(57)【要約】被測定物の検査測定装置は、被測定物の測定対象に２次元の光パターンを投影する光投影装置と、被測定物を撮影するステレオ配置の複数台の撮影装置と、前記撮影装置の少なくとも一方の姿勢を回転させて前記撮影装置間の視差角を制御する駆動装置とを有する距離測定装置と、前記駆動装置を制御し、撮影装置の光軸が交差する位置を調整するワークディスタンス制御装置と、前記撮影装置の画像間で同一領域を撮影した対応位置を求める対応位置演算装置と、この演算装置の演算結果から被測定物の測定対象までの距離を演算する距離演算装置を有する距離演算装置とを備える。
2008153127.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定物の測定対象に２次元の光パターンを投影する光投影手段と、前記被測定物の測定対象を撮影するステレオ配置の複数台の撮影手段と、前記撮影手段の少なくとも一方の姿勢を回転させて前記撮影手段間の視差角を制御する駆動手段とを有する距離測定装置と、
前記駆動手段を制御し、前記撮影手段の光軸が交差する位置を調整するワークディスタンス制御装置と、
前記ステレオ配置の撮影手段の画像間で同一領域を撮影した対応位置を求める対応位置演算手段と、この演算手段の演算結果から被測定物の測定対象までの距離を演算する距離演算手段を有する距離演算装置とを備えたことを特徴とする被測定物の検査測定装置。
【請求項２】
前記撮影手段の被測定物側に、前記光投影手段から投影された光の波長に応じて透過波長が選択されるバンドパスフィルタが備えられた請求項１に記載の被測定物の検査測定装置。
【請求項３】
前記ワークディスタンス制御装置は、前記撮影手段の光軸が前記被測定物の測定対象の表面で交差するように駆動手段を制御し、前記被測定物の測定対象と前記距離測定装置との距離により、前記撮影手段の視野範囲が調整される請求項１に記載の被測定物の検査測定装置。
【請求項４】
前記距離測定装置は、前記被測定物の測定対象と前記距離測定装置との距離を点測定するワークディスタンスセンサを備え、前記ワークディスタンス制御装置は、前記ワークディスタンスセンサで測定した距離により前記駆動手段を自動制御する請求項１に記載の被測定物の検査測定装置。
【請求項５】
前記撮影手段間の視差角と前記撮影手段が有するレンズの焦点距離との相関データを備え、前記撮影手段間の視差角に応じて前記相関データから前記レンズの焦点距離を制御し、  前記距離演算装置は、前記撮影手段間の視差角とこの視差角に応じて制御された前記レンズの焦点距離を基に、前記被測定物の測定対象までの距離を演算するようにした請求項１に記載の被測定物の検査測定装置。
【請求項６】
前記撮影手段が有するレンズは、電気的特性により焦点位置を調整できる液体レンズを備え、前記ステレオ配置された２台の撮影手段が有する前記液体レンズを単一の電気信号で調整する液体レンズ調整手段を備えた請求項５に記載の被測定物の検査測定装置。
【請求項７】
前記距離演算装置の演算結果を基に前記被測定物の測定対象の表面に沿って寸法を測定する寸法測定装置を備えた請求項１に記載の被測定物の検査測定装置。
【請求項８】
前記距離測定装置は、その位置と角度を測定する姿勢測定手段を備え、前記距離測定装置は異なる位置で測定した結果を、前記姿勢測定手段で測定した前記距離測定装置の位置と角度を基に相対座標に変換し、前記距離測定装置の１視野内に収まらない前記被測定物の測定対象の寸法を測定するようにした請求項７に記載の被測定物の検査測定装置。
【請求項９】
被測定物の測定対象に２次元の光パターンを投影する光投影手段と、前記被測定物の測定対象を撮影する１台の撮影手段と、前記被測定物の測定対象からの光を複数の走査光路に沿って案内する光走査手段と、前記光走査手段の各走査光路に備えられた反射ミラーを駆動制御する駆動手段とを有する距離測定装置と、
前記駆動手段を制御し、前記反射ミラーの姿勢を回転させて前記走査光路間の視差角を任意に調整するワークディスタンス制御装置と、
前記各走査光路からの撮影手段の画像間で同一領域を撮影した対応位置を求める対応位置演算手段と、この演算手段の演算結果から被測定物の測定対象までの距離を演算する距離演算手段を有する距離演算装置とを備えたことを特徴とする被測定物の検査測定装置。
【請求項１０】
前記光学走査手段は、各走査光路上に光の透過と遮蔽を制御する遮蔽手段を備え、前記遮蔽手段により前記撮影手段に入力される光を各走査光路上で切り換えるように設定された請求項９に記載の被測定物の検査測定装置。
【請求項１１】
前記撮影手段の被測定物側に、前記光投影手段から投影された光の波長に応じて透過波長が選択されるバンドパスフィルタが備えられた請求項９に記載の被測定物の検査測定装置。
【請求項１２】
前記ワークディスタンス制御装置は、前記撮影手段の光軸が前記被測定物の測定対象の表面で交差するように駆動手段を制御し、前記被測定物の測定対象と前記距離測定装置との距離により、前記撮影手段の視野範囲が調整される請求項９に記載の被測定物の検査測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原子力発電プラントの各機器等の被測定物の安全性・信頼性の維持を図る３次元検査測定技術に係り、特に、原子力発電プラントの各機器や炉内構造物等の被測定物、据付後の被測定物の３次元寸法・位置・形状を３次元測定する被測定物の検査測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電プラントの各機器や炉内構造物では、安全性および信頼性の維持を図るために、各機器や炉内構造物を定期的に検査している。その中で炉内構造物の検査は、原子炉内を水中ＴＶカメラ、または水密ケースに収納したＴＶカメラの映像を現場のモニタに表示し、モニタ映像を熟練検査員が目視で確認する間接目視で行なわれる。また、原子力発電プラントでは経年劣化や損傷に伴う機器や炉内構造物の取替工事が実施された場合、据付後の機器の位置が正しいか否かを測定する必要がある。【０００３】
しかしながら、各機器や炉内構造物の取替工事の実施を間接目視で行ない、各機器や炉内構造物の検査表面をモニタ表示した映像で確認しているため３次元（３Ｄ）情報が得られない。各機器や炉内構造物の検査表面に欠陥らしき模様がある場合に、この模様が凹凸をもった損傷・欠陥であるか、検査表面の擬似模様であるか否かの判断が困難であり、この判断には多大の労力と時間が必要となる。【０００４】
また、原子力発電プラントの各機器や炉内構造物の据付後の位置測定においても、モニタの２次元映像から各機器や炉内構造物の３次元位置を測定するために、多大の労力と時間が必要であった。【０００５】
