JP2913021B2 - Shape measuring method and device - Google Patents

Shape measuring method and device

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JP2913021B2
JP2913021B2 JP8251663A JP25166396A JP2913021B2 JP 2913021 B2 JP2913021 B2 JP 2913021B2 JP 8251663 A JP8251663 A JP 8251663A JP 25166396 A JP25166396 A JP 25166396A JP 2913021 B2 JP2913021 B2 JP 2913021B2
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元治 藤垣
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WAKAYAMA DAIGAKUCHO
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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】本発明はテレビカメラとプロ
ジェクタとを使用し、そのレンズ収差が影響しない非接
触・非破壊形状計測方法及び装置に関する。発明の属す
る分野は計測装置、形状計測であり、特に適用できる製
品名は非接触形状計測装置である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a non-contact and non-destructive shape measuring method and apparatus using a television camera and a projector and having no influence on lens aberration. The field to which the invention belongs is a measuring device and a shape measuring device, and a product name that can be applied particularly is a non-contact shape measuring device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来非接触三次元形状計測法としては、
物体に格子を投影し、異なる角度からその格子を投影し
て得られた画像を解析することにより三次元形状を求め
る格子投影法がよく用いられている。精度のよい計測を
行なうためには、格子画像から格子位相値を精度よく求
めることと格子位相値から三次元座標を計算するときに
用いるパラメータを精度よく求めることが重要である。
2. Description of the Related Art Conventional non-contact three-dimensional shape measurement methods include:
A grid projection method of projecting a grid on an object and analyzing an image obtained by projecting the grid from different angles to obtain a three-dimensional shape is often used. In order to perform accurate measurement, it is important to accurately determine a lattice phase value from a lattice image and to accurately determine parameters used when calculating three-dimensional coordinates from the lattice phase value.

【0003】格子画像の解析法として、位相シフト法、
フーリエ変換格子法、ガボール変換格子法、フーリエ変
換位相シフト法などの位相解析法が開発されている。位
相解析法では、格子番号がすべての画素において実数値
で得られるため、精度のよい格子の解析が行なえる。特
にフーリエ変換位相シフト法はノイズの影響がほとんど
入らないためきわめて精度よく位相値が得られる有効な
方法である。
As a method of analyzing a lattice image, a phase shift method,
Phase analysis methods such as a Fourier transform grid method, a Gabor transform grid method, and a Fourier transform phase shift method have been developed. In the phase analysis method, a grid number can be obtained as a real value in every pixel, so that a precise grid analysis can be performed. In particular, the Fourier transform phase shift method is an effective method in which a phase value can be obtained with extremely high accuracy because there is almost no influence of noise.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上記の三次元座標を計
算するときに用いるパラメータには、従来、カメラとプ
ロジェクタのレンズの中心位置や光軸の向きなどの光学
系パラメータが用いられてきた。測定対象物の形状はそ
の位置座標を用いて計算される。
Conventionally, optical system parameters such as the center position of a lens between a camera and a projector and the direction of an optical axis have been used as parameters used for calculating the three-dimensional coordinates. The shape of the measurement object is calculated using the position coordinates.

【0005】光学系パラメータを精度よく求める方法と
して、2次元格子が描かれた基準平面を平行移動し、そ
れぞれの位置で撮影した画像を用いる方法がある。この
方法では、従来よく用いられている立方体を用いる方法
と比較すると、情報量が格段に多いため精度よく光学系
パラメータを求めることができる。
[0005] As a method for accurately obtaining optical system parameters, there is a method in which a reference plane on which a two-dimensional grid is drawn is moved in parallel and images taken at respective positions are used. In this method, since the amount of information is much larger than that of a conventional method using a cube, the optical system parameters can be obtained with high accuracy.

【0006】しかし、光学系パラメータはレンズ収差が
ないと仮定して求められているため、実際にはその影響
が誤差として現れる。従来のように計測精度がそれほど
高くなければその影響は無視できるが、精度よく投影格
子の位相値が得られ、計測精度が向上すると、相対的に
レンズ収差の影響が大きくなり無視できなくなる。
However, since the optical system parameters are determined on the assumption that there is no lens aberration, the effect actually appears as an error. If the measurement accuracy is not so high as in the conventional case, the effect can be ignored. However, if the phase value of the projection grating can be obtained with high accuracy and the measurement accuracy is improved, the influence of the lens aberration becomes relatively large and cannot be ignored.

【0007】問題点は、テレビカメラとプロジェクタの
レンズの収差の影響が測定に入るため、計測結果に歪み
が生じることである。
[0007] The problem is that the measurement results are affected by the aberrations of the lenses of the television camera and the projector, so that the measurement results are distorted.

【0008】そこで本発明では、光学系パラメータを求
めずに基準平板に描かれた画像を直接座標計算に用いる
ことによって、レンズ収差が全く影響しない高精度形状
計測を行なう方法を開発した。
Accordingly, the present invention has developed a method for performing high-accuracy shape measurement without any influence of lens aberration, by directly using an image drawn on a reference plate for coordinate calculation without obtaining optical system parameters.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明は、 (1) 2次元格子が描かれた基準平板を該基準平板と直角
方向に平行移動できるよう1軸テーブル上に設置する工
程と、 (2) テレビカメラを前記基準平板に2次元格子が投影で
きる手前側位置に設置する工程と、 (3) 格子投影装置を前記の基準平板に2次元格子が投影
できる手前側位置に設置する工程と、 (4) 基準平板の移動前とその移動後との複数の位置にお
ける基準平板に描かれた2次元格子を撮影した画像から
位相値分布を計算してその結果をコンピュータのメモリ
ーに記録する工程と、 (5) 前記複数の位置における基準平板に格子投影装置か
ら投影された2次元格子を撮影し、この撮影した画像を
位相値データに変換してコンピュータのメモリーに記録
する工程と、 (6) 基準平板の移動前位置と移動後位置との間におかれ
た測定対象物である試料物体上に格子投影装置から投影
された2次元格子をテレビカメラで撮影し、それぞれの
画素について、その画素の画面内座標と投影格子の位相
値および位相値分布計算メモリーと撮影画像より変換し
た位相値データメモリーとで記録されたデータからその
画素に写されている測定対象物上の点の空間座標を算出
する工程との各工程の組合せよりなることを特徴とする
形状計測方法である。
The present invention provides: (1) a step of setting a reference plate on which a two-dimensional grid is drawn on a one-axis table so as to be able to translate in a direction perpendicular to the reference plate; (3) installing a television camera at a position on the near side where the two-dimensional grid can be projected onto the reference plate; and (3) installing a grating projection device at a position near the side where the two-dimensional grating can be projected onto the reference plate. 4) calculating a phase value distribution from an image obtained by photographing a two-dimensional grid drawn on the reference plate at a plurality of positions before and after the movement of the reference plate, and recording the result in a computer memory; (5) photographing a two-dimensional lattice projected from a lattice projection device onto a reference plate at the plurality of positions, converting the photographed image into phase value data, and recording it in a memory of a computer; Position and position of plate before movement The two-dimensional grid projected from the grid projection device on the sample object, which is the measurement target placed between the rear position, is photographed by a television camera, and for each pixel, the in-screen coordinates of the pixel and the projection grid Calculating spatial coordinates of a point on a measurement target imaged on the pixel from data recorded in a phase value and phase value distribution calculation memory and a phase value data memory converted from a captured image. This is a shape measuring method characterized by comprising a combination.

