(57)【要約】【課題】距離検出器自身の信号の変化を検出して、被測定物の傾斜角度の変化による測定誤差を補正する光学式距離検出器を用いた厚さ測定装置を提供することを目的とする。【解決手段】一対の距離検出部１Ｔ、１Ｂと、一対の距離演算部５Ｔ、５Ｂと、を備える一対の距離検出器７Ｔ、７Ｂと、予め定める設定距離で離間させて設定する固定部１ｃと、一対の距離検出部の前記検出信号の比を相対光量比として求める傾斜角演算部６と、を備え、厚さ演算部２０は、光量相対比と被測定物１０の傾斜角度とを予め対応付けした傾斜角校正テーブル２０１を備え、被測定物の第１の厚さを求めるとともに、求めた光量相対比に対応する傾斜角を、傾斜角校正テーブルを参照して求め、求めた厚さに対して傾斜角の余弦値を乗じて厚さを補正するようにしたことを特徴とする光学式距離検出器を用いた厚さ測定装置。【選択図】  図１
2016142672.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定物の表面、及び裏面にレーザビームを照射してその反射光の位置を検出する一対の距離検出部と、前記距離検出部の検出信号から前記レーザビームの照射表面との距離を求める一対の距離演算部と、を備える一対の距離検出器と、
前記被測定物との距離を測定する予め設定された基準面に対して、一対の前記距離検出部を前記被測定物の両面で対向して、予め定める設定距離で離間させて設定する固定部と、
一対の前記距離検出部の前記検出信号の比を相対光量比として求める傾斜角演算部と、
一対の前記距離演算部の距離出力から前記被測定物の厚さを求めるとともに、前記相対光量比に基づいて求めた当該厚さを補正する厚さ演算部と、
を備え、
前記距離検出部は、前記基準面に対して鉛直軸方向からレーザビームを投光する光源部と、前記被測定物からの当該レーザビームの反射光を予め設定する受光角度で受光し、当該レーザビームの反射光の受光位置に対応する前記検出信号を生成するＣＣＤカメラと、を備え、
前記固定部は、一対の前記距離検出部の前記レーザビームの投光及び前記ＣＣＤカメラでの受光する投受光の光軸平面が、前記基準面に対して鉛直方向な同一平面上で、前記基準面に対して面対称となる様に設定し、
前記傾斜角演算部は、一方の前記ＣＣＤカメラの前記検出信号と他方の前記ＣＣＤカメラの前記検出信号との比を光量相対比として求め、求めた当該光量相対比を前記厚さ演算部に送り、
前記厚さ演算部は、前記光量相対比と前記被測定物の傾斜角度とを予め対応付けした傾斜角校正テーブルを備え、前記被測定物の第１の厚さを求めるとともに、求めた光量相対比に対応する傾斜角を、前記傾斜角校正テーブルを参照して求め、前記第１の厚さに対して当該傾斜角の余弦値を乗じて当該第１の厚さを補正するようにしたことを特徴とする光学式距離検出器を用いた厚さ測定装置。
【請求項２】
被測定物の表面、及び裏面にレーザビームを照射してその反射光の位置を検出する一対の距離検出部と、前記距離検出部の検出信号から前記レーザビームの照射表面との距離を求める一対の距離演算部と、を備える一対の距離検出器と、
前記被測定物との距離を測定する予め設定される基準面に対して、一対の前記距離検出部を前記被測定物の両面で対向して、予め定める設定距離で離間させて設定する固定部と、
一対の前記距離検出部の夫々の前記検出信号の比を光量相対比として求める一対の傾斜角演算部と、
一対の前記距離演算部の距離出力から前記被測定物の厚さを求めるとともに、前記光量相対比に基づいて求めた当該厚さを補正する厚さ演算部と、
を備え、
前記距離検出部は、前記基準面に対して鉛直軸方向からレーザビームを投光する光源部と、前記被測定物からの当該レーザビームの反射光を予め設定する受光角度で、当該鉛直軸に対して当該レーザビームの投受光光軸が同一の平面上となるように設定して受光し、当該レーザビームの反射光の受光位置に対応する信号を生成する一対のＣＣＤカメラと、を備え、
