JPH07120217A - 距離測定方法および装置 - Google Patents
距離測定方法および装置Info
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- JPH07120217A JPH07120217A JP5270098A JP27009893A JPH07120217A JP H07120217 A JPH07120217 A JP H07120217A JP 5270098 A JP5270098 A JP 5270098A JP 27009893 A JP27009893 A JP 27009893A JP H07120217 A JPH07120217 A JP H07120217A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 物体に光を照射し、物体の各部分までの距離
を測定する場合において、迅速な測定を可能にする。 【構成】 光源１，１１、光学系２，１２、偏向フィル
タ５１Ａ，５１Ｂおよびスキャニングミラー３，１３か
らなる投光部６１Ａ，６１Ｂにより、異なる方向から照
射された、互いに直角な偏向面を持つスリット光ＬＡ
１，ＬＢ１は、物体４Ｄにより反射され、反射スリット
光ＬＡ２は光学系７、プリズム６２を介して受光素子６
Ａに入射し、反射スリット光ＬＢ２は光学系７、プリズ
ム６２を介して受光素子６Ｂに入射する。三角測量の原
理により、物体との距離を、反射スリット光ＬＡ２，Ｌ
Ｂ２を用いて同時に測定する。
を測定する場合において、迅速な測定を可能にする。 【構成】 光源１，１１、光学系２，１２、偏向フィル
タ５１Ａ，５１Ｂおよびスキャニングミラー３，１３か
らなる投光部６１Ａ，６１Ｂにより、異なる方向から照
射された、互いに直角な偏向面を持つスリット光ＬＡ
１，ＬＢ１は、物体４Ｄにより反射され、反射スリット
光ＬＡ２は光学系７、プリズム６２を介して受光素子６
Ａに入射し、反射スリット光ＬＢ２は光学系７、プリズ
ム６２を介して受光素子６Ｂに入射する。三角測量の原
理により、物体との距離を、反射スリット光ＬＡ２，Ｌ
Ｂ２を用いて同時に測定する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、物体表面の三次元形状
を計測する際に用いて好適な距離測定方法および装置に
関する。
を計測する際に用いて好適な距離測定方法および装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の距離測定装置の一例の構成を図３
に示す。図３において、赤外光レーザ源などからなる光
源１から出射された光は、レンズやスリットなどからな
る光学系２によりスリット状の光にされ、ガルバノミラ
ーなどからなり、図示せぬモータにより回転されるスキ
ャニングミラー３により反射される。スキャニングミラ
ー３により反射されたスリット状の光（スリット光）Ｌ
１は、スキャニングミラー３の回転により、物体４の表
面に走査されながら照射される。
に示す。図３において、赤外光レーザ源などからなる光
源１から出射された光は、レンズやスリットなどからな
る光学系２によりスリット状の光にされ、ガルバノミラ
ーなどからなり、図示せぬモータにより回転されるスキ
ャニングミラー３により反射される。スキャニングミラ
ー３により反射されたスリット状の光（スリット光）Ｌ
１は、スキャニングミラー３の回転により、物体４の表
面に走査されながら照射される。
【０００３】また、物体４の表面で反射された反射スリ
ット光Ｌ２はレンズなどからなる光学系７に入射し、そ
こで集光され、非走査型撮像素子（受光素子）６に入射
する。
ット光Ｌ２はレンズなどからなる光学系７に入射し、そ
こで集光され、非走査型撮像素子（受光素子）６に入射
する。
【０００４】スキャニングミラー３の回転により、物体
４の表面を走査しながら反射される反射スリット光Ｌ２
は、受光素子６に結像し、その結像画像（物体４の表面
の凹凸に対応した曲線状の画像）はスキャニングミラー
３の回転に同期して、受光素子６上を移動する。受光素
子６上には、多数のセル６Ｃがマトリックス状に配置さ
れ、各セル６Ｃは反射スリット光Ｌ２を受光すると電気
