形状測定装置の精度判別方法、精度判別装置及び精度判別基準治具
【課題】形状測定装置の測定精度を少ない工数で容易に確認することができる精度判別方法、精度判別装置及び精度判別基準治具を提供する。
【解決手段】一定の広さの視野内に位置される被測定体に線状光発生手段３からの線状光４を照射して被測定体を撮像する精度判別において、線状光４が照射される照射面を線状光４の延長方向に沿うように連続した凹凸部１０ｊで形成された基準治具１０を視野内の目標位置に位置させるように、基準治具１０を保持して駆動する治具駆動手段３０と、基準治具１０の照射面に線状光４が照射されるように線状光発生手段３を保持する保持手段４０とを備え、この線状光４が照射された凹凸部１０ｊを撮像手段５で撮像し、表示手段７で撮像された凹凸部１０ｊを変換テーブル６ｆで実寸法に変換された画像断面図形としてモニタ表示して、この表示された画像断面図形と実際の凹凸図形を対比して形状測定装置の精度判別をするようにした。
【解決手段】一定の広さの視野内に位置される被測定体に線状光発生手段３からの線状光４を照射して被測定体を撮像する精度判別において、線状光４が照射される照射面を線状光４の延長方向に沿うように連続した凹凸部１０ｊで形成された基準治具１０を視野内の目標位置に位置させるように、基準治具１０を保持して駆動する治具駆動手段３０と、基準治具１０の照射面に線状光４が照射されるように線状光発生手段３を保持する保持手段４０とを備え、この線状光４が照射された凹凸部１０ｊを撮像手段５で撮像し、表示手段７で撮像された凹凸部１０ｊを変換テーブル６ｆで実寸法に変換された画像断面図形としてモニタ表示して、この表示された画像断面図形と実際の凹凸図形を対比して形状測定装置の精度判別をするようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、形状測定装置の精度を判別する精度判別方法、精度判別装置及び精度判別基準治具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、精密加工して形成された金型等（被測定体）が、所定の寸法通りに加工されているかどうかを確認するために、３次元形状測定などを行い加工された物体の形状を測定している。この３次元形状測定には、例えば、光切断法が広く用いられている。
光切断法は、所定の撮像視野内に存在する測定対象にスリット光を照射するとともに被測定体を撮像手段で撮像して、被測定体上の画像断面図形を得て、これを画像解析することにより、被測定体の３次元形状の情報を取得する方法である。
【０００３】
すなわち、図１５に示すように、形状測定装置は、一定の広さのカメラ視野（仮想）１内に位置されるタイヤ金型などの被測定体２に線状光発生手段としてのレーザー光発生器３より、上下に延長する線状光としてのスリット光４を照射し、このスリット光４の反射光を撮像手段としてのＣＣＤカメラ５で受光して、この受光信号を制御手段としてのコンピュータ６に出力し、コンピュータ６では表示手段としてのモニタ７に被測定体２の上記スリット光４が照射された部位に対応する断面実図形８を画像断面図形８′としてモニタ表示させるようにしたものである。
画像断面図形８′は、撮像された断面実図形８をコンピュータ６にあらかじめ備えられた変換テーブルにより実際の寸法の大きさに変換したものであり、モニタ７のカメラ画像視野１′内に画像として表示される。上記画像断面図形８′の表示内容の細部の寸法などが高精度に表示されているか否かは、例えば、高品質のタイヤを成型する上で、重要課題であり、この精度誤差を確認することは重要である。
すなわち、カメラ視野１の所定位置に配置された被測定体２が正確に（１対１の関係を保って）画像断面図形８′としてモニタ７に表示される必要がある。
しかし、ＣＣＤカメラ５のレンズ系の誤差や、レンズ系で取り込んだ画像処理系の処理誤差あるいはカメラの撮像位置の影響等により必ずしも各位置１ａ，１ｂ，１ｃにおいて、１対１の関係を保って断面実図形８が出力画面にそのまま画像断面図形８′として表示されるとは限らない。このため、断面実図形８と画像断面図形８′との誤差を判別する方法が必要とされる。
第１の方法の精度判別方法として、従来、図１６，図１７において、カメラ視野１の少なくとも上，中央，下の各位置１ａ，１ｂ，１ｃに所定の大きさの基準治具９ａを設置し、この基準治具９ａにレーザー光発生器３よりスリット光４を照射して、反射光をＣＣＤカメラ５で撮像してコンピュータ６で処理し、モニタ７に基準治具９ａの断面実図形９を画像断面図形９′として表示して、この画像断面図形９′を基準治具９ａの断面実図形９の実寸法と比較して、その精度を精査するようにしている。上記基準治具９ａは、縦寸法ａと奥行き寸法ｂが正確に寸法設定された金型よりなる直方体であり、この場合一例として、ａ寸法は１００ｍｍ，ｂ寸法は５０ｍｍに高精度をもって成型されている。
基準治具９ａは、ＣＣＤカメラ５を介してコンピュータ６で処理されてモニタ７に表示される画像断面図形９′が基準治具９ａの断面実図形９に対し、どの部分が寸法誤差を生じているかをチェックすることで、ＣＣＤカメラ５に生じる精度誤差を判定できる。すなわち、画像断面図形９′は、ＣＣＤカメラ５，コンピュータ６を介して処理された結果が表示されるものであって、表示結果の画像断面図形９′の縦寸法ａ′，奥行き寸法ｂ′が、図１６の基準治具９ａの縦寸法ａ，奥行き寸法ｂの実寸法と比較して許容範囲か否かをチェックすることで、各位置１ａ，１ｂ，１ｃの各部位において、基準治具９ａが正確に撮像処理されるか否かを知ることができる。許容範囲以外の場合は、レンズ系，画像処理系を修正するなどにより精度誤差が許容のものに設定される。
例えば、中央位置１ｂに基準治具９ａを配置したとき、ＣＣＤカメラ５の撮像系について誤差が生じたことが分かるので、レンズ系あるいはカメラ位置などを修正するなどしてこの誤差を補正するようにして、誤差の生じないカメラ等を得るようにしている。
しかし、従来の方法では、基準治具９ａは、各位置１ａ，１ｂ，１ｃのそれぞれをカバーするものであるが、上下位置１ａ，１ｃ，中央位置１ｂの調査位置に応じて、それぞれの位置に基準治具９ａを配置替えしなければならない作業手間を要する。
また、この従来の方法において、例えば、各位置１ａ，１ｂ，１ｃのさらに小領域の範囲をＣＣＤカメラ５で撮像して判定したい場合には、図１８に示すように、上記基準治具９ａより小形の基準治具９ｂ（寸法ａ，ｂは既知のもの）を別途用意し、小領域のみをカバーするように配置させて、ＣＣＤカメラ５で撮像してモニタ７に画像断面図形を表示するようにして、この画像断面図形を基準治具９ｂの実寸法と比較するものである。
【０００４】
したがってこの第１の方法では、以上の作業手間を要する点に加えて、寸法の異なる基準治具を測定位置の大きさに応じて複数個用意しておくものであり、これにより、精度確認毎に複数の基準治具を取り換えＣＣＤカメラ５の前に配置しなければならず、上記同様測定に手間を要することになる。
また、従来の方法では、ＣＣＤカメラ５が撮像する視野のある範囲においてしか、精度を論じることができなかった。すなわち視野内の、左右中央、上下中央付近の精度しかえられず、視野の場所毎に精度がはずれている場合がある。このため、視野全体の精度の校正を行うためには、基準治具を視野内で動かして校正を行う必要がある。しかし、視野の端の精度を得ようとしても、大きな基準治具では、視野からはみ出してしまい基準治具の左右方向の寸法が測定されないので実寸法と比較できず、測定精度を調べることができない。
また、光学式（レーザー照射式）の形状測定センサの場合、レーザーがあたりにくい物体の側面側の精度が悪化してしまうため、精度評価の正確性が低下してしまう。つまり、基準治具９ａの正面側（寸法ａ）には、レーザーが良く照射されるので正しく測定できるが、基準治具９ａの側面側（寸法ｂ）には、レーザーが照射されにくいために測定精度が悪化してしまう。
このような精度評価の場合、測定のバラツキを考慮して複数回測定を行うことが望ましいが、同じ基準治具を測定しているために、単純に複数回の測定を行ったとしても同じ結果が測定される可能性が大きく、実際の被測定体２を測定するときに生じる測定のバラツキが再現されにくい。そこで、基準治具を設置しなおして再度測定を行う方法もあるが作業が煩雑になってしまう。
また、従来は基準治具の配置を変更すると基準治具とカメラとの位置関係が変化するので、画像断面図形９′の大きさが変化してしまい、断面実図形９との比較が容易に行えない欠点があった。
【０００５】
また、第２の方法として、特許文献１に示すように、平面を高さが異なるように階段状に形成した校正用の基準治具としてのターゲットを測定するセンサの視野からはみ出るように位置させて、このターゲットの各平面に光パターンを照射して、センサにより走査することで光パターンの間隔を測定し、センサからターゲットの各平面までの高さを測定することにより、高さ方向の測定の校正を迅速に行う方法が公開されている。
しかし、この第２の方法によれば、校正に用いるターゲットが所定の高さとなるように形成された平面を階段状に形成したものであるので、例えば、測定対象の大きさが変化したときには、測定対象の大きさに対応するターゲットを作成して測定を行う必要があるため、ターゲットを変更する毎に測定精度の確認をする必要があるので、第１の方法と同様に手間がかかってしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１７０２７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで本発明では、上記課題を解決するために、形状測定装置の測定精度を少ない作業工数で容易に確認することができる精度判別方法、精度判別装置及び精度判別基準治具を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の形態として、一定の広さの視野内に位置される被測定体に線状光発生手段からの線状光を照射して、この線状光の反射光を撮像手段で受光して、上記被測定体を撮像し、この撮像画像を断面形状として表示手段でモニタ表示可能とした形状測定装置の精度判別方法において、上記視野内の所定位置に位置されて、上記線状光が照射される基準治具を備え、上記基準治具の線状光が照射される照射面を線状光の延長方向に沿う連続した凹凸部として形成し、この凹凸部を上記撮像手段で撮像し、上記表示手段でモニタ表示して、この表示された画像断面図形と実際の凹凸図形を対比することで形状測定装置の精度誤差を判別可能とした。
本発明によれば、表示された画像断面図形と実際の凹凸図形とを対比することで形状測定装置の精度誤差の判別が可能となる。また、撮像手段の視野内の画像断面図形の細部又は広範囲について実際の基準治具の凹凸図形の寸法を比較することで、一定の広さの視野内について詳細に、又は広範囲に基準治具を取り替えることなく精度誤差が判別でき、かつそのサンプリング数を多くすることができるので、精度誤差の信頼性が向上する。
【０００９】
本発明の第２の構成として、一定の広さの視野内に位置される被測定体に線状光発生手段からの線状光を照射して、この線状光の反射光を撮像手段で受光して、被測定体を撮像し、この撮像画像を断面形状として表示手段でモニタ表示可能とした形状測定装置の精度判別装置において、視野内の所定位置に位置されて、線状光が照射される基準治具を備え、基準治具の線状光が照射される照射面を線状光の延長方向に沿う連続した凹凸部として形成し、この凹凸部を撮像手段で撮像し、表示手段でモニタ表示するように構成して、この表示された画像断面図形と実際の凹凸図形を対比することで形状測定装置の精度誤差を判別可能とした。
本発明によれば、撮像手段で線状光が照射される基準治具の凹凸部を撮像し、表示手段でモニタ表示された画像断面図形と実際の凹凸図形を対比することにより、撮像手段の視野内の所定位置における形状測定装置の精度誤差を判別することができ、視野内の目標とする位置に撮像された基準治具の凹凸部が画像断面図形としてモニタ表示されることで、直感的、かつ正確に測定の精度誤差を得ることができるので精度誤差の判別の作業が容易になる。
【００１０】
本発明の第３の構成として、形状測定装置は、基準治具を保持して視野内の目標位置まで駆動する治具駆動手段と、基準治具の照射面に線状光を照射する線状光発生手段を保持する保持手段とを備え、視野内の複数の目標位置における基準治具を位置決めして、複数の目標位置での基準治具の画像断面図形をモニタ表示可能とする構成とした。
本発明によれば、線状光が照射された状態で、基準治具が治具駆動手段により視野内の複数の目標位置に移動して撮像することにより、視野内における画像断面図形の細部又は広範囲について実際の基準治具の凹凸図形の寸法と比較することで、各視野内の詳細、又は広範囲の精度誤差の判別をするときに、基準治具を取り替えることなく精度を調べることができる。
さらに、視野内の目標位置を複数設定して視野全域での測定精度を詳細に調べれば、視野内の位置における精度誤差の判別のサンプリング数が多くなり信頼性が向上する。
さらに、凹凸図形の凹部又は凸部を組み合わせることで、種々の寸法における精度誤差の判別のサンプリング数を多くでき信頼性が向上する。
