(57)【要約】【課題】ＣＣＤカメラ式３次元形状測定機の測定精度保証時間を大幅に短縮することができる測定精度保証治具を提供すること。【解決手段】精度保証治具本体１に、ＣＣＤカメラの焦点を合わせるための焦点合わせ部２と、測定可能全エリアの最外部に精度保証形状部３ａ〜３ｄ，４ａ〜４ｄとを備え、精度保証された接触式３次元形状測定機で測定された測定データにより作成された３次元基準データと、ＣＣＤカメラ式３次元形状測定機により測定された測定精度保証治具の測定点群データとの差異を算出することにより、ＣＣＤカメラ式３次元形状測定機の精度保証を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定物をＣＣＤカメラで撮影し、撮影した画像データに基づき被測定物の３次元形状をデータ化する３次元形状測定機の精度保証を行うために使用されるＣＣＤカメラ式３次元形状測定機の精度保証治具であって、
治具本体と、前記３次元形状測定機の測定データが、処理可能な範囲である測定エリアの外周面で構成される多面体の頂点部で、かつ前記ＣＣＤカメラにより撮影可能な前記治具本体上の位置に配設された少なくとも４つの精度保証形状部とを備えたことを特徴とするＣＣＤカメラ式３次元形状測定機の精度保証治具。
【請求項２】
前記精度保証形状部は球体であることを特徴とする請求項１記載のＣＣＤカメラ式３次元形状測定機の精度保証治具。
【請求項３】
前記制度保証形状部は、円錐または角錐形状であることを特徴とする請求項１記載のＣＣＤカメラ式３次元形状測定機の精度保証治具。
【請求項４】
前記治具本体の中央に、ＣＣＤカメラの焦点合わせ部を設けたことを特徴とする請求項１記載のＣＣＤカメラ式３次元形状測定機の精度保証治具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被測定物をＣＣＤカメラで撮影し、撮影した画像データに基づき被測定物の３次元形状をデータ化する３次元形状測定機における精度保証のために使用する精度保証治具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、被測定物の３次元形状を測定する装置として３次元形状測定機があり、工業製品の形状検査や部品の仕上がり精度の検査などに広く利用されている。これら３次元形状測定機には、大別して接触式と非接触式とがあり、最近では、画像処理技術が飛躍的に進歩し、大容量の測定点群データを高速に取り扱うことがパソコンでも容易となったことから、ＣＣＤカメラを用いた非接触式３次元形状測定機（以下、ＣＣＤカメラ式３次元形状測定機という）への移行が進んでいる。
【０００３】
図１２は従来のＣＣＤカメラ式３次元形状測定機の概略構成図であり、５はＣＣＤカメラ、６は縞模様投影機、７はカメラ本体、６ａは被測定物５１に縞模様投影機６から投影した縞模様、５２はパソコン、５３はディスプレー、５４はＣＣＤカメラ式３次元形状測定機、５５はＣＣＤカメラ式３次元形状測定機の測定データが処理可能な範囲である測定エリアである。
【０００４】
ＣＣＤカメラ式３次元形状測定機５４を使用して被測定物５１を測定する場合、被測定物５１の表面にカメラ本体７に固定された縞模様投影機６によって縞模様６ａを投影し、カメラ本体７に固定された縞模様投影機６より規定の距離を隔てて設置されたＣＣＤカメラ５で縞模様６ａを撮影し、撮影した画像データをパソコン５２で演算処理し、測定点群データを作成する。測定点群データの１点１点は、Ｘ，Ｙ，Ｚの３次元座標を持っており、この数値が測定値となる（以下、この測定値を測定点群データという）。
【０００５】
通常、ＣＣＤカメラ式３次元形状測定機５４には、測定エリア５５が存在し、この測定エリア５５内に存在する被測定物５１の３次元形状が点群データ化の対象形状となっている。
【０００６】
