JP3071271B2 - 物体形状の三次元測定装置 - Google Patents
物体形状の三次元測定装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えばＮＣ切削加工に
より製品を製造したり、ＮＣ工作機械で鋳型やプレス加
工に用いる金型を作る場合などに、試作モデルの形状を
測定して三次元データを得る物体形状の三次元測定装置
に関する。
より製品を製造したり、ＮＣ工作機械で鋳型やプレス加
工に用いる金型を作る場合などに、試作モデルの形状を
測定して三次元データを得る物体形状の三次元測定装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の三次元測定装置は、図８に示す
ように、被測定物Ｗの測定点Ｐに対してレーザ光を照射
する発光部３１と、測定点Ｐからの反射光をその反射角
度に応じて受光する多数の受光素子からなる受光部３２
とを備えた距離センサ３０が使用されている（特公平２
−２０８２号，特公平２−１６９６５号公報参照）。
ように、被測定物Ｗの測定点Ｐに対してレーザ光を照射
する発光部３１と、測定点Ｐからの反射光をその反射角
度に応じて受光する多数の受光素子からなる受光部３２
とを備えた距離センサ３０が使用されている（特公平２
−２０８２号，特公平２−１６９６５号公報参照）。
【０００３】前記受光部３２には、受光レンズ３３の光
軸に対して直交する方向に例えばＣＣＤ等の1024個の受
光素子３４が一列に設けられると共に、前記受光レンズ
３３がその光軸を発光部３１の光軸に対して例えば１５
°に交差するように設けられている。
軸に対して直交する方向に例えばＣＣＤ等の1024個の受
光素子３４が一列に設けられると共に、前記受光レンズ
３３がその光軸を発光部３１の光軸に対して例えば１５
°に交差するように設けられている。
【０００４】そして、被測定物Ｗの測定点Ｐに発光部３
１から光を照射すると、測定点Ｐで光が乱反射され、受
光レンズ３３を通った反射光のみが受光部３２で受光さ
れので、測定点Ｐの高さに応じて、測定点Ｐから受光部
３２に向かって反射される光の反射角度が変化して、受
光部３２上の受光位置も変化することとなる。
１から光を照射すると、測定点Ｐで光が乱反射され、受
光レンズ３３を通った反射光のみが受光部３２で受光さ
れので、測定点Ｐの高さに応じて、測定点Ｐから受光部
３２に向かって反射される光の反射角度が変化して、受
光部３２上の受光位置も変化することとなる。
【０００５】すなわち、測定点Ｐと発光部３１との距離
に応じて、受光部３２での受光位置が変化するので、受
光位置に応じて測定点Ｐまでの距離を求めることができ
る。そして、発光部３１の座標値と、求められた距離に
基づいて、測定点Ｐの座標値を容易に求めることができ
る。
に応じて、受光部３２での受光位置が変化するので、受
光位置に応じて測定点Ｐまでの距離を求めることができ
る。そして、発光部３１の座標値と、求められた距離に
基づいて、測定点Ｐの座標値を容易に求めることができ
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、被測定
物Ｗの表面にＶ溝等の急斜面３５や段差が形成されてい
る場合は、発光部３１から斜面３５に光を照射しても反
射光が斜面に遮られて受光部３２に届かず、被測定物Ｗ
までの距離を求めることができないので、その部分の三
次元データを得ることができない。そこで、本発明は、
被測定物Ｗの表面に急斜面などが形成されている場合で
あっても、被測定物の三次元データを正確に測定するこ
とができるようにすることを技術的課題としている。
物Ｗの表面にＶ溝等の急斜面３５や段差が形成されてい
る場合は、発光部３１から斜面３５に光を照射しても反
射光が斜面に遮られて受光部３２に届かず、被測定物Ｗ
までの距離を求めることができないので、その部分の三
次元データを得ることができない。そこで、本発明は、
被測定物Ｗの表面に急斜面などが形成されている場合で
あっても、被測定物の三次元データを正確に測定するこ
とができるようにすることを技術的課題としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に、本発明は、被測定物の測定点に対して光を照射する
