JP2003050112A - Three-dimensional shape input device and projector - Google Patents

Three-dimensional shape input device and projector

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JP2003050112A
JP2003050112A JP2001239241A JP2001239241A JP2003050112A JP 2003050112 A JP2003050112 A JP 2003050112A JP 2001239241 A JP2001239241 A JP 2001239241A JP 2001239241 A JP2001239241 A JP 2001239241A JP 2003050112 A JP2003050112 A JP 2003050112A
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JP
Japan
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striped pattern
light
light sources
dimensional shape
input device
Prior art date
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Application number
JP2001239241A
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Japanese (ja)
Inventor
Fumiya Yagi
史也 八木
Akira Yahashi
暁 矢橋
Tetsuya Katagiri
哲也 片桐
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Minolta Co Ltd
Original Assignee
Minolta Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a three-dimensional shape input device realizing a phase shift method, using a relatively simple constitution. SOLUTION: To a projector 10, a plurality of light sources 31 to 34 placed with a specific interval in the direction (Z-direction) parallel to one main axis are provided. Also, a mask plate 41, for converting the light from each of the light sources 31 to 34 into a striped pattern with different intensity distribution periodically along the main axis, is provided apart from the light sources at specified distances. By letting each of the light sources 31 to 34 emit light in turn, the phases of the striped pattern projected to the object are constituted so as to be shifted for specific values.

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】この発明は、パターン投影方
式によって対象物の三次元形状を測定する技術に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a technique for measuring a three-dimensional shape of an object by a pattern projection method.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、投影装置によって対象物に縞状パ
ターンを投影し、撮影装置によって対象物に投影された
縞状パターンを撮影し、その縞状パターンの歪みを解析
することによって対象物の三次元形状を測定する装置が
知られている。このような縞状パターンを解析すること
によって対象物の三次元形状を解析する方法は一般に縞
解析法と呼ばれている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a projection device projects a striped pattern on an object, a shooting device photographs the striped pattern projected on the object, and the distortion of the striped pattern is analyzed to analyze the object. A device for measuring a three-dimensional shape is known. A method of analyzing a three-dimensional shape of an object by analyzing such a striped pattern is generally called a stripe analysis method.

【0003】縞解析法では、投影された縞状パターンを
構成する各ラインの位置を正確に検出することが高精度
な三次元形状の特定に要求される。これに対し、対象物
表面に模様等があって光の反射率にむらがある場合、投
影装置から投影される縞状パターンに照度むらがある場
合、又は対象物表面上に不均一な環境光が照射されてい
る場合等のように外乱による影響がある場合には、撮影
装置で撮影した画像から縞状パターンの各ラインの位置
を正確に検出することが難しくなり、対象物の三次元形
状を高精度に求めることができなくなる。
In the fringe analysis method, it is required to accurately detect the position of each line forming the projected fringe pattern in order to specify a highly accurate three-dimensional shape. On the other hand, when there is a pattern on the surface of the object and the light reflectance is uneven, the stripe pattern projected from the projection device has uneven illuminance, or non-uniform ambient light is present on the object surface. When there is an influence of disturbance such as when the object is illuminated, it becomes difficult to accurately detect the position of each line of the striped pattern from the image taken by the imaging device, and the three-dimensional shape of the object Cannot be obtained with high accuracy.

【0004】そのため、従来より位相シフト法が提案さ
れており、対象物に投影する縞状パターンを1/3ない
し1/4波長ずつで位相シフトさせながら、撮影装置で
3枚ないし4枚の画像を撮影し、それらの画像間での各
画素の輝度の相対的変化を検出することによって、上記
の反射率のむら等のような外乱による影響を解消して、
各ラインの位置を比較的高精度に求めることが可能であ
る。
Therefore, a phase shift method has been proposed in the past, in which the photographic device projects three or four images while phase-shifting the striped pattern projected on the object by ⅓ to ¼ wavelength. By taking a picture of the image and detecting the relative change in the brightness of each pixel between those images, the effect of disturbance such as the unevenness of the reflectance described above is eliminated,
It is possible to obtain the position of each line with relatively high accuracy.

【0005】図8は従来の位相シフト法を適用した三次
元形状入力装置100を示す図である。図8に示すよう
に、従来の三次元形状入力装置100は投影装置110
と撮影装置120とを備えており、投影装置110には
光源111とマスク板112と駆動部113とが設けら
れている。マスク板112には周期的に光の透過率が変
化する縞状パターンのマスクが形成されており、光源1
11からの光はマスク板112を通って対象物9に導か
れる。このため、対象物9の表面にはマスク板112に
形成された縞状パターン101が投影され、撮影装置1
20によってその縞状パターンを撮影する。
FIG. 8 is a diagram showing a three-dimensional shape input device 100 to which a conventional phase shift method is applied. As shown in FIG. 8, the conventional three-dimensional shape input device 100 includes a projection device 110.
The projection device 110 is provided with a light source 111, a mask plate 112, and a drive unit 113. A mask having a striped pattern in which the light transmittance changes periodically is formed on the mask plate 112.
The light from 11 is guided to the object 9 through the mask plate 112. Therefore, the striped pattern 101 formed on the mask plate 112 is projected on the surface of the object 9, and the imaging device 1
The striped pattern is photographed by 20.

【0006】そして、投影装置110においては、駆動
部113がマスク板112をシフト方向119に沿って
駆動することにより、対象物9に投影される縞状パター
ンの位相を1/3ないし1/4波長ずつシフトさせるよ
うに構成される。また、撮影装置120は各シフト状態
において対象物の画像を撮影し、縞状パターン101を
構成する各ラインの位置を求めるように構成されてい
る。
In the projection apparatus 110, the driving unit 113 drives the mask plate 112 along the shift direction 119 to make the phase of the striped pattern projected on the object 9 1/3 to 1/4. It is configured to shift by wavelength. Further, the image capturing device 120 is configured to capture an image of an object in each shift state and obtain the position of each line forming the striped pattern 101.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の三次
元形状入力装置100の場合、マスク板112を駆動す
る際の位置決め精度や再現性を高くすることが要求され
るが、簡単な方法及び構成で位置決め精度や再現性を高
めることは困難である。そのため、マスク板112を高
精度に位置決めするような駆動機構を実現するためには
コストの高い構成を採用せざるを得ないという問題があ
る。
By the way, in the case of the conventional three-dimensional shape input device 100, it is required to increase the positioning accuracy and reproducibility when driving the mask plate 112, but a simple method and configuration. It is difficult to improve the positioning accuracy and reproducibility. Therefore, in order to realize a driving mechanism that positions the mask plate 112 with high accuracy, there is a problem that a costly structure must be adopted.