従来の原子力発電プラントでは、各機器や炉内構造物の検査表面の３次元情報を得る手段として、２台のカメラを使用したステレオ装置を用いたり、また、１台のカメラとレーザ光を利用した光測定装置などを用いた３角測量の原理により、被測定物の検査測定装置の適用が試みられている。【０００６】
従来の検査測定装置には、被測定物である各機器や炉内構造物の検査表面の状態により、被測定物の寸法測定や機器の形状測定に得手不得手があった。例えば２台のカメラを使用したステレオ装置では、２台のカメラ画像間において同一箇所が映っている位置の対応付けが必要となる。しかし、被測定物の金属光沢面のような検査表面では、表面に特徴となる模様がないため、カメラ画像間の対応位置を適切に求めることができない。よって、被測定物の寸法測定や形状測定の距離測定が困難であった。【０００７】
また、従来の検査測定装置において、光測定装置としてカメラとラインレーザ光を利用した光切断測定法がある。この方法の光測定装置は、被測定物の検査表面に照射したライン状のレーザ光の反射をカメラで撮影し、カメラ画像に映っているレーザ光の反射位置から被測定物の検査表面の凹凸を測定するものである。【０００８】
しかし、被測定物の金属光沢面のようにレーザ光の２次反射が起こるような検査表面では、カメラ画像から適切な反射位置を求められず、距離測定が難しい場合がある。また、レーザ光を照射した位置にのみ距離計測が可能なため、計測点を高密度にするには、レーザ光を細かく走査する必要があり、計測に時間を要する課題がある。光測定装置のもうひとつの代表的な測定方法は、２次元の光模様（光パターン）を被測定物の検査表面に投影し、光模様が投影された検査表面をカメラで撮影するものである。【０００９】
この光測定装置の測定方法は、被測定物の検査表面に投影した既知の光模様とカメラ画像とを比較し、検査表面に投影した光模様のカメラ画像における写像位置を基に検査表面の凹凸を測定するものである。【００１０】
しかし、被測定物の検査表面に投影された光模様は、検査表面の模様の影響を受けることで既知の光模様との対応がとれず、カメラ画像での写像位置を求められないために距離測定が難しい場合があった。【００１１】
また、従来の測定装置の共通の課題として、カメラやレーザ光などの位置が固定なために、計測対象と測定装置間の計測距離を一定に保つ必要があり、炉内構造物の検査などのように測定装置を遠隔で操作する環境においては、操作性の観点から測定に時間を要するといった課題があった。【００１２】
発明の開示
本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、被測定物の欠陥や損傷の寸法測定からその位置測定までのワイドレンジの３次元寸法・形状測定を簡単かつ正確に測定可能とした被測定物の検査測定装置を提供することを目的とする。【００１３】
上述の課題を解決するために提供される本発明の被測定物の検査測定装置は、被測定物の測定対象に２次元の光パターンを投影する光投影手段と、前記被測定物の測定対象を撮影するステレオ配置の複数台の撮影手段と、前記撮影手段の少なくとも一方の姿勢を回転させて前記撮影手段間の視差角を制御する駆動手段とを有する距離測定装置と、
前記駆動手段を制御し、前記撮影手段の光軸が交差する位置を調整するワークディスタンス制御装置と、
前記ステレオ配置の撮影手段の画像間で同一領域を撮影した対応位置を求める対応位置演算手段と、この演算手段の演算結果から被測定物の測定対象までの距離を演算する距離演算手段を有する距離演算装置とを備えたことを特徴とする。【００１４】
上述の発明の好適な実施例では、前記撮影手段の被測定物側に、前記光投影手段から投影された光の波長に応じて透過波長が選択されるバンドパスフィルタが備えられる事が望ましい。【００１５】
また、前記ワークディスタンス制御装置は、前記撮影手段の光軸が前記被測定物の測定対象の表面で交差するように駆動手段を制御し、前記被測定物の測定対象と前記距離測定装置との距離により、前記撮影手段の視野範囲が調整されることが好ましい。【００１６】
また、前記距離測定装置は、前記被測定物の測定対象と前記距離測定装置との距離を点測定するワークディスタンスセンサを備え、前記ワークディスタンス制御装置は、前記ワークディスタンスセンサで測定した距離により前記駆動手段を自動制御することが好ましい。【００１７】
また、前記撮影手段間の視差角と前記撮影手段が有するレンズの焦点距離との相関データを備え、前記撮影部材間の視差角に応じて前記相関データから前記レンズの焦点距離を制御し、  前記距離演算装置は、前記撮影手段間の視差角とこの視差角に応じて制御された前記レンズの焦点距離を基に、前記被測定物の測定対象までの距離を演算するようにしても良い。【００１８】
また、前記撮影手段が有するレンズは、電気的特性により焦点位置を調整できる液体レンズを備え、前記ステレオ配置された２台の撮影手段が有する前記液体レンズを単一の電気信号で調整する液体レンズ調整手段を備える事が好ましい。【００１９】
また、前記距離演算装置の演算結果を基に前記被測定物の測定対象の表面に沿って寸法を測定する寸法測定装置を備える事が好ましい。【００２０】
また、前記距離測定装置は、その位置と角度を測定する姿勢測定手段を備え、前記距離測定装置は異なる位置で測定した結果を、前記姿勢測定手段で測定した前記距離測定装置の位置と角度を基に相対座標に変換し、前記距離測定装置の１視野内に収まらない前記被測定物の測定対象の寸法を測定するようにしても良い。【００２１】
また、本発明による別実施例による被測定物の検査測定装置は、被測定物の測定対象に２次元の光パターンを投影する光投影手段と、前記被測定物の測定対象を撮影する１台の撮影手段と、前記被測定物の測定対象からの光を複数の走査光路に沿って案内する光走査手段と、前記光走査部材の各走査光路に備えられた反射ミラーを駆動制御する駆動手段とを有する距離測定装置と、
前記駆動手段を制御し、前記反射ミラーの姿勢を回転させて前記走査光路間の視差角を任意に調整するワークディスタンス制御装置と、
前記各走査光路からの撮影手段の画像間で同一領域を撮影した対応位置を求める対応位置演算手段と、この演算手段の演算結果から被測定物の測定対象までの距離を演算する距離演算手段を有する距離演算装置とを備えたことを特徴とする。【００２２】
この実施例において、前記光学走査手段は、各走査光路上に光の透過と遮蔽を制御する遮蔽手段を備え、前記遮蔽手段により前記撮影手段に入力される光を各走査光路上で切り換えるように設定される事が好ましい。【００２３】
