JPH05332731A - 形状計測装置 - Google Patents
形状計測装置Info
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- JPH05332731A JPH05332731A JP4138479A JP13847992A JPH05332731A JP H05332731 A JPH05332731 A JP H05332731A JP 4138479 A JP4138479 A JP 4138479A JP 13847992 A JP13847992 A JP 13847992A JP H05332731 A JPH05332731 A JP H05332731A
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- Japan
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- measurement
- perform
- jig
- laser
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-
- 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
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
- A61C9/00—Impression cups, i.e. impression trays; Impression methods
- A61C9/004—Means or methods for taking digitized impressions
- A61C9/0046—Data acquisition means or methods
- A61C9/0053—Optical means or methods, e.g. scanning the teeth by a laser or light beam
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
- A61C9/00—Impression cups, i.e. impression trays; Impression methods
- A61C9/004—Means or methods for taking digitized impressions
- A61C9/0093—Workpiece support
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- Health & Medical Sciences (AREA)
- Epidemiology (AREA)
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- Dentistry (AREA)
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- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
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- Veterinary Medicine (AREA)
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 被計測物の保持台（１）、保持台の回転治具
（２）、保持台回転軸の変更治具（３）、保持台位置の
変更治具（４）とレーザー計測部（５）により構成され
ることを特徴とする形状計測装置。 【効果】 この装置による計測では上面及び側面の２面
だけの計測で高精度の形状データが短時間で得られる。
また、装置構成が簡略なので安価で作製できる。更に、
小型化できるので、歯牙のように小さい被計測物の測定
にも適している。
（２）、保持台回転軸の変更治具（３）、保持台位置の
変更治具（４）とレーザー計測部（５）により構成され
ることを特徴とする形状計測装置。 【効果】 この装置による計測では上面及び側面の２面
だけの計測で高精度の形状データが短時間で得られる。
また、装置構成が簡略なので安価で作製できる。更に、
小型化できるので、歯牙のように小さい被計測物の測定
にも適している。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は形状計測装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】被計測物の形状計測で、例えば歯牙の計
測には以下に示す様な装置が使用されている。（ａ）接
触式プローブによる３次元計測装置（ｂ）マイクロメー
タによる計測装置（ｃ）光の干渉縞による計測装置
（ｄ）カメラ撮影の画像処理による計測装置（ｅ）レー
ザーによる５面計測装置
測には以下に示す様な装置が使用されている。（ａ）接
触式プローブによる３次元計測装置（ｂ）マイクロメー
