JPH1144515A - Active light irradiator, light detector and three-dimensional image input device - Google Patents

Active light irradiator, light detector and three-dimensional image input device

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JPH1144515A
JPH1144515A JP20064897A JP20064897A JPH1144515A JP H1144515 A JPH1144515 A JP H1144515A JP 20064897 A JP20064897 A JP 20064897A JP 20064897 A JP20064897 A JP 20064897A JP H1144515 A JPH1144515 A JP H1144515A
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JP
Japan
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light
distance
filter
irradiator
pattern
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP20064897A
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Japanese (ja)
Inventor
Takashi Takeda
高司 武田
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable determination of a direction of unevenness of an object to be measured and measurement of a three-dimensional shape with single image capture and also to obtain a color image by controlling a fringe pattern distance or a beam scanning interval by distance information from a distance detector for detecting a distance from the object to be measured. SOLUTION: Light emitted from a light source 102 is diffracted by a hologram element, obtains a fringe-like pattern and irradiates an object 104 to be measured. A distance between the object 104 and a camera 108 is measured by a distance detector 105. The camera 108 includes a light detector 107 having four kinds of filter sets 109 for transmitting light source light, red light, green light and blue light on an incident face. Thus as soon as a color image is captured, the light source 102 is lit up, and as soon as a focus of the camera 108 is aligned by distance information from the distance detector 105, a fringe-like pattern emitted from an active light irradiator 101 is varied, so that a fringe pattern projected on the object 104 to be measured can also be captured.

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、3次元形状及びカ
ラー情報入力装置に関する。
The present invention relates to a three-dimensional shape and color information input device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のモアレ縞による3次元形状測定器
は、被測定物体に縞状のパターンを投影する投影機と、
それを検出するCCDカメラ等の撮像器によって構成さ
れる。実際には画像を検出する撮像器には検出格子は持
たず、画像入力後ソフトウエアによって観測格子として
縞状の透過率の変調が行われる。その処理の結果、モア
レ縞パターンが得られその縞が凡そ等高線を表すので3
次元形状計測が実現できる。また、この方法による3次
元形状計測は、1枚の画像の取り込み出来るため、高速
でしかも高精度が実現できる。
2. Description of the Related Art A conventional three-dimensional shape measuring device using moiré fringes includes: a projector for projecting a stripe pattern on an object to be measured;
It is constituted by an image pickup device such as a CCD camera for detecting the same. Actually, an image pickup device for detecting an image does not have a detection grid, and after inputting an image, a stripe-shaped transmittance is modulated as an observation grid by software. As a result of the processing, a moire fringe pattern is obtained, and since the fringes represent approximately contour lines, 3
Two-dimensional shape measurement can be realized. In addition, since the three-dimensional shape measurement by this method can capture one image, high speed and high accuracy can be realized.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のモアレ
縞3次元形状計測では、モアレ縞の次数が決定できない
ため凹凸の方向判断が出来ないという欠点がある。しか
も、画像計測装置と被測定物体の距離が変化すると形状
測定精度が変化してしまうという欠点もある。また、画
像が縞状であるため、カラー画像が得られず、カラー画
像を得るためには、3次元計測とは別にカラー画像用カ
メラが必要となる。
However, conventional three-dimensional moiré fringe shape measurement has a drawback in that the order of the moiré fringes cannot be determined, so that the direction of the unevenness cannot be determined. In addition, there is a disadvantage that the shape measurement accuracy changes when the distance between the image measurement device and the measured object changes. In addition, since the image is striped, a color image cannot be obtained, and a color image camera is required separately from three-dimensional measurement in order to obtain a color image.

【0004】そこで、本発明は上記課題を解決するため
のものであり、一回の画像取り込みで被測定物体の凹凸
の方向判断と3次元形状測定、及び、カラー画像を得る
ことが出来る、能動型直線縞パターン照射器、及び、4
波長選択フィルタ付き光検出器、及び、3次元画像入力
装置を提供することを主な目的とする。
Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problem, and an active image capturing method capable of judging the direction of unevenness of an object to be measured, measuring a three-dimensional shape, and obtaining a color image in a single image capture. Type linear stripe pattern irradiator, and 4
A main object is to provide a photodetector with a wavelength selection filter and a three-dimensional image input device.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の能動型光照射器は、 (1)可視領域外の波長を持つ光源と、可視領域外の波
長に対して直線縞状パターンを発生させる光照射器又は
光線走査器と、被測定物体との距離を検出する距離検出
器と、前記距離検出器からの距離情報により縞パターン
間隔又は光線走査間隔を制御することを特徴とする。
According to the present invention, there is provided an active light irradiator comprising: (1) a light source having a wavelength outside the visible region and a linear stripe pattern for a wavelength outside the visible region. A light irradiator or a light beam scanner to be generated, a distance detector for detecting a distance to an object to be measured, and a stripe pattern interval or a light beam scanning interval are controlled by distance information from the distance detector.

【0006】(2)(1)において、前記可視領域外の
波長を持つ光源は発光ダイオード又は半導体レーザダイ
オード等の発散光を出射する光源であり、光の濃淡で表
される前記直線縞状パターンは概ね直線形状をした透過
型又は反射型のホログラム素子により発生させることを
特徴とする。
(2) In (1), the light source having a wavelength outside the visible region is a light source that emits divergent light, such as a light emitting diode or a semiconductor laser diode, and the linear stripe pattern represented by light and shade of light. Is generated by a transmission-type or reflection-type hologram element having a substantially linear shape.

【0007】(3)(1)において、光の濃淡で表され
る前記直線縞状パターンは概ね直線形状をした透過型若
しくは反射型の液晶表示装置又は小型パターン表示装置
からの投影像であることを特徴とする。
(3) In (1), the linear stripe pattern represented by shading of light is a projected image from a transmissive or reflective liquid crystal display device or a small pattern display device having a substantially linear shape. It is characterized by.

【0008】(4)(2)において、前記ホログラム素
子は電圧により透過率を変化させることのできる液晶素
子若しくは圧電素子等で構成されていること、又は、電
圧により回折格子の溝深さ、格子の幅、ピッチを変化さ
せることのできる電圧制御型ホログラム素子であること
を特徴とする。
(4) In (2), the hologram element is constituted by a liquid crystal element or a piezoelectric element whose transmittance can be changed by a voltage, or a groove depth of a diffraction grating and a grating by a voltage. Is a voltage-controlled hologram element capable of changing the width and pitch of the hologram element.

