JPH0476410A - 光学式形状測定装置 - Google Patents
光学式形状測定装置Info
- Publication number
- JPH0476410A JPH0476410A JP19163690A JP19163690A JPH0476410A JP H0476410 A JPH0476410 A JP H0476410A JP 19163690 A JP19163690 A JP 19163690A JP 19163690 A JP19163690 A JP 19163690A JP H0476410 A JPH0476410 A JP H0476410A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- measured
- shape
- optical sensor
- measuring device
- central axis
- Prior art date
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- Pending
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- 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】
［産業上の利用分野］
この発明は、光センサを用いて非接触式で被測定体の形
状を測定する光学式形状測定装置に関するものである。
状を測定する光学式形状測定装置に関するものである。
［従来の技ＩｆＸ］
従来、この種の技術としては、例えば、工業技術社発行
「実例にみるプロセスセンサの使い方」１９８１・計測
・別冊（第２８０頁）記載のレーザ方式変位計がある。
「実例にみるプロセスセンサの使い方」１９８１・計測
・別冊（第２８０頁）記載のレーザ方式変位計がある。
これを第３図により説明する。
第３図は従来装置を示す概略構成図であり、この第３図
に示すように、従来装置は、光センサ１と、この光セン
サ１に配線６を介して接続されたデイスプレィユニット
（第１演算部）７と、光センサ１を被測定体５の上下面
（第３図には上面側の構成のみ図示している）に平行な
Ｘ軸、Ｙ軸方向に移動させるための移動機構２，３と、
デイスプレィユニット７に配線８を介して接続される演
算部（第２演算部）１１とをそなえて構成されている。
に示すように、従来装置は、光センサ１と、この光セン
サ１に配線６を介して接続されたデイスプレィユニット
（第１演算部）７と、光センサ１を被測定体５の上下面
（第３図には上面側の構成のみ図示している）に平行な
Ｘ軸、Ｙ軸方向に移動させるための移動機構２，３と、
デイスプレィユニット７に配線８を介して接続される演
算部（第２演算部）１１とをそなえて構成されている。
次に動作について説明する。光センサ１に対して、形状
の測定対象である被測定体５が第３図に示すように位置
する場合、光センサ１からレーザ光１５が被測定体５に
照射され、その反射光１６が光センサ１によって検出さ
れる。
の測定対象である被測定体５が第３図に示すように位置
する場合、光センサ１からレーザ光１５が被測定体５に
照射され、その反射光１６が光センサ１によって検出さ
れる。
光センサ１が検出する反射光１６の検出点は、光センサ
１と被測定体５との距離によって変化するため、その変
化量を、光センサ１が電気信号に変換し、デイスプレィ
ユニット７が光センサ１と被測定体５との距離Ｌａとし
て検出する。
１と被測定体５との距離によって変化するため、その変
化量を、光センサ１が電気信号に変換し、デイスプレィ
ユニット７が光センサ１と被測定体５との距離Ｌａとし
て検出する。
そして、光センサ１を、移動機構２，３によって被測定
体５の上下面に対し平行なＸ軸、Ｙ軸方向に移動させな
がら測定を行なうことにより、被測定体５の表面形状の
変化がそのまま光センサ１と被測定体５との間の距離変
動となって表れ、距離変動データに基づいて演算部１１
で被測定体５の形状が算出される。
体５の上下面に対し平行なＸ軸、Ｙ軸方向に移動させな
がら測定を行なうことにより、被測定体５の表面形状の
変化がそのまま光センサ１と被測定体５との間の距離変
動となって表れ、距離変動データに基づいて演算部１１
で被測定体５の形状が算出される。
［発明が解決しようとする課題］
しかしながら、光センサ１を被測定体５の上下面に平行
なＸ軸、Ｙ軸方向に移動させる移動機構２．３の中心軸
方向は光センサ１の移動方向に固定されており、被測定
体５の設置時点で測定装置の中心軸方向と被測定体５の
中心軸方向とにずれが生じた場合には、移動機構２，３
による測定軸方向が被測定体５の軸方向として測定され
、ひいては被測定体５の形状測定誤差となって表れると
いう課題があった。
なＸ軸、Ｙ軸方向に移動させる移動機構２．３の中心軸
