JPH0694417A - スポット光照準装置と三次元位置計測装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 スポット光を所望に位置に投光するためのス
ポット光照準装置を提供する。 【構成】 スポット光１８の投光光軸と，スポット像１
１の周辺画像を撮像するカメラ４の撮像光軸とを一致さ
せて投光撮像手段５が構成され，この共通光軸上にミラ
ー駆動手段により反射角度可変に駆動されるミラー８を
配することにより，スポット光１８を被測定物１３に反
射すると共に，被測定物１３からの影像光をカメラ４に
反射する。スポット光１８の投光角度とカメラ４の撮像
角度とが一致するので，ミラー８の反射角度の変化によ
るスポット像１１の位置変化に伴って，カメラ４の撮像
画像も常に同一位置座標にスポット像がある画像が得ら
れ，モニタ１４の画像上でスポット像１１の照準位置を
座標入力すると，この座標データに基づいてスポット像
１１を移動させるための前記ミラー駆動手段の駆動量が
演算手段によって演算される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は，離れた位置にある物体
の三次元位置または形状を非接触で計測する三次元位置
計測，あるいはレーザービームを照射するレーザー加工
等におけるスポット光の投光位置を的確に定めるための
スポット光照準装置及び該スポット光照準装置を用いた
三次元位置計測装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】スポット光を所望の照準位置に投光する
ことを必要とする端的な例として、被測定物にスポット
光を投光して該被測定物の照準点の三次元位置、あるい
は被測定物の形状を計測する三次元形状計測装置を示す
ことができる。以下に示す三次元形状計測装置は、被測
定物にスポット光を投光して三角測量の原理により被測
定物の三次元位置を測定するスポット光投影法を用いた
従来の装置である。図８において、三次元形状計測装置
５１は，被測定物５２にレーザー光によるスポット光５
３を投光するレーザーポインタ５４と，前記被測定物５
２上に投射されたスポット像５５を撮像するレーザート
ラッカ５６と，レーザーポインタ５４及びレーザートラ
ッカ５６を制御して得たデータから物体の三次元位置を
演算する制御装置５８とを具備している。前記レーザー
ポインタ５４は電子セオドライトにスポット光投光器が
組み込まれ，レーザートラッカ５６は同じく電子セオド
ライトにＴＶカメラが組み込まれたもので，スポット光
の投光光軸あるいはスポット像の撮像光軸が可変に構成
されている。また，制御装置５８はレーザーポインタ５
４及びレーザートラッカ５６の電子セオドライトを制御
して各光軸を操作するモーターコントローラとレーザー
トラッカ５６から得たスポット像を検出する画像処理装
置と，これらを統括し計測演算を行うコンピュータとを
具備して構成されている。上記構成において，レーザー
ポインタ５４がスポット光５３を投光して被測定物５２
上に結んだスポット像５５は，レーザートラッカ５６の
ＴＶカメラで撮像され，この画像から制御装置５８の画
像処理装置によりスポット像５５の画面上の位置が検出
される。コンピュータは画像処理装置の検出結果からレ
ーザートラッカ５６から見たスポット像５５の方向角を
演算し，レーザーポインタ５４がスポット光５３を投光
している方向角と，予め計測されているレーザーポイン
タ５４とレーザートラッカ５６との位置関係から，三角
測量の原理によって被測定物５２上のスポット像５５の
三次元位置を求める。そこで，レーザーポインタ５４が
スポット光５３を投光する方向角度のデータや，レーザ
ートラッカ５６がスポット像５５を自動的に追尾する手
順をコンピュータに与えておくことにより，被測定物５
２の一定エリア内の三次元座標をくまなく自動的に計測
することができ，被測定物５２の形状が計測される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記した光スポットを
用いた三次元計測装置では，レーザーポインタ５４が被
測定物上の任意の位置に光スポットを照射（照準を合わ
せる）しうることが重要で，初期作業として被測定物上
の６ケの特徴点（被測定物の角度，稜線の一部，明暗の
境目等）に光スポットを導き，その時のレーザー投射光
