JP2000046534A - Moire device - Google Patents

Moire device

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JP2000046534A
JP2000046534A JP10208760A JP20876098A JP2000046534A JP 2000046534 A JP2000046534 A JP 2000046534A JP 10208760 A JP10208760 A JP 10208760A JP 20876098 A JP20876098 A JP 20876098A JP 2000046534 A JP2000046534 A JP 2000046534A
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JP
Japan
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measured
projection
grating
observation
optical system
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Withdrawn
Application number
JP10208760A
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Japanese (ja)
Inventor
Fumio Kobayashi
富美男 小林
Shinichi Matsuda
信一 松田
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Fujinon Corp
Original Assignee
Fuji Photo Optical Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the precision of an image magnification correction and sensitivity correction for accurate solid shape information of an object which is to be measured by, related to a lattice projection type moire device provided with a fringe scan function, automatically selecting a range-finding reference point on the object at observation of moire fringe, and automatically measuring a distance between the range-finding reference point and a imaging lens so that a distance between the object and the imaging lens of an observation optical system is accurately measured. SOLUTION: A moire fringe measurement is performed while a projection lattice 40 is fringe-scanned, a 3-dimension data of an object 2 which is to be measured is calculated from the measuring result, a range-finding reference point P (X, Y, Z) of the object 2 is selected from the 3-dimension data, and a range L from the range-finding reference point to an imaging lens 44 is automatically measured. The automatic measurement is performed by moving a lens 52L of a CCD camera 52 in its optical axis direction to detect the peak of video signal output of the CCD.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、いわゆる格子投影
型のモアレ装置に関するものであり、特にフリンジスキ
ャン機能を備えたモアレ装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a moire device of the so-called lattice projection type, and more particularly to a moire device having a fringe scanning function.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、被測定体の立体形状情報の取
り込みを短時間で容易に行うための装置としてモアレ装
置が知られている。モアレ装置としては格子照射型のも
のと格子投影型のものとがあるが、後者は前者のような
大きな基準格子が不要なため被測定体の測定自由度が大
きなものとなる。
2. Description of the Related Art Conventionally, a moiré device has been known as a device for easily taking in three-dimensional shape information of an object to be measured in a short time. There are two types of moiré devices: a grid irradiation type and a grid projection type. The latter has a large degree of freedom in measuring an object to be measured because a large reference grid like the former is not required.

【0003】上記格子投影型モアレ装置は、互いに平行
な光軸を有する投影光学系および観測光学系を備えてお
り、投影光学系により投影格子の像を被測定体上に投影
させるとともに、観測光学系により被測定体上に形成さ
れた変形格子像を観測用基準格子上に結像させ、これに
より生じるモアレ縞を観測するように構成されている。
その際、投影格子を両光軸と直交する平面内で両格子の
格子線と直交する方向に移動させるフリンジスキャンを
行うようにすれば、投影格子の移動に対するモアレ縞の
変化の方向性を観測することにより被測定体の凹凸判
定、さらには位相接続が可能となるので、被測定体の立
体形状情報を得ることが可能となる(例えば特願平10
−32214号明細書)。
The grating projection type moiré device includes a projection optical system and an observation optical system having optical axes parallel to each other. The projection optical system projects an image of the projection grating onto an object to be measured and observes the observation optical system. The system is configured so that a deformed grating image formed on the object to be measured by the system is formed on an observation reference grating, and the resulting moire fringes are observed.
At this time, if the fringe scan is performed to move the projection grating in a direction orthogonal to the grating lines of both gratings in a plane orthogonal to both optical axes, the directionality of the change of the moire fringes with respect to the movement of the projection grating can be observed By doing so, it is possible to determine the unevenness of the object to be measured and to perform phase connection, so that it is possible to obtain information on the three-dimensional shape of the object to be measured (for example, Japanese Patent Application No. Hei 10
-32214).

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、モアレ縞観
測用のモニタ上に現れるモアレ縞は観測光学系を介して
取り込まれるので、被測定体上において観測光学系の撮
影レンズに近い位置で形成されるモアレ縞と遠い位置で
形成されるモアレ縞とでは、同じ格子線間隔のものであ
っても実際の奥行き寸法は互いに異なったものとなる。
したがって、被測定体の正確な立体形状情報を得るため
には、被測定体上の各点の奥行き方向の位置に応じて像
倍率および感度の補正を行う必要がある。
The moiré fringes appearing on the monitor for observing moiré fringes are taken in through the observation optical system, and are formed on the object to be measured at a position close to the photographing lens of the observation optical system. The actual depth dimensions of the moiré fringe and the moiré fringe formed at a distant position are different from each other even if they have the same lattice line interval.
Therefore, in order to obtain accurate three-dimensional shape information of the measured object, it is necessary to correct the image magnification and the sensitivity according to the position of each point on the measured object in the depth direction.

【0005】この像倍率補正および感度補正は被測定体
上の各点と観測光学系の撮影レンズとの絶対距離に応じ
て行う必要があるが、モアレ縞から算出される被測定体
の3次元データはあくまでも被測定体上における相対的
な位置データであるので、モアレ縞の観測とは別に被測
定体と撮影レンズとの距離を測定しておく必要がある。
The image magnification correction and the sensitivity correction must be performed in accordance with the absolute distance between each point on the measured object and the photographing lens of the observation optical system. Since the data is only relative position data on the measured object, it is necessary to measure the distance between the measured object and the photographing lens separately from the observation of the moire fringes.

【0006】この距離測定は、従来より、被測定体上の
適当な点と撮影レンズとの間にメジャーを当ててその目
盛を読み取るという手作業により行われているが、この
ような測定方法では、距離測定を正確に行うことが困難
であり、したがって像倍率補正を精度良く行うことがで
きないという問題がある。
Conventionally, this distance measurement has been performed manually by applying a measure between an appropriate point on an object to be measured and a photographing lens and reading the scale. However, there is a problem that it is difficult to accurately measure a distance, and therefore, it is not possible to accurately correct an image magnification.

【0007】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであり、フリンジスキャン機能を備えた格子投影
型のモアレ装置において、被測定体の正確な立体形状情
報を得るために必要となる像倍率補正および感度補正の
精度向上を図ることができるモアレ装置を提供すること
を目的とするものである。
The present invention has been made in view of such circumstances, and is required for a grid projection type moiré apparatus having a fringe scanning function to obtain accurate three-dimensional shape information of a measured object. It is an object of the present invention to provide a moiré device capable of improving the accuracy of image magnification correction and sensitivity correction.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明のモアレ装置は、
モアレ縞観測の際に被測定体上における測距基準点を自
動的に選出し、この測距基準点と撮影レンズとの距離を
自動測定する構成とすることにより、上記目的を達成す
るようにしたものである。
The moiré device of the present invention comprises:
In order to achieve the above object, by automatically selecting a distance measurement reference point on the measured object at the time of moiré fringe observation and automatically measuring a distance between the distance measurement reference point and the photographing lens. It was done.

【0009】すなわち、本発明は、互いに平行な光軸を
有する投影光学系および観測光学系を備え、前記投影光
学系により投影格子の像を被測定体上に投影させるとと
もに、前記観測光学系により前記被測定体上に形成され
た変形格子像を観測用基準格子上に結像させ、これによ
り生じるモアレ縞を観測するように構成され、かつ前記
投影格子を前記両光軸と直交する平面内で前記両格子の
格子線と直交する方向に移動させるように構成されたモ
アレ装置において、前記投影格子を移動させながら観測
したモアレ縞から前記被測定体の3次元データを算出
し、この3次元データから前記被測定体上における測距
基準点を選出し、この測距基準点と前記観測光学系の撮
影レンズとの距離を自動測定するように構成されている
ことを特徴とするものである。
That is, the present invention comprises a projection optical system and an observation optical system having optical axes parallel to each other, wherein the projection optical system projects an image of a projection grating onto an object to be measured, and the observation optical system The deformed grating image formed on the object to be measured is formed on an observation reference grating, and the resulting moire fringes are observed, and the projection grating is arranged in a plane orthogonal to both optical axes. In the moiré apparatus configured to move the projection grating in a direction orthogonal to the grid lines, the three-dimensional data of the object to be measured is calculated from the moiré fringes observed while moving the projection grating. A distance measurement reference point on the object to be measured is selected from the data, and the distance between the distance measurement reference point and the photographing lens of the observation optical system is automatically measured. It is.

【0010】なお、上記「測距基準点」は、被測定体上
の任意の点を採用することが可能であるが、被測定体の
頂点を基準点として設定すれば、距離測定後の像倍率補
正および感度補正を容易に行うことができる。
[0010] The "distance measurement reference point" can be an arbitrary point on the measured object. However, if the vertex of the measured object is set as the reference point, the image after the distance measurement is obtained. Magnification correction and sensitivity correction can be easily performed.

【0011】また、前記測距基準点が、前記被測定体の
頂点であることが好ましい。
It is preferable that the distance measurement reference point is a vertex of the measured object.

【0012】なお、前記自動測定が、前記被測定体から
の反射光の光量を検出し、その検出光量に基づきピーク
検出を行うようにしてもよい。
The automatic measurement may detect the amount of reflected light from the object to be measured and perform peak detection based on the detected amount of light.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて、本発明の実
施の形態について説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0014】図1は、本発明の一実施形態に係るモアレ
装置(3次元イメージスキャナ)を示す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing a moiré apparatus (three-dimensional image scanner) according to an embodiment of the present invention.

【0015】図示のように、このモアレ装置10は、測
定ヘッド12と、電源機器駆動部14と、制御部16
と、モニタ18とを備えてなり、測定ヘッド12におい
て被測定体2の立体形状情報および模様(テクスチャ)
情報を取り込み、これら立体形状情報および模様情報
を、電源機器駆動部14を介して制御部16へ出力し、
制御部16において立体形状情報と模様情報とを合成処
理して被測定体2の3次元イメージを生成し、これをモ
ニタ18に表示するようになっている。制御部16に
は、キーボード20およびマウス22が接続されてお
り、これらを操作することにより、モニタ18における
3次元イメージの表示角度の変更等その表示内容の切換
え操作を行うことができるようになっている。
As shown, the moiré apparatus 10 includes a measuring head 12, a power supply driving unit 14, a control unit 16
And a monitor 18. In the measuring head 12, three-dimensional shape information and a pattern (texture) of the measured object 2 are provided.
Information, and outputs these three-dimensional shape information and pattern information to the control unit 16 via the power supply device driving unit 14;
The control unit 16 combines the three-dimensional shape information and the pattern information to generate a three-dimensional image of the measured object 2, and displays the three-dimensional image on the monitor 18. A keyboard 20 and a mouse 22 are connected to the control unit 16, and by operating these, it is possible to perform a switching operation of the display contents such as a change in the display angle of the three-dimensional image on the monitor 18. ing.

【0016】測定ヘッド12における立体形状情報の取
り込みは、格子投影型モアレトポグラフィを利用して行
うようになっている。図1において、測定ヘッド12の
前方に2点鎖線で示す格子面Pgが、格子投影型モアレ
トポグラフィにおける仮想基準格子面である。
The acquisition of the three-dimensional shape information in the measuring head 12 is performed by using a grid projection type moire topography. In FIG. 1, a lattice plane Pg indicated by a two-dot chain line in front of the measuring head 12 is a virtual reference lattice plane in the lattice projection type moire topography.

【0017】図2は、測定ヘッド12の外観を示す斜視
図であり、図3は、測定ヘッド12の内部構造を示す斜
視図である。
FIG. 2 is a perspective view showing the appearance of the measuring head 12, and FIG. 3 is a perspective view showing the internal structure of the measuring head 12.

【0018】これらの図に示すように、この測定ヘッド
12は、ケーシング24内に、投影光学系26、観測光
学系28および被測定体照明系30が設けられてなって
いる。
As shown in these drawings, the measuring head 12 is provided with a projection optical system 26, an observation optical system 28, and a measurement object illumination system 30 in a casing 24.

【0019】投影光学系26は、投影用ランプ32、熱
線カットフィルタ34およびコンデンサレンズ36から
なる格子照明系38と、投影格子40と、投影レンズ4
2とを備えてなり、一方、観測光学系28は、撮影レン
ズ44と、観測用基準格子46と、フィールドレンズ4
8、折り返しミラー50およびCCDカメラ52からな
るテレビ光学系54とを備えてなっている。
The projection optical system 26 includes a projection lamp 32, a heat ray cut filter 34, a grating illumination system 38 including a condenser lens 36, a projection grating 40, and a projection lens 4.
The observation optical system 28 includes an imaging lens 44, an observation reference grating 46, and a field lens 4.
8, a television optical system 54 including a folding mirror 50 and a CCD camera 52.

【0020】投影レンズ42および撮影レンズ44は、
ケーシング24の前面に、その各光軸Ax1およびAx
2が互いに平行になるようにして取り付けられている。
The projection lens 42 and the photographing lens 44
On the front surface of the casing 24, the respective optical axes Ax1 and Ax
2 are attached so as to be parallel to each other.

【0021】格子照明系38は、光軸Ax1に対して左
斜め後方から投影格子40を照射するように配置されて
おり、その投影用ランプ32の像は、投影レンズ42の
入射瞳位置に略結像されるようになっている。コンデン
サレンズ36は、投影格子40を十分カバーする大きさ
を有している。
The grating illumination system 38 is arranged so as to irradiate the projection grating 40 from obliquely rearward left with respect to the optical axis Ax1, and the image of the projection lamp 32 is substantially at the entrance pupil position of the projection lens 42. An image is formed. The condenser lens 36 has a size enough to cover the projection grating 40.

【0022】一方、観測用基準格子46ならびにテレビ
光学系54のフィールドレンズ48および折り返しミラ
ー50は、光軸Ax2上に配置されており、CCDカメ
ラ52は、光軸Ax2に対して折り返しミラー50によ
り直角に折れ返された光軸上に配置されている。フィー
ルドレンズ48は、観測用基準格子46を透過した光束
をもれなくCCDカメラ52に入射させるように配置さ
れている。
On the other hand, the observation reference grating 46, the field lens 48 of the television optical system 54, and the folding mirror 50 are arranged on the optical axis Ax2, and the CCD camera 52 is folded by the folding mirror 50 with respect to the optical axis Ax2. It is arranged on the optical axis folded at a right angle. The field lens 48 is arranged so that the light flux transmitted through the observation reference grating 46 is incident on the CCD camera 52 without any leakage.

【0023】投影格子40および観測用基準格子46
は、いずれも互いに等しいピッチで上下方向に延びる格
子線を有しており、光軸Ax1およびAx2と直交する
同一平面内に設けられている。そして、投影格子40
は、該投影格子40の像が仮想基準格子面Pg(図1参
照)に結像されるよう、仮想基準格子面Pgと共役の位
置関係で配置されており、一方、観測用基準格子46
も、仮想基準格子面Pgの像が観測用基準格子46に結
像されるよう、仮想基準格子面Pgと共役の位置関係で
配置されている。
Projection grating 40 and observation reference grating 46
Have grid lines extending in the vertical direction at the same pitch, and are provided in the same plane orthogonal to the optical axes Ax1 and Ax2. And the projection grating 40
Are arranged in a conjugate positional relationship with the virtual reference grid plane Pg so that the image of the projection grid 40 is formed on the virtual reference grid plane Pg (see FIG. 1).
Are also arranged in a conjugate positional relationship with the virtual reference lattice plane Pg so that the image of the virtual reference lattice plane Pg is formed on the observation reference lattice 46.

【0024】図4は、測定ヘッド12の格子投影型モア
レ装置としての機能を説明する平面図である。
FIG. 4 is a plan view for explaining the function of the measuring head 12 as a grating projection type moiré device.

【0025】図示のように、この測定ヘッド12におい
ては、投影光学系26により投影格子40の像を被測定
体2上に投影させるとともに、観測光学系28により被
測定体2上に形成された変形格子像を観測用基準格子4
6上に結像させ、これにより生じるモアレ縞を観測する
ように構成されている。
As shown in the figure, in the measuring head 12, the image of the projection grating 40 is projected onto the measured object 2 by the projection optical system 26, and formed on the measured object 2 by the observation optical system 28. Observation reference grid 4
6 is formed so as to observe moire fringes caused by the image formation.

【0026】図4において1点鎖線で示す仮想基準格子
面Pgおよび仮想基準格子面Pgと平行な実線で示す複
数の面がモアレ面を形成しており、これら各モアレ面と
被測定体2が交差する曲線に沿ってモアレ縞が形成され
ることとなる。図4には、仮想基準格子面Pgの手前側
にのみ実線でモアレ面を示しているが、仮想基準格子面
Pgの奥側にも複数のモアレ面が形成される。したがっ
て、被測定体2が仮想基準格子面Pgを前後にまたがる
ように配置された場合においてもモアレ縞は形成され
る。
In FIG. 4, a virtual reference lattice plane Pg indicated by a dashed-dotted line and a plurality of planes indicated by solid lines parallel to the virtual reference lattice plane Pg form moire planes. Moire fringes will be formed along the intersecting curves. In FIG. 4, the moire surface is shown by a solid line only on the near side of the virtual reference lattice plane Pg, but a plurality of moiré planes are also formed on the back side of the virtual reference lattice plane Pg. Therefore, moiré fringes are formed even when the measured object 2 is arranged so as to straddle the virtual reference lattice plane Pg back and forth.

【0027】図3に示すように、投影格子40は、格子
送り機構56に支持されており、格子送り機構56によ
り光軸Ax1と直交する平面内において水平方向(すな
わち投影格子40の格子線と直交する方向)に往復移動
せしめられるようになっている。この格子送り機構56
は、パルスモータを備えたパルスステージで構成されて
おり、投影格子40を1位相分の長さにわたって往復振
動(フリンジスキャン)させるようになっている。な
お、パルスステージに代えて圧電素子等を用いて往復振
動を行うようにしてもよい。
As shown in FIG. 3, the projection grating 40 is supported by a grating feed mechanism 56, and the projection grating 40 is moved in a horizontal direction (that is, in the plane orthogonal to the optical axis Ax1). (In the direction perpendicular to). This grid feed mechanism 56
Is constituted by a pulse stage provided with a pulse motor, and causes the projection grating 40 to reciprocate (fringe scan) over a length of one phase. The reciprocating vibration may be performed using a piezoelectric element or the like instead of the pulse stage.

【0028】投影格子40の移動により、投影格子40
と観測用基準格子46との間の位相が変化するので、こ
れに伴ってモアレ縞が変化する。そこで、このモアレ縞
の像を制御部16(図1参照)において1/4位相毎に
サンプリングすることにより、被測定体2の凹凸判定を
行うようになっている。
The movement of the projection grating 40 causes the projection grating 40
Since the phase between the light and the observation reference grating 46 changes, the moire fringes change accordingly. Therefore, the control unit 16 (see FIG. 1) samples the moire fringe image for each 1/4 phase to determine the unevenness of the measured object 2.

【0029】一方、観測用基準格子46は、格子退避機
構58に支持されており、格子退避機構58により光軸
Ax2と直交する平面内において水平方向に移動せしめ
られ、これにより観測光学系28の光路内に位置するモ
アレ縞観測位置と光路から外れた退避位置とを選択的に
採り得るようになっている。観測用基準格子46の移動
は、格子退避機構58においてケーシング24の右側面
から突出する格子退避ノブ60を、手動により出し入れ
することにより行われるようになっている。格子退避機
構58には、観測用基準格子46が退避位置まで移動し
たとき、これを検出するリミットスイッチ62が取り付
けられている。
On the other hand, the observation reference grating 46 is supported by a grating retreat mechanism 58, and is moved in a horizontal direction in a plane orthogonal to the optical axis Ax2 by the lattice retreat mechanism 58. A moiré fringe observation position located in the optical path and a retracted position deviating from the optical path can be selectively adopted. The movement of the observation reference grid 46 is performed by manually inserting and extracting a grid retract knob 60 projecting from the right side surface of the casing 24 in the lattice retract mechanism 58. A limit switch 62 for detecting when the observation reference grid 46 has moved to the retreat position is attached to the grid retreat mechanism 58.

【0030】被測定体2の立体形状情報の取り込みのた
めのモアレ縞観測は、観測用基準格子46をモアレ縞観
測位置にセットした状態で行われるが、観測用基準格子
46を退避位置へ退避させるようにすれば、モアレ縞が
形成されていない被測定体2の2次元画像の撮影を行う
ことが可能となる。そこで、測定ヘッド12において
は、この2次元画像の撮影により被測定体2の模様情報
の取り込みを行うようになっている。
The moire fringe observation for taking in the three-dimensional shape information of the measured object 2 is performed with the observation reference grating 46 set at the moiré fringe observation position, but the observation reference grating 46 is retracted to the retracted position. By doing so, it becomes possible to capture a two-dimensional image of the measured object 2 on which moire fringes are not formed. Thus, the measuring head 12 captures the pattern information of the measured object 2 by capturing the two-dimensional image.

【0031】図3に示すように、被測定体照明系30
は、投影光学系26と観測光学系28との間に位置する
ようにして設けられている。この被測定体照明系30
は、照明用ランプ64と、熱線カットフィルタ66と、
ケーシング24の前面に取り付けられたディフューザ窓
68とからなり、照明用ランプ64からの光を、熱線カ
ットフィルタ66およびディフューザ窓68を介して前
方へ拡散照射するようになっている。
As shown in FIG.
Is provided so as to be located between the projection optical system 26 and the observation optical system 28. The illumination system 30 for the object to be measured
Is a lighting lamp 64, a heat ray cut filter 66,
A diffuser window 68 attached to the front surface of the casing 24 is provided. The light from the illumination lamp 64 is diffused and radiated forward through the heat ray cut filter 66 and the diffuser window 68.

【0032】照明用ランプ64は、モアレ縞観測の際に
は非点灯状態にあるが、2次元画像撮影の際には点灯す
るようになっている。また、この点灯動作と連動して格
子照明系38の投影用ランプ32が消灯するようなって
いる。この点灯切換えは、リミットスイッチ62の検出
信号に基づいて行われるようになっている。
The illumination lamp 64 is not lit when observing moire fringes, but is lit when capturing a two-dimensional image. The projection lamp 32 of the lattice illumination system 38 is turned off in conjunction with this lighting operation. This switching of lighting is performed based on a detection signal of the limit switch 62.

【0033】このように2次元画像撮影の際、投影用ラ
ンプ32から照明用ランプ64への点灯切換えが行われ
るのは、照明用ランプ64を点灯させずに投影用ランプ
32を点灯させたままの状態で2次元画像撮影を行う
と、投影格子40の像が形成された状態で被測定体2の
2次元画像を撮影することとなってしまうので、これを
回避するためである。なお、照明用ランプ64を点灯さ
せれば、投影用ランプ32を点灯させたままであっても
投影格子40の像の影響は非常に小さいものとなるの
で、照明用ランプ64の点灯動作と連動して投影用ラン
プ32を消灯させることは必ずしも必要ではない。
As described above, the lighting switching from the projection lamp 32 to the illumination lamp 64 at the time of capturing a two-dimensional image is performed while the illumination lamp 64 is not lit and the projection lamp 32 is lit. If the two-dimensional image photographing is performed in the state described above, a two-dimensional image of the measured object 2 will be photographed in a state where the image of the projection grating 40 is formed. This is to avoid this. When the illumination lamp 64 is turned on, the influence of the image of the projection grating 40 is very small even if the projection lamp 32 is kept turned on. It is not always necessary to turn off the projection lamp 32.

【0034】ケーシング24の左側面および背面には、
冷却ファン70および72が取り付けられており、これ
により投影用ランプ32および照明用ランプ64が発す
る熱をケーシング24の外部へ排出するようになってい
る。その際、ケーシング24内に形成された隔壁74お
よび76により、両ランプ32および64が発する熱を
冷却ファン70へ効率よく導くようになっており、さら
に、CCDカメラ52と隔壁76との間にもう1つの隔
壁78を形成して、これら両隔壁76および78間に断
熱路を形成し、断熱路内の空気(熱)を冷却ファン72
へ導くようになっている。そして、これにより、両ラン
プ32および64が発する熱がCCDカメラ52へ伝わ
るのを確実に阻止して、CCDカメラ52を保護するよ
うになっている。
On the left side and the back side of the casing 24,
Cooling fans 70 and 72 are attached so that the heat generated by the projection lamp 32 and the illumination lamp 64 is discharged to the outside of the casing 24. At this time, the partitions 74 and 76 formed in the casing 24 efficiently guide the heat generated by the lamps 32 and 64 to the cooling fan 70, and further, the space between the CCD camera 52 and the partition 76. Another partition wall 78 is formed, an adiabatic path is formed between the partition walls 76 and 78, and air (heat) in the adiabatic path is cooled by the cooling fan 72.
Is to lead to. Thus, the heat generated by the lamps 32 and 64 is reliably prevented from being transmitted to the CCD camera 52, and the CCD camera 52 is protected.

【0035】図2に示すように、ケーシング24の上面
における両ランプ32および64の上方部位には、冷気
吸引孔80および82が形成されており、これにより冷
却ファン70および72による排熱効率を高めるように
なっている。
As shown in FIG. 2, cool air suction holes 80 and 82 are formed above the lamps 32 and 64 on the upper surface of the casing 24, thereby increasing the heat removal efficiency of the cooling fans 70 and 72. It has become.

【0036】また、ケーシング24の右側面には、格子
退避ノブ60の他に、電源スイッチ84および通電表示
ランプ86が設けられており、その内面側には電子基板
88が設けられている。また、ケーシング24の右側面
からは、電源および信号用コード90が延びており、そ
の他端部において、電源用コネクタ92、制御信号用コ
ネクタ94およびテレビ信号用コネクタ96により、電
源機器駆動部14(図1参照)へ接続されるようになっ
ている。
On the right side of the casing 24, in addition to the lattice retract knob 60, a power switch 84 and a power indicator lamp 86 are provided, and an electronic board 88 is provided on the inner side. A power supply and signal cord 90 extends from the right side surface of the casing 24, and a power supply connector 92, a control signal connector 94, and a television signal connector 96 are provided at the other end by the power supply device drive unit 14 ( 1 (see FIG. 1).

【0037】ところで、モニタ18上に現れるモアレ縞
は測定ヘッド12の観測光学系28を介して取り込まれ
るので、被測定体2上において観測光学系28の撮影レ
ンズ44に近い位置で形成されるモアレ縞と遠い位置で
形成されるモアレ縞とでは、同じ格子線間隔のものであ
っても実際の奥行き寸法は互いに異なったものとなる。
したがって被測定体2の正確な立体形状情報を得るため
には、被測定体2上の各点の奥行き方向の位置に応じて
像倍率の補正を行う必要がある。
Since moire fringes appearing on the monitor 18 are captured via the observation optical system 28 of the measuring head 12, moire fringes are formed on the measured object 2 at a position close to the taking lens 44 of the observation optical system 28. The fringe and the moiré fringe formed at a distant position have different actual depth dimensions even if they have the same grid line spacing.
Therefore, in order to obtain accurate three-dimensional shape information of the measured object 2, it is necessary to correct the image magnification in accordance with the position of each point on the measured object 2 in the depth direction.

【0038】このため本実施形態においては、モアレ縞
の観測の際、被測定体2の頂点と撮影レンズ44との距
離を自動測定するとともに、その測距データに基づいて
被測定体2上の各点の像倍率補正を行うようになってい
る。その際、被測定体2上の測距対象となる点は、像倍
率補正の基準となる点でもあるので、その奥行き方向
(z方向)と直交する平面(x、y平面)内における位
置を正確に把握しておく必要がある。
For this reason, in this embodiment, when observing moire fringes, the distance between the vertex of the object 2 and the photographing lens 44 is automatically measured, and the distance on the object 2 is measured based on the distance measurement data. The image magnification of each point is corrected. At this time, since the point to be measured on the measured object 2 is also a reference point for image magnification correction, its position in a plane (x, y plane) orthogonal to the depth direction (z direction) is determined. You need to know exactly.

【0039】そこで本実施形態においては、被測定体2
上の測距基準点として被測定体2の頂点を選出し、この
頂点をモニタ18上にフラグ表示するように構成されて
いる。
Therefore, in the present embodiment, the measured object 2
A vertex of the measured object 2 is selected as an upper distance measurement reference point, and this vertex is displayed as a flag on the monitor 18.

【0040】図5は、モアレ縞観測の際に行われる頂点
選出、距離測定および像倍率補正の手順を示す図であ
る。
FIG. 5 is a diagram showing a procedure of vertex selection, distance measurement, and image magnification correction performed at the time of moire fringe observation.

【0041】まず、モアレ縞測定により頂点選出を行う
(S1)。すなわち、フリンジスキャンを行いながらモ
アレ縞の画像を取り込んだ後、モアレ縞の縞解析を行
い、内部設定値で高さ計算を行った後、被測定体2上の
各点の3次元データ(x,y,z)を算出し、この3次
元データから頂点選出を行う。次に、選出された頂点を
モニタ18上にフラグ表示する(S2)。このフラグ表
示された頂点位置をオペレータが確認してOK入力を行
うと(S3)、頂点と撮影レンズ44との距離を自動測
定する(S4)。そして、その測距数値の自動入力を行
った後(S5)、高さ計算式を演算し(S6)、その演
算結果に基づいて被測定体2上の各点の像倍率補正を行
う(S7)。
First, a vertex is selected by measuring moire fringes (S1). That is, after capturing an image of moire fringes while performing fringe scanning, fringe analysis of moire fringes is performed, height calculation is performed using an internally set value, and then three-dimensional data (x , Y, z), and a vertex is selected from the three-dimensional data. Next, the selected vertices are flag-displayed on the monitor 18 (S2). When the operator confirms the vertex position indicated by the flag and performs an OK input (S3), the distance between the vertex and the photographing lens 44 is automatically measured (S4). Then, after automatically inputting the distance measurement value (S5), a height calculation formula is calculated (S6), and the image magnification of each point on the measured object 2 is corrected based on the calculation result (S7). ).

【0042】図6は、ステップS1の、モアレ縞測定に
よる頂点選出の具体的手順を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a specific procedure of selecting a vertex based on the measurement of moire fringes in step S1.

【0043】まず、1/2πずつ位相のずれた被測定体2
の画像を取り込む。その際、各取り込み画像の1点P
(x,y)に着目し、その点の明るさIをI1、I2、
I3、I4と置くと、同図(a)に示すように表すこと
ができる。
First, the DUT 2 whose phase is shifted by 1 / 2π
Capture the image of At that time, one point P of each captured image
Focusing on (x, y), the brightness I at that point is represented by I1, I2,
If I3 and I4 are set, they can be represented as shown in FIG.

【0044】これら位相の異なる4つの明るさデータか
ら、この点の位相φを求めると、 φ=tan−1{(I2−I4)/(I1−I3)} となる。
When the phase φ at this point is obtained from the four brightness data having different phases, φ = tan -1 {(I2-I4) / (I1-I3)}.

【0045】この位相φを各点について計算し、その位
相計算結果をグラフにすると、同図(b)に示すように
なる。このグラフにおける最大値は2πであり、2π毎
に途切れた曲線となる。
The phase φ is calculated for each point, and the phase calculation result is graphed as shown in FIG. The maximum value in this graph is 2π, which is a curve interrupted every 2π.

【0046】この断続的な曲線に対して、該曲線を位相
接続するアンラップ処理を行うと、同図(c)に示すよ
うになる。これにより、モアレ縞1縞当たりの高さをδ
(δ=2π)としたときの画像の各点の高さz(被測定
体2の各点の相対的な奥行き寸法)が得られるので、被
測定体2の頂点を見つけることができる。
When this intermittent curve is subjected to an unwrapping process for phase-connecting the curve, the result is as shown in FIG. As a result, the height of each moire fringe is δ.
Since the height z of each point of the image when (δ = 2π) is set (the relative depth dimension of each point of the measured object 2), the vertex of the measured object 2 can be found.

【0047】すなわち、 z1(x1,y1)−z2(x2,y2)≧0(or>
0) であれば、P(x1,y1,z1)を選び、 z1(x1,y1)−z2(x2,y2)<0(or≦
0) であれば、P(x2,y2,z2)を選ぶという比較選
択を測定領域全面にわたり行い、頂点P(X,Y,Z)
を選出する。なお、上記式において等号関係が満足され
るときは、選出された複数点のうち任意の点を選択すれ
ばよい。
That is, z1 (x1, y1) −z2 (x2, y2) ≧ 0 (or>
0), P (x1, y1, z1) is selected, and z1 (x1, y1) −z2 (x2, y2) <0 (or ≦
0), a comparison selection of selecting P (x2, y2, z2) is performed over the entire measurement area, and the vertex P (X, Y, Z) is selected.
Elect. When the equality relation is satisfied in the above equation, an arbitrary point may be selected from the plurality of selected points.

【0048】このとき、フレームメモリとCCDのピク
セルとが1対1で対応しているので、フレームメモリ中
の座標とモニタ上の座標とは一致したものとなる。
At this time, since the frame memory and the pixels of the CCD have a one-to-one correspondence, the coordinates in the frame memory and the coordinates on the monitor match.

【0049】図7は、選出された頂点P(X,Y,Z)
のxy座標値P(X,Y)をモニタ18上にフラグ表示
した図を示すものである。同図(a)は、モアレ縞解析
結果を表示した図(例えば等高線図)にフラグ表示した
例を示し、同図(b)は、ビデオスルー画像にフラグ表
示した例を示すものである。これら2種類のモードでフ
ラグ表示した図をモニタ18上に切り換え表示するよう
にすれば、頂点P(X,Y,Z)が適切に選出されたこ
との目視確認を確実に行うことができる。
FIG. 7 shows the selected vertex P (X, Y, Z)
FIG. 3 is a diagram showing a xy coordinate value P (X, Y) displayed on the monitor 18 as a flag. FIG. 3A shows an example in which a flag is displayed on a diagram (for example, a contour diagram) displaying the result of moire fringe analysis, and FIG. 3B shows an example in which a flag is displayed on a video through image. By switching and displaying the flags displayed in these two modes on the monitor 18, visual confirmation that the vertex P (X, Y, Z) has been appropriately selected can be reliably performed.

【0050】図8は、頂点P(X,Y,Z)と撮影レン
ズ44との距離を自動測定する方法を説明するための図
である。
FIG. 8 is a diagram for explaining a method of automatically measuring the distance between the vertex P (X, Y, Z) and the photographing lens 44.

【0051】この自動測定は、一般的なオートフォーカ
スの手法を用いて行われる。
This automatic measurement is performed by using a general auto focus technique.

【0052】まず、自動測定に際し、予め観測用基準格
子46を退避位置へ退避させておく。
First, at the time of automatic measurement, the observation reference grid 46 is retracted to the retracted position in advance.

【0053】そして、CCDカメラ52のレンズ52L
がホームポジションにあること、すなわち基準設定(1
m)がなされていることの確認を行った後、フラグ表示
されたピクセルのビデオ信号の観察を行う。
The lens 52L of the CCD camera 52
Is in the home position, that is, the reference setting (1
After confirming that m) is performed, the video signal of the flagged pixel is observed.

【0054】次に、レンズ52Lをその光軸方向へ移動
させ、山登り法によりピーク検出を行う。そして、この
ピーク検出が行われたときのレンズ52Lの移動量εか
ら、該移動量εに対応する物体側の点の奥行き方向の変
位量ΔLを算出する。レンズ52Lがホームポジション
にあるときの物体側の点と撮影レンズ44の主点(物体
側主点)Hとの距離Lから、変位量ΔLを引いた値を算
出することにより、被測定体2の頂点P(X,Y,Z)
と撮影レンズ44(の主点H)との距離L´(L´=L
−ΔL)が得られる。
Next, the lens 52L is moved in the optical axis direction, and peak detection is performed by the hill-climbing method. Then, from the movement amount ε of the lens 52L when the peak detection is performed, the displacement amount ΔL in the depth direction of the point on the object side corresponding to the movement amount ε is calculated. By calculating a value obtained by subtracting the displacement amount ΔL from a distance L between a point on the object side when the lens 52L is at the home position and a principal point (object-side principal point) H of the photographing lens 44, the measurement target 2 is obtained. Vertex P (X, Y, Z)
L ′ (L ′ = L) between the camera and the taking lens 44 (principal point H)
−ΔL) is obtained.

【0055】上記山登り法によるピーク検出は、図9に
示す手順で行われる。
The peak detection by the hill climbing method is performed according to the procedure shown in FIG.

【0056】すなわち、同図(a)に示すように、CC
Dカメラ52のレンズ52Lをその光軸方向へ移動さ
せ、同図(b)に示すように、各移動位置における画像
を取り込む。その際、同図(c)に示すように、フラグ
表示されたピクセルのビデオ信号出力をグラフにプロッ
トし、その出力が最大になるときのレンズ位置(すなわ
ち合焦点位置)をピーク検出位置として決定する。
That is, as shown in FIG.
The lens 52L of the D camera 52 is moved in the direction of the optical axis, and the images at the respective movement positions are captured as shown in FIG. At this time, as shown in FIG. 7C, the video signal output of the flag-displayed pixel is plotted on a graph, and the lens position (that is, the in-focus position) when the output is maximized is determined as the peak detection position. I do.

【0057】このとき、図10(a)に示すように、ピ
ーク検出位置での頂点P(X,Y,Z)を含むx軸方向
およびy軸方向の断面をとり、図10(b)、(c)に
示すように、フラグ表示されたピクセルを含むx軸方向
およびy軸方向の各ピクセルの出力をグラフにプロット
すれば、上記ピーク検出位置において頂点P(X,Y,
Z)がピーク値になっていることの検証を行うことがで
きる。
At this time, as shown in FIG. 10A, cross sections in the x-axis direction and the y-axis direction including the vertex P (X, Y, Z) at the peak detection position are taken. As shown in (c), if the output of each pixel in the x-axis direction and the y-axis direction including the flag-displayed pixel is plotted on a graph, the vertex P (X, Y,
It can be verified that Z) has a peak value.

【0058】なお、上記物体側の点の変位量ΔLの算出
には、次の関係式が用いられる。
The following relational expression is used to calculate the displacement .DELTA.L of the point on the object side.

【0059】すなわち、図8において、物体側の点がΔ
L変位したとき撮影レンズ44により形成される結像点
の変位量Δbは、撮影レンズ44の焦点距離をfとする
と、 Δb=(f/(f−L))ΔL となる。そして、これに伴うCCDカメラ52のレンズ
52Lの移動量εは、レンズ52Lの焦点距離をf´と
すると、 ε=(f´/(f´−L))Δb となる。したがって、これら2式より、 ΔL={(f´−L)(f−L)/f´f}ε が得られる。
That is, in FIG. 8, the point on the object side is Δ
When the focal length of the imaging lens 44 is f, the amount of displacement Δb of the image forming point formed by the imaging lens 44 when the lens is displaced by L is Δb = (f / (f−L)) 2 ΔL. Then, the amount of movement ε of the lens 52L of the CCD camera 52 accompanying this becomes ε = (f ′ / (f′−L)) 2 Δb, where f ′ is the focal length of the lens 52L. Therefore, ΔL = {(f′−L) (f−L) / f′f} 2 ε is obtained from these two equations.

【0060】次に、本実施形態の変形例について説明す
る。
Next, a modified example of this embodiment will be described.

【0061】本実施形態においては、頂点P(X,Y,
Z)と撮影レンズ44との距離の自動測定を、一般的な
オートフォーカスの手法を用いて行う場合について説明
したが、これ以外の測定方法により自動測定を行うよう
にしてもよい。
In this embodiment, the vertex P (X, Y,
Although the case where the automatic measurement of the distance between Z) and the photographing lens 44 is performed by using a general auto-focusing method has been described, the automatic measurement may be performed by another measuring method.

【0062】例えば、図11に示すような走査光学系を
用いることにより、自動測定を行うことができる。
For example, by using a scanning optical system as shown in FIG. 11, automatic measurement can be performed.

【0063】すなわち、レーザからのビームをミラーM
1により水平軸回りに回動させて上下方向に偏向反射さ
せ、これを鉛直軸回りに回動するミラーM2に入射させ
ることにより左右方向に偏向反射させ、これにより上下
左右両方向に走査されたビームを被測定体2へ向けて照
射する。そして、被測定体2の表面で反射したビームが
CCDのフラグ表示されたピクセルに入射したときのミ
ラーM2の回動角度θを読み取ることにより、頂点P
(X,Y,Z)とレンズ52Lとの光軸方向の距離dを
算出することができる。
That is, the beam from the laser is
1, the beam is deflected and reflected in the vertical direction by rotating about the horizontal axis, and is deflected and reflected in the left and right direction by being incident on the mirror M2 that is rotated about the vertical axis, thereby scanning the beam in both the vertical and horizontal directions. Is irradiated toward the measured object 2. Then, by reading the rotation angle θ of the mirror M2 when the beam reflected on the surface of the measured object 2 is incident on the pixel indicated by the flag of the CCD, the vertex P
The distance d in the optical axis direction between (X, Y, Z) and the lens 52L can be calculated.

【0064】図12は、この距離dの算出方法を説明す
るための平面図である。
FIG. 12 is a plan view for explaining a method of calculating the distance d.

【0065】同図において、ミラーM2の回動軸がレン
ズ52Lの主平面上に位置している場合について考え
る。このときミラーM2の回動軸とレンズ52Lの光軸
Ax2との間隔をaとすると、 a=d(tanθ+tanφ) となる。ここに、角度φは頂点P(X,Y,Z)とフラ
グ表示されたピクセルとを結ぶ直線が光軸Ax2となす
角度の水平成分であり、 tanφ=ε/b となる。ここに、εは、フラグ表示されたピクセルのy
座標値であり、bは、CCDとレンズ52Lの主平面と
の距離である。
In the figure, the case where the rotation axis of the mirror M2 is located on the main plane of the lens 52L will be considered. At this time, if the distance between the rotation axis of the mirror M2 and the optical axis Ax2 of the lens 52L is a, then a = d (tan θ + tan φ). Here, the angle φ is a horizontal component of an angle formed by a straight line connecting the vertex P (X, Y, Z) and the pixel indicated by the flag with the optical axis Ax2, and tan φ = ε / b. Where ε is the y of the flagged pixel
It is a coordinate value, and b is the distance between the CCD and the main plane of the lens 52L.

【0066】上記2式より、 d=a/(tanθ+ε/b) が得られるので、ミラーM2の回動角度θを読み取るこ
とにより、頂点P(X,Y,Z)とレンズ52Lとの光
軸方向の距離dを算出することができる。
From the above equation, d = a / (tan θ + ε / b) is obtained. By reading the rotation angle θ of the mirror M2, the optical axis between the vertex P (X, Y, Z) and the lens 52L is obtained. The distance d in the direction can be calculated.

【0067】なお、ミラーM2の回動角度θは、例えば
ミラーM2を回動させる際にパルスを発生させ、ミラー
M2の回動に伴うエンコーダ量を検出することにより読
み取ることができる。
The rotation angle θ of the mirror M2 can be read by, for example, generating a pulse when the mirror M2 is rotated and detecting the encoder amount accompanying the rotation of the mirror M2.

【0068】図11においてミラーM1を用いる代わり
に、図13に示すような水平方向に延びるシリンドリカ
ルレンズを用いるようにしてもよい。このようにシリン
ドリカルレンズを用いることにより、上下方向に拡散す
るビームをミラーM2に入射させることができるので、
ミラーM1およびこれを水平軸回りに回動させる駆動手
段を廃止することができる。なお、このようにした場
合、CCDには、ビームスポットではなく、上下方向に
延びるビームラインが入射することとなるが、ミラーM
2の回動角度θの読み取りによる距離dの算出には何ら
影響が及ばない。
Instead of using the mirror M1 in FIG. 11, a cylindrical lens extending in the horizontal direction as shown in FIG. 13 may be used. By using the cylindrical lens as described above, a beam that is diffused in the vertical direction can be made incident on the mirror M2.
The mirror M1 and the driving means for rotating the mirror M1 about the horizontal axis can be eliminated. In this case, not the beam spot but the beam line extending in the vertical direction enters the CCD, but the mirror M
The reading of the rotation angle θ of No. 2 has no effect on the calculation of the distance d.

【0069】なお、上記実施形態においては、選出され
た頂点P(X,Y,Z)をモニタ18上にフラグ表示
し、このフラグ表示された頂点位置をオペレータが確認
してOK入力を行うことを条件に、頂点P(X,Y,
Z)と撮影レンズ44との距離を自動測定する構成とな
っているが、OK入力を待つことなく頂点選出と連動し
て自動測定を行うようにしてもよい。また、選出された
頂点P(X,Y,Z)のモニタ18上へのフラグ表示を
省略するようにしてもよい。
In the above embodiment, the selected vertex P (X, Y, Z) is displayed on the monitor 18 as a flag, and the vertex position indicated by the flag is confirmed by the operator and an OK input is performed. , The vertex P (X, Y,
Although the distance between Z) and the photographing lens 44 is automatically measured, the automatic measurement may be performed in conjunction with the selection of the vertex without waiting for the OK input. Alternatively, the flag display of the selected vertex P (X, Y, Z) on the monitor 18 may be omitted.

【0070】[0070]

【発明の効果】本発明に係るモアレ装置は、投影格子を
フリンジスキャンさせながらモアレ縞観測を行い、その
結果から被測定体の3次元データを算出し、この3次元
データから被測定体上における測距基準点を選出し、こ
の測距基準点と撮影レンズとの距離を自動測定するよう
に構成されているので、被測定体と観測光学系の撮影レ
ンズとの距離測定を正確にかつ効率良く行うことができ
る。そして、これにより像倍率補正の精度を高めること
ができるので、被測定体の正確な立体形状情報を得るこ
とができる。
The moiré apparatus according to the present invention performs moiré fringe observation while fringe-scanning the projection grating, calculates three-dimensional data of the measured object from the result, and calculates the three-dimensional data on the measured object from the three-dimensional data. The distance measurement reference point is selected, and the distance between the distance measurement reference point and the photographing lens is automatically measured, so that the distance measurement between the object to be measured and the photographing lens of the observation optical system can be performed accurately and efficiently. Can do well. Then, the accuracy of the image magnification correction can be improved, so that accurate three-dimensional shape information of the measured object can be obtained.

【0071】この場合において、上記基準点を被測定体
の頂点とすれば、像倍率補正の処理を容易化することが
できる。
In this case, if the reference point is the vertex of the measured object, the process of correcting the image magnification can be facilitated.

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

【図1】本発明の一実施形態に係るモアレ装置の全体構
成を示す斜視図
FIG. 1 is a perspective view showing an entire configuration of a moiré device according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1に示すモアレ装置の測定ヘッドの外観を示
す斜視図
FIG. 2 is a perspective view showing an appearance of a measuring head of the moiré device shown in FIG. 1;

【図3】図1に示す測定ヘッドの内部構造を示す斜視図FIG. 3 is a perspective view showing an internal structure of the measuring head shown in FIG. 1;

【図4】図1に示す測定ヘッドの機能を説明する平面図FIG. 4 is a plan view for explaining functions of the measuring head shown in FIG. 1;

【図5】図1に示すモアレ装置によるモアレ縞観測の際
に行われる頂点選出、距離測定および像倍率補正の手順
を示すフローチャート
5 is a flowchart showing a procedure of vertex selection, distance measurement, and image magnification correction performed when observing moire fringes by the moiré apparatus shown in FIG.

【図6】モアレ縞測定による頂点選出の具体的手順を説
明するための概略図
FIG. 6 is a schematic diagram for explaining a specific procedure of selecting a vertex based on moiré fringe measurement.

【図7】選出された頂点をモニタ上にフラグ表示した状
態を示す概略図
FIG. 7 is a schematic diagram showing a state where selected vertices are flag-displayed on a monitor.

【図8】頂点と観測光学系の撮影レンズとの距離を自動
測定する方法を説明するための概略図
FIG. 8 is a schematic diagram for explaining a method for automatically measuring the distance between the vertex and the photographing lens of the observation optical system.

【図9】山登り法によるピーク検出の手順を示す概略図FIG. 9 is a schematic diagram showing a procedure of peak detection by a hill-climbing method.

【図10】ピーク検出位置の検証方法を示す概略図FIG. 10 is a schematic diagram showing a method for verifying a peak detection position.

【図11】図8の自動測定方法の変形例を説明するため
の斜視図
FIG. 11 is a perspective view for explaining a modification of the automatic measurement method of FIG. 8;

【図12】図11に示す変形例において頂点と観測光学
系の撮影レンズとの距離の算出方法を説明するための平
面図
FIG. 12 is a plan view for explaining a method of calculating the distance between the vertex and the photographing lens of the observation optical system in the modification shown in FIG.

【図13】図11に示す変形例の構成の一部の変形例を
示す斜視図
FIG. 13 is a perspective view showing a part of a modification of the configuration of the modification shown in FIG. 11;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 被測定体 10 3次元イメージスキャナ(モアレ装置) 12 測定ヘッド 14 電源機器駆動部 16 制御部 18 モニタ 24 ケーシング 26 投影光学系 28 観測光学系 30 被測定体照明系 32 投影用ランプ 34 熱線カットフィルタ 36 コンデンサレンズ 38 格子照明系 40 投影格子 42 投影レンズ 44 撮影レンズ 46 観測用基準格子 48 フィールドレンズ 50 折り返しミラー 52 CCDカメラ 52L レンズ 54 テレビ光学系 56 格子送り機構 58 格子退避機構 60 格子退避ノブ 62 リミットスイッチ Ax1、Ax2 光軸 Pg 仮想基準格子面 P(X,Y,Z) 頂点(測距基準点) 2 Measurement object 10 3D image scanner (moire device) 12 Measurement head 14 Power supply device drive unit 16 Control unit 18 Monitor 24 Casing 26 Projection optical system 28 Observation optical system 30 Measurement object illumination system 32 Projection lamp 34 Heat ray cut filter 36 Condenser lens 38 Grating illumination system 40 Projection grating 42 Projection lens 44 Imaging lens 46 Observation reference grating 48 Field lens 50 Folding mirror 52 CCD camera 52L Lens 54 TV optical system 56 Grid feed mechanism 58 Grid retract mechanism 60 Grid retract knob 62 Limit Switch Ax1, Ax2 Optical axis Pg Virtual reference lattice plane P (X, Y, Z) Vertex (distance measurement reference point)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2F065 AA04 AA06 AA53 BB05 DD17 DD19 EE05 EE09 FF01 FF07 FF15 FF65 FF67 GG04 HH02 HH04 HH05 JJ03 JJ26 LL08 LL13 LL26 LL41 LL62 MM16 QQ01 QQ29 QQ31 SS02 SS13 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 2F065 AA04 AA06 AA53 BB05 DD17 DD19 EE05 EE09 FF01 FF07 FF15 FF65 FF67 GG04 HH02 HH04 HH05 JJ03 JJ26 LL08 LL13 LL26 LL41 LL62 MM16 QQ01 Q02SSQQ

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 互いに平行な光軸を有する投影光学系お
よび観測光学系を備え、前記投影光学系により投影格子
の像を被測定体上に投影させるとともに、前記観測光学
系により前記被測定体上に形成された変形格子像を観測
用基準格子上に結像させ、これにより生じるモアレ縞を
観測するように構成され、かつ前記投影格子を前記両光
軸と直交する平面内で前記両格子の格子線と直交する方
向に移動させるように構成されたモアレ装置において、 前記投影格子を移動させながら観測したモアレ縞から前
記被測定体の3次元データを算出し、この3次元データ
から前記被測定体上における測距基準点を選出し、この
測距基準点と前記観測光学系の撮影レンズとの距離を自
動測定するように構成されていることを特徴とするモア
レ装置。
A projection optical system having an optical axis parallel to each other and an observation optical system, wherein an image of a projection grating is projected onto the measurement object by the projection optical system, and the measurement object is measured by the observation optical system. The deformed grating image formed on the observation reference grating is formed on the observation reference grating, and the resulting moiré fringes are configured to be observed. A moiré apparatus configured to move the projection grating in a direction orthogonal to the grid lines, calculating three-dimensional data of the object to be measured from moiré fringes observed while moving the projection grating, and calculating the three-dimensional data from the three-dimensional data. A moiré apparatus which is configured to select a distance measurement reference point on a measurement object and automatically measure a distance between the distance measurement reference point and a photographing lens of the observation optical system.
【請求項2】 前記測距基準点が、前記被測定体の頂点
であることを特徴とする請求項1記載のモアレ装置。
2. The moiré apparatus according to claim 1, wherein the distance measurement reference point is a vertex of the measured object.
【請求項3】 前記自動測定が、前記被測定体からの反
射光の光量を検出し、その検出光量に基づきピーク検出
を行うことによりなされることを特徴とする請求項1ま
たは2記載のモアレ装置。
3. The moiré according to claim 1, wherein the automatic measurement is performed by detecting an amount of reflected light from the measured object and performing peak detection based on the detected amount of light. apparatus.
JP10208760A 1998-06-23 1998-07-24 Moire device Withdrawn JP2000046534A (en)

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