JP2006090880A - 光学式測定装置及び穴径測定用プログラム - Google Patents
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Abstract
【課題】 被測定物の穴径を、簡単な構成で高精度に測定できるようにすること。
【解決手段】 光学式測定装置の制御部101は、発光素子105からの測定用光により、順次所定の走査間隔で被測定物107の穴108を直線状に横断するように走査するよう発光素子105による走査を制御し、走査した直線毎に、光センサ106が検出した被測定物107からの測定用光に基づいて前記各直線が穴108の円周109と交差する複数の交点位置a1、b1間の距離を算出し、今回算出した交点位置間距離と前回算出した交点位置間距離との差が所定範囲内に収まるとき、前記今回測定した交点位置間距離に基づく値を穴108の径とする。
【選択図】 図1
【解決手段】 光学式測定装置の制御部101は、発光素子105からの測定用光により、順次所定の走査間隔で被測定物107の穴108を直線状に横断するように走査するよう発光素子105による走査を制御し、走査した直線毎に、光センサ106が検出した被測定物107からの測定用光に基づいて前記各直線が穴108の円周109と交差する複数の交点位置a1、b1間の距離を算出し、今回算出した交点位置間距離と前回算出した交点位置間距離との差が所定範囲内に収まるとき、前記今回測定した交点位置間距離に基づく値を穴108の径とする。
【選択図】 図1
Description
本発明は、光源で発生する測定用光を被測定物に照射すると共に前記被測定物で反射した前記測定用光を検出し、前記検出した測定用光に基づいて前記被測定物の形状等を測定する光学式測定装置及び穴径測定用プログラムに関する。
従来から、レーザ光源等の光源から発生したレーザ光線等の測定用光を被測定物に照射し、被測定物で反射した前記測定用光を検出することによって、前記被測定物の形状や所定位置からの前記被測定物の距離等を測定するようにした光学式測定装置が開発されている(例えば、非特許文献1参照)。
図5は、非特許文献1に記載された光学式測定装置の測定原理を示す原理図であり、三角測距方式の測定原理を示している。
図5は、非特許文献1に記載された光学式測定装置の測定原理を示す原理図であり、三角測距方式の測定原理を示している。
図5において、501は所定位置から被測定物mまでの距離や被測定物mの形状等を測定するための測定用光を出力する光源としての発光素子(例えば、半導体レーザや赤外線発光ダイオード)、502は投光レンズ、503は受光レンズ、504は光検出部としてのPSD(Position Sensitive Detector)、505は投光レンズ502の光学軸(レンズの中心を通りレンズ面に直角な軸)、506は受光レンズ503の光学軸、mは被測定物である。尚、光検出部としては、PSD504の代わりにCCD(Charge Coupled Device)等も使用可能であるが、以下の説明ではPSD504を用いた例で説明する。
発光素子501から出力された測定用光は、投光レンズ502によって所定の指向性が付与され、被測定物mに照射される。被測定物mに到達した測定用光は、被測定物mによって乱反射され、該反射光の一部が受光レンズ503によってPSD504上にスポット(点)として集光される。
これにより、被測定物mで反射された測定用光はPSD504によって検出される。このとき、PSD504上の受光スポットは、受光レンズ503と被測定物mとの距離に応じて、その位置が変化する。したがって、PSD504上の受光スポット位置を電気的に検出することにより、予め定めた所定位置から被測定物mまでの距離を測定することが可能になる。
これにより、被測定物mで反射された測定用光はPSD504によって検出される。このとき、PSD504上の受光スポットは、受光レンズ503と被測定物mとの距離に応じて、その位置が変化する。したがって、PSD504上の受光スポット位置を電気的に検出することにより、予め定めた所定位置から被測定物mまでの距離を測定することが可能になる。
これを図5を用いて説明すると、投光レンズ502と受光レンズ503の中心間距離(基線長)をA、受光レンズ503の焦点距離をfとし、投光レンズ502から出力される測定用光の広がりやレンズ502、503の厚み・収差は無視し、受光レンズ503から距離fの位置にPSD504の受光面があるものとする。この場合、所定位置である投光レンズ502から被測定物mまでの距離dは、中心間距離A、焦点距離f及び受光スポットの位置Xを用いて、幾何学的に次式で求められる。
d=A・f/X