【0009】(5)(4)において、前記電圧制御型ホ
ログラム素子は物体までの距離情報により格子の幅、溝
深さ、ピッチを変化させることを特徴とする。
(5) In (4), the voltage control type hologram element is characterized in that the width, the groove depth, and the pitch of the grating are changed according to the distance information to the object.

【0010】(6)(1)において、前記直線縞状パタ
ーンを、ミラーデバイス又は回折格子を高速に動かし光
線を走査させるとともに、光源をミラーデバイスの動き
に同期させて点灯することによって、発生させることを
特徴とする。
(6) In (1), the linear stripe pattern is generated by moving a mirror device or a diffraction grating at a high speed to scan a light beam and turning on a light source in synchronization with the movement of the mirror device. It is characterized by the following.

【0011】(7)(6)において、前記ミラーデバイ
ス又は前記回折格子を高速に動かすことにより光線を走
査する光走査器において、物体までの距離情報により前
記ミラーデバイス及び光源を制御し、走査間隔を変化さ
せることを特徴とする。
(7) In (6), in the optical scanner for scanning a light beam by moving the mirror device or the diffraction grating at a high speed, the mirror device and the light source are controlled based on distance information to an object, and a scanning interval is set. Is changed.

【0012】また、本発明の光検出器は、画像が入力さ
れる光検出器は入射側に波長選択フィルタを有し、この
波長選択フィルターはアレイ状にに並んだ光検出器の一
つ一つの光検出器上に各色フィルタが配置され、赤色光
を透過する赤色透過フィルタと、緑色光を透過する緑色
透過フィルタと、青色光を透過する青色透過フィルタ
と、可視域外光を透過する可視域外光透過フィルタの4
つのフィルタを一組とするフィルタアレイであることを
特徴とする。
Further, in the photodetector of the present invention, the photodetector to which an image is input has a wavelength selection filter on the incident side, and this wavelength selection filter is one of the photodetectors arranged in an array. Each color filter is arranged on one photodetector, and a red transmission filter that transmits red light, a green transmission filter that transmits green light, a blue transmission filter that transmits blue light, and an outside visible range that transmits light outside the visible range. Light transmission filter 4
It is characterized in that it is a filter array having one set of filters.

【0013】さらに、本発明の3次元画像入力装置は、
(イ)可視領域外の波長を持つ光源と、可視領域外の波
長に対し直線縞状パターン照射器又は光線走査器と、被
測定物体との距離を検出する距離検出器と、前記距離検
出器からの距離情報により縞パターン間隔又は光線走査
間隔を変更する能動型光照射器と、前記光源の波長を透
過する光学フィルタを光検出器の光の入射側に設けた光
検出器とを有することを特徴とする。
Further, the three-dimensional image input device according to the present invention comprises:
(A) a light source having a wavelength outside the visible region, a linear stripe pattern irradiator or a light beam scanner for a wavelength outside the visible region, a distance detector for detecting a distance between the object to be measured, and the distance detector An active light irradiator that changes a fringe pattern interval or a light beam scanning interval based on distance information from a light source, and a photodetector provided with an optical filter that transmits the wavelength of the light source on the light incident side of the photodetector. It is characterized by.

【0014】(ロ)(イ)において、前記光学フィルタ
からの透過光による光検出器出力を取り込み、2次元の
画像情報として得るとともに、この画像情報に対し等間
隔の直線状の櫛形にフィルタをかけ、空間周波数の低い
成分だけ分離することにより物体の凹凸情報を持ったモ
アレ縞パターンを得ることを特徴とする。
(B) In (a), the output of the photodetector due to the transmitted light from the optical filter is taken in to obtain two-dimensional image information, and the image information is filtered by a linear comb at equal intervals. A moiré fringe pattern having unevenness information of an object is obtained by separating only components having low spatial frequencies.

【0015】(ハ)(ロ)において、前記モアレ縞パタ
ーンをサイン近似し、位相検出することにより、各画素
に対する高さの情報を得ることを特徴とする。
(C) In (b), height information for each pixel is obtained by sine approximating the moiré fringe pattern and detecting the phase.

【0016】(ニ)(ロ)において、前記光学フィルタ
からの光検出器出力によって得られる2次元の縞状の画
像情報から被測定物体の凹凸の方向判断を行うととも
に、前記2次元画像に等間隔の直線状の櫛形にフィルタ
をかけて空間周波数の低い成分だけ分離することにより
前記モアレ縞パターンを得て、前記被測定物体の高さ情
報を得ることを特徴とする。
(D) In (b), the direction of the unevenness of the object to be measured is determined from the two-dimensional striped image information obtained by the output of the photodetector from the optical filter, and the two-dimensional image and the like are determined. It is characterized in that the moire fringe pattern is obtained by filtering a linear comb with a space and separating only low-frequency components, thereby obtaining height information of the object to be measured.

【0017】(ホ)(イ)において、赤色透過フィルタ
と緑色透過フィルタと青色透過フィルタとを前記光学フ
ィルタとともに前記光検出器の前に配置し、前記赤色透
過フィルタと前記緑色透過フィルタと前記青色透過フィ
ルタとをそれぞれ透過した光を検出する光検出器のそれ
ぞれの出力の和を求め、前記光学フィルタからの透過光
による光検出器出力を前記和で除し、前記光学フィルタ
を透過した光検出器出力を規格化することを特徴とす
る。
(E) In (a), a red transmission filter, a green transmission filter, and a blue transmission filter are arranged in front of the photodetector together with the optical filter, and the red transmission filter, the green transmission filter, and the blue The sum of the outputs of the photodetectors that detect the light transmitted through the transmission filter is obtained, and the output of the photodetector due to the transmitted light from the optical filter is divided by the sum to detect the light transmitted through the optical filter. It is characterized in that the output of the device is standardized.

