JPS59190607A - 物体形状の非接触測定装置 - Google Patents
物体形状の非接触測定装置Info
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- JPS59190607A JPS59190607A JP6621683A JP6621683A JPS59190607A JP S59190607 A JPS59190607 A JP S59190607A JP 6621683 A JP6621683 A JP 6621683A JP 6621683 A JP6621683 A JP 6621683A JP S59190607 A JPS59190607 A JP S59190607A
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は物体形状の非接触測定装置に係り、特に形状測
定時の演算時間を短縮するのに好適な物体形状をレーザ
ー光等を利用した光学的変位計によシ非接触で測定する
ようにした非接触測定装置に関するものである。
定時の演算時間を短縮するのに好適な物体形状をレーザ
ー光等を利用した光学的変位計によシ非接触で測定する
ようにした非接触測定装置に関するものである。
近年、オグトエレクトロニクスの発展に伴い、レーザー
光等の光学的手段により非接触で物体形状の測定を行う
装置が開発されている。従来、このような装置としては
倣い計測装置が主流であるので、以下、その−例を第1
図を用いて説明する。
光等の光学的手段により非接触で物体形状の測定を行う
装置が開発されている。従来、このような装置としては
倣い計測装置が主流であるので、以下、その−例を第1
図を用いて説明する。
第1図は従来の形状測定装置の側面図で、被測定物体1
の外部に駆動テーブル2を配置し、駆動テーブル2を駆
動機構3,3′によって3次元的(図示のX、y、z軸
方向)に駆動するようにしである。駆動テーブル2上に
は、レーザー光等の光源4.半透鏡5.レンズ6.7.
振動ピンホール8および受光器9からなる光学系が配置
しである。また、振動ピンホール8を振動させるための
発振器10、受光器9の出力を増幅する増幅器11、増
幅器11の出力を用いて演算を行って駆動機構3,3′
を制御する演算制御回路12とよりなる演算制御装置が
設けである。
の外部に駆動テーブル2を配置し、駆動テーブル2を駆
動機構3,3′によって3次元的(図示のX、y、z軸
方向)に駆動するようにしである。駆動テーブル2上に
は、レーザー光等の光源4.半透鏡5.レンズ6.7.
振動ピンホール8および受光器9からなる光学系が配置
しである。また、振動ピンホール8を振動させるための
発振器10、受光器9の出力を増幅する増幅器11、増
幅器11の出力を用いて演算を行って駆動機構3,3′
を制御する演算制御回路12とよりなる演算制御装置が
設けである。
いま、被測定物体1とレンズ6との距離yがレンズ6の
焦点距離Aに等しいとすると、反射光は第1図に示しで
あるように振動ピンホール8の振幅の中心に熱点を結ぶ
ので、受光器9の出力は、第1図の場合の変位と出力と
の関係の説明図である第2図に示すように、加振周波数
fの2倍の周波数2fのものとなる。また、距離yがA
に一致しない場合には、出力周波数はfとなるとともに
、距離yの遠近によって位相が同相ないし逆相となる。
焦点距離Aに等しいとすると、反射光は第1図に示しで
あるように振動ピンホール8の振幅の中心に熱点を結ぶ
ので、受光器9の出力は、第1図の場合の変位と出力と
の関係の説明図である第2図に示すように、加振周波数
fの2倍の周波数2fのものとなる。また、距離yがA
に一致しない場合には、出力周波数はfとなるとともに
、距離yの遠近によって位相が同相ないし逆相となる。
したがって、これらの周波数と位相の検出結果にもとづ
いて距離yがAに等しくなるように駆動機構3,3′の
駆動制御を行えば、その、駆動量によって被測定物体1
の形状を倣い計測することができる。
いて距離yがAに等しくなるように駆動機構3,3′の
駆動制御を行えば、その、駆動量によって被測定物体1
の形状を倣い計測することができる。
