JP2002109517A - デジタイザおよび情報処理システム - Google Patents
デジタイザおよび情報処理システムInfo
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- JP2002109517A JP2002109517A JP2000295610A JP2000295610A JP2002109517A JP 2002109517 A JP2002109517 A JP 2002109517A JP 2000295610 A JP2000295610 A JP 2000295610A JP 2000295610 A JP2000295610 A JP 2000295610A JP 2002109517 A JP2002109517 A JP 2002109517A
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- Testing, Inspecting, Measuring Of Stereoscopic Televisions And Televisions (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】３次元形状測定および２次元撮影の仕様の自由
度が大きく、装置構成が簡単で低価格のデジタイザを実
現する。 【解決手段】対象物Ｑに対する３次元形状の測定および
２次元撮影で得られた外観情報ＤＺ，ＤＧとともに、測
定動作条件Ｄ１０および撮影動作条件Ｄ２０を出力デー
タとして記録する。外観情報が入力されるデータ処理装
置において、測定動作条件Ｄ１０および撮影動作条件Ｄ
２０に基づいて、測定データＤＺと画像データＤＧとの
対応づけを行うようにする。
度が大きく、装置構成が簡単で低価格のデジタイザを実
現する。 【解決手段】対象物Ｑに対する３次元形状の測定および
２次元撮影で得られた外観情報ＤＺ，ＤＧとともに、測
定動作条件Ｄ１０および撮影動作条件Ｄ２０を出力デー
タとして記録する。外観情報が入力されるデータ処理装
置において、測定動作条件Ｄ１０および撮影動作条件Ｄ
２０に基づいて、測定データＤＺと画像データＤＧとの
対応づけを行うようにする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、立体物の３次元形
状やテクスチャ（２次元画像）といった外観情報をデー
タ処理装置に入力するためのデジタイザおよびそれを含
む情報処理システムに関する。
状やテクスチャ（２次元画像）といった外観情報をデー
タ処理装置に入力するためのデジタイザおよびそれを含
む情報処理システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】物体の立体形状を非接触で測定する光学
式の３次元デジタイザは、ＣＧシステムやＣＡＤシステ
ムへのデータ入力、身体計測などに利用されている。特
に、写真撮影と同様の手軽さで３次元画像が得られる小
型のデジタイザは、３Ｄコンテンツを作成するインター
ネットユーザーに注目されている。測定方法としては、
光切断法・パターンコード化法・ステレオ視法などの三
角測量の原理を利用するもの、およびパルスの送信から
受信までの時間（TOF:Time Of Flight）を計るものがあ
る。なお、本明細書においてデジタイザとは、情報をデ
ジタル化して他の装置に入力するための装置を意味す
る。
式の３次元デジタイザは、ＣＧシステムやＣＡＤシステ
ムへのデータ入力、身体計測などに利用されている。特
に、写真撮影と同様の手軽さで３次元画像が得られる小
型のデジタイザは、３Ｄコンテンツを作成するインター
ネットユーザーに注目されている。測定方法としては、
光切断法・パターンコード化法・ステレオ視法などの三
角測量の原理を利用するもの、およびパルスの送信から
受信までの時間（TOF:Time Of Flight）を計るものがあ
る。なお、本明細書においてデジタイザとは、情報をデ
ジタル化して他の装置に入力するための装置を意味す
る。
【０００３】一般に、光学式の３次元デジタイザは、撮
影機構を内蔵することによって、測定対象物のテクスチ
ャを取得することが可能に構成されている。撮影で得ら
れた画像データは、形状の測定データの関連データとし
て出力され、測定データに基づくモデリングに際して、
形状モデルの修正の参考情報として利用されたり、形状
モデルにテクスチャとして貼り付けられたりする。
影機構を内蔵することによって、測定対象物のテクスチ
ャを取得することが可能に構成されている。撮影で得ら
れた画像データは、形状の測定データの関連データとし
て出力され、測定データに基づくモデリングに際して、
形状モデルの修正の参考情報として利用されたり、形状
モデルにテクスチャとして貼り付けられたりする。
【０００４】形状の測定においては、対象物の大きさや
対象物との距離および測定結果の用途に応じて、光学走
査の範囲や分解能などの測定動作条件が設定される。例
えば、ユーザーはズーミング操作を行って走査範囲を調
節する。従来では、このような測定動作条件の設定と連
動して２次元撮影の動作条件が自動的に設定され、測定
動作条件に対して常に所定の関係となる動作条件で対象
物の撮影が行われていた。そして、撮影で得られた画像