【0018】(ヘ)(ホ)において、前記赤色透過フィ
ルタと前記緑色透過フィルタと前記青色透過フィルタと
を一組として一つの画素とするとともに、前記画素には
色信号に加えて位置及び高さ情報をも備えたデータを有
することを特徴とする。
(F) In (e), the red transmission filter, the green transmission filter, and the blue transmission filter are paired to form one pixel, and the pixel has a position and height in addition to a color signal. It is characterized by having data with information.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

(実施例1)図1は本発明の実施例1における3次元画
像入力装置を示す概略図である。本発明の3次元画像入
力装置は、能動型光照射器101と、距離検出器105
と、カメラ部108とから構成されている。能動型光照
射器101には、可視光外の光を出射する光源102と
ホログラム素子103とから成り、光源102から出射
した光はホログラム素子によって回折され、縞状の模様
を有し、被測定物体104に照射される。被測定物体1
04にカメラ108の焦点を合わせるための距離検出器
105によって、被測定物体104とカメラ108の距
離が測定される。カメラ部108には、光源の光のみを
透過するフィルター、及び、赤色光を透過する赤色透過
(R)フィルタと、緑色光を透過(G)する緑色透過フ
ィルタと、青色光を透過(B)する青色透過フィルタ
と、の4種類のフィルター組109を入射面に持った光
検出器107を備えている。
(Embodiment 1) FIG. 1 is a schematic diagram showing a three-dimensional image input apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. The three-dimensional image input device of the present invention includes an active light irradiator 101 and a distance detector 105.
And a camera unit 108. The active light irradiator 101 includes a light source 102 that emits light outside visible light and a hologram element 103. The light emitted from the light source 102 is diffracted by the hologram element and has a striped pattern. The object 104 is irradiated. Measured object 1
A distance between the measured object 104 and the camera 108 is measured by a distance detector 105 for focusing the camera 108 on the object 04. The camera unit 108 has a filter that transmits only light from a light source, a red transmission (R) filter that transmits red light, a green transmission filter that transmits green light (G), and a blue transmission light (B). And a photodetector 107 having four types of filter sets 109 on the incident surface.

【0020】従って、カラー画像を取り込むと同時に、
光源102を点灯させ、距離検出器からの距離情報によ
り、カメラ108の焦点を合わせると同時に、能動型光
照射器101から出射する縞状のパターンを変化させ、
被測定物体104に映し出された縞パターンも取り込む
ことが出来る。
Therefore, at the same time as capturing a color image,
The light source 102 is turned on, and based on the distance information from the distance detector, the camera 108 is focused, and at the same time, the stripe pattern emitted from the active light irradiator 101 is changed,
A stripe pattern projected on the object to be measured 104 can also be captured.

【0021】(実施例2)図2(a)に、透過型ホログ
ラム素子を用いた能動型光照射器の概略図を示す。光源
201には、偏光を有する光源を用いる。これは、半導
体レーザ光源でも良いし、無偏光の光源に偏光フィルタ
ーを付けたものでも良い。光源201を出射した光20
4は透過型ホログラム素子202に入射する。この透過
型ホログラム素子は液晶装置で出来ており、電圧によっ
てホログラムパターンを書き換えることが出来る。透過
型ホログラム素子を透過した光は、縞状のパターンを有
する照射光203となる。前記透過型ホログラム素子が
液晶装置でない場合は、光源に偏光を持たせる必要はな
く、汎用の光源で十分である。
(Embodiment 2) FIG. 2A is a schematic view of an active light irradiator using a transmission hologram element. As the light source 201, a light source having polarized light is used. This may be a semiconductor laser light source or a non-polarized light source provided with a polarizing filter. Light 20 emitted from light source 201
4 enters the transmission hologram element 202. This transmission hologram element is made of a liquid crystal device, and the hologram pattern can be rewritten by a voltage. The light transmitted through the transmission hologram element becomes irradiation light 203 having a striped pattern. If the transmission hologram element is not a liquid crystal device, it is not necessary to provide a polarized light to the light source, and a general-purpose light source is sufficient.

【0022】図2(b)に、反射型ホログラム素子を用
いた能動型光照射器の概略図を示す。光源201を出射
した光204は反射型ホログラム素子205に入射す
る。この反射型ホログラム素子は微細なミラー素子アレ
イで出来ており、電圧によってホログラムパターンを書
き換えることが出来る。反射型ホログラム素子を反射し
た光は、縞状のパターンを有する照射光203となる。
FIG. 2B is a schematic view of an active light irradiator using a reflection type hologram element. The light 204 emitted from the light source 201 enters the reflection hologram element 205. This reflection type hologram element is made of a fine mirror element array, and the hologram pattern can be rewritten by a voltage. The light reflected by the reflection hologram element becomes irradiation light 203 having a striped pattern.

【0023】ここで、モアレ縞による3次元計測の高さ
方向の精度について述べる。高さ方向の精度hは、投影
縞ピッチをs、被測定物体までの距離をL、光源と観測
点の距離をdとすると近似的に
Here, the accuracy in the height direction of three-dimensional measurement using moiré fringes will be described. The accuracy h in the height direction can be approximately calculated assuming that the projection fringe pitch is s, the distance to the measured object is L, and the distance between the light source and the observation point is d.

【0024】[0024]

【数1】 (Equation 1)

【0025】で表される。従って、投影縞ピッチsと、
被測定物体までの距離Lは小さい方が精度が良く、光源
と観測点の距離dは大きいほうが精度が良くなる。しか
し、投影縞ピッチは、光検出器、例えばCCD等の分解
能以下にすることは出来ず、光源と観測点の距離dは固
定されており、被測定物体までの距離Lは、持ち運びの
出来る3次元入力装置では、被測定対象によって変化し
てしまう。そこで、被測定対象物体までの距離によっ
て、縞パターンを変化させ、光検出器の分解能以上の精
度が良い最適値に縞ピッチを合わせれば、様々な場面で
最適な精度が得られる3次元画像入力装置となる。
## EQU2 ## Therefore, the projection fringe pitch s,
The smaller the distance L to the measured object, the better the accuracy, and the larger the distance d between the light source and the observation point, the better the accuracy. However, the projection fringe pitch cannot be made smaller than the resolution of a photodetector, for example, a CCD, etc., the distance d between the light source and the observation point is fixed, and the distance L to the object to be measured is 3 In the dimension input device, it changes depending on the object to be measured. Therefore, if the fringe pattern is changed according to the distance to the object to be measured and the fringe pitch is adjusted to an optimum value that is higher in accuracy than the resolution of the photodetector, a three-dimensional image input that can obtain optimum accuracy in various situations Device.

【0026】図2(a)、(b)で示した、透過型ホロ
グラム素子202、及び、反射型ホログラム素子205
は、電圧によってホログラムパターンを書き換えること
が出来る。従って、被測定物体までの距離情報によっ
て、最適縞パターンを照射することが出来るので、被測
定物体の距離が変化しても精度の良い3次元測定が出来
る。
The transmission hologram element 202 and the reflection hologram element 205 shown in FIGS.
Can rewrite the hologram pattern by the voltage. Therefore, the optimum stripe pattern can be illuminated based on the distance information to the object to be measured, so that accurate three-dimensional measurement can be performed even if the distance to the object to be measured changes.