しかし、この方式の形状測定装置には下記のような問題
点がある。
点がある。
(1)測定時間が長い。これは、被測定物体1のX−y
断面の形状を測定する場合には、X軸方向の駆動にあわ
せて、常にy軸方向の駆動を行う必要があるからである
。
断面の形状を測定する場合には、X軸方向の駆動にあわ
せて、常にy軸方向の駆動を行う必要があるからである
。
(2)被測定物体1の表面の傾斜角が大きい場合には測
定ができない。これfd、被測定点における被測定物体
1の表面の法線と照射光軸とのなす角度α(第1図参照
)が大きくなると、受光器9に向かう反射光の光量が減
少するためである。
定ができない。これfd、被測定点における被測定物体
1の表面の法線と照射光軸とのなす角度α(第1図参照
)が大きくなると、受光器9に向かう反射光の光量が減
少するためである。
本発明は上記に鑑みてなされたもので、その目的とする
ところは、測定時間を短縮することができ、しかも、被
測定物体の表面の傾斜が急であっても形状測定を行うこ
とができる物体形状の非接触測定装置を提供することに
ある。
ところは、測定時間を短縮することができ、しかも、被
測定物体の表面の傾斜が急であっても形状測定を行うこ
とができる物体形状の非接触測定装置を提供することに
ある。
本発明の第1の特徴は、被測定物体の表面に照て3次元
的に駆動される変位計の取り付は角度を変化させる1つ
の角度変化機構と、上記変位占4による距離の測定値、
上記3次元駆動機構の駆動量および上記変位計の取り付
角度を入力して必要な演算を行うとともに上記3次元駆
動機構と」二記角度変化機構とを駆動制御する演算制御
機構とよりなり、上記角度変化機構の回転中心軸と上記
変位計からの照射光の光軸の延長線とは交差するように
構成した点にある。第2の特徴は、上記角度変化機構を
複数とし、そのうちの−1−記変位計に最も近い角度変
化機構の回転中心軸と上記変位側からの射熱光の光軸の
延長線とは交差するように構成し、上記3次元駆動機構
に最も近い角度変化機構の回転中心軸は上記3次元駆動
機構のいずれか1つの駆動軸に平行になるように構成し
た点にある。
的に駆動される変位計の取り付は角度を変化させる1つ
の角度変化機構と、上記変位占4による距離の測定値、
上記3次元駆動機構の駆動量および上記変位計の取り付
角度を入力して必要な演算を行うとともに上記3次元駆
動機構と」二記角度変化機構とを駆動制御する演算制御
機構とよりなり、上記角度変化機構の回転中心軸と上記
変位計からの照射光の光軸の延長線とは交差するように
構成した点にある。第2の特徴は、上記角度変化機構を
複数とし、そのうちの−1−記変位計に最も近い角度変
化機構の回転中心軸と上記変位側からの射熱光の光軸の
延長線とは交差するように構成し、上記3次元駆動機構
に最も近い角度変化機構の回転中心軸は上記3次元駆動
機構のいずれか1つの駆動軸に平行になるように構成し
た点にある。
以下本発明を第3図、第4図、第7図、第12図、第1
3図に示した実施例および第5図、第6図、第8図〜第
11図、第14図、第15図を用いて詳細に説明する。
3図に示した実施例および第5図、第6図、第8図〜第
11図、第14図、第15図を用いて詳細に説明する。
第3図は本発明の非接触測定装置の一実施例を示す全体
構成図である。第3図において、2oは基台、1i−1
:基台2oの上方に置かれた被測定物体で、被測定物体
1の上方には、変位計40が2つの角ii化機構21.
21’を介してクロスヘッド22に取り付けられて位置
している。クロスヘッド22け、3次元駆動機構のアー
ム23に滑合させてあシ、ガイド部24、横送りネジ2
5およびモータ26によって左右に駆動されるので、変
位計40も図示のX軸方向に移動可能となっている。捷
だ、3次元駆動機構のy軸方向の、駆動は、モータ27
に結合しである縦方向送りネジ28とアーム29に滑合
させであるキヤボックス3oとによって行い、さらに、
モータ31は基台32に載置しである駆動機構全体を区
軸方向に、駆動する。
構成図である。第3図において、2oは基台、1i−1
:基台2oの上方に置かれた被測定物体で、被測定物体
1の上方には、変位計40が2つの角ii化機構21.
