JPS6288906A - 立体形状の測定方法 - Google Patents
立体形状の測定方法Info
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- JPS6288906A JPS6288906A JP23065185A JP23065185A JPS6288906A JP S6288906 A JPS6288906 A JP S6288906A JP 23065185 A JP23065185 A JP 23065185A JP 23065185 A JP23065185 A JP 23065185A JP S6288906 A JPS6288906 A JP S6288906A
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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】
〔概 要〕
本発明は光切断法と三角測量方式の原理を利用して被測
定立体物の形状を非接触で測定するに際し、予め被測定
立体物の被測定面に一定光強度の照射光を光走査し、こ
の時形成される輝線パターンからの反射光の光強度を光
検知器で測定し、その測定データに基づいて前記反射光
の光強度が一定となるように、照射光を光強度変調しな
がら前記被測定面を光走査して、この時に形成される輝
線像（変形スリット像）の光強度を、該被測定立体物の
性状、色合い等にかかわりなく均一に制御することによ
り、精度良く形状測定を行うようにしたものである。
定立体物の形状を非接触で測定するに際し、予め被測定
立体物の被測定面に一定光強度の照射光を光走査し、こ
の時形成される輝線パターンからの反射光の光強度を光
検知器で測定し、その測定データに基づいて前記反射光
の光強度が一定となるように、照射光を光強度変調しな
がら前記被測定面を光走査して、この時に形成される輝
線像（変形スリット像）の光強度を、該被測定立体物の
性状、色合い等にかかわりなく均一に制御することによ
り、精度良く形状測定を行うようにしたものである。
本発明は光切断法と三角測量方式の原理を利用して、被
測定立体物の形状を非接触で測定する立体形状の測定方
法に係り、特に発光光源からの照射光を被測定立体物の
被測定面に光走査する方法に関するものである。
測定立体物の形状を非接触で測定する立体形状の測定方
法に係り、特に発光光源からの照射光を被測定立体物の
被測定面に光走査する方法に関するものである。
外形形状の異なる種々の立体形状物の形状を非接触で測
定する方法として、被測定立体物の被測定面に垂直にレ
ーザ光等を光走査し、この時、該測定面に形成される輝
線像を側方より２台の撮像カメラにより撮像して三角測
量方式の原理により形状測定を行う方法が知られている
。
定する方法として、被測定立体物の被測定面に垂直にレ
ーザ光等を光走査し、この時、該測定面に形成される輝
線像を側方より２台の撮像カメラにより撮像して三角測
量方式の原理により形状測定を行う方法が知られている
。
このような測定方法においては、被測定立体物の被測定
面にレーザ光等を光走査した際に、該被測定面の輝線像
から反射してくる反射光の光強度が、被ＩＩＩ定面の仕
上げ状態及び材質等による色の違いなどにより大きく変
化し、これらの反射光を受光する撮像カメラ中の撮像素
子の出力に飽和、或いは不足が発生し、これに起因して
測定精度が低下する問題があり、かかる問題点の解消が
要望されている。
面にレーザ光等を光走査した際に、該被測定面の輝線像
から反射してくる反射光の光強度が、被ＩＩＩ定面の仕
上げ状態及び材質等による色の違いなどにより大きく変
化し、これらの反射光を受光する撮像カメラ中の撮像素
子の出力に飽和、或いは不足が発生し、これに起因して
測定精度が低下する問題があり、かかる問題点の解消が
要望されている。
従来、立体形状物の形状を非接触で測定する方法におい
て、被測定立体物の被測定面に垂直に線状光を照射する
方法としては、■スリットにより形成された線状光パタ
ーンを投射する方法、■単純にスポット状のレーザビー
ム等を光走査する方法、■シリンドリカルレンズを介し
てレーザビーム等を光走査する方法などが用いられてい
る。
て、被測定立体物の被測定面に垂直に線状光を照射する
方法としては、■スリットにより形成された線状光パタ
ーンを投射する方法、■単純にスポット状のレーザビー
ム等を光走査する方法、■シリンドリカルレンズを介し
てレーザビーム等を光走査する方法などが用いられてい