前記固定部は、一対の一方の前記距離検出部は、前記被測定物の表面側で、前記レーザビームの投光及び受光の光軸平面が、前記基準面に対して、前記被測定物の幅方向軸に平行な鉛直方向の同一平面上となるように設定し、
他方の前記距離検出部は、前記被測定物の裏面側で、前記レーザビームの投光及び受光の光軸平面が、前記被測定物の移動方向軸に平行な鉛直方向の同一平面上となるように設定し、
さらに一対の前記距離検出部のレーザビームの光軸は、前記被測定物の鉛直方向に平行な同一線上に位置する様に設定し、
夫々の前記傾斜角演算部は、一方の前記ＣＣＤカメラの検出信号と、他方のＣＣＤカメラの検出信号との相対比を求め、一方を前記被測定物の幅方向光量相対比とし、他方を前記被測定物の移動方向光量相対比として求め、夫々前記厚さ演算部に送り、
前記厚さ演算部は、前記幅方向光量相対比と前記記被測定物の幅方向の傾斜角度とを予め対応付けした幅方向の傾斜角校正テーブルと、前記移動方向光量相対比と前記記被測定物の移動方向の傾斜角度とを予め対応付けした移動方向の傾斜角校正テーブルと、を備え、
前記厚さ演算部は、一対の前記傾斜角演算部の前記相対比に対応する前記被測定物の幅方向、移動方向の傾斜角を、夫々の前記傾斜角校正テーブルを参照して求め、
さらに、求めた移動方向及び幅方向の前記傾斜角から、前記被測定物の鉛直軸方向に対する傾斜角を演算により求め、
一対の前記距離演算部の距離出力から第１の厚さを求めるとともに、求めた鉛直軸方向に対する傾斜角の余弦値と乗じて当該第１の厚さを補正するようにしたことを特徴とする光学式距離検出器を用いた厚さ測定装置。
【請求項３】
前記厚さ演算部は、予め設定された基準厚さを備える校正板を使用して、当該校正板を測定位置で、予め設定される前記被測定物の幅方向及び移動方向の双方に傾斜させ、
前記第１の厚さを求め、さらに、前記傾斜角の余弦値で補正した第２の厚さを求め、
第２の厚さと前記校正板の基準厚さとの差を、設定した傾斜角度に対する補正値として求めた傾斜角補正テーブルを備え、
前記傾斜角演算部で求めた傾斜角度に対応する第２の厚さ補正値を、前記傾斜角補正テーブルを参照して、求めた前記補正値で前記第２の厚さをさらに補正するようにしたことを特徴とする請求項２に記載の厚さ測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、搬送中の被測定物との距離を、鋼板の両側に設ける光学式距離検出器を使用して求め、被測定物の厚さを求める光学式距離検出器を用いた厚さ測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、搬送される鋼板等の被測定物を挟むように設けられるＣ型フレームの上下の腕部にレーザビームを用いた一対の距離検出器を、対向して予め設定される設定距離離間して備え、基準位置と鋼板との距離変化を一対の距離検出器で求めて、厚さを測定する厚さ測定装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
このような光学式距離検出器による距離測定方法は、被測定物の表面状態により反射光の拡散状態が変化するために十分な精度が得られなかった。そのため、複数のレーザビームを用いて測定点を増やしたり、測定値を平均化したりして精度向上を図っている。
【０００４】
また、被測定物の姿勢が動揺することにより測定誤差が発生するため、被測定物の傾斜角度を測定して測定値を補正する方法も知られている。（例えば、特許文献２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３２４５００３号公報
【特許文献２】特許第３９６６８０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の光学式距離検出器を用いた厚さ測定装置においては、被測定物が傾斜した場合に測定誤差が発生する。図５は、被測定物１０が基準面に対して角度θ傾斜した場合の厚さ測定誤差を説明する図である。
【０００７】
