JPH07181022A - 3次元形状測定装置 - Google Patents
3次元形状測定装置Info
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- JPH07181022A JPH07181022A JP5323471A JP32347193A JPH07181022A JP H07181022 A JPH07181022 A JP H07181022A JP 5323471 A JP5323471 A JP 5323471A JP 32347193 A JP32347193 A JP 32347193A JP H07181022 A JPH07181022 A JP H07181022A
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/002—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring two or more coordinates
- G01B11/005—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring two or more coordinates coordinate measuring machines
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- G—PHYSICS
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- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Details Of Measuring And Other Instruments (AREA)
Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【目的】 影になる部分、細く深い溝状の部分も形状測
定する。 【構成】 本体基盤1と、回転ステージ2と、回転ステ
ージの回転とは独立して所定の水平方向X及びそれと直
角な水平方向Yに移動可能であり、別部材との嵌合部6
が設けられたXYステージ3,4と、回転ステージ2及
びXYステージ3,4の駆動をそれぞれ独立して制御す
る駆動制御手段と、XYステージの嵌合部6と嵌合する
被嵌合部及び被測定物9,9a,9bとの嵌合部を設け
た被測定物保持手段7と、回転ステージの直径方向に移
動可能なRステージ11と、Rステージ11の下面に、光軸
が回転ステージ2の回転軸14と平行になるように設けら
れた第1のレーザー変位計10と、回転軸14と平行な方向
に移動可能なZステージ13と、Zステージ13の側面に、
回転軸14と直交するように設けられた第2のレーザー変
位計12と、からなる3次元形状測定装置。
定する。 【構成】 本体基盤1と、回転ステージ2と、回転ステ
ージの回転とは独立して所定の水平方向X及びそれと直
角な水平方向Yに移動可能であり、別部材との嵌合部6
が設けられたXYステージ3,4と、回転ステージ2及
びXYステージ3,4の駆動をそれぞれ独立して制御す
る駆動制御手段と、XYステージの嵌合部6と嵌合する
被嵌合部及び被測定物9,9a,9bとの嵌合部を設け
た被測定物保持手段7と、回転ステージの直径方向に移
動可能なRステージ11と、Rステージ11の下面に、光軸
が回転ステージ2の回転軸14と平行になるように設けら
れた第1のレーザー変位計10と、回転軸14と平行な方向
に移動可能なZステージ13と、Zステージ13の側面に、
回転軸14と直交するように設けられた第2のレーザー変
位計12と、からなる3次元形状測定装置。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、3次元形状を測定する
3次元測定装置に関するものである。
3次元測定装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】3次元の形状測定に最も多く用いられて
いるものは、接触式プローブを備えた3次元形状測定装
置(以下、3次元測定装置と呼ぶ場合がある)である。
しかし、かかる装置では、接触式プローブを被測定物に
所定の力で接触させる必要があるため、ゴムなどのよう
に柔らかい被測定物の測定には不向きである。
いるものは、接触式プローブを備えた3次元形状測定装
置(以下、3次元測定装置と呼ぶ場合がある)である。
しかし、かかる装置では、接触式プローブを被測定物に
所定の力で接触させる必要があるため、ゴムなどのよう
に柔らかい被測定物の測定には不向きである。
【0003】そこで、このような場合には、光学式のプ
ローブを備えた3次元測定装置を用い、プローブを接触
させずに測定している。また、被測定物をCCDカメラ
を用いて、複数の角度から撮影し、画像処理によって形
状を測定する3次元測定装置もある。
ローブを備えた3次元測定装置を用い、プローブを接触
させずに測定している。また、被測定物をCCDカメラ
を用いて、複数の角度から撮影し、画像処理によって形
状を測定する3次元測定装置もある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、接触式
プローブを備えた3次元測定装置では、被測定物がプロ
ーブ先端の大きさに比べて小さい凹部分を有するとき、
該凹部分にはプローブが入ることができないので、測定
できないという問題点があった。光学式プローブを備え
た3次元測定装置による測定でも、プローブから放射さ
れる光束及びその反射光が通過できるだけのスペース
が、被測定物には必要である。そのため、光学式プロー
ブを備えた3次元測定装置では、細く深い溝のような形
状を持つ被測定物を旨く測定でないという問題点があっ
た。
プローブを備えた3次元測定装置では、被測定物がプロ
ーブ先端の大きさに比べて小さい凹部分を有するとき、
該凹部分にはプローブが入ることができないので、測定
できないという問題点があった。光学式プローブを備え
た3次元測定装置による測定でも、プローブから放射さ
れる光束及びその反射光が通過できるだけのスペース
が、被測定物には必要である。そのため、光学式プロー
ブを備えた3次元測定装置では、細く深い溝のような形
