(57)【要約】【課題】測定精度を向上する。【解決手段】内部に空間を有する被測定物の空間の内面形状を測定する内形測定装置１であって、光ビームを放射状に発生するビーム発生部１０と、被測定物の空間内部に配置され、偏光フィルタで中心軸を中心として向かい合う点の偏光方向が異なるように円筒状に形成され、前記ビーム発生部から放射状に発生された光ビームを透過するフィルタ部２０と、ビーム発生部１０が発生してフィルタ部２０を透過した光ビームが、被測定物の空間内面に照射されてできる光跡を撮像する撮像部３０と、撮像部３０が撮像した画像を利用して被測定物の内面形状を求める演算部４０とを備える。【選択図】図１
2015025772.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に空間を有する被測定物の空間の内面形状を測定する内形測定装置であって、
光ビームを放射状に発生するビーム発生部と、
被測定物の空間内部に配置され、偏光フィルタで中心軸を中心として向かい合う点の偏光方向が異なるように円筒状に形成され、前記ビーム発生部から放射状に発生された光ビームを透過するフィルタ部と、
前記ビーム発生部が発生して前記フィルタ部を透過した光ビームが、被測定物の空間内面に照射されてできる光跡を撮像する撮像部と、
前記撮像部が撮像した画像を利用して被測定物の内面形状を求める演算部と、
を備えることを特徴とする内形測定装置。
【請求項２】
前記フィルタ部は、向かい合う点での偏光方向の角度差が４５度〜１３５度となるように形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の内形測定装置。
【請求項３】
内部に空間を有する被測定物の空間の内面形状を測定する内形測定装置であって、
光ビームを放射状に発生するビーム発生部と、
被測定物の空間内部に配置され、筒の中心軸に対して４５度の角度の偏光フィルタで円筒状に形成され、前記ビーム発生部から放射状に発生された光ビームを透過するフィルタ部と、
前記ビーム発生部が発生して前記フィルタ部を透過した光ビームが、被測定物の空間内面に照射されてできる光跡を撮像する撮像部と、
前記撮像部が撮像した画像を利用して被測定物の内面形状を求める演算部と、
を備えることを特徴とする内形測定装置。
【請求項４】
内部に空間を有する被測定物の空間の内面形状を測定する内形測定装置であって、
光ビームを放射状に照射するビーム発生部と、
被測定物の空間内部に配置され、円偏光フィルタで円筒状に形成され、前記ビーム発生部から放射状に発生された光ビームを透過するフィルタ部と、
前記ビーム発生部が発生して前記フィルタ部を透過した光ビームが、被測定物の空間内面に照射されてできる光跡を撮像する撮像部と、
前記撮像部が撮像した画像を利用して被測定物の内面形状を求める演算部と、
を備えることを特徴とする内形測定装置。
【請求項５】
透明材料で円筒形状に形成され、前記ビーム発生部が放射状の光ビームを発生する位置に接続されて発生された放射状の光ビームを透過可能な窓部をさらに備え、
前記フィルタ部は、前記窓部の内側又は外側に配置されることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の内形測定装置。
【請求項６】
光ビームを放射状に発生するビーム発生部と、透過した光ビームが内部に空間を有する被測定物の空間内面に照射されてできる光跡を撮像する撮像部を備え、前記撮像部が撮像した画像を利用して被測定物の空間内面形状を測定する内形測定装置で利用される内形測定用フィルタであって、
偏光フィルタで中心軸を中心として向かい合う点での偏光方向が異なるように円筒状に形成され、
前記内形測定装置の前記ビーム発生部から放射状に発生された光ビームを透過する位置、かつ、被測定物の空間内部に配置される内形測定用フィルタ。
【請求項７】
向かい合う点での偏光方向の角度差が４５度〜１３５度となるように形成されていることを特徴とする請求項６に記載の内形測定用フィルタ。
【請求項８】
光ビームを放射状に発生するビーム発生部と、透過した光ビームが内部に空間を有する被測定物の空間内面に照射されてできる光跡を撮像する撮像部を備え、前記撮像部が撮像した画像を利用して被測定物の空間内面形状を測定する内形測定装置で利用される内形測定用フィルタであって、
