JP2600173Y2 - Surface profile measuring device - Google Patents

Surface profile measuring device

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JP2600173Y2
JP2600173Y2 JP1993039810U JP3981093U JP2600173Y2 JP 2600173 Y2 JP2600173 Y2 JP 2600173Y2 JP 1993039810 U JP1993039810 U JP 1993039810U JP 3981093 U JP3981093 U JP 3981093U JP 2600173 Y2 JP2600173 Y2 JP 2600173Y2
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Description

【考案の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本考案は、検出対象物にスリット
光を照射することによりその表面形状を測定する表面形
状測定装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a surface shape measuring device for measuring the surface shape of a detection object by irradiating the object with slit light.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば、車両の開発段階においては、製
作した試作モデルの形状を表面形状測定装置により測定
するようにしている。
2. Description of the Related Art For example, in the development stage of a vehicle, the shape of a manufactured prototype model is measured by a surface shape measuring device.

【0003】図は、この種の表面形状測定装置の一例
を示している。この図6において、検出ヘッド1は投光
部2及び受光部3を有しており、投光部2から検出対象
物4にスリット光A(矢印Aで示す)を照射すると共
に、検出対象物4の表面における反射スリット光を受光
部3で撮像してその画像をビデオ信号として出力するよ
うにしている。コントローラ5は、検出ヘッド1の投光
部2の投光量を調整すると共に、受光部3からのビデオ
信号をA/D変換して画像データとしてホストコンピュ
ータ6に出力する。ホストコンピュータ6は、入力した
画像データに基づいて検出対象物の表面形状を測定す
る。
FIG. 5 shows an example of this type of surface shape measuring apparatus. In FIG. 6, the detection head 1 has a light projecting unit 2 and a light receiving unit 3, irradiates slit light A (indicated by an arrow A) from the light projecting unit 2 to the detection object 4, and detects the detection object. The reflection slit light on the surface 4 is picked up by the light receiving section 3 and the image is output as a video signal. The controller 5 adjusts the amount of light emitted from the light projecting unit 2 of the detection head 1, and A / D converts a video signal from the light receiving unit 3 and outputs it to the host computer 6 as image data. The host computer 6 measures the surface shape of the detection target based on the input image data.

【0004】ここで、検出ヘッド1を、投光部2の投光
軸と受光部3の受光軸との交点である最適検出位置が検
出対象物4の表面の測定範囲となるように位置決めする
必要がある。そこで、検出ヘッド1をロボットアームの
先端に取付けたり、検査治具に取付けることにより、検
出ヘッド1の投光部2及び受光部3と検出対象物4の表
面との間の距離を規定するようにしている。
Here, the detection head 1 is positioned such that the optimum detection position, which is the intersection of the light emitting axis of the light projecting section 2 and the light receiving axis of the light receiving section 3, is within the measurement range of the surface of the detection object 4. There is a need. Therefore, the distance between the light projecting unit 2 and the light receiving unit 3 of the detection head 1 and the surface of the detection target 4 is defined by attaching the detection head 1 to the tip of the robot arm or to an inspection jig. I have to.

【0005】[0005]

【考案が解決しようとする課題】しかしながら、検出対
象物が例えば車両のキャラクタラインであることにより
測定対象範囲が湾曲していたり、或いは検出対象物が複
雑な形状の部品である場合には、検出ヘッドと検出対象
物との間の距離を正確に規定することが困難となる。こ
のため、特別な治具を用意する必要があり、検出対象物
の表面形状を簡単に測定できないという問題がある。
However, when the object to be detected is curved, for example, because the object to be detected is a character line of a vehicle, or when the object to be detected is a part having a complicated shape, the detection is performed. It is difficult to accurately define the distance between the head and the detection target. For this reason, it is necessary to prepare a special jig, and there is a problem that the surface shape of the detection target cannot be easily measured.

