JP2000046530A

JP2000046530A - モアレ装置

Info

Publication number: JP2000046530A
Application number: JP10208759A
Authority: JP
Inventors: Fumio Kobayashi; 富美男小林; Shinichi Matsuda; 信一松田
Original assignee: Fuji Photo Optical Co Ltd
Current assignee: Fujinon Corp
Priority date: 1998-07-24
Filing date: 1998-07-24
Publication date: 2000-02-18

Abstract

(57)【要約】【目的】フリンジスキャン機能を備えた格子投影型の
モアレ装置において、被測定体上における測距基準点を
モアレ縞観測用のモニタ上にフラグ表示することで、被
測定体と観測光学系の撮影レンズとの距離測定を精度良
く行い、被測定体の正確な立体形状情報を得るための像
倍率および感度の補正の精度向上を図る。【構成】投影格子をフリンジスキャンさせながらモア
レ縞測定を行い、その測定結果から被測定体の３次元デ
ータを算出し、この３次元データから被測定体上におけ
る測距基準点Ｐ（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を選出し、この測距基準
点Ｐ（Ｘ，Ｙ，Ｚ）をモアレ縞観測用のモニタ１８上に
フラグ表示する構成とする。これによりフラグ表示され
たピクセルを目印にして被測定体と撮影レンズとの距離
測定を行えるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、いわゆる格子投影
型のモアレ装置に関するものであり、特にフリンジスキ
ャン機能を備えたモアレ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、被測定体の立体形状情報の取
り込みを短時間で容易に行うための装置としてモアレ装
置が知られている。モアレ装置としては格子照射型のも
のと格子投影型のものとがあるが、後者は前者のような
大きな基準格子が不要なため被測定体の測定自由度が大
きなものとなる。

【０００３】上記格子投影型モアレ装置は、互いに平行
な光軸を有する投影光学系および観測光学系を備えてお
り、投影光学系により投影格子の像を被測定体上に投影
させるとともに、観測光学系により被測定体上に形成さ
れた変形格子像を観測用基準格子上に結像させ、これに
より生じるモアレ縞を観測するように構成されている。
その際、投影格子を両光軸と直交する平面内で両格子の
格子線と直交する方向に移動させるフリンジスキャンを
行うようにすれば、投影格子の移動に対するモアレ縞の
変化の方向性を観測することにより被測定体の凹凸判定
が可能となるので、被測定体の立体形状情報を得ること
が可能となる（特願平１０−３２２１４号明細書）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、モアレ縞観
測用のモニタ上に現れるモアレ縞は観測光学系を介して
取り込まれるので、被測定体上において観測光学系の撮
影レンズに近い位置で形成されるモアレ縞と遠い位置で
形成されるモアレ縞とでは、同じ格子線間隔のものであ
っても実際の奥行き寸法は互いに異なったものとなる。
したがって、被測定体の正確な立体形状情報を得るため
には、被測定体上の各点の奥行き方向の位置に応じて像
倍率および感度の補正を行う必要がある。

【０００５】この像倍率補正および感度補正は被測定体
上の各点と観測光学系の撮影レンズとの絶対距離に応じ
て行う必要があるが、モアレ縞から算出される被測定体
の３次元データはあくまでも被測定体上における相対的
な位置データであるので、モアレ縞の観測とは別に被測
定体と撮影レンズとの距離を測定しておく必要がある。

【０００６】この距離測定は、メジャー等を用いた手作
業による測定あるいは測定器具等を用いた測定により行
われることとなるが、その際、被測定体上における距離
測定の対象となる点は、像倍率補正および感度補正の基
準となる点でもあるので、その奥行き方向と直交する平
面内における位置を正確に把握しておくことが像倍率補
正および感度補正を精度良く行う上で重要である。

