JP2002250625A - レーザ墨出し器の光線評価方法及びその装置 - Google Patents

レーザ墨出し器の光線評価方法及びその装置

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JP2002250625A
JP2002250625A JP2001049161A JP2001049161A JP2002250625A JP 2002250625 A JP2002250625 A JP 2002250625A JP 2001049161 A JP2001049161 A JP 2001049161A JP 2001049161 A JP2001049161 A JP 2001049161A JP 2002250625 A JP2002250625 A JP 2002250625A
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line
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laser marking
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JP2001049161A
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Tatsuya Honda
達也 本田
Tomohiro Yasuda
朋広 安田
Kuninori Nakamura
国法 中村
Kazunari Yoshimura
一成 吉村
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Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ライン光やポイント光の測定を低コストで高
速に行う。 【解決手段】 レーザ墨出し器から出力されるライン光
の線幅あるいは線長、ポイント光の径等のパラメータを
測定してレーザ墨出し器の光線評価を行うにあたり、レ
ーザ墨出し器から出力された光を撮像し、画像処理手段
に取り込んだ撮像画像の輝度分布から所定の輝度レベル
以上の画素の範囲を検出して、この画素範囲から上記パ
ラメータを上記画像処理手段で算出する。求めたいパラ
メータを撮像画像から複雑な処理を必要とすることなく
簡便に且つ高速に得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はライン光やポイント
光を出力するレーザ墨出し器の光線評価方法及びその装
置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】鉛直もしくは水平のライン光を出力した
り鉛直方向にポイント光を出力するレーザ墨出し器にお
いては、そのライン光の線幅やポイント光の径、ライン
光の広がり角(ライン光線の長さ)が所定の範囲に収ま
っているかどうかの検査を行う必要がある。
【0003】ここにおいて、レーザ光線を測定する方法
として、特公平3−76406号公報には、レーザのス
ポット光の画像を取り込んで輝度分布を求め、この輝度
分布を複数の輝度レベルに分割して等高線像として表示
することが示されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、輝度分布を複
数の輝度レベルに分割して等高線像に変換するには、ホ
ールド回路、比較器、補正回路、微分器、加算器等の回
路を用いた処理が必要であり、コスト的に高くなる上
に、上記回路による処理に時間がかかっている。
【0005】本発明はこのような点に鑑みなされたもの
であって、その目的とするところはライン光やポイント
光の測定を低コストで高速に行うことができるレーザ墨
出し器の光線評価方法及びその装置を提供するにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】しかして本発明は、レー
ザ墨出し器から出力されるライン光の線幅あるいは線
長、ポイント光の径等のパラメータを測定してレーザ墨
出し器の光線評価を行うにあたり、レーザ墨出し器から
出力された光を撮像し、画像処理手段に取り込んだ撮像
画像の輝度分布から所定の輝度レベル以上の画素の範囲
を検出して、この画素範囲から上記パラメータを上記画
像処理手段で算出することに特徴を有している。求めた
いパラメータを撮像画像から複雑な処理を必要とするこ
となく簡便に且つ高速に得ることができる。
【0007】この時、画像処理手段は取り込んだ撮像画
像から1ライン分の領域を切り出して、この1ライン分
の領域の輝度分布からパラメータを算出することが好ま
しく、特に求めるパラメータがポイント光の径である場
合など、取り込んだ撮像画像から最大輝度の画素を含む
1ライン分の領域を切り出すとよい。
【0008】取り込んだ画像の輝度分布に対して平均化
フィルターやガウシアンフィルター等のフィルター処理
を行った後、パラメータを算出したり、取り込んだ撮像
画像の矩形領域から輝度分布を求める方向と直交する方
向に並ぶ複数の画素の輝度の平均値を算出し、この輝度
平均値を用いて上記輝度分布を求めるようにしてもよ
い。
【0009】そして本発明に係るレーザ墨出し器の光線
測定装置は、レーザ墨出し器から出力されるライン光あ
るいはポイント光を撮像する撮像手段と、この撮像手段
で得た撮像画像から輝度分布を求めてこの輝度分布中の
所定の輝度レベル以上の画素の範囲を検出し、該画素範
囲からライン光の線幅あるいは線長、ポイント光の径等
のパラメータを算出する画像処理手段と、算出したパラ
メータを出力する出力部とからなることに特徴を有して
いる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下本発明を実施の形態の一例に
