JP2003121126A - ３次元画像検出装置及び３次元画像検出用アダプタ - Google Patents

３次元画像検出装置及び３次元画像検出用アダプタ

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JP2003121126A JP2001316337A JP2001316337A JP2003121126A JP 2003121126 A JP2003121126 A JP 2003121126A JP 2001316337 A JP2001316337 A JP 2001316337A JP 2001316337 A JP2001316337 A JP 2001316337A JP 2003121126 A JP2003121126 A JP 2003121126A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 パターン投影法を用いた３次元画像検出装置
において簡単・迅速にパターン画像とテクスチャ画像を
得る。 【解決手段】 デジタルカメラ１０の鏡筒１１に、パタ
ーン投影用アダプタ５０を装着する。開口５１Ｌから入
射する光を、回動ミラー５７Ｌ及び固定ミラー５８Ｌで
反射し、赤外カットフィルタ５４を介してカメラ１０の
撮像光学系１１Ａへ導き、ＣＣＤ２８の右半面２８Ｒで
受光する。開口５１Ｒから入射する光を、可視光カット
フィルタ５３を介した後、回動ミラー５７Ｒ及び固定ミ
ラー５８Ｒで反射し、ＣＣＤ２８の左半面２８Ｌで受光
する。投影装置５２からストライプ状のパターンを右半
面２８Ｒの中心の主光線ＬLに一致させて被写体に投影
する。右半面２８Ｒで被写体のテクスチャ画像を撮像
し、左半面２８Ｌでパターン画像を撮像する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、パターン投影法を
用いて被写体の３次元情報を取得する３次元画像検出装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】カメラに対する相対的な位置と向きが既
知である光源からの光を例えばスリット等のパターンと
して被写体に投影し、その画像をカメラで撮像すること
により被写体の３次元形状を取得するパターン投影法が
従来知られている。パターン投影法を用いて被写体のテ
クスチャ情報も含めた３次元画像を取得する場合、パタ
ーンが投影されたパターン画像と、パターンが投影され
ていない通常のカラー静止画像（テクスチャ画像）とが
時系列に別々に撮像される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような３
次元画像検出装置では、パターン画像とテクスチャ画像
とが時系列に別々に撮像されるため３次元画像の取得に
時間がかかる。これにより、被写体が運動している場合
など３次元画像を取得できない場合が生じる。また、パ
ターン投影法では、カメラに対する光源の位置と向きと
を予め把握しなければならないので、通常のカメラを用
いる場合には光源とカメラのセッティングが極めて煩雑
となる。
【０００４】本発明は、簡単・迅速にパターン投影法に
よる撮像が行える３次元画像検出装置及び３次元画像装
置に用いられるパターン投影用アダプタを得ることを目
的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の３次元画像検出
装置は、パターン投影法を用いて被写体の３次元形状を
検出する３次元画像検出装置であって、第１の波長領域
の光による映像をパターン画像として撮像する第１の撮
像部と、第１の波長領域とは異なる第２の波長領域の光
による映像をテクスチャ画像として撮像する第２の撮像
部と、第１の撮像部で受光される光が通過する第１の光
路上に設けられ第２の波長領域の光を選択的にカットす
る第１の光学素子と、第２の撮像部で受光される光が通
過する第２の光路上に設けられ第１の波長領域の光を選
択的にカットする第２の光学素子と、第１の波長領域の
投影光により被写体に所定のパターンを投影するパター