データの利用に際しては、測定動作条件およびそれと所
定の関係にある撮影動作条件に基づいて、測定データと
画像データとの対応づけが行われていた。
対象物との距離および測定結果の用途に応じて、光学走
査の範囲や分解能などの測定動作条件が設定される。例
えば、ユーザーはズーミング操作を行って走査範囲を調
節する。従来では、このような測定動作条件の設定と連
動して２次元撮影の動作条件が自動的に設定され、測定
動作条件に対して常に所定の関係となる動作条件で対象
物の撮影が行われていた。そして、撮影で得られた画像
データの利用に際しては、測定動作条件およびそれと所
定の関係にある撮影動作条件に基づいて、測定データと
画像データとの対応づけが行われていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来では、３次元形状
の測定動作条件と２次元画像の撮影動作条件とを所定の
関係に保つ必要から、形状測定および２次元撮影の仕様
が制限されるという問題があった。また、測定動作条件
および撮影動作条件を同様に変化させる機構とその制御
が必要であり、装置構成が複雑であるという問題があっ
た。特に、３次元デジタイザとカメラユニットとを別体
とする構成では、条件設定を連動させるための通信機能
をも設けなければならない。
の測定動作条件と２次元画像の撮影動作条件とを所定の
関係に保つ必要から、形状測定および２次元撮影の仕様
が制限されるという問題があった。また、測定動作条件
および撮影動作条件を同様に変化させる機構とその制御
が必要であり、装置構成が複雑であるという問題があっ
た。特に、３次元デジタイザとカメラユニットとを別体
とする構成では、条件設定を連動させるための通信機能
をも設けなければならない。
【０００６】本発明の目的は、３次元形状測定および２
次元撮影の仕様の自由度が大きく、装置構成が簡単で低
価格のデジタイザを実現することにある。
次元撮影の仕様の自由度が大きく、装置構成が簡単で低
価格のデジタイザを実現することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明においては、対象
物に対する３次元形状の測定および２次元撮影で得られ
た外観情報とともに、測定動作条件および撮影動作条件
を出力データとして記録する。測定動作条件および撮影
動作条件のうち、一方が固定の場合には他方のみを記録
する。これにより、外観情報が入力されるデータ処理装
置においては、記録された測定動作条件および撮影動作
条件に基づいて、３次元形状の測定データと撮影で得ら
れた画像データとを対応づける位置合わせ（貼り付け処
理）を行うことができる。したがって、測定動作条件と
撮影動作条件とを揃えたり両者の関係を保ったりする必
要がなくなり、形状測定および２次元撮影の仕様の自由
度が拡がるとともに、条件設定に係わる機構および制御
の簡略化が可能となる。
物に対する３次元形状の測定および２次元撮影で得られ
た外観情報とともに、測定動作条件および撮影動作条件
を出力データとして記録する。測定動作条件および撮影
動作条件のうち、一方が固定の場合には他方のみを記録
する。これにより、外観情報が入力されるデータ処理装
置においては、記録された測定動作条件および撮影動作
条件に基づいて、３次元形状の測定データと撮影で得ら
れた画像データとを対応づける位置合わせ（貼り付け処
理）を行うことができる。したがって、測定動作条件と
撮影動作条件とを揃えたり両者の関係を保ったりする必
要がなくなり、形状測定および２次元撮影の仕様の自由
度が拡がるとともに、条件設定に係わる機構および制御
の簡略化が可能となる。
【０００８】
【発明の実施の形態】図１は本発明に係るデータ表示シ
ステムの構成図である。データ表示システム１００は、
対象物Ｑの外観情報をデータ化する手持ちサイズの光学
式のデジタイザ１、取得された外観情報を表示するデー
タ処理装置５、およびデータの受渡しに用いる着脱式の
記録メディア７から構成される。例示における対象物Ｑ
は、台の上に置かれた兎の置物である。デジタイザ１
は、対象物Ｑの３次元形状を測定する３Ｄユニット１０
と、対象物Ｑのテクスチャを取得するデジタルカメラユ
ニット２０とからなる。データ処理装置５は、本体５
１、モニター５２、キーボード５３、およびマウス５４
を有したコンピュータシステムである。記録メディア７
としては、スマートメディア、コンパクトフラッシュ
（登録商標）カード、その他のメモリカードが好適であ
る。
ステムの構成図である。データ表示システム１００は、
対象物Ｑの外観情報をデータ化する手持ちサイズの光学
式のデジタイザ１、取得された外観情報を表示するデー
タ処理装置５、およびデータの受渡しに用いる着脱式の
記録メディア７から構成される。例示における対象物Ｑ
は、台の上に置かれた兎の置物である。デジタイザ１
は、対象物Ｑの３次元形状を測定する３Ｄユニット１０
と、対象物Ｑのテクスチャを取得するデジタルカメラユ
ニット２０とからなる。データ処理装置５は、本体５
１、モニター５２、キーボード５３、およびマウス５４
を有したコンピュータシステムである。記録メディア７
としては、スマートメディア、コンパクトフラッシュ
（登録商標）カード、その他のメモリカードが好適であ
る。
【０００９】図２はデジタイザのブロック図である。デ