また、視野内の目標位置に撮像された基準治具の凹凸部が画像断面図形としてモニタ表示されることで、直感的に測定の精度誤差を得ることができるので精度誤差の判別の作業が容易になる。
【００１１】
本発明の第４の構成として、一定の広さの視野を一定数に区画し、区画された視野の小領域ごとに、基準治具を治具駆動手段で位置決めするように構成した。
本発明によれば、区画された視野毎に精度誤差の判別を行うことで視野全体の精度誤差を詳細に調べることができるので、実際に被測定体を測定するときに、視野のどの区画にどの程度の精度誤差があるのかを知ることができる。
また、治具駆動手段により基準治具が視野の区画に位置決めされるので、再度、区画ごとの精度誤差を調べるときに、容易に各区画の同じ位置に位置させて精度誤差を判別することができるので精度誤差の判別の再現性が得られ、かつ、信頼性が向上する。
【００１２】
本発明の第５の構成として、画像断面図形をモニタ表示の２次元平面上に表示可能とし、又は画像断面図形をモニタ表示の３次元画面上に表示可能に構成した。
本発明によれば、画像断面図形がカメラ視野としてのモニタ表示上の２次元平面に表示されるのでカメラ視野内のどの位置に精度誤差があるのか容易に判別でき、又は、２次元平面を重ねてカメラ視野の異なる焦点距離と対応するように３次元画面として表示されるのでカメラ視野内の奥行き方向の精度誤差も容易に判別することができる。
【００１３】
本発明の第６の構成として、基準治具の凹凸部は、鋸歯状に設定されてなる。
本発明によれば、凹凸部の傾斜面により形成される凹部，凸部に線状光が途切れることなく直接照射されるため、凹凸部の形状をはっきりと撮像することができるので高精度の判定が可能となる。
【００１４】
本発明の第７の構成として、表示手段に視野毎に区画された小領域を表示する入力画面を表示するようにし、目標位置をこの小領域の指定により入力可能とした。
本発明によれば、表示手段に表示された視野の小領域を選択するだけで、その小領域の精度測定の判定が自動的に行われるので容易に各小領域の精度測定の判定結果を得ることができる。
【００１５】
本発明の第８の構成として、保持手段は、視野内の複数の目標位置に位置決めされた基準治具の照射面に線状光が照射されるように線状光発生手段を保持して駆動する構成とした。
本発明によれば、治具駆動手段により基準治具を視野内の目標位置に駆動したときでも、常に基準治具の照射面に線状光を照射することができるので、視野内の複数の目標位置に基準治具が位置決めされても容易に精度測定の判定結果を得ることができる。
【００１６】
本発明の第９の構成として、形状測定装置の精度判別に用いられる基準治具であって、当該基準治具は、視野内の所定位置に位置されて、線状光が照射されるものであり、かつ、基準治具の線状光が照射される照射面を線状光の延長方向に沿う連続した凹凸部として形成し、この凹凸部を撮像手段で撮像し、表示手段でモニタ表示して、この表示された画像断面図形と実際の凹凸図形に対する精度誤差を判別可能とする構成とした。
本発明によれば、基準治具の線状光が照射される照射面を、線状光の延長方向に沿う連続した凹凸部として形成したことにより、凹凸部に照射された線状光が照射された凹凸部を撮像することにより得られた画像断面図形の凹部又は凸部を組み合わせて、それに対応する実際の凹凸図形を比較することで、一度に種々の寸法における精度誤差の判別のサンプリングを行うことができる。つまり、撮像手段の視野内の画像断面図形の細部又は広範囲について実際の基準治具の凹凸図形の寸法を比較することで、一定の広さの視野内について詳細に、又は広範囲に基準治具を取り替えることなく精度誤差が判別でき、かつそのサンプリング数を多くすることができるので、精度誤差の信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係る実施形態１の精度判別装置の概略構成図。
【図２】本発明に係る実施形態１の画像断面図形の拡大図。
【図３】本発明に係る実施形態１のカメラ視野及びカメラ画像視野の対応図。
【図４】本発明に係る実施形態２のカメラ視野及びカメラ画像視野の対応図。
【図５】本発明に係る実施形態３のカメラ視野及びカメラ画像視野の対応図。
【図６】本発明に係る実施形態４のＣＣＤカメラの配置図。
【図７】本発明に係る実施形態５の基準治具を示す図。
【図８】本発明に係る実施形態６の精度判別装置の概略構成図。
【図９】本発明に係る実施形態６のカメラ視野の拡大図。
【図１０】本発明に係る実施形態６のカメラ画像視野の表示図。
【図１１】本発明に係る実施形態６のカメラ画像視野の小領域の拡大図。
【図１２】本発明に係る実施形態６のカメラ画像視野の表示図。
【図１３】本発明に係る実施形態６のカメラ画像視野の表示図。
【図１４】本発明に係る実施形態７のカメラ視野及びカメラ画像視野の対応図。
【図１５】従来の構成を用いた実際の形状測定装置の概略構成図。
【図１６】従来の形状測定装置の精度を判定するための基準治具を示す図。
【図１７】従来の基準治具を用いた形状測定装置の精度を判定するための精度判別装置図。
【図１８】従来の異なる大きさの基準治具を用いたときの配置図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
実施形態１
図１は、本発明による形状測定装置の精度判定方法、精度測定装置及び精度判別基準治具の一実施形態を示す概略構成図である。なお、同図において、図１５，図１７と同じものは同一符号を用いている。
衝立１ｍの前面の左右に位置されるレーザー光発生器３及びＣＣＤカメラ５と、コンピュータ６と、モニタ７とよりなる形状測定装置を本実施形態の対象としている。
ＣＣＤカメラ５でカメラ視野１内の撮像が行われるものである。
【００１９】
本実施形態では、この形状測定装置の精度判定を目的として、衝立１ｍ前面の仮想のカメラ視野１の上位置１ａ，中央位置１ｂ，下位置１ｃの全体をカバーするＹ方向（縦方向）に細長い基準治具１０を図外の保持手段で位置決めする。この基準治具１０の前面１１には、幅方向中央を縦方向に延長する線状光としてのスリット光４をレーザー光発生器３より照射する。上記基準治具１０の前面１１の照射面には、スリット光４の延長方向に沿って、連続した凹凸からなる凹凸部１０ｊが形成される。
具体的には、凹凸部１０ｊは、既知の寸法の傾斜面１０ｆ，１０ｇよりなる鋸歯状により形成されている。上記スリット光４の反射光は、上記凹凸部１０ｊの表面で反射され、撮像手段としてのＣＣＤカメラ５で受光される。
【００２０】
上記スリット光４が照射される凹凸部１０ｊの凹凸断面実図形１３は、表示手段としてのモニタ７の画面のカメラ画像視野１′内に２次元平面上に画像断面図形１３′として表示される。なお、モニタ７には、仮想のカメラ視野１に対応するカメラ画像視野１′全体が表示され、その表示されたカメラ画像視野１′とともに、上記画像断面図形１３′が縦方向に延長するように表示される。表示手段としてのモニタ７の表示画面中のカメラ画像視野１′の側部（余白部分）には、拡大表示部１４が設けられ、この拡大表示部１４中に入力手段６ｍで制御されるカーソル１５等で指定された画像断面図形１３′の一部が拡大表示されるように構成されている。
【００２１】
モニタ７の拡大表示部１４に隣接する部位には、基準治具１０の凹凸断面実図形表示部１８が設けられ、この表示部１８に基準治具１０の実際の凹凸断面実図形１３を表示する。この凹凸断面実図形１３の表示は、入力手段６ｍの操作に基づき、オペレータが作成して直接（ＣＣＤカメラ５を介することなく）、コンピュータ６の制御下で入力表示される。
【００２２】
基準治具１０は、凹凸部１０ｊのみがカメラ画像視野１′内に表示されるものとし、矩形の基部Ｆは不要であるので、カメラ画像視野１′には表示されないように、コンピュータ６で画像処理されるものとする。また、ＣＣＤカメラ５は、レイアウトの都合上、衝立１ｍを傾斜方向から撮像するが、カメラに対する基準治具１０の位置（距離），方向（傾斜角度）等に応じて表示画像である画像断面図形１３′には変換テーブル６ｆにより一定の補正が加えられる。変換テーブル６ｆにはＣＣＤカメラ５の目標位置信号１７ｍが入力される。具体的には、モニタ７上に表示される画像断面図形１３′は、基準治具１０の位置及び方向がカメラ視野１内の撮像される位置によって異なる。すなわち、基準治具１０がＣＣＤカメラ５に近い側では画像断面図形１３′は大きく、基準治具１０がＣＣＤカメラ５に遠い側では画像断面図形１３′は小さく撮像されることになる。そこで、変換テーブル６ｆで画像断面図形１３′を凹凸断面実図形１３と比較するときには、カメラ視野１内の基準治具１０の撮像された位置及び方向（目標位置信号１７ｍ）に基づいて画像断面図形１３′の大きさ，形状などを実寸法に合うように変換する。このようにして変換テーブル６ｆにより、撮像された画像断面図形１３′の大きさ，方向は自動で実寸法に合うように変換されるので凹凸断面実図形１３と比較できるように補正される。
また、本例のレーザー光発生器３のスリット光４は、基準治具１０の凹凸部１０ｊがどのような位置にあっても、常に固定された位置から照射される。
【００２３】
以上の構成の動作は、次の通りである。
図１に示すように、基準治具１０を衝立１ｍの前面のカメラ視野１内の左右方向（Ｘ方向）の例えば、中央部位に配置し、レーザー光発生器３よりスリット光４を照射し、凹凸部１０ｊよりその線状の反射光をＣＣＤカメラ５で受光し、コンピュータ６で処理して、モニタ７に画像断面図形１３′として表示する。この画像断面図形１３′は、凹凸断面実図形１３に対応する図形である。
次に、カーソル１５を上下に操作して画像断面図形１３′内の必要とする部位をこのカーソル１５で指定して拡大表示部１４に拡大表示する。なお、凹凸断面実図形表示部１８には、実際の基準治具１０の凹凸部１０ｊの凹凸断面実図形１３が、傾斜面１０ｆ，１０ｇの寸法とともに表示されている。オペレータが、拡大表示部１４内の画像断面図形１３′を凹凸断面実図形表示部１８内の凹凸断面実図形１３に対比して、各位置１ａ，１ｂ，１ｃにおいてチェックすることで、ＣＣＤカメラ５の各位置１ａ，１ｂ，１ｃのいずれにおいてカメラ誤差を生じているかが判別できる。画像断面図形１３′と凹凸断面実図形１３との対比は、鋸歯状の凹凸部１０ｊの斜面の長さ寸法あるいは角度の比較、凹凸部１０ｊの頂点間の間隔寸法の比較などによって行われる。なお、凹凸断面実図形１３の寸法出しについては、コンピュータ６内の鋸歯状の基準治具１０の実寸法を計算する寸法出し手段としてのソフトウェアを用いて、鋸歯状の凹凸部１０ｊの各辺の寸法が求められる。
【００２４】
具体的には、次の計算手順により求められる。まず、基準治具１０の凹凸部１０ｊの画像断面図形１３′の各辺を構成する画素をデータ点群として扱い、各辺の点群を最小二乗法により直線近似して、この近似された直線同士の交点を鋸歯状の屈曲点として求め、屈曲点同士を組み合わせることにより、傾斜面の長さ寸法あるいは角度、凹凸部１０ｊの頂点間の間隔寸法が求められる。
【００２５】
以上の構成によれば、図２に示すように、例えば、カメラ画像視野１′の上下方向の中央位置１ｂ′の画像断面図形１３′と、カメラ視野１の凹凸断面実図形１３とを比較して誤差が認められる場合（本例では傾斜面１０ｆ′と傾斜面１０ｇ′の寸法が実寸法より長く、誤差が認められる場合）には、ＣＣＤカメラ５が中央位置１ｂにおいて測定誤差が生じるものとして判定されるので、この位置でのレンズ系、あるいは画像処理系を修正する等して、精度修正を行うことができる。
なお、本例では、画像断面図形１３′の大きさに対し、基準治具１０の位置及び方向などに応じて変換テーブル６ｆによる変換による補正が加えられるので、基準治具１０の位置及び方向に応じて大きさ、あるいは形状が変わることがないので、正確に凹凸断面実図形１３と対比できる。
本実施形態では、基準治具１０をカメラ視野１内のＸ方向（横方向）に位置を変更して、左部，右部に位置決めして同様な作業を行うことで、カメラ視野１の全域でのカメラ精度の判定を行うことができる。
【００２６】
なお、本実施形態では、図３に示すようにカメラ視野１を上下方向に３分割して小領域１ｐ，１ｑ，１ｒに区画し、基準治具１０の上下長さを短く設定し、この基準治具１０を凹凸部１０ｊの撮像毎にＹ方向に位置を変更するようにしてもよい。１３ａは、基準治具１０の凹凸断面実図形であり、モニタ７に画像断面図形１３ａ′として表示される。基準治具１０は、中央位置１ｂ，上位置１ａ，下位置１ｃの順番で移動して撮像、表示されるので、各位置１ａ′，１ｂ′，１ｃ′での画像断面図形１３ａ′を凹凸断面実図形１３ａと比較して観察することで、各位置１ａ，１ｂ，１ｃでのカメラ精度を判定できる。この場合、図３に示すように基準治具１０が、境界１ｔを跨ぐ位置に位置決めして凹凸断面実図形１３ｂをカメラ撮像、画像判定を行うことで画像断面図形１３ｂ′により境界１ｔにおけるカメラ精度のチェックが可能となる。
【００２７】
実施形態２
