(57)【要約】【課題】製造時あるいは実運用での走行時において、ロープ検査規格に準拠して、ロープ外径値を非接触で計測できるロープ外径検査装置を得る。【解決手段】投光レンズ（２）と、投光レンズの焦点距離の位置に配置された発光源（５）と、を有し、複数の平行光束を所与の角度で出力する投光部（６）と、複数の平行光束の光路上に配置され、外径計測の検査対象となる被検査ロープ（１）と、受光レンズ（３）と、受光レンズの焦点距離の位置に配置された光センサ（４）と、を有し、投光部からの照射光量を検出する受光部（７）と、複数の平行光束のそれぞれに対応して、受光部で検出されたそれぞれの照射光量の位置と信号強度との対応関係から、被検査ロープの外径値を算出する制御部（８）とを備える。【選択図】図１
2017122615.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
投光レンズと、前記投光レンズの焦点距離の位置に連続的な線状または離散的な複数の点状として配置された発光源と、を有し、前記発光源に対応して、前記投光レンズを通過した複数の平行光束を所与の角度で出力する投光部と、
前記投光部から出力される前記複数の平行光束の光路上に配置され、外径計測の検査対象となる被検査ロープと、
受光レンズと、前記受光レンズの焦点距離の位置に配置された光センサと、を有し、前記被検査ロープを挟んで前記投光部と対向配置され、前記被検査ロープによる遮光成分を含まない前記投光部からの照射光量を検出する受光部と、
前記複数の平行光束のそれぞれに対応して、前記受光部で検出されたそれぞれの照射光量の位置と信号強度との対応関係から、前記被検査ロープの外径値を算出する制御部と
を備えるロープ外径検査装置。
【請求項２】
前記発光源は、前記投光レンズの焦点距離の位置に線上かつ離散的に配置され、出力切り替え可能な複数の点状発光源で構成され、
前記光センサは、前記受光レンズの焦点距離の位置に配置され、前記被検査ロープによる遮光成分を含まない前記投光部からの照射光量を測定する受光センサで構成され、
前記制御部は、前記複数の点状発光源からの出力を順次切り替え、前記投光レンズを通過した前記複数の平行光束のそれぞれに対応して前記受光部で検出されたそれぞれの照射光量の位置と信号強度との対応関係から、前記被検査ロープの外径値を算出する
請求項１に記載のロープ外径検査装置。
【請求項３】
前記発光源は、前記投光レンズの焦点距離の位置に線上かつ離散的に配置され、一括して光量を出力する複数の点状発光源で構成され、
前記光センサは、前記受光レンズの焦点距離の位置に配置され、前記被検査ロープによる遮光成分を含まない前記投光部からの照射光量を一括で測定するラインセンサで構成され、
前記制御部は、前記複数の点状発光源から一括して前記光量を出力させ、前記投光レンズを通過した前記複数の平行光束のそれぞれに対応して前記受光部で一括して検出されたそれぞれの照射光量の位置と信号強度との対応関係から、前記被検査ロープの外径値を算出する
請求項１に記載のロープ外径検査装置。
【請求項４】
前記発光源は、前記投光レンズの焦点距離の位置に光軸に直交して配置され、一括して光量を出力する線状発光源で構成され、
前記光センサは、前記受光レンズの焦点距離の位置に配置され、前記被検査ロープによる遮光成分を含まない前記投光部からの照射光量を一括で測定するラインセンサで構成され、
前記制御部は、前記線状発光源から一括して前記光量を出力させ、前記投光レンズを通過した前記複数の平行光束のそれぞれに対応して前記受光部で一括して検出されたそれぞれの照射光量の位置と信号強度との対応関係から、前記被検査ロープの外径値を算出する
請求項１に記載のロープ外径検査装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記被検査ロープにより遮光されない前記複数の平行光束に対応するそれぞれの受光量の平均値をあらかじめ算出し、前記平均値を用いて前記発光源の初期発光量のばらつきを補正する機構を有する
請求項１から４のいずれか１項に記載のロープ外径検査装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記複数の点状発光源に対応して離散的に得られる前記被検査ロープの外径値を補間し、前記外径値の連続データを生成する機能を有する
