(57)【要約】【課題】機械的な動作機構を用いることなく、光切断法による計測対象物の立体形状計測を行うことのできるレーザー走査装置、レーザー走査システム、及びレーザー走査方法を提供する。【解決手段】レーザー光Ｌ１を出射する光源２と、レーザー光Ｌ１が入射されて、レーザー光Ｌ１を照射範囲が高さ方向Ｄ１に広がるスリット光Ｌ３として出射する送光コリメータ３と、スリット光Ｌ３が入射されて、スリット光Ｌ３をその波長に応じた角度で出射する変向部４と、レーザー光Ｌ３の波長を連続的に変化させる波長調整部５とを備えることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザー光を出射する出射部と、
前記レーザー光が入射されて、該レーザー光を照射範囲が一方向に広がるスリット光として出射するスリット光生成部と、
前記スリット光が入射されて、該スリット光を該スリット光の波長に応じた角度で出射する変向部と、
前記レーザー光の波長を連続的に変化させる波長調整部と、
を備えることを特徴とするレーザー走査装置。
【請求項２】
前記変向部は、反射型又は透過型のグレーティングを有することを特徴とする請求項１に記載のレーザー走査装置。
【請求項３】
前記変向部は、プリズムを有することを特徴とする請求項１又は２に記載のレーザー走査装置。
【請求項４】
前記スリット光生成部は、
前記レーザー光を入射して平行光として出射するコリメートレンズと、
入射した前記平行光を前記一方向に拡散させて前記スリット光として出射するシリンドリカルレンズと、
を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のレーザー走査装置。
【請求項５】
前記スリット光生成部は、
入射端から入射するレーザー光を、出射端から予め定められた立体角の範囲に拡散する拡散光として出射する光ファイバーと、
入射する前記拡散光を前記レーザー光の前記一方向に直交する幅方向に集光して前記スリット光として出射するシリンドリカルレンズと、
を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のレーザー走査装置。
【請求項６】
前記変向部は、複数設けられていることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のレーザー走査装置。
【請求項７】
前記変向部は、前記スリット光における前記一方向の両端部での光の出射方向と前記スリット光における前記一方向の中心部での光の出射方向とを一致させるように補正する補正部を有することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のレーザー走査装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一項に記載のレーザー走査装置と、
前記スリット光が計測対象物に照射された際の、該計測対象物における照射位置の画像を取得する画像取得部と、
を備えることを特徴とするレーザー走査システム。
【請求項９】
レーザー光を出射するレーザー光出射工程と、
前記レーザー光を照射範囲が一方向に広がるスリット光として出射するスリット光出射工程と、
前記スリット光を該スリット光の波長に応じた角度で出射する出射角度変化工程と、
前記レーザー光の波長を連続的に変化させる波長変更工程と、
前記波長に応じた角度で出射された前記スリット光が計測対象物に照射された際に、該計測対象物における照射位置の画像を取得する画像取得工程と、
を備えることを特徴とするレーザー走査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光切断法を用いて対象物の形状計測を行うレーザー走査装置、レーザー走査システム、及びレーザー走査方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、物体の形状を非接触かつ光学的に計測する手法として光切断法が知られている。この光切断法は、スリット光を対象物に照射し、反射光をカメラ等によって観測することで三角測量の原理によって対象物の３次元形状を取得するものである。そして対象物におけるスリット光が照射される位置を移動させて掃引することで、対象物の全体形状を把握することが可能となる。
