JP5660531B2 - 形状計測装置、及び形状計測方法 - Google Patents
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Description
非接触式では、光学式の方法が広く普及しており、例えば、スリット光源からのスリット光を対象物に照射し、投影された対象物のスリット画像を解析することで、対象物の3次元形状を測定する技術が種々に提案されている(例えば、特許文献1参照)。
形状計測方法の応用性は広く、例えば触覚センサへの応用が考えられる。触覚センサとは、人間の皮膚のように物に触れた際の様々な触覚情報(接触力、滑り、形状、温度等)を取得することを目的としたセンサであり、ロボットが周囲の環境を認識し自律して行動する場合に、触覚は非常に重要な情報となる。
従って、請求項2に記載の発明によると、接触部が外部からの光を遮断するため、対象物の光の反射率が高い場合、対象物が発光している場合、周囲の環境で強い光が照射されているような場合においても、外乱光の影響を受けずに計測可能となる。
従って、請求項3に記載の発明によると、膜が対象物の接触する側とその反対側で異なる色を有しており、色によって光の反射率、遮断率(吸収率)を変えられるため、対象物が接触する側は光を遮断しやすい色とし、その反対側は光を遮断し難い色とすることによって、膜が対象物の接触する側の光のみを遮断するような特性を持つことが可能となる。
また、光減衰手段は膜と接触している側では膜の変形を妨げないように膜にあわせて変形する必要があり、膜と接触していない側では、変形しないことが望ましい。これは、本発明では光減衰手段の膜と接触している側とその反対側の距離の変化の情報を利用するため、膜と接触していない側が変形すると、膜と接触している側の変形量が計測できず、膜の変形量が計測できないためである。
従って、請求項6に記載の発明によると、前記光減衰手段が光の波長によって異なる減衰率を有しており、その減衰された光の影響は撮像手段によって撮影された画像に表れるため、撮影画像が複数のチャンネルを持っている場合、チャンネルによって輝度値を持つ。請求項10〜12においては、波長帯域によって異なる輝度値である必要があるため、重要な要素である。
請求項8に記載の発明は、請求項7において、前記対応関係が、光が前記膜によって反射する際の前記膜の反射現象と、前記光が前記光減衰手段を通過する際の前記光減衰手段による減衰現象と、前記光が前記光減衰手段を通過中に生じる異なる方向への散乱現象とを考慮した、前記色情報と前記距離に関する情報との対応関係であることをその要旨とする。
また、膜によって反射する際の前記膜の反射現象を利用するため、膜に対する光の入射角よって変化する膜の反射率の影響を考慮され、より実際の現象を再現した対応関係がつくられる。
従って、請求項10に記載の発明によると、色情報と、実測等の手段によって求めた既知である光が光減衰手段を通過する距離を利用することで、光減衰手段の減衰率(減衰係数)を直接計測することなく求めることが可能となる。
請求項18に記載の発明は、請求項15に記載の光学式触覚センサと、前記光学式触覚センサを用いて力学量を測定する力学量測定手段と、前記光学式触覚センサを用いて前記膜に接触する対象物の形状の計測する前記対象物形状計測手段とを含むことを特徴とする、光学式触覚センサを利用した力学量及び形状計測システムをその要旨とする。
請求項4に記載の発明によれば、装置の小型化・単純化がさらに容易となる。
請求項6に記載の発明によれば、請求項10〜12に記載の発明より効果的にすることが可能となる。
請求項7に記載の発明によれば、小型で単純な装置と画像処理によって対象物の形状が容易に求まり、対象物の接触領域内の範囲の形状を一度に求めることが可能となり,さらにリアルタイムでの形状計測が可能となる。
請求項9に記載の発明によれば、光の反射現象、減衰、散乱を考慮しながら、画像処理によって解析した画像の輝度値と光が光減衰手段を通過する距離の対応関係を求めることが可能となる。