発光部と、測定点からの反射光をその反射角度に応じて
受光する多数の受光素子からなる受光部とを備えた距離
センサにより、発光部と測定点との距離を求め、当該距
離に基づいて測定点の座標値を算定する物体形状の三次
元測定装置において、前記距離センサの受光部が、発光
部の光軸を中心とする円周に沿って複数組設けられ、反
射光が受光されている任意の受光部を選択して発光部と
測定点との距離を算出すると共に、その受光部に反射光
が受光されなくなったときに、反射光を受光している他
の受光部を選択して発光部と測定点との距離を継続的に
算出する演算装置を備えたことを特徴とする。
に、本発明は、被測定物の測定点に対して光を照射する
発光部と、測定点からの反射光をその反射角度に応じて
受光する多数の受光素子からなる受光部とを備えた距離
センサにより、発光部と測定点との距離を求め、当該距
離に基づいて測定点の座標値を算定する物体形状の三次
元測定装置において、前記距離センサの受光部が、発光
部の光軸を中心とする円周に沿って複数組設けられ、反
射光が受光されている任意の受光部を選択して発光部と
測定点との距離を算出すると共に、その受光部に反射光
が受光されなくなったときに、反射光を受光している他
の受光部を選択して発光部と測定点との距離を継続的に
算出する演算装置を備えたことを特徴とする。
【０００８】
【作用】本発明によれば、発光部から被測定物に光を照
射すると、光はその表面で乱反射されて、発光部の光軸
を中心とする円周に沿って配設された複数の受光部の夫
々で受光されることとなる。したがって、反射光を受光
している任意の受光部により、発光部と被測定物までの
距離を正確に求めることができる。
射すると、光はその表面で乱反射されて、発光部の光軸
を中心とする円周に沿って配設された複数の受光部の夫
々で受光されることとなる。したがって、反射光を受光
している任意の受光部により、発光部と被測定物までの
距離を正確に求めることができる。
【０００９】また、被測定物の表面に形成された凹凸や
段差により、測定点から測定中の受光部に向かって反射
される光が遮られても、その光を受光している他の受光
部に切り換えることによって発光部と被測定物との間の
距離を測定することができるので、測定不能になること
がなく、確実且つ迅速に測定点の座標値を算定すること
ができる。
段差により、測定点から測定中の受光部に向かって反射
される光が遮られても、その光を受光している他の受光
部に切り換えることによって発光部と被測定物との間の
距離を測定することができるので、測定不能になること
がなく、確実且つ迅速に測定点の座標値を算定すること
ができる。
【００１０】
【実施例】以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて
具体的に説明する。図１は本発明装置の一例を示す斜視
図、図２及び図３は距離センサを示す概略構成図、図４
は本発明装置のブロック図、図５〜図７は使用状態を示
す説明図である。
具体的に説明する。図１は本発明装置の一例を示す斜視
図、図２及び図３は距離センサを示す概略構成図、図４
は本発明装置のブロック図、図５〜図７は使用状態を示
す説明図である。
【００１１】図中１は、被測定物Ｗの測定点までの距離
を測る距離センサであって、被測定物ＷをＸ−Ｙ方向に
移動可能に支持するＸ方向移動テーブルＴｘ及びＹ方向
移動テーブルＴｙと、当該距離センサ１をＺ方向に移動
させるＺ方向移動テーブルＴｚにより、被測定物Ｗに対
してＸ−Ｙ−Ｚ方向に相対移動可能に配設されている。
を測る距離センサであって、被測定物ＷをＸ−Ｙ方向に
移動可能に支持するＸ方向移動テーブルＴｘ及びＹ方向
移動テーブルＴｙと、当該距離センサ１をＺ方向に移動
させるＺ方向移動テーブルＴｚにより、被測定物Ｗに対
してＸ−Ｙ−Ｚ方向に相対移動可能に配設されている。
【００１２】この距離センサ１には、例えばＨｅ−Ｎｅ
レーザ光を出力する発光部２が中央部に配置されると共
に、その光軸を中心とする円周に沿って二つの受光部
３，３がその直径方向に配置されている。各受光部３
は、受光レンズ４の光軸に直交する方向に例えば1024個
のＣＣＤを一列に設けて成る受光素子５が設けられ、前
記受光レンズ４の光軸が発光部２の光軸と所定角度（例
