JP2001194122A - ３次元測定機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 樹脂成型品の３次元測定機において、表面粗
さのある製品を測定する場合に、表面粗さを考慮して測
定することを目的とする。 【解決手段】 レーザ変位計と、前記レーザ変位計を互
いに直交し駆動するＸ方向移動手段、Ｙ方向移動手段
と、前記Ｘ、Ｙ方向移動手段を所定の速度情報と目的位
置情報をもとに移動させ変位入力記憶手段に入力制御信
号を出力する制御手段と、前記制御手段の出力する位置
情報と、レーザ変位計の出力信号を入力し高さデータと
して記憶する変位入力記憶手段と、前記変位入力記憶手
段に記憶された変位データより回帰式を算出する回帰式
算出手段と、前記回帰式算出手段が算出した回帰式から
変位を出力する出力手段とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はレーザ変位計を利用
した３次元測定機に関する。より詳細には表面粗さをも
った物体を測定するレーザ変位計を利用した３次元測定
機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、３次元測定機は様々な方式で実用
化されている。また、レーザ変位計を応用して３次元測
定機を構成したものも多く見受けられる。以下、従来の
３次元測定機の基本動作について説明する。図１１は従
来の３次元測定機が物体を走査する軌跡の一例を示す図
である。図１２は従来の３次元測定機の変位入力記憶手
段に記憶される位置情報と高さ情報の内容を示す図であ
る。図１３は従来の３次元測定機の構成を示すブロック
図である。同図においてＸ方向移動手段１、Ｙ方向移動
手段２、制御手段３、レーザ変位計４、変位入力記憶手
段５、出力手段８により構成される。１０１は制御信
号、１０２は高さ情報、１０３は入力制御信号、１０４
は位置情報である。図１４は従来の３次元測定機が表面
粗さをもつ物体を走査する軌跡の一例を示す図である。
図１５は従来の３次元測定機が表面粗さをもつ物体を測
定した時に変位入力記憶手段に記憶される位置情報と高
さ情報の内容を示す図である。図１３の３次元測定機が
図１１の走査軌跡で示すＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４で示す
位置での変位を測定する場合の動作について説明する。
図１３において、物体を測定する場合の動作は、制御手
段３が所定の速度で図２のＰ１の位置に移動制御するた
めにＸ方向移動手段１とＹ方向移動手段２の駆動元であ
るステッピングモータ（図示せず）にＰ１’位置までの
パルス数を出力し、出力完了したと判断すると入力制御
信号１０３と位置情報１０４を変位入力記憶手段５に出
力する。更に前記Ｘ方向移動手段１とＹ方向移動手段２
に取り付けられたレーザ変位計４は測定物６にレーザを
照射してその戻り光の受光位置によって高さ情報を算出
し、算出した高さ情報を変位入力記憶手段５に出力す
る。

【０００３】変位入力記憶手段５は入力制御信号１０３
によってレーザ変位計４が出力する高さ情報と、制御手
段３が出力する位置情報１０４を記憶する。以降、Ｐ
２、Ｐ３、Ｐ４の位置で同様に動作し、変位入力記憶手
段５に図１２で示すように位置情報と高さ情報を記憶
し、同時に前回記憶した高さ情報と今回記憶された高さ
情報の差を変位として記憶する。出力手段７は変位入力
記憶手段５に記憶されたＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４の位置
情報の高さ情報と変位を出力する。ここで、図１４にお
いて表面粗さがある物体の測定について説明する。制御
手段３によってＸ方向移動手段１とＹ方向移動手段２に
取り付けられたレーザ変位計４のレーザ照射点はＰ１’
において表面粗さの凹凸の低い箇所を測定し、Ｐ２’に
おいて凹凸の高い箇所を測定するとした場合、前述の動
作に従って変位算出手段６が図１５に示すように位置情
報と高さ情報を記憶する。同様にしてＰ３’、Ｐ４’に
おいても凹凸の高い箇所または、低い箇所のどちらかを
高さ情報として記憶する。

【０００４】ところが、表面粗さのある物体を測定する
場合、凹凸の高い箇所または、低い箇所のどちらかを高
さ情報としてしまう。

【０００５】従って、物体の高さ情報を線形的な高さと
してとらえるためには表面粗さを考慮した高さ情報が必
要であるが、上記３次元測定機では表面粗さを考慮した
線形的な高さや傾きの測定は不可能である。

【０００６】また、ゴミやほこり等が付着している場合
にも、同様に線形的な高さや傾きの測定は不可能であっ
た。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】以上説明したように従
来の３次元測定機においては、表面粗さのある物体を測
定する場合に、物体の高さ情報を線形的な高さとしてと
らえるためには表面粗さを考慮した高さ情報が必要であ
るが、上記３次元測定機では表面粗さを考慮した線形的
な高さや傾きの測定は不可能である。

【０００８】また、ゴミやほこり等が付着している場合
にも、同様に線形的な高さや傾きの測定は不可能であっ
た。そこで本発明は表面粗さを考慮した測定を可能に
し、表面粗さのある物体の線形的な高さや傾きの測定を
可能にする３次元測定機を提供する事を目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に、本発明は、レーザ変位計と、前記レーザ変位計を互
いに直交し駆動するＸ、Ｙ方向移動手段と、前記Ｘ、Ｙ
方向移動手段を所定の速度情報と目的位置情報をもとに
移動させ、変位入力記憶手段に入力制御信号を出力する
制御手段と、前記制御手段の出力する位置情報と、レー
ザ変位計の出力信号を入力し高さ情報として記憶する変
位入力記憶手段と、前記変位入力記憶手段に記憶された
変位データより回帰式を算出する回帰式算出手段と、前
記回帰式算出手段が算出した回帰式から変位を出力する
出力手段とを備えたものである。これにより、表面粗さ
を持つ物体を測定する場合の表面粗さを考慮した測定が
可能である３次元測定機が得られる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図１から図４を用いて説明する。

【００１１】（実施の形態１）図１は本発明の実施の形
態１における３次元測定機の構成図を示し、図１におい
て１はＸ方向移動手段、２はＹ方向移動手段、３は制御
手段、４はレーザ変位計、５は変位入力記憶手段、６は
測定物、７は回帰式算出手段、８は出力手段であり、１
０１は制御信号、１０２は高さ情報、１０３は入力制御
信号、１０４は位置情報である。図２は本発明の実施の
形態１における３次元測定機が物体を走査する軌跡の一
例を示す図である。図３は本発明の実施の形態１におけ
る３次元測定機の高さ情報（高さデータ）２０１と回帰
直線２０２を示す図である。図４は本発明の実施の形態
１における３次元測定機の変位入力記憶手段５が記憶す
る内容を示す図である。図１から図４を用いて本発明の
３次元測定機について、以下、その動作を述べる。

【００１２】図２において、物体を測定する場合の動作
は、制御手段３が所定の速度で図２のＰ１’の位置に移
動制御するためにＸ方向移動手段１とＹ方向移動手段２
の駆動元であるステッピングモータ（図示せず）に所定
のパルス数を出力し、加速期間を過ぎて所定の速度に達
するパルス数の出力を完了したと判断すると入力制御信
号１０３と位置情報１０４を変位入力記憶手段５に出力
する。更に前記Ｘ方向移動手段１とＹ方向移動手段２に
取り付けられたレーザ変位計４は測定物６にレーザを照
射してその戻り光の受光位置によって高さ情報を算出
し、算出した高さ情報を変位入力記憶手段５に一定周期
で出力する。よって等速度で移動するレーザ変位計が一
定の周期で情報を出力することによって等間隔の高さ情
報を得ることが可能となる。一方、変位入力記憶手段５
は制御手段３が出力する２回目の入力制御信号が入力さ
れるまでレーザ変位計４が出力する高さ情報１０２と、
制御手段３が出力する位置情報１０４を記憶し続ける。
以降、Ｐ３’、Ｐ４’の位置で同様に動作し、変位入力
記憶手段５に図４で示すように位置情報と高さ情報と算
出した変位データを記憶する。ここで、図２、図３と図
４において表面粗さがある物体の測定について説明す
る。表面粗さがある物体の高さ情報２０１は図３に示す
ように線形の値をとらないため回帰式算出手段７が変位
入力記憶手段５に記憶された位置情報と高さ情報を元に
回帰式を算出する。以下、回帰式の算出方法について説
明する。ｘ：位置情報 ｙ：高さ情報とすると、任意の
位置での高さはｙ＝a+bxと表される。この式は図３に示
す高さ情報２０１より回帰直線２０２として算出する。
この回帰式のａ及びｂは以下の（数１）で表される。

【００１３】

【数１】

【００１４】図４の例であるとａ＝０．００１４、ｂ＝
０．０２０３となり Ｐ１’からＰ２’までの回帰式はｙ＝０．０２０３χ＋
０．００１４ Ｐ２’からＰ３’までの回帰式はｙ＝０．０２０３χ―
０．００１４ Ｐ３’からＰ４’までの回帰式はｙ＝―０．０２０３χ
＋０．８０９５ Ｐ４’からＰ１’までの回帰式はｙ＝―０．０２０３χ
＋０．８１２３ となる。出力手段８は回帰式算出手段７が算出した回帰
式よりＰ１’からＰ２’まで、Ｐ２’からＰ３’まで、
Ｐ３’からＰ４’まで、Ｐ４’からＰ１’までの任意の
位置情報での高さ情報を出力する。以上のように表面粗
さを回帰直線により線形的な高さ情報に変換する事によ
り、レーザ変位計が走査した任意の位置で、表面粗さを
考慮した線形的な高さ情報を得る事が可能な作用を有す
る。

【００１５】（実施の形態２）図５は本発明の実施の形
態２における３次元測定機の構成図を示し、図５におい
て１はＸ方向移動手段、２はＹ方向移動手段、３は制御
手段、４はレーザ変位計、５は変位入力記憶手段、６は
測定物、７は回帰式算出手段、８は出力手段、９は最大
高さ算出手段から構成されている。１０１は制御信号、
１０２は高さ情報、１０３は入力制御信号、１０４は位
置情報である。図２は本発明の実施の形態２における３
次元測定機が物体を走査する軌跡の一例を示す図であ
る。図６は本発明の実施の形態２における３次元測定機
の高さ情報２０１と回帰直線２０２と最大高さ直線２０
３を示す図である。図７は本発明の３次元測定機の変位
入力記憶手段５が記憶する内容を示す図である。図２、
図５、図６、図７を用いて本発明の３次元測定機につい
て、以下、その動作を述べる。

【００１６】図２において、物体を測定する場合の動作
は、制御手段３が所定の速度で図２のＰ１’の位置に移
動制御するためにＸ方向移動手段１とＹ方向移動手段２
の駆動元であるステッピングモータ（図示せず）に所定
のパルス数を出力し、加速期間を過ぎて所定の速度に達
するパルス数の出力を完了したと判断すると入力制御信
号１０３と位置情報１０４を変位入力記憶手段５に出力
する。更に前記Ｘ方向移動手段１とＹ方向移動手段２に
取り付けられたレーザ変位計４は測定物６にレーザを照
射してその戻り光の受光位置によって高さ情報を算出
し、算出した高さ情報を変位入力記憶手段５に一定周期
で出力する。よって等速度で移動するレーザ変位計が一
定の周期で情報を出力することによって等間隔の高さ情
報を得ることが可能となる。

【００１７】一方、変位入力記憶手段５は制御手段３が
出力する２回目の入力制御信号が入力されるまでレーザ
変位計４が出力する高さ情報と、制御手段３が出力する
位置情報を記憶し続ける。以降、Ｐ３’、Ｐ４’の位置
で同様に動作し、変位入力記憶手段５に図７で示すよう
に位置情報と高さ情報と算出した変位データを記憶す
る。ここで、図２と図７において表面粗さが一定ではな
い物体の測定について説明する。表面粗さがある物体の
高さ情報２０１は図６に示すように線形の値をとらない
ため回帰式算出手段７が変位入力記憶手段５に記憶され
た位置情報と高さ情報を元に回帰式を算出する。以下、
回帰式の算出方法について説明する。ｘ：位置情報
ｙ：高さ情報とすると、任意の位置での高さは ｙ＝a+
bxと表される。この式は図６に示す高さ情報２０１より
回帰直線２０２として算出する。この回帰式のａ及びｂ
は(数１)で表される。図７の例であるとａ＝０．０２０
５、ｂ＝０．００８６となりＰ１’からＰ２’までの回
帰式はｙ＝０．０２０５χ＋０．００８６となる。同様
にして Ｐ２’からＰ３’までの回帰式はｙ＝０．０２０５χ＋
０．００４１ Ｐ３’からＰ４’までの回帰式はｙ＝―０．０２０５χ
＋０．８２２３ Ｐ４’からＰ１’までの回帰式はｙ＝―０．０２０５χ
＋０．８２６８ となる。

【００１８】次に、最大高さ算出手段９は表面粗さが一
定でない物体の高さを直線としてとらえたい場合は高さ
情報の値が最も高いデータを有効にする必要があるた
め、前記回帰式算出手段７が算出した回帰直線から算出
した高さ情報と記憶した高さ情報の差が最も大きく高い
データと次に大きく高いデータを検出し直線式に変更す
る。

【００１９】図７のＰ１’からＰ２’までの１１個の変
位の中で回帰直線との差が最も大きく高いデータは差が
０．０５９９のＰ１−３と差が０．０６７９のＰ１−７
であり、Ｐ１−３の０．１３とＰ１−７の０．２２が回
帰式で算出する高さより最も差がある高いデータとして
検出し、算出した最大高さ直線２０３は ｙ＝０．０２２５χ＋０．０６２５ 同様にしてＰ２’からＰ３’までの最大高さ直線は ｙ＝０．０２２５χ＋０．０３７５ Ｐ３’からＰ４’までの最大高さ直線は ｙ＝―０．０２２５χ＋０．９３７５ Ｐ４’からＰ１’までの最大高さ直線は ｙ＝―０．０２２５χ＋０．９６２５ となる。出力手段８は最大高さ算出手段９が算出した最
大高さ直線よりＰ１’からＰ２’まで、Ｐ２’からＰ
３’まで、Ｐ３’からＰ４’まで、Ｐ４’からＰ１’ま
での任意の位置情報での高さ情報を出力する。

【００２０】以上のように一定ではない表面粗さの表面
高さを回帰直線を元に、最も高い線形的な高さ情報に変
換する事により、レーザ変位計が走査した任意の位置
で、表面粗さを考慮した線形的な高さ情報を得る事が可
能となる。

【００２１】（実施の形態３）図８は本発明の実施の形
態３における３次元測定機の構成図を示し、図８におい
て１はＸ方向移動手段、２はＹ方向移動手段、３は制御
手段、４はレーザ変位計、５は変位入力記憶手段、６は
測定物、７は回帰式算出手段、８は出力手段、９は最大
高さ算出手段、１０は表面粗さ記憶手段から構成されて
いる。１０１は制御信号、１０２は高さ情報、１０３は
入力制御信号、１０４は位置情報である。図９は本発明
の実施の形態３における３次元測定機の高さ情報２０１
と回帰直線２０２と最大高さ直線２０３と表面粗さ範囲
２０４を示す図である。図２、図７、図８と図９を用い
て本発明の３次元測定機について、以下、その動作を述
べる。

【００２２】図２、図８において、物体を測定する場合
の動作は、制御手段３が所定の速度で図２のＰ１’の位
置に移動制御するためにＸ方向移動手段１とＹ方向移動
手段２の駆動元であるステッピングモータ（図示せず）
に所定のパルス数を出力し、加速期間を過ぎて所定の速
度に達するパルス数の出力を完了したと判断すると入力
制御信号１０３と位置情報１０４を変位入力記憶手段５
に出力する。更に前記Ｘ方向移動手段１とＹ方向移動手
段２に取り付けられたレーザ変位計４は測定物６にレー
ザを照射してその戻り光の受光位置によって高さ情報を
算出し、算出した高さ情報を変位入力記憶手段５に一定
周期で出力する。よって等速度で移動するレーザ変位計
が一定の周期で情報を出力することによって等間隔の高
さ情報を得ることが可能となる。一方、変位入力記憶手
段５は制御手段３が出力する２回目の入力制御信号１０
３が入力されるまでレーザ変位計４が出力する高さ情報
と、制御手段３が出力する位置情報を記憶し続ける。以
降、Ｐ３’、Ｐ４’の位置で同様に動作し、変位入力記
憶手段５に図７で示すように位置情報と高さ情報と算出
した変位データを記憶する。ここで、図２と図７におい
て表面粗さが一定ではない物体の測定について説明す
る。表面粗さがある物体の高さ情報２０１は図６に示す
ように線形の値をとらないため回帰式算出手段７が変位
入力記憶手段５に記憶された位置情報と高さ情報を元に
回帰式を算出する。以下、回帰式の算出方法について説
明する。ｘ：位置情報 ｙ：高さ情報とすると、任意の
位置での高さは y=a+bxと表される。この式は図７に示
す高さ情報２０１より回帰直線２０２として算出する。
この回帰式のａ及びｂは（数１）で表される。図７の例
であるとａ＝０．０２０５、ｂ＝０．００８６となりＰ
１’からＰ２’までの回帰式はｙ＝０．０２０５χ＋
０．００８６となる。同様にして Ｐ２’からＰ３’までの回帰式はｙ＝０．０２０５χ＋
０．００４１ Ｐ３’からＰ４’までの回帰式はｙ＝―０．０２０５χ
＋０．８２２３ Ｐ４’からＰ１’までの回帰式はｙ＝―０．０２０５χ
＋０．８２６８ となる。次に、最大高さ算出手段９は、表面粗さが一定
でない物体の高さを直線としてとらえたい場合は高さ情
報の値が最も高いデータを有効にする必要があるため、
前記回帰式算出手段７が算出した回帰直線から算出した
高さ情報と記憶した高さ情報の差が最も大きく高いデー
タと次に大きく高いデータを検出し直線式に変更する。
しかしながら、レーザの光量で高さ情報に変換するレー
ザ変位計は測定する物体の材料によって色、粗さ、材質
等が変わってしまい特にガラス片やゴミ等が測定箇所に
存在すると高さ情報が大きく変わってしまう。そこで表
面粗さ記憶手段１０に予め測定物の表面粗さを設定して
おき、最大高さ算出手段９が算出するデータを選定する
時にこの範囲外のデータは無視するように制御する。こ
の動作を説明する。図７のＰ１’からＰ２’までの１１
個の変位の中で回帰直線との差が最も大きく高いデータ
は差が０．０５９９のＰ１−３と差が０．０６７９のＰ
１−７であり、Ｐ１−３の０．１３とＰ１−７の０．２
２が回帰式で算出する高さより最も差がある高いデータ
として検出する。次に表面粗さ記憶手段１０に予め記憶
している表面粗さ範囲を読み出し、それ以内であるかを
判断する。表面粗さ記憶手段１０に記憶している表面粗
さ範囲は±０．０４とするとＰ１−３もＰ１−７も範囲
外となり次候補の回帰直線との差が大きく高いデータは
差が０．０１８９のＰ１−５と差が０．０１６９のＰ１
−９となる。よって算出した最大高さ直線２０３は ｙ＝０．０２χ＋０．０３ 同様にしてＰ２’からＰ３’までの最大高さ直線は ｙ＝０．０２χ＋０．０３ Ｐ３’からＰ４’までの最大高さ直線は ｙ＝―０．０２χ＋０．８３ Ｐ４’からＰ１’までの最大高さ直線は ｙ＝―０．０２χ＋０．８３ となる。出力手段８は最大高さ算出手段９が算出した最
大高さ直線よりＰ１’からＰ２’まで、Ｐ２’からＰ
３’まで、Ｐ３’からＰ４’まで、Ｐ４’からＰ１’ま
での任意の位置情報での高さ情報を出力する。

【００２３】以上のように一定ではない表面粗さで更に
表面のゴミや成形材料によるレーザ変位計のノイズの影
響を除去するために、回帰直線を元に、予め記憶してあ
る材料特有の表面粗さ範囲内のデータを有効にして最も
高い線形的な情報に変換する事により、レーザ変位計が
走査した任意の位置で、表面粗さを考慮した線形的な高
さ情報を得る事が可能である。

【００２４】（実施の形態４）図１０は本発明の３次元
測定機の一例を示し、図１０において１はＸ方向移動手
段、２はＹ方向移動手段、３は制御手段、４はレーザ変
位計、５は変位入力記憶手段、６は測定物、７は回帰式
算出手段、８は出力手段、９は最大高さ算出手段、１０
は表面粗さ記憶手段、１１は傾き算出手段から構成され
ている。１０１は制御信号、１０２は高さ情報、１０３
は入力制御信号、１０４は位置情報である。図２、図
７、図８と図９を用いて本発明の３次元測定機につい
て、以下、その動作を述べる。

【００２５】図２、図８において、物体を測定する場合
の動作は、制御手段３が所定の速度で図２のＰ１’の位
置に移動制御するためにＸ方向移動手段１とＹ方向移動
手段２の駆動元であるステッピングモータ（図示せず）
に所定のパルス数を出力し、加速期間を過ぎて所定の速
度に達するパルス数の出力を完了したと判断すると入力
制御信号１０３と位置情報１０４を変位入力記憶手段５
に出力する。更に前記Ｘ方向移動手段１とＹ方向移動手
段２に取り付けられたレーザ変位計４は測定物６にレー
ザを照射してその戻り光の受光位置によって高さ情報を
算出し、算出した高さ情報を変位入力記憶手段５に一定
周期で出力する。よって等速度で移動するレーザ変位計
が一定の周期で情報を出力することによって等間隔の高
さ情報を得ることが可能となる。一方、変位入力記憶手
段５は制御手段３が出力する２回目の入力制御信号が入
力されるまでレーザ変位計４が出力する高さ情報と、制
御手段３が出力する位置情報を記憶し続ける。以降、Ｐ
３’、Ｐ４’の位置で同様に動作し、変位入力記憶手段
５に図７で示すように位置情報と高さ情報と算出した変
位データを記憶する。ここで、図２と図７において表面
粗さが一定ではない物体の測定について説明する。表面
粗さがある物体の高さ情報２０１は図６に示すように線
形の値をとらないため回帰式算出手段７が変位入力記憶
手段５に記憶された位置情報と高さ情報を元に回帰式を
算出する。以下、回帰式の算出方法について説明する。
ｘ：位置情報 ｙ：高さ情報とすると、任意の位置での
高さは y=a+bxと表される。この式は図７に示す高さ情
報２０１より回帰直線２０２として算出する。この回帰
式のａ及びｂは（数１）で表される。図７の例であると
ａ＝０．０２０５、ｂ＝０．００８６となりＰ１’から
Ｐ２’までの回帰式はｙ＝０．０２０５χ＋０．００８
６となる。同様にして Ｐ２’からＰ３’までの回帰式はｙ＝０．０２０５χ＋
０．００４１ Ｐ３’からＰ４’までの回帰式はｙ＝―０．０２０５χ
＋０．８２２３ Ｐ４’からＰ１’までの回帰式はｙ＝―０．０２０５χ
＋０．８２６８ となる。次に、最大高さ算出手段９は、表面粗さが一定
でない物体の高さを直線としてとらえたい場合は高さ情
報の値が最も高いデータを有効にする必要があるため、
前記回帰式算出手段７が算出した回帰直線から算出した
高さ情報と記憶した高さ情報の差が最も大きく高いデー
タと次に大きく高いデータを検出し直線式に変更する。
しかしながら、レーザの光量で高さ情報に変換するレー
ザ変位計は測定する物体の材料によって色、粗さ、材質
等が変わってしまい特にガラス片やゴミ等が測定箇所に
存在すると高さ情報が大きく変わってしまう。そこで表
面粗さ記憶手段に予め測定物の表面粗さを設定してお
き、最大高さ算出手段９が算出するデータを選定する時
にこの範囲外のデータは無視するように制御する。この
動作を説明する。図７のＰ１’からＰ２’までの１１個
の変位の中で回帰直線との差が最も大きく高いデータは
差が０．０５９９のＰ１−３と差が０．０６７９のＰ１
−７であり、Ｐ１−３の０．１３とＰ１−７の０．２２
が回帰式で算出する高さより最も差がある高いデータと
して検出する。次に表面粗さ記憶手段１０に予め記憶し
ている表面粗さ範囲を読み出し、それ以内であるかを判
断する。表面粗さ記憶手段１０に記憶している表面粗さ
範囲は±０．０４とするとＰ１−３もＰ１−７も範囲外
となり次候補の回帰直線との差が大きく高いデータは差
が０．０１８９のＰ１−５と差が０．０１６９のＰ１−
９となる。よって算出した最大高さ直線２０３は ｙ＝０．０２χ＋０．０３ 同様にしてＰ２’からＰ３’までの最大高さ直線は ｙ＝０．０２χ＋０．０３ Ｐ３’からＰ４’までの最大高さ直線は ｙ＝―０．０２χ＋０．８３ Ｐ４’からＰ１’までの最大高さ直線は ｙ＝―０．０２χ＋０．８３ となる。次に傾き算出手段１１は最大高さ直線の傾き
０．０２より角度換算をする。以下に傾き換算方法を述
べる。Ｐ１’からＰ２’の傾きはＰ１−５とＰ１−９の
高さ情報より