ところで、通常、３次元形状測定機において、各３次元形状測定機の製造メーカが提供する手段により定期的に測定精度の校正が行われるが、これらの３次元形状測定機により得られる測定点群データには、必ず測定誤差が含まれている。よって、信頼度の高い測定値を得るためには、測定誤差に対する考慮、すなわち測定精度の保証を行わなければならない。例えば、接触式３次元形状測定機の場合、その精度はＪＩＳ規格などにより定義されており、長さ標準器を活用し、測定距離（２次元）に対する保証を９５％信頼限界にて定義している。
【０００７】
しかしながら、非接触式のＣＣＤカメラ式３次元形状測定機の精度保証方法に関して、ＪＩＳ規格などにより明確な定義が確立されていないため、非接触式のＣＣＤカメラ単体の分解能の精度を用いたり、長さに関する測定精度のみを用いて非接触式のＣＣＤカメラ式３次元形状測定機の精度保証を行うなど、ＣＣＤカメラ式３次元形状測定機のユーザにより異なった精度保証要因による精度保証が行われ、統一された精度保証要因による精度保証が行われていないのが現状であり、精度保証の互換性が低く、信頼性も十分でないという問題があった。
【０００８】
このため、ＣＣＤカメラ式３次元形状測定機の精度保証要因を複合的に考慮し、ＪＩＳ規格などにより精度保証された複数種類の標準治具（ゲージ）を使用して、信頼性の高い精度保証を統一された精度保証要因で行うことによるＣＣＤカメラ式３次元形状測定機の精度保証方法が考案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００９】
図１３（ａ）〜（ｃ）は特許文献１に記載された従来のＣＣＤカメラ式３次元測定機の精度保証治具を示す図である。これら従来の精度保証治具６１〜６３を使用した従来の精度保証方法は、被測定物表面の画像をＣＣＤカメラで撮影して、被測定物表面の３次元形状測定を行う精度保証方法であって、図１３（ａ）に示す精度保証治具６１は、平坦な斜面部の画像を取得して、測定点群データの間隔に基づき、ＣＣＤカメラの縦横高さ方向の分解能を測定する精度保証治具であり、図１３（ｂ）に示す精度保証治具６２は、平坦な複数の平面を階段状に配置した平面部の画像を取得して、異なる２平面の高さ方向の測定精度を測定する精度保証治具であり、図１３（ｃ）に示す精度保証治具６３は、円筒表面部の画像を取得して、曲面測定精度を測定する精度保証治具である。
【００１０】
これら従来の精度保証治具６１，６２，６３を使用して、ＣＣＤカメラ式３次元形状測定機の複合的な測定精度を算出し、測定精度を保証するようにしている。
【特許文献１】特開２００２−２２１４１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、前記従来技術における構成において、ＣＣＤカメラ式３次元形状測定機の測定データが処理可能な範囲である測定エリア内での精度保証を行うには、以下に説明するような課題を有していた。
【００１２】
それは、ＣＣＤカメラ式３次元形状測定機の精度保証を行うには、測定エリア内で測定される全ての点１点１点と、被測定物の形状との差異を保証する必要があることである。
【００１３】
図１４はＣＣＤカメラ式３次元形状測定機の前記従来の精度保証治具６２による測定エリアの精度保証方法の説明図である。
【００１４】
図１４に示すように、測定エリア全域における異なる２平面の高さ方向の精度保証を行うため、精度保証治具６２を移動させながら、精度保証を行おうとした場合、撮影した位置における部分的な精度保証は可能であるが、従来の精度保証治具６２を移動させながら精度保証した複数のエリアにまたがる、異なる２平面の高さ方向の精度保証を行うことが難しいため、測定エリア全域での精度保証を行うことは困難である。
【００１５】
同様の課題が前記他の従来の精度保証治具６１，６３を使用した場合にも存在しており、従来の精度保証治具６１〜６３では、測定エリア全域での精度保証することができず、部分的な精度保証しかできないという課題を有していた。
【００１６】
本発明は、前記従来の課題を解決するものであり、ＣＣＤカメラ式３次元測定機の測定エリア全域での精度保証を行うことのできるＣＣＤカメラ式３次元形状測定機の精度保証治具を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