基づいて詳述すると、レーザ墨出し器1が出力するライ
ン光やポイント光の測定にあたっては、図2(a)に示す
ように、レーザ墨出し器1が出力するライン光LLもし
くはポイント光PLを直接受光して撮像する撮像手段
2、あるいは図2(b)に示すように、壁面や天井面等に
投射されたライン光LLもしくはポイント光PLを所定
の距離のところから撮像する撮像手段2を用いるととも
に、この撮像手段2で撮像された画像をコンピュータ処
理する画像処理手段3と、画像処理手段3による処理結
果を表示する出力部(モニタ)を用いる。上記撮像手段
2としては、テレビジョンカメラなどの撮像用のレンズ
系を備えたもののほかに、図2(a)に示すような直接受
光の場合は、レンズ系を備えていないものを用いてもよ
い。
【0011】画像処理手段3は、上記撮像手段2で撮像
された画像が図1(a)に示すようにライン光LLを撮影
したものである場合、このライン光LLと直交する方向
における1ライン分の領域を切り出して、この領域の輝
度分布の中で図1(b)に示すように、輝度が所定値以上
の画素の範囲を検出し、この画素の範囲(画素数)から
ライン光の線幅Wを算出している。上記所定値として
は、図示例では切り出した1ライン分の画素の中での輝
度ピーク値の50%の値を採用しているが、この値に限
定するものではない。また、所定値以上の輝度レベルの
画素の範囲(画素数)からの線幅Wの算出は、撮像手段
におけるレンズ系の倍率等を含めて簡単に演算すること
ができる。なお、ライン光と直交する方向に1ライン分
を切り出すことは、予めライン光と切り出す1ラインと
が直交するように撮像手段2とレーザ墨出し器1とを設
置することで行う。図3に画像処理手段3における上記
処理のフローチャートを示す。
【0012】レーザ墨出し器1が鉛直上方や鉛直下方に
向けて出力するポイント光PLの光径φを測定する場合
には、上記の場合と同様の撮像手段2によって図4(a)
に示すようにポイント光PLを撮像して、その画像中の
もっとも輝度が高い位置、すなわち中心を求め、この輝
度ピークとなる位置を通る1ライン分の領域を切り出し
て、この領域の輝度分布の中で図4(b)に示すように、
輝度が所定値(輝度ピークの50%)以上の画素の範囲
を検出し、この画素の範囲(長さ)からポイント光PL
の光径φを算出している。
【0013】また、レーザ墨出し器1では、通常、レー
ザ光源が出力する光をシリンドルカルレンズを用いて扇
状に広げることでライン光LLを得ているが、この場合
の広がり角も、図5に示すように、撮像画像からライン
光の線幅の中央を通るとともにライン光LLの長手方向
と一致する1ライン分の領域を切り出して、輝度が所定
値以上の画素の範囲を検出し、この画素の範囲(長さ)
からライン光の線長Lを算出し、さらに図6に示すよう
に、上記線長Lと距離L0とから広がり角θを算出して
いる。
【0014】ライン光LLの端部での線幅を測定するに
あたっては、図7に示すように、ライン光LLの長手方
向において輝度レベルが極端に変化する部分を検出して
このエッジ部における線幅を上記の場合と同様に測定す
ればよい。
【0015】線幅や広がり角測定のための線長の測定に
あたっては、図8(a)(b)に示すように、所定の矩形領域
Aの画像を切り出して、測定したい方向と直交する方
向、つまり行方向xが測定したい方向である時には列方
向yの各画素の輝度値を積算するとともに、積算値を列
方向yの画素数nで除算することで、列方向yの平均輝
度値を算出し、該平均輝度値を元にした図8(c)に示す
行方向xの輝度分布から線幅Wを測定するようにしても
よい。輝度分布波形の形状が滑らかになるために所定値
以上の輝度レベルを持つ画素位置を正確に検出すること
ができるものであり、線幅や線長の測定精度を高くする
ことができる。この手法は、線長Lの測定やポイント光
の光径φの測定の場合にも用いてもよい。
【0016】上記平均値を用いる代わりに、平均化フィ
ルターやガウシアンフィルター等のフィルター処理を行
うことで、輝度分布波形の乱れを修正して滑らかにする
ようにしてもよい。ちなみに、図9(a)はフィルター処
理前の輝度分布を、図9(b)はフィルター処理後の輝度
分布を示している。
【0017】
【発明の効果】以上のように本発明においては、レーザ
墨出し器から出力されるライン光の線幅あるいは線長、
ポイント光の径等のパラメータを測定してレーザ墨出し
器の光線評価を行うにあたり、レーザ墨出し器から出力
された光を撮像し、画像処理手段に取り込んだ撮像画像
の輝度分布から所定の輝度レベル以上の画素の範囲を検
出して、この画素範囲から上記パラメータを上記画像処
理手段で算出するものであり、等高線を求めたりするも
のではなく、所要の方向での輝度分布から必要とするパ
ラメータを算出することから、求めたいパラメータを複
雑な処理を必要とすることなく簡便に且つ高速に得るこ
とができるものである。
【0018】この時、画像処理手段は取り込んだ撮像画
像から1ライン分の領域を切り出して、この1ライン分
の領域の輝度分布からパラメータを算出すると、さらに
正確な測定を行うことができ、特に取り込んだ撮像画像
から最大輝度の画素を含む1ライン分の領域を切り出す
と、求めるパラメータがポイント光の径である場合にも
正確な値を得ることができる。
【0019】取り込んだ画像の輝度分布に対して平均化
フィルターやガウシアンフィルター等のフィルター処理
を行った後、パラメータを算出したり、取り込んだ撮像
画像の矩形領域から輝度分布を求める方向と直交する方
向に並ぶ複数の画素の輝度の平均値を算出し、この輝度
平均値を用いて上記輝度分布を求めるようにしてもよ
く、この場合、輝度分布の乱れを抑えて滑らかにするこ
とができるために、パラメータの算出の基となる所定値
以上の画素の範囲を正確に求めることができる。
【0020】そして本発明に係るレーザ墨出し器の光線
測定装置は、レーザ墨出し器から出力されるライン光あ
るいはポイント光を撮像する撮像手段と、この撮像手段
で得た撮像画像から輝度分布を求めてこの輝度分布中の
所定の輝度レベル以上の画素の範囲を検出し、該画素範
囲からライン光の線幅あるいは線長、ポイント光の径等
のパラメータを算出する画像処理手段と、算出したパラ
メータを出力する出力部とからなるために、簡便な画像
処理手段でも高速に必要とするパラメータを算出するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明の実施の形態の一例を示すもの
で、(a)は撮像画像の説明図、(b)は輝度分布の説明図で
ある。
【図2】(a)は同上のブロック図、(b)は他例のブロック
図である。
【図3】同上のフローチャートである。
【図4】(a)はポイント光の場合の撮像画像の説明図、
(b)は輝度分布の説明図である。
【図5】(a)はライン光の線長測定の場合の撮像画像の
説明図、(b)は輝度分布の説明図である。
【図6】ライン光の広がり角θについての説明図であ
る。
【図7】同上のライン光のエッジ部分の説明図である。
【図8】他例を示すもので、(a)は撮像画像の説明図、
(b)は切り出した矩形領域の説明図、(c)は輝度分布の説
明図である。
【図9】さらに他例を示すもので、(a)はフィルター処
理前の輝度分布の説明図、(b)はフィルター処理後の輝
度分布の説明図である。
【符号の説明】
1 レーザ墨出し器 2 撮像手段 3 画像処理手段 4 出力手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 国法 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 (72)発明者 吉村 一成 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 Fターム(参考) 2F065 AA21 AA54 BB29 DD00 DD06 FF01 FF04 FF42 GG04 HH04 HH05 HH13 JJ03 JJ09 JJ26 LL08 LL09 QQ00 QQ04 QQ27 QQ33 QQ42 RR00 RR07 SS03 UU01 UU02 UU05

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 レーザ墨出し器から出力されるライン光
    の線幅あるいは線長、ポイント光の径等のパラメータを
    測定してレーザ墨出し器の光線評価を行うにあたり、レ
    ーザ墨出し器から出力された光を撮像し、画像処理手段
    に取り込んだ撮像画像の輝度分布から所定の輝度レベル
    以上の画素の範囲を検出して、この画素範囲から上記パ
    ラメータを上記画像処理手段で算出することを特徴とす
    るレーザ墨出し器の光線評価方法。
  2. 【請求項2】 画像処理手段は取り込んだ撮像画像から
    1ライン分の領域を切り出して、この1ライン分の領域
    の輝度分布からパラメータを算出していることを特徴と
    する請求項1記載のレーザ墨出し器の光線評価方法。
  3. 【請求項3】 画像処理手段は取り込んだ撮像画像から
    最大輝度の画素を含む1ライン分の領域を切り出してい
    ることを特徴とする請求項2記載のレーザ墨出し器の光
    線評価方法。
  4. 【請求項4】 画像処理手段は、取り込んだ画像の輝度
    分布に対して平均化フィルターやガウシアンフィルター
    等のフィルター処理を行った後、パラメータを算出する
    ことを特徴とする請求項1〜3のいずれかの項に記載の
    レーザ墨出し器の光線評価方法。
  5. 【請求項5】 画像処理手段は取り込んだ撮像画像の矩
    形領域から輝度分布を求める方向と直交する方向に並ぶ
    複数の画素の輝度の平均値を算出し、この輝度平均値を
    用いて上記輝度分布を求めていることを特徴とする請求
    項1記載のレーザ墨出し器の光線評価方法。
  6. 【請求項6】 レーザ墨出し器から出力されるライン光
    あるいはポイント光を撮像する撮像手段と、この撮像手
    段で得た撮像画像から輝度分布を求めてこの輝度分布中
    の所定の輝度レベル以上の画素の範囲を検出し、該画素
    範囲からライン光の線幅あるいは線長、ポイント光の径
    等のパラメータを算出する画像処理手段と、算出したパ
    ラメータを出力する出力部とからなることを特徴とする
    レーザ墨出し器の光線評価装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2006170990A (ja) * 2004-12-10 2006-06-29 Hilti Ag アクティブ型受光器
JP2009053062A (ja) * 2007-08-28 2009-03-12 Panasonic Electric Works Co Ltd 墨出し器の精度確認装置及び墨出し器の精度確認方法
US8386212B2 (en) 2001-12-05 2013-02-26 Hitachi, Ltd. Electric power generating facility operation remote supporting method and electric power generating facility operation remote supporting system

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