JPH09218020A - Three-dimensional shape measuring equipment - Google Patents

Three-dimensional shape measuring equipment

Info

Publication number
JPH09218020A
JPH09218020A JP2529296A JP2529296A JPH09218020A JP H09218020 A JPH09218020 A JP H09218020A JP 2529296 A JP2529296 A JP 2529296A JP 2529296 A JP2529296 A JP 2529296A JP H09218020 A JPH09218020 A JP H09218020A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mirror
light
measured
aiming
scattered light
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2529296A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3814325B2 (en
Inventor
Satoshi Suzuki
敏 鈴木
Motokazu Murakoshi
素和 村越
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
HAMAMATSU SYST KAIHATSU KYODO
HAMAMATSU SYST KAIHATSU KYODO KUMIAI
Original Assignee
HAMAMATSU SYST KAIHATSU KYODO
HAMAMATSU SYST KAIHATSU KYODO KUMIAI
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by HAMAMATSU SYST KAIHATSU KYODO, HAMAMATSU SYST KAIHATSU KYODO KUMIAI filed Critical HAMAMATSU SYST KAIHATSU KYODO
Priority to JP02529296A priority Critical patent/JP3814325B2/en
Publication of JPH09218020A publication Critical patent/JPH09218020A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3814325B2 publication Critical patent/JP3814325B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the size of a three-dimensional shape measuring equipment by providing a mirror for reflecting a sighting light from a light emitting means, and a mirror for reflecting the scattering (reflecting) light from an object to a light receiving means thereby utilizing the inner space of the measuring equipment efficiently. SOLUTION: Within a frame 62, a second mirror 35 is disposed on the upper rear side of a third mirror 34 and a fourth mirror 36 is disposed on the lower rear side of the mirror 34. A sighting light 37a emitted from a laser oscillator 37 is reflected on the mirror 35 toward an object 2 through the third mirror 34 and a first mirror 33. Scattering light 22 from the object 2 passes through an elongated window 61a, and mirrors 33, 34 and then it is reflected on the mirror 36 and focused on a line sensor (light receiving means) 38. Since the laser oscillator 37 and line sensor can be disposed toward the longitudinal direction of elongated mirrors 33, 34 because of the mirrors 35, 36, inner space of housing 6 can be utilized efficiently and the size can be reduced, while enhancing the workability of measuring work, without sacrifice of measuring performance.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、被測定物の表面形
状の測定を行う三次元形状測定装置に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a three-dimensional shape measuring apparatus for measuring the surface shape of an object to be measured.

【0002】[0002]

【従来の技術】立体物の表面形状を接触することなく測
定する三次元形状測定装置として、三角測量法を用いた
ものが知られている。この測定装置は、図7に示すよう
に、被測定物Aから所定の距離を隔てて配置され、その
被測定物Aに向けてCCD(電荷結合素子)やPSD
(position sensitive devise)などからなる受光部
Bとレーザ発振器やLEDなどからなる発光部Cとを並
設したものである。すなわち、予め測定系にXYZ軸を
設定しておき、発光部Bと受光部Cとの間の距離Dを一
定とし、発光部Bからビーム径の小さい光を発して被測
定物Aの表面に照射させ、その光の照射位置を受光部C
で受光させる。そして、そのときの発光部Bと受光部C
との間の距離、発光部Bの発光方向、受光部Aの受光方
向をそれぞれ計測し、それらの計測値をもとに照射位置
の三次元の座標データが算出される。そして、発光部A
の発光方向を順次変えながらその都度被測定物Aの座標
データを算出して、その座標データ群により被測定物A
の表面形状を把握しようとするものである。
2. Description of the Related Art As a three-dimensional shape measuring device for measuring the surface shape of a three-dimensional object without touching it, one using a triangulation method is known. As shown in FIG. 7, this measuring device is arranged at a predetermined distance from the object to be measured A, and a CCD (charge coupled device) or PSD is directed toward the object to be measured A.
A light receiving portion B made up of (position sensitive devise) and a light emitting portion C made up of a laser oscillator and an LED are arranged in parallel. That is, the XYZ axes are set in advance in the measurement system, the distance D between the light emitting section B and the light receiving section C is made constant, and light having a small beam diameter is emitted from the light emitting section B to the surface of the object to be measured A. The light is irradiated and the irradiation position of the light is determined by the light receiving portion C.
To receive light. Then, the light emitting portion B and the light receiving portion C at that time
And the light emitting direction of the light emitting unit B and the light receiving direction of the light receiving unit A are measured, and three-dimensional coordinate data of the irradiation position is calculated based on the measured values. And the light emitting part A
The coordinate data of the object to be measured A is calculated each time the light emitting direction of the object is changed, and the object to be measured A is calculated by the coordinate data group.
It is intended to grasp the surface shape of.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
三次元形状測定装置にあっては、次のような問題があ
る。まず第一に、発光部Bと受光部Cを内蔵した形で測
定装置の小型化を図ろうとすると、発光部Bと受光部C
の間の距離Dを短くしなければならない。そうなると、
前述の座標データにおいて分解能が低下し計測性能が低
下することとなる。また、その計測性能の低下を回避し
ようとすると装置の小型化が非常に困難となる。第二
に、設定した座標系に対して測定装置を正確に配置しな
いと、所望の座標データが得られない。たとえば、測定
装置がある軸方向に傾いていると、被測定物Aが正常に
設置されていてもその軸方向において傾いて設置されて
いたように座標データ群が計測されることとなる。この
ため、測定時において測定装置を正確に配置する必要が
あり、測定作業に手間がかかることとなる。第三に、測
定装置と被測定物Aとの距離は所定の範囲内でなけれ
ば、表面形状を計測できない。すなわち、発光部Bから
の光の被測定物Aへの照射位置が受光部Cの視準可能な
範囲内になければ座標データが得られないため被測定物
Aの表面形状が全く計測できない。このため、測定位置
と被測定物Aとの距離が異なる場合には、その距離に応
じた複数の測定装置が必要となる。
However, the conventional three-dimensional shape measuring apparatus has the following problems. First of all, if an attempt is made to reduce the size of the measuring device by incorporating the light emitting portion B and the light receiving portion C, the light emitting portion B and the light receiving portion C
The distance D between must be shortened. When that happens,
In the above coordinate data, the resolution is lowered and the measurement performance is lowered. In addition, it is very difficult to downsize the device in order to avoid the deterioration of the measurement performance. Secondly, the desired coordinate data cannot be obtained unless the measuring device is accurately arranged with respect to the set coordinate system. For example, when the measuring device is tilted in a certain axial direction, the coordinate data group is measured as if the object to be measured A was normally installed while being tilted in the axial direction. For this reason, it is necessary to accurately arrange the measuring device at the time of measurement, which makes the measurement work troublesome. Thirdly, the surface shape cannot be measured unless the distance between the measuring device and the object to be measured A is within a predetermined range. That is, unless the irradiation position of the light from the light emitting section B to the object to be measured A is within the collimable range of the light receiving section C, the coordinate data cannot be obtained and the surface shape of the object to be measured A cannot be measured at all. Therefore, when the distance between the measurement position and the object A to be measured is different, a plurality of measuring devices corresponding to the distances are required.