前記目的を達成するために、本発明のＣＣＤカメラ式３次元形状測定機の精度保証治具は、ＣＣＤカメラ式３次元形状測定機の測定データが処理可能な範囲である測定エリアの外周面で構成される多面体の頂点部で、かつ前記ＣＣＤカメラにより撮影可能な治具本体上の位置に配置された精度保証形状部を具備したものである。この構成によって、あらかじめＪＩＳ規格などにより精度保証された接触式３次元形状測定機を使用して精度保証形状部を測定し、得られた測定値を基に作成した３次元基準データとＣＣＤカメラ式３次元形状測定機により測定された精度保証形状部の測定点群データとの照合を行い、３次元基準データと測定点群データとの差異を算出することにより、ＣＣＤカメラ式３次元形状測定機の精度保証を行うことができる。
【発明の効果】
【００１８】
以上のように、本発明のＣＣＤカメラ式３次元形状測定機の精度保証治具によれば、測定エリアの外周面で構成される多面体の頂点部の精度保証形状部を測定することにより、測定エリア全域の精度保証を行うことが可能となる。さらには、複数の精度保証形状部がＣＣＤカメラにより撮影可能な位置に配置していることにより、複数の精度保証形状部の撮影が同時に行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２０】
（実施形態１）
図１は本発明の実施形態１におけるＣＣＤカメラ式３次元形状測定機の精度保証治具の外観斜視図であり、１は精度保証治具本体、２は焦点合わせ部、３ａ〜３ｄは上部の精度保証形状部、４ａ〜４ｄは下部の精度保証形状部である（以下、上部の精度保証形状部３ａ〜３ｄと下部の精度保証形状部４ａ〜４ｄとを併せて精度保証形状部３ａ〜４ｄと記す）。
【００２１】
図２は実施形態１における測定状態を示す斜視図であり、精度保証形状部３ａ〜４ｄは、ＣＣＤカメラ式３次元形状測定機の測定データが処理可能な範囲である測定エリア５５の外周面で構成される多面体の頂点部に設けられ、かつＣＣＤカメラ５により撮影可能な位置に配置され、精度保証を行うために精度保証治具本体１上に設置した測定部である。
【００２２】
実施形態１では精度保証形状部が８個で構成された場合について説明する。
【００２３】
図３はＣＣＤカメラ式３次元形状測定機による精度保証形状部の撮影概略図であり、５はＣＣＤカメラ、６は縞模様投影機、７はカメラ本体、６ａは縞模様投影機６から投影した縞模様、１１はＣＣＤカメラの撮影方向、１３は精度保証形状部３ａ〜４ｄ表面の点群データ化可能範囲、１４は精度保証形状部における撮影可能範囲、１５は精度保証形状部３ａ〜４ｄ表面の点群データ化対象外範囲、１６は点群データ化限界角度である。
【００２４】
図３に示すように、ＣＣＤカメラ５を使用して撮影する精度保証形状部３ａ〜４ｄには、ＣＣＤカメラ５により精度保証形状部における撮影が可能な撮影可能範囲１４と、測定点群データの算出が可能な点群データ化可能範囲１３と、点群データ化可能範囲から除外される点群データ化対象外範囲１５が存在する。点群データ化可能範囲１３と点群データ化対象外範囲１５の境目となる角度を点群データ化限界角度１６と呼ぶ。
【００２５】
精度保証形状部３ａ〜４ｄにおける球形状の表面は、どこから見ても同じ形状をしているため、ＣＣＤカメラ式３次元形状測定機の測定エリアのどこに設置しても、ＣＣＤカメラ５により同じ形状に撮影される。また球形状表面の法線は、カメラの撮影方向１１に対し、同方向となる頂点部から外周になるにつれて角度が除々に変化し、撮影が限界となる全ての範囲の角度を含んでいる。
【００２６】
以上のことより点群データ化の限界となる点群データ化限界角度１６まで全ての法線方向の面を有する球形状を、本実施形態におけるＣＣＤカメラ式３次元形状測定機の精度保証治具の精度保証形状部として採用する。
【００２７】