請求項２に記載のロープ外径検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製造検査中または走行中のロープに光線を照射し、ロープを挟んで対向する受光手段で検出した受光量から外径値を求めて、ロープ外径に関連する製造品質および劣化による外径異常を検査するためのロープ外径検査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ロープ式エレベータ等の駆動用ロープに関して、外径変化や表面状態（キンク、ねじれ等）など、製造時における品質、および走行中の劣化状況を検査する上で、ロープ外径値や形状に関する高精度検査技術が求められる。ここで、「キンク」とは、ロープが、捻じれた状態で強く引かれた場合など、ロープ内部で芯線が鋭角に折曲がり、表面が瘤状に変形することである。
【０００３】
通常、外径の測定は、ノギス等で外周を挟む測定法が一般的に用いられている。しかしながら、製造時における品質、および走行中のエレベータロープの劣化状況に関する品質管理を行うために、外径値を連続的に測定し、表面形状状態を把握することが求められている。このような観点から、ロープを挟んで対向して配置された投光部と受光部を用いた寸法測定器（例えば、特許文献１参照）や、外径測定装置（例えば、特許文献２参照）が、従来技術として提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−１７２５３３号公報
【特許文献２】特開昭６１−１１２９０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来技術には、以下のような課題がある。
ロープ検査規格によれば、ストランド対辺間の距離、すなわち、ロープの外接円の直径をロープ外径値と規定している。しかしながら、従来のロープを挟んで対向して配置された投光部と受光部を用いた測定法においては、一方向からみた見かけ上のロープ外径値を測定するものであった。従って、このような従来の測定方法では、常に規定値通りのロープ外径値を測定することができないという問題がある。
【０００６】
特許文献１のような技術を、ロープ製造時における連続的に動いていない状況に適用すると、上記のような問題点があるため、適用が困難であった。
【０００７】
本発明は、前記のような課題を解決するためになされたものであり、製造時あるいは実運用での走行時において、ロープ検査規格に準拠して、ロープ外径値を非接触で計測できるロープ外径検査装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るロープ外径検査装置は、投光レンズと、投光レンズの焦点距離の位置に連続的な線状または離散的な複数の点状として配置された発光源と、を有し、発光源に対応して、投光レンズを通過した複数の平行光束を所与の角度で出力する投光部と、投光部から出力される複数の平行光束の光路上に配置され、外径計測の検査対象となる被検査ロープと、受光レンズと、受光レンズの焦点距離の位置に配置された光センサと、を有し、被検査ロープを挟んで投光部と対向配置され、被検査ロープによる遮光成分を含まない投光部からの照射光量を検出する受光部と、複数の平行光束のそれぞれに対応して、受光部で検出されたそれぞれの照射光量の位置と信号強度との対応関係から、被検査ロープの外径値を算出する制御部とを備えるものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、複数の平行光束を用いて被検査対象となるロープを複数の角度から照射することで、径方向の凹凸を、ノギスによる検査規格の基準に合致して、非接触かつ連続的に検査できるとともに、ロープの径方向の複数の位置データに基づいて、径方向のストランドピッチを計測できる構成を備えている。この結果、製造時あるいは実運用での走行時において、ロープ検査規格に準拠して、ロープ外径値を非接触で計測できるロープ外径検査装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１におけるロープ外径検査装置を示す構成図である。
