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JPH11211433A - Method and system for measuring surface shape of molded article - Google Patents

Method and system for measuring surface shape of molded article

Info

Publication number
JPH11211433A
JPH11211433A JP1980698A JP1980698A JPH11211433A JP H11211433 A JPH11211433 A JP H11211433A JP 1980698 A JP1980698 A JP 1980698A JP 1980698 A JP1980698 A JP 1980698A JP H11211433 A JPH11211433 A JP H11211433A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
molded article
incident
measuring
measurement
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP1980698A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Kashiwagi
寛 柏木
Katsushi Ikeuchi
克史 池内
Yoichi Sato
洋一 佐藤
Megumi Saitou
めぐみ 斉藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toppan Inc
Original Assignee
Toppan Printing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toppan Printing Co Ltd filed Critical Toppan Printing Co Ltd
Priority to JP1980698A priority Critical patent/JPH11211433A/en
Publication of JPH11211433A publication Critical patent/JPH11211433A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】立体成形品の表面形状を、この成形品に接触す
ることなく、しかも、任意の感度で、簡単かつ短時間に
測定できる測定方法及び測定システムを提供すること。 【解決手段】成形品1を載置台2の上に載置し、これを
包囲して、かつ、白熱灯4,4との間に、白色半透明の
プラスチック球3を設ける。そして、成形品1表面に光
線を入射させ、その正反射光中の直線偏光の強度を、偏
光膜5を介してCCDカメラ6により、全偏光角に渡っ
て測定し、最小値Imin を有する直線偏光成分の偏光面
を入射面とする。また、最大値Imax 、最小値Imin の
値から入射角Ψを算出し、入射面内において、反射光の
進行方向と角Ψをなす方向を、CCDカメラ6の画素に
対応する成形品1表面の測定部位の法線方向として算出
する。
(57) [Problem] To provide a measuring method and a measuring system capable of measuring the surface shape of a three-dimensional molded product easily and in a short time without contacting the molded product, with any sensitivity. A molded article (1) is mounted on a mounting table (2), and a semi-transparent white plastic ball (3) is provided between the molded article (1) and a surrounding incandescent lamp (4). Then, a light beam is made incident on the surface of the molded article 1, and the intensity of the linearly polarized light in the specularly reflected light is measured by the CCD camera 6 through the polarizing film 5 over the entire polarization angle, and a straight line having the minimum value Imin is obtained. The plane of polarization of the polarization component is defined as the plane of incidence. Further, the incident angle Ψ is calculated from the maximum value Imax and the minimum value Imin, and the direction forming the angle Ψ with the traveling direction of the reflected light in the incident surface is determined on the surface of the molded article 1 corresponding to the pixel of the CCD camera 6. It is calculated as the normal direction of the measurement site.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、成形品の表面形状
測定方法及び測定システムに関し、更に詳しくは、立体
成形品の表面形状を、この成形品に接触することなく、
しかも、その成形品の大小にかかわらず任意の感度で、
簡単に測定することができる測定方法及び測定システム
に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and a system for measuring the surface shape of a molded article, and more particularly, to the method of measuring the surface shape of a three-dimensional molded article without contacting the molded article.
Moreover, regardless of the size of the molded product, with any sensitivity,
The present invention relates to a measurement method and a measurement system that can easily measure.

【0002】[0002]

【従来の技術】成形品に接触することなく、この成形品
の表面形状を測定する方法には、光学的測定方法が汎用
されている。
2. Description of the Related Art As a method for measuring the surface shape of a molded article without contacting the molded article, an optical measuring method is widely used.

【0003】このような光学的表面形状測定方法は、点
測定法と面測定法とに大別することができる。
[0003] Such optical surface shape measuring methods can be broadly classified into point measuring methods and surface measuring methods.

【0004】点測定法は、物体の各点ごとの寸法や深さ
を測定して立体形状を測定する方法で、光プルーブ法、
三角測量法等が例示できる。これら点測定法のうち、光
プルーブ法は、光ピックアップ用の光学的微小変位セン
サの感度が極めて高いことから、特に光学的表面粗さ測
定用に用いられる。
The point measuring method is a method of measuring a three-dimensional shape by measuring the size and depth of each point of an object.
An example is a triangulation method. Among these point measurement methods, the optical probe method is used particularly for optical surface roughness measurement because the sensitivity of an optical minute displacement sensor for an optical pickup is extremely high.

【0005】この光プルーブ法は、更に臨界角法、非点
収差法、ナイフエッジ法、ヘテロダイン法等に分類する
ことができるが、いずれの方法もコヒーレントな入射光
線を測定対象の成形品の表面の微小スポットに結び、そ
の反射光を検出して、この反射光から成形品表面形状を
算出するものである。これら光プルーブ法の感度は極め
て高く(例えば、10Åオーダの感度が得られる)、こ
のため、微小部品の表面粗さの測定に適した方法であ
る。しかしながら、測定感度を任意に調節することがで
きないため、大型物品の表面形状の測定に適用する場合
にも、その高い感度に対応して極めて微小な光スポット
を結ぶための光学系と、この光スポットを走査するため
の長い測定時間とを必要とし、極めて非経済的かつ非能
率的となる。このため、これらの方法は、大型物品の表
面形状の測定には不向きである。
[0005] The optical probe method can be further classified into a critical angle method, an astigmatism method, a knife edge method, a heterodyne method, and the like. In any of these methods, a coherent incident light beam is applied to the surface of a molded article to be measured. The reflected light is detected, and the surface shape of the molded article is calculated from the reflected light. The sensitivity of the optical probe method is extremely high (for example, a sensitivity of the order of 10 ° is obtained), and therefore, it is a method suitable for measuring the surface roughness of a minute component. However, since the measurement sensitivity cannot be adjusted arbitrarily, even when applied to the measurement of the surface shape of a large article, an optical system for connecting an extremely small light spot corresponding to the high sensitivity and this optical system are used. It requires a long measurement time to scan the spot, which is extremely uneconomical and inefficient. Therefore, these methods are not suitable for measuring the surface shape of a large article.

【0006】また、三角測量法はコヒーレントなレーザ
光ビームを物体に投影し、特定の観察位置から観察した
ときに物体表面に表れる輝点を観測し、三角測量の原理
に基づいて輝点座標を計算する方法で、大型物体の表面
形状測定に利用される。しかしながら、この方法も微小
な光ビームによって走査する必要があるため、その走査
のための長い測定時間を必要とし、非能率的である。
In the triangulation method, a coherent laser beam is projected onto an object, a bright point appearing on the surface of the object when observed from a specific observation position is observed, and the coordinates of the bright point are calculated based on the principle of triangulation. This is a calculation method and is used to measure the surface shape of large objects. However, since this method also requires scanning with a small light beam, it requires a long measurement time for the scanning and is inefficient.