【0010】本発明は更に、 (1) 2次元格子が描かれた基準平板を該基準平板と直角
方向に平行移動できるよう1軸テーブル上に設置する手
段と、 (2) テレビカメラを前記の2次元格子が写る手前側位置
に設置する手段と、 (3) 格子投影装置を前記の基準平板の移動前位置と移動
後位置との2位置に格子が投影できる前面位置に設置す
る手段と、 (4) 移動前位置と移動後位置との複数の位置における基
準平板に描かれた2次元格子を撮影した画像から位相値
分布を計算してその結果をコンピュータのメモリーに記
録する手段と、 (5) 前記移動前位置と移動後位置との複数の位置におけ
る基準平板に格子投影装置から投影された2次元格子を
撮影した画像を位相値データに変換してコンピュータの
メモリーに記録する手段と、 (6) 前記平板の移動前位置と移動後位置との間に設置し
た試料物体上に格子投影装置から2次元格子を投影し、
この投影された2次元格子をテレビカメラで撮影し、そ
れぞれの画素について、その画素の画面内座標と投影格
子の位相値および位相値分布計算メモリーと撮影画像よ
り変換した位相値データメモリーとで記録されたデータ
からその画素に写されている測定対象物上の点の空間座
標を算出する手段との組合せよりなることを特徴とする
形状計測方法である。
The present invention further provides: (1) means for setting a reference plate on which a two-dimensional grid is drawn on a one-axis table so that the reference plate can be translated in a direction perpendicular to the reference plate; (3) means for installing the grid projection device at a front position where the grid can be projected at two positions, ie, before and after movement of the reference plate; (4) means for calculating a phase value distribution from an image obtained by photographing a two-dimensional grid drawn on the reference plate at a plurality of positions before and after the movement, and recording the result in a memory of a computer; 5) means for converting an image obtained by photographing a two-dimensional grid projected from a grid projection device onto a reference plate at a plurality of positions of the pre-movement position and the post-movement position from a lattice projection device into phase value data and recording the same in a memory of a computer; (6) Before moving the flat plate A two-dimensional grid from the grid projector and projected onto the sample object was placed between the post-move location position,
The projected two-dimensional lattice is photographed by a television camera, and for each pixel, the coordinates of the pixel in the screen, the phase value of the projection lattice and the phase value distribution calculation memory, and the phase value data memory converted from the photographed image are recorded. And a means for calculating spatial coordinates of a point on a measurement target imaged on the pixel from the obtained data.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】本発明の形状計測方法を図につい
て更に詳細に説明する。図1に基準平板1と、テレビカ
メラ5、格子投影装置6及びコンピュータ10の配置を示
す。図1において、基準平板1は、基盤4に設けられた
1軸テーブル3に基準平板1と直角な1軸方向に前後に
移動できるよう取付けられ、基盤4上に固定される。基
盤4の手前側にテレビカメラ5と格子投影装置6とを設
け、これらテレビカメラ5と格子投影装置6とをコンピ
ュータ10に接続する。1′は基準平板1の前方に平行移
動した基準平板の位置を示す。格子投影装置6におい
て、7は2次元格子スライド、8は2軸マイクロステー
ジ、9はカラーフィルタを示す。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The shape measuring method of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows an arrangement of a reference plate 1, a television camera 5, a grid projection device 6, and a computer 10. In FIG. 1, a reference plate 1 is mounted on a one-axis table 3 provided on a base 4 so as to be able to move back and forth in one axis direction perpendicular to the reference plate 1, and is fixed on the base 4. A television camera 5 and a grid projection device 6 are provided on the near side of the base 4, and the television camera 5 and the grid projection device 6 are connected to a computer 10. Reference numeral 1 'indicates the position of the reference plate which has been translated in front of the reference plate 1. In the grating projection device 6, 7 denotes a two-dimensional grating slide, 8 denotes a two-axis micro stage, and 9 denotes a color filter.

