JPH08189817A - 三次元画像計測装置 - Google Patents

三次元画像計測装置

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JPH08189817A
JPH08189817A JP5273248A JP27324893A JPH08189817A JP H08189817 A JPH08189817 A JP H08189817A JP 5273248 A JP5273248 A JP 5273248A JP 27324893 A JP27324893 A JP 27324893A JP H08189817 A JPH08189817 A JP H08189817A
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JP
Japan
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dimensional image
image measuring
measured
light
ccd camera
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JP5273248A
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English (en)
Inventor
Senu Shin
千雨 申
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DAIPOOLE KK
Dipole Electronics Co Ltd
Original Assignee
DAIPOOLE KK
Dipole Electronics Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 被測定物の三次元の形状情報を高精度に得る
事を可能とし、かつその価格が廉価である三次元画像計
測装置を提供する事。 【構成】 本発明の三次元画像計測装置は、一平面内に
分布する光を発生させるスリットレーザ(21)と、前
記光の照射により形成された被測定物(3)の切断線
(7)に対して垂直に被測定物を移動させるワークテー
ブル(8)と、前記被測定物の前記切断線を一端から他
端まで走査する回転ミラー(10)と、前記回転ミラー
による反射光を検知するリニアCCDカメラ(11)
と、前記ワークテーブルと前記回転ミラーの制御と前記
リニアCCDカメラの出力データの処理とを行う制御・
演算部とを有している。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、被測定物の三次元の形
状情報を高精度に得る事を可能とし、かつその価格が廉
価である三次元画像計測装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、CAD/CAMシステム、コンピ
ュータ・グラフィックス、金型作成用の三次元画像入力
システム等の用途のために、被測定物の立体画像情報を
コンピュータに入力できる形態で容易に得る事が要請さ
れている。立体画像情報を得る代表的な方法には、プロ
ーブ(接触子)を被測定物の表面に接触させて三次元の
形状情報を得る方法、2台のビデオカメラを用いてその
両者の視差から被測定物の三次元画像情報を得る方法、
空間的にコード化された様々なパターン光を被測定物に
照射し画像認識システムを利用して三次原画像情報を得
る方法、被測定物にレーザ等のビーム光を照射しそのビ
ーム光が当たったスポットの位置を測定する事により三
次原画像情報を得る方法、更にそのスポット光に変えて
一平面内に分布するスリット光を用いたスリット光投影
法と呼ばれる方法もある。
【0003】図3に基づいて、従来のスリット光投影法
を説明する。レーザ2から発せられたレーザ光は、シリ
ンドリカルレンズ4によって一平面内に分布するスリッ
ト光6に変換される。スリット光6が測定物3(本例の
場合、円錐体)に照射されると、このスリット光6によ
って切断された被測定物3の断面線7が得られる。この
断面線7は、二次元CCDカメラ1によって仮想画面5
に示されるように撮像される。撮像された断面線7の情
報は、コンピュータに入力可能な信号に変換される。次
に、レーザ2又は被測定物3の何れかを移動させて、ス
リット光6の被測定物3に照射される位置を変えて、新
たな断面線を形成しその情報を前述と同様に得る。この
作業を必要な回数繰り返して、被測定物3の三次元画像
を計測する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】この様な三次元画像計
測装置の場合、仮想画面5内の測定精度は二次元CCD
カメラの精度によって決まる。現在最も広く使用されて
いる二次元CCDカメラの場合、画素数は512x51
2である。この二次元CCDカメラを使用した三次元画
像計測装置の仮想画面内の距離の分解能は、0.5%程
度である。現在の半導体製造技術で得られる二次元CC
Dカメラの最大画素数は、1,000x1,000であ
るが、この様な二次元CCDカメラは極めて高価となる
ので、これを用いた三次元画像計測装置を商品化する事
は不可能である。更に、例え、最大画素数、1,000
x1,000の二次元CCDカメラを三次元画像計測装
置に使用したとしても、その仮想画面内の距離分解能
は、0.1%程度にしかならず、近年この技術分野で要
請されている0.01%の距離分解能を達成する事は出
来ない。
【0005】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明は、一平
面内に分布する光を発生させる光源と、前記光の照射に
より形成された被測定物の切断線に対して垂直に被測定
物を移動させる被測定物移動手段と、前記被測定物の前
記切断線を一端から他端まで走査する回転ミラーと、前
記回転ミラーによる反射光を検知するリニアCCDカメ
ラと、前記被測定物移動手段と前記回転ミラーの制御と
前記リニアCCDカメラの出力データの処理とを行う制
御・演算部とを有する三次元画像計測装置を提供する事
により、前記課題を解決している。
【0006】本発明の三次元画像計測装置は、高価で精
度の得られない二次元CCDカメラを使用せずに、廉価
なリニアCCDカメラと回転ミラーを使用している。被
測定物に付いてのリニアCCDカメラの走査方向と回転
ミラーの走査方向とを互いに垂直に構成する事によっ
て、二次元(Z方向とY方向)の走査が可能となる。被
測定物移動手段により被測定物を移動させる事によっ
