JP3355583B2 - 光学測定用測定点部材 - Google Patents

光学測定用測定点部材

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JP3355583B2 JP00301793A JP301793A JP3355583B2 JP 3355583 B2 JP3355583 B2 JP 3355583B2 JP 00301793 A JP00301793 A JP 00301793A JP 301793 A JP301793 A JP 301793A JP 3355583 B2 JP3355583 B2 JP 3355583B2
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    • G01C15/02—Means for marking measuring points
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    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
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    • G—PHYSICS
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、２台以上の２次元の感
光要素による３次元測定等に使用する光学測定用測定点
部材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】自動車のボディーなどの被測定物の三次
元測定の測定方法の１つとして、２台以上の２次元の感
光要素、例えばＣＣＤカメラを用いて被測定物を撮像
し、この時の画像データを元に、三角測量法によって被
測定物の寸法を算出する測定方法がある。
【０００３】この測定方法では、図５及び図６に示す如
く、各ＣＣＤカメラ(1)のレンズ(2)を通して受光面とな
る固体センサ(3)に、被測定物(A)上の所定位置に形成し
た光点(P)からの光線が入射した時、固体センサ(3)を構
成する多数の画素(4)の内、光線による出力がある画素
群よりの出力中心の、固体センサ(3)の中心からの位置
を検出し、この位置データから光点(P)の各ＣＣＤカメ
ラ(1)からの角度を算出する（尚、図４中(L)は、ＣＣＤ
カメラ(1)の光軸である）。
【０００４】そして、２台以上のＣＣＤカメラ(1)から
得た各角度データを元に、光点(P)の位置を算出する。
【０００５】このようにして、被測定物(A)上の多数の
光点(P)からのデータを順次演算していくことにより、
被測定物(A)の三次元寸法を得るようにしている。
【０００６】尚、被測定物(A)上に多数の光点(P)を形成
する手段としては、例えば、レーザスキャナを使用し、
被測定物(A)上にレーザスポットを順次照射すればよ
い。
【０００７】ところで、上記測定方法によって三次元測
定を行うためには、事前に、各ＣＣＤカメラ(1)の被測
定物(A)に対する絶対的な位置関係を検出しておく必要
がある。
【０００８】このため、各ＣＣＤカメラ(1)を使用した
三次元測定前には、先ず、被測定物(A)上、或いは、被
測定物(A)の周囲の複数箇所に、測定基準となる光学測
定用測定点部材(10)を付設し、この各光学測定用測定点
部材(10)の各ＣＣＤカメラ(1)から見た位置と、被測定
物(A)上或いは被測定物(A)周囲の予め既知となっている
２点間の寸法から、各ＣＣＤカメラ(1)の絶対的な位置
を算出するようにしている。
【０００９】また、この光学測定用測定点部材(10)に
は、通常、図４に示すような、円筒状をしたステム(11)
の前面中央部にＬＥＤ発光部(12)の保護、及び、ＬＥＤ
発光部(12)からの光線を発光部前方に均等に照射するた
めのキャップレンズ(13)を組込んだ、ＬＥＤを光源とし
た光学測定用測定点部材(10)が使用されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】上記した如く、ＬＥＤ
を光源とした光学測定用測定点部材(10)は、発光部とな
るＬＥＤ発光部(12)がある程度の面積を有していると共
に、ＬＥＤ発光部(12)の外周には、ＬＥＤ発光部(12)の
保護を兼たキャップレンズ(13)が取付けてある。
【００１１】このため、この光学測定用測定点部材(10)
をＣＣＤカメラ(1)で撮像すると、発光部はある程度の
面積をもった光球として認識され、しかも、光学測定用
測定点部材(10)を撮像する角度が変わると、ＬＥＤ発光
部(12)の前面に配置したキャップレンズ(13)の作用によ
り、光球内の最も輝度の高い部分の位置が変化して見え
てしまう。
【００１２】従って、上記光学測定用測定点部材(10)を