【0006】本考案は上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、特別の治具を用いることなく、検出対
象物の表面形状を簡単且つ確実に測定することができる
表面形状測定装置を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a surface shape measuring device capable of simply and reliably measuring the surface shape of a detection target without using a special jig. To provide.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本考案は、検出対象物の
表面にスリット光を投光する投光部及び上記検出対象物
の表面における反射スリット光を撮像する受光部を有し
た検出ヘッドを備えた表面形状測定装置において、前記
検出ヘッドに、前記検出対象物への当接状態で当該検出
対象物の表面と前記投光部及び受光部との間の距離を規
定する位置決め脚を設け、前記位置決め脚に、検出対象
物への当接部位に当該検出対象物の表面形状に沿って揺
動する揺動部材を設けたものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a detection head having a light projecting section for projecting slit light on the surface of a detection object and a light receiving section for imaging the reflected slit light on the surface of the detection object. In the surface profile measuring device provided, the detection head is provided with a positioning leg that defines a distance between the surface of the detection target and the light emitting unit and the light receiving unit in a contact state with the detection target , The detection target is
Swings along the surface shape of the target object
A moving swing member is provided.

【0008】[0008]

【0009】[0009]

【作用】請求項1記載の表面形状測定装置の場合、位置
決め脚を検出対象物の表面に当接すると、位置決め脚に
より検出対象物の表面と検出ヘッドに設けられている投
光部及び受光部との間の距離を規定することができる。
In the case of the surface shape measuring device according to the first aspect, when the positioning leg abuts on the surface of the detection target, the positioning leg causes the light projecting portion and the light receiving portion provided on the surface of the detection target and the detection head. Can be defined.

【0010】そして、投光部からスリット光が検出対象
物に照射されると、スリット光は検出対象物の表面で反
射するので、受光部は反射スリット光を撮像する。従っ
て、受光部におけるスリット光の撮像位置に基づいて検
出対象物の表面形状を確実に測定することができる。
Then, when the slit light is emitted from the light projecting portion to the object to be detected, the slit light is reflected on the surface of the object to be detected, and the light receiving portion picks up the reflected slit light. Therefore, it is possible to reliably measure the surface shape of the detection target based on the imaging position of the slit light in the light receiving unit.

【0011】この場合、位置決め脚には検出対象物への
当接部位にこの検出対象物の表面形状に沿って揺動する
揺動部材が設けられているので、検出対象物の表面形状
にかかわらず検出ヘッドを安定して位置決めすることが
できる。
In this case , since the positioning leg is provided with a swinging member that swings along the surface shape of the detection target at a contact portion with the detection target, the positioning leg is not affected by the surface shape of the detection target. And the detection head can be stably positioned.

【0012】[0012]

【実施例】以下、本考案の一実施例を図1乃至図4を参
照して説明する。図1は表面形状測定装置の検出ヘッド
の構成を概略的に示している。この図1において、検出
ヘッド11は、橋架部12の両端に一対の位置決め脚1
3,13を一体に設けた略コ字状を成している。検出ヘ
ッド11の橋架部12には投光部14及び受光部15が
設けられている。投光部14は半導体レーザ16を主体
として成り、レーザ駆動回路17により駆動されてレー
ザ光を放射する。半導体レーザ16から放射されたレー
ザ光はコリメートレンズ18及びロッドレンズ19によ
りスリット光に変換される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 schematically shows a configuration of a detection head of the surface profile measuring device. In FIG. 1, the detection head 11 has a pair of positioning legs 1 at both ends of a bridge portion 12.
It has a substantially U-shape in which 3 and 13 are integrally provided. A light projecting section 14 and a light receiving section 15 are provided on a bridge section 12 of the detection head 11. The light projecting section 14 mainly includes a semiconductor laser 16 and is driven by a laser driving circuit 17 to emit laser light. Laser light emitted from the semiconductor laser 16 is converted into slit light by the collimating lens 18 and the rod lens 19.