て、別の方向の走査(x方向の走査)が可能となり、結
果的に三次元の画像情報を計測する事が可能となる。
【0007】光源には、スリットレーザを使用する事
が、発光効率の面で望ましい。
【0008】
【実施例】図1に基づいて、本発明の三次元画像計測装
置を説明する。被測定物3は、サーボモータ9により矢
印の方向に移同する事が可能であるワークテーブル8上
に固定される。このワークテーブル8の寸法は、400
mm(X),400mm(Y),300mm(Z)で、
そのx軸方向の移動分解機能は5μmである。ワークテ
ーブル8の上600mmには、スリットレーザ7が設け
られていて、これは一面内に延在するスリット光を発生
させる。このスリットレーザ7には、オーディオ・テク
ニカ社製の製品番号SU−38ラインマーカのレーザが
使用されている。このレーザは、出力1mWで、その波
長範囲は、635−690nmである。スリットレーザ
7から400mmの場所には、被測定物3に照射された
スリット光を走査するために回転ミラー10が設けられ
ている。この回転ミラー10には、General S
canning Inc.製のG−300(スキャ
ナ)、70162(ミラーセット)、M2040S(ミ
ラーホルダ)が使用されている。更に、回転ミラー10
からの反射光が入射する位置には、リニアCCDカメラ
11が設けられている。このリニアCCDカメラ11に
は、有効画素数が10,000ビット、セルピッチが7
μm、サンプリングレートが20MHzのものが使用さ
れている。
【0009】図1の下半分に示される制御・演算部は、
回転ミラー用D/Aコンバータ12(12ビット、20
0KHz)、Xテーブルサーボ用コンバータ13(12
ビット、200KHz)、DIOボード14(インプッ
ト16/アウトプット16)、画像入力用A/Dコンバ
ータ15(サンプリングレート20MHz,分解能8ビ
ット)、画像記録用メモリ16(8Mバイト)、CPU
ボード17(80386,16MHz)、ハードディス
ク・ドライブ18(40Mバイト)、ビデオモニタ1
9、パラレルーシリアル・インターフェース20(RS
232C、Centronics)から構成されてい
る。
【0010】次に、本発明の三次元画像計測装置の動作
を説明する。先ず、スリットレーザ7からワークテーブ
ル8上に固定されている被測定物3(本実施例では、円
錐体)にスリット光を照射させる。この照射により、被
測定物3をスリット光により切断する事に対応する切断
線7が得られる。回転ミラー10がスタート位置(図2
左端のラインに対応)にある間に、リニアCCDカメラ
11は図2にAで示される最初の走査ラインを走査する
(Y方向の走査)。この走査により得られてデータを画
像記憶用メモリ16に記憶させる。次に回転ミラー10
を、僅か回転させて図2左端から2番目のラインに対応
する位置に固定する(Z方向の走査)。この状態で、リ
ニアCCDカメラ11は図2のラインAの下のラインに
付いて走査する。図2の状態では、この場合、何の画像
情報も得られない。この様にして、回転ミラー10を回
転させてZ方向の走査を行い、各回転ミラー10の位置
毎に、リニアCCDカメラ11によりY方向の走査を行
う。これらの走査を繰り返す事により、図2に示される
切断線7の画像情報が得られ、これらの画像情報を次々
に画像記憶用メモリ16に蓄積させる。この後、サーボ
モータ9を作動させてワークテーブル8を図1の矢印の
方向に僅か移動させ(X方向の走査)、新たな切断線7
を形成させる。この新たな切断線7について、前述の方
法を繰り返して、Y−Z面に関する画像情報を得て、こ
れらの画像情報を次々に画像記憶用メモリ16に蓄積さ
せる。この様にして、蓄積された画像情報から被測定物
3に関する全体の三次元画像が得られる。
【0011】画像記憶用メモリ16に画像情報を記憶さ
せる際、切断腺7の情報が存在しない場合には画像情報
を記憶させないようにすれば画像記憶用メモリの必要記
憶容量は格段に小さいものとする事が出来る。
【0012】本実施例の場合、X,Y、Z各々の方向の
測定範囲は、400mm、400mm,300mmであ
ったが、ワークテーブルにより大きいものを使用すれば
測定範囲を拡大させる事が出来る。
【0013】
【本発明の効果】本発明の三次元画像計測装置により、
現在使用されている二次元CCDカメラを用いた三次元
画像計測装置では決して得られない0.01%と言う距
離の分解能が得られた。現在の半導体製造技術で得られ
る二次元CCDカメラの最大画素数は、1,000x
1,000であるが、この様な二次元CCDカメラは極
めて高価であるのに対し、本発明の三次元画像計測装置
で使用するリニアCCDカメラは極めて廉価である。回
転ミラーも制御・演算部の構成部品も廉価に入手可能な
ものであるので、本発明の三次元画像計測装置は廉価に
製造する事が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の三次元画像計測装置を示す。
【図2】 本発明の三次元画像計測装置の画面構成を説
明する図である。
【図3】 従来の三次元画像計測方法を説明する図であ
る。
【符号の説明】
1…二次元CCDカメラ 2…レーザ
3…被測定物 4…シリンドリカルレンズ 5…仮想画面
6−スリット光 7…切断線 8…ワークテーブル
9…サーボモータ 10…回転ミラー 11…リニアCCDカメ
ラ 12…回転ミラー用D/Aコンバータ 13…Xテ
ーブルサーボ用コンバータ 14…DIOボード 15…画像入力用A/D
コンバータ 16…画像記録用メモリ 17…CPUボード 18…ハードディスク・ドライブ 19…ビデオ
モニタ 20…パラレル−シリアル・インターフェース 21
…スリットレーザ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一平面内に分布する光を発生させる光源
    と、前記光の照射により形成された被測定物の切断線に
    対して垂直に被測定物を移動させる被測定物移動手段
    と、前記被測定物の前記切断線を一端から他端まで走査
    する回転ミラーと、前記回転ミラーによる反射光を検知
    するリニアCCDカメラと、前記被測定物移動手段と前
    記回転ミラーの制御と前記リニアCCDカメラの出力デ
    ータの処理とを行う制御・演算部とを有する三次元画像
    計測装置。
  2. 【請求項2】前記光源が、スリットレーザである事を特
    徴とする請求項1記載の三次元画像計測装置。
JP5273248A 1993-08-12 1993-08-12 三次元画像計測装置 Pending JPH08189817A (ja)

