JP3950433B2 - Three-dimensional shape measuring apparatus and three-dimensional shape measuring method - Google Patents
Three-dimensional shape measuring apparatus and three-dimensional shape measuring method Download PDFInfo
- Publication number
- JP3950433B2 JP3950433B2 JP2003131617A JP2003131617A JP3950433B2 JP 3950433 B2 JP3950433 B2 JP 3950433B2 JP 2003131617 A JP2003131617 A JP 2003131617A JP 2003131617 A JP2003131617 A JP 2003131617A JP 3950433 B2 JP3950433 B2 JP 3950433B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- dimensional shape
- laser beam
- shape measuring
- laser light
- measuring apparatus
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、対象物表面にレーザ光を走査しながら照射し、対象物表面にて反射したレーザ光を受光して、対象物表面の3次元形状を測定する3次元形状測定装置および3次元形状測定方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、レーザ光源及びコリメートレンズからなるレーザ光照射器からのレーザ光を対象物に照射して同対象物表面に照射スポットを形成するとともに、同照射スポットを対象物表面で走査し、対象物表面から反射されるレーザ光を結像レンズおよびCCDを直線的に配列したラインセンサからなる受光器にて受光し、この受光した反射光を用いて3角測量の原理に基づいて対象物の3次元形状を測定する3次元形状測定装置はよく知られている(例えば、下記特許文献1,2参照)。
【0003】
【特許文献1】
特開2002−243421号公報
【特許文献2】
特開2002−139311号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
このような対象物の3次元形状測定においては、測定前に、3次元形状測定装置または対象物の位置を移動させて、対象物表面のレーザ光による走査跡を目視で確認して対象物の測定部位を定めるのが通常である。そして、本明細書では、この対象物の測定部位を定める状態をスタンバイ状態といい、対象物の表面の3次元形状を実際に測定している状態を測定状態という。また、このスタンバイ状態では、作業者の目に対する影響のために、レーザ光の強度をある程度小さな値に維持しておくことが通常行われている。
【0005】
しかし、上記従来の装置にあっては、スタンバイ状態でのレーザ光による走査跡も、測定状態にあるレーザ光による走査跡も、同じ連続線である。作業者は、このスタンバイ状態における測定部位の特定においてはレーザ光による走査跡に注視しているため、自ら誤って3次元形状測定装置を測定状態に切換え、または他の作業者が誤って3次元形状測定装置を測定状態に切換えても、この切換えに気付かないことが多い。このように、3次元形状測定装置がスタンバイ状態および測定状態のいずれかにあるかを気付かないことは、対象物の3次元形状の測定における作業効率を悪化させる。
【0006】
また、通常の3次元形状測定装置においては、対象物表面からの反射光をラインセンサとは独立したフォトディテクタによって受光していて、その受光量が常に一定になるようにレーザ光源の出力パワーを制御しており、対象物表面のレーザ光の反射率が低い部分でも、良好な3次元形状の測定を可能にしている。しかし、前記のように、作業者が、測定状態の3次元形状測定装置をスタンバイ状態にあると勘違いしていることもあり、この場合には、作業者が目に対する保護措置をとっていないこともあり、好ましくない。
【0007】
【発明の概要】
本発明は、上記問題に対処するためになされたもので、その目的は、3次元形状測定装置のスタンバイ状態を簡単に目視で確認できるようにした3次元形状測定装置および3次元形状測定方法を提供することにある。
【0008】
上記目的を達成するために、本発明の構成上の特徴は、測定状態での目視によるレーザ光の走査跡は連続線であり、スタンバイ状態での目視によるレーザ光の走査跡は離散した複数の照射スポットであるようにしたことにある。
【0009】
これによれば、作業者は、離散した複数の照射スポットからなるレーザ光の走査跡を目視することにより、3次元形状測定装置がスタンバイ状態にあることを簡単に把握できる。その結果、対象物の3次元形状測定の作業効率を向上させることができる。また、3次元形状測定装置の測定状態において、作業者の保護措置を的確にとることができるようにもなる。
【0010】
また、本発明の他の構成上の特徴は、測定状態では対象物表面にレーザ光を連続して照射し、前記スタンバイ状態では対象物表面にレーザ光を間欠的に照射するようにしたことにある。具体的には、測定状態ではレーザ光照射器を連続して励起し、スタンバイ状態ではレーザ光照射器を間欠的に励起するようにするとよい。また、レーザ光照射器を間欠的に励起するためには、所定周期のパルス列信号でレーザ光照射器を励起すればよい。
【0011】
これによれば、簡単な方法により、スタンバイ状態でのレーザ光による走査跡を、測定状態でのレーザ光による走査跡と異なるものにすることができる。
