JP5307883B2 - 光学式三次元測定および色測定の装置および方法 - Google Patents
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Description
2 本体
3 ハンドピース
4 光ファイバ
5 光源
6 ビーム・スプリッタ
7 開口部
8 カラーセンサ
9 軸
10 偏向ミラー
11 回転ミラー
12 レンズ
13 偏向ミラー
14 照明光線
15 第1の平面
16 測定対象物表面
17 測定対象物
18 観測光線
19 集束点
20 短波長のスペクトル領域の集束点
21 長波長のスペクトル領域の集束点
22 スキャン動作
23 測定フィールド
24 揺動運動
25 軸
30 第2の平面
31 不鮮明な円
40 第1のレンズ
41 第2のレンズ
42 揺動機構
43 軸
44 揺動運動
45 回転ボタン
46 シャフト
50 固定手段
60 カバー
70 第2のハンドピース
71 集束点
14.1、14.2、14.3 部分光線
5.1、5.2、5.3 部分光源
12.1、12.2、12.3 部分レンズ
19.1、19.2、19.3 集束点
21.1、21.2、21.3 集束点
14.1’、14.2’、14.3’ 部分光線
31.1、31.2、31.3 不鮮明な円
14’、14’’、14’’’ 照明光線のスペクトル領域
18’、18’’、18’’’ 観測光線のスペクトル領域
f 焦点距離
ΔZ 測定範囲
Claims (15)
- レンズ(12,40,41)を含む光学式三次元測定のための装置(1)であって、該装置は、多色共焦点測定方式による光学式三次元測定のための第1のモードと、色測定のための第2のモードとの間で調整可能であり、この際レンズ(12,40)により第1のモードにおいて広帯域の照明光線(14)を測定対象物表面(16)の第1の平面(15)に集束させることができ、第2のモードにおいて広帯域の照明光線(14)を、レンズ(12,41)により測定対象物の表面(16)から一定の間隔dをおいて第1の平面(15)の外部にある第2の平面(30)に集束させることができ、全ての波長の照明光線(14)の焦点が第1の平面外にあり、かつ照明光線(14)が不鮮明な円の形状を有する測定フィールドとして測定対象物表面(16)に不鮮明に投影されるように、第2のモードにおいて色測定のためにレンズ(12,41)の焦点距離が選択可能であることを特徴とする装置(1)。
- レンズは第1のレンズ(40)と第2のレンズ(41)を含み、揺動機構(42)によって、第1のレンズ(40)が第1のモードにおける作動のために、また第2のレンズ(41)が第2のモードにおける作動のために照明光線(14)の光線経路内に揺動可能であることを特徴とする、請求項1に記載の装置(1)。
- レンズは第1のレンズ(40)と第2のレンズ(41)を含み、第1のモードにおける作動のために第1のレンズ(40)が、また第2のモードにおける作動のために第2のレンズ(41)が使用者により照明光線(14)の光線経路に適用可能であることを特徴とする、請求項1に記載の装置(1)。
- 請求項1に記載の装置(1)であって、該装置(1)は光ファイバ(4)により互いに接続されている本体(2)およびハンドピース(3)から構成され、本体(2)は光源(5)、ビーム・スプリッタ(6)およびカラーセンサ(8)を含み、ハンドピース(3)はレンズ(12,40;41)を含み、第1のモードにおける作動のために第1のレンズ(40)を有する第1のハンドピース(3)が、また第2のモードにおける作動のために第2のレンズ(41)を有する第2のハンドピース(3)が、使用者によって本体(2)と接続可能であることを特徴とする装置。
- 照明光線(14)は、平面上で互いに平行に延びる複数の部分光線(14.1,14.2,14.3)から構成され、複数の部分レンズ(12.1,12.2,12.3)を含むレンズ(12)によって、個々の部分光線(14.1,14.2,14.3)が、第1のモードにおいて測定対象物の表面(16)の第1の平面(15)に一列に配置されている集束点(19.1,19.2,19.3)に集束し、第2のモードにおいて第1の平面(15)外の第2の平面(30)に一列に配置されている集束点(21.1,21.2,21.3)に集束するため、部分光線(12.1,12.2,12.3)が不鮮明な円(31.1,31.2,31.3)の形状で測定対象物の表面(16)に不鮮明に投影され、互いに重なって測定フィールドを形成することを特徴とする、請求項1から4のいずれか1項に記載の装置(1)。