筒の中心軸に対して４５度の角度の偏光フィルタで円筒状に形成され、
前記内形測定装置の前記ビーム発生部から放射状に発生された光ビームを透過する位置、かつ、被測定物の空間内部に配置される内形測定用フィルタ。
【請求項９】
光ビームを放射状に発生するビーム発生部と、透過した光ビームが内部に空間を有する被測定物の空間内面に照射されてできる光跡を撮像する撮像部を備え、前記撮像部が撮像した画像を利用して被測定物の空間内面形状を測定する内形測定装置で利用される内形測定用フィルタであって、
円偏光フィルタで円筒状に形成され、
前記内形測定装置の前記ビーム発生部から放射状に発生された光ビームを透過する位置、かつ、被測定物の空間内部に配置される内形測定用フィルタ。
【請求項１０】
内部に空間を有する被測定物の空間の内面形状を測定する内形測定方法であって、
光ビームを放射状に発生するステップと、
被測定物の空間内部に配置され、筒の中心軸に対して４５度の角度の偏光フィルタ又は円偏光フィルタで円筒状に形成されるフィルタ部を、放射状に発生された光ビームが透過するステップと、
フィルタ部を透過した光ビームが、被測定物の空間内面に照射されてできる光跡を撮像するステップと、
撮像した画像を利用して被測定物の内面形状を求めるステップと、
を有することを特徴とする内形測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は内部に空間を有する被測定物の内形を測定する内形測定装置、内形測定用フィルタ及び内形測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、光ビームを用いて管等の内部に空間を有する被測定物の内面形状を測定する内形測定装置が知られている（例えば、特許文献１又は２参照）。例えば、内形測定装置は、リング状のビームを被測定物の内側に照射し、そのリングビームを撮影して得られたデータを用いて演算することで、内形を求めている（例えば、特許文献３又は４参照）。
【０００３】
しかしながら、被測定ビームは被測定物の空間内で反射することがある。このように、内形測定装置で内面形状を測定する際にビームが反射すると、画像データではリングビームが重複し、測定精度が低下する。特に内形が小さい被測定物ではその影響を大きく受けやすい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１０１１９０号公報
【特許文献２】特開２００７−２８５８９１号公報
【特許文献３】特開２０１０−１６４３３４号公報
【特許文献４】特許第３８３７４３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したように、従来の内形測定装置では、乱反射により測定精度が低下する問題がある。
【０００６】
上記課題に鑑み、測定精度の高い内形測定装置、内形測定用フィルタ及び内形測定方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、第１の発明は、内部に空間を有する被測定物の空間の内面形状を測定する内形測定装置であって、光ビームを放射状に発生するビーム発生部と、被測定物の空間内部に配置され、偏光フィルタで中心軸を中心として向かい合う点の偏光方向が異なるように円筒状に形成され、前記ビーム発生部から放射状に発生された光ビームを透過するフィルタ部と、前記ビーム発生部が発生して前記フィルタ部を透過した光ビームが、被測定物の空間内面に照射されてできる光跡を撮像する撮像部と、前記撮像部が撮像した画像を利用して被測定物の内面形状を求める演算部とを備えることを特徴とする内形測定装置である。
【０００８】
また、第２の発明は、前記フィルタ部は、向かい合う点での偏光方向の角度差が４５度〜１３５度となるように形成されている内形測定装置である。
【０００９】
また、第３の発明は、内部に空間を有する被測定物の空間の内面形状を測定する内形測定装置であって、光ビームを放射状に発生するビーム発生部と、被測定物の空間内部に配置され、筒の中心軸に対して４５度の角度の偏光フィルタで円筒状に形成され、前記ビーム発生部から放射状に発生された光ビームを透過するフィルタ部と、前記ビーム発生部が発生して前記フィルタ部を透過した光ビームが、被測定物の空間内面に照射されてできる光跡を撮像する撮像部と、前記撮像部が撮像した画像を利用して被測定物の内面形状を求める演算部とを備えることを特徴とする内形測定装置である。
