JPS5870107A - 立体形状の光学的測定法 - Google Patents
立体形状の光学的測定法Info
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- JPS5870107A JPS5870107A JP16837881A JP16837881A JPS5870107A JP S5870107 A JPS5870107 A JP S5870107A JP 16837881 A JP16837881 A JP 16837881A JP 16837881 A JP16837881 A JP 16837881A JP S5870107 A JPS5870107 A JP S5870107A
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- Pending
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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
- G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
- G01B11/25—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures by projecting a pattern, e.g. one or more lines, moiré fringes on the object
- G01B11/254—Projection of a pattern, viewing through a pattern, e.g. moiré
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発Ｉｊ１ｈ、立体形状の新規な光学的測定法に関し、
轡に実際の立体形状のその理想形状からの偏倚を光学的
Ｋ１１ｊ定する簡単かつ精度の良い方法に関する。
轡に実際の立体形状のその理想形状からの偏倚を光学的
Ｋ１１ｊ定する簡単かつ精度の良い方法に関する。
立体形状を光学的に測定する方法祉いくつかあるが、こ
れまで簡便で爽い方法は開発されていな−。
れまで簡便で爽い方法は開発されていな−。
本発引ム被一定立体形状物の必要とする断面形状に直角
な方向を含むＸ軸と直交するＹ軸を入射光軸とする入射
光学系と該ｘｙ面内にあって鋏入射光軸とある角度（２
０以下）をなす受光光軸を有する受光光学系とからなり
、該入射光学系ｔｔｘ軸及びＹ軸に直交する２軸と平行
な直線状縞からなる入射格子とこの入射格子を被測定立
体形状物０表面に結像する為の手段を有し）皺受光光学
系は被測定立体形状物表面像の結像手段と皺結會面ｅｃ
ｔかれる受光格子を有し、かつ、該入射格子は、被測定
立体形状物がその理想形状である場合に、被測定立体形
状物表面に等間隔切断線を結像せしめるように選ばれた
間隔を有する平行線群からなり、該受光格子は被測定立
体形状物表面の該等間隔切断層の像とモアレ縞を形成す
る等間隔平行縞からなることを特徴とする立体形状の光
学的１１定法に関するものである。
な方向を含むＸ軸と直交するＹ軸を入射光軸とする入射
光学系と該ｘｙ面内にあって鋏入射光軸とある角度（２
０以下）をなす受光光軸を有する受光光学系とからなり
、該入射光学系ｔｔｘ軸及びＹ軸に直交する２軸と平行
な直線状縞からなる入射格子とこの入射格子を被測定立
体形状物０表面に結像する為の手段を有し）皺受光光学
系は被測定立体形状物表面像の結像手段と皺結會面ｅｃ
ｔかれる受光格子を有し、かつ、該入射格子は、被測定
立体形状物がその理想形状である場合に、被測定立体形
状物表面に等間隔切断線を結像せしめるように選ばれた
間隔を有する平行線群からなり、該受光格子は被測定立
体形状物表面の該等間隔切断層の像とモアレ縞を形成す
る等間隔平行縞からなることを特徴とする立体形状の光
学的１１定法に関するものである。
以下に図面を用いて本発明の詳細な説明する。
ｌｓ１図は本発明の立体形状の測定系の／例倉示す図で
ある。この場合被測定立体形状物ｌは球となっている。
ある。この場合被測定立体形状物ｌは球となっている。
球の場合特別な軸はなく、球心０が軸心となっている。
