JPH0829134A - 三次元形状計測装置 - Google Patents
三次元形状計測装置Info
- Publication number
- JPH0829134A JPH0829134A JP15977494A JP15977494A JPH0829134A JP H0829134 A JPH0829134 A JP H0829134A JP 15977494 A JP15977494 A JP 15977494A JP 15977494 A JP15977494 A JP 15977494A JP H0829134 A JPH0829134 A JP H0829134A
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- JP
- Japan
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- optical system
- measuring
- measurement
- light receiving
- rays
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 受光部による散乱光線束の検出位置に対して
何ら補正演算や校正操作を行わなくとも正確な形状計測
が可能となる防塵用のフィルタを備えた三次元形状計測
装置を提供する。 【構成】 光源3からの測定光線束をX−Y平面1上の
測定対象物2に向けて走査する測定用光学系12と、測
定対象物2表面から反射した散乱光線束を受光部6に導
く受光用光学系13とをケーシング14に収容し、測定
光線束又は散乱光線束が通過する窓部14aをケーシン
グ14に形成して、その窓部14aに、測定用光学系1
2における測定光線束の仮想走査中心点Pを中心とし、
仮想走査中心点Pから窓部14bまでの距離を半径とす
る湾曲面、又は、受光用光学系13への散乱光線束の仮
想収束点Qを中心とし、仮想収束点Qから窓部14bま
での距離を半径とする湾曲面に形成した防塵用のフィル
タ14bを設ける。
何ら補正演算や校正操作を行わなくとも正確な形状計測
が可能となる防塵用のフィルタを備えた三次元形状計測
装置を提供する。 【構成】 光源3からの測定光線束をX−Y平面1上の
測定対象物2に向けて走査する測定用光学系12と、測
定対象物2表面から反射した散乱光線束を受光部6に導
く受光用光学系13とをケーシング14に収容し、測定
光線束又は散乱光線束が通過する窓部14aをケーシン
グ14に形成して、その窓部14aに、測定用光学系1
2における測定光線束の仮想走査中心点Pを中心とし、
仮想走査中心点Pから窓部14bまでの距離を半径とす
る湾曲面、又は、受光用光学系13への散乱光線束の仮
想収束点Qを中心とし、仮想収束点Qから窓部14bま
での距離を半径とする湾曲面に形成した防塵用のフィル
タ14bを設ける。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば、成形用型やデ
ザインされた各種製品の模型から外観形状を入力して最
終設計図面に仕上げるCAD用データの入力装置や、教
育用や販売用に用いられる三次元映像資料の入力装置、
医療用診断装置、或いはロボットの視覚センサとして用
いられる三次形状計測装置に関し、詳述すると、光源か
らの測定光線束をX−Y平面上の測定対象物に向けて走
査する測定用光学系と、前記測定光線束のうち前記測定
対象物表面から反射した散乱光線束を受光部に導く受光
用光学系とをケーシングに収容し、前記ケーシングに、
前記測定用光学系からの測定光線束又は前記受光用光学
系への散乱光線束が通過する窓部を形成して、その窓部
に防塵用のフィルタを設けてある三次元形状計測装置に
関する。
ザインされた各種製品の模型から外観形状を入力して最
終設計図面に仕上げるCAD用データの入力装置や、教
育用や販売用に用いられる三次元映像資料の入力装置、
医療用診断装置、或いはロボットの視覚センサとして用
いられる三次形状計測装置に関し、詳述すると、光源か
らの測定光線束をX−Y平面上の測定対象物に向けて走
査する測定用光学系と、前記測定光線束のうち前記測定
対象物表面から反射した散乱光線束を受光部に導く受光
用光学系とをケーシングに収容し、前記ケーシングに、
前記測定用光学系からの測定光線束又は前記受光用光学
系への散乱光線束が通過する窓部を形成して、その窓部
に防塵用のフィルタを設けてある三次元形状計測装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】この種の三次元形状計測装置は、図2に
