JPH0894313A

JPH0894313A - 形状測定装置

Info

Publication number: JPH0894313A
Application number: JP6227505A
Authority: JP
Inventors: Hideyuki Takechi; 秀行武知; Yoshiaki Ida; 芳明井田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1994-09-22
Filing date: 1994-09-22
Publication date: 1996-04-12

Abstract

(57)【要約】【目的】測定領域に照射した光の映像により移動体
（測定対象）の到来を検知して、測定精度の高い光切断
法による形状測定装置を得る。【構成】測定対象となる移動体１と、帯状光を照射す
る光源２と、この光源２から測定領域１６内に照射され
た映像３ａを撮像をする撮像装置５と、映像３ａにより
移動体１の測定領域１６への到来を検知する検知手段
と、撮像装置５からの出力信号により移動体１の形状を
算出する処理装置６を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、移動体の形状を光切
断法を用いて測定する形状測定装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】はじめに、光切断法の原理について簡単
に説明する。図１１は光切断法による形状測定原理を示
す説明図である。図において、１Ａは測定対象となる被
測定体、２は帯状光３を照射する光源、４はレンズを有
するレンズ部、５はレンズ部４と撮像をする撮像部を有
する撮像装置（シャッタを有する）、６は撮像装置５に
より撮像したものにより移動体の形状を計算する処理装
置を示す。

【０００３】いま、被測定体１Ａは凹形状断面をしてお
り、この窪み（凹）部分の幅Ａと高さＢの測定方法につ
いて説明する。光源２と撮像装置５の位置関係は、被測
定体１Ａに帯状光３を照射し、これと交差する方向（以
下この角度を交差角θと称す）から撮像装置５により、
被測定体１Ａに照射された帯状光３による映像３ａを撮
像し、撮像装置５からの出力信号により形状の算出を行
う。

【０００４】被測定体１Ａ表面の帯状光３による映像３
ａは撮像装置５上では図１２に示すように表され、数式
１に示すように、レンズの焦点距離（実空間と撮像装置
５との寸法比ｍ）と交差角θを考慮して、演算処理（数
式１）を処理装置６において実施することにより被測定
体１Ａの形状が算出される。

【０００５】

【数１】

【０００６】次に、光切断法を利用した形状測定装置の
従来例について説明する。図１３は、特開平６ー１２３
６０８号公報に示されたものと同様の形状測定装置であ
る。１は測定対象となる移動体、１６はこの形状測定装
置により測定可能な測定領域、７は移動体１が測定領域
１６に到来することを検知する光電スイッチ、１７は移
動体を測定領域１６へと搬送する搬送手段である。その
他の形状測定装置の構成及び構成要素は、上述の光切断
法の原理の説明とほぼ同じである。光電スイッチ７によ
り移動体１の測定領域１６への到来が検知されると、光
電スイッチ７からの検知信号により撮像装置５のシャッ
タが動作し、帯状光３が照射された移動体１表面の映像
３ａが撮像され処理装置６によって形状が算出される。

【０００７】このように、移動体１の形状を光切断法を
用いて測定する際には、移動体１が測定領域１６に到来
したことを光電スイッチ７等を用いて検知し、光電スイ
ッチ７からの検知信号をもとに撮像装置５内のシャッタ
を動作させる（例えば、撮像素子がＣＣＤのとき、ＣＣ
Ｄへの電荷の蓄積を開始する）という方式が一般的であ
った。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来の形状測定装置は
以上のように構成されているので、光電スイッチ７によ
る移動体１の検知の精度が悪ければ移動体１と撮像装置
５との距離が変化する。この変化により数式１に示した
実空間と撮像装置５上の寸法比ｍが変化することから形
状算出精度が悪くなる。

【０００９】形状測定装置における測定精度を上げるた
めには、撮像装置５と移動体１との距離が常に一定とな
るようにして測定することが必須である。このため、従
来の光電スイッチ７により測定領域１６への到来を検知
する形状測定装置においては、光電スイッチ７による移
動体１の検知精度を上げることが必要となるため、移動
体１と光電スイッチ７との距離をできるだけ近づけるこ
とが必要となる。しかし、この様な場合には光電スイッ
チ７が移動体１の移動の障害となり、最悪の場合には移
動体１と光電スイッチ７が衝突するという問題が生じて
いた。

