JPH06147850A - Cross-sectional profile measuring equipment - Google Patents

Cross-sectional profile measuring equipment

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JPH06147850A
JPH06147850A JP4304162A JP30416292A JPH06147850A JP H06147850 A JPH06147850 A JP H06147850A JP 4304162 A JP4304162 A JP 4304162A JP 30416292 A JP30416292 A JP 30416292A JP H06147850 A JPH06147850 A JP H06147850A
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Japan
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shutter speed
ccd camera
measured
cross
image data
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Yutaka Suzuki
裕 鈴木
Ken Yagawa
憲 矢川
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Nissan Motor Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To provide a light cutting system cross-sectional profile measuring equipment which allows accurate measurement regardless of the color of an object to be measured or ambient brightness. CONSTITUTION:The cross-sectional profile measuring equipment comprises a CCD camera 5 having variable shutter speed (exposure time), an operational processing section 22 for taking in image data while varying shutter speed of the CCD camera automatically and processing the image data to select an optimal shutter speed, and a timing control section 23 outputting a signal for controlling the shutter speed of the CCD camera 5 to the optimal value.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、いわゆる光切断方式の
断面形状測定装置に関し、特に被測定物表面からの反射
光の強弱に応じて自動的に撮像カメラの露光時間を最適
値に可変制御しうるものに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a so-called light-section type cross-sectional shape measuring apparatus, and in particular, it automatically controls the exposure time of an image pickup camera to an optimum value in accordance with the intensity of reflected light from the surface of an object to be measured. Regarding possible things.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば自動車のボデーを構成する各種パ
ネルの表面の形状を測定する方法として、最近では、い
わゆる光切断法を用いて光学的に被測定物の断面の形状
を測定する光切断方式の断面形状測定装置が一般的にな
りつつある。ここで、光切断法とは、被測定物の表面に
スリット光を照射しその反射光の形状を観測して被測定
物の断面の形状を測定する方法である。
2. Description of the Related Art For example, as a method for measuring the shape of the surface of various panels constituting a body of an automobile, recently, a light cutting method for optically measuring the shape of a cross section of an object to be measured by using a so-called light cutting method. The cross-sectional shape measuring device is becoming popular. Here, the light section method is a method of irradiating the surface of the object to be measured with slit light and observing the shape of the reflected light to measure the shape of the cross section of the object to be measured.