【0008】そこで、この発明は、上記課題に鑑みてな
されたものであって、比較的簡単な構成で位相シフト法
を実現することの可能な三次元形状入力装置を提供する
ことを目的とする。
Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a three-dimensional shape input device capable of realizing the phase shift method with a relatively simple structure. .

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1に記載の発明は、対象物に対して周期的な
縞状パターンを投影する投影装置と、前記対象物に投影
された前記縞状パターンの像を撮影する撮影装置と、を
備える三次元形状入力装置であって、前記投影装置が、
一つの主軸に平行な方向に関して所定間隔で設置される
複数の光源と、前記複数の光源から所定距離だけ離隔し
て設置され、かつ、前記各光源からの光を前記主軸に沿
って周期的に光の強度分布が異なる縞状パターンに変換
する縞状パターン生成手段と、を備えている。
In order to achieve the above object, the invention described in claim 1 is a projection device for projecting a periodic striped pattern on an object, and a projection device for projecting on the object. A three-dimensional shape input device comprising: a photographing device for photographing an image of the striped pattern, wherein the projection device comprises:
A plurality of light sources installed at a predetermined interval with respect to a direction parallel to one main axis, and installed at a predetermined distance from the plurality of light sources, and the light from each of the light sources is periodically along the main axis. Striped pattern generation means for converting into a striped pattern having a different light intensity distribution.

【0010】請求項2に記載の発明は、請求項1に記載
の三次元形状入力装置において、前記縞状パターン生成
手段が、前記主軸に沿って周期的に光の透過度が変化す
る縞状パターンを有するマスク板であることを特徴とし
ている。
According to a second aspect of the present invention, in the three-dimensional shape input device according to the first aspect, the striped pattern generating means has a striped pattern in which light transmittance changes periodically along the main axis. It is characterized by being a mask plate having a pattern.

【0011】請求項3に記載の発明は、請求項1又は2
に記載の三次元形状入力装置において、前記複数の光源
を順次に発光させることによって、前記対象物に対して
投影される前記縞状パターンの位相を所定値ずつシフト
させる光源制御手段をさらに備えることを特徴としてい
る。
The invention according to claim 3 is the invention according to claim 1 or 2.
The three-dimensional shape input device according to claim 1, further comprising light source control means for shifting the phase of the striped pattern projected onto the object by a predetermined value by sequentially causing the plurality of light sources to emit light. Is characterized by.

【0012】請求項4に記載の発明は、請求項3に記載
の三次元形状入力装置において、前記複数の光源を順次
発光させた際の各発光状態において、前記撮影装置が前
記対象物に投影された前記縞状パターンの像を撮影する
ように構成され、各発光状態において得られる各撮影画
像間での輝度の相対的変化を検出し、前記相対的変化に
応じて前記縞状パターンの歪みの位置及び量を求める演
算手段をさらに備えている。
According to a fourth aspect of the present invention, in the three-dimensional shape input device according to the third aspect, the photographing device projects on the object in each light emission state when the plurality of light sources are sequentially emitted. Is configured to capture an image of the striped pattern, and detects a relative change in luminance between the captured images obtained in each light emission state, and distorts the striped pattern according to the relative change. It further comprises a calculating means for obtaining the position and the amount of.

【0013】請求項5に記載の発明は、請求項1乃至4
のいずれかに記載の三次元形状入力装置において、前記
複数の光源が設置される前記所定間隔dが、前記複数の
光源の数をn、前記縞状パターン生成手段において発生
させる周期的な光の前記主軸に沿った周期をλ、前記複
数の光源と前記縞状パターン生成手段との距離をS0、
及び、前記縞状パターン生成手段から前記対象物までの
平均的な距離をS1、とすると、d={λ・(S0+S
1)}/(n・S1)で表される間隔に設定されること
を特徴としている。
The invention according to a fifth aspect is the first to the fourth aspects.
In the three-dimensional shape input device according to any one of items 1 to 3, the predetermined distance d in which the plurality of light sources are installed is n, where the number of the plurality of light sources is n, and the periodic light generated in the striped pattern generation means is generated. The period along the main axis is λ, the distance between the plurality of light sources and the striped pattern generating means is S0,
Further, when an average distance from the striped pattern generating means to the object is S1, d = {λ · (S0 + S
1)} / (n · S1) is set as the interval.

【0014】請求項6に記載の発明は、対象物の三次元
形状を測定するための投影装置であって、一つの主軸に
平行な方向に関して所定間隔で設置される複数の光源
と、前記複数の光源から所定距離だけ離隔して設置さ
れ、かつ、前記各光源からの光を前記主軸に沿って周期
的に光の強度分布が異なる縞状パターンに変換する縞状
パターン生成手段と、を備えている。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a projection device for measuring a three-dimensional shape of an object, comprising a plurality of light sources installed at predetermined intervals in a direction parallel to one main axis, and the plurality of light sources. And a striped pattern generating means for converting the light from each of the light sources into a striped pattern having different intensity distributions of light periodically along the main axis. ing.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて図面を参照しつつ詳細に説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings.

【0016】図1はこの発明の実施の形態にかかる三次
元形状入力装置1を示す図である。図1に示すように、
三次元形状入力装置1は投影装置10と撮影装置20と
を備えている。なお、図1には互いに直交するX,Y,
Zの3軸を示している。
FIG. 1 is a diagram showing a three-dimensional shape input device 1 according to an embodiment of the present invention. As shown in Figure 1,
The three-dimensional shape input device 1 includes a projection device 10 and a photographing device 20. In FIG. 1, X, Y, and
The three axes of Z are shown.

【0017】まず、投影装置10について説明する。投
影装置10は対象物に対して周期的な縞状パターンを投
影する装置であり、投影光を発生させる複数(この実施
の形態では4個)の光源31,32,33,34、各光
源31〜34からの光を縞状パターンに変換する縞状パ
ターン生成部4、及び、光源制御部15を備えて構成さ
れる。この投影装置10はZ方向に対して周期的に変化
する縞状パターンを、投影装置10に対向して配置され
る対象物に対して投影するものであり、縞状パターンを
構成する各ラインはX方向に平行なラインとなる。
First, the projection device 10 will be described. The projection device 10 is a device that projects a periodic striped pattern on an object, and includes a plurality of (four in this embodiment) light sources 31, 32, 33, 34 that generate projection light, and each light source 31. The light source control unit 15 and the striped pattern generation unit 4 that converts the light from the light sources 34 to 34 into striped patterns. The projection device 10 projects a striped pattern that periodically changes in the Z direction onto an object arranged facing the projection device 10, and each line that forms the striped pattern is The line is parallel to the X direction.