【図２】本発明の実施の形態１における制御部により実行されるロープ外径値の計測に関する一連処理を示したフローチャートである。
【図３】本発明の実施の形態１における通常のロープの長手方向の外観正面図である。
【図４】本発明の実施の形態１における制御部により、図３に基づいてステップＳ７で算出した通常のロープの外形位置データの分布図である。
【図５】本発明の実施の形態１における外径異常のあるロープの長手方向の外観正面図である。
【図６】本発明の実施の形態１における制御部により、図５に基づいてステップＳ７で算出した外径異常のロープの外形位置データの分布図である。
【図７】本発明の実施の形態２におけるロープ外径検査装置を示す構成図である。
【図８】本発明の実施の形２における制御部により実行されるロープ外径値の計測に関する一連処理を示したフローチャートである。
【図９】本発明の実施の形態３におけるロープ外径検査装置を示す構成図である。
【図１０】本発明の実施の形３における制御部により実行されるロープ外径値の計測に関する一連処理を示したフローチャートである。
【図１１】本発明の実施の形態３における制御部により、図１０に基づいてステップＳ１０３で算出した通常のロープの外形位置データの分布図である。
【図１２】本発明の実施の形態３における制御部により、図１０に基づいてステップＳ１０３で算出した外径異常のロープの外形位置データの分布図である。
【図１３】本発明の実施の形態４において、先の図１および図７上に示す点Ａ、Ｂ、Ｃにおけるロープ等の遮光量に対する受光量Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３の変化のばらつきを示す図である。
【図１４】本発明の実施の形態４において、多項式補間により複数の外径値データと受光量から、補間曲線を作成した例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明のロープ外径検査装置の好適な実施の形態につき、図面を用いて説明する。
【００１２】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１におけるロープ外径検査装置を示す構成図である。ロープ１は、紙面に垂直な方向に伸びており、図１は、その水平断面の装置構成を示している。ロープ外径を計測する具体的な装置構成を、この図１を用いて説明する。
【００１３】
ロープ外径検査装置は、投光部６および受光部７からなる光学式の測定系と、光信号の入出力を制御する制御部８とを備えて構成されている。ロープ１に対して光を照射する投光部６は、投光レンズ２、および投光レンズ２の焦点距離の位置の線上に離散的に配置された複数の点状発光源５を含んで構成されている。
【００１４】
これにより、複数の任意の角度の平行光束のいずれもが、被検査対象となるロープ１の全部位を照射できる。図１を用いた本実施の形態１での説明においては、複数の点状発光源５として、７個の発光源を用いているが、発光源の数は、７個に限定されるものではない。さらに、発光源は、物理的な大きさによる障害を除けば、密に置くことも可能である。
【００１５】
また、発光源５としては、周知のものを使用することができ、例えば、半導体レーザ、または安価なＬＥＤを用いてもよい。さらに、投光レンズ２としても、周知のものが使用でき、例えば、コリメートレンズ、両凸または平凸等の凸レンズ、放物面レンズを用いてもよい。
【００１６】
投光部６からロープ１に照射された光を受光する受光部７は、投光レンズ２に対向する位置に配置された受光レンズ３と、受光レンズ３の焦点距離に配置されたそれぞれ２つの受光センサである第１の受光センサ４ａおよび第２の受光センサ４ｂを含んで構成されている。
【００１７】
これにより、投光部６からロープ１に照射された平行光束の角度に対応した、すなわち、複数の点状発光源５のうちの発光源の一つに対応した点が、第１の受光センサ４ａ上および第２の受光センサ４ｂ上に結像される。
【００１８】
第１の受光センサ４ａおよび第２の受光センサ４ｂが検出したそれぞれの受光量信号は、制御部８内の演算手段１００に送信され、演算手段１００において順次処理されることで、ロープ１の外径値が算出できる。