【0003】このような光切断方式の断面形状測定装置
の一例を図9に示す。この断面形状測定装置は測定ヘッ
ド1を有し、この測定ヘッド1には、スリット状のレー
ザ光を生成して被測定物Wの表面に投光するレーザ投光
器2と、その反射光を受光して被測定物W表面に生じる
切断線の形状を観測し認識するカメラユニット3とが設
けられている。カメラユニット3は受光レンズ4とCC
Dカメラ5とで構成されており、ふつう、受光レンズ4
の絞りは固定され、またCCDカメラ5の露光時間(こ
れはシャッタースピードに依存する)は一定の時間に固
定されている。測定ヘッド1内のCCDカメラ5で撮像
された被測定物Wの表面の形状に対応する画像データは
ビデオ信号の形で外部に出力され、A/D変換器6でデ
ィジタル信号に変換された後、画像メモリ7に取り込ま
れる。演算処理部8は、その画像データを三角測距の原
理に従って演算処理して、被測定物Wの断面の形状を測
定する。この測定結果は例えばプロッタ等の測定結果出
力部9より出力される。また、表示用ディスプレイ10
には、切り替え用内部スイッチ11の位置に応じて、C
CDカメラ5による測定画像がリアルタイムで表示さ
れ、あるいは、処理後の画像が画面に表示されるように
なっている。内部スイッチ11の位置は、オペレータの
操作に基づいて演算処理部8によって切り替えられる。
FIG. 9 shows an example of such a light-section type sectional shape measuring apparatus. This cross-sectional shape measuring apparatus has a measuring head 1, and the measuring head 1 generates a slit-shaped laser beam and projects the laser beam onto the surface of the object to be measured W, and receives the reflected light. And a camera unit 3 for observing and recognizing the shape of the cutting line generated on the surface of the object to be measured W. The camera unit 3 has a light receiving lens 4 and a CC.
It is composed of a D camera 5 and usually a light receiving lens 4
The diaphragm is fixed, and the exposure time of the CCD camera 5 (which depends on the shutter speed) is fixed to a fixed time. After the image data corresponding to the shape of the surface of the object to be measured W captured by the CCD camera 5 in the measuring head 1 is output to the outside in the form of a video signal and converted into a digital signal by the A / D converter 6. Are taken into the image memory 7. The arithmetic processing unit 8 arithmetically processes the image data according to the principle of triangulation and measures the shape of the cross section of the object W to be measured. This measurement result is output from the measurement result output unit 9 such as a plotter. In addition, the display 10 for display
Depending on the position of the switching internal switch 11,
The image measured by the CD camera 5 is displayed in real time, or the processed image is displayed on the screen. The position of the internal switch 11 is switched by the arithmetic processing unit 8 based on the operation of the operator.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の断面形状測定装置にあっては、光学的にせよ
電気的にせよ絞りの調節が出来ないため、被測定物Wの
色や測定場所の周囲の明るさによってスリット光の反射
光に強弱が生じてスリット像がはっきり写らず、被測定
物Wの断面形状を正確に測定できない場合がありうる。
例えば、被測定物Wの色が黒かまたはレーザ光の色と同
色である場合、反射光は弱く、CCDカメラ5で撮像し
たスリット像は暗くて所々とぎれてしまい(図10
(A)参照)、処理後の画像の形状は不明確なものにな
ってしまう(図10(B)参照)。一方で、測定場所が
明るすぎるときや直射日光の下では、反射光が強く、ス
リット像が太くなるほか、スリット像以外に被測定物W
全体が写ってしまうため(図11(A)参照)、処理後
の画像に誤差が入り(図11(B)参照)、断面形状の
測定精度が低下してしまう。なお、比較のため、図12
(A)と(B)に、スリット像だけが写しだされる通常
の場合の処理前後の画像をそれぞれ示してある。
However, in such a conventional cross-sectional shape measuring apparatus, the diaphragm cannot be adjusted optically or electrically, so that the color of the object to be measured W or the measurement location is not measured. There is a possibility that the reflected light of the slit light may become stronger or weaker due to the brightness of the surroundings, the slit image may not be clearly captured, and the cross-sectional shape of the DUT W may not be accurately measured.
For example, when the color of the object to be measured W is black or the same as the color of the laser light, the reflected light is weak, and the slit image captured by the CCD camera 5 is dark and broken in places (FIG. 10).
(See (A)), but the shape of the image after processing becomes unclear (see FIG. 10B). On the other hand, when the measurement location is too bright or in direct sunlight, the reflected light is strong and the slit image becomes thicker.
Since the entire image is captured (see FIG. 11A), an error occurs in the processed image (see FIG. 11B), and the measurement accuracy of the cross-sectional shape decreases. For comparison, FIG.
(A) and (B) respectively show images before and after processing in a normal case where only a slit image is projected.

【0005】本発明は、このような従来技術の問題点に
鑑みてなされたものであり、被測定物の色や周囲の明る
さに影響されることなく常に断面形状を正確に測定しう
る光切断方式の断面形状測定装置を提供することを目的
とする。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and it is an optical device that can always accurately measure a cross-sectional shape without being affected by the color of an object to be measured and the brightness of the surroundings. It is an object of the present invention to provide a cutting-type cross-sectional shape measuring device.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明は、被測定物の表面にスリット光を照射する
投光手段と、前記表面からの反射光を受光してその形状
を認識する認識手段と、当該認識手段からの画像データ
を記憶する記憶手段と、当該記憶手段に記憶された画像
データに基づいて周囲に対するスリット像の相対明るさ
を演算する演算手段と、当該演算手段の演算結果に基づ
いて前記認識手段の最適露光時間を選択する選択手段
と、当該選択手段の選択結果に従って前記認識手段の露
光時間を制御する制御手段とを有することを特徴とす
る。
SUMMARY OF THE INVENTION To achieve the above object, the present invention provides a light projecting means for irradiating a surface of an object to be measured with slit light, and a reflected light from the surface for receiving the shape thereof. Recognition means for recognizing, storage means for storing image data from the recognition means, calculation means for calculating the relative brightness of the slit image with respect to the surroundings based on the image data stored in the storage means, and the calculation means. The selection means for selecting the optimum exposure time of the recognizing means based on the calculation result of 1), and the control means for controlling the exposure time of the recognizing means according to the selection result of the selecting means.