信号を発生し、制御部５に出力する。
４の表面を走査しながら反射される反射スリット光Ｌ２
は、受光素子６に結像し、その結像画像（物体４の表面
の凹凸に対応した曲線状の画像）はスキャニングミラー
３の回転に同期して、受光素子６上を移動する。受光素
子６上には、多数のセル６Ｃがマトリックス状に配置さ
れ、各セル６Ｃは反射スリット光Ｌ２を受光すると電気
信号を発生し、制御部５に出力する。
【０００５】各セル６Ｃから出力された信号は、制御部
５に入力され、制御部５内の微分または積分回路におい
て、入力信号の電圧の変化が検出される。入力信号の電
圧の変化を検出することにより、所定のセル６Ｃを反射
スリット光Ｌ２が横切ったことを検知することができ
る。
５に入力され、制御部５内の微分または積分回路におい
て、入力信号の電圧の変化が検出される。入力信号の電
圧の変化を検出することにより、所定のセル６Ｃを反射
スリット光Ｌ２が横切ったことを検知することができ
る。
【０００６】制御部５は、さらに、所定のセル６Ｃを反
射スリット光Ｌ２が横切ったときの、スリット光Ｌ１
と、受光素子６を含む平面とのなす角度（照射角度
θ1）と、反射スリット光Ｌ２と、受光素子６を含む平
面とのなす角度（入射角度θ2）とを取得し、照射角度
θ1および入射角度θ2などに基づいて、物体４と受光素
子６との距離Ｄを算出する。距離Ｄの算出方法の詳細に
ついては、図４を用いて後述する。
射スリット光Ｌ２が横切ったときの、スリット光Ｌ１
と、受光素子６を含む平面とのなす角度（照射角度
θ1）と、反射スリット光Ｌ２と、受光素子６を含む平
面とのなす角度（入射角度θ2）とを取得し、照射角度
θ1および入射角度θ2などに基づいて、物体４と受光素
子６との距離Ｄを算出する。距離Ｄの算出方法の詳細に
ついては、図４を用いて後述する。
【０００７】スキャニングミラー３を回転させて、物体
４の表面に照射されるスリット光Ｌ１の照射角度θ1を
変化させながら、物体４と受光素子６との間の距離Ｄを
算出することにより、物体４の表面にスリット光Ｌ１が
照射される全ての部分と受光素子６との間の距離Ｄを算
出することができる。即ち、物体４の表面の各部分の３
次元座標位置を算出することができる。
４の表面に照射されるスリット光Ｌ１の照射角度θ1を
変化させながら、物体４と受光素子６との間の距離Ｄを
算出することにより、物体４の表面にスリット光Ｌ１が
照射される全ての部分と受光素子６との間の距離Ｄを算
出することができる。即ち、物体４の表面の各部分の３
次元座標位置を算出することができる。
【０００８】次に、図４を用いて、受光素子６と物体４
との間の距離Ｄを求める方法について説明する。図４に
示すように、受光素子６を含む平面とスキャニングミラ
ー３の回転中心との間の距離をＡとし、受光素子６に入
射する反射スリット光Ｌ２が通過した直後のセル６Ｃを
含み、受光素子６を含む平面に垂直、かつ、スキャニン
グミラー３の回転軸に平行な平面と、スキャニングミラ
ー３の回転中心との間の距離をＢとする。
との間の距離Ｄを求める方法について説明する。図４に
示すように、受光素子６を含む平面とスキャニングミラ
ー３の回転中心との間の距離をＡとし、受光素子６に入
射する反射スリット光Ｌ２が通過した直後のセル６Ｃを
含み、受光素子６を含む平面に垂直、かつ、スキャニン
グミラー３の回転軸に平行な平面と、スキャニングミラ
ー３の回転中心との間の距離をＢとする。
【０００９】また、図４に示した光源１、光学系２、ス
キャニングミラー３、光学系７、および受光素子６の位
置は固定されているものとする。従って、距離Ａは固定
値とされる。
キャニングミラー３、光学系７、および受光素子６の位
置は固定されているものとする。従って、距離Ａは固定
値とされる。
【００１０】スリット光Ｌ１が所定の照射角度θ1で物
体４に照射されると、物体４から反射された反射スリッ
ト光Ｌ２は、光学系７を介して受光素子６に入射する。
そのときの、反射スリット光Ｌ２の入射角度θ2は、ス
リット光Ｌ１の照射角度θ1とスリット光Ｌ１が照射さ
れる物体４の表面の位置によって決まり、所定の値をと
る。
体４に照射されると、物体４から反射された反射スリッ
ト光Ｌ２は、光学系７を介して受光素子６に入射する。
そのときの、反射スリット光Ｌ２の入射角度θ2は、ス
リット光Ｌ１の照射角度θ1とスリット光Ｌ１が照射さ
れる物体４の表面の位置によって決まり、所定の値をと
る。
【００１１】また、受光素子６上の所定の位置Ｐに、反
射スリット光Ｌ２が入射した場合の反射スリット光Ｌ２
の入射角度θ2は、位置Ｐと光学系７の位置関係によっ
て決まり、所定の値をとる。従って、予め、受光素子６
上の各セル６Ｃに、反射スリット光Ｌ２が入射したとき
の入射角度θ２を測定しておき、それを制御部５の図示
せぬ記憶装置に記憶させておくことにより、反射スリッ
ト光Ｌ２が受光素子６の所定のセル６Ｃを通過する際
の、反射スリット光Ｌ２の入射角度θ２を記憶装置から
読み出し利用することができる。
射スリット光Ｌ２が入射した場合の反射スリット光Ｌ２
の入射角度θ2は、位置Ｐと光学系７の位置関係によっ
て決まり、所定の値をとる。従って、予め、受光素子６
上の各セル６Ｃに、反射スリット光Ｌ２が入射したとき
の入射角度θ２を測定しておき、それを制御部５の図示
せぬ記憶装置に記憶させておくことにより、反射スリッ
ト光Ｌ２が受光素子６の所定のセル６Ｃを通過する際
の、反射スリット光Ｌ２の入射角度θ２を記憶装置から
読み出し利用することができる。
【００１２】受光素子６と物体４との間の距離Ｄは、距
離Ａ、距離Ｂ、照射角度θ１および入射角度θ２を用い
て、三角測量の原理に基づいて、次のような計算式によ
り求めることができる。 Ｄ＝ｔａｎθ1×ｔａｎθ2／（ｔａｎθ1＋ｔａｎθ2）
×（Ｂ＋Ａ／ｔａｎθ1）
離Ａ、距離Ｂ、照射角度θ１および入射角度θ２を用い
て、三角測量の原理に基づいて、次のような計算式によ
り求めることができる。 Ｄ＝ｔａｎθ1×ｔａｎθ2／（ｔａｎθ1＋ｔａｎθ2）
×（Ｂ＋Ａ／ｔａｎθ1）
【００１３】図５は、凹凸のある物体４Ｄにスリット光
Ｌ１を照射させ、物体４Ｄと受光素子６との間の距離を
測定する場合の図である。スリット光Ｌ１が物体４Ｄに
照射される照射範囲をＲ１で示している。また、受光素
子６が反射スリット光を受光する受光範囲をＲ２で示し
ている。
Ｌ１を照射させ、物体４Ｄと受光素子６との間の距離を
測定する場合の図である。スリット光Ｌ１が物体４Ｄに
照射される照射範囲をＲ１で示している。また、受光素
子６が反射スリット光を受光する受光範囲をＲ２で示し
ている。
【００１４】図５に示すように、物体４Ｄには、物体４
Ｄの凹凸によって、スリット光Ｌ１が照射されないエリ
アＳが生じる。従って、そのエリアＳと受光素子６との
間の距離の測定が不可能となる。
Ｄの凹凸によって、スリット光Ｌ１が照射されないエリ
アＳが生じる。従って、そのエリアＳと受光素子６との
間の距離の測定が不可能となる。
【００１５】このように、物体の形状によっては、スリ
ット光Ｌ１が照射されないエリアが生じることから、図
６に示すような距離測定装置が考えられた。図６に示す
距離測定装置においては、光源１、光学系２、スキャニ
ングミラー３を備える第１投光器３１の他に、これと同
様に、光源１１、光学系１２、スキャニングミラー１３
を備える第２投光器３２を設けるようにし、それぞれか
ら、物体４Ｄに対して、スリット光Ｌ１，Ｌ１１をそれ
ぞれ異なる方向から照射するようになされている。ま
た、物体４Ｄからの反射スリット光Ｌ２，Ｌ２１は、光
学系７により集光され、受光素子６により受光されるよ
うになされている。
ット光Ｌ１が照射されないエリアが生じることから、図
６に示すような距離測定装置が考えられた。図６に示す
距離測定装置においては、光源１、光学系２、スキャニ
ングミラー３を備える第１投光器３１の他に、これと同
様に、光源１１、光学系１２、スキャニングミラー１３
を備える第２投光器３２を設けるようにし、それぞれか
ら、物体４Ｄに対して、スリット光Ｌ１，Ｌ１１をそれ
ぞれ異なる方向から照射するようになされている。ま
た、物体４Ｄからの反射スリット光Ｌ２，Ｌ２１は、光
学系７により集光され、受光素子６により受光されるよ
うになされている。
【００１６】図６に示した距離測定装置においては、ま
ず、スリット光Ｌ１を物体４Ｄの表面に照射し、物体４
Ｄの表面で反射された反射スリット光Ｌ２を、光学系７
を介して受光素子６で受光し、物体４Ｄと受光素子６と
の距離を図４を用いて前述した方法で測定する。完了