【0012】
【実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について図面を用いて説明すると、図1は同実施形態に係る3次元形状測定装置10を含む3次元形状測定システムを概略的に示している。
【0013】
この3次元形状測定システムは、基台30上に固定して先端部を測定対象空間内を自由に変位させる支持機構40を備えている。支持機構40は、固定ポール41、回転ロッド42、第1アーム43、第2アーム44および第3アーム45からなる。第3アーム45の先端部に、3次元形状測定装置10が組み付けられる。
【0014】
固定ポール41は、円筒状に形成され、その下端にて基台30上に垂直に立設固定されている。回転ロッド42は、円柱状に形成され、その下端部にて固定ポール41に軸線回りに回転可能に支持されて、固定ポール41から上方に突出している。第1アーム43は、その基端に設けた連結部43aにて、回転ロッド42の先端に設けた連結部42aに、回転ロッド42の軸線方向に直交する軸線回りに回転可能に組み付けられている。第2アーム44は、その基端に設けた連結部44aにて、第1アーム43の先端に設けた連結部43bに、第1アーム43の軸線方向に直交する軸線回りに回転可能に組み付けられている。第3アーム45は、その基端に設けた連結部45aにて、第2アーム44の先端に設けた連結部44bに、第2アーム44の軸線方向に直交する軸線回りに回転可能に組み付けられている。
【0015】
3次元形状測定装置10は、そのハウジング11に固定した連結器11aにより、第3アーム45の先端部に第3アーム45の軸線回りに回転可能に取り付けられる。
【0016】
また、支持機構40内には、回転角センサ46a,46b,46c,46d,46eが設けられている。回転角センサ46aは、固定ポール41内に組み込まれて、固定ポール41に対する回転ロッド42の軸線回りの回転角を検出する。回転角センサ46bは、第1アーム43の連結部43a内に組み込まれて、回転ロッド42の連結部42aに対する第1アーム43の連結部43aにおける一軸線回りの回転角を検出する。回転角センサ46cは、第2アーム44の連結部44a内に組み込まれて、第1アーム43の連結部43bに対する第2アーム44の連結部44aにおける一軸線回りの回転角を検出する。回転角センサ46dは、第3アーム45の連結部45a内に組み込まれて、第2アーム44の連結部44bに対する第3アーム45の連結部45aにおける一軸線回りの回転角を検出する。回転角センサ46eは、第3アーム45の先端部内に組み込まれて、第3アーム45に対する3次元形状測定装置10の第3アーム45における一軸線回りの回転角、すなわち3次元形状測定装置10の第3アーム45の先端部に対する回転角を検出する。
【0017】
3次元形状測定装置10は、図2に示すように、そのハウジング11内に、レーザ光源12、コリメートレンズ13、ガルバノミラー14、結像レンズ15、ラインセンサ16およびフォトディテクタ17を収容している。
【0018】
レーザ光源12は、半導体レーザなどで構成されており、レーザ光をコリメートレンズ13に向けて出射する。コリメートレンズ13は、レーザ光源12から出射されたレーザ光を平行光にする。これらのレーザ光源12およびコリメートレンズ13がレーザ光照射器を構成する。
【0019】
ガルバノミラー14は、コリメートレンズ13によって平行光にされたレーザ光の進路を変更して対象物OBへ出射するとともに、対象物OBの表面にて反射されたレーザ光の進路を変更して結像レンズ15に導く。また、このガルバノミラー14は、対象物OBの表面を照射スポットで走査するために、電動モータ21により駆動されて、紙面上下方向の軸線回りに所定角度だけ回転する。この電動モータ21には、同電動モータ21の回転角すなわちガルバノミラー14の回転角を検出する回転角センサ22が組み付けられている。
【0020】
結像レンズ15は、対象物OBからの反射光をラインセンサ16上に結像する。ラインセンサ16は、CCDなどの複数の受光素子を一列に配置して長尺状に構成されており、レーザ光源12から対象物OBの照射スポットまでの距離を、複数の受光素子のうちで対象物OBからの反射光を受光した受光素子の位置により検出するものである。これらの結像レンズ15およびラインセンサ16が反射光を受光する受光器を構成する。フォトディテクタ17は、ラインセンサ16にて反射したレーザ光を受光して、その受光量を表す検出信号を出力する。
【0021】
また、ハウジング11内には、電気制御回路23も内蔵されている。この電気制御回路23は、外部からの指示によりレーザ光源12および電動モータ21の作動を制御する。また、この電気制御回路23は、フォトディテクタ17によって検出された受光量を表す検出信号を入力して外部へ出力するとともに、回転角センサ22によって検出された回転角を表す検出信号を入力して外部へ出力する。
【0022】
さらに、電気制御回路23は、3角測量の原理に基づいて、ラインセンサ16からの検出信号を用いて3次元形状測定装置10内の基準点(例えば、ガルバノミラー14におけるレーザ光の反射位置)から対象物OBの照射スポットまでの距離を計算する。以下、この距離をZ方向距離という。電気制御回路23は、回転角センサ22からの検出信号を入力し、前記基準点から延設された基準方向に対するレーザ光のX軸線方向に沿った傾き角も計算する。以下、この傾き角をX方向傾き角という。そして、電気制御回路23は、照射スポットごとに、Z方向距離およびX方向傾き角を対にして対象物OBの表面形状情報として出力する。X,Y,Z軸線方向は、図2に示すとおりである。
【0023】
