１３０１と帯状体２０００との間に配置されたハーフミラー１３０２と、から構成されている。【００１２】
ハーフミラー１３０２は、光を透過させる下面１３０２Ａと、光を反射させる上面１３０２Ｂとを有している。【００１３】
光源１３０１から発せられた光の一部は、帯状体２０００に遮断されることなく、ハーフミラー１３０２を通過して直接に第一カメラ１１００及び第二カメラ１２００によって受光され、残りの光は、ハーフミラー１３０２を通過した後、帯状体２０００の裏面で反射し、さらに、ハーフミラー１３０２の上面１３０２Ｂで反射した後、第一カメラ１１００及び第二カメラ１２００によって受光される。【００１４】
演算装置１４００は、第一カメラ１１００及び第二カメラ１２００によって受光された光の量に応じて、帯状体２０００の両端の位置を検出する。【００１５】
図１７（Ａ）及び図１７（Ｂ）は図１６に示した端部位置検出装置１０００の測定原理を示す概略図であり、具体的には、図１７（Ａ）は第一カメラ１１００、帯状体２０００、ハーフミラー１３０２及び光源１３０１相互間の光学的な位置関係を示し、図１７（Ｂ）は第一カメラ１１００において検出される信号のレベルを示す。【００１６】
各点を以下のように定める。【００１７】
Ｐｃ：第一カメラ１１００の受光レンズの主点
Ｐｏ：第一カメラ１１００の光軸とハーフミラー１３０２を含む平面との交点
Ｐｅ：帯状体２０００の下部コーナー
Ｐｄ：点Ｐｃと点Ｐｅとを結ぶ延長線がハーフミラー１３０２を含む平面と交わる点
Ｐｅｅ：ハーフミラー１３０２を含む面に対して点Ｐｅと対称位置にある点
Ｐｒ：点Ｐｃと点Ｐｅｅとを結ぶ線がハーフミラー１３０２と交わる点【００１８】
第一カメラ１１００が点Ｐｏから点Ｐｄまで走査を行うと、図１７（Ｂ）に示す信号が得られる。【００１９】
具体的には、第一カメラ１１００が点Ｐｏから点Ｐｒまで走査を行うと、光源１３０１から発せられ、ハーフミラー１３０２を透過した光が直接に第一カメラ１１００に入射する。これにより、信号レベルｖ１が得られる。【００２０】
次いで、第一カメラ１１００が点Ｐｒから点Ｐｄまで走査を行うと、ハーフミラー１３０２を透過して第一カメラ１１００で受光された光の信号レベルｖ１と、ハーフミラー１３０２を透過した光が帯状体２０００の下面で反射し、この反射光がさらにハーフミラー１３０２の上面１３０２Ｂで反射し、第一カメラ１１００で受光される光の信号レベルｖ２との和である（ｖ１＋ｖ２）の信号レベルとなる。【００２１】
さらに、第一カメラ１１００が点Ｐｄを越えて走査を行うと、光源１３０１からの光は帯状体２０００により遮断されるので、第一カメラ１１００は光を受光せず、信号レベルｖ０となる。【００２２】
点Ｐｏ、点Ｐｒ及び点Ｐｄに対応する時刻Ｔ０、Ｔ１及びＴ２は、予め定められた信号レベルｖｔ１２と各信号レベルとを比較することにより、検出される。【００２３】
このようにして第一カメラ１１００の走査により得られた信号レベルから、点Ｐｏと点Ｐｒとの間の距離Ｗａ１、点Ｐｏと点Ｐｄとの間の距離Ｗａ２が求められ、これらの距離Ｗａ１及び距離Ｗａ２に基づいて、帯状体２０００の端部の位置が算出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２４】
【特許文献１】特開２００７−１７０９４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２５】
図１６、図１７（Ａ）及び図１７（Ｂ）に示した従来の端部位置検出装置１０００は一つのカメラ１１００または１２００によって帯状体２０００の一つの端部を検出することを可能にはしているものの、ハーフミラー１３０２を用いるため、構造が複雑にならざるを得ない。【００２６】
また、従来の端部位置検出装置１０００においては、帯状体２０００の端部の位置を算出するために、図１７（Ｂ）に示した信号レベルに基づく複雑な演算を行う必要があり、演算装置１４００の高性能化及び演算の長時間化を避けることができない。【００２７】
本発明はこのような従来の端部位置検出装置１０００における問題点に鑑みてなされたものであり、構造を複雑にすることなく、すなわち、ハーフミラー１３０２を用いることなく、さらに、複雑な演算を行うことなく、帯状体の端部の位置を検出することを可能にする帯状体の端部位置検出装置及び帯状体の端部位置検出方法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】
【００２８】
上記の目的を達成するため、本発明は、上下動を行いながら一方向に走行する帯状体の幅方向における前記帯状体の端部の位置及び高さ方向における前記帯状体の端部の位置を検出する装置であって、前記帯状体に光を照射する第一光源と、前記第一光源から発せられた光が照射されている領域内において前記帯状体の上方から前記帯状体の表面に線形光を照射する第二光源と、前記第二光源から発せられた線形光が前記帯状体の表面に照射された領域を含む領域を撮像し、前記第二光源の前記線形光の照射角と異なる入射角を有する撮像装置と、前記第一光源から発せられる光から得られる画像と、前記第二光源からの反射光から得られる画像とから前記帯状体の幅方向における前記帯状体の端部の位置及び前記帯状体の高さ方向における前記帯状体の端部の位置を算出する端部位置算出装置と、からなる帯状体の端部位置検出装置を提供する。【００２９】
