JP2018044962A - 三次元測定装置 - Google Patents
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Abstract
Description
次に、本発明の第1実施形態に係る三次元測定装置について図面を参照して詳細に説明する。図1は、本施形態に係る三次元測定装置を構成するシステムの全体図である。この三次元測定装置は、三次元測定装置1の測定プローブとして本実施形態に係る非接触式の光学式プローブ17を装着する事により構成されている。この三次元測定装置には、三次元測定装置1を駆動制御すると共にこの三次元測定装置1から必要な測定座標値を取り込むための駆動制御装置2と、この駆動制御装置2を介してこの三次元測定装置1を手動操作するための操作盤3と、駆動制御装置2での測定手順を指示するパートプログラムを編集・実行すると共に、駆動制御装置2を介して取り込まれた測定座標値に幾何形状を当てはめるための計算を行ったり、パートプログラムを記録、送信したりする機能を備えたホストシステム4とから構成されている。
次に、本発明の第2実施形態に係る三次元測定装置について図面を参照して詳細に説明する。図9は、本実施形態に係る三次元測定方法を説明するためのフローチャートである。本実施形態に係る三次元測定方法においては、まず操作モードの選択処理を行い(ステップS1)、選択操作に応じて第1の操作モード(ステップS2)又は第2の操作モード(ステップS3)を選択して上記照射光学系172の光量を調整する点において異なっている。第1の操作モードは、例えば、プローブを手動で操作して測定を行う手動操作測定モードであり、第2の操作モードは、例えば、プローブを自動で操作して測定を行う自動操作測定モードである。第1の操作モードにおいては、図8を用いて説明した照射光の光量の調整を行う。
次に、本発明の第3実施形態に係る三次元測定装置について図面を参照して説明する。本発明に係る三次元測定装置は、基本的には第1の実施形態に係る三次元測定装置と同様に構成されているが、照射光学系172の光量の調整方法が異なっている。
次に、本発明の第4実施形態に係る三次元測定装置について説明する。上記各実施形態に係る三次元測定装置には、シャインプルーフ光学系が採用されていた。しかしながら、必ずしもシャインプルーフ光学系を採用する必要は無い。本実施形態においては、テレセントリック光学系を用いている。例えば図13に示す通り、CMOSイメージセンサ1732又はCCDイメージセンサの撮像面S1′及びレンズ1731b′の主点を含む主平面S2′を平行に配置してなる撮像装置173′と、撮像装置173′の視野範囲(より好ましくは、撮像領域321に配置された受光素子の視野範囲)であって、且つレンズ173b′の合焦範囲である領域を通る平面S3′に沿って照射光を照射する様な照射光学系172′を採用することも可能である。尚、当該光学系を採用する場合、ワーク5表面に投射された投射光に焦点を合わせるために、図13におけるレンズ1731b′の焦点深度は、図4におけるレンズ1731bの焦点深度よりも大きくする事が考えられる。当該構成を用いた場合にも、三角測量の原理によって好適に三次元測定を行う事が可能である。
上記各実施形態において、撮像装置173はCMOSイメージセンサを使用していたが、CCDイメージセンサ等、他の撮像装置を採用することも可能である。また、第2実施形態における第2の操作モードと第1の操作モードとを併用することも可能である。この場合には、例えば照射光学系172の出力が最大であり、且つ全ての撮像素子について受光量が閾値以下であった場合に光学式プローブ17とワーク5の距離が不適切であると判定して照射光を点滅させることも考えられる。更に、例えば三次元測定装置が光学式プローブ17の位置を認識し得る他の構成(カメラ、センサ等)を有する場合には、当該他の構成によって光学式プローブ17とワーク5との距離を認識させることも可能である。
Claims (6)
- 非接触式のプローブによってワークの表面を走査することにより、このワークの表面形状を測定する三次元測定装置であって、
前記プローブは、
前記ワークに所定の平面に沿った照射光を照射する照射光学系と、
撮像面に配置された複数の撮像素子を有し、前記所定の平面上とは異なる位置から前記ワークを撮像する撮像装置と、
前記撮像装置の出力信号に応じて前記照射光学系を制御する制御部と
を備え、
前記制御部は、
前記撮像面上の所定の撮像領域に配置された撮像素子が前記照射光学系からの照射光によって前記ワークの表面に投射された投射光を検出したかどうかを判別するステップと、
前記撮像領域に配置された撮像素子が前記投射光を検出している場合には前記照射光学系から照射される照射光を点灯させると共に前記ワークを測定するステップと、
前記撮像領域に配置された撮像素子が前記投射光を検出していない場合には前記照射光学系から照射される照射光を所定の周期で点滅させるステップと
を繰り返し行う
ことを特徴とする三次元測定装置。 - 前記制御部は、
前記撮像領域内に配置された撮像素子のうち、受光量が閾値を上回っている撮像素子が存在する場合には前記撮像領域に配置された撮像素子が前記投射光を検出していると判別し、
前記撮像領域内に配置された撮像素子のうち、受光量が閾値を上回っている撮像素子が存在しない場合には前記撮像領域に配置された撮像素子が前記投射光を検出していないと判別する
ことを特徴とする請求項1記載の三次元測定装置。 - 前記制御部は、
前記撮像面上の所定の撮像領域よりも広い所定の観察領域において前記投射光を検出した撮像素子の位置によって、前記プローブと前記ワークとの距離を検出し、
前記撮像領域に配置された撮像素子が前記投射光を検出していない場合には前記照射光学系から照射される照射光を前記検出された距離に応じた周期で点滅させる
ことを特徴とする請求項1又は2記載の三次元測定装置。 - 前記撮像素子の前記撮像面には、前記所定の撮像領域よりも広い観察領域が設けられ、
前記制御部は、前記撮像領域に配置された撮像素子が前記投射光を検出していない場合には、前記投射光を検出した前記観察領域中の前記撮像素子から前記撮像領域までの距離を取得し、この距離に応じた周期で前記照射光学系から照射される照射光を点滅させる
ことを特徴とする請求項1又は2記載の三次元測定装置。 - 前記撮像素子の前記撮像面には、前記所定の撮像領域よりも広い観察領域が設けられ、
前記制御部は、
前記撮像領域に配置された撮像素子が前記投射光を検出している場合には前記所定の撮像領域から画像を読み出し、
前記撮像領域に配置された撮像素子が前記投射光を検出していない場合には前記観察領域から画像を読み出す
ことを特徴とする請求項1又は2記載の三次元測定装置。 - 前記制御部は、
前記撮像領域に配置された撮像素子が前記投射光を検出している場合には前記撮像装置のフレームレートを第1のフレームレートに設定し、
前記撮像領域に配置された撮像素子が前記投射光を検出していない場合には前記撮像装置のフレームレートを前記第1のフレームレートよりも遅い第2のフレームレートに設定する
ことを特徴とする請求項5記載の三次元測定装置。
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