【0004】そこで本発明は、以上のような問題点を解
決するためになされたものであって、計測性能の低下を
回避しつつ小型化が図れ、測定作業性に優れ、異なる距
離にある被測定物に対して測定を可能とした三次元形状
測定装置を提供することを目的とする。
Therefore, the present invention has been made in order to solve the above problems, and it is possible to achieve size reduction while avoiding deterioration of measurement performance, excellent measurement workability, and coverage at different distances. An object of the present invention is to provide a three-dimensional shape measuring device capable of measuring a measurement object.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、被測
定物の表面に照射スポットを形成するための照準光を発
光する発光手段と、その被測定物の表面上の照射スポッ
トの散乱光を受光する受光手段と、長尺状の反射面を有
しその反射面により照準光を被測定物へ向けて反射さ
せ、かつ、その照準光の反射位置から反射面の長手方向
へ隔てた位置において被測定物からの散乱光を受け受光
手段側へ反射させる第一ミラーと、発光手段と第一ミラ
ーの間における照準光の導光経路の途上に配設され発光
手段から発せられる照準光を第一ミラーへ向けて反射さ
せる第二ミラーと、少なくとも第一ミラーを反射面の長
手方向とほぼ平行な軸を中心に回動させると共にその長
手方向と直交する軸を中心に回動させる回動手段と、照
準光の照射経路の方向、散乱光の受光方向および発光位
置と受光位置との距離に基づいて照射スポットの座標デ
ータを算出する座標変換手段とを備えたことを特徴とす
る。
That is, the present invention provides a light emitting means for emitting aiming light for forming an irradiation spot on the surface of an object to be measured and a scattered light of the irradiation spot on the surface of the object to be measured. A light receiving means for receiving light and a long reflecting surface which reflects aiming light toward the object to be measured by the reflecting surface, and at a position separated from the reflecting position of the aiming light in the longitudinal direction of the reflecting surface. A first mirror that receives scattered light from the object to be measured and reflects it toward the light receiving means, and a aiming light emitted from the light emitting means that is arranged on the way of the light guiding path of the aiming light between the light emitting means and the first mirror. A second mirror for reflecting toward one mirror and a rotating means for rotating at least the first mirror about an axis substantially parallel to the longitudinal direction of the reflecting surface and rotating about an axis orthogonal to the longitudinal direction. And the aiming light irradiation path , Characterized in that a coordinate transformation means for calculating the coordinate data of the irradiation spot based on the distance between the light receiving direction and the light-emitting position of the scattered light and the light receiving position.

【0006】このような発明によれば、発光手段から発
せられた照準光が第二ミラーで反射され第一ミラーを通
じて被測定物へ向けて照射される。このため、第二ミラ
ーが設けられることにより、長尺状の第一ミラーの長手
方向に向けて発光手段を配置可能となる。従って、測定
装置の内部空間を効率良く利用できる。
According to this invention, the aiming light emitted from the light emitting means is reflected by the second mirror and is radiated toward the object to be measured through the first mirror. Therefore, by providing the second mirror, the light emitting means can be arranged in the longitudinal direction of the elongated first mirror. Therefore, the internal space of the measuring device can be efficiently used.

【0007】また本発明は、前述の第一ミラーおよび第
二ミラーが照準光および散乱光をほぼ全反射させる誘電
体多層膜ミラーであることを特徴とする。
Further, the present invention is characterized in that the above-mentioned first mirror and second mirror are dielectric multilayer mirrors that almost totally reflect aiming light and scattered light.

【0008】このような発明によれば、第一ミラーまた
は第二ミラーにおける反射により、照準光および散乱光
の減衰が防止でき、周囲の状況によらず安定した測定が
可能となる。
According to such an invention, attenuation of the aiming light and scattered light can be prevented by reflection at the first mirror or the second mirror, and stable measurement can be performed regardless of the surrounding conditions.

【0009】また本発明は、長尺状を呈し第二ミラーと
第一ミラーの間における照準光の導光経路の途上および
第一ミラーと受光手段の間の散乱光の導光経路の途上に
配設され照準光を第一ミラーへ向けて反射させると共に
散乱光を受光手段側へ反射させる第三ミラーと、その第
三ミラーと受光素子の間における散乱光の導光経路の途
上に配設されその散乱光を受光素子へ向けて反射させる
第四ミラーとを備え、被測定物と対向する面の近傍に第
一ミラーと第三ミラーが平行して配置されていることを
特徴とする。
Further, the present invention has a long shape and is provided on the way of a light guiding path for aiming light between the second mirror and the first mirror and on the way of guiding scattered light between the first mirror and the light receiving means. A third mirror is provided which reflects the aiming light toward the first mirror and reflects the scattered light toward the light receiving means, and the third mirror and the light receiving element are provided on the way of the scattered light guiding path. And a fourth mirror for reflecting the scattered light toward the light receiving element, and the first mirror and the third mirror are arranged in parallel in the vicinity of the surface facing the object to be measured.

【0010】このような発明によれば、被測定物と対向
面の近傍に第一ミラーと第三ミラーが配置されることに
より、装置内の背後から発せられてくる照準光が第三ミ
ラーでその対向面に沿って導光され第一ミラーで反射さ
れて被測定物へ向けて照射される。また、被測定物から
発せられる散乱光が第一ミラーで反射され被測定物との
対向面に沿って導光され第三ミラーで受光手段側へ反射
される。このため、装置内における照準光および散乱光
の導光するための空間が装置内の被測定物の対向面近傍
で確保できるから、装置内の空間を有効に利用すること
が可能となる。一方、その第三ミラーから導光される散
乱光が第四ミラーにより反射され、第一ミラーおよび第
三ミラーの長手方向に導光され所定の光学系を経て入射
される。このため、その光学系を含み受光手段を第一ミ
ラーおよび第三ミラーの長手方向に沿って配置でき、装
置内の空間を有効に利用することが可能となる。
According to this invention, since the first mirror and the third mirror are arranged in the vicinity of the surface facing the object to be measured, the aiming light emitted from the inside of the device is reflected by the third mirror. The light is guided along the facing surface, is reflected by the first mirror, and is irradiated toward the object to be measured. Further, the scattered light emitted from the object to be measured is reflected by the first mirror, guided along the surface facing the object to be measured, and reflected by the third mirror toward the light receiving means. For this reason, a space for guiding the aiming light and the scattered light in the device can be secured in the vicinity of the facing surface of the object to be measured in the device, so that the space in the device can be effectively used. On the other hand, the scattered light guided from the third mirror is reflected by the fourth mirror, is guided in the longitudinal direction of the first mirror and the third mirror, and is incident through a predetermined optical system. Therefore, the light receiving unit including the optical system can be arranged along the longitudinal direction of the first mirror and the third mirror, and the space in the device can be effectively used.

【0011】また本発明は、前述の第三ミラーおよび第
四ミラーが照準光および散乱光をほぼ全反射させる誘電
体多層膜ミラーであることを特徴とする。
Further, the present invention is characterized in that the above-mentioned third mirror and fourth mirror are dielectric multi-layer film mirrors that almost totally reflect aiming light and scattered light.

【0012】このような発明によれば、第三ミラーまた
は第四ミラーにおける反射により、照準光および散乱光
の減衰が防止でき、周囲の状況によらず安定した測定が
可能となる。
According to such an invention, attenuation of the aiming light and scattered light can be prevented by reflection at the third mirror or the fourth mirror, and stable measurement can be performed regardless of the surrounding conditions.