る。
ところで、被測定立体物の被測定面にレーザ光等を光走
査した際に、該被測定面に形成される輝線像から反射し
て（る反射光の光強度は、撮像カメラと被測定点の距離
、被測定面の加工仕上げ状態、材質等による色、色調の
違い、或いは大きな凹凸面の違いなどにより大きく変化
し、該輝線像（変形スリット像）に明るい輝線部分と暗
い輝線部分が生じる。そしてこの明暗の差が著しくなる
と、該該−輝線像（変形スリット像）を撮像した撮像カ
メラ中の撮像素子の出力に飽和や不足等が起こる。
査した際に、該被測定面に形成される輝線像から反射し
て（る反射光の光強度は、撮像カメラと被測定点の距離
、被測定面の加工仕上げ状態、材質等による色、色調の
違い、或いは大きな凹凸面の違いなどにより大きく変化
し、該輝線像（変形スリット像）に明るい輝線部分と暗
い輝線部分が生じる。そしてこの明暗の差が著しくなる
と、該該−輝線像（変形スリット像）を撮像した撮像カ
メラ中の撮像素子の出力に飽和や不足等が起こる。
この出力の飽和により輝線像の幅が太くなり、該像の位
置測定の精度が低下する。また出力不足により輝線像が
不明確となり、該像の位置測定が不可能になる欠点があ
った。
置測定の精度が低下する。また出力不足により輝線像が
不明確となり、該像の位置測定が不可能になる欠点があ
った。
本発明はこのような従来の欠点に鑑みてなされたもので
、その目的とするところは、被測定立体物の被測定面に
レーザ光等を光走査した際に形成される輝線像（変形ス
リット像）の光強度の分布を、該被測定立体物の性状、
色合い等にかかわりなく常に一定レベルとなるように制
御して、精度良く形状測定を行うことを可能とした新規
な立体形状の測定方法をを提供することにある。
、その目的とするところは、被測定立体物の被測定面に
レーザ光等を光走査した際に形成される輝線像（変形ス
リット像）の光強度の分布を、該被測定立体物の性状、
色合い等にかかわりなく常に一定レベルとなるように制
御して、精度良く形状測定を行うことを可能とした新規
な立体形状の測定方法をを提供することにある。
本発明は上記目的を達成するため、第１図に示すように
レーザ等からなる発光光源１より出射した照射光２を被
測定立体物３の被測定面に光走査するに先立って、予め
一定光強度の照射光２′を被測定立体物３の被測定面に
光偏向器４によって光走査する。
レーザ等からなる発光光源１より出射した照射光２を被
測定立体物３の被測定面に光走査するに先立って、予め
一定光強度の照射光２′を被測定立体物３の被測定面に
光偏向器４によって光走査する。
この光走査に伴って該被測定面から反射される反射光５
を撮像カメラ１２、または１３に隣接して配置した光検
知器６にレンズ７によって集光して結像せしめ、その−
走査分の検出出力を記憶装置８に−は記憶しておき、そ
の検出データに基づいて反射光９の光強度が一定となる
ように、該発光光源１からの照射光２の光強度を光変調
器１０により変調制御しながら光走査する。
を撮像カメラ１２、または１３に隣接して配置した光検
知器６にレンズ７によって集光して結像せしめ、その−
走査分の検出出力を記憶装置８に−は記憶しておき、そ
の検出データに基づいて反射光９の光強度が一定となる
ように、該発光光源１からの照射光２の光強度を光変調
器１０により変調制御しながら光走査する。
このような光走査方法により、前記被測定立体物３の被
測定面に形成された輝線像（変形スリット像）１１の光
強度の分布が、該被測定立体物３の性状、色合い等にか
かわりなく一定となり、該輝線像１１を発光光源１の両
側方に配置された２台の撮像カメラ１２．１３により撮
像して該輝線像１１上の被測定面部分の位置測定を行う
ことにより、該像１１の位置測定を精度よく行うことが
可能となる。
測定面に形成された輝線像（変形スリット像）１１の光
強度の分布が、該被測定立体物３の性状、色合い等にか
かわりなく一定となり、該輝線像１１を発光光源１の両
側方に配置された２台の撮像カメラ１２．１３により撮
像して該輝線像１１上の被測定面部分の位置測定を行う
ことにより、該像１１の位置測定を精度よく行うことが
可能となる。
因に、光強度Ｐを有する照射光２を被測定面に一走査し
た際に、撮像カメラ１２．’ １３の撮像素子に受光さ
れた反射光９の光強度を時間の関数Ｉ （ｔｌとすれば
、減衰率「（【）は次式によって求められる。
た際に、撮像カメラ１２．’ １３の撮像素子に受光さ
れた反射光９の光強度を時間の関数Ｉ （ｔｌとすれば
、減衰率「（【）は次式によって求められる。
ｒ（ｔ）＝ ｆ（ｔｌ ・ Ｐ