ジタイザ１の構成は、３Ｄユニット１０とデジタルカメ
ラユニット２０とが着脱可能な別体構成である。図示は
省略したが、３Ｄユニット１０およびデジタルカメラユ
ニット２０（厳密にはユーザーインタフェースを除く本
体部）のそれぞれについて、動作の仕様が異なる複数種
の交換ユニットが用意されており、それら複数種のユニ
ットの組み合わせの１つが図示のデジタイザ１である。
３Ｄユニットの仕様については、測定方法、測定可能範
囲、解像度などの項目がある。また、デジタルカメラユ
ニットの仕様については、レンズ焦点距離、画角、解像
度などの項目がある。
ジタイザ１の構成は、３Ｄユニット１０とデジタルカメ
ラユニット２０とが着脱可能な別体構成である。図示は
省略したが、３Ｄユニット１０およびデジタルカメラユ
ニット２０（厳密にはユーザーインタフェースを除く本
体部）のそれぞれについて、動作の仕様が異なる複数種
の交換ユニットが用意されており、それら複数種のユニ
ットの組み合わせの１つが図示のデジタイザ１である。
３Ｄユニットの仕様については、測定方法、測定可能範
囲、解像度などの項目がある。また、デジタルカメラユ
ニットの仕様については、レンズ焦点距離、画角、解像
度などの項目がある。
【００１０】３Ｄユニット１０は、コントローラ１１と
投受光部１２とからなり、デジタルカメラユニット２０
に装着することによって使用可能となる。コントローラ
１１は、適宜に内部パラメータに基づいて測定動作条件
（分解能、測定範囲）Ｄ１０を算出し、デジタルカメラ
ユニット２０からのレリーズ信号の受信に呼応して投受
光部１２に対して測定動作を指示する。そして、投受光
部１２からの受光データＤ１２に応じた測定データＤＺ
とともに、測定動作条件Ｄ１０をデジタルカメラユニッ
ト２０へ送る。
投受光部１２とからなり、デジタルカメラユニット２０
に装着することによって使用可能となる。コントローラ
１１は、適宜に内部パラメータに基づいて測定動作条件
（分解能、測定範囲）Ｄ１０を算出し、デジタルカメラ
ユニット２０からのレリーズ信号の受信に呼応して投受
光部１２に対して測定動作を指示する。そして、投受光
部１２からの受光データＤ１２に応じた測定データＤＺ
とともに、測定動作条件Ｄ１０をデジタルカメラユニッ
ト２０へ送る。
【００１１】デジタルカメラユニット２０において、操
作部２７および表示部２８からなるユーザーインタフェ
ースは本体部と分離可能であり、上述した複数種のユニ
ットに共通に用いられる。操作部２７には、レリーズボ
タン、電源スイッチ、ズームボタン（ＴＥＬＥ／ＷＩＤ
Ｅ）、およびメニュー選択ボタン（エンターキーを含
む）が設けられている。表示部２８は液晶パネルを備
え、電子ファインダーおよび操作画面の表示手段として
機能する。
作部２７および表示部２８からなるユーザーインタフェ
ースは本体部と分離可能であり、上述した複数種のユニ
ットに共通に用いられる。操作部２７には、レリーズボ
タン、電源スイッチ、ズームボタン（ＴＥＬＥ／ＷＩＤ
Ｅ）、およびメニュー選択ボタン（エンターキーを含
む）が設けられている。表示部２８は液晶パネルを備
え、電子ファインダーおよび操作画面の表示手段として
機能する。
【００１２】デジタルカメラユニット２０の本体部は、
コントローラ２１、レンズ群２２、エリアセンサ（例え
ばＣＣＤセンサ）２３、画像処理回路２４、撮像ドライ
バ２５、およびレンズアクチュエータ２６を備え、記録
メディア７の装着が可能に構成されている。レンズ群２
２はズームレンズとフォーカシングレンズとを含む。フ
ォーカシングは、測距センサまたは３Ｄユニット１０に
より得られた距離情報に応じてフォーカシングレンズを
移動させることによって行われる。コントローラ２１
は、画像処理回路２４からの画像データＤＧとともに、
撮影動作条件（撮影範囲、分解能）Ｄ２０と３Ｄユニッ
ト１０から送られてきたデータ（測定データＤＺおよび
測定動作条件Ｄ１０）とを出力データとして記録メディ
ア７に書き込む。３Ｄユニット１０からの測定動作条件
Ｄ１０は、デジタルカメラユニット２０の制御には用い
られず、記録メディア７を経てデータ処理装置５にて用
いられる。
コントローラ２１、レンズ群２２、エリアセンサ（例え
ばＣＣＤセンサ）２３、画像処理回路２４、撮像ドライ
バ２５、およびレンズアクチュエータ２６を備え、記録
メディア７の装着が可能に構成されている。レンズ群２
２はズームレンズとフォーカシングレンズとを含む。フ
ォーカシングは、測距センサまたは３Ｄユニット１０に
より得られた距離情報に応じてフォーカシングレンズを
移動させることによって行われる。コントローラ２１
は、画像処理回路２４からの画像データＤＧとともに、
撮影動作条件（撮影範囲、分解能）Ｄ２０と３Ｄユニッ
ト１０から送られてきたデータ（測定データＤＺおよび
測定動作条件Ｄ１０）とを出力データとして記録メディ
ア７に書き込む。３Ｄユニット１０からの測定動作条件
Ｄ１０は、デジタルカメラユニット２０の制御には用い
られず、記録メディア７を経てデータ処理装置５にて用
いられる。
【００１３】図３は３Ｄユニットにおける投受光部の第
１例を示すブロック図である。投受光部１２はＴＯＦ法
による測定のための光学系である。光源であるレーザー
ダイオード１２３は発光回路１２８からの電力供給を受
けてパルス光を射出する。パルス光は走査ミラー１２１