【0013】また本発明は、自己の姿勢状態を検出する
傾斜検出器を備え、座標変換手段が傾斜検出器から入力
される自己の姿勢状態の信号に応じて座標データを補正
する機能を有することを特徴とする。
Further, the present invention has an inclination detector for detecting its own posture state, and the coordinate conversion means has a function of correcting coordinate data in accordance with a signal of its own posture state inputted from the inclination detector. Is characterized by.

【0014】このような発明によれば、測定の際、測定
装置の姿勢を正確に設定する必要がなく、被測定物の形
状測定が迅速に行える。
According to this invention, it is not necessary to accurately set the posture of the measuring device at the time of measurement, and the shape of the object to be measured can be measured quickly.

【0015】また本発明は、前述の第四ミラーが第一ミ
ラーの長手方向に直交する向きの軸を中心に傾斜可能と
されていること特徴とする。
The present invention is also characterized in that the above-mentioned fourth mirror is tiltable about an axis in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the first mirror.

【0016】このような発明によれば、測定装置から被
測定物までの距離に応じて第四ミラーの傾斜角度を変え
ることにより、異なる距離の被測定物の測定が可能とな
る。
According to such an invention, by changing the inclination angle of the fourth mirror according to the distance from the measuring device to the object to be measured, it becomes possible to measure the object to be measured at different distances.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づき、本発明
に係る実施形態の一例について説明する。なお、各図に
おいて同一要素には同一符号を付して説明を省略する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In each of the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

【0018】(実施形態1)図1は三次元形状測定装置
1の概要図である。図1において、三次元形状測定装置
1は、測定対象である被測定物2の表面形状を測定する
装置であって、たとえば、駆動部3、制御部4および座
標変換部5により構成されている。駆動部3および制御
部4は箱型の筺体6内に配設され、座標変換部5は筺体
6外に配設されている。筺体6は、被測定物2に対向し
て配されるケース部材であって、その被測定物2に対向
する前面61に垂直方向へ延びる長窓61aが設けられ
ている。この筺体6内には駆動部3の部材を設置するた
めの枠体62が配設されている。この枠体62の両側部
の上側には水平ピン62a、62aが突設され、筺体6
の内側面にそれぞれ挿通されている。また、枠体62の
後方部(前面61の反対側)には、垂直送り機構31が
設けられ、この垂直送り機構31の作動により、枠体6
2が水平ピン62a、62aを中心として俯仰するよう
になっている。
(Embodiment 1) FIG. 1 is a schematic diagram of a three-dimensional shape measuring apparatus 1. In FIG. 1, a three-dimensional shape measuring apparatus 1 is an apparatus that measures the surface shape of an object to be measured 2 that is a measurement target, and includes, for example, a drive unit 3, a control unit 4, and a coordinate conversion unit 5. . The drive unit 3 and the control unit 4 are arranged inside a box-shaped casing 6, and the coordinate conversion unit 5 is arranged outside the casing 6. The housing 6 is a case member arranged to face the DUT 2, and a front window 61 facing the DUT 2 is provided with a long window 61a extending in the vertical direction. A frame 62 for installing the members of the drive unit 3 is arranged in the housing 6. Horizontal pins 62a, 62a are provided on the upper sides of both sides of the frame 62 so as to project from the casing 6
It is inserted in the inner surface of each. In addition, a vertical feed mechanism 31 is provided on the rear portion of the frame body 62 (on the side opposite to the front surface 61).
2 is designed so that the horizontal pins 62a and 62a are raised to the center.

【0019】たとえば、この垂直送り機構31は、図1
のように、枠体62の後方位置に垂直方向へ向けて配置
したスクリュー軸31bを具備しており、そのスクリュ
ー軸31bは周面に螺旋状の溝を刻設した軸部材であっ
て、上部ナット31cおよび下部支持体31dにより軸
受けされている。スクリュー軸31bと上部ナット31
cは、その軸受け部分にスクリュー軸31bの溝に沿っ
て複数のボールが配設されボールねじ構造により螺合さ
れており、スクリュー軸31bの回転により上部ナット
31cが上下に移動する構造となっている。一方、スク
リュー軸31bと下部支持体31dは、スクリュー軸3
1bの空転許容した状態で下部支持体31dがスクリュ
ー軸31bを支持する構造により接合されている。ま
た、上部ナット31cは前述の水平ピン62aと平行し
た水平ピンにより枠体62へ軸着されており、その水平
軸を中心に回動可能となっている。一方、下部支持体3
1dは、その側部に前述の水平ピン62aと平行した水
平ピン31a、31aが突設されており、その水平ピン
31aを介して筺体6に軸着されている。
For example, this vertical feed mechanism 31 is shown in FIG.
As described above, the screw shaft 31b is provided at the rear position of the frame body 62 in the vertical direction, and the screw shaft 31b is a shaft member having a spiral groove engraved on its peripheral surface. It is supported by the nut 31c and the lower support 31d. Screw shaft 31b and upper nut 31
The c has a structure in which a plurality of balls are arranged in the bearing portion along the groove of the screw shaft 31b and screwed by a ball screw structure, and the upper nut 31c moves up and down by the rotation of the screw shaft 31b. There is. On the other hand, the screw shaft 31b and the lower support 31d are
The lower support 31d is joined by a structure that supports the screw shaft 31b in a state where the idle rotation of 1b is allowed. The upper nut 31c is pivotally attached to the frame body 62 by a horizontal pin parallel to the horizontal pin 62a described above, and is rotatable about the horizontal shaft. On the other hand, the lower support 3
1d has horizontal pins 31a, 31a protruding parallel to the above-described horizontal pin 62a on its side portion, and is axially attached to the housing 6 via the horizontal pin 31a.

【0020】スクリュー軸31bには、プーリ31eが
取り付けられ、そのプーリ31eを介して回転力が付与
されるようになっている。たとえば、スクリュー軸31
bに隣接してスクリュー軸31bと平行した駆動軸を有
するモータ32が配置され、そのモータ32が駆動する
ことにより、ベルト32aを介してプーリ31eへ回転
力が付与される構造とされる。このように、垂直送り機
構31は、モータ32の駆動によりスクリュー軸31b
を回転させ、その回転によりスクリュー軸31bに対し
て上部ナット31cを上昇または下降させて枠体62を
水平ピン62aを中心に俯仰させる構造となっている。
この垂直送り機構31は、枠体62を俯仰させること
で、その枠体62に取り付けられている第一ミラー33
の向きを水平軸に対し変える回動手段の一部を成してい
る。なお、この垂直送り機構31は、上述のようなもの
に限られるものではなく、枠体62を俯仰させるもので
あればその他の構造のものであってもよい。
A pulley 31e is attached to the screw shaft 31b, and a rotational force is applied via the pulley 31e. For example, screw shaft 31
A motor 32 having a drive shaft parallel to the screw shaft 31b is arranged adjacent to b, and when the motor 32 is driven, rotational force is applied to the pulley 31e via the belt 32a. As described above, the vertical feed mechanism 31 drives the motor 32 to drive the screw shaft 31b.
Is rotated, and the rotation causes the upper nut 31c to move up or down with respect to the screw shaft 31b to raise or lower the frame 62 around the horizontal pin 62a.
The vertical feed mechanism 31 raises and lowers the frame body 62, so that the first mirror 33 attached to the frame body 62.
It forms a part of the rotating means for changing the direction of the arrow relative to the horizontal axis. The vertical feed mechanism 31 is not limited to the above-described one, and may have another structure as long as it raises the frame 62.

