JP2001311612A - Shape input device - Google Patents
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、物体に対して2次
元または1次元の走査を行うように参照光を投光し、物
体上の複数の位置について光の往復伝搬時間を測定する
形状入力装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a shape input device for projecting reference light so as to perform two-dimensional or one-dimensional scanning on an object and measuring round-trip propagation time of light at a plurality of positions on the object. Related to the device.
【0002】[0002]
【従来の技術】光のパルスの送信から物体で反射して戻
ったパルスの受信までの飛行時間(TOF:time of fl
ight)を測定することにより、既知の光伝搬速度を適用
して対物間距離を求めることができる。この手法を用い
た測距装置において、パルス光を偏向する走査機構を組
み込むことにより、測距装置自体の位置や姿勢を変えて
測距を繰り返すのに比べて、多数方向の測距(多点測
定)を迅速に行うことができる。2次元走査を行うよう
に走査機構を駆動すれば、物体面の起伏の測定(3次元
入力)が可能となる。1次元走査でもそれ相応の範囲の
形状情報を得ることができる。2. Description of the Related Art Time of flight (TOF) from transmission of a light pulse to reception of a pulse reflected back from an object.
ight), it is possible to determine the inter-object distance by applying a known light propagation velocity. By incorporating a scanning mechanism that deflects pulsed light into a distance measuring device using this technique, distance measurement in multiple directions (multi-point measurement) is required compared to repeating distance measurement by changing the position and orientation of the distance measuring device itself. Measurement) can be performed quickly. If the scanning mechanism is driven to perform two-dimensional scanning, it is possible to measure the undulation of the object surface (three-dimensional input). Even in one-dimensional scanning, shape information in a corresponding range can be obtained.
【0003】従来、物体上の走査位置の確認を容易にす
るため、測距のための光学系と並べて撮像手段を配置
し、物体を撮影して表示することが行われている。特開
平8−21878号公報には、撮像レンズで集光した光
を可視光とレーザ光とに分離して物体上のレーザスポッ
ト位置を検出し、物体の撮影像を表示する際にレーザス
ポット位置をマーキングする装置が記載されている。Conventionally, in order to facilitate confirmation of a scanning position on an object, an image pickup means is arranged side by side with an optical system for distance measurement, and an object is photographed and displayed. JP-A-8-21878 discloses that a laser spot position on an object is detected by separating light condensed by an imaging lens into visible light and laser light, and a laser spot position is displayed when a captured image of the object is displayed. An apparatus for marking is described.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】物体を撮影した画像デ
ータを、測距作業中の状況確認だけでなく、測定で得ら
れた形状データに対するデータ処理にも利用することが
考えられる。例えば、データ修正や間引きの参照情報、
形状モデルに貼り付けるテクスチャとすることができ
る。このような利用形態では、物体上の全ての測定点を
網羅する画像データが必要である。It is conceivable that image data obtained by photographing an object is used not only for checking the situation during a distance measuring operation but also for data processing on shape data obtained by measurement. For example, reference information for data correction and thinning,
It can be a texture to be attached to the shape model. In such a use form, image data covering all measurement points on the object is required.
【0005】しかし、従来では、物体の位置を測定する
光学系と物体を撮影する光学系との間に視差があり、測
定対象の物体と測定を行う装置との位置関係によって
は、いわゆるオクルージョンが発生するという問題があ
った。However, conventionally, there is a parallax between the optical system for measuring the position of the object and the optical system for photographing the object, and so-called occlusion may occur depending on the positional relationship between the object to be measured and the device for performing the measurement. There was a problem that occurred.
【0006】本発明は、このオクルージョンの発生を防
止することを目的としている。An object of the present invention is to prevent the occurrence of this occlusion.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明においては、飛行
時間法による測距のための走査光学系と測定対象物体と
の間の光路内、または物体の画像を入力する撮像光学系
と測定対象物体との間の光路内に、測定光と撮像光とを
分離する光学素子(例えばダイクロイックミラー)を設
け、測距の方向線と撮像の視線とが物体−光学素子間の
範囲で一致するように走査光学系、撮像光学系、および
光学素子を配置する。According to the present invention, there is provided an image pickup optical system for inputting an image of an object in an optical path between a scanning optical system for distance measurement by a time-of-flight method and an object to be measured, and a measuring object. An optical element (for example, a dichroic mirror) for separating the measurement light and the imaging light is provided in an optical path between the object and the object, so that the direction line of the distance measurement and the line of sight of the imaging coincide in the range between the object and the optical element. , A scanning optical system, an imaging optical system, and an optical element are arranged.
