JPH05312536A - 三次元形状測定装置 - Google Patents
三次元形状測定装置Info
- Publication number
- JPH05312536A JPH05312536A JP15996292A JP15996292A JPH05312536A JP H05312536 A JPH05312536 A JP H05312536A JP 15996292 A JP15996292 A JP 15996292A JP 15996292 A JP15996292 A JP 15996292A JP H05312536 A JPH05312536 A JP H05312536A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- dimensional shape
- deformation
- kaleidoscope
- measured
- 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.)
- Pending
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
- Automatic Focus Adjustment (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 照射ビームの変形、広がり、スペクトルの広
がりの改良により、測定誤差を少なくした精密測定がで
きるようにする。 【構成】 三次元形状の被測定物９に光ビームを照射し
たときの反射光を検出して形状測定する装置において、
レーザー発振器１から被測定物９に照射する照射光の変
形修正等を行なうためのカレイドスコープ３を設け、こ
のカレイドスコープ光を測定面Ｓ１に照射し、その反射
光を光位置検出器５で受光し、その検出信号を演算処理
回路７で処理する。
がりの改良により、測定誤差を少なくした精密測定がで
きるようにする。 【構成】 三次元形状の被測定物９に光ビームを照射し
たときの反射光を検出して形状測定する装置において、
レーザー発振器１から被測定物９に照射する照射光の変
形修正等を行なうためのカレイドスコープ３を設け、こ
のカレイドスコープ光を測定面Ｓ１に照射し、その反射
光を光位置検出器５で受光し、その検出信号を演算処理
回路７で処理する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は三次元形状測定装置に関
する。
する。
【０００２】
【従来の技術】従来三次元形状測定に三角測量法によ
り、反射光の光スポット位置を光位置検出器ＰＳＤやＣ
ＣＤで検出して変位を測定する方式のものが知られてい
る。これは図４に示す如く、反射面Ｓの変位ｘにより光
位置検出器上を反射光のスポットが移動ｙするので、こ
のｙを検出して変位ｘを測定することが三角測量の原理
である。この場合、投光系と受光系とが異なる２軸光学
系を形成しているために、反射面の傾き、形状等による
影響が大きくなり、これが測定誤差として現われる欠点
がある。又、照射ビームが径変形して中心対称でない
と、例えば図５に示すように（ａ）が正常な円形である
のに対し、（ｂ），（ｃ）図のような楕円形に変形した
広がったビームスポットであると、これが図６のような
傾斜面Ｓ１に当ったとすると、その反射光はＰＳＤの１
点ｙ１に集中せずにｙ２，ｙ３のように分散してしま
い、したがってこの検出は測定誤差を大きくする欠点が
ある。
り、反射光の光スポット位置を光位置検出器ＰＳＤやＣ
ＣＤで検出して変位を測定する方式のものが知られてい
る。これは図４に示す如く、反射面Ｓの変位ｘにより光
位置検出器上を反射光のスポットが移動ｙするので、こ
のｙを検出して変位ｘを測定することが三角測量の原理
である。この場合、投光系と受光系とが異なる２軸光学
系を形成しているために、反射面の傾き、形状等による
影響が大きくなり、これが測定誤差として現われる欠点
がある。又、照射ビームが径変形して中心対称でない
と、例えば図５に示すように（ａ）が正常な円形である
のに対し、（ｂ），（ｃ）図のような楕円形に変形した
広がったビームスポットであると、これが図６のような
傾斜面Ｓ１に当ったとすると、その反射光はＰＳＤの１
点ｙ１に集中せずにｙ２，ｙ３のように分散してしま
い、したがってこの検出は測定誤差を大きくする欠点が
ある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような欠
点に鑑み、照射ビームの改良により、測定誤差を少なく
した精密測定ができるようにすることを目的とする。
点に鑑み、照射ビームの改良により、測定誤差を少なく
した精密測定ができるようにすることを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】被測定物に光ビームを照
射したときの反射光を検出して形状測定するものに於
て、前記照射光の変形修正等を行なうためのカレイドス
コープを設けたことを特徴とする。
射したときの反射光を検出して形状測定するものに於
て、前記照射光の変形修正等を行なうためのカレイドス
