JPS5852512A - 光学式形状測定装置 - Google Patents
光学式形状測定装置Info
- Publication number
- JPS5852512A JPS5852512A JP15035981A JP15035981A JPS5852512A JP S5852512 A JPS5852512 A JP S5852512A JP 15035981 A JP15035981 A JP 15035981A JP 15035981 A JP15035981 A JP 15035981A JP S5852512 A JPS5852512 A JP S5852512A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- measured
- phase
- substance
- optical sensor
- Prior art date
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- Granted
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Classifications
-
- 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
- G01B11/25—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures by projecting a pattern, e.g. one or more lines, moiré fringes on the object
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring 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】
本発明は、光信号を利用した形状測定装置に関するもの
である。更に詳しくは、本発明は、例えば自動車のクレ
イモデルのような３次元の形状を測定する場合等に適用
して有効な光学式形状測定装置に関するものである。
である。更に詳しくは、本発明は、例えば自動車のクレ
イモデルのような３次元の形状を測定する場合等に適用
して有効な光学式形状測定装置に関するものである。
第１図は本発明が適用される装置の基本的な動作を説明
するための説明図である。
するための説明図である。
この装置は、光源２からのスリット光束を、測定物体１
の表面に投射し、このスリット像を一次元の光センサア
レイ（例えばＣＯＤホトダイオードアレイ）５で捕え、
この光センサアレイから出力されるスリット像の位置を
代表している輝度分布信号をバンドパスフィルタ４を通
過させ、その基量にあるとき、その表面に投射されたス
リット像はＰ点にあり、このスリット像は光センサアレ
イ５の９１点において結像している。いま、測定物体１
が破線に示すような位置に移動したとすれば、投射され
ているスリット像は９点に移動し、光センサアレイ３に
おいて結像しているスリット像もＱ’点に移動する。
の表面に投射し、このスリット像を一次元の光センサア
レイ（例えばＣＯＤホトダイオードアレイ）５で捕え、
この光センサアレイから出力されるスリット像の位置を
代表している輝度分布信号をバンドパスフィルタ４を通
過させ、その基量にあるとき、その表面に投射されたス
リット像はＰ点にあり、このスリット像は光センサアレ
イ５の９１点において結像している。いま、測定物体１
が破線に示すような位置に移動したとすれば、投射され
ているスリット像は９点に移動し、光センサアレイ３に
おいて結像しているスリット像もＱ’点に移動する。
したがって、光センサアレイ３から出力されるスリット
像の輝度分布を示す出力信号のピーク位置の移動量（位
相）φを測定することによって、測定物体の位置（形状
）を知ることができる。
像の輝度分布を示す出力信号のピーク位置の移動量（位
相）φを測定することによって、測定物体の位置（形状
）を知ることができる。
このような手法の形状測定装置は、測定物体と非接触で
測定が行なえるうえ、測定精度が高い等、種々特徴があ
る。しかしながら、このような装置におけるひとつの問
題点は、測定物体１の表面に輝度むらが存在するよう々
場合、光センサアレイ３上に結像するスリット像は、左
右が非対称の輝度分布信号となり、このためパントノく
スフイルタ４を介して得られる基本波信号のピーク位置
がずれ、正しい位置（形状）を測定できなくなる点であ
る。
測定が行なえるうえ、測定精度が高い等、種々特徴があ
る。しかしながら、このような装置におけるひとつの問
題点は、測定物体１の表面に輝度むらが存在するよう々
場合、光センサアレイ３上に結像するスリット像は、左
右が非対称の輝度分布信号となり、このためパントノく
スフイルタ４を介して得られる基本波信号のピーク位置
がずれ、正しい位置（形状）を測定できなくなる点であ
る。
ここにおいて、本発明は、第１図に示す構成の形状測定
装置において、測定物体１の表面に輝度むらがあっても
、これを補償し、測定物体１の種類にかかわらず正確な
形状測定が行えるようにしたものである。
装置において、測定物体１の表面に輝度むらがあっても
、これを補償し、測定物体１の種類にかかわらず正確な
形状測定が行えるようにしたものである。
本発明に係る装置は、光センサアレイ３から出力される
信号の位相を、輝度分布信号を所定レベルだけレベルシ
フトした信号、又は、輝度分布信号とこの信号をレベル
シフトした信号との位相差に関連した信号によって修正