【0027】(実施例3)図3に表示素子を用いた能動
型光照射器の概略図を示す。表示装置301は液晶表示
装置を用いた。これは、表示装置であれば原理はどのよ
うなものでも良い。レンズ302によって表示装置30
1上のパターンが投影像303として照射される。この
投影像303は縞状のパターンを持ち、このパターンは
表示装置のパターンを変えることにより変化させること
が出来る。実施例に示したホログラムを用いた能動型光
照射器と同様な効果を得ることが出来る。すなわち、被
測定物体までの距離情報によって、最適縞パターンを照
射することが出来るので、被測定物体の距離が変化して
も精度の良い3次元測定が出来る。
(Embodiment 3) FIG. 3 is a schematic view of an active light irradiator using a display element. As the display device 301, a liquid crystal display device was used. This may be in any display device. The display device 30 by the lens 302
1 is irradiated as a projection image 303. The projected image 303 has a striped pattern, and this pattern can be changed by changing the pattern of the display device. An effect similar to that of the active light irradiator using the hologram shown in the embodiment can be obtained. That is, since the optimum stripe pattern can be radiated based on the distance information to the measured object, accurate three-dimensional measurement can be performed even if the distance to the measured object changes.

【0028】(実施例4)図4に能動型光照射器による
縞パターンの距離による変化の概略図を示す。図4
(a)に被測定物体が近いときに縞パターンを最適値と
した概略図を示す。能動型光照射器401からの縞パタ
ーンは、被測定物体が距離Sの場合の縞間隔が最適とな
る。ここで、線は縞の黒い部分を示す。しかし縞は距離
によって広がりを見せるため、より遠くのHでは、縞は
広すぎて最適縞ピッチとならない。そこで、能動型光照
射器による縞パターンを変化させ、図4(b)に示す様
に、距離Hの位置で縞ピッチが最適になる。この時、距
離Sでは縞ピッチが小さすぎて、光検出器の分解能以下
になっている。
(Embodiment 4) FIG. 4 is a schematic view showing a change in a stripe pattern by an active light irradiator depending on a distance. FIG.
FIG. 3A is a schematic diagram in which a stripe pattern is set to an optimum value when an object to be measured is close. In the fringe pattern from the active light irradiator 401, the fringe interval when the measured object is at the distance S is optimal. Here, the line indicates the black portion of the stripe. However, since the fringes appear to spread depending on the distance, at a farther H, the fringes are too wide to achieve the optimum fringe pitch. Then, the stripe pattern by the active light irradiator is changed, and the stripe pitch becomes optimum at the position of the distance H as shown in FIG. At this time, the stripe pitch is too small at the distance S, and is lower than the resolution of the photodetector.

【0029】(実施例5)図5にホログラム素子の溝形
状を変化させる機構の概略図を示す。これは、一つの溝
の変化を模式的に示した図で、実際はこの素子が非常に
微少で、アレイ状に配列されているものである。薄いシ
リコンの板501に電極502が付けてあり、シリコン
の板を支える支柱504が両側に配置されている。下の
面505はガラス等の板で出来ており、その上にITO
膜などで出来た電極を備えている。ここで、電極に、電
圧をかけると電極同士が引き合い506の様に凹む、ま
た、電極をかける電圧を弱めると、507に示す状態に
なり、電圧で凹みを制御することが出来る。この微細素
子がアレイ状に配置されてホログラム素子を構成してい
るため、電圧により、ホログラム素子の溝深さを制御出
来るのである。また、溝を形成している列の電圧を弱め
ることにより溝を消滅させたり、溝が形成されていない
列に電圧をかけることにより溝を発生させることができ
るため、溝幅、ピッチも制御出来るのである。
(Embodiment 5) FIG. 5 is a schematic view of a mechanism for changing the groove shape of the hologram element. This is a diagram schematically showing a change in one groove. In actuality, the elements are very small and are arranged in an array. An electrode 502 is attached to a thin silicon plate 501, and columns 504 supporting the silicon plate are arranged on both sides. The lower surface 505 is made of a plate such as glass, and the ITO
It has an electrode made of a membrane. Here, when a voltage is applied to the electrodes, the electrodes are recessed as shown by reference 506, and when the voltage applied to the electrodes is weakened, the state shown by 507 is obtained, and the depression can be controlled by the voltage. Since these microelements are arranged in an array to form a hologram element, the voltage can control the groove depth of the hologram element. In addition, since the grooves can be eliminated by weakening the voltage of the columns in which the grooves are formed, or the grooves can be generated by applying a voltage to the columns in which the grooves are not formed, the groove width and the pitch can be controlled. It is.

【0030】(実施例6)図6に能動型光照射器からの
縞パターンを距離によって制御するブロック図を示す。
距離検出器601により被測定物体までの距離情報を得
る。これは、カメラのオートフォーカスに用いるものと
同じものを使う。この距離情報をCPU602に入力
し、距離による最適縞パター算出し、制御信号を出力す
る。CPUからの制御信号により液晶、又は、回折格子
駆動装置603を駆動し、604の液晶、又は、ホログ
ラム素子のパターンを作る。本発明では、カメラのオー
トフォーカス用の距離検出器を用いるため、カメラの機
能に新たに機能を付加すること無く、距離による縞パタ
ーンを制御出来る能動型光照射器を得ることが出来る。
(Embodiment 6) FIG. 6 is a block diagram for controlling a stripe pattern from an active light irradiator according to a distance.
Distance information to the measured object is obtained by the distance detector 601. This uses the same one used for camera autofocus. The distance information is input to the CPU 602, the optimum fringe pattern based on the distance is calculated, and a control signal is output. The liquid crystal or the diffraction grating driving device 603 is driven by a control signal from the CPU, and a pattern of the liquid crystal or the hologram element 604 is formed. In the present invention, since the distance detector for auto-focusing of the camera is used, it is possible to obtain an active light irradiator capable of controlling the stripe pattern depending on the distance without adding a new function to the function of the camera.

【0031】(実施例7)図7にミラー素子を用いた光
線走査型能動型光照射器の概略図を示す。光源706か
ら出射した光を線状にするスリットもしくはレンズ70
1により線状になった光束707はミラー素子に入射す
るミラー素子が702の位置に在る時は704の位置に
出射し、703の位置に変化すると光束は705に出射
する。ミラー素子が位置702から703に変化する間
光源を消すか光線を遮断することにより、照射される光
束は704、705の位置のみ出射する離散的な照射と
なり、縞状のパターンが発生できる。また、ミラー素子
の角度と光源の点灯間隔を制御することにより、縞状パ
ターンの縞間隔を変化させることが出来る。
(Embodiment 7) FIG. 7 is a schematic view of a light beam scanning type active light irradiator using a mirror element. A slit or lens 70 for linearizing light emitted from the light source 706
The light beam 707 linearized by 1 is emitted to the position of 704 when the mirror element incident on the mirror element is at the position of 702, and emitted to 705 when the mirror element changes to the position of 703. By turning off the light source or cutting off the light beam while the mirror element changes from the position 702 to the position 703, the radiated light beam becomes a discrete irradiation that is emitted only at the positions 704 and 705, and a striped pattern can be generated. Further, by controlling the angle of the mirror element and the lighting interval of the light source, the stripe interval of the stripe pattern can be changed.