ｆ（ｔｌ−Ｉ（ｔｌ／ Ｐ
ここで反射光９の光強度が一定（Ｃ）であるための条件
は、変調関数をＧ （１１とすれば、次式で表される。
は、変調関数をＧ （１１とすれば、次式で表される。
ｆ（ｔｌ・ Ｇ（ｔ） ＝ に
の変調関数Ｇ（ｔｌは上式を変形して次式で表される。
Ｇ（ｔ）＝ Ｃ／ ｆ（ｔｌ＝ Ｐ −Ｃ／ Ｉ（ｔ）
このＣの値は撮像素子の飽和する出力よりも多少、小さ
い値にすることが望ましい。
このＣの値は撮像素子の飽和する出力よりも多少、小さ
い値にすることが望ましい。
以下図面を用いて本発明の実施例について詳細に説明す
る。
る。
第１図は本発明に係る立体形状の測定方法を説明するた
めの測定光学系の一実施例を示す構成図である。
めの測定光学系の一実施例を示す構成図である。
図示のように、先ずレーザ等からなる発光光源１より出
射した一定光強度の照射光２゛を被測定立体物３の被測
定面に、例えばガルバノミラ−１或いは回転多面鏡等か
らなる光偏向器４によって上下方向に光走査する。
射した一定光強度の照射光２゛を被測定立体物３の被測
定面に、例えばガルバノミラ−１或いは回転多面鏡等か
らなる光偏向器４によって上下方向に光走査する。
この光走査によって該被測定面から反射される反射光５
は、レンズ７を介して、例えば撮像カメラ１２に隣接し
て配置された光電子増倍管等からなる光検知器６に集光
され、この−走査分の反射光５の検出光強度をサンプリ
ング、或いは逆数演算後、サンプリングして記憶装置８
に一旦記憶しておく。
は、レンズ７を介して、例えば撮像カメラ１２に隣接し
て配置された光電子増倍管等からなる光検知器６に集光
され、この−走査分の反射光５の検出光強度をサンプリ
ング、或いは逆数演算後、サンプリングして記憶装置８
に一旦記憶しておく。
次に、そのサンプリングデータに基づいて前記発光光源
１からの照射光２を、その光強度を光変調器１０により
反射光９の光強度が一定となるように、光偏向器４の光
走査に同期させて光強度変調しながら前記被測定面に対
して垂直に、かつ上下方向に光走査する。
１からの照射光２を、その光強度を光変調器１０により
反射光９の光強度が一定となるように、光偏向器４の光
走査に同期させて光強度変調しながら前記被測定面に対
して垂直に、かつ上下方向に光走査する。
この時、前記被測定立体物３の被測定面に形成された輝
線像（変形スリット像）１１を発光光源１の両側方に配
置された２台の撮像カメラ１２．１３により撮像して該
輝線像１１上の被測定面部分の位置測定を行い、その形
状を計算する。
線像（変形スリット像）１１を発光光源１の両側方に配
置された２台の撮像カメラ１２．１３により撮像して該
輝線像１１上の被測定面部分の位置測定を行い、その形
状を計算する。
以下、該被測定立体物３の被測定面を移動しながら上記
測定操作を繰り返すことにより、前記輝線像１１の位置
測定、及び被測定立体物３の形状測定を精度よく行うこ
とが可能となる。
測定操作を繰り返すことにより、前記輝線像１１の位置
測定、及び被測定立体物３の形状測定を精度よく行うこ
とが可能となる。
尚、本実施例では発光光源１として、一般的なレーザ等
を適用した場合の例゛：ついて説明したが、集束レンズ
と半導体レーザとを組み合わせて成るレーザモジュール
を用いても良く、該レーザモジュールを用いた場合には
、半導体レーザ自身で出射するレーザ光の光強度の変調
が可能であることから、光変調器を別に設ける必要はな
い。
を適用した場合の例゛：ついて説明したが、集束レンズ
と半導体レーザとを組み合わせて成るレーザモジュール
を用いても良く、該レーザモジュールを用いた場合には
、半導体レーザ自身で出射するレーザ光の光強度の変調
が可能であることから、光変調器を別に設ける必要はな
い。
第２図は本発明に係る立体形状の測定方法を説明するた
めの測定光学系の他の実施例を示す概略構成平面図であ
る。
めの測定光学系の他の実施例を示す概略構成平面図であ
る。
本実施例が第１図の実施例と異なるところは、発光光源
１として集束レンズと半導体レーザとを組み合わせて成
るレーザモジュールを用いると共に、被測定立体物３に
対する光偏向器４の光軸上にスリット状孔２２付きの球
面鏡２１、或いは放物面鏡を配置して該被測定立体物３
の被測定面から反射される反射光５を効率よく集光して
光検知器６に入射させるようにしたことである。
１として集束レンズと半導体レーザとを組み合わせて成
るレーザモジュールを用いると共に、被測定立体物３に
対する光偏向器４の光軸上にスリット状孔２２付きの球
面鏡２１、或いは放物面鏡を配置して該被測定立体物３