21’を介してクロスヘッド22に取り付けられて位置
している。クロスヘッド22け、3次元駆動機構のアー
ム23に滑合させてあシ、ガイド部24、横送りネジ2
5およびモータ26によって左右に駆動されるので、変
位計40も図示のX軸方向に移動可能となっている。捷
だ、3次元駆動機構のy軸方向の、駆動は、モータ27
に結合しである縦方向送りネジ28とアーム29に滑合
させであるキヤボックス3oとによって行い、さらに、
モータ31は基台32に載置しである駆動機構全体を区
軸方向に、駆動する。
一方、クロスヘッド22に取り付けである角度変化機構
21(/i、y軸と平行な回転中心軸33の周りにアー
ム34を回転させる。そして、このアーム34の下端に
角度変化機構21′が取勺伺けてあり、y軸と平行な回
転中心軸33′の周りに変位計40を回動させるように
しである。
21(/i、y軸と平行な回転中心軸33の周りにアー
ム34を回転させる。そして、このアーム34の下端に
角度変化機構21′が取勺伺けてあり、y軸と平行な回
転中心軸33′の周りに変位計40を回動させるように
しである。
したがって、変位計40は、X2y、y軸の3軸方向に
移動可能であるとともに、角度変化機構21’、21’
によってy軸およびy軸に平行な回転軸の周D(i=回
転可能となっている。
移動可能であるとともに、角度変化機構21’、21’
によってy軸およびy軸に平行な回転軸の周D(i=回
転可能となっている。
第4図は第3図の変位計40の概略構造とアーム34へ
の取り付は状況を示した図である。レーザー光等の光の
41から射出された光線は、照射レンズ42を通って被
測定物体1の表面」二の測定点Pを照射し、P点からの
拡散反射光は、照射光軸45とβなる角度を有する軸線
上に配置した集光レンズ43によって集光され、受光器
44で検出される。距離の測定は、被測定物体1と変位
計40との距離りが変化すると(第4図では被測定物体
1と回転中心軸33′との距離t Lとしである。)、
受光器44の受光面上の入射位置が変化する原理を用い
て行うようにしである。たたし、受光面の大きさ等の制
約から、測定できる距離には限界があり、その上、下限
はLmax、上限はJJ yninとなる。また、本実
施例では、アーム34に対して変位計40を回動駆動さ
せる角度変化機構21′の回転中心軸33′が照射光軸
45と交差するように変位計40を取っ付は部46を介
して結合しである。
の取り付は状況を示した図である。レーザー光等の光の
41から射出された光線は、照射レンズ42を通って被
測定物体1の表面」二の測定点Pを照射し、P点からの
拡散反射光は、照射光軸45とβなる角度を有する軸線
上に配置した集光レンズ43によって集光され、受光器
44で検出される。距離の測定は、被測定物体1と変位
計40との距離りが変化すると(第4図では被測定物体
1と回転中心軸33′との距離t Lとしである。)、
受光器44の受光面上の入射位置が変化する原理を用い
て行うようにしである。たたし、受光面の大きさ等の制
約から、測定できる距離には限界があり、その上、下限
はLmax、上限はJJ yninとなる。また、本実
施例では、アーム34に対して変位計40を回動駆動さ
せる角度変化機構21′の回転中心軸33′が照射光軸
45と交差するように変位計40を取っ付は部46を介
して結合しである。
第5図、第6図はそれぞれ変位計40の照射角αの測定
限度を示した図である。αの値1dV被測定物体1の表
面の照射点における法線nと照射光軸45とのなす角と
定義する。第5図、第6図がらαの値が過大(第5図〕
もしくは過小(第6図ンとなった場合は、受光光軸の方
向の拡散反射の光量が減少するため、受光器44で検出
できなくなることがわかる。この照射角αの上限および
下限はそれぞれα。a工、αminとしである。
限度を示した図である。αの値1dV被測定物体1の表
面の照射点における法線nと照射光軸45とのなす角と
定義する。第5図、第6図がらαの値が過大(第5図〕
もしくは過小(第6図ンとなった場合は、受光光軸の方
向の拡散反射の光量が減少するため、受光器44で検出