で反射して対象物Ｑへ向かう。なお、図３では紙面と平
行な方向に光を偏向するミラーのみを図示しているが、
紙面と直交する方向に偏向するミラーも設けられてい
る。対象物Ｑで反射したパルス光の一部が投受光部１２
へ戻り、走査ミラー１２１に導かれて光検知器１２５に
入射する。光検知器１２５の出力は信号処理回路１２９
で量子化され、受光データＤ１２としてコントローラ１
１へ送られる。コントローラ１１は発光回路１２８に対
する発光指示から受光データＤ１２が示す受光時点まで
のＴＯＦを算出し、光の伝搬速度を適用して対象物Ｑま
での距離Ｚｍ（図１参照）を求める。また、コントロー
ラ１１はスキャンドライバ１２７に対して２次元の光学
走査を行うための指示を与える。対象物Ｑにおける複数
の位置のそれぞれについて求めた距離Ｚｍの集合が測定
データＤＺである。
１例を示すブロック図である。投受光部１２はＴＯＦ法
による測定のための光学系である。光源であるレーザー
ダイオード１２３は発光回路１２８からの電力供給を受
けてパルス光を射出する。パルス光は走査ミラー１２１
で反射して対象物Ｑへ向かう。なお、図３では紙面と平
行な方向に光を偏向するミラーのみを図示しているが、
紙面と直交する方向に偏向するミラーも設けられてい
る。対象物Ｑで反射したパルス光の一部が投受光部１２
へ戻り、走査ミラー１２１に導かれて光検知器１２５に
入射する。光検知器１２５の出力は信号処理回路１２９
で量子化され、受光データＤ１２としてコントローラ１
１へ送られる。コントローラ１１は発光回路１２８に対
する発光指示から受光データＤ１２が示す受光時点まで
のＴＯＦを算出し、光の伝搬速度を適用して対象物Ｑま
での距離Ｚｍ（図１参照）を求める。また、コントロー
ラ１１はスキャンドライバ１２７に対して２次元の光学
走査を行うための指示を与える。対象物Ｑにおける複数
の位置のそれぞれについて求めた距離Ｚｍの集合が測定
データＤＺである。
【００１４】図４は３Ｄユニットにおける投受光部の第
２例を示すブロック図である。同図において、図３の例
と同じ機能を持つ構成要素には図３と同じ符号を付し、
その説明を省略する。
２例を示すブロック図である。同図において、図３の例
と同じ機能を持つ構成要素には図３と同じ符号を付し、
その説明を省略する。
【００１５】投受光部１２ｂは光切断法による測定のた
めの光学系である。レーザーダイオード１２３から射出
された光は所定のレンズを経てスリット光になり、走査
ミラー１２１で偏向されて対象物Ｑへ向かう。スリット
光で照射された対象物Ｑの光学像が、レンズ群１３１に
よってエリアセンサ１３２に結像される。エリアセンサ
１３２の撮像面には対象物Ｑにおける照射部分の起伏に
応じて曲がった輝線が投影される。撮像面内の輝線の位
置は対象物Ｑで反射して投受光部１２ｂに戻ったスリッ
ト光の入射角度を示す。この入射角度とスリット光の投
射角度と基線長（通常はミラーの回転中心とレンズ群１
３１の主点との距離）とから、三角測量の演算で基線か
ら対象物Ｑまでの距離を求めることができる。コントロ
ーラ１１ｂは、画像処理回路１３５からのデータＤ１２
ｂに基づいて、エリアセンサ１３２の画素毎に距離を算
出し、測定データとして出力する。
めの光学系である。レーザーダイオード１２３から射出
された光は所定のレンズを経てスリット光になり、走査
ミラー１２１で偏向されて対象物Ｑへ向かう。スリット
光で照射された対象物Ｑの光学像が、レンズ群１３１に
よってエリアセンサ１３２に結像される。エリアセンサ
１３２の撮像面には対象物Ｑにおける照射部分の起伏に
応じて曲がった輝線が投影される。撮像面内の輝線の位
置は対象物Ｑで反射して投受光部１２ｂに戻ったスリッ
ト光の入射角度を示す。この入射角度とスリット光の投
射角度と基線長（通常はミラーの回転中心とレンズ群１
３１の主点との距離）とから、三角測量の演算で基線か
ら対象物Ｑまでの距離を求めることができる。コントロ
ーラ１１ｂは、画像処理回路１３５からのデータＤ１２
ｂに基づいて、エリアセンサ１３２の画素毎に距離を算
出し、測定データとして出力する。
【００１６】次に測定動作条件および撮影動作条件につ
いて説明する。図５は測定基準方向および撮影光軸方向
の説明図である。測定基準方向Ｍ１および撮影光軸方向
Ｍ２は、３Ｄユニット１０とデジタルカメラユニット２
０との装着面を基準に次のように決められている。
いて説明する。図５は測定基準方向および撮影光軸方向
の説明図である。測定基準方向Ｍ１および撮影光軸方向
Ｍ２は、３Ｄユニット１０とデジタルカメラユニット２
０との装着面を基準に次のように決められている。
【００１７】装着面がＹＺ平面と平行となるようにＸＹ
Ｚ座標系を想定し、装着面内にある装着基準点Ｃから測
定の基準点Ａまでの距離をＬｘ、Ｌｙ、Ｌｚで表し、装
着基準点Ｃから撮影の基準点Ｂまでの距離をＤｘ、Ｄ
ｙ、Ｄｚで表す。
Ｚ座標系を想定し、装着面内にある装着基準点Ｃから測
定の基準点Ａまでの距離をＬｘ、Ｌｙ、Ｌｚで表し、装
着基準点Ｃから撮影の基準点Ｂまでの距離をＤｘ、Ｄ
ｙ、Ｄｚで表す。
【００１８】測定基準方向Ｍ１を含みかつＸ軸と平行な
平面とＹＺ平面との交線Ｓｘ、撮影光軸方向Ｍ２を含み
かつＸ軸と平行な平面とＹＺ平面との交線Ｔｘ、測定基
準方向Ｍ１を含みかつＹ軸と平行な平面とＸＺ平面との