【0012】基準平板1の片側の表面には等ピッチの2
次元格子2が描かれている。基準平板1は、基盤4に取
付けられた1軸テーブル3に取付けられており、基準平
板1の表面の法線方向に平行移動できるようになってい
る。基準平板1の移動距離は1軸テーブル3に取付けら
れた移動距離計12を使って測定される。移動前の基準平
板を1、移動後の基準平板を1′とする。テレビカメラ
5は2次元格子2を画面全面に写すことができる手前位
置に設置される。テレビカメラ5で写された2次元格子
2の画像信号は、図5に示すコンピュータ10内のA/D
変換器10aで画像データに変換され、CPU10bで位相
値の計算が行なわれ、計算の結果得られた位相分布がメ
モリー10cに記憶される。2軸マイクロステージ8に取
付けられている2次元格子スライド7は格子投影装置6
に取付けられている。2次元格子スライド7の像は格子
投影装置6によって基準平板1に投影される。2次元格
子スライド7は縦と横の格子がそれぞれ別の色で作られ
ており、カラーフィルタ9によって縦の格子または横の
格子だけが個別に投影される。投影される格子の位置を
微小に変化させるための信号がコンピュータ10から2軸
マイクロステージ8に伝えられる。投影された格子模様
はテレビカメラ5で撮影され、基準平板1の場合と同様
に位相分布としてメモリー10cに記憶される。上記のよ
うに2次元格子2の画像及び投影された格子模様の画像
は、基準平板1を前後に移動する移動前と移動後のそれ
ぞれの場合とともに、位相分布としてメモリー10cに記
憶される。(格子画像と位相分布については後述の図11
に示す)
The surface of one side of the reference flat plate 1
A two-dimensional lattice 2 is drawn. The reference plate 1 is attached to a one-axis table 3 attached to a base 4 so that it can be translated in a direction normal to the surface of the reference plate 1. The moving distance of the reference plate 1 is measured using a moving distance meter 12 attached to the one-axis table 3. The reference plate before the movement is 1 and the reference plate after the movement is 1 '. The television camera 5 is installed at a position where the two-dimensional grid 2 can be displayed on the entire screen. An image signal of the two-dimensional lattice 2 captured by the television camera 5 is converted into an A / D signal in the computer 10 shown in FIG.
The data is converted into image data by the converter 10a, the phase value is calculated by the CPU 10b, and the phase distribution obtained as a result of the calculation is stored in the memory 10c. The two-dimensional grating slide 7 attached to the two-axis microstage 8 is a grating projection device 6
Mounted on The image of the two-dimensional grating slide 7 is projected on the reference plate 1 by the grating projection device 6. In the two-dimensional grid slide 7, the vertical grid and the horizontal grid are made of different colors, and only the vertical grid or the horizontal grid is individually projected by the color filter 9. A signal for minutely changing the position of the projected grating is transmitted from the computer 10 to the two-axis microstage 8. The projected grid pattern is photographed by the television camera 5 and stored in the memory 10c as a phase distribution as in the case of the reference plate 1. The image of the two-dimensional lattice 2 and the image of the projected lattice pattern as described above are stored in the memory 10c as a phase distribution together with before and after the movement of the reference plate 1 back and forth. (Refer to Fig. 11
Shown)

【0013】次に試料物体11の形状計測を行なう場合を
図3に示す。図4は図3の配置を側面から描いた図であ
る。試料物体11は移動前の基準平板1と移動後の基準平
板1′の位置の間に入るように設置される。テレビカメ
ラ5と格子投影装置6の位置は変化されないまま、格子
投影装置6から試料物体11に格子模様を投影し、テレビ
カメラ5でその画像を撮影する。撮影された格子画像は
基準平板1に投影された格子の画像と同様の方法で位相
分布としてメモリー10cに記憶される。
FIG. 3 shows a case where the shape of the sample object 11 is measured. FIG. 4 is a side view of the arrangement of FIG. The sample object 11 is set so as to be located between the positions of the reference plate 1 before movement and the reference plate 1 'after movement. While the positions of the television camera 5 and the grid projection device 6 are not changed, a grid pattern is projected from the grid projection device 6 onto the sample object 11 and the television camera 5 captures an image. The captured grid image is stored in the memory 10c as a phase distribution in the same manner as the grid image projected on the reference plate 1.

【0014】本発明の計測法を用いた形状計測の手順を
図6に示す。手順は大きく2つに分けられる。手順の1
番目は基準物体を用いた光学系パラメータの計測であ
り、2番目は試料物体11を撮影することによる形状計測
である。1番目はテレビカメラ5及び格子投影装置6の
設置をした後で一度だけ行えばよい。2番目は繰り返し
行うことができる。まず、光学系パラメータの計測を行
う手順は次の通りである。
FIG. 6 shows a procedure of shape measurement using the measurement method of the present invention. The procedure is roughly divided into two. Step 1
The second is the measurement of the optical system parameters using the reference object, and the second is the shape measurement by photographing the sample object 11. Firstly, it is only necessary to perform the operation once after the television camera 5 and the grid projection device 6 are installed. The second can be repeated. First, the procedure for measuring the optical system parameters is as follows.

【0015】(1) 基準平板1の画像を撮影し、撮影され
た2次元格子画像をA/D変換器10aを通じてA/D変
換してCPU10bに取り込む。 (2) CPU10bではフーリエ変換格子法(後述する)を
用いて位相分布を求め、メモリー10cに記憶する。 (3) 格子投影装置6から縦方向及び横方向の格子をそれ
ぞれ位相を1周期分微小に変化させながら投影し、複数
の画像を連続的に撮影する。 (4) これらの画像からフーリエ変換位相シフト法(後述
する)を用いて位相分布を求め、メモリー10cに記憶す
る。 (5) 基準平板1の位置を基準平板1′の位置までz方向
に平行移動する。 (6) 〜(9) 基準平板1′に対して(1) から(4) と同様の
手順を行って位相分布を求め、メモリー10cに記録す
る。
(1) An image of the reference plate 1 is photographed, the photographed two-dimensional lattice image is A / D-converted through an A / D converter 10a, and is taken into a CPU 10b. (2) The CPU 10b obtains a phase distribution by using a Fourier transform grid method (described later) and stores it in the memory 10c. (3) The grating projection device 6 projects the gratings in the vertical and horizontal directions while slightly changing the phase by one cycle, and continuously captures a plurality of images. (4) A phase distribution is obtained from these images by using a Fourier transform phase shift method (described later) and stored in the memory 10c. (5) The position of the reference plate 1 is translated in the z direction to the position of the reference plate 1 '. (6) to (9) The same procedure as (1) to (4) is performed on the reference flat plate 1 'to obtain a phase distribution, which is recorded in the memory 10c.

【0016】次に、第2番目の試料物体の撮影の手順を
示す。 (10)試料物体11を移動前の基準平板1と移動後の基準平
板1′の位置の間に入るように設置する。 (11)試料物体11に対して(3) と同様の手順を行う。 (12)(11)で得られた複数枚の画像からの位相分布を求め
る。 (13)第1番目の手順で得られた基準物体を撮影して得ら
れた画像の位相分布を用いて、(12)で求めた位相分布か
ら空間座標を計算する。
Next, the procedure for photographing the second sample object will be described. (10) The sample object 11 is set so as to be between the positions of the reference plate 1 before movement and the reference plate 1 'after movement. (11) The same procedure as (3) is performed on the sample object 11. (12) A phase distribution is obtained from the plurality of images obtained in (11). (13) Using the phase distribution of the image obtained by photographing the reference object obtained in the first procedure, spatial coordinates are calculated from the phase distribution obtained in (12).

