JPH041511A - 非接触形状測定装置 - Google Patents
非接触形状測定装置Info
- Publication number
- JPH041511A JPH041511A JP10145790A JP10145790A JPH041511A JP H041511 A JPH041511 A JP H041511A JP 10145790 A JP10145790 A JP 10145790A JP 10145790 A JP10145790 A JP 10145790A JP H041511 A JPH041511 A JP H041511A
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- Japan
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- subject
- shape
- angle
- laser light
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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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、生産工場に於ける連続成型物、とくに柔軟体
や断面形状の複雑な成型物の形状、外形寸法などを計測
する非接触形状測定装置に関する。
や断面形状の複雑な成型物の形状、外形寸法などを計測
する非接触形状測定装置に関する。
断面の形状が複雑でない連続成型物を非接触でその外形
寸法、形状を測定する場合は、可視光線やレーザ光の平
行光線による影を計測するなどの方式が利用されている
。
寸法、形状を測定する場合は、可視光線やレーザ光の平
行光線による影を計測するなどの方式が利用されている
。
しかし、断面形状の複雑な成型物の被写体につき、その
形状、外形寸法等を上記従来の方式で計測することは不
可能であり、従来、複雑な形状を非接触で忠実に計測す
る装置はなかった６本発明は上記の問題点にかんがみ、
柔軟体や断面形状の複雑な成型物の形状、外形寸法など
を非接触で計測する装置を提供することを目的とする。
形状、外形寸法等を上記従来の方式で計測することは不
可能であり、従来、複雑な形状を非接触で忠実に計測す
る装置はなかった６本発明は上記の問題点にかんがみ、
柔軟体や断面形状の複雑な成型物の形状、外形寸法など
を非接触で計測する装置を提供することを目的とする。
〔課題を解決するための手段］
本発明は、被写体の中心軸と直角方向にレーザ光を発す
るレーザ光源、レーザ光源と被写体との間に配置され、
レーザ光を扇状ビームに拡散又は扇状に走査して被写体
に照射する照射手段、撮影方向をレーザ光と角度θをな
して配置され、被写体の外形描写線を撮影するＴＶカメ
ラ、ＴＶカメラで撮影した画像電気信号に対し角度θの
変換を行う画像処理回路を有する被写体の非接触形状測
定装置である。
るレーザ光源、レーザ光源と被写体との間に配置され、
レーザ光を扇状ビームに拡散又は扇状に走査して被写体
に照射する照射手段、撮影方向をレーザ光と角度θをな
して配置され、被写体の外形描写線を撮影するＴＶカメ
ラ、ＴＶカメラで撮影した画像電気信号に対し角度θの
変換を行う画像処理回路を有する被写体の非接触形状測
定装置である。
すなわち本発明は円柱レンズなどを使用して、幅の狭い
扇状ビームに拡散したレーザ光を、被写体（被測定物）
の外周上、その中心軸に直角に照射するか、或いはレー
ザ光を被測定物の中心軸に直角の方向に走査して、これ
を斜めの一定角度（θ度）からＣＣＤ （ｃｈａｒｇｅ
ｃｏｕｐｌｅｄ ｄｅｖｉｃｅｓ）またはＭＯ３型素
子などの固体撮像素子を使用したＴＶカメラで撮像し、
外周画像の電気信号を得、その画像電気信号を更に（９
０−θ）度回転させるなどの画像処理回路に導いて、横
断面形状に相当する画像電気信号を得て、基準画像との
比較などから、被測定物の形状や外形寸法を求めるもの
である。
扇状ビームに拡散したレーザ光を、被写体（被測定物）
の外周上、その中心軸に直角に照射するか、或いはレー
ザ光を被測定物の中心軸に直角の方向に走査して、これ
を斜めの一定角度（θ度）からＣＣＤ （ｃｈａｒｇｅ
ｃｏｕｐｌｅｄ ｄｅｖｉｃｅｓ）またはＭＯ３型素
子などの固体撮像素子を使用したＴＶカメラで撮像し、