【0013】受光部15は、受光レンズ20を通じて入
光する反射画像を撮像するCCDカメラヘッド21を主
体として成り、その受光面に写像された画像をビデオ信
号として出力する。この場合、検出ヘッド11の投光部
14及び受光部15の最適検出距離は、投光部14の投
光軸と受光部15の受光軸とが交差するポイントであ
り、ロッドレンズ19から例えば100±10mmの位
置に設定されている。従って、位置決め脚13の長さ寸
法は、検出ヘッド11が検出対象物22に当接された状
態で検出対象物22の表面と投光部14との間が100
±10mmとなるように設定されている。ここで、位置
決め脚13の底面にはゴム等から成るパッド23aが添
着された揺動部材23が設けられている。また、検出ヘ
ッド11の上面にはハンドル24が取着されている。
The light receiving section 15 is mainly composed of a CCD camera head 21 for picking up a reflected image which enters through a light receiving lens 20, and outputs an image mapped on the light receiving surface as a video signal. In this case, the optimum detection distance between the light projecting unit 14 and the light receiving unit 15 of the detection head 11 is a point where the light projecting axis of the light projecting unit 14 and the light receiving axis of the light receiving unit 15 intersect. It is set at a position of ± 10 mm. Therefore, the length dimension of the positioning leg 13 is 100 between the surface of the detection target 22 and the light emitting unit 14 when the detection head 11 is in contact with the detection target 22.
It is set to be ± 10 mm. Here, a rocking member 23 to which a pad 23a made of rubber or the like is attached is provided on the bottom surface of the positioning leg 13. A handle 24 is attached to the upper surface of the detection head 11.

【0014】図2は全体の電気的構成を示している。こ
の図2において、検出ヘッド11のレーザ駆動回路17
はコントローラ25と接続されており、コントローラ2
5からの指令に応じて半導体レーザ16に駆動電流を与
える。半導体レーザ16は、駆動電流が与えられるとレ
ーザ光をコリメートレンズ18とロッドレンズ19とを
通じて照射する。受光部15のCCDカメラヘッド21
は、受光レンズ20を通じて入光する反射画像を撮像し
てビデオ信号としてコントローラ25に出力する。
FIG. 2 shows the overall electrical configuration. In FIG. 2, the laser drive circuit 17 of the detection head 11
Is connected to the controller 25 and the controller 2
A drive current is supplied to the semiconductor laser 16 in response to a command from the controller 5. The semiconductor laser 16 irradiates a laser beam through a collimating lens 18 and a rod lens 19 when a driving current is applied. CCD camera head 21 of light receiving section 15
Captures a reflected image that enters through the light receiving lens 20 and outputs the captured image to the controller 25 as a video signal.

【0015】コントローラ25において、レーザ出力コ
ントロール回路26は、CPU27からの指令に基づい
て検出ヘッド11に駆動指令を出力する。また、ビデオ
アンプ28は、検出ヘッド11からのビデオ信号を増幅
してA/D変換回路29に出力する。A/D変換回路2
9は、ビデオ信号をデジタル値に変換してCPU27に
出力する。CPU27はROM30に記憶されたプログ
ラムに基づいて動作するもので、A/D変換回路29か
らのデジタル値をRAM31に画像データとして一旦格
納すると共に、所定タイミングでRAM31に記憶した
画像データをインターフェース回路32を通じてホスト
コンピュータ33に出力する。
In the controller 25, a laser output control circuit 26 outputs a drive command to the detection head 11 based on a command from the CPU 27. Further, the video amplifier 28 amplifies the video signal from the detection head 11 and outputs it to the A / D conversion circuit 29. A / D conversion circuit 2
9 converts the video signal into a digital value and outputs it to the CPU 27. The CPU 27 operates based on a program stored in the ROM 30. The CPU 27 temporarily stores the digital value from the A / D conversion circuit 29 in the RAM 31 as image data, and also transmits the image data stored in the RAM 31 at a predetermined timing to the interface circuit 32. Through the host computer 33.

【0016】ホストコンピュータ33は、インターフェ
ース回路32を通じて指令を与えることによりコントロ
ーラ25の動作を制御する。また、コントローラ25か
ら画像データを入力したときは、その画像データに基づ
いて検出対象物22の表面形状を測定する。尚、ホスト
コンピュータ33は、検出ヘッド11からのビデオ信号
を直接入力してモニタに画像を写し出す。
The host computer 33 controls the operation of the controller 25 by giving a command through the interface circuit 32. When image data is input from the controller 25, the surface shape of the detection target 22 is measured based on the image data. The host computer 33 directly inputs a video signal from the detection head 11 and projects an image on a monitor.