【0018】各光源31〜34は例えば白色光源等によ
って構成され、各光源31〜34から発生する光は縞状
パターン生成部4を通って対象物に照射される。各光源
31〜34は、Z軸に平行な軸を主軸とすると、その主
軸に平行な方向(すなわちZ方向)に所定間隔を有する
ように固定される。また、各光源31〜34から放射さ
れる投影光の光軸は互いにほぼ平行となるように設置さ
れる。
Each of the light sources 31 to 34 is composed of, for example, a white light source or the like, and the light emitted from each of the light sources 31 to 34 passes through the striped pattern generating section 4 and is applied to the object. Each of the light sources 31 to 34 is fixed so as to have a predetermined interval in a direction parallel to the main axis (that is, the Z direction) when an axis parallel to the Z axis is the main axis. Moreover, the optical axes of the projection lights emitted from the respective light sources 31 to 34 are installed so as to be substantially parallel to each other.

【0019】縞状パターン生成部4は、複数の光源31
〜34から光軸方向(Y方向)に沿って所定距離だけ離
隔して設置され、各光源31〜34からの光を上記の主
軸に沿って周期的に光強度分布が異なる縞状パターンに
変換する。この実施の形態では、縞状パターン生成部4
は、主軸に沿って周期的に光の透過度が変化する縞状パ
ターンを有するマスク板41によって構成され、マスク
板41は投影装置10に固定される。なお、マスク板4
1の板面は各光源31〜34からの投影光の光軸に対し
てほぼ垂直な状態となるように設置することが好まし
い。
The striped pattern generation unit 4 includes a plurality of light sources 31.
From 34 to 34 along the optical axis direction (Y direction), the light from each of the light sources 31 to 34 is converted into a striped pattern in which the light intensity distribution is periodically different along the main axis. To do. In this embodiment, the striped pattern generation unit 4
Is constituted by a mask plate 41 having a striped pattern whose light transmittance changes periodically along the main axis, and the mask plate 41 is fixed to the projection device 10. The mask plate 4
It is preferable that the first plate surface is installed so as to be substantially perpendicular to the optical axis of the projection light from each of the light sources 31 to 34.

【0020】各光源31〜34からマスク板41に到達
する光のうち、マスク板41に形成された縞状パターン
の透過率が高い部分に入射する光はマスク板41を通過
しやすく、透過率が低い部分に入射する光はマスク板4
1を通過しにくい。また、中間程度の透過率を有する部
分に入射する光は、その透過率に応じてマスク板41を
通過することになる。
Of the light arriving at the mask plate 41 from each of the light sources 31 to 34, the light incident on the high transmittance portion of the striped pattern formed on the mask plate 41 easily passes through the mask plate 41 and the transmittance is high. The light incident on the lower part of the mask plate 4
It is difficult to pass 1. Further, the light incident on the portion having the intermediate transmittance passes through the mask plate 41 according to the transmittance.

【0021】この結果、各光源31〜34から放射され
る光はマスク板41によって縞状パターンを有する光に
変換され、対象物には縞状パターンが投影されることと
なる。
As a result, the light emitted from each of the light sources 31 to 34 is converted into light having a striped pattern by the mask plate 41, and the striped pattern is projected on the object.

【0022】光源制御部15は複数の光源31〜34の
うちから発光させるべき一の光源を順次に選択して、各
光源31〜34を順次に発光させる。光源制御部15が
各光源31〜34の発光状態を制御する際には、光源制
御部15が発光対象となる一の光源に対して発光用の電
力供給を行うとともに、撮影装置20に対して撮影タイ
ミングを指示するように構成される。これにより、撮影
装置20では各光源31〜34の発光に応じて撮影動作
を行うことが可能になる。
The light source controller 15 sequentially selects one of the plurality of light sources 31 to 34 to emit light, and causes each of the light sources 31 to 34 to sequentially emit light. When the light source control unit 15 controls the light emitting state of each of the light sources 31 to 34, the light source control unit 15 supplies electric power for light emission to one light source to be emitted, and also to the photographing device 20. It is configured to instruct the shooting timing. As a result, the photographing device 20 can perform the photographing operation according to the light emission of each of the light sources 31 to 34.

【0023】投影装置10は上記のように構成されてお
り、複数の光源31〜34が個別に発光することによ
り、各発光状態において対象物に投影される縞状パター
ンの位相を1/4波長ずつシフトさせるように構成され
る。
The projection apparatus 10 is constructed as described above, and the plurality of light sources 31 to 34 individually emit light, so that the phase of the striped pattern projected on the object in each light emission state is 1/4 wavelength. It is configured to shift by one.

【0024】図2は投影装置10によって投影される縞
状パターンの一例を示す図である。図2に示すように、
光源31からの投影光のうち、マスク板41の中央部分
にある透過率の高い点A0を通過する光線L1は対象物
9の表面上の点B1に投影される。この結果、光源31
が発光した際には、対象物9の表面上に明部と暗部とが
周期的に繰り返される縞状パターンP1が形成される。
FIG. 2 is a diagram showing an example of a striped pattern projected by the projection device 10. As shown in FIG.
Of the projection light from the light source 31, the light ray L1 passing through the point A0 having a high transmittance in the central portion of the mask plate 41 is projected onto the point B1 on the surface of the object 9. As a result, the light source 31
When is emitted, a striped pattern P1 in which a bright portion and a dark portion are periodically repeated is formed on the surface of the object 9.

【0025】また、光源32からの投影光のうちでマス
ク板41の点A0を通過する光線L2は対象物9の表面
上の点B2に投影される。よって、光源32が発光した
際には、対象物9の表面上に縞状パターンP2が形成さ
れる。この縞状パターンP2は光源31が発光した場合
の縞状パターンP1と比較すると位相が1/4波長分シ
フトされた状態となっている。
Of the projection light from the light source 32, the light ray L2 passing through the point A0 on the mask plate 41 is projected on the point B2 on the surface of the object 9. Therefore, when the light source 32 emits light, the striped pattern P2 is formed on the surface of the target object 9. The striped pattern P2 is in a state in which the phase is shifted by a quarter wavelength as compared with the striped pattern P1 when the light source 31 emits light.