【0008】[0008]
【発明の実施の形態】〔第1実施形態〕図1は本発明に
係る形状入力測距装置の全体構成を示すブロック図、図
2は測距の概念図である。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS [First Embodiment] FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of a shape input distance measuring apparatus according to the present invention, and FIG. 2 is a conceptual diagram of distance measurement.
【0009】形状入力装置1は、光パルスの送受信のた
めの光学走査系10、コントローラ60、物体9のカラ
ー画像またはモノクロ画像を入力する撮像系70、およ
び光路分離手段75を備えている。光学走査系10、撮
像系70、および光路分離手段75の配置関係は固定で
あるが、これらとコントローラ60とが一体である必要
はない。コントローラ60としてパーソナルコンピュー
タを用いてもよい。撮像系70としてビデオカメラまた
は電子スチルカメラを用いることが可能である。The shape input device 1 includes an optical scanning system 10 for transmitting and receiving light pulses, a controller 60, an imaging system 70 for inputting a color image or a monochrome image of the object 9, and an optical path separating means 75. Although the arrangement relationship of the optical scanning system 10, the imaging system 70, and the optical path separating means 75 is fixed, these need not be integrated with the controller 60. A personal computer may be used as the controller 60. A video camera or an electronic still camera can be used as the imaging system 70.
【0010】光学走査系10は、光源と光検知器とを有
した多点測定のための走査機構30、光源を駆動する発
光回路40、および受信回路50から構成されている。
受信回路50は、光検知器からの光電変換信号に応じて
反射パルス光の受信時点t2を示す受信データをコント
ローラ60へ送る。コントローラ60は、発光指示信号
の出力から一定時間が経過した時点を送信時点t1とし
て、送信時点t1から受信時点t2までの光伝搬時間
(飛行時間)Taを算定する。さらにコントローラ60
は光伝搬時間Taと既知の光伝搬速度(3×108 m/
s)とから物体9までの距離Lを算出する。The optical scanning system 10 includes a scanning mechanism 30 having a light source and a photodetector for multipoint measurement, a light emitting circuit 40 for driving the light source, and a receiving circuit 50.
The receiving circuit 50 sends reception data indicating the reception time point t2 of the reflected pulse light to the controller 60 according to the photoelectric conversion signal from the photodetector. The controller 60 calculates the light propagation time (flight time) Ta from the transmission time t1 to the reception time t2, with the time when a certain time has elapsed from the output of the light emission instruction signal as the transmission time t1. Further, the controller 60
Is the light propagation time Ta and the known light propagation speed (3 × 10 8 m /
s) and the distance L to the object 9 is calculated.
【0011】図3は第1実施形態の光路構成を示す図で
ある。撮像系70は、その視野βが光学走査系10の走
査範囲αと交差するように配置されている。図では両者
の光軸の交差角度が90度であるが、これに限定されな
い。FIG. 3 is a diagram showing an optical path configuration of the first embodiment. The imaging system 70 is arranged so that its field of view β intersects the scanning range α of the optical scanning system 10. In the figure, the intersection angle between the two optical axes is 90 degrees, but the present invention is not limited to this.
【0012】撮像系70の視野βと光学走査系10の走
査範囲αとが交差する位置には、光路分離手段としての
分離ミラー75が配置されている。分離ミラー75は、
光学走査系10が射出する測定光の波長を含む特定波長
域の光を選択的に透過させ、他の波長域の光を反射する
特性をもつ。分離ミラー75としてはダイクロイックミ
ラーが好適である。測定光が赤外線である場合には、コ
ールドミラーを用いることができる。At a position where the visual field β of the imaging system 70 and the scanning range α of the optical scanning system 10 intersect, a separation mirror 75 as an optical path separating means is disposed. The separation mirror 75 is
The optical scanning system 10 has a characteristic of selectively transmitting light in a specific wavelength range including the wavelength of the measurement light emitted from the optical scanning system 10 and reflecting light in other wavelength ranges. As the separating mirror 75, a dichroic mirror is preferable. When the measurement light is infrared light, a cold mirror can be used.