状を持つ被測定物を旨く測定でないという問題点があっ
た。
【0005】また、画像処理によって形状を測定する3
次元測定装置では、被測定物をCCDカメラで複数の方
向から撮影しても、影になる部分の測定ができないとい
う問題点があった。本発明は、このような従来の問題点
に鑑みてなされたもので、影になる部分、細く深い溝状
の部分等の従来の装置では測定できない部分を有する被
測定物をも測定できる3次元形状測定装置を提供するこ
とを目的とする。
次元測定装置では、被測定物をCCDカメラで複数の方
向から撮影しても、影になる部分の測定ができないとい
う問題点があった。本発明は、このような従来の問題点
に鑑みてなされたもので、影になる部分、細く深い溝状
の部分等の従来の装置では測定できない部分を有する被
測定物をも測定できる3次元形状測定装置を提供するこ
とを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】そのため、本発明は第一
に「少なくとも、本体基盤と、該基盤上に設置された回
転ステージと、該回転ステージ上に設置されたXYステ
ージであって、前記回転ステージの回転とは独立して所
定の水平方向及びそれと直角な水平方向に移動可能であ
り、別部材との嵌合部が設けられたXYステージと、前
記回転ステージ及びXYステージの駆動をそれぞれ独立
して制御する駆動制御手段と、前記XYステージの嵌合
部と嵌合する被嵌合部及び、被測定物との嵌合部を設け
た被測定物保持手段と、前記被測定物保持手段の上方に
配置された水平方向移動ステージであって、前記回転ス
テージの直径方向に移動可能なRステージと、該Rステ
ージの下面に、光軸が前記回転ステージの回転軸と平行
になるように設けられた第1のレーザー変位計と、前記
被測定物保持手段の側方に設置された、前記回転軸と平
行な方向に移動可能なZステージと、該Zステージの側
面に、光軸が前記回転ステージの回転軸と直交するよう
に設けられた第2のレーザー変位計と、からなる3次元
形状測定装置(請求項1)」を提供する。
に「少なくとも、本体基盤と、該基盤上に設置された回
転ステージと、該回転ステージ上に設置されたXYステ
ージであって、前記回転ステージの回転とは独立して所
定の水平方向及びそれと直角な水平方向に移動可能であ
り、別部材との嵌合部が設けられたXYステージと、前
記回転ステージ及びXYステージの駆動をそれぞれ独立
して制御する駆動制御手段と、前記XYステージの嵌合
部と嵌合する被嵌合部及び、被測定物との嵌合部を設け
た被測定物保持手段と、前記被測定物保持手段の上方に
配置された水平方向移動ステージであって、前記回転ス
テージの直径方向に移動可能なRステージと、該Rステ
ージの下面に、光軸が前記回転ステージの回転軸と平行
になるように設けられた第1のレーザー変位計と、前記
被測定物保持手段の側方に設置された、前記回転軸と平
行な方向に移動可能なZステージと、該Zステージの側
面に、光軸が前記回転ステージの回転軸と直交するよう
に設けられた第2のレーザー変位計と、からなる3次元
形状測定装置(請求項1)」を提供する。
【0007】また、本発明は第二に「少なくとも、本体
基盤と、該基盤上に設置された回転ステージと、該回転
ステージ上に設置されたXYステージであって、前記回
転ステージの回転とは独立して所定の水平方向及びそれ
と直角な水平方向に移動可能であり、上面に位置決めピ
ンが設けられたXYステージと、前記回転ステージ及び
XYステージの駆動をそれぞれ独立して制御する駆動制
御手段と、前記位置決めピンと嵌合した状態で前記XY
ステージ上に、着脱可能に設置されたキャストベース基
盤と、該キャストベース基盤上に設置されたキャストベ
ースと、該キャストベース上に設置された石膏ブロック
であって、被測定物の底面に植立又は接合された複数の
突起状部材と嵌合する各凹部と、被測定物の底面に設け
られた複数の凹部と嵌合する各凸部とを設けた石膏ブロ
ックと、からなる被測定物保持手段と、前記被測定物保
持手段の上方に配置された水平方向移動ステージであっ
て、前記回転ステージの直径方向に移動可能なRステー
ジと、該Rステージの下面に、光軸が前記回転ステージ
の回転軸と平行になるように設けられた第1のレーザー
変位計と、前記被測定物保持手段の側方に設置された、
前記回転軸と平行な方向に移動可能なZステージと、該
Zステージの側面に、光軸が前記回転ステージの回転軸
と直交するように設けられた第2のレーザー変位計と、
からなる3次元形状測定装置(請求項2)」を提供す
る。
基盤と、該基盤上に設置された回転ステージと、該回転
ステージ上に設置されたXYステージであって、前記回
転ステージの回転とは独立して所定の水平方向及びそれ
と直角な水平方向に移動可能であり、上面に位置決めピ
ンが設けられたXYステージと、前記回転ステージ及び
XYステージの駆動をそれぞれ独立して制御する駆動制
御手段と、前記位置決めピンと嵌合した状態で前記XY
ステージ上に、着脱可能に設置されたキャストベース基
盤と、該キャストベース基盤上に設置されたキャストベ
ースと、該キャストベース上に設置された石膏ブロック
であって、被測定物の底面に植立又は接合された複数の
突起状部材と嵌合する各凹部と、被測定物の底面に設け
られた複数の凹部と嵌合する各凸部とを設けた石膏ブロ
ックと、からなる被測定物保持手段と、前記被測定物保
持手段の上方に配置された水平方向移動ステージであっ
て、前記回転ステージの直径方向に移動可能なRステー
ジと、該Rステージの下面に、光軸が前記回転ステージ
の回転軸と平行になるように設けられた第1のレーザー
変位計と、前記被測定物保持手段の側方に設置された、
前記回転軸と平行な方向に移動可能なZステージと、該
Zステージの側面に、光軸が前記回転ステージの回転軸
と直交するように設けられた第2のレーザー変位計と、
からなる3次元形状測定装置(請求項2)」を提供す
る。
【0008】
【作用】本発明では、被測定物の影になる部分や、細く
て深い溝状の部分等従来の装置や方法では測定できない
被測定物の部分を分断してレーザ変位計からのレーザー
光が届くようにして分断した被測定物の各断片を死角な
く測定するようにした。さらに、被測定物の各断片間の
相対的位置関係を分断前の状態と同一にして、各断片か