【００１０】また、従来の光電スイッチ７により検知を
する形状測定装置においては、例えば、上記引用例の車
輪測定装置の場合には、検知装置である光電スイッチ７
の配設に制約があった。

【００１１】この発明は、上記問題を解決した形状測定
装置を提供することを目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この発明に係る形状測定
装置は、測定領域に帯状光を照射する光源と、上記測定
領域内の映像を撮像する撮像装置と、この上記測定領域
内の映像により移動体の形状を算出する処理装置により
構成したものである。

【００１３】また、検知手段は、撮像装置内の撮像素子
への映像入力路内に配設された分光素子と、この分光素
子によって分光された映像入力を検出する光検出素子と
によって構成したものである。

【００１４】さらに、検知手段は、撮像装置内の撮像素
子の一部に配設され、映像入力を検出する光検出素子に
よって構成したものである。

【００１５】さらに、検知手段は、撮像装置内の撮像素
子への映像入力路内に配設され、映像入力を検出する透
過型光発電素子によって構成したものである。

【００１６】また、測定領域に帯状光を照射する第１の
光源と、測定領域にスポット光を照射する第２の光源
と、このスポット光による映像を入力、及び上記帯状光
による映像を撮像する撮像装置と、この上記測定領域内
の帯状光の映像により移動体の形状を算出する処理装置
により構成したものである。

【００１７】また、検知手段は、スポット光による撮像
装置への映像入力路に配設された分光素子と、この分光
素子によって分光されたスポット光による映像入力を検
出する光検出素子とによって構成したものである。

【００１８】さらに、検知手段は、分光素子と受光素子
を撮像装置のレンズ部に配設するものである。

【００１９】さらに、検知手段は、撮像装置内の撮像素
子の一部に配設され、スポット光による映像入力を検出
する光検出素子によって構成したものである。

【００２０】さらに、検知手段は、撮像装置へのスポッ
ト光による映像入力路内に配設され、スポット光による
映像入力を検出する透過型光発電素子によって構成した
ものである。

【００２１】さらに、第１の光源の帯状光と第２の光源
のスポット光とは波長を異なるものとするものである。

【００２２】さらに、第２の光源のスポット光により移
動体が測定領域に到来したことを検知したとき、第２の
光源を消灯するものである。

【００２３】さらにまた、第１の光源を検知用に点灯
し、帯状光の映像又はスポット光の映像により移動体が
測定領域に到来したことを検知したとき、撮像をする映
像を照射する上記第１の光源を撮像用に点灯するもので
ある。

【００２４】さらに、撮像装置からの出力信号を常時処
理装置に入力して、この入力された信号が、移動体を検
知していないときと比較して変化したとき、この変化に
より移動体の測定領域への到来を検知するものである。

【００２５】

【作用】この発明に係る形状測定装置は、測定領域内の
帯状光による映像を撮像装置に入力して、その映像によ
り移動体が上記測定領域内に到来したことの検出をする
ことができる。

【００２６】また、分光素子により分光された映像入力
を、光検出素子で検出することにより、移動体が上記測
定領域内に到来したことの検知をすることができる。

【００２７】さらに、映像入力を光検出素子によって検
出するすることにより、移動体が上記測定領域内に到来
したことの検知をすることができる。

【００２８】さらに、映像入力を透過型光発電素子によ
って検出するすることにより、移動体が上記測定領域内
に到来したことの検知をすることができる。

【００２９】また、測定領域内のスポット光による映像
を撮像装置に入力して、その映像により移動体が上記測
定領域内に到来したことの検知をすることができる。

【００３０】また、分光素子により分光されたスポット
光による映像入力を、光検出素子で検出することによ
り、移動体が上記測定領域内に到来したことの検知をす
ることができる。

【００３１】さらに、分光素子により分光された帯状光
又はスポット光による映像出力を、光検出素子で検出す
ることにより、移動体が上記測定領域内に到来したこと
の検知をすることができる。

【００３２】さらに、スポット光による映像入力を光検
出素子によって検出するすることにより、移動体が上記
測定領域内に到来したことの検知をすることができる。

【００３３】さらに、スポット光による映像入力を透過
型光発電素子によって検出することにより、移動体が上
記測定領域内に到来したことの検知をすることができ
る。

【００３４】さらに、スポット光と帯状光の波長を変え
ることにより、互いの光が他方の光に影響を与えないよ
うにすることができる。

【００３５】さらに、スポット光の映像入力により移動
体の到来を検知したとき、第２の光源を消灯することに
より、帯状光による映像にスポット光による映像の影響
を与えないようにすることができる。

