JP3103150B2

JP3103150B2 - 光学測定機

Info

Publication number: JP3103150B2
Application number: JP03225982A
Authority: JP
Inventors: 芳高南
Original assignee: 富士写真光機株式会社
Priority date: 1991-06-24
Filing date: 1991-09-05
Publication date: 2000-10-23
Anticipated expiration: 2015-10-23
Also published as: JPH0560538A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、被測定物の底面像と側
面像とを同時に観察測定し得るようにした光学測定機に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば足型を測定する場合に
は、その底面像と側面像とを観察測定する必要があり、
この底面形状と側面形状とをレーザー光を利用してスキ
ャンすることで計測するようにした測定機が実用化され
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかして、上記のよう
なレーザー光を利用した測定器では、装置が大型となっ
てコスト面でも不利となる。すなわち、被測定物の底面
像と側面像とを別途の方向からそれぞれ観察するもので
は、複数の撮像装置もしくは計測装置が必要となり、像
を得るための機構、装置が複雑となるものであり、撮像
後の底面像と側面像との照合も必要となる。

【０００４】そこで本発明は上記事情に鑑み、被測定物
の底面像と側面像とを同一視野内に隣接して観察できる
ようにした光学測定機を提供することを目的とするもの
である。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の光学測定機は、被測定物を載置する試料台と、
該試料台の下方に配設され被測定物の底面像を側方に反
射する第１の反射手段と、該第１の反射手段によって反
射された被測定物の底面像を上方に反射する第２の反射
手段と、前記試料台の側方に配設され被測定物の側面像
を上記第２の反射手段で反射された底面像に隣接して上
方に反射する第３の反射手段とからなり、前記第１の反
射手段および第２の反射手段の少なくとも一方の反射手
段を、見掛け上の物体距離を短くする屈折率が大きいプ
リズム形状の透明媒体で形成してなるものである。

【０００６】また、前記被測定物の底面像および側面像
を同時に撮影する撮像装置、被測定物の底面を照明する
光源、第３の反射手段と反対側の側方に被測定物とコン
トラストを有する背景部材を配設するのが好適である。

【０００７】一方、被測定物の底面を照明する光源は、
第１の反射手段をハーフミラーとして、該第１の反射手
段を通して照明するようにしてもよい。また、被測定物
の底面像と側面像との見掛け上の光路長が同一となるよ
うに、第１の反射手段および第２の反射手段の少なくと
も一方の反射手段を見掛け上の物体距離を短くする屈折
率が大きいプリズム形状の透明媒体で形成している。さ
らに、第３の反射手段と反対側の側方に、被測定物の他
側面を上方に反射する第４の反射手段を設けてもよい。

【０００８】

【作用】上記のような光学測定機では、被測定物の底面
像は第１および第２の反射手段によって上方に反射さ
れ、また、側面像は第３の反射手段によって上方に反射
され、上記底面像と側面像とが隣接して同一視野内に存
在して観察できるもので、被測定物の２面像が簡易な構
成によって得られるようにしている。

【０００９】さらに、底面像の光路中における第１の反
射手段および第２の反射手段の少なくとも一方の反射手
段を見掛け上の物体距離を短くする屈折率が大きいプリ
ズム形状の透明媒体で形成して、見掛け上の物体距離が
同じで底面像と側面像とのピントが同時に合うと共に倍
率も同一となって良好な画像観察が行える。また、被測
定物の底面を照明する光源、または、被測定物とコント
ラストを有する背景部材を配設することで輪郭のはっき
りした鮮明な画像が得られる。一方、第１の反射手段を
ハーフミラーとしてこのハーフミラーを介して被測定物
の底面を照明するようにすると、被測定物の底面が略均
一に照明できる。加えて、他側方に第４の反射手段を配
設すると、被測定物の他側面の画像も同時に得られる。

【００１０】

【実施例】以下、図面に沿って各実施例を説明する。な
お、図１、図３および図７の実施例１、実施例２および
実施例６は、透明媒体を備えていない点で、前記特許請
求の範囲の請求項１には含まれないが、本発明の基本的
構造または図４〜図６の本発明の実施例３〜実施例５に
適用可能な照明手段、反射手段などを示している。