【0007】[0007]

【作用】このように構成した本発明にあっては、投光手
段は被測定物の表面にスリット光を照射し、認識手段は
その表面からの反射光を受光してその形状を認識する。
記憶手段は認識手段から出力された画像データを記憶す
る。この画像データに基づいて演算手段は周囲に対する
スリット像の相対明るさを演算する。この演算結果に基
づいて選択手段はスリット像がはっきり写るよう認識手
段の最適露光時間を選択する。例えば、反射光が比較的
暗いときには露光時間を長くし、逆に反射光が比較的明
るいときには露光時間を短くする。この選択結果に従っ
て制御手段は認識手段の露光時間を制御する。これによ
り、被測定物の色や周囲の明るさに影響されない画像デ
ータを常に得ることができる。
In the present invention thus constructed, the light projecting means irradiates the surface of the object to be measured with slit light, and the recognizing means receives the reflected light from the surface to recognize its shape.
The storage means stores the image data output from the recognition means. Based on this image data, the calculating means calculates the relative brightness of the slit image with respect to the surroundings. Based on the result of this calculation, the selecting means selects the optimum exposure time of the recognizing means so that the slit image can be clearly seen. For example, the exposure time is lengthened when the reflected light is relatively dark, and conversely, the exposure time is shortened when the reflected light is relatively bright. The control means controls the exposure time of the recognition means according to the selection result. This makes it possible to always obtain image data that is not affected by the color of the object to be measured or the ambient brightness.

【0008】[0008]

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。図1は本発明の一実施例による断面形状
測定装置の概略構成図、図2は同実施例による露光時間
制御のフローチャート、図3〜図7はそれの説明に供す
る図、図8は本実施例による測定の手順を示すフローチ
ャートである。なお、図9と共通の部分には同一の符号
を付してある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a cross-sectional shape measuring apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a flowchart of exposure time control according to the embodiment, FIGS. 3 to 7 are diagrams for explaining it, and FIG. It is a flowchart which shows the procedure of the measurement by an example. The same parts as those in FIG. 9 are designated by the same reference numerals.

【0009】この断面形状測定装置は、図1に示すよう
に、測定ヘッド20を有し、この測定ヘッド20には、
スリット状のレーザ光を生成して被測定物Wの表面に投
光するレーザ投光器2と、その反射光を受光して被測定
物W表面に生じる切断線の形状を観測し認識するカメラ
ユニット3とが設けられている。カメラユニット3は受
光レンズ4とCCDカメラ5とで構成され、受光レンズ
4の絞りは固定されている。CCDカメラ5の露光時間
(シャッタースピード)は可変で、あらかじめ数種類の
シャッタースピードが設定されている。測定に際して
は、後述するように、状況に応じて自動的に最適なシャ
ッタースピードが選択されるようになっている。また、
測定ヘッド20には、CCDカメラ5のシャッタースピ
ードを自動制御モードにするためのタイミング調整開始
スイッチ21が設けられている。さらに、測定ヘッド2
0には、測定動作を開始させる図示しない測定開始スイ
ッチも設けられている。
As shown in FIG. 1, this cross-sectional shape measuring device has a measuring head 20, and this measuring head 20 has:
A laser projector 2 that generates a slit-shaped laser beam and projects it on the surface of the object W to be measured, and a camera unit 3 that receives the reflected light and observes and recognizes the shape of a cutting line generated on the surface of the object W to be measured. And are provided. The camera unit 3 is composed of a light receiving lens 4 and a CCD camera 5, and the diaphragm of the light receiving lens 4 is fixed. The exposure time (shutter speed) of the CCD camera 5 is variable, and several kinds of shutter speeds are preset. When measuring, as described later, the optimum shutter speed is automatically selected according to the situation. Also,
The measurement head 20 is provided with a timing adjustment start switch 21 for setting the shutter speed of the CCD camera 5 to the automatic control mode. Furthermore, the measuring head 2
0 is also provided with a measurement start switch (not shown) for starting the measurement operation.