らなる被測定物全体を測定できるようにした。これによ
り、分断された各断片の相対位置関係もわかる。こうし
て得られた各測定データをコンピュータにより合成すれ
ば、包括的な被測定物の形状データ(分断前の被測定物
全体の測定データ)を得ることができる。
て深い溝状の部分等従来の装置や方法では測定できない
被測定物の部分を分断してレーザ変位計からのレーザー
光が届くようにして分断した被測定物の各断片を死角な
く測定するようにした。さらに、被測定物の各断片間の
相対的位置関係を分断前の状態と同一にして、各断片か
らなる被測定物全体を測定できるようにした。これによ
り、分断された各断片の相対位置関係もわかる。こうし
て得られた各測定データをコンピュータにより合成すれ
ば、包括的な被測定物の形状データ(分断前の被測定物
全体の測定データ)を得ることができる。
【0009】本発明にかかる被測定物保持手段(以下、
保持手段と呼ぶ場合がある)は、Yステージ4に着脱可
能であるが、装着時におけるYステージ4と保持手段の
相対的な位置関係は、嵌合部(例えば、位置決めピン)
6におけるYステージ4と保持手段との嵌合により、常
に一定に保たれる。即ち、一度保持手段をYステージ4
からはずしてから再度Yステージ4に取り付けても、相
対的な位置関係は一定に保たれる。
保持手段と呼ぶ場合がある)は、Yステージ4に着脱可
能であるが、装着時におけるYステージ4と保持手段の
相対的な位置関係は、嵌合部(例えば、位置決めピン)
6におけるYステージ4と保持手段との嵌合により、常
に一定に保たれる。即ち、一度保持手段をYステージ4
からはずしてから再度Yステージ4に取り付けても、相
対的な位置関係は一定に保たれる。
【0010】分断した被測定物の各断片は、保持手段に
対して着脱が、それぞれ自在であるが、各断片装着時に
おける各断片と保持手段の相対的な位置関係は、常に一
定に保たれる。即ち、一度各断片を保持手段からはずし
て、再度保持手段に取り付けても、各断片と保持手段と
の嵌合(例えば、被測定物の底面に設けた複数の突起状
部材と保持手段に設けた対応する各凹部との嵌合、及び
各断片の底面に設けられた複数の凹部と保持手段に設け
た対応する各凸部との嵌合)により、各断片は保持手段
に位置決めされているので、相対的な位置関係は一定に
保たれる。
対して着脱が、それぞれ自在であるが、各断片装着時に
おける各断片と保持手段の相対的な位置関係は、常に一
定に保たれる。即ち、一度各断片を保持手段からはずし
て、再度保持手段に取り付けても、各断片と保持手段と
の嵌合(例えば、被測定物の底面に設けた複数の突起状
部材と保持手段に設けた対応する各凹部との嵌合、及び
各断片の底面に設けられた複数の凹部と保持手段に設け
た対応する各凸部との嵌合)により、各断片は保持手段
に位置決めされているので、相対的な位置関係は一定に
保たれる。
【0011】さらに、同様に各断片間の相対的位置関係
は、分断前の一体状態における相対的位置関係と変わら
ない。次に、3次元形状の測定原理について図1及び図
2を参照して説明する。本発明にかかる測定には3種類
の測定があるが、先ず、同心円状測定について述べる。
は、分断前の一体状態における相対的位置関係と変わら
ない。次に、3次元形状の測定原理について図1及び図
2を参照して説明する。本発明にかかる測定には3種類
の測定があるが、先ず、同心円状測定について述べる。
【0012】図2(a)に示すように、分断した被測定
物の断片の一つ(第1断片)だけを、その中心が回転ス
テージの回転軸付近に来るようセットする。そして、レ
ーザ変位計(LU)の光軸が回転ステージの回転軸に一
致するように、Rステージを移動させる。この状態で、
第1断片のレーザ変位計(LU)からの距離を測定す
る。その後、Rステージを同心円の半径方向に所定量
(微小量)移動させた後、回転ステージを回転させなが
ら、第1断片のレーザ変位計(LU)からの距離を測定
する。一周の測定が終了すると、Rステージを更に所定
量(微小量)動かして、同様の測定を行う。同様にRス
テージを動かして、レーザ変位計(LU)の光軸が第1
断片を回転させても第1断片に当たらなくなるまで測定
を行って、測定を終了する。
物の断片の一つ(第1断片)だけを、その中心が回転ス
テージの回転軸付近に来るようセットする。そして、レ
ーザ変位計(LU)の光軸が回転ステージの回転軸に一
致するように、Rステージを移動させる。この状態で、
第1断片のレーザ変位計(LU)からの距離を測定す
る。その後、Rステージを同心円の半径方向に所定量
(微小量)移動させた後、回転ステージを回転させなが
ら、第1断片のレーザ変位計(LU)からの距離を測定
する。一周の測定が終了すると、Rステージを更に所定
量(微小量)動かして、同様の測定を行う。同様にRス
テージを動かして、レーザ変位計(LU)の光軸が第1
断片を回転させても第1断片に当たらなくなるまで測定
を行って、測定を終了する。
【0013】次に、円筒状測定について述べる。図2
(b)に示すように、第1断片の中心が回転ステージの
回転軸付近に来るようにセットする。別のレーザ変位計
(LS)の光軸を第1断片の測定下限位置に設定し、第
1断片を一周回転させながら、第1断片とレーザ変位計
(LS)との距離を測定する。その後、Zステージを所
定量、回転軸と平行な上方向に移動させ、同様の測定を
行う。レーザ変位計(LS)の光軸が回転している第1
断片に当たらなくなれば、測定は終了する。
(b)に示すように、第1断片の中心が回転ステージの
回転軸付近に来るようにセットする。別のレーザ変位計
(LS)の光軸を第1断片の測定下限位置に設定し、第
1断片を一周回転させながら、第1断片とレーザ変位計
(LS)との距離を測定する。その後、Zステージを所
定量、回転軸と平行な上方向に移動させ、同様の測定を
行う。レーザ変位計(LS)の光軸が回転している第1
断片に当たらなくなれば、測定は終了する。
【0014】この段階で、第1断片については、上方か
らの測定と側方からの測定により、3次元形状データが
得られる。さらに、残りの断片についても、3次元形状
データを得るために、同様の測定を行う。そして、これ
らの測定がすべて終了した後、各断片からなる被測定物
の格子状測定を行う。これは、各断片からなる被測定物
の上面の形状を測定するもので、即ち、各断片を同時に