【００１０】
また、第４の発明は、内部に空間を有する被測定物の空間の内面形状を測定する内形測定装置であって、光ビームを放射状に照射するビーム発生部と、被測定物の空間内部に配置され、円偏光フィルタで円筒状に形成され、前記ビーム発生部から放射状に発生された光ビームを透過するフィルタ部と、前記ビーム発生手段が発生して前記フィルタ部を透過した光ビームが、被測定物の空間内面に照射されてできる光跡を撮像する撮像部と、前記撮像部が撮像した画像を利用して被測定物の内面形状を求める演算部とを備えることを特徴とする内形測定装置である。
【００１１】
また、第５の発明は、透明材料で円筒形状に形成され、前記ビーム発生部が放射状の光ビームを発生する位置に接続されて発生された放射状の光ビームを透過可能な窓部をさらに備え、前記フィルタ部は、前記窓部の内側又は外側に配置されることを特徴とする内形測定装置である。
【００１２】
また、第６の発明は、光ビームを放射状に発生するビーム発生部と、透過した光ビームが内部に空間を有する被測定物の空間内面に照射されてできる光跡を撮像する撮像部を備え、前記撮像部が撮像した画像を利用して被測定物の空間内面形状を測定する内形測定装置で利用される内形測定用フィルタであって、偏光フィルタで中心軸を中心として向かい合う点での偏光方向が異なるように円筒状に形成され、前記内形測定装置の前記ビーム発生部から放射状に発生された光ビームを透過する位置、かつ、被測定物の空間内部に配置される内形測定用フィルタである。
【００１３】
また、第７の発明は、向かい合う点での偏光方向の角度差が４５度〜１３５度となるように形成されていることを特徴とする内形測定用フィルタである。
【００１４】
また、第８の発明は、光ビームを放射状に発生するビーム発生部と、透過した光ビームが内部に空間を有する被測定物の空間内面に照射されてできる光跡を撮像する撮像部を備え、前記撮像部が撮像した画像を利用して被測定物の空間内面形状を測定する内形測定装置で利用される内形測定用フィルタであって、筒の中心軸に対して４５度の角度の偏光フィルタで円筒状に形成され、前記内形測定装置の前記ビーム発生部から放射状に発生された光ビームを透過する位置、かつ、被測定物の空間内部に配置される内形測定用フィルタである。
【００１５】
また、第９の発明は、光ビームを放射状に発生するビーム発生部と、透過した光ビームが内部に空間を有する被測定物の空間内面に照射されてできる光跡を撮像する撮像部を備え、前記撮像部が撮像した画像を利用して被測定物の空間内面形状を測定する内形測定装置で利用される内形測定用フィルタであって、円偏光フィルタで円筒状に形成され、前記内形測定装置の前記ビーム発生部から放射状に発生された光ビームを透過する位置、かつ、被測定物の空間内部に配置される内形測定用フィルタである。
【００１６】
また、第１０の発明は、内部に空間を有する被測定物の空間の内面形状を測定する内形測定方法であって、光ビームを放射状に発生するステップと、被測定物の空間内部に配置され、筒の中心軸に対して４５度の角度の偏光フィルタ又は円偏光フィルタで円筒状に形成されるフィルタ部を、前記ビーム発生部から放射状に発生された光ビームが透過するステップと、フィルタ部を透過した光ビームが、被測定物の空間内面に照射されてできる光跡を撮像するステップと、撮像した画像を利用して被測定物の内面形状を求めるステップとを有する方法である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、内部に空間を有する被測定物の内形の測定精度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施形態に係る内形測定装置の構成を説明する概略図である。
【図２】図１の内形測定装置で利用するフィルタ部を説明する図である。
【図３】図１の内形測定装置で利用するフィルタ部を説明する他の図である。
【図４】図２のフィルタ部を有さない内形測定装置とフィルタ部を有する内形測定装置を比較する図である。
【図５】図４の各内形測定装置の測定結果を比較するグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