【0017】図7にデータ処理の流れを示す。図8に光
学系パラメータの計測の様子を示す。図9に試料物体11
の形状計測の様子を示す。図7の光学系パラメータの計
測において、移動前後の基準平板1を撮影した画像から
位相値計算を行った結果が位相値データとしてメモリー
10cに記録される。図7の形状計測において、試料物体
11に投影されたx方向とy方向の格子の画像から位相値
計算することによってそれぞれの位相値を求める。各画
素において、画面内座標と投影格子の位相値及び光学系
パラメータの計測においてメモリー10cに記録された位
相値データからその画素に写されている測定対象物上の
点の空間座標を算出する。
FIG. 7 shows the flow of data processing. FIG. 8 shows how the optical system parameters are measured. FIG. 9 shows the sample object 11
3 shows a state of shape measurement. In the measurement of the optical system parameters in FIG. 7, the result of calculating the phase value from the image of the reference plate 1 before and after the movement is stored in the memory as the phase value data.
Recorded at 10c. In the shape measurement shown in FIG.
The phase values are calculated by calculating the phase values from the images of the grids in the x and y directions projected on 11. For each pixel, the spatial coordinates of the point on the object to be measured that is mapped to the pixel are calculated from the in-screen coordinates, the phase value of the projection grating, and the phase value data recorded in the memory 10c in the measurement of the optical system parameters.

【0018】いま試料物体11上の点Sに注目し、空間座
標の求め方の詳細を述べる。図7において、点Sがうつ
されている座標と同一の座標(点A′)の位相値を移動
前の基準格子の位相分布
Now, focusing on the point S on the sample object 11, the details of how to obtain the spatial coordinates will be described. In FIG. 7, the phase value of the same coordinate (point A ′) as the coordinate at which the point S is depressed is changed to the phase distribution of the reference grating before movement.

【外1】 から抽出する(図7の点線矢印)。点Sにおける投影格
子の位相値を持つ点(点B′)を基準平板1に投影した
格子の位相分布
[Outside 1] (Dotted arrow in FIG. 7). Phase distribution of a grid obtained by projecting a point (point B ′) having the phase value of the projection grid at point S onto reference flat plate 1

【外2】 から検索し、その点の座標と同一の座標(点B″)の位
相値を移動前の基準格子の位相分布
[Outside 2] , And the phase value of the same coordinate (point B ″) as that of the point is obtained from the phase distribution of the reference grating before the movement.

【外3】 から抽出する(図7の実線矢印)。基準平板1に描かれ
ている2次元格子は等ピッチなので、位相値を定数倍す
れば容易に空間座標に換算できる。したがって点A′と
点B″の位相値から図8と図9における点Aと点Bの空
間座標を求めることができる。また、基準平板1の平行
移動後であっても、平行移動量は1軸テーブルに取付け
られた移動距離系で正確に読み取ることができるため、
同様に図8と図9における点Cと点Dについてもそれぞ
れ空間座標を容易に求めることができる。点Sは直線A
Cと直線BDの交点として求めることができる。ただ
し、原理的にはこの2直線は同一点を通るため交点を持
つが、計測誤差や数値計算上の誤差により計算上は交点
を持つとはかぎらないので、本発明の方法では図10に示
すように、直線AC上で直線BDに最も近い点を点S1
とし、直線BD上で直線ACに最も近い点を点S2 とし
て、点S1 と点S2 の中点として点Sを求めている。以
上の方法を各画素に対して行うことにより、画像に写さ
れている試料物体11表面上の全ての点においてその空間
座標を求めることができる。
[Outside 3] (Solid arrows in FIG. 7). Since the two-dimensional grating drawn on the reference plate 1 has the same pitch, it can be easily converted to spatial coordinates by multiplying the phase value by a constant. Accordingly, the spatial coordinates of the points A and B in FIGS. 8 and 9 can be obtained from the phase values of the points A 'and B ". Because it can be accurately read by the moving distance system attached to the one-axis table,
Similarly, the spatial coordinates of the points C and D in FIGS. 8 and 9 can be easily obtained. Point S is a straight line A
It can be obtained as the intersection of C and the straight line BD. However, in principle, these two straight lines have an intersection because they pass through the same point. However, the two straight lines do not necessarily have an intersection due to a measurement error or a numerical calculation error. As described above, the point closest to the straight line BD on the straight line AC is the point S 1
And then, the point closest to the straight line AC on a straight line BD as a point S 2, seeking the point S as the midpoint of the point S 1 and the point S 2. By performing the above method for each pixel, the spatial coordinates of all points on the surface of the sample object 11 captured in the image can be obtained.

【0019】図11(A),(B),(C),(D),
(E)は格子画像を位相分布に変換する方法を例示した
ものである。図11において、図11(A)を格子画像と
し、図11(B)はその明るさの変化を示している。明る
さの変化を波と見なすと、波の進行度に応じて1つの波
ごとに−π〜πまでの位相が定義できる。これを表した
のが図11(C)である。図11(C)では、位相は−π〜
πまでの繰り返しになっているが、波が1つ進むごとに
2πづつ加算すると位相の変化は連続的に接続すること
ができる。これを行った結果が図11(D)であり、画像
として表現したものが図11(E)である。
FIGS. 11 (A), (B), (C), (D),
(E) illustrates a method of converting a lattice image into a phase distribution. In FIG. 11, FIG. 11 (A) is a grid image, and FIG. 11 (B) shows the change in brightness. When the change in brightness is regarded as a wave, a phase from -π to π can be defined for each wave according to the degree of progress of the wave. This is shown in FIG. 11 (C). In FIG. 11C, the phase is from -π to
Although the repetition is performed up to π, the phase change can be continuously connected by adding 2π each time the wave advances by one. FIG. 11 (D) shows the result of this, and FIG. 11 (E) shows the result as an image.