請求項11に記載の発明によれば、光減衰手段の散乱率(散乱係数)を直接計測することなく,画像の輝度値と光が光減衰手段を通過する距離の対応関係を表す関数を決定することが可能となる。
請求項14に記載の発明によれば、小型で単純な装置と画像処理によって対象物の形状が容易に求まり、対象物の接触領域内の範囲の形状を一度に求めることが可能となり,さらにリアルタイムでの形状計測が可能なシステムが実現される。
請求項15に記載の発明によれば、形状計測方法を触覚センサへ応用するとともに、従来の触覚センサの機能を保持したまま形状計測を可能とする装置を実現できる。
請求項18に記載の発明によれば、形状計測方法を触覚センサへ応用するとともに、従来の触覚センサの機能を保持したまま形状計測を可能とするシステムを実現できる。
請求項20に記載の発明によれば、形状計測装置を利用して対象物の硬度の分布に関する情報を抽出するシステムを実現できる。
請求項22に記載の発明によれば、形状計測装置を利用して対象物の硬度に関する情報を抽出するシステムを実現できる。
以下、本発明を形状計測システムに具体化した第1の実施形態を、図1〜図5に基づき詳細に説明する。
照明5は、同軸落射照明(CCS製:LFV−50SW2)を使用した。また、照明5から照射された光が板7で反射した際に、その成分がCCDカメラ4内に進入するのを防ぐために、照明5に偏光板(CCS製:PL−LFV−50SW2)を装着し、CCDカメラ4に偏光フィルタ−を装着した。また、照明5は、光が照射される位置(光源位置)と光が照射される方向が分かるものであれば、他の点光源や面光源であっても良い。
板8は金属製の板であるが、計測時に変形しない程の硬さを持っていれば他の材質でも良い。
膜6で反射した光17は、以下のように求める。光16が板7を通過した直後の単位面積辺りの光強度をI0とし、光16が膜6に届いた瞬間の単位面積辺りの光強度をI1とすると、I1=I0×exp(−C0×L1)(式1)となり、光が進んだ距離に依存して光強度が変化する。ここで、C0は液体9による光の減衰率である。これを踏まえて、さらに、膜6での光の反射率をR1、板7での光の透過率をR2、膜6で反射した光17が板7を通過した後の単位面積辺りの光強度をI2と定義すると、I2= R1× R2×I0×exp(−C0×(L1+L2))(式2)となる。
I4=A1×I2+∫I3×A2=A1×R1×R2×I0×exp(−C0×(L1+L2))+A3×R3×R2×I0×(H2/K+1/(C0×K×K)−((L1+H2)/K)+1/(C0×K×K))×exp(−C0×(L1+L2)))(式6)
となる。ただし、K=(L1+L2)/L2とおいた。
B1=D1×A1×I2×R1×R2×I0×exp(−C1×(L1+L2))+D1×A3×R4×R2×I0×(H2/K+1/(C1×K×K)−((L1+H2)/K)+1/(C1×K×K))× exp(−C1×(L1+L2)) (式7)
B2=D2×A1×I2×R1×R2×I0×exp(−C2×(L1+L2)) (式
8)
と表現できる。ここで、D1及びD2は定数であり、C1を画素の赤チャンネルが受け取る波長帯域の光に対する液体9による減衰率、C2を画素の緑チャンネルが受け取る波長帯域の光に対する液体9による減衰率、R4を画素の赤チャンネルが受け取る波長帯域の光に対する顔料18での反射率と定義した。ただし、顔料18は赤色を有しており、緑チャンネルが受け取る波長帯域の光は殆ど吸収するため、顔料18による反射成分を近似的に0として上記の式8を求めた。
(B2×exp(C2×K×L1)−D3×B1×exp(C1×K×L1))/(C1×K×L1+(C1×K×H2+1)×(1−exp(C1×K×L1)))=(B4×exp(C2×K×L5)−D3× B3×exp(C1×K×L5))/(C1×K×L5+(C1×K×H2+1)×(1−exp(C1×K×L5))) (式9)
