JP3042693B2 - 透視歪の測定方法及びその装置並びに表面３次元形状の測定方法及びその装置 - Google Patents
透視歪の測定方法及びその装置並びに表面３次元形状の測定方法及びその装置Info
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- JP3042693B2 JP3042693B2 JP1338097A JP33809789A JP3042693B2 JP 3042693 B2 JP3042693 B2 JP 3042693B2 JP 1338097 A JP1338097 A JP 1338097A JP 33809789 A JP33809789 A JP 33809789A JP 3042693 B2 JP3042693 B2 JP 3042693B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は光源位置と受光位置とを対応させる方法及び
装置を用いた透光性の被測定物の透視歪及び光反射性の
被測定物の表面３次元形状を測定する方法及び装置に関
する。
装置を用いた透光性の被測定物の透視歪及び光反射性の
被測定物の表面３次元形状を測定する方法及び装置に関
する。
［従来の技術］ 従来、光を利用して透光性の物体の透視歪を測定する
こと、または光反射性の物体の表面形状を測定すること
は、光源と被測定物との間に、格子模様を有する透明板
を配置し、格子模様の透過像または反射像をスクリーン
に投影してその歪を目視で測定するか、カメラ等で撮影
してその歪を測定するかの方法が一般的である。しかし
この様な方法では、測定者ごとに測定誤差が生じるばか
りでなく、検査の自動化を行なう観点からはきわめて不
便なものであった。そこでレーザー光等を被測定物に照
射し、その透過光の位置または反射光の位置をフォトセ
ンサー等の受光装置で受光して測定することにより、測
定者ごとの測定誤差の差をなくし、検査の自動化を図る
ことが提案されている。このような場合、受光装置とし
て、CCDカメラやビデオカメラのような多数の画素から
なる受光面を有する受光装置を使用すると、透過または
反射してくる光を受光し得る範囲が非常に広くなるた
め、好ましい。
こと、または光反射性の物体の表面形状を測定すること
は、光源と被測定物との間に、格子模様を有する透明板
を配置し、格子模様の透過像または反射像をスクリーン
に投影してその歪を目視で測定するか、カメラ等で撮影
してその歪を測定するかの方法が一般的である。しかし
この様な方法では、測定者ごとに測定誤差が生じるばか
りでなく、検査の自動化を行なう観点からはきわめて不
便なものであった。そこでレーザー光等を被測定物に照
射し、その透過光の位置または反射光の位置をフォトセ
ンサー等の受光装置で受光して測定することにより、測
定者ごとの測定誤差の差をなくし、検査の自動化を図る
ことが提案されている。このような場合、受光装置とし
て、CCDカメラやビデオカメラのような多数の画素から
なる受光面を有する受光装置を使用すると、透過または
反射してくる光を受光し得る範囲が非常に広くなるた
め、好ましい。
しかし、このような場合、受光装置の画素の細かさ以
上の精度で、受光位置を検出することはできず、透視歪
または表面形状の測定精度を向上するためにも問題点と
なっていた。
上の精度で、受光位置を検出することはできず、透視歪
または表面形状の測定精度を向上するためにも問題点と
なっていた。
［課題を解決するための手段］ 本発明は、上述の問題点を解決するべくなされたもの
であり、少なくとも一方向に広がりの小さい移動する散
乱光源と、多数の受光画素からなる受光面と結像手段と
を有する受光装置との間に被測定物を配し、前記散乱光
源からの光を透光性の被測定物中に透過させてこの透過
光を受光装置で受光し、被測定物による光の進行のずれ
を測定して被測定物の透視歪を測定する方法であって、
あらかじめ、光源と受光装置との間に被測定物がない場
合の光源から発せられる光が結像する受光画素とそれに
対応する第１の光源位置とを下記方法Ａにより対応させ
ておき、次いで光源と受光装置との間に被測定物を配置
した後、光源から発せられる光が結像する受光画素とそ
れに対応する第２の光源装置とを下記方法Ａにより対応
させ、特定される同一の受光画素に対応する第１の光源
位置と第２の光源位置との差に基づいて被測定物の透視
歪を測定する透視歪の測定方法を提供するものである。