必蒙とする方向ＫＯＸ軸を選定し、ＯＸＫ対して直角坐
ａｔ−形成するＯＹ繍を入射光軸とし、仁の光軸ＯＹに
直、＠ｏｙが垂−となる平面上に描かれる入射格子λと
入射格子−に対する入射光源３と被測定立体形状物１０
ｆｉ面に格子儂を結像せしめる為の入射レンズ≠で入射
光学系が形成されている。ｘｏｙ平面上にＯＹＣ対し角
度＃をなす。 ａｉｉＩｔ受元軸とする受元元字系を設
け、軸ＯＲ上に、受光レンズｊ１受光格子７を設ける。
ａｔ−形成するＯＹ繍を入射光軸とし、仁の光軸ＯＹに
直、＠ｏｙが垂−となる平面上に描かれる入射格子λと
入射格子−に対する入射光源３と被測定立体形状物１０
ｆｉ面に格子儂を結像せしめる為の入射レンズ≠で入射
光学系が形成されている。ｘｏｙ平面上にＯＹＣ対し角
度＃をなす。 ａｉｉＩｔ受元軸とする受元元字系を設
け、軸ＯＲ上に、受光レンズｊ１受光格子７を設ける。
なお図においてｔは受光像を示すが、受光像＃ｉ砿捌定
球体の表面に結愉した入射格子コＯａｔ更にレンズ！に
よって受光格子７０表に結像したものであり、ｔと７に
よってモレア縞を形成することができる。入射格子２に
は、被測定立体形状物ｌが理想形状である場合に、被測
定理想形状物体ｌの表面に結像されろ入射格子λによる
光切断−線が受光像を上（等間隔ａをなして結像される
ように、入射格子コの格子縞を設定する。
球体の表面に結愉した入射格子コＯａｔ更にレンズ！に
よって受光格子７０表に結像したものであり、ｔと７に
よってモレア縞を形成することができる。入射格子２に
は、被測定立体形状物ｌが理想形状である場合に、被測
定理想形状物体ｌの表面に結像されろ入射格子λによる
光切断−線が受光像を上（等間隔ａをなして結像される
ように、入射格子コの格子縞を設定する。
通常こＯ格子縞は、等しいか又は異なった間隔を有する
Ｘ軸及びＹ軸と直交する２軸（直！１０Ｚ）和平性な直
線状透明・不透明の縞からなっている。
Ｘ軸及びＹ軸と直交する２軸（直！１０Ｚ）和平性な直
線状透明・不透明の縞からなっている。
上述のようｋ、被測定理想形状物体／の表面の切断格子
線の受光像が等間隔ａをなすように入射格子を設定する
点に、本発明の特徴がある。
線の受光像が等間隔ａをなすように入射格子を設定する
点に、本発明の特徴がある。
又、本発明の測定系においては、上記等間隔ａと社異な
る間隔すを等間隔とする直線状部からなる受光格子全受
光偉６にかさねモアレ縞を形成せしめる。
る間隔すを等間隔とする直線状部からなる受光格子全受
光偉６にかさねモアレ縞を形成せしめる。
このように、モアレ縞の形成によって、微測定立体形状
物の立体形状を測定すること、より正確には被測定物の
理想形状物との形状の偏倚を測定する点に本発明の特徴
があり、その際前述のとおシ、被測定理想形状物体ｌの
表面の切断格子線の受光像が等間隔１ｔ−なすように入
射格子を設定する点に本発明の特徴がある。
物の立体形状を測定すること、より正確には被測定物の
理想形状物との形状の偏倚を測定する点に本発明の特徴
があり、その際前述のとおシ、被測定理想形状物体ｌの
表面の切断格子線の受光像が等間隔１ｔ−なすように入
射格子を設定する点に本発明の特徴がある。
次に、被測定立体形状すとして檀々の立体形状物を例に
とり、本発明の光学的測定系の作用について説明する。
とり、本発明の光学的測定系の作用について説明する。
まず、被測定立体形状物を円柱（又は円筒）とした場合
について述べる。円柱の中心軸をＯＸ軸と一致させて置
き、第１図に示すような光学的測定系を作る。この場合
ＯＸ軸方向における一１ｉＩ測定立体形状物の表面の変
移は、理想的円柱において社、ゼ田であるから、入射格
子の格子縞祉等間隔平行−でよい、その間隔ＩＬとする
と、受ｆｔ１ｌＡｋは、ａ＝Ｌ＠・１＃の長さの間隔ａ
からなる半円光切断曲線群が結像する。なお説明の便宜
上、レンズ弘、ｊは共に等信書（Ｘ／）を作る位置に置
くと仮定する。
について述べる。円柱の中心軸をＯＸ軸と一致させて置
き、第１図に示すような光学的測定系を作る。この場合
ＯＸ軸方向における一１ｉＩ測定立体形状物の表面の変
移は、理想的円柱において社、ゼ田であるから、入射格
子の格子縞祉等間隔平行−でよい、その間隔ＩＬとする
と、受ｆｔ１ｌＡｋは、ａ＝Ｌ＠・１＃の長さの間隔ａ
からなる半円光切断曲線群が結像する。なお説明の便宜
上、レンズ弘、ｊは共に等信書（Ｘ／）を作る位置に置
くと仮定する。
第２図ＩＡ）、１ＢＩ４ｃ＃ｉ、０＝６０とし、入射格
子をＬ ＝ ａ／。ａｓ ＃ ＝ｊ ／ ＠＠＠ ＃
＝ｊ・ｍｅ＠＃（■）の長さを等間隔とする平行直線群
（ＯＺＫ対し平行）とし、受光格子を間隔ｂ＝４ （■
）の平行直線群とした場合の、直径３０■φ（４）、直
径コｔ■φ（ＩＩＯ立体形状物によって現われるモアレ
縞を示した。
子をＬ ＝ ａ／。ａｓ ＃ ＝ｊ ／ ＠＠＠ ＃
＝ｊ・ｍｅ＠＃（■）の長さを等間隔とする平行直線群
（ＯＺＫ対し平行）とし、受光格子を間隔ｂ＝４ （■
）の平行直線群とした場合の、直径３０■φ（４）、直
径コｔ■φ（ＩＩＯ立体形状物によって現われるモアレ
縞を示した。
嬉２図ｌＡ１１Ｂｌの条件を轟めて示す。
＋Ａ） ＩＢ）
ａ＝／゛ θ＝ｔ。
Ｌｗ＝１０ （ｍ） Ｌ＝１０（ｗ）
ａ ＝ｊ （ｓｍ） ａ ＝１ （■
）ｂヨ４（■） ｂ＝４＜■）直径３０−
φ 直径２６■φｈ；Ｂ■×山ｔゐり、
〃（■）ｈ＝／ｊ■Ｘ由６ゐ／１５ （■）イ＝η・斧
（■） に＝６７Ａ （■）格子線数＝６
格子線数＝６但し、ｈは半円光切断曲線の
受光像の高さを表わし、１１／は格子線数（切断線数）
をｈに乗じた値を表わす。
ａ ＝ｊ （ｓｍ） ａ ＝１ （■
）ｂヨ４（■） ｂ＝４＜■）直径３０−
φ 直径２６■φｈ；Ｂ■×山ｔゐり、
〃（■）ｈ＝／ｊ■Ｘ由６ゐ／１５ （■）イ＝η・斧
（■） に＝６７Ａ （■）格子線数＝６
格子線数＝６但し、ｈは半円光切断曲線の
受光像の高さを表わし、１１／は格子線数（切断線数）
をｈに乗じた値を表わす。
第コＩＩ（Ｑ社第２図（〜（頂で現われるモアレ縞を−
緒に示したものである。
緒に示したものである。
例えば実際の円柱が直径３０閤とコロ■の間に入ってい
れば合格であるとすれば、第２図の曲ｆ１イ１、（ロ）
の間にモアレ縞が入っていれば合格となる。円柱の表面
に凹凸がある場合はモアレ縞曲線は、スムースな曲線と
ならず凹凸のある自重となる。第２図１ＯＫおける距離
・は距離・よシ数倍に引き延ばされているから、立体形
状の偏倚が拡大されて現われ、従って偏倚を精度よく検
出することが可能となる。
れば合格であるとすれば、第２図の曲ｆ１イ１、（ロ）
の間にモアレ縞が入っていれば合格となる。円柱の表面
に凹凸がある場合はモアレ縞曲線は、スムースな曲線と
ならず凹凸のある自重となる。第２図１ＯＫおける距離
・は距離・よシ数倍に引き延ばされているから、立体形
状の偏倚が拡大されて現われ、従って偏倚を精度よく検
出することが可能となる。
次に被測定立体形状物が球体である場合について述べる
。この場合は、第３図ｒ見れば分るように１球体の切断
格子縞を受光軸ＯＲ方向から見て等間隔にするには、入
射格子縞は等間隔であってはならず、球心から（＋り方
向に離れるに従って間隔が小さくなる格子線群となる。
。この場合は、第３図ｒ見れば分るように１球体の切断
格子縞を受光軸ＯＲ方向から見て等間隔にするには、入
射格子縞は等間隔であってはならず、球心から（＋り方
向に離れるに従って間隔が小さくなる格子線群となる。
第３図において社、ＯＸ軸上の間隔がＯＱ 、ＱｔＱｔ
、（ｂＱｓ−ＱＩＱ４１Ｑ４Ｑｌ−Ｑ＠Ｑ・等の平行
直線群（Ｏ２軸と平行）となる。第３図の右側の曲線群
社、切断格子−の受光像を示す０例えば球の直径ｆｊＯ
■φとし、受光倫Ｏ切断格子の間隔（ｍｌ ｔ ｊ ｗ
ｍ Ｘ ｓｉｎ ｅ （＃＝＋／ ） ＝ｕ、４Ａ７−
となるようにした場合のものを示す。この場合、受光格
子に間隔ｂ＝３（■）の平行直線群を用いれば、直径ｊ
Ｏ−一の球のモアレ縞は、第参図の実線のようｋなり、
直径参よ鴫−の球のモアレ縞は点纏のようになる。この
場合モアレ縞による形状の検出精度は円柱形の場合１９
は多少低くなるように思われる。
、（ｂＱｓ−ＱＩＱ４１Ｑ４Ｑｌ−Ｑ＠Ｑ・等の平行
直線群（Ｏ２軸と平行）となる。第３図の右側の曲線群
社、切断格子−の受光像を示す０例えば球の直径ｆｊＯ
■φとし、受光倫Ｏ切断格子の間隔（ｍｌ ｔ ｊ ｗ
ｍ Ｘ ｓｉｎ ｅ （＃＝＋／ ） ＝ｕ、４Ａ７−
となるようにした場合のものを示す。この場合、受光格
子に間隔ｂ＝３（■）の平行直線群を用いれば、直径ｊ
Ｏ−一の球のモアレ縞は、第参図の実線のようｋなり、
直径参よ鴫−の球のモアレ縞は点纏のようになる。この
場合モアレ縞による形状の検出精度は円柱形の場合１９
は多少低くなるように思われる。
円柱の場合も球の場合も、一度に全表面ｔ−欄調定る仁
と社できないが、軸線又社軸心のまわりに回転して静止
して測定を繰返えすことによって全表面の測定を行うこ
とができる。
と社できないが、軸線又社軸心のまわりに回転して静止
して測定を繰返えすことによって全表面の測定を行うこ
とができる。
その他、楕円回転体、卵形体等任意の形状について、受
光像の切断格子線が等間隔になるように入射格子縞を設
定し、適尚な等間隔の受光格子と受光像とｋより生ずる
モアレ縞ケ観察し、実物立体形状物と理想立体形状物と
のモアレ縞の比較によって、実物立体形状物の形状の偏
倚状態を知ることができる。
光像の切断格子線が等間隔になるように入射格子縞を設
定し、適尚な等間隔の受光格子と受光像とｋより生ずる
モアレ縞ケ観察し、実物立体形状物と理想立体形状物と
のモアレ縞の比較によって、実物立体形状物の形状の偏
倚状態を知ることができる。
尚入射格子＊１−各種の理想立体形状物について求める
には、理想形状物を作成して、実測により求めることも
できるし、立体形状が数式で与え得るような場合は単な
る計算や作図によって求めることが出来る。
には、理想形状物を作成して、実測により求めることも
できるし、立体形状が数式で与え得るような場合は単な
る計算や作図によって求めることが出来る。
本発明の方法によれば、入射格子線と受光格子ｌｉＩを
適当に設定して、切断格子線の受光像と受光格子線とで
形成されるモアレ縞をｌｌｌ４ｗ！することにより１実
書の被測定立体形状のその理想的形状からの偏１１’ｌ
Ｅ−精度よく簡単ＶＣ検出できるので・その利用価値は
大きいものがある。
適当に設定して、切断格子線の受光像と受光格子線とで
形成されるモアレ縞をｌｌｌ４ｗ！することにより１実
書の被測定立体形状のその理想的形状からの偏１１’ｌ
Ｅ−精度よく簡単ＶＣ検出できるので・その利用価値は
大きいものがある。
第１図は、本発明の立体形状の光学測定系の１例管示す
為の図である。 第一図（ＡＩ、（均は、被測定立体形状物が円柱の場合
の受光像と受光格子によるモアレ縞の例を示す図であり
、（ｑは国、（均のモアレ縞を一緒に示した図である。 第３図は、被測定立体形状物が半球の場合の受光像の例
を示す図である。 第参図は、第３図の受光像と受光格子により形成される
モアレ縞の例を示す。 ｌ・−半球 コ・・・入射格子３・−入射
光源 参・・・入射レンズ！・・・受光レンズ
ｔ・・・受光像７・・・受光格子 Ｏｘ−・立体形状測定方向軸 ｏｙ・・・入射光軸０ル
ー・受光軸 ０２・・・ｏｘ、ｏｙの両方
と直角な軸−・・・入射光軸ＯＹと受光軸ＯＲとのなす
角度特許出願人 株式会社保谷レンズ 代珈人弁理士 Ｊ！ 費 透才１０ Ｙ （Ａ） 才２図
為の図である。 第一図（ＡＩ、（均は、被測定立体形状物が円柱の場合
の受光像と受光格子によるモアレ縞の例を示す図であり
、（ｑは国、（均のモアレ縞を一緒に示した図である。 第３図は、被測定立体形状物が半球の場合の受光像の例
を示す図である。 第参図は、第３図の受光像と受光格子により形成される
モアレ縞の例を示す。 ｌ・−半球 コ・・・入射格子３・−入射
光源 参・・・入射レンズ！・・・受光レンズ
ｔ・・・受光像７・・・受光格子 Ｏｘ−・立体形状測定方向軸 ｏｙ・・・入射光軸０ル
ー・受光軸 ０２・・・ｏｘ、ｏｙの両方
と直角な軸−・・・入射光軸ＯＹと受光軸ＯＲとのなす
角度特許出願人 株式会社保谷レンズ 代珈人弁理士 Ｊ！ 費 透才１０ Ｙ （Ａ） 才２図
Claims (1)
- （１） 被測定立体形状物の必要とする断面形状に直
角な方向を含むＸ軸と直交するＹ軸を入射光軸とする入
射光学系と該ＸＹ面内にあって鋏入射光軸とある角度（
２０以下）ｔ−なす受光光軸を有する受光光学系とから
なり、該入射光学系はＸ軸及びＹ軸に直交するｚ軸と平
行な直線状縞からなる入射格子とこの入射格子を被測定
立体形状物の表面に結像する為の手段を有し、該受光光
学系は被測定立体形状物表面像の結像手段と該結像面に
置かれる受光格子を有し、かつ、該入射格子社、被測定
立体形状物がその理想形状である場合に、被−１定立体
形状物表面に等間隔切断！１を結像せしめるように選ば
れた間隔を有する平行１群からなり、該受光格子は普棚
定立体形状物表面の鋏等間隔切断線の像とモアレ縞を形
成する等開隔平行縞からなることを特徴とする立体形状
の光学的測定法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16837881A JPS5870107A (ja) | 1981-10-21 | 1981-10-21 | 立体形状の光学的測定法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16837881A JPS5870107A (ja) | 1981-10-21 | 1981-10-21 | 立体形状の光学的測定法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5870107A true JPS5870107A (ja) | 1983-04-26 |
Family
ID=15866984
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16837881A Pending JPS5870107A (ja) | 1981-10-21 | 1981-10-21 | 立体形状の光学的測定法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5870107A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100495900B1 (ko) * | 2002-05-22 | 2005-06-16 | (주)트릭센 | 전자부품 및 솔더 도포 검사장치 |
| CN112595261A (zh) * | 2020-12-01 | 2021-04-02 | 哈尔滨石油学院 | 一种基于结构光的锈斑检测系统 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5242755A (en) * | 1975-10-01 | 1977-04-02 | Hitachi Ltd | Process for measuring displacements on the overall peripheral surface of a cylindrical object by means of moire fringe |
| JPS5589705A (en) * | 1978-12-28 | 1980-07-07 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | Distortion inspection method for three dimension curved glass |
-
1981
- 1981-10-21 JP JP16837881A patent/JPS5870107A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5242755A (en) * | 1975-10-01 | 1977-04-02 | Hitachi Ltd | Process for measuring displacements on the overall peripheral surface of a cylindrical object by means of moire fringe |
| JPS5589705A (en) * | 1978-12-28 | 1980-07-07 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | Distortion inspection method for three dimension curved glass |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100495900B1 (ko) * | 2002-05-22 | 2005-06-16 | (주)트릭센 | 전자부품 및 솔더 도포 검사장치 |
| CN112595261A (zh) * | 2020-12-01 | 2021-04-02 | 哈尔滨石油学院 | 一种基于结构光的锈斑检测系统 |
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