ふたたび、図1の説明に戻ると、3次元形状測定装置10は、入力装置50およびコントローラ60を付属させている。入力装置50は、複数の操作子を含むキーボードからなり、3次元形状測定システムの作動を指示する。コントローラ60は、入力装置50からの指示にしたがって、3次元形状測定装置10の動作を制御するとともに、3次元形状測定装置10と共に3次元形状測定システムを構成する画像処理装置70の動作を制御する。
【0024】
コントローラ60は、その詳細を図3に示すように、CPU,ROM,RAMなどを主用構成部品とする制御回路61を有する。制御回路61は、図示しないプログラムの実行により、スタンバイモード、測定モードなどの各種モードにしたがって、パルス列信号発生回路62、レーザパワー調整回路63、選択回路64およびモータドライブ回路65を制御する。
【0025】
具体的には、入力装置50の操作によってスタンバイモードが指定されているとき、制御回路61は、パルス列信号発生回路62を作動させるとともに、選択回路64を制御してパルス列信号発生回路62からの出力信号をレーザドライブ回路66に選択出力させる。パルス列信号発生回路62は、その作動時に、電動モータ21によるガルバノミラー14の回転周期を10〜30の整数で除算した周期(例えば、ガルバノミラー14の回転周期を1/30Hzとすると、1.67ミリ秒)を有するとともに、1/10〜1/3のデューティ比を有する所定の振幅レベルのパルス列信号を出力する。この場合、レーザドライブ回路66は、前記パルス列信号に応答して、レーザ光源12を前記周期で間欠的に励起して、コリメートレンズ13にレーザ光を同周期で間欠的に出射する。また、この場合のレーザ光源12から出射されるレーザ光の強度はある程度小さく抑えられる。
【0026】
また、入力装置50の操作によって測定モードが指定されているとき、制御回路61は、レーザパワー調整回路63を作動させるとともに、選択回路64を制御してレーザパワー調整回路63からの出力信号をレーザドライブ回路66に選択出力させる。レーザパワー調整回路63は、反射光量検出回路67からの反射光量を表す信号に応じたレベルを有する連続信号を出力する。反射光量検出回路67はフォトディテクタ17による検出信号を入力して、対象物OBの表面からの照射スポットによる反射光の強度を検出して、同検出強度を表す信号を出力する。そして、レーザパワー調整回路63は、この信号に応じて、反射光の強度が小さくなるに従ってレベルの大きくなる連続信号をレーザドライブ回路66に出力する。この場合、レーザドライブ回路66は、レーザ光源12を連続して励起するとともに、供給される連続信号のレベルが大きくなるに従って出射されるレーザ光の強度が高くなるようにレーザ光源12を制御する。したがって、対象物OBの表面にて反射されてラインセンサ16に到達される反射光の強度は常に一定に保たれる。
【0027】
また、制御回路61は、前記スタンバイモードでも、前記測定モードでも、モータドライブ回路65を作動させる。モータドライブ回路65は、回転角センサ22からの検出信号を入力しており、電動モータ21(すなわち、ガルバノミラー14)が基準回転位置から所定角度だけ回転するごとに、電動モータ21を反転させる。これにより、スタンバイモードおよび測定モードにおいて、ガルバノミラー14は、基準回転位置から所定角度範囲内を往復動することになる。
【0028】
画像処理装置70は、CPU,ROM,RAM,記憶装置を含むコンピュータ装置(例えば、パーソナルコンピュータ)によって構成されていて、図示しないプログラムの実行により、3次元形状測定装置10からのZ方向距離およびX方向傾き角を対にした対象物OBの表面形状情報および回転角センサ46a〜46eからの検出回転角を用いて対象物OBの表面形状を表す3次元画像データを生成する機能を有する。この3次元画像データの生成においては、回転角センサ46a〜46eから検出回転角を入力するとともに、3次元形状測定装置10からZ方向距離およびX方向傾き角を対にした対象物OBの表面形状情報を入力する。そして、画像処理装置70は、照射スポットごとに前記入力した対象物OBの表面形状情報を用いて、3次元形状測定装置10の座標系における対象物OBの3次元画像データを計算する。次に、この計算した3次元画像データを、予め記憶されている固定ポール41および回転ロッド42の高さ、第1〜第3アーム43〜45の長さおよび前記入力した検出回転角を用いて、基準座標(例えば、基台30の予め決めた特定位置を基準にした座標)系における3次元画像データに座標変換する。
【0029】
この画像処理装置70には、表示装置80も接続されている。表示装置80は、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、CRTディスプレイなどを備えており、画像処理装置70から3次元画像データに基づいて対象物OBの3次元画像を表示する。
【0030】
次に、上記のように構成した実施形態の動作を説明する。まず、作業者は、対象物OBを基台30上に置き、入力装置50を操作することにより、3次元形状測定装置10をスタンバイモードに設定するとともに、3次元形状測定装置10を手で持って対象物OBの測定させたい部分に向ける。なお、対象物OBを基台30上に必ずしも置く必要はない。このスタンバイモードでは、コントローラ60内のパルス列信号発生回路62、選択回路64およびレーザドライブ回路66の作動により、レーザ光源12が間欠的に励起されて、レーザ光源12はレーザ光を間欠的に出射する。このレーザ光源12から出射された間欠的なレーザ光は、コリメートレンズ13およびガルバノミラー14を介して対象物OBの表面を照射し、対象物OBの表面に照射スポットを間欠的に形成する。
【0031】