本発明に係る帯状体の端部位置検出装置においては、前記第二光源の前記照射角と前記撮像装置の前記入射角との差は５度以上かつ７５度以下であることが好ましい。【００３０】
本発明に係る帯状体の端部位置検出装置においては、前記第二光源及び前記撮像装置の何れか一方は前記帯状体の表面に対して鉛直方向を向いていることが好ましい。【００３１】
本発明に係る帯状体の端部位置検出装置においては、前記第一光源は前記帯状体の下方から前記帯状体に対して光を照射することが好ましい。【００３２】
本発明に係る帯状体の端部位置検出装置においては、前記第一光源が光を照射する方向は前記撮像装置の向きと一致していることが好ましい。【００３３】
本発明に係る帯状体の端部位置検出装置においては、前記帯状体と前記第一光源との間に配置された光拡散部材をさらに備えることが好ましい。【００３４】
本発明に係る帯状体の端部位置検出装置においては、前記第一光源は前記帯状体の上方から前記帯状体の表面に光を照射するものであることが好ましい。【００３５】
本発明に係る帯状体の端部位置検出装置においては、前記第二光源から発せられる光の輝度は前記第一光源から発せられる光の輝度より大きいことが好ましい。【００３６】
本発明に係る帯状体の端部位置検出装置においては、前記第二光源から発せられる光の波長は前記第一光源から発せられる光の波長とは異なるものであり、前記撮像装置はカラー画像を撮像可能であることが好ましい。【００３７】
さらに、本発明は、上下動を行いながら一方向に走行し、自ら光を発する帯状体の幅方向における前記帯状体の端部の位置及び高さ方向における前記帯状体の端部の位置を検出する装置であって、前記帯状体の上方から前記帯状体の表面に線形光を照射する第二光源と、前記第二光源から発せられた線形光が前記帯状体の表面に照射された領域を含む領域を撮像し、前記第二光源の前記線形光の照射角と異なる入射角を有する撮像装置と、前記帯状体から発せられる光から得られる画像と前記第二光源からの反射光から得られる画像とから前記帯状体の幅方向における前記帯状体の端部の位置及び前記帯状体の高さ方向における前記帯状体の端部の位置を算出する端部位置算出装置と、からなる帯状体の端部位置検出装置を提供する。【００３８】
本発明に係る帯状体の端部位置検出装置においては、前記第二光源から発せられる光の輝度は前記帯状体から発せられる光の輝度より大きいことが好ましい。【００３９】
本発明に係る帯状体の端部位置検出装置においては、前記第二光源から発せられる光の波長は前記帯状体から発せられる光の波長とは異なるものであり、前記撮像装置はカラー画像を撮像可能であることが好ましい。【００４０】
本発明に係る帯状体の端部位置検出装置においては、前記撮像装置が前記帯状体の表面に対して鉛直方向を向いていることが好ましい。【００４１】
本発明に係る帯状体の端部位置検出装置においては、前記端部位置算出装置は、前記第一光源または前記帯状体から得られる画像における明領域と暗領域との境界線と前記第二光源から得られる線形画像との交点に基づいて、前記帯状体の幅方向における端部の位置を算出することが好ましい。【００４２】
本発明に係る帯状体の端部位置検出装置においては、前記端部位置算出装置は、前記帯状体が基準高さを走行している場合に前記第二光源から得られる線形画像と実際に得られた線形画像との間の距離に応じて、前記帯状体の高さ方向における前記帯状体の端部の位置を算出することが好ましい。【００４３】
本発明に係る帯状体の端部位置検出装置においては、前記撮像装置は二次元カメラであることが好ましい。【００４４】
さらに、本発明は、上下動を行いながら一方向に走行する帯状体の幅方向における前記帯状体の端部の位置及び高さ方向における前記帯状体の端部の位置を検出する方法であって、前記帯状体に光を照射する第一の過程と、前記第一の過程において発せられた光が照射されている領域内において前記帯状体の上方から前記帯状体の表面に線形光を照射する第二の過程と、前記第二の過程において発せられた線形光が前記帯状体の表面に照射された領域を含む領域を、前記第二の過程における前記線形光の照射角とは異なる入射角で撮像する第三の過程と、前記第一の過程において得られる画像と前記第二の過程において得られる画像とから前記帯状体の幅方向における前記帯状体の端部の位置及び前記帯状体の高さ方向における前記帯状体の端部の位置を算出する第四の過程と、からなる帯状体の端部位置検出方法を提供する。【００４５】
本発明に係る帯状体の端部位置検出方法においては、前記照射角と前記入射角との差は５度以上かつ７５度以下であることが好ましい。【００４６】
本発明に係る帯状体の端部位置検出方法においては、前記第二の過程における前記線形光の照射及び前記第三の過程における撮像の何れか一方は前記帯状体の表面に対して鉛直方向に行われるものであることが好ましい。【００４７】
本発明に係る帯状体の端部位置検出方法においては、前記第一の過程においては前記帯状体の下方から前記帯状体に対して光を照射することが好ましい。【００４８】
本発明に係る帯状体の端部位置検出方法においては、前記帯状体に到達する前に前記光を拡散させる過程を備えることが好ましい。【００４９】
本発明に係る帯状体の端部位置検出方法においては、前記第一の過程においては前記帯状体の上方から前記帯状体の表面に光を照射するものであることが好ましい。【００５０】
本発明に係る帯状体の端部位置検出方法においては、前記第二の過程において発せられる光の輝度を前記第一の過程において発せられる光の輝度より大きい輝度に設定する過程を備えることが好ましい。【００５１】