【0010】測定ヘッド20の外部には、CCDカメラ
5からのアナログビデオ信号をディジタル信号に変換す
るA/D変換器6と、このA/D変換器6によりディジ
タル化されたビデオ信号を画像データとして格納する画
像メモリ7と、この画像メモリ7内の画像データを演算
処理して最適シャッタースピードを選択すると共に、そ
の最適シャッタースピードで撮像した画像データを演算
処理して被測定物Wの断面形状を測定する演算処理部2
2と、この演算処理部22で選択された最適シャッター
スピードにCCDカメラ5のシャッタースピードを可変
制御するタイミング信号を出力するタイミング制御部2
3とが設けられている。また、CCDカメラ5と画像メ
モリ7には、切り替え用内部スイッチ11を介して表示
用ディスプレイ10が接続されており、内部スイッチ1
1の位置に応じて、CCDカメラ5による測定画像がリ
アルタイムで表示され、あるいは、処理後の画像が画面
に表示されるようになっている。このときの内部スイッ
チ11の位置は、オペレータの操作に基づいて演算処理
部22によって切り替えられる。また、表示用ディスプ
レイ10の入力にはタイミング制御部23が接続されて
おり、CCDカメラ5のシャッタースピードに応じて取
り込み画像の入力タイミングを変えて表示するようにし
てある。演算処理部22で処理された測定結果は、例え
ばプロッタ等の測定結果出力部9より出力される。
Outside the measuring head 20, an A / D converter 6 for converting an analog video signal from the CCD camera 5 into a digital signal, and a video signal digitized by the A / D converter 6 are converted into image data. And the image data in the image memory 7 are processed to select the optimum shutter speed, and the image data captured at the optimum shutter speed is processed to calculate the sectional shape of the object to be measured W. Processing unit 2 for measuring
2 and a timing control unit 2 for outputting a timing signal for variably controlling the shutter speed of the CCD camera 5 to the optimum shutter speed selected by the arithmetic processing unit 22.
3 and 3 are provided. A display 10 for display is connected to the CCD camera 5 and the image memory 7 via an internal switch 11 for switching.
The image measured by the CCD camera 5 is displayed in real time or the processed image is displayed on the screen according to the position of 1. The position of the internal switch 11 at this time is switched by the arithmetic processing unit 22 based on the operation of the operator. Further, a timing control section 23 is connected to the input of the display 10 for displaying, and the input timing of the captured image is changed and displayed according to the shutter speed of the CCD camera 5. The measurement result processed by the arithmetic processing unit 22 is output from the measurement result output unit 9 such as a plotter.

【0011】なお、投光手段はレーザ投光器2、認識手
段はCCDカメラ5、記憶手段は画像メモリ7、演算手
段と選択手段は演算処理部22、そして制御手段はタイ
ミング制御部23によってそれぞれ構成されている。
The light projecting means is constituted by the laser projector 2, the recognizing means is constituted by the CCD camera 5, the storing means is constituted by the image memory 7, the arithmetic means and the selecting means are constituted by the arithmetic processing section 22, and the control means is constituted by the timing control section 23. ing.

【0012】次に、このように構成された断面形状測定
装置の動作について説明する。測定にあたっては、測定
ヘッド20内のレーザ投光器2より被測定物Wの表面に
レーザスリット光を照射し、その反射光を同じく測定ヘ
ッド20内のCCDカメラ5で撮像する。その際、測定
ヘッド20に設けられたタイミング調整開始スイッチ2
1がオンされると、自動的にCCDカメラ5の露光時間
(シャッタースピード)が最適値に制御される。この処
理のフローチャートは図2に示す通りである。
Next, the operation of the thus-configured cross-section shape measuring apparatus will be described. In the measurement, the laser projector 2 in the measuring head 20 irradiates the surface of the object W with laser slit light, and the reflected light is imaged by the CCD camera 5 in the measuring head 20. At that time, the timing adjustment start switch 2 provided on the measurement head 20.
When 1 is turned on, the exposure time (shutter speed) of the CCD camera 5 is automatically controlled to the optimum value. The flowchart of this process is as shown in FIG.