後、スリット光Ｌ１の物体４Ｄへの照射を、中止する。
次に、スリット光Ｌ１１を物体４Ｄに照射し、物体４Ｄ
の表面で反射された反射スリット光Ｌ２１を、受光素子
６で受光し、物体４Ｄと受光素子６との間の距離を測定
する。
ず、スリット光Ｌ１を物体４Ｄの表面に照射し、物体４
Ｄの表面で反射された反射スリット光Ｌ２を、光学系７
を介して受光素子６で受光し、物体４Ｄと受光素子６と
の距離を図４を用いて前述した方法で測定する。完了
後、スリット光Ｌ１の物体４Ｄへの照射を、中止する。
次に、スリット光Ｌ１１を物体４Ｄに照射し、物体４Ｄ
の表面で反射された反射スリット光Ｌ２１を、受光素子
６で受光し、物体４Ｄと受光素子６との間の距離を測定
する。
【００１７】このようにして、スリット光Ｌ１により照
射された物体４Ｄの各部分の３次元座標位置と、スリッ
ト光Ｌ１１により照射された物体４Ｄの各部分の３次元
座標位置とを得ることができる。
射された物体４Ｄの各部分の３次元座標位置と、スリッ
ト光Ｌ１１により照射された物体４Ｄの各部分の３次元
座標位置とを得ることができる。
【００１８】図７は、図６に示した距離測定装置を用い
て距離を測定する方法を示している。まず、スリット光
Ｌ１を物体４Ｄに照射し、物体４Ｄの各部分の３次元座
標位置（第１距離画像４１）を測定し、一旦記憶媒体４
２に記憶させる。次に、スリット光Ｌ１１を物体４Ｄに
照射し、物体４Ｄの各部分の３次元座標位置（第２距離
画像４３）を測定し、加算器４４に出力する。次に、第
１距離画像４１を記憶媒体４２から読み出し、それを加
算器４４に出力する。加算器４４において、第１距離画
像４１と第２距離画像４３とを重ね合わせる（論理和を
演算する）ことにより、１つの統合距離画像４５を得る
ことができる。
て距離を測定する方法を示している。まず、スリット光
Ｌ１を物体４Ｄに照射し、物体４Ｄの各部分の３次元座
標位置（第１距離画像４１）を測定し、一旦記憶媒体４
２に記憶させる。次に、スリット光Ｌ１１を物体４Ｄに
照射し、物体４Ｄの各部分の３次元座標位置（第２距離
画像４３）を測定し、加算器４４に出力する。次に、第
１距離画像４１を記憶媒体４２から読み出し、それを加
算器４４に出力する。加算器４４において、第１距離画
像４１と第２距離画像４３とを重ね合わせる（論理和を
演算する）ことにより、１つの統合距離画像４５を得る
ことができる。
【００１９】このように、第１距離画像４１または第２
距離画像４３に欠けている部分を、互いに補うようにす
ることにより、物体４Ｄの表面の各部分のより完全な距
離画像である統合距離画像４５を得ることができる。
距離画像４３に欠けている部分を、互いに補うようにす
ることにより、物体４Ｄの表面の各部分のより完全な距
離画像である統合距離画像４５を得ることができる。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
距離測定装置は、物体に２方向から光を照射して物体と
の間の距離を測定する場合、まず、一方の方向から光を
物体に照射し、物体との間の距離を測定し、次に、他の
方向から光を物体に照射し、物体との間の距離を測定
し、測定後、それらの測定結果を重ね合わせるようにし
ている。このように、物体との間の距離を２回測定しな
ければならず、一方の方向からのみ光を照射する場合と
比較して、２倍の測定時間を要するという課題があっ
た。また、最初の測定結果を例えば記憶媒体に記憶させ
ておかなければならず、装置の構造が複雑になるという
課題があった。
距離測定装置は、物体に２方向から光を照射して物体と
の間の距離を測定する場合、まず、一方の方向から光を
物体に照射し、物体との間の距離を測定し、次に、他の
方向から光を物体に照射し、物体との間の距離を測定
し、測定後、それらの測定結果を重ね合わせるようにし
ている。このように、物体との間の距離を２回測定しな
ければならず、一方の方向からのみ光を照射する場合と
比較して、２倍の測定時間を要するという課題があっ
た。また、最初の測定結果を例えば記憶媒体に記憶させ
ておかなければならず、装置の構造が複雑になるという
課題があった。
【００２１】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
ものであり、簡単な装置を用いて、短時間で物体との間
の距離を測定することができるようにするものである。
ものであり、簡単な装置を用いて、短時間で物体との間
の距離を測定することができるようにするものである。
【００２２】
【課題を解決するための手段】本発明の距離測定装置
は、物体に、互いに異なる偏光面を持つ光を、それぞれ
異なる位置から同時に投光する投光手段（例えば、図１
の投光器６１Ａ，６１Ｂ）と、物体により反射された光
を、異なる偏光面を持つ２種類の光に分光する分光手段
（例えば、図１のプリズム６２）と、異なる偏光面を持
つ２種類の光を、それぞれ別々に受光する受光手段（例
えば、図１の受光素子６Ａ，６Ｂ）とを備えることを特
徴とする。
は、物体に、互いに異なる偏光面を持つ光を、それぞれ
異なる位置から同時に投光する投光手段（例えば、図１
の投光器６１Ａ，６１Ｂ）と、物体により反射された光
を、異なる偏光面を持つ２種類の光に分光する分光手段
（例えば、図１のプリズム６２）と、異なる偏光面を持
つ２種類の光を、それぞれ別々に受光する受光手段（例
えば、図１の受光素子６Ａ，６Ｂ）とを備えることを特
徴とする。
【００２３】
【作用】上記構成の距離測定装置においては、投光器６
１Ａ，６１Ｂにより、物体に、互いに異なる偏光面を持
つ光を、それぞれ異なる位置から同時に投光し、プリズ
ム６２により、物体により反射された光を、異なる偏光
面を持つ２種類の光に分光する。さらに、受光素子６
Ａ，６Ｂにより、異なる偏光面を持つ２種類の光を、そ
れぞれ別々に受光するようにする。これにより、装置の
構造を簡単にすることができ、短時間で物体との間の距
離を測定することができる。
１Ａ，６１Ｂにより、物体に、互いに異なる偏光面を持
つ光を、それぞれ異なる位置から同時に投光し、プリズ
ム６２により、物体により反射された光を、異なる偏光
面を持つ２種類の光に分光する。さらに、受光素子６
Ａ，６Ｂにより、異なる偏光面を持つ２種類の光を、そ
れぞれ別々に受光するようにする。これにより、装置の
構造を簡単にすることができ、短時間で物体との間の距
離を測定することができる。
【００２４】
【実施例】図１は、本発明の距離測定装置の一実施例の
構成を示す図である。この実施例においても、図６の例
における場合と同様に、２つの投光器６１Ａ，６１Ｂが
設けられている。投光器６１Ａにおいては、偏光フィル
タ５１Ａを光学系２とスキャニングミラー３との間に設
置して、所定の偏光面に直線偏光されたスリット光ＬＡ
１を物体４Ｄに照射するようになされている。同様に、
投光器６１Ｂにおいても、偏光フィルタ５１Ｂを光学系
１２とスキャニングミラー１３との間に設置して、所定
の偏光面に直線偏光されたスリット光ＬＢ１を物体４Ｄ
に照射するようになされている。ここで、スリット光Ｌ
Ａ１，ＬＢ１はそれぞれ互いに直角の偏光面を持つよう
に偏光フィルタ５１Ａと５１Ｂが調整されている。
構成を示す図である。この実施例においても、図６の例
における場合と同様に、２つの投光器６１Ａ，６１Ｂが
設けられている。投光器６１Ａにおいては、偏光フィル
タ５１Ａを光学系２とスキャニングミラー３との間に設
置して、所定の偏光面に直線偏光されたスリット光ＬＡ
１を物体４Ｄに照射するようになされている。同様に、
投光器６１Ｂにおいても、偏光フィルタ５１Ｂを光学系
１２とスキャニングミラー１３との間に設置して、所定
の偏光面に直線偏光されたスリット光ＬＢ１を物体４Ｄ
に照射するようになされている。ここで、スリット光Ｌ
Ａ１，ＬＢ１はそれぞれ互いに直角の偏光面を持つよう
に偏光フィルタ５１Ａと５１Ｂが調整されている。
【００２５】スリット光ＬＡ１，ＬＢ１は物体４Ｄの表
面で反射され、物体４Ｄからの反射スリット光ＬＡ２，
ＬＢ２は光学系７に入射し、そこで集光され、プリズム
６２に入射する。プリズム６２に入射した反射スリット
光ＬＡ２，ＬＢ２はそこで分光され、異なる偏光面を持
つ光ＬＡＲ，ＬＢＲとなり、それぞれ受光素子６Ａ，６
Ｂに入射するようになされている。ここで、光ＬＡＲ，
ＬＢＲは、互いに直角な偏光面を持っている。
面で反射され、物体４Ｄからの反射スリット光ＬＡ２，
ＬＢ２は光学系７に入射し、そこで集光され、プリズム
６２に入射する。プリズム６２に入射した反射スリット
