JP2003315020A - 隙間および段差の測定装置および測定方法ならびに測定プログラム - Google Patents
隙間および段差の測定装置および測定方法ならびに測定プログラムInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 スリット光の照射角度および撮像素子の撮像
角度を一定とする条件下で隙間および段差を測定するこ
とができる測定装置を提供する。 【解決手段】 センサヘッド２００には、スリットレー
ザ光源２１０から照射されたスリット光によって被測定
物４００の表面上に形成された照射像Ｓを撮像する際に
被測定物４００の表面に当接されて支点となる接触子２
３０が前記スリット光に対して偏心した位置に取り付け
られている。照射像Ｓを撮像して得られる画像の撮像画
面内の位置に基づいて、センサヘッド２００の角度が適
切であると判断される条件下で測定することが可能とな
る。
角度を一定とする条件下で隙間および段差を測定するこ
とができる測定装置を提供する。 【解決手段】 センサヘッド２００には、スリットレー
ザ光源２１０から照射されたスリット光によって被測定
物４００の表面上に形成された照射像Ｓを撮像する際に
被測定物４００の表面に当接されて支点となる接触子２
３０が前記スリット光に対して偏心した位置に取り付け
られている。照射像Ｓを撮像して得られる画像の撮像画
面内の位置に基づいて、センサヘッド２００の角度が適
切であると判断される条件下で測定することが可能とな
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、隙間および段差を
測定する光切断型の測定装置および測定方法ならびに測
定プログラムに関する。
測定する光切断型の測定装置および測定方法ならびに測
定プログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】スリット光を被測定物表面に照射し、そ
の照射像を撮像することによって、被測定物の段差や隙
間を測定する光切断型の測定装置が知られている。たと
えば、特開平６−２８８７２６号公報には、光切断型の
測定装置の一例が開示されている。
の照射像を撮像することによって、被測定物の段差や隙
間を測定する光切断型の測定装置が知られている。たと
えば、特開平６−２８８７２６号公報には、光切断型の
測定装置の一例が開示されている。
【０００３】このような光切断方式の測定装置は、一般
的には、ロボットなどの位置決め装置に搭載されて使用
される。しかしながら、測定装置をロボットなどに搭載
するのでは、ロボットのアームと被測定物との干渉など
によって、所望の測定箇所に測定装置を配置できない場
合があり、配置の自由度が制約される。また、ロボット
などの位置決め装置に位置決め内容を教示する手間を省
き、より手軽に被測定物の段差や隙間を測定することが
望まれる場合もある。これらの観点から、近年では、手
持ち式の光切断型測定装置が開発されている。
的には、ロボットなどの位置決め装置に搭載されて使用
される。しかしながら、測定装置をロボットなどに搭載
するのでは、ロボットのアームと被測定物との干渉など
によって、所望の測定箇所に測定装置を配置できない場
合があり、配置の自由度が制約される。また、ロボット
などの位置決め装置に位置決め内容を教示する手間を省
き、より手軽に被測定物の段差や隙間を測定することが
望まれる場合もある。これらの観点から、近年では、手
持ち式の光切断型測定装置が開発されている。
【０００４】手持ち式の光切断型測定装置は、ユーザの
手によって位置決めされなければならないため、被測定
物表面に当接される接触子（「メカガイド」ともいう）
が設けられていることが多い。この接触子を被測定物表
面に当接させつつ測定することによって、光切断型測定
装置と被測定物表面とが一定の距離に保たれる。
手によって位置決めされなければならないため、被測定
物表面に当接される接触子（「メカガイド」ともいう）
が設けられていることが多い。この接触子を被測定物表
面に当接させつつ測定することによって、光切断型測定
装置と被測定物表面とが一定の距離に保たれる。
【０００５】しかしながら、このような従来の手持ち式
の光切断型測定装置では、測定装置と被測定物表面とを
一定の角度に位置決めすることが難しい。すなわち、被
測定物表面の形状が複雑であることもあり、手持ち式の
光切断型測定装置を一定の角度（たとえば直角）で被測
定物に押し当てることが困難である。
の光切断型測定装置では、測定装置と被測定物表面とを
一定の角度に位置決めすることが難しい。すなわち、被
測定物表面の形状が複雑であることもあり、手持ち式の
光切断型測定装置を一定の角度（たとえば直角）で被測
定物に押し当てることが困難である。
【０００６】光切断型測定装置と被測定物とがなす角度
が毎回変わってしまう結果、スリット光の照射角度およ
び撮像素子（ＣＣＤ）による撮像角度も毎回変わるた
め、撮像される画像の輝度が変化してしまい、撮像され
る画像の輝度が適正値に比べて高すぎたり、逆に低すぎ
たりするおそれがある。画像の輝度が高すぎる場合には
ＣＣＤの飽和現象が生じ、画像の輝度が低すぎる場合に
は撮像された画像が途中で途切れるなどの現象が生じる
結果、被測定物の段差および隙間の測定値に誤差を生じ
るおそれがある。
が毎回変わってしまう結果、スリット光の照射角度およ
び撮像素子（ＣＣＤ）による撮像角度も毎回変わるた
め、撮像される画像の輝度が変化してしまい、撮像され
る画像の輝度が適正値に比べて高すぎたり、逆に低すぎ
たりするおそれがある。画像の輝度が高すぎる場合には
ＣＣＤの飽和現象が生じ、画像の輝度が低すぎる場合に
は撮像された画像が途中で途切れるなどの現象が生じる
結果、被測定物の段差および隙間の測定値に誤差を生じ
るおそれがある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上の問題
を解決するためになされたものである。したがって、本
発明の目的は、手持ち式の光切断型測定装置において測
定装置と被測定物とがなす角度が変わることに起因する
誤差を防止することができ、スリット光の照射角度およ
び撮像素子の撮像角度を一定とする条件下で隙間および
段差を測定することができる測定装置および測定方法を
提供することである。
を解決するためになされたものである。したがって、本
発明の目的は、手持ち式の光切断型測定装置において測
定装置と被測定物とがなす角度が変わることに起因する
誤差を防止することができ、スリット光の照射角度およ
び撮像素子の撮像角度を一定とする条件下で隙間および
段差を測定することができる測定装置および測定方法を
提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、下
記の手段によって達成される。
記の手段によって達成される。
【０００９】（１）本発明の測定装置は、被測定物表面
にスリット光を照射する照射手段と、前記スリット光に
よって被測定物表面上に形成された照射像を撮像して画
像を得る撮像手段と、前記撮像手段によって得られた画
像に基づいて被測定物の隙間および段差を算出する算出
手段と、前記算出手段による隙間および段差の算出結果
を出力する出力手段とを有する隙間および段差の測定装
置であって、前記照射像を撮像する際に被測定物表面に
当接されて支点となる接触子が前記スリット光に対して
偏心した位置に取り付けられていることを特徴とする。
にスリット光を照射する照射手段と、前記スリット光に
よって被測定物表面上に形成された照射像を撮像して画
像を得る撮像手段と、前記撮像手段によって得られた画
像に基づいて被測定物の隙間および段差を算出する算出
手段と、前記算出手段による隙間および段差の算出結果
を出力する出力手段とを有する隙間および段差の測定装
置であって、前記照射像を撮像する際に被測定物表面に
当接されて支点となる接触子が前記スリット光に対して
偏心した位置に取り付けられていることを特徴とする。
【００１０】（２）上記測定装置は、前記接触子を支点
として前記測定装置が傾動されるのに伴って前記撮像手
段の撮像画面内で移動する前記画像が当該撮像画面内の
基準位置に存在するときに、当該画像を取り込む取込手
段を更に有し、前記算出手段は、前記取込手段によって
取り込まれた画像の形状から被測定物の隙間および段差
を算出する。
として前記測定装置が傾動されるのに伴って前記撮像手
段の撮像画面内で移動する前記画像が当該撮像画面内の
基準位置に存在するときに、当該画像を取り込む取込手
段を更に有し、前記算出手段は、前記取込手段によって