交線Ｓｙ、および撮影光軸方向Ｍ２を含みかつＹ軸と平
行な平面とＸＺ平面との交線Ｔｙを想定する。そして、
交線Ｓｘ，Ｓｙのそれぞれに対する測定基準方向Ｍ１の
傾き角を順にφｘ，φｙで表し、交線Ｔｘ，Ｔｙのそれ
ぞれに対する撮影光軸方向Ｍ２の傾き角を順にθｘ，θ
ｙで表す。
平面とＹＺ平面との交線Ｓｘ、撮影光軸方向Ｍ２を含み
かつＸ軸と平行な平面とＹＺ平面との交線Ｔｘ、測定基
準方向Ｍ１を含みかつＹ軸と平行な平面とＸＺ平面との
交線Ｓｙ、および撮影光軸方向Ｍ２を含みかつＹ軸と平
行な平面とＸＺ平面との交線Ｔｙを想定する。そして、
交線Ｓｘ，Ｓｙのそれぞれに対する測定基準方向Ｍ１の
傾き角を順にφｘ，φｙで表し、交線Ｔｘ，Ｔｙのそれ
ぞれに対する撮影光軸方向Ｍ２の傾き角を順にθｘ，θ
ｙで表す。
【００１９】図６はＴＯＦ法による形状測定における測
定範囲の説明図である。測定範囲は、３Ｄユニット１０
の測定範囲角φ１，φ２〔＝（φ１）／２〕、最小測定
距離Ｚｍｉｎ、および最大測定距離Ｚｍａｘによって決
まる。測定範囲角φ１，φ２の設定には、走査ミラー１
２１の水平垂直可動範囲、測定ポイント数、測定時間間
隔、および走査速度が係わる。
定範囲の説明図である。測定範囲は、３Ｄユニット１０
の測定範囲角φ１，φ２〔＝（φ１）／２〕、最小測定
距離Ｚｍｉｎ、および最大測定距離Ｚｍａｘによって決
まる。測定範囲角φ１，φ２の設定には、走査ミラー１
２１の水平垂直可動範囲、測定ポイント数、測定時間間
隔、および走査速度が係わる。
【００２０】図７は光切断法による形状測定における測
定範囲の説明図である。測定範囲は、基準位置の前後を
合わせた奥行き幅ΔＺの領域であり、３Ｄユニット１０
ｂの測定範囲角φ１，φ２〔＝（φ１）／２〕と基準位
置までの距離Ｚｒｅｆと奥行き幅ΔＺとで表される。測
定範囲角φ１，φ２の設定には、３Ｄユニット１０ｂの
受光レンズの焦点距離（撮影倍率）、およびエリアセン
サ１３２の大きさが係わる。
定範囲の説明図である。測定範囲は、基準位置の前後を
合わせた奥行き幅ΔＺの領域であり、３Ｄユニット１０
ｂの測定範囲角φ１，φ２〔＝（φ１）／２〕と基準位
置までの距離Ｚｒｅｆと奥行き幅ΔＺとで表される。測
定範囲角φ１，φ２の設定には、３Ｄユニット１０ｂの
受光レンズの焦点距離（撮影倍率）、およびエリアセン
サ１３２の大きさが係わる。
【００２１】なお、図６および図７では上下（Ｘ）方向
の測定範囲しか図示していないが、対象物に向かった３
Ｄユニットにおける左右（Ｙ）方向の範囲もＸ方向の範
囲と同様に決定される。
の測定範囲しか図示していないが、対象物に向かった３
Ｄユニットにおける左右（Ｙ）方向の範囲もＸ方向の範
囲と同様に決定される。
【００２２】図８はデジタルカメラユニットにおける撮
影範囲の説明図である。撮影範囲は、画角θ１，θ２
〔＝（θ１）／２〕と撮影光軸方向Ｍ２によって決ま
る。画角θ１，θ２の設定には、レンズ群２２の焦点距
離（撮像倍率）、ズーム倍率、およびエリアセンサ２３
の大きさが係わる。図では上下（Ｘ）方向の撮影範囲し
か図示していないが、対象物に向かった３Ｄユニットに
おける左右（Ｙ）方向の範囲もＸ方向の範囲と同様に決
定される。
影範囲の説明図である。撮影範囲は、画角θ１，θ２
〔＝（θ１）／２〕と撮影光軸方向Ｍ２によって決ま
る。画角θ１，θ２の設定には、レンズ群２２の焦点距
離（撮像倍率）、ズーム倍率、およびエリアセンサ２３
の大きさが係わる。図では上下（Ｘ）方向の撮影範囲し
か図示していないが、対象物に向かった３Ｄユニットに
おける左右（Ｙ）方向の範囲もＸ方向の範囲と同様に決
定される。
【００２３】図９は記録メディアにおける記録内容を示
す図である。上述したように、記録メディア７には測定
データＤＺ、画像データＤＧ、測定動作条件Ｄ１０、お
よび撮影動作条件Ｄ２０が記録される。測定動作条件Ｄ
１０はコントローラ１１にて、撮影動作条件Ｄ２０はコ
ントローラ２１にて、それぞれ該当する内部パラメータ
に基づいて算出される。
す図である。上述したように、記録メディア７には測定
データＤＺ、画像データＤＧ、測定動作条件Ｄ１０、お
よび撮影動作条件Ｄ２０が記録される。測定動作条件Ｄ
１０はコントローラ１１にて、撮影動作条件Ｄ２０はコ
ントローラ２１にて、それぞれ該当する内部パラメータ
に基づいて算出される。
【００２４】記録メディア７はデジタルカメラユニット
２０から取り出されてデータ処理装置５の所定のインタ
フェースに装着される。データ処理装置５は、記録メデ
ィア７からその記録内容を取り込み、測定動作条件Ｄ１
０と撮影動作条件Ｄ２０とを参照することによって測定
範囲と撮影範囲との位置関係を把握する。そして、デー
タ処理装置５は、測定データＤＺと画像データＤＧとを
貼り合わせるデータ処理を行い、図１０のように対象物
の２次元画像ＧＱとその各画素に対応した対象物までの
距離を示す画像（形状データ）ＧＺとを重ね合わせたモ
ニタ画像ＧＭを表示する。
２０から取り出されてデータ処理装置５の所定のインタ
フェースに装着される。データ処理装置５は、記録メデ
ィア７からその記録内容を取り込み、測定動作条件Ｄ１
０と撮影動作条件Ｄ２０とを参照することによって測定
範囲と撮影範囲との位置関係を把握する。そして、デー
タ処理装置５は、測定データＤＺと画像データＤＧとを
貼り合わせるデータ処理を行い、図１０のように対象物
