JP2006343153A - 3次元位置計測方法および3次元位置計測に用いる装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】測定光として円偏光または楕円偏光を測定物体に投射し、前記測定物体からの反射光を光電変換して第1の信号を取得し、前記測定物体からの反射光を1/4波長板に入射させ、さらに前記1/4波長板を通過した反射光を、前記測定物体で2回反射した2回反射光を弱める偏光デバイスに入射させ、前記偏光デバイスを通過した反射光を光電変換して第2の信号を取得し、前記第1の信号と前記第2の信号との差異を利用して2回反射光成分を除去する。
【選択図】図3
Description
(1)測定光の投射角度
(2)物体からの反射光の受光角度
(3)投射光学系と受光光学系との位置関係
物体上のある点の正しい座標を求めるには、その点について(1)と(2)とが1対1で対応しなければならない。物体上のその点で反射した測定光のみが受光される場合は1対1の対応となる。
信号処理を担うデータプロセッサ32および光学走査の制御を担うコントローラ33として機能する。データプロセッサ32およびコントローラ33は、入出力ポートを含むハードウェアとプログラムを含むソフトウェアとによって構成される。
L1 測定光
L2 反射光
23 1/4波長板
1,2,3,4,5,6 3次元位置計測装置
10 投光手段
27 ハーフプリズム
22 エリアセンサ(第1の光検出器)
28,28f 偏光板(偏光デバイス)
26 エリアセンサ(第2の光検出器)
41,41b,41c,41d,41e,41f 2回反射光除去処理部(信号処理手段)
242 偏光板
24,24b,24e 回転フィルタ(可動フィルタ機構)
58 メモリ
29 偏光ビームスプリッタ
16 ガルバノスキャナスキャナ
Claims (14)
- 測定物体へ投射する測定光の投射角度と測定物体で反射した測定光の受光角度とに基づいて、測定物体における測定光で照射された部位の位置を特定する3次元位置計測方法であって、
測定光として円偏光または楕円偏光を測定物体に投射し、
前記測定物体からの反射光を光電変換して第1の信号を取得し、
前記測定物体からの反射光を1/4波長板に入射させ、さらに前記1/4波長板を通過した反射光を、前記測定物体で2回反射した2回反射光を弱める偏光デバイスに入射させ、
前記偏光デバイスを通過した反射光を光電変換して第2の信号を取得し、
前記第1の信号と前記第2の信号との差異を利用して2回反射光成分を除去する信号処理を、前記第1の信号または前記第2の信号に対して行い、
前記信号処理で得られる第3の信号に基づいて投射角度と受光角度の組を決める
ことを特徴とする3次元位置計測方法。 - 前記信号処理は、
前記第1の信号から前記第2の信号との差の絶対値が設定値よりも小さい信号値を抽出する処理、または前記第2の信号から前記第1の信号との差の絶対値が設定値よりも小さい信号値を抽出する処理である
請求項1記載の3次元位置計測方法。 - 測定物体へ投射する測定光の投射角度と測定物体で反射した測定光の受光角度とに基づいて、測定物体における測定光で照射された部位の位置を特定する3次元位置計測方法であって、
測定光として円偏光または楕円偏光を測定物体に投射し、
前記測定物体からの反射光を光電変換して第1の信号を取得し、
前記測定物体からの反射光を1/4波長板に入射させ、さらに前記1/4波長板を通過した反射光を、前記測定物体で1回反射した1回反射光を弱める偏光デバイスに入射させ、
前記偏光デバイスを通過した反射光を光電変換して第2の信号を取得し、
前記第1の信号と前記第2の信号との差異を利用して2回反射光成分を除去する信号処理を、前記第1の信号または前記第2の信号に対して行い、
前記信号処理で得られる第3の信号に基づいて投射角度と受光角度の組を決める
ことを特徴とする3次元位置計測方法。 - 前記信号処理は、
