(57)【要約】【課題】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。【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１Ａであって、光ビームを放射状に発生照射するビーム発生部１０と、被測定物の空間内部であって、ビーム発生部から発生する光ビームの光路に配置され、偏光フィルタで円筒状に形成される第１フィルタ部２０ｂと、被測定物の空間内部、かつ、光ビームの光跡と撮像部の間の経路上に配置され、中心軸を中心とした偏光方向が第１フィルタ部２０ｂと異なる角度の偏光フィルタで円筒状に形成される第２フィルタ部２０ｃと、ビーム発生部が発生して第１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第２フィルタ部を介して撮像する撮像部３０と、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４０とを備える。【選択図】図１
2015025771.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照射するビーム発生部と、
被測定物の空間内部であって、前記ビーム発生部から発生する光ビームの光路に配置され、偏光フィルタで円筒状に形成される第１フィルタ部と、
前記被測定物の空間内部、かつ、光ビームの光跡と撮像部の間の経路上に配置され、中心軸を中心とした偏光方向が前記第１フィルタ部と異なる角度の偏光フィルタで円筒状に形成される第２フィルタ部と、
前記ビーム発生部が発生して前記第１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前記第２フィルタ部を介して撮像する撮像部と、
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】
前記第２フィルタ部と前記第１フィルタ部と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照射するビーム発生部と、
被測定物の空間内部であって、前記ビーム発生部から発生する光ビームの光路に配置され、偏光フィルタで円筒状に形成される第１フィルタ部と、
前記被測定物の空間内部、かつ、光ビームの光跡と撮像部の間の経路上に配置され、前記第１フィルタ部と９０度異なる角度の偏光フィルタで円筒状に形成される第２フィルタ部と、
前記ビーム発生部が発生して前記第１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前記第２フィルタ部を介して撮像する撮像部と、
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であって、前記ビーム発生部から発生する光ビームの光路に配置され、円偏光フィルタで円筒状に形成されるフィルタ部と、
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、当該フィルタ部を介して撮像する撮像部と、
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。
【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、リング状の光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、光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光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照射するビーム発生部と、被測定物の空間内部であって、前記ビーム発生部から発生する光ビームの光路に配置され、偏光フィルタで円筒状に形成される第１フィルタ部と、前記被測定物の空間内部、かつ、光ビームの光跡と前記撮像部の間の経路上に配置され、中心軸を中心とした偏光方向が前記第１フィルタ部と異なる角度の偏光フィルタで円筒状に形成される第２フィルタ部と、前記ビーム発生部が発生して前記第１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前記第２フィルタ部を介して撮像する撮像部と、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、前記第２フィルタ部と前記第１フィルタ部と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照射するビーム発生部と、被測定物の空間内部であって、前記ビーム発生部から発生する光ビームの光路に配置され、偏光フィルタで円筒状に形成される第１フィルタ部と、前記被測定物の空間内部、かつ、光ビームの光跡と前記撮像部の間の経路上に配置され、前記第１フィルタ部と９０度異なる角度の偏光フィルタで円筒状に形成される第２フィルタ部と、前記ビーム発生部が発生して前記第１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前記第２フィルタ部を介して撮像する撮像部と、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であって、前記ビーム発生部から発生する光ビームの光路に配置され、円偏光フィルタで円筒状に形成されるフィルタ部と、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、当該フィルタ部を介して撮像する撮像部と、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。