中心間距離A及び受光レンズ503の焦点距離fは既知の値であるため、PSD504における受光スポットの位置Xを検出することにより、所定位置から被測定物mまでの距離、被測定物mの形状、被測定物mの移動量等を光学的に測定することができる。以上のようにして、簡単な構成で高精度に、被測定物mの形状等を測定することが可能である。
中心間距離A及び受光レンズ503の焦点距離fは既知の値であるため、PSD504における受光スポットの位置Xを検出することにより、所定位置から被測定物mまでの距離、被測定物mの形状、被測定物mの移動量等を光学的に測定することができる。以上のようにして、簡単な構成で高精度に、被測定物mの形状等を測定することが可能である。
ところで、被測定物には円形の穴(貫通穴や有底穴)を有するものが多々存在しており、前記被測定物の形状測定には前記穴径の測定が必要になる。
しかしながら、従来、穴径を測定する場合、穴の円周上の3点以上の点を測定した後、コンピュータ等によって前記全ての点を通過する円の方程式を算出し、該円の直径を算出するようにしている。
しかしながら、従来、穴径を測定する場合、穴の円周上の3点以上の点を測定した後、コンピュータ等によって前記全ての点を通過する円の方程式を算出し、該円の直径を算出するようにしている。
したがって、円の方程式の算出処理に複雑な計算処理が必要であるばかりでなく、前記円の方程式から直径を算出する処理も複雑となる。したがって、小規模構成のコンピュータを用いて算出する場合には、長時間必要になるか、あるいは精度を劣化させて算出せざるを得ないという問題がある。一方、短時間で高精度な結果を得るためには、高速演算が可能な大規模なコンピュータが必要になるという問題がある。
情報調査会より出版された「センサ技術」(1992年10月号(Vol.12.No.11))
情報調査会より出版された「センサ技術」(1992年10月号(Vol.12.No.11))
本発明は、被測定物の穴径を、簡単な構成で高精度に測定できるようにすることを課題としている。
本発明によれば、測定用光を出力する光源と、前記光源からの測定用光により、順次所定の走査間隔で被測定物の穴を直線状に横断するような走査線で走査するよう前記光源による走査を制御する制御手段と、前記被測定物で反射してきた前記測定用光を検出する光検出手段と、前記光検出手段で検出した測定用光に基づいて前記被測定物の穴の径を算出する算出手段とを備え、前記算出手段は、前記光源が測定用光によって直線状に走査した走査線毎に、前記光検出手段が検出した測定用光に基づいて前記各走査線が前記穴の周囲と交差する複数の交点位置間の距離を算出し、今回算出した交点位置間距離と前回算出した交点位置間距離とを比較して、今回算出した交点位置間距離と前回算出した交点位置間距離との差が所定範囲内に収まるとき、前記今回測定した交点位置間距離に基づく値を前記穴の径とすることを特徴とする光学式測定装置が提供される。
算出手段は、光源が測定用光によって直線状に走査した走査線毎に、光検出手段が検出した測定用光に基づいて前記各走査線が穴の周囲と交差する複数の交点位置間の距離を算出し、今回算出した交点位置間距離と前回算出した交点位置間距離とを比較して、今回算出した交点位置間距離と前回算出した交点位置間距離との差が所定範囲内に収まるとき、前記今回測定した交点位置間距離に基づく値を前記穴の径とする。
ここで、前記制御手段は、前記今回算出した交点位置間距離が前記前回算出した交点位置間距離よりも所定値以上小さくなったとき、次回の走査方向を今回とは逆方向にすると共に、次回の走査間隔を今回の走査間隔よりも小さく変更して走査するように前記光源による走査を制御するように構成してもよい。
また、前記制御手段は、前記光検出手段が前記穴の周囲における少なくとも3点の交点位置を検出するように前記光源からの測定用光で前記被測定物を走査するよう前記光源による走査を制御し、前記算出手段は、前記光検出手段が検出した前記穴の周囲における少なくとも3点の位置に基づいて前記穴が存在する平面を算出すると共に、前記交点位置間距離が前記平面内に存在するように補正した値に基づく値を前記穴の径とするように構成してもよい。
また、前記制御手段は、前記光検出手段が前記穴の周囲における少なくとも3点の交点位置を検出するように前記光源からの測定用光で前記被測定物を走査するよう前記光源による走査を制御し、前記算出手段は、前記光検出手段が検出した前記穴の周囲における少なくとも3点の位置に基づいて前記穴が存在する平面を算出すると共に、前記交点位置間距離が前記平面内に存在するように補正した値に基づく値を前記穴の径とするように構成してもよい。