できなくなることがわかる。この照射角αの上限および
下限はそれぞれα。a工、αminとしである。
第7図は本発明の非接触測定装置の演算制御機構の一実
施例を示すブロック図である。変位計御装置51に入力
される。また、X、y、Z軸方向の駆動量を測定する磁
気スクール52がらの位置情報は、増幅器53を経て演
算制御装置51へ入力される。さらに、角度変化機構2
1.21’のロータリーエンコーダ54からの角度情報
は、増幅器55を経て演算制御装置51に入力される。
施例を示すブロック図である。変位計御装置51に入力
される。また、X、y、Z軸方向の駆動量を測定する磁
気スクール52がらの位置情報は、増幅器53を経て演
算制御装置51へ入力される。さらに、角度変化機構2
1.21’のロータリーエンコーダ54からの角度情報
は、増幅器55を経て演算制御装置51に入力される。
演算制御装置51では、これらの情報にもとついて被測
定物体1上の照射点Pの座標(X+ y+ Z)を演算
するとともに、その結果を表示装置56に表示する。さ
らに、距離りおよび照射角αに関して、後述の比較6I
t算を行い、そのん呆にもとづいてX、y、Z軸方向の
駆動モータ26,27゜31および角度変化機構21.
.21.’の駆動モータ57,57”(第3図、第4図
には図示省略)の駆動制御を行う。
定物体1上の照射点Pの座標(X+ y+ Z)を演算
するとともに、その結果を表示装置56に表示する。さ
らに、距離りおよび照射角αに関して、後述の比較6I
t算を行い、そのん呆にもとづいてX、y、Z軸方向の
駆動モータ26,27゜31および角度変化機構21.
.21.’の駆動モータ57,57”(第3図、第4図
には図示省略)の駆動制御を行う。
次に、実施例の効果について説明する。1ず、変位計4
0の利用による効果について説ツ]する。
0の利用による効果について説ツ]する。
第8図は変位計40の駆動方法を説明するための図で、
図示のように、変位計40に対して被測定物体lが右下
シの断面形状を有している場合は、距離の測定可能な範
囲L min −L+。、Xが広いので、被測定面の傾
斜が緩やかな場合には、変位計40をX軸方向に駆動す
るだけで形状の測定値が得られる。このため、従来例に
比較してy軸方向の駆動の回数減少にともなう測定時間
の短縮をはかることができる。なお、各測定点において
は、距離の測定値りとL maxおよびL minとの
比較演算を行い、Lの値が測定可能範囲全逸脱しないよ
うな制御を行う。
図示のように、変位計40に対して被測定物体lが右下
シの断面形状を有している場合は、距離の測定可能な範
囲L min −L+。、Xが広いので、被測定面の傾
斜が緩やかな場合には、変位計40をX軸方向に駆動す
るだけで形状の測定値が得られる。このため、従来例に
比較してy軸方向の駆動の回数減少にともなう測定時間
の短縮をはかることができる。なお、各測定点において
は、距離の測定値りとL maxおよびL minとの
比較演算を行い、Lの値が測定可能範囲全逸脱しないよ
うな制御を行う。
次に、角度変化機構21.21’を設けたことによる効
果を第9図を用いて説明する。図中■の場合は、照射点
Pにおける法線j]と照射光軸45とのなす角αは、変
位計40の角度の測定可能範囲αmin〜αm8工内に
あるが、破線で示す■の場合は、上記範囲を外れてしま
う。この場合は、Oに示すように、角度変化機構21あ
るいは21’(第3図参照)を用いて変位計40を回動
させ、αの値が上記範囲内になるようにする。したがっ
て、各測定点におけるαの測定値とαminおよびα。
果を第9図を用いて説明する。図中■の場合は、照射点
Pにおける法線j]と照射光軸45とのなす角αは、変
位計40の角度の測定可能範囲αmin〜αm8工内に
あるが、破線で示す■の場合は、上記範囲を外れてしま
う。この場合は、Oに示すように、角度変化機構21あ
るいは21’(第3図参照)を用いて変位計40を回動
させ、αの値が上記範囲内になるようにする。したがっ
て、各測定点におけるαの測定値とαminおよびα。