【0013】CCDカメラ5のシャッタースピード(露
光時間)は、前述のようにあらかじめ数種類設定されて
いるが、まず、CCDカメラ5のシャッタースピードを
その中の一つに設定する(S1)。それから、そのシャ
ッタースピードで撮像したビデオ信号を画像データとし
てA/D変換器6を経て画像メモリ7に取り込む(S
2)。
Several types of shutter speeds (exposure times) of the CCD camera 5 are set in advance as described above. First, the shutter speed of the CCD camera 5 is set to one of them (S1). Then, the video signal captured at the shutter speed is captured as image data in the image memory 7 through the A / D converter 6 (S
2).

【0014】それから、演算処理部22は取り込まれた
画像データに対して次の演算処理を実行する(S3)。
すなわち、図3に示すように画面のy軸方向にL0 〜L
N の(N+1)個の走査ラインを設定し、それぞれのラ
インごとにy軸に対する明るさの曲線を求め、その最大
値と平均値を算出する(図4参照)。この演算をすべて
のラインについて実行する。そして、スリット像の存在
する可能性のないラインを無視する意味で、明るさの最
大値と平均値との差があらかじめ設定された一定の値以
上のラインを有効とみなし、かかるラインすべてを対象
にしてそれらの最大値とライン平均値の平均とを算出し
て画面全体の最大値と平均値(画面平均値)とを求め
る。このようにして、ある一つのシャッタースピードに
おける画面全体の明るさの最大値と平均値を演算する。
Then, the arithmetic processing section 22 executes the following arithmetic processing on the captured image data (S3).
That is, as shown in FIG. 3, L 0 to L in the y-axis direction of the screen.
N (N + 1) scanning lines are set, a curve of brightness with respect to the y-axis is obtained for each line, and the maximum value and the average value thereof are calculated (see FIG. 4). Perform this operation for all lines. Then, in the sense of ignoring lines that may not have slit images, lines with a difference between the maximum brightness value and the average value that is equal to or greater than a preset value are considered valid, and all such lines are targeted. Then, the maximum value and the average of the line average values are calculated to obtain the maximum value and the average value (screen average value) of the entire screen. In this way, the maximum value and the average value of the brightness of the entire screen at a certain shutter speed are calculated.

【0015】それから、設定されているすべてのシャッ
タースピードで画面全体の明るさの最大値と平均値を求
めたかどうかを判断し(S4)、この判断の結果として
すべてのシャッタースピードで終えてなければ、残りの
シャッタースピードについてステップ1〜ステップ3の
動作を繰り返す。これに対し、すべてのシャッタースピ
ードで終えておれば、算出した画面全体の最大値と平均
値との差が最も大きくなるシャッタースピードを、スリ
ット像が最もはっきり写る最適なシャッタースピードで
あると判断して、CCDカメラ5のシャッタースピード
としてこの最適値を選択する(S5)。
Then, it is judged whether or not the maximum value and the average value of the brightness of the entire screen have been obtained at all the set shutter speeds (S4), and as a result of this judgment, if all shutter speeds have been reached. , Steps 1 to 3 are repeated for the remaining shutter speeds. On the other hand, if all shutter speeds have been completed, the shutter speed with the largest difference between the calculated maximum and average values for the entire screen is determined to be the optimum shutter speed that produces the clearest slit image. Then, this optimum value is selected as the shutter speed of the CCD camera 5 (S5).