【0020】フーリエ変換格子法の説明は図12に示す通
りである。図12において、図12(A)は2次元格子画像
である。図12(A)に2次元フーリエ変換を行うと、図
12(B)に示すフーリエスペクトルが現われる。図12
(B)は、元の格子画像が持っている空間周波数の成分
の量を各周波数ごとに明るさで表している。中央付近に
9個の明るい部分が現われているが、このうち図12
(C)で示した部分が横方向の格子の周波数成分を表し
ており、図12(D)で示した部分が縦方向の格子の周波
数成分を表している。図12(C)に対してフーリエ逆変
換を行うと、図12(E)に示すような横方向だけの格子
が得られる。図12(E)は実部と虚部の値を持ってお
り、実部と虚部の比の逆正接が位相値を表す。図12
(E)から各点での位相値を求めたものが図12(G)で
ある。縦方向についても同様の方法で図12(H)に示す
ような位相分布を求めることができる。
The description of the Fourier transform grid method is as shown in FIG. In FIG. 12, FIG. 12A is a two-dimensional lattice image. When the two-dimensional Fourier transform is performed on FIG.
The Fourier spectrum shown in FIG. 12 (B) appears. FIG.
(B) shows the amount of the spatial frequency component of the original lattice image by brightness for each frequency. Nine bright spots appear near the center.
The part shown in (C) represents the frequency component of the horizontal grid, and the part shown in FIG. 12 (D) represents the frequency component of the vertical grid. When the inverse Fourier transform is performed on FIG. 12C, a grid only in the horizontal direction as shown in FIG. 12E is obtained. FIG. 12E has values of the real part and the imaginary part, and the inverse tangent of the ratio between the real part and the imaginary part represents the phase value. FIG.
FIG. 12G shows the values of the phase at each point obtained from FIG. In the vertical direction, a phase distribution as shown in FIG.

【0021】〔実験例〕 1.格子投影による三次元形状計測について;- 格子投影法の原理を図13に示す。カメラで撮影された画
像内での座標に対して1本の視線が決定でき、投影格子
の格子番号から空間内での格子投影面が決定できるもの
とする。図13(A)に示すように物体にプロジェクタで
1次元格子を投影し、異なる方向からカメラで撮影する
と、物体の形状に応じて歪んだ格子の画像が得られる。
物体上の点Pが写されている画像内の点P′に注目する
と、その画面内座標から直線Lが決定される。また、点
P′に写されている格子の番号より格子投影面γが決ま
り、それらの交点として物体上の点Pの三次元座標を算
出することができる。格子番号を位相値として実数値で
求めることにより、精度のよい形状計測が可能となる。
図13(B)に示すように、2次元格子を投影する場合
は、画像内の点P′におけるx方向とy方向の投影格子
の位相値からそれぞれ格子投影面γx およびγyが得ら
れる。それらの交線Lp と直線Lとの交点として物体上
の点Pの三次元座標を算出することができる。
[Experimental Example] 1. Three-dimensional shape measurement by grid projection; FIG. 13 shows the principle of the grid projection method. It is assumed that one line of sight can be determined for coordinates in an image captured by the camera, and a grid projection plane in space can be determined from the grid number of the projection grid. As shown in FIG. 13A, when a one-dimensional lattice is projected on an object by a projector and photographed by a camera from different directions, an image of a lattice distorted according to the shape of the object is obtained.
Focusing on a point P 'in the image where the point P on the object is captured, a straight line L is determined from the coordinates in the screen. The grid projection plane γ is determined from the number of the grid projected on the point P ′, and the three-dimensional coordinates of the point P on the object can be calculated as their intersection. By obtaining the lattice number as a phase value as a real value, accurate shape measurement can be performed.
As shown in FIG. 13B, when projecting a two-dimensional grid, grid projection planes γ x and γ y are obtained from the phase values of the projection grid in the x and y directions at point P ′ in the image. . The three-dimensional coordinates of the point P on the object can be calculated as the intersection of the intersection line Lp and the straight line L.

【0022】2.フーリエ変換位相シフトについて;- 投影格子の位相をシフトした場合、格子の輝度分布は次
式のように表すことができる。 f(x,y) =a(x,y)cos {φ(x,y) +α}+b(x,y) (1) ここで、点(x,y)は撮影された画像内の一点で、f
(x,y),a(x,y),b(x,y)はそれぞれ各
点における輝度値、輝度振幅、背景輝度を表し、φは格
子の位相値、αは位相シフト量を表す。αを0から2π
までわずかずつシフトさせながら連続的に画像を撮影
し、それらの画像を奥行き方向に重ねることで三次元画
像を得る。x方向の1ラインにおける輝度分布の模式図
を図14(A)に示す。ある1点に注目すると、1周期の
αの変化に対して、その点の輝度は投影格子と同じ輝度
変化を持ちながらちょうど1周期分変化し、その初期位
相はα=0における投影格子の位相と一致する。式(1)
をフーリエ変換すると式(2) に示すようなスペクトルが
得られる。
2. Regarding the Fourier transform phase shift; When the phase of the projection grating is shifted, the luminance distribution of the grating can be expressed by the following equation. f (x, y) = a (x, y) cos {φ (x, y) + α} + b (x, y) (1) Here, the point (x, y) is a point in the photographed image. , F
(X, y), a (x, y), b (x, y) represent the luminance value, luminance amplitude, and background luminance at each point, respectively, φ represents the grid phase value, and α represents the phase shift amount. α from 0 to 2π
Images are continuously captured while shifting slightly up to, and the images are superimposed in the depth direction to obtain a three-dimensional image. FIG. 14A is a schematic diagram of a luminance distribution in one line in the x direction. Focusing on a certain point, with respect to a change of α in one cycle, the brightness at that point changes by exactly one cycle while having the same brightness change as that of the projection grating, and its initial phase is the phase of the projection grating at α = 0 Matches. Equation (1)
Is Fourier transformed to obtain a spectrum as shown in equation (2).

【数1】 ここで、δはデルタ関数、ωは周波数、ω0 は基本周波
数である。図14(B)に示すように周波数1の成分は位
相シフトにより得られた輝度変化の1次成分を表し、ノ
イズ等のように位相値を求めるのに不要な成分は、ほと
んどが1以外の周波数として得られる。したがって、フ
ィルタリングにより周波数1のスペクトルのみを抽出
し、虚部と実部の比の逆正接を計算すると、きわめて精
度よくその画素における位相値を求めることができる。
(Equation 1) Here, δ is a delta function, ω is a frequency, and ω 0 is a fundamental frequency. As shown in FIG. 14B, the component of frequency 1 represents the first-order component of the luminance change obtained by the phase shift, and components unnecessary for obtaining the phase value such as noise are mostly other than 1. Obtained as frequency. Therefore, if only the spectrum of frequency 1 is extracted by filtering and the arc tangent of the ratio of the imaginary part to the real part is calculated, the phase value at that pixel can be obtained with extremely high accuracy.