一般に、レーザビームを生成する光源部２と、被測定物１０からの反射光を受光して被測定物１０からの反射光の位置の変化を検出するＣＣＤカメラ４Ｔ（４Ｂ）を備える距離検出器１１Ｔ（１１Ｂ）を用いた厚さ測定装置は、一対の距離検出器１１Ｔと距離検出器１１Ｂを、予め設定される設定距離Ｌｄ離間して対向して備え、鋼板との距離Ｌｔ及びＬｂを求め、鋼板の厚さｔを下記式により演算で求める。
【０００８】
ｔ＝Ｌｄ−（Ｌｔ＋Ｌｂ）
しかしながら、鋼板が角度θ傾斜すると演算により求めた厚さｔは、θ=０の場合に対して下記の誤差（Δｔ）が発生する。
【０００９】
Δｔ＝ｔ（１／ｃｏｓθ―１）
そのため、特許文献２に開示された厚さ測定装置では、被測定物の傾斜角を、被測定物の表面に照射さするレーザビームのパターン寸法変化を利用して求める技術が開示されている。
【００１０】
しかしながら、この方法では、新たな検出器を構成することは不要であるが、被測定物の表面性状が変化した場合、微細なレーザビームの形状が変化し、正確な傾斜角度を求めることが難しい問題がある。
【００１１】
本発明は、上述した従来の上記問題点を解決するためになされたもので、本実施形態の光学式距離検出器を用いた厚さ測定装置は、新たな検出器を設けることなく、距離検出器自身の信号の変化を検出して、被測定物の傾斜角度の変化による測定誤差を補正する光学式距離検出器を用いた厚さ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】
【００１２】
上記目的を達成するために、本実施形態の光学式距離検出器を用いた請求項１の厚さ測定装置は、被測定物の表面、及び裏面にレーザビームを照射してその反射光の位置を検出する一対の距離検出部と、前記距離検出部の検出信号から前記レーザビームの照射表面との距離を求める一対の距離演算部と、を備える一対の距離検出器と、前記被測定物との距離を測定する予め設定された基準面に対して、一対の前記距離検出部を前記被測定物の両面で対向して、予め定める設定距離で離間させて設定する固定部と、一対の前記距離検出部の前記検出信号の比を相対光量比として求める傾斜角演算部と、一対の前記距離演算部の距離出力から前記被測定物の厚さを求めるとともに、前記相対光量比に基づいて求めた当該厚さを補正する厚さ演算部と、を備え、前記距離検出部は、前記基準面に対して鉛直軸方向からレーザビームを投光する光源部と、前記被測定物からの当該レーザビームの反射光を予め設定する受光角度で受光し、当該レーザビームの反射光の受光位置に対応する前記検出信号を生成するＣＣＤカメラと、を備え、前記固定部は、一対の前記距離検出部の前記レーザビームの投光及び前記ＣＣＤカメラでの受光する投受光の光軸平面が、前記基準面に対して鉛直方向な同一平面上で、前記基準面に対して面対称となる様に設定し、前記傾斜角演算部は、一方の前記ＣＣＤカメラの前記検出信号と他方の前記ＣＣＤカメラの前記検出信号との比を光量相対比として求め、求めた当該光量相対比を前記厚さ演算部に送り、前記厚さ演算部は、前記光量相対比と前記被測定物の傾斜角度とを予め対応付けした傾斜角校正テーブルを備え、前記被測定物の第１の厚さを求めるとともに、求めた光量相対比に対応する傾斜角を、前記傾斜角校正テーブルを参照して求め、前記第１の厚さに対して当該傾斜角の余弦値を乗じて当該第１の厚さを補正するようにしたことを特徴とする。
【００１３】
上記目的を達成するために、本実施形態の光学式距離検出器を用いた請求項２の厚さ測定装置は、被測定物の表面、及び裏面にレーザビームを照射してその反射光の位置を検出する一対の距離検出部と、前記距離検出部の検出信号から前記レーザビームの照射表面との距離を求める一対の距離演算部と、を備える一対の距離検出器と、前記被測定物との距離を測定する予め設定される基準面に対して、一対の前記距離検出部を前記被測定物の両面で対向して、予め定める設定距離で離間させて設定する固定部と、一対の前記距離検出部の夫々の前記検出信号の比を光量相対比として求める