精度保証形状部３ａ〜４ｄは、図１に示すように、精度保証治具本体１上に設けられ、ＣＣＤカメラ式３次元形状測定機の測定エリアの最外部（立方体の頂点部）に配置され、焦点合わせ部２から最も離れた場所に位置している。焦点合わせ部２から最も離れた場所は、ＣＣＤカメラにより撮影されるエリアのうち、最も測定精度の悪いエリアとなっている。なぜなら、ＣＣＤカメラは、非球面レンズを使用しており、非球面レンズは、レンズの焦点部分の精度が最も良く、焦点から離れれば離れるほど精度が低下する特徴を有しているからである。これは公知の事項である。以上より、ＣＣＤカメラ式３次元形状測定機の測定エリア内において、最外部に配置された精度保証形状部３ａ〜４ｄの測定精度が最も悪い場所となっている。
【００２８】
図４はＣＣＤカメラによる撮影時における精度保証形状部の死角の説明図である。図３においてＡはＣＣＤカメラの死角領域である。
【００２９】
精度保証形状部３ａ〜４ｄは、ＣＣＤカメラ式３次元形状測定機の測定エリアの最外部に配置すると共にＣＣＤカメラ５により同時に撮影できる位置に配置する必要がある。それは、図４に示すような下部の精度保証形状部４ａに、ＣＣＤカメラ５の死角領域Ａが発生するため、上部の精度保証形状部３ａがなければ測定できた点群データを得ることができず、全ての精度保証形状部の測定点群データを算出するためには、ＣＣＤカメラ５の位置を移動させながら複数回測定を行わなければならず、測定点群データの合成処理による合成誤差を含んでしまうからである。
【００３０】
以上のように下部の精度保証形状部４ａを上部の精度保証形状部３ａの真下に配置した場合、上部の精度保証形状部３ａの影となる、ＣＣＤカメラ５の死角領域Ａが発生するため、下部の精度保証形状部４ａを内側に移動させる必要がある。
【００３１】
図５は実施形態１おけるＣＣＤカメラ式３次元形状測定機の下部の精度保証形状部の移動量の説明図であり、２１は上部の精度保証形状部の真下の位置、２２は移動距離、２３は下部の精度保証形状部の移動後の位置である。
【００３２】
図５に示すように、上部の精度保証形状部３ａ〜３ｄの真下の位置２１が上部の精度保証形状部３ａ〜３ｄの死角とならないように、精度保証形状部の直径分の移動距離２２、測定エリアの内側へ移動させ、下部の精度保証形状部４ａ〜４ｄの移動後の位置２３へ移動させる必要がある。図１に示すように、下部の精度保証形状部４ａ〜４ｄを、上部の精度保証形状部３ａ〜３ｄの真下より内側に配置させることにより、上部の精度保証形状部３ａ〜３ｄの影とならないように配置することができる。
【００３３】
図６を参照して、本実施形態のＣＣＤカメラ式３次元形状測定機の精度保証治具による精度保証プロセスについて説明する。図５は本実施形態ＣＣＤカメラ式３次元形状測定機の精度保証治具による精度保証に関する概略説明図である。
【００３４】
図６において、２４は焦点合わせ用レーザ光（縞模様投影機６側）、２４ａは焦点合わせ用レーザ光２４のスポット、２５は焦点合わせ用レーザ光（ＣＣＤカメラ５側）、２５ａは焦点合わせ用レーザ光の光スポット、２６は画像処理部であり、画像処理部２６は、画像データ変換部２７，照合処理部２８，差異算出部２９にて構成されており、３０は画像表示部である。
【００３５】
図７は本実施形態におけるＣＣＤカメラ式３次元形状測定機の精度保証治具による精度保証プロセスに係るフローチャートであり、Ｓ１は精度保証治具のセット、Ｓ２は精度保証治具の撮影、Ｓ３は測定点群データの算出、Ｓ４は測定点群データと３次元基準データの照合、Ｓ５は測定点群データと３次元基準データとの差異算出の各工程をそれぞれ示す。
【００３６】
最初に、精度保証治具のセットＳ１について説明する。精度保証形状部３ａ〜４ｄ全てを測定エリア内にセットするため、縞模様投影機６側の焦点合わせ用レーザ光２４の光スポット２４ａとＣＣＤカメラ５側の焦点合わせ用レーザ光２５の光スポット２５ａの間隔が最短となったときに、ＣＣＤカメラ５の焦点が測定可能エリアの中心となるように調整された２つの焦点合わせレーザの光スポット２４ａ，２５ａを、焦点合わせ部２に間隔が最短となるように合わせた後、画像表示部３０内に精度保証形状部３ａ〜４ｄが全て表示されるようにセットすることにより、精度保証治具のセットＳ１は完了する。