であり、少なくとも一方向に広がりの小さい移動する散
乱光源と、多数の受光画素からなる受光面と結像手段と
を有する受光装置との間に被測定物を配し、前記散乱光
源からの光を透光性の被測定物中に透過させてこの透過
光を受光装置で受光し、被測定物による光の進行のずれ
を測定して被測定物の透視歪を測定する方法であって、
あらかじめ、光源と受光装置との間に被測定物がない場
合の光源から発せられる光が結像する受光画素とそれに
対応する第１の光源位置とを下記方法Ａにより対応させ
ておき、次いで光源と受光装置との間に被測定物を配置
した後、光源から発せられる光が結像する受光画素とそ
れに対応する第２の光源装置とを下記方法Ａにより対応
させ、特定される同一の受光画素に対応する第１の光源
位置と第２の光源位置との差に基づいて被測定物の透視
歪を測定する透視歪の測定方法を提供するものである。
また、光を反射する面を有する被測定物表面に、少な
くとも一方向に広がりの小さい移動する散乱光源からの
光を照射し、その反射光を多数の受光画素からなる受光
面と結像手段とを有する受光装置で受光し、被測定物に
よる光の進行のずれを測定して被測定物の表面３次元形
状を測定する方法であって、あらかじめ、位置と表面形
状の知られた光反射板を光源からの光が該光反射板で反
射した後に受光装置で受光されるように配置して、光源
から発せられる光が結像する受光画素とそれに対応する
第１の光源位置とを下記方法Ａにより対応させておき、
次いで光源からの光が被測定物で反射した後に受光装置
で受光されるように被測定物を配置して、光源から発せ
られる光が結像する受光画素とそれに対応する第２の光
源位置とを下記方法Ａにより対応させ、特定される同一
の受光画素に対応する第１の光源位置と第２の光源位置
との差に基づいて被測定物の表面３次元形状を測定する
表面３次元形状の測定方法を提供するものである。
くとも一方向に広がりの小さい移動する散乱光源からの
光を照射し、その反射光を多数の受光画素からなる受光
面と結像手段とを有する受光装置で受光し、被測定物に
よる光の進行のずれを測定して被測定物の表面３次元形
状を測定する方法であって、あらかじめ、位置と表面形
状の知られた光反射板を光源からの光が該光反射板で反
射した後に受光装置で受光されるように配置して、光源
から発せられる光が結像する受光画素とそれに対応する
第１の光源位置とを下記方法Ａにより対応させておき、
次いで光源からの光が被測定物で反射した後に受光装置
で受光されるように被測定物を配置して、光源から発せ
られる光が結像する受光画素とそれに対応する第２の光
源位置とを下記方法Ａにより対応させ、特定される同一
の受光画素に対応する第１の光源位置と第２の光源位置
との差に基づいて被測定物の表面３次元形状を測定する
表面３次元形状の測定方法を提供するものである。
なお、方法Ａとは、光源位置を変化させるとともに受
光装置の各受光画素の検出輝度の変化を測定し、該検出
輝度の変化曲線上に特定される代表点の検出輝度を示す
受光画素を特定し、該特定された受光画素と前記代表点
の検出輝度を示す時の光源位置とを対応させる方法であ
る。
光装置の各受光画素の検出輝度の変化を測定し、該検出
輝度の変化曲線上に特定される代表点の検出輝度を示す
受光画素を特定し、該特定された受光画素と前記代表点
の検出輝度を示す時の光源位置とを対応させる方法であ
る。
また、透光性の被測定物の透視歪を測定する装置であ
って、少なくとも一方向に広がりの小さい移動する散乱
光源と、該光源から発せられて被測定物中を透過した光
を受光する、多数の受光画素からなる受光面と結像手段
とを有する受光装置と、画素ごとの入射輝度の変化を検
出する手段と、該検出輝度の変化曲線上の特定の代表点
の検出輝度を示す時の光源位置を検出する手段とを有
し、前記代表点の検出輝度を示す受光画素を特定し、該
特定された受光画素と前記代表点の検出輝度を示す時の
光源位置とを対応させる光源位置と受光画素とを対応さ
せる装置と、を有し、前記光源位置と受光画素とを対応
させる装置により、光源と受光装置との間に被測定物が
ない場合の光源から発せられる光が結像する受光画素と
それに対応する第１の光源位置とを対応させ、光源から
発せられて被測定物を透過した光が結像する受光画素と
それに対応する第２の光源位置とを対応させ、特定され
る同一の受光画素に対応する第１の光源位置と第２の光
源位置との差に基づいて被測定物の表面３次元形状を測
定することを特徴とする透視歪の測定装置を提供するも
のである。