【００１９】
なお、図１では、受光レンズ３ａおよび受光レンズ３ｂ、ならびに第１の受光センサ４ａおよび第２の受光センサ４ｂを上下に分けた場合を例示しているが、これらを１つとする構成を採用することもできる。ただし、図１に示すように、上下に分ける方が、受光レンズ径を小さくでき、焦点距離の短い受光レンズを使用でき、さらに、受光素子までの距離を小さくできるなどのメリットがあり、装置を小型化できる点で、より好ましい。
【００２０】
また、受光センサ４としては、例えば、フォトダイオード等の受光素子を用いることができる。
【００２１】
次に、本実施の形態１の制御部８による、ロープ外径値の計測原理について、図２を用いて説明する。図２は、本発明の実施の形態１における制御部８により実行されるロープ外径値の計測に関する一連処理を示したフローチャートである。
【００２２】
まず、ステップＳ１において、制御部８は、複数の点状発光源５に含まれる発光源の番号ｎを、ｎ＝１に設定する。次に、ステップＳ２において、制御部８は、発光源高速切り替え手段１０１により、発光源ＸｎのうちのＸ１をＯＮする。
【００２３】
ここで、発光源Ｘ１が発光すると、投光レンズ２と、投光レンズ２の焦点距離に配置された発光源Ｘ１との位置関係で決定する角度の平行光束が、ロープ１に照射される。この平行光束のうち、ロープ１の上端側においてロープ１に遮られずに受光レンズ３ａを通過した光は、第１の受光センサ４ａ上の点Ａに結像され、第１の受光センサ４ａにて受光量Ｉ１に変換される。
【００２４】
同様に、平行光束のうち、ロープ１の下端側においてロープ１に遮られずに受光レンズ３ｂを通過した光は、第２の受光センサ４ｂ上の点Ａ’に結像され、第２の受光センサ４ｂにて受光量Ｉ１’に変換される。
【００２５】
そして、ステップＳ３において、制御部８は、第１の受光センサ４ａおよび第２の受光センサ４ｂで変換された受光量Ｉ１、Ｉ１’を、図示していない記憶部に記憶させる。
【００２６】
次に、ステップＳ４において、制御部８は、発光源高速切り替え手段１０１により、発光源Ｘ１をＯＦＦする。さらに、ステップＳ５において、制御部８は、次の発光源に切り替えるために、ｎ＝ｎ＋１を設定する。
【００２７】
次に、ステップＳ６において、制御部８は、ステップ５で更新設定されたｎの値が、複数の点状発光源５に含まれる発光源数Ｍを超えるか否かを判定する。そして、判定結果がＮＯである場合には、制御部８は、ステップＳ２の処理に戻って、発光源高速切り替え手段１０１により、次の発光源Ｘ２をＯＮする。
【００２８】
以後、制御部８は、ステップＳ２〜ステップＳ６の一連処理を繰り返し行い、ステップＳ６により、発光源数Ｍよりｎが大きくなったと判定した場合には、ステップＳ７の処理に移行する。そして、ステップＳ７およびステップＳ８において、制御部８は、先のステップＳ３において繰り返し記憶された受光量Ｉｎ、Ｉｎ’から、ロープ１の位置データ変換および外径値の算出を実行する。
【００２９】
ステップＳ３にて記憶されたロープ１の上端側の受光量Ｉｎと下端側の受光量Ｉｎ’の和であるＩｎ＋Ｉｎ’は、投光部７から照射された平行光束がロープ１により遮られた光量の大きさ、すなわち、ロープ１の外径値Φｎに反比例する。
【００３０】
このことから、（Ｉｎ＋Ｉｎ’）∝１／Φｎの関係を適用して、制御部８は、演算手段１００により、各発光源Ｘｎに対応した受光量から、ロープ１の位置データと外径値との対応関係を、ｎの値に応じたそれぞれの角度について導き出すことができる。
【００３１】
次に、ステップＳ９〜ステップＳ１１について、図３〜図６に基づき説明する。図３は、本発明の実施の形態１における通常のロープ１の長手方向の外観正面図である。通常のロープ１では、ロープ頂部１１とロープ谷部１２が変形せず連続しており、ロープ１の真の外径値とは、ロープ頂部１１の最大幅Ｌｐで表現される。
【００３２】
図４は、本発明の実施の形態１における制御部８により、図３に基づいてステップＳ７で算出した通常のロープ１の外形位置データの分布図である。ここで、図４における横軸の「表面方向」とは、図１における複数の点状発光源５のそれぞれの発光源Ｘｎによる平行光束の角度に対応している。
