JPH0313801A - 三次元形状計測装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、三次元形状測定装置に関し、特に、被測定物
体の表面の弾性をも測定可能とした三次元形状測定装置
に関するものである。本発明は各種の物体の三次元形状
の測定並びに弾性の測定に汎用でき、比較的簡単な外形
を有する物体から複雑な形状を有する物体まで任意の物
体の形状測定等に適用できる。また機械類の如き表面が
硬い物体から、人体の如く表面に弾力のある物体まで任
意に測定できる。本発明は、例えば産業上の機械器具類
の設計図面等の作成用に利用することもでき、また、衣
服のデザインのための人体の表面形状及び人体の各部位
の弾性の測定用として利用することもできる。

〔従来の技術及びその問題点〕

従来より、物体の三次元計測手段としては、物体を撮像
してそれを分析するなどの複雑な機構を利用するものは
あったが、簡便な装置を用いて各種形状の物体の形状の
測定ならびに弾性の測定に汎用できる手段は提案されて
いない。

例えば、特定の個人の衣服を作る場合、従来は個人の袖
丈であるとか肩幅等を巻尺等で測定し、それに基づいて
衣服の寸法を定めている。これは、人体の形状測定など
に簡便に使用できる形状測定装置がないので、かかる伝
統的な採寸による衣服の作製が行われているのである。

しかし、このような手段では、成る集団の平均的な体型
を統計的に得て、これをもとに平均的な衣服（既成服）
を作ろうとするような場合には不便である。むしろ従来
は既成服は、統計的に測定した体型というより、むしろ
標準的な体型を想定し、これをモデルにして作るもので
あった。また単に外表面についての形状測定だけでは、
ブラジャーや水着のような体に圧着して使用されるよう
な被服の設計には不十分である。

本発明は上記のような事情に基づいてなされたもので、
簡便かつ正確に物体の三次元形状を得ることができ、同
時に物体の弾性を測定することができ上記のような人体
の外形（体型）の測定に有効に用いることができ、かつ
その他任意の物体の形状測定並びに弾性測定に有効に用
いることができる三次元形状測定装置を提供せんとする
ものである。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明の三次元形状測定用装
置は、複数のスライドゲージを一平面上において被測定
物体の方向に向けて配置し、該複数のスライドゲージに
より該一平面状における上記被測定物体の該表面の位置
を検知し、かつ上記複数のスライドゲージを変位させる
ことにより上記一平面以外の任意の平面における被測定
物体の外表面の位置を検出し、これにより該被測定物体
の外表面の三次元位置を検出するとともに、上記スライ
ドゲージを適宜圧力により被測定物体に押し当てた場合
の変位により被測定物体の弾性を検知する構成とした。

即ち本発明においては、被測定物体の位置を検出すると
同時に、各位置において任意の圧力でスライドゲージが
被測定物体を圧することができるようにし、その時のス
ライドゲージの変位（即ち例えば物体の凹みぐあいに基
づく変位）から弾性を測定することができる構成にした
ものである。