一方、このスタンバイモードでは、電動モータ21も作動していて、ガルバノミラー14は所定角度範囲内で往復動するので、対象物OBの表面にはレーザ光による走査跡が図2に示すX軸方向に沿って形成され、同走査跡が目視される。この場合、前述のように、レーザ光による照射は間欠的であるので、走査跡は、図4(A)に示すように、離散した複数の照射スポットからなる。また、この場合、レーザ光源12から出射されるレーザ光の強度はある程度小さな一定の強度に抑えられている。
【0032】
この状態で、作業者は、前記間欠的な照射スポットからなる走査跡を観察しながら、3次元形状測定装置10を手に持ったまま移動させて対象物OBの測定部位を定める。その後、作業者は、入力装置50を操作することにより、3次元形状測定装置10を測定モードに切換える。
【0033】
測定モードでは、コントローラ60内のレーザパワー調整回路63、選択回路64およびレーザドライブ回路66の作動により、レーザ光源12が連続して励起されて、レーザ光源12はレーザ光を連続して出射する。このレーザ光源12から出射された連続したレーザ光は、コリメートレンズ13およびガルバノミラー14を介して対象物OBの表面を照射し、対象物OBの表面に照射スポットを連続して形成する。そして、この照射スポットから反射されたレーザ光は、ガルバノミラー14および結像レンズ15を介してラインセンサ16に結像する。
【0034】
また、この測定モードでも、電動モータ21は作動していて、ガルバノミラー14は所定角度範囲内で往復動するので、対象物OBの表面にはレーザ光による走査跡が図2に示すX軸方向に沿って形成される。この場合、前述のように、レーザ光による照射は連続しているので、走査跡は、図4(B)に示すように、連続したものとなる。
【0035】
そして、作業者は、3次元形状測定装置10を前記測定位置に保っていれば、画像処理装置70には、測定レーザ光の走査線方向(X軸線方向)の対象物OBの表面形状を表すZ方向距離およびX方向傾き角を対にした表面形状情報が3次元形状測定装置10から順次供給される。そして、画像処置装置70は、前記表面形状情報に加えて、回転角センサ46a〜46eからの検出回転角により対象物OBの表面形状を表す3次元画像データを生成して表示装置80に供給する。したがって、表示装置80は、レーザ光の走査線に沿った対象物OBの表面形状を表示する。
【0036】
また、作業者が、3次元形状測定装置10をY軸方向に移動させれば、対象物OBにおける異なるY軸方向位置のレーザ光の走査線に沿った表面形状情報も画像処理装置70に入力される。したがって、これによれば、対象物OBの所定面積の表面形状が表示装置80に表示される。
【0037】
さらに、この測定モードにおいては、対象物OBの表面からのラインセンサ16に到達するレーザ光の光量が不足した場合には、フォトディテクタ17、反射光量検出回路67およびレーザパワー調整回路63により、ラインセンサ16によるレーザ光の受光量が常に一定になるように制御される。その結果、対象物OBの表面のレーザ光の反射率が低い部分でも、良好な3次元形状の測定が可能になる。
【0038】
上記の作動説明からも理解できるとおり、上記実施形態によれば、作業者は、離散した複数の照射スポットからなるレーザ光の走査跡を目視することにより、3次元形状測定装置10がスタンバイ状態にあることを簡単に把握できる。その結果、対象物OBの3次元形状測定の作業効率を向上させることができる。また、3次元形状測定装置10の測定状態において、レーザ光源12から出射されるレーザ光の強度が高くなっても、作業者の保護措置を的確にとることができるようになる。
【0039】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の実施にあたっては、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変形も可能である。
【0040】
例えば、上記実施形態では、入力装置50の操作により、3次元形状測定装置10のスタンバイモードおよび測定モードを選択するようにした。しかし、これに代えて、これらのモードを選択する操作スイッチを3次元形状測定装置10のハウジング11に配置するようにしておけば、作業者が3次元形状測定装置10を手で持ったままで、同操作スイッチを操作することにより、スタンバイモードおよび測定モードに設定することも可能である。
【0041】
また、X軸方向走査に加えて、対象物OBの表面をレーザ光でY軸方向にも走査することにより、対象物OBの表面をX軸およびY軸両方向すなわちマトリクス状に走査するようにして、3次元形状測定装置10をY軸方向に動かすことなく、対象物OBのX軸およびY軸両方向の3次元表面形状を自動的に測定できるようにしてもよい。この場合、レーザ光源12、コリメートレンズ13、ガルバノミラー14、結像レンズ15、ラインセンサ16およびフォトディテクタ17からなる光学系全体をハウジング11内に可動可能に組み付けたケースに組み込んで、同ケース全体をハウジング11に対してY軸方向に沿って電動モータなどで回転させるようにするとよい。
【0042】
さらに、上記実施形態では、3次元形状測定装置10を対象物OBに対して移動させて測定位置を定めるようにしたが、逆に、対象物OBを移動させて3次元形状測定装置10の測定位置を定めるようにしてもよい。また、3次元形状測定装置10を手動で動かさなくても、移動装置に組み付けておいて、同移動装置によって3次元形状測定装置10を移動させてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施形態に係る3次元形状測定装置を含む3次元形状測定システムの全体概略図である。
【図2】 図1の3次元形状測定装置の構成を示す概略図である。