光ＬＡ２，ＬＢ２はそこで分光され、異なる偏光面を持
つ光ＬＡＲ，ＬＢＲとなり、それぞれ受光素子６Ａ，６
Ｂに入射するようになされている。ここで、光ＬＡＲ，
ＬＢＲは、互いに直角な偏光面を持っている。
【００２６】また、光学系７、プリズム６２、受光素子
６Ａ，６Ｂは、光学系７からプリズム６２を通って受光
素子６Ａに至る光路長と、光学系７からプリズム６２を
通って受光素子６Ｂに至る光路長とが同一の長さとなる
ように設置されている。従って、物体４Ｄの所定の部分
で反射された反射スリット光が受光素子６Ａに結像する
位置と、同様に物体４Ｄの所定の部分で反射された、偏
光面が異なる反射スリット光が受光素子６Ｂに結像する
位置とが、受光素子６Ａと受光素子６Ｂとを重ね合わせ
たとき、頂度、重なるようになされている。
６Ａ，６Ｂは、光学系７からプリズム６２を通って受光
素子６Ａに至る光路長と、光学系７からプリズム６２を
通って受光素子６Ｂに至る光路長とが同一の長さとなる
ように設置されている。従って、物体４Ｄの所定の部分
で反射された反射スリット光が受光素子６Ａに結像する
位置と、同様に物体４Ｄの所定の部分で反射された、偏
光面が異なる反射スリット光が受光素子６Ｂに結像する
位置とが、受光素子６Ａと受光素子６Ｂとを重ね合わせ
たとき、頂度、重なるようになされている。
【００２７】次に、その動作を説明する。まず、使用者
は、投光器６１Ａ，６１Ｂから物体４Ｄへ、互いに直角
の偏光面を持ったスリット光ＬＡ１，ＬＢ１を、異なる
方向から同時に照射させる。物体４Ｄに照射されたスリ
ット光ＬＡ１，ＬＢ１は、物体４Ｄの表面で反射され、
反射スリット光ＬＡ２，ＬＢ２となって光学系７に入射
する。
は、投光器６１Ａ，６１Ｂから物体４Ｄへ、互いに直角
の偏光面を持ったスリット光ＬＡ１，ＬＢ１を、異なる
方向から同時に照射させる。物体４Ｄに照射されたスリ
ット光ＬＡ１，ＬＢ１は、物体４Ｄの表面で反射され、
反射スリット光ＬＡ２，ＬＢ２となって光学系７に入射
する。
【００２８】光学系７に入射した反射スリット光ＬＡ
２，ＬＢ２はそこで集光され、プリズム６２に入射す
る。プリズム６２は、一方の偏光面の光（反射スリット
光ＬＡ２）を透過し、それと垂直な偏光面の光（反射ス
リット光ＬＢ２）を反射するように構成されている。従
って、プリズム６２に入射された反射スリット光ＬＡ
２，ＬＢ２は、プリズム６２の作用により、互いに直角
の偏光面を持つスリット光ＬＡＲとスリット光ＬＢＲに
分光され、それぞれ受光素子６Ａ，６Ｂに入射する。
２，ＬＢ２はそこで集光され、プリズム６２に入射す
る。プリズム６２は、一方の偏光面の光（反射スリット
光ＬＡ２）を透過し、それと垂直な偏光面の光（反射ス
リット光ＬＢ２）を反射するように構成されている。従
って、プリズム６２に入射された反射スリット光ＬＡ
２，ＬＢ２は、プリズム６２の作用により、互いに直角
の偏光面を持つスリット光ＬＡＲとスリット光ＬＢＲに
分光され、それぞれ受光素子６Ａ，６Ｂに入射する。
【００２９】受光素子６Ａに入射したスリット光ＬＡＲ
に対応する信号が、制御部５に送られ、そこで物体４Ｄ
との間の距離の演算が行われる。また、受光素子６Ｂに
入射したスリット光ＬＢＲに対応する信号も同様に、制
御部５に送られ、そこで物体４Ｄとの間の距離の演算が
行われる。距離の演算方法は、図４を用いて前述した方
法と同様である。
に対応する信号が、制御部５に送られ、そこで物体４Ｄ
との間の距離の演算が行われる。また、受光素子６Ｂに
入射したスリット光ＬＢＲに対応する信号も同様に、制
御部５に送られ、そこで物体４Ｄとの間の距離の演算が
行われる。距離の演算方法は、図４を用いて前述した方
法と同様である。
【００３０】図２は、図１で示した距離測定装置を用い
て距離を測定する場合の距離測定方法を示した図であ
る。まず、光源１、光学系２、偏光フィルタ５１Ａおよ
びスキャニングミラー３からなる投光器６１Ａから、物
体４Ｄに照射されたスリット光ＬＡ１の反射スリット光
ＬＡ２を用いて測定された、物体４Ｄの３次元座標位置
（第１距離画像７１）と、光源１１、光学系１２、偏光
フィルタ５１Ｂおよびスキャニングミラー１３からなる
投光器６１Ｂから、物体４Ｄに照射されたスリット光Ｌ
