(57)【要約】【課題】搬送される高温の被圧延材の平面形状をカメラを用いて精度よく測定することのできる平面形状測定装置を提供する。【解決手段】被圧延材１の搬送ライン上に平面形状測定用カメラ８ａ，８ｂを配置する。また、表面温度と輝度レベルとの相関に基づき作成された、平面形状測定用カメラ８ａ，８ｂの受光特性を決定するパラメータと被圧延材１の表面温度とを対応付けるテーブルを記憶した記憶装置１３を用意する。そして、被圧延材１の表面温度情報を受信装置２で受信し、記憶装置１３に記憶されたテーブルを参照して表面温度情報をもとにパラメータの設定を決定し、決定した設定を平面形状測定用カメラ８ａ，８ｂに対して指令する。平面形状測定用カメラ８ａ，８ｂによる撮像データから被圧延材１の平面形状を特定するプロフィール値を演算する。【選択図】図１
2015102497.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被圧延材の搬送ライン上に配置された平面形状測定用カメラと、
前記被圧延材の表面温度情報を受信する受信装置と、
表面温度と輝度レベルとの相関に基づき作成された、前記平面形状測定用カメラの受光特性を決定するパラメータと前記被圧延材の表面温度とを対応付けるテーブルを記憶した記憶装置と、
前記テーブルを参照して前記表面温度情報をもとに前記パラメータの設定を決定し、決定した前記パラメータの設定を前記平面形状測定用カメラに対して指令するパラメータ設定指令装置と、
前記平面形状測定用カメラによる撮像データから前記被圧延材の平面形状を特定するプロフィール値を演算するプロフィール値演算装置と、
を備えることを特徴とする平面形状測定装置。
【請求項２】
前記被圧延材の搬送ライン上に配置された輝度レベル測定用カメラと、
前記平面形状測定用カメラによる測定を開始する前に、前記輝度レベル測定用カメラから前記被圧延材の撮像データを取得し、同撮像データから前記被圧延材の撮像画の輝度レベルを演算する輝度レベル演算装置と、
前記輝度レベル演算装置により得られた輝度レベルに基づいて前記パラメータの設定を調整するパラメータ設定調整装置と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の平面形状測定装置。
【請求項３】
前記パラメータ設定指令装置は、前記平面形状測定用カメラに対して指令するのと同じ前記パラメータの設定を前記輝度レベル測定用カメラに対して指令することを特徴とする請求項２に記載の平面形状測定装置。
【請求項４】
前記平面形状測定用カメラは複数のカメラを含み、
前記複数のカメラの少なくとも１つが前記輝度レベル測定用カメラとして兼用されることを特徴とする請求項３に記載の平面形状測定装置。
【請求項５】
前記平面形状測定用カメラは、前記被圧延材の搬送方向に平行な線状の視野を持ち、前記被圧延材の搬送方向である長さ方向の像を撮像する１又は複数の長さ測定用カメラと、前記被圧延材の搬送方向に垂直な線状の視野を持ち、前記被圧延材の搬送方向に垂直な幅方向の像を撮像する１又は複数の幅測定用カメラとを含み、
少なくとも一つの前記幅測定用カメラが前記輝度レベル測定用カメラとして兼用されることを特徴とする請求項４に記載の平面形状測定装置。
【請求項６】
複数の前記幅測定用カメラが前記輝度レベル測定用カメラとして兼用され、
前記パラメータ設定指令装置は、複数の前記輝度レベル測定用カメラ間において前記パラメータの設定を異ならせることを特徴とする請求項５に記載の平面形状測定装置。
【請求項７】
前記長さ測定用カメラは、前記被圧延材の平面形状を測定するときに、前記被圧延材の搬送方向に垂直な方向に視野を走査する視野走査機構を有し、
前記幅測定用カメラは、前記被圧延材の平面形状を測定するときに、前記被圧延材の搬送方向の上流側の走査開始位置から下流側の走査終点位置まで視野を走査する視野走査機構を有し、
前記輝度レベル演算装置は、前記輝度レベル測定用カメラとして兼用される前記幅測定用カメラの視野が前記走査開始位置にあり、且つ、前記走査開始位置を前記被圧延材が通過しているときの撮像データを取得することを特徴とする請求項５又は６に記載の平面形状測定装置。
【請求項８】
前記輝度レベル演算装置は、前記被圧延材が前記走査開始位置を通過し終わるまでの間に前記輝度レベル測定用カメラから撮像データを複数回取得し、撮像データを取得するごとに撮像画の輝度レベルを再演算し、
前記パラメータ設定調整装置は、前記輝度レベル演算装置により輝度レベルが再演算されるごとに前記パラメータの設定を再調整することを特徴とする請求項７に記載の平面形状測定装置。
【請求項９】
少なくとも一つの前記幅測定用カメラが検知用カメラとして兼用され、
前記検知用カメラとして兼用される前記幅測定用カメラの視野が前記走査開始位置にあるときの撮像データに基づいて、前記幅測定用カメラ及び前記長さ測定用カメラの各視野が走査される測定範囲に前記被圧延材が入ったことを検知する検知装置と、
前記検知装置により前記測定範囲に前記被圧延材が入ったことが検知された場合に、前記幅測定用カメラ及び前記長さ測定用カメラに対して視野の走査を指令する走査指令装置と、
を備えることを特徴とする請求項７又は８に記載の平面形状測定装置。
【請求項１０】
前記輝度レベル測定用カメラと前記検知用カメラとは別のカメラであり、
前記パラメータ設定指令装置は、前記輝度レベル測定用カメラよりも前記検知用カメラのほうが撮像画の輝度レベルが高くなるように、前記輝度レベル測定用カメラと前記検知用カメラとの間において前記パラメータの設定を異ならせることを特徴とする請求項９に記載の平面形状測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、搬送される被圧延材の平面形状をカメラを用いて測定する平面形状測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋼板を圧延する圧延機の入側又は出側には、被圧延材である平板の平面形状を測定するための平面形状測定装置が設置される。従来実用されている平面形状測定装置では、サイドガイドによって平板を挟み込むことによって、平板の幅を機械的に測定することが行われていた。しかし、この方法には、測定時に平板を一旦停止させる必要があり、操業を効率的にできないという問題があった。また、この方法には、平板の長さは測定することができず、さらに、幅については最大値しか測定できないという問題もあった。
【０００３】
このような問題に対し、特許文献１及び特許文献２には、平板を搬送しながらその平面形状をカメラを用いて測定する方法が提案されている。これらの特許文献に開示された方法では、線状の視野を持つ一次元カメラが用いられる。一次元カメラは、撮像対象から放射されるエネルギを受光する受光素子を線状に配置したカメラである。撮像対象がスラブ或いはそれを圧延した高温の平板の場合、一次元カメラは平板の輻射エネルギを受光し、受光した輻射エネルギの大きさに応じた輝度レベルの信号を出力する。よって、一次元カメラを用いれば、平板が有る部分と無い部分との境界、つまり、平板のエッジをカメラが出力する信号の輝度レベルに基づいて検出することができる。
【０００４】
上記の各特許文献で提案されている測定方法では、視野が平板の搬送方向に平行になるようにカメラを設置し、搬送方向に垂直な方向に視野を走査することが行われている。カメラにより得られた撮像データから平板の幅方向の両側のエッジを検出することにより、エッジ間の距離から平板の長さを測定することできる。また、特許文献２には、視野が平板の搬送方向に垂直になるようにカメラを設置し、搬送方向に平行な方向に視野を走査することも開示されている。これによれば、平板の長さ方向の両側のエッジを検出し、エッジ間の距離から平板の幅を測定することができる。さらに、上記の各特許文献には、長さ測定用或いは幅測定用のカメラを２台並べて設置し、走査により得られた２つのカメラの撮像データから平板の搬送方向に対する傾斜角度や平板の曲がりを測定することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−１０３９２７号公報