【００１１】＜実施例１＞図１に本例の光学測定機にお
ける測定部の構成を示す。測定部10は、足などの被測定
物Ｗを載置する試料台11が水平状態に設置されている。
この試料台11は、その下面から被測定物Ｗの底面が観視
可能であり、例えば透明部材もしくはすりガラスで構成
されている。すりガラスの場合には、下方からの光が拡
散され、被測定物Ｗの試料台11に対する接触部分のみが
被測定物Ｗの底面像WAとして得られ、輪郭形状がより鮮
明となるものである。

【００１２】上記試料台11の下方には、被測定物Ｗの底
面像WAを側方に反射する第１の反射手段12が配設されて
いる。この第１の反射手段12としては、例えば、平面鏡
が側方に向けて45度に傾斜配設されている。

【００１３】また、上記第１の反射手段12の側方には、
第１の反射手段12によって反射された被測定物Ｗの底面
像WAを上方に反射する第２の反射手段13が配設されてい
る。この第２の反射手段13としては、例えば、平面鏡が
第１の反射手段12に対して約90度に傾斜配設されてい
る。すなわち、上記第１の反射手段12と第２の反射手段
13とによって、被測定物Ｗの底面像WAを上方に反射する
ように構成されている。

【００１４】さらに、前記試料台11の側方には、被測定
物Ｗの側面像WBを上記第２の反射手段13で反射された底
面像WAに隣接して上方に反射する第３の反射手段14が配
設されている。この第３の反射手段14としては、例え
ば、平面鏡が第２の反射手段13の延長上に、傾斜角（あ
おり角）および横方向位置（反射距離）を所定状態とし
て傾斜配設されている。

【００１５】一方、前記試料台11の下方側部には、被測
定物Ｗの底面を照明する光源16が設置されている。この
光源16としては、例えば、試料台11の長手方向に延びる
蛍光灯が配設され、第１の反射手段12の端部から試料台
11の下面を照明するように構成される。

【００１６】そして、前記被測定物Ｗの側部上方には、
被測定物Ｗの底面像WAおよび側面像WBを同時に撮影する
テレビカメラ等の撮像装置18が設置されている。すなわ
ち、この撮像装置18で撮影される画像は、図２に示すよ
うに、前記第１の反射手段12および第２の反射手段13に
よって反射された被測定物Ｗの底面像WAに隣接して前記
第３の反射手段14によって反射された被測定物Ｗの側面
像WBが同一視野Ｓ内に位置している。なお、撮像装置18
の実際の配設位置は、図示の場合より相当上方に離れて
設置される。また、詳細は図示しないが、前記撮像装置
18によって得られた画像は、その輪郭形状などから各種
寸法が計測される。

【００１７】一方、前記被測定物Ｗに対して前記第３の
反射手段14と反対側の側方には、背景部材19が試料台11
に立設されている。この背景部材19は、被測定物Ｗとコ
ントラストを有しており、被測定物Ｗが白色系の場合に
は黒色等に形成され、被測定物Ｗの側面像WBの輪郭を鮮
明とするように構成されている。

【００１８】本例によれば、簡単な構成で被測定物Ｗの
底面像WAと側面像WBとを隣接して同一視野Ｓ内に観察で
きる。

【００１９】なお、上記実施例では、第１の反射手段12
および第２の反射手段13は平面鏡によって別体に形成さ
れているが、被測定物Ｗがそれほど大きくない場合に
は、上記第１の反射手段12および第２の反射手段13を一
体のプリズム鏡によって構成するようにしてもよい。ま
た、第２の反射手段13と第３の反射手段14とは、実施例
のように別体に構成するほか、一体の平面鏡で構成する
こともできる。その際、底面像WAと側面像WBとの物体距
離が相違するので、焦点深度の深い撮像装置18を使用す
る必要がある。

【００２０】＜実施例２＞図３に本例の光学測定機の測
定部を示し、本例の測定部20では被測定物Ｗの底面の照
明機構が前例と異なる。

【００２１】試料台11の下方に配設される第１の反射手
段12は、例えば、透過率が10％のハーフミラー23によっ
て構成され、該第１の反射手段12は試料台11との間に照
明のための間隙を形成することなく設置されている。そ
して、上記第１の反射手段12の背部に光源16が配設さ
れ、該光源16からの光がハーフミラー23による第１の反
射手段12を通って被測定物Ｗの底面を照明するように設
けられている。

【００２２】また、上記光源16には被測定物Ｗの照明以
外の部分に光が入射しないように遮光部材25が配設され
ている。この遮光部材25により光源16から第１の反射手
段12を通った光が直接もしくは第２の反射手段13または
第３の反射手段14で反射されて撮像装置18に入射するの
を防止するようにしている。