外周画像の電気信号を得、その画像電気信号を更に（９
０−θ）度回転させるなどの画像処理回路に導いて、横
断面形状に相当する画像電気信号を得て、基準画像との
比較などから、被測定物の形状や外形寸法を求めるもの
である。
この基準となる画像信号として、あらかしめ−方向より
レーザ平行光線を当て影の部分の長さをＴＶカメラで撮
像してこれを画像処理回路に記憶させたもの、後記第４
図の実施例のように複数のレーザ光源及び照射手段が配
置された非接触形状測定装置においてはそのうちの一つ
のレーザ光源により撮影される外形描写線の画像電気信
号が用いられる。
レーザ平行光線を当て影の部分の長さをＴＶカメラで撮
像してこれを画像処理回路に記憶させたもの、後記第４
図の実施例のように複数のレーザ光源及び照射手段が配
置された非接触形状測定装置においてはそのうちの一つ
のレーザ光源により撮影される外形描写線の画像電気信
号が用いられる。
本発明を図にもとづき説明する。第１図および第２図は
本発明の構成を示す。第１図は平面図、第２図は側面図
である。
本発明の構成を示す。第１図は平面図、第２図は側面図
である。
■は被写体であり、その中心軸Ａに直角の方向から、レ
ーザ光源２から発したレーザ光２５を円柱レンズ３など
で幅の狭い扇状ビーム２６に拡散して照射する。被写体
ｌの外形描写線５を斜めの一定角度（例えば約４５度）
から、固体撮像素子を使用したＴＶカメラ６で撮像し、
これに角度変換などの画像処理を行って横断面外周形状
に相当する画像を作り、基準画像との比較などから、被
測定物の形状や外形寸法を求める。
ーザ光源２から発したレーザ光２５を円柱レンズ３など
で幅の狭い扇状ビーム２６に拡散して照射する。被写体
ｌの外形描写線５を斜めの一定角度（例えば約４５度）
から、固体撮像素子を使用したＴＶカメラ６で撮像し、
これに角度変換などの画像処理を行って横断面外周形状
に相当する画像を作り、基準画像との比較などから、被
測定物の形状や外形寸法を求める。
また扇状ビーム２６の照射法としては、第３図に示すよ
うな回転多面鏡７、又は回転プリズム、振動ミラーなど
を使用して、レーザ光源２から発射したレーザ光を被写
体１に照射しても同一効果が得られる。
うな回転多面鏡７、又は回転プリズム、振動ミラーなど
を使用して、レーザ光源２から発射したレーザ光を被写
体１に照射しても同一効果が得られる。
ＴＶカメラ６としては、ＣＣＤまたはＭＯ３型面体操像
素子を使用したものを採用する。これは幾何学的に正確
で図形歪みがなく、外部磁界の影響も受けず、本発明の
目的に最適である。
素子を使用したものを採用する。これは幾何学的に正確
で図形歪みがなく、外部磁界の影響も受けず、本発明の
目的に最適である。
このＴＶカメラを被写体１の外形描写線５から斜めの一
定角度θ（約４５度）傾けて配置して撮像すると、画像
は（ｓｉｎθ）倍の位置歪みを受ける。
定角度θ（約４５度）傾けて配置して撮像すると、画像
は（ｓｉｎθ）倍の位置歪みを受ける。
従って、これを断面画像に変換するには、その画像電気
信号を更に（９０−θ）度回転させる、即ち（１７ｓｉ
ｎθ）倍するなどの画像処理が必要になる。これは第５
図のごとき画像処理回路で行われる。
信号を更に（９０−θ）度回転させる、即ち（１７ｓｉ
ｎθ）倍するなどの画像処理が必要になる。これは第５
図のごとき画像処理回路で行われる。
特に外周形状の複雑な被写体の場合には、測定断面の同
一面内に上記のレーザ光源及び照射手段とレーザ光源と
角度θをなして配置されたＴＶカメラを複数組（角度θ
は同一であっても異なっていてもよい）設置する構成が
適当である。第４図は４組設置した例を示す。被写体１
の測定断面の同一面内にレーザ光源２１・２２・２３・
２４および円柱レンズ３１・３２・３３・３４を使用し
て、順次扇状ビームレーザ光を被測定物の外周に当て、
これと同期させてこの外形描写線を固体撮像素子を使用
したＴＶカメラ６１・６２・６３・６４で撮像し、それ
らの画像信号を角度変換し、画像間の相関を計算すれば
、外形測定精度を向上させることができる。
一面内に上記のレーザ光源及び照射手段とレーザ光源と
角度θをなして配置されたＴＶカメラを複数組（角度θ
は同一であっても異なっていてもよい）設置する構成が
適当である。第４図は４組設置した例を示す。被写体１
の測定断面の同一面内にレーザ光源２１・２２・２３・
２４および円柱レンズ３１・３２・３３・３４を使用し
て、順次扇状ビームレーザ光を被測定物の外周に当て、