示すように、測定用光学系12を介して走査された測定
光線束のうち測定対象物2表面から反射した散乱光線束
を受光用光学系13を介して受光部6に導き、その受光
部6における受光位置データから測定対象物2の外観形
状を演算導出するもので、詳述すると、例えば、受光部
6を構成する一次元イメージセンサCCDの画素配列方
向の一方向の画素間距離X0X1が、ΔX0に比例すること、
及び、参照平面1からの測定対象物2の表面位置Z0が、
Z0・θ=ΔX0なる関係を有することからZ0を求めるもの
で、一回の走査で同一のX座標に対して、集光レンズ1
1による散乱光線束の結像幅内に存在する画素配列数だ
けの副走査線方向、即ちY軸方向のデータZ0が得られる
ものである。ここに、参照面1からの散乱光線束は、常
に、ポイントX0に集光する。
示すように、測定用光学系12を介して走査された測定
光線束のうち測定対象物2表面から反射した散乱光線束
を受光用光学系13を介して受光部6に導き、その受光
部6における受光位置データから測定対象物2の外観形
状を演算導出するもので、詳述すると、例えば、受光部
6を構成する一次元イメージセンサCCDの画素配列方
向の一方向の画素間距離X0X1が、ΔX0に比例すること、
及び、参照平面1からの測定対象物2の表面位置Z0が、
Z0・θ=ΔX0なる関係を有することからZ0を求めるもの
で、一回の走査で同一のX座標に対して、集光レンズ1
1による散乱光線束の結像幅内に存在する画素配列数だ
けの副走査線方向、即ちY軸方向のデータZ0が得られる
ものである。ここに、参照面1からの散乱光線束は、常
に、ポイントX0に集光する。
【0003】そして、従来、上述したケーシングの窓部
には、一定厚さの平面状の防塵フィルタである透明なガ
ラス板を設けて構成していた。
には、一定厚さの平面状の防塵フィルタである透明なガ
ラス板を設けて構成していた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
技術によれば、図4に示すように、前記測定用光学系1
2からの測定光線束又は前記受光用光学系13への散乱
光線束が窓部の防塵用のフィルタ14bを通過するとき
に、光線束の入射角が零度でない限りは光の屈折が生
じ、フィルタ14bが無い場合と比べてそのときの入射
角度に応じた値だけ光路が変化するので、受光部による
散乱光線束の検出位置に対して変化した光路に相当する
値の補正をかけなければ正確な値が得られない。しか
も、測定光線束又は散乱光線束の防塵フィルタ14bへ
の入射角に応じて異なる値の複雑な補正演算を行う必要
があり、機器のばらつきを考慮して、初期にその補正値
を校正するといった煩雑な操作が必要になるという欠点
があった。本発明の目的は上述した従来欠点を解消する
点にある。
技術によれば、図4に示すように、前記測定用光学系1
2からの測定光線束又は前記受光用光学系13への散乱
光線束が窓部の防塵用のフィルタ14bを通過するとき
に、光線束の入射角が零度でない限りは光の屈折が生
じ、フィルタ14bが無い場合と比べてそのときの入射
角度に応じた値だけ光路が変化するので、受光部による
散乱光線束の検出位置に対して変化した光路に相当する
値の補正をかけなければ正確な値が得られない。しか
も、測定光線束又は散乱光線束の防塵フィルタ14bへ
の入射角に応じて異なる値の複雑な補正演算を行う必要
があり、機器のばらつきを考慮して、初期にその補正値
を校正するといった煩雑な操作が必要になるという欠点
があった。本発明の目的は上述した従来欠点を解消する
点にある。
【0005】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明による三次元形状計測装置の特徴構成は、防
塵用のフィルタを、前記測定用光学系における測定光線
束の仮想走査中心点を中心とし、前記仮想走査中心点か
ら前記窓部までの距離を半径とする湾曲面、又は、前記
受光用光学系への散乱光線束の仮想収束点を中心とし、
前記仮想収束点から前記窓部までの距離を半径とする湾
曲面に形成してある点にある。
め、本発明による三次元形状計測装置の特徴構成は、防
塵用のフィルタを、前記測定用光学系における測定光線
束の仮想走査中心点を中心とし、前記仮想走査中心点か
ら前記窓部までの距離を半径とする湾曲面、又は、前記
受光用光学系への散乱光線束の仮想収束点を中心とし、
前記仮想収束点から前記窓部までの距離を半径とする湾
曲面に形成してある点にある。
【0006】
【作用】防塵用のフィルタを、前記測定用光学系におけ
る測定光線束の仮想走査中心点を中心とし、前記仮想走