【0013】分離ミラー75での反射によって、図中に
破線で示すように視野βは偏向される。一方、光学走査
系10の走査範囲αは、分離ミラー75のガラス厚に対
応した極めて僅かな屈折を除けば、図中に実線で示すと
おりほとんど影響を受けない。ここで、走査範囲αおよ
び視野βの中に存在する物体表面上の任意の点Pについ
て、点Pへ向かう撮像系70の視線V70のうちの偏向
後の部分と、点Pへ向かう測定光の光路V10とが互い
に実質的に一致するように、光学走査系10と撮像系7
0と分離ミラー75の三者の相対的な姿勢関係が設定さ
れる。なお、図3ではPに至る視線V70と光路V10
とを区別して表すため、これらを互いにずらして描いて
ある。The field of view β is deflected by the reflection at the separating mirror 75 as shown by the broken line in the figure. On the other hand, the scanning range α of the optical scanning system 10 is hardly affected as shown by the solid line in the drawing, except for a very slight refraction corresponding to the glass thickness of the separation mirror 75. Here, for an arbitrary point P on the surface of the object existing in the scanning range α and the field of view β, the deflected portion of the line of sight V70 of the imaging system 70 toward the point P, and the measurement light The optical scanning system 10 and the imaging system 7 so that the optical path V10 substantially matches each other.
The relative posture relationship between the three mirrors 0 and 75 is set. In FIG. 3, the line of sight V70 and the optical path V10 reaching P are shown.
Are drawn shifted from each other in order to distinguish them from each other.
【0014】このような姿勢関係は、例えば次の条件設
定によって実現可能である。すなわち、撮像系70と光
学走査系10とを、それぞれの光軸が互いに90度の角
度をもって向き合うように配置する。光軸の交差位置
に、分離ミラー75を、撮像系70および光学走査系1
0の双方に対して45度の傾斜姿勢をとるように配置す
る。そして、物体表面上の任意の点Pから光学走査系1
0の走査中心Rまでの距離(d0+d1)と、点Pから
撮像系70の光学主点Qまでの距離(d0+d1)とが
等しくなるように、すなわちd1=d2となるように配
置位置を決める。Such a posture relationship can be realized, for example, by setting the following conditions. That is, the imaging system 70 and the optical scanning system 10 are arranged such that their optical axes face each other at an angle of 90 degrees. At the position where the optical axis intersects, the separation mirror 75 is moved to the imaging system 70 and the optical scanning system 1.
It is arranged so as to take a 45-degree inclined posture with respect to both of 0. Then, from an arbitrary point P on the object surface, the optical scanning system 1
The arrangement position is determined so that the distance (d0 + d1) to the scanning center R of 0 is equal to the distance (d0 + d1) from the point P to the optical principal point Q of the imaging system 70, that is, d1 = d2.
【0015】以上の構成によって、物体9の形状情報の
入力と、2次元画像情報の入力とを、実質的に同一視点
から同一視線で、かつ互いにほとんど影響し合うことな
く同時に行うことが可能となる。入力される形状情報と
2次元画像情報との“見え”が一致してオクルージョン
が生じないので、両情報の比較や対応づけが容易にな
る。With the above configuration, the input of the shape information of the object 9 and the input of the two-dimensional image information can be performed simultaneously from substantially the same viewpoint with the same line of sight and without substantially affecting each other. Become. Since the “appearance” between the input shape information and the two-dimensional image information coincides and occlusion does not occur, it is easy to compare and correlate both information.
【0016】また、例示では、撮像の視野βと測距の走
査範囲αとが、広がり角が互いにほぼ一致するように設
定されている。これによって、視差が無いだけでなく、
形状(3次元)と画像(2次元)とで入力領域の整合の
とれた情報入力が可能となる。ただし、必ずしも視野β
と走査範囲αとが一致する必要はなく、一方が他方の一
部に包含されたり、両者が互いに部分的に重なり合った
りする形態であってもよい。Further, in the example, the field of view β of the imaging and the scanning range α of the distance measurement are set such that the spread angles substantially coincide with each other. This not only has no parallax,
It is possible to input information in which the input area is matched between the shape (three-dimensional) and the image (two-dimensional). However, the field of view β
And the scanning range α do not need to coincide with each other, and one may be included in a part of the other, or both may partially overlap each other.