って、少なくとも一方向に広がりの小さい移動する散乱
光源と、該光源から発せられて被測定物中を透過した光
を受光する、多数の受光画素からなる受光面と結像手段
とを有する受光装置と、画素ごとの入射輝度の変化を検
出する手段と、該検出輝度の変化曲線上の特定の代表点
の検出輝度を示す時の光源位置を検出する手段とを有
し、前記代表点の検出輝度を示す受光画素を特定し、該
特定された受光画素と前記代表点の検出輝度を示す時の
光源位置とを対応させる光源位置と受光画素とを対応さ
せる装置と、を有し、前記光源位置と受光画素とを対応
させる装置により、光源と受光装置との間に被測定物が
ない場合の光源から発せられる光が結像する受光画素と
それに対応する第１の光源位置とを対応させ、光源から
発せられて被測定物を透過した光が結像する受光画素と
それに対応する第２の光源位置とを対応させ、特定され
る同一の受光画素に対応する第１の光源位置と第２の光
源位置との差に基づいて被測定物の表面３次元形状を測
定することを特徴とする透視歪の測定装置を提供するも
のである。
また、表面が光反射性の被測定物の表面３次元形状を
測定する装置であって、少なくとも一方向に広がりの小
さい移動する散乱光源と、該光源から発せられて被測定
物表面で反射した光を受光する、多数の受光画素からな
る受光面と結像手段とを有する受光装置と、画素ごとの
入射輝度の変化を検出する手段と、該検出輝度の変化曲
線上の特定の代表点の検出輝度を示す時の光源位置を検
出する手段とを有し、前記代表点の検出輝度を示す受光
画素を特定し、該特定された受光画素と前記代表点の検
出輝度を示す時の光源位置とを対応させる光源位置と受
光画素とを対応させる装置と、を有し、前記光源位置と
受光画素とを対応させる装置により、光源から発せられ
て位置と表面形状の知られた光反射板で反射した光が結
像する受光画素とそれに対応する第１の光源位置とを対
応させ、光源から発せられて被測定物で反射した光が結
像する受光画素とそれに対応する第２の光源位置とを対
応させ、特定される同一の受光画素に対応する第１の光
源位置と第２の光源位置との差に基づいて被測定物の表
面３次元形状を測定することを特徴とする表面３次元形
状の測定装置を提供するものである。
測定する装置であって、少なくとも一方向に広がりの小
さい移動する散乱光源と、該光源から発せられて被測定
物表面で反射した光を受光する、多数の受光画素からな
る受光面と結像手段とを有する受光装置と、画素ごとの
入射輝度の変化を検出する手段と、該検出輝度の変化曲
線上の特定の代表点の検出輝度を示す時の光源位置を検
出する手段とを有し、前記代表点の検出輝度を示す受光
画素を特定し、該特定された受光画素と前記代表点の検
出輝度を示す時の光源位置とを対応させる光源位置と受
光画素とを対応させる装置と、を有し、前記光源位置と
受光画素とを対応させる装置により、光源から発せられ
て位置と表面形状の知られた光反射板で反射した光が結
像する受光画素とそれに対応する第１の光源位置とを対
応させ、光源から発せられて被測定物で反射した光が結
像する受光画素とそれに対応する第２の光源位置とを対
応させ、特定される同一の受光画素に対応する第１の光
源位置と第２の光源位置との差に基づいて被測定物の表
面３次元形状を測定することを特徴とする表面３次元形
状の測定装置を提供するものである。
［作用］ 本発明においては、移動する、少なくとも一方向に広
がりの小さい散乱光源の位置と、多数の画素からなる受
光面を有する受光装置内の受光位置とを対応させる際
に、光源位置を変化させるとともに、各画素の検出輝度
の変化を測定し、該検出輝度の変化曲線上に代表点を特
定し、その代表点と、その検出輝度を示す時の光源位置
とを対応させる。このことにより通常の画素の大きさ
（５〜15μｍ角）の10倍以上の細かさで、光源位置と受
光位置とを対応し得る。
がりの小さい散乱光源の位置と、多数の画素からなる受
光面を有する受光装置内の受光位置とを対応させる際
に、光源位置を変化させるとともに、各画素の検出輝度
の変化を測定し、該検出輝度の変化曲線上に代表点を特
定し、その代表点と、その検出輝度を示す時の光源位置
とを対応させる。このことにより通常の画素の大きさ
（５〜15μｍ角）の10倍以上の細かさで、光源位置と受
光位置とを対応し得る。
［実施例］ 本発明を実施例に基いて説明する。
第１図は、本発明を実施するための一装置構成を示す
概念的斜視図であり、１は移動する、少なくとも一方向
に広がりの小さい散乱光源の動きを２次元に拘束するス