保持手段の対応する嵌合部分にそれぞれ取り付けて、X
ステージ3、Yステージ4を動かしながら、上方から照
射されるレーザ変位計(LU)により、被測定物とレー
ザ変位計(LU)の距離を測定するものである。
らの測定と側方からの測定により、3次元形状データが
得られる。さらに、残りの断片についても、3次元形状
データを得るために、同様の測定を行う。そして、これ
らの測定がすべて終了した後、各断片からなる被測定物
の格子状測定を行う。これは、各断片からなる被測定物
の上面の形状を測定するもので、即ち、各断片を同時に
保持手段の対応する嵌合部分にそれぞれ取り付けて、X
ステージ3、Yステージ4を動かしながら、上方から照
射されるレーザ変位計(LU)により、被測定物とレー
ザ変位計(LU)の距離を測定するものである。
【0015】このようにして得られた各断片の同心円状
測定及び円筒状測定と、各断片からなる被測定物の格子
状測定の各データをコンピュータにより合成して、包括
的な被測定物の形状情報を得ることができる。本発明の
測定方法では、被測定物の影になる部分や、細くて深い
溝状の部分等従来の装置や方法では測定できない被測定
物の部分を分断してレーザ光が届くようにし、分断した
被測定物の各断片を死角なく測定するようにした。さら
に、被測定物の各断片間の相対的位置関係を分断前の状
態と同一にして、各断片からなる被測定物を測定すこと
により、分断されたそれぞれの被測定物の相対位置関係
もわかり、コンピュータ上で両者を合成すれば包括的な
被測定物の形状データ(分断前の被測定物全体の測定デ
ータ)を得ることができる。。
測定及び円筒状測定と、各断片からなる被測定物の格子
状測定の各データをコンピュータにより合成して、包括
的な被測定物の形状情報を得ることができる。本発明の
測定方法では、被測定物の影になる部分や、細くて深い
溝状の部分等従来の装置や方法では測定できない被測定
物の部分を分断してレーザ光が届くようにし、分断した
被測定物の各断片を死角なく測定するようにした。さら
に、被測定物の各断片間の相対的位置関係を分断前の状
態と同一にして、各断片からなる被測定物を測定すこと
により、分断されたそれぞれの被測定物の相対位置関係
もわかり、コンピュータ上で両者を合成すれば包括的な
被測定物の形状データ(分断前の被測定物全体の測定デ
ータ)を得ることができる。。
【0016】以下、実施例により本発明を具体的に説明
するが、本発明はこの例に限定されるものではない。
するが、本発明はこの例に限定されるものではない。
【0017】
【実施例】以下、図1を参照して、本実施例の3次元形
状測定装置及び3次元形状測定方法について説明する。
本実施例では、歯科におけるクラウン作製時に用いられ
る作業模型を被測定物としているが、他の任意の被測定
物でも測定できる。本実施例の3次元測定装置は、少な
くとも、本体基盤1と、該基盤1上に設置された回転ス
テージ2と、該回転ステージ2上に設置された該回転ス
テージ2の回転とは独立して水平方向に移動可能なXY
ステージであって、所定の水平方向Xに移動可能なXス
テージ3及び前記水平方向と直角な水平方向に移動可能
であり、上面に位置決めピン6が設けられたYステージ
4からなるXYステージと、前記回転ステージ2及び
X、Yステージ3、4の駆動をそれぞれ独立して制御す
るステッピングモータ及び制御装置(駆動制御手段の一
例、図示せず)と、前記位置決めピン6と嵌合した状態
で前記Yステージ4上に、着脱可能に設置されたキャス
トベース基盤5a及びそれと一体のキャストベース5
と、該キャストベース5上に設置された石膏ブロックで
あって、一体の支台歯模型9、隣在歯模型9a,9b
(従来形状測定できなかった影部分を有する一体の被測
定物の一例)の各模型底面に植立されたダウエルピン
(被測定物と保持手段との嵌合部の一例である突起状部
材)8,8a,8bと嵌合する各凹部及び、前記一体の
被測定物9,9a,9bの各模型底面に設けられた溝
(被測定物と保持手段との嵌合部の一例である凹部)9
1,91a,91bと嵌合する各凸部とを設けた石膏ブロック7
と、該石膏ブロック7の上方に配置された水平方向に移
動するステージであって、前記回転ステージ2の直径R
方向に移動可能なRステージ11と、該Rステージ11の下
面に、光軸が前記回転ステージ2の回転軸14と平行にな
るように設けられた第1のレーザー変位計10と、前記石
膏ブロック7の側方に配置された、前記回転軸14と平行
な方向Zに移動可能なZステージ13と、該Zステージ13
の側面に、光軸が前記回転軸14と直交するように設けら
れた第2のレーザー変位計12と、からなる。
状測定装置及び3次元形状測定方法について説明する。
本実施例では、歯科におけるクラウン作製時に用いられ
る作業模型を被測定物としているが、他の任意の被測定
物でも測定できる。本実施例の3次元測定装置は、少な
くとも、本体基盤1と、該基盤1上に設置された回転ス
テージ2と、該回転ステージ2上に設置された該回転ス
テージ2の回転とは独立して水平方向に移動可能なXY
ステージであって、所定の水平方向Xに移動可能なXス
テージ3及び前記水平方向と直角な水平方向に移動可能
であり、上面に位置決めピン6が設けられたYステージ
4からなるXYステージと、前記回転ステージ2及び
X、Yステージ3、4の駆動をそれぞれ独立して制御す
るステッピングモータ及び制御装置(駆動制御手段の一
例、図示せず)と、前記位置決めピン6と嵌合した状態
で前記Yステージ4上に、着脱可能に設置されたキャス
トベース基盤5a及びそれと一体のキャストベース5
と、該キャストベース5上に設置された石膏ブロックで
あって、一体の支台歯模型9、隣在歯模型9a,9b
(従来形状測定できなかった影部分を有する一体の被測
定物の一例)の各模型底面に植立されたダウエルピン
(被測定物と保持手段との嵌合部の一例である突起状部
材)8,8a,8bと嵌合する各凹部及び、前記一体の
被測定物9,9a,9bの各模型底面に設けられた溝
(被測定物と保持手段との嵌合部の一例である凹部)9
1,91a,91bと嵌合する各凸部とを設けた石膏ブロック7
と、該石膏ブロック7の上方に配置された水平方向に移
動するステージであって、前記回転ステージ2の直径R
方向に移動可能なRステージ11と、該Rステージ11の下