また、図３では、仮想として表示したカメラ視野１は、上下に３分割されたものであるが、図４に示すように、これを左右にも３分割して全体として９個の小領域Ｒ１〜Ｒ９に区画し、各小領域Ｒ１〜Ｒ９毎に基準治具１０を位置決めして、凹凸断面実図形１３ｃがモニタ７中のカメラ画像視野１′の小領域Ｒ１′〜Ｒ９′毎に画像断面図形１３ｃ′として２次元平面上に表示されるように構成し、各小領域Ｒ１〜Ｒ９全体を基準治具１０が移動してカバーするようにしてもよい。
このような構成により、カメラ視野１の各小領域Ｒ１〜Ｒ９毎に、小領域Ｒ１′〜Ｒ９′に画像断面図形１３ｃ′を表示でき、この表示内容と基準治具１０の凹凸断面実図形１３ｃとの比較により、各小領域Ｒ１〜Ｒ９毎にカメラ精度を判定するようにしてもよい。
【００２８】
実施形態３
また、図５に示すように、基準治具１０は、Ｘ方向（横方向）に長手状に成形して、凹凸部１０ｊが横方向に延長するものとして形成し、同方向に連続して形成された基準治具凹凸部１０ｊを横向きのスリット光４で照射し、カメラ撮像して、モニタ７に横方向（Ｘ方向）に延長する画像よりなる画像断面図形１３ｄ′を表示させて判定するようにしてもよい。
【００２９】
実施形態４
また、図６に示すように、ＣＣＤカメラ５は、左右に２台設置したデュアルタイプのものを用いてモニタ７に画像表示を行うようにしてもよい。
これによれば、実際に測定する測定対象が、ＣＣＤカメラ５Ａからのみの撮像では形状測定において死角ができてしまう場合に、ＣＣＤカメラ５Ｂを設けて撮像することで死角をなくして形状測定ができるようになる。しかし、このようにＣＣＤカメラ５ＡとＣＣＤカメラ５Ｂを用いる場合には、互いの測定精度の関係を知る必要が生じる。
そこで、精度判別装置においても、ＣＣＤカメラ５ＡとＣＣＤカメラ５Ｂにより凹凸部１０ｊを撮像することで、互いの精度の違い、すなわち、ＣＣＤカメラ５ＡとＣＣＤカメラ５Ｂとの相対精度を測定することができるようになる。また、それぞれのＣＣＤカメラ５Ａ，５Ｂによって撮像され、得られた画像断面図形と基準治具１０の断面実図形の実寸法との比較を行えば、絶対精度を得ることができる。
具体的には、ＣＣＤカメラ５Ａによって撮像された画像断面図形の頂点の距離と、ＣＣＤカメラ５Ｂによって撮像された画像断面図形の頂点の距離を互いに比較することにより、ＣＣＤカメラ５ＡとＣＣＤカメラ５Ｂとの相対精度を測定することができる。
【００３０】
実施形態５
また、図７（ａ）に示すように基準治具１０に形成した凹凸部１０ｊの断面形状は、台形状となってもよく、図７（ｂ）に示すように凹部が鋸歯状で、凸部が台形状となった断面形状、図７（ｃ）に示すように、凸部が鋸歯状であってもよく、要は、凹凸がスリット光４に沿って連続するように形成されていればよい。
【００３１】
実施形態６
図８は、形状測定装置の精度判別装置の他の実施形態を示す装置構成図である。図９は、精度判別装置の表示手段の拡大図を示す。実施形態６は、図４に示す９分割タイプの小領域Ｒ１〜Ｒ９よりなるカメラ視野１を前後に３枚（視野２０，２１，２２）並べ、基準治具１０を自動で位置決めするように構成したもので、画像断面図形を３次元画面として表示するように構成した。
図８に示すように、３次元形状測定を行う形状測定装置の測定精度を確認するための精度判別装置は、測定精度を確認するための基準治具１０と、基準治具１０に線状光としてのスリット光４を照射する線状光発生手段としてのレーザー光発生器３と、レーザー光発生器３により照射された基準治具１０の凹凸部１０ｊを撮像する撮像手段としてのＣＣＤカメラ５と、基準治具１０をＣＣＤカメラ５に対して前後，左右，上下（３次元方向）に移動させる治具駆動手段としてのＸＹＺテーブル３０と、ＸＹＺテーブル３０により移動した基準治具１０に線状光を照射するようにレーザー光発生器３を移動させる保持手段としてのＸＹテーブル４０によって構成される。基準治具１０の上下方向の長さは、各々小領域Ｒ１〜Ｒ９の上下範囲に収まる長さに設定されている。
【００３２】
基準治具１０は、矩形体の一端面に、鋸歯状の凹凸が連続するように凹凸部１０ｊが形成される。凹凸部１０ｊは、凹と凸との傾斜面が交互に三角形となるように精密に形成され、その凹凸断面実図形１３ｆは、その各所寸法が既知となっている。鋸歯状の凹凸部１０ｊは、凹と凸が交互に連続する鋸歯状の三角形状に形成され、その一例として、二等辺三角形又は正三角形となるように形成される。また、凹凸部１０ｊの表面は、照射される線状光が乱反射しないように、例えば、“なし地”仕上げなどの表面処理がなされている。
【００３３】
ＸＹＺテーブル３０は、図中のＸ，Ｙ，Ｚ方向（３次元方向）に移動する３つのスライドステージからなる。３つのスライドステージは、ＸＹＺテーブル３０のベースとなるＸＺベース３１、ＸＺベース３１上をＸ方向にスライドするＸ方向ステージ３２、Ｘ方向ステージ３２上をＺ方向にスライドするＺ方向ステージ３３、Ｚ方向ステージ３３上にはＹベース３５が固定され、Ｙベース３５に沿ってＹ方向にスライドするＹ方向ステージ３４により構成され、このＹ方向ステージ３４に基準治具１０が取り付けられる。したがって、基準治具１０は、３次元方向に移動して位置決め可能となっている。
上記Ｘ方向ステージ３２，Ｙ方向ステージ３４，Ｚ方向ステージ３３は、後述の位置決め手段１７によって駆動が制御される。
【００３４】
レーザー光発生器３は、基準治具１０の照射面（凹凸部１０ｊ）に赤外線のスリット光４を照射する赤外線ラインレーザなどからなり、ＸＹテーブル４０に取り付けられる。
ＸＹテーブル４０は、レーザー光発生器３を図８に示すＸ方向及びＹ方向に移動させる移動手段を備え、基準治具１０の凹凸部１０ｊをＹ方向に縦断するようにスリット光４を照射するもので、後述の位置決め手段１７により駆動が制御される。なお、本実施形態では、各視野毎の（視野２０，２１，２２）精度判別をするときには、レーザー光発生器３を保持するＸＹテーブルは、固定された状態で基準治具１０に対してスリット光４を照射する。
ＣＣＤカメラ５は、撮像した画像をデジタルデータとして記録する白黒ＣＣＤエリアカメラからなり、赤外線透過フィルタを備える。つまり、光が照射された基準治具１０の凹凸部１０ｊからの反射光を赤外線透過フィルタを通して撮像することにより、凹凸部１０ｊの光が照射された部分だけが撮像され、この撮像された画像データがコンピュータ６からなる処理手段に出力される。
【００３５】
コンピュータ６よりなる制御手段には、少なくとも表示手段としてのモニタ７と入力手段６ｍとしてのキーボードやマウスが接続され、ＣＣＤカメラ５によって撮像、出力された画像データを解析してモニタ７に画像断面図形１３ｆ′を表示し、入力手段６ｍから入力された所定の内容を表示し、入力手段１０から入力されたコマンドに基づいて測定を実行するソフトウェアを有する。
また、位置決め手段１７は、コンピュータ６から出力される信号に基づいてＸＹＺテーブル３０を駆動して基準治具１０をカメラ視野１の所定の位置に移動させるとともに、ＸＹテーブル４０を駆動してレーザー光発生器３から照射されるスリット光４が基準治具１０の凹凸部１０ｊに照射されるようにＸＹテーブル４０を駆動する。さらに、位置決め手段１７は、焦点制御手段１６に信号を出力して、焦点制御手段１６が基準治具１０の凹凸部１０ｊに対してＣＣＤカメラ５の焦点を合わせるように制御する。
【００３６】
上記ＣＣＤカメラ５は、このカメラに最も近い位置の近視野２０と、この近視野２０より遠い位置の中視野２１と、この中視野２１よりさらに遠い位置の遠視野２２に焦点合わせが行われるもので、これ等、近視野２０，中視野２１，遠視野２２は、焦点制御手段１６により設定される。なお、これ等各視野２０，２１，２２は、仮想図であり、実際には表示されていない。また、遠視野２２の後方に図外の衝立１ｍが位置されている。
【００３７】
これ等３枚の各視野２０，２１，２２に対応して、モニタ７には、３枚の近視野入力画面２０ａと中視野入力画面２１ａと遠視野入力画面２２ａとよりなる目標位置入力画面２３と、後述の出力画面２４とが並設して表示される。目標位置入力画面２３は、前面から深行き方向に近視野入力画面２０ａと中視野入力画面２１ａと遠視野入力画面２２ａとが配列された画面となっているが、近視野入力画面２０ａは、後述の目標位置入力が完了するとモニタ７より消失し、後続の中視野入力画面２１ａが前面にせり出し、中視野入力画面２１ａへの目標位置入力が完了すると、後続の遠視野入力画面２２ａが前面にせり出すように構成されている。
【００３８】
この場合、近視野２０，中視野２１，遠視野２２は、図４で説明したように９分割して小領域Ｒ１〜Ｒ９に設定されており、近視野２０，中視野２１，遠視野２２に対応して、近視野入力画面２０ａと中視野入力画面２１ａと遠視野入力画面２２ａも同様に９分割された小領域Ｒ１′〜Ｒ９′として設定されている。
【００３９】
上記目標位置入力画面２３は、基準治具１０を３次元位置に設定可能とするもので、その詳細を説明すると、例えば、近視野入力画面２０ａの小領域Ｒ２′が入力手段６ｍ又はカーソルなどあるいは、タッチパネル方式で選択、指定されると、ＸＹＺテーブル３０が駆動され、図９に示すように、基準治具１０にスリット光４が照射された状態のまま近視野２０の小領域Ｒ２の中心部に位置合わせされる。このとき、焦点制御手段１６によるカメラの焦点位置は、近視野２０に合わせられる。
【００４０】
このようにして、目標位置入力画面２３の近視野入力画面２０ａを用いて目標位置の入力が全て完了すると、この近視野入力画面２０ａが消去されて、後続の中視野入力画面２１ａが前面に入れ替わり、この中視野入力画面２１ａの各小領域Ｒ１′〜Ｒ９′のいずれかが選択可能となる。例えば、中視野入力画面２１ａの小領域Ｒ１′が選択されると、ＸＹＺテーブル３０が駆動されて基準治具１０が図９に示すように中視野２１の小領域Ｒ１の中心部に自動的に位置合わせされる。
【００４１】
このようにして、目標位置入力画面２３の中視野入力画面２１ａの必要箇所に目標位置が入力され、この目標位置に対応して、基準治具１０が位置合わせされる。
同様に、目標位置入力画面２３の遠視野入力画面２２ａの小領域Ｒ１′〜Ｒ９′のいずれか、又は、全部が選択されると、ＸＹＺテーブル３０が駆動されて、基準治具１０が遠視野目標位置入力画面２２ａ内の選択された小領域Ｒ１′〜Ｒ９′のいずれかの目標位置に対応する位置に位置決めされる。
【００４２】
上記モニタ７の画面右部には、目標位置入力画面２３に並べて、画像断面図形１３ｆ′の出力画面２４が表示される。この出力画面２４は、図１０に示すように画面の奥行き方向に配列した３枚重ねの近視野出力画面２０ｂと中視野出力画面２１ｂと遠視野出力画面２２ｂとよりなる。すなわち画像断面図形１３ｆ′が近視野出力画面２０ｂ、中視野出力画面２１ｂ、遠視野出力画面２２ｂよりなるモニタ表示の３次元画面上に表示されることになる。但し、近視野出力画面２０ｂ，中視野出力画面２１ｂ，遠視野出力画面２２ｂに３次元表示される画像断面図形１３ｆ′を後述（図１４に示す）するように２次元平面上に表示することも可能である。
【００４３】
近視野出力画面２０ｂは、図１０に示すように、近視野入力画面２０ａに対応して、９分割の小領域Ｒ１′〜Ｒ９′に分割されて、各小領域Ｒ１′〜Ｒ９′には、近視野２０の小領域Ｒ１〜Ｒ９のいずれか又は全部に位置設定された凹凸断面実図形１３ｆの撮像画像が、画像断面図形１３ｆ′として表示され、図外の記憶手段で記憶され、保持される。
中視野出力画面２１ｂは、図１２に示すように、中視野入力画面２１ａに対応して、９分割の小領域Ｒ１′〜Ｒ９′に分割されて、各小領域Ｒ１′〜Ｒ９′には、中視野２１の小領域Ｒ１〜Ｒ９のいずれか又は全部に位置設定された凹凸断面実図形１３ｆの撮像画像が、画像断面図形１３ｆ′として表示され、図外の記憶手段で記憶され、保持される。
遠視野出力画面２２ｂは、図１３に示すように、遠視野入力画面２２ａに対応して、９分割の小領域Ｒ１′〜Ｒ９′に分割されて、各小領域Ｒ１′〜Ｒ９′には、遠視野２２の小領域Ｒ１〜Ｒ９のいずれか又は全部に位置設定された凹凸断面実図形１３ｆの撮像画像が、画像断面図形１３ｆ′として表示され、図外の記憶手段で記憶され、保持される。
この場合も、画像断面図形１３ｆ′には、基準治具１０の撮像位置及び方向などに応じて大きさが変化しないように変換テーブル６ｆによる変換が加えられるので、画像断面図形１３ｆ′は常に一定の大きさに表示される。
なお、各視野内の精度判別を行うときには、レーザー光発生器３と基準治具１０とＣＣＤカメラ５との関係が変わらないように、レーザー光発生器３とＣＣＤカメラ５は動かさず、基準治具１０のスリット光４が照射される位置が変わらないように、基準治具１０はスリット光４の照射方向、又はスリット光４の幅方向にのみ移動させて視野内を移動する。
【００４４】
以上の構成において、以下に動作を説明する。
まず、オペレータが目標位置入力画面２３の近視野入力画面２０ａの例えば小領域Ｒ１′を入力手段６ｍ等より指定すると、位置決め手段１７によりＸＹＺテーブル３０を駆動して基準治具１０は、この目標位置としての小領域Ｒ１′に対応する近視野２０の小領域Ｒ１に、レーザー光発生器３からのスリット光４が、基準治具１０の中央位置が照射された状態で位置決めされる。
【００４５】