Ｂ１の反射スリット光ＬＢ２を用いて測定した、物体４
Ｄの３次元座標位置（第２距離画像７２）とを制御部５
により同時に測定し、それらを加算器７３に出力する。
て距離を測定する場合の距離測定方法を示した図であ
る。まず、光源１、光学系２、偏光フィルタ５１Ａおよ
びスキャニングミラー３からなる投光器６１Ａから、物
体４Ｄに照射されたスリット光ＬＡ１の反射スリット光
ＬＡ２を用いて測定された、物体４Ｄの３次元座標位置
（第１距離画像７１）と、光源１１、光学系１２、偏光
フィルタ５１Ｂおよびスキャニングミラー１３からなる
投光器６１Ｂから、物体４Ｄに照射されたスリット光Ｌ
Ｂ１の反射スリット光ＬＢ２を用いて測定した、物体４
Ｄの３次元座標位置（第２距離画像７２）とを制御部５
により同時に測定し、それらを加算器７３に出力する。
【００３１】加算器７３において、入力された第１距離
画像７１と第２距離画像７２を、物体４Ｄの対応する部
分が一致するように重ね合わせることにより、１つの統
合距離画像７４を作成する。
画像７１と第２距離画像７２を、物体４Ｄの対応する部
分が一致するように重ね合わせることにより、１つの統
合距離画像７４を作成する。
【００３２】このように、第１距離画像７１または第２
距離画像７２の欠けている部分を互いに補うことによ
り、物体４Ｄの表面のより完全な統合距離画像７４を得
ることができる。
距離画像７２の欠けている部分を互いに補うことによ
り、物体４Ｄの表面のより完全な統合距離画像７４を得
ることができる。
【００３３】上記実施例においては、物体からの反射ス
リット光ＬＡ２，ＬＢ２の偏光面は、物体に照射するス
リット光ＬＡ１，ＬＢ１とそれぞれ同一の偏光面を持つ
ことが必要とされる。従って、例えば、金属表面のよう
な乱反射成分より正反射成分のほうが多い物体に、より
適用可能である。また、光学系７にできるだけ大きな口
径を有するレンズを用いることにより、より多くの正反
射成分を受光素子６Ａ，６Ｂに入射させることができ
る。
リット光ＬＡ２，ＬＢ２の偏光面は、物体に照射するス
リット光ＬＡ１，ＬＢ１とそれぞれ同一の偏光面を持つ
ことが必要とされる。従って、例えば、金属表面のよう
な乱反射成分より正反射成分のほうが多い物体に、より
適用可能である。また、光学系７にできるだけ大きな口
径を有するレンズを用いることにより、より多くの正反
射成分を受光素子６Ａ，６Ｂに入射させることができ
る。
【００３４】上記実施例に適用できる代表的な例として
は、チップ部品、フラットパッケージのモールドおよび
足、ハンダ面、表面実装基板などの表面の距離測定など
がある。
は、チップ部品、フラットパッケージのモールドおよび
足、ハンダ面、表面実装基板などの表面の距離測定など
がある。
【００３５】なお、上記実施例においては、物体の３次
元形状を測定するようにしたが、例えば、単に物体との
間の距離を測定する場合にも適用することができ、その
他、三角測量の原理に基づいたさまざまな距離測定にも
応用が可能である。
元形状を測定するようにしたが、例えば、単に物体との
間の距離を測定する場合にも適用することができ、その
他、三角測量の原理に基づいたさまざまな距離測定にも
応用が可能である。
【００３６】
【発明の効果】以上のように、本発明の距離測定方法お
よび装置によれば、物体に、互いに異なる偏光面を持つ
光を、それぞれ異なる位置から同時に投光し、物体によ
り反射された光を、異なる偏光面を持つ２種類の光に分
光し、異なる偏光面を持つ２種類の光を、それぞれ別々
に受光するようにしたので、物体との距離を短時間で測
定することができ、装置の構造を簡単にすることができ
る。
よび装置によれば、物体に、互いに異なる偏光面を持つ
光を、それぞれ異なる位置から同時に投光し、物体によ
り反射された光を、異なる偏光面を持つ２種類の光に分
光し、異なる偏光面を持つ２種類の光を、それぞれ別々
に受光するようにしたので、物体との距離を短時間で測
定することができ、装置の構造を簡単にすることができ
る。
【図１】本発明の距離測定装置の一実施例の構成を示す
図である。
図である。
【図２】本発明の距離測定方法を説明するための図であ
る。
る。
【図３】従来の距離測定装置の一例の構成を示す図であ
る。
る。
【図４】図３において、物体４と受光素子６との間の距