クリーンであり、２はスクリーン１上を移動する少なく
とも一方向に広がりの小さい散乱光源であり、３は多数
の画素からなる受光面を有する受光装置、４は受光装置
の各画素ごとの検出輝度から受光位置と光源位置とを対
応させる演算装置である。
概念的斜視図であり、１は移動する、少なくとも一方向
に広がりの小さい散乱光源の動きを２次元に拘束するス
クリーンであり、２はスクリーン１上を移動する少なく
とも一方向に広がりの小さい散乱光源であり、３は多数
の画素からなる受光面を有する受光装置、４は受光装置
の各画素ごとの検出輝度から受光位置と光源位置とを対
応させる演算装置である。
光源２は第１図のＸ、Ｙ方向に移動し得るものであ
る。具体的には、レーザー光を表面が光散乱性を有する
スクリーン上で走査したもの、あるいは、LED等の光源
を移動させるもの、等がある。光源からの光は、受光装
置３のレンズ系を介して、受光装置の受光面上に結像さ
れる。光源の位置は受光装置の分解能以上に正確に決め
られる必要がある。
る。具体的には、レーザー光を表面が光散乱性を有する
スクリーン上で走査したもの、あるいは、LED等の光源
を移動させるもの、等がある。光源からの光は、受光装
置３のレンズ系を介して、受光装置の受光面上に結像さ
れる。光源の位置は受光装置の分解能以上に正確に決め
られる必要がある。
前述のようにこの実施例においては光源として、スク
リーン上にレーザー光等の光ビームを照射したものを用
いているが、本発明においては、光源の位置が既知であ
ること、散乱光源であること，及び少なくとも一方向に
広がりの小さい光源であれば良いので、この方法に限る
必要はない。例えば点状の散乱光源としてLED等を多数
配列し、１つずつ順番に点灯していくようにしても良
い。また、移動可能なLED等を用いても良い。ここで、
少なくとも一方向に広がりが小さいとは、点状光源、も
しくは点状に近い光源、又はそれを線状に配列したも
の、線状に移動させるもの、線状光源、線状に近い光源
等をさす。これらの光源はその広がりが、少なくとも一
方向に小さいため、その方向についての光源位置の検出
精度が保証されることになる。線状の光源を例にとる
と、線と垂直方向には、光源の位置精度を高く出来る。
線状の光源を使用する場合は、２以上の異なる方向の線
状光源を使用し、受光位置の交点と、光源位置の交点を
対応させることにより、光源の位置精度を向上させるこ
とができる。この広がりは、受光装置の分解能の限界
（例えば受光面が多数の画素からなる受光装置なら画素
の大きさ）の長さに対応する光源位置での長さの10倍以
下、好ましくは５倍以下が良い。例えば、CCDカメラの
受光面上での画素の大きさの10μｍ角が、光源位置では
1mm角に対応するとすると、光源の広がりは、少なくと
も一方向には10mm以下、好ましくは5mm以下がよい。
リーン上にレーザー光等の光ビームを照射したものを用
いているが、本発明においては、光源の位置が既知であ
ること、散乱光源であること，及び少なくとも一方向に
広がりの小さい光源であれば良いので、この方法に限る
必要はない。例えば点状の散乱光源としてLED等を多数
配列し、１つずつ順番に点灯していくようにしても良
い。また、移動可能なLED等を用いても良い。ここで、
少なくとも一方向に広がりが小さいとは、点状光源、も
しくは点状に近い光源、又はそれを線状に配列したも
の、線状に移動させるもの、線状光源、線状に近い光源
等をさす。これらの光源はその広がりが、少なくとも一
方向に小さいため、その方向についての光源位置の検出
精度が保証されることになる。線状の光源を例にとる
と、線と垂直方向には、光源の位置精度を高く出来る。
線状の光源を使用する場合は、２以上の異なる方向の線
状光源を使用し、受光位置の交点と、光源位置の交点を
対応させることにより、光源の位置精度を向上させるこ
とができる。この広がりは、受光装置の分解能の限界
（例えば受光面が多数の画素からなる受光装置なら画素
の大きさ）の長さに対応する光源位置での長さの10倍以
下、好ましくは５倍以下が良い。例えば、CCDカメラの
受光面上での画素の大きさの10μｍ角が、光源位置では
1mm角に対応するとすると、光源の広がりは、少なくと
も一方向には10mm以下、好ましくは5mm以下がよい。
また、受光装置３は、多数の画素からなる受光面を有
する受光装置であれば良く、ビデオカメラ、CCDカメラ
等がある。
する受光装置であれば良く、ビデオカメラ、CCDカメラ
等がある。
