JPH09229632A - 画像情報出力装置および方法、形状測定装置および方法 - Google Patents
画像情報出力装置および方法、形状測定装置および方法Info
- Publication number
- JPH09229632A JPH09229632A JP8067206A JP6720696A JPH09229632A JP H09229632 A JPH09229632 A JP H09229632A JP 8067206 A JP8067206 A JP 8067206A JP 6720696 A JP6720696 A JP 6720696A JP H09229632 A JPH09229632 A JP H09229632A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- image information
- slit light
- image
- measured
- measuring
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Image Analysis (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Image Processing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 より簡素な光学系を用いて、より高速の測定
を実現する。 【解決手段】 画像入力装置および線状スリット光源か
らなる測定部と、該測定部および被測定物との相対移動
手段とを備える画像情報出力装置であって、前記測定部
が、前記線状スリット光源により照射された間欠的視野
の画像情報を測定するものであることを特徴とする画像
情報出力装置。
を実現する。 【解決手段】 画像入力装置および線状スリット光源か
らなる測定部と、該測定部および被測定物との相対移動
手段とを備える画像情報出力装置であって、前記測定部
が、前記線状スリット光源により照射された間欠的視野
の画像情報を測定するものであることを特徴とする画像
情報出力装置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光切断法を利用し
て被測定物の画像情報を得る装置および方法、および、
それを利用して、被測定物の三次元形状を非接触で測定
する方法および装置に関する。
て被測定物の画像情報を得る装置および方法、および、
それを利用して、被測定物の三次元形状を非接触で測定
する方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】線状のスリット光を被測定物に照射し、
スリット光とは別の角度から被測定物に投影されたスリ
ット光をとらえることで、被測定物の三次元形状、とく
に高さを測定する手法は光切断法と呼ばれ、広く用いら
れている。スリット光についても、カメラ視野内に複数
のスリット光を同時に投影することで測定速度を高速化
する手法や、特開平７−２６０４４３号公報に示されて
いるように、複数のスリット光をカメラ視野内で走査さ
せ、複数のカメラ画像を合成することで、見かけのスリ
ット光の本数をさらに増やす手法が知られている。
スリット光とは別の角度から被測定物に投影されたスリ
ット光をとらえることで、被測定物の三次元形状、とく
に高さを測定する手法は光切断法と呼ばれ、広く用いら
れている。スリット光についても、カメラ視野内に複数
のスリット光を同時に投影することで測定速度を高速化
する手法や、特開平７−２６０４４３号公報に示されて
いるように、複数のスリット光をカメラ視野内で走査さ
せ、複数のカメラ画像を合成することで、見かけのスリ
ット光の本数をさらに増やす手法が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
な従来の光切断法では、被測定物の三次元形状を面で捕
らえているため、カメラのフレームレート以上の測定速
度を達成することは不可能である。また、カメラの視野
内に収まらない大面積を測定する場合には、移動、停
止、測定を繰り返す必要があり、トータルの測定時間が
長くなるという問題点がある。さらに、複数のスリット
光を投影したり、これを移動させるための光学系が複雑
になるという問題点もある。
な従来の光切断法では、被測定物の三次元形状を面で捕
らえているため、カメラのフレームレート以上の測定速
度を達成することは不可能である。また、カメラの視野
内に収まらない大面積を測定する場合には、移動、停
止、測定を繰り返す必要があり、トータルの測定時間が
長くなるという問題点がある。さらに、複数のスリット
光を投影したり、これを移動させるための光学系が複雑
になるという問題点もある。
【０００４】そこで本発明の課題は、より簡素な光学系
を用いて、より高速の測定を実現することにある。
を用いて、より高速の測定を実現することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明に係る画像情報出力装置は、画像入力装置お
よび線状スリット光源からなる測定部と、該測定部およ
び被測定物との相対移動手段とを備える画像情報出力装
置であって、前記測定部が、前記線状スリット光源によ
り照射された間欠的視野の画像情報を測定するものであ
ることを特徴とするものからなる。
に、本発明に係る画像情報出力装置は、画像入力装置お
よび線状スリット光源からなる測定部と、該測定部およ
び被測定物との相対移動手段とを備える画像情報出力装
置であって、前記測定部が、前記線状スリット光源によ