面に、光軸が前記回転ステージ2の回転軸14と平行にな
るように設けられた第1のレーザー変位計10と、前記石
膏ブロック7の側方に配置された、前記回転軸14と平行
な方向Zに移動可能なZステージ13と、該Zステージ13
の側面に、光軸が前記回転軸14と直交するように設けら
れた第2のレーザー変位計12と、からなる。
【0018】ここで、キャストベース5と一体のキャス
トベース基盤5aは、Yステージ4に着脱可能である
が、装着時におけるYステージ4とキャストベース基盤
5aの相対的な位置関係は、位置決めピン6により、常
に一定に保たれる。即ち、一度キャストベース基盤5a
をYステージからはずしてから再度Yステージ4に取り
付けても、相対的な位置関係は一定に保たれる。
トベース基盤5aは、Yステージ4に着脱可能である
が、装着時におけるYステージ4とキャストベース基盤
5aの相対的な位置関係は、位置決めピン6により、常
に一定に保たれる。即ち、一度キャストベース基盤5a
をYステージからはずしてから再度Yステージ4に取り
付けても、相対的な位置関係は一定に保たれる。
【0019】また、前記一体の支台歯模型9、隣在歯模
型9a,9bを前記石膏ブロック7からはずして、各模
型に分断した後に、各模型をそれぞれ別個に前記石膏ブ
ロックとの各嵌合部分に取り付けたときの各模型の相対
的位置関係は、分断前の一体状態における相対的位置関
係と変わらない。石膏ブロック7の作製方法を説明する
(通常、歯科技工士が作製する)。
型9a,9bを前記石膏ブロック7からはずして、各模
型に分断した後に、各模型をそれぞれ別個に前記石膏ブ
ロックとの各嵌合部分に取り付けたときの各模型の相対
的位置関係は、分断前の一体状態における相対的位置関
係と変わらない。石膏ブロック7の作製方法を説明する
(通常、歯科技工士が作製する)。
【0020】最初に、歯形模型のうちの必要な部分、つ
まり、クラウンを装着する支台歯模型9及びその隣在歯
模型9a、9bの部分を歯形模型から切りとる。その
後、ダウエルピン8,8a、8bをそれぞれの模型の下
部に植立する。この状態では、支台歯模型9、隣在歯模
型9a、9bは一体である。その後、支台歯模型9、隣
在歯模型9a、9bの各底面に溝91を設けて、各底面及
びダウエルピンの全周囲に離型剤を塗布する。ここまで
の準備が完了したら、キャストベース基盤5aと一体に
なったキャストベース5の上に石膏を盛り上げ、その上
に、一体となった支台歯模型9、隣在歯模型9a、bを
載せる。なお、各模型の底面部分にはダウエルピン8が
植立されており、離型剤がそれぞれ塗布されている。
まり、クラウンを装着する支台歯模型9及びその隣在歯
模型9a、9bの部分を歯形模型から切りとる。その
後、ダウエルピン8,8a、8bをそれぞれの模型の下
部に植立する。この状態では、支台歯模型9、隣在歯模
型9a、9bは一体である。その後、支台歯模型9、隣
在歯模型9a、9bの各底面に溝91を設けて、各底面及
びダウエルピンの全周囲に離型剤を塗布する。ここまで
の準備が完了したら、キャストベース基盤5aと一体に
なったキャストベース5の上に石膏を盛り上げ、その上
に、一体となった支台歯模型9、隣在歯模型9a、bを
載せる。なお、各模型の底面部分にはダウエルピン8が
植立されており、離型剤がそれぞれ塗布されている。
【0021】しばらくすると、石膏は固まるが、支台歯
模型9、隣在歯模型9a、bの石膏との接触面には、予
め離型剤が塗布されているので、支台歯模型9、隣在歯
模型9a,bは固まった石膏ブロック7から容易に取り
外すことができる。この段階で、一体の模型を糸鋸で切
断し、図1に示す支台歯模型9、隣在歯模型9a,bに
分離される。
模型9、隣在歯模型9a、bの石膏との接触面には、予
め離型剤が塗布されているので、支台歯模型9、隣在歯
模型9a,bは固まった石膏ブロック7から容易に取り
外すことができる。この段階で、一体の模型を糸鋸で切
断し、図1に示す支台歯模型9、隣在歯模型9a,bに
分離される。
【0022】分離された支台歯模型9、隣在歯模型9
a,bは、石膏ブロック7に着脱がそれぞれ自在である
が、各模型装着時における各模型9,9a,9bと石膏
ブロック7の相対的な位置関係は、ダウエルピン8,8
a,8b及び溝91,91a,91b により常に一定に保たれ
る。即ち、一度各模型を石膏ブロック7からはずして、
再度石膏ブロック7に取り付けても、各模型底面に設け
たダウエルピン8,8a,8bと石膏ブロックに設けた
対応する各凹部との嵌合、及び各模型底面に設けた溝9
1,91a,91bと石膏ブロックに設けた対応する各凸部との
嵌合により、各模型は、石膏7に位置決めされているの
で、相対的な位置関係は一定に保たれる。
a,bは、石膏ブロック7に着脱がそれぞれ自在である
が、各模型装着時における各模型9,9a,9bと石膏
ブロック7の相対的な位置関係は、ダウエルピン8,8
a,8b及び溝91,91a,91b により常に一定に保たれ
る。即ち、一度各模型を石膏ブロック7からはずして、
再度石膏ブロック7に取り付けても、各模型底面に設け
たダウエルピン8,8a,8bと石膏ブロックに設けた
対応する各凹部との嵌合、及び各模型底面に設けた溝9
1,91a,91bと石膏ブロックに設けた対応する各凸部との
嵌合により、各模型は、石膏7に位置決めされているの
で、相対的な位置関係は一定に保たれる。
【0023】さらに、同様に各模型間の相対的位置関係
は、分断前の一体状態における相対的位置関係と変わら
ない。以下、実際に行った3次元形状測定について説明
する。分断後の支台歯模型(被測定物)9のみを石膏ブ
ロック7上の対応する嵌合部分に取り付けた。このと
き、Xステージ3及びYステージを移動させて、被測定
物9の中心が回転ステージ2の回転軸付近に来るように
した。そして、第1のレーザ変位計10の光軸が回転ステ
ージ2の回転軸14に一致するように、Rステージ11を移
動させた。
は、分断前の一体状態における相対的位置関係と変わら
ない。以下、実際に行った3次元形状測定について説明
する。分断後の支台歯模型(被測定物)9のみを石膏ブ
ロック7上の対応する嵌合部分に取り付けた。このと
き、Xステージ3及びYステージを移動させて、被測定
物9の中心が回転ステージ2の回転軸付近に来るように
した。そして、第1のレーザ変位計10の光軸が回転ステ