が与えられる。ここで、D3は定数である。これによって、顔料18の反射率R4も消去される。反射率R4は光16の入射角や顔料18の色等に対して複雑に依存しているため、これらを消去できることは式が解き易くなることにつながる。そして、この式9を解くことで、画素Pの赤、緑チャンネルの輝度値B1、B2から、タッチパッド3の深さL1を求めることが可能となる。
次に、形状計測システム10による物体W1の形状の計測方法を説明する。
図5に示されるように、ステップS110においてタッチパッド3が物体W1に接触すると、CPU12は、タッチパッド3の挙動を撮影することでCCDカメラ4から入力される画像情報を取り込み(ステップS120)、画像処理を行う(ステップS130)。そして、CPU12は、撮影された画像の色情報を利用して、タッチパッド3内の全ての地点での深さL1を抽出する(ステップS140)。このとき、タッチパッド3内の全ての地点での深さが、即ち膜6の物体W1が接触しない側の形状である。次に、CPU12は、膜6の物体W1が接触しない側の形状から各地点における膜6の角度を求め、膜6の厚さが1mmであることと膜6の角度から、膜6の厚みの深さL1と同一方向成分(膜6の内側と外側の深さの差)を求め、その値を深さL1に加算することによって、膜6の物体W1が接触する側の形状を抽出する(ステップS150)。
(1)本実施形態の形状計測装置1および形状計測システム10では、タッチパッド3と、CCDカメラ4と、照明5の3つで構成されており、比較的小さく簡単な構造で処理することができる。よって、従来の光学式触覚センサのシステムと組み合わせる際やその他の分野への応用の際に、他の形状計測装置よりも容易に応用可能となる。また、物体W1はタッチパッド3の膜6と接触しており、接触によって物体W1の形に合わせて変形した膜6の情報を、撮像手段によって解析する。そして、膜6は物体W1の接触する側の光を遮断する。従って、物体W1を傷つけたり、破損したりする事なく、また、物体W1の材質、色、光の反射率、発光性等の特性や、周囲の環境に依存することなく、物体W1の形状を計測可能となる。さらに、単純な装置と画像処理によって物体W1の形状が容易に求まり、物体W1の接触領域内の範囲の形状を一度に求めることが出来るため、リアルタイムでの形状計測が可能となる。
[第2の実施形態]
次に、図1〜9に基づき第2の実施形態を説明する。なお、第1の実施形態と共通している箇所については、同一の番号を付す代わりに、その詳細な説明を省略する。
図8に示されるように、膜6の半球状の部分において物体と接触する側とは反対側に、マーカー部としてのドットパタ−ン20を配置する。
これによって、形状計測装置1は形状計測システム10を可能とした状態で、マーカー部の配置された弾性体と撮像手段からなる光学式触覚センサとしても成立する。
図9に示されるように、ステップS160においてタッチパッド3が物体W1に接触すると、CPU12は、タッチパッド3の挙動を撮影することでCCDカメラ4から入力される画像情報を取り込み(ステップS170)、画像処理を行う(ステップS180)。次に、CPU12は、撮影された画像の色情報を利用して、タッチパッド3内の全ての地点での深さL1を抽出し、物体W1の形状を抽出することが可能となる(ステップS190〜S200)。さらに、CPU12は、撮影された画像情報と深さL1を利用して、ドットパタ−ン20の3次元空間での挙動を抽出する(ステップS210)。そして、CPU12は、触覚情報抽出手段に基づいて、ドットパタ−ン20の3次元空間での挙動から触覚情報を抽出する(ステップS220)。以上のステップ160〜220によって、物体W1の形状と触覚情報の同時取得が可能となる。
CCDカメラ4から入力される画像情報を用いて、ドットパタ−ン20に対して画像上の2次元空間における挙動を抽出可能となる。それに加え、ステップS190〜S200で求めたタッチパッド3内のドットパタ−ン20が配置された地点での深さL1の情報を利用すれば、画像上の2次元空間と異なる方向のドットパタ−ン20の挙動を抽出することが可能となる。