用いて被測定物の寸法を高精度に測定しようとすると、
上記光球の大きさ、及び、光球内の輝度の高い部分の見
掛け上の移動が測定精度を悪化させる原因になるといっ
た問題があった。
【００１３】
【課題を解決するための手段】複数の２次元の感光要素
により被測定物を撮像し、被測定物の三次元の寸法を求
めるときに使用する、自照式の光学測定用測定点部材
を、
【００１４】光源と、光源の前方に配置した、光源から
の光を拡散させるための拡散板と、拡散板の表面側或い
は裏面側に形成した、中央部にピンホールを有する遮光
膜とによって形成するか、或いは、光源と、光源の前方
に配置した、中央部に貫通孔を有する遮光板と、遮光板
に設けた貫通孔を通過する光を拡散させるため、貫通孔
内に埋設した拡散部材とによって形成したものである。
【００１５】
【作用】上記した如く、光源の前方に、光源からの光を
通過させるための小孔を設けると共に、光を拡散させる
ための拡散部材を配置することにより、非常に小さな光
点から光強度の指向性の弱い光を照射する測定用の点光
源を形成するものである。
【００１６】
【実施例】図１は、本発明に係る光学測定用測定点部材
の第１の実施例を示すものである。
【００１７】同図に於いて、(21)は、前面が開口した有
底筒状をしたケーシング、(22)は、ケーシング(21)内の
底部中央に配設した光源となる発光ダイオード（以下Ｌ
ＥＤと称す）である。
【００１８】(23)は、ケーシング(21)の開口部内に嵌め
込まれたＬＥＤ(22)から照射された光線を拡散させるた
めの拡散板、(24)は、拡散板(23)の表面に貼着した遮光
膜であり、この遮光膜(24)の中央部にはピンホール(25)
が穿設してある。
【００１９】上記のように構成された光学測定用測定点
部材(20)を被測定物(A)の周囲、或いは被測定物(A)上に
配置し、ＬＥＤ(22)を発光させると、ＬＥＤ(22)から照
射して光は、拡散板(23)によって拡散した後、遮光膜(2
4)に設けたピンホール(25)を通過して光学測定用測定点
部材(20)の前方に向けて照射する。
【００２０】この時、光学測定用測定点部材(20)の２次
元の感光要素、例えばＣＣＤカメラ(1)側から見た発光
部は、遮光膜(24)に設けたピンホール(25)となるため、
非常に小さな点光源となり、また、ピンホール(25)から
照射される光は、拡散板(23)によって拡散されており、
ピンホール(25)からは光強度の指向性の弱い光が照射さ
れている。
【００２１】従って、この光学測定用測定点部材(20)を
ＣＣＤカメラ(1)で撮像すれば、発光部は非常に小さな
点光源として認識でき、また、光学測定用測定点部材(2
0)を撮像する角度が変っても、発光部の見掛け上の位置
が変化することはないため、高精度な計測が可能とな
る。
【００２２】図２は、本発明な係る光学測定用測定点部
材の第２の実施例を示すものである。
【００２３】この図に示す光学測定用測定点部材(30)
は、第１の実施例と同様、有底筒状をしたケーシング(2
1)と、ケーシング(21)内に配置されるＬＥＤ(22)と、ケ
ーシング(21)の開口部に嵌め込まれる拡散板(23)と、拡
散板(23)に貼着されるピンホール(25)を有する遮光膜(2
4)とによって形成されている。
【００２４】そして、第１の実施例と異なる点は、ピン
ホール(25)を有する遮光膜(24)の拡散板(23)への貼着位
置が、拡散板(23)の表面側ではなく裏面側とした点であ
り、それ以外は、第１の実施例と同様である。
【００２５】上記のように構成された光学測定用測定点
部材(30)を被測定物(A)の周囲、或いは被測定物(A)上に
配置し、ＬＥＤ(22)を発光させると、ＬＥＤ(22)から照
射して光は、遮光膜(24)に設けたピンホール(25)を通過
した後、拡散板(23)によって拡散しながら光学測定用測
定点部材(30)の前方に向けて照射する。
【００２６】この時、光学測定用測定点部材(30)のＣＣ
Ｄカメラ側から見た発光部は、遮光膜(24)に設けたピン
ホール(25)となるため、非常に小さな点光源となり、ま
た、ピンホール(25)から照射された光は、拡散板(23)に
よって拡散されるため、ピンホール(25)からの光は、光
強度の指向性の弱い光となって光学測定用測定点部材(3
0)の前方に向けて照射される。
【００２７】従って、この光学測定用測定点部材(20)を
ＣＣＤカメラ(1)で撮像すれば、発光部は非常に小さな
点光源として認識でき、また、光学測定用測定点部材(3
0)を撮像する角度が変っても、発光部の見掛け上の位置
が変化することはないため、高精度な計測が可能とな
る。
【００２８】図３は、本発明に係る光学測定用測定点部
材の第３の実施例を示すものである。
【００２９】この図に示す光学測定用測定点部材(40)
は、有底筒状をしたケーシング(41)と、ケーシング(41)