ージ2の回転軸14に一致するように、Rステージ11を移
動させた。
【0024】この状態で、Rステージ11を同心円の半径
方向に動かしながら第1のレーザ変位計10により前記原
理にて説明した同心円状測定を行った。そして、これが
終了すると、Zステージ13を鉛直方向に動かしながら第
2のレーザー変位計12により前記原理にて説明した円筒
状測定を行った。この段階で、支台歯模型9について
は、上方からの測定と側方からの測定により、十分な形
状情報を得ている。
方向に動かしながら第1のレーザ変位計10により前記原
理にて説明した同心円状測定を行った。そして、これが
終了すると、Zステージ13を鉛直方向に動かしながら第
2のレーザー変位計12により前記原理にて説明した円筒
状測定を行った。この段階で、支台歯模型9について
は、上方からの測定と側方からの測定により、十分な形
状情報を得ている。
【0025】しかし、クラウンを製作するには、支台歯
に隣接する両隣在歯の形状情報も必要である。そのた
め、支台歯模型9を石膏ブロック7から外し、代わりに
隣在歯模型9aを石膏ブロック7の対応する嵌合部分に
取り付けた。以下、支台歯模型9の測定と同様にして、
隣在歯模型9aについての同心円状測定、円筒状測定を
行った。
に隣接する両隣在歯の形状情報も必要である。そのた
め、支台歯模型9を石膏ブロック7から外し、代わりに
隣在歯模型9aを石膏ブロック7の対応する嵌合部分に
取り付けた。以下、支台歯模型9の測定と同様にして、
隣在歯模型9aについての同心円状測定、円筒状測定を
行った。
【0026】その後、もう一つの隣在歯模型9bについ
ても同様の測定を行った。このようにして、支台歯模型
9及び隣在歯模型9a、bの個々の測定を終了した。さ
らに、これらの歯に対合する歯3本についても同様の測
定を行った。そして、これらの測定がすべて終了した
後、格子状測定を行った。即ち、支台歯模型9、隣在歯
模型9a,bを同時に、石膏ブロック7の対応する嵌合
部分にそれぞれ取り付けて、Xステージ3、Yステージ
4を動かしながら、第1のレーザ変位計10により前記原
理にて説明した格子状測定を行った。
ても同様の測定を行った。このようにして、支台歯模型
9及び隣在歯模型9a、bの個々の測定を終了した。さ
らに、これらの歯に対合する歯3本についても同様の測
定を行った。そして、これらの測定がすべて終了した
後、格子状測定を行った。即ち、支台歯模型9、隣在歯
模型9a,bを同時に、石膏ブロック7の対応する嵌合
部分にそれぞれ取り付けて、Xステージ3、Yステージ
4を動かしながら、第1のレーザ変位計10により前記原
理にて説明した格子状測定を行った。
【0027】同様の測定を対合歯について行って、全て
の測定を終了した。このようにして得られた同心円状測
定、円筒状測定及び格子状測定の各データをコンピュー
タにより合成して、包括的な被測定物の形状データを得
ることができた。なお、上記実施例では歯の模型を測定
対象としたが、他の被測定物でも同様な測定をすること
ができた。
の測定を終了した。このようにして得られた同心円状測
定、円筒状測定及び格子状測定の各データをコンピュー
タにより合成して、包括的な被測定物の形状データを得
ることができた。なお、上記実施例では歯の模型を測定
対象としたが、他の被測定物でも同様な測定をすること
ができた。
【0028】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、影になる
部分、細く深い溝状の部分等の従来の装置や方法では測
定できない部分を有する被測定物をも測定できるので、
測定可能な被測定物の対象が広がる。
部分、細く深い溝状の部分等の従来の装置や方法では測
定できない部分を有する被測定物をも測定できるので、
測定可能な被測定物の対象が広がる。
【図1】は、実施例の3次元測定装置を示す概略側面図
である。
である。
【図2】は、本発明にかかる測定の原理を示す説明図
(斜視図)である。
(斜視図)である。
1・・・ 本体基盤 2・・・ 回転ステージ 3・・・ Xステージ 4・・・ Yステージ 5・・・ キャストベース(被測定物保持手段の一例) 5a・・ キャストベース基盤(被測定物保持手段の一
例) 6・・・ 位置決めピン(XYステージと別部材との嵌
合部の一例) 7・・・ 石膏ブロック(被測定物保持手段の一例) 8・・・ ダウエルピン(被測定物と、その保持手段と
の嵌合部の一例である突起状部材) 8a・・ ダウエルピン(被測定物と、その保持手段と
の嵌合部の一例である突起状部材) 8b・・ ダウエルピン(被測定物と、その保持手段と
の嵌合部の一例である突起状部材) 9・・・ 支台歯模型(分断された被測定物の一例) 9a・・ 隣在歯模型(分断された被測定物の一例) 9b・・ 隣在歯模型(分断された被測定物の一例) 10・・・ 第1のレーザ変位計 11・・・ Rステージ 12・・・ 第2のレーザ変位計 13・・・ Zステージ 14・・・ 回転ステージの回転軸 91・・・ 溝(被測定物と、その保持手段との嵌合部の
一例) 91a ・・ 溝(被測定物と、その保持手段との嵌合部の
一例) 91b ・・ 溝(被測定物と、その保持手段との嵌合部の
一例) 以 上
例) 6・・・ 位置決めピン(XYステージと別部材との嵌
合部の一例) 7・・・ 石膏ブロック(被測定物保持手段の一例) 8・・・ ダウエルピン(被測定物と、その保持手段と
の嵌合部の一例である突起状部材) 8a・・ ダウエルピン(被測定物と、その保持手段と
の嵌合部の一例である突起状部材) 8b・・ ダウエルピン(被測定物と、その保持手段と
の嵌合部の一例である突起状部材) 9・・・ 支台歯模型(分断された被測定物の一例) 9a・・ 隣在歯模型(分断された被測定物の一例) 9b・・ 隣在歯模型(分断された被測定物の一例) 10・・・ 第1のレーザ変位計 11・・・ Rステージ 12・・・ 第2のレーザ変位計 13・・・ Zステージ 14・・・ 回転ステージの回転軸 91・・・ 溝(被測定物と、その保持手段との嵌合部の
一例) 91a ・・ 溝(被測定物と、その保持手段との嵌合部の
一例) 91b ・・ 溝(被測定物と、その保持手段との嵌合部の
一例) 以 上
Claims (2)