【０００３】
ここで光切断法では一般に、点光源を機械的に移動させることでスリット光を作成したり、またスリット光を機械的に移動させることで対象物へのスリット光の照射位置を移動させたりしている。即ち、対象物の形状計測に機械的な機構を用いることが一般的となっている。
【０００４】
ところで、このような機械的な機構を用いる場合には動作速度に限界があるため、計測誤差等が生じてしまい、十分な計測結果を得られない可能性が考えられる。ここで特許文献１には、白色光源からの白色光を波長別に分散させてスペクトル光に変換し、対象物の立体計測を行う装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１５７８８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示された装置は、スペクトル光を用いることで、光源を機械的に動作させることなく対象物の立体形状を計測するものではあるが、上述した光切断法を用いたものではない。
【０００７】
本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、機械的な動作機構を用いることなく、光切断法による計測対象物の立体形状計測を行うことのできるレーザー走査装置、レーザー走査システム、及びレーザー走査方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明は以下の手段を採用している。
即ち、本発明に係るレーザー走査装置は、レーザー光を出射する出射部と、前記レーザー光が入射されて、該レーザー光を照射範囲が一方向に広がるスリット光として出射するスリット光生成部と、前記スリット光が入射されて、該スリット光を該スリット光の波長に応じた角度で出射する変向部と、前記レーザー光の波長を連続的に変化させる波長調整部と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
このようなレーザー走査装置によれば、波長調整部によってレーザー光の波長を変化させることで波長の異なるレーザー光が生成され、これを基に波長の異なるスリット光がスリット光生成部から出射されることになる。そしてこれら波長の異なるスリット光は、変向部を経由することでその波長毎に異なる方向に出射される。このため、スリット光の波長を変化させることで、立体形状計測を行う計測対象物への照射位置を移動させていくことが可能となる。
【００１０】
また、前記変向部は、反射型又は透過型のグレーティングを有していてもよい。
【００１１】
このように変向部に反射型又は透過型グレーティングを用いることで、スリット光の出射角度を変向させることが可能である。さらに、反射型又は透過型を適宜選択することで、出射部の設置位置と計測対象物の設置位置との間の相対位置関係の選択に自由度が広がり、レーザー走査装置全体の設置スペースの省スペースが可能となる。
【００１２】
さらに、前記変向部は、プリズムを有していてもよい。
【００１３】
このように変向部がプリズムを有することで、予め設定した出射角度となるように、精度よくスリット光を出射することができ、計測対象物の立体形状計測の精度を向上させることができる。
【００１４】
また、前記スリット光生成部は、前記レーザー光を入射して平行光として出射するコリメートレンズと、入射した前記平行光を前記一方向に拡散させて前記スリット光として出射するシリンドリカルレンズと、を有していてもよい。
【００１５】
このようなスリット光生成部によれば、まずコリメートレンズによって出射部のレーザー光から平行光を生成することで、レーザー光の幅寸法を所定の値とすることができる。さらに、シリンドリカルレンズによって、コリメートレンズからの平行光を、平行光の高さ方向となる一方向に拡散させることで、任意の幅寸法、高さ寸法（一方向の寸法）のスリット光を生成することができる。そしてこのようにコリメートレンズとシリンドリカルレンズとを組み合わせることで、簡易な構造でスリット光を生成できるため、コスト低減につながる。
【００１６】