離を測定する方法を説明するための図である。
離を測定する方法を説明するための図である。
【図５】物体４Ｄの凹凸により、距離測定ができないエ
リアＳが生じることを説明するための図である。
リアＳが生じることを説明するための図である。
【図６】従来の距離測定装置の他の一例の構成を示す図
である。
である。
【図７】従来の距離測定方法を説明するための図であ
る。
る。
１，１１ 光源 ２，１２ 光学系 ３，１３ スキャニングミラー ４，４Ｄ 物体 ５ 制御部 ６ 受光素子 ７ 光学系 ６Ｃ セル ３１ 第１投光器 ３２ 第２投光器 ４１ 第１投光器３１による第１距離画像 ４２ 記憶媒体 ４３ 第２投光器３２による第２距離画像 ４４，７３ 加算器 ５１Ａ，５１Ｂ 偏光フィルタ ６１Ａ 第１投光器 ６１Ｂ 第２投光器 ７１ 第１投光器６１Ａによる第１距離画像 ７２ 第２投光器６１Ａによる第２距離画像 ７３ 加算器
Claims (3)
- 【請求項１】 物体に、互いに異なる偏光面を持つ光
を、それぞれ異なる位置から同時に投光し、 前記物体により反射された前記光を、異なる偏光面を持
つ２種類の光に分光し、 前記異なる偏光面を持つ２種類の光を、それぞれ別々に
受光することを特徴とする距離測定方法。 - 【請求項２】 口径の大きなレンズを用いて、前記物体
からの反射光を受光することを特徴とする請求項２に記
載の距離測定方法。 - 【請求項３】 物体に、互いに異なる偏光面を持つ光
を、それぞれ異なる位置から同時に投光する投光手段
と、 前記物体により反射された前記光を、異なる偏光面を持
つ２種類の光に分光する分光手段と、 前記異なる偏光面を持つ２種類の光を、それぞれ別々に
受光する受光手段とを備えることを特徴とする距離測定
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5270098A JPH07120217A (ja) | 1993-10-28 | 1993-10-28 | 距離測定方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5270098A JPH07120217A (ja) | 1993-10-28 | 1993-10-28 | 距離測定方法および装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07120217A true JPH07120217A (ja) | 1995-05-12 |
Family
ID=17481509
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5270098A Withdrawn JPH07120217A (ja) | 1993-10-28 | 1993-10-28 | 距離測定方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07120217A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002213931A (ja) * | 2001-01-17 | 2002-07-31 | Fuji Xerox Co Ltd | ３次元形状計測装置および３次元形状計測方法 |
| JP2012154709A (ja) * | 2011-01-25 | 2012-08-16 | Kobe Steel Ltd | 三次元形状計測装置 |
-
1993
- 1993-10-28 JP JP5270098A patent/JPH07120217A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002213931A (ja) * | 2001-01-17 | 2002-07-31 | Fuji Xerox Co Ltd | ３次元形状計測装置および３次元形状計測方法 |
| JP2012154709A (ja) * | 2011-01-25 | 2012-08-16 | Kobe Steel Ltd | 三次元形状計測装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010130 |