(1)本実施形態の形状計測装置1および形状計測システム10では、タッチパッド3と、CCDカメラ4と、照明5の3つで構成されており、比較的小さく簡単な構造で処理することができる。よって、従来の光学式触覚センサのシステムと組み合わせる際やその他の分野への応用の際に、他の形状計測装置よりも容易に応用可能となる。そして、膜6にマーカー部を配置したことで、その挙動を撮像手段によって撮影するような光学式触覚センサと、本発明の形状計測方法・装置を組み合わせることが可能である。即ち、この形状計測方法・装置は、触覚センサへの応用だけでなく、従来の触覚センサの機能を保持したまま形状計測を可能とする装置及びシステムを実現できる。
[第3の実施形態]
次に、図1〜9に基づき第3の実施形態を説明する。なお、第1及び2の実施形態と共通している箇所については、同一の番号を付す代わりに、その詳細な説明を省略する。
次に、形状計測システム10による物体W1の硬度分布に関する情報の抽出方法を説明する。
第1の方法としては、まず、タッチパッド3が備える板7に直径1〜2mm程度の穴を空け、その穴と任意形状の小型容器をホース等で接合させておく。タッチパッド3の内部には液体9を封入させておき、小型容器には空気を封入させておく。ここで、物体W1がタッチパッド3に接触すると液体9の一部が小型容器に進入する。液体9は非圧縮性であり、タッチパッド3の形状は形状計測システム10によって計測可能であるため、液体9が小型容器に進入する量は、物体W1がタッチパッド3に接触する前のタッチパッド3の形状から求めたタッチパッド3の体積と、物体W1がタッチパッド3に接触している時のタッチパッド3の形状から求めたタッチパッド3の体積との差になる。液体9が小型容器に進入する量から、小型容器に封入された空気の圧縮率が求まるため、気体の「(圧力)×(体積)=(一定)」という性質を利用し、圧縮率からタッチパッド3の内部の圧力を求めることが可能となる。タッチパッド3の内部の圧力が即ち接触力分布となる。
第3の方法としては、まず、タッチパッド3に封入された液体9を気体に変更する。第1の方法と同様にして、物体W1の非接触時と接触時におけるタッチパッド3の体積の差を求めることで、タッチパッド3に封入された気体の圧縮率を求める。そして、第1の方法と同様にして、気体の圧縮率からタッチパッド3の内部の圧力を求めることが可能となる。タッチパッド3の内部の圧力が即ち接触力分布となる。
変形量の分布を接触力分布の変化量で割ることによって、物体W1の接触領域内における縦弾性係数の分布に相当する情報が得られる。この分布が物体W1の接触領域内において同一であれば、物体W1の硬度は接触領域内において一定であり、接触領域内において同一でなければ、物体W1の硬度も接触領域内において一定ではない。
(1)本実施形態の形状計測装置1を利用することで、物体W1の硬度分布に関する情報を抽出することが可能となる。即ち、本実施形態の形状計測装置1は、形状計測機能だけでなく、硬度分布情報抽出機能も備えている。
[第4の実施形態]
次に、図1〜9に基づき第4の実施形態を説明する。なお、第1〜3の実施形態と共通している箇所については、同一の番号を付す代わりに、その詳細な説明を省略する。
次に、形状計測システム10による物体W1の硬度に関する情報の抽出方法を説明する。図11に示されるように、形状計測装置1と物体W1の間の位置関係を抽出するための位置関係抽出手段となる変位センサ21を、形状計測システム10に加えた硬度抽出システム22によって、物体W1の硬度に関する情報を抽出する。
(1)本実施形態の形状計測装置1を利用することで、物体W1の硬度に関する情報を抽出することが可能となる。即ち、本実施形態の形状計測装置1は、形状計測機能だけでなく、硬度情報抽出機能も備えている。 なお、本発明の実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記各実施形態では、膜6は異なる2色の膜を張り合わせてあるが、光の遮断性が強ければ、1色の膜であってもよい。また、膜には特に模様が着色されていないが、何か着色されていても良い。