さらに、前記スリット光生成部は、入射端から入射するレーザー光を、出射端から予め定められた立体角の範囲に拡散する拡散光として出射する光ファイバーと、入射する前記拡散光を前記レーザー光の前記一方向に直交する幅方向に集光して前記スリット光として出射するシリンドリカルレンズと、を有していてもよい。
【００１７】
このようなスリット光生成部によれば、シリンドリカルレンズによって光ファイバーからの拡散光を幅方向に集光することで、スリット光の幅寸法を所定の値とすることができる。また、光ファイバーは、屈折率の異なるクラッドとコアとから構成されており、これらクラッドとコアとの屈折率比が異なればレーザー光の立体角を変更することが可能となる。従って、使用する光ファイバーを選択する際にクラッドとコアとの屈折率比を考慮することで、一方向へのレーザー光の拡散量を設定できる。このように光ファイバーとシリンドリカルレンズとを組み合わせることで、任意の幅寸法、高さ寸法（一方向の寸法）のスリット光を生成することができる。また、レンズとしてシリンドリカルレンズのみを用いるため、複数のレンズを組み合わせる場合に比べて、シリンドリカルレンズの設置位置の調整が容易である。
【００１８】
また、前記変向部は、複数設けられていてもよい。
【００１９】
このように変向部が複数設けられていることで、スリット光の角度を複数回変向させることができ、立体形状計測を行う計測対象物へスリット光を照射した場合に、波長の異なるスリット光同士の照射位置を、大きく異ならせることができる。従って、より大きな領域での計測対象物の掃引が可能となる。
【００２０】
さらに、前記変向部は、前記スリット光における前記一方向の両端部での光の出射方向と、前記スリット光における前記一方向の中心部での光の出射方向とを一致させるように補正する補正部を有していてもよい。
【００２１】
変向部にスリット光が入射された際に一方向に対する歪みがスリット光に生じて、そのままでは平行な光を計測対象物に照射できないような場合であっても、補正部によってスリット光の出射方向を補正して、スリット光を上記一方向に平行に出射させることができる。よって、計測対象物の立体形状計測の精度を向上させることができる。
【００２２】
また、本発明に係るレーザー走査システムは、上記レーザー走査装置と、前記スリット光が計測対象物に照射された際の、該計測対象物における照射位置の画像を取得する画像取得部と、を備えることを特徴とする。
【００２３】
このようなレーザー走査システムによれば、立体形状計測を行う計測対象物への照射位置をスリット光の波長に応じて移動させていくことが可能となり、これら照射された画像を画像取得部によって取得することで、計測対象物の立体形状計測が可能となる。
【００２４】
さらに、本発明に係るレーザー走査方法は、レーザー光を出射するレーザー光出射工程と、前記レーザー光を照射範囲が一方向に広がるスリット光として出射するスリット光出射工程と、前記スリット光を該スリット光の波長に応じた角度で出射する出射角度変化工程と、前記レーザー光の波長を連続的に変化させる波長変更工程と、前記波長に応じた角度で出射された前記スリット光が計測対象物に照射された際に、該計測対象物における照射位置の画像を取得する画像取得工程と、を備えることを特徴とする。
【００２５】
このようなレーザー走査方法によれば、立体形状計測を行う計測対象物への照射位置をスリット光の波長に応じて移動させていくことが可能となり、これら照射された画像を取得することで、計測対象物の立体形状計測が可能となる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明のレーザー走査装置、及びレーザー走査システムによると、スリット光の波長毎に出射角度を変化させることができるので、機械的な動作機構を用いることなく、光切断法による計測対象物の立体形状計測を行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第一実施形態に係るレーザー走査システムを示す全体概略図である。
【図２】本発明の第一実施形態に係るレーザー走査システムに関し、レーザー走査装置を示す斜視図である。
【図３】本発明の第一実施形態に係るレーザー走査システムに関し、送光コリメータの詳細を示す側面図である。
【図４】本発明の第二実施形態に係るレーザー走査システムに関し、レーザー走査装置を示す斜視図である。