り照射された間欠的視野の画像情報を測定するものであ
ることを特徴とするものからなる。
【０００６】また、本発明に係る画像情報出力装置は、
情報順送出力型画像センサを有する順送出力カメラおよ
び線状スリット光源からなる測定部と、該測定部と被測
定物との相対移動手段とを備えていることを特徴とする
ものからなる。
情報順送出力型画像センサを有する順送出力カメラおよ
び線状スリット光源からなる測定部と、該測定部と被測
定物との相対移動手段とを備えていることを特徴とする
ものからなる。
【０００７】上記線状スリット光源は点滅可能なもので
あることが好ましい。
あることが好ましい。
【０００８】また、本発明に係る画像情報出力装置は、
二次元画像入力装置および線状スリット光源からなる測
定部と、該測定部と被測定物との相対移動手段と、相対
移動に伴って該二次元画像入力装置により撮像した複数
の画像を合成する手段を備えていることを特徴とするも
のからなる。
二次元画像入力装置および線状スリット光源からなる測
定部と、該測定部と被測定物との相対移動手段と、相対
移動に伴って該二次元画像入力装置により撮像した複数
の画像を合成する手段を備えていることを特徴とするも
のからなる。
【０００９】また、本発明に係る画像情報出力方法は、
線状スリット光が照射されるべき被測定物の部位を含む
間欠的視野の画像情報を入力し、前記被測定物と前記視
野とを相対移動させつつ前記画像情報を取り出すことを
特徴とする方法からなる。
線状スリット光が照射されるべき被測定物の部位を含む
間欠的視野の画像情報を入力し、前記被測定物と前記視
野とを相対移動させつつ前記画像情報を取り出すことを
特徴とする方法からなる。
【００１０】また、本発明に係る画像情報出力方法は、
線状スリット光が照射された被測定物の部位を含む視野
を情報順送出力型画像センサを有する順送出力カメラに
より撮像し、前記被測定物と前記視野とを相対移動せし
めつつ前記順送出力カメラより前記視野の情報を取り出
すことを特徴とする方法からなる。
線状スリット光が照射された被測定物の部位を含む視野
を情報順送出力型画像センサを有する順送出力カメラに
より撮像し、前記被測定物と前記視野とを相対移動せし
めつつ前記順送出力カメラより前記視野の情報を取り出
すことを特徴とする方法からなる。
【００１１】上記線状スリット光は点滅されることが好
ましい。
ましい。
【００１２】また、本発明に係る画像情報出力方法は、
線状スリット光が照射された被測定物の部位を含む視野
を二次元ＣＣＤカメラにより撮像し、前記被測定物と前
記視野とを相対移動せしめつつ前記二次元ＣＣＤカメラ
より間欠的に前記視野の画像を取り出し、該画像を取り
出し間隔に対応する距離分だけずらせながら合成するこ
とを特徴とする方法からなる。
線状スリット光が照射された被測定物の部位を含む視野
を二次元ＣＣＤカメラにより撮像し、前記被測定物と前
記視野とを相対移動せしめつつ前記二次元ＣＣＤカメラ
より間欠的に前記視野の画像を取り出し、該画像を取り
出し間隔に対応する距離分だけずらせながら合成するこ
とを特徴とする方法からなる。
【００１３】また、本発明に係る形状測定装置は、上記
画像情報出力装置を用いて被測定物の形状、たとえば、
高さ情報を含む三次元形状を測定するものであり、上記
装置に、前記測定部からの被測定物の形状情報を抽出、
処理する画像情報処理部を付加したものである。
画像情報出力装置を用いて被測定物の形状、たとえば、
高さ情報を含む三次元形状を測定するものであり、上記
装置に、前記測定部からの被測定物の形状情報を抽出、
処理する画像情報処理部を付加したものである。
【００１４】さらに、本発明に係る形状測定方法は、上
述の画像情報出力方法により取り出された視野の情報に
基づいて前記被測定物の形状、たとえば、高さ情報を含
む三次元形状を測定するものである。
述の画像情報出力方法により取り出された視野の情報に
基づいて前記被測定物の形状、たとえば、高さ情報を含
む三次元形状を測定するものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明の第一の態様においては、
被測定物に線状スリット光が照射され、それが情報順送
出力型画像センサを有する順送出力カメラによって撮像
され、被測定物が相対移動されつつ、必要回数撮像が繰
り返される。
被測定物に線状スリット光が照射され、それが情報順送
出力型画像センサを有する順送出力カメラによって撮像
され、被測定物が相対移動されつつ、必要回数撮像が繰
り返される。
【００１６】被測定物と測定部を相対移動させるには、
被測定物を固定し測定部を移動させる構成と、被測定物
を移動させ測定部を固定する構成がある。後者を例にと
って図１に本発明の構成例を示す。
被測定物を固定し測定部を移動させる構成と、被測定物
を移動させ測定部を固定する構成がある。後者を例にと
って図１に本発明の構成例を示す。
【００１７】図において、１は、移動テーブル２上に適
当な方法により固着あるいは固定された測定対象として
の被測定物を示している。テーブル２は、スクリュー３
によって所定方向に移動されるようになっており、スク
リュー３は、たとえば駆動源としてのモータ４によって
回転駆動される。モータ４には、その回転角、ひいては
スクリュー３によって移動されるテーブル２（被測定物
１）の位置を検出、制御可能なエンコーダ５が付設され
ている。モータ４によりスクリュー３を介して移動され
るテーブル２の位置および移動速度、駆動間隔等は、テ
ーブルコントローラ６によって制御される。本実施態様
では、以上の要素により、測定部と被測定物との相対移