【0007】一方、面測定法は、物体の等高線を直接縞
画像の形で得るものであり、この等高線図形を基に縞解
析を行って形状を求める方法である。面測定法として
は、干渉法、ホログラフィ干渉法、光切断法、モアレト
ポログラフィ、ステレオ法等が知られているが、これら
のうち、干渉法、モアレトポログラフィ、ステレオ法が
広く用いられている。
On the other hand, the surface measurement method is a method of directly obtaining contour lines of an object in the form of a fringe image, and is a method of obtaining a shape by performing fringe analysis based on this contour figure. As surface measurement methods, interferometry, holographic interferometry, light sectioning, moire topography, stereo method, and the like are known. Of these, interferometry, moire topography, and stereo method are widely used. .

【0008】干渉法は、光波の干渉原理を用いて鏡面形
状を測定する方法で、光源からの光を分割して一方を測
定対象物に当て、その反射光又は透過光(物体波)と他
方の参照波と重ね合わせて干渉縞をつくり、この干渉縞
から上記等高線を算出して表面形状を求める方法であ
る。この方法は、サブミクロンから10nm程度の感度
を有することから、精密加工品等の微小部品の表面形状
の測定に適する。しかしながら、上記干渉縞を作る必要
から、コヒーレントな光源と、わずかな振動を許容しな
いほどの正確な光学的位置合わせを必要とする。また、
その感度は干渉縞のピッチに依存し、かつ、光学系のサ
イズによって測定範囲が限定されるため、大型物品の測
定には不向きであり、非経済的である。
[0008] The interferometry is a method of measuring a mirror surface shape using the principle of interference of light waves. Light from a light source is divided and one of the divided light is applied to an object to be measured. This method is a method of creating an interference fringe by superimposing it on the reference wave, and calculating the contours from the interference fringe to obtain the surface shape. Since this method has a sensitivity of about 10 to 10 nm, it is suitable for measuring the surface shape of a minute component such as a precision processed product. However, the necessity of forming the interference fringes requires a coherent light source and an accurate optical alignment that does not allow slight vibration. Also,
Since the sensitivity depends on the pitch of the interference fringes and the measurement range is limited by the size of the optical system, it is not suitable for measuring a large article and is uneconomical.

【0009】モアレトポログラフィは、光源と直線格子
の配置で表面形状を測定する方法であり、インコヒーレ
ントな光源による測定が可能な点で簡便な方法であり、
大型物品や人体の表面形状の測定に適している。しかし
ながら、測定範囲や感度が直線格子の大きさにより制限
されるため、任意の感度で測定することは不可能であ
る。この感度や範囲は、投影光学系を利用することであ
る程度改善することが可能であるが、モアレトポログラ
フィ法で得られるモアレ縞は測定対象表面の高さを等間
隔に示すものではないため、その感度に限界がある。
The moire topography is a method of measuring a surface shape by arranging a light source and a linear grating, and is a simple method in that measurement can be performed with an incoherent light source.
It is suitable for measuring the surface shape of large objects and human bodies. However, since the measurement range and sensitivity are limited by the size of the linear grating, it is impossible to perform measurement at an arbitrary sensitivity. This sensitivity and range can be improved to some extent by using a projection optical system, but the moire fringes obtained by the moire topography method do not indicate the height of the surface to be measured at equal intervals, Its sensitivity is limited.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
背景に基づいてなされたもので、すなわち、本発明は、
点測定法に属する非接触タイプの表面形状測定法であっ
て、立体成形品の表面形状を、この成形品に接触するこ
となく、しかも、その成形品の大小に係わらず任意の感
度で、簡単かつ短時間に測定することができる測定方法
及び測定システムを提供することを目的とするものであ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made based on such a background.
This is a non-contact type surface shape measurement method that belongs to the point measurement method. The surface shape of a three-dimensional molded product can be easily adjusted without any contact with the molded product and with any sensitivity regardless of the size of the molded product. It is another object of the present invention to provide a measurement method and a measurement system capable of performing measurement in a short time.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】ところで、成形品等の物
体表面の正反射現象においては、入射光線の偏光面に応
じて反射率が異なることが知られている。すなわち、反
射率の最大値は入射光線が入射面(入射光線の進行方向
と物体表面の法線とが属する面)に直交する偏光面(す
なわち、s偏光の場合)を有する場合であり、最小値は
入射光線が入射面内に偏光面を有する場合(すなわち、
p偏光の場合)である。そして、この反射率の相違は、
そのまま、反射光の強度に反映される。
In the meantime, it is known that in the specular reflection phenomenon on the surface of an object such as a molded product, the reflectance varies depending on the plane of polarization of an incident light beam. That is, the maximum value of the reflectance is when the incident light has a plane of polarization (that is, in the case of s-polarized light) orthogonal to the plane of incidence (the plane to which the traveling direction of the incident light and the normal of the object surface belong), and The value is given if the incident ray has a plane of polarization in the plane of incidence (ie,
p-polarized light). And this difference in reflectance is
As it is, it is reflected on the intensity of the reflected light.

【0012】このため、ランダム偏光(自然光や室内光
等、偏光面を持たない光線)を入射光として使用した場
合には、その正反射光中に含まれる直線偏光成分のう
ち、強度の最大値Imax を示す直線偏光成分の偏光面又
は最小値Imin を示す直線偏光成分の偏光面を検出する
ことにより、上記入射面を知ることができる。
For this reason, when random polarized light (light having no plane of polarization, such as natural light or room light) is used as incident light, the maximum value of the intensity of the linearly polarized light component contained in the specularly reflected light is used. By detecting the plane of polarization of the linearly polarized light component showing Imax or the plane of polarized light of the linearly polarized light component showing the minimum value Imin, the incident surface can be known.

【0013】また、上記最大値Imax と最小値Imin と
の比は入射角に依存し、これらは次の関係にある。
The ratio between the maximum value Imax and the minimum value Imin depends on the angle of incidence, and they have the following relationship.

【数3】 (但し、式中、nは成形品の屈折率、ρは反射光の偏光
度を意味する。)
(Equation 3) (Where n is the refractive index of the molded product and ρ is the degree of polarization of the reflected light.)