【0032】(実施例8)図8にミラー素子を用いた光
線走査型能動型光照射器からの縞パターンを距離によっ
て制御するブロック図を示す。距離検出器801により
被測定物体までの距離情報を得る。これは、カメラのオ
ートフォーカスに用いるものと同じものを使う。この距
離情報をCPU802に入力し、距離による最適縞パタ
ーンを算出し、制御信号を出力する。制御信号は2つ有
り、一つは、ミラー素子駆動装置803に入力し、他方
は、光源駆動装置804に入力する。ミラー素子駆動装
置803は、ミラー素子805の角度を制御し、光源駆
動装置804は光源806の点灯を制御する。これによ
り、縞状パターンの縞間隔を変化させることが出来る。
(Embodiment 8) FIG. 8 is a block diagram for controlling a stripe pattern from a light beam scanning type active light irradiator using a mirror element by a distance. Distance information to the measured object is obtained by the distance detector 801. This uses the same one used for camera autofocus. The distance information is input to the CPU 802, the optimum stripe pattern based on the distance is calculated, and a control signal is output. There are two control signals, one is input to the mirror element driving device 803, and the other is input to the light source driving device 804. The mirror element driving device 803 controls the angle of the mirror element 805, and the light source driving device 804 controls lighting of the light source 806. Thereby, the stripe interval of the stripe pattern can be changed.

【0033】(実施例9)図9に表示素子を用いた能動
型光照射器からの縞パターンを距離によって制御するブ
ロック図を示す。距離検出器901により被測定物体ま
での距離情報を得る。これは、カメラのオートフォーカ
スに用いるものと同じものを使う。この距離情報をCP
U902に入力し、距離による最適縞パターンを算出
し、制御信号を出力する。制御信号は2つ有り、一つ
は、表示素子駆動装置903に入力し、他方は、投影装
置のフォーカス、ズーム駆動装置904に入力する。表
示素子駆動装置903は、液晶等による表示素子905
の縞表示パターンを制御し、投影装置のフォーカス、ズ
ーム駆動装置904は表示装置からの投影画像を被検出
物体にズーム、フォーカシングし、最適な縞パターンが
物体上に得られるように、投影光学系906を制御す
る。これにより、縞状パターンの縞間隔を変化させるこ
とが出来る。
(Embodiment 9) FIG. 9 is a block diagram for controlling a stripe pattern from an active light irradiator using a display element by a distance. Distance information to the measured object is obtained by the distance detector 901. This uses the same one used for camera autofocus. This distance information is
The signal is input to U902, the optimum stripe pattern based on the distance is calculated, and a control signal is output. There are two control signals, one is input to the display element driving device 903 and the other is input to the focus / zoom driving device 904 of the projection device. The display element driving device 903 includes a display element 905 made of a liquid crystal or the like.
Of the projection device, and a zoom drive device 904 zooms and focuses the projected image from the display device on the object to be detected, so that an optimal stripe pattern is obtained on the object. 906 is controlled. Thereby, the stripe interval of the stripe pattern can be changed.

【0034】(実施例10)図10に光検出器の波長選
択フィルターの概略図を示す。図10(a)には波長選
択フィルターの平面図を示す。波長選択フィルター10
05は、CCD等の様な光検出器の各素子に合わせた、
各波長フィルターがアレイ状に配置されたものである。
赤色光を透過する赤色透過(R)フィルタ1001と、
緑色光を透過(G)する緑色透過フィルタ1002と、
青色光を透過(B)する青色透過フィルタ1003と、
可視域外光を透過(I)する可視外光透過フィルタ10
04、の4フィルターが組となり、その組が波長選択フ
ィルター1005上に順次配置されている。
(Embodiment 10) FIG. 10 is a schematic view of a wavelength selection filter of a photodetector. FIG. 10A is a plan view of a wavelength selection filter. Wavelength selection filter 10
05 corresponds to each element of a photodetector such as a CCD, etc.
Each wavelength filter is arranged in an array.
A red transmission (R) filter 1001 that transmits red light;
A green transmission filter 1002 that transmits (G) green light,
A blue transmission filter 1003 that transmits (B) blue light,
Non-visible light transmitting filter 10 that transmits (I) out-of-visible light
The four filters 04 and 04 form a set, and the set is sequentially arranged on the wavelength selection filter 1005.

【0035】図10(b)には光検出器の断面図を示
す。入射光1006はマイクロレンズ1007により集
光され、1008のマイクロフィルタを透過する。ここ
で、各色フィルタにより波長選択され、各受光素子10
09に入射する。マイクロレンズ1007は光線を受光
素子上に概ね集光させるレンズであり、各色間のクロス
トークを軽減するためのレンズアレイである。
FIG. 10B is a sectional view of the photodetector. The incident light 1006 is collected by the microlens 1007 and passes through the microfilter 1008. Here, the wavelength is selected by each color filter, and each light receiving element 10 is selected.
09. The microlens 1007 is a lens that condenses light rays on the light receiving element, and is a lens array for reducing crosstalk between colors.

【0036】この様に、赤色光を透過する赤色透過
(R)フィルタ1001と、緑色光を透過(G)する緑
色透過フィルタ1002と、青色光を透過(B)する青
色透過フィルタ1003とのRGB3色のフィルタ組
に、可視域外光を透過(I)する可視外光透過フィルタ
1004も同じ平面状で加えることにより、RGBのカ
ラー画像を取り込むと同時に、被測定物体に照射された
縞パターンも取り込むことが出来る。従って、通常のカ
メラと同様にシャッターを押すという動作のみで、カラ
ー画像と3次元情報も得ることが出来るのである。
As described above, the RGB3 of the red transmission (R) filter 1001 transmitting the red light, the green transmission filter 1002 transmitting the green light (G), and the blue transmission filter 1003 transmitting the blue light (B). By adding a non-visible light transmitting filter 1004 that transmits (I) out-of-visible light in the same plane to the color filter set, an RGB color image is captured, and at the same time, a stripe pattern irradiated on the measured object is captured. I can do it. Therefore, a color image and three-dimensional information can be obtained only by the operation of pressing the shutter as in a normal camera.