方向は光センサ１の移動方向に固定されており、被測定
体５の設置時点で測定装置の中心軸方向と被測定体５の
中心軸方向とにずれが生じた場合には、移動機構２，３
による測定軸方向が被測定体５の軸方向として測定され
、ひいては被測定体５の形状測定誤差となって表れると
いう課題があった。
特に、被測定体５が大きくその形状が中心軸方向につい
て対称でないことにより、測定装置の測定軸方向だけで
は被測定体５の中心軸方向を特定できず、このような場
合、測定データ（デイスプレィユニット７からの演算結
果）に基づいて被測定体５の形状を演算部１１にて算出
すると、測定装置の中心軸と被測定体５の中心軸方向の
ずれにより、どうしても、形状誤差や寸法算出誤差など
形状算出誤差が発生してしまう。
て対称でないことにより、測定装置の測定軸方向だけで
は被測定体５の中心軸方向を特定できず、このような場
合、測定データ（デイスプレィユニット７からの演算結
果）に基づいて被測定体５の形状を演算部１１にて算出
すると、測定装置の中心軸と被測定体５の中心軸方向の
ずれにより、どうしても、形状誤差や寸法算出誤差など
形状算出誤差が発生してしまう。
この発明は上記のような課題を解消するためになされた
もので、被測定体の中心軸と移動機構の軸方向とを厳密
に一致させなくても、形状算出時の軸ずれ補正により、
被測定体全面にわたり高精度の形状測定を行なえるよう
にした、光学式形状測定装置を得ることを目的とする。
もので、被測定体の中心軸と移動機構の軸方向とを厳密
に一致させなくても、形状算出時の軸ずれ補正により、
被測定体全面にわたり高精度の形状測定を行なえるよう
にした、光学式形状測定装置を得ることを目的とする。
［課題を解決するための手段］
この発明に係る光学式形状測定装置は、■被測定体の形
状測定時には、被測定体の所定中心軸方向上に光センサ
にて検出可能な目印を複数個配置し、■第２演算部にて
被測定体の形状を換算する際には、複数個の目印の中心
を結ぶ線を被測定体の所定中心軸方向として、被測定体
の形状を、第１演算部からの変位量に基づいて算出する
ものである。
状測定時には、被測定体の所定中心軸方向上に光センサ
にて検出可能な目印を複数個配置し、■第２演算部にて
被測定体の形状を換算する際には、複数個の目印の中心
を結ぶ線を被測定体の所定中心軸方向として、被測定体
の形状を、第１演算部からの変位量に基づいて算出する
ものである。
［作 用コ
この発明における光学式形状測定装置では、被測定体の
所定中心軸方向上に光センサにて検出可能な目印を複数
個配置し、被測定体の形状測定時には目印を含む形状測
定を実施し、第１演算部にて得られた形状データに基づ
いて目印の中心点を算出し、各目印の中心点を結んで得
られた線を被測定体の中心軸として、被測定体の形状が
、第１演算部からの変位量に基づいて算出される。これ
により、被測定体の中心軸と移動機構の軸方向とを厳密
に一致させなくても、そのずれによる誤差を形状算出時
に補正することができる。
所定中心軸方向上に光センサにて検出可能な目印を複数
個配置し、被測定体の形状測定時には目印を含む形状測
定を実施し、第１演算部にて得られた形状データに基づ
いて目印の中心点を算出し、各目印の中心点を結んで得
られた線を被測定体の中心軸として、被測定体の形状が
、第１演算部からの変位量に基づいて算出される。これ
により、被測定体の中心軸と移動機構の軸方向とを厳密
に一致させなくても、そのずれによる誤差を形状算出時
に補正することができる。
［発明の実施例］
以下、この発明の一実施例を図について説明する。
第１，２図において、ｌａ、ｌｂは被測定体５の両面に
それぞれレーザ光を照射しその反射光の入射位置を検出
する上下一対の光センサで、各光センサｌａ、ｌｂは、
コ字形の支持機構４の先端部に上下方向から相互に対向
して配置され、支持機構４を介して移動機構２，３によ
りそれぞれＸ軸方向、Ｙ軸方向へ被測定体５に対して移
動されるようになっている。
それぞれレーザ光を照射しその反射光の入射位置を検出
する上下一対の光センサで、各光センサｌａ、ｌｂは、
コ字形の支持機構４の先端部に上下方向から相互に対向
して配置され、支持機構４を介して移動機構２，３によ
りそれぞれＸ軸方向、Ｙ軸方向へ被測定体５に対して移
動されるようになっている。
また、各光センサｌａ、ｌｂは、それぞれ、配ｇ６ａ、
６ｂを介して第１演算部７ａ、７ｂに接続されるととも
に、各第１演算部７ａ、７ｂおよび移動機構２，３は、
配線８ａ、８ｂ等を介して第２演算部１１Ａに接続され
ている。
６ｂを介して第１演算部７ａ、７ｂに接続されるととも
に、各第１演算部７ａ、７ｂおよび移動機構２，３は、
配線８ａ、８ｂ等を介して第２演算部１１Ａに接続され
ている。
ここで、第１演算部７ａ、７ｂは、それぞれ、光センサ
ｌａ、ｌｂが検出した反射光の入射位置と既知の基準検