前記第1の信号から前記第2の信号との差の絶対値が設定値よりも大きい信号値を抽出する処理、または前記第2の信号から前記第1の信号との差の絶対値が設定値よりも大きい信号値を抽出する処理である
請求項3記載の3次元位置計測方法。 - 測定物体へ投射する測定光の投射角度と測定物体で反射した測定光の受光角度とに基づいて、測定物体における測定光で照射された部位の位置を特定する3次元位置計測方法であって、
測定光として円偏光または楕円偏光を測定物体に投射し、
前記測定物体からの反射光を1/4波長板に入射させ、
前記1/4波長板を通過した反射光を、前記測定物体で1回反射した1回反射光を弱める偏光作用をもつ第1の光路に入射させ、
前記第1の光路を通過した反射光を光電変換して第1の信号を取得し、
前記1/4波長板を通過した反射光を、前記測定物体で2回反射した2回反射光を弱める偏光作用をもつ第2の光路に入射させ、
前記第2の光路を通過した反射光を光電変換して第2の信号を取得し、
前記第1の信号と前記第2の信号との差異を利用して2回反射光成分を除去する信号処理を、前記第1の信号または前記第2の信号に対して行い、
前記信号処理で得られる第3の信号に基づいて投射角度と受光角度の組を決める
ことを特徴とする3次元位置計測方法。 - 前記信号処理は、
前記第2の信号から前記第1の信号との差が設定値よりも大きい信号値を抽出する処理である
請求項5記載の3次元位置計測方法。 - 測定物体へ測定光を投射しかつ測定物体で反射した測定光を受光する3次元位置計測に用いる装置であって、
測定光として円偏光または楕円偏光を測定物体に投射する投光手段と、
前記測定物体からの反射光を、第1分岐反射光と第2分岐反射光とに分けるハーフプリズムと、
前記ハーフプリズムの前側または後側に配置された1/4波長板と、
前記第1分岐反射光を光電変換する第1の光検出器と、
前記第2分岐反射光が入射し、当該第2分岐反射光に含まれる前記測定物体で2回反射した2回反射光を弱める偏光デバイスと、
前記偏光デバイスを通過した反射光を光電変換する第2の光検出器と、
前記第1の光検出器によって得られる第1の信号、または前記第2の光検出器によって得られる第2の信号に対して、前記第1の信号と前記第2の信号との差異を利用して2回反射光成分を除去する信号処理を行う信号処理手段と
を備えることを特徴とする3次元位置計測に用いる装置。 - 測定物体へ測定光を投射しかつ測定物体で反射した測定光を受光する3次元位置計測に用いる装置であって、
測定光として円偏光または楕円偏光を測定物体に投射する投光手段と、
前記測定物体からの反射光が入射する1/4波長板と、
前記測定物体からの反射光または前記1/4波長板を通過した反射光を光電変換する光検出器と、
前記測定物体で2回反射した2回反射光を弱める偏光板を、または当該偏光板と前記1/4波長板とを、前記光検出器の前側の光路に挿入しまたは当該光路から退避させる可動フィルタ機構と、
少なくとも、前記光路に前記偏光板を挿入しないときの前記光検出器によって得られる第1の信号、または前記光路に前記偏光板を挿入したときの前記光検出器によって得られる第2の信号を記憶するメモリと、
少なくとも一方が前記メモリに記憶された信号である前記第1および第2の信号を比較し、前記第1の信号と前記第2の信号との差異を利用して2回反射光成分を除去する信号処理を、前記第1の信号または前記第2の信号に対して行う信号処理手段と
を備えることを特徴とする3次元位置計測に用いる装置。 - 測定物体へ測定光を投射しかつ測定物体で反射した測定光を受光する3次元位置計測に用いる装置であって、
測定光として円偏光または楕円偏光を測定物体に投射する投光手段と、
前記測定物体からの反射光が入射する1/4波長板と、
前記1/4波長板を通過した反射光を、前記測定物体で1回反射した1回反射光を弱めた第1分岐反射光と、前記測定物体で2回反射した2回反射光を弱めた第2分岐反射光とに分ける偏光ビームスプリッタと、
前記第1分岐反射光を光電変換する第1の光検出器と、
前記第2分岐反射光を光電変換する第2の光検出器と、
