JPH08110211A - ３次元形状測定装置用撮像センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】小型化を図った３次元形状測定装置用撮像セン
サを得る。 【構成】筺体１内を仕切り壁２によりプロジェクタ室４
とカメラ室６とに分割し、プロジェクタ室４内に、光源
８からの発射光を格子３８方向に反射する鏡２０を配置
すると共に、鏡２０はその縁部を支持柱２２，２４によ
り支持してその背面側を空間２６とする。そして、光源
８からの発射光の延長上の筺体１に赤外線透過ガラス４
６による赤外線透過窓４８を形成した。また、カメラ室
６には、格子３８を通して照射された被測定物４２を撮
像する撮像カメラ５０を収納した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光源からの発射光を格
子を通して被測定物に照射し、被測定物の投影格子を撮
像して被測定物の３次元形状を測定する３次元形状測定
装置に用いられ、プロジェクタと撮像カメラとを備えた
３次元形状測定装置用撮像センサに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、被測定物に光源からの発射光
を格子を通して照射するプロジェクタと、被測定物の投
影格子を撮像する撮像カメラとを備えた撮像センサを有
し、投影格子の画像に基づいて被測定物の３次元形状を
測定する３次元形状測定装置が知られている。このよう
な３次元形状測定装置用撮像センサは、例えば、実開平
５−２３０１２号公報にあるように、プロジェクタと撮
像カメラとを共通のベースプレート上にプロジェクタの
光軸と撮像カメラの光軸とが水平面上で交差するような
位置関係で取付け、両光軸が交わる測定空間にセットし
た被測定物にプロジェクタからの格子を通した発射光を
照射して、被測定物上の投影格子を撮像カメラで撮像し
て、この画像信号を出力するように構成されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、こうし
た従来のものでは、ベースプレートを壁等に固定して専
用の検査室等の広い場所で用いる場合はよいが、例え
ば、製造ラインの途中に撮像センサを設けて検査のため
の画像を得る場合のように狭い場所で用いる場合や、ロ
ボットのアームの先端に撮像センサを取り付けて撮像セ
ンサを移動させながら、画像を得る場合には、撮像セン
サが大きすぎるという問題があった。

【０００４】そこで本発明は上記の課題を解決すること
を目的とし、小型化を図った３次元形状測定装置用撮像
センサを提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成すべ
く、本発明は課題を解決するための手段として次の構成
を取った。即ち、光源からの発射光を格子を通して被測
定物に照射するプロジェクタと、前記格子を通して照射
された前記被測定物を撮像する撮像カメラとを筺体内に
収納した３次元形状測定装置用撮像センサにおいて、前
記光源からの前記発射光を前記格子方向に反射する鏡を
配置すると共に、前記鏡はその縁部を支持してその背面
側を空間とし、前記光源からの前記発射光の延長上の前
記筺体に赤外線透過窓を形成したことを特徴とする３次
元形状測定装置用撮像センサの構成がそれである。

【０００６】また、前記赤外線透過窓は、前記筺体に形
成した孔に赤外線透過ガラスをはめ込んだものでもよ
く、あるいは、前記筺体内に更にポイント光を照射する
レーザーポインタを収納した構成のものでもよい。

【０００７】

【作用】前記構成を有する３次元形状測定装置用撮像セ
ンサは、鏡が光源からの発射光を格子方向に反射するの
で、光源と格子とを一直線上に配置しなくてもよく、小
型化できる。そして、この発射光を格子を通して被測定
物に照射し、撮像カメラが、この格子を通して照射され
た被測定物を撮像する。また、光源からの赤外線は、赤
外線透過窓を通して外部に放出されるので筺体内部の温
度上昇を抑えることができる。

【０００８】

【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づいて詳細に
説明する。図１に示すように、１は筺体で、本実施例で
は偏平な箱状であり、筺体１内は更に仕切り壁２により
プロジェクタ室４とカメラ室６とに分割されている。プ
ロジェクタ室４には、ハロゲンランプが用いられた光源
８が取り付けられた取付部材１０が配置されている。

【０００９】取付部材１０には筺体１の偏平方向と平行
な貫通孔１２が形成されており、貫通孔１２の仕切り壁
２側の端には凹面鏡１４が取り付けられ、反対側の端に
は、コリメータレンズ１６が取付部材１０に螺入された
キャップ部材１８により固定されている。

【００１０】そして、貫通孔１２の延長上には、鏡２０
がその両縁部を筺体１に立設された一対の支持柱２２，
２４に挟持されるようにして配置されている。その際、
鏡２０の背面側の、鏡２０と筺体１の内壁との間は、空
間２６となるように、前記一対の支持柱２２，２４の形
状等が考慮されて構成されている。

【００１１】プロジェクタ室４には、更に、固定部材２
８に螺入されたキャップ部材３０を介して取り付けられ
たレンズ３２が配置されており、固定部材２８のノーズ
部３４が仕切り壁２を貫通してカメラ室６内にまで突き
出されている。そして、このノーズ部３４内には、レン
ズ３２の中心を通る光軸３６と同軸上に配置された格子
３８が設けられている。格子３８は、複数のスリットが
形成されたガラス板、又は、液晶によりスリットが形成
される液晶板などからなるものである。