の下部中央に配置したＬＥＤ(22)と、ケーシング(41)の
開口部に嵌め込まれた、中央部に小径の貫通孔を有する
遮光板(42)と、遮光板(42)の貫通孔(43)内に嵌め込まれ
る、ＬＥＤ(22)からの光線を拡散させるための拡散部材
(44)とによって形成されている。
【００３０】上記のように構成された光学測定用測定点
部材(40)を被測定物(A)の周囲、或いは被測定物(A)上に
配置し、ＬＥＤ(22)を発光させると、ＬＥＤ(22)から照
射して光は、遮光板(42)に設けた貫通孔(43)に達し、こ
の貫通孔(43)に嵌め込んだ拡散部材(44)によって拡散し
ながら光学測定用測定点部材(40)の前方に向けて照射す
る。
【００３１】この時、光学測定用測定点部材(40)のＣＣ
Ｄカメラ側から見た発光部は、遮光板(42)に設けた貫通
孔(43)となるため、非常に小さな点光源となり、また、
貫通孔(43)から照射された光は、貫通孔(43)内に嵌め込
んだ拡散部材(44)によって拡散されるため、貫通孔(43)
からの光は、光強度の指向性の弱い光となって光学測定
用測定点部材(40)の前方に向けて照射される。
【００３２】従って、この光学測定用測定点部材(40)を
ＣＣＤカメラ(1)で撮像すれば、発光部は非常に小さな
点光源として認識でき、また、光学測定用測定点部材(4
0)を撮像する角度が変っても、発光部の見掛け上の位置
が変化することはないため、高精度な計測が可能とな
る。
【００３３】尚、上記各実施例は、ケーシング(21)(41)
内に１個のＬＥＤ(22)を配置した例について説明した
が、ピンホール(25)或いは貫通孔(43)から照射する光の
光量が充分でない時には、ケーシング(21)(41)内に配置
するＬＥＤ(22)の数を複数個としてもよい。
【００３４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、複数の
ＣＣＤカメラにより被測定物を撮像し、被測定物の三次
元の寸法を求める時に使用する自照式の光学測定用測定
点部材を、
【００３５】ＬＥＤと、ＬＥＤからの光を通過させるた
めの小孔と、この小孔を通過する光を拡散させるための
拡散部材とによって形成し、
【００３６】ＬＥＤからの光を小孔で絞ると共に、拡散
部材によって拡散させるようにしたから、非常に小さな
光点から光強度の指向性の弱い光を照射する測定用の点
光源を形成することが可能となり、光学測定用測定点部
材を使用した被測定物の寸法測定時、非常に高精度な寸
法測定が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光学測定用測定点部材の第１の実
施例を示す断面図。
【図２】本発明に係る光学測定用測定点部材の第２の実
施例を示す断面図。
【図３】本発明に係る光学測定用測定点部材の第３の実
施例を示す断面図。
【図４】従来の光学測定用測定点部材を示す側面図。
【図５】２台のＣＣＤカメラによる被測定物測定時の状
態を示す斜視図。
【図６】ＣＣＤカメラに光線が入射した時の状態を示す
斜視図。
【符号の説明】
Ａ 被測定物 １ ＣＣＤカメラ ２０ 光学測定用測定点部材 ２１ ケーシング ２２ 発光ダイオード ２３ 拡散板 ２４ 遮光膜 ２５ ピンホール ３０ 光学測定用測定点部材 ４０ 光学測定用測定点部材 ４１ ケーシング ４２ 遮光板 ４３ 貫通孔 ４４ 拡散部材
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−186277（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−197508（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−173006（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01B 11/00 - 11/30 G01C 3/06

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 複数の２次元の感光要素により被測定物
    を撮像し、被測定物の三次元の寸法を求めるときに使用
    する自照式の光学測定用測定点部材において、 開口部を有するケーシングと、 前記開口部に向けて光を発するようにケーシング内に配
    置された光源と、 前記ケーシングの開口部を被うように装着され、前記光
    源からの光を拡散させるための拡散板と、 前記拡散板の表面側或いは裏面側に貼着された遮光板で
    あって、中央部にピンホールを有する遮光膜とを備え、 点光源を形成することを特徴とする光学測定用測定点部
    材。
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