一対の傾斜角演算部と、一対の前記距離演算部の距離出力から前記被測定物の厚さを求めるとともに、前記光量相対比に基づいて求めた当該厚さを補正する厚さ演算部と、を備え、前記距離検出部は、前記基準面に対して鉛直軸方向からレーザビームを投光する光源部と、前記被測定物からの当該レーザビームの反射光を予め設定する受光角度で、当該鉛直軸に対して当該レーザビームの投受光光軸が同一の平面上となるように設定して受光し、当該レーザビームの反射光の受光位置に対応する信号を生成する一対のＣＣＤカメラと、を備え、前記固定部は、一対の一方の前記距離検出部は、前記被測定物の表面側で、前記レーザビームの投光及び受光の光軸平面が、前記基準面に対して、前記被測定物の幅方向軸に平行な鉛直方向の同一平面上となるように設定し、他方の前記距離検出部は、前記被測定物の裏面側で、前記レーザビームの投光及び受光の光軸平面が、前記被測定物の移動方向軸に平行な鉛直方向の同一平面上となるように設定し、さらに一対の前記距離検出部のレーザビームの光軸は、前記被測定物の鉛直方向に平行な同一線上に位置する様に設定し、夫々の前記傾斜角演算部は、一方の前記ＣＣＤカメラの検出信号と、他方のＣＣＤカメラの検出信号との相対比を求め、一方を前記被測定物の幅方向光量相対比とし、他方を前記被測定物の移動方向光量相対比として求め、夫々前記厚さ演算部に送り、前記厚さ演算部は、前記幅方向光量相対比と前記記被測定物の幅方向の傾斜角度とを予め対応付けした幅方向の傾斜角校正テーブルと、前記移動方向光量相対比と前記記被測定物の移動方向の傾斜角度とを予め対応付けした移動方向の傾斜角校正テーブルと、を備え、前記厚さ演算部は、一対の前記傾斜角演算部の前記相対比に対応する前記被測定物の幅方向、移動方向の傾斜角を、夫々の前記傾斜角校正テーブルを参照して求め、さらに、求めた移動方向及び幅方向の前記傾斜角から、前記被測定物の鉛直軸方向に対する傾斜角を演算により求め、一対の前記距離演算部の距離出力から第１の厚さを求めるとともに、求めた鉛直軸方向に対する傾斜角の余弦値と乗じて当該第１の厚さを補正するようにしたことを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１の実施形態の光学式距離検出器を用いた厚さ測定装置の構成図。
【図２】第１の実施形態の動作原理を説明する図。
【図３】第２の実施形態の光学式距離検出器を用いた厚さ測定装置の構成図。
【図４】第２の実施形態の動作原理の説明図。
【図５】従来の厚さ測定装置の測定誤差の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本実施形態の光学式距離検出器を用いた厚さ測定装置について、図面を参照して説明する。
【００１６】
（第１の実施形態）
（動作原理）
先ず、図２を参照して、被測定物の傾斜角校正テーブルを作成して被測定物が傾斜した場合の測定誤差を補正する光学式距離検出装置を用いた厚さ測定装置の動作原理について説明する。
【００１７】
図２（ａ）は、レーザビーム３を照射する光源部２と、被測定物１０の表面で反射したレーザビーム３の反射光を受光するＣＣＤカメラ４とを備える距離検出器７Ｔが、紙面に対して時計方向に傾斜角θで傾斜した被測定物１０からの反射光を受光している状態を示す。
【００１８】
（ここでは、鉛直方向から照射したレーザビーム２に直交する被測定物２の表面をθ＝０とし、時計方向に回転した傾斜角を−で、また、反時計方向に回転した傾斜角を＋で記載している。）。
【００１９】
図２（ｂ）は、被測定物１０の傾斜角θと、被測定物１０からの反射光分布特性を相対光量で示したものである。一般に、被測定物１０の表面状態が鏡面及び完全拡散面を除く粗面の場合、ＣＣＤカメラ４で受光する粗面からの反射分布は、投光角と受光角が等しくなる、被測定物１０の傾斜角θが−αの正反射位置をピーク位置として左右対称な分布特性を示す。
【００２０】