［第１実施形態］
第１実施形態に係る内形測定装置は、内部に空間を有する被測定物の空間の内面形状（内形）を測定する装置である。図１の概略図に示すとおり、本発明の実施形態に係る内形測定装置１は、被測定物１００の内形の測定に利用する光ビームＬ２を放射状に発生するビーム発生部１０と、被測定物１００の空間内部に配置され、ビーム発生部１０から発生された光ビームＬ２を透過するフィルタ部２０と、被測定物１００の空間内面にできる光跡を撮像する撮像部３０と、撮像部３０の撮像画像から被測定物１００の内形を求める演算部４０を備えている。また、内形測定装置１は、ビーム発生部１０が発生する光ビームＬ２が透過可能な窓部５０を備えていてもよい。内形測定装置１は、例えば測定した内面形状から、内径を求めてもよい。なお、ここでは、ビーム発生部１０から被測定物１００の空間内面に照射されることで空間内面で光の点が連なって形成された形状を光跡という。
【００２０】
なお、図１では、フィルタ部２０、窓部５０及び被測定物１００については、断面部分のみを示しているが、フィルタ部２０及び窓部５０は、実際は、円筒形状である。また、被測定物１００も円筒形状等の内部に空間を有する構成であり、その内部空間は、フィルタ部２０や窓部５０よりも大きい。
【００２１】
ビーム発生部１０は、例えば、直線状のレーザ光Ｌ１を発射するレーザ発振器１１と、レーザ発振器１１から発射されたレーザ光Ｌ１を放射状に形成するコーンミラー１２とを有する。レーザ発振器１１及びコーンミラー１２は、レーザ光Ｌ１の光軸にコーンミラー１２の円錐軸が一致するように調整して支持手段（図示せず）によって支持されている。したがって、コーンミラー１２の円錐軸に照射されたレーザ光Ｌ１は、放射状の光ビームＬ２に形成される。
【００２２】
フィルタ部２０は、偏光フィルタで円筒状に形成されている。具体的には、フィルタ部２０は、筒の中心軸に対して４５度の角度の偏光フィルタで円筒状に形成されている。このフィルタ部２０の生成に利用する偏光フィルタは、例えば、図２（ａ）に示すような四角形で辺ｌ１及び１２に対して偏光方向が４５度のフィルタである。図２（ａ）に示すフィルタで、図２（ｂ）に示すように中心軸が辺ｌ１及びｌ２と平行になるような円筒形状を形成する。このように形成したとき、フィルタ部２０の外側では全範囲でフィルタの偏光方向が中心軸を基準として４５度になる。また、フィルタ部２０の中心軸を挟んで径方向に対向する２箇所（例えば、図２（ｂ）の点Ｙ１と点Ｙ２）の偏光方向は、９０度ずれる。
【００２３】
このフィルタ部２０は、レーザ発振器１１から発射されるレーザ光Ｌ１がこの円筒内部を通るように配置される。また、フィルタ部２０は、フィルタ部２０の中心軸がレーザ光Ｌ１と平行になるように配置されることが好ましい。
【００２４】
図３（ａ）は、図２を用いて説明したように円筒形状に生成されたフィルタ部２０の上面図である。例えば、フィルタ部２０の外部から、フィルタ部２０内に光Ｌが入射する場合、フィルタ部２０の外（例えば、点Ｙ０）では、光Ｌの偏光は無偏光である。この光Ｌがフィルタ部２０内に進入するとしたとき、フィルタ部２０の外面（点Ｙ１）の偏光方向が４５度であることから、点Ｙ１を通過した光Ｌの偏光は４５度となる。また、フィルタ部２０内の点Ｙ３においても、フィルタ部２０上の内側の点Ｙ２においても光Ｌの偏光は４５度となる。しかしながら、上述したように、フィルタの点Ｙ１と点Ｙ２の偏光方向が９０度異なるので、フィルタ部２０の外側から内側に点Ｙ１を通過した４５度偏光の光Ｌは、径方向に対向する点Ｙ２において、フィルタ部２０の内側から外側に通過できない。
【００２５】
図３（ｂ）は、光の透過率を表すグラフである。図３（ｂ）において、横軸は光の偏光と偏光フィルタの偏光方向との角度差であり、縦軸は光の透過率である。図３（ｂ）に示す例によれば、光の偏光と偏光フィルタの偏光方向の角度差がないときには１００％の透過率であるが、角度差４５度のときには５０％の透過率となり、角度差９０度のときには光が透過しないことが分かる。
【００２６】