また、前記撮影手段の被測定物側に、前記光投影手段から投影された光の波長に応じて透過波長が選択されるバンドパスフィルタが備える事が好ましい。【００２４】
また、前記ワークディスタンス制御装置は、前記撮影手段の光軸が前記被測定物の測定対象の表面で交差するように駆動手段を制御し、前記被測定物の測定対象と前記距離測定装置との距離により、前記撮影手段の視野範囲が調整されることが好ましい。【００２５】
上述の特徴を有する本発明に係る被測定物の検査測定装置は、被測定物の欠陥の損傷から被測定物までの寸法測定を簡単かつ正確に測定することができ、被測定物の測定対象に光パターンを投影することで、距離測定結果の信頼性を向上させることができ、光パターンを利用したキャリブレーションを可能として、距離演算装置から被測定物までの距離や被測定物の欠陥や損傷の有無、大きさを３次元的に正確かつ簡素に寸法測定（距離測定）を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係る被測定物の検査測定装置の第１実施形態を示す構成図。
【図２】図２Ａ，図２Ｂおよび図２Ｃは、本発明に係る被測定物の検査測定装置の第１実施形態における被測定物の測定対象への光パターン投影のカメラ画像例をそれぞれ示す図。
【図３】本発明に係る被測定物の検査測定装置の第１実施形態における距離演算装置の視差演算プロセッサの画像処理方法の説明図。
【図４】本発明に係る被測定物の検査測定装置の第１実施形態における寸法測定装置の説明図。
【図５】本発明に係る被測定物の検査測定装置の第１実施形態における寸法測定装置の測定方法を示す説明図。
【図６】本発明に係る被測定物の検査測定装置の第２実施形態を示す構成図。
【図７】本発明に係る被測定物の検査測定装置の第３実施形態を示す構成図。
【図８】図８Ａ，図８Ｂおよび図８Ｃは、本発明に係る被測定物の検査測定装置の第３実施形態における被測定物の測定対象への光パターン投影のカメラ画像例をそれぞれ示す図。
【図９】本発明に係る被測定物の検査測定装置の第４実施形態を示す構成図。
【図１０】図１０Ａ，図１０Ｂおよび図１０Ｃは、本発明に係る被測定物の検査測定装置の第４実施形態におけるカメラ光軸調整を示す説明図。
【図１１】本発明に係る被測定物の検査測定装置の第５実施形態を示す構成図。
【図１２】本発明に係る被測定物の検査測定装置の第６実施形態を示す構成図。
【図１３】本発明に係る被測定物の検査測定装置の第７実施形態を示す構成図。
【図１４】本発明に係る被測定物の検査測定装置の第７実施形態を示す寸法測定方法を示す説明図。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
本発明に係る被測定物の検査測定装置の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。【００２８】
この被測定物の検査測定装置は、原子力発電プラントの各機器、原子炉の炉内構造物を被測定物の測定対象（検査対象）とし、水中での測定が可能な炉内寸法測定装置や距離計測装置として機能する。【００２９】
［第１の実施形態］
図１は、本発明に係る被測定物の検査測定装置の第１実施形態を示す構成例のブロック図である。この被測定物の検査測定装置は、原子力発電プラントにおける、例えば原子炉の炉内寸法測定装置に適用した例を示す。【００３０】
被測定物の検査測定装置１０は、測定対象あるいは検査対象である被測定物１１を撮影する距離測定装置１２と、この距離測定装置１２からの画像から被測定物１１と距離測定装置１２との距離を演算する距離演算装置１３と、この演算装置１３の演算結果を基に被測定物１１の寸法（位置・形状）を測定する寸法測定装置１４と、ワークディスタンス（距離）制御装置１５とを有する。【００３１】
距離測定装置１２は、被測定物１１の検査（測定）表面で光軸が交差するようにステレオ配置された複数台、例えば２台のカメラ１７ａ，１７ｂと、カメラ１７ｂの姿勢を回転駆動させる駆動機構を有するカメラ駆動装置１８と、２次元（２Ｄ）の光模様（光パターン）をレーザ光等の光で照射する光プロジェクタ１９と、この光プロジェクタ１９でカメラ１７ａの光軸に沿って照射した光パターンを被測定物１１に投影するハーフミラー２０とを備える。ハーフミラー２０は、カメラ１７ａの前面（被測定物１１側）に配置され、光プロジェクタ１９とともに光投影装置を有する。【００３２】
この検査測定装置１０では、距離測定装置１２の小型化のために、ステレオ配置の２台のカメラ１７ａ，１７ｂの一方にカメラの姿勢を回転させるカメラ（センサ）駆動装置１８を設けているが、２台のカメラ１７ａ，１７ｂにカメラ（センサ）駆動装置１８をそれぞれ設けて、２台それぞれのカメラ姿勢を回転駆動させる構成でもよい。【００３３】
また、被測定物１１の検査測定装置１０では、カメラ１７ａと被測定物１１の間にハーフミラー２０を設ける。カメラ１７ａの前面に設けたハーフミラー２０により、レーザプロジェクタ等の光プロジェクタ１９で照射した光模様をカメラ光軸に沿って被測定物１１に投影しているが、このような構成とすることで、距離測定装置１２と被測定物１１の距離が変化した場合においても、常にカメラ１７ａの視野内に光模様を投影することができる。この検査測定装置１０では、均一な光を照射できるレーザ光を用いて２次元の光模様を投影しているが、ＬＥＤ照明や、一般的に使用されるハロゲン照明などを用いた構成でもよい。【００３４】
距離測定装置１２は、ステレオ的に配置された例えば２台のカメラ１７ａ，１７ｂと、カメラ姿勢を制御して２台のカメラ１７ａ，１７ｂの視差角、距離を調整するカメラ駆動装置１８で単一の距離計測センサ２２が構成される。この距離計測センサ２２からのセンサ信号を入力して距離演算装置１３は被測定物１１の欠陥や損傷の寸法測定や被測定物１１の機器形状の距離測定を行なっている。【００３５】
距離演算装置１３は、距離計測センサ２２からのセンサ信号を入力してＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器２３と、Ａ／Ｄ変換されたデジタル信号を信号処理し、ステレオ配置の例えば２台のカメラ１７ａ，１７ｂの画像間で、同一領域が撮像（写像）された位置を対応付ける視差演算プロセッサ２４と、この視差演算プロセッサ２４からの演算結果を基に、２台のカメラ１７ａ，１７ｂの相対位置やその姿勢などから被測定物１１までの距離を演算する距離演算プロセッサ２５とを備える。【００３６】
