JPS6310761B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6310761B2 JPS6310761B2 JP15035981A JP15035981A JPS6310761B2 JP S6310761 B2 JPS6310761 B2 JP S6310761B2 JP 15035981 A JP15035981 A JP 15035981A JP 15035981 A JP15035981 A JP 15035981A JP S6310761 B2 JPS6310761 B2 JP S6310761B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- circuit
- phase
- measurement object
- slit image
- 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.)
- Expired
Links
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 26
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 23
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 13
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、光信号を利用した形状測定装置に関
するものである。更に詳しくは、本発明は、例え
ば自動車のクレイモデルのような３次元の形状を
測定する場合等に適用して有効な光学式形状測定
装置に関するものである。
するものである。更に詳しくは、本発明は、例え
ば自動車のクレイモデルのような３次元の形状を
測定する場合等に適用して有効な光学式形状測定
装置に関するものである。
第１図は本発明が適用される装置の基本的な動
作を説明するための説明図である。
作を説明するための説明図である。
この装置は、光源２からのスリツト光束を、測
定物体１の表面に投射し、このスリツト像を一次
元の光センサアレイ（例えばCCDホトダイオー
ドアレイ）３で捕え、この光センサアレイから出
力されるスリツト像の位置を代表している輝度分
布信号をバンドパスフイルタ４を通過させ、その
基本波の位相を測定することによつて、測定物体
の位置あるいは形状を知ることができる。ここで
形状の測定は、通常光源２と、光センサアレイ３
との位置関係を固定して、測定物体を移動あるい
は回転させながらバンドパスフイルタ４からの信
号の位相を測定することで行われる。すなわち、
測定物体１が実線で示すような位置にあるとき、
その表面に投射されたスリツト像はＰ点にあり、
このスリツト像は光センサアレイ３のP′点におい
て結像している。いま、測定物体１が破線に示す
ような位置に移動したとすれば、投射されている
スリツト像はＱ点に移動し、光センサアレイ３に
おいて結像しているスリツト像もQ′点に移動す
る。
定物体１の表面に投射し、このスリツト像を一次
元の光センサアレイ（例えばCCDホトダイオー
ドアレイ）３で捕え、この光センサアレイから出
力されるスリツト像の位置を代表している輝度分
布信号をバンドパスフイルタ４を通過させ、その
基本波の位相を測定することによつて、測定物体
の位置あるいは形状を知ることができる。ここで
形状の測定は、通常光源２と、光センサアレイ３
との位置関係を固定して、測定物体を移動あるい
は回転させながらバンドパスフイルタ４からの信
号の位相を測定することで行われる。すなわち、
測定物体１が実線で示すような位置にあるとき、
その表面に投射されたスリツト像はＰ点にあり、
このスリツト像は光センサアレイ３のP′点におい
て結像している。いま、測定物体１が破線に示す
ような位置に移動したとすれば、投射されている
スリツト像はＱ点に移動し、光センサアレイ３に
おいて結像しているスリツト像もQ′点に移動す
る。
したがつて、光センサアレイ３から出力される
スリツト像の輝度分布を示す出力信号のピーク位
置の移動量（位相）φを測定することによつて、
測定物体の位置（形状）を知ることができる。
スリツト像の輝度分布を示す出力信号のピーク位
置の移動量（位相）φを測定することによつて、
測定物体の位置（形状）を知ることができる。
このような手法の形状測定装置は、測定物体と
非接触で測定が行なえるうえ、測定精度が高い
等、種々特徴がある。しかしながら、このような
装置におけるひとつの問題点は、測定物体１の表
面に輝度むらが存在するような場合、光センサア
