JPS63196806A - 傾き測定器 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、例えばＶＴＲ上のピンのような固定された
円柱形状の棒の傾きを測定する傾き測定器に関するもの
である。

〔従来の技術〕

第９図及び第１０図はそれぞれ従来の棒の傾き角を測定
する方法及び原理を示す正面図及び説明図である。第９
図において、（１）は被測定物である円柱形状の棒、（
２）は棒（１）を固定し、かつ底面を基準面とする台板
、（３）は３次元測定機（図示せず）のプローブ、（４
）は台板（２）が載置されている３次元測定機の測定テ
ーブルである。３次元測定機では、プローブ（３）は空
間内の３方向に移動可能であり、各軸の位置検出器によ
りプローブ（３）の３次元の移動量が検出できる。第１
０図は３次元測定機の空間座標を表す図で、図中ＸＹ平
面Ｊよ測定テーブル（４）面である。

次に棒（１）の傾き角を測定する場合、第９図に示すよ
うに棒（１）の下端及び上端付近について、直交する２
方向であるＸ及びＹ軸方向からそれぞれプローブ（３）
を当て、計４点の空間座標を測定する。

これにより第１０図に示すような棒（１］のＸＹ両方向
への倒れの凰１ｘ、ｌｙ及び２方向高さβ２がわかり、
棒（１）の真の倒れ量ｌ及び傾き角θは次式で求まるこ
とになる。

１　＝　　ｌｌｘ　＋　ｌｙ　　　　　・・・　（１）
θ＝　ｔａｎ　　（１／ｌｚ　）　　・・・（２１〔発
明が解決しようとする問題点〕 従来、棒（１）の傾き角を測定するためには以上のよう
にプローブ（３）を備える３次元測定機を用いていたの
で、プローブ（３）を空間内で複数回移動させ、そのた
びに棒（１〕の複数個所に接触させてその空間座標を測
定するという手間のかかる作業を必要とし、測定を短時
間に行うことが困難であるという問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、空間で測定器を何度も移動させることなく、
容易かつ短時間に棒の傾き角を測定できる傾き測定器を
得ることを目的とする。

′〔問題点を解決するための手段〕 この発明に係る傾き測定器は、ほぼ直交するような２本
の平行光束を棒に照射する光源と、これらの平行光束の
光路にそれぞれ配置され、上記棒の投影像の位置を検出
する２次元撮像手段とを備え、上記撮像手段で検出され
た投影像の位置から上記棒の傾きを検出するものである
。

〔作用〕

この発明における傾き測定器は、測定時に光源からの平
行光束が棒の複数個所に照射され、この平行光束を受光
する撮像手段に投影された棒の像から棒の傾きを検出す
る。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図をもとに説明する。

第１図〜第５図はこの発明の一実施例による傾き測定器
に関する図であり、ｆＪ４１図は測定の原理を示す説明
図、第２図、第３図はそれぞれ傾き測定器の正面図およ
び平面図、第４図は撮像手段に投影された棒の投影像の
一例を示す説明図、第５図は第４図の要部を示す説明図
である。

まず、第１図において、（５ａ）　、（５ｂ）は例えば
半導体レーザ（ＬＤ）などの光源であり、ほぼ直交する
ような２本の平行光束（６ａ）　、　（６ｂ）を棒（１
）に照射する。（７ａ）　、　（７ｂ）は平行光束（６
ａ）　、　（６ｂ）の光路にそれぞれ配置され、平行光
束（６ａ）　、　（６ｂ）を受光して棒（１）の投影像
の位置を検出する例えば工業用テレビカメラのような２
次元の画像をとらえることができる撮像素子を有する撮
像手段である。

第２図、第３図において、（８）は筐体であり、この例
では光源（５ａ）　、　（５ｂ）および撮像素子（７ａ
）　、　（７ｂ）はこの筐体（８）内に設置されており
、被測定物である棒（１）に筐体（８）をかぶせること
により棒の傾きを測定できるように構成されている。ま
た、この例では平行光束（６ａ）　、　（６ｂ）はその
光紬が測定用テーブル（４）面に平行になるように照射
され、各平行光束（６ａ）　、　（６ｂ）は直交してい
る。第４図、第５図において、０℃は平行光束（６ａ）
または（６ｂ）の受光部分、（２）は棒（１）により遮
光されてできた棒（１）の投影像、（１０ａ　）は基準
となる領域すなわち要部である。

次に傾きの測定方法について説明する。まず、傾き測定
器が第２図、第３図に示すように、２本の平行光束（６
ａ）　、　（６ｂ）が棒（１）を通過するよう測定用テ
ーブル（９）面上に載置されると、撮像素子（７ａ）。

