JP2002122417A

JP2002122417A - 三次元形状測定装置

Info

Publication number: JP2002122417A
Application number: JP2000315211A
Authority: JP
Inventors: Hiromichi Aoki; 広宙青木; Masato Nakajima; 真人中島; Yasuhiro Takemura; 安弘竹村; Kazuhiro Mimura; 一弘味村
Original assignee: Sumitomo Osaka Cement Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Osaka Cement Co Ltd
Priority date: 2000-10-16
Filing date: 2000-10-16
Publication date: 2002-04-26
Anticipated expiration: 2020-10-16
Also published as: JP3689720B2

Abstract

(57)【要約】【課題】監視対象物の高さ測定範囲が広い、輝点を用
いた三次元形状測定装置を提供する。【解決手段】撮像対象物１を置く撮像領域２に、第１
の方向（ｙ’軸方向）に一定の間隔ａ、第１の方向に直
角な第２の方向（ｘ’軸方向）に間隔ａよりも大なる一
定の間隔ｂで格子状に配列された複数の輝点１３ａを投
影する投影手段１２と；投影手段１２から見て所定の方
向（ｙ軸方向）に設置された、撮像対象物１の置かれた
撮像領域２に投影された複数の輝点１３ａを撮像する撮
像手段１１と；撮像手段１１で撮像された輝点画像１
ａ’と、基準画像２ａ’とを比較して、撮像対象物１の
三次元形状を演算する形状演算手段１４とを備え；所定
の方向（ｙ軸方向）と前記第１の方向（ｙ’軸方向）と
のなす角度θは、ｎを自然数とするとき、ａｒｃｔａｎ
（ｂ／（ａ・ｎ））にほぼ等しく、且つ輝点の直径をｃ
とするとき、前記角度はａｒｃｓｉｎ（ｃ／ａ）より大
であるように構成されている三次元形状測定装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、三次元形状測定装
置に関し、特に対象領域内の物体や人物の高さや姿勢の
変化を監視するための三次元形状測定装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】病院の病室内あるいはトイレ内の患者等
のプライバシーを損なわずに、異常を知るための監視装
置として、従来から、監視対象領域に格子状に配列され
た輝点を投影してその画像を撮影し、撮影された画像中
の輝点の基準位置からの位置変化によって対象領域の高
さ変化を検出し、対象領域内の物体や人物の有無や高さ
変化、姿勢変化を監視する装置が提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の装置
では、監視対象領域内に物体などが存在しない状態にお
ける輝点の位置からの、物体が存在するときの輝点の移
動量を調べて物体の高さを計算する。しかしながら、そ
の高さは、物体が存在するときの輝点が、物体が存在し
ないときの隣の輝点の位置まで移動してしまうところで
輝点同士の区別が困難となり、それ以上の測定ができな
かった。図７（ａ）に監視対象領域に物体が存在しない
場合の輝点画像の様子を、また図７（ｂ）に物体の存在
により、ある場所の輝点が隣の輝点まで移動してしまう
様子を示す。図７（ｂ）では、輝点１１１ｃ、１１１ｄ
が移動して隣の輝点１１１ａ、１１１ｂの図７（ａ）で
の位置まで移動してしまっており、これ以上の輝点の移
動を生じさせる高さの物体は測定できない。例えば、図
７（ｂ）での１１１ｃ、１１１ｄが更に左に移動してし
まうと、その輝点が１１１ａ、１１１ｂと区別できなく
なってしまう。

【０００４】そこで本発明は、監視対象物の高さ測定範
囲が広い、輝点を用いた三次元形状測定装置を提供する
ことを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に係る発明による三次元形状測定装置１０
は、例えば図１に示すように、撮像対象物１を置く撮像
領域２に、第１の方向（ｙ’軸方向（図２））に一定の
間隔ａ、第１の方向（ｙ’軸方向）に直角な第２の方向
（ｘ’軸方向）に間隔ａよりも大なる一定の間隔ｂで格
子状に配列された複数の輝点１３ａを投影する投影手段
１２と；投影手段１２から見て所定の方向（ｙ軸方向）
に設置された、撮像対象物１の置かれた撮像領域２に投
影された複数の輝点１３ａを撮像する撮像手段１１と；
撮像手段１１で撮像された輝点画像１ａ’と、基準画像
２ａ’とを比較して、撮像対象物１の三次元形状を演算
する形状演算手段１４とを備え；所定の方向（ｙ軸方
向）と前記第１の方向（ｙ’軸方向）とのなす角度θ
は、ｎを自然数とするとき、ａｒｃｔａｎ（ｂ／（ａ・
ｎ））にほぼ等しく、且つ輝点の直径をｃとするとき、
前記角度はａｒｃｓｉｎ（ｃ／ａ）より大であるように
構成されている。