【図５】本発明の第三実施形態に係るレーザー走査システムに関し、（ａ）は送光コリメータを示す斜視図であり、（ｂ）は光ファイバーを拡大して示す斜視図である。
【図６】本発明の第四実施形態に係るレーザー走査システムに関し、レーザー走査装置を示す斜視図である。
【図７】本発明の第五実施形態に係るレーザー走査システムに関し、レーザー走査装置を示す斜視図である。
【図８】本発明の第六実施形態に係るレーザー走査システムに関し、（ａ）はレーザー走査装置を示す斜視図であり、（ｂ）は変向部としてのグレーティングの正面図である。
【図９】本発明のレーザー走査システムの変形例を示す全体概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
〔第一実施形態〕
以下、本発明の第一実施形態に係るレーザー走査システム１００について説明する。
図１に示すように、レーザー走査システム１００は、光切断法を用いて計測対象物Ｗの立体形状計測を行うレーザー走査装置１（以下、単に走査装置１とする）と、計測対象物Ｗの画像を取得する画像取得部７とを備えている。
【００２９】
走査装置１は、図１及び図２に示すように、レーザー光Ｌ１を出射する光源２（出射部）と、レーザー光Ｌ１からスリット光Ｌ３を生成する送光コリメータ３（スリット光生成部）と、スリット光Ｌ３をその波長に応じた角度で出射する変向部４とを備えている。また、走査装置１は、光源２からのレーザー光Ｌ１の波長を連続的に、選択的に変化させる波長調整部５を備えている。
【００３０】
光源２は、例えば白色のレーザー光Ｌ１を発する白色レーザーが用いられ、波長調整部５へ向けてレーザー光Ｌ１を出射する。
【００３１】
波長調整部５は、グレーティング、プリズム、又は、市販の波長可変フィルタモジュール等であり、光源２のレーザー光Ｌ１から所望の波長の光を取り出し可能としつつ、このように波長が変化するレーザー光Ｌ１を送光コリメータ３へ入射させる。
【００３２】
送光コリメータ３は、図３に示すように、光源２からの光を伝達する光ファイバー１０と、光ファイバー１０からのレーザー光Ｌ１が入射されて平行光Ｌ２を生成するコリメートレンズ１１と、平行光Ｌ２を拡散させるシリンドリカルレンズ１２とを有している。
【００３３】
光ファイバー１０は、光源２からのレーザー光Ｌ１を送光コリメータ３の近傍まで伝達するものであり、互いに光の屈折率の異なるコアとクラッドから構成されている。この光ファイバー１０には、市販品を用いることが可能である。
【００３４】
コリメートレンズ１１は、光ファイバー１０におけるレーザー光Ｌ１が出射される端部にレンズ面が対向するように、即ち、光源２に対向するように設けられている。そしてこのコリメートレンズ１１は、高さ方向Ｄ１（一方向、図３の紙面上下方向）に延び、かつ、高さ方向Ｄ１に直交する幅方向Ｄ２（図３の紙面に向かう方向）に所定の幅寸法を有する平行光Ｌ２をレーザー光Ｌ１から生成する。
【００３５】
シリンドリカルレンズ１２は、片面に凹型レンズ面１２ａが形成されており、この凹型レンズ面１２ａが変向部４に対向するように設けられている。即ち、このシリンドリカレンズはコリメートレンズ１１と変向部４との間に設けられており、シリンドリカルレンズ１２からの平行光Ｌ２を高さ方向Ｄ１に拡散させて、幅方向Ｄ２に所定の幅寸法を有するスリット光Ｌ３を生成する。
【００３６】
変向部４は、図２に示すように１つの反射型のグレーティング１５を有している。このグレーティング１５は、微細な溝（不図示）が幅方向Ｄ２に間隔をあけて高さ方向Ｄ１に沿うように平行に刻まれた板状の素子である。そしてシリンドリカルレンズ１２からのスリット光Ｌ３を波長の違いに応じて異なる角度に回折させて、計測対象物Ｗに照射する。ここで本実施形態では、グレーティング１５は反射型であるため、スリット光Ｌ３はグレーティング１５に入射する方向とは反対側に反射するように回折する。
【００３７】
画像取得部７は、スリット光Ｌ３が計測対象物Ｗに照射された際の該計測対象物Ｗにおける照射位置の画像を取得するものであり、例えばカメラやフォトダイオードなど、光を検出して画像として取得可能なものでる。
【００３８】