タによる計測装置（ｃ）光の干渉縞による計測装置
（ｄ）カメラ撮影の画像処理による計測装置（ｅ）レー
ザーによる５面計測装置
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】（ａ）の装置では１面
だけでなく５面を計測する装置があるが接触式のため精
度良く計測するには被計測物を細かくサンプリングする
必要があるので測定に時間がかかる。（１０時間程度）
（ｂ）の装置では被計測物を位置変更用テーブルに載
せ、テーブルを１ステップずつ動かしながら、計測する
人が計測箇所にマイクロメータの針をあてて計測を行う
ので計測の精度が悪く、また測定に時間がかかる。
（ｃ）の装置では図７に示す様に被計測物の外形線部付
近での測定精度が悪い。（ｄ）の装置では図８に示す様
に人の手作業による計測なので、精度が悪い。（ｅ）の
装置では５面の計測が必要なので装置が大型であり、し
かも高価である。
だけでなく５面を計測する装置があるが接触式のため精
度良く計測するには被計測物を細かくサンプリングする
必要があるので測定に時間がかかる。（１０時間程度）
（ｂ）の装置では被計測物を位置変更用テーブルに載
せ、テーブルを１ステップずつ動かしながら、計測する
人が計測箇所にマイクロメータの針をあてて計測を行う
ので計測の精度が悪く、また測定に時間がかかる。
（ｃ）の装置では図７に示す様に被計測物の外形線部付
近での測定精度が悪い。（ｄ）の装置では図８に示す様
に人の手作業による計測なので、精度が悪い。（ｅ）の
装置では５面の計測が必要なので装置が大型であり、し
かも高価である。
【０００４】本発明の目的は、従来技術の問題点を解決
し、短時間に高精度で計測を行うことができる小型で安
価な形状計測装置を提供することにある。
し、短時間に高精度で計測を行うことができる小型で安
価な形状計測装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決する為の手段】従来技術の問題点を解決す
る為に、本発明では被計測物の保持台、保持台の回転治
具、保持台回転軸の変更治具、保持台位置の変更治具と
レーザー計測部により構成された形状計測装置を作製し
た。
る為に、本発明では被計測物の保持台、保持台の回転治
具、保持台回転軸の変更治具、保持台位置の変更治具と
レーザー計測部により構成された形状計測装置を作製し
た。
【０００６】
【作用】この形状計測装置を使用して次ぎの様に計測を
行う。被計測物を保持台に設置してから、レーザーを使
用して被計測物の上面と側面からの非接触計測を行う
が、レーザー計測部は空間のある位置に固定しておく。
上面からの被計測物の計測では保持台回転用モーターの
回転軸を鉛直方向としまた、保持台位置変更用駆動テー
ブルの移動方向を一定の水平方向とする。計測は駆動テ
ーブルが静止した状態で、保持台に設置された被計測物
をモーターにより回転させながら、平面図上における、
モーターの回転中心から同一距離にある円周上にレーザ
ーを照射して行う。次ぎに駆動テーブルを一定の水平方
向に微小移動してから停止させ、駆動テーブルが静止し
た状態で、被計測物を回転させながら同様に円周上の計
測を行う。そして、このプロセスを繰り返すことにより
被計測物の全平面にわたる上面からの計測を行う。
行う。被計測物を保持台に設置してから、レーザーを使
用して被計測物の上面と側面からの非接触計測を行う
が、レーザー計測部は空間のある位置に固定しておく。
上面からの被計測物の計測では保持台回転用モーターの
回転軸を鉛直方向としまた、保持台位置変更用駆動テー
ブルの移動方向を一定の水平方向とする。計測は駆動テ
ーブルが静止した状態で、保持台に設置された被計測物
をモーターにより回転させながら、平面図上における、
モーターの回転中心から同一距離にある円周上にレーザ
ーを照射して行う。次ぎに駆動テーブルを一定の水平方
向に微小移動してから停止させ、駆動テーブルが静止し
た状態で、被計測物を回転させながら同様に円周上の計
測を行う。そして、このプロセスを繰り返すことにより
被計測物の全平面にわたる上面からの計測を行う。
【０００７】また、側面からの被計測物の計測では保持
台回転用モーターの回転軸を水平方向とし駆動テーブル
の移動方向を上面からの計測の場合と同じ水平方向にす
る。計測は駆動テーブルが静止した状態で、被計測物を
モーターで回転させながら、側面図上における、計測系
の原点からの水平軸座標値が同一の点上にレーザーを照
射して行う。次ぎに駆動テーブルを水平方向に微小移動
してから停止させ、駆動テーブルが静止した状態で、被
計測物を回転させながら同様に同一水平座標値の点の計
測を行う。そして、このプロセスを繰り返すことにより
被計測物の全側面にわたる計測を行う。
台回転用モーターの回転軸を水平方向とし駆動テーブル
の移動方向を上面からの計測の場合と同じ水平方向にす
る。計測は駆動テーブルが静止した状態で、被計測物を
モーターで回転させながら、側面図上における、計測系
の原点からの水平軸座標値が同一の点上にレーザーを照
射して行う。次ぎに駆動テーブルを水平方向に微小移動