- 【請求項1】 少なくとも、 本体基盤と、 該基盤上に設置された回転ステージと、 該回転ステージ上に設置されたXYステージであって、
前記回転ステージの回転とは独立して所定の水平方向及
びそれと直角な水平方向に移動可能であり、別部材との
嵌合部が設けられたXYステージと、 前記回転ステージ及びXYステージの駆動をそれぞれ独
立して制御する駆動制御手段と、 前記XYステージの嵌合部と嵌合する被嵌合部及び、被
測定物との嵌合部を設けた被測定物保持手段と、 前記被測定物保持手段の上方に配置された水平方向移動
ステージであって、前記回転ステージの直径方向に移動
可能なRステージと、 該Rステージの下面に、光軸が前記回転ステージの回転
軸と平行になるように設けられた第1のレーザー変位計
と、 前記被測定物保持手段の側方に設置された、前記回転軸
と平行な方向に移動可能なZステージと、 該Zステージの側面に、光軸が前記回転ステージの回転
軸と直交するように設けられた第2のレーザー変位計
と、からなる3次元形状測定装置。 - 【請求項2】 少なくとも、 本体基盤と、 該基盤上に設置された回転ステージと、 該回転ステージ上に設置されたXYステージであって、
前記回転ステージの回転とは独立して所定の水平方向及
びそれと直角な水平方向に移動可能であり、上面に位置
決めピンが設けられたXYステージと、 前記回転ステージ及びXYステージの駆動をそれぞれ独
立して制御する駆動制御手段と、 前記位置決めピンと嵌合した状態で前記XYステージ上
に、着脱可能に設置されたキャストベース基盤と、該キ
ャストベース基盤上に設置されたキャストベースと、該
キャストベース上に設置された石膏ブロックであって、
被測定物の底面に植立又は接合された複数の突起状部材
と嵌合する各凹部と、被測定物の底面に設けられた複数
の凹部と嵌合する各凸部とを設けた石膏ブロックと、か
らなる被測定物保持手段と、 前記被測定物保持手段の上方に配置された水平方向移動
ステージであって、前記回転ステージの直径方向に移動
可能なRステージと、 該Rステージの下面に、光軸が前記回転ステージの回転
軸と平行になるように設けられた第1のレーザー変位計
と、 前記被測定物保持手段の側方に設置された、前記回転軸
と平行な方向に移動可能なZステージと、 該Zステージの側面に、光軸が前記回転ステージの回転
軸と直交するように設けられた第2のレーザー変位計
と、からなる3次元形状測定装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5323471A JPH07181022A (ja) | 1993-12-22 | 1993-12-22 | 3次元形状測定装置 |
US08/360,040 US5548405A (en) | 1993-12-22 | 1994-12-20 | Optical three-dimensional shape measuring apparatus having a device for accurately positioning and measuring an object |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5323471A JPH07181022A (ja) | 1993-12-22 | 1993-12-22 | 3次元形状測定装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07181022A true JPH07181022A (ja) | 1995-07-18 |
Family
ID=18155060
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5323471A Pending JPH07181022A (ja) | 1993-12-22 | 1993-12-22 | 3次元形状測定装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5548405A (ja) |
JP (1) | JPH07181022A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US7204032B2 (en) | 2004-10-29 | 2007-04-17 | Gc Corporation | Production method of three-dimensional shape data of dental prosthesis |
JP2007516436A (ja) * | 2003-11-28 | 2007-06-21 | レニショウ パブリック リミテッド カンパニー | 走査するための方法および装置 |
JP2008514339A (ja) * | 2004-09-30 | 2008-05-08 | ノベル バイオケア サーヴィシィズ アーゲー | スキャナ装置 |
US7454843B2 (en) | 2004-10-28 | 2008-11-25 | Gc Corporation | Measured object mounting tool and production method of three-dimensional shape data of dental prosthesis using that tool |
JP2017040505A (ja) * | 2015-08-18 | 2017-02-23 | ブラザー工業株式会社 | 立体物読取システム |
CN109737873A (zh) * | 2019-01-16 | 2019-05-10 | 江苏金芙蓉环保装饰产业有限公司 | 一种建筑装饰三维造型精度检验方法 |
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US5760906A (en) * | 1995-12-27 | 1998-06-02 | Technology Research Association Of Medical And Welfare Apparatus | Shape measurement apparatus and method |
GB2332056B (en) * | 1997-12-04 | 2000-08-09 | Taylor Hobson Ltd | Surface measuring apparatus |