【0016】このように、画面全体の最大値と平均値と
の差が最も大きくなるシャッタースピードを最適値とし
て選択すべき理由は次の通りである。すなわち、図5〜
図7はCCDカメラ5のシャッタースピードを変えた時
のモニター画面とその画面中のあるラインにおける明る
さ曲線とを示したものであるが、シャッタースピードが
速すぎる場合、図5に示すように、スリット像は周囲に
対して暗くて所々とぎれており(同図(A)参照)、明
るさの最大値と平均値との差は小さくなっている(同図
(B)参照)。これに対し、シャッタースピードが最適
値である場合には、図6に示すように、画面上でスリッ
ト像ははっきり写り(同図(A)参照)、明るさの最大
値と平均値との差も大きくなっている(同図(B)参
照)。しかし、これがシャッタースピードが遅すぎた場
合、こんどは、図7に示すように、画面上にスリット像
以外に被測定物W全体が写ってしまい(同図(A)参
照)、明るさの最大値と平均値との差は小さくなってし
まう(同図(B)参照)。したがって、図5〜図7(特
に同図(B))の比較から明らかなように、明るさの最
大値と平均値との差が大きくなるほどシャッタースピー
ドは最適であることがわかる。
The reason why the shutter speed that maximizes the difference between the maximum value and the average value of the entire screen should be selected as the optimum value is as follows. That is, FIG.
FIG. 7 shows a monitor screen when the shutter speed of the CCD camera 5 is changed and a brightness curve on a certain line in the screen. When the shutter speed is too fast, as shown in FIG. The slit image is dark with respect to the surroundings and is intermittent (see (A) in the figure), and the difference between the maximum value and the average value of brightness is small (see (B) in the figure). On the other hand, when the shutter speed is the optimum value, the slit image clearly appears on the screen as shown in FIG. 6 (see FIG. 6A), and the difference between the maximum brightness value and the average value. Is also larger (see FIG. 2B). However, when the shutter speed is too slow, the entire object to be measured W is reflected on the screen other than the slit image as shown in FIG. 7 (see FIG. 7A), and the maximum brightness is obtained. The difference between the value and the average value becomes small (see FIG. 7B). Therefore, as is clear from the comparison between FIGS. 5 to 7 (particularly FIG. 7B), it is understood that the greater the difference between the maximum brightness and the average brightness, the more optimal the shutter speed.

【0017】具体的な測定状況との関係では、例えば被
測定物Wの色が黒かまたはレーザ光の色と同色であって
反射光が弱い場合には、図5に示すような状況になりが
ちなので、シャッタースピードを遅くしてCCDカメラ
5の露光時間を長くする一方で、例えば測定場所が明る
すぎるときや直射日光の下では、反射光が強く、図7に
示すような状況になりがちなので、逆に、シャッタース
ピードを速くしてCCDカメラ5の露光時間を短くする
ような制御がなされる。
In relation to the specific measurement situation, for example, when the color of the object W to be measured is black or the same color as the laser light and the reflected light is weak, the situation as shown in FIG. 5 is obtained. Therefore, while the shutter speed is slowed down to increase the exposure time of the CCD camera 5, the reflected light is strong, for example, when the measurement location is too bright or in direct sunlight, and the situation shown in FIG. 7 tends to occur. Therefore, conversely, control is performed such that the shutter speed is increased and the exposure time of the CCD camera 5 is shortened.

【0018】ステップ5において演算処理部22によっ
てシャッタースピードの最適値が選択されると、タイミ
ング制御部23からタイミング信号がCCDカメラ5に
出力され、CCDカメラ5のシャッタースピードがその
最適値に設定されることになる。
When the optimum value of the shutter speed is selected by the arithmetic processing unit 22 in step 5, a timing signal is output from the timing control unit 23 to the CCD camera 5, and the shutter speed of the CCD camera 5 is set to the optimum value. Will be.