本発明に係る帯状体の端部位置検出方法においては、前記第二の過程において発せられる光の波長を前記第一の過程において発せられる光の波長と異なる波長に設定する過程を備えることが好ましい。【００５２】
本発明に係る帯状体の端部位置検出方法においては、前記第四の過程においては、前記第一の過程において得られる画像における明領域と暗領域との境界線と前記第二の過程において得られる線形画像との交点に基づいて、前記帯状体の幅方向における端部の位置を算出することが好ましい。【００５３】
本発明に係る帯状体の端部位置検出方法においては、前記第四の過程においては、前記帯状体が基準高さを走行している場合に前記第二の過程において得られる線形画像と実際に得られた線形画像との間の距離に応じて、前記帯状体の高さ方向における前記帯状体の端部の位置を算出することが好ましい。【００５４】
さらに、本発明は、上下動を行いながら一方向に走行し、自ら光を発する帯状体の幅方向における前記帯状体の端部の位置及び高さ方向における前記帯状体の端部の位置を検出する方法であって、前記帯状体の上方から前記帯状体の表面に線形光を照射する第一の過程と、前記第一の過程において発せられた線形光が前記帯状体の表面に照射された領域を含む領域を、前記第二の過程における前記線形光の照射角とは異なる入射角で撮像する第二の過程と、前記第一の過程において得られる画像と前記帯状体からの光により得られる画像とから前記帯状体の幅方向における前記帯状体の端部の位置及び前記帯状体の高さ方向における前記帯状体の端部の位置を算出する第三の過程と、からなる帯状体の端部位置検出方法を提供する。【００５５】
本発明に係る帯状体の端部位置検出方法においては、前記照射角と前記入射角との差は５度以上かつ７５度以下であることが好ましい。【００５６】
本発明に係る帯状体の端部位置検出方法においては、前記第一の過程における前記線形光の照射及び前記第二の過程における撮像の何れか一方は前記帯状体の表面に対して鉛直方向に行われるものであることが好ましい。【００５７】
本発明に係る帯状体の端部位置検出方法においては、前記第一の過程において発せられる光の輝度を前記帯状体から発せられる光の輝度より大きい輝度に設定する過程を備えることが好ましい。【００５８】
本発明に係る帯状体の端部位置検出方法においては、前記第一の過程において発せられる光の波長を前記帯状体から発せられる光の波長と異なる波長に設定する過程を備えることが好ましい。【００５９】
本発明に係る帯状体の端部位置検出方法においては、前記第三の過程においては、前記帯状体から得られる画像における明領域と暗領域との境界線と前記第一の過程において得られる線形画像との交点に基づいて、前記帯状体の幅方向における端部の位置を算出することが好ましい。【００６０】
本発明に係る帯状体の端部位置検出方法においては、前記第三の過程においては、前記帯状体が基準高さを走行している場合に前記第一の過程において得られる線形画像と実際に得られた線形画像との間の距離に応じて、前記帯状体の高さ方向における前記帯状体の端部の位置を算出することが好ましい。
【発明の効果】
【００６１】
本発明に係る帯状体の端部位置検出装置及び帯状体の端部位置検出方法は、図１６に示した従来の端部位置検出装置１０００とは異なり、ハーフミラー１３０２のような付随的要素を用いることなく、さらに、帯状体の上下方向における変位に影響されることなく、走行中の帯状体の幅方向における両端の位置を正確に求めることを可能にする。【００６２】
さらに、本発明に係る帯状体の端部位置検出装置及び帯状体の端部位置検出方法によれば、走行中の帯状体が上方に変位している場合には、帯状体の両端の高さ（基準高さからの高さ）を求めることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の第一の実施形態に係る帯状体の端部位置検出装置の構成を示す概略図である。
【図２】本発明の第一の実施形態に係る帯状体の端部位置検出装置における第一光源、第二光源及び撮像装置の３次元的な位置関係を示す斜視図である。
【図３】本発明の第一の実施形態に係る帯状体の端部位置検出装置における撮像装置が撮像した帯状体の画像の一例である。
【図４】本発明の第一の実施形態に係る帯状体の端部位置検出装置における端部位置算出装置の構造の一例を示すブロック図である。
【図５】帯状体が走行中に上方に変位した場合の状況を示す概略図である。
【図６】帯状体が高さＨ１を走行している場合に撮像装置が撮像する画像の一例である。
【図７】撮像装置をその光軸が帯状体の表面と直交するように配置し、第二光源をその光軸が帯状体の表面に対して傾斜するように配置するように配置した場合の構成を示す概略図である。
【図８】図８（Ａ）は撮像装置を帯状体の表面に対して傾斜して配置した場合の画像を示し、図８（Ｂ）は撮像装置を帯状体の表面に対して鉛直に配置した場合の画像を示す。
【図９】本発明の第一の実施形態に係る帯状体の端部位置検出装置の変形例の構成を示す概略図である。
【図１０】本発明の第一の実施形態に係る帯状体の端部位置検出装置の変形例の構成を示す概略図である。
【図１１】本発明の第一の実施形態に係る帯状体の端部位置検出装置の第一変形例の構成を示す概略図である。
【図１２】本発明の第一の実施形態に係る帯状体の端部位置検出装置の第二変形例の構成を示す概略図である。