の被測定面から反射される反射光５を効率よく集光して
光検知器６に入射させるようにしたことである。
この実施例の方法によっても前記第１図の実施例と同様
の効果が得られる。
の効果が得られる。
尚、光検知器６の配置位置は、反射光を受光する角度に
より光強度が異なることから、特に被Ｉ１１定立体物３
における被測定面の凹凸が小さい場合には、撮像カメラ
１２、又は１３にできるだけ近く配置することが好まし
い。
より光強度が異なることから、特に被Ｉ１１定立体物３
における被測定面の凹凸が小さい場合には、撮像カメラ
１２、又は１３にできるだけ近く配置することが好まし
い。
更に、被測定立体物３の被測定面に対する走査ビームの
位置を光偏向器４にフィードバックするために、光検知
器６を被測定立体物３の載置台の近傍に設置して、該光
検知器６にて走査ビーム位置を検出した時間を被測定立
体物３の被測定面に対する照射光の光強度変調のタイミ
ングとすることにより変調制御の精度を向上することが
可能となる。
位置を光偏向器４にフィードバックするために、光検知
器６を被測定立体物３の載置台の近傍に設置して、該光
検知器６にて走査ビーム位置を検出した時間を被測定立
体物３の被測定面に対する照射光の光強度変調のタイミ
ングとすることにより変調制御の精度を向上することが
可能となる。
以上の説明から明らかなように、本発明に係る立体形状
の測定方法によれば、被測定立体物の被測定面にレーザ
光等を光走査した際に形成される輝線像（変形スリット
像）の光強度が、該被測定立体物の性状、色合い及び凹
凸等にかかわりなく一定レベルとなるように制御するこ
とが可能となり、該輝線像の位置及び立体物の形状を光
切断法と三角測量の原理を利用して精度よく測定するこ
とが出来る優れた利点を有し、被測定面の性状、色合い
及び凹凸等の異なる種々の外形形状を有する立体物の形
状測定に適用して極めて有利である。
の測定方法によれば、被測定立体物の被測定面にレーザ
光等を光走査した際に形成される輝線像（変形スリット
像）の光強度が、該被測定立体物の性状、色合い及び凹
凸等にかかわりなく一定レベルとなるように制御するこ
とが可能となり、該輝線像の位置及び立体物の形状を光
切断法と三角測量の原理を利用して精度よく測定するこ
とが出来る優れた利点を有し、被測定面の性状、色合い
及び凹凸等の異なる種々の外形形状を有する立体物の形
状測定に適用して極めて有利である。
第１図は本発明に係る立体形状の測定方法を説明するた
めの測定光学系の一実施例を 示す概略構成斜視図、 第２図は本発明に係る立体形状の測定方法を説明するた
めの測定光学系の他の実施例 を示す概略構成平面図である。 第１図及び第２図において、 １は発光光源、２．２゛は照射光、３は被測定立体物、
４は光偏向器、５．９は反射光、６は光検出器、７は集
光レンズ、８は記憶装置、１０は光変調器、１１は輝線
像、１２．１３は撮像カメラ、２１はスリット状孔２２
付き球面鏡をそれぞれ示す。
めの測定光学系の一実施例を 示す概略構成斜視図、 第２図は本発明に係る立体形状の測定方法を説明するた
めの測定光学系の他の実施例 を示す概略構成平面図である。 第１図及び第２図において、 １は発光光源、２．２゛は照射光、３は被測定立体物、
４は光偏向器、５．９は反射光、６は光検出器、７は集
光レンズ、８は記憶装置、１０は光変調器、１１は輝線
像、１２．１３は撮像カメラ、２１はスリット状孔２２
付き球面鏡をそれぞれ示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 発光光源（１）からの照射光（２）を被測定立体物（３
）の被測定面に光走査した際に形成される輝線パターン
（１１）を光切断法により計測し、三角測量方式の原理
を利用して該被測定立体物（３）の形状を測定する方法
において、 前記照射光（２）を被測定面に光走査するに先立って、
予め発光光源（１）からの一定光強度の照射光（２′）
を被測定立体物（３）の被測定面に光走査し、この時形
成される輝線パターン（１１）からの反射光（５）の光
強度を光検知器（６）で測定し、その測定データに基づ
いて前記反射光（９）の光強度が一定となるように、該
発光光源（１）からの照射光（２）を光強度変調しなが
ら前記被測定面に光走査することを特徴とする立体形状