【0019】次に、この断面形状測定装置を用いた測定
の手順について、図8のフローチャートに従って説明す
る。まず、測定者は、被測定物Wに測定ヘッド20を近
づけレーザスリット光を被測定物Wの表面に照射し、表
示用ディスプレイ10のモニター画面を見ながら測定部
位を決める(S10)。このときのモニター画面は動画
であって、測定ヘッド20を動かすとモニター画面上の
画像も動く(図8(a)参照)。それから、測定ヘッド
20のタイミング調整開始スイッチ21をオンして、C
CDカメラ5の露光時間(シャッタースピード)を最適
化させてCCDカメラ5のシャッタースピードをその最
適値に自動制御する(S11)。このようなシャッター
スピードの調整によって、被測定物Wの色や周囲の明る
さによる影響を受けることなくモニター画面上の動画は
スリット像がはっきり写った状態になる(同図(b)参
照)。それから、測定ヘッド20に設けられた図示しな
い測定開始スイッチがオンされると、その時に測定ヘッ
ド20内のCCDカメラ5でとらえられたビデオ信号が
A/D変換器6を介して例えば512×512点の8ビ
ット濃淡情報として画像メモリ7に取り込まれる(S1
2)。これにより、モニター画面は測定開始スイッチが
オンされた時の画面に固定される(同図(c)参照)。
このメモリ画面に基づいて、演算処理部22は、画面の
y軸方向の各ラインごとに、y軸に対する明るさのある
一定のしきい値を超える部分の中央位置を荷重平均で求
めてそのライン上のスリット像の位置を(x0 ,y0
のような座標の形で算出する(S13)(同図(d)
(e)参照)。それから、ステップ13で算出したスリ
ット像の位置を、同図(f)に示すようにモニター画面
上に点列として表示する(S14)。そして、そのスリ
ット像位置を同図(g)に示すようにプロッター9によ
り曲線として書かせて出力する(S15)。このとき、
上述のようにシャッタースピードの最適化により良質な
画像データが取り込まれるので、断面形状に相当するス
リット像の曲線が正確に出力されることになる。
Next, the procedure of measurement using this cross-sectional shape measuring apparatus will be described with reference to the flow chart of FIG. First, the measurer brings the measurement head 20 close to the object to be measured W, irradiates the surface of the object to be measured W with laser slit light, and determines the measurement site while looking at the monitor screen of the display 10 for display (S10). The monitor screen at this time is a moving image, and when the measuring head 20 is moved, the image on the monitor screen also moves (see FIG. 8A). Then, the timing adjustment start switch 21 of the measuring head 20 is turned on, and C
The exposure time (shutter speed) of the CD camera 5 is optimized and the shutter speed of the CCD camera 5 is automatically controlled to the optimum value (S11). By adjusting the shutter speed in this way, the slit image is clearly captured in the moving image on the monitor screen without being affected by the color of the object to be measured W or the brightness of the surroundings (see (b) in the figure). Then, when a measurement start switch (not shown) provided in the measurement head 20 is turned on, the video signal captured by the CCD camera 5 in the measurement head 20 at that time is, for example, 512 × 512 via the A / D converter 6. It is taken into the image memory 7 as 8-bit grayscale information of the point (S1
2). As a result, the monitor screen is fixed to the screen when the measurement start switch is turned on (see (c) in the figure).
Based on this memory screen, the arithmetic processing unit 22 calculates, for each line in the y-axis direction of the screen, the center position of the portion where the brightness with respect to the y-axis exceeds a certain threshold value by weighted averaging. The position of the upper slit image is (x 0 , y 0 )
Is calculated in the form of coordinates such as (S13) ((d) in the figure).
(See (e)). Then, the position of the slit image calculated in step 13 is displayed as a series of dots on the monitor screen as shown in FIG. Then, the slit image position is written as a curve by the plotter 9 and output as shown in FIG. At this time,
As described above, since high-quality image data is captured by optimizing the shutter speed, the curve of the slit image corresponding to the cross-sectional shape can be accurately output.

【0020】このように、本実施例によれば、CCDカ
メラ5のシャッタースピード(露光時間)をスリット像
がはっきり写るような最適値に自動制御するようにした
ので、画像処理のしやすい良質の画像データを、被測定
物Wの色や周囲の明るさに影響されることなく得ること
ができる。したがって、被測定物Wの色や周囲の明るさ
の影響を受けることなく被測定物Wの表面の断面形状を
正確に測定することができるようになる。
As described above, according to this embodiment, the shutter speed (exposure time) of the CCD camera 5 is automatically controlled to the optimum value so that the slit image can be clearly seen. The image data can be obtained without being affected by the color of the object to be measured W and the brightness of the surroundings. Therefore, the cross-sectional shape of the surface of the object to be measured W can be accurately measured without being affected by the color of the object to be measured W or the brightness of the surroundings.