してから停止させ、駆動テーブルが静止した状態で、被
計測物を回転させながら同様に同一水平座標値の点の計
測を行う。そして、このプロセスを繰り返すことにより
被計測物の全側面にわたる計測を行う。
【０００８】このようにして得られた上面及び側面の計
測データは座標系の同一化処理をしてから３次元の形状
データとして利用できる。この装置による計測では前述
の様に上面及び側面の２面だけの計測で高精度の形状デ
ータが短時間で得られる。また、この装置は構成が簡略
な為、安価で作製できる。そして、小型化できるので、
歯牙のように小さい被計測物の測定にも適している。
測データは座標系の同一化処理をしてから３次元の形状
データとして利用できる。この装置による計測では前述
の様に上面及び側面の２面だけの計測で高精度の形状デ
ータが短時間で得られる。また、この装置は構成が簡略
な為、安価で作製できる。そして、小型化できるので、
歯牙のように小さい被計測物の測定にも適している。
【０００９】
【実施例】以下に本発明の実施例を示す。図１に示す様
な形状計測装置を作製した。この装置は被計測物の回転
と回転軸の変更及び位置変更が可能な保持台（１）、保
持台回転用モーター（２）、保持台位置変更用の駆動Ｘ
テーブル（４）、保持台回転軸の変更治具（３）、固定
治具（６）とレーザー計測部（５）により構成されてい
る。
な形状計測装置を作製した。この装置は被計測物の回転
と回転軸の変更及び位置変更が可能な保持台（１）、保
持台回転用モーター（２）、保持台位置変更用の駆動Ｘ
テーブル（４）、保持台回転軸の変更治具（３）、固定
治具（６）とレーザー計測部（５）により構成されてい
る。
【００１０】保持台（１）には被計測物（８）が設置さ
れる。また、保持台回転軸の変更治具（３）により回転
軸は９０度回転することができる。そして、この保持台
回転軸の変更治具（３）は固定治具（６）により駆動Ｘ
テーブル（４）に固定されている。この形状計測装置を
使用して歯牙（８）の形状を以下に示す様に計測した。
尚計測系の原点はモーターの回転軸の回転中心の点
（７）とし、この点におけるレーザーの計測値が０にな
るように調整する。
れる。また、保持台回転軸の変更治具（３）により回転
軸は９０度回転することができる。そして、この保持台
回転軸の変更治具（３）は固定治具（６）により駆動Ｘ
テーブル（４）に固定されている。この形状計測装置を
使用して歯牙（８）の形状を以下に示す様に計測した。
尚計測系の原点はモーターの回転軸の回転中心の点
（７）とし、この点におけるレーザーの計測値が０にな
るように調整する。
【００１１】まず、歯牙（８）の上面（咬合面）からの
計測を行う為に、歯牙（８）を保持台（１）に上向きに
設置する。モーター（２）を１回転してＺ座標（鉛直方
向）をレーザーで計測するが、最初の回転では１点（同
心円の中心）のみの計測である。１回転が終わったら、
Ｘテーブル（４）を１ステップ動かして、モーター
（２）を回転させる。この時、Ｘテーブル（４）の移動
量を半径とする円周上のＺ座標の計測が行われる。ま
た、Ｘ，Ｙの各座標値は次式から計算により求める。
計測を行う為に、歯牙（８）を保持台（１）に上向きに
設置する。モーター（２）を１回転してＺ座標（鉛直方
向）をレーザーで計測するが、最初の回転では１点（同
心円の中心）のみの計測である。１回転が終わったら、
Ｘテーブル（４）を１ステップ動かして、モーター
（２）を回転させる。この時、Ｘテーブル（４）の移動
量を半径とする円周上のＺ座標の計測が行われる。ま
た、Ｘ，Ｙの各座標値は次式から計算により求める。
【００１２】Ｘ＝Ｒ・ｃｏｓＡ Ｙ＝Ｒ・ｓｉｎＡ Ｒ：Ｘテーブルの移動量 Ａ：モーター（２）の回転角 以下、Ｘテーブル（４）を１ステップずつ動かして、同
様の計測を歯牙の全平面にわたって行い、上面からの計
測を終了する。（図２，３参照）終了後、Ｘテーブル
（４）を元の位置に戻す。
様の計測を歯牙の全平面にわたって行い、上面からの計
測を終了する。（図２，３参照）終了後、Ｘテーブル
（４）を元の位置に戻す。
【００１３】引き続き、歯牙の側面（軸面）からの計測
を行う為に、保持台回転軸の変更治具（３）により保持
台回転軸（モーター回転軸と同一）をＹ軸まわりに９０
度回転して水平方向にする。また、計測系の原点であ
る、モーターの回転軸の回転中心の点（７）のレーザー
計測値（Ｚ座標）が０になるように調整する。モーター
（２）を１回転して、側面図上における、計測系の原点
（７）からの水平軸座標値が同一の点上にレーザーを照
射して計測する。この時、Ｘ，Ｙ、Ｚの各座標値は次式
から計算により求める。
を行う為に、保持台回転軸の変更治具（３）により保持
台回転軸（モーター回転軸と同一）をＹ軸まわりに９０
度回転して水平方向にする。また、計測系の原点であ
る、モーターの回転軸の回転中心の点（７）のレーザー
計測値（Ｚ座標）が０になるように調整する。モーター
（２）を１回転して、側面図上における、計測系の原点
（７）からの水平軸座標値が同一の点上にレーザーを照
射して計測する。この時、Ｘ，Ｙ、Ｚの各座標値は次式
から計算により求める。