8K とを比較演算し、αが測定可能範囲を逸脱する傾
向を示したら、その都度角度変化機構20あるいは20
′を作動させる。こわによシ任意形状の断面の被測定物
体1の形状測定を行うことが次に、変位計40側の回転
駆動機構21′の回転中心軸33′と照射光軸45の延
長線とを交差させたことによる効果について説明する。
向を示したら、その都度角度変化機構20あるいは20
′を作動させる。こわによシ任意形状の断面の被測定物
体1の形状測定を行うことが次に、変位計40側の回転
駆動機構21′の回転中心軸33′と照射光軸45の延
長線とを交差させたことによる効果について説明する。
なお、簡単のため、ここでは回転中心軸33′がZ軸に
平行な場合について議論する。第10図はこの場合の説
明図で、被測物体1」二の照射点Pの座標(XI yl
z)は、照射光軸45の延長線と回転中心軸33′と
の交点Qの座標(XI r Yl +Z+)e用いれば
、下式で表わされる。
平行な場合について議論する。第10図はこの場合の説
明図で、被測物体1」二の照射点Pの座標(XI yl
z)は、照射光軸45の延長線と回転中心軸33′と
の交点Qの座標(XI r Yl +Z+)e用いれば
、下式で表わされる。
X””Xl+LCO3θ、 ・・・−(1)
Y ”” Y + + Lsinθ< −
−= (2)z = z 、
・・・・・ (3)ここに、L;線分PQの長さ θd;照射光軸45とX軸とのなす角 一方、第11図は回転中心ll1l133′と照射光軸
45の延長線とが交差していない場合の説明図で、この
場合は、照射光軸45と回転中心軸33′との距離を1
1とし、照射光軸45を含みz11]に垂直な平面と回
転中心軸33′との交点Qの座標を(XI r yl
+ zI )とすれば、P点の座標(XIy、Z
)は下式で示される。
Y ”” Y + + Lsinθ< −
−= (2)z = z 、
・・・・・ (3)ここに、L;線分PQの長さ θd;照射光軸45とX軸とのなす角 一方、第11図は回転中心ll1l133′と照射光軸
45の延長線とが交差していない場合の説明図で、この
場合は、照射光軸45と回転中心軸33′との距離を1
1とし、照射光軸45を含みz11]に垂直な平面と回
転中心軸33′との交点Qの座標を(XI r yl
+ zI )とすれば、P点の座標(XIy、Z
)は下式で示される。
x = x 、 −1−LCO3θa+hsinθd
”’ (4)y= Y + 十Lsinθd7−
h cosθd−(5)2−21
・・・ (6)(1)式と(4)式、(“2)式
と(5)式を比較すれば明らかなように、本発明の実施
例のように、回転中心軸33′と照射光軸45の延長線
とを交差させた場合には、照射点Pの座標の計算式が簡
単になる。
”’ (4)y= Y + 十Lsinθd7−
h cosθd−(5)2−21
・・・ (6)(1)式と(4)式、(“2)式
と(5)式を比較すれば明らかなように、本発明の実施
例のように、回転中心軸33′と照射光軸45の延長線
とを交差させた場合には、照射点Pの座標の計算式が簡
単になる。
したがって、演算制御装置51内での計算時間が減少し
、形状測定に要する時間を短縮することができる。
、形状測定に要する時間を短縮することができる。
次に、3次元駆動機構側の角度変化機構20の回転中心
軸33を3次元1駆動機構のいずれか1つの駆動軸と平
行にした場合の効果について説明する。第12図1番1
3図は第3図の角度変化機構21.2]、’の詳細構造
図で、第12図は正面図、第13図は側面図である。角
度変化機構21の回転中心軸33と3次元駆動機構への
取り伺はアーム58の中心線との交点凡の座標(X2
+ 3’2 +z2)は、前述のQ点の座標(XI +
Yj + zI)を用いて次式で表わすことができる
。
軸33を3次元1駆動機構のいずれか1つの駆動軸と平
行にした場合の効果について説明する。第12図1番1
3図は第3図の角度変化機構21.2]、’の詳細構造
図で、第12図は正面図、第13図は側面図である。角
度変化機構21の回転中心軸33と3次元駆動機構への