取り込まれた画像の形状から被測定物の隙間および段差
を算出する。
【００１１】（３）上記の取込手段は、前記撮像手段の
撮像画面内で移動する前記画像が前記撮像画面中央の基
準線上に存在するときに、当該画像を取り込む。
撮像画面内で移動する前記画像が前記撮像画面中央の基
準線上に存在するときに、当該画像を取り込む。
【００１２】（４）上記の取込手段は、前記画像を構成
する各画素までの前記基準線からの各偏差の合計が最小
となるときに、当該画像を取り込む。
する各画素までの前記基準線からの各偏差の合計が最小
となるときに、当該画像を取り込む。
【００１３】（５）上記の取込手段は、前記画像を構成
する各画素のうち前記基準線からの偏差が正である画素
の個数と当該偏差が負である画素の個数とが同数となる
ときに、当該画像を取り込む。
する各画素のうち前記基準線からの偏差が正である画素
の個数と当該偏差が負である画素の個数とが同数となる
ときに、当該画像を取り込む。
【００１４】（６）本発明の測定方法は、被測定物表面
にスリット光を照射し、前記スリット光によって被測定
物表面上に形成された照射像を撮像して得られる画像に
基づいて被測定物の隙間および段差を算出する測定装置
を用いて隙間および段差を測定する測定方法であって、
前記スリット光に対して偏心した位置で前記測定装置に
取り付けられている接触子を支点として前記測定装置が
傾動されるのに伴って撮像画面内で移動する前記画像が
当該撮像画面内の基準位置に存在するか否かを判断する
工程と、前記撮像画面内の基準位置に存在すると判断さ
れた画像を取り込む工程と、取り込まれた画像の形状か
ら被測定物の隙間および段差を算出する工程と、を有す
ることを特徴とする。
にスリット光を照射し、前記スリット光によって被測定
物表面上に形成された照射像を撮像して得られる画像に
基づいて被測定物の隙間および段差を算出する測定装置
を用いて隙間および段差を測定する測定方法であって、
前記スリット光に対して偏心した位置で前記測定装置に
取り付けられている接触子を支点として前記測定装置が
傾動されるのに伴って撮像画面内で移動する前記画像が
当該撮像画面内の基準位置に存在するか否かを判断する
工程と、前記撮像画面内の基準位置に存在すると判断さ
れた画像を取り込む工程と、取り込まれた画像の形状か
ら被測定物の隙間および段差を算出する工程と、を有す
ることを特徴とする。
【００１５】（７）本発明の測定プログラムは、被測定
物表面にスリット光を照射し、前記スリット光によって
被測定物表面上に形成された照射像を撮像して得られる
画像に基づいて被測定物の隙間および段差を算出する測
定装置に用いられる測定プログラムであって、前記スリ
ット光に対して偏心した位置で前記測定装置に取り付け
られている接触子を支点として前記測定装置が傾動され
るのに伴って撮像画面内で移動する前記画像が当該撮像
画面内の基準位置に存在するか否かを判断する手順と、
前記撮像画面内の基準位置に存在すると判断された画像
を取り込む手順と、取り込まれた画像の形状から被測定
物の隙間および段差を算出する手順と、をコンピュータ
に実行させる。
物表面にスリット光を照射し、前記スリット光によって
被測定物表面上に形成された照射像を撮像して得られる
画像に基づいて被測定物の隙間および段差を算出する測
定装置に用いられる測定プログラムであって、前記スリ
ット光に対して偏心した位置で前記測定装置に取り付け
られている接触子を支点として前記測定装置が傾動され
るのに伴って撮像画面内で移動する前記画像が当該撮像
画面内の基準位置に存在するか否かを判断する手順と、
前記撮像画面内の基準位置に存在すると判断された画像
を取り込む手順と、取り込まれた画像の形状から被測定
物の隙間および段差を算出する手順と、をコンピュータ
に実行させる。
【００１６】
【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、照射像
を撮像する際に被測定物表面に当接されて支点となる接
触子がスリット光に対して偏心した位置に取り付けられ
ているため、撮像画面内で移動する画像の位置によっ
て、照射角度や撮像角度が適切であることを確認するこ
とができ、正確な測定を実行することができる。
を撮像する際に被測定物表面に当接されて支点となる接
触子がスリット光に対して偏心した位置に取り付けられ
ているため、撮像画面内で移動する画像の位置によっ
て、照射角度や撮像角度が適切であることを確認するこ
とができ、正確な測定を実行することができる。
【００１７】請求項２、請求項６、および請求項７に記
載の発明によれば、撮像画面内で移動する画像が当該撮
像画面内の基準位置に存在するときに、当該画像を自動
的に取り込むので、測定装置を傾動させるといった簡単
な操作によって、照射角度や撮像角度が適切な状態で画
像を取り込むことができ、測定装置と被測定物とがなす
角度が変わることに起因する誤差を防止することができ
る。
載の発明によれば、撮像画面内で移動する画像が当該撮
像画面内の基準位置に存在するときに、当該画像を自動
的に取り込むので、測定装置を傾動させるといった簡単
な操作によって、照射角度や撮像角度が適切な状態で画
像を取り込むことができ、測定装置と被測定物とがなす
角度が変わることに起因する誤差を防止することができ
る。
【００１８】請求項３〜５に記載の発明によれば、前記
撮像手段の撮像画面内で移動する前記画像が前記撮像画
面中央の基準線上に存在するときに、当該画像を取り込
むので、撮像手段のレンズ収差が少ない状態で画像を取
り込むことができ、レンズ収差が隙間および段差の測定
に及ぼす影響を低減することができる。また、撮像画面
中央の基準線上に画像が存在するか否かを簡単な方法に
より判断できるので、測定装置を安価に提供することが
できる。
撮像手段の撮像画面内で移動する前記画像が前記撮像画
面中央の基準線上に存在するときに、当該画像を取り込
むので、撮像手段のレンズ収差が少ない状態で画像を取
り込むことができ、レンズ収差が隙間および段差の測定
に及ぼす影響を低減することができる。また、撮像画面
中央の基準線上に画像が存在するか否かを簡単な方法に
より判断できるので、測定装置を安価に提供することが
できる。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施の形態を説明する。
実施の形態を説明する。
【００２０】図１は、本発明の一実施の形態である隙間
および段差の測定用センサであり、図２は、センサヘッ
ドの概略構成を示す図である。
および段差の測定用センサであり、図２は、センサヘッ
ドの概略構成を示す図である。
【００２１】図１および図２に示されるとおり、本実施
の形態のセンサシステム１００は、センサヘッド２００
と、センサヘッド２００に接続されるコンピュータ３０
０（以下「ＰＣ」と称する）とを備える。このセンサシ
ステム１００は、図１に示される被測定物４００の隙間
および段差（面差）を測定するものである。ここで、被
測定物４００は、二つの部分４００ａと４００ｂに分か
れており、本実施の形態において、「隙間」とは、図１
に「ｄ」で示されるとおり、被測定物の二つの部分４０
０ａと４００ｂとを隔てる隙間である。一方、「段差」
とは、図１に「ｈ」で示されるとおり、この二つの測定
部材４００ａおよび４００ｂの表面間の段差である。
の形態のセンサシステム１００は、センサヘッド２００
と、センサヘッド２００に接続されるコンピュータ３０
０（以下「ＰＣ」と称する）とを備える。このセンサシ
ステム１００は、図１に示される被測定物４００の隙間
および段差（面差）を測定するものである。ここで、被
測定物４００は、二つの部分４００ａと４００ｂに分か
れており、本実施の形態において、「隙間」とは、図１
に「ｄ」で示されるとおり、被測定物の二つの部分４０
０ａと４００ｂとを隔てる隙間である。一方、「段差」
とは、図１に「ｈ」で示されるとおり、この二つの測定
部材４００ａおよび４００ｂの表面間の段差である。
【００２２】センサヘッド２００は、手持ち式の光切断
型の測定装置であり、ユーザによって持ち運び可能な大
きさをしている。センサヘッド２００は、スリットレー
ザ光源２１０、ＣＣＤカメラ２２０、接触子２３０、測
定スイッチ２４０、処理回路２５０、およびインタフェ
ース２６０を備えている。また、図２に示されるとお
り、センサヘッド２００には、ユーザによるハンドリン
グのためのハンドル２７０が備えられている。
型の測定装置であり、ユーザによって持ち運び可能な大
きさをしている。センサヘッド２００は、スリットレー
ザ光源２１０、ＣＣＤカメラ２２０、接触子２３０、測
定スイッチ２４０、処理回路２５０、およびインタフェ
ース２６０を備えている。また、図２に示されるとお
り、センサヘッド２００には、ユーザによるハンドリン
グのためのハンドル２７０が備えられている。
【００２３】スリットレーザ光源２１０は、被測定物４
００の表面にスリット光を照射する照射手段として機能
する。ここで、スリット光とは、線状の照射断面を持っ
た光である。スリットレーザ光源２１０は、たとえば、
半導体レーザ素子、半導体レーザ素子を発振するための
発振回路、および光学系を備える。
００の表面にスリット光を照射する照射手段として機能
する。ここで、スリット光とは、線状の照射断面を持っ
た光である。スリットレーザ光源２１０は、たとえば、
半導体レーザ素子、半導体レーザ素子を発振するための
発振回路、および光学系を備える。
【００２４】ＣＣＤカメラ２２０は、スリット光によっ
て被測定物４００の表面に形成された照射像Ｓを撮像し
て画像を得る撮像手段として機能する。ＣＣＤカメラ２
２０は、撮像対象である照射像Ｓに面するレンズである
対物レンズ２２１と、対物レンズ２２１による結像位置
に設けられたＣＣＤ（電荷結合素子）２２２とを備え
る。
て被測定物４００の表面に形成された照射像Ｓを撮像し
て画像を得る撮像手段として機能する。ＣＣＤカメラ２
２０は、撮像対象である照射像Ｓに面するレンズである
対物レンズ２２１と、対物レンズ２２１による結像位置
に設けられたＣＣＤ（電荷結合素子）２２２とを備え
る。
【００２５】接触子２３０は、センサヘッド２００の被
測定物に面する端部から被測定物側へ突出して設けられ
た脚部である。より具体的には、接触子２３０は、線状
の照射像Ｓの伸延方向に沿ってセンサヘッド２００の本
体の両側に設けられた一対の接触子２３０ａ、２３０ｂ
で構成されている。接触子２３０は、ＣＣＤカメラ２２
０による照射像Ｓの撮影の際に被測定物４００に当接さ
れて支点となるものである。また、図２に示されるとお
り、接触子２３０には、その長さを調整できる調整機構
が設けられていてもよい。
測定物に面する端部から被測定物側へ突出して設けられ
た脚部である。より具体的には、接触子２３０は、線状
の照射像Ｓの伸延方向に沿ってセンサヘッド２００の本
体の両側に設けられた一対の接触子２３０ａ、２３０ｂ
で構成されている。接触子２３０は、ＣＣＤカメラ２２
０による照射像Ｓの撮影の際に被測定物４００に当接さ
れて支点となるものである。また、図２に示されるとお
り、接触子２３０には、その長さを調整できる調整機構
が設けられていてもよい。
【００２６】ここで、接触子２３０は、スリット光に対
して偏心した位置に取り付けられている。言い換えれ
ば、接触子２３０の取り付け位置と被測定物４００に照
射されるスリット光の位置との間にオフセットΔＬが設
けられている。この点は、本発明のセンサシステムの特
徴の一つである。
して偏心した位置に取り付けられている。言い換えれ
ば、接触子２３０の取り付け位置と被測定物４００に照
射されるスリット光の位置との間にオフセットΔＬが設
けられている。この点は、本発明のセンサシステムの特
徴の一つである。
【００２７】測定スイッチ２４０は、センサヘッド２０
０による測定の開始および終了を指示する指示手段であ
る。具体的には、ユーザが測定スイッチ２４０を押圧す
ることによって測定が開始され、ユーザが測定スイッチ
２４０から手を離すことによって測定が終了する。
０による測定の開始および終了を指示する指示手段であ
る。具体的には、ユーザが測定スイッチ２４０を押圧す
ることによって測定が開始され、ユーザが測定スイッチ
２４０から手を離すことによって測定が終了する。
【００２８】処理回路２５０は、たとえば、種々の演算
および制御を行なうためプロセッサ、データを一時的に
格納するとともに画像処理時のワーキングエリアとして
機能するＲＡＭ、プログラムを格納するＲＯＭ、および
周辺回路から構成されている。処理回路２５０は、たと
えば、ＣＣＤカメラ２２０によって得られた画像に基づ
いて被測定物の隙間および段差を算出する算出手段とし
て機能する。また、処理回路２５０は、後述する画像取
込処理を実行する取込手段として機能する。
および制御を行なうためプロセッサ、データを一時的に
格納するとともに画像処理時のワーキングエリアとして
機能するＲＡＭ、プログラムを格納するＲＯＭ、および
周辺回路から構成されている。処理回路２５０は、たと
えば、ＣＣＤカメラ２２０によって得られた画像に基づ
いて被測定物の隙間および段差を算出する算出手段とし
て機能する。また、処理回路２５０は、後述する画像取
込処理を実行する取込手段として機能する。
【００２９】インタフェース２６０は、処理回路２５０
によって算出された隙間および段差の算出結果や画像を
ＰＣ３００へファイル出力し、および／または、ＰＣ３
００のディスプレイ３１０に画面出力するための出力手
段として機能する。
によって算出された隙間および段差の算出結果や画像を
ＰＣ３００へファイル出力し、および／または、ＰＣ３
００のディスプレイ３１０に画面出力するための出力手
段として機能する。
【００３０】図２に示されるとおり、本実施の形態のセ
ンサヘッド２００においては、接触子２３０と同じ角度
でスリットレーザ光源２１０が取り付けられており、接
触子２３０に対して４５度の角度でＣＣＤカメラ２２０
が取り付けられている。したがって、センサヘッド２０
０の接触子２３０を被測定物２００の表面に直角に当接
させた場合に、スリット光と被測定物２００とがなす角
度である照射角度は直角となり、ＣＣＤカメラ２２０と
被測定物２００とがなす角度である撮像角度は４５度と
なる。
ンサヘッド２００においては、接触子２３０と同じ角度
でスリットレーザ光源２１０が取り付けられており、接
触子２３０に対して４５度の角度でＣＣＤカメラ２２０
が取り付けられている。したがって、センサヘッド２０
０の接触子２３０を被測定物２００の表面に直角に当接
させた場合に、スリット光と被測定物２００とがなす角
度である照射角度は直角となり、ＣＣＤカメラ２２０と
被測定物２００とがなす角度である撮像角度は４５度と
なる。
【００３１】次に、センサヘッド２００と被測定物４０
０とがなす角度と撮像画面内での画像の位置（結像位
置）との関係を説明する。ここで、撮像画面とは、撮像
手段として機能するＣＣＤカメラ２２０のＣＣＤ２２２
の撮像画面を意味する。しかしながら、ＣＣＤ２２２の
撮像画面とディスプレイ３１０の表示画面とは一対一に
対応しているため、ディスプレイ３１０の表示画面を撮
像画面としてもよい。
０とがなす角度と撮像画面内での画像の位置（結像位
置）との関係を説明する。ここで、撮像画面とは、撮像
手段として機能するＣＣＤカメラ２２０のＣＣＤ２２２
の撮像画面を意味する。しかしながら、ＣＣＤ２２２の
撮像画面とディスプレイ３１０の表示画面とは一対一に
対応しているため、ディスプレイ３１０の表示画面を撮
像画面としてもよい。
【００３２】図３は、図１に示されるセンサヘッド２０
０と被測定物４００とがなす角度とディスプレイ３１０
での表示画面（撮像画面に対応）内での画像の位置との
関係を説明するための概略図である。
０と被測定物４００とがなす角度とディスプレイ３１０
での表示画面（撮像画面に対応）内での画像の位置との
関係を説明するための概略図である。
【００３３】図３に示されるとおり、センサヘッド２０
０と被測定物４００とがなす角度が変化するのにしたが
って、ＣＣＤ２２２の撮像画面内での画像の位置が変化
し、これに伴ってディスプレイ３１０の表示画面内での
画像の位置も変化する。
０と被測定物４００とがなす角度が変化するのにしたが
って、ＣＣＤ２２２の撮像画面内での画像の位置が変化
し、これに伴ってディスプレイ３１０の表示画面内での
画像の位置も変化する。
【００３４】具体的には、図中「Ａ」で示されるとお
り、センサヘッド２００の接触子２３０と被測定物４０
０とがなす角度が直角である場合、すなわち、スリット
光の照射角度が直角である場合には、撮像画面内での画
像は、基準位置に存在する。具体的には、スリット光の
照射角度が直角である場合には、画像は、ＣＣＤ２２２
の撮像画面中央の仮想的な基準線上に存在する。そし
て、接触子２３０を支点としてセンサヘッド２００が
Ａ、Ｂ、Ｃ（Ｃについては図示していない）の順に傾動
（回動）されるのに伴って画像は撮像画面内で基準線を
横切って移動する。この点は、本発明の特徴点の一つで
ある。
り、センサヘッド２００の接触子２３０と被測定物４０
０とがなす角度が直角である場合、すなわち、スリット
光の照射角度が直角である場合には、撮像画面内での画
像は、基準位置に存在する。具体的には、スリット光の
照射角度が直角である場合には、画像は、ＣＣＤ２２２
の撮像画面中央の仮想的な基準線上に存在する。そし
て、接触子２３０を支点としてセンサヘッド２００が
Ａ、Ｂ、Ｃ（Ｃについては図示していない）の順に傾動
（回動）されるのに伴って画像は撮像画面内で基準線を
横切って移動する。この点は、本発明の特徴点の一つで
ある。
【００３５】かかる本発明の特徴は、上述したとおり、
接触子２３０がスリット光に対して偏心した位置に取り
付けられていること（すなわち、オフセットΔＬを有す
ること）と密接に関係する。
接触子２３０がスリット光に対して偏心した位置に取り
付けられていること（すなわち、オフセットΔＬを有す
ること）と密接に関係する。
【００３６】図４および図５を用いて、スリット光に対
する接触子２３０の偏心の有無と撮像画面内での画像の
変化との関係を説明する。図４は、接触子がスリット光
に対して偏心していないセンサヘッドを用いた場合の比
較例を示す図であり、図５は、接触子がスリット光に対
して偏心している本実施の形態のセンサヘッド２００の
一例を示す図である。
する接触子２３０の偏心の有無と撮像画面内での画像の
変化との関係を説明する。図４は、接触子がスリット光
に対して偏心していないセンサヘッドを用いた場合の比
較例を示す図であり、図５は、接触子がスリット光に対
して偏心している本実施の形態のセンサヘッド２００の
一例を示す図である。
【００３７】まず、図４に示される比較例を説明する。
図４（Ａ）は、スリット光の照射角度が直角であり、Ｃ
ＣＤカメラ２２０による撮像角度が４５度の場合の状態
を示している。図４（Ａ）に示される場合が基準状態で
あり、この基準状態で撮像される画像の輝度（反射光の
輝度）を適正値とするようにＣＣＤカメラ２２０の感度
などが校正されている。
図４（Ａ）は、スリット光の照射角度が直角であり、Ｃ
ＣＤカメラ２２０による撮像角度が４５度の場合の状態
を示している。図４（Ａ）に示される場合が基準状態で
あり、この基準状態で撮像される画像の輝度（反射光の
輝度）を適正値とするようにＣＣＤカメラ２２０の感度
などが校正されている。
【００３８】図４（Ｂ）は、スリット光の照射角度が直
角よりも小さく、ＣＣＤカメラ２２０よる撮像角度が４
５度よりも小さい状態を示している。ここで、スリット
光の照射角度は、ＣＣＤカメラ２２０の取り付け側から
みた被測定物とスリット光とのなす角度とし、撮像角度
は、この照射角度と同じ側からみた被測定物とＣＣＤカ
メラ２２０のなす角度とする。図４（Ｂ）の状態では、
撮像される画像の輝度は適正値に比べて低くなる。した
がって、光不足の結果、画像が途切れ、データに欠落が
生じるおそれがある。
角よりも小さく、ＣＣＤカメラ２２０よる撮像角度が４
５度よりも小さい状態を示している。ここで、スリット
光の照射角度は、ＣＣＤカメラ２２０の取り付け側から
みた被測定物とスリット光とのなす角度とし、撮像角度
は、この照射角度と同じ側からみた被測定物とＣＣＤカ
メラ２２０のなす角度とする。図４（Ｂ）の状態では、
撮像される画像の輝度は適正値に比べて低くなる。した
がって、光不足の結果、画像が途切れ、データに欠落が
生じるおそれがある。
【００３９】図４（Ｃ）は、スリット光の照射角度が直
角よりも大きく、ＣＣＤカメラ２２０よる撮像角度が４
５度よりも大きい状態を示している。この場合、撮像さ
れる画像の輝度が高すぎて、ＣＣＤ２２２において飽和
する箇所が発生するおそれがある。
角よりも大きく、ＣＣＤカメラ２２０よる撮像角度が４
５度よりも大きい状態を示している。この場合、撮像さ
れる画像の輝度が高すぎて、ＣＣＤ２２２において飽和
する箇所が発生するおそれがある。
【００４０】以上のとおり、手持ち式の光切断型測定装
置では、センサヘッドを被測定物４００の表面に当接す
る角度が基準からずれることによって撮像される画像の
輝度が適正値からずれる。適正値から輝度がずれた画像
に基づいて隙間および段差を測定する場合には、測定に
バラツキが生じ、誤差の原因となる。
置では、センサヘッドを被測定物４００の表面に当接す
る角度が基準からずれることによって撮像される画像の
輝度が適正値からずれる。適正値から輝度がずれた画像
に基づいて隙間および段差を測定する場合には、測定に
バラツキが生じ、誤差の原因となる。
【００４１】また、図４（Ａ）〜図４（Ｃ）に示される
とおり、接触子がスリット光に対して偏心していないセ
ンサヘッドにおいては、スリット光の照射角度やＣＣＤ
カメラ２２０による撮像角度が変化しても、対物レンズ
２２１によってＣＣＤ２２２上で画像が結像する位置は
変化することがなく、撮像画面内での画像の位置が変化
しない。
とおり、接触子がスリット光に対して偏心していないセ
ンサヘッドにおいては、スリット光の照射角度やＣＣＤ
カメラ２２０による撮像角度が変化しても、対物レンズ
２２１によってＣＣＤ２２２上で画像が結像する位置は
変化することがなく、撮像画面内での画像の位置が変化
しない。
【００４２】次に、図５に示される本実施の形態のセン
サヘッド２００の場合を説明する。図５（Ａ）は、スリ
ット光の照射角度が直角であり、ＣＣＤカメラ２２０に
よる撮像角度が４５度の場合の状態を示している。図５
（Ａ）に示される場合が、本実施の形態における基準状
態であり、この基準状態で撮像される画像の輝度（反射
光の輝度）を適正値とするようにＣＣＤカメラ２２０の
感度などが校正されている。また、この基準状態におい
て、画像は、撮像画面中央に位置する仮想的な基準線上
に存在する。すなわち、撮像される画像の輝度が適正値
である場合に、画像が基準線上に存在するように接触子
２３０の長さが調整されている。
サヘッド２００の場合を説明する。図５（Ａ）は、スリ
ット光の照射角度が直角であり、ＣＣＤカメラ２２０に
よる撮像角度が４５度の場合の状態を示している。図５
（Ａ）に示される場合が、本実施の形態における基準状
態であり、この基準状態で撮像される画像の輝度（反射
光の輝度）を適正値とするようにＣＣＤカメラ２２０の
感度などが校正されている。また、この基準状態におい
て、画像は、撮像画面中央に位置する仮想的な基準線上
に存在する。すなわち、撮像される画像の輝度が適正値
である場合に、画像が基準線上に存在するように接触子
２３０の長さが調整されている。
【００４３】図５（Ｂ）は、スリット光の照射角度が直
角よりも小さく、ＣＣＤカメラ２２０よる撮像角度が４
５度よりも小さい状態を示している。図５（Ｂ）の状態
では、撮像される画像の輝度は適正値に比べて低くな
る。この点は、図４（Ｂ）の場合と同様である。しかし
ながら、図４（Ｂ）の場合と異なり、撮像画面内での画
像は、撮像画面中央の基準線上に存在せず、画像の位置
は、撮像画面の一端部側（図中の上側端部）へと変化す
る。
角よりも小さく、ＣＣＤカメラ２２０よる撮像角度が４
５度よりも小さい状態を示している。図５（Ｂ）の状態
では、撮像される画像の輝度は適正値に比べて低くな
る。この点は、図４（Ｂ）の場合と同様である。しかし
ながら、図４（Ｂ）の場合と異なり、撮像画面内での画
像は、撮像画面中央の基準線上に存在せず、画像の位置
は、撮像画面の一端部側（図中の上側端部）へと変化す
る。
【００４４】図５（Ｃ）は、スリット光の照射角度が直
角よりも大きく、ＣＣＤカメラ２２０よる撮像角度が４
５度よりも大きい状態を示している。この場合、撮像さ
れる画像の輝度が高くなる。この点は、図５（Ｃ）の場
合と同様である。一方、撮像画面内での画像は、撮像画
面中央の基準線上に存在せず、画像の位置は、撮像画面
の他端部（図中の下側端部）へと変化する。
角よりも大きく、ＣＣＤカメラ２２０よる撮像角度が４
５度よりも大きい状態を示している。この場合、撮像さ
れる画像の輝度が高くなる。この点は、図５（Ｃ）の場
合と同様である。一方、撮像画面内での画像は、撮像画
面中央の基準線上に存在せず、画像の位置は、撮像画面
の他端部（図中の下側端部）へと変化する。
【００４５】したがって、図５（Ａ）〜図５（Ｃ）から
明らかなとおり、スリット光に対して偏心した位置に取
り付けられた接触子２３０を支点として、センサヘッド
２００が傾動（回動）されるのに伴って、撮像によって
得られる画像は、その輝度を変化させるとともに、撮像
画面内での画像の位置が撮像画面の一端部側から撮像画
面中央の基準線へ、さらに、他端部側へと変化する。そ
して、画像が撮像画面内中央の基準線上に存在するとき
に、撮像される画像の輝度が適正値となる。
明らかなとおり、スリット光に対して偏心した位置に取
り付けられた接触子２３０を支点として、センサヘッド
２００が傾動（回動）されるのに伴って、撮像によって
得られる画像は、その輝度を変化させるとともに、撮像
画面内での画像の位置が撮像画面の一端部側から撮像画
面中央の基準線へ、さらに、他端部側へと変化する。そ
して、画像が撮像画面内中央の基準線上に存在するとき
に、撮像される画像の輝度が適正値となる。
【００４６】したがって、本実施の形態のセンサヘッド
２００によれば、ユーザは、撮像画面内での画像の位置
によって、センサヘッド２００と被測定対象部材４００
の表面とのなす角度が適切であるか否かを確認すること
ができる。より具体的には、画像が撮像画面中央の基準
線上に存在する場合に、センサヘッド２００と被測定対
象部材４００の表面とのなす角度が適切であり、撮像さ
れる画像の輝度も適正値であると判断することができ
る。
２００によれば、ユーザは、撮像画面内での画像の位置
によって、センサヘッド２００と被測定対象部材４００
の表面とのなす角度が適切であるか否かを確認すること
ができる。より具体的には、画像が撮像画面中央の基準
線上に存在する場合に、センサヘッド２００と被測定対
象部材４００の表面とのなす角度が適切であり、撮像さ
れる画像の輝度も適正値であると判断することができ
る。
【００４７】なお、本実施の形態では、照射角度が直角
であり、ＣＣＤカメラ２２０による撮像角度が４５度の
状態を基準状態として感度などが校正されている場合を
説明したが、本発明はこの場合に限られない。他の照射
角度および撮像角度の状態を基準状態として感度などが
校正されていてもよい。この場合も、照射角度および撮
像角度が基準の角度になったときに、画像が撮像画面内
の基準線（基準位置）上に存在するように接触子２３０
の長さを設定しておくことにより、本発明を適用するこ
とができる。
であり、ＣＣＤカメラ２２０による撮像角度が４５度の
状態を基準状態として感度などが校正されている場合を
説明したが、本発明はこの場合に限られない。他の照射
角度および撮像角度の状態を基準状態として感度などが
校正されていてもよい。この場合も、照射角度および撮
像角度が基準の角度になったときに、画像が撮像画面内
の基準線（基準位置）上に存在するように接触子２３０
の長さを設定しておくことにより、本発明を適用するこ
とができる。
【００４８】次に、本実施の形態のセンサシステムを用
いた隙間および段差の測定方法について説明する。
いた隙間および段差の測定方法について説明する。
【００４９】図６は、本実施の形態における隙間および
段差の測定方法を説明するフローチャートである。ま
た、図７は、図６のステップに対応するユーザの手の動
きと、ディスプレイ３１０の表示画面の様子を示してい
る。
段差の測定方法を説明するフローチャートである。ま
た、図７は、図６のステップに対応するユーザの手の動
きと、ディスプレイ３１０の表示画面の様子を示してい
る。
【００５０】まず、センサヘッド２００の位置合わせが
実行される（ステップＳ１００）。ユーザは、センサヘ
ッド２００のハンドル２７０を握って、被測定対象部材
の測定希望箇所をスリット光が切断するように、センサ
ヘッド２００の接触子２３０の位置を定める。
実行される（ステップＳ１００）。ユーザは、センサヘ
ッド２００のハンドル２７０を握って、被測定対象部材
の測定希望箇所をスリット光が切断するように、センサ
ヘッド２００の接触子２３０の位置を定める。
【００５１】次に、接触子２３０を支点として、手動に
よりセンサヘッド２００を手前に傾ける（ステップＳ１
０１）。この結果、接像された画像は、撮像画面中央の
基準線からずれた状態となり、図７に示されるとおり、
ディスプレイ３１０の表示画面（撮像画面と一対一に対
応する）内でも中央からずれた位置、たとえば表示画面
の一端部側（図中では上側）に存在するようになる。
よりセンサヘッド２００を手前に傾ける（ステップＳ１
０１）。この結果、接像された画像は、撮像画面中央の
基準線からずれた状態となり、図７に示されるとおり、
ディスプレイ３１０の表示画面（撮像画面と一対一に対
応する）内でも中央からずれた位置、たとえば表示画面
の一端部側（図中では上側）に存在するようになる。
【００５２】次に、画像取込処理が実行される（ステッ
プＳ１０２）。このとき、測定スイッチ２４０が押圧さ
れ、画像取込処理の実行が指示される。図７に示される
とおり、ユーザは測定スイッチ２４０を押圧しながら、
接触子２３０を支点としてセンサヘッド２００を前方へ
傾動（回動）させる。この結果、画像は、上記の一端部
側から画面中央の基準線を横切って他端部側へと移動す
る。そして、画像が撮像画面中央の基準線上に存在する
ときに、当該画像が取り込まれる。すなわち、撮像画面
内で基準線を通過する瞬間の画像が取り込まれる。
プＳ１０２）。このとき、測定スイッチ２４０が押圧さ
れ、画像取込処理の実行が指示される。図７に示される
とおり、ユーザは測定スイッチ２４０を押圧しながら、
接触子２３０を支点としてセンサヘッド２００を前方へ
傾動（回動）させる。この結果、画像は、上記の一端部
側から画面中央の基準線を横切って他端部側へと移動す
る。そして、画像が撮像画面中央の基準線上に存在する
ときに、当該画像が取り込まれる。すなわち、撮像画面
内で基準線を通過する瞬間の画像が取り込まれる。
【００５３】ここで、図８を参照して画像取込処理の詳
細を説明する。図８は、画像取込処理を示すフローチャ
ートであり、図８のフローチャートに示された処理手順
は、処理回路２５０内のＲＯＭにプログラムとして格納
されており、プロセッサによって実行される。
細を説明する。図８は、画像取込処理を示すフローチャ
ートであり、図８のフローチャートに示された処理手順
は、処理回路２５０内のＲＯＭにプログラムとして格納
されており、プロセッサによって実行される。
【００５４】最初に、変数Ｓｕｍ＿ｍｉｎの値を初期化
する。たとえば、変数Ｓｕｍ＿ｍｉｎを９９９９９など
の大きい値としておく（Ｓ２００）。
する。たとえば、変数Ｓｕｍ＿ｍｉｎを９９９９９など
の大きい値としておく（Ｓ２００）。
【００５５】次に、測定スイッチ２４０が押圧されてい
るか否かを判断する（ステップＳ２０１）。測定スイッ
チ２４０が押圧されていると判断された場合（ステップ
Ｓ２０１：ＹＥＳ）、ステップＳ２０２以下の処理が実
行される。
るか否かを判断する（ステップＳ２０１）。測定スイッ
チ２４０が押圧されていると判断された場合（ステップ
Ｓ２０１：ＹＥＳ）、ステップＳ２０２以下の処理が実
行される。
【００５６】まず、ＣＣＤカメラ２２０によって撮像さ
れた画像に対して重心処理を実行する（ステップＳ２０
２）。
れた画像に対して重心処理を実行する（ステップＳ２０
２）。
【００５７】この重心処理について図９〜図１１を用い
て説明する。図９は、重心処理前の画像であり、図１０
は、重心処理後の画像である。図１１は、図９に示され
る重心処理前の画像をＡ−Ａ´線で切断した場合の輝度
分布を示す図である。
て説明する。図９は、重心処理前の画像であり、図１０
は、重心処理後の画像である。図１１は、図９に示され
る重心処理前の画像をＡ−Ａ´線で切断した場合の輝度
分布を示す図である。
【００５８】撮像された画像は、ＣＣＤ２２２上の画素
に応じてＸ−Ｙ平面上にマッピングされる。たとえば、
図９は、２５６×２５６の画素に対応して、画像がＸ−
Ｙ平面上にマッピングされる場合を示しており、Ｘ座標
値およびＹ座標値は、それぞれ０から２５５の値をと
る。撮像された画像は、被測定物の２つの部分４００ａ
および４００ｂの各表面に対応して比較的長く続く直線
状の部分を備える。撮像された画像は、この連続線の部
分がＸ軸と平行な方向となるように、配置されている。
に応じてＸ−Ｙ平面上にマッピングされる。たとえば、
図９は、２５６×２５６の画素に対応して、画像がＸ−
Ｙ平面上にマッピングされる場合を示しており、Ｘ座標
値およびＹ座標値は、それぞれ０から２５５の値をと
る。撮像された画像は、被測定物の２つの部分４００ａ
および４００ｂの各表面に対応して比較的長く続く直線
状の部分を備える。撮像された画像は、この連続線の部
分がＸ軸と平行な方向となるように、配置されている。
【００５９】まず、Ｘ座標（０〜２５５）毎に輝度分布
（各Ｙ座標と輝度の関係を示す分布）が取得される。図
１１は、Ｘ座標値をｎ（ｎは０〜２５５のいずれかの整
数）に設定した場合の輝度分布を示しており、図９に示
される重心処理前の画像をＡ−Ａ´線で切断した場合の
輝度分布に対応する。図１１の横軸は、Ｙ座標値を示し
ており、縦軸は各Ｙ座標値における輝度の値を示してい
る。図１１に示されるとおり、画像は、ある程度の分布
幅を持って存在しており、輝度分布から光重心位置Ｙｎ
が求められる。ここで、光重心位置Ｙｎは、輝度を物理
量と見立てた場合の左右のつりあう位置の座標値であ
る。同様に、０〜２５５の夫々のＸ座標値に対応して各
光重心位置（Ｙ０〜Ｙ２５５）が求められる。以上の処
理によって、図１０に示される重心処理後の画像が取得
されて、画像が細芯化される。
（各Ｙ座標と輝度の関係を示す分布）が取得される。図
１１は、Ｘ座標値をｎ（ｎは０〜２５５のいずれかの整
数）に設定した場合の輝度分布を示しており、図９に示
される重心処理前の画像をＡ−Ａ´線で切断した場合の
輝度分布に対応する。図１１の横軸は、Ｙ座標値を示し
ており、縦軸は各Ｙ座標値における輝度の値を示してい
る。図１１に示されるとおり、画像は、ある程度の分布
幅を持って存在しており、輝度分布から光重心位置Ｙｎ
が求められる。ここで、光重心位置Ｙｎは、輝度を物理
量と見立てた場合の左右のつりあう位置の座標値であ
る。同様に、０〜２５５の夫々のＸ座標値に対応して各
光重心位置（Ｙ０〜Ｙ２５５）が求められる。以上の処
理によって、図１０に示される重心処理後の画像が取得
されて、画像が細芯化される。
【００６０】次に、図８のステップＳ２０３において
は、図１２に示されるとおり、各光重心位置Ｙｎ（ｎは
０〜２５５）までの上記の基準線（Ｙ＝１２７）からの
各偏差（δＹｎ）を求め、求めた各偏差δＹｎの合計値
を計算する。一般的に、基準線をＹ＝ｓ（ｓは定数）と
すれば、ＳｕｍはΣ（δＹｎ−ｓ）（ただし、ｎは０〜
２５５）で表される。
は、図１２に示されるとおり、各光重心位置Ｙｎ（ｎは
０〜２５５）までの上記の基準線（Ｙ＝１２７）からの
各偏差（δＹｎ）を求め、求めた各偏差δＹｎの合計値
を計算する。一般的に、基準線をＹ＝ｓ（ｓは定数）と
すれば、ＳｕｍはΣ（δＹｎ−ｓ）（ただし、ｎは０〜
２５５）で表される。
【００６１】そして、このＳｕｍをＳｕｍ＿ｍｉｎと比
較する（ステップＳ２０４）。この比較の結果、Ｓｕｍ
がＳｕｍ＿ｍｉｎよりも小さい場合には（ステップＳ２
０４；ＹＥＳ）、この偏差の合計値Ｓｕｍに対応する重
心処理後の画像を登録して、今まで登録されていた画像
を消去する（ステップＳ２０５）。さらに、このＳｕｍ
を新たにＳｕｍ＿ｍｉｎとする。そして、ステップＳ２
０１に戻る。一方、比較の結果、ＳｕｍがＳｕｍ＿ｍｉ
ｎ以上の場合には（ステップＳ２０４；ＮＯ）、そのま
まステップＳ２０１に戻る。
較する（ステップＳ２０４）。この比較の結果、Ｓｕｍ
がＳｕｍ＿ｍｉｎよりも小さい場合には（ステップＳ２
０４；ＹＥＳ）、この偏差の合計値Ｓｕｍに対応する重
心処理後の画像を登録して、今まで登録されていた画像
を消去する（ステップＳ２０５）。さらに、このＳｕｍ
を新たにＳｕｍ＿ｍｉｎとする。そして、ステップＳ２
０１に戻る。一方、比較の結果、ＳｕｍがＳｕｍ＿ｍｉ
ｎ以上の場合には（ステップＳ２０４；ＮＯ）、そのま
まステップＳ２０１に戻る。
【００６２】測定スイッチが押圧されている限り、ステ
ップＳ２０２〜ステップＳ２０５の処理が繰り返され
る。この結果、ＣＣＤカメラ２２０によって撮像されて
重心処理を経て得られた画像を構成する各画素までの基
準線からの各偏差の合計が最小となるときの画像が登録
され、この画像が取り込まれる。
ップＳ２０２〜ステップＳ２０５の処理が繰り返され
る。この結果、ＣＣＤカメラ２２０によって撮像されて
重心処理を経て得られた画像を構成する各画素までの基
準線からの各偏差の合計が最小となるときの画像が登録
され、この画像が取り込まれる。
【００６３】なお、本実施の形態では、画像を構成する
各画素までの基準線からの各偏差の合計が最小となると
きに画像を取り込むことによって、撮像画面内の基準線
上に存在する画像を取り込む例を示したが、本実施の形
態と異なる処理を採用することもできる。
各画素までの基準線からの各偏差の合計が最小となると
きに画像を取り込むことによって、撮像画面内の基準線
上に存在する画像を取り込む例を示したが、本実施の形
態と異なる処理を採用することもできる。
【００６４】たとえば、画像を構成する各画素のうち基
準線からの偏差が正である画素の個数とこの偏差が負で
ある画素の個数とが同数となるときに、画像を取り込む
こともできる。また、画像を構成する画素の座標値から
基準線の座標値を差し引いて得られた関数を積分し、こ
の積分値が最小となるときに、画像を取り込むこともで
きる。
準線からの偏差が正である画素の個数とこの偏差が負で
ある画素の個数とが同数となるときに、画像を取り込む
こともできる。また、画像を構成する画素の座標値から
基準線の座標値を差し引いて得られた関数を積分し、こ
の積分値が最小となるときに、画像を取り込むこともで
きる。
【００６５】また、本実施の形態では、撮像画面中央の
基準線上に存在するときの画像を取り込む場合を説明し
た。基準線を撮像画面中央に設けるとことによって、対
物レンズ２２１の収差の影響を受けにくくすることがで
き、レンズの収差に起因する誤差を軽減することができ
る。しかしながら、本発明は、この場合に限らず、画像
が撮像画面内の予め定められた基準位置に存在するとき
に画像を取り込む構成であれば、種々の構成を採用する
ことができる。たとえば、撮像画面の中央に位置してい
ない基準線上に画像が存在するときに、画像を取り込む
ような構成を採用することができる。また、ユーザが、
基準線の位置を自由に設定することもできる。また、基
準位置として基準線を用いる代わりに、ある程度の幅を
持った基準領域上に画像が存在するか否かを判断し、画
像が基準領域に存在する場合に、このときの画像を取り
込むといった構成を採用することもできる。
基準線上に存在するときの画像を取り込む場合を説明し
た。基準線を撮像画面中央に設けるとことによって、対
物レンズ２２１の収差の影響を受けにくくすることがで
き、レンズの収差に起因する誤差を軽減することができ
る。しかしながら、本発明は、この場合に限らず、画像
が撮像画面内の予め定められた基準位置に存在するとき
に画像を取り込む構成であれば、種々の構成を採用する
ことができる。たとえば、撮像画面の中央に位置してい
ない基準線上に画像が存在するときに、画像を取り込む
ような構成を採用することができる。また、ユーザが、
基準線の位置を自由に設定することもできる。また、基
準位置として基準線を用いる代わりに、ある程度の幅を
持った基準領域上に画像が存在するか否かを判断し、画
像が基準領域に存在する場合に、このときの画像を取り
込むといった構成を採用することもできる。
【００６６】以上のとおり画像取込処理が終了すると、
図６のステップＳ１０３に戻る。図６のステップＳ１０
３では、測定スイッチ２４０から手が離され、センサヘ
ッド２００を被測定物４００から離すことができる。
図６のステップＳ１０３に戻る。図６のステップＳ１０
３では、測定スイッチ２４０から手が離され、センサヘ
ッド２００を被測定物４００から離すことができる。
【００６７】次に、ステップＳ１０２の画像取込処理に
おいて取り込まれた画像に基づいて、隙間および段差が
算出される（ステップＳ１０４）。この算出の際には、
ディスプレイ３１０上に、算出に用いられる画像、すな
わち、上記の画像取込処理によって取り込まれた光重心
処理後の画像を表示し、計算中である旨を表示すること
もできる。
おいて取り込まれた画像に基づいて、隙間および段差が
算出される（ステップＳ１０４）。この算出の際には、
ディスプレイ３１０上に、算出に用いられる画像、すな
わち、上記の画像取込処理によって取り込まれた光重心
処理後の画像を表示し、計算中である旨を表示すること
もできる。
【００６８】ここで、隙間および段差の算出処理自体
は、従来の光切断型のセンサシステムと同様であるので
詳しい説明を省略する。簡単に説明すれば、図１０に示
されるとおり、ステップＳ１０２の画像取込処理におい
て取り込まれた画像は、被測定物４００に含まれる二つ
の部分４００ａと４００ｂに対応して２本の連続線に分
かれる。この２本の連続線の隣接する端部相互間のＸ座
標値の差が隙間に対応する。また、上記の２本の連続線
には、被測定物の表面に対応して比較的長く延びる２本
の直線状の部分が含まれている。この直線状の部分を仮
想的に延長して得られた２本の線の相互間の距離（Ｙ座
標値の差）が段差に対応する。なお、具体的な段差の値
は、従来の算出方法と同様に、この２本の線の相互間の
距離と照射角度および撮像角度とから算出される。
は、従来の光切断型のセンサシステムと同様であるので
詳しい説明を省略する。簡単に説明すれば、図１０に示
されるとおり、ステップＳ１０２の画像取込処理におい
て取り込まれた画像は、被測定物４００に含まれる二つ
の部分４００ａと４００ｂに対応して２本の連続線に分
かれる。この２本の連続線の隣接する端部相互間のＸ座
標値の差が隙間に対応する。また、上記の２本の連続線
には、被測定物の表面に対応して比較的長く延びる２本
の直線状の部分が含まれている。この直線状の部分を仮
想的に延長して得られた２本の線の相互間の距離（Ｙ座
標値の差）が段差に対応する。なお、具体的な段差の値
は、従来の算出方法と同様に、この２本の線の相互間の
距離と照射角度および撮像角度とから算出される。
【００６９】そして、図６のステップＳ１０５では、算
出された隙間および段差の値をディスプレイ３１０に表
示するとともに、ファイル出力する。
出された隙間および段差の値をディスプレイ３１０に表
示するとともに、ファイル出力する。
【００７０】なお、図６に示される例では、ステップＳ
１０１においてセンサヘッド２００を手前に傾けて、そ
の後、ステップＳ１０２において前方へ傾動させる場合
を説明したが、ステップＳ１００において当初からセン
サヘッド２００を傾けて配置することによってステップ
Ｓ１０１の処理を省略することができる。また、接触子
２３０を支点として傾動される限り、傾動する方向は自
由であり、本発明は、手前から前方へとセンサヘッド２
００を傾動する場合に限定されない。さらに、画像が撮
像画面内の基準線上に存在することを上記偏差の合計値
Ｓｕｍ等から判断できる程度にセンサヘッド２００を傾
動すればよく、この限りにおいて、傾動する範囲も自由
である。
１０１においてセンサヘッド２００を手前に傾けて、そ
の後、ステップＳ１０２において前方へ傾動させる場合
を説明したが、ステップＳ１００において当初からセン
サヘッド２００を傾けて配置することによってステップ
Ｓ１０１の処理を省略することができる。また、接触子
２３０を支点として傾動される限り、傾動する方向は自
由であり、本発明は、手前から前方へとセンサヘッド２
００を傾動する場合に限定されない。さらに、画像が撮
像画面内の基準線上に存在することを上記偏差の合計値
Ｓｕｍ等から判断できる程度にセンサヘッド２００を傾
動すればよく、この限りにおいて、傾動する範囲も自由
である。
【００７１】以上のとおり、本実施の形態のセンサシス
テムによれば、照射像を撮像する際に被測定物４００の
表面に接触して支点となる接触子２３０がスリット光に
対して偏心した位置に取り付けられているため、撮像さ
れた画像の撮像画面内での位置によって、センサヘッド
２００と被測定物４００とのなす角度を確認することが
できる。また、センサヘッド２００が傾動されるのに伴
って所定の基準位置を通過する瞬間の画像を取り込み、
この取りこまれた画像に基づいて、隙間および段差を算
出するので、センサヘッド２００におけるスリット光の
照射角度およびＣＣＤカメラ２２０の撮像角度を一定と
する条件下で測定をすることができ、これらの角度のバ
ラツキによって画像の輝度が適正値からずれることに起
因する誤差を防止することができる。
テムによれば、照射像を撮像する際に被測定物４００の
表面に接触して支点となる接触子２３０がスリット光に
対して偏心した位置に取り付けられているため、撮像さ
れた画像の撮像画面内での位置によって、センサヘッド
２００と被測定物４００とのなす角度を確認することが
できる。また、センサヘッド２００が傾動されるのに伴
って所定の基準位置を通過する瞬間の画像を取り込み、
この取りこまれた画像に基づいて、隙間および段差を算
出するので、センサヘッド２００におけるスリット光の
照射角度およびＣＣＤカメラ２２０の撮像角度を一定と
する条件下で測定をすることができ、これらの角度のバ
ラツキによって画像の輝度が適正値からずれることに起
因する誤差を防止することができる。
【００７２】なお、上記の説明では、隙間および段差を
算出し、算出された値を出力するセンサシステムに本発
明を適用した場合を説明したが、本発明はこの場合に限
られない。たとえば、隙間および段差が所定の公差範囲
内に収まっているか否かを判断し、その判断結果のみを
出力する場合にも、本発明を適用することもできる。
算出し、算出された値を出力するセンサシステムに本発
明を適用した場合を説明したが、本発明はこの場合に限
られない。たとえば、隙間および段差が所定の公差範囲
内に収まっているか否かを判断し、その判断結果のみを
出力する場合にも、本発明を適用することもできる。
【００７３】さらに、上記の説明では、画像取込処理と
隙間および段差の算出処理とをセンサヘッド２００内で
実行し、算出結果をインタフェース２６０によりＰＣ３
００に出力する場合を説明したが、本発明はこの場合に
限られない。たとえば、画像取込処理に含まれる画像処
理と隙間および段差の算出処理とを、ＰＣ３００内で実
行することもできる。
隙間および段差の算出処理とをセンサヘッド２００内で
実行し、算出結果をインタフェース２６０によりＰＣ３
００に出力する場合を説明したが、本発明はこの場合に
限られない。たとえば、画像取込処理に含まれる画像処
理と隙間および段差の算出処理とを、ＰＣ３００内で実
行することもできる。
【００７４】また、簡易的なシステムでは、センサヘッ
ド２００自体に、隙間および段差の算出結果や画像を表
示する小型ディスプレイを設けてもよい。この場合に
は、ＰＣ３００は不要である。
ド２００自体に、隙間および段差の算出結果や画像を表
示する小型ディスプレイを設けてもよい。この場合に
は、ＰＣ３００は不要である。
【００７５】なお、本発明は、以上の説明によって限定
されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で、
当業者による種々の省略、追加、および変形が可能であ
ることは明らかである。
されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で、
当業者による種々の省略、追加、および変形が可能であ
ることは明らかである。
【図１】 本発明の一実施の形態であるセンサヘッドの
斜視図である。
斜視図である。
【図２】 図１のセンサヘッドの概略構成を示す図であ
る。
る。
【図３】 センサヘッド２００の角度と画像の位置との
関係を説明するための図である。
関係を説明するための図である。
【図４】 接触子が偏心していないセンサヘッドを説明
する比較例を示す図である。
する比較例を示す図である。
【図５】 図１に示される本実施の形態のセンサヘッド
の一例を示す図である。
の一例を示す図である。
【図６】 図１に示される本実施の形態のセンサヘッド
を用いた隙間および段差の測定方法を説明するフローチ
ャートである。
を用いた隙間および段差の測定方法を説明するフローチ
ャートである。
【図７】 図６の処理に対応するユーザの手の動きとデ
ィスプレイ３１０の表示画面の様子を示す模式図であ
る。
ィスプレイ３１０の表示画面の様子を示す模式図であ
る。
【図８】 図６における画像取込処理の詳細を説明する
フローチャートである。
フローチャートである。
【図９】 重心処理前の画像を示す図である。
【図１０】 重心処理後の画像を示す図である。
【図１１】 図９に示される重心処理前の画像の一部を
切断した場合の輝度分布を示す図である。
切断した場合の輝度分布を示す図である。
【図１２】 各光重心位置までの基準線からの各偏差を
求め、求めた各偏差の合計を計算する処理の内容を示す
図である。
求め、求めた各偏差の合計を計算する処理の内容を示す
図である。
２００…センサヘッド（測定装置）、
２１０…スリットレーザ光源（照射手段）、
２２０…ＣＣＤカメラ（撮像手段）、
２３０…接触子、
２４０…測定スイッチ、
２５０…処理回路（算出手段、および取込手段）、
２６０…インタフェース（出力手段）。
Claims (7)
- 【請求項１】 被測定物表面にスリット光を照射する照
射手段と、前記スリット光によって被測定物表面上に形
成された照射像を撮像して画像を得る撮像手段と、前記
撮像手段によって得られた画像に基づいて被測定物の隙
間および段差を算出する算出手段と、前記算出手段によ
る隙間および段差の算出結果を出力する出力手段とを有
する隙間および段差の測定装置であって、 前記照射像を撮像する際に被測定物表面に当接されて支
点となる接触子が前記スリット光に対して偏心した位置
に取り付けられていることを特徴とする隙間および段差
の測定装置。 - 【請求項２】 前記接触子を支点として前記測定装置が
傾動されるのに伴って前記撮像手段の撮像画面内で移動
する前記画像が当該撮像画面内の基準位置に存在すると
きに、当該画像を取り込む取込手段を更に有し、 前記算出手段は、前記取込手段によって取り込まれた画