動手段７が構成されている。
当な方法により固着あるいは固定された測定対象として
の被測定物を示している。テーブル２は、スクリュー３
によって所定方向に移動されるようになっており、スク
リュー３は、たとえば駆動源としてのモータ４によって
回転駆動される。モータ４には、その回転角、ひいては
スクリュー３によって移動されるテーブル２（被測定物
１）の位置を検出、制御可能なエンコーダ５が付設され
ている。モータ４によりスクリュー３を介して移動され
るテーブル２の位置および移動速度、駆動間隔等は、テ
ーブルコントローラ６によって制御される。本実施態様
では、以上の要素により、測定部と被測定物との相対移
動手段７が構成されている。
【００１８】なお、本実施態様では、上述の如く移動テ
ーブル２を用いたが、被測定物を移動させる他の手段、
たとえばベルトコンベア等を用いてもよい。また、移動
位置を測定する手段としても、エンコーダに限らず、磁
気スケール等のリニアセンサ等を用いることができる。
位置を測定する手段からは、移動に同期して信号を発生
する機能が必要である。
ーブル２を用いたが、被測定物を移動させる他の手段、
たとえばベルトコンベア等を用いてもよい。また、移動
位置を測定する手段としても、エンコーダに限らず、磁
気スケール等のリニアセンサ等を用いることができる。
位置を測定する手段からは、移動に同期して信号を発生
する機能が必要である。
【００１９】被測定物１の上方には、ＴＤＩカメラ８
と、該ＴＤＩカメラ８とは異なる位置から被測定物１に
向けて線状スリット光９を照射する線状スリット光源１
０が配設されている。このＴＤＩカメラ８が、本発明に
おける、情報順送出力型画像センサを有する順送出力カ
メラを構成している。
と、該ＴＤＩカメラ８とは異なる位置から被測定物１に
向けて線状スリット光９を照射する線状スリット光源１
０が配設されている。このＴＤＩカメラ８が、本発明に
おける、情報順送出力型画像センサを有する順送出力カ
メラを構成している。
【００２０】ＴＤＩカメラは、撮像用光学系とＴＤＩセ
ンサより構成される。撮像用光学系はＴＤＩセンサ上に
画像を結像させ、ＴＤＩセンサが画像を電荷に変換し、
ビデオ回路が電気信号として外部に出力する。ここでＴ
ＤＩセンサとは、Time Delayand Integration Imageセ
ンサのことで、時間遅延蓄積方式のセンサを意味する。
ンサより構成される。撮像用光学系はＴＤＩセンサ上に
画像を結像させ、ＴＤＩセンサが画像を電荷に変換し、
ビデオ回路が電気信号として外部に出力する。ここでＴ
ＤＩセンサとは、Time Delayand Integration Imageセ
ンサのことで、時間遅延蓄積方式のセンサを意味する。
【００２１】図２、図３を用いてＴＤＩカメラの動作原
理、特徴を説明する。図２において、ＴＤＩカメラ８
と、そのカメラ視野１１内に入った測定対象１２上の黒
点１３に注目すると、黒点像がＴＤＩセンサの最初のラ
インに入った状態が図３のStep１の図に相当する。さら
に時間が経過すると、測定対象の移動のため、黒点像は
ＴＤＩセンサの第２番目のラインに移動する。この状態
が図３のStep２の図に相当する。この像の移動と同じタ
イミングで、ＴＤＩセンサの各ライン上の画素の電荷を
順次次のラインの対応する画素に移動させる。つまり、
順送する。この操作をラインシフトと呼ぶことにする。
ラインシフトをＴＤＩセンサの視野内で順次繰り返し、
視野の端（Step５）に到達した時点で、最終ラインの電
荷をビデオ信号として出力する。したがって、ＴＤＩセ
ンサを用いると、動いている測定対象の画像を連続的に
高速で取り込むことができる。
理、特徴を説明する。図２において、ＴＤＩカメラ８
と、そのカメラ視野１１内に入った測定対象１２上の黒
点１３に注目すると、黒点像がＴＤＩセンサの最初のラ
インに入った状態が図３のStep１の図に相当する。さら
に時間が経過すると、測定対象の移動のため、黒点像は
ＴＤＩセンサの第２番目のラインに移動する。この状態
が図３のStep２の図に相当する。この像の移動と同じタ
イミングで、ＴＤＩセンサの各ライン上の画素の電荷を
順次次のラインの対応する画素に移動させる。つまり、
順送する。この操作をラインシフトと呼ぶことにする。
ラインシフトをＴＤＩセンサの視野内で順次繰り返し、
視野の端（Step５）に到達した時点で、最終ラインの電
荷をビデオ信号として出力する。したがって、ＴＤＩセ
ンサを用いると、動いている測定対象の画像を連続的に
高速で取り込むことができる。
【００２２】さらに、上述したＴＤＩカメラ８による撮
像系内に、線状スリット光９を照射する線状スリット光
源１０が設けられる。被測定物１の光切断像を作るに
は、スリット光９の照射角度は、ＴＤＩカメラ８の光軸
１４と異なる必要がある。また、スリット光９の長手方
向はＴＤＩカメラ８の主走査方向（図３参照）と一致し
ている方が効率よく光切断像をとらえることができる。
スリット光９は被測定物の移動に同期して、パルス発光
させる。つまり、点滅させる。スリット光９のパルス発
光時間をＴＤＩカメラ８の１ラインシフト時間内にする
ことで、スリット光９が点灯した瞬間の光切断像を記録
することができる。さらに、スリット光９を被測定物の
移動に同期して、定期的にパルス発光させることで、あ
たかも複数のスリット光を投影したのと同等の画像をＴ
ＤＩカメラ８により得ることができる。
像系内に、線状スリット光９を照射する線状スリット光
源１０が設けられる。被測定物１の光切断像を作るに
は、スリット光９の照射角度は、ＴＤＩカメラ８の光軸
１４と異なる必要がある。また、スリット光９の長手方
