JP3375439B2 - 光切断法による対象物の三次元測定装置 - Google Patents
光切断法による対象物の三次元測定装置Info
- Publication number
- JP3375439B2 JP3375439B2 JP30157794A JP30157794A JP3375439B2 JP 3375439 B2 JP3375439 B2 JP 3375439B2 JP 30157794 A JP30157794 A JP 30157794A JP 30157794 A JP30157794 A JP 30157794A JP 3375439 B2 JP3375439 B2 JP 3375439B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- camera
- block
- portal frame
- measuring device
- slit light
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
- Image Processing (AREA)
- Image Analysis (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Description
物を非接触法で自動的に三次元計測するための装置に関
するものである。
するのではなく,対象物の奥行情報を取得して三次元的
に位置や形状を求める需要が生じている。三次元的に計
測する方法としては接触法と非接触法とがある。接触法
は,接触子により直接対象物に接触して計測する方法で
あるが,この方法では,対象物が柔軟な場合には,接触
子が対象物の表面に接触することにより表面が損傷され
るおそれがある。そのため非接触法で三次元的に計測す
る方法が求められている。
して,3台のカメラを用いて三次元的に位置を測定する
方法を開発し,特許出願中(特願平6−78033号)
である。
2の画像デ−タを検出する検出部1は,対象物2を載置
するテ−ブル3とこのテ−ブル3の両側端部に設けたア
クチュエ−タ4と,対象物2をいずれも3方向から直角
に照射するために設置された3個のスリット光8(8
a,8b,8c)の光源18と,この各スリット光に対
してそれぞれ内傾させて設置され,対象物2からの反射
光をそれぞれ撮像する自動シャッタ−機能を備え,支持
部材7(7a,7b,7c)にそれぞれ支持された3台
のカメラ9(9a,9b,9c)と,それぞれ互いに対
をなす3箇所のスリット光8(8a,8b,8c)の光
源18(18a,18b,18c)とカメラ9(9a,
9b,9c)とを所定位置に支持するとともに,末端部
にアクチュエ−タ4に沿ってテ−ブル3上を移動する駆
動機構を備えた門型フレ−ム6とにより構成されてい
る。
b,8c)は,対象物2に対して直角に照射され,その
反射光は,スリット光8に対して光軸が45°の位置に
なるよう設置されているカメラ9(9a,9b,9c)
で撮像される。この際,スリット光8は,対象物2の長
さ方向,即ち,Y軸方向に走査されるが,常に,スリッ
ト光8は,対象物2に対して平面として交わるので,そ
の反射光はカメラ9へ直線的に入射される。
している門型フレ−ム6が,駆動機構5によりアクチュ
エ−タ4に沿ってX軸方向に移動すると,カメラ9から
次々と対象物2の画像の断面デ−タが取り込まれる。こ
の際,カメラ9は1/500秒のシャッタ−速度を持つ
自動シャッタ−機能を備えたCCDカメラが使用されて
いるので,デ−タ取り込み時におけるブレを防止するこ
とが出来る。
から取り込まれた画像デ−タは,それぞれ各画像処理装
置12(12a〜12c)に入力されて画像処理され
る。この画像処理された三次元計測デ−タは,コンピュ
−タ13に入力され,演算処理されて断面デ−タが合成
されて表示部(図示せず)に表示される。
ているので,門型フレ−ム6の一方の末端部には,この
門型フレ−ム6のアクチュエ−タ4に沿って移動させる
ための駆動機構が設けられている。しかしながら,一方
の駆動機構には駆動力が付与され,他方の駆動機構には
LMガイド等で摺動するように構成されて駆動力が付与
されていない場合には,門型フレ−ム6が対象物2に沿
って移動する際の移動速度が大になるにつれて対象物2
に対して中心線がづれてしまうという問題があった。
のカメラ9a,9b,9cのそれぞれテ−ブル3からの
高さにより,測定可能な対象物2の大きさが制限されて
しまうという問題があった。
門型フレ−ム6は,図6に示すように,門型フレ−ム支
持部材31に固定されている第1のブロックAとにより
構成されているステ−ジ30と第2のブロックBとが摺
動して移動するように構成されているが,第2のブロッ
クBと第1のブロックAとを完全に固定するとともに,
ブロックAを門型フレ−ム支持部材31に固定すると,
各部材の精度には数ミクロンオ−ダ−のがたつきがある