前記第1の光検出器によって得られる第1の信号、または前記第2の光検出器によって得られる第2の信号に対して、前記第1の信号と前記第2の信号との差異を利用して2回反射光成分を除去する信号処理を行う信号処理手段と
を備えることを特徴とする3次元位置計測に用いる装置。 - 測定物体へ測定光を投射しかつ測定物体で反射した測定光を受光する3次元位置計測に用いる装置であって、
測定光として円偏光または楕円偏光を測定物体に投射する投光手段と、
前記測定物体からの反射光が入射する1/4波長板と、
前記1/4波長板を通過した反射光を光電変換する光検出器と、
前記測定物体で1回反射した1回反射光を弱める第1偏光板および前記測定物体で2回反射した2回反射光を弱める第2偏光板の一方を、前記1/4波長板と前記光検出器との間の光路に挿入する可動フィルタ機構と、
少なくとも、前記光路に前記第1偏光板を挿入したときの前記光検出器によって得られる第1の信号、または前記光路に前記第2偏光板を挿入したときの前記光検出器によって得られる第2の信号を記憶するメモリと、
少なくとも一方が前記メモリに記憶された信号である前記第1の信号および第2の信号を比較し、前記第1の信号と前記第2の信号との差異を利用して2回反射光成分を除去する信号処理を、前記第1の信号または前記第2の信号に対して行う信号処理手段と
を備えることを特徴とする3次元位置計測に用いる装置。 - 測定物体へ測定光を投射しかつ測定物体で反射した測定光を受光する3次元位置計測に用いる装置であって、
測定光として円偏光または楕円偏光を測定物体に投射する投光手段と、
前記測定物体からの反射光を、第1分岐反射光と第2分岐反射光とに分けるハーフプリズムと、
前記ハーフプリズムの前側または後側に配置された1/4波長板と、
前記第1分岐反射光を光電変換する第1の光検出器と、
前記第2分岐反射光が入射し、当該第2分岐反射光に含まれる前記測定物体で1回反射した1回反射光を弱める偏光デバイスと、
前記偏光デバイスを通過した反射光を光電変換する第2の光検出器と、
前記第1の光検出器によって得られる第1の信号、または前記第2の光検出器によって得られる第2の信号に対して、前記第1の信号と前記第2の信号との差異を利用して2回反射光成分を除去する信号処理を行う信号処理手段と
を備えることを特徴とする3次元位置計測に用いる装置。 - 測定物体へ測定光を投射しかつ測定物体で反射した測定光を受光する3次元位置計測に用いる装置であって、
測定光として円偏光または楕円偏光を測定物体に投射する投光手段と、
前記測定物体からの反射光が入射する1/4波長板と、
前記測定物体からの反射光または前記1/4波長板を通過した反射光を光電変換する光検出器と、
前記測定物体で1回反射した1回反射光を弱める偏光板を、または当該偏光板と前記1/4波長板とを、前記光検出器の前側の光路に挿入しまたは当該光路から退避させる可動フィルタ機構と、
少なくとも、前記光路に前記偏光板を挿入しないときの前記光検出器によって得られる第1の信号、または前記光路に前記偏光板を挿入したときの前記光検出器によって得られる第2の信号を記憶するメモリと、
少なくとも一方が前記メモリに記憶された信号である前記第1および第2の信号を比較し、前記第1の信号と前記第2の信号との差異を利用して2回反射光成分を除去する信号処理を、前記第1の信号または前記第2の信号に対して行う信号処理手段と
を備えることを特徴とする3次元位置計測に用いる装置。 - 前記投光手段は前記測定光の投射角度を変化させるスキャナを備えており、
前記第1および第2の光検出器は、それぞれ2次元撮像デバイスである
請求項7、9、11のいずれかに記載の3次元位置計測に用いる装置。 - 前記投光手段は前記測定光の投射角度を変化させるスキャナを備えており、
前記光検出器は2次元撮像デバイスである
請求項8、10、12のいずれかに記載の3次元位置計測に用いる装置。
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