JPH06307823A - 三次元測定装置 - Google Patents

三次元測定装置

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JPH06307823A
JPH06307823A JP9795393A JP9795393A JPH06307823A JP H06307823 A JPH06307823 A JP H06307823A JP 9795393 A JP9795393 A JP 9795393A JP 9795393 A JP9795393 A JP 9795393A JP H06307823 A JPH06307823 A JP H06307823A
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JP
Japan
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light
measured
measuring
light receiving
receiving means
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Pending
Application number
JP9795393A
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English (en)
Inventor
Kazuaki Nakajima
一晃 中島
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Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
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Publication date
Application filed by Mazda Motor Corp filed Critical Mazda Motor Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 測定ヘッドの位置を変化させることなく被測
定物の形状変化に的確に対応して検査できるようにす
る。 【構成】 レーザ光等の測定光Iを投光レンズ3を介し
て被測定物Cに照射する投光手段1と、前記被測定物C
からの反射光I′を受光レンズ4を介して受光する受光
手段2とを有する測定ヘッドBを備え、該受光手段2へ
の反射光I′の受光位置によって被測定物Cまでの距離
を検出するように構成された三次元測定装置において、
前記受光手段2への反射光I′の結像が適正であること
を判定する判定手段71と、該判定手段71により適正
結像と判定されるように前記投光手段1から照射される
測定光Iの周波数を変化させる周波数変更手段72とを
付設するようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本願発明は、レーザ光等の測定光
を被測定物に照射し、被測定物からの反射光の受光位置
により被測定物までの距離を検出する三次元測定装置に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】レーザ光等の測定光を被測定物に照射
し、被測定物からの反射光の受光位置により被測定物ま
での距離を検出する三次元測定装置は、特開平4ー13
908号公報にも開示されているように従来公知であ
る。
【0003】この三次元測定装置は、例えば、CADデ
ータに基づいて成形された製品がデータ通りに正確に成
形されているか否か等を検査する際に用いられるもので
あって、図4および図5に示すように、直交3軸ロボッ
トAにより移動される測定ヘッドBの投光手段1として
作用するレーザ発振素子からレーザ光等の測定光Iを製
品(即ち、被測定物)Cに照射し、該被測定物Cからの反
射光I′の受光手段2における受光位置によって被測定
物Cまでの距離を測定するようにしたものがある。符号
Dは被測定物Cを位置決めする固定治具、Eは固定治具
Dを固定する定盤、Fはロボットコントローラ、3は測
定光Iを集束させるための投光レンズ、4は反射光I′
を集束させるための受光レンズである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な構成の三次元測定装置では、受光手段2として、図6
に示すように、多数の画素5,5・・に区分された受光
面を有するものを用い、これらの画素5,5・・のうち
のいずれに反射光I′が結像するかを検出し、検出位置
のずれにより被測定物Cまでの距離Lが検出できること
となっている。
【0005】ところが、複雑な外形形状を有する被測定
物Cを検査する場合、測定ヘッドBと被測定物Cとの距
離Lが変化するところから、測定ヘッドBの高さ位置を
固定すると、投光手段1における投光レンズ3の焦点距
離Fと被測定物Cまでの距離Lとが一致しない場合が生
じ、受光手段2上の結像がぼやけてしまい、前記画素
5,5・・による結像位置判定が難しくなる場合があ
る。そこで、受光手段2上に適正な結像が得られるよう
に(換言すれば、被測定物Cまでの距離Lと投光レンズ
3の焦点距離Fとが等しくなるように)、その都度測定
ヘッドBを上下に移動させなければならず、検査のため
の作業が極めて面倒であった。
【0006】本願発明は、上記の点に鑑みてなされたも
ので、測定ヘッドの位置を変化させることなく被測定物
の形状変化に的確に対応して検査できるようにすること
を目的とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本願発明は、上記課題を
解決するための手段として、レーザ光等の測定光を投光
レンズを介して被測定物に照射する投光手段と、前記被
測定物からの反射光を受光レンズを介して受光する受光
手段とを有する測定ヘッドを備え、該受光手段への反射
光の受光位置によって被測定物までの距離を検出するよ
うに構成された三次元測定装置において、前記受光手段
への反射光の結像が適正であることを判定する判定手段
と、該判定手段により適正結像と判定されるように前記
投光手段から照射される測定光の周波数を変化させる周
波数変更手段とを付設するようにしている。
【0008】
【作用】本願発明では、上記手段によって次のような作
用が得られる。
【0009】即ち、投光手段から照射された測定光が被
測定物により反射され、受光手段上に結像するに際し
て、適正な結像が得られるように前記測定光の周波数が
変更されることとなっている。つまり、被測定物までの
距離と投光レンズの焦点距離とが等しくなるように測定
光の周波数が変更されることとなっているのである。
【0010】
【発明の効果】本願発明によれば、レーザ光等の測定光
を投光レンズを介して被測定物に照射する投光手段と、
前記被測定物からの反射光を受光レンズを介して受光す
る受光手段とを有する測定ヘッドを備え、前記受光手段
への反射光の受光位置によって被測定物までの距離を検
出するように構成された三次元測定装置において、前記
受光手段への反射光の結像が適正であることを判定する
判定手段と、該判定手段により適正結像と判定されるよ
うに前記投光手段から照射される測定光の周波数を変化
させる周波数変更手段とを付設して、被測定物の形状変
化により被測定物までの距離が変化した場合であって
も、測定光の周波数変更によって受光手段上に適正な結
像が得られるようにしたので、測定ヘッドの高さを変化
させなくとも被測定物の形状変化に対応した測定検査が
行えることとなり、測定検査作業の高能率化に大いに寄
与するという優れた効果がある。
【0011】
【実施例】以下、添付の図面を参照して、本願発明の好
適な実施例を説明する。
【0012】本実施例の三次元測定装置は、従来技術の
項において既に説明したもの(図4ないし図6に示すも
の)とほぼ同構造とされているので詳細な説明を省略す
るが、本実施例の場合、図2に示すように、投光手段1
として作用するレーザ発振素子(例えば、半導体レーザ
発振素子)に印加される電圧を変更する駆動回路6と、
該駆動回路6に対して制御信号を出力する制御回路7
と、受光手段2からの信号を増幅して前記制御回路7へ
入力する信号増幅回路8とを備えて構成されている。な
お、駆動回路6による電圧制御によって投光手段1から
照射される測定光(即ち、レーザ光)Iの波長λが制御さ
れることとなっている。
【0013】前記制御回路7は、例えばマイクロコンピ
ュータにより構成され、図1に示すように、前記受光手
段2への反射光I′の結像が適正であることを判定する
判定手段71と、該判定手段71により適正結像と判定
されるように前記投光手段1から照射される測定光Iの
周波数fを変化させるべく前記駆動回路6に制御信号を
出力する周波数変更手段72とを備えて構成されてい
る。なお、駆動回路6においては、前述したように測定
光Iの波長λを制御するように電圧制御がなされるが、
波長λの制御によって測定光Iの周波数fの制御が行な
われることは自明であろう。ここで、駆動回路6により
制御される電圧Vと測定光Iの波長λとの間には比例関
係があり、予め実験により相対関係を求めておくことに
より、適切な波長制御が行えることとなっている。
【0014】ついで、図3に示すフローチャートを参照
して、本実施例にかかる三次元測定装置の作用を説明す
る。
【0015】この三次元測定装置では、測定ヘッドB
(図4参照)の投光手段1から照射された測定光Iが被測
定物Cにおいて反射され、該反射光I′が受光手段2上
に結像した受光位置によって被測定物Cまでの距離Lが
測定されることとなっている。つまり、図2において被
測定物Cが、実線位置にある場合と、点線位置にある場
合とで、反射光I′の受光手段2上における受光位置が
XからYへ移動することとなり、当該移動量に基づいて
被測定物Cの変位量ΔLが求められることとなっている
が、被測定物Cの位置が実線位置から点線位置に変位す
ると、従来技術の項において説明したように、測定ヘッ
ドBの高さ位置を固定した場合、投光手段1における投
光レンズ3の焦点距離Fと被測定物Cまでの距離Lとが
一致しない場合が生じ(図5参照)、受光手段2上の結像
がぼやけてしまうこととなる。
【0016】そこで、本実施例においては、図3のフロ
ーチャートにおけるステップS1において投光手段1に
よる測定光Iの照射が行なわれ、ステップS2において
被測定物Cにおいて反射された反射光I′が受光手段2
上に受光され、ステップS3において受光手段2により
受光された受光信号の増幅が信号増幅回路8により行な
われると、ステップS4において受光手段2上における
反射光I′の結像が適正状態にあるか否か(換言すれ
ば、結像がぼやけていないか)が制御回路7における判
定手段71により判定される。ステップS4において肯
定判定(即ち、適正結像と判定)された場合には、周波数
変更の必要がないので、制御回路7による処理はステッ
プS1にリターンする。
【0017】一方、ステップS4において否定判定(即
ち、不適正結像と判定)された場合には、例えば被測定
物Cが実線位置(符号Cで示す)から点線位置(符号C′
で示す)に変位したため、被測定物までの距離がLから
L′に変化し、測定光Iによる投光レンズ3の焦点距離
Fと被測定物C′までの距離L′とが一致していないこ
とを表しているので、制御回路7における周波数変更手
段72により後述する周波数変更処理がなされる。
【0018】即ち、ステップS5において駆動回路6に