これと同期させてこの外形描写線を固体撮像素子を使用
したＴＶカメラ６１・６２・６３・６４で撮像し、それ
らの画像信号を角度変換し、画像間の相関を計算すれば
、外形測定精度を向上させることができる。
これらの動作制御および画像処理回路としては、市販の
システムを利用できるが、第５図のごとき画像処理回路
でも行うことができる。同図において、８は画像信号人
力部で人力信号の切り替えをし、９は前処理部で角度変
換と感度補正およびＡ／Ｄ変換を行い、１０は画像信号
の相関演算部、１１は画像信号メモリ部、１２は形状判
別部、１３は操作制御部、１４は画像モニタ、１５は出
力表示部で、測定演算結果が表示される。また１６は母
線で各部の信号授受が、この線路を通じて行われる０画
像信号メモリ部には、基準となる画像信号が格納されて
、測定出力との相関演真に使用される。
システムを利用できるが、第５図のごとき画像処理回路
でも行うことができる。同図において、８は画像信号人
力部で人力信号の切り替えをし、９は前処理部で角度変
換と感度補正およびＡ／Ｄ変換を行い、１０は画像信号
の相関演算部、１１は画像信号メモリ部、１２は形状判
別部、１３は操作制御部、１４は画像モニタ、１５は出
力表示部で、測定演算結果が表示される。また１６は母
線で各部の信号授受が、この線路を通じて行われる０画
像信号メモリ部には、基準となる画像信号が格納されて
、測定出力との相関演真に使用される。
第４図は、本発明の非接触形状測定装置を４Ｍ用いた例
であり、４＆ｌｌのＨｅＮｅレーザ光源と４組の円柱レ
ンズおよび４＆ｌｌのＣＣＤ固体撮像素子ＴＶカメラを
配置したものである。
であり、４＆ｌｌのＨｅＮｅレーザ光源と４組の円柱レ
ンズおよび４＆ｌｌのＣＣＤ固体撮像素子ＴＶカメラを
配置したものである。
被写体としては黒色ゴム製で＠椀殻状の断面を持ち、外
形５０ｍの連続射出体１０１を使った。
形５０ｍの連続射出体１０１を使った。
被写体を毎時１０１の速度で送って測定したところ、外
径測定精度±Ｏ，１ｍ、形状変形判別上０゜１■の精度
が得られた。このとき、レーザ平行光線を使用する市販
の外形測定器を使用して、一方向から見た外形寸法を求
め、これを基準として画像の情報処理を行って好結果が
得られた。
径測定精度±Ｏ，１ｍ、形状変形判別上０゜１■の精度
が得られた。このとき、レーザ平行光線を使用する市販
の外形測定器を使用して、一方向から見た外形寸法を求
め、これを基準として画像の情報処理を行って好結果が
得られた。
本発明の非接触形状測定装置では、次のごとき効果を有
する。
する。
１、非接触測定だから柔軟な対象物でも測定出来る。
２、角度変換によって、簡単な装置でも横断面画像が求
められる。
められる。
３、レーザ光の使用によって、黒色ゴム製のごとき反射
の悪い対象物でも測定できる。
の悪い対象物でも測定できる。
４、連続移送体の高速測定が可能である。
５、レーザ平行光線を使用する市販の外形測定器を併用
して、測定精度を高められる。
して、測定精度を高められる。
第１図・第２図は本発明の非接触形状測定装置の構成図
、第３図は回転多面鏡を使用する場合の参考図、第４図
は本発明の測定装置を４組み組み合わせた実施例を示す
図、第５図は画像信号処理回路の系統図である。 １は被写体、２・２Ｉ・２２・２３・２４はレーザ光源
、２６・２７・２８・２９・３０は扇状ビーム、３・３
１・３２・３３・３４は円柱レンズ、５は外形描写線、
６・６１・６２・６３・６４はＴＶカメラ、７は回転多
面鏡、８は画像信号入力部、９は前処理部、ｌＯは相関
演算部、１１は画像信号メモリ部、１２は形状判別部、
１３は操作制御部、１４は画像モニタ、１５は出力表示
部、１６は接続母線。 −７′ｌ
、第３図は回転多面鏡を使用する場合の参考図、第４図
は本発明の測定装置を４組み組み合わせた実施例を示す
図、第５図は画像信号処理回路の系統図である。 １は被写体、２・２Ｉ・２２・２３・２４はレーザ光源
、２６・２７・２８・２９・３０は扇状ビーム、３・３
１・３２・３３・３４は円柱レンズ、５は外形描写線、
６・６１・６２・６３・６４はＴＶカメラ、７は回転多
面鏡、８は画像信号入力部、９は前処理部、ｌＯは相関
演算部、１１は画像信号メモリ部、１２は形状判別部、
１３は操作制御部、１４は画像モニタ、１５は出力表示
部、１６は接続母線。 −７′ｌ
Claims (4)
- （１）被写体の中心軸と直角方向にレーザ光を発するレ
ーザ光源、レーザ光源と被写体との間に配置され、レー