US6424745B1 (en) * | 1998-05-19 | 2002-07-23 | Lucent Technologies Inc. | Method and apparatus for object recognition |
US6825937B1 (en) | 1999-06-10 | 2004-11-30 | MPT Präzisionstelle GmbH | Device for the contactless three-dimensional measurement of bodies and method for determining a co-ordinate system for measuring point co-ordinates |
DE19950780C2 (de) * | 1999-10-21 | 2003-06-18 | Sirona Dental Systems Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Erfassung medizinischer Objekte, insbesondere von Modellen präparierter Zähne |
US20030020906A1 (en) * | 1999-10-25 | 2003-01-30 | Perry Y. Li | Scanning apparatus |
US8341094B2 (en) * | 2000-02-23 | 2012-12-25 | Frama Ag | Franking machine |
JP4213527B2 (ja) * | 2003-06-25 | 2009-01-21 | 株式会社日立製作所 | 立体形状計測装置 |
CN1314942C (zh) * | 2003-09-27 | 2007-05-09 | 宝元科技股份有限公司 | 齿模扫描装置 |
DE102004054876B3 (de) * | 2004-11-12 | 2006-07-27 | Sirona Dental Systems Gmbh | Vermessungseinrichtung zur 3D-Vermessung von Zahnmodellen, Verschiebeplatte und Verfahren dazu |
DE102005016525A1 (de) * | 2005-04-08 | 2006-10-19 | Degudent Gmbh | Verfahren zur dreidimensionalen Formerfassung eines Körpers |
DE102007030768A1 (de) * | 2007-07-02 | 2009-01-08 | Sirona Dental Systems Gmbh | Vermessungseinrichtung und Verfahren zur 3D-Vermessung von Zahnmodellen |
US20120194651A1 (en) * | 2011-01-31 | 2012-08-02 | Nikon Corporation | Shape measuring apparatus |
JP2020071060A (ja) * | 2018-10-29 | 2020-05-07 | 株式会社ミツトヨ | 形状測定装置 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05332731A (ja) * | 1992-05-29 | 1993-12-14 | Nikon Corp | 形状計測装置 |
-
1993
- 1993-12-22 JP JP5323471A patent/JPH07181022A/ja active Pending
-
1994
- 1994-12-20 US US08/360,040 patent/US5548405A/en not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2007516436A (ja) * | 2003-11-28 | 2007-06-21 | レニショウ パブリック リミテッド カンパニー | 走査するための方法および装置 |
JP2008514339A (ja) * | 2004-09-30 | 2008-05-08 | ノベル バイオケア サーヴィシィズ アーゲー | スキャナ装置 |
US7454843B2 (en) | 2004-10-28 | 2008-11-25 | Gc Corporation | Measured object mounting tool and production method of three-dimensional shape data of dental prosthesis using that tool |
US7824183B2 (en) | 2004-10-28 | 2010-11-02 | Gc Corporation | Measured object mounting tool and production method of three-dimensional shape data of dental prosthesis using that tool |
US7204032B2 (en) | 2004-10-29 | 2007-04-17 | Gc Corporation | Production method of three-dimensional shape data of dental prosthesis |
JP2017040505A (ja) * | 2015-08-18 | 2017-02-23 | ブラザー工業株式会社 | 立体物読取システム |
CN109737873A (zh) * | 2019-01-16 | 2019-05-10 | 江苏金芙蓉环保装饰产业有限公司 | 一种建筑装饰三维造型精度检验方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US5548405A (en) | 1996-08-20 |
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