【0014】このため、上記式を解くことにより、入射
角を算出することが可能である。そして、上記正反射現
象においては、入射角と反射角とが等しいことが知られ
ているから、入射面内において、反射光の進行方向と算
出された入射角をなす方向が、上記成形品表面の法線方
向、すなわち、成形品表面の勾配として算出できること
となる。
For this reason, it is possible to calculate the incident angle by solving the above equation. In the specular reflection phenomenon, it is known that the incident angle and the reflection angle are equal. Therefore, in the incident plane, the direction forming the calculated incident angle with the traveling direction of the reflected light is the surface of the molded article. , Ie, the gradient of the surface of the molded article.

【0015】本発明は、このような知見に基づいてなさ
れたものである。すなわち、請求項1に係る発明は、既
知の屈折率nを有する成形品の表面を微小面積の測定部
位に分割し、この測定部位に入射光線を照射し、その測
定部位表面で正反射された反射光中の直線偏光成分の強
度を、全偏光面に渡って測定し、この全偏光面における
上記強度の最大値Imax と最小値Imin とを算出し、上
記最小値Imin を有する直線偏光成分の偏光面を入射面
とし、次に、下記式に従って入射角Ψを算出し、
The present invention has been made based on such findings. That is, the invention according to claim 1 divides the surface of a molded article having a known refractive index n into a measurement area having a small area, irradiates the measurement area with an incident light beam, and is specularly reflected at the measurement area surface. The intensity of the linearly polarized light component in the reflected light is measured over the entire polarization plane, the maximum value Imax and the minimum value Imin of the intensity on the entire polarization plane are calculated, and the linearly polarized light component having the minimum value Imin is calculated. The polarization plane is taken as the entrance plane, and then the incident angle Ψ is calculated according to the following equation,

【数4】 上記入射面内において、反射光の進行方向と角Ψをなす
方向を、上記測定部位の法線方向として測定することを
特徴とする成形品の表面形状測定方法を提供する。
(Equation 4) Provided is a method for measuring the surface shape of a molded article, wherein a direction forming an angle と with a traveling direction of reflected light in the incident surface is measured as a normal direction of the measurement site.

【0016】請求項1に係る発明の測定原理は、正反射
光中に含まれるp偏光とs偏光の含有率が入射角に依存
することにあるから、上記入射光線としてコヒーレント
な光線を適用する必要がない。例えば、自然光、白熱電
灯の光等で十分である。
The principle of the measurement according to the first aspect of the present invention is that the coherent light is used as the incident light because the content of the p-polarized light and the s-polarized light contained in the specularly reflected light depends on the incident angle. No need. For example, natural light, light from an incandescent lamp, or the like is sufficient.

【0017】また、測定単位、すなわち、上記測定部位
の面積は任意であって、例えば、撮像管等の光強度測定
手段のそれぞれの画素で測定される面積によって限定さ
れる。このため、上記光強度測定手段の画素やこの光強
度測定手段に適用される拡大レンズの倍率等によって、
上記測定部位の面積を任意に制御することができる。
The unit of measurement, that is, the area of the measurement site is arbitrary, and is limited by, for example, the area measured by each pixel of the light intensity measuring means such as an image pickup tube. For this reason, depending on the magnification of a pixel of the light intensity measuring unit and a magnifying lens applied to the light intensity measuring unit,
The area of the measurement site can be arbitrarily controlled.

【0018】そして、請求項1に係る発明においては、
測定感度は上記測定部位の面積に依存しているから、こ
の測定部位の面積を制御することにより測定感度を制御
することが可能である。すなわち、上記光強度測定手段
の画素や拡大レンズの倍率等の選択により、任意の感度
で測定することが可能である。
In the invention according to claim 1,
Since the measurement sensitivity depends on the area of the measurement site, it is possible to control the measurement sensitivity by controlling the area of the measurement site. That is, it is possible to perform measurement with an arbitrary sensitivity by selecting the pixel of the light intensity measuring unit, the magnification of the magnifying lens, and the like.

【0019】また、上述のように入射光線として自然光
等の任意の光が適用でき、また、光強度測定手段として
撮像管等が使用できるから、成形品表面を走査する必要
もない。このため、大型物体から小型部品まで、任意の
大きさの成形品の表面形状を、必要な感度で測定するこ
とが可能となる。なお、測定時間は、直線偏光成分の強
度をその全偏光面に渡って測定するのに必要な時間であ
り、具体的には、偏光膜を一回転させるために要する時
間であって、成形品の大きさに依存しない。
Further, as described above, any light such as natural light can be applied as the incident light, and an imaging tube or the like can be used as the light intensity measuring means, so that it is not necessary to scan the surface of the molded product. For this reason, it is possible to measure the surface shape of a molded article having an arbitrary size from a large object to a small part with a required sensitivity. The measurement time is the time required to measure the intensity of the linearly polarized light component over its entire polarization plane, and specifically, the time required to make one rotation of the polarizing film, and Does not depend on the size of

【0020】請求項1に係る立体成形品としては、例え
ば、プラスチック成形品、ガラス成形品、木材や金属の
成形品等、任意のものが適用できる。また、肉眼で観察
した場合にその表面形状が曲面を有するものであっても
よく、平坦に見えるものであってもよい。好ましくは、
十分な正反射光が含まれているものである。この場合、
高い精度で測定することが可能となるからである。
As the three-dimensional molded product according to the first aspect, for example, any one of plastic molded products, glass molded products, and molded products of wood and metal can be applied. Further, when observed with the naked eye, the surface shape may have a curved surface, or may appear flat. Preferably,
It contains sufficient specularly reflected light. in this case,
This is because measurement can be performed with high accuracy.

【0021】このような理由から、請求項1に係る発明
は透明な成形品に適用することが望ましい。透明な成形
品の場合には、成形品内部の屈折率変化が小さく、成形
品内部の光散乱に基づく拡散反射光がほとんど発生しな
い。このため、成形品からの反射光中には十分な正反射
光が含まれ、他方、ノイズとなる拡散反射光はほとんど
含まれていないからである。透明な成形品は無色透明な
成形品であってもよく、着色透明な成形品であってもよ
い。
For these reasons, it is desirable that the invention according to claim 1 be applied to a transparent molded article. In the case of a transparent molded article, the change in the refractive index inside the molded article is small, and diffuse reflection light based on light scattering inside the molded article is hardly generated. For this reason, the reflected light from the molded article contains sufficient specular reflected light, while almost no diffuse reflected light serving as noise is included. The transparent molded article may be a colorless transparent molded article or a colored transparent molded article.