【図１３】本発明の第二の実施形態に係る帯状体の端部位置検出装置の構成を示す概略図である。
【図１４】本発明の第二の実施形態に係る帯状体の端部位置検出装置における撮像装置が撮像した帯状体の画像の一例である。
【図１５】本発明の第三の実施形態に係る帯状体の端部位置検出装置の構成を示す概略図である。
【図１６】従来の端部位置検出装置の構成を示す概略図である。
【図１７】図１７（Ａ）は従来の端部位置検出装置における第一カメラ、帯状体、ハーフミラー及び光源相互間の光学的な位置関係を示し、図１７（Ｂ）は第一カメラにおいて検出される信号のレベルを示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６４】
（第一の実施形態）
図１は本発明の第一の実施形態に係る帯状体の端部位置検出装置１００の構成を示す概略図である。【００６５】
本実施形態に係る帯状体の端部位置検出装置１００は、図１の右方向Ｓに走行する帯状体２０００の幅方向における両端（図１の紙面と直交する方向における両端）の位置及び高さ（上下方向における位置）を検出する。【００６６】
帯状体２０００は常に一定の高さを維持して走行している訳ではなく、走行中に部分的に浮き上がったり、あるいは、波打ったりすることがある。すなわち、走行中の帯状体２０００は部分的に上下方向に変位することがある。【００６７】
本実施形態に係る帯状体の端部位置検出装置１００は、帯状体２０００の下方から帯状体２０００に対して光を照射する第一光源１１０と、帯状体２０００の上方から帯状体２０００の表面に対して鉛直方向に線形光を照射する第二光源１２０と、撮像装置１３０と、帯状体２０００の端部の位置を算出する端部位置算出装置１４０と、から構成されている。【００６８】
第一光源１１０は帯状体２０００の下方に配置されており、帯状体２０００の幅方向（図１の紙面と直交する方向）に延びる長さを有している。第一光源１１０は帯状体２０００の全幅よりも大きい長さを有しており、帯状体２０００の全幅にわたって帯状体２０００の下面に対して面状に光を照射する。【００６９】
第二光源１２０はその光軸が帯状体２０００と直交するように帯状体２０００の上方に配置されており、帯状体２０００の表面に対して鉛直に扇状の光（ラインビーム）を照射する。図２に示すように、第二光源１２０から発せられる光は帯状体２０００の表面に線形をなして照射される。【００７０】
第二光源１２０としては、例えば、ラインレーザーを用いることができる。【００７１】
第二光源１２０は、第一光源１１０により光が照射されている領域内において、帯状体２０００の表面に線形光を照射する。【００７２】
撮像装置１３０は、例えば、ＣＣＤカメラその他の二次元カメラからなる。【００７３】
撮像装置１３０は帯状体２０００の表面と直交する方向に対して予め定められた傾斜角の方向に向けられており、常にその視野の中に第二光源１２０から発せられた線形光が帯状体２０００に照射される領域を捉えている。すなわち、第二光源１２０から発せられた線形光を中心としてその周囲の領域を撮像する。【００７４】
端部位置算出装置１４０は、第一光源１１０から発せられる光から得られる画像と、第二光源１２０からの反射光から得られる画像とから帯状体２０００の幅方向における帯状体２０００の端部の位置及び帯状体２０００の高さ方向における端部の位置を算出する。【００７５】
図４は端部位置算出装置１４０の構造の一例を示すブロック図である。【００７６】
端部位置算出装置１４０は、中央処理装置（ＣＰＵ）１４１と、第一のメモリ１４２と、第二のメモリ１４３と、各種命令及びデータを中央処理装置１４１に入力するための入力インターフェイス１４４と、中央処理装置１４１により実行された処理の結果を出力する出力インターフェイス１４５と、中央処理装置１４１と第一のメモリ１４２、第二のメモリ１４３、入力インターフェイス１４４、出力インターフェイス１４５とを接続するバス１４７と、から構成されている。【００７７】
第一のメモリ１４２及び第二のメモリ１４３の各々は、リード・オンリー・メモリ（ＲＯＭ）、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）またはＩＣメモリーカードなどの半導体記憶装置、フレキシブルディスクなどの記憶媒体、ハードディスク、あるいは、光学磁気ディスクなどからなる。本実施形態においては、第一のメモリ１４２はＲＯＭからなり、第二のメモリ１４３はＲＡＭからなる。【００７８】
第一のメモリ１４２は中央処理装置１４１が実行するための各種の制御用プログラムその他の固定的なデータを格納している。第二のメモリ１４３は様々なデータ及びパラメータを記憶しているとともに、中央処理装置１４１に対する作動領域を提供する、すなわち、中央処理装置１４１がプログラムを実行する上で一時的に必要とされるデータを格納している。【００７９】
中央処理装置１４１は第一のメモリ１４２からプログラムを読み出し、そのプログラムを実行する。すなわち、中央処理装置１４１は第一のメモリ１４２に格納されているプログラムに従って作動する。【００８０】
図２は第一光源１１０、第二光源１２０及び撮像装置１３０の３次元的な位置関係を示す斜視図である。【００８１】
図３は撮像装置１３０が撮像した帯状体２０００の画像の一例である。端部位置算出装置１４０は、図３に示す画像を用いて、帯状体２０００の端部の位置を算出する。【００８２】