また、ＣＣＤカメラ５の焦点は、焦点制御手段１６により近視野２０にピント合わせがなされる。ＣＣＤカメラ５による凹凸断面実図形１３ｆの撮像が行われて画像断面図形１３ｆ′が得られ、このときの画像断面図形１３ｆ′は、図１０に示すように、近視野出力画面２０ｂの小領域Ｒ１′に表示される。同様な方法で、必要とする近視野入力画面２０ａの他の小領域が指定されると、基準治具１０が目標位置に位置決めされ、ＣＣＤカメラ５による基準治具１０の撮像が行われて、画像断面図形１３ｆ′が近視野出力画面２０ｂの他の小領域に表示される。
【００４６】
近視野出力画面２０ｂの必要箇所への画像断面図形１３ｆ′の取り込みが完了すると、オペレータは、画像断面図形１３ｆ′のチェックを行う。このチェックは、図１１に示すように、例えば、近視野出力画面２０ｂ内の小領域Ｒ１′の画像断面図形１３ｆ′を寸法Ａ，Ｂ，Ｃとともにモニタ７中に拡大表示させ、表Ｄ中にデータ表示するなどの操作により、この画像断面図形１３ｆ′の内容と、基準治具１０の凹凸断面実図形１３ｆの実寸法との比較を行い、誤差出しが行われる。このチェックで、近視野出力画面２０ｂに対応する小領域Ｒ１′、すなわち、近視野２０の小領域Ｒ１に対するＣＣＤカメラ５の精度誤差を評価できる。
【００４７】
近視野２０に対するＣＣＤカメラ５の精度誤差の判定が終了すると、中視野入力画面２１ａ，中視野出力画面２１ｂをモニタ７の画面前面に読み出して、中視野入力画面２１ａの必要箇所に目標位置を入力して、中視野２１の必要箇所に凹凸断面実図形１３ｆを位置決めし、ついで、ＣＣＤカメラ５で撮像して、図１２に示すように、中視野出力画面２１ｂの必要箇所に画像断面図形１３ｆ′を表示して、画像断面図形１３ｆ′のチェックを行う。
【００４８】
また、中視野２１に対するＣＣＤカメラ５の精度誤差の判定が終了すると、遠視野入力画面２２ａ，遠視野出力画面２２ｂをモニタ７の画面前面に読み出して、遠視野入力画面２２ａの必要箇所に目標位置を入力して、遠視野２２の必要箇所に凹凸断面実図形を位置決めし、ついで、ＣＣＤカメラ５で撮像して、図１３に示すように、遠視野出力画面２２ｂの必要箇所に画像断面図形１３ｆ′を表示して、画像断面図形１３ｆ′のチェックを行う。
なお、近視野入力画面２０ａ，中視野入力画面２１ａ，遠視野入力画面２２ａに対応して基準治具１０は所定の位置に位置決めされるが、ＣＣＤカメラ５に対する位置及び方向などが変化するので、画像断面図形１３ｆ′を表示するときに、変換テーブル６ｆによる変換，補正が行われて、同一の大きさに表示され、凹凸断面実図形１３ｆと容易に比較できる。
【００４９】
以上、説明したように、本実施形態によれば、カメラ視野１を小領域に区分して、それぞれの小領域に凹凸断面実図形を位置決め可能としたので、必要なカメラ視野１の全域に渡ってカメラの精度誤差を判定できるので高範囲の精度判定が可能となる。
しかも、カメラ視野１を近，中，遠と設定するようにしたので、カメラの各焦点位置に対応して精度判定が可能となる。この場合、カメラ視野１が近，中，遠あるいは左右，上下方向の位置に基準治具１０が設定されても変換テーブル６ｆにより画像断面図形１３ｆ′の大きさは、凹凸断面実図形１３ｆの大きさに合うように変換されるので、両者間の対比を正確に行うことができる。
【００５０】
実施形態７
上記実施形態６で図８を用いて示した装置構成において、図１４に示すように、レーザー光発生器３に対して基準治具１０が対向状態に設定されている場合に、レーザー光発生器３を移動させる保持手段としてのＸＹテーブル４０を固定して、基準治具１０のみをＹ方向又はＺ方向に移動させて形状測定装置の測定精度を確認する形態を示す。この場合、精度判別装置を次のように動作することで測定精度を確認できる。
まず、固定されたカメラ視野１を９分割にした９分割タイプの中間位置の小領域Ｒ１〜Ｒ９において、中心位置の小領域Ｒ５を基準位置として基準治具１０を仮に位置決めし、この位置で基準治具１０の凹凸部１０ｊに対して、スリット光４を真正面から照射し、かつ、カメラ視野１のＹ方向全体をカバーするようにレーザー光発生器３を固定状態として、基準治具１０をカメラ視野１内の図中のＹ方向及びＺ方向に移動させる。なお、図１４中の小領域Ｒ１〜Ｒ９は、中間位置の領域であり、小領域Ｒ１０〜Ｒ１２は、基準治具１０をレーザー光発生器３の対面方向に近づけたときに、カメラ視野１の小領域Ｒ７〜Ｒ９と対応する近位置の領域である。また、小領域Ｒ１３〜Ｒ１５は、基準治具１０をレーザー光発生器３の対面方向に遠ざけたときのカメラ視野１の小領域Ｒ１〜Ｒ３と対応する遠位置の領域である。
この場合、基準治具１０のいずれの位置でもスリット光４が照射されるようにスリット光４は上下方向に長く設定されている。また、ＣＣＤカメラ５は、全位置の基準治具１０をカバーするように広角撮像に設定される。
【００５１】
具体的には、図１４に示すように、カメラ視野１の小領域Ｒ５の位置から基準治具１０をＣＣＤカメラ５から距離が遠ざかるように小領域Ｒ１４に基準治具１０を移動させて凹凸断面実図形１３ｆを撮像することで、カメラ画像視野１′の小領域Ｒ２′の位置に変換テーブル６ｆを介して実寸法に変換された画像断面図形１３ｆ′が出力される。この位置から、基準治具１０を小領域Ｒ１３に位置するように上方向に移動させて撮像することで、カメラ画像視野１′の小領域Ｒ１′の位置に変換テーブル６ｆを介して実寸法に変換された画像断面図形１３ｆ′が出力される。また、基準治具１０を小領域Ｒ１４から小領域Ｒ１５に位置するように下方に移動させて撮像することで、カメラ画像視野１′の小領域Ｒ３′の位置に変換テーブル６ｆを介して実寸法に変換された画像断面図形１３ｆ′が出力される。
同様に、カメラ視野１の小領域Ｒ５の位置から基準治具１０をＺ方向のレーザー光発生器３の対面方向に距離が近づくように小領域Ｒ１１に基準治具１０を移動させて凹凸断面実図形１３ｆを撮像することで、カメラ画像視野１′の小領域Ｒ８′の位置に変換テーブル６ｆを介して実寸法に変換された画像断面図形１３ｆ′が出力される。この位置から、基準治具１０を小領域Ｒ１０に位置するように上方向に移動させて撮像することで、カメラ画像視野１′の小領域Ｒ７′の位置に変換テーブル６ｆを介して実寸法に変換された画像断面図形１３ｆ′が出力される。また、基準治具１０を小領域Ｒ１１から小領域Ｒ１２に位置するように下方に移動させて撮像することで、カメラ画像視野１′の小領域Ｒ９′の位置に変換テーブル６ｆを介して実寸法に変換された画像断面図形１３ｆ′が出力される。
つまり、２次元画面としてのカメラ画像視野１′の小領域Ｒ１′〜Ｒ３′と小領域Ｒ１３〜Ｒ１５とが対応し、カメラ画像視野１′の小領域Ｒ４′〜Ｒ６′とカメラ視野１の小領域Ｒ４〜Ｒ６とが対応し、カメラ画像視野１′の小領域Ｒ７′〜Ｒ９′と小領域Ｒ１０〜Ｒ１２とが対応している。
すなわち、画像断面図形１３ｆ′は、３次元方向の基準治具１０の各位置に対して、２次元平面上にモニタ表示されるように構成される。
【００５２】
このような構成によれば、レーザー光発生器３及びＣＣＤカメラ５を特定位置に固定状態としたまま、カメラ視野１内の複数の小領域に基準治具１０をスリット光４の照射範囲内の上下方向（Ｙ方向）及び、基準治具１０とレーザー光発生器３との対面方向の距離を近づけたり、遠ざけたりして移動させることで、基準治具１０の凹凸部１０ｊに照射されるスリット光４の位置が変わることなくカメラ視野１の全域に渡ってカメラの精度誤差を判定できるので、一つのＣＣＤカメラ５の焦点に対するカメラ視野１内の精度判定をより高精度に行うことが可能となる。
なお、本例でも、画像断面図形１３′の大きさに対し、基準治具１０の撮像される位置に応じて変換テーブル６ｆによる変換が加えられるので、基準治具１０の撮像される位置に応じて大きさが変わることがないので、正確に凹凸断面実図形１３と対比できる。
【００５３】
上記実施形態１から実施形態７によれば、例えば、モールド測定装置用のデュアルヘッドカメラの精度確認や初釜検査装置用のデュアルヘッドカメラの精度確認などをすることができる。
なお、以上の説明において、撮像手段をＣＣＤカメラとして説明したが他のカメラであってもよく、撮像した画像がコンピュータなどによりデジタル的に処理できるような画像データを出力するカメラであればよい。また、線状光発生手段をレーザー光発生器として説明したが、被測定体に対して同じ幅のスリット光が照射できるものであってもよい。また、視野内の精度判別において、スリット光を基準治具の所定位置に固定したまま基準治具を移動させるとして説明したが、精度を必要としない場合には、基準治具とともに移動させてもよい。
【符号の説明】
【００５４】
１ カメラ視野（仮想）、１′ カメラ画像視野、１ａ 上位置、１ｂ 中央位置、
１ｃ 下位置、１ｍ 衝立、１ｐ，１ｑ，１ｒ 小領域、１ｔ 境界、２ 被測定体、
３ レーザー光発生器、４ スリット光、５ ＣＣＤカメラ、６ コンピュータ、
６ｍ 入力手段、７ モニタ、８，９ 断面実図形、８′，９′ 画像断面図形、
９ａ 基準治具、１０ 基準治具、１０ｊ 凹凸部、
１０ｆ，１０ｇ 傾斜面、１０ｆ′，１０ｇ′ 傾斜面、１１ 前面、
１３ 凹凸断面実図形、１３′ 画像断面図形、１４ 拡大表示部、１５ カーソル、
１６ 焦点制御手段、１７ 位置決め手段、１８ 凹凸断面実図形表示部、
２０ 近視野、２１ 中視野、２２ 遠視野、
２０ａ 近視野入力画面、２１ａ 中視野入力画面、２２ａ 遠視野入力画面、
２０ｂ 近視野出力画面、２１ｂ 中視野出力画面、２２ｂ 遠視野出力画面、
２３ 目標位置入力画面、２４ 出力画面、３０ ＸＹＺテーブル、
４０ ＸＹテーブル、Ｆ 基部、Ｒ１〜Ｒ９ 小領域、Ｒ１′〜Ｒ９′ 小領域、
ａ 縦寸法、ｂ 奥行き寸法。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、形状測定装置の精度を判別する精度判別方法、精度判別装置及び精度判別基準治具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、精密加工して形成された金型等（被測定体）が、所定の寸法通りに加工されているかどうかを確認するために、３次元形状測定などを行い加工された物体の形状を測定している。この３次元形状測定には、例えば、光切断法が広く用いられている。
光切断法は、所定の撮像視野内に存在する測定対象にスリット光を照射するとともに被測定体を撮像手段で撮像して、被測定体上の画像断面図形を得て、これを画像解析することにより、被測定体の３次元形状の情報を取得する方法である。
【０００３】
すなわち、図１５に示すように、形状測定装置は、一定の広さのカメラ視野（仮想）１内に位置されるタイヤ金型などの被測定体２に線状光発生手段としてのレーザー光発生器３より、上下に延長する線状光としてのスリット光４を照射し、このスリット光４の反射光を撮像手段としてのＣＣＤカメラ５で受光して、この受光信号を制御手段としてのコンピュータ６に出力し、コンピュータ６では表示手段としてのモニタ７に被測定体２の上記スリット光４が照射された部位に対応する断面実図形８を画像断面図形８′としてモニタ表示させるようにしたものである。
画像断面図形８′は、撮像された断面実図形８をコンピュータ６にあらかじめ備えられた変換テーブルにより実際の寸法の大きさに変換したものであり、モニタ７のカメラ画像視野１′内に画像として表示される。上記画像断面図形８′の表示内容の細部の寸法などが高精度に表示されているか否かは、例えば、高品質のタイヤを成型する上で、重要課題であり、この精度誤差を確認することは重要である。
すなわち、カメラ視野１の所定位置に配置された被測定体２が正確に（１対１の関係を保って）画像断面図形８′としてモニタ７に表示される必要がある。
しかし、ＣＣＤカメラ５のレンズ系の誤差や、レンズ系で取り込んだ画像処理系の処理誤差あるいはカメラの撮像位置の影響等により必ずしも各位置１ａ，１ｂ，１ｃにおいて、１対１の関係を保って断面実図形８が出力画面にそのまま画像断面図形８′として表示されるとは限らない。このため、断面実図形８と画像断面図形８′との誤差を判別する方法が必要とされる。
第１の方法の精度判別方法として、従来、図１６，図１７において、カメラ視野１の少なくとも上，中央，下の各位置１ａ，１ｂ，１ｃに所定の大きさの基準治具９ａを設置し、この基準治具９ａにレーザー光発生器３よりスリット光４を照射して、反射光をＣＣＤカメラ５で撮像してコンピュータ６で処理し、モニタ７に基準治具９ａの断面実図形９を画像断面図形９′として表示して、この画像断面図形９′を基準治具９ａの断面実図形９の実寸法と比較して、その精度を精査するようにしている。上記基準治具９ａは、縦寸法ａと奥行き寸法ｂが正確に寸法設定された金型よりなる直方体であり、この場合一例として、ａ寸法は１００ｍｍ，ｂ寸法は５０ｍｍに高精度をもって成型されている。
基準治具９ａは、ＣＣＤカメラ５を介してコンピュータ６で処理されてモニタ７に表示される画像断面図形９′が基準治具９ａの断面実図形９に対し、どの部分が寸法誤差を生じているかをチェックすることで、ＣＣＤカメラ５に生じる精度誤差を判定できる。すなわち、画像断面図形９′は、ＣＣＤカメラ５，コンピュータ６を介して処理された結果が表示されるものであって、表示結果の画像断面図形９′の縦寸法ａ′，奥行き寸法ｂ′が、図１６の基準治具９ａの縦寸法ａ，奥行き寸法ｂの実寸法と比較して許容範囲か否かをチェックすることで、各位置１ａ，１ｂ，１ｃの各部位において、基準治具９ａが正確に撮像処理されるか否かを知ることができる。許容範囲以外の場合は、レンズ系，画像処理系を修正するなどにより精度誤差が許容のものに設定される。
例えば、中央位置１ｂに基準治具９ａを配置したとき、ＣＣＤカメラ５の撮像系について誤差が生じたことが分かるので、レンズ系あるいはカメラ位置などを修正するなどしてこの誤差を補正するようにして、誤差の生じないカメラ等を得るようにしている。
しかし、従来の方法では、基準治具９ａは、各位置１ａ，１ｂ，１ｃのそれぞれをカバーするものであるが、上下位置１ａ，１ｃ，中央位置１ｂの調査位置に応じて、それぞれの位置に基準治具９ａを配置替えしなければならない作業手間を要する。
また、この従来の方法において、例えば、各位置１ａ，１ｂ，１ｃのさらに小領域の範囲をＣＣＤカメラ５で撮像して判定したい場合には、図１８に示すように、上記基準治具９ａより小形の基準治具９ｂ（寸法ａ，ｂは既知のもの）を別途用意し、小領域のみをカバーするように配置させて、ＣＣＤカメラ５で撮像してモニタ７に画像断面図形を表示するようにして、この画像断面図形を基準治具９ｂの実寸法と比較するものである。
【０００４】
したがってこの第１の方法では、以上の作業手間を要する点に加えて、寸法の異なる基準治具を測定位置の大きさに応じて複数個用意しておくものであり、これにより、精度確認毎に複数の基準治具を取り換えＣＣＤカメラ５の前に配置しなければならず、上記同様測定に手間を要することになる。
また、従来の方法では、ＣＣＤカメラ５が撮像する視野のある範囲においてしか、精度を論じることができなかった。すなわち視野内の、左右中央、上下中央付近の精度しかえられず、視野の場所毎に精度がはずれている場合がある。このため、視野全体の精度の校正を行うためには、基準治具を視野内で動かして校正を行う必要がある。しかし、視野の端の精度を得ようとしても、大きな基準治具では、視野からはみ出してしまい基準治具の左右方向の寸法が測定されないので実寸法と比較できず、測定精度を調べることができない。
また、光学式（レーザー照射式）の形状測定センサの場合、レーザーがあたりにくい物体の側面側の精度が悪化してしまうため、精度評価の正確性が低下してしまう。つまり、基準治具９ａの正面側（寸法ａ）には、レーザーが良く照射されるので正しく測定できるが、基準治具９ａの側面側（寸法ｂ）には、レーザーが照射されにくいために測定精度が悪化してしまう。
このような精度評価の場合、測定のバラツキを考慮して複数回測定を行うことが望ましいが、同じ基準治具を測定しているために、単純に複数回の測定を行ったとしても同じ結果が測定される可能性が大きく、実際の被測定体２を測定するときに生じる測定のバラツキが再現されにくい。そこで、基準治具を設置しなおして再度測定を行う方法もあるが作業が煩雑になってしまう。
また、従来は基準治具の配置を変更すると基準治具とカメラとの位置関係が変化するので、画像断面図形９′の大きさが変化してしまい、断面実図形９との比較が容易に行えない欠点があった。
【０００５】
また、第２の方法として、特許文献１に示すように、平面を高さが異なるように階段状に形成した校正用の基準治具としてのターゲットを測定するセンサの視野からはみ出るように位置させて、このターゲットの各平面に光パターンを照射して、センサにより走査することで光パターンの間隔を測定し、センサからターゲットの各平面までの高さを測定することにより、高さ方向の測定の校正を迅速に行う方法が公開されている。
しかし、この第２の方法によれば、校正に用いるターゲットが所定の高さとなるように形成された平面を階段状に形成したものであるので、例えば、測定対象の大きさが変化したときには、測定対象の大きさに対応するターゲットを作成して測定を行う必要があるため、ターゲットを変更する毎に測定精度の確認をする必要があるので、第１の方法と同様に手間がかかってしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１７０２７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで本発明では、上記課題を解決するために、形状測定装置の測定精度を少ない作業工数で容易に確認することができる精度判別方法、精度判別装置及び精度判別基準治具を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の形態として、一定の広さの視野内に位置される被測定体に線状光発生手段からの線状光を照射して、この線状光の反射光を撮像手段で受光して、上記被測定体を撮像し、この撮像画像を断面形状として表示手段でモニタ表示可能とした形状測定装置の精度判別方法において、上記視野内の所定位置に位置されて、上記線状光が照射される基準治具を備え、上記基準治具の線状光が照射される照射面を線状光の延長方向に沿う連続した凹凸部として形成し、この凹凸部を上記撮像手段で撮像し、上記表示手段でモニタ表示して、この表示された画像断面図形と実際の凹凸図形を対比することで形状測定装置の精度誤差を判別可能とした。
本発明によれば、表示された画像断面図形と実際の凹凸図形とを対比することで形状測定装置の精度誤差の判別が可能となる。また、撮像手段の視野内の画像断面図形の細部又は広範囲について実際の基準治具の凹凸図形の寸法を比較することで、一定の広さの視野内について詳細に、又は広範囲に基準治具を取り替えることなく精度誤差が判別でき、かつそのサンプリング数を多くすることができるので、精度誤差の信頼性が向上する。
【０００９】
本発明の第２の構成として、一定の広さの視野内に位置される被測定体に線状光発生手段からの線状光を照射して、この線状光の反射光を撮像手段で受光して、被測定体を撮像し、この撮像画像を断面形状として表示手段でモニタ表示可能とした形状測定装置の精度判別装置において、視野内の所定位置に位置されて、線状光が照射される基準治具を備え、基準治具の線状光が照射される照射面を線状光の延長方向に沿う連続した凹凸部として形成し、この凹凸部を撮像手段で撮像し、表示手段でモニタ表示するように構成して、この表示された画像断面図形と実際の凹凸図形を対比することで形状測定装置の精度誤差を判別可能とした。
本発明によれば、撮像手段で線状光が照射される基準治具の凹凸部を撮像し、表示手段でモニタ表示された画像断面図形と実際の凹凸図形を対比することにより、撮像手段の視野内の所定位置における形状測定装置の精度誤差を判別することができ、視野内の目標とする位置に撮像された基準治具の凹凸部が画像断面図形としてモニタ表示されることで、直感的、かつ正確に測定の精度誤差を得ることができるので精度誤差の判別の作業が容易になる。
【００１０】
本発明の第３の構成として、形状測定装置は、基準治具を保持して視野内の目標位置まで駆動する治具駆動手段と、基準治具の照射面に線状光を照射する線状光発生手段を保持する保持手段とを備え、視野内の複数の目標位置における基準治具を位置決めして、複数の目標位置での基準治具の画像断面図形をモニタ表示可能とする構成とした。
本発明によれば、線状光が照射された状態で、基準治具が治具駆動手段により視野内の複数の目標位置に移動して撮像することにより、視野内における画像断面図形の細部又は広範囲について実際の基準治具の凹凸図形の寸法と比較することで、各視野内の詳細、又は広範囲の精度誤差の判別をするときに、基準治具を取り替えることなく精度を調べることができる。
さらに、視野内の目標位置を複数設定して視野全域での測定精度を詳細に調べれば、視野内の位置における精度誤差の判別のサンプリング数が多くなり信頼性が向上する。
さらに、凹凸図形の凹部又は凸部を組み合わせることで、種々の寸法における精度誤差の判別のサンプリング数を多くでき信頼性が向上する。
また、視野内の目標位置に撮像された基準治具の凹凸部が画像断面図形としてモニタ表示されることで、直感的に測定の精度誤差を得ることができるので精度誤差の判別の作業が容易になる。
【００１１】
本発明の第４の構成として、一定の広さの視野を一定数に区画し、区画された視野の小領域ごとに、基準治具を治具駆動手段で位置決めするように構成した。
本発明によれば、区画された視野毎に精度誤差の判別を行うことで視野全体の精度誤差を詳細に調べることができるので、実際に被測定体を測定するときに、視野のどの区画にどの程度の精度誤差があるのかを知ることができる。
また、治具駆動手段により基準治具が視野の区画に位置決めされるので、再度、区画ごとの精度誤差を調べるときに、容易に各区画の同じ位置に位置させて精度誤差を判別することができるので精度誤差の判別の再現性が得られ、かつ、信頼性が向上する。
【００１２】
本発明の第５の構成として、画像断面図形をモニタ表示の２次元平面上に表示可能とし、又は画像断面図形をモニタ表示の３次元画面上に表示可能に構成した。
本発明によれば、画像断面図形がカメラ視野としてのモニタ表示上の２次元平面に表示されるのでカメラ視野内のどの位置に精度誤差があるのか容易に判別でき、又は、２次元平面を重ねてカメラ視野の異なる焦点距離と対応するように３次元画面として表示されるのでカメラ視野内の奥行き方向の精度誤差も容易に判別することができる。
【００１３】
本発明の第６の構成として、基準治具の凹凸部は、鋸歯状に設定されてなる。
本発明によれば、凹凸部の傾斜面により形成される凹部，凸部に線状光が途切れることなく直接照射されるため、凹凸部の形状をはっきりと撮像することができるので高精度の判定が可能となる。
【００１４】
本発明の第７の構成として、表示手段に視野毎に区画された小領域を表示する入力画面を表示するようにし、目標位置をこの小領域の指定により入力可能とした。
本発明によれば、表示手段に表示された視野の小領域を選択するだけで、その小領域の精度測定の判定が自動的に行われるので容易に各小領域の精度測定の判定結果を得ることができる。
【００１５】
本発明の第８の構成として、保持手段は、視野内の複数の目標位置に位置決めされた基準治具の照射面に線状光が照射されるように線状光発生手段を保持して駆動する構成とした。
本発明によれば、治具駆動手段により基準治具を視野内の目標位置に駆動したときでも、常に基準治具の照射面に線状光を照射することができるので、視野内の複数の目標位置に基準治具が位置決めされても容易に精度測定の判定結果を得ることができる。
【００１６】
本発明の第９の構成として、形状測定装置の精度判別に用いられる基準治具であって、当該基準治具は、視野内の所定位置に位置されて、線状光が照射されるものであり、かつ、基準治具の線状光が照射される照射面を線状光の延長方向に沿う連続した凹凸部として形成し、この凹凸部を撮像手段で撮像し、表示手段でモニタ表示して、この表示された画像断面図形と実際の凹凸図形に対する精度誤差を判別可能とする構成とした。
本発明によれば、基準治具の線状光が照射される照射面を、線状光の延長方向に沿う連続した凹凸部として形成したことにより、凹凸部に照射された線状光が照射された凹凸部を撮像することにより得られた画像断面図形の凹部又は凸部を組み合わせて、それに対応する実際の凹凸図形を比較することで、一度に種々の寸法における精度誤差の判別のサンプリングを行うことができる。つまり、撮像手段の視野内の画像断面図形の細部又は広範囲について実際の基準治具の凹凸図形の寸法を比較することで、一定の広さの視野内について詳細に、又は広範囲に基準治具を取り替えることなく精度誤差が判別でき、かつそのサンプリング数を多くすることができるので、精度誤差の信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係る実施形態１の精度判別装置の概略構成図。
【図２】本発明に係る実施形態１の画像断面図形の拡大図。
【図３】本発明に係る実施形態１のカメラ視野及びカメラ画像視野の対応図。
【図４】本発明に係る実施形態２のカメラ視野及びカメラ画像視野の対応図。
【図５】本発明に係る実施形態３のカメラ視野及びカメラ画像視野の対応図。
【図６】本発明に係る実施形態４のＣＣＤカメラの配置図。
【図７】本発明に係る実施形態５の基準治具を示す図。
【図８】本発明に係る実施形態６の精度判別装置の概略構成図。
【図９】本発明に係る実施形態６のカメラ視野の拡大図。
【図１０】本発明に係る実施形態６のカメラ画像視野の表示図。
【図１１】本発明に係る実施形態６のカメラ画像視野の小領域の拡大図。
【図１２】本発明に係る実施形態６のカメラ画像視野の表示図。
【図１３】本発明に係る実施形態６のカメラ画像視野の表示図。
【図１４】本発明に係る実施形態７のカメラ視野及びカメラ画像視野の対応図。
【図１５】従来の構成を用いた実際の形状測定装置の概略構成図。
【図１６】従来の形状測定装置の精度を判定するための基準治具を示す図。
【図１７】従来の基準治具を用いた形状測定装置の精度を判定するための精度判別装置図。
【図１８】従来の異なる大きさの基準治具を用いたときの配置図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