えば１５°）に交差されるように一体に取り付けられて
いる。
レーザ光を出力する発光部２が中央部に配置されると共
に、その光軸を中心とする円周に沿って二つの受光部
３，３がその直径方向に配置されている。各受光部３
は、受光レンズ４の光軸に直交する方向に例えば1024個
のＣＣＤを一列に設けて成る受光素子５が設けられ、前
記受光レンズ４の光軸が発光部２の光軸と所定角度（例
えば１５°）に交差されるように一体に取り付けられて
いる。
【００１３】また、前記距離センサ１は、Ｚ軸と平行な
回転軸Ａｚの下端部に傾動可能に支持され、回転軸Ａｚ
を回転させるＡｚ軸駆動モータ６と、距離センサ１を傾
動させる傾動モータ７により、発光部２の光軸を任意の
角度に傾斜させることができるように成されている。さ
らに、発光部２及び受光部３は、発光部２の光軸方向に
進退可能なシリンダ８のピストンロッドに取り付けられ
ると共に、例えば超音波モータ９により発光部２の光軸
を中心として回転可能に支持されている。
回転軸Ａｚの下端部に傾動可能に支持され、回転軸Ａｚ
を回転させるＡｚ軸駆動モータ６と、距離センサ１を傾
動させる傾動モータ７により、発光部２の光軸を任意の
角度に傾斜させることができるように成されている。さ
らに、発光部２及び受光部３は、発光部２の光軸方向に
進退可能なシリンダ８のピストンロッドに取り付けられ
ると共に、例えば超音波モータ９により発光部２の光軸
を中心として回転可能に支持されている。
【００１４】１０は、被測定物Ｗを支持する支持具であ
って、本例の場合、被測定物Ｗの中心軸を回転可能に支
持する回転軸Ａｘと、これを所定角度ずつ回転させるＡ
ｘ軸駆動モータ１１とからなる。前記回転軸ＡｘはＸ軸
と平行に配設され、被測定物Ｗの中心軸を通る切断面を
基準面として、当該基準面をＸ−Ｙ面と平行にした状態
に取り付けることができるようになされている。なお、
被測定物Ｗの表面側のみを測定し裏面側を測定する必要
がない場合は、被測定物Ｗを回転軸Ａｘに取り付けるこ
となく、Ｘ方向移動テーブルＴｘに直接取り付ければよ
い。
って、本例の場合、被測定物Ｗの中心軸を回転可能に支
持する回転軸Ａｘと、これを所定角度ずつ回転させるＡ
ｘ軸駆動モータ１１とからなる。前記回転軸ＡｘはＸ軸
と平行に配設され、被測定物Ｗの中心軸を通る切断面を
基準面として、当該基準面をＸ−Ｙ面と平行にした状態
に取り付けることができるようになされている。なお、
被測定物Ｗの表面側のみを測定し裏面側を測定する必要
がない場合は、被測定物Ｗを回転軸Ａｘに取り付けるこ
となく、Ｘ方向移動テーブルＴｘに直接取り付ければよ
い。
【００１５】１２は、測定点に焦点Ｆを合わせるフォー
カス装置であって、距離センサ１内に配設されている。
受光部３の測定精度を上げていくと測定深度が浅くなる
ため（例えば約１０mm）、被測定物Ｗにその測定深度よ
り深い凹凸や段差が形成されていると、測定点の位置が
測定深度から逸脱してしまい測定不能になる。
カス装置であって、距離センサ１内に配設されている。
受光部３の測定精度を上げていくと測定深度が浅くなる
ため（例えば約１０mm）、被測定物Ｗにその測定深度よ
り深い凹凸や段差が形成されていると、測定点の位置が
測定深度から逸脱してしまい測定不能になる。
【００１６】そこで、図３に示すように、測定深度が受
光部３に比して深く選定され、その焦点位置が受光部５
の測定深度内に設定されたフォーカス装置１２を設け、
被測定物Ｗの凹凸や段差により測定点の位置が受光素子
５の測定深度を超えたときに、測定点までの距離と移動
方向を検出信号として出力する。
光部３に比して深く選定され、その焦点位置が受光部５
の測定深度内に設定されたフォーカス装置１２を設け、
被測定物Ｗの凹凸や段差により測定点の位置が受光素子
５の測定深度を超えたときに、測定点までの距離と移動
方向を検出信号として出力する。
【００１７】したがって、前記検出信号により、焦点Ｆ
と測定点の位置に応じて、光軸がＺ軸と平行な場合には
Ｚ方向移動テーブルＴｚが所定量移動され、光学が傾斜
されている場合は各移動テーブルＴｘ，Ｔｙ及びＴｚを
同時に所定量ずつ移動させることによって光センサ１を
光軸方向に移動させる。なお、シリンダ８を所定長さだ
け伸縮させてもよく、この場合は光軸の傾斜に関係なく