【0037】(実施例11)図11(a),(b)にモ
アレ縞検出についての説明図を示す。波長選択フィルタ
ーの可視域外光を透過(I)する可視外光透過フィルタ
によって透過された画像には、1101に示す被測定物
体の凹凸に対応した縞状のパターンが現れる。その縞パ
ターン画像に、能動型光照射器からの縞パターンと同じ
直線縞パターン1102を画像処理によって重畳し、高
い空間周波数を遮断するフィルターを画像処理でかける
と凹凸の等高線を表すモアレ縞1103が現れる。従っ
て、このモアレ縞1103を高さ方向の値に換算すれば
3次元画像情報が得られる。1101に示す被測定物体
の凹凸に対応した縞状のパターンを取り込めば、後は画
像処理により3次元データが出来るので、取り込み時間
は、カラー画像取り込み時間と同じで良く、カメラで写
真を撮る動作で3次元画像情報の入力が可能となる。
(Embodiment 11) FIGS. 11 (a) and 11 (b) are diagrams for explaining moire fringe detection. In the image transmitted by the non-visible light transmitting filter that transmits (I) the out-of-visible light of the wavelength selection filter, a stripe pattern 1101 corresponding to the unevenness of the measured object appears. The same stripe pattern 1102 as the stripe pattern from the active light irradiator is superimposed on the stripe pattern image by image processing, and when a filter for cutting off a high spatial frequency is applied by image processing, moiré stripes 1103 representing uneven contour lines appear. . Therefore, if this moiré fringe 1103 is converted into a value in the height direction, three-dimensional image information can be obtained. If a striped pattern corresponding to the unevenness of the object to be measured shown in 1101 is captured, three-dimensional data can be generated by image processing thereafter. Therefore, the capturing time may be the same as the color image capturing time. Enables input of three-dimensional image information.

【0038】(実施例12)図12にモアレ縞から高さ
情報を得るための説明図を示す。モアレ縞の間隔が高さ
の値になるが、離散的な数値になり、精度を上げるには
工夫が必要となる。モアレ縞パターンの強度分布120
1は、横軸に高さの値を取り、縦軸に縞の強度を取る
と、サイン波形を示す。従って、縞パターンの強度分布
1201の位相情報も含め高さに換算すれば、高さ測定
精度が飛躍的に向上する。
(Embodiment 12) FIG. 12 is an explanatory diagram for obtaining height information from moiré fringes. The moire fringe spacing is a height value, but it is a discrete numerical value, and a device is needed to increase the accuracy. Moire fringe pattern intensity distribution 120
1 indicates a sine waveform when the horizontal axis indicates the height value and the vertical axis indicates the stripe intensity. Therefore, if the height is converted into the height including the phase information of the intensity distribution 1201 of the stripe pattern, the height measurement accuracy is dramatically improved.

【0039】(実施例13)図13に縞検出画像から凹
凸の判別を行うための説明図を示す。図13(a)は高
さによる縞の結像位置を示す模式図である。1309と
いう縞が被測定物体に照射した場合、1307に示す位
置に被測定物体があると、その縞は、1304のレンズ
により、光検出器1305上の1310に結像する。ま
た、1307より近い1306の位置に被測定物体があ
ると、縞は光検出器1305上の1311に結像する。
反対に、1307より遠い1308の位置に被測定物体
があると、縞は光検出器1305上の1312に結像す
る。図13(b)に高さによる縞の平面上の結像位置を
示す。1307の高さの縞は光検出器1305上の縞1
310に現われ、1307より近い1306の位置に被
測定物体があると、縞は光検出器1305上の縞131
1にずれる。反対に、1307より遠い1308の位置
に被測定物体があると、縞は光検出器1305上の縞1
311とは逆の縞1312にずれる。この様に縞の取り
込み直後の縞のずれ方向を観測することにより、凹凸の
方向判断が出来る。この方法とモアレ縞観測とを組み合
わせれば、モアレ縞の凹凸判断ができないという欠点を
補い、精度の良い高速な3次元画像取り込みが可能とな
る。
(Embodiment 13) FIG. 13 is an explanatory view for discriminating irregularities from a fringe detection image. FIG. 13A is a schematic diagram illustrating the image formation position of the stripe depending on the height. When a stripe 1309 irradiates an object to be measured and the object to be measured is located at a position 1307, the stripe forms an image 1310 on the photodetector 1305 by a lens 1304. If the object to be measured is at a position 1306 closer to 1307, the fringe forms an image at 1311 on the photodetector 1305.
Conversely, if the object to be measured is at a position 1308 farther than 1307, the fringe forms an image at 1312 on the photodetector 1305. FIG. 13B shows an image formation position on a plane of the stripe depending on the height. The stripe having a height of 1307 is the stripe 1 on the photodetector 1305.
When an object to be measured appears at 310 and is located at 1306 closer to 1307, the fringe is a fringe 131 on the photodetector 1305.
Shift to 1. Conversely, if the object to be measured is at a position 1308 farther than 1307, the fringe is fringe 1 on photodetector 1305.
It shifts to stripe 1312 opposite to 311. By observing the direction in which the stripes are shifted immediately after the stripes are captured, the direction of the unevenness can be determined. If this method is combined with the moiré fringe observation, it is possible to compensate for the drawback that the moiré fringes cannot be determined, and to acquire a high-accuracy and high-speed three-dimensional image.

【0040】(実施例14)本発明では、一つの画素に
対し、赤色光を透過する赤色透過(R)フィルタ100
1と、緑色光を透過(G)する緑色透過フィルタ100
2と、青色光を透過(B)する青色透過フィルタ100
3と、可視域外光を透過(I)する可視外光透過フィル
タ1004、の4フィルターが組となって構成されてい
るために、一つの画素にカラー情報(RGB)と平面位
置情報(x、y)と高さ情報(z)が含まれる。従っ
て、デジタルカメラのような手軽さで3次元カラー画像
情報の取り込みが出来、データを作成することもでき
る。
(Embodiment 14) In the present invention, a red transmission (R) filter 100 that transmits red light is provided for one pixel.
1 and a green transmission filter 100 that transmits (G) green light.
2 and a blue transmission filter 100 that transmits (B) blue light.
3 and a non-visible light transmitting filter 1004 that transmits (I) out-of-visible light, so that one pixel has color information (RGB) and plane position information (x, y) and height information (z). Therefore, three-dimensional color image information can be taken in as easily as a digital camera, and data can be created.