の２次元画像ＧＱとその各画素に対応した対象物までの
距離を示す画像（形状データ）ＧＺとを重ね合わせたモ
ニタ画像ＧＭを表示する。
【００２５】図１１は記録メディアの配置の変形例を示
す図である。図１１では図２の例に対応した構成要素に
は図２と同じ符号を付してある。ただし、例の区別を示
すためにアルファベット「ｃ」，「ｄ」を添えてある。
す図である。図１１では図２の例に対応した構成要素に
は図２と同じ符号を付してある。ただし、例の区別を示
すためにアルファベット「ｃ」，「ｄ」を添えてある。
【００２６】図１１（Ａ）のデジタイザ１ｃでは、３Ｄ
ユニット１０ｃに記録メディア７が装着される。コント
ローラ１１ｃは、デジタルカメラユニット２０ｃのコン
トローラ２１ｃから画像データＤＧおよび撮影動作条件
Ｄ２０を受け取り、それらを測定データＤＺおよび測定
動作条件Ｄ１０と合わせて記録メディア７に書き込む。
ユニット１０ｃに記録メディア７が装着される。コント
ローラ１１ｃは、デジタルカメラユニット２０ｃのコン
トローラ２１ｃから画像データＤＧおよび撮影動作条件
Ｄ２０を受け取り、それらを測定データＤＺおよび測定
動作条件Ｄ１０と合わせて記録メディア７に書き込む。
【００２７】図１１（Ｂ）のデジタイザ１ｄでは、デジ
タルカメラユニット２０ｄおよび３Ｄユニット１０ｄの
双方に記録メディア７，８が装着される。デジタルカメ
ラユニット２０ｄのコントローラ２１ｄは、画像データ
ＤＧおよび撮影動作条件Ｄ２０を記録メディア７に書き
込む。３Ｄユニット１０ｄのコントローラ１１ｄは、測
定データＤＺおよび測定動作条件Ｄ１０を記録メディア
８に書き込む。〔その他の実施形態〕上述の実施例で
は、３Ｄユニット１０，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄとデジ
タルカメラユニット２０，２０ｃ，２０ｄとが分離可能
であるが、これらが分離不可能な単一構成をデジタイザ
１，１ｃ，１ｄに採用してもよい。
タルカメラユニット２０ｄおよび３Ｄユニット１０ｄの
双方に記録メディア７，８が装着される。デジタルカメ
ラユニット２０ｄのコントローラ２１ｄは、画像データ
ＤＧおよび撮影動作条件Ｄ２０を記録メディア７に書き
込む。３Ｄユニット１０ｄのコントローラ１１ｄは、測
定データＤＺおよび測定動作条件Ｄ１０を記録メディア
８に書き込む。〔その他の実施形態〕上述の実施例で
は、３Ｄユニット１０，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄとデジ
タルカメラユニット２０，２０ｃ，２０ｄとが分離可能
であるが、これらが分離不可能な単一構成をデジタイザ
１，１ｃ，１ｄに採用してもよい。
【００２８】測定動作条件Ｄ１０の内容は、測定範囲お
よび分解能を特定できる情報であればよく、例えば内部
パラメータ（スキャナ振り角、走査角速度、エリアセン
サの大きさ、レンズ焦点距離、エリアセンサの画素数な
ど）であってもよい。また、撮影動作条件Ｄ２０の内容
は、撮影範囲および分解能を特定できる情報であればよ
く、例えば内部パラメータ（レンズ焦点距離、エリアセ
ンサの画素数、エリアセンサの大きさなど）であっても
よい。
よび分解能を特定できる情報であればよく、例えば内部
パラメータ（スキャナ振り角、走査角速度、エリアセン
サの大きさ、レンズ焦点距離、エリアセンサの画素数な
ど）であってもよい。また、撮影動作条件Ｄ２０の内容
は、撮影範囲および分解能を特定できる情報であればよ
く、例えば内部パラメータ（レンズ焦点距離、エリアセ
ンサの画素数、エリアセンサの大きさなど）であっても
よい。
【００２９】３次元形状の測定方法は、ＴＯＦ法および
光切断法に限らず、パターン投影法、ステレオ視法とい
った他のアクティブまたはパッシブの測定方法であって
もよい。
光切断法に限らず、パターン投影法、ステレオ視法とい
った他のアクティブまたはパッシブの測定方法であって
もよい。
【００３０】必ずしも測定動作条件Ｄ１０および撮影動
作条件Ｄ２０の双方を記録メディア７，８に記録する必
要はない。どちらか一方が固定で、その条件がデータ処
理装置５に設定されている場合には、固定ではない他方
の条件のみを記録してデジタイザ１，１ｃ，１ｄからデ
ータ処理装置５へ入力してもよい。
作条件Ｄ２０の双方を記録メディア７，８に記録する必
要はない。どちらか一方が固定で、その条件がデータ処
理装置５に設定されている場合には、固定ではない他方
の条件のみを記録してデジタイザ１，１ｃ，１ｄからデ
ータ処理装置５へ入力してもよい。
【００３１】デジタイザ１，１ｃ，１ｄとデータ処理装
置５とのデータの受渡しを、可搬性の記録メディアを介
さずにデータ通信によって行ってもよい。通信形態は有
線（ＳＣＳＩ、ＵＳＢ、ＩＥＥＥ１３９４など）でも無
線（ＩｒＤＡなど）でもよい。
置５とのデータの受渡しを、可搬性の記録メディアを介
さずにデータ通信によって行ってもよい。通信形態は有
線（ＳＣＳＩ、ＵＳＢ、ＩＥＥＥ１３９４など）でも無
線（ＩｒＤＡなど）でもよい。
【００３２】
【発明の効果】請求項１乃至請求項１１の発明によれ
ば、３次元形状測定および２次元撮影の仕様の自由度が
大きく、装置構成が簡単で低価格のデジタイザを実現す
ることができる。
ば、３次元形状測定および２次元撮影の仕様の自由度が