また、距離測定装置１２の距離計測センサ２２と、この距離計測センサ２２のセンサ信号から距離測定を行なう距離演算装置１３と、距離計測センサ２２の駆動装置１８を制御し、距離計測センサ２２と被測定物１１までのワークディスタンス（距離）を調整するワークディスタンス制御装置１５とから炉内検査装置が構成される。【００３７】
図１に示された被測定物１１の検査測定装置１０はステレオ配置された複数台、例えば２台のカメラ１７ａ，１７ｂを用いて被測定物１１の寸法・距離を測定するものであり、ステレオ配置の例えば２台のカメラ１７ａ，１７ｂの視野角、カメラ１７ａ，１７ｂ内距離を制御して、狭角視野における被測定物１１の欠陥や損傷の寸法測定から広角視野における機器形状の寸法測定までのワイドレンジを単一の距離計測センサで測定することができる。【００３８】
次に、被測定物の検査測定装置１０の動作を説明する。【００３９】
この検査測定装置１０に備えられる距離測定装置１２は、図示しない水中ロボットなどに搭載され、この水中ロボットにより各機器や炉内構造物などの被測定物１１の撮影位置に移送され、配置される。その際、被測定物１１の寸法、形状、位置に応じて、被測定物１１と距離測定装置１２の間の距離が調節され、計測される。【００４０】
例えば、被測定物１１の欠陥、損傷などの微細な寸法測定が必要な場合には、ステレオ配置したカメラ１７ａ，１７ｂで被測定物１１を拡大撮影できるように、距離測定装置１２を被測定物１１に接近させた位置に配置する。また、機器の形状や寸法測定などのように被測定物１１に広範囲の測定が必要な場合には、カメラ１７ａ，１７ｂで被測定物１１の広範囲を撮影できるように、距離測定装置１２を被測定物１１から離した位置に配置する。【００４１】
また、被測定物の検査測定装置１０にはワークディスタンス(距離)制御装置１５が備えられ、この制御装置１５は作業員の操作などによりセンサ（カメラ）駆動装置１８を制御し、カメラ１７ａのカメラ光軸と、カメラ１７ｂのカメラ光軸が被測定物１１の表面で交差するように、カメラ１７ｂの姿勢を回転させてカメラ１７ａと１７ｂカメラ視差角を調整する。【００４２】
一方、光プロジェクタ１９からは２次元の光パターン（光模様）が放射状に照射され、この光パターンは、カメラ１７ａの前面（被測定物１１）側に備えたハーフミラー２０を介してカメラ１７ａの光軸に沿って被測定物１１に投影される。光プロジェクタ１９の照射角をカメラ１７ａ，１７ｂの視野角よりも広く設定することにより、被測定物１１と距離測定装置１２間の距離がどのような場合においても、カメラ１７ａ，１７ｂの視野内の被測定物１１全面に光パターンを投影することができる。【００４３】
距離計測装置１２のステレオ配置のカメラ１７ａ，１７ｂは、光パターンが投影された被測定物１１を撮影し、その画像を距離演算装置１３に出力する。図２は、光パターンが投影された被測定物１１を撮影したカメラの画像例である。図２Ａは被測定物１１を、図２Ｂは光プロジェクタ１９で投影した光パターンＡであり、図２Ｃは光パターンＡが投影された被測定物１１を撮影したカメラ画像Ｂの画像例である。被測定物１１の表面には特徴となる模様が存在しないが、光パターンＡを被測定物１１に投影することにより、特徴的な模様を持った被測定物１１の表面をカメラ画像１３に写像できる。【００４４】
他方、距離演算装置１３では、視差演算プロセッサ２４により２台のカメラ画像２８ａ，２８ｂをカメラ画像処理で比較し、カメラ画像２８ａ，２８ｂ間で同一領域が写像された位置の対応付けが行われる。図３は、カメラ画像２８ａとカメラ画像２８ｂの画像間で同一領域の写像位置を対応付ける方法の説明図である。【００４５】
視差演算プロセッサ２４（図１参照）は、図３のカメラ画像２８ａに矩形の比較ブロック２９を設定し、カメラ画像２８ｂにおいては比較領域３０を設定する。視差演算プロセッサ２４は、比較ブロック２９を比較領域３０に対して左上部から右下部にかけて逐次比較する位置を１画素ずつずらしながら比較走査Ｃを行い、各位置で輝度の相関を用いたマッチング処理を実行する。視差演算プロセッサ２４は、各位置で実行されたマッチング処理の相関値の中で最も相関値の高い位置を検索し、比較ブロック２９と同一領域が写像されている比較領域３０内の対応位置を求める。視差演算プロセッサ２４は、カメラ画像２８ａの各画素に対して比較ブロック２９と比較領域３０を設定し、同様の処理を繰り返すことで、カメラ画像２８ａの全画素に対するカメラ画像２８ｂの対応位置を求める。【００４６】
また、図１に示された距離演算装置１３の距離演算プロセッサ２５は、２台のカメラ１７ａ，１７ｂの相対位置や姿勢による視差角を基に、３角測量の原理から視差演算プロセッサ２４で求めたカメラ画像２８ａ，２８ｂ（図３参照）間の対応位置を距離測定装置１２と被測定物１１までの距離に変換する。具体的には、ステレオ配置のカメラ１７ａ、１７ｂ間の相対位置を固定とした場合、カメラ駆動装置１８の回転情報が視差角となり、３角測量の原理により距離に変換できる。【００４７】
寸法測定装置１４では、図４に示すような距離演算装置１３の測定結果から被測定物１１の表面形状Ｓを立体的に表示するなどの表示装置３３を備え、操作員が寸法測定を行いたい２点位置を教示できるようにしている。寸法測定装置１４は、操作員が教示した寸法測定の２点位置Ｄ，Ｅの間を被測定物１１の３次元の表面形状Ｓに沿った寸法測定を行うことにより、測定対象１１の測定対象表面に発生した欠陥３４損傷の実寸法などを正確に測定することができる。また、図４および図５では、被測定物１１の寸法測定の教示位置を２点Ｄ，Ｅで説明したが、２点以上の位置で示してもよい。【００４８】
本実施形態に示された被測定物の検査測定装置１０においては、距離計測装置１２にステレオ配置のカメラ１７ａ，１７ｂを設定し、このカメラの姿勢をカメラ（センサ）駆動装置１８で制御することにより、単一の距離計測センサ２２にて被測定物１１の欠陥、損傷から機器形状までの３次元の寸法（距離）測定、形状測定を可能とする。【００４９】
また、レーザ光などの光プロジェクタ１９を利用して被測定物１１の検査表面に光パターンを投影することで、３Ｄの寸法距離測定ができ、距離測定結果の信頼性を向上させることができる。【００５０】
従来の検査測定装置では、カメラ姿勢を制御する駆動装置のガタ付きにより、カメラ間の位置関係にズレが発生し、測定精度に影響を与える虞があるが、本実施形態の検査測定装置１０においては、光プロジェクタ１９を備えており、光プロジェクタ１９にて照射した光パターンを利用してカメラ位置のキャリブレーションが可能である。これにより、カメラ間の位置関係を補正した測定が可能となる。具体的には、平面な対象に対して、２次元に配列したドットの光パターンを照射し、この光パターンを利用して一般的な方法と同様にカメラのキャリブレーションが実施される。【００５１】
