研究内容RESEARCHES

本研究では、多面ミラーによる空間変換により、イメージセンサの空間解像度よりも高い空間解像度を一方向にのみに持たせた、平板対象に特化した形で高速かつ広範囲にわたる計測を実現する三次元形状計測法を提案する。

光切断法は、スリット光投影に基づく三次元形状計測法として知られるが、1枚の画像に対しスリット光に対応する断面プロフィールのみが得られるため、高速性を求める場面において、単位時間あたりの三次元計測点数が必ずしも十分ではない。 そこで本研究では、イメージセンサと計測対象の間に、角度の異なる複数枚のミラーから構成される多面 ミラーを導入し、この多面ミラーによる計測領域の空間変換により、光切断法における計測対象の移動方向 と垂直な方向についての計測領域の分解能を向上させた。

実際に試作した三次元形状計測システムは、8面ミラー、スリットレーザー、テレセント リックレンズからなる光学系、多面ミラーから空間変換された1024×1024 画素のスリット投影画像につい て1000fpsで実時間処理を行うH3 Visionから構成される。 H3 Visionには、多面ミラーで8分割された画像領域それぞれにおいて。光切断法による三次元形状計測のための重心計算処理をハードウェア実装されており、画像1フレームからは、8192点からなる三次元プロフィールの計算を可能とした。

実際に、大きさ93mm×155mmの携帯電話用回路基板に対して。三次元形状計測実験を行った。 回路基板には、高さ100〜200μmのクリーム半田のみが印刷されており、回路基板を17 mm/s で等速に搬送させた場合について、10秒間の計測を行った。 幅が93 mm である基板に対して、一方向の機械的走査のみで基板全体の三次元形状が計測された。