なお、図３（ｂ）に示す値は理論値であり、偏光フィルタによりその偏光にも誤差が生じることがあるため、この透過率についても誤差が生じることがある。したがって、フィルタ部２０を生成する際に向かい合う点の角度差が設計上で９０度であったとしても実際に透過率を０％にすることが困難なこともある。また、設計上は筒の中心軸に対して４５度の角度の偏光フィルタにより、円筒形状に形成されていない場合であっても、透過率が０％になることもある。したがって、筒の中心軸に対する偏光角度（４５度）には、誤差の範囲も含むものとする。
【００２７】
ここで、コーンミラー１２で放射状にされた光ビームＬ２は、全方向の成分を持つ光であるが、フィルタ部２０を透過することができるのは、光ビームＬ２のうちフィルタ部２０の偏光方向と同一の偏光方向の光のみである。また、被測定物１００に照射された光ビームＬ２は、例えば、照射点Ｘ３１やＸ３２で反射して反射光となる。
【００２８】
具体的には、光ビームＬ２がフィルタ部２０の透過点Ｙ１１を透過すると、照射点Ｘ３１に到達する光ビームＬ２は、透過点Ｙ１１の偏光方向の光のみとなる。このとき、反射光の偏光方向は、照射された光の偏光方向と同一である。したがって、照射点Ｘ３１で反射した反射光の偏光方向は透過点Ｙ１１の偏光方向となり、この反射光は透過点Ｙ１１を通過することができる。一方、向かい合う透過点Ｙ１１と透過点Ｙ１２の偏光方向の角度差は９０度である。したがって、照射点Ｘ３１で反射した反射光は、透過点Ｙ１１は通過することができるものの、透過点Ｙ１２を通過することができない。
【００２９】
同様に、光ビームＬ２がフィルタ部２０の透過点Ｙ１２を透過すると、照射点Ｘ３２に到達する光ビームＬ２は、透過点Ｙ１２の偏光方向の光のみとなる。したがって、照射点Ｘ３２で反射した反射光の偏光方向は透過点Ｙ１２の偏光方向となり、この反射光は透過点Ｙ１２を通過することができる。一方、透過点Ｙ１２を通過した照射点Ｘ３２の反射光は、透過点Ｙ１１を通過することができない。
【００３０】
このように、反射光は、フィルタ部２０の内側に入ることができるが、フィルタ部２０の内側からフィルタ部２０の外側に出ることはできない。したがって、撮像部３０で撮像される画像には、反射光が含まれることはない。
【００３１】
撮像部３０は、ビーム発生部１０が発生した放射状の光ビームＬ２の中心軸と撮像面とが略垂直になるように設置されている。撮像部３０は、ビーム発生部１０が発射する放射状の光ビームＬ２が被測定物１００の内面に照射されてできる光跡を撮像する。被測定物１００が例えば管などの円筒形状を持つものであれば、撮像部３０は、円形状の光跡を撮像することになる。
【００３２】
なお、撮像部３０は特に限定されないが、例えば、ＣＣＤ（固体撮像素子）を撮像センサとして持つＣＣＤカメラで実現されるものとする。また、図１では、撮像部３０は、コーンミラー１２よりもレーザ発振器１１に近い位置に配置されているが、光ビームＬ２の光跡を撮像可能であれば、レーザ発振器１１よりもコーンミラー１２に近い位置に配置されていてもよい。
【００３３】
演算部４０は、入力するデータを演算処理可能なコンピュータであって、撮像部３０と接続されている。この演算部４０は、撮像部３０で撮像された画像のデータを入力し、画像データから光跡を抽出して被測定物１００の内面形状を求める。なお、演算部４０における内面形状の演算については、一般的な内形測定装置と同一の方法を採用している。
【００３４】
窓部５０は、透明材料で円筒形状に形成され、ビーム発生部１０が放射状の光ビームＬ２を発生する位置に接続されている。この窓部５０は、例えば、ビーム発生部１０の保護やレーザ発振器１１及びコーンミラー１２の位置関係の保持の目的で利用されるものであり、ビーム発生部１０とともに支持されている。この窓部５０は、透明部材で形成されているため、ビーム発生部１０から発生された放射状の光ビームＬ２は窓部５０を透過して被測定物１００に到達する。
【００３５】
なお、図１に示す例では、窓部５０の外側にフィルタ部２０が配置されているが、窓部５０の内側にフィルタ部２０が配置される構成であってもよい。また、フィルタ部２０と窓部５０とが一体の構成であってもよい。
【００３６】
〈実施例〉
図４及び図５を用いて、フィルタ部２０のない内形測定装置で内形を測定した場合と、図１を用いて上述したフィルタ部２０がある内形測定装置１で内形を測定した場合の一例について説明する。ここで、フィルタ部２０のない内形測定装置は、図１を用いて上述した内形測定装置１と同様にビーム発生部１０、撮像部３０、演算部４０及び窓部５０を備えているが、フィルタ部２０を備えていない点で異なる。