このようなレーザー走査システム１００によると、まず光源２から、白色のレーザー光Ｌ１を出射し（レーザー光出射工程）、その後、波長調整部５によって光源２からのレーザー光Ｌ１の波長を変化させる（波長変更工程）ことで、波長の異なるレーザー光Ｌ１が連続的に生成されることになる。
【００３９】
そして、これら波長の異なるレーザー光Ｌ１は、送光コリメータ３を経由することで、波長の異なるスリット光Ｌ３とされて出射される（スリット光出射工程）。ここで、スリット光Ｌ３は、その波長毎に変向部４によって異なる方向に回折されて出射される（出射角度変化工程）ため、立体形状計測を行う計測対象物Ｗへの照射位置をスリット光Ｌ３の波長に応じて移動させていくことが可能となる。
【００４０】
これにより、これら波長の異なるスリット光Ｌ３が計測対象物Ｗに照射された際に、計測対象物Ｗにおける照射位置の画像を画像取得部７によって連続的に取得する（画像取得工程）ことで、光切断法を用いて計測対象物Ｗの立体形状計測を行うことが可能となる。
【００４１】
また、送光コリメータ３では、コリメートレンズ１１によって光源２のレーザー光Ｌ１から平行光Ｌ２を生成することで、レーザー光Ｌ１の幅寸法を高精度に所定の値とすることができる。さらにシリンドリカルレンズ１２によって、コリメートレンズ１１からの平行光Ｌ２をその高さ方向Ｄ１に拡散させることで任意の幅寸法、高さ寸法のスリット光Ｌ３を生成することができる。
【００４２】
このようにコリメートレンズ１１とシリンドリカルレンズ１２とを組み合わせることで、簡易な構造でスリット光Ｌ３を生成できる。さらに、これらコリメートレンズ１１とシリンドリカルレンズ１２には市販品を用いることが可能であるため、コスト低減を図りながらスリット光Ｌ３の生成が可能となる。
【００４３】
さらに、送光コリメータ３が光ファイバー１０を有していることで、光源２を計測対象物Ｗと離れた位置に設けることが可能となり、レーザー走査システム１００の設置位置の自由度を高めることができる。
【００４４】
本実施形態のレーザー走査システム１００によると、スリット光Ｌ３の波長毎に出射角度を変化させることができるので、機械的な動作機構を用いることなく、光切断法による対象物の立体形状計測を行うことが可能である。そしてこのように機械的な動作機構が存在しないことで、レーザー走査システム１００の耐久性や、メンテナンス性を向上できる。
【００４５】
なお、光源２には、例えば自由電子レーザーなど、自在にレーザー光Ｌ１の波長を変化させることが可能なレーザーを用いてもよい。即ちこの場合には、光源２と波長調整部５とが一体となっていることになる。また光ファイバー１０は必ずしも設けなくともよく、光源２から直接レーザー光を送光コリメータ３へ入射させてもよい。
【００４６】
ここで、上述したスリット光Ｌ３とは、必ずしも矩形状の光のみを意味するものではなく、例えば楕円形状の光など、断面形状に関わらず、幅方向Ｄ２に対して高さ方向Ｄ１の寸法が大きくなっている光全般を示す。
【００４７】
〔第二実施形態〕
次に、本発明の第二実施形態に係るレーザー走査システム１００Ａについて説明する。
なお、第一実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付して詳細説明を省略する。
本実施形態では、変向部４Ａが第一実施形態とは異なっている。
【００４８】
即ち、図４に示すように、変向部４Ａは反射型のグレーティング１５ではなく、透過型のグレーティング１５Ａを有している。このようなグレーティング１５Ａを用いることで、スリット光Ｌ３はグレーティング１５Ａの背面へと通過するように回折する。
【００４９】
本実施形態のレーザー走査システム１００Ａによると、透過型のグレーティング１５Ａを用いることで、光源２の設置位置と計測対象物Ｗの設置位置との間の相対位置関係の選択に自由度が広がり、レーザー走査システム１００Ａ全体の設置スペースの省スペースが可能となる。
また、レーザー走査システム１００Ａ（１００）の設置スペースに合わせて、省スペースが可能となるように、反射型のグレーティング１５、又は透過型のグレーティング１５Ａを適宜選択すればよい。
【００５０】
〔第三実施形態〕
次に、本発明の第二実施形態に係るレーザー走査システム１００Ｂについて説明する。
なお、第一実施形態及び第二実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付して詳細説明を省略する。
本実施形態では、第一実施形態のレーザー走査システム１００を基本構成として、送光コリメータ３Ｂが第一実施形態とは異なっている。
【００５１】
送光コリメータ３Ｂは、図５に示すように、光源２からのレーザー光Ｌ１を伝達して拡散光Ｌ４を出射する光ファイバー１０と、光ファイバー１０からの拡散光Ｌ４が入射されて、拡散光Ｌ４の高さ方向Ｄ１に直交する幅方向Ｄ２に集光するシリンドリカルレンズ１２Ｂとを有している。
【００５２】
光ファイバー１０は、入射端１０ａから入射するレーザー光Ｌ１を、出射端１０ｂから予め定められた立体角の範囲に拡散させて、コーン状の拡散光Ｌ４を生成する。
【００５３】
シリンドリカルレンズ１２Ｂは、片面に凸型レンズ面１２Ｂａが形成されており、光ファイバー１０と変向部４との間で、凸型レンズ面１２Ｂａが変向部４に対向するように設けられており、拡散光Ｌ４からスリット光Ｌ３を生成して出射する。
【００５４】
本実施形態のレーザー走査システム１００Ｂによれば、光ファイバー１０から出射された図５（ｂ）に示すコーン状の拡散光Ｌ４がシリンドリカルレンズ１２Ｂによって幅方向Ｄ２に集光される。従って、レーザー光Ｌ１から、所定の値の幅寸法を有するスリット光Ｌ３を生成することができる。
【００５５】
ここで、光ファイバー１０は、屈折率の異なるクラッドとコアとから構成されており、これらクラッドとコアとの屈折率比が異なれば、拡散光Ｌ４の立体角を変更することが可能となる。
【００５６】
従って、このようにクラッドとコアとの屈折率比を適宜選択することで、高さ方向Ｄ１への拡散光Ｌ４の拡散量を設定できる。このようにして、光ファイバー１０とシリンドリカルレンズ１２Ｂとを組み合わせることで、任意の幅寸法、高さ寸法のスリット光Ｌ３を生成することができる。
【００５７】
また、レンズとしては、シリンドリカルレンズ１２Ｂのみを用いるため、複数のレンズを組み合わせる場合に比べて、シリンドリカルレンズ１２Ｂの設置位置の調整が容易となる。
【００５８】
なお、本実施形態の送光コリメータ３Ｂを第二実施形態のレーザー走査システム１００Ａに適用してもよい。
【００５９】
〔第四実施形態〕
次に、本発明の第四実施形態に係るレーザー走査システム１００Ｃについて説明する。
なお、第一実施形態から第三実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付して詳細説明を省略する。
本実施形態では、第一実施形態のレーザー走査システム１００を基本構成として、変向部４Ｃが第一実施形態とは異なっている。
【００６０】
変向部４Ｃは、図６に示すように、複数（本実施形態では２つ）設けられている。即ち、反射型のグレーティング１５が複数設けられている。このような場合、複数回、スリット光Ｌ３の角度を回折させることになり、計測対象物Ｗへスリット光Ｌ３を照射する際に波長の異なるスリット光Ｌ３同士で、照射位置を大きく異ならせることができる。
【００６１】
従って、より大きな領域の掃引が可能となる。なお、各々の変向部４Ｃは、反射型のグレーティング１５を有する場合に限られず、透過型のグレーティング１５Ａを複数有していてもよい。また後述するプリズム１５Ｄを有していてもよい。
【００６２】
また、各々の変向部４Ｃが、反射型のグレーティング１５、透過型のグレーティング１５Ａ、及びプリズム１５Ｄのうちいずれか一つを有してもよい。即ち、反射型のグレーティング１５、透過型のグレーティング１５Ａ、及びプリズム１５Ｄを組み合わせてスリット光Ｌ３の出射角度を変化させることが可能となり、出射角度の設計に自由度が高くなる。
【００６３】
〔第五実施形態〕
次に、本発明の第五実施形態に係るレーザー走査システム１００Ｄについて説明する。
なお、第一実施形態から第四実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付して詳細説明を省略する。
本実施形態では、第一実施形態のレーザー走査システム１００を基本構成として、変向部４Ｄが第一実施形態とは異なっている。
【００６４】