汎用されている薄鋼板や、厚板などの場合、この反射光量の分布特性は正規分布型に類似した分布特性を示すものが多い。
【００２１】
そこで、図２（ｃ）に示すように、距離検出器７Ｔ、距離検出器７Ｂを鋼板の表面と裏面とで対向させて設け、レーザビーム３の投光軸とＣＣＤカメラ４の受光光軸とを含む紙面に平行な投受光面を、予め設定される厚さ測定の基準面（例えば、Ｒｓ）に対して面対称な位置となるように設け、図２(ｄ)に示すように、被測定物１０の傾斜角θに対して、傾斜角θ＝０の軸を中心軸として対象な正規分布型の反射光分布特性が得られるように設定する。
【００２２】
即ち、距離検出器７Ｔ、距離検出器７Ｂの夫々のレーザビーム３の投受光光軸平面を被測定物１０の同一の鉛直平面に設定し、上下のレーザビーム３が同じ鉛直軸上になる様に位置を合わせ、また、投受光角も等しくしておく。
【００２３】
このように設定された一対の距離検出器７Ｔ及び距離検出器７Ｂの、夫々のＣＣＤ４カメラの検出信号を互いに相手の検出信号で除して、時計方向(−θ)及び反時計方向(＋θ)に被測定物１０を傾斜させ、傾斜角度θに対する相対比を求めると、図２（ｅ）に示すような、傾斜角θが０〜±αの範囲で大きく相対光量が変化する状態を設定でき、傾斜角の変化を高感度で捉えることができる。
【００２４】
ＣＣＤカメラ４の受光角度２αの設定は、被測定物１０の反射光の分布特性が被測定物１０の粗度により変化するので、傾斜角の検出精度と測定範囲とは、予め分布特性を評価して設定する。
【００２５】
このように本実施形態の特徴は、ＣＣＤカメラを傾斜する測定に対して面対称に設定し、反射光の分布特性が急激に変化する正反射近傍の特性を利用して、相互の出力の比（ここでは、傾斜相対比と呼ぶ）を求め、時計方向、反時計方向の傾斜角度の変化を強調して求める。
【００２６】
そして、この傾斜相対比と被測定物の傾斜角度とを対応付けした傾斜角校正テーブルを予め作成しておき、距離検出器の検出信号から距離を求めて被測定物の厚さを求めるとともに、被測定物の傾斜による厚さ誤差を補正する点にある。
【００２７】
（構成）
次に、このような原理の基づく厚さ測定装置１００の構成について図１を参照して説明する。
【００２８】
図１は、紙面と鉛直なｘ軸方向に移動する板幅ｗの被測定物１０のｚ軸方向の厚さｔを、被測定物１０がｙ軸の幅方向、即ち、ｙ−ｚ平面で傾斜した場合の厚さの測定誤差を補正する厚さ測定装置１００の構成を示す。
【００２９】
図１において、厚さ測定装置１００は、被測定物１０の表面、及び裏面にレーザビーム３を照射してその反射光の位置を検出する一対の距離検出部１Ｔ、１Ｂと、距離検出部１Ｔ、１Ｂの検出信号からレーザビーム３の照射表面との距離を求める一対の距離演算部５Ｔ、５Ｂと、を備える一対の距離検出器７Ｔ、７Ｂと、被測定物１０との距離を測定する予め設定される基準面Ｒｆに対して、一対の距離検出部１Ｔ、１Ｂを被測定物１０の両面で対向して、予め定める設定距離Ｌｄで離間させて設定する固定部１ｃと、を備える。
【００３０】
さらに、一対の距離検出部１Ｔ、１Ｂの夫々の検出信号ｓ４ｔ、ｓ４ｂの比を相対光量比として求める一対の傾斜角演算部６と、一対の距離演算部５Ｔ、５Ｂの距離出力から被測定物１０の厚さを求めるとともに、傾斜角演算部６で求めた相対光量比に基づいて求めた当該厚さを補正する厚さ演算部２０と、を備える。
【００３１】
次に、各部の詳細構成について説明する。図１に示した固定部１ｃは、腕部１ｃ１と、腕部１ｃ２とを備えるＣ型のフレームで、夫々の腕部に距離検出部１Ｔと距離検出部１Ｂとを一体で固定する構造であるが、固定部の構造は被測定物の測定環境により任意の構造とすることが可能である。
【００３２】
距離検出部１Ｔは、被測定物１０の厚さを測定する基準面に対して鉛直軸方向からレーザビーム３を投光する光源部２と、被測定物１０からの当該レーザビーム３の反射光を予め設定する受光角度で、当該鉛直軸に対して当該レーザビーム３の投受光光軸が同一の平面上で受光し、当該レーザビーム３の反射光の受光位置に対応する検出信号を生成する一対のＣＣＤカメラと、を備える。