向はＴＤＩカメラ８の主走査方向（図３参照）と一致し
ている方が効率よく光切断像をとらえることができる。
スリット光９は被測定物の移動に同期して、パルス発光
させる。つまり、点滅させる。スリット光９のパルス発
光時間をＴＤＩカメラ８の１ラインシフト時間内にする
ことで、スリット光９が点灯した瞬間の光切断像を記録
することができる。さらに、スリット光９を被測定物の
移動に同期して、定期的にパルス発光させることで、あ
たかも複数のスリット光を投影したのと同等の画像をＴ
ＤＩカメラ８により得ることができる。
【００２３】なお、上記線状スリット光９としては、と
くに限定されないが、精度よく所望の強いスリット光を
作る上でレーザ光が望ましい。レーザ光の発光は、レー
ザコントローラ１５によって制御される。
くに限定されないが、精度よく所望の強いスリット光を
作る上でレーザ光が望ましい。レーザ光の発光は、レー
ザコントローラ１５によって制御される。
【００２４】図４にスリット光発光間隔と被測定物１の
移動の様子を図示する。ただし、ＴＤＩカメラ８がとら
える光切断像はＴＤＩカメラ８の視野内だけなので、光
切断像が視野からはみ出した場合、はみ出した部分の像
は失われてしまうことに注意する必要がある。
移動の様子を図示する。ただし、ＴＤＩカメラ８がとら
える光切断像はＴＤＩカメラ８の視野内だけなので、光
切断像が視野からはみ出した場合、はみ出した部分の像
は失われてしまうことに注意する必要がある。
【００２５】被測定物１に照射された線状スリット光９
は、図４に示す如く、基準面（テーブル面）では直線に
なるが、被測定物１の部分では、被測定物１の三次元形
状（たとえば高さ）に応じて、曲線状に変形する。この
変形した光の形状が、順次ＴＤＩカメラ８でとらえられ
る。
は、図４に示す如く、基準面（テーブル面）では直線に
なるが、被測定物１の部分では、被測定物１の三次元形
状（たとえば高さ）に応じて、曲線状に変形する。この
変形した光の形状が、順次ＴＤＩカメラ８でとらえられ
る。
【００２６】ＴＤＩカメラ８から得られる光切断像は、
画像情報処理部１６（高さ情報抽出部）に送られ、被測
定物１の三次元形状データに変換される。三次元形状デ
ータ、たとえば高さ情報は、通常の光切断法により抽出
することができる。
画像情報処理部１６（高さ情報抽出部）に送られ、被測
定物１の三次元形状データに変換される。三次元形状デ
ータ、たとえば高さ情報は、通常の光切断法により抽出
することができる。
【００２７】図５に、一般的な光切断法の高さ抽出方法
を示す。ＴＤＩカメラ８で測定されたスリット光のずれ
量Δｘをもとに、スリット光投影系１７とＴＤＩカメラ
８とを結ぶ線に対する角度φを算出し、三角測量の原理
で距離Ｚを最終的に求めることができる。
を示す。ＴＤＩカメラ８で測定されたスリット光のずれ
量Δｘをもとに、スリット光投影系１７とＴＤＩカメラ
８とを結ぶ線に対する角度φを算出し、三角測量の原理
で距離Ｚを最終的に求めることができる。
【００２８】図５において、ｌはＴＤＩカメラ８と結像
面１８との距離、Ｌはスリット光投影系１７とＴＤＩカ
メラ８との距離、θはスリット光投影系１７とＴＤＩカ
メラ８とを結ぶ仮想線１９と照射スリット光２０とのな
す角度、Φ0 は上記線１９と基準面２１に投影されたス
リット光の位置とのなす角度、Φ′はΦ0 とΦとのずれ
角度を、それぞれ表している。
面１８との距離、Ｌはスリット光投影系１７とＴＤＩカ
メラ８との距離、θはスリット光投影系１７とＴＤＩカ
メラ８とを結ぶ仮想線１９と照射スリット光２０とのな
す角度、Φ0 は上記線１９と基準面２１に投影されたス
リット光の位置とのなす角度、Φ′はΦ0 とΦとのずれ
角度を、それぞれ表している。
【００２９】上記において、 Φ ＝Φ0 ＋Φ′ Φ′＝ｔａｎ-1（Δｘ／ｌ） であり、距離Ｚは次式から求められる。 Ｚ＝［（ｔａｎθ・ｔａｎΦ）／（ｔａｎθ＋ｔａｎΦ）］・Ｌ
【００３０】なお、本発明において情報順送出力型画像
センサとは、上記ＴＤＩセンサの如く、撮像した視野の
情報を視野の一端部分から順次連続的または間欠的に出
力することができるものであれば何でもよい。上記ＴＤ
Ｉセンサのように光量を積分するものであってもよい
が、そうでなくてもよい。また図１〜３のように二次元
的な視野を有するものが好ましいが、図の副走査方向に
延びる一次元センサでもよい。一方、被測定物を固定
し、測定部を移動させる構成に関しては、相対的な移動
方法が異なるだけなので省略する。
センサとは、上記ＴＤＩセンサの如く、撮像した視野の
情報を視野の一端部分から順次連続的または間欠的に出
力することができるものであれば何でもよい。上記ＴＤ
Ｉセンサのように光量を積分するものであってもよい
が、そうでなくてもよい。また図１〜３のように二次元
的な視野を有するものが好ましいが、図の副走査方向に
延びる一次元センサでもよい。一方、被測定物を固定
し、測定部を移動させる構成に関しては、相対的な移動
方法が異なるだけなので省略する。
【００３１】測定部と被測定物を移動させるに際し、測
定部を移動させ被測定物を固定した構成に関しては省略
する。次に、本発明の第二の態様においては、線状スリ
ット光を常時点灯したままで二次元ＣＣＤカメラで間欠
的に撮像することにより、第一の態様と等価な作用をは
たす。これについて図６で説明する。
定部を移動させ被測定物を固定した構成に関しては省略
する。次に、本発明の第二の態様においては、線状スリ
ット光を常時点灯したままで二次元ＣＣＤカメラで間欠
的に撮像することにより、第一の態様と等価な作用をは
たす。これについて図６で説明する。