【0017】以下、2次元の走査を行う場合の装置構成
を説明する。図4は光学走査系の第1例の模式図であ
る。図4の光学走査系10は、2個の走査ミラー31,
35とそれらを回転させるアクチュエータ32,36と
を有する。光源である半導体レーザ11から放射された
パルス光は、拡がり角を調整する投光レンズ12を通り
プリズム13を経て第1の走査ミラー31に入射する。
走査ミラー31は軸A1を中心に回転し、角度位置に応
じた方向にパルス光を偏向する。走査ミラー31で偏向
されたパルス光は第2の走査ミラー35で反射して外部
の物体9へ向かう。走査ミラー35は、軸A1に対して
交差またはねじれの関係にある軸A2を中心に回転す
る。An apparatus configuration for performing two-dimensional scanning will be described below. FIG. 4 is a schematic diagram of a first example of the optical scanning system. The optical scanning system 10 in FIG.
35 and actuators 32 and 36 for rotating them. Pulse light emitted from a semiconductor laser 11 as a light source passes through a light projecting lens 12 for adjusting a divergence angle, and enters a first scanning mirror 31 via a prism 13.
The scanning mirror 31 rotates about the axis A1, and deflects the pulse light in a direction corresponding to the angular position. The pulse light deflected by the scanning mirror 31 is reflected by the second scanning mirror 35 and travels to the external object 9. The scanning mirror 35 rotates about an axis A2 that is crossed or twisted with respect to the axis A1.
【0018】物体9の表面が鏡面でない限り、パルス光
P1は拡散反射をする。したがって、物体表面への入射
が垂直入射でなくても反射したパルス光P2の少なくと
も一部は光学走査系10に向かう。光学走査系10に戻
ったパルス光P2は、走査ミラー35および走査ミラー
31で反射して受光レンズ21へ進む。受光レンズ21
はパルス光P2を光検知器22の受光面に集光する。形
状入力装置1においては、走査ミラー31,35の角度
位置を変化させることにより、装置自身の設置位置や姿
勢を変えることなく、物体9の複数箇所までの距離を測
定することができる。As long as the surface of the object 9 is not a mirror surface, the pulse light P1 reflects diffusely. Therefore, even if the incidence on the object surface is not perpendicular incidence, at least a part of the reflected pulse light P <b> 2 goes to the optical scanning system 10. The pulse light P2 returned to the optical scanning system 10 is reflected by the scanning mirror 35 and the scanning mirror 31, and proceeds to the light receiving lens 21. Light receiving lens 21
Focuses the pulse light P2 on the light receiving surface of the photodetector 22. In the shape input device 1, by changing the angular positions of the scanning mirrors 31 and 35, it is possible to measure the distance to a plurality of locations of the object 9 without changing the installation position or posture of the device itself.
【0019】この構成において、2軸の回転のうちの一
方が主走査に対応して他方が副走査に対応し、例えば1
ラインの主走査をする毎に副走査が1分解能分だけ進
む、という動作が実行される。主走査が複数回繰り返さ
れ、その間に副走査が始端から終端まで進んだところ
で、一連の多点測定、つまり形状入力が完了する。走査
ミラー31,35のどちらを主とするかは任意である。
例えば、軸A1周りの偏向を主走査、軸A2周りの偏向
を副走査とすると、走査ミラー35が回転角度範囲の始
点から終点まで回転する間に、走査ミラー31は回転角
度範囲で複数回の往復回転をする。走査ミラー31,3
5の回転角度はコントローラ60によって常に把握され
る。角度検知の一般的手法としては、回転軸にエンコー
ダを取り付ける方法、および指令値に回転が追従するス
テッピングモータをアクチュエータとして使用する方法
がある。走査ミラー31,35の回転角度と測定した距
離Lとから、物体9上の点の3次元座標を計算すること
ができる。その計算を当該形状入力装置1の内部で行っ
てもよいし、外部装置が行うようにしてもよい。後者の
場合、当該形状入力装置1は、回転角度と距離Lとを対
応づけたデータを出力する。In this configuration, one of the two axes of rotation corresponds to the main scanning and the other corresponds to the sub-scanning.