コープを設けたことを特徴とする。
【０００５】
【作用】本発明は前記のように、カレイドスコープを設
けて照射ビームの変形及び広がりを修正したことによっ
て被測定物には常に真円に絞ったビーム照射ができ、
又、照射ビームをカレイドスコープを通すことによっ
て、スペクトルの広がりを修正して狭帯化し、基本波長
光のエネルギーを高めた照射をすることができる。した
がって、これにより三次元形状の測定精度を従来にくら
べて高めることができる。
けて照射ビームの変形及び広がりを修正したことによっ
て被測定物には常に真円に絞ったビーム照射ができ、
又、照射ビームをカレイドスコープを通すことによっ
て、スペクトルの広がりを修正して狭帯化し、基本波長
光のエネルギーを高めた照射をすることができる。した
がって、これにより三次元形状の測定精度を従来にくら
べて高めることができる。
【０００６】
【実施例】以下、本発明を図面の一実施例により説明す
る。図１において、１はレーザー発振器、２はレーザー
ビームの集束レンズ、３は照射ビームの変形を修正する
ためのカレイドスコープ、Ｓ１は被測定物モデル９の傾
斜面で、この１点Ｐ１に集光ビームのスポットを照射す
る。４は投光軸と異なる光軸に設けた受光レンズで、こ
の受光スポットを光位置検出器５に当てて位置検出を行
なう。６は前記照射系及び受光系を保持する測定ヘッド
で、これをＮＣ制御等によって移動制御し光ビームをモ
デル９上を隈なく走査して形状測定を行なう。７は光位
置検出器５の受光スポットの移動によって生ずる電気信
号Ａ，Ｂを増幅、偏差Ａ−Ｂ，Ａ＋Ｂをとって入力しリ
ニア補正や平均処理し、割算Ａ−Ｂ／Ａ＋Ｂ等の演算処
理をして位置測定結果を出力する演算処理装置、８はレ
ーザー発振器１のパルスパワー電源である。
る。図１において、１はレーザー発振器、２はレーザー
ビームの集束レンズ、３は照射ビームの変形を修正する
ためのカレイドスコープ、Ｓ１は被測定物モデル９の傾
斜面で、この１点Ｐ１に集光ビームのスポットを照射す
る。４は投光軸と異なる光軸に設けた受光レンズで、こ
の受光スポットを光位置検出器５に当てて位置検出を行
なう。６は前記照射系及び受光系を保持する測定ヘッド
で、これをＮＣ制御等によって移動制御し光ビームをモ
デル９上を隈なく走査して形状測定を行なう。７は光位
置検出器５の受光スポットの移動によって生ずる電気信
号Ａ，Ｂを増幅、偏差Ａ−Ｂ，Ａ＋Ｂをとって入力しリ
ニア補正や平均処理し、割算Ａ−Ｂ／Ａ＋Ｂ等の演算処
理をして位置測定結果を出力する演算処理装置、８はレ
ーザー発振器１のパルスパワー電源である。
【０００７】図２はカレイドスコープ３の拡大図で、レ
ンズ２から照射される光が、このカレイドスコープ３を
通過することによりスコープ内面を反射を繰返しながら
ビーム変形とか広がりを修正することができる。このカ
レイドスコープは、例えば入口径が４ｍｍ、出口径が
０．２ｍｍ、長さ２０ｍｍ程度のものを利用し、テーパ
ー面で反射を繰返すことによって図３に示すように入射
する基本波の広がりを狭め、基本波長光のエネルギーを
高めたシャープなビーム照射をすることができる。
ンズ２から照射される光が、このカレイドスコープ３を
通過することによりスコープ内面を反射を繰返しながら
ビーム変形とか広がりを修正することができる。このカ
レイドスコープは、例えば入口径が４ｍｍ、出口径が
０．２ｍｍ、長さ２０ｍｍ程度のものを利用し、テーパ
ー面で反射を繰返すことによって図３に示すように入射
する基本波の広がりを狭め、基本波長光のエネルギーを
高めたシャープなビーム照射をすることができる。
【０００８】以上によりレーザー発振器１からレンズ２
を通った光ビームは一般に広がり変形をし、スペクトル
の広がりが大きいものであるが、これをカレイドスコー
プ３を通すことによりビーム変形を修正して真円形に
し、スペクトル狭帯化し、この集束した光ビームを被測
定体モデル９に照射する。モデルの照射面が図のように
傾斜面Ｓ１であっても前記カレイドスコープ光によって
照射点Ｐ１は照射面積が広がらずに照射することがで
き、したがってこのＰ１点から反射する反射光も従来の
ように散乱しないで受光することができ、光位置検出器
５の１点に集中して受光することができる。この反射光
はレンズ４によって光位置検出器５の反射面Ｓ１の位置
Ｐ１点に対応するスポット位置ｙ１に集光して検出さ
れ、三角測量法により反射面Ｓ１の位置検出ができる。
検出精度は前記のように検出器５の受光点が１点
（ｙ１）に集束するので、精度を極めて向上する。演算
処理装置７は検出器５からの信号Ａ，ＢをＡ−Ｂ／Ａ＋
Ｂの割算する演算処理により位置の測定データを出力す
る。このデータは更に、照射位置を走査するヘッド６を
制御するＮＣ制御装置からの走査位置情報とともに三次
元形状信号を図示しないＣＰＵ演算処理装計よって演算
出力する。
を通った光ビームは一般に広がり変形をし、スペクトル
の広がりが大きいものであるが、これをカレイドスコー
プ３を通すことによりビーム変形を修正して真円形に
し、スペクトル狭帯化し、この集束した光ビームを被測
定体モデル９に照射する。モデルの照射面が図のように
傾斜面Ｓ１であっても前記カレイドスコープ光によって
照射点Ｐ１は照射面積が広がらずに照射することがで