出点との間の変位量を演算するものであり、第２演算部
１１Ａは、各第１演算部７ａ、７ｂにより演算された変
位量を、後述する手順で被測定体５の形状に換算するも
のである。
ｌａ、ｌｂが検出した反射光の入射位置と既知の基準検
出点との間の変位量を演算するものであり、第２演算部
１１Ａは、各第１演算部７ａ、７ｂにより演算された変
位量を、後述する手順で被測定体５の形状に換算するも
のである。
そして、第１，２図において、１２は被測定体５の形状
を測定する際の形状データにおける被測定体５の所定中
心軸方向が明確となるように被測定体５の所定中心軸方
向上に配置される目印で、この目印１２は、光センサｌ
ａ、ｌｂにより検出が可能な高さ方向に厚さのある円柱
形状のものであり、本実施例では、２個配置されている
。また、１３は被測定体５を支持するための透明ガラス
、１４は本実施例の形状測定装置全体を支持するための
支持架台である。
を測定する際の形状データにおける被測定体５の所定中
心軸方向が明確となるように被測定体５の所定中心軸方
向上に配置される目印で、この目印１２は、光センサｌ
ａ、ｌｂにより検出が可能な高さ方向に厚さのある円柱
形状のものであり、本実施例では、２個配置されている
。また、１３は被測定体５を支持するための透明ガラス
、１４は本実施例の形状測定装置全体を支持するための
支持架台である。
上述の構成により、形状測定時には、まず、光センサｌ
ａ、ｌｂが移動機構２により被測定体５の上下において
Ｘ軸方向へ移動され、光センサ１ａ、ｌｂにより、各光
センサｌａ、ｌｂと被測定体５との間の距離変動がＸ軸
方向に一定間隔で計測され、その計測データは第１演算
部７ａ、７ｂにて演算される。
ａ、ｌｂが移動機構２により被測定体５の上下において
Ｘ軸方向へ移動され、光センサ１ａ、ｌｂにより、各光
センサｌａ、ｌｂと被測定体５との間の距離変動がＸ軸
方向に一定間隔で計測され、その計測データは第１演算
部７ａ、７ｂにて演算される。
このとき、被測定体５上に固定設置された目印１２上に
光センサｌａ、ｌｂが到達した場合には、光センサｌａ
、ｌｂと被測定体５との間の距離変動分に目印１２の厚
さ分が加算されることになり、その変動分から目印１２
の位置が確認される。
光センサｌａ、ｌｂが到達した場合には、光センサｌａ
、ｌｂと被測定体５との間の距離変動分に目印１２の厚
さ分が加算されることになり、その変動分から目印１２
の位置が確認される。
Ｘ軸方向の測定が終了すれば、光センサｌａ。
１ｂは、移動機構３によりＹ軸方向に一定値だけ移動さ
れた後、光センサｌａ、ｌｂは、前述と同様に、再度、
移動機構２によりＸ軸方向に移動される。
れた後、光センサｌａ、ｌｂは、前述と同様に、再度、
移動機構２によりＸ軸方向に移動される。
このような動作繰り返すことにより、被測定体５の全面
にわたり測定を行なった後、第１演算部７ａ、７ｂによ
り得られた測定データは第２演算部１１Ａに格納される
。この際、測定データ上では、被測定体５の中心軸はＸ
軸に平行な軸として仮に入力されている。
にわたり測定を行なった後、第１演算部７ａ、７ｂによ
り得られた測定データは第２演算部１１Ａに格納される
。この際、測定データ上では、被測定体５の中心軸はＸ
軸に平行な軸として仮に入力されている。
ついで、第２演算部１１Ａにおいて、各部分の形状測定
データをもとに被測定体５の上下全面の形状を算出する
が、このときに、被測定体５上に設置された目印１２の
位置を距離変動分から確認し、その中心位置を結んだ軸
方向をこの被測定体医５の中心軸として形状算出を行な
う。これにより、測定装置が入力していた測定装置の仮
の中心軸方向とのずれが算出され、形状測定データが補
正されることになる。
データをもとに被測定体５の上下全面の形状を算出する
が、このときに、被測定体５上に設置された目印１２の
位置を距離変動分から確認し、その中心位置を結んだ軸
方向をこの被測定体医５の中心軸として形状算出を行な
う。これにより、測定装置が入力していた測定装置の仮
の中心軸方向とのずれが算出され、形状測定データが補
正されることになる。
このように、本実施例の装置によれば、被測定体５の形
状測定において、測定装置の中心軸方向に被測定体５の
中心軸を厳密に合わせることを行なわなくても、形状算
出時に、被測定体Ｓ上に配置した目印１２の位置から被
測定体５の所定中心軸方向を求めることで、測定装置の
軸方向と被測定体５の軸方向とを合致させる補正演算が
可能になり、測定装置の中心軸と被測定体５との軸ずれ
により発生する形状測定誤差を除去することができ、被
測定体５の形状を極めて高精度で測定することが可能に
なる。
状測定において、測定装置の中心軸方向に被測定体５の
中心軸を厳密に合わせることを行なわなくても、形状算
出時に、被測定体Ｓ上に配置した目印１２の位置から被