査中心点から前記窓部までの距離を半径とする湾曲面に
形成することにより、前記測定用光学系からの測定光線
束の防塵用のフィルタへの入射角が常に零度、即ち垂直
入射することになるので、屈折による光路の変化は生じ
ない。さらに、防塵用のフィルタを、前記受光用光学系
への散乱光線束の仮想収束点を中心とし、前記仮想収束
点から前記窓部までの距離を半径とする湾曲面に形成す
ることにより、前記受光用光学系への散乱光線束の防塵
用のフィルタへの入射角が常に零度、即ち垂直入射する
ことになるので、屈折による光路の変化は生じないの
で、複雑な演算式による補正が不要となるのである。
る測定光線束の仮想走査中心点を中心とし、前記仮想走
査中心点から前記窓部までの距離を半径とする湾曲面に
形成することにより、前記測定用光学系からの測定光線
束の防塵用のフィルタへの入射角が常に零度、即ち垂直
入射することになるので、屈折による光路の変化は生じ
ない。さらに、防塵用のフィルタを、前記受光用光学系
への散乱光線束の仮想収束点を中心とし、前記仮想収束
点から前記窓部までの距離を半径とする湾曲面に形成す
ることにより、前記受光用光学系への散乱光線束の防塵
用のフィルタへの入射角が常に零度、即ち垂直入射する
ことになるので、屈折による光路の変化は生じないの
で、複雑な演算式による補正が不要となるのである。
【0007】
【発明の効果】従って、本発明によれば、受光部による
散乱光線束の検出位置に対して何ら補正演算や校正操作
を行わなくとも正確な形状計測が可能となる防塵用のフ
ィルタを備えた三次元形状計測装置を提供できるように
なった。
散乱光線束の検出位置に対して何ら補正演算や校正操作
を行わなくとも正確な形状計測が可能となる防塵用のフ
ィルタを備えた三次元形状計測装置を提供できるように
なった。
【0008】
【実施例】以下実施例を説明する。三次元形状計測装置
は、図1に示すように、X−Y参照平面1上に載置され
た測定対象物2へ測定光線束を照射してその測定対象物
2表面からの散乱光線束を検出する計測部3と、前記計
測部3の計測動作を制御する計測制御部4と、前記計測
部3による計測データに基づき参照平面1から前記測定
対象物2表面までのZ方向の距離を演算導出して、測定
対象物の表面形状を表す三次元座標データを求める信号
処理部5とを備えて構成してある。
は、図1に示すように、X−Y参照平面1上に載置され
た測定対象物2へ測定光線束を照射してその測定対象物
2表面からの散乱光線束を検出する計測部3と、前記計
測部3の計測動作を制御する計測制御部4と、前記計測
部3による計測データに基づき参照平面1から前記測定
対象物2表面までのZ方向の距離を演算導出して、測定
対象物の表面形状を表す三次元座標データを求める信号
処理部5とを備えて構成してある。
【0009】前記計測部3は、レーザを備えた光源8と
X軸方向に沿って配置した一次元イメージセンサCCD
でなる受光素子9とを走査用ミラー7を挟んで対向配置
して、前記光源8からの測定光線束を前記走査用ミラー
7及び固定ミラー10を介して測定対象物2に照射する
とともに、測定対象物2の表面で反射した散乱光線束を
固定ミラー10’及び前記走査用ミラー7を介して前記
受光素子9に導く光学ヘッドと、その光学ヘッドをモー
タ駆動によりY軸方向へ移動させてY軸方向への走査を
行う走査機構(図示せず)とで構成してある。
X軸方向に沿って配置した一次元イメージセンサCCD
でなる受光素子9とを走査用ミラー7を挟んで対向配置
して、前記光源8からの測定光線束を前記走査用ミラー
7及び固定ミラー10を介して測定対象物2に照射する
とともに、測定対象物2の表面で反射した散乱光線束を
固定ミラー10’及び前記走査用ミラー7を介して前記
受光素子9に導く光学ヘッドと、その光学ヘッドをモー
タ駆動によりY軸方向へ移動させてY軸方向への走査を
行う走査機構(図示せず)とで構成してある。
【0010】前記計測制御部4は、前記走査用ミラー7
をY軸に平行な軸芯周りに回動させて、前記光源8から
の測定光線束を前記測定対象物2が含まれる前記参照平
面1に対してX軸方向に走査して照射するとともに、そ
の散乱光線束を前記固定ミラー10’、前記走査用ミラ
ー7及び集光レンズ11を介して前記受光素子9に導き
ながら、前記走査機構が前記光学ヘッドをY軸方向に走
査する。即ち、前記受光素子9と集光レンズ11とで受
光部6となり、前記走査用ミラー7,前記固定ミラー1
0を含む系が、光源8からの測定光線束をX−Y平面1
上の測定対象物2に向けて走査する測定用光学系12と
なり、前記走査用ミラー7,前記固定ミラー10’を含