【0026】また、光源33からの投影光のうちでマス
ク板41の点A0を通過する光線L3は対象物9の表面
上の点B3に投影される。よって、光源33が発光した
際には、対象物9の表面上に縞状パターンP3が形成さ
れる。この縞状パターンP3は光源32が発光した場合
の縞状パターンP2と比較すると位相が1/4波長分シ
フトされた状態となっている。
Of the projection light from the light source 33, the light ray L3 passing through the point A0 on the mask plate 41 is projected on the point B3 on the surface of the object 9. Therefore, when the light source 33 emits light, the striped pattern P3 is formed on the surface of the target object 9. This striped pattern P3 is in a state in which the phase is shifted by a quarter wavelength as compared with the striped pattern P2 when the light source 32 emits light.

【0027】さらに、光源34からの投影光のうちでマ
スク板41の点A0を通過する光線L4は対象物9の表
面上の点B4に投影される。よって、光源34が発光し
た際には、対象物9の表面上に縞状パターンP4が形成
される。この縞状パターンP4は光源33が発光した場
合の縞状パターンP3と比較すると位相が1/4波長分
シフトされた状態となっている。
Further, of the projection light from the light source 34, the light ray L4 passing through the point A0 of the mask plate 41 is projected onto the point B4 on the surface of the object 9. Therefore, when the light source 34 emits light, the striped pattern P4 is formed on the surface of the target object 9. This striped pattern P4 is in a state in which the phase is shifted by a quarter wavelength as compared with the striped pattern P3 when the light source 33 emits light.

【0028】したがって、投影装置10によって複数の
光源31〜34を順次発光させ、かつ、各発光状態にお
いて対象物9に投影される縞状パターンP1〜P4を撮
影装置20によって順次撮影することで、1/4波長ず
つ位相シフトさせた画像を4枚撮影することができ、対
象物表面の反射率のむら等のような外乱による影響を解
消して、縞状パターンを構成する各ラインの位置を比較
的高精度に求めることが可能になる。
Therefore, by causing the projection device 10 to sequentially cause the plurality of light sources 31 to 34 to emit light, and for the striped patterns P1 to P4 projected on the object 9 in each light emitting state to be sequentially captured by the image capturing device 20, It is possible to capture four images that are phase-shifted by 1/4 wavelength and eliminate the influence of disturbance such as unevenness of reflectance on the surface of the object, and compare the position of each line forming the striped pattern. It becomes possible to obtain with high accuracy.

【0029】さらに、縞状パターンを構成する各ライン
の位置を比較的高精度に求めることが可能になることか
ら、位相シフトを行わない通常の縞解析法による場合に
比べて、縞状パターンを構成する各ラインを細くするこ
とができ、それによって縞状パターンの高密化を行うこ
とが可能である。
Furthermore, since it becomes possible to obtain the position of each line forming the striped pattern with relatively high accuracy, the striped pattern can be formed as compared with the case of the usual striped analysis method without phase shift. Each of the constituent lines can be made thin, which makes it possible to increase the density of the striped pattern.

【0030】次に撮影装置20について説明する。撮影
装置20は、対象物に投影された縞状パターンの像を撮
影する装置であり、対象物に投影される縞状パターンの
歪みを良好に撮影することができるように、上記の主軸
に関して投影装置10から所定間隔だけ離隔して設置さ
れる。
Next, the photographing device 20 will be described. The image capturing device 20 is a device that captures an image of a striped pattern projected on an object, and projects the image about the main axis so that distortion of the striped pattern projected on the object can be captured well. It is installed at a predetermined distance from the device 10.

【0031】撮影装置20は、対象物に投影された縞状
パターンの像を撮像素子22に導く撮影レンズ21、C
CDエリアセンサ等で構成された撮像素子22、撮像素
子22から得られる1枚ずつの画像データを記憶するメ
モリ23、メモリ23に格納された画像データに基づい
て所定の演算を行うことにより、縞状パターンの歪みの
位置及び量を求める演算部24、及び、投影装置10に
おける各光源31〜34の発光と同期して撮像素子22
を制御する撮影制御部25を備えて構成される。
The photographing device 20 includes photographing lenses 21 and C for guiding an image of a striped pattern projected on an object to an image pickup element 22.
The image pickup device 22 configured by a CD area sensor or the like, the memory 23 that stores the image data of each image obtained from the image pickup device 22, and the predetermined calculation based on the image data stored in the memory 23 The calculation unit 24 for obtaining the position and amount of the distortion of the circular pattern, and the image sensor 22 in synchronization with the light emission of each of the light sources 31 to 34 in the projection device 10.
It is configured by including a photographing control unit 25 for controlling the.

【0032】この撮影装置20では、投影装置10が複
数の光源31〜34を順次に発光させた際の各発光状態
において、対象物に投影された縞状パターンの像を撮影
するように構成され、各発光状態において取得される画
像データはメモリ23に格納される。そして、各光源3
1〜34が発光した状態の全ての画像を撮影した時点
で、演算部24がメモリ23に格納されている全ての画
像データを読み出し、外乱による影響を除去するような
位相シフト法に基づく演算、すなわち、4枚の画像間で
の対応する画素どうしにおける輝度の相対的変化を検出
する演算を行うことによって、縞状パターンの歪みの位
置及び量を高精度に求めるように構成される。
The photographing apparatus 20 is configured to photograph the image of the striped pattern projected on the object in each light emitting state when the projection apparatus 10 sequentially emits the plurality of light sources 31 to 34. The image data acquired in each light emission state is stored in the memory 23. And each light source 3
When all the images of the light emitting states of 1 to 34 are photographed, the calculation unit 24 reads all the image data stored in the memory 23, and the calculation based on the phase shift method for removing the influence of disturbance, That is, the position and amount of distortion of the striped pattern are obtained with high accuracy by performing a calculation to detect a relative change in luminance between corresponding pixels among the four images.

【0033】なお、演算部24によって求められる、対
象物に投影された縞状パターンの歪みの位置及び量は、
撮影装置20に接続される外部装置(コンピュータ等)
に対して出力されるように構成され、外部装置において
縞状パターンの歪みの位置及び量を三角測量の原理に基
づいて解析することにより対象物の三次元形状を導出す
ることが可能である。
The position and amount of distortion of the striped pattern projected on the object, which is obtained by the arithmetic unit 24, is
External device (computer, etc.) connected to the photographing device 20
It is possible to derive the three-dimensional shape of the object by analyzing the position and amount of the distortion of the striped pattern on the basis of the principle of triangulation in an external device.