【発明の効果】
【００１１】
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】
【００１２】
【図１】第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】第２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３】図２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４】図２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５】第３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。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、図面を用いて本発明の各実施形態に係る内形測定装置について説明する。本発明の内形測定装置は、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。例えば、内形測定装置は、求めた内面形状から内径を計測してもよい。以下の説明において、同一の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
【００１４】
［第１実施形態］
図１の概略図に示すとおり、第１実施形態に係る内形測定装置１Ａ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２０ａ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。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。
【００１５】
なお、図１では、被測定物１００については、断面部分のみを示しているが、被測定物１００は、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２０ａよりも大きい。
【００１６】
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。
【００１７】
フィルタ部２０ａは、第１フィルタ部２０ｂと第２フィルタ部２０ｃとで構成されている。具体的には、第１フィルタ部２０ｂと第２フィルタ部２０ｃとは特定の偏光方向の光のみを透過させる性質を有する偏光フィルタで形成されているが、それぞれ筒の中心軸に対して９０度異なる偏光方向をもつように形成されている。また、この偏光フィルタは、「反射型」ではなく、「吸収型」のフィルタである。例えば、第１フィルタ部２０ｂが、偏光フィルタで筒の中心軸に対して９０度の偏光方向になるように形成されているとき、第２フィルタ部２０ｃは、偏光フィルタで筒の中心軸に対して０度の偏光方向になるように形成されている。
【００１８】
フィルタ部２０ａ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２０ａは、フィルタ部２０ａ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。第１フィルタ部２０ｂは、コーンミラー１２が発生する光ビームＬ２の光路に配置されている。また、第２フィルタ部２０ｃは光ビームＬ２の光跡と撮像部３０の間に配置されている。
【００１９】
なお、図１においては、第１フィルタ部２０ｂと第２フィルタ部２０ｃとは接続されているが、接続されていなくてもよい。接続されていない場合であっても、第１フィルタ部２０ｂはコーンミラー１２が発生する光ビームＬ２の光路に配置され、第２フィルタ部２０ｃは光ビームＬ２の光跡と撮像部３０の間に配置されている必要がある。
【００２０】
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。
【００２１】
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。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。
【００２２】
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。
【００２３】
内形測定装置１Ａで被測定物１００の内形を測定する際には、まず、被測定物１００の内部に内形測定装置１Ａが配置され、レーザ発振器１１の発生部Ｘ１からレーザ光Ｌ１が発射され、レーザ光Ｌ１がコーンミラーの先端Ｘ２で放射状の光ビームＬ２となる。この光ビームＬ２は、第１フィルタ部２０ｂを透過して被測定物１００に照射される。
【００２４】