光センサ１を光軸方向に移動することができる。
と測定点の位置に応じて、光軸がＺ軸と平行な場合には
Ｚ方向移動テーブルＴｚが所定量移動され、光学が傾斜
されている場合は各移動テーブルＴｘ，Ｔｙ及びＴｚを
同時に所定量ずつ移動させることによって光センサ１を
光軸方向に移動させる。なお、シリンダ８を所定長さだ
け伸縮させてもよく、この場合は光軸の傾斜に関係なく
光センサ１を光軸方向に移動することができる。
【００１８】このフォーカス装置１２は、受光部３ほど
精密な距離測定を行うことはできないものの受光部３の
測定深度内に焦点を合わせることができる程度の精度を
有しているので、焦点Ｆが測定点と合った時点で、受光
部３により距離を測定することにより、迅速且つ高精度
な測定が可能となる。
精密な距離測定を行うことはできないものの受光部３の
測定深度内に焦点を合わせることができる程度の精度を
有しているので、焦点Ｆが測定点と合った時点で、受光
部３により距離を測定することにより、迅速且つ高精度
な測定が可能となる。
【００１９】１３は、予め設定されたプログラムや被測
定物Ｗの形状に応じて各移動テーブルＴｘ，Ｔｙ及びＴ
ｚ，Ａｚ軸駆動モータ６，傾動モータ７，シリンダ８，
超音波モータ９，Ａｘ軸駆動モータ１１を駆動する制御
信号を出力すると共に、反射光が受光されている一方の
受光部３を選択し、その受光部３に反射光が受光されな
くなったときに反射光を受光している他方の受光部３を
選択する制御信号を出力する制御装置である。
定物Ｗの形状に応じて各移動テーブルＴｘ，Ｔｙ及びＴ
ｚ，Ａｚ軸駆動モータ６，傾動モータ７，シリンダ８，
超音波モータ９，Ａｘ軸駆動モータ１１を駆動する制御
信号を出力すると共に、反射光が受光されている一方の
受光部３を選択し、その受光部３に反射光が受光されな
くなったときに反射光を受光している他方の受光部３を
選択する制御信号を出力する制御装置である。
【００２０】また、１４は測定点のＸ−Ｙ−Ｚ座標値を
算出する演算装置であって、各移動テーブルＴｘ，Ｔｙ
及びＴｚの移動量，Ａｚ軸の回転角，傾動モータ７の傾
斜角及びシリンダ８の伸縮量に基づいて発光部２の座標
値を算出する演算手段１５と、Ａｚ軸の回転角及び傾動
モータ７の傾斜角に基づいて座標軸に対する発光部２の
光軸の傾きを算出する演算手段１６と、距離センサ１か
らの出力信号に基づいて発光部２と測定点までの距離を
求める演算手段１７と、前記各演算手段１５，１６及び
１７の演算結果に基づいて測定点のＸ−Ｙ−Ｚ座標値を
算出する演算手段１８からなる。
算出する演算装置であって、各移動テーブルＴｘ，Ｔｙ
及びＴｚの移動量，Ａｚ軸の回転角，傾動モータ７の傾
斜角及びシリンダ８の伸縮量に基づいて発光部２の座標
値を算出する演算手段１５と、Ａｚ軸の回転角及び傾動
モータ７の傾斜角に基づいて座標軸に対する発光部２の
光軸の傾きを算出する演算手段１６と、距離センサ１か
らの出力信号に基づいて発光部２と測定点までの距離を
求める演算手段１７と、前記各演算手段１５，１６及び
１７の演算結果に基づいて測定点のＸ−Ｙ−Ｚ座標値を
算出する演算手段１８からなる。
【００２１】以上が本発明の一例構成であって次にその
作用について説明する。例えば、人形の頭部をプラスチ
ック成形する場合の金型をおこす場合について説明する
と、頭部模型を被測定物ＷとしてＡｘ軸に取り付け、発
光部２の光軸を被測定物Ｗの表面に照射して、Ｘ方向移
動テーブルＴｘを喉部から頭頂部に向かって所定ピッチ
で移動させながら各測定点の座標を一列に測定する。こ
のとき、発光部２の光軸がＺ軸と方向となるように鉛直
下方に向け、Ａｘ軸と交差させれば、測定点の座標値を
より簡単に算定することができる。
作用について説明する。例えば、人形の頭部をプラスチ
ック成形する場合の金型をおこす場合について説明する
と、頭部模型を被測定物ＷとしてＡｘ軸に取り付け、発
光部２の光軸を被測定物Ｗの表面に照射して、Ｘ方向移
動テーブルＴｘを喉部から頭頂部に向かって所定ピッチ
で移動させながら各測定点の座標を一列に測定する。こ
のとき、発光部２の光軸がＺ軸と方向となるように鉛直
下方に向け、Ａｘ軸と交差させれば、測定点の座標値を
より簡単に算定することができる。
【００２２】次いで、Ａｘ軸駆動モータ１１により被測
定物Ｗを所定角度（例えば１°）回転させ、Ｘ方向移動