実施形態１
図１は、本発明による形状測定装置の精度判定方法、精度測定装置及び精度判別基準治具の一実施形態を示す概略構成図である。なお、同図において、図１５，図１７と同じものは同一符号を用いている。
衝立１ｍの前面の左右に位置されるレーザー光発生器３及びＣＣＤカメラ５と、コンピュータ６と、モニタ７とよりなる形状測定装置を本実施形態の対象としている。
ＣＣＤカメラ５でカメラ視野１内の撮像が行われるものである。
【００１９】
本実施形態では、この形状測定装置の精度判定を目的として、衝立１ｍ前面の仮想のカメラ視野１の上位置１ａ，中央位置１ｂ，下位置１ｃの全体をカバーするＹ方向（縦方向）に細長い基準治具１０を図外の保持手段で位置決めする。この基準治具１０の前面１１には、幅方向中央を縦方向に延長する線状光としてのスリット光４をレーザー光発生器３より照射する。上記基準治具１０の前面１１の照射面には、スリット光４の延長方向に沿って、連続した凹凸からなる凹凸部１０ｊが形成される。
具体的には、凹凸部１０ｊは、既知の寸法の傾斜面１０ｆ，１０ｇよりなる鋸歯状により形成されている。上記スリット光４の反射光は、上記凹凸部１０ｊの表面で反射され、撮像手段としてのＣＣＤカメラ５で受光される。
【００２０】
上記スリット光４が照射される凹凸部１０ｊの凹凸断面実図形１３は、表示手段としてのモニタ７の画面のカメラ画像視野１′内に２次元平面上に画像断面図形１３′として表示される。なお、モニタ７には、仮想のカメラ視野１に対応するカメラ画像視野１′全体が表示され、その表示されたカメラ画像視野１′とともに、上記画像断面図形１３′が縦方向に延長するように表示される。表示手段としてのモニタ７の表示画面中のカメラ画像視野１′の側部（余白部分）には、拡大表示部１４が設けられ、この拡大表示部１４中に入力手段６ｍで制御されるカーソル１５等で指定された画像断面図形１３′の一部が拡大表示されるように構成されている。
【００２１】
モニタ７の拡大表示部１４に隣接する部位には、基準治具１０の凹凸断面実図形表示部１８が設けられ、この表示部１８に基準治具１０の実際の凹凸断面実図形１３を表示する。この凹凸断面実図形１３の表示は、入力手段６ｍの操作に基づき、オペレータが作成して直接（ＣＣＤカメラ５を介することなく）、コンピュータ６の制御下で入力表示される。
【００２２】
基準治具１０は、凹凸部１０ｊのみがカメラ画像視野１′内に表示されるものとし、矩形の基部Ｆは不要であるので、カメラ画像視野１′には表示されないように、コンピュータ６で画像処理されるものとする。また、ＣＣＤカメラ５は、レイアウトの都合上、衝立１ｍを傾斜方向から撮像するが、カメラに対する基準治具１０の位置（距離），方向（傾斜角度）等に応じて表示画像である画像断面図形１３′には変換テーブル６ｆにより一定の補正が加えられる。変換テーブル６ｆにはＣＣＤカメラ５の目標位置信号１７ｍが入力される。具体的には、モニタ７上に表示される画像断面図形１３′は、基準治具１０の位置及び方向がカメラ視野１内の撮像される位置によって異なる。すなわち、基準治具１０がＣＣＤカメラ５に近い側では画像断面図形１３′は大きく、基準治具１０がＣＣＤカメラ５に遠い側では画像断面図形１３′は小さく撮像されることになる。そこで、変換テーブル６ｆで画像断面図形１３′を凹凸断面実図形１３と比較するときには、カメラ視野１内の基準治具１０の撮像された位置及び方向（目標位置信号１７ｍ）に基づいて画像断面図形１３′の大きさ，形状などを実寸法に合うように変換する。このようにして変換テーブル６ｆにより、撮像された画像断面図形１３′の大きさ，方向は自動で実寸法に合うように変換されるので凹凸断面実図形１３と比較できるように補正される。
また、本例のレーザー光発生器３のスリット光４は、基準治具１０の凹凸部１０ｊがどのような位置にあっても、常に固定された位置から照射される。
【００２３】
以上の構成の動作は、次の通りである。
図１に示すように、基準治具１０を衝立１ｍの前面のカメラ視野１内の左右方向（Ｘ方向）の例えば、中央部位に配置し、レーザー光発生器３よりスリット光４を照射し、凹凸部１０ｊよりその線状の反射光をＣＣＤカメラ５で受光し、コンピュータ６で処理して、モニタ７に画像断面図形１３′として表示する。この画像断面図形１３′は、凹凸断面実図形１３に対応する図形である。
次に、カーソル１５を上下に操作して画像断面図形１３′内の必要とする部位をこのカーソル１５で指定して拡大表示部１４に拡大表示する。なお、凹凸断面実図形表示部１８には、実際の基準治具１０の凹凸部１０ｊの凹凸断面実図形１３が、傾斜面１０ｆ，１０ｇの寸法とともに表示されている。オペレータが、拡大表示部１４内の画像断面図形１３′を凹凸断面実図形表示部１８内の凹凸断面実図形１３に対比して、各位置１ａ，１ｂ，１ｃにおいてチェックすることで、ＣＣＤカメラ５の各位置１ａ，１ｂ，１ｃのいずれにおいてカメラ誤差を生じているかが判別できる。画像断面図形１３′と凹凸断面実図形１３との対比は、鋸歯状の凹凸部１０ｊの斜面の長さ寸法あるいは角度の比較、凹凸部１０ｊの頂点間の間隔寸法の比較などによって行われる。なお、凹凸断面実図形１３の寸法出しについては、コンピュータ６内の鋸歯状の基準治具１０の実寸法を計算する寸法出し手段としてのソフトウェアを用いて、鋸歯状の凹凸部１０ｊの各辺の寸法が求められる。
【００２４】
具体的には、次の計算手順により求められる。まず、基準治具１０の凹凸部１０ｊの画像断面図形１３′の各辺を構成する画素をデータ点群として扱い、各辺の点群を最小二乗法により直線近似して、この近似された直線同士の交点を鋸歯状の屈曲点として求め、屈曲点同士を組み合わせることにより、傾斜面の長さ寸法あるいは角度、凹凸部１０ｊの頂点間の間隔寸法が求められる。
【００２５】
以上の構成によれば、図２に示すように、例えば、カメラ画像視野１′の上下方向の中央位置１ｂ′の画像断面図形１３′と、カメラ視野１の凹凸断面実図形１３とを比較して誤差が認められる場合（本例では傾斜面１０ｆ′と傾斜面１０ｇ′の寸法が実寸法より長く、誤差が認められる場合）には、ＣＣＤカメラ５が中央位置１ｂにおいて測定誤差が生じるものとして判定されるので、この位置でのレンズ系、あるいは画像処理系を修正する等して、精度修正を行うことができる。
なお、本例では、画像断面図形１３′の大きさに対し、基準治具１０の位置及び方向などに応じて変換テーブル６ｆによる変換による補正が加えられるので、基準治具１０の位置及び方向に応じて大きさ、あるいは形状が変わることがないので、正確に凹凸断面実図形１３と対比できる。
本実施形態では、基準治具１０をカメラ視野１内のＸ方向（横方向）に位置を変更して、左部，右部に位置決めして同様な作業を行うことで、カメラ視野１の全域でのカメラ精度の判定を行うことができる。
【００２６】
なお、本実施形態では、図３に示すようにカメラ視野１を上下方向に３分割して小領域１ｐ，１ｑ，１ｒに区画し、基準治具１０の上下長さを短く設定し、この基準治具１０を凹凸部１０ｊの撮像毎にＹ方向に位置を変更するようにしてもよい。１３ａは、基準治具１０の凹凸断面実図形であり、モニタ７に画像断面図形１３ａ′として表示される。基準治具１０は、中央位置１ｂ，上位置１ａ，下位置１ｃの順番で移動して撮像、表示されるので、各位置１ａ′，１ｂ′，１ｃ′での画像断面図形１３ａ′を凹凸断面実図形１３ａと比較して観察することで、各位置１ａ，１ｂ，１ｃでのカメラ精度を判定できる。この場合、図３に示すように基準治具１０が、境界１ｔを跨ぐ位置に位置決めして凹凸断面実図形１３ｂをカメラ撮像、画像判定を行うことで画像断面図形１３ｂ′により境界１ｔにおけるカメラ精度のチェックが可能となる。
【００２７】
実施形態２
また、図３では、仮想として表示したカメラ視野１は、上下に３分割されたものであるが、図４に示すように、これを左右にも３分割して全体として９個の小領域Ｒ１〜Ｒ９に区画し、各小領域Ｒ１〜Ｒ９毎に基準治具１０を位置決めして、凹凸断面実図形１３ｃがモニタ７中のカメラ画像視野１′の小領域Ｒ１′〜Ｒ９′毎に画像断面図形１３ｃ′として２次元平面上に表示されるように構成し、各小領域Ｒ１〜Ｒ９全体を基準治具１０が移動してカバーするようにしてもよい。
このような構成により、カメラ視野１の各小領域Ｒ１〜Ｒ９毎に、小領域Ｒ１′〜Ｒ９′に画像断面図形１３ｃ′を表示でき、この表示内容と基準治具１０の凹凸断面実図形１３ｃとの比較により、各小領域Ｒ１〜Ｒ９毎にカメラ精度を判定するようにしてもよい。
【００２８】
実施形態３
また、図５に示すように、基準治具１０は、Ｘ方向（横方向）に長手状に成形して、凹凸部１０ｊが横方向に延長するものとして形成し、同方向に連続して形成された基準治具凹凸部１０ｊを横向きのスリット光４で照射し、カメラ撮像して、モニタ７に横方向（Ｘ方向）に延長する画像よりなる画像断面図形１３ｄ′を表示させて判定するようにしてもよい。
【００２９】
実施形態４
また、図６に示すように、ＣＣＤカメラ５は、左右に２台設置したデュアルタイプのものを用いてモニタ７に画像表示を行うようにしてもよい。
これによれば、実際に測定する測定対象が、ＣＣＤカメラ５Ａからのみの撮像では形状測定において死角ができてしまう場合に、ＣＣＤカメラ５Ｂを設けて撮像することで死角をなくして形状測定ができるようになる。しかし、このようにＣＣＤカメラ５ＡとＣＣＤカメラ５Ｂを用いる場合には、互いの測定精度の関係を知る必要が生じる。
そこで、精度判別装置においても、ＣＣＤカメラ５ＡとＣＣＤカメラ５Ｂにより凹凸部１０ｊを撮像することで、互いの精度の違い、すなわち、ＣＣＤカメラ５ＡとＣＣＤカメラ５Ｂとの相対精度を測定することができるようになる。また、それぞれのＣＣＤカメラ５Ａ，５Ｂによって撮像され、得られた画像断面図形と基準治具１０の断面実図形の実寸法との比較を行えば、絶対精度を得ることができる。
具体的には、ＣＣＤカメラ５Ａによって撮像された画像断面図形の頂点の距離と、ＣＣＤカメラ５Ｂによって撮像された画像断面図形の頂点の距離を互いに比較することにより、ＣＣＤカメラ５ＡとＣＣＤカメラ５Ｂとの相対精度を測定することができる。
【００３０】
実施形態５
また、図７（ａ）に示すように基準治具１０に形成した凹凸部１０ｊの断面形状は、台形状となってもよく、図７（ｂ）に示すように凹部が鋸歯状で、凸部が台形状となった断面形状、図７（ｃ）に示すように、凸部が鋸歯状であってもよく、要は、凹凸がスリット光４に沿って連続するように形成されていればよい。
【００３１】
実施形態６
図８は、形状測定装置の精度判別装置の他の実施形態を示す装置構成図である。図９は、精度判別装置の表示手段の拡大図を示す。実施形態６は、図４に示す９分割タイプの小領域Ｒ１〜Ｒ９よりなるカメラ視野１を前後に３枚（視野２０，２１，２２）並べ、基準治具１０を自動で位置決めするように構成したもので、画像断面図形を３次元画面として表示するように構成した。
図８に示すように、３次元形状測定を行う形状測定装置の測定精度を確認するための精度判別装置は、測定精度を確認するための基準治具１０と、基準治具１０に線状光としてのスリット光４を照射する線状光発生手段としてのレーザー光発生器３と、レーザー光発生器３により照射された基準治具１０の凹凸部１０ｊを撮像する撮像手段としてのＣＣＤカメラ５と、基準治具１０をＣＣＤカメラ５に対して前後，左右，上下（３次元方向）に移動させる治具駆動手段としてのＸＹＺテーブル３０と、ＸＹＺテーブル３０により移動した基準治具１０に線状光を照射するようにレーザー光発生器３を移動させる保持手段としてのＸＹテーブル４０によって構成される。基準治具１０の上下方向の長さは、各々小領域Ｒ１〜Ｒ９の上下範囲に収まる長さに設定されている。
【００３２】
基準治具１０は、矩形体の一端面に、鋸歯状の凹凸が連続するように凹凸部１０ｊが形成される。凹凸部１０ｊは、凹と凸との傾斜面が交互に三角形となるように精密に形成され、その凹凸断面実図形１３ｆは、その各所寸法が既知となっている。鋸歯状の凹凸部１０ｊは、凹と凸が交互に連続する鋸歯状の三角形状に形成され、その一例として、二等辺三角形又は正三角形となるように形成される。また、凹凸部１０ｊの表面は、照射される線状光が乱反射しないように、例えば、“なし地”仕上げなどの表面処理がなされている。
【００３３】
ＸＹＺテーブル３０は、図中のＸ，Ｙ，Ｚ方向（３次元方向）に移動する３つのスライドステージからなる。３つのスライドステージは、ＸＹＺテーブル３０のベースとなるＸＺベース３１、ＸＺベース３１上をＸ方向にスライドするＸ方向ステージ３２、Ｘ方向ステージ３２上をＺ方向にスライドするＺ方向ステージ３３、Ｚ方向ステージ３３上にはＹベース３５が固定され、Ｙベース３５に沿ってＹ方向にスライドするＹ方向ステージ３４により構成され、このＹ方向ステージ３４に基準治具１０が取り付けられる。したがって、基準治具１０は、３次元方向に移動して位置決め可能となっている。
上記Ｘ方向ステージ３２，Ｙ方向ステージ３４，Ｚ方向ステージ３３は、後述の位置決め手段１７によって駆動が制御される。
【００３４】
レーザー光発生器３は、基準治具１０の照射面（凹凸部１０ｊ）に赤外線のスリット光４を照射する赤外線ラインレーザなどからなり、ＸＹテーブル４０に取り付けられる。
ＸＹテーブル４０は、レーザー光発生器３を図８に示すＸ方向及びＹ方向に移動させる移動手段を備え、基準治具１０の凹凸部１０ｊをＹ方向に縦断するようにスリット光４を照射するもので、後述の位置決め手段１７により駆動が制御される。なお、本実施形態では、各視野毎の（視野２０，２１，２２）精度判別をするときには、レーザー光発生器３を保持するＸＹテーブルは、固定された状態で基準治具１０に対してスリット光４を照射する。
ＣＣＤカメラ５は、撮像した画像をデジタルデータとして記録する白黒ＣＣＤエリアカメラからなり、赤外線透過フィルタを備える。つまり、光が照射された基準治具１０の凹凸部１０ｊからの反射光を赤外線透過フィルタを通して撮像することにより、凹凸部１０ｊの光が照射された部分だけが撮像され、この撮像された画像データがコンピュータ６からなる処理手段に出力される。
【００３５】
コンピュータ６よりなる制御手段には、少なくとも表示手段としてのモニタ７と入力手段６ｍとしてのキーボードやマウスが接続され、ＣＣＤカメラ５によって撮像、出力された画像データを解析してモニタ７に画像断面図形１３ｆ′を表示し、入力手段６ｍから入力された所定の内容を表示し、入力手段１０から入力されたコマンドに基づいて測定を実行するソフトウェアを有する。
また、位置決め手段１７は、コンピュータ６から出力される信号に基づいてＸＹＺテーブル３０を駆動して基準治具１０をカメラ視野１の所定の位置に移動させるとともに、ＸＹテーブル４０を駆動してレーザー光発生器３から照射されるスリット光４が基準治具１０の凹凸部１０ｊに照射されるようにＸＹテーブル４０を駆動する。さらに、位置決め手段１７は、焦点制御手段１６に信号を出力して、焦点制御手段１６が基準治具１０の凹凸部１０ｊに対してＣＣＤカメラ５の焦点を合わせるように制御する。
【００３６】
上記ＣＣＤカメラ５は、このカメラに最も近い位置の近視野２０と、この近視野２０より遠い位置の中視野２１と、この中視野２１よりさらに遠い位置の遠視野２２に焦点合わせが行われるもので、これ等、近視野２０，中視野２１，遠視野２２は、焦点制御手段１６により設定される。なお、これ等各視野２０，２１，２２は、仮想図であり、実際には表示されていない。また、遠視野２２の後方に図外の衝立１ｍが位置されている。
【００３７】
これ等３枚の各視野２０，２１，２２に対応して、モニタ７には、３枚の近視野入力画面２０ａと中視野入力画面２１ａと遠視野入力画面２２ａとよりなる目標位置入力画面２３と、後述の出力画面２４とが並設して表示される。目標位置入力画面２３は、前面から深行き方向に近視野入力画面２０ａと中視野入力画面２１ａと遠視野入力画面２２ａとが配列された画面となっているが、近視野入力画面２０ａは、後述の目標位置入力が完了するとモニタ７より消失し、後続の中視野入力画面２１ａが前面にせり出し、中視野入力画面２１ａへの目標位置入力が完了すると、後続の遠視野入力画面２２ａが前面にせり出すように構成されている。
【００３８】
この場合、近視野２０，中視野２１，遠視野２２は、図４で説明したように９分割して小領域Ｒ１〜Ｒ９に設定されており、近視野２０，中視野２１，遠視野２２に対応して、近視野入力画面２０ａと中視野入力画面２１ａと遠視野入力画面２２ａも同様に９分割された小領域Ｒ１′〜Ｒ９′として設定されている。
【００３９】
上記目標位置入力画面２３は、基準治具１０を３次元位置に設定可能とするもので、その詳細を説明すると、例えば、近視野入力画面２０ａの小領域Ｒ２′が入力手段６ｍ又はカーソルなどあるいは、タッチパネル方式で選択、指定されると、ＸＹＺテーブル３０が駆動され、図９に示すように、基準治具１０にスリット光４が照射された状態のまま近視野２０の小領域Ｒ２の中心部に位置合わせされる。このとき、焦点制御手段１６によるカメラの焦点位置は、近視野２０に合わせられる。
【００４０】
このようにして、目標位置入力画面２３の近視野入力画面２０ａを用いて目標位置の入力が全て完了すると、この近視野入力画面２０ａが消去されて、後続の中視野入力画面２１ａが前面に入れ替わり、この中視野入力画面２１ａの各小領域Ｒ１′〜Ｒ９′のいずれかが選択可能となる。例えば、中視野入力画面２１ａの小領域Ｒ１′が選択されると、ＸＹＺテーブル３０が駆動されて基準治具１０が図９に示すように中視野２１の小領域Ｒ１の中心部に自動的に位置合わせされる。
【００４１】
このようにして、目標位置入力画面２３の中視野入力画面２１ａの必要箇所に目標位置が入力され、この目標位置に対応して、基準治具１０が位置合わせされる。
同様に、目標位置入力画面２３の遠視野入力画面２２ａの小領域Ｒ１′〜Ｒ９′のいずれか、又は、全部が選択されると、ＸＹＺテーブル３０が駆動されて、基準治具１０が遠視野目標位置入力画面２２ａ内の選択された小領域Ｒ１′〜Ｒ９′のいずれかの目標位置に対応する位置に位置決めされる。
【００４２】
上記モニタ７の画面右部には、目標位置入力画面２３に並べて、画像断面図形１３ｆ′の出力画面２４が表示される。この出力画面２４は、図１０に示すように画面の奥行き方向に配列した３枚重ねの近視野出力画面２０ｂと中視野出力画面２１ｂと遠視野出力画面２２ｂとよりなる。すなわち画像断面図形１３ｆ′が近視野出力画面２０ｂ、中視野出力画面２１ｂ、遠視野出力画面２２ｂよりなるモニタ表示の３次元画面上に表示されることになる。但し、近視野出力画面２０ｂ，中視野出力画面２１ｂ，遠視野出力画面２２ｂに３次元表示される画像断面図形１３ｆ′を後述（図１４に示す）するように２次元平面上に表示することも可能である。
【００４３】
近視野出力画面２０ｂは、図１０に示すように、近視野入力画面２０ａに対応して、９分割の小領域Ｒ１′〜Ｒ９′に分割されて、各小領域Ｒ１′〜Ｒ９′には、近視野２０の小領域Ｒ１〜Ｒ９のいずれか又は全部に位置設定された凹凸断面実図形１３ｆの撮像画像が、画像断面図形１３ｆ′として表示され、図外の記憶手段で記憶され、保持される。
中視野出力画面２１ｂは、図１２に示すように、中視野入力画面２１ａに対応して、９分割の小領域Ｒ１′〜Ｒ９′に分割されて、各小領域Ｒ１′〜Ｒ９′には、中視野２１の小領域Ｒ１〜Ｒ９のいずれか又は全部に位置設定された凹凸断面実図形１３ｆの撮像画像が、画像断面図形１３ｆ′として表示され、図外の記憶手段で記憶され、保持される。
遠視野出力画面２２ｂは、図１３に示すように、遠視野入力画面２２ａに対応して、９分割の小領域Ｒ１′〜Ｒ９′に分割されて、各小領域Ｒ１′〜Ｒ９′には、遠視野２２の小領域Ｒ１〜Ｒ９のいずれか又は全部に位置設定された凹凸断面実図形１３ｆの撮像画像が、画像断面図形１３ｆ′として表示され、図外の記憶手段で記憶され、保持される。
この場合も、画像断面図形１３ｆ′には、基準治具１０の撮像位置及び方向などに応じて大きさが変化しないように変換テーブル６ｆによる変換が加えられるので、画像断面図形１３ｆ′は常に一定の大きさに表示される。
なお、各視野内の精度判別を行うときには、レーザー光発生器３と基準治具１０とＣＣＤカメラ５との関係が変わらないように、レーザー光発生器３とＣＣＤカメラ５は動かさず、基準治具１０のスリット光４が照射される位置が変わらないように、基準治具１０はスリット光４の照射方向、又はスリット光４の幅方向にのみ移動させて視野内を移動する。
【００４４】
以上の構成において、以下に動作を説明する。
まず、オペレータが目標位置入力画面２３の近視野入力画面２０ａの例えば小領域Ｒ１′を入力手段６ｍ等より指定すると、位置決め手段１７によりＸＹＺテーブル３０を駆動して基準治具１０は、この目標位置としての小領域Ｒ１′に対応する近視野２０の小領域Ｒ１に、レーザー光発生器３からのスリット光４が、基準治具１０の中央位置が照射された状態で位置決めされる。
【００４５】
また、ＣＣＤカメラ５の焦点は、焦点制御手段１６により近視野２０にピント合わせがなされる。ＣＣＤカメラ５による凹凸断面実図形１３ｆの撮像が行われて画像断面図形１３ｆ′が得られ、このときの画像断面図形１３ｆ′は、図１０に示すように、近視野出力画面２０ｂの小領域Ｒ１′に表示される。同様な方法で、必要とする近視野入力画面２０ａの他の小領域が指定されると、基準治具１０が目標位置に位置決めされ、ＣＣＤカメラ５による基準治具１０の撮像が行われて、画像断面図形１３ｆ′が近視野出力画面２０ｂの他の小領域に表示される。
【００４６】
近視野出力画面２０ｂの必要箇所への画像断面図形１３ｆ′の取り込みが完了すると、オペレータは、画像断面図形１３ｆ′のチェックを行う。このチェックは、図１１に示すように、例えば、近視野出力画面２０ｂ内の小領域Ｒ１′の画像断面図形１３ｆ′を寸法Ａ，Ｂ，Ｃとともにモニタ７中に拡大表示させ、表Ｄ中にデータ表示するなどの操作により、この画像断面図形１３ｆ′の内容と、基準治具１０の凹凸断面実図形１３ｆの実寸法との比較を行い、誤差出しが行われる。このチェックで、近視野出力画面２０ｂに対応する小領域Ｒ１′、すなわち、近視野２０の小領域Ｒ１に対するＣＣＤカメラ５の精度誤差を評価できる。
【００４７】
近視野２０に対するＣＣＤカメラ５の精度誤差の判定が終了すると、中視野入力画面２１ａ，中視野出力画面２１ｂをモニタ７の画面前面に読み出して、中視野入力画面２１ａの必要箇所に目標位置を入力して、中視野２１の必要箇所に凹凸断面実図形１３ｆを位置決めし、ついで、ＣＣＤカメラ５で撮像して、図１２に示すように、中視野出力画面２１ｂの必要箇所に画像断面図形１３ｆ′を表示して、画像断面図形１３ｆ′のチェックを行う。
【００４８】
また、中視野２１に対するＣＣＤカメラ５の精度誤差の判定が終了すると、遠視野入力画面２２ａ，遠視野出力画面２２ｂをモニタ７の画面前面に読み出して、遠視野入力画面２２ａの必要箇所に目標位置を入力して、遠視野２２の必要箇所に凹凸断面実図形を位置決めし、ついで、ＣＣＤカメラ５で撮像して、図１３に示すように、遠視野出力画面２２ｂの必要箇所に画像断面図形１３ｆ′を表示して、画像断面図形１３ｆ′のチェックを行う。
なお、近視野入力画面２０ａ，中視野入力画面２１ａ，遠視野入力画面２２ａに対応して基準治具１０は所定の位置に位置決めされるが、ＣＣＤカメラ５に対する位置及び方向などが変化するので、画像断面図形１３ｆ′を表示するときに、変換テーブル６ｆによる変換，補正が行われて、同一の大きさに表示され、凹凸断面実図形１３ｆと容易に比較できる。
【００４９】
以上、説明したように、本実施形態によれば、カメラ視野１を小領域に区分して、それぞれの小領域に凹凸断面実図形を位置決め可能としたので、必要なカメラ視野１の全域に渡ってカメラの精度誤差を判定できるので高範囲の精度判定が可能となる。
しかも、カメラ視野１を近，中，遠と設定するようにしたので、カメラの各焦点位置に対応して精度判定が可能となる。この場合、カメラ視野１が近，中，遠あるいは左右，上下方向の位置に基準治具１０が設定されても変換テーブル６ｆにより画像断面図形１３ｆ′の大きさは、凹凸断面実図形１３ｆの大きさに合うように変換されるので、両者間の対比を正確に行うことができる。
【００５０】
実施形態７
上記実施形態６で図８を用いて示した装置構成において、図１４に示すように、レーザー光発生器３に対して基準治具１０が対向状態に設定されている場合に、レーザー光発生器３を移動させる保持手段としてのＸＹテーブル４０を固定して、基準治具１０のみをＹ方向又はＺ方向に移動させて形状測定装置の測定精度を確認する形態を示す。この場合、精度判別装置を次のように動作することで測定精度を確認できる。
まず、固定されたカメラ視野１を９分割にした９分割タイプの中間位置の小領域Ｒ１〜Ｒ９において、中心位置の小領域Ｒ５を基準位置として基準治具１０を仮に位置決めし、この位置で基準治具１０の凹凸部１０ｊに対して、スリット光４を真正面から照射し、かつ、カメラ視野１のＹ方向全体をカバーするようにレーザー光発生器３を固定状態として、基準治具１０をカメラ視野１内の図中のＹ方向及びＺ方向に移動させる。なお、図１４中の小領域Ｒ１〜Ｒ９は、中間位置の領域であり、小領域Ｒ１０〜Ｒ１２は、基準治具１０をレーザー光発生器３の対面方向に近づけたときに、カメラ視野１の小領域Ｒ７〜Ｒ９と対応する近位置の領域である。また、小領域Ｒ１３〜Ｒ１５は、基準治具１０をレーザー光発生器３の対面方向に遠ざけたときのカメラ視野１の小領域Ｒ１〜Ｒ３と対応する遠位置の領域である。
この場合、基準治具１０のいずれの位置でもスリット光４が照射されるようにスリット光４は上下方向に長く設定されている。また、ＣＣＤカメラ５は、全位置の基準治具１０をカバーするように広角撮像に設定される。
【００５１】
具体的には、図１４に示すように、カメラ視野１の小領域Ｒ５の位置から基準治具１０をＣＣＤカメラ５から距離が遠ざかるように小領域Ｒ１４に基準治具１０を移動させて凹凸断面実図形１３ｆを撮像することで、カメラ画像視野１′の小領域Ｒ２′の位置に変換テーブル６ｆを介して実寸法に変換された画像断面図形１３ｆ′が出力される。この位置から、基準治具１０を小領域Ｒ１３に位置するように上方向に移動させて撮像することで、カメラ画像視野１′の小領域Ｒ１′の位置に変換テーブル６ｆを介して実寸法に変換された画像断面図形１３ｆ′が出力される。また、基準治具１０を小領域Ｒ１４から小領域Ｒ１５に位置するように下方に移動させて撮像することで、カメラ画像視野１′の小領域Ｒ３′の位置に変換テーブル６ｆを介して実寸法に変換された画像断面図形１３ｆ′が出力される。