【図3】 図1の3次元形状測定装置に付属させたコントローラの詳細ブロック図である。
【図4】 (A)はスタンバイモードにおけるレーザ光の走査跡を示す図であり、(B)は測定モードにおけるレーザ光の走査跡を示す図である。
【符号の説明】
OB…対象物、10…3次元形状測定装置、12…レーザ光源、13…コリメートレンズ、14…ガルバノミラー、15…結像レンズ、16…ラインセンサ、17…フォトディテクタ、21…電動モータ、50…入力装置、60…コントローラ、61…制御回路、62…パルス列信号発生回路、63…レーザパワー調整回路、64…選択回路、70…画像処理装置、80…表示装置。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a three-dimensional shape measuring apparatus and a three-dimensional shape for irradiating a laser beam onto a surface of an object while receiving the laser light reflected on the surface of the object and measuring the three-dimensional shape of the surface of the object. It relates to a measurement method.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, an object is irradiated with laser light from a laser beam irradiator comprising a laser light source and a collimating lens to form an irradiation spot on the surface of the object, and the irradiation spot is scanned on the surface of the object. The laser beam reflected from the surface is received by a light receiver composed of a line sensor in which an imaging lens and a CCD are linearly arranged, and this received reflected light is used to determine the object 3 based on the principle of triangulation. A three-dimensional shape measuring apparatus for measuring a three-dimensional shape is well known (for example, see Patent Documents 1 and 2 below).
[0003]
[Patent Document 1]
JP 2002-243421 A [Patent Document 2]
[Patent Document 1] Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-139511
[Problems to be solved by the invention]
In such a three-dimensional shape measurement of the object, the position of the three-dimensional shape measuring device or the object is moved before the measurement, and the scanning trace by the laser beam on the surface of the object is visually confirmed to measure the object. Usually, the measurement site is determined. And in this specification, the state which determines the measurement site | part of this target object is called a standby state, and the state which is actually measuring the three-dimensional shape of the surface of a target object is called a measurement state. In this standby state, the intensity of the laser beam is usually maintained at a small value to some extent due to the influence on the eyes of the operator.
[0005]