【００３７】
次に、精度保証治具の撮影Ｓ２について説明する。精度保証形状部３ａ〜４ｄの画像データを撮影するために、精度保証形状部３ａ〜４ｄに縞模様投影機６より縞模様６ａを投影し、ＣＣＤカメラ５で縞模様６ａを撮影することにより、精度保証治具の撮影Ｓ２は完了する。
【００３８】
次に、測定点群データの算出Ｓ３について説明する。精度保証治具の撮影Ｓ２で得られた画像データを画像データ変換部２７に供給し、画像データを測定点群データへ変換することにより測定点群データの算出Ｓ３は完了する。
【００３９】
次に、測定点群データと３次元基準データの照合Ｓ４について説明する。画像データ変換部２７より算出された測定点群データとＪＩＳ規格などにより精度保証された接触式３次元形状測定機を使用して測定された測定データを基に作成された精度保証形状部３ａ〜４ｄの３次元基準データは、異なる座標系のもとで測定されているため、測定点群データと３次元基準データを照合処理部２８に供給し、この２つのデータの座標系を一致させることにより測定点群データと３次元基準データの照合Ｓ４は完了する。この照合処理機能は、ＣＣＤカメラ式３次元形状測定機の標準的な機能である。
【００４０】
最後に、測定点群データと３次元基準データとの差異算出Ｓ５について説明する。測定点群データと３次元基準データとの差異を算出するため、座標系を一致させた測定点群データと３次元基準データを差異算出部２９へ供給し、測定点群データと３次元基準データにおける精度保証形状部との法線方向の距離を算出することにより、測定点群データと３次元基準データとの差異算出は完了する。
【００４１】
図８は測定点群データと３次元基準データとの差異に関する説明図であり、３１は測定点群データ、３２は３次元基準データ、３３は法線方向、３４は３次元基準データ３２と測定点群データ３１の差異である。
【００４２】
本実施形態のＣＣＤカメラ式３次元形状測定機の精度保証治具に設置された精度保証形状部３ａ〜４ｄに関するデータの差異の中で、最も大きな値をＣＣＤカメラ式３次元形状測定機の精度保証エリアにおける精度保証値として採用する。
【００４３】
また、図１に示すように、下部の精度保証形状部４ａ〜４ｄは、上部の精度保証形状部３ａ〜３ｄの真下より、精度保証形状部の直径分内側に移動させているため精度保証するエリアは、下部の精度保証形状部４ａ〜４ｄと、上部の精度保証形状部３ａ〜３ｄを、下部の精度保証形状部４ａ〜４ｄと同じ距離内側に移動させた下部の精度保証形状部４ａ〜４ｄの真上の位置とを頂点とするエリアとなる。
【００４４】
前記実施形態によれば、従来の精度保証治具による精度保証方法では部分的な精度保証しかできなかったＣＣＤカメラ式３次元形状測定機の精度保証が、精度保証形状部３ａ〜４ｄで囲まれたエリアで測定された測定点群データ１点１点全てについて１回の撮影で可能となる。
【００４５】
（実施形態２）
本発明の実施形態２を図１，図９を参照して説明する。なお、以下の説明において既に説明した部材に対応する部材には同一符号を付して詳しい説明は省略する。
【００４６】
実施形態１では、下部の精度保証形状部４ａ〜４ｄを内側へ移動させたため、精度保証できる範囲が狭くなったが、下部の精度保証形状部４ａ〜４ｄに関するデータの差異の値を補正することにより、下部の精度保証形状部４ａ〜４ｄが、上部の精度保証形状部３ａ〜３ｄの真下ある場合と同じ測定エリア全域での精度保証を行うことが可能となる。
【００４７】
図９は本発明の実施形態２におけるＣＣＤカメラ式３次元形状測定機の下部の精度保証治具の補正量の説明図であり、４１は精度保証治具本体、４２は焦点合わせ部、４３は上部の精度保証形状部の真下の下部の精度保証形状部の位置、４４は下部の精度保証形状部の移動後の位置である。焦点合わせ部４２は精度保証形状部と同じ球形状を用いることより最も測定精度の良い、測定エリア中央部の精度保証形状部の差異を算出することができる。
【００４８】