ン投影手段とを備え、パターン投影手段により被写体に
所定のパターンが投影されている間に、パターン画像と
テクスチャ画像とを同時に撮像可能であることを特徴と
している。
【０００６】３次元画像検出装置は例えば単一の撮像光
学系からなり、その光路は第１の光路と第２の光路とに
分割される。このとき、第１の撮像部と第２の撮像部が
一つの撮像素子からなることがより好ましい。これによ
り、小型・簡略な構成でパターン画像とテクスチャ画像
とを同時に撮像することができる。
【０００７】パターン画像の画像中心に対する第１の主
光線とテクスチャ画像の画像中心に対する第２の主光線
とが、被写体において交わるように調整するための光学
系調整手段を備えることが好ましい。これによりパター
ン画像の照準とテクスチャ画像の照準を一致させること
ができる。またこのとき、第１の主光線と第２の主光線
とが撮像光学系の光軸を含む所定の平面に対し対称であ
ることが好ましい。これにより、パターン画像の被写体
までの距離と、テクスチャ画像の被写体までの距離とを
同一にすることができる。
【０００８】パターンを被写体の適切な位置に常に投影
するためには、投影光の光束の中心線が第２の主光線に
一致するように、パターン投影手段が配置されることが
好ましい。
【０００９】撮像光学系の光路は例えば、光軸に対して
それぞれ所定の角度傾けて配置された第１の固定ミラー
及び第２の固定ミラーにより第１及び第２の光路に分割
されるとともに、第１及び第２の固定ミラーの各々に対
面する位置に第１及び第２の回動ミラーが配置され、第
１及び第２の回動ミラーの各々が所定の軸の回りに回動
されることにより第１及び第２の主光線が被写体におい
て交わるように調整される。
【００１０】第２の固定ミラーは、第１の波長領域の光
を透過し第２の波長領域の光を反射するダイクロイック
ミラーからなり、パターン投影光は第２の固定ミラーを
透過して照射され、その中心線は第２の固定ミラーによ
り屈曲される第２の主光線に一致される。これによりパ
ターン画像及びテクスチャ画像の照準に合わせて被写体
にパターンを適切に投影することが可能となる。
【００１１】第１の波長領域は不可視光の波長領域であ
ることが好ましく、第２の波長領域は可視光の波長領域
であることが好ましい。このとき第１の波長領域は例え
ば赤外波長領域である。これにより、例えばフルカラー
のテクスチャ画像とパターン画像とを同時に撮像するこ
とができる。
【００１２】また、本発明の３次元画像検出装置は、カ
メラとこれに装着されるパターン投影用アダプタとから
なりパターン投影法を用いて被写体の３次元形状を検出
する３次元画像検出装置であって、カメラは、第１の波
長領域の光による映像をパターン画像として撮像する第
１の撮像部と、第１の波長領域とは異なる第２の波長領
域の光による映像をテクスチャ画像として撮像する第２
の撮像部とを有する撮像素子を備え、パターン投影用ア
ダプタは、カメラにおける第１の撮像部で受光される光
の光路上に設けられ第２の波長領域の光を選択的にカッ
トする第１の光学素子と、第２の撮像部で受光される光
の光路上に設けられ第１の波長領域の光を選択的にカッ
トする第２の光学素子と、第１の波長領域の投影光によ
り被写体に所定のパターンを投影するパターン投影手段
とを備え、パターン投影手段により被写体に所定のパタ
ーンが投影されている間にパターン画像とテクスチャ画
像とを同時に撮像可能であることを特徴としている。
【００１３】
【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。図１は、本発明の一実施形
態であるカメラ型の３次元画像検出装置の斜視図であ
る。図１を参照して本実施形態について説明する。
【００１４】カメラ本体１０の前面において、レンズ鏡
筒１１の右上にはファインダ窓（対物部）１３が設けら
れている。カメラ本体１０の上面左側にはレリーズスイ
ッチ１５及び液晶表示パネル１６が、右側にはモード切
替ダイヤル１７が設けられている。カメラ本体１０の側
面には、インターフェースコネクタ１８、ＩＣメモリカ
ード等の記録媒体を挿入するためのカード挿入口１９が