【００３３】
換言すると、図１における１つの水平断面内で複数の角度での外径を計測することで、結果的には、図３に示したロープ１の長手方向の外径と同等のデータを、図４として得ることができる。図４中の黒丸で示したプロットは、発光源Ｘｎのそれぞれに基づいて計測された外径を示している。通常のロープ１における径方向の幅は、ロープ頂部１１とロープ谷部１２が一定で連続しており、ばらつきはない。
【００３４】
したがって、ステップ９において、制御部８は、ロープ１の外径値Φｎが正常であると判定し、ステップＳ１１の処理に進む。そして、ステップＳ１１において、制御部８は、各発光源Ｘｎに対応したロープ１の外径値Φｎを記憶部に記憶させるとともに、計測結果に基づくロープ１の実際の外径値Ｌｐも記憶させる。
【００３５】
一方、ロープ１に外径異常がある場合について説明する。図５は、本発明の実施の形態１における外径異常のあるロープ１の長手方向の外観正面図である。例えば、図５に示すような、一つのストランドが切断し、緩んだロープ異常部１３が存在する場合を例に挙げる。図６は、本発明の実施の形態１における制御部８により、図５に基づいてステップＳ７で算出した外径異常のロープ１の外形位置データの分布図である。
【００３６】
径方向の幅にばらつきがあり、ロープ異常部１３の位置データが図４に示した場合と異なり、突出している。そこで、ステップＳ９において、制御部８は、このばらつきから、ロープ１の外径値Φｎが正常でないと判定し、ステップＳ１０の処理に進む。そして、ステップＳ１０において、制御部８は、異常時のロープ１の実際の外径値Ｌｅ、およびその周辺位置データの状態を、表示する。
【００３７】
その後、ステップＳ１１において、制御部８は、各発光源Ｘｎに対応したロープ１の外径値Φｎを記憶部に記憶させるとともに、計測結果に基づくロープ１の実際の外径値Ｌｅも記憶させる。
【００３８】
ここまでは、ロープ１のある水平断面のロープ外径計測について説明してきたが、本発明によるロープ外径の計測は、ある１つの水平断面に限定されるものではない。例えば、製造検査等のロープ搬送時や、実運転時の走行中の品質管理等においては、以後、上記計測フローを、複数の水平断面に対して繰り返し連続的に行うようにするとよい。
【００３９】
また、制御部８は、図４の位置データから、ストランドピッチＲｐを求め、この変化を読み取ることで、外径異常の判定を行ってもよい。
【００４０】
以上のように、実施の形態１によれば、投光部の発光源を高速で切り替えることで、径方向の凹凸を、ノギスによる検査規格の基準に合致して、非接触かつ連続的に検査し、実際のロープ外径値を算出することができる。また、複数光源を用いることにより、ロープの径方向の複数の位置データに基づいて、径方向のストランドピッチを計測できる効果がある。
【００４１】
実施の形態２．
先の実施の形態１では、ロープ外径検査装置の受光部７が、受光レンズ３ａおよび４ｂ、ならびに第１の受光センサ４ａおよび第２の受光センサ４ｂで構成されていた。これに対して、本実施の形態２では、第１の受光センサ４ａおよび第２の受光センサ４ｂの代わりに、第１のラインセンサ４０ａおよび第２のラインセンサ４０ｂを用いて受光部７が構成されている。
【００４２】
さらに、本実施の形態２における制御部８は、発光源高速切り替え手段１０１の代わりに、発光源一括処理手段１０２を備えている点で、先の実施の形態１と異なる。
【００４３】
図７は、本発明の実施の形態２におけるロープ外径検査装置を示す構成図である。ロープ１は、紙面に垂直な方向に伸びており、図７は、その水平断面の装置構成を示している。ロープ外径を計測する具体的な装置構成を、この図７を用いて説明する。
【００４４】
ロープ外径検査装置は、投光部６および受光部７からなる光学式の測定系と、光信号の入出力を制御する制御部８とを備えて構成されている。ロープ１に対して光を照射する投光部６は、投光レンズ２、および投光レンズ２の焦点距離の位置の線上に離散的に配置された複数の点状発光源５を含んで構成されている。これにより、投光部６は、複数の任意の角度の平行光束を、ロープ１に対して照射できる。
【００４５】