An operation is performed in which the sub-scan advances by one resolution each time the main scan of the line is performed. The main scanning is repeated a plurality of times, during which the sub-scanning has progressed from the start to the end, and a series of multipoint measurements, that is, shape input is completed. Which of the scanning mirrors 31 and 35 is mainly used is arbitrary.
For example, assuming that the deflection around the axis A1 is main scanning and the deflection around the axis A2 is sub-scanning, while the scanning mirror 35 rotates from the start point to the end point of the rotation angle range, the scanning mirror 31 moves a plurality of times in the rotation angle range. Make a reciprocating rotation. Scanning mirrors 31, 3
The rotation angle of 5 is always grasped by the controller 60. As a general method of angle detection, there are a method of attaching an encoder to a rotating shaft, and a method of using a stepping motor whose rotation follows a command value as an actuator. From the rotation angles of the scanning mirrors 31 and 35 and the measured distance L, the three-dimensional coordinates of a point on the object 9 can be calculated. The calculation may be performed inside the shape input device 1 or an external device. In the latter case, the shape input device 1 outputs data in which the rotation angle is associated with the distance L.
【0020】図5は光学走査系の第2例の模式図、図6
は光学走査系の第3例の模式図である。これらの図にお
いて図4の例と同一の構成要素には図4と同一の符号を
付してある。FIG. 5 is a schematic view of a second example of the optical scanning system, and FIG.
FIG. 4 is a schematic diagram of a third example of the optical scanning system. In these figures, the same components as in the example of FIG. 4 are denoted by the same reference numerals as in FIG.
【0021】図5の光学走査系10bは、1個の走査ミ
ラー31で2次元走査を行う。走査ミラー31はそれを
回転させるアクチュエータ32とともに、第2のアクチ
ュエータ36によって回転駆動される。The optical scanning system 10b of FIG. 5 performs two-dimensional scanning with one scanning mirror 31. The scanning mirror 31 is rotationally driven by a second actuator 36 together with an actuator 32 for rotating the scanning mirror 31.
【0022】図6の光学走査系10cは、走査ミラー3
1を有していない。本例では、レーザパルスの送受信に
必要な光学部品を取り付けた構造体39を2軸ジンバル
形式で支持し、両軸にアクチュエータ32,36を連結
することによって、2次元走査が実現される。The optical scanning system 10c shown in FIG.
Do not have one. In this example, two-dimensional scanning is realized by supporting a structure 39 to which optical components necessary for transmission and reception of a laser pulse are attached in a biaxial gimbal format and connecting actuators 32 and 36 to both axes.
【0023】〔第2実施形態〕図7は第2実施形態の光
路構成を示す図である。光学走査系10は、その走査範
囲αが撮像系70の視野βと交差するように配置されて
いる。図では両者の光軸の交差角度が90度であるが、
これに限定されない。[Second Embodiment] FIG. 7 is a diagram showing an optical path configuration of a second embodiment. The optical scanning system 10 is arranged so that the scanning range α intersects the visual field β of the imaging system 70. In the figure, the crossing angle of both optical axes is 90 degrees,
It is not limited to this.
【0024】視野βと走査範囲αとが交差する位置に
は、光路分離手段としての分離ミラー76が配置されて
いる。分離ミラー76は、光学走査系10が射出する測
定光の波長を含む特定波長域の光を選択的に反射し、他
の波長域の光を透過させる特性をもつ。分離ミラー76
としてはダイクロイックミラーが好適である。測定光が
赤外線である場合には、ホットミラーを用いることがで
きる。At a position where the visual field β and the scanning range α intersect, a separating mirror 76 as an optical path separating means is disposed. The separation mirror 76 has a characteristic of selectively reflecting light in a specific wavelength range including the wavelength of the measurement light emitted from the optical scanning system 10 and transmitting light in other wavelength ranges. Separation mirror 76
A dichroic mirror is preferable. When the measurement light is infrared light, a hot mirror can be used.