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、第１フィルタ部２０ｂを透過することができるのは、光ビームＬ２のうち第１フィルタ部２０ｂ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Ｌ３となる。この反射光Ｌ３は、鏡面反射と拡散反射の成分を含んでいる。また、内形測定装置１Ａでの画像処理等には、拡散反射の成分が適しており、拡散反射の反射光Ｌ３を使用したほうが内形測定装置１Ａでの測定精度を向上させることができる。
【００２５】
具体的には、光ビームＬ２が照射点Ｘ３１，Ｘ３２で反射するとき、光ビームＬ２の偏光方向を保持した鏡面反射の成分と、無偏光となった拡散反射の成分とを含む反射光Ｌ３となる。反射光Ｌ３の光路にある第２フィルタ部２０ｃの偏光方向は、第１フィルタ部２０ｂと９０度異なる偏光方向である。したがって、反射光Ｌ３のうち鏡面反射の成分は第２フィルタ部２０ｃを透過することができず、反射光Ｌ３のうち拡散反射の成分のみが第２フィルタ部２０ｃを透過することができる。そのため、撮像部３０が撮像する画像は反射光Ｌ３のうち、拡散反射の成分である。
【００２６】
例えば、第１フィルタ部２０ｂが筒の中心軸に対して９０度の偏光方向となるように形成されているとき、第１フィルタ部２０ｂを透過できる光は、筒の中心軸に対して９０度の偏光方向の光のみである。また、透過した光の反射光Ｌ３の鏡面反射の成分も、軸の中心軸に対して９０度の偏光方向の光のみである。この場合、第２フィルタ部２０ｃは、筒の中心軸に対して０度の偏光方向となるように形成されており、第２フィルタ部２０ｃを透過することができる光は筒の中心軸に対して０度の光のみである。
【００２７】
したがって、筒の中心軸に対して９０度の偏光方向の光は、第２フィルタ部２０ｃを透過することができなくなるため、反射光Ｌ３の鏡面反射の成分は第２フィルタ部２０ｃを介して、撮像部３０に撮像されることはなく、反射光Ｌ３の拡散反射の成分のみが撮像される。したがって、この画像データを利用して求められる内形の測定精度が向上する。
【００２８】
その他、フィルタ部２０ａの外表面には、光の反射を防止するためのＡＲコーティング（Anti Reflection Coating）などの反射防止加工を施していてもよい。このようにＡＲコーティングを施すことで、光の偏光を利用した内形測定の精度の向上に加え、フィルタ部２０ａの表面での光の反射も防止して、さらに測定精度を向上することができる。
【００２９】
上述したように、第１実施形態に係る内形測定装置１Ａでは、偏光フィルタを利用するフィルタ部２０ａによってビームの反射光が撮像画像に含まれるの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１Ａでは、内形の測定精度を向上することができる。
【００３０】
［第２実施形態］
図２の概略図に示すとおり、第２実施形態に係る内形測定装置１Ｂは、図１を用いて上述した内形測定装置１Ａと比較して、フィルタ部２０ａに代えてフィルタ部２０ｄを備えている点で異なる。
【００３１】
このフィルタ部２０ｄは、第１フィルタ部２０ｅと第２フィルタ部２０ｆとを有している。第１フィルタ部２０ｅ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形状に形成されている。また、第２フィルタ部２０ｆは、第１フィルタ部２０ｅの偏光フィルタと９０度異なる角度の偏光フィルタで円筒形状に形成されている。第１フィルタ部２０ｅと第２偏光フィルタ部２０ｆを形成する偏光フィルタも、反射型ではなく、吸収型の偏光フィルタである。
【００３２】
フィルタ部２０ｄも、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２０ｄも、フィルタ部２０ｄ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。第１フィルタ部２０ｅは、コーンミラー１２が発生する光ビームＬ２の光路に配置されている。また、第２フィルタ部２０ｆは光ビームＬ２の光跡と撮像部３０の間に配置されている。なお、図２においては、第１フィルタ部２０ｅと第２フィルタ部２０ｆとは接続されているが、接続されていなくてもよい。接続されていない場合であっても、第１フィルタ部２０ｅはコーンミラー１２が発生する光ビームＬ２の光路に配置され、第２フィルタ部２０ｆが光ビームＬ２の光跡と撮像部３０の間に設置されている必要がある。
【００３３】
この第１フィルタ部２０ｅ又は第２フィルタ部２０ｆの生成に利用する偏光フィルタは、例えば、図３（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度の偏光フィルタである。図３（ａ）に示す偏光フィルタで、図３（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。このようにして第１フィルタ部２０ｅを形成したとき、第１フィルタ部２０ｅの中心軸を挟んで径方向に対向する２箇所（例えば、図３（ｂ）の点Ｙ１と点Ｙ２）の偏光方向は、９０度ずれる。
【００３４】
また、図３に示すように第１フィルタ部２０ｅを生成したとき、第１フィルタ部２０ｅの生成に利用した偏光フィルタの偏光方向と９０度異なる偏光方向の偏光フィルタを利用して第２フィルタ部２０ｆを生成する。