形成されている。
【００１５】鏡筒１１の前面には、パターン投影用アダ
プタ５０が図示しないマウント機構により着脱自在に装
着される。パターン投影用アダプタ５０には、左右に２
つの開口５１Ｌ、５１Ｒが設けられており、後述するよ
うに鏡筒１１の光路は、アダプタ５０内に設けられたミ
ラー（図２参照）により二分され、これらの開口に導か
れる。また、パターン投影用アダプタ５０の上面略中央
には、後述する回動ミラー（図２参照）の回動角を調整
するためのミラー調整摘６０が設けられており、その側
面にはインターフェース用のコネクタ６２が設けられ
る。コネクタ６２には、インターフェースケーブル２０
の一方のコネクタ２１Ａが着脱自在に装着される。イン
ターフェースケーブル２０のもう一方のコネクタ２１Ｂ
は、カメラ本体１０のインターフェースコネクタ１８に
着脱自在に接続される。
【００１６】図２は、図１の３次元画像検出装置の光学
的な構成を模式的に示す。カメラ１０のレンズ鏡筒１１
内には、絞り（例えばアイリス絞り）２５を備える撮像
光学系１１Ａが配設されており、撮像光学系１１Ａの光
軸Ｌ上には撮像素子（例えばＣＣＤ）２８が光軸Ｌに垂
直に配設される。パターン投影用アダプタ５０において
は、光軸Ｌに対し対称な位置には、回動ミラー５７Ｌ、
５７Ｒが配置される。回動ミラー５７Ｌ、５７Ｒは、そ
れぞれ光軸Ｌに垂直な軸５９Ｌ、５９Ｒを中心に回動可
能であり、回動ミラー５７Ｌ、５７Ｒ各々の回動角度
は、光軸Ｌに対し対称に維持される。回動ミラー（第２
の回動ミラー）５７Ｌと対面する位置には、固定ミラー
（第２の固定ミラー）５８Ｌが配置され、回動ミラー
（第１の回動ミラー）５７Ｒと対面する位置には、固定
ミラー（第１の固定ミラー）５８Ｒが配置される。固定
ミラー５８Ｌ、５８Ｒは、各々の反射面が光軸Ｌに対し
例えば１３５°傾いて対称に配置され、それぞれの一辺
は互いに直角をなして接し合う。また、回動ミラー５７
Ｌ、５７Ｒの反射面はそれぞれ固定ミラー５８Ｌ、５８
Ｒの反射面に対面している。すなわち、撮像光学系１１
Ａの光路は固定ミラー５８Ｌ、５８Ｒにより左側光路
（第２の光路）と右側光路（第１の光路）に二分され、
それぞれ回動ミラー５７Ｌ、５７Ｒを介して開口５１
Ｌ、５１Ｒに導かれる。
【００１７】右側光路の入口である開口５１Ｒには、可
視領域（第２の波長領域）の光をカットする可視光カッ
トフィルタ（第１の光学素子）５３が設けられる。一
方、左側光路の出口であり、固定ミラー５８Ｌと撮像光
学系１１Ａとの間には赤外領域（第１の波長領域）の光
をカットする赤外カットフィルタ（第２の光学素子）５
４が設けられる。すなわち、パターン投影用アダプタ５
０の左側の開口５１Ｌから入射する光は、回動ミラー５
７Ｌ及び固定ミラー５８Ｌで反射され、赤外カットフィ
ルタ５４を介してカメラ本体１０の撮像光学係１１Ａに
導かれ、ＣＣＤ２８の右半面（第２の撮像部）２８Ｒに
おいて受光される。また、パターン投影用アダプタ５０
の右側の開口５１Ｒから可視光カットフィルタ５３を介
して入射する光は、回動ミラー５７Ｒ及び固定ミラー５
８Ｒで反射され、撮像光学係１１Ａを介してＣＣＤ２８
の左半面（第１の撮像部）２８Ｌにおいて受光される。
【００１８】図２には、ＣＣＤ２８の右半面２８Ｒの中
心に対する主光線（第２の主光線）ＬLと左半面２８Ｌ
の中心に対する主光線（第１の主光線）ＬRとが示され
ている。右半面２８Ｒからの主光線ＬLは、固定ミラー
５８Ｌの略中央で回動ミラー５７Ｌ方向へ屈曲され、回
動ミラー５７Ｌにおいてその回動角度に対応して被写体
方向へと屈曲される。同様に、ＣＣＤ２８の左半面２８
Ｌからの主光線ＬRは、固定ミラー５８Ｒの略中央で回
動ミラー５７Ｒ方向へ屈曲され、回動ミラー５７Ｒにお
いてその回動角度に対応して被写体方向へと屈曲され
る。なお回動ミラー５７Ｌ、５７Ｒの回動角度は被写体
までの距離に対応して調整される。また、上記構成から
第１及び第２の主光線は光軸Ｌに対して対称である。
【００１９】固定ミラー５８Ｌは例えば赤外領域の光を
透過し、可視領域の光を反射するダイクロイックミラー
であり、主光線ＬLを屈曲させる反射面の反対側には、