【００３７】
図４（ａ）は、フィルタ部２０のない内形測定装置の側面図であり、図４（ｂ）は、フィルタ部２０のある内形測定装置１の斜視図である。図４（ａ）では、内形測定装置はフィルタ部がないため、レーザ発振器１１とコーンミラー１２の間の空間が視認可能である。一方、図４（ｂ）に示す内形測定装置１はフィルタ部２０があるため、レーザ発振器１１とコーンミラー１２の間の空間が視認不可能になっている。
【００３８】
図４（ｃ）に示す画像は図４（ａ）のフィルタ部２０のない内形測定装置で撮像した光跡であり、図４（ｄ）に示す画像は図４（ｂ）のフィルタ部２０がある内形測定装置１で撮影した光跡を表す画像である。なお、各画像において、光が途切れている箇所は、レーザ発振器１１やコーンミラー１２を支持する支持手段のある箇所であり、この支持手段で光ビームＬ２が遮られたことにより光が途切れている。
【００３９】
図４（ｃ）に示す画像では、反射光が発生して光が多重化していることが分かる。すなわち、ビーム発生部１０が発生した光ビームＬ２と、この光ビームＬ２が被測定物１００の内面でそれぞれ対応する面に反射した光とが多重になっている。一方、フィルタ部２０を有する場合にはフィルタ部２０で光の反射が遮られるため、図４（ｄ）に示すように、光が多重化することはない。
【００４０】
図５に示すグラフは、同一の被測定物を、図４（ａ）のフィルタ部２０のない内形測定装置により測定した測定結果（ｄ３，ｄ４）と、図４（ｂ）のフィルタ部２０のある内形測定装置１により測定した測定結果（ｄ１，ｄ２）を表すグラフである。図５において、横軸は内形を測定する際の測定位置を特定する値であって、縦軸は測定された内径（Inner diameter）である。図５によれば、ここで、測定結果ｄ１と測定結果ｄ２とは、同一の装置で同一の被測定物を測定した結果であるが、異なるタイミングで撮像された画像を利用して測定した結果である。また、測定結果ｄ３と測定結果ｄ４も、同一の装置で同一の被測定物を測定した結果であるが、異なるタイミングで撮像された画像を利用して測定した結果である。
【００４１】
図５に示すグラフから、フィルタ部２０のある場合とない場合とでは、測定される値が異なることが分かる。また、フィルタ部２０を使用しない場合、使用する場合と比較して、複数回測定した場合には、複数回測定した場合の差が大きくなることが分かる。これは、図４（ｄ）で分かるようにフィルタ部２０のある場合には撮像される画像に反射光の光跡は含まれないが、図４（ｃ）のようにフィルタ部２０がない場合には撮像される画像に反射光の光跡が含まれるため、被測定物１００の内形が特定しにくくなり、測定精度が劣ることによる。
【００４２】
上述したように、第１実施形態に係る内形測定装置１では、偏光フィルタを利用するフィルタ部２０によってビームの反射を防止することができる。これにより、第１実施形態に係る内形測定装置１では、内形測定の際に光の多重化がなくなるため、内形の測定精度を向上することができる。
【００４３】
［第２実施形態］
本発明の第２実施形態に係る内形測定装置は、図１を用いて上述した第１実施形態に係る内形測定装置１と同様に、内部に空間を有する被測定物の空間内面形状を測定する装置である。第２実施形態に係る内形測定装置は、図１の内形測定装置１と比較して、ビーム発生部１０と、撮像部３０と、演算部４０とを備えている点では同一であるが、筒の中心軸に対して４５度の角度の偏光フィルタで円筒状に形成されるフィルタ部２０に代えて、偏光フィルタによって、向かい合う点の偏光方向がずれるように円筒状に形成されるフィルタ部を備えている点で異なる。なお、第２実施形態に係る内形測定装置については、図示は省略し、図１を参照して説明する。
【００４４】
具体的には、第２実施形態に係る内形測定装置のフィルタ部は、外側から内側に通過した光が向かい合う面において内側から外側に通過できないように向かい合う面で偏光方向が異なるように偏光フィルタで筒状に形成されている。第２実施形態に係る内形測定装置のフィルタ部が配置される位置も、図１に示す内形測定装置１と同様に、被測定物１００の内部である。また、第２実施形態に係る内形測定装置でもビーム発生部１０から放射状に発生された光ビームがこのフィルタ部を透過する。