【0025】分離ミラー76での反射によって、図中に
実線で示すように走査範囲αは偏向される。一方、撮像
系70の視野βは、分離ミラー76のガラス厚に対応し
た極めて僅かな屈折を除けば、図中に破線で示すとおり
ほとんど影響を受けない。ここで、走査範囲αおよび視
野βの中に存在する物体表面上の任意の点Pについて、
点Pへ向かう測定光の光路V10のうちの偏向後の部分
と、点Pへ向かう撮像系70の視線V70とが互いに実
質的に一致するように、光学走査系10と撮像系70と
分離ミラー76の三者の相対的な姿勢関係が設定され
る。このような姿勢関係は、図3の構成と同様の条件設
定によって実現可能である。The scanning range α is deflected by the reflection at the separation mirror 76 as shown by a solid line in the drawing. On the other hand, the field of view β of the imaging system 70 is hardly affected as shown by the broken line in the drawing, except for a very slight refraction corresponding to the glass thickness of the separation mirror 76. Here, for an arbitrary point P on the object surface existing in the scanning range α and the visual field β,
The optical scanning system 10, the imaging system 70, and the separation mirror so that the deflected portion of the optical path V10 of the measurement light toward the point P and the line of sight V70 of the imaging system 70 toward the point P substantially coincide with each other. A relative posture relationship between the three is set. Such a posture relationship can be realized by setting conditions similar to those in the configuration of FIG.
【0026】第2実施形態においても、物体9の形状情
報の入力と、2次元画像情報の入力とを、実質的に同一
視点から同一視線で、かつ互いにほとんど影響し合うこ
となく同時に行うことが可能となる。また、撮像の視野
βと測距の走査範囲αとを広がり角が互いにほぼ一致す
るように設定することによって、形状と画像とで入力領
域の整合のとれた情報入力が可能となる。Also in the second embodiment, the input of the shape information of the object 9 and the input of the two-dimensional image information can be performed simultaneously from substantially the same viewpoint with the same line of sight and without substantially affecting each other. It becomes possible. Further, by setting the field of view β of the imaging and the scanning range α of the distance measurement so that the spread angles substantially coincide with each other, it is possible to input information in which the input area is matched between the shape and the image.
【0027】以上の実施形態によれば、物体と装置との
位置関係に係わらず、物体における全ての測定点の情報
を含む2次元画像を、距離の測定と同時に入力すること
が可能になる。According to the above-described embodiment, a two-dimensional image including information on all measurement points on an object can be input simultaneously with distance measurement, regardless of the positional relationship between the object and the device.
【0028】本発明は、パルス光を照射してその受信タ
イミングを測定する方式に限らず、例えば正弦波のよう
に周期変動するように照射光を強度変調し、送信光の位
相と受信出力の位相とのずれを測定する方式にも適用す
ることができる。The present invention is not limited to the method of irradiating pulsed light and measuring its reception timing. For example, the intensity of the illuminated light is modulated so as to periodically fluctuate like a sine wave, and the phase of the transmitted light and the reception output are modulated. The present invention can also be applied to a method for measuring a phase shift.
【0029】[0029]
【発明の効果】請求項1乃至請求項4の発明によれば、
物体における測定点の情報を含む2次元画像を距離の測
定と同時に入力することができ、かつ入力される形状情
報と2次元画像情報とのオクルージョンを防止すること
ができる。According to the first to fourth aspects of the present invention,
It is possible to input a two-dimensional image including the information of the measurement points on the object simultaneously with the measurement of the distance, and to prevent occlusion between the input shape information and the two-dimensional image information.
【図1】本発明に係る形状入力装置の全体構成を示すブ
ロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of a shape input device according to the present invention.
【図2】測距の概念図である。FIG. 2 is a conceptual diagram of distance measurement.
【図3】第1実施形態の光路構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an optical path configuration according to the first embodiment.
【図4】光学走査系の第1例の模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram of a first example of an optical scanning system.
【図5】光学走査系の第2例の模式図である。FIG. 5 is a schematic diagram of a second example of the optical scanning system.
【図6】光学走査系の第3例の模式図である。FIG. 6 is a schematic diagram of a third example of the optical scanning system.