【0021】[0021]

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、被
測定物の色や周囲の明るさに影響されない良質の画像デ
ータが得られるようになるので、被測定物表面の断面形
状の測定精度が向上する。
As described above, according to the present invention, it is possible to obtain high-quality image data that is not affected by the color of the object to be measured or the brightness of the surroundings. Measurement accuracy is improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例による断面形状測定装置の概
略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a cross-sectional shape measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】同実施例による露光時間制御のフローチャート
である。
FIG. 2 is a flowchart of exposure time control according to the embodiment.

【図3】図2の説明に供する図である。FIG. 3 is a diagram for explaining FIG. 2;

【図4】同じく図2の説明に供する図である。FIG. 4 is a diagram which similarly serves to explain FIG.

【図5】同じく図2の説明に供する図である。FIG. 5 is a diagram for use in explaining FIG. 2 similarly.

【図6】同じく図2の説明に供する図である。FIG. 6 is a diagram for explaining the same in FIG.

【図7】同じく図2の説明に供する図である。FIG. 7 is a diagram for use in explaining FIG.

【図8】本実施例による測定の手順を示すフローチャー
トである。
FIG. 8 is a flowchart showing a measurement procedure according to the present embodiment.

【図9】従来の断面形状測定装置の一例を示す概略構成
図である。
FIG. 9 is a schematic configuration diagram showing an example of a conventional cross-sectional shape measuring apparatus.

【図10】従来技術の説明に供する図である。FIG. 10 is a diagram for explaining a conventional technique.

【図11】同じく従来技術の説明に供する図である。FIG. 11 is a diagram which is also used for explaining a conventional technique.

【図12】同じく従来技術の説明に供する図である。FIG. 12 is a diagram for explaining the conventional technique.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2…レーザ投光器(投光手段) 5…CCDカメラ(認識手段) 7…画像メモリ(記憶手段) 20…測定ヘッド 21…タイミング調整開始スイッチ 22…演算処理部(演算手段、選択手段) 23…タイミング制御部(制御手段) W…被測定物 2 ... Laser projector (projecting means) 5 ... CCD camera (recognizing means) 7 ... Image memory (storage means) 20 ... Measuring head 21 ... Timing adjustment start switch 22 ... Arithmetic processing unit (arithmetic means, selecting means) 23 ... Timing Control unit (control means) W ... Object to be measured

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】被測定物の表面にスリット光を照射する投
光手段と、 前記表面からの反射光を受光してその形状を認識する認
識手段と、 当該認識手段からの画像データを記憶する記憶手段と、 当該記憶手段に記憶された画像データに基づいて周囲に
対するスリット像の相対明るさを演算する演算手段と、 当該演算手段の演算結果に基づいて前記認識手段の最適
露光時間を選択する選択手段と、 当該選択手段の選択結果に従って前記認識手段の露光時
間を制御する制御手段と、 を有することを特徴とする断面形状測定装置。
1. A light projecting means for irradiating a surface of an object to be measured with slit light, a recognition means for receiving reflected light from the surface and recognizing its shape, and storing image data from the recognition means. A storage unit, a calculation unit that calculates the relative brightness of the slit image with respect to the surroundings based on the image data stored in the storage unit, and an optimum exposure time of the recognition unit is selected based on the calculation result of the calculation unit. A cross-sectional shape measuring apparatus comprising: a selection unit; and a control unit that controls an exposure time of the recognition unit according to a selection result of the selection unit.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11339014A (en) * 1998-05-28 1999-12-10 Omron Corp Inspection condition deciding device, inspecting device and shutter speed deciding device
JP2001280951A (en) * 2000-03-31 2001-10-10 Omron Corp Optical displacement gage
JP2018100853A (en) * 2016-12-19 2018-06-28 大塚電子株式会社 Optical characteristic measuring apparatus and optical characteristic measuring method

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