この検査測定装置１０においては、光プロジェクタ１９から被測定物１１の検査表面の投影した光パターンにより、ステレオ配置の２台のカメラ１７ａ，１７ｂによる距離測定結果と、光パターンと各カメラによる距離測定結果の合計３つの測定結果が得られ、３つの距離測定結果を総合的に判断することにより、被測定物１１の欠陥や損傷の寸法測定や、機器形状の寸法測定を正確に精度よく測定できる。ステレオ配置の２台のカメラの視差角やカメラ間距離の制御により、狭角視野における被測定物の寸法測定から広角視野における機器形状の寸法測定までのワイドレンジを単一の距離計測センサ２２で測定することができる。【００５２】
［第２の実施形態］
本発明に係る被測定物の検査測定装置の第２実施形態について図６を参照して説明する。【００５３】
図６は、被測定物の検査測定装置の第２実施形態を示す構成例のブロック図である。この実施形態に示された被測定物の検査測定装置１０Ａを説明するに当り、第１実施形態に示された検査測定装置１０と同じ構成には、同一符号を付して重複する説明を省略ないし簡素化する。【００５４】
第２実施形態に示された被測定物の検査測定装置１０Ａは、第１実施形態の検査測定装置１０に対し、距離測定装置１３を１台のカメラ１７とミラー光学走査装置３５とで構成したものである。【００５５】
ミラー光学走査装置３５は、カメラ１７とハーフミラー２０の間において、カメラ１７の前面側に配置される。ミラー光学走査装置３５は、カメラ１７の前面（被測定物１１）側に配置されたプリズム状の反射ミラー３７と、この反射ミラー３７の両側にシャッタ機構としての液晶シャッタ３８ａ，３８ｂを介して配置された一対の反射ミラー３９ａ，３９ｂとを有する。一対の反射ミラー３９ａ，３９ｂは、第１反射ミラーを構成し、第１反射ミラー３９ａと３９ｂとの間にプリズム状の第２反射ミラー３７が配置される。さらに、第２反射ミラー３７と対をなす第１反射ミラー３９ａ，３９ｂとの間に液晶シャッタ３８ａ，３８ｂがそれぞれ配置される。対をなす第１反射ミラー３９ａ，３９ｂは、図示しない２台のミラー駆動装置により、姿勢が回転可能に制御される。【００５６】
第１反射ミラー３９ａ，３９ｂと、第２反射ミラー３７は、被測定物１１の検査面からの光を、第１走査光路４０ａと第２走査光路４０ｂに沿ってカメラ１７に案内し、走査するように配置調整される。液晶シャッタ３８ａ，３８ｂは、第１および第２走査光路４０ａ，４０ｂ上に配置される。液晶シャッタ３８ａ，３８ｂは光の透過と遮蔽を電気信号により制御可能に設けられる。液晶シャッタ３８ａ，３８ｂは、光の透過と遮蔽とが制御され、第１走査光路４０ａと第２走査光路４０ｂを伝達してきたレーザ光等の光を順次切り換えながらカメラ１７に入力させている。【００５７】
本実施形態の検査測定装置１０Ａでは、液晶シャッタ３８ａ，３８ｂにより第１走査光路４０ａと第２走査光路４０ｂを通る光を順次切り替えてカメラ１７へ入力したが、第１走査光路４０ａと第２走査光路４０ｂの光をカメラ１７の異なる位置へ入力する構成でもよい。例えばカメラ１７が備えた受光素子が長方形型の場合、縦中央を境界として片側が第１走査光路４０ａからの光を受光し、反対側が第２走査光路４０ｂからの光を受光するような構成としてもよい。【００５８】
また、被測定物１１の検査測定装置１０Ａは、ワークディスタンス制御装置１５を備え、このワークディスタンス制御装置１５はミラー光学走査装置３５の駆動装置１８ａ，１８ｂを制御し、第１走査光路４０ａと第２走査光路４０ｂ上のカメラ１７の光軸が、被測定物１１の表面で交差するように、第１反射ミラー３９ａ，３９ｂの姿勢を回転させて走査光路の視差角を調整する。【００５９】
この第２実施形態の検査測定装置１０Ａによれば、単一のカメラ１７でステレオ的に被測定物１１を撮影することができ、距離測定装置１２の小型化・軽量化が可能となる。【００６０】
第２実施形態に示された被測定物の検査測定装置１０Ａは、距離測定装置１２が被測定物１１の測定対象に２次元の光パターンを投影する光投影部材と、被測定物１１の測定対象を撮影する１台の撮影部材と、被測定物１１の測定対象からの光を複数の走査光路４０ａ，４０ｂに沿って案内する光走査部材と、光走査部材の各走査光路４０ａ，４０ｂに備えられた反射ミラー３９ａ，３９ｂを駆動制御する駆動部材とを有する。【００６１】
また、検査測定装置１０Ａに備えられるワークディスタンス制御装置１５は、駆動部材を制御し、反射ミラー１８ａ，１８ｂの姿勢を回転させて走査光路４０ａ，４０ｂ間の視差角を任意に調整する部材を有する。【００６２】
さらに、検査測定装置１０Ａの距離演算装置１３は、各走査光路４０ａ，４０ｂからの撮影部材の画像間で同一領域を撮影した対応位置を求める対応位置演算部材と、この演算部材の演算結果から被測定物１１の測定対象までの距離を演算する距離演算部材を有する。距離演算装置１３は、距離測定装置１２と被測定物１１の測定対象との距離を立体的にかつ正確・簡素に求めることができる。【００６３】
［第３の実施形態］
本発明に係る被測定物の検査測定装置の第３実施形態について図７および図８を参照して説明する。【００６４】
図７は、被測定物の検査測定装置の第３実施形態を示す構成例のブロック図である。この実施形態の検査測定装置１０Ｂを説明するに当り、第１実施形態に示された検査測定装置１０と同じ構成には、同一符号を付して重複する説明を省略ないし簡素化する。【００６５】
図７に示された被測定物の検査測定装置１０Ｂは、距離測定装置１２に備えられた複数台、例えば２台のカメラ１７ａ，１７ｂを有し、カメラ１７ａ，１７ｂの前面側にバンドパスフィルタ４４ａ，４４ｂを追設したものである。バンドパスフィルタ４４ａ，４４ｂは、一定波長のレーザ光等の光の波長のみを透過させることができる。バンドパスフィルタ４４ａ，４４ｂで透過される波長は、光プロジェクタ１９からハーフミラー２０を介して被測定物１１の検査表面に照射される波長と略同一に設定される。バンドパスフィルタ４４ａ，４４ｂは図６の例えばシャッタ機構（液晶シャッタ３８ａ，３８ｂ）に代えて備えてもよい。【００６６】
次に、図７に示された被測定物の検査測定装置１０Ｂの動作を説明する。【００６７】
距離測定装置１２の光プロジェクタ１９から２次元の光パターン（光模様）が放射状に照射され、この照射光はハーフミラー２０を介して被測定物１１の検査面上に導かれる。光プロジェクタ１９からの光パターンはカメラ１７ａの前面（正面）に配置されたハーフミラー２０により、カメラ１７ａの光軸に沿って被測定物１１に投影される。【００６８】
ステレオ配置された２台のカメラ１７ａ，１７ｂは、光パターンが投影された被測定物１１をバンドバスフィルタ４４ａ，４４ｂを通して撮影することにより、被測定物１１に投影された光パターンのみが写像化される。光パターンを写像化したカメラ画像は、距離測定センサ２２から距離演算装置１３に出力される。【００６９】
図８は、光パターンが投影された被測定物１１を、バンドパスフィルタ４４ａ，４４ｂを通さずに撮影したカメラ画像の例である。図８Ａは、被測定物１１の表面凹凸により縦縞のパターン４５をした測定対象を示しており、図８Ｂは光プロジェクタ１９で投影した光パターンＡで、図８Ｃは光パターンＡが投影された被測定物１１を撮影したカメラ画像をそれぞれ示す。図８Ｃに示すように、カメラ画像Ｂでは、被測定物１１の測定対象の縦縞パターン４５と光パターンＡが合成されて写像化される。【００７０】
被測定物１１である測定対象の表面凹凸による表面パターン４５は、照明などの当て方によって見え方が変化する場合がある。特に２台のカメラ１７ａ，１７ｂがステレオ的に配置され、視点位置が異なるために、照明の反射状況が異なり、被測定物１１の見え方が全体的、もしくは部分的に異なる場合がある。【００７１】
このような状況においては、光パターンを被測定物１１の測定対象に投影した場合でも、測定対象の表面パターンＡの影響が大きく、距離演算装置１３の視差演算プロセッサ２４で画像間の対応付けができないか、もしくは誤った対応付けを起こす可能性がある。そこで、レーザプロジェクタ等の光プロジェクタ１９の照射波長と同一波長を透過させるバンドバスフィルタ４４ａ，４４ｂを通して被測定物１１を撮影することで、被測定物１１の表面パターンを除去し、光パターンＡのみをカメラ画像に写像化することができる。【００７２】
これにより、ステレオ配置のカメラ１７ａ，１７ｂの画像間において被測定物１１の表面パターンの見え方が異なる状況においても、被測定物１１の測定対象に投影した光パターンＡのみを使用して距離演算装置１３により測定対象までの距離を正確に測定することが可能となる。【００７３】
この第３実施形態によれば、被測定物１１の測定対象の表面凹凸による表面パターン４５の影響を受けることなく、正確な距離測定が可能となる。距離測定装置１２のカメラ１７ａから被測定物１１の測定対象までの距離を３次元的に容易にかつ正確に測定することができる。【００７４】
［第４の実施形態］
本発明に係る被測定物の検査測定装置の第４実施形態について図９および図１０を参照して説明する。【００７５】
図９は被測定物の検査測定装置１０Ｃの第４実施形態を示す構成例のブロック図である。第４実施形態に示された被測定物の検査測定装置１０Ｃにおいて、第１実施形態の検査測定装置１０と実質的に同じ構成には、同一符号を付して重複説明を省略ないし簡素化する。図９に示された被測定物の検査測定装置１０Ｃは、図１の検査測定装置１０の距離測定装置１２にワークディスタンスセンサ４６を追設したものである。【００７６】
距離測定装置１２には、光プロジェクタ１９にワークディスタンスセンサ４６が並設される。ワークディスタンスセンサ４６は、レーザ距離計などで構成され、例えばレーザ光等の照射光をハーフミラー２０を介して被測定物１１の検査面（測定対象）に照射し、反射して戻ってきた反射光の受光時間と照射時間の時間差から距離を測定するものである。ワークディスタンスセンサ４６の代りにレーザポインタと画像処理を組み合せた図１０に示す距離測定手段４７も考えられる。【００７７】
図１０は、ワークディスタンスセンサ４６にレーザポインタ４８が利用された距離測定手段４７が設けられる。距離測定手段４７は、レーザポインタ４８と画像処理を組み合せたもので、ワークディスタンスセンサ４６、ハーフミラー２０およびカメラ１７ａを備える。【００７８】
ワークディスタンスセンサ４６に利用されるレーザポインタ４８は、カメラ１７ａの光軸ｄ１に沿ってレーザ光が被測定物１１の測定対象に、図１０Ａに示すように照明される。図１０Ｂは、ステレオ配置された２台のカメラ１７ａ，１７ｂのカメラ光軸ｄ（ｄ１，ｄ２）が、被測定物１１の検査表面で交差していない場合のカメラ画像Ｂ（Ｂ１，Ｂ２）を示す。カメラ画像Ｂ（Ｂ１，Ｂ２）に写像されたレーザ光Ｌはカメラ画像Ｂ１，Ｂ２間の異なる位置に図１０Ｂに示すように、写像化される。【００７９】
図１０Ｃは、ステレオ配置の２台のカメラ１７ａ，１７ｂのカメラ光軸ｄ１，ｄ２が被測定物１１の検査表面（測定対象の表面）で交差している場合のカメラ画像Ｂ１，Ｂ２を示す。カメラ画像Ｂ１，Ｂ２に写像されたレーザ光Ｌは、この場合、カメラ画像Ｂ１，Ｂ２間で同一位置に写像化される。【００８０】
被測定物の検査測定装置１０Ｃは、ワークディスタンス制御装置１５で駆動装置１８を制御することにより、カメラ１７ｂのカメラ光軸ｄ２がカメラ１７ａのカメラ光軸ｄ１と被測定物１１の測定対象の表面に交差する最適なカメラ視野角に自動調整し、距離測定装置１２のカメラ１７ａから被測定物１１の検査表面までの距離を正確かつ容易に行なうことができる。【００８１】
次に、被測定物の検査測定装置１０Ｃの動作を説明する。【００８２】
図１に示された検査測定装置１０の第１実施形態では、作業員の操作などに応じてワークディスタンス制御装置１５で駆動装置１８を制御し、カメラ１７ａのカメラ光軸と、カメラ１７ｂのカメラ光軸が被測定物１１の測定対象の表面で交差するように、カメラ１７ｂの姿勢を回転させて視差角を調整していた。【００８３】
一方、第４実施形態に示される検査測定装置１０Ｃは、距離測定装置１２に設けたワークディスタンスセンサ４６を備え、ワークディスタンスセンサ４６にレーザポインタ４８をパワーポインタとして備え、距離測定手段４７を構成している。【００８４】
この距離測定手段４７に設けたワークディスタンスセンサ４６のレーザポインタ４８により、距離測定装置１２とカメラ１７ａのカメラ視野内における被測定物１１の測定対象との距離に関して点測定が行なわれる。【００８５】
被測定物１１の測定対象までの距離に応じてワークディスタンス制御装置１５は、駆動装置１８を制御し、カメラ１７ｂの姿勢を回転させて自動で最適なカメラ視差角に自動調整される。ワークディスタンスセンサ４６は、例えばレーザ光を照射し、被測定物１１の測定対象に反射して戻ってきたレーザ光の受光時間と照射時間との時間差から距離を測定する。【００８６】
距離測定装置１２に備えられる距離測定手段４８は、ワークディスタンスセンサ４６のレーザポインタ４８と画像処理とを組み合せたレーザ距離計であり、ワークディスタンス制御装置１５で駆動装置１８を作動制御し、ステレオ配置のカメラ１７ｂを回転制御させる。ワークディスタンス制御装置１５は、ステレオ配置のカメラ１７ａ，１７ｂの各駆動装置１８を作動制御し、各カメラ１７ａ，１７ｂのカメラ光軸ｄ１，ｄ２を被測定物１１の測定対象の表面で交差させてもよい。【００８７】