【図7】第2実施形態の光路構成を示す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating an optical path configuration according to a second embodiment.
1 形状入力装置 11 半導体レーザ(光源) P1 パルス光 P2 パルス光(反射パルス光) 22 光検知器 Ta 時間 9 対象物体 30 走査機構 P 任意の点(物体上の位置) 70 撮像系(撮像手段) 75,76 分離ミラー(光路分離手段) V10 光路 V70 視線 α 走査範囲(走査角度範囲) β 視野(視野角範囲) Reference Signs List 1 shape input device 11 semiconductor laser (light source) P1 pulse light P2 pulse light (reflection pulse light) 22 photodetector Ta time 9 target object 30 scanning mechanism P arbitrary point (position on object) 70 imaging system (imaging means) 75, 76 Separating mirror (optical path separating means) V10 Optical path V70 Line of sight α Scanning range (scanning angle range) β visual field (viewing angle range)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 掃部 幸一 大阪府大阪市中央区安土町二丁目3番13号 大阪国際ビル ミノルタ株式会社内 Fターム(参考) 2F065 AA06 AA53 BB05 FF04 FF11 FF33 GG06 GG08 JJ03 JJ15 JJ26 LL13 LL20 LL62 MM16 PP22 2F112 AD01 BA02 CA08 DA32 DA40 EA03 5J084 AA05 AD01 BA04 BA11 BB11 BB24 CA03 EA04 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Koichi Sukebe 2-13-13 Azuchicho, Chuo-ku, Osaka-shi, Osaka F-term in Osaka International Building Minolta Co., Ltd. 2F065 AA06 AA53 BB05 FF04 FF11 FF33 GG06 GG08 JJ03 JJ15 JJ26 LL13 LL20 LL62 MM16 PP22 2F112 AD01 BA02 CA08 DA32 DA40 EA03 5J084 AA05 AD01 BA04 BA11 BB11 BB24 CA03 EA04
Claims (4)
した反射参照光を受光する光検知器と、測定方向を変え
るための走査機構とを有し、前記対象物体上の複数の位
置についての参照光の送信から反射参照光の受信までの
時間を測定する形状入力装置であって、 前記対象物体の2次元画像情報を入力する撮像手段と、 前記参照光の発光波長を含む特定波長域の光と他の波長
域の光とを分離する光路分離手段とを備え、 前記対象物体上の任意の位置で反射して前記光検知器で
受光される反射参照光の光路のうち、当該任意の位置か
ら前記光路分離手段までの部分が、前記撮像手段が当該
任意の位置を睨む視線と実質的に一致するように、前記
撮像手段および前記光路分離手段が配置されたことを特
徴とする形状入力装置。A light source for emitting reference light; a photodetector for receiving reflected reference light reflected by a target object; and a scanning mechanism for changing a measurement direction, and a plurality of positions on the target object. A shape input device for measuring a time from transmission of the reference light to reception of the reflected reference light, wherein: an imaging unit that inputs two-dimensional image information of the target object; and a specific wavelength including an emission wavelength of the reference light. Optical path separating means for separating the light of the wavelength range and the light of the other wavelength range, and among the optical paths of the reflected reference light that is reflected at an arbitrary position on the target object and received by the photodetector, The image pickup unit and the optical path separation unit are arranged such that a portion from an arbitrary position to the optical path separation unit substantially coincides with a line of sight of the image pickup unit at the arbitrary position. Shape input device.
を選択的に反射し、他の波長域の光を透過させる光学特
性をもつ請求項1記載の形状入力装置。2. The shape input device according to claim 1, wherein said optical path separating means has an optical characteristic of selectively reflecting light of said specific wavelength range and transmitting light of another wavelength range.
を選択的に透過させ、他の波長域の光を反射する光学特
性をもつ請求項1記載の形状入力装置。3. The shape input device according to claim 1, wherein said optical path separating means has an optical characteristic of selectively transmitting light of said specific wavelength range and reflecting light of another wavelength range.
像手段の視野角範囲とが実質的に等しい請求項1記載の
形状入力装置。4. The shape input device according to claim 1, wherein a scanning angle range of said scanning mechanism is substantially equal to a viewing angle range of said imaging means.
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