【００３３】
さらに詳細には、固定部１ｃは、一対の距離検出部１Ｔ、１Ｂの投受光の光軸平面が、被測定物１０の基準面に対して鉛直方向に平行な同一平面上で、前記基準面に対して面対称となる様に設定する。
【００３４】
また、傾斜角演算部６は、一方のＣＣＤカメラ４Ｔの検出信号と他方のＣＣＤカメラ４Ｂの検出信号との比を光量相対比として求め、求めた当該光量相対比を厚さ演算部２０に送る。
【００３５】
そして、厚さ演算部２０は、光量相対比と被測定物１０の傾斜角度θとを予め対応付けした傾斜角校正テーブル２０１を備え、被測定物１０の第１の厚さを求めるとともに、求めた光量相対比に対応する傾斜角を、前記傾斜角校正テーブルを参照して求め、第１の厚さに対して当該傾斜角の余弦値を乗じて当該第１の厚さを補正する。
【００３６】
以上の説明は、被測定物１０の幅方向の傾斜角を検出して厚さ測定値を補正する場合について説明したが、被測定物１０の移動方向の傾斜角を検出して厚さ測定値を補正する場合については、図１に示した投受光光軸平面を９０度回転して移動方向に平行な鉛直平面と平行な位置に設定すれば、移動方向の傾斜角を検出できる。
【００３７】
このように構成された、第１の実施形態の光学式距離検出器を用いた厚さ測定装置に依れば、被測定物１０の幅方向の傾斜に対して、予め設定された光学条件の範囲で、新たな傾斜角検出器を備えることなく、同じ距離検出器の検出信号から厚さと被測定物１０の傾斜による測定誤差を高感度で補正する光学検出器を用いた厚さ測定装置を提供することが可能である。
【００３８】
（第２の実施形態）
第２の実施形態について、図３及び図４を参照して説明する。第２の実施形態の各部について、図１の実施形態の光学式距離検出器を用いた厚さ測定装置１００の各部と同一部分は同一符号を付し、その詳細説明を省略する。
【００３９】
先ず、図４を参照して、被測定物の最大の傾斜角度を求めて、被測定物が傾斜した場合の測定誤差を補正する光学式距離検出装置を用いた厚さ測定装置２００の動作原理について説明する。
【００４０】
図４（ａ）は、被測定物１０の移動方向の傾斜角を求める動作原理を説明する図、また、図４（ｂ）は、幅方向の傾斜角を求める動作原理を説明する図で、図３に示す、表面側の距離検出器８Ｔ、及び裏面側の距離検出器８Ｂを、抜粋記載したものである。
【００４１】
第２の実施形態が、第１の実施形態と異なる点は、第１の実施形態では、被測定物１０の表面側、裏面側に備える一対の距離検出器５Ｔ、５Ｂで、被測定物１０の幅方向の傾斜角度を求めるようにしたが、第２の実施形態では、一対の距離検出器３１Ｔ、３１Ｂの夫々に一対のＣＣＤカメラ４Ｔ１、４Ｔ２、及び、ＣＣＤカメラ４Ｂ１、４Ｂ２を備え、表面側の距離検出器３１Ｔで被測定物１０の幅方向の傾斜角を、また、裏面側の距離検出器３１Ｂで被測定物１０の移動方向の傾斜角を検出する様にしたことにある。
【００４２】
詳細には、距離検出器３１Ｔは、被測定物１０の表面に対して鉛直方向からにレーザビーム３を照射する光源部２と、表面からの反射光を一対のＣＣＤカメラ４Ｔ１、４Ｔ２で受光する。
【００４３】
即ち、第１の実施形態の裏面側のＣＣＤカメラ４Ｂの機能は、第２の実施形態では、同じ距離検出器３１Ｔ内のＣＣＤカメラ４Ｔ２が同じ表面の測定表面での反射光を受光することになる。また、第２の実施形態では、同じ距離検出器３１Ｂ内のＣＣＤカメラ４Ｂ２が同じ裏面の測定表面の反射光を受光することになる。
【００４４】
そして、第２の実施形態では被測定物１０の厚さは、表面側のＣＣＤカメラ４Ｔ１の検出信号と裏面側のＣＣＤカメラ４Ｂ１の検出信号から求めることになる。
【００４５】
また、ＣＣＤカメラ４Ｔ１、４Ｔ２の受光位置は、このレーザビーム３の光軸に対して対称な位置の設け、同じ受光角度２αで受光する。
【００４６】