レイ３上に結像するスリツト像は、左右が非対称
の輝度分布信号となり、このためバンドパスフイ
ルタ４を介して得られる基本波信号のピーク位置
がずれ、正しい位置（形状）を測定できなくなる
点である。
非接触で測定が行なえるうえ、測定精度が高い
等、種々特徴がある。しかしながら、このような
装置におけるひとつの問題点は、測定物体１の表
面に輝度むらが存在するような場合、光センサア
レイ３上に結像するスリツト像は、左右が非対称
の輝度分布信号となり、このためバンドパスフイ
ルタ４を介して得られる基本波信号のピーク位置
がずれ、正しい位置（形状）を測定できなくなる
点である。
ここにおいて、本発明は、第１図に示す構成の
形状測定装置において、測定物体１の表面に輝度
むらがあつても、これを補償し、測定物体１の種
類にかかわらず正確な形状測定が行えるようにし
たものである。
形状測定装置において、測定物体１の表面に輝度
むらがあつても、これを補償し、測定物体１の種
類にかかわらず正確な形状測定が行えるようにし
たものである。
本発明に係る装置は、光センサアレイ３から出
力される信号の位相を、輝度分布信号を所定レベ
ルだけレベルシフトした信号、又は、輝度分布信
号とこの信号をレベルシフトした信号との位相差
に関連した信号によつて修正し、修正後の信号の
位相から測定物体の形状を知るようにしたもので
ある。
力される信号の位相を、輝度分布信号を所定レベ
ルだけレベルシフトした信号、又は、輝度分布信
号とこの信号をレベルシフトした信号との位相差
に関連した信号によつて修正し、修正後の信号の
位相から測定物体の形状を知るようにしたもので
ある。
第２図は本発明に係る装置の要部の構成ブロツ
ク図である。図において、３は光センサアレイを
総括的に示したもので、ここには、測定物体１の
表面に投射されたスリツト像が結像しており、こ
こから光センサアレイ３上に結像するスリツトの
結像位置を代表する輝度分布信号f1が出力されて
いる。５は光センサアレイ３からの信号f1のレベ
ルを所定レベルだけシフトするレベルシフト回
路、４１，４２はバンドパスフイルタで、ひとつ
のバンドパスフイルタ４１は光センサアレイ３か
らの信号f1を入力し、他のひとつのバンドパスフ
イルタ４２は、レベルシフト回路５からの信号f2
を入力としている。６１，６２はそれぞれ位相検
波器で、バンドパスフイル４１，４２からの信号
を入力しており、出力端に、f1，f2の基本波の位
相φ1，φ2に関連した信号をそれぞれ出力する。
７はφ1，φ2の位相差信号を得る演算回路、８は
演算回路７からの出力信号に係数ｍを乗ずる係数
回路、９は位相検出器６１からの出力信号に係数
回路８からの出力信号を加算する演算回路であ
る。
ク図である。図において、３は光センサアレイを
総括的に示したもので、ここには、測定物体１の
表面に投射されたスリツト像が結像しており、こ
こから光センサアレイ３上に結像するスリツトの
結像位置を代表する輝度分布信号f1が出力されて
いる。５は光センサアレイ３からの信号f1のレベ
ルを所定レベルだけシフトするレベルシフト回
路、４１，４２はバンドパスフイルタで、ひとつ
のバンドパスフイルタ４１は光センサアレイ３か
らの信号f1を入力し、他のひとつのバンドパスフ
イルタ４２は、レベルシフト回路５からの信号f2
を入力としている。６１，６２はそれぞれ位相検
波器で、バンドパスフイル４１，４２からの信号
を入力しており、出力端に、f1，f2の基本波の位
相φ1，φ2に関連した信号をそれぞれ出力する。
７はφ1，φ2の位相差信号を得る演算回路、８は
演算回路７からの出力信号に係数ｍを乗ずる係数
回路、９は位相検出器６１からの出力信号に係数
回路８からの出力信号を加算する演算回路であ
る。
このように構成した装置の動作を次に第３図〜
第５図を参照しながら説明する。
第５図を参照しながら説明する。
第３図は測定物体の表面の輝度むらによる影響
を説明するための線図である。ここで、f0は、測
定物体表面に輝度むらがない場合の光センサアレ
イ３からの輝度分布を示す出力波形である。ま
た、ｎは測定物体表面の輝度むらを一次式で表現
したものである。測定物体表面にｎで示すような
輝度むらが存在する場合、光センサアレイからの
出力信号の波形は、破線のf1に示すようにf0から
Δだけずれた位置にピーク位置が存在したものと
なり、これが測定誤差となる。ここで、Ａは、輝
度むらの大きさを示す値である。
を説明するための線図である。ここで、f0は、測
定物体表面に輝度むらがない場合の光センサアレ
イ３からの輝度分布を示す出力波形である。ま
た、ｎは測定物体表面の輝度むらを一次式で表現
したものである。測定物体表面にｎで示すような
輝度むらが存在する場合、光センサアレイからの
出力信号の波形は、破線のf1に示すようにf0から
Δだけずれた位置にピーク位置が存在したものと
なり、これが測定誤差となる。ここで、Ａは、輝
度むらの大きさを示す値である。
第２図において、レベルシフト回路５は、光セ
ンサアレイ３からの出力信号f1を第４図に示すよ
うに所定のレベルＲだけレベルシフトし、f2に示
すような出力信号を得る。
ンサアレイ３からの出力信号f1を第４図に示すよ
うに所定のレベルＲだけレベルシフトし、f2に示
すような出力信号を得る。
光センサアレイ３からの出力信号f1およびレベ
ルシフト回路５でレベルシフトされた信号f2は、
それぞれバンドパスフイルタ４１，４２を介して
位相検波器６１，６２に印加される。ここで、信
号f1の基本波の位相φ1と、信号f2の基本波の位相
φ2が検出される。
ルシフト回路５でレベルシフトされた信号f2は、
それぞれバンドパスフイルタ４１，４２を介して
位相検波器６１，６２に印加される。ここで、信
号f1の基本波の位相φ1と、信号f2の基本波の位相
φ2が検出される。
第５図は、測定物体表面の輝度むらの値Ａと、
信号f1，f2の基本波の位相φ1，φ2の差（φ2−φ1）
との関係を示す線図である。この線図から、2B
幅（スリツト像の幅）の大小にかかわらず、輝度
むらの大きさＡと、位相φ1，φ2の差とは、ほぼ
比例関係にあることが分かる。
信号f1，f2の基本波の位相φ1，φ2の差（φ2−φ1）
との関係を示す線図である。この線図から、2B
幅（スリツト像の幅）の大小にかかわらず、輝度
むらの大きさＡと、位相φ1，φ2の差とは、ほぼ
比例関係にあることが分かる。
第２図において、演算回路７は、f1，f2の基本
波の位相φ1，φ2の位相差φ2−φ1を演算し、測定
物体表面の輝度むらの値Ａに関連した信号Δφを
出力する。この信号Δφは、係数回路８を介して
所定の係数ｍが掛けられ、演算回路９において、
位相検波器６１からの信号φ1に加算され、φ1を
補正する。これによつて、演算回路９から出力さ
れる出力信号epは、測定物体表面の輝度むらの存
在にかかわらず、これが正確に修正されたものと
なり、各種の測定物体の形状を正確に測定するこ
とができる。
波の位相φ1，φ2の位相差φ2−φ1を演算し、測定
物体表面の輝度むらの値Ａに関連した信号Δφを
出力する。この信号Δφは、係数回路８を介して
所定の係数ｍが掛けられ、演算回路９において、
位相検波器６１からの信号φ1に加算され、φ1を
補正する。これによつて、演算回路９から出力さ
れる出力信号epは、測定物体表面の輝度むらの存
在にかかわらず、これが正確に修正されたものと
なり、各種の測定物体の形状を正確に測定するこ
とができる。
第６図は、本発明に係る装置の他の例を示す要
部構成ブロツク図である。
部構成ブロツク図である。
この実施例では、光センサアレイ３からの出力
信号f1と、この出力信号f1をレベルシフト回路５
及び係数回路８を介して得られた信号とを演算回
路７に印加し、ここで両信号の波形どうしの引き
算演算を行う。これによつて、光センサアレイ３
からの出力信号の輝度むらによつてシフトした分
を補償するようにしている。そして、演算回路７
の出力信号は、バンドパスフイルタ４、位相検波
器６を介して出力信号epとなる。
信号f1と、この出力信号f1をレベルシフト回路５
及び係数回路８を介して得られた信号とを演算回
路７に印加し、ここで両信号の波形どうしの引き
算演算を行う。これによつて、光センサアレイ３
からの出力信号の輝度むらによつてシフトした分
を補償するようにしている。そして、演算回路７
の出力信号は、バンドパスフイルタ４、位相検波
器６を介して出力信号epとなる。
以上説明したように、本発明に係る装置によれ
ば、測定物体表面の輝度むらの影響を受けないの
で、各種類の測定物体の形状測定を正確に行なう
ことができる。
ば、測定物体表面の輝度むらの影響を受けないの
で、各種類の測定物体の形状測定を正確に行なう
ことができる。
第１図は本発明が適用される装置の基本的な動
作を説明するための説明図、第２図は本発明に係
る装置の要部の構成ブロツク図、第３図は測定物
体の表面の輝度むらによる影響を説明するための
線図、第４図は第２図ブロツク図の動作を説明す
るための波形図、第５図は測定物体表面の輝度む
らと信号f1，f2の基本波の位相差との関係を示す
線図、第６図は本発明に係る装置の他の例を示す
要部構成ブロツク図である。 １……測定物体、２……光源、３……光センサ
アレイ、４，４１，４２……バンドパスフイル
タ、５……レベルシフト回路、６，６１，６２…
…位相検波器、７，９……演算回路、８……係数
回路。
作を説明するための説明図、第２図は本発明に係
る装置の要部の構成ブロツク図、第３図は測定物
体の表面の輝度むらによる影響を説明するための
線図、第４図は第２図ブロツク図の動作を説明す
るための波形図、第５図は測定物体表面の輝度む
らと信号f1，f2の基本波の位相差との関係を示す
線図、第６図は本発明に係る装置の他の例を示す
要部構成ブロツク図である。 １……測定物体、２……光源、３……光センサ
アレイ、４，４１，４２……バンドパスフイル
タ、５……レベルシフト回路、６，６１，６２…
…位相検波器、７，９……演算回路、８……係数
回路。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 測定物体上にスリツト像を投射する光源と、
前記測定物体上から反射したスリツト像を捕らえ
測定物体表面のスリツト像の位置を代表している
輝度分布信号を出力する光センサアレイと、この
光センサアレイからの輝度分布信号を所定レベル
だけシフトするレベルシフト回路と、前記輝度分
布信号をバンドパスフイルタを介して位相検波す
る第１の回路と、前記レベルシフト回路からの信
号をバンドパスフイルタを介して位相検波する第
２の回路と、前記第１の回路からの信号と第２の
回路からの信号の位相差信号を得る演算回路と、
前記第１の回路からの信号を前記演算回路からの
信号に所定の計数をかけた信号によつて修正する
修正回路とを備え、 前記修正回路からの信号の位相を測定すること
によつて、前記測定物体の形状（位置）を知るよ
うにした光学式形状測定装置。 ２ 測定物体上にスリツト像を投射する光源と、
前記測定物体上から反射したスリツト像を捕らえ
測定物体表面のスリツト像の位置を代表している
輝度分布信号を出力する光センサアレイと、この
光センサアレイからの輝度分布信号を所定レベル
だけシフトするレベルシフト回路と、前記輝度分
布信号とレベルシフト回路からの信号に所定の計
数をかけた信号との引き算演算を行う演算回路
と、この演算回路からの信号をバンドパスフイル
タを介して位相検波する位相検波器とを備え、 前記位相検波器からの信号の位相を測定するこ
とによつて、前記測定物体の形状（位置）を知る
ようにした光学式形状測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15035981A JPS5852512A (ja) | 1981-09-22 | 1981-09-22 | 光学式形状測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15035981A JPS5852512A (ja) | 1981-09-22 | 1981-09-22 | 光学式形状測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5852512A JPS5852512A (ja) | 1983-03-28 |
| JPS6310761B2 true JPS6310761B2 (ja) | 1988-03-09 |
Family
ID=15495260
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15035981A Granted JPS5852512A (ja) | 1981-09-22 | 1981-09-22 | 光学式形状測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5852512A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63161856A (ja) * | 1986-12-22 | 1988-07-05 | Nippon Densan Kk | デイスク用スピンドルモ−タ |
| JPH02132358U (ja) * | 1989-03-31 | 1990-11-02 |
-
1981
- 1981-09-22 JP JP15035981A patent/JPS5852512A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63161856A (ja) * | 1986-12-22 | 1988-07-05 | Nippon Densan Kk | デイスク用スピンドルモ−タ |
| JPH02132358U (ja) * | 1989-03-31 | 1990-11-02 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5852512A (ja) | 1983-03-28 |
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