【0041】[0041]

【発明の効果】本発明によれば、 (1)被測定物体に照射する縞を発生させる能動型光照
射器を持つことにより、被測定物体との距離に関係なく
制度の良い3次元高さ情報を得ることが出来る。 (2)光検出器に波長選択フィルターとして、R,G,
Bのフィルタに加え、可視光外の能動型光照射器の光源
の波長を透過するフィルタも同一平面上に備えることに
より、取り込み時間は、カラー画像取り込み時間と同等
となり、カメラで写真を撮る動作で3次元画像情報の入
力が可能となる。
According to the present invention, (1) the provision of an active light irradiator for generating stripes for irradiating an object to be measured enables a three-dimensional height with good accuracy regardless of the distance to the object to be measured. Information can be obtained. (2) R, G, R, G,
In addition to the filter of B, a filter that transmits the wavelength of the light source of the active light irradiator outside visible light is also provided on the same plane, so that the capture time is equivalent to the color image capture time, and the camera takes a picture. Enables input of three-dimensional image information.

【0042】(3)縞画像取り込み直後の縞のずれ方向
を観測することにより、凹凸の方向判断が出来る。この
方法とモアレ縞観測とモアレ縞位相検出を組み合わせる
ので、モアレ縞の凹凸判断ができないという欠点を補
い、しかも、相関計算等の多量の画像処理を行わなくと
も、精度の良い高速な3次元画像取り込みが可能とな
る。
(3) The direction of the unevenness can be determined by observing the direction of displacement of the stripe immediately after capturing the stripe image. Since this method is combined with moiré fringe observation and moiré fringe phase detection, it compensates for the drawback that it is not possible to determine the unevenness of moiré fringes. Capture becomes possible.

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

【図1】本発明の実施例1における3次元画像入力装置
を示す概略図。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a three-dimensional image input device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】(a)透過型ホログラム素子を用いた能動型光
照射器の概略図。
FIG. 2A is a schematic view of an active light irradiator using a transmission hologram element.

【図2】(b)反射型ホログラム素子を用いた能動型光
照射器の概略図。
FIG. 2B is a schematic view of an active light irradiator using a reflection hologram element.

【図3】表示素子を用いた能動型光照射器の概略図。FIG. 3 is a schematic diagram of an active light irradiator using a display element.

【図4】能動型光照射器による縞パターンの距離による
変化の概略図。
FIG. 4 is a schematic diagram showing a change in a stripe pattern due to a distance by an active light irradiator.

【図5】ホログラム素子の溝形状を変化させる機構の概
略図。
FIG. 5 is a schematic diagram of a mechanism for changing a groove shape of the hologram element.

【図6】能動型光照射器からの縞パターンを距離によっ
て制御するブロック図。
FIG. 6 is a block diagram for controlling a stripe pattern from an active light irradiator according to a distance.

【図7】ミラー素子を用いた光線走査型能動型光照射器
の概略図。
FIG. 7 is a schematic view of a light beam scanning type active light irradiator using a mirror element.

【図8】ミラー素子を用いた光線走査型能動型光照射器
からの縞パターンを距離によって制御するブロック図。
FIG. 8 is a block diagram for controlling a stripe pattern from a light beam scanning type active light irradiator using a mirror element by a distance.

【図9】表示素子を用いた能動型光照射器からの縞パタ
ーンを距離によって制御するブロック図。
FIG. 9 is a block diagram for controlling a stripe pattern from an active light irradiator using a display element by a distance.

【図10】光検出器の波長選択フィルターの概略図。FIG. 10 is a schematic diagram of a wavelength selection filter of the photodetector.

【図11】(a),(b)モアレ縞検出についての説明
図。
FIGS. 11A and 11B are diagrams illustrating moire fringe detection. FIGS.

【図12】モアレ縞から高さ情報を得るための説明図。FIG. 12 is an explanatory diagram for obtaining height information from moiré fringes.

【図13】縞検出画像から凹凸の判別を行うための説明
図。
FIG. 13 is an explanatory diagram for determining unevenness from a fringe detection image.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101 能動型光照射器 102 光源 103 ホログラム素子 104 被測定物体 107 光検出器 109 色フィルタ 1103 モアレパターン Reference Signs List 101 active light irradiator 102 light source 103 hologram element 104 object to be measured 107 photodetector 109 color filter 1103 moiré pattern