【0023】3.レンズ収差の影響について;- 光学系パラメータを用いる従来の方法では、レンズの焦
点が1点であると仮定している。この場合は、レンズを
通る光はレンズ中心点を通る直線と考えることができ
る。しかし、実際のレンズでは、球面収差や歪曲収差等
により厳密には焦点が1点とはならない。したがって、
レンズを通る光はレンズ中心点を通る直線になると仮定
されている光学系パラメータを用いて形状計測計算を行
なうと、その影響による計測誤差が生じる。図15(A)
に歪曲収差の模式図を示す。図15(B)は歪みのない格
子を撮影して得られた画像で、図15(C)は光学系パラ
メータから逆に求めた理想的な格子と実際の格子とのず
れ量の分布を示す。ずれ量はフーリエ変換を用いた位相
解析により算出した。この場合、図15(C)より中心か
ら遠くなるほど収差によるずれ量が大きくなり、その最
大値は0.6 mmである。カメラとプロジェクタの光軸がな
す角を30度とすると、このずれの影響はz方向の座標値
で1.0 mm程度の誤差となる。
3. Regarding the influence of lens aberration; In the conventional method using the optical system parameters, it is assumed that the focal point of the lens is one point. In this case, light passing through the lens can be considered as a straight line passing through the lens center point. However, in an actual lens, the focal point is not exactly one point due to spherical aberration, distortion, and the like. Therefore,
When shape measurement calculation is performed using optical system parameters that are assumed to be a straight line passing through the lens center point, light passing through the lens causes a measurement error due to the effect. FIG. 15 (A)
Fig. 3 shows a schematic diagram of the distortion. FIG. 15 (B) is an image obtained by photographing a lattice having no distortion, and FIG. 15 (C) shows a distribution of a shift amount between an ideal lattice and an actual lattice, which is inversely obtained from optical system parameters. . The shift amount was calculated by a phase analysis using a Fourier transform. In this case, the amount of deviation due to aberration increases as the distance from the center increases as compared with FIG. 15C, and the maximum value is 0.6 mm. Assuming that the angle between the optical axis of the camera and the projector is 30 degrees, the effect of this shift results in an error of about 1.0 mm in the coordinate value in the z direction.

【0024】4.光学系パラメータを用いない形状計測法
について;- まず、図16に示すように等ピッチの二次元格子が描かれ
た平面基準物体を平行移動する(平面αと平面β)。そ
れぞれの位置において、(1) 基準物体に描かれた格子、
プロジェクタにより投影された(2) x方向格子、(3) y
方向格子の画像を撮影する。(1) に対して2次元フーリ
エ変換を行うことにより、基準物体に描かれている格子
の縦横成分を分離し、それぞれ方向の位相値を精度よく
求める。x方向格子(2) とy方向格子(3) は格子の位相
を1周期分変化させながら撮影し、フーリエ変換位相シ
フト法を用いて精度よく位相値を求める。図16におい
て、点Aと点Cは画像内の同一画素に写されている点で
ある。点Aと点Cの空間座標は(1) から得られた位相値
を定数倍することでそれぞれ求めることができる。任意
の画素についても同様に平面αと平面β上での空間座標
を求めることができる。次に、図17に示すように試料物
体を平面αと平面βの間に置き、x方向およびy方向の
格子を投影し、それぞれの位相値を求める。物体上の点
Pに着目すると、点Pでの投影格子の位相値と同一の位
相値を持つ平面α,β上の点Bと点Dの画面内座標がx
方向格子(2) とy方向格子(3) の位相値から求められ
る。画面内座標から空間座標は前述の方法により求める
ことができる。すなわち、点Pが写されている画面内座
標値および投影格子の位相値から、図17に示す点A〜D
の空間座標を全て求めることができ、点Pの空間座標は
直線ACと直線BDの交点として算出することができ
る。この方法では、基準物体の画像を直接空間座標の計
算に用いているため、レンズ収差の影響は受けない三次
元形状計測が可能となる。
4. Regarding shape measurement method without using optical system parameters; First, a plane reference object on which a two-dimensional grid of equal pitch is drawn as shown in FIG. 16 is translated (plane α and plane β). At each position, (1) the grid drawn on the reference object,
(2) x-direction grid projected by projector, (3) y
Take an image of the directional grid. By performing a two-dimensional Fourier transform on (1), the vertical and horizontal components of the grid drawn on the reference object are separated, and the phase value in each direction is accurately obtained. The x-direction grating (2) and the y-direction grating (3) are photographed while changing the phase of the grating by one period, and the phase value is accurately obtained by using the Fourier transform phase shift method. In FIG. 16, points A and C are points that are mapped to the same pixel in the image. The spatial coordinates of points A and C can be obtained by multiplying the phase values obtained from (1) by a constant. The spatial coordinates on the plane α and the plane β can be similarly obtained for any pixel. Next, as shown in FIG. 17, the sample object is placed between the plane α and the plane β, and the grids in the x direction and the y direction are projected to obtain respective phase values. Focusing on the point P on the object, the coordinates in the screen of the point B and the point D on the planes α and β having the same phase value as the phase value of the projection grid at the point P are x
It is obtained from the phase values of the directional grating (2) and the y-directional grating (3). The spatial coordinates can be obtained from the coordinates in the screen by the above-described method. That is, from the in-screen coordinate values where the point P is captured and the phase value of the projection grid, the points A to D shown in FIG.
Can be obtained, and the spatial coordinates of the point P can be calculated as the intersection of the straight line AC and the straight line BD. In this method, since the image of the reference object is directly used for calculating the spatial coordinates, three-dimensional shape measurement that is not affected by lens aberration can be performed.

【0025】5.平板の形状計測について;- 本発明の方法の効果を確認するために、光学系パラメー
タを用いる従来法と本発明の方法の両方法により、z=
20mmの位置に設置された平板の形状計測を行なった。計
測結果は計測領域の上端から10%の位置におけるx方向
の断面形状として図18に示す。従来方法では計測領域の
端部で誤差が大きくなっているのに対し、本発明法では
一様な誤差分布となっているのがわかる。測定精度は、
従来法および本発明法のそれぞれ、誤差の最大値は0.42
mmと0.28mm、誤差の絶対値の平均値は0.092 mmと0.064
mmであり、本発明法により高精度な形状計測が行なえる
ことが確認できた。
5. Regarding the measurement of the shape of a flat plate;-To confirm the effect of the method of the present invention, z = z by both the conventional method using the optical system parameters and the method of the present invention.
The shape of a flat plate set at a position of 20 mm was measured. The measurement result is shown in FIG. 18 as a cross-sectional shape in the x direction at a position 10% from the upper end of the measurement area. It can be seen that the error is large at the end of the measurement area in the conventional method, whereas the error distribution is uniform in the method of the present invention. The measurement accuracy is
The maximum value of the error is 0.42 for each of the conventional method and the method of the present invention.
mm and 0.28 mm, the average of the absolute value of the error is 0.092 mm and 0.064
mm, and it was confirmed that highly accurate shape measurement can be performed by the method of the present invention.