【０００７】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであり、フリンジスキャン機能を備えた格子投影
型のモアレ装置において、被測定体の正確な立体形状情
報を得るために必要となる像倍率補正および感度補正の
精度向上を図ることができるモアレ装置を提供すること
を目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明のモアレ装置は、
被測定体上における測距基準点をモアレ縞観測用のモニ
タ上にフラグ表示することにより、被測定体と観測光学
系の撮影レンズとの距離測定を精度良く行えるようにし
たものである。

【０００９】すなわち、本発明のモアレ装置は、互いに
平行な光軸を有する投影光学系および観測光学系を備
え、前記投影光学系により投影格子の像を被測定体上に
投影させるとともに、前記観測光学系により前記被測定
体上に形成された変形格子像を観測用基準格子上に結像
させ、これにより生じるモアレ縞を観測するように構成
され、かつ前記投影格子を前記両光軸と直交する平面内
で前記両格子の格子線と直交する方向に移動させるよう
に構成されたモアレ装置において、前記投影格子を移動
させながら観測したモアレ縞から前記被測定体の３次元
データを算出し、この３次元データから前記被測定体上
における測距基準点を選出し、この測距基準点をモアレ
縞観測用のモニタ上にフラグ表示するように構成されて
いることを特徴とするものである。

【００１０】なお、上記「測距基準点」は、被測定体上
の任意の点を採用することが可能であるが、被測定体の
頂点を基準点として設定すれば、距離測定後の像倍率補
正および感度補正を容易に行うことができる。

【００１１】また、前記測距基準点は、前記被測定体の
頂点であることが好ましい。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて、本発明の実
施の形態について説明する。

【００１３】図１は、本発明の一実施形態に係るモアレ
装置（３次元イメージスキャナ）を示す斜視図である。

【００１４】図示のように、このモアレ装置１０は、測
定ヘッド１２と、電源機器駆動部１４と、制御部１６
と、モニタ１８とを備えてなり、測定ヘッド１２におい
て被測定体２の立体形状情報および模様（テクスチャ）
情報を取り込み、これら立体形状情報および模様情報
を、電源機器駆動部１４を介して制御部１６へ出力し、
制御部１６において立体形状情報と模様情報とを合成処
理して被測定体２の３次元イメージを生成し、これをモ
ニタ１８に表示するようになっている。制御部１６に
は、キーボード２０およびマウス２２が接続されてお
り、これらを操作することにより、モニタ１８における
３次元イメージの表示角度の変更等その表示内容の切換
え操作を行うことができるようになっている。

【００１５】測定ヘッド１２における立体形状情報の取
り込みは、格子投影型モアレトポグラフィを利用して行
うようになっている。図１において、測定ヘッド１２の
前方に２点鎖線で示す格子面Ｐｇが、格子投影型モアレ
トポグラフィにおける仮想基準格子面である。

【００１６】図２は、測定ヘッド１２の外観を示す斜視
図であり、図３は、測定ヘッド１２の内部構造を示す斜
視図である。

【００１７】これらの図に示すように、この測定ヘッド
１２は、ケーシング２４内に、投影光学系２６、観測光
学系２８および被測定体照明系３０が設けられてなって
いる。

【００１８】投影光学系２６は、投影用ランプ３２、熱
線カットフィルタ３４およびコンデンサレンズ３６から
なる格子照明系３８と、投影格子４０と、投影レンズ４
２とを備えてなり、一方、観測光学系２８は、撮影レン
ズ４４と、観測用基準格子４６と、フィールドレンズ４
８、折り返しミラー５０およびＣＣＤカメラ５２からな
るテレビ光学系５４とを備えてなっている。

【００１９】投影レンズ４２および撮影レンズ４４は、
ケーシング２４の前面に、その各光軸Ａｘ１およびＡｘ
２が互いに平行になるようにして取り付けられている。

【００２０】格子照明系３８は、光軸Ａｘ１に対して左
斜め後方から投影格子４０を照射するように配置されて
おり、その投影用ランプ３２の像は、投影レンズ４２の
入射瞳位置に略結像されるようになっている。コンデン
サレンズ３６は、投影格子４０を十分カバーする大きさ
を有している。