以下、図１乃至図３を参照して、本実施形態に係る帯状体の端部位置検出装置１００の動作を説明する。【００８３】
図１及び図２に示すように、第一光源１１０は方向Ｓに走行している帯状体２０００の下面に光を面状に照射し、第二光源１２０は帯状体２０００の上方から、第一光源１１０が光を照射している領域内において、帯状体２０００の表面に鉛直に線形光を照射する。【００８４】
撮像装置１３０は鉛直方向に対して所定の傾斜角の方向から第二光源１２０から発せられている線形光が照射されている領域を中心とする領域を撮像する。このようにして撮像された画像１５０の一例が図３に示すものである。【００８５】
図３に示すように、画像１５０のほぼ中央には第二光源１２０からの線形光による線形画像１５１が延びている。【００８６】
また、画像１５０は暗領域１５２（斜線で示す領域）と明領域１５３（斜線なしの領域）とに二分されている。【００８７】
暗領域１５２は第一光源１１０からの光が帯状体２０００の下面に照射されている領域を示し、明領域１５３は第一光源１１０からの光が直接に（すなわち、帯状体２０００により遮断されずに）撮像装置１３０に入射した領域を示す。【００８８】
第二光源１２０からの線形光は帯状体２０００の表面上に照射されているため、線形画像１５１は常に暗領域１５２の内部に位置している。【００８９】
撮像装置１３０により撮像された画像１５０は端部位置算出装置１４０に送られる。【００９０】
端部位置算出装置１４０は撮像装置１３０から送られてきた画像１５０の輝度（明度）を検出し、輝度の相違に基づいて、画像１５０中の暗領域１５２と明領域１５３とを検出し、暗領域１５２と明領域１５３との境界線１５４（破線で示す）を画定する。【００９１】
さらに、端部位置算出装置１４０は、輝度の差によって、暗領域１５２中にある線形画像１５１（正確には、線形画像１５１の中心線）を抽出する。【００９２】
次いで、端部位置算出装置１４０は線形画像１５１と境界線１５４との交点１５５を抽出する。【００９３】
図３から明らかであるように、暗領域１５２は帯状体２０００が存在する領域を示し、線形画像１５１は第二光源１２０からの線形光を示している。このため、暗領域１５２と明領域１５３との境界を示す境界線１５４と線形画像１５１との交点１５５は帯状体２０００の端部の位置を示す。【００９４】
端部位置算出装置１４０は、このようにして求めた交点１５５の撮像装置１３０の視野内における座標を、撮像装置１３０、第一光源１１０、第二光源１２０の位置関係及び予め設定されている校正データに基づいて、実際の空間座標に変換し、帯状体２０００の端部の位置を決定する。【００９５】
図３は帯状体２０００の一端の位置のみを示しているが、他端の位置も同様にして決定される。【００９６】
本実施形態に係る帯状体の端部位置検出装置１００は以上のようにして帯状体２０００の幅方向における両端の位置を求めることができる。【００９７】
なお、境界線１５４を画定する場合、線形画像１５１の終端の近傍のみにおいて画像処理を行うことにより、画像処理の効率と信頼性を向上させることができる。【００９８】
上述のように、帯状体２０００は走行中に上下方向に変位する。【００９９】
図５は、帯状体２０００が走行中に上方に変位した場合の状況を示す概略図である。図５は帯状体２０００の進行方向Ｓ（図５の紙面と直交する方向）と直交する方向から見た帯状体２０００を示す。【０１００】
帯状体２０００が走行する際の基準高さをＨ０とすると、帯状体２０００は部分的に基準高さＨ０からＨだけ高い高さＨ１を走行することがある。このような場合、撮像装置１３０は帯状体２０００が基準高さＨ０にある場合を想定して配置されているため、帯状体２０００が実際には高さＨ１を走行している場合には、撮像装置１３０と帯状体２０００との間の位置関係が変化するため、撮像装置１３０の視野における帯状体２０００の相対的位置が変化する。【０１０１】
帯状体２０００が基準高さＨ０を走行している場合には、撮像装置１３０は帯状体２０００のエッジ２００１を視野角θａで捉えている。【０１０２】
これに対して、帯状体２０００が高さＨ１を走行している場合には、撮像装置１３０は帯状体２０００のエッジ２００１を視野角θｂで捉えることになる。この場合、撮像装置１３０は帯状体２０００が基準高さＨ０に位置していることを想定しているため、撮像装置１３０は、高さＨ１にある帯状体２０００のエッジ２００１を通る視野角θｂの直線の延長線が基準高さＨ０にある帯状体２０００の表面の高さと交差する点２００２を帯状体２０００のエッジ２００１の位置として把握する。【０１０３】
このように、撮像装置１３０は、点２００２と実際のエッジ２００１の水平間距離Ｅだけ外側にずれた点を帯状体２０００のエッジ２００１の位置として誤認する。【０１０４】
図５に示すように、撮像装置１３０の光軸と帯状体２０００のエッジ２００１との間の水平距離をＡ、高さＨ１を走行している帯状体２０００の表面と撮像装置１３０との高さの差をＢとすると、
Ｈ／Ｅ＝（Ｈ＋Ｂ）／（Ｅ＋Ａ）
Ｈ及びＥはともに微小長さであるので、上式の近似式をとると
Ｈ／Ｅ＝Ｂ／Ａ
すなわち、
Ｅ＝ＨＡ／Ｂ
となる。【０１０５】
例えば、Ａ＝２００ｍｍ、Ｂ＝１０００ｍｍ、Ｈ＝５ｍｍである場合には、
Ｅ＝１ｍｍ
となる。【０１０６】
図６は帯状体２０００が高さＨ１を走行している場合に撮像装置１３０が撮像する画像１５０Ａの一例を示す。【０１０７】
