(57)【要約】【課題】熱間線材や温間線材などの加熱線材を搬送しながらその寸法測定が精度よくなし得る光学式寸法測定装置を提供する。【解決手段】板の中心に熱間線材や温間線材などの加熱線材Ｗが挿通される透孔３１と、前記透孔３１を挾んで対向配置されている発光部３２と受光部３３とからなる測定部とを備え、前記発光部３２が、発光強度のバラツキが少なくしかもコーヒレンス性の低い光源、例えば発光ダイオード３２ａを有してなる学式寸法測定装置Ａである。この学式寸法測定装置Ａによれば、熱間線材や温間線材などの加熱線材Ｗの周囲に存在する屈折率分布に影響されることなく、熱間線材や温間線材などの加熱線材Ｗの寸法測定を精度よくなし得る。【選択図】　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
板の中心に被測定部材が挿通される透孔と、前記透孔を挾んで対向配置されている発光部と受光部とからなる測定部とを備え、
前記発光部が、発光強度のバラツキが少なくしかもコーヒレンス性の低い光源を有してなることを特徴とする光学式寸法測定装置。
【請求項２】
光源が発光ダイオードとされてなることを特徴とする請求項１記載の光学式寸法測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光学式寸法測定装置に関する。さらに詳しくは、熱間線材や温間線材などの加熱線材を搬送しながらその寸法測定が精度よくなし得る光学式寸法測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、鋼材ワイヤで代表される線材の精密圧延においては、その寸法管理のために線材の直径が光学式寸法測定装置により測定されている。
【０００３】
かかる寸法測定装置としては、例えば図６および図７に示すように、板３０の中心に設けられた透孔３１に挿通される線材Ｗを挾んで光源としてレーザダイオード（ＬＤ）３２ａ’を有する発光部３２と、その発光部３２からの光を感知するＣＣＤラインセンサ１を有する受光部３３とが、その板３０上に対向配置された光学系からなる測定部を有する光学式測定装置Ａ’が知られている。なお、図７中、符号３４はレーザダイオード３２ａ’からの光を平行光とする集光レンズを示し、符号３５は集光レンズからの平行光をシート状平行光Ｌとするスリット付き耐熱ガラスを示し、符号３６はシート状平行光Ｌを透過させるスリット付き耐熱ガラスを示し、符号３７は結像レンズを示す。
【０００４】
そして、かかる光学式測定装置Ａ’による、圧延線材Ｗの寸法測定つまり直径の測定は、次のようにしてなされる。
【０００５】
発光部３２、より具体的にはレーザダイオード３２ａ’からの光をＣＣＤラインセンサ１により受光すると、ＣＣＤラインセンサ１の受光量は、図７に示すように、圧延線材Ｗの影に当たる部分が少なく、その影から外れた部分については次第に多くなる。そのため、ＣＣＤラインセンサ１の受光量を適当な閾値により処理し、その閾値以下の部分の幅Ｌを測定することにより、圧延線材Ｗの直径が測定できる。
【０００６】
しかるに、レーザダイオード３２ａ’からの光は、図７に示すように、集光レンズ３４により一旦集光された点部Ｏを起点とした後、シート状平行光Ｌとされて照射される。そのため、レーザダイオード３２ａ’の発光強度の波状バラツキが拡大されて出力されることになる。
【０００７】
図８に、発光部３２からの照射光をＣＣＤラインセンサ１で受光したときの明暗部の境界部における受光強度を示す。図８から、境界部においては発光強度のバラツキに起因した受光量のバラツキが表れ、それがため圧延線材Ｗの境界は単なる閾値処理によっては識別できないことが理解される。つまり、単なる閾値処理によっては、圧延線材Ｗの寸法測定が精度よくなし得ないことが理解される。
【０００８】
それに加えて、熱間線材や温間線材など加熱線材の寸法測定においては、加熱線材の周りの温度分布に起因する屈折率分布が存在する。かかる屈折率分布が存在する状況下で、レーザダイオード３２ａ’を用いて寸法測定を行った場合、レーザダイオード３２ａ’からの照射光は高コーヒレンス性を有するため、照射光自体に干渉が生じ、その結果受光部３３での受光強度にバラツキが発生して寸法測定の精度の低下が助長される。
【０００９】
なお、かかる寸法測定精度の低下は、レーザダイオード３２ａ’の照射光をポリゴンミラーにより走査させる場合にも発生する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はかかる従来技術の課題に鑑みなされたものであって、熱間線材や温間線材などの加熱線材を搬送しながらその寸法測定が精度よくなし得る光学式寸法測定装置を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の光学式寸法測定装置は、板の中心に被測定部材が挿通される透孔と、前記透孔を挾んで対向配置されている発光部と受光部とからなる測定部と、を備え、前記発光部が、発光強度のバラツキが少なくしかもコーヒレンス性の低い光源を有してなることを特徴とする。