・上記各実施形態では、照明5は同軸落射照明であったが、光が照射される位置(光源位置)と光が照射される方向が分かるものであれば、他の点光源や面光源であっても良い。・上記各実施形態では、タッチパッド3の形状が板と半球を張り合わせた形状を有しているが、内部に液体9を封入可能で、CCDカメラ4から膜6が重なって見えなければ、他の形状でも良い。
・上記各実施形態では、液体9は水道水に赤色顔料を溶かした赤色半透明の水であるが、顔料を含み変形可能な物質であれば、水以外の液体や、ゲル、気体、弾性体等でも良い。また、顔料の色は赤色でなくても、光の波長帯域によって異なる反射率や散乱率、減衰率を持つ色の顔料であれば良い。さらに、顔料でなくても同程度の大きさであれば他の粒子であっても良い。
・上記各実施形態では、ドットパターン20は、格子状の模様や、三角形の網目状、六角形の網目状(ハニカム状)などの他の模様であってもよい。
・上記各実施形態では、ステップS250において接触力分布を抽出する際にタッチパッド3を利用したが、接触力分布を抽出する手段であれば、形状計測装置1に力センサ等を搭載した実施形態等、他の接触力分布抽出手段を備えていれば良い。
・上記各実施形態では、形状計測装置1と物体W1の間の位置関係を抽出するための位置関係抽出手段を変位センサ21としたが、位置関係を抽出できるものであれば他の手段でも良い。
2…ケ−シング
3…接触部としてのタッチパッド
4…CCDカメラ
5…照明
6…接触部としての膜
7…板
8…固定具としての金属板
9…光減衰手段としての液体
10…形状計測システム
20…マーカー部としてのドットパターン
21…位置関係抽出手段としての変位センサ
22…硬度抽出システム
W1…物体
Claims (22)
- 対象物と接触し、その対象物の形状に応じて変形可能な接触部(3)と、
前記対象物が接触する側とは反対側から前記接触部を撮影する撮像手段(4)と、
前記対象物が接触する側とは反対側から前記接触部に向けて光を照射する光照射手段(5)と、
前記接触部と接触しており前記光照射手段から照射された光を減衰する光減衰手段(7,9)と、を含み、
前記撮像手段からの画像情報を画像処理することにより、撮影された画像の色情報を抽出するとともに、前記色情報と前記光照射手段から照射された光が前記光減衰手段を通過する距離に関する情報との対応関係を利用して前記色情報から前記距離に関する情報を抽出し、前記距離から前記接触部の形状を求め、前記接触部の形状から対象物の形状を求めることを特徴とする形状計測装置。 - 前記接触部は、前記接触部における対象物に接触する側に向かって照射された光を遮断することを特徴とする請求項1に記載の形状計測装置。
- 前記接触部を構成する膜(6)が、対象物と接触する側とその反対側で異なる色を有していることを特徴とする請求項1又は2に記載の形状計測装置。
- 前記光減衰手段が、前記接触部を構成する膜と接触する側が変形可能であり、前記膜と接触する側とは反対側が前記膜と接触する側よりも変形しにくい光減衰性部材であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の形状計測装置。
- 前記光減衰手段が、変形可能な光減衰性部材(9)と、それと接触している、前記変形可能な光減衰性部材(9)よりも変形しにくい光透過性もしくは半透過性の部材(7)からなる請求項1〜4のいずれか1項に記載の形状計測装置。
- 前記光減衰手段が、光の波長によって異なる減衰率を有していることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の形状計測装置。
- 請求項1〜6のいずれか1項に記載の形状計測装置を利用して、前記接触部を構成する膜に接触する対象物の形状を計測する方法であって、