被写体にパターンを投影するための投影装置５２が設け
られる。投影装置５２は、レンズ系５２Ａとパターン投
影フィルタ（例えばストライプ状のスリット）５２Ｂと
可視光領域以外の光を照射する光源（例えば赤外光源）
である発光素子（例えばＬＥＤ）５２Ｃとからなる。投
影レンズ系５２Ａの光軸（または光束の中心線）は、固
定ミラー５８Ｌと回動ミラー５７Ｌの間における主光線
ＬLに一致する。したがって、投影装置５２から照射さ
れた赤外光は固定ミラー５８Ｌを透過した後、主光線Ｌ
Lに沿って被写体へ向けて拡散して照射され、例えばス
トライプ状の赤外光による投影パターンを被写体表面に
形成する。
【００２０】パターン投影用アダプタ５０の左側光路に
は赤外カットフィルタ５４が設けられているため、ＣＣ
Ｄ２８の右半面２８Ｒでは可視光領域の光のみが受光さ
れ可視光領域の被写体像がテクスチャ画像として結像さ
れる。パターン投影用アダプタ５０の右側光路には可視
光カットフィルタ５３が設けられているため、ＣＣＤ２
８の左半面２８Ｌでは赤外領域の光のみが受光され、ス
トライプ状のパターンが投影された被写体像がパターン
画像として結像される。
【００２１】図３は、本実施形態におけるパターン画像
の撮像原理を模式的に示す概念図である。主光線ＬL、
ＬRはミラー調整摘６０により被写体Ｓ上の点Ｐに合わ
せられる。すなわち、主光線ＬL、ＬRはミラー調整摘６
０により被写体Ｓ上の点Ｐで交わるように調整される。
本実施形態では、点Ｐは撮像光学系１１Ａの光軸Ｌ上に
ある。投影装置５２の光軸は主光線ＬLに一致している
ので、原理的には主光線ＬL上に配置されたパターン投
影フィルタ５２Ｂの像が、主光線ＬL上の光源により被
写体に投影される。被写体Ｓ上にはパターン投影フィル
タ５２Ｂに対応したストライプ状のパターンが投影さ
れ、その像は主光線ＬLとは異なる主光線ＬR上に配置さ
れたＣＣＤ２８の左半面２８Ｌ（パターン撮像面）にお
いてパターン画像として結像される。パターン画像を撮
像する左半面２８Ｌに対する光源の位置と方向は回転ミ
ラー５７Ｌ，５７Ｒの回転角をミラー回転角検出部６１
で検出することにより演算されるので、このパターン画
像から従来公知のパターン投影方法により被写体Ｓの３
次元形状を算出することができる。なお、図には便宜
上、一本のスリットＳＬに対応する被写体Ｓ上の投影像
である曲線ＰＬ１と、曲線ＰＬ１の左半面２８Ｌにおけ
る像ＰＬ２のみが示されている。
【００２２】図４は、図１、２に示される３次元画像検
出装置の回路構成を示すブロック図である。
【００２３】パターン投影用アダプタ５０内に設けられ
た発光素子５２Ｃの発光動作は発光素子制御回路５６に
より制御され、発光素子制御回路５６の駆動はインター
フェース回路５５、４０を介して、カメラ１０のレリー
ズスイッチ１５を押すことでシステムコントロール回路
３５により制御される。インターフェース回路５５は、
図１に示したようにインターフェースケーブル２０によ
りカメラ本体１０内に設けられたインターフェース回路
４０と接続される。なお、インターフェース回路５５は
図示されないコネクタ６２（図１参照）に接続されてお
り、インターフェースケーブル２０との接続は、コネク
タ２１Ａをコネクタ６２に装着することにより行われ
る。
【００２４】パターン投影用アダプタ５０から入射され
た光は、カメラ本体１０の撮像光学系１１Ａを介してＣ
ＣＤ２８に結像される。撮像光学系１１Ａ内には絞り
（例えばアイリス絞り）２５が設けられており、絞り２
５の開度はアイリス駆動回路２６により調整される。撮
像光学系１１Ａの焦点調整動作及びズーミング動作はレ
ンズ駆動回路２７によって制御される。
【００２５】ＣＣＤ２８の撮像面には撮像光学系１１Ａ
により被写体像が形成され、被写体像に対応した電荷が
発生する。ＣＣＤ２８の駆動は、ＣＣＤ駆動回路３０に
より制御される。ＣＣＤ２８からの画像信号はアンプ３
１において増幅され、Ａ／Ｄ変換器３２においてアナロ
グ信号からデジタル信号に変換される。デジタルの画像
信号は撮像信号処理回路３３においてガンマ補正等の処
理を施され、画像メモリ３４に一時的に格納される。ア