む系が、前記測定光線束のうち測定対象物2の表面から
反射した散乱光線束を受光部6に導く受光用光学系13
となる。
をY軸に平行な軸芯周りに回動させて、前記光源8から
の測定光線束を前記測定対象物2が含まれる前記参照平
面1に対してX軸方向に走査して照射するとともに、そ
の散乱光線束を前記固定ミラー10’、前記走査用ミラ
ー7及び集光レンズ11を介して前記受光素子9に導き
ながら、前記走査機構が前記光学ヘッドをY軸方向に走
査する。即ち、前記受光素子9と集光レンズ11とで受
光部6となり、前記走査用ミラー7,前記固定ミラー1
0を含む系が、光源8からの測定光線束をX−Y平面1
上の測定対象物2に向けて走査する測定用光学系12と
なり、前記走査用ミラー7,前記固定ミラー10’を含
む系が、前記測定光線束のうち測定対象物2の表面から
反射した散乱光線束を受光部6に導く受光用光学系13
となる。
【0011】前記信号処理部5は、前記受光素子9を構
成するCCDが前記参照平面1からの散乱光線束に対し
て検出する位置と現在の散乱光線束に対して検出する位
置との偏差及び前記走査用ミラー7の回動角度とから、
前記参照平面1からの測定対象物2の表面までの距離を
演算導出する。即ち、図2に示すように、CCDで検出
される距離X0X1が、ΔX0に比例すること、及び、参照平
面1からの測定対象物2の表面位置Z0が、Z0×θ=ΔX0
なる関係を有することからZ0を求め、X方向への走査及
びY方向への走査により得られた各測定ポイント(走査
密度で決定される)に対するZ方向の値で特定されるX
YZ座標データを測定対象物2の三次元形状データとし
て特定する。
成するCCDが前記参照平面1からの散乱光線束に対し
て検出する位置と現在の散乱光線束に対して検出する位
置との偏差及び前記走査用ミラー7の回動角度とから、
前記参照平面1からの測定対象物2の表面までの距離を
演算導出する。即ち、図2に示すように、CCDで検出
される距離X0X1が、ΔX0に比例すること、及び、参照平
面1からの測定対象物2の表面位置Z0が、Z0×θ=ΔX0
なる関係を有することからZ0を求め、X方向への走査及
びY方向への走査により得られた各測定ポイント(走査
密度で決定される)に対するZ方向の値で特定されるX
YZ座標データを測定対象物2の三次元形状データとし
て特定する。
【0012】図3に示すように、前記光学ヘッド及び固
定ミラー10,10’、即ち、光源8、測定用光学系1
2、受光用光学系13、受光部6等は、有害光を除去す
るためにケーシング14に収容され、そのケーシング1
4に、前記測定用光学系12からの測定光線束又は前記
受光用光学系13への散乱光線束が通過する窓部14a
を形成して、その窓部14aに透明ガラスでなるフィル
タ14bを設けることにより防塵処理してある。
定ミラー10,10’、即ち、光源8、測定用光学系1
2、受光用光学系13、受光部6等は、有害光を除去す
るためにケーシング14に収容され、そのケーシング1
4に、前記測定用光学系12からの測定光線束又は前記
受光用光学系13への散乱光線束が通過する窓部14a
を形成して、その窓部14aに透明ガラスでなるフィル
タ14bを設けることにより防塵処理してある。
【0013】前記防塵用のフィルタ14bは、前記測定
用光学系12における測定光線束の仮想走査中心点Pを
中心とし、前記仮想走査中心点Pから前記窓部14aま
での距離を半径とする湾曲面、又は、前記受光用光学系
13への散乱光線束の仮想収束点Qを中心とし、前記仮
想収束点Qから前記窓部14aまでの距離を半径とする
湾曲面に形成してある。
用光学系12における測定光線束の仮想走査中心点Pを
中心とし、前記仮想走査中心点Pから前記窓部14aま
での距離を半径とする湾曲面、又は、前記受光用光学系
13への散乱光線束の仮想収束点Qを中心とし、前記仮
想収束点Qから前記窓部14aまでの距離を半径とする
湾曲面に形成してある。
【0014】ここに、前記仮想走査中心点Pとは、前記
固定ミラー10から測定対象物2へ照射される測定光線
束の経路の前記固定ミラー10の裏面方向への延長経路
の交点をいい、前記仮想収束点Qとは、測定対象物2か
ら前記固定ミラー10’への散乱光線束の経路の前記固
定ミラー10’の裏面方向への延長経路の交点をいい、
そのような点Pから照射された測定光線束、或いは、そ
のような点Qに向けて進む散乱光線束は、常に前記フィ
ルタ14bへ垂直入射するので、屈折による光路の変動
は生じないのである。
固定ミラー10から測定対象物2へ照射される測定光線
束の経路の前記固定ミラー10の裏面方向への延長経路