【００３６】さらにまた、第１の光源を検知用に点灯
し、移動体が測定領域に到来したことを検知したとき、
撮像をする映像を照射する上記第１の帯状光源を撮像用
に点灯することにより、外来光の影響を受けなくするこ
とができる。

【００３７】さらに、撮像装置からの出力信号により、
移動体の検知ができるとともに、移動体の検出直後に撮
像が可能である。

【００３８】実施例１．以下、この発明の実施例１を図
に基づいて説明する。図１は、形状測定装置の構成図で
ある。この図は、移動体１の検知に光電スイッチ７を用
いずに、移動体１に照射された帯状光３による映像３ａ
を用いて移動体１の検知を行なう機器構成の一例を示
す。形状測定装置の構成及び構成要素は従来例とほぼ同
じである。移動体１が測定領域１６に到来したかどうか
に拘らず、帯状光３を測定領域１６に常時照射し、撮像
装置５（シャッタを有する）に測定領域１６の映像を順
次入力し、撮像装置５からの出力信号を処理装置６にお
いて処理し、移動体１が測定領域１６に到来したことを
検知しそのときの形状を算出する。

【００３９】このように、測定領域１６の帯状光３によ
る映像３ａを撮像する。つまり撮像するのは、帯状光３
による映像３ａから撮像装置５への入力光であり、これ
を、帯状入力光８（図１には図示しない）と称し、その
帯状入力光８の撮像装置５への光路を映像入力路と称
す。ここで、帯状光３による映像３ａを撮像装置５に入
力すること、言い換えれば帯状入力光８により、移動体
１の測定領域１６への到来を検知しているので、従来の
ように検知装置を別に設ける必要がない。また、検知装
置を配設する必要が無いので、形状測定装置をコンパク
トにすることができるとともに、形状測定装置の配設の
制約が少なく自由度が高い。また、移動体１の検知と撮
像をする帯状入力光８が同一であって、同じ映像入力路
を通過するので、移動体１の検知及び形状測定の精度が
高い。

【００４０】さらに、実施例１では、移動体１の測定領
域１６への到来の検知を、撮像装置５からの出力を処理
装置６において処理することにより検知していたが、撮
像装置５内で移動体１の測定領域１６への到来の検知を
して、検知されたときにシャッタを動作させ移動体１の
撮像をしてもよい。

【００４１】実施例２．実施例２は形状測定装置におけ
る検知手段の一例であって図２に基づいて説明する。図
２は、分光素子９と光検出素子１０を配設した撮像装置
５の断面構成図であり、４はレンズを有し（レンズは図
示していない）撮像装置５の一部分であるレンズ部、５
はレンズ部と撮像部から成る撮像装置、８は映像入力路
を通過する帯状入力光、９は映像入力路に配設した分光
素子、１０は分光素子９により反射された帯状入力光８
を検出可能に配設する光検出素子、１１は帯状入力光８
を撮像する撮像素子である。

【００４２】ここで、例えば、分光素子９としてハーフ
ミラー，プリズム、光検出素子１０としてフォトダイオ
ード，フォトトランジスタ，サーミスタ，熱電対、撮像
素子１１としてＣＣＤ，ＭＯＳ，ＣＩＤ，ＢＢＤがあ
る。

【００４３】図２において、帯状入力光８は、分光素子
９で分岐され、一部は光検出素子１０に向かい残りは撮
像素子１１へ向かう。光検出素子１０に向かった帯状入
力光８は光検出素子１０で検出され、この検出により移
動体１が測定領域１６へ到来したことを検知する。

【００４４】具体的には、移動体１が測定領域１６内に
存在するときとしないときで帯状入力光８の形状が変化
（例えば、帯状入力光８による撮像装置上の像が上方に
シフト）することを利用する。移動体１が測定領域１６
内に存在しないときに、光検出素子１０が帯状入力光８
を検出するように、かつ、移動体１が測定領域１６に到
来した（存在する）とき、この光検出素子１０が帯状入
力光８を検出しないように光検出素子１０を配設するこ
とにより、光検出素子１０による検出がないときに、移
動体１の測定領域１６への到来を検知して、この検知を
トリガーとして撮像装置５のシャッタを動作させ移動体
１の形状を測定する。また、光検出素子１０の光を検出
する配設を、移動体１が測定領域１６内に存在するとき
としないときで上記の場合と逆にして、移動体１の検知
をしてもよい。