【０００６】基準画像は、典型的には、撮像対象物が置
かれていない撮像領域に投影された輝点を撮像した画像
である。ここで輝点画像と基準画像、はイメージ画像に
限らず、輝点の位置を特定する座標によるものであって
もよい。

【０００７】このように構成すると、第１の方向（ｙ’
軸方向（図２））に一定の間隔ａ、第１の方向に直角な
第２の方向に間隔ａよりも大なる一定の間隔ｂで格子状
に配列された複数の輝点を投影する投影手段と、投影手
段から見て所定の方向に設置された、撮像対象物１の置
かれた撮像領域２に投影された複数の輝点を撮像する撮
像手段とを備える。また所定の方向と第１の方向とのな
す角度は、ｎを自然数とするとき、ａｒｃｔａｎ（ｂ／
（ａ・ｎ））にほぼ等しく、且つ輝点の直径をｃとする
とき、前記角度はａｒｃｓｉｎ（ｃ／ａ）より大である
ように構成されているので、撮像対象物の測定範囲をさ
らに拡大することができる。

【０００８】さらに請求項２に記載のように、また例え
ば図２に示すように、請求項１に記載の三次元形状測定
装置１０では、投影手段１２が、コヒーレント光Ｌ１を
発生する光源Ｌと；光源Ｌで発生されたコヒーレント光
Ｌ１を通過させる２枚の回折格子１３とを備え；２枚の
回折格子１３は、それぞれの回折方向がほぼ直交するよ
うに配置されている。

【０００９】また請求項３に記載のように、回折格子１
３は、ファイバーグレーティングとするとよい。回折格
子を通過したコヒーレント光は干渉によりパターンを生
成する。回折格子は、ファイバーグレーティングの他、
例えば複数のスリットを平行に切ったスリット板、シリ
ンドリカルレンズアレイであってもよい。また２枚のシ
リンドリカルレンズアレイの代わりに、マイクロレンズ
アレイを用いてもよい。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して説明する。なお、各図において互い
に同一あるいは相当する部材には同一符号または類似符
号を付し、重複した説明は省略する。

【００１１】図１は、本発明の実施の形態である三次元
形状測定装置１０の全体像を示す概念的斜視図である。
図中測定対象物ないしは撮像対象物としての直方体形状
をした物体１が、測定対象領域ないしは撮像対象領域と
しての平面２上に載置されている。ＸＹ軸を平面２内に
置くように、直交座標系ＸＹＺがとられており、物体１
はＸＹ座標系の第１象限に置かれている。物体の代わり
に人物を撮像対象物としてもよい。

【００１２】一方、図中Ｚ軸上で平面２の上方には撮像
手段としての撮像光学系１１が配置されている。ここで
は便宜上撮像光学系は撮像レンズとしての１つの凸レン
ズ１１ａで構成されているものとして図示してある。撮
像光学系１１の撮像レンズ１１ａは、その光軸がＺ軸に
一致するように配置されている。撮像レンズ１１ａが、
平面２あるいは物体１の像を結像する結像面（イメージ
プレーン）１５は、Ｚ軸に直交する面である。結像面１
５内にｘｙ直交座標系をとり、Ｚ軸が、ｘｙ座標系の原
点を通るようにする。

【００１３】平面２から撮像レンズ１１ａと等距離で、
撮像レンズ１１ａからＹ軸の負の方向に距離ｄだけ離れ
たところに、ファイバーグレーティング（ＦＧ）素子１
３が配置されている。ＦＧ素子１３を含んで、投影手段
としての輝点投影光学系１２が構成されている。ここで
結像面１５の中心とＦＧ素子の中心とを結ぶ線を基線と
呼ぶ。基線はｙ軸方向に向いており、ｄは基線方向の距
離（基線長）である。図２を参照して後で説明するよう
に、ＦＧ素子１３には光源Ｌの発生するレーザー光Ｌ１
がＺ軸方向に入射して、格子状に点が配列されたパター
ン１３ａが平面２に照射される。即ち、物体１と平面２
は、パターン状照明光で照明される。撮像光学系１１に
は、画像処理手段としてのコンピュータ１４が電気的に
接続されている。形状演算手段はコンピュータ１４内に
内臓されている。即ち、ハードディスクやＲＡＭ等の記
憶部にインストールされた例えば演算プログラムであ
る。