の測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23065185A JPS6288906A (ja) | 1985-10-15 | 1985-10-15 | 立体形状の測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23065185A JPS6288906A (ja) | 1985-10-15 | 1985-10-15 | 立体形状の測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6288906A true JPS6288906A (ja) | 1987-04-23 |
Family
ID=16911134
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23065185A Pending JPS6288906A (ja) | 1985-10-15 | 1985-10-15 | 立体形状の測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6288906A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5376796A (en) * | 1992-11-25 | 1994-12-27 | Adac Laboratories, Inc. | Proximity detector for body contouring system of a medical camera |
| WO2007125081A1 (en) * | 2006-04-27 | 2007-11-08 | Metris N.V. | Optical scanning probe |
| JP2008096117A (ja) * | 2006-10-05 | 2008-04-24 | Keyence Corp | 光学式変位計、光学式変位測定方法、光学式変位測定プログラム及びコンピュータで読み取り可能な記録媒体並びに記録した機器 |
| JP2011089927A (ja) * | 2009-10-23 | 2011-05-06 | Fujitsu Ltd | 光走査装置および光走査方法 |
| JP2016534346A (ja) * | 2013-08-20 | 2016-11-04 | グーグル インコーポレイテッド | 共用伝送／受光経路を備えたｌｉｄａｒプラットフォームを回転させる装置及び方法 |
-
1985
- 1985-10-15 JP JP23065185A patent/JPS6288906A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5376796A (en) * | 1992-11-25 | 1994-12-27 | Adac Laboratories, Inc. | Proximity detector for body contouring system of a medical camera |
| WO2007125081A1 (en) * | 2006-04-27 | 2007-11-08 | Metris N.V. | Optical scanning probe |
| JP2009534969A (ja) * | 2006-04-27 | 2009-09-24 | スリーディー スキャナーズ リミテッド | 光学走査プローブ |
| US8117668B2 (en) | 2006-04-27 | 2012-02-14 | Stephen James Crampton | Optical scanning probe |
| US8353059B2 (en) | 2006-04-27 | 2013-01-08 | Metris N.V. | Optical scanning probe |
| JP2008096117A (ja) * | 2006-10-05 | 2008-04-24 | Keyence Corp | 光学式変位計、光学式変位測定方法、光学式変位測定プログラム及びコンピュータで読み取り可能な記録媒体並びに記録した機器 |
| JP2011089927A (ja) * | 2009-10-23 | 2011-05-06 | Fujitsu Ltd | 光走査装置および光走査方法 |
| JP2016534346A (ja) * | 2013-08-20 | 2016-11-04 | グーグル インコーポレイテッド | 共用伝送／受光経路を備えたｌｉｄａｒプラットフォームを回転させる装置及び方法 |
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