図６に示す画像１５０Ａにおいても、図３に示した画像１５０と同様に、第二光源１２０からの線形光に基づく線形画像１５１Ａが得られるが、画像１５０Ａの全体における線形画像１５１Ａの相対的位置は画像１５０の全体における線形画像１５１の相対的位置とは異なっている。【０１０８】
具体的には、図３と図６との比較から明らかであるように、画像１５０Ａ中における線形画像１５１Ａの相対的位置は画像１５０における線形画像１５１の相対的位置から上方に距離Ｄだけずれている。【０１０９】
さらに、帯状体２０００が高さＨ１を走行することにより、鉛直方向において高さＨの分だけ撮像装置１３０に近づくことになるため、線形画像１５１Ａの端点は線形画像１５１の端点と比較して距離Ｅ（図５参照）だけ外側に移行する。【０１１０】
距離Ｄは高さＨに対応している。このため、高さＨと距離Ｄとの間の対応関係（この対応関係は帯状体２０００と撮像装置１３０との間の位置関係に応じて変化する）を予め求めておけば、端部位置算出装置１４０は距離Ｄを測定することにより、高さＨを算出することが可能になる。【０１１１】
高さＨが算出された後、さらに、端部位置算出装置１４０は、帯状体２０００が基準高さＨ０にある場合の帯状体２０００と撮像装置１３０との間の相対的な位置関係に基づいて、帯状体２０００の端部の位置を補正し、帯状体２０００の端部の正確な位置を算出する。【０１１２】
なお、基準高さＨ０としては、帯状体２０００が剛性体である場合には、帯状体２０００が取り得る高さのうち、最も低い高さに設定することが好ましい。【０１１３】
通常、帯状体２０００が剛性体である場合には、帯状体２０００はローラー上を搬送される。このため、帯状体２０００がローラー上にある場合の高さを基準高さＨ０とすることにより、帯状体２０００が基準高さＨ０よりも低い位置に変位することはなく、基準高さＨ０よりも高い位置のみを考えればよいことになる。【０１１４】
これに対して、帯状体２０００がフィルム、紙などのように容易に変形する材質のものである場合には、帯状体２０００に張力を作用させ、帯状体２０００は複数のローラーで巻き取られるようにして搬送される。このような場合には、ローラー間における帯状体２０００の走行位置は、自重による撓み、張力の変動、帯状体２０００の平面度、搬送機械の振動などの要因により変動する。このため、帯状体２０００が変形可能な材質からなるものである場合には、基準高さＨ０としては、帯状体２０００の走行中における平均的な高さを採用する。従って、この場合には、帯状体２０００の高さは基準高さＨ０と比較してプラスとマイナスの両方向に変化する。【０１１５】
以上のように、本実施形態に係る帯状体の端部位置検出装置１００によれば、図１６に示した従来の端部位置検出装置１０００とは異なり、ハーフミラー１３０２のような付随的要素を用いることなく、さらに、帯状体２０００の上下方向における変位に影響されることなく、走行中の帯状体２０００の幅方向における両端の位置を正確に求めることが可能である。さらに、走行中の帯状体２０００が上方に変位している場合には、帯状体２０００の両端の高さＨ１（基準高さＨ０からの高さ）を求めることが可能である。【０１１６】
本実施形態に係る帯状体の端部位置検出装置１００は上記の構造に限定されるものではなく、種々の改変が可能である。【０１１７】
例えば、本実施形態に係る帯状体の端部位置検出装置１００においては、第二光源１２０はその光軸が帯状体２０００の表面と直交するように配置され、撮像装置１３０はその光軸が帯状体２０００の表面に対して傾斜するように配置されているが、これとは逆に、撮像装置１３０をその光軸が帯状体２０００の表面と直交するように配置し、第二光源１２０をその光軸が帯状体２０００の表面に対して傾斜するように配置するように配置することが可能である。【０１１８】
図７は第二光源１２０及び撮像装置１３０をそのように配置した場合の概略図である。【０１１９】
帯状体２０００の表面に対して鉛直方向に配置した撮像装置１３０により帯状体２０００の端部を撮像すると、境界線１５４は画像１５０の幅方向（図３の左右方向）における位置にかかわらず、画像１５０内において常に同一角度で捉えることが可能になる。【０１２０】
図８（Ａ）は撮像装置１３０を帯状体２０００の表面に対して傾斜して配置した場合の画像１５０（図３に示した画像１５０）を示し、図８（Ｂ）は撮像装置１３０を帯状体２０００の表面に対して鉛直に配置した場合の画像１５０Ｓを示す。【０１２１】
図８（Ａ）に示すように、画像１５０においては、画像１５０内において境界線１５４を同一角度で捉えることができないため、境界線１５４は画像１５０の上下方向に対して傾斜した線をなしている。【０１２２】
これに対して、図８（Ｂ）に示すように、画像１５０Ｓにおいては、画像１５０Ｓ内において境界線１５４を常に同一角度で捉えることが可能であるため、境界線１５４は画像１５０の上下方向に平行な線をなす。【０１２３】
このため、図８（Ａ）に示す画像１５０においては、境界線１５４の全域を捉えるための領域（画像処理領域）は長方形１５６となり、図８（Ｂ）に示す画像１５０Ｓにおいては、境界線１５４の全域を捉えるための領域（画像処理領域）は長方形１５７となる。画像１５０Ｓにおける境界線１５４は上下方向に平行であるため、長方形１５７は長方形１５６よりも明らかに小さい。【０１２４】