また、本発明によれば、コンピュータを、光源からの測定用光により、順次所定の走査間隔で被測定物の穴を直線状に横断するような走査線で走査するよう前記光源による走査を制御する制御手段と、光検出手段で検出した前記被測定物からの測定用光に基づいて前記被測定物の穴の径を算出する算出手段とを備え、前記算出手段は、前記光源が測定用光によって直線状に走査した走査線毎に、前記光検出手段が検出した測定用光に基づいて前記各走査線が前記穴の周囲と交差する複数の交点位置間の距離を算出し、今回算出した交点位置間距離と前回算出した交点位置間距離とを比較して、今回算出した交点位置間距離と前回算出した交点位置間距離との差が所定範囲内に収まるとき、前記今回測定した交点位置間距離に基づく値を前記穴の径とするように機能させることを特徴とする穴径測定用プログラムが提供される。
コンピュータは穴径測定用プログラムを実行することにより、光源からの測定用光により、順次所定の走査間隔で被測定物の穴を直線状に横断するような走査線で走査するよう前記光源による走査を制御する制御手段と、光検出手段で検出した前記被測定物からの測定用光に基づいて前記被測定物の穴の径を算出する算出手段とを備え、前記算出手段は、前記光源が測定用光によって直線状に走査した走査線毎に、前記光検出手段が検出した測定用光に基づいて前記各走査線が前記穴の周囲と交差する複数の交点位置間の距離を算出し、今回算出した交点位置間距離と前回算出した交点位置間距離とを比較して、今回算出した交点位置間距離と前回算出した交点位置間距離との差が所定範囲内に収まるとき、前記今回測定した交点位置間距離に基づく値を前記穴の径とするように機能する。
ここで、コンピュータを、前記制御手段は、前記今回算出した交点位置間距離が前記前回算出した交点位置間距離よりも所定値以上小さくなったとき、次回の走査方向を今回とは逆方向にすると共に、次回の走査間隔を今回の走査間隔よりも小さく変更して走査するように前記光源による走査を制御するように機能させるように構成してもよい。
また、コンピュータを、前記制御手段は、前記光検出手段が前記穴の周囲における少なくとも3点の交点位置を検出するように前記光源からの測定用光で前記被測定物を走査するよう前記光源による走査を制御し、前記算出手段は、前記光検出手段が検出した前記穴の周囲における少なくとも3点の位置に基づいて前記穴が存在する平面を算出すると共に、前記交点位置間距離が前記平面内に存在するように補正した値に基づく値を前記穴の径とするように機能させるように構成してもよい。
また、コンピュータを、前記制御手段は、前記光検出手段が前記穴の周囲における少なくとも3点の交点位置を検出するように前記光源からの測定用光で前記被測定物を走査するよう前記光源による走査を制御し、前記算出手段は、前記光検出手段が検出した前記穴の周囲における少なくとも3点の位置に基づいて前記穴が存在する平面を算出すると共に、前記交点位置間距離が前記平面内に存在するように補正した値に基づく値を前記穴の径とするように機能させるように構成してもよい。
本発明の光学式測定装置によれば、簡単な構成で、被測定物の穴径を高精度に測定することが可能になる。
また、本発明の穴径測定用プログラムをコンピュータに実行させることにより、簡単な構成で、被測定物の穴径を高精度に測定することが可能になる。
また、本発明の穴径測定用プログラムをコンピュータに実行させることにより、簡単な構成で、被測定物の穴径を高精度に測定することが可能になる。
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態に係る光学式測定装置及び穴径測定用プログラムについて説明する。尚、以下の各図において、同一部分には同一符号を付している。
図1は本発明の実施の形態に係る三角測距方式の光学式測定装置の外観斜視図、図2は図1に示した光学式測定装置のブロック図である。
図1及び図2において、光学式測定装置は、光送受信部104と、光送受信部104に電気的に接続され、光送受信部104の制御や被測定物107に設けられた穴108の穴径の算出処理等を行う制御部101とを有している。
図1は本発明の実施の形態に係る三角測距方式の光学式測定装置の外観斜視図、図2は図1に示した光学式測定装置のブロック図である。
図1及び図2において、光学式測定装置は、光送受信部104と、光送受信部104に電気的に接続され、光送受信部104の制御や被測定物107に設けられた穴108の穴径の算出処理等を行う制御部101とを有している。
光送受信部104は、被測定物107の形状等を測定するための光(測定用光)を出力する光源としての発光素子(例えば、レーザあるいは発光ダイオード(LED))105、被測定物107で反射してきた測定用光を検出するための光検出手段としての光センサ(例えば、PSD(Position Sensitive Detector)あるいはCCD(Charge Coupled Device))106、被測定物107を測定用光で走査するために発光素子105の向きを変える駆動部203を有している。
発光素子105は、後述する処理部201の制御によって発光し又、光センサ106も処理部201の制御によって光検出動作を行う。発光素子105は、回転台(図示せず)等に取り付けられており、駆動部203によって測定用光を出力する方向を変えることができるように構成されている。
また、駆動部203は内部にモータを有しており、処理部201の制御によって前記モータで発光素子の向きを変えることにより、発光素子105から出力される測定用光の出力方向を変化させ、これによって発光素子105からの測定用光で被測定物107を走査するように発光素子105を駆動する。
また、駆動部203は内部にモータを有しており、処理部201の制御によって前記モータで発光素子の向きを変えることにより、発光素子105から出力される測定用光の出力方向を変化させ、これによって発光素子105からの測定用光で被測定物107を走査するように発光素子105を駆動する。
制御部101は、液晶表示装置等によって構成された表示手段としての表示部102、操作者が外部操作可能な操作手段としての操作部103、中央処理装置(CPU)によって構成されると共にその各構成要素102、103、202や光送受信部104の各構成要素105、106、203を制御する制御手段及び穴径を算出する算出手段を構成する処理部201、処理部201を構成するCPUが実行する穴径測定用プログラムや光センサ106で検出した測定用光のデータをはじめとして算出した交点位置や穴径等のデータ等を記憶する記憶手段としての記憶部202を有している。処理部201は、制御手段及び算出手段を構成している。
図1では、被測定物の例として、貫通穴108を有する板状の長尺部材を被測定物107として示している。尚、図1の109は穴108の円周である。
図3は本発明の実施の形態に係る光学式測定装置の処理を示すフローチャートである。処理部201を構成するCPUが、記憶部202に記憶された穴径測定用プログラムを実行することによって行われる処理を示すフローチャートである。
図3は本発明の実施の形態に係る光学式測定装置の処理を示すフローチャートである。処理部201を構成するCPUが、記憶部202に記憶された穴径測定用プログラムを実行することによって行われる処理を示すフローチャートである。
また、図4は本発明の実施の形態に係る光学式測定装置の動作を説明するための説明図で、被測定物107を測定する様子を詳細に示す平面図である。図4において、測定用光の被測定物107を走査する直線(走査線)がX1の場合、直線状の走査線X1と円周109とが交差する点である交点位置はa1、b1、直線状の走査線がXpの場合には交点位置はap、bp、直線状の走査線がXnの場合には交点位置はan、bnで示されている。
以下、図1〜図4を用いて、本発明の実施の形態に係る光学式測定装置の動作及び穴径測定用プログラムについて説明する。
操作者が、キーボード等によって構成された操作部103を操作して測定指示を行うことにより、被測定物107における穴108の径の測定を開始する。
処理部201は、操作部103からの測定指示に応答して、発光素子105が測定用光を出力可能なように発光素子105を制御し又、被測定物107から反射して戻ってきた前記測定用光を光センサ106が検出可能なように光センサ106を制御する。
操作者が、キーボード等によって構成された操作部103を操作して測定指示を行うことにより、被測定物107における穴108の径の測定を開始する。
処理部201は、操作部103からの測定指示に応答して、発光素子105が測定用光を出力可能なように発光素子105を制御し又、被測定物107から反射して戻ってきた前記測定用光を光センサ106が検出可能なように光センサ106を制御する。
この状態で、先ず、処理部201は、穴108に対して光学式測定装置が傾斜している場合には穴108の測定値に誤差が生じるため、穴108が存在する平面を求めるための処理を行う。
この場合、処理部201は、発光素子105から出力される測定用光によって穴108の円周109における少なくとも3点の位置を光センサ106が検出できるように、発光素子105からの測定用光により、所定の間隔をおいて穴108をC方向(第1方向)に直線状に横断するように走査すると共に、C方向に交差するD方向(第2方向)に複数回(本実施の形態では2回)走査するように駆動部203を制御する。
この場合、処理部201は、発光素子105から出力される測定用光によって穴108の円周109における少なくとも3点の位置を光センサ106が検出できるように、発光素子105からの測定用光により、所定の間隔をおいて穴108をC方向(第1方向)に直線状に横断するように走査すると共に、C方向に交差するD方向(第2方向)に複数回(本実施の形態では2回)走査するように駆動部203を制御する。