【0026】[0026]

【発明の効果】本発明は、従来のようにレンズの中心座
標を空間座標の計算に用いていないため、レンズの収差
の影響を受けずに歪みのない形状計測が可能となる。レ
ンズ収差が大きいために従来の方法では形状計測に不適
当であった顕微鏡や内視鏡などを用いた形状計測が正確
に行われることが可能となる。
According to the present invention, since the center coordinates of the lens are not used for calculating the spatial coordinates as in the prior art, it is possible to measure the shape without being affected by the aberration of the lens and without distortion. Since the lens aberration is large, the shape measurement using a microscope, an endoscope, or the like, which is unsuitable for the shape measurement in the conventional method, can be accurately performed.

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

【図1】図1は、本発明の形状測定原理説明用のテレビ
カメラ、格子投影装置及び2次元格子との関係を示す配
置図である。
FIG. 1 is a layout diagram showing a relationship between a television camera, a grid projection device, and a two-dimensional grid for explaining a shape measurement principle of the present invention.

【図2】図2は、図1の側面図である。FIG. 2 is a side view of FIG. 1;

【図3】図3は、本発明の形状測定原理説明用のテレビ
カメラ、格子投影装置と試料物体との相対位置を示す配
置図である。
FIG. 3 is a layout diagram showing a relative position between a television camera, a grid projection device, and a sample object for explaining a shape measurement principle of the present invention.

【図4】図4は、図3の側面図である。FIG. 4 is a side view of FIG. 3;

【図5】図5は、本発明の形状測定法におけるテレビカ
メラとコンピュータの関係を示す回路図である。
FIG. 5 is a circuit diagram showing a relationship between a television camera and a computer in the shape measuring method of the present invention.

【図6】図6は、本発明の形状測定法における計測の手
順を示す説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a measurement procedure in the shape measurement method of the present invention.

【図7】図7は本発明の形状測定法における光学系パラ
メータの計測と形状計測との順序工程をディスプレイ上
に表示した中間調画像を示す図である。
FIG. 7 is a view showing a halftone image in which a sequential step of measurement of an optical system parameter and shape measurement in the shape measurement method of the present invention is displayed on a display.

【図8】図8は、本発明の形状測定法により点A,Bの
空間座標を求める測定原理説明図である。
FIG. 8 is an explanatory diagram of a measurement principle for obtaining spatial coordinates of points A and B by the shape measurement method of the present invention.

【図9】図9は、本発明の形状測定法により試料物体上
の点A,Bと基準平板移動後の点C,Dとの関係を示す
測定原理説明図である。
FIG. 9 is an explanatory diagram of a measurement principle showing a relationship between points A and B on the sample object and points C and D after moving the reference plate by the shape measurement method of the present invention.

【図10】図10は、本発明の形状計測法の空間座標の求
め方を示す説明図である。
FIG. 10 is an explanatory diagram showing how to obtain spatial coordinates in the shape measurement method of the present invention.

【図11】 図11(A)はディスプレイ上に表示した中間調格子画像
を示す図である。 図11(B)は同格子画像の明るさと位置の関係を示す図
である。 図11(C)は同位相分布と位置より位相計算する関係を
示す図である。 図11(D)は同位相分布と位置より位相接続した状態を
示す図である。 図11(E)は同位相分布をディスプレイ上に表示した中
間調濃淡画像で示した図である。
FIG. 11A is a diagram showing a halftone lattice image displayed on a display. FIG. 11B is a diagram showing the relationship between the brightness and the position of the same lattice image. FIG. 11C is a diagram showing a relationship of calculating a phase from the same phase distribution and a position. FIG. 11D is a diagram showing a state where the phase distribution and the position are connected in phase. FIG. 11E is a diagram showing a halftone grayscale image displaying the same phase distribution on a display.

【図12】図12は、フーリエ変換格子法を用いて格子を
方向別に分割し位相分布を得る方法をディスプレイ上に
表示した中間調画像を示す図であり、 図12(A)は格子画像 図12(B)はフーリエスペクトルを示す画像 図12(C)はx−方向の第1ハーモニックを示す画像 図12(D)はy−方向の第1ハーモニックを示す画像 図12(E)はx方向の複素格子を示す画像 図12(F)はy方向の複素格子を示す画像 図12(G)はx方向の位相分布を示す画像 図12(H)はy方向の位相分布を示す画像である。
FIG. 12 is a diagram showing a halftone image displaying on a display a method of obtaining a phase distribution by dividing a grid in each direction using a Fourier transform grid method, and FIG. 12B is an image showing a Fourier spectrum. FIG. 12C is an image showing a first harmonic in the x-direction. FIG. 12D is an image showing a first harmonic in the y-direction. FIG. 12 (F) is an image showing a complex grating in the y direction. FIG. 12 (G) is an image showing a phase distribution in the x direction. FIG. 12 (H) is an image showing a phase distribution in the y direction. .

【図13】図13は、本発明による格子投影による計測法
を示す計測原理説明図である。図13(A)はその1次元
格子の投影法を示す図であり、図13(B)はその2次元
格子の投影法を示す図である。
FIG. 13 is an explanatory diagram of a measurement principle showing a measurement method by grid projection according to the present invention. FIG. 13A is a diagram showing a projection method of the one-dimensional lattice, and FIG. 13B is a diagram showing a projection method of the two-dimensional lattice.

【図14】図14は、本発明に使用するフーリエ変換位相
シフト法を説明する図で、図14(A)は同1ライン上で
の輝度変化を示す図であり、図14(B)は同1点におけ
るフーリエスペクトルを示す図である。
FIG. 14 is a diagram for explaining a Fourier transform phase shift method used in the present invention. FIG. 14 (A) is a diagram showing a change in luminance on the same line, and FIG. It is a figure which shows the Fourier spectrum in the same 1 point.