【0022】請求項2に係る発明は、このような理由か
らなされたものである。すなわち、請求項2に係る発明
は請求項1に係る発明を前提とし、上記成形品が透明で
あることを特徴とするものである。
The invention according to claim 2 has been made for such a reason. That is, the invention according to claim 2 is based on the invention according to claim 1, and is characterized in that the molded article is transparent.

【0023】このような成形品としては、染料や顔料等
の着色剤を含有しないプラスチック成形品またはガラス
成形品が例示できる。また、その透明性を損なわず、測
定精度を損なわない程度に着色剤を含有するプラスチッ
ク成形品やガラス成形品であってもよい。好ましい着色
剤は屈折率の均一性を損なうことのない染料である。
Examples of such molded articles include plastic molded articles and glass molded articles that do not contain a coloring agent such as a dye or a pigment. Further, a plastic molded article or a glass molded article containing a colorant to such an extent that the transparency is not impaired and the measurement accuracy is not impaired may be used. Preferred colorants are dyes that do not impair the refractive index uniformity.

【0024】また、請求項1〜2に係る発明において、
直線偏光成分の強度を測定するためには、上記反射光の
進行経路中に偏光膜と撮像管とを配置すればよい。そし
て、この偏光膜を上記反射光の進行方向を中心軸として
この中心軸の回りを自転させながら、この偏光膜を透過
して撮像管の画素のそれぞれに入射した光の強度を測定
することにより、上記反射光中の直線偏光成分の強度
を、その全偏光面に渡って測定することが可能である。
In the invention according to claims 1 and 2,
In order to measure the intensity of the linearly polarized light component, a polarizing film and an image pickup tube may be arranged in the traveling path of the reflected light. Then, while rotating the polarizing film around the central axis with the traveling direction of the reflected light as the central axis, the intensity of light transmitted through the polarizing film and incident on each pixel of the image pickup tube is measured. The intensity of the linearly polarized light component in the reflected light can be measured over the entire polarization plane.

【0025】また、請求項1〜2に係る発明において、
測定された強度からその最大値Imax とImin とを算出
する工程、入射面を算出する工程、入射角を算出する工
程、測定部位の法線方向を算出する工程は、いずれも、
コンピュータにより行うことが簡便である。
In the invention according to claims 1 and 2,
The steps of calculating the maximum values Imax and Imin from the measured intensity, calculating the incident surface, calculating the incident angle, and calculating the normal direction of the measurement site,
It is easy to do by computer.

【0026】次に、請求項3に係る発明は、請求項1に
係る測定方法に適用する測定システムに係るものであ
る。
Next, the invention according to claim 3 relates to a measuring system applied to the measuring method according to claim 1.

【0027】すなわち、請求項3に係る発明は、既知の
屈折率nを有する成形品を載置する載置台と、この載置
台に載置された成形品の表面を微小面積の測定部位に分
割して得られるこの測定部位に入射光線を照射する光源
と、上記成形品の表面で正反射された反射光中の直線偏
光成分の強度を、全偏光面に渡って測定する光強度測定
手段と、この全偏光面における上記強度の最大値Imax
と最小値Imin とを算出し、上記最小値Imin を有する
直線偏光成分の偏光面を入射面とし、次に、下記式に従
って入射角Ψを算出し、
In other words, the invention according to claim 3 divides the mounting table on which a molded article having a known refractive index n is mounted and the surface of the molded article mounted on the mounting table into a measurement area having a small area. A light source for irradiating the measurement site obtained with the incident light beam, and a light intensity measuring means for measuring the intensity of the linearly polarized light component in the reflected light specularly reflected on the surface of the molded product over the entire polarization plane. , The maximum value Imax of the intensity in all polarization planes
And the minimum value Imin, and the plane of polarization of the linearly polarized light component having the minimum value Imin as the plane of incidence. Then, the incident angle Ψ is calculated according to the following equation.

【数5】 上記入射面内において、反射光の進行方向と角Ψをなす
方向を、上記測定部位の法線方向として算出する算出手
段とを備えることを特徴とするものである。
(Equation 5) In the incident surface, there is provided calculation means for calculating a direction forming an angle Ψ with the traveling direction of the reflected light as a normal direction of the measurement site.

【0028】請求項3に係る発明において、入射光線が
大略全空間角から成形品に向けて照射される場合には、
それぞれの測定部位の測定の度に反射光の進行経路内に
光強度測定手段を移動する必要がなく、位置固定したま
ま、成形品の任意の測定部位の上記強度を測定すること
が可能となる。成形品のどの部位においても、この部位
に向けて大略全空間角から照射された入射光線の中に
は、光強度測定装置に反射光を出射させる光線が確実に
存在するからである。また、このように、大略全空間角
から成形品に向けて入射光線を照射するためには、光拡
散材料により上記成形品を大略包囲すればよい。光拡散
材料の外側に設けられた光源からの光は、上記光拡散材
料によって拡散され、透過して、この拡散透過光が入射
光線として、大略全空間角から入射するからである。な
お、入射光線は、全空間角から成形品に照射されること
が望ましいが、光強度測定手段への反射光の進行経路、
載置台、あるいはその他の設備のため、これら設備を妨
害しない位置に設ければ十分である。
[0028] In the invention according to claim 3, when the incident light beam is irradiated toward the molded product from substantially all spatial angles,
It is not necessary to move the light intensity measuring means in the traveling path of the reflected light every time each measurement site is measured, and it is possible to measure the intensity of any measurement site of the molded article while keeping the position fixed. . This is because, in any part of the molded article, a light ray that causes the light intensity measuring device to emit reflected light surely exists in the incident light rays that are emitted from the substantially whole space angle toward this part. In addition, in order to irradiate an incident light beam from a substantially entire spatial angle toward the molded product, the molded product may be substantially surrounded by a light diffusing material. This is because light from a light source provided outside the light diffusing material is diffused and transmitted by the light diffusing material, and the diffusely transmitted light is incident as an incident light beam from almost all spatial angles. In addition, it is desirable that the incident light beam is applied to the molded product from all spatial angles, but the traveling path of the reflected light to the light intensity measuring means,
Because of the mounting table or other equipment, it is sufficient to provide these equipment in a position where they do not interfere.