【００１４】さらに図１を参照して、三次元形状測定の
原理を説明する。後で詳しく説明するＦＧ素子１３によ
り平面２に投影された輝点パターン１３ａは、物体１が
存在する部分は、物体１に遮られ平面２には到達しな
い。ここで物体１が存在しなければ、平面２上の点２ａ
（Ｘ，Ｙ，Ｚ）に投射されるべき輝点は、物体１上の点
１ａ（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）に投射される。輝点が点２ａ
から点１ａに移動したことにより、また撮像レンズ１１
ａとＦＧ素子１３とが距離ｄだけ離れているところか
ら、結像面１５上では、点２ａ’（ｘ，ｙ）に結像すべ
きところが点１ａ’（ｘ，ｙ＋δ）に結像する。即ち、
ｙ軸方向に距離δだけ移動する。実際は、点１ａ’は、
ｙ軸上の点でなければｘ軸方向にもδｘだけ移動する
が、ここではその表示は省略してある。

【００１５】このδを計測することにより、物体１上の
点１ａの位置が三次元的に特定できる。このように、あ
る輝点が、物体１が存在しなければ、結像面１５上に結
像すべき点と、結像面１５上の実際の結像位置との差を
測定することにより、物体１の三次元形状が計測でき
る。あるいは物体１の三次元座標が計測できるといって
もよい。輝点の対応関係が不明にならない程度に、パタ
ーン１３ａのピッチ、即ち輝点のピッチを細かくすれ
ば、物体１の三次元形状はそれだけ詳細に計測できるこ
とになる。

【００１６】ＦＧ素子１３の中心と撮像レンズ１１ａの
中心とは、平面２に平行に距離ｄだけ離して配置されて
おり、撮像レンズ１１ａから結像面１５までの距離はｌ
（エル）（撮像レンズとしての凸レンズ１１ａの焦点と
ほぼ等しい）、撮像レンズ１１ａから平面２までの距離
はｈ、撮像対象物１の点１ａの平面２からの高さはＺ
（図１ではＺ１と図示）である。撮像対象物１が平面２
上に置かれた結果、結像面１５上の点２ａ’はδだけ離
れた点１ａ’に移動した。このような関係において、Ｚ
は次の式１のようにδを含む式で表される。この式を用
いれば、トイレ内の人物などの姿勢を三次元的に知るこ
とができる。Ｚ＝（ｈ^２・δ）／（ｄ・ｌ＋ｈ・δ） …式１

【００１７】図２を参照して、ＦＧ素子１３を説明す
る。ＦＧ素子１３は、直径が数十ミクロン、長さ１０ｍ
ｍ程度の光ファイバを１００本程度シート状に並べて、
それを２枚ファイバーが直交するように重ね合わせたも
のである。ＦＧ素子は、シートが平面２に平行に（Ｚ軸
に直角に）配置される。このＦＧ素子１３に、レーザー
光源Ｌが発生したレーザー光Ｌ１を、Ｚ軸方向に入射さ
せる。するとレーザー光Ｌ１は、個々の光ファイバーの
焦点で集光したのち、球面波となって広がって行き、干
渉して、測定領域ないしは撮像領域としての投影面であ
る平面２に、正方格子状に輝点マトリクスである輝点パ
ターン１３ａが投影される。言いかえれば、平面２また
はその上の物体１は、輝点パターン１３ａが投影される
ことによって、いわば輝点パターン状照明光で照明され
る。

【００１８】このようなＦＧ素子１３によれば、光の回
折効果により、グレーティングからの距離に依らずに点
状光（輝点）のコントラストの良いシャープな照明パタ
ーンを得ることができ、パターンの撮像に好適である。
またこのようなＦＧ素子を用いるときは、輝点の移動量
を測定して演算するだけで三次元形状が測定できるの
で、三次元形状の測定が比較的簡単な演算手段で実現で
きる。また、光量を集中できるので周囲が明るい状態で
も照明パターン（ここでは輝点）の撮像が簡単にでき好
適である。