発光素子105は、駆動部203によって測定用光の出力方向が変えられて、所定の間隔をおいて被測定物107の穴108をC方向に直線状に横断するように走査すると共に、D方向に2回走査する。これにより、前記測定用光は、穴108の円周109と4回交差することになる。光センサ106は、被測定物107で反射して戻ってきた前記測定用光を検出して、前記測定用光に対応する検出信号を処理部201に出力する。
処理部201は、光センサ106からの検出信号に基づいて、前記測定用光の走査線と穴108の円周109とが交差する交点位置を検出する。尚、円周109の位置を境として、光センサ106に戻る測定用光の光量が大幅に変化するため、処理部201は光センサ106が検出した測定用光が所定値以上に変化したか否かに基づいて、交点位置か否かの判別を行う。
これを図4で説明すると、測定用光による走査が直線の走査線X1、Xpにそって行われたとすると、走査線X1にそって行われた走査によって2つの交点位置a1、b1が検出され又、走査線Xpにそって行われた走査によって2つの交点位置ap、bpが検出されることになる。
これを図4で説明すると、測定用光による走査が直線の走査線X1、Xpにそって行われたとすると、走査線X1にそって行われた走査によって2つの交点位置a1、b1が検出され又、走査線Xpにそって行われた走査によって2つの交点位置ap、bpが検出されることになる。
本実施の形態では、測定用光によって直線状に穴108を横切るように所定間隔で2回走査しているため、穴108の円周109上の4点の交点位置を検出することができる。即ち、測定用光によって直線状に穴108を横切るように所定間隔で複数回走査することによって、穴108の円周109上の少なくとも3点の交点位置を検出している。しかしながら、穴108が属する平面を算出するためには、同一直線上には位置しない点(換言すれば曲線上に位置する点)が少なくとも3点あればよいため、他の何らかの方法を用いて同一直線上にはない点を3点以上を検出できればよい。
処理部201は、前記の如くして交点位置を3点以上検出し(ステップS301)、この中の少なくとも3点の位置に基づいて穴108が存在する平面の方程式を算出する(ステップS302)。後述するように、ここで得られた平面の式を用いて補正を行うことにより、穴108の正確な径(直径又は半径)を算出できる。
処理部201は、前記の如くして交点位置を3点以上検出し(ステップS301)、この中の少なくとも3点の位置に基づいて穴108が存在する平面の方程式を算出する(ステップS302)。後述するように、ここで得られた平面の式を用いて補正を行うことにより、穴108の正確な径(直径又は半径)を算出できる。
次に、処理部201は、穴108の径を測定するための処理を行う。この場合、先ず処理部201は、駆動部203を制御して、発光素子105から出力される測定用光が被測定物107の穴108をC方向に直線状に横切るように、第1間隔(例えば2mm間隔)で、穴108の端部側から所定方向(例えば図4において、穴108の左端部側からC方向に交差するD方向)に順次走査させると共に、光センサ106で検出した被測定物107からの測定用光に対応する検出信号を受信する(ステップS303)。
処理部201は、光センサ106で検出した被測定物107からの測定用光に基づいて各走査線と穴108の円周109との交点位置を算出する。このとき算出した交点は2カ所になるため、前記2個の交点位置間の距離を算出することによって、穴108の仮の直径を算出し、該算出した仮の直径値を今回値として記憶部202に記憶する(ステップS304)。
図4の例では、測定用光が被測定物107を直線状に走査する走査線がX1の場合、直線の走査線X1と円周109との交点位置はa1、b1であり、今回値は交点位置a1−b1間の距離である。前記走査線がXpの場合には交点位置はap、bpであり、今回値はap−bp間の距離である。また、前記走査線がXnの場合には交点位置はan、bnであり、今回値はan−bn間の距離である。
図4の例では、測定用光が被測定物107を直線状に走査する走査線がX1の場合、直線の走査線X1と円周109との交点位置はa1、b1であり、今回値は交点位置a1−b1間の距離である。前記走査線がXpの場合には交点位置はap、bpであり、今回値はap−bp間の距離である。また、前記走査線がXnの場合には交点位置はan、bnであり、今回値はan−bn間の距離である。
次に、処理部201は、今回測定して得た直径(今回値)と直前の前回測定して得た直径(前回値)との差K(=今回値−前回値)の値の判定を行う(ステップS305)。
処理部201は、ステップS305において、差Kが第1所定値m1(m1は所定の正数)より大きいと判断した場合には、今回値が前回値よりも大きいということであり、未だ真の直径が検出されていないと判断して、ステップS303に戻って前記処理を繰り返す。
処理部201は、ステップS305において、差Kが第1所定値m1(m1は所定の正数)より大きいと判断した場合には、今回値が前回値よりも大きいということであり、未だ真の直径が検出されていないと判断して、ステップS303に戻って前記処理を繰り返す。
処理部201は、ステップS305において、差Kが第2所定値m2(m2は第1所定値m1よりも小さい所定の正数)より小さいと判断した場合には、今回値が前回値よりも小さいということであり、既に真の直径を通り過ぎた位置で検出を行ったと判断して、走査間隔を前記第1間隔よりも小さい第2間隔(例えば1mm間隔)に変更すると共に走査方向を逆に変更して反D方向に走査するように駆動部203を制御した後(ステップS306)、ステップ304へ戻って前記処理を繰り返す。
このように、ある領域までは間隔の荒い第1間隔で走査し、前述したような所定条件を満たしたときに間隔の細かい第2間隔で走査するようにしているため、ある領域まで到達する時間が短くなり又それ以降の走査は緻密になる。したがって、測定時間を短くすることが可能になると共に、高精度な測定が可能になる。
このように、ある領域までは間隔の荒い第1間隔で走査し、前述したような所定条件を満たしたときに間隔の細かい第2間隔で走査するようにしているため、ある領域まで到達する時間が短くなり又それ以降の走査は緻密になる。したがって、測定時間を短くすることが可能になると共に、高精度な測定が可能になる。
処理部201は、ステップS305において、差Kが第2所定値m2以上で第1所定値m1以下であると判断した場合には、今回の測定が真の直径の位置又は少なくとも真の直径値の許容誤差範囲内に入る位置にあるということであり、真の直径に対応する値が得られたと判断して、該今回値に対して補正を行うことによって真の直径を算出する(ステップS307)。尚、前記補正は、前記今回値の直径が穴108と同じ平面に属するようにすることによって成される補正であり、これにより、正確な真の直径が算出されることになる。処理部201は、算出した真の直径値を記憶部202に記憶すると共に表示部102に表示して、測定処理を終了する(ステップS308)。
以上述べたように、本実施の形態に係る光学式測定装置は、測定用光を出力する発光素子105と、発光素子105からの測定用光により、順次所定の走査間隔で被測定物107の穴108を直線状に横断するような走査線で走査するよう発光素子105による走査を制御する制御手段としての処理部201と、被測定物107で反射してきた前記測定用光を検出する光センサ106と、光センサ106で検出した測定用光に基づいて被測定物107の穴の径を算出する算出手段としての処理部201を備え、前記算出手段としての処理部201は、発光素子105が測定用光によって直線状に走査した走査線毎に、光センサ106が検出した測定用光に基づいて前記各走査線が前記穴108の円周109と交差する複数の交点位置間の距離を算出し、今回算出した交点位置間距離と前回算出した交点位置間距離とを比較して、今回算出した交点位置間距離と前回算出した交点位置間距離との差が所定範囲内に収まるとき、前記今回測定した交点位置間距離に基づく値を穴108の真の径としている。
ここで、前記制御手段としての処理部201は、前記今回算出した交点位置間距離が前記前回算出した交点位置間距離よりも所定値以上小さくなったとき、次回の走査方向を今回とは逆方向にすると共に、次回の走査間隔を今回の走査間隔よりも小さく変更して走査するように発光素子105による走査を制御する。
また、前記制御手段としての処理部201は、光センサ106が穴108の円周109における少なくとも3点の交点位置を検出するように発光素子105からの測定用光で被測定物107を走査するよう発光素子105による走査を制御し、前記算出手段としての処理部201は、光センサ106が検出した穴108の円周109における少なくとも3点の位置に基づいて穴108が存在する平面の方程式を算出すると共に、前記交点位置間距離が前記平面内に存在するように補正した値に基づく値を穴108の径(半径でもよく、直径でもよい)とする。前記少なくとも3点は同一直線上には位置せず、且つ、穴108の円周109上に位置するため、前記少なくとも3点を通る正確な円の方程式が算出される。
したがって、簡単な構成で、被測定物の穴径を高精度に測定することが可能になる。
また、前記実施の形態に係る穴径測定用プログラムによれば、コンピュータを前記の如く機能させることにより、簡単な構成で、被測定物の穴径を高精度に測定することが可能になる。