大きく、装置構成が簡単で低価格のデジタイザを実現す
ることができる。
【図１】本発明に係るデータ表示システムの構成図であ
る。
る。
【図２】デジタイザのブロック図である。
【図３】３Ｄユニットにおける投受光部の第１例を示す
ブロック図である。
ブロック図である。
【図４】３Ｄユニットにおける投受光部の第２例を示す
ブロック図である。
ブロック図である。
【図５】測定基準方向および撮影光軸方向の説明図であ
る。
る。
【図６】ＴＯＦ法による形状測定における測定範囲の説
明図である。
明図である。
【図７】光切断法による形状測定における測定範囲の説
明図である。
明図である。
【図８】デジタルカメラユニットにおける撮影範囲の説
明図である。
明図である。
【図９】記録メディアにおける記録内容を示す図であ
る。
る。
【図１０】モニタ表示の一例を示す図である。
【図１１】記録メディアの配置の変形例を示す図であ
る。
る。
Ｑ 対象物 １，１ｃ，１ｄ デジタイザ １０，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ ３Ｄユニット（３次元
測定装置） ２０，２０ｃ，２０ｄ デジタルカメラユニット（撮影
装置） ＤＺ 測定データ ＤＧ 画像データ Ｄ１０ 測定動作条件 Ｄ２０ 撮影動作条件 １１，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ コントローラ（記録手
段、データ出力手段） ２１，２１ｃ，２１ｄ コントローラ（記録手段、デー
タ出力手段） ５ データ処理装置 １００ データ表示システム（情報処理システム） ７，８ 記録メディア
測定装置） ２０，２０ｃ，２０ｄ デジタルカメラユニット（撮影
装置） ＤＺ 測定データ ＤＧ 画像データ Ｄ１０ 測定動作条件 Ｄ２０ 撮影動作条件 １１，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ コントローラ（記録手
段、データ出力手段） ２１，２１ｃ，２１ｄ コントローラ（記録手段、デー
タ出力手段） ５ データ処理装置 １００ データ表示システム（情報処理システム） ７，８ 記録メディア
Claims (11)
- 【請求項１】対象物の外観情報をデータ化するデジタイ
ザであって、 前記対象物の立体形状を測定する３次元測定装置と、 前記対象物のテクスチャを取得する撮影装置と、 前記３次元測定装置によって得られた測定データおよび
前記撮影装置によって得られた画像データを記録し、か
つ当該測定データに対応した測定動作条件および当該画
像データに対応した撮影動作条件を記録する手段と、 を有したことを特徴とするデジタイザ。 - 【請求項２】対象物の外観情報をデータ化するデジタイ
ザであって、 前記対象物の立体形状を測定する３次元測定装置と、 前記対象物のテクスチャを取得する撮影装置と、 前記３次元測定装置によって得られた測定データおよび
前記撮影装置によって得られた画像データを記録し、か
つ当該測定データに対応した測定動作条件および当該画
像データに対応した撮影動作条件のうちの可変条件のみ
を記録する手段と、 を有したことを特徴とするデジタイザ。 - 【請求項３】対象物の外観情報をデータ化するデジタイ
ザであって、 前記対象物の立体形状を測定する３次元測定装置と、前
記対象物のテクスチャを取得する撮影装置とを有し、 前記３次元測定装置は、立体形状の測定データとともに
当該測定データに対応した測定動作条件を記録する第１
記録部を有し、 前記撮影装置は、撮影で得られた画像データとともに当
該画像データに対応した撮影動作条件を記録する第２記
録部を有することを特徴とするデジタイザ。 - 【請求項４】前記３次元測定装置と前記撮影装置とが着
脱可能である請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の
デジタイザ。 - 【請求項５】前記３次元測定装置に対して、複数種類の
撮影装置が交換可能である請求項４記載のデジタイザ。 - 【請求項６】前記撮影装置に対して、複数種類の３次元
測定装置が交換可能である請求項４記載のデジタイザ。 - 【請求項７】対象物の外観情報をデータ化するデジタイ
ザと、データ化された外観情報を処理するデータ処理装
置とを備えた情報処理システムであって、 前記デジタイザは、 前記対象物の立体形状を測定する３次元測定装置と、 前記対象物のテクスチャを取得する撮影装置と、 前記３次元測定装置によって得られた測定データおよび
前記撮影装置によって得られた画像データとともに、当
該測定データに対応した測定動作条件および当該画像デ
ータに対応した撮影動作条件を出力するためのデータ出
力手段とを有し、 前記データ処理装置は、前記測定動作条件および撮影動
作条件に基づいて、前記測定データと画像データとをそ
れぞれが示す対象物上の位置が対応するように位置合わ
せをすることを特徴とする情報処理システム。 - 【請求項８】対象物の外観情報をデータ化するデジタイ
ザと、データ化された外観情報を処理するデータ処理装
置とを備えた情報処理システムであって、 前記デジタイザは、 前記対象物の立体形状を測定する３次元測定装置と、 前記対象物のテクスチャを取得する撮影装置と、 前記３次元測定装置によって得られた測定データおよび