ため,動きに対してがたつき音やきしみ音が発生すると
いう問題があった。
レ−ムの末端部を支持するとともに,この門型フレ−ム
を駆動する駆動機構を前記門型フレ−ムの両末端部にそ
れぞれ設けるようにしたものである。
動機構は,互いに固定された門型フレ−ム支持部材と第
1のブロックを有するステ−ジと,第1のブロックの上
面に載置固定された第2のブロックと,門型フレ−ム支
持部材の裏面に刻設されたねじと噛合するボ−ルねじ
と,このボ−ルねじに回転駆動力を付与するモ−タとを
有し,少なくとも一方の第1のブロックには,この第1
のブロックが第2のブロックと対向する面に,門型フレ
−ムの移動方向に長い凹型溝を形成し,第2のブロック
が第1のブロックと対向する面には,凹型溝と摺動自在
に嵌合する凸部を突設するようにしたものである。
スリット光の光源と,このスリット光に対して45°傾
けて設置されているカメラとを一対として,この互いに
対をなすスリット光の光源とカメラとを前記門型フレ−
ムの少なくとも3箇所に設置するとともに,少なくとも
中央部に位置する前記カメラを垂直方向に上下動する可
動機構を設けるようにしたものである。
転駆動され,このボ−ルねじ32と噛合するステ−ジ3
0(ブロックAと門型フレ−ム支持部材31),ブロッ
クBとが一体となって駆動され,門型フレ−ム6は矢印
方向に移動する。この際,門型フレ−ム6の両端部にそ
れぞれ駆動機構5が設けられているので,両端部には同
一の駆動力が付与されるから,移動速度が大となっても
従来のように中心線がねじれることはない。
形成されているV型凸部35とV型溝34とが嵌合した
状態でねじ止めされて一体となって移動するように構成
されているので,従来,各部材を機械的に固定した場合
に,各部材のミクロン単位の誤差があるために発生して
いたがたつき音,きしみ音が発生することはない。
よび図7〜図8に基づいて詳細に説明する。図1は第1
の発明の実施例を示す要部正面図,図2は図1の平面
図,図3は図1の側面図である。
−ム6には,支持部材7(7a,7b,7c)が3箇所
に取り付けられており,この支持部材7(7a,7b,
7c)の一端部には,それぞれ対象物2をいずれも3方
向から直角に照射するために3箇所にスリット光8(8
a,8b,8c)の光源18(18a,18b,18
c)が設置されており,他端部には,対象物2からの反
射光をそれぞれ撮像する自動シャッタ−機能を備えた3
台のカメラ9(9a,9b,9c)が設置されている。
各支持部材7a〜7cにそれぞれ設置されているスリッ
ト光8aとカメラ9a,スリット光8bとカメラ9b,
スリット光8cとカメラ9cとは互いに対をなしてい
る。
ては,スリット光8が対象物2に対して直角方向に位置
し,カメラ9はスリット光8に対して45°の位置に設
置されている。従って,各スリット光8(8a,8b,
8c)は,対象物2に直角に照射される。なお,スリッ
ト光8の光源18としては,投射されるスリット光8の
幅を細く出来るレ−ザ光源が理想的であるが,レ−ザ光
が赤色の場合には,対象物2の色により反射率が異な
る。そのため,カメラ9には,色による影響が濃度差と
なって入力されてしまうので,対象物2により条件設定
が異なる。従って,スリット光8の光源18としては,
色による影響のない白色光源が望ましい。この実施例で
は,スリット光8の投射幅は広くなるが,色による影響
の少ない白色光源として,ハロゲン光源を用いたスリッ
ト光が採用されており,対象物2の下面で幅1〜1.5
mm,長さ150mmのスリット光8が得られた。
b,9cは,いずれも水平方向768画素,直角方向4
93画素の白黒のCCDエリアカメラが使用されてお
り,いづれもシャッタ−速度1/1000秒〜1/20
00秒の自動シャッタ−機能が備えられている。又,図
1,図7に示すように,門型フレ−ム6の中央部に設置
されているカメラ9bの画角には,対象物2の下方向に
死角10が形成される。そこで,中心に位置しているカ
メラ9bの両側には,45°の位置にカメラ9a,9c
が配置されており,門型フレ−ム6の中央部に設置され
ているカメラ9bから対象物2を見た時,対象物2の下
方に形成される2箇所の死角10を覆うような位置に設
置されている。
2,図5に示すように,門型フレ−ム6を支持するステ
−ジ30と,門型フレ−ム6の両末端部にそれぞれ当接
し,これを支持する第1のブロックAと,第2のブロッ
クBと門型フレ−ム支持部材31とにより構成されてい
るステ−ジ30と,ボ−ルねじ32およびモ−タ33と
により構成されており,ステ−ジ30の裏面には,ねじ
(図示せず)が刻設されている。
駆動力が付与される。従って,門型フレ−ム6は,それ
ぞれ両末端部に設けられている駆動機構により,モ−タ
33が回転駆動されると,ボ−ルねじ32とステ−ジ3
0の裏面に刻設されているねじとが噛合して門型フレ−
ム6を矢印方向に移動するように構成されている。
−ム6の両端部には,駆動機構5が設けられているの