テーブルＴｘを頭頂部から喉部に向かって所定ピッチで
移動させながら各測定点の座標値を算定する。このと
き、被測定物Ｗが回転されているので、その座標値は回
転軸Ａｘの回転角度に応じて演算手段１８で補正されて
算定される。そして、これを繰り返すことにより被測定
物Ｗの全周の測定点について座標値を算定することがで
きる。
定物Ｗを所定角度（例えば１°）回転させ、Ｘ方向移動
テーブルＴｘを頭頂部から喉部に向かって所定ピッチで
移動させながら各測定点の座標値を算定する。このと
き、被測定物Ｗが回転されているので、その座標値は回
転軸Ａｘの回転角度に応じて演算手段１８で補正されて
算定される。そして、これを繰り返すことにより被測定
物Ｗの全周の測定点について座標値を算定することがで
きる。
【００２３】また、図５（ａ）に示すように、受光部
３，３の位置を例えばＸ軸と平行にして進行方向後方
（図面で見て左側）の受光部３で測定している場合に、
被測定物Ｗの表面に、反射光の反射角度よりも小さな角
度のＶ溝２０がＸ軸方向と直交する方向に形成されてい
ると、Ｖ溝２０の斜面からの反射光がその斜面に遮られ
て受光部３に届かなくなる。このときは、制御装置１３
からの制御信号により進行方向前方の受光部３（図面で
見て右側）に切り換える。
３，３の位置を例えばＸ軸と平行にして進行方向後方
（図面で見て左側）の受光部３で測定している場合に、
被測定物Ｗの表面に、反射光の反射角度よりも小さな角
度のＶ溝２０がＸ軸方向と直交する方向に形成されてい
ると、Ｖ溝２０の斜面からの反射光がその斜面に遮られ
て受光部３に届かなくなる。このときは、制御装置１３
からの制御信号により進行方向前方の受光部３（図面で
見て右側）に切り換える。
【００２４】さらに、Ｖ溝２０の底部近くからの反射光
は、図５（ｂ）に示すように、両側の斜面に遮られてい
ずれの受光部３，３にも入力されなくなるので、このと
きは制御装置１３からの制御信号により、図５（ｃ）に
示すように、距離センサ１が発光部２の光軸を中心とし
て受光部３に光が受光される位置まで回転されるので、
反射光が受光されたいずれか一方の受光部３で測定を行
う。
は、図５（ｂ）に示すように、両側の斜面に遮られてい
ずれの受光部３，３にも入力されなくなるので、このと
きは制御装置１３からの制御信号により、図５（ｃ）に
示すように、距離センサ１が発光部２の光軸を中心とし
て受光部３に光が受光される位置まで回転されるので、
反射光が受光されたいずれか一方の受光部３で測定を行
う。
【００２５】この場合に、発光部２の光軸がＺ軸と平行
な場合にはＡｚ軸駆動モータ６又は超音波モータ９を駆
動させることにより距離センサ１を回転さればよく、光
軸が傾斜している場合には超音波モータ９を駆動させる
ことにより距離センサ１を回転させればよい。
な場合にはＡｚ軸駆動モータ６又は超音波モータ９を駆
動させることにより距離センサ１を回転さればよく、光
軸が傾斜している場合には超音波モータ９を駆動させる
ことにより距離センサ１を回転させればよい。
【００２６】また、図３に示すように、被測定物Ｗの表
面に形成された測定深度以上の段差や凹凸により、測定
点が受光部３の測定深度から逸脱した場合は、フォーカ
ス装置１２からの検出信号に基づいて距離センサ１が光
軸方向に移動される。フォーカス装置１２からは、測定
点までの距離と移動方向が検出信号として出力されるの
で、距離センサ１が発光部２の光軸に沿って所定の方向
に所定距離だけ移動され、測定点と焦点Ｆが合わされ、
測定時間をロスすることなく三次元データを測定するこ
とができる。
面に形成された測定深度以上の段差や凹凸により、測定
点が受光部３の測定深度から逸脱した場合は、フォーカ
ス装置１２からの検出信号に基づいて距離センサ１が光
軸方向に移動される。フォーカス装置１２からは、測定
点までの距離と移動方向が検出信号として出力されるの
で、距離センサ１が発光部２の光軸に沿って所定の方向
に所定距離だけ移動され、測定点と焦点Ｆが合わされ、
測定時間をロスすることなく三次元データを測定するこ
とができる。
【００２７】このとき、光軸がＸ軸，Ｙ軸又はＺ軸と平
行な場合は対応する移動テーブルＴｘ，Ｔｙ，Ｔｚを所
定方向に所定量移動させることにより、また、光軸が傾