投光部６からロープ１に照射された光を受光する受光部７は、投光レンズ２に対向する位置に配置された受光レンズ３と、受光レンズ３の焦点距離に配置されたそれぞれ２つのラインセンサである第１のラインセンサ４０ａおよび第２のラインセンサ４０ｂを含んで構成されている。
【００４６】
これにより、投光部６からロープ１に照射された平行光束の角度に対応した、すなわち、複数の点状発光源５のうちの発光源の一つに対応した点が、第１のラインセンサ４０ａおよび第２のラインセンサ４０ｂ上に結像される。
【００４７】
第１のラインセンサ４０ａおよび第２のラインセンサ４０ｂが検出したそれぞれの受光量信号は、制御部８内の演算手段１００に送信され、演算手段１００において順次処理されることで、ロープ１の外径値が算出できる。
【００４８】
先の実施の形態１では、受光部７に第１の受光センサ４ａおよび第２の受光センサ４ｂを用いており、制御部８による複数の光源５内の複数の点状発光源５の高速切り替えが必要であった。
【００４９】
これに対して、本実施の形態２によれば、第１のラインセンサ４０ａおよび第２のラインセンサ４０ｂを用いたことで、複数の点状発光源５を一括ＯＮし、受光像を第１のラインセンサ４０ａ面および第２のラインセンサ４０ｂ面のそれぞれに同時に結像できる。このため、本実施の形態２は、複数の点状発光源５の高速切り替えの必要がなく、ロープ１の外径値に一括処理できる。
【００５０】
なお、第１のラインセンサ４０ａおよび第２のラインセンサ４０ｂとしては、例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳといったラインイメージセンサ等を用いることができる。
【００５１】
次に、本実施の形態２の制御部８による、ロープ外径値の計測原理について、図８を用いて説明する。図８は、本発明の実施の形２における制御部８により実行されるロープ外径値の計測に関する一連処理を示したフローチャートである。
【００５２】
まず、ステップＳ１０１において、制御部８は、発光源一括処理手段１０１により複数の点状発光源５を全てＯＮさせる。この結果、投光レンズ２と、投光レンズ２の焦点距離に配置された発光源Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、・・・、Ｘｎの位置関係で決定する角度のそれぞれの平行光束が、ロープ１に同時に照射される。
【００５３】
これらの平行光束のうち、ロープ１の上端側においてロープ１に遮られずに受光レンズ３ａを通過した光は、第１のラインセンサ４０ａ上に結像され、第１のラインセンサ４０ａにて各発光源Ｘｎに対応した受光量Ｉｎに変換される。
【００５４】
同様に、これらの平行光束のうち、ロープ１の下端側においてロープ１に遮られずに受光レンズ３ｂを通過した光は、第２のラインセンサ４０ｂ上に結像され、第２のラインセンサ４０ｂにて各発光源Ｘｎに対応した受光量Ｉｎ’に変換される。
【００５５】
そして、ステップＳ１０３において、制御部８は、第１のラインセンサ４０ａおよび第２のラインセンサ４０ｂで変換された受光量Ｉｎ、Ｉｎ’を、ロープ１の外形位置データに、次の条件で一括変換する。
【００５６】
ロープ１の上端側および下端側の受光量の和であるＩｎ＋Ｉｎ’は、投光部７から照射された平行光束がロープ１により遮られた光量の大きさ、すなわち、ロープ１の外径値Φｎに反比例する。
【００５７】
このことから、（Ｉｎ＋Ｉｎ’）∝１／Φｎの関係を適用して、制御部８は、演算手段１００により、各発光源Ｘｎに対応した受光量から、ロープ１の位置データと外径値との対応関係を、ｎの値に応じたそれぞれの角度について導き出すことができる。その後、先の実施の形態１と同様に、ステップＳ９〜ステップＳ１１の処理を実施する。
【００５８】
以上のように、実施の形態２によれば、先の実施の形態１と同様に、径方向の凹凸を、ノギスによる検査規格の基準に合致して、非接触かつ連続的に検査し、実際のロープ外径値を算出することができる。また、複数光源を用いることにより、ロープの径方向の複数の位置データに基づいて、径方向のストランドピッチを計測できる効果がある。
【００５９】