イリス駆動回路２６、レンズ駆動回路２７、ＣＣＤ駆動
回路３０、撮像信号処理回路３３はシステムコントロー
ル回路３５によって制御される。
【００２６】画像信号は画像メモリ３４から読み出さ
れ、ＬＣＤ駆動回路３６に供給される。ＬＣＤ駆動回路
３６は画像信号に応じて動作し、これにより画像表示Ｌ
ＣＤパネル３７には、画像信号に対応した画像が表示さ
れる。
【００２７】システムコントロール回路３５は、インタ
ーフェース回路４０に接続されており、インターフェー
ス回路４０にはコネクタ１８（図１参照）が接続され
る。すなわち、コネクタ１８をコンピュータ４１と接続
することにより、画像メモリ３４から画像信号を読み出
し接続されたコンピュータ４１に伝送可能である。ま
た、システムコントロール回路３５は、記録媒体制御回
路４２を介して画像記録装置４３に接続されており、画
像メモリ３４から読み出された画像信号は、画像記録装
置４３に装着されたＩＣメモリカード等の記録媒体Ｍに
記録可能である。
【００２８】システムコントロール回路３５には、レリ
ーズスイッチ１５、モード切替ダイヤル１７等からなる
スイッチ群４５と、液晶表示パネル１６とが接続され
る。
【００２９】レリーズスイッチ１５が押されると、シス
テムコントロール回路３５は、インターフェース回路４
０、５５を介してパターン投影用アダプタ５０の発光素
子制御回路５６を駆動し光源５２Ｃを発光させる。同時
にミラー回転角検出部６１により回転ミラー５７Ｌ、５
７Ｒの回転角を検出し、カメラ本体１０へ送られる。送
られた回転角のデータは、この後撮像される画像データ
（パターン画像、テクスチャ画像）とともに記録媒体Ｍ
に記録される
【００３０】次に、図５を参照して回動ミラー５７Ｌ、
５７Ｒの駆動機構について説明する。図５は、本実施形
態で用いられる回動ミラー駆動機構７０の構成を模式的
に示している。
【００３１】図５において歯車７２の駆動軸は図１に示
したミラー調整摘６０に連結されており、操作者がミラ
ー調整摘６０を操作することにより回転される。歯車７
２は駆動軸を中心に相対する位置においてそれぞれラッ
ク７３Ｌ、７３Ｒと噛合っている。すなわちラック７３
Ｌの右端よりの歯、及びラック７３Ｒの左端よりの歯は
歯車７２とそれぞれ噛合い、ラック７３Ｌと７３Ｒとは
歯車７２を挟んで略平行に配置される。ラック７３Ｌの
左端よりの歯は歯車７４と噛合い、ラック７３Ｒの右端
よりの歯は歯車７５Ｒと噛合っている。歯車７４は更に
歯車７５Ｌと噛合っている。歯車７５Ｌ、７５Ｒの軸
は、歯車７２の軸に対し対称な位置に配置されており、
それぞれ回動ミラー５７Ｌ、５７Ｒの回転軸と連結され
ている。また歯車７４、歯車７５Ｌ、７５Ｒの径及びピ
ッチは等しい。これにより回動ミラー５７Ｌ、５７Ｒ
は、光軸Ｌに対し相互に対称な回動角を維持しながらミ
ラー調整摘６０の回転操作によりその回動角が調整され
る。例えば歯車７２が図５に示されるように反時計回り
に回転するときラック７３Ｌは右水平方向に移動し、ラ
ック７３Ｒは左水平方向へ移動する。このとき歯車７４
及び歯車７５Ｒは反時計回りに回転され、歯車７５Ｌは
歯車７５Ｒと同じ分だけ時計回りに回転される。
【００３２】以上により本実施形態によれば、簡単かつ
迅速にパターン投影法により被写体の３次元画像を得る
ことができる。すなわち、本実施形態によれば、パター
ン投影を行うための光源を改めて設置し、カメラに対す
る光源の位置及び方向を計測しなくとも、パターン投影
用アダプタをカメラの鏡筒に取り付けることにより簡単
にパターン投影法による撮像を行うことができる。ま
た、光源に可視領域以外の光を用い、可視光カットフィ
ルタを介してパターン画像を撮像し、赤外カットフィル
タを介してテクスチャ画像を撮像しているため、パター
ン画像とテクスチャ画像とを同時に撮像することができ
る。
【００３３】また本実施形態のパターン投影用アダプタ
は、ステレオアダプタのようにカメラの１つの撮像系を
２分してパターン画像とテクスチャ画像とを撮像するこ
とができとともにアダプタ式なので、通常のデジタルカ
メラに容易に適用することができる。また、パターン投
