JP2668663B2 - Shape measuring device - Google Patents

Shape measuring device

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JP2668663B2
JP2668663B2 JP14529295A JP14529295A JP2668663B2 JP 2668663 B2 JP2668663 B2 JP 2668663B2 JP 14529295 A JP14529295 A JP 14529295A JP 14529295 A JP14529295 A JP 14529295A JP 2668663 B2 JP2668663 B2 JP 2668663B2
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shape measuring
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、計測対象物の三次元形
状を光学的手段を用いて非接触で計測する形状計測装置
に関し、さらに詳細には、高速回転する回転ミラーを用
いて安定した計測を行うようにした形状計測装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a shape measuring apparatus for measuring a three-dimensional shape of an object to be measured in a non-contact manner by using optical means, and more specifically, it is stable by using a rotating mirror rotating at high speed. The present invention relates to a shape measuring device configured to perform measurement.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、代表的な光学的形状計測方法の一
つとして空間コード化法が知られている。空間コード化
法は、計測機側に投光装置を有し、投光した光の計測対
象による反射光を計測する能動的計測法の一つである。
空間コード化法による形状計測装置の一例として、特開
平5−332737号公報に開示されているものを図5
を参照して説明する。図5の形状計測装置は、レーザ光
源87と、レーザ光をスリット形に整形するレンズ系8
8と、整形されたレーザ光を計測対象物Qに向けて照射
するポリゴンミラー89と、計測対象物Qによる反射光
を検出するCCDカメラ81と、これらを制御するコン
トロール部82とを有している。
2. Description of the Related Art Conventionally, a spatial coding method is known as one of typical optical shape measuring methods. The spatial coding method is one of active measurement methods that include a light projecting device on a measuring device side and measure reflected light of a projected light by a measurement target.
FIG. 5 shows an example of a shape measuring apparatus based on the space coding method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-332737.
This will be described with reference to FIG. 5 includes a laser light source 87 and a lens system 8 for shaping a laser beam into a slit shape.
8, a polygon mirror 89 for irradiating the measured object Q with a shaped laser beam, a CCD camera 81 for detecting light reflected by the object Q to be measured, and a control section 82 for controlling these. I have.

【0003】レーザ光源87は所定の規則に従って点滅
するように制御されており、ポリゴンミラー89は回転
してレーザ光を走査する。従って、計測対象物Qの表面
には、レーザ光が照射された部分と照射されなかった部
分との縞模様が生ずる。ここで、CCDカメラ81の1
フレーム分の蓄積時間内にレーザ光の走査が1回行なわ
れるようになっているので、1フレーム分の画像データ
には計測対象物Qの縞模様状のデータが蓄積される。そ
して、異なる点滅パターンによる複数回の走査がなされ
ると、異なる複数の縞模様データが空間コードごとに蓄
えられる。
A laser light source 87 is controlled so as to blink according to a predetermined rule, and a polygon mirror 89 rotates to scan the laser light. Therefore, on the surface of the measurement object Q, a stripe pattern of a part irradiated with the laser light and a part not irradiated is generated. Here, 1 of the CCD camera 81
Since the laser beam is scanned once within the accumulation time for one frame, the striped pattern data of the measurement object Q is accumulated in the image data for one frame. Then, when scanning is performed a plurality of times by different blinking patterns, a plurality of different stripe data are stored for each space code.

【0004】これらの縞模様データに基づき、コントロ
ール部82に内蔵される演算装置が三角測量の原理を利
用して各画素に対応する計測対象物Q上の点の座標を算
出し、形状が計測される。この形状計測装置は、レーザ
光源87を点滅させることにより、機械的なパターンマ
スク及びその入れ替え操作を不要として、装置の小形化
と迅速な計測とを実現しようとするものである。
On the basis of these stripe data, an arithmetic unit built in the control unit 82 calculates the coordinates of a point on the measurement object Q corresponding to each pixel using the principle of triangulation, and measures the shape. Is done. This shape measuring device is intended to realize the downsizing of the device and quick measurement by making the laser light source 87 blink, thereby eliminating the need for a mechanical pattern mask and its replacement operation.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし、この形状計測
装置によっても解決されない問題点があった。即ちこの
形状計測装置では、ポリゴンミラー89を回転させるこ
とによりレーザ光の走査を行っているが、その回転速度
が遅いために安定した回転が得られないのである。なぜ
なら、ポリゴンミラー89はCCDカメラ81の1フレ
ーム分の蓄積時間内にレーザ光を1回走査させるが、1
回の走査はポリゴンミラー89の面数分の1回転(例え
ば12面の場合には1/12回転、30゜)によりなさ
れる。一方、1フレーム分の蓄積時間はビデオレートに
より定まり通常1/60秒である。従ってこの場合には
ポリゴンミラー89の回転速度は300rpmとなり、
通常のモータで安定回転が得られる速度領域よりはるか
に遅いのである。
However, there is a problem which cannot be solved by this shape measuring device. That is, in this shape measuring apparatus, the laser beam is scanned by rotating the polygon mirror 89, but stable rotation cannot be obtained because the rotation speed is slow. This is because the polygon mirror 89 scans the laser light once within the accumulation time of one frame of the CCD camera 81.
The scanning is performed by one rotation of the polygon mirror 89 (for example, in the case of 12 surfaces, 1/12 rotation, 30 °). On the other hand, the storage time for one frame is determined by the video rate and is usually 1/60 second. Therefore, in this case, the rotation speed of the polygon mirror 89 is 300 rpm,
This is much slower than the speed range where stable rotation can be obtained with a normal motor.

【0006】このため、モータのワウフラッタやジッタ
リング等の回転速度変動が無視できず、良好な測定精度
が得られなかった。モータとポリゴンミラー89との間
に減速ギヤを介在させることも考えられるが、装置の大
型化が避け難く、また減速ギヤの工作精度やバックラッ
シュ等、別の問題が生ずる。
Therefore, fluctuations in the rotational speed of the motor, such as wow and flutter and jittering, cannot be ignored, and good measurement accuracy cannot be obtained. It is conceivable that a reduction gear is interposed between the motor and the polygon mirror 89, but it is unavoidable to increase the size of the device, and other problems such as machining accuracy of the reduction gear and backlash occur.