【００３５】
図４（ａ）は、図３を用いて説明したように第１フィルタ部２０ｅが生成されたとしたとき、円筒形状に生成された第１フィルタ部２０ｅの上面図である。例えば、第１フィルタ部２０ｅの外部から、第１フィルタ部２０ｅ内に光Ｌが入射する場合、第１フィルタ部２０ｅの点Ｙ０では、光Ｌの偏光は無偏光である。この光Ｌが第１フィルタ部２０ｅ内に進入するとしたとき、第１フィルタ部２０ｅの点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、第１フィルタ部２０ｅ内の点Ｙ３においても、第１フィルタ部２０ｅ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、第１フィルタ部２０ｅの点Ｙ１と点Ｙ２の偏光方向が９０度異なるので、第１フィルタ部２０ｅの外側から内側に点Ｙ１を通過した４５度偏光の光Ｌは、対向する点Ｙ２において、第１フィルタ部２０ｅの内側から外側に通過できない。
【００３６】
図４（ｂ）は、光の透過率を表すグラフである。図４（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４（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。
【００３７】
なお、図４（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。
【００３８】
内形測定装置１Ｂで被測定物１００の内形を測定する際には、まず、被測定物１００の内部に内形測定装置１Ｂが配置され、レーザ発振器１１の発生部Ｘ１からレーザ光Ｌ１が発射され、レーザ光Ｌ１がコーンミラーの先端Ｘ２で放射状の光ビームＬ２となる。この光ビームＬ２は、第１フィルタ部２０ｅを透過して被測定物１００に照射される。
【００３９】
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、第１フィルタ部２０ｅを透過することができるのは、光ビームＬ２のうち第１フィルタ部２０ｅ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Ｌ３となる。このとき、反射光Ｌ３は、各方向に拡散され、図２で示す屈折した点Ｘ３１から点Ｙ２１や点Ｘ３２から点Ｙ２２への反射光Ｌ３の他、光ビームＬ２の照射方向（点Ｘ３１から点Ｙ１１、点Ｘ３２から点Ｙ１２）に反射する反射光も発生する。すなわち、照射点Ｘ３１から照射点Ｘ３２への反射光や照射点Ｘ３２から照射点Ｘ３１への反射光が発生する。反射光Ｌ３は、上述したように鏡面反射と拡散反射の成分を有しており、内形測定装置１Ｂでの画像処理等には、拡散反射の成分を利用するほうが測定精度がよくなる。また、反射光Ｌ３のうち鏡面反射の成分は、第１フィルタ部２０ｅの偏光方向と同一の偏光方向の光であり、拡散反射の成分は無偏光である。
【００４０】
例えば、照射点Ｘ３２において、照射点Ｘ３１の方向への反射光（鏡面反射の成分）の場合、点Ｙ１２を透過した光ビームＬ２の反射光は、同一の偏光方向である点Ｙ１２を透過することができる。しかしながら、点Ｙ１２と対向する点Ｙ１１における第１フィルタ部２０ｅの偏光方向は点Ｙ１２における偏光方向と９０度異なっているため、照射点Ｘ３２から照射点Ｘ３１への反射光は、点Ｙ１１を透過することはできない。同様に、照射点Ｘ３１から照射点Ｘ３２への反射光（鏡面反射の成分）も、点Ｙ１２を透過することができず、照射点Ｘ３１からの反射光も点Ｘ３２に到達しない。
【００４１】
また、反射光Ｌ３の光路にある第２フィルタ部２０ｆの偏光方向は、第１フィルタ部２０ｅと９０度異なる偏光方向である。したがって、反射光Ｌ３のうち、第１フィルタ部２０ｅの偏光方向である鏡面反射の成分は第２フィルタ部２０ｆを透過することができず、反射光のうち、無偏光となった拡散反射の成分のみが第２フィルタ部２０ｆを通過する。したがって、撮像部３０が撮像する画像は反射光Ｌ３の影響を受けることはない。
【００４２】
その他、フィルタ部２０ｄの外表面には、光の反射を防止するためのＡＲコーティング（Anti Reflection Coating）などの反射防止加工を施していてもよい。このようにＡＲコーティングを施すことで、光の偏光を利用した内形測定の精度の向上に加え、フィルタ部２０ｄの表面での光の反射も防止して、さらに測定精度を向上することができる。
【００４３】
上述したように、第２実施形態に係る内形測定装置１Ｂでは、偏光フィルタを利用するフィルタ部２０ｄ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２実施形態に係る内形測定装置１Ｂ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。
【００４４】
［変形例］
本発明の第２実施形態の変形例に係る内形測定装置は、図２を用いて上述した内形測定装置１Ｂ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。変形例に係る内形測定装置は、図２の内形測定装置１Ｂ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、有しているフィルタ部の構成が異なる。なお、変形例に係る内形測定装置については、図示は省略し、図２を参照して説明する。