本発明の構成について、後記詳述する本発明の一実施例
を略示する第１図及び第２図を用いて略述すると、次の
とおりである。

本発明は、第１図及び第２図に例示の如く、被測定物体
２の三次元形状を測定する三次元計測用装置１０であっ
て、複数のスライドゲージｌａ。

ｌｂ、ｌｃ−・を一平面Ｓ１上において被測定物体２の
方向に向けて、即ち第１図の例示であれば被測定物体２
（この場合人体）のおおよそ中心に向かう矢印Ａの方向
で配置し、該スライドゲージｌａ、ｌｂ、ｌｃ−・を被
測定物体２に向けて移動して、該スライドゲージｌａ、
ｌｂ、ｌｃ・−の先端が被測定物体２の外表面に到達し
て停止した時に該各ゲージの位ＩＦ（または変位）を読
み取る等のことによって、該一平面Ｓ、上における上記
被測定物体２の外表面の位置を検知し、また同時に、任
意の圧力でスライドゲージｌａ、ｌｂ、ｌｃ−・・が被
測定物体２を押すことによるそのときの変位、例えば押
し込み距離（スライドゲージによる凹み具合）を検知し
、これにより弾性を計測し、かつ、第２図に例示するよ
うに、上記複数のスライドゲージｌ　ａ、　　ｌ　ｂ、
　　ｌ　ｃ−を上記一平面Ｓ、に例えば垂直な方向で変
位させ、第２図の如（任意の平面Ｓ！、Ｓ３．Ｓ４−・
−における被測定物体２の外表面の位置を測定し、かつ
任意の圧力のときのゲージの押し込み距離を探知するな
どして同様に弾性の計測をし、これにより外被測定物体
２の外表面の三次元位置並びに弾性を検出する構成にし
たものである。

〔作　用〕

本発明においては、上記の如く、スライドゲージにより
被測定物体の一平面上における位置を検知して、該スラ
イドゲージを該一平面に垂直な方向で変位させて任意の
平面上での被測定物体の位置並びに弾性を検知するよう
にしたので、簡便に被測定物体の三次元形状並びに弾性
を測定するこことができる。

また、スライドゲージの先端を被測定物体の表面上で停
止させる場合に、該スライドゲージの被測定物体への押
圧力を制御することにより、被測定物体が人体のように
弾力がある場合についても、所望の検知データを得るた
めの形状測定装置として利用することができる。

〔実　施　例〕

以下本発明の一実施例について、第１図及び第２図を参
照して説明する。

この実施例は、本発明を、人体の形状測定装置として具
体化したものであって、例えば衣服の製作の際の体型の
測定（寸法採り）の手段等として利用できるようにした
ものである。

本実施例における三次元形状測定装置ＩＯは、測定室３
内に、被測定物体２（本例の場合人体）を入れられるよ
うになっている０通常の物体の場合は測定室３内へ搬入
することになるが、本実施例の場合は、測定すべき人に
適宜入口（特に図示せず）から入ってもらえばよい０本
例の測定室３は、はぼ円筒に形成したが、人体を真上か
ら見ると横長（第１図で言えば左右方向で長くなった形
）の楕円形状に近位した形になるので、該楕円形状を拡
大したような楕円形にしてもよい、また、本例ではスラ
イドゲージｌａ、ｌｂ、ｌｃ−・の設置の容易性といっ
た点から円筒形にしたが、勿論直方体の如き箱型であっ
てもよい。

本実施例において、複数のスライドゲージ１ａ＋ｌｂ、
ｌｃ−・−は、被測定物体２である人体のほぼ中心に向
かって動き得る（スライドし得る）ようになっている、
同時に、任意の圧力で被測定物体２である人体の表面を
押圧できるようになっている。

例えば、第１図において、平面Ｓ、における被測定物体
２の位置を測定する場合は、図の矢印Ａの如く物体２に
向かう方向で各スライドゲージｌａ、ｌｂ、ｌｃ・−を
動かし、該スライドゲージｌａ、ｌｂ、ｌｃ−・−の先
端が被測定物体２の外表面に当たって停止したとき、そ
の動く量、位置等を検出することによって、外表面位置
を検知する。

また、この位置より任意の圧力で人体を押圧することに
よりその時の押し込み距離を計測し、弾性を測定するも
のとする。

本例において、各スライドゲージｌａ、ｌｂ。

ＩＣ−・は、棒状に形成し、適宜駆動機構によって動く
ようにし、かつ先端を柔らかい物質で保護するなどして
、これが人体に当たっても痛くないようにした。

一平面Ｓ１での測定の後、該スライドゲージｌ　ａ、　
　ｌ　ｂ、　　ｌ　ｃ−−−をこの平面Ｓ、に略垂直な
方向、つまり第２図の上下方向に変位させる。そして、
適宜の位置に停め、そのときの平面、例えば第２図の平
面Ｓｔにおいて、上記と同様な位置測定を行う。

このようにして、各平面（例えば平面Ｓ、〜Ｓ４での位
置検出ならびに弾性計測を行うことにより、被測定物体
２の三次元形状を得る。

具体的には、各平面でのデータを数的処理装置（コンピ
ュータなど）に入力し、これを演算して、外形並びに人
体各部位の弾性をを求めることができる。

第２図の図示では、データをとる平面は少な（示しであ
るが、実際には、人体の形状を適正に把握できるよう、
例えばｌａｗ間隔で測定するようにする。またスライド
ゲージｌａ、ｌｂ、ｌｃ−・−は、１００〜１２０個程
度設置するのがよい。

本例では、被測定物体２が人体の如く表面に弾力のある
ものであるので、各スライドゲージｌａｌ　ｂ、　　ｌ
　ｃ−を該外表面で停止させる場合の、各スライドゲー
ジの押圧力を適宜変えることにより、所望に応じた状況
での外形を求め得るようにした。

例えば、外力が加わらない状態での外表面形状を得たい
場合、表面に各ゲージｌａ、ｌｂ、ｌｃ・−の先端が到
達したその時点で各ゲージが止まるようにし、また、成
る程度力を加えた時の外表面を知りたいとき（例えばき
っちりとした、きつめの衣服を得たいとき）などは、成
る程度押圧力をもって各スライドゲージを押しつけるよ
うにして測定を行う。また、このように押圧力を変えて
データをとることにより、被測定物体２の弾性ないしは
、加わる力による形状の変化を知るようにすることもで
きる。

本実施例においては、例えば第３図に示すようなスライ
ドゲージ１及び制御機構を用いることができる。

第３図中、１１は図の左右方向にスライドし得る棒状の
ゲージ本体である。

４は、ゲージ本体１１の変位を検知するリニアエンコー
ダーである。直線運動を円運動に変換するようにすれば
、ロータリーエンコーダーを用いることもでき、変位の
検知は任意手段により知ることができる。

ゲージ本体１１は、ベアリング１２（場合によっては０
リングでもよい）を介して枠体１３内を挿通しており、
該枠体１３とゲージ本体１１との間の空間１４にエア１
５が導入されることにより、該ゲージ本体１１の変位／
及びまたは弾性検出のための押圧力を与えられるように
なっている０図中５はこのようなエア１５を供給するた
めのエア・コンプレッサであり、６はエアの圧力を制御
して押圧力の調整等を行う圧力コントローラである。

図中７は制御装置能この場合演算装置であり、パーソナ
ルコンピュータその他計算機を用いることができる。８
はデータレコーダである。

その他、図示例に限らず、任意の手段・機構を用いてよ
いことは当然である。

〔発明の効果〕 上述の如く本発明によれば、簡便かつ正値に任意の物体
の三次元形状ならびに弾性を求めることができ、人体、
各種装置、その他任意のものの三次元形状測定装置とし
て有効に用いることができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の上面略示図、第２図は同じ
く側方斜視図で、いずれも透視図である。 ｌａ、ｌｂ、ｌｃ・・・スライドゲージ、２・・・被測
定物体、１０・・・三次元形状測定装置、３１〜Ｓ。 ・・・平面。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、被測定物体の三次元形状を測定する三次元計測用装
   置であって、 複数のスライドゲージを一平面上において被測定物体の
   方向に向けて配置し、 該複数のスライドゲージにより該一平面上における上記
   被測定物体の外表面の位置を検知し、かつ上記複数のス
   ライドゲージを変位させることにより上記一平面以外の
   任意の平面における被測定物体の外表面の位置を検出し
   、これにより該被測定物体の外表面の三次元位置を検出
   するとともに、 上記スライドゲージを適宜圧力により被測定物体に押し
   当てた場合の変位により被測定物体の弾性を検知する構
   成にした三次元形状測定装置。