【0034】次に、投影装置10における複数の光源3
1〜34の配置について説明する。図3及び図4はマス
ク板41に対する光源31〜34の配置状態を示す図で
あり、図3は各光源31〜34のサイズが比較的小さい
場合を、図4は各光源31〜34のサイズが比較的大き
い場合を示している。
Next, the plurality of light sources 3 in the projection device 10
The arrangement of 1 to 34 will be described. FIG. 3 and FIG. 4 are views showing the arrangement state of the light sources 31 to 34 with respect to the mask plate 41. FIG. 3 shows the case where the size of each light source 31 to 34 is relatively small, and FIG. Indicates a relatively large value.

【0035】上述したように、投影装置10における複
数の光源31〜34は、マスク板41における透過率の
極大部分41aと透過率の極小部分41bとが周期的に
繰り返される方向である主軸方向(すなわちZ方向)に
所定間隔を有するように固定される。このとき、光源3
1と光源32とは間隔d1で配置され、光源32と光源
33とは間隔d2で配置され、光源33と光源34とは
間隔d3で配置される。それぞれの間隔d1,d2,d
3は、各光源31〜34を個別かつ順次に点灯させた際
に対象物9の表面上で縞状パターンの位相が1/4波長
ずつ変化する間隔に設定される。
As described above, in the plurality of light sources 31 to 34 in the projection apparatus 10, the main axis direction (direction in which the maximum transmittance portion 41a and the minimum transmittance portion 41b of the mask plate 41 are periodically repeated ( That is, they are fixed so as to have a predetermined interval in the Z direction). At this time, the light source 3
1 and the light source 32 are arranged at an interval d1, the light source 32 and the light source 33 are arranged at an interval d2, and the light source 33 and the light source 34 are arranged at an interval d3. The intervals d1, d2, d
3 is set to an interval in which the phase of the striped pattern on the surface of the object 9 changes by ¼ wavelength when the light sources 31 to 34 are individually and sequentially turned on.

【0036】ここで各光源31〜34のサイズが設置間
隔d1,d2,d3に対して比較的小さい場合には、図
3に示すように、複数の光源31〜34を主軸に沿って
一列状に配置することが可能である。
Here, when the size of each of the light sources 31 to 34 is relatively small with respect to the installation intervals d1, d2 and d3, as shown in FIG. 3, a plurality of light sources 31 to 34 are arranged in a line along the main axis. Can be placed at.

【0037】これに対し、各光源31〜34のサイズが
設置間隔d1,d2,d3に対して比較的大きい場合に
は、複数の光源31〜34を主軸に沿って一列状に配置
することが困難である。そのため、図4に示すように、
複数の光源31〜34のX方向に沿った配置位置を複数
段設定し、隣接する光源のX方向に沿った配置位置をそ
れぞれ異なる位置に設置するように構成してもよい。こ
の場合でも主軸に沿った方向の設置間隔が、図3の場合
と同様に所定の間隔d1,d2,d3となっていれば、
各光源31〜34を順次発光させた際に対象物9に投影
される縞状パターンの位相を1/4波長ずつシフトさせ
ることが可能である。
On the other hand, when the size of each of the light sources 31 to 34 is relatively large with respect to the installation intervals d1, d2 and d3, the plurality of light sources 31 to 34 may be arranged in a line along the main axis. Have difficulty. Therefore, as shown in FIG.
It is also possible to set a plurality of arranging positions of the plurality of light sources 31 to 34 along the X direction and to arrange the arranging positions of the adjacent light sources along the X direction at different positions. Even in this case, if the installation intervals in the direction along the main axis are the predetermined intervals d1, d2, d3 as in the case of FIG. 3,
It is possible to shift the phase of the striped pattern projected on the object 9 by ¼ wavelength when each of the light sources 31 to 34 sequentially emits light.

【0038】この実施の形態の三次元形状入力装置1で
は、4個の光源31〜34を設け、各光源31〜34を
順次に点灯させることで1/4波長ずつ位相シフトさせ
ることにより、位相シフト法を適用した三次元形状の測
定を行うように構成されているが、位相シフト法を適用
するためには、例えば1/3波長ずつ位相をシフトさせ
てもよく、その場合には光源の数は3個でよい。そし
て、その3個の光源を順次に発光させた際に、対象物9
に投影される縞状パターンの周期的な位相が1/3波長
ずつシフトするように3個の光源を所定の間隔で設置す
ればよい。
In the three-dimensional shape input device 1 of this embodiment, four light sources 31 to 34 are provided, and the respective light sources 31 to 34 are sequentially turned on to shift the phase by 1/4 wavelength. Although it is configured to measure the three-dimensional shape by applying the shift method, in order to apply the phase shift method, for example, the phase may be shifted by ⅓ wavelength. The number may be three. Then, when the three light sources are sequentially emitted, the object 9
The three light sources may be installed at predetermined intervals so that the periodic phase of the striped pattern projected on is shifted by ⅓ wavelength.

【0039】さらに、位相シフト法を適用して、より高
精度に縞状パターンの歪みの位置及び量を求めるために
は、縞状パターンの1波長に対する分割数を増加させれ
ばよい。例えば光源の数を5個、6個、…というように
増加させれば増加させる程、より細分化された位相シフ
トを実現することができ、それによってさらに高精度に
各ラインの位置等を特定することが可能になるのであ
る。
Further, in order to obtain the position and amount of distortion of the striped pattern with higher accuracy by applying the phase shift method, the number of divisions of the striped pattern for one wavelength may be increased. For example, the more the number of light sources is increased to 5, 6, ..., The more detailed the phase shift can be realized, whereby the position of each line can be specified with higher accuracy. It becomes possible to do it.

【0040】つまり、光源の数は上述した4個に限定さ
れるものではなく、3個以上の複数個であればよいこと
になる。
That is, the number of light sources is not limited to the above-mentioned four, but may be any number of three or more.

【0041】次に、光源がn個(ただし、nは3以上の
整数)設けられる場合における各光源の設置間隔につい
て検討する。
Next, the installation interval of each light source when n light sources are provided (where n is an integer of 3 or more) will be examined.