で,門型フレ−ム6の末端部に付与される駆動力は,同
一であるから,移動速度が大となっても中心線がよじれ
ることはない。
少なくとも一方の第1のブロックAが第2のブロックB
と対向する面には,門型フレ−ム6の移動方向に長い断
面V型溝34が凹設されているとともに,第1のブロッ
クAが第2のブロックBと対向する面には,V型溝34
に摺動自在に嵌合する断面V型凸部35が突設されてい
る。
は互いにねじ止め固定されて全体としてステ−ジ30と
して移動するように構成されており,さらに,門型フレ
−ム6はブロックBに固定されているとともに,ブロッ
クAとブロックBとはブッシュ(図示せず)を介してね
じ止め固定されている。
が回転すると門型フレ−ム6はステ−ジ30に載置さ
れ,このステ−ジ30とブロックBとが一体となって矢
印方向に移動するように構成されている。
とV型凸部35とがそれぞれ凹凸係合するようにブロッ
クAとブロックBにそれぞれ形成されているが,溝およ
び凸部の形状はこれに限定されることなく,凹型と凸型
との係合でもよく,あるいは半円形溝と半円形凸部との
係合でもよく,摺動自在に嵌合する凹凸係合であればい
かなる形状であっても同様な作用効果がある。
ブロックBとの凹凸係合は,それぞれ片側のブロックB
およびブロックAに形成されているが,両側のブロック
A,Bにそれぞれ形成しても同様な作用効果がある。
9a,9cは門型フレ−ム6の左右に固定されている
が,門型フレ−ム6の中央部に設置されているカメラ9
bには,垂直方向の可動機構40が設けられ,この実施
例の場合には,対象物2の垂直方向の高さが約50mm
程度変動しても測定可能に構成されている。
の中央部分には,コ字状の受け台41が取り付けられて
おり,この受け台41の下面には,支持リブ42が垂下
して設けられている。この支持リブ42には,垂直方向
に固定されているボ−ルねじ43とこのボ−ルねじ43
に回転駆動力を付与するモ−タ(図示せず)とが固定さ
れているとともに,このボ−ルねじ43と噛合するねじ
(図示せず)が裏面に刻設されているカメラステ−ジ4
4とを備えたカメラ支持部材45がねじ止め固定され
て,カメラ9bの垂直方向の可動機構40が構成されて
いる。
いて,作用動作について説明する。スリット光8は対象
物2に対して直角に照射され,対象物2からの反射光2
1を撮像するカメラ9は,スリット光8に対して光軸が
45°の位置になるよう設置されている。スリット光8
は,対象物2に対して平面として交わるので,その反射
光はカメラ9へ直線的に入射され,門型フレ−ム6が移
動するにつれて,カメラ9から次々と断面デ−タが取り
込まれる。
が回転駆動され,このボ−ルねじ32と噛合するステ−
ジ30(ブロックAと門型フレ−ム支持部材31),ブ
ロックBとが一体となって駆動され,門型フレ−ム6は
矢印方向に移動する。この際,門型フレ−ム6の両端部
にそれぞれ駆動機構5が設けられているので,両端部に
は同一の駆動力が付与されるから,移動速度が大となっ
ても従来のように中心線がづれることはない。
形成されているV型凸部35とV型溝34とが嵌合した
状態でねじ止めされて一体となって移動するように構成
されているので,従来,各部材を機械的に固定した場合
に,各部材のミクロン単位の誤差があるために発生して
いたがたつき音,きしみ音が発生することはない。
ブロックBには,それぞれV型溝34とV型凸部35と
を形成したが,この形状に限定されることなく,半円
型,矩形等の凹凸係合であればいかなる形状であっても
同様な作用効果がある。
から次々取り込まれた断面デ−タはそれぞれ各画像処理
装置12(12a〜12c)に入力され,画像処理され
る。この際,X軸方向へ移動しつつそれぞれデ−タを取
り込む3台のカメラ9とそれぞれこのカメラ9に対応す
る3台の画像処理装置12とは,制御部14からのタイ
ミング信号により制御されている。画像処理装置12で
画像処理された三次元計測デ−タは,コンピュ−タ13
に入力され,演算処理されて断面デ−タが合成され,画
面に表示される。
の中央部に位置決めされているカメラ9bの撮像範囲よ
り大あるいは小となった場合には,カメラ支持部材45
に設けられているモ−タを駆動すると,ボ−ルねじ43
とカメラステ−ジ44の裏面に刻設されているねじとが
噛合して,カメラ9bの垂直方向の高さが調整されるか
ら,対象物2の垂直方向の高低差に対応して門型フレ−
ム6の中央部のカメラ9bは垂直方向に上下動させるこ
とが出来る。
持するとともに,この門型フレ−ムを駆動する駆動機構
を門型フレ−ムの両末端部に設けたので,門型フレ−ム
の中心線がづれることもない。
互いに固定された門型フレ−ム支持部材と第1のブロッ
クを有するステ−ジと,第1のブロックの上面に載置固
定された第2のブロックと,門型フレ−ム支持部材の裏
面に刻設されたねじと噛合するボ−ルねじと,このボ−
ルねじに回転駆動力を付与するモ−タとを有し,少なく