【００２６】

【数２】

【００２７】Ｐ１’からＰ２’までの角度は０．０２
［°］となる。出力手段８は傾き算出手段１１が算出し
た傾きをＰ１’からＰ２’まで、Ｐ２’からＰ３’ま
で、Ｐ３’からＰ４’まで、Ｐ４’からＰ１’までの任
意の傾きを出力する。以上のように一定ではない表面粗
さで更に表面のゴミや成形材料によるレーザ変位計のノ
イズの影響を除去するために、回帰直線を元に、更に予
め材料特有の表面粗さ範囲内のデータを有効にして最も
高い線形的な情報に変換する事により、レーザ変位計が
走査した任意の位置で、表面粗さを考慮した線形的な高
さ情報を得、更に傾きも得る事が可能である。

【００２８】なお、以上の説明では傾き算出手段１１が
算出する傾きは最大高さ算出手段９が算出する最大高さ
直線を元に算出するような構成で示したが、ほかに回帰
式算出手段７が算出する回帰直線を元に算出するような
構成でも同様に実施可能である。

【００２９】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、（実施の
形態１）に実施の一例を示した通り、表面粗さを回帰直
線により線形的な高さ情報に変換する事により、レーザ
変位計が走査した任意の位置で、表面粗さを考慮した線
形的な高さ情報を得る事が可能となる。

【００３０】以上のように本発明によれば、（実施の形
態２）に実施の一例を示した通り、一定ではない表面粗
さの表面高さを回帰直線を元に、最も高い線形的な高さ
情報に変換する事により、レーザ変位計が走査した任意
の位置で、表面粗さを考慮した線形的な高さ情報を得る
事が可能になるので特に表面粗さが一定でない樹脂成型
品を基台に使用する製品において組み立て前の表面高さ
を測定する装置を構成する事が可能となる。

【００３１】以上のように本発明によれば、（実施の形
態３）に実施の一例を示した通り、一定ではない表面粗
さで更に表面のゴミや成形材料によるレーザ変位計のノ
イズの影響を除去するために、回帰直線を元に、予め記
憶してある材料特有の表面粗さ範囲内のデータを有効に
して最も高い線形的な高さ情報に変換する事により、レ
ーザ変位計が走査した任意の位置で、表面粗さを考慮し
た線形的な高さ情報を得る事が可能になるので特に表面
粗さが一定でない樹脂成型品を基台に使用する製品にお
いてゴミや成形材料によるレーザ変位計のノイズの影響
を除去した組み立て前の表面高さを測定する装置を構成
する事が可能となる。