演算装置４については、画素ごとの入射輝度の変化を
測定する手段と、その変化曲線上の特定の代表点の輝度
を検出する時の光源の位置を検出する手段とを有する。
この代表点は、輝度が最大を示す点が通常用いられる
が、別の決め方をしても構わない。以下は簡単のため、
輝度の最大を示す点をその代表点とする場合を例として
説明する。
測定する手段と、その変化曲線上の特定の代表点の輝度
を検出する時の光源の位置を検出する手段とを有する。
この代表点は、輝度が最大を示す点が通常用いられる
が、別の決め方をしても構わない。以下は簡単のため、
輝度の最大を示す点をその代表点とする場合を例として
説明する。
光源の位置の検出は、予め決められたタイミングで光
源を移動し、時刻から光源の位置が検出されるものでも
良いし、光源を直接センサーで観測して位置を検出する
ものでも良い。
源を移動し、時刻から光源の位置が検出されるものでも
良いし、光源を直接センサーで観測して位置を検出する
ものでも良い。
このような光源からの光を受光装置３のある特定の画
素で受光したときの検出輝度の変化を示した概念図が第
２図のグラフである。縦軸は検出輝度、横軸はその瞬間
の光源２の位置である。
素で受光したときの検出輝度の変化を示した概念図が第
２図のグラフである。縦軸は検出輝度、横軸はその瞬間
の光源２の位置である。
検出輝度の曲線５は第２図のように最大値をもつ曲線
になる。この曲線の最大値（前述の検出輝度の変化曲線
上の代表点としてとる）を示す瞬間の光源２の位置は前
述の光源の位置の検出手段により分かるので、これによ
り、その画素とそこに受光するときの光源２の位置の対
応が求められる。これはＸ方向、Ｙ方向それぞれについ
て行なわれれば良い。
になる。この曲線の最大値（前述の検出輝度の変化曲線
上の代表点としてとる）を示す瞬間の光源２の位置は前
述の光源の位置の検出手段により分かるので、これによ
り、その画素とそこに受光するときの光源２の位置の対
応が求められる。これはＸ方向、Ｙ方向それぞれについ
て行なわれれば良い。
このような方法を、透光性の被測定物の透視歪の測定
に応用した例を示す概念的斜視図が第３図である。１は
点状散乱光源がその上で移動し得るスクリーン、６はガ
ラス等の被測定物、７は受光装置の受光面、10はレンズ
系である。
に応用した例を示す概念的斜視図が第３図である。１は
点状散乱光源がその上で移動し得るスクリーン、６はガ
ラス等の被測定物、７は受光装置の受光面、10はレンズ
系である。
スクリーン１上の点状散乱光源P0の被測定物６を通さ
ず受光面７上の画素7aに結像した点がQ0であり、被測定
物６を通して、上記Q0上に結像するスクリーン１上の点
状散乱光源の位置がP1である。スクリーン１上の点光源
の相対位置は既知であるため、被測定物６によるスクリ
ーン１上での被測定物６を透視したことによる光線の移
動量▲▼１が求まる。この移動量を各点で測定す
れば、光源２からの光が被測定物６を通過する点R0での
透視歪が測定できる。
ず受光面７上の画素7aに結像した点がQ0であり、被測定
物６を通して、上記Q0上に結像するスクリーン１上の点
状散乱光源の位置がP1である。スクリーン１上の点光源
の相対位置は既知であるため、被測定物６によるスクリ
ーン１上での被測定物６を透視したことによる光線の移
動量▲▼１が求まる。この移動量を各点で測定す
れば、光源２からの光が被測定物６を通過する点R0での
透視歪が測定できる。
透視歪の表現として、ある特定の配列になる光源の位
置における被測定物６を透視することによる受光面７上
での受光点の移動量に換算することは内挿法により簡単
にできる。また、そのようにして、例えば点光源を直線
的に移動させたとき、受光点がその上で移動する線が被
測定物の有無でどの程度傾きが変わるかという傾きの差
や、受光点を結んだ曲線の曲率で表現することもでき
る。
置における被測定物６を透視することによる受光面７上
での受光点の移動量に換算することは内挿法により簡単
にできる。また、そのようにして、例えば点光源を直線
的に移動させたとき、受光点がその上で移動する線が被
測定物の有無でどの程度傾きが変わるかという傾きの差
や、受光点を結んだ曲線の曲率で表現することもでき
る。
尚、上述の例では、被測定物６の有無より、生じる光
源位置の差により透視歪を測定した。これにより、レン
ズ等の収差をほとんど相殺でき、測定精度を向上でき
る。
源位置の差により透視歪を測定した。これにより、レン
ズ等の収差をほとんど相殺でき、測定精度を向上でき
る。