【0029】請求項4及び5に係る発明は、以上のよう
な理由からなされたものである。すなわち、請求項4に
係る発明は、請求項3に係る発明を前提とし、上記入射
光線が、大略全空間角から成形品に向けて照射されるこ
とを特徴とするものであり、他方、請求項5に係る発明
は、請求項4に係る発明を前提とし、成形品の周囲を大
略包囲し、かつ、成形品と光源との間に設けられて、光
源からの光線を拡散し、こうして拡散された光線を上記
入射光線として成形品に照射する光拡散材料を備えるこ
とを特徴とするものである。
The inventions according to claims 4 and 5 have been made for the reasons described above. That is, the invention according to claim 4 is based on the premise of the invention according to claim 3, and is characterized in that the incident light beam is irradiated toward the molded article from substantially all spatial angles. The invention according to claim 5 is based on the premise of the invention according to claim 4, and substantially surrounds the periphery of the molded article, and is provided between the molded article and the light source to diffuse light rays from the light source and thus diffuse. And a light diffusing material for irradiating the formed light beam to the molded product as the incident light beam.

【0030】このような光拡散材料としては、光散乱性
能を有する球面状の半透明物品が利用できる。例えば、
擦り硝子、高屈折率粉末を練り込んだ白色半透明のプラ
スチック成形品、高屈折率粉末を含む塗料又は印刷イン
キを塗布又は印刷した白色半透明のプラスチック成形品
もしくはガラス成形品等である。
As such a light diffusing material, a spherical translucent article having light scattering performance can be used. For example,
Abrasive glass, a white translucent plastic molded product into which a high refractive index powder is kneaded, a white translucent plastic molded product or a glass molded product coated or printed with a paint or printing ink containing the high refractive index powder.

【0031】次に、請求項3〜5に係る発明において、
光強度測定手段として多数の画素を備える撮像管を利用
する場合、その画素の数に対応する数の測定部位を同時
に測定することが可能になる。特に、入射光線が大略全
空間角から成形品に入射する場合には、上記多数の測定
部位からの正反射光が、位置固定された光強度測定手段
のそれぞれの画素に達するから、上記多数の測定部位を
漏れなく、同時に測定することが可能である。
Next, in the invention according to claims 3 to 5,
When an imaging tube having a large number of pixels is used as the light intensity measuring means, it is possible to simultaneously measure a number of measurement sites corresponding to the number of pixels. In particular, when the incident light beam is incident on the molded article from substantially the entire spatial angle, the specularly reflected light from the plurality of measurement sites reaches the respective pixels of the position-fixed light intensity measurement means. It is possible to perform measurement at the same time without leaking the measurement site.

【0032】請求項6に係る発明はこのような技術的理
由に基づいてなされたもので、すなわち、請求項6に係
る発明は、請求項3〜5に係る発明を前提とし、上記光
強度測定手段が、撮像管と、この撮像管と成形品との間
に設けられた偏光膜であることを特徴とするものであ
る。
The invention according to claim 6 has been made based on such technical reasons, that is, the invention according to claim 6 is based on the inventions according to claims 3 to 5, and is based on the light intensity measurement. The means is a pickup tube and a polarizing film provided between the pickup tube and the molded product.

【0033】なお、請求項6に係る発明は、入射光線が
大略全空間角から成形品に入射する場合に適用すること
が望ましい。
The invention according to claim 6 is desirably applied to the case where the incident light beam is incident on the molded article from substantially all spatial angles.

【0034】また、請求項6に係る発明において、上記
偏光膜が、反射光の進行方向を中心軸として、この中心
軸の回りを自転可能に設けられている場合には、この回
転に同期して光強度を測定することにより、全偏光面に
渡ってその直線偏光の強度を効率的に測定することが可
能になる。
In the invention according to claim 6, when the polarizing film is provided so as to be able to rotate around the central axis with the traveling direction of the reflected light as the central axis, the polarizing film is synchronized with the rotation. By measuring the light intensity, the intensity of the linearly polarized light can be efficiently measured over the entire polarization plane.

【0035】請求項7に係る発明はこのような技術的理
由に基づいてなされたもので、すなわち、請求項7に係
る発明は、請求項6に係る発明を前提とし、上記偏光膜
が、反射光の進行方向を中心軸として、この中心軸の回
りを自転可能に設けられていることを特徴とするもので
ある。
The invention according to claim 7 has been made based on such technical reasons. That is, the invention according to claim 7 is based on the invention according to claim 6, and the polarizing film has a reflective film. It is characterized by being provided so as to be able to rotate around the central axis with the traveling direction of light as the central axis.

【0036】[0036]

【発明の実施の形態】次に、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図面の図1は、本発明の実施の形
態における測定システムの説明用斜視図である。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view for explaining a measurement system according to an embodiment of the present invention.

【0037】この図1において、1は既知の屈折率nを
有し、表面光沢を有する無色透明な半球面状のプラスチ
ック成形品であり、その屈折率nは約1.5である。
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a colorless and transparent hemispherical plastic molded product having a known refractive index n and a surface gloss, and the refractive index n is about 1.5.

【0038】次に、図1において、プラスチック成形品
1は、載置台2の上に、プラスチック成形品1の高さや
角度を調整する治具21を介して載置されており、その
大略全空間角を包囲して、かつ、光源としての3つの白
熱灯(2つの白熱灯4,4のみを図示する。3番目の白
熱灯は紙面手前側に設けられている)との間に、白色半
透明のプラスチック球3が設けられている。このプラス
チック球3は光拡散材料として適用されているもので、
白熱灯4,4からの光線を透過させることによって拡散
し、図1に矢印で示すように、プラスチック成形品1表
面の全ての部位に対してあらゆる方向(大略全空間角)
から光線を入射させる。
Next, in FIG. 1, the plastic molded article 1 is placed on a mounting table 2 via a jig 21 for adjusting the height and angle of the plastic molded article 1, and the entire space thereof is substantially removed. Surrounding the corner and between three incandescent lamps as light sources (only two incandescent lamps 4 and 4 are shown. The third incandescent lamp is provided on the near side of the drawing) and is a half-white lamp. A transparent plastic sphere 3 is provided. This plastic sphere 3 is applied as a light diffusing material,
The light from the incandescent lamps 4 and 4 is diffused by transmitting the light, and as shown by arrows in FIG.
A light beam is made incident from.

【0039】なお、上記プラスチック球3には、その底
部と頂部とに孔が設けられているが、底部の孔(図示せ
ず)は載置台2を挿通させるものであり、頂部の孔31
は正反射光を光強度測定手段に導くためのものである。
The plastic ball 3 is provided with holes at its bottom and top. The bottom hole (not shown) allows the mounting table 2 to pass through, and the top hole 31
Is for guiding the specularly reflected light to the light intensity measuring means.