【００２３】その他、第２および第３の反射手段13,14
などの構成は前例同様であり、被測定物Ｗの底面像WAと
側面像WBとを隣接して上方に同一視野Ｓ内に反射し、撮
像装置18で撮影を行うものである。

【００２４】本例によれば、前例のような試料台11の端
部に配設した光源16からの照明に比べて、光源位置が下
方に移動してハーフミラー23による第１の反射手段12を
通して被測定物Ｗの底面を照明するようにしたことによ
り、照明角度が緩くなって底面がほぼ均等に照明できて
良好な撮影が行えるとともに、試料台11と第１の反射手
段12とが近接することで、光学測定機がコンパクトにな
ると同時に、底面像ＷＡの光路長が短くなり側面像ＷＢ
の光路長との差が少なくなって、撮影した底面像WAと側
面像WBとのピント、倍率が接近して良好な画像が得られ
る。

【００２５】＜実施例３＞図４に本例の光学測定機の測
定部を示し、本例の測定部30では被測定物Ｗの底面像と
側面像との見掛上の物体距離が同一となるようにしてい
る。

【００２６】本例の測定部30における第１の反射手段12
はプリズムによる透明媒体26で形成され、該プリズム26
の斜面26a によって被測定物Ｗの底面像WAを側方に反射
する。また、上記プリズム26の上面26b は被測定物Ｗの
試料台を兼ねている。一方、第２の反射手段13および第
３の反射手段14は、第１の実施例と同様に平面鏡で構成
され、底面像WAおよび側面像WBを上方に反射する。

【００２７】さらに、上記第２の反射手段13によって被
測定物Ｗの底面像WAが上方に反射され、撮像装置18に至
る光路の途中にはガラスによる補助的な透明媒体27が介
在されている。前記、プリズムおよびガラスによる両透
明媒体26,27 は屈折率が大きく、この部分を通過する底
面像WAはその通過長さと屈折率に応じて見掛上の物体距
離が短くなる。

【００２８】なお、前記第１の反射手段12としてのプリ
ズム26の反射斜面26a をハーフミラーに構成し、第２の
実施例と同様にこのハーフミラー26a を介して被測定物
Ｗの底面の照明を行うようにしている。その他は第１の
実施例と同様の構造に形成されている。

【００２９】本例によれば、実際の光路長が側面像WBの
方が底面像WAより短くなっているのを、前記底面像WAを
屈折率の大きな透明媒体26,27 を通過させることにより
短縮して同等とし、撮像装置18におけるピントを合わせ
る物体距離が底面像WAと側面像WBとで一致し、両像のピ
ントおよび倍率が同一となって鮮明な画像が得られ、精
度のよい測定が可能となる。さらに、第１の反射手段12
と試料台11とを一体に構成することで、被測定物Ｗを載
置する部分が荷重に強くなると共に、コンパクトに構成
することができる。

【００３０】＜実施例４＞図５に示す本例は第３の実施
例の変形例であり、第１の反射手段12は実施例２と同様
の平面鏡で構成し、第２の反射手段13をプリズムによる
透明媒体28で構成したものであり、前記ガラスによる補
助的な透明媒体27とによって底面像WAの見掛上の物体距
離を短縮する機能が図４と同様に得られる。他の構造は
実施例２と同様に構成されている。

【００３１】なお、図４および図５の例においては、底
面像WAの光路中にプリズムによる透明媒体26,28 と、ガ
ラスによる補助的な透明媒体27とを介在させて、底面像
WAの見掛上の物体距離が側面像WBの物体距離と一致させ
るようにしているが、これは一方の透明媒体では通過距
離が不足することから配設しているものであり、屈折率
が高い物質によって構成した場合、または、光学系の変
更により実際の光路長が変更した場合になどにおいて
は、一方の透明媒体の配設で所定の機能が得られること
もある。さらに、上記透明媒体としてはガラスの他、水
などの屈折率の高い物質によって構成することが可能で
ある。

【００３２】＜実施例５＞図６に示す本例は第３の実施
例のさらに他の変形例であり、第１の反射手段12および
第２の反射手段13を一体のプリズムによる透明媒体29で
構成したものであり、この透明媒体29の両側の傾斜面29
a,29b がそれぞれ第１および第２の反射手段12,13 に構
成され、第１の反射手段12の上方の上面29c が被測定物
Ｗを載置する試料台を兼ねている。そして、この例で
は、プリズム29内の光路が長く補助的な透明媒体を要さ
ずに、底面像WAの見掛上の物体距離を短縮する機能が図
４と同様に得られる。