However, in the above conventional apparatus, the scanning trace by the laser beam in the standby state and the scanning trace by the laser beam in the measurement state are the same continuous line. Since the operator pays attention to the scanning trace by the laser beam in specifying the measurement site in the standby state, the operator mistakenly switches the three-dimensional shape measuring apparatus to the measurement state, or another worker mistakenly detects the three-dimensional shape. Even when the shape measuring device is switched to the measurement state, the switching is often not noticed. Thus, not knowing whether the three-dimensional shape measurement apparatus is in the standby state or the measurement state deteriorates the working efficiency in measuring the three-dimensional shape of the object.
[0006]
In a typical three-dimensional shape measuring device, reflected light from the surface of the object is received by a photodetector independent of the line sensor, and the output power of the laser light source is controlled so that the amount of received light is always constant. Therefore, even in a portion where the reflectance of the laser beam on the surface of the object is low, a good three-dimensional shape can be measured. However, as described above, the operator may misunderstand that the three-dimensional shape measuring apparatus in the measurement state is in the standby state, and in this case, the operator does not take protective measures for the eyes. There is also not preferable.
[0007]
SUMMARY OF THE INVENTION
The present invention has been made to cope with the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a three-dimensional shape measuring apparatus and a three-dimensional shape measuring method which can easily visually check the standby state of the three-dimensional shape measuring apparatus. It is to provide.
[0008]
More in order to achieve the above object, features in construction of the present invention, the scanning traces of the laser beam visually in measurement condition is a continuous line, the scanning trace of the laser beam visually in the standby state in which the discrete This is because it is an irradiation spot .
[0009]
According to this, the operator can easily grasp that the three-dimensional shape measuring apparatus is in the standby state by visually observing the scanning trace of the laser beam composed of a plurality of discrete irradiation spots. As a result, the work efficiency of measuring the three-dimensional shape of the object can be improved. In addition, in the measurement state of the three-dimensional shape measuring apparatus, it becomes possible to accurately take protective measures for the worker.