【００２１】一方、観測用基準格子４６ならびにテレビ
光学系５４のフィールドレンズ４８および折り返しミラ
ー５０は、光軸Ａｘ２上に配置されており、ＣＣＤカメ
ラ５２は、光軸Ａｘ２に対して折り返しミラー５０によ
り直角に折れ返された光軸上に配置されている。フィー
ルドレンズ４８は、観測用基準格子４６を透過した光束
をもれなくＣＣＤカメラ５２に入射させるように配置さ
れている。

【００２２】投影格子４０および観測用基準格子４６
は、いずれも互いに等しいピッチで上下方向に延びる格
子線を有しており、光軸Ａｘ１およびＡｘ２と直交する
同一平面内に設けられている。そして、投影格子４０
は、該投影格子４０の像が仮想基準格子面Ｐｇ（図１参
照）に結像されるよう、仮想基準格子面Ｐｇと共役の位
置関係で配置されており、一方、観測用基準格子４６
も、仮想基準格子面Ｐｇの像が観測用基準格子４６に結
像されるよう、仮想基準格子面Ｐｇと共役の位置関係で
配置されている。

【００２３】図４は、測定ヘッド１２の格子投影型モア
レ装置としての機能を説明する平面図である。

【００２４】図示のように、この測定ヘッド１２におい
ては、投影光学系２６により投影格子４０の像を被測定
体２上に投影させるとともに、観測光学系２８により被
測定体２上に形成された変形格子像を観測用基準格子４
６上に結像させ、これにより生じるモアレ縞を観測する
ように構成されている。

【００２５】図４において１点鎖線で示す仮想基準格子
面Ｐｇおよび仮想基準格子面Ｐｇと平行な実線で示す複
数の面がモアレ面を形成しており、これら各モアレ面と
被測定体２が交差する曲線に沿ってモアレ縞が形成され
ることとなる。図４には、仮想基準格子面Ｐｇの手前側
にのみ実線でモアレ面を示しているが、仮想基準格子面
Ｐｇの奥側にも複数のモアレ面が形成される。したがっ
て、被測定体２が仮想基準格子面Ｐｇを前後にまたがる
ように配置された場合においてもモアレ縞は形成され
る。

【００２６】図３に示すように、投影格子４０は、格子
送り機構５６に支持されており、格子送り機構５６によ
り光軸Ａｘ１と直交する平面内において水平方向（すな
わち投影格子４０の格子線と直交する方向）に往復移動
せしめられるようになっている。この格子送り機構５６
は、パルスモータを備えたパルスステージで構成されて
おり、投影格子４０を１位相分の長さにわたって往復振
動（フリンジスキャン）させるようになっている。な
お、パルスステージに代えて圧電素子等を用いて往復振
動を行うようにしてもよい。

【００２７】投影格子４０の移動により、投影格子４０
と観測用基準格子４６との間の位相が変化するので、こ
れに伴ってモアレ縞が変化する。そこで、このモアレ縞
の像を制御部１６（図１参照）において１／４位相毎に
サンプリングすることにより、被測定体２の凹凸判定を
行うようになっている。

【００２８】一方、観測用基準格子４６は、格子退避機
構５８に支持されており、格子退避機構５８により光軸
Ａｘ２と直交する平面内において水平方向に移動せしめ
られ、これにより観測光学系２８の光路内に位置するモ
アレ縞観測位置と光路から外れた退避位置とを選択的に
採り得るようになっている。観測用基準格子４６の移動
は、格子退避機構５８においてケーシング２４の右側面
から突出する格子退避ノブ６０を、手動により出し入れ
することにより行われるようになっている。格子退避機
構５８には、観測用基準格子４６が退避位置まで移動し
たとき、これを検出するリミットスイッチ６２が取り付
けられている。