実施形態２において、下部の精度保証形状部の移動後の位置４４の精度保証部の測定点群データと３次元基準データとの差異と、焦点合わせ部４２の精度保証形状部の測定点群データと３次元基準データとの差異との差を算出し、焦点合わせ部４２から下部の精度保証形状部の移動後の位置４４までの距離ｎと、焦点合わせ部４２から上部の精度保証形状部の真下の下部の精度保証形状部の位置４３までの距離ｍによって比例換算し、上部の精度保証形状部の真下の下部の精度保証形状部４３に関するデータの差異を予測することができる。
【００４９】
なお、図９において、ａは焦点合わせ部４２と下部の精度保証形状部４ａ〜４ｄの移動後の位置４４との横方向の距離、ｂは焦点合わせ部４２と上部の精度保証形状部３ａ〜３ｄの真下の下部の精度保証形状部４ａ〜４ｄの位置４３との横方向の距離、ｈは焦点合わせ部４２と下部の精度保証形状部４ａ〜４ｄの移動後の位置４４との高さ方向の距離である。
【００５０】
例えば、測定エリアの一辺が１００ｍｍのＣＣＤカメラ式３次元形状測定機において、直径１０ｍｍの球形状を用いた場合、図８において、ｈは４５ｍｍ，ａは３５ｍｍ、ｂは４５ｍｍである。ｎは５７ｍｍ，ｍは６３．６ｍｍと計算され、１１．６％（（６３．６−５７）／５７））精度が低下すると予測される。
【００５１】
下部の精度保証形状部４ａ〜４ｄの移動後における位置４４の測定点群データと３次元基準データとの差異が３０μｍ、焦点合わせ部４２の測定点群データと３次元基準データとの差異が２０μｍと測定された場合、焦点合わせ部４２と下部の精度保証形状部４ａ〜４ｄの移動後における位置４４の測定点群データと３次元基準データとの差異との差は１０μｍとなり、１．１６μｍ（１０×０．１１６）の精度が低下すると予測され、上部の精度保証形状部４ａ〜４ｄの真下の下部の精度保証形状部４ａ〜４ｄの位置４３における測定点群データと３次元基準データとの差異は３１．１６μｍ（３０＋１．１６）と予測できる。
【００５２】
上部の精度保証形状部３ａ〜３ｄの測定点群データと３次元基準データとの差異と、下部の精度保証形状部４ａ〜４ｄの測定点群データと３次元基準データとの差異より補正された上部の精度保証形状部３ａ〜３ｄの真下の下部の精度保証形状部４ａ〜４ｄの差異のうち、最大値をＣＣＤカメラ式３次元形状測定機の精度保証値として採用する。
【００５３】
なお、実施形態２において、下部の精度保証形状部の測定点群データと３次元基準データの差異を、補正値を計算することにより求めたが、下部の精度保証形状部の移動前と移動後の測定点群データと３次元基準データの差異を実測して求めてもよい。
【００５４】
図１０（ａ）〜（ｃ）は前記実施形態１，２の精度保証を行うために使用する精度保証治具の精度保証形状部を例示した斜視図である。
【００５５】
図１０（ａ）は先端が球である精度保証形状部４５を示し、図１０（ｂ）は先端が円錐である精度保証形状部４６を示し、図１０（ｃ）は先端が角錐である精度保証形状部４７を示している。
【００５６】
実施形態１，２において、精度保証形状部として先端が球体である精度保証形状部４５を使用しており、ＣＣＤカメラによる点群データ化可能な全法線方向成分を有する形状による精度保証を行っているが、この球形状に替えて、精度保証形状部４６，４７のような先端が円錐あるいは角錐形状であっても、ＣＣＤカメラでの点群データ化限界角度に近い法線方向の成分を有する精度保証形状部による精度保証が可能であり、精度保証形状部としては球形状に限定されるものではない。
【００５７】
なお、精度保証形状部の個数は４個以上であればよく、図１１に精度保証治具本体４８に精度保証形状部が４個（４９ａ〜４９ｄ）設けた場合の精度保証治具を示した。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明のＣＣＤカメラ式３次元形状測定機の精度保証治具は、ＪＩＳ規格により精度保証された接触式３次元形状測定機を使用して測定された測定データを基に作成した３次元基準データと、この３次元基準データ化された精度保証形状部を測定して得られた測定点群データを照合し、差異を算出することにより精度保証することができ、レーザ式３次元測定機の測定精度保証治具などにも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の実施形態１におけるＣＣＤカメラ式３次元形状測定機の精度保証治具の外観斜視図