[0010]
Another structural feature of the present invention is that the surface of the object is continuously irradiated with laser light in the measurement state, and the surface of the object is irradiated intermittently with the laser beam in the standby state. is there. Specifically, it is preferable to continuously excite the laser beam irradiator in the measurement state and intermittently excite the laser beam irradiator in the standby state. In order to excite the laser beam irradiator intermittently, the laser beam irradiator may be excited with a pulse train signal having a predetermined period.
[0011]
According to this, the scanning trace by the laser beam in the standby state can be made different from the scanning trace by the laser beam in the measurement state by a simple method.
[0012]
[Embodiment]
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 schematically shows a three-dimensional shape measurement system including a three-dimensional
[0013]
This three-dimensional shape measurement system includes a
[0014]
The
[0015]
The three-dimensional
[0016]
In addition,
[0017]
As shown in FIG. 2, the three-dimensional
[0018]
The
[0019]
The
[0020]
The
[0021]
An
[0022]
Further, the
[0023]
Returning to the description of FIG. 1 again, the three-dimensional
[0024]
As shown in detail in FIG. 3, the
[0025]
Specifically, when the standby mode is designated by the operation of the
[0026]
When the measurement mode is designated by the operation of the
[0027]
The
[0028]
The
[0029]
A
[0030]
Next, the operation of the embodiment configured as described above will be described. First, the operator places the object OB on the
[0031]
On the other hand, in this standby mode, the
[0032]
In this state, the operator moves the three-dimensional
[0033]
In the measurement mode, the
[0034]
Also in this measurement mode, the
[0035]
If the operator holds the three-dimensional
[0036]
Further, if the operator moves the three-dimensional
[0037]
Further, in this measurement mode, when the amount of laser light reaching the
[0038]
As can be understood from the above description of the operation, according to the above embodiment, the operator visually observes the scanning trace of the laser beam composed of a plurality of discrete irradiation spots, so that the three-dimensional
[0039]
Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the object of the present invention.
[0040]
For example, in the above embodiment, the standby mode and the measurement mode of the three-dimensional
[0041]
In addition to scanning in the X-axis direction, the surface of the object OB is also scanned in the Y-axis direction with a laser beam so that the surface of the object OB is scanned in both the X-axis and Y-axis directions, that is, in a matrix form. The three-dimensional shape of the object OB in both the X-axis and Y-axis directions may be automatically measured without moving the three-dimensional
[0042]
Further, in the above embodiment, the measurement position is determined by moving the three-dimensional
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall schematic diagram of a three-dimensional shape measurement system including a three-dimensional shape measurement apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram showing a configuration of the three-dimensional shape measuring apparatus of FIG.
FIG. 3 is a detailed block diagram of a controller attached to the three-dimensional shape measuring apparatus of FIG. 1;
4A is a diagram showing a scanning trace of laser light in a standby mode, and FIG. 4B is a diagram showing a scanning trace of laser light in a measurement mode.
[Explanation of symbols]
OB ... object, 10 ... three-dimensional shape measuring device, 12 ... laser light source, 13 ... collimating lens, 14 ... galvanometer mirror, 15 ... imaging lens, 16 ... line sensor, 17 ... photo detector, 21 ... electric motor, 50 ...
Claims (4)
測定状態での目視によるレーザ光の走査跡は連続線であり、スタンバイ状態での目視によるレーザ光の走査跡は離散した複数の照射スポットであるように前記レーザ光照射器を制御する制御手段を設けたことを特徴とする3次元形状測定装置。A laser beam irradiator that irradiates a target surface while scanning the laser beam, and a light receiver that receives the laser beam reflected from the target surface. The received laser beam is used to form a three-dimensional shape of the target surface. In a three-dimensional shape measuring apparatus for measuring,
Control means for controlling the laser beam irradiator so that the laser beam scanning trace in the measurement state is a continuous line, and the laser beam scanning trace in the standby state is a plurality of discrete irradiation spots. A three-dimensional shape measuring apparatus provided.