き、したがってこのＰ１点から反射する反射光も従来の
ように散乱しないで受光することができ、光位置検出器
５の１点に集中して受光することができる。この反射光
はレンズ４によって光位置検出器５の反射面Ｓ１の位置
Ｐ１点に対応するスポット位置ｙ１に集光して検出さ
れ、三角測量法により反射面Ｓ１の位置検出ができる。
検出精度は前記のように検出器５の受光点が１点
（ｙ１）に集束するので、精度を極めて向上する。演算
処理装置７は検出器５からの信号Ａ，ＢをＡ−Ｂ／Ａ＋
Ｂの割算する演算処理により位置の測定データを出力す
る。このデータは更に、照射位置を走査するヘッド６を
制御するＮＣ制御装置からの走査位置情報とともに三次
元形状信号を図示しないＣＰＵ演算処理装計よって演算
出力する。
【０００９】
【発明の効果】以上のように本発明は、被測定物に光ビ
ームを照射してその反射光を検出することにより被測定
物の三次元形状を測定する装置において、前記照射光を
カレイドスコープを通して照射するようにしたので、照
射ビームの変形、広がりを修正して真円形に集束して照
射でき、これにより測定面が傾斜していても反射光を検
出器の１点に集束して受光することができ、測定精度を
向上させることができる。又、照射ビームはカレイドス
コープによって、そのスペクトルの広がりも修正しスペ
クトル狭帯化をすることができ、基本波長光のエネルギ
ーを高めたビームを被測定物に照射することにより測定
精度を高めることができる。
ームを照射してその反射光を検出することにより被測定
物の三次元形状を測定する装置において、前記照射光を
カレイドスコープを通して照射するようにしたので、照
射ビームの変形、広がりを修正して真円形に集束して照
射でき、これにより測定面が傾斜していても反射光を検
出器の１点に集束して受光することができ、測定精度を
向上させることができる。又、照射ビームはカレイドス
コープによって、そのスペクトルの広がりも修正しスペ
クトル狭帯化をすることができ、基本波長光のエネルギ
ーを高めたビームを被測定物に照射することにより測定
精度を高めることができる。
【図１】本発明の一実施例構成図。
【図２】図１の要部拡大図。
【図３】レーザービームの特性図。
【図４】三角測量法の説明図。
【図５】従来の説明図。
【図６】従来のビーム形状図。
１ レーザー発振器 ２，４ レンズ ３ カレイドスコープ ５ 光位置検出器 ６ 演算処理装置 ７ パワー電源
Claims (1)
- 【請求項１】 三次元形状の被測定物に光ビームを照射
したときの反射光を検出して形状測定する装置に於て、
前記照射光の変形修正等を行なうためのカレイドスコー
プを設けたことを特徴とする三次元形状測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15996292A JPH05312536A (ja) | 1992-05-08 | 1992-05-08 | 三次元形状測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15996292A JPH05312536A (ja) | 1992-05-08 | 1992-05-08 | 三次元形状測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05312536A true JPH05312536A (ja) | 1993-11-22 |
Family
ID=15704978
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15996292A Pending JPH05312536A (ja) | 1992-05-08 | 1992-05-08 | 三次元形状測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05312536A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5841539A (en) * | 1996-08-09 | 1998-11-24 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Three-dimensional measuring apparatus and three-dimensional measuring method |
-
1992
- 1992-05-08 JP JP15996292A patent/JPH05312536A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5841539A (en) * | 1996-08-09 | 1998-11-24 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Three-dimensional measuring apparatus and three-dimensional measuring method |
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