すなわち、撮像装置１３０をその光軸が帯状体２０００の表面と直交するように配置することにより、撮像装置１３０をその光軸が帯状体２０００の表面に対して傾斜するように配置する場合と比較して、境界線１５４を抽出するための画像処理領域を狭い範囲に限定することができ、端部位置算出装置１４０による画像処理に要する時間を短縮化することができる。さらに、より狭い領域内において境界線１５４を認識することになるため、帯状体２０００の表面の欠陥や照明ムラによる誤認識の確率または誤差を小さくすることも可能である。【０１２５】
あるいは、第二光源１２０または撮像装置１３０の光軸が帯状体２０００の表面と直交するように配置することは必ずしも必要ではなく、双方の光軸が一致しない限りにおいて、第二光源１２０及び撮像装置１３０を任意の位置に配置することができる。【０１２６】
図９は、第二光源１２０及び撮像装置１３０の光軸の何れもが帯状体２０００の表面と直交しないように配置されている場合の帯状体の端部位置検出装置１００の構成を示す概略図である。【０１２７】
図９に示すように、第二光源１２０が線形光を照射する照射角θ１（線形光が水平面となす角度、０≦θ１≦１８０）と撮像装置１３０の入射角θ２（撮像装置１３０に入射する反射光が水平面となす角度、０≦θ２≦１８０）とが異なるものであれば、第二光源１２０及び撮像装置１３０を帯状体２０００の表面に対して任意の方向に配置することができる。照射角θ１と入射角θ２との差（θ１−θ２）が大きくなるほど、高さ方向の分解能（図５に示した高さの差Ｈを検出する精度）を上げることができる。【０１２８】
このため、第二光源１２０から照射される線形光の照射角θ１と反射光が撮像装置１３０に入射する入射角θ２との差は５度以上かつ７５度以下であることが好ましい。【０１２９】
以下に、本実施形態に係る帯状体の端部位置検出装置１００の変形例を示す。【０１３０】
（第一の実施形態の第一変形例）
図１１は本発明の第一の実施形態に係る帯状体の端部位置検出装置１００の第一変形例の構成を示す概略図である。【０１３１】
第一変形例においては、図１１に示すように、第一光源１１０は、光を照射する方向が撮像装置１３０の光軸１３１の向きと一致するように、傾斜して配置されている。【０１３２】
第一光源１１０をこのように配置することにより、帯状体２０００の下面を効果的に照射することが可能になる。【０１３３】
（第一の実施形態の第二変形例）
図１２は本発明の第一の実施形態に係る帯状体の端部位置検出装置１００の第二変形例の構成を示す概略図である。【０１３４】
第二変形例においては、図１２に示すように、帯状体２０００と第一光源１１０との間に光拡散板１７０が配置されている。【０１３５】
このように光拡散板１７０を配置することにより、第一光源１１０の光照射面のサイズを小さくすることが可能になる。【０１３６】
（第二の実施形態）
図１３は本発明の第二の実施形態に係る帯状体の端部位置検出装置２００の構成を示す概略図である。【０１３７】
本実施形態に係る帯状体の端部位置検出装置２００は、第一の実施形態に係る帯状体の端部位置検出装置１００と比較して、第一光源１１０に代えて、第一光源２１０を備えている。この点を除いて、本実施形態に係る帯状体の端部位置検出装置２００は第一の実施形態に係る帯状体の端部位置検出装置１００と同様の構成を備えている。このため、第一の実施形態と同一の構成要素に対しては同一の参照符号を用いる。【０１３８】
第一光源２１０は帯状体２０００の上方に配置されており、帯状体２０００の表面に、第二光源１２０からの線形光の周囲に面状に光を照射する。【０１３９】
また、第二光源１２０から発せられる光の輝度は第一光源２１０から発せられる光の輝度よりも大きく設定されている。【０１４０】
以下、本実施形態に係る帯状体の端部位置検出装置２００の動作を説明する。【０１４１】
図１３に示すように、第一光源２１０は方向Ｓに走行している帯状体２０００の表面に光を面状に照射し、第二光源１２０は帯状体２０００の上方から第一光源２１０が光を照射している領域内において帯状体２０００の表面に鉛直に線形光を照射する。【０１４２】
撮像装置１３０は鉛直方向に対して所定の傾斜角の方向から第二光源１２０から発せられている線形光が照射されている領域を中心とする領域を撮像する。このようにして撮像された画像１５０Ｂの一例が図１４に示すものである。【０１４３】
図１４に示すように、画像１５０Ｂのほぼ中央には第二光源１２０からの線形光による線形画像１５１が延びている。【０１４４】
また、画像１５０Ｂは暗領域１５２（斜線で示す領域）と明領域１５３（斜線なしの領域）とに二分されている。【０１４５】
暗領域１５２は第一光源２１０及び第二光源１２０からの光が反射しない領域、すなわち、第一光源２１０及び第二光源１２０からの光が帯状体２０００に反射せず、撮像装置１３０に到達しない領域を示し、明領域１５３は第一光源２１０及び第二光源１２０からの光が反射し、撮像装置１３０に到達した領域を示す。【０１４６】
第二光源１２０からの線形光は帯状体２０００の表面上に照射されているため、線形画像１５１は常に明領域１５３の内部に位置している。【０１４７】
なお、第二光源１２０から発せられる光の輝度は第一光源２１０から発せられる光の輝度よりも大きく設定されているため、線形画像１５１は明領域１５３の中にあっても周囲とは識別可能である。【０１４８】
撮像装置１３０により撮像された画像１５０Ｂは端部位置算出装置１４０に送られる。【０１４９】
端部位置算出装置１４０は撮像装置１３０から送られてきた画像１５０Ｂの輝度を検出し、画像１５０Ｂ中の暗領域１５２と明領域１５３とを検出し、暗領域１５２と明領域１５３との境界線１５４（破線で示す）を画定する。【０１５０】
さらに、端部位置算出装置１４０は明領域１５３中にある線形画像１５１を抽出する。【０１５１】
次いで、端部位置算出装置１４０は線形画像１５１と境界線１５４との交点１５５を抽出する。【０１５２】
図１４から明らかであるように、明領域１５３は帯状体２０００が存在する領域を示し、線形画像１５１は第二光源１２０からの線形光を示している。このため、暗領域１５２と明領域１５３との境界を示す境界線１５４と線形画像１５１との交点１５５は帯状体２０００の端部の位置を示す。【０１５３】
端部位置算出装置１４０は、このようにして求めた交点１５５の撮像装置１３０の視野内における座標を、撮像装置１３０、第一光源２１０、第二光源１２０の位置関係及び予め設定されている校正データに基づいて、実際の空間座標に変換し、帯状体２０００の端部の位置を決定する。【０１５４】
図１４は帯状体２０００の一端の位置のみを示しているが、他端の位置も同様にして決定される。【０１５５】
帯状体２０００の端部の高さは第一の実施形態に係る帯状体の端部位置検出装置１００の場合と同様にして決定される。【０１５６】
以上のように、本実施形態に係る帯状体の端部位置検出装置２００は、第一の実施形態に係る帯状体の端部位置検出装置１００と同様に、走行中の帯状体２０００の幅方向における両端の位置及び帯状体２０００の両端の高さ（基準高さＨ０からの高さ）を求めることが可能である。【０１５７】
本実施形態に係る帯状体の端部位置検出装置２００は上記の構造に限定されるものではなく、種々の改変が可能である。【０１５８】
本実施形態に係る帯状体の端部位置検出装置２００においては、第一光源１１０から発せられる光の波長と第二光源１２０から発せられる光の波長は同一に設定されているが、それらの波長を相互に異なる波長に設定することが可能である。これにより、端部位置算出装置１４０による画像１５０Ｂの処理において、輝度ではなく、色による線形画像１５１及び境界線１５４の画定を行うことが可能になる。【０１５９】
例えば、第一光源１１０は青色光を発し、第二光源１２０は赤色光を発する場合を想定する。端部位置算出装置１４０による画像処理の際に適切なフィルターを使用することにより、第一光源１１０からの青色光により得られた画像と第二光源１２０からの赤色光により得られた画像とを容易に分離することが可能になるため、輝度に基づいて線形画像１５１及び境界線１５４を抽出する場合と比較して、容易に、かつ、確実に線形画像１５１及び境界線１５４を抽出することが可能になる。【０１６０】
なお、色による画像処理を行う場合には、撮像装置１３０としては、カラー画像を撮像可能なものを用いることが必要になる。【０１６１】
（第三の実施形態）
図１５は本発明の第三の実施形態に係る帯状体の端部位置検出装置３００の構成を示す概略図である。【０１６２】
本実施形態に係る帯状体の端部位置検出装置３００は、第一及び第二の実施形態に係る帯状体の端部位置検出装置１００、２００が自発光を行わない帯状体２０００を対象とするものであるのに対して、自ら光を発する帯状体すなわち自発光を行う帯状体２００１を対象とするものである点において異なる。【０１６３】
このため、本実施形態に係る帯状体の端部位置検出装置３００は、第一実施形態に係る帯状体の端部位置検出装置１００と比較して、第一光源１１０を備えていない点においてのみ構造的に異なる。【０１６４】
本実施形態に係る帯状体の端部位置検出装置３００においては、帯状体２００１から発せられる光２００２が第一光源１１０から発せられる光に代わる。このため、本実施形態に係る帯状体の端部位置検出装置３００も第一実施形態に係る帯状体の端部位置検出装置１００と同様の効果を奏する。
【産業上の利用可能性】
【０１６５】
本発明に係る帯状体の端部位置検出装置及び端部位置検出方法によれば、走行中の帯状体の端部の位置を正確に検出することが可能である。このため、本発明を実施することにより、帯状体（例えば、鋼板、金属箔、フィルム、紙その他）の生産ラインにおいて、走行中の帯状体の両端部の位置を検出し、帯状体の両端部の位置のみならず、帯状体の中心位置をも所定の位置になるように位置制御を行うことが可能になる。【０１６６】
さらに、帯状体の両端部の位置を検出することにより、帯状体の幅を算出することも可能になり、走行中の帯状体が一定の幅を有しているか否かを継続的にモニタリングすることも可能である。
【符号の説明】
【０１６７】
１００  本発明の第一の実施形態に係る帯状体の端部位置検出装置
１１０  第一光源
１２０  第二光源
１３０  撮像装置
１４０  端部位置算出装置
１４１  中央処理装置
１４２  第一のメモリ
１４３  第二のメモリ
１４４  入力インターフェイス
１４５  出力インターフェイス
１５０  画像
１５０Ａ  画像
１５０Ｂ  画像
１５１  線形画像
１５１Ａ  線形画像
１５２  暗領域
１５３  明領域
１５４  境界線
１５５  交点
１７０  光拡散板
２００  本発明の第二の実施形態に係る帯状体の端部位置検出装置
２１０  第一光源
３００  本発明の第三の実施形態に係る帯状体の端部位置検出装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【国際調査報告】
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