の交点をいい、前記仮想収束点Qとは、測定対象物2か
ら前記固定ミラー10’への散乱光線束の経路の前記固
定ミラー10’の裏面方向への延長経路の交点をいい、
そのような点Pから照射された測定光線束、或いは、そ
のような点Qに向けて進む散乱光線束は、常に前記フィ
ルタ14bへ垂直入射するので、屈折による光路の変動
は生じないのである。
【0015】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にする為に符号を記すが、該記入により本発明は添
付図面の構成に限定されるものではない。
便利にする為に符号を記すが、該記入により本発明は添
付図面の構成に限定されるものではない。
【図1】三次元形状計測装置の全体構成図
【図2】要部の原理を示す説明図
【図3】要部の説明図
【図4】従来例を示す要部の説明図
2 測定対象物 3 光源 6 受光部 12 測定用光学系 13 受光用光学系 14 ケーシング 14a 窓部 14b フィルタ P 仮想走査中心点 Q 仮想収束点
Claims (1)
- 【請求項1】 光源(8)からの測定光線束をX−Y平
面(1)上の測定対象物(2)に向けて走査する測定用
光学系(12)と、前記測定光線束のうち前記測定対象
物(2)表面から反射した散乱光線束を受光部(6)に
導く受光用光学系(13)とをケーシング(14)に収
容し、前記ケーシング(14)に、前記測定用光学系
(12)からの測定光線束又は前記受光用光学系(1
3)への散乱光線束が通過する窓部(14a)を形成し
て、その窓部(14a)に防塵用のフィルタ(14b)
を設けてある三次元形状計測装置であって、 前記防塵用のフィルタ(14b)を、前記測定用光学系
(12)における測定光線束の仮想走査中心点(P)を
中心とし、前記仮想走査中心点(P)から前記窓部(1
4b)までの距離を半径とする湾曲面、又は、前記受光
用光学系(13)への散乱光線束の仮想収束点(Q)を
中心とし、前記仮想収束点(Q)から前記窓部(14
b)までの距離を半径とする湾曲面に形成してある三次
元形状計測装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15977494A JPH0829134A (ja) | 1994-07-12 | 1994-07-12 | 三次元形状計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15977494A JPH0829134A (ja) | 1994-07-12 | 1994-07-12 | 三次元形状計測装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0829134A true JPH0829134A (ja) | 1996-02-02 |
Family
ID=15700975
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15977494A Pending JPH0829134A (ja) | 1994-07-12 | 1994-07-12 | 三次元形状計測装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0829134A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103172587A (zh) * | 2011-12-20 | 2013-06-26 | 天津市国际生物医药联合研究院有限公司 | 具有Caspase-3抑制活性的苯并异噻唑-3-酮-2-酰胺类化合物 |
JP6060472B1 (ja) * | 2015-11-26 | 2017-01-18 | パルステック工業株式会社 | 3次元形状測定装置 |
-
1994
- 1994-07-12 JP JP15977494A patent/JPH0829134A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103172587A (zh) * | 2011-12-20 | 2013-06-26 | 天津市国际生物医药联合研究院有限公司 | 具有Caspase-3抑制活性的苯并异噻唑-3-酮-2-酰胺类化合物 |
JP6060472B1 (ja) * | 2015-11-26 | 2017-01-18 | パルステック工業株式会社 | 3次元形状測定装置 |
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