[发明专利]形状测定装置和形状测定方法

说明书

提供一种形状测定装置，该形状测定装置在通过光切法来对测定对象物的凹凸形状进行测定时，即使测定对象物与摄像装置之间的距离发生变动，也能够高精度地对测定对象物的形状进行测定。形状测定装置具备：线状光位置检测部，其根据利用摄像装置对由线状光照射装置照射到测定对象物的线状光进行拍摄所得到的摄像图像，来检测线状光的线状光位置；距离运算部，其基于由线状光位置检测部检测出的线状光位置与基准线状光位置之间的距离差、规定的基准距离以及摄像装置的光轴与线状光的出射方向所成的角，来运算从摄像装置至测定对象物的距离，该基准线状光位置是在测定对象物位于与摄像装置相距基准距离的位置时由线状光位置检测部检测出的；焦点调整部，其基于从摄像装置至测定对象物的距离来调整摄像装置的焦点；以及形状运算部，其基于摄像图像来运算测定对象物的形状。

技术领域

本发明涉及一种通过光切法来对测定对象物的形状进行测定的形状测定装置和形状测定方法。

背景技术

光切法是如下方法：利用摄像装置来对通过激光器等照射到测定对象物的光的线进行拍摄，根据其摄像图像检测出的光的线的弯曲情形来对测定对象物的凹凸形状进行测定。例如，在专利文献1中，公开了如下的方法：使用延迟积分型照相机(TDI(Time DelayIntegration)照相机)来对照射到测定对象物的激光进行拍摄，基于获得到的条纹图像来对测定对象物的形状进行测定。

当对光切法更加详细地进行说明时，如图7所示，首先，从照射线激光、狭缝光等线状光的线状光照射装置10对测定对象物5照射线状光。而且，利用摄像装置20来对正照射到测定对象物5的线状光进行拍摄，并向图像处理装置50输出摄像图像A。例如，如果作为被照射线状光的照射面的、测定对象物5的测定面5a平坦，则在摄像图像A中出现直线的线状光。但是，在测定面5a存在凹坑的情况下，如图7所示，在摄像图像A中出现在直线部12a包含由于凹坑而产生的弯曲部12b的线状光12。这样，能够基于对被照射了线状光12的测定对象物5的测定面5a进行拍摄而获取到的摄像图像A所包含的线状光12的弯曲情形，来对测定面5a的形状进行测定。

在所述的方法中，在根据摄像图像A来对测定对象物5的形状进行测定时，为了准确地求出摄影图像中的线状光12的弯曲情形来维持形状测定的精度，需要进行聚焦使得线状光12精细且清晰地映现在摄影图像A中。因此，需要准确地将摄像装置20的焦点调整到测定对象物5的测定面5a。例如，在对搬送线上移动中的测定对象物5的侧面、上表面的形状进行测定的情况下，需要准确地将摄像装置20的焦点对准测定对象物5的侧面、上表面。但是，测定对象物5的形状例如由于在制造线上产品的规格不同等理由而不固定，例如，在测定对象物5为长方体状的情况下，宽度、高度等尺寸不同。

如果在形状测定前获知测定对象物5的宽度、高度，则能够通过计算从摄像装置20的设置位置至测定对象物5的测定面5a的距离并根据该距离调整摄像装置20的焦点，来获取清晰的图像。例如图8所示，在进行测定对象物5的侧面的形状测定的情况下，在测定开始前对控制装置60通知测定对象物5的宽度，设为从摄像装置20至测定面5a的距离D是已知的。并且，构成为能够通过马达等驱动装置来使摄像装置20的用于对聚焦透镜22的位置进行调整的聚焦环24进行旋转。由此，控制装置60能够根据从摄像装置20的设置位置至测定对象物5的测定面5a的距离D来驱动马达，从而使聚焦透镜22的聚焦环24进行旋转，使摄像装置20的焦点对准测定面5a。或者，如果摄像装置20的景深足够深，则也存在不进行焦点的调整就能够获得清晰的图像的情况。

专利文献1：日本特开2004-3930号公报

发明内容

发明要解决的问题