【図15】図15は、本発明におけるレンズ収差の影響を
説明するためディスプレイ上に表示した中間調画像を示
す図で、 図15(a)はその歪曲収差模式図を示す画像 図15(b)はその格子画像を示す画像 図15(c)はレンズ収差によるずれ量の分布を示す画像
である。
FIG. 15 is a diagram showing a halftone image displayed on a display for explaining the effect of lens aberration in the present invention, and FIG. 15 (a) is an image showing a schematic diagram of the distortion. ) Is an image showing the lattice image. FIG. 15C is an image showing the distribution of the shift amount due to the lens aberration.

【図16】図16は、本発明における基準物体の撮影状況
を示す図である。
FIG. 16 is a diagram illustrating a shooting state of a reference object according to the present invention.

【図17】図17は、本発明における座標の算出法を説明
するための図である。
FIG. 17 is a diagram for explaining a method of calculating coordinates according to the present invention.

【図18】図18は、本発明法と従来法との平板形状計測
結果を比較する図である。
FIG. 18 is a diagram comparing plate shape measurement results between the method of the present invention and the conventional method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 基準平板 1′移動後の基準平板 2 2次元格子 3 1軸テーブル 4 基盤 5 テレビカメラ 6 格子投影装置 7 2次元格子スライド 8 2軸マイクロステージ 9 カラーフィルタ 10 コンピュータ 10a A/D変換器 10b CPUの位相値 10c メモリー 11 試料物体 REFERENCE SIGNS LIST 1 reference plate 1 'reference plate after movement 2 2D grating 3 1 axis table 4 base 5 TV camera 6 grating projection device 7 2D grating slide 8 2 axis micro stage 9 color filter 10 computer 10a A / D converter 10b CPU Phase value of 10c memory 11 sample object

フロントページの続き 特許法第30条第1項適用申請有り Abstract Proceedings of the VIII I nternational Congress on Experimental Mechanics an d Experimental/Numerical Mechanics in Electronic P ackaging (June 10−13,1996)pp. 212−213に発表 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01B 11/00 - 11/30 Continuing from the front page There is an application for the application of Article 30 (1) of the Patent Act. Presentation (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) G01B 11/00-11/30

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】(1) 2次元格子が描かれた基準平板を該基
準平板と直角方向に平行移動できるよう1軸テーブル上
に設置する工程と、 (2) テレビカメラを前記基準平板に2次元格子が投影で
きる手前側位置に設置する工程と、 (3) 格子投影装置を前記の基準平板に2次元格子が投影
できる手前側位置に設置する工程と、 (4) 基準平板の移動前とその移動後との複数の位置にお
ける基準平板に描かれた2次元格子を撮影した画像から
位相値分布を計算してその結果をコンピュータのメモリ
ーに記録する工程と、 (5) 前記複数の位置における基準平板に格子投影装置か
ら投影された2次元格子を撮影し、この撮影した画像を
位相値データに変換してコンピュータのメモリーに記録
する工程と、 (6) 基準平板の移動前位置と移動後位置との間におかれ
た測定対象物である試料物体上に格子投影装置から投影
された2次元格子をテレビカメラで撮影し、それぞれの
画素について、その画素の画面内座標と投影格子の位相
値および位相値分布計算メモリーと撮影画像より変換し
た位相値データメモリーとで記録されたデータからその
画素に写されている測定対象物上の点の空間座標を算出
する工程との各工程の組合せよりなることを特徴とする
形状計測方法。
(1) installing a reference plate on which a two-dimensional grid is drawn on a one-axis table so as to be able to translate in a direction perpendicular to the reference plate; and (2) mounting a television camera on the reference plate. (3) installing the grid projection device at a near side position where the two-dimensional grid can be projected onto the reference flat plate, and (4) before moving the reference flat plate. A step of calculating a phase value distribution from an image of the two-dimensional grid drawn on the reference plate at the plurality of positions after the movement and recording the result in a memory of a computer; Photographing a two-dimensional lattice projected from the lattice projection device onto the reference plate, converting the photographed image into phase value data and recording it in the memory of the computer; (6) the position before and after the movement of the reference plate Measurement between the position The two-dimensional grid projected from the grid projection device onto the sample object, which is an object, is photographed by a television camera. And a step of calculating spatial coordinates of a point on a measurement target imaged on the pixel from data recorded in a phase value data memory converted from an image and a pixel. Method.
【請求項2】(1) 2次元格子が描かれた基準平板を該基
準平板と直角方向に平行移動できるよう1軸テーブル上
に設置する手段と、 (2) テレビカメラを前記の2次元格子が写る手前側位置
に設置する手段と、 (3) 格子投影装置を前記の基準平板の移動前位置と移動
後位置との2位置に格子が投影できる前面位置に設置す
る手段と、 (4) 移動前位置と移動後位置との複数の位置における基
準平板に描かれた2次元格子を撮影した画像から位相値
分布を計算してその結果をコンピュータのメモリーに記
録する手段と、 (5) 前記移動前位置と移動後位置との複数の位置におけ
る基準平板に格子投影装置から投影された2次元格子を
撮影した画像を位相値データに変換してコンピュータの
メモリーに記録する手段と、 (6) 前記平板の移動前位置と移動後位置との間に設置し
た試料物体上に格子投影装置から2次元格子を投影し、
この投影された2次元格子をテレビカメラで撮影し、そ
れぞれの画素について、その画素の画面内座標と投影格
子の位相値および位相値分布計算メモリーと撮影画像よ
り変換した位相値データメモリーとで記録されたデータ
からその画素に写されている測定対象物上の点の空間座
標を算出する手段との組合せよりなることを特徴とする
形状計測装置。
2. A means for setting a reference plate on which a two-dimensional grid is drawn on a one-axis table so as to be able to translate in a direction perpendicular to the reference plate. (3) means for installing the grid projection device at a front position where the grid can be projected at two positions of the reference plate before and after movement, and (4) Means for calculating a phase value distribution from an image obtained by photographing a two-dimensional grid drawn on a reference plate at a plurality of positions before and after the movement, and recording the result in a memory of a computer; Means for converting an image obtained by photographing a two-dimensional grid projected from the grid projection device onto the reference plate at a plurality of positions before and after the movement from the grid projection device into phase value data and recording the same in a memory of a computer; Position before and after movement of the flat plate Projecting a two-dimensional grating from the grating projection device onto a sample object which is placed between,
The projected two-dimensional lattice is photographed by a television camera, and for each pixel, the coordinates of the pixel in the screen, the phase value of the projection lattice and the phase value distribution calculation memory, and the phase value data memory converted from the photographed image are recorded. And a means for calculating spatial coordinates of a point on a measurement object captured by the pixel from the obtained data.
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