【００１２】
本発明の光学式寸法測定装置においては、光源は例えば発光ダイオードとされる。
【００１３】
【作用】
本発明の光学式寸法測定装置は、前記の如く構成されているので、周囲に屈折率分布を有する熱間線材や温間線材などの加熱線材の寸法測定において、受光部に屈折率分布に起因する受光強度のバラツキが発生しない。そのため、熱間線材や温間線材などの加熱線材の寸法測定を精度よくなし得る。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら本発明を実施形態に基づいて説明するが、本発明はかかる実施形態のみに限定されるものではない。
【００１５】
図１および図２に、本発明の一実施形態に係る光学式寸法測定装置を示す。なお、図１および図２において、図６および図７と同一または類似の構成要素については同一の符号を付してその図示説明は省略する。
【００１６】
光学式寸法測定装置Ａは、発光部３２の光源３２ａに発光強度のバラツキが少なくしかもコーヒレンス性の低いもの、例えば高輝度発光ダイオード（ＬＥＤ）が用いられている。そのため、光源３２ａからの照射光を発光部光学系により、一旦集光した後にシート状の平行光線として照射しても、発光強度のバラツキが実用上問題となる程度にまで拡大されることはなく、また加熱線材の周りの温度に起因する屈折率分布により照射光自身の干渉による受光部３３での受光強度にバラツキを生ずることもない。
【００１７】
図３に、高輝度発光ダイオード（ＬＥＤ）の光源３２ａからの照射光をＣＣＤラインセンサで受光したときの受光強度を示す。なお、図３中、受光例１はＣＣＤラインセンサの飽和時の受光強度を示し、受光例２は熱間線材（直径　８ｍｍ）の寸法測定時の受光強度を示す。図３より、発光部の発光強度のバラツキ、および線材の周りの屈折率分布による影響は、実用上問題のない程度であることが認められる。
【００１８】
したがって、この実施形態によれば、受光部における発光強度のバラツキによる測定精度の低下、および照射光自身の干渉による受光強度のバラツキによる測定精度の低下のおそれはない。そのため、加熱線材の寸法測定を精度よくなし得る。
【００１９】
【実施例】
以下、本発明をより具体的な実施例により説明する。
【００２０】
測定例１および測定例２ならびに比較測定例１および比較測定例２
実施形態の光学式寸法測定装置により、直径８ｍｍの温間線材（温度：１２０℃）および冷間線材（温度：常温）の寸法測定を行い、その結果を図４にそれぞれ示す（測定例１および測定例２）。
【００２１】
光源をレーザダイオードに変更した他は実施形態の光学式寸法測定装置と同様とれされた光学式寸法測定装置により、前記と同様に寸法測定を行い、その結果を図５にそれぞれ示す（比較測定例１および比較測定例２）。なお、図５は線材の境界の受光強度の拡大図である。
【００２２】
図４および図５より、測定例１および測定例２においては、有為な差は認められないが、比較測定例１および比較測定例２においては、温間線材の方が片側で約３００μｍ小さく測定されるのが認められる。
【００２３】
【発明の効果】
以上、詳述したように、本発明の光学式寸法測定装置によれば、熱間線材や温間線材などの加熱線材をその周りの屈折率分布に影響されずに、精度よく測定がなし得るという優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る光学式寸法測定装置の概略図である。
【図２】同光学式寸法測定装置の光学系の概略図である。
【図３】同光学式寸法測定装置の受光強度分布を示すグラフ図である。
【図４】測定例１および測定例２の測定結果を示すグラフ図である。
【図５】比較測定例１および比較測定例２の測定結果を示すグラフ図である。
【図６】従来の光学式寸法測定装置の図１相当図である。
【図７】同図２相当図である。
【図８】レーザダイオードからの照射光をＣＣＤラインセンサで受光した場合の明暗の境界部における受光強度を示すグラフ図である。
【符号の説明】
１　　　ＣＣＤラインセンサ
３０　　　板
３１　　　透孔
３２　　　発光部
３２ａ　　光源、発光ダイオード
３３　　　受光部
Ａ　　　光学式寸法測定装置
Ｗ　　　圧延線材
【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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