【００２９】被測定体２の立体形状情報の取り込みのた
めのモアレ縞観測は、観測用基準格子４６をモアレ縞観
測位置にセットした状態で行われるが、観測用基準格子
４６を退避位置へ退避させるようにすれば、モアレ縞が
形成されていない被測定体２の２次元画像の撮影を行う
ことが可能となる。そこで、測定ヘッド１２において
は、この２次元画像の撮影により被測定体２の模様情報
の取り込みを行うようになっている。

【００３０】図３に示すように、被測定体照明系３０
は、投影光学系２６と観測光学系２８との間に位置する
ようにして設けられている。この被測定体照明系３０
は、照明用ランプ６４と、熱線カットフィルタ６６と、
ケーシング２４の前面に取り付けられたディフューザ窓
６８とからなり、照明用ランプ６４からの光を、熱線カ
ットフィルタ６６およびディフューザ窓６８を介して前
方へ拡散照射するようになっている。

【００３１】照明用ランプ６４は、モアレ縞観測の際に
は非点灯状態にあるが、２次元画像撮影の際には点灯す
るようになっている。また、この点灯動作と連動して格
子照明系３８の投影用ランプ３２が消灯するようなって
いる。この点灯切換えは、リミットスイッチ６２の検出
信号に基づいて行われるようになっている。

【００３２】このように２次元画像撮影の際、投影用ラ
ンプ３２から照明用ランプ６４への点灯切換えが行われ
るのは、照明用ランプ６４を点灯させずに投影用ランプ
３２を点灯させたままの状態で２次元画像撮影を行う
と、投影格子４０の像が形成された状態で被測定体２の
２次元画像を撮影することとなってしまうので、これを
回避するためである。なお、照明用ランプ６４を点灯さ
せれば、投影用ランプ３２を点灯させたままであっても
投影格子４０の像の影響は非常に小さいものとなるの
で、照明用ランプ６４の点灯動作と連動して投影用ラン
プ３２を消灯させることは必ずしも必要ではない。

【００３３】ケーシング２４の左側面および背面には、
冷却ファン７０および７２が取り付けられており、これ
により投影用ランプ３２および照明用ランプ６４が発す
る熱をケーシング２４の外部へ排出するようになってい
る。その際、ケーシング２４内に形成された隔壁７４お
よび７６により、両ランプ３２および６４が発する熱を
冷却ファン７０へ効率よく導くようになっており、さら
に、ＣＣＤカメラ５２と隔壁７６との間にもう１つの隔
壁７８を形成して、これら両隔壁７６および７８間に断
熱路を形成し、断熱路内の空気（熱）を冷却ファン７２
へ導くようになっている。そして、これにより、両ラン
プ３２および６４が発する熱がＣＣＤカメラ５２へ伝わ
るのを確実に阻止して、ＣＣＤカメラ５２を保護するよ
うになっている。

【００３４】図２に示すように、ケーシング２４の上面
における両ランプ３２および６４の上方部位には、冷気
吸引孔８０および８２が形成されており、これにより冷
却ファン７０および７２による排熱効率を高めるように
なっている。

【００３５】また、ケーシング２４の右側面には、格子
退避ノブ６０の他に、電源スイッチ８４および通電表示
ランプ８６が設けられており、その内面側には電子基板
８８が設けられている。また、ケーシング２４の右側面
からは、電源および信号用コード９０が延びており、そ
の他端部において、電源用コネクタ９２、制御信号用コ
ネクタ９４およびテレビ信号用コネクタ９６により、電
源機器駆動部１４（図１参照）へ接続されるようになっ
ている。

【００３６】ところで、モニタ１８上に現れるモアレ縞
は測定ヘッド１２の観測光学系２８を介して取り込まれ
るので、被測定体２上において観測光学系２８の撮影レ
ンズ４４に近い位置で形成されるモアレ縞と遠い位置で
形成されるモアレ縞とでは、同じ格子線間隔のものであ
っても実際の奥行き寸法は互いに異なったものとなる。
したがって被測定体２の正確な立体形状情報を得るため
には、被測定体２上の各点の奥行き方向の位置に応じて
像倍率の補正を行う必要がある。