それに加え、本実施の形態２では、同時に複数の点状発光源の受光像をラインセンサ面に結像できる構成を備えている。このため、投光部の発光源を高速に切り替える必要がなく、高速応答性を期待でき、ロープが揺れたり、変動したりした場合にも、影響を受けない高精度なロープ外径検査を実現できる。
【００６０】
実施の形態３．
先の実施の形態２では、ロープ外径検査装置の投光部６が、投光レンズ２および複数の点状発光源５で構成されていた。これに対して、本実施の形態３では、複数の点状発光源５の代わりに、線状発光源５０を用いて投光部６が構成されている点で、先の実施の形態２と異なる。
【００６１】
図９は、本発明の実施の形態３におけるロープ外径検査装置を示す構成図である。ロープ１は、紙面に垂直な方向に伸びており、図９は、その水平断面の装置構成を示している。ロープ外径を計測する具体的な装置構成を、この図９を用いて説明する。
【００６２】
ロープ外径検査装置は、投光部６および受光部７からなる光学式の測定系と、光信号の入出力を制御する制御部８とを備えて構成されている。ロープ１に対して光を照射する投光部６は、投光レンズ２、および投光レンズ２の焦点距離の位置の線上に配置された線状発光源５０を含んで構成されている。これにより、投光部６は、複数の任意の角度の平行光束を、ロープ１に対して連続的に照射できる。
【００６３】
投光部６からロープ１に照射された光を受光する受光部７は、投光レンズ２に対向する位置に配置された受光レンズ３と、受光レンズ３の焦点距離に配置されたそれぞれ２つのラインセンサである第１のラインセンサ４０ａおよび第２のラインセンサ４０ｂを含んで構成されている。
【００６４】
これにより、投光部６からロープ１に照射された平行光束の角度に対応した、すなわち、線状発光源５０上のそれぞれの点が、第１のラインセンサ４０ａおよび第２のラインセンサ４０ｂ上に結像される。
【００６５】
第１のラインセンサ４０ａおよび第２のラインセンサ４０ｂが検出したそれぞれの受光量信号は、制御部８内の演算手段１００に送信され、演算手段１００において順次処理されることで、ロープ１の外径値が算出できる。
【００６６】
先の実施の形態２では、複数の点状発光源５内の発光源は、物理的な大きさのため、密に置くのには限界があった。これに対して、本実施の形態３によれば、線状発光源５０を用いたことで、線状発光源５０から照射された光の受光像を、第１のラインセンサ４０ａ面および第２のラインセンサ４０ｂ面に連続的に結像できる。
【００６７】
次に、本実施の形態３の制御部８による、ロープ外径値の計測原理について、図１０を用いて説明する。図１０は、本発明の実施の形３における制御部８により実行されるロープ外径値の計測に関する一連処理を示したフローチャートである。
【００６８】
まず、ステップＳ２０１において、制御部８は、発光源一括処理手段１０１により線状発光源５０をＯＮさせる。この結果、投光レンズ２の焦点距離に配置された線状発光源５０から連続的な角度の平行光束が、ロープ１に同時に照射される。
【００６９】
これらの平行光束のうち、ロープ１の上端側においてロープ１に遮られずに受光レンズ３ａを通過した光は、第１のラインセンサ４０ａ上に結像され、第１のラインセンサ４０ａにて線状発光源５０上の各発光点Ｘｎに対応した受光量Ｉｎに変換される。
【００７０】
同様に、これらの平行光束のうち、ロープ１の下端側においてロープ１に遮られずに受光レンズ３ｂを通過した光は、第２のラインセンサ４０ｂ上に結像され、第２のラインセンサ４０ｂにて線状発光源５０上の各発光点Ｘｎに対応した受光量Ｉｎ’に変換される。
【００７１】
そして、ステップＳ１０３において、制御部８は、第１のラインセンサ４０ａおよび第２のラインセンサ４０ｂで変換された受光量Ｉｎ、Ｉｎ’を、ロープ１の外形位置データに、次の条件で一括変換する。
【００７２】
ロープ１の上端側および下端側の受光量の和であるＩｎ＋Ｉｎ’は、投光部７から照射された平行光束がロープ１により遮られた光量の大きさ、すなわち、ロープ１の外径値Φｎに反比例する。
【００７３】
このことから、（Ｉｎ＋Ｉｎ’）∝１／Φｎの関係を適用して、制御部８は、演算手段１００により、各発光点Ｘｎに対応した受光量から、ロープ１の位置データと外径値との対応関係を、ｎの値に応じたそれぞれの角度について導き出すことができる。その後、先の実施の形態１、２と同様に、ステップＳ９〜ステップＳ１１の処理を実施する。