【0042】図5は投影装置10において4個の光源3
1〜34が配置された例を示す図である。図5に示すよ
うに、マスク板41に形成される縞状パターンの透過率
の周期的な変化の周期(波長)をλ、光源31〜34か
らマスク板41までの距離をS0、マスク板41から対
象物9の表面までの距離をS1とする。ただし、対象物
9の表面には実際上三次元的な凹凸が存在するため、マ
スク板41から対象物9の表面までの距離S1は、マス
ク板41から対象物9を代表する面、例えば凹凸の奥行
き範囲の最前面や最後面、凹凸の中間に位置する面、又
は、凹凸の平均面等を基準にして定められる。さらに、
図5において、各光源31〜34の主軸方向に対する間
隔をd(=d1=d2=d3)とする。
FIG. 5 shows the four light sources 3 in the projector 10.
It is a figure which shows the example in which 1-34 were arrange | positioned. As shown in FIG. 5, the period (wavelength) of the periodic change in the transmittance of the striped pattern formed on the mask plate 41 is λ, the distance from the light sources 31 to 34 to the mask plate 41 is S0, and the mask plate 41 is The distance from to the surface of the object 9 is S1. However, since the surface of the target object 9 actually has three-dimensional unevenness, the distance S1 from the mask plate 41 to the surface of the target object 9 is a surface representing the target object 9 from the mask plate 41, for example, unevenness. Is determined with reference to the forefront surface or the rearmost surface in the depth range of, the surface located in the middle of the unevenness, or the average surface of the unevenness. further,
In FIG. 5, the distance between the light sources 31 to 34 in the main axis direction is d (= d1 = d2 = d3).

【0043】位相シフトを1/4波長ずつ行って4枚の
画像を撮影することにより実施する場合において、図5
に示すように、5個目の仮想光源30を光源31に対し
て主軸方向の間隔dを隔てて設置する場合を考える。こ
の場合、5個目の仮想光源30によって投影される縞状
パターンは、光源34によって投影される縞状パターン
と同位相に回帰する。つまり、仮想光源30からマスク
板41の点A0の隣の透過率が極大となる点A1に入射
した光線L0は、対象物9の表面において、光源34か
ら点A0を通過する光線L4と同一の点B4に投影され
る。
In the case where the phase shift is performed by ¼ wavelength and four images are photographed, FIG.
Consider a case where the fifth virtual light source 30 is installed at a distance d in the main axis direction with respect to the light source 31, as shown in FIG. In this case, the striped pattern projected by the fifth virtual light source 30 returns to the same phase as the striped pattern projected by the light source 34. That is, the light ray L0 incident from the virtual light source 30 to the point A1 on the mask plate 41 adjacent to the point A0 having the maximum transmittance is the same as the light ray L4 passing from the light source 34 to the point A0 on the surface of the object 9. It is projected on the point B4.

【0044】また、仮想光源30を含めると、各光源3
0〜34間の間隔dは全部で4個存在し、光源34と仮
想光源30との間隔は(4・d)となる。このことを、
光源がn個存在する場合に一般化して考えると、各光源
の間隔dは全部でn個存在し、仮想光源を含めた全ての
光源間の間隔は(n・d)となる。
When the virtual light source 30 is included, each light source 3
There are four intervals d between 0 and 34, and the interval between the light source 34 and the virtual light source 30 is (4 · d). This
In general, when there are n light sources, the distance d between each light source is n, and the distance between all light sources including the virtual light source is (n · d).

【0045】このため図5を参照すると、幾何学的に、 S1:λ=(S0+S1):(n・d) …(数式1) が成立する。上記の数式1から各光源の間隔dを求める
と、 d={λ・(S0+S1)}/(n・S1) …(数式2) が得られる。
Therefore, referring to FIG. 5, geometrically, S1: λ = (S0 + S1) :( n · d) (Equation 1) is established. When the distance d between the light sources is calculated from the above formula 1, d = {λ · (S0 + S1)} / (n · S1) (Formula 2) is obtained.

【0046】したがって、複数の光源としてn個の光源
が投影装置10に設置されている場合には、各光源の主
軸に沿った間隔を上記数式2によって求められる間隔d
に設定すれば、各光源を順次発光させた際に1/n波長
ずつ位相シフトさせた縞状パターンを対象物9に投影す
ることが可能である。
Therefore, when n light sources are installed in the projection device 10 as a plurality of light sources, the distances along the main axis of the respective light sources are calculated by the distance d calculated by the above-mentioned formula 2.
If set to, it is possible to project a striped pattern, which is phase-shifted by 1 / n wavelength when each light source is sequentially emitted, onto the target object 9.

【0047】以上のように、この実施の形態で説明した
三次元形状入力装置1の投影装置10は、マスク板41
を移動させて位相シフト法を実現するものではなく、複
数の光源を所定間隔に設置し、各光源を順次に発光させ
ることで位相シフト法を実現するように構成されてい
る。したがって、投影装置10に対して複雑な駆動機構
を配置する必要がなく、また、対象物9に対して繰り返
し縞状パターンを投影する場合でも再現性の高い縞状パ
ターンを投影することが可能である。すなわち、三次元
形状入力装置1によれば、比較的簡単な構成で位相シフ
ト法が実現されており、かつ、高精度に対象物9の三次
元形状を測定することが可能になる。
As described above, the projection device 10 of the three-dimensional shape input device 1 described in this embodiment has the mask plate 41.
It is configured to realize the phase shift method by arranging a plurality of light sources at a predetermined interval and sequentially emitting light from each light source, instead of moving the light source to realize the phase shift method. Therefore, it is not necessary to arrange a complicated drive mechanism for the projection device 10, and it is possible to project a striped pattern having high reproducibility even when the striped pattern is repeatedly projected on the object 9. is there. That is, according to the three-dimensional shape input device 1, the phase shift method is realized with a relatively simple configuration, and the three-dimensional shape of the object 9 can be measured with high accuracy.

【0048】また、マスク板41として銀塩フィルム等
を用いれば、緻密な投影パターンをマスク板41に形成
することが可能であり、その場合は緻密で滑らかな縞状
パターンを対象物の表面に投影することが可能である。
If a silver salt film or the like is used as the mask plate 41, it is possible to form a precise projection pattern on the mask plate 41. In that case, a fine and smooth striped pattern is formed on the surface of the object. It is possible to project.

【0049】以上、この発明の実施の形態について説明
したが、この発明は上記説明した内容のものに限定され
るものではない。
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above description.