【００３７】このため本実施形態においては、モアレ縞
の観測の際、被測定体２の頂点と撮影レンズ４４との距
離を測定するとともに、その測距データに基づいて被測
定体２上の各点の像倍率補正および感度補正を行うよう
になっている。その際、被測定体２上の測距対象となる
点は、像倍率補正および感度補正の基準となる点でもあ
るので、その奥行き方向（ｚ方向）と直交する平面
（ｘ、ｙ平面）内における位置を正確に把握しておく必
要がある。

【００３８】そこで本実施形態においては、被測定体２
上の測距基準点として被測定体２の頂点を選出し、この
頂点をモニタ１８上にフラグ表示するように構成されて
いる。

【００３９】図５は、モアレ縞観測の際に行われる頂点
選出、距離測定、像倍率補正および感度補正の手順を示
す図である。

【００４０】まず、モアレ縞測定により頂点選出を行う
（Ｓ１）。すなわち、フリンジスキャンを行いながらモ
アレ縞の画像を取り込んだ後、モアレ縞の縞解析を行
い、内部設定値で高さ計算を行った後、被測定体２上の
各点の３次元データ（ｘ，ｙ，ｚ）を算出し、この３次
元データから頂点選出を行う。次に、選出された頂点を
モニタ１８上にフラグ表示する（Ｓ２）。このフラグ表
示された頂点位置をオペレータが確認してＯＫ入力を行
うと（Ｓ３）、頂点と撮影レンズ４４との距離を自動測
定する（Ｓ４）。そして、その測距数値の自動入力を行
った後（Ｓ５）、高さ計算式を演算し（Ｓ６）、その演
算結果に基づいて被測定体２上の各点の像倍率補正およ
び感度補正を行う（Ｓ７）。

【００４１】図６は、ステップＳ１の、モアレ縞測定に
よる頂点選出の具体的手順を示す図である。

【００４２】まず、1/2πずつ位相のずれた被測定体２
の画像を取り込む。その際、各取り込み画像の１点Ｐ
（ｘ，ｙ）に着目し、その点の明るさＩをＩ１、Ｉ２、
Ｉ３、Ｉ４と置くと、同図（ａ）に示すように表すこと
ができる。

【００４３】これら位相の異なる４つの明るさデータか
ら、この点の位相φを求めると、 φ＝ｔａｎ^−１｛（Ｉ２−Ｉ４）／（Ｉ１−Ｉ３）｝となる。

【００４４】この位相φを各点について計算し、その位
相計算結果をグラフにすると、同図（ｂ）に示すように
なる。このグラフにおける最大値は２πであり、２π毎
に途切れた曲線となる。

【００４５】この断続的な曲線に対して、該曲線を位相
接続するアンラップ処理を行うと、同図（ｃ）に示すよ
うになる。これにより、モアレ縞１縞当たりの高さをδ
（δ＝２π）としたときの画像の各点の高さｚ（被測定
体２の各点の相対的な奥行き寸法）が得られるので、被
測定体２の頂点を見つけることができる。

【００４６】すなわち、ｚ１（ｘ１，ｙ１）−ｚ２（ｘ２，ｙ２）≧０（or＞
０）であれば、Ｐ（ｘ１，ｙ１，ｚ１）を選び、ｚ１（ｘ１，ｙ１）−ｚ２（ｘ２，ｙ２）＜０（or≦
０）であれば、Ｐ（ｘ２，ｙ２，ｚ２）を選ぶという比較選
択を測定領域全面にわたり行い、頂点Ｐ（Ｘ，Ｙ，Ｚ）
を選出する。