斜している場合は各移動テーブルＴｘ，Ｔｙ，Ｔｚを同
時に所定量ずつ移動させることにより、光センサ１を光
軸方向に移動させることができる。もちろんシリンダ８
を所定長さ伸縮させてもよい。
行な場合は対応する移動テーブルＴｘ，Ｔｙ，Ｔｚを所
定方向に所定量移動させることにより、また、光軸が傾
斜している場合は各移動テーブルＴｘ，Ｔｙ，Ｔｚを同
時に所定量ずつ移動させることにより、光センサ１を光
軸方向に移動させることができる。もちろんシリンダ８
を所定長さ伸縮させてもよい。
【００２８】さらに、例えば、図６に示すように、被測
定物Ｗに急斜面２１が形成されると共に、その斜面の途
中に凹部２２が形成されている場合に、光軸をＺ軸と平
行にした状態で測定すると、斜面部分で測定点Ｐ1 〜Ｐ
8の三次元データしか測定することができないので、正
確な物体形状を把握することができず、測定ピッチを細
かくしても凹部２２の内側まで測定することはできな
い。
定物Ｗに急斜面２１が形成されると共に、その斜面の途
中に凹部２２が形成されている場合に、光軸をＺ軸と平
行にした状態で測定すると、斜面部分で測定点Ｐ1 〜Ｐ
8の三次元データしか測定することができないので、正
確な物体形状を把握することができず、測定ピッチを細
かくしても凹部２２の内側まで測定することはできな
い。
【００２９】したがってこのような場合は、Ａｚ軸駆動
モータ６及び傾動モータ７を駆動させて、発光部２の光
軸を斜面と略直交する方向に傾斜させた状態で測定する
ことにより、凹部２２の内側のＸ−Ｙ−Ｚ座標値も測定
することできる。
モータ６及び傾動モータ７を駆動させて、発光部２の光
軸を斜面と略直交する方向に傾斜させた状態で測定する
ことにより、凹部２２の内側のＸ−Ｙ−Ｚ座標値も測定
することできる。
【００３０】また、例えば図７に示すような半円柱を９
０°に連結したような被測定物Ｗに対しては、発光部２
の光軸を測定部位に応じて被測定物Ｗの測定面に対して
略直交する方向に傾斜させることにより物体形状を正確
に測定することができる。例えば、Ｘ軸と平行に延びた
部分については、光センサ１がＹ−Ｚ面と平行に傾動さ
れるようにＡｚ軸駆動モータ６が所定角度回転されると
共に、Ｙ−Ｚ面内で円弧を描くように移動テーブルＴ
ｙ，Ｔｚが所定量ずつ移動され、傾動モータ７が所定角
度ずつ回転される。
０°に連結したような被測定物Ｗに対しては、発光部２
の光軸を測定部位に応じて被測定物Ｗの測定面に対して
略直交する方向に傾斜させることにより物体形状を正確
に測定することができる。例えば、Ｘ軸と平行に延びた
部分については、光センサ１がＹ−Ｚ面と平行に傾動さ
れるようにＡｚ軸駆動モータ６が所定角度回転されると
共に、Ｙ−Ｚ面内で円弧を描くように移動テーブルＴ
ｙ，Ｔｚが所定量ずつ移動され、傾動モータ７が所定角
度ずつ回転される。
【００３１】Ｙ軸と平行に延びた部分については、光セ
ンサ１がＸ−Ｚ面と平行に傾動されるようにＡｚ軸駆動
モータ６が所定角度回転されると共に、Ｘ−Ｚ面内で円
弧を描くように移動テーブルＴｘ，Ｔｚが所定量ずつ移
動され、傾動モータ７が所定角度ずつ回転される。
ンサ１がＸ−Ｚ面と平行に傾動されるようにＡｚ軸駆動
モータ６が所定角度回転されると共に、Ｘ−Ｚ面内で円
弧を描くように移動テーブルＴｘ，Ｔｚが所定量ずつ移
動され、傾動モータ７が所定角度ずつ回転される。
【００３２】また、連結部については光センサ１がＹ−
Ｚ面及びＸ−Ｚ面に対して４５°の面と平行に傾動され
るようにＡｚ軸駆動モータ６が所定角度回転されると共
に、その面内で円弧を描くように、移動テーブルＴｘ，
Ｔｙ，Ｔｚが所定量ずつ移動され、傾動モータ７が所定
角度ずつ回転される。
Ｚ面及びＸ−Ｚ面に対して４５°の面と平行に傾動され
るようにＡｚ軸駆動モータ６が所定角度回転されると共
に、その面内で円弧を描くように、移動テーブルＴｘ，
Ｔｙ，Ｔｚが所定量ずつ移動され、傾動モータ７が所定
角度ずつ回転される。
【００３３】なお、実施例の説明においては、受光部３
を二つ設けた場合についてのみ説明したが、その数は任
意である。ただし、受光部３の数が多いほど、特に、発
光部２の光軸を中心とする円周に沿って隙間なく受光部
を設ければ、測定点から乱反射された光を全方位的に受
光することができ死角が少なくなる。また、光センサ１