前記撮像手段からの画像情報を画像処理することにより、撮影された画像の色情報を抽出するとともに、
前記色情報と前記光照射手段から照射された光が前記光減衰手段を通過する距離に関する情報との対応関係を利用して前記色情報から前記距離に関する情報を抽出する距離情報抽出手段から、前記距離に関する情報を抽出するステップと、
前記距離から前記膜の形状を求めるステップと、
前記膜の形状から対象物の形状を求めるステップと
を含むことを特徴とする、形状計測装置を利用した形状計測方法。 - 前記対応関係が、光が前記膜によって反射する際の前記膜の反射現象と、前記光が前記光減衰手段を通過する際の前記光減衰手段による減衰現象と、前記光が前記光減衰手段を通過中に生じる異なる方向への散乱現象とを考慮した、前記色情報と前記距離に関する情報との対応関係であることを特徴とする請求項7に記載の形状計測方法。
- 前記対応関係が、前記色情報と、光が前記膜によって反射する際の前記膜の反射率と、前記光が前記光減衰手段を通過する際の前記光減衰手段の減衰率と、前記光が光減衰手段を通過中に異なる方向へ散乱する際の前記光減衰手段の散乱率とを含んだ関数を利用した、前記色情報と前記距離に関する情報との対応関係であることを特徴とする請求項7に記載の形状計測方法。
- 前記減衰率は、前記色情報と、既知である前記距離とを用いて求めることを特徴とする請求項9に記載の形状計測方法。
- 前記散乱率は、前記色情報と、既知である前記距離とを用いて前記関数の中から消去可能であることを特徴とする請求項9又は10に記載の形状計測方法。
- 前記反射率は、前記色情報と、既知である前記距離とを用いて前記関数の中から消去可能であることを特徴とする請求項9〜11のいずれか1項に記載の形状計測方法。
- 前記対応関係が、複数の前記距離の情報を抽出して求める前記膜の角度を利用することを特徴とする請求項7〜12のいずれか1項に記載の形状計測方法。
- 請求項1〜6のいずれか1項に記載の形状計測装置と、
前記撮像手段からの画像情報を画像処理することにより、撮影された画像の色情報を抽出するとともに、
前記色情報と前記光照射手段から照射された光が前記光減衰手段を通過する距離に関する情報との対応関係を求め,前記対応関係を利用して前記色情報から前記距離に関する情報を抽出する距離情報抽出手段と、
前記距離から前記接触部を構成する膜の形状を求める膜形状計測手段と、
前記膜の形状から前記膜に接触した対象物の形状を求める対象物形状計測手段と
を備えることを特徴とする形状計測装置を利用した形状計測システム。 - 前記接触部を構成する膜において、対象物が接触する側とは反対側に配置されたマーカー部と、前記膜に対象物が接触した際の前記マーカー部の挙動を撮影する前記形状計測装置が備える撮像手段とを備えたことを特徴とする触覚情報抽出手段と、
請求項1〜6のいずれか1項に記載の形状計測装置からなる光学式触覚センサ。 - 請求項15記載の光学式触覚センサを利用して、前記マーカー部の3次元空間での挙動を計測する方法であって、
前記形状計測装置が備える撮像手段によって撮影した画像から、前記マーカー部の挙動のうち前記画像上の2次元空間での挙動を求めるステップと、
前記膜形状計測手段から、前記マーカー部の挙動のうち前記空間と独立した方向の挙動を求めるステップと
を含むことを特徴とする、光学式触覚センサを利用した3次元マーカー位置計測方法。 - 請求項15記載の光学式触覚センサを利用して、力学量及び前記膜に接触する対象物の形状を計測する方法であって、
前記光学式触覚センサを用いて力学量を測定するステップと、
前記光学式触覚センサを用いて前記膜に接触する対象物の形状の計測するステップと
を含むことを特徴とする、光学式触覚センサを利用した力学量及び形状計測方法。 - 請求項15記載の光学式触覚センサを用いて力学量を測定する力学量測定手段と、
前記光学式触覚センサを用いて前記膜に接触する対象物の形状の計測する形状計測手段と
を含むことを特徴とする、光学式触覚センサを利用した力学量及び形状計測システム。 - 請求項1〜6のいずれか1項に記載の形状計測装置と、前記形状計測装置と対象物の間に作用する接触力を抽出する接触力抽出手段とを利用して、対象物の硬さの分布に関する情報を抽出する方法であって、
前記接触部を構成する膜と対象物が接触する際の接触状態に対して、前記形状計測装置と対象物の間に作用する接触力が異なるように複数の接触状態を選定するステップと、
前記接触力抽出手段を用いて、複数の前記接触状態における前記接触力をそれぞれ抽出するステップと、
前記形状計測装置を用いて、複数の前記接触状態における前記膜に接触する対象物の形状をそれぞれ計測するステップと、
複数の前記接触状態における前記形状から、対象物の変形量の分布に関する情報を抽出するステップと、
前記変形量の分布に関する情報と複数の前記接触状態における前記接触力から、対象物の硬さの分布に関する情報を抽出するステップと
を含むことを特徴とする、形状計測装置を利用した硬度分布計測方法。 - 請求項1〜6のいずれか1項に記載の形状計測装置と、
前記接触部を構成する膜と対象物が接触する際の接触状態に対して、前記形状計測装置と対象物の間に作用する接触力が異なるように複数の接触状態を選定する接触状態選定手段と、
複数の前記接触状態における前記接触力をそれぞれ抽出する接触力抽出手段と、
前記形状計測装置を用いて、複数の前記接触状態における前記膜に接触する対象物の形状をそれぞれ計測する形状計測手段と、
複数の前記接触状態における前記形状から、対象物の変形量の分布に関する情報を抽出する変形量分布情報抽出手段と、
前記変形量の分布に関する情報と複数の前記接触状態における前記接触力から、対象物の硬さの分布に関する情報を抽出する硬度分布情報抽出手段と
を含むことを特徴とする、形状計測装置を利用した硬度分布計測システム。 - 請求項1〜6のいずれか1項に記載の形状計測装置と、前記形状計測装置と対象物の間に作用する接触力を抽出する接触力抽出手段と、前記形状計測装置と対象物の位置関係を抽出する位置関係抽出手段とを利用して、対象物の硬さに関する情報を抽出する方法であって、
前記接触部を構成する膜と対象物が接触する際の接触状態に対して、前記形状計測装置と対象物の間に作用する接触力が異なるように複数の接触状態を選定するステップと、
前記接触力抽出手段を用いて、複数の前記接触状態における前記接触力をそれぞれ抽出するステップと、
前記形状計測装置を用いて、複数の前記接触状態における前記膜に接触する対象物の形状をそれぞれ計測するステップと、
前記位置関係抽出手段を用いて、複数の前記接触状態における前記形状計測装置と対象物の位置関係を抽出するステップと、
複数の前記接触状態における前記形状と前記位置関係から、対象物の変形量を抽出するステップと、
前記変形量と複数の前記接触状態における前記接触力から、対象物の硬さに関する情報を抽出するステップと
を含むことを特徴とする、形状計測装置を利用した硬度計測方法。 - 請求項1〜6のいずれか1項に記載の形状計測装置と、
前記接触部を構成する膜と対象物が接触する際の接触状態に対して、前記形状計測装置と対象物の間に作用する接触力が異なるように複数の接触状態を選定する接触状態選定手段と、
複数の前記接触状態における前記接触力をそれぞれ抽出する接触力抽出手段と、
前記形状計測装置を用いて、複数の前記接触状態における前記膜に接触する対象物の形状をそれぞれ計測する形状計測手段と、
複数の前記接触状態における前記形状計測装置と対象物の位置関係を抽出する位置関係抽出手段と、
複数の前記接触状態における前記形状と前記位置関係から、対象物の変形量を抽出する変形量抽出手段と、
前記変形量と複数の前記接触状態における前記接触力から、対象物の硬さに関する情報を抽出する硬度情報抽出手段と
を含むことを特徴とする、形状計測装置を利用した硬度計測システム。
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