【００４７】このとき、フレームメモリとＣＣＤのピク
セルとが１対１で対応しているので、フレームメモリ中
の座標とモニタ上の座標とは一致したものとなる。

【００４８】図７は、選出された頂点Ｐ（Ｘ，Ｙ，Ｚ）
のｘｙ座標値Ｐ（Ｘ，Ｙ）をモニタ１８上にフラグ表示
した図を示すものである。同図（ａ）は、モアレ縞解析
結果を表示した画像（例えば等高線図）にフラグ表示し
た例を示し、同図（ｂ）は、ビデオスルー画像にフラグ
表示した例を示すものである。これら２種類のモードで
フラグ表示した図をモニタ１８上に切り換え表示するよ
うにすれば、頂点Ｐ（Ｘ，Ｙ，Ｚ）が適切に選出された
ことの目視確認を確実に行うことができる。

【００４９】図８は、頂点Ｐ（Ｘ，Ｙ，Ｚ）と撮影レン
ズ４４との距離を自動測定する方法を説明するための図
である。

【００５０】この自動測定は、一般的なオートフォーカ
スの手法を用いて行われる。

【００５１】まず、自動測定に際し、予め観測用基準格
子４６を退避位置へ退避させておく。

【００５２】そして、ＣＣＤカメラ５２のレンズ５２Ｌ
がホームポジションにあること、すなわち基準設定（１
ｍ）がなされていることの確認を行った後、フラグ表示
されたピクセルのビデオ信号の観察を行う。

【００５３】次に、レンズ５２Ｌをその光軸方向へ移動
させ、山登り法によりピーク検出を行う。そして、この
ピーク検出が行われたときのレンズ５２Ｌの移動量εか
ら、該移動量εに対応する物体側の点の奥行き方向の変
位量ΔＬを算出する。レンズ５２Ｌがホームポジション
にあるときの物体側の点と撮影レンズ４４の主点（物体
側主点）Ｈとの距離Ｌから、変位量ΔＬを引いた値を算
出することにより、被測定体２の頂点Ｐ（Ｘ，Ｙ，Ｚ）
と撮影レンズ４４（の主点Ｈ）との距離Ｌ´（Ｌ´＝Ｌ
ーΔＬ）が得られる。

【００５４】上記山登り法によるピーク検出は、図９に
示す手順で行われる。

【００５５】すなわち、同図（ａ）に示すように、ＣＣ
Ｄカメラ５２のレンズ５２Ｌをその光軸方向へ移動さ
せ、同図（ｂ）に示すように、各移動位置における画像
を取り込む。その際、同図（ｃ）に示すように、頂点Ｐ
（Ｘ，Ｙ，Ｚ）に対応するピクセルの出力をグラフにプ
ロットし、その出力が最大になるときのレンズ位置（す
なわち合焦点位置）をピーク検出位置として決定する。

【００５６】このとき、図１０（ａ）に示すように、ピ
ーク検出位置での頂点Ｐ（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を含むｘ軸方向
およびｙ軸方向の断面をとり、図１０（ｂ）、（ｃ）に
示すように、フラグ表示されたピクセルを含むｘ軸方向
およびｙ軸方向の各ピクセルの出力をグラフにプロット
すれば、上記ピーク検出位置において頂点Ｐ（Ｘ，Ｙ，
Ｚ）がピーク値になっていることの検証を行うことがで
きる。

【００５７】なお、上記物体側の点の変位量ΔＬの算出
には、次の関係式が用いられる。

【００５８】すなわち、図８において、物体側の点がΔ
Ｌ変位したとき撮影レンズ４４により形成される結像点
の変位量Δｂは、撮影レンズ４４の焦点距離をｆとする
と、 Δｂ＝（ｆ／（ｆ−Ｌ））^２ΔＬとなる。そして、これに伴うＣＣＤカメラ５２のレンズ
５２Ｌの移動量εは、レンズ５２Ｌの焦点距離をｆ´と
すると、 ε＝（ｆ´／（ｆ´−Ｌ））^２Δｂとなる。したがって、これら２式より、 ΔＬ＝｛（ｆ´−Ｌ）（ｆ−Ｌ）／ｆ´ｆ｝^２ε が得られる。