【００４５】このように、分光素子９と光検出素子１０
を撮像装置５に配設したので、移動体１が測定領域１６
へ到来したときの移動体１の画像のみを処理装置６に入
力し形状を算出すればよい。また、移動体１の検知と撮
像をする帯状入力光８が同一であって、同じ映像入力路
を通過するので、移動体１の検知及び形状測定の精度が
高い。

【００４６】実施例３．実施例３は形状測定装置におけ
る検知手段の他の例であって図３に基づいて説明する。
図３は、分光素子９と光検出素子１０を、撮像装置５の
レンズ部４に配設した撮像装置５の断面構成図である。
分光素子９と光検出素子１０をレンズ部４に配設したこ
と以外は実施例２と同様である。

【００４７】このように、分光素子９と光検出素子１０
をレンズ部４に配設することにより、実施例２と同様の
効果の他に、分光素子９や光検出素子１０の光学素子
を、撮像装置５における光学素子の主要部であるレンズ
部にまとめることができる。つまり、撮像装置５ひいて
はレンズ部４の製作やメンテナンスが容易となる。

【００４８】実施例４．実施例４は形状測定装置におけ
る検知手段のさらに他の例であって図４に基づいて説明
する。図４は、光検出素子１０を撮像素子１１の一部に
配設した撮像装置５の断面構成図である。撮像装置５内
の撮像素子１１の一部で形状測定に使用していない部分
又は形状測定に影響を及ぼさない部分に、光検出素子１
０を配設し移動体１からの帯状入力光８を光検出素子１
０により検出し、光検出素子１０からの出力信号をもと
に撮像装置５のシャッタを動作させる。

【００４９】このように、光検出素子１０を撮像装置５
に配設したので、移動体１が測定領域１６へ到来したと
きの移動体１の画像のみを処理装置６に入力し形状を算
出すればよい。また、移動体１の検知と撮像をする帯状
入力光８が同一であって、同じ映像入力路を通過するの
で、移動体１の検知及び形状測定の精度が高い。また、
撮像素子１１の一部に光検出素子１０を配設したが、光
検出素子１０を配置した位置の撮像素子１１の該当部分
を移動体１の検知用に割り当てても同様の効果が得られ
る。

【００５０】実施例５．実施例５は形状測定装置におけ
る検知手段のさらに他の例であって図５に基づいて説明
する。図５は、透過型光発電素子１２を配設した撮像装
置５の断面構成図であり、１２は映像入力路に配設した
透過型光発電素子である。この透過型光発電素子１２と
は、ハーフミラーのように光を透過させるとともに、光
を受光することにより発電する太陽電池のようなもので
あって、この発電により生じた出力信号によりセンサと
して利用する。この光発電素子１２を、帯状入力光８に
より実施例２と同様に移動体１の検知ができる位置に配
設する。

【００５１】図において、透過型光発電素子１２に入力
された帯状入力光８により、移動体１の測定領域１６へ
の到来を検知し、光検出素子１０からの出力信号をもと
に撮像装置５のシャッタを動作させる。このことによ
り、実施例４と同様の効果を得ることが可能である。

【００５２】実施例６．この発明の実施例６を図に基づ
いて説明する。図６は、形状測定装置の構成図である。
この図は、移動体１の検出に光電スイッチ７を用いず
に、移動体１に照射されたスポット光１４による映像１
４ａを用いて移動体１の検知を行なう機器構成の一例を
示す。

【００５３】２Ａは帯状光３を照射する第１の光源であ
り、１３はスポット光１４を照射する第２の光源であ
る。その他の構成及び構成要素は実施例１とほぼ同じで
ある。移動体１が測定領域１６に到来したかどうかに拘
らず、スポット光１４を常時照射し、撮像装置５に測定
領域１６の映像を順次入力し、撮像装置５からの出力信
号を処理装置６において処理し、移動体１が測定領域１
６に到来したことを検知してそのときの形状を算出す
る。

【００５４】このように、測定領域１６のスポット光１
４による映像１４ａを撮像装置５へ入力する。この入力
光をスポット入力光１５と称し、そのスポット入力光１
５の撮像装置５への光路を映像入力路と称す。つまり、
このスポット入力光１５（図６には図示しない）により
移動体１の検知をする。ここで、測定領域１６の帯状光
３による映像３ａを撮像する。つまり撮像するのは帯状
入力光８（図６には図示しない）であり、この帯状入力
光８のにより形状の算出をする。

【００５５】また、スポット光１４による映像１４ａを
撮像装置５に入力すること、言い換えれば、スポット入
力光８により、移動体１の測定領域１６への到来を検知
しているので、従来のように検出装置を別に設ける必要
がない。また、形状測定装置をコンパクトにすることが
できるとともに、スポット光１４を照射する第２の光源
の配設は、撮像領域１６内にあればよく配設の制約が少
なく自由度が高い。また、移動体１の検知をするスポッ
ト入力光１５と撮像をする帯状入力光８がほぼ同じ映像
入力路を通過するので、移動体１の検知及び形状測定の
精度が高い。さらに、移動体１の検知にスポット光１４
を用いているので、光密度が高くスポット光１４による
映像１４ａの検出が容易かつ精度が高い。

【００５６】さらに、実施例６では、移動体１の測定領
域１６への到来の検知を、撮像装置５からの出力を処理
装置６において処理することにより検知していたが、撮
像装置５内で移動体１の測定領域１６への到来の検知を
して、シャッタを動作させ移動体１の撮像をしてもよ
い。

【００５７】実施例７．実施例７は形状測定装置におけ
る検知手段の一例であって図７に基づいて説明する。図
７は、分光素子９と光検出素子１０を配設した撮像装置
５の断面構成図である。図７において、スポット入力光
１５は、分光素子９で分岐され、一部は光検出素子１０
に向かう。光検出素子１０に向かったスポット入力光１
５は光検出素子１０で検出され、この検出により移動体
１が測定領域１６へ到来したことを検知する。この移動
体１の検知手段以外は、実施例２と同様である。

【００５８】このように、分光素子９と光検出素子１０
を撮像装置５に配設したので、移動体１が測定領域１６
へ到来したときの移動体１の画像のみを処理装置６に入
力し形状を算出すればよい。また、移動体１の検知をす
るスポット入力光１５と撮像をする帯状入力光８がほぼ
同じ映像入力路を通過するので、移動体１の検知及び形
状測定の精度が高い。さらに、光密度が高くスポット光
１４による映像１４ａの検出が容易かつ精度が高い。

【００５９】実施例８．実施例は形状測定装置における
検知手段の他の例であって図８に基づいて説明する。図
８は、分光素子９と光検出素子１０を、撮像装置５のレ
ンズ部４に配設した撮像装置５の断面構成図である。分
光素子９と光検出素子１０をレンズ部４に配設したこと
以外は実施例７と同様である。

【００６０】このように、分光素子９と光検出素子１０
をレンズ部４に配設することにより、実施例７と同様の
効果の他に、分光素子９や光検出素子１０という光学素
子を、撮像装置５における光学素子が主要部であるレン
ズ部にまとめることができる。つまり、撮像装置５ひい
てはレンズ部４の製作やメンテナンスが容易となる。

【００６１】実施例９．実施例９は形状測定装置におけ
る検知手段のさらに他の例であって一例を図９に基づい
て説明する。図９は、光検出素子１０を撮像素子１１の
一部に配設した撮像装置５の断面構成図である。撮像装
置５内の撮像素子１１の一部で形状測定に使用していな
い部分に、光検出素子１０を配設し移動体１からのスポ
ット力光１５を光検出素子１０により検出し、光検出素
子１０からの出力信号をもとに撮像素子１１のシャッタ
を動作させる。

【００６２】このように、光検出素子１０を撮像装置５
に配設したので、移動体１が測定領域１６へ到来したと
きの移動体１の画像のみを処理装置６に入力し形状を算
出すればよい。また、移動体１の検知をするスポット入
力光１５と撮像をする帯状入力光８がほぼ同じ映像入力
路を通過するので、移動体１の検知及び形状測定の精度
が高い。また、撮像素子１１の一部に光検出素子１０を
配設したが、光検出素子１０を配置した位置の撮像素子
１１の該当部分を移動体１の検知用に割り当てても同様
の効果が得られる。さらに、光密度が高くスポット光１
４による映像１４ａの検出が容易かつ精度が高い。