取り伺はアーム58の中心線との交点凡の座標(X2
+ 3’2 +z2)は、前述のQ点の座標(XI +
Yj + zI)を用いて次式で表わすことができる
。
XI−x2−11・・・・(7)
Yl = Y2−A2CO3Qa+/:3sinθn
・= (8)zI =Z2+t2sinθn +l
3 COF、θa −(9)ここに、t、 l
t2 + A3 ;図示の各アームの長さ Qn;角度変化機構21 の回転角 一方、第14図、第15図はそれぞれ回転中心軸33が
X軸と角度θSをなす場合の第12図。
・= (8)zI =Z2+t2sinθn +l
3 COF、θa −(9)ここに、t、 l
t2 + A3 ;図示の各アームの長さ Qn;角度変化機構21 の回転角 一方、第14図、第15図はそれぞれ回転中心軸33が
X軸と角度θSをなす場合の第12図。
第13図に和尚する図で、この場合のQ点とR1点の座
標の間には次の関係式が成立する。
標の間には次の関係式が成立する。
xl=x2−IHcO3θ B−A2sinθ s
・−QO)Y ] = Y
2 十ス’−1sinill 3−(72cos
θ R−j!、3sinθ 、、)COSθ 8・・・
(II) z1= Z 2 +t2sin On +t3cosθ
n ・(121(7)式と(10)式、(
8)式と01)式、(9)式と32+式を比較すれば、
第12図、第13図に示す本発明の実施例のように、3
次元駆動機構側の角度変化機構21の回転中心軸33を
3次元駆動機構の1つの軸と平行になるように配設した
場合は、座標の計算式が非常に簡単になることがわかる
。したがって、この場合も演算制御装置51での計算時
間が減少し、形状測定に要する時間を短縮することがで
きる。
・−QO)Y ] = Y
2 十ス’−1sinill 3−(72cos
θ R−j!、3sinθ 、、)COSθ 8・・・
(II) z1= Z 2 +t2sin On +t3cosθ
n ・(121(7)式と(10)式、(
8)式と01)式、(9)式と32+式を比較すれば、
第12図、第13図に示す本発明の実施例のように、3
次元駆動機構側の角度変化機構21の回転中心軸33を
3次元駆動機構の1つの軸と平行になるように配設した
場合は、座標の計算式が非常に簡単になることがわかる
。したがって、この場合も演算制御装置51での計算時
間が減少し、形状測定に要する時間を短縮することがで
きる。
以上述べたように、本発明の実施例によれば、距離の測
定可能範囲が広い変位計40を用いているので、駆動制
御の回数減少に加えて、演算制御装置51における計算
時間の短縮が期待され、形状計測時間を大幅に短縮でき
る。また、角度変化機構21,2]、’を介して変位計
40を3次元駆動機構に結合しであるので、被測定物体
1の形状に急激な変化があっても、変位計40の取付角
を変えることなく、形状測定を行うことができる。
定可能範囲が広い変位計40を用いているので、駆動制
御の回数減少に加えて、演算制御装置51における計算
時間の短縮が期待され、形状計測時間を大幅に短縮でき
る。また、角度変化機構21,2]、’を介して変位計
40を3次元駆動機構に結合しであるので、被測定物体
1の形状に急激な変化があっても、変位計40の取付角
を変えることなく、形状測定を行うことができる。
さらに、角度変化機構21′の回転中心軸33′が変位
計40の照射光軸45の延長線と交差するようにしであ
るので、これによっても演算時間の短縮金はかることが
できる。
計40の照射光軸45の延長線と交差するようにしであ
るので、これによっても演算時間の短縮金はかることが
できる。
なお、本発明は上記した実施例のみに限定されるもので
なく、変位計40.角度変化機構21゜21′および3
次元駆動機構の構成、配置には線種の変形側が考えられ
る。例えば、第3図の実施例では、角度変化機構が21
と21′の2つの場合を示しているが、角度変化機構は
21′1つたけであってもよい。また、変位計40の取
付角度は、第3図以外に、照射光軸45の周りに任意角
度回転させた取付角度であってもよく、これらによって