【００４５】
第１実施形態に係る内形測定装置１のフィルタ部２０のように、筒の中心軸に対して４５度の角度の偏光フィルタで円筒状に形成された場合、向かい合う偏光フィルタの偏光方向が直交になり、図３を用いて上述したように、フィルタ部２０の外側から内側へ通過した光を再び外側に通過することを防止していた。一方、反射光が弱い場合、向かい合う面で偏光フィルタの偏光方向が異なるようにフィルタ部を形成することで、筒の外側から筒の内側に通過した光を、筒の内側から外側への通過を防ぐことができる。
【００４６】
具体的には、向かい合うフィルタの偏光方向の角度差が９０度の場合、図３（ｂ）に示すように、理論上その透過率は０となるが、仮に、向かい合うフィルタの偏光方向が４５度から１３５度の間であれば、少なくとも透過率を０．５以下にすることができる。例えば、筒の中心軸に対して２２．５度の角度の偏光フィルタで円筒状に形成された場合、向かい合うフィルタとの偏光方向の角度差は４５度（又は１３５度）となる。一方、筒の中心軸に対して６７．５度の角度の偏光フィルタで円筒状に形成された場合、向かい合うフィルタとの偏光方向尾角度差は１３５度（又は４５度）となる。
【００４７】
ここで、フィルタ部の内部に浸入し、再びフィルタ部から外部に通過する反射光は、その反射光の強度や反射光の偏光方向によって異なる。また、その反射光の強度や偏光方向は、被測定物１００の材質や内壁面の状態によって異なる。したがって、被測定物１００の材質や内壁面の状態等に応じて、フィルタ部形成の際のフィルタの偏光方向を設定することが可能である。
【００４８】
このように、第２実施形態に係る内形測定装置では、向かい合うフィルタの偏光方向が９０度でなくても、向かい合うフィルタの偏光方向が異なっている（ずれている）場合には、第１実施形態に係る内形測定装置１と同様に、ビームの反射を防止することができる。これにより、第２実施形態に係る内形測定装置１では、内形測定の際に光の多重化を防止し、内形の測定精度を向上することができる。
【００４９】
［第３実施形態］
本発明の第３実施形態に係る内形測定装置は、図１を用いて上述した第１実施形態に係る内形測定装置１と同様に、内部に空間を有する被測定物の空間内面形状を測定する装置である。第３実施形態に係る内形測定装置は、図１の内形測定装置１と比較して、ビーム発生部１０と、撮像部３０と、演算部４０とを備えている点では同一であるが、偏光フィルタを利用するフィルタ部２０に代えて、円偏光フィルタを利用するフィルタ部を備えている点で異なる。なお、第３実施形態に係る内形測定装置については、図示は省略し、図１を参照して説明する。
【００５０】
円偏光フィルタを透過した透過光は、反射面で円偏光の回転偏光が逆向きの反射光となり、円偏光フィルタで吸収される。したがって、光ビームＬ２がフィルタ部の内側から外側へ透過した場合であっても、被測定物で反射して反射光となった場合には、その反射光はフィルタ部の外側から内側へ透過することはできない。そのため、撮像される画像で光跡が多重化することはない。
【００５１】
上述したように、第３実施形態に係る内形測定装置では、円偏光フィルタを利用するフィルタ部によってビームの反射を防止することができる。これにより、第３実施形態に係る内形測定装置では、内形測定の際に光の多重化がなくなるため、内形の測定精度を向上することができる。
【００５２】
以上、各実施形態を用いて本発明を詳細に説明したが、本発明は本明細書中に説明した実施形態に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載及び特許請求の範囲の記載と均等の範囲により決定されるものである。
【符号の説明】
【００５３】
１  内形測定装置
１０  ビーム発生部
１１  レーザ発振器
１１  生成部
１２  コーンミラー
２０  フィルタ部
３０  撮像部
４０  演算部
５０  窓部
１００  被測定物
Ｌ１  レーザ光
Ｌ２  光ビーム
【図１】
2015025772.tif 000003
【図２】
2015025772.tif 000004
【図３】
2015025772.tif 000005
【図４】
2015025772.tif 000006
【図５】
2015025772.tif 000007