【００１９】ＦＧ素子１３の光ファイバは、基線方向
（図中ｙ軸方向）を向いているとは限らず、ｘｙ平面に
平行に、ＦＧ素子１３の中心を通るＺ軸方向に平行な軸
を回転軸とし、θだけ回転させてある。図中、直交する
光ファイバに平行な座標をｘ’ｙ’座標とすれば、ｙ’
軸はｙ軸に対し、ｘ’軸はｘ軸に対し角度θだけ傾いて
いる。即ち、一つの格子方向と基線との成す角がθであ
る。

【００２０】ここで平面２上の格子状輝点パターンの
ｙ’軸に平行な方向の間隔をａ、ｘ’軸に平行な方向の
間隔をｂとする。また直交する光ファイバの直径は、両
者ほぼ等しいが、ｙ’軸方向の光ファイバの直径をｘ’
軸方向の光ファイバの直径よりも太くすると、輝点パタ
ーンの輝点同士の間隔は、ａ＜ｂの関係となる。なお、
図１の輝点パターンは、θ＝０の場合を示している。

【００２１】図３は、輝点間隔がａ、ｂ（ａ＜ｂ）にな
るようなＦＧ素子を用いた場合の輝点画像である。この
ような輝点画像は図２を参照して説明したようにＦＧ素
子の縦と横のファイバー径即ちファイバーピッチが違う
ような素子を用いることによって実現できる。レーザ及
びＦＧ素子による輝点の位置の計算式は、次の式２に示
すような多重スリットによる干渉による干渉縞の式と同
様に考えられるので、スリット間隔ｐ即ちファイバーピ
ッチを変更すれば、干渉縞の間隔を変えることができ
る。ここで、ｙ_ｍは周期的な鋭い極大を与えるｙ軸方向
位置、ｍは自然数、λは光の波長、ｈはＦＧ素子から照
明面（撮像領域の平面）までの距離、ｐはスリット間隔
とする。ｙ_ｍ＝ｍ・λ・ｈ／ｐ …式２

【００２２】輝点アレイの輝点間隔の短い（図３では間
隔がａの）格子方向と基線との成す角は、θ０、θ１、
θ２、・・・θｎのように置くことができる。図３では
説明のためθ４まで表記し、θ５以上は図示を省略して
ある。このように基線の方向を設定することにより、あ
る輝点とその基線方向の隣接輝点の間隔を大きくするこ
とができ、物体１の高さ測定範囲を広げることができ
る。輝点の大きさを無視すると隣接輝点との距離は、下
式のように表される。 θ０の場合・・・・・ａ θ１の場合・・・・・（ａ^２＋ｂ^２）^１／２ θ２の場合・・・・・（（２・ａ）^２＋ｂ^２）^１／２ θ３の場合・・・・・（（３・ａ）^２＋ｂ^２）^１／２ θ４の場合・・・・・（（４・ａ）^２＋ｂ^２）^１／２

【００２３】このように、格子を基線に対して傾けた場
合は、傾けない場合に比較して隣接輝点間距離が大きく
なる。ここで、輝点が十分に小さい場合でも、実際には
θｎのｎは無限大ではなく、輝点のスポット径やゆらぎ
などにより制限される。ここでθを一般式で表すと次式
のようになる。θをこのような値にほぼ等しくすると、
隣接輝点との距離を大きくとることができる。 θ＝ａｒｃｔａｎ（ｂ／（ａ・ｎ）） …式３

【００２４】このような構成にすれば、輝点アレイの縦
横同時に輝点間隔を大きくして、高さ測定範囲を拡大す
る方法よりも、単位面積当りの輝点の個数の減少を少な
くすることができ、物体の高さ測定地点を疎にすること
が少なくなるので、より正確な物体の三次元測定が可能
になる。また、基線長ｄは変えないので低い高さの感度
を低下させることなく、高さ測定範囲を拡大することが
できる。

【００２５】またａ＜ｂとすると、図４を参照して以下
説明するように、輝点格子方向を基線に対して傾けて基
線方向の隣接輝点間隔を拡げる場合でも、物体により輝
点位置が移動するとき、隣接輝点以外の輝点にぶつかっ
てしまうのを避けることが可能になる。