も上記とほぼ同一の効果が期待できる。
なく、変位計40.角度変化機構21゜21′および3
次元駆動機構の構成、配置には線種の変形側が考えられ
る。例えば、第3図の実施例では、角度変化機構が21
と21′の2つの場合を示しているが、角度変化機構は
21′1つたけであってもよい。また、変位計40の取
付角度は、第3図以外に、照射光軸45の周りに任意角
度回転させた取付角度であってもよく、これらによって
も上記とほぼ同一の効果が期待できる。
以上説明したように、本発明によれば、測定時間を短縮
することができ、しかも、被測定物体の表面の傾斜が急
であっても形状i11+1定を行うことができるという
効果がある。
することができ、しかも、被測定物体の表面の傾斜が急
であっても形状i11+1定を行うことができるという
効果がある。
第1図は従来の形状測定装置の側面図、第2図は第1図
の形状測定装置を用いた場合の変位と出力との関係の説
明図、第3図は本発明の物体形状の非接触測定装置の−
・実施例を示す全体構成図、第4図は第3図の変位計の
概略構造とアームへの取シ付は状況を示した図、第5図
、第6図はそれぞれ変位計の照射角の測定限度を説明す
るだめの図、第7図は本発明の非接触測定装置の演算制
御機構の一実施例を示すブロック図、第8図、第9図は
それぞれ変位計の、駆動方法を説明するための図、第1
0図、第11図、第14図、第15図はそれぞれ本発明
の詳細な説明するための説明図、第12図は第3図の角
度変化機構の詳細構造を示す正面図、第13図は第12
図の側面図である。 1・・被測定物体、20・・基台、21.2’l’・・
・角度変化機構、22・・・クロスヘッド、23・・ア
ーム、24 ・ガイド部、25−・ネジ、26.27,
31゜57.57’ ・・モータ、28・・ネジ、2
9・・アーム、30・・・ギアボンクス、32・・・基
台、33゜33′・・・回転中心軸、34・・・アーム
、40・・変位計、41・・光源、42・・照射レンズ
、43・・・集光レンズ、44・受光器、45・・・照
射光軸、46・・・変位計取付部、51・・・演算制御
装置、52・・・磁気スケール、54・・・ロータリー
エンコーダ、56・・表示装置。 沼?図 止 $3図 纂4区 第5図 石6図 第7図 第8図 第q図
の形状測定装置を用いた場合の変位と出力との関係の説
明図、第3図は本発明の物体形状の非接触測定装置の−
・実施例を示す全体構成図、第4図は第3図の変位計の
概略構造とアームへの取シ付は状況を示した図、第5図
、第6図はそれぞれ変位計の照射角の測定限度を説明す
るだめの図、第7図は本発明の非接触測定装置の演算制
御機構の一実施例を示すブロック図、第8図、第9図は
それぞれ変位計の、駆動方法を説明するための図、第1
0図、第11図、第14図、第15図はそれぞれ本発明
の詳細な説明するための説明図、第12図は第3図の角
度変化機構の詳細構造を示す正面図、第13図は第12
図の側面図である。 1・・被測定物体、20・・基台、21.2’l’・・
・角度変化機構、22・・・クロスヘッド、23・・ア
ーム、24 ・ガイド部、25−・ネジ、26.27,
31゜57.57’ ・・モータ、28・・ネジ、2
9・・アーム、30・・・ギアボンクス、32・・・基
台、33゜33′・・・回転中心軸、34・・・アーム
、40・・変位計、41・・光源、42・・照射レンズ
、43・・・集光レンズ、44・受光器、45・・・照
射光軸、46・・・変位計取付部、51・・・演算制御
装置、52・・・磁気スケール、54・・・ロータリー
エンコーダ、56・・表示装置。 沼?図 止 $3図 纂4区 第5図 石6図 第7図 第8図 第q図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、被測定物体の表面に照射した光の反射光を受光する
ことによって前記被測定物体との距離を測定する変位計
と、該変位計全3次元的に駆動する3次元駆動機構と、
前記変位計の取シ付は角度を変化させる1つの角度変化
機構と、前記変位計による距離の測定値、前記3次元1
駆動機構の駆動量および前記変位計の取シ付は角度を入