【００７４】
図１１は、本発明の実施の形態３における制御部８により、図１０に基づいてステップＳ１０３で算出した通常のロープ１の外形位置データの分布図である。本形態の形態３は、ロープ１の連続的な外径値を取得でき、先の図３に示した通常状態のロープ１に対しては、図１１に示すような連続的な外形位置データの分布図が得られる。
【００７５】
また、図１２は、本発明の実施の形態３における制御部８により、図１０に基づいてステップＳ１０３で算出した外径異常のロープ１の外形位置データの分布図である。先の図５に示した異常状態のロープ１に対しては、図１２に示すような連続的な外形位置データの分布図が得られる。
【００７６】
そのため、本実施の形態３は、先の実施の形態１、２に比べ、周密なロープ外径値が得られ、より正確なロープ１の外径値を計測できる。
【００７７】
以上のように、実施の形態３によれば、同時に無数の発光点の受光像をラインセンサ面に結像できる構成を備えている。この結果、投光部の発光源を高速に切り替える必要がなく、高速応答性を期待でき、ロープが揺れたり、変動したりしても影響を受けない。それに加えて、周密なロープ外径値が得られる。
【００７８】
実施の形態４．
本実施の形態４では、ロープ外径検査装置の制御部８の演算手段１００に、データ補正処理機能を持たせた場合について説明する。この「データ補正処理機能」は、例えば、複数の発光源５内に含まれる各点状発光源５の初期発光量ばらつきの補正、レンズ収差による受光量ばらつきの補正、および離散的なデータに対する補間等に相当する。
【００７９】
データ補正の具体的な方法について説明する。図１３は、本発明の実施の形態４において、先の図１および図７上に示す点Ａ、Ｂ、Ｃにおけるロープ等の遮光量に対する受光量Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３の変化のばらつきを示す図である。本実施の形態４における制御部８は、このばらつきの変化を補正するために、各遮光量に対する各受光量の平均値Ｉａｖｅを導出する。
【００８０】
制御部８は、ＩａｖｅとＩ１、Ｉ２、Ｉ３の差により外径値を補正することで、複数の発光源５内に含まれる各点状発光源の初期発光量ばらつき、レンズ収差による受光量ばらつき等を補正した正確な外径値を算出できる。本実施の形態に４よれば、先の実施の形態１、２に比べ、初期ばらつき等がない正確な外径値を算出できる。
【００８１】
また、先の実施の形態１、２においては、複数の発光源５内に含まれる点状発光源数と同等の分解能で、図４および図６に示すように、離散的なロープの外径値を算出できていた。これに対して、本実施の形態４では、このような離散的な外径値データを補間することができる。
【００８２】
なお、補間方法は、一般的な画像補間等の分野で用いられている、再近傍補間、線形補間、多項式補間（バイキュービック法、・ランツォシュ法）等を用いることができる。その中でも、より正確な連続データを算出できる点において、多項式補間を用いる方が好ましい。図１４は、本発明の実施の形態４において、多項式補間により複数の外径値データと受光量から、補間曲線２００を作成した例を示した図である。
【００８３】
以上のように、実施の形態４によれば、発光源の初期発行量のばらつきを補正できるとともに、離散的な外径値データを連続的なデータに近似できる。このため、ロープ外径値の測定精度、および測定分解能を向上させることができる。
【符号の説明】
【００８４】
１  ロープ、２  投光レンズ、３、３ａ、３ｂ  受光レンズ、４、４ａ、４ｂ  受光センサ、５  点状発光源、６  投光部、７  受光部、８  制御部、１１  ロープ頂部、１２  ロープ谷部、１３  ロープ外径異常部、４０、４０ａ、４０ｂ  ラインセンサ、５０  線状発光源、１００  演算手段、１０１  発光源高速切り替え手段、１０２  発光源一括処理手段。
【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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