ステレオ配置のカメラ１７ａ，１７ｂは、レーザ光Ｌの写像位置が同一となるように、ワークディスタンス制御装置１５で駆動装置１８を制御することにより、カメラ１７ａの光軸ｄ１とカメラ１７ｂの光軸ｄ２が被測定物１１の測定対象の表面で交差する最適なカメラ視差角に自動調整することができる。【００８８】
第４実施形態に示された被測定物の検査測定装置１０Ｃによれば、ステレオ配置のカメラ１７ａ，１７ｂ間の視差角を自動調整することができ、被測定物１１の測定対象までの距離測定が簡便に行えると共に、カメラ１７ａ，１７ｂの自動調整に要する時間を短縮できることから測定時間の効率化、短縮化を図ることができる。【００８９】
［第５の実施形態］
図１１は、本発明に係る被測定物の検査測定装置１０Ｄの第５実施形態を示す構成例のブロック図である。【００９０】
図１１に示された被測定物の検査測定装置１０Ｄは、炉内寸法測定装置を示すもので、第１実施形態に示された検査測定装置１０と同じ構成には、同一符号を付して重複説明を省略ないし簡素化する。第５実施形態に示された被測定物の検査測定装置１０Ｄは、図１の検査測定装置１０にカメラ情報を記録し、記憶させたカメラデータベース装置５０を追設したものである。【００９１】
カメラデータベース装置５０は、例えばワークディスタンス制御装置１５に接続され、ステレオ配置されたカメラ１７ａ，１７ｂの視差角に応じたカメラレンズ５１ａ，５１ｂの焦点位置が予め記憶され、記録されている。ステレオ配置のカメラ１７ａ，１７ｂ間の相対位置を固定とした場合、カメラ１７ａ，１７ｂ間の視差角からカメラ光軸の交差位置を求めることができる。【００９２】
次に、被測定物の検査測定装置１０Ｄの動作を説明する。【００９３】
第５実施形態に示された被測定物１１の検査測定装置１０Ｄにおいては、距離測定装置１２内に設置されたカメラ１７ａと１７ｂは、カメラデータベース装置５０に記憶されたカメラ情報に基づいてワークディスタンス制御装置１５を駆動制御させる。ワークディスタンス制御装置１５は、ステレオ配置されたカメラ１７ａ，１７ｂのカメラ光軸が被測定物１１の測定対象の表面で交差するようにカメラ１７ｂの姿勢が回転制御され、カメラ１７ａ，１７ｂ間に視差角が自動的に調整される。【００９４】
カメラデータベース装置５０に記憶されたカメラ情報に基づき、ワークディスタンス制御装置１５は、各カメラ１７ａ，１７ｂをそれぞれ姿勢制御し、カメラ光軸が被測定物１１の測定対象の表面で交差するように、カメラ１７ａ，１７ｂの姿勢制御を行なってもよい。【００９５】
少なくとも一方のカメラ１７ａまたは１７ｂの姿勢制御を行なうと、カメラに対してカメラ光軸の交差位置が変化するため、カメラ１７ａ，１７ｂが備えたカメラレンズ５１ａ，５１ｂの焦点距離を調整し、カメラのピントをカメラ光軸が交差する位置に合わせる必要がある。【００９６】
距離測定装置１２に備えられるカメラ１７ａ，１７ｂの相対位置を固定とした場合、カメラ１７ａ，１７ｂ間の視差角からカメラ光軸の交差位置が求められる。よって、カメラデータベース装置５０には、カメラ１７ａ，１７ｂ間の視差角に応じたカメラ光軸の交差位置から求めたカメラレンズ５１ａ，５１ｂの焦点距離が記録されており、ワークディスタンス制御装置１５は、駆動装置１８によりカメラ１７ｂの姿勢を回転させてカメラ１７ａ，１７ｂ間の視差角を調整すると同時に、カメラデータベース装置５１ａ，５１ｂに記録された視差角とカメラレンズ５１ａ，５１ｂの焦点距離との相関関係からカメラ１７ａ，１７ｂのピント調整を行う。【００９７】
第５実施形態に示された被測定物の検査測定装置１０によれば、ステレオ配置のカメラ１７ａ，１７ｂ間の視差角とカメラ１７ａ，１７ｂが有するカメラレンズ５１ａ，５１ｂの焦点距離との相関関係を記録したカメラデータベース装置５０を備えることで、カメラ１７ａ，１７ｂの視差角に応じてカメラデータベース装置５０に記録したカメラレンズ５１ａ，５１ｂの焦点距離により、カメラ１７ａ，１７ｂのピント自動調整を行なうことができる。このカメラ１７ａ，１７ｂの自動調整により、距離測定装置１２から被測定物１１の測定対象までの距離測定が簡便に行なうことができると共に、カメラの自動調整に要する時間を短縮でき、測定時間の効率化、短縮化を図ることができる。【００９８】
図１１に示された被測定物の検査測定装置１０Ｄは、カメラ１７ａ，１７ｂを備え、カメラ１７ａとカメラ１７ｂとは、カメラ光軸が被測定物の測定対象の表面で交差するように、例えば一方のカメラ１７ｂの姿勢をワークディスタンス制御装置１５により、駆動装置１８を回転制御させてカメラ１７ａ，１７ｂ間の視差角が調整される。【００９９】
この場合、カメラ１７ａに対してカメラ１７ｂのカメラ光軸の交差位置が変化するために、カメラ１７ａ，１７ｂが備えたカメラレンズ５１ａ，５１ｂの焦点位置を調整してカメラのピントをカメラ光軸が交差する位置に合せられる。カメラ１７ａ，１７ｂ間の相対位置を固定した場合、カメラ１７ａ，１７ｂ間の視差角からカメラ光軸の交差位置を求めることができる。【０１００】
このため、カメラデータベース装置５０には、カメラ１７ａ，１７ｂの視差角に応じてカメラ光軸の交差位置から求めたカメラレンズ５１ａ，５１ｂの焦点位置が記録されている。ワークディスタンス制御装置１５は、駆動装置１８により、例えばカメラ１７ｂの姿勢を回転させてカメラ１７ａ，１７ｂ間の視差角を調整すると同時に、カメラデータベース装置５０に記録された視差角とカメラレンズ５１ａ，５１ｂとの焦点距離との相関関係からカメラのピント調整が行なわれる。【０１０１】
図１１に示された被測定物の検査測定装置１０Ｄによれば、カメラ１７ａ，１７ｂ間の視差角とカメラレンズ５１ａ，５１ｂの焦点距離との関係を記録したカメラデータベース装置５０を備えることで、カメラ視差角に応じてカメラデータベース装置５０に記録されたカメラレンズ５１ａ，５１ｂの焦点距離により、カメラピントの自動調整を行なうことができる。したがって、距離測定装置１２から被測定物１１の測定対象までの距離測定を容易に行なうことができる一方、カメラ１７ａ，１７ｂのピント自動調整に要する時間を短縮でき、測定時間の効率化、自動化を図ることができる。【０１０２】
［第６の実施形態］
図１２は本発明に係る被測定物の検査測定装置の第６実施形態を示す構成例のブロック図である。【０１０３】