力して必要な演算を行うとともに前記3次元駆動機構と
前記角度変化機構とを駆動制御する演算制御機構とよシ
なり、前記角度変化機構の回転中心軸と前記変位計から
の照射光の光軸の延長線とは交差するように構成しであ
ることを特徴とする物体形状の非接触測定装置。 2、前記角度変化機構の回転中心軸と照射光の光軸の延
長線とは、照射光線の太さの範囲内で交差するように構
成しである特許請求の範囲第1項記載の物体形状の非接
触測定装置。 3、被測定物体の表面に照射した光の反射光を受光する
ことによって前記被測定物体との距離を測定する変位計
と、該変位計(i:3次元的に駆動する3次元駆動機構
と、前記変位計の取り利は角度を変化させる複数の角度
変化機構と、前記変位計による距離の測定値、前記3次
元駆動機構の駆動量および前記各変位計の取シ付は角度
を入力して必要な演算を行うとともに前記3次元駆動機
構と前記各角度変化機構とを駆動制御する演算制御機構
とよシなり、前記各角度変化機構のうち前記変位計に最
も近い角度変化機構の回転中心軸と前記変位計からの照
射光の光軸の延長線とは交差するように構成し、前記3
次元駆動機構に最も近い角度変化機構の回転中心軸は前
記3次元駆動機構のいずれか1つの駆動軸に平行になる
ように構成しであることを特徴とする物体形状の非接触
測定装置。 4、前記変位計に最も近い角度変化機構の回転中心軸と
照射光の光軸の延長線とは、照射光線の太さの範囲内で
交差するように構成しである特許請求の範囲第3項記載
の物体形状の非接触測定装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6621683A JPS59190607A (ja) | 1983-04-13 | 1983-04-13 | 物体形状の非接触測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6621683A JPS59190607A (ja) | 1983-04-13 | 1983-04-13 | 物体形状の非接触測定装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59190607A true JPS59190607A (ja) | 1984-10-29 |
JPH022082B2 JPH022082B2 (ja) | 1990-01-16 |
Family
ID=13309407
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6621683A Granted JPS59190607A (ja) | 1983-04-13 | 1983-04-13 | 物体形状の非接触測定装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS59190607A (ja) |
Cited By (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61259109A (ja) * | 1985-05-13 | 1986-11-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光学距離計 |
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Citations (1)
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-
1983
- 1983-04-13 JP JP6621683A patent/JPS59190607A/ja active Granted
Patent Citations (1)
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH022082B2 (ja) | 1990-01-16 |
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