【００３２】すでに説明した図１と図６の違いは、カメ
ラが二次元ＣＣＤカメラ２２であり、カメラからの画像
出力が画像合成部２３を経てから画像情報処理部１６へ
とつながっていることである。二次元ＣＣＤカメラは内
蔵した電子シャッターもしくは機械式シャッターによ
り、視野内を相対移動する被測定対象の画像を止めて撮
像することが可能である。図４のＴＤＩカメラを用いた
構成の例では、ＴＤＩカメラで連続的に画像を撮像しな
がらスリット光をパルス発光させた。一方、スリット光
が照射されている視野で相対移動する被測定対象を、二
次元ＣＣＤカメラで間欠的に撮像し、相対移動距離に相
当するだけ画像をずらして合成させても等価的に図４で
示した効果を得ることができる。
ラが二次元ＣＣＤカメラ２２であり、カメラからの画像
出力が画像合成部２３を経てから画像情報処理部１６へ
とつながっていることである。二次元ＣＣＤカメラは内
蔵した電子シャッターもしくは機械式シャッターによ
り、視野内を相対移動する被測定対象の画像を止めて撮
像することが可能である。図４のＴＤＩカメラを用いた
構成の例では、ＴＤＩカメラで連続的に画像を撮像しな
がらスリット光をパルス発光させた。一方、スリット光
が照射されている視野で相対移動する被測定対象を、二
次元ＣＣＤカメラで間欠的に撮像し、相対移動距離に相
当するだけ画像をずらして合成させても等価的に図４で
示した効果を得ることができる。
【００３３】
【実施例】次に、上記のような構成を有する本発明の画
像情報出力装置および方法、形状測定装置および方法に
ついて、より具体的な実施の手法について説明する。ま
ず、本発明の第一の態様の実施形態の例について説明す
る。被測定物を移動させる手段には、ボールねじ等によ
り構成されるテーブルや、ベルトコンベアが考えられ
る。いずれも動力源（たとえばモータ）と、位置を測定
する手段（たとえばエンコーダ）が必要である。位置を
測定する手段からは、ＴＤＩカメラ８や線状スリット光
９と同期をとるための信号を発生させる。テーブルコン
トローラ６がエンコーダ５からの信号をもとに、モータ
４を制御して、テーブル２に所定の動作をさせる。
像情報出力装置および方法、形状測定装置および方法に
ついて、より具体的な実施の手法について説明する。ま
ず、本発明の第一の態様の実施形態の例について説明す
る。被測定物を移動させる手段には、ボールねじ等によ
り構成されるテーブルや、ベルトコンベアが考えられ
る。いずれも動力源（たとえばモータ）と、位置を測定
する手段（たとえばエンコーダ）が必要である。位置を
測定する手段からは、ＴＤＩカメラ８や線状スリット光
９と同期をとるための信号を発生させる。テーブルコン
トローラ６がエンコーダ５からの信号をもとに、モータ
４を制御して、テーブル２に所定の動作をさせる。
【００３４】ＴＤＩカメラ８は、被測定物１の上方に位
置させ、光軸１４が被測定物１と垂直になるように配置
する。ＴＤＩカメラ８へのラインシフトのタイミング信
号には、位置を測定する手段（たとえばエンコーダ）か
らの信号を加工したものを供給する。
置させ、光軸１４が被測定物１と垂直になるように配置
する。ＴＤＩカメラ８へのラインシフトのタイミング信
号には、位置を測定する手段（たとえばエンコーダ）か
らの信号を加工したものを供給する。
【００３５】一方、線状スリット光源１０にはレーザを
用い、強い光を発生させる。この光をシリンドリカルレ
ンズ等を組み合わせた光学系を用いて幅の狭いものにス
リット形状化し、ＴＤＩカメラ８の視野の中央部に照射
するように配置する。線状スリット光９の照射角度は、
ＴＤＩカメラ８の光軸１４からたとえば４５度に設定す
る。レーザコントローラ１５はレーザ光源の電源として
の機能と、位置を測定する手段（たとえばエンコーダ）
からの信号をもとに、レーザ光のＯＮ／ＯＦＦを制御す
る機能をもつ。レーザのパルス点灯時間は、ＴＤＩカメ
ラ８のラインシフト時間と同じとし、レーザパルス点灯
間隔は必要とする光切断線の間隔より定める。つまり、
レーザ光のパルス点灯間隔が短ければ、多くの光切断線
が得られ、パルス点灯間隔が長ければ、少ない光切断線
が得られることになる。
用い、強い光を発生させる。この光をシリンドリカルレ
ンズ等を組み合わせた光学系を用いて幅の狭いものにス
リット形状化し、ＴＤＩカメラ８の視野の中央部に照射
するように配置する。線状スリット光９の照射角度は、
ＴＤＩカメラ８の光軸１４からたとえば４５度に設定す
る。レーザコントローラ１５はレーザ光源の電源として
の機能と、位置を測定する手段（たとえばエンコーダ）
からの信号をもとに、レーザ光のＯＮ／ＯＦＦを制御す
る機能をもつ。レーザのパルス点灯時間は、ＴＤＩカメ
ラ８のラインシフト時間と同じとし、レーザパルス点灯
間隔は必要とする光切断線の間隔より定める。つまり、
レーザ光のパルス点灯間隔が短ければ、多くの光切断線
が得られ、パルス点灯間隔が長ければ、少ない光切断線
が得られることになる。
【００３６】次に第二の態様の実施の形態の例について
述べる。被測定対象物を移動させる手段７については前
述した例と同様である。二次元ＣＣＤカメラ２２は、電
子シャッター機能を装備し高速で画像情報が転送可能な
カメラを配置する。たとえば一次元ＣＣＤセンサを複数
集積し、各ラインの電荷を同時に出力できる構成を持つ
ものが好ましい。この二次元ＣＣＤカメラ２２を位置を
測定するための手段（たとえばエンコーダ）からの信号
をもとに間欠的に駆動し、一瞬の画像を取り込み画像合
成部２３に転送する。画像取り込みの間隔が短ければ多
くの光切断線が得られ、間隔が長ければ少ない光切断線
が得られる。線状スリット光源１０は前述した実施例と