この実施形態に示された検査測定装置１０Ｅは、原子炉の炉内寸法測定装置を示すものであり、第１実施形態に示された検査測定装置１０と同じ構成には、同一符号を付して重複説明を省略ないし簡素化する。【０１０４】
図１２に示された被測定物の検査測定装置１０Ｅは、カメラ１７ａ，１７ｂのカメラレンズを液体レンズ５４ａ，５４ｂに変更し、この液体レンズ５４ａ，５４ｂを調整する液体レンズ調整装置５５を追設したものである。【０１０５】
第６実施形態の検査測定装置１０Ｅにおいては、距離測定装置１２に備えられるカメラ１７ａ，１７ｂのカメラレンズとして電気的特性により焦点距離が調整される液体レンズ５４ａ、は５４ｂが備えられる。液体レンズ５４ａ，５４ｂは、液体レンズ調整装置５５に電気的に接続される。液体レンズ調整装置５５は、ステレオ配置のカメラ１７ａ，１７ｂの（例えば２台の）液体レンズ５４ａ，５４ｂに単一の電気信号を出力することで、２台の液体レンズ５４ａ，５４ｂの焦点距離を同一に調整できる。液体レンズ５４ａ，５４ｂを自動調整してカメラ１７ａ，１７ｂのカメラ視野範囲を調整でき、カメラ撮影条件を均一に保つことができる。【０１０６】
第６実施形態に示された被測定物の検査測定装置１０Ｅは、距離測定装置１２にステレオ配置のカメラ１７ａ，１７ｂを備え、各カメラ１７ａ，１７ｂのカメラ光軸が、被測定物１１の測定対象の表面で交差するように、例えばカメラ１７ｂの姿勢を回転させてカメラ１７ａ，１７ｂ間の視差角が調整される。この場合、カメラ１７ａに対して１７ｂのカメラ光軸の交差位置が変化するため、カメラ１７ａ，１７ｂが備えるカメラレンズ（液体レンズ５４ａ，５４ｂ）の焦点距離を調整し、カメラ１７ａ，１７ｂのピントをカメラ光軸が交差する位置に合わせる必要がある。焦点距離を遠隔で制御できるカメラレンズは、そのサイズが大きいために距離測定装置１２の小型化が問題となる。また、駆動機構１８などのメカ的な調整装置を用いた場合でも同様に、距離測定装置１２の小型化が問題である。【０１０７】
本実施形態の被測定物の検査測定装置１０Ｅにおいては、ステレオ配置のカメラ１７ａ，１７ｂのカメラレンズとして電気的特性により焦点距離を調整できる液体レンズ５４ａ，５４ｂを備える。各カメラ１７ａ，１７ｂが有した２台の液体レンズ５４ａ，５４ｂは、電気的に接続された液体レンズ調整装置５５から出力される単一の電気信号により２台の液体レンズ５４ａ，５４ｂの焦点距離を同一に調整できる。これにより、カメラ１７ａとカメラ１７ｂの視野範囲が同一になるように液体レンズ５４ａ，５４ｂを調整でき、ステレオ配置のカメラ１７ａ，１７ｂの撮影条件を均一に保つことができる。【０１０８】
第６実施形態の検査測定装置１０Ｅによれば、カメラレンズに液体レンズ５４ａ，５４ｂを使用することで、距離測定装置１２内にレンズ焦点距離を調整する機構が必要なくなり、距離測定装置１２の小型化、軽量化を図ることが可能となる。また、単一の電気信号によりステレオ配置の液体レンズ５４ａ，５４ｂの焦点距離を調整することで、２台のカメラ１７ａ，１７ｂ間の撮影条件を均一に保つことができ、視差演算プロセッサ２４での演算を容易にすることができる。【０１０９】
［第７の実施形態］
図１３および図１４は、本発明に係る被測定物の検査測定装置の第７実施形態を示す構成例のブロック図である。【０１１０】
この実施形態に示された検査測定装置１０Ｅにおいて、図１に示された検査測定装置１０と同じ構成には同一符号を付して重複説明を省略ないし簡素化する。図１３に示された検査測定装置１０Ｆは、距離測定装置１２内に姿勢センサ５７を追設したものである。この姿勢センサ５７は、距離測定装置１２に追加して設け、距離測定装置１２の位置と角度を測定可能としたものである。【０１１１】
次に、第７実施形態に示された被測定物の検査測定装置１０Ｆの動作を説明する。【０１１２】
この被測定物の検査測定装置１０Ｆは、例えば距離測定装置１２が水中ロボット等に搭載され、原子炉内の水中を図示しない水中ロボットにより遊泳して被測定物１１の測定対象を撮影する位置に配置される。距離測定装置１２が所要の位置に配置されると、距離測定装置１２に備えられた光プロジェクタ１９により２次元の光パターンが被測定物１１の測定対象に投影され、光パターンが投影された測定対象をステレオ配置のカメラ１７ａ，１７ｂで撮影し、その撮影画像から被測定物１１の測定対象までの距離が測定される。【０１１３】
この検査測定装置１０Ｆは、距離測定装置１２内に姿勢センサ５７を備える。この姿勢センサ５７は、水中ロボットなどにより配置された距離測定装置１２の位置と撮影角度を測定する。例えば図１４に示すように、はじめ距離測定装置１２はセンサ位置５８ａに配置されており、その時点での距離測定装置１２の位置と角度が姿勢センサ５７により測定される。【０１１４】
続いて、距離測定装置１２はセンサ位置５８ｂに移動配置され、距離測定装置１２の姿勢と角度が測定される。測定範囲５９ａは、センサ位置５８ａにおける距離測定装置１２の測定範囲で、測定範囲５９ｂは、センサ位置５８ｂにおける測定範囲を示している。【０１１５】
一方、被測定物１１の検査測定装置１０を構成する寸法測定装置１４では、センサ位置５８ａにおける測定範囲５９ａのＧを１点目の教示位置に設定し、次いでセンサ位置５８ｂにおける測定範囲５９ｂのＨを２点目の教示位置に設定する。寸法測定装置１４では、姿勢センサ５７で測定した距離測定装置１２の位置と角度から、センサ位置５８ｂの測定結果をセンサ位置５８ａでの測定結果に対する相対座標に変換し、２つの測定結果を同一座標径における測定結果に統合する。その後、寸法測定装置１７は、ＧとＨの教示位置間の寸法測定を行う。この教示位置Ｇ，Ｈ間の寸法測定により、被測定物１１の測定対象の表面の欠陥６０や損傷の寸法を正確に精度よく測定することができる。【０１１６】
第７実施形態に示された検査測定装置１０Ｆによれば、距離測定装置１２の位置と角度を測定することにより、距離測定装置１２の１視野内に収まらない被測定物１１の測定対象の寸法を測定することを可能にできる。【０１１７】
この被測定物の検査測定装置１０Ｆは、距離測定装置１２を備える。この距離測定装置１２は、その位置と角度を測定する姿勢測定部材を備え一方、距離測定装置１２が異なる位置で測定した結果を、姿勢センサ５７の姿勢測定部材で測定した距離測定装置１２の位置と角度を基に相対座標に変換し、距離測定装置１２の１視野内に収まらない被測定物１１の測定対象の寸法を測定することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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