を発光部２の光軸を中心に回転させる場合は、一つの受
光部３でも足りるが、やはり数が多ければ小さな回転角
度で全方位をカバーすることができる。さらに、距離セ
ンサ１を被測定物Ｗに対してＸ軸方向，Ｙ軸方向，Ｚ軸
方向に相対移動させる手段としては、距離センサ１が移
動される場合であっても、被測定物Ｗが移動される場合
であってもよい。
を二つ設けた場合についてのみ説明したが、その数は任
意である。ただし、受光部３の数が多いほど、特に、発
光部２の光軸を中心とする円周に沿って隙間なく受光部
を設ければ、測定点から乱反射された光を全方位的に受
光することができ死角が少なくなる。また、光センサ１
を発光部２の光軸を中心に回転させる場合は、一つの受
光部３でも足りるが、やはり数が多ければ小さな回転角
度で全方位をカバーすることができる。さらに、距離セ
ンサ１を被測定物Ｗに対してＸ軸方向，Ｙ軸方向，Ｚ軸
方向に相対移動させる手段としては、距離センサ１が移
動される場合であっても、被測定物Ｗが移動される場合
であってもよい。
【００３４】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、距
離センサの発光部を中心とする円周に沿って複数の受光
部が形成され、距離測定に使用している任意の受光部で
反射光が受光されなくなっても、反射光が受光されてい
る他の受光部で距離測定を行うことができるので、測定
を中断することなく連続して正確に測定点の座標値を算
定することができるという優れた効果を有する。
離センサの発光部を中心とする円周に沿って複数の受光
部が形成され、距離測定に使用している任意の受光部で
反射光が受光されなくなっても、反射光が受光されてい
る他の受光部で距離測定を行うことができるので、測定
を中断することなく連続して正確に測定点の座標値を算
定することができるという優れた効果を有する。
【図１】 本発明装置を示す斜視図。
【図２】 距離センサを示す概略構成図。
【図３】 距離センサを示す概略構成図。
【図４】 本発明装置を示すブロック図。
【図５】 使用状態を示す説明図。
【図６】 使用状態を示す説明図。
【図７】 使用状態を示す説明図。
【図８】 従来の測定装置を示す概略構成図。
１・・・距離センサ ２・・・発光部 ３・・・受光部 ６・・・Ａｚ軸駆動モ
ータ ７・・・傾動装置 ８・・・シリンダ ９・・・超音波モータ １０・・・被測定物支持
具 １１・・・Ａｘ軸駆動モータ １２・・・フォーカス
装置 １３・・・制御装置 １４・・・演算装置
ータ ７・・・傾動装置 ８・・・シリンダ ９・・・超音波モータ １０・・・被測定物支持
具 １１・・・Ａｘ軸駆動モータ １２・・・フォーカス
装置 １３・・・制御装置 １４・・・演算装置
Claims (4)
- 【請求項１】 被測定物（Ｗ）の測定点に対して光を照
射する発光部（２）と、測定点からの反射光をその反射
角度に応じて受光する多数の受光素子からなる受光部
（３）とを備えた距離センサ（１）により、発光部
（２）と測定点との距離を求め、当該距離に基づいて測
定点の座標値を算定する物体形状の三次元測定装置にお
いて、前記距離センサ（１）の受光部（３）が、発光部
（２）の光軸を中心とする円周に沿って複数組設けら
れ、反射光が受光されている任意の受光部（３）を選択
して発光部（２）と測定点との距離を算出すると共に、
その受光部（３）に反射光が受光されなくなったとき
に、反射光を受光している他の受光部（３）を選択して
発光部（２）と測定点との距離を継続的に算出する演算
装置（１７）を備えたことを特徴とする物体形状の三次
元測定装置。 - 【請求項２】 被測定物（Ｗ）の測定点に対して光を照
射する発光部（２）と、測定点からの反射光をその反射
角度に応じて受光する多数の受光素子からなる受光部
（３）とを備えた距離センサ（１）により、発光部
（２）と測定点との距離を求め、当該距離に基づいて測
定点の座標値を算定する物体形状の三次元測定装置にお
いて、前記距離センサ（１）が発光部（２）の光軸を回
転軸とする回転装置（６，９）に取り付けられ、受光部
（３）に反射光が受光されなくなったときに、前記回転
装置（６，９）を駆動して受光部（３）で反射光を受光
できる位置まで距離センサ（１）を回転させる制御装置
（１３）と、受光部（３）で反射光が受光されたときに
