[发明专利]形状测定装置和形状测定方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种形状测定装置和形状测定方法。

背景技术

对测定对象物的表面形状进行测定的方法之一有如下一种方法：使用利用了激光等的照明光对照明光从测定对象物反射的反射光进行拍摄，由此对测定对象物的表面形状进行测定。

例如，在以下的专利文献1中公开了将移动的钢板等带状体作为测定对象物并基于光杠杆(Optical Lever)的原理来测定带状体的表面形状的技术。更详细地说，在以下的专利文献1中，通过使沿着带状体的宽度方向照射的线状光发生镜面反射来投射到屏幕上，通过面阵摄像机对屏幕上的反射像进行拍摄，从而获得条纹图像。之后，通过对所获得的条纹图像实施规定的图像处理，来测定带状体的表面形状。

另外，作为虽然不是如上述专利文献1中所公开那样的基于光杠杆的原理的技术但是与上述专利文献1相类似的技术，在以下的专利文献2中公开了如下一种技术：对平面状被检查物的表面照射激光光束，使平面状被检查物的表面上的光束的反射光投射到屏幕上之后，对由于光束的疏密而产生的屏幕上的亮暗进行观察，该光束的疏密是根据平面状被检查物的表面的凹凸所产生的。

专利文献1：日本特开2004-184397号公报

专利文献2：日本特开平5-99639号公报

非专利文献1：P.Beckmann，“Scattering by composite rough surfaces”，Proceedings of the IEEE，vol.53，issue.8，1965，P.1012-1015.

发明内容

发明要解决的问题

在上述专利文献1中，公开了主要使用激光源来作为上述线状光的光源的意思。然而，基于本发明人们探讨的结果显然可知，在使用激光作为线状光的情况下，在投射到屏幕上的线状光的反射像上产生了斑点噪声，从而难以进行高精度的测定。另外，在上述专利文献1中，作为激光源以外的光源，公开了白色光源、带状光光纤束与棒形透镜的组合、直管形荧光灯、狭缝以及柱状透镜的组合。然而，在利用这些光源的情况下，显然可知由于发光部的大小较大，因此难以进行聚光形成较细的线状光，从而难以进行高精度的测定。

在上述专利文献2中，由于以使激光的光束在平面状被检查物的表面上不进行聚光而具有发散角的方式进行了照射，因此导致屏幕上的反射光的像的大小变大。当屏幕上的像的大小变大时，摄像机中的数据的读入区域变大，由于图像的传送速度的限制而难以进行高速的探伤。另外，在上述专利文献2中，也由于利用激光源来作为光源，因此导致在投射到屏幕上的线状光的反射像上产生斑点噪声。在上述专利文献2中，为了去除所述的斑点噪声，实施了以下处理：(a)相比于斑点噪声的平均大小而降低了摄像机的分辨率之后，(b)通过使被检查物上的反射位置与屏幕之间的距离变大来防止由于摄像机分辨率下降所致的检测灵敏度下降。然而，当使反射位置与屏幕之间的距离变大时，由于反射光的扩散而导致屏幕上的反射光的像变暗，从而需要更长的曝光时间。因此，在上述专利文献2所公开的技术中，难以进行高速的探伤。

并且，在上述专利文献2所公开的技术中，虽然在该文献中也有提及，但是无法将平面状被检查物的表面处的反射率变化与平面状被检查物的表面的形状变化分离。因此，在将上述专利文献2所公开的技术应用于例如以钢铁产品为代表的金属体时，在表面处附着有生产线上的无害的污垢等的情况下，将无害的污垢错误地检测为表面形状的变化的可能性高。

因此，本发明是鉴于上述问题而完成的，本发明的目的在于提供一种能够抑制斑点噪声的产生并能够更高速且更高精度地测定由金属体构成的带状体的表面形状的形状测定装置和形状测定方法。

用于解决问题的方案

为了解决上述问题，根据本发明的某个观点，提供一种形状测定装置，对由金属体构成的带状体的表面形状进行测定，该形状测定装置具备：