よる電圧変更範囲が設定レベル内にあるか否かの判定
(換言すれば、可変電圧レベルチェック)がなされる。こ
の処理は、被測定物Cの変位量が大き過ぎて周波数変更
では対応しきれない場合があるためなされる。従って、
ステップS5において否定判定された場合には、ステッ
プS6においてロボットAにおける測定ヘッドBの位置
を上昇させる制御が行なわれる。ステップS5において
肯定判定された場合には、ステップS7において制御回
路7における周波数変更手段72からの制御信号を受け
た駆動回路6によって投光手段1に印加される電圧が変
更される。この場合、被測定物Cまでの距離がLから
L′(L>L′)に変化するのであるから、焦点距離Fが
短くなるように(換言すれば、測定光Iの周波数fが大き
くなるように)、測定光Iの波長λを小さくなす(換言す
れば、印加電圧を低める)こととなる。しかして、ステ
ップS1にリターンして、前記と同様な処理を行い、ス
テップS4において肯定判定されるまで繰り返される。
この時、測定光Iの焦点距離F′と被測定物C′までの
距離L′とが一致することとなる。なお、焦点距離Fを
長くする場合には、測定光Iの波長λを大きく(換言す
れば、周波数fを小さく)するような電圧制御が行なわれ
る。
【0019】上記したように、本実施例によれば、被測
定物Cの形状変化により被測定物Cまでの距離が変化し
た場合であっても、測定光Iの周波数変更によって受光
手段2上に適正な結像が得られるようにしているため、
測定ヘッドBの高さを変化させなくとも被測定物Cの形
状変化に対応した測定検査が行えることとなり、測定検
査作業の高能率化に大いに寄与することとなる。
【0020】本願発明は、上記実施例の構成に限定され
るものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲において
適宜設計変更可能なことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本願発明のクレーム対応図である。
【図2】本願発明の実施例にかかる三次元測定装置にお
ける測定ヘッドの概略構成図である。
【図3】本願発明の実施例にかかる三次元測定装置の作
用を説明するためのフローチャートである。
【図4】一般の三次元測定装置の概略構成図である。
【図5】一般の三次元測定装置における測定ヘッドの概
略構成図である。
【図6】測定ヘッドにおける受光手段の概略構成図であ
る。
【符号の説明】
1は投光手段、2は受光手段、3は投光レンズ、4は受
光レンズ、6は駆動回路、7は制御回路、8は信号増幅
回路、71は判定手段、72は周波数変更手段、Bは測
定ヘッド、Cは被測定物、Iは測定光、I′は反射光。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 レーザ光等の測定光を投光レンズを介し
    て被測定物に照射する投光手段と、前記被測定物からの
    反射光を受光レンズを介して受光する受光手段とを有す
    る測定ヘッドを備え、該受光手段への反射光の受光位置
    によって被測定物までの距離を検出するように構成され
    た三次元測定装置であって、前記受光手段への反射光の
    結像が適正であることを判定する判定手段と、該判定手
    段により適正結像と判定されるように前記投光手段から
    照射される測定光の周波数を変化させる周波数変更手段
    とが付設されていることを特徴とする三次元測定装置。
JP9795393A 1993-04-23 1993-04-23 三次元測定装置 Pending JPH06307823A (ja)

Priority Applications (1)

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JP9795393A JPH06307823A (ja) 1993-04-23 1993-04-23 三次元測定装置

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JP9795393A JPH06307823A (ja) 1993-04-23 1993-04-23 三次元測定装置

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JPH06307823A true JPH06307823A (ja) 1994-11-04

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ID=14206042

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JP9795393A Pending JPH06307823A (ja) 1993-04-23 1993-04-23 三次元測定装置

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JP (1) JPH06307823A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100490940B1 (ko) * 2001-12-24 2005-05-23 학교법인조선대학교 변형 형상 동시 계측용 휴대용 비접촉 비파괴 레이저계측기

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100490940B1 (ko) * 2001-12-24 2005-05-23 학교법인조선대학교 변형 형상 동시 계측용 휴대용 비접촉 비파괴 레이저계측기

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