また、前記制御手段としての処理部201は、光センサ106が穴108の円周109における少なくとも3点の交点位置を検出するように発光素子105からの測定用光で被測定物107を走査するよう発光素子105による走査を制御し、前記算出手段としての処理部201は、光センサ106が検出した穴108の円周109における少なくとも3点の位置に基づいて穴108が存在する平面の方程式を算出すると共に、前記交点位置間距離が前記平面内に存在するように補正した値に基づく値を穴108の径(半径でもよく、直径でもよい)とする。前記少なくとも3点は同一直線上には位置せず、且つ、穴108の円周109上に位置するため、前記少なくとも3点を通る正確な円の方程式が算出される。
したがって、簡単な構成で、被測定物の穴径を高精度に測定することが可能になる。
また、前記実施の形態に係る穴径測定用プログラムによれば、コンピュータを前記の如く機能させることにより、簡単な構成で、被測定物の穴径を高精度に測定することが可能になる。
尚、前記実施の形態では、差Kの値判定を行った後に、算出した直径が穴108の存在する平面に位置するように補正処理することによって真の直径を算出するように構成したが、ステップS304で穴108の直径を算出する毎に、前記補正処理を行うようにする等、どの時点で補正処理するかは任意に設定することが可能である。
また、前記実施の形態では、被測定物107の有する穴108の直径を算出する例で説明したが、径は直径でも半径でもよく、円形の穴の径を測定するものであればよい。
また、前記実施の形態では、被測定物107の有する穴108の直径を算出する例で説明したが、径は直径でも半径でもよく、円形の穴の径を測定するものであればよい。
また、穴は有底穴、貫通穴のいずれの場合にも適用可能である。
また、穴は必ずしも円形である必要はなく、楕円形穴の短軸(短径)や長軸(長径)を測定するようにすることも可能である。この場合、穴の外形は、穴が円の場合には「円周」であるが、穴が他の形状である場合には「穴の周囲」となる。
また、測定用光の走査は、光送受信部104全体を移動させるようにしてもよく又、被測定物107を移動させるように構成してもよく、発光素子105と被測定物107を相対的に移動させるように構成すれば足りる。
また、穴は必ずしも円形である必要はなく、楕円形穴の短軸(短径)や長軸(長径)を測定するようにすることも可能である。この場合、穴の外形は、穴が円の場合には「円周」であるが、穴が他の形状である場合には「穴の周囲」となる。
また、測定用光の走査は、光送受信部104全体を移動させるようにしてもよく又、被測定物107を移動させるように構成してもよく、発光素子105と被測定物107を相対的に移動させるように構成すれば足りる。
自動車用トランスミッション等をはじめとして、種々の被測定物の穴の径を測定する光学式測定装置に適用可能である。また、コンピュータに実行させることによって種々の被測定物の穴の径を測定する穴径測定用プログラムに適用可能である。
101・・・制御部
102・・・表示手段としての表示部
103・・・操作手段としての操作部
104・・・光送受信部
105・・・光源としての発光素子
106・・・光検出手段としての光センサ
107・・・被測定物
108・・・穴
109・・・円周
201・・・制御手段及び算出手段を構成する処理部
202・・・記憶手段としての記憶部
203・・・駆動手段としての駆動部
a1、b1、ap、bp、an、bn・・・交点位置
X1、Xp、Xn・・・直線
102・・・表示手段としての表示部
103・・・操作手段としての操作部
104・・・光送受信部
105・・・光源としての発光素子
106・・・光検出手段としての光センサ
107・・・被測定物
108・・・穴
109・・・円周
201・・・制御手段及び算出手段を構成する処理部
202・・・記憶手段としての記憶部
203・・・駆動手段としての駆動部
a1、b1、ap、bp、an、bn・・・交点位置
X1、Xp、Xn・・・直線
Claims (6)
- 測定用光を出力する光源と、前記光源からの測定用光により、順次所定の走査間隔で被測定物の穴を直線状に横断するような走査線で走査するよう前記光源による走査を制御する制御手段と、前記被測定物で反射してきた前記測定用光を検出する光検出手段と、前記光検出手段で検出した測定用光に基づいて前記被測定物の穴の径を算出する算出手段とを備え、
前記算出手段は、前記光源が測定用光によって直線状に走査した走査線毎に、前記光検出手段が検出した測定用光に基づいて前記各走査線が前記穴の周囲と交差する複数の交点位置間の距離を算出し、今回算出した交点位置間距離と前回算出した交点位置間距離とを比較して、今回算出した交点位置間距離と前回算出した交点位置間距離との差が所定範囲内に収まるとき、前記今回測定した交点位置間距離に基づく値を前記穴の径とすることを特徴とする光学式測定装置。 - 前記制御手段は、前記今回算出した交点位置間距離が前記前回算出した交点位置間距離よりも所定値以上小さくなったとき、次回の走査方向を今回とは逆方向にすると共に、次回の走査間隔を今回の走査間隔よりも小さく変更して走査するように前記光源による走査を制御することを特徴とする請求項1記載の光学式測定装置。