し、修正後の信号の位相から測定物体の形状を知るよう
にしたものである。
信号の位相を、輝度分布信号を所定レベルだけレベルシ
フトした信号、又は、輝度分布信号とこの信号をレベル
シフトした信号との位相差に関連した信号によって修正
し、修正後の信号の位相から測定物体の形状を知るよう
にしたものである。
第２図は本発明に係る装置の要部の構成ブロック図であ
る。図において、３は光センサアレイを総括的に示した
もので、ここには、測定物体１の表面に投射されたスリ
ット像が結像しており１ここから光センサアレイ３上に
結像するスリットの結像位置を代表する輝度分布信号ｆ
工が出力されている。５は光センサアレイ３からの信号
ｆ１のレベＡ４所定レベルだけシフトするレベルシフト
回路、４１、４２はバンドパスフィルタで、ひとつのノ
（ンドバスフィルタ４１は光センサアレイ３からの信号
ｆ１を入力し、他のひとつのバンドパスフィルタ４２は
、レベルシフト回路５からの信号ｆ２を入力としている
。６１．６２はそれぞれ位相検波器で、）（ンドノくス
フイル４１．４２からの信号を入力しており、出力端に
、ｆｌ”２の基本波の位相６１．φ２に関連した信号を
それぞれ出力する。７は１１ ・ の位相差信号を＋
１１ ・ ２ 得る演算回路、８は演算回路７からの出力信号に係数ｍ
を乗する係数回路、９は位相検出器６１からの出力信号
に係数回路８からの出力信号を加算する演算回路である
。
る。図において、３は光センサアレイを総括的に示した
もので、ここには、測定物体１の表面に投射されたスリ
ット像が結像しており１ここから光センサアレイ３上に
結像するスリットの結像位置を代表する輝度分布信号ｆ
工が出力されている。５は光センサアレイ３からの信号
ｆ１のレベＡ４所定レベルだけシフトするレベルシフト
回路、４１、４２はバンドパスフィルタで、ひとつのノ
（ンドバスフィルタ４１は光センサアレイ３からの信号
ｆ１を入力し、他のひとつのバンドパスフィルタ４２は
、レベルシフト回路５からの信号ｆ２を入力としている
。６１．６２はそれぞれ位相検波器で、）（ンドノくス
フイル４１．４２からの信号を入力しており、出力端に
、ｆｌ”２の基本波の位相６１．φ２に関連した信号を
それぞれ出力する。７は１１ ・ の位相差信号を＋
１１ ・ ２ 得る演算回路、８は演算回路７からの出力信号に係数ｍ
を乗する係数回路、９は位相検出器６１からの出力信号
に係数回路８からの出力信号を加算する演算回路である
。
このように構成した装置の動作を次に第３図〜第５図を
参照しながら説明する。
参照しながら説明する。
第３図は測定物体の表面の輝度むらによる影響を説明す
るだめの線図である。ここで、ｆｏは、測定物体表面に
輝度むらがない場合の元センサアレイ３からの輝度分布
を示す出力波形である。また、ｎは測定物体表面の輝度
むらを一次式で表現したものである。測定物体表面にｎ
で示すような輝度むらが存在する場合、光センサアレイ
からの出力信号の波形は、破線のｆｌに示すようにｆ。
るだめの線図である。ここで、ｆｏは、測定物体表面に
輝度むらがない場合の元センサアレイ３からの輝度分布
を示す出力波形である。また、ｎは測定物体表面の輝度
むらを一次式で表現したものである。測定物体表面にｎ
で示すような輝度むらが存在する場合、光センサアレイ
からの出力信号の波形は、破線のｆｌに示すようにｆ。
からΔだけずれた位置にピーク位置が存在したものと々
す、これが測定誤差となる。ここで、Ａは、輝度むらの
大きさを示す値である。
す、これが測定誤差となる。ここで、Ａは、輝度むらの
大きさを示す値である。
第２図において、レベルシフト回路５は、光センサアレ
イ６からの出力信号ｆを第４図に示すように所定のレベ
ルＲだけレベルシフトし、ｆ２に示すような出力信号を
得る。
イ６からの出力信号ｆを第４図に示すように所定のレベ
ルＲだけレベルシフトし、ｆ２に示すような出力信号を
得る。
光センサアレイ３からの出力信号ｆ□およびレベルシフ
ト回路５でレベルシフトされた信号ｆ２は、それぞれバ
ンドパスフィルタ４１．４２を介して位相検波器６１．
６２に印加される。ここで、信号ｆ１の基本波の位相φ
１と、信号ｆ２の基本波の位相１．）２が検出される＠ 第５図は、測定物体表面の輝度むらの値Ａと、信号ｆ□
、ｆ２の基本波の位相φ□、φ２の差（φ２−”１）と
の関係を示す線図である。この線図から、２Ｂ幅（スリ
ット像の幅）の大小にかかわらず、輝度むらの大きさ人
と、位相φ１．Ｓ・２の差とは、はぼ比例関係にあるこ
とが分かる。
ト回路５でレベルシフトされた信号ｆ２は、それぞれバ
ンドパスフィルタ４１．４２を介して位相検波器６１．
６２に印加される。ここで、信号ｆ１の基本波の位相φ
１と、信号ｆ２の基本波の位相１．）２が検出される＠ 第５図は、測定物体表面の輝度むらの値Ａと、信号ｆ□
、ｆ２の基本波の位相φ□、φ２の差（φ２−”１）と
の関係を示す線図である。この線図から、２Ｂ幅（スリ
ット像の幅）の大小にかかわらず、輝度むらの大きさ人
と、位相φ１．Ｓ・２の差とは、はぼ比例関係にあるこ
とが分かる。
第２図において、演算回路７は、ｆ工、ｆ２の基本波の
位相φ どの位相差φ２−φ１を演算し、測定物１１
′２ 体表面の輝度むらの値Ａに関連した信号Δφを出力する
。この信号Δ５゛・は、係数回路８を介して所定の係数
ｍが掛けられ、演算回路９において、位相検波器６１か
らの信号シ１に加算され、≦□を補正する。
位相φ どの位相差φ２−φ１を演算し、測定物１１
′２ 体表面の輝度むらの値Ａに関連した信号Δφを出力する
。この信号Δ５゛・は、係数回路８を介して所定の係数
ｍが掛けられ、演算回路９において、位相検波器６１か
らの信号シ１に加算され、≦□を補正する。
これによって、演算回路９から出力される出力信号ｅ。
は、測定物体表面の輝度むらの存在にかかわらず、これ
が正確に修正されたものとなり、各種の測定物体の形状
を正確に測定することができる。
が正確に修正されたものとなり、各種の測定物体の形状
を正確に測定することができる。
第６図は、本発明に係る装置の他の例を示す要部構成ブ
ロック図である。
ロック図である。
この実施例では、光センサアレイ３からの出力信号ｆ１
と、この出力信号ｆ□をレベルシフト回路５及び係数回
路８を介して得られた信号とを演算回路７に印加し、こ
こで両信号の波形どうしの引き算演算を行う。これによ
って、光センサアレイ３からの出力信号の輝度むらによ
ってシフトした分を補償するようにしている。そして、
演算回路７の出力信号は、バンドパスフィルタ４９位相
検波器６を介して出力信号ｅとなる。
と、この出力信号ｆ□をレベルシフト回路５及び係数回
路８を介して得られた信号とを演算回路７に印加し、こ
こで両信号の波形どうしの引き算演算を行う。これによ
って、光センサアレイ３からの出力信号の輝度むらによ
ってシフトした分を補償するようにしている。そして、
演算回路７の出力信号は、バンドパスフィルタ４９位相
検波器６を介して出力信号ｅとなる。
以上説明したように、本発明に係る装置によれば、測定
物体表面の輝度むらの影響を受けないので、各種類の測
定物体の形状測定を正確に行なうことができる。
物体表面の輝度むらの影響を受けないので、各種類の測
定物体の形状測定を正確に行なうことができる。
第１図は本発明が適用される装置の基本的な動作を説明
するための説明図、第２図は本発明に係る装置の要部の
構成ブロック図、第３図は測定物体の表面の輝度むらに
よる影響を説明するための線図、第４図は第２図ブロッ
ク図の動作を説明するだめの波形図、第５図は測定物体
表面の輝度むらと信号ｆ工、ｆ２の基本波の位相差との
関係を示す線図、第６図は本発明に係る装置の他の例を
示す要部構成ブロック図である。 １・・・測定物体、２・・・光源、５・・・光センサア
レイ４．４１．４２・・・バンドパスフィルタ、５・・
・レベルシフト回路、６．６１．６２・・・位相検波器
、７，９・・・演算回路、８・・・係数回路。
するための説明図、第２図は本発明に係る装置の要部の
構成ブロック図、第３図は測定物体の表面の輝度むらに
よる影響を説明するための線図、第４図は第２図ブロッ
ク図の動作を説明するだめの波形図、第５図は測定物体
表面の輝度むらと信号ｆ工、ｆ２の基本波の位相差との
関係を示す線図、第６図は本発明に係る装置の他の例を
示す要部構成ブロック図である。 １・・・測定物体、２・・・光源、５・・・光センサア
レイ４．４１．４２・・・バンドパスフィルタ、５・・
・レベルシフト回路、６．６１．６２・・・位相検波器
、７，９・・・演算回路、８・・・係数回路。
Claims (1)
- （１） 測定物体上にスリット像を投射するとともに
、このスリット像を光センサアレイで捕え、前記光セン
サアレイから測定物体表面のスリット像の位置を代表し
ている輝度分布信号を得るようにし、この輝度分布信号
の位相を、輝度分布信号を所定レベルだけシフトした信
号、又は、輝度分布信号と輝度分布信号を所定レベルだ
けシフトした信号との位相差に関連した信号によって修
正し、この修正後の信号の位相５測定することによって
、前記測定物体の形状を知るようにした光学式形状測定
装置ｉ、。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15035981A JPS5852512A (ja) | 1981-09-22 | 1981-09-22 | 光学式形状測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15035981A JPS5852512A (ja) | 1981-09-22 | 1981-09-22 | 光学式形状測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5852512A true JPS5852512A (ja) | 1983-03-28 |
| JPS6310761B2 JPS6310761B2 (ja) | 1988-03-09 |
Family
ID=15495260
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15035981A Granted JPS5852512A (ja) | 1981-09-22 | 1981-09-22 | 光学式形状測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5852512A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63161856A (ja) * | 1986-12-22 | 1988-07-05 | Nippon Densan Kk | デイスク用スピンドルモ−タ |
| JPH02132358U (ja) * | 1989-03-31 | 1990-11-02 |
-
1981
- 1981-09-22 JP JP15035981A patent/JPS5852512A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6310761B2 (ja) | 1988-03-09 |
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