【0017】次に上記構成の作用について説明する。図
3に示す検出対象物22の図示斜線領域の測定範囲を測
定するには、図4に示すように検出ヘッド11のハンド
ル24を持ってスリット光(矢印Aで示す)が所望の測
定範囲に照射されるように検出ヘッド11の位置決め脚
13を検出対象物22に当接する。このとき、検出ヘッ
ド11に設けられた投光部14及び受光部15は、位置
決め脚13により最適検出距離に位置決めされる。
Next, the operation of the above configuration will be described. In order to measure the measurement range in the hatched area of the detection target 22 shown in FIG. 3, the slit light (indicated by an arrow A) is held in the desired measurement range by holding the handle 24 of the detection head 11 as shown in FIG. The positioning leg 13 of the detection head 11 is brought into contact with the detection target 22 so as to be irradiated. At this time, the light projecting unit 14 and the light receiving unit 15 provided on the detection head 11 are positioned at the optimum detection distance by the positioning legs 13.

【0018】そして、検出ヘッド11の投光部14から
のスリット光が検出対象物22に照射されると、CCD
カメラヘッド21は検出対象物22の表面で反射したス
リット光を撮像してビデオ信号を出力する。ここで、検
出対象物22に照射されたスリット光は検出対象物22
の表面形状に沿う。つまり、検出対象物22の表面が平
面であればスリット光の反射形状は直線状となり、検出
対象物22の表面が凹凸であればスリット光の反射形状
は凹凸状となる。従って、ホストコンピュータ33は、
CCDカメラヘッド21からのビデオ信号に応じてコン
トローラ25から出力される画像データに基づいて検出
対象物22の表面形状を測定することができる。
When the slit light from the light projecting section 14 of the detection head 11 is irradiated on the detection target 22, the CCD
The camera head 21 captures an image of the slit light reflected on the surface of the detection target 22 and outputs a video signal. Here, the slit light applied to the detection target 22 is
Along the surface shape of That is, if the surface of the detection target 22 is flat, the reflection shape of the slit light is linear, and if the surface of the detection target 22 is uneven, the reflection shape of the slit light is uneven. Therefore, the host computer 33
The surface shape of the detection target 22 can be measured based on image data output from the controller 25 in response to a video signal from the CCD camera head 21.

【0019】上記構成のものによれば、検出ヘッド11
に位置決め脚13を設け、その位置決め脚13により検
出ヘッド11に設けられている投光部14及び受光部1
5と検出対象物22の表面までの距離を規定するように
したので、検出ヘッド11により検出対象物22の表面
形状を確実に検出することができる。従って、位置決め
機能を有しない検出ヘッドにより検出対象物の表面形状
を測定する従来例のものと違って、特別の治具を用いる
ことなく検出対象物22の表面形状を簡単且つ確実に測
定することができる。
According to the above configuration, the detection head 11
And a light projecting unit 14 and a light receiving unit 1 provided on the detection head 11 by the positioning legs 13.
Since the distance between 5 and the surface of the detection target 22 is defined, the surface shape of the detection target 22 can be reliably detected by the detection head 11. Therefore, unlike the conventional example in which the surface shape of the detection target is measured by the detection head having no positioning function, the surface shape of the detection target 22 can be easily and reliably measured without using a special jig. It is Ru can.

【0020】[0020]

【0021】また、検出ヘッド11の位置決め脚13を
検出対象物22に当接すると、揺動部材34によりパッ
ド23は検出対象物22の表面形状に沿うようになるの
で、検出ヘッド11を検出対象物22に対して確実に位
置決めして投光部14及び受光部15と検出対象物22
の表面との距離を確実に規定することができる。従っ
て、検出対象物の形状が複雑であっても、その表面形状
を確実に測定することができる。
Further, when contact positioning leg 13 of the detection head 11 to detect the object 22, since the swing member 34 pad 23 is set along the surface shape of the object to be detected 22, the detection target detection head 11 The light projecting unit 14 and the light receiving unit 15 are reliably positioned with respect to the
The distance to the surface can be reliably defined. Therefore, even if the shape of the detection target is complicated, the surface shape can be reliably measured.

【0022】尚、検出ヘッド11に位置決め脚13に3
つ以上設けてもよい。この場合、検出ヘッド11をより
確実に位置決めすることができる。
The detecting head 11 has three positioning legs 13.
More than one may be provided. In this case, the detection head 11 can be positioned more reliably.

【0023】[0023]

【考案の効果】以上の説明から明らかなように、本考案
の表面形状測定装置によれば、以下の効果を奏する。
As is clear from the above description, the surface shape measuring apparatus of the present invention has the following effects.

【0024】出ヘッドに、検出対象物への当接状態で
当該検出対象物の表面と投光部及び受光部との間の距離
を規定する位置決め脚を設けると共に、位置決め脚に、
検出対象物への当接部位に当該検出対象の表面形状に沿
って揺動する揺動部材を設けるようにしたので、検出対
象物の表面形状の凹凸にかかわらず検出ヘッドを安定し
て位置決めでき、検出対象物の表面形状を簡単且つ確実
に測定することができる。
[0024] detection head, Rutotomoni provided positioning leg which defines the distance between the surface and the projecting portion and the light receiving portion of the detection object in contact state of the detection object, the positioning leg,
Along the surface of the object to be detected
The swing member that swings is provided.
The detection head is stable regardless of the unevenness of the surface of the elephant.
And the surface shape of the detection target can be measured simply and reliably.

【0025】[0025]

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本考案の実施例における検出ヘッドを縦断し
て示す概略図
FIG. 1 is a schematic view of a detection head according to an embodiment of the present invention, which is cut longitudinally;

【図2】全体の電気的構成を示すブロック図FIG. 2 is a block diagram showing the overall electrical configuration.

【図3】検出対象物を示す斜視図FIG. 3 is a perspective view showing an object to be detected.

【図4】測定状態で示す検出ヘッドの斜視図FIG. 4 is a perspective view of a detection head shown in a measurement state.

【図5】従来例を示す全体の斜視図 FIG. 5 is an overall perspective view showing a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11は検出ヘッド、13は位置決め脚、14は投光部、
15は受光部、22は検出対象物、23は揺動部材であ
る。
11 is a detection head, 13 is a positioning leg, 14 is a light emitting unit,
Reference numeral 15 denotes a light receiving unit, 22 denotes an object to be detected, and 23 denotes a swing member.

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−26633(JP,A) 特開 平2−32206(JP,A) 特開 昭63−109351(JP,A) 特開 昭57−66303(JP,A) 実開 平4−138208(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01B 11/00 - 11/30 102 Continuation of front page (56) References JP-A-5-26633 (JP, A) JP-A-2-32206 (JP, A) JP-A-63-109351 (JP, A) JP-A-57-66303 (JP, A) , A) Hikaru 4-138208 (JP, U) (58) Field surveyed (Int. Cl. 6 , DB name) G01B 11/00-11/30 102

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】(57) [Scope of request for utility model registration] 【請求項1】 検出対象物の表面にスリット光を投光す
る投光部及び上記検出対象物の表面における反射スリッ
ト光を撮像する受光部を有した検出ヘッドを備えた表面
形状測定装置において、 前記検出ヘッドは、前記検出対象物への当接状態で当該
検出対象物の表面と前記投光部及び受光部との間の距離
を規定する位置決め脚と、 この位置決め脚に設けられ、検出対象物への当接部位に
当該検出対象物の表面形状に沿って揺動する揺動部材と
設けられていることを特徴とする表面形状測定装置。
1. A surface shape measuring apparatus comprising: a light projecting unit for projecting slit light on a surface of a detection target; and a detection head having a light receiving unit for imaging reflected slit light on the surface of the detection target. the detection head includes a positioning leg which defines the distance between the surface and the light projecting unit and the light receiving portion of the detection object in contact state to the detection object, is provided on the positioning leg, detected At the contact point with the object
A swing member that swings along the surface shape of the detection target;
Profilometer, wherein a is provided.
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