【図２】実施形態１における測定状態を示す斜視図
【図３】ＣＣＤカメラ式３次元形状測定機における精度保証形状部の撮影概略図
【図４】ＣＣＤカメラによる撮影時における精度保証形状部の死角の説明図
【図５】実施形態１おけるＣＣＤカメラ式３次元形状測定機の下部の精度保証形状部の移動量の説明図
【図６】実施形態１におけるＣＣＤカメラ式３次元形状測定機の精度保証治具による精度保証プロセスの説明図
【図７】実施形態１におけるＣＣＤカメラ式３次元形状測定機の精度保証治具による精度保証プロセスに係るフローチャート
【図８】実施形態１における測定点群データと３次元基準データとの差異に関する説明図
【図９】本発明の実施形態２におけるＣＣＤカメラ式３次元形状測定機の下部の精度保証治具の補正量の説明図
【図１０】（ａ）は実施形態１，２の精度保証を行うために使用する精度保証治具の精度保証形状部を例示した斜視図、（ｂ）は実施形態１，２の精度保証を行うために使用する精度保証治具の精度保証形状部を例示した斜視図、（ｃ）は実施形態１，２の精度保証を行うために使用する精度保証治具の精度保証形状部を例示した斜視図
【図１１】本実施形態における精度保証形状部の他例の形状を示す斜視図
【図１２】従来のＣＣＤカメラ式３次元形状測定機の概略構成図
【図１３】（ａ）は従来のＣＣＤカメラ式３次元測定機の精度保証治具を示す図、（ｂ）は従来のＣＣＤカメラ式３次元測定機の精度保証治具を示す図、（ｃ）は従来のＣＣＤカメラ式３次元測定機の精度保証治具を示す図
【図１４】ＣＣＤカメラ式３次元形状測定機の従来の精度保証治具による測定エリアの精度保証方法の説明図
【符号の説明】
【００６０】
１，４８  精度保証治具本体
２  焦点合わせ部
３ａ〜３ｄ，４ａ〜４ｄ，４５〜４７，４９ａ〜４９ｄ  精度保証形状部
５  ＣＣＤカメラ
６  縞模様投影機
６ａ  縞模様
７  カメラ本体
１１  ＣＣＤカメラの撮影角度（方向）
１２  精度保証形状部
１３  精度保証形状部表面の点群データ化可能範囲
１４  撮影可能範囲
１５  精度保証形状部表面の点群データ化対象外範囲
１６  点群データ化限界角度
２１  上部の精度保証形状部の真下の位置
２２  移動距離
２３  下部の精度保証形状部の移動後の位置
２４  焦点合わせ用レーザ光（縞模様投影機側）
２４ａ  焦点合わせ用レーザ光のスポット
２５  焦点合わせ用レーザ光（ＣＣＤカメラ側）
２５ａ  焦点合わせ用レーザ光の光スポット
２６  画像処理部
２６  画像処理部
２７  画像データ変換部
２８  照合処理部
２９  差異算出部
３０  画像表示部
３１  測定点群データ
３２  ３次元基準データ
３３  法線方向
３４  ３次元基準データと測定点群データの差異
４１  精度保証治具本体
４２  焦点合わせ部
４３  上部の精度保証形状部の真下の下部の精度保証形状部の位置
４４  下部の精度保証形状部の移動後の位置
５５  測定エリア
ｎ  焦点合わせ部と下部の精度保証形状部の移動後の位置との距離
ｍ  焦点合わせ部と上部の精度保証形状部の真下の下部の精度保証形状部の位置との距離
ｈ  焦点合わせ部と下部の精度保証形状部の移動後の位置との高さ方向の距離
ａ  焦点合わせ部と下部の精度保証形状部の移動後の位置との横方向の距離
ｂ  焦点合わせ部と上部の精度保証部の真下の下部の精度保証形状部の位置との横方向の距離
【図１】
2007121124.tif 000003
【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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