影用の光源の光軸はテクスチャ画像の撮像中心の主光線
に一致され、テクスチャ画像の撮像中心の主光線とパタ
ーン画像の撮像中心の主光線は、回動ミラーの回動角を
調整することにより被写体上の一点で交差するように調
整することができるため、被写体に対し適正なパターン
投影を行うことができる。
【００３４】なお本実施形態では、１つの撮像素子の受
光領域を二分割（等分）してパターン画像とテクスチャ
画像とを撮像したが２つの撮像素子を用いてもよく、こ
のとき光学系をそれぞれの撮像素子に個別に設けてもよ
い。
【００３５】本実施形態において回動ミラーは、手動で
調整されたが測距装置との組み合わせにより自動で行っ
てもよいし、このとき回動角度を取得された画像ととも
に画像メモリや記録媒体に記録できる構成としてもよ
い。また回動ミラーを固定式にしてもよい。
【００３６】本実施形態において投影装置の光源にはＬ
ＥＤが用いられ、例えばストライプ状のスリットからな
るパターン投影フィルタを用いたが、ＬＥＤに替えレー
ザーダイオードを用い、パターン投影フィルタに替え回
折格子を用いてもよい。また、光源は赤外光を照射する
ものであったが、テクスチャ画像に影響を及ぼさない波
長領域の光であればよく、例えば紫外光等の不可視光線
を照射する光源であってもよい。このとき、テクスチャ
画像を撮像するための光路には紫外線カットフィルタが
配置される。
【００３７】本実施形態において３次元画像検出装置
は、アダプタ式であったがこれらを一体的に構成しても
よい。
【００３８】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、簡単・
迅速にパターン投影法による撮像が行える３次元画像検
出装置及び３次元画像装置に用いられるパターン投影用
アダプタを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態である３次元画像検出装置
の斜視図である。
【図２】図１に示した３次元画像検出装置における光学
的な構成を概略的に示す図である。
【図３】本実施形態に適用されるパターン投影法の原理
を説明する図である。
【図４】３次元画像検出装置の電気的な構成を概略的に
示すブロック図である。
【図５】本実施形態に適用される、回動ミラー駆動機構
の構成を模式的に示す図である。
【符号の説明】
１０ カメラ本体 ２８ 撮像素子（ＣＣＤ） ２８Ｌ 左半面（第１の撮像部） ２８Ｒ 右半面（第２の撮像部） ５０ パターン投影用アダプタ ５２ 投影装置 ５３ 可視光カットフィルタ ５４ 赤外カットフィルタ Ｌ 光軸
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F065 AA53 BB05 BB18 DD06 FF04 FF05 GG07 HH06 JJ03 JJ05 JJ26 LL12 LL13 LL20 LL22 LL28 MM15 QQ24 QQ31 2H059 AA09 5C061 AA29 AB02 AB03 AB06 AB24

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 パターン投影法を用いて被写体の３次元
    形状を検出する３次元画像検出装置であって、 第１の波長領域の光による映像をパターン画像として撮
    像する第１の撮像部と、 前記第１の波長領域とは異なる第２の波長領域の光によ
    る映像をテクスチャ画像として撮像する第２の撮像部
    と、 前記第１の撮像部で受光される光が通過する第１の光路
    上に設けられ前記第２の波長領域の光を選択的にカット
    する第１の光学素子と、 前記第２の撮像部で受光される光が通過する第２の光路
    上に設けられ前記第１の波長領域の光を選択的にカット
    する第２の光学素子と、 前記第１の波長領域の投影光により前記被写体に所定の
    パターンを投影するパターン投影手段とを備え、 前記パターン投影手段により前記被写体に前記所定のパ
    ターンが投影されている間に、前記パターン画像とテク
    スチャ画像とを同時に撮像可能であることを特徴とする