【0007】また、ポリゴンミラー89の回転は1/6
0秒というビデオレートに完全に同期していなければな
らないが、ポリゴンミラー89にエンコーダを付設して
角度情報を読み取りながら制御することによりこれを実
現しようとすれば、1画面について5000分割程度の
分解能が必要であり12面あるので1回転を60000
分割するものが必要になる。このため極端に高価格とな
りまた装置を小型化しにくくなる。
The rotation of the polygon mirror 89 is 1/6.
It must be completely synchronized with the video rate of 0 seconds, but if this is to be realized by attaching an encoder to the polygon mirror 89 and controlling it while reading angle information, a resolution of about 5000 divisions per screen is required. Is necessary and there are 12 faces, so 1 rotation is 60000
You need something to split. For this reason, the price becomes extremely high, and it is difficult to reduce the size of the device.

【0008】あるいは、ポリゴンミラー89に替えて表
裏2面のガルバノミラーを用い、連続回転でなく往復回
転させてレーザ光の走査を行う方法もある。しかしこの
場合には非等速の運動制御が必要となり、その一方で温
度変化や外部振動等外的要因の影響を受けやすいため、
高精度な往復回転運動は非常に困難である。
Alternatively, there is a method in which a galvano mirror having two front and back surfaces is used instead of the polygon mirror 89 and the laser beam is scanned by reciprocating rotation instead of continuous rotation. However, in this case, non-constant velocity motion control is required, while it is susceptible to external factors such as temperature changes and external vibrations.
Highly accurate reciprocating rotary motion is very difficult.

【0009】本発明は従来技術のかかる問題点を解決す
るためになされたものであり、その目的とするところ
は、安定した回転が得られる高速回転を用いて偏向走査
を行い、かつエンコーダを要しないで計測できるように
することにより、小型かつ低コストな形状計測装置を提
供することにある。そしてそのために、1画面の撮像時
間内に複数回走査されるように高速でポリゴンミラーを
回転させ、偏向走査の位相を検知してこの位相に基づい
てレーザ光の点滅発光を行い、高速偏向走査による画像
を積算して測定データを取得するようにした形状計測装
置を提供することを目的とする。更に、画像蓄積中の複
数回の走査のうちレーザ光の点滅発光を実際に行う回数
を選択できるようにして明所、暗所とも測定できるよう
にした形状計測装置を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art. It is an object of the present invention to perform deflection scanning using high-speed rotation capable of obtaining a stable rotation and to provide an encoder. An object of the present invention is to provide a small-sized and low-cost shape measuring device by enabling measurement without performing the measurement. Therefore, for that purpose, the polygon mirror is rotated at high speed so that the scanning is performed a plurality of times within the imaging time of one screen, the phase of the deflection scanning is detected, and the flashing of the laser beam is performed based on this phase to perform the high-speed deflection scanning. It is an object of the present invention to provide a shape measuring apparatus which acquires measurement data by integrating images obtained by the above method. Further, it is another object of the present invention to provide a shape measuring device capable of measuring both bright and dark places by making it possible to select the number of times of flashing and emitting a laser beam among a plurality of scans during image storage. .

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明の形状計測装置は、レーザ光を点滅発生するレー
ザ光源と、前記レーザ光の点滅パターンを複数種類格納
したパターンメモリと、前記レーザ光を被測定物体に向
けて偏向走査するポリゴンミラーと、前記レーザ光の照
射により被測定物体の表面に生じる映像を撮像する撮像
手段と、この撮像手段による撮像データに基づき被測定
物体の形状を算出する形状演算手段とを有する形状計測
装置であって、前記ポリゴンミラーを回転駆動して偏向
走査させる駆動手段と、前記ポリゴンミラーの回転の位
相を検知して特定の位相の時に位相基準信号を発生する
位相基準信号発生手段と、前記位相基準信号を基準とし
て前記パターンメモリに格納された点滅パターンの一つ
により前記レーザ光源を点滅制御する点滅制御手段と、
前記撮像手段の1画面の撮像が終了した時に前記点滅制
御手段が従う点滅パターンを変更するパターン変更手段
とを備え、前記駆動手段は、前記撮像手段の1画面の撮
像時間内に複数回の走査がされるように前記ポリゴンミ
ラーを回転駆動することをその要旨とする。
In order to achieve this object, a shape measuring apparatus of the present invention comprises a laser light source for flashing a laser beam, a pattern memory storing a plurality of flashing patterns of the laser beam, and the laser. A polygon mirror that deflects and scans light toward an object to be measured, an image pickup unit that picks up an image generated on the surface of the object to be measured by the irradiation of the laser beam, and a shape of the object to be measured based on image pickup data by the image pickup unit. A shape measuring device having a shape calculating means for calculating, wherein a driving means for rotationally driving the polygon mirror to deflect and scan, and a phase reference signal when a phase of rotation of the polygon mirror is detected and a specific phase is detected. A phase reference signal generating means for generating, and the laser based on one of the blinking patterns stored in the pattern memory based on the phase reference signal. And lighting control means for lighting control sources,
Pattern changing means for changing a blinking pattern followed by the blinking control means when the imaging means completes imaging of one screen, wherein the driving means performs a plurality of scans within an imaging time of one screen of the imaging means. The gist of the invention is to rotate and drive the polygon mirror so as to perform the operation.

【0011】また本発明の形状計測装置は、前記の形状
計測装置であって、前記撮像手段による1画面の撮像時
間内にされる複数回の走査のうち実際にレーザ光の点滅
発光がなされる走査の回数を設定する光量調整手段を設
けたことをその要旨とする。
Further, the shape measuring apparatus of the present invention is the above-mentioned shape measuring apparatus, wherein the laser light is actually blinked and emitted among a plurality of scans performed within the image pickup time of one screen by the image pickup means. The gist of the invention is that light amount adjusting means for setting the number of scans is provided.

【0012】[0012]

【作用】かかる構成を要旨とする本発明の形状計測装置
では、ポリゴンミラーは駆動手段により回転駆動を受
け、撮像手段の1画面の撮像時間内にレーザ光を複数回
走査させるような高速で回転する。そしてこの回転の位
相が位相基準信号発生手段により検知され、特定の位相
の時に位相基準信号が発生される。この位相基準信号は
点滅制御手段に送られ、点滅制御手段はこの位相基準信
号を基準としてレーザ光源を点滅発光させる。その際パ
ターンメモリに格納された点滅パターンの一つに従う。
このレーザ光は回転するポリゴンミラーにより被測定物
体に向けて偏向走査されるので、被測定物体の表面に映
像を生じ、この映像が撮像手段により撮像される。
In the shape measuring apparatus of the present invention having such a configuration, the polygon mirror is rotationally driven by the driving means, and is rotated at a high speed such that the laser light is scanned a plurality of times within one imaging time of one screen of the imaging means. I do. Then, the phase of this rotation is detected by the phase reference signal generating means, and a phase reference signal is generated at the time of a specific phase. This phase reference signal is sent to the blinking control means, and the blinking control means causes the laser light source to blink with the phase reference signal as a reference. At that time, it follows one of the blinking patterns stored in the pattern memory.
Since this laser light is deflected and scanned by the rotating polygon mirror toward the object to be measured, an image is produced on the surface of the object to be measured, and this image is captured by the image capturing means.

【0013】ポリゴンミラーの回転によりレーザ光の偏
向走査の1回がなされ再び特定の位相になると、位相基
準信号発生手段により2回めの位相基準信号が発生され
る。このため2回めの偏向走査でも1回めの偏向走査と
同じ点滅パターンに従い、レーザ光源が点滅発光させら
れる。そして、撮像手段による1画面の撮像が終了する
と、点滅制御手段が従う点滅パターンがパターン変更手
段により変更され、新たな点滅パターンによる撮像がな
される。かくして撮像手段により得られた撮像データに
基づき形状演算手段が被測定物体の形状を算出し、形状
計測がなされる。
When the deflection scanning of the laser beam is performed once by the rotation of the polygon mirror and the phase becomes a specific phase again, the phase reference signal generating means generates the second phase reference signal. Therefore, even in the second deflection scanning, the laser light source blinks and emits light according to the same blinking pattern as in the first deflection scanning. Then, when the imaging of one screen by the imaging means is completed, the blinking pattern followed by the blinking control means is changed by the pattern changing means, and the imaging is performed by the new blinking pattern. Thus, the shape calculation means calculates the shape of the object to be measured based on the image data obtained by the imaging means, and the shape is measured.

【0014】また、本発明の形状計測装置では、撮像手
段による1画面の撮像時間内にされる複数回の走査のう
ち実際にレーザ光の点滅発光がなされる走査の回数が光
量調整手段により設定される。このため被測定物体の明
度に合わせた光量で計測できるので、明所、暗所ともに
計測できる。
In the shape measuring apparatus of the present invention, the light quantity adjusting means sets the number of scans in which the laser light is actually blinked and emitted among a plurality of scans performed within the image pickup time of one screen by the image pickup means. Is done. For this reason, since the measurement can be performed with the light amount corresponding to the brightness of the object to be measured, both the bright place and the dark place can be measured.

【0015】[0015]

【実施例】以下、本発明の形状計測装置を図面に示す実
施例に即して詳細に説明する。図1に概略構成で示す本
実施例の形状計測装置は、レーザ光を発生するレーザ光
源1と、レーザ光源1が発生するレーザ光をスリット形
に整形するレンズ系2と、スリット形に整形されたレー
ザ光を反射するとともに回転運動により被測定物Q上を
走査するように照射させるポリゴンミラー3と、被測定
物Q上にレーザ光が照射されて生じる映像を撮像するC
CDカメラ6とを有している。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a perspective view of a shape measuring apparatus according to the present invention. A shape measuring apparatus according to the present embodiment, which is schematically illustrated in FIG. 1, includes a laser light source 1 that generates laser light, a lens system 2 that shapes the laser light generated by the laser light source 1 into a slit shape, and a slit shape that is formed into a slit shape. The polygon mirror 3 that reflects the laser light and irradiates the object to be measured Q by the rotational motion so as to scan the object to be measured Q, and the image C generated by irradiating the object Q to be measured with the laser light
It has a CD camera 6.

【0016】ここでレーザ光源1は、半導体レーザ、気
体レーザ、固体レーザ、液体レーザ等公知のレーザ光源
であれば何でもよいが、装置の小形化及び高速スイッチ
ングが可能であることという観点から半導体レーザが最
も適している。このレーザ光源1は、コントロール部5
により制御され点滅発光するようになっている。
The laser light source 1 may be any known laser light source such as a semiconductor laser, a gas laser, a solid-state laser, and a liquid laser. However, from the viewpoint of miniaturization of the apparatus and high-speed switching, the semiconductor laser is preferred. Is most suitable. The laser light source 1 has a control unit 5
Flashing light.

【0017】コントロール部5は、形状計測装置の制御
を行うためのマイコンであり、公知のCPU、ROM、
RAM等を組み合わせてなるものである。このROMに
は、制御上必要な種々のプログラム類が格納されてい
る。このコントロール部5は、レーザ光源1の点滅制御
を行うためのメインクロック16とパターンメモリ17
とを備えている。パターンメモリ17には表1に示す8
桁のグレイコードが格納されている。このコードのデー
タ「0」が暗、データ「1」が明を意味し、0〜7のメ
モリビットのうちの1つに従い、メインクロック16の
パルスごとに0〜255のメモリアドレスの順に明暗の
状態が変更され点滅パターンとなるものである。メイン
クロック16は数MHz程度の周波数を有する。
The control unit 5 is a microcomputer for controlling the shape measuring device, and includes a known CPU, ROM,
It is a combination of RAM and the like. This ROM stores various programs required for control. The control unit 5 includes a main clock 16 and a pattern memory 17 for controlling blinking of the laser light source 1.
And 8 shown in Table 1 in the pattern memory 17
The gray code of the digit is stored. The data "0" of this code means dark, and the data "1" means bright. According to one of the memory bits 0 to 7, the memory address of 0 to 255 is sequentially changed for each pulse of the main clock 16. The state is changed to a blinking pattern. The main clock 16 has a frequency of about several MHz.

【0018】[0018]

【表1】 [Table 1]

【0019】またコントロール部5は、CCDカメラ6
へビデオ垂直同期信号(以下、「VD信号」という)を
供給する役割も有している。このVD信号は、パターン
メモリ17に格納されている明暗データのうち、点滅制
御に実際に用いられるメモリビット(0〜7)を変更す
るためにも用いられ、また後述するモータ駆動回路10
にも送られるものである。
Further, the control unit 5 includes a CCD camera 6
To supply a video vertical synchronization signal (hereinafter, referred to as a “VD signal”). This VD signal is also used to change the memory bits (0 to 7) actually used for blink control in the bright and dark data stored in the pattern memory 17, and the motor drive circuit 10 to be described later.
It is also sent to.

【0020】CCDカメラ6には、取込回路14と演算
回路15とが備えられている。取込回路14はCCDカ
メラ6がコントロール部5から取り込まれたVD信号に
従って撮像した画像をデジタル化して取り込むものであ
り、演算回路15はそのデジタル化されたデータに基づ
き三角測量法により被測定物Qの形状を演算するもので
ある。尚、CCDカメラ6のビデオレートは1/60秒
であり、1秒間に60画面の撮像がなされる。
The CCD camera 6 is provided with a capture circuit 14 and an arithmetic circuit 15. The capture circuit 14 digitizes and captures an image captured by the CCD camera 6 according to the VD signal captured from the control unit 5, and the arithmetic circuit 15 uses the digitized data to perform the triangulation method on the object to be measured. The shape of Q is calculated. The video rate of the CCD camera 6 is 1/60 second, and 60 screens are imaged per second.

【0021】ポリゴンミラー3は、図1には6面のもの
が描かれているが、6面に限らず4面乃至24面のいず
れのものであっても使用可能である。ただしその面数N
はレーザ光を走査する照射角θに次式のように関係し、
照射角θは45゜乃至90゜程度あれば十分なので8面
乃至16面の範囲内の面数のものが適している。 θ = 720/N (゜) 更にポリゴンミラー3自体の製作しやすさを考慮すれば
8面、12面、16面のいずれかが現実的である。この
場合照射角θはそれぞれ90゜、60゜、45゜であ
り、ポリゴンミラー3が360/N゜回転することによ
りこの照射角にわたるレーザ光の走査がなされる。
Although the polygon mirror 3 is shown as having six faces in FIG. 1, it is not limited to six faces, and any of four faces to 24 faces can be used. Where N
Is related to the irradiation angle θ for scanning the laser light as follows:
It is sufficient that the irradiation angle θ is about 45 ° to 90 °, so that the number of faces within the range of 8 to 16 is suitable. θ = 720 / N (°) Further, considering the ease of manufacturing the polygon mirror 3 itself, any of the eight, twelve, and sixteen surfaces is realistic. In this case, the irradiation angles .theta. Are 90.degree., 60.degree. And 45.degree., Respectively, and the polygon mirror 3 is rotated 360 / N.degree.

【0022】かかるポリゴンミラー3には、回転運動の
駆動源であるモータ9が備えられており、ポリゴンミラ
ー3とモータ9とはギヤ等の減速手段を介さず1:1の
回転比で連結されている。そしてモータ9は、PLL同
期回路11とモータクロック発生回路12とを含むモー
タ駆動回路10により制御され一定速度で回転するよう
になっている。
The polygon mirror 3 is provided with a motor 9 which is a driving source for the rotational movement. The polygon mirror 3 and the motor 9 are connected at a 1: 1 rotation ratio without intervening reduction gears such as gears. ing. The motor 9 is controlled by a motor drive circuit 10 including a PLL synchronization circuit 11 and a motor clock generation circuit 12 so as to rotate at a constant speed.

【0023】このモータクロック発生回路12は、コン
トロール部5からVD信号の供給を受けてこれに完全に
同期したモータクロックを発生するものであり、このモ
ータクロックを用いてPLL同期回路11がモータ9を
駆動するようになっている。このモータクロックは、メ
インクロックよりはるかに低い周波数を有する。そして
本実施例では、CCDカメラ6の1フレーム分の蓄積時
間内にレーザ光が何度も走査されるようにポリゴンミラ
ー3が高速かつ一定速度で回転させられるものである。
The motor clock generating circuit 12 receives the supply of the VD signal from the control section 5 and generates a motor clock completely synchronized with the VD signal, and the PLL synchronizing circuit 11 uses the motor clock to generate the motor clock. Is designed to drive. This motor clock has a much lower frequency than the main clock. In this embodiment, the polygon mirror 3 is rotated at a high speed and at a constant speed so that the laser beam is scanned many times within the accumulation time of one frame of the CCD camera 6.

【0024】このポリゴンミラー3には、フォトディテ
クタ18が設けられている。フォトディテクタ18は、
発光器と光センサとパルス発信器とを有しており、発光
器からの光がポリゴンミラー3に反射されて光センサに
入射したときにパルス発信器がパルスを発するようにさ
れている。これによりポリゴンミラー3の面位相を検知
するものである。このパルス信号はコントロール部5に
伝送されるようになっており、以下、「PD信号」とい
う。PD信号は、ポリゴンミラー3の各反射面がフォト
ディテクタ18に対し特定の角度になったときに発信さ
れ、ポリゴンミラー3が1回転する間にその面数と同一
回数発信される。この信号は、レーザ光の1回の走査が
終了したときに点滅パターンをリセットさせるために用
いられるものである。
The polygon mirror 3 is provided with a photodetector 18. The photo detector 18 is
It has a light emitter, an optical sensor, and a pulse transmitter, and the pulse transmitter emits a pulse when the light from the light emitter is reflected by the polygon mirror 3 and enters the optical sensor. Thereby, the surface phase of the polygon mirror 3 is detected. This pulse signal is transmitted to the control unit 5 and is hereinafter referred to as a “PD signal”. The PD signal is transmitted when each reflection surface of the polygon mirror 3 is at a specific angle with respect to the photodetector 18, and is transmitted as many times as the number of surfaces during one rotation of the polygon mirror 3. This signal is used to reset the blinking pattern when one scan of the laser beam is completed.

【0025】次に形状計測装置の作用を説明する。この
形状計測装置では、レーザ光源1はコントロール部5に
より制御され点滅発光している。その点滅パターンはパ
ターンメモリ17に格納されたグレイコードパターンに
基づく。即ち、表1に示す0〜7のメモリビットのうち
の1つに従い、0〜255のメモリアドレスの順に
「0」、「1」のデータにより明暗のパターンが生成さ
れる。「0」が暗で「1」が明である。例えばメモリビ
ット「0」による場合には、暗、明、明、暗、暗、明、
明、暗、暗、・・・、のパターンである。
Next, the operation of the shape measuring device will be described. In this shape measuring device, the laser light source 1 is controlled by the control unit 5 to emit blinking light. The blinking pattern is based on the gray code pattern stored in the pattern memory 17. That is, according to one of the memory bits 0 to 7 shown in Table 1, a light and dark pattern is generated by the data of "0" and "1" in the order of the memory address of 0 to 255. “0” is dark and “1” is light. For example, when the memory bit is “0”, dark, bright, bright, dark, dark, bright,
Light, dark, dark,...

【0026】そしてこの点滅レーザ光は、レンズ系2に
よりスリット形に整形されてポリゴンミラー3に至り、
被測定物Qに向けて反射される。そしてポリゴンミラー
3は、モータ9の駆動により回転しているので、反射レ
ーザ光は被測定物Q上を走査され、点滅パターンにより
被測定物Q上にストライプパターンを形成する。そして
CCDカメラ6がこのストライプパターンを画像として
撮像し、その画像は取込回路14によりデジタル化して
取り込まれ、そのデジタル化されたデータに基づき演算
回路15により被測定物Qの形状が演算される。
The blinking laser light is shaped into a slit by the lens system 2 and reaches the polygon mirror 3.
It is reflected toward the object to be measured Q. Since the polygon mirror 3 is rotated by the drive of the motor 9, the reflected laser light scans the object to be measured Q and forms a stripe pattern on the object to be measured Q with a blinking pattern. Then, the CCD camera 6 captures the stripe pattern as an image, and the image is digitized and captured by the capture circuit 14, and the arithmetic circuit 15 calculates the shape of the DUT based on the digitized data. .

【0027】ここで、CCDカメラ6の撮像時間とポリ
ゴンミラー3の回転速度との関係について説明する。ま
ずCCDカメラ6の撮像時間は、VD信号によるもので
あり本実施例では1画面あたり1/60秒である。従っ
て1秒間に60画面の撮像がなされる。そして、ポリゴ
ンミラー3の回転速度は、CCDカメラ6の1画面の撮
像時間内にレーザ光の走査が複数回なされるような速い
回転速度である。
Here, the relationship between the imaging time of the CCD camera 6 and the rotation speed of the polygon mirror 3 will be described. First, the imaging time of the CCD camera 6 is based on the VD signal, and is 1/60 second per screen in this embodiment. Therefore, 60 screens are captured in one second. The rotation speed of the polygon mirror 3 is such a high rotation speed that the laser beam is scanned a plurality of times within the imaging time of one screen of the CCD camera 6.

【0028】この回転速度を、ポリゴンミラー3として
12面のものを用い、1画面の撮像時間内に6回の走査
を行う場合を例にとって計算すると以下のようになる。
まず1回の走査に要するポリゴンミラー3の回転角度は
360゜/12で30゜である。このため6回の走査に
要する回転角度は180゜となる。従って1/60秒の
間に180゜、即ち半回転しなければならないので回転
速度は毎秒30回転、即ち1800rpmとなる。この
回転速度はモータ9のワウフラッタやジッタリング等の
回転速度変動を無視して定速回転とみなすのに十分な高
速回転であり、このためにポリゴンミラー3とモータ9
との等速結合が可能となっているのである。尚、1画面
の撮像時間内の走査回数を更に増やして回転速度を更に
高速化してもよい。
The rotation speed is calculated as follows by taking as an example the case where a polygon mirror 3 having 12 surfaces is used and scanning is performed six times within the imaging time of one screen.
First, the rotation angle of the polygon mirror 3 required for one scan is 360 ° / 12, which is 30 °. Therefore, the rotation angle required for six scans is 180 °. Therefore, since it has to rotate 180 °, that is, a half rotation in 1/60 seconds, the rotation speed becomes 30 rotations per second, that is, 1800 rpm. This rotation speed is high enough to be regarded as constant speed rotation by ignoring fluctuations in rotation speed of the motor 9 such as wow and flutter and jittering.
It is possible to perform constant-speed coupling with. Note that the rotation speed may be further increased by further increasing the number of scans within one image capturing time.

【0029】このようにCCDカメラ6の1画面の撮像
時間内にレーザ光の走査が何度もなされるが、PD信号
により点滅パターンがリセットされ、毎回同じパターン
が最初から繰り返されるので、被測定物Q上には同一の
ストライプパターンが生じることとなり、その積算が撮
像されることとなる。このため、異なるストライプパタ
ーンが1画面に重畳されることはない。
As described above, the scanning of the laser beam is performed many times within the imaging time of one screen of the CCD camera 6, but the blinking pattern is reset by the PD signal, and the same pattern is repeated each time from the beginning. The same stripe pattern is generated on the object Q, and the integration is imaged. Therefore, different stripe patterns are not superimposed on one screen.

【0030】続いて、この形状計測装置の動作フローを
図2により説明する。この形状計測装置では計測中、パ
ターンメモリ17の内容によりレーザ光の点滅制御がな
されている。即ち前記のようにデータが「0」なら暗
で、「1」なら明である。そして、S1ではメインクロ
ック16のパルスが立ち上がったか否かの判断をする。
メインクロックが立ち上がると(S1:Yes)、S2
でメモリのアドレス(0〜255)をインクリメントす
る。即ちアドレス番号を1増やす。メインクロック16
の周波数が数MHzのオーダーなので、アドレスのイン
クリメントもこれに従う。
Next, an operation flow of the shape measuring apparatus will be described with reference to FIG. In this shape measuring apparatus, blinking control of the laser light is performed according to the contents of the pattern memory 17 during measurement. That is, as described above, if the data is "0", it is dark, and if it is "1", it is light. Then, in S1, it is determined whether or not the pulse of the main clock 16 has risen.
When the main clock rises (S1: Yes), S2
Increments the memory address (0-255). That is, the address number is incremented by 1. Main clock 16
Is on the order of several MHz, and the address increment also follows this.

【0031】S3では、PD信号が立ち上がったか否か
を判断する。PD信号が立ち上がると(S3:Ye
s)、S4でメモリのアドレスをクリアして0にする。
即ちアドレス番号が幾つであっても0に戻され、点滅パ
ターンがリセットされることとなる。このためその後同
じ点滅パターンが再度繰り返される。PD信号はレーザ
光の走査1回ごとに立ち上がるので、毎回の走査ごとに
同じ点滅パターンが繰り返されることになる。
At S3, it is determined whether the PD signal has risen. When the PD signal rises (S3: Ye
s) In S4, the address of the memory is cleared to 0.
That is, no matter how many address numbers are set, they are returned to 0, and the blinking pattern is reset. Therefore, the same blinking pattern is repeated again thereafter. Since the PD signal rises each time the laser light is scanned, the same blinking pattern is repeated for each scan.

【0032】そしてS5では、VD信号が立ち上がった
か否かを判断する。VD信号が立ち上がると(S5:Y
es)、S6でメモリのビット(0〜7)を変更する。
このためその後は別の点滅パターンによるレーザ発光が
なされる。VD信号はCCDカメラ6の1画面の撮像ご
とに立ち上がるので、1画面の撮像が終了すると次の画
面は新たな点滅パターンにより撮像されることとなる。
Then, in S5, it is determined whether or not the VD signal has risen. When the VD signal rises (S5: Y
es), the bits (0 to 7) of the memory are changed in S6.
Therefore, thereafter, laser emission is performed in another blinking pattern. Since the VD signal rises every time one screen of the CCD camera 6 is imaged, the next screen will be imaged with a new blinking pattern when the image of one screen is completed.

【0033】そしてS7では、現時点でのメモリ内容の
データに従いレーザ光源1の制御がなされる。即ち、S
2、S4、S6のいずれかにより変更があった場合には
その変更後のデータに従いレーザ光源1の発光制御がな
される。その後はS1に戻り同様の操作が繰り返され
る。
At S7, the laser light source 1 is controlled according to the data of the memory contents at the present time. That is, S
When there is a change due to any of S2, S4, and S6, the emission control of the laser light source 1 is performed according to the changed data. After that, the process returns to S1 and the same operation is repeated.

【0034】かかるフローによる形状計測における、ポ
リゴンミラー3の面角度やPD信号、VD信号、及び点
滅パターンの関係を図3のタイミングチャートにより説
明する。このタイミングチャートは、ポリゴンミラー3
として12面のものを用い、1画面の撮像時間内に6回
の走査を行う場合を例にとって示すものであり、横軸に
時間をとっている。
The relationship between the surface angle of the polygon mirror 3, the PD signal, the VD signal, and the blinking pattern in the shape measurement by the above flow will be described with reference to the timing chart of FIG. This timing chart shows polygon mirror 3
As an example, a case where scanning is performed six times within one screen imaging time is shown, and time is taken on the horizontal axis.

【0035】まず最上段のミラー面の角度及び面番号に
ついて説明する。ここに示すミラー面の角度とは、ポリ
ゴンミラー3の反射面のうち実際にレーザ光の反射を行
っている面の角度を意味する。ポリゴンミラー3が定速
回転しているため直線的に変化し、1走査が終了して次
の反射面に移ると再び基準角度からの変化となるので、
図示のようにノコギリ波形となる。ここでの面番号(0
〜6)は、CCDカメラ6の1画面の撮像時間内で付番
したものであり、ポリゴンミラー3自体の面数を指すも
のではない。
First, the angle and surface number of the uppermost mirror surface will be described. The angle of the mirror surface shown here means the angle of the surface of the reflection surface of the polygon mirror 3 which actually reflects the laser light. Since the polygon mirror 3 is rotating at a constant speed, it changes linearly, and when one scanning is completed and the next reflecting surface is reached, it changes from the reference angle again.
It becomes a sawtooth waveform as shown. The surface number here (0
6) are numbered within the imaging time of one screen of the CCD camera 6, and do not indicate the number of surfaces of the polygon mirror 3 itself.

【0036】2段目のPD信号について説明する。前述
のようにこの信号は、ポリゴンミラー3の各反射面がフ
ォトディテクタ18に対し特定の角度になったときに発
信されるものであり、レーザ光の走査1回に1回立ち上
がる。即ちミラー面の角度のノコギリ波に対し、各ノコ
歯が所定の高さになる時に毎回立ち上がる。
The PD signal at the second stage will be described. As described above, this signal is transmitted when each reflecting surface of the polygon mirror 3 makes a specific angle with respect to the photodetector 18, and rises once for each laser beam scanning. That is, a sawtooth wave having an angle of the mirror surface rises every time when each sawtooth has a predetermined height.

【0037】3段目のVD信号について説明する。前述
のようにこの信号は、CCDカメラ6の撮像動作を司る
ものであり、画面チェンジの時に立ち上がる。ここでは
1画面の撮像時間内に6回の走査を行うこととしている
ので、VD信号の立ち上がりから次の立ち上がりまでが
1画面の撮像時間である。また、この1画面の撮像時間
内にミラー面の角度のノコギリ波はノコ歯6個が存在す
る。尚、PD信号とVD信号とは、必ずしも位相が一致
していなくてもよい。
The VD signal at the third stage will be described. As described above, this signal controls the imaging operation of the CCD camera 6, and rises when the screen is changed. Since it is assumed that scanning is performed 6 times within the image pickup time of one screen here, the image pickup time of one screen is from the rising of the VD signal to the next rising. Also, the sawtooth wave of the angle of the mirror surface has six sawtooth teeth during the imaging time of one screen. The PD signal and the VD signal do not necessarily have to have the same phase.

【0038】4段目の照射パターン(ビット)について
説明する。これはパターンメモリ17に格納されるデー
タのうちレーザ光点滅動作が実際に従うメモリビット
(表1の0〜7)を示すものであり、VD信号の立ち上
がりに同期して変更される(図2のS6参照)。従っ
て、CCDカメラ6により複数画面を続けて撮像すると
毎回異なるメモリビットによる異なる点滅パターンでの
ストライプパターンが撮像される。
The irradiation pattern (bit) of the fourth stage will be described. This indicates the memory bits (0 to 7 in Table 1) of the data stored in the pattern memory 17 that the laser light blinking operation actually follows, and is changed in synchronization with the rise of the VD signal (see FIG. 2). S6). Therefore, when the CCD camera 6 continuously captures a plurality of screens, stripe patterns with different blinking patterns by different memory bits are captured each time.

【0039】5段目の照射パターン(アドレス)につい
て説明する。このメモリアドレス(表1の0〜255)
はメインクロックの立ち上がりによりインクリメントさ
れ(図2のS2参照)、そしてメインクロックの周波数
は数MHz程度で一定であるから、直線的にアドレス番
号が上昇する。そしてPD信号の立ち上がりにより同期
してクリアされ新たに0番から開始する(図2のS4参
照)。このためミラー面の角度と同一の周期のノコギリ
波形となり、1画面の撮像時間内の各走査は同一の点滅
パターンにより行われることとなる。従ってCCDカメ
ラ6が撮像する1画面に異なる点滅パターンのストライ
プパターンが重畳されることはない。
The irradiation pattern (address) at the fifth stage will be described. This memory address (0 to 255 in Table 1)
Is incremented by the rise of the main clock (see S2 in FIG. 2), and the frequency of the main clock is constant at several MHz, so that the address number increases linearly. Then, the signal is cleared in synchronization with the rising edge of the PD signal and newly starts from 0 (see S4 in FIG. 2). Therefore, the sawtooth waveform has the same cycle as the angle of the mirror surface, and each scan within the imaging time of one screen is performed with the same blinking pattern. Therefore, a stripe pattern of a different blinking pattern is not superimposed on one screen captured by the CCD camera 6.

【0040】次に、演算回路15における三角測量法に
よる被測定物Qの形状の演算について図4を参照して簡
単に説明する。図4に示すように、レーザ光源1の測定
基準面(CCDカメラ6の光軸に垂直な面)からの高さ
をhl、偏向角度をθ、計測対象物Qのレーザ照射位置の
高さをz、CCDカメラ6の対物レンズ7の測定基準面
からの高さをhc、対物レンズ7の焦点距離をf、CCD
カメラ6の光軸の基準点Oからの基準面上の距離をl、
CCDカメラ6の感光面8上の受光した画素位置をx、
とする。
Next, the calculation of the shape of the object Q to be measured by the triangulation method in the calculation circuit 15 will be briefly described with reference to FIG. As shown in FIG. 4, the height from the measurement reference plane of the laser light source 1 (the plane perpendicular to the optical axis of the CCD camera 6) is hl, the deflection angle is θ, and the height of the laser irradiation position of the measurement object Q is z, the height of the objective lens 7 of the CCD camera 6 from the measurement reference plane is hc, the focal length of the objective lens 7 is f, the CCD
The distance on the reference plane from the reference point O of the optical axis of the camera 6 is 1,
The position of the received pixel on the photosensitive surface 8 of the CCD camera 6 is x,
And

【0041】このとき、高さzは、 z = {x・hc−f・(l−hl・tanθ)}/(x+f・tanθ) で表すことができる。図4より、hc、f、l、hlはいず
れも計測対象物Qと無関係な固定値であることがわか
る。即ち、xとθとがわかればこの式よりzが算出され
る。従って、各xについて対応するθの値が判明すれば
計測対象物Qの形状が得られることになる。xはCCD
カメラ6において撮像された位置であり、取込回路14
でデジタル化されたデータから読み取られる。一方θは
そのときのポリゴンミラー3からの照射角である。な
お、y方向の座標は図4には現れないが、CCDカメラ
6のy方向の画素位置から直接導出され、3次元計測が
なされる。
At this time, the height z can be expressed by z = {xhc-f (l-hltan θ)} / (x + ftan θ). From FIG. 4, it can be seen that hc, f, l, and hl are all fixed values that are unrelated to the measurement object Q. That is, if x and θ are known, z can be calculated from this equation. Therefore, if the value of θ corresponding to each x is known, the shape of the measurement object Q can be obtained. x is CCD
This is the position where the image was captured by the camera 6,
Read from digitized data in. On the other hand, θ is the irradiation angle from the polygon mirror 3 at that time. Although the coordinates in the y direction do not appear in FIG. 4, the coordinates are directly derived from the pixel position in the y direction of the CCD camera 6, and three-dimensional measurement is performed.

【0042】次に、本実施例の形状計測装置では光量調
整を行うことができるので、これについて説明する。前
記のようにこの形状計測装置では、CCDカメラ6の1
画面の撮像時間にレーザ光の走査が複数回(図3に示し
たものでは6回)行われ、同一の点滅パターンによる同
一のストライプパターンが積算される。従って、そのす
べての回の走査においてレーザ照射を行うのではなく、
一部の回のみ照射することとすれば光量が絞られること
となる。そして照射が行われる回数を選択することによ
り、光量の調整がなされるものである。図3に示した1
画面の撮像時間に6回の走査を行う場合の光量調節の例
を表2に示す。照射を行う反射面の数を変更することに
より、1/6から6/6までの6段階の調節が可能であ
る。
Next, since the light quantity can be adjusted in the shape measuring apparatus of this embodiment, this will be described. As described above, in this shape measuring device, one of the CCD cameras 6 is used.
Laser light scanning is performed a plurality of times (six times in the case shown in FIG. 3) during the image pickup time of the screen, and the same stripe pattern with the same blinking pattern is integrated. Therefore, instead of performing laser irradiation in all the scans,
If the irradiation is performed only partly, the light amount will be narrowed down. Then, the light quantity is adjusted by selecting the number of times of irradiation. 1 shown in FIG.
Table 2 shows an example of adjusting the light amount when scanning is performed six times during the image capturing time of the screen. By changing the number of reflecting surfaces to be illuminated, six-stage adjustment from 1/6 to 6/6 is possible.

【0043】[0043]

【表2】 [Table 2]

【0044】これにより、レーザ光源1自体の出力制御
を行うことなく、明暗に応じて光量を調節して形状計測
を行うことができる。即ち暗い場合には光量5/6又は
6/6を用い、明るい場合には光量1/6又は2/6を
用いればよい。また、1視野内に明るい部分と暗い部分
とが存在する場合には、部分的に光量を使い分けて全視
野において適切な明るさとなるパターンを作成すること
も可能である。
Thus, the shape measurement can be performed by controlling the light amount according to the brightness without controlling the output of the laser light source 1 itself. That is, the light amount 5/6 or 6/6 may be used in the dark case, and the light amount 1/6 or 2/6 may be used in the bright case. In addition, when there is a bright part and a dark part in one visual field, it is also possible to create a pattern having appropriate brightness in the entire visual field by selectively using the light amount.

【0045】以上詳細に説明したとおり本実施例に係る
形状計測装置では、ポリゴンミラー3にフォトディテク
タ18を設け、回転角が特定の位相になったときに発生
するPD信号によりレーザ光の点滅パターンをリセット
して再度同じパターンを繰り返すこととしたので、CC
Dカメラ6の1画面の撮像時間内にレーザ光の走査を複
数回行い同一のストライプパターンを積算して撮像する
ことが可能となっている。このためポリゴンミラー3が
高速回転するので、ギヤ等の減速手段なくしてモータ9
を高速回転させることができる。
As described above in detail, in the shape measuring apparatus according to the present embodiment, the photodetector 18 is provided on the polygon mirror 3, and the blinking pattern of the laser light is generated by the PD signal generated when the rotation angle reaches a specific phase. Since we decided to reset and repeat the same pattern again,
Scanning of the laser beam is performed a plurality of times within the imaging time of one screen of the D camera 6, and the same stripe pattern can be integrated and imaged. As a result, the polygon mirror 3 rotates at a high speed.
Can be rotated at high speed.

【0046】従って、モータ9を速度変動成分を無視し
て定速回転と見なせる回転速度で使用できるので、CC
Dカメラ6のビデオレートと正確に同期した高精度な回
転を高分解能エンコーダ等を用いないで得ることができ
る。かくして、ポリゴンミラー3を用いた高分解能の形
状計測装置が実現されている。また、CCDカメラ6の
1画面の撮像時間内に複数回行われる走査のうち、実際
にレーザ光の点滅照射を行う回数を選択することによ
り、レーザ光源1自体の出力制御を要しないで光量調整
ができ、視野の明暗に応じて適切な光量で形状計測を行
うことができる。
Accordingly, the motor 9 can be used at a rotational speed that can be regarded as a constant speed ignoring the speed fluctuation component.
High-precision rotation accurately synchronized with the video rate of the D camera 6 can be obtained without using a high-resolution encoder or the like. Thus, a high-resolution shape measuring device using the polygon mirror 3 is realized. In addition, by selecting the number of times of actually blinking and irradiating the laser light among the scanning performed a plurality of times within the imaging time of one screen of the CCD camera 6, the light amount adjustment without the output control of the laser light source 1 itself is required. Therefore, the shape can be measured with an appropriate amount of light according to the brightness of the visual field.

【0047】なお、この実施例は本発明を何ら限定する
ものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内におい
て種々の変形、改良が可能であることはもちろんであ
る。例えば実施例中に示した数値等は単なる例示であ
る。
It should be noted that this embodiment does not limit the present invention at all, and it is needless to say that various modifications and improvements can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, the numerical values and the like shown in the embodiments are merely examples.

【0048】[0048]

【発明の効果】以上説明したことから明かなように本発
明の形状計測装置では、1画面の撮像時間内にレーザ光
が複数回走査されるように高速でポリゴンミラーを回転
させるとともに、ポリゴンミラーの回転が特定の位相に
なったときを基準にパターンメモリに格納された点滅パ
ターンによりレーザ光源の点滅制御を行い、画像を積算
して撮像するようにしたので、安定した回転が得られる
高速回転を用いて偏向走査を行い、かつエンコーダを要
しないで計測できる、小型かつ低コストな形状計測装置
が提供されている。また、画像蓄積中の複数回の走査の
うちレーザ光の点滅発光を実際に行う回数を選択できる
ようにしたので、レーザ光源自体の出力制御をすること
なく光量を調節して明所、暗所とも測定できる形状計測
装置が提供されている。
As is apparent from the above description, in the shape measuring apparatus according to the present invention, the polygon mirror is rotated at a high speed so that the laser beam is scanned a plurality of times within the imaging time of one screen, and the polygon mirror is rotated. The rotation speed of the laser light source is controlled by the blinking pattern stored in the pattern memory when the rotation becomes a specific phase, and the image is integrated and captured, so stable rotation can be obtained. There is provided a small-sized and low-cost shape measuring apparatus that can perform a deflection scan using a and can measure without using an encoder. In addition, because the number of times that the flashing of the laser light is actually emitted can be selected from the multiple scans during image storage, the light amount can be adjusted without controlling the output of the laser light source itself to adjust the light amount to a bright or dark place. A shape measuring device that can measure both is provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る形状計測装置の構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of a shape measuring apparatus according to the present invention.

【図2】形状計測装置の動作を説明するフローチャート
である。
FIG. 2 is a flowchart illustrating an operation of the shape measuring device.

【図3】形状計測装置における面角度及び各種信号等の
タイミングチャートである。
FIG. 3 is a timing chart of a surface angle, various signals, and the like in the shape measuring device.

【図4】三角測量法による座標の算出を説明する概念図
である。
FIG. 4 is a conceptual diagram illustrating calculation of coordinates by a triangulation method.

【図5】従来の形状計測装置の構成図である。FIG. 5 is a configuration diagram of a conventional shape measuring device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 レーザ光源 3 ポリゴンミラー 5 コントロール部 6 CCDカメラ 9 モータ 15 演算回路 17 パターンメモリ 18 フォトディテクタ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Laser light source 3 Polygon mirror 5 Control part 6 CCD camera 9 Motor 15 Arithmetic circuit 17 Pattern memory 18 Photodetector

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 レーザ光を点滅発生するレーザ光源と、
前記レーザ光の点滅パターンを複数種類格納したパター
ンメモリと、前記レーザ光を被測定物体に向けて偏向走
査するポリゴンミラーと、前記レーザ光の照射により被
測定物体の表面に生じる映像を撮像する撮像手段と、こ
の撮像手段による撮像データに基づき被測定物体の形状
を算出する形状演算手段とを有する形状計測装置におい
て、 前記ポリゴンミラーを回転駆動して偏向走査させる駆動
手段と、 前記ポリゴンミラーの回転の位相を検知して特定の位相
の時に位相基準信号を発生する位相基準信号発生手段
と、 前記位相基準信号を基準として前記パターンメモリに格
納された点滅パターンの一つに従い前記レーザ光源を点
滅制御する点滅制御手段と、 前記撮像手段の1画面の撮像が終了した時に前記点滅制
御手段が従う点滅パターンを変更するパターン変更手段
とを備え、 前記駆動手段は、前記撮像手段の1画面の撮像時間内に
複数回の走査がされるように前記ポリゴンミラーを回転
駆動することを特徴とする形状計測装置。
1. A laser light source for flashing a laser beam,
A pattern memory storing a plurality of types of blinking patterns of the laser light, a polygon mirror for deflecting and scanning the laser light toward the object to be measured, and an imaging for imaging an image generated on the surface of the object to be measured by the irradiation of the laser light A shape measuring device having means and a shape calculating means for calculating the shape of an object to be measured based on the image data obtained by the image pickup means; drive means for rotationally driving the polygon mirror to deflect and scan; and rotation of the polygon mirror. Phase reference signal generation means for detecting a phase of the laser and generating a phase reference signal at a specific phase, and blinking control of the laser light source according to one of blinking patterns stored in the pattern memory with the phase reference signal as a reference. Blinking control means, and a blinking pattern which the blinking control means follows when the imaging of one screen is completed. A pattern changing means for changing the shape of the polygon mirror, wherein the driving means rotationally drives the polygon mirror so that scanning is performed a plurality of times within an image pickup time of one screen of the image pickup means. .
【請求項2】 請求項1に記載する形状計測装置におい
て、 前記撮像手段による1画面の撮像時間内にされる複数回
の走査のうち実際にレーザ光の点滅発光がなされる走査
の回数を設定する光量調整手段を設けたことを特徴とす
る形状計測装置。
2. The shape measuring device according to claim 1, wherein the number of scans in which blinking light emission of laser light is actually performed is set among a plurality of scans performed within an image capturing time of one screen by the image capturing unit. A shape measuring device provided with a light amount adjusting means for performing the measurement.
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