【００３３】＜実施例６＞図７に本例の光学測定機の測
定部を示すものであって、この例の測定部40では被測定
物Ｗの他方の側面像WCも得るように構成したものであ
る。

【００３４】第１〜第３の反射手段12〜14は第１の実施
例と同様に構成され、試料台11の被測定物Ｗの底面像WA
および一方の側面像WBが同時に第１の撮像装置18に撮影
される。

【００３５】また、第１の実施例の背景部材19は除去さ
れ、前記第３の反射手段14と反対側の被測定物Ｗの側方
には、被測定物Ｗの他方の側面像WCを上方に反射する第
４の反射手段21が配設されている。この第４の反射手段
21としては、例えば、平面鏡が第１の反射手段12と同様
の傾きで配設されて構成され、この他方の側面像WCを撮
影する第２の撮像装置22が被測定物Ｗの他方の側部上方
に配設されている。

【００３６】本例によれば、簡単な構造によって被測定
物Ｗの底面像WAに加えて両方の側面像WB,WC を得ること
ができる。なお、光源16は第２の実施例のように第１の
反射手段をハーフミラーに構成して下方から照明するよ
うにしてもよく、また、底面像WAの光路に第３の実施例
のように見掛けの物体距離を調整するプリズム、透明媒
体を介装してもよい。

【００３７】本発明における被測定物Ｗは前記各実施例
のような足に限らず、２方向もしくは３方向からの画像
が必要な各種物品に対して適用可能である。また、上記
実施例においては撮像装置18,22 を使用したが、この撮
像装置18,22 のかわりに肉眼で観察してもよい。

【００３８】

【発明の効果】上記のような光学測定機によれば、試料
台の下方に被測定物の底面像を側方に反射する第１の反
射手段と、この第１の反射手段によって反射された底面
像を上方に反射する第２の反射手段と、被測定物の側面
像を第２の反射手段で反射された底面像に隣接して上方
に反射する第３の反射手段とを備え、第１の反射手段お
よび第２の反射手段の少なくとも一方の反射手段を見掛
け上の物体距離を短くする屈折率が大きいプリズム形状
の透明媒体で形成したことにより、試料台に載置した被
測定物の底面像と側面像とを隣接して同時に同一視野内
に観察することができ、被測定物の２面像を簡易な構成
によって得ることができ、さらに、見掛け上の物体距離
が同じで底面像と側面像とのピントが同時に合うと共に
倍率も同一となって良好な画像観察が行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例における光学測定機の測定部の構
成図

【図２】画像例を示す説明図

【図３】第２の実施例における光学測定機の測定部の構
成図

【図４】第３の実施例における光学測定機の測定部の構
成図

【図５】第４の実施例における光学測定機の測定部の構
成図

【図６】第５の実施例における光学測定機の測定部の構
成図

【図７】第６の実施例における光学測定機の測定部の構
成図

【符号の説明】

10,20,30,40 測定部Ｗ被測定物 WA 底面像 WB 側面像 11 試料台 12 第１の反射手段 13 第２の反射手段 14 第３の反射手段

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】被測定物を載置し下方から被測定物の底
面が観視可能な試料台と、該試料台の下方に配設され被
測定物の底面像を側方に反射する第１の反射手段と、該
第１の反射手段によって反射された被測定物の底面像を
上方に反射する第２の反射手段と、前記試料台の側方に
配設され被測定物の側面像を上記第２の反射手段で反射
された底面像に隣接して上方に反射する第３の反射手段
とからなり、前記第１の反射手段および第２の反射手段
の少なくとも一方の反射手段は、見掛け上の物体距離を
短くする屈折率が大きいプリズム形状の透明媒体で形成
されていることを特徴とする光学測定機。
【請求項２】前記第１の反射手段をハーフミラーと
し、該第１の反射手段を通して被測定物の底面を照明す
る光源を配設したことを特徴とする請求項１に記載の光
学測定機。
【請求項３】前記第３の反射手段と反対側の被測定物
の側方に、被測定物の他方の側面像を上方に反射する第
４の反射手段を配設したことを特徴とする請求項１に記
載の光学測定機。