    ３次元画像検出装置。
  2. 【請求項２】 前記３次元画像検出装置が単一の撮像光
    学系からなり、その光路が前記第１の光路と前記第２の
    光路とに分割されることを特徴とする請求項１に記載の
    ３次元画像検出装置。
  3. 【請求項３】 前記第１の撮像部と前記第２の撮像部が
    一つの撮像素子からなることを特徴とする請求項２に記
    載の３次元画像検出装置。
  4. 【請求項４】 前記パターン画像の画像中心に対する第
    １の主光線と前記テクスチャ画像の画像中心に対する第
    ２の主光線とが、前記被写体において交わるように調整
    するための光学系調整手段を備えることを特徴とする請
    求項２に記載の３次元画像検出装置。
  5. 【請求項５】 前記第１の主光線と前記第２の主光線と
    が前記撮像光学系の光軸を含む所定の平面に対し対称で
    あることを特徴とする請求項４に記載の３次元画像検出
    装置。
  6. 【請求項６】 前記投影光の光束の中心線が前記第２の
    主光線に一致するように前記パターン投影手段が配置さ
    れることを特徴とする請求項５に記載のステレオ画像撮
    像装置。
  7. 【請求項７】 前記撮像光学系の光路が、前記光軸に対
    してそれぞれ所定の角度傾けて配置された第１の固定ミ
    ラー及び第２の固定ミラーにより前記第１及び第２の光
    路に分割されるとともに、前記第１及び第２の固定ミラ
    ーの各々に対面する位置に第１及び第２の回動ミラーが
    配置され、前記第１及び第２の回動ミラーの各々が所定
    の軸の回りに回動されることにより前記第１及び第２の
    主光線が前記被写体において交わるように調整されるこ
    とを特徴とする請求項６に記載の３次元画像検出装置。
  8. 【請求項８】 前記第２の固定ミラーが、前記第１の波
    長領域の光を透過し前記第２の波長領域の光を反射する
    ダイクロイックミラーからなり、前記パターン投影光が
    前記第２の固定ミラーを透過して照射され、前記中心線
    が前記第２の固定ミラーにより屈曲される前記第２の主
    光線に一致されることを特徴とする請求項７に記載の３
    次元画像検出装置。
  9. 【請求項９】 前記第１の波長領域が不可視光の波長領
    域であり、前記第２の波長領域が可視光の波長領域であ
    ることを特徴とする請求項１に記載の３次元画像検出装
    置。
  10. 【請求項１０】 前記第１の波長領域が赤外波長領域で
    あることを特徴とする請求項９に記載の３次元画像検出
    装置。
  11. 【請求項１１】 カメラとこれに装着されるパターン投
    影用アダプタとからなりパターン投影法を用いて被写体
    の３次元形状を検出する３次元画像検出装置であって、 前記カメラが、第１の波長領域の光による映像をパター
    ン画像として撮像する第１の撮像部と、前記第１の波長
    領域とは異なる第２の波長領域の光による映像をテクス
    チャ画像として撮像する第２の撮像部とを有する撮像素
    子を備え、前記パターン投影用アダプタが、前記カメラ
    における第１の撮像部で受光される光の光路上に設けら
    れ前記第２の波長領域の光を選択的にカットする第１の
    光学素子と、前記第２の撮像部で受光される光の光路上
    に設けられ前記第１の波長領域の光を選択的にカットす
    る第２の光学素子と、前記第１の波長領域の投影光によ
    り前記被写体に所定のパターンを投影するパターン投影
    手段とを備え、 前記パターン投影手段により前記被写体に前記所定のパ
    ターンが投影されている間に、前記パターン画像とテク
    スチャ画像とを同時に撮像可能であることを特徴とする
    ３次元画像検出装置。
  12. 【請求項１２】 請求項１１に記載された３次元画像検
    出装置において用いられるパターン投影用アダプタ。
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