軸の制御データをコンピュータに与えて三角測量に使用
する計算パラメータの値を定める必要がある。従来のレ
ーザーポインタ５４では，上記のようなレーザー投射光
軸の制御を行う場合，オペレータが制御データをキーボ
ードから直接入力するものであったため，光スポットを
正しく特徴点へ導くための数値の決定に熟練を要し，且
つ多大の時間を要していた。本発明は上記問題点に鑑み
て創案されたもので，三次元位置を計測するためのスポ
ット光を所望に位置に投光することができるスポット光
照準装置を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明が採用する第１の手段は，スポット光源と，該
スポット光源の投光角度を変化させる光源駆動機構と，
被測定物に前記スポット光源から照射されたスポット像
の周辺影像を撮像するカメラ及び該カメラの撮像画像を
表示するモニタとを具備してなるスポット光照準装置に
おいて，前記カメラの撮像画面上の任意の座標を入力す
る座標入力手段と，入力された座標データに基づいて，
前記スポット像を前記カメラの撮像画面上の入力座標に
対応する前記被測定物上の位置へ移動させるための前記
光源駆動機構の駆動量を演算し，前記光源駆動機構に前
記駆動量を出力する演算手段とを具備してなることを特
徴とするスポット光照準装置として構成される。上記第
１の手段は，前記スポット光源，光源駆動機構及びカメ
ラと，座標入力手段及びモニタとの間を隔離して，その
間を通信手段によって接続し，遠隔操作によってスポッ
ト光源の投光角度を変化させるスポット光照準装置とし
て構成することができる。また，本発明が採用する第２
の手段は，スポット光源と，被測定物に前記スポット光
源から照射されたスポット像の周辺画像を撮像するカメ
ラとを具備し，前記スポット光源の光軸上に前記カメラ
の光軸が一致するように前記スポット光源と前記カメラ
とを組み合わせてなる投光撮像手段と，前記スポット光
源とカメラとの共通光軸上に設けられ，前記スポット光
源からのスポット光及び被測定物からの影像光を反射さ
せるミラーと，前記ミラーの傾斜角度を変化させてスポ
ット光の反射方向を調整するミラー駆動手段と，前記カ
メラの撮像画像を表示するモニタ上での座標を入力する
座標入力手段と，前記入力された座標データと撮像され
たスポット像の座標データとから，前記スポット像を前
記モニタの表示面上の入力座標に対応する前記被測定物
上の位置へ移動させるための前記ミラー駆動手段の駆動
量を演算し，前記ミラー駆動手段に出力する演算手段と
を具備してなることを特徴とするスポット光照準装置と
して構成される。また，本発明が採用する第３の手段
は，スポット光源と，該スポット光源の投光角度を変化
させる光源駆動機構とを備えた投光手段と，被測定物に
前記スポット光源から照射されたスポット像の周辺影像
を撮像するカメラ及び該カメラの撮像画像を表示するモ
ニタと，前記モニタの表示面が所要数の座標領域に分割
され，各座標領域毎に前記スポット光源の投光角度変化
量を設定して，該モニタ上で任意の座標領域を入力する
ことにより，入力された座標領域の前記投光角度変化量
が出力される座標入力手段と，前記投光角度変化量に基
づいて，前記スポット像を前記モニタの表示面上の入力
座標に対応する前記被測定物上の位置へ移動させるため
の前記光源駆動機構の駆動量を演算し，前記光源駆動機
構に前記駆動量を出力する演算手段とを具備してなるこ
とを特徴とするスポット光照準装置として構成される。
さらに，本発明が採用する第４の手段は，投光角度を変
化させる光源駆動機構を備えたスポット光源により被測
定物の所望部位にスポット光を投光し，カメラにより前
記スポット光源から照射されたスポット像の周辺影像を
撮像して，前記スポット光源の投光角度と前記カメラに
より撮像されたスポット像のモニタ画面上での座標及び
スポット光源位置とカメラ位置との距離から，三角測量
の原理に基づいて前記被測定物の所望部位の三次元位置
を計測する三次元位置計測装置において，前記カメラの
撮像画面上の任意の座標を入力する座標入力手段と，入
力された座標データに基づいて前記スポット像を前記カ
メラの撮像画面上の入力座標に対応する前記被測定物上
の位置へ移動させるための前記光源駆動機構の駆動量を
演算し，前記光源駆動機構に前記駆動量を出力する演算
手段とを具備してなることを特徴とする三次元位置計測
装置として構成される。

【０００５】

【作用】まず，本発明の第１の手段に関するスポット光
照準の動作原理を説明する。図７は動作原理を示す模式
図で、スポット光源から照射されたスポット光は被測定
物のＰ₀ 点にスポット像を結んでいる。このスポット像
を中心とする周辺影像をカメラで撮像すると，カメラの
撮像面にスポット像を中心とする被測定物の視野幅Ａが
画像幅ａとして撮像面に捕らえることができる。このカ
メラの撮像画面上でのスポット像の照準位置を指定する
ために，撮像画面をモニタに表示して，照準位置をモニ
タ画面上の座標で指定する。座標の指定は，例えばモニ
タ表示面上に設けたタッチパネルによるタッチ入力を採
用することができ，このような座標入力手段により，ス
ポット像の移動位置，即ち照準をｐ₁ として指示したと
すると，このモニタ表示面上の座標（カメラ撮像面上の
座標）が検出されて演算手段に入力される。演算手段は
入力された座標データに基づいて，入力座標に対応する
被測定物上の照準位置Ｐ₁ へスポット像を移動させるた
めの光源駆動機構の駆動量を演算する。光源駆動機構は
演算手段から入力される前記駆動量に基づいてスポット
光源の投光角度をΔαだけ変化させるので，スポット光
の投光角度が変化して被測定物上の照準点Ｐ₁ にスポッ
ト像が結ばれる。上記は一次元対象物として説明した
が，図７に示すように，被測定物の視野Ａ×Ｂは，カメ
ラの撮像画面にａ×ｂとして捕らえられ，これをモニタ
にＸ×Ｙの表示面として表示し，表示面上の中心点ｐ₀
（スポット像位置Ｐ₀ の画像点）から移動させた照準ｐ
₁ の座標ｘ×ｙを入力すると，スポット光源は光源駆動
手段によりｘ×ｙに対応する角度ΔαとΔβで投光角度
が変化して，被測定物上のスポット像をＰ₀ からＰ₁ に
移動させる。上記第１の手段の構成におけるスポット光
源，光源駆動機構及びカメラと，座標入力手段及びモニ
タとの間を通信手段によって接続することにより，これ
らの間を隔離して，遠隔操作によるスポット光照準及び
これに伴う三次元位置計測等を実施することができ，危
険条件下等でのスポット光照準操作を安全域で行うこと
が可能となる。また，本発明の第２の手段によれば，被
測定物にスポット光を投光するスポット光源の投光光軸
と，スポット光源による被測定物上のスポット像の周辺
画像を撮像するカメラの撮像光軸とを一致させて投光撮
像手段が構成され，この共通光軸上にミラー駆動手段に
より反射角度可変に駆動されるミラーを配することによ
り，スポット光源からのスポット光を被測定物に反射す
ると共に，被測定物からの影像光をカメラに反射する。
この投光撮像手段とミラー及びミラー駆動手段とによ
り，スポット光源の投光角度とカメラの撮像角度とが一
致して，ミラーの反射角度の変化によるスポット像の位
置変化に伴って，カメラの撮像画像も常に同一位置座標
にスポット像がある画像が得られる。そこで，カメラの
撮像画像を表示するモニタ上で座標入力手段により被測
定物の画像上でスポット像の照準位置を座標入力する
と，この座標データに基づいてスポット像を移動させる
ための前記ミラー駆動手段の駆動量が演算手段によって
演算される。演算された前記駆動量によってミラーの反
射角度が変化するとスポット像は移動し，移動したスポ
ット像の周囲影像は同一角度でカメラによって撮像され
るので，モニタによりスポット光の照準位置を確認する
ことができる。また，本発明の第３の手段によれば，光
源駆動機構により投光角度が変化できるスポット光源に
より被測定物にスポット光を照射して，該スポット光に
よるスポット像の周辺影像をカメラで撮像し，撮像画像
をモニタに表示する。このモニタの表示面上には，表示
面が所要数に分割された座標領域毎にスポット光の投光
角度変化量が設定されている。該モニタの表示画像上で
任意の座標領域を入力すると，入力された座標領域に設
定された投光角度変化量に基づいて，演算手段によりス
ポット像を被測定物上の位置へ移動させるための光源駆
動機構の駆動量が演算される。この駆動量が入力された
光源駆動機構は，スポット光源の投光角度を変化させる
ので，その移動位置が所望位置であるか否かをモニタで
確認する。さらに，本発明の第４の手段によれば，スポ
ット光源からのスポット光を被測定物の所望位置に投光
し，スポット像の周辺影像をカメラで撮像することによ
り，投光角度と撮像角度及びスポット光源とカメラとの
距離から，三角測量の原理に基づいて被測定物上のスポ
ット像位置の三次元位置を演算する三次元位置計測装置
に，上記スポット光照準装置を適用する。即ち，カメラ
の撮像画面上で被測定物の所望位置を選択することによ
り，座標入力手段によって所望位置の座標データが出力
される。この座標データは演算手段に入力されて，スポ
ット像を入力座標に対応する被測定物上の位置へ移動さ
せるための光源駆動機構の駆動量が演算される。光源駆
動機構は演算された駆動量でスポット光源の投光角度を
変化させるので，スポット像は被測定物の所望位置に移
動する。このように，被測定物の所望位置にスポット像
を移動させる照準がカメラの撮像画面上で設定できるの
で，三次元位置計測のための照準設定に熟練を要するこ
となく実行でき，位置計測の操作を的確且つ容易に行い
得る三次元位置計測装置が提供される。

【０００６】

【実施例】以下，添付図面を参照して本発明を具体化し
た実施例につき説明し，本発明の理解に供する。尚，以
下の実施例は本発明を具体化した一例であって，本発明
の技術的範囲を限定するものではない。ここに，図１は
本発明の第１実施例に係るスポット光照準装置の構成を
示す模式図，図２は第１実施例に係るモニタの正面図，
図３は第１実施例に係るタッチパネルによる照準の変化
を示す説明図，図４は本発明の第２実施例に係るスポッ
ト光照準装置の構成を示す模式図，図５は本発明の第３
実施例に係る構成を示す模式図，図６は第３実施例に係
るモニタの正面図である。図１において，第１実施例に
係るスポット光照準装置２０は，レーザービームによる
スポット光を投射するスポット光源と被測定物を撮像す
る撮像装置とを一体的に形成した投光撮像ユニット（投
光撮像手段）５と，モニタ１４と，コンピュータ（演算
手段）１７とを具備して構成されている。前記投光撮像
ユニット５は，レーザー発振器１，ビームエキスパンダ
２，固定ミラー３，ビームスプリッタ６，フォーカシン
グレンズ７，可変角度ミラー（ミラー）８，ＴＶカメラ
（カメラ）４を具備している。レーザー発振器１から出
力されたレーザービームは，ビームエキスパンダ２でビ
ーム径を約２０mmに拡大され，固定ミラー３とビームス
プリッタ６とで反射され，更にフォーカシングレンズ７
で収束されて可変角度ミラー８に入射される。可変角度
ミラー８で反射された投光ビーム（スポット光）１８は
被測定物１３に投光され，被測定物１３上にスポット像
１１を結ぶ。前記可変角度ミラー８は，被測定物１３の
スポット像１１を中心とする周辺の影像を投光ビーム１
８の入射方向に反射する。この影像光はビームスプリッ
タ６を透過して，ＴＶカメラ４に捕えられ撮像される。
ビームスプリッタ６は，レーザービームの波長を除く可
視光線のみを透過し，レーザービームを反射するように
形成された光学素子である。前記ＴＶカメラ４で撮像さ
れた被測定物１３の画像は，モニタ１４に表示される。
ＴＶカメラ４の撮像範囲をスポット像１１を中心とする
視野１２（Ａ×Ｂ）とすると，モニタ１４の画面上でも
スポット像１１は中心にあり，可変角度ミラー８の角度
を変化させて投光ビーム１８の投光方向を変えたときに
も，常にモニタ１４に表示される被測定物１３の画像の
中心にスポット像１１がある。前記モニタ１４の画面表
面には，所定の分解能でタッチ位置が検出できるタッチ
パネル（座標入力手段）が装着されており，画面を指先
または導電性のタッチ棒で触れる（タッチ入力）と，タ
ッチパネルはタッチ位置を検出して，タッチパネルドラ
イバ１５を介してコンピュータ１７に位置情報を入力す
る。コンピュータ１７は，この位置情報をもとに投光ビ
ーム１８の投光方向の制御量を演算して，制御信号を可
変角度ミラー８を駆動するモータ９，１０のモータドラ
イバ１６に出力する。

【０００７】可変角度ミラー８にはミラー駆動手段が装
着されており，該ミラー駆動手段は上記したようにスポ
ット光源の投光角度を変化させる光源駆動機構を構成す
ると同時に，ＴＶカメラ４の撮像角度を前記投光角度に
一致させて変化させることができる。このミラー駆動手
段は，ミラー角度をα軸方向に変化させるためのα軸回
動モータ９と，β角度方向に回動させるためのβ軸モー
タ１０とを具備して構成されており，モータドライバ１
６によってミラー角度が制御される。モータドライバ１
６はコンピュータ１７から入力された制御信号に基づ
き，各モータ９，１０を回転駆動して可変角度ミラー８
の投光角度及び撮像角度を変化させる。コンピュータ１
７による前記可変角度ミラー８の制御量の演算は，以下
に示すようになされる。図２に示すモニタ１４の画面サ
イズをＸ×Ｙ，タッチ入力された画面上の座標値をｘ×
ｙ，ＴＶカメラ４の撮像面であるＣＣＤ素子のセンシン
グエリアをａ×ｂ，ＴＶカメラ４のレンズの焦点距離を
ｆとすると，可変角度ミラー８による投光ビーム１８の
光軸駆動量Δα，Δβは，次式（１）（２）で演算され
る。尚，画面座標の原点（０，０）は，先に示したよう
にスポット像１１の位置である。 Δα＝ａ・ｘ／（ｆ・Ｘ）────（１） Δβ＝ｂ・ｙ／（ｆ・Ｙ）────（２） 例えば，画面の右上角にタッチ入力したときを考える
と，右上角の座標値はｘ＝Ｘ／２，ｙ＝Ｙ／２であるか
ら，これを（１）（２）式に代入すると，投光ビーム１
８の光軸駆動量Δα，Δβは下式のように示される。 Δα＝ａ／（２・ｆ） Δβ＝ｂ／（２・ｆ） 可変角度ミラー８から被測定物１３までの距離をＬと
し，可変角度ミラー８をΔα，Δβだけ回動させると，
（ｆ≪Ｌ）の条件から，被測定物１３上でのスポット像
の移動は，下式のように示される。 Δα──Ａ／（２・Ｌ） Δβ──Ｂ／（２・Ｌ） 即ち，被測定物１３上ではＬ倍のＡ／２，Ｂ／２だけ移
動する。よって，画面上の右上角に表示されていた被測
定物１３の点にスポット像１１が移動し，移動したスポ
ット像１１を中心とする視野の影像がカメラ４で撮像さ
れ，モニタ１４に表示される。上記例から分かるよう
に，（１）（２）式に従って可変角度ミラー８の回動を
制御することにより，モニタ１４の画面上に表示された
被測定物１３の所望の位置にタッチ入力すれば，タッチ
入力した位置にスポット像１１を移動させることができ
る（図３）。即ち，可変角度ミラー８による投光ビーム
１８の制御量を定量的に知る必要なく，容易にスポット
像１１の所望の位置に移動させることができる。

【０００８】次に，本発明の第２実施例について説明す
る。尚，第１実施例と共通する要素には同一の符号を付
して，その説明は省略する。図４において，第２実施例
によるスポット光照準装置４０は，基本的構成は第１実
施例と同様に構成されており，電波通信もしくは光通信
の手段（送受信器３６，３７）により，投光・撮像ユニ
ット３５とコントロールユニット３４とを結び，遠隔操
作で照準制御を行うことを特徴とするものである。ＴＶ
カメラ４で撮像されたスポット像１１周辺の被測定物１
３の画像は，第１の送受信器３６から第２の送受信器３
７に送信され，コンピュータ３８に入力され，コンピュ
ータ３８のモニタ画面上に表示される。このモニタ画面
の表面にはタッチパネルが装着されており，タッチ入力
による投光ビーム１８の制御データは，コンピュータ３
８から第２の送受信器３７から第１の送受信器３６に送
信され，モータドライバ１５により可変角度ミラー８の
反射角度が制御される。次いで，本発明の第３実施例に
ついて説明する。尚，第１実施例と共通する要素には同
一の符号を付して，その説明は省略する。図５におい
て，第３実施例に係るスポット光照準装置３０は，光源
ユニット２３と，モニタ１４と，コンピュータ１７とを
具備して構成されている。前記光源ユニット２３は，レ
ーザー発振器２１と，ビームエキスパンダ２２と，α軸
回動用機構２５と，β軸回動用機構２４とを具備して構
成されており，投光ビーム１８を投光角度可変に投射し
て，被測定物１３上にスポット像１１を結ぶ。被測定物
１３のスポット像１３の周辺の映像は，固定のＴＶカメ
ラ１９により撮像され，その画像は画面表面にタッチパ
ネルが装着されたモニタ１４に表示される。モニタ１４
の画面上にタッチ入力すると，タッチパネルの位置デー
タはタッチパネルドライバ１５を介してコンピュータ１
７に入力される。コンピュータ１７は，この位置情報を
もとに投光ビーム１８の制御量を演算し，モータドライ
バ２６により光源ユニット２３の回動機構を制御して，
投光ビーム１８の投光角度を変化させる。タッチパネル
は，例えば，図６に示すように７×７＝４９の領域に分
割して，各領域毎に投光ビーム１８の光軸制御量Δα，
Δβの制御量が設定されており，コンピュータ１７は，
タッチ入力データからの４９個のうち，どの領域にタッ
チされたかを判定して，その領域に設定されたΔα，Δ
βの値から制御量をモータドライバ２６に出力する。先
の第１実施例によるスポット光照準装置２０では，スポ
ット像１１を移動させるための１回毎の範囲が撮像視野
１２内に制約されること，あるいは，タッチ入力位置の
精度が指先の太さ等によって制約され，スポット像１１
の制御精度もこれに左右される欠点があった。この第３
実施例によれば，図６に示すように，タッチパネルの各
領域毎に任意の制御量を設定することができるレンジ選
択式とすることが可能であるため，所望位置にスポット
像１１を移動させるために必要なタッチ入力回数は増加
するが，前記の欠点は解消され，制御の信頼性を向上さ
せることができる。以上説明したスポット光照準装置
は，先に従来例で示した三次元形状計測装置におけるレ
ーザーポインタにより被測定物上の所望位置にスポット
像を結ばせる照準装置に適用することができる。従来装
置においては，所望位置にスポット像を移動させること
が困難であり，操作に熟練を要したが，本実施例になる
スポット光照準装置を適用することにより，操作に熟練
を要することなく容易にスポット像を所望位置に導くこ
とが可能となる。

【０００９】

【発明の効果】以上の説明の通り本発明によれば，スポ
ット光を被測定物の所望部位に投光するにあたり，オペ
レータは画像モニタでスポット像の位置を確認しなが
ら，表示面にタッチするだけの簡単な操作でスポット光
の投光位置を制御できる。従って，従来の三次元位置計
測等におけるスポット光の照準の設定操作に熟練を要し
ていた作業が，簡単になるスポット光照準装置を提供す
ることができ，同時に，このスポット光照準装置を適用
した三次元位置計測装置の照準の操作を容易にする効果
が発揮される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１実施例に係るスポット光照準装
置の構成を示す模式図。

【図２】 第１実施例に係る画像モニタの正面図。

【図３】 第１実施例に係る画像モニタの表示の変化を
示す説明図。

【図４】 本発明の第２実施例に係るスポット光照準装
置の構成を示す模式図。

【図５】 本発明の第３実施例に係るスポット光照準装
置の構成を示す模式図。

【図６】 第２実施例に係る画像モニタの表示面の分割
を示す説明図。

【図７】 本発明のスポット光照準装置の動作原理を説
明する模式図。

【図８】 三次元形状計測装置の構成を示す模式図。

【符号の説明】

１，２１──レーザー発振器 ４，１９──ＴＶカメラ（カメラ） ５，２３，３５──スポット光源 ６──ビームスプリッタ ８──可変角度ミラー（ミラー） ９──α軸回動用モータ（ミラー駆動手段／光源駆動機
構） １０──β軸回動用モータ（ミラー駆動手段／光源駆動
機構） １１──スポット像 １３──被測定物 １４──モニタ １６，２６──モータドライバ １７，３８──コンピュータ（演算手段） ２０，３０，４０──スポット光照準装置 ３６──第１の送受信器（通信手段） ３７──第２の送受信器（通信手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西元 善郎 神戸市西区高塚台１丁目５番５号 株式会 社神戸製鋼所神戸総合技術研究所内 (72)発明者 吉田 泰三 神戸市灘区岩屋北町４丁目５番22号 神鋼 プラント建設株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スポット光源と，該スポット光源の投光
   角度を変化させる光源駆動機構と，被測定物に前記スポ
   ット光源から照射されたスポット像の周辺影像を撮像す
   るカメラ及び該カメラの撮像画像を表示するモニタとを
   具備してなるスポット光照準装置において，前記カメラ
   の撮像画面上の任意の座標を入力する座標入力手段と，
   入力された座標データに基づいて，前記スポット像を前
   記カメラの撮像画面上の入力座標に対応する前記被測定
   物上の位置へ移動させるための前記光源駆動機構の駆動
   量を演算し，前記光源駆動機構に前記駆動量を出力する
   演算手段とを具備してなることを特徴とするスポット光
   照準装置。
2. 【請求項２】 上記スポット光源，光源駆動機構及びカ
   メラと，座標入力手段及びモニタとの間を隔離して，そ
   の間を通信手段によって接続し，遠隔操作によってスポ
   ット光源の投光角度を変化させる請求項１記載のスポッ
   ト光照準装置。
3. 【請求項３】 スポット光源と，被測定物に前記スポッ
   ト光源から照射されたスポット像の周辺画像を撮像する
   カメラとを具備し，前記スポット光源の光軸上に前記カ
   メラの光軸が一致するように前記スポット光源と前記カ
   メラとを組み合わせてなる投光撮像手段と，前記スポッ
   ト光源とカメラとの共通光軸上に設けられ，前記スポッ
   ト光源からのスポット光及び被測定物からの影像光を反
   射させるミラーと，前記ミラーの傾斜角度を変化させて
   スポット光の反射方向を調整するミラー駆動手段と，前
   記カメラの撮像画像を表示するモニタ上での座標を入力
   する座標入力手段と，前記入力された座標データと撮像
   されたスポット像の座標データとから，前記スポット像
   を前記モニタの表示面上の入力座標に対応する前記被測
   定物上の位置へ移動させるための前記ミラー駆動手段の
   駆動量を演算し，前記ミラー駆動手段に出力する演算手
   段とを具備してなることを特徴とするスポット光照準装
   置。
4. 【請求項４】 スポット光源と，該スポット光源の投光
   角度を変化させる光源駆動機構と，被測定物に前記スポ
   ット光源から照射されたスポット像の周辺影像を撮像す
   るカメラ及び該カメラの撮像画像を表示するモニタと，
   前記モニタの表示面が所要数の座標領域に分割され，各
   座標領域毎に前記スポット光源の投光角度変化量を設定
   して，該モニタ上で任意の座標領域を入力することによ
   り，入力された座標領域の前記投光角度変化量が出力さ
   れる座標入力手段と，前記投光角度変化量に基づいて，
   前記スポット像を前記モニタの表示面上の入力座標に対
   応する前記被測定物上の位置へ移動させるための前記光
   源駆動機構の駆動量を演算し，前記光源駆動機構に前記
   駆動量を出力する演算手段とを具備してなることを特徴
   とするスポット光照準装置。
5. 【請求項５】 投光角度を変化させる光源駆動機構を備
   えたスポット光源により被測定物の所望部位にスポット
   光を投光し，カメラにより前記スポット光源から照射さ
   れたスポット像の周辺影像を撮像して，前記スポット光
   源の投光角度と前記カメラにより撮像されたスポット像
   のモニタ画面上での座標及びスポット光源位置とカメラ
   位置との距離から，三角測量の原理に基づいて前記被測
   定物の所望部位の三次元位置を計測する三次元位置計測
   装置において，前記カメラの撮像画面上の任意の座標を
   入力する座標入力手段と，入力された座標データに基づ
   いて，前記スポット像を前記カメラの撮像画面上の入力
   座標に対応する前記被測定物上の位置へ移動させるため
   の前記光源駆動機構の駆動量を演算し，前記光源駆動機
   構に前記駆動量を出力する演算手段とを具備してなるこ
   とを特徴とする三次元位置計測装置。