そして、被測定物１０の傾斜角を変えてＣＣＤカメラ４Ｔ１とＣＣＤカメラ４Ｔ２の検出信号の光量相対比を求めると、被測定物１０の傾斜角度θが０を基準位置（相対比＝１）として、図２（ｄ）に示したように傾斜角度±αの位置をピークとする左右対称なエンベロープが得られる。
【００４７】
そのため、求めた光量相対比から被測定物１０の幅方向の傾斜角度を検出する傾斜角演算部６Ｔと、被測定物１０の移動方向の傾斜角を検出する傾斜角演算部６Ｂと、を備え、厚さ演算部２０では、夫々の傾斜角度から厚さ方向に対する詳細を後述する最大の傾斜角度を求めて、厚さの測定誤差を補正するようにしたことにある。
【００４８】
（動作原理）
以下、図４（ｃ）を参照して最大の傾斜角を求める動作原理について図４を参照して説明する。図４（ｃ）は、被測定物１０が傾斜した場合の厚さ測定軸（ｚ軸）方向に対する最大の傾斜角を求める場合のモデル図である。
【００４９】
被測定物１０の移動方向をｘ軸、被測定物１０の幅方向をｙ軸、被測定物１０の厚さ測定軸をｚ軸として示し、距離検出器８Ｔの光量相対比から、厚さ演算部２０が、傾斜角校正テーブル２０ｘを参照して、傾斜角θを求め、距離検出器８Ｂの光量相対比から、傾斜角校正テーブル２０ｙを参照して、傾斜角φを求めたとする。
【００５０】
このモデル図から、原点Ｏを含む傾斜した平面ＯＡＢの平面方程式の法線ベクトルｎを求め、この法線ベクトルｎがｚ軸（厚さ測定軸）とのなす角角度γを求める。原点を含む平面の一般方程式は、下記(１)式で示されるので、
ａ・ｘ＋ｂ・ｙ＋ｚ＝０・・・・・（１）
から、同一平面ＯＡＢ上のｘ軸上のＡ点、及びｙ軸上のＢ点のベクトル座標を代入すると、
ａ・cosθ−sinθ＝０
ｂ・cosφ−sinφ＝０
となるので、
ａ＝sinθ／cosθ、ｂ＝sinφ／cosφ・・・・・（２）
が求まる。したがって、（１）式に、（２）を代入すると、平面方程式は、
sinθ／cosθ・ｘ＋sinφ／cosφ・ｙ＋ｚ＝０
となる。
【００５１】
したがって、このＯＡＢ平面の法線ベクトルｎは、
ｎ＝（sinθ／cosθ、sinφ／cosφ、１）
となる。
【００５２】
ここで、法線ベクトルｎと、ｚ軸単位ベクトル（０、０、１）とのなす角度γは、
cosγ＝１／（（sinθ／cosθ）２＋（sinφ／cosφ）２＋１））１／２
厚さ測定装置２０では、求めた厚さｔに、このcosγを乗じて補正された被測定厚さとする。
【００５３】
（構成）
次に、このように構成された最大傾斜角を求める厚さ測定装置２００の構成について、図３を参照して説明する。
【００５４】
被測定物１０の表面、及び裏面にレーザビームを照射してその反射光の位置を検出する一対の距離検出部３１Ｔ、３１Ｂと、距離検出部３１Ｔ、３１Ｂの検出信号からレーザビームの照射表面との距離を求める一対の距離演算部６Ｔ、６Ｂと、を備える一対の距離検出器８Ｔ、８Ｂと、被測定物１０との距離を測定する予め設定される基準面Ｒｓに対して、一対の距離検出部３１Ｔ、３１Ｂを被測定物１０の両面で対向して、予め定める設定距離Ｌｄで離間させて設定する固定部１ｃと、一対の距離検出部３１Ｔ、３１Ｂの夫々の検出信号から光量相対比を求める一対の傾斜角演算部６Ｔ、６Ｂと、一対の距離演算部６Ｔ、６Ｂの距離出力から被測定物１０の厚さを求めるとともに、傾斜角演算部６Ｔ、６Ｂの光量相対比に基づいて求めた当該厚さを補正する厚さ演算部２０と、を備える。
【００５５】
次に、各簿の構成について説明する。距離検出部３１Ｔ、３１Ｂは、被測定物１０の基準面Ｒｓに対して鉛直軸方向からレーザビーム３を投光する光源部２と、被測定物１０からの当該レーザビーム３の反射光を予め設定する受光角度で、当該鉛直軸に対して当該レーザビームの投受光光軸が同一の平面上となるように設定して受光し、当該レーザビーム３の反射光の受光位置に対応する検出信号を生成する一対のＣＣＤカメラ４Ｔ１、４Ｔ２、及び一対のＣＣＤカメラ４Ｂ１、４Ｂ２と、を備える。
【００５６】
そして、固定部１ｃは、一対の一方の距離検出部３１Ｔは、被測定物１０の表面側で、レーザビームの投受光の光軸平面が、基準面Ｒｓに対して、被測定物１０の幅方向（ｙ）軸に平行な鉛直方向の同一平面上となるように設定する。