とも一方の第1のブロックには,この第1のブロックが
第2のブロックと対向する面に,門型フレ−ムの移動方
向に長い凹型溝を形成し,第2のブロックが第1のブロ
ックと対向する面には,凹型溝と摺動自在に嵌合する凸
部を突設するようにしたので,門型フレ−ムの移動に伴
うがたつき音,きしみ音が発生することはない。
源と,このスリット光に対して45°傾けて設置されて
いるカメラとを一対として,この互いに対をなすスリッ
ト光の光源とカメラとを前記門型フレ−ムの少なくとも
3箇所に設置するとともに,少なくとも中央部に位置す
る前記カメラを垂直方向に上下動する可動機構を設けた
ので,対象物の高さの変動に対応することが出来,さら
に正確な計測が可能となる。
Claims (5)
- 【請求項1】 対象物を載置するテ−ブルと, このテ−ブルの両側端部に設けたアクチュエ−タと, 前記対象物をいずれも複数方向から直角に照射するため
に設置された複数の前記スリット光の光源と, この各スリット光に対応してそれぞれ内傾させて設置さ
れ,前記対象物からの反射光をそれぞれ撮像する自動シ
ャッタ−機能を備えた複数のカメラと, それぞれ互いに対をなす複数箇所の前記スリット光の光
源と前記カメラとを所定位置に支持するとともに,末端
部に前記アクチュエ−タに沿って移動する駆動機構を備
えた門型フレ−ムと, 前記各カメラからの画像デ−タをそれぞれ処理する複数
の画像処理装置と, 前記門型フレ−ムの駆動機構を制御するとともに,前記
複数の画像処理装置を時間的に制御するためのタイミン
グ信号を出力する制御部と, 前記各画像処理装置からの三次元計測デ−タを演算処理
するとともに,前記制御部を制御するコンピュ−タと, を備えた光切断法による対象物の三次元測定装置におい
て, 前記門型フレ−ムの末端部を支持するとともに,この門
型フレ−ムを駆動する駆動機構を前記門型フレ−ムの両
末端部にそれぞれ設けたことを特徴とする光切断法によ
る対象物の三次元測定装置。 - 【請求項2】 前記門型フレ−ムの末端部の駆動機構
は,互いに固定された門型フレ−ム支持部材と第1のブ
ロックを有するステ−ジと,前記第1のブロックの上面
に載置固定された第2のブロックと,前記門型フレ−ム
支持部材の裏面に刻設されたねじと噛合するボ−ルねじ
と,このボ−ルねじに回転駆動力を付与するモ−タとを
有し, 少なくとも一方の前記第1のブロックには,この第1の
ブロックが前記第2のブロックと対向する面に,前記門
型フレ−ムの移動方向に長い凹型溝を形成し,前記第2
のブロックが前記第1のブロックと対向する面には,前
記凹型溝と摺動自在に嵌合する凸部を突設したことを特
徴とする請求項1に記載の光切断法による対象物の三次
元測定装置。 - 【請求項3】 前記凹型溝は,前記門型フレ−ムの移動
方向に長い断面V型溝とし, 前記凸部は,前記V型溝と摺動自在に嵌合する断面V型
凸部としたことを特徴とする請求項2に記載の光切断法
による対象物の三次元測定装置。 - 【請求項4】 前記対象物に直角に照射されるスリット
光の光源と,このスリット光に対して45°傾けて設置
されているカメラとを一対として,この互いに対をなす
スリット光の光源とカメラとを前記門型フレ−ムの少な
くとも3箇所に設置するとともに,少なくとも中央部に
位置する前記カメラを垂直方向に上下動する可動機構を
設けたことを特徴とする請求項1〜請求項3にそれぞれ
記載の光切断法による対象物の三次元測定装置。 - 【請求項5】 前記カメラの可動機構は,このカメラを
支持するとともに,裏面に垂直方向のねじを刻設したカ
メラステ−ジと,このカメラステ−ジの前記ねじと噛合
するボ−ルねじと,このボ−ルねじに回転駆動力を付与
するモ−タとを有することを特徴とする請求項4に記載
の光切断法による対象物の三次元測定装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30157794A JP3375439B2 (ja) | 1994-11-10 | 1994-11-10 | 光切断法による対象物の三次元測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30157794A JP3375439B2 (ja) | 1994-11-10 | 1994-11-10 | 光切断法による対象物の三次元測定装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08136231A JPH08136231A (ja) | 1996-05-31 |
JP3375439B2 true JP3375439B2 (ja) | 2003-02-10 |
Family
ID=17898626
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP30157794A Expired - Fee Related JP3375439B2 (ja) | 1994-11-10 | 1994-11-10 | 光切断法による対象物の三次元測定装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3375439B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102005042902A1 (de) * | 2004-12-16 | 2007-03-22 | Benteler Automobiltechnik Gmbh | Vorrichtung zum Vermessen von Bauteilen und Auswerteeinheit |
JP5069064B2 (ja) * | 2007-08-31 | 2012-11-07 | 日本電産トーソク株式会社 | 刻印検査装置 |
JP5973531B2 (ja) * | 2014-11-12 | 2016-08-23 | 中国電力株式会社 | 測定装置、測定方法 |
WO2022202219A1 (ja) * | 2021-03-22 | 2022-09-29 | 日本製鉄株式会社 | フロントアクスルビームの形状検査装置 |
-
1994
- 1994-11-10 JP JP30157794A patent/JP3375439B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH08136231A (ja) | 1996-05-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5118192A (en) | System for 3-D inspection of objects | |
US6094269A (en) | Apparatus and method for optically measuring an object surface contour | |
JP5226480B2 (ja) | 3次元形状測定装置 | |
JP4706356B2 (ja) | ねじ形状測定装置 | |
US8164625B2 (en) | Device and method for visually recording two-dimensional or three-dimensional objects | |
JP3375439B2 (ja) | 光切断法による対象物の三次元測定装置 | |
JPH07260444A (ja) | 光切断法による対象物の三次元計測方法およびその装置 | |
JPH05306915A (ja) | 形状測定方法およびその装置 | |
JP3715377B2 (ja) | 物体形状測定装置 | |
JP6867932B2 (ja) | 表面検査装置 | |
JP2003148936A (ja) | 光切断法による対象物の三次元計測方法 | |
JPH0334803B2 (ja) | ||
JPH06109437A (ja) | 三次元形状計測装置 | |
JPH06337209A (ja) | 三次元物体計測装置 | |
JP2504944B2 (ja) | 3次元情報処理方法 | |
JP3290784B2 (ja) | 共焦点光学系を用いた結晶欠陥検出方法 | |
JP2911619B2 (ja) | 周期性パターンの表面欠陥検査方法および装置 | |
US5663796A (en) | Optical sensor and optical apparatus using the same | |
KR100651791B1 (ko) | 부품 검사 장치 및, 방법 | |
JPH01107218A (ja) | テープ型多心光ファイバ接続部観察装置 | |
JPH11148806A (ja) | 三次元物体及びその表面画像の読取装置 | |
JPH05142157A (ja) | 半田付け状態の外観検査装置 | |
JPH01153908A (ja) | 三次元測定機 | |
JPH08313230A (ja) | モアレ縞解析のためのアライメント方法 | |
KR100468869B1 (ko) | 모아레 간섭 무늬를 이용한 부품 검사 장치 및, 방법 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071129 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081129 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081129 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091129 Year of fee payment: 7 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |