特許 7349702 非接触測定装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-09-14

(45)【発行日】2023-09-25

(54)【発明の名称】非接触測定装置

(51)【国際特許分類】

   G01B 11/24 20060101AFI20230915BHJP

【ＦＩ】

G01B11/24 A

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2019112505

(22)【出願日】2019-06-18

(65)【公開番号】P2020056777

(43)【公開日】2020-04-09

【審査請求日】2022-06-06

(31)【優先権主張番号】P 2018186346

(32)【優先日】2018-10-01

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】518348953

【氏名又は名称】株式会社コムビック

(74)【代理人】

【識別番号】100129702

【弁理士】

【氏名又は名称】上村 喜永

(74)【代理人】

【識別番号】100121441

【弁理士】

【氏名又は名称】西村 竜平

(74)【代理人】

【識別番号】100154704

【弁理士】

【氏名又は名称】齊藤 真大

(74)【代理人】

【識別番号】100094248

【弁理士】

【氏名又は名称】楠本 高義

(72)【発明者】

【氏名】松村 繁

(72)【発明者】

【氏名】寺坂 法喜

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼橋 太平

(72)【発明者】

【氏名】岡本 貴

【審査官】櫻井 仁

(56)【参考文献】

【文献】実開平０７－００８７０４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１１－２５７２６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０５－３２２５２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１６－５０９１９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１５／００８５８７（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｂ １１／００－１１／３０

Ｇ０１Ｃ ３／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

開口を備えた筐体と、
前記筐体の中に収納され、前記開口を通して被照射物にレーザーを照射するレーザー装置と、
前記筐体の中に収納され、前記開口を通して被照射物に照射されたレーザーを撮影するカメラモジュールと、
前記筐体とは別体のコンピュータと、
前記レーザー装置、カメラモジュールおよびメモリを前記コンピュータに接続するケーブルと、
前記筐体の中に収納され、前記レーザー装置と前記カメラモジュールの位置関係のパラメータデータと、前記ケーブルに接続された前記コンピュータに、このパラメータデータに基づいて前記カメラモジュールで撮影されたデータを画像処理する手段として機能させるためのプログラムとを記憶したメモリと、
を備えた非接触測定装置。

【請求項2】

前記カメラモジュールは基板にレンズ、撮像素子および該撮像素子からデータを読み出す周辺回路を搭載しており、
前記基板を固定する台座と、
前記台座から突出し、基板の側部に接するピンと、
軸部と該軸部の一端に配置された頭部とを有し、該軸部の中心軸と頭部の中心軸が一致せず、該軸部が前記台座に取り付けられ、該頭部が前記基板の側部に接する偏芯部材と、
を備えた請求項１の非接触測定装置。

【請求項3】

前記レーザー装置を保持する保持部材を備え、
前記保持部材が前記台座に取り付けられ、または前記保持部材が前記台座と一体に形成された請求項２の非接触測定装置。

【請求項4】

前記被照射物または被照射物の測定箇所の少なくとも１つの情報が含められた識別記号を備え、
前記コンピュータが
前記カメラモジュールで撮影された識別記号から情報を取得する手段と、
前記識別記号の情報と撮影された被照射物のデータを紐づけする手段
として機能する請求項１から３のいずれかの非接触測定装置。

【請求項5】

被照射物にレーザーを照射するレーザ装置と、そのレーザーが照射された被照射物を撮影するカメラモジュールと、メモリとを内蔵した非接触測定装置用の筐体であって、
前記メモリは、前記筐体とは別体のコンピュータに接続できるように構成されており、
前記メモリには、前記レーザー装置と前記カメラモジュールの位置関係のパラメータデータとともに、前記メモリに接続された前記コンピュータに、このパラメータデータに基づいて前記カメラモジュールで撮影されたデータを画像処理する手段として機能させるためのプログラムが記憶されている非接触測定装置用の筐体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、物品等の外形を非接触で測定するための非接触測定装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、ラインレーザーを物品等に照射してカメラで撮影し、画像処理によって物品等の外形を求める非接触測定装置が開発および開示されている（下記特許文献１参照）。たとえば非接触測定装置は、レーザー装置、カメラモジュール、それらを制御して取得したデータを画像処理するコンピュータ、電源が含まれる。それらの部品を１つの筐体に収納し、持ち運べるようにすることで、非接触測定装置を種々の場所で使用することができる。

【0003】

しかし、１つの筐体の中にすべての部品を収納すると、非接触測定装置が非常に高価になり、使用をためらう場合がある。また、持ち運ぶときに非接触測定装置を何かにぶつけてしまうと、レーザー装置とカメラの位置がずれて、正確な測定ができなくなるおそれもある。このため、携行可能な非接触測定装置は非常に使いづらくなってしまう。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１２－４７６３７

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明の目的は安価で正確な測定ができる非接触測定装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の非接触測定装置は、筐体、レーザー装置、カメラモジュール、コンピュータ、メモリ、ケーブルを備える。筐体は開口を有し、レーザーが開口を通して被照射物に照射される。被照射物で反射されたレーザーをカメラモジュールで受光する。カメラモジュールからコンピュータにデータが送信され、コンピュータで画像処理される。コンピュータで画像処理するためのプログラムおよびレーザー装置とカメラモジュールの位置関係をキャリブレーションによって求めたパラメータデーターをメモリに記憶しておき、コンピュータはケーブルを介してメモリにアクセスする。

【0007】

カメラモジュールは基板にレンズ、撮像素子および該撮像素子からデータを読み出す周辺回路を搭載している。基板は台座に固定され、ピンと偏芯部材の頭部で基板が挟み込まれる。

【0008】

保持部材がレーザー装置を保持する。その保持部材は台座に取り付けられ、または保持部材が台座と一体に形成されている。

【0009】

前記被照射物または被照射物の測定箇所の少なくとも１つの情報が含められた識別記号を備えても良い。コンピュータは、カメラモジュールで撮影された識別記号から情報を取得する手段と、識別記号の情報と撮影された被照射物のデータを紐づけする手段として機能させる。

【発明の効果】

【0010】

本発明によると、レーザー装置、カメラモジュール、メモリを筐体に収納するが、コンピュータは筐体の外でケーブルで接続するため、筐体には必要最小限の構成しか収納されていない。非接触測定装置を安価に製造することができる。

【0011】

さらに、画像処理（外形計測処理）するプログラムとキャリブレーションにより求めたレーザー装置とカメラモジュールの位置関係を記録したパラメータデーターを収納したメモリを収納している。非接触測定装置の個体毎に異なるデータの設定などを行うことなく、コンピュータにケーブルを差し込むだけで使用できる。プログラムをインストールしていないコンピュータであっても接続しセットアップ処理を行うだけで利用できる。

【0012】

カメラモジュールを構成する基板をピンと偏芯部材で挟み込んでいるため、偏芯部材によって基板に力をかけることができる。基板が固定され、カメラモジュールの位置ずれがおきない。また、レーザー装置を保持する保持部材が台座に固定されたり、一体になったりするため、カメラモジュールとレーザー装置の相対的な位置もずれず、正確な測定が可能になる。

【0013】

識別記号を利用して測定した箇所を管理することができ、データの管理が容易である。レーザー装置とカメラモジュールを備えているため、新たに識別記号を読み取るための装置を備える必要はない。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本願発明の非接触測定装置の構成を示す図である。

【図2】非接触測定装置の筐体の外観を示す図である。

【図3】レーザー装置とカメラモジュールの筐体内での収納状態を示す図である。

【図4】レーザー装置を保持部材に取り付け、カメラモジュールを台座に固定した図である。

【図5】カメラモジュールの基板とピンおよび偏芯部材の関係を示す図であり、（ａ）は基板がピント偏芯部材で挟まれている図であり、（ｂ）は偏芯部材の頭部で基板を押す状態の図である。

【図6】コンピュータの画像処理によって生成される画像であり、（ａ）は撮像したデータから得られる画像データの画像であり、（ｂ）は（ａ）の画像データから生成した被照射物の断面の図である。

【図7】曲線を含む被照射物の断面の図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

（全体構成）
図１に示す非接触測定装置１０は、筐体１２に収められた部品が筐体１２の外のコンピュータ１４にケーブル１６で有線接続されている。レーザー装置１８、カメラモジュール２０、メモリ２２、制御回路２４およびハブ２６が筐体１２の中に収納され、ＬＥＤ２８とトリガスイッチ３０が筐体１２の外に見えるように取り付けられている。筐体１２には必要最小限の部品のみを収納している。

【0016】

（筐体）
図２に示すように、筐体１２は光学部品収納部３２とグリップ部３４を備えている。筐体１２は樹脂で形成されている。図３に示すように、筐体１２の内部は空間になっており、光学部品収納部３２にレーザー装置１８とカメラモジュール２０が納められている。なお、図３において筐体１２の中に収納される部品の中でレーザー装置１８とカメラモジュール２０以外の部品を省略している。光学部品収納部３２に２つの開口３６、３８が設けられている。レーザー装置１８で発振されたレーザーは開口３６を通過して被照射物に照射され、被照射物で反射されたレーザーが開口３８を通過してカメラモジュール２０で受光される。なお、２つの開口３６、３８は１つにつながっていてもよい。

【0017】

グリップ部３４は手で把持する部分である。レーザーを遮らなければグリップ部３４の形状と位置は任意である。メモリ２２、制御回路２４およびハブ２６がグリップ部３４に収納されるが、それらの部品は筐体１２の形状に応じて光学部品収納部３２に収納されてもよい。

【0018】

光学部品収納部３２とグリップ部３４の境界またはグリップ部３４にトリガスイッチ３０が配置されている。トリガスイッチ３０は制御回路２４の動作を制御する部品である。トリガスイッチ３０を押すと制御回路２４がレーザー装置１８とＬＥＤ２８をオンにし、トリガスイッチ３０を離すと制御回路２４がレーザー装置１８とＬＥＤ２８をオフにする。また、トリガスイッチ３０が離されたとき、コンピュータ１４に信号を送り、コンピュータ１４は画像処理によって被照射物の外形を求める。

【0019】

光学部品収納部３２に一直線の棒状体４０を取り付けてもよい。筐体１２において、レーザー装置１８の周辺かつレーザー装置１８におけるカメラモジュール２０の反対側に棒状体４０が固定されている。棒状体４０がカメラモジュール２０の撮影の邪魔にならないようにするためである。レーザーの中心軸Ａとカメラモジュール２０のレンズの光軸Ｂとの交点Ｘにレンズの焦点が合うようになっている。その交点Ｘと棒状体４０の先端を結ぶ線Ｃは、レーザーの中心軸Ａに対して直交する。棒状体４０の先端を被照射物の表面に接触させたとき、被照射物に照射されるレーザーにレンズの焦点が合う。素早く被照射物の形状を測定するための画像データを取得できる。被照射物の種類によっては、被照射物に触れないで測定したい場合もあるため、棒状体４０は筐体１２に着脱可能になるようにしてもよい。

【0020】

筐体１２におけるケーブル１６の出入口４２に柔軟性の有る樹脂製の保護カバー４４を取り付けてもよい（図２、図３）。保護カバー４２は出入口４２でケーブル１６が鋭角に折れ曲がって断線するのを防止できる。

【0021】

（レーザー装置）
レーザー装置１８は被照射物に対してラインレーザーを照射する装置である。たとえばレーザー装置１８は半導体レーザーとロッドレンズを備える。半導体レーザーで発振された点状のレーザーがロッドレンズを通過することで直線状に広がり、被照射物に一直線のレーザーを照射できる。レーザーは被照射物と異なる色の波長を選択する。レーザーを見分けやすくし、さらに画像処理によって画像データからレーザーを抽出しやすくするためである。レーザー出力を１ｍＷ以下にするのが安全のために好ましい。

【0022】

なお、被照射物は種々の物品および建築物を含み、レーザーが照射されて撮影できるものであれば限定されない。また、被照射物の全体および部分のいずれの外形を測定してもよく、レーザーが照射される範囲で外形を測定する。

【0023】

図４に示すように、レーザー装置１８は保持部材４６に取り付けられる。保持部材４６が筐体１２に固定されることで、レーザー装置１８が筐体１２に固定される。保持部材４６は１枚の板体をＪ字形状に形成してレーザー装置１８を挟みこんでいる。保持部材４６の端部４８を保持部材４６の任意の位置にねじ止めし、レーザー装置１８が外れないようにレーザー装置１８に力をかけておく。図３に示すように、レーザー装置１８の前に保護ガラス５０を配置してもよい。

【0024】

（カメラモジュール）
カメラモジュール２０はボードカメラを使用する（図４）。具体的な構成は、レンズ５２、ＣＣＤまたはＣＭＯＳの撮像素子、その撮像素子からデータを読み出す周辺回路、および基板５４を備える。基板５４にレンズ５２、撮像素子および周辺回路が搭載されている。被照射物に照射されたレーザーの反射光がレンズ５２を通して撮像素子で受光される。レンズ５２は固定焦点であり、筐体１２を動かして被照射物に対する焦点を合わせる（画像データ内で被照射物を鮮明にする）必要がある。周辺回路が撮像素子から受光量に応じたデータを読み出してコンピュータ１４に送信する。読み出したデータを画像データにしたり、画像処理したりせずにコンピュータ１４に送信し、コンピュータ１４で画像データに加工し、所定の画像処理をおこなう。カメラモジュール２０の構成を単純にして、筐体１２に収納される部品を増やさず、簡単な構成にする。レンズ５２の絞りも固定であり（または絞りを有さず）、撮像素子が画像データを取得する際のシャッター速度とゲイン（感度）を調節する。また、シャッター速度が遅くなるとフレームレートが下がるため、シャッター速度は一定速度（たとえば１／３０秒）よりも遅くならないようにして、シャッター速度を遅くせずにゲインを上げるようにする。

【0025】

カメラモジュール２０のレンズ５２の前にレーザーと同じ波長の光を透過させるフィルター５６を備える（図３）。上記のように被照射物の色と異なる波長のレーザーを用いれば、撮像素子にレーザーの反射光のみが受光される。画像データがレーザーとそれ以外のみになり、画像データからレーザーを抽出して、被照射物の形状を求める画像処理が容易になり、コンピュータ１４に対する負荷が軽くなる。

【0026】

カメラモジュール２０の基板５４が台座５８に固定される（図４）。台座５８が筐体１２に固定されることで、カメラモジュール２０が筐体１２に固定される。基板５４を台座５８に固定するために、スペーサー６０を介して台座５８に固定してもよい。図４と図５（ａ）に示すように、基板５４は方形になっており、基板５４の側部６２に台座５８から突出するピン６４が接する。図５（ａ）、（ｂ）に示すように、偏芯クランプボルトまたは偏芯ピンなどの頭部６６と軸部６８を有する偏芯部材７０を台座５８に取り付け、その頭部６６が基板５４の側部７２に接するようにする。基板５４はピン６４と偏芯部材７０によって挟まれた構成になっている。図５（ｂ）に示すように、偏芯部材７０の頭部６６と中心軸Ｍと軸部６８の中心軸Ｎは不一致である。軸部６８の中心軸Ｎと頭部６６の中心軸Ｍが基板５４の側部７２に対して垂直方向に並んでおり、かつ、軸部６８の中心軸Ｎが頭部６６の中心軸Ｍよりも基板５４側に配置される。図５（ｂ）は偏芯部材７０が台座５８にゆるみなく取り付けられた状態であり、偏芯部材７０の軸部６８がゆるもうとして回転しようとすると、図５（ａ）の矢印Ｐのように頭部６６がピン６４に向けて基板５４を押すことになり、基板５４の位置を固定できる。頭部６６は基板５４に当たって回転できないため、偏芯部材７０がゆるまない。

【0027】

カメラモジュール２０は周辺回路をハブ２６に接続するためのコネクタ７４を備える（図４）。コネクタ７４は基板５４におけるレンズ５２の反対側に配置されている。台座５８の一部に切り欠き７６を設け、この切り欠き７６にコネクタ７４が配置される。コネクタ７４と切り欠き７６によって台座５８に対するカメラモジュール２０の位置合わせができる。

【0028】

台座５８にレーザー装置１８の保持部材４６が取り付けられている。保持部材４６は台座５８と一体的に形成されていてもよいし、溶接やねじ止めで取り付けられていてもよい。たとえば、上記偏芯部材７０によって台座５８に保持部材４６を固定する。上記のように偏芯部材７０がゆるまないため、台座５８と保持部材４６を強固に固定することができる。台座５８に対する保持部材４６の位置がずれないため、カメラモジュール２０とレーザー装置１８の相対位置を固定することができ、カメラモジュール２０が、一定の角度でレーザーを撮影できる。カメラモジュール２０とレーザー装置１８の相対位置の位置関係は、後述するパラメータデーターとしてメモリ２２に記憶する。

【0029】

（メモリ）
メモリ２２はＵＳＢメモリ（ＵＳＢフラッシュドライブ）を使用する。ケーブル１６とハブ２６を介してメモリ２２がコンピュータ１４に接続されると、コンピュータ１４からメモリ２２にアクセスできるようになる。コンピュータ１４に記憶（インストール）させるプログラム（ソフトウェア）とレーザー装置１８とカメラモジュール２０の位置関係を示すパラメータデーターがメモリ２２に記憶されている。ＣＤ－ＲＯＭなどの記憶媒体を使用していないので、コンピュータ１４に簡単にプログラムとパラメータデーターを記憶させることができる。コンピュータ１４にプログラムとパラメータデーターを記憶させず、コンピュータ１４がメモリ２２にアクセスすることでプログラムとパラメータデーターを使用できるようにしてもよい。また、メモリ２２に認証キーなどのセキュリティーにかかわるデータを記憶し、特定のコンピュータ１４で使用できるようにしてもよい。

【0030】

（制御回路）
制御回路２４はトリガスイッチ３０の操作によって動作する回路であり、ＩＣなどの素子を使用する。図１に示すように、レーザー装置１８とＬＥＤ２８はＦＥＴ（スイッチ）Ｑ１、Ｑ２を介してハブ２６に接続されており、それらのＦＥＴＱ１、Ｑ２のゲートが制御回路２４に接続されている。トリガスイッチ３０が押されている間、制御回路２４はＦＥＴＱ１のゲートに電圧を印加し、レーザー装置１８をハブ２６に接続する。レーザー装置１８に電力が供給され、レーザー装置１８でレーザーが発振される。また、トリガスイッチ３０が押されている間、制御回路２４はＦＥＴＱ２のゲートにパルス電圧を印加し、ＬＥＤ２８とハブ２６を間欠的に接続する。ＬＥＤ２８に間欠的に電力が供給され、ＬＥＤ２８が点滅する。さらに、カメラモジュール２０のピントが合わせられた信号をコンピュータ１４から受信すると、制御回路２４はＦＥＴＱ２のゲートに一定の電圧を印加する。ＦＥＴＱ２が常時オンになるため、ＬＥＤ２８に常時電力が供給されて点灯される。トリガスイッチ３０が離されるとＦＥＴＱ１、Ｑ２をオフにして、コンピュータ１４に信号を送信する。コンピュータ１４は信号を受信すると画像処理して被照射物の外形を求める。なお、カメラモジュール２０は制御回路２４に電源制御されず、カメラモジュール２０には常にコンピュータ１４から電力供給される。

【0031】

（ＬＥＤ）
ＬＥＤ２８は筐体１２の中から外に見えるように取り付けられている。ＬＥＤ２８が点灯や点滅することでレーザーの発振やピント合わせの終了を操作者に知らせることができる。たとえば、レーザーが発振されるとＬＥＤ２８を点滅させ、ピント合わせができるとＬＥＤ２８を点灯させる。

【0032】

（ハブ）
ハブ２６はＵＳＢハブを使用する。レーザー装置１８、カメラモジュール２０、メモリ２２、制御回路２４およびＬＥＤ２８がハブ２６に接続されている。ハブ２６とコンピュータ１４とを接続するケーブル１６はＵＳＢケーブルである。ケーブル１６は電力供給およびデータ転送が可能なＵＳＢケーブルを使用する。ハブ２６によって１本のケーブル１６から複数の部品に分配されるようにし、ケーブル１６の本数を最低限にする。

【0033】

（コンピュータ）
コンピュータ１４は持ち運びできるタブレット型コンピュータ、スマートフォンまたはラップトップ型コンピュータを使用する。筐体１２に収められた部品とコンピュータ１４がケーブル１６で接続されており、コンピュータ１４を持ち運ぶ必要があるためである。

【0034】

コンピュータ１４はカメラモジュール２０からコンピュータ１４に送られたデータを画像処理する手段として機能する。そのように機能させるために、コンピュータ１４はメモリ２２に記憶されたプログラムをインストールして実行する。画像処理は、撮像素子から読み出されたデータを画像データに変換する処理、被照射物の外形を求める処理が可能な画像データであるか否かを判断する処理、画像データからレーザーの照射された被照射物の外形を求める処理が含まれる。

【0035】

（画像データに変換する処理）
カメラモジュール２０のレンズ５２の前にフィルター５６が有り、レーザーと同じ波長の光のみをカメラモジュール２０が受光しているため、撮像素子から読み出したデータを画像データ８０に変換するとレーザー８２とそれ以外の部分８４に分けられる（図６（ａ））。

【0036】

なお、撮像素子から読み出したデータをそのまま画像データにすると、レーザー装置１８から見て被照射物を斜め方向（カメラモジュール２０の方向）から見た画像データ８０である。被照射物の外形を求めるために、レーザー装置１８から被照射物を見た画像に変換する処理をおこなう。レーザー装置１８（半導体レーザー）とカメラモジュール２０（撮像素子）の距離、レーザーの中心軸Ａとレンズ５２の光軸Ｂとの角度θ、レーザー装置１８から被照射物までの距離（レーザーの中心軸Ａの長さ）、カメラモジュール２０から被照射物までの距離（光軸Ｂの長さ）が決まっており、それらを測定（キャリブレーション）し、パラメータデーターとしてメモリ２２に記憶している。それらの値を使用して、画像データ８０を被照射物８６の断面形状（レーザー装置１８から見た被照射物の表面形状）の画像データ８８に変換する（図６（ｂ））。なお、パラメータデーターは、少なくともレーザー装置１８とカメラモジュール２０の距離、およびレーザーの中心軸Ａとレンズ５２の光軸Ｂとの角度θを含むようにする。また、角度θの代わりにレーザー装置１８とカメラモジュール２０の相対的な角度であってもよい。メモリ２２に予めパラメータデーターを記憶しておくことで、装置１０ごとの個体差によって生じるレーザー装置１８とカメラモジュール２０の位置関係を求めてコンピュータ１４に入力する必要がない。同一のコンピュータ１４に異なる装置１０を接続しても、装置１０ごとにパラメータデーターを自動的に使用して外形測定できる。レンズ５２のゆがみの値をパラメータデーターに含め、画像データ８８に変化する際に、その値を用いてレンズ５２のゆがみを除去した画像データ８８にすることが好ましい。

【0037】

（外形測定の可否の判断）
被照射物の外形を求める処理が可能な画像データであるか否かを判断するために、（ａ）画像データ８０のレーザー８２とそれ以外の部分８４とのコントラストの差の最大を求め、（ｂ）レーザー８２が連続していることの確認し、（ｃ）レーザー８２が画像データ８０の中心またはその付近に入っていることを確認して判断する。上記のようにＬＥＤ２８の点滅している間、筐体１２のグリップ部３４を手で持って動かすことで、時間と共に画像データ８０が変化する。上記（ａ）は画像データ８０の中心およびその付近におけるレーザー８２とそれ以外の部分８４のコントラストの差が時間と共に変化する。そのコントラストの差が最も大きくなった時に被照射物の外形を求める処理が可能（一般のカメラでピントが合って画像が鮮明になる状態）になるためである。上記（ｂ）はレーザー８２が連続していなければ被照射物の外形が求められないためである。画像データ８０はレーザー８２とそれ以外の部分８４になっており、輝度の高い部分がレーザー８２になっているため、輝度の高い部分が連続しているか分断されているかによって判断する。上記（ｃ）はレーザー８２が画像データ８０の中心またはその付近になければ被照射物にレーザーが照射されていない恐れがあるためである。

【0038】

（被照射物の外形計測処理）
上記のように被照射物８６の外形を示す画像データ８８が生成されているので、外形の直線９０ａ、９０ｂ、９０ｃの長さ、直線９０ａ、９０ｂ、９０ｃの角度などから被照射物８６の外形寸法を求める。外形を求めるとき、パラメータデーターを使用する。直線９０ａ、９０ｂ、９０ｃが折れ曲がった部分９２ａ、９２ｂは特徴点として抽出してもよい。直線９０ａ、９０ｃを延長し、延長した部分同士の交点９４を特徴点として抽出し、延長した部分の長さおよび特徴点の角度を求めてもよい。

【0039】

（コンピュータのその他の機能）
コンピュータ１４は得られた被照射物８６の外形を他のプログラムで使用してもよい。たとえば、得られたデータを表計算ソフトに自動入力したり、ＣＡＤソフトに自動入力したりする。

【0040】

コンピュータ１４はレーザー装置１８、カメラモジュール２０、制御回路２４、メモリ２２、ＬＥＤ２８に電力を供給する手段として機能する。筐体１２の中には電源を備えず、コンピュータ１４からケーブル１６を介して電力を供給する。

【0041】

（非接触測定装置の動作）
予めコンピュータ１４にケーブル１６を接続し、コンピュータ１４の記憶装置にメモリ２２に記憶されたソフトウェアをインストールし、パラメータデーターも記憶しておく。コンピュータ１４とケーブル１６を接続した状態で、操作者は筐体１２のグリップ部３４を持ちながら開口３６を被照射物に向けた状態でトリガスイッチ３０を押す。トリガスイッチ３０が押されている間、制御回路２４はＦＥＴＱ１をオンにし、レーザー装置１８に電力を供給する。ＦＥＴＱ２のゲートにパルス電圧を印加することでＬＥＤ２８を点滅させる。また、トリガスイッチ３０が押されている間、コンピュータ１４はカメラモジュール２０で得られたデータから画像データ８０を生成しており、画像処理によってレンズ５２のピントが被照射物に合わせられているかをチェックする。ピントが合っているときに、コンピュータ１４から制御回路２４に信号を送信する。

【0042】

コンピュータ１４から制御回路２４に信号が受信されると、制御回路２４はＦＥＴＱ２のゲートに常時電圧を印加し、ＬＥＤ２８を常時点灯させる。これによって、操作者はピントが合わせられたことを確認できる。操作者はピントが合わせられるまでグリップ部３４を持ちながら筐体１２を動かしてピントを調節するが、ピントが合わせられたら手を固定して、トリガスイッチ３０を離す。トリガスイッチ３０が離されると、制御回路２２からコンピュータ１４に信号を送り、ＦＥＴＱ１、Ｑ２をオフにする。レーザー装置１８とＬＥＤ２８への電源供給が断たれる。コンピュータ１４はソフトウェアによる機能によって、その信号が送られたときにカメラモジュール２０で得られたデータおよびパラメータデーターを使用して画像データ８０、８８を生成し、上記の被照射物の外形を求めるための画像処理をする。画像処理した結果はコンピュータ１４のディスプレイに表示させる。

【0043】

以上のように、本願は筐体１２の中に必要最低限の部品のみを収納しており、安価な非接触測定装置１０である。筐体１２を何かにぶつけたりしてもカメラモジュール２０とレーザー装置１８の相対的な位置ずれを防止でき、正確な測定が可能である。

【0044】

以上、本発明の一実施形態を説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されない。たとえば、上述したＬＥＤ２８の点灯と点滅は逆であってもよい。また、異なる色のＬＥＤを２つ備え、レーザーを発振したときと外形計測が可能なったときで発光するＬＥＤを異ならせてもよい。

【0045】

カメラモジュール２０とハブ２６の間にＦＥＴを設けてもよい。トリガスイッチ３０が押されている間、そのＦＥＴをオンにしてカメラモジュール２０に電力を供給するようにする。

【0046】

図７の画像データ９６に示されるように、被照射物９８に曲線１００を含む外形を測定してもよい。曲線１００を形成する円弧の長さを求めたり、直線９０ａ、９０ｂと曲線１００の変化する部分１０２ａ、１０２ｂを特徴点として抽出したりしてもよい。

【0047】

カメラモジュール２０は固定焦点のカメラに限定されず、ステレオカメラや焦点を変えられるカメラを使用してもよい。

【0048】

本願は被照射物８６または測定箇所の少なくとも１つの情報を含む識別記号（バーコード）を備えても良い。メモリ２２に記憶されたソフトウェアに識別記号を読み込む機能および識別記号の情報を測定された形状の画像データに紐づけする機能を備えさせておく。コンピュータ１４はカメラモジュール２０で撮影された識別記号を読み込む手段および識別記号と測定した形状を紐づけする手段として機能する。操作者は、識別記号にレーザーを照射してカメラモジュール２０で識別記号を撮影し、その後に被照射物８６にレーザーを照射して形状を測定する。識別記号と被照射物８６が順番にカメラモジュール２０で撮影される。コンピュータ１４は撮影された識別記号から情報を取得し、取得した識別記号の情報と測定された形状の画像データを紐づけ（関連付け）する。測定された形状の画像データに識別記号の情報が追加される。操作者は測定された画像データに対して測定箇所などの情報を追加する必要はなく、測定された画像データの管理が容易になる。

【0049】

識別記号にレーザーを照射する場合、レーザーが線状になっているため、識別記号はバーコードを使用することが好ましい。識別記号として二次元コードを使用する場合、レーザーを照射しない状態で識別記号を撮影する。識別記号は、バーコードおよび二次元コード以外の文字、記号、図形などであってもよく、コンピュータ１４は撮影された識別記号から情報を取得する手段として機能する。識別記号は測定される箇所ごとに設けられてもよいし、被照射物８６ごとに設けられてもよい。識別記号は紙またはフィルムなどに印刷され、被照射物８６の測定箇所の近傍に貼り付けられても良い。識別記号は上記した情報以外の情報、たとえば日付、操作者名などの情報をさらに含めても良い。

【0050】

その他、本発明は、その主旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づき種々の改良、修正、変更を加えた態様で実施できるものである。

【符号の説明】

【0051】

１０：非接触測定装置
１２：筐体
１４：コンピュータ
１６：ケーブル
１８：レーザー装置
２０：カメラモジュール
２２：メモリ
２４：制御回路
２６：ハブ
２８：ＬＥＤ
３０：トリガスイッチ
３２：光学部品収納部
３４：グリップ部
３６、３８：開口
４０：棒状体
４２：筐体におけるケーブルの出入口
４４：保護部材
４６：保持部材
４８：保持部材の一端
５０：保護レンズ
５２：レンズ
５４：基板
５６：フィルター
５８：台座
６０：スペーサー
６２、７２：基板の側部
６４：ピン
６６：頭部
６８：軸部
７０：偏芯部材
７４：コネクタ
７６：切り欠き
８０、８８、９６：画像データ
８２：レーザー
８４：レーザー以外の部分
８６、９８：被照射物
９０ａ、９０ｂ、９０ｃ：直線
９２ａ、９２ｂ、１０２ａ、１０２ｂ：特徴点
９４：交点
１００：曲線
Ｑ１、Ｑ２：ＦＥＴ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】