測定体５の所定中心軸方向を求めることで、測定装置の
軸方向と被測定体５の軸方向とを合致させる補正演算が
可能になり、測定装置の中心軸と被測定体５との軸ずれ
により発生する形状測定誤差を除去することができ、被
測定体５の形状を極めて高精度で測定することが可能に
なる。
［発明の効果コ
以上のように、この発明によれば、被測定体の形状測定
に際して、測定データがら被測定体の中心軸を算出する
ため、形状測定データから測定装置がもつ測定中心軸方
向との中心軸ずれを除去することができ、被測定体の形
状を精度よく測定できる効果がある。
に際して、測定データがら被測定体の中心軸を算出する
ため、形状測定データから測定装置がもつ測定中心軸方
向との中心軸ずれを除去することができ、被測定体の形
状を精度よく測定できる効果がある。
第１図はこの発明の一実施例による光学式形状測定装置
を示す概略構成図、第２図は上記実施例装置の要部を拡
大して示す斜視図、第３図は従来装置を示す概略構成図
である。 図において、ｌａ、ｌｂ−光センサ、２，３移動機構、
７ ａ’、 ７ ｂ−第１演算部、１１Ａ−第２演算部
、１２−目印。 なお、図中、同一の符号は同一、又は相当部分を示して
いる。
を示す概略構成図、第２図は上記実施例装置の要部を拡
大して示す斜視図、第３図は従来装置を示す概略構成図
である。 図において、ｌａ、ｌｂ−光センサ、２，３移動機構、
７ ａ’、 ７ ｂ−第１演算部、１１Ａ−第２演算部
、１２−目印。 なお、図中、同一の符号は同一、又は相当部分を示して
いる。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 被測定体にレーザ光を照射しその反射光の入射位置を検
出する光センサと、該光センサが検出した反射光の入射
位置と既知の基準検出点との間の変位量を演算すべく前
記光センサに接続された第１演算部と、該第１演算部に
より演算された変位量を前記被測定体の形状に換算する
第２演算部と、前記光センサを前記被測定体に対して移
動させる移動機構とをそなえてなる光学式形状測定装置
において、 前記被測定体の形状測定時には、前記被測定体の所定中
心軸方向上に前記光センサにて検出可能な目印を複数個
配置し、 前記第２演算部にて前記被測定体の形状を換算する際に
は、前記複数個の目印の中心を結ぶ線を前記被測定体の
所定中心軸方向として、前記被測定体の形状を、前記第
１演算部からの変位量に基づいて算出することを特徴と
する光学式形状測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19163690A JPH0476410A (ja) | 1990-07-17 | 1990-07-17 | 光学式形状測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19163690A JPH0476410A (ja) | 1990-07-17 | 1990-07-17 | 光学式形状測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0476410A true JPH0476410A (ja) | 1992-03-11 |
Family
ID=16277954
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19163690A Pending JPH0476410A (ja) | 1990-07-17 | 1990-07-17 | 光学式形状測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0476410A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008128729A (ja) * | 2006-11-17 | 2008-06-05 | Aisin Seiki Co Ltd | 形状測定装置 |
| JP2015102466A (ja) * | 2013-11-26 | 2015-06-04 | セントラル硝子株式会社 | 湾曲板形状検査装置 |
-
1990
- 1990-07-17 JP JP19163690A patent/JPH0476410A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008128729A (ja) * | 2006-11-17 | 2008-06-05 | Aisin Seiki Co Ltd | 形状測定装置 |
| JP2015102466A (ja) * | 2013-11-26 | 2015-06-04 | セントラル硝子株式会社 | 湾曲板形状検査装置 |
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