測定状態での目視によるレーザ光の走査跡は連続線であり、スタンバイ状態での目視によるレーザ光の走査跡は離散した複数の照射スポットであるようにしたことを特徴とする3次元形状測定方法。 In a three-dimensional shape measuring method for irradiating a target surface while scanning with laser light, receiving laser light reflected from the target surface, and measuring the three-dimensional shape of the target surface with the received laser light ,
3. The three-dimensional shape measuring method characterized in that the laser beam scanning trace in the measurement state is a continuous line, and the laser beam scanning trace in the standby state is a plurality of discrete irradiation spots. .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003131617A JP3950433B2 (en) | 2003-05-09 | 2003-05-09 | Three-dimensional shape measuring apparatus and three-dimensional shape measuring method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003131617A JP3950433B2 (en) | 2003-05-09 | 2003-05-09 | Three-dimensional shape measuring apparatus and three-dimensional shape measuring method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004333367A JP2004333367A (en) | 2004-11-25 |
JP3950433B2 true JP3950433B2 (en) | 2007-08-01 |
Family
ID=33506744
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003131617A Expired - Fee Related JP3950433B2 (en) | 2003-05-09 | 2003-05-09 | Three-dimensional shape measuring apparatus and three-dimensional shape measuring method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3950433B2 (en) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009092479A (en) * | 2007-10-05 | 2009-04-30 | Hexagon Metrology Kk | Three-dimensional shape measuring instrument |
CN102069821B (en) * | 2010-11-22 | 2013-07-10 | 南京大学 | Measuring method for non-contact steel rail sagging surface |
US9289854B2 (en) * | 2012-09-12 | 2016-03-22 | Siemens Energy, Inc. | Automated superalloy laser cladding with 3D imaging weld path control |
JP6605857B2 (en) * | 2015-06-29 | 2019-11-13 | 株式会社ミツトヨ | measuring device |
JP7337637B2 (en) * | 2019-10-04 | 2023-09-04 | 株式会社ミツトヨ | Laser probe and optical adjustment method |
-
2003
- 2003-05-09 JP JP2003131617A patent/JP3950433B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2004333367A (en) | 2004-11-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN108406091B (en) | Laser processing head and laser processing system with imaging device | |
US7355702B2 (en) | Confocal observation system | |
JP2014020963A (en) | Distance measurement apparatus, emission timing controller and program | |
JP4958506B2 (en) | Laser processing apparatus, height offset adjustment method in three-dimensional laser processing, and laser processing apparatus control program | |
JP7115973B2 (en) | Laser processing equipment | |
JP2013121455A (en) | Scanning type endoscope system | |
JP4375710B2 (en) | Three-dimensional shape measuring apparatus and three-dimensional shape measuring method | |
JP3950433B2 (en) | Three-dimensional shape measuring apparatus and three-dimensional shape measuring method | |
JP4958507B2 (en) | Laser processing equipment | |
JP2012058124A (en) | Laser range finding apparatus | |
JP6934811B2 (en) | Three-dimensional measuring device | |
JP2017187352A (en) | X-ray residual stress measurement method and x-ray residual stress measurement system | |
JP7193308B2 (en) | Profile measuring device | |
JP7310218B2 (en) | Three-dimensional measuring method, three-dimensional measuring device and robot system | |
JP3814325B2 (en) | 3D shape measuring device | |
CN111998812A (en) | Actual measurement device and recording medium having program recorded thereon | |
JP2014117722A (en) | Laser machining machine | |
JP2014018555A (en) | Scanning area adjustment apparatus | |
KR101322782B1 (en) | Optical position detection apparatus based on CMM | |
JP2020076695A (en) | Profile measuring device | |
JP2007108146A (en) | Method for detecting direction of arrangement of well and optical analyzing apparatus | |
JP2021104526A (en) | Laser processing device | |
JP7316209B2 (en) | Laser processing equipment | |
JP2020125981A (en) | Measurement device and control method of measurement device | |
JP4340138B2 (en) | Non-contact 3D shape measuring device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050119 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060824 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060905 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20061013 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20070417 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20070420 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100427 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100427 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110427 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110427 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120427 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130427 Year of fee payment: 6 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130427 Year of fee payment: 6 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130427 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140427 Year of fee payment: 7 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |