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
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は，光切断法により対象
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。
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。
【０００２】
【従来の技術】近年，単に二次元的に位置や形状を計測
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。
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。
【０００３】そこで，発明者等は，非接触法の一手段と
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。
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。
【０００４】これは，図７，図８に示すように，対象物
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。
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。
【０００５】まず，それぞれスリット光８（８ａ，８
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。
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。
【０００６】そして，スリット光８とカメラ９とを搭載
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。
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。
【０００７】このようにして各カメラ９（９ａ〜９ｃ）
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。
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。
【０００８】
【発明が解決しようとする問題点】このように構成され
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。
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。
【０００９】又，門型フレ−ム６に設置されている３台
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。
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。
【００１０】一方，アクチュエ−タ４に沿って移動する
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。
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。
【００１１】
【問題点を解決するための手段】第１の発明は，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
れぞれ設けるようにしたものである。
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。
【００１２】第２の発明は，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，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。
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。
【００１３】第３の発明は，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。
【００１４】
【作用】モ−タ３３が駆動すると，ボ−ルねじ３２が回
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。
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。
【００１５】又，ブロックＡとブロックＢとにそれぞれ
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。
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。
【００１６】
【発明の実施例】第１の発明の実施例を，図１〜図３お
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。
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。
【００１７】図１，図７〜図８に示すように，門型フレ
−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。
−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。
【００１８】スリット光８とカメラ９との位置関係とし
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。
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。
【００１９】この実施例では，３台のカメラ９ａ，９
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。
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。
【００２０】門型フレ−ム６の駆動機構５は，図１〜図
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。
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。
【００２１】ボ−ルねじ３２は，モ−タ３３により回転
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。
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。
【００２２】このように構成されているので，門型フレ
−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。
−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。
【００２３】図１，図５は，第２の発明を示すもので，
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。
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。
【００２４】ブロックＡと門型フレ−ム支持部材３１と
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。
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。
【００２５】従って，モ−タ３３によりボ−ルねじ３２
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。
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。
【００２６】なお，この実施例の場合には，Ｖ型溝３４
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。
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。
【００２７】又，この実施例の場合には，ブロックＡと
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。
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。
【００２８】図４は，第３の発明を示すもので，カメラ
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。
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。
【００２９】即ち，図４に示すように，門型フレ−ム６
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。
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。
【００３０】次に，図１〜図４および図７〜図８に基づ
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。
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。
【００３１】モ−タ３３が駆動すると，ボ−ルねじ３２
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。
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。
【００３２】又，ブロックＡとブロックＢとにそれぞれ
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。
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。
【００３３】なお，この実施例では，ブロックＡおよび
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。
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。
【００３４】このようにして各カメラ９（９ａ〜９ｃ）
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。
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。
【００３５】ここで，対象物２の高さが門型フレ−ム６
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。
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。
【００３６】
【発明の効果】この発明は，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。
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。
【００３７】又，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，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。
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。
【００３８】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
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。
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。
【図１】第１の発明の実施例を示す要部正面図である。
【図２】図１の平面図である。
【図３】図１の側面図である。
【図４】第３の発明の実施例を示す要部説明図である。
【図５】第２の発明の実施例を示す要部説明図である。
【図６】従来例を示す要部説明図である。
【図７】従来例を示す要部斜視図である。
【図８】従来例を示す要部構成図である。
２ 対象物
５ 駆動機構
６ 門型フレ−ム
８ スリット光
９ カメラ
１２ 画像処理装置
１８ 光源
３０ ステ−ジ
３１ 門型フレ−ム支持部材
３２ ボ−ルねじ
３３ モ−タ
３４ Ｖ型溝
３５ Ｖ型凸部
４０ 可動機構
４３ ボ−ルねじ
４４ カメラステ−ジ
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平６−337209（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−260444（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−249626（ＪＰ，Ａ)
特開 昭64−78104（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−259704（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−254706（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−196422（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01B 11/00 - 11/24
G01C 3/06
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 |
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