同様であるが、この場合は点滅する必要はない。画像合
成部２３は、二次元ＣＣＤカメラ２２から得られる複数
の画像を受け取り、位置を測定するための手段（たとえ
ばエンコーダ）からの信号をもとに、相対移動量に相当
する量だけ画像の位置をずらして合成する。
述べる。被測定対象物を移動させる手段７については前
述した例と同様である。二次元ＣＣＤカメラ２２は、電
子シャッター機能を装備し高速で画像情報が転送可能な
カメラを配置する。たとえば一次元ＣＣＤセンサを複数
集積し、各ラインの電荷を同時に出力できる構成を持つ
ものが好ましい。この二次元ＣＣＤカメラ２２を位置を
測定するための手段（たとえばエンコーダ）からの信号
をもとに間欠的に駆動し、一瞬の画像を取り込み画像合
成部２３に転送する。画像取り込みの間隔が短ければ多
くの光切断線が得られ、間隔が長ければ少ない光切断線
が得られる。線状スリット光源１０は前述した実施例と
同様であるが、この場合は点滅する必要はない。画像合
成部２３は、二次元ＣＣＤカメラ２２から得られる複数
の画像を受け取り、位置を測定するための手段（たとえ
ばエンコーダ）からの信号をもとに、相対移動量に相当
する量だけ画像の位置をずらして合成する。
【００３７】
【発明の効果】前述の如く、たとえ複数のスリット光を
同時に被測定物に照射したとしても、通常のＣＣＤカメ
ラ等を用いて画像を取り込む限り、カメラのフレームレ
ート以上の速度で画像を取り込むことはできない。本発
明では、ＴＤＩカメラは、動いている被測定物と同期さ
せることで、通常のカメラのフレームレート以上の速度
で画像を取り込むことが可能である。しかも、大面積の
被測定物の三次元形状を測定する場合、従来の方法では
移動、停止、測定を繰り返す必要があり、トータルの測
定時間が長かったが、本発明では、ＴＤＩカメラの主走
査方向の幅で、テーブルを止めることなく連続送りしな
がら画像を得ることができるため、測定時間を極めて短
くすることができる。また、一本のスリット光でも、等
価的に複数のスリット光が投影されたのと同じ効果が得
られるため、スリット光を生成する光学系を簡素化でき
る利点もある。被測定物上へのスリット光の投影間隔を
変える場合も、スリット光の点滅時間の間隔を可変する
だけでよい利点もある。
同時に被測定物に照射したとしても、通常のＣＣＤカメ
ラ等を用いて画像を取り込む限り、カメラのフレームレ
ート以上の速度で画像を取り込むことはできない。本発
明では、ＴＤＩカメラは、動いている被測定物と同期さ
せることで、通常のカメラのフレームレート以上の速度
で画像を取り込むことが可能である。しかも、大面積の
被測定物の三次元形状を測定する場合、従来の方法では
移動、停止、測定を繰り返す必要があり、トータルの測
定時間が長かったが、本発明では、ＴＤＩカメラの主走
査方向の幅で、テーブルを止めることなく連続送りしな
がら画像を得ることができるため、測定時間を極めて短
くすることができる。また、一本のスリット光でも、等
価的に複数のスリット光が投影されたのと同じ効果が得
られるため、スリット光を生成する光学系を簡素化でき
る利点もある。被測定物上へのスリット光の投影間隔を
変える場合も、スリット光の点滅時間の間隔を可変する
だけでよい利点もある。
【００３８】したがって、本発明によれば、簡素な光学
系でありながら、被測定物の三次元形状を高速で精度よ
く測定することが可能となる。
系でありながら、被測定物の三次元形状を高速で精度よ
く測定することが可能となる。
【図１】本発明の第一の態様の一実施形態例に係る形状
測定装置の概略構成図である。
測定装置の概略構成図である。
【図２】ＴＤＩカメラによる測定の様子を示す概略構成
図である。
図である。
【図３】図２の方法で測定された像のＴＤＩセンサ面上
での移動状態を示す説明図である。
での移動状態を示す説明図である。
【図４】図１の装置による測定の様子を示す説明図であ
る。
る。
【図５】光切断法による測定原理を示す説明図である。
【図６】本発明の第二の態様の一実施形態例の係る形状
測定装置の概略構成図である。
測定装置の概略構成図である。
１ 被測定物 ２ 移動テーブル ３ スクリュー ４ モータ ５ エンコーダ ６ テーブルコントローラ ７ 相対移動手段 ８ ＴＤＩカメラ ９ 線状スリット光 １０ 線状スリット光源 １１ ＴＤＩカメラ視野 １２ 測定対象 １３ 黒点 １４ 光軸 １５ レーザコントローラ １６ 画像情報処理部 １７ スリット光投影系 １８ 結像面 １９ 仮想線 ２０ スリット光 ２１ 基準面 ２２ 二次元ＣＣＤカメラ ２３ 画像合成部
Claims (10)
- 【請求項１】 画像入力装置および線状スリット光源か
らなる測定部と、該測定部および被測定物との相対移動
手段とを備える画像情報出力装置であって、前記測定部
が、前記線状スリット光源により照射された間欠的視野
の画像情報を測定するものであることを特徴とする画像
情報出力装置。 - 【請求項２】 情報順送出力型画像センサを有する順送
出力カメラおよび線状スリット光源からなる測定部と、
該測定部と被測定物との相対移動手段とを備えているこ
とを特徴とする画像情報出力装置。 - 【請求項３】 前記線状スリット光源は点滅可能なもの
である、請求項１または２に記載の画像情報出力装置。 - 【請求項４】 二次元画像入力装置および線状スリット
光源からなる測定部と、該測定部と被測定物との相対移
動手段と、相対移動に伴って該二次元画像入力装置によ
り撮像した複数の画像を合成する手段を備えていること
を特徴とする画像情報出力装置。 - 【請求項５】 線状スリット光が照射されるべき被測定
物の部位を含む間欠的視野の画像情報を入力し、前記被
測定物と前記視野とを相対移動させつつ前記画像情報を
取り出すことを特徴とする画像情報出力方法。 - 【請求項６】 線状スリット光が照射された被測定物の
部位を含む視野を情報順送出力型画像センサを有する順
送出力カメラにより撮像し、前記被測定物と前記視野と
を相対移動せしめつつ前記順送出力カメラより前記視野
の情報を取り出すことを特徴とする画像情報出力方法。 - 【請求項７】 前記線状スリット光が点滅される、請求
項５または６に記載の画像情報出力方法。 - 【請求項８】 線状スリット光が照射された被測定物の
部位を含む視野を二次元ＣＣＤカメラにより撮像し、前
記被測定物と前記視野とを相対移動せしめつつ前記二次
元ＣＣＤカメラより間欠的に前記視野の画像を取り出
し、該画像を取り出し間隔に対応する距離分だけずらせ
ながら合成することを特徴とする画像情報出力方法。 - 【請求項９】 請求項１ないし４のいずれかに記載の装
置に、前記測定部からの被測定物形状情報を抽出、処理
する画像情報処理部を付加した形状測定装置。 - 【請求項１０】 請求項５ないし８のいずれかに記載の
方法により取り出された視野の情報に基づいて前記被測
定物の形状を測定する形状測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8067206A JPH09229632A (ja) | 1996-02-27 | 1996-02-27 | 画像情報出力装置および方法、形状測定装置および方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8067206A JPH09229632A (ja) | 1996-02-27 | 1996-02-27 | 画像情報出力装置および方法、形状測定装置および方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09229632A true JPH09229632A (ja) | 1997-09-05 |
Family
ID=13338214
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8067206A Pending JPH09229632A (ja) | 1996-02-27 | 1996-02-27 | 画像情報出力装置および方法、形状測定装置および方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09229632A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000356552A (ja) * | 1999-06-11 | 2000-12-26 | Kawatetsu Techno Res Corp | 印刷面の色彩・濃度測定方法および装置 |
| JP2002535606A (ja) * | 1999-01-18 | 2002-10-22 | マイデータ オートメーション アクチボラグ | 対象物を検査する方法と装置 |
| WO2003021242A1 (en) * | 2001-09-03 | 2003-03-13 | Millennium Venture Holdings Ltd. | Method and apparatus for inspecting the surface of workpieces |
| JP2003151048A (ja) * | 2001-09-05 | 2003-05-23 | Sick Ag | 監視法および光電子センサー |
| WO2003052395A1 (en) * | 2001-12-18 | 2003-06-26 | Cognex Technology And Investment Corporation | Apparatus and method for slide illumination |
| JP2003214824A (ja) * | 2002-01-24 | 2003-07-30 | Fuji Mach Mfg Co Ltd | 物体形状認識方法及び装置 |
| WO2003067233A1 (de) * | 2002-02-08 | 2003-08-14 | Cooper Power Tools Gmbh & Co. | Oberflächenkonturerkennungsvorrichtung |
| KR100682960B1 (ko) * | 2006-01-20 | 2007-02-15 | 삼성전자주식회사 | 레이저 직선자 및 이를 이용한 거리 측정 및 라인 투사방법 |
| JP2011080965A (ja) * | 2009-10-09 | 2011-04-21 | Panasonic Electric Works Co Ltd | ３次元形状計測装置 |
| JP2011163852A (ja) * | 2010-02-08 | 2011-08-25 | Kobe Steel Ltd | 外観検査装置 |
| JP2017003389A (ja) * | 2015-06-09 | 2017-01-05 | 東芝機械株式会社 | 刃位置測定方法および刃位置測定装置 |
-
1996
- 1996-02-27 JP JP8067206A patent/JPH09229632A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002535606A (ja) * | 1999-01-18 | 2002-10-22 | マイデータ オートメーション アクチボラグ | 対象物を検査する方法と装置 |
| JP2000356552A (ja) * | 1999-06-11 | 2000-12-26 | Kawatetsu Techno Res Corp | 印刷面の色彩・濃度測定方法および装置 |
| WO2003021242A1 (en) * | 2001-09-03 | 2003-03-13 | Millennium Venture Holdings Ltd. | Method and apparatus for inspecting the surface of workpieces |
| JP2003151048A (ja) * | 2001-09-05 | 2003-05-23 | Sick Ag | 監視法および光電子センサー |
| WO2003052395A1 (en) * | 2001-12-18 | 2003-06-26 | Cognex Technology And Investment Corporation | Apparatus and method for slide illumination |
| US6914679B2 (en) | 2001-12-18 | 2005-07-05 | Cognex Technology And Investment Corporation | Side light apparatus and method |
| JP2003214824A (ja) * | 2002-01-24 | 2003-07-30 | Fuji Mach Mfg Co Ltd | 物体形状認識方法及び装置 |
| WO2003067233A1 (de) * | 2002-02-08 | 2003-08-14 | Cooper Power Tools Gmbh & Co. | Oberflächenkonturerkennungsvorrichtung |
| KR100682960B1 (ko) * | 2006-01-20 | 2007-02-15 | 삼성전자주식회사 | 레이저 직선자 및 이를 이용한 거리 측정 및 라인 투사방법 |
| JP2011080965A (ja) * | 2009-10-09 | 2011-04-21 | Panasonic Electric Works Co Ltd | ３次元形状計測装置 |
| JP2011163852A (ja) * | 2010-02-08 | 2011-08-25 | Kobe Steel Ltd | 外観検査装置 |
| JP2017003389A (ja) * | 2015-06-09 | 2017-01-05 | 東芝機械株式会社 | 刃位置測定方法および刃位置測定装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1996010B1 (en) | Time of flight teat location system | |
| KR100615912B1 (ko) | 높이 감지 센서를 구비한 전자 제품 조립 장치 | |
| JP2011073885A (ja) | 移動体の位置・速度検出装置 | |
| US7551272B2 (en) | Method and an apparatus for simultaneous 2D and 3D optical inspection and acquisition of optical inspection data of an object | |
| CN107957237A (zh) | 具有闪光对准的激光投影仪 | |
| JP2010164334A (ja) | 内面形状測定装置および内面形状測定方法 | |
| US6181424B1 (en) | Three-dimensional measurement apparatus | |
| JP2923199B2 (ja) | 曲げ角度検出装置およびそれに用いる直線抽出装置並びに曲げ角度検出位置設定装置 | |
| JP2002031516A (ja) | ３次元画像入力装置 | |
| JP2000011157A (ja) | 撮像装置 | |
| JP2002139310A (ja) | 三次元計測装置および三次元計測方法 | |
| JP2002022425A (ja) | ３次元画像入力装置 | |
| JP2019090753A (ja) | 三次元測定装置 | |
| JPH11241916A (ja) | 高さ測定方法、高さデータ処理方法及び高さ測定装置 | |
| JP7472431B2 (ja) | Ｘ線回折測定装置 | |
| JP3612983B2 (ja) | ３次元形状計測装置および画像読取装置 | |
| JP3994606B2 (ja) | 三次元形状計測装置 | |
| JPH06109437A (ja) | 三次元形状計測装置 | |
| KR20150136036A (ko) | 3차원 스캐닝 방법 및 스캐너 장치 | |
| JP2021060233A (ja) | レーザープローブ、及び光学調整方法 | |
| CN120182261B (zh) | 一种基于x射线背散射的图像处理方法及系统 | |
| KR101012637B1 (ko) | 광학식 형상 측정 시스템 및 그를 이용한 측정 방법 | |
| JPH0989534A (ja) | ３次元形状測定装置 | |
| JPH0654228B2 (ja) | 立体形状の作製方法及び作製装置 | |
| JPH08297017A (ja) | 表面形状測定装置 |