同様に、カメラ視野１の小領域Ｒ５の位置から基準治具１０をＺ方向のレーザー光発生器３の対面方向に距離が近づくように小領域Ｒ１１に基準治具１０を移動させて凹凸断面実図形１３ｆを撮像することで、カメラ画像視野１′の小領域Ｒ８′の位置に変換テーブル６ｆを介して実寸法に変換された画像断面図形１３ｆ′が出力される。この位置から、基準治具１０を小領域Ｒ１０に位置するように上方向に移動させて撮像することで、カメラ画像視野１′の小領域Ｒ７′の位置に変換テーブル６ｆを介して実寸法に変換された画像断面図形１３ｆ′が出力される。また、基準治具１０を小領域Ｒ１１から小領域Ｒ１２に位置するように下方に移動させて撮像することで、カメラ画像視野１′の小領域Ｒ９′の位置に変換テーブル６ｆを介して実寸法に変換された画像断面図形１３ｆ′が出力される。
つまり、２次元画面としてのカメラ画像視野１′の小領域Ｒ１′〜Ｒ３′と小領域Ｒ１３〜Ｒ１５とが対応し、カメラ画像視野１′の小領域Ｒ４′〜Ｒ６′とカメラ視野１の小領域Ｒ４〜Ｒ６とが対応し、カメラ画像視野１′の小領域Ｒ７′〜Ｒ９′と小領域Ｒ１０〜Ｒ１２とが対応している。
すなわち、画像断面図形１３ｆ′は、３次元方向の基準治具１０の各位置に対して、２次元平面上にモニタ表示されるように構成される。
【００５２】
このような構成によれば、レーザー光発生器３及びＣＣＤカメラ５を特定位置に固定状態としたまま、カメラ視野１内の複数の小領域に基準治具１０をスリット光４の照射範囲内の上下方向（Ｙ方向）及び、基準治具１０とレーザー光発生器３との対面方向の距離を近づけたり、遠ざけたりして移動させることで、基準治具１０の凹凸部１０ｊに照射されるスリット光４の位置が変わることなくカメラ視野１の全域に渡ってカメラの精度誤差を判定できるので、一つのＣＣＤカメラ５の焦点に対するカメラ視野１内の精度判定をより高精度に行うことが可能となる。
なお、本例でも、画像断面図形１３′の大きさに対し、基準治具１０の撮像される位置に応じて変換テーブル６ｆによる変換が加えられるので、基準治具１０の撮像される位置に応じて大きさが変わることがないので、正確に凹凸断面実図形１３と対比できる。
【００５３】
上記実施形態１から実施形態７によれば、例えば、モールド測定装置用のデュアルヘッドカメラの精度確認や初釜検査装置用のデュアルヘッドカメラの精度確認などをすることができる。
なお、以上の説明において、撮像手段をＣＣＤカメラとして説明したが他のカメラであってもよく、撮像した画像がコンピュータなどによりデジタル的に処理できるような画像データを出力するカメラであればよい。また、線状光発生手段をレーザー光発生器として説明したが、被測定体に対して同じ幅のスリット光が照射できるものであってもよい。また、視野内の精度判別において、スリット光を基準治具の所定位置に固定したまま基準治具を移動させるとして説明したが、精度を必要としない場合には、基準治具とともに移動させてもよい。
【符号の説明】
【００５４】
１ カメラ視野（仮想）、１′ カメラ画像視野、１ａ 上位置、１ｂ 中央位置、
１ｃ 下位置、１ｍ 衝立、１ｐ，１ｑ，１ｒ 小領域、１ｔ 境界、２ 被測定体、
３ レーザー光発生器、４ スリット光、５ ＣＣＤカメラ、６ コンピュータ、
６ｍ 入力手段、７ モニタ、８，９ 断面実図形、８′，９′ 画像断面図形、
９ａ 基準治具、１０ 基準治具、１０ｊ 凹凸部、
１０ｆ，１０ｇ 傾斜面、１０ｆ′，１０ｇ′ 傾斜面、１１ 前面、
１３ 凹凸断面実図形、１３′ 画像断面図形、１４ 拡大表示部、１５ カーソル、
１６ 焦点制御手段、１７ 位置決め手段、１８ 凹凸断面実図形表示部、
２０ 近視野、２１ 中視野、２２ 遠視野、
２０ａ 近視野入力画面、２１ａ 中視野入力画面、２２ａ 遠視野入力画面、
２０ｂ 近視野出力画面、２１ｂ 中視野出力画面、２２ｂ 遠視野出力画面、
２３ 目標位置入力画面、２４ 出力画面、３０ ＸＹＺテーブル、
４０ ＸＹテーブル、Ｆ 基部、Ｒ１〜Ｒ９ 小領域、Ｒ１′〜Ｒ９′ 小領域、
ａ 縦寸法、ｂ 奥行き寸法。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一定の広さの視野内に位置される被測定体に線状光発生手段からの線状光を照射して、この線状光の反射光を撮像手段で受光して、上記被測定体を撮像し、この撮像画像を断面形状として表示手段でモニタ表示可能とした形状測定装置の精度判別方法において、
上記視野内の所定位置に位置されて、上記線状光が照射される基準治具を備え、上記基準治具の線状光が照射される照射面を線状光の延長方向に沿う連続した凹凸部として形成し、この凹凸部を上記撮像手段で撮像し、上記表示手段でモニタ表示して、この表示された画像断面図形と実際の凹凸図形を対比することで形状測定装置の精度誤差を判別可能としたことを特徴とする形状測定装置の精度判別方法。
【請求項２】
一定の広さの視野内に位置される被測定体に線状光発生手段からの線状光を照射して、この線状光の反射光を撮像手段で受光して、上記被測定体を撮像し、この撮像画像を断面形状として表示手段でモニタ表示可能とした形状測定装置の精度判別装置において、
上記視野内の所定位置に位置されて、上記線状光が照射される基準治具を備え、上記基準治具の線状光が照射される照射面を線状光の延長方向に沿う連続した凹凸部として形成し、この凹凸部を上記撮像手段で撮像し、上記表示手段でモニタ表示するように構成して、この表示された画像断面図形と実際の凹凸図形を対比することで形状測定装置の精度誤差を判別可能としたことを特徴とする形状測定装置の精度判別装置。
【請求項３】
上記基準治具を保持して上記視野内の目標位置まで駆動する治具駆動手段と、
上記基準治具の照射面に線状光を照射する上記線状光発生手段を保持する保持手段とを備え、上記視野内の複数の目標位置における基準治具を位置決めして、複数の目標位置での基準治具の画像断面図形をモニタ表示可能としたことを特徴とする請求項２に記載の形状測定装置の精度判別装置。
【請求項４】
上記一定の広さの視野を一定数に区画し、区画された視野の小領域ごとに、上記基準治具を治具駆動手段で位置決めするようにしたことを特徴とする請求項３に記載の形状測定装置の精度判別装置。
【請求項５】
上記画像断面図形をモニタ表示の２次元平面上に表示可能とし、又は上記画像断面図形をモニタ表示の３次元画面上に表示可能としたことを特徴とする請求項２乃至請求項４いずれかに記載の形状測定装置の精度判別装置。
【請求項６】
上記基準治具の凹凸部は、鋸歯状に設定されてなることを特徴とする請求項２乃至請求項５いずれかに記載の形状測定装置の精度判別装置。
【請求項７】
上記表示手段に上記視野毎に区画された小領域を表示する入力画面を表示するようにし、目標位置をこの小領域の指定により入力可能としたことを特徴とする請求項２乃至請求項６いずれかに記載の形状測定装置の精度判別装置。
【請求項８】
上記保持手段は、上記視野内の複数の目標位置に位置決めされた上記基準治具の照射面に線状光が照射されるように上記線状光発生手段を保持して駆動することを特徴とする請求項３乃至請求項７いずれかに記載の形状測定装置の精度判別装置。
【請求項９】
一定の広さの視野内に位置される被測定体に線状光発生手段からの線状光を照射して、この線状光の反射光を撮像手段で受光して、上記被測定体を撮像し、この撮像画像を断面形状として表示手段でモニタ表示可能とした形状測定装置の精度判別基準治具は、
上記形状測定装置の精度判別に用いられる基準治具であって、当該基準治具は、上記視野内の所定位置に位置されて、上記線状光が照射されるものであり、かつ、上記基準治具の線状光が照射される照射面を線状光の延長方向に沿う連続した凹凸部として形成し、
この凹凸部を上記撮像手段で撮像し、表示手段でモニタ表示して、この表示された画像断面図形と実際の凹凸図形に対する精度誤差を判別可能としたことを特徴とした形状測定装置の精度判別基準治具。
【請求項１】
一定の広さの視野内に位置される被測定体に線状光発生手段からの線状光を照射して、この線状光の反射光を撮像手段で受光して、上記被測定体を撮像し、この撮像画像を断面形状として表示手段でモニタ表示可能とした形状測定装置の精度判別方法において、
上記視野内の所定位置に位置されて、上記線状光が照射される基準治具を備え、上記基準治具の線状光が照射される照射面を線状光の延長方向に沿う連続した凹凸部として形成し、この凹凸部を上記撮像手段で撮像し、上記表示手段でモニタ表示して、この表示された画像断面図形と実際の凹凸図形を対比することで形状測定装置の精度誤差を判別可能としたことを特徴とする形状測定装置の精度判別方法。
【請求項２】
一定の広さの視野内に位置される被測定体に線状光発生手段からの線状光を照射して、この線状光の反射光を撮像手段で受光して、上記被測定体を撮像し、この撮像画像を断面形状として表示手段でモニタ表示可能とした形状測定装置の精度判別装置において、
上記視野内の所定位置に位置されて、上記線状光が照射される基準治具を備え、上記基準治具の線状光が照射される照射面を線状光の延長方向に沿う連続した凹凸部として形成し、この凹凸部を上記撮像手段で撮像し、上記表示手段でモニタ表示するように構成して、この表示された画像断面図形と実際の凹凸図形を対比することで形状測定装置の精度誤差を判別可能としたことを特徴とする形状測定装置の精度判別装置。
【請求項３】
上記基準治具を保持して上記視野内の目標位置まで駆動する治具駆動手段と、
上記基準治具の照射面に線状光を照射する上記線状光発生手段を保持する保持手段とを備え、上記視野内の複数の目標位置における基準治具を位置決めして、複数の目標位置での基準治具の画像断面図形をモニタ表示可能としたことを特徴とする請求項２に記載の形状測定装置の精度判別装置。
【請求項４】
上記一定の広さの視野を一定数に区画し、区画された視野の小領域ごとに、上記基準治具を治具駆動手段で位置決めするようにしたことを特徴とする請求項３に記載の形状測定装置の精度判別装置。
【請求項５】
上記画像断面図形をモニタ表示の２次元平面上に表示可能とし、又は上記画像断面図形をモニタ表示の３次元画面上に表示可能としたことを特徴とする請求項２乃至請求項４いずれかに記載の形状測定装置の精度判別装置。
【請求項６】
上記基準治具の凹凸部は、鋸歯状に設定されてなることを特徴とする請求項２乃至請求項５いずれかに記載の形状測定装置の精度判別装置。
【請求項７】
上記表示手段に上記視野毎に区画された小領域を表示する入力画面を表示するようにし、目標位置をこの小領域の指定により入力可能としたことを特徴とする請求項２乃至請求項６いずれかに記載の形状測定装置の精度判別装置。
【請求項８】
上記保持手段は、上記視野内の複数の目標位置に位置決めされた上記基準治具の照射面に線状光が照射されるように上記線状光発生手段を保持して駆動することを特徴とする請求項３乃至請求項７いずれかに記載の形状測定装置の精度判別装置。
【請求項９】
一定の広さの視野内に位置される被測定体に線状光発生手段からの線状光を照射して、この線状光の反射光を撮像手段で受光して、上記被測定体を撮像し、この撮像画像を断面形状として表示手段でモニタ表示可能とした形状測定装置の精度判別基準治具は、
上記形状測定装置の精度判別に用いられる基準治具であって、当該基準治具は、上記視野内の所定位置に位置されて、上記線状光が照射されるものであり、かつ、上記基準治具の線状光が照射される照射面を線状光の延長方向に沿う連続した凹凸部として形成し、
この凹凸部を上記撮像手段で撮像し、表示手段でモニタ表示して、この表示された画像断面図形と実際の凹凸図形に対する精度誤差を判別可能としたことを特徴とした形状測定装置の精度判別基準治具。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
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【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２０１０−２７６５５４（Ｐ２０１０−２７６５５４Ａ）
【公開日】平成２２年１２月９日（２０１０．１２．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１３１５０５（Ｐ２００９−１３１５０５）
【出願日】平成２１年５月２９日（２００９．５．２９）
【出願人】（０００００５２７８）株式会社ブリヂストン (11,469)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１２月９日（２０１０．１２．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年５月２９日（２００９．５．２９）
【出願人】（０００００５２７８）株式会社ブリヂストン (11,469)
【Ｆターム（参考）】
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