【0050】まず、上記説明においては、縞状パターン
生成部4を、主軸に沿って周期的に光の透過度が変化す
る縞状パターンを有するマスク板41で構成する例につ
いて説明したが、それに限定されるものではない。
First, in the above description, an example in which the striped pattern generating section 4 is constituted by the mask plate 41 having a striped pattern whose light transmittance changes periodically along the main axis has been described. It is not limited.

【0051】図6は縞状パターン生成部4としてレンズ
アレイ42を用いた例を示す図である。図6に示すよう
に、レンチキュラレンズ等のレンズアレイ42を複数の
光源31〜34から光軸に沿って所定間隔で設置するよ
うにしてもよい。このように構成しても、レンズアレイ
42を構成する各レンズ部の作用によって縞状パターン
が対象物9に投影されることになり、各光源31〜34
を順次発光させることで対象物9に投影される縞状パタ
ーンの位相をシフトさせることが可能である。
FIG. 6 is a diagram showing an example in which the lens array 42 is used as the striped pattern generation section 4. As shown in FIG. 6, a lens array 42 such as a lenticular lens may be installed from a plurality of light sources 31 to 34 at predetermined intervals along the optical axis. Even with such a configuration, the striped pattern is projected onto the object 9 by the action of each lens unit that configures the lens array 42, and each light source 31 to 34.
It is possible to shift the phase of the striped pattern projected on the object 9 by sequentially emitting light.

【0052】また、図7は縞状パターン生成部4として
プリズム43を用いた例を示す図である。図7に示すよ
うに、入射側が単一の平面であり、かつ、出射側が互い
に平行でない複数の平面で構成される多角柱状のプリズ
ム43を、複数の光源31〜34から光軸に沿って所定
間隔で設置するようにしてもよい。このように構成して
も、プリズム43の作用によって縞状パターンが対象物
9に投影されることになり、各光源31〜34を順次発
光させることで対象物9に投影される縞状パターンの位
相をシフトさせることが可能である。
FIG. 7 is a diagram showing an example in which the prism 43 is used as the striped pattern generation section 4. As shown in FIG. 7, a prismatic prism 43 having a single flat surface on the incident side and a plurality of flat surfaces on the emitting side that are not parallel to each other is provided from a plurality of light sources 31 to 34 along the optical axis. You may make it install at intervals. Even with this structure, the stripe pattern is projected on the object 9 by the action of the prism 43, and the stripe patterns of the stripe pattern projected on the object 9 are sequentially emitted by the light sources 31 to 34. It is possible to shift the phase.

【0053】次に、投影装置10と撮影装置20とは分
離可能なように構成されてもよい。例えば撮影装置20
をデジタルカメラ等で構成し、その外部取り付け装置と
して投影装置10を実現することもできる。
Next, the projection device 10 and the photographing device 20 may be configured to be separable. For example, the photographing device 20
It is also possible to realize the projection device 10 as an external attachment device by configuring the above with a digital camera or the like.

【0054】[0054]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1及び6に
記載の発明によれば、複数の光源が一つの主軸に平行な
方向に関して所定間隔で設置されており、さらに、その
複数の光源から所定距離だけ離隔して設置された縞状パ
ターン生成手段が各光源からの光を主軸に沿って周期的
に光の強度分布が異なる縞状パターンに変換するように
構成されているため、比較的簡単な構成で位相シフト法
を実現した縞状パターンの投影を行うことができる。
As described above, according to the invention described in claims 1 and 6, a plurality of light sources are arranged at a predetermined interval in the direction parallel to one main axis, and further, the plurality of light sources. Since the striped pattern generating means installed at a predetermined distance from is configured to convert the light from each light source into a striped pattern in which the light intensity distribution is periodically different along the main axis, It is possible to project a striped pattern that realizes the phase shift method with an extremely simple configuration.

【0055】請求項2に記載の発明によれば、縞状パタ
ーン生成手段が、主軸に沿って周期的に光の透過度が変
化する縞状パターンを有するマスク板であるため、対象
物に対して周期的に光の強度分布が変化する縞状パター
ンを良好に投影することができる。
According to the second aspect of the present invention, since the striped pattern generating means is a mask plate having a striped pattern in which the light transmittance changes periodically along the main axis, As a result, it is possible to excellently project a striped pattern in which the light intensity distribution changes periodically.

【0056】請求項3に記載の発明によれば、複数の光
源を順次に発光させることによって、対象物に対して投
影される縞状パターンの位相を所定値ずつシフトさせる
ように構成されているため、再現性の高い位相シフト法
を実現することが可能である。
According to the third aspect of the invention, the phase of the striped pattern projected onto the object is shifted by a predetermined value by sequentially causing the plurality of light sources to emit light. Therefore, it is possible to realize a phase shift method with high reproducibility.

【0057】請求項4に記載の発明によれば、複数の光
源を順次発光させた際の各発光状態において得られる各
撮影画像間での輝度の相対的変化を検出し、その相対的
変化に応じて縞状パターンの歪みの位置及び量を求める
ように構成されているため、高精度に縞状パターンの歪
みの位置及び量を求めることが可能である。
According to the fourth aspect of the present invention, the relative change in the luminance between the picked-up images obtained in each light emission state when a plurality of light sources are sequentially emitted is detected, and the relative change is detected. Since the position and the amount of distortion of the striped pattern are obtained accordingly, the position and the amount of distortion of the striped pattern can be obtained with high accuracy.

【0058】請求項5に記載の発明によれば、光源の数
がいくつであっても、比較的簡単な構成で位相シフト法
を実現した縞状パターンの投影を行うことが可能であ
る。
According to the fifth aspect of the present invention, it is possible to project a striped pattern that realizes the phase shift method with a relatively simple structure, regardless of the number of light sources.

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

【図1】この発明の実施の形態にかかる三次元形状入力
装置を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a three-dimensional shape input device according to an embodiment of the present invention.

【図2】投影装置によって投影される縞状パターンの一
例を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing an example of a striped pattern projected by a projection device.

【図3】マスク板に対する光源の配置状態の一例を示す
図である。
FIG. 3 is a diagram showing an example of an arrangement state of light sources with respect to a mask plate.

【図4】マスク板に対する光源の配置状態の他の例を示
す図である。
FIG. 4 is a diagram showing another example of arrangement of light sources on a mask plate.

【図5】複数の光源の配置間隔を説明するための図であ
る。
FIG. 5 is a diagram for explaining an arrangement interval of a plurality of light sources.