【0040】次に、反射光測定手段は正反射光の進行経
路上に配置されており、図1では、孔31の上方に設け
られている。この反射光測定手段は、多数の画素を有す
るCCDカメラ6と、このCCDカメラ6の下に設けら
れた偏光膜5とから構成されており、上記正反射光は偏
光膜5を通過してCCDカメラ6に入射するように配置
されている。そして、偏光膜5にはこれを水平に保持す
る枠51と、この偏光膜5をその中心軸の回りに自転さ
せるための把手52とが設けられている。なお、この把
手52は図示しない制御装置に接続されており、角度5
度ごとに間欠的に自転できるように保持されている。
Next, the reflected light measuring means is disposed on the traveling path of the regular reflected light, and is provided above the hole 31 in FIG. The reflected light measuring means comprises a CCD camera 6 having a large number of pixels and a polarizing film 5 provided below the CCD camera 6. The specularly reflected light passes through the polarizing film 5 and passes through the CCD. It is arranged so as to enter the camera 6. The polarizing film 5 is provided with a frame 51 for horizontally holding the polarizing film 5 and a handle 52 for rotating the polarizing film 5 around its central axis. The handle 52 is connected to a control device (not shown),
It is held so that it can rotate intermittently every degree.

【0041】また、CCDカメラ6は、成形品1に対し
て進退自在に配置されており、この進退とレンズのズー
ムインまたはズームアウトによって、その拡大倍率を制
御できる。そして、このCCDカメラ6は、これも図示
しないコンピータ装置に接続されており、このCCDカ
メラ6のそれぞれの画素に入射した正反射光の強度を測
定すると共に、その測定された強度は直ちに記憶され
る。
The CCD camera 6 is disposed so as to be able to advance and retreat with respect to the molded article 1. The magnification can be controlled by the advance and retreat and zoom-in or zoom-out of the lens. The CCD camera 6 is connected to a computer device (not shown). The CCD camera 6 measures the intensity of specularly reflected light incident on each pixel of the CCD camera 6, and immediately stores the measured intensity. You.

【0042】このコンピュータ装置は、次のような機能
を備えるものである。すなわち、まず、CCDカメラ6
のそれぞれの画素ごとに、直線偏光成分の強度の最大値
Imax 、最小値Imin 及びこの最小値Imin を有する直
線偏光成分の偏光面とを測定する機能である。図2Aか
ら分かるように、最小値Imin 比較して最大値Imaxが
大きく、精度良く測定できることから、この最大値Ima
x を有する直線偏光成分の偏光面を測定し、この偏光面
に直交する方向と正反射光の進行方向とを含む面を上記
最小値Imin を有する直線偏光成分の偏光面として定め
るものであってもよい。次に、この最小値Imin を有す
る直線偏光成分の偏光面を入射面とする機能である。
This computer has the following functions. That is, first, the CCD camera 6
This function measures the maximum value Imax, minimum value Imin, and polarization plane of the linear polarization component having the minimum value Imin of the intensity of the linear polarization component for each pixel. As can be seen from FIG. 2A, the maximum value Imax is larger than the minimum value Imin and can be measured with high accuracy.
The plane of polarization of the linearly polarized light component having the minimum value Imin is determined by measuring a plane of polarization of the linearly polarized light component having x and a direction including the direction orthogonal to the plane of polarization and the traveling direction of the specularly reflected light. Is also good. Next, the function is to use the plane of polarization of the linearly polarized light component having this minimum value Imin as the plane of incidence.

【0043】また、コンピュータ装置は次の機能をも有
する。すなわち、下記式に従って、やはり画素ごとに、
入射角Ψを算出し、
The computer device also has the following functions. That is, according to the following equation, also for each pixel,
Calculate the angle of incidence Ψ,

【数6】 上記入射面内において、反射光の進行方向と角Ψをなす
方向を、上記画素に対応する成形品1表面の測定部位の
法線方向として算出する機能である。
(Equation 6) This is a function of calculating a direction forming an angle と with the traveling direction of the reflected light in the incident surface as a normal direction of a measurement site on the surface of the molded article 1 corresponding to the pixel.

【0044】また、コンピュータ装置は次の機能をも有
する。すなわち、上述のように算出されたそれぞれの測
定部位の法線方向からその勾配を算出し、この勾配に基
づいてこれら測定部位の高さを算出し、成形品表面の凹
凸形状を算出する機能である。
The computer also has the following functions. That is, with the function of calculating the gradient from the normal direction of each measurement site calculated as described above, calculating the height of these measurement sites based on the gradient, and calculating the uneven shape of the molded product surface. is there.

【0045】これらの機能は、いずれも、コンピータプ
ログラムにより実現させることができる。
Each of these functions can be realized by a computer program.

【0046】この実施形態において、成形品1の表面形
状の測定方法は以下の通りである。すなわち、まず、白
熱灯4,4を点灯させ、その光をプラスチック球3によ
り拡散させる。拡散された光は、成形品1表面の全部位
に対して、あらゆる方向(大略全空間角)から入射し、
それぞれの部位であらゆる方向(大略全空間角)に正反
射光と拡散反射光とを含む反射光を発生させる。この反
射光中の主要成分は正反射光であって、拡散反射光は無
視できるほどに小さい。
In this embodiment, the method of measuring the surface shape of the molded article 1 is as follows. That is, first, the incandescent lamps 4 and 4 are turned on, and the light is diffused by the plastic sphere 3. The diffused light enters all parts of the surface of the molded product 1 from all directions (substantially all spatial angles),
At each portion, reflected light including specularly reflected light and diffusely reflected light is generated in all directions (substantially all spatial angles). The main component in the reflected light is specularly reflected light, and the diffusely reflected light is negligibly small.

【0047】そして、成形品1のそれぞれの部位から全
空間角に放射された正反射光のうち、CCDカメラ6の
方向に放射された正反射光のみが選択的に偏光膜5を介
してCCDカメラ6に入射し、正反射光に含まれる直線
偏光の強度が測定される。
Of the specularly reflected light emitted from the respective parts of the molded article 1 at all spatial angles, only the specularly reflected light emitted in the direction of the CCD camera 6 selectively passes through the polarizing film 5 to the CCD. The intensity of the linearly polarized light that enters the camera 6 and is included in the specularly reflected light is measured.

【0048】このCCDカメラ6に入射する反射光は、
上記成形品1表面の全部位からの反射光を網羅するもの
である。そして、CCDカメラ6のそれぞれの画素に入
射する反射光は、これらそれぞれの画素に対応して決定
される成形品1表面の微小面積の測定部位からの反射光
である。
The reflected light incident on the CCD camera 6 is:
It covers the reflected light from all parts of the surface of the molded article 1. The reflected light incident on each pixel of the CCD camera 6 is reflected light from a measurement area of a minute area on the surface of the molded article 1 determined corresponding to each pixel.