- 前記制御手段は、前記光検出手段が前記穴の周囲における少なくとも3点の交点位置を検出するように前記光源からの測定用光で前記被測定物を走査するよう前記光源による走査を制御し、
前記算出手段は、前記光検出手段が検出した前記穴の周囲における少なくとも3点の位置に基づいて前記穴が存在する平面を算出すると共に、前記交点位置間距離が前記平面内に存在するように補正した値に基づく値を前記穴の径とすることを特徴とする請求項1又は2記載の光学式測定装置。 - コンピュータを、
光源からの測定用光により、順次所定の走査間隔で被測定物の穴を直線状に横断するような走査線で走査するよう前記光源による走査を制御する制御手段と、光検出手段で検出した前記被測定物からの測定用光に基づいて前記被測定物の穴の径を算出する算出手段とを備え、
前記算出手段は、前記光源が測定用光によって直線状に走査した走査線毎に、前記光検出手段が検出した測定用光に基づいて前記各走査線が前記穴の周囲と交差する複数の交点位置間の距離を算出し、今回算出した交点位置間距離と前回算出した交点位置間距離とを比較して、今回算出した交点位置間距離と前回算出した交点位置間距離との差が所定範囲内に収まるとき、前記今回測定した交点位置間距離に基づく値を前記穴の径とするように機能させることを特徴とする穴径測定用プログラム。 - コンピュータを、
前記制御手段は、前記今回算出した交点位置間距離が前記前回算出した交点位置間距離よりも所定値以上小さくなったとき、次回の走査方向を今回とは逆方向にすると共に、次回の走査間隔を今回の走査間隔よりも小さく変更して走査するように前記光源による走査を制御するように機能させることを特徴とする請求項4記載の穴径測定用プログラム。 - コンピュータを、
前記制御手段は、前記光検出手段が前記穴の周囲における少なくとも3点の交点位置を検出するように前記光源からの測定用光で前記被測定物を走査するよう前記光源による走査を制御し、
前記算出手段は、前記光検出手段が検出した前記穴の周囲における少なくとも3点の位置に基づいて前記穴が存在する平面を算出すると共に、前記交点位置間距離が前記平面内に存在するように補正した値に基づく値を前記穴の径とするように機能させることを特徴とする請求項4又は5記載の穴径測定用プログラム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004277585A JP2006090880A (ja) | 2004-09-24 | 2004-09-24 | 光学式測定装置及び穴径測定用プログラム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2004277585A JP2006090880A (ja) | 2004-09-24 | 2004-09-24 | 光学式測定装置及び穴径測定用プログラム |
Publications (1)
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JP2006090880A true JP2006090880A (ja) | 2006-04-06 |
Family
ID=36232011
Family Applications (1)
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JP2004277585A Pending JP2006090880A (ja) | 2004-09-24 | 2004-09-24 | 光学式測定装置及び穴径測定用プログラム |
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JP (1) | JP2006090880A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110220469A (zh) * | 2018-03-01 | 2019-09-10 | 株式会社三丰 | 用于透明管的内径测量的方法和设备 |
-
2004
- 2004-09-24 JP JP2004277585A patent/JP2006090880A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN110220469A (zh) * | 2018-03-01 | 2019-09-10 | 株式会社三丰 | 用于透明管的内径测量的方法和设备 |
CN110220469B (zh) * | 2018-03-01 | 2022-04-05 | 株式会社三丰 | 用于透明管的内径测量的方法和设备 |
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