（７ｂ）上には棒（１）の像が投影される。このとき撮
像素子（７ａ）　、　（７ｂ）の明るさの信号はモニタ
テレビまたは画像処理装置など（図示せず）に送られ、
モニタ画面の目視または周知の例えば２ｍ化画像処理に
まり、像の明暗部分の境界、即ち像の工、ツジを検出し
、第５図に示すような撮像素子（６ａ）の要部（１０ａ
）上の像においてエツジの上端（至）及び下端α４の位
置座標ｐｘ　ｔ　ｑｘを測定する。この位置座標ｐｘ＋
ｑｘから第１０図のＸ方向の倒れ量ｌｘは次式で表され
る。尚、ここでは上端（至）と下端ａ４の間の長さｌｚ
における倒れ量を意味する。

ｌｘ　＝　ｌｐｘ　　ｑｘｌ　　　・・−（３〕才だ同
様に撮像素子（７ｂ）上の像についても、エツジの上端
、下端の位置座標ｐｙ、ｑｙを測定し、Ｙ方向の倒れ量
１ｙは む＝１ｐｙ−ｑｙｌ　　　−ｆ４） と求まる。これにより真の傾き量ｌ及び傾き角θは ｚ＝Ｉ八ｉ八ツコア　・・・　（５） θ＝　ｊａｎ　　（ｌ／ｌｚ　）　　　・・−（６）と
して導出できる。

尚、上記実施例では２本の直交する平行光束（６ａ）、
（６ｂ）を棒（１）に照射して棒（１）の傾きを測定し
たが、被測定物が長い場合等には測定精度を上げるため
に、第６図に示すように、ほぼｔハ角な２方向から２本
ずつ計４本の平行光束（６ａ）〜（６ｄ）を当てて各方
向の倒れ囚を計測してもよい。すなわち第６図において
、（５ａ）　〜（５ｄ）は光源、（７ａ）　〜（７ｄ）
は撮像素子である。また、撮像素子（７ａ）　、　（７
ｃ）に投影された棒の像の要部を第７図に示す。図にお
いて、上方（１０ａ）が撮像素子（７ａ）、下方（１０
ｃ　）が撮像素子（７ｃ）によるものである。この場合
、倒れ量を知るために、上方（１０ａ）の像におけるエ
ツジの上端（至）及び下方（１０ｃ）の像におけるエツ
ジの下端（２）の座標を測定し、それらの位置座標ｐｘ
、ｐｙ及び高さの差ｌＺを求めて先述の（３）〜（６）
式に代入すれば傾き角θが得られる。

また、上記実施例では光源（５ａ）〜（５ｄ）を複数個
備えている場合を示したが、例えばビームスプリッタ等
を用いて１個の光源から上記実施例のような複数の平行
光束（６ａ）〜（６ｄ）を出すように構成してもよい。

さらに、撮像素子（７ａ）〜（７ｄ）についても必ずし
も複数個用いなくてもよく、１個の撮像素子（７ａ）で
複数の棒の像を順に処理してもよい。

また、上記実施例では第５図に示すように、棒（１）の
両側のエツジを表す像を撮るような光学系を用いている
が、第８図に示すように、片側のエツジだけを抽出する
ようにしたり、また第４図のような像から上下端を求め
るまうにしたりしても良い。

さらに、上記実施例では棒の傾き角を正確に求める場合
について説明したが、Ｒａ角が正確に分らなくても基準
位置から傾いているか否かを判定したい場合にもこの傾
き測定器を適用できるのはもちろんである。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、ほぼ直交するような
２本の平行光束を棒に照射する光源と、これらの平行光
束の光路にそれぞれ配置され、上記棒の投影像の位置を
検出する２次元撮像手段とを備え、上記撮像手段で検出
された投影像の位置から上記棒の傾きを検出するので、
傾き測定器を棒に一度セットすると、空間内で移動させ
ることなく、棒の傾きを容易かつ短時間に測定できる効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による傾き測定器の原理を
示す説明図、第２図、第３図はこの発明の一実施例によ
る傾き測定器を示すそれぞれ正面図および平面図、第４
図は第１図〜第３図に示す撮像手段に投影された棒の像
を示す説明図、第５図は第４図の要部を示す説明図、第
６図はこの発明の他の実施例による傾き測定器の原理を
示す説明図、第７図は第６図に示す櫻像手段に投影され
た棒の像の要部を示す説明図、第８図はこの発明の他の
実施例に係る棒の像の要部を示す説明図、第９図は従来
の傾き測定器を示す正面図、第１０図はこの発明および
従来のものの傾き角の導出の原理を説明する説明図であ
る。 図におイテ、（１）は棒、（３）はプローブ、（５ａ）
−（５ｄ）は光源、（６ａ）　〜（６ｄ）は平行光束、
（７ａ）　〜（７ｄ）は撮像素子である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示すもの
とする。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 円柱形状の棒の基準平面に対する傾きを測定する傾き測
   定器において、ほぼ直交するような２本の平行光束を上
   記棒に照射する光源と、これらの平行光束の光路にそれ
   ぞれ配置され、上記棒の投影像の位置を検出する２次元
   撮像手段とを備え、上記撮像手段で検出された投影像の
   位置から上記棒の傾きを検出することを特徴とする傾き
   測定器。