【0049】そして、偏光膜5を、上記反射光の進行方
向を中心軸として、この中心軸の回りを、5度自転さ
せ、再びCCDカメラ6のそれぞれの画素に入射する正
反射光に含まれる直線偏光の強度を測定する。そして、
その回転角が全偏光角を網羅するまで、すなわち、18
0度自転するまで繰り返し、全偏光角における強度を測
定する。こうして測定された強度の例を図2に示す。図
2に示すものは、上記CCDカメラ6の画素の一つで測
定された強度を図示したグラフ図で、横軸は偏光角、縦
軸は強度を示しており、小さい丸で示すものが測定され
た強度である。また、線は、これら測定データを余弦カ
ーブで近似したものである。
Then, the polarizing film 5 is rotated by 5 degrees around the central axis with the traveling direction of the reflected light as the central axis, and is included in the specularly reflected light incident on each pixel of the CCD camera 6 again. Measure the intensity of linearly polarized light. And
Until the rotation angle covers all polarization angles, ie, 18
It repeats until it rotates 0 degrees, and measures the intensity at all polarization angles. FIG. 2 shows an example of the intensity thus measured. FIG. 2 is a graph showing the intensity measured at one of the pixels of the CCD camera 6, wherein the horizontal axis indicates the polarization angle, the vertical axis indicates the intensity, and the small circle indicates the measurement. Strength. The line is obtained by approximating these measurement data with a cosine curve.

【0050】この図2から、測定データは余弦カーブに
よって十分に近似でき、その測定精度が優れていること
が分かる。また、その測定データに最大値と最小値とが
存在することも分かる。
FIG. 2 shows that the measurement data can be sufficiently approximated by a cosine curve, and that the measurement accuracy is excellent. It can also be seen that the measured data has a maximum value and a minimum value.

【0051】次に、図示しないコンピータ装置により、
成形品1表面の凹凸形状を算出する。すなわち、CCD
カメラ6のそれぞれの画素ごとに、直線偏光成分の最大
値Imax の値、最小値Imin の値及びその属する方向と
を測定し、次に、この最小値Imin を有する直線偏光成
分の偏光面を入射面とする。
Next, a computer device (not shown)
The uneven shape of the surface of the molded article 1 is calculated. That is, CCD
For each pixel of the camera 6, the value of the maximum value Imax, the value of the minimum value Imin, and the direction to which the linear polarization component belongs are measured, and then the polarization plane of the linear polarization component having the minimum value Imin is incident. Face.

【0052】そして、次に、下記式に従って、やはり画
素ごとに、入射角Ψを算出し、
Then, the incident angle Ψ is calculated for each pixel in accordance with the following equation.

【数7】 上記入射面内において、反射光の進行方向と角Ψをなす
方向を、上記画素に対応する成形品1表面の測定部位の
法線方向として算出する。
(Equation 7) A direction that forms an angle Ψ with the traveling direction of the reflected light in the incident plane is calculated as a normal direction of a measurement site on the surface of the molded article 1 corresponding to the pixel.

【0053】そして、こうして測定されたそれぞれの測
定部位の法線方向からその勾配を算出し、この勾配に基
づいてこれら測定部位の高さを算出し、成形品表面の凹
凸を算出するのである。こうして算出された成形品表面
の凹凸形状をプリントアウトした結果を図3に示す。な
お、図3は、成形品表面に対しその上方から格子柄を投
影して、その成形品表面によって変形された格子柄によ
って成形品表面の凹凸形状を表現した状態を示す斜視図
である。
Then, the gradient is calculated from the normal direction of each of the measurement sites thus measured, and the heights of these measurement sites are calculated based on the gradients, thereby calculating the irregularities on the surface of the molded article. FIG. 3 shows the result of printing out the irregularities on the surface of the molded product calculated in this way. FIG. 3 is a perspective view showing a state in which a lattice pattern is projected onto the surface of the molded product from above, and the unevenness of the surface of the molded product is expressed by the lattice pattern deformed by the surface of the molded product.

【0054】[0054]

【発明の効果】請求項1、3に係る発明によれば、入射
光線として自然光等の任意の光が適用でき、また、光強
度測定手段として撮像管等が使用できるから、大型物体
から小型部品まで、任意の大きさの成形品の表面形状を
測定することができ、しかも、この際、任意の感度で測
定することが可能となるという効果を奏する。
According to the first and third aspects of the present invention, any light such as natural light can be applied as an incident light, and an image pickup tube or the like can be used as light intensity measuring means. Until then, the surface shape of a molded article of any size can be measured, and at this time, it is possible to measure with any sensitivity.

【0055】また、その測定時間は、直線偏光成分の強
度をその全偏光面に渡って測定するのに必要な時間であ
り、具体的には、偏光膜を一回転させるために要する時
間であって、成形品の大きさに依存しない。このため、
極めて短時間で大型物品の表面形状を測定することも可
能である。
The measurement time is the time required to measure the intensity of the linearly polarized light component over the entire polarization plane, and specifically, the time required to make one rotation of the polarizing film. And does not depend on the size of the molded article. For this reason,
It is also possible to measure the surface shape of a large article in a very short time.

【0056】そして、このため、立体成形品の表面形状
を、この成形品に接触することなく、しかも、その成形
品の大小にかかわらず任意の感度で、経済的かつ能率的
に測定することができるという効果を奏する。
For this reason, it is possible to measure the surface shape of a three-dimensional molded product economically and efficiently without contacting the molded product, and with any sensitivity regardless of the size of the molded product. It has the effect of being able to.

【0057】また、請求項2に係る発明によれば、成形
品が透明であり、成形品からの反射光中には十分な正反
射光が含まれ、他方、ノイズとなる拡散反射光はほとん
ど含まれていないため、その測定精度を更に向上させる
ことができるという効果を奏する。
According to the second aspect of the present invention, the molded article is transparent, and the reflected light from the molded article includes a sufficient specularly reflected light, while the diffusely reflected light serving as noise hardly exists. Since it is not included, there is an effect that the measurement accuracy can be further improved.