【００２６】図４を参照して、本発明の実施の形態を説
明する。図中、輝点間隔にはａ＜ｂの関係があり、間隔
ａの方向と基線との角度はθ＝ａｒｃｔａｎ（ｂ／（３
・ａ））にとられている。このような基線と輝点格子の
配置の場合、図中左下隅の輝点０は物体の高さに伴い、
図中下から２行左から４列の位置の輝点１の方向に移動
するが、この途中で図中下から１行左から２列の輝点２
（または図中下から２行左から３列の輝点３）のすぐ脇
に位置する可能性が発生する。輝点格子間隔を図のよう
に、ａ、ｂと定義し、輝点の直径をｃ、ｎを自然数とす
ると、輝点０が輝点２に最も近い位置ある時の輝点同士
の隙間ｓは、次式で表される。ｓ＝ａ・ｂ／（（ａ・ｎ）^２＋ｂ^２）^１／２−ｃ …式４

【００２７】例えば、ａ＝ｂ＝５ｍｍ、ｃ＝１ｍｍとす
ると、ｓ及び輝点の大きさを差引いた輝点０−１間の距
離ｌ_０１（エル）は、図５（ａ）の表１に示す通りとな
り、ｎ＝５以上とすると、輝点同士が重なって見分けが
難しくなることがわかる。これを避けるためには、式４
においてｓ＞０とすればよい。即ち、次式を満たすよう
にすればよい。 θ＞ａｒｃｓｉｎ（ｃ／ａ） …式５

【００２８】またここで、ｂ＝８ｍｍ（＞ａ＝５ｍｍ）
に変更すると、（ｂ）の表２に示すように、ノイズなど
の影響がなければ、ｎ＝７の角度まで浅くすることがで
きる。このときは、ｌ_０１の値も大きくなっており、高
さ測定範囲が拡大していることがわかる。このように、
縦横で違う輝点間隔の輝点画像を用いることにより、基
線方向の隣接輝点を伸ばすことができ、高さ測定範囲を
拡大することが可能になる。

【００２９】以上、図３で説明したように、θ１、θ
２、θ３・・・・と角度を浅くしていくと（但し０度で
はない）、基線方向の隣接輝点間隔が拡がり、高さ測定
範囲を拡大することができるが、実際には輝点の大きさ
などの影響でこの角度はあまり浅くできない。そこで、
図４で説明したような輝点の配置にすることによって、
角度を浅くすることができるのである。

【００３０】ここまでで説明した実施の形態では、縦と
横でファイバー径の違うＦＧ（ファイバーグレーティン
グ）素子を用いて、格子間隔の違う輝点アレイを実現し
たが、他の手段として一般的な透過型一次元回折格子を
２枚、格子が直交するように重ねあわせることによって
も実現可能である。この場合回折格子のピッチの違うも
のを使用して輝点の格子間隔を縦横で違うようにする。
回折格子やＦＧ素子を用いて作った輝点は、呆けが少な
く、また素子と物体との距離の影響を受けにくいので好
適である。またＦＧ素子の場合、遮光される場所がなく
ＦＧ素子に入射した光のほとんどを輝点の生成に利用す
ることができるので、エネルギー効率的が高く、好適で
ある。

【００３１】更に図６（ａ）の平面図とＡ−Ａ断面図で
示したマイクロレンズアレイ模式構成図に示すように、
小さなレンズが縦横に隙間無く敷詰められたマイクロレ
ンズアレイ（ＭＬＡ）を用いても実現できる。この場合
も、縦横でレンズピッチの違う素子を用いて輝点の格子
間隔を縦横で違うようにすることができる。このような
ＭＬＡは、材料として合成樹脂を用いて、金型によるプ
レス加工で簡単に製作することができるので好適であ
る。また図示のような、各レンズ間に隙間のないＭＬＡ
を使用すれば、入射してきた光束のほとんどを輝点の生
成に利用することができ、エネルギー効率が高く好適で
ある。

【００３２】更に図６（ｂ）の平面図とＢ−Ｂ断面図で
示したマイクロシリンドリカルレンズアレイ模式構成図
に示すように、ＦＧ素子と類似の構成で、小さなシリン
ドリカレンズが隙間無く並んだマイクロシリンドリカル
レンズアレイを２枚重ねてもよい。このとき２枚のアレ
イ間では、屈折力のある方向同士をほぼ直交するように
するとよい。すなわちそれぞれの回折方向がほぼ直交す
るように配置する。この場合も、重ねる２枚のアレイと
して、互いにレンズピッチの違うものを使用して、輝点
の格子間隔を縦横で違うようにする。