変向部４Ｄは、図７に示すように、反射型のグレーティング１５ではなく、プリズム１５Ｄを有している。このプリズム１５Ｄはガラスや水晶等から形成された多面体である。そして、このようなプリズム１５Ｄを用いることで、スリット光Ｌ３は波長毎に異なる屈折率で屈折することになる。そしてこのようなプリズム１５Ｄによって、予め設定した設計上の出射角度となるように、精度よくスリット光Ｌ３を出射し、計測対象物Ｗに照射することができ、計測対象物Ｗの立体形状計測の精度を向上させることができる。
【００６５】
〔第六実施形態〕
次に、本発明の第六実施形態に係るレーザー走査システム１００Ｅについて説明する。
なお、第一実施形態から第五実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付して詳細説明を省略する。
本実施形態では、第一実施形態のレーザー走査システム１００を基本構成として、変向部４Ｅが第一実施形態とは異なっている。
【００６６】
図７に示すように、変向部４Ｅは、スリット光Ｌ３における高さ方向Ｄ１の両端部での光の出射方向を、スリット光Ｌ３における高さ方向Ｄ１の中心部での光の出射方向に一致するように補正する補正部２０を有している。
【００６７】
ここで、反射型のグレーティング１５（又は透過型のグレーティング１５Ａ）を有する変向部４Ｅでは、スリット光Ｌ３は、高さ方向Ｄ１の両端部で回折量が大きくなることがわかっている。即ち、図７（ａ）に示すように、スリット光Ｌ３は高さ方向Ｄ１に真っ直ぐな形状とはならず、高さ方向Ｄ１の両端部が幅方向Ｄ２の一方側に曲がったような歪んだ弓状となる。
【００６８】
ここで、図７（ｂ）に示すように、グレーティング１５に刻まれた溝２０ａの形状を、高さ方向Ｄ１の両端側で、スリット光Ｌ３が幅方向Ｄ２の他方側に歪んだ弓形状とする。これによって、スリット光Ｌ３はその高さ方向Ｄ１で出射方向が補正され、グレーティング１５によって回折されたスリット光Ｌ３は高さ方向Ｄ１に対して平行に出射されることになる。
【００６９】
即ち、グレーティング１５における弓状の溝２０ａが形成された部分が補正部２０となる。そしてこのような補正部２０によって、スリット光Ｌ３を高さ方向Ｄ１に平行に出射させ、計測対象物Ｗの立体形状計測の精度を向上させることができる。
【００７０】
なお、補正部２０は、例えば光源２に設けてもよい。即ち、グレーティング１５で回折された後のスリット光Ｌ３の歪みを打ち消すような平行光Ｌ２、レーザー光Ｌ１を光源２側で生成してもよい。
【００７１】
以上、本発明の実施形態について詳細を説明したが、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内において、多少の設計変更も可能である。
例えば、図９に示すように、画像取得部７は複数設けられていてもよい。具体的には、スリット光Ｌ３が照射された計測対象物Ｗの画像を、例えば側方及び前方から取得し、これらの画像を合成することで、より精度の高い立体形状計測が可能となる。
【００７２】
また、画像取得部７を複数設ける場合には、スリット光Ｌ３の照射位置に応じて、これらの画像取得部７を切り替えて使用してもよい。
【００７３】
また、第三実施形態の送光コリメータ３Ｂを第四実施形態から第六実施形態に適用してもよい。
【００７４】
さらに、シリンドリカルレンズ１２、１２Ｂに代えて、フレネルレンズを用いてもよい。
【符号の説明】
【００７５】
１…レーザー走査装置  ２…光源（出射部）  ３、３Ｂ…送光コリメータ（スリット光生成部）  ４、４Ａ、４Ｃ，４Ｄ，４Ｅ…変向部  ５…波長調整部  ７…画像取得部  １０…光ファイバー  １０ａ…入射端  １０ｂ…出射端  １１…コリメートレンズ  １２、１２Ｂ…シリンドリカルレンズ  １２ａ…凹型レンズ面  １２Ｂａ…凸型レンズ面  １５、１５Ａ、１５Ｄ…グレーティング  ２０…補正部  ２０ａ…溝  １００、１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄ…レーザー走査システム  Ｄ１…高さ方向  Ｄ２…幅方向  Ｌ１…レーザー光  Ｌ２…平行光  Ｌ３…スリット光  Ｌ４…拡散光  Ｗ…計測対象物  
【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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