発光部（２）と測定点との距離を算出する演算装置（１
７）を備えたことを特徴とする物体形状の三次元測定装
置。 - 【請求項３】 被測定物（Ｗ）の測定点に対して光を照
射する発光部（２）と、測定点からの反射光をその反射
角度に応じて受光する多数の受光素子からなる受光部
（３）とを備えた距離センサ（１）により、発光部
（２）と測定点との距離を求め、当該距離に基づいて測
定点の座標値を算定する物体形状の三次元測定装置にお
いて、被測定物（Ｗ）を三次元座標軸のいずれか一つの
座標軸と平行な回転軸（Ａｘ）により回転可能に支持す
る回転装置（１１）と、当該回転装置（１１）を駆動し
て前記回転軸（Ａｘ）を所定角度ずつ回転させる制御装
置（１３）と、前記回転軸（Ａｘ）の回転角に応じて測
定点の座標値を補正して算定する演算装置（１４）を備
えたことを特徴とする物体形状の三次元測定装置。 - 【請求項４】 被測定物（Ｗ）の測定点に対して光を照
射する発光部（２）と、測定点からの反射光をその反射
角度に応じて受光する多数の受光素子からなる受光部
（３）とを備えた距離センサ（１）により、発光部
（２）と測定点との距離を求め、当該距離に基づいて測
定点の座標値を算定する物体形状の三次元測定装置にお
いて、前記受光部（３）に比して測定深度が深く設定さ
れると共に焦点が受光部（３）の測定深度内に設けられ
たフォーカス装置（１２）が距離センサ（１）に一体に
取り付けられ、測定点が受光部（３）の測定深度から逸
脱したときに、フォーカス装置（１２）の焦点に測定点
を合焦させるように距離センサ（１）を発光部（２）の
光軸方向に沿って相対移動させる制御装置（１３）を備
えたことを特徴とする物体形状の三次元測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3285092A JP3071271B2 (ja) | 1991-10-30 | 1991-10-30 | 物体形状の三次元測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3285092A JP3071271B2 (ja) | 1991-10-30 | 1991-10-30 | 物体形状の三次元測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05126541A JPH05126541A (ja) | 1993-05-21 |
| JP3071271B2 true JP3071271B2 (ja) | 2000-07-31 |
Family
ID=17687029
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3285092A Expired - Fee Related JP3071271B2 (ja) | 1991-10-30 | 1991-10-30 | 物体形状の三次元測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3071271B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB9001486D0 (en) * | 1990-01-23 | 1990-03-21 | Kodak Ltd | Pyrazolo(1,5-a)benzimidazole photographic colour couplers |
| KR100615576B1 (ko) * | 2003-02-06 | 2006-08-25 | 주식회사 고영테크놀러지 | 3차원형상 측정장치 |
| JP6091864B2 (ja) * | 2012-11-27 | 2017-03-08 | 株式会社キーエンス | 形状測定装置、形状測定方法および形状測定プログラム |
-
1991
- 1991-10-30 JP JP3285092A patent/JP3071271B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05126541A (ja) | 1993-05-21 |
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