【００３３】以上説明した本発明の実施の形態である三
次元形状測定装置は、例えば老人介護施設のトイレなど
に用いと、トイレで何か異常が生じたような場合に、プ
ライバシーを損なうことなく、その異常を検知すること
ができる。

【００３４】また、光源の使用波長を可視光以外の波長
としてもよい。このように構成すると、撮像対象物が人
であるときなどに、対象となる人物に気づかれずに撮像
することができる。

【００３５】なお撮像素子の例としては、ＣＣＤの他に
ＣＭＯＳ構造の素子を使用してもよい。特にこれらの中
には、素子自体にフレーム間差算や二値化の機能を備え
たものがあり、これらの素子の使用は好適である。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
第１の方向に一定の間隔ａ、第１の方向に直角な第２の
方向に間隔ａよりも大なる一定の間隔ｂで格子状に配列
された複数の輝点を投影する投影手段と、投影手段から
見て所定の方向に設置された、撮像対象物１の置かれた
撮像領域に投影された複数の輝点を撮像する撮像手段を
備え、所定の方向と第１の方向とのなす角度は、ｎを自
然数とするとき、ａｒｃｔａｎ（ｂ／（ａ・ｎ））にほ
ぼ等しく、且つ輝点の直径をｃとするとき、前記角度は
ａｒｃｓｉｎ（ｃ／ａ）より大であるように構成されて
いるので、撮像対象物の測定範囲を拡大した三次元形状
測定装置を提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態である三次元形状測定装置
の概念的斜視図である。

【図２】図１の実施の形態で用いるＦＧ素子を説明する
概念的斜視図である。

【図３】輝点群と基線とのなす角度を示す平面図であ
る。

【図４】図３のθ３を抜き出して説明する平面図であ
る。

【図５】本発明の実施例における輝点間隔と２つの輝点
間の距離の表を示す図である。

【図６】本発明の実施の形態で用いることのできる回折
格子のうち、マイクロレンズアレイとマイクロシリンド
リカルレンズアレイを示す模式図である。

【図７】物体が無いときの輝点画像と物体により隣の輝
点まで移動する輝点のある画像を示す平面図である。

【符号の説明】

１撮像対象物２撮像領域１０三次元形状測定装置１１撮像光学系１１ａ撮像レンズ１２投影光学系１３ＦＧ素子１５結像面１４画像処理装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者竹村安弘千葉県船橋市豊富町585 住友大阪セメント株式会社新規技術研究所内 (72)発明者味村一弘千葉県船橋市豊富町585 住友大阪セメント株式会社新規技術研究所内Ｆターム(参考） 2F065 AA53 BB05 CC16 DD03 FF04 GG04 HH05 HH06 JJ03 JJ05 JJ09 JJ26 LL04 LL42 QQ31 UU01 UU05 5B057 AA19 BA02 CA08 CA12 CA16 CB18 CC01 CD18

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】撮像対象物を置く撮像領域に、第１の方
向に一定の間隔ａ、前記第１の方向に直角な第２の方向
に前記間隔ａよりも大なる一定の間隔ｂで格子状に配列
された複数の輝点を投影する投影手段と；前記投影手段
から見て所定の方向に設置された、前記撮像対象物の置
かれた撮像領域に投影された複数の輝点を撮像する撮像
手段と；前記撮像手段で撮像された輝点画像と、基準画
像とを比較して、前記撮像対象物の三次元形状を演算す
る形状演算手段とを備え；前記所定の方向と前記第１の
方向とのなす角度は、ｎを自然数とするとき、ａｒｃｔ
ａｎ（ｂ／（ａ・ｎ））にほぼ等しく、且つ輝点の直径
をｃとするとき、前記角度はａｒｃｓｉｎ（ｃ／ａ）よ
り大であることを特徴とする；三次元形状測定装置。
【請求項２】前記投影手段が、コヒーレント光を発生
する光源と；前記光源で発生されたコヒーレント光を通
過させる２枚の回折格子とを備え；前記２枚の回折格子
は、それぞれの回折方向がほぼ直交するように配置され
ている；請求項１に記載の三次元形状測定装置。
【請求項３】前記回折格子は、ファイバーグレーティ
ングである、請求項２に記載の三次元形状測定装置。