【００５７】
また、他方の距離検出部３１Ｂは、被測定物１０の裏面側で、レーザビーム３の投受光の光軸平面が、被測定物１０の移動方向（ｘ）軸に平行な鉛直方向の同一平面上となるように設定し、さらに一対の距離検出部３１Ｔ、３１Ｂの夫々のレーザビーム２の光軸は、被測定物１０の鉛直方向に平行な同一線上に位置する様に設定する。
【００５８】
そして、夫々の傾斜角演算部６Ｔ、６Ｂは、一方のＣＣＤカメラの検出信号と、他方のＣＣＤカメラの検出信号との相対比を求め、一方を被測定物１０の幅方向光量相対比とし、他方を被測定物１０の移動方向光量相対比として求め、夫々厚さ演算部２０に送る。
【００５９】
そして、厚さ演算部２０は、幅方向光量相対比と被測定物１０の幅方向の傾斜角度とを予め対応付けした幅方向の傾斜角校正テーブル２０ｙと、移動方向光量相対比と被測定物１０の移動方向の傾斜角度とを予め対応付けした移動方向の傾斜角校正テーブル２０ｘと、を備え、当該移動方向光量相対比及び幅方向光陵相対比に対応する被測定物１０の幅方向、移動方向の傾斜角を、夫々の傾斜角補正テーブル２０ｙ、２０ｚを参照して求める。
【００６０】
さらに、求めた移動方向及び幅方向の傾斜角から、被測定物１０の鉛直軸方向に対する傾斜角を演算により求め、一対の距離演算部５Ｔ、５Ｂの距離出力から第１の厚さを求めるとともに、求めた鉛直軸方向に対する傾斜角の余弦値と乗じて当該第１の厚さを補正する。
【００６１】
このように構成された第２の実施形態の光学距離検出器を用いた厚さ測定装置に依れば、被測定物が動揺しても厚さ測定軸方向の最大の傾斜角度を求めて厚さ測定誤差を補正することができるので、鋼板の製造ラインで動揺があっても、高精度な厚さ測定装置を提供することができる。
【００６２】
また、厚さ演算部２０は、予め設定された基準厚さを備える校正板を使用して、当該校正板を測定位置で、予め設定される被測定物の幅方向及び移動方向の双方に傾斜させ、第１の厚さを求め、さらに、傾斜角の余弦値で補正した第２の厚さを求め、第２の厚さと校正板の基準厚さとの差を、設定した傾斜角度に対する補正値として求めた傾斜角補正テーブル２０ｚを備える。
【００６３】
そして、傾斜角演算部で求めた傾斜角度に対応する第２の厚さ補正値を、傾斜角補正テーブル２０ｚを参照して、求めた前記第２の厚さをさらに補正するようにすることも可能である。
【００６４】
このように構成された第２の実施形態の光学距離検出器を用いた厚さ測定装置に依れば、最大傾斜角度の補正機能を備えたので、測定位置で被測定物の表面祖度のバラツキがあっても厚さ校正精度を補正することが可能となるので、精度の良い厚さ測定装置を提供することができる。
【００６５】
以上説明したように、本実施形態の光学式距離検出器を用いた厚さ測定装置に依れば、被測定物１０の傾斜に対して、予め設定された光学条件の範囲で、同じ距離検出器の検出信号から厚さと被測定物１０の傾斜による測定誤差を高感度で補正する光学検出器を用いた厚さ測定装置を提供することができる。
【００６６】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００６７】
１Ｔ、１Ｂ  距離検出部
１ｃ  Ｃ型フレーム
１ｃ１、１ｃ２  腕部
２  光源部
３  レーザビーム
４、４Ｔ、４Ｂ、４Ｔ１、４Ｔ２、４Ｂ１、４Ｂ２  ＣＣＤカメラ
５Ｔ、５Ｂ  距離演算部
６、６Ｔ、６Ｂ  傾斜角演算部
７Ｔ、７Ｂ  距離検出器
８Ｔ、８Ｂ  距離検出器
１１Ｔ，１１Ｂ  距離検出器
１０  被測定物
２０  厚さ測定演算部
２０１、２０ｘ、２０ｙ、傾斜角校正テーブル
２０ｚ  傾斜角補正テーブル
１００、２００  厚さ測定装置
【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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