【0021】図1のように、枠体62内の前面61側に
は、長窓61aの長手方向、すなわち垂直方向に向けて
第一ミラー33および第三ミラー34がその前面61に
沿って並設されている。第一ミラー33および第三ミラ
ー34は、長尺状の反射面を有しており、それらの反射
面により枠体62の後方側から導光される照準光である
レーザビーム37aを長窓61aから射出させ、また、
長窓61aから入射してくる光を枠体62の後方側へ導
光するための部材である。第一ミラー33は、長窓61
aの背後に配置され、長窓61aへ光を反射し、長窓6
1aからの光を受けられるようになっている。この第一
ミラー33は、その中央部分を通る垂直方向の軸を中心
に回動自在とされている。たとえば、第一ミラー33
は、その上下端面に上方および下方へ突出する垂直ピン
33a、33aが設けられ、それらの垂直ピン33aを
中心に回動可能とされており、上方側の垂直ピン33a
にプーリ33bが取り付けられてベルト33cを介して
モータ33dより回転力が付与される構造となってい
る。つまり、モータ33dの回転を制御することによ
り、第一ミラー33の向きを任意に可変することが可能
となっている。このモータ33dは、第一ミラー33の
向きを垂直軸に対し変える回動手段の一部を成してい
る。
As shown in FIG. 1, on the front surface 61 side in the frame body 62, the first mirror 33 and the third mirror 34 are arranged along the front surface 61 in the longitudinal direction of the long window 61a, that is, in the vertical direction. It is set up. The first mirror 33 and the third mirror 34 have elongated reflecting surfaces, and the reflecting surfaces allow the laser beam 37a, which is the aiming light guided from the rear side of the frame body 62, to pass through the long window 61a. To be ejected from
It is a member for guiding the light incident from the long window 61a to the rear side of the frame 62. The first mirror 33 has a long window 61.
It is arranged behind a and reflects light to the long window 61a,
The light from 1a can be received. The first mirror 33 is rotatable about a vertical axis passing through the central portion thereof. For example, the first mirror 33
Is provided with vertical pins 33a, 33a projecting upward and downward on its upper and lower end surfaces, and is rotatable around these vertical pins 33a.
A pulley 33b is attached to the motor 33d, and a rotational force is applied from a motor 33d via a belt 33c. That is, by controlling the rotation of the motor 33d, the direction of the first mirror 33 can be arbitrarily changed. The motor 33d forms part of a rotating unit that changes the orientation of the first mirror 33 with respect to the vertical axis.

【0022】一方、第三ミラー34は、枠体62に固定
されており、反射面を筺体6の斜め後方に向けて配置さ
れている。このように、第一ミラー33および第三ミラ
ー34が筺体6の前面61側に沿って平行した状態で配
設されることにより、筺体6の後方側からレーザビーム
37aの導光および長窓61aから入射する光を後方側
へ導光のための内部空間が狭いもので済み、筺体6内部
空間の有効利用が図られることとなる。
On the other hand, the third mirror 34 is fixed to the frame body 62, and is arranged with its reflection surface facing obliquely rearward of the housing 6. Thus, the first mirror 33 and the third mirror 34 are arranged in parallel along the front surface 61 side of the housing 6, so that the laser beam 37a is guided from the rear side of the housing 6 and the long window 61a. The internal space for guiding the light incident from the rearward side may be narrow, and the internal space of the housing 6 can be effectively used.

【0023】枠体62内において、第三ミラー34の上
部後方側には第二ミラー35が配設され、下部後方側に
は第四ミラー36が配設されている。第二ミラー35
は、その下方から導光されるレーザビーム37aを第三
ミラー34側へ反射して導光させるための反射板であ
り、筺体6の前面61へ向けて斜め下方向きに取り付け
られている。この第二ミラー35の下方には、レーザビ
ーム37aの発光手段であるレーザ発振器37が配設さ
れている。また、その第二ミラー35とレーザ発振器3
7との間には、ビームエキスパンダ37bが配設されて
いる。これらレーザ発振器37およびビームエキスパン
ダ37bは、第二ミラー35が配設されることにより、
第一ミラー33および第三ミラー34の長手方向に沿っ
て配置することが可能となる。
In the frame body 62, the second mirror 35 is arranged on the upper rear side of the third mirror 34, and the fourth mirror 36 is arranged on the lower rear side. Second mirror 35
Is a reflection plate for reflecting and guiding the laser beam 37a guided from below to the third mirror 34 side, and is attached obliquely downward toward the front surface 61 of the housing 6. Below the second mirror 35, a laser oscillator 37 which is a light emitting means of the laser beam 37a is arranged. In addition, the second mirror 35 and the laser oscillator 3
A beam expander 37b is provided between the beam expander 37 and the light source 7. The laser oscillator 37 and the beam expander 37b are provided with the second mirror 35,
It is possible to arrange the first mirror 33 and the third mirror 34 along the longitudinal direction.

【0024】また、図1のように、枠体62内におい
て、第三ミラー34の下部後方には、第四ミラー36が
配設されている。この第四ミラー36は、光の反射面が
筺体6の前面61側へ向け上方へ傾けた状態で配置され
ており、長窓61aから入射され第一ミラー33および
第三ミラー34により導光される光をラインセンサ38
側へ反射する機能を有している。そのラインセンサ38
は、第四ミラー36の上方後方に配設され、その第四ミ
ラー36とラインセンサ38の間には結像レンズ38a
が配設されている。ラインセンサ38は受光手段であっ
て、線状に配列した複数の感光部(画素)を備えてお
り、それらの感光部で受けた光に対応して電気的信号に
変換する撮像素子であり、たとえばCCDラインセンサ
などが用いられる。また、結像レンズ38aは、第四ミ
ラー36により反射され導光される光を集束してライン
センサ38へ結像するためのレンズである。前述の第四
ミラー36が配設されることにより、第三ミラー34か
ら筺体6の後方側へ導光される光が上方へ向けて反射さ
れることとなるから、第一ミラー33または第三ミラー
34の後方位置にラインセンサ38を配置することが可
能となる。
Further, as shown in FIG. 1, in the frame 62, a fourth mirror 36 is arranged behind the lower part of the third mirror 34. The fourth mirror 36 is arranged such that the light reflecting surface is inclined upward toward the front surface 61 side of the housing 6, is incident from the long window 61a, and is guided by the first mirror 33 and the third mirror 34. Line sensor 38
It has the function of reflecting to the side. The line sensor 38
Is disposed above and behind the fourth mirror 36, and an imaging lens 38a is provided between the fourth mirror 36 and the line sensor 38.
Are arranged. The line sensor 38 is a light receiving means, is provided with a plurality of photosensitive portions (pixels) arranged in a line, and is an image pickup element which converts light received by these photosensitive portions into an electrical signal, For example, a CCD line sensor or the like is used. The image forming lens 38 a is a lens for focusing the light reflected and guided by the fourth mirror 36 and forming an image on the line sensor 38. By disposing the fourth mirror 36 described above, the light guided from the third mirror 34 to the rear side of the housing 6 is reflected upward, so that the first mirror 33 or the third mirror It is possible to arrange the line sensor 38 at the rear position of the mirror 34.

【0025】このように、図2または図3に示すよう
に、第一ミラー、第三ミラー34、レーザ発振器37等
の発光手段および結像レンズ38a等の受光手段を長手
方向へ揃えて配置することにより、筺体6の内部空間を
効率良く利用でき、筺体6の小型化の実現が可能とな
る。
As described above, as shown in FIG. 2 or 3, the first mirror, the third mirror 34, the light emitting means such as the laser oscillator 37 and the light receiving means such as the imaging lens 38a are aligned in the longitudinal direction. As a result, the internal space of the housing 6 can be efficiently used, and the size of the housing 6 can be reduced.

【0026】また、図1のように、筺体6内には、傾斜
センサ39が配設されている。この傾斜センサ39は、
水平面に対し自己の筺体6の姿勢状態を検知するための
センサであって、たとえば、歪みゲージを利用したもの
などが用いられる。筺体6の幅方向をX軸、高さ方向を
Y軸、奥行方向をZ軸とすると、傾斜センサ39によ
り、各X軸、Y軸およびZ軸における自己の傾斜角度の
測定が可能となる。
Further, as shown in FIG. 1, an inclination sensor 39 is arranged in the housing 6. This tilt sensor 39
A sensor for detecting the posture state of the housing 6 with respect to the horizontal plane, for example, a sensor using a strain gauge is used. When the width direction of the housing 6 is the X axis, the height direction is the Y axis, and the depth direction is the Z axis, the tilt sensor 39 can measure the tilt angle of each of the X axis, the Y axis, and the Z axis.

【0027】一方、図1のように、筺体6内には、複数
のプリント基板51が設置され、駆動部3を作動制御す
るための制御部4を構成している。制御部4は、電子回
路よりなり、図4に示すように、駆動部3のレーザ発振
器37へ電源電圧を供給し、ラインセンサ38、モータ
32、モータ33dへそれぞれ作動信号を出力し、ライ
ンセンサ38、傾斜センサ39からの各検出信号を入力
する機能を有している。たとえば、制御部4からモータ
32への作動信号はそのモータ32を駆動させて枠体6
2を約20°回転させるパルス信号とされ、制御部4か
らモータ33dへの作動信号はそのモータ33dの回転
軸を128または256に分割して約10°回転させる
パルス信号とされる。このような作動信号をモータ3
2、モータ33dへ入力することにより、第一ミラー3
3が約10°回転往復しながら、枠体62が約20°俯
仰することとなる。このため、図5に示すように、レー
ザ発振器37から発せられるレーザビーム37aが被測
定物2へ向けて所定の範囲でX軸に沿って水平走査さ
れ、Y軸に沿って垂直走査されることとなる。
On the other hand, as shown in FIG. 1, a plurality of printed circuit boards 51 are installed in the housing 6 to form a control unit 4 for controlling the operation of the drive unit 3. As shown in FIG. 4, the control unit 4 is composed of an electronic circuit, supplies a power supply voltage to the laser oscillator 37 of the drive unit 3 and outputs operation signals to the line sensor 38, the motor 32, and the motor 33d, respectively. 38, the function of inputting each detection signal from the tilt sensor 39. For example, an operation signal from the control unit 4 to the motor 32 drives the motor 32 to drive the frame 6
2 is a pulse signal for rotating the motor 33d by about 20 °, and the operation signal from the control unit 4 to the motor 33d is a pulse signal for rotating the motor 33d by about 10 ° by dividing the rotation shaft of the motor 33d into 128 or 256. Such an operation signal is sent to the motor 3
2. By inputting to the motor 33d, the first mirror 3
While the 3 rotates back and forth by about 10 °, the frame body 62 is elevated about 20 °. Therefore, as shown in FIG. 5, the laser beam 37a emitted from the laser oscillator 37 is horizontally scanned along the X axis toward the DUT 2 in a predetermined range and vertically scanned along the Y axis. Becomes

【0028】筺体6の外部には、その筺体6にケーブル
等で接続された座標変換部5が設置されている。この座
標変換部5は、制御部4へモータ32、33dの作動信
号を出力させると共に、被測定物2の表面における点群
データである三次元の座標データを算出する機能を有し
ており、たとえば、一般のパソコンなどが用いられる。
三次元座標データは、作動信号に応じてモータ32、3
3dを駆動させ被測定物2上へレーザビーム37aを走
査させて、各走査位置における照射スポット21の散乱
光22の入射角度のデータ信号を制御部4から入力する
ことにより算出が可能となる。また、座標変換部5に
は、その入射角度データ信号に加え、筺体6の水平面に
対する姿勢状態を示す傾斜信号が傾斜センサ39から入
力され、レーザビーム37aを発する筺体6の姿勢状態
が水平面に対し傾いていてもそれぞれX軸、Y軸につい
て傾斜信号に基づいて三次元座標データが補正されるよ
うになっている。このため、被測定物2の表面形状を測
定する際に、筺体6の姿勢を細かく設定する手間が省
け、測定作業の迅速化が図れることとなる。
A coordinate conversion section 5 connected to the housing 6 by a cable or the like is installed outside the housing 6. The coordinate conversion unit 5 has a function of outputting the operation signals of the motors 32 and 33d to the control unit 4 and calculating three-dimensional coordinate data that is point cloud data on the surface of the DUT 2. For example, a general personal computer is used.
The three-dimensional coordinate data is stored in the motors 32, 3 according to the operation signal.
The calculation can be performed by driving 3d to scan the laser beam 37a on the DUT 2 and inputting a data signal of the incident angle of the scattered light 22 of the irradiation spot 21 at each scanning position from the control unit 4. In addition to the incident angle data signal, the tilt signal indicating the posture state of the housing 6 with respect to the horizontal plane is input to the coordinate conversion unit 5 from the tilt sensor 39, and the posture state of the housing 6 that emits the laser beam 37a with respect to the horizontal plane. Even if it is tilted, the three-dimensional coordinate data is corrected based on the tilt signal for the X axis and the Y axis, respectively. For this reason, when measuring the surface shape of the DUT 2, it is possible to save the trouble of finely setting the posture of the housing 6, and to speed up the measurement work.

【0029】次に、三次元形状測定装置1の作動につい
て説明する。
Next, the operation of the three-dimensional shape measuring apparatus 1 will be described.

【0030】まず、図1のように、被測定物2に長窓6
1を向けて筺体6をセットする。その際、筺体6の傾き
状態を細かく設定することなく、筺体6から発せられる
レーザビーム37aが被測定物2に照射されるようにセ
ットすればよい。そのようにセットした状態において、
装置1に電源を投入して、制御部4、座標変換部5を通
電させ駆動部3の各部材を作動させる。すなわち、レー
ザ発振器37から照準光であるレーザビーム37aが射
出され、ビームエキスパンダ37bにより集束され、第
二ミラー35、第三ミラー34、第一ミラー33により
順次反射されて長窓61aから被測定物2へ向けて出射
される。そのレーザビーム37aの出射と同時に、座標
変換部5から制御部4を介してモータ32、モータ33
dへそれぞれ作動信号が出力されることにより、モータ
32およびモータ33dが駆動する。このモータ33d
の駆動により第一ミラー33が垂直軸を中心に回転往復
し、また、モータ32の駆動により枠体62と共に第一
ミラー33が水平軸を中心に下側へ徐々に向いて行く。
このため、レーザビーム37aは、図5に示すように、
被測定物2に向けて所定の範囲内を水平方向および垂直
方向に走査されることとなる。
First, as shown in FIG. 1, a long window 6 is formed on the DUT 2.
The housing 6 is set with 1 facing. At this time, the laser beam 37a emitted from the housing 6 may be set so as to be irradiated onto the DUT 2 without setting the tilted state of the housing 6 in detail. In that state,
The device 1 is turned on to energize the control unit 4 and the coordinate conversion unit 5 to operate each member of the drive unit 3. That is, a laser beam 37a, which is aiming light, is emitted from the laser oscillator 37, is focused by the beam expander 37b, is sequentially reflected by the second mirror 35, the third mirror 34, and the first mirror 33, and is measured from the long window 61a. It is emitted toward the object 2. Simultaneously with the emission of the laser beam 37a, the motor 32 and the motor 33 are transmitted from the coordinate conversion unit 5 via the control unit 4.
The motor 32 and the motor 33d are driven by outputting the operation signals to the respective d. This motor 33d
Drive the first mirror 33 to reciprocate about the vertical axis, and by driving the motor 32, the first mirror 33 gradually moves downward with the frame 62 about the horizontal axis.
Therefore, the laser beam 37a is, as shown in FIG.
The object 2 is scanned in a predetermined range in the horizontal direction and the vertical direction.

【0031】そのような走査中において、図1のよう
に、レーザビーム37aが照射されることにより被測定
物2上に照射スポット21が形成され、その照射スポッ
ト21の散乱光22は長窓61aを通じて筺体6内へ入
射される。そして、その散乱光22は、順次第一ミラー
33、第三ミラー34および第四ミラー36により反射
され、結像レンズ38aを通じてラインセンサ38に受
光される。このラインセンサ38においては散乱光22
の受光位置が電気的信号として出力される。この信号
は、筺体6における散乱光22の入射角度に対応する信
号であり、制御部4を介して座標変換部5へ入力され
る。座標変換部5において、散乱光22の入射角度、レ
ーザビーム37aの発射位置と散乱光22の入射位置と
の距離に基づいて三角測量法により、筺体6から照射ス
ポット21までの距離データが算出され三次元の座標デ
ータとして変換されることとなる。
During such scanning, as shown in FIG. 1, the irradiation spot 21 is formed on the DUT 2 by irradiation with the laser beam 37a, and the scattered light 22 of the irradiation spot 21 has a long window 61a. It is incident on the inside of the housing 6 through. Then, the scattered light 22 is sequentially reflected by the first mirror 33, the third mirror 34, and the fourth mirror 36, and is received by the line sensor 38 through the imaging lens 38a. In this line sensor 38, scattered light 22
The light receiving position of is output as an electrical signal. This signal is a signal corresponding to the incident angle of the scattered light 22 on the housing 6, and is input to the coordinate conversion unit 5 via the control unit 4. In the coordinate conversion unit 5, distance data from the housing 6 to the irradiation spot 21 is calculated by triangulation based on the incident angle of the scattered light 22 and the distance between the emission position of the laser beam 37a and the incident position of the scattered light 22. It will be converted as three-dimensional coordinate data.

【0032】そして、レーザビーム37aの走査が終了
すると、その走査範囲における各走査位置における三次
元座標データが得られる。一方、座標変換部5には、制
御部4を介して傾斜センサ39からの筺体6の傾斜デー
タが入力される。そして、この傾斜データに基づき筺体
6の傾斜状態を補正した三次元座標データを得ることが
できる。このため、被測定物2の表面形状を測定する際
に、筺体6の姿勢を細かく設定する手間が省け、測定作
業の迅速化が図れることとなる。
When the scanning of the laser beam 37a is completed, the three-dimensional coordinate data at each scanning position in the scanning range is obtained. On the other hand, the coordinate conversion unit 5 receives the inclination data of the housing 6 from the inclination sensor 39 via the control unit 4. Then, it is possible to obtain three-dimensional coordinate data in which the tilted state of the housing 6 is corrected based on this tilted data. For this reason, when measuring the surface shape of the DUT 2, it is possible to save the trouble of finely setting the posture of the housing 6, and to speed up the measurement work.

【0033】このように、被測定物2の表面における三
次元座標データを得ることにより、被測定物2の表面形
状が把握することができる。たとえば、座標変換部5を
モニタ7に接続して、三次元座標データに基づいて表面
形状を表示すれば、被測定物2の表面形状が視覚により
容易に把握可能となる。
By thus obtaining the three-dimensional coordinate data on the surface of the object to be measured 2, the surface shape of the object to be measured 2 can be grasped. For example, if the coordinate conversion unit 5 is connected to the monitor 7 and the surface shape is displayed based on the three-dimensional coordinate data, the surface shape of the DUT 2 can be easily grasped visually.

【0034】また、このような三次元形状測定装置1
は、三次元座標データのソフトウェア処理により多くの
ものに応用が可能である。たとえば、部品選別、材料選
別、組み立て位置検出、物の大きさ計測、立体文字検
出、人体計測、立体FAXなど、多種多様な用途に用い
ることができる。
Further, such a three-dimensional shape measuring apparatus 1
Can be applied to many things by software processing of three-dimensional coordinate data. For example, it can be used for various purposes such as parts selection, material selection, assembly position detection, object size measurement, three-dimensional character detection, human body measurement, and three-dimensional FAX.

【0035】(実施形態2)前述の三次元形状測定装置
1において、第一ミラー33、第二ミラー35、第三ミ
ラー34、第四ミラー36としてレーザビーム37aお
よび散乱光22をほぼ全反射させる誘電体多層膜ミラー
を用いることが望ましい。すなわち、三次元形状測定装
置1にあっては、発光手段であるレーザ発振器37から
発せられたレーザビーム37が散乱光22として受光手
段であるラインセンサ38に受光されるまでに、多数の
ミラーにより反射されることとなるので、その反射ごと
における光強度の損失を回避する必要がある。このた
め、第一ミラー33、第二ミラー35、第三ミラー3
4、第四ミラー36に誘電体多層膜ミラーを用い、少な
くともレーザビーム37aおよび散乱光22における波
長成分を全反射させる反射特性とすれば、測定環境の悪
い場所においても測定が確実に行える。
(Embodiment 2) In the three-dimensional shape measuring apparatus 1 described above, the first mirror 33, the second mirror 35, the third mirror 34, and the fourth mirror 36 cause the laser beam 37a and the scattered light 22 to be almost totally reflected. It is desirable to use a dielectric multilayer mirror. That is, in the three-dimensional shape measuring apparatus 1, the laser beam 37 emitted from the laser oscillator 37 which is the light emitting means is received by the line sensor 38 which is the light receiving means as the scattered light 22 by a large number of mirrors. Since it is reflected, it is necessary to avoid the loss of light intensity at each reflection. Therefore, the first mirror 33, the second mirror 35, and the third mirror 3
4. If a dielectric multi-layered film mirror is used as the fourth mirror 36 and the reflection characteristic is such that at least the wavelength components of the laser beam 37a and the scattered light 22 are totally reflected, the measurement can be reliably performed even in a poor measurement environment.

【0036】(実施形態3)前述の三次元形状測定装置
1において、第四ミラー36の傾斜角度の設定を変更可
能としてもよい。すなわち、第四ミラー36が第一ミラ
ー33の長手方向に直交する向きの軸(水平軸)を中心
に傾斜可能とすることにより、図6に示すように、筺体
6から被測定物2までの距離が大きく異なっていても、
その距離に応じて第四ミラー36の傾斜角度を変えて散
乱光22がラインセンサ38へ反射されるようにしてお
けば、異なる距離にある被測定物2に対しそれぞれその
表面形状測定が可能となる。
(Third Embodiment) In the three-dimensional shape measuring apparatus 1 described above, the setting of the tilt angle of the fourth mirror 36 may be changeable. That is, by making the fourth mirror 36 tiltable about an axis (horizontal axis) orthogonal to the longitudinal direction of the first mirror 33, as shown in FIG. 6, from the housing 6 to the DUT 2. Even if the distance is very different,
By changing the tilt angle of the fourth mirror 36 according to the distance so that the scattered light 22 is reflected by the line sensor 38, it is possible to measure the surface shape of the DUTs 2 at different distances. Become.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、次
のような効果を得ることができる。
As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained.

【0038】すなわち、発光手段からの照準光を反射す
る第二ミラーが設けられたことにより、長尺状の第一ミ
ラーの長手方向に向けて発光手段を配置することが可能
である。また、被測定物上の照射スポットの散乱光を受
光手段へ反射する第四ミラーが設けられたことにより、
長尺状の第一ミラーの長手方向に向けて受光手段を配置
することが可能である。このため、測定装置の内部空間
を効率良く利用でき、測定装置の小型化を図ることがで
きる。
That is, since the second mirror for reflecting the aiming light from the light emitting means is provided, it is possible to arrange the light emitting means in the longitudinal direction of the elongated first mirror. Further, by providing the fourth mirror that reflects the scattered light of the irradiation spot on the DUT to the light receiving means,
It is possible to arrange the light receiving means in the longitudinal direction of the elongated first mirror. Therefore, the internal space of the measuring device can be efficiently used, and the measuring device can be downsized.

【0039】また、照準光または散乱光を反射する各ミ
ラーが誘電体多層膜ミラーとされることにより、各ミラ
ーの反射時における光損失が防止できる。このため、測
定装置の周囲の状況によらず安定した測定が可能とな
る。
Further, since each mirror for reflecting the aiming light or the scattered light is a dielectric multi-layer film mirror, light loss at the time of reflection of each mirror can be prevented. Therefore, stable measurement is possible regardless of the surroundings of the measuring device.

【0040】また、測定装置の姿勢状態を検出する傾斜
検出器を備えることにより、被測定物の形状測定の際、
測定装置の設置姿勢を細かく正確に設定する必要がな
い。このため、測定作業が迅速に行える。
Further, by providing the inclination detector for detecting the posture state of the measuring device, when measuring the shape of the object to be measured,
It is not necessary to set the installation posture of the measuring device in detail and accurately. Therefore, the measurement work can be performed quickly.

【0041】更に、第四ミラーが第一ミラーの長手方向
に直交する向きの軸を中心に傾斜可能とされていること
により、測定装置から異なる距離にある被測定物をそれ
ぞれ測定することができる。
Further, since the fourth mirror can be tilted about the axis in the direction orthogonal to the longitudinal direction of the first mirror, the objects to be measured at different distances from the measuring device can be respectively measured. .

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】三次元形状測定装置の概要図である。FIG. 1 is a schematic diagram of a three-dimensional shape measuring apparatus.

【図2】三次元形状測定装置における筺体の断面図であ
る。
FIG. 2 is a sectional view of a housing in the three-dimensional shape measuring apparatus.

【図3】図2のIII−IIIにおける断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III in FIG. 2;

【図4】三次元形状測定装置のブロック図である。FIG. 4 is a block diagram of a three-dimensional shape measuring apparatus.

【図5】三次元形状測定装置における測定の説明図であ
る。
FIG. 5 is an explanatory diagram of measurement by the three-dimensional shape measuring apparatus.

【図6】実施形態3における三次元形状測定装置の説明
図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram of a three-dimensional shape measuring device according to a third embodiment.

【図7】従来技術の説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram of a conventional technique.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…三次元形状測定装置、2…被測定物、21…照射ス
ポット、22…散乱光、3…駆動部、33…第一ミラ
ー、34…第三ミラー、35…第二ミラー、36…第四
ミラー、37…レーザ発振器(発光手段)、37a…レ
ーザビーム(照準光)、5…座標変換部、6…筺体、6
2…枠体、
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Three-dimensional shape measuring device, 2 ... Object, 21 ... Irradiation spot, 22 ... Scattered light, 3 ... Driving part, 33 ... First mirror, 34 ... Third mirror, 35 ... Second mirror, 36 ... Four mirrors, 37 ... Laser oscillator (light emitting means), 37a ... Laser beam (aiming light), 5 ... Coordinate conversion unit, 6 ... Housing, 6
2 ... frame,

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被測定物の表面に照射スポットを形成す
るための照準光を発光する発光手段と、 その被測定物の表面上の前記照射スポットの散乱光を受
光する受光手段と、 長尺状の反射面を有し、その反射面により前記照準光を
前記被測定物へ向けて反射させ、かつ、その照準光の反
射位置から前記反射面の長手方向へ隔てた位置において
前記被測定物からの前記散乱光を受け前記受光手段側へ
反射させる第一ミラーと、 前記発光手段と前記第一ミラーの間における前記照準光
の導光経路の途上に配設され、前記発光手段から発せら
れる前記照準光を前記第一ミラーへ向けて反射させる第
二ミラーと、 少なくとも前記第一ミラーを前記反射面の長手方向とほ
ぼ平行な軸を中心に回動させると共に、その長手方向と
直交する軸を中心に回動させる回動手段と、 前記被測定物への照準光の照射方向、前記散乱光の受光
方向および発光位置と受光位置との距離に基づいて、前
記照射スポットの座標データを算出する座標変換手段
と、を備えた三次元形状測定装置。
1. A light emitting means for emitting aiming light for forming an irradiation spot on the surface of the object to be measured; a light receiving means for receiving scattered light of the irradiation spot on the surface of the object to be measured; A reflecting surface, and reflects the aiming light toward the object to be measured by the reflecting surface, and the object to be measured at a position separated from the reflecting position of the aiming light in the longitudinal direction of the reflecting surface. A first mirror that receives the scattered light from the light-receiving means and reflects the scattered light to the light-receiving means side, and is disposed on the way of the light guide path of the aiming light between the light-emitting means and the first mirror, and emitted from the light-emitting means. A second mirror that reflects the aiming light toward the first mirror; and an axis that rotates at least the first mirror about an axis substantially parallel to the longitudinal direction of the reflecting surface and that is orthogonal to the longitudinal direction. Is rotated around Rotating means, and coordinate conversion means for calculating coordinate data of the irradiation spot, based on the irradiation direction of the aiming light to the object to be measured, the light receiving direction of the scattered light, and the distance between the light emitting position and the light receiving position. A three-dimensional shape measuring device equipped with.
【請求項2】 前記第一ミラーおよび前記第二ミラー
は、前記照準光および前記散乱光をほぼ全反射させる誘
電体多層膜ミラーであることを特徴とする請求項1に記
載の三次元形状測定装置。
2. The three-dimensional shape measurement according to claim 1, wherein the first mirror and the second mirror are dielectric multilayer mirrors that substantially totally reflect the aiming light and the scattered light. apparatus.
【請求項3】 長尺状を呈し、前記第二ミラーと前記第
一ミラーの間における前記照準光の導光経路の途上およ
び前記第一ミラーと前記受光手段の間の前記散乱光の導
光経路の途上に配設され、前記照準光を前記第一ミラー
へ向けて反射させると共に、前記散乱光を前記受光手段
側へ反射させる第三ミラーと、 その第三ミラーと前記受光素子の間における前記散乱光
の導光経路の途上に配設され、その散乱光を前記受光素
子へ向けて反射させる第四ミラーとを備え、 前記被測定物と対向する面の近傍に前記第一ミラーと前
記第三ミラーが平行して配置されていることを特徴とす
る請求項1または2に記載の三次元形状測定装置。
3. A light guide of the scattered light, which has a long shape and is on the way of the light guide path of the aiming light between the second mirror and the first mirror and between the first mirror and the light receiving means. A third mirror, which is disposed on the path, reflects the aiming light toward the first mirror and reflects the scattered light toward the light receiving means, and between the third mirror and the light receiving element. A fourth mirror that is disposed on the way of the light guide path of the scattered light and reflects the scattered light toward the light receiving element, and the first mirror and the second mirror near a surface facing the object to be measured. The three-dimensional shape measuring apparatus according to claim 1, wherein the third mirrors are arranged in parallel.
【請求項4】 前記第三ミラーおよび前記第四ミラー
は、前記照準光および前記散乱光をほぼ全反射させる誘
電体多層膜ミラーであることを特徴とする請求項3に記
載の三次元形状測定装置。
4. The three-dimensional shape measurement according to claim 3, wherein the third mirror and the fourth mirror are dielectric multilayer film mirrors that substantially totally reflect the aiming light and the scattered light. apparatus.
【請求項5】 自己の姿勢状態を検出する傾斜検出器を
備え、 前記座標変換手段は、その傾斜検出器から入力される自
己の姿勢状態の信号に応じて前記座標データを補正する
機能を有していることを特徴とする請求項1〜4のいず
れかに記載の三次元形状測定装置。
5. A tilt detector for detecting its own posture state is provided, and the coordinate conversion means has a function of correcting the coordinate data in accordance with a signal of its own posture state input from the tilt detector. The three-dimensional shape measuring device according to claim 1, wherein
【請求項6】 前記第四ミラーは、前記第一ミラーの長
手方向に直交する向きの軸を中心に傾斜可能とされてい
ること特徴とする請求項3〜5のいずれかに記載の三次
元形状測定装置。
6. The three-dimensional structure according to claim 3, wherein the fourth mirror is tiltable about an axis in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the first mirror. Shape measuring device.
JP02529296A 1996-02-13 1996-02-13 3D shape measuring device Expired - Fee Related JP3814325B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP02529296A JP3814325B2 (en) 1996-02-13 1996-02-13 3D shape measuring device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP02529296A JP3814325B2 (en) 1996-02-13 1996-02-13 3D shape measuring device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH09218020A true JPH09218020A (en) 1997-08-19
JP3814325B2 JP3814325B2 (en) 2006-08-30

Family

ID=12161950

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP02529296A Expired - Fee Related JP3814325B2 (en) 1996-02-13 1996-02-13 3D shape measuring device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3814325B2 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999010707A1 (en) * 1997-08-26 1999-03-04 Buerger Joachim Measuring device for measuring the tread depth of an automobile tyre
JP2008281379A (en) * 2007-05-09 2008-11-20 Sokkia Topcon Co Ltd Portable-type distance-measuring apparatus
WO2009049939A1 (en) * 2007-10-18 2009-04-23 Leica Geosystems Ag Shape measuring instrument with light source control
US7764809B2 (en) 2004-03-08 2010-07-27 Kabushiki Kaisha Topcon Surveying method and surveying instrument
KR20110125685A (en) * 2010-05-14 2011-11-22 안희태 Beam path area reduced method in distance sensor
JP6060472B1 (en) * 2015-11-26 2017-01-18 パルステック工業株式会社 3D shape measuring device

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999010707A1 (en) * 1997-08-26 1999-03-04 Buerger Joachim Measuring device for measuring the tread depth of an automobile tyre
US7764809B2 (en) 2004-03-08 2010-07-27 Kabushiki Kaisha Topcon Surveying method and surveying instrument
JP2008281379A (en) * 2007-05-09 2008-11-20 Sokkia Topcon Co Ltd Portable-type distance-measuring apparatus
WO2009049939A1 (en) * 2007-10-18 2009-04-23 Leica Geosystems Ag Shape measuring instrument with light source control
JP2009098046A (en) * 2007-10-18 2009-05-07 Hexagon Metrology Kk Three-dimensional shape measuring instrument
US8174682B2 (en) 2007-10-18 2012-05-08 Leica Geosystems Ag Shape measuring instrument with light source control
KR20110125685A (en) * 2010-05-14 2011-11-22 안희태 Beam path area reduced method in distance sensor
JP6060472B1 (en) * 2015-11-26 2017-01-18 パルステック工業株式会社 3D shape measuring device

Also Published As

Publication number Publication date
JP3814325B2 (en) 2006-08-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11822022B2 (en) Methods and systems for LIDAR optics alignment
US10302749B2 (en) LIDAR optics alignment systems and methods
US7190465B2 (en) Laser measurement system
JP5016245B2 (en) Measurement system for determining the six degrees of freedom of an object
EP2101144B1 (en) Concave-convex surface inspection apparatus
JP3731021B2 (en) Position detection surveying instrument
EP2447666B1 (en) Laser surveying instrument
JP2002511928A (en) Method and apparatus for orienting a distance detection sensor based on energy
KR100351018B1 (en) Arrangement for target detection
JP3814325B2 (en) 3D shape measuring device
JP2001124521A (en) Optical position detector
CN1306256C (en) Optical characteristic measurer and optical displacement gage
US6782015B1 (en) Laser survey instrument
US6798548B2 (en) Apparatus for rotating a laser
US20210080577A1 (en) Three-dimensional survey apparatus, three-dimensional survey method, and three-dimensional survey program
KR101005782B1 (en) Optical scanner
US11692823B2 (en) Three-dimensional survey apparatus, three-dimensional survey method, and three-dimensional survey program
KR102249842B1 (en) 3D scanner device
US5017864A (en) Apparatus for the inspection of printed circuit boards on which components have been mounted
US10895456B1 (en) Three-dimensional survey apparatus, three-dimensional survey method, and three-dimensional survey program
CN217604922U (en) Depth data measuring head and partial depth data measuring apparatus
WO2021187119A1 (en) Scanning device and distance measuring device
JP2018048867A (en) Scanner device and surveying device
CN113759351A (en) Laser radar receiving end calibration system and method
JP2005009897A (en) Apparatus for positioning surface state measuring apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20040521

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20040602

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20050830

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20051027

A911 Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20051114

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20060530

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20060605

R150 Certificate of patent (=grant) or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090609

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100609

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100609

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110609

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110609

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120609

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130609

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130609

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140609

Year of fee payment: 8

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees