JP6265325B2 - レーザー走査装置、レーザー走査システム、及びレーザー走査方法 - Google Patents
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Description
即ち、本発明に係るレーザー走査装置は、レーザー光を出射する出射部と、前記レーザー光が入射されて、該レーザー光を照射範囲が一方向に広がるスリット光として出射するスリット光生成部と、前記スリット光が入射されて、該スリット光を該スリット光の波長に応じた角度で出射する変向部と、前記レーザー光の波長を連続的に変化させる波長調整部と、を備え、前記変向部は、反射型又は透過型のグレーティングを有し、前記グレーティングは、溝が前記一方向に直交する幅方向に間隔をあけて前記一方向に沿うように刻まれた板状の素子であって、前記溝は、前記一方向の両端部で前記幅方向に歪んだ弓形状とされることで、前記スリット光における前記一方向の両端部での光の出射方向と前記スリット光における前記一方向の中心部での光の出射方向とを一致させるように補正する補正部であることを特徴とする。
また、変向部に反射型又は透過型グレーティングを用いることで、スリット光の出射角度を変向させることが可能である。さらに、反射型又は透過型を適宜選択することで、出射部の設置位置と計測対象物の設置位置との間の相対位置関係の選択に自由度が広がり、レーザー走査装置全体の設置スペースの省スペースが可能となる。
さらに、前記変向部は、前記スリット光における前記一方向の両端部での光の出射方向と、前記スリット光における前記一方向の中心部での光の出射方向とを一致させるように補正する補正部を有している。よって変向部にスリット光が入射された際に一方向に対する歪みがスリット光に生じて、そのままでは平行な光を計測対象物に照射できないような場合であっても、補正部によってスリット光の出射方向を補正して、スリット光を上記一方向に平行に出射させることができる。よって、計測対象物の立体形状計測の精度を向上させることができる。
以下、本発明の第一参考例に係るレーザー走査システム100について説明する。
図1に示すように、レーザー走査システム100は、光切断法を用いて計測対象物Wの立体形状計測を行うレーザー走査装置1(以下、単に走査装置1とする)と、計測対象物Wの画像を取得する画像取得部7とを備えている。
ここで本参考例では、グレーティング15は反射型であるため、スリット光L3はグレーティング15に入射する方向とは反対側に反射するように回折する。
次に、本発明の第二参考例に係るレーザー走査システム100Aについて説明する。
なお、第一参考例と同様の構成要素には同一の符号を付して詳細説明を省略する。
本参考例では、変向部4Aが第一参考例とは異なっている。
また、レーザー走査システム100A(100)の設置スペースに合わせて、省スペースが可能となるように、反射型のグレーティング15、又は透過型のグレーティング15Aを適宜選択すればよい。
次に、本発明の第二参考例に係るレーザー走査システム100Bについて説明する。
なお、第一参考例及び第二参考例と同様の構成要素には同一の符号を付して詳細説明を省略する。
本参考例では、第一参考例のレーザー走査システム100を基本構成として、送光コリメータ3Bが第一参考例とは異なっている。
次に、本発明の第四参考例に係るレーザー走査システム100Cについて説明する。
なお、第一参考例から第三参考例と同様の構成要素には同一の符号を付して詳細説明を省略する。
本参考例では、第一参考例のレーザー走査システム100を基本構成として、変向部4Cが第一参考例とは異なっている。
次に、本発明の第五参考例に係るレーザー走査システム100Dについて説明する。
なお、第一参考例から第四参考例と同様の構成要素には同一の符号を付して詳細説明を省略する。
本参考例では、第一参考例のレーザー走査システム100を基本構成として、変向部4Dが第一参考例とは異なっている。
次に、本発明の実施形態に係るレーザー走査システム100Eについて説明する。
なお、第一参考例から第五参考例と同様の構成要素には同一の符号を付して詳細説明を省略する。
本実施形態では、第一参考例のレーザー走査システム100を基本構成として、変向部4Eが第一参考例とは異なっている。
これによって、スリット光L3はその高さ方向D1で出射方向が補正され、グレーティング15によって回折されたスリット光L3は高さ方向D1に対して平行に出射されることになる。
例えば、図9に示すように、画像取得部7は複数設けられていてもよい。具体的には、スリット光L3が照射された計測対象物Wの画像を、例えば側方及び前方から取得し、これらの画像を合成することで、より精度の高い立体形状計測が可能となる。
Claims (7)
- レーザー光を出射する出射部と、
前記レーザー光が入射されて、該レーザー光を照射範囲が一方向に広がるスリット光として出射するスリット光生成部と、
前記スリット光が入射されて、該スリット光を該スリット光の波長に応じた角度で出射する変向部と、
前記レーザー光の波長を連続的に変化させる波長調整部と、
を備え、
前記変向部は、反射型又は透過型のグレーティングを有し、
前記グレーティングは、溝が前記一方向に直交する幅方向に間隔をあけて前記一方向に沿うように刻まれた板状の素子であって、
前記溝は、前記一方向の両端部で前記幅方向に歪んだ弓形状とされることで、前記スリット光における前記一方向の両端部での光の出射方向と前記スリット光における前記一方向の中心部での光の出射方向とを一致させるように補正する補正部であることを特徴とするレーザー走査装置。 - 前記変向部は、プリズムを有することを特徴とする請求項1に記載のレーザー走査装置。
- 前記スリット光生成部は、
前記レーザー光を入射して平行光として出射するコリメートレンズと、
入射した前記平行光を前記一方向に拡散させて前記スリット光として出射するシリンドリカルレンズと、
を有することを特徴とする請求項1又は2に記載のレーザー走査装置。 - 前記スリット光生成部は、
入射端から入射するレーザー光を、出射端から予め定められた立体角の範囲に拡散する拡散光として出射する光ファイバーと、
入射する前記拡散光を前記レーザー光の前記一方向に直交する幅方向に集光して前記スリット光として出射するシリンドリカルレンズと、
を有することを特徴とする請求項1又は2に記載のレーザー走査装置。 - 前記変向部は、複数設けられていることを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載のレーザー走査装置。
- 請求項1から5のいずれか一項に記載のレーザー走査装置と、
前記スリット光が計測対象物に照射された際の、該計測対象物における照射位置の画像を取得する画像取得部と、
を備えることを特徴とするレーザー走査システム。 - レーザー光を出射するレーザー光出射工程と、
前記レーザー光を照射範囲が一方向に広がるスリット光として出射するスリット光出射工程と、
前記スリット光を該スリット光の波長に応じた角度で出射する出射角度変化工程と、
前記レーザー光の波長を連続的に変化させる波長変更工程と、
前記波長に応じた角度で出射された前記スリット光が計測対象物に照射された際に、該計測対象物における照射位置の画像を取得する画像取得工程と、
を備え、
前記出射角度変化工程では、反射型又は透過型のグレーティングとして、溝が前記一方向に直交する幅方向に間隔をあけて前記一方向に沿うように刻まれた板状の素子を用いるとともに、前記溝を、前記一方向の両端部で前記幅方向に歪んだ弓形状とすることで、前記スリット光における前記一方向の両端部での光の出射方向と前記スリット光における前記一方向の中心部での光の出射方向とを一致させるように補正することを特徴とするレーザー走査方法。
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