【００１４】Ｘ＝Ｘｏ＋Ｒ Ｙ＝Ｚｍ・ｓｉｎＡ Ｚ＝Ｚｍ・ｃｏｓＡ Ｘｏ：計測点のＸ座標 Ｒ：Ｘテーブルの移動量 Ｚｍ：レーザー計測値 Ａ：モーター（２）の回転角 以下、Ｘテーブル（４）を１ステップずつ動かして、同
様の計測を歯牙（８）の全側面にわたって行い、側面か
らの計測を終了する。（図２，３参照） 最後に、得られた側面の計測データをＹ軸まわりに９０
度回転させて、上面と側面の計測データーの座標を一致
させる。
様の計測を歯牙（８）の全側面にわたって行い、側面か
らの計測を終了する。（図２，３参照） 最後に、得られた側面の計測データをＹ軸まわりに９０
度回転させて、上面と側面の計測データーの座標を一致
させる。
【００１５】（Ｘａ，Ｙａ，Ｚａ）＝（Ｘｂ，Ｙｂ，Ｚ
ｂ）・ｒｏｔ（９０度） ｒｏｔ（９０度）：座標系をＹ軸まわりに９０度回転処
理する演算子 （Ｘｂ，Ｙｂ，Ｚｂ）：座標変換前の計測値 （Ｘａ，Ｙｂ，Ｚｂ）：座標変換後の計測値
ｂ）・ｒｏｔ（９０度） ｒｏｔ（９０度）：座標系をＹ軸まわりに９０度回転処
理する演算子 （Ｘｂ，Ｙｂ，Ｚｂ）：座標変換前の計測値 （Ｘａ，Ｙｂ，Ｚｂ）：座標変換後の計測値
【００１６】
【発明の効果】以上の様に本発明における形状計測装置
は被計測物の保持台、保持台の回転治具、保持台回転軸
の変更治具、保持台位置の変更治具とレーザー計測部に
より構成されており、この装置による計測では上面及び
側面の２面だけの計測で高精度の形状データが短時間で
得られる。また、装置構成が簡略なので安価で作製でき
る。更に、小型化できるので、歯牙のように小さい被計
測物の測定にも適している。
は被計測物の保持台、保持台の回転治具、保持台回転軸
の変更治具、保持台位置の変更治具とレーザー計測部に
より構成されており、この装置による計測では上面及び
側面の２面だけの計測で高精度の形状データが短時間で
得られる。また、装置構成が簡略なので安価で作製でき
る。更に、小型化できるので、歯牙のように小さい被計
測物の測定にも適している。
【図１】は本発明の実施例における形状計測装置の概略
側面図及び座標系の説明図である。
側面図及び座標系の説明図である。
【図２】は本発明の実施例における形状計測装置による
歯牙の計測の様子を示す斜視図である。
歯牙の計測の様子を示す斜視図である。
【図３】は本発明の実施例における形状計測装置による
歯牙の計測スキャンを示す説明図である。
歯牙の計測スキャンを示す説明図である。
【図４】は従来技術における５面計測の原理を示す説明
図である。
図である。
【図５】は従来技術の接触式プローブによる３次元計測
装置による計測の説明図である。
装置による計測の説明図である。
【図６】は従来技術のマイクロメータによる計測の説明
図である。
図である。
【図７】は従来技術の光の干渉縞による計測装置による
計測の説明図である
計測の説明図である
【図８】は従来技術のカメラ撮影の画像処理による計測
装置の計測説明図である。
装置の計測説明図である。
１・・・被計測物（歯牙）の保持台 ２・・・保持台回転用モーター ３・・・保持台回転軸の変更治具 ４・・・保持台位置変更用の駆動Ｘテーブル ５・・・レーザー計測部 ６・・・固定治具 ７・・・計測系の原点（モーター回転軸の回転中心） ８・・・被計測物（歯牙） ９・・・モーターの回転軸 Ｒ・・・Ｘテーブルの移動量 Ａ・・・モーターの回転角 Ｚｍ・・レーザー計測値
Claims (2)
- 【請求項１】 被計測物の保持台、保持台の回転治具、
保持台回転軸の変更治具、保持台位置の変更治具とレー
ザー計測部により構成されることを特徴とする形状計測
装置。 - 【請求項２】 被計測物の保持台が歯牙の保持用である
ことを特徴とする請求項１記載の形状計測装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4138479A JPH05332731A (ja) | 1992-05-29 | 1992-05-29 | 形状計測装置 |
| US08/051,247 US5369490A (en) | 1992-05-29 | 1993-04-23 | Contour measuring apparatus |
| EP93106836A EP0571769B1 (en) | 1992-05-29 | 1993-04-27 | Contour measuring apparatus |
| DE69306858T DE69306858T2 (de) | 1992-05-29 | 1993-04-27 | Messapparat für Konturen |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4138479A JPH05332731A (ja) | 1992-05-29 | 1992-05-29 | 形状計測装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05332731A true JPH05332731A (ja) | 1993-12-14 |
Family
ID=15223039
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4138479A Pending JPH05332731A (ja) | 1992-05-29 | 1992-05-29 | 形状計測装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5369490A (ja) |
| EP (1) | EP0571769B1 (ja) |
| JP (1) | JPH05332731A (ja) |
| DE (1) | DE69306858T2 (ja) |
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| US7204032B2 (en) | 2004-10-29 | 2007-04-17 | Gc Corporation | Production method of three-dimensional shape data of dental prosthesis |
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| DE19950780C2 (de) * | 1999-10-21 | 2003-06-18 | Sirona Dental Systems Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Erfassung medizinischer Objekte, insbesondere von Modellen präparierter Zähne |
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| JP6176957B2 (ja) * | 2013-03-18 | 2017-08-09 | 株式会社ミツトヨ | 形状測定装置 |
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1992
- 1992-05-29 JP JP4138479A patent/JPH05332731A/ja active Pending
-
1993
- 1993-04-23 US US08/051,247 patent/US5369490A/en not_active Expired - Fee Related
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- 1993-04-27 DE DE69306858T patent/DE69306858T2/de not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
| US7454843B2 (en) | 2004-10-28 | 2008-11-25 | Gc Corporation | Measured object mounting tool and production method of three-dimensional shape data of dental prosthesis using that tool |
| US7824183B2 (en) | 2004-10-28 | 2010-11-02 | Gc Corporation | Measured object mounting tool and production method of three-dimensional shape data of dental prosthesis using that tool |
| US7204032B2 (en) | 2004-10-29 | 2007-04-17 | Gc Corporation | Production method of three-dimensional shape data of dental prosthesis |
| JP2006270852A (ja) * | 2005-03-25 | 2006-10-05 | Tetsuro Shiobara | 直交する２本の直線軸の交点において保持可能な各種撮影対象物の全表面撮影装置 |
| DE102007030768A1 (de) * | 2007-07-02 | 2009-01-08 | Sirona Dental Systems Gmbh | Vermessungseinrichtung und Verfahren zur 3D-Vermessung von Zahnmodellen |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0571769B1 (en) | 1996-12-27 |
| US5369490A (en) | 1994-11-29 |
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| DE69306858D1 (de) | 1997-02-06 |
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