【００５９】本実施形態においては、頂点Ｐ（Ｘ，Ｙ，
Ｚ）と撮影レンズ４４との距離の測定を自動測定により
行う場合について説明したが、メジャー等を用いて手作
業により測定を行うようにしてもよい。この場合、モニ
タ１８上における頂点Ｐ（Ｘ，Ｙ，Ｚ）のフラグ表示
が、モアレ縞解析結果を表示した画像とビデオスルー画
像との双方において行われるので、頂点Ｐ（Ｘ，Ｙ，
Ｚ）が適切に選出されたことの目視確認を確実に行うこ
とができる。

【００６０】

【発明の効果】本発明に係るモアレ装置は、投影格子を
フリンジスキャンさせながらモアレ縞観測を行い、その
結果から被測定体の３次元データを算出し、この３次元
データから被測定体上における測距基準点を選出し、こ
の測距基準点をモアレ縞観測用のモニタ上にフラグ表示
するように構成されているので、フラグ表示された点を
目印にして被測定体と観測光学系の撮影レンズとの距離
測定を行うことができ、その測定精度を高めることがで
きる。そして、これにより像倍率補正および感度補正の
精度を高めることができるので、被測定体の正確な立体
形状情報を得ることができる。

【００６１】この場合において、上記基準点を被測定体
の頂点とすれば、像倍率補正および感度補正の処理を容
易化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係るモアレ装置の全体構
成を示す斜視図

【図２】図１に示すモアレ装置の測定ヘッドの外観を示
す斜視図

【図３】図1に示す測定ヘッドの内部構造を示す斜視図

【図４】図1に示す測定ヘッドの機能を説明する平面図

【図５】図1に示すモアレ装置によるモアレ縞観測の際
に行われる頂点選出、距離測定、像倍率補正および感度
補正の手順を示すフローチャート

【図６】モアレ縞測定による頂点選出の具体的手順を説
明するための概略図

【図７】選出された頂点をモニタ上にフラグ表示した状
態を示す概略図

【図８】頂点と観測光学系の撮影レンズとの距離を自動
測定する方法を説明するための概略図

【図９】山登り法によるピーク検出の手順を示す概略図

【図１０】ピーク検出位置の検証方法を示す概略図

【符号の説明】

２被測定体１０３次元イメージスキャナ（モアレ装置）１２測定ヘッド１４電源機器駆動部１６制御部１８モニタ２４ケーシング２６投影光学系２８観測光学系３０被測定体照明系３２投影用ランプ３６コンデンサレンズ３８格子照明系４０投影格子４２投影レンズ４４撮影レンズ４６観測用基準格子４８フィールドレンズ５０折り返しミラー５２ＣＣＤカメラ５２Ｌレンズ５４テレビ光学系５６格子送り機構５８格子退避機構６２リミットスイッチＡｘ１、Ａｘ２光軸Ｐｇ仮想基準格子面Ｐ（Ｘ，Ｙ，Ｚ）頂点（測距基準点）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2F065 AA53 BB05 DD00 EE00 FF01 FF07 GG02 JJ03 JJ26 LL04 LL12 LL26 LL41 QQ24 QQ29 QQ31 SS02 SS13

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】互いに平行な光軸を有する投影光学系お
よび観測光学系を備え、前記投影光学系により投影格子
の像を被測定体上に投影させるとともに、前記観測光学
系により前記被測定体上に形成された変形格子像を観測
用基準格子上に結像させ、これにより生じるモアレ縞を
観測するように構成され、かつ前記投影格子を前記両光
軸と直交する平面内で前記両格子の格子線と直交する方
向に移動させるように構成されたモアレ装置において、前記投影格子を移動させながら観測したモアレ縞から前
記被測定体の３次元データを算出し、この３次元データ
から前記被測定体上における測距基準点を選出し、この
測距基準点をモアレ縞観測用のモニタ上にフラグ表示す
るように構成されていることを特徴とするモアレ装置。
【請求項２】前記測距基準点が、前記被測定体の頂点
であることを特徴とする請求項１記載のモアレ装置。