【００６３】実施例１０．実施例１０は形状測定装置に
おける検知手段のさらに他の例であって図１０に基づい
て説明する。図１０は、透過型光発電素子１２を配設し
た撮像装置５の断面構成図であり、１２は映像入力路に
配設した透過型光発電素子である。この光発電素子１２
を、スポット入力光１５により実施例７や実施例８と同
様に移動体１の検知ができる位置に配設する。

【００６４】図において、透過型光発電素子１２に入力
されたスポット入力光１５により、移動体１を検知し、
光検出素子１０からの出力信号をもとに撮像素子１１の
シャッタを動作させる。このことにより、実施例９と同
様の効果を得ることが可能である。

【００６５】また、実施例６から実施例１０において、
スポット光１４と帯状光３とは波長を異なるものとして
もよい。このようにすることにより、スポット光１４が
移動体１の形状測定の撮像をする帯状入力光８に影響を
及ぼさなくすることが可能である。また逆に、帯状光３
が移動体１の検知をするスポット入力光１５に影響を及
ぼさなくすることが可能である。

【００６６】さらに、実施例６から実施例１０におい
て、第２の光源１３からのスポット光１４を、移動体１
が測定領域１６に到来したことを検知した時点で消灯し
てもよい。このようにすることにより、第２の光源１３
からのスポット光１４が移動体１に照射された帯状光３
による形状測定に影響が生じぬようにすることが可能で
ある。

【００６７】なお、実施例１から実施例１０において、
帯状光３を検知用に点灯させ、移動体１が測定領域１６
に到来したことを検知した時点で撮像用に点灯させても
よい。つまり、移動体１の検知には、撮像用に比べて光
の強度を弱めておいたり、光の強度を弱い範囲内で時間
とともに変化させてもよく、撮像時には撮像に必要な一
定の光の強度に点灯させることである。また、スポット
光１４により検知をする時には、検知用には帯状光３の
光の強度を弱めておいてもよい。このことより、移動体
１の検知をする撮像素子１１，光検出素子１０，透過型
光発電素子１２の検知時の外来光（主に太陽光）による
影響を除去するとともに、撮像時には検知用の点灯によ
る光量低下を防止できる。

【００６８】実施例２，実施例３，実施例４，実施例
５，実施例７，実施例８，実施例９又は実施例１０の検
知手段により、移動体１の測定領域１６へ到来を検知し
たとき、光検出素子１０又は透過型光発電素子１２の出
力信号を直接シャッタに入力してもよいし、一度処理装
置６に入力して処理装置６により撮像装置５のシャッタ
の制御を行ってもよい。

【００６９】上記実施例では、移動体１が搬送手段１７
により移動される場合について説明してきたが、移動体
１が自動車や列車のように自走するものであってもよ
い。さらに、移動体１は停止しており、測定装置が移動
する走査形の装置であってもよい。

【００７０】また、移動体１の測定領域１６への到来を
検知したとき、移動体１を撮像する場合について説明し
てきたが、このときには移動体１の先端部分が測定でき
る。移動体１の測定領域１６への到来を検知後、移動体
１を撮像用に測定すれば、移動体１の全体が測定でき
る。さらに、移動体１の特定の部分を検知可能にしてお
けば、その部分の測定ができる。

【００７１】さらに、形状の測定精度は、移動体１が列
車の車輪で１０[ｍ／ｓ]（約３０[ｋｍ／ｈ]）で移動
し、撮像素子１１がＣＣＤであり応答が１０[μｓ]の場
合には、１０[ｍ／ｓ]×１０[μｓ]＝０．１[ｍｍ]とな
る。

【００７２】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、測定
領域内の帯状光による映像を撮像装置に入力して、その
映像により移動体が上記測定領域内に到来したことの検
知をすることができるので、移動体の検知装置を設ける
必要がないとともに、移動体の検知の精度を高くするこ
とができる。つまり、移動体の検知に係る測定領域内の
帯状光による映像を入力する撮像装置の配設の制約がな
い。また、検知装置を設ける必要が無いので装置を小型
化できる。

【００７３】また、分光素子により分光された映像入力
を、光検出素子で検出することにより、移動体が上記測
定領域内に到来したことの検知をすることができるの
で、移動体の検知の精度を高くすることができる。

【００７４】さらに、映像入力を光検出素子によって検
出するすることにより、移動体が上記測定領域内に到来
したことの検知をすることができるので、移動体の検知
の精度を高くすることができる。

【００７５】さらに、映像入力を光透過型の発電素子に
よって検出することにより、移動体が上記測定領域内に
到来したことの検知をすることができるので、移動体の
検知の精度を高くすることができる。

【００７６】また、測定領域内のスポット光による映像
を撮像装置に入力して、その映像により移動体が上記測
定領域内に到来したことの検知をすることができるの
で、移動体の検知装置を設ける必要がないとともに、移
動体の検知の精度を高くすることができる。さらに、第
２の光源によるスポット光を使用しているので、この第
２の光源を検知に適した位置に配設すること、光密度が
高いことから、移動体の検知の精度及び感度を高くする
ことができる。

【００７７】また、分光素子により分光されたスポット
光による映像入力を、光検出素子で検出することによ
り、移動体が上記測定領域内に到来したことの検知をす
ることができるので、移動体の検知の精度を高くするこ
とができる。

【００７８】さらに、分光素子により分光された帯状光
又はスポット光による映像出力を、光検出素子で検出す
ることにより、移動体が上記測定領域内に到来したこと
の検知をすることができるので、移動体の検知の精度を
高くすることができる。また、レンズ部に分光素子と受
光素子を配設したので、光学系をレンズ部にまとめるこ
とができるとともに、装置を小型化できる。

【００７９】さらに、スポット光による映像入力を光検
出素子によって検出することにより、移動体が上記測定
領域内に到来したことの検知をすることができるので、
移動体の検知の精度を高くすることができる。

【００８０】さらに、スポット光による映像入力を光透
過型の発電素子によって検出することにより、移動体が
上記測定領域内に到来したことの検知をすることができ
るので、移動体の検知の精度を高くすることができる。

【００８１】さらに、スポット光と帯状光の波長を変え
ることにより、互いの光が他方の光に影響を与えないよ
うにすることができるので、検知をするときの帯状光の
映像による影響と、撮像するときのスポット光の映像に
よる影響を受けることなく、検知や撮像が可能となりこ
れらの精度が向上する。

【００８２】さらに、スポット光の映像入力により移動
体の到来を検知したとき、第２の光源を消灯することに
より、帯状光による映像にスポット光による映像の影響
を与えないようにすることができるので、撮像するとき
にスポット光による映像の影響を受けることなく、撮像
の精度が向上する。

【００８３】さらにまた、第１の光源を検知用に点灯
し、移動体が測定領域に到来したことを検知したとき、
撮像をする映像を照射する上記第１の帯状光源を撮像用
に点灯することにより、外来光の影響を受けにくくする
ことができるので、撮像の精度が向上する。

【００８４】さらに、撮像装置からの出力信号により、
移動体の検知ができるとともに、移動体の知出直後に撮
像が可能であるので、帯状光のあたる範囲であれば移動
体のどの部分でも測定ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の形状測定装置の構成図である。

【図２】分光素子と光検出素子を配設した撮像装置の
断面構成図である。

【図３】分光素子と光検出素子をレンズ部に配設した
撮像装置の断面構成図である。

【図４】光検出素子を撮像素子の一部に配設した撮像
装置の断面構成図である。

【図５】透過型光発電素子を配設した撮像装置の断面
構成図である。

【図６】実施例６の形状測定装置の構成図である。

【図７】分光素子と光検出素子を配設した撮像装置の
断面構成図である。

【図８】分光素子と光検出素子をレンズ部に配設した
撮像装置の断面構成図である

【図９】光検出素子を撮像素子の一部に配設した撮像
装置の断面構成図である。

【図１０】透過型光発電素子を配設した撮像装置の断
面構成図である。

【図１１】光切断法の原理図である。

【図１２】被測定体上の帯状光による映像が撮像装置
の撮像素子に入力された像を示す図である。

【図１３】従来の光切断法による形状測定装置の構成
図である。

【符号の説明】

１、移動体、１Ａ、被測定体、２、光源、２
Ａ、第１の光源３、帯状光３ａ、測定領域における帯状光によ
る映像４、レンズ５、撮像装置６、処理装置７、光電スイッチ、８、帯状入射光９、分
光素子１０、光検出素子１１、撮像素子１２、透過
型発電素子１３、スポット光源１４、スポット光１４ａ、測定領域におけるスポット光による映像１５、スポット入射光１６、測定領域１７、
搬送手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０１Ｓ 17/88 Ｇ０６Ｔ 7/00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】形状の測定対象となり測定領域を通過す
る移動体と、上記測定領域に帯状光を照射する光源と、
この光源から照射された帯状光による上記測定領域内の
映像を撮像する撮像装置と、上記測定領域内の映像によ
り上記移動体が測定領域に到来したことを検知する検知
手段と、この検知手段により上記移動体の測定領域への
到来が検知されたとき、上記撮像装置からの出力信号に
より上記移動体の形状を算出する処理装置とを備えたこ
とを特徴とする形状測定装置。
【請求項２】検知手段は、撮像装置内の撮像素子への
映像入力路内に配設された分光素子と、この分光素子に
よって分光された映像入力を検出する光検出素子とによ
って構成さたことを特徴とする請求項１記載の形状測定
装置。
【請求項３】検知手段は、撮像装置内の撮像素子の一
部に配設され、映像入力を検出する光検出素子によって
構成されたことを特徴とする請求項１記載の形状測定装
置。
【請求項４】検知手段は、撮像装置内の撮像素子への
映像入力路内に配設され、映像入力を検出する透過型光
発電素子によって構成されたことを特徴とする請求項１
記載の形状測定装置。
【請求項５】形状の測定対象となり測定領域を通過す
る移動体と、上記測定領域に帯状光を照射する第１の光
源と、上記測定領域にスポット光を照射する第２の光源
と、この第２の光源から照射されたスポット光の映像を
入力するとともに、上記第１の光源から照射された帯状
光による上記測定領域内の映像を撮像する撮像装置と、
上記測定領域内の上記スポット光の映像により上記移動
体が測定領域に到来したことを検知する検知手段と、こ
の検知手段により上記移動体の測定領域への到来が検知
されたとき、上記撮像装置からの出力信号により上記移
動体の形状を算出することが可能な処理装置とを備えた
ことを特徴とする形状測定装置。
【請求項６】検知手段は、撮像装置内への第２の光源
によるスポット光の映像入力路内に配設された分光素子
と、この分光素子によって分光された上記スポット光の
映像入力を検出する光検出素子とによって構成されたこ
とを特徴とする請求項５記載の形状測定装置。
【請求項７】レンズ部と撮像部からなる撮像装置にお
いて、分光素子と受光素子を上記撮像装置のレンズ部に
配設したことを特徴とする請求項２又は請求項６記載の
形状測定装置。
【請求項８】検知手段は、測定領域の撮像をする撮像
素子の一部に配設され、第２の光源によるスポット光の
映像入力を検出する光検出素子によって構成されたこと
を特徴とする請求項５記載の形状測定装置。
【請求項９】検知手段は、撮像装置内への第２の光源
によるスポット光の映像入力路内に配設され、上記スポ
ット光の映像入力を検出する透過型光発電素子によって
構成されたことを特徴とする請求項５記載の形状測定装
置。
【請求項１０】第１の光源の帯状光と第２の光源のス
ポット光とは波長を異なるものとすることを特徴とする
請求項５〜請求項９のいずれかに記載の形状測定装置。
【請求項１１】第２の光源のスポット光により移動体
が測定領域に到来したことを検知すると、第２の光源を
消灯することを特徴とする請求項５〜請求項１０のいず
れかに記載の形状測定装置。
【請求項１２】第１の光源を検知用に点灯し、上記第
１の光源による帯状光又は第２の光源によるスポット光
により移動体が測定領域に到来したことを検知すると、
撮像をする上記第１の光源による帯状光を撮像用に点灯
させることを特徴とする請求項１〜請求項１１のいずれ
かに記載の形状測定装置。
【請求項１３】検知手段は、映像入力が移動体を検知
していないときの映像入力に対して変化したとき、この
変化により移動体の測定領域への到来を検知することを
特徴とする請求項１から請求項１２のいずれかに記載の
形状測定装置。