像の形状から被測定物の隙間および段差を算出すること
を特徴とする請求項１に記載の隙間および段差の測定装
置。 - 【請求項３】 前記取込手段は、前記撮像手段の撮像画
面内で移動する前記画像が前記撮像画面中央の基準線上
に存在するときに、当該画像を取り込むことを特徴とす
る請求項２に記載の隙間および段差の測定装置。 - 【請求項４】 前記取込手段は、前記画像を構成する各
画素までの前記基準線からの各偏差の合計が最小となる
ときに、当該画像を取り込むことを特徴とする請求項３
に記載の隙間および段差の測定装置。 - 【請求項５】 前記取込手段は、前記画像を構成する各
画素のうち前記基準線からの偏差が正である画素の個数
と当該偏差が負である画素の個数とが同数となるとき
に、当該画像を取り込むことを特徴とする請求項３に記
載の隙間および段差の測定装置。 - 【請求項６】 被測定物表面にスリット光を照射し、前
記スリット光によって被測定物表面上に形成された照射
像を撮像して得られる画像に基づいて被測定物の隙間お
よび段差を算出する測定装置を用いて隙間および段差を
測定する測定方法であって、 前記スリット光に対して偏心した位置で前記測定装置に
取り付けられている接触子を支点として前記測定装置が
傾動されるのに伴って撮像画面内で移動する前記画像が
当該撮像画面内の基準位置に存在するか否かを判断する
工程と、 前記撮像画面内の基準位置に存在すると判断された画像
を取り込む工程と、 取り込まれた画像の形状から被測定物の隙間および段差
を算出する工程と、 を有することを特徴とする隙間および段差の測定方法。 - 【請求項７】 被測定物表面にスリット光を照射し、前
記スリット光によって被測定物表面上に形成された照射
像を撮像して得られる画像に基づいて被測定物の隙間お
よび段差を算出する測定装置に用いられる測定プログラ
ムであって、 前記スリット光に対して偏心した位置で前記測定装置に
取り付けられている接触子を支点として前記測定装置が
傾動されるのに伴って撮像画面内で移動する前記画像が
当該撮像画面内の基準位置に存在するか否かを判断する
手順と、 前記撮像画面内の基準位置に存在すると判断された画像
を取り込む手順と、 取り込まれた画像の形状から被測定物の隙間および段差
を算出する手順と、をコンピュータに実行させる測定プ
ログラム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002117609A JP2003315020A (ja) | 2002-04-19 | 2002-04-19 | 隙間および段差の測定装置および測定方法ならびに測定プログラム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002117609A JP2003315020A (ja) | 2002-04-19 | 2002-04-19 | 隙間および段差の測定装置および測定方法ならびに測定プログラム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003315020A true JP2003315020A (ja) | 2003-11-06 |
Family
ID=29534747
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002117609A Withdrawn JP2003315020A (ja) | 2002-04-19 | 2002-04-19 | 隙間および段差の測定装置および測定方法ならびに測定プログラム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003315020A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009216453A (ja) * | 2008-03-07 | 2009-09-24 | Aisin Seiki Co Ltd | 内面測定装置 |
| US7596994B2 (en) | 2004-11-09 | 2009-10-06 | Honda Motor Co., Ltd. | Device and method for inspecting connecting rod |
| JP2011185630A (ja) * | 2010-03-05 | 2011-09-22 | Kanto Auto Works Ltd | シーラー塗布形状監視装置 |
| WO2014186547A1 (en) * | 2013-05-17 | 2014-11-20 | Electro Scientific Industries, Inc. | Method of measuring narrow recessed features using machine vision |
| DE102014012644A1 (de) | 2014-08-22 | 2015-03-12 | Daimler Ag | Vorrichtung zur Handhabung einer Messeinrichtung und Messeinrichtung |
| WO2017199795A1 (ja) * | 2016-05-19 | 2017-11-23 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 計測用治具及び計測装置並びに隙間計測方法 |
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| JP2018146576A (ja) * | 2017-03-03 | 2018-09-20 | Ｊｆｅテクノリサーチ株式会社 | 三次元形状計測装置及び三次元形状計測方法 |
| WO2019189293A1 (ja) * | 2018-03-30 | 2019-10-03 | 株式会社バルカー | フランジ間計測装置、プログラムおよび方法 |
| JPWO2021149745A1 (ja) * | 2020-01-23 | 2021-07-29 | ||
| CN113302489A (zh) * | 2019-01-17 | 2021-08-24 | 株式会社岛津制作所 | 色谱仪用吸光度检测器及基准位置检测方法 |
-
2002
- 2002-04-19 JP JP2002117609A patent/JP2003315020A/ja not_active Withdrawn
Cited By (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO2017199795A1 (ja) * | 2016-05-19 | 2017-11-23 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 計測用治具及び計測装置並びに隙間計測方法 |
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| JP7081941B2 (ja) | 2017-03-03 | 2022-06-07 | Ｊｆｅテクノリサーチ株式会社 | 三次元形状計測装置及び三次元形状計測方法 |
| CN111919084A (zh) * | 2018-03-30 | 2020-11-10 | 株式会社华尔卡 | 凸缘间测量装置、程序以及方法 |
| KR20200136893A (ko) | 2018-03-30 | 2020-12-08 | 주식회사 발카 | 플랜지 사이 계측 장치, 프로그램 및 방법 |
| JPWO2019189293A1 (ja) * | 2018-03-30 | 2021-04-01 | 株式会社バルカー | フランジ間計測装置、プログラムおよび方法 |
| WO2019189293A1 (ja) * | 2018-03-30 | 2019-10-03 | 株式会社バルカー | フランジ間計測装置、プログラムおよび方法 |
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| CN113302489A (zh) * | 2019-01-17 | 2021-08-24 | 株式会社岛津制作所 | 色谱仪用吸光度检测器及基准位置检测方法 |
| JPWO2020148878A1 (ja) * | 2019-01-17 | 2021-10-14 | 株式会社島津製作所 | クロマトグラフ用吸光度検出器および基準位置検出方法 |
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