【００１２】前記鏡２０は、前記光源８からの発射光を
格子３８の方向に反射する様な角度に配置されており、
本実施例では、光源からの発射光がほぼ９０度の角度で
反射されるように配置されている。そして、光軸３６が
通過する筺体１の壁には、貫通孔４０が穿設されてお
り、光軸３６の延長上には、被測定物４２が置かれてい
る。尚、本実施例では、前記光源８、凹面鏡１４、コリ
メータレンズ１６、レンズ３２、格子３８等によりプロ
ジェクタ４３が構成されている。

【００１３】また、貫通孔１２の軸方向延長上の筺体１
の壁には、貫通孔４４が穿設されており、この貫通孔４
４には、赤外線を透過する赤外線透過ガラス４６がはめ
込まれて、赤外線透過窓４８が形成されている。尚、前
記鏡２０も赤外線を透過し易いもので構成するのが好ま
しい。

【００１４】一方、カメラ室６内には、撮像カメラ５０
が収納されており、撮像カメラ５０の光軸５２が通過す
る筺体１の壁には、貫通孔５４が形成されており、この
撮像カメラ５０の光軸５２と、前記光軸３６とは被測定
物４２上で交差するように構成されている。

【００１５】また、カメラ室６内には、ポイント光を発
射するレーザポインタ５６が収納されており、レーザポ
インタ５６の光軸５８は、前記両光軸３６，５２の交点
で交差するように配置され、光軸５８が通過する筺体１
の壁には、貫通孔６０が穿設されている。

【００１６】尚、筺体１のほぼ中央には、取付孔６２が
形成されており、この取付孔６２には、図２に示すよう
に、取付金具６４が装着され、この取付金具６４を介し
て、図示しないロボットのアーム等に取り付けられる。
次に、前述した本実施例の３次元形状測定装置用撮像セ
ンサの作動について説明する。

【００１７】まず、レーザポインタ５６からのポイント
光を被測定物４２に照射して、被測定物４２との距離を
調整する。そして、光源８からの発射光は、貫通孔１２
内からコリメータレンズ１６を通って鏡２０に照射され
る。また、一部の発射光は、凹面鏡１４で反射されてか
ら、コリメータレンズ１６を通って鏡２０に照射され
る。そして、発射光は鏡２０で格子３８方向に反射され
て、レンズ３２、格子３８を通り被測定物４２に照射さ
れる。撮像カメラ５０は、この被測定物４２上の投影格
子を撮像して、画像信号を出力する。

【００１８】一方、光源８からは可視光線の他に、赤外
線も発射され、赤外線は鏡２０を通過し、空間２６を通
って、赤外線透過ガラス４６を介して外部に放射され
る。よって、光源８からの赤外線が外部に排出されるの
で、筺体１内部の温度上昇を抑えることができる。

【００１９】このように、本実施例の３次元形状測定装
置用撮像センサは、光源８からの発射光を鏡２０で反射
して格子３８を通過させることにより、光源８をレンズ
３２及び格子３８の光軸３６上に配置しなくてもよく、
光源８を撮像カメラ５０と格子３８との間に配置できる
ので、小型化することができる。また、小型化すること
による筺体１内部の温度上昇を、赤外線を赤外線透過窓
４８を通して外部に排出することにより、抑えることが
できる。

【００２０】また、本実施例では、筺体１内を仕切り壁
２でプロジェクタ室４とカメラ室６とに仕切ることによ
り、光源８による熱影響が、撮像カメラ５０に及ぶのを
減少させることができる。以上本発明はこの様な実施例
に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱し
ない範囲において種々なる態様で実施し得る。

【００２１】

【発明の効果】以上詳述したように本発明の３次元形状
測定装置用撮像センサは、光源からの発射光を鏡で反射
して格子を通過させることにより、光源を撮像カメラと
格子との間に配置できるので、小型化することができる
と共に、小型化することによる筺体内部の温度上昇を、
赤外線を赤外線透過窓を通して外部に排出することによ
り、抑えることができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例としての３次元形状測定装置
用撮像センサの断面図である。

【図２】本実施例の３次元形状測定装置用撮像センサの
側面図である。

【符号の説明】

１…筺体 ２…仕切り壁 ４…プ
ロジェクタ室 ６…カメラ室 ８…光源 ２０…
鏡 ２６…空間 ３６，５２，５８…光軸 ３８…格子 ４２…被測定物 ４３…
プロジェクタ ４６…赤外線透過ガラス ４８…赤外線透過窓 ５０…
撮像カメラ ５６…レーザポインタ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源からの発射光を格子を通して被測定
   物に照射するプロジェクタと、前記格子を通して照射さ
   れた前記被測定物を撮像する撮像カメラとを筺体内に収
   納した３次元形状測定装置用撮像センサにおいて、 前記光源からの前記発射光を前記格子方向に反射する鏡
   を配置すると共に、前記鏡はその縁部を支持してその背
   面側を空間とし、前記光源からの前記発射光の延長上の
   前記筺体に赤外線透過窓を形成したことを特徴とする３
   次元形状測定装置用撮像センサ。
2. 【請求項２】 前記赤外線透過窓は、前記筺体に形成し
   た孔に赤外線透過ガラスをはめ込んだものであることを
   特徴とする請求項１記載の３次元形状測定装置用撮像セ
   ンサ。
3. 【請求項３】 前記筺体内に更にポイント光を照射する
   レーザーポインタを収納したことを特徴とする請求項１
   又は請求項２記載の３次元形状測定装置用撮像センサ。