- 測定対象物表面(16)と焦点を共有して観測光線(18)の光線経路に配置されている開口部の直径(7)が、多色共焦点測定方式による三次元測定のための第1のモードにおいて、色測定のための第2のモードにおける開口部の直径(7)よりも大きく、このため第1のモードにおける焦点深度が第2のモードにおける焦点深度より浅いことを特徴とする、請求項1から5のいずれか1項に記載の装置(1)。
- 開口部(7)は制御可能であり、開口部の直径(7)は調整可能であることを特徴とする、請求項6に記載の装置(1)。
- 第1のモードにおけるより大きい直径の開口部(7)を、第2のモードにおけるより小さい直径の開口部と交換可能であることを特徴とする、請求項6に記載の装置(1)。
- 装置(1)が、多色共焦点測定方式による光学式三次元測定のための第1のモードと、色測定のための第2のモードとの間で調整され、この際第1のモードにおいて広帯域の照明光線(14)が測定対象物の表面(16)の第1の平面(15)に集束し、第2のモードにおいて広帯域の照明光線(14)が、第1の平面(15)外の第2の平面(30)上に測定対象物の表面(16)から一定の間隔dをおいて集束し、第2のモードにおいて色測定のために照明光線(14)が第2の平面(30)に集束し、このため全ての波長の照明光線(14)の焦点が第1の平面(15)外にあり、かつ照明光線(14)が、日光に類似するスペクトルを有する不鮮明な円の形状の測定フィールドとして測定対象物表面(16)に投影されることを特徴とする、光学式三次元測定および色測定のための方法。
- 第1のモードから第2のモードへの装置(1)の調整において、揺動機構により第1のレンズが照明光線(14)の光線経路外へ揺動され、第2のレンズが照明光線(14)の光線経路内へ揺動されることを特徴とする、請求項9に記載の方法。
- レンズが第1のレンズ(40)と第2のレンズ(41)を含み、第1のモードから第2のモードへの装置(1)の調整において、使用者により第1のレンズ(40)が照明光線(14)の光線経路から取り出され、第2のレンズが照明光線(14)の光線経路に適用されることを特徴とする、請求項9に記載の方法。
- 装置(1)が本体(2)とハンドピース(3)とから構成される場合、第1のモードにおいて第1のレンズ(40)を有する第1のハンドピース(3)が、また第2のモードにおける作動のために第2のレンズ(41)を有する第2のハンドピース(3)が使用者により本体(2)と接続されることを特徴とする、請求項9に記載の方法。
- 照明光線(14)が複数の部分光線から構成される場合、個々の部分光線が、第1のモードにおいて測定対象物表面(16)の第1の平面に一列に配置されている集束点に集束し、第2のモードにおいて測定対象物表面(16)の第1の平面外の第2の平面(30)に集束し、このため部分光線が測定対象物の表面(16)に不鮮明に投影され、互いに重なってほぼ均一な明度を有する測定フィールドとなることを特徴とする、請求項9から12のいずれか1項に記載の方法。
- 測定対象物表面(16)と焦点を共有して観測光線(18)の光線経路に配置されている開口部の直径(7)が、多色共焦点測定方式による三次元測定のための第1のモードにおいて、色測定のための第2のモードにおける開口部の直径(7)よりも開口部手段によって大きく設定され、このため第1のモードにおける焦点深度が第2のモードにおける焦点深度より浅くなることを特徴とする、請求項9から13のいずれか1項に記載の方法。
- 開口部(7)が電気的に制御され、開口部の直径(7)が調整されることを特徴とする、請求項14に記載の方法。
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