【特許文献２】特開平１１−４４５１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記の各特許文献で提案されている測定方法には、以下に述べるように測定精度の点において改良の余地がある。
【０００７】
カメラが撮像する平板の表面温度とカメラで得られた撮像画の輝度レベルとの関係は、アイリス値や露光時間など、カメラの受光特性を決定するパラメータの設定によって決まる。カメラが出力する信号の輝度レベルには上限があるため、上記の各特許文献で提案されている測定方法を実施する上では、想定される平板の表面温度に合わせたパラメータの設定が必要とされる。
【０００８】
ところが、高温の平板をカメラで撮像したときの撮像画の輝度レベルは、平板の表面温度に対して敏感に変化する。例えば、表面温度が７００℃のときの輝度レベルを基準としたとき、表面温度が８００℃のときの輝度レベルの相対比は５倍であり、表面温度が９００℃のときの輝度レベルの相対比は１８倍にもなる。このため、実際の平板の温度が想定温度よりあまりに高い場合には、撮像画の輝度レベルが上限値に達してしまうおそれがある。また、輝度レベルが上限値に達しなくとも、平板が無い部分と有る部分との境界部分での輝度レベルが上昇する結果、エッジを正確に検知できなくなるおそれがある。逆に、実際の平板の温度が想定温度よりあまりに低い場合には、平板が有る部分の輝度レベルが低くなることで平板が無い部分との境界が曖昧になる結果、エッジを正確に検知できなくなるおそれがある。
【０００９】
搬送されてくる平板の表面温度は必ずしも一定ではなく、ラインの運転条件や環境条件によって変動する。この変動があまりに大きい場合、上記の各特許文献で提案されている測定方法では、上述の理由により平板のエッジを正確に検知することができず、平板の長さや幅を正確に測定できないおそれがあった。
【００１０】
本発明は、上述のような課題に鑑みなされたもので、搬送される高温の被圧延材の平面形状をカメラを用いて精度よく測定することのできる平面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】
【００１１】
上記目的の達成のため、本発明に係る平面形状測定装置は、被圧延材の搬送ライン上に配置された平面形状測定用カメラを備えるとともに、受信装置、記憶装置、パラメータ設定指令装置、及び、プロフィール値演算装置を備える。受信装置は、被圧延材の表面温度情報を受信するように構成される。表面温度情報は温度計によって計測された温度でもよいし、温度モデルなどの数理モデルを用いて算出した計算温度もでもよい。記憶装置は、表面温度と輝度レベルとの相関に基づき作成された、平面形状測定用カメラの受光特性を決定するパラメータと被圧延材の表面温度とを対応付けるテーブルを記憶している。受光特性を決定するパラメータには、アイリス値、露光時間、シャッター速度、露出値などが含まれる。パラメータ設定指令装置は、記憶装置に記憶されたテーブルを参照して、受信した表面温度情報をもとにパラメータの設定を決定し、決定したパラメータの設定を平面形状測定用カメラに対して指令するように構成される。プロフィール値演算装置は、平面形状測定用カメラによる撮像データから被圧延材の平面形状を特定するプロフィール値を演算するように構成される。プロフィール値には、長さ、幅、曲がりの方向及び大きさ、偏りの方向及び大きさなどが含まれる。撮像データからプロフィール値を演算する方法に限定はなく、上記の各特許文献に開示されている方法を用いてもよい。なお、受信装置、記憶装置、パラメータ設定指令装置、及び、プロフィール値演算装置は、それらの一部或いは全部を一つのコンピュータにおいて実現することができる。
【００１２】
本発明に係る平面形状測定装置の好ましい形態では、平面形状測定装置は、被圧延材の搬送ライン上に配置された輝度レベル測定用カメラと、輝度レベル演算装置と、パラメータ設定調整装置とをさらに備える。輝度レベル演算装置は、平面形状測定用カメラによる測定を開始する前に、輝度レベル測定用カメラから被圧延材の撮像データを取得し、同撮像データから被圧延材の撮像画の輝度レベルを演算するように構成される。パラメータ設定調整装置は、輝度レベル演算装置により得られた輝度レベルに基づいて、平面形状測定用カメラに対して指令されるパラメータの設定を調整するように構成される。このように、被圧延材を実際にカメラで撮像することで得た輝度レベルに基づいてパラメータの設定を調整することにより、平面形状測定用カメラで被圧延材を撮像したときの撮像画の輝度レベルをより適正なレベルに調整することができる。
【００１３】
好ましくは、パラメータ設定指令装置は、平面形状測定用カメラに対して指令するのと同じパラメータの設定を輝度レベル測定用カメラに対して指令するように構成される。このような構成によれば、同一の撮像対象を平面形状測定用カメラで撮像したときと輝度レベル測定用カメラ撮像したときとで、撮像画の輝度レベルを一致させることできる。
【００１４】
平面形状測定用カメラが複数のカメラを含む場合には、複数のカメラの少なくとも１つが輝度レベル測定用カメラとして兼用されることが好ましい。より具体的には、平面形状測定用カメラが、被圧延材の搬送方向に平行な線状の視野を持ち、被圧延材の搬送方向である長さ方向の像を撮像する１又は複数の長さ測定用カメラと、被圧延材の搬送方向に垂直な線状の視野を持ち、被圧延材の搬送方向に垂直な幅方向の像を撮像する１又は複数の幅測定用カメラとを含む場合には、少なくとも一つの幅測定用カメラが輝度レベル測定用カメラとして兼用されることが好ましい。これによれば、輝度レベル測定用カメラを平面形状測定用カメラと別に用意する必要がない。また、平面形状測定用カメラと輝度レベル測定用カメラとで常に同じパラメータ設定とすることができる。
【００１５】
複数の幅測定用カメラが輝度レベル測定用カメラとして兼用される場合、好ましくは、パラメータ設定指令装置により、複数の輝度レベル測定用カメラ間においてパラメータの設定を異ならせる。つまり、同一の撮像対象に対し、一つの輝度レベル測定用カメラでは高い輝度レベルの撮像画が得られるようにパラメータの設定を行い、別の輝度レベル測定用カメラでは低い輝度レベルの撮像画が得られるようにパラメータの設定を行う。これによれば、一つのカメラでは撮像画の輝度レベルが上限に達したとしても、別のカメラでは上限を超えていない有効な輝度レベルの撮像画を得ることができる。何れかのカメラによって有効な輝度レベルの撮像画を得ることができれば、それに基づいて、実際の表面温度に適するようにパラメータの設定を調整することができる。
【００１６】
長さ測定用カメラには、被圧延材の平面形状を測定するときに、被圧延材の搬送方向に垂直な方向に視野を走査する視野走査機構を備えることができる。また、幅測定用カメラには、被圧延材の平面形状を測定するときに、被圧延材の搬送方向の上流側の走査開始位置から下流側の走査終点位置まで視野を走査する視野走査機構を備えることができる。この場合、好ましくは、輝度レベル演算装置は、輝度レベル測定用カメラとして兼用される幅測定用カメラの視野が走査開始位置にあり、且つ、走査開始位置を被圧延材が通過しているときの撮像データを取得するように構成される。このような構成によれば、幅測定用カメラ及び長さ測定用カメラの各視野が走査される測定範囲に被圧延材が入る前に、被圧延材の撮像画の輝度レベルを取得し、それに基づいて各カメラに指令するパラメータの設定を調整することができる。
【００１７】
好ましくは、輝度レベル演算装置は、被圧延材が走査開始位置を通過し終わるまでの間に輝度レベル測定用カメラから撮像データを複数回取得し、撮像データを取得するごとに撮像画の輝度レベルを再演算するように構成される。また、パラメータ設定調整装置は、輝度レベル演算装置により輝度レベルが再演算されるごとに、再演算された輝度レベルが適正範囲に入るまでパラメータの設定を再調整するように構成される。このような構成によれば、各カメラに対して指令するパラメータの設定の精度を高めることができる。
【００１８】
本発明に係る平面形状測定装置のより好ましい形態では、少なくとも一つの前記幅測定用カメラが検知用カメラとして兼用され、平面形状測定装置は、検知装置と走査指令装置とをさらに備える。検知装置は、検知用カメラとして兼用される幅測定用カメラの視野が走査開始位置にあるときの撮像データに基づいて、幅測定用カメラ及び長さ測定用カメラの各視野が走査される測定範囲に前記被圧延材が入ったことを検知するように構成される。走査指令装置は、検知装置により測定範囲に前記被圧延材が入ったことが検知された場合に、幅測定用カメラ及び長さ測定用カメラに対して視野の走査を指令するように構成される。このような構成によれば、カメラによる撮像のタイミングがずれることがないので、平板の搬送速度の速い遅いによって測定開始が遅れたり早すぎたりすることを防ぐことができる。
【００１９】
輝度レベル測定用カメラと検知用カメラとは別のカメラとすることができる。この場合、好ましくは、パラメータ設定指令装置は、輝度レベル測定用カメラよりも検知用カメラのほうが撮像画の輝度レベルが高くなるように、輝度レベル測定用カメラと検知用カメラとの間においてパラメータの設定を異ならせるように構成される。このような構成によれば、パラメータ設定の調整に用いる撮像画の輝度レベルが上限に達してしまうことを抑えながら、幅測定用カメラ及び長さ測定用カメラの各視野が走査される測定範囲に被圧延材が入ったことを確実に検知することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、平面形状測定用カメラの受光特性を決定するパラメータの設定が被圧延材の表面温度情報に基づいて行われるので、被圧延材の表面温度の高低によって撮像画の輝度レベルが高すぎたり低すぎたりすることを防ぐことができ、ひいては、平面形状測定用カメラの撮像データから被圧延材の平面形状を精度よく測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態１に係る平面形状測定装置の構成を示す図である。
【図２】平板の表面温度と撮像画の輝度レベルとの関係の一例を示す図である。
【図３】表面温度ごとの基準温度に対する輝度レベルの相対比の一例を示す表である。
【図４】平板の表面温度に対するカメラのＦ値の設定の一例を示す図である。
【図５】図１に示す平面形状測定装置の動作フローを示す図である。
【図６】本発明の実施の形態２に係る平面形状測定装置の構成を示す図である。
【図７】図６に示す平面形状測定装置の動作フローを示す図である。
【図８】本発明の実施の形態３に係る平面形状測定装置の構成を示す図である。
【図９】平板の表面温度に対するカメラの露光時間の設定の一例を示す図である。
【図１０】図８に示す平面形状測定装置の各カメラの視野の走査開始位置及び走査終点位置を示す図である。
【図１１】図１０に示す平板の各位置に対応する撮像信号を示す図である。
【図１２】図８に示す平面形状測定装置の動作フローを示す図である。
【図１３】本発明の実施の形態４に係る平面形状測定装置の構成を示す図である。
【図１４】撮像画の輝度レベルの態様を示す図である。
【図１５】図１３に示す平面形状測定装置の動作フローを示す図である。
【図１６】本発明の実施の形態５に係る平面形状測定装置の構成を示す図である。
【図１７】図１６に示す平面形状測定装置の各カメラの視野の走査開始位置及び走査終点位置を示す図である。
【図１８】図１６に示す平面形状測定装置の動作フローを示す図である。
【図１９】本発明の実施の形態６に係る平面形状測定装置の構成を示す図である。
【図２０】図１９に示す平面形状測定装置の動作フローを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。各図面において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。以下に示す実施の形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、構成部品の構造、配置等を下記のものに限定する意図はない。本発明は以下に示す実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【００２３】
実施の形態１．
本発明の実施の形態１に係る平面形状測定装置は、圧延ラインにおける粗圧延機の入側又は出側、幅出圧延機の入側又は出側、或いは、仕上圧延機の入側又は出側に設置され、搬送されてくる平板（被圧延材）の平面形状を搬送状態のまま測定する装置である。本実施の形態に係る平面形状測定装置の構成を図１に示す。
【００２４】
本実施の形態に係る平面形状測定装置は、２つの長さ測定用カメラ８ａ，８ｂを備える。長さ測定用カメラ８ａ，８ｂは、線状の視野を有する一次元カメラ（例えば、ＣＭＯＳカメラやＣＣＤカメラ等）であり、その視野が平板１の搬送方向に平行になるように設置されている。各長さ測定用カメラ８ａ，８ｂには、視野を走査する回転ミラー７ａ，７ｂと、回転ミラー７ａ，７ｂを駆動するパルスモータ６ａ，６ｂとで構成される視野走査機構が備えられている。パルスモータ６ａ，６ｂが回転ミラー７ａ，７ｂを駆動することで、長さ測定用カメラ８ａ，８ｂの各視野は、互いに一定の距離を保ったまま平板１の搬送方向に垂直な方向に走査される。
【００２５】
本実施の形態に係る平面形状測定装置は、パルスモータ６ａ，６ｂの制御のために、測定開始指令受信装置３と走査指令装置５を備える。測定開始指令受信装置３は、外部から発信される測定開始指令を受信する。測定開始指令を発信する図示しない装置は、平板１が長さ測定用カメラ８ａ，８ｂの視野が走査される測定範囲内に搬送されてくるタイミングに同期するように、例えば、平板１の搬送速度と搬送ピッチとに基づき計算されたタイミングで測定開始指令を発信している。走査指令装置５は、測定開始指令受信装置３が測定開始指令を受信したことを受けて、パルスモータ６ａ，６ｂに対して走査を指令する。走査を指令されたパルスモータ６ａ，６ｂは、予め定められた角度だけ回転ミラー７ａ，７ｂを回転させる。そして、回転ミラー７ａ，７ｂが回転して視野が走査されている間に、長さ測定用カメラ８ａ，８ｂによる撮像が所定の時間間隔で実行される。
【００２６】
本実施の形態に係る平面形状測定装置は、長さ測定用カメラ８ａ，８ｂによる撮像で得られた撮像データを処理するために、エッジ検出装置９ａ，９ｂ、差分演算装置１０ａ，１０ｂ、傾斜角演算装置１１ａ、及び、傾斜角補正装置１２ａを備える。これらの装置は、平板１の平面形状を特定するプロフィール値を演算するプロフィール値演算装置を構成する。長さ測定用カメラ８ａ，８ｂによる撮像データには、平板１の長さ方向における一次元撮像画が含まれている。エッジ検出装置９ａ，９ｂは、対応する長さ測定用カメラ８ａ，８ｂが得た撮像画を画像処理して長さ方向のエッジを検出し、それらエッジの座標を演算する。差分演算装置１０ａ，１０ｂは、対応するエッジ検出装置９ａ，９ｂによるエッジ座標の演算結果に基づき、立ち上がりエッジ座標と立ち下がりエッジ座標との間の距離を演算するとともに、エッジ間の中央値を演算する。立ち上がりエッジ座標と立ち下がりエッジ座標との間の距離を測ることによって、平板１の長さを測定することができる。傾斜角演算装置１１ａは、差分演算装置１０ａが演算したエッジ間中央値と差分演算装置１０ｂが演算したエッジ間中央値とを用いて、搬送方向に対する平板１の傾斜角度を演算する。傾斜角補正装置１２ａは、各差分演算装置１０ａ，１０ｂによる演算で得られた長さ測定値を上記傾斜角度で補正する。これにより、搬送方向に対する平板１の傾斜を考慮した正確な長さ測定値が得られる。
【００２７】
ここで、カメラの受光特性を決定するパラメータ値を固定したとき、平板の表面温度により撮像画の輝度レベルがどのように変化するかの一例を図２に示す。図２に示すグラフの縦軸には、表面温度が７００℃のときの輝度レベルを基準としたときの各表面温度の輝度レベルの相対比が対数軸で表示している。図２に示すグラフの横軸は、平板の表面温度である。このグラフより、横軸の平板の表面温度に対して、敏感に輝度レベルは変わることが分かる。図２に示す平板の表面温度と輝度レベルとの関係を表にまとめたものが図３である。この表には、様々な基準温度について、表面温度ごとに基準温度に対する輝度レベルの相対比が記載されている。例えば、７００℃を基準温度としたときの８００℃での輝度レベルの相対比は５である。これは、７００℃を基準にして輝度レベルの上限値が設定されているとすれば、実際の表面温度が８００℃であった場合には上限の５００％の光を受光することを意味する。このように輝度レベルが上限値を大きく上回っている撮像画からはエッジを検出することは難しい。逆に、輝度レベルが上限値に対してあまりに低い撮像画からエッジを検出することも難しい。撮像画の輝度レベルは、受光特性を決定するパラメータ値を変えることで調整することができる。よって、撮像画からエッジを正確に検出するには、上記のパラメータ値が搬送されてくる平板の表面温度に適した値になっていることが望ましい。
【００２８】
そこで、本実施の形態に係る平面形状測定装置は、図１に示すように、平板温度情報受信装置２、アイリステーブル記憶装置１３、及び、アイリス設定指令装置１４を備える。平板温度情報受信装置２は、外部から発信される平板１に関する表面温度情報を受信する。表面温度情報を発信する図示しない装置は、平面形状測定装置の上流に配置された温度計（例えば放射温度計）で平板１の表面温度を計測し、その温度計測値を表面温度情報として発信する。或いは、温度計から平面形状測定装置までの搬送区間内の熱の収支に基づく温度モデルを用いて表面温度を計算し、その温度計算値を表面温度情報として発信する。アイリステーブル記憶装置１３には、カメラのアイリス値と平板１の表面温度とを対応付けるアイリステーブルが記憶されている。アイリス値は、カメラの受光特性を決定するパラメータの一つである。アイリステーブルのイメージを図４に示す。図４に示すアイリステーブルでは、アイリス値としてＦ値が用いられ、表面温度が高いほどカメラの絞りを絞るように、表面温度が高いほどＦ値は大きくされている。アイリス設定指令装置１４は、アイリステーブルを参照して、平板温度情報受信装置２が受信した表面温度情報をもとにアイリス値（Ｆ値）の設定を長さ測定用カメラ８ａ，８ｂに対して指令する。長さ測定用カメラ８ａ，８ｂは、指令されたアイリス値に従ってアイリスを調整する。
【００２９】
本実施の形態に係る平面形状測定装置は、以上述べたように構成される。次に、本実施の形態に係る平面形状測定装置の動作フローの一例を図５に示すフローチャートを参照して説明する。
【００３０】
ステップＳ１０１：装置の外部から平板１に関する表面温度情報を受信する。
【００３１】
ステップＳ１０２：アイリステーブルを参照して、受信した表面温度に対応するアイリス値を取得する。
【００３２】
ステップＳ１０３：各カメラ８ａ，８ｂに対して、ステップＳ１０２で取得したアイリス値を設定する。
【００３３】
ステップＳ１０４：パルスモータ６ａ，６ｂにより回転ミラー７ａ，７ｂを回転させて、各カメラ８ａ，８ｂの視野を所定の走査開始位置に移動する。
【００３４】
ステップＳ１０５：装置の外部から測定開始指令を受信する。
【００３５】
ステップＳ１０６：各カメラ８ａ，８ｂの視野を所定の走査開始位置から所定の走査終点位置まで移動させる。そして、視野の移動中に各カメラ８ａ，８ｂで得られた撮像データを収集する。
【００３６】
ステップＳ１０７：ステップＳ１０６で得られた各カメラ８ａ，８ｂの撮像データから撮像画の立ち上がりエッジ座標と立ち下がりエッジ座標を演算する。
【００３７】
ステップＳ１０８：各カメラ８ａ，８ｂの撮像画について、ステップＳ１０７で演算された２つのエッジ座標の差分値から長さ測定値を演算するとともに、２つのエッジ座標の中央値を演算する。
【００３８】
ステップＳ１０９：ステップＳ１０８で演算された２つのカメラ８ａ，８ｂの撮像画のエッジ間中央値から、搬送方向に対する平板１の傾斜角度を演算する。
【００３９】
ステップＳ１１０：ステップＳ１０９で演算された傾斜角度を用いてステップＳ１０８で演算された長さ測定値を補正する。
【００４０】
実施の形態２．
本発明の実施の形態２に係る平面形状測定装置の構成を図６に示す。以下では、実施の形態１に係る平面形状測定装置と共通する構成については説明を省略するか簡略化し、実施の形態１に係る平面形状測定装置と異なる構成について詳しく説明する。
【００４１】
本実施の形態に係る平面形状測定装置は、２つの長さ測定用カメラ８ａ，８ｂに加えて、２つの幅測定用カメラ１８ａ，１８ｂを備える。幅測定用カメラ１８ａ，１８ｂは、線状の視野を有する一次元カメラであり、その視野が平板１の搬送方向に垂直になるように設置されている。各幅測定用カメラ１８ａ，１８ｂには、視野を走査する回転ミラー１７ａ，１７ｂと、回転ミラー１７ａ，１７ｂを駆動するパルスモータ６ｃ，６ｄとで構成される視野走査機構が備えられている。パルスモータ６ｃ，６ｄが回転ミラー１７ａ，１７ｂを駆動することで、幅測定用カメラ１８ａ，１８ｂの各視野は、互いに一定の距離を保ったまま平板１の搬送方向に平行な方向に走査される。
【００４２】
パルスモータ６ｃ，６ｄの制御は、パルスモータ６ａ，６ｂの制御と同じく、走査指令装置５により行われる。走査指令装置５は、測定開始指令受信装置３が測定開始指令を受信したことを受けて、パルスモータ６ｃ，６ｄに対して走査を指令する。走査を指令されたパルスモータ６ｃ，６ｄは、予め定められた角度だけ回転ミラー１７ａ，１７ｂを回転させる。そして、回転ミラー１７ａ，１７ｂが回転して視野が走査されている間に、幅測定用カメラ１８ａ，１８ｂによる撮像が所定の時間間隔で実行される。
【００４３】
本実施の形態に係る平面形状測定装置は、幅測定用カメラ１８ａ，１８ｂによる撮像で得られた撮像データを処理するために、エッジ検出装置９ｃ，９ｄ、差分演算装置１０ｃ，１０ｄ、傾斜角演算装置１１ｂ、及び、傾斜角補正装置１２ｂを備える。これらの装置の機能は、長さ測定用カメラ８ａ，８ｂによる撮像で得られた撮像データを処理するための各装置９ａ，９ｂ，１０ａ，１０ｂ，１１ａ，１２ａの機能と共通である。よって、機能についての説明は省略する。
【００４４】
本実施の形態に係る平面形状測定装置は、長さ測定用カメラ８ａ，８ｂと同様に、幅測定用カメラ１８ａ，１８ｂのアイリスの調整も行う。アイリス設定指令装置１４は、アイリステーブルを参照して、平板温度情報受信装置２が受信した表面温度情報をもとにアイリス値（Ｆ値）の設定を各カメラ８ａ，８ｂ，１８ａ，１８ｂに対して指令する。長さ測定用カメラ８ａ，８ｂが指令されたアイリス値に従ってアイリスを調整するのと同時に、幅測定用カメラ１８ａ，１８ｂも指令されたアイリス値に従ってアイリスを調整する。
【００４５】
本実施の形態に係る平面形状測定装置は、以上述べたように構成される。次に、本実施の形態に係る平面形状測定装置の動作フローの一例を図７に示すフローチャートを参照して説明する。
【００４６】
ステップＳ２０１：装置の外部から平板１に関する表面温度情報を受信する。
【００４７】
ステップＳ２０２：アイリステーブルを参照して、受信した表面温度に対応するアイリス値を取得する。
【００４８】
ステップＳ２０３：各カメラ８ａ，８ｂ，１８ａ，１８ｂに対して、ステップＳ２０２で取得したアイリス値を設定する。
【００４９】
ステップＳ２０４：パルスモータ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄにより回転ミラー７ａ，７ｂ，１７ａ，１７ｂを回転させて、各カメラ８ａ，８ｂ，１８ａ，１８ｂの視野を所定の走査開始位置に移動する。
【００５０】
ステップＳ２０５：装置の外部から測定開始指令を受信する。
【００５１】
ステップＳ２０６：各カメラ８ａ，８ｂ，１８ａ，１８ｂの視野を所定の走査開始位置から所定の走査終点位置まで移動させる。そして、視野の移動中に各カメラ８ａ，８ｂ，１８ａ，１８ｂで得られた撮像データを収集する。
【００５２】
ステップＳ２０７：ステップＳ２０６で得られた各カメラ８ａ，８ｂ，１８ａ，１８ｂの撮像データから撮像画の立ち上がりエッジ座標と立ち下がりエッジ座標を演算する。
【００５３】
ステップＳ２０８：各長さ測定用カメラ８ａ，８ｂの撮像画について、ステップＳ２０７で演算された２つのエッジ座標の差分値から長さ測定値を演算するとともに、２つのエッジ座標の中央値を演算する。また、各幅測定用カメラ１８ａ，１８ｂの撮像画について、ステップＳ２０７で演算された２つのエッジ座標の差分値から幅測定値を演算するとともに、２つのエッジ座標の中央値を演算する。
【００５４】
ステップＳ２０９：ステップＳ２０８で演算された２つの長さ測定用カメラ８ａ，８ｂの撮像画のエッジ間中央値から、搬送方向に対する平板１の傾斜角度Ａを演算する。また、ステップＳ２０８で演算された２つの幅測定用カメラ１８ａ，１８ｂの撮像画のエッジ間中央値から、搬送方向に対する平板１の傾斜角度Ｂを演算する。
【００５５】
ステップＳ２１０：ステップＳ２０９で演算された傾斜角度Ａを用いてステップＳ２０８で演算された長さ測定値を補正する。また、ステップＳ２０９で演算された傾斜角度Ｂを用いてステップＳ２０８で演算された幅測定値を補正する。
【００５６】
実施の形態３．
本発明の実施の形態３に係る平面形状測定装置の構成を図８に示す。以下では、実施の形態１或いは２に係る平面形状測定装置と共通する構成については説明を省略するか簡略化し、実施の形態１或いは２に係る平面形状測定装置と異なる構成について詳しく説明する。
【００５７】
本実施の形態に係る平面形状測定装置は、２つの長さ測定用カメラ８ａ，８ｂと１つの幅測定用カメラ１８ａを備える。本実施の形態では、これらのカメラ８ａ，８ｂ，１８ａの露光時間を調整することにより、平板１の表面温度の高低によらず撮像画の輝度レベルを適正なものとする。このため、本実施の形態に係る平面形状測定装置は、平板温度情報受信装置２、露光時間テーブル記憶装置２０、及び、露光時間設定指令装置２１を備える。露光時間テーブル記憶装置２０には、カメラの露光時間と平板１の表面温度とを対応付ける露光時間テーブルが記憶されている。露光時間は、アイリス値と同じくカメラの受光特性を決定するパラメータの一つである。露光時間テーブルのイメージを図９に示す。図９に示す露光時間テーブルでは、表面温度が高いほど露光時間は短くされている。露光時間設定指令装置２１は、露光時間テーブルを参照して、平板温度情報受信装置２が受信した表面温度情報をもとに露光時間の設定を各カメラ８ａ，８ｂ，１８ａに対して指令する。各カメラ８ａ，８ｂ，１８ａは、露光時間設定指令装置２１からの指令に従って露光時間の設定を行う。
【００５８】
本実施の形態に係る平面形状測定装置は、幅測定用カメラ１８ａを平板１の検知に使用する。また、幅測定用カメラ１８ａを検知用カメラとして使用するために、測定開始タイミング発生装置４及び板有無検知装置１６ａを備える。測定開始タイミング発生装置４は、測定開始指令受信装置３と走査指令装置５との間に備えられる。以下、幅測定用カメラ１８ａを検知用カメラとして用いた平板１の検知方法について、図１０及び図１１を用いて説明する。
【００５９】
図１０において長方形の枠で示すように、平板１が搬送されるライン上には、平板１の平面形状の測定を行う測定範囲２６が予め定められている。平板１が搬送方向において測定範囲２６の上流側の位置１ａにあるとき、外部の装置から測定開始指令が発信される。測定開始指令受信装置３が外部から測定開始指令を受信すると、その指令は測定開始タイミング発生装置４に送られる。測定開始指令を受け、測定開始タイミング発生装置４は、走査指令装置５に対して測定準備指令を出す。測定準備指令を受け、走査指令装置５は、各カメラ８ａ，８ｂ，１８ａの視野を測定範囲２６の近傍に待機させるよう、パルスモータ６ａ，６ｂ，６ｃに対して指示を出す。
【００６０】
幅測定用カメラ１８ａの視野の待機位置は、平板１の搬送方向に垂直であって、測定範囲２６の上流側の境界線の直近に設定されている。この待機位置が幅測定用カメラ１８ａの視野の走査開始位置２４ａとなる。長さ測定用カメラ８ａの視野の待機位置は、平板１の搬送方向に平行であって、測定範囲２６の横側の境界線の直近に設定されている。この待機位置が長さ測定用カメラ８ａの視野の走査開始位置２２ａとなる。長さ測定用カメラ８ｂの視野の待機位置は、平板１の搬送方向に平行であって、長さ測定用カメラ８ａの視野の走査開始位置２２ａから所定の距離を置いた位置に設定されている。この待機位置が長さ測定用カメラ８ｂの視野の走査開始位置２２ｂとなる。
【００６１】
板有無検知装置１６ａは、幅測定用カメラ１８ａの視野が走査開始位置２４ａにあるときの撮像データに基づいて、測定範囲２６に平板１が入ったことを検知する。図１１のグラフ（ａ）は、平板１が測定範囲２６の上流の位置１ａにあるときの幅測定用カメラ１８ａの撮像信号の一例である。グラフ（ａ）では、板幅方向のどの位置の輝度レベルも板有検知閾値レベルを超えていない。板有検知閾値レベルは、平板１が視野内に有る場合の輝度レベルと無い場合の輝度レベルとを明確に区別することができるレベルに設定されている。この場合、板有無検知装置１６ａは、平板１を検知していないことを表す板無信号を出力する。
【００６２】
搬送されている平板１は、やがて、測定範囲２６へ進入してくる。図１１のグラフ（ｂ）は、平板１が測定範囲２６へ進入する途中の位置１ｂにあるときの幅測定用カメラ１８ａの撮像信号の一例である。グラフ（ｂ）では、板幅方向の中央部の輝度レベルが板有検知閾値レベルを超えている。この場合、板有無検知装置１６ａは、平板１を検知していることを表す板有信号を出力する。
【００６３】
搬送されている平板１は、やがて、測定範囲２６の中へ完全に進入する。図１１のグラフ（ｃ）は、平板１が測定範囲２６内に完全に入ったときの幅測定用カメラ１８ａの撮像信号の一例である。グラフ（ｃ）では、板幅方向のどの位置の輝度レベルも板有検知閾値レベルを超えていない。この場合、板有無検知装置１６ａは、平板１を検知していないことを表す板無信号を出力する。
【００６４】
板有無検知装置１６ａが出力する信号が、平板１を検知している板有信号から平板１を検知していない板無信号に変化したとき、測定開始タイミング発生装置４は、走査指令装置５に対して測定開始指令を出す。測定開始指令を受け、走査指令装置５は、各カメラ８ａ，８ｂ，１８ａの視野を走査するようパルスモータ６ａ，６ｂ，６ｃに対して指示を出す。これにより、幅測定用カメラ１８ａの視野は、走査開始位置２４ａから測定範囲２６を通って走査終点位置２５ａまで走査される。その間、幅測定用カメラ１８ａによる平板１の幅方向の撮像データの収集が行われる。また、長さ測定用カメラ８ａの視野は、走査開始位置２２ａから測定範囲２６を通って走査終点位置２３ａまで走査され、長さ測定用カメラ８ｂの視野は、走査開始位置２２ｂから測定範囲２６を通って走査終点位置２３ｂまで走査される。その間、長さ測定用カメラ８ａ，８ｂによる平板１の長さ方向の撮像データの収集が行われる。
【００６５】
本実施の形態に係る平面形状測定装置は、長さ測定用カメラ８ａ，８ｂによる撮像で得られた撮像データを処理するために、エッジ検出装置９ａ，９ａ、差分演算装置１０ａ，１０ｂ、傾斜角演算装置１１ａ、及び、傾斜角補正装置１２ａを備える。また、幅測定用カメラ１８ａによる撮像で得られた撮像データを処理するために、エッジ検出装置９ｃ、差分演算装置１０ｃ、及び、傾斜角補正装置１２ｃを備える。傾斜角補正装置１２ｃは、差分演算装置１０ｃによる演算で得られた幅測定値を傾斜角演算装置１１ａで演算された傾斜角度で補正する。その他の装置は実施の形態１或いは２と共通であるので、それらについての説明は省略する。
【００６６】
本実施の形態に係る平面形状測定装置は、以上述べたように構成される。次に、本実施の形態に係る平面形状測定装置の動作フローの一例を図１２に示すフローチャートを参照して説明する。
【００６７】
ステップＳ３０１：装置の外部から平板１に関する表面温度情報を受信する。
【００６８】
ステップＳ３０２：露光時間テーブルを参照して、受信した表面温度に対応する露光時間を取得する。
【００６９】
ステップＳ３０３：各カメラ８ａ，８ｂ，１８ａに対して、ステップＳ３０２で取得した露光時間を設定する。
【００７０】
ステップＳ３０４：装置の外部から測定開始指令を受信する。
【００７１】
ステップＳ３０５：測定を開始するタイミングを検知するための準備を走査指令装置５に対して指示する。
【００７２】
ステップＳ３０６：パルスモータ６ａ，６ｂ，６ｃにより回転ミラー７ａ，７ｂ，１７ａを回転させて、各カメラ８ａ，８ｂ，１８ａの視野を走査開始位置２２ａ，２２ｂ，２４ａに移動させる。
【００７３】
ステップＳ３０７：幅測定用カメラ１８ａの撮像信号より幅測定用カメラ１８ａの走査開始位置２４ａに平板１が有ることを検知する。
【００７４】
ステップＳ３０８：幅測定用カメラ１８ａの撮像信号より幅測定用カメラ１８ａの走査開始位置２４ａに平板１が無いことを検知する。
【００７５】
ステップＳ３０９：測定開始を走査指令装置５に対して指示する。
【００７６】
ステップＳ３１０：各カメラ８ａ，８ｂ，１８ａの視野を走査開始位置２２ａ，２２ｂ，２４ａから走査終点位置２３ａ，２３ｂ，２５ａまで移動させる。そして、視野の移動中に各カメラ８ａ，８ｂ，１８ａで得られた撮像データを収集する。
【００７７】
ステップＳ３１１：ステップＳ３１０で得られた各カメラ８ａ，８ｂ，１８ａの撮像データから撮像画の立ち上がりエッジ座標と立ち下がりエッジ座標を演算する。
【００７８】
ステップＳ３１２：各長さ測定用カメラ８ａ，８ｂの撮像画について、ステップＳ３１１で演算された２つのエッジ座標の差分値から長さ測定値を演算するとともに、２つのエッジ座標の中央値を演算する。また、幅測定用カメラ１８ａの撮像画について、ステップＳ３１１で演算された２つのエッジ座標の差分値から幅測定値を演算する。
【００７９】
ステップＳ３１３：ステップＳ３１２で演算された２つの長さ測定用カメラ８ａ，８ｂの撮像画のエッジ間中央値から、搬送方向に対する平板１の傾斜角度を演算する。
【００８０】
ステップＳ３１４：ステップＳ３１３で演算された傾斜角度を用いてステップＳ３１２で演算された長さ測定値と幅測定値をそれぞれ補正する。
【００８１】
実施の形態４．
本発明の実施の形態４に係る平面形状測定装置の構成を図１３に示す。以下では、実施の形態１乃至３の何れかに係る平面形状測定装置と共通する構成については説明を省略するか簡略化し、実施の形態１乃至３の何れかに係る平面形状測定装置と異なる構成について詳しく説明する。
【００８２】
実施の形態１で説明した通り、撮像画の輝度レベルは平板１の表面温度に対して敏感に変化する。このため、本実施の形態に係る平面形状測定装置は、測定に適した輝度レベルの撮像画が得られるように、露光時間テーブルを参照して、外部から受信した表面温度情報をもとに各カメラ８ａ，８ｂ，１８ａの露光時間の設定を行っている。図１４には、撮像画の輝度レベルの態様がグラフで表されている。このうち望ましいのは、グラフ（ｂ）に示すように輝度レベルが飽和しているが過飽和ではない撮像画か、或いは、グラフ（ｃ）に示すように輝度レベルが非飽和であって低すぎない撮像画である。
【００８３】
しかし、例えば、実際の平板の表面温度が８００℃であるにも係わらず、何らかの要因により、外部から受信した表面温度情報が７００℃になっていたとする。この場合、７００℃のときの輝度レベルが上限値の１００％となるように各カメラ８ａ，８ｂ，１８ａの露光時間が設定されているならば、カメラは輝度レベルの上限値の５００％の光を受光することになる。その結果、カメラ８ａ，８ｂ，１８ａからは、図１４のグラフ（ａ）に示すような輝度レベルが過飽和の状態の撮像画が得られる。グラフ（ａ）のように、本来平板１の無い部分の撮像信号のすそのが持ち上がってしまうと、エッジの正確な座標を演算することができず、長さや幅を正確に測定することができない。
【００８４】
このため、露光時間テーブルによる露光時間の設定は、表面温度情報に対して、輝度レベルが８０％程度となるように設定されている。ところが、例えば、実際の平板の表面温度が７００℃であるにも係わらず、何らかの要因により、外部から受信した表面温度情報が８００℃になっていたとする。この場合、８００℃のときの輝度レベルが上限値の８０％となるように各カメラ８ａ，８ｂ，１８ａの露光時間が設定されていると、カメラが受光する光は輝度レベルの上限値の８０％の５分の１、すなわち、１６％まで低下してしまう。その結果、カメラ８ａ，８ｂ，１８ａからは、図１４のグラフ（ｄ）に示すような輝度レベルが低い撮像画が得られる。グラフ（ｄ）のように、平板１の有る部分の輝度レベルと無い部分の輝度レベルとの間に明確な差がないと、エッジの正確な座標を演算することができず、長さや幅を正確に測定することができない。
【００８５】
そこで、本実施の形態に係る平面形状測定装置は、図１３に示すように、実施の形態３に係る平面形状測定装置の構成を全て備えるとともに、輝度レベル演算装置１９ａをさらに備える。輝度レベル演算装置１９ａは、幅測定用カメラ１８ａの撮像データから撮像信号をサンプリングし、撮像画の輝度レベルを演算する。そして、演算した輝度レベルに基づいて露光時間の設定を調整する。その具体的な方法としては、演算した輝度レベルから平板１の実際の表面温度を推定し、推定した表面温度に適した露光時間を露光時間テーブルを参照して決定する。或いは、グラフ（ａ）のように輝度レベルが上限値に達して且つ過飽和の場合、現在設定されている露光時間に所定の減少係数をかけることにより露光時間を短くし、グラフ（ｄ）のように輝度レベルが低すぎる場合、現在設定されている露光時間に所定の増加係数をかけることにより露光時間を長くする方法でもよい。なお、露光時間の設定の調整は、露光時間設定指令装置２１が行う。つまり、本実施の形態では、露光時間設定指令装置２１は、パラメータ設定指令装置としての機能に加え、パラメータ設定調整装置としての機能も有している。
【００８６】
このように、本実施の形態に係る平面形状測定装置は、長さ測定及び幅測定の直前に幅測定用カメラ１８ａで平板１を撮像し、得られた撮像画の輝度レベルを演算して露光時間の設定を調整するように構成される。このような構成によれば、外部からの平板１の表面温度情報の誤差が大きい場合でも、明るすぎず暗すぎずの適切な明るさの撮像画を得ることができ、エッジの正確な座標を演算して長さや幅を正確に測定することができる。
【００８７】
本実施の形態に係る平面形状測定装置は、以上述べたように構成される。次に、本実施の形態に係る平面形状測定装置の動作フローの一例を図１５に示すフローチャートを参照して説明する。
【００８８】
ステップＳ４０１：装置の外部から平板１に関する表面温度情報を受信する。
【００８９】
ステップＳ４０２：露光時間テーブルを参照して、受信した表面温度に対応する露光時間を取得する。
【００９０】
ステップＳ４０３：各カメラ８ａ，８ｂ，１８ａに対して、ステップＳ４０２で取得した露光時間を設定する。
【００９１】
ステップＳ４０４：装置の外部から測定開始指令を受信する。
【００９２】
ステップＳ４０５：測定を開始するタイミングを検知するための準備を走査指令装置５に対して指示する。
【００９３】
ステップＳ４０６：パルスモータ６ａ，６ｂ，６ｃにより回転ミラー７ａ，７ｂ，１７ａを回転させて、各カメラ８ａ，８ｂ，１８ａの視野を走査開始位置に移動させる。
【００９４】
ステップＳ４０７：幅測定用カメラ１８ａの撮像信号より幅測定用カメラ１８ａの走査開始位置に平板１が有ることを検知する。
【００９５】
ステップＳ４０８：幅測定用カメラ１８ａの撮像信号の輝度レベルをサンプリングする。
【００９６】
ステップＳ４０９：幅測定用カメラ１８ａの撮像信号より幅測定用カメラ１８ａの走査開始位置に平板１が無いことを検知する。
【００９７】
ステップＳ４１０：輝度レベルのサンプリング結果を集計し、その集計結果に適した露光時間を露光時間テーブルを参照して取得する。
【００９８】
ステップＳ４１１：各カメラ８ａ，８ｂ，１８ａに対し、ステップＳ４１０で取得した露光時間を再設定する。
【００９９】
ステップＳ４１２：測定開始を走査指令装置５に対して指示する。
【０１００】
ステップＳ４１３：各カメラ８ａ，８ｂ，１８ａの視野を走査開始位置から走査終点位置まで移動させる。そして、視野の移動中に各カメラ８ａ，８ｂ，１８ａで得られた撮像データを収集する。
【０１０１】
ステップＳ４１４：各カメラ８ａ，８ｂ，１８ａの撮像データに基づき平板１の平面形状を測定する。詳しくは、実施の形態３で説明したステップＳ３１１からＳ３１４までの各処理を実施する。
【０１０２】
実施の形態５．
本発明の実施の形態５に係る平面形状測定装置の構成を図１６に示す。以下では、実施の形態１乃至４の何れかに係る平面形状測定装置と共通する構成については説明を省略するか簡略化し、実施の形態１乃至４の何れかに係る平面形状測定装置と異なる構成について詳しく説明する。
【０１０３】
本実施の形態に係る平面形状測定装置は、２つの長さ測定用カメラ８ａ，８ｂと、２つの幅測定用カメラ１８ａ，１８ｂを備える。各カメラ８ａ，８ｂ，１８ａ，１８ｂには、露光時間設定指令装置２１より露光時間が設定される。露光時間設定指令装置２１は、露光時間テーブルを参照して、平板温度情報受信装置２が受信した表面温度情報をもとに露光時間の設定を各カメラ８ａ，８ｂ，１８ａ，１８ｂに対して指令する。露光時間は、２つの長さ測定用カメラ８ａ，８ｂと幅測定用カメラ１８ａとは共通の設定とされる。しかし、幅測定用カメラ１８ｂのみ、他のカメラよりも露光時間を所定割合だけ長く設定される。
【０１０４】
本実施の形態に係る平面形状測定装置は、２つの幅測定用カメラ１８ａ，１８ｂを輝度レベル測定用カメラとして使用するとともに、幅測定用カメラ１８ｂは検知用カメラとしても使用する。このため、本実施の形態に係る平面形状測定装置は、幅測定用カメラ１８ｂの撮像データを取り込んで平板１の有無を検知する板有無検知装置１６ｂと、その撮像データを取り込んで撮像画の輝度レベルを演算する輝度レベル演算装置１９ｂを備える。板有無検知装置１６ｂが出力する信号は、輝度レベル演算装置１９ｂに輝度レベルの演算を開始するタイミングを知らせる信号として用いられるとともに、測定開始タイミング発生装置４に測定を開始するタイミングを知らせる信号としても用いられる。幅測定用カメラ１８ｂの露光時間を長く設定している理由は、平板１が有るときと無いときの輝度レベルの差を大きくして、平板１の有無を確実に検知するためである。
【０１０５】
一方、幅測定用カメラ１８ａの撮像データは、板有無検知装置１６ａと輝度レベル演算装置１９ａとに取り込まれる。板有無検知装置１６ａが出力する信号は、輝度レベル演算装置１９ａに輝度レベルの演算を開始するタイミングを知らせる信号としてのみ用いられる。露光時間設定指令装置２１は、各輝度レベル演算装置１９ａ，１９ｂで演算された輝度レベルをもとに露光時間の設定の調整を行う。２つの幅測定用カメラ１８ａ，１８ｂの間には露光時間に差が設けられているので、幅測定用カメラ１８ｂの撮像画では輝度レベルが過飽和になっても、幅測定用カメラ１８ａでは適正な輝度レベルの撮像画を得ることができる。また、幅測定用カメラ１８ａの撮像画では輝度レベルが低すぎる場合でも、幅測定用カメラ１８ｂでは適正な輝度レベルの撮像画を得ることができる。これにより、平板１の実際の表面温度をより精度よく推定することが可能となり、実際の輝度レベルに基づいた露光時間の設定の調整をより精度の良いものにすることができる。
【０１０６】
ここで、平板１の平面形状の測定を行う測定範囲２６と、各カメラ８ａ，８ｂ，１８ａ，１８ｂの視野の走査開始位置及び走査終点位置との関係を図１７に示す。幅測定用カメラ１８ｂの視野の走査開始位置２４ｂは、平板１の搬送方向に垂直であって、測定範囲２６の上流側の境界線の直近に設定されている。幅測定用カメラ１８ａの視野の走査開始位置２４ａは、平板１の搬送方向に垂直であって、幅測定用カメラ１８ｂの視野の走査開始位置２４ｂから搬送方向の上流側に所定の距離を置いた位置に設定されている。２つの幅測定用カメラ１８ａ、１８ｂの視野は、互いに上記所定距離を保ったまま平板１の搬送方向に平行な方向に走査され、幅測定用カメラ１８ａの視野が測定範囲２６の下流側の境界線を超えたときに走査は終了する。よって、幅測定用カメラ１８ａの視野の走査終点位置２５ａは、測定範囲２６の下流側の境界線の直近に設定され、幅測定用カメラ１８ｂの視野の走査終点位置２５ｂは、幅測定用カメラ１８ａの視野の走査終点位置２５ａから搬送方向の下流側に上記所定距離を置いた位置に設定されている。なお、長さ測定用カメラ８ａ，８ｂの視野の走査開始位置及び走査終点位置は実施の形態３と同じである。
【０１０７】
本実施の形態に係る平面形状測定装置は、長さ測定用カメラ８ａ，８ｂによる撮像で得られた撮像データを処理するために、エッジ検出装置９ａ，９ａ、差分演算装置１０ａ，１０ｂ、傾斜角演算装置１１ａ、及び、傾斜角補正装置１２ａを備える。また、幅測定用カメラ１８ａ，１８ｂによる撮像で得られた撮像データを処理するために、エッジ検出装置９ｃ，９ｄ、差分演算装置１０ｃ，１０ｄ、傾斜角演算装置１１ｂ、及び、傾斜角補正装置１２ｂを備える。これらの装置の機能は、実施の形態２の各装置の機能と共通である。よって、機能についての説明は省略する。
【０１０８】
本実施の形態に係る平面形状測定装置は、以上述べたように構成される。次に、本実施の形態に係る平面形状測定装置の動作フローの一例を図１８に示すフローチャートを参照して説明する。
【０１０９】
ステップＳ５０１：装置の外部から平板１に関する表面温度情報を受信する。
【０１１０】
ステップＳ５０２：露光時間テーブルを参照して、受信した表面温度に対応する露光時間を取得する。
【０１１１】
ステップＳ５０３：各カメラ８ａ，８ｂ，１８ａ，１８ｂに対して、ステップＳ５０２で取得した露光時間を設定する。
【０１１２】
ステップＳ５０４：装置の外部から測定開始指令を受信する。
【０１１３】
ステップＳ５０５：測定を開始するタイミングを検知するための準備を走査指令装置５に対して指示する。
【０１１４】
ステップＳ５０６：パルスモータ６ａ，６ｂ，６ｃ、６ｄにより回転ミラー７ａ，７ｂ，１７ａ，１７ｂを回転させて、各カメラ８ａ，８ｂ，１８ａ，１８ｂの視野を走査開始位置２２ａ，２２ｂ，２４ａ，２４ｂに移動させる。
【０１１５】
ステップＳ５０７：幅測定用カメラ１８ｂの撮像信号より幅測定用カメラ１８ｂの走査開始位置２４ｂに平板１が有ることを検知する。
【０１１６】
ステップＳ５０８：幅測定用カメラ１８ａ，１８ｂの撮像信号の輝度レベルをサンプリングする。
【０１１７】
ステップＳ５０９：幅測定用カメラ１８ｂの撮像信号より幅測定用カメラ１８ｂの走査開始位置２４ｂに平板１が無いことを検知する。
【０１１８】
ステップＳ５１０：輝度レベルのサンプリング結果を集計し、その集計結果に適した露光時間を露光時間テーブルを参照して取得する。
【０１１９】
ステップＳ５１１：各カメラ８ａ，８ｂ，１８ａ，１８ｂに対し、ステップＳ５１０で取得した露光時間を再設定する。
【０１２０】
ステップＳ５１２：測定開始を走査指令装置５に対して指示する。
【０１２１】
ステップＳ５１３：各カメラ８ａ，８ｂ，１８ａ，１８ｂの視野を走査開始位置２２ａ，２２ｂ，２４ａ，２４ｂから走査終点位置２３ａ，２３ｂ，２５ａ，２５ｂまで移動させる。そして、視野の移動中に各カメラ８ａ，８ｂ，１８ａ，１８ｂで得られた撮像データを収集する。
【０１２２】
ステップＳ５１４：各カメラ８ａ，８ｂ，１８ａ，１８ｂの撮像データに基づき平板１の平面形状を測定する。詳しくは、実施の形態２で説明したステップＳ２０７からＳ２１０までの各処理を実施する。
【０１２３】
実施の形態６．
本発明の実施の形態６に係る平面形状測定装置の構成を図１９に示す。以下では、実施の形態１乃至５の何れかに係る平面形状測定装置と共通する構成については説明を省略するか簡略化し、実施の形態１乃至５の何れかに係る平面形状測定装置と異なる構成について詳しく説明する。