【００４５】
変形例に係る内形測定装置が有するフィルタ部２０ｄも、ビーム発生部１０から発生する光ビームＬ２の光路上に配置される第１フィルタ部２０ｅと、光ビームＬ２の光跡と撮像部３０との間の経路上に配置される第２フィルタ部２０ｆとを有している。しかしながら、変形例に係る内形測定装置のフィルタ部２０ｄが有する第１フィルタ部２０ｅと第２フィルタ部２０ｆは、その角度差が９０度に限定されず、偏光方向が異なっていればよい。
【００４６】
フィルタ部２０ｄ内から光ビームＬ２が通過するとき、フィルタ部２０ｄの点Ｙ１１，１２において、第１フィルタ部２０ｅを形成する偏光フィルタの偏光方向に偏光される。このとき、被測定物１００で反射した反射光Ｌ３は、第１フィルタ部２０ｅで偏光された偏光方向を保持する鏡面反射の成分と、無偏光となった拡散反射の成分とを含んでいる。反射光Ｌ３が再びフィルタ部２０ｄの外側から内側へ通過する場合、第２フィルタ部２０ｆでは、図４を用いて上述したように、第１フィルタ部２０ｅと第２フィルタ部２０ｆとの角度差に応じた透過率で鏡面反射の成分の反射光Ｌ３が通過する。したがって、例えば、第１フィルタ部２０ｅと第２フィルタ部２０ｆの偏光方向の角度差が４５度から１３５度の間であれば、反射光Ｌ３に含まれる鏡面反射の成分の透過率は少なくとも０．５以下にすることができる。
【００４７】
ここで、フィルタ部２０ｄの内部に浸入し、再びフィルタ部２０ｄ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２０ｄ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】
［第３実施形態］
図５の概略図に示すとおり、第３実施形態に係る内形測定装置１Ｃは、図１を用いて上述した内形測定装置１Ａと比較して、フィルタ部２０ａに代えてフィルタ部２０ｇを備えている点で異なる。
【００４９】
第１実施形態に係る内形測定装置１Ａのフィルタ部２０ａは、偏光フィルタで形成される第１フィルタ部２０ｂと第１フィルタ部２０ｂの偏光フィルタの偏光と９０度異なる角度の偏光フィルタで形成される第２フィルタ部２０ｃとを有していた。これに対し、第３実施形態に係る内形測定装置１Ｃのフィルタ部２０ｇは、円偏光フィルタで形成されている。
【００５０】
円偏光フィルタで形成されるフィルタ部２０ｇを透過した光ビームＬ２は、照射点Ｘ３１，Ｘ３２で反射光Ｌ３となる。上述したように、反射光Ｌ３には、鏡面反射と拡散反射の成分とがあり、内形測定装置１Ｃでは拡散反射の成分の反射光Ｌ３のみを使用したほうが高精度の測定結果を得ることができる。
【００５１】
具体的には、光ビームＬ２は、円偏光フィルタで形成されるフィルタ部２０ｇの透過点Ｙ１１，Ｙ１２を透過する際に、偏光方向が逆向きとなる。その後、光ビームＬ２は、照射点Ｘ３１，Ｘ３２で反射すると、偏光が保持された鏡面反射の成分と無偏光になった拡散反射の成分の反射光Ｌ３となる。
【００５２】
このとき、反射光Ｌ３のうち、鏡面反射の成分はフィルタ部２０ｇによって偏光されたため、フィルタ部２０ｇの外側から内側へ通過することができない。したがって、照射点Ｘ３１から照射点Ｙ２１への反射光Ｌ３は、フィルタ部２０ｇとは逆向きの円偏光であるため、点Ｙ２１を透過することができずにフィルタ部２０ｇで遮断される。また、照射点Ｘ３２から照射点Ｙ２２への反射光Ｌ３も、フィルタ部２０ｇとは逆向きの円偏光であるため、点Ｙ２２を透過することができずにフィルタ部２０ｇで遮断される。
【００５３】
一方、反射光Ｌ３のうち、拡散反射の成分は照射点Ｘ３１，Ｘ３２において無偏光となったため、フィルタ部２０ｇの外側から内側へ通過し、撮像部３０によって撮像される。
【００５４】
その他、フィルタ部の外表面には、光の反射を防止するためのＡＲコーティング（Anti Reflection Coating）などの反射防止加工を施していてもよい。このようにＡＲコーティングを施すことで、光の偏光を利用した内形測定の精度の向上に加え、フィルタ部の表面での光の反射も防止して、さらに測定精度を向上することができる。
【００５５】
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光が撮像画像に含まれるの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、内形の測定精度を向上することができる。
【００５６】
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】
【００５７】
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ  内形測定装置
１０  ビーム発生部
１１  レーザ発振器
１２  コーンミラー
２０ａ，２０ｄ，２０ｇ  フィルタ部
２０ｂ，２０ｅ  第１フィルタ部
２０ｃ，２０ｆ  第２フィルタ部
３０  撮像部
４０  演算部
１００  被測定物
【図１】
2015025771.tif 000003
【図２】
2015025771.tif 000004
【図３】
2015025771.tif 000005
【図４】
2015025771.tif 000006
【図５】
2015025771.tif 000007