前記撮影装置によって得られた画像データとともに、当
該測定データに対応した測定動作条件および当該画像デ
ータに対応した撮影動作条件のうちの片方を出力するた
めのデータ出力手段とを有し、 前記データ処理装置は、 前記測定動作条件および撮影動作条件のうちの前記デー
タ出力手段によって出力されない方の条件を記憶し、 前記デジタイザから取得しまたは記憶している前記測定
動作条件および撮影動作条件に基づいて、前記測定デー
タと画像データとをそれぞれが示す対象物上の位置が対
応するように位置合わせをすることを特徴とする情報処
理システム。 - 【請求項９】前記３次元測定装置と前記撮影装置とが着
脱可能である請求項７又は請求項８記載の情報処理シス
テム。 - 【請求項１０】前記３次元測定装置に対して、複数種類
の撮影装置が交換可能である請求項９記載の情報処理シ
ステム。 - 【請求項１１】前記撮影装置に対して、複数種類の３次
元測定装置が交換可能である請求項９記載の情報処理シ
ステム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000295610A JP2002109517A (ja) | 2000-09-28 | 2000-09-28 | デジタイザおよび情報処理システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000295610A JP2002109517A (ja) | 2000-09-28 | 2000-09-28 | デジタイザおよび情報処理システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002109517A true JP2002109517A (ja) | 2002-04-12 |
Family
ID=18778014
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000295610A Pending JP2002109517A (ja) | 2000-09-28 | 2000-09-28 | デジタイザおよび情報処理システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002109517A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014068073A1 (en) * | 2012-11-05 | 2014-05-08 | Hexagon Technology Center Gmbh | Method and device for determining three-dimensional coordinates of an object |
| JP2016058764A (ja) * | 2014-09-05 | 2016-04-21 | リコーイメージング株式会社 | 撮像装置 |
| JP2021535687A (ja) * | 2018-09-04 | 2021-12-16 | ▲寧▼波舜宇光▲電▼信息有限公司 | Ｔｏｆ撮像モジュールと電子機器および組立方法 |
-
2000
- 2000-09-28 JP JP2000295610A patent/JP2002109517A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014068073A1 (en) * | 2012-11-05 | 2014-05-08 | Hexagon Technology Center Gmbh | Method and device for determining three-dimensional coordinates of an object |
| CN104769389A (zh) * | 2012-11-05 | 2015-07-08 | 赫克斯冈技术中心 | 用于确定物体的三维坐标的方法和装置 |
| US10041788B2 (en) | 2012-11-05 | 2018-08-07 | Hexagon Technology Center Gmbh | Method and device for determining three-dimensional coordinates of an object |
| JP2016058764A (ja) * | 2014-09-05 | 2016-04-21 | リコーイメージング株式会社 | 撮像装置 |
| JP2021535687A (ja) * | 2018-09-04 | 2021-12-16 | ▲寧▼波舜宇光▲電▼信息有限公司 | Ｔｏｆ撮像モジュールと電子機器および組立方法 |
| JP7122463B2 (ja) | 2018-09-04 | 2022-08-19 | ▲寧▼波舜宇光▲電▼信息有限公司 | Ｔｏｆ撮像モジュールと電子機器および組立方法 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20050615 |
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| RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20050704 |