【０１２４】
本実施の形態に係る平面形状測定装置は、実施の形態５に係る平面形状測定装置から輝度レベル演算装置１９ｂが省かれ、新たに露光時間適正判定装置１５が追加された構成を有している。幅測定用カメラ１８ｂの撮像データは、板有無検知装置１６ｂに取り込まれて平板１の有無の検知に用いられる。板有無検知装置１６ｂが出力する信号は、測定開始タイミング発生装置４に測定を開始するタイミングを知らせる信号としてのみ用いられる。一方、幅測定用カメラ１８ａの撮像データは、板有無検知装置１６ａと輝度レベル演算装置１９ａとに取り込まれる。板有無検知装置１６ａが出力する信号は、輝度レベル演算装置１９ａに輝度レベルの演算を開始するタイミングを知らせる信号としてのみ用いられる。輝度レベル演算装置１９ａが演算した輝度レベルは、露光時間設定指令装置２１と露光時間適正判定装置１５とに入力される。なお、本実施の形態においても、２つの幅測定用カメラ１８ａ，１８ｂの間には露光時間に差が設けられている。
【０１２５】
露光時間適正判定装置１５は、輝度レベル演算装置１９ａが演算した輝度レベルに基づいて、各カメラ８ａ，８ｂ，１８ａ，１８ｂに設定されている露光時間が適正かどうか判定する。露光時間適正判定装置１５の判定結果を受け、露光時間設定指令装置２１は、輝度レベルが適正値より低ければ露光時間の設定値を長くし、輝度レベルが適正値より高ければ露光時間の設定値を短くする。実施の形態４及び５では、露光時間設定指令装置２１による輝度レベルに基づいた露光時間の設定の調整は一度だけ行われる。これに対し、本実施の形態に係る平面形状測定装置は、板有無検知装置１６ａ，１６ｂにより平板１が無いことが検知されるまで、幅測定用カメラ１８ａで平板１を撮像し、得られた撮像画の輝度レベルを演算し、露光時間適正判定装置１５の判定結果に基づいて露光時間の設定を再調整する、というルーチンを繰り返し実行する。このルーチンを複数回繰り返しているうちに、各カメラ８ａ，８ｂ，１８ａ，１８ｂの露光時間は適切な値へ収束していく。これにより、露光時間の設定の精度が上がり、平面形状を測定するのに適切な明るさの撮像画を得ることができるようになる。
【０１２６】
本実施の形態に係る平面形状測定装置は、以上述べたように構成される。次に、本実施の形態に係る平面形状測定装置の動作フローの一例を図２０に示すフローチャートを参照して説明する。
【０１２７】
ステップＳ６０１からステップＳ６０７まで：実施の形態５で説明したステップＳ５０１からＳ５０７までの各処理と同じ処理を実施する。
【０１２８】
ステップＳ６０８：幅測定用カメラ１８ａの撮像信号の輝度レベルをサンプリングし、そのサンプリング結果から各カメラ８ａ，８ｂ，１８ａ，１８ｂに設定している露光時間が適正かどうか判定する。そして、輝度レベルが適正値より低ければ露光時間を長くし、輝度レベルが適正値より高ければ露光時間を短くする。そして、各カメラ８ａ，８ｂ，１８ａ，１８ｂに対し、調整した露光時間を再設定する。以上の処理を次のステップまで繰り返し実行する。
【０１２９】
ステップＳ６０９：幅測定用カメラ１８ｂの撮像信号より幅測定用カメラ１８ｂの走査開始位置２４ｂに平板１が無いことを検知する。
【０１３０】
ステップＳ６１０：最終的に得られた輝度レベルのサンプリング結果から、露光時間テーブルを参照して露光時間の最適値を判定する。例えば、輝度レベルのサンプリング結果から平板１の実際の表面温度を推定し、推定した表面温度に最適な露光時間を露光時間テーブルを参照して決定する。
【０１３１】
ステップＳ６１１：各カメラ８ａ，８ｂ，１８ａ，１８ｂに対し、ステップＳ６１０で取得した露光時間を再設定する。
【０１３２】
ステップＳ６１２：測定開始を走査指令装置５に対して指示する。
【０１３３】
ステップＳ６１３：各カメラ８ａ，８ｂ，１８ａ，１８ｂの視野を走査開始位置から走査終点位置まで移動させる。そして、視野の移動中に各カメラ８ａ，８ｂ，１８ａ，１８ｂで得られた撮像データを収集する。
【０１３４】
ステップＳ６１４：各カメラ８ａ，８ｂ，１８ａ，１８ｂの撮像データに基づき平板１の平面形状を測定する。詳しくは、実施の形態２で説明したステップＳ２０７乃至Ｓ２１０の処理を実施する。
【０１３５】
その他．
実施の形態１及び２では、表面温度情報に基づいてカメラのアイリス値を調整しているが、実施の形態３乃至６のように露光時間を調整してもよい。逆に、実施の形態３乃至６において露光時間の代わりにアイリス値を調整してもよい。ただし、機械的な調整が必要なアイリス値に比べ、電気的な調整で済む露光時間のほうが応答性に優れているので、実施の形態４乃至６については露光時間のほうが好ましい。なお、カメラの受光特性を決定するパラメータには、アイリス値や露光時間の他にもシャッター速度や露出値などが含まれる。
【０１３６】
実施の形態４乃至６では、幅測定用カメラを輝度測定用カメラとして兼用しているが、幅測定用カメラとは別に輝度測定用カメラを設けてもよい。その場合の輝度測定用カメラの仕様は必ずしも幅測定用カメラや長さ測定用カメラと同じ仕様でなくてもよい。ただし、アイリス値や露光時間等のパラメータの設定は幅測定用カメラや長さ測定用カメラと輝度レベルが同等レベルになるような設定になっていることが好ましい。
【０１３７】
カメラの撮像データから平面形状を測定する方法は、実施の形態１乃至６に記載の方法以外にも様々な方法を採ることができる。例えば、特許文献１や特許文献２に記載の方法をそのまま採用してもよい。実施の形態１乃至６では、平面形状を特定するプロフィール値として長さ及び幅を演算しているが、特許文献２に記載されているように曲がりの方向や大きさ、或いは、偏りの方向や大きさを演算することもできる。
【０１３８】
本発明は、二次元カメラの撮像データを画像処理して平面形状を測定する装置にも適用することができる。つまり、平面形状測定用カメラは二次元カメラであってもよい。
【符号の説明】
【０１３９】
１  平板
２  平板温度情報受信装置
３  測定開始指令受信装置
４  測定開始タイミング発生装置
５  走査指令装置
６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ  パルスモータ
７ａ，７ｂ，１７ａ，１７ｂ  回転ミラー
８ａ，８ｂ  長さ測定用カメラ
１８ａ，１８ｂ  幅測定用カメラ
９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ  エッジ検出装置
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ  差分演算装置
１１ａ，１１ｂ  傾斜角演算装置
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ  傾斜角補正装置
１３  アイリステーブル記憶装置
１４  アイリス設定指令装置
１５  露光時間適正判定装置
１６ａ，１６ｂ  板有無検知装置
１９ａ，１９ｂ  輝度レベル演算装置
２０  露光時間テーブル記憶装置
２１  露光時間設定指令装置
２２ａ  長さ測定用カメラ８ａの視野の走査開始位置
２２ｂ  長さ測定用カメラ８ｂの視野の走査開始位置
２３ａ  長さ測定用カメラ８ａの視野の走査終点位置
２３ｂ  長さ測定用カメラ８ｂの視野の走査終点位置
２４ａ  幅測定用カメラ１８ａの視野の走査開始位置
２４ｂ  幅測定用カメラ１８ｂの視野の走査開始位置
２５ａ  幅測定用カメラ１８ａの視野の走査終点位置
２５ｂ  幅測定用カメラ１８ｂの視野の走査終点位置
２６  平面形状の測定範囲
【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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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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