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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006006896A (ja) * 2004-06-24 2006-01-12 Kci Co Ltd 三次元スキャニングシステム用駆動装置及び、これを用いた歯牙コンピュータモデリング用三次元スキャニングシステム
CN100385289C (zh) * 2006-05-11 2008-04-30 上海交通大学 面阵投影自同步光路旋转三维成像的方法
JP2010502947A (ja) * 2006-08-30 2010-01-28 ユーエスエヌアール・コッカムス・キャンカー・カンパニー チャージャ用スキャナシステム
JP2017533423A (ja) * 2014-10-13 2017-11-09 コリア インスティテュート オブ インダストリアル テクノロジーKorea Institute Of Industrial Technology 排泄物形状測定装置及び方法
WO2018135734A1 (ko) * 2017-01-20 2018-07-26 (주) 인텍플러스 3차원 형상 측정 장치 및 측정 방법
CN111189415A (zh) * 2020-01-10 2020-05-22 华中科技大学鄂州工业技术研究院 一种基于线结构光的多功能三维测量重建系统及方法
CN112304431A (zh) * 2019-07-26 2021-02-02 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 一种成像系统及成像方法
CN112648944A (zh) * 2020-10-10 2021-04-13 嘉兴学院 一种测量静态平面度的旋转式三维检测仪

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006006896A (ja) * 2004-06-24 2006-01-12 Kci Co Ltd 三次元スキャニングシステム用駆動装置及び、これを用いた歯牙コンピュータモデリング用三次元スキャニングシステム
KR100672819B1 (ko) * 2004-06-24 2007-01-22 주식회사 케이씨아이 삼차원 스캐닝 시스템용 구동장치 및 이를 이용한 치아컴퓨터 모델링용 삼차원 스캐닝 시스템
CN100385289C (zh) * 2006-05-11 2008-04-30 上海交通大学 面阵投影自同步光路旋转三维成像的方法
JP2010502947A (ja) * 2006-08-30 2010-01-28 ユーエスエヌアール・コッカムス・キャンカー・カンパニー チャージャ用スキャナシステム
JP2017533423A (ja) * 2014-10-13 2017-11-09 コリア インスティテュート オブ インダストリアル テクノロジーKorea Institute Of Industrial Technology 排泄物形状測定装置及び方法
WO2018135734A1 (ko) * 2017-01-20 2018-07-26 (주) 인텍플러스 3차원 형상 측정 장치 및 측정 방법
CN110192079A (zh) * 2017-01-20 2019-08-30 英泰克普拉斯有限公司 三维形状测量装置和测量方法
CN112304431A (zh) * 2019-07-26 2021-02-02 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 一种成像系统及成像方法
CN111189415A (zh) * 2020-01-10 2020-05-22 华中科技大学鄂州工业技术研究院 一种基于线结构光的多功能三维测量重建系统及方法
CN111189415B (zh) * 2020-01-10 2021-11-09 华中科技大学鄂州工业技术研究院 一种基于线结构光的多功能三维测量重建系统及方法
CN112648944A (zh) * 2020-10-10 2021-04-13 嘉兴学院 一种测量静态平面度的旋转式三维检测仪
CN112648944B (zh) * 2020-10-10 2022-06-07 嘉兴学院 一种测量静态平面度的旋转式三维检测仪

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