実施例における点状散乱光源２の位置を拘束するスク
リーン１の大きさは、被測定物６の大きさや形状，そし
て受光位置３とスクリーン１との距離，受光装置３の位
置によって適宜選択される。そして、もし被測定物６が
例えば自動車に組み付けるフロントガラス程度の比較的
大きなものであれば、全体の透視歪を測定するために、
被測定物６を支持している支持台が回転するようにする
ことが好ましい。
リーン１の大きさは、被測定物６の大きさや形状，そし
て受光位置３とスクリーン１との距離，受光装置３の位
置によって適宜選択される。そして、もし被測定物６が
例えば自動車に組み付けるフロントガラス程度の比較的
大きなものであれば、全体の透視歪を測定するために、
被測定物６を支持している支持台が回転するようにする
ことが好ましい。
このようにして、得られた透視歪の曲率分布を模式的
に表わした図を第５図に、曲率の値を等高線として表わ
した図を第６図に示す。透視歪の値が、定量的、視覚的
によく理解される。
に表わした図を第５図に、曲率の値を等高線として表わ
した図を第６図に示す。透視歪の値が、定量的、視覚的
によく理解される。
次に、光反射性を有する被測定物の表面３次元形状を
測定するための方法及び装置を説明する。その概念的斜
視図を第４図に示した。８は被測定物である。
測定するための方法及び装置を説明する。その概念的斜
視図を第４図に示した。８は被測定物である。
スクリーン１上の点状散乱光源P0が、あらかじめ表面
形状の分かっている光反射板で反射して、受光面７上の
画素7aに結像した点がQ0であり、被測定物８を通して、
上記Q0上に結像するスクリーン１上の点状散乱光源の位
置がP1である。スクリーン１上の点光源の相対位置は既
知であるため、スクリーン１上での被測定物８の表面で
反射したことによる光線の移動量▲▼１が求ま
る。この移動量を各点で測定すれば、光源２からの光が
被測定物８の表面で反射する点R0での面の傾きが測定で
きる。
形状の分かっている光反射板で反射して、受光面７上の
画素7aに結像した点がQ0であり、被測定物８を通して、
上記Q0上に結像するスクリーン１上の点状散乱光源の位
置がP1である。スクリーン１上の点光源の相対位置は既
知であるため、スクリーン１上での被測定物８の表面で
反射したことによる光線の移動量▲▼１が求ま
る。この移動量を各点で測定すれば、光源２からの光が
被測定物８の表面で反射する点R0での面の傾きが測定で
きる。
面の傾きの表現として、ある特定の配列になる光源の
位置における被測定物８の表面で反射することによる受
光面７上での受光点の移動量に換算することは内挿法に
より簡単にできる。
位置における被測定物８の表面で反射することによる受
光面７上での受光点の移動量に換算することは内挿法に
より簡単にできる。
尚、上述の例では、被測定物６の表面での反射と基準
になる反射板の表面での反射の差により生じるみかけの
光源位置の差で表面の傾きを測定した。これにより、レ
ンズ等の収差や光源の位置精度をほとんど相殺でき、測
定精度を向上できる。
になる反射板の表面での反射の差により生じるみかけの
光源位置の差で表面の傾きを測定した。これにより、レ
ンズ等の収差や光源の位置精度をほとんど相殺でき、測
定精度を向上できる。
本発明はその効果を損じるものでなければその応用は
きわめて広範である。上述の透視歪の測定、表面３次元
形状の測定のみならず、表面の反射歪の測定等も同様の
構成の装置と同様の方法により可能である。
きわめて広範である。上述の透視歪の測定、表面３次元
形状の測定のみならず、表面の反射歪の測定等も同様の
構成の装置と同様の方法により可能である。
［発明の効果］ 本発明によれば、実質的に点状の移動する光源の位置
と、多数の画素からなる受光面を有する受光装置内の受
光位置とを対応させる際に、受光装置の画素の中心とそ
こに受光する際の光源の位置とを対応させる。このこと
により通常の画素の大きさ（５〜15μｍ角）の10倍以上
の細かさで、光源位置と受光位置とを対応し得る。
と、多数の画素からなる受光面を有する受光装置内の受
光位置とを対応させる際に、受光装置の画素の中心とそ
こに受光する際の光源の位置とを対応させる。このこと
により通常の画素の大きさ（５〜15μｍ角）の10倍以上
の細かさで、光源位置と受光位置とを対応し得る。
そして、これを用いて透光性の物体の透視歪や光反射
性の物体の表面の三次元形状等をきわめて高精度に測定
することが可能になる。
性の物体の表面の三次元形状等をきわめて高精度に測定