【００３２】以上のように本発明によれば、（実施の形
態４）に実施の一例を示した通り、一定ではない表面粗
さで更に表面のゴミや成形材料によるレーザ変位計のノ
イズの影響を除去するために、回帰直線を元に、予め記
憶してある材料特有の表面粗さ範囲内のデータを有効に
して最も高い線形的な情報に変換する事により、レーザ
変位計が走査した任意の位置で、表面粗さを考慮した線
形的な高さ情報を得、更に傾きも得る事が可能になるの
で特に表面粗さが一定でない樹脂成型品を基台に使用す
る製品においてゴミや成形材料によるレーザ変位計のノ
イズの影響を除去した組み立て前の表面高さや表面傾き
を測定する装置を構成する事が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１における３次元測定機の
構成を示すブロック図

【図２】本発明の実施の形態１における走査する軌跡の
一例を示す図

【図３】本発明の実施の形態１における高さ情報と回帰
直線を示す図

【図４】本発明の実施の形態１における変位入力記憶手
段が記憶する位置情報と高さ情報と変位を示す図

【図５】本発明の実施の形態２における３次元測定機の
構成を示すブロック図

【図６】本発明の実施の形態２における高さ情報と回帰
直線と最大高さ直線を示す図

【図７】本発明の実施の形態２、３、４における変位入
力記憶手段が記憶する位置情報と高さ情報と変位を示す
図

【図８】本発明の実施の形態３における構成を示すブロ
ック図

【図９】本発明の実施の形態３における高さ情報と回帰
直線と最大高さ直線と表面粗さ範囲を示す図

【図１０】本発明の実施の形態４における３次元測定機
の構成を示すブロック図

【図１１】従来例の走査する軌跡の一例を示す図

【図１２】従来例の変位入力記憶手段が記憶する位置情
報と高さ情報と変位を示す図

【図１３】従来例の構成を示すブロック図

【図１４】従来例の走査する軌跡の一例を示す第２の図

【図１５】従来例の変位入力記憶手段が記憶する位置情
報と高さ情報と変位を示す第２の図

【符号の説明】

１ Ｘ方向移動手段 ２ Ｙ方向移動手段 ３ 制御手段 ４ レーザ変位計 ５ 変位入力記憶手段 ６ 測定物 ７ 回帰式算出手段 ８ 出力手段

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】レーザ変位計と、前記レーザ変位計を互い
   に直交し駆動するＸ方向移動手段、Ｙ方向移動手段と、
   所定の速度情報と目的位置情報をもとに前記Ｘ方向移動
   手段、Ｙ方向移動手段に対して移動指示するとともに位
   置情報と入力制御信号を出力する制御手段と、前記制御
   手段の出力する位置情報と入力制御信号、前記レーザ変
   位計の出力する高さ情報を記憶する変位入力記憶手段
   と、前記変位入力記憶手段に記憶された高さ情報と位置
   情報より回帰式を算出する回帰式算出手段と、前記回帰
   式算出手段が算出した回帰式から変位を出力する出力手
   段とを備えた３次元測定機。
2. 【請求項２】回帰式算出手段が算出した回帰式と変位入
   力記憶手段に記憶された高さ情報の差が最も大きいデー
   タを選択して最大係数を算出し、回帰式算出手段の算出
   した回帰式を変更する最大高さ算出手段を備えた請求項
   １に記載の３次元測定機。
3. 【請求項３】測定物の表面粗さを記憶する表面粗さ記憶
   手段を備え、回帰式算出手段が算出した回帰式と変位入
   力記憶手段に記憶された高さ情報の差が前記表面粗さ範
   囲外であればそのデータを無視して、次に大きくかつ表
   面粗さ範囲内のデータを選択して最大係数を算出し、回
   帰式算出手段の算出した回帰式を変更する最大高さ算出
   手段を備えた請求項２に記載の３次元測定機。
4. 【請求項４】変位算出手段に記憶された位置情報と高さ
   情報より傾きを算出する傾き算出手段を備えた請求項３
   に記載の３次元測定機。