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】可視領域外の波長を持つ光源と、可視領域
外の波長に対して直線縞状パターンを発生させる光照射
器又は光線走査器と、被測定物体との距離を検出する距
離検出器と、前記距離検出器からの距離情報により縞パ
ターン間隔又は光線走査間隔を制御することを特徴とす
る能動型光照射器。
1. A distance detector for detecting a distance between a light source having a wavelength outside the visible region, a light irradiator or a light beam scanner for generating a linear stripe pattern for a wavelength outside the visible region, and a measured object. An active light irradiator, wherein a stripe pattern interval or a light beam scanning interval is controlled based on distance information from the detector and the distance detector.
【請求項2】前記可視領域外の波長を持つ光源は発光ダ
イオード又は半導体レーザダイオード等の発散光を出射
する光源であり、光の濃淡で表される前記直線縞状パタ
ーンは概ね直線形状をした透過型又は反射型のホログラ
ム素子により発生させることを特徴とする請求項1記載
の能動型光照射器。
2. The light source having a wavelength outside the visible region is a light source that emits divergent light such as a light emitting diode or a semiconductor laser diode, and the linear stripe pattern represented by light and shade has a substantially linear shape. 2. The active light irradiator according to claim 1, wherein the light is generated by a transmission type or reflection type hologram element.
【請求項3】光の濃淡で表される前記直線縞状パターン
は概ね直線形状をした透過型若しくは反射型の液晶表示
装置又は小型パターン表示装置からの投影像であること
を特徴とする請求項1記載の能動型光照射器。
3. The linear stripe pattern represented by light and shade of light is a projected image from a substantially linear transmission type or reflection type liquid crystal display device or a small pattern display device. An active light irradiator according to claim 1.
【請求項4】前記ホログラム素子は電圧により透過率を
変化させることのできる液晶素子若しくは圧電素子等で
構成されていること、又は、電圧により回折格子の溝深
さ、格子の幅、ピッチを変化させることのできる電圧制
御型ホログラム素子であることを特徴とする請求項2記
載の能動型光照射器。
4. The hologram element is composed of a liquid crystal element or a piezoelectric element or the like whose transmittance can be changed by a voltage, or a groove depth, a grating width, and a pitch of a diffraction grating are changed by a voltage. 3. An active light irradiator according to claim 2, wherein said active light irradiator is a voltage-controlled hologram element capable of being operated.
【請求項5】前記電圧制御型ホログラム素子は物体まで
の距離情報により格子の幅、溝深さ、ピッチを変化させ
ることを特徴とする請求項4記載の能動型光照射器。
5. The active light irradiator according to claim 4, wherein said voltage control type hologram element changes a width, a groove depth and a pitch of a grating according to information on a distance to an object.
【請求項6】前記直線縞状パターンを、ミラーデバイス
又は回折格子を高速に動かし光線を走査させるととも
に、光源をミラーデバイスの動きに同期させて点灯する
ことによって、発生させることを特徴とする請求項1記
載の能動型光照射器。
6. The linear striped pattern is generated by moving a mirror device or a diffraction grating at a high speed to scan a light beam and turning on a light source in synchronization with the movement of the mirror device. Item 7. An active light irradiator according to Item 1.
【請求項7】前記ミラーデバイス又は前記回折格子を高
速に動かすことにより光線を走査する光走査器におい
て、物体までの距離情報により前記ミラーデバイス及び
光源を制御し、走査間隔を変化させることを特徴とする
請求項6記載の能動型光照射器。
7. An optical scanner for scanning a light beam by moving said mirror device or said diffraction grating at a high speed, wherein said mirror device and said light source are controlled based on distance information to an object to change a scanning interval. The active light irradiator according to claim 6, wherein
【請求項8】画像が入力される光検出器は入射側に波長
選択フィルタを有し、この波長選択フィルターはアレイ
状にに並んだ光検出器の一つ一つの光検出器上に各色フ
ィルタが配置され、赤色光を透過する赤色透過フィルタ
と、緑色光を透過する緑色透過フィルタと、青色光を透
過する青色透過フィルタと、可視域外光を透過する可視
域外光透過フィルタの4つのフィルタを一組とするフィ
ルタアレイであることを特徴とする光検出器。
8. A photodetector to which an image is input has a wavelength selection filter on the incident side, and the wavelength selection filter has a color filter on each of the photodetectors arranged in an array. Are disposed, a red transmission filter that transmits red light, a green transmission filter that transmits green light, a blue transmission filter that transmits blue light, and a visible light transmission filter that transmits light outside the visible range. A photodetector comprising a set of filter arrays.
【請求項9】可視領域外の波長を持つ光源と、可視領域
外の波長に対し直線縞状パターン照射器又は光線走査器
と、被測定物体との距離を検出する距離検出器と、前記
距離検出器からの距離情報により縞パターン間隔又は光
線走査間隔を変更する能動型光照射器と、前記光源の波
長を透過する光学フィルタを光検出器の光の入射側に設
けた光検出器とを有することを特徴とする3次元画像入
力装置。
9. A light source having a wavelength outside the visible region, a linear stripe pattern irradiator or a light beam scanner for a wavelength outside the visible region, a distance detector for detecting a distance between the object to be measured, and the distance An active light irradiator that changes the fringe pattern interval or the light beam scanning interval based on distance information from the detector, and a photodetector provided with an optical filter that transmits the wavelength of the light source on the light incident side of the photodetector. A three-dimensional image input device comprising:
【請求項10】前記光学フィルタからの透過光による光
検出器出力を取り込み、2次元の画像情報として得ると
ともに、この画像情報に対し等間隔の直線状の櫛形にフ
ィルタをかけ、空間周波数の低い成分だけ分離すること
により物体の凹凸情報を持ったモアレ縞パターンを得る
ことを特徴とする請求項9記載の3次元画像入力装置。
10. A photodetector output by transmitted light from said optical filter is taken in to obtain two-dimensional image information, and this image information is filtered in a linear comb at equal intervals to obtain a low spatial frequency. 10. The three-dimensional image input device according to claim 9, wherein a moiré fringe pattern having irregularity information of the object is obtained by separating only components.
【請求項11】前記モアレ縞パターンをサイン近似し、
位相検出することにより、各画素に対する高さの情報を
得ることを特徴とする請求項10記載の3次元画像入力
装置。
11. A sine approximation of the moiré fringe pattern,
11. The three-dimensional image input device according to claim 10, wherein height information for each pixel is obtained by detecting a phase.
【請求項12】前記光学フィルタからの光検出器出力に
よって得られる2次元の縞状の画像情報から被測定物体
の凹凸の方向判断を行うとともに、前記2次元画像に等
間隔の直線状の櫛形にフィルタをかけて空間周波数の低
い成分だけ分離することにより前記モアレ縞パターンを
得て、前記被測定物体の高さ情報を得ることを特徴とす
る請求項10記載の3次元画像入力装置。
12. A two-dimensional striped image information obtained from the photodetector output from the optical filter to judge the direction of the unevenness of the object to be measured, and the two-dimensional image has a linear comb at equal intervals. 11. The three-dimensional image input apparatus according to claim 10, wherein the moiré fringe pattern is obtained by filtering a component having a low spatial frequency, thereby obtaining height information of the measured object.
【請求項13】赤色透過フィルタと緑色透過フィルタと
青色透過フィルタとを前記光学フィルタとともに前記光
検出器の前に配置し、前記赤色透過フィルタと前記緑色
透過フィルタと前記青色透過フィルタとをそれぞれ透過
した光を検出する光検出器のそれぞれの出力の和を求
め、前記光学フィルタからの透過光による光検出器出力
を前記和で除し、前記光学フィルタを透過した光検出器
出力を規格化することを特徴とする請求項9記載の3次
元画像入力装置。
13. A red transmission filter, a green transmission filter, and a blue transmission filter are disposed in front of the photodetector together with the optical filter, and transmit the red transmission filter, the green transmission filter, and the blue transmission filter, respectively. The sum of the respective outputs of the photodetectors that detect the detected light is obtained, the photodetector output due to the transmitted light from the optical filter is divided by the sum, and the photodetector output transmitted through the optical filter is normalized. 10. The three-dimensional image input device according to claim 9, wherein:
【請求項14】前記赤色透過フィルタと前記緑色透過フ
ィルタと前記青色透過フィルタとを一組として一つの画
素とするとともに、前記画素には色信号に加えて位置及
び高さ情報をも備えたデータを有することを特徴とする
請求項13記載の3次元画像入力装置。
14. A set of the red transmission filter, the green transmission filter, and the blue transmission filter to form one pixel, and the pixel has position and height information in addition to a color signal. 14. The three-dimensional image input device according to claim 13, comprising:
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