【0058】また、請求項4,5に係る発明によれば、
入射光線が、大略全空間角から成形品に向けて照射され
るため、光強度測定手段を位置固定したまま、成形品の
任意の部位の上記強度を測定することが可能となるた
め、成形品の位置合わせが不要となり、その測定作業効
率を著しく向上させることができるという効果を奏す
る。
According to the fourth and fifth aspects of the present invention,
Since the incident light beam is emitted toward the molded article from substantially all spatial angles, it is possible to measure the intensity of an arbitrary part of the molded article while the light intensity measuring means is fixed in position, so that the molded article This eliminates the necessity of alignment, and the measurement operation efficiency can be significantly improved.

【0059】また、請求項6に係る発明によれば、成形
品の多数の測定部位を漏れなく、同時に測定することが
でき、成形品の全表面を一工程で測定することが可能と
なるため、その作業効率を更に向上させることができる
という効果を奏する。
According to the sixth aspect of the present invention, it is possible to simultaneously measure a large number of measurement sites of a molded article without omission, and it is possible to measure the entire surface of the molded article in one step. This has the effect that the work efficiency can be further improved.

【0060】また、請求項7に係る発明によれば、上記
成形品と撮像管との間に設けられた偏光膜が、反射光の
進行方向を中心軸として、この中心軸の回りを自転可能
に設けられているため、全偏光面に渡ってその直線偏光
の強度を効率的に測定することが可能になるという効果
を奏する。
According to the seventh aspect of the present invention, the polarizing film provided between the molded article and the image pickup tube can rotate around the central axis with the traveling direction of the reflected light as the central axis. , It is possible to efficiently measure the intensity of the linearly polarized light over the entire polarization plane.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態における測定システムの説
明用斜視図。
FIG. 1 is an explanatory perspective view of a measurement system according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施の形態における測定された強度の
例を示すグラフ図。
FIG. 2 is a graph showing an example of measured intensity according to the embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施の形態における測定された成形品
表面の凹凸形状を示す斜視図
FIG. 3 is a perspective view showing the measured irregularities on the surface of the molded product according to the embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1─立体成形品 2─載置台 3─白色半透明のプラス
チック球 4─白熱灯 5─偏光膜 6─CCDカメラ
1 3D molded product 2 Mounting table 3 White translucent plastic sphere 4 Incandescent lamp 5 Polarizing film 6 CCD camera

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】既知の屈折率nを有する成形品の表面を微
小面積の測定部位に分割し、この測定部位に入射光線を
照射し、その測定部位表面で正反射された反射光中の直
線偏光成分の強度を、全偏光面に渡って測定し、 この全偏光面における上記強度の最大値Imax と最小値
Imin とを算出し、 上記最小値Imin を有する直線偏光成分の偏光面を入射
面とし、 次に、下記式に従って入射角Ψを算出し、 【数1】 上記入射面内において、反射光の進行方向と角Ψをなす
方向を、上記測定部位の法線方向として測定することを
特徴とする成形品の表面形状測定方法。
1. A surface of a molded article having a known refractive index n is divided into a measurement area having a small area, an incident light beam is irradiated on the measurement area, and a straight line in the reflected light specularly reflected at the measurement area surface. The intensity of the polarized light component is measured over the entire polarization plane, the maximum value Imax and the minimum value Imin of the intensity in the entire polarization plane are calculated, and the polarization plane of the linearly polarized light component having the minimum value Imin is converted to the incident plane. Then, the incident angle Ψ is calculated according to the following equation. A method for measuring the surface shape of a molded product, wherein a direction forming an angle と with a traveling direction of reflected light in the incident surface is measured as a normal direction of the measurement site.
【請求項2】上記成形品が透明であることを特徴とする
請求項1に記載の表面形状測定方法。
2. The method according to claim 1, wherein the molded article is transparent.
【請求項3】既知の屈折率nを有する成形品を載置する
載置台と、この載置台に載置された成形品の表面を微小
面積の測定部位に分割して得られるこの測定部位に入射
光線を照射する光源と、上記測定部位表面で正反射され
た反射光中の直線偏光成分の強度を、全偏光面に渡って
測定する光強度測定手段と、 この全偏光面における上記強度の最大値Imax と最小値
Imin とを算出し、 上記最小値Imin を有する直線偏光成分の偏光面を入射
面とし、 次に、下記式に従って入射角Ψを算出し、 【数2】 上記入射面内において、反射光の進行方向と角Ψをなす
方向を、上記測定部位の法線方向として算出する算出手
段とを備えることを特徴とする成形品の表面形状測定シ
ステム。
3. A mounting table on which a molded article having a known refractive index n is mounted, and a measuring area obtained by dividing a surface of the molded article mounted on the mounting table into a measuring area having a small area. A light source for irradiating an incident light beam, light intensity measuring means for measuring the intensity of the linearly polarized light component in the reflected light specularly reflected on the surface of the measurement site over the entire polarization plane, and The maximum value Imax and the minimum value Imin are calculated, and the plane of polarization of the linearly polarized light component having the minimum value Imin is defined as the plane of incidence. Then, the angle of incidence Ψ is calculated according to the following equation. A measuring unit for calculating a direction forming an angle と with the traveling direction of the reflected light in the incident surface as a normal direction of the measurement site.
【請求項4】上記入射光線が、大略全空間角から成形品
に向けて照射されることを特徴とする請求項3に記載の
表面形状測定システム。
4. The surface profile measuring system according to claim 3, wherein the incident light beam is irradiated toward the molded product from substantially all spatial angles.
【請求項5】成形品の周囲を大略包囲し、かつ、成形品
と光源との間に設けられて、光源からの光線を拡散し、
こうして拡散された光線を上記入射光線として成形品に
照射する光拡散材料を備えることを特徴とする請求項4
に記載の表面形状測定システム。
5. A light source, which substantially surrounds the periphery of a molded article and is provided between the molded article and a light source to diffuse a light beam from the light source.
5. A light diffusing material for irradiating the light beam thus diffused to the molded product as the incident light beam.
Surface profile measuring system according to 1.
【請求項6】上記光強度測定手段が、撮像管と、この撮
像管と成形品との間に設けられた偏光膜であることを特
徴とする請求項3〜5のいずれかに記載の表面形状測定
システム。
6. A surface according to claim 3, wherein said light intensity measuring means is an imaging tube and a polarizing film provided between said imaging tube and a molded product. Shape measurement system.
【請求項7】上記偏光膜が、反射光の進行方向を中心軸
として、この中心軸の回りを自転可能に設けられている
ことを特徴とする請求項6に記載の表面形状測定システ
ム。
7. The surface profile measuring system according to claim 6, wherein the polarizing film is provided so as to be able to rotate around the central axis with the traveling direction of the reflected light as the central axis.
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