【図6】縞状パターン生成部としてレンズアレイを用い
た例を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing an example in which a lens array is used as a striped pattern generation unit.

【図7】縞状パターン生成部としてプリズムを用いた例
を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing an example in which a prism is used as a striped pattern generation unit.

【図8】従来の位相シフト法を適用した三次元形状入力
装置を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing a three-dimensional shape input device to which a conventional phase shift method is applied.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 三次元形状入力装置 4 縞状パターン生成部(縞状パターン生成手段) 10 投影装置 15 光源制御部(光源制御手段) 20 撮影装置 22 撮像素子 23 メモリ 24 演算部(演算手段) 25 撮影制御部 31〜34 光源 41 マスク板 42 レンズアレイ 43 プリズム d,d1〜d3 光源配置間隔 Z 主軸方向 1 3D shape input device 4 Striped pattern generation unit (striped pattern generation means) 10 Projector 15 Light source control unit (light source control means) 20 Imaging device 22 Image sensor 23 memory 24 Calculation unit (calculation means) 25 Shooting control section 31-34 light source 41 mask plate 42 lens array 43 prism d, d1 to d3 light source arrangement interval Z spindle direction

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 片桐 哲也 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 AA04 AA53 DD02 FF07 FF09 GG02 GG13 GG24 HH05 HH13 JJ03 JJ08 JJ26 LL28 NN00 QQ24 QQ31    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Tetsuya Katagiri             2-3-3 Azuchi-cho, Chuo-ku, Osaka-shi, Osaka Prefecture               Osaka International Building Minolta Co., Ltd. F term (reference) 2F065 AA04 AA53 DD02 FF07 FF09                       GG02 GG13 GG24 HH05 HH13                       JJ03 JJ08 JJ26 LL28 NN00                       QQ24 QQ31

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 対象物に対して周期的な縞状パターンを
投影する投影装置と、前記対象物に投影された前記縞状
パターンの像を撮影する撮影装置と、を備える三次元形
状入力装置であって、 前記投影装置が、 一つの主軸に平行な方向に関して所定間隔で設置される
複数の光源と、 前記複数の光源から所定距離だけ離隔して設置され、か
つ、前記各光源からの光を前記主軸に沿って周期的に光
の強度分布が異なる縞状パターンに変換する縞状パター
ン生成手段と、を備える三次元形状入力装置。
1. A three-dimensional shape input device comprising: a projection device for projecting a periodic striped pattern on an object; and a photographing device for photographing an image of the striped pattern projected on the object. Wherein the projection device is installed with a plurality of light sources installed at a predetermined interval in a direction parallel to one main axis, and installed with a predetermined distance from the plurality of light sources, and light from each of the light sources. A three-dimensional shape input device, comprising: a striped pattern generation unit that converts the light into a striped pattern having different light intensity distributions periodically along the main axis.
【請求項2】 請求項1に記載の三次元形状入力装置に
おいて、 前記縞状パターン生成手段は、前記主軸に沿って周期的
に光の透過度が変化する縞状パターンを有するマスク板
であることを特徴とする三次元形状入力装置。
2. The three-dimensional shape input device according to claim 1, wherein the striped pattern generation means is a mask plate having a striped pattern whose light transmittance changes periodically along the main axis. A three-dimensional shape input device characterized in that
【請求項3】 請求項1又は2に記載の三次元形状入力
装置において、 前記複数の光源を順次に発光させることによって、前記
対象物に対して投影される前記縞状パターンの位相を所
定値ずつシフトさせる光源制御手段をさらに備えること
を特徴とする三次元形状入力装置。
3. The three-dimensional shape input device according to claim 1, wherein the phase of the striped pattern projected onto the object is set to a predetermined value by sequentially causing the plurality of light sources to emit light. A three-dimensional shape input device, further comprising a light source control means for shifting each by one.
【請求項4】 請求項3に記載の三次元形状入力装置に
おいて、 前記複数の光源を順次発光させた際の各発光状態におい
て、前記撮影装置が前記対象物に投影された前記縞状パ
ターンの像を撮影するように構成され、 各発光状態において得られる各撮影画像間での輝度の相
対的変化を検出し、前記相対的変化に応じて前記縞状パ
ターンの歪みの位置及び量を求める演算手段をさらに備
える三次元形状入力装置。
4. The three-dimensional shape input device according to claim 3, wherein in each of the light emitting states when the plurality of light sources are sequentially emitted, the image capturing device is configured to project the striped pattern on the object. An arithmetic operation configured to capture an image, detecting a relative change in luminance between the captured images obtained in each light emission state, and obtaining the position and amount of distortion of the striped pattern according to the relative change. A three-dimensional shape input device further comprising means.
【請求項5】 請求項1乃至4のいずれかに記載の三次
元形状入力装置において、 前記複数の光源が設置される前記所定間隔dは、前記複
数の光源の数をn、前記縞状パターン生成手段において
発生させる周期的な光の前記主軸に沿った周期をλ、前
記複数の光源と前記縞状パターン生成手段との距離をS
0、及び、前記縞状パターン生成手段から前記対象物ま
での平均的な距離をS1、とすると、 d={λ・(S0+S1)}/(n・S1) で表される間隔に設定されることを特徴とする三次元形
状入力装置。
5. The three-dimensional shape input device according to claim 1, wherein the predetermined distance d in which the plurality of light sources are installed is the number of the plurality of light sources n, and the striped pattern. The period of the periodic light generated by the generating means along the main axis is λ, and the distance between the plurality of light sources and the striped pattern generating means is S.
0 and an average distance from the striped pattern generating means to the object is S1, the distance is set to be represented by d = {λ · (S0 + S1)} / (n · S1). A three-dimensional shape input device characterized in that
【請求項6】 対象物の三次元形状を測定するための投
影装置であって、 一つの主軸に平行な方向に関して所定間隔で設置される
複数の光源と、 前記複数の光源から所定距離だけ離隔して設置され、か
つ、前記各光源からの光を前記主軸に沿って周期的に光
の強度分布が異なる縞状パターンに変換する縞状パター
ン生成手段と、を備える投影装置。
6. A projection device for measuring a three-dimensional shape of an object, comprising: a plurality of light sources installed at predetermined intervals in a direction parallel to one main axis; and a plurality of light sources separated from the plurality of light sources by a predetermined distance. And a striped pattern generation unit that converts the light from each of the light sources into a striped pattern having different intensity distributions of light periodically along the main axis.
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