することが可能になる。
第１図は本発明を実施するための一装置構成を示す概念
的斜視図、第２図は光源からの光を受光装置の特定の画
素で受光したときの検出輝度の変化の概念図、第３図は
透光性の物体の透視歪を測定する構成の一例を示した概
念的斜視図、第４図は光反射性を有する物体の表面３次
元形状を測定する構成を示した概念的斜視図、第５図及
び第６図は本発明で測定された透視歪の分布図である。 １……スクリーン ２……光源 ３……受光装置 ６、８……被測定物 ７……受光面
的斜視図、第２図は光源からの光を受光装置の特定の画
素で受光したときの検出輝度の変化の概念図、第３図は
透光性の物体の透視歪を測定する構成の一例を示した概
念的斜視図、第４図は光反射性を有する物体の表面３次
元形状を測定する構成を示した概念的斜視図、第５図及
び第６図は本発明で測定された透視歪の分布図である。 １……スクリーン ２……光源 ３……受光装置 ６、８……被測定物 ７……受光面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭49−90590（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−229310（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−153412（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−70759（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01N 21/84 - 21/958 G01B 11/24
Claims (4)
- 【請求項１】少なくとも一方向に広がりの小さい移動す
る散乱光源と、多数の受光画素からなる受光面と結像手
段とを有する受光装置との間に被測定物を配し、前記散
乱光源からの光を透光性の被測定物中に透過させてこの
透過光を受光装置で受光し、被測定物による光の進行の
ずれを測定して被測定物の透視歪を測定する方法であっ
て、 あらかじめ、光源と受光装置との間に被測定物がない場
合の光源から発せられる光が結像する受光画素とそれに
対応する第１の光源位置とを下記方法Ａにより対応させ
ておき、 次いで光源と受光装置との間に被測定物を配置した後、
光源から発せられる光が結像する受光画素とそれに対応
する第２の光源位置とを下記方法Ａにより対応させ、特
定される同一の受光画素に対応する第１の光源位置と第
２の光源位置との差に基づいて被測定物の透視歪を測定
する透視歪の測定方法。 （方法Ａ）光源位置を変化させるとともに受光装置の各
受光画素の検出輝度の変化を測定し、該検出輝度の変化
曲線上に特定される代表点の検出輝度を示す受光画素を
特定し、該特定された受光画素と前記代表点の検出輝度
を示す時の光源位置とを対応させる方法。 - 【請求項２】光を反射する面を有する被測定物表面に、
少なくとも一方向に広がりの小さい移動する散乱光源か
らの光を照射し、その反射光を多数の受光画素からなる
受光面と結像手段とを有する受光装置で受光し、被測定
物による光の進行のずれを測定して被測定物の表面３次
元形状を測定する方法であって、 あらかじめ、位置と表面形状の知られた光反射板を光源
からの光が該光反射板で反射した後に受光装置で受光さ
れるように配置して、光源から発せられる光が結像する
受光画素とそれに対応する第１の光源位置とを下記方法
Ａにより対応させておき、 次いで光源からの光が被測定物で反射した後に受光装置
で受光されるように被測定物を配置して、光源から発せ
られる光が結像する受光画素とそれに対応する第２の光
源位置とを下記方法Ａにより対応させ、特定される同一
の受光画素に対応する第１の光源位置と第２の光源位置
との差に基づいて被測定物の表面３次元形状を測定する
表面３次元形状の測定方法。 （方法Ａ）光源位置を変化させるとともに受光装置の各
受光画素の検出輝度の変化を測定し、該検出輝度の変化
曲線上に特定される代表点の検出輝度を示す受光画素を
特定し、該特定された受光画素と前記代表点の検出輝度
を示す時の光源位置とを対応させる方法。 - 【請求項３】透光性の被測定物の透視歪を測定する装置
であって、 少なくとも一方向に広がりの小さい移動する散乱光源
と、 該光源から発せられて被測定物中を透過した光を受光す
る、多数の受光画素からなる受光面と結像手段とを有す
る受光装置と、 画素ごとの入射輝度の変化を検出する手段と、該検出輝
