JPS63153411A - 形状計測装置 - Google Patents
形状計測装置Info
- Publication number
- JPS63153411A JPS63153411A JP61300030A JP30003086A JPS63153411A JP S63153411 A JPS63153411 A JP S63153411A JP 61300030 A JP61300030 A JP 61300030A JP 30003086 A JP30003086 A JP 30003086A JP S63153411 A JPS63153411 A JP S63153411A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- slit
- light
- semiconductor lasers
- slit beam
- measuring device
- 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.)
- Pending
Links
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- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 14
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 abstract description 11
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 abstract description 8
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 abstract description 4
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 5
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- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
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- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Supply And Installment Of Electrical Components (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
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】
〔概 要〕
本発明は、光切断法を用いた形状計測装置において、計
測の際に使用するスリット状の光ビーム(以下、スリッ
トビームと称す)を、一列に配列された複数個の半導体
レーザとシリンド′リカルレンズとで作成すると共に、
」二記スリソi・ビームの光強度分布を上記半導体レー
ザの駆動電流で制御するようにしたごとにより、いわゆ
るシェーディングの影習をなくし、高速かつ正確な計測
を可能にしたものである。
測の際に使用するスリット状の光ビーム(以下、スリッ
トビームと称す)を、一列に配列された複数個の半導体
レーザとシリンド′リカルレンズとで作成すると共に、
」二記スリソi・ビームの光強度分布を上記半導体レー
ザの駆動電流で制御するようにしたごとにより、いわゆ
るシェーディングの影習をなくし、高速かつ正確な計測
を可能にしたものである。
本発明は、例えばプリント板上に実装された部品等の三
次元形状を光切断法を用いて計測する形状計測装置に関
する。
次元形状を光切断法を用いて計測する形状計測装置に関
する。
現在、FA等の分野で、各種物体の三次元形状を計測す
る技術の研究・開発が盛んに行われている。
る技術の研究・開発が盛んに行われている。
上記光切断法の原理を第4図に示す。まず同図+a)に
示すように、スリットビームLを対象物体M上に照射し
、その反射光を上記照射の方向とは異なる方向からTV
カメラN等で撮像する。すると、同図(b)に示すよう
に、対称物体Mをスリットビームして切断して得られる
断面形状に相当する二次元の撮像画像が得られる。この
ような撮像画像を対称物体Mの各位置で得て、これらを
組合せることにより、三次元形状を得ることができる。
示すように、スリットビームLを対象物体M上に照射し
、その反射光を上記照射の方向とは異なる方向からTV
カメラN等で撮像する。すると、同図(b)に示すよう
に、対称物体Mをスリットビームして切断して得られる
断面形状に相当する二次元の撮像画像が得られる。この
ような撮像画像を対称物体Mの各位置で得て、これらを
組合せることにより、三次元形状を得ることができる。
従来、上記スリットビームLを作成する手段としては、
例えば1個の半導体レーザから出力された光ビームを、
シリンドリカルレンズを通過させることによりスリット
状に絞るようにしたものが知られている。
例えば1個の半導体レーザから出力された光ビームを、
シリンドリカルレンズを通過させることによりスリット
状に絞るようにしたものが知られている。
」二連したようにして作成されたスリットビームLを照
射した場合、TVカメラN等で検知される光(以下、検
知光と称す)には、「シェーディング」と呼ばれる、第
5図に示すように周辺部が暗くなる現象が生じる。シェ
ーディングが生じると、背景のノイズ光や電気的ノイズ
に対する信号レベルの比(すなわちS/N比)が低下し
、よって計測誤差の原因となる。
射した場合、TVカメラN等で検知される光(以下、検
知光と称す)には、「シェーディング」と呼ばれる、第
5図に示すように周辺部が暗くなる現象が生じる。シェ
ーディングが生じると、背景のノイズ光や電気的ノイズ
に対する信号レベルの比(すなわちS/N比)が低下し
、よって計測誤差の原因となる。
また、上記TVカメラNの代りにCCDラインセンサを
用いることによって高速の計測が期待されるが、従来に
おいては、長い領域にわたって光強度の強いスリットビ
ームを得ることができなかったので、十分な高速性を得
るのは困難であった。
用いることによって高速の計測が期待されるが、従来に
おいては、長い領域にわたって光強度の強いスリットビ
ームを得ることができなかったので、十分な高速性を得
るのは困難であった。
本発明は、上記問題点に鑑み、シェーディングの影響の
ない正確な計測を可能にし、しかも一段と高速の計測を
可能にした形状計測装置を提供することを目的とする。
ない正確な計測を可能にし、しかも一段と高速の計測を
可能にした形状計測装置を提供することを目的とする。
本発明の形状計測装置は、スリットビームの作成手段と
して、一列に配列された複数個の半導体レーザからの光
ビームをシリンドリカルレンズでスリットビームに変換
する手段を備えると共に、スリットビームの周辺部の光
強度が中央部よりも強くなるように上記半導体レーザの
それぞれの駆動電流を制御する半導体レーザ駆動手段を
備えたものである。
して、一列に配列された複数個の半導体レーザからの光
ビームをシリンドリカルレンズでスリットビームに変換
する手段を備えると共に、スリットビームの周辺部の光
強度が中央部よりも強くなるように上記半導体レーザの
それぞれの駆動電流を制御する半導体レーザ駆動手段を
備えたものである。
上記のようにしてスリットビームの光強度分布を中央部
よりも周辺部で強くなるようにすれば、前述したシェー
ディングによる影響が打ち消され、その検知光の光強度
分布は均一になる。従って、周辺部においても大きなS
/N比が得られ、正確な計測が可能になる。
よりも周辺部で強くなるようにすれば、前述したシェー
ディングによる影響が打ち消され、その検知光の光強度
分布は均一になる。従って、周辺部においても大きなS
/N比が得られ、正確な計測が可能になる。
また、複数個の半導体レーザを一列に配列してスリット
ビームを作成しているので、長い領域を、しかも強い光
で照明することができる。従って、広汎な領域を一度に
検知することができ、極めて高速の計測が可能になる。
ビームを作成しているので、長い領域を、しかも強い光
で照明することができる。従って、広汎な領域を一度に
検知することができ、極めて高速の計測が可能になる。
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら説
明する。
明する。
第1図は本発明の一実施例の主要部(スリットビーム作
成手段及び半導体レーザ駆動手段)を示し、同図tag
、 tb)はそれぞれ正面図、側面図である。
成手段及び半導体レーザ駆動手段)を示し、同図tag
、 tb)はそれぞれ正面図、側面図である。
本実施例に係るスリットビーム作成手段は、まず複数個
(第1図ta+では7個)の半導体レーザ1a−1gを
一列に配列すると共に、その配列方向に沿って長く延び
たシリンドリカルレンズ2を備えている。上記半導体レ
ーザla〜1gから出力されたそれぞれの光ビームは、
シリンドリカルレンズ2によってスリット状に絞られ、
一本のスリットビームLとなる。
(第1図ta+では7個)の半導体レーザ1a−1gを
一列に配列すると共に、その配列方向に沿って長く延び
たシリンドリカルレンズ2を備えている。上記半導体レ
ーザla〜1gから出力されたそれぞれの光ビームは、
シリンドリカルレンズ2によってスリット状に絞られ、
一本のスリットビームLとなる。
6一
なお、シリンドリカルレンズ2上の所定領域に遮光マス
ク3を設け、各半導体レーザからの光ビームのうち放射
角の大きくなる部分(すなわちスリット状に結像されに
くい部分)を遮断している。
ク3を設け、各半導体レーザからの光ビームのうち放射
角の大きくなる部分(すなわちスリット状に結像されに
くい部分)を遮断している。
それと共に、上記スリットビームしは、互いに隣接する
個々の半導体レーザについて得られる各スリットビーム
が互いに半分領域ずつ重ね合わされたものとなっている
。
個々の半導体レーザについて得られる各スリットビーム
が互いに半分領域ずつ重ね合わされたものとなっている
。
更に本実施例は、半導体レーザ1a〜1gの駆動手段と
して、それぞれ半導体レーザ駆動回路4a〜4gを備え
ている。半導体レーザ1a〜1gは、一般には第3図に
示すように、駆動電流(順電流)に応じて光出力が変化
する。そこで本実施例では、半導体レーザ1a〜1gの
それぞれの駆動電流を半導体レーザ駆動回路4a〜4g
で制御することによって、第2図(alに示すように、
スリットビームLの光強度分布を中央部よりも周辺部で
強くなるようにしたものである。なお、同図中のa、b
は、第1図に示したスリットビームL上の位置a、bに
それぞれ対応しており、a、b間が実際の使用範囲であ
る。
して、それぞれ半導体レーザ駆動回路4a〜4gを備え
ている。半導体レーザ1a〜1gは、一般には第3図に
示すように、駆動電流(順電流)に応じて光出力が変化
する。そこで本実施例では、半導体レーザ1a〜1gの
それぞれの駆動電流を半導体レーザ駆動回路4a〜4g
で制御することによって、第2図(alに示すように、
スリットビームLの光強度分布を中央部よりも周辺部で
強くなるようにしたものである。なお、同図中のa、b
は、第1図に示したスリットビームL上の位置a、bに
それぞれ対応しており、a、b間が実際の使用範囲であ
る。
このようにスリットビームLの光強度分布を中央部より
も周辺部で強くなるようにしたので、第5図に示したよ
うなシェーディング(検知光の周辺部で光強度が弱くな
る現象)の影響が打ち消されることになり、その結果、
第2図(b)に示すように検知光の強度分布を全領域に
わたって均一にすることができる。従って、中央部だけ
でなく周辺部においても大きなS/N比が得られ、誤差
のない正確な計測が可能になる。
も周辺部で強くなるようにしたので、第5図に示したよ
うなシェーディング(検知光の周辺部で光強度が弱くな
る現象)の影響が打ち消されることになり、その結果、
第2図(b)に示すように検知光の強度分布を全領域に
わたって均一にすることができる。従って、中央部だけ
でなく周辺部においても大きなS/N比が得られ、誤差
のない正確な計測が可能になる。
また、複数個の半導体レーザ1a〜1gを一列に配列し
、それぞれについて得られる個々のスリットビームを組
合せて1本のスリットビームLを作成しているので、こ
のようにして作成されたスリットビームしは使用範囲が
長く (例えば200 *璽程度)、シかも光強度が大
きい(例えば総出力100 mW程度)。従って、法
尻な領域を一度に検知することができ、極めて高速の計
測が可能になる。
、それぞれについて得られる個々のスリットビームを組
合せて1本のスリットビームLを作成しているので、こ
のようにして作成されたスリットビームしは使用範囲が
長く (例えば200 *璽程度)、シかも光強度が大
きい(例えば総出力100 mW程度)。従って、法
尻な領域を一度に検知することができ、極めて高速の計
測が可能になる。
本発明の形状計測装置によれば、検知光におけるシェー
ディングの影響をなくすことができ、しかも長く大きな
光強度を持つスリットビームを作成できるので、極めて
高速かつ正確な計測が可能になる。
ディングの影響をなくすことができ、しかも長く大きな
光強度を持つスリットビームを作成できるので、極めて
高速かつ正確な計測が可能になる。
第1図は本発明の一実施例の主要部(スリットビーム作
成手段及び半導体レーザ駆動手段)を示し、同図(al
は正面図、同図(b)は側面図、第2図+a)、 fb
)は上記実施例におけるスリットビームLと検知光のそ
れぞれの強度分布を示す図、第3図は半導体レーザの一
般的な駆動電流(順電流)−光出力特性を示す図、 第4図fa)及びfb)は光切断法の原理を示す図、第
5図は従来における検知光の強度分布であって、特には
その問題点であるシェーディングを示す図である。 1a〜1g・・・半導体レーザ、 2・・・シリンドリカルレンズ、 3・・・遮光マスク、 4a〜4g・・・半導体レーザ駆動回路、L・・・スリ
ットビーム。
成手段及び半導体レーザ駆動手段)を示し、同図(al
は正面図、同図(b)は側面図、第2図+a)、 fb
)は上記実施例におけるスリットビームLと検知光のそ
れぞれの強度分布を示す図、第3図は半導体レーザの一
般的な駆動電流(順電流)−光出力特性を示す図、 第4図fa)及びfb)は光切断法の原理を示す図、第
5図は従来における検知光の強度分布であって、特には
その問題点であるシェーディングを示す図である。 1a〜1g・・・半導体レーザ、 2・・・シリンドリカルレンズ、 3・・・遮光マスク、 4a〜4g・・・半導体レーザ駆動回路、L・・・スリ
ットビーム。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1)対象物体上にスリット状の光ビーム(L)を照射し
、その反射光を前記照射の方向とは異なる方向から観測
することにより、前記対象物体の三次元形状を計測する
形状計測装置において、複数個の半導体レーザ(1a〜
1g)を一列に配列し、該複数個の半導体レーザからの
光ビームをシリンドリカルレンズ(2)で前記スリット
状の光ビームに変換するスリットビーム作成手段と、前
記スリット状の光ビームの周辺部の光強度が中央部の光
強度よりも強くなるように、前記複数個の半導体レーザ
のそれぞれの駆動電流を制御する半導体レーザ駆動手段
(4a〜4g)とを備えたことを特徴とする形状計測装
置。 2)前記半導体レーザからの光ビームのうちの放射角の
大きくなる部分を遮断する遮光マスク(3)を設けたこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の形状計測装
置。 3)前記スリット状の光ビームは、前記複数個の半導体
レーザのうち互いに隣接する個々の半導体レーザについ
て得られるスリット状の光ビームの半分領域を互いに重
ね合わせてできていることを特徴とする特許請求の範囲
第1項または第2項記載の形状計測装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61300030A JPS63153411A (ja) | 1986-12-18 | 1986-12-18 | 形状計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61300030A JPS63153411A (ja) | 1986-12-18 | 1986-12-18 | 形状計測装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63153411A true JPS63153411A (ja) | 1988-06-25 |
Family
ID=17879861
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61300030A Pending JPS63153411A (ja) | 1986-12-18 | 1986-12-18 | 形状計測装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63153411A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004191200A (ja) * | 2002-12-11 | 2004-07-08 | Ckd Corp | 三次元計測装置 |
JP2017532533A (ja) * | 2014-08-10 | 2017-11-02 | フェイスブック,インク. | 3d感知用構造化光 |
-
1986
- 1986-12-18 JP JP61300030A patent/JPS63153411A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004191200A (ja) * | 2002-12-11 | 2004-07-08 | Ckd Corp | 三次元計測装置 |
JP2017532533A (ja) * | 2014-08-10 | 2017-11-02 | フェイスブック,インク. | 3d感知用構造化光 |
US10837765B2 (en) | 2014-08-10 | 2020-11-17 | Facebook Technologies, Llc | Structured light sensing for 3D sensing |
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