ザ光を扇状ビームに拡散又は扇状に走査して被写体に照
射する照射手段、撮影方向をレーザ光と角度θをなして
配置され、被写体の外形描写線を撮影するＴＶカメラ、
ＴＶカメラで撮影した画像電気信号に対し角度θの変換
を行う画像処理回路を有する被写体の非接触形状測定装
置。 - （２）照射手段は、回転プリズム又は回転ミラーを有す
る請求項（１）記載の非接触形状測定装置。 - （３）被写体の中心軸に直角の同一面内に複数のレーザ
光源及び照射手段が配置された請求項（１）又は（２）
記載の非接触形状測定装置。 - （４）被写体に対しその中心軸と直角方向にレーザ光を
発し、それを扇状ビームに拡散した後被写体に照射し、
被写体にできた外形描写線をレーザ光と角度θをなして
配置されたＴＶカメラで撮影して画像電気信号となし、
その画像電気信号を角度θの角度変換処理を行い、基準
画像と対比計算して被写体の形状又は外形寸法を測定す
る方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10145790A JPH041511A (ja) | 1990-04-17 | 1990-04-17 | 非接触形状測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10145790A JPH041511A (ja) | 1990-04-17 | 1990-04-17 | 非接触形状測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH041511A true JPH041511A (ja) | 1992-01-07 |
Family
ID=14301227
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10145790A Pending JPH041511A (ja) | 1990-04-17 | 1990-04-17 | 非接触形状測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH041511A (ja) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5713780A (en) * | 1980-06-28 | 1982-01-23 | Nec Corp | Manufacture of photodetector |
| JPS57165704A (en) * | 1981-04-03 | 1982-10-12 | Hitachi Ltd | Detecting system for light spot position |
| JPS60220805A (ja) * | 1984-04-17 | 1985-11-05 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 立体形状成形用型板製造装置 |
| JPS61269007A (ja) * | 1985-05-23 | 1986-11-28 | Nippon Steel Corp | 溶接管の溶接部段差測定方法 |
-
1990
- 1990-04-17 JP JP10145790A patent/JPH041511A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5713780A (en) * | 1980-06-28 | 1982-01-23 | Nec Corp | Manufacture of photodetector |
| JPS57165704A (en) * | 1981-04-03 | 1982-10-12 | Hitachi Ltd | Detecting system for light spot position |
| JPS60220805A (ja) * | 1984-04-17 | 1985-11-05 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 立体形状成形用型板製造装置 |
| JPS61269007A (ja) * | 1985-05-23 | 1986-11-28 | Nippon Steel Corp | 溶接管の溶接部段差測定方法 |
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