度の変化曲線上の特定の代表点の検出輝度を示す時の光
源位置を検出する手段とを有し、前記代表点の検出輝度
を示す受光画素を特定し、該特定された受光画素と前記
代表点の検出輝度を示す時の光源位置とを対応させる光
源位置と受光画素とを対応させる装置と、 を有し、前記光源位置と受光画素とを対応させる装置に
より、光源と受光装置との間に被測定物がない場合の光
源から発せられる光が結像する受光画素とそれに対応す
る第１の光源位置とを対応させ、光源から発せられて被
測定物を透過した光が結像する受光画素とそれに対応す
る第２の光源位置とを対応させ、特定される同一の受光
画素に対応する第１の光源位置と第２の光源位置との差
に基づいて被測定物の表面３次元形状を測定することを
特徴とする透視歪の測定装置。 - 【請求項４】表面が光反射性の被測定物の表面３次元形
状を測定する装置であって、 少なくとも一方向に広がりの小さい移動する散乱光源
と、 該光源から発せられて被測定物表面で反射した光を受光
する、多数の受光画素からなる受光面と結像手段とを有
する受光装置と、 画素ごとの入射輝度の変化を検出する手段と、該検出輝
度の変化曲線上の特定の代表点の検出輝度を示す時の光
源位置を検出する手段とを有し、前記代表点の検出輝度
を示す受光画素を特定し、該特定された受光画素と前記
代表点の検出輝度を示す時の光源位置とを対応させる光
源位置と受光画素とを対応させる装置と、 を有し、前記光源位置と受光画素とを対応させる装置に
より、光源から発せられて位置と表面形状の知られた光
反射板で反射した光が結像する受光画素とそれに対応す
る第１の光源位置とを対応させ、光源から発せられて被
測定物で反射した光が結像する受光画素とそれに対応す
る第２の光源位置とを対応させ、特定される同一の受光
画素に対応する第１の光源位置と第２の光源位置との差
に基づいて被測定物の表面３次元形状を測定することを
特徴とする表面３次元形状の測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1338097A JP3042693B2 (ja) | 1989-12-28 | 1989-12-28 | 透視歪の測定方法及びその装置並びに表面３次元形状の測定方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1338097A JP3042693B2 (ja) | 1989-12-28 | 1989-12-28 | 透視歪の測定方法及びその装置並びに表面３次元形状の測定方法及びその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03199945A JPH03199945A (ja) | 1991-08-30 |
| JP3042693B2 true JP3042693B2 (ja) | 2000-05-15 |
Family
ID=18314881
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1338097A Expired - Lifetime JP3042693B2 (ja) | 1989-12-28 | 1989-12-28 | 透視歪の測定方法及びその装置並びに表面３次元形状の測定方法及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3042693B2 (ja) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3788750A (en) * | 1972-12-06 | 1974-01-29 | Libbey Owens Ford Co | Inspecting glass |
| JPS6170759U (ja) * | 1984-10-16 | 1986-05-14 | ||
| JPS63229310A (ja) * | 1987-03-18 | 1988-09-26 | Fujitsu Ltd | パタ−ン検査装置 |
-
1989
- 1989-12-28 JP JP1338097A patent/JP3042693B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03199945A (ja) | 1991-08-30 |
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